(57)【要約】  歯科用補綴物部品を記述するデータレコードを作成するためのシステムであって、歯科用補綴物部品の表面または形状を記述する複数の要素に関するエントリであって、各エントリに対して、1つ、2つまたはそれより多い属性がリストされるエントリを備えるデータレコードを作成することができる手段を備えるシステム。本発明はさらに、データレコードを用いて歯科用補綴物部品を製造するための対応するシステム、対応する方法および対応するデータレコードに関する。
2011524223.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
歯科用補綴物部品を定義するデータレコード(43)を作成するためのシステム(40)であって、
歯科用補綴物部品の表面または形状を定義する複数の要素(2、3、4、5)に関するエントリ(45)であって、そのようなエントリ(45)のそれぞれに対して、1つ、2つまたはそれより多い属性(A1、A2、47)もまたリストされるエントリ
を備えるデータレコード(43)を作成することができる手段を備えるシステム(40)。
【請求項２】
前記システム(40)は、歯科用補綴物部品を設計するためのハードウェアおよびソフトウェアを伴うコンピュータ等の、前記歯科用補綴物部品を設計するための構成要素を備えることを特徴とする、請求項1に記載のシステム。
【請求項３】
前記システム(40)は、残りの歯部のモデルをスキャンするための、または残りの歯部自体をスキャンするためのスキャナ(42)を備えることを特徴とする、請求項1または2に記載のシステム。
【請求項４】
前記システム(40)は、ソフトウェア構成要素を備え、それらにより複数の要素(2、3、4、5)を一緒に選択することができ、決められた属性(A1、A2、47)をこれらと一緒に関連づけることができることを特徴とする、請求項1から3のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項５】
前記属性データ(A1、A2、47)は、以下の属性、すなわち、製造物の精度、材料、要素に対する色の1つ、2つまたはそれより多くを定義することができることを特徴とする、請求項1から4のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項６】
レーザ焼結等により、歯科用補綴物部品を製造するためのシステム(41)であって、データレコード(43)を読み込むことができ、このデータレコードは、歯科用補綴物部品の表面または形状を定義する複数の要素(2、3、4、5)に関するエントリを備え、そのようなエントリ(45)のそれぞれに対して、1つ、2つまたはそれより多い属性(A1、A2、47)もまたリストされ、システム構成要素(48)が、製造工程のために前記属性(A1、A2)を処理することができるハードウェア構成要素またはソフトウェア構成要素として設けられることを特徴とするシステム(41)。
【請求項７】
前記システム構成要素(48)は、製造精度、および/または前記歯科用補綴物部品の色、および/または材料を定義するための前記属性データ(47)を解析するために設けられることを特徴とする、請求項6に記載のシステム。
【請求項８】
歯科用補綴物部品を定義するデータレコード(43)を作成する方法であって、前記データレコードは、
歯科用補綴物部品の表面または形状を定義する複数の要素に関するエントリ(45)であって、そのようなエントリ(45)のそれぞれに対して、1つ、2つまたはそれより多い属性(A1、A2、47)もまたリストされるエントリ
を備える方法。
【請求項９】
前記データレコード(43)は、歯科用補綴物部品を定義するモデルデータから作成され、前記モデルデータは、あらかじめコンピュータに読み込まれる、またはコンピュータにより設計されることを特徴とする、請求項8に記載の方法。
【請求項１０】
レーザ焼結等により、歯科用補綴物部品を製造する方法であって、データレコード(43)が読み込まれ、このデータレコードは、歯科用補綴物部品の表面または形状を定義する複数の要素(2、3、4、5)に関するエントリ(45)を備え、そのようなエントリ(45)のそれぞれに対して、1つ、2つまたはそれより多い属性(A1、A2、47)もまたリストされ、
前記属性は製造工程のために処理されることを特徴とする方法。
【請求項１１】
要素(21、22、23、24)の属性値は、製造のために使用される線要素および/またはコーナ点(25、26、27、28)に関連づけられることを特徴とする、請求項10に記載の方法。
【請求項１２】
歯科用補綴物部品の表面または形状を定義する複数の要素に関するエントリ(45)であって、そのようなエントリ(45)のそれぞれに対して、1つ、2つまたはそれより多い属性(A1、A2、47)もまたリストされるエントリ
を備えるデータレコード(43)。
【請求項１３】
前記データレコード(43)は、stlフォーマット、wmfフォーマットまたは3次元形状を格納するためのフォーマットの形式で存在することを特徴とする、請求項12に記載のデータレコード。
【請求項１４】
属性(A1、A2)は、2バイト内に格納されることを特徴とする、請求項12または13に記載のデータレコード。
【請求項１５】
エントリ(45)は、前記歯科用補綴物部品の前記表面の3角形の3点のX座標、Y座標およびZ座標、ならびに前記3角形の法線ベクトルの指示を備え、これらのステートメントが好ましくは48バイトを占有することを特徴とする、請求項12から14のいずれか一項に記載のデータレコード。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、歯科用補綴物部品(dental prosthesis part)を記述するデータレコードを作成するためのシステム、歯科用補綴物部品の製造のためのシステム、関連する方法およびデータレコードに関する。
【背景技術】
【０００２】
CAD/CAMの方法による歯科用補綴物部品の製造のために、歯科用補綴物部品のモデルをコンピュータ上で作成し、この歯科用補綴物部品の形状がデータレコード内に格納されることは周知である。そのようなデータレコードにより、歯科用補綴物部品は自動化された形式で製造することができる。
【０００３】
これらのデータレコードは、歯科用補綴物部品の所望の形状を記述し、それにより、それぞれの製造方法により、この所望の形状を製造することができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特殊な歯科用補綴物部品および一部の製造方法に対しては、形状に関する情報の他に、他の情報もまた使用可能であることが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
歯科用補綴物部品の製造の改良を実現するために、請求項1に記載のシステム、請求項6に記載のシステム、請求項8に記載の方法、請求項10に記載の方法および請求項12に記載のデータレコードが提案される。好ましい実施形態は、従属クレーム内に開示される。
【０００６】
データレコードを作成するためのシステムは、複数の要素に関するエントリを備えるデータレコードを作成することができ、これらの要素は、歯科用補綴物部品の形状または表面を記述する。この要素は、例えば、表面の点もしくは表面要素または体積要素であってよい。そのようなエントリのそれぞれに対して、1つ、2つまたはそれより多い属性もまたリストされる(listed)。それに対して属性がリストされる要素を有するそのようなエントリの他に、データレコードが、複数の要素に関する、しかしながらそれに対して属性はリストされないエントリを備えることもまた可能である。しかしながら、それぞれの属性を、データレコードのすべての要素に対してリストすることもできる。
【０００７】
このシステムは、好ましくは、歯科用補綴物部品を設計するためのハードウェア構成要素および/またはソフトウェア構成要素を備える。このために、残りの歯部(tooth portion)のモデルまたは残りの歯部自体をスキャンすることができるスキャナを設けることもでき、その結果、これにより、歯科用補綴物部品を記述するどのデータレコードを設計することができるかに基づいて、データレコードが与えられる。
【０００８】
さらに、このシステムは、好ましくは、ハードウェア構成要素およびソフトウェア構成要素を備え、それらにより複数の要素を一緒に選択することができ、特定の属性をこれらの要素と一緒に関連づけることができる。属性の割当てを、例えば、モデルが特定の部分に関して自動的に解析され、それぞれの属性が自動的に設定されるような自動化された形式で行うこともまた可能である。属性はまた、コンピュータを利用する形式での歯科用補綴物部品の設計の際に、歯科用補綴物部品のそれぞれの部分が、それぞれの属性を用いて製造または実現されるように、手動で設定することもできる。要素は、例えば、マウスまたは別の操作装置により選択することもでき、それにより、1つまたは複数の属性を、それぞれの指示により、これらの要素に割当てることができる。このために、それぞれの入力装置により、視覚的に示される歯科用補綴物部品のモデルで、範囲をマーキングすなわち選択することができる。入力は、特定の基準による要素の選択によりなされてもよい。選択は、データレコードの表形式の表示においてなされてもよい。
【０００９】
属性は、例えば、製造物の精度、材料、または要素に対する色を定義することができる。
【００１０】
歯科用補綴物部品を製造するためのシステムは、例えば、レーザ焼結(laser sintering)装置であってよいが、一般的には、ラピッドプロトタイピング(rapid prototyping)手段等の別の手段であってもよい。そのようなシステムは、データレコードを読み込むことができ、属性に関する情報もまた読み込まれる。そのような属性は、製造工程を制御するために処理することができる。このシステムは、例えば、1つまたは複数の属性について、1つまたは複数の所定の動作で対応することができる。
【００１１】
好ましくは、属性値は、線等の他の幾何学的要素に関連づけられ、これらの幾何学的要素は、製造工程で使用される。そのような他の幾何学的要素は、例えば、表面要素により定義される形状の、製造で必要とされる別の幾何学的説明図(geometric illustration)への転写(transfer)により、生成することができる。
【００１２】
データレコードは、歯科用補綴物部品の表面または形状を記述する複数の要素が入るというだけでなく、属性が各要素に対してリストされるという事実により特徴づけられる。
【００１３】
例えば、1,000、5,000または10,000を超える、要素を記述するエントリが存在し得る。属性値は、そのような要素のそれぞれに対して設定される。
【００１４】
したがって、属性が設定されていないエントリもまた存在し得る。これらもまた、1,000、5,000または10,000を超えるエントリであり得る。
【００１５】
データレコードは、stlフォーマット、wmfフォーマットまたは3次元形状を格納するための任意の他のフォーマットの形式で存在することができる。stlフォーマットまたはwmfフォーマットは、市販のラピッドプロトタイピング装置により認識される。
【００１６】
属性は、好ましくは、2バイト内に格納される。エントリ内の要素に対するデータは、好ましくは、48バイトを占有することができる。
【００１７】
本発明の好ましい実施形態は、添付図面により説明される。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】属性を備えた表面要素の例である。
【図２】歯科用補綴物部品を透視する断面である。
【図３ａ】歯科用補綴物部品の表面である。
【図３ｂ】歯科用補綴物部品の表面である。
【図４ａ】様々な表面要素である。
【図４ｂ】様々な表面要素である。
【図５】データレコードを生成するためのシステム、および歯科用補綴物部品を製造するためのシステムである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図1は、歯科用補綴物部品のモデルの表面のセクションを示す。このモデルは、複数の3角形の表面要素で構成される。隣接する表面要素は、共通の辺6を有し、3角形のコーナ(corner)には、参照番号7が付されている。
【００２０】
そのような表面要素の網状組織を用いて、任意の3次元形状を近似し、または示すことができる。
【００２１】
このモデルの格納に関しては、個別の3角形の表面要素のデータが格納される。このデータは、例えば、3つのコーナ点(corner point)のX座標、Y座標およびZ座標を備える。これらは、表面要素2に対しては、例えば、点P1、P2およびP3である。
【００２２】
さらに、この表面要素に対し、そのX成分、Y成分およびZ成分を有する法線ベクトルNが格納される。この法線ベクトルは、1に規格化してよい。法線ベクトルは通常、例えば表面の内側部を外側部と区別するために、表面要素の方向を定義する役目をする。
【００２３】
3つのコーナ点のX座標、Y座標およびZ座標、ならびに法線ベクトルNのX成分、Y成分およびZ成分が、それぞれ4バイトで格納される場合、合計48バイトがこのために必要となる。データレコード内のエントリのデータのこのパートは、参照符号46のもとに図1に示される。
【００２４】
詳細には、STLデータフォーマットは、以下にリストされる。
<STLファイル> := <名前><ファセット数><ファセット1><ファセット2>〜<ファセットn>
<名前>         := 80バイト長のファイル名、空白で充填される
<ファセット数> := 4バイトの整数
<ファセット>   := <法線><コーナ1><コーナ2><コーナ3><未使用(stuff)バイト>
<法線>         := Nx、Ny、Nz;1に規格化される、それぞれ32ビットの浮動小数点数
<コーナ>       := X、Y、Z;それぞれ32ビットの浮動小数点数
<未使用バイト> := 2つの未使用バイト
【００２５】
したがって、このファイルは、実質的にはファセット(3角形の表面要素)で構成され、各ファセットは、使用可能なメモリ空間の50バイトを有する。その中から48バイトは、法線およびコーナ点のデータのために使用され、2バイトは使用されない。これらの2バイトには、属性値を格納することができ、これは個別のファセットそれぞれについて格納することができる。
【００２６】
異なる属性A1、A2を、表面要素2〜5に対して設定することができる。このことは、図1で表面要素2および3の、属性A1に対応するハッチングにより示され、さらに、表面要素2、4および5が、属性A2に対応するドット形式(dotted form)で示される。
【００２７】
図1で理解できるように、(図1の上半分では)表面要素は属性を備えなくてもよく、2つの属性A1またはA2の1つを、または両属性を設定されることも可能である。2つの属性A1、A2より多くの属性を付与されることも可能である。
【００２８】
各属性は、それ自体のバイトに格納することができる。しかしながら、複数の属性を1バイトに格納することもでき、または複数の属性を複数のバイトに、例えば3つもしくは4つの属性を2バイトにというように、分配することができる。
【００２９】
データレコード内のエントリに対する属性は、図1に参照番号47により示される。全体のエントリには、参照番号45が付されている。
【００３０】
そのようなエントリ45は、各表面要素2〜5に対して付与される。
【００３１】
表面要素に対し何の属性も設定すべきでない場合、付与されるデータフィールドは、このために空の状態を維持する(例えば、ゼロで充填される)。
【００３２】
図2は、歯科用補綴物部品10を透視する断面を示す。それは、外側部11および内側部13を有する。内側部13の下端には、セクション12が示される。例えばセクション12に対しては、歯科用補綴物部品を残りの歯の上にセットする場合、この部分が内側部分13の終端となるので、非常に高い製造精度が求められる。範囲12は、例えばプレパレーション線(preparation line)と呼ばれる。
【００３３】
図3は、レーザ焼結工程で、異なる製造物の精度がどのように設定され得るかに関する2つの例を示す。レーザ焼結の際に、ワークピースは通常、階段状の縦断面を有するが、これは、焼結される材料の層型での付与(layer-type application)、およびその固化(solidification)から生じる結果である。これらの階段17は、図3aに示される。さらに、法線とともに表面要素15’が、それぞれのデータレコード内にあり得るものであるが、図3aに示される。
【００３４】
理解できるように、階段により形成される表面16は、表面要素15’により決定される形状とは異なる。これらの逸脱を低減するために、例えば、図3bで示されるように、より小さな階段18が結果として生じるような、より薄い材料の付与によるレーザ焼結工程を実行することが可能である。表面要素15”の範囲では、実際の形状の所望の形状からの逸脱は、図3aよりかなり小さい。
【００３５】
属性の使用により、レーザ焼結の際の製造工程は、例えば、所望の製造精度に応じて、様々な高さの階段が生成されるように、または、レーザ焼結により後で固化される、様々な厚さの材料の付与が行われるように変更することができる。
【００３６】
図3に示されるように、3角形に沿ったセクションが製造工程では必要であり、セクションは、例えば水平方向に拡張することができる。表面要素に関連づけられる属性は、様々な方法で処理することができる。これは、図4により説明される。
【００３７】
図4aは、製造工程の面に沿ったセクションを示す。歯科用補綴物部品は、外側表面29および内側表面30を有し、それらのセクションは、描画層(drawing layer)を伴う直線片(straight line piece)を形成する。直線片は、コーナ点25、26、27、28で衝突する。コーナ点25〜28は、図4bに示されるように、3角形の表面要素を伴う面20のセクションから生じる結果である。
【００３８】
表面要素21の属性は、コーナ点25と26との間の線片に関連づけることができる。コーナ点27および28に関しては、表面要素22等の属性は、コーナ点26と27との間の線片に関連づけることができる。
【００３９】
属性はまた、コーナ点自体に関連づけることもできる。一方では、1つのコーナ点の代わりに2つの重なり合うコーナ点が与えられ、各コーナ点がそれぞれ1本の線に関連づけられることが考えられる。関連する線の属性は、これらのコーナ点のそれぞれに関連づけられる。しかしながら、2本の線片の間のコーナ点が2本の線片に関連づけられる場合は、2つの属性のどちらかを選択することができ、それぞれの既定の規則を使用することができ、または、属性値の型により可能ならば、平均値を形成することができる。
【００４０】
外側部29および内側部30は、異なる表面要素により定義されるので、同じ面で外側部および内側部に対して、異なる属性を使用することができる。
【００４１】
図5の左側には、歯科用補綴物部品を定義するデータレコードを生成するためのシステム40が示される。そのような歯科用補綴物部品のモデルは、参照符号44で画面に示される。モデル44は、キーパッドおよびマウスまたは他の入力手段により処理または生成することができる。システム40は、歯科用補綴物部品を生成するためにシステム40により直接使用することができる、または、(例えばインターネット接続を介して)送信することもできるモデルから、データレコードを生成することができる。
【００４２】
システム40は、好ましくは、それにより残りの歯部をスキャンすることができるスキャナ42をさらに備える。それにより得られるデータは、歯科用補綴物部品のモデル44に対する基礎としての役目をすることができる。
【００４３】
データレコード43は、様々なエントリ45を備え、各エントリは、歯科用補綴物部品の表面または形状を定義する要素を定義する部分46、およびそのような要素に対して属性を定義するパート47を備える。
【００４４】
図5の右側には、歯科用補綴物部品を製造するためのシステムが概略的に示される。レーザ焼結装置が示され、その装置では、レーザビーム49が焦点50に集中してそこが局所的に熱くなり、それにより、そこに位置する定形のない材料が固化する。材料は、例えば、液状、粉末状または粒子状であってよく、レーザにより構造が局所的に変性してよく、それにより固化することができる。
【００４５】
焦点50は、材料の表面52上に位置し、そこでは、さらなる材料51が、層になった形式でこの表面52上に付与され、レーザビーム49によりそこで局所的に固化される。このために、レーザビーム49または受入れ用トラフ(receiving trough)53もまた、すべての3つの空間方向(参照符号54を参照)で変位可能であってよい。レーザビーム49は、表面52に沿って移動可能であってもよく、トラフは、それに向かう、またはその逆の垂直な方向に移動可能であってよい。
【００４６】
トラフ53に対するレーザ49の相対的な配置の制御により、任意の形式で形状を定めた部品をレーザ焼結することができる。
【００４７】
使用される材料51は、例えば、砂金、または場合によっては焼結可能なセラミック材料であってよい。
【００４８】
制御装置48は、レーザ49とトラフ53との相対的な配置を制御するために設けられる。この制御装置は、データレコード43を読み込むことができ、読み込みの際に、属性データ47もまた、歯科用補綴物部品を製造するために使用される。レーザとトラフ53との間のこの相対的な制御は、属性による影響を受け得る。
【００４９】
属性データを考慮することにより、例えば、図3bで示されるように、特定の表面要素15”に対して、他の領域に対してよりも高い製造精度が実現されるという事実が生じ得る。
【符号の説明】
【００５０】
2〜5  表面要素
6  辺
7  コーナ
10  歯科用補綴物部品
11  外側部
12  セクション、範囲
13  内側部、内側部分
15’、15”  表面要素
16  表面
17、18  階段
20  面
21、22  表面要素
25〜28  コーナ点
29  外側表面、外側部
30  内側表面、内側部
40  システム
42  スキャナ
43  データレコード
44  モデル
45  全体のエントリ、エントリ
46  エントリのデータ、部分
47  属性、パート、属性データ
48  制御装置
49  レーザビーム、レーザ
50  焦点
51  材料
52  表面
53  受入れ用トラフ、トラフ
54  空間方向
【図１】
2011524223.tif 000003
【図２】
2011524223.tif 000004
【図３ａ】
2011524223.tif 000005
【図３ｂ】
2011524223.tif 000006
【図４ａ】
2011524223.tif 000007
【図４ｂ】
2011524223.tif 000008
【図５】
2011524223.tif 000009
【国際調査報告】
2011524223.tif 000010
2011524223.tif 000011
2011524223.tif 000012
2011524223.tif 000013
2011524223.tif 000014
2011524223.tif 000015