(57)【要約】【課題】操作性が良く、かつ、安定して撮像することができる撮像装置および撮像装置の筺体から着脱可能である先端部材を提供することを目的とする。【解決手段】歯２００を撮像する口腔内スキャナ２００である。口腔内スキャナ１００は、光学計測部３０と、光学計測部３０に接続部２０を介して接続可能なプローブ１０とを含む。プローブ１０は、光学計測部３０と接続するための開口部１１を有する筐体１２と、開口部１１とは反対側の筐体１２に設けられた計測窓１３（採光部）と、計測窓１３から取り込んだ光を開口部１１の方向に反射するミラー１４とを備える。また、プローブ１０のうちの計測窓１３を設けた側に窪み１５が設けられている。より具体的には、窪み１５は開口部１１から最も離れた位置であって、計測窓１３に隣接する位置に設けられている。【選択図】図２
2018171323.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物を撮像する撮像装置であって、
筐体と、
前記筐体の先端部に設けられ、前記対象物からの光を取り込むための採光部と、
前記筐体内に設けられ、前記採光部から取り込んだ光を検出する検出部と、
前記検出部で検出した結果を処理する処理部とを備え、
前記先端部のうちの前記採光部を設けた側に窪みを設けた、撮像装置。
【請求項２】
前記先端部の外面のうちの前記採光部を設けた側が、略平面である請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記窪みは、前記先端部の外面のうちの前記採光部を設けた側の外周と前記採光部との間に設けられている、請求項１または請求項２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記窪みは、前記先端部と前記筐体の本体部との境目から最も遠い位置に設けられている、請求項１〜請求項３のいずれかに記載の撮像装置。
【請求項５】
前記窪みは、当該窪みの内側の辺と前記対象物とが少なくとも２点で接触することが可能な大きさを有している、請求項１〜請求項４のいずれかに記載の撮像装置。
【請求項６】
前記窪みの最大深さｄと、当該窪みの幅ｗとの関係が、
ｄ＜ｗ×１／２
である、請求項１〜請求項５のいずれかに記載の撮像装置。
【請求項７】
前記窪みが設けられた位置における前記先端部の幅ａと、当該窪みの幅ｗとの関係が、
ａ＜ｗ×２
である、請求項１〜請求項６のいずれかに記載の撮像装置。
【請求項８】
前記窪みは、当該窪みの中心付近で、当該窪みの深さが最大でかつ当該窪みの極値となる形状である、請求項１〜請求項７のいずれかに記載の撮像装置。
【請求項９】
前記窪みの形状が曲面形状である、請求項１〜請求項８のいずれかに記載の撮像装置。
【請求項１０】
前記採光部を通る光軸に対して直交する面と前記窪みの内面に接する接線とのなす角が４５度以下である、請求項１〜請求項９のいずれかに記載の撮像装置。
【請求項１１】
前記採光部を通る光軸に対して直交する面と前記窪みの内面に接する接線とのなす角が４５度を超える領域における当該窪みの深さが１ｍｍ以下である、請求項１〜請求項１０のいずれかに記載の撮像装置。
【請求項１２】
前記先端部は、前記筐体の本体部から着脱可能である、請求項１〜請求項１１のいずれかに記載の撮像装置。
【請求項１３】
前記処理部は、前記対象物に対して前記先端部を移動させて撮像した場合に、前記検出部で検出した結果である複数の画像データのうち、撮像範囲の一部が共通する画像データ同士を合成する、請求項１〜請求項１２のいずれかに記載の撮像装置。
【請求項１４】
前記処理部は、前記筐体内に設けられた光学素子の通過する領域に応じて画像データ内の領域に対して重み付けを行ない、重み付けした画像データ内の領域の情報に基づいて、撮像範囲の一部が共通する画像データ同士を合成する、請求項１３に記載の撮像装置。
【請求項１５】
前記処理部は、重み付けした画像データ内の領域の情報のうち特定の情報を除外して、撮像範囲の一部が共通する画像データ同士を合成する、請求項１４に記載の撮像装置。
【請求項１６】
前記画像データが３次元の画像データである、請求項１３〜請求項１５のいずれかに記載の撮像装置。
【請求項１７】
前記画像データが３次元の断層画像データである、請求項１３〜請求項１５のいずれかに記載の撮像装置。
【請求項１８】
対象物を撮像する撮像装置の筺体から着脱可能である先端部材であって、
前記筺体と接続可能な接続部と、
前記接続部の反対側に設けられ、前記対象物からの光を取り込むための採光部とを備え、
前記採光部を設けた側に窪みを設けた、先端部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、対象物を撮像する撮像装置および撮像装置の筺体から着脱可能である先端部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
歯科分野において、画像診断や光学印象採得などの目的で口腔内の対象物（歯など）を撮像する場合、撮像装置の先端部を口腔内に挿入して撮像する。狭隘な口腔内に挿入する都合上、撮像装置の先端部を口腔内に入る程度に小さくする必要がある。それに応じて、先端部に組み込まれる撮像用の光学系もサイズの制約を受けることなどから、撮像視野が狭くなってしまう。そのため、一度で口腔内の全体画像（たとえば歯列全体を撮像した画像）を撮像することが困難である。そこで、先端部を口腔内で動かしながら連続して撮像された口腔内の個々の画像を合成して全体画像を生成する方法が開発されている（特許文献１）。特許文献１には、測定中には手で保持された撮像装置である歯科用カメラが下顎又は上顎などの歯科的対象物に対して相対的に移動し、規則的な時間間隔で撮像することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２０１５−５３０１３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に開示されているように口腔内の画像を連続して撮像し、個々の画像を合成して歯列全体の画像を生成する場合、個々の画像間には合成処理に必要な共通する特徴的な構造が含まれている必要がある。口腔内においては、凹凸の大きい歯牙部分のほうが、凹凸の少ない歯肉部分よりも特徴的な構造を多く含んでいることが多い。したがって、特徴的な構造をより多く含む歯牙部分を常に撮像視野内に収めながら連続撮像することが有利である。すなわち操作者は、撮像装置の先端部を歯に向けながら、歯列に沿って撮像装置を動かす必要がある。しかしながら、先端部と口腔内との接触部分が滑るなどして、先端部の位置が歯列からずれてしまうことがあり、安定して撮像することができないという課題があった。また、口腔内の画像を連続して撮像するために、たとえば、動かしている先端部の方向を旋回させる方向旋回動作や、上顎の歯と下顎の歯とが噛み合った状態で歯の側面に沿って先端部材を動かす側方撮像（バイトスキャン）動作などの様々な動作に対応できる操作性のよい撮像装置であることが望まれる。
【０００５】
本発明は、操作性が良く、かつ、安定して撮像することができる撮像装置および撮像装置の筺体から着脱可能である先端部材を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る撮像装置は、対象物を撮像する撮像装置であって、筐体と、筐体の先端部に設けられ、対象物からの光を取り込むための採光部と、筐体内に設けられ、採光部から取り込んだ光を検出する検出部と、検出部で検出した結果を処理する処理部とを備え、先端部のうちの採光部を設けた側に窪みを設けた。
【０００７】
本発明に係る対象物を撮像する撮像装置の筺体から着脱可能である先端部材は、筺体と接続可能な接続部と、接続部の反対側に設けられ、対象物からの光を取り込むための採光部とを備え、採光部を設けた側に窪みを設けた。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る撮像装置は、先端部のうちの採光部を設けた側に設けた窪みに対象物をあてがい、対象物の上を滑らせながら連続撮像することができる。窪みに対象物をあてがうことができるため、装置の位置が安定し、滑らせる方向とは異なる方向に対象物が動いてしまうことを防止することができる。その結果、本発明に係る撮像装置は、操作性がよく、かつ、安定した撮像ができる。また、本発明に係る撮像装置の筺体から着脱可能である先端部材のうちの採光部を設けた側に窪みを設けた。この窪みに対象物をあてがいながら、対象物の上を滑らせることができる。窪みに対象物をあてがうことができるため、装置の位置が安定し、滑らせる方向とは異なる方向に対象物が動いてしまうことを防止することができる。その結果、本発明に係る先端部材を撮像装置に用いることで、操作性がよく、かつ、安定した撮像ができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態１に係る三次元スキャナの構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る先端部材の構成を説明するための概略図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る先端部材の底面図であって、計測窓の近傍を拡大した図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係る窪みを先端部材の前方から見た場合の拡大図である。
【図５】本発明の実施の形態１に係る先端部材を歯の上面にあてがった様子を示す模式図である。
【図６】本発明の実施の形態１に係る先端部材を歯の側面にあてがった様子を示す模式図である。
【図７】本発明の実施の形態１に係るハンドピース内に配置された光学系の模式図である。
【図８】本発明の実施の形態１に係る三次元スキャナが撮像した画像を示す図である。
【図９】本発明の実施の形態１に係る三次元スキャナが撮像した画像を合成する方法について説明するための図である。
【図１０】本発明の実施の形態２に係る先端部材の構成を説明するための概略図である。
【図１１】本発明の実施の形態３に係る先端部材の構成を説明するための概略図である。
【図１２】本発明の実施の形態４に係る先端部材の構成を説明するための概略図である。
【図１３】本発明の実施の形態５に係る先端部材の構成を説明するための概略図である。
【図１４】本発明の実施の形態６に係るハンドピースの構成を説明するための概略図である。
【図１５】変形例１の窪みの形状を説明するための概略図である。
【図１６】変形例２の窪みの形状を説明するための概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明に係る実施の形態について図面を参照して説明する。
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１に係る撮像装置は、口腔内の歯の三次元画像を撮像するための撮像装置（三次元スキャナ）である。しかし、本発明に係る撮像装置は、三次元スキャナに限定されるものではなく、同様の構成を有する他の撮像装置について適用することができる。たとえば、対象物の断層画像を撮像するための光干渉断層撮影装置、対象物の二次元画像を撮像するためのカメラ、複数の二次元画像を重ね合せて合成することで得られる対象物のパノラマ画像を撮像するためのカメラにも適用できる。また、撮像装置が撮像する対象は、歯に限られるものではなく、窪みが設けられた撮像装置の先端部または先端部材で接触可能な突起を有する生体や人工物であってもよい。たとえば、ヒトまたは動物の骨、印象材を用いて採得した生体の型（印象）、人工の骨格模型または生体模型、その他の工業製品などを、撮像装置が撮像する対象とすることができる。
【００１１】
［三次元スキャナの構成］
図１は、本発明の実施の形態１に係る三次元スキャナ１００の構成を示すブロック図である。図１に示す三次元スキャナ１００は、先端部材１０、接続部２０、光学計測部３０、制御部４０、表示部５０、および電源部６０を含んでいる。先端部材１０は、口腔内に差込まれ、対象物である歯２００にパターンを有する光（以下、パターンともいう）を投影し、パターンが投影された歯２００からの反射光を光学計測部３０に導いている。また、先端部材１０は、光学計測部３０に対して着脱可能であるので、感染対策として、生体に接触する可能性のある先端部材１０だけを光学計測部３０から取り外して滅菌処理（たとえば、高温高湿環境での処理）を施すことが可能である。三次元スキャナ１００の装置全部を滅菌処理した場合、光学部品や電子部品などが多く含まれるため装置の寿命が短くなる欠点があるが、先端部材１０だけを取り外して滅菌処理した場合当該欠点は生じない。接続部２０は、先端部材１０と嵌合可能な形状をしており、光学計測部３０から突出している部分である。接続部２０は、先端部材１０で採光した光を光学計測部３０へ導くためのレンズ系や、カバーガラス、光学フィルタ、位相差板（１／４波長板）等の光学部品を有していてもよい。
【００１２】
光学計測部３０は、先端部材１０を介して歯２００にパターンを投影し、パターンが投影された歯２００からの反射光を検出、処理することで、歯２００の三次元画像を撮像する。光学計測部３０は、図１には示していないものの、対象物である歯２００に投影するパターンを生成するための光学部品（パターン生成素子）および光源、パターンを歯２００の表面に結像するためのレンズ部品、焦点位置（ピント）を変化させることが可能な焦点可変部、投影したパターンを検出するための撮像素子２３を有している（図７参照）。なお、光学計測部３０は、合焦法の原理を用いて三次元形状を取得する構成として以下説明するが、当該構成に限定されず、共焦点法、三角測量法、白色干渉法、ステレオ法、フォトグラメトリ法、ＳＬＡＭ法（Simultaneous Localization and Mapping）、光干渉断層法（Optical Coherence Tomography: OCT）などの原理を用いて三次元形状を取得する構成でもよい。つまり、計測原理に応じて、パターンの形態（パターンを有しない光の場合もある）や、光学計測部３０に内蔵される光学部品や電子部品の構成が異なるものの、本発明の提供する先端部材１０は、光学的な手法を用いて三次元形状を取得する構成であればいずれの原理を用いた構成であっても適用することが可能である。なお、先端部材１０、接続部２０と光学計測部３０とで、口腔内を撮像するためのハンドピース８０を構成している。また、撮像素子２３は、たとえば、ＣＣＤイメージセンサやＣＭＯＳイメージセンサなどの光学センサや、歯２００からの反射光と参照光との干渉信号を検出するためのセンサなどであって、用途に適した撮像素子２３が光学計測部３０に設けられている。
【００１３】
制御部４０は、光学計測部３０の動作を制御するとともに、光学計測部３０で検出した歯２００からの反射光の情報を処理して対象物の三次元画像を撮像する。具体的には、制御部４０は、歯２００からの反射光を二次元の要素画像（以下、二次元要素画像ともいう）として検出し、前記二次元要素画像の撮像を焦点可変部によってピントを少しずつ変えながら複数回行う。制御部４０は、得られた複数の二次元要素画像を元に、最もピントの合っている距離を制御部４０での演算処理によって求めることで、一つの三次元画像を得る。ここで三次元画像は、歯２００の三次元形状情報や、色情報（たとえば、赤、青、緑など色ごとの反射率情報）などを含む。また、三次元画像は、三次元テクスチャの法線方向情報などの、その他の情報を含んでいてももちろんよい。制御部４０は、制御中枢としてのＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＣＰＵが動作するためのプログラムや制御データ等を記憶しているＲＯＭ（Read Only Memory）、ＣＰＵのワークエリアとして機能するＲＡＭ（Random Access Memory）、周辺機器との信号の整合性を保つための入出力インターフェイス等が設けられている。また、制御部４０は、取得した三次元画像を表示部５０に出力することが可能であるとともに、光学計測部３０の設定などの情報を図示していない入力装置などで入力可能である。なお、撮像した二次元要素画像を処理して三次元画像を撮像するための演算の少なくとも一部は、制御部４０のＣＰＵによってソフトウェアとして実現されてもよいし、当該ＣＰＵとは別に処理を行うハードウェアとして実現されてもよい。また、当該ＣＰＵやハードウェアなどの処理部のうち少なくとも一部は、光学計測部３０の内部に組み込まれていてもよい。また、図１では三次元スキャナ１００の各構成要素（３０、４０、５０、６０）がケーブル（図中の太線）によって配線されているように描かれているが、これらの配線のうち一部または全部が無線通信によって接続されていてもよい。また、制御部４０が片手で持ち上げられるほど十分に小型かつ軽量であれば、制御部４０と光学計測部３０とが一体化され、ひとつのハンドピース８０として構成されていてもよい。
【００１４】
表示部５０は、制御部４０で得られた歯２００の三次元画像の撮像結果を表示するための表示装置である。また、表示部５０は、光学計測部３０の設定情報や、患者情報、スキャナの起動状態、取扱説明書、ヘルプ画面などの、その他の情報を表示するための表示装置としても利用することができる。表示部５０の例として、たとえば据え置き式の液晶ディスプレイや、ヘッドマウント式やメガネ式のウェアラブルディスプレイなどが適用できる。また、表示部５０は複数あってもよく、前記三次元画像の撮像結果やその他の情報が、複数の表示部５０上に同時表示あるいは分割表示されるよう構成されてもよい。電源部６０は、光学計測部３０および制御部４０を駆動するための電力を供給するための装置である。電源部６０は、図１に示すように制御部４０の外部に設けられていても、制御部４０の内部に設けられていてもよい。また、電源部６０は、制御部４０、光学計測部３０、表示部５０に対し、別々に給電できるよう、複数設けられていてもよい。
【００１５】
［先端部材の構成］
図２は、本発明の実施の形態１に係る先端部材１０の構成の概略図である。先端部材１０の一方端は、直方体を斜めに切った形状をしている。先端部材１０は、光学計測部３０と接続するための開口部１１を有する筐体１２と、開口部１１とは反対側の筐体１２に設けられた計測窓１３（採光部）と、計測窓１３から取り込んだ光を開口部１１の方向に反射するミラー１４とを備える。また、先端部材１０のうちの計測窓１３を設けた側に窪み１５が設けられている。より具体的には、窪み１５は開口部１１から最も離れた位置であって、計測窓１３に隣接する位置に設けられている。また、窪み１５は、先端部材１０の計測窓１３が設けられた側の面を設置面として平面に設置した場合に、当該平面と先端部材１０との間に隙間が生じるように設けられている。
【００１６】
なお、以下では、説明の便宜上、先端部材１０の長手方向をＹ軸と規定し、計測窓１３を設けた面に平行であってＹ軸に対して垂直方向に向かうＸ軸とし、Ｙ軸およびＸ軸に対して垂直なＺ軸が設定されているものとする。また、開口部１１を設けた位置から計測窓１３に向かう方向を前方とし、前方から先端部材１０をみたときの右側を右といい、左側を左という。
【００１７】
図３は、本発明の実施の形態１に係る先端部材１０の底面図であって、計測窓１３の近傍を拡大した図である。図３に示すように、窪み１５は、先端部材１０の外周と計測窓１３との間に設けられている。また、窪み１５のＹ軸方向の幅は、筐体１２のＹ軸方向の厚みと一致するように描かれているが、窪み１５のＹ軸方向の幅が、筐体１２のＹ軸方向の厚みよりも狭くなるよう構成してもよい。
【００１８】
図４は、本発明の実施の形態１に係る窪み１５を先端部材１０の前方から見た場合の拡大図である。図４に示すように、先端部材１０を前方から見たときに、窪み１５を通して、計測窓１３が見えるように窪み１５は設けられている。なお、図４においては、窪み１５を通して計測窓１３が見える様子については、図示を省略している。また、窪み１５の形状は、窪み１５の中央部付近で窪みの深さｄが最大となり、極値となる形状である。また、先端部材１０の前方から見た場合の窪み１５の形状は、先端部材１０の底面（ＸＹ平面、すなわち計測窓１３を通る光軸に対して直交する面）から緩やかに窪みの最大深さｄに至り、緩やかに先端部材１０の底面に戻る曲線形状をしている。三次元スキャナ１００のＺ方向の撮像可能範囲Ｈは、窪み１５のうち、窪みの深さｄが最大となる位置から当該位置よりも先端部材のやや内側の位置までの領域に位置する点を基準に、先端部材１０の外側に向かって設定される。撮像可能範囲Ｈの範囲内に置かれた対象物は正しく撮像され、範囲外に置かれた対象物については正しく撮像されない。撮像可能範囲Ｈは図示していない焦点可変部のピントの調整可能幅に対応しており、無限に大きくすることはできない。
【００１９】
窪み１５の傾斜角である窪み１５の曲線形状に接する接線ＴとＸＹ平面とのなす角αは、４５度以下となっている。つまり、窪み１５は、深さが急激に変わるような形状をしておらず、緩やかに深さが変わるような形状をしている。角度αが大きすぎると（たとえば９０度に近い角度）、窪み１５の内面が歯の側面を挟み込んで保持するような先端部材１０の形状となってしまう。そのため、患者の口腔内で先端部材１０を動かしながら連続撮像する際、特に方向旋回する際に、撮像を中断し、先端部材１０を一度Ｚ方向に引き抜いてから先端部材１０の方向を再設定しなければならないなどの手間が生じる。これに対し、角度αを４５度以下の浅い角度としたことで、当該保持効果は生まれず、方向旋回が容易となるため、中断することなく連続的に撮像を行うことが可能となる。すなわち三次元スキャナ１００の操作性が向上する。また、窪み１５の形状を滑らかな曲線形状としたことで、窪み１５が角張った形状であった場合とくらべ、撮像中に窪み１５の一部が対象物に引っ掛かり、患者に不快感を与えるリスクが低減する。
【００２０】
本発明の実施の形態１に係る窪み１５の内面の形状は、曲面形状をしている。なお、窪み１５の形状はＹ軸方向に沿って変わらないようにしてもよく、また、Ｙ軸方向に沿って変わるようにしてもよい。具体的に、窪み１５の形状がＹ軸方向に沿って変わらないような形状とは、窪み１５に略円柱状の曲面が嵌るような形状である。また、窪みの形状がＹ軸方向に沿って変わるような形状とは、窪み１５に略円錐状、略球状、または略トロイダル状の曲面が嵌るような形状である。
【００２１】
図４に示すように、Ｘ軸方向の窪みの幅ｗは、先端部材１０のＸ軸方向の幅ａの半分よりも大きい。つまり、窪みの幅ｗと先端部材１０のＸ軸方向の幅ａとの間には、ａ＜ｗ×２という関係が成立する。このように、窪みの幅ｗを十分大きく設定したことで、歯２００（幅が１０ｍｍ程度ある）に対して窪み１５を接触させ安定するのに十分な窪みの幅ｗを確保できる。また、窪みの幅ｗを十分大きく設定することで、洗浄の際に洗浄器具や薬液が窪み内部に行き届きやすくなり、より衛生的になる。
【００２２】
また、窪み１５の形状は、窪みの最大深さｄが、窪みの幅ｗの半分未満となるような形状である。つまり、窪みの最大深さｄと、窪みの幅ｗとの間には、ｄ＜ｗ×１／２という関係が成立する。また、窪みの最大深さｄを十分小さく設定したことで、撮像可能範囲Ｈのうち、ＸＹ平面よりも先端部材１０の外側にある撮像可能範囲Ｈ’を十分に確保することができる。撮像可能範囲Ｈ’が十分に確保されないと、歯２００の咬合面を撮像することはできても、窪み１５に接触させた歯２００の咬合面からＺ方向に遠い位置にある歯肉を撮像したい場合や、バイトスキャン動作において歯２００の側面を撮像したい場合などの他の撮像状況において、対象物を撮像可能範囲Ｈ、Ｈ’内に位置づけることができず、正しく撮像することができない。よって窪みの最大深さｄは小さく設定する必要がある。また、窪みの最大深さｄを十分小さく設定することで前述の方向旋回動作を阻害するような保持効果が生じない。
【００２３】
図５は、本発明の実施の形態１に係る先端部材１０を歯２００の上面にあてがった様子を示す模式図である。また、図６は、本発明の実施の形態１に係る先端部材１０を歯２００の側面にあてがった様子を示す模式図である。ここで、あてがうとは、先端部材１０と歯２００とが少なくとも１点以上で接するように、先端部材１０を歯２００に当てることである。図５に示すように、本実施の形態１に係る先端部材１０を歯２００の上面にあてがうと、窪み１５に歯２００がはまり、窪み１５の内側の辺と歯２００とが２点（図５中の接点２０１）で接触する。窪み１５の内側の辺と歯２００とが２点で接触するため、歯２００に対して先端部材１０が図の左右方向にずれにくい。よって、先端部材１０のうちの計測窓１３を設けた側に窪み１５を設けることで、測定中に先端部材１０が歯２００からずれてしまうことを防止することができ、安定して撮像することができる。また、窪み１５は歯２００と２点で接触しているだけで、歯２００を挟み込む形状でないため、先端部材１０を図の左右方向の位置を維持させつつ図の前後方向にずらすことや方向旋回動作が可能になるので、連続して歯２００を撮像するような場合に、窪み１５に沿って歯２００の上面を滑らせるようにハンドピース８０を動かすことができる。よって、先端部材１０のうちの計測窓１３を設けた側に窪み１５を設けることで、歯２００から先端部材１０を離すことなく測定することができ、操作性よく撮像することができる。なお、当該接触点の数が１点の場合であっても、撮像することは可能である。たとえば対象物が前歯のような幅の小さな歯２００であった場合や、臼歯であっても患者の個人差によって尖った構造を有していた場合には、窪み１５に対して歯２００が１点で接触する場合がある。この場合、歯２００に対し、略Ｚ方向に力を加えて先端部１０を押し当てることで、窪みの深さｄが最大となる（極値をとる）位置にまで先端部材１０が移動し、位置安定するため、操作性良く撮像することができる。もちろん、接触させずに歯２００から先端部材１０を少し離して撮像することも可能である。
【００２４】
図６に示すように、バイトスキャンをする場合、窪み１５を設けることで、窪み１５の両端にある窪んでいない部位が歯肉２１０にあたる。このような場合にあっても、歯肉２１０に窪んでいない部位をあてがいながら歯肉２１０の表面を滑らせるようにハンドピース８０を動かすことができる。また、バイトスキャンをする場合には、先端部材１０が歯２００と頬の肉とに挟まれるため、測定中に先端部材１０が歯２００からずれてしまう虞はない。ここで、窪みの最大深さｄの値を大きく設定しすぎた場合、すなわち窪み１５の内面が歯２００の側面を挟み込んで保持するような先端部材１０の形状となってしまった場合には、図４に示した撮像可能範囲Ｈ’が狭くなるため、撮像対象である歯２００の側面が撮像可能範囲Ｈ、Ｈ’から外れ、正しく撮像できなくなる虞がある。さらに最大深さｄの大きさに応じて、先端部材１０の高さが大きくなってしまうため、頬の肉が過剰に引っ張られて患者に苦痛を与えてしまう虞がある。よって、窪みの深さｄは小さく設定するのが良い。
【００２５】
なお、先端部材１０と歯肉２１０とを接触させると、先端部材１０の窪んでいない部位が歯肉２１０にあたる。このとき、歯肉２１０と先端部材１０の窪んでいない部位の面とで接する。歯肉２１０とは、面で接触するため、患者に苦痛を与える虞がない。
【００２６】
［三次元画像の合成］
図７〜図９を用いて、本発明の実施の形態１に係る三次元スキャナ１００が実行する三次元画像の合成方法について説明する。図７は、本発明の実施の形態１に係るハンドピース８０内に配置された光学系の模式図である。図８は、本発明の実施の形態１に係る三次元スキャナ１００が撮像した三次元画像を示す図である。図９は、本発明の実施の形態１に係る三次元スキャナ１００が撮像した三次元画像を合成する方法について説明するための図である。
【００２７】
ハンドピース８０には、図７に示すように、光学素子であるレンズ２１，２２および光を検出して撮像する撮像素子２３とが設けられている。なお、ハンドピース８０には、これ以外に、測定対象物に投影するパターンを生成するための光学部品（パターン生成素子）および光源、レンズのピントを調整するためのピント調整機構、光源から歯２００へと向かう光と、歯２００から撮像素子２３へと向かう光とを分離するビームスプリッタなどが必要に応じて設けられている。ただし、これらの構成については、図７での図示および詳細な説明については省略している。また、レンズ系が２枚のレンズ２１，２２で構成される例を示しているが、レンズの枚数は２枚に限定されず、１枚のレンズや、３枚以上のレンズで構成されていてもよい。また、レンズ系が構成する光路２４ａと光路２４ｂとが、撮像素子２３付近および歯２００付近にて、互いが平行となるようなテレセントリックなレンズ系として描かれているが、これに限定されずどのようなレンズでも良い。たとえば広角レンズや、魚眼レンズのような超広角レンズや、対象物の上面と側面に同時にピント合わせが可能なハイパーセントリックレンズなどでもよい。
【００２８】
撮像素子２３は、レンズ２１，２２を通って導かれた歯２００からの反射光を検出することで、歯２００の二次元要素画像を撮像する。三次元スキャナ１００は、焦点可変部を用いてピントを変えながら撮像された複数の二次元要素画像に基づき、一つの三次元画像７０を撮像する。ここで三次元画像７０は、歯２００の三次元形状情報と、色情報（たとえば、赤、青、緑など各色の反射率情報）などを含む。三次元テクスチャの法線方向情報などのその他の情報を含んでいてももちろんよい。レンズ２１，２２を通る光路には、レンズ２１，２２の中心付近である特定領域２１ａ，２２ａを通る光路２４ａと、レンズ２１，２２の外周付近の非特定領域２１ｂ，２２ｂを通る光路２４ｂとがある。図８に示す三次元スキャナ１００が撮像した三次元画像７０のうち、光路２４ａを通る光に基づいて撮像した特定部分７０ａと、光路２４ｂを通る光に基づいて撮像した非特定部分７０ｂとを比較すると、非特定部分７０ｂのほうが、レンズの収差、レンズへのコーティングの不完全性、レンズの加工誤差などの影響を強く受けるため、三次元画像７０の品質（画質や形状精度）が低下する。本発明の実施の形態１に係る三次元スキャナ１００は、先端部材１０の中心に位置する窪み１５を歯列にあてがいながら撮像するため、関心となる撮像対象である歯２００を、精度の良好な三次元画像７０の中心付近（特定部分７０ａ）に位置づけ易くすることができる。したがって、撮像の精度が向上する。また、下記にて述べるような、複数の三次元画像７０を合成する場合においても精度を向上させることが可能である。
【００２９】
本発明の実施の形態１に係る三次元スキャナ１００の制御部４０は、複数の三次元画像を互いに合成して一つの大きな三次元画像として表示部５０に表示することができる。具体的には、歯列上で先端部材１０の位置を変えながら別々に撮像された三次元画像（たとえば歯１〜２本程度の範囲を撮像した三次元画像）同士を比較し、両者に共通する部分を検出し、共通する部分に基づき両者を重ね合せることで、合成された一つの大きな三次元画像（たとえば歯列全体の三次元画像）を構築する。上記三次元画像の合成処理は、制御部４０によって行われる。図９を用いて、制御部４０が実行する三次元画像の合成の処理について説明する。ここでは、共通する三次元画像（以下、共通画像７３ともいう）を互いに備える第１の三次元画像（以下、第１画像７１ともいう）と第２の三次元画像（以下、第２画像７２ともいう）とを制御部４０が合成する場合を考える。共通画像７３は、第１画像７１と第２画像７２の特定部分７１ａ，７２ａ同士が重なる領域Ａと、第１画像７１と第２画像７２の非特定部分７１ｂ，７２ｂ同士が重なる領域Ｃと、それ以外の領域Ｂとを含む。制御部４０は、領域Ａの共通画像７３だけに基づいて共通する三次元画像の位置（合成後の三次元座標）や、三次元画像の色、三次元画像の明度などの調整を行う。また、制御部４０は、領域Ｂについては、非特定部分７１ｂ，７２ｂの共通画像７３は用いないで、特定部分７１ａ，７２ａのみを用いて三次元画像を生成する。制御部４０は、領域Ｃについては、第１画像７１および第２画像７２を合成することで三次元画像を生成する。
【００３０】
また、制御部４０は、共通する三次元画像を特定する際に、特定部分７１ａ，７２ａ同士が共通しない場合は、一方が特定部分７０ａで、他方が非特定部分７０ｂとなる領域Ｂの共通画像７３に基づいて共通する三次元画像の位置や、三次元画像の色、三次元画像の明度などの調整を行う。また、制御部４０は、共通する三次元画像を特定する際に、共通する三次元画像の全てが領域Ｃに応じた三次元画像である場合は、三次元画像の合成をしないようにしてもよい。
【００３１】
つまり、制御部４０は、撮像された三次元画像のうち、レンズ２１，２２のうちのいずれの領域を通過した光に基づいて撮像された領域であるかを特定し、特定した領域ごとに重み付けを行い、重み付けした三次元画像の領域の情報に基づいて、２つの三次元画像７１，７２のうちのどちらの情報を優先して合成処理に採用するかを決定し、三次元画像データを合成する。このようにすることで、ゆがみの少ない信頼度の高い領域の情報を優先して用いることができ、より正確な三次元画像を得ることができる。
【００３２】
重み付けの方法は上記に限らず、たとえば「特定部分の情報を７０％利用し、非特定部分の情報を３０％利用して合成する」などの比率を設定してもよい。また、前記の例では特定部分７０ａ（７１ａ，７２ａ）と、非特定部分７０ｂ（７１ｂ，７２ｂ）の、２つの部分を画像内に規定して重み付けを行っていたが、３つ以上の部分を規定して重み付けを行ってもよい。あるいは、三次元画像の中心からの距離などの関数として、連続的に重み付けを設定してもよい。本発明の実施の形態１に係る三次元スキャナ１００は、先端部材１０の中心に位置する窪み１５を歯列にあてがいながら撮像するため、関心となる撮像対象である歯２００を、精度の良好な三次元画像７０の中心付近（特定部分７０ａ）に位置づけ易くすることができる。歯列部分は歯肉などの他の組織と比べ、三次元画像の合成処理に必要な形状特徴情報を多く含む。したがって、三次元画像の合成処理における、三次元画像同士の共通部分の検出する処理を精度よく実行することができ、合成後の三次元画像の精度が向上する。
【００３３】
なお、本発明の実施の形態１においては、制御部４０は、非特定部分７０ｂの領域も三次元画像の合成に用いることとしたが、非特定部分７０ｂを除外し、特定部分７０ａだけを用いて三次元画像を合成してもよい。このようにすることで、ゆがみの少ない信頼度の高い領域の情報だけを用いるため、より正確な三次元画像を得ることができる。なお、本発明の実施の形態１に係る三次元スキャナ１００は、先端部材１０の中心に位置する窪み１５を歯列にあてがいながら撮像するため、関心となる撮像対象である歯２００を、精度の良好な三次元画像７０の中心付近（特定部分７０ａ）に位置づけ易くすることができる。したがって、非特定部分の撮像結果（非特定部分７０ｂ）を除外したとしても、画像合成処理に必要な、形状特徴情報を多く含む歯列部分は除外対象とはなりにくいため、合成処理においてエラーなどが生じにくい。また、非特定部分７０ｂを除外して合成を行うため、処理に必要なデータ点数が少なくて済む。その結果、特定した領域ごとに重み付けをする場合に比べて、合成にかかる処理負担を軽減することができる。すなわち、高速に連続撮像することが可能となる。また、三次元画像の外周部（非特定部分７０ｂ）の撮像結果を採用しないようにしたことで、対応するレンズの領域（非特定領域２１ｂ、２２ｂ）を通過する光については考慮せずにレンズの設計をすることが可能となる。そのため、レンズの径を小さくすることができたり、これまで収差低減のために必要であった膨大な枚数の補正用レンズや高価な非球面レンズの枚数を削減したりすることができる。また、レンズの径を小さくすることで、先端部材１０の径も小さくすることができ、先端部材１０を小型化することができる。これにより、バイトスキャンを行った場合に、頬の肉が過剰に引っ張られて患者に苦痛を与えてしまうことを防ぐことができる。なお、重み付けした画像の領域の情報に基づいて画像データを合成する場合、非特定部分７０ｂのデータも用いることができるため、画像データを有効に利用することができる。その結果、少ない画像で歯２００の全体形状を撮像することができ、早く撮像することができる。
【００３４】
また、本発明の実施の形態１に係る三次元スキャナ１００を用いることで、従来の窪みの無い先端部材を使用した三次元スキャナと比べ、操作性において、以下のような有利な効果が得られる。一般に、歯科用の三次元スキャナは図１に示すように、ハンドピース８０、表示部５０、制御部４０などから構成される。また、制御部４０にて実行される、三次元画像を得るための演算には、一定の処理時間を必要とする。すなわち、患者の口腔内にて先端部材１０を歯２００に置いたタイミングで、表示部５０の画面上に撮像結果として表示されている歯２００を測定者が見たとしても、先端部材１０が置かれている歯２００の位置と、表示部５０の画面上に撮像結果として表示されている歯２００の位置とは、必ずしも一致しない。そのため、従来の先端部材に窪みを有さない三次元スキャナを使用し、患者の口腔内を確認せずに表示部の画面だけを注視して撮像を続けた場合に、表示部の画面上では先端部材が正しい位置（歯２００の中心）に置かれているように見えても、実際の歯２００の上では先端部材が横滑りを起こしていることがあり、撮像に失敗することがあった。上記失敗を防止するためには、操作者（歯科医師など）は、患者の口腔内と、表示部の画面とを交互に見比べながら撮像する必要があり、操作性が悪かった。一方で、本発明の実施の形態１に係る三次元スキャナ１００を用いた場合には、先端部材１０に窪み１５を設けた効果により、上記横滑りによる撮像の失敗が発生しにくい。その結果、操作者は患者の口腔内を頻繁に確認せずとも、表示部５０に表示される画像だけを見ながら撮像することができ、操作性が向上する。
【００３５】
（実施の形態２）
実施の形態１に係る先端部材１０では、窪み１５を１つ有する構成について説明した。しかし、実施の形態２に係る先端部材１０では、窪み１５を２つ有する構成について説明する。図１０は、本発明の実施の形態２に係る先端部材１０の構成を説明するための概略図である。なお、本実施の形態２に係る先端部材１０では、図２〜４に示した実施の形態１に係る先端部材１０と同じ構成について同じ符号を用いて詳しい説明を繰返さない。また、図１０においては、ミラー１４の図示を省略している。
【００３６】
図１０に示すように、実施の形態２に係る先端部材１０のうちの計測窓１３を設けた側に窪み１５が２つ設けられている。具体的に、実施の形態２に係る先端部材１０は、実施の形態１に係る窪み１５と同じ位置に設けられた窪み１５ａと、計測窓１３に隣接する位置であって、計測窓１３の後方に設けられた窪み１５ｂとを備える。窪み１５ａ，１５ｂは、それぞれ、実施の形態１に係る先端部材１０に設けられた窪み１５と同じ形状であって、かつ同じ大きさである。窪み１５ｂは、計測窓１３に隣接する位置であって、前方から後方に向かってＹ軸方向に設けられている。
【００３７】
このように、歯列に沿ったレールのように窪み１５ａ，１５ｂを平行に設け、両方の窪みに歯をあてがうことで、窪み１５ａだけを設ける場合よりも安定して歯２００の上面を滑らせるように先端部材１０を動かすことができる。すなわち撮像の精度や操作性が向上する。
【００３８】
（実施の形態３）
実施の形態１に係る先端部材１０では、窪み１５を１つ有する構成について説明した。しかし、実施の形態３に係る先端部材１０では、窪み１５を２つ有し、計測窓１３と筐体１２との間に段差１６を設けた構成について説明する。図１１は、本発明の実施の形態３に係る先端部材１０の構成を説明するための概略図である。なお、本実施の形態３に係る先端部材１０では、図２〜４に示した実施の形態１に係る先端部材１０と同じ構成について同じ符号を用いて詳しい説明を繰返さない。また、図１１においては、ミラー１４の図示を省略している。
【００３９】
図１１に示すように、実施の形態３に係る先端部材１０の筐体１２には、計測窓１３との間に段差１６が設けられている。また、筐体１２の外面のうちの計測窓１３が設けられた面は傾斜面１７となっている。実施の形態３に係る先端部材１０のうちの計測窓１３を設けた側に窪み１５が２つ設けられている。具体的に、実施の形態３に係る先端部材１０は、実施の形態１に係る窪み１５と同じ位置に設けられた窪み１５ａと、段差１６に設けられた窪み１５ｃとを備える。窪み１５ａ，１５ｃは、それぞれ、実施の形態１に係る先端部材１０に設けられた窪み１５と同じ形状であって、かつ同じ大きさである。窪み１５ｃは、段差１６に設けられており、Ｚ軸方向に設けられている。段差１６の形成は、先端部材１０の筐体１２の厚みが足りず、窪み１５ｃにおいて十分な窪みの深さｄが確保できない場合などに有効である。
【００４０】
また、先端部材１０に段差１６を設けたことにより、斜面１７が形成され、以下のような効果も奏する。傾斜面１７を備えない先端部材１０を歯２００にあてがった場合に、窪み１５ａに歯２００をはめようとすると、計測窓１３と歯２００の上面との間に隙間ができてしまう。この隙間からパターン以外の光が光学計測部３０内に入ってしまい、撮像に影響を与える虞がある。そこで、傾斜面１７を備えることで、計測窓１３と歯２００の上面との間に生じてしまう隙間を減らすことができる。その結果、パターン以外の光が光学計測部３０に入ってしまうことを防止することができる。さらに、段差１６に窪み１５ｃを設けることで、窪み１５ａ，１５ｃによって歯列に沿ったレールが形成されるため、窪み１５ａだけを設けるよりも安定して歯２００の上面を滑らせるように先端部材１０を動かすことができる。
【００４１】
（実施の形態４）
実施の形態１に係る先端部材１０では、窪み１５を１つ有する構成について説明した。しかし、実施の形態４に係る先端部材１０では、窪み１５を３つ有する構成について説明する。図１２は、本発明の実施の形態４に係る先端部材１０の構成を説明するための概略図である。なお、本実施の形態４に係る先端部材１０では、図２〜４に示した実施の形態１に係る先端部材１０と同じ構成について同じ符号を用いて詳しい説明を繰返さない。また、図１２においては、ミラー１４の図示を省略している。
【００４２】
図１１に示すように、実施の形態４に係る先端部材１０のうちの計測窓１３を設けた側に窪み１５が３つ設けられている。具体的に、実施の形態４に係る先端部材１０は、実施の形態１に係る窪み１５と同じ位置に設けられた窪み１５ａと、計測窓１３に隣接する位置であって、計測窓１３の左右に設けられた窪み１５ｄ，１５ｅとを備える。窪み１５ａ，１５ｄ，１５ｅは、それぞれ、実施の形態１に係る先端部材１０に設けられた窪み１５と同じ形状であって、かつ同じ大きさである。窪み１５ｄ，１５ｅは、計測窓１３に隣接する位置であって、Ｚ軸方向に設けられている。
【００４３】
歯２００の上面に沿って、ハンドピース８０をＹ軸方向に動かす場合（たとえば臼歯を撮像する場合）には、窪み１５ａに歯２００の上面をあてがいながらハンドピース８０を動かすことができる。また、歯２００の上面に沿って、ハンドピース８０をＸ軸方向に動かす場合（たとえば前歯を撮像する場合）には、窪み１５ｄ，１５ｅに歯２００の上面をあてがいながらハンドピース８０を動かすことができる。このように、実施の形態４に係る先端部材１０は、窪み１５ａに加えて、窪み１５ｄ，１５ｅを備えることにより、歯列の撮像におけるさまざまな先端部材１０の移動方向に対応できるようになり、安定して撮像できる部位が増える。
【００４４】
（実施の形態５）
実施の形態１に係る先端部材１０では、先端部材１０に窪み１５だけを設ける構成について説明した。しかし、実施の形態５に係る先端部材１０では、窪み１５に軟性部材１８を設けた構成について説明する。図１３は、本発明の実施の形態５に係る先端部材１０の構成を説明するための概略図である。なお、本実施の形態５に係る先端部材１０では、図２〜４に示した実施の形態１に係る先端部材１０と同じ構成について同じ符号を用いて詳しい説明を繰返さない。また、図１３においては、ミラー１４の図示を省略している。
【００４５】
図１３に示すように、実施の形態５に係る先端部材１０のうちの計測窓１３を設けた側に窪み１５が１つ設けられている。窪み１５が設けられている位置、窪み１５の大きさ、形状は、いずれも、実施の形態１に係る先端部材１０に設けられた窪み１５と同じである。実施の形態５に係る先端部材１０に設けられた窪み１５には、窪み１５を埋めるように軟性部材１８が設けられている。軟性部材１８は、可塑性の部材であっても、弾性の部材であってもよく、外力を加えた場合に変形する部材であればよい。軟性部材１８としては、たとえば、医療用ゴム（シリコーンゴムやフッ素ゴム）などを使用することができる。軟性部材１８は先端部材１０と、一体化（たとえば接着固定など）されており、先端部１０と一緒に滅菌処理し繰り返し使用するよう構成しても良いし、軟性部材１８が先端部１０から着脱交換可能な構成としても良い。後者は、軟性部材１８を使用毎、あるいは一定回数使用毎に使い捨てする場合などに好適である。なお、図１３では軟性部材１８の一辺は直線的であるように描かれているが、湾曲していてももちろんよい。また、撮像の対象物が生体でなければ（人口の生体模型や工業製品など）軟性部材１８の材料は、医療用材料でなくとも良い。たとえば窪み１５が接触する対象物を傷付けないように、やわらかい素材（スポンジ、フェルト、各種繊維など）で軟性部材１８を構成するのがよい。
【００４６】
軟性部材１８を歯２００に押し当てることで、軟性部材１８は変形する。そのため、窪み１５に軟性部材１８を設けた場合であっても、軟性部材１８が変形するため、窪み１５に歯２００をはめることができ、軟性部材１８を設けない場合と同様の効果が得られる。また、軟性部材１８としてゴムのような摩擦の高い部材を適用することで、先端部材１０と歯２００との間に摩擦が生じ、適度に滑りにくくすることが可能なため、軟性部材１８を設けない場合と比べて、より安定して測定をすることができる。
【００４７】
（実施の形態６）
実施の形態１に係るハンドピース８０では、先端部材１０が光学計測部３０に着脱可能に設けられている例について説明した。しかし、実施の形態６に係るハンドピース８０では、先端部材１０と光学計測部３０とが一体化されている構成について説明する。図１４は、本発明の実施の形態６に係るハンドピース８０の構成を説明するための概略図である。なお、本実施の形態６に係る先端部８３では、図２〜４に示した実施の形態１に係る先端部材１０と同じ構成について同じ符号を用いて詳しい説明を繰返さない。
【００４８】
実施の形態６に係るハンドピース８０は、筐体８１と、筐体８１内に設けられたレンズ２１，２２および撮像素子２３とを含む。筐体８１は、本体部８２と本体部８２に連続して設けられた先端部８３とからなる。本体部８２は、測定者が測定をする際に持つ把持部の機能を有している。
【００４９】
図１４においては、光源は図示していないものの、筐体８１内に設けられており、光源から照射された光が歯２００に反射し、その反射光が、光路２４に沿って直接、レンズ２１，２２を通って撮像素子２３により撮像される。図１４において、レンズの枚数は２枚でなくとも良いし、光軸の方向を折り返すためのミラーなどが設けられていてもちろんよい。また、レンズ２１、２２や撮像素子２３がすべて先端部に内蔵されるよう描かれているが、一部の部品は把持部側に組み込まれていてもよい。
【００５０】
筐体８１の先端部８３のうちの計測窓１３を設けた側に窪み１５を備える。ここで、実施の形態６に係るハンドピース８０に設けられた窪み１５と、実施の形態１に係るハンドピース８０に設けられた窪み１５とは、同じ形状、同じ大きさである。また、設けられた位置も、計測窓１３に隣接する位置であって、先端部８３と本体部８２との境目から最も遠い位置であって、実施の形態１に係るハンドピース８０に設けられた窪み１５が設けられた位置と共通する。そのため、実施の形態１に係る三次元スキャナ１００と同様、実施の形態６に係る三次元スキャナ１００を用いた場合であっても、操作性がよく、安定して撮像することができる。特に滅菌不要な計測物を撮像する場合（たとえば、生体ではない人工の模型など）には、着脱式ではなく、三次元スキャナ本体部８２と先端部８３とが一体となっている構造が適用できる。
【００５１】
（変形例１）
図１５は、変形例１の窪み１５の形状を説明するための概略図である。実施の形態１〜６に係る三次元スキャナ１００に設けられた窪み１５の形状は、窪み１５の内面に接する接線ＴとＸＹ平面とのなす角αは４５度以下となるような形状であるとした。しかし、窪み１５は、図１５に示すように、窪み１５の曲線形状に接する接線ＴとＸＹ平面とのなす角αが４５度を超える領域を備えていてもよい。図１５に示すように、接線ＴとＸＹ平面とのなす角αが４５度を超える領域が局所的に存在してもよいが、当該領域の深さｄが十分短ければ（たとえば１ｍｍ以下であれば）、当該領域の幅ｗ１も短くなり、歯２００の側面を両側から挟み込んで保持するような形態とはならない。そのため保持効果が生じず、歯列の撮像に必要な方向旋回動作の阻害とはならない。
【００５２】
（変形例２）
図１６は、変形例２の窪み１５の形状を説明するための概略図である。実施の形態１〜６に係る三次元スキャナ１００に設けられた窪み１５の形状は、曲面形状をしているとしたが、曲面に限られない。たとえば、図１６に示すように、平面形状であってもよい。図１６に示す窪み１５は三角柱がはまりこむような形状をしている。このような場合であっても、窪み１５の内面が対象物である歯２００に２点で接するため、実施の形態１〜６と同様の効果が得られる。また、窪み１５の形状は変形例１および２の形状に限られず、窪み１５の表面に凹凸を設けたような形状であってもよい。
【００５３】
（変形例３）
実施の形態１〜５において、先端部材１０の形状は、直方体を斜めに切った形状としたがこれに限られない。たとえば、先端部材１０の形状は、直方体形状をしていてもよいし、円柱形状をしていてもよい。また、計測窓１３の形状も四角形として図示しているが、これに限らず、円形、楕円形、丸みを帯びた四角形、多角形などの形状でもよい。なお、先端部材１０の形状は、先端部材１０の外面のうちの計測窓１３を設けた側が略平面となる形状が好ましい。計測窓１３を設けた側が略平面とすることで、歯２００に窪み１５がはまっているときに、窪み１５から歯２００がはずれたとしても、計測窓１３を設けた側が球面になっている場合に比べてずれにくくなる。また、図２、１０〜１３などでは、わかりやすさのため、角張った形状の（エッジ部が尖っている）先端部材１０を図示しているが、当該エッジ部に対して面取り加工やフィレット加工などの加工が施されていてももちろん良い。当該加工を施すことにより、患者の口腔内に尖ったエッジが接触し、痛みなどの不快感を患者に与える可能性が低減する。また、操作者の手にエッジ部が引っ掛かることによる医療用手袋の破損などのリスクが低減する。上記先端部材や先端部の形状の変形例に応じて、ミラー１４の形状も図示の長方形に限らず、楕円型や面取りされた多角形などを適宜選択するのが良い。
【００５４】
（変形例４）
実施の形態１〜６において、先端部材１０を前方から見たときに、窪み１５を通して、計測窓１３が見えるように窪み１５は設けられているとした。しかし、筐体１２の厚みと同じ大きさの窪み１５を設ける必要はなく、筐体１２の厚みよりも小さな窪み１５を設けてもよい。具体的には、筐体１２を厚み方向に貫くような窪み１５ではなく、筐体１２の筐体１２の表面を削ったような窪み１５であってもよい。
【００５５】
（変形例５）
本実施の形態１においては、制御部４０が合成処理する画像データは、三次元画像としたが、撮像装置を光干渉断層撮影装置とした場合に、制御部４０は断層画像データを合成するようにしてもよい。同様に、撮像装置を、二次元画像を撮像するカメラとしてもよい。その場合、制御部４０が合成する画像データは、二次元画像となる。複数の二次元画像データを合成することで全体データ（パノラマ二次元画像）が形成される。
【００５６】
（変形例６）
実施の形態２〜５において、窪み１５ａ〜１５ｅは、全て実施の形態１に係る窪み１５と同じ形状、同じ大きさとしたが、窪み１５ａ〜１５ｅ、それぞれの形状が異なってもよく、また、その一部が共通で、一部が異なるようにしてもよい。
【００５７】
（変形例７）
実施の形態１〜６において、窪み１５は筐体１２に設けることとした。しかし、窪み１５を設けた筐体１２とは異なる部品を筐体１２に取り付けることで、先端部材１０に窪みを設けてもよい。
【００５８】
（変形例８）
図１１では、段差１６が後方の一辺のみに配置される例を示したが、段差は別の辺にあったり、複数の辺にあったりしても良い。すなわち、前方一辺が段差となっている構造（傾斜面１７の傾きの方向が逆）や、４辺すべてに段差が形成されていてもよい。
【００５９】
（変形例９）
実施の形態１〜６において、撮像装置が撮像する画像を三次元画像として説明したが、これに限られない。撮像装置が撮像する画像は、たとえば、二次元画像や断層画像、並びに、三次元画像、二次元画像および断層画像を組合わせた画像であってもよい。画像は、テクスチャの法線方向の情報、対象物の物性の情報、撮像した時刻の情報、患者の情報、画像データの信頼度を示す情報、撮像装置や先端部材の個体情報（シリアルナンバー）や校正情報、および、画像同士を合成する際に用いられる重み付けに関する情報などの、その他の情報を含んでいてもよい。二次元画像は、二次元の画像であって、色情報を含むカラー画像であっても、色情報を含まないモノクロ画像であってもよく、赤外線画像、紫外線画像、蛍光画像、またはマルチスペクトル画像であってもよい。また、断層画像は、たとえば、対象物の表面よりも深い部分の情報を含む三次元の断層データである。三次元画像、二次元画像および断層画像を組合わせた画像は、たとえば、三次元形状情報や断層データの表面にテクスチャとして、二次元画像を貼り合せた画像である。
【００６０】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００６１】
１０  先端部材、１１  開口部、１２，８１  筐体、１３  計測窓、１４  ミラー、１５，１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ，１５ｅ  窪み、１６  段差、１７  傾斜面、１８  軟性部材、２０  接続部、２１，２２  レンズ、２１ａ，２２ａ  特定領域、２１ｂ，２２ｂ  非特定領域、２３  撮像素子、２４，２４ａ，２４ｂ  光路、４０  制御部、５０  表示部、６０  電源部、７０  三次元画像、７０ａ，７１ａ，７２ａ  特定部分、７０ｂ，７１ｂ，７２ｂ  非特定部分、７１  第１画像、７２  第２画像、７３  共通画像、８０  ハンドピース、８２  本体部、８３  先端部、１００  三次元スキャナ、２００  歯、２０１  接点、２１０  歯肉、Ｔ  接線、ｗ，ｗ１  窪みの幅、ｄ  窪みの深さ、ａ  先端部材の幅。
【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７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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