(57)【要約】  歯科技工物の表示及び義歯の作成のための方法に係り、本発明は、モニタに表示されたデジタル化義歯（４４）をＸ、Ｙ及びＺ軸を有する直角座標系に基づき、入力装置を使用して整列するための方法に関する。スキャンデータの可視化及び義歯のＣＡＤ採型の枠内で、歯又は歯列もしくは義歯の仮想模型の直感的かつ簡単なアライメントを可能にするために、座標系のＺ軸がモニタ平面にあり、Ｘ軸がＺ軸に対して垂直であり、モニタに表示された対象物を座標系の原点（２８）が通り、最大自由度５でモニタ上に整列することを提案する。【選択図】  図１０
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ、Ｙ及びＺ軸を有し、Ｚ軸及びＹ軸と交点（座標系の原点）がモニタの表示面にあり、Ｘ軸が表示面に対して垂直である直角座標系に基づき、歯科技工物を互いに垂直な２つの軸の回りに回転し、対象物のズームのためにＸ軸に沿って変位させる、デジタル化歯科技工物例えば義歯もしくは少なくとも１個の歯又は義歯を装着する顎区域の型のモニタでの表示方法において、Ｘ軸及びＹ軸が張る平面にあって座標系の原点を通るＴ軸に沿って歯科技工物を整列し、最大で自由度５だけ移動し、第１の自由度としてＺ軸の周りの回転（ＲｏｔZ）、第２の自由度としてＴ軸の周りの回転（ＲｏｔT）、第３の自由度としてＴ軸に沿った対象物の並進運動、第４の自由度としてＸ軸に沿った対象物の並進運動を選択することを特徴とする方法。
【請求項２】
歯科技工物を最大で第１、第２、第３及び第４の自由度だけ移動することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
第５の自由度としてＸ軸の周りの対象物の回転（ＲｏｔX）を選択することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
歯科技工物をＴ軸の周りに最大で角αだけ回転し、ここにα＜３６０°、特にα≦１８０°を選択することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
歯科技工物の運動又は表示に関係なく、座標系の原点が歯科技工物を通るように、歯科技工物をモニタに表示することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
歯科技工物の縦軸が歯科技工物の各部分を結ぶ直線を含む折れ線からなり、Ｔ軸に沿って歯科技工物を変位するために、座標系の原点を通る折れ線の１つの直線に沿って歯科技工物を変位させることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項７】
角β（但しβ≠１８０°）を挟んで順次続く第１及び第２の直線に沿って歯科技工物を変位させるために、第１の直線に沿った歯科技工物の変位の終了の後、かつ第２の直線に沿った変位の前に、歯科技工物をＺ軸の周りに角βだけ回転することを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項８】
Ｔ軸に沿って対象物の限られた並進運動を行うことを特徴とする少なくとも請求項１に記載の方法。
【請求項９】
対象物の運動に関係なく、原点がモニタ上の所定の位置に留まるように、座標系の原点をモニタ上に固定することを特徴とする少なくとも請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
座標の原点をモニタの中心点に、またはほぼ中心点に配置することを特徴とする少なくとも請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
対象物を往復旋回することによってＴ軸の周りの限られた回転（第２の自由度）を実現することを特徴とする少なくとも請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
モニタ上に対象物を整列するために使用される入力装置が、対象物のそれぞれの自由度のアライメントを互いに別個に行う入力ユニットを有することを特徴とする少なくとも請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
入力装置として、４つの入力ユニットを有する入力装置を使用することを特徴とする少なくとも請求項９に記載の方法。
【請求項１４】
別の入力ユニットの二重起動のための切換えスイッチを入力ユニットとして使用することを特徴とする少なくとも請求項９に記載の方法。
【請求項１５】
単数又は複数の入力ユニットとして調整輪を使用することを特徴とする少なくとも請求項９に記載の方法。
【請求項１６】
入力装置として、少なくとも２つの入力ユニットの機能を遂行するトラックボールを使用することを特徴とする上記請求項の少なくとも１つに記載の方法。
【請求項１７】
入力ユニットの１つとしてトラックボール（球）を使用する場合、トラックボールの相似回転によって対象物を第１及び第２の軸の周り、並びにこれに垂直な軸の周りに回転することを特徴とする少なくとも請求項９に記載の方法。
【請求項１８】
個々の入力ユニットを選択に応じて操作し、かつ２つの入力ユニットの操作を組み合わせることによって、対象物を自由度４に限定して移動することを特徴とする少なくとも請求項９に記載の方法。  
【請求項１９】
義歯を装着する顎区域のデジタル化データに基づく義歯の作成方法において、デジタル化データに基づき義歯を計算し、少なくとも義歯をモニタに表示し、モニタ上で義歯を最大で自由度５だけ移動することによって、表示された義歯を評価し、場合によっては表示された義歯を変更し、続いて表示された義歯に相当するデータに基づいて義歯を作成する方法。
【請求項２０】
義歯及び義歯を装着する顎区域をモニタに表示することを特徴とする請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
義歯の計算の基礎となる、義歯を装着する顎区域のデジタル化データを、記憶されたパラメータ例えば義歯の肉厚又は義歯と顎区域の間のセメントギャップと組み合わせ、こうして得たデータから義歯を計算し、モニタに表示することを特徴とする請求項１９及び２０に記載の方法。  
【請求項２２】
モニタに表示された義歯をデータの電子的改変によって型どりすることを特徴とする少なくとも請求項１９に記載の方法。
【請求項２３】
モニタ上で義歯及び／又は顎区域を最大で自由度４だけ変位させることを特徴とする少なくとも請求項１９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ、Ｙ及びＺ軸を有し、Ｚ軸及びＹ軸とその交点（座標系の原点）がモニタの表示面にあり、Ｘ軸が表示面に対して垂直である直角座標系に基づいて、歯科技工物を互いに垂直な２つの軸の周りに回転し、対象物のズームのためにＸ軸に沿って変位させる、デジタル化歯科技工物例えば義歯又は少なくとも１個の歯の型のモニタでの表示方法に関する。また本発明は、義歯を装着する顎区域のデジタル化データに基づく義歯の作成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
二次元系でのナビゲーション、即ちおおむねモニタ又はパソコン画面上のマウスの矢印の位置決めのために、標準マウスが開発された。このようなマウスによって２つの並進自由度が制御され、場合によっては補助調整輪によってその他の機能が操作される。
【０００３】
対象物を移動する完全な三次元アライメント又はカメラ又は観察者を移動するナビゲーションでは６つの自由度、即ち並進運動のための３つの自由度と回転のための３つの自由度が必要である。これを実現するために、たいていキーボード入力とマウス運動が併用される。その場合直感的操作は不可能であり、むしろ十分な練習と長い習熟時間が必要である。
【０００４】
そこで三次元空間でのナビゲーション又はアライメントのために、様々な入力装置、例えばジョイスティック又はトラックボール（球）が開発された。正確なナビゲーション又はアライメントは十分な習熟を必要とするが、これらの入力装置で通常６つのすべての自由度を直感的に制御することができる。この場合主要な問題は２つ以上の運動方向の望ましくない重複である。
【０００５】
歯科領域では、当該の課題又は利用者の関心事に合せて調整された入力装置によって歯科用模型の三次元アライメントを行うことができるシステムは知られていない。むしろ標準マウスを利用するのが普通である。
【０００６】
歯科矯正診断を行うための方法が国際特許公開ＷＯ−Ａ１９９８／５３４２８で明らかである。このためにモニタの表示面にあるＹ及びＺ軸の周りに顎の画像が徐々に回転されるようになっている。またＸ軸に沿ったズームが可能である。
【０００７】
対象物をモニタに様々な位置で表示するために、例えばSpace Mouse（登録商標）により対象物のズームと回転又は移動を必要な範囲で行うことができる入力装置が知られている。三次元模型を互いに垂直な２つの軸の周りに回転する方法が米国特許第５，５５７，７１４号で明らかである。
【０００８】
対象物を自由度６だけ変位させる入力用キーボードが、例えば欧州特許ＥＰ−Ａ１２８３４９５又はドイツ特許ＤＥ−Ｃ４４０５３１４により周知である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の課題は、スキャンデータの可視化及び義歯のＣＡＤ採型の枠内で歯科技工物、特に歯又は歯列の仮想模型の直感的かつ簡単なアライメントができるように、冒頭に挙げた種類の方法を改良する課題である。また義歯を装着する顎区域、例えば単数又は複数の残根のデジタル化データに基づいて、モニタに表示された仮想の義歯を簡単に検査し、このデータに基づいて所望の義歯を作成することを可能にすることである。
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
【００１０】
上記の課題は冒頭に挙げた種類のデジタル化歯科技工物の表示方法において、おおむね次のようにして解決される。即ちＸ軸とＹ軸が張る平面にあって座標系の原点を通るＴ軸に沿って歯科技工物を整列し、最大で自由度５だけ移動し、その際第１の自由度としてＺ軸の周りの回転（ＲｏｔZ）、第２の自由度としてＴ軸の周りの回転（ＲｏｔT）、第３の自由度としてＴ軸に沿った対象物の並進、第４の自由度としてＸ軸に沿った対象物の並進を選択する。その場合座標系の原点が表示された歯科技工物を常に通るように、歯科技工物を座標系に対して整列する。
【００１１】
本発明の別の実施形態によれば、Ｘ軸の周りの回転を第５の自由度として選択することができるが、歯科技工物を最大で第１、第２、第３及び第４の自由度に従って移動することが好ましい。
【００１２】
表示された歯科技工物の直感的かつ簡単なアライメントをさらに容易にするために、本発明の別の実施形態はＴ軸の周りの回転が制限されるように、即ちおおむね揺動運動が行われるように構成されている。その場合対象物をＴ軸の周りに角α（α＜３６０°、特にα≦１８０°）だけ回転することができる。
【００１３】
さらにＴ軸に沿って限られた運動を行うことができ、歯科技工物の表示に関し支障はない。
【００１４】
本発明をさらに発展させて、歯科技工物の縦軸は歯科技工物の各部分、例えば作成される義歯例えば歯冠の各部分の中心点を結ぶ直線を含む折れ線からなり、Ｔ軸に沿った歯科技工物の変位のために、座標系の原点を通る折れ線の１つの直線に沿った運動だけが行われるように構成されている。その場合角β（β≠１８０°）を挟んで順次続く第１及び第２の直線に沿った歯科技工物の変位のために、第１の直線に沿った変位の終了後、かつ第２の直線に沿った歯科技工物の変位の前に歯科技工物をＺ軸の周りに角βだけ回転し、その結果第２の直線の経過の方向はその前の第１の直線の経過と一致するようになる。
【００１５】
任意の対象物を表示し、操作することができる工業用三次元ＣＡＤシステムと対照的に−これは６つのすべての自由度の物体運動を必要とする−、義歯のＣＡＤ採型では本発明に基づき自由度４又は５に簡略化される。仮想の歯冠と手当てされる顎区域を観察すれば十分である。周囲の区域、例えば顎骨、舌又は唇は歯科修復にとって重要でなく、デジタル化もしない。コンピュータ援用歯科修復では、歯肉で覆われた歯根や歯の内部も考慮されない。
【００１６】
換言すれば、本発明はモニタに座標系で表示される対象物、特に歯列のデジタル化した部分を、入力装置を使用して整列するための方法において、対象物を最大で自由度５、とりわけ自由度４で整列するものである。即ち
１．座標の原点を通るＺ軸の周りの回転。
２．歯列に沿って座標の原点を通る対象物の縦軸（Ｔ軸）の周りの回転。その場合回転はとりわけ制限され、即ち揺動運動が行われる。
３．対象物の縦軸（Ｔ軸）に沿った対象物の並進。座標の原点が常に対象物の中にあるという点で限られている。
４．座標の原点から観察者の方へのＸ軸に沿った並進（ズーム）。
【００１７】
但し座標系の原点は画面の中心又はおおむね中心に留まらねばならない。その場合歯科技工物をＴ軸の周りに回転しない限り、Ｚ軸は歯科技工物の垂直軸と一致する。
【００１８】
歯穹の大きな部分を表示する時は、対象物の縦軸（Ｔ）は例えば歯冠の中心点を結ぶ直線からなる線分で構成された折れ線によって形成することができる。
【００１９】
特に本発明は、義歯を装着する顎区域、例えば単数又は複数の残根のデジタル化データに基づき義歯例えばブリッジ又は歯冠を作成する方法において、デジタル化データに基づき義歯を計算し、少なくとも義歯をモニタに表示し、義歯をモニタ上で最大で自由度５、特に自由度４だけ移動することによって表示された義歯を検査し、表示された義歯を評価し、場合によっては変更し、続いて表示された、場合によっては変更された義歯に相当するデータに基づいて義歯を作成する方法を特徴とする。
【００２０】
その場合、あらかじめデジタル化したデータと、呼び出し可能なパラメータ例えば作成される義歯の肉厚又は義歯と顎区域の取り囲まれる残根との間のセメントギャップとを組み合わせることができる。
【００２１】
表示された義歯の検査の結果、義歯がイメージ又は基準値と一致しないことが明らかな時は、こうして変更されたデータに基づき義歯を作成するために、電子採型を行うことができる。
【００２２】
義歯を装着する顎区域のデジタル化及びデジタル化した値に基づく、即ちＣＡＤ−ＣＡＭ法による義歯の作成は、例えば国際特許公開ＷＯ−Ａ−９９／４７０６５に記載されており、その開示が明確に引用されている。
【００２３】
モニタで視覚検査を行うために、義歯だけでなく、義歯をかぶせる顎区域も表示することがもちろん可能である。
【００２４】
本発明をさらに発展させて、対象物のアライメントのために使用される入力装置は、対象物のアライメントを当該の自由度だけ互いに別個に行う入力ユニットを有する。その場合入力装置として特に４個の入力ユニットを有する入力装置が使用され、１つの入力ユニットは別の入力ユニットの二重起動のための切換えスイッチである。
【００２５】
さらに発展させて、単数又は複数の入力ユニットとして調整輪が設けられる。入力装置として、少なくとも２つの入力ユニットの機能を遂行するトラックボールを使用することもできる。
【００２６】
好ましい実施形態によれば、入力装置として、少なくとも１つの軸の周りに回転可能な第１及び第２の入力ユニット並びに第３の入力ユニットとしての押ボタンを具備し、第１の入力ユニットを操作すると対象物が第１の軸（Ｔ軸）の周りに、第２の入力ユニットを操作すると対象物が第１の軸に垂直な第２の軸（Ｚ軸）の周りに回転され、第３の入力ユニット及び第１又は第２の入力ユニットを同時に操作すると対象物が上記の軸の１つに沿って移動させられ、第３の操作ユニットと第２又は第１の入力ユニットを操作すれば、対象物の表示が第１及び第２の軸に対して垂直に変位させられる（ズーム）（Ｘ軸に沿った変位）入力装置が使
用される。
【００２７】
入力ユニットの１つとしてトラックボール（球）を使用する時は、トラックボールの相似回転によって対象物を第１及び第２の軸並びにこれらの軸に対して垂直な軸の周りに回転することができる。
【００２８】
代案によれば、入力装置が操作ユニット例えば調整輪を有し、これによって４つの物体運動のそれぞれ１つを個別に遂行することができる。
【００２９】
直感的に操作できるように、操作ユニットは遂行される運動の方向に配置される。例えば垂直軸の周りの回転は垂直の回転軸を持つ調整輪によって、対象物の縦軸の周りの回転と２つの並進運動は水平又はほぼ水平な回転軸を持つ調整輪によって制御される。
【００３０】
その場合、製作費を減少するために、例えば１つの切換えスイッチで多重起動を行うならば、同様に方向づけられた２つ又は３つの運動、例えば揺動運動とズームのために１個の操作ユニットを使用すればよい。
【００３１】
別の実施形態では球（トラックボール）を使用することによって、２つの回転が統合される。
【００３２】
球（トラックボール）を使用することによって、補助操作ユニットなしで第３の軸の周りの回転を組み込むことができる。この場合は物体運動が自由度５に制限される。
【００３３】
さらにマウス運動、押ボタン操作及び調整輪の運動（スクロール）の組合せによって４つの運動を実現する標準マウスの使用が予定される。但しこの場合はマウスと操作ユニットのすべての運動が対象物の運動に対応するわけでない。
【００３４】
特に歯科技工物の自由度４の運動を可能にする入力装置が設けられる。この入力装置は、それぞれ操作者の手とほぼ平行な軸を有する３つの第１の調整輪及びこれにほぼ垂直な軸を有する第４の調整輪を具備する。その場合２つの第１の調整輪は一致する軸又は互いに平行な軸の周りで、残りの第１の調整輪はこの軸に対して垂直な軸の周りで回転することができる。互いに平行に配置された２つの第１の調整輪と、これに垂直な残りの第１の調整輪との間に、第４の調整輪が配置される。
【００３５】
これに関連して入力装置を形成することによって、所望の範囲で歯科技工物をモニタに表示し、観察者に対するそのアライメントを変更することができる、問題のない片手操作が可能である。
【００３６】
本発明に基づくアライメント方式を用途に即して自由度４に、あるいは自由度５に制限するかに関係なく、特に対象物の縦軸（Ｔ軸）に沿った並進運動に関して限られた物体運動と、場合によってはこの軸の周りの限られた回転（揺動運動）がさらに行われる。しかし完全な回転は、少なくともＴ軸と直交する垂直なＺ軸の周りで可能である。
【００３７】
工業用ＣＡＤシステムと異なり、本発明に基づき自由度を制限し、個々の運動を分離することによって、対象物のアライメントを簡素化することができる。こうして僅かな又は平均的なパソコン経験しかない人が、本発明の学説を利用することができる。従って費用のかかる、又は高価な訓練コース又は長い練習段階は必要でない。簡単な直感的操作が可能である。
【００３８】
本発明のその他の細部、利点及び特徴は特許請求の範囲及び特許請求の範囲に見られる特徴−単独で及び／又は組合せとして−だけでなく、図面に見られる好ましい実施例の下記の説明からも明らかである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
スキャンデータの可視化又は義歯のＣＡＤ採型の枠内で、義歯、例えばキャップ４４の仮想模型又は顎部分の型１８、４６のアライメントを可能にするための、入力装置１、２、３の４つの実施形態が図１ないし３に示されている。
【００４０】
個々の入力ユニット１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、３２、３４、３６を操作し、又はこれらの利用を組み合わせることによって、入力装置１、２、３が結合されたパソコンに接続するモニタに、対象物、例えば顎部分又は義歯４４の型を、用途に即してとりわけ自由度４、場合によっては自由度５に制限された運動でナビゲーションすることが可能である。
【００４１】
顎部分の型１８、４６又は義歯４４をＸ、Ｙ及びＺ軸を有する直角座標系でナビゲーションすることができる。座標系で、参照符号２０を付したＴ軸はＺ軸２２に対して直角であり、直角座標系のＸ軸２４とＹ軸２５が張る平面にあり、図で明らかなように、Ｚ軸２２の周りの対象物１８、２６、４４の回転に応じてＴ軸２０及びＹ軸２５は一致するか又は互いに角を描く。これとは別に、Ｘ軸２４、Y軸２５、Ｔ軸２０及びＺ軸２２は、とりわけモニタの中心を通る交点、すなわち座標の原点２８から出ている。
【００４２】
Ｔ軸２０はデジタル化した細長い対象物１８即ち型部分の中心軸と一致する。Ｔ軸２０は対象物の境界で終わるが、それを超えて表示される。入力装置１、２、３の３つのすべての変型を利用する場合、対象物１８をＴ軸２０に沿って移動、すなわち座標の原点２８の見掛けの移動（ＴｒａｎｓT）するために、調整輪１２が回転される。Ｔ軸２０の周りに例えば約１８０°の限られた回転ないし揺動運動（ＲｏｔT）を可能にするために、入力装置１では調整輪１１が、入力装置２では調整輪１４が回転される。入力装置３ではデジタル化した対象物の中心軸（Ｔ）と平行な水平軸の周りに、球（トラックボール）１６が回転される。
【００４３】
Ｚ軸２２の周りの完全な回転（ＲｏｔZ）を行うために、入力装置１及び２では調整輪０が操作され、入力装置３では球１６がその垂直軸（Ｚ）の周りに回転される。最後に、ズームを可能にするために、即ち座標の原点２８を通り、軸２２、２５に垂直な軸２４に沿って並進運動を行うために、入力装置１及び３では調整輪１３が利用され、入力装置２では押ボタン１５を押したままで、さらに調整輪１４が回転される。その場合座標の原点２８はモニタの中心に留まるから、型部分１８が「見えなくなる」ことはない。
【００４４】
入力装置３はさらに垂直軸（Ｚ軸）及びＹ軸と直交するＸ軸２４の周りの回転を可能にする。そのために球１６が調整輪１２の回転軸と平行な水平軸の周りに回転される。
【００４５】
入力装置１、２又は３によって、用途に即して自由度４に制限された運動、即ち垂直軸又はＺ軸２２の周りの全回転、Ｔ軸２０沿いの限られた並進運動ないしズーム（ＴｒａｎｓT）及び場合によってはＴ軸２０の周りの限られた回転（揺動運動）によるアライメント方式が可能である。別の限定的な簡略化条件は、座標の原点２８が原則としてモニタの中心にあることである。こうして、表示される対象物１８、２６、４４がズームの際に画面のカットから逸脱することはない。自由度４に制限されたこの運動は、前述のように入力装置１、２及び３によって実現される。Ｚ軸２２の周りの全回転は調整リング１０又は球１６の操作によって、Ｔ軸２０に沿った限られた並進運動は調整リング１２によって、Ｔ軸２０の周りの限られた回転（揺動運動）は調整輪１１又は調整輪１４又は球１６によって、モニタ面に対して垂直な平面に沿った並進運動（ズーム）は押ボタン１５を押さえて調整輪１３または１４によって実現される。
【００４６】
入力装置１の特に強調すべき実施態様が図１Ａで明らかである。そのユニット又は数及び機能は図１の入力装置１に相当するから、同じユニットには同じ参照符号を使用する。
【００４７】
調整輪１１、１２及び１３の回転軸は操作者の手に沿って延びており、一方、調整輪１０の回転軸はこれらの回転軸に対して垂直である。また２つの調整輪−本例では調整輪１１および１３−は互いに平行に、かつ並列して配置され、従っていわば１つの共通の軸又は互いに平行な軸の周りに回転することができる。同じく操作者の手に沿って延びる回転軸を有する調整輪１２は、その軸が調整輪１１及び１３の軸に対して垂直であるから、これらの軸は全体としてほぼ直角を挟む。並列して配置された調整輪１１及び１３と、これに対して軸を９０°回転した調整輪１２との間に調整輪１０が配置されている。なお調整輪１０の軸は、調整輪１２が張る中心面と、調整輪１１及び１３の間を通る平面との交点を通るから、操作者の片手、とりわけ左手によって調整輪１０、１１、１２、１３がよく捉えられる。調整輪１２によりＴ軸に沿った歯科技工物の運動を行うことができる。そのためにとりわけ親指が使用される。人差指で操作できる調整輪１１によって、Ｔ軸の周りの回転を行うことができる。やはり親指で動かすことができる中央の調整輪１０によって、Ｚ軸の周りの回転が行われる。最後に、Ｘ軸沿いの対象物の移動、即ち所望のズームを行うために、とりわけ中指で調整輪１３が操作される。
【００４８】
用途に即して自由度５に制限された運動を行おうとする時は、１個のトラックボール（球）と２個の調整輪からなる入力装置を利用することができる。適当な入力ユニットを単独で又は組合せとして利用することによって、Ｔ軸の周りの回転、Ｚ軸の周りの回転、モニタ面及びＺ軸に対して垂直なＸ軸の周りの回転、Ｔ軸に沿った、即ちナビゲーションする対象物の長手に沿った限られた並進運動及びモニタ面に直交するＸ軸に沿った並進運動（ズーム）を行うことが可能である。これは下記のように入力ユニットを利用することにより行うことができる。
−トラックボールの相似回転による水平軸（Ｔ軸）の周りの回転
−トラックボールの相似回転による垂直軸（Ｚ軸）の周りの回転
−トラックボールの相似回転による水平及び垂直に対して垂直な軸の周りの回転
−第１の調整リングによる対象物の縦軸即ちＴ軸に沿った限られた並進運動
−第２の調整リングによるモニタ面に垂直な軸に沿ったズーム（並進運動）
【００４９】
スキャンデータの可視化又は義歯のＣＡＤ採型の枠内で歯又は歯列の仮想模型のナビゲーションを可能にする、入力装置３０の別の実施形態を図４に示す。マウス３０は第１の操作ユニットとしてのダイヤル又は調整リング「ジョグダイヤル」３２及びこれによって取り囲まれた第２の操作ユニットとしての回転輪（「スクロール」）３４又はトラックボール及び第３の操作ユニットとしての押ボタン３６を具備する。
【００５０】
個々の入力ユニットを操作するか又はこれらを併用することによって、マウスと結合されたパソコンに接続するモニタ上で対象物、例えば型部分１８、２６を用途に即して自由度４又は５に制限された運動でナビゲーションすることが可能である。
【００５１】
対象物１８、２６をＴ軸２０に沿って移動、すなわち座標の原点の見掛けの移動（ＴｒａｎｓT）するために、入力装置３０を利用する場合は、押ボタン３６とダイヤル又は調整リング３２を使用する。Ｔ軸２０の周りに約１８０°の限られた回転ないし揺動運動（ＲｏｔT）を可能にするために、ダイヤル又は調整リング３４を利用する。
【００５２】
Ｚ軸２２の周りの全回転（ＲｏｔZ）を行うために、回転輪又は調整輪３２が操作される。最後に、ズームを可能にするために、即ち座標の原点２８を通ってＺ軸２２に垂直な軸２４（Ｘ軸）に沿った並進運動を行うために、押ボタン３６と回転又は調整輪３４が同時に使用される。その場合座標の原点２８がモニタの中心点に留まるから、対象物１８が「見えなくなる」ことはない。
【００５３】
歯科技工物を最大で自由度５、好ましくは自由度４だけ移動させて歯科技工物をモニタ上でナビゲーションするための本発明を、図７ないし１１に基づいて詳しく説明しよう。その場合、歯科技工物の義歯の例としてキャップ４４を考察する。
【００５４】
図７ではキャップ４４が初期状態にある。即ち座標系の原点２８はキャップ４４のほぼ中心にある。キャップ４４の垂直軸と一致するＺ軸は−前述のように−参照符号２２で、Ｙ軸は参照符号２５で表示する。原点２８を通るＸ軸２４は、Ｙ軸２５及びＺ軸２２に対して、即ちモニタの表示面が張る平面に対して垂直である。キャップ４４の初期位置でＹ軸２５は、キャップ４４の縦軸に沿って延びるＴ軸２０と一致する。キャップ４４を第１の自由度（Ｒｏｔ(Z)）としてＺ軸２２の周りに回転すれば、図８の図示で明らかなように、それに対応してＴ軸２０が共に移動される。
【００５５】
図９では第２の自由度として、Ｔ軸２０の周りの揺動運動（Ｒｏｔ（T））が行われる。第３の自由度としてのＴ軸２０に沿ったキャップ４４の変位が図１１で明らかである。その場合Ｔ軸２０は表示面にあり、従ってＹ軸２５と一致する。しかしこれは不可欠の特徴ではない。最後に、第４の自由度としてZoom(X)で示したＸ軸２４に沿ったキャップ４４の変位が図１０で明らかである。Ｙ軸２５とＴ軸２０は一致しないでもよい。
【００５６】
また図１１が伝えるところによれば、原則として原点２８が必ずキャップ４４又は別に図示する歯科技工物と交わるように、キャップ４４を原点２８に対して位置決めするために、Ｔ軸２０に沿ったキャップ４４の運動が限られた範囲で行われる。
【００５７】
図５及び７ないし１１に、多要素模型部分１８又はキャップ４４が示されている。その各縦軸は、Ｔ軸２０が整列された直線に沿って延びている。しかし図６で分かるように、本発明は義歯又は型部分、即ちその縦軸が円弧に沿って延びる歯科技工物でも実現することができる。この図に個々の要素４８、５０、５２、５４、５６、５８、６０からなる多要素模型部分４６が示されている。折れ線６２は、要素４８、５０、５２、５４、５６、５８、６０が配置された円弧に整合する。一方、折れ線６２は図６で明らかなように直線６４、６６、６８、７０、７２．．．からなる。なお直線６４、６６、６８、７０、７２は多要素模型部分４６の要素４８、５０、５２、５４、５６、５８、６０の中心点７４、７６、７８、８０、８２、８４、８６の間に通っている。
【００５８】
多要素模型部分４６を第２の自由度としてＴ軸の周りに回転又は揺動するか、又は第３の自由度としてＴ軸に沿って移動するには、必ず折れ線６２の１つの直線が座標系の原点２８を通らなければならない。その際当該の直線−本例では直線６６−が現在有効なＴ軸（本例ではＴ2軸）を指定し、これに沿って多要素模型部分４６を移動し、又はその周りに回転又は揺動することができる。なお折れ線に沿って模型部分４６を移動する時は、必ず直線６２、６４、６６、６８、７０、７２が原点２８を通らなければならない。ある直線から別の直線に移行する時に、模型部分４６を回転する必要はない。むしろ第２及び第３の自由度を規定する現在有効な当該のＴ軸が、折れ線６２の経過に従って変化する。換言すれば、現在有効な当該のＴ軸をその前又はその後のＴ軸に合せて整列する必要はない。
【００５９】
代案として、見掛けの縦軸を定める折れ線６２に沿って模型部分４６を移動する時に、原点２８を現在通るＴ軸が座標系のＸ軸又はＹ軸との間にそれぞれ同じ角を挟むように、現在原点２８を通るＴ軸を整列することが可能である。従って模型部分４６をまず直線６６に沿って移動する時は、直線６４又は６８を限定する折れ点８８又は９０に到達したならば、直線６４又は６８によって決まる軸Ｔ1又はＴ3が先行する軸Ｔ2と一致するように、模型部分４６をＺ軸２２の周りに回転する。
【００６０】
換言すれば、模型部分４６をＺ軸２２の周りに、直線６４、６６又は６６、６８が挟む角に相当する角だけ回転するのである。同様に模型部分を逐次原点２８へ変位させ、かつ回転する。
【００６１】
本発明に基づき、スキャンデータの可視化及び義歯のＣＡＤ採型の枠内で仮想の型又は仮想の義歯の直感的かつ簡単なアライメントが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】４個の調整輪を有する入力装置の原理的構成図である。
【図１Ａ】図１の入力装置の改良構成図である。
【図２】３個の調整輪と１個の切換えスイッチ（押ボタン）を有する入力装置の原理的構成図である。
【図３】１個の球（トラックボール）と２個の調整輪を有する入力装置の原理的構成図である。
【図４】入力装置の別の実施形態の原理的構成図である。
【図５】本発明に基づくアライメント又はナビゲーション方式を説明するための短い歯列の原理的構成図である。
【図６】縦軸が折れ線からなるブリッジ部分の原理的構成図である。
【図７】初期位置における歯科技工物の図を示す。
【図８】Ｚ軸の周りに回転した図７の歯科技工物を示す。
【図９】Ｔ軸の周りに回転した図８の歯科技工物を示す。
【図１０】Ｚ軸に沿って移動した図９の歯科技工物を示す。
【図１１】Ｔ軸に沿って移動した図７の歯科技工物を示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図１１】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【手続補正書】
【提出日】平成17年5月12日(2005.5.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１９】
義歯を装着する顎区域のデジタル化データに基づく義歯の作成方法において、デジタル化データに基づき義歯を計算し、少なくとも義歯をモニタに表示し、モニタ上で義歯を最大で自由度５だけ移動することによって、表示された義歯を評価し、場合によっては表示された義歯を変更し、続いて表示された義歯に相当するデータに基づいて義歯を作成する請求項１に記載の方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
米国特許第６，２８７，１２１号からは、義歯部分の作成方法及び装置が公知である。ここでは、作成すべき義歯をモニター上に表示することが可能である。
対象物を自由度６だけ変位させる入力用キーボードが、例えば欧州特許ＥＰ−Ａ１２８３４９５又はドイツ特許ＤＥ−Ｃ４４０５３１４により周知である。
【手続補正書】
【提出日】平成18年7月11日(2006.7.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１Ａ
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１Ａ】
2009513176.tif 000015
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図６】
2009513176.tif 000016
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図７】
2009513176.tif 000017
【手続補正４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図８】
2009513176.tif 000018
【手続補正５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図９】
2009513176.tif 000019
【手続補正６】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１０】
2009513176.tif 000020
【手続補正７】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１１】
2009513176.tif 000021
【手続補正書】
【提出日】平成19年5月25日(2007.5.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ、Ｙ及びＺ軸を有し、Ｚ軸及びＹ軸と交点（座標系の原点）がモニタの表示面にあり、Ｘ軸が表示面に対して垂直である直角座標系に基づき、歯科技工物を互いに垂直な２つの軸の回りに回転し、対象物のズームのためにＸ軸に沿って変位させる、デジタル化歯科技工物例えば義歯もしくは少なくとも１個の歯又は義歯を装着する顎区域の型のモニタでの表示方法において、Ｘ軸及びＹ軸が張る平面にあって座標系の原点を通るＴ軸に沿って歯科技工物を整列し、最大で自由度５だけ移動し、第１の自由度としてＺ軸の周りの回転（ＲｏｔZ）、第２の自由度としてＴ軸の周りの回転（ＲｏｔT）、第３の自由度としてＴ軸に沿った対象物の並進運動、第４の自由度としてＸ軸に沿った対象物の並進運動を選択することを特徴とする方法。
【請求項２】
歯科技工物を最大で第１、第２、第３及び第４の自由度だけ移動することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
第５の自由度としてＸ軸の周りの対象物の回転（ＲｏｔX）を選択することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
歯科技工物をＴ軸の周りに最大で角αだけ回転し、ここにα＜３６０°、特にα≦１８０°を選択することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
歯科技工物の運動又は表示に関係なく、座標系の原点が歯科技工物を通るように、歯科技工物をモニタに表示することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
歯科技工物の縦軸が歯科技工物の各部分を結ぶ直線を含む折れ線からなり、Ｔ軸に沿って歯科技工物を変位するために、座標系の原点を通る折れ線の１つの直線に沿って歯科技工物を変位させることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項７】
角β（但しβ≠１８０°）を挟んで順次続く第１及び第２の直線に沿って歯科技工物を変位させるために、第１の直線に沿った歯科技工物の変位の終了の後、かつ第２の直線に沿った変位の前に、歯科技工物をＺ軸の周りに角βだけ回転することを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項８】
Ｔ軸に沿って対象物の限られた並進運動を行うことを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１つに記載の方法。
【請求項９】
対象物の運動に関係なく、原点がモニタ上の所定の位置に留まるように、座標系の原点をモニタ上に固定することを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１つに記載の方法。
【請求項１０】
座標の原点をモニタの中心点に、またはほぼ中心点に配置することを特徴とする請求項１ないし９のいずれか１つに記載の方法。
【請求項１１】
対象物を往復旋回することによってＴ軸の周りの限られた回転（第２の自由度）を実現することを特徴とする請求項１ないし１０のいずれか１つに記載の方法。
【請求項１２】
モニタ上に対象物を整列するために使用される入力装置が、対象物のそれぞれの自由度のアライメントを互いに別個に行う入力ユニットを有することを特徴とする請求項１ないし１１のいずれか１つに記載の方法。
【請求項１３】
入力装置として、４つの入力ユニットを有する入力装置を使用することを特徴とする請求項９ないし１２のいずれか１つに記載の方法。
【請求項１４】
別の入力ユニットの二重起動のための切換えスイッチを入力ユニットとして使用することを特徴とする請求項１２又は１３に記載の方法。
【請求項１５】
単数又は複数の入力ユニットとして調整輪を使用することを特徴とする請求項１２ないし１４のいずれか１つに記載の方法。
【請求項１６】
入力装置として、少なくとも２つの入力ユニットの機能を遂行するトラックボールを使用することを特徴とする請求項１ないし１５のいずれか１つに記載の方法。
【請求項１７】
入力ユニットの１つとしてトラックボール（球）を使用する場合、トラックボールの相似回転によって対象物を第１及び第２の軸の周り、並びにこれに垂直な軸の周りに回転することを特徴とする請求項９ないし１６のいずれか１つに記載の方法。
【請求項１８】
個々の入力ユニットを選択に応じて操作し、かつ２つの入力ユニットの操作を組み合わせることによって、対象物を自由度４に限定して移動することを特徴とする請求項９ないし１７のいずれか１つに記載の方法。
【請求項１９】
義歯を装着する顎区域のデジタル化データに基づく義歯の作成方法において、デジタル化データに基づき義歯を計算し、少なくとも義歯をモニタに表示し、モニタ上で義歯を最大で自由度５だけ移動することによって、表示された義歯を評価し、場合によっては表示された義歯を変更し、続いて表示された義歯に相当するデータに基づいて義歯を作成する請求項１に記載の方法。
【請求項２０】
義歯及び義歯を装着する顎区域をモニタに表示することを特徴とする請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
義歯の計算の基礎となる、義歯を装着する顎区域のデジタル化データを、記憶されたパラメータ例えば義歯の肉厚又は義歯と顎区域の間のセメントギャップと組み合わせ、こうして得たデータから義歯を計算し、モニタに表示することを特徴とする請求項１９又は２０に記載の方法。  
【請求項２２】
モニタに表示された義歯をデータの電子的改変によって型どりすることを特徴とする請求項１９ないし２１のいずれか１つに記載の方法。
【請求項２３】
モニタ上で義歯及び／又は顎区域を最大で自由度４だけ変位させることを特徴とする請求項１９ないし２２のいずれか１つに記載の方法。
【国際調査報告】
2009513176.tif 000022
2009513176.tif 000023
2009513176.tif 000024
2009513176.tif 000025