ES2297586T3 - Procedimiento y dispositivo para detectar la forma de un objeto de tecnica dental. - Google Patents

Abstract

Procedimiento para la detección de forma tridimensional y sin contacto de un objeto de técnica dental, como un modelo positivo o un segmento del mismo, en donde para establecer las coordenadas espaciales para los puntos superficiales del objeto se mide una faja luminosa que se proyecta sobre el objeto, con al menos dos cámaras matriciales para determinar dos coordenadas de posición de un sistema de coordenadas y, mediante la detección de la posición del objeto dispuesto encima de una mesa de medición que puede girar alrededor de un eje de giro, se determina la tercera coordenada espacial, caracterizado porque la cámara matricial es una cámara matricial de color con primeros, segundos y terceros pixels, porque la cámara matricial recoge luz en un margen de longitudes de onda fundamentalmente característico para una clase de los pixels y se valoran valores, al menos de una de las otras clases de los pixels, para determinar las dos primeras coordenadas de posición.

Description

Procedimiento y dispositivo para detectar la forma de un objeto de técnica dental.

La invención se refiere a un procedimiento para la detección de forma tridimensional y sin contacto de un objeto de técnica dental, como un modelo positivo o un segmento del mismo, en donde para establecer las coordenadas espaciales para los puntos superficiales del objeto se mide una faja luminosa que se proyecta sobre el objeto, con al menos dos cámaras matriciales para determinar dos coordenadas de posición (coordenadas Z, Y) de un sistema de coordenadas y, mediante la detección de la posición del objeto dispuesto encima de una mesa de medición que puede girar alrededor de un eje de giro, se determina la tercera coordenada espacial (coordenada X). Además de esto la invención hace referencia a una disposición para la detección de forma tridimensional y sin contacto de un objeto de técnica dental, como un modelo positivo o un segmento del mismo, con una mesa de medición que soporta el objeto de técnica dental y puede girar alrededor de un eje de giro, un dispositivo generador de luz como dispositivo láser para reproducir una línea luminosa sobre el objeto de técnica dental, dos cámaras matriciales orientadas sobre la línea luminosa así como una unidad de valoración, que valora señales de las cámaras matriciales para determinar las coordenadas de la línea luminosa.

Puede deducirse un procedimiento de la clase citada al comienzo del documento DE-A-43 01 538. Con ello se determina según un ejemplo de ejecución, en el caso de un objeto de técnica dental dispuesto sobre una mesa giratoria, el valor de altura (eje Z) según el principio de triangulación por medio de dos cámaras matriciales CCD que forman un ángulo agudo. El valor de la coordenada Y que discurre perpendicularmente al eje Z se obtiene mediante la luz de faja proyectada sobre el objeto de técnica dental. La tercera coordenada espacial (coordenada X) se envía desde la mesa giratoria. Para generar la luz de faja se utilizan un láser de diodo, una óptica de coordenadas y una disposición de lentes cilíndricas. Para esto se toman señales de ajuste.

Las mediciones han mostrado que los datos necesarios para fabricar un sustituto dental, a colocar o implantar sobre el objeto de técnica dental o un segmento del mismo, no son suficientemente precisos y no se establecen a la velocidad necesaria. La causa de esto es entre otras cosas la determinación, no suficientemente precisa o ligada a una complejidad considerable, de las coordenadas espaciales prefijadas mediante la posición de la mesa giratoria.

Del documento DE-A-101 33 568 puede deducirse un procedimiento para la medición tridimensional de un objeto de técnica dental. Para esto se sujeta el objeto en un soporte en una orientación definida, se irradia y se valora la radiación reflejada, en donde el objeto se desplaza tanto traslatoriamente como rotatoriamente con respecto a una fuente de radiación, para llevar a cabo la mediación.

La presente invención se ha impuesto la tarea de perfeccionar un procedimiento y una disposición de la clase citada al comienzo, de tal modo que de forma sencilla se haga posible una detección de forma sin contacto del objeto de técnica dental, en donde se mantenga reducida la complejidad constructiva para determinar las coordenadas espaciales y, a pesar de ello, el establecimiento de forma deba realizarse con mucha precisión y a una velocidad elevada.

Para solucionar la tarea la invención prevé fundamentalmente que la cámara matricial es una cámara matricial de color con primeros, segundos y terceros pixels, que la cámara matricial recoge luz en un margen de longitudes de onda fundamentalmente característico para una clase de los pixels (primeros pixels) y se valoran valores, al menos de una de las otras clases de los pixels (segundos y terceros pixels), para determinar las dos primeras coordenadas de posición (coordenadas Y y Z).

Se ha previsto en especial que la cámara matricial reciba luz con radiación característica para los pixels rojos como los primeros pixels, con preferencia en un margen de longitudes de onda de aproximadamente 635 nm. Con ello la cámara matricial debería recibir una intensidad luminosa que conduzca a una sobremodulación, es decir, a una sobreiluminación. Mediante estas medidas no sólo se excitan los pixels que son especialmente sensibles a la radiación incidente (los primeros pixels), sino también los otros pixels, es decir, en el caso de un margen de longitudes de onda de la radiación aplicada ajustado a los pixels rojos, los pixels verdes y azules, para a seguidamente valorar estos pixels - con preferencia de los pixels verdes excitados. Por medio de esto se obtiene una detección con posición precisa de la línea que incide en el objeto de técnica dental como línea láser y, de este modo, una mayor resolución. Además de esto pueden estar previstos filtros para eliminar luz parásita intrínseca en la luz láser.

Seguidamente se hace girar el objeto de técnica dental sobre la mesa de medición o giratoria alrededor del eje de giro, en donde se prefieren ángulos incrementales de 1º. Son igualmente posibles otros ángulos. Después de la recepción de las secciones luminosas aisladas se transforman las imágenes correspondientes sobre el eje de giro, para seguidamente componer en forma digital las imágenes transformadas sobre el objeto a reproducir.

Los ángulos incrementales pueden también materializarse por medio de, a una velocidad rotacional constante, el objeto se recoja con una frecuencia de imágenes fija. Esta medida es equivalente al giro de la mesa de medición en determinados ángulos incrementales.

Para llevar a cabo la transformación se coloca previamente una varilla o clavija de dimensiones conocidas en las diferentes posiciones angulares, en donde el eje de giro coincide con el eje longitudinal de la clavija o varilla.

En otras palabras, se usan las imágenes de la clavija o varilla para transformar los resultados de medición de las secciones luminosas aisladas del objeto de técnica dental sobre el eje de giro.

Las coordenadas de las secciones luminosas se establecen sobre la base de una calibración realizada con anterioridad, que se explicará más adelante.

Según una propuesta propia de la invención está previsto que las dos cámaras matriciales, en las que se trata con preferencia de cámaras matriciales CMOS, se orienten simétricamente a un plano en el que está situado el eje de giro de la mesa de medición, en donde las cámaras se orientan además con relación a un cuerpo de calibración dispuesto de forma plana en el plano y atravesado centralmente por el plano, de tal modo que las imágenes de cámara son idénticas.

Según otra propuesta propia de la invención se ajusta el ángulo de Scheimpflug de las superficies de chip, es decir, el ángulo de las matrices de las cámaras con relación al eje óptico de tal modo, que las superficies del cuerpo de calibración se reproducen nítidamente.

Mediante la posición oblicua de las matrices se toman evidentemente imágenes deformadas. La rectificación se produce seguidamente mediante un software apropiado. Si por ejemplo se encuentran círculos sobre el lado a reproducir del cuerpo de calibración, se reproducen sobre las superficies de chip círculos deformados que se convierten en círculos mediante el software, para compensar estos errores de reproducción. A cada pixel está asociada de este modo una coordenada clara. Los datos de calibración así obtenidos se utilizan seguidamente para valorar las secciones luminosas.

Para calibrar la línea luminosa (por ejemplo línea láser) puede usarse igualmente el cuerpo de calibración plano con rigidez propia, en donde la línea láser incide en paralelo a la placa y centralmente sobre el borde, vuelto hacia la cámara, del cuerpo de calibración. La propia línea láser debería estar desplegada de tal manera, que los rayos marginales abarquen un ángulo de entre 10º y 30º, con preferencia de 20º. En otras palabras, la línea atraviesa el eje de giro de la mesa giratoria o de medición, que además está situada en el plano abarcado por el rayo de medición desplegado.

Si de este modo está calibrada la cabeza de medición compuesta por las cámaras (con preferencia cámaras matriciales CMOS) y la fuente de radiación lineal, puede instalarse la misma.

Mediante las medidas antes explicadas se realiza en total una rectificación de las imágenes de cámara así como un reglaje de la línea con relación al eje de giro. Seguidamente se trabaja según el procedimiento de sección luminosa, en donde la región a medir del objeto de técnica dental debe atravesarse con el eje de giro de la mesa de medición.

Si se quiere medir no sólo una región limitada espacialmente de un objeto de técnica dental como un muñón, sino una región mayor, es necesario que el objeto de técnica dental se traslade varias veces hasta la mesa giratoria, para atravesar la región parcial a medir con el eje de giro de la mesa de medición. Para poder enlazar entre sí las mediciones aisladas dependiendo de la posición del objeto de técnica dental, es decir, las acumulaciones de puntos medidas en la respectiva posición, debe ser conocida la relación entre la respectiva posición del objeto y del eje de giro.

Por ello otra propuesta cigenertindérica de la invención prevé que por encima de la mesa de medición se disponga otra cámara (cámara de referencia), cuyo eje óptico se oriente a lo largo del eje de giro de la mesa de medición y que la mesa de medición o un soporte, que soporte el objeto y esté dispuesto sobre la mesa de medición, se dote de una referencia, por medio de la cual se correlacionen imágenes del objeto de técnica dental, dispuesto sobre la mesa de medición en posiciones diferentes unas de otras, es decir, se compongan con exactitud de posición.

Esta cámara puede usarse también para orientar el objeto de técnica dental o el segmento de objeto a medir sobre el eje de giro, si en la imagen tomada de la cámara se incorpora una marca del eje de giro. La marca puede presentar con preferencia la forma de una cruz.

Para hacer posible una iluminación suficiente del objeto de técnica dental, está previsto que el objetivo de la cámara de referencia esté rodeado por un anillo luminoso - con preferencia compuesto de diodos luminosos, a través del cual se ilumina el objeto en la medida necesaria.

La referencia y la cámara de referencia se utilizan en consecuencia para, de forma sencilla, determinar la posición relativa del objeto de técnica dental con relación al eje de giro de la mesa de medición y con ello con relación a las cámaras matriciales y, en consecuencia, también las coordenadas espaciales del punto de medición detectado en cada caso. Para esto se utiliza la referencia que se encuentra sobre el objeto, desde el cual parte directamente el objeto de técnica dental a medir, con preferencia sobre el soporte que puede fijarse sobre la mesa giratoria. Al girar la mesa giratoria se mueve la referencia circularmente alrededor del punto central del eje de giro. Mediante la detección de los desplazamientos y giros relativos de la referencia con relación a la cámara de referencia es posible una determinación de posición muy precisa de la respectiva posición del objeto de técnica dental, de tal modo que a continuación pueden enlazarse los valores de medición, es decir las acumulaciones de puntos con relación a las representaciones ópticas del objeto de técnica dental.

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Con base en la posición de la posición angular de la mesa giratoria, en la referencia detectada por la cámara de referencia y en las posiciones de la cámara matricial con relación al eje de giro pueden determinarse seguidamente las coordenadas espaciales de cada uno de los puntos de medición.

El propio soporte puede graduarse en especial en giro, basculamiento y con preferencia también en altura y enclavarse en la orientación deseada con relación a la cámara de referencia, en donde una posición se produce de tal modo que el segmento del objeto a medir y a dotar de un sustituto dental es atravesado por el eje de giro.

Está previsto en especial que el objeto de técnica dental a medir y a dotar de un sustituto dental esté dispuesto con relación al eje de giro, de tal modo que la dirección de introducción o extracción del sustituto dental a fabricar discurra en paralelo o casi en paralelo al eje de giro y con ello al eje óptico de la cámara de referencia.

Se obtienen unos resultados especialmente buenos con una alta resolución, es decir, una medición precisa de las coordenadas de la línea de medición como línea láser, si el objeto de técnica dental se irradia con una luz o es detectada luz por las cámaras matriciales en un margen de longitudes de onda que excita los pixels rojos. Con ello se diseña de tal modo la intensidad de irradiación que con relación a los pixels rojos, aunque se produce una sobremodulación, es decir una sobreiluminación, por medio de esto también se excitan los otros pixels y de estos se valoran con preferencia los pixels verdes para determinar las coordenadas de la línea de medición.

Una disposición de la clase citada al comienzo destaca porque las cámaras matriciales son cámaras matriciales de color, en donde las cámaras matriciales reciben luz en un margen de longitudes de onda que es características de una primera clase de pixels, y porque los valores de carga de una segunda clase de pixels, diferentes de la primera clase de pixels, pueden valorarse para medir la línea luminosa.

Con independencia de esto se ofrece la posibilidad, mediante la utilización de dos cámaras matriciales, de detectar segmentos en los que la línea láser reflejada no es visible para una de las cámaras. Una mayor precisión de medición se obtiene en los segmentos que son observados al mismo tiempo por las dos cámaras matriciales.

En un perfeccionamiento a destacar de la invención está previsto que por encima de la mesa de medición esté dispuesta una cámara de referencia para detectar una referencia disponible sobre la mesa de medición o sobre un soporte dispuesto sobre la misma. Con ello el objeto de técnica dental está dispuesto en especial sobre el soporte, para de forma sencilla trasladarse con respecto al eje de giro de la mesa de medición. Con ello el soporte puede estar configurado de forma graduable en giro, basculamiento y altura.

En el caso de las cámaras matriciales se trata en especial de cámaras matriciales de color CMOS, en donde se valoran con preferencia las señales que proceden de pixels verdes.

Los ejes ópticos de las dos cámaras matriciales discurren formando un ángulo \gamma de 60º a 90º, en especial formando un ángulo \gamma de 80º unos con otros, en donde el eje óptico de cada una de las cámaras matriciales debería formar con la vertical un ángulo \alpha_{1}, \alpha_{2} con 30º \leq \alpha_{1}, \alpha_{2} \leq 60º, en donde en especial \alpha_{1} = \alpha_{2}.

Con relación a la faja luminosa, es decir, a la línea luminosa que se proyecta sobre el objeto como línea láser, la unidad para ello utilizada debería comprender al menos un láser como diodo láser y una óptica. El rayo desplegado debería abarcar un ángulo \beta con 10º \leq \beta \leq 30º.

Con ello el rayo central de la línea luminosa discurre en especial a lo largo de la bisectriz de los ejes ópticos de las cámaras CMOS, es decir en el plano que está abarcada por los ejes ópticos. El rayo central describe con respecto a la vertical el ángulo \delta, que es igual a \alpha_{1} o \alpha_{2}.

Se deducen detalles, ventajas y particularidades adicionales de la invención no sólo de las reivindicaciones, de las particularidades a deducir de las mismas - por sí mismas y/o en combinación -, sino también de los ejemplos de ejecución preferidos a deducir de la siguiente descripción del dibujo.

Aquí muestran:

la figura 1 una representación de principio de una disposición de medición en una vista delantera y

la figura 2 la disposición de medición según la figura 1, pero girada 90º (vista lateral).

En las figuras se ha representado una representación de principio de una disposición para la fono-detección de un objeto de técnica dental - en el ejemplo de ejecución en forma de un modelo positivo 10 -. El modelo positivo 10 está dispuesto sobre un soporte 12, que puede trasladarse, bascularse y graduarse en altura con respecto a una mesa de medición o giratoria 18 de forma correspondiente a las flechas 14 y 16. La propia mesa giratoria 18 puede girar alrededor de un eje 20 (flecha 22). Por encima de la mesa giratoria 18 está dispuesta una cámara de referencia 24, a través de la cual puede detectarse la mesa giratoria 18 o la región en la que el modelo positivo 10 se fija con el soporte 12 sobre la mesa giratoria 18 en la posición y orientación deseadas.

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Del soporte 12 parten asimismo unas marcas 26, 28 que forman una referencia, a través de las cuales puede detectarse la posición del soporte 12 y con ello del modelo positivo de yeso 10 con relación al eje de giro 20. En el caso de las marcas 26, 28 se trata con preferencia de tres marcaciones dispuestas sobre la superficie del soporte 12, por ejemplo puntuales o lineales.

El eje óptico 30 de la cámara de referencia 24 coincide - como aclara el dibujo - con el eje de giro 20 de la mesa giratoria 18. La mesa giratoria se gira paso a paso, con preferencia en ángulos de 1º, con lo que se prefija una coordenada (coordenada X) del objeto de técnica dental 10 a medir. Las coordenadas restantes (Y y Z) del punto de medición a detectar en cada caso se establecen a través de dos cámaras de color matriciales CMOS 32, 34, que miden un rayo de luz que se proyecta sobre el modelo positivo, que procede con preferencia de una unidad láser 36. Esta puede comprender un láser de diodo con óptica colimadora y disposición de lentes cilíndricas. Sin embargo, en este punto se hace referencia a soluciones constructivas que son conocidas por disposiciones de que utilizan para procedimientos de secciones luminosas. Como luz láser se utiliza con preferencia una cuya radiación se concentra en un margen de longitudes de onda, que es característico para excitar los pixels rojos de las cámaras de color matriciales CMOS 32, 34. Con preferencia debería usarse una radiación que esté concentrada en el margen de 635 nm.

Los ejes ópticos 38, 40 de las cámaras de color matriciales 32, 34 pueden formar un ángulo \gamma preferiblemente con \gamma \approx 80º, en donde el respectivo eje óptico 38, 40 debería formar con la vertical, que coincide en el dibujo con el eje óptico 30 de la cámara de referencia 24, un ángulo \alpha_{1} o \alpha_{2} con 30º \leq \alpha_{1}, \alpha_{2} \leq 60º. Las cámaras matriciales CMOS 32, 34 están dispuestas en especial simétricamente con relación al eje 30.

Como se deduce de la figura 2, la unidad láser 36 discurre en el plano abarcado por las cámaras de color matriciales 32, 34. En consecuencia el rayo central 42 de la unidad láser 36 describe con relación a la vertical, que se prefija mediante el eje óptico 30 de la cámara de referencia 24, un ángulo \delta que se corresponde con \alpha_{1} o \alpha_{2}. Además de esto la unidad láser 36 está orientada de tal modo con relación a las cámaras 38, 40, que el rayo desplegado discurre en un plano en el que la bisectriz discurre entre los ejes ópticos 38, 40 de las cámaras de color matriciales 32, 34.

El rayo de luz de la unidad láser 36 está desplegado con preferencia alrededor del ángulo \delta con 10º \leq \beta \leq 30º, con preferencia \delta \approx 20º.

Durante la medición se gira preferiblemente la mesa de medición 18 en pasos de con preferencia en cada caso 1º alrededor del eje 22, hasta un total de 360º, para en cada posición medir la faja luminosa mediante las cámaras matriciales 32, 34 (mediciones en un ángulo total prefijado como 360º en total 1 escaneado), para determinar la coordenada tanto Y como Z del respectivo punto de medición del segmento a medir del modelo de yeso 10. Con ello se orienta el modelo de yeso 10 con relación al eje de giro 20 y con ello al eje óptico 30 de la cámara de referencia 24, de tal modo que ésta atraviesa el punto central del segmento a medir del modelo de yeso.

Siempre que la referencia (marcas 26, 28) se necesite para las mediciones ésta debe poder reconocerse claramente. Para esto el objetivo de la cámara de referencia 24 puede estar rodeado concéntricamente con preferencia de un anillo luminoso 44 compuesto por diodos, a través del cual se ilumina el soporte 12.

Para medir con la disposición correspondiente, que puede deducirse en su configuración puramente de principio de la figura 1, el modelo positivo 10 o la región o el segmento a alimentar con un sustituto dental, debe llevarse a cabo el siguiente modo de proceder.

De este modo en primer lugar se orienta y fija el modelo de yeso 10 a medir, que se corresponde con la situación en la boca de un paciente, sobre el soporte 12 - también llamado soporte de modelo -. La orientación se realiza de tal modo que la dirección de introducción del sustituto dental a construir discurre en paralelo al eje de giro 20 de la mesa giratoria 18 y con ello en paralelo al eje óptico 30 de la cámara de referencia 24. Con ello el eje de giro 20 y con ello el eje óptico 30 de la cámara de referencia 24 debería atravesar el punto central de la región o del segmento a medir del modelo de yeso o modelo positivo 10.

En caso necesario pueden dejarse al descubierto areales adyacentes de la región a medir, para evitar oscurecimientos.

El soporte de modelo 12 se desplaza a continuación hasta que el punto central de la posición de modelo a medir está situado en el punto de corte de la cruz axial incorporada.

Después del enclavamiento mecánico del soporte de modelo 12 sobre la mesa giratoria 18 el punto central de la posición de diente o hueco a medir coincide con el eje de giro 20 de la mesa giratoria 18.

Para facilitar la orientación se representa en una pantalla la imagen tomada por la cámara de referencia 24 junto con una cruz axial incorporada.

Seguidamente se inicia el proceso de escaneado por parte de un usuario. Para esto se gira automáticamente la mesa giratoria 18 primero hasta una posición de partida, si bien cada posición de la mesa giratoria o de medición 18 puede elegirse según cada caso como posición de partida. Para el giro paso a paso de la mesa giratoria 18 (en cada caso con preferencia en 1º) se gira la posición de diente o hueco a medir debajo de la línea luminosa o láser, que se proyecta desde el dispositivo láser 36, y con las dos cámaras de color matriciales 32, 34 se obtienen tomas sincronizadas de la línea luminosa reflejada.

A partir de estas tomas y del respectivo ángulo de giro, que se determina por ejemplo a través de un motor paso a paso, se determinan seguidamente después de un recorrido (con preferencia 360º; 1 escaneado o escaneado individual) las coordenadas Y y Z de la superficie de la posición de diente o hueco, de forma correspondiente al procedimiento de secciones luminosas. La coordenada X que falta se obtiene de la posición respectiva de la mesa giratoria 18.

Alternativamente puede girarse la mesa giratoria 18 con una velocidad periférica constante y tomarse el modelo de yeso 10 con una frecuencia de repetición de imágenes fija.

Para poder medir un segmento de modelo que comprende por ejemplo varias posiciones de diente o hueco, deben llevar a cabo normalmente varios procesos de escaneado correspondientes (procesos de escaneado individual).

Para poder representar toda la superficie de un segmento de modelo mayor o incluso de todo el modelo en un sistema de coordenadas unitario, se enlazan seguidamente los escaneados individuales, es decir, las acumulaciones de puntos de las mediciones aisladas. Para esto tienen importancia las marcas de referencia 26, 28, que pueden estar dispuestas sobre el soporte de modelo 12, ya que por medio de esto hace posible una asociación geométrica de las posiciones aisladas del modelo de yeso 10 con relación al eje de giro 20 de la mesa de medición 18; esto se debe a que en cada escaneado describen las marcas de referencia 26, 29, que están disponibles sobre el soporte de modelo 12, trayectorias circulares alrededor del eje de giro 20 que son tomadas por la cámara de referencia 24. La variación de la posición o del diámetro de los círculos durante las mediciones respectivas son una medida de los desplazamientos llevados a cabo entre las mediciones. De este modo es posible transformar los datos de todos los escaneados individuales, es decir, los valores obtenidos en un recorrido cuyos juegos de coordenadas dependen de la orientación respectiva del soporte de modelo 12, en un sistema de coordenadas común.

La irradiación de las cámaras matriciales con una radiación, en la que según cada caso sólo se excita una de las clases de pixel y seguidamente la valoración de los pixels de otra clase, en donde la intensidad de radiación se elige con un valor tal que se produce una sobremodulación o sobreiluminación, conduce a un gran margen dinámico útil para el reconocimiento del centro y de las regiones marginales de la línea láser reflejada, es decir, ésta se establece de forma muy precisa.

Para obtener una resolución elevada está previsto que de los pixels de las cámaras de color matriciales CMOS 32, 34 sólo se valoren las porciones verdes, siempre que las matrices reciban una radiación cuyo margen de longitudes de onda sea característico para excitar los pixels rojos. En lugar de los pixels verdes también pueden valorarse los pixels azules.

Si se tiene en cuenta además la disposición de los sub-pixels entre sí (por ejemplo patrones Bayer), es decir, durante la valoración de las imágenes rojas, verdes o azules se compensa el correspondiente desplazamiento geométrico de los sub-pixels, puede aumentarse más la precisión de la determinación de coordenadas.

Para calibrar las cámaras matriciales 32, 34 se realiza una orientación sobre un cuerpo de calibración, que es un cuerpo plano que presenta con preferencia una forma rectangular, del que en cada caso se detecta uno de los lados de una de las cámaras matriciales 32, 34. Con ello se utiliza un cuerpo de calibración de un grosor que es menor que la profundidad de campo de la respectiva cámara matricial 32, 34.

Las cámaras matriciales 32, 34 se orientan seguidamente de tal modo que las imágenes del lado respectivo del cuerpo de calibración son idénticas.

Mediante la posición oblicua de las matrices, es decir, mediante los ángulos de Scheimpflug diferentes a 90º de las matrices con respecto a la normal del lado respectivo se produce una deformación de marcas, como círculos, disponibles en los lados del cuerpo de calibración. Esta deformación se corrige mediante software. Seguidamente puede asociarse a cada pixel de las matrices una coordenada. Con ello se utiliza un cuerpo de calibración con un grosor que es menor que la profundidad de campo de la respectiva cámara matricial 32, 34.

Para transformar las imágenes tomadas en las posiciones angulares aisladas de la mesa giratoria 18 sobre el eje de giro de la mesa giratoria 18, las cámaras matriciales 32, 34 toman asimismo imágenes de una varilla o clavija de calibración, que discurre a lo largo del eje de giro y atravesado por la misma. Las imágenes correspondientes de la clavija o varilla se utilizan para la transformación de los resultados de medición, es decir, de las imágenes de la línea láser reproducida sobre el modelo de yeso 10 sobre el eje de mesa giratoria 20. Aquí debe también tenerse en cuenta el diámetro de la varilla de calibración.

Con una unidad de valoración apropiada se calculan seguidamente los resultados de medición de las cámaras matriciales CMOS 32, 34, teniendo en cuenta la transformación anteriormente ilustrada así como la posición de la mesa giratoria 18 o de las posiciones, que pueden detectarse a través de las referencias 26, 28, del objeto de técnica dental a medir, valores digitales sobre cuya base se fabrica de forma habitual según el procedimiento CAD-CAM el sustituto dental adecuado. En este punto se hace referencia a posibilidades de transformación, como las que pueden deducirse del documento EP-B-0913 130 o WO-A-99/47065.

Claims (23)

1. Procedimiento para la detección de forma tridimensional y sin contacto de un objeto de técnica dental, como un modelo positivo o un segmento del mismo, en donde para establecer las coordenadas espaciales para los puntos superficiales del objeto se mide una faja luminosa que se proyecta sobre el objeto, con al menos dos cámaras matriciales para determinar dos coordenadas de posición de un sistema de coordenadas y, mediante la detección de la posición del objeto dispuesto encima de una mesa de medición que puede girar alrededor de un eje de giro, se determina la tercera coordenada espacial, caracterizado porque la cámara matricial es una cámara matricial de color con primeros, segundos y terceros pixels, porque la cámara matricial recoge luz en un margen de longitudes de onda fundamentalmente característico para una clase de los pixels y se valoran valores, al menos de una de las otras clases de los pixels, para determinar las dos primeras coordenadas de posición.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque la cámara matricial recibe una radiación en el margen de longitudes de onda características para los pixels rojos como los primeros pixels, con preferencia en un margen de longitudes de onda de aproximadamente 635 nm.

3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque la cámara matricial recibe una intensidad de radiación, que conduce a una sobremodulación de la primera clase de los pixels.

4. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el objeto recibe una radiación en un margen de longitudes de onda característico para los primeros pixels.

5. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque como la otra clase de los pixels se valoran los pixels verdes.

6. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque como cámara se utiliza una cámara CMOS.

7. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque las cámaras matriciales y/o sus matrices (superficies de chip) se orientan simétricamente a un plano en el que está situado el eje de giro de la mesa de medición, y porque las cámaras matriciales o las matrices se orientan con relación a un cuerpo de calibración dispuesto de forma plana en el plano y atravesado centralmente por el plano, de tal modo que las imágenes son idénticas.

8. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque las matrices (superficies de chip) de las cámaras matriciales se orientan de tal modo con relación a un cuerpo de calibración plano que presenta una forma rectangular, del que se mide en cada caso un lado de una de las cámaras matriciales, que la imagen aislada tomada desde el lado respectivo de cada una de las cámaras se compone para formar una imagen conjunta, que presenta una forma rectangular sin solape de las imágenes aisladas.

9. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque para transformar las imágenes del objeto tomadas por las cámaras matriciales en el sistema de coordenadas (coordenadas X, Y, Z) se produce una comparación de éstas con las imágenes de un cuerpo normalizado, que es atravesado por el eje de giro.

10. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque como cuerpo normalizado se utiliza una clavija o varilla con una sección transversal por ejemplo circular o poligonal, como por ejemplo cuadrada, cuyo eje longitudinal coincide con el eje de giro de la mesa de medición.

11. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque por encima de la mesa de medición se dispone una cámara de referencia, cuyo eje óptico se orienta a lo largo del eje de giro de la mesa de medición y porque la mesa de medición o un soporte, que soporta el objeto y está dispuesto sobre la mesa de medición, se dota de una referencia, por medio de la cual se correlacionan entre sí las posiciones en las que el objeto se dispone sobre la mesa de medición.

12. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque las cámaras matriciales se orientan de tal modo unas respecto a otras, que sus ejes ópticos se cortan formando un ángulo \gamma con 60º \leq \gamma \leq 90º.

13. Procedimiento según una de las reivindicaciones 11 ó 12, caracterizado porque el soporte que presenta la referencia y sujeta el objeto de técnica dental se fija sobre la mesa de medición y porque la tercera coordenada se determina a partir de la posición de giro de la mesa de medición.

14. Disposición para la detección de forma tridimensional y sin contacto de un objeto de técnica dental, como un modelo positivo o un segmento del mismo, con una mesa de medición (18) que soporta el objeto de técnica dental y puede girar alrededor de un eje de giro (20), un dispositivo generador de luz (36) como dispositivo láser para reproducir una línea luminosa sobre el objeto de técnica dental, dos cámaras matriciales (32, 34) orientadas sobre la línea luminosa así como una unidad de valoración, que valora señales de las cámaras matriciales para determinar las coordenadas de la línea luminosa, caracterizada porque las cámaras matriciales son cámaras de color, en donde las cámaras matriciales reciben luz en un margen de longitudes de onda que es característico para una clase de los pixels, y porque pueden valorarse los valores de carga de una segunda clase de los pixels diferente de la primera clase de los pixels, para medir la línea luminosa.

15. Disposición según la reivindicación 14, caracterizada porque por encima de la mesa de medición (18) está dispuesta una cámara de referencia (24) para detectar al menos una referencia (26, 28), que está asociada a la posición del objeto de técnica dental (10) sobre la mesa de medición.

16. Disposición según la reivindicación 15, caracterizada porque el objeto de técnica dental (10) está posicionado sobre un soporte (12) que puede disponerse sobre la mesa de medición (18) con la referencia (26, 28) que es detectada por la cámara de referencia (24).

17. Disposición según la reivindicación 16, caracterizada porque el soporte (12) está configurado de forma que puede desplazarse y/o bascularse con relación a la mesa de medición (18).

18. Disposición según la reivindicación 14, caracterizada porque la cámara matricial (32, 34) es una cámara matricial de color CMOS.

19. Disposición según la reivindicación 14, caracterizada porque los ejes ópticos (38, 40) de las dos cámaras matriciales (32, 34) se cortan formando un ángulo \gamma con 60º \leq \gamma \leq 90º.

20. Disposición según la reivindicación 18, caracterizada porque los ejes ópticos (38, 40) de las dos cámaras matriciales (32, 34) forman con la vertical un ángulo \alpha_{1}, \alpha_{2} con 30º \leq \alpha_{1}, \alpha_{2} \leq 60º.

21. Disposición según 14, caracterizada porque el ángulo de apertura \beta del dispositivo generador de luz (36) está dentro de un margen de 10º \leq \beta \leq 30º, en especial es de \beta \approx 20º.

22. Disposición según la reivindicación 15, caracterizada porque la cámara de referencia (24) presenta un anillo de iluminación (44), que rodea su óptica concéntricamente y está orientado sobre la mesa de medición (18).

23. Disposición según la reivindicación 14, caracterizada porque las matrices de las cámaras matriciales (32, 34) están orientadas de tal modo con relación a su ángulo de Scheimpflug, que la imagen respectiva tomada en cada caso desde un lado de un objeto de calibración plano se reproduce con nitidez uniforme, en donde el cuerpo de calibración está orientado de tal modo con relación al eje de giro de la mesa de medición, que éste discurre dentro del cuerpo de calibración, y el cuerpo de calibración presenta un grosor que es igual o menor que la profundidad de campo de la respectiva cámara matricial.