JP2010220713A - 口腔内スキャナーと、それを用いた口腔内画像測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、口腔内スキャナーと、それを用いた口腔内画像測定装置に関するもので、小型化を図ることを目的とするものである。
【解決手段】そしてこの目的を達成するために本発明は、本体ケース内に設けられた発光素子１と、この発光素子１からの光を歯９に向けて出射させるプリズム８と、このプリズム８を介して歯９から戻った反射光を受光する受光素子１２とを備え、前記プリズム８は、後方に入射面１４および後反射面１５、前方に前反射面１６、下方に出射面１７、上方に上反射面１８を有する構成とした。
【選択図】図３

Description

本発明は、口腔内スキャナーと、それを用いた口腔内画像測定装置に関するものである。

従来の口腔内画像測定装置に用いられる口腔内スキャナーの構成は、以下のような構成となっていた。

すなわち、本体ケースと、この本体ケース内に設けられた発光素子と、この発光素子からの光を歯に向けて出射させるプリズムと、このプリズムを介して歯から戻った反射光を受光する受光素子とを備えた構成となっていた（例えば下記特許文献１）。
特開２０００−７４６３５号公報

上記従来例における課題は、口腔内画像の測定時において、患者に過大な負荷をかけてしまうということであった。

すなわち、従来の口腔内スキャナーは、上述のごとく発光素子からの光をプリズムで一回反射させた後に、歯に照射し、そこからの反射光をプリズムで一度反射させた後に受光素子に到達させ、これにより、口腔内画像の測定を行っている。

ここで、課題となるのは、発光素子からの光を歯に向けて出射させるため、および、歯からの反射光を受光素子に向けて反射させるプリズムが大きくなってしまい、これが原因で、口腔内スキャナー自体が大きくなってしまうということであった。

つまり、このような口腔内形状を測定する場合には、口腔内スキャナーを口腔内に長時間挿入することになるので、口腔内スキャナーが大型化していると患者は長い時間大きな口を開け続けなければならず、これが、患者に過大な負荷をかけてしまうことになるのであった。

そこで本発明は、患者に対する負荷を小さくすることができる口腔内スキャナー、およびそれを用いた口腔内画像測定装置を提供することを目的とするものである。

そして、この目的を達成するために本発明の口腔内スキャナーは、本体ケースと、この本体ケース内に設けられた発光素子と、この発光素子からの光を歯に向けて出射させるプリズムと、このプリズムを介して歯から戻った反射光を受光する受光素子とを備え、前記プリズムは、後方に入射面および後反射面、前方に前反射面、下方に出射面、上方に上反射面を有し、発光素子からの光を入射面から入射させ、つぎに前反射面、後反射面、上反射面で反射させた後に、出射面から出射させる構成とした。

また、本発明の口腔内画像測定装置は、この口腔内スキャナーの受光素子に画像処理装置を接続したものである。

そして、以上の構成により、所期の目的を達成するものである。

以上のように本発明は、本体ケースと、この本体ケース内に設けられた発光素子と、この発光素子からの光を歯に向けて出射させるプリズムと、このプリズムを介して歯から戻った反射光を受光する受光素子とを備え、前記プリズムは、後方に入射面および後反射面、前方に前反射面、下方に出射面、上方に上反射面を有し、発光素子からの光を入射面から入射させ、つぎに前反射面、後反射面、上反射面で反射させた後に、出射面から出射させる構成としたものであるので、口腔内スキャナーの小型化がはかれ、その結果として、患者への負荷を小さくすることができるものとなる。

すなわち、本発明の口腔内スキャナーおよび口腔内画像処理装置は、そのプリズムが後方に入射面および後反射面、前方に前反射面、下方に出射面、上方に上反射面を有し、発光素子からの光を入射面から入射させ、つぎに前反射面、後反射面、上反射面で反射させた後に、出射面から出射させる構成としたものであるので、つまり、反射を複数回行わせることで、発光素子からの光を出射面に反射させたり、歯からの反射光を受光素子側に反射させたりするので、このプリズム自体の大きさを小さくでき、その結果として、口腔内スキャナーの小型化をはかり、患者への負荷を小さくすることができるものである。

以下、本発明の一実施形態を添付図面を用いて説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る口腔内画像測定装置を示し、１はＬＥＤなどの発光素子で、この発光素子から出射された光は、コリメートレンズ２、偏光板３、LCD（LCOS、DMDも含む）の位相パターンなどの測定用パターンを発生させる測定用パターン発生装置４、偏光板５（DMDの場合は不要）、結像レンズ６、絞り７、プリズム８を介して、患者の歯９に照射される。

歯９からの反射光は、プリズム８、集光レンズ１０、結像レンズ１１を介して、受光素子１２で受光され、画像処理装置１３にて口腔内画像測定が行われる構成となっている。

この図１では、図示していないが、発光素子１、コリメートレンズ２、偏光板３、測定用パターン発生装置４、偏光板５、結像レンズ６、絞り７、プリズム８、集光レンズ１０、結像レンズ１１、受光素子１２は、口腔内スキャナーの本体ケース（図示せず）に収納されている。

また、この本体ケース内の受光素子１２と画像処理装置１３とは、ケーブルを介して電気的に接続された状態となっている。

さて、本実施形態において最も特徴的なプリズム８は、図２から図７に示す構成となっている。

すなわち、前記プリズム８は、図４に示すごとく、後方の上方に入射面１４、その下方に後反射面１５、前方に前反射面１６、下方に出射面１７、上方に上反射面１８を有し、図２の発光素子１からの光を入射面１４から入射させ、つぎに前反射面１６、後反射面１５、上反射面１８で反射させた後に、出射面１７から歯９に出射させる構成となっている。

また、図６と図７からも理解されるように、歯９から戻った反射光は、出射面１７からプリズム８内に入射され、次に上反射面１８、後反射面１５、前反射面１６で反射された後に入射面１４から、図２に示すごとく左右２箇所に設けた受光素子１２に出射させる構成となっている。

本実施形態では、図４に示すごとく、発光素子１の光をプリズム８で反射させて、歯９に照射させ、また、図６と図７に示すごとく、歯９からの反射光をプリズム８で反射させて受光素子１２に受光させる時に、いずれの場合も、プリズム８で複数回反射させることが最も大きな特徴点となっている。

具体的には、上述したように、歯９への光の照射時においては、発光素子１からの光を入射面１４から入射させ、つぎに前反射面１６で１度目の反射をさせ、後反射面１５で２度目の反射をさせ、上反射面１８で３度目の反射をさせた後に、出射面１７から歯９に出射させる構成となっている。

また、歯９から戻った反射光も、出射面１７からプリズム８内に入射され、次に上反射面１８で１度目の反射をさせ、後反射面１５で２度目の反射をさせ、前反射面１６で３度目の反射をさせた後に入射面１４から、図２に示すごとく左右２箇所に設けた受光素子１２に出射させる構成となっている。

つまり、本実施形態においては、歯９への光の照射時も、歯９からの光の反射時にも、プリズム８内で、それぞれ３度の反射をさせている。

このため、発光素子１と歯９の間に、ほぼ９０度の角度があったとしても、その９０度を３度の反射で補完することで、プリズム８自体の大きさ、特に、その上反射面１８と出射面１７間の厚みを薄くすることができ、これにより、図示していないが、上記本体ケース自体も小型化でき、このことが患者の負荷を小さくする事ができるのである。

なお、本実施形態では、発光素子１と受光素子１２とを、図２に示すごとく、水平方向に所定間隔離した状態とし、これにより、周知の三角測量法により歯９の立体的画像データを、画像処理装置１３を用いて得るようにしている。

この三角測量法は、周知の技術であるので詳細な説明は省略するが、本実施形態においては、図２に示すごとく、受光素子１２を左右に２個設けることで、歯９の立体的画像データが詳細に得ることが出来るようにしている。

以上の説明で、概略的な構成及び作用が理解された所で、以下、プリズム８のさらなる詳細な構成について説明する。

まず、上反射面１８は、図３に示すごとく、中央の上出射側反射面１８Ａと、その両側の上受光側反射面１８Ｂとを有し、発光素子１からの出射時に、上述した後反射面１５で反射した光は、上出射側反射面１８Ａで反射した後に、出射面１７から歯９に向けて出射される構成となっている。

また、歯９から戻った反射光は、出射面１７からプリズム８内に入射され、次に上受光側反射面１８Ｂで反射し、それが、上述したように後反射面１５、前反射面１６で反射した後に入射面１４から、図２に示すごとく、左右に設けた２個の受光素子１２に向けて出射される構成となっている。

このような構成において、上出射側反射面１８Ａは、後方から前方に向けて湾曲しながら下方に傾斜した形状となっており、しかも、この上出射側反射面１８Ａは、この後方から前方方向に直交する方向にも湾曲しながら、その両側が下方に傾斜させられた形状となっている。

つまり、この上出射側反射面１８Ａの形状をこのように設定したのは、図４に示すごとく、この上出射側反射面１８Ａで反射した光が、歯９に投影されるようにするためである。

つぎに、後反射面１５について説明する。

この後反射面１５は、図９と図２からも理解されるように、中央の後出射側反射面１５Ａと、その両側の後受光側反射面１５Ｂとから構成され、両側の後受光側反射面１５Ｂの端部（それぞれの後出射側反射面１５Ａとは反対側の端部）が、前反射面１６側に向けて傾斜する構成となっている。

つまり、後受光側反射面１５Ｂの端部を、上述したような傾斜を持たせることで、この後受光側反射面１５Ｂから前反射面１６に向けて反射される光が、外方に拡散するのを抑制するためである。

つぎに、前反射面１６について説明する。

この前反射面１６は、図３に示すごとく、中央の前出射側反射面１６Ａと、その両側の前受光側反射面１６Ｂとにより構成され、このうち、前出射側反射面１６Ａは、発光素子１から入射面１４に入射した光が、まず反射する面であり、前受光側反射面１６Ｂは、歯９からの反射光が反射する面である。

なお、前受光側反射面１６Ｂは、図３からも理解されるように、その端部（前出射側反射面１６Ａと反対側）が、入射面１４とは反対側に向けて傾斜する構成となっている。

これは、後受光側反射面１５Ｂでわずかながらに傾斜して反射してきた光を、図２に示すごとく、発光素子１からプリズム８に向かう光と、この前受光側反射面１６Ｂで反射されてプリズム８から受光素子１２に向かう光とを、平行に偏向させるためである。

そして、この結果、図２にも示されているように、発光素子１に対して、受光素子１２を近接配置できることとなり、このことからも、本体ケース（図示せず）を小型化することができる。

なお、後受光側反射面１５Ｂの傾斜角度は、前受光側反射面１６Ｂの傾斜角度よりも大きくしており、これは、上述した発光素子１からプリズム８に向かう光と、この前受光側反射面１６Ｂで反射されてプリズム８から受光素子１２に向かう光とを、平行に偏向させるためである。

すなわち、これらの面およびその配置は、回転対照面と回転非対称面を偏心配置することとなっているのである。

また、以上の説明からも理解されるように、入射面１４は、図９に示すように、中央部１４Ａと、その両側の側部１４Ｂから構成され、このうち、中央部１４Ａが、発光素子１からの光が入射する部分、側部１４Ｂが、歯９からの反射光が受光素子１２に向けて出射する部分となっている。

以上のように本発明は、本体ケースと、この本体ケース内に設けられた発光素子と、この発光素子からの光を歯に向けて出射させるプリズムと、このプリズムを介して歯から戻った反射光を受光する受光素子とを備え、前記プリズムは、後方に入射面および後反射面、前方に前反射面、下方に出射面、上方に上反射面を有し、発光素子からの光を入射面から入射させ、つぎに前反射面、後反射面、上反射面で反射させた後に、出射面から出射させる構成としたものであるので、口腔内スキャナーの小型化がはかれ、その結果として、患者への負荷を小さくすることができるものとなる。

すなわち、本発明の口腔内スキャナーおよび口腔内画像処理装置は、そのプリズムが後方に入射面および後反射面、前方に前反射面、下方に出射面、上方に上反射面を有し、発光素子からの光を入射面から入射させ、つぎに前反射面、後反射面、上反射面で反射させた後に、出射面から出射させる構成としたものであるので、つまり、反射を複数回行わせることで、発光素子からの光を出射面に反射させたり、歯からの反射光を受光素子側に反射させたりするので、このプリズム自体の大きさを小さくでき、その結果として、口腔内スキャナーの小型化をはかり、患者への負荷を小さくすることができるものである。

したがって、口腔内のケア、たとえば、歯科用補綴物の作成のための印象採得や、その他の病気治療に広く活用が期待されるものである。

本発明の一実施形態のブロック図 その主要部の平面図 そのプリズムの斜視図 そのプリズムの側面図 そのプリズムの正面図 そのプリズムの側面図 そのプリズムの正面図 そのプリズムの平面図 そのプリズムの後面図

１ 発光素子
２ コリメートレンズ
３ 偏光板
４ 測定用パターン発生装置
５ 偏光板
６ 結像レンズ
７ 絞り
８ プリズム
９ 歯
１０ 集光レンズ
１１ 結像レンズ
１２ 受光素子
１３ 画像処理装置
１４ 入射面
１４Ａ 中央部
１４Ｂ 側部
１５ 後反射面
１５Ａ 後出射側反射面
１５Ｂ 後受光側反射面
１６ 前反射面
１６Ａ 前出射側反射面
１６Ｂ 前受光側反射面
１７ 出射面
１８ 上反射面
１８Ａ 上出射側反射面
１８Ｂ 上受光側反射面

Claims (10)

1. 本体ケースと、この本体ケース内に設けられた発光素子と、この発光素子からの光を歯に向けて出射させるプリズムと、このプリズムを介して歯から戻った反射光を受光する受光素子とを備え、
   前記プリズムは、後方に入射面および後反射面、前方に前反射面、下方に出射面、上方に上反射面を有し、発光素子からの光を入射面から入射させ、つぎに前反射面、後反射面、上反射面で反射させた後に、出射面から出射させる構成とした口腔内スキャナー。
2. プリズムは、入射面の下方に後反射面を有する構成とした請求項１に記載の口腔内スキャナー。
3. 上反射面は、上出射側反射面と上受光側反射面を有し、出射時に後反射面で反射した光は、上出射側反射面で反射させた後に、出射面から出射させる構成とした請求項１または２に記載の口腔内スキャナー。
4. 歯から戻った反射光は、出射面からプリズム内に入射させ、次に上受光側反射面、後反射面、前反射面で反射させた後に入射面から出射させる構成とした請求項３に記載の口腔内スキャナー。
5. 上出射側反射面は、後方から前方に向けて湾曲しながら下方に傾斜した形状とし、この後方から前方方向に直交する方向にも湾曲しながら下方に傾斜させた形状とした請求項３または４に記載の口腔内スキャナー。
6. 後反射面は、後出射側反射面と後受光側反射面を有し、後受光側反射面は、その端部が前反射面側に向けて傾斜する構成とした請求項１から５のいずれか一つに記載の口腔内スキャナー。
7. 前反射面は、前出射側反射面と前受光側反射面を有し、前受光側反射面は、その端部が入射面とは反対側に向けて傾斜する構成とした請求項１から６のいずれか一つに記載の口腔内スキャナー。
8. 後受光側反射面の傾斜角度を、前受光側反射面の傾斜角度よりも大きくした請求項７に記載の口腔内スキャナー。
9. 上出射側反射面は、上出射側反射面の両側に上受光側反射面を有する構成とし、後反射面は、後出射側反射面の両側に後受光側反射面を有する構成とし、前反射面は、前出射側反射面の両側に前受光側反射面を有する構成とした請求項７または８に記載の口腔内スキャナー。
10. 請求項１から９のいずれか一つに記載の口腔内スキャナーの受光素子に画像処理装置を接続した口腔内画像測定装置。
    

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