JP2019180881A - Medical care device - Google Patents

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Abstract

To provide a medical care device capable of suppressing vibration which occurs when an object is moved in linear reciprocation motion in a housing and extending service life of the device.SOLUTION: A three-dimensional scanner 100 comprises: a housing 77; a lens 81; a first drive part 80 for moving the lens 81 in linear motion; a counter weight 91 provided on a straight line L of the linear motion direction of the lens 81 and has a same weight to the lens 81; a second drive part 90 for moving the counter weight 91 in linear motion; support parts 60, 65 for supporting the lens 81 and the counter weight 91 so as to move in linear motion; and a control part 40 for controlling the first and second drive parts 80, 90, and the control part 40 controls the first and second drive parts 80, 90 so that, the lens 81 and the counter weight 91 move by linear motion by an equal distance, respectively, in a relative direction.SELECTED DRAWING: Figure 12

Description

本発明は、医療用診療装置に関する。   The present invention relates to a medical diagnostic apparatus.

従来より、互いに同じ質量を有する2つの物体を相対する方向にそれぞれ同じ距離だけ直線運動させることで、筐体に伝わる振動を極力抑えるように構成された装置が知られている。たとえば、特許文献1(特開2015−83978号公報)には、レンズとカウンタウェイトとを並進ステージを介して機械的に接続するとともに、モータを含む機械的構成によってレンズとカウンタウェイトとを並進ステージ上で直線運動させるスキャナが開示されている。   2. Description of the Related Art Conventionally, there has been known an apparatus configured to suppress vibration transmitted to a casing as much as possible by linearly moving two objects having the same mass in opposite directions by the same distance. For example, in Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2015-83978), a lens and a counterweight are mechanically connected via a translation stage, and the lens and the counterweight are translated by a mechanical configuration including a motor. A scanner for linear motion above is disclosed.

特開2015−83978号公報Japanese Patent Laying-Open No. 2015-83978

特許文献1に開示されたスキャナでは、同一のモータによって並進ステージを介してレンズとカウンタウェイトとを相対する方向に直線運動させるものであるため、長時間駆動し続けると機械的な摩耗が生じ、長寿命化を実現することが難しかった。   In the scanner disclosed in Patent Document 1, since the lens and the counterweight are linearly moved in the opposite direction via the translation stage by the same motor, mechanical wear occurs when the lens is driven for a long time. It was difficult to achieve a long service life.

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、筐体内で物体を直線往復運動させる際に生じる振動を抑えるとともに装置の長寿命化を実現することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problem, and an object of the present invention is to suppress vibration generated when an object is linearly reciprocated in a casing and to realize a long life of the apparatus.

本発明に係る医療用診療装置は、筐体と、第1物体と、第1物体を直線運動させる第1駆動部と、第1物体の直線運動方向の直線上に設けられかつ当該第1物体と同じ質量を有する第2物体と、第2物体を直線運動させる第2駆動部と、第1物体および第2物体が直線運動するように支持する支持部と、第1駆動部および第2駆動部を制御する制御部とを備え、制御部は、第1物体と第2物体とが相対する方向にそれぞれ同じ距離だけ直線運動するように第1駆動部および第2駆動部をそれぞれ制御する。   A medical medical device according to the present invention is provided on a straight line in a linear motion direction of a first object, a housing, a first object, a first drive unit that linearly moves the first object, and the first object. A second object having the same mass, a second drive unit that linearly moves the second object, a support unit that supports the first object and the second object to linearly move, a first drive unit, and a second drive And a control unit that controls the first drive unit and the second drive unit such that the first object and the second object move linearly by the same distance in the opposing direction.

本発明に係る医療用診療装置は、第1物体および第2物体をそれぞれの駆動部で独立して直線運動させることができるため、長寿命化を実現することができる。   In the medical medical device according to the present invention, since the first object and the second object can be linearly moved independently by the respective driving units, it is possible to realize a long life.

本実施の形態に係る三次元スキャナの構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the three-dimensional scanner which concerns on this Embodiment. 本実施の形態に係るハンドピースの構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the handpiece which concerns on this Embodiment. 本実施の形態に係る三次元スキャナにおいてレンズとカウンタウェイトとの位置関係を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the positional relationship of a lens and a counterweight in the three-dimensional scanner which concerns on this Embodiment. 本実施の形態に係る駆動部のY−Z断面を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the YZ cross section of the drive part which concerns on this Embodiment. 本実施の形態に係る駆動部のX−Z断面を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the XZ cross section of the drive part which concerns on this Embodiment. (A)は本実施の形態に係る駆動部においてレンズが一方向に直線運動した場合の駆動部のX−Z断面を示す模式図である。(B)は本実施の形態に係る駆動部においてレンズが他方向に直線運動した場合の駆動部のX−Z断面を示す模式図である。(A) is a schematic diagram showing an XZ cross section of the drive unit when the lens linearly moves in one direction in the drive unit according to the present embodiment. (B) is a schematic diagram showing an XZ cross section of the drive unit when the lens linearly moves in the other direction in the drive unit according to the present embodiment. (A)は本実施の形態に係る三次元スキャナにおいてレンズおよびカウンタウェイトが互いに遠ざかる方向に直線運動した場合の両者の位置関係を説明するための図である。(B)は本実施の形態に係る三次元スキャナにおいてレンズおよびカウンタウェイトが互いに近づく方向に直線運動した場合の両者の位置関係を説明するための図である。(A) is a figure for demonstrating the positional relationship of both when a lens and a counterweight are linearly moved in the direction away from each other in the three-dimensional scanner which concerns on this Embodiment. (B) is a figure for demonstrating the positional relationship of both when a lens and a counterweight are linearly moved in the direction which mutually approaches in the three-dimensional scanner which concerns on this Embodiment. 変形例に係るハンドピース内の光学系の構成を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the structure of the optical system in the handpiece which concerns on a modification. 変形例に係る駆動部のY−Z断面を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the YZ cross section of the drive part which concerns on a modification. 変形例に係る駆動部のY−Z断面を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the YZ cross section of the drive part which concerns on a modification. 変形例に係る駆動部のY−Z断面を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the YZ cross section of the drive part which concerns on a modification. 変形例に係る三次元スキャナに適用される支持部を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the support part applied to the three-dimensional scanner which concerns on a modification. 変形例に係る三次元スキャナに適用される駆動部を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the drive part applied to the three-dimensional scanner which concerns on a modification. 変形例に係る医療用診療装置である切削装置の構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the cutting device which is a medical treatment apparatus which concerns on a modification.

本実施の形態について、図面を参照しながら説明する。本実施の形態においては、医療用診療装置の1つの例示的形態として、歯科診療に用いることが可能な三次元スキャナについて説明する。三次元スキャナは、口腔内の歯の三次元形状を取得するための口腔内スキャナである。本実施の形態に係る三次元スキャナは、口腔内スキャナに限定されるものではなく、同様の構成を有する他の三次元スキャナにも適用可能であり、たとえば、口腔内以外に人の耳の内部を撮像することで外耳内の三次元形状を取得するためスキャナにも適用可能である。なお、本実施の形態に係る三次元スキャナで例示される医療用診療装置は、歯科に限らず、眼科、耳鼻咽喉科、放射線科、および獣医科など、あらゆる医科の診療にも適用可能である。また、診療には、診断および治療が含まれる。   This embodiment will be described with reference to the drawings. In the present embodiment, a three-dimensional scanner that can be used in dental practice will be described as an exemplary form of a medical treatment apparatus. The three-dimensional scanner is an intraoral scanner for acquiring a three-dimensional shape of teeth in the oral cavity. The three-dimensional scanner according to the present embodiment is not limited to the intraoral scanner, but can be applied to other three-dimensional scanners having the same configuration, for example, inside the human ear in addition to the intraoral area. In order to acquire a three-dimensional shape in the outer ear by imaging, it is also applicable to a scanner. The medical medical device exemplified by the three-dimensional scanner according to the present embodiment is not limited to dentistry, and can be applied to medical treatments of all medical departments such as ophthalmology, otolaryngology, radiology, and veterinary medicine. . Medical treatment includes diagnosis and treatment.

[三次元スキャナの構成]
図1は、本実施の形態に係る三次元スキャナ100の構成を示す模式図である。三次元スキャナ100は、「医療用診療装置」の一実施形態に対応する。図1に示すように、三次元スキャナ100は、ハンドピース70と、制御部40と、表示部50と、電源45とを備える。ハンドピース70は、手持ち式の部材であり、プローブ10と、接続部20と、光学計測部30とを含む。
[Configuration of 3D scanner]
FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of a three-dimensional scanner 100 according to the present embodiment. The three-dimensional scanner 100 corresponds to an embodiment of a “medical medical device”. As shown in FIG. 1, the three-dimensional scanner 100 includes a handpiece 70, a control unit 40, a display unit 50, and a power supply 45. The handpiece 70 is a hand-held member, and includes the probe 10, the connection unit 20, and the optical measurement unit 30.

プローブ10は、口腔内に差し込まれ、歯などの対象物99にパターンを有する光(以下、単にパターンともいう)を投影する。プローブ10は、パターンが投影された対象物99からの反射光を光学計測部30に導く。プローブ10は、光学計測部30に対して着脱可能である。このため、術者は、感染対策として、生体に接触する可能性のあるプローブ10のみを光学計測部30から取り外して滅菌処理(たとえば、高温高湿環境での処理)を施すことが可能である。仮に、三次元スキャナの装置全部を滅菌処理した場合、光学部品や電子部品などが多く含まれるため装置の寿命が短くなる虞があるが、上述したようにプローブ10のみを取り外して滅菌処理した場合には、装置の寿命が短くなることを極力防止することができる。   The probe 10 is inserted into the oral cavity and projects light having a pattern (hereinafter also simply referred to as a pattern) onto an object 99 such as a tooth. The probe 10 guides the reflected light from the object 99 onto which the pattern is projected to the optical measurement unit 30. The probe 10 can be attached to and detached from the optical measurement unit 30. Therefore, the surgeon can remove only the probe 10 that may come into contact with the living body from the optical measurement unit 30 and perform sterilization (for example, processing in a high-temperature and high-humidity environment) as a countermeasure against infection. . If the entire three-dimensional scanner device is sterilized, the life of the device may be shortened because many optical components and electronic components are included. However, as described above, only the probe 10 is removed and sterilized. Therefore, it is possible to prevent the life of the apparatus from being shortened as much as possible.

接続部20は、光学計測部30の一部であって当該光学計測部30から突出しており、プローブ10の根元と嵌合可能な形状を有する。接続部20は、プローブ10で採光した光を光学計測部30へ導くためのレンズ系や、カバーガラス、光学フィルタ、および位相差板(1/4波長板)などの光学部品を含んでいる。   The connection unit 20 is a part of the optical measurement unit 30, protrudes from the optical measurement unit 30, and has a shape that can be fitted to the root of the probe 10. The connection unit 20 includes a lens system for guiding the light collected by the probe 10 to the optical measurement unit 30, an optical component such as a cover glass, an optical filter, and a phase difference plate (¼ wavelength plate).

光学計測部30は、プローブ10を介して対象物99にパターンを投影し、投影したパターンを撮像する。なお、本実施の形態に係る光学計測部30は、以下で説明されるように、合焦法の原理を用いて三次元形状を取得する構成であるが、共焦点法などの原理を用いて三次元形状を取得する構成であってもよい。つまり、光学計測部30は、投影パターンや光学センサの焦点の位置を変化させる構成を含み、光学的な手法を用いて三次元形状を取得する構成であればいずれの原理を用いた構成であってもよい。   The optical measurement unit 30 projects a pattern onto the object 99 via the probe 10 and images the projected pattern. The optical measurement unit 30 according to the present embodiment is configured to acquire a three-dimensional shape using the principle of the focusing method, as will be described below, but using the principle such as the confocal method. The structure which acquires a three-dimensional shape may be sufficient. In other words, the optical measurement unit 30 includes a configuration that changes the projection pattern and the focus position of the optical sensor, and uses any principle as long as it is a configuration that acquires a three-dimensional shape using an optical technique. May be.

制御部40は、光学計測部30の動作を制御するとともに、光学計測部30で撮像した画像を処理して三次元形状を取得する。図示は省略するが、制御部40は、制御中枢としてのCPU(Central Processing Unit)と、CPUが動作するためのプログラムや制御データなどを記憶するROM(Read Only Memory)と、CPUのワークエリアとして機能するRAM(Random Access Memory)と、周辺機器との間で信号の整合性を保つための入出力インターフェイスとを含む。また、制御部40は、取得した三次元形状を表示部50に出力することも可能であり、光学計測部30の設定などの情報を図示しない入力装置などで入力することも可能である。   The control unit 40 controls the operation of the optical measurement unit 30 and processes the image captured by the optical measurement unit 30 to acquire a three-dimensional shape. Although not shown, the control unit 40 includes a CPU (Central Processing Unit) as a control center, a ROM (Read Only Memory) that stores a program for operating the CPU, control data, and the like, and a work area for the CPU. It includes a functioning RAM (Random Access Memory) and an input / output interface for maintaining signal consistency with peripheral devices. The control unit 40 can also output the acquired three-dimensional shape to the display unit 50, and can input information such as settings of the optical measurement unit 30 with an input device (not shown).

なお、撮像した画像を処理して三次元形状を取得するための演算の少なくとも一部は、制御部40のCPUによってソフトウェアとして実現されてもよいし、当該CPUとは別に処理を行うハードウェアとして実現されてもよい。当該CPUやハードウェアなどの処理部のうちの少なくとも一部は、光学計測部30の内部に組み込まれてもよい。図1では三次元スキャナ100の各構成要素(30,40,45,50)がケーブル(図中の太線)によって配線されているように描かれているが、これらの配線のうちの一部または全部が無線通信によって接続されてもよい。制御部40が片手で持ち上げられるほど十分に小型かつ軽量であれば、制御部40は、ハンドピース70の内部に設けられてもよい。   Note that at least a part of the calculation for processing the captured image to acquire a three-dimensional shape may be realized as software by the CPU of the control unit 40, or as hardware that performs processing separately from the CPU. It may be realized. At least a part of the processing unit such as the CPU or hardware may be incorporated in the optical measurement unit 30. In FIG. 1, each component (30, 40, 45, 50) of the three-dimensional scanner 100 is depicted as being wired by a cable (thick line in the drawing). All may be connected by wireless communication. The control unit 40 may be provided inside the handpiece 70 as long as the control unit 40 is small and light enough to be lifted with one hand.

表示部50は、制御部40で得られた対象物99の三次元形状の計測結果を表示する。表示部50は、光学計測部30の設定情報、患者情報、スキャナの起動状態、取扱説明書、およびヘルプ画面など、その他の情報も表示可能である。表示部50には、たとえば据え置き式の液晶ディスプレイや、ヘッドマウント式やメガネ式のウェアラブルディスプレイなどが適用できる。また、表示部50は複数あってもよく、三次元形状の計測結果やその他の情報が、複数の表示部50上に同時表示あるいは分割表示されてもよい。   The display unit 50 displays the measurement result of the three-dimensional shape of the object 99 obtained by the control unit 40. The display unit 50 can also display other information such as setting information of the optical measurement unit 30, patient information, scanner activation status, instruction manual, and help screen. As the display unit 50, for example, a stationary liquid crystal display, a head mounted type or a glasses type wearable display can be applied. Further, there may be a plurality of display units 50, and a three-dimensional shape measurement result and other information may be displayed simultaneously or divided on the plurality of display units 50.

電源45は、光学計測部30および制御部40に電力を供給する。電源45は、図1に示すように制御部40の外部に設けられてもよいが、制御部40の内部またはハンドピース70の内部に設けられてもよい。また、電源45は、制御部40、光学計測部30、および表示部50のそれぞれに個別に給電できるように複数設けられてもよい。   The power supply 45 supplies power to the optical measurement unit 30 and the control unit 40. The power supply 45 may be provided outside the control unit 40 as shown in FIG. 1, but may be provided inside the control unit 40 or inside the handpiece 70. Further, a plurality of power sources 45 may be provided so that power can be individually supplied to the control unit 40, the optical measurement unit 30, and the display unit 50.

[ハンドピースの構成]
図2は、本実施の形態に係るハンドピース70の構成を示す模式図である。なお、図2に示すハンドピース70内の各部材は、図1に示す光学計測部30に収納されている。図2に示すように、ハンドピース70は、筐体77の内部に、光源71と、レンズ81と、光学センサ75とを含む。ハンドピース70は、これら以外に、光源71から対象物99への光と、対象物99から光学センサ75への光とを分離するビームスプリッタ、および対象物99に向けて光を反射させる反射板などを含んでもよい。レンズ81は、「第1物体」の一実施形態に対応する。なお、以下で説明する実施形態においては、説明の便宜上、レンズ81が直線運動する方向を表す仮想直線をLで示し、直線Lに平行な軸をX軸、直線Lに垂直であって図2における紙面の上向きの軸をZ軸、X軸およびZ軸のそれぞれに垂直な軸をY軸と称する。
[Configuration of handpiece]
FIG. 2 is a schematic diagram showing the configuration of the handpiece 70 according to the present embodiment. Each member in the handpiece 70 shown in FIG. 2 is accommodated in the optical measurement unit 30 shown in FIG. As shown in FIG. 2, the handpiece 70 includes a light source 71, a lens 81, and an optical sensor 75 inside a housing 77. In addition to these, the handpiece 70 includes a beam splitter that separates light from the light source 71 to the object 99 and light from the object 99 to the optical sensor 75, and a reflector that reflects the light toward the object 99. Etc. may be included. The lens 81 corresponds to an embodiment of a “first object”. In the embodiment described below, for convenience of explanation, an imaginary straight line indicating the direction in which the lens 81 moves linearly is indicated by L, an axis parallel to the straight line L is the X axis, and perpendicular to the straight line L. The upward axis of the paper is called the Z axis, and the axis perpendicular to the X axis and the Z axis is called the Y axis.

光源71から出力された光は、レンズ81を通って対象物99に照射され、対象物99で反射される。対象物99で反射された光は、再びレンズ81を通って光学センサ75で検出される。合焦法の技術を用いて三次元形状を取得する場合、レンズ81と対象物99との間に設けられたパターン生成素子(図示せず)を通過した光が対象物99に投影される。レンズ81が同一直線(たとえば、図示上の直線L)上を直線運動すると、投影パターンの焦点位置が変化する。光学センサ75は、その変化毎で対象物99からの光を検出する。上述した制御部40は、レンズ81の位置と、そのときの光学センサ75による検出結果とに基づいて、対象物99の形状情報を演算する。   The light output from the light source 71 is irradiated to the object 99 through the lens 81 and reflected by the object 99. The light reflected by the object 99 passes through the lens 81 again and is detected by the optical sensor 75. When a three-dimensional shape is acquired using the focusing technique, light that has passed through a pattern generation element (not shown) provided between the lens 81 and the object 99 is projected onto the object 99. When the lens 81 linearly moves on the same straight line (for example, the straight line L in the drawing), the focal position of the projection pattern changes. The optical sensor 75 detects light from the object 99 for each change. The control unit 40 described above calculates the shape information of the object 99 based on the position of the lens 81 and the detection result of the optical sensor 75 at that time.

レンズ81が直線Lの方向(X軸方向)に直線運動すると、レンズ81の質量分だけハンドピース70の重心位置が移動することになり当該ハンドピース70を保持するユーザの手に振動として伝わる。その振動を打ち消すために、ハンドピース70は、筐体77の内部において、カウンタウェイト91をさらに設ける。カウンタウェイト91は、「第2物体」の一実施形態に対応する。カウンタウェイト91は、対象物99とレンズ81との間の光路、およびレンズ81と光学センサ75との間の光路を遮らないように、X軸方向における光学センサ75の背面側に設けられている。   When the lens 81 linearly moves in the direction of the straight line L (X-axis direction), the center of gravity of the handpiece 70 moves by the mass of the lens 81 and is transmitted as vibration to the user's hand holding the handpiece 70. In order to cancel the vibration, the handpiece 70 is further provided with a counterweight 91 inside the housing 77. The counterweight 91 corresponds to an embodiment of “second object”. The counterweight 91 is provided on the back side of the optical sensor 75 in the X-axis direction so as not to block the optical path between the object 99 and the lens 81 and the optical path between the lens 81 and the optical sensor 75. .

図3は、本実施の形態に係る三次元スキャナ100においてレンズ81とカウンタウェイト91との位置関係を説明するための模式図である。図3に示すように、レンズ81は、直線Lに平行な支持部60によって、直線Lの方向に直線運動するように支持されている。図示は省略するが、支持部60は、筐体77によって固定されている。さらに、レンズ81は、第1駆動部80の磁気回路構成85に接続されている。第1駆動部80は、磁気回路構成85によって、レンズ81を直線Lの方向に直線運動させるリニアモータを構成する。   FIG. 3 is a schematic diagram for explaining the positional relationship between the lens 81 and the counterweight 91 in the three-dimensional scanner 100 according to the present embodiment. As shown in FIG. 3, the lens 81 is supported so as to linearly move in the direction of the straight line L by a support portion 60 parallel to the straight line L. Although not shown, the support portion 60 is fixed by a housing 77. Further, the lens 81 is connected to the magnetic circuit configuration 85 of the first drive unit 80. The first drive unit 80 constitutes a linear motor that linearly moves the lens 81 in the direction of the straight line L by the magnetic circuit configuration 85.

カウンタウェイト91は、レンズ81の直線運動方向の直線L上に設けられかつ当該レンズ81と同じ質量を有する錘である。カウンタウェイト91は、直線Lに平行な支持部65によって、直線Lの方向に直線運動するように支持されている。本実施の形態においては、支持部65は、支持部60と別の部材である。さらに、カウンタウェイト91は、第2駆動部90の磁気回路構成95に接続されている。第2駆動部90は、磁気回路構成95によって、カウンタウェイト91を直線Lの方向に直線運動させるリニアモータを構成する。なお、磁気回路構成85および磁気回路構成95の具体的な構成は、図4〜図6に示す磁気回路構成85aおよび磁気回路構成85bを例にして後述する。なお、以下では、第1駆動部80および第2駆動部90をまとめて単に「駆動部」ともいう。   The counterweight 91 is a weight provided on the straight line L in the linear motion direction of the lens 81 and having the same mass as the lens 81. The counterweight 91 is supported by a support portion 65 parallel to the straight line L so as to linearly move in the direction of the straight line L. In the present embodiment, the support portion 65 is a separate member from the support portion 60. Further, the counterweight 91 is connected to the magnetic circuit configuration 95 of the second drive unit 90. The second drive unit 90 configures a linear motor that linearly moves the counterweight 91 in the direction of the straight line L by the magnetic circuit configuration 95. The specific configuration of the magnetic circuit configuration 85 and the magnetic circuit configuration 95 will be described later using the magnetic circuit configuration 85a and the magnetic circuit configuration 85b shown in FIGS. 4 to 6 as examples. Hereinafter, the first drive unit 80 and the second drive unit 90 are collectively referred to simply as a “drive unit”.

第1駆動部80および第2駆動部90のそれぞれは、制御部40によって制御される。なお、本実施の形態においては、第1駆動部80および第2駆動部90が共通の制御部40によってそれぞれ制御されるが、第1駆動部80および第2駆動部90が互いに異なる制御部によってそれぞれ制御されてもよい。   Each of the first drive unit 80 and the second drive unit 90 is controlled by the control unit 40. In the present embodiment, the first drive unit 80 and the second drive unit 90 are controlled by the common control unit 40, respectively. However, the first drive unit 80 and the second drive unit 90 are controlled by different control units. Each may be controlled.

第1駆動部80によって、レンズ81が直線Lの方向に直線運動すると、第2駆動部90によって、カウンタウェイト91は、レンズ81と相対する方向にレンズ81と同じ距離だけ直線運動する。たとえば、レンズ81が対象物99に近づく方向に直線L上を10mm移動すると、カウンタウェイト91は、対象物99から遠ざかる方向に直線L上を10mm移動する。また、レンズ81が対象物99から遠ざかる方向に直線L上を15mm移動すると、カウンタウェイト91は、対象物99に近づく方向に直線L上を15mm移動する。   When the lens 81 is linearly moved in the direction of the straight line L by the first driving unit 80, the counterweight 91 is linearly moved by the same distance as the lens 81 in the direction opposite to the lens 81 by the second driving unit 90. For example, when the lens 81 moves 10 mm on the straight line L in a direction approaching the object 99, the counterweight 91 moves 10 mm on the straight line L in a direction away from the object 99. When the lens 81 moves 15 mm on the straight line L in a direction away from the object 99, the counterweight 91 moves 15 mm on the straight line L in a direction approaching the object 99.

このように、レンズ81と相対する方向に当該レンズ81と同じ距離だけカウンタウェイト91が直線運動することで、レンズ81の直線運動に起因するハンドピース70の重心の偏りを相殺することができる。これにより、カウンタウェイト91によって、レンズ81の直線運動による振動を打ち消すことができる。   As described above, the counterweight 91 linearly moves in the direction opposite to the lens 81 by the same distance as the lens 81, so that the deviation of the center of gravity of the handpiece 70 caused by the linear motion of the lens 81 can be offset. Thereby, the vibration caused by the linear motion of the lens 81 can be canceled by the counterweight 91.

[駆動部の構成]
図4は、本実施の形態に係る駆動部のY−Z断面を示す模式図である。図5は、本実施の形態に係る駆動部のX−Z断面を示す模式図である。図6(A)は、本実施の形態に係る駆動部においてレンズ81が一方向に直線運動した場合の駆動部のX−Z断面を示す模式図である。図6(B)は本実施の形態に係る駆動部においてレンズ81が他方向に直線運動した場合の駆動部のX−Z断面を示す模式図である。なお、図4〜図6に示す例では、駆動部のうち、第1駆動部80の構成を説明するが、第2駆動部90の構成も第1駆動部80と同様である。すなわち、第2駆動部90の場合、図4〜図6に示す例において、レンズ81がカウンタウェイト91に置き換えられるが、その他の構成は第1駆動部80と同様である。
[Configuration of drive unit]
FIG. 4 is a schematic diagram showing a YZ section of the drive unit according to the present embodiment. FIG. 5 is a schematic diagram showing an XZ cross section of the drive unit according to the present embodiment. FIG. 6A is a schematic diagram illustrating an XZ cross section of the drive unit when the lens 81 linearly moves in one direction in the drive unit according to the present embodiment. FIG. 6B is a schematic diagram illustrating an XZ cross section of the drive unit when the lens 81 linearly moves in the other direction in the drive unit according to the present embodiment. 4 to 6, the configuration of the first drive unit 80 among the drive units will be described, but the configuration of the second drive unit 90 is the same as that of the first drive unit 80. That is, in the case of the second drive unit 90, in the example shown in FIGS. 4 to 6, the lens 81 is replaced with the counterweight 91, but the other configuration is the same as that of the first drive unit 80.

図4〜図6に示すように、第1駆動部80は、中央部に略円形のレンズ81を設けることができるように、レンズ81の周辺に当該レンズ81を直線運動させるための各部材が配置されており、直線運動方向である直線Lに沿って長尺状の中空形状を有する。このように、第1駆動部80の中央部に略円形のレンズ81を設けるような構成であるため、第1駆動部80の中央部に光を通すことができる。   As shown in FIGS. 4 to 6, the first driving unit 80 includes members for linearly moving the lens 81 around the lens 81 so that a substantially circular lens 81 can be provided at the center. It is arrange | positioned and has an elongate hollow shape along the straight line L which is a linear motion direction. As described above, since the substantially circular lens 81 is provided at the center of the first drive unit 80, light can be transmitted to the center of the first drive unit 80.

具体的には、図4に示すように、第1駆動部80においては、レンズ81の外周部に、固定支持部57aおよび可動支持部56aで構成される支持部と、固定支持部57bおよび可動支持部56bで構成される支持部とが設けられている。可動支持部56aおよび可動支持部56bは、それぞれ固定支持部57aおよび固定支持部57bに沿ってレンズ81を直線運動させる。なお、固定支持部57aおよび可動支持部56aで構成される支持部と、固定支持部57bおよび可動支持部56bで構成される支持部とは、図3を参照しながら説明した支持部60に対応する。   Specifically, as shown in FIG. 4, in the first drive unit 80, a support unit composed of a fixed support unit 57 a and a movable support unit 56 a, a fixed support unit 57 b and a movable unit are arranged on the outer periphery of the lens 81. The support part comprised by the support part 56b is provided. The movable support portion 56a and the movable support portion 56b cause the lens 81 to linearly move along the fixed support portion 57a and the fixed support portion 57b, respectively. In addition, the support part comprised by the fixed support part 57a and the movable support part 56a, and the support part comprised by the fixed support part 57b and the movable support part 56b respond | correspond to the support part 60 demonstrated with reference to FIG. To do.

具体的には、可動支持部56aおよび可動支持部56bは、レンズ81の外周部に固定されている。また、可動支持部56aと可動支持部56bとは、レンズ81の中心に対して対称的な位置に配置されている。なお、図4では、レンズ81の中心を通るように直線Lが示されている。可動支持部56aおよび可動支持部56bは、直線Lの方向に直線運動するようにレール状の固定支持部57aおよび固定支持部57bにそれぞれ嵌合している。固定支持部57aおよび固定支持部57bは、可動支持部56aおよび可動支持部56bとそれぞれ嵌合した状態で所謂リニアガイドの役割を担い、可動支持部56aおよび可動支持部56bは、それぞれ固定支持部57aおよび固定支持部57bに沿ってレンズ81とともに直線運動可能である。   Specifically, the movable support portion 56 a and the movable support portion 56 b are fixed to the outer peripheral portion of the lens 81. In addition, the movable support portion 56 a and the movable support portion 56 b are disposed at symmetrical positions with respect to the center of the lens 81. In FIG. 4, a straight line L is shown so as to pass through the center of the lens 81. The movable support portion 56a and the movable support portion 56b are respectively fitted to the rail-like fixed support portion 57a and the fixed support portion 57b so as to linearly move in the direction of the straight line L. The fixed support portion 57a and the fixed support portion 57b play a role of a so-called linear guide in a state of being fitted to the movable support portion 56a and the movable support portion 56b, respectively. The movable support portion 56a and the movable support portion 56b are respectively fixed support portions. A linear movement is possible with the lens 81 along 57a and the fixed support part 57b.

可動支持部56aおよび可動支持部56bには、それぞれ固定支持部57aおよび固定支持部57bの接続面との間において、グリスなどの粘性を有する潤滑剤が塗布されてもよいし、ボールやローラなどの転がり軸受が設けられてもよい。この場合、グリスなどの粘性を有する潤滑剤は、「ダンパ」の一実施形態に対応する。   A lubricant having viscosity such as grease may be applied to the movable support portion 56a and the movable support portion 56b between the connection surfaces of the fixed support portion 57a and the fixed support portion 57b. A rolling bearing may be provided. In this case, the lubricant having viscosity such as grease corresponds to an embodiment of the “damper”.

さらに、図4および図5に示すように、レンズ81の外周部付近には、長尺状の複数のバネ55a〜55dが設けられている。バネ55a〜55dは、レンズ81の中心に対して、支持部60の位置から概ね90度ずれた位置に、直線Lに沿うようにX軸方向に設けられている。バネ55a〜55dは、「弾性部材」の一実施形態に対応する。バネ55a〜55dには、コイルバネなどが適用される。なお、弾性部材には、バネに限らず、ゴムなど、力を加えたときに変形する一方で力を除いたときには元に戻るものであればいずれの部材が適用されてもよい。   Further, as shown in FIGS. 4 and 5, a plurality of long springs 55 a to 55 d are provided in the vicinity of the outer peripheral portion of the lens 81. The springs 55 a to 55 d are provided in the X-axis direction so as to follow the straight line L at a position that is substantially 90 degrees away from the position of the support portion 60 with respect to the center of the lens 81. The springs 55a to 55d correspond to an embodiment of an “elastic member”. A coil spring or the like is applied to the springs 55a to 55d. The elastic member is not limited to a spring, and any member such as rubber may be applied as long as it deforms when a force is applied and returns to its original state when the force is removed.

バネ55aおよびバネ55bとバネ55cおよびバネ55dとは、レンズ81の中心に対して対称的な位置に設けられている。バネ55aおよびバネ55bは、直線Lの方向と垂直な方向から、レンズ81の中心に向かって当該レンズ81を挟み込むようにその一端が当該レンズ81に当接し、その他端は図示しない筐体に当接する。さらに、バネ55aおよびバネ55bは、X方向の変形が許容され、Y-Z方向に変形しないように筐体内で保持されている。バネ55cおよびバネ55dは、直線Lの方向と垂直な方向から、レンズ81を挟み込むようにその一端が当該レンズ81に当接し、その他端は図示しない筐体に当接する。さらに、バネ55cおよびバネ55dは、X方向の変形が許容され、Y-Z方向に変形しないように筐体内で保持されている。このように配置された複数のバネ55a〜55dによって、レンズ81に対して直線運動方向に弾性力が与えられる。   The spring 55 a and the spring 55 b and the spring 55 c and the spring 55 d are provided at positions symmetrical with respect to the center of the lens 81. One end of each of the spring 55a and the spring 55b abuts against the lens 81 so as to sandwich the lens 81 from the direction perpendicular to the direction of the straight line L toward the center of the lens 81, and the other end contacts the casing (not shown). Touch. Further, the spring 55a and the spring 55b are held in the casing so as to be allowed to be deformed in the X direction and not deformed in the YZ direction. One end of each of the spring 55c and the spring 55d is in contact with the lens 81 so as to sandwich the lens 81 from the direction perpendicular to the direction of the straight line L, and the other end is in contact with a housing (not shown). Further, the spring 55c and the spring 55d are held in the housing so as to be allowed to deform in the X direction and not to be deformed in the YZ direction. By the plurality of springs 55a to 55d arranged in this way, an elastic force is given to the lens 81 in the linear motion direction.

バネ55aおよびバネ55bの外側(レンズ81の中心から離れる方向)には、レンズ81を直線Lの方向に直線運動させるための磁気回路構成85aが設けられている。磁気回路構成85aは、N極およびS極からなる磁石53aと、磁石53aの外側に配置されたコイル52aとを含む。   A magnetic circuit configuration 85a for linearly moving the lens 81 in the direction of the straight line L is provided outside the springs 55a and 55b (in a direction away from the center of the lens 81). The magnetic circuit configuration 85a includes a magnet 53a composed of an N pole and an S pole, and a coil 52a disposed outside the magnet 53a.

磁石53aは、直線Lの方向に運動可能な可動子であり、磁石53aが直線Lに沿って直線運動することで、レンズ81も直線Lに沿って直線運動可能である。コイル52aは、固定子である。   The magnet 53a is a mover that can move in the direction of the straight line L, and the lens 81 can also move linearly along the straight line L when the magnet 53a moves linearly along the straight line L. The coil 52a is a stator.

コイル52aのさらに外側には、ヨーク51aが設けられている。ヨーク51aは、コイル52aと同様に固定子である。   A yoke 51a is provided on the outer side of the coil 52a. The yoke 51a is a stator like the coil 52a.

同様に、バネ55cおよびバネ55dの外側には、レンズ81を直線Lの方向に直線運動させるための磁気回路構成85bが設けられている。磁気回路構成85bは、N極およびS極からなる磁石53bと、磁石53bの外側に配置されたコイル52bとを含む。   Similarly, a magnetic circuit configuration 85b for linearly moving the lens 81 in the direction of the straight line L is provided outside the springs 55c and 55d. The magnetic circuit configuration 85b includes a magnet 53b composed of an N pole and an S pole, and a coil 52b disposed outside the magnet 53b.

磁石53bは、直線Lの方向に運動可能な可動子であり、磁石53bが直線Lに沿って直線運動することで、レンズ81も直線Lに沿って直線運動可能である。コイル52bは、固定子である。   The magnet 53 b is a mover that can move in the direction of the straight line L, and the lens 81 can also move linearly along the straight line L when the magnet 53 b moves linearly along the straight line L. The coil 52b is a stator.

コイル52bのさらに外側には、ヨーク51bが設けられている。ヨーク51bは、コイル52bと同様に固定子である。   A yoke 51b is provided on the outer side of the coil 52b. The yoke 51b is a stator like the coil 52b.

このような構成を有する第1駆動部80においては、磁気回路構成85aおよび磁気回路構成85bによってレンズ81に直線Lの方向に力が与えられることで、レンズ81が直線運動する。   In the first drive unit 80 having such a configuration, the lens 81 moves linearly by applying a force in the direction of the straight line L to the lens 81 by the magnetic circuit configuration 85a and the magnetic circuit configuration 85b.

たとえば、磁気回路構成85aおよび磁気回路構成85bにおいて、図5に示すような位置関係でN極およびS極からなる磁石53aおよび磁石53bを配置すると、点線で示すような矢印方向の磁界が生じる。この場合において、図5に示すような電流(Y軸に沿って紙面の手前から奥に向かう方向の電流を「×」、Y軸に沿って紙面の奥から手前に向かう方向の電流を「・」で示す)をコイル52aおよびコイル52bのそれぞれに流すと、フレミングの左手の法則に従って、実線の矢印で示すようにX軸方向に電磁力(F)が生じる。このようにして生じた電磁力(F)が可動子である磁石53aおよび磁石53bに作用されると、磁石53aおよび磁石53bが電磁力(F)と反対の方向に動く。以下、バネ55a〜バネ55d、磁石53a,53b、レンズ81、コイル52a,52b、およびグリスなどの粘性を有する潤滑剤を含むダンパなど、装置内での物体の運動に関わる構成を、「運動系」と称する。   For example, in the magnetic circuit configuration 85a and the magnetic circuit configuration 85b, when the magnet 53a and the magnet 53b composed of the N pole and the S pole are arranged in the positional relationship as shown in FIG. 5, a magnetic field in the arrow direction as shown by a dotted line is generated. In this case, the current shown in FIG. 5 (the current in the direction from the front to the back of the paper along the Y-axis is “x”, the current in the direction from the back of the paper to the front along the Y-axis is “ ) Is passed through each of the coil 52a and the coil 52b, and electromagnetic force (F) is generated in the X-axis direction as indicated by the solid arrow in accordance with Fleming's left-hand rule. When the electromagnetic force (F) generated in this way is applied to the magnet 53a and the magnet 53b which are the movers, the magnet 53a and the magnet 53b move in a direction opposite to the electromagnetic force (F). Hereinafter, the configuration related to the motion of the object in the apparatus, such as the spring 55a to the spring 55d, the magnets 53a and 53b, the lens 81, the coils 52a and 52b, and a damper including a lubricant having viscosity such as grease, is referred to as “motion system”. ".

レンズ81は、レンズ81の慣性力、電磁力(F)、バネ55a〜55dの弾性力、およびダンパの粘性力といった運動系の応答により直線Lの方向に振動することになる。図6(A),(B)に示すように、制御部40は、この振動を利用してレンズ81を直線Lの方向に直線運動させる。つまり、制御部40は、運動系の固有振動数に合わせて一定周期で第1駆動部80を制御して磁気回路構成85aおよび磁気回路構成85bに電流を流すことで、運動系による共振現象を利用してレンズ81を直線Lの方向に直線運動させることができる。   The lens 81 vibrates in the direction of the straight line L due to the response of the motion system such as the inertial force of the lens 81, electromagnetic force (F), elastic force of the springs 55a to 55d, and viscous force of the damper. As shown in FIGS. 6A and 6B, the control unit 40 linearly moves the lens 81 in the direction of the straight line L using this vibration. That is, the control unit 40 controls the first driving unit 80 at a constant period according to the natural frequency of the motion system and causes a current to flow through the magnetic circuit configuration 85a and the magnetic circuit configuration 85b. Utilizing this, the lens 81 can be linearly moved in the direction of the straight line L.

このように、第1駆動部80は、運動系の固有振動数に合わせてコイル52aおよびコイル52bに電流を流すことで、レンズ81を直線Lの方向に往復駆動させる共振駆動モータとして機能させることができる。ここで、モータにカムなどの機構部品を接続した機械的構成によってレンズ81を直線運動させるような場合、レンズ81を移動させている間、常にモータを駆動し続けなければならない。一方、本実施の形態のように運動系の共振現象を利用すれば、一定周期に磁気回路構成85aおよび磁気回路構成85bに電流を流すだけでレンズ81を直線運動させることができる。したがって、本実施の形態のような磁気回路構成を用いると、消費電力を抑えることができ、効率がよい。   In this way, the first drive unit 80 functions as a resonance drive motor that reciprocates the lens 81 in the direction of the straight line L by causing a current to flow through the coil 52a and the coil 52b in accordance with the natural frequency of the motion system. Can do. Here, when the lens 81 is linearly moved by a mechanical configuration in which a mechanical component such as a cam is connected to the motor, the motor must be continuously driven while the lens 81 is moved. On the other hand, if the resonance phenomenon of the motion system is used as in the present embodiment, the lens 81 can be linearly moved simply by passing a current through the magnetic circuit configuration 85a and the magnetic circuit configuration 85b at a constant period. Therefore, when a magnetic circuit configuration like this embodiment is used, power consumption can be suppressed and efficiency is high.

前述したように、第1駆動部80によって、レンズ81が直線Lの方向に直線運動すると、第2駆動部90によって、カウンタウェイト91は、レンズ81と相対する方向にレンズ81と同じ距離だけ直線運動する。   As described above, when the lens 81 moves linearly in the direction of the straight line L by the first driving unit 80, the counter weight 91 is linearly moved by the same distance as the lens 81 in the direction facing the lens 81 by the second driving unit 90. Exercise.

たとえば、図7(A)は、本実施の形態に係る三次元スキャナ100においてレンズ81およびカウンタウェイト91が互いに遠ざかる方向に直線運動した場合の両者の位置関係を説明するための図である。図7(A)に示すように、制御部40は、レンズ81を対象物99に近づく方向に移動させた場合、カウンタウェイト91を対象物99から遠ざかる方向に移動させる。また、図7(B)は、本実施の形態に係る三次元スキャナ100においてレンズ81およびカウンタウェイト91が互いに近づく方向に直線運動した場合の両者の位置関係を説明するための図である。図7(B)に示すように、制御部40は、レンズ81を対象物99から遠ざかる方向に移動させた場合、カウンタウェイト91を対象物99に近づく方向に移動させる。   For example, FIG. 7A is a diagram for explaining the positional relationship between the lens 81 and the counterweight 91 that are linearly moved away from each other in the three-dimensional scanner 100 according to the present embodiment. As shown in FIG. 7A, when the lens 81 is moved in a direction approaching the object 99, the control unit 40 moves the counterweight 91 in a direction away from the object 99. FIG. 7B is a diagram for explaining the positional relationship between the lens 81 and the counterweight 91 that are linearly moved toward each other in the three-dimensional scanner 100 according to the present embodiment. As illustrated in FIG. 7B, when the lens 81 is moved in a direction away from the object 99, the control unit 40 moves the counterweight 91 in a direction approaching the object 99.

このように、三次元スキャナ100においては、レンズ81を直線運動させる第1駆動部80と、カウンタウェイト91を直線運動させる第2駆動部90とを、制御部40がそれぞれ独立して制御することによって、レンズ81によって対象物99に対する投影パターンの焦点位置を変化させつつ、カウンタウェイト91によってレンズ81の直線運動による振動を打ち消すことができる。   As described above, in the three-dimensional scanner 100, the control unit 40 independently controls the first drive unit 80 that linearly moves the lens 81 and the second drive unit 90 that linearly moves the counterweight 91. Thus, while the focal position of the projection pattern with respect to the object 99 is changed by the lens 81, the vibration due to the linear motion of the lens 81 can be canceled by the counterweight 91.

また、図4および図5に示すように、第1駆動部80においては、略円形のレンズ81を中心として、直線Lの方向と垂直な方向から、バネ55aとバネ55cとが対称的な位置でレンズ81を挟み込むように配置されている。また、略円形のレンズ81を中心として、直線Lの方向と垂直な方向から、バネ55bとバネ55dとが対称的な位置でレンズ81を挟み込むように配置されている。また、略円形のレンズ81を中心として、直線Lの方向と垂直な方向から、磁気回路構成85aの各部材と磁気回路構成85bの各部材とが対称的な位置に設けられている。   As shown in FIGS. 4 and 5, in the first drive unit 80, the spring 55a and the spring 55c are symmetrically positioned from the direction perpendicular to the direction of the straight line L with the substantially circular lens 81 as the center. The lens 81 is interposed therebetween. The spring 55b and the spring 55d are arranged so as to sandwich the lens 81 from a direction perpendicular to the direction of the straight line L with the substantially circular lens 81 as a center. The members of the magnetic circuit configuration 85a and the members of the magnetic circuit configuration 85b are provided symmetrically from the direction perpendicular to the direction of the straight line L with the substantially circular lens 81 as the center.

さらに、略円形のレンズ81を中心として、バネ55a〜55dの位置から90度ずれた位置において、直線Lの方向と垂直な方向から、可動支持部56aと可動支持部56bとが対称的な位置でレンズ81を挟み込むように配置されている。また、略円形のレンズ81を中心として、バネ55a〜55dの位置から90度ずれた位置において、直線Lの方向と垂直な方向から、固定支持部57aと固定支持部57bとが対称的な位置でレンズ81を挟み込むように配置されている。   Furthermore, the movable support portion 56a and the movable support portion 56b are symmetrically positioned from the direction perpendicular to the direction of the straight line L at a position shifted by 90 degrees from the positions of the springs 55a to 55d around the substantially circular lens 81. The lens 81 is interposed therebetween. In addition, the fixed support portion 57a and the fixed support portion 57b are symmetrically positioned from the direction perpendicular to the direction of the straight line L at a position shifted by 90 degrees from the positions of the springs 55a to 55d around the substantially circular lens 81. The lens 81 is interposed therebetween.

このように、三次元スキャナ100においては、運動対象であるレンズ81を挟み込むようにして、第1駆動部80の各構成が上下左右対称に配置されるとともに、可動支持部56a,56bおよび固定支持部57a,57bも上下左右対称に配置されている。仮に、片方の可動支持部56aおよび固定支持部57aのみでレンズ81を支持して直線Lの方向に直線運動させた場合、固定支持部57aと可動支持部56aとの嵌合部を支点に力のモーメントが発生する。レンズ81に当該力のモーメントが発生することで、固定支持部57aに対して可動支持部56aに傾きが生じて、レンズ81の移動がガタつくことになる。直線L上を往復運動するレンズ81は、往路と復路とで支点に発生する力のモーメントの方向が異なる。そこで、レンズ81の中心に対して対称的に可動支持部56a,56bおよび固定支持部57a,57bを設けることで、固定支持部57aと可動支持部56aとの嵌合部および固定支持部57bと可動支持部56bとの嵌合部のそれぞれに掛かる力のモーメントを互いに打ち消し合わせることができる。なお、カウンタウェイト91においても同様である。   As described above, in the three-dimensional scanner 100, the components of the first drive unit 80 are arranged symmetrically in the vertical and horizontal directions so as to sandwich the lens 81 that is the object of movement, and the movable support units 56a and 56b and the fixed support are arranged. The parts 57a and 57b are also arranged symmetrically in the vertical and horizontal directions. If the lens 81 is supported by only one of the movable support portion 56a and the fixed support portion 57a and is linearly moved in the direction of the straight line L, the force between the fixed support portion 57a and the movable support portion 56a is a fulcrum. The moment is generated. When the moment of the force is generated in the lens 81, the movable support portion 56a is inclined with respect to the fixed support portion 57a, and the movement of the lens 81 is rattled. In the lens 81 that reciprocates on the straight line L, the direction of the moment of force generated at the fulcrum differs between the forward path and the return path. Therefore, by providing the movable support portions 56a and 56b and the fixed support portions 57a and 57b symmetrically with respect to the center of the lens 81, the fitting portion between the fixed support portion 57a and the movable support portion 56a and the fixed support portion 57b are provided. Moments of force applied to each of the fitting portions with the movable support portion 56b can be canceled out with each other. The same applies to the counterweight 91.

第1駆動部80の各部材や可動支持部56a,56bおよび固定支持部57a,57bが上下左右対称に配置されていない場合、固定支持部57aと可動支持部56aとの嵌合部および固定支持部57bと可動支持部56bとの嵌合部のそれぞれに掛かる力のモーメントが互いに打ち消し合わずに、振動が除去しきれない虞がある。特に、ハンドピース70は、手持ち式であり、頻繁に傾けられて使用される。このため、ハンドピース70の傾き方向によって、固定支持部57aと可動支持部56aとの嵌合部および固定支持部57bと可動支持部56bとの嵌合部のそれぞれに掛かる力のモーメントが互いに打ち消し合わずに、残留振動が生じる。その点、本実施の形態のように、各部材を上下左右対称に配置することで、固定支持部57aと可動支持部56aとの嵌合部および固定支持部57bと可動支持部56bとの嵌合部のそれぞれに掛かる力のモーメントが互いに打ち消し合わせ、残留振動を極力抑えることができる。   When the members of the first drive unit 80, the movable support portions 56a and 56b, and the fixed support portions 57a and 57b are not arranged vertically and horizontally symmetrically, the fitting portion and the fixed support between the fixed support portion 57a and the movable support portion 56a. There is a possibility that the moments of the forces applied to the fitting portions of the portion 57b and the movable support portion 56b do not cancel each other, and vibrations cannot be completely removed. In particular, the handpiece 70 is handheld and is frequently tilted and used. Therefore, depending on the tilt direction of the handpiece 70, the moments of the forces applied to the fitting portion between the fixed support portion 57a and the movable support portion 56a and the fitting portion between the fixed support portion 57b and the movable support portion 56b cancel each other. Residual vibration occurs without matching. In that respect, as in the present embodiment, by arranging the members symmetrically in the vertical and horizontal directions, the fitting portion between the fixed support portion 57a and the movable support portion 56a and the fitting between the fixed support portion 57b and the movable support portion 56b. The moment of force applied to each of the joints cancels each other, and residual vibration can be suppressed as much as possible.

また、ハンドピース70においては、運動対象であるレンズ81を直線Lの方向と垂直な方向から挟み込むようにして、第1駆動部80の各部材が配置されるとともに、可動支持部56a,56bおよび固定支持部57a,57bも配置されているため、モータにカムなどの機構部品を接続した機械的構成によってレンズ81を直線運動させるような場合に比べて、ハンドピース70全体の小型化を図ることができる。さらに、上述したように、第1駆動部80の各構成、可動支持部56a,56b、および固定支持部57a,57bによって中空になった場所にレンズ81を配置することができるため、ハンドピース70の中心部にパターンを有する光を通すことができる。   Further, in the handpiece 70, each member of the first drive unit 80 is disposed so as to sandwich the lens 81 that is the object of movement from the direction perpendicular to the direction of the straight line L, and the movable support units 56a and 56b and Since the fixed support portions 57a and 57b are also arranged, the entire handpiece 70 can be reduced in size as compared with a case where the lens 81 is linearly moved by a mechanical configuration in which a mechanical component such as a cam is connected to a motor. Can do. Furthermore, as described above, since the lens 81 can be disposed in a place hollowed by the components of the first drive unit 80, the movable support portions 56a and 56b, and the fixed support portions 57a and 57b, the handpiece 70 is provided. The light having a pattern can be passed through the central part.

[主な構成]
次に、本実施の形態に係る三次元スキャナ100の主な構成を説明する。
[Main configuration]
Next, the main configuration of the three-dimensional scanner 100 according to the present embodiment will be described.

本実施の形態に係る三次元スキャナ100は、筐体77と、レンズ81と、レンズ81を直線運動させる第1駆動部80と、レンズ81の直線運動方向の直線L上に設けられかつ当該レンズ81と同じ質量を有するカウンタウェイト91と、カウンタウェイト91を直線運動させる第2駆動部90と、レンズ81およびカウンタウェイト91が直線運動するように支持する支持部60,65と、第1駆動部80および第2駆動部90を制御する制御部40とを備え、制御部40は、レンズ81とカウンタウェイト91とが相対する方向にそれぞれ同じ距離だけ直線運動するように第1駆動部80および第2駆動部90をそれぞれ制御する。   The three-dimensional scanner 100 according to the present embodiment is provided on a case 77, a lens 81, a first drive unit 80 that linearly moves the lens 81, and a straight line L in the linear motion direction of the lens 81, and the lens A counterweight 91 having the same mass as 81, a second drive unit 90 that linearly moves the counterweight 91, support units 60 and 65 that support the lens 81 and the counterweight 91 so as to linearly move, and a first drive unit. 80 and the control unit 40 that controls the second drive unit 90, and the control unit 40 linearly moves the first drive unit 80 and the second drive unit so that the lens 81 and the counterweight 91 move in the opposite directions by the same distance. 2 drives 90 are controlled respectively.

このように、本実施の形態に係る三次元スキャナ100においては、レンズ81およびカウンタウェイト91をそれぞれの駆動部で独立して直線運動させることができる。このため、同一のモータで並進ステージによってレンズ81およびカウンタウェイト91をともに直線運動させるような構成に比べて、長時間駆動し続けたとしても機械的な摩耗が生じにくい。したがって、レンズ81およびカウンタウェイト91の直線運動を実現する装置の長寿命化を実現することができる。   Thus, in the three-dimensional scanner 100 according to the present embodiment, the lens 81 and the counterweight 91 can be linearly moved independently by the respective drive units. Therefore, mechanical wear is less likely to occur even if the lens 81 and the counterweight 91 are both linearly moved by the translation stage using the same motor, even if the lens is driven for a long time. Therefore, it is possible to realize a long life of the apparatus that realizes the linear motion of the lens 81 and the counterweight 91.

また、上述したように、レンズ81およびカウンタウェイト91をそれぞれの駆動部で独立して直線運動させるような構成を採用したことで、上述した磁気回路構成をレンズ81およびカウンタウェイト91のそれぞれの駆動部に採用することができる。すなわち、本実施の形態において、第1駆動部80は、磁石53a,53b、およびコイル52a,52bを含む磁気回路構成85を有し、レンズ81は、磁気回路構成85によって直線運動方向の力(電磁力(F))が与えられることで直線運動する。同様に、第2駆動部90は、磁石およびコイル(いずれも図示は省略する)を含む磁気回路構成95を有し、カウンタウェイト91は、磁気回路構成95によって直線運動方向の力(電磁力(F))が与えられることで直線運動する。   In addition, as described above, by adopting a configuration in which the lens 81 and the counterweight 91 are linearly moved independently by the respective drive units, the above-described magnetic circuit configuration is changed to the driving of the lens 81 and the counterweight 91. Can be adopted in the department. In other words, in the present embodiment, the first drive unit 80 has a magnetic circuit configuration 85 including magnets 53 a and 53 b and coils 52 a and 52 b, and the lens 81 has a force in the linear motion direction ( Electromagnetic force (F)) gives a linear motion. Similarly, the second drive unit 90 has a magnetic circuit configuration 95 including a magnet and a coil (both not shown), and the counterweight 91 has a force (electromagnetic force (electromagnetic force ( F)) gives a linear motion.

これにより、カムなどの機構部品を用いてレンズ81またはカウンタウェイト91の直線運動方向へと力の向きを変えるような構成に比べて、機械的摩耗の影響を少なくすることができ、さらに、三次元スキャナ100全体の小型化および軽量化を図ることができる。また、機構部品を採用するよりも、磁気回路のみによる装置構成を採用した方が、耐久性に優れ、メンテナンスも容易である。   As a result, the influence of mechanical wear can be reduced compared to a configuration in which the direction of the force is changed in the linear motion direction of the lens 81 or the counterweight 91 using a mechanical component such as a cam. The entire original scanner 100 can be reduced in size and weight. In addition, it is more durable and easier to maintain than adopting a mechanical component if the device configuration using only a magnetic circuit is employed.

第1駆動部80は、レンズ81の直線運動方向に弾性力を与えるバネ55a〜55dを含む。同様に、第2駆動部90は、カウンタウェイト91の直線運動方向に弾性力を与えるバネ(図示は省略する)を含む。   The first drive unit 80 includes springs 55 a to 55 d that apply elastic force in the linear motion direction of the lens 81. Similarly, the second drive unit 90 includes a spring (not shown) that gives an elastic force in the linear movement direction of the counterweight 91.

これにより、レンズ81の慣性力、バネ55a〜55dの弾性力、およびダンパの粘性力からなる運動系の応答による共振現象を利用して、レンズ81またはカウンタウェイト91を振動させるため、消費電力を抑えることができ、効率がよい。   As a result, the lens 81 or the counterweight 91 is vibrated by utilizing the resonance phenomenon caused by the response of the motion system including the inertial force of the lens 81, the elastic force of the springs 55a to 55d, and the viscous force of the damper. It can be suppressed and is efficient.

第1駆動部80は、可動支持部56aおよび可動支持部56bのそれぞれと固定支持部57aおよび固定支持部57bのそれぞれとの接続面において、グリスなどの粘性を有する潤滑剤からなるダンパを含む。同様に、第2駆動部90は、前述のダンパ(図示は省略する)を含む。   The first drive unit 80 includes a damper made of a lubricant having a viscosity such as grease at the connection surfaces between the movable support 56a and the movable support 56b and the fixed support 57a and the fixed support 57b. Similarly, the second drive unit 90 includes the above-described damper (not shown).

これにより、第1駆動部80を含む運動系と第2駆動部90を含む運動系に対して外部から加わる重力や、操作者による振動などを減衰させることができる。   Thereby, it is possible to attenuate the gravity applied from the outside to the motion system including the first drive unit 80 and the motion system including the second drive unit 90, vibration by the operator, and the like.

第1駆動部80は、固定支持部57aと可動支持部56aとの嵌合部および固定支持部57bと可動支持部56bとの嵌合部に掛かる各モーメントを打ち消し合う位置に部材が配置されている。同様に、第2駆動部90は、固定支持部と可動支持部との嵌合部(図示は省略する)に掛かる各モーメントを打ち消し合う位置に部材が配置されている。   The first drive unit 80 has members arranged at positions where the moments applied to the fitting portion between the fixed support portion 57a and the movable support portion 56a and the moment applied to the fitting portion between the fixed support portion 57b and the movable support portion 56b cancel each other. Yes. Similarly, the second drive unit 90 has a member disposed at a position where the moments applied to the fitting portion (not shown) between the fixed support portion and the movable support portion cancel each other.

これにより、レンズ81の支持部60またはカウンタウェイト91の支持部65に力のモーメントが極力掛からないため、残留振動を極力抑えることができる。   Thereby, since the moment of force is not applied to the support part 60 of the lens 81 or the support part 65 of the counterweight 91 as much as possible, the residual vibration can be suppressed as much as possible.

第1駆動部80は、直線Lの方向と垂直な方向からレンズ81を挟み込む位置に部材が配置されている。同様に、第2駆動部90は、直線Lの方向と垂直な方向からカウンタウェイト91を挟み込む位置に部材が配置されている。   In the first driving unit 80, a member is disposed at a position where the lens 81 is sandwiched from a direction perpendicular to the direction of the straight line L. Similarly, the second drive unit 90 has a member disposed at a position where the counterweight 91 is sandwiched from a direction perpendicular to the direction of the straight line L.

これにより、ハンドピース70全体の小型化を図ることができ、さらに、レンズ81の中心部にパターンを有する光を通すことができる。   As a result, the entire handpiece 70 can be reduced in size, and light having a pattern can be passed through the central portion of the lens 81.

レンズ81を支持する支持部65は、カウンタウェイト91を支持する支持部60とは別の部材である。   The support portion 65 that supports the lens 81 is a member different from the support portion 60 that supports the counterweight 91.

これにより、設計の自由度が向上するため、ハンドピース70のような限られたスペースの中であっても適切に部材を配置することができる。   Thereby, since the freedom degree of design improves, even if it is in the limited space like the handpiece 70, a member can be arrange | positioned appropriately.

[変形例]
本発明は、上記の実施例に限られず、さらに種々の変形、応用が可能である。以下、本発明に適用可能な変形例について説明する。
[Modification]
The present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications and applications are possible. Hereinafter, modified examples applicable to the present invention will be described.

(物体について)
本実施の形態においては、第1物体としてレンズ81を適用し、第2物体としてカウンタウェイト91を適用したが、第2物体は、第1物体と同じ質量を有するレンズであってもよい。つまり、ハンドピースは、ともに同じ質量を有する2つのレンズが相対する方向にそれぞれ同じ距離だけ直線運動するように構成されてもよく、レンズがカウンタウェイトの機能を有していてもよい。
(About objects)
In the present embodiment, the lens 81 is applied as the first object and the counterweight 91 is applied as the second object. However, the second object may be a lens having the same mass as the first object. In other words, the handpiece may be configured so that two lenses having the same mass both linearly move in the opposite direction by the same distance, and the lens may have a counterweight function.

たとえば、図8は、変形例に係るハンドピース170内の光学系の構成を説明するための模式図である。図8に示すように、ハンドピース170においては、対象物99とレンズ81との間に第2物体であるレンズ92が配置されている。このとき、第2物体をカウンタウェイトとしてもよく、その場合には、カウンタウェイトを中空形状にすることで、光路を遮ることがない。   For example, FIG. 8 is a schematic diagram for explaining the configuration of the optical system in the handpiece 170 according to a modification. As shown in FIG. 8, in the handpiece 170, a lens 92 that is a second object is disposed between the object 99 and the lens 81. At this time, the second object may be a counterweight. In this case, the optical path is not blocked by making the counterweight hollow.

なお、本実施の形態においては、図3に示すように、レンズが直線運動方向に沿った直線Lに対して垂直に設けられていたが、直線Lに対して斜めに設けられてもよい。   In the present embodiment, as shown in FIG. 3, the lens is provided perpendicular to the straight line L along the linear motion direction, but may be provided obliquely to the straight line L.

(駆動部の各部材の配置場所について)
本実施の形態においては、図4〜図6に示すように、バネ55aとバネ55bとが直線Lの方向からレンズ81の上部を挟み込むように配置され、バネ55cとバネ55dとが直線Lの方向からレンズ81の下部を挟み込むように配置されていたが、バネの数およびその配置場所はこれに限らない。
(About the location of each member of the drive unit)
In the present embodiment, as shown in FIGS. 4 to 6, the spring 55 a and the spring 55 b are arranged so as to sandwich the upper part of the lens 81 from the direction of the straight line L, and the spring 55 c and the spring 55 d have a straight line L. Although it has been arranged so as to sandwich the lower part of the lens 81 from the direction, the number of springs and the arrangement location thereof are not limited thereto.

たとえば、図9は、変形例に係る駆動部180のY−Z断面を示す模式図である。図9に示すように、レンズ81の中心部における光路を遮らないように当該レンズ81の外周を取り囲むようにして、レンズ81の外周にバネ155が配置されてもよい。図示は省略するが、駆動部180の縦断面においては、2つのバネが直線Lの方向からレンズ81を挟み込むようにして配置されている。バネ155の直径は、レンズ81を2つのバネによって挟み込んで固定できるように、レンズ81の直径と略同じであればよい。   For example, FIG. 9 is a schematic diagram illustrating a YZ cross section of a drive unit 180 according to a modification. As shown in FIG. 9, a spring 155 may be disposed on the outer periphery of the lens 81 so as to surround the outer periphery of the lens 81 so as not to block the optical path at the center of the lens 81. Although not shown, in the longitudinal section of the drive unit 180, two springs are arranged so as to sandwich the lens 81 from the direction of the straight line L. The diameter of the spring 155 may be substantially the same as the diameter of the lens 81 so that the lens 81 can be sandwiched and fixed by two springs.

また、図10は、変形例に係る駆動部280のY−Z断面を示す模式図である。図10に示すように、レンズ81の四隅に4つのバネ255a〜255dが配置されてもよい。図示は省略するが、駆動部280の縦断面においては、レンズ81の各隅において、2つのバネ(合計で8つのバネを使用)が直線Lの方向からレンズ81を挟み込むようにして配置されている。さらに、これらのバネは、固定支持部と可動支持部との嵌合部に掛かる各モーメントを打ち消し合うように、対称的な位置に配置されることが好ましい。   FIG. 10 is a schematic diagram showing a YZ cross section of the drive unit 280 according to the modification. As shown in FIG. 10, four springs 255 a to 255 d may be arranged at the four corners of the lens 81. Although not shown, in the longitudinal section of the drive unit 280, at each corner of the lens 81, two springs (a total of eight springs are used) are arranged so as to sandwich the lens 81 from the direction of the straight line L. Yes. Furthermore, it is preferable that these springs are disposed at symmetrical positions so as to cancel each moment applied to the fitting portion between the fixed support portion and the movable support portion.

さらに、上述した例においては、レンズ81を挟みこむようにX軸方向における当該レンズ81の両側に少なくとも1つのバネが設けられていたが、レンズ81を挟むことなくX軸方向における当該レンズ81の片側のみに少なくとも1つのバネが設けられてもよい。   Further, in the above-described example, at least one spring is provided on both sides of the lens 81 in the X-axis direction so as to sandwich the lens 81, but one side of the lens 81 in the X-axis direction without sandwiching the lens 81. Only at least one spring may be provided.

また、本実施の形態においては、図4に示すように、2つの可動支持部56aおよび可動支持部56bとそのそれぞれに嵌合する2つの固定支持部57aおよび固定支持部57bが設けられていたが、可動支持部や固定支持部の数およびその配置場所はこれに限らない。   In the present embodiment, as shown in FIG. 4, two movable support portions 56a and 56b and two fixed support portions 57a and fixed support portions 57b fitted to the respective movable support portions 56a and 56b are provided. However, the number of movable support portions and fixed support portions and their arrangement locations are not limited to this.

たとえば、図11は、変形例に係る駆動部380のY−Z断面を示す模式図である。図11に示すように、可動支持部56aおよび固定支持部57aの組、可動支持部56bおよび固定支持部57bの組に加えて、可動支持部56cおよび固定支持部57cの組が設けられてもよい。それに伴い、可動支持部56aおよび固定支持部57aの組と可動支持部56bおよび固定支持部57bの組との間には、コイル52aを含む磁気回路構成85aとヨーク51aとが配置され、可動支持部56bおよび固定支持部57bの組と可動支持部56cおよび固定支持部57cの組との間には、コイル52bを含む磁気回路構成85bとヨーク51bとが配置され、可動支持部56cおよび固定支持部57cの組と可動支持部56aおよび固定支持部57aの組との間には、コイル52cを含む磁気回路構成85cとヨーク51cとが配置されている。さらに、これらの可動支持部および固定支持部の組は、固定支持部と可動支持部との嵌合部に掛かる各モーメントを打ち消し合うように、対称的な位置に配置されることが好ましい。   For example, FIG. 11 is a schematic diagram illustrating a YZ cross section of a drive unit 380 according to a modification. As shown in FIG. 11, in addition to the set of the movable support portion 56a and the fixed support portion 57a and the set of the movable support portion 56b and the fixed support portion 57b, a set of the movable support portion 56c and the fixed support portion 57c may be provided. Good. Accordingly, the magnetic circuit configuration 85a including the coil 52a and the yoke 51a are arranged between the set of the movable support portion 56a and the fixed support portion 57a and the set of the movable support portion 56b and the fixed support portion 57b. A magnetic circuit configuration 85b including a coil 52b and a yoke 51b are disposed between the set of the portion 56b and the fixed support portion 57b and the set of the movable support portion 56c and the fixed support portion 57c. The movable support portion 56c and the fixed support portion A magnetic circuit configuration 85c including a coil 52c and a yoke 51c are arranged between the set of portions 57c and the set of the movable support portion 56a and the fixed support portion 57a. Furthermore, it is preferable that the set of the movable support portion and the fixed support portion is arranged at a symmetrical position so as to cancel each moment applied to the fitting portion between the fixed support portion and the movable support portion.

なお、上述した例は一例であり、バネの数およびその配置場所、さらに、可動支持部および固定支持部の数およびその配置場所は、ハンドピース内のスペースを考慮して適宜組み合わせて設計可能である。   The above-described example is merely an example, and the number of springs and their placement locations, and the number of movable support portions and fixed support portions and their placement locations can be designed by appropriately combining them in consideration of the space in the handpiece. is there.

(支持部について)
本実施の形態においては、図3に示すように、レンズ81を支持する支持部65と、カウンタウェイト91を支持する支持部60とが別の部材であった。しかし、これに限らず、第1物体を支持する支持部と、第2物体を支持する支持部とは、共通の部材であってもよい。
(About support part)
In the present embodiment, as shown in FIG. 3, the support portion 65 that supports the lens 81 and the support portion 60 that supports the counterweight 91 are separate members. However, the present invention is not limited to this, and the support member that supports the first object and the support member that supports the second object may be a common member.

たとえば、図12は、変形例に係る三次元スキャナ200に適用される支持部160を説明するための模式図である。図12に示すように、支持部160は、レンズ81とカウンタウェイト91とで共通の部材で構成されている。このようにすれば、部材点数を抑えることができる。   For example, FIG. 12 is a schematic diagram for explaining the support unit 160 applied to the three-dimensional scanner 200 according to the modification. As shown in FIG. 12, the support portion 160 is configured by a member common to the lens 81 and the counterweight 91. In this way, the number of members can be suppressed.

(駆動部について)
本実施の形態においては、図3〜図6に示すように、駆動部は、磁石、コイル、およびヨークを含む磁気回路構成によって、レンズ81およびカウンタウェイト91に直線Lの方向に力を与えるものであったが、駆動部は、このような磁気回路構成とは異なる構成によって、レンズ81およびカウンタウェイト91に直線Lの方向に力を与えるものであってもよい。
(About the drive unit)
In the present embodiment, as shown in FIGS. 3 to 6, the driving unit applies a force in the direction of the straight line L to the lens 81 and the counterweight 91 by a magnetic circuit configuration including a magnet, a coil, and a yoke. However, the driving unit may apply a force in the direction of the straight line L to the lens 81 and the counterweight 91 with a configuration different from such a magnetic circuit configuration.

たとえば、図13は、変形例に係る三次元スキャナ300に適用される駆動部を説明するための模式図である。図13に示すように、第1駆動部480は、機械的構成によって、レンズ81を直線運動させてもよい。具体的には、第1駆動部480は、モータなどの回転部185と、カムなどの運動変換部186とを含み、回転部185によって生じた回転力を運動変換部186を介してレンズ81に与えることで、レンズ81を直線Lの方向に直線運動させてもよい。   For example, FIG. 13 is a schematic diagram for explaining a drive unit applied to a three-dimensional scanner 300 according to a modification. As illustrated in FIG. 13, the first driving unit 480 may cause the lens 81 to linearly move according to a mechanical configuration. Specifically, the first drive unit 480 includes a rotation unit 185 such as a motor and a motion conversion unit 186 such as a cam, and the rotational force generated by the rotation unit 185 is applied to the lens 81 via the motion conversion unit 186. By giving, the lens 81 may be linearly moved in the direction of the straight line L.

同様に、第2駆動部490は、機械的構成によって、カウンタウェイト91を直線運動させてもよい。具体的には、第2駆動部490は、モータなどの回転部195と、カムなどの運動変換部196とを含み、回転部195によって生じた回転力を運動変換部196を介してカウンタウェイト91に与えることで、カウンタウェイト91を直線Lの方向に直線運動させてもよい。   Similarly, the second drive unit 490 may cause the counterweight 91 to linearly move depending on the mechanical configuration. Specifically, the second drive unit 490 includes a rotation unit 195 such as a motor and a motion conversion unit 196 such as a cam, and the counterweight 91 is applied to the rotational force generated by the rotation unit 195 via the motion conversion unit 196. The counterweight 91 may be linearly moved in the direction of the straight line L.

このような機械的構成によって、物体を直線運動させる場合であっても、三次元スキャナ300は、第1物体および第2物体のそれぞれの運動を独立して制御するように構成されていればよい。   Even when the object is linearly moved by such a mechanical configuration, the three-dimensional scanner 300 only needs to be configured to independently control the movements of the first object and the second object. .

なお、第1物体を直線運動させる第1駆動部および第2物体を直線運動させる第2駆動部の両方が磁気回路構成を採用する場合や、またはその両方が機械的構成を採用する場合に限らず、第1駆動部および第2駆動部のうちの一方が磁気回路構成を採用するとともに他方が機械的構成を採用してもよい。   Note that both the first drive unit that linearly moves the first object and the second drive unit that linearly moves the second object adopt a magnetic circuit configuration, or both of them adopt a mechanical configuration. Alternatively, one of the first drive unit and the second drive unit may employ a magnetic circuit configuration and the other may employ a mechanical configuration.

本実施の形態においては、図4〜図6に示すように、駆動部は、運動系の応答による共振現象を利用してレンズ81およびカウンタウェイト91を一定周期で直線Lの方向に直線運動させるものであったが、必ずしもバネを採用する必要はない。バネを用いない場合、物体を直進運動させるときには磁気回路構成に電流を流し続け、物体を停止させるときには磁気回路構成の電流を停止すればよい。   In the present embodiment, as shown in FIGS. 4 to 6, the driving unit linearly moves the lens 81 and the counterweight 91 in the direction of the straight line L at a constant period by using a resonance phenomenon due to the response of the motion system. Although it was a thing, it is not necessary to employ | adopt a spring. When a spring is not used, it is only necessary to keep a current flowing in the magnetic circuit configuration when the object is moved straight, and to stop the current of the magnetic circuit configuration when the object is stopped.

第1駆動部および第2駆動部の両方が運動系の応答による共振現象を利用する場合、その両方が運動系の応答による共振現象を利用しない場合、または第1駆動部および第2駆動部のうちの一方が運動系の応答による共振現象を利用する場合のいずれであってもよい。   When both the first drive unit and the second drive unit use the resonance phenomenon due to the response of the motion system, when both do not use the resonance phenomenon due to the response of the motion system, or both of the first drive unit and the second drive unit Any one of them may use a resonance phenomenon due to the response of the motion system.

本実施の形態においては、図4〜図6に示すように、駆動部は、支持部に掛かる各モーメントを打ち消し合う位置に、磁気回路構成の各部材や支持部が配置されていた。つまり、駆動部は、直線Lの方向と垂直な方向から物体を挟み込む位置に部材が配置されていたが、これらの部材は、必ずしも固定支持部と可動支持部との嵌合部に掛かる各モーメントを打ち消し合う位置に配置されなくてもよい。第1駆動部および第2駆動部の両方が固定支持部と可動支持部との嵌合部に掛かる各モーメントを打ち消し合う位置に各部材が配置されている場合、その両方が各モーメントを打ち消し合う位置に各部材が配置されていない場合、または第1駆動部および第2駆動部のうちの一方が固定支持部と可動支持部との嵌合部に掛かる各モーメントを打ち消し合う位置に各部材が配置されている場合のいずれであってもよい。特に、物体がカウンタウェイトの場合、中心部に光を通す必要がないため、直線Lの方向と垂直な方向からカウンタウェイトを挟み込む位置に部材を配置する必要はない。つまり、第1駆動部および第2駆動部の少なくともいずれか一方が、直線運動方向と垂直な方向から物体を挟み込む位置に部材が配置されてもよい。   In the present embodiment, as shown in FIGS. 4 to 6, each member of the magnetic circuit configuration and the support unit are arranged at positions where the drive unit cancels each moment applied to the support unit. In other words, the drive unit is provided with members at positions where the object is sandwiched from the direction perpendicular to the direction of the straight line L, but these members are not necessarily limited to the moments applied to the fitting portions of the fixed support unit and the movable support unit. May not be arranged at positions where they cancel each other. When each member is arranged at a position where both of the first driving unit and the second driving unit cancel each moment applied to the fitting portion between the fixed support portion and the movable support portion, both cancel each moment. When each member is not arranged at a position, or each member is in a position where one of the first drive unit and the second drive unit cancels each moment applied to the fitting portion between the fixed support portion and the movable support portion. Any of them may be used. In particular, when the object is a counterweight, it is not necessary to transmit light to the center portion, and therefore it is not necessary to arrange a member at a position where the counterweight is sandwiched from a direction perpendicular to the direction of the straight line L. That is, the member may be disposed at a position where at least one of the first drive unit and the second drive unit sandwiches the object from a direction perpendicular to the linear motion direction.

(他の用途への適用例)
本実施の形態においては、医療用診療装置の1つの例示的形態として、歯科診療に用いることが可能な三次元スキャナについて説明したが、医療用診療装置は他の用途にも適用可能である。たとえば、医療用診療装置としては、切削工具(たとえば、スケーラ―チップ、根幹治療用ファイルなど)を用いて対象物を切ったり削り取ったりして希望の形に近づけていくような切削装置が適用されてもよい。
(Application examples for other purposes)
In the present embodiment, a three-dimensional scanner that can be used in dental practice has been described as an exemplary form of the medical examination apparatus. However, the medical examination apparatus can be applied to other applications. For example, as a medical medical device, a cutting device that cuts or scrapes an object using a cutting tool (for example, a scaler chip, a file for radical treatment, etc.) and approaches a desired shape is applied. May be.

図14は、変形例に係る医療用診療装置である切削装置370の構成を示す模式図である。図14に示すように、切削装置370は、筐体375と、切削工具381と、切削工具381を直線運動させる第1駆動部580と、切削工具381の直線運動方向の直線上に設けられかつ切削工具381と同じ質量を有するカウンタウェイト391と、カウンタウェイト391を直線運動させる第2駆動部590と、切削工具381が直線運動するように支持する支持部360と、カウンタウェイト391が直線運動するように支持する支持部365と、第1駆動部580および第2駆動部590を制御する制御部340とを備えている。制御部340は、切削工具381とカウンタウェイト391とが相対する方向にそれぞれ同じ距離だけ直線運動するように第1駆動部580および第2駆動部590をそれぞれ制御する。   FIG. 14 is a schematic diagram illustrating a configuration of a cutting device 370 that is a medical medical device according to a modification. As shown in FIG. 14, the cutting device 370 is provided on a straight line in the linear motion direction of the cutting tool 381, a housing 375, a cutting tool 381, a first drive unit 580 that linearly moves the cutting tool 381, and A counterweight 391 having the same mass as the cutting tool 381, a second drive unit 590 that linearly moves the counterweight 391, a support unit 360 that supports the cutting tool 381 to linearly move, and a counterweight 391 that linearly moves. And a control unit 340 for controlling the first drive unit 580 and the second drive unit 590. The control unit 340 controls the first driving unit 580 and the second driving unit 590 so that the cutting tool 381 and the counterweight 391 move linearly by the same distance in the opposing direction.

このように、切削装置370においては、切削工具381を直線運動させる第1駆動部580と、カウンタウェイト391を直線運動させる第2駆動部590とを、制御部340がそれぞれ独立して制御することによって、切削工具381によって物体(たとえば、歯)を切ったり削り取ったりしつつ、カウンタウェイト391によって切削工具381の直線運動による残留振動を極力抑えることができる。   Thus, in the cutting device 370, the control unit 340 controls the first drive unit 580 that linearly moves the cutting tool 381 and the second drive unit 590 that linearly moves the counterweight 391, respectively. Thus, the residual vibration due to the linear motion of the cutting tool 381 can be suppressed as much as possible by the counterweight 391 while cutting or scraping an object (for example, a tooth) with the cutting tool 381.

なお、図14に示す切削装置370においては、制御部340が筐体375内に収納されているが、図1に示す三次元スキャナ100のように、制御部340が筐体375の外に配置されるとともに、配線によって第1駆動部580および第2駆動部590と接続されてもよい。   In the cutting device 370 shown in FIG. 14, the control unit 340 is housed in the housing 375, but the control unit 340 is arranged outside the housing 375 like the three-dimensional scanner 100 shown in FIG. 1. In addition, the first driving unit 580 and the second driving unit 590 may be connected by wiring.

また、医療用診療装置としては、口腔内や外耳内、または胃や腸などの消化器を撮影する医療用のカメラが適用されてもよい。この場合、第1物体としてはカメラのレンズが適用され、第2物体としてはカウンタウェイトが適用されてもよい。   In addition, as a medical medical device, a medical camera for photographing a digestive organ such as the oral cavity, the outer ear, or the stomach or intestine may be applied. In this case, a camera lens may be applied as the first object, and a counterweight may be applied as the second object.

また、医療用診療装置としては、顕微鏡が適用されてもよい。この場合、第1物体としては顕微鏡内のレンズが適用され、第2物体としてはカウンタウェイトが適用されてもよい。   Moreover, a microscope may be applied as the medical medical device. In this case, a lens in the microscope may be applied as the first object, and a counterweight may be applied as the second object.

さらに、医療用診療装置としては、レーザー光線を用いて図などの対象物を指し示すレーザーポインタや歯を切削するレーザー装置が適用されてもよい。この場合、第1物体としてはレンズが適用され、第2物体としてはカウンタウェイトが適用されてもよい。   Further, as a medical medical device, a laser pointer that points to an object such as a figure using a laser beam or a laser device that cuts teeth may be applied. In this case, a lens may be applied as the first object, and a counterweight may be applied as the second object.

このように、互いに同じ質量を有する2つの物体を相対する方向にそれぞれ同じ距離だけ直線運動させる装置であれば、いずれの装置においても本実施の形態および変形例に係る医療用診療装置を適用することができる。   As described above, the medical medical device according to the present embodiment and the modification is applied to any device as long as it is a device that linearly moves two objects having the same mass to each other in the opposite direction by the same distance. be able to.

(その他の変形例)
本実施の形態に係る光源71は、単一の光源(たとえば、LEDやレーザー素子など)に限らず、複数の光源が集合するように構成されてもよい。たとえば、光源71は、複数のLEDやレーザー素子が基板に並べられるように構成されてもよい。なお、三次元スキャナ100は、光源71からの光や対象物99からの反射光が、光ファイバなどのライトガイドによって光学センサ75や対象物99に導かれるように構成されてもよい。
(Other variations)
The light source 71 according to the present embodiment is not limited to a single light source (for example, an LED or a laser element), and may be configured such that a plurality of light sources are gathered. For example, the light source 71 may be configured such that a plurality of LEDs and laser elements are arranged on a substrate. The three-dimensional scanner 100 may be configured such that light from the light source 71 and reflected light from the object 99 are guided to the optical sensor 75 and the object 99 by a light guide such as an optical fiber.

本実施の形態に係る三次元スキャナ100の撮像の対象は、口腔内の歯や歯肉に限られず、外耳道などの生体組織、建築物の壁の隙間、配管の内部、および空洞を有する工業製品などであってもよく、本実施の形態に係る三次元スキャナ100は、狭くて死角が生じやすい空間内を計測または観察する用途などに広く適用可能である。   An object to be imaged by the three-dimensional scanner 100 according to the present embodiment is not limited to a tooth or gingiva in the oral cavity, but a living tissue such as an ear canal, a gap in a wall of a building, an interior of a pipe, and an industrial product having a cavity. The three-dimensional scanner 100 according to the present embodiment can be widely applied to a purpose of measuring or observing the inside of a narrow space where a blind spot is likely to occur.

今回開示された実施の形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。なお、本実施の形態で例示された構成および変形例で例示された構成は、適宜組み合わせることができる。   The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims. Note that the configuration exemplified in this embodiment and the configuration exemplified in the modification can be combined as appropriate.

10 プローブ、20 接続部、30 光学計測部、40,340 制御部、45 電源、50 表示部、51a,51b,51c,54a,54b,54c ヨーク、52a,52b,52c コイル、53a,53b 磁石、55a,55b,55c,55d,155,255a,255d バネ、56a,56b,56c 可動支持部、57a,57b,57c 固定支持部、60,65,160,360,365 支持部、70,170 ハンドピース、71 光源、75 光学センサ、77,375 筐体、80,480,580 第1駆動部、81,92 レンズ、85,85a,85b,85c,95 磁気回路構成、90,490,590 第2駆動部、91,391 カウンタウェイト、99 対象物、100,200,300 三次元スキャナ、180,280,380 駆動部、185,195 回転部、186,196 運動変換部、370 切削装置、381 切削工具。   10 probe, 20 connection section, 30 optical measurement section, 40, 340 control section, 45 power supply, 50 display section, 51a, 51b, 51c, 54a, 54b, 54c yoke, 52a, 52b, 52c coil, 53a, 53b magnet, 55a, 55b, 55c, 55d, 155, 255a, 255d Spring, 56a, 56b, 56c Movable support part, 57a, 57b, 57c Fixed support part, 60, 65, 160, 360, 365 Support part, 70, 170 Handpiece , 71 Light source, 75 Optical sensor, 77, 375 Case, 80, 480, 580 First drive unit, 81, 92 Lens, 85, 85a, 85b, 85c, 95 Magnetic circuit configuration, 90, 490, 590 Second drive Part, 91,391 counterweight, 99 object, 100,200,300 three-dimensional Catcher Na, 180,280,380 driver, 185,195 rotating part, 186,196 motion converter, 370 a cutting device, 381 a cutting tool.

Claims (12)

医療用診療装置であって、
筐体と、
第1物体と、
前記第1物体を直線運動させる第1駆動部と、
前記第1物体の直線運動方向の直線上に設けられかつ当該第1物体と同じ質量を有する第2物体と、
前記第2物体を直線運動させる第2駆動部と、
前記第1物体および前記第2物体が直線運動するように支持する支持部と、
前記第1駆動部および前記第2駆動部を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、前記第1物体と前記第2物体とが相対する方向にそれぞれ同じ距離だけ直線運動するように前記第1駆動部および前記第2駆動部をそれぞれ制御する、医療用診療装置。
A medical treatment device,
A housing,
A first object;
A first drive unit that linearly moves the first object;
A second object provided on a straight line in the linear motion direction of the first object and having the same mass as the first object;
A second drive unit that linearly moves the second object;
A support portion for supporting the first object and the second object so as to move linearly;
A control unit for controlling the first drive unit and the second drive unit,
The medical control apparatus, wherein the control unit controls the first driving unit and the second driving unit, respectively, so that the first object and the second object move linearly in the opposite direction by the same distance.
前記第1駆動部および前記第2駆動部の少なくともいずれか一方は、磁石、コイル、およびヨークを含む磁気回路構成を有し、
前記第1物体または前記第2物体は、前記磁気回路構成によって直線運動方向の力が与えられることで直線運動する、請求項1に記載の医療用診療装置。
At least one of the first drive unit and the second drive unit has a magnetic circuit configuration including a magnet, a coil, and a yoke,
2. The medical medical device according to claim 1, wherein the first object or the second object linearly moves when a force in a linear movement direction is applied by the magnetic circuit configuration.
前記第1駆動部および前記第2駆動部の少なくともいずれか一方は、前記第1物体または前記第2物体の直線運動方向に弾性力を与える弾性部材を含む、請求項1または請求項2に記載の医療用診療装置。   The at least any one of the said 1st drive part and the said 2nd drive part contains the elastic member which gives an elastic force in the linear motion direction of the said 1st object or the said 2nd object. Medical medical equipment. 前記第1駆動部および前記第2駆動部の少なくともいずれか一方は、ダンパを含む、請求項3に記載の医療用診療装置。   The medical diagnosis apparatus according to claim 3, wherein at least one of the first drive unit and the second drive unit includes a damper. 前記第1駆動部および前記第2駆動部の少なくともいずれか一方は、前記支持部に掛かる各モーメントを打ち消し合う位置に部材が配置されている、請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の医療用診療装置。   5. The member according to claim 1, wherein at least one of the first drive unit and the second drive unit has a member disposed at a position where the moments applied to the support unit cancel each other. The medical medical device described. 前記第1駆動部および前記第2駆動部の少なくともいずれか一方は、直線運動方向と垂直な方向から前記第1物体および前記第2物体の少なくともいずれか一方を挟み込む位置に部材が配置されている、請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の医療用診療装置。   At least one of the first drive unit and the second drive unit has a member disposed at a position sandwiching at least one of the first object and the second object from a direction perpendicular to the linear motion direction. The medical diagnostic apparatus according to any one of claims 1 to 5. 前記第1物体は、レンズである、請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載の医療用診療装置。   The medical diagnosis apparatus according to any one of claims 1 to 6, wherein the first object is a lens. 前記第1物体は、切削工具である、請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載の医療用診療装置。   The medical diagnosis apparatus according to any one of claims 1 to 6, wherein the first object is a cutting tool. 前記第2物体は、カウンタウェイトである、請求項1〜請求項8のいずれか1項に記載の医療用診療装置。   The medical diagnosis apparatus according to any one of claims 1 to 8, wherein the second object is a counterweight. 前記支持部は、前記第1物体と前記第2物体とで共通の部材で構成される、請求項1〜請求項9のいずれか1項に記載の医療用診療装置。   The medical support apparatus according to any one of claims 1 to 9, wherein the support portion is configured by a common member for the first object and the second object. 前記支持部は、前記第1物体を支持する部材と前記第2物体を支持する部材とで構成される、請求項1〜請求項9のいずれか1項に記載の医療用診療装置。   The medical support apparatus according to any one of claims 1 to 9, wherein the support unit includes a member that supports the first object and a member that supports the second object. 医療用診療装置は、手持ち式の部材を含む、請求項1〜請求項11のいずれか1項に記載の医療用診療装置。   The medical medical device according to any one of claims 1 to 11, wherein the medical medical device includes a hand-held member.
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