(57)【要約】【課題】歯型の三次元測定のための測定装置であって、測定装置及び、測定装置に対して位置決め可能で歯型の取り付けられるプレート及び測定装置に対して不動なベースプレートから成る位置決め装置を有している形式のものにおいて、歯型の迅速かつ正確な測定を可能にする。【解決手段】位置決め可能なプレートは第１の係止手段を含んでおり、ベースプレートは、係止プレートとして形成されていて、第２の係止手段を備えており、該第２の係止手段は、前記位置決め可能なプレートの第１の係止手段と協働するようになっており、これによって前記位置決め可能なプレートは、前記係止プレートに対して複数の位置のうちの選ばれた所定の位置を占めて、該位置に係止されるようになっている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
歯型の三次元測定のための測定装置であって、測定装置（９）及び位置決め装置（２，３）を有しており、前記位置決め装置（２，３）は、測定装置に対して位置決め可能なプレート（３）及び測定装置に対して不動なベースプレート（２）を有しており、前記位置決め可能なプレートに歯型を取り付けるようになっている形式のものにおいて、位置決め可能なプレート（３）は第１の係止手段（４．１，４．２，４．３）を含んでおり、ベースプレートは、係止プレート（２）として形成されていて、第２の係止手段（５．１，５．２，５．３；６．１，６．２，６．３）を備えており、該第２の係止手段は、前記位置決め可能なプレートの第１の係止手段（４．１，４．２，４．３）と協働するようになっており、これによって前記位置決め可能なプレート（３）は、前記係止プレート（２）に対して複数の位置のうちの選ばれた所定の位置を占めて、該位置に係止されるようになっていることを特徴とする、歯型の三次元測定のための測定装置。
【請求項２】
前記測定装置（９）は、撮像装置（９）として形成されている請求項１に記載の測定装置。
【請求項３】
前記撮像装置の撮像領域は、測定すべき対象物（１１）よりも小さくなっている請求項２記載の測定装置。
【請求項４】
撮像のために口腔用の測定カメラ（９）を設けてある請求項２又は３記載の測定装置。
【請求項５】
測定用の光線束の出入り口の開口は、周囲の光に対するフィルタ（１０）を備えている請求項２から４のいずれか１項に記載の測定装置。
【請求項６】
撮像装置（９）の光線束はテレセントリックにされている請求項２から５のいずれか１項に記載の測定装置。
【請求項７】
前記スライドプレート（３）に対する撮像装置（９）の間隔は調節されるようになっている請求項２から６のいずれか１項に記載の測定装置。
【請求項８】
前記撮像装置（９）と係止プレートとの間の間隔の測定のための手段を設けてある請求項７に記載の測定装置。
【請求項９】
Ｘ軸方向及びＹ軸方向の係止位置間の間隔は、撮像装置（９）の撮像領域よりも小さくかつ該撮像領域の半分よりも大きくなっているか若しくは該撮像領域と同じである請求項２から８のいずれか１項に記載の測定装置。
【請求項１０】
Ｘ軸方向及びＹ軸方向の係止位置間の間隔は、隣接の位置で撮像された両方の画像を撮像領域の少なくとも１／１０の幅にわたって互いに重ね合わせるように規定されている請求項９に記載の測定装置。
【請求項１１】
前記一方の係止手段（４．１，４．２，４．３）は突起部として形成されており、かつ前記他方の係止手段（５．１，５．２，５．３；６．１，６．２，６．３）は凹設部として形成されている請求項１から１０のいずれか１項に記載の測定装置。
【請求項１２】
前記スライドプレート（３）若しくは前記係止プレート（２）に３つの突起部（４．１，４．２，４．３）を設けてある請求項１１に記載の測定装置。
【請求項１３】
前記突起部（４．１，４．２，４．３）は凸状の支持面を有している請求項１１又は１２に記載の測定装置。
【請求項１４】
前記凹設部（５．１，５．２，５．３；６．１，６．２，６．３）は溝として形成されている請求項１１から１３のいずれか１項に記載の測定装置。
【請求項１５】
前記隣接する２つの溝（５．１，５．２，５．３；６．１，６．２，６．３）の間の移行部は凸面状に形成されている請求項１４に記載の測定装置。
【請求項１６】
前記第２の係止手段（５．１，５．２，５．３；６．１，６．２，６．３）は、互いに平行な等間隔の溝を備えた第１の領域及び、互いに平行な等間隔の溝を備えた第２の領域に配置されており、第１の領域の溝は第２の領域の溝に対して直角を成している請求項１１から１５のいずれか１項に記載の測定装置。
【請求項１７】
前記スライドプレート（３）に、測定すべき対象物（１１）の傾きの調節のための装置（１５）を設けてある請求項１から１６のいずれか１項に記載の測定装置。
【請求項１８】
前記スライドプレート（３）の上面に、マーク（１６．１，１６．２，１６．３）を設けてあり、該マークの位置は下面の突起部（４．１，４．２，４．３）の位置に相応している請求項１から１７のいずれか１項に記載の測定装置。
【請求項１９】
前記係止プレート（３）は、測定すべき対象物（９）を取り付け装置によってＸ軸方向及びＹ軸方向で移動不能に取り付けるための貫通切欠き（１６，１７）を備えており、この場合に前記取り付け装置（２１，２３）は、前記対象物を測定領域に位置決めするように形成されている請求項１から１８のいずれか１項に記載の測定装置。
【請求項２０】
評価ユニット（１２）を設けてあり、該評価ユニットは測定データに基づき三次元データセットの算出を行うようになっている請求項１から１９のいずれか１項に記載の測定装置。
【請求項２１】
前記測定装置（１）の校正は公知の構造の校正装置（２５，２６）を用いて行われるようになっており、該校正によって得られた校正データは評価ユニット（１２）内で測定値の評価のために用いられるようになっている請求項２０に記載の測定装置。
【請求項２２】
前記校正によって、スライドプレート（３）の移動方向Ｘ，Ｙに対する撮像装置（９）の向きを決定してある請求項２１に記載の測定装置。
【請求項２３】
前記校正によって、撮像装置（９）に対する係止プレート（２）の相対的な傾きを決定してある請求項２１又は２２に記載の測定装置。
【請求項２４】
前記校正によって、係止プレート（２）上での撮像装置（９）の高さの変化の際の撮像領域の変化を決定してある請求項２１から２３のいずれか１項に記載の測定装置。
【請求項２５】
係止プレート（２）に、スライドプレート（３）の位置の決定のための手段を設けてある請求項１から２４のいずれか１項に記載の測定装置。
【請求項２６】
スライドプレート（３）及び／又は係止プレート（２）の表面は、滑りやすい層を備えている請求項１から２５のいずれか１項に記載の測定装置。
【請求項２７】
表示装置を設けてあり、該表示装置は、撮像装置によって生ぜしめられた画像を表示するようになっている請求項２から２６のいずれか１項に記載の測定装置。
【請求項２８】
係止プレート（２）は交換されるようになっている請求項１から２７のいずれか１項に記載の測定装置。
【請求項２９】
歯科用の測定装置に用いられるスライドプレートにおいて、スライドプレート（３）の上面に、歯型（１１）のための取り付け装置（１５）を設けてあり、さらにスライドプレート（３）の下面に突起部（４．１，４．２，４．３）を設けてあることを特徴とする、歯科用の測定装置に用いられるスライドプレート。
【請求項３０】
前記取り付け装置（１５）は旋回並びに傾倒するようになっている請求項２９に記載のスライドプレート。
【請求項３１】
スライドプレート（３）の上面に、マーク（１６．１，１６．２，１６．３）を設けてあり、該マークの位置は下面の突起部（４．１，４．２，４．３）の位置に相応している請求項２９又は３０に記載のスライドプレート。
【請求項３２】
３つの突起部（４．１，４．２，４．３）を設けてあり、該突起部のうちの２つの突起部（４．１，４．３）は、スライドプレート（３）の１つの縁部に対して平行な仮想の１つの直線上に配置されている請求項２９から３１のいずれか１項に記載のスライドプレート。
【請求項３３】
歯型の三次元測定のための方法であって、測定すべき対象物（１１）を位置決め可能なプレート（３）上に取り付け、かつ測定すべき対象物（１１）を撮像装置（９）によって複数枚撮像して、歯型（１１）の三次元データセットの形成のための算出を評価ユニット（１２）によって行うようになっている形式のものにおいて、
測定すべき対象物の最初の撮像を、係止によって規定された１つの位置で行い、
次いでプレート（３）を、係止によって規定された別の少なくとも１つの位置に位置決めし、かつ該位置で次の撮像を行い、
次いで、前記少なくとも２つの位置で行われた撮像の撮像データの評価によって三次元データセットを形成することを特徴とする、歯型の三次元測定のための方法。
【請求項３４】
撮像区分を各撮像の前に表示装置上で調整し、かつ撮像装置（９）を高さ調節して、対象物の撮像すべき領域を鮮明に結像させる請求項３３に記載の方法。
【請求項３５】
撮像装置（９）に、ピント合わせのための手段を備えてあり、該手段によって対象物の撮像部分の鮮明な結像を自動的に生ぜしめる請求項３３に記載の方法。
【請求項３６】
スライドプレート（２）の係止位置間の間隔を評価ユニット（１２）に記憶してあり、評価ユニット（１２）によって各画像の、スライドプレート（２）の係止位置間の間隔を越える寸法の幅の縁部領域を互いに重ね合わせて各画像を互いにつなぎ合わせる請求項３３から３５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３７】
各個別の画像の相互の位置を規定するために評価ユニット（１２）によって個別の画像の縁部領域を互いに比較する請求項３３から３６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３８】
測定装置（１）の校正を行い、このためにスライドプレート（２５）上の標準器（２６）を複数の位置で測定して、該測定された位置を評価ユニット（１２）によって評価して校正データを記憶する請求項３３から３７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３９】
撮像装置（９）の高さ調節に際して生じた撮像区分のずれを、評価ユニット（１２）によって自動的に補正し、このために、測定装置（１）の校正によって決定されたずれ方向を利用して、隣接する両方の位置で撮像された２つの画像を前記ずれ方向に沿って、撮像区分のずれに相応の量でずらして、両方の画像の縁部領域を互いに合致させる請求項３３から３８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項４０】
個別の画像から、連続した１つのデータセットを形成する請求項３３から３９のいずれか１項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、歯の模型若しくは歯型の三次元測定のための測定装置並びに該三次元測定のための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
歯の模型若しくは印象の陰型或いは歯型を定位置若しくは不動の測定装置によって部分的に測定することは公知である。たいていは測定すべき対象物、例えば模型若しくは歯型は撮像装置の撮影領域よりも大きい。従って、測定すべき対象物を複数の部分に分けて撮影し、このために対象物に対する撮像装置の相対位置を各撮影のために変える必要がある。ヨーロッパ特許出願第０９１３１３０Ａ１号明細書には、複製品の形状の検出（測定）のための装置を開示してあり、該装置は緊定装置若しくは締め付け装置、センサー装置及び記憶装置を備えており、この場合に緊定装置とセンサー装置とは互いに相対的に運動させられるようになっている。個別の画像は、ソフトウエアを用いて相互関係を決定して互いにつなぎ合わされる。この場合にソフトウエアは、異なる２つの画像に同じマークの点を見つけ出し、これによって両方の画像間の位置関係を決定するようになっている。画像特性並びにソフトウエアに起因した誤差に基づき、隣接する２つの画像のつなぎ合わせは実際には誤差なしには行われない。このような誤差は、つなぎ合わせる毎に加算されることにもなる。さらに、ずれ量の未知な画像の相互関係の決定のための計算手段は著しく煩雑であり、従って処理時間は長くなっている。
【特許文献１】ヨーロッパ特許出願第０９１３１３０Ａ１号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の課題は、歯型の測定のための測定装置並びに歯型の測定のための方法を改善して、歯型の迅速かつ正確な測定を可能にし、さらに測定装置を従来の装置に比べて安価に製造できるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
歯型の三次元測定のための本発明に基づく測定装置は、測定装置（撮影装置若しくは検出装置）及び位置決め装置から成っており、この場合に位置決め装置は測定装置に対して不動な、即ち定位置のベースプレート並びに該ベースプレート、ひいては測定装置に対して移動可能かつ位置決め可能なプレートを有しており、該位置決め可能なプレートに、測定すべき対象物、例えば歯型若しくは模型或いは印象を取り付ける若しくは固定するようになっている。位置決め可能なプレートは、ベースプレート上をスライド若しくは移動させられるようになっている。位置決め可能なプレートはスライドプレートとして形成されていて、位置決めのために第１（一方若しくは他方）の係止手段を含んでいる。ベースプレートは係止プレートとして形成されていて、第２（他方若しくは一方）の係止手段を含んでおり、該第２の係止手段はスライドプレートの第１の係止手段と協働するようになっており、これによってスライドプレートは係止プレートに対して複数の位置のうちからその都度選ばれた１つの位置を占めて、該選ばれた位置に係止され若しくはロックされるようになっている。
【０００５】
前述のように形成された測定装置を用いることによって、位置決め可能なプレート（スライドプレート）は、正確に規定された位置のみを占めるようになる。これによって、個別の画像の相互関係の決定のために必要な計算手段は著しく簡単にされる。個別の画像間の移動ファクターの数は、互いに配列されるべき画像の相互関係の数に減少されている。さらに、配列される画像間の相互のずれ誤差はもはや互いに加算されるようなことはなくなっている。測定結果は従来技術のものに比べて正確になっている。
【０００６】
有利な実施態様では、測定装置は撮像装置として形成されている。これによって三次元測定、機械的な走査手段若しくはトレース手段を用いることなしに行われる。
【０００７】
さらに有利には、撮像装置の撮像領域は撮像すべき対象物よりも小さくなっている。このような撮像装置は特に経済的に製造でき、それというのはカメラ（撮像センサー）の解像領域及び／又は光学系の大きさを小さくでき、このことは標準部品による安価な構造を可能にするからである。
【０００８】
本発明の有利な別の実施態様では、撮像のために口腔用の測定カメラ若しくは撮影カメラを用いるようになっている。口腔用の測定カメラは従来技術で製作され、従って測定装置は、同じ部品を使用でき、少ない開発費用で経済的に提供できる。
【０００９】
有利な実施態様では、測定装置は光学フィルタを用いて形成されており、その結果、入射及び射出開口若しくは窓は周囲の光に対して遮蔽されている。周囲の光は撮像の質を低下させ、ひいては測定データの質を低下させることになる。光学フィルタは、測定装置の対物レンズを機械的な損傷に対しても保護するために、該対物レンズの前に配置されている。
【００１０】
本発明の有利な実施態様では、測定装置、特に測定カメラはテレセントリックな光線束で作動するようになっている。テレセントリックな光線束の利点として、結像は対物レンズと対象物との間の距離に左右されることなく常に同じ大きさである。テレセントリック系によって撮影された画像の評価は、画像の特性に基づき容易に行われる。
【００１１】
有利には、スライドプレートに対する撮像装置の距離は調節されるようになっている。すべての撮像装置の焦点深度は一定に規定されている。測定すべき対象物は実際には異なる高さを有しているので、撮像装置は、焦点深度を対象物に合わせるために、即ち鮮明な結像を得るために移動させられ、即ち距離調節される。
【００１２】
有利には、撮像装置と係止プレートとの間の間隔の測定若しくは検出のための手段を設けてある。テレセントリックな光線束においても場合によっては、測定すべき対象物に対する撮像装置の相対的な間隔を認識することが必要であり、これによって例えば、異なるカメラ高さで順次に撮像された画像の相互関係を決定することができる。
【００１３】
有利な実施態様では、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の係止位置間の間隔は、各軸方向で撮像装置の撮像領域の寸法（幅若しくは長さ）よりも小さくかつ該撮像領域の寸法の半分よりも大きくなっており、若しくは撮像装置の撮像領域の寸法と同じである。係止位置間の間隔を撮像装置の撮像領域の寸法と同じにすることによって、隣接する係止位置での撮像は該撮像間に隙間を介在させることなく行われる。係止位置間の間隔を撮像装置の撮像領域の寸法よりも小さくすることによって、隣接する係止位置での撮像は互いに部分的に、例えば撮像領域の寸法の１／１０の量にわたって重ね合わせて行われ、該重ね合わせの量は、撮像すべき領域のできるだけ少ない回数での効率的な測定を保証するために小さくされている。撮像領域のＸ軸方向若しくはＹ軸方向の寸法の１／１０の量にわたる重ね合わせは、隣接の撮像の同じ画像部分を互いに合致させて、相互関係を決定するために十分である。
【００１４】
有利な実施態様では、一方の係止手段は突起部として形成され、かつ他方の係止手段は凹設部として形成されている。このような係止手段は簡単な技術で、かつ高い精度で製作可能である。
【００１５】
有利には、スライドプレート若しくは係止プレートに３つの突起部を設けてある。三点支持は、スライドプレートのぐらつくことのない安定した確実な支えを保証している。さらに有利には突起部は凸状、例えば円錐状若しくは球状に形成された支持面を有している。さらに突起部は変形に対する強度を有しており、突起部の支持面若しくは支持点は正確に規定されている。
【００１６】
有利には、凹設部は溝として形成されている。これによってスライドプレート１つの方向に容易に移動させられ、それというのは突起部の少なくとも１つは、スライドプレートの移動に際して１つの溝内を滑動させられるからである。
【００１７】
有利な実施態様では、隣接する２つの溝間の移行部（溝と溝との間の区分）は凸面状に形成されている。このような構成は、スライドプレートの誤った位置決めを実質的に排除するものであり、それというのは突起部は必然的に重力に基づき溝内へひとりでに滑り込むからである。
【００１８】
特に有利な実施態様では第２の係止手段は、互いに平行な等間隔の複数の溝を備えた第１の領域と、互いに平行な等間隔の複数の溝を備えた第２の領域とに分割（分配）されており、この場合に、第１の領域の溝は第２の領域の溝に対して直角に延びている。これによってスライドプレートはＸ軸方向及びＹ軸方向にのみ移動させられる。このような係止手段の構成は簡単に製造可能である。
【００１９】
さらに有利にはスライドプレートは、測定すべき対象物の傾きの調節のための装置を備えている。このような構成は、対象物を所定の１つの方向、例えば上方からのみ測定するのではなく、対象物を撮像装置若しくは撮像デバイスに対して異なる状態に移すこと、例えば対象物を斜め上方から測定することを可能にする。それというのは、多くの対象物はアンダーカット部、即ち上方から影になる部分を有していて、従って撮像装置に対して傾けることによって測定されるようになる。
【００２０】
有利には、スライドプレートにマーク（しるし）を設けてあり、該マークはスライドプレートの下面の第１の係止手段（突起部）の位置に相応している。従って測定装置の操作員は、係止プレート上における第１の係止手段の位置を容易にチェック若しくは確認できる。
【００２１】
さらに有利には、係止プレートは、対象物を定位置で、即ちＸ軸方向及びＹ軸方向に移動させない状態で測定するために、少なくとも１つの貫通切欠き、例えば貫通孔を有しており、この場合には対象物は撮像装置の撮像領域よりも小さくなっている。撮像は対象物を間欠的に回転させながら行われてよい。対象物の取り付け（固定）は、貫通切欠きを貫通させて案内された取り付け手段（固定手段）によって行われ、この場合に取り付け手段及び貫通切欠きは、該対象物が、スライドプレートを用いて移動させながら測定される対象物と同じ撮像領域に位置するように配置されている。この場合に対象物は傾けて配置されるようになっていてよく、このために別の貫通切欠きを設けてあり、該貫通切欠きは、対象物を傾けた状態で撮像領域に位置決めできるように形成されている。
【００２２】
有利には測定装置は評価ユニットを備えており、該評価ユニットは測定データに基づき三次元データセット若しくは空間的なデータ分布を算出するようになっている。このような構成によって、三次元データセット若しくは空間的なデータ分布は測定の後に直ちに形成される。評価ユニット内には有利には、係止プレート上でのスライドプレートの係止位置間の間隔を記憶してあり、評価ユニットは測定データ及び前記既知の間隔に基づき三次元データセットの算出を行うようになっている。
【００２３】
有利には校正装置若しくは標準器を用いて測定装置の校正を行うようになっており、この場合に校正装置若しくは標準器は公知の幾何学形状を有しており、校正データは評価ユニットに記憶されて、画像の評価に用いられるようになっている。測定装置は複数の構成部分から成っており、これらの構成部分間の整合性は製作公差に基づき装置毎に異なっている。従って校正は評価の精度の向上にとって有利である。
【００２４】
有利には校正は、スライドプレートの移動方向に対する撮像装置の整合性を決定する。スライドプレートの移動方向と撮像装置若しくは撮像センサーの縦縁（長手方向縁部）とが互いに正確に平行でない場合には、スライドプレートは撮像センサーの縦縁に対して斜めに、即ち角度を成して移動することになり、このことは隣接の画像の相関関係の決定に際して校正データを用いて考慮される。
【００２５】
有利には校正によって、撮像装置に対する係止プレートの空間的な相互の整合性を決定する。係止プレートの平面が撮像装置の撮像センサー若しくはレンズの平面に対して平行でない場合には、係止プレートに沿ったスライドプレートの移動は対象物と撮像装置との間の間隔の変化を生ぜしめることになる。有利には校正によって、係止プレートからの撮像装置の高さの変化に起因する撮像領域の変化を決定する。測定カメラの撮像装置の光線束は、高さ変化に際して撮像装置の移動方向に対する直角方向にずれることになる。従って高さが異なると、撮像領域が異なることになる。
【００２６】
有利には係止プレートに、スライドプレートの位置の決定のための手段を設けてある。該手段は、スライドプレートの異なる位置で撮像された画像の自動的な配列を容易にする。
【００２７】
有利にはスライドプレート及び／又は係止プレートは、滑りやすい層を備えている。これによってスライドプレートの誤った位置決めは生ぜず、操作は容易になる。さらに層はかき傷の発生を防止し、長い寿命を保証する。
【００２８】
特に有利には、測定装置は表示装置を備えており、該表示装置に、撮像装置で撮像される画像を表示するようになっている。表示装置は、撮像装置によって現在映されている撮像区分を連続的に表示するようになっており、これによって撮像の前に対象物に対する適当な位置決めを行って、撮像装置のピントを合わせることができるようになる。
【００２９】
有利には係止プレートを交換できるようになっている。これによって、損傷した係止プレートを交換することができ、若しくはさらに改善された係止プレートを装着することができる。
【００３０】
さらに本発明は、歯科用の測定装置に用いられるスライドプレートにも関し、この場合にスライドプレートの上面は、歯型のための取り付け手段若しくは固定手段を備えており、スライドプレートの下面に脚部としての突起部を設けてある。このようなスライドプレートは歯科用の測定装置の操作条件に基づき自由に位置決めされる。スライドプレートは測定装置から取り出されて、歯型をスライドプレート上に取り付けるようになっている。測定装置の外側での歯型の取り付けは、容易に行われる。
【００３１】
有利には取り付け手段は旋回若しくは回動並びに傾倒するようになっている。これによって歯型は、アンダーカット部による影を避けるために種々の方向から確実に測定若しくは撮影される。
【００３２】
有利にはスライドプレートの上面にマークを設けてあり、該マークの位置はスライドプレートの下面の突起部の位置に相応している。従って、マークを見ながら支持点の位置を容易に調節若しくはコントロールすることができる。
【００３３】
有利には３つの突起部を設けてあり、このうちの２つの突起部はスライドプレートの縁部に対して平行な仮想の１つの線上に配置されている。これによって、スライドプレートの縁部に対して平行な１つの移動方向を得ることができる。
【００３４】
さらに本発明は歯型の三次元測定のための方法にも関する。まず対象物の最初の測定若しくは撮像を行い、この場合にスライドプレートは、係止パターンによって規定された最初の位置に配置されている。次いで、次に規定された別の少なくとも１つの位置で次の測定を行う。このような過程（測定及び位置決め）は、対象物の全体を測定するまで繰り返される。続いて三次元データセットを、測定で得られた測定データ若しくは撮像画像の評価によって測定位置若しくは撮像位置に基づき形成する。本発明に方法に基づく歯型の三次元測定は、誤差が発生しにくくかつ極めて確実に実施される。
【００３５】
有利には、撮像される画面区分を各撮像の前に表示装置で確認して調節し、撮像装置の高さ調節によって対象物の撮像部分を焦点面に鮮明に結像させ、即ちピントを合わせる。これによって、すべての画像を鮮明に撮像して高い精度を得ることができる。有利には撮像装置は、ピント合わせのための手段を備えており、該手段によってピント合わせは自動的に行われる。
【００３６】
有利には評価ユニットに、スライドプレートの係止位置間の間隔を記憶してあり、各画像は評価ユニットによって、スライドプレートの係止位置間の間隔に基づく寸法で互いにつなぎ合わせられる。つなぎ合わされた測定データは極めて正確である。このような方法においては、隣接の画像の相互関係若しくは相互位置の決定は不要である。
【００３７】
有利には評価ユニットは、個別の画像の相対的な位置の決定のために個別の画像の縁部領域を互いに比較するようになっている。これによって評価ユニットは、隣接して位置決めされるべき画像を自動的に識別して、正確につなぎ合わせる。
【００３８】
有利には測定装置の校正を行うようになっており、このためにスライドプレート上の校正装置若しくは標準器（標準試料）は複数の係止位置で測定若しくは撮像され、評価ユニットは各係止位置で測定された測定値若しくは撮像された画像を評価して、これから校正データを導き出して記憶するようになっている。これによって、製作誤差のある場合にも最適な測定精度を保証することができる。
【００３９】
有利には、撮像装置（測定装置）の高さ調節の際に生じる撮像区分のずれは、評価ユニットによって自動的に補正される。このために評価ユニットは、測定装置の校正によって決定されたずれ方向を活用するようになっており、ずれ方向は異なる高さで撮像された画像のずれを表しており、画像のずれは画像をずれ方向に沿って移動させることによって補正されて、両方の画像は縁部領域を互いに合致させられるようになる。評価ユニットは画像の垂直方向のずれも補正するようになっている。有利には個別の画像は測定結果の分布として、重要なすべての領域を含む連続した１つのデータセットにまとめられる。データセットはさらなる処理を施されてよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４０】
図１には、本発明に基づく測定装置１を概略的に示してある。測定装置１は係止プレート２を備えており、係止プレートの形状は図２及び図３に詳細に示してある。係止プレート２上にスライドプレート３を配置してあり、スライドプレートは突起部４．１，４．２，４．３（図４、参照）でもって係止プレート２に接触している。この場合に突起部４．１及び４．３は、Ｘ軸方向の複数の溝５．１，５．２，５．３のうちの１つに係合しており、突起部４．２はＹ軸方向の複数の溝６．１，６．２，６．３のうちの１つに係合している。図面には、Ｘ軸方向の溝（凹設部）５．２内への突起部４．１及び４．３の係合（入り込み）並びに、Ｙ軸方向の溝（凹設部）６．１内への突起部４．２の係合を示してある。係止プレート２の表面は、滑りやすくかつかき傷のつかないように被覆されている。
【００４１】
係止プレート２上にはさらに、高さ調節可能な支持脚７を設けてあり、該支持脚は測定カメラ９のための保持部８を備えており、測定カメラは口腔用の測定カメラの原理に基づき形成されている。測定カメラ９のレンズは、フィルタ１０を備えていて、測定カメラの光学系を周囲のライトから保護するようになっている。フィルタ１０は光学系を、むき出しの状態での機械的な損傷からも保護している。測定カメラ９は、スライドプレート３上で該スライドプレートに取り付けられた測定すべき対象物１１に向けられており、光線束１０′はテレセントリックであってかつ、口腔用の測定カメラにおいて一般的であるように、垂直線に対して５度以下の軽い傾きを有している。測定カメラ９は評価ユニット１２に接続されており、評価ユニットは測定カメラの測定データを受信して、記憶しかつ評価するようになっている。
【００４２】
図２は係止プレート２並びにスライドプレート３の構成を示している。係止プレート２上には、互いに平行なかつ等間隔の溝５．１，５．２，５．３並びに溝６．１，６．２，６．３から成る２つの群を設けてあり、両方の群は互いにほぼ直角を成している。溝間の移行部、例えば溝５．１から溝５．２への移行部１３．１はほぼ凸面状に形成されている。係止プレート２は孔１４．１，１４．２，１４．３を用いてテーブルに固定されるようになっていてよい。Ｘ軸方向の溝６．１，６．２，６．３間の間隔ΔＸ並びにＹ軸方向の溝５．１，５．２，５．３間の間隔ΔＹは、測定カメラ９の像検出領域（像撮影領域）に適合されている。検出された画像は、Ｘ軸方向１７ｍｍ及びＹ軸方向１４ｍｍの面積を有している。各縁領域に２ｍｍの重ね部（オーバーラップ）を設けてあり、従ってΔＸはここでは１５ｍｍであり、かつΔＹは１２ｍｍである。
【００４３】
スライドプレート３上に旋回可能な保持部１５を設けてあり、該保持部は、測定すべき対象物１１を任意の高さ並びに任意の方向及び傾きでスライドプレート上に取り付けることを可能にするものである。さらにスライドプレート３の上面にマーク１６．１，１６．２，１６．３を設けてあり、該マークは下側に位置する突起部（支持点）４．１，４．２，４．３（図２では見えず）の位置を表している。
【００４４】
図３には、スライドプレート及び該スライドプレートに所属する係止プレートの平面を示してある。この場合に、突起部４．１，４．３は溝５．２内に係合して、即ち入り込んでおり、突起部４．２は溝６．１内に係合している。１つの撮影を終えると、スライドプレート３は該第１の位置から例えばＹ軸方向に、正確に規定された別の位置へスライドされて、突起部４．１，４．３を別の溝５．１内に係合さる。該スライド中に、突起部４．２は同一の溝６．１内を滑り移動する。Ｘ軸方向のスライドも可能であり、この場合には、突起部４．１，４．３は溝５．２内を滑動させられるのに対して、突起部４．２は溝６．３内に係合させられる。このようにしてスライドプレートのすべての位置での撮影は、Ｘ軸方向並びにＹ軸方向の等間隔の行列（マトリックス）に沿って行われる。
【００４５】
係止プレート２に孔１６を設けてあり、該孔（貫通切欠き）はホルダーの受容に用いられている。係止プレート２の下側に、対象物のための斜め上方に向いた保持部分（取り付け装置）を配置してあり、該保持部分は対象物を測定カメラ９によって完全に検出可能に保持しており、対象物はあらゆる側から測定される。
【００４６】
図４には、スライドプレート３の下面側を示してある。突起部４．１，４．２，４．３は実施例では球形に形成されている。これによって溝間の凸面状の移行部と相俟って、位置決めミスをほぼ排除することができる。
【００４７】
図５は、本発明に基づく係止プレート２の斜視図である。係止プレートに２つの貫通切欠き（貫通孔）１６，１７を設けてある。貫通切欠き１６，１７はホルダー（保持部分）の受容のために用いられ、ホルダーに測定すべき歯型１８を固定できるようになっている。貫通切欠きは、適当に形成されたホルダーによって歯型を撮像装置（測定カメラ）からの同一の光線束内に位置決めできるように構成されている。貫通切欠き１６，１７は、溝６．３と溝６．４との間の隆起部（畝部若しくは移行部）に配置されている。これによって、貫通切欠き１６，１７内への突起部４．２の入り込みに起因するスライドプレートの位置決めミスは確実に避けられる。
【００４８】
貫通切欠き１６は、所定の角度αに傾けた状態での歯の保持のために用いられ、該角度はここでは３０°である（図６、参照）。歯型の保持のためのホルダーは、回転可能（旋回可能）であり、従って歯をあらゆる側から測定できるようになっている。該貫通切欠きは、歯を係止プレート２の上面に対して垂直に向けることを可能にしており、従って歯型１８の上面にある窩洞の測定も可能である。
【００４９】
貫通切欠き１６，１７の役割は、図６に示してあるように、対象物を回転させながら測定するためのホルダーの受容にある。対象物１９をホルダー２０に固定してあり、ホルダーは、係止プレート２の下側に配置されたモータ２２のスピンドル２１に差し嵌められている。測定すべき対象物１９、ここでは歯は測定カメラ（撮像装置）９の光線束１０′内に配置されている。歯１９はモータ２２によって、ステップ式（断続的又は間欠的）に所定の１つの角度量（角度ピッチ）、例えば４５°にわたって回転（旋回）させられて、次の撮影が行われるようになっている。３０°の角度αによって、歯１９のすべての側面は、光線束の陰になることなく完全に検出（測定）される。歯１９の上面に窩洞のある場合には、ホルダーは貫通切欠き１７を通してモータ２４のスピンドル２３に差し嵌められる。これによって歯１９の上面の撮影を異なる方向から行うことができ、歯の上面の窩洞を検出することができる。
【００５０】
図７には、標準器２６を備えた校正装置２５を示してあり、校正装置は測定装置の校正のために用いられる。校正装置２５はさらに、スライドプレートと同様に下面に３つの突起部（図面では見えず）を備えており、該突起部は係止プレート２の溝５．１，５．２，５．３；６．１，６．２，６．３内に係合するようになっている。標準器（ゲージ部材）２６は、精密に製作された円柱であり、該円柱は校正装置２５に固く取り付けられ、即ち不動に固定されている。評価ユニット１２は、測定データから標準器２６の軸線を認識できるようになっている。
【００５１】
校正過程は図８及び図９に示してある。三次元の測定装置１の係止プレート２は空間内で規定された座標系を有しており、座標系はＸＲ，ＹＲ，ＺＲで表されている。この場合に座標系は、ＸＲを一方の移動方向に規定し、ＹＲを他方の移動方向に規定し、かつＺＲを係止プレート２の平面に対する垂直方向に規定してある。さらにセンサー２７の座標系ＸＳ，ＹＳ，ＺＳを設けてあり、該座標系は係止プレート２の座標系に対して回動している。両方の座標系ＸＲ，ＹＲ，ＺＲ；ＸＳ，ＹＳ，ＺＳは製作誤差によって互いに相対的に回動しかつ互いに相対的に傾倒している。
【００５２】
校正の第１の役割は、両方の座標系間の相互の相対的な位置を決定することにある。このために、図７に示す校正装置２５は、係止プレート２上において校正装置２５の互いに離れた箇所にある異なる４つの位置で計測される。標準器２６の軸線の位置の変化から評価ユニットは、両方の座標系間の相対位置を決定し、かつ撮像センサーのＸＳ及びＹＳによって規定された位置に対してスライドプレート３の移動方向ＸＲ及びＹＲを決定する。
【００５３】
次いで別の校正によって、係止プレートからの撮像ユニット２５の高さＨに関連して両方の座標系の絶対位置は決定される。ベクトルＲ(Ｈ)は、斜めの光線束１０′に起因する画像ずれに関連して、高さ変化に依存した画像ずれを決定するために用いられる。
【００５４】
前記相互関係を決定するために、校正装置（校正ユニット）２５は、係止プレート２上で互いに垂直方向に隔てられた２つの位置を占めるようになっていて、かつ該各位置で撮像装置９によってそれぞれ、異なる２つの箇所の高さを測定されるようになっている。これによって４つの箇所での測定結果から、ベクトルＲ(Ｈ)を一義的に決定する。
【００５５】
図９に歯型２８の測定を示してある。歯型２８はスライドプレート３と一緒に係止プレート上を移動させられるようになっていて、ここではＰＸ１，ＰＸ２，ＰＸ３，ＰＹ１，ＰＹ２，ＰＹ３，で表された所定の位置を占めている。Ｘ軸方向の間隔ΔＸ並びにＹ軸方向の間隔ΔＹは、溝間の間隔によって規定されている。センサー若しくは測定カメラの撮像領域ＸＳ，ＹＳは、溝によって規定された格子パターの１つの区画の面積よりも大きくなっている。これによって撮像は、隣接する縁を互いに重ねて行われ、該重ね領域（オーバーラップ領域）は図面にハッチングして示してある。重ね領域は評価装置１２によって、個別の画像を互いに正確につなぎ合わせるために用いられる。
【００５６】
図１０は、本発明に基づく方法のブロック線図としてのフローチャートであり、スライドプレートの第１の位置で最初（第１）の撮像を行う。この場合に、撮像データはデータキャリアに記憶され、データメモリーは評価ユニット内に配置してある。次いでスライドプレートは、前に述べてあるように、Ｘ軸方向若しくはＹ軸方向に溝間の１つの間隔（ピッチ）にわたって、即ち第２の位置へ移動させられる。第２の位置で次の、即ち第２の撮像を行う。この場合にも、撮像データはデータメモリーに記憶される。続いて更なる撮像を行う場合には、スライドプレートの所定の移動と撮像とを、測定すべき対象物全体の測定が終了するまで適当に繰り返す。撮像過程を終了した後に、評価ユニット１２は、データキャリア（記憶装置）から撮像データを取り出し、個別の画像の相互関係を決定し、即ち個別の画像を互いに配列し、かつ溝５．１，５．２，５．３；６．１，６．２，６．３の既知の間隔に基づき互いにつなぎ合わせ、これによって完全な三次元のデータセット若しくはデータ分布を算出する。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明に基づく三次元の測定装置の概略側面図
【図２】傾倒可能な固定ユニットを備えたスライドプレート及び所属の係止プレートの斜視図
【図３】スライドプレート及び所属の係止プレートの平面図
【図４】スライドプレートの下面側からの斜視図
【図５】係止プレートの斜視図
【図６】測定装置内で対象物を回転させながら測定する方法を示す図
【図７】測定装置の校正のための係止プレート及びスライドプレートを示す図
【図８】測定装置の校正される自由度を示す図
【図９】歯型の測定領域を示す図
【図１０】測定のフローチャート
【符号の説明】
【００５８】
１  測定装置、  ２  係止プレート、  ３  スライドプレート、  ４．１，４．２，４．３  突起部、  ５．１〜５．３及び６．１〜６．３  溝、  ７  支持脚、  ８  保持部、  ９  測定カメラ、  １１  対象物、  １２  評価ユニット、  １３．１  移行部、  １５  保持部、  １６．１〜１６．３  マーク、  １８  歯型、  １９  対象物、  ２０  ホルダー、  ２１  スピンドル、  ２２  モータ、  ２５  校正装置、  ２６  標準器、  ２７  センサー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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