(57)【要約】【課題】口腔内という温かくて多湿な環境下では光学部品の曇りや、唾液などによる測定対象物の表面の濡れ状態により正確な画像データを取得することができない。【解決手段】スキャナ本体およびハンドリング部の内部に気体を流し、ハンドリング部の先端に設けた窓から気体を測定対象物に噴射する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と投射系光学部材と受光系光学部材とを備えたスキャナ本体と、
前記光源からの光の進行方向を変える反射鏡とその光を外部に透過させるための開口部とを設け前記スキャナ本体に着脱可能に固定できるハンドリング部とからなる口腔内スキャナにおいて、
前記スキャナ本体内部に気流を作るための送風機を有し、
前記スキャナ本体に前記送風機からの噴射口を配置したことを特徴とする口腔内スキャナ。
【請求項２】
前記噴射口は前記スキャナ本体の後端に配置され、前記噴射口から噴射された気流は、前記投射系光学部材および前記受光系光学部材を通過し、前記開口部から排出されることを特徴とする請求項１記載の口腔内スキャナ。
【請求項３】
前記送風機と前記スキャナ本体の流路は、前記スキャナ本体とＣＡＤ装置を接続する電源線や信号線が組み込まれたケーブル内に設けることを特徴とした請求項１記載の口腔内スキャナ。
【請求項４】
前記送風機はコンプレッサーであることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の口腔内スキャナ。
【請求項５】
前記送風機はガスボンベであることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の口腔内スキャナ。
【請求項６】
前記送風機からの流量を調整する流量調整部を備えることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の口腔内スキャナ。
【請求項７】
前記流量調整部は、前記送風機の出力を電気的に制御することを特徴とする請求項６に記載の口腔内スキャナ。
【請求項８】
前記流量調整部は、前記流路の途中に配置した絞り機構を制御することを特徴とする請求項６に記載の口腔内スキャナ。
【請求項９】
前記スキャナ本体と前記ハンドリング部は脱着できる構造を備えたことを特徴とする請求項１記載の口腔内スキャナ。
【請求項１０】
前記スキャナ本体に前記ハンドリング部を取り付ける際の、位置決め及び固定するための位置決め固定機構を備えたことを特徴とする請求項１記載の口腔内スキャナ。
【請求項１１】
前記位置決め固定機構は、前記スキャナ部が凸形状、前記ハンドリング部が溝形状であることを特徴とする請求項１記載の口腔内スキャナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、歯科治療において口腔内で三次元データを取得するスキャナに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、歯科の補綴物治療において切削した支台歯の形状を三次元スキャナで読み込み、その形状データをＣＡＤ（C o m p u t e r  A i d e d  D e s i g n）装置に送ってデザインし、デザインされたデータを基にＣＡＭ（C o m p u t e r  A i d e d  M a n u f a c t u r i n g） 装置でセラミック材料などを切削もしくは研削加工して補綴物を作製する方法の普及が期待されている。この方法では、患者の口の中で印象材を用いて印象をとる必要はなく、またその印象を基にして石膏模型を作製する必要もなくなる。つまり、歯科医師や衛生士の手間を省き、印象材や石膏材の材料消費を削減でき環境的にも価値が高い。これを実現させるためには口腔内で三次元データを正確に取得できる光学的なスキャナが必要である。しかし、口腔内に挿入する画像読取部は、多湿環境では光透過部が曇ってしまい形状データが欠落する問題が生じる。
【０００３】
口腔内に挿入する画像読取部の光透過部の曇りを防止する装置としては、口腔内に挿入される光透過部と撮影対象である歯列との間に気体を吹送し曇りを防止する方法が提案されている（例えば、特許文献１）。
【特許文献１】特開２００４−２６７６７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
口腔内に挿入するハンドリング部は定期的な滅菌処理を行うことが求められている。歯科業界での滅菌は、オートクレーブ滅菌を行っているが、これは窯に滅菌対象物と水を入れ約１３０度で３０分から２時間の範囲で加熱を行う方法が用いられており、滅菌対象物にとっては過酷な環境となる。つまり、この処理によって劣化が進みやすいガラスなどの部材は使用しない方が望ましく、口腔内スキャナでは、スキャナ内部から光が透過する部分は、孔として開口させることが必要である。
【０００５】
しかしながら、口腔内という温かくて多湿の環境下で使用すると、その孔からスキャナ内部に呼気が侵入してくるため、スキャナ内部の反射鏡やプリズムなどの光学部品が曇ってしまい正確な画像データを得ることはできない。
さらに性能に関すること以外にも、口腔内で使用するということはスキャナ内部に口腔内細菌などが侵入する恐れもある。本発明は、上記課題を解決するための口腔内スキャナ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】
前記従来の課題を解決するために、本発明の口腔内スキャナは、光源と投射系光学部材と受光系光学部材とを備えたスキャナ本体と、前記光源からの光の進行方向を変える反射鏡とその光を外部に透過させるための開口部とを設け前記スキャナ本体に着脱可能に固定できるハンドリング部とからなる口腔内スキャナにおいて、前記スキャナ本体内部に気流を作るための送風機を有し、前記スキャナ本体に前記送風機からの噴射口を配置したことを特徴としたものである。
【０００７】
さらに口腔内スキャナにおいて、前記噴射口は前記スキャナ本体の後端に配置され、前記噴射口から噴射された気流は、前記投射系光学部材および前記受光系光学部材を通過し、前記開口部から排出されることを特徴としたものである。
【０００８】
さらに口腔内スキャナにおいて、前記送風機と前記スキャナ本体の流路は、前記スキャナ本体とＣＡＤ装置を接続する電源線や信号線が組み込まれたケーブル内に設けることを特徴としたものである。
【０００９】
さらに口腔内スキャナにおいて、前記送風機はコンプレッサーであることを特徴としたものである。
【００１０】
さらに口腔内スキャナにおいて、前記送風機はガスボンベであることを特徴としたものである。
【００１１】
さらに口腔内スキャナにおいて、前記送風機からの流量を調整する流量調整部を備えることを特徴としたものである。
【００１２】
さらに口腔内スキャナにおいて、前記流量調整部は、前記送風機の出力を電気的に制御することを特徴としたものである。
【００１３】
さらに口腔内スキャナにおいて、前記流量調整部は、前記流路の途中に配置した絞り機構を制御することを特徴としたものである。
【００１４】
さらに口腔内スキャナにおいて、前記スキャナ本体と前記ハンドリング部は脱着できる構造を備えたことを特徴としたものである。
【００１５】
さらに口腔内スキャナにおいて、前記スキャナ本体に前記ハンドリング部を取り付ける際の、位置決め及び固定するための位置決め固定機構を備えたことを特徴としたものである。
【００１６】
さらに口腔内スキャナにおいて、前記位置決め固定機構は、前記スキャナ部が凸形状、前記ハンドリング部が溝形状であることを特徴としたものである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の口腔内スキャナによれば、口腔内という温かくて多湿の環境下でも反射鏡やプリズムなどの光学部品が曇ることはなく、正確な画像データを取得することができる。
また、光学部品の曇りだけではなく、測定対象物である歯牙、歯肉の唾液などによる濡れを乾かすことができ、その結果、輝点の発生を抑えることで受光素子の飽和を抑えることができ、正確な画像データを得ることができる。さらに性能に関すること以外にスキャナ内部に口腔内細菌などが侵入しずらくなる。また、スキャナ内部に光源を設置した場合の冷却効果も期待できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明するが、本発明はこれら実施例になんら限定されるものではない。
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態における口腔内スキャナの概略構成を示したものである。図１において、スキャナ本体１は、レーザダイオードの光源２、投射光学系レンズが組み込まれた投射系鏡筒３、受光光学系レンズが組み込まれた受光系鏡筒４、ＣＣＤなどの受光素子５、光源２と受光素子５を制御する制御ボード６、電源を供給する電源ボード７が組み込まれている。スキャナ本体１には照射方向を偏向させる反射鏡８が組み込まれたハンドリング部９が着脱できる構造になっている。
【００１９】
反射鏡８は、例えばステンレスを鏡面仕上げし金メッキ加工をしたものを使用する。反射鏡８で偏向された光はハンドリング部９の開口部１０から照射される。スキャナ本体１の光学部材とハンドリング部９から照射された光の位置関係を同一に保つため、スキャナ本体１に設けられた位置決めピン１１とハンドリング部９に設けられた溝１２が揺動なくかん合できるようになっている。光学的な位置関係が常に同一になるため製造時の調整が容易である。スキャナ本体１に内蔵されている制御ボード６からＣＡＤ装置１３の制御ボード１４へデータ信号を転送する信号線１５、電源ボード７へＣＡＤ装置１３に内蔵された電源１６から電源を供給する電源線１７、ＣＡＤ装置１３に内蔵されているコンプレッサ１８から清浄フィルター１９を介して送られる空気の流路２０が組み込まれたケーブル２１でスキャナ本体１とＣＡＤ装置１３は接続されている。
【００２０】
ＣＡＤ装置１３から流路２０を介して供給された空気は噴射口２６からスキャナ本体１およびハンドリング部９の内部を流れ、ハンドリング部９の開口部１０から測定対象物２２に噴射される。また、流量を可変させるために、流量調整部２６によりコンプレッサ１８の出力を制御する。以下に簡単に原理を説明する。光源２からの投射光は、測定のための最適ビーム形状や収差を考慮して設計された投射光学系レンズが組み込まれた投射系鏡筒３に入射され、その後ハンドリング部９に設けられた反射鏡８で偏向されて投射光路２４により測定対象物２２に照射される。測定対象物２２からの光は、観察光路２５で受光光学系レンズが組み込まれた受光系鏡筒４を通って、受光素子５に入射される。受光素子５で得られたデータは制御ボード６を介して信号線１５でＣＡＤ装置１３の制御ボード１４へ転送される。この時、計測方式により光源２と投射系鏡筒３の間に縞パターンを生成させる液晶素子を入れてもよい。
【００２１】
このような光学部品を備えたスキャナを口腔内という温かくて多湿の環境下で使用すると、口腔内に挿入された反射鏡やレンズなどの光学部品が曇ったり、測定対象物である歯牙、歯肉の表面が唾液などで濡れると投射した時に輝点が生じて受光素子で許容量を超えた電荷発生の結果、受光素子が飽和し、正確な画像データが得られなくなる。この問題を解決するために、ＣＡＤ装置１３から流路２０を介して供給された空気をスキャナ本体１およびハンドリング部９の内部に流し、ハンドリング部９の開口部１０から測定対象物２２に噴射させるのである。これは性能に関すること以外に、スキャナ内部に口腔内細菌などの侵入を阻止することにもなる。また、スキャナ本体に内蔵する光源２の冷却にも役立つ。
【００２２】
しかしながら、多くの流量を流すことがより効果的ではあるが、知覚過敏症など気体の圧力で痛みを感じる場合もあり、流量を調整することが望ましいこともある。その場合は、流量調整部２６により、コンプレッサー１８の出力を下げることにより、痛みを和らげることが出来る。
【００２３】
なお、上記説明の中で光源２をレーザダイオ−ドで説明したが、ＬＥＤでもよい。受光素子５で得られたデータは制御ボード６を介して信号線１５でＣＡＤ装置１３へ転送されると説明したが、無線やメモリーカードでデータをＣＡＤ装置１３に送ってもよい。電源線１７で電源ボード７へ電源を供給するように説明したが、スキャナ本体１に電池を内蔵させてもよい。ランニングコストを抑えるためにＣＡＤ装置１３に内蔵されているコンプレッサ１８から清浄フィルター１９を介して空気を送るように説明したが、口腔内の雰囲気よりも飽和蒸気量が低い気体であれば効果的であり、さらには乾燥した気体を送るためにドライエアーなどのガスボンベをＣＡＤ装置１３に内蔵してもよい。
【００２４】
さらに、スキャナ本体１とハンドリング部９の着脱構造は、スキャナ本体１の外径とハンドリング部９の内径のかん合精度による構造、スキャナ本体１もしくはハンドリング部９に設けられた板バネを利用する構造などが考えられる。
（実施の形態２）
図２は本発明の実施の形態２における口腔内スキャナの概略構成を示したものである。
【００２５】
実施の形態１の構成と異なるところは、送風手段としてガスボンベ２７、風量調整手段として絞り機構２３、絞り機構２３を制御する流量調整部２６を設けた点である。以下に簡単に原理を説明する。ガスボンベ２７により流路２０を経由して噴出口２８から空気が噴出される。噴射口２８近辺に設けられた絞り機構２３によりそこを流れる空気の量を制御する。絞り機構２３は流路の径を可変し、径を広げることにより流量が増え、狭くすることにより流量を減らすことが出来る。絞り機構２３の制御は、流量調整部２６により行う。このように、機械的な絞り機構では構造や構成が簡単であり、手動で無段階的に流量を変えることができる。知覚過敏症など気体の圧力で痛みを感じる場合は、流量調整部２６により絞り機構２３を絞り流量を下げることにより、痛みを和らげることが出来る。
なお、このしぼり機構２３は、噴出口２８付近に設置した例で説明したが、ＣＡＤ装置１３側や流路２０上のどこに備えられていても効果は同じである。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
本発明の口腔内スキャナは、口腔内という温かくて多湿な環境下でも光学部品の曇りを防ぎ、測定対象物の表面の濡れ状態を乾燥させて正確な画像データを取得することができる。このデータを用いてセラミック材料などで補綴物をＣＡＭ装置で作製するだけではなく、直接石膏模型の代替になる樹脂模型などを作ることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】（ａ）本発明の実施の形態１における概略外観図（ｂ）本発明の実施の形態１における内部構成図
【図２】本発明の実施の形態２における内部構成図
【符号の説明】
【００２８】
１  スキャナ本体
２ 光源
３ 投射系鏡筒
４ 受光系鏡筒
５ 受光素子
６ 制御ボード
７ 電源ボード
８  反射鏡
９  ハンドリング部
１０  開口部
１１  位置決めピン
１２  溝
１３  ＣＡＤ装置
１４  制御ボード（ＣＡＤ装置内）
１５  信号線
１６  電源
１７  電源線
１８  コンプレッサ
１９  清浄フィルター
２０  流路
２１  ケーブル
２２  測定対象物
２３  しぼり機構
２４  投射光路
２５  観察光路
２６  流量調整部
２７  ガスボンベ
２８  噴射口
【図１】
2009297392.tif 000003
【図２】
2009297392.tif 000004