(57)【要約】【課題】患者関連技術に対し、幾何学的データ及びテクスチャ的データの用法を改善して拡張する。【解決手段】テクスチャ的特徴を用いた、物体の３Ｄモデル化方法。患者の体内に挿入され、又は、患者により装着され得る３Ｄ物体（７２４）を３Ｄモデル化する方法及びシステム（７２０）が開示される。上記３Ｄモデル化方法は、３Ｄ物体（７２４）が配置され得る箇所のテクスチャ的データを備えて成るべく獲得された２Ｄデジタル表現からの１つ又は複数の特徴の情報を適用する。【選択図】図７
2018086283.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
患者の体内に挿入され、又は、患者により装着されるように構成された３Ｄ物体を３Ｄモデル化する方法であって、
前記３Ｄ物体が配置されるように構成された箇所の少なくとも一部分の３Ｄデジタル表現であって、前記箇所の幾何学的データを含む３Ｄデジタル表現を獲得する段階と、
前記３Ｄ物体が配置されるように構成された箇所の少なくとも一部分の２Ｄデジタル表現であって、前記箇所の１つ又は複数の特徴に関するテクスチャ的データを含む２Ｄデジタル表現を獲得する段階であって、前記箇所の所望の対象範囲は、該箇所に対する１つ又は複数の異なる視点からテクスチャ的データを含む前記２Ｄデジタル表現及び幾何学的データを含む前記３Ｄデジタル表現の各々を獲得することにより獲得される段階と、
テクスチャ的データを含む前記２Ｄデジタル表現及び幾何学的データを含む前記３Ｄデジタル表現を整列させる段階と、
テクスチャ的データを含む前記２Ｄデジタル表現の少なくとも一部分と、幾何学的データを含む前記３Ｄデジタル表現とを組み合わせることで、前記箇所の幾何学的データ及びテクスチャ的データの両方を含む複合３Ｄデジタル表現を求める段階と、
前記箇所の幾何学的データ及びテクスチャ的データを含む前記複合３Ｄデジタル表現を視覚化する段階と、
モデル化された３Ｄ物体が患者の体内に挿入され、又は、患者により装着されるように、前記３Ｄ物体を３Ｄモデル化する段階であって、該３Ｄモデル化段階は、獲得されたテクスチャ的データを含む前記２Ｄデジタル表現からの前記１つ又は複数の特徴の情報を適用する段階と、を含む方法。
【請求項２】
当該方法が、テクスチャ的データを含む前記２Ｄデジタル表現から前記１つ又は複数の特徴の情報を抽出する段階を含む請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記１つ又は複数の特徴の情報を抽出する段階が、自動的に実施される請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記２Ｄデジタル表現が、前記箇所の物理的模型の、又は、前記箇所の印象の、１つ又は複数の２Ｄ画像を獲得することにより、及び／又は、前記箇所の２Ｄ画像を直接的に獲得することにより獲得される請求項１乃至３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記３Ｄデジタル表現と組み合わされたテクスチャ的データを含む前記２Ｄデジタル表現の前記一部分が、前記獲得された２Ｄデジタル表現の２Ｄ画像の１つ又は複数の区画を含む請求項１乃至４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記２Ｄ画像の前記１つ又は複数の区画が、前記箇所の前記特徴に関する区画である請求項１乃至５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
当該方法が、テクスチャ的データを含む前記２Ｄデジタル表現からの１つ又は複数の２Ｄ特徴を、１つ又は複数の３Ｄ特徴へと変換する段階を含む請求項１乃至６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記１つ又は複数の２Ｄ特徴が、２Ｄ点、２Ｄ曲線又は２Ｄスプラインを含む請求項１乃至７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記１つ又は複数の３Ｄ特徴が、３Ｄ点、３Ｄ曲線又は３Ｄスプラインを含む請求項１乃至８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記２Ｄデジタル表現と前記３Ｄデジタル表現とを組み合わせて複合３Ｄデジタル表現を求める前記段階が、前記２Ｄデジタル表現から抽出された情報を前記３Ｄデジタル表現上に投射する段階を含む請求項１乃至９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
前記３Ｄデジタル表現が、前記箇所の物理的模型を走査することにより、及び／又は、前記箇所の印象を走査することにより、及び／又は、前記箇所の直接的走査を実施することにより獲得される請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
前記箇所の幾何学的データを含む前記３Ｄデジタル表現及び前記箇所のテクスチャ的データを含む前記２Ｄデジタル表現を獲得する前記段階が、幾何学的データ及びテクスチャ的データを獲得するように構成されたシステムにより実施される請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
前記システムが、前記箇所の前記２Ｄデジタル表現及び前記３Ｄデジタル表現を獲得するように構成された獲得ユニットと、該獲得ユニットに対して前記箇所を位置決めするように構成された位置決めユニットとを具備し、
当該方法が、前記システムに対し、前記箇所を、該箇所の物理的模型を、又は、該箇所の印象を配置する段階を含む請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
テクスチャ的データを含む前記２Ｄデジタル表現の獲得の間において、且つ、幾何学的データを含む前記３Ｄデジタル表現の獲得の間において、前記２Ｄデジタル表現及び前記３Ｄデジタル表現の少なくとも一方が所定個数の異なる視点から自動的に獲得され且つ前記所望の対象範囲が求められるように、前記箇所が、前記獲得ユニットに対して自動的に再位置決めされる請求項１乃至１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
前記位置決めユニットが、前記獲得ユニットに対する前記箇所の自動的な再位置決めを提供する請求項１乃至１４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１６】
前記３Ｄ物体の前記３Ｄモデル化段階が、前記１つ又は複数の特徴に基づいて自動的に実施される請求項１乃至１５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１７】
前記３Ｄモデル化段階が、前記情報に基づいて前記３Ｄ物体の１つ又は複数のエッジを画成する段階を含む請求項１乃至１６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１８】
当該方法が、前記３Ｄ物体の３Ｄモデルを提供する段階を含み、
前記３Ｄモデル化段階が、前記３Ｄ物体の前記提供された３Ｄモデルを前記情報に基づいて適合化する段階を含む請求項１乃至１７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１９】
前記提供された３Ｄモデルが、ライブラリから提供される請求項１乃至１８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２０】
前記３Ｄ物体の前記提供された３Ｄモデルを適合化する前記段階が、前記３Ｄ物体の前記提供された３Ｄモデルのエッジを前記情報に基づいて形状化する段階を含む請求項１乃至１９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２１】
前記３Ｄ物体が、患者の身体の解剖学的対象物を置換するように構成された請求項１乃至２０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２２】
前記３Ｄ物体が、患者の体腔内に挿入されるように構成された請求項１乃至２１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２３】
前記箇所が患者の口腔である請求項１乃至２２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２４】
前記箇所が患者の１又は複数の歯である請求項１乃至２３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２５】
前記箇所が患者の耳道である請求項１乃至２４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２６】
前記箇所の１つ又は複数の特徴の情報を抽出する前記段階が、特徴検出を含む請求項１乃至２５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２７】
前記特徴の情報の抽出が、前記複合３Ｄデジタル表現上及び／又は幾何学的データを含む前記３Ｄデジタル表現上に存在する特徴を検出することにより実施される請求項１乃至２６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２８】
前記特徴検出が、前記２Ｄデジタル表現及び前記３Ｄデジタル表現の１つ又は複数のデジタル表現における全てのピクセルを検証し、そのピクセルに特徴の少なくとも一部分が存在するか否かを検出する段階を含む請求項１乃至２７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２９】
前記１つ又は複数の特徴が、ライン、外郭形状、曲線、エッジ、リッジ、コーナー及び点から成る群から選択される請求項１乃至２８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３０】
前記特徴が、該特徴の実質的に閉じられたエッジ内に配置された識別マークを含む請求項１乃至２９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３１】
前記識別マークが、同心的に配置された複数の円と、複数の十字形と、複数の矩形と、複数の三角形と、ドットの個数のような当該識別マークにおける要素数とから成る群から選択される請求項１乃至３０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３２】
前記１つ又は複数の特徴が、準備された歯又は鋳型の境界ラインを含む請求項１乃至３１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３３】
前記１つ又は複数の特徴が、患者の歯の陰影を含む請求項１乃至３２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３４】
前記１つ又は複数の特徴が、テクスチャ的データを含む前記２Ｄデジタル表現の獲得に先立ち、ユーザにより、前記箇所上に、又は、該箇所の物理的模型上に、又は、前記箇所の印象上に描かれる請求項１乃至３３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３５】
前記３Ｄ物体が着脱可能な部分床義歯を有し、
前記１つ又は複数の特徴は、前記３Ｄモデル化段階が、前記３Ｄ特徴から前記着脱可能な部分床義歯の１つ又は複数のエッジを画成する段階を含むように、大連結子及び／又はクラスプ及び／又は保持グリッドである請求項１乃至３４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３６】
前記３Ｄ物体が歯列矯正装置又はブラケットを有し、
前記１つ又は複数の特徴が、単一又は複数のブラケット位置、及び／又は、単一又は複数のネジ位置、及び／又は、金属フレームワーク、及び／又は、プラスチック棚部、及び／又は、外殻、及び／又は、咬合プレート、及び／又は、プッシュロッド、及び／又は、スプリングである請求項１乃至３５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３７】
前記３Ｄモデル化段階が、前記３Ｄ特徴から前記ブラケット位置及び／又は前記ネジ位置を定義する段階を含む請求項１乃至３６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３８】
前記複数の異なる特徴がユーザにより異なる色で夫々描かれる請求項１乃至３７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３９】
前記特徴が、前記箇所の複数の異なる構造間の境界線である請求項１乃至３８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４０】
前記特徴が、前記箇所の複数の異なる材料間の境界線である請求項１乃至３９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４１】
幾何学的データを含む前記３Ｄデジタル表現を獲得する前記段階、及び、テクスチャ的データを含む前記２Ｄデジタル表現を獲得する前記段階が、順番に実施される請求項１乃至４０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４２】
前記２Ｄデジタル表現及び前記３Ｄデジタル表現の少なくとも一方が、前記箇所又は該箇所の物理的模型又は該箇所の印象の、少なくとも一部分を光により照明することにより獲得される請求項１乃至４１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４３】
前記２Ｄデジタル表現及び前記３Ｄデジタル表現の少なくとも一方を獲得すべく使用される前記光が、個数Ｎを２以上として、Ｎ個の波長における光を含む多重スペクトル光である請求項１乃至４２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４４】
当該方法が、複数の異なる特徴を識別するために複数の異なる色又は色コードを使用する段階を含み、
前記複数の異なる色又は色コードが、前記多重スペクトル光の前記Ｎ個の波長に対応する請求項１乃至４３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４５】
前記多重スペクトル光における前記Ｎ個の波長が、順番に配備される請求項１乃至４４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４６】
前記多重スペクトル光が、第１波長における光と、第２波長における光と、第３波長における光とを含むように、前記Ｎは３である請求項１乃至４５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４７】
前記順番が、第１波長、第２波長、及び、第３波長である請求項１乃至４６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４８】
前記第１波長、前記第２波長、及び、前記第３波長が、夫々、赤色、緑色、及び、青色の波長の範囲内である請求項１乃至４７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４９】
前記多重スペクトル光における前記Ｎ個の波長が同時に提供される請求項１乃至４８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５０】
前記多重スペクトル光における前記Ｎ個の波長が白色光源において提供される請求項１乃至４９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５１】
前記Ｎ個の波長の各々に対し、２Ｄ画像が獲得される請求項１乃至５０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５２】
前記赤色、前記緑色及び前記青色の光の各々に対し、２Ｄ画像が獲得される請求項１乃至５１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５３】
前記多重スペクトル光における前記Ｎ個の波長の各々に対して獲得された前記各２Ｄ画像は相互に纏められて、１つの共通２Ｄ画像とされ、前記２Ｄデジタル表現が１つ又は複数の共通２Ｄ画像を含み、共通２Ｄ画像の各々は前記Ｎ個の波長の各々にて獲得された複数の２Ｄ画像を含む請求項１乃至５２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５４】
当該方法が、前記２Ｄデジタル表現の前記テクスチャ的データに基づき、隣接する２Ｄ画像間の１つ又は複数の特徴を相互にウィービングする段階を含むテクスチャ・ウィービング段階を含む請求項１乃至５３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５５】
当該方法が、幾何学的データを含む前記３Ｄデジタル表現を獲得するために使用された光のレーザ変調を含む請求項１乃至５４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５６】
前記幾何学的データを獲得する段階が第１光源により実施され、前記テクスチャ的データを獲得する段階が第２光源により実施される請求項１乃至５５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５７】
前記第２光源がダイオードの配列を含み、
前記ダイオードの配列が、所定数の第１ダイオード、所定数の第２ダイオード及び所定数の第３ダイオードを含み、
前記第１ダイオード、第２ダイオード及び第３ダイオードは、夫々、第１波長、第２波長及び第３波長にて光を発するように構成された請求項１乃至５６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５８】
前記第２光源が、白色光源、又は、赤色、緑色及び青色のダイオードの配列から発せられた光の拡散のような、発せられた光の拡散を提供するように配置された拡散板を有する請求項１乃至５７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５９】
前記位置決めユニットが、少なくとも２軸動作システムを有し、幾何学的データを含む前記３Ｄデジタル表現及びテクスチャ的データを含む前記２Ｄデジタル表現の獲得の間における前記箇所の位置決めが前記少なくとも２軸動作システムにより自動的に実施される請求項１乃至５８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６０】
当該方法が、前記３Ｄ物体のモデル化の結果の視覚化を促進するために、患者の顔面走査を提供する段階を含む請求項１乃至５９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６１】
前記箇所の幾何学的データを含む前記３Ｄデジタル表現、及び／又は、前記箇所のテクスチャ的データを含む前記２Ｄデジタル表現が、３Ｄ顔面走査により求められる請求項１乃至６０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６２】
当該方法が、歯科医療における３Ｄモデル化に対して使用されるように構成された請求項１乃至６１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６３】
前記歯科医療が、修復物、インプラント、ブラケット載置のような歯列矯正装置、及び、着脱可能な部分床義歯を含む請求項１乃至６２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６４】
当該方法が、補聴器デバイスの３Ｄモデル化に対して使用されるように構成された請求項１乃至６３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６５】
前記特徴が、前記補聴器デバイスの内側面若しくは外側面の境界部、通気孔の位置若しくは断面形状、又は、前記補聴器デバイスに対するＩＤタグを定義する請求項１乃至６４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６６】
前記情報が、幾何学的データ及びテクスチャ的データの両方を含む視覚化された複合３Ｄ表現から、操作者により抽出される請求項１乃至６５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６７】
当該方法が、プログラム・コード手段がデータ処理システム上で実行されたときに、該データ処理システムにより請求項１乃至６６のいずれか一項に記載の方法を実施させるプログラム・コード手段を備えて成るコンピュータ・プログラム製品上で実施される請求項１乃至６６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６８】
患者の体内に挿入され、又は、患者により装着されるように構成された３Ｄ物体を３Ｄモデル化する方法であって、
前記３Ｄ物体が配置されるように構成された箇所の少なくとも一部分の３Ｄデジタル表現であって、前記箇所の幾何学的データを含む３Ｄデジタル表現を獲得する段階と、
前記３Ｄ物体が配置されるように構成された箇所の少なくとも一部分の２Ｄデジタル表現であって、前記箇所のテクスチャ的データを含む前記２Ｄデジタル表現を獲得する段階であって、テクスチャ的データを含む前記２Ｄデジタル表現及び幾何学的データを含む前記３Ｄデジタル表現の獲得が、前記箇所の所望の対象範囲を求めるために前記箇所及び獲得手段を相互に再位置決めすることにより実施される、段階と、
テクスチャ的データを含む前記２Ｄデジタル表現の少なくとも一部分と、幾何学的データを含む前記３Ｄデジタル表現とを整列させ且つ組み合わせることで、前記箇所の幾何学的データ及びテクスチャ的データの両方を含む複合３Ｄデジタル表現を求める段階と、
前記箇所の幾何学的データ及びテクスチャ的データを含む前記複合３Ｄデジタル表現を視覚化する段階と、
前記３Ｄ物体を３Ｄモデル化するときに、前記箇所のテクスチャ的データを含む前記２Ｄデジタル表現からの１つ又は複数の特徴の情報を適用する段階と、を含む方法。
【請求項６９】
テクスチャ的データを含む前記２Ｄデジタル表現の獲得の間において、且つ、幾何学的データを含む前記３Ｄデジタル表現の獲得の間において、前記２Ｄデジタル表現及び前記３Ｄデジタル表現の少なくとも一方が所定個数の異なる視点から自動的に獲得され且つ前記所望の対象範囲が求められるように、前記箇所が、前記獲得ユニットに対して自動的に再位置決めされる請求項１乃至６８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７０】
当該プログラム・コード手段がデータ処理システム条で実行されたときに、該データ処理システムにより請求項１乃至６９のいずれか一項に記載の方法を実施させるプログラム・コード手段を含むコンピュータ・プログラム製品。
【請求項７１】
前記プログラム・コード手段が記憶されたコンピュータ可読媒体を含む請求項７０記載のコンピュータ・プログラム製品。
【請求項７２】
患者の体内に挿入され、又は、患者により装着されるように構成された３Ｄ物体を３Ｄモデル化するシステムであって、
当該システムの走査体積の少なくとも一部分を照明するように構成された照明ユニットと、
前記走査体積内に配置された箇所のテクスチャ的データを含む２Ｄデジタル表現及び幾何学的データを含む３Ｄデジタル表現を獲得するように構成された獲得ユニットと、
第１デジタル信号プロセッサ・ユニットであって、
獲得された前記２Ｄデジタル表現及び前記３Ｄデジタル表現を解析し、
前記２Ｄデジタル表現及び前記３Ｄデジタル表現を整列させ、且つ、
前記２Ｄデジタル表現の少なくとも一部分と、前記３Ｄデジタル表現とを組み合わせることで、前記箇所の幾何学的データ及びテクスチャ的データの両方を含む複合３Ｄデジタル表現を求めるように構成される第１デジタル信号プロセッサ・ユニットと、
前記箇所の幾何学的データ及びテクスチャ的データを含む前記複合３Ｄデジタル表現を視覚化する視覚化デバイスと、
モデル化された３Ｄ物体が患者の体内に挿入され、又は、患者により装着されるように、前記３Ｄ物体を３Ｄモデル化するように構成された第２デジタル信号プロセッサ・ユニットであって、前記３Ｄモデル化は、獲得された前記２Ｄデジタル表現からの情報を適用する段階を含む、第２デジタル信号プロセッサ・ユニットと、を具備するシステム。
【請求項７３】
前記獲得ユニットと、前記位置決めユニットと、第１光源及び第２光源のような当該システムの部材とが、３Ｄスキャナ内に配備される請求項７２記載のシステム。
【請求項７４】
前記第１デジタル信号プロセッサ・ユニット及び／又は前記第２デジタル信号プロセッサ・ユニットが、前記２Ｄデジタル表現から１つ又は複数の特徴の情報を抽出するように構成された請求項７２又は７３に記載のシステム。
【請求項７５】
前記第１デジタル・プロセッサ・ユニット及び前記第２デジタル・プロセッサ・ユニットが、デジタル信号処理デバイスの一体的部品である請求項７２乃至７４のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項７６】
前記獲得ユニットが、
前記走査体積内に配置された箇所の少なくとも一部分の３Ｄデジタル表現を獲得する手段であって、前記３Ｄデジタル表現は前記箇所の幾何学的データを含む手段と、
前記走査体積内に配置された箇所の少なくとも一部分の２Ｄデジタル表現を獲得する手段であって、前記２Ｄデジタル表現は前記箇所のテクスチャ的データを含む手段と、を有する請求項７２乃至７５のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項７７】
前記獲得ユニットが、前記走査体積から光を受容するように配置された第１群のカメラであって、前記箇所から幾何学的データを含む前記３Ｄデジタル表現及びテクスチャ的データを含む前記２Ｄデジタル表現の両方を獲得すべく配置される第１の組のカメラを有する請求項７２乃至７６のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項７８】
前記照明ユニットが、箇所の幾何学的データの獲得のための光を供給するように構成された第１光源と、テクスチャ的データの獲得のための光を供給するように構成された第２光源とを有する請求項７２乃至７７のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項７９】
前記第１光源の光軸及び前記第２光源の光軸が、前記走査体積内で交差する請求項７２乃至７８のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項８０】
前記第１光源が、第１レーザ波長にて光を発する単色レーザを含む請求項７２乃至７９のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項８１】
前記第１レーザ波長が、緑色の波長範囲内、赤色の波長範囲内、青色の波長範囲内、又は、赤外の波長範囲内である請求項７２乃至８０のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項８２】
前記第２光源が、白色光源のような広帯域の光源を含む請求項７２乃至８１のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項８３】
前記獲得ユニットが、箇所のＮ個の異なる特徴であって各特徴は固有の色又は色コードを有するＮ個の異なる特徴に対するテクスチャ的データを獲得するように、且つ、前記色又は色コードに基づいて前記Ｎ個の異なる特徴を区別するように構成された請求項７２乃至８２のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項８４】
前記第２光源が、該第２光源から発せられた当該光の波長に基づいて、獲得された２Ｄデジタル表現から、固有の色又は色コードを有する特徴が識別されることを許容する光を発するように構成された請求項７２乃至８３のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項８５】
前記第２光源がダイオードの配列を含み、
前記ダイオードの配列が、所定数の第１ダイオード、所定数の第２ダイオード及び所定数の第３ダイオードを含み、
前記第１ダイオード、第２ダイオード及び第３ダイオードは、夫々、第１波長、第２波長及び第３波長にて光を発するように構成された請求項７２乃至８４のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項８６】
前記第２光源が、発せられた光の拡散を提供するように配置された拡散板を含む請求項７２乃至８５のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項８７】
前記第１の組のカメラにおける各カメラの内の少なくとも一台が、電磁信号を検出するように構成された感光要素の前方にＢａｙｅｒ型配置にて配置されたカラーフィルタ配列（ＣＦＡ）を含むカラー・カメラを有する請求項７２乃至８６のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項８８】
前記第１の組のカメラにおける各カメラの内の少なくとも一台がモノクロ・カメラである請求項７２乃至８７のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項８９】
当該システムは、当該走査プレート上に配置された箇所が前記走査体積内に位置されるように、配置された走査プレートを有する請求項７２乃至８８のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項９０】
当該システムは、前記獲得ユニットに対して前記箇所を、所定個数の異なる位置及び／又は配向にて位置決めするように構成された位置決めユニットを有する請求項７２乃至８９のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項９１】
前記位置決めユニットが、所定個数の視点からの幾何学的データを含む前記３Ｄデジタル表現及びテクスチャ的データを含む前記２Ｄデジタル表現の獲得が自動的に実施され得るように、前記走査プレートの少なくとも２軸の動作に対して構成された請求項７２乃至９０のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項９２】
当該システムが、前記ダイオードの配列及び前記位置決めユニットを制御するように構成された制御ユニットを有する請求項７２乃至９１のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項９３】
前記制御ユニットが、一連の光信号が発せられるように、前記第１ダイオード、第２ダイオード及び第３ダイオードが光を順番に発することを実現するように構成された請求項７２乃至９２のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項９４】
前記順番が、第１波長、第２波長、及び、第３波長である請求項７２乃至９３のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項９５】
前記制御ユニットは、前記順番が、光学的アセンブリと前記走査プレートとの相対配置の各々に対して１回とするような、所定回数だけ反復されることを実現するように構成された請求項７２乃至９４のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項９６】
前記第１ダイオード、第２ダイオード及び第３ダイオードが、Ｂａｙｅｒ配置に従い配置される請求項７２乃至９５のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項９７】
前記デジタル信号プロセッサが、獲得された前記２Ｄデジタル表現及び３Ｄデジタル表現のリアルタイム解析に対して構成された請求項７２乃至９６のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項９８】
患者の体内に挿入され、又は、患者により装着されるように構成された３Ｄ物体を３Ｄモデル化するシステムであって、
前記３Ｄ物体が配置されるように構成された箇所の少なくとも一部分の３Ｄデジタル表現であって、前記箇所の幾何学的データを含む３Ｄデジタル表現を獲得する手段と、
前記３Ｄ物体が配置されるように構成された箇所の少なくとも一部分の２Ｄデジタル表現であって、前記箇所の１つ又は複数の特徴に関するテクスチャ的データを含む２Ｄデジタル表現を獲得する手段であって、前記箇所の所望の対象範囲は、該箇所に対する所定個数の異なる視点からテクスチャ的データを含む前記２Ｄデジタル表現及び幾何学的データを含む前記３Ｄデジタル表現の各々を獲得することにより獲得される手段と、
テクスチャ的データを含む前記２Ｄデジタル表現及び幾何学的データを含む前記３Ｄデジタル表現を整列させる手段と、
テクスチャ的データを含む前記２Ｄデジタル表現の少なくとも一部分と、幾何学的データを含む前記３Ｄデジタル表現とを組み合わせることで、前記箇所の幾何学的データ及びテクスチャ的データの両方を含む複合３Ｄデジタル表現を求める手段と、
前記箇所の幾何学的データ及びテクスチャ的データを含む前記複合３Ｄデジタル表現を視覚化する手段と、
モデル化された３Ｄ物体が患者の体内に挿入され、又は、患者により装着されるように、前記３Ｄ物体を３Ｄモデル化する手段であって、該３Ｄモデル化は、獲得されたテクスチャ的データを含む前記２Ｄデジタル表現からの前記１つ又は複数の特徴の情報を適用する手段と、を含むシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は概略的に、患者の体腔内に挿入され、又は、患者により装着され得る物体を３Ｄモデル化する方法に関する。更に詳細には、本発明は、物体が配置され得る箇所の少なくとも一部分のデジタル表現を獲得する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
歯科的修復物の分野において、歯の設計及びモデル化は知られている。患者が、クラウン、ブリッジ、支台又はインプラントのような歯科的修復物を必要とするとき、歯科医は上記歯を準備し、例えば損傷された歯は、クラウンが接着剤結合される箇所にて準備を行うべく研削される。代替的な治療は、チタン製ネジのようなインプラントを、患者の顎部内へと挿入すると共に、該インプラント上にクラウン又はブリッジを取付けることである。上記歯を準備し、又は、インプラントを挿入した後、歯科医は、上顎及び下顎の印象（ｉｍｐｒｅｓｓｉｏｎ）及び咬み合わせ記録物を作成し得るか、又は、トリプルトレイとしても知られるように、両面トレイに単一の印象を作成し得る。上記印象は、例えばブリッジなどの修復物を製造する歯科技工士へと送られる。上記修復物を製造する第１の段階は、上記上顎及び下顎の印象から、夫々、上側及び下側の歯科的模型を習用的に鋳造することである。各模型は通常、石膏から作成されると共に、各模型は多くの場合、上記咬み合わせ記録物を用いて歯科咬合器内で整列され、実際の咬み合わせ及び咀嚼運動を擬態する。歯科技工士は、歯科的修復物を上記咬合器の内側に組み上げ、良好な視覚的外観及び咬合機能性を確実とする。
【０００３】
歯科的修復物を製造するＣＡＤ技術は、急速に発展し、品質を高め、コストを低減し、且つ、その様にしなければ実現し得ない魅力的な材料を製造する可能性を促進している。ＣＡＤ製造プロセスにおける第１段階は、患者の歯の３次元モデルを作成することである。これは習用的には、歯科的な石膏模型の一方又は両方を３Ｄ走査することにより行われる。上記歯の３次元レプリカがＣＡＤプログラムへとインポートされ、其処で、ブリッジ下位構造のような全体的な歯科的修復物が設計される。次に、例えばフライス盤、３Ｄプリンタ、及び、高速の試作品製造機器又は他の製造機器を用いて、最終的な３Ｄ設計修復物が製造される。歯科的修復物に対する精度要件は非常に高く、さもなければ、歯科的修復物は視覚的に魅力的でなく、歯に適合せず、痛覚を引き起こすか、又は、感染を引き起こすことがある。
【０００４】
特許文献１は、患者の歯列の個別的構成要素のデジタル・モデルを作成する上で使用されるコンピュータ実行型方法を開示しており、該方法は、（ａ）患者の歯列の３次元（３Ｄ）表現を形成するデータ群を受信する段階、（ｂ）上記データ群に対してコンピュータ実行型試験を適用し、患者の歯列の個別的構成要素の各部分を表す複数のデータ要素を特定する段階、及び、（ｃ）特定された上記各データ要素に基づいて上記個別的構成要素のデジタル・モデルを作成する段階とを備えて成る。
【０００５】
特許文献２は、患者の診断及び治療計画に使用されるシステムに関しており、該システムは、プロセッサとユーザ・インタフェースとを有する汎用コンピュータ・システムと；上記汎用コンピュータ・システムがアクセス可能なメモリであって、ａ）第１撮像デバイスから獲得された患者の頭蓋顔面の画像情報を表す第１群のデジタル・データ、及び、ｂ）上記第１撮像デバイスとは異なる第２撮像デバイスから獲得された患者の頭蓋顔面の画像情報を表す第２群のデジタル・データを記憶するメモリであって、上記第１及び第２群のデータは、上記患者の少なくとも部分的に共通する頭蓋顔面の解剖学的構造を表し、上記第１及び第２群のデータの少なくとも一方は上記患者の顔面の外部の視覚的外観又は表面配置構成を表すデータを含み、上記第１及び第２のデジタル・データ群は各々、異なる時点において獲得されると共に、相関された様式では捕捉されない、というメモリと；上記汎用コンピュータ・システムがアクセス可能な機械可読記憶媒体に記憶された一群のコンピュータ命令と；を備えて成り、上記一群の命令は、上記汎用コンピュータ・システムにより、１）自動的に、及び／又は、操作者の相互作用の支援により、上記第１群のデジタル・データ及び第２群のデジタル・データを重畳し、共通の座標系において、異なる時点において獲得されると共に、相関された様式では捕捉されない上記第１及び第２のデジタル・データ群から作成された上記頭蓋顔面の解剖学的構造の組み合わされた合成デジタル表現を提供し、その場合に上記一群の命令は、上記頭蓋顔面の解剖学的構造の少なくとも一部分から能動的モデル整合方式を用いて仮想的な３Ｄ顔面を作成する命令を備えており；且つ、２）上記仮想的な３Ｄ顔面を含む上記頭蓋顔面の解剖学的構造の上記組み合わされた合成デジタル表現を、上記システムのユーザに対して表示する；という命令を備えて成る。
【０００６】
特許文献３は、修復プロテーゼを作製するシステム及び方法を開示している。該システムは、復元されつつある歯列の３次元（３Ｄ）形状と共に、色及び半透明情報を口腔内的に捕捉するスキャナを含んでいる。上記システムはまた、上記色及び半透明情報と上記３Ｄ形状とを受信するコンピュータ支援設計（ＣＡＤ）モジュールであって、吟味のために上記プロテーゼの色的に正確な表現物をレンダリングするモジュールも含み、その場合に上記色及び半透明情報及び表面情報は組み合わされ、作製のために研究室又はＣＡＤ／ＣＡＭシステムへと電子的に転送される単一のデジタル指示書とされる。上記システムは、最終的なプロテーゼの３Ｄ形状と、色及び半透明性の各特性とが、測定されると共に規定された要件と定量的に比較される機能を提供する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】国際公開第００／１９９３５号
【特許文献２】米国特許第７，２３４，９３７号
【特許文献３】米国特許公開公報第２００９／１３３２６０号
【特許文献４】米国特許公開公報第２００４／１０７０８０号
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】マルコ・カリーリ、パオロ・シグノニ、クラウディオ・ロッシーニ、ロベルト・スコーピグノ：“３Ｄデータの処理、視覚化及び伝送に関する第１回国際シンポジウムの講演要旨集からの自動テクスチャ構築器であるウィーバ”（３ＤＰＶＴ’０２）、２００２年ＩＥＥＥコンピュータ学会（Ｍａｒｃｏ  Ｃａｌｌｉｅｒｉ，  Ｐａｏｌｏ  Ｃｉｇｎｏｎｉ，  Ｃｌａｕｄｉｏ  Ｒｏｃｃｈｉｎｉ，  Ｒｏｂｅｒｔｏ  Ｓｃｏｐｉｇｎｏ：  Ｗｅａｖｅｒ，  ａｎ  ａｕｔｏｍａｔｉｃ  ｔｅｘｔｕｒｅ  ｂｕｉｌｄｅｒ  ｆｒｏｍ  Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ  ｏｆ  ｔｈｅ  Ｆｉｒｓｔ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ  ｏｎ  ３Ｄ  Ｄａｔａ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｖｉｓｕａｌｉｚａｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  （３ＤＰＶＴ’０２），  ２００２，  ＩＥＥＥ  Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ｓｏｃｉｅｔｙ）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、患者関連技術に対し、幾何学的データ（ｇｅｏｍｅｔｒｉｃａｌ  ｄａｔａ）及びテクスチャ的データ（ｔｅｘｔｕｒａｌ  ｄａｔａ）の用法を改善して拡張するという課題が残されている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
患者の体内に挿入され、又は、患者により装着され得る３Ｄ物体を３Ｄモデル化する方法であって、
上記３Ｄ物体が配置され得る箇所の少なくとも一部分の３Ｄデジタル表現であって、上記箇所の幾何学的データを含む３Ｄデジタル表現を獲得する段階と、
上記物体が配置され得る箇所の少なくとも一部分の２Ｄデジタル表現であって、上記箇所の１つ又は複数の特徴に関するテクスチャ的データを含む２Ｄデジタル表現を獲得する段階であって、上記箇所の所望の対象範囲は、該箇所に対する１つ又は複数の異なる視点から上記テクスチャ的データを含む２Ｄデジタル表現及び上記幾何学的データを含む３Ｄデジタル表現の各々を獲得することにより獲得される、段階と、
上記テクスチャ的データを含む２Ｄデジタル表現及び上記幾何学的データを含む３Ｄデジタル表現を整列させる段階と、
上記テクスチャ的データを含む２Ｄデジタル表現の少なくとも一部分と、上記幾何学的データを含む３Ｄデジタル表現とを組み合わせることで、上記箇所の幾何学的データ及びテクスチャ的データの両方を備えて成る複合３Ｄデジタル表現を求める段階と、
上記箇所の幾何学的データ及びテクスチャ的データを備えて成る上記複合３Ｄ表現を視覚化する段階と、
モデル化された３Ｄ物体が患者の体内に挿入され、又は、患者により装着され得るように、上記３Ｄ物体を３Ｄモデル化する段階であって、該３Ｄモデル化段階は、獲得された上記テクスチャ的データを含む２Ｄデジタル表現からの上記１つ又は複数の特徴の情報を適用する段階とを備えて成る、方法が開示される。
【００１１】
また、患者の体内に挿入され、又は、患者により装着され得る３Ｄ物体を３Ｄモデル化する方法であって、
上記物体が配置され得る箇所の少なくとも一部分の３Ｄデジタル表現であって、上記箇所の幾何学的データを含む３Ｄデジタル表現を獲得する段階と、
上記物体が配置され得る箇所の少なくとも一部分の２Ｄデジタル表現であって、上記箇所の１つ又は複数の特徴に関するテクスチャ的データを含む２Ｄデジタル表現を獲得する段階であって、上記テクスチャ的データを含む２Ｄデジタル表現及び上記幾何学的データを含む３Ｄデジタル表現の獲得は、上記箇所の所望の対象範囲を求めるために上記箇所及び獲得手段を相互に再位置決めすることにより実施される、段階と、
上記テクスチャ的データを含む２Ｄデジタル表現の少なくとも一部分と、上記幾何学的データを含む３Ｄデジタル表現とを整列させ且つ組み合わせることで、上記箇所の幾何学的データ及びテクスチャ的データの両方を備えて成る複合３Ｄデジタル表現を求める段階と、
上記箇所の幾何学的データ及びテクスチャ的データを備えて成る上記複合３Ｄ表現を視覚化する段階と、
上記３Ｄ物体をモデル化するときに、上記箇所の上記テクスチャ的データを含む２Ｄデジタル表現からの１つ又は複数の特徴の情報を適用する段階とを備えて成る、方法が開示される。
【００１２】
幾つかの実施例において、上記テクスチャ的データを含む２Ｄデジタル表現の獲得の間において、且つ、上記幾何学的データを含む３Ｄデジタル表現の獲得の間において、上記箇所は、上記各デジタル表現の少なくとも一方は所定個数の異なる視点から自動的に獲得され且つ上記所望の対象範囲が求められるように、獲得ユニットに対して自動的に再位置決めされる。
【００１３】
患者の体内に挿入され、又は、患者により装着され得る３Ｄ物体を３Ｄモデル化する方法であって、
上記３Ｄ物体が配置され得る箇所の少なくとも一部分の３Ｄデジタル表現であって、上記箇所の幾何学的データを含む３Ｄデジタル表現を獲得する段階と、
上記物体が配置され得る箇所の少なくとも一部分の２Ｄデジタル表現であって、上記箇所の１つ又は複数の特徴に関するテクスチャ的データを含む２Ｄデジタル表現を獲得する段階であって、上記箇所の所望の対象範囲は、該箇所に対する１つ又は複数の異なる視点から上記テクスチャ的データを含む２Ｄデジタル表現及び上記幾何学的データを含む３Ｄデジタル表現の各々を獲得することにより獲得される、段階と、
上記テクスチャ的データを含む２Ｄデジタル表現及び上記幾何学的データを含む３Ｄデジタル表現を整列させる段階と、
モデル化された３Ｄ物体が患者の体内に挿入され、又は、患者により装着され得るように、上記３Ｄ物体を３Ｄモデル化する段階であって、該３Ｄモデル化段階は、獲得された上記テクスチャ的データを含む２Ｄデジタル表現からの上記１つ又は複数の特徴の情報を適用する段階とを備えて成る、方法が開示される。
【００１４】
幾つかの実施例において、上記テクスチャ的データを含む２Ｄデジタル表現の少なくとも一部分と、上記幾何学的データを含む３Ｄデジタル表現とは組み合わされることで、上記箇所の幾何学的データ及びテクスチャ的データの両方を備えて成る複合３Ｄデジタル表現が求められ、且つ、上記方法は、上記箇所の幾何学的データ及びテクスチャ的データを備えて成る上記複合３Ｄ表現を視覚化する段階を含む。
【００１５】
患者の体内に挿入され、又は、患者により装着され得る３Ｄ物体を３Ｄモデル化するシステムであって、
当該システムの走査体積の少なくとも一部分を照明すべく構成された照明ユニットと、
上記走査体積内に配置された箇所のテクスチャ的データを含む２Ｄデジタル表現及び幾何学的データを含む３Ｄデジタル表現を獲得すべく構成された獲得ユニットと、
第１のデジタル信号プロセッサ・ユニットであって、
獲得された上記２Ｄデジタル表現及び３Ｄデジタル表現を解析し、
上記２Ｄデジタル表現及び上記３Ｄデジタル表現を整列させ、且つ、
上記２Ｄデジタル表現の少なくとも一部分と、上記３Ｄデジタル表現とを組み合わせることで、上記箇所の幾何学的データ及びテクスチャ的データの両方を備えて成る複合３Ｄデジタル表現を求めるべく構成される第１デジタル信号プロセッサ・ユニットと、
上記箇所の幾何学的データ及びテクスチャ的データを備えて成る上記複合３Ｄ表現を視覚化する視覚化デバイスと、
モデル化された３Ｄ物体が患者の体内に挿入され、又は、患者により装着され得るように、上記３Ｄ物体を３Ｄモデル化すべく構成された第２のデジタル信号プロセッサ・ユニットであって、上記３Ｄモデル化は、獲得された上記２Ｄデジタル表現からの情報を適用する段階を含む、第２デジタル信号プロセッサ・ユニットとを備えて成る、システムが開示される。
【００１６】
本発明に関し、“走査体積”という表現は、走査体積内に配置された箇所の２Ｄデジタル表現及び３Ｄデジタル表現が獲得され得るように、単一又は複数の光源からの光により上記箇所が照明され得ると共に該箇所から反射された光はカメラにより受容され得る、体積を指し得る。
【００１７】
本発明に関し、“２Ｄデジタル表現からの１つ又は複数の特徴の情報を適用する”という表現は、上記２Ｄデジタル表現が、上記１つ又は複数の特徴の情報を提供する場合を指し得る。上記特徴は、上記箇所の一部分であり得るか、又は、該箇所、該箇所の物理的模型又は印象上に画成され得ると共に、獲得された上記テクスチャ的データを含む２Ｄデジタル表現は、上記１つ又は複数の特徴の情報を提供し得る。本発明に関し、“物体”及び“３Ｄ物体”という表現は、互換的に使用され得る。
【００１８】
本発明に関し、“モデル化する”及び“３Ｄモデル化する”という表現は、互換的に使用され得る。
【００１９】
当該特徴が上記箇所のデジタル表現において識別されることを許容する幾何学形状を有する特徴は、幾何学的特徴と称され得る。
【００２０】
当該特徴が上記箇所のデジタル表現において識別されることを許容するテクスチャを有する特徴は、テクスチャ的特徴と称され得る。
【００２１】
１つの特徴が、幾何学形状及びテクスチャの両方を有することがある。故に、当該特徴が上記箇所のデジタル表現において識別されることを許容する幾何学形状及びテクスチャの両方を有するとき、該特徴は幾何学的特徴及びテクスチャ的特徴のいずれとも称され得る。
【００２２】
上記箇所は、３Ｄ物体が患者の体内に挿入され、又は、患者により装着され得る患者の身体の一部であり得るか、又は、該一部におけるものとされ得る。
【００２３】
本発明に関し、“箇所の特徴”という表現は、該特徴が、例えば修復物に対して準備された歯の境界ラインのような、箇所の一体的部分であるという状況、又は、該特徴が、例えば、歯列矯正装置の一部などの箇所上に直接的に明示され、若しくは、歯科技工士により患者の歯上に描かれたラインであるという状況、又は、該特徴が、一群の歯の石膏模型上に描かれたラインのような、箇所の物理的模型若しくは印象上に明示されるという状況を指し得る。
【００２４】
“上記箇所”という表現は、その箇所自体、該箇所の物理的模型、又は、該箇所の印象を指し得る。例えば、“上記箇所の２Ｄデジタル表現を獲得する段階”という表現は、該箇所の、又は、該箇所の物理的模型の、又は、該箇所の印象の２Ｄデジタル表現が獲得されるという状況を指し得る。
【００２５】
故に、“箇所のテクスチャ的データ”という表現は、テクスチャを有する特徴が箇所の一体的部分であり、且つ、上記特徴が、例えば歯科技工士により、上記箇所上に、又は、該箇所の物理的模型若しくは印象上に、直接的に明示されるという状況を指し得る。例えば、１つの特徴は、一群の歯の物理的模型上に描かれた色付きラインとされ得、その場合に上記特徴は着脱可能な部分床義歯の境界部であり且つ該特徴のテクスチャは、上記境界部が明示される色である。故に上記特徴は、上記箇所の、すなわち患者の口の、一体的部分ではなく、後時に物理的模型上に明示されている。本発明に関し、上記描かれたラインは依然として、上記箇所の特徴であると見做され得る。
【００２６】
上記箇所の上記テクスチャ的データを含む２Ｄデジタル表現は、該箇所の、又は、該箇所の物理的模型若しくは印象の１つ又は複数の２Ｄ画像を備えて成る。上記１つ又は複数の２Ｄ画像は、上記箇所に関して同一の、又は、異なる視点から獲得され得る。
【００２７】
上記テクスチャ的データを含む２Ｄデジタル表現は、上記幾何学的データを含む３Ｄデジタル表現と同一の視点から獲得され得る。これにより、上記２Ｄデジタル表現及び上記３Ｄデジタル表現の比較的に単純な整列が許容され得る。
【００２８】
上記テクスチャ的データを含む２Ｄデジタル表現は、上記幾何学的データを含む３Ｄデジタル表現が獲得される視点と同一ではない視点から獲得されても良い。
【００２９】
上記箇所のテクスチャに関するデータを含む２Ｄ画像は、テクスチャ的画像又はテクスチャ画像と称され得る。
【００３０】
故に、箇所のテクスチャ的データを含む２Ｄデジタル表現からの特徴は、その箇所に配置され得る物体の３Ｄモデル化を促進するために使用され得ることが好適である。上記物体をモデル化する際に上記箇所のテクスチャ的データを使用するとき、そのモデル化の結果は改善され得る、と言うのも、複数の異なる種類のデータが使用されることから、上記箇所の複数の異なる種類の特徴が検出されて上記物体のモデル化プロセスにおいて考慮され得るからである。
【００３１】
テクスチャは、箇所の表面の感触、形状及び外観として定義されることから、テクスチャは、その箇所の滑らかさ、粗さ、柔らかさ、色などを含み得る。テクスチャは、箇所の外側表面により保持された特性、及び、該表面により引き起こされる感覚であって、触覚により受容されるという感覚を指し得る。テクスチャはまた、非触覚的な感触を記述するためにも使用され得る。テクスチャは、箇所の表面のパターン、色、又は、他の視覚的特性を包含し得る。故に、テクスチャ的データは、箇所の表面のテクスチャを記述するデータである。
【００３２】
幾何学形状は、特徴のサイズ、形状、相対位置、及び、空間の特性として定義されることから、箇所の長さ、面積、及び、体積に関連する。故に、幾何学的データは、箇所の表面の幾何学形状を記述するデータである。
【００３３】
上記箇所の上記テクスチャ的データを含む２Ｄデジタル表現及び幾何学的データを含む３Ｄデジタル表現は、上記箇所と、上記各表現を獲得すべく使用される光源及びカメラのような獲得手段とを、相互に対して再位置決めすることにより、任意の視点から獲得され得る。上記再位置決め段階は、例えばスキャナ内で少なくとも２軸動作システムを用いることで自動的に実施され得る。故に上記スキャナは、任意の視点から上記箇所の各デジタル表現の獲得を自動的に実施し得る２軸又は３軸の動作システムを備えて成り得る。
【００３４】
故に、幾何学的及びテクスチャ的データの両方の獲得に対し、上記箇所を再位置決めするために同一の動作システムが使用されることが好適であり得る。上記動作システムは、走査されるべき模型又は印象が内部に載置される３Ｄスキャナ内に配置され得る。上記動作システムは、上記模型若しくは印象の、又は、上記獲得手段、すなわち、上記テクスチャ的データを含む２Ｄデジタル表現及び幾何学的データを含む３Ｄデジタル表現を獲得する上記光源及び／又はカメラの、並進及び／又は回転運動を実施し得る。故に、上記再位置決めは、データが捕捉されつつある例えば模型若しくは印象などの箇所のものとされ得るか、又は、上記再位置決めは、上記獲得手段、すなわち単一若しくは複数の光源及びカメラのものとされ得る。上記動作システム内に２軸又は３軸を有するとき、上記模型又は印象は、側方及び頂部の両方から走査され得る。
【００３５】
上記箇所の所望の対象範囲は、該箇所全体の全ての範囲、若しくは、該箇所の一部、又は、該箇所のまさに特定領域の範囲とされ得る。所望の対象範囲は、例えば、１つの合成テクスチャ的画像へと構築され得る３個又は４個のテクスチャ的画像を捕捉することにより求められ得る。所望の対象範囲を求めるために、更に多数又は更に少数のテクスチャ的画像が捕捉されても良い。
【００３６】
上記整列段階及び組み合わせ段階は、上記２つの表現、すなわち、上記箇所の幾何学的データを含む３Ｄデジタル表現及びテクスチャ的データを含む２Ｄデジタル表現が、幾何学的及びテクスチャ的データを備えて成る複合３Ｄデジタル表現を求めるために如何に処理されるかを記述し得る。
【００３７】
整列とは、箇所の１つのデジタル表現を該箇所の別のデジタル表現に関し、各デジタル表現の構造が一致するように、調節することであると定義され得る。故に、上記箇所の幾何学的データを含む３Ｄデジタル表現及び上記箇所のテクスチャ的データを含む２Ｄデジタル表現の夫々の共通する又は同様の構造同士が整列される。
【００３８】
各表現を整列して組み合わせると、特徴検出の視覚化及び精度が改善され得る。本発明に関し、“複合３Ｄ表現を視覚化する”という表現は、複合３Ｄ表現により提供される全てのデータの視覚化、又は、複合３Ｄ表現により提供されるデータの一部分の視覚化を指し得る。故に、視覚化された複合３Ｄ表現は、２Ｄデジタル表現から提供され得る全てのデータではなく、抽出された情報の視覚化を提供し得る。
【００３９】
物体をモデル化するときに、箇所の１つ又は複数のテクスチャ的特徴の情報を適用するということは、上記箇所内に挿入され、又は、上記箇所に装着され若しくは配置され得る物体をモデル化するときに、該箇所のテクスチャ的特徴の情報が、上記物体が上記箇所の上記テクスチャ的特徴を考慮して該箇所に適合するように、使用されること、と定義され得る。上記物体の適合とは、該物体の挿入又は装着が患者に対して痛覚を引き起こさず、且つ、該物体の挿入又は装着が審美的に快適であることを意味し得る。
【００４０】
歯科医療において物体のモデル化とは、１つ又は複数の歯科的修復物若しくは修復物下位構造のモデル化、又は、１つ又は複数のインプラント若しくはインプラント支台のモデル化、又は、歯列矯正装置のモデル化、又は、一本以上の歯の矯正移動のモデル化、又は、例えば、完全に若しくは部分的に固定された若しくは取外し可能な部分床義歯などの義歯のモデル化、又は、義歯における一本以上の歯のモデル化を含み得る。
【００４１】
故に、上記モデル化段階は、修復物、歯列矯正装置、インプラント、義歯などのモデル化段階を含み得る。３Ｄコンピュータ支援設計（ＣＡＤ）モデル化が、例えば修復物を含むとき、仮想的にモデル化されたクラウン及びブリッジのような修復物はコンピュータ支援製造（ＣＡＭ）により製造され得ると共に、製造された修復物又は装置は次に最終的に、歯科医により患者の口腔内へと挿入され得る。
【００４２】
上記物体をモデル化するときにおける上記箇所の１つ又は複数の特徴の情報を適用する段階、及び、上記方法の他の段階は、ユーザ又は操作者が、上記データ群と、該データ群に対して実施された種々の操作との視覚的表現を獲得するように、コンピュータ上でデジタル的に実施されて画面のようなユーザ・インタフェース上に示され得ると共に、操作者は次に、上記物体のモデル化を実施し、仕上げ、又は、チェックし得る。
【００４３】
上記方法は、上記モデル化された３Ｄ物体を製造する段階、及び／又は、該方法により製造された１つ又は複数の物体を用いて上記箇所の治療を計画する段階を備えて成り得る。
【００４４】
また、患者の体内に挿入され、又は、患者により装着され得る３Ｄ物体を製造する方法であって、該製造方法は、上記３Ｄ物体を３Ｄモデル化する上記方法の各段階と、モデル化された３Ｄ物体を製造する段階とを備えて成る製造方法も開示される。
【００４５】
上記物体が配置され得る上記箇所の少なくとも一部分のデジタル表現を獲得するという表現の代替策として、上記方法は、上記物体が配置され得る上記箇所のデジタル表現を獲得する段階を備えて成り得る。
【００４６】
上記箇所の上記３Ｄデジタル表現、及び、上記３Ｄ物体の３Ｄモデルは、複数の三角形により接続された多数の頂点により３Ｄ表面がパラメータ化されるという、三角形式の表現によるものとされ得る。
【００４７】
故に、幾何学的走査画像は、表面表現を提供する表面走査画像である。故に、上記箇所へと適合させるために物体をモデル化するとき、それは、モデル化されつつある上記物体の表面であり、又は、上記モデル化は、上記物体の表面上若しくは該物体の表面の外部にて実施される。上記表面の外部でモデル化を実施するために、上記表面のオフセットがデジタル的に行われ得る。上記オフセットにおいては、物体の表面自体をモデル化せずに、該表面に類似する形状物上にてモデル化が実施され得るように、上記表面から所定距離に該表面の複製物が載置される。例えばＣＴ走査においては、体積が走査されることから、表面表現ではなく体積的表現が作成される。
【００４８】
上述された特許文献１は、患者の歯列の３Ｄ表現を形成するデータ群を獲得する方法であって、個別的構成要素を表すデータ要素を識別する方法を開示しており、その場合に個別的構成要素は、個別的な歯又は歯茎組織であり得る。故に、その方法は、例えば個別的な歯を識別する３Ｄ表現に関していることから、例えば２Ｄ表現から検出されるなどの、歯の特徴の検出に関してはいない。該方法は、治療計画を実施すべく歯列矯正装置を作成するために使用される。
【００４９】
上述された特許文献２は、患者の顔面の外部的な視覚的外観又は表面構成を含む患者の頭蓋顔面画像情報の異なるデータ表現を記憶し且つ組み合わせることで、仮想的な３Ｄ顔面を作成するシステムを開示している。故に、この文献は頭蓋顔面の画像情報に関しており、該文献は、例えば、特徴の情報を使用すること、又は、物体のモデル化を開示していない。
【００５０】
同様に上述された特許文献３においては、色及び半透明情報及び３Ｄ形状が使用されることで、プロテーゼの色が正しいか否かをユーザが吟味し得るように、吟味のためのプロテーゼの色的に正確な表現物がレンダリングされる。
【００５１】
特許文献４は、耳栓の製造に関すると共に、該特許文献４は、耳道及び／又は道口に個別的に合致する少なくとも１つの部分を備えて成るべく適合作成された耳栓のコンピュータ支援式モデル化方法を開示しており、その場合に該方法は、ａ）箇所の、すなわち、耳道の少なくとも一部分の、立体的なコンピュータ・モデル、すなわち３Ｄモデルを求める段階であって、上記箇所の３Ｄモデルは外側面を有する段階などの、多数の段階を含む。該文献はまた、幾つかの実施例において、耳又は耳道の印象であって、導管の３Ｄデジタル表現を生成すべく使用される印象が、色走査を含むテクスチャ走査が実現されるように、走査されることも開示している。更に、幾つかの実施例においては、印象上にマーク付けされたテクスチャが初期配置のために使用されると共に、幾つかの実施例において、上記方法は、外殻の表面に対して色及び／又はテクスチャ化を割当てる段階を備えている。しかし、該特許文献４は、例えば、テクスチャ的データを含む２Ｄデジタル表現及び幾何学的データを含む３Ｄデジタル表現の獲得が、箇所の所望の対象範囲を求めるために該箇所及び獲得手段を相互に対して自動的に再位置決めすることにより実施される、ということを開示していない。更に、該特許文献は、組み合わされて整列された３Ｄデジタル表現を開示していない。
【００５２】
幾つかの実施例において、本方法は、上記テクスチャ的データを含む２Ｄデジタル表現から１つ又は複数の特徴の情報を抽出する段階を含む。
【００５３】
故に、上記１つ又は複数の特徴の情報は、３Ｄ物体をモデル化するときに上記特徴の情報を適用する前に抽出され得る。
【００５４】
幾つかの実施例において、上記１つ又は複数の特徴の情報を抽出する段階は、自動的に実施される。上記箇所の１つ又は複数の特徴の情報を自動的に抽出するとは、上記箇所の１つ又は複数の特徴が、上記テクスチャ的データを含む２Ｄデジタル表現から自動的に検出されることであると定義され得る。
【００５５】
上記情報は、上記箇所上の相当に複雑なパターンを用いて画成される特徴から抽出され得る。特徴は、例えば、該特徴のエッジをマーク付けする閉ループと、このエッジ内にグリッドを形成すべく配置される所定数の交差ラインとを用いて画成され得る。特徴はまた、所定数の分離ライン・セグメントを備えて成る１本のラインを用いても画成され得る。所定数の分離ライン・セグメントを備えて成る１本のラインに対し、各ライン・セグメントを組み合わせることにより実線が形成され得る。このことは、相互に臨む各端部にて隣接するライン・セグメントの勾配を推定することにより実現され得る。各勾配ベクトルが実質的に平行であるとき、２つのライン・セグメントは可能的には、同一ラインの区画であることから、仮想的に組み合わされ得る。所定数の交差ラインがグリッドを形成するとき、各交点間の夫々のライン・セグメントの勾配が決定され得ると共に、各交点における夫々のラインの相対配置の評価は、各交点間の夫々のラインの勾配から該交点の異なる部分を特定する段階を備えて成り得る。
【００５６】
代替的に、１つ又は複数の特徴の情報の抽出は、操作者により手動的に実施される。
【００５７】
幾つかの実施例において、上記方法は、上記２Ｄデジタル表現からの１つ又は複数の２Ｄ特徴を３Ｄ特徴へと変換する段階を含む。上記２Ｄデジタル表現からの特徴が３Ｄ特徴へと変換され得ることは好適であり得る、と言うのも、これにより、２Ｄデジタル表現からの情報は３Ｄ物体の３Ｄモデル化において適用され得るからである。上記１つ又は複数の２Ｄ特徴は、２Ｄ点、２Ｄ曲線又は２Ｄスプラインを備えて成り得る。上記３Ｄ特徴は、３Ｄ点、３Ｄ曲線、又は、上記２Ｄデジタル表現のテクスチャ的データから抽出された３Ｄスプラインのような３Ｄスプラインを備えて成り得る。
【００５８】
本発明に関し、“２Ｄ特徴”という表現は、テクスチャ的データを含む２Ｄデジタル表現の１つの２Ｄ画像において捕捉された、上記箇所の特徴の形状を指し得る。これらの２Ｄ画像の各々は、上記特徴の情報の一部分を備えて成り得ると共に、この部分が上記２Ｄ特徴として抽出され得る。上記組み合わせ段階は、１つ又は複数の２Ｄ画像からの２Ｄ特徴を３Ｄデジタル表現上に投射する段階を備えて成り得る。上記２Ｄ特徴は、複合３Ｄデジタル表現に基づいて３Ｄ特徴へと変換され得、その場合に上記複合３Ｄデジタル表現は、上記２Ｄデジタル表現の１つ又は複数の２Ｄ画像からの２Ｄ特徴が投射された３Ｄデジタル表現を備えて成り得る。上記２Ｄデジタル表現の上記情報は、上記３Ｄモデル化方法が当該３Ｄ特徴を適用するような、３Ｄ特徴であり得る。
【００５９】
幾つかの実施例において、上記２Ｄデジタル表現及び上記３Ｄデジタル表現を組み合わせて複合３Ｄデジタル表現を求める段階は、上記２Ｄデジタル表現から抽出された情報を上記３Ｄデジタル表現上に投射する段階を含む。故に、上記２つの表現を組み合わせる段階は、例えば、上記箇所の上記テクスチャ的データを含む２Ｄデジタル表現を上記箇所の上記幾何学的データを含む３Ｄデジタル表現上に投射するなど、各表現の一方を他方の表現上に投射する段階を備えて成り得る。
【００６０】
幾何学的データを含む３Ｄデジタル表現及びテクスチャ的データを含む２Ｄデジタル表現を獲得するシステムは、１つ又は複数の照明ユニット、獲得ユニット、及び、上記照明ユニット及び獲得ユニットに対して箇所を並進及び／又は回転させるための位置決めユニットのような、幾つかの構成要素を備えて成り得る。上記箇所と、上記システムの各ユニットの配置の詳細な知見が入手可能であるとき、上記３Ｄデジタル表現から形成された上記箇所の３Ｄデジタル表現上への、上記２Ｄデジタル表現の一部分の単純な投射が可能である。幾つかの実施例において、上記システムは全体的にこの知見を提供すると特徴付けられることから、例えば、位置決めユニット、上記照明ユニットの光源、及び、上記獲得ユニットのカメラなどの相対配置が、獲得されたデジタル表現の各々、又は、デジタル表現の一部分に対して既知である。故に、上記獲得ユニット及び上記箇所の相対位置は上記２Ｄデジタル表現の獲得部分の各々に対して特定され得ると共に、獲得された２Ｄデジタル表現、又は、２Ｄデジタル表現の一部分は、３Ｄデジタル上へと単純に投射され得る。上記３Ｄデジタル表現の２Ｄデジタル表現の正確な投射を提供する１つの手法は、上記２Ｄデジタル表現の２Ｄ画像を獲得するために使用される単一又は複数のカメラに対する上記箇所の配向が、上記２Ｄデジタル表現に対して獲得された各２Ｄ画像に対して既知であるように、上記システムの仮想モデルをソフトウェア内に一体化することである。そのときに上記ソフトウェアは、上記２Ｄデジタル表現の２Ｄ画像、又は、該２Ｄ画像の一部分を、上記３Ｄデジタル表現上に投射し得る。上記ソフトウェアはまた、本発明に係る上記方法の他の各段階を実施する様にも構成され得る。レンズの歪曲もまた、考慮され得ると共に、例えば、上記システムの仮想モデル内に含まれ得る。
【００６１】
幾つかの実施例において、上記３Ｄデジタル表現は、上記箇所の物理的模型を走査することにより、上記箇所の印象を走査することにより、及び／又は、上記箇所の直接的走査を実施することにより獲得される。上記２Ｄデジタル表現が、上記箇所の物理的模型又は印象の２Ｄ画像を獲得することにより提供されるとき、上記特徴は、上記２Ｄ画像を獲得するに先立ち、上記箇所の上記物理的模型又は印象上に画成され得る。すなわち、上記特徴は、上記箇所の一部分ではなく、上記２Ｄデジタル表現の獲得に先立ち付加される何かであり得る。上記特徴はまた、上記箇所の物理的模型又は印象を求めるに先立ち、又は、上記２Ｄデジタル表現の直接的獲得に先立ち、上記箇所に対して付加される何かでもあり得る。
【００６２】
本発明に関し、“上記物体が配置され得る箇所の少なくとも一部分の２Ｄデジタル表現であって、上記箇所のテクスチャ的データを含む２Ｄデジタル表現を獲得する段階”という表現は、上記箇所のテクスチャ的データが、上記箇所の物理的模型若しくは印象上に、又は、該箇所の直接的走査に先立ち直接的に該箇所上に、画成される、という場合も指し得る。上記テクスチャ的データは、例えば、上記箇所の物理的模型上に特徴を描くことにより、歯科技工士のような操作者により明示され得る。
【００６３】
幾つかの実施例において、上記箇所の上記幾何学的データを含む３Ｄデジタル表現及び上記箇所のテクスチャ的データを含む２Ｄデジタル表現を獲得する段階は、幾何学的データ及びテクスチャ的データを獲得し得るシステムにより実施される。
【００６４】
上記システムは、上記箇所の上記各デジタル表現を獲得すべく構成された獲得ユニットと、該獲得ユニットに対して上記箇所を位置決めすべく構成された位置決めユニットとを備えて成り得、且つ、上記方法は、上記システムに対し、上記箇所を、該箇所の物理的模型を、又は、該箇所の印象を配置する段階を含む。上記獲得ユニット及び上記位置決めユニットは、３Ｄスキャナの一部分とされ得る。上記獲得ユニットは、幾何学的データ及びテクスチャ的データの両方を獲得し得る一台以上のカメラを備えて成り得る。
【００６５】
幾つかの実施例において、上記テクスチャ的データを含む２Ｄデジタル表現の獲得の間において、且つ、上記幾何学的データを含む３Ｄデジタル表現の獲得の間において、上記箇所は、上記各デジタル表現の少なくとも一方は所定個数の異なる視点から自動的に獲得され且つ上記所望の対象範囲が求められるように、上記獲得ユニットに対して自動的に再位置決めされる。上記２Ｄデジタル表現及び上記３Ｄデジタル表現の両方が、所定個数の異なる視点から自動的に獲得され得る。
【００６６】
幾つかの実施例において、上記位置決めユニットは、上記獲得ユニットに対する上記箇所の自動的な再位置決めを提供する。
【００６７】
歯科医療の範囲内で、歯科技工士は上記箇所の物理的模型又は印象上に直接的に特徴を描き得、描かれた特徴は注記として表され得ると共に、その場合に上記特徴は、物体をモデル化するために使用されるラインであり得る。上記ラインは、例えば、歯の修復物に対する、又は、部分床義歯用の大連結子、クラスプ及び保持グリッドに対する、準備用境界ラインであり得る。故に、ラインのような、これらの描かれた特徴は、テクスチャ情報として使用され得る。
【００６８】
口腔内的走査のような直接的走査を使用するとき、テクスチャは、歯上にて、色、陰影、材料特性などの形態で存在し得る。特徴は、歯上に、又は、患者の口蓋の軟組織上に直接的に描かれたラインであり得る。例えば、３Ｄ物体が着脱可能な部分床を備えて成るとき、該着脱可能な部分床の好適な形状が、上記歯及び軟組織上に表され得る。
【００６９】
印象の走査を用いるとき、上記テクスチャは、例えば、印象材料の表面の微細構造の形態で印象上に存在する。歯科医療の範囲内で、歯を研削し、又は、準備ラインを研削すると、研削が行われた処にて更に粗い表面構造が生成され、且つ、この粗い構造は、上記歯の印象を作成するときに印象材料に対して転写される。研削されていない歯の部分は、研削の粗い表面よりも平滑な表面を有している。
【００７０】
幾つかの実施例において、上記箇所のテクスチャ的データを含む２Ｄデジタル表現及び幾何学的データを含む３Ｄデジタル表現を獲得する段階は、所定個数の異なる視点から上記箇所を走査して２Ｄ画像を獲得する段階を含む。上記２Ｄデジタル表現を獲得する段階は、上記箇所の物理的模型又は該箇所の印象の１つ又は複数の２Ｄ画像を獲得し、及び／又は、上記箇所の２Ｄ画像を直接的に獲得する段階を備えて成り得る。上記２Ｄ画像は、一台以上のカメラを用いて獲得され得る。これによる利点は、複数の異なる視点から上記箇所を走査して２Ｄ画像を獲得したとき、上記箇所の全ての又は該当する特徴に対するデータが獲得され得る、ということである。複数の異なる視点は、複数の異なるアングルなどである。
【００７１】
幾つかの実施例において、上記３Ｄデジタル表現と組み合わされた、上記テクスチャ的データを含む２Ｄデジタル表現の一部分は、獲得された２Ｄデジタル表現の２Ｄ画像の１つ又は複数の区画を備えて成る。上記２Ｄ画像の１つ又は複数の区画は、上記箇所の上記特徴に関する区画であり得る。
【００７２】
幾つかの実施例において、上記３Ｄ物体の上記３Ｄモデル化段階は、上記１つ又は複数の特徴に基づいて自動的に実施される。この実施例の利点は、上記モデル化段階が完全に自動的に実施されるとき、ユーザはユーザ・インタフェース上で上記３Ｄ物体の一切の手動的なモデル化を実施する必要がない、ということである。もし自動的なモデル化が行われるなら、ユーザは、そのモデル化が満足するか否かをチェックし、おそらくは、そのモデル化に対して僅かな修正を実施し得る。
【００７３】
幾つかの実施例において、上記３Ｄモデル化段階は、上記情報に基づいて上記３Ｄ物体の１つ又は複数のエッジを定義する段階を含む。
【００７４】
上記方法は、上記３Ｄ物体の３Ｄモデルを提供する段階を備えて成り得ると共に、上記３Ｄモデル化段階は、上記３Ｄ物体の上記提供された３Ｄモデルを上記情報に基づいて適合化する段階を備えて成り得る。上記提供された３Ｄモデルは、ライブラリから提供され得る。
【００７５】
上記３Ｄ物体の上記提供された３Ｄモデルを適合化する上記段階は、上記３Ｄ物体の上記提供された３Ｄモデルのエッジを上記情報に基づいて形状化する段階を備えて成り得る。このことは例えば、上記３Ｄスプラインのような上記情報を、上記３Ｄ物体のエッジとしてユーザが特定することを許容するコンピュータ・ソフトウェアを用いて実現され得る。
【００７６】
上記自動モデル化段階は、上記箇所のテクスチャ的データを含む２Ｄデジタル表現から抽出された上記情報に基づいて上記３Ｄ物体をモデル化する段階を備えて成り得る。上記抽出された情報は、準備された歯に位置決めされるべくモデル化される例えば修復物の周縁部のような、モデル化された３Ｄ物体の境界部に関連し得、その場合に上記特徴は、準備された歯の境界ラインである。上記抽出された情報は、上記２Ｄデジタル表現の２Ｄ画像上の特徴に追随する２Ｄスプライン、又は、幾何学的データを含む３Ｄデジタル表現上の特徴に追随する３Ｄスプラインの形態であり得る。
【００７７】
上記３Ｄ物体のエッジが上記３Ｄスプラインから一旦抽出されたなら、上記３Ｄ物体は、コンピュータ・ソフトウェアを用いて実施され得るアルゴリズムのような標準的なアルゴリズムを用いて定義され得る。上記３Ｄ物体、又は、該物体の少なくとも一部分は、一部分の構造はライブラリからの入力により定義され且つ該一部分の周縁部は上記３Ｄスプラインにより定義されるときのように、ライブラリからの入力を用いて形成され得る。これは、例えば、着脱可能な部分床義歯の保持グリッドに対する場合であり得、そのときに表面の孔付き構造はライブラリから提供される一方、上記周縁部は３Ｄスプラインから導かれ得る。
【００７８】
上記３Ｄ物体が、修復物又は着脱可能な部分床義歯のような、歯科医療の範囲内で使用される物体であるという状況において、上記３Ｄ物体の形状は、幾何学的データを含む３Ｄデジタル表現から部分的に、且つ、上記３Ｄスプラインから部分的に抽出され得る。すなわち、歯の調製品の、咬頭又は先端、及び、唇側、隣接及び舌側の各面は幾何学的データを含む３Ｄデジタル表現から抽出され得る一方、準備された歯すなわち支台の境界ラインに臨む上記修復物の表面は、上記特徴から抽出される。
【００７９】
幾つかの実施例において、上記３Ｄ物体は、患者の身体の解剖学的対象物に置き換わり得る。故に、上記物体は、破断された股関節に置き換わる人工股関節、又は、気道若しくはその一部分に置き換わる呼吸デバイス、又は、例えば悪性腫瘍に起因して除去されている乳房に置き換わる乳房プロテーゼであり得る。故に、上記物体は、本来の解剖学的対象物が疾患により破断され又は冒されたときの交換物として使用され得る。但し、上記物体は、例えば形成外科手術を用いて乳房、臀部、唇部、鼻、顔面、胃、大腿などを置き換え又は再構成するなどの、純粋に整容的な理由のために、解剖学的対象物に置き換わることもできる。
【００８０】
幾つかの実施例において、上記３Ｄ物体は、患者の体腔内に挿入され得る。患者の体腔内に挿入され得る物体の例は、耳道内に挿入されるべき聴覚デバイス、口腔内に挿入されるべき歯科的修復物、歯科的インプラント、歯列矯正装置など、女性の膣内に挿入されるべきペッサリーのような避妊デバイス、空の眼窩内に挿入されるべきガラス製の義眼などである。
【００８１】
幾つかの実施例において、上記箇所は患者の口腔である。
【００８２】
幾つかの実施例において、上記箇所は患者の一本以上の歯である。上記箇所は、修復物のために準備された、クラウン又はブリッジのような歯の調製品であり得る。
【００８３】
幾つかの実施例において、上記箇所は患者の耳道である。
【００８４】
幾つかの実施例において、上記箇所の１つ又は複数の特徴の情報を抽出する上記段階は、特徴検出を備えて成る。この実施例の利点は、特徴検出が、画像情報のアブストラクションを演算し且つ全ての像点の局所的な判断を実施する方法を備えて成り、その場合に上記判断は、その点に所定形式の特徴が在るか否かに関する、ということである。故に、結果的な特徴は、例えば、分離された複数の点、連続的な複数の曲線、又は、接続された複数の領域の形態などの、画像領域の複数の部分集合であり得る。
【００８５】
この実施例の利点は、上記箇所の各点においてテクスチャ的データと幾何学的データとを比較することにより特徴が検出され得る、ということである。例えば、上記幾何学的データ及び上記テクスチャ的データの両方が、例えば、同一場所における曲線などの特徴を示し得ると共に、このことは、上記特徴は幾何学的かつテクスチャ的であることを意味し得、且つ、そのことはまた、上記特徴が、例えば模型又は印象上などの、上記箇所における実際の特徴であり、単なるエラーではない、ということの確認でもあり得る。例えば、上記幾何学的データのみが、その場所における特徴を示すならば、このことは、其処にテクスチャ的特徴は無いことを意味し、又は、テクスチャ的データのみが、その場所における特徴を示すならば、このことは、その特徴が、幾何学的又は空間的でなく、例えば視認可能な色などのテクスチャ的なものにすぎないことを意味する。歯科技工士が、例えば歯の模型上の、且つ、最終的には患者の口腔内の何処に、着脱可能な部分床義歯が配置されるかを示すために該模型上に幾つかの特徴を描いたときには、最後の場合が当てはまり得る。多くの歯科技工士は、石膏模型により手動的に作業することを好み得ると共に、石膏模型上に、例えば着脱可能な部分床義歯の輪郭を描き、次にその描記物が、テクスチャ的データ獲得を実施するときに検出又は捕捉される。
【００８６】
幾つかの実施例において、上記特徴検出は、上記各デジタル表現の１つ又は複数のデジタル表現における全てのピクセルを検証し、そのピクセルに特徴の少なくとも一部分が存在するか否かを検出する段階を含む。
【００８７】
幾つかの実施例において、上記１つ又は複数の特徴は、ライン、外郭形状、曲線、エッジ、リッジ、コーナー又は点から成る群から選択される。異なる特徴が、ソフトウェア・アルゴリズムであり得る特徴検出器により検出され得ることが利点である。特徴検出器は、２つの異なる範疇に分類され得る：強度系の検出器、及び、構造系の検出器。上記強度系の検出器は、局所的である微分的な幾何学形状又は強度のパターンを解析して、幾つかの一意性及び安定性の判断基準を満足する点又は領域を見出す。上記構造系の検出器は、ライン、エッジ及び曲線のような構造的特徴を解析して、所謂る関心点又は領域を画成する。
【００８８】
エッジとは、２つの画像領域間における境界部又は縁部が在る点として定義され得ることから、エッジとは、画像中の一群の点であって、強い勾配規模を有する一群の点として定義され得る。幾つかのアルゴリズムは、複数の高勾配の点を相互に連結し、更に完全であるエッジの記述を形成し得る。
【００８９】
上記アルゴリズムはエッジの特性に対し、形状、滑らかさ、及び、勾配値のような制約条件を課し得る。
【００９０】
コーナーは、局所的な２Ｄ構造を有する２Ｄ画像における点状の特徴である。エッジ検出を実施した後、そのエッジは解析されることで、方向の急激な変化、すなわちコーナーが検出され得る。
【００９１】
複数の点、又は、複数の関心点は、画像勾配における高レベルの曲率を探索することにより検出され得る。例えば、白色の背景上の暗色のスポット又は点は、画像勾配における曲率を調べることにより検出され得る。
【００９２】
複数の関心点のブロブ（ｂｌｏｂ）又は更に大きな領域は、円滑すぎて点としては検出され得ない２Ｄ画像中の領域であるが、これらの領域は依然として、極大値又は重心のような、好適な又は重要な点を有し得る。
【００９３】
リッジ（ｒｉｄｇｅ）は、対称軸心を表す１次元の曲線であって、各リッジ点と関連付けられた局所的リッジ幅の属性も有する１次元の曲線として定義され得る。
【００９４】
特徴が検出されたとき、その結果は、画像の局所的領域を特定する特徴記述又は特徴ベクトルであり得る。
【００９５】
特徴が検出されたとき、その特徴の回りにおける局所的画像パッチが画像処理により抽出され得ると共に、その結果は、特徴記述又は特徴ベクトルと表され得る。
【００９６】
幾つかの一般的な特徴検出器は：
エッジを検出するもの：キャニー及びソーベル；
関心点又はコーナーを検出するもの：Ｈａｒｒｉｓ、Ｓｈｉ及びＴｈｏｍａｓｉ、均一な曲線の曲率、及び、ＦＡＳＴ；
関心点のブロブ又は更に大きな領域を検出するもの：最大安定外部領域（ＭＳＥＲ）、及び、基本曲率系領域検出器（ＰＣＢＲ）。ＭＳＥＲは、強度系の検出器の一例である。
【００９７】
特徴検出作業において、照明、姿勢、色及びテクスチャにおける変化は、局所的強度における相当の変動を引き起こし得ることから、局所的強度は、安定的な検出キューを提供しないこともある。故に強度系の検出器は、区別的な特徴を特定しない。局所的な強度キューを捕捉する代替策は、エッジ及び曲線的な形状のような、半局所的な構造的キューを捕捉することである。これらの構造的キューは、強度、色及び姿勢の変動よりも、更に堅牢であり得る。上記ＰＣＢＲ検出器は、これらの更に信頼性の高い画像構造的キューを活用する。
【００９８】
上記１つ又は複数の特徴の情報は、種々の技術を用いて、テクスチャ的データを含む２Ｄデジタル表現から抽出された１つ又は複数の３Ｄスプラインを備えて成り得る。上記３Ｄスプラインは、例えば上記箇所の物理的模型上の鉛筆マークに対応し得ると共に、上記方法は、上記３Ｄスプラインを抽出する段階と、それを上記３Ｄ物体の３Ｄモデル化段階において適用する段階とを備えて成り得る。
【００９９】
物理的模型上の鉛筆マークから情報を抽出するときなどのように、幾つかの用途に対し、獲得された２Ｄデジタル表現の２Ｄ画像における特徴の表現は、例えば、コントラストを増進することにより、又は、上記２Ｄ画像からノイズを除去することにより、改善され得る。上記特徴は、上記２Ｄデジタル表現の２Ｄ画像において検出されると共に、幾何学的データを含む３Ｄデジタル表現内へと整合され得る。上記画像処理及び特徴検出に加え、上記方法は３Ｄスプライン検出を備えて成り得、その場合に該３Ｄスプライン検出は、２つ以上の２Ｄスプラインを併合して３Ｄスプラインを提供する段階を含む。
【０１００】
上記画像処理は、センサ・ノイズを除去すべく適用される干渉増進拡散フィルタリングのようなフィルタリングを備えて成り得る。センサ・ノイズに加え、上記特徴は、可干渉であるセグメント、及び／又は、上記箇所上にて理想的には定義されないセグメントを備えて成り得る。例えば、上記箇所の物理的模型上に鉛筆でラインを描くとき、その鉛筆は上記物理的模型の表面を飛び越えることで上記ライン中に間隙を残置することがあり得るか、又は、操作者は部分的に重なり合うセグメントから成るラインを描いていることもある。セグメント化されたラインの場合には、１つのセグメントが他のセグメントの延長であると見なされ得るように、該１つのセグメントが配置されるように、隣接する複数のラインが配向されるべきか否かを決定すべく、勾配手法が適用され得る。その場合、２つのライン・セグメントは、同一のラインの一部分であると見做され得る。
【０１０１】
上記画像処理は、例えば、上記箇所の物理的模型上の鉛筆マークが２Ｄデジタル表現の２Ｄ画像中で更に明確に見えるように、２Ｄ画像におけるコントラスト強調を備えて成り得る。該コントラスト強調は例えばシグモイド関数により提供され得、その場合、コントラスト強調の量は、０〜１に亙るアルファパラメータである単一パラメータにより決定され、０に近づくアルファ値は線形交換（効果なし）を与えると共に、１のアルファ値は偶シグモイド関数を与える。
【０１０２】
マークと背景との間の遷移を更に明らかとする画像鮮鋭化もまた、上記１つ又は複数の特徴から抽出された情報の信頼性を高め得る。
【０１０３】
上記画像処理の後、上記特徴が検出され得ると共に上記情報が抽出され得るように、該特徴は上記２Ｄ画像内で分離され得る。上記特徴の検出のために、自動的なスケール空間選択が使用され得る。
【０１０４】
例えば、上記箇所の物理的模型上の鉛筆の描線の幅の広さに依存し、上記マークが最適に特定されるスケールが自動的に見出され得る。上記スケール空間選択はまた、画像処理の一部でもあり得る。
【０１０５】
上記２Ｄデジタル表現の２Ｄ画像中におけるリッジ又はエッジとして特徴を検出すると、特徴として特定されるべき多数の可能的なピクセル候補が提供され得る。これらの候補は、ソートされ、スプラインへと変換される必要がある。このことは、非常に小さなライン片を除外する段階を含むシーケンスにおいて行われ得る。この除外が行われるべきか否かは、画像品質に依存し得る。もし、画像品質、及び／又は、特徴の定義が、特徴の分離している複数のライン片が２Ｄ画像の前処理及び／又は特徴検出の間において閉じられず又は接続され得ないのであるなら、小さなライン片の除外は行われないことが好適であり得る。当該候補の３Ｄ位置が、２Ｄ画像の獲得に使用されるカメラの射出光線に対して非常に急峻な角度を有する柱面上にある、という候補を除外するためには、概略的なソーティングが使用され得る。これにより、シルエットエッジ、及び、低品質のデータが除外される。
【０１０６】
そのとき、例えば、歯科技工士による鉛筆マークに対応する可能的な３Ｄスプラインは、３Ｄデジタル表現からの幾何学的データ、及び、検出された２Ｄリッジ／エッジの両方を組み合わせて使用することにより、特定され得る。３Ｄスプラインの特定においては、ライン交差、コーナー及びブロブに対処するために、一定の規則が設定されるべきことがある。
【０１０７】
上記箇所の表面の各区画を示す画像パッチは、上記テクスチャ的データを含む２Ｄデジタル表現の２Ｄ画像から見出され得る。各画像パッチは、上記箇所の隣接する複数の区画に関連する各パッチが並置して整列されるように、整列され得る。そのとき、隣接する画像パッチ間の境界線に現れる一切の視認可能な遷移部が、見えにくい様にされることを確実とすべく、テクスチャ・ウィービングが適用され得る。斯かる視認可能な遷移部は、例えば、更に強力な照明により画像化された上記箇所の区画と、強力でない照明により画像化された上記箇所の区画との間の遷移部であり得る。テクスチャ・ウィービングは、視覚化された３Ｄデジタル表現の外観を改善するために、視覚化された複合３Ｄデジタル表現の異なる区画間の視認可能な遷移部を円滑化するために行われ得る。情報の抽出の間、斯かる遷移部は幾つかの場合、上記箇所の特徴として、上記遷移部の不正確な特定に繋がり得る。テクスチャ・ウィービングは、隣接する２つのパッチ内におけるピクセル強度を比較すると共に、ピクセル強度において円滑な変化が実現されるように、２つのパッチ間の遷移部に亙り各ピクセルに対して強度値を割当てることにより実施され得る。
【０１０８】
３Ｄスプラインは、該３Ｄスプライン上の複数の基準点を用いて操作者により最適化され得、その場合、上記箇所に対するこれらの基準点の位置は、マウスのようなポインタツール、又は、キーボードなどを使用するデータ入力を使用することで最適化され得る。
【０１０９】
上記物体の３Ｄモデル化段階は、抽出された３Ｄスプラインにより上記物体の一部分を定義する段階を備えて成り得る。故に上記方法は、その部分の形状を上記３Ｄスプラインに対して自動的に適合化させる段階を備えて成り得る。
【０１１０】
幾つかの実施例において、上記１つ又は複数の特徴は、準備された歯又は鋳型の境界ラインを備えて成る。
【０１１１】
上記境界ラインは、例えばクラウン又はブリッジなどの修復物に対して患者の歯を準備するために該歯に歯科医が研削した準備用境界ラインである。歯科技工士は、準備された歯の上記境界ラインをマーク付けするために物理的な石膏模型上に色ペンで物理的ラインを描き得る。
【０１１２】
準備用境界ラインが研削された模型又は鋳型又は歯のテクスチャは、歯上のエナメル質のように、円滑である周囲表面よりも粗い。準備ラインは、典型的には直径が１ｍｍ以上の歯科的ツールを用いて作成され得る。故に、準備用境界ラインは、上記模型又は鋳型又は歯のテクスチャを考察することにより検出され得る。微小テクスチャもまた検出され得る。上記準備ラインの研削に起因する研削焼けもまた、検出され得る。
【０１１３】
故に、境界ラインの研削跡は、通常の光源及びカメラを用いてテクスチャ的特徴として撮影又は捕捉され得、その場合に上記カメラは例えば高分解能を有する。但し、準備用境界ラインを幾何学的特徴として走査するために、幾何学的特徴を走査するための光源及びカメラを含む３Ｄスキャナも使用され得る。
【０１１４】
例えば、幾何学的データ表現において準備用境界ラインを検出するとき、該境界ラインは、上記箇所のデジタル表現上に、例えば明確な赤色ラインとして、自動的にマーク付けされ得る。
【０１１５】
幾つかの実施例において、上記１つ又は複数の特徴は、患者の歯の陰影を備えて成る。この実施例の利点は、例えば、特徴のテクスチャ的データが患者の存在する又は既存の歯の直接的走査を実施することにより獲得されるなら、その歯の陰影又は色がテクスチャ的データとして捕捉され得ることから、この情報は、例えば、修復物、又は、全部床若しくは部分床義歯における人工歯、又は、インプラントなどである物体の正しい陰影をモデル化又は適用すべく使用され得る、ということである。これは、物体の正しい陰影を決定する非常に効率的で高速の方法であり得、このことは歯科用途において特に重要である。
【０１１６】
幾つかの実施例においては、テクスチャ的データを含む２Ｄデジタル表現の獲得に先立ち、ユーザにより、箇所上、又は、該箇所の物理的模型上、又は、該箇所の印象上に、１つ又は複数の特徴が描かれる。これによる利点は、歯科技工士は、自身がそれを好むなら、物理的模型上に他のテクスチャ的マークを描き、又は、研削し、又は、配備することにより手動的に物体を設計し得る、ということである。
【０１１７】
幾つかの実施例において、特徴は、モデル化されるべき３Ｄ物体の一部分である。これは、例えば、着脱可能な部分床義歯又は歯列矯正装置の複数の異なる部分であって、当該箇所からデジタル表現が獲得される箇所の一部分を形成すべく配置される複数の異なる部分であり得る。そのときに、これらの部分は複合３Ｄデジタル表現において特定され得ると共に、３Ｄ物体の３Ｄモデル化段階においてこれらの部分は、操作者の選好性に依存して改変され又は維持され得る。
【０１１８】
上記３Ｄ物体は、１つ又は複数の特徴が、大連結子、クラスプ及び／又は保持グリッドであり得るように、且つ、３Ｄモデル化段階が、３Ｄ特徴から当該着脱可能な部分床義歯の１つ又は複数のエッジを定義する段階を含むように、着脱可能な部分床義歯を備えて成り得る。幾つかの実施例において、上記１つ又は複数の特徴は、着脱可能な部分床義歯をモデル化するために使用され、且つ、上記１つ又は複数の特徴は、大連結子、クラスプ及び／又は保持グリッドである。これによる利点は、部分床義歯が数個の異なる構成要素を有する複雑な物体であり得ると共に、歯科技工士にとり、グラフィカル・ユーザ・インタフェース上ではなく、この相当に複雑な歯科的デバイスを先ず手動的に設計してモデル化することが更に高速で直感的に更に容易であり得る、ということである。
【０１１９】
幾つかの実施例においては、当該歯列矯正装置又はブラケットをモデル化するために１つ又は複数の特徴が使用され、且つ、上記１つ又は複数の特徴は、単一若しくは複数のブラケット位置、単一若しくは複数のネジ位置、金属フレームワーク、プラスチック棚部、外殻、咬合プレート、プッシュロッド、及び／又は、スプリングであるように、３Ｄ物体は歯列矯正装置又はブラケットを備えて成る。上記３Ｄモデル化段階は、上記３Ｄ特徴から上記ブラケット位置及び／又は上記ネジ位置を定義する段階を備えて成り得る。これによる利点は、歯列矯正装置が数個の異なる構成要素を有する複雑な物体であり得ると共に、歯科技工士にとり、グラフィカル・ユーザ・インタフェース上ではなく、この相当に複雑な歯科的デバイスを先ず手動的に設計してモデル化することが更に高速で直感的に更に容易であり得る、ということである。
【０１２０】
幾つかの実施例においては、ユーザにより複数の異なる色により複数の異なる特徴が描かれる。これによる利点は、複数の異なる色の故に、複数の異なる特徴が容易に区別され得ることである。
【０１２１】
更に、印象又は模型上に描かれるために使用される各色は、描記物が実際に画像化又は記録され得るように、例えば印象又は模型が走査されるスキャナなどの区画室において、模型又は印象に対し、且つ、背景の色に対し、コントラストを有する色とされるべきである。例えば、褐色の描記物は、暗色の模型、又は、黒色の背景区画室に対し、十分なコントラストを提供しないこともある。コントラストの定義は、それが、視覚的特性の差であって、画像において、１つの対象物又はその表現を、他の対象物及び背景から区別可能にするという視覚的特性の差である、ということである。故に、上記対象物は、歯の印象若しくは物理的模型、又は、その歯自体であり得る。現実世界の視覚的な認識において、コントラストは、同一の視野内における所定対象物と他の対象物の色及び明るさの差により決定される。
【０１２２】
幾つかの実施例において、特徴は、上記箇所の複数の異なる構造間の境界線である。幾つかの実施例において、特徴は、上記箇所の複数の異なる材料間の境界線である。
【０１２３】
境界線はまた、箇所における高さ及び／又は材料の遷移部、浮き出し部、又は、変化部と表され得る。
【０１２４】
準備用境界ラインは境界線であり得る、と言うのも、それは、粗い準備用境界ラインである研削部分と、歯の円滑なエナメル質である非研削部分との間の遷移部だからである。
【０１２５】
口蓋皺は境界線であり得る、と言うのも、口蓋皺は、表面の高度が変化する一種の浮き出し部だからである。口蓋皺の検出は、例えば、口蓋に付随する患者用の部分床義歯をモデル化すべく使用され得る。
【０１２６】
歯茎の突起部と歯との間の遷移部は境界線であり得る、と言うのも、此処では、歯の表面の硬いエナメル質及び歯茎又は歯肉の軟組織という異なる物質が存在するからである。
【０１２７】
境界線は箇所の一部分であり得ることから、該箇所上に直接的に画成され得る。境界線はまた、箇所の物理的模型上、又は、該箇所の印象上に画成され得る。
【０１２８】
幾つかの実施例において、上記幾何学的データを含む３Ｄデジタル表現を獲得する上記段階、及び、上記テクスチャ的データを含む２Ｄデジタル表現を獲得する上記段階は、順番に実施される。故に、各デジタル表現は、別体的な複数のデバイスとして配置されるか、又は、１つのデバイスとして配置され得る１つの記録手段又は２つ以上の記録手段を用いて、２つの別体的な記録物にて獲得され得る。代替的に、上記幾何学的データを含む３Ｄデジタル表現の獲得、及び、上記テクスチャ的データを含む２Ｄデジタル表現の獲得は、同時に実施される。
【０１２９】
幾つかの実施例においては、上記テクスチャ的データを含む２Ｄデジタル表現及び／又は幾何学的データを含む３Ｄデジタル表現が、上記箇所を光により照明することで獲得され得るように、上記各デジタル表現の少なくとも一方は、上記箇所の、該箇所の物理的模型の、又は、該箇所の印象の、少なくとも一部分を光により照明することにより獲得される。
【０１３０】
幾つかの実施例において、上記各デジタル表現の少なくとも一方を獲得すべく使用される上記光は、個数Ｎを２以上として、Ｎ個の波長における光を備えて成る多重スペクトル光である。
【０１３１】
幾つかの実施例においては、１つの特徴を特定すべく使用される色は１つの波長にて光を反射し、且つ、別の特徴を特定すべく使用される色は別の波長にて光を反射するように、上記方法は、複数の異なる特徴を識別するために複数の異なる色又は色コードを使用する段階を備えて成り、上記複数の異なる色又は色コードは、上記多重スペクトル光の上記Ｎ個の波長に対応する。
【０１３２】
走査するときに、どの種の光照明が使用されるべきかは、印象が走査されるのか模型が走査されるのか、又は、例えば歯である箇所の直接的走査が実施されるか否かに依存する。もし３Ｄスキャナを用いて印象又は模型を走査するなら、該印象又は模型が走査のために内部配置される区画室は、例えば黒色又は白色とされ得る。もし上記区画室が白色に着色されるなら、走査のための光は、上記区画室の内側で拡散的に反射され得る。拡散的に反射された上記光は、上記印象又は模型上のテクスチャを画像化するために好適であり得る。但し、もし上記区画室が黒色に着色されるなら、光の反射が無いこともある。故に、色が走査され又は記録され得る幾何学的走査又はテクスチャ走査のような種々の走査目的に対し、上記スキャナの区画室の色及び形状は、種々の走査又は画像化モードに対して適切であるように、好適には変更可能とされ得る。
【０１３３】
３Ｄデジタル表現を獲得すべく構成された３Ｄ走査デバイスは、箇所上への、一面以上の光、又は、別の公知のパターンの光の投射に基づき得る。照明の供給源は可視光線スペクトルにおける低出力レーザとされ得るか、又は、幾何学的データ及び／又はテクスチャ的データの獲得のための箇所の照明は、例えば、赤色、緑色及び青色の光などを発する異なる種類のレーザ、レーザ・ダイオード、又は、発光ダイオードすなわちＬＥＤを用いて実施され得る。上記箇所からの反射光又は信号を受容し、測定し、及び、変換するセンサは、３５マイクロメータの分解能を有する５メガピクセルのカメラであり得る。上記箇所からの反射光を捕捉する一台以上のカメラが在り得るが、それらのカメラは全て、上記箇所の幾何学的データ及びテクスチャ的データの両方を捕捉し得る。
【０１３４】
幾つかの実施例において、上記箇所の照明のために使用される上記多重スペクトル光における上記Ｎ個の波長は、赤色、緑色及び青色の光を備えて成る順番のように、順番に配備される。上記順番における各段階は、該順番における先行段階及び／又は後続段階と一切の重複なしで、又は、重複ありで、実施され得る。各段階が重複する場合、２Ｄデジタル表現の２Ｄ画像の獲得のタイミングは、１つのみの波長の光が箇所を照明している間に各２Ｄ画像が獲得されるのである、ということが必要とされ得る。重複する各段階はまた、特徴の複数の異なる部分、又は、複数の異なる特徴の特定に対し、２つ以上の色による色コードが使用される、という場合に関しても使用され得る。
【０１３５】
代替的に及び／又は付加的に、例えば、近赤外（ＮＩＲ）又は紫外（ＵＶ）などの他のスペクトル・ピークも採用され得る。記録される表面の反射率測定値の空間的対応性を確実とするために、光学システムの波長依存較正が実施され得る。更に、複数のセンサ及びビームスプリッタの使用により、又は、Ｂａｙｅｒ型配置で配置され得るカラーフィルタ配列（ＣＦＡ）の使用により、色情報が同時に獲得され得る。
【０１３６】
幾つかの実施例において、上記多重スペクトル光が、第１波長における光と、第２波長における光と、第３波長における光とを備えて成るように、上記Ｎは３である。Ｎが３に等しいとき、上記順番は、第１波長、第２波長、及び、第３波長であり得る。この順番の異なる順列もまた、上記第２波長の光が上記第１波長の光により追随され、それは次に上記第３波長の光により追随されるように、可能である。
【０１３７】
故に上記順番は、第１波長、第３波長、及び、第２波長とされ得る。
【０１３８】
故に上記順番は、第２波長、第１波長、及び、第３波長とされ得る。
【０１３９】
故に上記順番は、第２波長、第３波長、及び、第１波長とされ得る。
【０１４０】
故に上記順番は、第３波長、第２波長、及び、第１波長とされ得る。
【０１４１】
故に上記順番は、第３波長、第１波長、及び、第２波長とされ得る。
【０１４２】
上記第１、第２及び第３の波長は、夫々、赤色、緑色、及び、青色の波長の範囲内であり得る。
【０１４３】
幾つかの実施例において、上記多重スペクトル光における上記Ｎ個の波長は同時に提供される。
【０１４４】
幾つかの実施例においては、上記箇所が当該白色光源の上記Ｎ個の波長及び他の一切の波長にて照射されるように、上記多重スペクトル光における上記Ｎ個の波長は白色光源において提供される。上記白色光源は、電磁スペクトルの可視部分の相当の部分に亙り光を発する白色ダイオードを備えて成り得る。
【０１４５】
上記Ｎ個の波長の各々に対し、２Ｄ画像が獲得され得る。
【０１４６】
幾つかの実施例においては、赤色、緑色及び青色の光の各々に対するように、上記Ｎ個の波長の各々に対し、２Ｄ画像が獲得される。例えば、複数本のラインなどが、結果的な２Ｄ又は３Ｄ表現中に現れ又は存在するように、該ラインなどの特徴に関するデータの獲得は、通常の光照射を用いると共に、例えば黒色／白色表現を獲得することにより可能であり得る。但し、例えば複数のラインがペンを使用して印象又は模型上に描かれるなら、それらのラインの正しい色を捕捉するために、それらの色は順次的な照射を用いて獲得され得、その場合、例えば複数の光ダイオードからの赤色、緑色及び青色の光が別体的に検出される。
【０１４７】
幾つかの実施例において、赤色、緑色及び青色の光に対するように、上記多重スペクトル光における上記Ｎ個の波長の各々に対して獲得された上記各２Ｄ画像は相互に纏められて、１つの共通２Ｄ画像とされる。上記２Ｄデジタル表現が１つ又は複数の共通２Ｄ画像を備えて成り、各共通２Ｄ画像は上記Ｎ個の波長の各々にて獲得された複数の２Ｄ画像を備えて成り得る。
【０１４８】
本発明に関し、“青色光”及び“青色範囲における波長を有する光”という表現は、約４５０ｎｍ〜約４９０ｎｍの範囲内の波長を以て伝搬する電磁波に関して使用され得る。
【０１４９】
本発明に関し、“緑色光”及び“緑色範囲における波長を有する光”という表現は、約４９０ｎｍ〜約５６０ｎｍの範囲内の波長を以て伝搬する電磁波に関して使用され得る。
【０１５０】
本発明に関し、“赤色光”及び“赤色範囲における波長を有する光”という表現は、約６３５ｎｍ〜約７００ｎｍの範囲内の波長を以て伝搬する電磁波に関して使用され得る。
【０１５１】
幾つかの実施例において、上記方法は、上記２Ｄデジタル表現の上記テクスチャ的データに基づき、隣接する２Ｄ画像間の１つ又は複数の特徴を相互にウィービングする段階を含むテクスチャ・ウィービングを備えて成る。この実施例の利点は、結果的な２Ｄ画像における色のようなテクスチャが自然に正しく現れると共に、例えば皮膚などからの表面散乱が考慮される、ということである。テクスチャ・ウィービング及び同様の処理の目的は、視点又は光特性に起因する外観の全ての変動を、すなわち、物体表面の本来的な特性ではなく外部処理の結果としての表面の変調を、除去することである。テクスチャ・ウィービングによれば、異なる画像間の遷移部が、例えば色などの異なる特徴のようなテクスチャに関して円滑になるように、異なる画像間の遷移部が円滑化される。故に、上記箇所全体に対するテクスチャ的データを捕捉するために、所定数の２Ｄ画像が獲得されて相互にウィービングされ得、例えば、上記箇所全体を覆うために４個のテクスチャ的画像が捕捉され得る。データが捕捉されつつある箇所の表面から鏡面効果を除去すべく、画像処理が使用され得る。
【０１５２】
例えば、第１光源としてレーザを用いて上記箇所に対する複数の異なる視点から獲得された該箇所の複数の走査画像が相互に纏められ得ると共に、上記箇所全体を覆うべく幾つかの幾何学的走査画像が獲得され得ることから、複数の幾何学的特徴が相互に纏められ得る。テクスチャ・ウィービングは一定の場合には、テクスチャ・ブレンディングとも称される。
【０１５３】
テクスチャ・ウィービングは、例えば、非特許文献１に記述されている。
【０１５４】
幾つかの実施例において、上記方法は、上記幾何学的データを含む３Ｄデジタル表現を獲得するために使用された光のレーザ変調を備えて成る。この実施例の利点は、レーザ変調は、不均一な反射率を有する表面上の幾何学形状の獲得に役立ち得ることから、レーザ源は、拡散及び鏡面設定の両方において、反射率の変動を補償するために、幾何学的情報の獲得の間に変調され得る、ということである。すると、これにより、カメラ・センサのダイナミック・レンジよりも大きいダイナミック・レンジを呈する物体の幾何学形状の獲得が許容される。テクスチャ獲得に対して同一の手法が採用され得るが、此処では、発せられる光に関する詳細な知見の付加的要件が在り得る。
【０１５５】
レーザ変調は、当該光線が、自由空間に亙り伝達され得るか、光学的導波路を通して伝搬され得る、光線を変調すべく使用されるデバイスである変調器を用いて実施され得る。上記変調器は、振幅、位相、偏光性などのような、光の複数の異なるパラメータを操作し得る。例えばレーザ・ダイオードなどの光源を駆動する電流を変調することにより、光線の強度の変調が実現され得る。
【０１５６】
幾つかの実施例において、上記方法は、上記テクスチャ的データを含む２Ｄデジタル表現を獲得するために使用された光の変調を備えて成る。
【０１５７】
幾つかの実施例において、上記箇所の上記幾何学的データを含む３Ｄデジタル表現及び上記箇所の上記テクスチャ的データを含む２Ｄデジタル表現を獲得する上記段階は、幾何学的データ及びテクスチャ的データを捕捉し得るスキャナにより実施される。
【０１５８】
幾つかの実施例において、上記幾何学的データ及びテクスチャ的データを獲得する段階は、幾何学的データ及びテクスチャ的データの両方を捕捉し得るカメラにより実施される。該カメラは、５メガピクセルのカラー・カメラであり得る。代替的に、複数の異なる種類の特徴に対する、又は、複数の異なる幾何学的若しくはテクスチャ的な特徴に対するデータを捕捉する複数の異なる分解能を有する２台以上のカメラが配備され得る。
【０１５９】
幾つかの実施例において、上記幾何学的データを獲得する段階は第１光源により実施され、且つ、上記テクスチャ的データを獲得する段階は第２光源により実施される。上記第２光源は、ダイオードの配列を備えて成り得、上記ダイオードの配列は、所定数の第１ダイオード、所定数の第２ダイオード及び所定数の第３ダイオードを備えて成り、上記第１、第２及び第３のダイオードは、夫々、第１、第２及び第３の波長にて光を発し得る。
【０１６０】
上記第２光源は、白色光源から、又は、赤色、緑色及び青色のダイオードの配列から発せられた光の拡散のような、発せられた光の拡散を提供すべく配置された拡散板を備えて成り得る。
【０１６１】
上記幾何学的データはレーザを用いて捕捉され得、その場合、複数の異なるアングルから捕捉された多数の走査画像が相互に纏められて、１つの組立てモデルとされ得る。更に、テクスチャ的データを含む２Ｄデジタル表現は通常的な白色の光源を用いて獲得され得ると共に、その結果は１つの２Ｄ画像であり得る。箇所全体を網羅するためには数個の２Ｄ画像が適切であり得ると共に、各２Ｄ画像間の一貫しない又は不適当な遷移部を回避すべく、テクスチャ・ウィービングが実施され得る。
【０１６２】
代替的に、幾何学的データ及びテクスチャ的データの両方を捕捉するために同一の光源が使用され得る。１つのみの光源を用いることの利点は、幾何学的データ及びテクスチャ的データが同時に捕捉され得るということであるが、２つの光源を用いる場合には、各光源は同時に投入はされ得ない、と言うのも、各光源の一方が、他方の光源を用いるデータの捕捉を阻害し得るからである。
【０１６３】
代替的に及び／又は付加的に、複数のカラーフィルタが採用されることで、幾何学形状及びテクスチャのデータの同時的な獲得が許容され得る。
【０１６４】
代替的に及び／又は付加的に、上記獲得ユニットにおいては、例えば、単一又は複数台のカメラの受容光学機器の回りにおける光のリングなどの、光が配備され得る。これによる利点は、光／カメラのアングルが最小化されることで深いキャビティにおける本影の量が最小化され得る、ということである。
【０１６５】
上記光源は、構造化された白色光、又は、グリッドと組み合わされた白色光のような、白色光であり得る。
【０１６６】
幾つかの実施例において、上記位置決めユニットは、上記幾何学的データを含む３Ｄデジタル表現及び上記テクスチャ的データを含む２Ｄデジタル表現の獲得の間における上記箇所の位置決めが当該少なくとも２軸動作システムにより自動的に実施されるように、少なくとも２軸動作システムを備えて成る。
【０１６７】
幾つかの実施例において、上記方法では、上記幾何学的データ及びテクスチャ的データの獲得は、少なくとも２軸動作システムにより自動的に実施される。
【０１６８】
操作者が各位置を手動的に選択する必要がない様に、上記獲得及び動作システムは自動的に作動することが好適であり得る。上記動作システムは、例えば２軸又は３軸動作システムであり得る、と言うのも、これにより、上記箇所のデータは、例えば、側方及び上方の両方から捕捉され得るからである。
【０１６９】
幾つかの実施例において、上記方法は、上記３Ｄ物体のモデル化の結果の視覚化を促進するために、患者の３Ｄ顔面走査を提供する段階を含む。例えば、修復物、部分床義歯、歯列矯正装置などをモデル化するときに、患者の３Ｄ顔面走査を使用することは好適であり得る、と言うのも、そのときに、モデル化された物体は、患者の全体的な顔面及び外観に関して認識又は視認され得るからである。
【０１７０】
幾つかの実施例において、上記箇所の上記幾何学的データを含む３Ｄデジタル表現、及び／又は、上記箇所の上記テクスチャ的データを含む２Ｄデジタル表現は、３Ｄ顔面走査により求められる。
【０１７１】
幾つかの実施例において、上記方法は、歯科医療における３Ｄモデル化に対して使用され得る。
【０１７２】
幾つかの実施例において、上記歯科医療は、修復物、インプラント、ブラケット載置のような歯列矯正装置、及び、着脱可能な部分床義歯のような部分床義歯を備えて成る。
【０１７３】
修復物においては、幾何学的データ及びテクスチャ的データの表現から準備用境界ラインが検出され得ることが利点である。歯列矯正装置においては、歯科技工士は、上記装置又はブラケットが配置されるべき物理的模型上に描画し得ること、又は、幾何学的データ及びテクスチャ的データの各表現を用いて歯のセグメント化が自動的に実施され得ることが利点である。
【０１７４】
歯科医療において使用される３Ｄ物体のモデル化において、該３Ｄ物体の１つ又は複数の部分のエッジは、３Ｄスプラインのような抽出された情報により明示され得る。
【０１７５】
上記３Ｄモデル化段階は、上記箇所の物理的模型上に描かれた複数本のラインのような複数の特徴を抽出する段階を備えて成り得、その場合、上記３Ｄ物体の１つの部分に対して多数の特徴が関連する。例えば、着脱可能な部分床義歯をモデル化するとき、保持グリッドは、歯及び口蓋の物理的模型上に描かれた多数のラインにより明示され得る。多数の特徴が検出されたとき、それらは、上記３Ｄ物体の複数の特定部分に対し、該特定部分の知見に基づき、及び／又は、特徴の箇所、長さ、色及び形状に基づき、マッピングされ得る。保持グリッド、窓部、大連結子、及び、小連結子のような、着脱可能な部分床義歯の複数の異なる部分は、例えば、異なる色を用いて明示され得る。それらはまた、上記窓部は口蓋に在り、且つ、上記保持グリッドは歯肉上に在るという知見からも特定され得る。モデル化された３Ｄ物体が着脱可能な部分床義歯であるとき、上記３Ｄ特徴は、例えば保持グリッド又は大連結子などのような上記着脱可能な部分床義歯の一部の周縁部を定義する３Ｄスプラインであり得る。
【０１７６】
３Ｄ物体の複数の異なる部分はまた、同心的に配置された２つ以上の円、複数の十字形、複数の矩形、複数の三角形などのような識別マークを用いても明示され得る。例えば、着脱可能な部分床義歯の保持グリッドは１つのマークを有し、大連結子は２つのマークを有するなどのように、識別マークにおける要素数もまた使用され得る。
【０１７７】
幾つかの実施例において、上記特徴は、該特徴の実質的に閉じられたエッジ内に配置された識別マークを備えて成る。上記閉じられたエッジは、例えば、上記箇所の物理的模型上に描かれた閉ループであり得る。上記識別マークは、同心的に配置された複数の円と、複数の十字形と、複数の矩形と、複数の三角形と、ドットの個数のような当該識別マークにおける要素数とから成る群から選択され得る。
【０１７８】
閉ループは、例えば、着脱可能な部分床義歯の複数の異なる部分のエッジをマークすべく描かれ得ると共に、これらの複数の異なる部分を特定すべく複数の異なる識別マークが使用され得る。上記大連結子は、例えば１つのドット、保持グリッドは２つのドット、及び、窓部は３つのドットを用いて特定され得る。
【０１７９】
更に、上記方法は、例えば、患者の上下の歯の間にカラー・トレース紙を載置することにより患者の咬み合わせを決定すべく使用され得ると共に、患者が自身の歯を相互に咬み合わせるとき、上記紙は歯上の衝突点に色を移し、この移された色はテクスチャ的データとして捕捉され得る。咬み合わせを決定する段階は、口腔内で、故に、患者の実際の歯上で直接的に実施され得るか、又は、それは、例えば咬合器を用いて石膏模型などの歯の物理的模型上で実施され得る。
【０１８０】
幾つかの実施例において、上記方法は、聴覚デバイスの３Ｄモデル化に対して使用され得る。そのときに上記特徴は、上記補聴器デバイスの内側面又は外側面の境界部、通気孔の位置又は断面形状、又は、上記補聴器デバイスに対するＩＤタグを定義し得る。上記特徴は、どの補聴器デバイスが配置され得るかに関連して、耳の物理的模型又は印象上に明示され得る。上記補聴器デバイスは、耳内デバイス、耳道内デバイス、又は、耳掛けデバイスとされ得る。上記特徴は、補聴器デバイスの外殻部、イヤーモールド、又は、一体的面プレートに対するように、該デバイスの複数の異なる部分に関連し得る。
【０１８１】
幾つかの実施例において、上記情報は、幾何学的データ及びテクスチャ的データの両方を備えて成る、視覚化された複合３Ｄ表現から、操作者により抽出される。操作者は、例えば、同一の特徴に関する複数の異なる情報を特定し得る。このことは、例えば、複合モデルをグラフィック・ディスプレイ上に視覚化し乍ら行われ得る。
【０１８２】
上記方法はまた、患者に対して完全に適合すべく特注された靴のモデル化のためにも使用され得、その場合、患者の足の幾何学的及びテクスチャ的な特徴が、直接的走査により、又は、足の印象を作成してから該印象を走査するか、又は、上記印象から物理的模型を作製してから該物理的模型を走査することにより獲得される。上記足のテクスチャ的データもまた、獲得される。
【０１８３】
幾つかの実施例において、上記方法は、プログラム・コード手段がデータ処理システム上で実行されたときに、該データ処理システムにより先行請求項のいずれか一項に記載の方法を実施させるプログラム・コード手段を備えて成るコンピュータ・プログラム製品上で実施される。
【０１８４】
上記第１及び／又は第２デジタル信号プロセッサ・ユニットは、上記２Ｄデジタル表現から１つ又は複数の特徴の情報を抽出すべく構成され得る。
【０１８５】
上記第１及び第２のデジタル・プロセッサ・ユニットは、当該デジタル信号処理デバイスが、獲得された各デジタル表現を解析して組み合わせるべく且つ３Ｄ物体をモデル化すべく構成されるように、デジタル信号処理デバイスの一体的部品であり得る。
【０１８６】
上記獲得ユニットは、
上記走査体積内に配置された箇所の少なくとも一部分の３Ｄデジタル表現を獲得する手段であって、上記３Ｄデジタル表現は上記箇所の幾何学的データを備えて成る手段と、
上記走査体積内に配置された箇所の少なくとも一部分の２Ｄデジタル表現を獲得する手段であって、上記２Ｄデジタル表現は上記箇所のテクスチャ的データを備えて成る手段とを備えて成り得る。
【０１８７】
上記獲得ユニットは、上記走査体積から光を受容すべく配置された第１群のカメラであって、上記箇所から上記幾何学的データを含む３Ｄデジタル表現及び上記テクスチャ的データを含む２Ｄデジタル表現の両方を獲得すべく配置される第１群のカメラを備えて成り得る。そのときに上記第１群のカメラは、３Ｄデジタル表現を獲得する上記手段及び２Ｄデジタル表現を獲得する上記手段の両方の一部分である。上記第１群のカメラは、上記走査体積内に位置された箇所の３Ｄ走査が可能であるように、上記走査体積及び上記第１光源に対して配置された２台のカメラを備えて成り得る。
【０１８８】
上記システムは、上記第１群のカメラに加え、第２カメラ、又は、第２群のカメラのような、一台以上の更なるカメラを備えて成り得る。
【０１８９】
幾つかの実施例において、上記獲得ユニットは、箇所のＮ個の異なる特徴であって各特徴は固有の色又は色コードを有するＮ個の異なる特徴に対するテクスチャ的データを獲得すべく、且つ、上記色又は色コードに基づいて上記Ｎ個の異なる特徴を区別すべく構成される。上記各特徴は、例えば、複数の異なる着色インク又は塗料を用いて明示され得る。同様に、上記獲得ユニットは、箇所の１つの特徴のＮ個の異なる部分であって各部分は固有の色又は色コードを有するＮ個の異なる部分に対するテクスチャ的データを獲得すべく、且つ、上記色又は色コードに基づいて上記Ｎ個の異なる部分を区別すべく構成され得る。以下において、記述内容は多くの場合に複数の異なる特徴に関するデータの獲得に焦点を合わせているが、示された注釈は、１つの特徴の複数の異なる部分に対してデータが獲得されるという場合にも等しく適用され得る。
【０１９０】
幾つかの実施例において、上記システムの上記照明ユニットは、箇所の幾何学的データの獲得のための光を提供し得る第１光源と、テクスチャ的データの獲得のための光を提供し得る第２光源とを備えて成る。
【０１９１】
故に、上記箇所を照明するために使用される上記光は、上記第１光源及び上記第２光源の両方から発せられた光を備えて成り得る。上記箇所は、上記第１及び第２の光源により同時に、又は、１つずつ、照明され得る。箇所の幾何学的データの獲得のための光を提供し得る光源は、実質的に平行な複数の射線で光を発すべく構成され得る。テクスチャ的データの獲得のための光を提供し得る光源は、光の複数の異なる射線の方向が更にランダムに分布される、拡散光を提供すべく構成され得る。
【０１９２】
上記第１及び第２光源は、第１光源の光軸及び第２光源の光軸が走査体積において交差するように、配置され得る。
【０１９３】
幾つかの実施例において、上記第１光源は、第１レーザ波長にて光を発する単色レーザを備えて成る。斯かる単色レーザからの光は、実質的に平行な複数の射線で伝搬することにより、箇所の幾何学形状の正確な決定を許容し得る。
【０１９４】
上記第１レーザ波長は、緑色の波長範囲内、赤色の波長範囲内、又は、青色の波長範囲内であり得る。現在の時点において、赤色レーザは、コスト効率的なシステムを提供し得る、と言うのも、斯かるレーザは多くの場合、例えば青色レーザよりも低価格で購入され得るからである。緑色レーザは、各デジタル表現を獲得するためにカラー・カメラが使用されるとき、更に良好な空間的分解能を提供するという利点を有し得る。
【０１９５】
上記第２光源は、依然として、該第２光源からの光が、上記走査体積内の箇所から上記獲得ユニットの各カメラに向けて反射され得るように、上記走査体積に対して上記第１光源とは異なるアングルに配置され得る。
【０１９６】
幾つかの実施例において、上記第２光源は、所定の波長範囲に亙り光を供与する白色光源のような広帯域の光源を備えて成る。上記第２光源は、多色配置において特徴を定義すべく使用される複数の色又は色コードの全ての波長にて光を提供すべく構成され得る。
【０１９７】
テクスチャ的データの獲得に関する幾つかの用途に対し、上記光は拡散的であることが好適であり得る。上記第２光源は、拡散光を提供すべく適合され得る。
【０１９８】
上記第２光源は、波長に対する、発せられた光信号の強度分布のスペクトルが、所定数のピークを備えて成るように、分離された複数の波長にて光を提供すべく構成され得る。
【０１９９】
上記第２光源は、単一の波長にて、又は、比較的に狭幅の波長範囲にて各々が光を発する所定数の光源を備えて成る設計態様を用いて実現され得、その場合、これらの光源の各々から発せられた信号は組み合わされることで、上記第２光源から発せられる光を提供する。上記第２光源は、ファブリーペロー共振器のような共振効果を利用する設計態様を用いて実現され得る。
【０２００】
幾つかの実施例において、上記第２光源は、ダイオードの配列を備えて成り、上記ダイオードの配列は、所定数の第１ダイオード、所定数の第２ダイオード及び所定数の第３ダイオードを備えて成り、上記第１、第２及び第３のダイオードは、夫々、第１、第２及び第３の波長にて光を発し得る。
【０２０１】
幾つかの実施例において、上記第２光源は、白色光源から、又は、ダイオードの配列から発せられた光のような、発せられた光の拡散を提供すべく配置された拡散板を備えて成る。上記第２光源から供与された斯かる拡散光は、上記箇所のテクスチャに関する情報を獲得する上で適切であり得る。
【０２０２】
幾つかの実施例において、上記第１群のカメラにおける各カメラは、電磁信号を検出すべく構成された感光要素の前方にＢａｙｅｒ型配置にて配置された、所謂るＢａｙｅｒフィルタであるカラーフィルタ配列（ＣＦＡ）を備えて成るカラー・カメラを備えて成る。Ｂａｙｅｒフィルタを使用するときには、上記第１光源は該Ｂａｙｅｒフィルタの緑色の通過帯域における波長にて光を発することが好適であり得る、と言うのも、Ｂａｙｅｒフィルタに依れば、カメラにより提供される空間的分解能は、赤色又は青色の光に対応する波長にて光を発する第１光源を使用して獲得される分解能の２倍であることが実現されるからである。
【０２０３】
幾つかの実施例において、上記第１群のカメラにおける一台以上のカメラはモノクロ・カメラである。上記カメラの各々がモノクロ・カメラとされても良い。
【０２０４】
幾つかの実施例において、上記システムは、上記第１及び第２光源の両方からの光が、当該走査プレートにおける物理的模型から当該システムの獲得ユニットに向けて反射され得るように、当該走査プレート上に配置された箇所が上記走査体積内に位置されるように、配置された走査プレートを備えて成る。故に、上記走査プレートの配置は、該走査プレート上に載置された物理的模型又は印象の少なくとも一部分が、上記システムの走査体積内に配置されるように、とされ得る。
【０２０５】
幾つかの実施例において、上記制御ユニットは、この走査プレートの動作及び回転を制御し得る。
【０２０６】
幾つかの実施例において、上記システムは、所定個数の位置からの上記幾何学的データを含む３Ｄデジタル表現及び上記テクスチャ的データを含む２Ｄデジタル表現の獲得が自動的に実施され得るように、上記走査プレートの少なくとも２軸の動作に対する位置決めユニットを備えて成る。
【０２０７】
幾つかの実施例において、上記システムは、当該所定個数の異なる位置からテクスチャ的データを含む２Ｄデジタル表現及び幾何学的データを含む３Ｄデジタル表現を獲得することにより上記箇所の所望の対象範囲が獲得され得るように、上記獲得ユニットに対して上記箇所を、所定個数の異なる位置に配置すべく構成された位置決めユニットを備えて成る。
【０２０８】
幾つかの実施例において、上記システムは、上記ダイオードの配列及び上記位置決めユニットを制御すべく構成された制御ユニットを備えて成る。
【０２０９】
上記制御ユニットは、一連の光信号が発せられるように、上記第１、第２及び第３ダイオードが光を順番に発することを実現すべく構成され得る。上記順番は、第１波長、第２波長、及び、第３波長であり得る。上記制御ユニットは、上記順番が、上記システムの光学的アセンブリと上記走査プレートとの相対配置の各々に対して１回とするなど、所定回数だけ反復されることを実現すべく構成され得る。
【０２１０】
本発明に関し、“光学的アセンブリ”という表現は、上記箇所の照明を提供すべく、且つ、上記箇所の２Ｄ及び３Ｄデジタル表現を獲得すべく使用される複数のユニットのアセンブリを指し得る。上記光学的アセンブリは、上記システムの上記獲得ユニット及び上記各光源を備えて成り得る。
【０２１１】
幾つかの実施例において、上記第２光源は、上記第１、第２及び第３ダイオードがＢａｙｅｒ配置に従い配置されるように、設計される。
【０２１２】
幾つかの実施例において、上記システムのデジタル信号プロセッサは、獲得された上記２Ｄデジタル表現及び３Ｄデジタル表現のリアルタイム解析に対して構成される。
【０２１３】
上記第１群のカメラは、２Ｄデジタル表現及び３Ｄデジタル表現の両方を獲得すべく使用され得る。Ｂａｙｅｒフィルタを各カメラの感光要素の前方に載置するときには、緑色の波長範囲において光を発するレーザを上記第１光源として使用することが好適であり得る、と言うのも、これによれば、赤色光の通過を許容する区画の２倍の区画が、緑色光が当該フィルタを通過することを許容するＢａｙｅｒフィルタの設計態様の故に、赤色レーザと比較して更に大きな空間的分解能が提供され得るからである。
【０２１４】
そのとき、獲得される各表現が特徴全体に対するデータを提供することを確実とするために、箇所の物理的模型又は印象の走査が必要とされ得る。これは例えば、上記特徴が、クラウンに対して準備された歯の物理的模型上の境界ラインである、という場合であり得る。幾つかの実施例において、上記システムは、所定個数の位置からの上記幾何学的データを含む３Ｄデジタル表現及びテクスチャ的データを含む２Ｄデジタル表現の獲得が自動的に実施され得るように、少なくとも２軸の動作に対する動作システムを備えて成る。
【０２１５】
幾つかの実施例において、上記システムは、上記ダイオードの配列及び上記動作システムを制御すべく構成された制御ユニットを備えて成る。
【０２１６】
上記制御ユニットは、一連の光信号が発せられるように、上記第１、第２及び第３ダイオードが光を順番に発することを実現すべく構成され得る。上記順番は、上記第２光源から発せられる光が、第１波長、第２波長、及び、第３波長であるように、とされ得る。基本的に、上記第２光源の光の順番的な照明の目的に依存して、任意の順番の波長が使用され得る。好適には、使用される順番は、各２Ｄデジタル表現を獲得するときに使用される単一又は複数の波長に対して各表現を関連付けるデジタル信号プロセッサ又はマイクロプロセッサにより認識されねばならない。
【０２１７】
上記制御ユニットは、上記順番が、光学的アセンブリと上記走査プレートとの相対配置の各々に対して少なくとも一回のように、所定回数だけ反復されることを実現すべく構成され得る。
【０２１８】
上記第１、第２及び第３のダイオードは、交互配置された緑色及び青色のダイオードを有する複数の行により夫々分離された、所定数の行にて交互配置された赤色及び緑色のダイオードを以て、Ｂａｙｅｒ配置に従い配置される。
【０２１９】
上記箇所の特徴を複数の異なる色が明示するときには、白色光源のような広帯域の光源、又は、ダイオードの配列のように、所定個数の個別的な波長に光を発すべく構成された光源の使用が好適であり得る。
【０２２０】
上記特徴は、例えば、該特徴の別の区画の色とは異なる色であって、上記箇所の物理的模型の周囲領域の色とは異なる色を有する区画を備えて成り得る。斯かる色を有する区画は、例えば、上記箇所の物理的模型上に描かれた色付きラインであり得る。色付き区画は、限られた範囲の波長に亙り、光を反射する。この限られた範囲の反射以外は、上記色付き区画がこの限られた範囲以外の波長を有する光により照明されたとき、それは、上記範囲内の光により照明されたときと比べて暗く見えるように、無視可能であり得る。
【０２２１】
もし、上記第２光源が、複数の異なる波長における光を順番に発すべく駆動される複数のダイオードを備えて成り、且つ、上記第１群のカメラが複数台の白黒カメラを備えて成るなら、各白黒カメラにより、テクスチャ的データを備えて成る複数の異なる２Ｄデジタル表現が獲得され得、その場合に、テクスチャ的データを備えて成る各２Ｄデジタル表現は、上記第２光源から発せられる光の１つの色において獲得される。
【０２２２】
複数の異なる波長における光を用いて２Ｄデジタル表現を獲得すると、上記箇所上にて、又は、例えば該箇所の物理的模型上にて、複数の異なる色を用いて、複数の異なる種類の特徴、又は、特徴の複数の異なる部分を明示することが可能とされる。上記特徴は、上記箇所の物理的模型上に明示された色付きラインであって、上記物理的模型の残存部分から該特徴が特定されることを許容するという色を有するラインのようであると色付きラインを備えて成り得る。
【０２２３】
従って、当該１つの特徴の複数の異なる部分に対して各色が対応するように、３つの異なる色を用いて物理的模型上に１つの特徴が特定されるなら、上記特徴の上記複数の異なる部分は、上記第２光源からの複数の異なる色を用いて獲得され得る３個の異なる２Ｄデジタル表現から特定され得る。
【０２２４】
もし、各特徴が、例えば上記箇所の物理的模型上に、特徴に固有の色を用いて特定されるなら、テクスチャ的データを備えて成る複数の異なる２Ｄデジタル表現から、同一様式にて複数の異なる特徴が特定され得る。
【０２２５】
幾つかの実施例において、上記システムは、獲得された２Ｄデジタル表現及び３Ｄデジタル表現のリアルタイム解析に対して構成されたデジタル信号プロセッサ又はマイクロプロセッサを備えて成る。
【０２２６】
上記光学システムの異なる部分はまた、携帯式スキャナに一体化もされ得、その場合、上記システムと箇所（又は、箇所の模型又は印象）の異なる相対配置間の変化は、該携帯式スキャナを移動させることにより獲得される。携帯式スキャナに一体化するためには、上記システムの構成要素の幾つかはサイズが減少されることを必要とし得る。携帯式スキャナ・システムにおいては、スキャナの取手内に、又は、別体的な処理装置内に、デジタル信号プロセッサ又はマイクロプロセッサが載置され得る。
【０２２７】
上記システムの光学的アセンブリの幾つかの実施例は、当該複数の調整可能なフィルタが２Ｄデジタル表現の獲得と同期されるように、制御ユニットにより制御され得る複数の調整可能フィルタを利用し得る。そのときに、上記第１群のカメラはモノクロ・カメラであり得ると共に、複数の調整可能フィルタの通過帯域は、所定数の異なる通過帯域に対して２Ｄデジタル表現が獲得されるように、変更される。１つの通過帯域は、赤色光に対応する波長の範囲の一部をカバーし得る一方、別の帯域通過は緑色光に対応し得、更に別の帯域通過は青色光に対応する。複数の調整可能フィルタが使用されるとき、上記第２光源は、上記調整可能フィルタの全ての通過帯域範囲を網羅するか、又は、少なくとも、例えば上記箇所の物理的模型上に各特徴を明示すべく使用される夫々の色を網羅する波長の範囲に亙り光を発する広帯域の光源とされ得る。
【０２２８】
本発明は、上述された方法と、以下においては、対応する方法、デバイス、システム、用法、及び／又は、製造手段とを含む、複数の異なる見地に関し、それらの各々は、最初に言及された見地に関して記述される利点及び長所の１つ又は複数をもたらすと共に、各々は、最初に言及された見地、及び／又は、添付の各請求項に開示された見地に関して記述される実施例に対応する１つ又は複数の実施例を有している。
【０２２９】
特に本明細書においては、患者の体内に挿入され、又は、患者により装着され得る３Ｄ物体を３Ｄモデル化するシステムであって、
上記物体が配置され得る箇所の少なくとも一部分の３Ｄデジタル表現であって、上記箇所の幾何学的データを含む３Ｄデジタル表現を獲得する手段と、
上記物体が配置され得る箇所の少なくとも一部分の２Ｄデジタル表現であって、上記箇所のテクスチャ的データを含む２Ｄデジタル表現を獲得する手段であって、上記テクスチャ的データを含む２Ｄデジタル表現及び上記幾何学的データを含む３Ｄデジタル表現の獲得は、上記箇所の所望の対象範囲を求めるために上記箇所及び獲得手段を相互に再位置決めすることにより実施される、という手段と、
上記テクスチャ的データを含む２Ｄデジタル表現と、上記幾何学的データを含む３Ｄデジタル表現とを整列させ且つ組み合わせることで、上記箇所の幾何学的データ及びテクスチャ的データの両方を備えて成る複合３Ｄデジタル表現を求める手段と、
上記箇所の幾何学的データ及びテクスチャ的データを備えて成る上記複合３Ｄ表現を視覚化する手段と、
上記３Ｄ物体を３Ｄモデル化するときに、上記箇所の上記テクスチャ的データを含む２Ｄデジタル表現からの１つ又は複数の特徴の情報を適用する手段とを備えて成る、
システムが開示される。
【０２３０】
上記テクスチャ的データを含む２Ｄデジタル表現及び幾何学的データを含む３Ｄデジタル表現の獲得は、上記箇所の所望の対象範囲を獲得するために該箇所及び上記獲得手段を相互に対して自動的に再位置決めすることにより実施され得る。
【０２３１】
３Ｄデジタル表現を獲得する上記手段は、箇所の３Ｄデジタル表現を獲得すべく構成された獲得デバイスを備えて成り得る。
【０２３２】
２Ｄデジタル表現を獲得する上記手段は、箇所の２Ｄデジタル表現を獲得すべく構成された獲得デバイスを備えて成り得る。
【０２３３】
上記テクスチャ的データを含む２Ｄデジタル表現及び３Ｄデジタル表現を整列させ且つ組み合わせる上記手段は、２Ｄデジタル表現及び３Ｄデジタル表現を整列させ且つ組み合わせるべく構成されたデータ処理デバイスを備えて成り得る。
【０２３４】
上記複合３Ｄ表現を視覚化する上記手段は、コンピュータ画面のようなグラフィカル・ユーザ・インタフェースの様な、３Ｄ表現を視覚化すべく構成された視覚化デバイスを備えて成り得る。
【０２３５】
上記２Ｄデジタル表現からの１つ又は複数の特徴の情報を適用する上記手段は、上記３Ｄ物体をモデル化するときに情報を適用すべく構成されたデバイスを備えて成り得る。
【０２３６】
上記システムは、３Ｄモデル化段階がコンピュータ実行式であることを実現すべく構成され得る。
【０２３７】
幾つかの実施例において、上記獲得ユニット、上記位置決めユニット、及び、上記第１及び第２の光源は、３Ｄスキャナ内に配備される。
【０２３８】
上記第１及び／又は第２のデジタル信号プロセッサ・ユニットは、上記２Ｄデジタル表現から１つ又は複数の特徴の情報を抽出すべく構成され得る。
【０２３９】
幾つかの実施例において、上記第１及び第２のデジタル・プロセッサ・ユニットは、デジタル信号処理デバイスの一体的部分である。故に、上記デジタル信号処理デバイスは、上記３Ｄ物体の解析及び３Ｄモデル化の両方を実施し得る。
【０２４０】
幾つかの実施例において、上記獲得ユニットは、
上記走査体積内に配置された箇所の少なくとも一部分の３Ｄデジタル表現を獲得する手段であって、上記３Ｄデジタル表現は上記箇所の幾何学的データを備えて成る手段と、
上記走査体積内に配置された箇所の少なくとも一部分の２Ｄデジタル表現を獲得する手段であって、上記２Ｄデジタル表現は上記箇所のテクスチャ的データを備えて成る手段とを備えて成る。
【０２４１】
幾つかの実施例において、上記獲得ユニットは、上記走査体積から光を受容すべく配置された第１群のカメラであって、上記箇所から上記幾何学的データを含む３Ｄデジタル表現及び上記テクスチャ的データを含む２Ｄデジタル表現の両方を獲得すべく配置される第１群のカメラを備えて成る。
【０２４２】
幾つかの実施例において、上記照明ユニットは、箇所の幾何学的データの獲得のための光を提供し得る第１光源と、テクスチャ的データの獲得のための光を提供し得る第２光源とを備えて成る。
【０２４３】
上記第１光源の光軸及び上記第２光源の光軸は上記走査体積内で交差し得る。本発明に関し、“光軸”という表現は、当該経路に沿い光が上記システムを伝搬する経路を画成する仮想ラインを指し得る。故に、上記第１光源の光軸は、該第１光源と、上記システムの走査プレート上の点であって、該第１光源により照明される体積内に在るという点とを結ぶラインであり得る。
【０２４４】
幾つかの実施例において、上記第１光源は、第１レーザ波長にて光を発する単色レーザを備えて成る。上記第１レーザ波長は、緑色の波長範囲内、赤色の波長範囲内、又は、青色の波長範囲内、又は、赤外の波長範囲内、又は、紫外の波長範囲内であり得る。
【０２４５】
幾つかの実施例において、上記第２光源は、白色光源のような広帯域の光源を備えて成る。
【０２４６】
上記獲得ユニットは、箇所のＮ個の異なる特徴であって各特徴は固有の色又は色コードを有するＮ個の異なる特徴に対するテクスチャ的データを獲得すべく、且つ、上記色又は色コードに基づいて上記Ｎ個の異なる特徴を区別すべく構成され得る。上記色又は色コードは着色インク又は塗料を用いて明示され得るか、又は、上記色又は色コードは、上記箇所上に自然に生じ得る。
【０２４７】
幾つかの実施例において、上記第２光源は、該第２光源から発せられた当該光の波長に基づいて、獲得された２Ｄデジタル表現から、固有の色又は色コードを有する特徴が識別されることを許容する光を発すべく構成される。
【０２４８】
上記第２光源は、ダイオードの配列を備えて成り得、上記ダイオードの配列は、所定数の第１ダイオード、所定数の第２ダイオード及び所定数の第３ダイオードを備えて成り、上記第１、第２及び第３のダイオードは、夫々、第１、第２及び第３の波長にて光を発し得る。
【０２４９】
幾つかの実施例において、上記第２光源は、発せられた光の拡散を提供すべく配置された拡散板を備えて成る。２Ｄデジタル表現の獲得に対して拡散光を使用すると、該２Ｄデジタル表現のテクスチャ的データが、複数の平行な射線から成る光線を用いるときよりも詳細であることが実現され得る。
【０２５０】
上記第１群のカメラにおける両方のカメラのような、該第１群のカメラにおける複数のカメラの内の少なくとも一台は、電磁信号を検出すべく構成された感光要素の前方にＢａｙｅｒ型配置にて配置されたカラーフィルタ配列（ＣＦＡ）を備えて成るカラー・カメラを備えて成り得る。
【０２５１】
上記第１群のカメラにおける各カメラの内の少なくとも一台はモノクロ・カメラである。上記第１群のカメラにおける各カメラが、モノクロ・カメラでも良い。
【０２５２】
幾つかの実施例において、上記システムは、当該走査プレート上に配置された箇所が上記走査体積内に位置されるように、配置された走査プレートを備えて成る。上記走査プレートは、３Ｄスキャナの一部分であり得る。
【０２５３】
幾つかの実施例において、上記システムは、上記箇所の所望の対象範囲が、該箇所を上記獲得ユニットに対して複数の異なる位置及び／又は配向に配置してテクスチャ的データを含む２Ｄデジタル表現及び幾何学的データを含む３Ｄデジタル表現を獲得することにより求められ得るように、上記獲得ユニットに対して上記箇所を、所定個数の異なる位置及び／又は配向にて位置決めすべく構成された位置決めユニットを備えて成る。
【０２５４】
上記位置決めユニットは、所定個数の視点からの上記幾何学的データを含む３Ｄデジタル表現及び上記テクスチャ的データを含む２Ｄデジタル表現の獲得が自動的に実施され得るように、上記走査プレートの少なくとも２軸の動作に対して構成され得る。
【０２５５】
幾つかの実施例において、上記システムは、上記ダイオードの配列及び上記位置決めユニットを制御すべく構成された制御ユニットを備えて成る。上記制御ユニットは、一連の光信号が発せられるように、上記第１、第２及び第３ダイオードが光を順番に発することを実現すべく構成され得る。上記順番は、第１波長、第２波長、及び、第３波長、又は、上記順序の内の任意の順番とされ得る。
【０２５６】
上記制御ユニットは、上記順番が、上記システムの光学的アセンブリと上記走査プレートとの相対配置の各々に対して１回とするなど、所定回数だけ反復されることを実現すべく構成され得る。
【０２５７】
上記第２光源の上記第１、第２及び第３ダイオードは、Ｂａｙｅｒ配置に従い配置され得る。
【０２５８】
上記第１デジタル信号プロセッサ及び上記デジタル信号処理デバイスは、獲得された上記２Ｄデジタル表現及び３Ｄデジタル表現のリアルタイム解析に対して構成され得る。
【０２５９】
患者の体内に挿入され、又は、患者により装着され得る３Ｄ物体を３Ｄモデル化するシステムであって、
上記３Ｄ物体が配置され得る箇所の少なくとも一部分の３Ｄデジタル表現であって、上記箇所の幾何学的データを含む３Ｄデジタル表現を獲得する手段と、
上記物体が配置され得る箇所の少なくとも一部分の２Ｄデジタル表現であって、上記箇所の１つ又は複数の特徴に関するテクスチャ的データを含む２Ｄデジタル表現を獲得する手段であって、上記箇所の所望の対象範囲は、該箇所に対する所定個数の異なる視点から上記テクスチャ的データを含む２Ｄデジタル表現及び上記幾何学的データを含む３Ｄデジタル表現の各々を獲得することにより獲得される、手段と、
上記テクスチャ的データを含む２Ｄデジタル表現及び上記幾何学的データを含む３Ｄデジタル表現を整列させる手段と、
上記テクスチャ的データを含む２Ｄデジタル表現の少なくとも一部分と、上記幾何学的データを含む３Ｄデジタル表現とを組み合わせることで、上記箇所の幾何学的データ及びテクスチャ的データの両方を備えて成る複合３Ｄデジタル表現を求める手段と、
上記箇所の幾何学的データ及びテクスチャ的データを備えて成る上記複合３Ｄ表現を視覚化する手段と、
モデル化された３Ｄ物体が患者の体内に挿入され、又は、患者により装着され得るように、上記３Ｄ物体を３Ｄモデル化する手段であって、該３Ｄモデル化は、獲得された上記テクスチャ的データを含む２Ｄデジタル表現からの上記１つ又は複数の特徴の情報を適用する手段とを備えて成る、
システムが開示される。
【０２６０】
また、当該プログラム・コード手段がデータ処理システムにより実行されたときに、該データ処理システムにより、上記方法を実施させるプログラム・コード手段を備えて成る、コンピュータ・プログラム製品、及び、上記プログラム・コード手段が記憶されたコンピュータ可読媒体を備えて成る、コンピュータ・プログラム製品も開示される。
【０２６１】
また、テクスチャ的データを含む２Ｄデジタル表現の獲得のために蛍光が使用されるというシステムも開示される。蛍光効果は、上記特徴が蛍光物質を備えて成るときにも利用され得る。上記特徴は、例えば、箇所の物理的模型上に蛍光インクを用いて明示され得る。上記第１光源の波長を含む励起帯を有する蛍光物質を備えて成る特徴は、上記第１光源の波長のストーク・シフトを提供し得る。対照的に、上記箇所から反射された光は、その波長を維持する。そのとき、当業者に公知の種々の光学的構成を用いると、上記箇所を照明するために上記第１光源のみを用いて、幾何学的データ及びテクスチャ・データの両方を抽出することが可能である。蛍光は典型的には、反射光よりも数桁弱いことから、上記第１群のカメラを用いて反射光を検出する一方、蛍光信号は第２群のカメラを用いて検出されることが有用であり得る。上記第２群のカメラは、上記第１光源の波長の範囲内の光を遮断すべく配置されたフィルタを備えて成り得るか、又は、上記箇所と第２群のカメラとの間にはフィルタが載置され得る。蛍光はまた、単一の第２カメラを用いて、すなわち、第２群のカメラが一台のみのカメラを含むように、検出されても良い。一実施例においては、二光子励起に対して構成された蛍光物質を備えて成る塗料又はインクを用いて、箇所の特徴が明示され、且つ、上記第１光源は、２個の赤外光子が吸収されたとき、可視領域における１個の光子が発せられるように、赤外範囲の波長にて光を発する。そのとき、幾何学的データを含む３Ｄ表現は、上記箇所から反射された赤外光子を検出することにより獲得される一方、テクスチャ的データは、直接的に獲得されて上記幾何学的データと関連付けられ得る。
【０２６２】
本発明の上記の及び／又は付加的な目的、特徴及び利点は、以下において添付図面を参照した本発明の実施例の例示的で非限定的である詳細な説明により更に明らかとされよう。
【図面の簡単な説明】
【０２６３】
【図１】上記方法のフローチャートの一例を示す図である。
【図２ａ】テクスチャ的特徴を備える歯の模型の例を示す図である。
【図２ｂ】テクスチャ的特徴を備える歯の模型の例を示す図である。
【図２ｃ】テクスチャ的特徴を備える歯の模型の例を示す図である。
【図２ｄ】テクスチャ的特徴を備える歯の模型の例を示す図である。
【図２ｅ】テクスチャ的特徴を備える歯の模型の例を示す図である。
【図３ａ】着脱可能な部分床義歯の３Ｄモデル化方法の一例を示す図である。
【図３ｂ】着脱可能な部分床義歯の３Ｄモデル化方法の一例を示す図である。
【図３ｃ】着脱可能な部分床義歯の３Ｄモデル化方法の一例を示す図である。
【図４ａ】モデル化された着脱可能な部分床義歯の一例を示す図である。
【図４ｂ】モデル化された着脱可能な部分床義歯の一例を示す図である。
【図５ａ】特徴としての準備用境界ラインの例を示す図である。
【図５ｂ】特徴としての準備用境界ラインの例を示す図である。
【図５ｃ】特徴としての準備用境界ラインの例を示す図である。
【図５ｄ】特徴としての準備用境界ラインの例を示す図である。
【図５ｅ】特徴としての準備用境界ラインの例を示す図である。
【図５ｆ】特徴としての準備用境界ラインの例を示す図である。
【図５ｇ】特徴としての準備用境界ラインの例を示す図である。
【図５ｈ】特徴としての準備用境界ラインの例を示す図である。
【図５ｉ】特徴としての準備用境界ラインの例を示す図である。
【図５ｊ】特徴としての準備用境界ラインの例を示す図である。
【図５ｋ】特徴としての準備用境界ラインの例を示す図である。
【図５ｌ】特徴としての準備用境界ラインの例を示す図である。
【図５ｍ】特徴としての準備用境界ラインの例を示す図である。
【図６ａ】テクスチャ・ウィービングの一例を示す図である。
【図６ｂ】テクスチャ・ウィービングの一例を示す図である。
【図７】第１及び第２の光源を用いて箇所を走査する機構の一例を示す図である。
【図８】所定の波長範囲に亙り分布された強度を有する光を発し得る第２光源の幾つかの形態の概略的な全体図である。
【図９】所定の波長範囲に亙り分布された強度を有する光を発し得る第２光源の幾つかの形態の概略的な全体図である。
【図１０】所定の波長範囲に亙り分布された強度を有する光を発し得る第２光源の幾つかの形態の概略的な全体図である。
【図１１ａ】本発明に係るシステムの光学的アセンブリの写真である。
【図１１ｂ】本発明に係るシステムの光学的アセンブリの写真である。
【図１２ａ】第２光源におけるダイオードの配列の配置の例を示す図である。
【図１２ｂ】第２光源におけるダイオードの配列の配置の例を示す図である。
【図１３ａ】幾何学的データ及びテクスチャ的データの両方を備えて成る複合３Ｄデジタル表現を獲得するために二光子蛍光を用いるシステムの概略図である。
【図１３ｂ】幾何学的データ及びテクスチャ的データの両方を備えて成る複合３Ｄデジタル表現を獲得するために二光子蛍光を用いるシステムの概略図である。
【図１４】歯の調製品の物理的模型の２Ｄ画像に対するコントラスト強調法を示す図である。
【図１５】歯の調製品の物理的模型に対するテクスチャ・マップを示す図である。
【図１６】本発明に係る方法を実施するために使用されるコンピュータ・ソフトウェアからの画面描写を示す図である。
【図１７ａ】本発明に係る方法を実施するために使用されるコンピュータ・ソフトウェアからの画面描写を示す図である。
【図１７ｂ】本発明に係る方法を実施するために使用されるコンピュータ・ソフトウェアからの画面描写を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０２６４】
以下の説明においては、本発明が如何に実施され得るかを例示する添付図面が参照される。
【０２６５】
図１は、上記方法のフローチャートの一例を示している。該方法は、患者の体内に挿入されるか患者により装着され得る物体を３Ｄモデル化するものである。
【０２６６】
ステップ１０１においては、物体が配置され得る箇所の少なくとも一部分の３Ｄデジタル表現が獲得され、その場合に該３Ｄデジタル表現は上記箇所の幾何学的データを備えて成る。
【０２６７】
ステップ１０２においては、物体が配置され得る箇所の少なくとも一部分の２Ｄデジタル表現が獲得され、その場合に該２Ｄデジタル表現は上記箇所の１つ又は複数の特徴（ｆｅａｔｕｒｅ）に関するテクスチャ的データを備えて成る。
【０２６８】
上記箇所の所望の対象範囲は、該箇所に対する１つ又は複数の異なる視点から、テクスチャ的データを含む２Ｄデジタル表現及び幾何学的データを含む３Ｄデジタル表現の各々を獲得することにより得られる。各デジタル表現を獲得するために使用される上記システムに対する上記箇所の再位置決めは、手動的に又は自動的に実施され得る。
【０２６９】
ステップ１０３においては、テクスチャ的データを含む２Ｄデジタル表現及び幾何学的データを含む３Ｄデジタル表現が整列される。
【０２７０】
ステップ１０４においては、テクスチャ的データを含む２Ｄデジタル表現の少なくとも一部分と、幾何学的データを含む３Ｄデジタル表現とが組み合わされ、上記箇所の幾何学的データ及びテクスチャ的データの両方を備えて成る複合３Ｄデジタル表現が獲得される。
【０２７１】
ステップ１０５においては、上記箇所の幾何学的データ及びテクスチャ的データを含む２Ｄデジタル表現が視覚化される。上記デジタル表現は、コンピュータ画面のようなグラフィカル・ユーザ・インタフェース上に示され得る。
【０２７２】
ステップ１０６において、上記３Ｄ物体は、モデル化された３Ｄ物体が患者の体内に挿入されるか患者により装着され得るように、モデル化され、その場合に上記３Ｄモデル化段階は、上記にて獲得されたテクスチャ的データを含む２Ｄデジタル表現により提供される１つ又は複数の特徴の情報を適用する。
【０２７３】
モデル化のための上記整列、組み合わせ、視覚化、及び、上記２Ｄ表現からの１つ又は複数の特徴の情報の適用は、ソフトウェアにより実施されるデジタル的で仮想的な動作であり得る。
【０２７４】
図２は、テクスチャ的特徴を備える歯の模型の例を示している。
【０２７５】
図２ａ）は、患者の口の歯２０２と、歯肉２０３と、口蓋２０４とを備える模型２０１を示している。該模型２０１は、物理的模型又は仮想モデルであり得る。
【０２７６】
図２ｂ）は、患者の口の歯２０２と、歯肉２０３と、口蓋２０４とを備える模型２０１を示している。口蓋２０４上には、特徴２０５が描かれる。該特徴２０５は、口蓋２０４上の何処に、且つ、どの形状を以て、着脱可能な部分床義歯の一部分が配置されるべきかを示している。現時点において模型２０１上で喪失された歯２０２は無いが、例えば、これらの歯の幾本かが破壊され、衰弱し、又は、感覚喪失したならば、歯２０２の一本以上は部分床義歯における人工歯により置き換えられ得る。
【０２７７】
着脱可能な部分床義歯の特徴２０５の輪郭は歯科技工士により物理的模型２０１上に描かれ得るか、又は、それはコンピュータ画面上に示された仮想モデル２０１上にデジタル的に描かれ得る。
【０２７８】
例えば、物理的模型２０１の幾何学的データを獲得するためにレーザ・スキャナを用いた該模型の３Ｄ走査は、該模型の幾何学的特徴に対するデータを捕捉するのみであり得る。例えば、部分床義歯に描かれた上記輪郭などの、単一又は複数の特徴２０５のテクスチャ的データを獲得するために、上記模型の複数の２Ｄ画像を捕捉することにより、２Ｄデジタル表現が獲得され得る。幾何学的データ及びテクスチャ的データの両方が獲得されたとき、３Ｄ物体のモデル化において使用されるべく上記テクスチャ的データからは、走査された箇所に適合すべき２Ｄ特徴が導かれ得る。
【０２７９】
図２ｃ）は、患者の口の歯２０２と、歯肉２０３と、口蓋２０４とを備える物理的模型２０１のテクスチャ画像を示している。口蓋２０４上と、幾本かの歯２０２の回りには、各特徴２０５が描かれている。各特徴２０５は、口蓋２０４上及び歯２０２の回りの何処に、且つ、どの形状を以て、部分床義歯が配置されるべきかを示している。模型２０１上には５本の歯２０２のみが存在することから、模型２０１上では数本の歯が喪失されており、且つ、喪失された歯の一本以上は上記部分床義歯における人工歯により置き換えられる。
【０２８０】
部分床義歯の特徴２０５の輪郭は、例えば、歯科技工士又は歯科医により、物理的模型２０１上に描かれている。
【０２８１】
このテクスチャ画像は、上記模型上に物理的に且つ手動的に描かれる特徴を明瞭に示している。
【０２８２】
幾つかの場合の３Ｄモデル化に対しては、物理的模型上に複数の異なる色でラインを描き、獲得される単一又は複数の２Ｄデジタル表現から導かれ得る情報のレベルを高めることが有用であり得る。
【０２８３】
図２ｄ）は、患者の口の歯２０２と、歯肉２０３と、口蓋２０４とを備える模型２０１のテクスチャ画像又は走査の別の結果を示している。口蓋２０４上には、複数の特徴２０５が描かれている。各特徴２０５は、口蓋２０４上の何処に、部分床義歯の一部分が配置されるべきかを示している。模型２０１上には９本の歯２０２が存在することから、模型２０１上では数本の歯が喪失されており、且つ、喪失された歯の一本以上は上記部分床義歯における人工歯により置き換えられ得る。
【０２８４】
部分床義歯の特徴２０５の輪郭は、例えば、歯科技工士又は歯科医により、物理的模型２０１上に描かれている。
【０２８５】
このテクスチャ画像又は走査は、上記模型上に物理的に且つ手動的に描かれる特徴を明瞭に示している。
【０２８６】
図２ｅ）は、図２ｄ）に見られる各特徴２０５の拡大図である。テクスチャ画像は、５メガピクセルのカメラを用いて獲得されている。
【０２８７】
図３は、着脱可能な部分床義歯の３Ｄモデル化方法の一例を示している。
【０２８８】
図３ａ）は、上方から見た着脱可能な部分床義歯３０６を示している。
【０２８９】
図３ｂ）は、側面視における着脱可能な部分床義歯３０６を示している。
【０２９０】
図３ｃ）は、アンダカット３０７をブロックアウトすると共に、クラスプ３０８の計画のためにアンダカット３０７を露出する一例を示している。
【０２９１】
例えばラインなどの描かれたテクスチャを備える物理的模型が走査された後、着脱可能な部分床義歯３０６はデジタル的にモデル化され得る。
【０２９２】
先ず、物理的な石膏模型を、又は代替的に印象を、走査すべく歯科用３Ｄスキャナが使用されることで、着脱可能な部分床義歯３０６が患者により装着される箇所の３Ｄデジタル表現が提供され得る。上記スキャナは、１００秒のみなどのように、数分以内に高精度で上記着脱可能な部分床義歯の全ての構成要素を設計すべく、歯３０２と、ラインのように描かれたテクスチャ３０５を備えるモデル３０１の最適な画像を確保するために、幾何学的特徴及びテクスチャ的特徴を走査しても良い。上記着脱可能な部分床義歯の構成要素は、歯３０２に対する取付けのためのクラスプ３０８と、歯の無いところで歯茎上に延在する保持グリッド３０９と、該保持グリッド３０９とクラスプ３０８とを接続する口蓋上の大連結子３１０とを備えて成る。
【０２９３】
図３ａ）、図３ｂ）及び図３ｃ）は、上記デジタル設計プロセスが、アンダカット３０７のブロックアウト、クラスプ３０８を計画するためのアンダカット３０７の露出、自動的な樹脂間隙３１１による保持グリッド３０９の設計、大連結子３１０の適用、及び、グリッド構造３０９に対するクラスプ３０８の最終的な付加などの、複数の手作業段階を直感的に擬態し得ることを示している。完全に仮想的である上記作業の流れによれば、歯科技工士は、自身が習用的なワックスツールを用いているかの様に画面上で作業し得る。
【０２９４】
保持グリッド３０９を設計するとき、第１の段階は、所定のグリッド・パターンのリストから選択を行い、完全な適合のために、そのデジタル・モデルに対してメッシュを適用することであり得る。その後、次の段階は、例えば高速編集ツールを用いて大連結子３１０に対する領域をマーク付けすることであり得る。上記システムは自動的に、最適な強度に対して設計を行う。
【０２９５】
もし、各ライン、すなわち各テクスチャ的特徴３０５が、上記物理的模型上に未だ描かれていなければ、クラスプ３０８の載置のためのラインが仮想的に描かれ得る。ラインが存在するときには、所定の又は特注のクラスプ３０８が上記モデルに対して適用される。対話処理的なプレビューにより、複数の基準点を通して、着脱可能物３０６の各特徴の微調整が実施され得る。
【０２９６】
３Ｄデジタル・モデル３０１の２Ｄ断面が示され得ると共に、ライン３１２は、断面が作成され得る箇所を表している。
【０２９７】
此処に示されたように、着脱可能な部分床義歯３０６をモデル化することは、該着脱可能な部分床義歯３０６の非常に生産的で確実な適合作成であり、製造の時間及びコストを低減し乍ら、プロセス全体に亙る正確なデジタル制御を研究室に対して提供する。上記プロセスは、金属の及び撓曲可能なフレーム構造の両方の最適な設計に対する全ての段階を包含し得る。
【０２９８】
上記方法は、高度の融通性と、研究室の技術者に馴染んだ実践プロセスを立案作成するデジタル式の作業の流れとを提供する。上記デジタル式設計によれば、工場における二次的な模型の再作成に対する必要性が排除されることで、時間及び費用の両方が節約される。上記システムの高精度さ、及び、測定機能によれば、クラスプ３０８及び連結子３１０の設計の全体に亙る完全な寸法制御が提供されると共に、高度の審美性、容易な取り外し性、適切な咀嚼性、及び、完全な適合などの、良好な成果が確実とされる。
【０２９９】
完全にデジタル式である上記実測によれば、各アンダカット３０７が正確に特定され、容易な取り外し性のための仮想的なワックス・ブロックアウトが容易化され、且つ、最適なクラスプ３０８の設計に対するアンダカット３０７の露出が可能とされる。
【０３００】
故に上記方法は、完全に適合する部分物３０６の更に高速で更に容易な設計を提供し、手作業処理時間を減少することによる高速の部分物設計を実現し、直感的な作業の流れが手作業処理を立案作成することを実現し、理想的なブロックアウト点及び保持領域が記録時間内に特定され得ることを実現し、再調節及び再作成に対する注文を減少し、且つ、歯科医及び患者の満足度を高める。
【０３０１】
図４は、モデル化された着脱可能な部分床義歯の一例を示している。
【０３０２】
図４ａ）は、着脱可能な部分床義歯４０６のデジタルＣＡＤモデルの一例を示している。
【０３０３】
図４ｂ）は、患者の歯４０２、歯肉４０３及び口蓋４０４の模型４０１に対して取付けられた、製造された着脱可能な部分床義歯４０６の一例を示している。
【０３０４】
着脱可能な部分床義歯４０６は、歯４０２に対する取付けのためのクラスプ４０８と、歯の無いところで歯茎上に延在する保持グリッド４０９と、該保持グリッド４０９とクラスプ４０８とを接続する口蓋４０４上の大連結子４１０とを備えて成る。
【０３０５】
図５は、特徴としての準備用境界ラインの例を示している。
【０３０６】
図５ａ）は、準備された鋳型すなわち歯５０２のＣＡＤ図面を示しており、該歯が、クラウンのような修復物が該歯５０２上に載置され得るように、既に研削されていることを意味している。歯５０２の準備によれば、該歯５０２を走査又は撮像するときに幾何学的特徴及び／又はテクスチャ的特徴として検出され得る特徴である準備用境界ライン５０５が提供される。図５ａ）において、準備用境界ライン５０５は色付きラインによってもマーク付けされると共に、該ライン上の複数の点において夫々の小寸マーカ５１３は、その点における上記境界ラインの直交方向を示している。矢印５１４は、境界ライン５０５の全体的な直交方向、又は、歯５０２の挿入方向を示している。
【０３０７】
図５ｂ）乃至図５ｅ）は、準備された鋳型５０２の種々の視点からの多数のテクスチャ画像を示しており、該鋳型が、クラウンのような修復物が該鋳型５０２上に載置され得るように、既に研削されていることを意味している。鋳型５０２の準備によれば、該歯５０２を走査又は撮像するときに幾何学的特徴及び／又はテクスチャ的特徴として検出され得る特徴である準備用境界ライン５０５が提供される。準備用境界ライン５０５はまた、上記鋳型及び／又は背景の色に対してコントラストを生成する色によっても、鋳型５０２上に素描され又は描かれている。
【０３０８】
図５ｄ）において支配的である鏡面効果は、種々の画像間におけるテクスチャ・ウィービング（ｔｅｘｔｕｒｅ  ｗｅａｖｉｎｇ）により除去され得る。
【０３０９】
図５ｆ）乃至図５ｉ）は、準備された別の鋳型５０２の種々の視点からの多数のテクスチャ走査画像を示しており、該鋳型が、クラウンのような修復物が該鋳型５０２上に載置され得るように、既に研削されていることを意味している。鋳型５０２の準備によれば、該歯５０２を走査又は撮像するときに幾何学的特徴及び／又はテクスチャ的特徴として検出され得る特徴である準備用境界ライン５０５が提供される。準備用境界ライン５０５はまた、上記鋳型及び／又は背景の色に対してコントラストを生成する色によっても、鋳型５０２上に素描され又は描かれている。
【０３１０】
図５ｊ）乃至図５ｍ）は、多数の歯の内の１本は準備された歯５０２である多数の歯の印象の種々の視点からの多数のテクスチャ走査画像を示している。準備された歯５０２の印象は、該準備された歯５０２の該印象を走査又は撮像するときに幾何学的特徴及び／又はテクスチャ的特徴として検出され得る特徴である準備用境界ライン５０５を示している。上記準備用境界ラインはまた、上記印象及び／又は背景の色に対してコントラストを生成する色によっても、上記印象上に素描され又は描かれ得る。
【０３１１】
図６は、テクスチャ・ウィービングの一例を示している。
【０３１２】
図６ａ）は、種々の視点から患者の顔面の例えば３個などの所定個数のテクスチャ画像６１５が獲得されると共に、各テクスチャ画像６１５は、１つの合成又は複合テクスチャ画像へと組立てられているという例を示している。異なるテクスチャ画像６１５間の遷移部６１６が視認される、と言うのも、夫々の画像６１５の境界上にて色又は階調は同一でないからである。
【０３１３】
図６ｂ）は、図６ａ）において支配的であった遷移部６１６が、最終的な処理済みテクスチャ画像６１７においては全く又は殆ど視認され得ない様に、図６ａ）からの単一のテクスチャ画像６１５がテクスチャ・ウィービングに委ねられたという例を示している。最終的なテクスチャ画像６１７において夫々のテクスチャ画像６１５の色及び階調は、各テクスチャ画像６１５の境界において色及び階調が整合するように、円滑化されている。
【０３１４】
図７は、第１及び第２の光源を用いて箇所を走査する機構の一例を示している。この例において、上記システムは、物理的模型の、又は、上記箇所の印象のデジタル表現を獲得すべく構成される。以下において上記システムは上記箇所の物理的模型に関して記述されるが、提供された記述は、該箇所の印象からのデジタル表現の獲得に対して等しく有効である。
【０３１５】
上記システムの光学的アセンブリ７２０は、第１光源７２１と、第２光源７２２と、第１群のカメラ７２３１、７２３２とを備えて成る。上記第１光源の光軸及び上記第２光源の光軸は、走査体積内で交差する。走査プレート７２４１は、該走査プレート上に載置された物理的模型７２４がこの走査体積内に在ると共に、上記物理的模型は第１光源７２１及び第２光源７２２からの光により照明され得るように、配置される。第１群のカメラ７２３１、７２３２は、それらの感光要素７３２１、７３２２が、走査プレート７２４１上に載置された物理的模型７２４から反射された光のような上記走査体積からの光を受容し得るように、配置される。上記システムは更に、走査プレート７２４１と、故に物理的模型７２４と、光学的アセンブリ７２０とを相互に対して並進及び／又は回転させる（簡素化のために図中には含まれない）位置決めユニットのような機構を更に備えて成る。第１光源７２１は単色レーザとされ得る。第２光源７２２は、白色光源のような広帯域の光源、又は、複数の異なる波長にて光を発する所定数のダイオードを備えて成る光源のような、複数の別個の波長にて光を提供する光源とされ得る。幾つかの用途に対し、上記第２光源から発せられる光は好適には拡散性とされることで、上記物理的模型上の特徴のテクスチャであって、例えば境界ラインにおける表面粗さなどであるテクスチャの詳細な検出を許容する。
【０３１６】
幾何学的データを含む３Ｄデジタル表現は、箇所７２４から第１群のカメラ７２３１、７２３２に対して反射される信号を記録し乍ら、該箇所の全体に亙り第１光源７２１の斯かる単色レーザを走査させることにより獲得され得る。
【０３１７】
上記システムは、テクスチャ的データを含む２Ｄデジタル表現及び幾何学的データを含む３Ｄデジタル表現の獲得に関する本発明に係る上記方法の各段階に対して使用され得る。上記システムは、テクスチャ的データを含む２Ｄデジタル表現の前に、幾何学的データを含む３Ｄデジタル表現が獲得されるように、構成され得る。
【０３１８】
上記第１群のカメラの両方のカメラは、多数の２Ｄ画像を含む２Ｄデジタル表現を獲得するために使用される時間が減少されるように、テクスチャ的データを含む２Ｄデジタル表現の２Ｄ画像の獲得に対して使用され得る。両方のカメラから獲得された２Ｄ画像を使用するためには、上記箇所に対する各カメラの位置及び配向の詳細な知見が必要とされ得る。
【０３１９】
上記箇所の所望の対象範囲は、多数の異なる視点から該箇所のテクスチャ・データを含む２Ｄデジタル表現及び幾何学的データを含む３Ｄデジタル表現を獲得することにより求められ得る。上記３Ｄデジタル表現は、多数の視点からの３Ｄデジタル表現の夫々の個別的な部分を収集することにより獲得され得る。上記３Ｄデジタル表現の夫々の個別的な部分は次に、併合されることで、上記箇所の幾何学的データを含む３Ｄデジタル表現を形成し得る。個別的な部分の各々は解析されることで、標準的な追尾アルゴリズムを用いて光パターンが検出され得る。可能的には下位ピクセルの精度で上記光パターンが認識されたとき、対応する３Ｄ座標は公知の射影幾何学を用いて復元され得る。３Ｄ座標の精密な復元は通常、高品質のカメラ及び光源較正を必要とする。同一の又は異なる視点にて獲得された３Ｄデジタル表現に関する夫々の個別的な部分から復元された３Ｄ座標は、引き続いて併合され得る。この併合は、夫々の個別的な部分の相対位置を考慮して、これらの個別的な部分を組み合わせることにより実施され得る。最後に、上記３Ｄ座標は、標準的な三角測量アルゴリズムを用いて三角測量されることで、３Ｄデジタル表現の最終的な幾何学形状が形成され得る。
【０３２０】
テクスチャ的データを含む２Ｄデジタル表現の一部分を、上記箇所の３Ｄデジタル表現内へと整合させると、テクスチャ的データを含む３Ｄモデルが提供され得る。上記テクスチャ的データを含む２Ｄデジタル表現の複数の２Ｄ画像が、１つずつ上記３Ｄモデル内へと整合され得るか、又は、１つ又は複数の２Ｄデジタル表現からのテクスチャ的データが組み合わされて３Ｄモデルの特徴を提供し、該特徴は次に、幾何学的データを含む３Ｄデジタル表現に対して適用され得る。
【０３２１】
獲得された各デジタル表現は、デジタル式の信号プロセッサ又はマイクロプロセッサにおいて解析され得る。この解析は、リアルタイムで実施され得る。
【０３２２】
図８乃至図１０は、所定の波長範囲に亙り分布された強度を有する光を発し得る第２光源の幾つかの形態の概略的な全体図を示している。斯かる構成は、特徴のテクスチャ的データが複数の異なる色を用いて明示されるときに有用であり得る。
【０３２３】
例えば、特徴が、上記箇所の物理的模型上にユーザにより描かれた色付きラインにより明示されるとき、該特徴は、上記ラインの色に対応する波長を備える光の強力な反射のみを提供する。例えば、物理的模型上の赤色ラインは赤色光を反射するのみであり、且つ、上記第２光源から発せられる光は、この特徴の赤色ラインからの反射を実現するために赤色範囲の波長を含まねばならない。
【０３２４】
図８乃至図１０の各例は、１つの特徴又は異なる特徴の複数の異なる部分を明示すべく３つの色が使用される構成を記述しているが、この選択肢は、例示目的にすぎない。
【０３２５】
図８において、第２光源８２２は、赤色範囲の波長を備える光を発する多数の第１ダイオード８２６と、緑色範囲の波長を備える光を発する多数の第２ダイオード８２７と、青色範囲の波長を備える光を発する多数の第３ダイオード８２８とを備えて成るダイオードの配列を備えて成る。走査プレート８２４１上に配置された物理的模型８２４が、上記第２光源からの拡散光を備えて成るビーム８２２１により照明されるように、上記ダイオードの配列から発せられた光の拡散を提供すべく、拡散板８２５が配置される。該拡散板は、数ミリメートル厚の乳白色のプラスチック又はガラスから作製され得る。上記配列の全てのダイオードは、該ダイオードの配列を制御すべく構成された制御ユニットにより、連続的に光を発すべく駆動される。簡素化のために、該制御ユニットは図中には示されない。上記制御ユニットは選択的には、第１群のカメラ８２３１、８２３２を制御する様にも構成される。第１群のカメラ８２３１、８２３２は、走査プレート８２４１上に載置された物理的模型８２４から反射された光を受容すべく配置される。
【０３２６】
上記第１群のカメラのカメラ８２３１、８２３２は、上記ダイオードの配列から発せられた全ての波長における光が、該カメラにより検出されると共に、個別的な信号の波長から特定され得るように、カラー・カメラである。
【０３２７】
上記光学的アセンブリの斯かる設計態様は、赤色、緑色及び青色を夫々用いて第１、第２及び第３の特徴が明示された物理的模型からテクスチャ的データを獲得する上で有用である。各カラー・カメラにより獲得された２Ｄ画像の赤色部分は上記第１特徴に関連し、緑色部分は上記第２特徴に関連し、且つ、青色部分は上記第３特徴に関連する。故に、獲得された各２Ｄ画像における異なる部分は異なる特徴に夫々関連し、且つ、全ての３つの特徴に対する情報は１つの２Ｄ画像から導かれ得る。但し依然として、所望の対象範囲を獲得するためには、複数の異なる相対視点から獲得された幾つかのカラー２Ｄ画像が必要とされ得る。
【０３２８】
上記第２光源と、第１群のカメラにおけるカラー・カメラとにおいて、全ての３種のダイオードから、すなわち全ての３つの波長にて、光が連続的に発せられるこの配置構成は、獲得された物理的模型の各２Ｄデジタル表現は、複数の異なる色を用いて明示された複数の特徴のテクスチャ的データを提供し得る、という利点を有し得る。故に、複数の異なる特徴に関するテクスチャ的データの獲得は、並行して実施され得る。
【０３２９】
図９は、ダイオードの配列が、図８に示されたダイオードの配列と類似するシステムを示している。但し、このダイオードの配列は、図８に記述されたように、連続的にではなく、順次的に駆動される。各ダイオードは、上記物理的模型が常に１つの種類のダイオードからのみ照明され、すなわち、１つの波長における光のみで照明されるように、駆動され得る。上記制御ユニットは、例えば、第１波長、第２波長及び第３波長とされ得る光信号の順番により物理的模型が照明されるように、第１、第２及び第３のダイオード９２６、９２７、９２８が順番に光を発することを確実とする。上記順番は、物理的模型と、第２光源及び各カメラとの相対配置の各々に対して１回とするなど、所定回数だけ反復され得る。第２光源９２２の拡散板９２５は、該第２光源から出射するビーム９２２１が拡散性であることを実現する。
【０３３０】
カメラ９２３１、９２３２と、第２光源９２２のダイオードの駆動とを用いた２Ｄデジタル表現の獲得は、光信号の上記順番における各段階に対して１つの２Ｄデジタル表現が獲得されるように、時間調節される。故に、上記ダイオードの配列により発せられた波長の各々に対し、１つの２Ｄデジタル表現が獲得される。これらの２Ｄデジタル表現の各々は上記第２光源からの単一の波長に対して相関されることから、カラー・カメラに対する必要性は無く、且つ、カメラ９２３１、９２３２はモノクロ・カメラとされ得る。
【０３３１】
色付きラインは、この色が光を反射する波長範囲の外側の波長を有する光を上記第２光源が発するときに、モノクロ・カメラにより獲得された２Ｄ画像において、ダークグレーに見える。また、上記第２光源から発せられた光の波長と合致する色を有するラインは、獲得された２Ｄ画像においてライトグレーに見える。次に、ライトグレー・ライン及びダークグレー・ラインを有するグレー・スケール２Ｄ画像を処理する標準的な処置が適用されることで、上記第２光源の複数の異なる波長における光により物理的模型を照明しながら獲得された２Ｄデジタル表現における上記画像のモノクロ表現から、描かれたラインの色が特定され得る。
【０３３２】
上記第２光源及び上記第１群のカメラのこの配置構成は、依然として、更に単純であるモノクロ・カメラを用い乍ら、物理的模型が三色を用いて走査されることで、一色のみにより評価され得るよりも３倍の情報を提供し得る、という利点を有し得る。モノクロ・カメラを用いて、同一の物理的模型から、上記箇所の３つの異なる特徴に関する情報が獲得され且つ相互から区別され得る。
【０３３３】
緑色のチャネルに対してこの手法は情報の量を二倍とし得る一方、青色及び赤色のチャネルに対しては、四倍の情報を実現する。合計で、これは、０．５×２＋２×０．２５×４＝３倍を与える。
【０３３４】
複数のモノクロ・カメラを用いたときにおけるスキャナの複雑さの低減は、延長された処理時間を代償とする、と言うのも、テクスチャ的データは、図８に見られるように、並行的にでは無く、順次的に獲得されるからである。
【０３３５】
図１０において、第２光源１０２２は、白色光源１０３０と、該白色光源１０３０から発せられた光の拡散を提供することで拡散光１０２２１を提供すべく配置された拡散板１０２５とを備えて成る。第１群のカメラ１０２３１、１０２３２は、カラー・カメラである。
【０３３６】
白色光源１０３０は、上記物理的模型上の異なる特徴を特定すべく赤色、緑色及び青色が使用され得るように、青色から赤色までの波長を包含する波長範囲に亙り光を発し得る。カメラ１０２３１、１０２３２はカラー・カメラとされ得、その場合に上記システムは、第２光源に関してのみ、図８のシステムとは異なる。
【０３３７】
カラー・カメラの使用に対する代替策は、モノクロ・カメラを使用すると共に、走査体積と該カメラとの間の光路内にＢａｙｅｒフィルタのようなフィルタを載置することである。そのときにＢａｙｅｒフィルタは、信号が受信される感光要素１０３２１、１０３２２上の位置と、受信された信号の波長との間の相関関係を提供する。感光要素１０３２１、１０３２２の内の所定数のピクセルのみが赤色光を受容する一方、他のピクセルは緑色光のみを受容し且つ他のピクセルは青色光のみを受容する。感光要素１０３２１、１０３２２がＢａｙｅｒフィルタを通して複数のモノクロ光源（赤色、緑色、青色）に露出される較正によれば、感光要素１０３２１、１０３２２の異なるピクセルにより検出された信号が、物理的模型１０２４により反射された異なる色に対して関連付けられるように、波長−ピクセルの相関関係が確立される。該相関関係は、上記第１群のカメラ内に、又は、該第１群のカメラにより獲得された２Ｄデジタル表現を解析するために使用されるデジタル信号プロセッサ・ユニット内に記憶され得る。
【０３３８】
図１０において、上記各フィルタは、走査プレート１０２４１と、カメラ１０２３１、１０２３２の感光要素１０３２１、１０３２２との間に配置され得る。そのときに白色光源１０３０は好適には、青色から赤色までの波長を包含する波長範囲に亙り、すなわち、上記Ｂａｙｅｒフィルタの波長間隔の全体に亙り、光を発し得るべきである。
【０３３９】
上記システムのこの設計態様は、電子機器は図９に示された設計態様のそれよりも更に簡素であり、且つ、各表現は図８の設計態様におけるのと同じほど高速に獲得され得る、という利点を有している。
【０３４０】
カラー・カメラは多くの場合、モノクロＣＣＤチップと、このチップの前方に配置されたＢａｙｅｒフィルタとから作成される。
【０３４１】
図１１ａ及び図１１ｂは、本発明に係るシステムの光学的アセンブリの写真を示している。
【０３４２】
該写真は、異なる角度から撮られると共に、上記光学的アセンブリの各構成要素を示している。第１光源１１２１は、６５０ｎｍの波長にて光を発する赤色レーザである。第１群のカメラのカメラ１１２３１、１１２３２は第１光源１１２１の各側に配置されることで、走査プレート１１２４１に配置された物理的模型１１２４の表面の立体撮像を可能とする。第２光源１１２２は、発せられた光が拡散することを実現すべく配置された拡散板１１２５を有している。此処で、第１群のカメラ１１２３１、１１２３２を用いて、幾何学的データを含む３Ｄデジタル表現及びテクスチャ的データを含む２Ｄデジタル表現が獲得される。第１光源１１２１及び第２光源１１２２は、両方の光源からの光が、上記走査プレートにおける物理的模型１１２４からカメラ１１２３１、１１２３２に向けて反射され得るように、走査プレート１１２４１に対して異なる角度に配置される。
【０３４３】
上記光学的アセンブリの１つの形態において、第２光源１１２２は、例えば赤色、緑色及び青色の波長にて光を発する複数のダイオードを有し、その場合に各ダイオードは順番に光を発すべく駆動される。そのときにカメラ１１２３１、１１２３２は、モノクロ・カメラである。
【０３４４】
上記光学的アセンブリの１つの形態において、第２光源１１２２は、２Ｄデジタル表現の獲得の間において白色光を連続的に発するダイオードを有する。そのときにカメラ１１２３１、１１２３２は、異なる色でマーク付けされた特徴が、獲得された２Ｄデジタル表現において区別され得るように、カラー・カメラとされ得る。カラー・カメラ１１２３１、１１２３２は、それらの感光要素の前方にＢａｙｅｒ型配置で配置されたカラーフィルタ配列（ＣＦＡ）を有し得る。この場合、一定の用途に対しては、第１光源１１２１として赤色レーザの代わりに緑色レーザを使用することが好適であり得るように、緑色の波長における光により提供される空間的分解能は、赤色及び青色の波長における光により提供される空間的分解能の２倍である。
【０３４５】
図１２は、上記第２光源におけるダイオードの配列の配置の例を示している。
【０３４６】
図１２ｂには、Ｂａｙｅｒフィルタにおけるダイオードの色の分布と同様に赤色、緑色及び青色の各ダイオードを以て、回路盤１２５０上の９×１２配列とされた赤色ダイオード１２５０１、緑色ダイオード１２５０２及び青色ダイオード１２５０３の配置が示される。
【０３４７】
図１２ｂは第２光源の回路盤１２５０の写真を示し、その場合に白色ダイオード１２５０４は４×１０配列で配置されている。
【０３４８】
図１３ａ及び図１３ｂは、幾何学的データ及びテクスチャ的データの両方を備えて成る複合３Ｄデジタル表現を獲得するために二光子蛍光を用いるシステムの概略図を示している。物理的模型１３２４上にては、二光子励起に対して構成された蛍光物質を備えて成る塗料又はインクを用いて、箇所の特徴が明示され、且つ、第１光源１３２１は赤外範囲の波長にて光を発する。２個の赤外光子が吸収されたとき、上記特徴からは可視領域における１個の光子が発せられる。上記箇所から反射された赤外光子を検出することにより獲得された３Ｄ表現は、その特徴から蛍光を検出することにより獲得された３Ｄ表現と直接的に組み合わされ得る。
【０３４９】
第１光源１３２１の波長を含む励起帯を有する蛍光物質を備えて成る特徴は、該第１光源の波長のストーク・シフトを提供し得る。対照的に、上記箇所から反射された光は、その波長を維持する。そのとき、当業者に公知である種々の光学的な構成を用いると、上記箇所を照明すべく上記第１光源のみを用いて、幾何学的データ及びテクスチャ・データの両方を抽出することが可能である。
【０３５０】
蛍光は典型的には、反射光よりも数桁弱いことから、上記第１群のカメラを用いて反射光を検出する一方、蛍光信号は第２群のカメラを用いて検出されることが有用であり得る。上記第２群のカメラは、上記第１光源の波長の範囲内の光を遮断すべく配置されたフィルタを備えて成り得るか、又は、上記箇所と第２群のカメラとの間にはフィルタが載置され得る。
【０３５１】
図７乃至図１３に示された光学的アセンブリの幾つかの部分もまた、携帯式スキャナに一体化され得、その場合、上記システムと箇所（又は、箇所の模型又は印象）の異なる相対配置間の変化は、該携帯式スキャナを移動させることにより獲得される。携帯式スキャナに一体化するためには、上記システムの構成要素の幾つかはサイズが減少されることを必要とし得る。携帯式スキャナ・システムにおいては、スキャナの取手内に、又は、別体的な処理装置内に、獲得された２Ｄデジタル表現を解析すべく構成されたデジタル信号プロセッサ又はマイクロプロセッサが載置され得る。
【０３５２】
図１４は、箇所の物理的模型の２Ｄ画像に対するコントラスト強調法を示している。
【０３５３】
此処で、上記箇所は歯の調製品であり、且つ、３Ｄ物体は、クラウン又はブリッジのような修復物である。上記物理的模型は準備された歯の鋳型であり、該鋳型上には、ペンを用いて境界ラインがマーク付けされている。獲得された２Ｄデジタル表現が、幾何学的データを含む３Ｄデジタル表現上に投射される前に、該２Ｄデジタル表現の各２Ｄ画像は処理されることで、境界ライン（特徴）の視認性が高められる。この投射の後、一定の画像処理も実施され得る。この物理的模型に対しては、０．２〜０．６の範囲内のα値に対するコントラスト強調が最適と思われる。上記テクスチャ的データから上記境界ラインの３Ｄスプラインが抽出されたとき、上記修復物は、標準的な技術を用いてモデル化される。
【０３５４】
図１５は、歯の調製品の物理的模型に対するテクスチャ・マップを示している。該テクスチャ・マップは、上記物理的模型から獲得された２Ｄ画像からの複数の画像パッチを組み合わせることにより形成される。画像パッチ１５４２１、１５４２２、１５４２３、１５４２４及び１５４２５は、鉛筆を用いて物理的模型上にマーク付けされた境界ライン１５４３を覆っており、その付番は、該境界ラインに沿う各２Ｄ画像の順番を表している。
【０３５５】
各画像パッチのテクスチャがシームレスであることを確実とすべくテクスチャ・ウィービングが適用されており、このことは、例えば、明るい長寸区画１５４２６が、隣接するパッチ１５４２１の更に幾分か明るい外観に起因する２Ｄ画像１５４２５において見られ得る。３Ｄデジタル表現上に投射されたとき、上記特徴の、すなわち境界ライン１５４３の位置は、３Ｄスプラインの形態で抽出され得る。
【０３５６】
図１６は、本発明に係る方法を実施するために使用されるコンピュータ・ソフトウェアからの画面描写を示している。上記特徴は此処では、準備された歯の物理的模型上に描かれた境界ラインである。当該各デジタル表現に対して同一の（仮想）位置から見て、３Ｄデジタル表現は幾何学的データ１６４４を備えて成り、且つ、複合３Ｄデジタル表現は幾何学的データ及びテクスチャ的データ１６４５を備えて成る。上記複合３Ｄデジタル表現においては、幾何学的データを含む３Ｄデジタル表現上に上記テクスチャ的データが投射された処にて、境界ライン１６４３が視認され得る。この複合３Ｄデジタル表現に対し、上記境界ラインの３Ｄスプラインは、コンピュータ実行型アルゴリズムを用いて抽出され得る。
【０３５７】
図１７は、本発明に係る方法を実施するために使用されるコンピュータ・ソフトウェアからの画面描写を示している。この図は、獲得された２Ｄデジタル表現のテクスチャ的データから抽出された３Ｄスプラインの一部分を示している。上記箇所の特徴、すなわち境界ラインに追随する３Ｄスプライン１７４６は、上記２Ｄデジタル表現を、幾何学的データを含む３Ｄデジタル表現上へと投射することにより、該２Ｄデジタル表現のテクスチャ・データから自動的に導かれる。
【０３５８】
図１７ｂは、複数の基準点１７４７を備えた抽出済みの３Ｄスプライン１７４６の拡大図を示している。上記３Ｄスプラインの形態は、歯の調製品の３Ｄデジタル表現に対して各基準点１７４７を移動させることにより調節され得る。上記修復物の、すなわち３Ｄ物体の３Ｄモデル化は、幾何学的データを含む３Ｄデジタル表現に基づいて且つ修復物の目標形状から、該修復物の表面を画成する一方、上記３Ｄスプラインを用いて、境界ラインに臨む部分において上記修復物の形状を画成する段階を備えて成り得る。
【０３５９】
幾つかの実施例が詳細に記述され且つ示されてきたが、本発明はそれらに限定されず、以下における各請求項中に定義された主題の有効範囲内で他の様式でも具現され得る。特に、本発明の有効範囲から逸脱せずに、他の実施例が利用され得ると共に、構造的及び機能的な改変が為され得ることを理解すべきである。
【０３６０】
幾つかの手段を列挙するデバイス請求項において、これらの手段の幾つかは、１つの同一のハードウェアにより具現され得る。幾つかの手段が、相互に異なる従属請求項に記載されており、又は、異なる実施例において記述されている単なる事実は、これらの手段の組み合わせが好適には使用され得ないことを表してはいない。
【０３６１】
本明細書において使用される場合に“備えて成る／備えて成っている”という語句は、述べられた特定見地、整数、段階又は構成要素の存在を特定するものと解釈されるが、１つ又は複数の他の特定見地、整数、段階、構成要素、又は、それらの群の存在又は付加を排除してはいないことが強調されねばならない。
【０３６２】
上記において及び以下において記述される特定見地は、ソフトウェアにおいて実現され得ると共に、データ処理システム、又は、コンピュータ実行可能命令の実行により引き起こされる他の処理手段上で実施され得る。上記命令は、記憶媒体から、又は、コンピュータ・ネットワークを介して別のコンピュータから、ＲＡＭのようなメモリ内にロードされたプログラム・コード手段であり得る。代替的に、記述された上記各特定見地は、ソフトウェアの代わりに、又は、ソフトウェアと組み合わされた、ハードウェア回路機構により実施され得る。
【図１】
2018086283.tif 000003
【図２ａ】
2018086283.tif 000004
【図２ｂ】
2018086283.tif 000005
【図２ｃ】
2018086283.tif 000006
【図２ｄ】
2018086283.tif 000007
【図２ｅ】
2018086283.tif 000008
【図３ａ】
2018086283.tif 000009
【図３ｂ】
2018086283.tif 000010
【図３ｃ】
2018086283.tif 000011
【図４ａ】
2018086283.tif 000012
【図４ｂ】
2018086283.tif 000013
【図５ａ】
2018086283.tif 000014
【図５ｂ】
2018086283.tif 000015
【図５ｃ】
2018086283.tif 000016
【図５ｄ】
2018086283.tif 000017
【図５ｅ】
2018086283.tif 000018
【図５ｆ】
2018086283.tif 000019
【図５ｇ】
2018086283.tif 000020
【図５ｈ】
2018086283.tif 000021
【図５ｉ】
2018086283.tif 000022
【図５ｊ】
2018086283.tif 000023
【図５ｋ】
2018086283.tif 000024
【図５ｌ】
2018086283.tif 000025
【図５ｍ】
2018086283.tif 000026
【図６ａ】
2018086283.tif 000027
【図６ｂ】
2018086283.tif 000028
【図７】
2018086283.tif 000029
【図８】
2018086283.tif 000030
【図９】
2018086283.tif 000031
【図１０】
2018086283.tif 000032
【図１１ａ】
2018086283.tif 000033
【図１１ｂ】
2018086283.tif 000034
【図１２ａ】
2018086283.tif 000035
【図１２ｂ】
2018086283.tif 000036
【図１３ａ】
2018086283.tif 000037
【図１３ｂ】
2018086283.tif 000038
【図１４】
2018086283.tif 000039
【図１５】
2018086283.tif 000040
【図１６】
2018086283.tif 000041
【図１７ａ】
2018086283.tif 000042
【図１７ｂ】
2018086283.tif 000043
【手続補正書】
【提出日】平成30年2月23日(2018.2.23)
【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】
患者の体内に挿入され、又は、患者により装着されるように構成された３Ｄ物体を３Ｄモデル化する方法であって、
前記３Ｄ物体が配置されるように構成された箇所の少なくとも一部分の３Ｄデジタル表現であって、前記箇所の幾何学的データを含む３Ｄデジタル表現を獲得する段階と、
前記３Ｄ物体が配置されるように構成された箇所の少なくとも一部分の２Ｄデジタル表現であって、前記箇所の１つ又は複数の特徴に関するテクスチャ的データを含む２Ｄデジタル表現を獲得する段階と、を含み、
前記箇所の所望の対象範囲は、該箇所に対する１つ又は複数の異なる視点からテクスチャ的データを含む前記２Ｄデジタル表現及び幾何学的データを含む前記３Ｄデジタル表現の各々を獲得することにより獲得される方法であって、
テクスチャ的データを含む前記２Ｄデジタル表現及び幾何学的データを含む前記３Ｄデジタル表現を整列させる段階と、
テクスチャ的データを含む前記１つ又は複数の特徴の情報を前記２Ｄデジタル表現から抽出する段階と、
前記２Ｄデジタル表現及び前記３Ｄデジタル表現を整列させた状態で、前記１つ又は複数の特徴の抽出された情報と、幾何学的データを含む前記３Ｄデジタル表現とを組み合わせることで、前記箇所の幾何学的データ及び前記箇所の前記１つ又は複数の特徴の抽出された情報の両方を含む複合３Ｄデジタル表現を求める段階と、
前記箇所の幾何学的データ及び前記箇所の前記１つ又は複数の特徴の抽出された情報を含む前記複合３Ｄデジタル表現を視覚化する段階と、
モデル化された３Ｄ物体が患者の体内に挿入され、又は、患者により装着されるように、前記３Ｄ物体を３Ｄモデル化する３Ｄモデル化段階であって、該３Ｄモデル化段階は、幾何学的データを含む前記３Ｄデジタル表現に基づいて、前記モデル化された３Ｄ物体の
表面を画成し、前記２Ｄデジタル表現から前記箇所の抽出された情報を使用し、それによって、前記箇所の前記１つ又は複数の特徴の抽出された情報が、前記モデル化された３Ｄ物体が前記箇所のテクスチャ的特徴を考慮して前記箇所に適合するように使用される３Ｄモデル化段階と、を含み、
前記箇所の前記１つ又は複数の特徴が蛍光物質を含み、
前記蛍光物質の蛍光が、前記２Ｄデジタル表現の獲得のために使用される方法
【請求項２】
前記幾何学的データ及び前記テクスチャ的データの両方が、前記箇所を照明するための第１光源のみを用いて抽出される請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第１光源が第１レーザ波長にて光を発する単色レーザを含む請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記箇所からの反射光が第１群のカメラを用いて検出され、蛍光信号が第２群のカメラを用いて検出される請求項２又は３に記載の方法。
【請求項５】
前記第２群のカメラが前記第１光源の波長の範囲内の光を遮断すべく配置されたフィルタを含み、又は、前記箇所と前記第２群のカメラとの間にフィルタが載置される請求項４に記載の方法。
【外国語明細書】
2018086283000001.pdf