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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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1. BEREICH DER
ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine (Lese-)Vorrichtung für eine Gebißabbildung.
Spezieller betrifft sie eine (Lese-) Vorrichtung für eine Gebißabbildung,
zum direkten Aufnehmen eines Bildes des Oberkiefergebisses und des
Unterkiefergebisses vom Inneren des Mundes aus, um ein Gesamtbild des
Gebisses zu erhalten.
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2. BESCHREIBUNG DES STANDES
DER TECHNIK
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Üblicherweise
wird die Röntgenbildtechnik weit
verbreitet verwendet als unverzichtbares Werkzeug, um ein Bild bei
der dentalmedizinischen Behandlung zu erhalten. In vergangenen Jahren
jedoch wurden Digitalkameras und kleine CCD Kameras mittlerweile
verwendet, zum Zwecke einer Erläuterung für einen
Patienten.
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Beispielsweise
wurde in der japanischen Gebrauchsmusteranmeldungs-Veröffentlichung
Nr. Hei 6-28859 eine Bildaufnahmevorrichtung vorgeschlagen, die
einen Handhalter, und einen Bildsensor hat, sowie optische Fasern
aufweist, die ringförmig
um den Bildsensor angeordnet sind.
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In
der japanischen Patentoffenlegungs-Veröffentlichung Nr. Hei 9-140664
wurde eine dentale Überwachungskamera
für im
Mund vorgeschlagen, die einen Lichtleiter und einen CCD Sensor hat,
der an einem distalen Kopf eines Handstücks vorgesehen ist.
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Da
jedoch die obigen Vorrichtungen lediglich teilweise ein Bild der
zu behandelnden Zähne
aufnehmen und das Bild des Gesamtgebisses nicht aufgenommen werden
kann, ist ein Behandlung erfordernder Abschnitt und die Beziehung
zwischen dem die Behandlung erfordernden Abschnitt und dem normalen
bzw. gesunden Abschnitt nicht erkennbar.
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Um
ein Bild des gesamten Gebisses zu erhalten, wurden ein "process and device
for measuring the dimensions of a space, in particular a buccal cavity", offenbart in der
internationalen Patentveröffentlichung
Nr. WO 91/13586 und ein "dentition image
reading apparatus",
offenbart in der japanischen Gebrauchsmusterregistrierung Nr. 3056089, bekannt.
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In
der früheren "measuring method
of in-mouth space and an apparatus for implementing the method", wird ein Lichtstrahl
von einer Lichtquelle auf einen Zahn im Mund gestrahlt, und zwar über eine
Ablenkvorrichtung und das reflektierende Licht von dem Zahn wird
durch die Ablenkvorrichtung auf eine bildaufnehmende Vorrichtung
transmittiert bzw. übertragen.
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Die
letztere "dentition
image reading apparatus" hat
einen Bildsensor und eine Lichtquelle in einem transparenten Behälter aufgenommen,
der in den Mund eingeführt
ist und das Gebißbild
ist erhältlich,
während
der Bildsensor und die Lichtquelle innerhalb des transparenten Behälters bewegt
werden.
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Jedoch
erfordert die frühere
Methode zum Erhalten des Gesamtbildes des Gebisses, das "measuring method
of in-mouth space and an apparatus for implementing the method" eine Ablenkvorrichtung
komplizierten Aufbaus und es ist schwierig, deren Herstellkosten
zu reduzieren.
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Da
die letztere "dentition
image reading apparatus" des
weiteren den Bildsensor und die Lichtquelle innerhalb des in den
Mund eingeführten,
transparenten Behälters
aufnimmt, ist die Größe des transparenten
Behälters
vergrößert und
es ist daher schwierig, ihn für
ein Kind zu verwenden.
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Die
US 3,382,781 offenbart eine
Dentalkamera, um ein Foto von den Kauflächen der Zähne nehmen zu können. Die
Kamera weist ein Periskop auf, das teilweise in den Mund eingeführt ist
und das Licht, das an den Zähnen
gestreut wurde, auf einen fotografischen Film lenkt. Die Anordnung
erfordert ein komplexes System an Spiegeln oder Prismen mit Linsen,
um den Film genau zu belichten. Die beleuchtenden Lichtquellen müssen derart
positioniert sein, daß sie
durch das Periskop verlaufendes Licht nicht blockieren, was zu einer
schlechten Ausleuchtung des Gebisses führt.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Ein
Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine (Lese-) Vorrichtung
für eine
Gebißabbildung bzw.
ein Gebißbild
vorzusehen, bei der die Größe und Kosten
hierfür
reduziert werden können
und mit der das Gesamtbild des Gebisses mit hoher Genauigkeit gelesen
werden kann. Um obiges Ziel zu erreichen, weist die (Lese-)Vorrichtung
für eine
Gebißabbildung
gemäß der vorliegenden
Erfindung die folgende Anordnung auf:
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Eine
(Lese-)Vorrichtung für
eine Gebißabbildung
gemäß der Erfindung
weist auf:
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Einen
Einsatz für
in den bzw. im Mund, der in einen Mund mit einem Oberkiefergebiß und einem Unterkiefergebiß einzuführen ist;
und Bildaufnahmeoptiken, wobei der Einsatz im Mund einen lichttransmittierenden
Abschnitt an seinen Vorder- und/oder Rückseiten hat und einen in seinem
Inneren vorgesehenen hohlen Abschnitt, wobei die Bildaufnahmeoptiken
haben: eine Lichtquelle, die in den hohlen Abschnitt in dem Einsatz
im Mund eingesetzt ist, um Licht auf das Gebiß durch den lichttransmittierenden Abschnitt
zu strahlen; einen reflektierenden Spiegel zum Reflektieren des
Lichts von dem Gebiß in
Richtung nach außerhalb
des Einsatzes im Mund; einen Scanner zum Bewegen der Lichtquelle
und des reflektierenden Spiegels entlang der Tiefenrichtung des hohlen
Abschnitts des Einsatzes im Mund; und ein optisches System zur Bildaufnahme,
zum Empfang des von dem reflektierenden Spiegel reflektierten Lichtes,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Lichtquelle Licht direkt auf das Gebiß strahlt.
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Gemäß obiger
Anordnung ist nach dem Einführen
bzw. Einsetzen des Einsatzes für
den Mund in den Mund, die Lichtquelle und der reflektierende Spiegel
an einer vorbestimmten Stelle in dem hohlen Abschnitt des Einsatzes
im Mund durch den Scanner positioniert, wo das Licht von der Lichtquelle
das Gebiß durch
den lichttransmittierenden Abschnitt erreicht, um durch das Gebiß reflektiert
zu werden und folglich erreicht es das optische System für die Bildaufnahme
durch den reflektierenden Spiegel. Mit anderen Worten, werden die
Gebißabbildungsdaten
der Linie bzw. Zeile, wo die Lichtquelle und der reflektierende
Spiegel angeordnet sind, wiedergegeben. Als nächstes werden die Lichtquelle
und der reflektierende Spiegel durch den Scanner nach einer Bewegung um
eine vorbestimmte Distanz gestoppt, wobei die Gebißbilddaten
an der Stelle wiedererlangt werden. Auf gleiche Weise werden die
Lichtquelle und der reflektierende Spiegel über eine vorbestimmte Distanz bewegt
und die Gebißbilddaten
an entsprechenden Stellen wiedererlangt, die kombiniert werden,
um ein Gesamtbild des Gebisses zu erhalten.
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Demgemäß kann die äußere Gestalt,
Gleichmäßigkeit,
Farbe und Abmessung des Zahnes vereinfacht werden, was ermöglicht,
eine Behandlung festzulegen, das Wachstum bei einem Kind aufzuzeichnen,
zu bestimmen, ob orthodontische Maßnahmen erforderlich sind oder
nicht und zu bestimmen, ob eine orthodontische Verdrahtung in einer
quantitativen Menge erforderlich ist oder nicht und des weiteren
wird ermöglicht,
effizient Gebißabbilder über Massenaufnahmen
zu sammeln.
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Da
insbesondere lediglich die Lichtquelle und der reflektierende Spiegel
in dem hohlen Abschnitt des Einsatzes im Mund, der in den Mund eingeführt werden
soll, aufgenommen sind, kann deren Größe verglichen mit einer herkömmlichen
Anordnung, die einen transparenten Behälter zur Aufnahme des Bildsensors
und der Lichtquelle hat, reduziert werden. Da des weiteren das Bild
erhalten wird durch Empfang des von dem reflektierenden Spiegel
reflektierten Lichtes durch das optische System zur Bildaufnahme,
können
die Herstellkosten, verglichen mit der herkömmlichen Vorrichtung zur Bildaufnahme, die
eine Ablenkvorrichtung hat, reduziert werden.
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Die
Lesevorrichtung für
das Gebißbild
gemäß dem obigen
Aspekt der vorliegenden Erfindung kann vorzugsweise einen Neigungswinkeleinsteller haben,
zum Einstellen eines Neigungswinkels des reflektierenden Spiegels.
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Wenn
der Neigungswinkel des reflektierenden Spiegels relativ zu einer
senkrechten Richtung 45° beträgt, gelangt üblicherweise
das von rechts unterhalb des Oberkiefergebisses oder rechts oberhalb des
Unterkiefergebisses reflektierte Licht in das optische System für die Bildaufnahme,
wobei die von rechts unterhalb oder rechts oberhalb des Gebisses gefertigten
Bilder synthetisiert werden.
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Da
der Neigungswinkeleinsteller zur Einstellung des Neigungswinkels
des reflektierenden Spiegels vorgesehen ist, kann gemäß obiger
Anordnung das schräg
betrachtete, perspektivische Gebißbild erzielt werden. Daher
kann selbst bei einem Gebiß komplizierter
Struktur ein Bild aus der leichtesten Betrachtungsrichtung erzielt
werden.
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Bei
der vorliegenden Erfindung kann das optische System zur Bildaufnahme
vorzugsweise aufweisen:
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- einen Bildsensor; eine Linse zur Ausbildung eines Bildes
des durch den reflektierenden Spiegel reflektierten Lichts auf einer
Licht empfangenden Oberfläche
des Bildsensors; und
- einen Lichtschirm bzw. eine -blende, der zwischen der Linse
und dem reflektierenden Spiegel vorgesehen ist, um das Licht von
der Lichtquelle daran zu hindern, direkt in den Bildsensor einzutreten.
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Da
das optische System zur Bildaufnahme den Bildsensor hat, sowie die
Linse zum Fokussieren des durch den reflektierenden Spiegel reflektierten Lichtes
auf die Licht empfangende Oberfläche
des Bildsensors und der Lichtschirm zwischen der Linse und dem reflektierenden
Spiegel angeordnet ist, kann gemäß obiger
Anordnung das direkt von der Lichtquelle in den Lichtsensor eintretende
Licht aufs äußerste entfernt
werden, wodurch ein lebendigeres Bild erhältlich ist.
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Bei
der vorliegenden Erfindung kann der Scanner vorzugsweise aufweisen:
einen scannenden bzw. Scannerunterbau, welcher die Lichtquelle und
den reflektierenden Spiegel an einem seiner distalen Enden trägt und der
das optische System zur Bildaufnahme an einem seiner Basisenden
trägt; eine
Führung,
zur beweglichen Führung
des scannenden Unterbaus entlang einer Tiefenrichtung des hohlen
Abschnitts des Einsatzes im Mund; und eine Antriebseinheit zur Bewegung
des Scanner- bzw. scannenden bzw. Scannerunterbaus für jede vorbestimmte
Distanz bzw. jeden vorbestimmten Pitch.
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Da
der scannende Unterbau, der die Lichtquelle und den reflektierenden
Spiegel an einem seiner distalen Enden hat und das optische System
zur Bildaufnahme an einem seiner Basisenden hat, beweglich entlang
der Tiefenrichtung des hohlen Abschnitts des Einsatzes im Mund geführt ist
und durch die Antriebseinheit um eine vorbestimmte Distanz bzw.
einen vorbestimmten Pitch bewegt wird, kann die Gebißabbildung
im Mund für
jede vorbestimmte Distanz genau erhalten werden.
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Bei
der vorliegenden Erfindung kann der Einsatz im Mund vorzugsweise
den lichttransmittierenden Abschnitt jeweils an seiner Vorder- und
Rückseite
haben und die Optiken zur Bildaufnahme können vorzugsweise aufweisen:
eine Lichtquelle, die in dem hohlen Abschnitt in dem Einsatz im
Mund eingesetzt ist, zur Abstrahlung von Licht auf das Oberkiefergebiß und das
Unterkiefergebiß durch
die lichttransmittierenden Abschnitte; ein Paar an reflektierenden Spiegeln
zum Reflektieren des Lichtes von dem Oberkiefergebiß und dem
Unterkiefergebiß in
Richtung nach außerhalb
des Einsatzes im Mund; einen Scanner zum Bewegen der Lichtquelle
und des Paares an reflektierenden Spiegeln entlang der Tiefenrichtung
des hohlen Abschnitts des Einsatzes im Mund; und ein optisches System
zur Bildnahme, zum Empfang des von dem Paar an reflektierenden Spiegeln
reflektierten Lichts.
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Da
die lichttransmittierenden Abschnitte jeweils an der Vorder- und
der Rückseite
des Einsatzes im Mund vorgesehen sind und bzgl. der Optiken zur Bildaufnahme
die Lichtquelle in den hohlen Abschnitt in den Einsatz im Mund eingesetzt
ist, um Licht auf das Oberkiefergebiß und das Unterkiefergebiß durch die
lichttransmittierenden Abschnitte zu strahlen, sowie ein Paar reflektierende
Spiegel zum Reflektieren des Lichts von dem Oberkiefergebiß und dem
Unterkiefergebiß in
Richtung nach außerhalb
des Einsatzes im Mund, können
gemäß obigem
Aufbau das Unterkiefergebiß und
das Oberkiefergebiß gleichzeitig durch
einen einzigen Scanvorgang aufgenommen werden. Da die positionsmäßige Beziehung
zwischen dem Oberkiefergebiß und
dem Unterkiefergebiß genau
erhalten werden kann, kann des weiteren die positionsmäßige Beziehung
zwischen der oberen und der unteren Beißfläche genau erfaßt werden.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist eine äußere perspektivische
Ansicht in Darstellung eines ersten
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3 ist eine perspektivische
Ansicht in Darstellung eines Inneren einer Vorrichtung nach dem oben
erwähnten
Ausführungsbeispiel
zur Gebißbildaufnahme;
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4 ist eine Zeichnung in
Darstellung eines optischen Systems des zuvor erwähnten Ausführungsbeispiels
zur Bildaufnahme;
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5 ist eine Darstellung eines
Steuerblocks des zuvor erwähnten
Ausführungsbeispiels;
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6 ist eine Darstellung des
Abbildes des Gebisses, aufgenommen durch das zuvor erwähnte Ausführungsbeispiel;
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7 ist eine Zeichnung in
Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels
der vorliegenden Erfindung;
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8 ist eine Zeichnung in
Darstellung eines dritten Ausführungsbeispiels
der vorliegenden Erfindung; und
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9 ist eine Zeichnung in
Darstellung eines vierten Ausführungsbeispiels
der vorliegenden Erfindung.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
DES/DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIEL(S)(E)
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Bevorzugte
Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung werden unten beschrieben unter Bezugnahme
auf die beigefügten
Zeichnungen. Tatsächlich
werden die gleichen Bezugszeichen denselben Komponenten zugeordnet,
um deren Erläuterung
zu vermeiden oder zu vereinfachen.
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(Erstes Ausführungsbeispiel)
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Ein
erstes Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung ist in den 1–6 gezeigt. Wie in 1 gezeigt, umfaßt die Lesevorrichtung 1 für eine Gebißabbildung
bzw. ein Gebißbild
des vorliegenden Ausführungsbeispiels
eine Vorrichtung 2 zur Gebißbildaufnahme und eine Energiequelle 4,
die über
ein Verbindungskabel 3 mit der Vorrichtung 2 zur
Gebißbildaufnahme
verbunden ist. Ein Personalcomputer (nicht gezeigt), der eine unten
beschriebene Bildverarbeitungseinheit bildet, ist mit der Energiequelle 4 über ein
USB-Kabel 5 verbunden.
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Die
Vorrichtung 2 zur Gebißbildaufnahme umfaßt einen
Einsatz 11 im Mund bzw. für in den Mund, der in einen
Mund eingesetzt ist, der ein Oberkiefergebiß und ein unteres Unterkiefergebiß hat, sowie
weiters eine Optik 21 zur Bild(auf)nahme.
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Wie
in 2 gezeigt, hat der
Einsatz 11 für in
den Mund eine Breite und Dicke, so daß er in dem Mund einsetzbar
ist und umfaßt
ein rechteckiges Einsatzrohr 13 mit einem hohlen Abschnitt 12 darin
und einen Saum 14, der integral ist mit dem Basisende des
Einsatzrohres 13 und an den Optiken 21 für die Bildaufnahme
befestigt ist. Ein lichttransmittierender Abschnitt 15 ist
an der Vorder- und/oder Rückseite des
Einsatzrohres 13 ausgebildet, hier an der Oberseite. Der
lichttransmittierende Abschnitt 15 wird ausgebildet durch
Anbringen eines lichtdurchlässigen Materials,
wie beispielsweise Glas, an der oberen Oberfläche des Einsatzrohres 13.
Nebenbei ist das Einsatzrohr 13 in einer Form mit einer
abgerundeten Ecke ausgebildet, um nicht das Innere des Mundes zu
beschädigen,
wenn es darin eingeführt
wird und es ist aus einem Material hergestellt, das kein unangenehmes
Gefühl
hervorruft.
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Wie
in 3 gezeigt, hat die
Bildaufnahmeoptik 21 eine Kaltkathodenröhre 22 als Lichtquelle, die
in den hohlen Abschnitt 12 in den Einsatz 11 im Mund
eingeführt
ist, um einen Lichtstrahl auf das Gebiß zu strahlen durch den lichttransmittierenden
Abschnitt 15, einen reflektierenden Spiegel 23,
zum Reflektieren des Lichtstrahls von dem Gebiß in Richtung nach außerhalb
des Einsatzes 11 für
in den Mund, einen Scanner 31, zum Bewegen der Kaltkathodenröhre 22 und
des reflektierenden Spiegels 23 entlang der Tiefenrichtung
des hohlen Abschnitts 12 in dem Einsatz 11 für in dem
Mund und ein optisches System 41 zur Bildaufnahme, zum
Empfang von durch den reflektierenden Spiegel 23 reflektiertes
Licht.
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Der
Scanner 31 hat einen scannenden Unterbau 32, der
an seinem distalen Ende die Kaltkathodenröhre 22 und den reflektierenden
Spiegel 23 hat und der des weiteren an einem seiner Basisenden
das optische System 41 zur Bildaufnahme hat, eine Führung 33 zur
beweglichen Führung
des scannenden Unterbaus 32 entlang der Tiefenrichtung
des hohlen Abschnitts 12 in dem Einsatz 11 im
Mund und eine Antriebseinheit 37, zur Bewegung des scannenden
Unterbaus 32 um eine vorbestimmte Distanz bzw. einen vorbestimmten
Pitch.
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Die
Führung 33 ist
zusammengesetzt aus einem Paar an linearen Schienen 34,
die parallel entlang der Tiefenrichtung des hohlen Abschnitts 12 in dem
Einsatz 11 im Mund vorgesehen sind, sowie einem Schlitten 36,
der beweglich an den entsprechenden Schienen 34 vorgesehen
ist und über
ein Verbindungselement 35 mit dem scannenden Unterbau 32 verbunden
ist.
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Die
Antriebseinheit 37 weist ein Paar an Rollen 38 auf,
die drehbar an vorderen und hinteren Stellen in Bewegungsrichtung
des scannenden Unterbaus 32 getragen sind, einen Antriebsrie men 39,
der um das Paar an Rollen 38 gewunden ist, wobei ein Teil
von ihm mit dem scannenden Unterbau 32 verbunden ist, sowie
einen Impulsmotor 40 als Antriebsquelle zum Drehen einer
der Rollen 38.
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Wie
in 4 gezeigt, umfaßt das optische System 41 zur
Bildaufnahme einen Spiegel 42 zum Reflektieren des durch
den reflektierenden Spiegel 23 reflektierten Lichtes in
Richtung schräg
vorwärts nach
oben, einen Spiegel 43 zum Reflektieren des durch den Spiegel 42 reflektierten
Lichtes direkt nach unten, einen Spiegel 44 zum rückwärts reflektieren des
von dem Spiegel 43 reflektierten Lichtes und eine Linse 45 zum
Fokussieren des von dem Spiegel 44 reflektierten Lichtes
auf eine Lichtempfangsfläche
eines Farb-CCDs 46 als Bildsensor. Die Spiegel 42, 43 und 44 werden
von einem Paar an Spiegelhaltern 47 gehalten, die sich
vertikal von beiden Seiten des scannenden Unterbaus 32 erstrecken.
Die Linse 45 und der Farb-CCD 46 sind in einem
rohrförmigen
Linsenhalter 48 aufgenommen. Ein Lichtschirm 49,
der verhindert, daß Licht
von der Kaltkathodenröhre 22 direkt
auf den Farb-CCD 46 trifft, ist an der oberen Oberfläche des
Linsenhalters 48 vorgesehen. Nebendem wird ein Farblinien-
bzw. -zeilenbildsensor als Farb-CCD 46 verwendet.
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5 zeigt einen Steuerblock
des vorliegenden Ausführungsbeispiels.
In der Figur ist eine Linie bzw. Zeile an Bilddaten durch den Farb-CCD 46 erhältlich,
die in ein digitales Signal umgewandelt und einer CPU 62 eingegeben
wird.
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Die
Kaltkathoden(Strahl)röhre 22 wird
durch einen Invertierschaltkreis 52 getrieben und ein darin fließender elektrischer
Strom bzw. eine daran angelegte elektrische Spannung wird durch
einen Beleuchtungsintensitätsbefehl
von der CPU 62 eingestellt.
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Der
Impulsmotor 40 führt über einen
Antriebsschaltkreis 53 in Übereinstimmung mit einem Befehl
der CPU 62 um einen Schritt zu. Die Bewegung des scannenden
Unterbaus 32 ist beispielsweise eingestellt auf 0,03 mm/Schritt.
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Ein
Photokoppler 54 wird dazu verwendet, den Ursprung des scannenden
Unterbaus 32 zu erfassen, der über einen Eingabeschalter 55 als
Ursprungssignal der CPU 62 eingegeben wird. Die Energiequelle 4 liefert
die für
den Invertierschaltkreis 52 und den Antriebsschaltkreis 53 notwendige
Energie. Die Bildverarbeitungseinheit 61 umfaßt die CPU 62, einen
Speicher 63, eine Anzeige bzw. ein Display 64, eine
Eingabevorrichtung 65 und einen Drucker 66, der
in einem Personal-Computer (nicht gezeigt) angeordnet ist. Der Speicher 63 besteht
aus einem internen Memory oder einem externen Speicher (beispielsweise
Floppydisc und MO). Ein CRT und eine Flüssigkeitskristallanzeige werden
als Display 64 verwendet. Die Eingabevorrichtung 65 besteht
aus einem Meßauslöseknopf,
einem Meßlöschknopf,
einem Ursprungsrückführknopf
und einem Beleuchtungsknopf, wie auch einer Tastatur und einer Maus.
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Als
nächstes
wird unten ein Verwendungsververfahren für das vorliegende Ausführungsbeispiel
beschrieben.
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Wenn
ihm anfänglich
befohlen wird, zu seinem Ursprung zurückzukehren, so wird der scannende
Unterbau 32 durch den Pulsmotor 40 bei einer Abbildungseinleitungsposition
(die zurückgezogenste Position
des scannenden Unterbaus 32=die Ursprungsposition), positioniert.
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Wird
als nächstes
mit der Messung begonnen, so wird der Impulsmotor 40 um
einen Schritt angetrieben und nachdem er angehalten wurde, werden
Einlinienfarbbilddaten von einem Farb CCD ausgegeben, die in dem
Speicher 63 über
die Bildempfangsschaltung 51 und die CPU 62 gespeichert
werden. Darauffolgend wird der Impulsmotor 40 wieder um
einen Schritt angetrieben und andere Einlinienfarbbilddaten werden
von dem Farb CCD 46 ausgegeben, die auf einem anderen Bereich
des Speichers 63 über
die Bildempfangsschaltung 51 und die CPU 62 gespeichert
werden. Wird der Vorgang aufeinanderfolgend wiederholt und erreicht
der scannende Unterbau 32 eine Abbildungsbeendigungsposition (die
vorstehendste Position des scannenden Unterbaus 32), so
ist der Abbildungsvorgang beendet und der scannende Unterbau 32 kehrt
zu seinem Ursprung zurück.
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Die
Farbbilddaten entsprechender Linien bzw. Zeilen, werden mit einem
Bild des gesamten Gebisses kombiniert und das Resultat wird entweder auf
dem Display 64 dargestellt oder über den Drucker 66 ausgedruckt.
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Wie
beispielsweise in 6 gezeigt,
wird das Bild des Gesamtgebisses dargestellt oder ausgedruckt. Obgleich
sowohl das Oberkiefergebiß,
wie auch das Unterkiefergebiß in
der Fig. dargestellt ist, kann üblicherweise
nur eines der Bilder durch ein(maliges) Abscannen erhalten werden.
Nachdem das Bild des oberen Gebisses durch das erste Scannen erhalten
wurde, kann demgemäß das zweite Scannen
mit umgekehrter Vorrichtung 2 zur Gebißbildaufnahme durchgeführt werden,
um dabei das Bild des Unterkiefergebisses zu erhalten.
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Nebendem
wird das Bild in dem anderen Bereich des Speichers 63 oder
in dem externen Speicher je nach Erfordernis, gespeichert. Alternativ
können
die Daten über
eine Drahtleitung oder über
drahtlose Verbindungsleitungen an dem anderen Analysierer übertragen
werden.
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Da
das Bild des Gesamtgebisses, das von rechts unterhalb des Gebisses
oder rechts oberhalb des Gebisses genommen wurde, mit hoher Auflösung ausgelesen
werden kann, kann gemäß dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel
eine genaue Abmessung des Zahnes oder zwischen den Zähnen gemessen
werden. Da das Bild mit einer Auflösung von 1200 dpi aufgenommen
wurde, entspricht nebendem ein Pixel des Bildes 0, 02 mm in puncto
Abmessung. Da die Abmessung mit hoher Auflösung gemessen werden kann,
können
beispielsweise künstliche
Zähne mit
genauester Abmessung hergestellt werden. Da in dem hohlen Abschnitt 12 des
Einsatzes 11 im Mund, der in den Mund eingeführt ist,
lediglich die Kaltkathodenstrahlröhre 22 als Lichtquelle
und der reflektierende Spiegel 23 vorgesehen sind, kann
die Größe des Gerätes reduziert
werden im Vergleich zu einer herkömmlichen Anordnung mit einem
transparenten Behälter,
in dem ein Bildsensor und eine Lichtquelle aufgenommen sind. Da
das von dem reflektierenden Spiegel 23 reflektierte Licht
zum Erhalt eines Bildes durch das optische System 41 für die Bildaufnahme
empfangen wird, können
des weiteren die Herstellkosten im Vergleich zu einer Vorrichtung
zur Bildaufnahme mit einer Ablenkvorrichtung, reduziert werden.
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Da
das optische System 41 zur Bildaufnahme den Farb-CCD 40 und
die Linse 45 zum Fokussieren des durch den reflektierenden
Spiegel 23 reflektierten Lichtes auf die Lichtempfangsfläche des Farb-CCDs 40 aufweist
und der Lichtschirm 49 zwischen der Linse 45 und
dem reflektierenden Spiegel 23 angeordnet ist, kann das
direkt in den Farb CCD 40 von der Kaltkathodenstrahlröhre 22 eintretende Licht
aufs äußerste verringert
werden, wodurch ein lebendigeres Gebißbild erzielbar ist.
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Da
der scannende Unterbau 32, der an einem seiner distalen
Ende die Kaltkathodenstrahlröhre 22 und
den reflektierenden Spiegel 23 hat und an einem seiner
Basisenden das optische System 41 für die Bildaufnahme, beweglich
in der Tiefenrichtung des hohlen Abschnitts 12 des Einsatzes 11 im
Mund bewegbar ist und um eine vorbestimmte Distanz bzw. einen Pitch
durch die Antriebseinheit 37 bewegt wird, kann das Gebißbild für die vorbestimmte
Distanz bzw. den Pitch genau in dem Mund erhalten werden.
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(Zweites Ausführungsbeispiel)
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7 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel. Die
Gebißbildlesevorrichtung
gemäß dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel
hat eine geringere Lichtweglänge
als das erste Ausführungsbeispiel,
in dem die Brennweite der Linse 45 verkürzt wurde, wodurch auf die
Spiegel 42, 43 und 44 verzichtet wird.
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Des
weiteren unterscheidet sich das vorliegende Ausführungsbeispiel von dem ersten
Ausführungsbeispiel
darin, daß die
beiden lichtschirmenden Platten 49A und 49B so
angeordnet sind, daß sie
den Lichtweg zwischen dem reflektierenden Spiegel 23 und
der Linse 45 sandwichtartig einschließen.
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(Drittes Ausführungsbeispiel)
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8 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel. Die
Gebißbildlesevorrichtung
des vorliegenden Ausführungsbeispiels
unterscheidet sich von dem zweiten Ausführungsbeispiel insofern, als
ein Neigungswinkeleinsteller 71 zum Einstellen des Neigungswinkels
des reflektierenden Spiegels 23 hinzugefügt ist.
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Der
Neigungswinkeleinsteller 71 besteht aus einer Blattfeder 72,
die geschnitten ist und sich von dem scannenden Unterbau 23 erhebt
und an der der reflektierende Spiegel 43 befestigt ist,
sowie einem Neigungseinsteller 73, der auf die Blattfeder 72 zu und
von dieser weg bewegbar ist, und der zwischen dem reflektierenden
Spiegel 23 und dem scannenden Unterbau 32 vorgesehen
ist.
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Wenn
der Neigungseinsteller 73 auf die Blattfeder 72 zu
und von dieser weg bewegt wird, so wird gemäß obiger Anordnung die Blattfeder 72 in Übereinstimmung
mit ihrer Position gebogen und ändert
dadurch den Neigungswinkel des reflektierenden Spiegels 23.
Obgleich das Licht, das rechts unterhalb oder unmittelbar oberhalb
des Gebisses reflektiert wird, in den Farb-CCD 46 durch
den reflektierenden Spiegel 23 bei der herkömmlichen
Anordnung gelangt, kann dann das von dem anderen Winkel reflektierte
Licht in den Farb CCD 46 durch den reflektierenden Spiegel 23 eintreten,
so daß ein
perspektivisches Gebißbild,
bei dem das Gebiß unter
einem schrägen
Winkel betrachtet wird, erhalten werden kann. Demgemäß kann selbst
von einem komplexen Gebiß ein
Bild aus der geeignetsten Richtung (Winkel) gemacht werden.
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Bei
der Gebißbildlesevorrichtung
des vorliegenden Ausführungsbeispiels
können
die Farbbilddaten von rechts unterhalb des Gebisses (oder rechts
oberhalb des Gebisses) für
jede einzelne Linie bzw. Zeile erhalten werden, über die Bildaufnahmeanfangsposition
des scannenden Unterbaus 32 zu der Bildaufnahmeendposition,
wie in dem ersten Ausführungsbeispiel
und darauffolgend können
die Farbbilddaten für
jede einzelne Linie bzw. Zeile erhalten werden durch Neigen des
reflektierenden Spiegels 23 aus der Bildaufnahmeendposition
in die Bildaufnahmeanfangsposition. Demgemäß kann das Gesamtgebißbild von
rechts unterhalb des Gebisses erhalten werden durch Scannen von
der Vorderseite in Richtung der Tiefenseite des Mundes und des weiteren
kann ein perspektivisches Gebißbild
erhalten werden durch Rück-Scannen
von der Tiefenseite in Richtung der Vorderseite des Mundes.
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Obgleich
die Position bzw. Stellung des Neigungseinstellers 73 manuell
in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
eingestellt wird, kann die Position von außen her eingestellt werden
unter Verwendung der anderen Steuerung wie beispielsweise eines
Solenoids. Obgleich der reflektierende Spiegel 23 rückwärts geneigt
ist, kann des weiteren der reflektierende Spiegel 23 vorwärtsgeneigt
sein.
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(Viertes Ausführungsbeispiel)
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9 zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel. Die
Gebißbildlesevorrichtung
des vorliegenden Ausführungsbeispiels
ist derart angeordnet, daß das
Bild des Oberkiefergebisses und des Unterkiefergebisses durch einen
einzigen Scanvorgang gleichzeitig aufgenommen werden können.
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Insbesondere
sind lichttransmittierende Abschnitte 15 an den Ober- und
Unterseiten ausgebildet, d.h., oberen und unteren Oberflächen des
Einsatzes 11 im Mund und eine Ausnehmung 32A ist
an dem scannenden Unterbau 32 ausgebildet und verläuft über den
gesamten Scanbereich. Das optische System 41 zur Bildaufnahme
weist ein Paar an reflektierenden Spiegeln 23a, 23b auf,
mit denen das Licht von dem Oberkiefergebiß und dem Unterkiefergebiß von dem
Einsatz 11 im Mund in Richtung nach außen hin reflektiert wird.
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Der
Farb-CCD ist kein Farblinien bzw.- -zeilensensor, sondern eine zweidimensionale
Farb CCD-Matrix, mit der gleichzeitig ein Bild der beiden Reflektionslichter
bzw. -strahlen genommen werden kann, wobei zwei Linien -bzw. Zeilendaten
einer speziellen Linie bzw. Zeile für das Oberkiefergebiß und das
Unterkiefergebiß verwendet
werden.
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Gemäß dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel
kann das Bild des Oberkiefergebisses und des Unterkiefergebisses
gleichzeitig durch einen einzigen Scanvorgang genommen werden und
die positionsmäßige Beziehung
des Oberkiefergebisses zu dem Unterkiefergebiß kann genau erhalten werden, so
das die positionsmäßige Beziehung
zwischen der oberen und unteren Kaufläche genau aufnehmbar ist.
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Obgleich
drei Lichtschirme bzw. -blenden 49A, 49B und 49C in
dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
Verwendung finden, kann auf den zwischenliegenden Lichtschirm 49B verzichtet
werden, wenn zwei Reflektionslichter nahe beieinander sind.
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(Andere Ausführungsbeispiele)
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Nebendem
sind folgende Modifikationen und Anwendungen der vorliegenden Erfindung
möglich, wie
auch die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele.
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Obgleich
der Lichtschirm dazu vorgesehen ist, um das Ausleuchtlicht von der
Kaltkathodenstrahlröhre 22 daran
zu hindern, direkt in den Farb CCD 46 in den entsprechenden
Ausführungsbeispielen
zu gelangen, kann beispielsweise der Lichtschirm an der Vorder-
und Rückseite
(rechte und linke Seiten in 4, 7 und 9) der Kaltkathodenstrahlröhre 22 vorgesehen
sein, um das von dem reflektierenden Spiegel 23 reflektierte
Licht zu verhindern oder anderes erzeugtes Streulicht.
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Der
Impulsmotor 40 wird dazu verwendet, um den scannenden Unterbau 32 anzutreiben
und der Antreib des Impulsmotors 40 und die Bildaufnahme
durch den Farb CCD 46 werden alternativ in den obigen Ausführungsbeispielen
durchgeführt.
Es kann jedoch der scannende Unterbau 32 fortwährend aus der
Bildaufnahmeposition in die Bildaufnahmebeendigungsposition unter
Verwendung eines Motors anderen Typs (beispielsweise Gleichstrommotor)
bewegt werden, bei dem ein zeilenskaliertes Ausgangssignal aufgezeichnet
wird, um das Ausgangssignal des Farb-CCDs 46 zu erhalten, das zusammengesetzt
ist aus dem des Zeilenbildsensors über einen vorbestimmten Abstand
(0,02 mm).
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Zu
diesem Zeitpunkt können
Scalierungen vom absoluten Typ verwendet werden als Zeilen- bzw.
Linearscalierung, um auf den Ursprungsschalter verzichten zu können.
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Die
Bildaufnahmeanfangsposition und die Bildaufnahmeendposition kann
derart angeordnet werden, daß die
Bildaufnahmeanfangsposition an einer Stelle für den scannenden Unterbau 32 angeordnet
ist, bei der er am meisten vorsteht (die tiefste Stelle im Mund)
und die Bildaufnahmeendstellung kann dort sein, wo der scannende
Unterbau 32 am meisten zurückgezogen ist.
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Die
Lichtquelle ist nicht auf die Kaltkathodenröhre 22 beschränkt, sondern
kann ein LED beispielsweise mit weißer Farbe oder eine Halogenlampe
sein. In dieser Anordnung kann eine Dimmerschaltung verwendet werden
anstelle des Invertierkreises, wodurch der Aufbau der Schaltung
vereinfacht wird. Es kann nicht nur ein USB-Kabel, sondern auch
ein SCSI Interface und GPIB Interface zwischen dem Personalcomputer
und der Energiequelle 4 Verwendung finden und jegliches
Interface- bzw.
Schnittstellenkabel kann zum Zwecke geeigneter Verbindung mit dem
Personalcomputer verwendet werden.