(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
歯列弓の三次元（３Ｄ）表面データを取得する方法であって、
３Ｄ計測デバイスによって生成される構成された光パターンが開始点において歯列弓の咬合面の一部を照射するよう前記３Ｄ計測デバイスを位置づけ、前記咬合面の照射された部分から３Ｄデータを得ることと、
前記３Ｄ計測デバイスを並進させ、前記構成された光パターンが前記歯列弓の前記咬合面の残りを照射し、前記咬合面の残りから取得される３Ｄデータが前記開始点における該咬合面の前記一部についての３Ｄデータに登録され、前記一部および前記咬合面の残りについての３Ｄデータが前記歯列弓のバックボーン３Ｄデータ・セットを規定するようにすることと、
前記３Ｄ計測デバイスを位置づけて、前記構成された光パターンが前記歯列弓の咬合面の選ばれた部分を照射するようにし、前記選ばれた部分に対応する、前記バックボーン３Ｄデータ・セットの部分と重なる３Ｄデータを取得するようにすることと、
前記バックボーン３Ｄデータ・セットの前記対応する部分に重なる前記３Ｄデータを前記バックボーン３Ｄデータ・セットに接合することと、
前記３Ｄ計測デバイスを前記咬合面の前記選ばれた部分から回転し、前記構成された光パターンが、前記咬合面の前記選ばれた部分に対応する、前記歯列弓のほお側の面の一部または舌側の面の一部に入射するようにし、前記バックボーン３Ｄデータ・セットに登録される、前記ほお側または舌側の面の前記一部についての３Ｄデータを取得することと、
を含む前記方法。
【請求項２】
前記３Ｄ計測デバイスの角方位は該３Ｄ計測デバイスの並進中変更されない、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
取得された３Ｄデータをディスプレイ表示することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記取得された３Ｄデータが、３Ｄ点クラウドとしてディスプレイ表示される、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記取得された３Ｄデータが、一つまたは複数のオブジェクト面としてディスプレイ表示される、請求項３に記載の方法。
【請求項６】
前記３Ｄ計測デバイスを移動させ、前記構成された光パターンの投影が前記ほお側の面または舌側の面の第１区分を横に移動し該第１区分についての３Ｄデータを取得することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記構成された光パターンの投影が歯列弓の第２の開始点で前記咬合面の一部分に照射するよう、前記３Ｄ計測デバイスが位置づけられ、前記バックボーン３Ｄデータ・セットの他の部分を重なる３Ｄデータが取得されることと、
前記バックボーン３Ｄデータ・セットの前記他の部分に重なる前記３Ｄデータを縫合することと、
歯列弓の前記ほお側の面または前記舌側の面の他の部分に前記構成された光パターンの投影が入射するよう、前記３Ｄ計測デバイスを回転させ、該ほお側または舌側の面の前記他の部分について３Ｄデータを取得することと、
前記構成された光パターンの投影が前記ほお側または舌側の面の第２区分を横に移動するよう、前記３Ｄ計測デバイスを動かし、該第２区分について３Ｄデータを取得することと、
を含む、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記構成された光パターンの投影が前記咬合面の一部に入射するよう、前記３Ｄ計測デバイスを回転させ、前記バックボーン３Ｄデータ・セットに重なる３Ｄデータを取得することを含む、請求項６に記載の方法。
【請求項９】
前記構成された光パターンの投影が前記咬合面の一部に入射するよう、前記３Ｄ計測デバイスを回転させ、前記バックボーン３Ｄデータ・セットに重なる３Ｄデータを取得することを含む、請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
前記３Ｄ計測デバイスを位置づけて、前記構成された光パターンが前記歯列弓の咬合面の一部分を照射するようにし、前記バックボーン３Ｄデータ・セットの一部分と重なる３Ｄデータを取得するようにすることは、
前記咬合面の前記構成された光パターンで照射された部分の２次元画像を前記バックボーン３Ｄデータ・セットのグラフィック・ディスプレイ表示に重ねることを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記構成された光パターンがストライプ・パターンを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記構成された光パターンが干渉強度パターンである、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記構成された光パターンの投影が歯列弓の前記咬合面の残りを横に並進する間、前記３Ｄ計測デバイスは回転しない、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
前記３Ｄ計測デバイスは手持ちの３Ｄスキャナである、請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
口内空洞の三次元（３Ｄ）表面データを取得する方法であって、
３Ｄ計測デバイスの計測視野が開始点において歯列弓の咬合面の一部を含むよう前記３Ｄ計測デバイスを口内空洞に位置づけ、前記咬合面の照射された部分から３Ｄデータが得ることと、
前記３Ｄ計測デバイスを並進させ、前記計測視野が前記歯列弓の前記咬合面の残りを含み、前記計測視野の並進から取得される３Ｄデータが前記開始点における該咬合面の前記一部についての３Ｄデータに登録され、前記咬合面の前記一部および前記残りについての３Ｄデータが前記歯列弓のバックボーン３Ｄデータ・セットを規定するようにすることと、
前記３Ｄ計測デバイスを位置づけて、前記計測視野が前記咬合面の選ばれた部分を含むようにし、前記選ばれた部分に対応する、前記バックボーン３Ｄデータ・セットの部分と重なる３Ｄデータを取得するようにすることと、
前記バックボーン３Ｄデータ・セットの前記対応する部分に重なる前記３Ｄデータを前記バックボーン３Ｄデータ・セットに接合することと、
前記３Ｄ計測デバイスを前記咬合面の前記選ばれた部分から回転し、前記計測視野が、前記咬合面の選ばれた部分に対応する、前記歯列弓の咬合面とは別の前記口内空洞の一部を含むようにし、前記バックボーン３Ｄデータ・セットに登録される、前記口内空洞の前記一部についての３Ｄデータを取得することと、
を含む前記方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、概して口腔内の空隙の三次元（３Ｄ）撮像に係る。より具体的には、この発明は、複数の３Ｄ測定走査を使用してオブジェクト・シーンの３Ｄ画像データを取得し、走査から完全な３Ｄ画像を生成する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
この出願は、2010年9月10日に米国でなされた仮特許出願第61/381,731号（名称：三次元口腔内スキャナのためのデータ処理およびディスプレイの方法）の利益を主張する。
【０００３】
典型的な歯科または医療用の３Ｄカメラまたはスキャナ画像システムにおいては、オブジェクト・シーン（object scene）における一つまたは複数のオブジェクト表面の２次元（２Ｄ）の一連の強度画像が取得され、各画像の照度は一様でない。システムによっては、体系化された光パターンが表面に投影され、それぞれ２Ｄの強度画像において検出される。たとえば、投影される光パターンは、１対のコヒーレントな（干渉性の）光ビームをオブジェクト表面に投射することによって生成することができ、こうして得られる縞のパターンは連続する２Ｄ画像の間で一様ではなかった。また、投影される光パターンは、強度マスクを使って生成される一連の投射された平行線であってもよく、こうして投影されたパターンは、連続する２Ｄ画像の間で位置がずれた。さらに他のタイプの３Ｄ撮像システムでは、共焦点の(confocal)撮像のような技術が使用される。
【０００４】
ダイナミック３Ｄ撮像システムでは、カメラまたはスキャナがオブジェクト・シーンに関し動作している間に一連の３Ｄデータ・セットが取得される。たとえば、撮像システムは、ユーザが手動でオブジェクト・シーンに関して位置づけることができるウォンド(wand、棒状のエレメント)または取っ手の付いたデバイスであってもよい。応用によっては、デバイスをオブジェクトに関して動かすことにより複数のオブジェクトの表面を計測することができるので、ある位置においてデバイスの視野からぼやけた表面は、別の位置でデバイスによって計測されることができる。たとえば、歯科の分野では、静的な視野における歯その他の歯科的特徴(features)は、他の歯の見え方をぼかすことがある。処理ユニットがすべての３Ｄデータの重なり合った領域を登録し、計測手順の間に観測されたすべての表面の完全な３Ｄデータ・セット表現(representation)を得る。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって、オブジェクト・シーンについて３Ｄの表面データを得る方法が必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
一面において、この発明は、オブジェクト・シーンについて３Ｄの表面データを得る方法を特徴とする。オブジェクト・シーンの開始点におけるオブジェクト・シーンの方向性ビュー（view、見えるもの、画像）の第１部分を計測視野が含み、計測視野について３Ｄデータを得るように、３Ｄ撮像デバイスを配置する。３Ｄ撮像デバイスは、オブジェクト・シーンの方向性ビューを維持しながら並進(translate)され、計測視野は、オブジェクト・シーンの残りの方向性ビューにわたって並進する。並進の間に、３Ｄ撮像デバイスは並進された計測視野の３Ｄデータを取得し、このデータはオブジェクト・シーンにおける開始点のための３Ｄデータに登録される。配置され並進された計測視野の３Ｄデータはバックボーン３Ｄデータ・セットを規定する。３Ｄ撮像デバイスは、オブジェクト・シーンの方向性ビューの第２の部分を計測視野が含むように配置され、バックボーン３Ｄデータ・セットの一部を重なる、この計測視野での３Ｄデータを取得する。バックボーン３Ｄデータ・セットの一部と重なる３Ｄデータは、バックボーン３Ｄデータ・セットに接合される。３Ｄ撮像デバイスは、計測視野がオブジェクト・シーンの直交方向のビューを含むように操作され、３Ｄ撮像デバイスが計測視野の３Ｄデータを取得し、これがバックボーン３Ｄデータ・セットに登録される。
【０００７】
他の面では、この発明は、歯列弓の３Ｄ表面データを得る方法を特徴とする。３Ｄ計測デバイスによって生成された構成された光パターンが第１の開始点において歯列弓の咬合面の一部を照射するよう、３Ｄ計測デバイスが配置される。咬合面の照射された部分の３Ｄデータが取得される。３Ｄ計測デバイスは、構成された光パターンが歯列弓の残りの咬合面を照射するよう並進される。残りの咬合面について３Ｄデータが取得され、咬合面のその部分の３Ｄデータとして登録される。咬合面のその部分および残りの部分についての３Ｄデータが歯列弓のバックボーン３Ｄデータ・セットを規定する。３Ｄ計測デバイスは、構成された光パターンが歯列弓の咬合面のある部分を照射するように配置され、バックボーン３Ｄデータ・セットの一部と重なる３Ｄデータを得る。バックボーン３Ｄデータ・セットの一部と重なる３Ｄデータはバックボーン３Ｄデータ・セットに接合される。３Ｄ計測デバイスは、構成された光パターンが歯列弓のほお側の面または舌側の面の一部に入射するよう回転され、ほお側または舌側の面のその部分の３Ｄデータを取得し、このデータはバックボーン３Ｄデータ・セットに登録される。
【０００８】
さらに他の面によると、この発明は、口内の空洞（cavity、空隙）の３Ｄ表面データを取得する方法を特徴とする。３Ｄ計測デバイスが、３Ｄ計測デバイスの計測視野が開始点で歯列弓の咬合面の一部分を含むように配置され、計測視野について３Ｄデータが取得される。３Ｄ計測デバイスは、その計測視野が歯列弓の残りの咬合面を含むように並進される。並進する計測視野で取得された３Ｄデータは、咬合面のその部分の３Ｄデータとして登録される。咬合面のその部分および残りの部分の３Ｄデータが歯列弓のバックボーン３Ｄデータ・セットを規定する。３Ｄ計測デバイスは、その計測視野が咬合面のある部分を含むように位置づけられ、バックボーン３Ｄデータ・セットの一部と重なる３Ｄデータを取得する。バックボーン３Ｄデータ・セットの一部と重なる３Ｄデータは、バックボーン３Ｄデータ・セットに接合される。３Ｄ計測デバイスは、その計測視野が、歯列弓の咬合面とは別の口内空洞の一部を含むように動かされ、口内空洞のその部分の３Ｄデータを取得し、そのデータはバックボーン３Ｄデータ・セットに登録される。
【０００９】
この発明の上述の利点およびさらなる利点は、図面と関連して以下の説明を参照することにより明らかになる。図において参照番号は構造エレメントおよび事項を示す。説明のため、すべての図においてすべてのエレメントにラベルをつけることはしていない。図は必ずしも等倍ではなく、この発明の原理を示すために強調がなされている。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】オブジェクト・シーンの３Ｄ画像を得るために使用することができる計測システムの例を示すブロック図。
【図２】口内空洞の３Ｄ計測データを得るのに使用される３Ｄ計測システムの一部である操作可能なウォンドを示す図。
【図３】図２の操作可能なウォンドのような手持ち式の３Ｄ計測デバイスを使用して上部歯列弓を計測する方法を示す図。
【図４】この発明に従って歯列弓の３Ｄ表面データを取得する方法の実施例のフローチャート。
【図５】図４に示す方法に従う咬合スキャンに関し、３Ｄデータ取得中の上部歯列弓に沿った５つの異なる位置での計測視野を示す図。
【図６Ａ】ウォンドの咬合ビュー、およびほお側の面のスキャン区分中の計測視野の対応する位置を示す図。
【図６Ｂ】ウォンドのほお側のビュー、およびほお側の面のスキャン区分中の計測視野の対応する位置を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図面に示される例示的な実施例を参照して教示内容を詳細に説明する。この教示内容は、種々の実施例および例に関連して説明するが、この発明がそれらの実施例に限定されることを意図していない。そうではなく、この発明は、当業者にとって明らかなように、種々の代替物、修正、および均等物を包含する。この発明にアクセスする当業者は、追加的な実行、修正および実施例、他の用途分野などを認識するであろうし、それらはここに説明するこの発明開示の範囲内のものである。
【００１２】
この発明の方法は、動作可能な態様でのここに記載される任意の実施例およびその組み合わせを含む。まず全体的に説明すると、この発明の実施例の方法は、一つまたは複数のオブジェクト表面の正確な３Ｄ計測を可能にする。以下に記述する種々の実施例において、この方法は、３Ｄ計測手順での３Ｄデータの取得に関する。この方法は、歯科の分野において臨床医によって行われる計測のような、口内空洞の計測に関し、これらの計測においては、計測される表面は、歯のエナメル面、歯の象牙質の下部構造、ゴム質の組織および種々の歯科的な構造物（たとえば、支柱（post）、挿入物および充填物）を含む。この方法は、医療その他の分野でも使用することができ、オペレータによる直接操作によりまたは制御システムによる操作による３Ｄデバイスで３Ｄ計測データが取得される。
【００１３】
以下に説明する実施例では、３Ｄ計測システムは、干渉縞投影その他の技術によって生成される構成された照射パターンを使用する。撮像コンポーネントは２Ｄ画像を取得し、これがオブジェクトの構成された照射に基づいてオブジェクト表面の点の位置情報を求めるために使われる。
【００１４】
米国特許5,870,191は、干渉縞の投影に基づく３Ｄ計測に使用することができるアコーディオン縞干渉法(Accordion Fringe Interferometry、AFI)を記述している。ＡＦＩベースの３Ｄ計測システムは、オブジェクト表面に干渉縞パターンを投影するために、典型的には２つの近接しておかれたコヒーレント光源を使用する。縞パターンの画像は、縞パターンの少なくとも３つの空間相(spatial phase)に対して取得される。
【００１５】
図１は、一つまたは複数のオブジェクト２２の３Ｄ画像を得るために使用されるＡＦＩベースの３Ｄ計測システムを示す。縞投影機(fringe projector)18によって発生された２つのコヒーレント光ビーム１４Ａおよび１４Ｂが干渉縞２６のパターンでオブジェクト２２の表面を照射するのに使用される。オブジェクト２２での縞パターンの画像が、撮像システムまたはレンズ３０によって光検出器３４のアレイを含む撮像装置に形成される。たとえば、検出器アレイ３４は２次元の電荷結合デバイス（ＣＣＤ）撮像アレイであってよい。検出器アレイ３４によって発生された出力信号はプロセッサ３８に提供される。この出力信号はアレイ３４の各光検出器で受け取られた光の強度についての情報を含んでいる。光偏光子４２が散乱光の主たる偏光成分と合致するように指向されている。制御モジュール４６が縞投影機１８から放射された２つのコヒーレント光ビーム１４のパラメータを制御する。制御モジュール４６は、２つのビーム１４の位相差を調整するための位相シフトコントローラ５０、およびオブジェクト２２における干渉縞２６のピッチまたはスペクトルを調節するための空間周波数コントローラ５４を含む。
【００１６】
縞パターンの空間周波数は縞投影機１８におけるコヒーレント光放射の２つの仮想光源の分離、仮想光源からオブジェクト２２までの距離、および放射の波長によって求められる。この仮想光源は、光放射が出されている見かけ状の点であり、光放射の実際の光源はどこかほかに位置していてよい。プロセッサ３８および制御モジュール４６は、位相差および空間周波数の変化に関し、光検出器アレイ３４からの信号の処理を調和させるため通信し、プロセッサ３８は、縞パターンの画像に従ってオブジェクト表面についての３Ｄ情報を判断する。
【００１７】
プロセッサ３８は、縞パターンの連続する位相シフトの後に生成される一連の２次元画像におけるピクセルの強度に基づき、各ピクセルについて撮像システム３０および検出器アレイ３４からオブジェクト表面までの距離を計算する。こうしてプロセッサはオブジェクト表面を表す点のクラウド(cloud、雲)すなわち表面マップとしてディスプレイすることができる１組の３Ｄ座標を生成する。プロセッサ３８は、計測手順の間に生成される３Ｄデータを格納するためのメモリモジュール５８と通信する。ユーザ・インターフェイス６２は、入力デバイスおよびディスプレイを含んでおり、臨床医のようなオペレータが操作コマンドを入力し、取得された３Ｄ情報をリアルタイムに近い態様で観察すること可能にする。たとえば、オブジェクト２２の表面の異なる領域が計測され追加的な３Ｄ計測データが取得されるにつれて、オペレータは、点クラウドすなわち表面マップのグラフィック表現の成長のディスプレイを観察することができる。
【００１８】
図２は、口内空洞の３Ｄ計測データを得るのに使用することができる操作可能なウォンド６６の形の手持ち式の３Ｄ計測デバイスを示す。ウォンド６６は、可撓性のケーブル７４に結合されている本体部分７０を含む。ウォンド６６は、その投射端８２の近くから投射され計測すべき表面を照射する構成された光パターン７８を生成する。たとえば、構成された光パターン７８は、図１に関連して説明したＡＦＩ計測システムの原理に基づく干渉縞パターンであってよい。ウォンド６６は、歯列弓の一部分の３Ｄデータを取得するのに使用してもよい。ウォンドは臨床医によって口内空洞内で操作されてよく、構成された光パターン７８で照射することができるすべての表面について３Ｄデータを得ることができる。
【００１９】
図３は、図２のウォンド６６のような手持ちの３Ｄ計測デバイスを使用して上部歯列弓を計測する応用を示す。図４は、歯列弓の３Ｄ表面データを得る方法１００の実施例を表すフローチャートである。計測によって完全な３Ｄデータ・セットが得られ、このデータ・セットは、患者の歯列弓全体、すなわち歯列弓の一方の端の奥の臼歯から歯列弓の他方の端の奥の臼歯までを正確に表す。歯列弓全体に対して相対的に小さい計測視野（ＦＯＶ）（たとえば、13 mm x 10 mm）の２Ｄ撮像装置を含む３Ｄ計測デバイスでは、歯列弓の完全な３Ｄデータ・セットを得るため数百の３Ｄデータ・セットを繋ぎ合わせる。
【００２０】
方法１００によると、多数の重なり合う３Ｄデータ・セットが共通座標基準で繋ぎ合わされる。３Ｄデータは好ましい形態すなわちシーケンスで取得されるので、すべての３Ｄデータから得られる「最終」３Ｄデータ・セットは、歯列弓をより正確に表す。特に、バックボーン３Ｄデータ・セットが最初に生成され、追加的なシーケンスの３Ｄデータが続いてバックボーン３Ｄデータ・セットに接合される。最終的な点クラウドのための３Ｄデータのサブセット（小セット）を得るために個々のスキャン区分が使用される。各スキャン区分での３Ｄデータ取得の間のウォンドの制限された動きにより、計測エラーは低減し、計測精度が増大する。
【００２１】
３Ｄ計測法を実施する臨床医は、開始点、たとえば歯列弓の一端において構成された光パターンが歯列弓の咬合面の一部を照射するようウォンドを位置づける（ステップ１０５）。咬合面の照射された部分について３Ｄデータが取得される。この例では、図３に示す患者の上部歯列弓の左奥の臼歯９０における計測視野８６Ａ内からデータを取得することからデータ取得が開始する。次いで咬合ビューを維持しながらウォンドが患者の左奥の臼歯から歯列弓に沿って右奥の臼歯へと移動される（ステップ１１０）。図５は、歯列弓に沿ったいくつかの位置（５つの位置ＡからＥ）での計測視野８６Ａから８６Ｅを示す。完全な咬合スキャンは、３Ｄ計測手順のこの部分においてウォンドの大きな回転を必要としない。したがって、回転および焦点に起因するエラーは、歯列弓の他のビューのためにウォンドを操作することによって得られるスキャンに比べて低減される。実施例によっては、ウォンドの動きは構成された光パターンのストライプまたは縞に実質的に平行な方向である。咬合スキャンの間のウォンドの主たる動きは、実質的に単一平面に制限される。咬合ビューは、他のビューよりも実質的に高い空間周波数内容を持つ特徴を含むという利点がある。すなわち、咬合ビューは、迅速に変化する構造（すなわち、歯の間のギャップ）を容易に示すので、他のスキャン・ビュー（すなわち、ほおの側および舌の側）よりも３Ｄデータの繋ぎ合わせの精度が相対的に改善される。こうして咬合スキャンに対応する３Ｄデータがバックボーンを規定する。このバックボーンは、他の方向性スキャン・ビューの間に得られる他の３Ｄデータ・セットによって、歯列弓についての完全な３Ｄデータの集合を得るのに必要なアタッチメントとして使用されることができる。
【００２２】
この計測手順を続けるため、臨床医が構成された光パターンが咬合面の一部、たとえば歯列弓の一端またはその近くを照射するようにウォンドを位置づけ（ステップ１１５）、バックボーン３Ｄデータ・セットの一部に重なる３Ｄデータが取得される。構成された光パターンのリアルタイム位置の新たな３Ｄデータがバックボーン３Ｄデータ・セットの点クラウドのディスプレイに「ロックオン」するとき、３Ｄ計測システムは臨床医に確認の視覚的または聴覚的な表示を提供することが好ましい。新たに取得された３Ｄデータは、バックボーン３Ｄデータに登録されすなわち接合され（ステップ１２０）、歯列弓のほお側スキャンの開始として作用する。ウォンドはその主軸回りに回転され移動され（ステップ１２５）、歯列弓のほお側の一部が構成された光パターンで照射され、３Ｄデータが取得される。構成された光パターンがほお側の面の区分に沿って移動するよう、ウォンドが臨床医によって操作される（ステップ１３０）。たとえば、構成された光パターンが患者の左奥の臼歯からほお側の面の中央を越えるだけ遅れないでスキャンされるようにウォンドを移動させることができる。図６Ａおよび６Ｂは、それぞれ咬合ビューおよびほお側のビューを示し、ウォンドの投射端８２の位置、およびこれと対応する計測視野（および構成された光パターン）の位置を示す。これは、ほお側表面のスキャン区分の途中を示している。オプションとして、臨床医は、構成された光パターンが咬合面の中間点を照射するようにウォンドをうごかしてもよい（ステップ１３５）。このようにして、咬合ビューでの３Ｄデータを取得するために構成された光パターンを使用することができ、共通の座標基準システムに存在する３Ｄデータにより正確に「登録」するため、この３Ｄデータはバックボーン３Ｄデータに重なる。
【００２３】
次に相補的なほお側のスキャン区分を行うことができる。臨床医がウォンドを位置づけて（ステップ１４０）、構成された光パターンが歯列弓の他端の咬合面の一部分を照射するようにし、バックボーン３Ｄデータ・セットの一部分と重なる３Ｄデータが取得される。この箇所での３Ｄデータは、３Ｄバックボーン・データ・セットに接合され（ステップ１４５）、歯列弓の相補的なほお側スキャンの開始として作用する。次いでウォンドはその主軸回りに回転され（ステップ１５０）、歯列弓のほお側の面の残りの一部分が構成された光パターンで照射され、３Ｄデータが取得される。続いて、ウォンドは、構成された光パターンがほお側の面区分の残りに沿って移動するよう操作される（ステップ１５５）。たとえば、ウォンドは、構成された光パターンが患者の右奥の臼歯からほお側表面の中間点を過ぎる辺りまで遅れずに動くよう移動される。オプションとして、臨床医は、構成された光パターンが咬合面の中間点を照射するようウォンドを回転させ（ステップ１６０）、バックボーン３Ｄデータ・セットのデータと重なる３Ｄデータが咬合ビューで取得される。こうして、ほお側区分の３Ｄデータがバックボーン３Ｄデータ・セットの共通基準システムに正確に登録される。
【００２４】
歯列弓の３Ｄ計測を完成させるため、臨床医は、歯列弓の舌側面についての３Ｄデータを、ほお側面についての３Ｄデータ取得と類似の態様で取得する。より具体的には、ほお側面へのすべての参照を舌側面の参照に置き換えてステップ１２５からステップ１６０を実行する。合計、５つのスキャン区分が実行されて、歯列弓の最終３Ｄデータ・セットのための３Ｄデータの完全な集合が取得される。
【００２５】
実質上、３Ｄデータをバックボーン３Ｄデータ・セットに接合するステップは、バックボーン３Ｄデータ・セットにおいて時間の流れに沿って順序づけられた３Ｄ画像のサブセットを参照して個々の３Ｄ画像のシーケンスが添付されることを可能にする。この接合技術は、後続のスキャンがバックボーン３Ｄデータ・セットに適切に登録されるよう、「縫合装置に前もって教えておき(prime the stitcher)」、同じ大局的な座標系を正確に共有する。
【００２６】
代替的な実施例において、スキャン区分の順序が異なってもよい。たとえば、２つの舌側区分についての３Ｄデータの取得は、ほお側区分についての３Ｄデータの取得より先に行われてもよい。
【００２７】
他の実施例において、臨床医は、より多くのほお側および舌側のスキャン区分を使用してよく、この場合、各区分は小さくなる。このような実施例では、計測システムは、バックボーン３Ｄデータ・セットの種々の部分をディスプレイ表示し、他の箇所のバックボーン３Ｄデータ・セットとの接合を可能にする。
【００２８】
方法１００に関し上に述べた実施例において、３Ｄデータ取得のために使われた構成された光パターンおよび計測視野は、ウォンドの位置および回転を操作することにより、歯列弓の種々の表面に沿って動かされる。この方法は、他のタイプの３Ｄ計測システムに適合させることができる。たとえば、この方法は、並進させ、回転させ、構成された光パターンと類似の態様で位置づけることができるウォンドまたは操作可能な３Ｄ計測デバイスの計測視野を使用して実施することができ、手順中に最初に生成される３Ｄデータがバックボーン３Ｄデータ・セットを生成するのに使用され、後続の３Ｄデータがバックボーン得３Ｄデータ・セットに接合されて、オブジェクト・シーンの高精度の３Ｄデータ表現を得ることができる。さらに、この方法は、方向性ビューについて３Ｄ計測データを得るのが好ましく、そのためには計測視野の２方向だけの並進が必要で、高空間周波数の内容がバックボーン３Ｄデータ・セットを生成するために観察することができ、後続の方向性ビューが追加的な３Ｄデータを生成するために使用され、これがバックボーン３Ｄデータ・セットに付け加えられる。
【００２９】
この発明を特定の実施例に関して説明したが、特許請求の範囲に記載されるこの発明の精神および範囲から離れることなく種々の変更が可能であることは、当業者にとって自明であろう。
【図１】
0005564477.tif 000002
【図２】
0005564477.tif 000003
【図３】
0005564477.tif 000004
【図４】
0005564477.tif 000005
【図５】
0005564477.tif 000006
【図６Ａ】
0005564477.tif 000007
【図６Ｂ】
0005564477.tif 000008