JP2003185422A - 歯科対象物の光学的計測装置 - Google Patents
歯科対象物の光学的計測装置Info
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- A61C—DENTISTRY; APPARATUS OR METHODS FOR ORAL OR DENTAL HYGIENE
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- A61C9/004—Means or methods for taking digitized impressions
- A61C9/0046—Data acquisition means or methods
- A61C9/0053—Optical means or methods, e.g. scanning the teeth by a laser or light beam
- A61C9/006—Optical means or methods, e.g. scanning the teeth by a laser or light beam projecting one or more stripes or patterns on the teeth
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- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/24—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures
- G01B11/25—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures by projecting a pattern, e.g. one or more lines, moiré fringes on the object
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】歯科医療に関係する人によって容易に操作さ
れ、あらゆる形状の個々の歯科部材を計測することがで
きる光学的三次元計測装置を提供する。 【解決手段】歯科対象物の光学的計測装置において、被
計測対象物を保持し、回転可能に装着された対象物リセ
プタクル（１８）と、被計測対象物上への、組み立てら
れた照明パターンの投射のためのプロジェクター（１
１）と、被計測対象物上へ投射された照明構造の検出の
ための検出ユニット（１２）と、被計測対象物の空間的
な構造の評価のための評価ユニット（２０）と、を有
し、対象物リセプタクル（１８）は、回転軸（Ａ）に直
交して配置された旋回軸（Ｂ）を中心に旋回できるよう
に追加的に設けられ、この対象物リセプタクル（１８）
は、前記被計測対象物の保持のための保持手段の装着の
ための所定パターンの複数の穴を有する。
れ、あらゆる形状の個々の歯科部材を計測することがで
きる光学的三次元計測装置を提供する。 【解決手段】歯科対象物の光学的計測装置において、被
計測対象物を保持し、回転可能に装着された対象物リセ
プタクル（１８）と、被計測対象物上への、組み立てら
れた照明パターンの投射のためのプロジェクター（１
１）と、被計測対象物上へ投射された照明構造の検出の
ための検出ユニット（１２）と、被計測対象物の空間的
な構造の評価のための評価ユニット（２０）と、を有
し、対象物リセプタクル（１８）は、回転軸（Ａ）に直
交して配置された旋回軸（Ｂ）を中心に旋回できるよう
に追加的に設けられ、この対象物リセプタクル（１８）
は、前記被計測対象物の保持のための保持手段の装着の
ための所定パターンの複数の穴を有する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、歯科対象物の光学
的計測装置に関する。
的計測装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】医療技術における、たとえば、歯冠のよ
うな歯科医学上あるいは歯科技術上の補綴部材は、コン
ピュータ援用システムの助けによってさかんに製作され
ている。この目的のために、製作の基礎として、患者の
条件および計画された補綴物から設定されたバイナリー
フォーマットの三次元データを製作することが最初に必
要である。この三次元データは、たとえば、歯の根の石
膏、模型の断片、あるいは模型の全部等のモデル化され
た条件と、歯科技工士によってろう（ｗａｘ）で模され
た補綴物とが計測されることによって生成される。
うな歯科医学上あるいは歯科技術上の補綴部材は、コン
ピュータ援用システムの助けによってさかんに製作され
ている。この目的のために、製作の基礎として、患者の
条件および計画された補綴物から設定されたバイナリー
フォーマットの三次元データを製作することが最初に必
要である。この三次元データは、たとえば、歯の根の石
膏、模型の断片、あるいは模型の全部等のモデル化され
た条件と、歯科技工士によってろう（ｗａｘ）で模され
た補綴物とが計測されることによって生成される。
【０００３】一方で、いわゆるフレームワーク（骨組）
の製作においては、ろうによるモデル化は行われず、代
わりに、三次元ＣＡＤ(Computer Aided Design) システ
ムを用いて特別に訓練された歯科技工士によりワークピ
ースが構築されることもある。ここでもまた、最初の条
件からコンピュータ援用処理に適用されるバイナリーデ
ータを生成する必要がある。
の製作においては、ろうによるモデル化は行われず、代
わりに、三次元ＣＡＤ(Computer Aided Design) システ
ムを用いて特別に訓練された歯科技工士によりワークピ
ースが構築されることもある。ここでもまた、最初の条
件からコンピュータ援用処理に適用されるバイナリーデ
ータを生成する必要がある。
【０００４】対象物の三次元計測のために、機械的な走
査と光学的な計測のプロセスおよび装置の双方が用いら
れる。光学的な計測システムの場合には、走査プロセス
と投射システムとの間で交互に区別される。走査プロセ
スは、被計測対象物をポイント毎に計測し、投射システ
ムは、被計測対象物の複数の全体画像を基礎として、こ
の被計測対象物の三次元構造を決定する。投射プロセス
においては、被計測対象物は組立られた照明パターンお
よび照明光の方向に対してある角度で配置された観察シ
ステムによって映される投射パターンによって照明され
る。三角測量法にしたがって、撮像された照明構造は、
評価され、処理される。対象物は様々の方向から照明お
よび観察され、画像の全体から三次元構造が計算され
る。さらに、被計測対象物は、特定の配置をもつ複数の
照明パターンで照明され、この複数の照明パターンは、
たとえば、位相において変位し、あるいは、異なる構造
をもち、光学的計測の精度が非常に増す。
査と光学的な計測のプロセスおよび装置の双方が用いら
れる。光学的な計測システムの場合には、走査プロセス
と投射システムとの間で交互に区別される。走査プロセ
スは、被計測対象物をポイント毎に計測し、投射システ
ムは、被計測対象物の複数の全体画像を基礎として、こ
の被計測対象物の三次元構造を決定する。投射プロセス
においては、被計測対象物は組立られた照明パターンお
よび照明光の方向に対してある角度で配置された観察シ
ステムによって映される投射パターンによって照明され
る。三角測量法にしたがって、撮像された照明構造は、
評価され、処理される。対象物は様々の方向から照明お
よび観察され、画像の全体から三次元構造が計算され
る。さらに、被計測対象物は、特定の配置をもつ複数の
照明パターンで照明され、この複数の照明パターンは、
たとえば、位相において変位し、あるいは、異なる構造
をもち、光学的計測の精度が非常に増す。
【０００５】この種のプロセスは、いわゆる位相シフト
プロセスとして知られている（例えば特許文献１参
照）。このプロセスのさらなる改良はさらに開示されて
いる（例えば特許文献２参照）。そこでは、異なる照明
構造を生成するために採用された投射グリッドが、予め
規定された位相関係をもつ共通のキャリア上に設けられ
ており、このキャリアは正しい位相の投射ビームの中に
押し出される。この投射グリッドの特別な配置により、
被計測対象物の構造は、非常に高い精度で決定される。
プロセスとして知られている（例えば特許文献１参
照）。このプロセスのさらなる改良はさらに開示されて
いる（例えば特許文献２参照）。そこでは、異なる照明
構造を生成するために採用された投射グリッドが、予め
規定された位相関係をもつ共通のキャリア上に設けられ
ており、このキャリアは正しい位相の投射ビームの中に
押し出される。この投射グリッドの特別な配置により、
被計測対象物の構造は、非常に高い精度で決定される。
【０００６】さらに、コンピュータ制御の義歯製造装置
が知られており、計測すべき上顎あるいは下顎の模型が
楔形状の対象物リセプタクルの上に設けられ、計測のあ
いだ回転される（例えば特許文献３参照）。
が知られており、計測すべき上顎あるいは下顎の模型が
楔形状の対象物リセプタクルの上に設けられ、計測のあ
いだ回転される（例えば特許文献３参照）。
【０００７】三次元の対象物の光学的計測に関して、特
に難しいのは、対象物の表面におけるアンダーカット
（空洞）や突き出しである。このことは、投射ユニット
と受光ユニットがこの目的に適した角度に配置されてい
る場合にのみこの領域の計測が確実に行われるという問
題に導くことができる。独国特許２９８１２９０７Ｕで
は、三次元モデルの計測のための配置、特に顎のモデル
が知られており、計測されるモデルは、対象物キャリア
プレート上に配置され、このキャリアプレートは３６０
度回転することができる。回転中には、計測されるモデ
ルは、ストライプ状のパターンとカメラによって撮られ
た画像をもつ投射ユニットによって照明される。アンダ
ーカットの計測を可能にするため、対象物キャリアプレ
ートは、この対象物キャリアプレートの回転軸に直交し
て配置された軸の回りを追加的に旋回可能となってい
る。これにより、これら問題のある領域の計測される方
向が適切に設定される。
に難しいのは、対象物の表面におけるアンダーカット
（空洞）や突き出しである。このことは、投射ユニット
と受光ユニットがこの目的に適した角度に配置されてい
る場合にのみこの領域の計測が確実に行われるという問
題に導くことができる。独国特許２９８１２９０７Ｕで
は、三次元モデルの計測のための配置、特に顎のモデル
が知られており、計測されるモデルは、対象物キャリア
プレート上に配置され、このキャリアプレートは３６０
度回転することができる。回転中には、計測されるモデ
ルは、ストライプ状のパターンとカメラによって撮られ
た画像をもつ投射ユニットによって照明される。アンダ
ーカットの計測を可能にするため、対象物キャリアプレ
ートは、この対象物キャリアプレートの回転軸に直交し
て配置された軸の回りを追加的に旋回可能となってい
る。これにより、これら問題のある領域の計測される方
向が適切に設定される。
【０００８】
【特許文献１】米国特許第４，６４１，９７２号明細書
【特許文献２】独国特許第１９５４３３４７Ａ１
【特許文献３】独国特許第１９８３８２３８Ａ１
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】公知の光学的計測シス
テムは全て相対的に複雑な構造を有し、機械的に敏感
で、歯科技工士にとって操作が難しいという不利益が存
在した。
テムは全て相対的に複雑な構造を有し、機械的に敏感
で、歯科技工士にとって操作が難しいという不利益が存
在した。
【００１０】本発明は、上記した問題に鑑みてなされた
ものであって、その目的は、歯科医療に関係する人によ
って容易に操作され、あらゆる形状の個々の歯科部材を
計測することができる光学的三次元計測装置を提供する
ことにある。
ものであって、その目的は、歯科医療に関係する人によ
って容易に操作され、あらゆる形状の個々の歯科部材を
計測することができる光学的三次元計測装置を提供する
ことにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明の目的は、請求項
１に記載の歯科対象物の光学的計測装置によって達成さ
れる。この光学的計測装置は、被計測対象物を保持し、
回転可能に装着された対象物リセプタクルと、対象物上
へ、構成された照明パターンを投射するプロジェクタ
と、対象物上へ投射された照明の構成を検出する検出ユ
ニットと、被計測対象物の空間的な構造を評価する評価
ユニットとを有する。対象物リセプタクルは、回転軸に
直交して配置された旋回軸を中心に旋回できるように追
加的に設けられている。回転／旋回ユニットによって、
被計測対象物のアンダーカットが信頼性高く測定される
ことが保証される。被計測対象物のアンダーカットは、
たとえば、歯冠が大円の下方に生成される場合や、歯冠
の縁あるいはインレーが生成される場合（たとえば、良
好な摩擦噛合および良好な固定部を提供する対向または
並行する壁面をもつ場合）にみられる。
１に記載の歯科対象物の光学的計測装置によって達成さ
れる。この光学的計測装置は、被計測対象物を保持し、
回転可能に装着された対象物リセプタクルと、対象物上
へ、構成された照明パターンを投射するプロジェクタ
と、対象物上へ投射された照明の構成を検出する検出ユ
ニットと、被計測対象物の空間的な構造を評価する評価
ユニットとを有する。対象物リセプタクルは、回転軸に
直交して配置された旋回軸を中心に旋回できるように追
加的に設けられている。回転／旋回ユニットによって、
被計測対象物のアンダーカットが信頼性高く測定される
ことが保証される。被計測対象物のアンダーカットは、
たとえば、歯冠が大円の下方に生成される場合や、歯冠
の縁あるいはインレーが生成される場合（たとえば、良
好な摩擦噛合および良好な固定部を提供する対向または
並行する壁面をもつ場合）にみられる。
【００１２】簡単な取り扱いを可能にするために、対象
物リセプタクルは、被計測対象物を信頼性をもって保持
する保持手段を装着する穴パターンを有している。この
穴パターンは、計測装置に非常に多様な対象物をしっか
りと正確に設けることを可能にする。正確な位置決めが
簡易に行われ、特別に訓練された技術者による取り扱い
を要しない。
物リセプタクルは、被計測対象物を信頼性をもって保持
する保持手段を装着する穴パターンを有している。この
穴パターンは、計測装置に非常に多様な対象物をしっか
りと正確に設けることを可能にする。正確な位置決めが
簡易に行われ、特別に訓練された技術者による取り扱い
を要しない。
【００１３】また、対象物リセプタクルの回転／旋回ユ
ニットは、計測中の被計測対象物の動作を自由にプログ
ラミングすることを可能にし、あるいは、被計測対象物
の構造に対応する予めプログラミングされた動作シーケ
ンンスを用いることを可能する。このシーケンスは、ユ
ーザによって簡易に呼び出すことができる。これによ
り、計測装置の利用が平易になる。
ニットは、計測中の被計測対象物の動作を自由にプログ
ラミングすることを可能にし、あるいは、被計測対象物
の構造に対応する予めプログラミングされた動作シーケ
ンンスを用いることを可能する。このシーケンスは、ユ
ーザによって簡易に呼び出すことができる。これによ
り、計測装置の利用が平易になる。
【００１４】回転／旋回ユニットから対象物リセプタク
ルが取り外し可能である場合には、本システムの利便性
はさらに改善され、被計測対象物は、あらゆる作業ステ
ーションにおいて計測チャンバの外側に設けることがで
きる。好適には、板状の対象物リセプタクルはハニカム
状にパターンに配列された穴をもち、これらの穴は被計
測対象物の自在な位置決めを可能にする。
ルが取り外し可能である場合には、本システムの利便性
はさらに改善され、被計測対象物は、あらゆる作業ステ
ーションにおいて計測チャンバの外側に設けることがで
きる。好適には、板状の対象物リセプタクルはハニカム
状にパターンに配列された穴をもち、これらの穴は被計
測対象物の自在な位置決めを可能にする。
【００１５】オペレータによって実行される手続きは、
投射パターンを生成するためのプロジェクタと、たとえ
ば、ＣＣＤカメラのような検出ユニットを共通のストラ
ンド上に固定的に対向して設けることにより、さらに簡
素化することができる。プロジェクタおよび検出ユニッ
トの配置は、予め決められており、各場合にオペレータ
によって設定する必要がない。
投射パターンを生成するためのプロジェクタと、たとえ
ば、ＣＣＤカメラのような検出ユニットを共通のストラ
ンド上に固定的に対向して設けることにより、さらに簡
素化することができる。プロジェクタおよび検出ユニッ
トの配置は、予め決められており、各場合にオペレータ
によって設定する必要がない。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。本発明に係る光学的計測装
置は、図１に図解された箱状のハウジング１の中に設け
られており、このハウジンング１は、上方に向かって開
放可能なドア２で前側が閉じられている。このドアはグ
リップ４で操作され、艶消しのプレキシガラス製の観察
窓３を有し、この観察窓３を通じて計測処理を観察する
ことができる。ドア２の下方には、ハウジング１の前面
側にＬＥＤ(Light Emitting Diode)５が設けられてい
る。このＬＥＤ５は、計測装置の現在の作動状態を示
す。たとえば、ＬＥＤ５が変わらずに点灯されている場
合には、作動の準備ができていることを示し、点滅する
場合には、計測処理が現在行われていることを示す。Ｌ
ＥＤ５がさらに明るく点灯（フラッシング）した場合に
は、故障を示す。
て図面を参照して説明する。本発明に係る光学的計測装
置は、図１に図解された箱状のハウジング１の中に設け
られており、このハウジンング１は、上方に向かって開
放可能なドア２で前側が閉じられている。このドアはグ
リップ４で操作され、艶消しのプレキシガラス製の観察
窓３を有し、この観察窓３を通じて計測処理を観察する
ことができる。ドア２の下方には、ハウジング１の前面
側にＬＥＤ(Light Emitting Diode)５が設けられてい
る。このＬＥＤ５は、計測装置の現在の作動状態を示
す。たとえば、ＬＥＤ５が変わらずに点灯されている場
合には、作動の準備ができていることを示し、点滅する
場合には、計測処理が現在行われていることを示す。Ｌ
ＥＤ５がさらに明るく点灯（フラッシング）した場合に
は、故障を示す。
【００１７】ハウジング１の上側の後部領域には、複数
の換気用溝６が配列されている。この換気用溝６を通じ
て、ハウジング１の内部に設けられた電子機器によって
加熱された空気が外部に放出される。
の換気用溝６が配列されている。この換気用溝６を通じ
て、ハウジング１の内部に設けられた電子機器によって
加熱された空気が外部に放出される。
【００１８】図２および図３から理解されるように、図
解しないドアを通じて、ハウジング１内の計測チャンバ
７にアクセスが行われる。この計測チャンバ７内に、被
計測対象物が設置される。対象物リセプタクルの保持
は、以下により詳細に説明されるように、ベース部材８
において行われる。このベース部材８は、前部領域に半
球体形状の凹部９を有している。この凹部９の中へ対象
物リセプタクルを保持する回転／旋回ユニットが配置さ
れる。
解しないドアを通じて、ハウジング１内の計測チャンバ
７にアクセスが行われる。この計測チャンバ７内に、被
計測対象物が設置される。対象物リセプタクルの保持
は、以下により詳細に説明されるように、ベース部材８
において行われる。このベース部材８は、前部領域に半
球体形状の凹部９を有している。この凹部９の中へ対象
物リセプタクルを保持する回転／旋回ユニットが配置さ
れる。
【００１９】保護隔壁１０は、その後方領域がドーム形
状に形成されており、この保護隔壁１０によって計測チ
ャンバ７はハウジング１の後方領域から分離されてい
る。このハウジング１の後方領域には、とりわけ、プロ
ジェクタ１１とカメラ１２が設けられている。これら２
つの機器と被計測対象物の間の光学的な接触は、保護隔
壁１０に配置された２つの開口１３，１４のみを介して
存在する。プロジェクタ１１とカメラ１２の配置および
２つの開口１３，１４によって、照明側円錐１５と観察
側円錐１６が規定される。これら照明側円錐１５と観察
側円錐１６は、被計測対象物が配置される領域で重なり
合う。これらの手段によって、外部の影響を可能な限り
受けにくいと同時に被計測対象物の最適な計測が達成さ
れる。
状に形成されており、この保護隔壁１０によって計測チ
ャンバ７はハウジング１の後方領域から分離されてい
る。このハウジング１の後方領域には、とりわけ、プロ
ジェクタ１１とカメラ１２が設けられている。これら２
つの機器と被計測対象物の間の光学的な接触は、保護隔
壁１０に配置された２つの開口１３，１４のみを介して
存在する。プロジェクタ１１とカメラ１２の配置および
２つの開口１３，１４によって、照明側円錐１５と観察
側円錐１６が規定される。これら照明側円錐１５と観察
側円錐１６は、被計測対象物が配置される領域で重なり
合う。これらの手段によって、外部の影響を可能な限り
受けにくいと同時に被計測対象物の最適な計測が達成さ
れる。
【００２０】図４は、計測装置全体の概略構造を示して
いる。計測システムの主要素は、プロジェクションユニ
ット１７、ＣＣＤ(Charge Coupled Device) カメラ１２
および回転／旋回ユニット１７であり、回転／旋回ユニ
ット１７の上には、被計測対象物を保持する対象物リセ
プタクル１８が設けられている。対象物リセプタクル１
８は、互いに結合された２つの回転軸ＡおよびＢから形
成されている。対象物リセプタクル１８に設けられた被
計測対象物の計測における２つの軸ＡおよびＢの駆動
は、たとえば、ステッピングモータによって行われる。
この構成により、対象物リセプタクル１８を同時に回転
および傾斜させることができ、その結果、アンダーカッ
ト（空洞）をもつ形状であっても確実に検出することが
できる。調整能力を充分に発揮させるために、回転／旋
回ユニット１７および対象物リセプタクル１８は、被計
測対象物の中央点が傾斜軸の高さに概ね位置するように
構成される。
いる。計測システムの主要素は、プロジェクションユニ
ット１７、ＣＣＤ(Charge Coupled Device) カメラ１２
および回転／旋回ユニット１７であり、回転／旋回ユニ
ット１７の上には、被計測対象物を保持する対象物リセ
プタクル１８が設けられている。対象物リセプタクル１
８は、互いに結合された２つの回転軸ＡおよびＢから形
成されている。対象物リセプタクル１８に設けられた被
計測対象物の計測における２つの軸ＡおよびＢの駆動
は、たとえば、ステッピングモータによって行われる。
この構成により、対象物リセプタクル１８を同時に回転
および傾斜させることができ、その結果、アンダーカッ
ト（空洞）をもつ形状であっても確実に検出することが
できる。調整能力を充分に発揮させるために、回転／旋
回ユニット１７および対象物リセプタクル１８は、被計
測対象物の中央点が傾斜軸の高さに概ね位置するように
構成される。
【００２１】被計測対象物の計測は、たとえば、米国特
許第４，６４１，９７２号に記載されている方法によっ
て行われる。そこでは、プロジェクタ１１の助けによっ
て、照明パターン、たとえば、ストライプ状のパターン
が投射される。被計測対象物の表面で変形した照明パタ
ーンは、カメラ１２によって撮像され、評価される。こ
のプロジェクタ１１およびカメラ１２の被計測対象物に
対する既知の配置から、米国特許第４，６４１，９７２
号に詳細に説明されている計算によって、被計測対象物
の表面の座標が計算される。このような画像生成三角測
量方法は、すでに周知であり、ここではこれ以上詳細に
は説明しない。
許第４，６４１，９７２号に記載されている方法によっ
て行われる。そこでは、プロジェクタ１１の助けによっ
て、照明パターン、たとえば、ストライプ状のパターン
が投射される。被計測対象物の表面で変形した照明パタ
ーンは、カメラ１２によって撮像され、評価される。こ
のプロジェクタ１１およびカメラ１２の被計測対象物に
対する既知の配置から、米国特許第４，６４１，９７２
号に詳細に説明されている計算によって、被計測対象物
の表面の座標が計算される。このような画像生成三角測
量方法は、すでに周知であり、ここではこれ以上詳細に
は説明しない。
【００２２】被計測対象物の回転および傾斜によって、
異なる方向から画像が撮られ、その結果、最終的に三次
元の全体構造に結合することができるデータが得られ
る。独国特許第１９５４３３４７Ａ１に記載された方法
と同様に、変更されないままの被計測対象物の配置によ
り、明確な位相関係をもつ、異なる照明パターンが被計
測対象物に次々と投射される。プロジェクタ１１、カメ
ラ１２および回転／旋回ユニット１７の制御は、適切な
制御ユニット１９を介して行われる。この制御ユニット
１９は、カメラ１２によって検出された画像を画像およ
びデータ処理システムのコンピュータ２０へ向けて通過
させる。
異なる方向から画像が撮られ、その結果、最終的に三次
元の全体構造に結合することができるデータが得られ
る。独国特許第１９５４３３４７Ａ１に記載された方法
と同様に、変更されないままの被計測対象物の配置によ
り、明確な位相関係をもつ、異なる照明パターンが被計
測対象物に次々と投射される。プロジェクタ１１、カメ
ラ１２および回転／旋回ユニット１７の制御は、適切な
制御ユニット１９を介して行われる。この制御ユニット
１９は、カメラ１２によって検出された画像を画像およ
びデータ処理システムのコンピュータ２０へ向けて通過
させる。
【００２３】本発明に係る装置の重要な特徴は、プロジ
ェクタ１１とカメラ１２が共通のストランドに配置さ
れ、これらの光軸が対象物リセプタクル１８の中央点に
おいて交差するように対向して配列されている。測定シ
ステムの種々の要素のこの固定的な所定の配置は、一方
で取り扱いを容易にし、他方で被計測対象物の最適な計
測を保証する。被計測対象物の計測の間に回転／旋回ユ
ニット１７によって行われる動作は、自由にプログラム
することができ、各計測が実行される前に新たに設定す
ることができる。好適には、特定の予め設定された動作
シーケンスが、被計測対象物の種類に応じて、マクロの
形態で決定される。このマクロは、簡単な方法で呼び出
すことができる。これはまた、システム全体の取り扱い
の簡素化に寄与する。
ェクタ１１とカメラ１２が共通のストランドに配置さ
れ、これらの光軸が対象物リセプタクル１８の中央点に
おいて交差するように対向して配列されている。測定シ
ステムの種々の要素のこの固定的な所定の配置は、一方
で取り扱いを容易にし、他方で被計測対象物の最適な計
測を保証する。被計測対象物の計測の間に回転／旋回ユ
ニット１７によって行われる動作は、自由にプログラム
することができ、各計測が実行される前に新たに設定す
ることができる。好適には、特定の予め設定された動作
シーケンスが、被計測対象物の種類に応じて、マクロの
形態で決定される。このマクロは、簡単な方法で呼び出
すことができる。これはまた、システム全体の取り扱い
の簡素化に寄与する。
【００２４】図５は、ベース部材８を示しており、この
ベース部材８は鋳造されたアルミニウム部材で形成され
ており、計測装置の回転／旋回ユニットのための半球状
の取り付け凹部９を有する。ベース部材８の後側には、
図示しない電流供給のための接続部および画像およびデ
ータ処理システムのコンピュータのインターフェースが
ある。回転／旋回ユニットのための取り付け用凹部９の
後側には、回転／旋回ユニットのステッピングモータの
制御および電流ラインのためのケーブルチャンネル２１
がある。
ベース部材８は鋳造されたアルミニウム部材で形成され
ており、計測装置の回転／旋回ユニットのための半球状
の取り付け凹部９を有する。ベース部材８の後側には、
図示しない電流供給のための接続部および画像およびデ
ータ処理システムのコンピュータのインターフェースが
ある。回転／旋回ユニットのための取り付け用凹部９の
後側には、回転／旋回ユニットのステッピングモータの
制御および電流ラインのためのケーブルチャンネル２１
がある。
【００２５】ベース部材８の上側には、リブ２２は計測
領域の前方への境界を形成している。このリブ２２から
図３に図解した保護隔壁が上側に向かって延びており、
計測チャンバをその背後にある電子ゾーンから分離して
いる。
領域の前方への境界を形成している。このリブ２２から
図３に図解した保護隔壁が上側に向かって延びており、
計測チャンバをその背後にある電子ゾーンから分離して
いる。
【００２６】電子ゾーンの後部に配置された機器を冷却
するために、図示しない電気ファンが採用されており、
この電気ファンは、ベース部材８の取り付け穴２３に据
え付けられている。この取り付け穴２３から後方に向か
って配送路２４が延びている。この配送路２４を通じて
ファンによって生成された冷却用空気流が送り出され、
冷却用空気の一部は電子機器を通過し、とりわけプロジ
ェクタを冷却する。残りの冷却用空気は、計測チャンバ
に流れる。加熱された空気は、ハウジング１の後部領域
に設けられた換気溝６を通じて外部に放出される。エア
ーフィルタを上記のファンの吸気側の前に設けてもよ
い。これにより、ダストの計測装置内への進入が防止さ
れる。
するために、図示しない電気ファンが採用されており、
この電気ファンは、ベース部材８の取り付け穴２３に据
え付けられている。この取り付け穴２３から後方に向か
って配送路２４が延びている。この配送路２４を通じて
ファンによって生成された冷却用空気流が送り出され、
冷却用空気の一部は電子機器を通過し、とりわけプロジ
ェクタを冷却する。残りの冷却用空気は、計測チャンバ
に流れる。加熱された空気は、ハウジング１の後部領域
に設けられた換気溝６を通じて外部に放出される。エア
ーフィルタを上記のファンの吸気側の前に設けてもよ
い。これにより、ダストの計測装置内への進入が防止さ
れる。
【００２７】ストランドは、支持面２５上に設けられ、
このストランドの上端において、ストライプ照明のプロ
ジェクタ１１とカメラ１２が傾斜した調整面上に配置さ
れている。カメラ１２は、好適には、高いデータ転送レ
ートを可能にするインターフェースを介して光学評価シ
ステムに接続されている。ベース部材８における回転／
旋回ユニットの取り付けは、支持リング２７によって行
われる。支持リング２７は、図６に図解されている。ベ
ース部材８の前部領域に位置する支持リング２７の下側
面に、軸配置および対象物リセプタクル１８の動作シー
ケンスの制御のためのステッピングモータが位置する。
支持リング２７の中央には、計測プレート２８が設けら
れており、この計測プレート２８はステッピングモータ
を介した上記の方法で回転および旋回される。
このストランドの上端において、ストライプ照明のプロ
ジェクタ１１とカメラ１２が傾斜した調整面上に配置さ
れている。カメラ１２は、好適には、高いデータ転送レ
ートを可能にするインターフェースを介して光学評価シ
ステムに接続されている。ベース部材８における回転／
旋回ユニットの取り付けは、支持リング２７によって行
われる。支持リング２７は、図６に図解されている。ベ
ース部材８の前部領域に位置する支持リング２７の下側
面に、軸配置および対象物リセプタクル１８の動作シー
ケンスの制御のためのステッピングモータが位置する。
支持リング２７の中央には、計測プレート２８が設けら
れており、この計測プレート２８はステッピングモータ
を介した上記の方法で回転および旋回される。
【００２８】計測プレート２８は、板状の凹部２９を有
しており、この凹部２９に対象物リセプタクル１８が計
測挿入物の形で配置される。対象物リセプタクル１８
は、ハニカム状のパターンに配列された穴３１を有し、
この穴３１は保持ピン３２の挿入を任意に許容するとと
もに、被計測対象物を保持するための締結装置３３の挿
入を許容する。このようにすることで、あらゆる形態の
歯科技術的な模型や対象物を確実に固定することするこ
とができる。特に、あらゆる所望の場所や部屋におい
て、対象物リセプタクル１８上に被計測対象物を固定す
ることができる。
しており、この凹部２９に対象物リセプタクル１８が計
測挿入物の形で配置される。対象物リセプタクル１８
は、ハニカム状のパターンに配列された穴３１を有し、
この穴３１は保持ピン３２の挿入を任意に許容するとと
もに、被計測対象物を保持するための締結装置３３の挿
入を許容する。このようにすることで、あらゆる形態の
歯科技術的な模型や対象物を確実に固定することするこ
とができる。特に、あらゆる所望の場所や部屋におい
て、対象物リセプタクル１８上に被計測対象物を固定す
ることができる。
【００２９】さらに、計測プレート２８と対象物リセプ
タクル１８とを分離しているため、複数の対象物リセプ
タクル１８をロードすることができる。これら複数の対
象物リセプタクル１８を、計測装置において、丁度良い
適切なポイントに置き、測定することができる。さら
に、穴３１のパターンは、個々の歯あるいは模型の計測
のための特定の保持装置がねじ込まれるのを許容する。
タクル１８とを分離しているため、複数の対象物リセプ
タクル１８をロードすることができる。これら複数の対
象物リセプタクル１８を、計測装置において、丁度良い
適切なポイントに置き、測定することができる。さら
に、穴３１のパターンは、個々の歯あるいは模型の計測
のための特定の保持装置がねじ込まれるのを許容する。
【００３０】対象物リセプタクル１８は、この上に被計
測対象物３０が設けられた状態で、計測プレート２８の
中へ置かれ、その結果、図７に図解した配置が提供され
る。計測プレート２８の凹部２９の寸法を合致させるこ
とによって、明確な支持面が提供され、その結果、操作
ミスが事実上排除される。図７に図解するように、保持
手段（締結装置３３）を自由に配置することによって、
あらゆる被計測対象物３０を固定し計測することができ
る。被計測対象物３０が実質的に旋回軸の高さに設けら
れるように、対象物リセプタクル１８は回転／旋回ユニ
ット内に配置される。これらによって、回転／旋回ユニ
ットを充分に調整することができ、その結果、被計測対
象通３０の光学的計測が可能となる。
測対象物３０が設けられた状態で、計測プレート２８の
中へ置かれ、その結果、図７に図解した配置が提供され
る。計測プレート２８の凹部２９の寸法を合致させるこ
とによって、明確な支持面が提供され、その結果、操作
ミスが事実上排除される。図７に図解するように、保持
手段（締結装置３３）を自由に配置することによって、
あらゆる被計測対象物３０を固定し計測することができ
る。被計測対象物３０が実質的に旋回軸の高さに設けら
れるように、対象物リセプタクル１８は回転／旋回ユニ
ット内に配置される。これらによって、回転／旋回ユニ
ットを充分に調整することができ、その結果、被計測対
象通３０の光学的計測が可能となる。
【００３１】
【発明の効果】本発明の計測装置は、たとえば、医療技
術、歯科医学あるいは歯科技術等の他の専門分野からの
人でも簡易に操作することができる。また、被計測対象
物を回転させることに加えて、旋回させることができる
ため、非常に複雑な構造を信頼性高くかつ正確に測定す
ることができる。
術、歯科医学あるいは歯科技術等の他の専門分野からの
人でも簡易に操作することができる。また、被計測対象
物を回転させることに加えて、旋回させることができる
ため、非常に複雑な構造を信頼性高くかつ正確に測定す
ることができる。
【図１】本発明に係る光学的計測装置の前面ドアが閉じ
た状態の外観図である。
た状態の外観図である。
【図２】本発明に係る光学的計測装置の前面ドアが取り
外された状態の外観図である。
外された状態の外観図である。
【図３】本発明に係る光学的計測装置の計測チャンバ内
部を示す図である。
部を示す図である。
【図４】本発明に係る光学的計測システムの概略構成を
示す図である。
示す図である。
【図５】本発明に係る光学的計測装置の基本要素を示す
斜視図である。
斜視図である。
【図６】取り外された状態の対象物リセプタクルを示す
斜視図である。
斜視図である。
【図７】取り付けられた状態の対象物リセプタクルを示
す斜視図である。
す斜視図である。
１…ハウジング、２…ドア、３…観察窓、４…グリッ
プ、５…ＬＥＤ、６…換気溝、７…計測チャンバ、８…
ベース部材、９…凹部、１０…保護隔壁、１１…プロジ
ェクタ、１２…カメラ、１３，１４…開口、１５…照明
側円錐、１６…観察側円錐、１７…回転／旋回ユニッ
ト、１８…対象物リセプタクル、２２…リブ、２３…取
り付け穴、２４…配送路、２５…支持面、２７…支持リ
ング、２８…計測プレート、２９…凹部、３０…対象
物、３２…保持ピン、３３…締結装置。
プ、５…ＬＥＤ、６…換気溝、７…計測チャンバ、８…
ベース部材、９…凹部、１０…保護隔壁、１１…プロジ
ェクタ、１２…カメラ、１３，１４…開口、１５…照明
側円錐、１６…観察側円錐、１７…回転／旋回ユニッ
ト、１８…対象物リセプタクル、２２…リブ、２３…取
り付け穴、２４…配送路、２５…支持面、２７…支持リ
ング、２８…計測プレート、２９…凹部、３０…対象
物、３２…保持ピン、３３…締結装置。
フロントページの続き
(72)発明者 アントン ボーデンミラー
ドイツ連邦共和国， Ｄ−88299 ロイト
キルヒ， アン デア フリーデンスリン
デ ９
(72)発明者 ベルント ブロイクマン
ドイツ連邦共和国， Ｄ−88709 メ−ル
スブルク， アルター オルツヴェーグ
30
(72)発明者 ミヒャエル シュテッカー
ドイツ連邦共和国， Ｄ−88709 メ−ル
スブルク， ヒンテレ レーレン １
(72)発明者 ペーター ミュンスターマン
ドイツ連邦共和国， Ｄ−78462 コンス
タンツ， シュッツェンシュトラーセ 11
(72)発明者 ミヒャエル ルンゲ
ドイツ連邦共和国， Ｄ−88699 フリッ
キンゲン， イム ビルトストック 23
Ｆターム(参考） 2F065 AA53 BB05 CC00 FF04 HH06
HH12 JJ03 JJ08 JJ26 MM04
PP13 UU04
Claims (9)
- 【請求項１】被計測対象物（３０）を保持し、回転可能
に装着された対象物リセプタクル（１８）と、 前記対象物（３０）へ構成された照明パターンを投射す
るプロジェクタ（１１）と、 前記対象物（３０）へ投射された照明の構成を検出する
検出ユニット（２０）と、 前記被計測対象物（３０）の空間的な構造を評価する評
価ユニット（２０）と、を有し、 前記対象物リセプタクル（１８）は、前記対象物（３
０）を保持する保持手段（３２，３３）を装着するため
の所定パターンに配列された複数の穴（３１）を有する
歯科対象物の光学的計測装置。 - 【請求項２】前記対象物リセプタクル（１８）を保持す
る回転／旋回ユニット（１７）をさらに有し、 前記対象物リセプタクル（１８）は、前記回転／旋回ユ
ニット（１７）から取り外し可能となっている請求項１
に記載の歯科対象物の光学的計測装置。 - 【請求項３】前記対象物リセプタクル（１８）は、プレ
ート形状を有する請求項１または２に記載の歯科対象物
の光学的計測装置。 - 【請求項４】前記所定パターンの複数の穴（３１）は、
ハニカム状である請求項１〜３のいずれかに記載の歯科
対象物の光学的計測装置。 - 【請求項５】前記被計測対象物（３０）は、実質的に旋
回軸（Ｂ）の高さに装着される請求項１〜４のいずれか
に記載の歯科対象物の光学的計測装置。 - 【請求項６】前記プロジェクタ（１１）および前記検出
ユニット（１２）は、共通のストランドに設けられてい
る請求項１〜５のいずれかに記載の歯科対象物の光学的
計測装置。 - 【請求項７】前記プロジェクタ（１１）および前記検出
ユニット（１２）は、対向して配置されている請求項６
に記載の歯科対象物の光学的計測装置。 - 【請求項８】前記計測処理における前記対象物リセプタ
クル（１８）の動作シーケンスは、自由にプログラム可
能となっている請求項１〜７のいずれかに記載の歯科対
象物の光学的計測装置。 - 【請求項９】前記計測処理において、前記対象物リセプ
タクル（１８）の予めプログラムされた動作シーケンス
は、制御装置（１９）によって呼び出すことができる請
求項１〜８のいずれかに記載の歯科対象物の光学的計測
装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE20115933U DE20115933U1 (de) | 2001-09-27 | 2001-09-27 | Vorrichtung zur Vermessung von dentalen Objekten |
| DE20115933.3 | 2001-09-27 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003185422A true JP2003185422A (ja) | 2003-07-03 |
| JP4256654B2 JP4256654B2 (ja) | 2009-04-22 |
Family
ID=7962237
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002281750A Expired - Fee Related JP4256654B2 (ja) | 2001-09-27 | 2002-09-26 | 歯科対象物の光学的計測装置 |
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| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6646749B2 (ja) |
| EP (1) | EP1298411A3 (ja) |
| JP (1) | JP4256654B2 (ja) |
| DE (1) | DE20115933U1 (ja) |
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| JP2010216939A (ja) * | 2009-03-16 | 2010-09-30 | Nikon Corp | 三次元形状測定装置 |
| JP2011505570A (ja) * | 2007-12-04 | 2011-02-24 | シロナ・デンタル・システムズ・ゲゼルシャフト・ミット・ベシュレンクテル・ハフツング | 記録対象物体の画像を記録する方法及び記録装置 |
| JP2011145303A (ja) * | 2011-03-23 | 2011-07-28 | Nikon Corp | 形状測定装置 |
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| DE10344922B4 (de) * | 2003-09-25 | 2008-06-26 | Siemens Audiologische Technik Gmbh | Rundum-Scanner |
| DE102004038545A1 (de) * | 2004-08-06 | 2006-03-16 | Peters, Heiko, Dr. | Positionierungssystem und Positionsmeßsystem |
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| CN112986203B (zh) * | 2021-03-15 | 2022-08-30 | 广东新一代工业互联网创新技术有限公司 | 一种以led发光二极管为光源的荧光信号水质监测装置及其应用方法 |
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2002
- 2002-03-27 US US10/107,647 patent/US6646749B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2002-09-25 EP EP02021456A patent/EP1298411A3/de not_active Withdrawn
- 2002-09-26 JP JP2002281750A patent/JP4256654B2/ja not_active Expired - Fee Related
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