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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein System und ein Verfahren zur
Farbabstimmung, insbesondere, jedoch nicht ausschließlich, zur
Verwendung bei der Farbabstimmung von Gegenständen wie beispielsweise Zähnen.
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Hintergrund der Erfindung
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Es
ist aus dem Stand der Technik bekannt, eine Vielzahl von Objekten
hinsichtlich der Farbe einfach mit dem Auge abzustimmen und die
Farbe mit einem Referenz-Farb-Führer zu
vergleichen. Der Farbführer
wird üblicherweise
in Nachbarschaft zu dem Test-Objekt für einen direkten Vergleich
gehalten. Dies ist eine rein subjektive Bewertung und kann zu einer
Farb-Fehlabstimmung führen,
da die Beurteilung einer Person von derjenigen einer anderen abweichen
kann. Darüber
hinaus ist die Wahrnehmung von Farbe von einer Zahl von Faktoren
abhängig,
wie beispielsweise den Hintergrund-Beleuchtungsbedingungen und der Textur
des Gegenstands selbst. Ein Gegenstand mit einer körnigen Oberfläche kann
dann, wenn er in einer Richtung angeschaut wird, Schatten auf seine
Oberfläche
werfen und damit die Gesamtfarbe des Gegenstandes verfälschen.
Alternativ dazu kann ein glatter, glänzender Gegenstand Licht von
seiner Oberfläche
reflektieren, was zu hellen Punkten ähnlich zu Farbverfälschungen
führt.
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Bei
der Instandsetzung oder dem Ersatz von einem Zahn oder von einem
Satz von Zähnen
ist es wichtig, akkurat die korrekte Zahnfarbe zu wählen, mit
dem Ziel, nicht nur den benachbarten Zahn in Farbe und Form abzustimmen,
sondern den gesamten Satz von Zähnen
hinsichtlich einer umfassenden Farbharmonie und eines Oberflächen-Kontur-Profils abzustimmen.
Jedoch ist es schwierig, kritisch stark reflektierende Oberflächen einzuschätzen, wie
beispielsweise den Schmelz von Zähnen.
Es ist aus dem Stand der Technik bekannt, die Farbe von Zähnen zu
quantifizieren durch manuelles Vergleichen der natürlichen
Zähne eines
Patienten mit einem Satz von „Farbnuancen-Führern". Diese Führer umfassen typischerweise
eine Reihe von im Wesentlichen flachen Gegenständen in Form von Plastik-Zähnen, die
auf einer Platte in aufsteigender Reihe von Farbtönen montiert
sind. Der erste Schritt in dem Farb-Bestimmungsprozess erfolgt subjektiv durch
den Zahnarzt oder Zahntechniker, indem man den Farbnuancen- Führer in die Nähe der eigenen
natürlichen
Zähne des
Patienten hält
und versucht, die beste Abstimmung zu finden. Dies kann problematisch
sein, da eine Zahnfarbe nicht nur durch die Farbe des Umgebungslichts
bzw. dessen Intensität
bei der Operation beeinflusst wird, d. h. fluoreszierendes oder
natürliches
Licht, sondern auch durch die in der Umgebung zu findende Farbe
der eigenen Kleidung des Patienten oder das Make-up bzw. die Gesichtsfarbe.
Darüber
hinaus ist dieser Schritt abhängig
von der Sehschärfe
und Erfahrung des Zahnarztes oder Zahntechnikers.
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Sobald
der Zahnarzt oder Zahntechniker seine Wahl der besten Farbabstimmung
von dem Farbnuancen-Führer
gemacht hat, ist der nächste
Schritt im Prozess, die Information an den Techniker eines Dental-Labors
weiterzuleiten, der dann die Zahn-Prothese herstellt, typischerweise
aus einem Satz von vorgefärbten
Komponenten. Die Information, die dieser/diese erhält, ist,
dass die Zahnprothese, die benötigt
wird, eine Mischung aus zwei der Farbtöne auf dem Führer ist.
In diesem Schritt des Gesamtprozesses gibt es eine Abhängigkeit
von noch einer weiteren subjektiven Farb-Abschätzung durch den Techniker des
Dentallabors, wenn er passende Verhältnisse der vorgefärbten Komponenten
in einem speziellen Rezept mischt. Sobald das fertige Produkt hergestellt wird,
wird dieses dann an den Zahnarzt zurückgeschickt, damit dieser es
in den Mund eines Patienten einpasst. Erst nachdem die Zahn-Prothese
hergestellt wurde, wird es offenbar, ob die Farbabstimmung akkurat
durch den Zahnarzt oder Zahntechniker bewertet wurde und anschließend das
Produkt von dem Techniker des Zahnlabors akkurat hergestellt wurde. Es
wird erkennbar, dass dieser Prozess häufig zu nicht akzeptablen Graden
der Farb-Fehlabstimmung führt,
sodass eine zweite oder zum Ersatz bestimmte Zahn-Prothese hergestellt
werden muss, und dies bei erheblichen Kosten und mit Schwierigkeiten
für den
Patienten, professionellen Zahnarzt und Zahnprothesen-Hersteller.
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Verfahren,
mit denen versucht wurde, einen menschlichen Irrtum zu minimieren,
wenn man eine Zahnfarbe bewertet, schließen ein:
- – Ein Beleuchten
des Mundes des Patienten in gesteuerter Weise und ein Vergleichen
der natürlichen
Zähne mit
einem Referenz-Farbnuancen-Führer-Set, das
unter ähnlichen
Bedingungen beleuchtet wird. Das Problem bei diesem Verfahren ist,
dass es nicht vollständig
Schwankungen der Umgebungslicht-Bedingungen
eliminiert.
- – Ein
Photographieren des Mundes des Patienten mit einem Referenz-Farbnuancen-Führer im
Rahmen. Das Problem bei diesem Verfahren ist, dass die Anlage raumgreifend
sein kann und dass die Farbe in der Photographie durch das Verfahren des
Entwickelns und Herstellens der Photographie verfälscht sein
kann und/oder falsch wiedergegeben werden kann. Darüber hinaus
ruft der Blitz von der Kamera hohe Grade der Reflektion von der
Zahnoberfläche
hervor.
- – Aufnehmen
des Mundes des Patienten mit einer Video-Aufnahme mit einem Referenz-Farbnuancen-Führer im
Rahmen. Das Problem bei diesem Verfahren ist, dass die Ausrüstung raumgreifend sein
kann und dass die Farbe in dem Video nicht akkurat sein kann. Darüber hinaus
sind die Videokameras intra-orale Einrichtungen, und es müssen so
sorgfältige
Hygiene-Verfahrensweisen beachtet werden, was zeitraubend sein kann
und sogar nicht vollständig
effektiv sein kann.
- – Manuelles
Bemalen und Einfärben/Färben des Eindrucks
eines Künstlers
von einem Zahn. Das Problem damit ist, dass es teuer, zeitraubend
sein kann und nicht unabhängig
von Umgebungsbeleuchtungs-Bedingungen ist.
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Keines
der Verfahren des Standes der Technik ist in der Lage, ein exaktes
Farbbild eines natürlichen
Zahnes zu erfassen. Dies ist zum Teil auf die inhärenten Eigenschaften
der Zähne
selbst zurückzuführen. Natürliche Zähne sind
gebogen, nicht einheitlich glatt, und die Farbverteilung des Zahns
ist nicht gleichmäßig oder
nicht gleichmäßig verteilt über den gesamten
Zahn. Natürliche
Zähne sind
an ihrer Oberfläche
durchscheinend, und die Transparenz von Dentin und Zahnschmelz sind
schwierig zu korrigieren, wenn man die Farbe eines Zahns wiedergibt. Zähne sind
lichtreflektierend, was zu hellen Punkten und hellen Linien führt. Alle
diese Faktoren tragen zu der Schwierigkeit beim akkuraten Erfassen
eines Farbbildes eines Zahns bei.
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Ein
Problem, das von keinem der Verfahren des Standes der Technik aufgegriffen
wird, ist die subjektive Farbeinschätzung, die der Techniker des Dentallabors
zu machen hat, wenn ihm ein Rezept oder Bild zum Arbeiten daran
gegeben wird, um die Dental-Prothese
zu bauen. Einige Verfahren haben Verbesserungen beim Standardisieren
der Einschätzung
der Farbe des Zahns eines Patienten im ersten Fall gebracht, jedoch
bleiben Probleme mit menschlichem Irrtum beim Bauen und bei der
Farbabstimmung der Prothese mit einem Rezept.
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Ein
Verfahren zum Erfassen eines akkuraten Farbbildes, das nicht-invasiv
ist, und ein Bauen einer Prothese gemäß dieser Farbe würden unmittelbare Vorteile über den
Stand der Technik anbieten.
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Ein
interaktives Dental-Restaurations-Netzwerk ist aus dem Dokument
WO 00/25,696 bekannt.
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Angabe der Erfindung
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In
ihrem breitesten Aspekt stellt die vorliegende Erfindung ein System
und ein Verfahren zur Farbabstimmung und/oder Farbidentifikation
eines Gegenstands durch Erfassen eines Farbbildes und dessen Weitergabe,
Verarbeitung, Anzeige und Bearbeitung bereit.
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Gemäß einem
ersten Aspekt der Erfindung wird bereitgestellt ein System zur Farbabstimmung oder
Identifizierung von Farbkomponenten eines Zahns, umfassend
- (i) eine Digitalkamera mit kreuz-polarisierter
Filtration zum Aufnehmen eines gefärbten Bildes des Zahns (1);
- (ii) Mittel (2) zum direkten Weiterleiten des gefärbten Bilds
an eine Stelle, die entfernt von dem Ort ist, an dem das Bild des
Zahns aufgenommen wurde;
- (iii) Mittel (2) zum Analysieren von Farbwerten des Bildes;
und
- (iv) Mittel (4) zum Umwandeln der Farbwerte in Parameter,
aus denen die Originalfarbe des Zahns wieder hergestellt werden
kann, oder in Parameter und Vergleichen der Farbwerte mit einem
Bezugswert, dadurch gekennzeichnet, dass das System weiter einen
einzelnen Grau-Referenz-Farb-Indikator umfasst, der in großer Nähe zu dem
Zahn angeordnet ist, so dass das aufgenommene Bild die Referenz-Grau-Farbe
enthält, worin
das Grau Cool Grey C Pantone Nr. 8 ist.
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Die
Kamera ist mit einer kreuz-polarisierten Filtration versehen. Typischerweise
wird dies erreicht durch ein Paar von kreuz-polarisierten Filtern.
Vorzugsweise sind die Filter grau und liefern so eine minimale Verschiebung
der Farbtemperatur, während sie
gleichzeitig eine gute Transmission bereitstellen. Der Effekt der
kreuz-polarisierten Photographie ist, Reflektionen und Glanz zu
steuern und Blendung auszuschalten.
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Vorzugsweise
ist die Kamera auf eine spezielle Brennweite vor-eingestellt und/oder
vor-programmiert. Beispielsweise kann die Brennweite 25 ± 2 cm
sein. Es ist erwünscht,
zu versuchen, irgendwelche Abweichungen der Brennweite zu reduzieren und
so Fehler zu minimieren, die aufgrund von Schwankungen in der Ausleuchtung
oder einer nicht einheitlichen Ausleuchtung auftreten können.
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Vorzugsweise
schließt
das System weiter eine Kamera-Gehäuse-Anordnung zum Tragen der Kamera
ein.
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Vorzugsweise
ist die Kamera-Gehäuse-Einrichtung
mit einer Lichtquelle zum Beleuchten des Objekts versehen. Typischerweise
wird Licht einer medizinischen Qualität der Anordnung über ein
optisches Faserkabel zugeleitet. Die Lichtquelle umfasst beispielsweise
eine Mehrzahl von Lichtpunkten, die in einem Ring angeordnet sind.
Es wird erkannt, dass ein optisches Faserkabel geteilt/gesplittet
werden kann und so einzelne Lichtpunkte bzw. Lichtspots erzeugt.
Eine typische Lichtquelle umfasst 12 Lichtspots, die in einem Ring
angeordnet sind, die sich auf beispielsweise 25 ± 2 cm von dem Gegenstand
fokussieren, der bildmäßig aufgenommen
werden soll. Jedoch wird eine so kleine Zahl wie 4 Lichtspots und
bis zu 24 Lichtspots üblicherweise
bereitgestellt. Die Lichtspots wirken in der Weise, dass sie ein
quantifizierbares Lichtfeld liefern, und in dem Zusammenhang ist
es nicht beabsichtigt, dass ihre Zahl den Umfang der Anmeldung beschränkt.
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Vorzugsweise
umfasst die Kamera-Gehäuse-Anordnung
weiter ein Teleskop-Element, um zu verhindern, dass zufällig einfallendes
Licht in den „Schuss-Bereich" eintritt.
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Vorzugsweise
umfasst das Teleskop-Element ein Rohr. Vorzugsweise umfasst das
Rohr zwei unabhängig
ausdehnbare Längen,
die entlang ihrer Längsachsen
miteinander verbunden sind. In einer Ausführungsform umfassen die miteinander
verbundenen Längen
längliche
Rohr-Hälften
(d. h. gedanklich gebildet durch Teilen des Rohrs in Längsrichtung entlang
seinem Durchmesser), deren Längskanten gleitend
im Eingriff miteinander stehen und die so eingestellt werden können, dass
das Rohr bei Gebrauch und dann, wenn es auseinander gezogen ist, dazu
gebracht werden kann, in etwa zur Form von gebogenen Gegenständen zu
passen und sich an diese anzulehnen, indem
man eine Hälfte
des Rohrs mehr auszieht als die andere Hälfte. Diese Anordnung ist von
besonderem Vorteil, wenn man Bilder von Zähnen eines Patienten aufnimmt,
die nicht in zentraler Position im Mund liegen. Beim Gebrauch wird
das Rohr vor dem Aufnehmen des Bildes auseinander gezogen und kann
wieder eingezogen werden, wenn es nicht in Gebrauch ist.
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Vorzugsweise
umfasst die Kamera-Gehäuse-Anordnung
weiter eine Einrichtung zum Abschätzen der Entfernung zwischen
der Kamera und dem aufzunehmenden Gegenstand. In einer Ausführungsform
umfasst die Einrichtung zur Abschätzung der Entfernung eine Fadenkreuz-Anordnung,
wobei das Fadenkreuz vorzugsweise zueinander senkrecht angeordnet
ist, beispielsweise horizontal und vertikal, was dann, wenn es korrekt
ausgerichtet ist, einem Benutzer anzeigt, dass die korrekte Entfernung zwischen
der Kameralinse und dem Gegenstand erreicht wurde. Alternativ dazu
kann ein Paar aus rechts und links angeordneten Lichtstrahlen oder
Laser verwendet werden, so dass dann, wenn sich der rechte und der
linke Strahl an einem gemeinsamen Punkt treffen, der Benutzer weiß, dass
die korrekte Entfernung erreicht wurde.
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Es
wird erkannt, dass das System gemäß der vorliegenden Erfindung
vorteilhafterweise eine quantifizierbare und steuerbare Lichtquelle
bereitstellt, zusätzlich
zu einer quantifizierbaren und steuerbaren Entfernung von der Kamera
zum Gegenstand und vorbestimmte Kameraeinstellungen, so dass akkurate
und reproduzierbare Bilder eines Gegenstandes erhalten werden können.
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Vorzugsweise
schließt
das System weiter einen Referenz-Farb-Indikator ein, der in großer Nähe zu dem
Gegenstand oder verbunden mit dem Blickfeld der Kamera angeordnet
ist, so dass das aufgenommene Bild eine Referenzfarbe enthält.
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Die
Referenzfarbe ist grau, und noch mehr bevorzugt ist das grau cool
grey C Pantone Nr. 8. Der Referenz-Indikator kann die Form von im
Wesentlichen einem U- oder L-förmigen Block
annehmen, und in einer alternativen Ausführungsform kann der Referenz-Indikator
in Form eines Blattes oder eines Papiers vorliegen. In dieser besonderen
Ausführungsform
wird der Referenz-Indikator als Papier mit einer klebenden Seite
vorgesehen, so dass es an den im Wesentlichen in U- oder L-Form
vorliegenden Blöcken
befestigt werden kann. Es wird in Betracht gezogen, dass das Referenz-Indikator-Papier
in Rollenform geliefert wird, so dass die Außenschicht darunterliegende
Schichten schützt
und in der Weise wirkt, dass sie die Farbe erhält, indem sie sie vor Licht
und/oder mechanischer Beschädigung
schützt. Der
Referenz-Indikator kann auch markiert sein, so dass das Bild des
Gegenstandes leicht identifiziert oder mit einem Querverweise versehen
werden kann.
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Vorzugsweise
ist die Einrichtung zum Weiterleiten des aufgenommenen Bildes an
einen Ort, der entfernt von dem Ort ist, an dem das Bild aufgenommen
wurde, eine elektronische Kommunikationseinrichtung wie beispielsweise
das Internet oder eine zugewiesene Telefonleitung, oder sie kann
ein Datenträger
sein, wie beispielsweise eine Datenspeicherscheibe oder eine CD-ROM
oder dergleichen.
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Vorzugsweise
werden in dem Beispiel der Weiterleitung von Bilddaten über das
Internet die Daten verschlüsselt,
so dass sie während
der Zeit, während
sie im öffentlichen
Bereich oder „auf
Sendung" sind, in
einer Form vorliegen, zu der die Öffentlichkeit keinen Zutritt
haben kann. Es wird erkannt, dass manche Informationen, insbesondere
solche, die sich auf medizinische und/oder zahnmedizinische Aufzeichnungen
beziehen, vertrauliche Informationen zwischen einem Patienten und
einem im Gesundheitsbereich arbeitenden professionellen Fachmann
sind.
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Vorzugsweise
ist die Einrichtung zum Analysieren der Farbwerte ein Computer-Software-Programm,
das in der Lage ist, das kreuz-polarisierte Licht des ursprünglichen
Gegenstandes in eine Vielzahl von einzelnen Farbbildern umzuwandeln.
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Der
Zahn wird in verschiedene Bereiche von ähnlichem Farbwert unterteilt,
von denen jedem ein einzigartiger heller Farbwert zugewiesen wird,
so dass sie für
das Auge besser unterscheidbar gemacht werden. Die Analyse schreitet
weiter fort, indem sowohl der mittlere als auch der am meisten dominante
Farbwert in jedem Bereich bestimmt werden. Die Farbwerte werden
wiedergegeben als Werte der Intensität von roten, grünen und
blauen Komponenten des jeweiligen Wertes.
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Vorzugsweise
werden die Farbwerte des aufgenommenen Bildes der ursprünglichen
Objektfarbe wiedergegeben durch Intensitäten von roten, blauen und grünen Farbkomponenten.
Damit werden drei Farbkomponenten (für rot, blau und grün) von den
Bestandteilen der Farbwerte des Originalbildes erzeugt.
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Das
Software-Programm ist vorzugsweise auch in der Lage, die einzelnen
Farbbilder in Parameter umzuwandeln, von denen die Originalfarbe des
Gegenstandes wieder hergestellt werden kann. Das Programm enthält vorzugsweise
eine Datenbank von vorbestimmten Farbeigenschaften.
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Bei
Gebrauch ermöglicht
es das System einem Benutzer, eine Photographie eines Gegenstandes
aufzunehmen, beispielsweise eines Stücks eines gerfärbten Textils,
und Informationen in Bezug auf die Photographie an einen Ort weiterzuleiten,
der entfernt von dem Ort ist, an dem das Textil tatsächlich ist,
beispielsweise einer Farbfabrik. Ein Bearbeiter in der Farbfabrik
initiiert das Software-Programm zum Analysieren der Farbwerte, woraus
ein Rezept erzeugt werden kann, so dass eine Kopie der Farbe des
Textils aus verschiedenen Anteilen von verschiedenen Farbstoffen
hergestellt werden kann.
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Vorzugsweise
ist das System ein System zur Farbabstimmung eines natürlichen
Zahns oder eines Satzes von Zähnen,
so dass eine Dentalprothese so konstruiert werden kann, dass sie
an den natürlichen Zahn
eines Patienten angepasst ist.
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Eine
Bezugnahme auf eine Dentalprothese in der vorliegenden Beschreibung
beabsichtigt, Kronen, Zahnersatz, Zahnaufsätze und jedes beliebige andere
Dentalprodukt einzuschließen,
von dem beabsichtigt ist, dass es einen Teil eines Satzes von Zähnen eines
Patienten ersetzt oder diesen bildet.
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In
dieser Ausführungsform
der Erfindung stellt das System eine Einrichtung zum Aufnehmen eines
Bildes eines natürlichen
Zahns, eine Einrichtung zum Weiterleiten des Bildes des Zahns an
ein Dentallabor, eine Einrichtung zum Analysieren von Farbwerten
des Bildes des Zahns und eine Einrichtung zum Umwandeln der Farbwerte
des Zahns in Parameter bereit, aus denen eine Dentalprothesen-Farbe
hergestellt werden kann, die mit den Farbeigenschaften des natürlichen
Zahns des Patienten abgestimmt ist.
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Die
Datenbank von vorbestimmten Farbeigenschaften enthält allgemein
weniger separate Eigenschaften, als sie innerhalb des die echte
Farbe wiedergebenden Digitalbildes vorhanden sind. In einer besonders
bevorzugten Anwendung der vorliegenden Erfindung, die zur Erzeugung
von Dentalprothesen aus Keramikmaterialien oder dergleichen mit bekannten
Farben vorgesehen ist, um gut zu den Farben eines natürlichen
Zahns eines Patienten zu passen, enthält die Datenbank die Farbeigenschaften
eines Bereiches von erhältlichen
Keramikmaterialien oder dergleichen. Die Datenbank kann einige Un tersätze von
Keramikfarben entsprechend den Bereichen von Farben enthalten, die
von verschiedenen Herstellern von Keramikmaterialien angeboten werden.
Derzeit bieten die meisten Hersteller von Keramikmaterialien zur
Verwendung in Dentalprothesen einen oder mehrere separate Bereich(e)
von etwa 16 fast unmerklich verschiedenen Farbtönen an. Bisher wurden Dentalprothesen
unter Verwendung eines einzigen Farbtons oder einer einzigen Farbe
eines Keramikmaterials hergestellt, das subjektiv dahingehend beurteilt
wurde, dass es die engste Übereinstimmung
mit einem existierenden Zahn oder mit existierenden Zähnen eines
Patienten ergab. Jedoch ist es im Rahmen der vorliegenden Erfindung
möglich,
Farbton-Variationen innerhalb eines einzigen Zahns zu bestimmen
und diese Farbton-Variationen in einer Prothese nachzubilden, indem
man die engste Abstimmung aus einem vorbestimmten Bereich von Keramikmaterial-Farben für einzelne
Bereiche des Zahns wählte
und dann eine Prothese derart aufbaute, dass man auf eine Basis-Prothese
verschiedene Farbtöne
von Keramikmaterialien aufmalte oder in anderer Weise aufbrachte
und so in breiter Weise die Farb-Variationen in dem natürlichen
Zahn abstimmte. Dies ist ein signifikanter Vorteil gegenüber dem
Stand der Technik.
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Das
System gemäß der vorliegenden
Erfindung ist von besonderem Vorteil dahingehend, dass eine kreuz-polarisierte
Filtration die Blendung von der hochgradig reflektierenden Oberfläche eines feuchten,
mit Schmelz versehenen Zahns ausschaltet oder wenigstens wesentlich
reduziert. Auf diese Weise kann ein akkurates gefärbtes Bild
eines Zahns in situ erhalten werden. Ein weiterer Vorteil des Systems
besteht in dem Vermögen
des Computer-Programms, Farbwerte von dem Bild des Originalzahns herabzubrechen
und zu analysieren und Farbeigenschaften bereitzustellen, von denen
die Originalfarbe hergestellt werden kann. Dieses Merkmal unterstützt vorteilhafter
Weise den Techniker eines Dentallabors darin, akkurat eine Dentalprothese
mit einem exakten Rezept aufzubauen. Ein noch weiterer Vorteil des Systems
ist, dass es menschliche Irrtümer
beim subjektiven Farbabstimmen reduziert.
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Es
versteht sich, dass das System gemäß der vorliegenden Erfindung
verwendet werden kann, um ein gefärbtes Bild von – beispielsweise
und ohne Beschränkung – einem Edelmetall
wie beispielsweise Gold aufzunehmen und dieses mit einer Standardreferenz
für die
Farbe einer speziellen Reinheit zu vergleichen. Das System kann
auch verwendet werden, um die individuellen charakteristischen Farbwerte
von Edelsteinen wie beispielsweise Diamanten aufzuzeichnen. Das
vorliegende System kann in vorteilhafter Weise verwendet werden,
um eine Übertragung
von Informationen über
charakteristische Farben zu erleichtern und Referenzdaten zu schaffen.
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Eine
noch weitere Verwendung des Farbidentifikations-Systems liegt in
der Sicherheits-Industrie
und in der Druckindustrie, wo Farbkomponenten von Banknoten/Anleihepapieren/Wertpapieren
authentifiziert werden können,
zusätzlich
zu photographischen Identifizierungskarten oder dergleichen.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung wird bereitgestellt ein Verfahren
zur Farbabstimmung oder Identifizierung von Farbparametern eines
Zahns, das die folgenden Schritte umfasst:
- (i)
Aufnehmen eines Farbbildes des Zahns mit einem in großer Nähe zu dem
Zahn platzierten einzelnen Grau-Referenz-Farb-Indikator, worin das Grau
Cool Grey C Pantone Nr. 8 ist;
- (ii) Weiterleiten des aufgenommenen Bildes an eine Stelle, die
entfernt von dem Ort ist, an dem das Bild aufgenommen wurde;
- (iii) Analysieren von Farbwerten aus dem aufgenommenen Bild;
und
- (iv) Umwandeln der Farbwerte von dem aufgenommenen Bild in Parameter,
von denen die Originalfarbe des Zahns wieder hergestellt werden kann,
oder in Parameter, um diese mit einem Referenz-Satz zu vergleichen
und/oder individuelle charakteristische Farbwerte aufzuzeichnen.
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Vorzugsweise
schließt
das Verfahren weiter den Schritt eines Beleuchtens des Zahns mit
einer Quelle von bekanntem Licht in einer speziellen Distanz von
diesem ein. Beispielsweise könnte
dies geschehen durch herkömmliche
Beleuchtungsmittel oder durch ein optisches Faserkabel, das in geeigneter
Weise in Bezug auf den Zahn angeordnet wird. Auf diesem Weg kann
eine Beleuchtung des Zahns standardisiert werden, und Schwankungen,
die von sich unterscheidenden Lichtquellen auftreten könnten, die
in unterschiedlichen Entfernungen von dem Gegenstand angeordnet
sind, können
reduziert werden.
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Vorzugsweise
schließt
das Verfahren weiter den Schritt einer Reduzierung/eines Vorbeugens
ein, dass einfallendes Nebenlicht in das Schussfeld eintritt. Dies
kann dadurch erreicht werden, dass man ein Teleskoprohr auseinander
zieht, das zwei Enden aufweist, so dass sich ein Ende des Rohrs
an die Oberfläche
des bildmäßig abzubildenden
Gegenstandes anlehnt.
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Das
Verfahren schließt
den Schritt des Einschließens
eines Referenzfarb-Indikators in das aufgezeichnete Bild ein. Typischerweise
ist die Referenz-Indikatorfarbe grau und ist typischerweise Cool Grey
C Pantone Nr. 8 und hat damit bekannte Rot-, Grün- und Blauwerte. Auf diese
Weise lokalisiert dann, wenn die Farben des aufgenommenen Bildes analysiert
werden, das Softwareprogramm den Referenzfarb-Indikator in dem aufgenommenen
Bild und korrigiert die Rot-, Grün-
und Blauwerte des gesamten aufgenommenen Bildes relativ zu dem Referenzfarb-Indikator.
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Vorzugsweise
umfasst das Verfahren weiter den Schritt, die Farbwerte zurück an die
Stelle zu leiten, wo das Originalbild aufgenommen wurde, so dass
ein Vergleich zwischen der Farbe des Originalgegenstandes und derjenigen
des hergestellten Farbbildes durchgeführt werden kann. Dieser Schritt trägt dazu
bei, zu bestimmen, dass das korrekte Farbrezept erreicht wurde.
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Vorzugsweise
schließt
eine visuelle Anzeigeeinrichtung (visual display unit; VDU), die
an der Stelle bereitgestellt wird, wo das Bild aufgenommen wurde
und/oder wohin das aufgenommene Bild zur Analyse weitergeleitet
wurde, Software zum Korrigieren der Referenzfarbwerte rot, grün und blau
auf der VDU ein, so dass das angezeigte Bild auf der VDU in Bezug
auf die Referenzfarbe farb-korrigiert ist.
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Vorzugsweise
umfasst das Verfahren weiter den Schritt, das erzeugte Farbrezept
an einen Speicher zu übergeben
oder in einer zentralen Datenbank zu speichern.
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Vorzugsweise
dient das Verfahren, wie es oben beschrieben wurde, zur Farbabstimmung
eines natürlichen
Zahns oder eines Satzes von Zähnen
mit einer Zahnprothese bzw. Dentalprothese.
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Das
Verfahren gemäß der vorliegenden
Erfindung ist von besonderem Vorteil dahingehend, dass es bei seiner
Anwendung eine nicht-invasive, von einem Innenkontakt freie Verfahrensweise
zum Erhalt von Dentalinformation von einem Patienten bietet.
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Durch
Eliminieren der Notwendigkeit, eine Kamera innerhalb des Mundes
des Patienten anzuordnen, bietet das vorliegende Verfahren ein hygienischeres
Verfahren als die Verfahrensweisen des Standes der Technik, die
Gebrauch von intra-oralen Kameras und direktem Kontakt mit dem Mund
eines Patienten machen.
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Vorzugsweise
wird dann, wenn man das Bild von dem natürlichen Zahn/den natürlichen
Zähnen eines
Patienten in situ aufnimmt, die Kamera in einer vorbestimmten Entfernung
von einem Skelett-Referenzpunkt auf dem Schädel eines Patienten angeordnet.
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Vorzugsweise
wird die Kamera im Bereich von 15 bis 25 cm vom Skelett-Referenzpunkt positioniert.
Die Position der Kamera von dem Patienten kann dadurch überwacht
werden, dass man – wie oben
beschrieben – ein
zueinander senkrechtes, z. B. horizontales und vertikales, Fadenkreuz
ausrichtet oder kann überwacht
werden durch einen gemeinsamen Punkt, wenn sich rechte und linke
Lichtstrahlen/Laser überschneiden.
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Vorzugsweise
ist der Skelett-Referenzpunkt angeordnet am Nasenrücken eines
Patienten oder an seiner/ihrer Kinnspitze, wobei die Spitze gebildet wird
am Verbindungspunkt von Unterkiefer und unterem Satz von Zähnen.
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Dementsprechend
umfasst in der vorliegenden Anmeldung das Verfahren die Schritte
des Aufnehmens eines Farbbildes eines natürlichen Zahns, des Weiterleitens
des aufgenommenen Bildes an ein Dentallabor, wo ein Computer-Programm
initiiert wird, um die Farbwerte des Bildes des Zahns zu analysieren
und einen Satz von Werten der Intensität von roten, grünen und
blauen Komponenten des Bildes zu erzeugen. Ein Digitalbild oder
Konturbild kann dann als Führung
durch – beispielsweise – einen Techniker
eines Dentallabors verwendet werden, um ihn bei der Herstellung
einer Dentalprothese durch Auswahl der Keramikfarbtöne zu unterstützen, die Falsch-Farben-Wiedergaben
entsprechen, und dann diese auf eine Basis-Prothese in Übereinstimmung mit
der Konturmappe des dritten Digitalbildes farbmäßig aufzutragen. Der Techniker
des Dentallabors wandelt die Farbwerte des Bildes des Zahns in ein Rezept
um, von dem die Originalzahnfarbe als Dentalprothese hergestellt
werden kann. Der Dentaltechniker kann dann die Dentalprothese mit
dem Originalbild vergleichen, bevor er den fertigen Gegenstand an
den Zahnarzt zum Einpassen in den Mund eines Patienten freigibt.
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Es
wird verstanden, dass das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung
auch verwendet werden kann zum Überwachen
der Farbverschlechterung über
die Zeit von – beispielsweise – Textilien oder
Gemälden
durch Vergleichen der Farbwerte miteinander über die Zeit. Zusätzlich kann
das Verfahren verwendet werden zum Überwachen von Farbstandards
während
Industrie-Prozessen wie beispielsweise bei der Fahrzeug- und/oder Textilherstellung.
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Gemäß einem
noch weiteren Aspekt der Erfindung wird bereitgestellt die Verwendung
des Systems und/oder des Verfahrens, wie sie oben beschrieben wurden,
für die
Farbabstimmung natürlicher
Zähne mit
einer Zahnprothese bzw. Dentalprothese.
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Es
wird verstanden, dass das System auch verwendet werden kann zum
Aufnehmen von Bildern eines Teils eines Körpers und zum Weiterleiten
dieser Information an einen professionellen Gesundheitsvorsorger,
der von dem Patienten entfernt sich befindet, so dass eine Diagnose
gemacht werden kann, ohne dass es notwendig ist, dass der Patient physisch
zugegen ist. Es wird in Betracht gezogen, dass das System der vorliegenden Erfindung
auch verwendet werden kann zum Diagnostizieren von dermatologischen
Verletzungen und anderen derartigen Zuständen, wo das physikalische
Aussehen und die Farbe eines Organs ein relevanter Diagnose-Faktor
ist.
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Gemäß einem
noch weiteren Aspekt der Erfindung wird bereitgestellt eine Zahnprothese,
die durch das Verfahren gemäß der Erfindung
hergestellt wurde.
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Gemäß einem
noch weiteren Aspekt der Erfindung wird bereitgestellt ein Verfahren
zur Herstellung einer Dentalprothese unter Verwendung des Systems
gemäß der vorliegenden
Erfindung, das die folgenden Schritte umfasst:
- (i)
Bestimmen von Farbton-Variationen innerhalb eines Zahns;
- (ii) Abgleichen der Farbton-Variationen in einer Prothese durch
Auswählen
einer engsten Abstimmung aus einem vorbestimmten Bereich von Farben
von Keramik-Materialien
für einzelne
Bereiche des Zahns; und
- (iii) Bauen einer Prothese durch Färben oder anderweitiges Aufbringen
verschiedener Farbtöne von
Keramik-Materialien auf eine Basis-Prothese unter Abstimmung der
Farb-Variationen
in dem Zahn.
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Kurze Beschreibung der Figuren
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Die
Erfindung wird nun nur beispielhaft und mit Bezugnahme auf die folgenden
Figuren beschrieben, worin
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1 ein
schematisches Fließdiagramm des
Verfahrens der Farbabstimmung gemäß der vorliegenden Erfindung
wiedergibt;
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2 ein
schematisches Fließdiagramm
einer Ausführungsform
des Verfahrens gemäß der Erfindung
wiedergibt;
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3 eine
Farbanalyse eines Zahns unter Verwendung des Verfahrens gemäß der vorliegenden
Erfindung wiedergibt;
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4 einen
Farbreferenz-Indikator in situ im Mund eines Patienten wiedergibt.
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Detaillierte Beschreibung
der Erfindung
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Mit
Bezug auf 1 wird ein Fließdiagramm der
Schritte des Verfahrens der Farbabstimmung/-identifikation eines
Gegenstands gemäß der vorliegenden
Erfindung gezeigt.
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Der
erste Schritt des Verfahrens ist, ein Bild eines Gegenstandes aufzunehmen,
für den
es erwünscht
ist, eine Farbabstimmung und/oder eine Farbidentifikation durchzuführen. Dies
wird erreicht, indem man zuerst den Gegenstand mit einer geeigneten
Lichtquelle beleuchtet und wenigstens eine Photographie davon mit
einer Digitalkamera aufnimmt, auf die ein kreuz-polarisiertes Filter
aufgesetzt ist. Gegebenenfalls wird ein Farbreferenz-Indikator in
das aufgenommene Bild eingeschlossen (siehe 4). Die
Kamera kann auf eine spezielle Brennweite vorprogrammiert sein und
so angeordnet sein, dass sie um eine ausgewählte Entfernung entfernt von
dem Gegenstand angeordnet ist, um Schwankungen bei den Beleuchtungsbedingungen zu
reduzieren. Der Gegenstand könnte
ein Stück
eines Textils, eine Wandverkleidung, ein Teil eines Bildes, das
eine Restaurierung benötigt
oder bei dem es erforderlich ist, dass die Originalfarbe für die Nachwelt
aufgezeichnet wird, ein Kraftfahrzeug-Karosserieteil oder ein menschliches
Gesicht, für
das ein geeigneter Kosmetik-/Haarfarbton abgestimmt werden kann,
ein Bereich eines menschlichen Körpers,
ein Prüfling
eines Geldstücks,
eine Photographie, ein Edelmetall oder ein Edelstein oder irgendein
anderer Gegenstand sein, für
den es nötig
ist, eine Farbabstimmung/-identifizierung durchzuführen.
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Sobald
die wenigstens eine Photographie aufgenommen wurde, kann Information,
die sich auf das Farbbild bezieht mittels eines elektronischen Kommunikationssystems
oder auf einen Datenträger an
eine Stelle geleitet werden, die entfernt von der Stelle ist, an
der die wenigstens eine Photographie aufgenommen wurde. Wenn diese
Information an der geeigneten Stelle empfangen wurde, initiiert
ein Betreiber ein Computerprogramm, das in der Lage ist, die aufgenommenen
Daten zu interpretieren und die Farbwerte des Originalbildes zu
analysieren, gegebenenfalls in Bezug auf den Farbreferenz-Indikator. Typischerweise
werden die Farbwerte einzelnen hellen Farbschlüsseln zugeordnet, und die Analyse
fährt damit
fort, den mittleren Farbwert und den am meisten dominanten Farbwert
in jedem Bereich zu bestimmen. Die Farbwerte werden wiedergegeben
durch die Intensitäten
in den roten, grünen
und blauen Komponenten des Wertes. Die Intensität von rot, blau und grün wird gewählt, da
diese Farben die Primärfarben
von Licht sind. Jedes Bild wird so analysiert, dass die Intensität und der
relative Anteil jeder Farbe berechnet werden. Von dem Bild werden
Farbintensitätswerte
erzeugt, so dass eine Wiedergabe der Farbe des original gefärbten Objekts
produziert werden kann. Das Computer-Programm ist auch in der Lage, die
Werte der Intensitäten
von rot, grün
und blau in Parameter umzuwandeln, aus denen der Betreiber Farbe,
beispielsweise Farbstoff-Zahlen, kosmetische Farbwerte usw. ermitteln
kann.
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Der
Betreiber kann dann das hergestellte Bild in Nachbarschaft zu den
Daten anschauen, die für
einen direkten Vergleich erhalten wurden. Alternativ dazu kann der
Betreiber die Information bezüglich des
hergestellten Bildes an den Ort des Original-Gegenstandes übermitteln, so dass ein Vergleich
zwischen dem Gegenstand selbst und dem hergestellten Bild durchgeführt werden
kann. Dieser Schritt ermöglicht
eine Qualitätskontrolle.
In dem Fall einer Bereitstellung eines Farbreferenz-Indikators kann
das gesamte Bild auf der VDU/dem Monitor/dem Bildschirm hinsichtlich
der Farbe korrigiert/kalibriert werden.
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Es
wird verstanden, dass das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung
Vorteile über
den Stand der Technik dahingehend bereitstellt, dass es den Grad
der subjektiven menschlichen Abschätzung einer Farbabstimmung/Farbidentifikation
reduziert. Darüber
hinaus kann das Verfahren gemäß der vorliegenden
Erfindung auf verschiedene Industriebereiche angewendet werden und
kann verwendet werden, um die Farbqualitätskontrolle in der Farbenindustrie,
der Farbstoffindustrie, der Fahrzeugindustrie und der Textilindustrie
zu überwachen.
Es wird in Betracht gezogen, dass eine besondere Verwendung, die
eine Verbesserung gegenüber
ständiger Praxis
bietet, in der Farbabstimmung der Farbe eines Originalzahns/von
Originalzähnen
mit einer Dentalprothese liegt.
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Es
wird auf 2 Bezug genommen. Dort ist ein
schematisches Fließdiagramm
des Verfahrens gemäß der vorliegenden
Erfindung gezeigt, wenn es zur Farbabstimmung einer Krone verwendet
wird. In diesem Prozess ist der erste Schritt, den Mund eines Patienten
in einer gesteuerten Weise mit einer bekannten und reproduzierbaren
Lichtquelle zu beleuchten. Der Zahnarzt nimmt dann eine Photographie
des Mundes des Patienten mit einer Digitalkamera auf, die mit einem
kreuz-polarisierten Filter versehen ist, um so ein Bild (1)
herzustellen. Der Zahnarzt stellt typischerweise die Kamera in einer
vorbestimmten Entfernung weg von dem Patienten in Bezug auf einen
Skelett-Referenzpunkt
auf, wie beispielsweise den Nasenrücken und/oder die Kinnspitze
des Patienten. Auf diese Weise können
Schwankungen zwischen Photographien reduziert werden.
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Information,
die die Farbe des Originalzahns des Patienten betrifft, wird von
der Digitalkamera heruntergeladen und über ein elektronisches Kommunikationssystem
wie beispielsweise das Internet oder auf einem elektronischen Datenträgersystem
wie beispielsweise eine Diskette oder einer CD-ROM, an das Dentallabor
gesandt. Da diese Information vertraulich ist, wird die Information
typischerweise für
die Übertragung
verschlüsselt.
Sobald die Information empfangen wurde, werden die Bilddaten dekodiert und
durch das Computer-Programm so verarbeitet, dass eine Reihe von
Intensitäten
(2) der Farben rot, blau und grün entsprechend den Primärfarben
von Licht produziert wird. Das Computer-Programm kann dann das Bild
in Bezug auf einen Farbreferenz-Indikator in Farbwerte (2),
auf dem es aufgebaut ist, kalibrieren, und anschließend in
ein Bild (3), und zur gleichen Zeit analysiert das Programm
die Farbwerte in relative Anteile und Verteilungsmuster und erzeugt so
eine Farbkarte. Die Karte kann dann in Dentallabor-Parameter wie
beispielsweise Porzellanfarben usw. (4) umgewandelt werden,
und das Programm liefert danach ein Rezept (5), aus dem
der Techniker des Dentallabors in der Lage ist, eine Prothese/Krone (6)
zu konstruieren.
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Ein
Bild (7) der Prothese/Krone (6) wird dann einer
Qualitätskontrolle
unterworfen, indem man seine Farbe mit derjenigen des natürlichen
Originalzahns (8) vergleicht. In dem Beispiel, dass es
eine Abweichung in der Abstimmung der Farbe zwischen der neuen Krone
und dem ursprünglichen
Zahn (9) gibt, kann der Dentaltechniker das Rezept (5) ändern und
so die Farbdifferenz kompensieren oder alternativ dazu eine weitere
Originalphotographie erbitten, um von dieser zu arbeiten. Auf diese
Weise kann die Farbe der Krone in vorteilhafter Weise überprüft werden,
bevor sie an den Zahnarzt zum Einpassen in den Mund eines Patienten
freigegeben wird.
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In
dem Fall, dass die Farbe der Krone mit dem natürlichen Originalzahn (10) übereinstimmt, kann
das Rezept in einer zentralen Datenbank (11) aufgezeichnet
werden oder kann in eine Kronenrezept-Bibliothek für eine zukünftige Bezugnahme
eingestellt werden. Anschließend
kann die farbabgestimmte Krone an den Zahnarzt zum Einpassen (12) in
den Mund des Patienten freigegeben werden.
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Es
wird nun auf 3 Bezug genommen. Dort ist eine
Farbanalyse eines Zahns gezeigt, die Gebrauch von dem Verfahren
gemäß der vorliegenden
Erfindung macht. Das Zahnbild (13) wird in einige Bereiche
mit ähnlichem
Farbwert unterteilt, und jedem davon wird ein einzelner hell-farbener
Schlüssel zugeordnet,
was sie besser unterscheidbar für
das Auge macht als in einem Bild (14). Die Analyse fahrt damit
fort, sowohl den mittleren als auch den am meisten dominanten Farbwert
in jedem Bereich zu bestimmen. Die Farbwerte werden wiedergegeben durch
die Intensitäten
roter, grüner
und blauer Komponenten des Werts, so dass eine Farbkarte des Zahns
visualisiert werden kann. Ein Dentaltechniker kann dann das Bild
(14) und die Schlüssel
(15) und (16) dazu nutzen, eine Dentalprothese
zu schaffen, indem er Keramikmaterialien der in dem Schlüssel (15)
gezeigten Farben aufmalt oder in anderer Weise aufbringt, und zwar
auf eine Basis-Prothese (nicht gezeigt) wofür er das Bild (14)
als Führung
für eine klare
Kontur verwendet, wodurch er eine Prothese schafft, die mit dem
Bild (13) abgestimmt ist.
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Wenn
man das Bild eines Zahns erhält,
muss der Patient auch in seinem Mund einen Farbreferenz-Indikator
angeordnet haben (4, Punkt 17). Ein typischer
Farbreferenz-Indikator liegt in Form eines Blocks aus Kunststoffmaterial
vor, im Wesentlichen in Form eines „U" oder „L" im Querschnitt, eine Referenznummer
des Patienten angebracht oder durch Markierung aufgebracht sein
kann. Der Farbreferenz-Indikator ist von geeigneter Größe, damit
er in den Mund des Patienten passt, ohne den aufzunehmenden Zahn
zu verdunkeln, wobei er in dem Bild noch sichtbar ist.
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Das
Verfahren gemäß der vorliegenden
Erfindung liefert Verbesserung gegenüber dem Stand der Technik durch
Reduzieren der Probleme, die mit einer Konstruktion einer Dentalprothese
verbunden sind, und trägt
dazu bei, die Situation zu vermeiden, in der gefunden wird, dass
eine Farb-Fehlabstimmung vorliegt, und dass erst dann, wenn die
Prothese gebaut ist und an den Zahnarzt zurückgeschickt wird. Das vorliegende
Verfahren ermöglicht
eine Qualitätskontrolle
vor der Freigabe der Prothese an den Zahnarzt, und auf diese Weise
wird erwartet, dass das vorliegende Verfahren zeitlich effizient
und von den Kosten her effektiv ist.
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Es
wird auch erkannt, dass die vorliegende Erfindung von Nutzen beim
Diagnostizieren dermatologischer Verletzungen und anderer derartiger
Zustände
ist, bei der das physikalische Aussehen und die Farbe eines Organs
ein relevanter Diagnosefaktor ist. Das System kann verwendet werden
zum Aufnehmen von Bildern eines Teils des Körpers und zum Weiterleiten
dieser Informationen an einen professionellen Gesundheitsversorger,
der entfernt von dem Patienten ist, so dass eine Diagnose ohne die
Notwendigkeit durchgeführt
werden kann, dass der Patient physisch präsent ist.