(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
気体に対する気密性を持ち、断面が平坦で、平面形状が四角の形状をしている、ハウジングと、
基板と光感応半導体素子と光伝達層とシンチレーション層とが積層されており、当該シンチレーション層においてＸ線放射を可視光に変換し、当該光伝達層は前記シンチレーション層の隣接する当該光伝達層の対応する位置において可視光として検出するように構成されており、当該可視光を前記光感応半導体素子に伝達し、前記光感応半導体素子は前記可視光に感応する、検出素子と、
少なくとも１対のダンピング要素であって、当該少なくとも１対のダンピング要素が前記ハウジングの内部の対向する前記平坦な断面側の少なくとも１対の側壁に固定され、かつ、少なくとも１対のダンピング要素が前記ハウジングのＸ線入射部に前記検出素子の前記シンチレーション層が接近するように前記検出素子の基板を固定し、当該検出素子にかかる振動または衝撃を吸収する少なくとも１対のダンピング要素と、
を有し、
前記ハウジングの内部の底面と前記検出素子との間に第１の隙間、および、前記ハウジングの内部の上面と前記検出素子との間に第２の隙間がある、
歯科用Ｘ線装置のための口腔内センサ。
【請求項２】
前記ハウジングの隅および／または縁が弾性材料または粘性のある弾性材料で形成されている、
請求項１に記載の口腔内センサ。
【請求項３】
前記検出素子において、前記基板と前記光感応半導体素子との間に、Ｘ線放射スクリーニング層が前記基板に積層されて設けられている、
請求項１または２に記載の口腔内センサ。
【請求項４】
前記第１の隙間と前記第２の隙間とはほぼ等しい、
請求項１または２に記載の口腔内センサ。
【請求項５】
前記ハウジングまたはその一部が、前記高温の清浄処理および／または殺菌処理に耐える耐磨耗性材料および／または耐熱性材料として、磁器材料、セラミック材料、ホウロウ材料または金属材料、または、これらの材料の組み合わせたもので形成されている、ことを特徴とする、
請求項１〜４のいずれかに記載の口腔内センサ。
【請求項６】
前記ハウジングの隅および／または縁が、前記弾性材料または粘性のある弾性材料として、シリコンで形成されていることを特徴とする、
請求項２〜５のいずれかに記載の口腔内センサ。
【請求項７】
前記ダンピング要素が、シリコンで形成されていることを特徴とする、
請求項１〜６のいずれかに記載の口腔内センサ。
【請求項８】
前記検出素子が、実質的にその全長に渡って、前記対向する位置に配設された少なくとも１対のダンピング要素によって前記ハウジングの対応する側壁に接続されている、
請求項１〜７のいずれかに記載の口腔内センサ。
【請求項９】
前記検出素子が、それぞれが前記ハウジングの内部の対向する側壁に２対のダンピング要素によって前記ハウジングに接続されており、
前記２対のダンピング要素のうち１対のダンピング要素は互いに対向している前記検出素子（２）の２つの側面に配設されており、
前記２対のダンピング要素のうち他の１対のダンピング要素は前記検出素子の前記２つの側面と直交して配設されている前記検出素子の２つの側面に配設されている、
請求項８に記載の口腔内センサ。
【請求項１０】
前記検出素子の隅および／または前記ハウジングの隅は丸くなっている、または、多角形の形状をしていることを特徴とする、
請求項１〜９のいずれかに記載の口腔内センサ。
【請求項１１】
前記検出素子は、四角形の基礎形状を持つ光感応半導体層を有しており、該光感応半導体層の隅は丸くなっている、
請求項１〜９のいずれかに記載の口腔内センサ。
【請求項１２】
前記検出素子は、ＣＣＤチップまたはＣＭＯＳチップである、光感応半導体層を有する、
請求項１〜１１のいずれかに記載の口腔内センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は歯科Ｘ線装置に用いる口腔内センサ（intraoral sensor) に関するものであり、当該歯科Ｘ線装置において当該口腔内センサは、ハウジング内に設けられた、Ｘ線放射を検出する検出素子と、電子および光学要素とを有する。
【背景技術】
【０００２】
歯科Ｘ線診断において、近年、デジタルＸ線装置が多用されてきている。放射線に感応するＸ線フィルムを用い、Ｘ線照射の後、現像しなければならない従来型のＸ線装置と比較すると、新しいデジタル装置は、もし詳細に適切に解析される場合、照射の後、直接画面において、Ｘ線画像が観察できるという利益を提供する。
このような新しいデジタル方法に基づいて動作するＸ線装置が、たとえば、特許文献１（ドイツ特許第４４  ０２  １１４号）、特許文献２（ドイツ実用新案第２９７  １７
４３２号）または特許文献３（米国特許第５，５１０，６２３号）から知ることができる。
【０００３】
従来のデジタルＸ線センサは、平坦で矩形の形状のハウジングを有し、その内部にはＸ線放射を検出する検出素子が配設されている。検出素子の主要な構成要素は半導体チップであり、そのような半導体チップは、たとえば、ＣＣＤチップまたはＣＭＯＳチップであり、それらは複数のピクセル領域に分割されており、各ピクセル領域がＸ線放射またはＸ線放射が変換された可視光を検出する。そのような検出信号によってデジタルＸ線画像を生成する。半導体チップによって検出された信号はケーブルを介して評価ユニットに送信され、その評価ユニットがデータを検出し、たとえば、スクリーンまたは表示器にデジタルＸ線画像を表す。
【０００４】
通常、そのようなデジタルセンサのハウジングは２つのプラスチック部分で形成されており、それらの２つのハウジング部分内にまたは２つのハウジング部分の１つに検出素子を固定した後、２つのハウジング部分が相互に結合され、接着剤で相互に固定される。その結果として、プラスチック製のハウジングおよび特にその接着結合部が単一の殺菌処理または反復する殺菌処理による高温にまで上昇しないから、そのようなセンサを殺菌することができないという不利益が起こる。
また、そのセンサの電子・光構成要素についても、それらが非常な高温に晒された場合に、それらが破損するという危険がある。
他方、医学的に、一般的に、衛生について高い基準が要求されている。そのようなセンサが検査対象の患者の口内に導入されるから、そのような目的のために、可能な限り効果的に、清浄にすることと殺菌することが、特に必要とされている。
【０００５】
公知の口腔内センサのさらなる不利益は、ハウジング内に検出素子を装着することにある。通常、検出素子が、プラスチック製のハウジング内において、そのハウジングの２つの基礎側の１つに広くまたは隅に装着される。その結果として、検出素子が非積層化される（delamination) 傾向があるという問題が起こる、すなわち、シンチレータ層が基板からそれらの隅において剥離するという問題が起こる。シンチレータ層はＸ線放射を半導体チップで検出可能な可視光に変換するために必要である。それに対応して、基板からシンチレータ層の剥離はその剥離領域において、たとえば、減少するまたはある場合には増加するというＸ線放射の変換を実質的に変化させるという結果となる。このことは、検査の対象としているその領域において、口腔内センサの感度が変化してしまい、そのような１つの領域のある寸法からセンサ全体までもはや使用できないという、結果にいたる。
【０００６】
非積層化（剥離）の問題は、特に、もし口腔内センサが衝撃によって振動した場合、たとえば、それが落下した場合に起こる。この問題は、プラスチック製のハウジングが外部から与えられるダンピング衝撃または振動について適応していないので、公知の口腔内センサの場合にはさらに増大する。
【０００７】
【特許文献１】ドイツ特許第４４  ０２  １１４号
【特許文献２】ドイツ実用新案第２９７  １７  ４３２号
【特許文献３】米国特許第５，５１０，６２３号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明はしたがって、清浄処理が簡単で、そして、特に、殺菌処理が簡単である、歯科用診断に用いる口腔内センサを提供することを目的とする。
本発明のさらなる目的は、口腔内センサを破損する危険を防止すること、特に、非常に広い範囲まで検出素子の非積層化（剥離）が起こることを防止することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明によれば、気体に対する気密性を持ち、平坦で四角の形状をしている、ハウジングと、前記ハウジングの内部の対向する側壁に、衝撃を吸収するダンピング要素を介して固定された、基板と、前記ハウジングの底部から上部のＸ線入射部に向かって前記基板に積層されている、前記ハウジング内に収容されている、光感応半導体素子と、光伝達層と、シンチレーション層と、を有し、
前記ハウジングの内部の底面と、前記基板、前記基板に積層されている、前記光感応半導体素子、前記光伝達層および前記シンチレーション層との間に第１の隙間、および、前記ハウジングの内部の上面と、前記基板、前記基板に積層されている、前記光感応半導体素子、前記光伝達層および前記シンチレーション層との間に第２の隙間がある、
歯科用Ｘ線装置のための口腔内センサが提供される。
【００１０】
本発明の第１の観点に基づけば、口腔内センサのハウジングまたはその一部が、清浄処理および／または殺菌処理に耐えうる、磁器材料、セラミック材料、ホウロウ材料または金属材料、または、これらの材料の組み合わせたもので形成されている。
【発明の効果】
【００１１】
センサハウジングに対応している材料の使用は、プラスチックを用いた場合よりも、温度に反応しない（less temperature sensitive) という優れた利点を提供する。このことにより、以前の通常の殺菌処理手続きに過程全体に、当該口腔内センサを殺菌処理する可能性を生み出す。このことによって得ることのできる衛生上の基準は、以前の公知の口腔内センサと比較すると、比較にならないほど高い。
【００１２】
高温に対して耐えることによって、上述した材料はまた、気体（ガス）に対して機密性を持つという利点がある。殺菌処理に伴って、もし適切に消毒が行われるならば、当該口腔内センサの外部を口腔内センサと共にオゾンで処理して清浄にするという付加的なことをもたらす。
本発明の補完的な観点は、口腔内センサを清浄にするまたは消毒する清浄装置に関係しており、その清浄装置は、所定の期間、オゾンを含む雰囲気に口腔内センサを晒す。
【００１３】
本発明の更なる観点は、口腔内センサへの振動があった場合に、検出素子の破損の危険性を回避するため、センサハウジング内に検出素子を装着することを改善することに関係している。
【００１４】
本発明の第２の観点によれば、検出素子は１または複数のダンピング要素によってハウジング内に装着される（取り付けられる）。
好ましくは、検出素子は、２対の対向する側において、弾性体または粘性のある弾性要素によってセンサハウジングに接続される。たとえば、その装着（取付け）は、シリコンによって行うことができる。そのような装着の可能な代替はまた、中央に装着点を有する互いに対向している１対の側部について行われ、第２の固定がそれらの直交している対に配設された装着点、好ましくは、２つのセンサの縁の中央部を介して行われる。
【００１５】
検出素子をダンピング要素（衝撃または振動を吸収する要素）を用いて装着することは、結果的に、センサにかかる外部振動を吸収し、それとともに、センサが破損する危険性を著しく低減する。
たとえば、清浄処理および／または殺菌処理に耐えうる、磁器材料、セラミック材料、ホウロウ材料または金属材料など非常に剛性の高い材料がセンサハウジングの形成に使用された場合でも、そのようなダンピング（衝撃または振動を吸収）は、センサが落下された場合に起こる衝撃または振動を改善するために、十分である。
【００１６】
他方、しかしながら、ハウジングが弾性材料など、たとえば、シリコンで形成されている場合、口腔内センサが落下したときの破損の危険性を減少させる可能性が存在する。口腔内センサの落下における改善した保護に伴って、センサハウジングの柔らかな構造によって、患者が感じる非常に不愉快で吐き気をもよおさせる可能性がある硬い要素を知覚する、患者による受容を非常に改善できうる。
【００１７】
それに対する変形態様の構成は、センサハウジングの隅および／または縁を基本的に弾性材料または粘性のある弾性材料で形成することであり、センサハウジングの残りの部分は上述した耐磨耗性材料またはプラスチックで形成される。この変形態様は、耐磨耗性のハウジングがダンピング手段または弾性カバーとが結合できるという利益が得られることを可能にする。後者の場合、プラスチック性のハウジングと弾性材料または粘性ある弾性材料とが、いわゆる、２つの構成要素の射出成形処理によって製造することができる。
【００１８】
本発明の好適な例示によれば、口腔内センサの要請要素、すなわち、検出素子および／またはハウジングは、センサの隅が検査されるべき患者の口の解剖学的構造に対応させるように、構成されている。このことは、たとえば、センサの隅が丸く形成されていたり、カーブ付けられていたり、あるいは、互いに配設されている複数の角度づけられている領域を有することによって達成される。
【００１９】
通常、少なくとも検出素子、ここでは、特に、ＣＣＤチップまたはＣＣＤチップは、矩形（四角）の形状に構成されており、その形状は、半導体チップのためのウエハを切断する加工技術によって得られる。
口の解剖学的構造に検出素子の形状を適合させるために、本発明の利益的な例示に基づけば、ウエハは複数の段階によって切断され、その段階において、ソーブレード（saw blade)がカーブ形状または多角形形状に対応して案内されて、これにより、実質的に丸い角が生成される。これに限らず、ウエハは機械加工(milling) によっても上記に対応した丸い形状にできる。
丸くする形状または多角形の形状は、上述した利益限らず、口の解剖学的構造状態の範囲において、所定の検査領域について可能な限り多量の情報が検出可能であるという利益を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明の実施の形態が添付図面に関連づけてより詳細に記述される。
図１および図２に図解したように、本発明の実施の形態の口腔内センサは、実質的に平坦で矩形（四角）の形状のハウジング１に収容されており、その内部に、検出素子２が配設されている。ハウジング１の端面にケーブル３が接続されており、ケーブル３内を電線４が走っており、電線４が検出素子２に接続されている。
口腔内センサから離れているケーブル３の端部が、図解されていない評価ユニットに導かれ、その評価ユニットが検出素子２で検出された信号を受信して受信した信号からデジタル画像を生成する。その画像はたとえば、歯科処理ステーションの表示器に表示される。
【００２１】
本発明の第１観点の実施の形態に基づけば、ハウジング１は、耐磨耗性材料（abrasion  resistant material）および／または耐熱性材料、たとえば、磁器（porcelain)材料、セラミック材料、ホウロウ材料(enamelling)または金属材料である。これらの材料を用いると、センサハウジング１が高温に対して非常に影響を受けにくくなり（耐温性を有しており）、当該センサを消毒（殺菌）することが可能になるという利益を有する。一般的に、上述した材料またはそれらを混合した材料を用いると、ハウジング１はプラスチックを用いた場合に比べて清浄処理が極めて良好となり、また、プラスチックを用いた場合を凌いでより高品質となる。プラスチックを凌ぐ上記した好適な材料はまた、ガスに対して機密性が高く、ハウジング１の内部の電子構成要素（検出素子など）を攻撃する可能性のあるオゾンを用いてセンサを洗浄することをさらに可能にする。
【００２２】
図１および図２に図解されたハウジング１およびこのハウジング１内に配設された検出素子２の特別な特徴としては、両者の要素（ハウジングと検出素子）の隅が丸くなっていることにある。それにより、口腔内センサの形状が口の解剖学的構造（anatomy)に適しており、その結果、Ｘ線検査の間、口の中に口腔内センサを導入（挿入）または位置させることが患者にとってより快適となる。
【００２３】
センサハウジング１を丸くした構造は、それゆえ、さらなる困難を伴うことなしに、遂行できる。これに対して、検出素子２を丸くすること、特に、それに配設されたＣＣＤチップまたはＣＭＯＳチップを丸くすることはより困難である。そのようなチップの形状化処理（形成処理）は、ウエハの切り出し規則に基づいて行われており、通常、９０度の角度を持つ隅（角）の形状をしているチップが使用されている。検出素子２を丸くするため、または、少なくとも実質的に丸くするためには、今回の場合、ウエハは、所定の曲率を持つ形状に対応させて切断ブレード（saw blade)を案内する段階を複数回行って切断される。あるいはそのような方法に代えて、初期状態で全体が矩形（四角）に切断されたチップを機械加工して（milled) 丸い形状にする。それによって、検出素子２の形状が丸くなるが、そのような対策では、患者にとって良好な効果を奏することができない。この形状はしかしながら、それにも拘らず、望ましい。その理由は、丸い形状のハウジング１を用いると、これにより、利用可能な領域が最適に活用でき、それゆえ、最大の画像情報が検出される。
【００２４】
上述したセンサハウジング１に好適な材料、たとえば、磁器材料、セラミック材料、ホウロウ材料または金属材料の使用は、センサハウジング１がプラスチックを用いた好適な従来技術よりより硬いという結果をもたらす。それによってハウジング１内に配設された検出素子２への破損の危険を増加させる可能性のある、外部からの衝撃または振動が検出素子２に特に効果的に伝達される。それゆえ、図３および図４を参照して、外的な衝撃または振動に対する検出素子２の好ましい保護に関する可能性（possibilites）について下記に述べる。
【００２５】
図３は本発明に基づく実施の形態の口腔内センサの断面図である。
検出素子２は担持体要素（carrier element ）として提供される基板（substrate)５によって形成されており、その上部側に、まず、Ｘ線放射スクリーニング層６が適用されているが、このスクリーニング層６は削除可能である。
スクリーニング層６の上部側に、または、基板５の上側に光感応半導体層（光感応素子、半導体層) ７が配設されており、この光感応素子７は画像情報について空間的に分解して検出するためのＣＣＤチップまたはＣＭＯＳチップである。
【００２６】
ＣＣＤチップまたはＣＭＯＳチップがＸ線放射に対してよりも可視光に対してより著しく感応的であるから、検出素子２の感度は半導体層７の前に配設されている光伝達層（light conductor layer)８およびシンチレーション層９において増大する。
シンチレーション層９は入射したＸ線放射を、シンチレーション効果によって、可視光に変換し、変換された可視光は光伝達層８を介して半導体層７に転送される。したがって、光伝達層８は、シンチレーション層９の特定の場所に入射したＸ線放射が、シンチレーション層９の下部に位置する半導体層７の対応する位置において実質的に可視光として検出されるように、構成されている。これにより、検出素子２の検出感度はそれゆえ、著しく高くなっており、分解能（resolving power)が著しく影響を受けることはない。
【００２７】
図３に図解した構造は、口腔内デジタルセンサのための検出素子の従来の構造に実質的に対応しており、そのため、上述したように、スクリーニング層６、および／または、光伝達層８もまた削除可能である。通常、検出素子は、それゆえ、ハウジング下部１ａまたはハウジング上部１ｂの２つの基礎側の１つにおける領域の全体または隅部に配設されたセンサハウジングに取り付けられている。
従来使用している配設物（収容物）によると、しかしながら、ハウジングに印加される外部衝撃または振動が、検出素子に仮想的に伝達されて減少されず、その結果、検出素子が破損するという危険性がある、特に、シンチレーション層９が剥離するという危険性がある。
【００２８】
本明細書の文脈において、光伝達層８と半導体層７または光伝達層８とシンチレーション層９とが、接着剤によってまたは各々の場合それらの間にあるカップリング層７ａ、９ａによって保持されることを考慮すべきである。これに関して、光伝達層８が除去され、シンチレーション層９が通常、図示しない自己の基板に生成され、それにより、シンチレーション層９とそれと協働する基板からなる組成物（composite)が、光感応半導体層７に接着層７ａによって再び接着される。もしこの構成物が振動または強い衝撃に晒されると、接着剤または結合層７ａ、９ａの結合効果が低下し、上記組成物の種々の層が相互に剥離するという危険性が存在する。その結果、口腔内センサの感度が部分的に変化して、当該センサが最終的に利用できなくなる可能性がある。
【００２９】
接着層の使用に代えて、光伝達層８にまたは半導体層７にシンチレーション層９を押しつける可能性についてもさらに、留意すべきである。しかしながら、この変形態様の場合においても、振動により、シンチレーション層９がその基部から剥離し、その結果、口腔内センサが破損するという危険性がある。
【００３０】
したがって、ハウジング１のための上述した特に剛性の高い材料を用いた場合において、検出素子２の破損を回避するため、検出素子２は特定の衝撃吸収部材（damping)によってハウジング１内に装着される。この特定の装着方法は、２つまたはそれ以上のダンピング要素１０によって遂行されるのであり、そのダンピング要素１０によって検出素子２の両側の縁がセンサハウジング１の対応する内壁に接続される。ダンピング要素１０は本質的にダンピングする（振動または衝撃を吸収する）性質を持つ、弾性材料または粘度的に弾性材料（viscoelastic）、たとえば、シリコンで製造されている。
【００３１】
図４（ａ）に概略的に図解した可能性のある装着方法の第１の形態の場合において、相互に対向して位置している検出素子２の２つの側がハウジング１に２つのダンピング要素１０によってそれらの全体に渡って接続されている。図４（ｂ）に図解したこの装着方法の代替法は、ハウジング１に、相互に対向する２つの側が接続されている例を示しており、いずれの側においても、２つの短いダンピング要素１０によって、２つのダンピング要素１０を配設して、それらの中央領域が接続されており、他の側において中央領域を越えて、それに対して直交している。これらは再び、検出素子２の縁の中央に配設した場合に好ましい。
【００３２】
本発明に基づき、センサハウジング１内に検出素子２をダンピング要素を用いて装着する方法は、ハウジングにかかる外部振動が吸収されて検出素子２の破損の危険が極めて高く抑制されるという結果をもたらす。このことは、センサハウジングが、たとえば、磁器材料、セラミック材料、ホウロウ材料または金属材料などのようにそれ自体ダンピングしない材料で製造されている場合に、特に有意義である。上述した材料の使用と本発明に基づくダンピング要素を用いる装着方法はそれゆえ、一方では、特に良好にかつ効率よく清浄にでき、他方では、外部からの衝撃または振動による検出素子の破損の危険性が回避されるという、口腔内センサの実現を可能にする。
【００３３】
もし、センサの落下による検出素子の破損を回避することが基本的に求めるべきであり、また、ハウジングまたはその隅および／または縁は、付加的に柔らかく、または、ダンピング材料、たとえば、シリコンである。センサハウジングのための材料の使用はまた、これに限らず、患者にとって、特に、老齢の患者または子供の患者にとって、より快適であることに意義があり、それゆえ、歯科診断においてデジタルＸ線技法の適用性に対する受容（利用）が増大するであろう。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】図１は本発明の実施の形態に基づく口腔内Ｘ線センサの斜視図である。
【図２】図１に図解した口腔内Ｘ線センサの上部から見た図である。
【図３】本発明の実施の形態に基づく口腔内Ｘ線センサの断面図である。
【図４】図４（ａ）および図４（ｂ）は図３における区分Ａ−Ａに基づく図解であり、ハウジング内に検出素子を装着するために可能な限りより明確に図解した図である。
【符号の説明】
【００３５】
１…ハウジング、２…検出素子、３…ケーブル、４…電線、５…基板
６…Ｘ線放射スクリーニング層
７…半導体層、光感応素子、光感応半導体層
８…光伝達層、９…シンチレーション層、１０…ダンピング要素
【図１】
0004803600.tif 000002
【図２】
0004803600.tif 000003
【図３】
0004803600.tif 000004
【図４】
0004803600.tif 000005