JPH08112294A - 形状計測装置及び形状計測方法 - Google Patents
形状計測装置及び形状計測方法Info
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- JPH08112294A JPH08112294A JP25366494A JP25366494A JPH08112294A JP H08112294 A JPH08112294 A JP H08112294A JP 25366494 A JP25366494 A JP 25366494A JP 25366494 A JP25366494 A JP 25366494A JP H08112294 A JPH08112294 A JP H08112294A
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 高品質の歯科補綴物を得るため補綴部位及び
周囲歯列の各形状の正確な計測が可能で、計測に要する
時間が短く、低コストの形状計測装置及び方法を提供す
る。 【構成】 歯科石膏模型の全体形状を歯牙の各特徴形態
部分を含むように第１立体座標系において計測し、各歯
牙の位置データを含む計測データを求める工程と、石膏
模型から各歯牙を切り離し、立体形状をそれぞれ異なる
第２立体座標系において計測して、立体データを含む計
測データを求める工程と、石膏模型の計測データから、
特徴形態部分の位置データを抽出する工程と、各歯牙の
計測データから、特徴形態部分の立体データを抽出する
工程と、抽出した位置及び立体データを用いて第１及び
第２立体座標系との間の各変換マトリックスを算出する
工程と、各変換マトリックスを用いて第２立体座標系に
おける計測データを第１立体座標系における計測データ
に変換して石膏模型全体の立体データを算出する工程を
設ける。
周囲歯列の各形状の正確な計測が可能で、計測に要する
時間が短く、低コストの形状計測装置及び方法を提供す
る。 【構成】 歯科石膏模型の全体形状を歯牙の各特徴形態
部分を含むように第１立体座標系において計測し、各歯
牙の位置データを含む計測データを求める工程と、石膏
模型から各歯牙を切り離し、立体形状をそれぞれ異なる
第２立体座標系において計測して、立体データを含む計
測データを求める工程と、石膏模型の計測データから、
特徴形態部分の位置データを抽出する工程と、各歯牙の
計測データから、特徴形態部分の立体データを抽出する
工程と、抽出した位置及び立体データを用いて第１及び
第２立体座標系との間の各変換マトリックスを算出する
工程と、各変換マトリックスを用いて第２立体座標系に
おける計測データを第１立体座標系における計測データ
に変換して石膏模型全体の立体データを算出する工程を
設ける。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、被計測物の形状を計測
するための形状計測装置及び形状計測方法に関するもの
である。
するための形状計測装置及び形状計測方法に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】近年、歯科補綴物をＣＡＤ／ＣＡＭによ
り製作する方法が提案されている。この方法に用いられ
る装置は一般的に、補綴部位及び周囲の歯列の各形状を
計測する形状計測装置、計測データに基づいて補綴物を
設計し、設計データを出力する演算処理装置（コンピュ
ーター）、設計データに基づいて補綴物を加工する加工
装置からなっている。
り製作する方法が提案されている。この方法に用いられ
る装置は一般的に、補綴部位及び周囲の歯列の各形状を
計測する形状計測装置、計測データに基づいて補綴物を
設計し、設計データを出力する演算処理装置（コンピュ
ーター）、設計データに基づいて補綴物を加工する加工
装置からなっている。
【０００３】形状計測装置により補綴部位及び周囲歯列
の各形状を計測し、計測データを演算処理装置に取り込
み、補綴部位及び歯列を構成する各歯牙の３次元的な位
置関係を演算処理装置のディスプレイ上に表示して補綴
物を設計する方法においては形状計測データの精度が補
綴物の設計形状精度に与える影響が大きい。そのため、
形状精度がよい高品質の歯科補綴物を得るためには、補
綴部位及び周囲歯列の各形状の正確な計測が重要とな
る。また、計測に要する時間もできる限り短いことが実
用上好ましい。
の各形状を計測し、計測データを演算処理装置に取り込
み、補綴部位及び歯列を構成する各歯牙の３次元的な位
置関係を演算処理装置のディスプレイ上に表示して補綴
物を設計する方法においては形状計測データの精度が補
綴物の設計形状精度に与える影響が大きい。そのため、
形状精度がよい高品質の歯科補綴物を得るためには、補
綴部位及び周囲歯列の各形状の正確な計測が重要とな
る。また、計測に要する時間もできる限り短いことが実
用上好ましい。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来の一般的な計測で
は、歯列を構成する各歯牙間の隣接領域において計測の
死角部分ができて（図１参照）完全な形状計測データが
得られず、結果として高品質の歯科補綴物が得られない
という問題点があった。また、完全な形状計測データを
得ようとすると、計測装置が極めて複雑かつ高価とな
り、あるいは計測時間が著しく長くなるという問題点が
あった。
は、歯列を構成する各歯牙間の隣接領域において計測の
死角部分ができて（図１参照）完全な形状計測データが
得られず、結果として高品質の歯科補綴物が得られない
という問題点があった。また、完全な形状計測データを
得ようとすると、計測装置が極めて複雑かつ高価とな
り、あるいは計測時間が著しく長くなるという問題点が
あった。
【０００５】本発明は、このような従来の問題点に鑑み
てなされたものであり、高品質の歯科補綴物を得るため
に必要な補綴部位及び周囲歯列の各形状の正確な計測が
可能であり、計測に要する時間が比較的短く、さらに比
較的低コストの形状計測装置及び形状計測方法を提供す
ることを目的とする。
てなされたものであり、高品質の歯科補綴物を得るため
に必要な補綴部位及び周囲歯列の各形状の正確な計測が
可能であり、計測に要する時間が比較的短く、さらに比
較的低コストの形状計測装置及び形状計測方法を提供す
ることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】そのため、本発明は第一
に「少なくとも、被計測物の全体形状を該被計測物の複
数の特徴形態部分を含むように第１立体座標系において
計測して、各特徴形態部分の位置データを含む該被計測
物の計測データを出力し、かつ、該被計測物から前記各
特徴形態部分をそれぞれ含むように切り離した各分解物
又は分断物の立体形状をそれぞれ異なる第２立体座標系
において計測して、各特徴形態部分の立体データをそれ
ぞれ含む各分解物又は分断物の計測データを出力する形
状計測部と、前記計測データを記憶するデータ記憶部
と、前記データ記憶部に記憶された計測データから前記
各特徴形態部分の位置データ及び立体データをそれぞれ
抽出し、該抽出した位置データ及び立体データを用いて
前記第１立体座標系と前記各第２立体座標系との間の各
変換マトリックスをそれぞれ算出し、該各変換マトリッ
クスを用いて前記各第２立体座標系における計測データ
を前記第１立体座標系における計測データにそれぞれ変
換して前記被計測物全体の立体データを算出し、該立体
データを出力するデータ処理部と、を有する形状計測装
置（請求項１）」を提供する。
に「少なくとも、被計測物の全体形状を該被計測物の複
数の特徴形態部分を含むように第１立体座標系において
計測して、各特徴形態部分の位置データを含む該被計測
物の計測データを出力し、かつ、該被計測物から前記各
特徴形態部分をそれぞれ含むように切り離した各分解物
又は分断物の立体形状をそれぞれ異なる第２立体座標系
において計測して、各特徴形態部分の立体データをそれ
ぞれ含む各分解物又は分断物の計測データを出力する形
状計測部と、前記計測データを記憶するデータ記憶部
と、前記データ記憶部に記憶された計測データから前記
各特徴形態部分の位置データ及び立体データをそれぞれ
抽出し、該抽出した位置データ及び立体データを用いて
前記第１立体座標系と前記各第２立体座標系との間の各
変換マトリックスをそれぞれ算出し、該各変換マトリッ
クスを用いて前記各第２立体座標系における計測データ
を前記第１立体座標系における計測データにそれぞれ変
換して前記被計測物全体の立体データを算出し、該立体
データを出力するデータ処理部と、を有する形状計測装
置（請求項１）」を提供する。
【０００７】また、本発明は第二に「少なくとも、特徴
形態部分をそれぞれ含むように分断又は分解が可能な被
計測物を用意する工程と、前記被計測物の全体形状を該
被計測物の各特徴形態部分を含むように第１立体座標系
において計測し、各特徴形態部分の位置データを含む該
被計測物の計測データを求める工程と、前記被計測物か
ら前記各特徴形態部分をそれぞれ含むように分解物又は
分断物を切り離し、各分解物又は分断物の立体形状をそ
れぞれ異なる第２立体座標系において計測して、各特徴
形態部分の立体データをそれぞれ含む各分解物又は分断
物の計測データを求める工程と、前記被計測物の計測デ
ータから、前記各特徴形態部分の位置データを抽出する
工程と、前記各分解物又は分断物の計測データから、前
記各特徴形態部分の立体データをそれぞれ抽出する工程
と、前記抽出した各特徴形態部分の位置データ及び立体
データを用いて前記第１立体座標系と前記各第２立体座
標系との間の各変換マトリックスをそれぞれ算出する工
程と、前記各変換マトリックスを用いて前記各第２立体
座標系における計測データを前記第１立体座標系におけ
る計測データにそれぞれ変換して前記被計測物全体の立
体データを算出する工程と、からなる形状計測方法（請
求項２）」を提供する。
形態部分をそれぞれ含むように分断又は分解が可能な被
計測物を用意する工程と、前記被計測物の全体形状を該
被計測物の各特徴形態部分を含むように第１立体座標系
において計測し、各特徴形態部分の位置データを含む該
被計測物の計測データを求める工程と、前記被計測物か
ら前記各特徴形態部分をそれぞれ含むように分解物又は
分断物を切り離し、各分解物又は分断物の立体形状をそ
れぞれ異なる第２立体座標系において計測して、各特徴
形態部分の立体データをそれぞれ含む各分解物又は分断
物の計測データを求める工程と、前記被計測物の計測デ
ータから、前記各特徴形態部分の位置データを抽出する
工程と、前記各分解物又は分断物の計測データから、前
記各特徴形態部分の立体データをそれぞれ抽出する工程
と、前記抽出した各特徴形態部分の位置データ及び立体
データを用いて前記第１立体座標系と前記各第２立体座
標系との間の各変換マトリックスをそれぞれ算出する工
程と、前記各変換マトリックスを用いて前記各第２立体
座標系における計測データを前記第１立体座標系におけ
る計測データにそれぞれ変換して前記被計測物全体の立
体データを算出する工程と、からなる形状計測方法（請
求項２）」を提供する。
【０００８】また、本発明は第三に「少なくとも、複数
の歯牙が並んだ歯牙列を有する歯科石膏模型を用意する
工程と、前記歯科石膏模型の全体形状を前記各歯牙の特
徴形態部分を含むように第１立体座標系において計測
し、各歯牙の特徴形態部分の位置データを含む該歯科石
膏模型の計測データを求める工程と、前記歯科石膏模型
から各歯牙を切り離し、各歯牙の立体形状をそれぞれ異
なる第２立体座標系において計測して、各特徴形態部分
の立体データをそれぞれ含む各歯牙の計測データを求め
る工程と、前記歯科石膏模型の計測データから、前記各
特徴形態部分の位置データを抽出する工程と、前記各歯
牙の計測データから、前記各特徴形態部分の立体データ
をそれぞれ抽出する工程と、前記抽出した各特徴形態部
分の位置データ及び立体データを用いて前記第１立体座
標系と前記各第２立体座標系との間の各変換マトリック
スをそれぞれ算出する工程と、前記各変換マトリックス
を用いて前記各第２立体座標系における計測データを前
記第１立体座標系における計測データにそれぞれ変換し
て前記歯科石膏模型全体の立体データを算出する工程
と、からなる歯科石膏模型の形状計測方法（請求項
３）」を提供する。
の歯牙が並んだ歯牙列を有する歯科石膏模型を用意する
工程と、前記歯科石膏模型の全体形状を前記各歯牙の特
徴形態部分を含むように第１立体座標系において計測
し、各歯牙の特徴形態部分の位置データを含む該歯科石
膏模型の計測データを求める工程と、前記歯科石膏模型
から各歯牙を切り離し、各歯牙の立体形状をそれぞれ異
なる第２立体座標系において計測して、各特徴形態部分
の立体データをそれぞれ含む各歯牙の計測データを求め
る工程と、前記歯科石膏模型の計測データから、前記各
特徴形態部分の位置データを抽出する工程と、前記各歯
牙の計測データから、前記各特徴形態部分の立体データ
をそれぞれ抽出する工程と、前記抽出した各特徴形態部
分の位置データ及び立体データを用いて前記第１立体座
標系と前記各第２立体座標系との間の各変換マトリック
スをそれぞれ算出する工程と、前記各変換マトリックス
を用いて前記各第２立体座標系における計測データを前
記第１立体座標系における計測データにそれぞれ変換し
て前記歯科石膏模型全体の立体データを算出する工程
と、からなる歯科石膏模型の形状計測方法（請求項
３）」を提供する。
【０００９】また、本発明は第四に「前記特徴形態部分
が咬頭頂、小窩、点角、溝、又は切縁であることを特徴
とする請求項３記載の形状計測方法（請求項４）」を提
供する。
が咬頭頂、小窩、点角、溝、又は切縁であることを特徴
とする請求項３記載の形状計測方法（請求項４）」を提
供する。
【００１０】
【作用】本発明にかかる被計測物（例えば、歯科石膏模
型）の各分解物又は分断物（例えば、各歯牙）の立体形
状を各特徴形態部分を含むようにそれぞれ計測する場合
各分解物又は分断物の立体データをそれぞれ得ることが
できるが、計測対象の分解物又は分断物が変わる度に計
測の座標系（第２座標系）も変化する（図２参照）。
型）の各分解物又は分断物（例えば、各歯牙）の立体形
状を各特徴形態部分を含むようにそれぞれ計測する場合
各分解物又は分断物の立体データをそれぞれ得ることが
できるが、計測対象の分解物又は分断物が変わる度に計
測の座標系（第２座標系）も変化する（図２参照）。
【００１１】また、被計測物の全体形状を該被計測物の
各特徴形態部分を含むように第１立体座標系において計
測する場合、被計測物の全体形状（例えば、歯科石膏模
型の咬合面方向の形状）しか得られないが、同一の座標
系で計測されているので被計測物の位置データが得ら
れ、各特徴形態部分の位置関係を知ることができる（図
３参照）。
各特徴形態部分を含むように第１立体座標系において計
測する場合、被計測物の全体形状（例えば、歯科石膏模
型の咬合面方向の形状）しか得られないが、同一の座標
系で計測されているので被計測物の位置データが得ら
れ、各特徴形態部分の位置関係を知ることができる（図
３参照）。
【００１２】そこで、前記被計測物の計測データから、
各特徴形態部分の位置データを抽出し、前記各分解物又
は分断物の計測データから、各特徴形態部分の立体デー
タをそれぞれ抽出し、抽出した位置データ及び立体デー
タを用いて前記第１立体座標系と前記各第２立体座標系
との間の各変換マトリックスをそれぞれ算出する。さら
に、各変換マトリックスを用いて前記各第２立体座標系
における計測データを前記第１立体座標系における計測
データにそれぞれ変換して前記被計測物全体の立体デー
タを得ることができる。
各特徴形態部分の位置データを抽出し、前記各分解物又
は分断物の計測データから、各特徴形態部分の立体デー
タをそれぞれ抽出し、抽出した位置データ及び立体デー
タを用いて前記第１立体座標系と前記各第２立体座標系
との間の各変換マトリックスをそれぞれ算出する。さら
に、各変換マトリックスを用いて前記各第２立体座標系
における計測データを前記第１立体座標系における計測
データにそれぞれ変換して前記被計測物全体の立体デー
タを得ることができる。
【００１３】なお、座標系間の変換マトリックスを求め
る際に、多数の計測データを用いると変換マトリックス
の算出に膨大な時間を要し実用的ではない。そこで、本
発明では各特徴形態部分にかかる計測データだけを用い
て比較的短時間に変換マトリックスを算出している。本
発明にかかる特徴形態部分としては、被計測物が歯科石
膏モデルの場合には計測データを抽出しやすい咬頭頂、
小窩、点角、溝、又は切縁が好ましい。
る際に、多数の計測データを用いると変換マトリックス
の算出に膨大な時間を要し実用的ではない。そこで、本
発明では各特徴形態部分にかかる計測データだけを用い
て比較的短時間に変換マトリックスを算出している。本
発明にかかる特徴形態部分としては、被計測物が歯科石
膏モデルの場合には計測データを抽出しやすい咬頭頂、
小窩、点角、溝、又は切縁が好ましい。
【００１４】なお、咬頭頂とは、臼歯部における咬合面
の突起の頂上部分である。小窩とは複数の溝が合すると
き、その回りの歯冠面が谷のように凹んでいる部分であ
る。点角とは、三つの面が接する部分であり、切歯や犬
歯で使用する（対象となる）特徴形態部分である。溝と
は、臼歯咬合面において咬頭間にある溝をいう。また、
切縁とは、切歯歯冠の水平にはしる先の部分である（図
９参照）。
の突起の頂上部分である。小窩とは複数の溝が合すると
き、その回りの歯冠面が谷のように凹んでいる部分であ
る。点角とは、三つの面が接する部分であり、切歯や犬
歯で使用する（対象となる）特徴形態部分である。溝と
は、臼歯咬合面において咬頭間にある溝をいう。また、
切縁とは、切歯歯冠の水平にはしる先の部分である（図
９参照）。
【００１５】以下、実施例により本発明を具体的に説明
するが、本発明はこれに限定されるものではない。
するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００１６】
【実施例】本実施例では、被計測物の全体形状を該被計
測物の複数の特徴形態部分を含むように第１立体座標系
において計測して、各特徴形態部分の位置データを含む
該被計測物の計測データを出力し、かつ、該被計測物か
ら前記各特徴形態部分をそれぞれ含むように切り離した
各分解物又は分断物の立体形状をそれぞれ異なる第２立
体座標系において計測して、各特徴形態部分の立体デー
タをそれぞれ含む各分解物又は分断物の計測データを出
力する形状計測部と、前記計測データを記憶するデータ
記憶部と、前記データ記憶部に記憶された計測データか
ら前記各特徴形態部分の位置データ及び立体データをそ
れぞれ抽出し、該抽出した位置データ及び立体データを
用いて前記第１立体座標系と前記各第２立体座標系との
間の各変換マトリックスをそれぞれ算出し、該各変換マ
トリックスを用いて前記各第２立体座標系における計測
データを前記第１立体座標系における計測データにそれ
ぞれ変換して前記被計測物全体の立体データを算出し、
該立体データを出力するデータ処理部と、を有する形状
計測装置を用いて形状計測を行った。
測物の複数の特徴形態部分を含むように第１立体座標系
において計測して、各特徴形態部分の位置データを含む
該被計測物の計測データを出力し、かつ、該被計測物か
ら前記各特徴形態部分をそれぞれ含むように切り離した
各分解物又は分断物の立体形状をそれぞれ異なる第２立
体座標系において計測して、各特徴形態部分の立体デー
タをそれぞれ含む各分解物又は分断物の計測データを出
力する形状計測部と、前記計測データを記憶するデータ
記憶部と、前記データ記憶部に記憶された計測データか
ら前記各特徴形態部分の位置データ及び立体データをそ
れぞれ抽出し、該抽出した位置データ及び立体データを
用いて前記第１立体座標系と前記各第２立体座標系との
間の各変換マトリックスをそれぞれ算出し、該各変換マ
トリックスを用いて前記各第２立体座標系における計測
データを前記第１立体座標系における計測データにそれ
ぞれ変換して前記被計測物全体の立体データを算出し、
該立体データを出力するデータ処理部と、を有する形状
計測装置を用いて形状計測を行った。
【００１７】尚、前記形状計測部は、被計測物の保持台
１、保持台回転用モーター２、保持台回転軸の変更治具
３、保持台位置変更用の駆動Ｘテーブル４、固定治具
６、及びレーザー計測器５を備えている。保持台１には
被計測物８が設置される。また、保持台回転軸の変更治
具３により回転軸は９０度回転することができる。保持
台回転軸の変更治具３は、固定治具６により駆動Ｘテー
ブル４に固定されている（図６参照）。
１、保持台回転用モーター２、保持台回転軸の変更治具
３、保持台位置変更用の駆動Ｘテーブル４、固定治具
６、及びレーザー計測器５を備えている。保持台１には
被計測物８が設置される。また、保持台回転軸の変更治
具３により回転軸は９０度回転することができる。保持
台回転軸の変更治具３は、固定治具６により駆動Ｘテー
ブル４に固定されている（図６参照）。
【００１８】計測座標系の原点７は、モーター２の回転
軸の回転中心の点とし、この点におけるレーザーの計測
値が０になるように調整する。 （１）計測 上面から見た歯科石膏模型の全体形状の計測 まず、複数の歯牙が並んだ歯牙列を有する歯科石膏模型
を用意し、歯牙の咬合面が上向きになるように前記被計
測物の保持台に設置した。
軸の回転中心の点とし、この点におけるレーザーの計測
値が０になるように調整する。 （１）計測 上面から見た歯科石膏模型の全体形状の計測 まず、複数の歯牙が並んだ歯牙列を有する歯科石膏模型
を用意し、歯牙の咬合面が上向きになるように前記被計
測物の保持台に設置した。
【００１９】次に、前記歯科石膏模型の全体形状を前記
歯牙の各特徴形態部分を含むように第１立体座標系にお
いて計測し、各歯牙の各特徴形態部分の位置データを含
む該歯科石膏模型の計測データを求めた。この際、計測
はレーザー計測器を用いた歯科石膏模型の上面（咬合
面）からの非接触計測であり、レーザー計測器は空間の
所定位置に固定されている。また、この計測では、モー
ター２の回転軸を鉛直方向とし、駆動Ｘテーブル４の移
動方向を一定の水平方向とする。
歯牙の各特徴形態部分を含むように第１立体座標系にお
いて計測し、各歯牙の各特徴形態部分の位置データを含
む該歯科石膏模型の計測データを求めた。この際、計測
はレーザー計測器を用いた歯科石膏模型の上面（咬合
面）からの非接触計測であり、レーザー計測器は空間の
所定位置に固定されている。また、この計測では、モー
ター２の回転軸を鉛直方向とし、駆動Ｘテーブル４の移
動方向を一定の水平方向とする。
【００２０】計測は駆動Ｘテーブル４が静止した状態
で、保持台１に設置された歯科石膏模型をモーター２に
より回転させながら、歯科石膏模型の平面図上における
回転中心から同一距離にある円周上にレーザーを照射し
て行った。次に、駆動Ｘテーブル４を一定の水平方向に
微小移動させてから停止させ、駆動Ｘテーブル４が停止
した状態で、歯科石膏模型をモーター２により回転させ
ながら同様に円周上の計測を行った。そして、このプロ
セスを繰り返すことにより、歯科石膏模型全体の計測を
歯科石膏模型の上面（咬合面）から行った。
で、保持台１に設置された歯科石膏模型をモーター２に
より回転させながら、歯科石膏模型の平面図上における
回転中心から同一距離にある円周上にレーザーを照射し
て行った。次に、駆動Ｘテーブル４を一定の水平方向に
微小移動させてから停止させ、駆動Ｘテーブル４が停止
した状態で、歯科石膏模型をモーター２により回転させ
ながら同様に円周上の計測を行った。そして、このプロ
セスを繰り返すことにより、歯科石膏模型全体の計測を
歯科石膏模型の上面（咬合面）から行った。
【００２１】このようにして得られた計測データをデー
タ記憶部に記憶させた。 各歯牙の立体形状の計測 次に、前記歯科石膏模型から各歯牙を切り離し、各歯牙
の立体形状をそれぞれ異なる第２立体座標系において計
測して、各特徴形態部分の立体データをそれぞれ含む各
歯牙の計測データを求めた。
タ記憶部に記憶させた。 各歯牙の立体形状の計測 次に、前記歯科石膏模型から各歯牙を切り離し、各歯牙
の立体形状をそれぞれ異なる第２立体座標系において計
測して、各特徴形態部分の立体データをそれぞれ含む各
歯牙の計測データを求めた。
【００２２】ここで、各歯牙の立体形状は、各歯牙の上
面（咬合面）からの計測及び側面からの計測をそれぞれ
行った後、各計測データを合成処理することにより求め
た。各歯牙の上面（咬合面）からの計測では、モーター
２を１回転してＺ座標（鉛直方向）をレーザーで計測す
るが、最初の回転では１点（同心円の中心）のみの計測
である（図７（ａ）、図８参照）。
面（咬合面）からの計測及び側面からの計測をそれぞれ
行った後、各計測データを合成処理することにより求め
た。各歯牙の上面（咬合面）からの計測では、モーター
２を１回転してＺ座標（鉛直方向）をレーザーで計測す
るが、最初の回転では１点（同心円の中心）のみの計測
である（図７（ａ）、図８参照）。
【００２３】１回転が終わったら、Ｘテーブル４を１ス
テップ（微小量）動かして、モーター２を回転させた。
この時、Ｘテーブル４の移動量を半径とする円周上のＺ
座標の計測を行った。また、Ｘ，Ｙの各座標値は、次式
から計算により求めた。 Ｘ＝Ｒ・ｃｏｓＡ Ｙ＝Ｒ・ｓｉｎＡ Ｒ：Ｘテーブル４の移動量 Ａ：モーター２の回転角 以下、Ｘテーブル４を１ステップずつ動かして、同様の
計測を歯牙の全平面にわたって行い、上面（咬合面）か
らの計測を終了した。計測終了後、Ｘテーブル４を元の
位置に戻した。
テップ（微小量）動かして、モーター２を回転させた。
この時、Ｘテーブル４の移動量を半径とする円周上のＺ
座標の計測を行った。また、Ｘ，Ｙの各座標値は、次式
から計算により求めた。 Ｘ＝Ｒ・ｃｏｓＡ Ｙ＝Ｒ・ｓｉｎＡ Ｒ：Ｘテーブル４の移動量 Ａ：モーター２の回転角 以下、Ｘテーブル４を１ステップずつ動かして、同様の
計測を歯牙の全平面にわたって行い、上面（咬合面）か
らの計測を終了した。計測終了後、Ｘテーブル４を元の
位置に戻した。
【００２４】引き続き、歯牙の側面からの計測を行う為
に、保持台回転軸の変更治具３により保持台回転軸（モ
ーター回転軸と同一）をＹ軸まわりに９０度回転して水
平方向にした（図７（ｂ）、図８参照）。また、計測系
の原点であるモーターの回転軸の回転中心の点７のレー
ザー計測値（Ｚ座標）が０になるように調整した。モー
ター２を１回転して、側面図上における、計測系の原点
７からの水平軸座標値が同一の点上にレーザーを照射し
て計測を行った。この時、Ｘ，Ｙ，Ｚの各座標値は次式
から計算により求めた。
に、保持台回転軸の変更治具３により保持台回転軸（モ
ーター回転軸と同一）をＹ軸まわりに９０度回転して水
平方向にした（図７（ｂ）、図８参照）。また、計測系
の原点であるモーターの回転軸の回転中心の点７のレー
ザー計測値（Ｚ座標）が０になるように調整した。モー
ター２を１回転して、側面図上における、計測系の原点
７からの水平軸座標値が同一の点上にレーザーを照射し
て計測を行った。この時、Ｘ，Ｙ，Ｚの各座標値は次式
から計算により求めた。
【００２５】Ｘ＝Ｘ0 ＋Ｒ Ｙ＝Ｚm ・ｓｉｎＡ Ｚ＝Ｚm ・ｃｏｓＡ Ｘ0 ：計測点のＸ座標 Ｒ ：Ｘテーブルの移動量 Ｚm ：レーザー計測値 Ａ ：モーター２の回転角 以下、Ｘテーブル４を１ステップずつ動かして、同様の
計測を歯牙８の全側面にわたって行い、側面からの計測
を終了した。
計測を歯牙８の全側面にわたって行い、側面からの計測
を終了した。
【００２６】最後に、得られた側面の計測データをＹ軸
まわりに９０度回転させて、上面と側面の計測データの
座標を一致させた（次式参照）。 （Ｘａ，Ｙａ，Ｚａ）＝（Ｘｂ，Ｙｂ，Ｚｂ）・ｒｏｔ
（９０度） ｒｏｔ（９０度）：座標系をＹ軸まわりに９０度回転処
理する演算子 （Ｘｂ，Ｙｂ，Ｚｂ）：座標変換前の計測値 （Ｘａ，Ｙａ，Ｚａ）：座標変換後の計測値 データ処理部を用いて行う前記の上面計測座標系及び側
面計測座標系の同一化処理と歯牙の上面及び側面の各計
測データから歯牙の３次元形状（立体）データを得るこ
とができた。
まわりに９０度回転させて、上面と側面の計測データの
座標を一致させた（次式参照）。 （Ｘａ，Ｙａ，Ｚａ）＝（Ｘｂ，Ｙｂ，Ｚｂ）・ｒｏｔ
（９０度） ｒｏｔ（９０度）：座標系をＹ軸まわりに９０度回転処
理する演算子 （Ｘｂ，Ｙｂ，Ｚｂ）：座標変換前の計測値 （Ｘａ，Ｙａ，Ｚａ）：座標変換後の計測値 データ処理部を用いて行う前記の上面計測座標系及び側
面計測座標系の同一化処理と歯牙の上面及び側面の各計
測データから歯牙の３次元形状（立体）データを得るこ
とができた。
【００２７】このようにして得られた計測データをデー
タ記憶部に記憶させた。 （２）特徴形態部分の計測データ抽出 データ記憶部に記憶させた前記歯科石膏模型の計測デー
タから、データ処理部を用いて各特徴形態部分の位置デ
ータを抽出し、またデータ記憶部に記憶させた前記各歯
牙の計測データから、データ処理部を用いて各特徴形態
部分の立体データをそれぞれ抽出した。
タ記憶部に記憶させた。 （２）特徴形態部分の計測データ抽出 データ記憶部に記憶させた前記歯科石膏模型の計測デー
タから、データ処理部を用いて各特徴形態部分の位置デ
ータを抽出し、またデータ記憶部に記憶させた前記各歯
牙の計測データから、データ処理部を用いて各特徴形態
部分の立体データをそれぞれ抽出した。
【００２８】ここで、特徴形態部分は、各歯牙の咬頭
頂、小窩、点角、溝及び切縁とした。また、咬頭頂、小
窩、点角の各計測データは点のデータとして、溝、切縁
の各計測データは点列のデータとして求めた。なお、特
徴形態部分の計測データはデータ処理部を用いて自動抽
出した。自動抽出では、計測データにおける傾きの変化
や変曲点などを求めることで特徴形態部分の計測データ
の抽出を行った。
頂、小窩、点角、溝及び切縁とした。また、咬頭頂、小
窩、点角の各計測データは点のデータとして、溝、切縁
の各計測データは点列のデータとして求めた。なお、特
徴形態部分の計測データはデータ処理部を用いて自動抽
出した。自動抽出では、計測データにおける傾きの変化
や変曲点などを求めることで特徴形態部分の計測データ
の抽出を行った。
【００２９】自動抽出した特徴形態部分の計測データ
は、データ処理部のディスプレイに表示させ、この際、
特徴形態部分を歯牙立体の表示（図４（ｂ）参照）及び
歯列咬合面の表示（図４（ａ）参照）とそれぞれ重ねて
表示させた。自動抽出した特徴形態部分の計測データを
このようにディスプレイに表示させて確認した後、必要
があればマニュアル操作でデータの修正を行うとよい。
修正は、自動抽出した特徴形態部分（ディスプレイ上）
をマウスにより消去することで行う。そして、特徴形態
部分の計測データの更新は、歯牙（ディスプレイ上）上
の所望位置をマウスによりヒットさせることにより行
う。 （３）座標変換マトリックスの算出 次に、抽出した各特徴形態部分の位置データ及び立体デ
ータを用いて前記第１立体座標系と前記各第２立体座標
系との間の各変換マトリックスを各歯牙ごとにそれぞれ
算出した。
は、データ処理部のディスプレイに表示させ、この際、
特徴形態部分を歯牙立体の表示（図４（ｂ）参照）及び
歯列咬合面の表示（図４（ａ）参照）とそれぞれ重ねて
表示させた。自動抽出した特徴形態部分の計測データを
このようにディスプレイに表示させて確認した後、必要
があればマニュアル操作でデータの修正を行うとよい。
修正は、自動抽出した特徴形態部分（ディスプレイ上）
をマウスにより消去することで行う。そして、特徴形態
部分の計測データの更新は、歯牙（ディスプレイ上）上
の所望位置をマウスによりヒットさせることにより行
う。 （３）座標変換マトリックスの算出 次に、抽出した各特徴形態部分の位置データ及び立体デ
ータを用いて前記第１立体座標系と前記各第２立体座標
系との間の各変換マトリックスを各歯牙ごとにそれぞれ
算出した。
【００３０】同一特徴形態部分の位置データ及び立体デ
ータは、それぞれ１対１に対応しているので、前記ディ
スプレイ上でマウスを用いて対応する位置データ及び立
体データを取り出した。取り出した同一特徴形態部分の
対応データ（位置データ及び立体データ）と次式から座
標変換マトリックスを算出した。算出の方法としては、
最小２乗近似法やスクリュー法などを用いた。
ータは、それぞれ１対１に対応しているので、前記ディ
スプレイ上でマウスを用いて対応する位置データ及び立
体データを取り出した。取り出した同一特徴形態部分の
対応データ（位置データ及び立体データ）と次式から座
標変換マトリックスを算出した。算出の方法としては、
最小２乗近似法やスクリュー法などを用いた。
【００３１】Ｐ1 ＝Ｍ・Ｐ2 ここで、Ｍは座標変換マトリックス、Ｐ1 は前記第１立
体座標系における特徴形態部分の位置データ、Ｐ2 は前
記第２立体座標系における同一特徴形態部分の立体デー
タである。 （４）計測データの座標変換 そして、算出した前記各座標変換マトリックスを用い
て、各歯牙ごとに前記第２立体座標系における計測デー
タを前記第１立体座標系における計測データにそれぞれ
変換して前記歯科石膏模型全体の立体データを算出した
（図５参照）。
体座標系における特徴形態部分の位置データ、Ｐ2 は前
記第２立体座標系における同一特徴形態部分の立体デー
タである。 （４）計測データの座標変換 そして、算出した前記各座標変換マトリックスを用い
て、各歯牙ごとに前記第２立体座標系における計測デー
タを前記第１立体座標系における計測データにそれぞれ
変換して前記歯科石膏模型全体の立体データを算出した
（図５参照）。
【００３２】
【発明の効果】以上、説明したように、本発明によれ
ば、高品質の歯科補綴物を得るために必要な補綴部位及
び周囲歯列の各形状の正確な計測が可能であり、計測に
要する時間が比較的短く、さらに比較的低コストで形状
計測ができる。
ば、高品質の歯科補綴物を得るために必要な補綴部位及
び周囲歯列の各形状の正確な計測が可能であり、計測に
要する時間が比較的短く、さらに比較的低コストで形状
計測ができる。
【図１】は、歯列の隣接領域を示す説明図である。
【図２】は、各歯牙の立体計測の座標系（それぞれ異な
る第２立体座標系）を示す説明図である。
る第２立体座標系）を示す説明図である。
【図３】は、歯牙列（歯列）の咬合面計測の座標系（第
１立体座標系）を示す説明図である。
１立体座標系）を示す説明図である。
【図４】は、歯列の咬合面計測データをデータ処理部の
ディスプレイに表示した状態を示す説明図（ａ）、及び
歯牙の立体計測データをデータ処理部のディスプレイに
表示した状態を示す説明図（ｂ）である。
ディスプレイに表示した状態を示す説明図（ａ）、及び
歯牙の立体計測データをデータ処理部のディスプレイに
表示した状態を示す説明図（ｂ）である。
【図５】は、歯科石膏模型の歯列の立体計測データが得
られた様子を示す説明図である。
られた様子を示す説明図である。
【図６】は、実施例にかかる形状計測部の概略側面図及
び座標系の説明図である。
び座標系の説明図である。
【図７】は、実施例にかかる形状計測部による歯牙の計
測の様子を示す斜視図である。
測の様子を示す斜視図である。
【図８】は、実施例にかかる形状計測部による歯牙の計
測スキャンを示す説明図である。
測スキャンを示す説明図である。
【図９】は、本発明にかかる特徴形態部分を示す説明図
であり、（ａ）は点角と切縁（ｂ）は咬頭頂（ｃ）は咬
頭頂、小窩、溝 をそれぞれ説明する図である。
であり、（ａ）は点角と切縁（ｂ）は咬頭頂（ｃ）は咬
頭頂、小窩、溝 をそれぞれ説明する図である。
【符号の説明】 １・・・被計測物の保持台 ２・・・保持台回転用モーター ３・・・保持台回転軸の変更治具 ４・・・保持台位置変更用の駆動Ｘテーブル ５・・・レーザー計測器 ６・・・固定治具 ７・・・計測系の原点（モーター回転軸の回転中心） ８・・・被計測物（例えば、歯牙） ９・・・モーターの回転軸 Ｒ・・・Ｘテーブルの移動量 Ａ・・・モーターの回転角 Ｚｍ・・レーザー計測値 以 上
Claims (4)
- 【請求項１】 少なくとも、 被計測物の全体形状を該被計測物の複数の特徴形態部分
を含むように第１立体座標系において計測して、各特徴
形態部分の位置データを含む該被計測物の計測データを
出力し、かつ、該被計測物から前記各特徴形態部分をそ
れぞれ含むように切り離した各分解物又は分断物の立体
形状をそれぞれ異なる第２立体座標系において計測し
て、各特徴形態部分の立体データをそれぞれ含む各分解
物又は分断物の計測データを出力する形状計測部と、 前記計測データを記憶するデータ記憶部と、 前記データ記憶部に記憶された計測データから前記各特
徴形態部分の位置データ及び立体データをそれぞれ抽出
し、該抽出した位置データ及び立体データを用いて前記
第１立体座標系と前記各第２立体座標系との間の各変換
マトリックスをそれぞれ算出し、該各変換マトリックス
を用いて前記各第２立体座標系における計測データを前
記第１立体座標系における計測データにそれぞれ変換し
て前記被計測物全体の立体データを算出し、該立体デー
タを出力するデータ処理部と、を有する形状計測装置。 - 【請求項２】 少なくとも、 特徴形態部分をそれぞれ含むように分断又は分解が可能
な被計測物を用意する工程と、 前記被計測物の全体形状を該被計測物の各特徴形態部分
を含むように第１立体座標系において計測し、各特徴形
態部分の位置データを含む該被計測物の計測データを求
める工程と、 前記被計測物から前記各特徴形態部分をそれぞれ含むよ
うに分解物又は分断物を切り離し、各分解物又は分断物
の立体形状をそれぞれ異なる第２立体座標系において計
測して、各特徴形態部分の立体データをそれぞれ含む各
分解物又は分断物の計測データを求める工程と、 前記被計測物の計測データから、前記各特徴形態部分の
位置データを抽出する工程と、 前記各分解物又は分断物の計測データから、前記各特徴
形態部分の立体データをそれぞれ抽出する工程と、 前記抽出した各特徴形態部分の位置データ及び立体デー
タを用いて前記第１立体座標系と前記各第２立体座標系
との間の各変換マトリックスをそれぞれ算出する工程
と、 前記各変換マトリックスを用いて前記各第２立体座標系
における計測データを前記第１立体座標系における計測
データにそれぞれ変換して前記被計測物全体の立体デー
タを算出する工程と、からなる形状計測方法。 - 【請求項３】 少なくとも、 複数の歯牙が並んだ歯牙列を有する歯科石膏模型を用意
する工程と、 前記歯科石膏模型の全体形状を前記各歯牙の特徴形態部
分を含むように第１立体座標系において計測し、各歯牙
の特徴形態部分の位置データを含む該歯科石膏模型の計
測データを求める工程と、 前記歯科石膏模型から各歯牙を切り離し、各歯牙の立体
形状をそれぞれ異なる第２立体座標系において計測し
て、各特徴形態部分の立体データをそれぞれ含む各歯牙
の計測データを求める工程と、 前記歯科石膏模型の計測データから、前記各特徴形態部
分の位置データを抽出する工程と、 前記各歯牙の計測データから、前記各特徴形態部分の立
体データをそれぞれ抽出する工程と、 前記抽出した各特徴形態部分の位置データ及び立体デー
タを用いて前記第１立体座標系と前記各第２立体座標系
との間の各変換マトリックスをそれぞれ算出する工程
と、 前記各変換マトリックスを用いて前記各第２立体座標系
における計測データを前記第１立体座標系における計測
データにそれぞれ変換して前記歯科石膏模型全体の立体
データを算出する工程と、からなる歯科石膏模型の形状
計測方法。 - 【請求項４】 前記特徴形態部分が咬頭頂、小窩、点
角、溝、又は切縁であることを特徴とする請求項３記載
の形状計測方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25366494A JPH08112294A (ja) | 1994-10-19 | 1994-10-19 | 形状計測装置及び形状計測方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25366494A JPH08112294A (ja) | 1994-10-19 | 1994-10-19 | 形状計測装置及び形状計測方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08112294A true JPH08112294A (ja) | 1996-05-07 |
Family
ID=17254469
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25366494A Pending JPH08112294A (ja) | 1994-10-19 | 1994-10-19 | 形状計測装置及び形状計測方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08112294A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007215656A (ja) * | 2006-02-15 | 2007-08-30 | Gc Corp | 作製支援装置 |
| WO2008129673A1 (ja) * | 2007-04-18 | 2008-10-30 | Kabushiki Kaisha Shofu | 人工歯 |
| US8128404B2 (en) | 2007-10-01 | 2012-03-06 | Kabushiki Kaisha Shofu | Artificial teeth easily enabling bilateral balanced occlusion |
-
1994
- 1994-10-19 JP JP25366494A patent/JPH08112294A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007215656A (ja) * | 2006-02-15 | 2007-08-30 | Gc Corp | 作製支援装置 |
| JP4683390B2 (ja) * | 2006-02-15 | 2011-05-18 | 株式会社ジーシー | 作製支援装置 |
| WO2008129673A1 (ja) * | 2007-04-18 | 2008-10-30 | Kabushiki Kaisha Shofu | 人工歯 |
| US8403669B2 (en) | 2007-04-18 | 2013-03-26 | Kabushiki Kaisha Shofu | Artificial tooth |
| KR101348050B1 (ko) * | 2007-04-18 | 2014-01-03 | 소후 인코포레이티드 | 인공치아 |
| US8128404B2 (en) | 2007-10-01 | 2012-03-06 | Kabushiki Kaisha Shofu | Artificial teeth easily enabling bilateral balanced occlusion |
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