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Patents

  1. Advanced Patent Search
Publication numberWO1991003988 A1
Publication typeApplication
Application numberPCT/DE1990/000728
Publication date4 Apr 1991
Filing date24 Sep 1990
Priority date22 Sep 1989
Publication numberPCT/1990/728, PCT/DE/1990/000728, PCT/DE/1990/00728, PCT/DE/90/000728, PCT/DE/90/00728, PCT/DE1990/000728, PCT/DE1990/00728, PCT/DE1990000728, PCT/DE199000728, PCT/DE90/000728, PCT/DE90/00728, PCT/DE90000728, PCT/DE9000728, WO 1991/003988 A1, WO 1991003988 A1, WO 1991003988A1, WO 9103988 A1, WO 9103988A1, WO-A1-1991003988, WO-A1-9103988, WO1991/003988A1, WO1991003988 A1, WO1991003988A1, WO9103988 A1, WO9103988A1
InventorsPeter Rohleder
ApplicantPeter Rohleder
Export CitationBiBTeX, EndNote, RefMan
External Links: Patentscope, Espacenet
Device for the production of tooth replacement parts
WO 1991003988 A1
Abstract
Disclosed is a device for the production of tooth replacement parts, in particular inlays, onlays and facings, with an optical scanning device for the detection of tooth imperfections and a digitally controlled machine tool. The control signals are generated by computer from measurements of the tooth imperfections. The surface is scanned using dynamic-focusing techniques. A distance-measurement instrument is used as the measurement device, plus a laser-light source, a focusing defect detector and a measurement-head guide which can be inserted in the mouth and can be controlled so that every point on the surface to be scanned is swept by the laser beam.
Claims  translated from German  (OCR text may contain errors)
A nspr ü che Claims
1. Vorrichtung zur Herstellung von Zahnersatzteilen, insbesondere Inlays, Onlays und Schalenverblendungen, mit einer berührungslos arbeitenden optischen Meßeinrichtung zur Oberflächenerfassung und einer numerisch gesteuerten Werkzeugmaschine, wobei die Steuersignale computergestützt von der erfaßten Oberfläche abgeleitet werden, 1. A device for producing dental prostheses, in particular inlays, onlays and veneers shell, with a contactlessly operating optical measuring device for detecting surface and a numerically controlled machine tool, wherein the control signals are derived computer based on the detected surface,
dadurchgekennzeichnet , characterized ,
daß die Oberflächenerfassung nach dem Prinzip der dynami¬ schen Fokussierung erfolgt, wobei die Abstandsmeßein- richtung eine Laserlichtquelle und eine Fokusfehlerer¬ kennung aufweist und eine in den Mund einbringbare scan¬ nende Laserstrahlführung vorgesehen ist, welche derart an¬ steuerbar ist, daß jeder abzutastende Oberflächenpunkt vom Laserstrahl (8) überstrichen wird. that the surface detection is based on the principle of dynami¬ rule focusing, said Abstandsmeßein- device comprises a laser light source and a Fokusfehlerer¬ identifier and can be introduced into the mouth scan¬ designating laser beam guide is provided which is such an¬ controllable to any surface to be scanned point is swept over by the laser beam (8).
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurchge ¬ kennzeichnet , daß die Fokusfehlererkennung eine im Strahlengang des reflektierten Laserlichts ange- ordnete Zylinderlinse (24) und ein nachgeordnetes matrix- förmiges Diodentarget (23) als Fotodetektor aufweist (Astigmatismusprinzip) . 2. The apparatus of claim 1, dadurchge ¬ indicates that the focus error detection is a in the beam path of the reflected laser light displayed arranged cylindrical lens (24) and a downstream matrix-shaped diodes target (23) as a photodetector (Astigmatismusprinzip).
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurchge ¬ kennzeichnet , daß die Fokusfehlererkennung ein im Strahlengang des reflektierten Laserlichts angeord¬ netes 90"-Prisma und nachgeordnet, symmetrisch zur opti¬ schen Achse zwei Fotodioden als Fotodetektor aufweist (Prinzip des "kritischen Winkels"). 3. The apparatus of claim 1, dadurchge ¬ indicates that the focus error detection on the optical path of the reflected laser light angeord¬ scribed 90 "prism and downstream symmetrically to opti¬ rule axle two photodiodes as a photodetector having (principle of the" critical angle ").
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurchge ¬ kennzeichnet , daß die Fokusfehlererkennung im Strahlengang des reflektierten Laserlichts eine Sammellin- se, eine in deren bildseitigem Brennpunkt angeordnete Be- zugskante und ein nachgeordnetes matrixförmiges Diodentar¬ get als Fotodetektor aufweist ("Knife Edge"-Prinzip) . 4. The apparatus of claim 1, dadurchge ¬ indicates that the focus error detection in the beam path of the reflected laser light se a Sammellin-, which is arranged in the picture page focus sawn zugskante and a downstream matrix shaped Diodentar¬ get a photodetector comprises ( "Knife Edge" principle ).
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4 , da - durchgekennzeichnet , daß die Fokus¬ fehlererkennung eine dem Fotodetektor nachgeordnete Ab¬ standsermittlung, insbesondere auf der Basis eines die Ausgangssignale der Fotodioden vergleichenden Differenz- Verstärkers (25) aufweist. 5. Device according to one of claims 2 to 4, since - by in that the fault detection Fokus¬ a photodetector Subordinated Ab¬ standing determination, especially on the basis of the outputs of the photodiodes comparative differential amplifier (25).
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4 , da - durchgekennzeichnet , daß ein dem Fo- todetektor (23) nachgeordneter Fokus-Servoregelkreis zur Nachführung eines den Laserstrahl auf das Meßobjekt abbil¬ denden Objektivs (20) und eine Einrichtung zur Ermittlung der Bewegung des Objektivs (20), insbesondere ein Induk¬ tivmeßtaster vorgesehen ist. 6. Device according to one of claims 2 to 4, since - characterized in that a the FO todetektor (23) downstream focus servo control circuit for tracking of a abbil¬ the laser beam on the measurement object Denden lens (20) and a device for determining the movement the lens (20), in particular a Induk¬ tivmeßtaster is provided.
7. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurchgekennzeichnet , daß die La¬ serlichtquelle eine Laserdiode (18) ist. 7. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the storage-serlichtquelle a laser diode (18).
8. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurchgekennzeichnet , daß zur Füh¬ rung des Laserstrahles mindestens ein scannend mit Hilfe der Ansteuermittel (27) bewegbarer Umlenkspiegel oder/und mindestens ein Prisma vorgesehen ist. 8. Device according to one of the preceding claims, characterized in that at least one scanning manner with the aid of the drive means (27) movable deflecting mirror and / or at least one prism is provided to Füh¬ tion of the laser beam.
9. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurchgekennzeichnet , daß eine Doppelschlittenführung zur Führung des Laserstrahles (8) nach Art eines Plotters vorgesehen ist, wobei eine über die Ansteuermittel (27) bestimmte, insbesondere mäander- förmige Abtastung erfolgt. 9. Device according to one of the preceding claims, characterized in that a double slide guide for guiding the laser beam (8) is provided in the manner of a plotter, and a via the drive means (27) determined, in particular meandering scanning is performed.
10. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurchgekennzeichnet , daß ein RAM- Festwertspeicher (30) für die Speicherung der Abstandswer¬ te vorgesehen ist. 10. Device according to one of the preceding claims, characterized in that a RAM memory (30) for storing the Abstandswer¬ te is provided.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurchge ¬ kennzeichnet , daß der RAM-Festwertspeicher (30) Speicherplätze zur Speicherung von Oberflächenkoordi- naten defektloser "Idealzahnformen" aufweist. 11. The apparatus of claim 10, dadurchge ¬ indicates that the RAM memory (30) memory locations for storing Oberflächenkoordi- naten broken loose "Ideal tooth shapes" has.
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Description  translated from German  (OCR text may contain errors)

Vorrichtung zur Herstellung von Zahnersatzteilen A device for producing dental replacement parts

B eschreibung D escription

Die Erfindung betrifft ein Vorrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art. The invention relates to a device of the stated in the preamble of claim 1..

Die Funktion eines aus einer Druckschrift der Firma Siemens ("CEREC - Computer-Reconstruction, Druckvermerk: 0589) bekannt gewordenen Kompaktgerätes für die computer¬ gestützte Herstellung von Inlays, Onlays und Schalenver¬ blendungen beruht auf einem ähnlichen optischen Vermes¬ sungsprinzip. Dabei wird mittels einer manuell positio- nierten Videoeinheit ein periodisches, bewegtes Muster pa¬ ralleler Streifen auf den auszumessenden Zahn- oder Kie¬ ferbereich projiziert und die tiefentypischen Verzerrungen mit einer eingebauten Kamera aufgenommen. Nachteilig hier¬ bei ist neben der manuellen Kameraführung vor allem die das Videobild überlagernde Darstellung der MeßInformation, die nicht unmittelbar auswertbar ist. Die Interpretation der resultierenden graphischen Muster stellt hohe Anforde¬ rungen an das räumliche Vorstellungsvermögen des behan¬ delnden Zahnarztes. Wegen seiner transparenten Struktur und seiner spiegelnden Oberfläche muß der Zahnschmelz vor Anwendung des CEREC-Verfahrens mit einer dünnen Pulver¬ schicht vorpräpariert sein. The one of a document from Siemens function ( "CEREC - Computer Reconstruction, imprint: 0589) fades become known compact unit for computer¬ aided manufacturing of inlays, onlays and Schalenver¬ based on a similar optical Vermes¬ sungsprinzip It is means. a manually positioned ned video unit a periodic, moving pattern pa¬ ralleler stripes on the be measured tooth or silicic ferbereich projected and recorded the deep typical distortions with a built-in camera. the disadvantage hier¬ at is in addition to manual camera guidance and to the video image overlaid display of measurement information that is not directly evaluated. the interpretation of the resulting graphic pattern provides high Anforde¬ ments for spatial visualization of behan¬ delnden dentist. Because of its transparent structure and its reflective surface of the tooth enamel because, before applying CEREC procedure with a thin layer Pulver¬ be prepared in advance.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Vor- richtung der eingangs genannten Gattung die Bedienung zu erleichtern, wobei gegebenenfalls die visuelle Kontrolle bzw. Auswertung eines Monitorbildes des vermessenen Kie¬ ferbereiches zu vereinfachen ist. The invention has for its object to facilitate in a device of the type mentioned operation, as appropriate, the visual inspection and evaluation of a monitor image of the scanned silicic is to simplify ferbereiches. Außerdem besteht die Aufgabe, Unsicherheitsfaktoren, die die Paßform des herzu- stellenden Zahnersatzteiles beeinträchtigen zu minimieren sowie das mit einem Meßvorgang erfaßbare Objektfeld bei hoher Meßgeschwindigkeit wesentlich zu vergrößern. There is also the task of uncertainties affecting the fit of the herzu- alternate forming dental prosthesis to minimize as well as detectable with a measuring object field at high measurement speed to increase significantly.

Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. This object is solved by the characterizing features of claim 1. Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß eine scannen¬ de Abtastung des interessierenden Kieferbereiches mittels eines Laserstrahles eine präzise Zuordnung des Steuersi¬ gnals des Scanners und des durch Fokusfehlererkennung er- mittelten Abstandsmeßwertes gestattet. The invention is based on the realization that a scannen¬ de scanning of interest jaw area using a laser beam allows a precise allocation of Steuersi¬ gnals the scanner and the ascertained by the focus error detection Abstandsmeßwertes. Besonders vorteil¬ haft ist, daß dadurch eine einfache Speicherung und eine weitgehend elektronische Auswertung der Wertepaare An- steuersignal/Abstandsmeßwert möglich ist. Particularly vorteil¬ way that thereby a simple storage and a largely electronic evaluation of the value pairs drive signal / distance measurement is possible. Die Ansteuer- signale bilden die Adreßwerte für die Speicherung der zu- geordneten Meßwerte, welche einer Auswerteeinheit zur Er¬ mittlung der Oberflächenkoordinaten des herzustellenden Zahnersastzteiles zugeführt und über einen Wandler an das Format der Eingangsdaten einer numerisch gesteuerten Werk¬ zeugmaschine angepaßt werden. The Control signals are the address values for storing the to-parent measured values which an evaluation unit for Er¬ averaging the coordinates of the surface to be produced Zahnersastzteiles supplied and convincing machine via a converter to the format of input data of a numerically controlled Werk¬ be adjusted.

Entsprechend einer vorteilhaften Ausführungsform der Er¬ findung beruht die Fokusfehlererkennung auf die astigmati- sche Wirkung einer in den Strahlengang des reflektierten Laserlichts angeordneten Zylinderlinse. According to an advantageous embodiment of the invention Er¬ the focus error detection based on the astigmatic cal effect of which is arranged in the beam path of the reflected laser light cylindrical lens. Die Zylinderlinse entwirft in Abhängigkeit von der Strahldivergenz oder -konvergenz ein in bestimmter Weise verzerrtes Bild auf ein matrixförmiges Diodentarget. The cylindrical lens designs depending on the beam divergence or convergence a distorted image in a certain way on a matrix-shaped diodes target. Die über eine Differenz¬ verstärkerschaltung auswertbare Intensitätsverteilung der Fotodioden ist ein unmittelbares Maß für den Abstand des Abbildungsob ektivs vom Objektpunkt The amplifier circuit via a Differenz¬ evaluable intensity distribution of the photodiodes is a direct measure of the distance of the object point from the Abbildungsob ektivs

Bei einer anderen Fokusfehlererkennung ist ein im Strah¬ lengang des reflektierten Laserlichts angeordnetes 90"-Prisma vorgesehen. Nur ein paralleles Strahlenbündel wird über den gesamten Bündelquerschnitt um 90° abgelenkt. Divergente oder konvergente Strahlenbündel werden durch Reflexion entsprechend dem kritischen Winkel des Prismas aufgefächert, so daß nachgeordnete, symmetrisch zur opti¬ schen Achse angeordnete Fotodioden unterschiedlich ausge¬ leuchtet werden. Der wiederum über eine Differenzverstär- kerschaltung ermittelte Intensitätsunterschiede ist ein Maß für den zu ermittelnden Abstand. In another focus error detection, a arranged in Strah¬ beam path of the reflected laser light 90 "prism is provided. Only a parallel beam is deflected over the entire beam cross-section 90 °. Divergent or convergent beams are fanned by reflection corresponding to the critical angle of the prism, so that downstream, symmetrically to the opti¬'s axis arranged photodiodes are illuminated ausge¬ different. the turn kerschaltung a Differenzverstär- detected intensity differences is a measure of the distance to be determined.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform einer Fokusfehlerer- kennung befindet sich im Strahlengang des reflektierten Lichtes zwischen einer Sammellinse und einem matrixförmi- gen Diodentarget eine Bezugskante. According to a further embodiment of a Fokusfehlerer- identifier is located in the beam path of the reflected light between a condenser lens and a matrixförmi- gen diodes target a reference edge. Eine Änderung des Ab- standes zwischen dem Objekt und der Sammellinse bewirkt eine Verschiebung des bildseitigen Brennpunktes, wodurch die Leuchtfeldblendenwirkung der Bezugskante stärker oder schwächer wird. A change of the distance between the object and the condenser lens causes a displacement of the image-side focal point, whereby the field diaphragm effect the reference edge is stronger or weaker. Die Intensitätsverteilung zwischen den Dioden ändert sich entsprechend und eine nachgeschaltete Differenzverstärkerschaltung ermöglicht eine Zuordnung zu der verursachenden Abstandsänderung. The intensity distribution between the diodes changes accordingly and a downstream differential amplifier circuit allows an assignment to the originating change in distance.

Die vorstehend beschriebenen Methoden zur Fokusfehlerer¬ kennung können auch zur Ansteuerung eines Fokus-Servore- gelkreis genutzt werden, wodurch eine Nachführung des Ab¬ bildungsobjektivs bewirkt wird. The methods for Fokusfehlerer¬ identifier described above may be used also control loop for controlling a focus Servore-, thereby tracking the Ab¬ lens formation is effected. Die Objektivbewegung ent¬ spricht genau den Höhenunterschieden des auszumessenden Zahn- oder Kieferbereiches. The lens movement ent speaks exactly the height differences of the to be measured tooth or jaw area. Diese Bewegung ist mittels ei¬ nes herkömmlichen Induktivmeßtasters leicht meßbar. This movement is easily measurable by conventional ei¬ nes Induktivmeßtasters. Ein derartiges, etwas aufwendigeres Meßverfahren hat den Vor¬ teil, daß der Laserstrahl bei allen Objektabständen scharf auf das Objekt abgebildet wird. Such, something more complex measuring method has some the Vor¬ that the laser beam is in focus on the object at all object distances. Die Meßpunkte können da- durch sehr dicht beieinanderliegen, wodurch die Meßgenau¬ igkeit steigt und auch kleinste Abstandsunterschiede fest¬ stellbar sind. The test points can therefore lie together by very dense, whereby the Meßgenau¬ accuracy increases and even the smallest differences in distance fest¬ are adjustable. Ein vorzugsweise mittels einer Laserdiode erzeugter Laser strahl wird erfindungsgemäß durch eine Abtastvorrichtung die eine angesteuerte Strahlumlenkeinheit aufweist, übe die abzutastenden Objektpunkte geführt, wobei die Ansteu ersignale gleichzeitig Adreßwerte für die Speicherung de zugeordneten Meßwerte bilden. A preferably produced by a laser diode laser beam according to the invention having a scanning device by a controlled beam deflection, practice the object to be scanned points out, the Ansteu ersignale same address values for storing de assigned readings form.

Die Ansteuermittel erzwingen einen bestimmten Bewegungsab lauf der Umlenkelemente und damit ein Durchmustern de Oberfläche nach dem Prinzip eines Scanners. The driving means force a certain Bewegungsab running of the deflection elements, and thus a screening de surface according to the principle of a scanner. Da den Ansteu ersignalen in eindeutiger Weise ebene Koordinaten (x; y) der Projektion des Meßstrahles auf den auszumessende Zahn- oder Kieferbereich zugeordnet sind, entspricht jede Wertepaar Ansteuersignal/Meßwert [(x; y)/(z)] genau ei Raumpunkt. Since the Ansteu signals is not uniquely plane coordinates (x, y) associated with the projection of the measuring beam on the to be measured tooth or jaw area, corresponding to each pair of values drive signal / measured value [(x; y) / (z)] exactly ei point in space. Die Speicherung der Wertepaare erfolgt vorteil hafterweise in einem RAM-Festwertspeicher, wobei die An- steuersignale die Adreßwerte bilden. The storage of the pairs of values takes place advantageously to be in a RAM-only memory, wherein the check control signals are the address values. Damit ist die Voraus¬ setzung für eine bequeme Weiterverarbeitung der Daten ge¬ geben. Keep Voraus¬ is giving requisite for a comfortable processing of the data ge.

Das angesteuerte Umlenkelement ist bevorzugt ein Umlenk¬ spiegel oder ein Prisma, welches insbesondere mittels ei¬ ner Schlittenführung nach dem Plotterprinzip mäanderförmig über die abzutastende Oberfläche geführt wird. The controlled deflection element is preferably a deviation mirrors or a prism, which is guided in particular by means ei¬ ner carriage guide after Plotterprinzip meandering over the surface to be scanned.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Un¬ teransprüchen gekennzeichnet bzw. werden nachstehend zu¬ sammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführung der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Advantageous developments of the invention are characterized in the subclaims or are zu¬ below together with the description of preferred embodiments of the invention described in more detail with reference to FIGS. Es zeigen: Show it:

Figur 1 eine Draufsicht einer Abtastvorrichtung in sche¬ matisierter Darstellung, Figuren 2 bis c einen Meßstrahlengang nach dem "Astig¬ matismusprinzip" sowie Figure 1 is a plan view of a scanning device in sche¬ mated presentation, 2 to c a measurement beam path after "Astig¬ matismusprinzip" and

Figur 3 eine Baugruppenübersicht zur Meßwertverarbeitung für die automatische Herstellung eines Zahnersatzteiles. Figure 3 is an assembly overview of measured value for the automatic production of a dental prosthesis.

Die in Figur 1 wiedergegebene Abtastvorrichtung besteht im wesentlichen aus zwei parallelen Führungen in Form von Schienen 1 und 2, die durch in Form von Abstandhaltern ausgebildeten Streben 3 und 4 starr miteinander verbunden sind, einem auf den Schienen l und 2 beweglichen, eine Traverse bildenen Wagen 5 und einem auf dieser Traverse verschieblichen Läufer 6, welcher auf dem Wagen 5 senk¬ recht zum Verlauf der Schienen 1 und 2 verschiebbar ist. The reproduced in Figure 1 scanning device essentially consists of two parallel guides in the form of tracks 1 and 2, which are connected by trained in the form of spacers struts 3 and 4 rigidly, one on the tracks l and 2 movable, a crossbar-forming Cart 5 and a sliding on this Traverse rotor 6, which senk¬ law on the conduct of the rails 1 and 2 can be displaced on the carriage. 5 Die Traverse 6 kann durch seine eigene Verschiebbarkeit auf dem Wagen 5 und durch die Verschiebbarkeit des Wagens 5 jeden Punkt einer zwischen den Schienen 1 und 2 aufge¬ spannten Ebene erreichen. The traverse 6 can by its own displacement on the carriage 5 and the displacement of the carriage 5 to reach any point of a between the rails 1 and 2 aufge¬ plane defined. Über einen mit dem Läufer 6 fest verbundenen Strahlführungskanal 7, der etwa die Länge ei- ner Schiene 1 bzw. 2 aufweist, ist in einem gemeinsamen Gehäuse 9 sowohl die Strahlungsquelle als auch der Empfän¬ ger des Meßstrahles 8 mit einer auf dem Läuferelement 6 befindlichen Meßeinheit 10 verbunden. About a firmly connected to the rotor 6 beam guide channel 7, which has approximately the length of one ner rail 1 or 2, is in a common housing 9 both the radiation source and the Empfän¬ ger of the measurement beam 8 with an on the rotor element 6 measuring unit 10. Strahlungsquelle und Empfänger werden demzufolge mit dem Läufer mitbewegt. Radiation source and receiver are therefore moves with the runner. Die Meßeinheit 10 bildet eine komplette Entfernungsmeßeinrich¬ tung, welche den Abstand eines unterhalb der Meßeinheit befindlichen Hindernisses ermittelt und ein Signal aus¬ gibt, welches repräsentativ für diese, auf einen Punkt des Läufers bezogene Entfernung, ist. The measuring unit 10 forms a complete Entfernungsmeßeinrich¬ device which determines the distance of an obstacle located below the measuring unit and a signal aus¬ are, which is representative of this, based on a point of the rotor removal. Bei dem Prinzip der dy- namischen Fokussierung wird ein System, wie es dem Abta¬ ster eines CD-Spielers entspricht, dynamisch nachgeführt und die bei Scharfeinstellung sich ergebende Positionsin- formation als Abstandsmeßwert übermittelt. With the principle of dynamic focusing is a system, as it corresponds to the Abta¬ edge of a CD player, tracked effort and the difference resulting from focusing Positionsin- formation received as a distance measurement.

Die Ansteuerung des Wagens 5 und des Läufers 6 erfolgt entsprechend einem Plotter über miniaturisierte elektri¬ sche Antriebsmotore. The driving of the carriage 5 and the rotor 6 is performed in accordance with a plotters via miniaturized elektri¬ cal drive motors. Figur 1 zeigt zwei unterschiedliche Positionen der mit Wagen 5 und Läufer 6 verschobenen Meßa¬ nordnung. Figure 1 shows two different positions of the shifted with carriage 5 and 6 runners Meßa¬ North tion. Der Antrieb des Wagens 5 und des Läufers 6 kann beispielsweise über Schrittmotoren 11 und 12 vorgenommen werden, deren Mitnehmer 13 und 14 jeweils eine der Schie¬ nenlänge bzw. der Wagenlänge angepaßte, spindelförmige Schnecke 15 bzw. 16 in Drehung versetzen, wobei der Wagen 5 und der Läufer 6 mittels Zahnstangen in die Schnecken 15 und 16 eingreifen und dadurch bewegt werden. The drive of the carriage 5 and the rotor 6 may be made, for example, by stepper motors 11 and 12, whose driver nenlänge 13 and 14 respectively one of the rail slat or car length matched, spindle-shaped screw 15 and 16 in rotation, the carriage 5 and the rotor 6 are engaged 15 and 16 by means of racks in the screw and thereby moves. Die Span- nungsverläufe der Steuerspannungen für die Motoren 11 und 12, die den einzustellenden x/y-Werten der jeweils einzu¬ haltenden Position zugeordnet sind, werden von einer ex¬ ternen Baugruppe 17 her zugeführt und in Form von codier¬ ten Steuersignalen 17a (x-Position) und 17b (y-Position) codiert zugeführt, so daß sie vorteilhafterweise gleich¬ zeitig die Adressenwerte für die spätere Speicherung der ermittelten Meßwerte (z-Position) , die am Ausgang 17c er¬ halten werden, bilden können. The voltage waveforms of the control voltages for the motors 11 and 12 which are associated with the adjusted x / y values of each einzu¬-retained position, are supplied from an ex¬ ternal assembly 17 here and in the form of codier¬ th control signals 17a ( x-position) and 17b (y-position) supplied coded so that they can advantageously form gleich¬ time the address values for subsequent storage of the measured values determined (z-position), which will hold er¬ at the output 17c. Der Läufer 6 mit dem Meßsy¬ stem 10 und der Traverse des Wagens 5 entspricht in seiner Ausgestaltung der Führung eines Abtasters bei einem übli¬ chen CD-Spieler, so daß die entsprechenden am Markt er¬ hältlichen miniaturisierten Bauelemente großteils bei der Konstruktion benutzt werden können. The rotor 6 with the Meßsy¬ stem 10 and the traverse of the carriage 5 corresponds in its design of the guide of a scanner with a Usually, for chen CD player, so that the respective market er¬ holding union miniaturized devices can be largely used in the construction ,

Figur 2 zeigt einen Meßstrahlenverlauf zur Ermittlung des Abstandes nach dem Astigmatismus-Verfahren. Figure 2 shows a Meßstrahlenverlauf for determining the distance according to the astigmatism method. Das von einer Laserdiode 18 erzeugte Laserlicht wird über ein Umlenk¬ prisma 19 und ein Objektiv 20 auf den zu vermessenden Zahn gelenkt. The laser light generated from a laser diode 18 is deflected via a deflecting prism 19 and a lens 20 onto the tooth to be measured. Im Strahlengang ist außerdem ein Teilungswürfel 21 mit einer teilverspiegelten Fläche 22 zur Trennung des reflektierten und des beleuchtenden Lichtes angeordnet. In the beam path also a splitter cube 21 is arranged with a partially reflecting surface 22 for the separation of the reflected and the illuminating light. Hinter dem Teilungswürfel 21 befindet sich im Strahlengang des reflektierten Laserlichtes vor einem Fotodetektor 23 eine zylindrische - astigmatische - Linse. Behind the splitter cube 21 is located in the beam path of the reflected laser light in front of a photodetector 23, a cylindrical - astigmatic - lens. Bei einem be¬ stimmten Abstand zwischen Objektiv und Zahn fokussiert die zylindrische Linse eine Kreisform (Fig. 2b) auf die vier in Matrixform angeordneten Dioden des Fotodetektors 23. Verändert sich der Abstand, so entsteht ein Fokusfehler, der von der Zylinderlinse als elliptischer Leuchtfleck auf den Fotodioden abgebildet wird (Fig. 2a und 2c). In a be¬ certain distance between the lens and tooth cylindrical lens focuses a circular shape (Fig. 2b) at the four arranged in a matrix form diode photodetector 23. Modified the distance, then a focus error on the cylindrical lens as elliptical spot is mapped to the photodiode (Fig. 2a and 2c). Die unterschiedliche Ausleuchtung der Fotodioden wird über ei¬ nen Differenzverstärker 25 gemessen. The different illumination of the photodiodes is measured over ei¬ NEN differential amplifier 25th Dieser Wert ist dem zu ermittelnden Abstand proportional. This value is the distance to be determined in proportion.

In Figur 3 ist eine Ansteuerschaltung für die Vorrichtung der Figuren 1 und 2 in Blockdarstellung wiedergegen. 3 shows a drive circuit for the apparatus of Figures 1 and 2 is again compared in a block diagram. Wei¬ terhin sind Baugruppen zur vollautomatisierten Herstellung von Zahnersatz dargestellt. Wei¬ terhin shown assemblies for the fully automated manufacture of dental prostheses. Der Scanner einer mit einer Strahlungsquelle 37 verbundenen Abtastvorrichtung 38, bei¬ spielsweise auf der Basis der in den Figuren 2 bis 2c dar- gestellten Bauart, wird von einer externen Steuerung 39 derart angesteuert, daß der Meßstrahl mit einem bestimmten Bewegungsablauf über das zu vermessende Zahngebiet geführt wird. The scanner means connected to a radiation source 37 scanning 38, spielsweise based on the design shown in the figures 2 to 2c, is 39 so driven by an external controller that the measuring beam with a specific sequence of movements about to be measured tooth area to be led. Jedem Ansteuersignal ist dabei ein eindeutiger Punkt der Scanningebene zugeordnet, so daß die Elektromotoren bei Auswahl eines zu vermessenden Punktes eine entspre¬ chende Einstellung des Abtasters 10 bewirken. Each drive signal is assigned a unique point of the scanning plane so that cause the electric motors when selecting a point to be measured a entspre¬ sponding adjustment of the scanner 10th Die entspre- chenden Steuerleitungen sind wiederum mit 17a und b be¬ zeichnen. The corresponding control lines are in turn drawing with 17a and b be¬. Die Ausgänge der Steuerschaltung 39 ist auch über eine Umcodiereinrichtung 40 mit dem Adresseneingang 41 eines RAM-Festwertspeichers 42 verbunden. The outputs of the control circuit 39 is also connected via a code conversion device 40 to the address input 41 of RAM-only memory 42nd Die x- und y- Steuersignale werden direkt in Adressensignale eines Spei¬ chers umgesetzt und können dabei beispielsweise zwei Wort¬ teile innerhalb eines längeren Adressenworts bilden. The x and y control signals are directly converted into address signals a Spei¬ chers and can, for example, two parts Wort¬ form within a longer address word.

Die die Abstandsinformation enthaltenden Meßsignale gelan- gen dann über eine Schaltung zur Meßwertumsetzung 43 di¬ rekt in die zugeordneten, jeweils mit der Einstellung der Position des Meßkopfes 10 adressierten Speicherplätze 44. In dem Speicher sind nach abgeschlossenem Abtastvorgang sämtliche die Oberfläche beschreibenden Koordinatenangaben enthalten. The measuring signals the distance information containing gelan- gen then a circuit for Meßwertumsetzung 43 di¬ directly into the associated, addressed respectively to the adjustment of the position of the measuring head 10 memory 44. In the memory all the surface descriptive coordinates are after completed sampling included.

Ein mit dem Speicher 42 verbundener Rechner 45 verarbeitet zu einer geschlossenen grafischen Strukturbeschreibung, wie sie beispielsweise als Programmsprache für CAD/CAM-Sy- steme Anwendung findet, die ermittelten und gespeicherten Koordinatenwerte der Oberflächen, wodurch das interessie¬ rende Zahngebiet als Grafik auf einem angeschlossenen Mo¬ nitor 46 darstellbar ist. A computer connected to the memory 42 calculator 45 processes to a closed graphical structure description, as found, for example, as a program language for CAD / CAM sys- tems application that determined and stored coordinate values of the surfaces, whereby the interessie¬ Rende tooth area connected as a graphic on a acetals nitor 46 is displayed. Der Rechner 35 ist mit einer Auswerteeinheit 47 zur Ermittlung der Konturen des herzu- stellenden Zahnersatzteiles verbunden, wobei dazu die in dem Speicher 42 enthaltenen Daten eines Idealzahnes zur Vervollständigung des Ersatzteilumrisses herangezogen wer¬ den. The computer 35 is connected to an evaluation unit 47 for determining the contours of herzu- vice dentures member, said to used the data contained in the memory 42 of an ideal tooth to complete the spare parts outline the wer¬. Gleichzeitig oder stattdessen kann auch die Monitor¬ grafik manuell vervollständigt werden, um die fehlende Be- grenzungsfläche des Inleys, Onleys oder dergleichen fest¬ zulegen. Simultaneously or instead the Monitor¬ graphic can be completed manually to the lack of working grenzungsfläche of Inleys, Onleys or the like set fest¬. Die Verbindungen zwischen dem Speicher 42 und der Auswer¬ teeinheit 47 sowie dem Monitor 46 und der Auswerteeinheit 47 sind wegen der alternativen oder parallelen Nutzung ge¬ strichelt dargestellt. The connections between the memory 42 and the Auswer¬ teeinheit 47 and the monitor 46 and the evaluation unit 47 are shown ge dashed because of the alternative or parallel use. Die Ausgangsdaten der Auεwerteein- heit 47 charakterisieren einen vermessenen Negativabdruck eines Zahndefektes, der nach dentologischen Gesichtspunk¬ ten manuell oder durch Vergleich derart vervollständigt wurde, daß die Umrisse des herzustellenden Zaheresatztei- les damit gegeben sind. The output data of Auεwerteein- unit 47 characterize a measured negative impression of a tooth defect, the ten manually dentologischen Gesichtspunk¬ or has been completed by comparing such that the outline of the product to Zaheresatztei- les are given it. Diese Daten werden einem Wandler 48 zur Anpassung an das Format der Eingangsdaten einer nu¬ merisch gesteuerten Werkzeugmaschine 49 zugeführt und die¬ nen dann zur Ansteuerung der Werkzeugmaschine 49, insbe¬ sondere einer Fräsmaschine, welche das Zahnersatzteil in individuell passender Form aus einem entsprechenden Roh- ling herausfräst. This data is a converter 48 supplied to match the format of the input data a nu¬ meric controlled machine tool 49 and die¬ then NEN for controlling the machine tool 49, more particularly special a milling machine, which the dental prosthesis in individually appropriate form from a corresponding raw ling out milled.

Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf das vorstehend angegebene bevorzugte Ausführungsbei- spiel. The invention is not limited in its embodiment to the above-described preferred exemplary embodiment. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch machen. Rather, a number of variants are conceivable, which make use of the described solution even for basically different configurations.

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Classifications
International ClassificationA61C19/04, A61C13/00
Cooperative ClassificationA61C19/04, A61C13/0004, A61C13/0003
European ClassificationA61C19/04, A61C13/00C, A61C13/00C1
Legal Events
DateCodeEventDescription
4 Apr 1991AKDesignated states
Kind code of ref document: A1
Designated state(s): AU CA DE JP US
4 Apr 1991ALDesignated countries for regional patents
Kind code of ref document: A1
Designated state(s): AT BE CH DE DK ES FR GB IT LU NL SE
22 May 1993NENPNon-entry into the national phase in:
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