In Bearbeitung

Bitte warten ...

Einstellungen

Einstellungen

Gehe zu Anmeldung

1. EP1984770 - VERFAHREN UND ANORDNUNG ZUR SCHNELLEN UND ROBUSTEN, CHROMATISCH-KONFOKALEN 3D-MESSTECHNIK

Amt Europäisches Patentamt (EPA)
Aktenzeichen/Anmeldenummer 07712172
Anmeldedatum 08.02.2007
Veröffentlichungsnummer 1984770
Veröffentlichungsdatum 29.10.2008
Veröffentlichungsart B1
IPC
G02B 21/00
GPhysik
02Optik
BOptische Elemente, Systeme oder Geräte
21Mikroskope
G01B 11/25
GPhysik
01Messen; Prüfen
BMessen der Länge, der Dicke oder ähnlicher linearer Abmessungen; Messen von Winkeln; Messen von Flächen; Messen von Unregelmäßigkeiten an Oberflächen oder Umrissen
11Messanordnungen gekennzeichnet durch die Verwendung optischer Messmittel
24zum Messen von Umrisslinien oder Krümmungen
25durch Projizieren eines Musters, z.B. Moiré-Streifen, auf den Gegenstand
CPC
G01B 11/25
GPHYSICS
01MEASURING; TESTING
BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
11Measuring arrangements characterised by the use of optical means
24for measuring contours or curvatures
25by projecting a pattern, e.g. ; one or more lines,; moiré fringes on the object
G01B 2210/50
GPHYSICS
01MEASURING; TESTING
BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
2210Aspects not specifically covered by any group under G01B, e.g. of wheel alignment, caliper-like sensors
50Using chromatic effects to achieve wavelength-dependent depth resolution
G06T 7/521
GPHYSICS
06COMPUTING; CALCULATING; COUNTING
TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
7Image analysis
50Depth or shape recovery
521from laser ranging, e.g. using interferometry; from the projection of structured light
Anmelder SIRONA DENTAL SYSTEMS GMBH
Erfinder KOERNER KLAUS
KOHLER CHRISTIAN
OSTEN WOLFGANG
PAPASTATHOPOULOS EVANGELOS
Designierte Staaten
Prioritätsdaten 102006007170 08.02.2006 DE
2007051212 08.02.2007 EP
Titel
(DE) VERFAHREN UND ANORDNUNG ZUR SCHNELLEN UND ROBUSTEN, CHROMATISCH-KONFOKALEN 3D-MESSTECHNIK
(EN) METHOD AND ARRANGEMENT FOR A RAPID AND ROBUST CHROMATIC CONFOCAL 3D MEASUREMENT TECHNIQUE
(FR) PROCÉDÉ ET DISPOSITIF CONÇUS POUR UNE TECHNIQUE CONFOCALE CHROMATIQUE DE MESURE 3D RAPIDE ET ROBUSTE
Zusammenfassung
(DE)
Verfahren und Anordnung zur chromatisch-konfokalen Technik zur schnellen, dreidimensionalen Messung, insbesondere der Objektform, insbesondere auch an einem Zahn im Kiefer eines Menschen, mit einem Array von polychromatischen Punktlichtquellen, einer flächigen Detektor-Matrix, der Mittel zur lateralen spektralen Aufspaltung vorgeordnet sind, und einem Objektiv zur Objektbeleuchtung und -aufnahme. Erfindungsgemäß werden zur chromatischen Kalibrierung spektral definierte Referenzlichtbündel unter Nutzung auch von Komponenten des Arrays von Punktlichtquellen erzeugt, wobei diese Referenzlichtbündel über einen Referenzstrahlengang in den Detektionsstrahlengang zur chromatischen, lateralen Aufspaltung eingekoppelt und anschließend auf die Detektor- Matrix als Referenzpunktbilder fokussiert werden. Es werden auf der Detektor-Matrix Positionen spektraler Referenzpunkte errechnet und mittels dieser Positionen werden Submatrizen zur spektralen Analyse von Objektlicht auf der Detektor-Matrix pixelgenau numerisch abgesteckt, welche dann zur Messpunktgewinnung dienen, so dass die Detektor-Matrix vollständig mit länglichen Submatrizen ausfüllbar ist und dabei das flächige Array relativ verdreht um einen spitzen Winkel zur spektralen Achse auf der flächigen Detektor-Matrix angeordnet ist, wobei die Drehung um die optische Achse (OA) der Anordnung ausgeführt ist, so dass eine Verbindungslinie von Punktlichtquellen bei deren Projektion in die Ebene der Detektor-Matrix dort mit der spektralen Achse, der λ-Achse, einen spitzen Winkel einschließt.

(EN)
The invention relates to a chromatic confocal technique method and arrangement for the rapid three-dimensional measurement, in particular,of object shape, more particularly of a tooth in the jaw of a human being with an array of polychromatic point light sources, a planar detector matrix, arranged before means for lateral spectral separation and an objective for object illuminating and recording. According to the invention, spectral defined reference light bundles are generated also using components of the arrays of point light sources for chromatic calibration, wherein said reference light bundles are injected into the detection beam path via a reference bean path for chromatic lateral separation and then focused on the detector matrix as reference image points. Spectral reference points are calculated at the detector matrix positions and sub-matrices for spectral analysis of object light are digitally stored with pixel accuracy by means of the above positions which then serve for obtaining measurement points such that the detector matrix may be completely filled out with oblong sub-matrices, the planar array is arranged on the planar detector matrix rotated about an acute angle to the spectral axis, wherein the rotation is carried out about the optical axis (OA) of the arrangement, such that a connecting line of point light sources on projection thereof in the plane of the detector matrix includes an acute angle there with the spectral axis, the λ-axis.

(FR)
L'invention concerne un procédé et un dispositif conçus pour une technique confocale chromatique permettant d'effectuer une mesure tridimensionnelle rapide, en particulier de la forme d'un objet, et plus précisément d'une dent implantée dans une mâchoire d'un être humain, à l'aide d'un réseau de sources de lumière ponctuelle polychromatique, d'une matrice de détection plane, de moyens de division spectrale latérale qui sont disposés en amont de ladite matrice de détection plane, ainsi que d'un objectif destiné à éclairer et détecter l'objet. Selon l'invention, des faisceaux lumineux de référence à définition spectrale sont générés, également à l'aide de composants du réseau de sources de lumière ponctuelle, pour permettre un étalonnage chromatique. Ces faisceaux de référence sont injectés dans la trajectoire des faisceaux de détection, par l'intermédiaire d'une trajectoire de faisceaux de référence, pour effectuer une division latérale chromatique, puis ils sont concentrés sur la matrice de détection en tant qu'images de point de référence. La position des points de référence spectraux est calculée sur la matrice de détection, et les positions ainsi obtenues permettent de définir numériquement, sur la matrice de détection, avec une précision de l'ordre du pixel, des sous-matrices qui sont utilisées pour l'analyse spectrale de la lumière de l'objet, et qui servent ensuite à générer des points de mesure, de manière que ladite matrice de détection puisse être entièrement remplie de sous-matrices longitudinales. Le réseau plan est disposé sur la matrice de détection plane selon un angle aigu de rotation par rapport à l'axe spectral. Selon l'invention, cette rotation est effectuée autour de l'axe optique (OA) du dispositif, de manière qu'une ligne de liaison de sources de lumière ponctuelle forme un angle aigu avec l'axe spectral, l'axe λ, dans le plan de la matrice de détection, lorsqu'elle est projetée dans ce plan.