JPH06503723A - 口内空間の測定方法及びこの方法を実施するための装置 - Google Patents

Abstract

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Description

【発明の詳細な説明】

空間特に口内空間の測定方法及び このような方法を実施する装置 本発明は，測定すべき空間なるべく口内空間へ少なくとも一部導入される走査装 置により！空間特に上顎歯列及び下顎歯列を持つ口内空間を測定する方法１及び この方法を実施する装置に関する。 上顎歯列及び下；歯列を測定する方法及びこれを実施する装置は，例えば機械的 印象用トレーの歯科治療的使用の形で公知である。その際それぞれの患者の口内 空間の解剖学的状態に合わせ１こｌ対の印象用トレー（上顎印象用トレー嘗下顎 印象用トレー）がまず選択されラロ内空間への挿入によって大きさ及びはまり合 い精度が監視される。適当な印象用トレ一対の選択及び検査後，両方の印象用ト レーがペースト状印象材で満たされ。 続いて用役の口内空間へ挿入されて，一方の印象用トレーの印象材が上漣歯列を 嘗また他方の印象用トレーの印象材が下顎歯列をできるだけ均一に包囲するよう にする。さて印象材は数分以内に凝固し，それぞれの印象用トレーと共にまだ弾 性的な状態で上顎歯列又は下顎歯列から離され１患者の口から取出される。印象 材の最終的な硬化後，印象材が適当な型へ挿入され！続いてこの型が石こう又は 石こう状材料で満たされる。石こう又はｂこう状材料が硬化すると，印象材が除 去される。こうして例えば矯正のため又は義歯の復命の際に必要な歯列部分の範 囲において中口内空間の形状の幾何学的及び局所的印象が得られる。公知の方法 及び公知の装置の欠点は會印象の複雑で費用のかかる製造言上顎印象と下顎印象 との間に関係のないこと。 ―関節の測定が行なわれないこと！多くの誤差による方法の不精確さ９及び得ら れる結果の困難な評価である。 本発明の課題はＩ最初にあげた種類の方法を改良して１藺車な取扱い及び僅かな 費用で９特に上顎歯列及び下顎歯列の形状に関して精確で誤差のできるだけ少な い測定値を得ることができ，結果としてよく処理可能な信号が得られるようにす ることである。さらにこの方法を簡単な手段で実施することができる走査装置を 提案する。 本発明によればこの課覇はＩ走査装置として光測定装置を使用し！その光信号を データ処理装置により評価可能な電気信号に変換することによって解決される。 こうして印象材を使用することなく口内空間を精確に測定し！測定データの評価 を機械的に行うことができるので會非常に精確な測定結果が短時間に得られる。 本発明による方法の有利な構成ではｌ測定すべき口内空間特に半透明な歯の表面 及び／又は半透明な容積内部へ光線を投射し，表面及び／又は半透明な容積内部 から反射される光線を撮像装置により検出し，それにより口内空間の幾何学的及 び局所的形状を無接触で撮像することができる。 微細な模様例えば干渉により生ずる縞模様の使用によって！特に高い精度が得ら れる。 本発明の別の構成では！立体写真的に又は三角測量原理により又はホログラムの 原理により動作する撮像装置により反射光線を撮像しツそれにより非常に精確な 三次元の幾何学的及び局所的測定が行われる。 本発明の特別な構成において市特に縦方向において口内空間に対する投射装置及 び／又は撮像装置の相対運動により會投射光線及び／又は反射光線を１行ずつ測 定すべき口内空間の表面へ投射しかつ／又は口内空間の表面から反射させる。動 く上顎歯列の中間画像の発生により、！Ｊｉ関節の動きを精確に推定することが できる。 本発明の別の特に有利なａｌ成では９光信号を行センサへ投射するのではなくＩ 場合によっては畳み込み光学系により面センサへ投射し１そこで容易に処理可能 な電気信号に変換することができる。 電気信号を画像に処理し、スクリーン上で見えるようにし？それにより得られる データの評価を援助することができる。 更に処理された゛−−気信号を１計算機制御される歯交換部品製ａ装置へ直感供 給して、全自動製白を行うことができる。 本発明の別の構成では、エネルギ供給の増大により光測定装置を口内空間の直接 加工に使用し、その際まずレーザ特に低温外科手術用の僅かＩＪ深部作用を持つ ＹＡＧアルゴンレーザ又はセラミック又は光融除による熱的副作用なしの歯の硬 質物質の加工用アルゴン−ふつ化物−エキシマレーザの使用が考えられる。 本発明は１ｉｔｌ述した方法を実施するための走査装置にも関し！なるべく口外 装置部分に設けられる光線源と、投射光学系を持つ投射装置とＩ撮像光学系を持 つ撮像装置とりなるべく口外装置部分に設けられる評（ｔＪ装置とを含み、それ により口内空間が精確に測定され！速やかに表示可能で容易に使用可能な結果が 得られる。 本発明による装置の別の構成では豐投劉装置が所定の光線模様を

【］内空間特に 半透明な歯の表面及び／又は半透明な容積内部へ投射し嘗この光線模様が口内空 間の幾何学的及び局所的検出の基礎とｆＪる。 投射されるｙｆ５線の特に簡屯な評価を保証するため、他の有利１　な構成では １投御装置により発生される模様が縞模様である。 精確に規定さねる縞模様は１本発明の刑の有利な構成において考虜されるように ！干渉計により発生される。例えばマイヶルンン干渉計が特に適しでいる。縞間 隔を特に微細にかつ精確に設定するため１圧電装置により干渉計の鏡を調節する ことができる。 本発明の他の構成では！投射装置がなるべく太陽光に類似の光を放射する光１Ｍ 源を持ち窄それにより歯の色も検出することができる。歯は半透明でありｉ異な る波長の光は歯の異なる深さへ侵入し書そこから異なる強さで反射されるので＋ ｆｆ確な検出のためｌ即ち半透明な三次元空間における色配置の精確な検出のた めにＩ色Ｗ所の座標のこのような三次元測定は不可欠である。蛍光検査を行うた め３００ｖｍの波長を持つ紫外線を使用でき嘗条件等色検査はタングステン光（ ＋５００　ｌｕｘ　、減Ｎ）で最先ｍｓとしては２例えばヘリウム−ネオンレー ザのように特定の波長の単色光を放射するかＩ可変に即ち又はアレキサンドライ トレーザのように種々の波長に設定可能に構成されているレーザが特に適してお り、放射される光はなるべく偏光され。 即ちよく評価可能な鮮鋭な縞模様を生ずるためすた１翻っの振動面でのみ振動す る。もちろんレーザのほかに１歯の色検出に役立つ（寸加的な光線源も設けるこ とができる。コヒーレントな光を持つレーザの代りに１モノクロメータも設ける ことができる。レーザはホログラムの発生にも使用することができる。 口内空間を均一に照明するためｉ本発明の別の構成ではず投射装置が照明光学系 を持っている。口内空間の均一な照明は高い解像度にとって有利である。例えば 光にょる力測定のような特定の使用事例では偏光が必要なので１照明光学系に偏 光子なるべく電子的に設定される円偏光子も付属させることができる。 本発明の別の有利な構成では！上顎歯列及び下ｖＪＡ歯列の均一な照明が９０内 空間内の投射光線を適当に偏向させることができる偏向装置により行われてｔ例 えば歯の前面及び後面や周辺空間又は歯冠縁へ届くようにすることができる。 良好な撮像品質を保証するためＩ撮像装置も偏向装置を持っているので１例えば 歯の後面から反射される光線も撮像することができる。 本発明の別の有利な構成ではＩ＠向装置が鏡又は鏡装置を持向装置の改良を行う ことができる。連続的なパノラマ効果を得るため、鏡を波形にも＃＃成すること ができる。 鏡又は鏡装置の非球面構成では、特に均一な映像が保証される。 本発明の別の構成ではＩ傾がな取付は奥行きで鏡又は鏡装置の、’ｉ’ｊｉい安 定性と共に僅かな熱膨張を実現するためＩ偏向装置は金に月被覆を持っている。 ｍ５分範囲でガラス体の光屈折を利用するため・このカラス体の一部のみに金Ｍ 被りを設けることができる。半透明金属被覆を持つガラス体は！ポログラフィー 測定に使用することができる。光線源とは反対の側にあるガラス体の縁に金属被 街を設けると１偏向装置の特に小さい奥行きで金属被覆を口内？　１ｊ１１の中 まで大きく移動可能なので、有利である。 本発明の別の有利な構成では、鏡又は鏡装置及び／又はガラス体が鏡程体に設け らオいそれにより鏡又はガラス体の特に均一な案内が可ｆ出となる。 種々の位置から口内７７間を照明又は撮像Ｔるため、鏡担体は案内片に沿って口 内空間に対して移Ｎｍ可能である。 本発明の別の構成ではＩ鏡担体が９投絹装ｍ特に照明光学系又は撮像装置特に撮 像光学系の縦軸線の方向に！なるべく照明光学系及び撮像光学系と共に、連続的 又は段階的に移動可能であいそれにより特に高い解像度及び一定の焦点深度で口 内空１？ｔｌの線状走査が可能とｙ、する。位置センサを一体化される直流電動 機が駆動装置として特に適している。 撮像装置揚台によっては投グ１１もＩ鏡又はガラス体の水平中心面に対して直角 にＩ鏡程体に対して変位可能なので２歯の前面と後面との間のパノラマ効果を更 に改善するために！鏡の反射角を変化することができる。 偏向装置を外部の影響がら保護い使用後容易に殺菌できるようにすると共に！そ の確実な動作を保証するためν本発明の別の構成ではツ偏向装置が少なく七も一 部光を通すケース内に設けられている。ケース又は鏡程体は！ポログラムを形成 するため）その内側又は外側に半透明の金属被覆を持つことができる。 このケースは、ポリカーボネート又は光学的応力測定に適し又は た類似の４１料から成る挿入′７Ｆ￥顎載置層を持っているので・偏’Ｎ：Ｅｚ びポリカーボネート面の金４被覆を使用する場合１反射される偏光の等色評価を 介して装置を力測定にも使用することができる。 ＋ａ者をできるだこブ煩わさないようにするため啼本発明の別の榊Ｉｆ〆、では Ｉ偏向袋１召のケースが口内空間の解剖学的空間駅前にほば合わされている。 上？ＪＩ歯列と下顎歯列との間へケースを容易に挿入し！顎関節の回転連動Ｉ＋ ５！ｉ曲内で終端Ｃ番ＬＨ線の発見に運動機能を補うことができるようにするた め、ケースの扁平な構成が特に有利である。史に力測定の際、ケースの殆ど閉じ た状態でかむべき歯の力を測定することができるので、ケースの扁平な構成が同 様に特に有利である。 本発明の史に有利な構成ではｔ投射装置の偏向装置が同時に撮像装置の偏向装置 として構成され、それにより特に簡単でこじんまりたｊＮａが可能となりＴ生じ 得る誤差諒の数も減少する。 本発明の別の構成ではＩＯ−向装ｍ、偏向装置用駆動装置及び撮像光学系を共通 なケース内に設けることによって＋ｚｔじ得る誤差の影響が史に減少する。 投射装置特に照明光学系Ｉ偏向装置！及び撮像装置特に撮像光学系を移動可能な 単位として構成して！望ましくない相対運動特に焦点深度の変化を防止するのが 有利である。 別のｆ１利な構成では、ｔよるべく鏡担体の位置により制御される始動装置が設 けられ、この始動装置により例えばレーザのランプの閃光列が始動されてＩ偏向 装置が動く間鮮鋭な映像を生ずる。こうして運動の不明確化を回避することがで きる。始動周波数は約１００（１０１１ｚの範囲にあるので、１００００行の解 像度において１秒の撮像時間が得られる。 本発明の別の特に有利な構成はディジタル化装置を持ちすこのディジモ装化ト置 がｍ（象装置の光信号を電気信号に変換する。 このディジタル化装置は、得られる信号の急速かつ包括的で精確な処理及び評価 を可能にすることによって市水発明の主要な利点を生ずる。 ディジタル化装置として１行センサのはかにｉ比較的安価で充分な解像度を与え る従来の面センサ付きビデオカメラが使用される。 このような面センサの可能性を充分利用できるようにするため９本発明の別の構 成ではＩ撮像装置とディジタル化装置との間に畳み込み光学系を設けてＩ撮像装 置の光の線模様を面模様に変換するのがよい。 偏向装置の鏡担体の位置も各時点に検出されると、装置の光信号を簡単に解釈す ることができる。このため本発明の別の構成では、ディジタル化装置が鏡担体の 位置を検出するセンサを持っている。光＆を源の始動も同様にディジタル化装置 を介して行うことができる。 特定の場合例えば三次元色測定におけるように、数カされる光及び受光される九 の波長はｔ光信号の評価にとって重要である。従って本発明の別の構成ではＩ放 射される光及び受光されかつ対象物により変形されかつ反射される光の波長を検 出するセンサを持つディジタル化装置が設けられ、これはＩ待に可変モノクロメ ータ又はレーザ例えばアレキサンドライトレーザを使用する場合重要である。そ の代りに臼バランス付き赤−緑一青色センサも使用することができる。 本発明の別の構成では、ディジタル化装置が、なるべく間接的に検出を行いかつ 場合によっては縞模様の縞間隔又はａ幅の設定も行うセンサを持っている。なぜ ならば！この１ｄ％間隔又は縞幅はｉ三角測量による光信号の評価にとって重要 だからである。 本発明の有利な８４成では、光線エネルギの増大によりｔ投射装置を口内空間の 加工特にレーザによる歯の加工にも使用可能である。 口内空間の幾何学的及び局所的形状の検出及び半透明な歯の三次元色検出のほか に、力の影響による歯の動き及び歯の力について表示できるようにするため９本 発明の別の有利な構成では雫口内装置部分が力ＩＩｔす定装置として構成されて いる。 例えば筋のよう！Ｊ焦を気センサを使用すると？力測定装置を特に扁平に構成す ることができるので１歯列を殆ど閉じた状態で力の測定を行うことができる。 種々の方向における力を同時に測定できるようにするため１本発明の特に有利な 構成ではう焦電気センサが二軸に延びる焦電気材料層を持っている。 本発明の特に有利な構成では一力測定装置が等色線評価装置を持ち、この評価放 置が、＠光源又は偏光子のほかに！なるべく偏向装ｆｆｆｆのケースへ挿入され かつポリカーボネート等の材料から成る挿入片を金属被−面と共に持ちｔ更に撮 像光学系に付属する倹光子を持っている。 本発明のそれ以外の目的雫利点及び応用可能性は１図面に基〈実施例の以下の説 明から明らかになる。ここに説明しかつ／又は図示されるすべての特徴はＩＩＡ 独で又は任意の適当な組合わせで１請求の範囲における要約に関係なく９本発明 の対象をｌＪシている。 第１図は本発明による走査装置の原理図を概略的に示し１第２ａ図は装置ケース 内に設けられて偏向装置と照明光学系と撮像光学系と偏向装置用駆動装置とから 成る本発明の測定装置の平面図を示し１ 第２ｂ図は第２ａ図のＲ−Ｂ線に沿う測定装置の断面図を示し！第２ｃ図は第２ ａ図のＡ−Ａ線に沿う測定装置の口内装置部分の断面図を示し９ 第３ａ図は第３ｂ図のＡ−Ａ線に沿う口内装置部分の垂直断面図を示しヲ 第３ｂ図は第３ａ図のＢ−Ｂ線に沿う口内装置部分の水平断面図を示し！ 第４ａ図は非球面の波形鏡により反射される光線を垂直面に投射した光線経路を 概略的に歯の背面図と共に示し。 第４ｂ図は非球面の波形鏡を持つガラス体により反射される光線の光線経路を平 面図で概略的に示し９第５ａ図は偏向装置の非球面波形鏡を持つガラス体の平面 図を示し！ 第５ｂ図は上顎歯列と下顎歯列との間における口内装置部分の配置を示い 第６ａ図は第５ａ図及び第５ｂ図のＡ−Ａ線による偏向装置のガラス体の垂（は 断面図を示し！ 第６ｂ図は第５ａ図及び第５ｂ図のＡ−Ａ線による偏向装置のガラス体の別の実 施例の垂直断面図を示し！第６ｃ図は第５ａ図及び第５ｂ図のＡ−Ａｌ１による 偏向装置のガラス体の更に別の実施例の垂直断面図を示し。 第６ｄ図は第５ａ図及び第５ｂ図のＡ−Ａ線による偏向装置のガラス体の他の実 施例の垂直断面図を示し！第７図は上彌と下顎との間に挿入された状態にある本 発明の測定装置の部分を側面図で概略的に示し！第８図は上顎及び下顎の歯と所 定の頭蓋点に対する口内装置部分の位置を垂直断面図で示し。 第９図は所定の＠諸点に対して本発明による走査装置の口内装置部分の種々の位 置を平面図で概略的に示している。 第１図に示す走査装Ｔａ２は、大体において投射装置と撮像装置と評価装置とか ら成り！この場合投射装置と撮像装置１．１一部同じ素子により形成されている 。投射は菅例えばレーザ又【よし−ザダイオードとして構成される光線源４を持 ち、この光線源上寧範囲及び下顎範囲にある口内空間の表面へ投射される。しか し歯の色測定のため１干渉ｔｔ６を介することなく直接に！光を歯に投射するこ とができる。この場合光線源４として！太陽光に類似の光又は紫外線又はタング ステン光を放射する光線源が使用される。色測定自体はＲＣＢセンサで行われる 。干渉計６としては事調節可能な２つの鏡１２．１４と両面が平行で半透明な板 １６とを持つマイケルソン干渉計が使用される。鏡１２．１４は、所望の光線間 隔を精確に設定するため雪圧電的に調節するか、又は所定の固定間隔に設定する ことができる。もちろん他の干＃＞ｉｔも使用することができる。偏向装置１０ は非球面に構成される波形ｉ１８を持ち！この鏡はガラス体２２の研摩された締 ２０に例えば蒸着により設けられている。撮像装置は同様に偏向装置１０と撮像 光学系９０とから成り、この撮像光学系は立体レンズ対９２．９４と場合によっ ては電子制御可能な偏光用検光子９６．９８とを持っている。Ｍ像光学系９０に は１行又は面センサ１０６を持つカメラ１０４と場合によっては畳み込み光学系 とを含む評価装置ｉ２＋０８のディジタル化装置１００が続いている。ディジタ ル化装置１００の信号は評価装置の図示しないデータ処理装置へＪみかれる。評 価装置は撮像された反射画像を見えるように表示するスクリーンを持つことがで きる。 第２図には９投射装ｆ＋ｎ＋撮像装置及びディジタル化装置から成る測定Ｐｉ　 ＋ＩＪが示されている。後側の縁２０に鏡】８を持つ偏向装置１ｎｌｏのガラス 体２２はｔ図面において上方及び下方へ光を通すケース５０内に設けられ、この ケースは側方を終端辺５２及び２つのケース辺５４．５６から形成されてｌ／す る。口内空間への導入に用いられる（口内）ケース５０に続く外側ケース８０ｉ ａ、照明光学系８及び撮像光学系９０のは力）４こツ縦軸線りの方向ルこ鏡１８ を持つガラス体２２の直線運動用駆動装置８２も収容してしする。 第３ａ図及び第３ｂ図には１０内偏向装置１０の構造力１示されている。鏡１８ を持つガラス体２２１より縦軸線し４こ対して平行を備えている。保持条片２４ ．２６の突起２８．３０．３２．３４　ｉ、ｔケース５０のケース辺５４．５６ の溝５８＋　６０＋　６Ｌ　６４へ４ままってしする。外部荷重を敏感な偏向装 置１０へ伝達しなし）ようもこするｔこめ嘗ガラス体２２の偏向装置１０はケー ス５０ｊこ接触してし１なｌ／）。ガラス体２２は、少なくとも一部透明材料力 ）ら成ること力５できる上部覆い板６６及び下部シい板６８もこより保護されて し）る。覆ＱＩ板６６１６８はポリカーボネーｌ−又４よ類似な材料力）ら成る 力）、このような材料から成る少なくとも１つの挿入注文（よ載置層を持つこと ができる。ガラス体２２と覆し）板６６、６８との間をこ（よ中間板７０、７２ がある。ガラス体２２（よ保持条片２４．２６の一端もこある凹所３６１３８に 取付けられている。保持条片２４．２６の他端に１．を結合片４０が設けられて 、保持条％−２４，２６及びガラス体２２と共に鏡担体４２を構成している。鏡 担体４２の結合片４０（こ（よ、一定の間隔をおいて投射装置及び撮像装置力１ 取付＆ｊられ、それ心こより焦点深度が常に一定に保！これる。 第４ａ図及び第４１）図には！ガラス体２２の縁２０ｉこ設しプられる鏡１８に 当る投射装置の光線の種々の反りｊ角力５示されてし）る。 鏡１８の波形構成により、前歯ＦＺ　、臼歯ＢＺ及び周辺空間ＭＳ又は歯子午線 ＺＡ内の投影面（こある歯冠縫の均一／まｔｆノラマ状照明が保証される。第４ ａ図は垂直面における光線経路を示し、第仙図は水平な光線経路を示している。 第５ａ図及び第５ｂＶは、測定すべき歯に対する偏向装置１１０のガラス体２２ の位置を示している。第５ａ図における破線の正方形はツ一番奥の臼歯ｎｚいわ ゆる第７又はＮ８臼歯の位置を示している。ガラス体２２は最も奥の可能な位置 にあるので。 第７又は第８臼歯の後面も検出することができる。第５ｂ図には１上プ１歯列と 下顎歯列とのＩｌｉに挿入されるガラス体２２が垂直断面で示されている。位置 きめ又は力測定のため歯がかむ覆い板６６、６８は事上刃歯列及び下？Ｊ歯列の かみ付き範囲にのみ示されている。 第６ａ図は、鏡１８を備えた反射縁２０の所におけるガラス体２２の端面輪郭を 示し、この輪郭によりｔ投射光線が上方及び下方へ偏向され、第４ｂ図及び第５ ａ図かられかる鏡の湾曲が側方への光線偏向を行うようにすることができる。ガ ラス体２２の縁２０に設（′ｌＩられる鏡１８へ投射装置から平行に当てられる 光＆ＩＲは、放物線状の鏡輪郭のため上方及び下方へ均一に反射されるので５口 内空間全体が同時に照らされる。逆に鏡の特別な形状のため１口内空間の測定す べき表面から反射される反射光線も、縦軸ｆＭｌに対して平行な方向に偏向され る。 ガラス体２２のｉ＋８を備えた縁２０の第６ｂ図に示す輪郭も同様に１投射から 放射される光線Ｒを上及び下の口内空間へ偏向しＩｆｔ、Ｊ同角はそれぞれ一定 である。このようなＶ字状の鋭輪郭は谷Ｉ＋６に製造Ｅ−Ｊ能であ１）１　口内 空間の線状走査に適している。 第６ｃ図にはヤ状輪郭のＭ２Ｏを持つガラス体２２が示され。 それぞれ外０１１部タナのみが鏡１８を持ち１両刃の内側部分は鏡のない表面Ｉ ９を持っている。これらの内側部分では、投射装置から放射される光線Ｒは反射 されずツガラス体２２及び周囲空気の異なる密度のためｌ境界面で屈折する。ガ ラス体２２の鏡のない表面１９における偏向角は比較的小さいので、ガラス体２ ２の後にある口内空間の表面も照らすことができる。 第６ｄ図も同様に縁２０のＷ状輸郭を示し、ガラス体２２の鏡のない表面１９が 外側に！また鏡１８が内側に設けられている。 ガラス体２２の縁２０は、半円形！切り子ｌ状その他の適当な輪郭を繁水平方向 及び垂直方向にも持つことができる。更にホログラフィ−素子により偏向を行う ことも可能である。 第７図にはＩ池定装置がその口内装置部分を口内空間へ挿入された状態で示され ている。偏向装置ＩＯのケース５０は１上顎の歯の下側に当っている。偏向装置 １０の鏡を持つガラス体２２は、最大に引出された位置及び最大に押込まれた位 置で示され。 引出された位置ではＩｔ（ｌ明光学系８の光線を歯の後側へ投射するか１又は歯 の後側から反射される光線を撮像光学系９０の方へ偏向し、押込まれた位置では 殆ど外側ケース８０内にかくれて！Ｉ）ｉｔ歯の１１１側を照らすか嘗又は反射 光線を撮像光学系９０の方へ偏向する。第１６明の開始によりＩＷｉＪきを不明 確にすることなく特に明暗のはつきりした画像を生ずることができる（シャッタ 効果）。顎関節の運動機能をＮＩ偉に検出するため嘗測定中に下顎を開ｌＮ＋す ることができる。 第８図には、［−Ｅ歯ＢＺの歯子午線ＺＡに対する偏向装置ｌＯのガラス体２２ の位置が示されている。測定データを評価するため１秒々の頭点点に対するガラ ス体２２の再現可能な位置が重りである。この目的のため１頭骨に３つの固定点 例えば鼻点ＮＰＩ及び眼肖ＡＰ、及び八１］２か規定されて！　１つの座標空間 を区画し響走査′４Ｑ置の古現可ｔＪＲな位置ぎめを可能にする。これらの規定 された固定点番お頭蓋のＸ線撮影においても考慮されるのでｌＸ線両像に対する 精確な座標一致を行うことができる。 第９図は、偏向装置７１０に対する照明光学系８及び撮像光学系９０の幾何学的 位ｉｌｌ　＋及び口内装置部分が下顎又は上勢撮像すべき歯列に対して側方へ移 動しても所定の頭蓋点と歯列とに対する偏向装置ｌＯの鏡１８を持つガラス体２ ２の位置を示している。走査装置ａ　２により得られる画像とＸ線により得られ る画像との結合を行うことができるようにするため！頭蓋固定点に例えば３つの 鉛工が取付けられて、走査装置２による測定のために圧接原点を規定し、かつＸ 線により精確に検出されるので。 頭六座櫨系に関して走査装置２の光画像をＸ線画像に精確に一致させることがで きる。 下顎歯列及び下顎歯列の測定のため、まず口内ケース５ｏが上顎歯列と下ｌ歯列 との間へ挿入されるので１上顎歯列及び下顎歯列の歯が偏向装置１０のケース５ ０の上部又は下部覆い板６６又は６８へ一部当る。口内装置部分が正しく挿入さ れていると！投射装置の九＆１４として設けられているレーザ又はレーザダイオ ードが付勢される。士？Ｊ＋歯列及び下顎歯列の同時の幾何学的及び局所的Ｉ！ Ｕ定のために！レーザ又はレーザダイオードの）もが直接に又は尤ファイバを介 して干渉ｔＩ６へ供給され、そこから１Ｍ明尤学系８及び場合によっては偏光９ を介して、縞模様として、走査装置ａ２の縦軸線１−の方向へ偏向装置１０の鏡 １８へ投射される。干渉により生ずるこのｆＡｔｔＡ様は、鏡＋８から上？Ｊ＋ 及び下顎の範囲の［」内空間へ偏向され、しかも水平中心面Ｍに関してガラス体 ２２の上半分へ入射する光線は上部へ帥向され、水平中心面Ｍに関してガラス体 ２２の下半分へ入射する光線は下顎範囲へ偏向さイする。鏡１８又はガラス体２ ２は９垂直化面において放物線状＋Ｖ状＋Ｗ状↑半円形その他の適当な輪郭を持 つことができる。ＩＪ１８又はガラス体２２の輪郭及び位置に応じて中干渉ｔｔ ６により生ずる縞模様は適当にゆがめられて！口内空間特に半透明な歯の表面及 び／又は半透明な容積内部へ投射される。従ってそこに明暗の縞の微細な模様が 生ずる。 投射される縞模様は！口内空間特に半透明な歯の表面及び／又は半透明な容積内 部から１幾何学的及び局所的形状及び／又は三次元色配置に応じて反射され＋Ｓ 向装置１ｏの鏡１８又はガラス体２２撮像光学系９０へ供給される。撮像光学系 ９ｏは、場合によっては光ファイバ又は畳み込み光学系１０２を介して１行又は 面センサ１０６例えばビデオカメラ１０４へ會反射された縞模様を写像する。ビ デオカメラ１０４は受光された光信号を電気信号に変換いこれを図示しないデー タ処理装置へ供給する。そこで電気信号は！投射されかつ受光される光の波長、 ａ模様の理論的隔間ＶＡ＋投射装置に対する偏向鏡の位置、ａ向鏡の形状。 ガラス体の形状９ガラス体の屈折率１９１い板の厚さ及び屈折率１照明光学系及 び撮像光学系のレンズの種類う立体レンズの視差等のような多数のパラメータを 考慮してｌ複雑な計算方法により評価されて１０内空間の幾何学的及び局所的形 状、及び三次元の半透明な空間特に歯の容積内部における色配置が精確にめられ るようにする。口内空間の表面状態及び半透明な歯の内部の色配置は市スクリー ンＬに三次元的に表示することができる。 口内空間の幾何学的及び局所的測定のため！特に適した光線の代りに＋　ｘｈ、 レーダ線又は超音波も使用することができる。 偏向装（Δの偏向素子は使用される放射線に合わされる。 作用する力を測定するため堂例えばポリカーボネイトから成るか又はこのような 材料から成る挿入片又は載置層を備えた偏向装置ｉ？４１０の半透明鏡付き覆い 板６６、６８は投射装置の例えば偏光子９により偏光される光線源４の光を当て られる。それにより覆い板６６、６８には異なる色の縞状マーりが生じν反射光 において、なるべく面像光学系に付属する検光子９６．９８を使用して等色線評 価によりＩソい板６６、６８へ導入される力をめるのにこれらの縞状マーりを利 用できるので、顎関節位置又は（外挿法により）歯接触に関して精確な力測定に も走査装置を使用することができる。このような力測定は公知のように焦電気セ ンサによっても行うことができる。 符　号　−覧　表 ２　走査装置 ４　光線源 ６　干ｅ計 ８　照明光学系 ９　偏光子 １０　偏向装置 １２、１４　鏡 １６　半透明で両面の平行な板 １８　鏡又は読会ｆｒｊ １９　鏡のない表面 ２０縁 ２２　ガラス体 ２４．２６　保持条片 ２８、３０　突起 ３６、３８　凹所 ４０　結合片 ４２　鏡担体 ５０　ケース ５１　終端辺 ５４、５６　ケース片 ５８．６２Ｊ二部溝 ６０、６４　下Ｍｓ溝 ６６　上部覆い仮 ６８１ζ甜：デい仮 ７０、７２　中間板 ８０　外側ケース ８２　駆動装置 湾曲角 β　反射角（垂直） 丁　反射角（水平） ＦＩＧ、１ ＦＩＧ、６ｃ　ＦＩＧ、６ｄ ＦＩＧ、８ 補正前の写しく翻訳文）提出書 （特許法第１８４条の７第１項） 平成４年９月１４日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　測定すべき空間なるべく口内空間へ少なくとも一部導入される走査装置によ り，空間特に上顎歯列及び下顎歯列を持つ口内空間を測定する方法において，走 査装置として光測定装置を使用し，その光信号をデータ処理装置により評価可能 な電気信号に変換することを特徴とする，空間待に口内空間の測定方法。 ２　測定すべき口内空間特に半透明な歯の表面及び／又は半透明な容積内部へ投 射装置により光線を投射し，表面及び／又は半透明な容積内部から反射される光 線を撮像装置により検出することを特徴とする，請求項１に記載の方法。 ３　例えば干渉により生する縞模様の形で光線を，測定すべき口内空間特に半透 明な歯の表面及び／又は半透明な容積内部へ投射することを特徴とする，請求項 ２に記載の方法。 ４　立体写真的に又は三角測量原理により又はホログラムの原理により動作する 撮像装置により反射光線を撮像することを特徴とする，請求項２又は３に記載の 方法。 ５　口内空間に対する投射装置及び／又は撮像装置又はその一部例えば偏向装置 （１０）の相対運動により，投射光線及び／又は反射光線を１行ずつ従つて走査 のように，測定すべき口内空間特に半透明な歯の表面及び／又は半透明な容積内 部へ投射しかつ／又は口内空間の表面及び／又は半透明な容積内部から反射させ ることを特徴とする，請求項４に記載の方法。 ６　反射光線の光信号を，場合によつては畳み込み光学系により面センサ（例え ばＣＣＤセンサチップ）へ写像させることを特徴とする，請求項４又は５に記載 の方法。 ７　電気信号を画像に処理し，これらの画像をスクリーン上で見えるようにする ことを特徴とする，請求項１ないし６の１つに記載の方法。 ８　なるべくＣＡＤモデリングにより処理される電気信号を，歯交換部品を製造 するＣＡＭ製造装置へ供給することを特徴とする，請求項７に記載の方法。 ９　供給エネルギの増大により，投射装置を口内空間特に歯の表面の直接加工に 使用することを特徴とする，請求項１ないし８の１つに記載の方法。 １０　なるべく口外装置部分に設けられる光線源（４）と，口内空間特に歯の表 面及び／又は半透明な容積内部へ光線を投射する照明光学系（８）を持つ投射装 置と，表面及び／又は半透明な容積内部から反射される光線を受ける撮像光学系 （９０）を持つ撮像装置と，なるべく口外装置部分に設けられて受けた光線を評 価する評価装置（１０８）とを有することを特徴とする，請求項１ないし９に記 載の方法を実施するための装置。 １１　投射装置が所定の光線模様を口内空間の表面へ投射することを特徴とする ，請求項１０に記載の装置。 １２　投射装置により生ずる光の模様が縞模様であることを特徴とする，請求項 １１に記載の装置。 １３　投射装置が干渉計（６）例えばマイケルソン干渉計を持つていることを特 徴とする，請求項１０ないし１２の１つに記載の装置。 １４　投射装置がなるべく太陽光に類似の光又は紫外線又はタングステン光を放 射する光線源（４）を持つていることを特徴とする，請求項１０ないし１３の１ つに記載の装置。 １５　投射装置が光線原（４）として，なるべく可変レーザ又はなるべく偏光を 放射するモノクロメータを持つていることを特徴とする，請求項１０ないし１４ の１つに記載の装置。 １６　投射装置がレンズ又はレンズ装置を持ちかつ口内空間を均一に照らす照明 光学系を持つていることを特徴とする，請求項１０ないし１５の１つに記載の装 置。 １７　投射装置が，特に上顎歯列及び下顎歯列を均一かつ同時に照らすため口内 空間内の投射光線を偏向する偏向装置（１０）を持つていることを特徴とする， 請求項１０ないし１６の１つに記載の装置。 １８　撮像装置が，口内空間特に半透明な歯の表面及び／又は半透明な容積内部 から反射される光線を撮像光学系（９０）の方へ偏向する偏向装置（１０）を持 つていることを特徴とする，請求項１０ないし１７の１つに記載の装置。 １９　偏向装置（１０）が鏡又は鏡装置（１８）を持つていることを特徴とする ，請求項１７又は１８に記載の装置。 ２０　偏向装置（１０）が二重又は多重鏡（１８）及び／又は切り子状偏向素子 及び／又はホログラフイー偏向素子を持つていることを特徴とする，請求項１７ ないし１９の１つに記載の装置。 ２１　鏡又は鏡装置（１８）が非球面に形成されていることを特徴とする，請求 項１９又は２０に記載の装置。 ２２　偏向装置（１０）が，なるべく光線源（４）とは反対側の縁（２０）に金 属被覆及び／又は部分的な金属被覆及び／又は半透明な金属被覆及び／又は切り 子状偏向索子及び／又はホログラフイー偏向素子を備えだガラス体（２２）を持 つていることを特徴とする，請求項１９ないし２１の１つに記載の装置。 ２３　鏡又は鏡装置（１８）及び／又はガラス体（２２）が，なるべく保持条片 （２４，２６）を備えた鏡担体（４２）に設けられていることを特徴とする，請 求項１９ないし２２の１つに記載の装置。 ２４　鏡担体（４２）が口内空間に対してなるべく口外に設けられた直線案内部 内で移動可能であることを特徴とする，請求項２３に記載の装置。 ２５　鏡担体（４２）が，投射装置特に照明光学系（８）又は撮像装置侍に撮像 光学系（９０）の縦軸線（Ｌ）の方向に，連続的又は段階的に移動可能であるこ とを特徴とする，請求項２３又は２４に記載の装置。 ２６　撮像装置が，鏡（１８）又はガラス体（２２）の水平中心面（Ｍ）に対し て直角にかつ／又は鏡（１８）又はガラス体（２２）の水平中心面（Ｍ）内で水 平に，かつ投射装置の縦軸線（Ｌ）に対して直角に，鏡担体（４２）に対して変 位可能であることを特徴とする，請求項２３ないし２５の１つに記載の装置。 ２７　偏向装置（１０）が少なくとも一部透明又は半透明な金属被覆ケース（５ ０）内に設けられていることを特徴とする，請求項１７ないし２６の１つに記載 の装置。 ２８　偏向装置（１０）のケース（５０）が，少なくとも歯に接触する範囲に， ポリカーボネート又は光学的応力測定に適した材料から成る挿入片を持つている ことを特徴とする，請求項２７に記載の装置。 ２９　偏向装置（１０）のケース（５０）が，その形状及び寸法を，口内空間の 解剖学的状態にほぼ合わされていることを特徴とする，請求項２７又は２８に記 載の装置。 ３０　偏向装置（１０）のケース（５０）が，上顎歯列と下顎歯列との間に挿入 するため偏平に構成されていることを特徴とする，請求項２７ないし２９の１つ に記載の装置。 ３１　投射装置の偏向装置（１０）が同時に撮像装置の偏向装置として構成され ていることを特徴とする，請求項１８ないし３０の１つに記載の装置。 ３２　偏向装置（１０）偏向装置（１０）用駆動装置（８２）及び撮像光学系（ ９０）が共通な装置ケース内に設けられていることを特徴とする，請求項１８な いし３１の１つに記載の装置。 ３３　照明光学系（８），偏向装置（１０）及び撮像光学系（９０）が移動可能 な単位として構成されていることを特徴とする，請求項１８ないし３２の１つに 記載の装置。 ３４　なるべく鏡担体（４２）の位置により制御される始動装置が設けられてい ることを特徴とする，請求項１０ないし３３の１つに記載の装置。 ３５　反射光線の光信号用ディジタル化装置（１００）が設けられていることを 特徴とする，請求項１０ないし３４の１つに記載の装置。 ３６　ディジタル化装置（１００）がビデオカメラ（ＣＣＤカメラ）等の撮像装 置を含んでいることを特徴とする，請求項３５に記載の装置。 ３７　デイジタル化装置（１００）が，面センサ（１０６）と，偏光された反射 光線を線模様から面模様へ変換する畳み込み光学系（１０２）を持つていること を特徴とする，請求項３５又は３６に記載の装置。 ３８　ディジタル化装置（１００）が駆動装置（８２）又は鏡担体（４２）の位 置を検出するセンサを持つていることを特徴とする，請求項３５ないし３７の１ つに記載の装置。 ３９　ディジタル化装置（１００）が，投射装置から放射される光及び受光され て物体により変換されかつ反射される光特にレーザ光線の波長を検出するセンサ を持つていることを特徴とする，請求項３５ないし３８の１つに記載の装置。 ４０　ディジタル化装置（１００）が，干渉計（６）により生ずる縞模様の縞間 隔を検出するセンサを持つていることを特徴とする，請求項３５ないし３９の１ つに記載の装置。 ４１　光線エネルギの増大によつて口内空間の加工に使用できるように，投射装 置が構成されていることを特徴とする，請求項１０ないし４０の１つに記載の装 置。 ４２　口内装置部分が力測定装置として構成されていることを特徴とする，請求 項１０ないし４１の１つに記載の装置。 ４３　力測定装置が焦電気センサを持つていることを特徴とする，請求項４２に 記載の装置。 ４４　焦電気センサが２軸に延びる焦電気材料の層を持つていることを特徴とす る，請求項４３に記載の装置。 ４５　力測定装置が光等色線評価装置として構成されていることを特徴とする， 請求項４２に記載の装置。