DE9004995U1

DE9004995U1 - Camera designed as a hand-held instrument for 3D measurement of teeth

Info

Publication number: DE9004995U1
Application number: DE9004995U
Authority: DE
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1990-05-02
Filing date: 1990-05-02
Publication date: 1991-09-05
Anticipated expiration: 2000-05-03

Description

SO S 3 H 9 DESUN S 3 H 9 EN

Siemens AktiengesellschaftSiemens AG

Als Handinstrument ausgebildete Kamera zur 3D-Vermessung von ZähnenCamera designed as a hand-held instrument for 3D measurement of teeth

Die Erfindung bezieht sich auf eine als Handinstrument ausgebildete Kamera zur 3D-Vermessung von Zähnen unter Zuhilfenahme eines optischen Projektions- und Abbildungssystems, mit einem Griffkörper zur Aufnahme unter anderem einer Lichtquelle sowie diverser optischer und elektrischer Elemente des Projektionsund Abbildungssystems und mit einem sich am Griffkörper anschließenden Kopfteil, welches eine aus mindestens einem weiteren optischen Element bestehende Optik zur Weiterleitung und ggfs. Umlenkung der Lichtstrahlen bis zum Lichtaustrittsende aufweist.The invention relates to a camera designed as a hand-held instrument for 3D measurement of teeth with the aid of an optical projection and imaging system, with a handle body for accommodating, among other things, a light source and various optical and electrical elements of the projection and imaging system and with a head part connected to the handle body, which has an optic consisting of at least one further optical element for forwarding and, if necessary, redirecting the light rays to the light exit end.

Eine Kamera dieser Gattung ist beispielsweise aus der EP-A-0 250 993 bekannt. Griffkörper und Kopfteil bilden bei dieser Kamera eine fest montierte Baueinheit. Um mit dieser Kamera eine ausreichend gute Abbildungsgenauigkeit zur erzielen, sind bei der Montage der optischen und elektrischen Teile relativ enge Toleranzen einzuhalten. Nach der Montage der Teile ist die Kamera noch elektrisch zu justieren.A camera of this type is known, for example, from EP-A-0 250 993. The handle body and head part of this camera form a permanently mounted unit. In order to achieve sufficiently good imaging accuracy with this camera, relatively tight tolerances must be maintained when assembling the optical and electrical parts. After assembling the parts, the camera still needs to be adjusted electrically.

Ein Problem stellt sich durch die Forderung nach verbesserter Hygiene, insbesondere nach Sterilisierbarkeit zumindest der mit dem Patienten in Berührung kommenden Teile. Nachdem wegen der im Griffkörper und im Kopfteil angeordneten, zum Teil hochempfindlichen optischen und elektrischen Bauteile eine Sterilisation der gesamten Kamera nicht in Frage kommt, beschränken sich die Hygiene-Maßnahmen auf Reinigen und Desinfizieren der Oberfläche der Kamera vor Ort.A problem arises from the demand for improved hygiene, in particular the ability to sterilize at least the parts that come into contact with the patient. Since sterilization of the entire camera is out of the question due to the highly sensitive optical and electrical components located in the handle body and head section, hygiene measures are limited to cleaning and disinfecting the surface of the camera on site.

Der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, demgegenüber eine Verbesserung zu erzielen und eine Ka-The invention specified in claim 1 is based on the object of achieving an improvement and a

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mera der eingangs genannten Gattung zu schaffen, die den heute gestellten Anforderungen an Hygiene gerecht wird, ohne daß aufwendige Justierungen der Kamera vor Gebrauch erforderlich sind.mera of the type mentioned above that meets today's hygiene requirements without the need for complex adjustments of the camera before use.

Dadurch, daß gemäß der Erfindung zumindest das Kopfteil der Kamera ein abnehmbares Gehäuse aufweist, welches die im Inneren angeordnete Optik umschließt und am Lichtaustrittsende von einer ebenen Lichtaustrittsfläche eines am Gehäuse angeordneten weiteren optischen Elementes begrenzt ist, kann das Gehäuse zum Zwecke einer Sterilisation von den übrigen Teilen der Kamera abgenommen und nach dem Sterilisieren auf diese wieder aufgesetzt werden, ohne daß ein aufwendiges Nachjustieren erforderlich ist, denn das abnehmbare Teil enthält keine optischen Elemente mit gekrümmten Flächen. Sämtliche optische Elemente mit gekrümmten Flächen sind entweder im Griffkörper selbst oder in dem fest mit dem Griffkörper verbundenen Kopfteil angeordnet. Die im abnehmbaren Gehäuseteil angeordnete Optik beschränkt sich also ausschließlich auf optische Elemente mit ebenen Begrenzungsflächen. Because, according to the invention, at least the head part of the camera has a removable housing which encloses the optics arranged inside and is limited at the light exit end by a flat light exit surface of a further optical element arranged on the housing, the housing can be removed from the other parts of the camera for the purpose of sterilization and can be put back on after sterilization without any complex readjustment being necessary, because the removable part does not contain any optical elements with curved surfaces. All optical elements with curved surfaces are arranged either in the handle body itself or in the head part which is firmly connected to the handle body. The optics arranged in the removable housing part are therefore limited exclusively to optical elements with flat boundary surfaces.

Wenngleich es an sich genügt, nur den Bereich des Kopfteiles der Kamera mit einem abnehmbaren Gehäuse zu versehen, so kann es vorteilhaft sein, zumindest einen Teil auch des Gehäuses des Griffkörpers abnehmbar zu gestalten, vorteilhafterweise als Verlängerung des Kopfteilgehäuses auszubilden.Although it is sufficient to provide only the area of the head part of the camera with a removable housing, it can be advantageous to design at least part of the housing of the handle body to be removable, advantageously to design it as an extension of the head part housing.

Weitere Vorteile werden anhand der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles näher erläutert.Further advantages are explained in more detail in the following description of an embodiment.

Die Figur zeigt die erfindungsgemäße Kamera im Längsschnitt. Die Kamera ist als Handinstrument ausgebildet und läßt sich unterteilen in einen Griffkörper 1 und einen sich daran anschließenden langgestreckten Kopfteil 2, dessen Lichtaustrittsende 3 auf das zu vermessende Objekt gerichtet wird. Der Griffkörper 1 enthält ein Gehäuse 4, in dem unter anderem eine Lichtquelle 5The figure shows the camera according to the invention in longitudinal section. The camera is designed as a hand-held instrument and can be divided into a handle body 1 and an elongated head part 2 attached to it, the light exit end 3 of which is directed at the object to be measured. The handle body 1 contains a housing 4 in which, among other things, a light source 5

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sowie diverse optische und elektrische Elemente eines optischen Projektions- und Abbildungssystems untergebracht sind, mit dem es möglich ist, die Zähne dreidimensional zu vermessen. Die wesentlichsten Komponenten dieses Projektions- und Abbildungssystems sind ein Kondensorglied 6, eine Gittermaske 7, ein Strahlenteiler 8, ein aus mehreren Linsen bestehendes Objektiv 9, ein sich achsial daran anschließendes langgestrecktes Prisma 10 sowie eine am Ende des Prismas angeordnete Feldlinse 11. Ein Bildsensor 12 nimmt das vom Objekt zurückgestreute Licht auf und wandelt es in ein zeilengerastetes Videosignal um, welches schließlich über eine Elektronik 13 verarbeitet und über ein nicht näher bezeichnetes Kabel einer extern der Kamera angeordneten Rechner- und Darstellungseinheit zugeführt wird.as well as various optical and electrical elements of an optical projection and imaging system are housed, with which it is possible to measure the teeth in three dimensions. The most important components of this projection and imaging system are a condenser element 6, a grating mask 7, a beam splitter 8, an objective 9 consisting of several lenses, an elongated prism 10 connected axially to it and a field lens 11 arranged at the end of the prism. An image sensor 12 records the light scattered back from the object and converts it into a line-scanned video signal, which is finally processed by electronics 13 and fed via an unspecified cable to a computer and display unit arranged externally to the camera.

Das langgezogene Prisma 10 sowie die Feldlinse 11, die dazu dient, einen telezentrischen Strahlengang zu bekommen, sind Bestandteil des Griffkörpers 1 und entweder direkt oder über eine Hülse 14 mit dem Gehäuse 4 verbunden. Die gesamte Optik 6 bis 11 sowie der Bildaufnehmer 12 sind fix montiert und justiert, d.h. sie sind nach Montage nicht mehr ohne weiteres demontierbar.The elongated prism 10 and the field lens 11, which serves to obtain a telecentric beam path, are part of the handle body 1 and are connected to the housing 4 either directly or via a sleeve 14. The entire optics 6 to 11 and the image sensor 12 are permanently mounted and adjusted, i.e. they cannot be easily dismantled after assembly.

Über das Prisma 10 und die Feldlinse 11 des Kopfteiles 2 ist ein Gehäuse 15 geschoben, welches mittels einer Rasteinrichtung 17 in fester Zuordnung zu den übrigen Teilen des Kopfteiles gehalten wird. Das Gehäuse ist leicht abnehmbar gehaltert und enthält am Lichtaustrittsende 3 ein abgeschrägtes Prisma 16. Das Prisma 16 weist nur ebene Begrenzungsflächen 16a bis 16c auf, von denen die mit 16a bezeichnete Fläche die Lichtaustrittsfläehe bildet. Mit dem Prisma 16 erfolgt eine Umlenkung des Lichtes von zunächst axialer Richtung in eine quer dazu verlaufende Richtung. Das Prisma 16 ist an der abgeschrägten, mit 16b bezeichneten Fläche am Gehäuse 15 durch Kleben oder Einklemmen befestigt. Anstelle des Prismas können auch entsprechendA housing 15 is pushed over the prism 10 and the field lens 11 of the head part 2, which is held in a fixed relationship to the other parts of the head part by means of a locking device 17. The housing is easily removable and contains a beveled prism 16 at the light exit end 3. The prism 16 has only flat boundary surfaces 16a to 16c, of which the surface designated 16a forms the light exit surface. The prism 16 deflects the light from an initially axial direction into a direction running transversely to it. The prism 16 is attached to the beveled surface designated 16b on the housing 15 by gluing or clamping. Instead of the prism, corresponding

35 angeordnete Spiegel vorgesehen sein.35 arranged mirrors should be provided.

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Unter Umständen kann es zweckmäßig sein, die Hülse 15 über einen Teil oder über den gesamten Griffkörper zu verlängern, wie dies gestrichelt (Position 15a) dargestellt ist.Under certain circumstances, it may be appropriate to extend the sleeve 15 over part or the entire handle body, as shown in dashed lines (position 15a).

Dadurch, daß im abnehmbaren Teil 15 keine optischen Elemente
mit gekrümmten Flächen vorhanden sind, brauchen bezüglich der
Zuordnung dieses Teiles zu der Optik im anderen Teil keine engenen Toleranzen eingehalten zu werden. Das Kopfteilgehäuse 15 kann demnach zum Sterilisieren leicht abgenommen und danach
wieder aufgesetzt werden, ohne, daß ein Nachjustieren der Teile erforderlich ist.Because there are no optical elements in the removable part 15
with curved surfaces are available, need to be
Allocation of this part to the optics in the other part does not require any tight tolerances. The head part housing 15 can therefore be easily removed for sterilization and then
can be put back on without the need to readjust the parts.

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Claims

90 G 3 M 9 DE Protection claims

1. A camera designed as a hand-held instrument for 3D measurement of teeth with the aid of an optical projection and imaging system, with a handle body (1) for receiving, among other things, a light source (5) and various optical and electrical elements (6 to 13) of the projection and imaging system and with a head part (2) adjoining the handle body (1), which has an optic consisting of at least one further optical element (10, 11, 16) for forwarding and, if necessary, deflecting the light rays to the light exit end (3), characterized in that at least the head part (2) contains a removable housing (15) which encloses the optics (10, 11, 16) arranged inside and is delimited at the light exit end (3) by a flat light exit surface (16a) of an optical element (16) arranged on the housing (15) of the optics assigned to the head part (2) is.

2. Camera according to claim 1, characterized in that the removable housing (15) encloses at least the part of the handle body (1) adjacent to the head part (2).

3. Camera according to claim 1 or 2, characterized in that the further optical element (16) arranged on the removable housing (15) is limited exclusively by flat surfaces (16a, 16b, 16c).

4. Camera according to claim 3, characterized in that in order to deflect the light rays initially running from the light source (5) in the longitudinal direction of the handle body (1) and the head part (2) into an exit direction running transversely thereto, the housing (15) is delimited at the light exit point (3) by a beveled prism (16).

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5. Camera according to claim 4, characterized in that the prism (16) is glued into the housing (15).

6. Camera according to one of claims 1 to 5, characterized in that the optics (10, 11) arranged in the head part (2) and not attached to the housing (15) contains a field lens (11) in the area of the light exit (3) and a prism (16) with flat boundary surfaces (16a to 16c) is attached to the removable housing (15) corresponding to this.

7. Camera according to one of claims 1 to 6, characterized in that the optical elements arranged on the housing (15) are mirrors.

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