进行光学检取的方法和装置的制作方法

专利名称：进行光学检取的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及进行光学检取(pick-up)的方法，其中，至少有两次单个检取是相互接连进行的，对于单个检取不同地设定对图象转换有效的光束能量量值。本发明还涉及这种方法的装置。
为了进行表征、提供文件或观测，根据光学原理工作的方法具有大量的好处。能够迅速而非接触地进行观测。电子图象转换器，例如CCD阵列是已知的现有技术，在对它的输出信号进行数字化之后，能够直接对其进行存储或估算。
用于对空间表面作表征和三维光学观测的方法和装置是已知的。它们根据三角测量方法，其中，把点、线或任何其他图案以特定的角度投影在被观测表面上，并且从另一个观测角用光学系统和图象转换器来检取投影图案。投影方向与检取方向之间的已知几何关系允许对该表面上的内插点进行三维计算。
在牙科领域中，制造陶瓷嵌体的系统，例如取CEREC商品名的系统是已知的，其中，为了观测牙齿中的洞采用了3D光学测量装置。
对于正牙学应用，德国专利申请P4218219中描述了一种口腔内立体摄像机。它被用作医学装置的一部分，以“弯曲艺术系统”的商品名出售。借助于这种摄像机从一组牙齿的部分立体检取中获得的空间数据相继地进行相互组合并汇编形成有关这组牙齿的整个空间数据。
然而，当光学方法用作观测和文件记录时，当待确定的表面存在不利于反射的特性时，便会出现问题。例如，当产生牙齿的检取结果时，有时，确定暗的银汞合金充填物和确定强烈反射的金充填物的两种任务，达到具有足够数据内容的相同程度。此外，廉价CCD的动态范围受到限制。
因此，本发明的目的是提供一种引言中所描述类型的进行光学检取方法和装置，它能够确定有关被观侧目标的大量的图象数据，要比从单个图象得到的多，由于至少一个所用图象转换器的构造类型造成的限制。
就该方法而论，可以实现本发明的目的，其中a)利用至少一个平面电子图象转换器进行检取过程，在这一过程期间至少获得两幅单个图象；b)对于单个检取，不同地设定对图象转换有效的光束能量的量值。
在本发明的含义中，“光束能量的量值”理解为有效持续时间与辐射强度乘积的积分。
在本发明的含义中，影响“对图象转换有效的光束能量的量值”被唯一地理解为有意地影响在检取装置自身的部分上对图象转换有效的光束能量的量值。事实是明显的，即除了待确定的目标本身实质上影响对图象转换有效的光束能量的量值，在检取过程期间也不同地影响对图象转换有效的光束能量的量值。
根据本发明，能够以不同的方式有利地改变有效进行单个检取的光束能量的量值，其中a)对于单个图象的检取，至少一个光源相对于其强度和/或有效持续时间具有不同的设定；b)在光源与待确定目标之间的至少一条光路中如此地设置光学装置，以致于对单个图象的检取可以改变照射和/或透射目标的光束能量的强度和/或有效持续时间；c)在目标与图象转换器之间的至少一条光路中如此地设置光学装置，以致于对单个图象的检取可以改变被目标反射或不吸收的光束能量的强度和/或有效持续时间；d)如此地控制图象转换器的所谓快门装置，以致于对单个图象检取不同地设定在图象转换器中进行图象转换所用的光束能量的光电转换的有效时间持续时间。
在本发明的含义中，光源是指光束能量的任何直接发生器。特别是指产生x射线、可见光、红外和紫外光的装置。
在本发明的含义中，位于光源与目标之间或者目标与图象转换器之间的光路中的光学装置允许不同地设定对单个图象进行检取时照射/透射目标或者辐照图象转换器的光束能量的强度和/或有效持续时间，它们是指有规则地改变整个表面的光束能量强度的光学装置，条纹效应除外，也就是说，是指例如孔径装置和机械快门和LCD快门。在可改变的状态下将图案投影到目标表面上的光学装置不在这一定义范围内。
检取单元是已知的，其中，将孔径装置或快门装置设计为在图象转换器中是可调节的。从现有技术中已知，以使单个图象检取的照明达到最佳的方式控制着自动控回路中控制照明的这些装置。在本发明的含义中，术语“不同地设定单个图象检取”意思是指在检取过程中为了有意地改变相继单个图象的图象数据内容，不同地设定进行相继检取的上述装置。
在本发明的一种特别有利的配置中，相对于单个检取的强度不同地设定至少一个光源。
根据本发明，除了可调节的光源外或者对可调节光源的另一种替换，在光束路径中有利地引入一可调节的孔径装置(任选地带有合适的光学系统)。能够不同地设定相对于作单个检取时的打开时间和/或焦距。能够有利地将这个孔径装置安排在光源与目标之间或者目标与图象转换器之间的光束路径中，另一方面，根据本发明可以安排例如机械快门或LCD装置来取代孔径装置，对于单个检取能够不同地对其进行设定。较佳地，根据本发明，能够将LCD装置设定为在其表面区域上是透明的、部分透明的、或不透明的。
从现有技术已知CCD图象转换器的所谓快门装置，借助于它能够如此地选择电荷从CCD阵列中提供照明的区域漂移到光学覆盖区域中的循环时间，从而能够改变图象转换器的积分时间并由此而改变所检取图象的亮度。于是，根据本发明，对单个图象通过适当控制这一装置不同地设定有效进行图象的光束能量的量值是较佳的。
本发明的一种特别有利的结构提供了对所获图象数据进行数字化并将已数字化的数据提供给电子数据处理装置。
可供商业使用的一些CCD阵列为例如在50Hz图象刷新率下工作，也就是说，每秒能作50次检取或记录。从现有技术已知，能够对由电子数据处理装置获得的图象进行存储和处理。例如，所谓的“帧接收器”便是作为工作站计算机的插入卡可廉价获得的，它直接对视频信号进行数字化，将其转变为合适的数据格式，以及将其提供给计算机作为主存储器中的数据。这种处理能够实时进行。
当采用本发明的有利方式时，获取上述的检取单元，光源以低亮度1/50秒的重复序列照射待确定目标，接着再以高亮度1/50秒照射目标，与CCD阵列的图象刷新率同步进行，结果，交替地获得低亮度和高亮度的图象。低光照图象能令人满意地对具有高反射度的表面部分进行成象，而对具有低反射度的表面部分成象十分朦胧且没有实质数据内容。相反，采用强光照图象，能够以足够的亮度对弱反射表面部分成象并富含数据内容，而强反射表面部分通常亮度极高，因此出现饱和。
根据本发明，与图象刷新率同步地控制所述的影响对图象转换有效的光束能量量值的光学装置是特别有利的。
根据本发明，当通过合适的算法在电子数据处理装置中将属于至少两个单个图象的数据进行部分或全部组合时，这也是特别有利的。
例如，根据本发明，通过适当的软件能够将两个相继图象的数字化数据进行组合，从而从上述的低光照单个图象中选择具有高反射度的图象区，以及从上述的高光照单个图象中选择具有低反射度的图象区，以共同的亮度等级对它们进行变换。结果，获得的图象以足够的对比度表示所有的图象区。
根据本发明，对提供照明强度的更精细的分级是有利的。既然是这样，可以采用更进一步的亮度等级。然后，由多个单个图象的图象数据组成组合图象。
根据本发明，不必对相互直接接连的图象作互斥评价，或者仅把利用不同光束能量获得的单个图象组合起来。
根据本发明，依据对有关的表面先以前检取的图象中实际反射比率的评价，自动控制所述的影响对图象转换有效的光束能量量值的光学装置是特别有利的。通过这一控制回路，本发明可保证对于待确定的目标的所有区域，有关的照明强度达到最佳。
根据本发明，利用多个光源也是有利的。例如，借助于一个光源和合适的光学装置，能够将图案投射到待观测的目标上。当投射的角度不同于检取的角度时，用已知的方法能够从图案在图象转换器上的成象计算出3D数据。然后，交替地用其它光源完全照射待观测表面。用这种方法能够从单个图象中获得待确定表面的3D信息和视图。本发明的优点在于光学装置没有机械移动，能够设计出在光束路径方面具有简单结构和利用市场可提供部件的相应装置。
用这种方式，根据本发明，通过控制指定为适合于本发明的光学装置(例如，可调节的光源或孔径装置，任选地带有合适的光学系统)，对于待确定目标的照射和/或透射和对于目标在图象转换器上的成象都能够有利地将光束切换为是光敏的和非光敏的。
本发明的另一个有利的结构采用至少两个光源和至少两个图象转换器，这里，通过合适的光学装置，例如通过分束器，把有关的图象数据投射在两个图象转换器上。当两个图象转换器中的一个不是为可见光设定的，而是为例如红外或紫外光而设定的，两个光源中的一个也发出这样的光时，通过交替地控制这个光源或另一个光源，和通过适当地选择相应图象转换器的图象信号，能够交替地获得可见光范围的图象和非可见光范围的图象数据。
在这种连接中，根据本发明能够有利地把可见光图象转换器的数据显示在监视器上以及通过数据处理方法对非可见光图象转换器的数据进行处理使它们也能够以一种有意义的形式表示在监视器上。当采用红外光时，例如，通过不同颜色能够区分所获得信号的不同强度，当为了测试建筑物的热辐射而对红外图象进行评价时通常就是这样。然后，用户能够在彩色图象和反差图象之间以及表示在监视器上的不可见光束的评价作出选择。
本发明的再一个有利的结构采用至少一个光源，其照射持续时间非常短，最好在0.001至0.01秒之间，而亮度高。在这种情况下，通过光束的持续时间能够改变照射待确定目标的辐射能量量值。此外，能够使不小心运用检取装置时的抖动效应的影响减至最小。这种光源是已知的，例如频闪光的形式、闪光灯、闪光管或闪光LED，例如可以用作(还可外部脉动)调节带有机械接触短路器的四冲程发动机的点火定时。
在检取过程期间，待确定表面上相对于投影图案的光束路径有凹入部分(undercut)会出现“阴影”区。在这种情景下，凹入部分是形成三维轮廓的结构，它们被相对于观测方向或投射方向的目标自身的一部分所覆盖，达到不便于观测或投射的程度。对于这种情况，根据本发明，有利地再提供至少一个光源，它利用合适的光学装置从不同的空间方向上把图案投射到表面上，作为对所用的另一个光源的替换。用这种方法，可获得有关以前投射角度和新投射角度的数据。通过合适的软件，能够把从不同投射角度获得的有关待观测表面的3D数据组合起来，使这些3D数据相互补充。
根据本发明能够用许多方法对本发明中所述的方法和装置的所有结构进行特别有利地相互组合。
当在难以进入的地方进行观测时，位于难以进入区域中的装置的部件构造尺寸受到限制。这种情况的一个例子便是在口腔中进行检取。为此，不太可能作出例如整个颌的记录。如果本发明的检取装置现在相对于被观测表面移动，结果获得不同的图象。只要保证单个图象具有足够的重叠程度，那么，在进行单个检取后接着进行数据处理提供了将相邻单个图象组合起来的可能性。
众所周知，相对于被观测的表面而改变检取装置的位置和对准会导致一个表面或者被观测的相同表面部分的图象存在或多或少的强发散。在这个程度上，从现有技术已知，采用数字近似方法可以将相邻图象和图象序列组合起来和作补充。合适的数字算法能够部分地补偿真实表面，通常为空间结构的表面在平面成象中产生的畸变误差。然而，对空间目标平面图象的继续组合受到限制。对地球表面进行平面显示的不同方法便是这种情况的一个清楚的例子。
在这方面，这种思想本身建议，不仅两维图象，而且待确定的3D数据都可以组合成一个完整图象。合适的所谓匹配算法是已知的，该算法利用相应表面分割部分的3D坐标，允许把有关三维表面的部分数据组合成完整数据。
为了利用以上通过例子所描述的本发明，确立具有相应表面分割部分的的先决条件。当利用图象刷新率为50Hz的图象转换器时，由于本发明的装置每隔0.02秒产生一单个检取结果，因此可以假设，即使在例如以手控方式操纵装置对病人一组牙齿进行检取时，每幅图象将是从与前一次检取相同的位置上拾取的，以及对于所获得的2D数据和3D数据二者而言，两次相继检取结果之间因此保证存在高度的重叠。在一次检取中确定的被观测表面部分的典型尺寸约为10mm×10mm，所以，即使设定手控操纵装置高速移动，约为每秒约30mm，产生的重叠度大于90％。即使在假设利用以上所述的交替进行照明和评价的可能性以及例如在三维计算中仅考虑每第四幅图象时，由此而产生的重叠度仍然大于75％。
采用本发明的这一有利结构，通过使装置沿一行牙齿移动，对每一幅图象进行评价，把有关被观测表面三维形状的新的数据增加到这些已经提供的数据中。此外，相对于有关的重叠，通过对有关单个图象的3D数据进行数字组合，能够使产生的数据达到最佳化。利用统计方法能够更准确地算出数据，或者通过增加所含内插点的数目能够使数据压缩。以这种方法所获得的数据的质量不受方法和装置本身的限制，但是仅仅受数据处理单元中可供使用的存储器的大小的限制。
为了使例如手控操纵检取装置的抖动效应减至最小，根据本发明，利用以上所述的短脉冲的光源是特别有利的。
根据本发明，最好利用至少一个光源，它可以通过合适的光学装置以相对于检取方向达到足够的三角测量角度把图案投射到待确定表面上，并且至少还有另一个光源，它例如以真彩色交替地照射目标，以及属于为其指定彩色数据的单个图象的3D数据的跟踪组合允许对产生的3D网格显示进行极为真实的彩色显示。
在这方面，根据本发明，最有利的是例如通过聚光镜、掩膜和光学系统使光源以高强度光束将直线图案投射在待确定的表面上，使得所投射的图案在整个表面区域上具有足够高的亮度，以获得3D信息。然而，具有强反射的表面区没有足够高的反差和/或彩色数据，以实现清楚显示的目的。如上所述，通过对单个图象数据进行组合，能够补充丢失数据，所述单个图象数据可通过降低光照而获得，例如，所述降低光照来自同一光源或者通过对待确定表面照射所述光源。
在这方面，根据本发明，特别有利的是对于单个图象最好依次不同地设定投射图案的光束能量，当对直线图案进行检取时，正如以上针对表面图象检取所述，通过对单个检取结果的组合，使直线图案的整个图象数据相对于目标表面的部分反射特性达到最佳。
在这方面，根据本发明，特别有利的是使用彩色图象转换器和投影直线图案的白光。如果如上所述，例如现在利用闪光灯改变光束能量，那么，单个图象的序列享有沿投射直线的最佳彩色和反差数据以及计算3D内插点的各个直线的最佳反差信号。如果检取装置现在相对于目标缓慢移动，那么，通过被指定为单个图象的数据的适当组合，能够使3D数据压缩并且产生没有间隙的目标彩色图象。在这种情景下，能够省去如前所述的对目标的均匀表面照明。
通过以下特征，引言中所述这类进行光学检取的装置能够实现本发明的目的a)使用至少一个采用适合于检取图象的光学系统的平面电子图象转换器，它适合于检取至少两个相继的图象，和b)提供至少一个可调节的光学装置，相对于对图象转换有效的光束能量值，对于单个图象的检取能够不同地设置。
根据本发明的特别优越的一种装置结构提供对至少一个图象转换器的输出信号进行数字化和将这些数据提供给数据处理系统的装置。
根据本发明的特别优越的一种装置结构提供能够存储至少两个单个图象的数据的装置。
根据本发明的特别优越的一种装置结构提供对至少两个单个图象的数据进行处理和通过适当算法能够对这些数据进行组合的装置。
根据本发明的特别优越的一种装置结构提供位于至少一个光源与待确定目标之间的光路中的允许对图案进行投射的光学装置。
从以下参考附图所作的对较佳实施例的描述中，本发明的进一步的优点、特征和可能的应用将是显然的。
附图(

图1)示出根据本发明进行光学检取的装置的部分示意图。
为了便于说明起见，图1所示的检取装置仅仅是一种所述装置的不熟悉的明显的部件的示意性再现。为了便于描述，已经省略了对装置中属于现有技术的部件的实施例，如部件之间连接或固定的特定实施例的详细描述。
所有的装置(8和10至15)牢固地固定在底座框架(9)上。载体(8)相对于底座框架(9)的固定连接是可拆分的，在这里所示的实施例中，当再次将这些部件放在一起时，可形成它们彼此之间的相对几何排列，无需进行调节。另外，在这里所示的实施例中，载体(8)和与之牢固连接的光学装置(2至4)是这样一种结构，即适合于与其余装置(9至20)分离作消毒和灭菌。
目标(1)是具有三维广度的表面。例如，它可以是人体一组牙齿中的一颗牙齿或一排牙齿。离其较近距离处载体(8)及其元件向外延伸，很容易想象，载体(8)的一部分及其元件能够面向目标(1)，可以将其放入口腔内。也很容易想象，由装置(2至15)组成的检取装置中的一部分可以握在手上，装置的使用者对病人一组牙齿中的一部分，如图1中目标(1)所示，进行口腔内的检取过程。
在这里所示的实施例中，载体(8)是截面为15mm×15mm、BK质量的光学玻璃棱镜体。长的侧面是平行的磨过的抛光面，在本实施例中适合于作利用总反射的平面光学反射装置，如图1所示作为反射镜(3和4)。玻璃棱镜的一部分，如图1所示作为载体(8)所示，面向目标(1)倾斜45°。这一表面也是磨过的抛光面，此外，还是镜面，用作平面反射镜(2)，使光束按目标(1)方向偏转。
由于空间的缘故，还将偏转装置安排在载体(8)的侧面，背向目标(1)，使得装置(10至15)不必排列在一个平面中，这可能是有利的。
在本发明的含义中，不管有关表面是否是镜面或者使光束偏转的能力是否是利用总反射发生的，反射镜都是光学偏转装置。
根据本发明，对具有玻璃棱镜(8)形式的载体(8)可有利地进行加热，使其在进行侵入检取时不会雾化。另一方面，可以这样传导空气流，使口腔内使用的与检取有关的玻璃体部分保持干燥。
在装置的另一个有利的实施例中，载体(8)具有适合于作内窥镜检查的这种形式。此外，根据本发明，能够有利地将另外的光学装置安排在载体(8)，例如，透镜，可另外加上或者替代反射镜(2)。
分别设置有光学装置(10和11)的光源(13和14)起照射目标(1)的作用。光束被平面反射镜(2至4)所反射。在这里示出的实施例中，光学装置(10)由聚光镜、掩膜和物镜组成。通过装置(13、10、4、2)，把直线图案投射在目标(1)的整个表面上。采用聚光镜作为光学装置(11)。通过装置(14、11和2)，能够对目标的表面进行照明。采用闪光灯作为光源(13和14)。通过电子连接(20)将光源(13和14)接至控制单元(19)。
从目标(1)反射的光束被反射镜(2和3)所偏转，通过光学装置(12)成象在图象转换器(15)上。在这里示出的实施例中，光学装置(12)由物镜组成。电子图象转换器(15)为CCD阵列形式，经电子连接(20)将其接至控制单元(18)和对图象转换器输出信号进行数字化的装置(16)。经过数字化的图象数据通过电子连接(20)提供给数据处理单元(17)。在这里示出的实施例中，采用所谓的帧接收器及其快速处理图象数据的信号处理器作为单元(16)，采用市场上供应的PC机作为单元(17)。
装置(18)与(19)之间和装置(17)与(19)之间的电子连接(20)的作用是随图象转换器(15)的图象刷新率同步地控制光源(13和14)和使图象数据返回控制回路，对光源的控制达到最佳。
在一侧的装置(13、10和4)和在另一侧的装置(15、12和3)相对于它们的光轴(7和5)这样对准，即使图案投射方向与图象检取方向之间形式20度的三角角度。在本实施例中，表面照明的光轴(6)位于另外两个光轴(5和7)的角度的等分角线上。为了获得与3D计算有关的数据，将所投射的直线图案横向照射于三角角度所固定的平面上。
在这里示出的实施例中，按照图象转换器(15)的图象刷新率同步地对目标(1)进行照射，一侧采用直线图案照射，而另一侧对其表面进行均匀地照射，交替地进行。在这里示出的实施例中，图象刷新率为50Hz。
为了对例如人的一组牙齿进行三维光学确定，将载体(8)的前部及其元件引入到病人的口中，通过数据处理单元(17)内的可供使用的驱动元件(图1中未示出)而开始检取过程，在检取过程中，以手控方式引入由装置(2至15)组成的装置的一部分，使得目标(1)的所有相关表面区逐步成象在图象转换器(15)上，通过直线图案的投射达到相同的程度。通过再次驱动上述的驱动元件而终止检取过程。
在所检取的单个图象数据序列中，现在交替地出现由于目标(1)表面形状而变形的直线图案的图象和平面照明的目标(1)的图象。从直线图案的变形，当光束路径是已知的并考虑到作相应单个图象检取的投影直线图案的几何结构，对大量内插点能够计算3D坐标。从指定给单个图象的图象数据和3D坐标的的序列，以上述的方式能够对平面图象数据和3D坐标进行组合，结果，尽管检取单元的视场为15mm×15mm量级，但是，能够获得整组牙齿的3D坐标和均匀彩色图象。在这方面，由凹入部分引起的间隙，没有任何实质反差而混淆光学反射或暗的图象区不再出现。通过对各个中间结果的在线计算和显示，用户还能够使对检取装置的手控引入达到最佳。
根据本发明，有利地获取3D计算所必须的光束路径和投影直线图案几何结构的知识，其中，平面目标(1)，(图1未示出其详细结构，它也具有直线图案，与投影直线图案成相交关系)相继地以不同的距离放置在面向目标(1)平行于载体(8)的表面的位置上。如果现在作两次图象检取，以及如果参考目标(1)是平面并具有直线图案的几何结构，对于两次检取，载体与参考目标(1)之间的距离是已知的，由大量的内插点能够确切地计算出投影图案的光束路径和几何结构。已经算出的值考虑了由所用装置的制造容差而引起的任何畸变。然后，在3D计算中能够进一步内插中间值。
以下表现了这里所示实施例的特点，其中a)在检取单元中未采用移动部件；b)光学设计具有简单的结构；c)通过采用长条玻璃体，已选用了一种简便的可能性，引起光束一次或多次地从玻璃体的壁面有意地反射，在待观测的表面上产生图案，相对于检取光束产生较大的角度差，比如果所有光束被载体直线引入所产生的要大，这里，简单地产生光束相互间的相对角度，一方面作为目标与检取和照射单元之间距离之比率和反正切，另一方面作为光学系统相互之间距离之比率的反正切。对进行观测有利的是，产生图案的光束与检取光束之间的角度差最好在15°至45°的范围内。在阶跃表面的情况下，更大的角度增大了“阴影形成”的风险，更小的角度降低了观测的准确度，因为评价的方法基于三角计算。
d)除了载体(8)外，可以采用市场上供应的底座框架(9)、投影图案的掩膜和控制单元(18和19)硬件元件；e)如上所述，通过对检取单元的“校准”能够对所用装置的制造容差引起的误差进行补偿，在这方面，总的说来，所用装置的制造容差只需定出低要求。
参考表1目标2,3,4反射镜5,6,7光轴8载体(在此为光学玻璃体的形式)9底座框架10,11,12 光学装置(透镜系统、孔径装置等)13,14光源(在此为闪光灯的形式)15 电子图象转换器(CCD阵列)16 对模拟信号进行数字化的装置(帧接收器)17 数据处理单元(PC)18 图象转换器的控制单元19 光源的控制单元20 电子连接
权利要求
1．一种进行光学检取的方法，其目的为利用至少一个具有广视场的电子图象转换器(15)、至少一个将目标成象在图象转换器(15)上的光学装置(12)以及至少一个照射或透射目标(1)的光束源(13,14)以提供目标(1)的显示、文件或观测，其特征在于a)至少有两幅单个图象是相互相继产生的；以及b)对于单个图象的检取，不同地设定进行图象光电转换所用的光束能量的有效值。
2．如权利要求1所述的方法，其特征在于对于单个图象的检取不同地设定进行图象光电转换所用的光束能量的强度。
3．如权利要求1或2所述的方法，其特征在于对于单个图象的检取不同地设定进行图象光电转换所用的光束能量的作用持续时间。
4．如权利要求1至3之一所述的方法，其特征在于相对于光束能量量值，不同地设定至少一个光束源(13、14)，它在单个图象检取期间为检取单个图象而辐射。
5．如权利要求1至4之一所述的方法，其特征在于在单个图象检取期间，将光学装置(10、11)不同地设置在至少一个光源(13、14)与待确定目标(1)之间的至少一条光束路径(6、7)中，该装置影响作单个图象检取的光束能量的有效值。
6．如权利要求1至5之一所述的方法，其特征在于在单个图象检取期间，在待确定目标(1)与至少一个图象转换器(15)之间的至少一条光束路径(5)中不同地设置影响作单个图象检取的光束能量的有效值的光学装置(12)。
7．如权利要求1至6之一所述的方法，其特征在于借助于合适的装置(18)如此地控制所述至少一个电子图象转换器(15)的所谓快门装置，致使在单个图象检取期间不同地设定用于图象的光电转换的光束能量的作用持续时间。
8．如权利要求1至7之一所述的方法，其特征在于在合适的单元(16)中对至少一个图象转换器(15)的输出信号进行数字化，并将已数字化的输出信号提供给数据处理系统(17)。
9．如权利要求8所述的方法，其特征在于在数据处理系统(17)中将来自至少两个单个图象的图象数据通过合适的算法对其进行存储、显示和/或组合。
10．如权利要求1至9之一所述的方法，其特征在于与图象转换器(15)的图象刷新率相同步不同地设定有效地进行图象光电转换的光束能量量值。
11．如权利要求1至10之一所述的方法，其特征在于在控制部分中不同地设定有效地进行图象光电转换的光束能量量值。
12．如权利要求1至11之一所述的方法，其特征在于在控制回路中不同地设定有效地进行图象光电转换的光束能量量值。
13．如权利要求1至12之一所述的方法，其特征在于将光学装置(10)设置在至少一个光源(13、14)与待确定目标(1)之间的至少一条光束路径中，该装置允许投射至少一个图案。
14．如权利要求1至13之一所述的方法，其特征在于在数据处理单元(17)中采用形成3D数据的手段和/或算法。
15．把按照权利要求1至14之一的方法用于医学诊断或治疗。
16．根据权利要求1至14之一所述方法的装置，其特征在于至少一个图象转换器(15)为CCD阵列形式。
17．根据权利要求1至14之一所述方法的装置，其特征在于至少一个光束源(13、14)为闪光体形式。
18．根据权利要求1至14之一所述方法的装置，其特征在于至少一个底座框架(9)或载体(8)与装置(2至4和10至14)中至少两个牢固地连接。
19．如权利要求18所述的装置，其特征在于使目标在图象转换器(15)上光学成象的至少一个透镜系统(12)固定在载体(8)上。
20．如权利要求18所述的装置，其特征在于将至少一个光学偏转器装置(2,3,4)固定在载体(8)上。
21．如权利要求18至20之一所述的装置，其特征在于载体(8)及其元件相对于其它装置(9至20)是可拆分的，此外的另一种结构是这样的，即适合于单独消毒或灭菌。
22．把按照权利要求16至21之一的装置用于侵入医学用途。
23．为了牙科用途把按照权利要求16至21之一的装置用于人体或动物体的一组牙齿中至少一颗牙齿的非接触观测。
24．为了正牙学用途把按照权利要求16至21之一的装置用于人体或动物体的一组牙齿中整组牙齿的非接触观测。
全文摘要
本发明揭示了一种能够对三维目标(1)进行显示和3D测量的光学成象方法和装置,这里,一个接一个地获取至少两幅单个图象,对于单个图象不同地控制和调整进行图象转换的辐射能量的有效值。采用可调节的光学装置(10－14)对目标进行照明或者把目标成象在图象转换器(15)的光束路程中,可以获得有关被观察目标的大量目视信息,而由于所用转换器(15)设计上的限制这些信息在单个图象中是不能提供的。本发明涉及到装置的处理和设计形式,利用简单又常用的商业化部件能够设计记录单元,尽管设计的视场减小,但能够显示和测量大目标(1)。在非侵入应用中,对人体和动物体的诊断特别有用。
文档编号A61C9/00GK1236431SQ97199447
公开日1999年11月24日 申请日期1997年8月19日 优先权日1996年9月2日
发明者R·鲁布特 申请人:叙林克斯医学技术有限公司