Brevet FR2831266A1 — publié le 20030425

L'invention concerne un appareil d'analyse colorimétrique utilisable pour la mesure de la teinte d'une dent. On sait qu'on recourt couramment à une telle mesure lors de la réalisation d'une prothèse dentaire. Le brevet FR-2.768. 513 ayant les mêmes titulaires que la présente demande concerne un procédé d'analyse colorimétrique comparative et un dispositif correspondant. On pourra avantageusement s'y référer pour connaître le contexte de la présente invention et un procédé auquel l'appareil de la présente est particulièrement bien adapté. En effet, la mise en oeuvre de l'invention précédente mentionnée plus haut a conduit à la mise au point de l'appareil de mesure objet de la présente demande. Le premier objectif de la présente invention est la réalisation d'un appareil qui permette la réalisation d'une mesure dans de bonnes conditions et s'affranchisse en particulier des effets parasites susceptibles d'être engendrés par la lumière ambiante. Un autre objectif de la présente invention est la réalisation d'un appareil dont l'utilisation pour le praticien soit particulièrement simple et qui assure au patient des conditions d'hygiène parfaite. Un autre objet de l'invention est de permettre la réalisation d'un appareil de mesure de colorimétrie dentaire dans des conditions économiques optimisées. A cet effet, l'invention concerne un appareil de mesure de colorimétrie dentaire comportant une source lumineuse blanche, des moyens permettant de projeter le flux lumineux émis par la source sur une dent à mesurer, des moyens de collecte du flux diffusés par ladite dent, des moyens de sélection spectrale du flux diffusé, des moyens de mesure des flux lumineux spectralement sélectionnés, des moyens de traitement du résultat de ces mesures permettant le classement de la dent mesurée par rapport à un nuancier. Cet appareil comporte un ensemble d'émission et de réception et une tête de mesure venant au contact de la dent à mesurer, la tête de mesure étant reliée à l'ensemble d'émission-réception par un faisceau de fibres optiques. Selon l'invention, le faisceau de fibres optiques comporte une fibre unique de collecte au moins partiellement de grand diamètre entourée de fibres d'émission de petit diamètre. Dans des modes de réalisation préférés présentant chacun leur avantage spécifique et susceptible d'être combinés, cet appareil de colorimétrie dentaire comporte les caractéristiques suivantes : - à l'extrémité de la tête de mesure venant en contact avec la dent, les fibres d'émission sont en retrait par rapport à la fibre de collecte ; - la tête de mesure est équipée d'un capuchon hygiénique jetable ; - la tête de mesure comporte un commutateur déclenché par la pression de la tête sur la dent et commande la mesure ; - la fibre optique de collecte comporte un mélangeur-distributeur de grand diamètre ; - des fibres de sélection sont couplées au mélangeur et collectent des flux destinés respectivement à une mesure de luminance et à chaque mesure spectrale ; - les moyens de sélection spectrale sont des filtres à large bande passante ; - les filtres sont respectivement jaune, bleu, rouge et vert ; - l'appareil comporte des moyens d'étalonnage mesurant, pour chaque mesure de dent, les flux spectralement sélectionnés selon la même loi que celle appliquée à la lumière diffusée, directement par la source et les moyens de traitement exploitent les rapports spectraux constitués, pour chaque sélection spectrale, par le rapport de la mesure du flux diffusé à celle de la source ; - l'appareil comporte des moyens d'évaluation de la luminosité comportant la mesure de la luminosité d'un calibre, la mesure de la luminosité de la source pendant la mesure du calibre, la mesure de la luminosité de la dent et la mesure de la luminosité de la lampe pendant la mesure de la dent ; - le nuancier est un nuancier réel dont chaque teinte a été mesurée préalablement à la mesure de la dent ; - le nuancier est un nuancier virtuel. L'invention sera décrite plus en détail en référence aux dessins annexés dans lesquels : -la figure 1 est une représentation générale de l'appareil objet de l'invention ; - la figure 2 est une représentation schématique de la tête de mesure ; - la figure 3 est une représentation du principe électrique de l'appareil. La dent 1 à mesurer est placée au contact de la tête de mesure 2 qui est alimentée par une source lumineuse 3 et produit un flux lumineux diffusé qui est traité par l'analyseur 4 qui fournit le résultat de son analyse à une unité de traitement 5 et qui, lui-même, par l'intermédiaire de l'afficheur 6, fournit le classement de la dent par rapport au nuancier. La lumière émise par la source 3 est collectée par un faisceau de fibres 7 et une partie de cette énergie lumineuse est directement dirigée par le faisceau de fibres 8 vers l'analyseur optique 4. Une autre partie du flux de la source est transmise par le faisceau de fibres 9 à la tête de mesure 2 pour l'illumination de la dent 1. La lumière diffusée par la dent 1 est collectée par l'intermédiaire de la tête de mesure 2 au travers du faisceau de fibres 10 et adressée vers l'analyseur optique 4. Des liaisons électriques 11 et 12 établissent les liens respectivement entre l'analyseur optique 4 et l'unité de traitement 5 d'une part, et entre cette unité de traitement 5 et l'afficheur 6 d'autre part. Une liaison électrique 13 relie la tête de mesure 2 à la source lumineuse 3 permettant la commande de la source selon des modalités qui seront décrites plus loin à partir de la tête de mesure 2. La tête de mesure 2 est plus précisément représentée sur la figure 2. Elle comporte un corps 20 par rapport auquel un fourreau 21 est mobile par coulissement. Un ressort de rappel 22 détermine la position relative au repos du fourreau 21 par rapport au corps 20 et un contacteur 23 actionné par le mouvement relatif 21 par rapport au corps 20 assure la mise sous tension de la source 3 et par là le déclenchement de la mesure. A cet effet, les connecteurs électriques 24 relient le contacteur 23 à la source 3. Le corps 20 porte des fibres d'émission 25 qui éclairent la dent 1 lors de la mesure à partir de la source 7. Ces fibres d'émission 25 sont reliées à la source 3 par l'intermédiaire du faisceau de fibres 9. Une fibre centrale 26 de collecte de la lumière collecte la lumière diffusée par la dent 1 et l'adresse par l'intermédiaire du faisceau de fibres 10 à l'analyseur optique 4. Les extrémités des fibres d'émission 25 et de collecte 26 sont polies, ce qui permet d'optimiser la transmission de la lumière dans un sens comme dans l'autre, entre la dent et la tête de mesure. La fibre centrale 26 de réception de la lumière est avantageusement plus longue, venant ainsi à un contact plus rapproché avec la dent que les fibres d'émission. Pour obtenir de bonnes conditions hygiéniques, la tête de mesure 2 est munie d'un capuchon jetable 27 transparent qui est le seul élément à venir directement en contact avec le patient. La fibre de collecte 26 est couplée à un mélangeur-distributeur 28 qui est lui-même un élément optique en forme de fibre d'un diamètre généralement supérieur à celui de la fibre de collecte 26. Ce mélangeur-distributeur 28 est relié à cinq fibres (ou faisceaux de fibres). Chacune de ces fibres est destinée à la mesure, soit d'une couleur 30 bleu 31, rouge 32, vert 33 ou de la luminance ou clarté 34. Ce mélangeurdistributeur 28 permet d'obtenir une mesure homogène même si la dent comporte de faibles variations locales de sa couleur ou de sa teinte. Sur la figure 3, sont représentés de façon détaillée l'analyseur optique 4, l'unité de traitement 5 et le dispositif d'affichage 6. L'analyseur optique 4 est composé de deux modules, le module de lecture 35 recevant le flux lumineux diffusé par la dent mesurée au travers du faisceau 10 et le module de référence 36 recevant le flux lumineux provenant directement de la source 3 au travers du faisceau de fibres 8. Chacun de ces modules 35 et 36 effectue des traitements et mesures comparables sur les flux lumineux reçus, le flux lumineux transmis par la fibre 30 est filtré par un filtre jaune 42 et mesuré par un récepteur 50. De même, le flux lumineux transmis par la fibre 31 est filtré par un filtre bleu 41 et mesuré par un récepteur 51, le flux lumineux transmis par la fibre 32 est filtré par un filtre rouge 42 et mesuré par un récepteur 52, le flux lumineux transmis par la fibre 33 est filtré par un filtre vert 43 et mesuré par un récepteur 53, le flux lumineux transmis par la fibre 34 n'est pas filtré et sa mesure par un récepteur 54 fournit la mesure de luminance du flux diffusé. Il en est de même pour le flux lumineux provenant de la source transmis par le faisceau 8 qui est divisé sur des fibres 60,61, 62,63, 64 et, après filtration éventuelle par les filtres 70,71, 72 et 73, est mesuré par les récepteurs 80,81, 82,83, 84 fournissant des mesures respectives de la composante jaune, de la composante bleue, de la composante verte et de la clarté du flux provenant de la source. L'unité de traitement 5 effectue des rapports de façon à fournir l'évaluation de la teinte recherchée. Plus précisément, cette mesure de la teinte consiste en deux opérations successives. Selon la première opération, après mise sous tension de l'appareil, un calibrage est réalisé et qui consiste à prendre une mesure de teinte et de luminosité du calibre. Ceci se fait en présentant la pointe de la tête de mesure sur le calibre et en y exerçant une faible pression. Un flux lumineux est alors envoyé sur le calibre et les paramètres sont gardés en mémoire : Jc : valeur mesurée sur le filtre jaune Bc : valeur mesurée sur le filtre bleu Rc : valeur mesurée sur le filtre rouge Vc : valeur mesurée sur le filtre vert JLc : valeur mesurée sur le filtre jaune directement à partir de la source durant le calibrage. BLc : valeur mesurée sur le filtre bleu directement à partir de la source durant le calibrage RLc : valeur mesurée sur le filtre rouge directement à partir de la source durant le calibrage VLc : valeur mesurée sur le filtre vert directement à partir de la source durant le calibrage La valeur Lc est la luminosité du calibre, c'est-à-dire la valeur mesurée sans filtrage sur celui-ci. La deuxième opération consiste à effectuer les mesures sur la dent à mesurer elle-même et, de manière comparable, on obtient les mesures : Jd, Bd, Rd, Vd On considère alors les mesures absolues pour chaque couleur comme fournies par les rapports suivants : Jaune : Jd/Jc x JLc/JLd Bleu : Bd/Bc x BLc/BLd Rouge : Rd/Rc x VLcNLd Vert : VdNc x VLcNLd prenant en compte le calibrage, on obtient les ratios suivants : Jd/Jc JLc/JLd Jaune/b ! eu :., x Bd/Bc BLc/BLd -,. Rd/Rc RLc/RLd Rouge/vert : Rd/Rc x RLc/RLd VdNc VLcNLd On évalue ensuite la luminosité de la dent par rapport à celle du calibre dans des conditions analogues : Lc dans la luminosité du calibre LLc dans la luminosité de la lampe durant le calibrage Ld dans la luminosité de la dent pendant la mesure de la dent LLd dans la luminosité de la dent durant la mesure de la dent La formule donnant la luminosité de la dent est définie de la manière suivante : Luminosité = Ld/Lc x LLc/LLd Différentes modifications peuvent être apportées au dispositif décrit plus haut sans sortir du cadre de l'invention. En particulier : - La miniaturisation des composants permet d'insérer un grand nombre d'entre eux dans la tête de mesure. La source lumineuse peut être une diode électroluminescente blanche insérée dans la tête et l'analyseur peut être également, totalement ou partiellement, porté par cette même tête. - Le classement de la dent est sa comparaison à des références. On cherche à déterminer la référence par rapport à laquelle la dent mesurée présente les plus faibles écarts. - L'effet de la lumière parasite est avantageusement neutralisé par sa prise en compte avant chaque mesure. REVENDICATIONS 1. Appareil de mesure de colorimétrie dentaire comportant : - une source lumineuse blanche, - des moyens permettant de projeter le flux lumineux émis par la source sur une dent à mesurer, - des moyens de collecte du flux diffusé par ladite dent, - des moyens de sélection spectrale du flux diffusé, - des moyens de mesure des flux lumineux spectralement sélectionnés, - des moyens de traitement du résultat de ces mesures permettant le classement de la dent mesurée par rapport à un nuancier, ledit appareil comportant un ensemble d'émission et de réception et une tête de mesure venant au contact de la dent à mesurer, la tête de mesure étant reliée à l'ensemble d'émission-réception par un faisceau de fibres optiques, caractérisé en ce que le faisceau de fibres optiques comporte une fibre unique de collecte au moins partiellement de grand diamètre entourée de fibres d'émission de petit diamètre. 2. Appareil de mesure de colorimétrie dentaire selon la revendication 1, caractérisé en ce que, à l'extrémité de la tête de mesure venant en contact avec la dent, les fibres d'émission sont en retrait par rapport à la fibre de collecte. 3. Appareil de mesure de colorimétrie dentaire selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la tête de mesure est équipée d'un capuchon hygiénique jetable. 4. Appareil de mesure de colorimétrie dentaire selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la tête de mesure comporte un commutateur déclenché par la pression de la tête sur la dent et commande la mesure. 5. Appareil de mesure de colorimétrie dentaire selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la fibre optique de collecte comporte un mélangeur distributeur de grand diamètre. 6. Appareil de mesure de colorimétrie dentaire selon la revendication 5, caractérisé en ce que des fibres de sélection sont couplées au mélangeur et collectent des flux destinés respectivement à une mesure de luminance et à chaque mesure spectrale. 7. Appareil de mesure de colorimétrie dentaire selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les moyens de sélection spectrale sont des filtres à large bande passante. 8. Appareil de mesure de colorimétrie dentaire selon la revendication 7, caractérisé en ce que les filtres sont respectivement jaune, bleu, rouge et vert. 9. Appareil de mesure de colorimétrie dentaire selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens d'étalonnage mesurant, pour chaque mesure de dent, les flux spectralement sélectionnés, selon la même loi que celle appliquée à la lumière diffusée, directement sur la source et que les moyens de traitement exploitent les rapports spectraux constitués pour chaque sélection spectrale par le rapport de la mesure du flux diffusé à celle de la source. 10. Appareil de mesure de colorimétrie dentaire selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens d'évaluation de la luminosité comportant la mesure de la luminosité d'un calibre, la mesure de la luminosité de la source pendant la mesure du calibre, la mesure de la luminosité de la dent et la mesure de la luminosité de la lampe pendant la mesure de la dent. 11. Appareil de mesure de colorimétrie dentaire selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que le nuancier est un nuancier réel dont chaque teinte a été mesurée préalablement à la mesure de la dent. 12. Appareil de mesure de colorimétrie dentaire selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que le nuancier est un nuancier virtuel.