(57)【要約】  本発明は、口腔内スキャナのための窓システムに関する。この窓システムは、１Ｗｍ−１Ｋ−１よりも大きい熱伝導率を有する光学素子（２０）を含む。例えば、プラスチック、ガラス、またはコランダムから作製されたペイン（３１）を含む窓（３０）は、１ｍｍよりも小さい平均距離で光学素子（２０）上に着脱可能に配設される。少なくとも１つの熱源（４０）も、光学素子（２０）に接続される。本発明はさらに、口腔内スキャナに関する。この口腔内スキャナは、窓システムを含む。光学素子（２０）および少なくとも１つの熱源（４０）は、口腔内スキャナに接続される。窓（３０）は、カバー内に配設される。このカバーは、窓（３０）が光学素子（２０）から１ｍｍよりも小さい平均距離を有するように、口腔内スキャナ上に配設され得る。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
口腔内スキャナ（１０）のための窓システムであって、
−１Ｗｍ−１Ｋ−１よりも大きい熱伝導率を有する光学素子（２０、２６）と、
−窓（３０）であって、プラスチック、ガラス、またはコランダムで作製されたペイン（３１）を含み、かつ前記光学素子（２０、２６）から１ｍｍよりも小さい平均距離（ｄ）を有する窓（３０）と、
−前記光学素子（２０、２６）に接続された少なくとも１つの熱源（４０、５０）と、を備える、窓システム。
【請求項２】
前記光学素子（２０、２６）が、４０Ｗｍ−１Ｋ−１よりも大きい熱伝導率を有する、請求項１に記載の窓システム。
【請求項３】
前記光学素子（２０、２６）がコランダムで作製されている、請求項１または２に記載の窓システム。
【請求項４】
前記光学素子（２０、２６）と前記窓との間の前記平均距離（ｄ）が、０．５ｍｍよりも小さい、請求項１〜３のいずれかに記載の窓システム。
【請求項５】
前記熱源（４０）が、前記光学素子（２０、２６）上に配設されたＩＴＯ層である、請求項１〜４のいずれかに記載の窓システム。
【請求項６】
前記ＩＴＯ層が、前記光学素子（２０、２６）の屈折率に調整されたＩＭＩＴＯ層である、請求項５に記載の窓システム。
【請求項７】
前記ＩＴＯ層が、前記光学素子（２０、２６）の周辺領域（２４）にのみ配設される、請求項５または６に記載の窓システム。
【請求項８】
前記熱源（５０）が、前記口腔内スキャナ（１０）から前記光学素子（２０、２６）の周辺領域に廃熱を伝達するために、熱伝達システムとして設計されている、請求項１〜４のいずれかに記載の窓システム。
【請求項９】
前記窓（３０）の材料が、ポリカーボネート、シクロオレフィンコポリマー、ポリアクリルアクリルメタクリレート、フロートガラス、ミネラルガラス、コランダム、またはこれらの混合物からなる群から選択される、請求項１〜８のいずれかに記載の窓システム。
【請求項１０】
前記窓（３０）が、コランダムで作製されている、請求項１〜８のいずれか１項に記載の窓システム。
【請求項１１】
前記光学素子（２０、２６）が、その光路の両側上に反射防止コーティング（２２、２３）を有する、請求項１〜１０のいずれかに記載の窓システム。
【請求項１２】
前記窓（３０）が、そのペイン（３１）の両側上に反射防止コーティング（３２、３３）を有する、請求項１〜１１のいずれかに記載の窓システム。
【請求項１３】
前記窓（３０）が、前記口腔内スキャナ（１０）のカバー（１２）内に配設されている、請求項１〜１２のいずれかに記載の窓システム。
【請求項１４】
請求項１３に記載の窓システムを備える口腔内スキャナ（１０）であって、前記光学素子（２０）および前記少なくとも１つの熱源（４０、５０）が、前記口腔内スキャナ（１０）に接続され、前記カバー（１２）は、前記窓（３０）が１ｍｍよりも小さい平均距離で前記光学素子（２０）上に配設され得るように、前記口腔内スキャナ（１０）上に配設され得る、口腔内スキャナ（１０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、口腔内スキャナのための窓システムに関する。本発明はさらに、窓システムを含む口腔内スキャナに関する。
【背景技術】
【０００２】
口腔内または体内で使用される医療装置の場合、ハウジングの使用により、機能的ユニットと患者との間に分離が生じる。とりわけ、これは、ハウジング内部の構成要素の汚れまたは汚染を防止する。しかし、ハウジングはまた、ユーザーおよび患者を機械的、電気的、生物学的、および化学的な危険から保護する役割も果たす。ハウジングは、医療機能を妨げてはならない。したがって、治療で使用される光学診断装置および光学機器では、機能に関連するビーム経路は、透明窓または半透明窓の開口部によって確保される。
【０００３】
ハウジングおよびその部品は、１回または複数回使用するための機能および衛生の観点で厳密な要件を満たす一方で、同時に経済的であり、日常的な使用に適している必要がある。衛生的な使用を繰り返し行うには、患者と装置との間の接触区域は、洗浄および消毒されるか、必要に応じて滅菌することができる必要がある。
【０００４】
歯のトポロジを測定できる、口腔内で使用される３Ｄスキャナの場合、患者の呼気または口腔内の空気と接触して、透明窓の表面温度が発生する場合に曇りが生じる。
【０００５】
凝縮物の形成により、光路が変化する。例えば、縞投影、三角測量、または共焦点測定による３次元測定の場合、これは重大な誤ったデータおよび／または低すぎるデータ密度につながる可能性がある。
【０００６】
透明窓の曇りは、冷たいまたは暖かい空気の供給によって防止することができる。しかし、敏感な患者では、空気の流れが不快感を引き起こす可能性がある。また、気流の生成によって、電力消費量および騒音排気の増加にもつながる。さらに、この目的に必要なノズルは、口腔内スキャナのスペースを占有する。
【０００７】
画像取得手段を含み、画像取得の手段のビーム経路内に配置された窓を有する歯科診断装置は、ＤＥ  １０  ２００９  ０１３  ６１５  Ａ１から既知である。窓は石英ガラス、サファイア、またはプラスチックで作製されている。窓を加熱するために抵抗ヒーターが提供される。
【０００８】
これは、口腔内で使用される３Ｄスキャナを説明し、その窓はヒーターに接続されている。ヒーターは、電磁熱源を含む。
【０００９】
本発明の目的は、空気の流れを生成することなく、かつ繰り返し使用する場合でも厳密な衛生的要件を満たす、口腔内スキャナのための窓システム、およびこの窓システムが設けられた口腔内スキャナを提供することである。
【発明の概要】
【００１０】
光学素子は、１Ｗｍ−１Ｋ−１よりも大きい、好ましくは、４０Ｗｍ−１Ｋ−１よりも大きい熱伝導率を有する。窓は、プラスチック、ガラス、またはコランダムで作製されたペインを含む。窓は、熱放射、対流、または熱伝導による熱の伝達が可能になるように、光学素子上に着脱可能に配設され、その結果は、曇りが低減する効果である。光学素子と窓との間の中間空間は、光路に著しく影響を及ぼさない前提で、空気を含まないか（真空）、気体（空気）で満たされるか、または粘着性または非粘着性の液体または固体で満たされ得る。光学素子は、窓に接続されることが特に好ましい。この文脈では、接続されているとは、光路として提供される光学素子の表面が、同様に光路として提供される窓の表面と接触することを意味する。完全に平坦な表面の場合、顕微鏡レベルでの接触は、表面全体にわたって完全である。しかし、当技術分野の現在の状態では、表面の平坦さは制限されており、一部の領域または場所でのみ接触している。窓システムは、光学素子に接続された少なくとも一つの熱源をさらに含む。
【００１１】
光学素子は、特に窓またはプリズムである。このようなプリズムは、窓よりも大きい熱容量を有し、さらに光ビーム経路の変化を引き起こす。例えば、プリズム内の全反射の結果として、９０°の光ビーム経路の偏向が発生する可能性がある。
【００１２】
光学素子が光源および／または口腔内スキャナのセンサに面するように、窓システムを口腔内スキャナに取り付けることができる。その後、窓は患者の口腔に面する。窓のみが、患者の口腔からの汚染にさらされる。
【００１３】
窓の材料は、ポリカーボネート（ＰＣ）、シクロオレフィンコポリマー（ＣＯＣ、ＣＯＰ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、フロートガラス、ミネラルガラス、またはこれらの材料の混合物からなる群から選択されることが好ましい。これらは、非常に透明であり、口腔内で使用される医療機器の衛生的要件を満たす一方で、同時に１回の使用に適しているほど安価な材料である。窓は、光学素子に着脱可能に接続されているため、口腔内スキャナの使用後に新しい窓に交換するか、または衛生的に処理することができる。窓は、剛性または可撓性のフィルムのいずれかに設計することができる。
【００１４】
あるいは、窓の材料はコランダム、特にサファイアガラスである。この実施形態では、窓は複数の使用を意図している。
【００１５】
窓システムの何らかの曇りは、患者の口腔に面する窓上で発生し得る。本発明は、窓の表面温度が露点を下回るのを防ぐために窓を加熱することを提供する。しかし、窓の交換可能性を確保するために、窓自体は、熱源を備えていない。代わりに、少なくとも１つの熱源が、光学素子上に配設される。この目的のために、光学素子は、コランダムから構成されることが好ましい。光学素子の材料として、コランダムは、高い光学品質だけでなく、高い熱伝導率も備えている。結果として、コランダムは、少なくとも１つの熱源から放出された熱を吸収し、それをその表面全体にわたって窓に伝達することができる。これにより、窓の必要な加熱が実現されるようになる。特に、サファイアガラスなどのコランダムは、１回の使用には高価すぎるのに対し、光学素子が患者の口腔と接触することはないが、窓によって口腔から分離されているという事実により、本発明による窓システムでこの材料を使用することを可能にする。
【００１６】
窓システムの好ましい実施形態では、熱源は、光学素子上に配設されたＩＴＯ（酸化インジウムスズ）の層である。一実施形態において、この層は、窓に面する光学素子の側上に配置され、そのため熱は、光学素子に対してだけでなく、窓にも直接伝達され得る。別の実施形態では、層は、電気安全上の理由から、窓から離れて面する光学素子の側上に配置される。ＩＴＯ層は、導電性かつ透明である。ＩＴＯ層は、電気的に接触している場合、電流を流して熱を生成することができる。
【００１７】
ＩＴＯ層の存在による窓システムの透過率の低下を緩和するために、ＩＴＯ層が光学素子の屈折率に調整されることが特に好ましい。このようなＩＴＯ層は、ＩＭＩＴＯ（インデックスが一致する酸化インジウムスズ）と呼ばれる。
【００１８】
光学素子の表面全体にわたって配設されたＩＭＩＴＯ層でも、このような層を有さない窓システムと比較して、窓システムの透過率のわずかな低減を引き起こす。したがって、ＩＴＯ層は、光学素子の周辺領域にのみ配設されることがさらに好ましい。周辺領域は、特に光学素子の領域を指し、その幅は、光学素子の幅の最大２５パーセントに対応し、その長さは光学素子の長さの最大２５パーセントに対応する。光学素子の良好な熱伝導率に起因して、その光学素子を周辺領域のＩＴＯ層によって加熱するだけで十分であり、そのため熱が光学素子全体にわたって均一に分布され、光学素子から窓の表面全体に伝達される。ＩＴＯ層のこの設計では、光路として機能する光学素子の中央部分にはＩＴＯ層が設けられておらず、そのため窓システムの透過率は損なわれない。したがって、９９パーセントよりも大きい透過率が実現され得る。
【００１９】
窓システムの別の好ましい実施形態では、熱源は、口腔内スキャナから光学素子の周辺領域に廃熱を伝達するよう構成される。したがって、熱源自体は、いかなる熱も産生しない。この目的で、熱源は特に、光学素子の外側端部上に配設され得る。光学素子の周辺領域にＩＴＯ層を使用する場合と同様に、この実施形態の窓システムは、熱源のどの部分も窓システムの光路内にないように設計されている。この実施形態においても、光学素子の良好な熱伝導率により、熱源から放出された熱は、最初に光学素子の縁部から光学素子の表面全体に伝達され、次に窓の表面全体に伝達される。ＩＴＯ層を含む窓システムと比較して、この実施形態による窓システムは、簡単な様式で製造できるという追加の利点を有する。ＩＴＯ層を加熱するための電気接触および必要な電流の供給、または誘導コイルの必要はない。追加の電線が存在することから生じるガルバニック絶縁および患者へのリスク回避も必要ない。代わりに、熱源を口腔内スキャナの別の領域の熱産生構成要素に接続する、熱をよく伝導する材料、特に金属から作製された構成要素として実現すれば十分である。
【００２０】
しかし、光学素子の熱源は、上記の方法に限定されない。誘導ヒーター、加熱ワイヤー、または糊付けフィルムなどの従来の任意の熱生成方法を使用することができる。
【００２１】
口腔内スキャナによって記録された高品質なデータを確保するために、光学素子は、反射防止コーティングをその光路の両側上に有することが好ましいが、窓としての設計の場合、そのペインの両側上に有することが好ましい。窓はそのペインの両側上に反射防止コーティングを有することがさらに好ましい。通常、口腔内で使用される医療装置でこのような反射防止コーティングを使用すると、オートクレーブ中に攻撃、汚れ、または曇りが生じ、その結果、コーティングの光学品質が低下するため、問題が生じる。ただし、窓システム内の光学素子のコーティングは、窓によって保護されているため、滅菌のためにオートクレーブ処理する必要はない。光学素子はさらに、同様に３Ｄ測定の障害および／またはデータ品質の障害を引き起こす可能性があるスクラッチから保護される。
【００２２】
窓は使い捨て製品として設計できるため、窓に塗布される反射防止層は、窓と一緒に廃棄することができる。
【００２３】
窓を光学素子に着脱可能に接続し、患者の口腔からの唾液、血液、または他の液体が窓を通過して光学素子に到達しないようにするためにも、窓を口腔内スキャナのカバー内に配設することが好ましい。好ましい実施形態では、このカバーはスリーブとも呼ばれ、窓のように使い捨て製品として設計されている。この実施形態では、カバーは、窓に恒久的に接続されており、この窓と共に廃棄することができる。この目的のために、カバーは特に、アクリロニトリルスチレンアクリレートコポリマー（ＡＳＡ）またはアクリロニトリルブタジエンスチレンコポリマー（ＡＢＳ）などのシリコーン、ラテックス、プラスチックフィルムもしくは固体プラスチックで構成されるカバーとして設計されている。カバーは、硬質または弾性があるように設計することができる。カバーは、窓が内部に配設される窓領域を含む。液密接続を確保するために、カバーは特に、オーバーモールディングまたは接着剤結合によって、プラスチックカバーに接続することができる。
【００２４】
窓とカバーとの間に液密でない接続があっても、プロセスに適した使用、洗浄、および消毒によって、相互汚染に対する保護効果を高めることができる。
【００２５】
別の好ましい実施形態では、カバーは、再使用可能である。この目的のために、カバーはオートクレーブ処理可能であり、そのため再使用前に滅菌することができる。オートクレーブ処理可能なカバーに適した材料は、金属またはプラスチックにすることができ、それによって硬質および弾性プラスチックの両方を使用することができる。窓は、カバーの窓領域にスライドするように設計されており、そのため、カバーの使用後に取り外して廃棄することができる。オートクレーブ処理後、カバーは次いで、新しい窓に取り付けることができる。ただし、このカバーには特に、複数回使用するためのコランダムで作製された窓を装備することもできる。
【００２６】
窓が口腔内スキャナのカバー内に配設される窓システムを含む口腔内スキャナは、光学素子および少なくとも１つの熱源が口腔内スキャナに接続されるように設計される。カバーは、窓を光学素子から１ｍｍよりも小さい平均距離に配設することができるように、口腔内スキャナ上に配設される。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
本発明の設計例を図面に示し、以下の説明でより詳細に説明する。
【００２８】
【図１】本発明の設計例による口腔内スキャナの等角図を示す。
【図２】本発明の設計例による窓システムの分解図を示す。
【図３】本発明の別の設計例による窓システムの図を示す。
【図４】本発明のさらに別の設計例による窓システムの分解図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
本発明の１つの設計例では、口腔内スキャナ１０は、窓領域１１を含み、そこに窓システムが配設される。窓システムは、口腔内スキャナ１０内に配設された光源によって放出される光ビームの光路として、および患者の口腔内の歯によって反射される光ビームの光路として機能し、光ビームは、口腔内スキャナ１０の内側のセンサ上に反射される。患者の口腔内に挿入される領域では、口腔内スキャナ１０は、カバー１２を含む。窓システムの窓は、カバー１２の一部である一方で、窓システムの別の光学素子は、口腔内スキャナ１０の一部である。
【００３０】
カバーの第１の設計例では、このカバーは、弾性シリコーンで作製されており、これにより、窓領域１１の窓システムの窓がオーバーモールドされる。
【００３１】
カバー１２の第２の設計例では、カバーは、鋼で作製されている。窓領域１１では、カバーは、窓システムの窓が挿入されるスライドフレームを含む。
【００３２】
カバー１２の第３の設計例では、カバーは、ＡＳＡで作製され、その中に窓が挿入される。
【００３３】
図２は、窓システムの第１の設計例による、窓システムの光学素子および第２の窓３０としての第１の窓２０を示す。第１の窓２０は、口腔内スキャナ１０の一部である一方で、第２の窓３０は、カバー１２の一部である。第１の窓２０は、４１．９Ｗｍ−１Ｋ−１の熱伝導率を有するサファイアガラスで作製されたペイン２１を含む。両側には、表面全体を覆う反射防止コーティング２２、２３が設けられている。図２において点線によって第１の窓２０の残りの部分から分離されている周辺領域２４では、第１の窓２０は、その第２の窓３０に面する側面に、ＩＴＯ層の形態の熱源４０を含む。熱源４０は、電流によって、または誘導によって加熱できるように電気的に接続されている。本設計例では、第２の窓３０は、ポリカーボネートで作製されたペイン３１を含み、ペイン３１は、両側が、表面全体を覆う反射防止コーティング３２、３３でコーティングされている。カバー１２が口腔内スキャナ１０の上に引っ張られると、第２の窓３０は、反射防止層３３のうちの１つと共に第１の窓２０上に載り、それにより、第２の窓３０は、周辺領域２４において熱源４０と接触し、第１の窓２０の中央においてその反射防止層２２のうちの１つと接触する。周辺領域２４は、光路の一部ではなく、そのため熱源４０は、光路の透過を妨げない。口腔内スキャナ１０が動作中、熱源４０は、オンに切り替えられ、第１の窓２０と第２の窓３０との両方をそれぞれの周辺領域において加熱する。ポリカーボネートの低い熱伝導率に起因して、熱は第２の窓３０に均一に分布することはできないが、サファイアガラスの熱伝導率が良いと、第１の窓２０が均一に加熱される。第１の窓は、その表面全体にわたって熱を第２の窓３０に伝達し、そのため短時間後に、第２の窓も均一な温度分布を有するようになる。
【００３４】
図示されていない本発明による窓システムの第２の設計例では、熱源４０は、第２の窓３０に面する側上ではなく、第２の窓３０とは反対側上に配設される。
【００３５】
本発明による窓システムの第３の設計例を図３に示す。これは、光学素子がプリズム２６として設計されているという点で、第１の設計例による窓システムとは異なる。窓システムは、その光路の両側に表面全体を覆う反射防止コーティング２２、２３を有するプリズム素子２５を含む。第２の窓３０に面するその側上には、窓システムは、ＩＴＯ層の形態の熱源４０を有する。プリズム２６と第２の窓３０との間の平均距離ｄは、０．２ｍｍである。
【００３６】
本発明による窓システムの第４の設計例を図４に示す。これは、熱源４０としてＩＴＯ層を含まないという点で、第１の設計例による窓システムとは異なる。代わりに、熱源５０はそれぞれ、第１の窓２０の縁部に配設され、その廃熱が第１の窓２０の縁部に伝導されるように、口腔内スキャナ１０の熱生成構成要素に接続されている。説明を簡単にするために、図４の熱源５０が第１の窓４０の１つの縁部の一部のみに接触するように示されている場合でも、実際には、第１の窓２０の４つのすべての縁部を完全に囲むフレームとして設計されている。口腔内スキャナ１０の動作中、その光源などのその様々な構成要素は加熱され、それらの廃熱の一部を熱源５０を介して第１の窓２０の縁部に伝導する。良好な熱伝導率に起因して、熱は、第１の窓２０の上に均一に分配され、次いで第２の窓３０の表面全体に伝達される。
【００３７】
口腔内スキャナ１０を使用した後、カバー１２は、それから取り外される。第２の窓３０がカバー１２に恒久的に接続されている場合、それはこのカバーと共に廃棄される。そうでなければ、カバー１２のフレームから取り外され、カバー１２はオートクレーブ処理され、次に新しい第２の窓３０が提供される。これにより、次に口腔内スキャナ１０を使用するときに、患者の口腔と接触する領域全体が清潔で無菌になることが保証される。
【００３８】
第２の窓が液密にカバーに接続されていない場合、患者への使用には、交差汚染の可能性を減少するために、カバー１２の設定洗浄ならびに消毒および／または滅菌手順が必要な場合がある。このような場合、使用後にカバー１２は口腔内スキャナ１０から取り外され、第２の窓３０は廃棄される。
【００３９】
第２の窓３０がカバー１２に恒久的に接続されているが液密ではない場合、それはカバーと共に廃棄され、口腔内スキャナは、追加の洗浄および／または消毒および／または滅菌を必要とする場合がある。これは、例えば、拭き取り消毒によって達成することができる。次の患者のために、新しい清潔なカバー１２を口腔内カメラ１０上に引っ張る必要がある。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
2020523145.tif 000007
2020523145.tif 000008
2020523145.tif 000009
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