SE510203C2 - Method and apparatus for measuring a three-dimensional shape - Google Patents
Method and apparatus for measuring a three-dimensional shapeInfo
- Publication number
- SE510203C2 SE510203C2 SE9701481A SE9701481A SE510203C2 SE 510203 C2 SE510203 C2 SE 510203C2 SE 9701481 A SE9701481 A SE 9701481A SE 9701481 A SE9701481 A SE 9701481A SE 510203 C2 SE510203 C2 SE 510203C2
- Authority
- SE
- Sweden
- Prior art keywords
- light
- pattern
- measuring object
- type
- measuring
- Prior art date
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- 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
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61C—DENTISTRY; APPARATUS OR METHODS FOR ORAL OR DENTAL HYGIENE
- A61C9/00—Impression cups, i.e. impression trays; Impression methods
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61C—DENTISTRY; APPARATUS OR METHODS FOR ORAL OR DENTAL HYGIENE
- A61C9/00—Impression cups, i.e. impression trays; Impression methods
- 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
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
- Dentistry (AREA)
- Epidemiology (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Abstract
Description
20 25 510 203 metoder hade ofullkomligheter vad gäller mätnoggrannhet, flexibilitet med avseende på olika typer av mätobjekt och kostnad för att framställa inmämingsutrusmingen. 20 25 510 203 methods had imperfections in terms of measurement accuracy, flexibility with respect to different types of measurement objects and cost of producing the collection equipment.
Stereo- och fotogrammetri är metoder som ofta används för inmätning av tredimensionell form. Metoden kräver att det undersökta objektet har en ytstruktur, vars vinkelägen kan jämföras från olika observationspositioner. Dentala objekt och mänsklig hud innehåller ingen eller otydlig ytsmilmir, vilket medför problem för stereometoder. Ett tänbart sätt att lösa problemet är att mönstra ytan för att underlätta senare forminmätriing. I vår samlöpande patentansökan PCT/SE96/O1329 visas på ett sätt att mönstra objektet med ett fluorescerande mönster. Genom att belysa det mönstrade objektet med med ljus av en våglängd som exciterar det fluorescerande mönstret och sedan registrera detta mönster med en kameraenhet som är känslig för fluorescensljuset, får man en mycket bra bild av detta fluorescensmönster. Denna uppfinning är en vidareutveckling av denna metod.Stereo and photogrammetry are methods that are often used for measuring three-dimensional shapes. The method requires that the examined object has a surface structure, the angular positions of which can be compared from different observation positions. Dental objects and human skin contain no or indistinct surface murmurs, which causes problems for stereo methods. A viable way to solve the problem is to pattern the surface to facilitate later shape measurement. In our co-pending patent application PCT / SE96 / O1329, a way of patterning the object with a ores uorescent pattern is shown. By illuminating the patterned object with light of a wavelength that excites the ores uorescence pattern and then registering this pattern with a camera device that is sensitive to the ores uorescence light, you get a very good picture of this ores uorescence pattern. This invention is a further development of this method.
Uppfinningens syften Ett syfte med uppfinriingenen är att åstadkomma ett sätt och en anordning för att förbättra inrnätningen jämfört med ovanstående metod.Aims of the invention An object of the invention is to provide a method and a device for improving the network compared with the above method.
Ett armat syfte är att åstadkomma en noggrann inmätning av gränser där objektytans ytnormal ändrar riktning, såsom vid s k preparationsgränser. En god bestämning av preparationsgränser (gränsen mellan obearbetad yta och bearbetad yta) är av stor betydelse för ett slutgiltigt arbetsresultat, i synnerhet vid tandlagning. Ännu ett syfte med uppfinningen är att åstadkomma ett sätt och en anordning, som jämfört med tidigare känd teknik, noggrarmare och på ett mer kostnadseffektivt sätt mäter in den tre-dimensionella formen på t ex dentala objekt. 44759 1997-04-21 8.51 10 15 20 25 30 .sin 203 Ytterligare ett syfte är att åstadkomma framtagning av kundanpassade hörapparater, som har en perfekt passform till hörselgången, och där övergången mellan hörxselgången och trumhinnan är tydligt urskiljbar.Another purpose is to achieve an accurate measurement of boundaries where the surface normal of the object surface changes direction, such as at so-called preparation boundaries. A good determination of preparation boundaries (the boundary between unprocessed surface and worked surface) is of great importance for a final work result, especially in dentistry. Yet another object of the invention is to provide a method and a device which, compared with the prior art, more accurately and in a more cost-effective manner measures the three-dimensional shape of, for example, dental objects. 44759 1997-04-21 8.51 10 15 20 25 30 .sin 203 Another object is to achieve the development of customized hearing aids, which have a perfect fit to the ear canal, and where the transition between the ear canal and the eardrum is clearly discernible.
Uppfinníngen Ovan angivna syften erhålles med ett sätt, som erhållit de i patentl särdragen. Vidareutveckling och en anordning för att utföra sättet anges i de övriga kraven.The invention The above objects are obtained in a manner which has obtained the features of the patent. Further development and a device for carrying out the method are specified in the other requirements.
Med sättet och anordningen enligt uppfinningen får man en bra bestämning av mätobjektets form. Dock önskas en bättre bestämning av lägen för kanter och gränser där ytans lutning ändras kraftigt såsom vid de s k preparationsgränsema vid dentala tillämpningar. Det nedan beskrivna förfarandet enligt uppfinningen ger den önskade noggranna inmätningen av kanter och preparationsgränser.With the method and device according to the invention, a good determination of the shape of the measuring object is obtained. However, a better determination of positions for edges and boundaries is desired where the slope of the surface changes sharply, as in the so-called preparation boundaries in dental applications. The method according to the invention described below provides the desired accurate measurement of edges and preparation boundaries.
Den ektroniska kameraenheten avbildar mätobjektet dels med en belysning anpassad till det anbragta mönstret på dess ytan. Sedan registreras en bild med belysning från en sida. Därefter tas en ytterligare bild tas med belysning från motstâende sida.The electronic camera unit images the measuring object partly with an illumination adapted to the pattern applied to its surface. Then an image with illumination from one side is registered. Then a further picture is taken with lighting from the opposite side.
Ytterligare registreringar sker efter det att vinklarna mellan kameraenhet och objekt har ändrats. Utifrån lagrade bilddata från de olika inläsningspositionema beräknas läget för gradientförändringar i ytformen såsom preparationsgränser. För varje par av bilder tagna med sidoljus från motstående sidor subtraheras bildema elektroniskt från varandra, varvid en differensbild erhålles. Ytterligare differensbilder genereras, där de kvarvarande belysningsparen har använts. Genom utvärdering av differensbilder beräknas vinkeln för ytnormalen för de mätobjektets olika any-positioner.Additional registrations take place after the angles between the camera unit and the object have changed. Based on stored image data from the different reading positions, the position for gradient changes in the surface shape is calculated as preparation limits. For each pair of images taken with side lights from opposite sides, the images are subtracted electronically from each other, whereby a difference image is obtained. Additional difference images are generated, where the remaining lighting pairs have been used. By evaluating difference images, the angle of the surface normal for the different any positions of the measuring object is calculated.
Ytterligare registreringar görs från ett antal vinkelpositioner till dess att alla objektdelar har registrerats från minst två gynnsamma vinkelpositioner. Datorprograrnvaran har särskilda algoritmer för behandling och eventuell bortfiltrering av mätdata som, under 44759 1997-04-21 8.51 10 15 20 25 30 3510 203 44 ogynnsarnma vinkelförhållanden, har samlats in nära preparationsgränser och kanter, samlats in från positioner där mätobjektet har skymt delart av sändar eller mottagarstrålgången., eller samlats in i kombinationer av ovanstående fall.Additional registrations are made from a number of angular positions until all object parts have been registered from at least two favorable angular positions. The computer software has special algorithms for processing and possibly filtering out measurement data which, during unfavorable angular conditions, have been collected near preparation boundaries and edges, collected from positions where the measuring object has obscured a subset of transmitter or receiver beam., or collected in combinations of the above cases.
Kort ñgurbeskrívning Uppfinnjngen beskrivs ännare nedan under hänvisning till de bifogade ritningarna, där: Figur l visar en vy uppifrån av en urborrad tand för att illustrera uppfinningen princip.Brief Description The invention is further described below with reference to the accompanying drawings, in which: Figure 1 shows a top view of a drilled tooth to illustrate the principle of the invention.
Figur 2 visar en sidovy av en tand uppborrad för att anbringa en la-ona.Figure 2 shows a side view of a tooth drilled to apply a la-ona.
Figur 3 illustrerar schematiskt en utföringsfonn av en anordning enligt uppfinningen.Figure 3 schematically illustrates an embodiment of a device according to the invention.
Figur 4 visar en utforingsforrn av en samrnanbyggd enhet med ljus och kamera.Figure 4 shows an embodiment of an integrated unit with light and camera.
Detaljerad beskrivning av utfóringsformer Fig. l visar uppifrån en med en urborrning 3 försedd tand 1, som är belagd med ett fluorescerande prickrnönster 2. Tanden l belyses från sidan med en ljuskälla 5 med en första typ av ljus. I fig. l infaller ljuset så att urborrningen 3 belyses och själva tanden ligger i skugga. En skarp kant 4 markerar övergången mellan urbormingen 3 och den kvarvarande delen av tanden. Förutom det hålrum, som skall fyllas med ett anpassat formgivet inlägg, måste rymdläget för denna övergången 4 behöver bestämmas noggrannt, så att man får en helt jämn övergång mellan den kvarvarande tanden och ifyllnaden.. Detta behöver speciellt ske, när ett inlägg av porslin skall tillverkas och placeras i urborr-ningen 3.Detailed description of embodiments Fig. 1 shows from above a tooth 1 provided with a bore 3, which is coated with a fluorescent dot pattern 2. The tooth 1 is illuminated from the side with a light source 5 with a first type of light. I fi g. The light is incident so that the bore 3 is illuminated and the tooth itself is in shadow. A sharp edge 4 marks the transition between the bore 3 and the remaining part of the tooth. In addition to the cavity to be filled with a custom-designed insert, the spatial position of this transition 4 must be carefully determined so that a completely smooth transition is obtained between the remaining tooth and the filling. This needs to be done especially when a porcelain insert is to be manufactured and placed in the bore 3.
Fig. 2 visar från sidan en nedborrad tand 6, som skall förses med en krona.Fig. 2 shows from the side a drilled tooth 6, which is to be provided with a crown.
Nedborrningen är utförd så att en topp 7 har bildats, på vilken kronan skall fästas.The drilling is carried out so that a top 7 has been formed, to which the crown is to be attached.
Toppens 7 forrn skall inmätas noggrannt for att skapa ett fástande hålrum i kronan, som helt skall stämma överens med toppens 7 form. Likaså är det mycket väsentligt att övergången 8 mellan toppen 7 och den kvarvarande delen av tanden mäts upp, så att kronans passform blir sådan, att kronans nedre kant stämmer så väl överens med 44759 1997-04-21 8.51 10 20 25 30 i 510 zu: övergången 8, att övergång mellan kronan och den kvarvarande delen av tanden blir slät.The shape of the top 7 must be measured carefully to create a fastening cavity in the crown, which must completely correspond to the shape of the top 7. It is also very important that the transition 8 between the top 7 and the remaining part of the tooth is measured, so that the fit of the crown becomes such that the lower edge of the crown corresponds so well with 44759 1997-04-21 8.51 10 20 25 30 i 510 zu : the transition 8, that the transition between the crown and the remaining part of the tooth becomes smooth.
Innan arbetet med att mäta upp tanden för att få fram formen för det inlägg eller den krona, som skall göras borras och rengörs mätobjektet 1 eller 6, som kommer att beskrivas såsom varande en tand. Naturligtvis kan uppmätning ske på vilket annat föremål som helst som kan behöva en ifyllnad, såsom t.ex. en modell av en tand eller avgjutning av ett dentalt objekt, en nll en hörselgång väl anslutande del av en hörapparat, en lagning i en bordsskival eller i en vägg e.d.. Vid inmätning av en hörselgång är det viktigt att känna till trumbinnans infästriing, eftersom kännedom om volymen, som firms mellan hörapparatens inre del och trumhinnan är av utomordentlig betydelse för inställning av hörapparatens ljudkvalitet.Before the work of measuring the tooth to obtain the shape of the insert or crown to be made, the measuring object 1 or 6, which will be described as being a tooth, is drilled and cleaned. Of course, measurement can take place on any other object that may need a filling, such as e.g. a model of a tooth or casting of a dental object, a nll an ear canal well connecting part of a hearing aid, a repair in a table top or in a wall ed. When measuring an ear canal it is important to know the eardrum attachment, because knowledge if the volume between the inner part of the hearing aid and the eardrum is of exceptional importance for setting the sound quality of the hearing aid.
På mätobj ektets yta appliceras ett mönster med färg, som företrädesvis är fluorescerande. Emellertid är det möjligt att i stället använda ett mönster med t.ex. svarta eller färgade prickar. Appliceringen kan t ex utföras genom en kontrollerad sprayning av ytan med fargämnet. Mönstret kan vara av annan typ, men prickmönster är enkelt att åstadkomma och illustreras därför.A pattern with color is preferably applied to the surface of the measuring object, which is preferably ores-fluorescent. However, it is possible to use a pattern with e.g. black or colored dots. The application can be carried out, for example, by a controlled spraying of the surface with the dye. The pattern may be of a different type, but the dot pattern is easy to achieve and is therefore illustrated.
I fig. 3 visas mycket schematiskt en utiöringsforrn för att mäta in den tre-dimensionella formen på ett mätobjekt 10, som här visas försedd med en central urborrning ll med kanten lla. Mätobjektet har ett påsprejat prickmönster 12 av ämnen, som företrädesvis ärfluorescerande. En första belysningsenhet innefattande minst en ljuskälla l3a och 13b sänder ut ljus med en våglängd, tex. blått, som exciterar de påsprejade fluorescerande ämnena 3 i det applicerade prickmönstret på mätobjektet (tanden) l.I fi g. 3 shows very diagrammatically an embodiment for measuring the three-dimensional shape of a measuring object 10, which is shown here provided with a central bore 11 with the edge 11a. The measuring object has a sprayed dot pattern 12 of substances, which is preferably fl uorescent. A first lighting unit comprising at least one light source 13a and 13b emits light with a wavelength, e.g. blue, which excites the sprayed fl uorescent substances 3 in the applied dot pattern on the measuring object (tooth) l.
Ljuskällan bör lämpligen ge en belysning av undersökningsområdet nmt och i urborrningen 11 som är så jämn och utan skuggor som möjligt. En kameraenhet 14 flyttbar mellan två eller flera positioner A och B, eller altemativt flera karneraenheter (icke visat), registererar läget för de fluorescerande prickarna 12.. Hela eller en del av objektet registreras med en eller flera tagningar med den elektronisk kameraenhet 14, som för denna tagning är försedd med ett färgfilter som blockerar excitationsljuset men 44759 1997-04-21 8.51 10 15 20 25 30 510 203 släpper igenom fluorescensljuset. Varje registrerad bild kommer att se ut som stjärnhirnmelförsedd yta, vilken lagras i ett minne, såsom kommer att beskrivas i anslutning till fig. 4.The light source should suitably provide an illumination of the examination area nmt and in the bore 11 which is as even and without shadows as possible. A camera unit 14 fl superficial between two or fl your positions A and B, or alternatively fl your carnation units (not shown), registers the position of the fl uorescent dots 12. All or part of the object is registered with one or fl your shots with the electronic camera unit 14, which for this shooting is provided with a color ter lter that blocks the excitation light but 44759 1997-04-21 8.51 10 15 20 25 30 510 203 lets through the ores uorescence light. Each recorded image will look like a star-studded surface, which is stored in a memory, as will be described in connection with fi g. 4.
En andra belysningsenhet innefattande ett flertal belysningsenheter 15a, l5b, 15c, l5d sänder därefter sekvensiellt från två eller fler positioner ut ljus med en våglängd som kameraenheten 14 också är känslig för, tex. rött.A second lighting unit comprising a number of lighting units 15a, 15b, 15c, 15d then sequentially emits light from two or three positions with a wavelength to which the camera unit 14 is also sensitive, e.g. RED.
Flera kameraregstreringar görs nu med syfte att fiamhäva gränser (eller diskontinuiteter) i mätobjektets yta såsom preparationsglänser. Belysningen från lyselementen 15a-l5d vid denna registrering är snett infallande ljus. Varje belysningenhet 15a-l5d kan t.ex. vara vara försedd med en lysdiod eller en lysande ljusledarände. Ljuset bör ha en relativt väl avgränsad lob. Registreringar görs sekvensiellt t.ex. parvis fiån motstående sidor efter varandra och med perifexiell ändring mellan varje registrering i motstående par, så att i fig. l ljuskällorna tänds i följande sekvens 15a, l5b, 15c, l5d.Several camera recordings are now made with the aim of fi emphasizing boundaries (or discontinuities) in the surface of the measuring object such as preparation lenses. The illumination from the light elements 15a-15d in this registration is obliquely incident light. Each lighting unit 15a-l5d can e.g. be fitted with an LED or a luminous fiber optic end. The light should have a relatively well-defined lobe. Registrations are made sequentially e.g. in pairs n from opposite sides one after the other and with perifexial change between each registration in opposite pairs, so that in fi g. The light sources are lit in the following sequence 15a, 15b, 15c, 15d.
Inmätningsenhetens position kan därefter flyttas relativt mätobjektet, varvid ytterligare kameraregistreringar enligt ovanstående utförs. lnmämingen avslutas när alla intressanta delytor har registrerats från tillräckligt många gynnsamma vinklar.The position of the measuring unit can then be fl relative to the measuring object, whereby further camera recordings according to the above are performed. The survey ends when all the interesting sub-areas have been registered from a sufficient number of favorable angles.
Registreringama av mätobjektet tagna med snett infallande ljus fiån olika vinkelpositioner används främst för att beräkna preparationsgränser men data kan även användas för att förbättra noggrannheten för forrnmämingen.The recordings of the measuring object taken with obliquely incident light from different angular positions are mainly used to calculate preparation limits, but data can also be used to improve the accuracy of the measurement.
Registreringarna av priclcmönster används i huvudsak för elektronisk och/eller datorstödd beräkning av formen på mätobjektet, företrädesvis med s.k. CAD-teknik.The recordings of priclcm patterns are mainly used for electronic and / or computer-aided calculation of the shape of the measuring object, preferably with so-called CAD technology.
Inlägget eller kronan kan därefter tillverkas i en s.k. CAM-utrusming, som matats med resultatet av CAD-bearbetningen. Detta resultat kan överföras till något datamediurn, tex. en datadiskett, och skickas till ett laboratorium med CAM-utrustning. 44759 1997-04-21 8.51 10 15 20 25 30 510 203 Kameraenheten 14 kan exempelvis vara en typ av stereokamera varvid två samtidiga registreringar görs från två vinkelpositioner. Kameran 14 kan t.ex. ha en optik med två eller flera avbildande optiska element, vilka antingen kan ta var sin bild samtidigt eller vara försedd med slutare, som gör att man kan ta en bild i taget. Varje bild av mätobjektet avbildas på minst en bildsensor, som t. ex. kan utgöras av en två- dimensionell matris av sensorelement..The insert or crown can then be made in a so-called CAM equipment, which is fed with the result of the CAD processing. This result can be transferred to any data medium, e.g. a data disk, and sent to a laboratory with CAM equipment. 44759 1997-04-21 8.51 10 15 20 25 30 510 203 The camera unit 14 can for instance be a type of stereo camera in which two simultaneous recordings are made from two angular positions. The camera 14 can e.g. have an optics with two or fl your imaging optical elements, which can either take each picture at the same time or be equipped with shutters, which allows you to take one picture at a time. Each image of the measuring object is imaged on at least one image sensor, such as. can consist of a two-dimensional matrix of sensor elements.
Alternativt kan kameran vara så utformad att mätobjektet 10 avbildas på en koherent fiberbunt, varvid en bildsensor är anordnad i fiberbuntens andra ände. Varje ljuskälla kan även vara kopplad nll minst en ljusfiber, som för ljuset till närheten av mätobjektet. Därigenom kan ljuskällor, sensorer och till dessa anslutande elektronik vara placerade på avstånd från mätobjektet. De mäthuvud, som placeras nära mätobjektet, kan därigenom göras litet och lättplacerat.Alternatively, the camera may be designed so that the measuring object 10 is imaged on a coherent cable bundle, an image sensor being arranged at the other end of the cable bundle. Each light source can also be connected to at least one light source, which directs the light to the vicinity of the measuring object. As a result, light sources, sensors and electronics connected to them can be located at a distance from the measuring object. The measuring heads, which are placed close to the measuring object, can thereby be made small and easily placed.
Den i fig. 4 visade utföringsformen av ett mätinstrument är speciellt användbar för flexibel placering vid ett mätobjekt, som kan vara relativt svåråtkomligt, för inmätning av detta, såsom en tand inne i murmen hos en patient och speciellt för inmäming av en urbonning i en tand. Härvid kan ett mäthuvud 20 med "karnera"-utrustningen vara placerad vid änden på ett styrorgan 21. I ñg. 4 visas styrorganet 21 såsom ett handtag, vilket är enkelt manövrerbart för en operatör och vars yttre ände 20 med "karnera"- utrustningen är lätt krökt för att ge god åtkomlighet i trånga utrymmen. Styrorganet 21 kan istället vara styrbart böjligt och/eller också kan en eventuellt styrbar arm vara förbunden med själva den yttre änden 20 for att styra den och ljusfiberknippet ll då komma direkt från änden 20.The i fi g. The embodiment of a measuring instrument shown in Fig. 4 is particularly useful for the possible placement of a measuring object, which can be relatively difficult to access, for measuring it, such as a tooth inside the wall of a patient and especially for incorporating a recess in a tooth. In this case, a measuring head 20 with the "carnation" equipment can be located at the end of a guide member 21. In ñg. 4, the guide means 21 is shown as a handle, which is easily operable for an operator and whose outer end 20 with the "carnation" equipment is slightly curved to provide good access in tight spaces. The guide member 21 may instead be controllably flexible and / or an optionally steerable arm may be connected to the outer end 20 itself to guide it and the light beam 11 will then come directly from the end 20.
Bilduppfângriingsänden är placerad inuti den yttre änden 20 i fig. 4. Ett fiberknippe ll är böjligt utanför stången 21 och koherent anbragt mellan mäthuvudets ände och en eleknoniskt avläsbar bildsensor 22, såsom en andra träffpunktsdetektorenhet, placerad på avstånd från mäthuvudet 20. Den elektroniskt avläsbara bildsensom 22 är kopplad till utvärderingskretsar 23. 44759 1997-04-21 8.51 10 15 20 25 30 i51n 203 Vid fall av tandundersökning belåggs tänderna före mätning med en avborstbar beläggning med fluorescerande partiklar. Detta kan ske med aktivering av en sprutmålningsutrustning kopplad till mäthuvudet 20 och innefattande en styrbar färg- enhet 24 kopplad med en slang 25 till minst ett munsstycke (icke visat) vid mäthuvudet 20. Lärnpligen firms därvid arrangemang (icke visat) vid mäthuvudet för att skydda optiken under sprutmålriingsoperationen styrt från enheten 24, såsom utskjutning av munstycket eller munstyckena och/eller tillfällig förslutning av öppningen till opriken.The image capture end is located inside the outer end 20 in fi g. A beam 11 is flexible outside the rod 21 and coherently disposed between the end of the measuring head and an electronically readable image sensor 22, such as a second hit point detector unit, spaced from the measuring head 20. The electronically readable image sensor 22 is connected to evaluation circuits 23. -21 8.51 10 15 20 25 30 i51n 203 In the case of a dental examination, the teeth are coated with a brushable coating with ores uorescent particles before measurement. This can be done by activating a spray painting equipment connected to the measuring head 20 and comprising a controllable paint unit 24 connected with a hose 25 to at least one nozzle (not shown) at the measuring head 20. The learning obligation is then arranged (not shown) at the measuring head to protect the optics during the spray painting operation controlled from the unit 24, such as projecting the nozzle or nozzles and / or temporarily closing the opening to the opriken.
Det är emellertid uppenbart, att mönsterpâläggningen av mätobjektet i stället kan göras separat, och ett instrument utan delama 24, 25 kan användas för själva mätningen.It is obvious, however, that the pattern application of the measuring object can instead be done separately, and an instrument without the parts 24, 25 can be used for the measurement itself.
De ändamålsenliga bilderna tas och signalbehandlas, varefter beläggningen borstas och skölj s bort. Lysenhetema l3a, l3b är placerade bredvid mäthuvudet 20. Lysenhetema 15a - l5d, som skall ge snett fi-ån sidan infallande ljus, är i den i fig. 4 visade utföringsformen placerade i en ring 26, som hålls av en ställning på mäthuvudet 20, eventuellt vridningsbard för snedställning gentemot detta alltefter behov.The appropriate images are taken and signal processed, after which the coating is brushed and rinsed off. The light units l3a, l3b are located next to the measuring head 20. The light units 15a - l5d, which are to give incident light obliquely on the side, are in it in i g. 4 placed in a ring 26, which is held by a position on the measuring head 20, possibly rotatable for tilting relative thereto as needed.
Utvärderingslcretsen 23 är företrädesvis en dator försedd med programvara, som genomför tändningarna av de olika lysenhetema l3a, l3b, 15a-l5d, kamerainställriingaina med anbringande av filter och öppning och slutning av lämpliga slutare för de olika registreringama. Registreringarna bearbetas i utvärderingslcretsen 23, som därmed beräknar rymdläge och form för den för avbildningen intressanta formen av tanden. Dessutom kan utvärderingskretsen 23 utföra den erforderliga CAD- beräkningen med den speciella berälcriingen av lägen för kanter mellan olika partier av objektet exempelvis med fotogrammeui eller korrelation mellan flera registreringar av samma punkter i flera olika registreringsvinklar..The evaluation circuit 23 is preferably a computer provided with software which performs the ignition of the various light units 13a, 13b, 15a-15d, the camera settings with the application of filters and the opening and closing of suitable shutters for the various recordings. The registrations are processed in the evaluation circuit 23, which thereby calculates the spatial position and shape of the shape of the tooth interesting for the image. In addition, the evaluation circuit 23 can perform the required CAD calculation with the special calculation of positions for edges between different parts of the object, for example with photogrammeui or correlation between fl your registrations of the same points in fl your different registration angles ..
För att få en kalibreringsreferens vid inmätning av det fluorescerande mönstret är en liten platta 27 försedd med en annan typ av mönster i t.ex. i fluorescerande färg i förankring med anfingen mäthuvudet 20 eller ringen 26 så placerad, att den är införd i kameraenhetens synfált och kommer in i den registrerade bilden vid sidan av uppmätningsområdet. Plattan 27 kan därvid placeras direkt mot mätobjektet. Mönstret på plattan 27 kan tex. innefatta en skala såsom kalibreringsmönster. Det väsentliga 44759 1997-04-21 8.51 10 15 20 25 isro 203 med kalibreringsmönstret är att det skall kunna ge en normering och därför skall det ha en känd geometn' med kända mått. Kalibreringsmönstret kan i stället för att vara placerat på en platta 27 direkt påföras på mätobjektet vid sidan om uppmätnigsorrrrådet före uppmätning.In order to obtain a calibration reference when measuring the ores uorescent pattern, a small plate 27 is provided with another type of pattern in e.g. in fl uorescent color in anchorage with either the measuring head 20 or the ring 26 positioned so that it is inserted into the visual field of the camera unit and enters the registered image next to the measuring area. The plate 27 can then be placed directly against the measuring object. The pattern on the plate 27 can e.g. include a scale such as calibration pattern. The essential 44759 1997-04-21 8.51 10 15 20 25 isro 203 with the calibration pattern is that it should be able to give a standardization and therefore it should have a known geometry 'with known dimensions. Instead of being placed on a plate 27, the calibration pattern can be applied directly to the measuring object next to the measuring tube before measuring.
Förutom preparationsgränser, såsom 4 och 8 beräknas vinkeln för ytnorrnalen for mätobjektets 1, 6 olika delytor. Beräkning av läge och form för mönsterdelarna beräknas från mönster-registreringarna. Läge för gradientförändringar i ytfonnen av objektet beräknas från registreringama av ytans utseende. En tre-dimensionell form med mot mätobjektet anslutande gränser vid gradientförändringarna beräknas för inlägget eller kronan eller någon arman typ av tilläggsobjekt. Speciellt används informationen beträffande gradientförändringarna för korrigering av fonndata beräknade utifrån tidigare beräkningar t ex utifrån prickrnönsterregistreringar.In addition to preparation limits, such as 4 and 8, the angle of the surface standard for the different sub-surfaces of the measuring object 1, 6 is calculated. Calculation of the position and shape of the pattern parts is calculated from the pattern registrations. The position of gradient changes in the surface shape of the object is calculated from the recordings of the surface appearance. A three-dimensional shape with boundaries connecting to the measuring object at the gradient changes is calculated for the insert or the crown or some other type of additional object. In particular, the information regarding the gradient changes is used for correction of source data calculated on the basis of previous calculations, for example on the basis of dot pattern registrations.
Datorprogramvaran har särskilda algoritmer enligt för behandling och eventuell bortñltrering av mätdata som har samlats in under ogynnsarnma vinkelförhållanden, samlats in nära preparationsgränser 4, 8 och kanter, samlats in från positioner där mätobjektet 1, 6 har skymt delar av sändar eller mottagarstrålgången., eller samlats in i kombinationer av ovanstående fall. Typen av algoritmer och beräkningar av CAD-typ kan vara av olika lämpliga konventionella slag och ingår inte i själva uppfinningen och beskrivs därför icke närmare. Rymdberäkningar av mönsterdelarnas lägen utförs med triangulering mellan delar i bildregistreringar tagna från olika håll och sker med geometriska beräkningar.The computer software has special algorithms according to for processing and possible removal of measurement data which have been collected under unfavorable angular conditions, collected near preparation limits 4, 8 and edges, collected from positions where the measuring object 1, 6 has obscured parts of the transmitter or receiver beam. into combinations of the above cases. The type of CAD-type algorithms and calculations may be of various suitable conventional types and are not included in the invention itself and are therefore not described in more detail. Spatial calculations of the positions of the pattern parts are performed with triangulation between parts in image recordings taken from different directions and are done with geometric calculations.
Många modifieringar av uppfinningen är möjliga inom den ram, som ges av de bifogade patentkraven. Även om ett mätobjekt i form av en tand är illustrerat är det uppenbart att mätobjekt av andra slag än tänder kan uppmätas, både av organisk och oorganisk karaktär. 44759 1997-04-21 8.51Many modifications of the invention are possible within the scope of the appended claims. Although a measuring object in the form of a tooth is illustrated, it is obvious that measuring objects of other types than teeth can be measured, both of an organic and inorganic nature. 44759 1997-04-21 8.51
Claims (11)
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SE9701481A SE510203C2 (en) | 1997-04-18 | 1997-04-18 | Method and apparatus for measuring a three-dimensional shape |
| EP98917889A EP0975935A1 (en) | 1997-04-18 | 1998-04-14 | Method and device for measuring three-dimensional shapes |
| PCT/SE1998/000675 WO1998048242A1 (en) | 1997-04-18 | 1998-04-14 | Method and device for measuring three-dimensional shapes |
| AU70932/98A AU7093298A (en) | 1997-04-18 | 1998-04-14 | Method and device for measuring three-dimensional shapes |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SE9701481A SE510203C2 (en) | 1997-04-18 | 1997-04-18 | Method and apparatus for measuring a three-dimensional shape |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SE9701481D0 SE9701481D0 (en) | 1997-04-18 |
| SE9701481L SE9701481L (en) | 1998-10-19 |
| SE510203C2 true SE510203C2 (en) | 1999-04-26 |
Family
ID=20406653
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SE9701481A SE510203C2 (en) | 1997-04-18 | 1997-04-18 | Method and apparatus for measuring a three-dimensional shape |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0975935A1 (en) |
| AU (1) | AU7093298A (en) |
| SE (1) | SE510203C2 (en) |
| WO (1) | WO1998048242A1 (en) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6386867B1 (en) * | 2000-11-30 | 2002-05-14 | Duane Milford Durbin | Method and system for imaging and modeling dental structures |
| US6592371B2 (en) * | 2000-10-25 | 2003-07-15 | Duane Durbin | Method and system for imaging and modeling a three dimensional structure |
| US6854973B2 (en) * | 2002-03-14 | 2005-02-15 | Orametrix, Inc. | Method of wet-field scanning |
| US7494338B2 (en) * | 2005-01-11 | 2009-02-24 | Duane Durbin | 3D dental scanner |
| DE102006039803A1 (en) * | 2006-08-25 | 2008-03-20 | Leica Microsystems Cms Gmbh | Method and arrangement for the optical measurement of the surface profile of objects |
| US20110207074A1 (en) * | 2009-10-26 | 2011-08-25 | Olaf Andrew Hall-Holt | Dental imaging system and method |
| US8999371B2 (en) | 2012-03-19 | 2015-04-07 | Arges Imaging, Inc. | Contrast pattern application for three-dimensional imaging |
| DE102019216231A1 (en) * | 2019-10-22 | 2021-04-22 | Carl Zeiss Industrielle Messtechnik Gmbh | Device and method for the dimensional measurement of sharp edges |
| US11889048B2 (en) * | 2020-08-18 | 2024-01-30 | Sony Group Corporation | Electronic device and method for scanning and reconstructing deformable objects |
| CN114264247A (en) * | 2021-09-29 | 2022-04-01 | 芜湖长信新型显示器件有限公司 | Vehicle-mounted curved glass cover plate profile tolerance detection device and detection method |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3829925C2 (en) * | 1988-09-02 | 1994-03-03 | Kaltenbach & Voigt | Device for the optical measurement of teeth in the oral cavity |
| SE464048B (en) * | 1990-02-15 | 1991-02-25 | Johansson Ab C E | Method for optical measurement on surfaces |
| DE4034007C2 (en) * | 1990-10-25 | 2001-05-10 | Sirona Dental Systems Gmbh | Method and device for the optical detection of surface structures on teeth |
| US5269682A (en) * | 1993-01-22 | 1993-12-14 | Tp Orthodontics, Inc. | Method for identifying and removing orthodontic bonding adhesive |
| SE505305C2 (en) * | 1995-10-20 | 1997-08-04 | Optronic Consult Ab | Method and apparatus for measuring a three-dimensional shape |
-
1997
- 1997-04-18 SE SE9701481A patent/SE510203C2/en not_active IP Right Cessation
-
1998
- 1998-04-14 WO PCT/SE1998/000675 patent/WO1998048242A1/en not_active Application Discontinuation
- 1998-04-14 AU AU70932/98A patent/AU7093298A/en not_active Abandoned
- 1998-04-14 EP EP98917889A patent/EP0975935A1/en not_active Withdrawn
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO1998048242A1 (en) | 1998-10-29 |
| SE9701481D0 (en) | 1997-04-18 |
| EP0975935A1 (en) | 2000-02-02 |
| AU7093298A (en) | 1998-11-13 |
| SE9701481L (en) | 1998-10-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6590669B1 (en) | Method for optically detecting the shape of objects | |
| EP3164670B1 (en) | Confocal surface topography measurement with a focal plane inclined with respect to the direction of the relative movement of confocal apparatus and sample | |
| CN108802043B (en) | Tunnel detection device, tunnel detection system and tunnel defect information extraction method | |
| EP2132523B1 (en) | Method and device for exact measurement of objects | |
| CA2555159C (en) | Method for determining the position of an object in a space | |
| US20100134598A1 (en) | Hand-held self-referenced apparatus for three-dimensional scanning | |
| WO2015011173A1 (en) | System, method and computer program for 3d contour data acquisition and caries detection | |
| JP2004286733A (en) | Method for determination of imaging equation for autologous calibration on performing stereo piv method | |
| CN104019763B (en) | Fluid 3D velocity field and the synchronous measuring apparatus of deformable body three-dimensional appearance | |
| EP2805180A1 (en) | Laser tracker with functionality for graphical target preparation | |
| JP2003130621A5 (en) | ||
| NO174025B (en) | POINT MEASUREMENT OF SPACIAL COORDINATES | |
| SE510203C2 (en) | Method and apparatus for measuring a three-dimensional shape | |
| EP3410064A1 (en) | Inspection camera unit, method for inspecting interior spaces and sensor unit | |
| SE505305C2 (en) | Method and apparatus for measuring a three-dimensional shape | |
| JP3446272B2 (en) | Endoscope with measurement function | |
| JP2015523108A (en) | How to measure dental conditions | |
| JP7566723B2 (en) | Optical measurement method and optical measurement device | |
| JP5278878B2 (en) | Pipe inner surface shape measuring device | |
| JP2018522240A (en) | Method for measuring artifacts | |
| EP0648099A1 (en) | Device for the correlation of three-dimensional acquisition data of human organs, especially for applications in odontiatria | |
| EP3626160A1 (en) | A handheld imaging element with a movement sensor | |
| GB2333595A (en) | Apparatus and method for making accurate three-dimensional size measurements of inaccessible objects | |
| WO2020247051A1 (en) | Apparatus and method for three-dimensional dynamic image analysis for particle volume determination | |
| AU718579B2 (en) | Ultrasonographic 3-D imaging system |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| NUG | Patent has lapsed |