SE512621C2 - Metod och kamera för stereofotografering av tänder - Google Patents

Description

Mana.. .. 3 1 51% 621 TEKNIKENS STÅNDPUNKT Det är förut känt att i anslutning till framtagning av den- tala produkter och till dentalt arbete utnyttja sig av ste- reofotografering, varvid i regel åtminstone tvà kameror upp- riggats pá avstànd fràn varandra och aktiverats för tagning av bilder fràn olika vinklar. Det är även förut känt att ut- nyttja stereofotografering i fotogrammetriska sammanhang för inmätning av positioner och lägen för olika ytor, tänder, föremàl, etc. För att kunna sluta sig till faktiska reella lägen i rymden/aktuellt koordinatsystem kan man därvid ut- nyttja sig av olika hjälpmedel, sàsom koordinatmaskiner, ritsade glasskivor, etc.

REDOGÖRELSE FÖR UPPFINNINGEN TEKNISKT PROBLEM Det föreligger behov av att kunna framställa dentala produk- ter (tandbroar, tandhylsor, etc.) pá enklare sätt jämfört med dagens framställningsförfaranden_ Uppfinningen avser att lösa detta problem.

Vid framställning av tandbroar, proteser och liknande ut- nyttjas idag normalt framtagning av modell genom avtryck- stagning med avtrycksmassa i munhàlan. Det föreligger önske- màl om att dylik modellframtagning kan elimineras i fram- ställningsförfarandena av den dentala produkten. Uppfinning- en löser detta problem.

Utnyttjandet av stereofotografering är inte helt självklar i sammanhanget, även om den löser problemet med eliminering av modellframtagning med avtrycksmassa. Utnyttjande av tvà el- ler flera kameror för etablerande av stereofotografier möter problem eftersom det är svårt att förhindra patienten att röra sig mellan tvà tagningar. Även mycket smà tidsförskjut- 512 62; ningar mellan tagningarna och smá rörelser hos patienten fär förödande inverkan av resultatet och man mäste därför ifrà- gasätta om de kända utrustningarna inte är lämpade mera för laboratorieförsök hellre än klinisk, daglig användning. Upp- finningen löser detta problem och föreslår arrangemang an- vändbart i den pratiska tillämpningen.

Stereofotografering skall kunna ge en högre noggrannhet el- ler upplösning i den dentala produkten jämfört med tidigare användningar av stereofotografisk utrustning. Uppfinningen löser detta problem och anvisar dessutom högre noggrannhet även vid jämförelse med utnyttjande av nämnda modellframtag- ningar.

Det har visat sig att hitintills använda metoder och anord- ningar medfört att statiska belastningskrafter byggts in i aktuell dentala produkt/tandbrygga och även om dessa krafter är förhållandevis smà förorsakar de i det lánga loppet en kollaps i hela eller delar av berört käkben. Krav föreligger säledes pá väsentligt större tillverkningsnoggrannhet än ti- digare. Uppfinningen löser även detta problem.

Det är väsentligt att i anslutning till dentalt arbete i och vid munhälan att utnyttjad fotoutrustning kan uppvisa smä dimensioner och vara lätthanterlig ur användningssynpunkt.

Utrymmet kring och i patientens munhàla är begränsat och den behandlande personalen skall inte behöva besitta fotografe- ringsexpertis för att utöva sin dentala profession. Uppfin- ningen löser även detta problem.

I enlighet med uppfinningens idé skall den den optiska strålningen reflekterande speglar utnyttjas för bildande av virtuella linsfunktioner som anordnas pä avstànd fràn var- andra för ernàende av stereoavbildningseffekten. Samverk- ningen mellan kamerans delar och reflektionsytan(-orna) skall i en utföringsform kunna läsas i ett inbördes förhàl- \ 'H I W! - r l H1 H 1' 1 V!! I *W H UV 512 6214 lande pà fabrik sà att en förenklad användning àstadkommes för kameran. Uppfinningen löser även detta problem.

I en ytterligare utföringsform skall mätningarna i bilderna kunna överbestämmas och linsernas positioner bestämmas me- delst lösning av ekvationssystem. Detta möjliggörs även ge- nom uppfinningen.

Det föreligger behov av att effektivisera den totala hante- ringen kring framställning av dentala produkter som applice- ras i munhàlan, varvid hela tillverkningskedjan med identi- fiering i patientens mun och framställningen i aktuellt ma- terial (t.ex. titan) i maskinen skall beaktas. Den nya meto- den och anordningen anvisar nya vägar för framtagning av dy- lika metoder och anordningar och kan t.ex. användas i an- slutning till metoden och anordningen enligt det svenska pa- tentet 93.04042-6.

Vid arbetet i munhàlan skall t.ex. avbildning av ett antal implantat (t.ex. 2-6 implantat) i ett käkben kunna göras bà- de pà fixturnivà och distansnivà. Uppfinningen löser detta problem.

LÖSNINGEN Det som huvudsakligen kan anses vara kännetecknande för en metod enligt uppfinningen är att den optiska stràlningen som är hänförbar till en första avbildning av nämnda avbildning- ar leds fràn föremålet eller föremàlsdelen(-arna) via en be- rörd reflektionsyta som är väsentligen parallell med kamera- eller bildupptagningsutrustningens tagningsriktning, att den optiska strålningen som är hänförbar till en andra avbild- ning av nämnda avbildningar leds frán föremàlet eller före- màlsdelen(-arna) till den reella linsen och via en andra be- rörd reflektionsyta som är väsentligen parallell med nämnda tagningsriktning, varvid i fallet med tvà väsentligen paral- 512 621 5 lella reflektionsytor strälningsvägarna för de optiska stràlningarna hänförbara till de första och andra avbild- ningarna är väsentligen lika langa och symmetriska, och att kamera- eller bildupptagningsutrustningen bringas att av- teckna areor av storleksordningen 50 x 100 mm och bringas att arbeta med avstànd till respektive föremál/föremà1sdel(- ar), t.ex. tand/tandersättning(-sdel) av storleksordning 50- 100 mm, varjämte avbildningen kan ske med en skala av 1:4.

I en föredragen utföringsform bringas nämnda optiska stràl- ning fràn respektive föremàl eller föremàlsdel passera en ändyta pà en enhet som är försedd med en eller flera inner- väggar som respektive bildar en reflektionsyta.

Det som huvudsakligen kan anses vara kännetecknande för en kamera enligt uppfinningen är att den optiska stràlningen som representerar en första avbildning av de nämnda avbild- ningarna är tilldelad en första stràlningsväg fràn föremä- let/föremàlen eller tanden/tandersättningen, via en berörd och med kamerans tagningsriktning väsentligen parallell första reflektionsyta och aktuell linsfunktion till bild- fángaren/filmen och som är väsentligen lika làng som en and- ra stràlningsväg för den optiska strålningen som represente- rar en andra avbildning av nämnda avbildningar och leder frán föremålet/föremålen eller tanden/tandersättningen till den reella linsen eller via en berörd och med nämnda tag- ningsriktning väsentligen parallell andra reflektionsyta och aktuell linsfunktion, att den rella linsen är fast anordnad, t.ex. medelst lim, till kamerahuset för uppnàende av optisk och geometrisk stabilitet, att organ, t.ex. en glasskiva, med referensmärkningar, är anordnade att tillförsäkra att filmen är applicerad med stor noggrannhet till ett plan och inte avviker frán detta mer än i 0,1 mm, att felet vid av- bildningen av respektive föremàl/föremalsdel eller tand/tandersättning(-sdel) är av storleksordningen i 0,02 mm för distinkta punkter, och att kalibrering av kameran är ut- Id WH H VII W H lw-W Ir' IIW \| V"\ f' \ Wi! UWI *II ”VI 6 512 621 förd med en noggrannhet som ligger i omradet 0,005 mm i av- bildningsskalan.

Genom att antalet reflektionsytor tvà och reflektionsytornas sträckningar är väsentligen parallella med kamerans tag- ningsriktning kan tre avbildningar av respektive föremàl el- ler tand/tandersättning eller del därav pà filmen under en och samma exponering erhállas. Detta àstadkommes genom att tvà virtuella linsfunktioner uppkommer tillsammans med den av nämnda optik utövade linsfunktionen.

I en utföringsform bestàr kameran av en med blixtfunktion försedd standardkamera, t.ex. en 35 mm smàbildskamera med t.ex. 24 mm vidvinkellins. Denna i och för sig kända grund- konstruktion är därvid försedd med nämnd respektive nämnda reflektionsytor eller spegelytor. Den reella eller verkliga linsen anordnas företrädesvis fast, t.ex. medelst limning, till kamerahuset för uppnàende av optisk och geometrisk sta- bilitet. Organ, t.ex. en glasskiva, kan vara anordnad att tillförsäkra att filmen är applicerad med stor plan- het/noggrannhet till ett plan. Härmed avses att filmen inte skall avvika fràn planet med mer än nämnda 1 0,1 mm.

I en ytterligare utföringsform är respektive reflektionsyta belägen pà en prismakropp som är monterad till kamerans öpp- ning. Kroppen uppbär därvid reflektionsytan eller reflek- tionsytorna pà en respektive flera innerväggar. Via kroppen passerar den optiska stràlningen genom en ändyta som är rik- tad mot respektive föremål/föremàlsdel eller tand/tander- sättning(-sdel).

FÖRDELAR Genom det i ovan föreslagna kan en konventionell smábilds- kamera med blixtaggregat ligga till grund för uppbyggnaden eller grundkonstruktionen. Kameran hanteras pä normalt sätt 512 621 7 och är genom sitt lilla format lätthanterlig och lätt appli- cerbar invid patientens mun. Patienten får mindre obehag vid identifiering av t.ex. lägen och lutningar på implantat i endera eller båda käkarna. Noggrann kalibrering kan effektu- eras och kostnaderna för kameran kan hållas förhållandevis låg. Kamerautrustningen kan implementeras i nya metoder och anordningar vid framställning av artificiella stödorgan. Ka- meran och blixtaggregat kan i sig utgöras av standardkompo- nenter. Ett ríngformat blixtaggregat kan vara monterat mel- lan lins och reflekterande yta/spegel.

FIGURFÖRTECKNING En för närvarande föreslagen utföringsform av en metod och anordning enligt uppfinningen skall beskrivas i nedanstående under samtidig hänvisning till bifogade ritningar där figur l i horisontalvy visar kameran i anslutning till underkäken på en patient, figur 2 i horisontalvy visar kameran i anslutning till föremål eller föremålsdelar på en modell, figur 3 visar ett med kameran enligt figurerna l och 2 taget fotografi där två avbildningar före- ligger av två angivna diskreta punkter, och figur 4 i längdsnitt visar strålgången vid kameran där reflekterande ytor utnyttjas för ernående av virtuella linsfunktioner anordnade på avstånd från varandra för åstadkommande av stereoav- bildningseffekten. 512 621 DETALJERAD UTFÖRINGSFORM I figuren l är ett kamerahus angivet med 1. I kamerahuset är anordnat en optik innefattande en lins 2 av i och för sig känt slag. I kamerahuset ingår även arrangemang för en film 3 anordnad och frammatningsbar på filmspolar 4 respektive 5.

Filmen är påverkad att med hög noggrannhet vara placerad i ett plan 6 vid kamerahusets baksida. Påverkan sker medelst en glasskiva 7 som är anordnad mot filmen så att denna intar sitt läge i planet 6 med den i ovan angivna noggrannheten.

Vid kamerahusets öppning 8 är anordnade första och andra re- flekterande ytor eller speglar som sträcker sig vinkelrätt mot figurplanet. Speglarna sträcker sig parallellt med kame- rans längdaxel ll eller kamerans huvudriktning. De speglande eller reflekterande ytorna 9 och 10 kan i och för sig ha andra sträckningar men företrädesvis utnyttjas den anvisade parallella sträckningen. Kameran är riktad mot munhålan på en patient, vilken munhåla är representerad med ett käkben 12. I munhàlan eller i käkbenet ingår tänder 13, 14, 15, implantat 16, tandbro, etc. Den från det avbildade området i munhålan emanerande strålningen är indikerad med linjerna 17, 18. Denna optiska strålning reflekteras på speglarnas innerytor 9a respektive 10a innan den passerar linsen 2 och når filmen 3. Arrangemanget innebär att två virtuella lins- funktioner 19, 20 uppkommer, vilket i sin tur innebär att tre bildfält uppträder på filmen 3. Det första bildfältet förorsakas av den reella linsen 2, och de andra och tredje bildfälten av de virtuella linsfunktionerna 19 och 20. Tre avbildningar erhålles således pà bilden och kan jämföras, t.ex. i en datorutrustning för bestämning av ytor på tänder- na, implantaten, etc. Linsfunktionerna är anordnade väsent- ligen prallella. Härvid hänvisas till den svenska patentan- sökningen 93.04042-6, med samma inlämningsdag som innevaran- de svenska patentansökan. 512 621 9 Kameran är av standardutförande och av det slag som angetts i ovanstående. Småbildskameran kan placeras med ett avstånd L till patientens mun om 50-100 mm.

I figuren 2 visas kameran 1' med samma grundkonstruktion som i figuren 1. I detta fall utnyttjas ett prisma 21 som uppvi- sar två parallella innerväggar 2la och 2lb som motsvarar de i figuren 1 angivna reflekterande ytorna 9a och lOa. Prismat är fastgjort till kamerahuset la. Detsamma gäller för linsen 2' som är fastsatt till kamerahuset medelst limningsförfa- rande eller motsvarande. Fastsättningen av prismat 21 till kamerahuset la är symboliserat med en rörformad del 22. Ka- meran är försedd med en ringformad blixt 23 av i och för sig känt slag. Blixtarrangemanget är anordnat koncentriskt på _ nämnda hylsformade organ 22. Strålningen l8', 19' äntrar den fria ändytan 2lc på prismat 21 och reflekteras på nämnda in- neryta 2la, 21b innan den passerar linsen 2' och når filmen 3'. Avbildningen kan i detta fall göras på en patient, en modell 24, etc.

Figur 3 visar ett fotografi 25 som innefattar tre sektioner 25a, 25b och 25c. Sektionen 25a motsvaras av den av linsen 2' effektuerade avbildningen av aktuellt föremål eller kroppsdel. Sektionerna 25b och 25c motsvarar avbildningsom- ràdena som àstadkommes av de virtuella linserna 19 och 20.

Nämnda virtuella linser intar ett inbördes avstånd L' (se figuren 1). Avbildningarna i avbildningsfälten 25b och 25c representerar således kroppsdelen eller föremålet sett från två olika vinklar alfa respektive beta (se figuren 1). En motsvarande punkt föreligger i bildfältet 25a, vilken punkt dock inte behöver utnyttjas (även om man kan göra det) i fö- religgande fall vid lägesbestämningarna av ifrågavarande fö- remål, ytor eller punkter därpå.

I figuren 4 visas aktuell del av stràlgången vid den nya ka- meran. De reflekterande ytorna eller speglarna är visade med l l w' x rn n | 10 512 621 9' respektive 10' och de virtuella linsfunktionerna med l9', 20'. Den reella eller verkliga linsen anges med 2" och filmplanet med 3a.

Det är angeläget att de optiska stràlningsvägarna för de olika optiska strálningarna som representerar de olika av- bildningarna är väsentligen lika lánga räknat fràn före- màlet/föremàlsdelen/tanden/tandersättningen, etc., via respektive berörda reflektíonsyta och optiken till bildfàngaren eller filmen. Företrädesvis utnyttjas tva reflektionsytor, en för respektive avbildning. Reflektions- ytorna, som t.ex. kan bestå av tvà reflektionsytor, anordnas företrädesvis koncentriskt kring kamerans längdaxel ll (tagningsriktningen). Utöver att de anordnas koncentriskt är de dessutom företrädesvis inbördes parallella och parallella med nämnda längdaxel. De optiska stràlningsvägarna är före- trädesvis exakt lika länga för ernáende av högsta möjliga bildskärpa pà det i ovan angivna avståndet. I arrangemanget är även filmen eller bildfàngaren anordnad väsentligen eller exakt vinkelrätt mot nämnda längdaxel ll eller tagnings- riktning.

Uppfinningen är inge begränsad till den i ovan såsom exempel visade utföringsformen utan kan underkastas modifikationer inom ramen för efterföljande patentkrav och uppfinnings- tanken. 1!

Claims (6)

10 15 20 25 30 35 512 621 H PATENTKRAV

1. Metod för att i anslutning till en munhåla (1) och på artificiell uppbyggnad av tand (13), implantat (16), tandrest, tandben, protes, etc., här kallat föremål, effektuera bildtagning från åtminstone två olika vinklar, t.ex. stereofotografering, fotografering för tredimensio- nell mätning, etc., medelst kamerautrustning eller annan bildupptagningsutrustning innefattande hus för bild- fångare, t.ex. film (3), video, etc., och optik innefat- tande en reell lins som bildar en reell linsfunktion (2) och som vid bildtagningen riktas mot ett eller flera aktu- ella föremål eller föremålsdel(-ar), varvid en från respektive föremål eller föremålsdel emanerande första optisk strålning ledes direkt in på nämnda lins (2) och åtminstone en från respektive föremål eller föremålsdel emanerande andra optisk strålning (17, 18) reflekteras på en eller flera mellan respektive föremål eller föremålsdel och den reella linsen belägna strålning reflekterande reflektionsytor (9, 9a och 10, 10a) för bildande av åtminstone en på avstånd från den reella linsfunktionen belägen skenbar linsfunktion (19, 20) samt med sålunda etablerade linsfunktioner åstadkommes på bildfångaren samtidigt åtminstone två olika avbildningar (A, B) av respektive föremål eller föremålsdel(-ar) från nämnda olika vinklar med en och sama exponering, k ä 11 n e- t e c k n a d därav, att den optiska strålningen hänför- bar till en första avbildning av nämnda avbildningar ledes frän föremålet eller föremålsdelen(-arna) via en, berörd reflektionsyta som är väsentligen parallell med kamera- eller bildupptagningsutrustningens tagningsriktning (11), att den optiska strålningen hänförbar till en andra av- bildning av nämnda avbildningar ledes från föremålet eller föremålsdelen(-arna) till den reella linsen. och via en andra berörd reflektionsyta som är väsentligen parallell med nämnda tagningsriktning (11), varvid i fallet med två H1"' \ HV I! ï 1 I W' “l U ( m "i -..man | “ 10 15 20 25 30 35 512m 62 1 väsentligen parallella reflektionsytor strålningsvägarna för de optiska strálningarna hänförbara till de första och andra avbildningarna är väsentligen lika långa och symmet- riska, och att kamera- eller bildupptagningsutrustningen bringas avteckna areor av storleksordningen S0 x 100 mm och bringas arbeta med avstånd (L, L') till respektive föremål/föremålsdel(-ar), t.ex. tand/tandersättning(-sdel) av storleksordning 50-100 mm, varjämte avbildningen kan ske med en skala av 1:4.

2. Metod enligt patentkravet 1, k äwn n e t e c k n a d därav, att nämnda optiska strålning frán respektive före- mål eller föremälsdel bringas passera en ândyta (21c) på en enhet (21) som är försedd med en eller flera inner- väggar (2la, 2lb) som respektive bildar en reflektionsyta (9a eller 10a).

3. Kamera (1) för stereofotografering av tand/tand- ersättningar eller föremål/föremàlsdelar som har anknyt- ning till en munhåla (12) och innefattande kamerahus för bildfångare/film (3) och optik (29) reell lins som bildar en reell linsfunktion, samt är för- som innefattar en sedd med en eller flera reflektionsytor (9, 10) belägna mellan nämnda lins (2) och respektive föremål/föremålsdel och tand/tandersättning så att åtminstone två på avstånd från varandra belägna linsfunktioner (19', 20') uppkomer, varav' åtminstone en linsfunktion är skenbar, samt med- förande att på bildfångaren eller filmen uppträder avbild- ningar från olika 'vinklar 'vid. en. och sama exponering, k ä n n e t e c k n a d därav, att den optiska strålningen som representerar en första avbildning av nämnda avbildningar är tilldelad en första-stràlningsväg från föremålet/föremålen eller tanden/tandersättningen, via en berörd och med kamerans tagningsriktning (11) väsentligen parallell första reflektionsyta och aktuell linsfunktion till väsentligen lika lång som en andra strälningsväg för den bildfàngaren/filmen och som är optiska strålningen som representerar en andra avbildning av nämnda avbildningar och leder från föremålet/föremålen U 20 25 30 512 621 /3 eller tanden/tandersättningen till den reella linsen eller via en berörd och med nämnda tagningsriktning (ll) väsentligen parallell andra reflektionsyta och aktuell linsfunktion, att den reella linsen (2, 2') är fast anordnad, t.ex. medelst lim, till kamerahuset (la) för uppnáende av optisk och geometrisk stabilitet, att organ, t.ex. en glasskiva (7), med referensmärkningar, är anordnade att tillförsäkra att filmen är applicerad med stor noggrannhet till ett plan och inte avviker frän detta mer än i 0,1 mm, att felet vid avbildningen av respektive föremål/föremàlsdel eller tand/tandersättning(-sdel) är av storleksordningen 1 0,02 mm för distinkta punkter, och att kalibrering av kameran är utförd med en noggrannhet som ligger i området 0,005 m i avbildningsskalan

4. Kamera enligt patentkravet 3, k ä n n e t e c k- n a d. därav, att antalet reflektionsytor (9a, 10a) är två, och ätt därvid tre avbildningar av respektive föremål (13, 14, 15, 16) eller tand/tandersättningar eller del därav uppkommer pá filmen (3).

5. Kamera enligt patentkravet 3 eller 4, k ä.11 n e- t e c k n a d därav, att den består av en med blixtfunk- tion försedd standardkamera (1). t.ex. en 35 mm smäbilds- kamera med 24 mm vidvinkellins, försedd med nämnda reflek- tionsytor (9a, 10a) eller spegelytor.

6. Kamera enligt något av patentkraven 3-5, k ä n n e- t e c k n a d därav, att respektive reflektionsyta (9a, 10a) är belägen pä en prismakropp (21) monterad till kame- rans öppning (8), vilken kropp (21) uppbär reflektionsytan eller reflektionsytorna på en respektive flera innerväggar och via vilken kropp den optiska strålningen (17, 18) pas- serar genom en ändyta (2lc) som är riktad mot respektive föremål/föremälsdel eller tand/tandersättning(-sdel) (13, 14, 15, 16). H H M I