JP2008514339A - スキャナ装置 - Google Patents

Abstract

一緒に接合したり又は離したりすることができかつ異なる長手方向傾斜軸及び／又は外形を持つことができる二つ以上の部品からなるモデル又はダイ形状ユニットの走査結果を得るために、一回で一つの部品だけを走査するように設計されたスキャナ装置。スキャナは、輪郭感知部材が部品に対する回転軸に対して角度をなして設定されると同時に被支持部品に対するスキャナの輪郭感知部材によって実施された長手方向の変位運動にそれぞれの部品の長手方向の傾斜軸を適応するために異なる傾斜で調整可能な支持部材をそれぞれの部品に対して有する。支持部材は、それぞれの部品及びグリッド表面を有するユニットを移動可能に支持し、かつ問題の部品と同じ傾斜及び選択された高さ位置で調整可能に配置されるように設計される。それぞれの部品の輪郭感知及び除去後、スキャナは、グリッド表面上に位置されかつ空間のそれぞれの部品の位置と連続している部分を再走査するように設計される。グリッドパターンは、かくして走査されたデータに対して唯一の位置を示すように設計される。スキャナ又はそれに接続されたコンピュータユニットは、アルゴリズムによって、モデル又はダイ形状ユニットに存在しかつ遂次信号又はデータ生成において歯科用ブリッジ構造のベースを形成する位置に対応して位置を変更する。本発明によって、ワンパートスキャナを使用して走査機能を再構成する必要なしで複数の部品を有する歯科用対象物を走査することができる。モデル及びツール製造のための取扱い原理は、歯科用製品の製造におけるコンピュータ環境での取扱いと同様に保持されることができる。コストは低く維持することができ、正確な条件及び製造スピードが維持されることができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、一緒に接合したり又は離したりすることができかつ異なる長手方向傾斜軸及び／又は外形を持つことができる二つ以上の部品を有するモデル又はダイ形状ユニット、例えば歯レムナント構造の走査結果を得るために、一回で一つの部品だけを、例えば歯レムナントとして形成された部品を走査するように設計されたスキャナ装置に関する。スキャナは、輪郭感知部材がそれぞれの部品のために使用される回転軸に対して角度をなして設定されると同時に被支持部品に対するスキャナの輪郭感知部材によって実施された長手方向の変位運動に部品の長手方向傾斜軸を適応するために異なる傾斜で調整可能な支持部材をそれぞれの部品に対して有する。

問題のスキャナは、公知のタイプのものであることができ、「ＰＩＣＣＯＬＯ」及び「Ｍ５０」の名称の本特許出願人によって汎用市場で販売されるスキャナを参照されたい。スキャナは、輪郭と機械的に協働する感知針を与えられるタイプのものであることができる（前記スキャナタイプ参照）。あるいは、スキャナは、別のタイプのものであることができ、例えば輪郭の光学的感知で作用することができる。

問題のスキャナタイプは、今まで、単一部品、例えば歯レムナント部品、歯冠などだけからなる又はそれを含む歯科用製品を製造するために使用されている。しかしながら、これらのタイプのスキャナと関連して、一つより多い部品を含むか又はそれを表わす歯科用構造、例えば複数の部品、例えば歯レムナント部品、を伴って設計されるか又はそれを含む歯科用ブリッジで作用できることが必要であり、それらは異なる傾斜軸及び／又は構造を有する部品を含む歯科用ブリッジのためのアタッチメント又は他のフィクスチャを構成することである。かかる場合において、それぞれの部品の輪郭は走査されることができなければならず、各部品の長手方向軸のまわりの回転軸及びユニットの回転時に同時に部品の長手方向軸において長手方向に変位される感知部材を有するスキャナにおいて、好適な走査機能を生み出すことができることが必要である。本発明の目的は、特にこれらの問題を解決することである。

また、従来公知のワンパートスキャナ（ｏｎｅ−ｐａｒｔ ｓｃａｎｎｅｒ）をこれらの再構成なしに使用できることが必要である。それゆえ、存在するハードウェアが実質的な変更なしに使用可能であることが必要である。同じ取扱い及び製造原理は、ワックス仕上げモデルのモデル又はツール製造と関連して使用可能でなければならない。問題の歯科用製品（歯科用ブリッジ）の製造及びコンピュータ環境における取扱いのためのベースを形成するファイルフォーマットは、実質的な変更なしに使用可能でなければならない。補綴構造の製造は、有利な価格水準に維持可能でなければならない。例えば０．０２ｍｍの精度、及び製造スピードは、他のタイプのスキャナと比較して維持可能でなければならない。本発明はまた、この問題を解決する。

本発明による装置を特徴付けるものとして主に見なしうる特徴は、スキャナの支持部材が、それぞれの部品及びグリッド表面を有するユニットを移動可能に支持し、かつ問題の部品と同じ傾斜及び選択された高さ位置で調整可能に配置されるように設計されることである。さらなる特徴は、それぞれの部品の輪郭感知及び除去後、スキャナが、グリッド表面上に位置されかつ空間のそれぞれの部品の位置と連続している部分を再走査するように設計されること、及びグリッドパターンが、かくして走査されたデータに対して唯一の位置を示すように設計されることである。最後に本発明は、スキャナ又はそれに接続されたコンピュータユニットが、アルゴリズムによって、モデル又はダイ形状ユニットに存在しかつ遂次信号又はデータ生成において問題の補綴構造、例えば歯科用ブリッジ構造のベースを形成する位置に対応して位置を変更することを特徴とする。

好ましい実施態様では、支持部材は、傾斜可能なフィクスチャベースユニット（ここでは第一ユニットと称する）、グリッド表面ユニット（ここでは第二ユニットと称する）、及びブリッジ又は歯代替物を支持するための支持ユニット（ここでは第三ユニットと称する）を含む。協働するユニットは、異なるユニットが組み合わされたり又は一緒に結合されるときに良く規定された位置を確立する界面を伴って配置される。問題のダイは、問題のダイに固定された各部品が部品の輪郭を走査するスキャナに適用できるように除去可能な方法で走査される部品を支持する。かくして走査された部品は除去されることができ、次の部品はダイに適用されて、その後第二部品が走査される。各部品の輪郭及び問題のグリッド表面上の各部品の位置が走査され、コンピュータ環境中に入力される。グリッド表面上の位置のための関連データとともにかくして個々に走査された部品は、前記位置がグリッド表面上で唯一のものであるという事実の助けで組み合わされる。コンピュータ環境において、異なる走査された部品及び位置は、それ自体公知の方法でかつそれ自体公知のアルゴリズムで寄せ集めることができる。この方法では、モデル又はダイは、コンピュータ環境中に入力されることができ、そこではそれ自体公知の方法で、走査された歯レムナント構造に適用されることになる問題の補綴を形成することができる。同様に公知の方法では、製造されたフィクスチャは、ＣＡＤコンテクストにおいて問題の補綴を製造するために使用される信号でコンピュータ環境において表わされることができる。

本発明の概念のさらなる展開は、添付の従属請求項に述べられている。

上で提案されたものによって、一回で一つの部品だけを走査できるスキャナが使用されるということに関わらず、一般的な座標系に連続的な走査を組み入れることができる。走査された対象物は、ブリッジ全体に及ぶことができ、二重走査のためにワンパートスキャナの能力を使用することができる。問題の対象物の空間的位置は、達成されることができるが、対象物のより少ない部品をその全体において走査しなければならない。公知のスキャナは、問題の対象物のための比較的簡単な支持部品を与えられることができる。好ましい実施態様では、本発明に特有な方法で協働する三つの支持部材が使用される。

本発明の特徴を有する装置の現在提案される実施態様は、添付図面を参照しながら以下に記載されるだろう。
図１は、支持部材の第一、第二及び第三ユニット、及び適用及び除去されることができかつ走査される部品を有するモデル又はダイ形状ユニットを上から斜めの透視図で示す。
図２は、図１による第二及び第三ユニットの下側を平面図で示し、それによって第二及び第三ユニットは第一ユニットの上部と協働することができる。
図３は、モデル又はダイ形状ユニット上に残っている部品に対して斜めに角度を付けられた輪郭感知部材を有するスキャナにおけるフィクスチャを上から斜めの透視図で示す。
図４は、第一ユニット上に適用されかつ図３の第一及び第二ユニットの傾斜位置に対応する傾斜位置を採用する第二ユニットを上から斜めの透視図で示す。
図５は、部品を走査するためにユニットを有するダイが適用されたスキャナの走査及び回転機能を上から及び側方から斜めの透視図で示す。
図６は、図４によるユニットのグリッド表面を上から斜めに示し、走査された部品をグリッド表面上の部品の位置とともに示す。
図７は、モデル又はダイ上の異なる部品がモデル又はダイにおける位置に対応する相互の位置に一緒にもたらされ、その組み合わせがグリッド表面上の走査された位置の助けで実施される、図６によるグリッド表面を上から斜めに示す。
図８は、コンピュータ環境において図７による構成上に適用するために生成された、例えば歯科用ブリッジの形の補綴構造の一例を上から斜めの透視図で示す。
図９は、図８による歯科用ブリッジなどが得られる、ＣＡＤベースの製造システムに接続された又はそれに接続可能である、スキャナからコンピュータ装置への信号生成のための原理の概略図を示す。

図１では、文字Ａは、フィクスチャベースユニットを示し、ここでは第一ユニットと称される。そのユニットは、公知の態様でスキャナに適用されることができるアタッチメント部品１を含む。ディスク形状部品２は、アタッチメント部品上に配置される。ユニット１は、中空にされた座部（図示せず）を有し、ユニット２は、同様の公知のタイプの凸状の下側を有する。凸状の下側及び中空にされた表面は、ユニット２が異なる傾斜位置に適用されることを可能にする。その上部の面上に、ユニット２は、周囲に配置された三つのボール形状部品の形の位置決定部材、及び周囲に同様に配置されたガイドピン４を有する。ボール形状部品は、周囲に沿って均等に配置され、ガイドピン４は、ボール形状部品の二つの間に位置される。図１はまた、第一及び第二ディスク形状部品５，６を与えられたユニットＢを示す。上部ディスク形状部品は、グリッド表面７を支持する。ディスク形状部品は、入れ子式部品上に配置され、それによってディスク５及び６は、互いに対して垂直に変位されることができる。問題の入れ子式原理は、二つの管状部品８を使用して達成されることができる。部品８はまた、固定部材９を与えられ、それによって部品８及び従ってディスク５及び６は、所望の高さ位置Ｈを与えられることができ、選択された位置で固定されることができる。この方法では、グリッド表面は、実際のスキャナにおいて異なる高さ設定を与えることができる（以下参照）。ディスク５上のグリッド又はスクリーン７は、様々な方法で設計されることができる。本ケースでは、互いに直角に交差するディスク材料の平行なくぼみによって得られる格子模様がある。あるいは、起伏のある線、円形の線などを使用することができる。図１はまた、ブリッジ、モデル、ダイなどが適用されるブリッジフィクスチャからなる第三ユニットＣを示す。そのユニットは、上部の面上で円状に延びる平行な溝１１を与えられたディスク形状部品１０からなる。溝は、問題のモデル、ダイなどの固定を可能にするために配置される。図１はまた、符号１２を有するモデル、ダイ形状ユニットなどを示す。そのユニット１２は、部品１４，１５及び１６が上記に従って適用及び除去されうるように配置されたベース部品１３を含む。部品１４及び１６は、部品１７及び１８を支持し、それらの部品は、問題のスキャナによって走査されかつ走査結果が入力されるコンピュータ環境においてそれらの空間的位置を与えられる部品を構成する。

図２は、図１によるディスク形状ユニット６の下側を示す。前記下側は、ユニットＡにおけるユニット２に対するユニットＢのための位置決定部材を有する。ユニット６は、凹所又はくぼみ１９，２０を有し、それらは、ユニット２の上部面上の部材３，４と協働することができる。その下側上で、ユニットＣは、対応する位置決定部材２１を与えられる。周囲に配置された位置決定部材に加えて、ユニットＡ（図１）及びユニットＣはそれぞれ、中心位置決定部材２２及び２３を有する。前記位置決定部材を用いると、ユニットＡに対するユニットＢ及びＣのための界面が得られ、その界面は、ユニットＢ及びＣが唯一可能な方法でユニットＡに取り付け可能であることを意味する。

図３は、冒頭で述べたタイプのワンパートスキャナ２４の部品を示す。スキャナは、矢印２６，２７によって示された方向２６で変位可能な輪郭感知部材を備えられている。本ケースでは、感知部材は、公知の方法で、走査される部品の輪郭と機械的に協働する針形状部材を支持する。図３では、ベースユニット１２（図１参照）は、上記に従ってユニットＡ及びＣ上に適用される。ユニット１２から、二つの部品１５，１６（図１）は、部品１４だけが残るように除去されている。

支持部材Ａ及びＣによって、部品１７は、その長手方向軸がスキャナの回転軸と一致するようにその回転軸に調整されることができる。前記軸はともに、図３の２８によって示されている。感知部材は、前記軸に対して角度αだけ傾斜されている。角度αは、４５°として選択されることが好ましい。第一段階では、スキャナは、部品１４を有するユニット１３を受けるように配置される。スキャナは、最も低い境界線に対応する設定位置が得られることができるようにダイ形状ユニットを受けることができるように設計される。この位置決めは、最低境界線を有する部品のために選択され、原則として一つだけのユニットでダイを走査するときと同じ方法で行なうことができる。

図４によれば、スキャナは、ユニット１２に対して存在しうる最大高さを設定するためにユニットＢを受けるように設計される。グリッド（ディスク５）は、前記固定部材９（それは固定ねじであることができる）によってこの位置に固定される。グリッド７は、ブリッジの全ての部品が走査されるまでこの位置に維持されなければならない。

スキャナは、前記調整工程後、図３による部品１４を有するダイ１３をもう一度受けることができるように設計される。問題の部品１４の高さは、調整されなければならない。対応して、グリッド７（ディスク５）は、グリッドが許容可能な態様で回転できるように制御されなければならない（図４参照）。その後、ユニット１３及び１４は、図５に従って問題の支持部材に適用されることができ、スキャナは、部品１７の走査を開始するように配置される。走査中、支持部材及び従ってユニット１３及び１４及び部品１７は、軸２８（それは垂直軸であることが好ましい）のまわりに回転される。ニードル又は部材２５は、高さ方向に変位される（図３の２６参照）。スキャナは、部品１７の輪郭表面１７ａのこの走査後、図５のように対応する傾斜位置でグリッド７を有するユニットＢの挿入を可能とするような方法で設計される。表面７に対してかくして得られた位置において、スキャナは再走査を実行するように設計され、それはグリッド表面の一部をニードルによって走査することを可能にする。この走査は、図５に従って走査されたときに部品１７が持つ空間的位置を表わす。

部品１７の走査は、空間のその位置と同様に、実施される。他の部品及びそれらの空間位置の対応する走査は、一つずつ実施される。部品１６を走査するとき、部品１５及び１７は除去され、対応する個々の走査は部品１８上で実施される。

図６は、コンピュータ環境において、それ自体公知の方法で、走査される表面７及びそれに関連する走査１７′、及びこの部品に関連する走査されるグリッド部分３０を示す。この方法で個々に走査される部品及び部分は、コンピュータ環境において適用され、それ自体公知のタイプのアルゴリズムでそこに組み合わされる。図７では、部分１７の形状を１７′によって示し、関連部分を３０によって示し、さらに部品１８を１８′によって、そしてその関連部分を３１によって示し、部品１５を１５′によって、そしてその関連部分を３２によって示している。走査された形状の各々は、グリッド上の走査された領域（円形領域）に関する。図６のときには、Ａ，Ｂ及びＣの連続走査間の対応はなく、代わりにこれらは空間で「浮遊している」と見なすことができる。前記グリッド７は、スキャナにおいて、それぞれの走査されたデータが入力できるパターン上で唯一の位置が生じるように実施される。自動的なアルゴリズムは、変更を実行し、走査された部品及び部分を正確な相互位置にもたらす。走査された部品及び部分は、このようにしてモデル又はダイ形状ユニットによる実体に対応する位置を取得する。従って、走査された部品は、座標系におけるそれらの正確な位置に位置されることができる。開始点としてこれを用いて、ブリッジ構造での加工を開始することができる。

図８によれば、ブリッジ構造又は歯科用ブリッジ構造３３は、それ自体公知の方法で構成され、図７による固定された走査のために意図される。これは、良く確立された方法、プログラムなどを使用してそれ自体公知の方法で行なうことができる。

図９は、歯レムナントモデルの走査、コンピュータ環境への入力、モデルのための補綴の製造及び例えばＰＲＯＣＥＲＡ（商標）システムにおける製造の原理をＣＡＤ原理に従って示す。図９では、参照符号３４は、上述のタイプのスキャナを示す。走査された構造の形状についての情報は、３５によって示される。この情報は、コンピュータユニット３６に送られ、そこでそれ自体公知の方法で修正、歯科用ブリッジ加工などを実行してＣＡＤシステム３８への信号送信３７を実施することができる。問題の補綴製品（歯科用ブリッジなど）は、ＣＡＤ環境から現われる。問題の使用者への移送方向が４０によって示されている。前記部品及び信号は、様々な方法で変化されることができ、それ自体本発明に影響しない。コンピュータ環境への走査された部品１７′及び１８′の入力は、公知の方法で、異なる長手方向の傾斜軸１７′′，１８′′及び構造１７′′′，１８′′′を持つことができる。

本発明は、上述の例示した実施態様に限定されず、代わりに添付の特許請求の範囲及び発明の概念の範囲内で変更することができる。

支持部材の第一、第二及び第三ユニット、及び適用及び除去されることができかつ走査される部品を有するモデル又はダイ形状ユニットを上から斜めの透視図で示す。 図１による第二及び第三ユニットの下側を平面図で示し、それによって第二及び第三ユニットは第一ユニットの上部と協働することができる。 モデル又はダイ形状ユニット上に残っている部品に対して斜めに角度を付けられた輪郭感知部材を有するスキャナにおけるフィクスチャを上から斜めの透視図で示す。 第一ユニット上に適用されかつ図３の第一及び第二ユニットの傾斜位置に対応する傾斜位置を採用する第二ユニットを上から斜めの透視図で示す。 部品を走査するためにユニットを有するダイが適用されたスキャナの走査及び回転機能を上から及び側方から斜めの透視図で示す。 図４によるユニットのグリッド表面を上から斜めに示し、走査された部品をグリッド表面上の部品の位置とともに示す。 モデル又はダイ上の異なる部品がモデル又はダイにおける位置に対応する相互の位置に一緒にもたらされ、その組み合わせがグリッド表面上の走査された位置の助けで実施される、図６によるグリッド表面を上から斜めに示す。 コンピュータ環境において図７による構成上に適用するために生成された、例えば歯科用ブリッジの形の補綴構造の一例を上から斜めの透視図で示す。 図８による歯科用ブリッジなどが得られる、ＣＡＤベースの製造システムに接続された又はそれに接続可能である、スキャナからコンピュータ装置への信号生成のための原理の概略図を示す。

Claims (16)

1. 一緒に接合したり又は離したりすることができかつ異なる長手方向傾斜軸及び／又は外形を持つことができる二つ以上の部品を有するモデル又はダイ形状ユニット、例えば歯レムナント構造の走査結果を得るために、一回で一つの部品だけを、例えば歯レムナントとして形成された部品を走査するように設計されたスキャナ装置であって、スキャナが、輪郭感知部材が部品に対する回転軸に対して角度をなして設定されると同時に被支持部品に対するスキャナの輪郭感知部材によって実施された長手方向の変位運動に部品の長手方向傾斜軸を適応するために異なる傾斜で調整可能な支持部材をそれぞれの部品に対して有するものにおいて、支持部材（Ａ）が、それぞれの部品及びグリッド表面を有するユニット（Ｂ）を移動可能に支持し、かつ問題の部品と同じ傾斜及び選択された高さ位置で調整可能に配置されるように設計され、それぞれの部品の輪郭感知及び除去後、スキャナが、グリッド表面上に位置されかつ空間のそれぞれの部品の位置と連続している部分を再走査するように設計されること、グリッドパターンが、かくして走査されたデータに対して唯一の位置を示すように設計されること、スキャナ又はそれに接続されたコンピュータユニットが、アルゴリズムによって、モデル又はダイ形状ユニットに存在しかつ遂次信号又はデータ生成において問題の構造、例えば歯科用ブリッジ構造のベースを形成する位置に対応して位置を変更することを特徴とするスキャナ装置。
2. 支持部材が、傾斜可能なフィクスチャベースユニット（Ａ）（ここでは第一ユニットと称する）、垂直方向の調整を有するグリッド表面ユニット（Ｂ）（ここでは第二ユニットと称する）、及びブリッジ又は歯代替物を支持するための支持ユニット（Ｃ）（ここでは第三ユニットと称する）を含むことを特徴とする請求項１に記載の装置。
3. グリッド表面ユニット（Ｂ）、即ち第二ユニット及びブリッジもしくは歯代替物支持ユニット（Ｃ）、即ち第三ユニットが、フィクスチャベースユニット（Ａ）、即ち第一ユニットに接続されることができかつ結合可能又は接続可能なユニットの間に良く規定された位置を確立するように配置された界面を有することを特徴とする請求項２に記載の装置。
4. モデルが、部品が適用されることができかつ部品が除去されることができる材料、例えばワックス又は石膏から作られたダイ形状ユニットからなることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の装置。
5. 前記部品の一つを有するモデル又はダイ形状ユニットが、第一段階において、ブリッジ又は歯代替物支持ユニット（Ｃ）、即ち第三ユニットに適用されることができ、それは次にスキャナにおいて傾斜可能なフィクスチャベースユニット（Ａ）、即ち第一ユニット上に適用されることを特徴とする請求項１，２，３又は４のいずれかに記載の装置。
6. グリッド表面ユニット（Ｂ）、即ち第二ユニットが、第二段階において、フィクスチャベースユニット（Ａ）、即ち第一ユニットに適用されることができることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の装置。
7. グリッド表面ユニット（Ｂ）、即ち第二ユニットが二つの端部分を有すること、グリッド（スクリーン）を支持する第一ディスク形状要素が第一端部分で配置されること、固定部材が、第二端部分で配置され、かつ傾斜可能なフィクスチャベースユニット（Ａ）、即ち第一ユニット上の対応する要素と協働することができること、及びグリッド表面ユニットが、第一ディスク形状要素が固定部材、例えば固定ねじによって調整及び固定されることができる入れ子式部品を、傾斜可能なフィクスチャベースユニット（Ａ）、即ち第一ユニットの上の選択された垂直位置に与えられていることを特徴とする請求項６に記載の装置。
8. グリッド表面ユニットが、歯代替物構造に属する部品が走査されるまで前記固定された位置をとるように設計されていることを特徴とする請求項７に記載の装置。
9. 走査の初期段階において、最低境界線を有する部品が最初に選択されることを特徴とする請求項７又は８に記載の装置。
10. グリッドを支持する表面の固定位置及び前記最低境界線に対する調整を伴う初期段階の後、問題の部品の適用及び実際の境界線の高さの調整及びかくして調整された部品の除去及びグリッド表面ユニットの挿入及びグリッド表面ユニットが意図した態様で回転可能であるかどうかのチェックのために配置されていることを特徴とする請求項９に記載の装置。
11. スキャナが、第一及び第三ユニットの高さ調整及び第二ユニットのチェックの後、走査のための実際の部品に対する適切な回転性を受けるために設計されていることを特徴とする請求項９又は１０に記載の装置。
12. スキャナが、部品の走査後、第一ユニットに対してと同じ調整又は傾斜位置で、第二ユニットを受け、そして輪郭感知部材に対してと同じ走査設定で第二ユニットのグリッド表面の部分を走査するように配置されていること、及びスキャナがモデル中の各部品に対してと同じ測定順序を実施するように設計されていることを特徴とする請求項１１に記載の装置。
13. それぞれの部品の輪郭走査に関連する走査データ及びグリッド表面上のその位置が、コンピュータ環境における再生のために結合されることができることを特徴とする請求項１２に記載の装置。
14. 補綴構造、例えば歯科用ブリッジ又は歯科用ブリッジ配置が、走査されたモデル部品に適用されることができ、その部品がコンピュータ環境における再生において、モデルの又はダイ形状ユニットの部品と同様の方法で空間中で再生に向けられることを特徴とする請求項１３に記載の装置。
15. コンピュータ環境が、製造装置、例えばＣＡＤ装置のための製造情報を生成するためのプログラム又は装置を含むことを特徴とする請求項１４に記載の装置。
16. スキャナが、既知のワンパートスキャナからなることを特徴とする請求項１〜１５のいずれかに記載の装置。

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