特許 7484749 口腔内測定装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-05-08

(45)【発行日】2024-05-16

(54)【発明の名称】口腔内測定装置

(51)【国際特許分類】

   A61B 1/24 20060101AFI20240509BHJP

   A61C 19/04 20060101ALI20240509BHJP

【ＦＩ】

A61B1/24

A61C19/04 Z

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2021012427

(22)【出願日】2021-01-28

(65)【公開番号】P2022115703

(43)【公開日】2022-08-09

【審査請求日】2023-07-14

(73)【特許権者】

【識別番号】000001270

【氏名又は名称】コニカミノルタ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001254

【氏名又は名称】弁理士法人光陽国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】長岡 敦

(72)【発明者】

【氏名】稲垣 義弘

(72)【発明者】

【氏名】黒澤 崇

(72)【発明者】

【氏名】ヌルナビラ ムハマドマクタ

【審査官】北島 拓馬

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１１－０２４７９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１７－５１３５４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０８－１５４８８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－０４２２５７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ａ６１Ｂ １／００ － １／３２

Ａ６１Ｃ １／００ － ５／００

Ａ６１Ｃ ５／４０ － ５／６８

Ａ６１Ｃ ５／９０ － ７／３６

Ａ６１Ｃ １９／００ －１９／１０

Ａ６１Ｇ １５／１４ －１５／１８

Ｇ０２Ｂ ２３／２４ －２３／２６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

光学面を有するプリズムと、
前記プリズムを収容する筐体と、を備え、
前記プリズム及び前記筐体の少なくとも一方は、着脱時の相互の移動を案内するガイド部を有し、
前記ガイド部は、前記プリズムが前記筐体内に収容されたときに、前記プリズムの光学面と前記筐体の内面との間に隙間を介在させ、
前記筐体は、測定光を透過させる透光窓を有し、
前記プリズムは、
前記筐体への着脱方向に沿って長尺に形成されるとともに、
前記光学面に立設され、前記着脱方向と交差する方向に沿ったリブを有する、
ことを特徴とする口腔内測定装置。

【請求項2】

前記ガイド部は、前記プリズムが前記筐体内に着脱されるときに、前記プリズムの光学面と前記筐体の内面との間に隙間を介在させる、
ことを特徴とする請求項１に記載の口腔内測定装置。

【請求項3】

前記ガイド部は、前記プリズムのうち、前記光学面として機能しない部分に設けられる、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の口腔内測定装置。

【請求項4】

前記ガイド部は、前記プリズムに設けられ、前記光学面に対して凸状に形成されている、
ことを特徴とする請求項１～３のいずれか一項に記載の口腔内測定装置。

【請求項5】

前記プリズムの光学面と前記筐体の内面との間の隙間には空気層が形成され、
前記プリズムの光学面は、測定光を内部反射させる、
ことを特徴とする請求項１～４のいずれか一項に記載の口腔内測定装置。

【請求項6】

当該口腔内測定装置は、口腔内の三次元形状を測定する、
ことを特徴とする請求項１～５のいずれか一項に記載の口腔内測定装置。

【請求項7】

光学面を有するプリズムと、
前記プリズムを収容する筐体と、を備え、
前記プリズム及び前記筐体の少なくとも一方は、着脱時の相互の移動を案内するガイド部を有し、
前記ガイド部は、前記プリズムが前記筐体内に収容されたときに、前記プリズムの光学面と前記筐体の内面との間に隙間を介在させ、
前記筐体は、測定光を透過させる透光窓を有し、
前記ガイド部は、前記プリズムのうち、前記光学面として機能しない部分に設けられる、
ことを特徴とする口腔内測定装置。

【請求項8】

光学面を有するプリズムと、
前記プリズムを収容する筐体と、を備え、
前記プリズム及び前記筐体の少なくとも一方は、着脱時の相互の移動を案内するガイド部を有し、
前記ガイド部は、前記プリズムが前記筐体内に収容されたときに、前記プリズムの光学面と前記筐体の内面との間に隙間を介在させ、
前記筐体は、測定光を透過させる透光窓を有し、
前記ガイド部は、前記プリズムに設けられ、前記光学面に対して凸状に形成されている、
ことを特徴とする口腔内測定装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、口腔内測定装置に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、歯科で行われる型取りの代替手段として、口腔内を三次元測定する装置の利用が進んできている。これにより、従来のシリコン型取りに比べ、患者の苦痛を軽減しつつ、高精度なデジタル化が可能となる。
しかし、患者の口腔内に機器を入れて測定する場合、機器のサイズが大きいと患者は大きく口を開ける必要があり、特に嘔吐反射の症状等を有する患者にとっては負担が大きい。そのため、機器のコンパクト化が重要な課題となる。

【0003】

機器をコンパクトに構成するための測定手法としては、測定光をプリズム内で伝搬させて被測定部に導く方法が挙げられる（例えば、特許文献１、２参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】米国特許公開第２００８／００２４７６８号明細書

【文献】米国特許公開第２００８／００２８０６５号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

プリズムを用いて測定光を導光する場合、測定光量のロスを抑制する点において、測定光をプリズム表面（光学面）で全反射させることが望ましい。
また、プリズムを筐体から着脱する際に、プリズムの光学面を傷つけないようにする必要がある。光学面が傷つくと所望の光学性能を得られなくなるおそれがある。

【0006】

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、好適な光学性能を得ることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記目的を達成するために、本発明は、口腔内測定装置であって、
光学面を有するプリズムと、
前記プリズムを収容する筐体と、を備え、
前記プリズム及び前記筐体の少なくとも一方は、着脱時の相互の移動を案内するガイド部を有し、
前記ガイド部は、前記プリズムが前記筐体内に収容されたときに、前記プリズムの光学面と前記筐体の内面との間に隙間を介在させ、
前記筐体は、測定光を透過させる透光窓を有し、
前記プリズムは、
前記筐体への着脱方向に沿って長尺に形成されるとともに、
前記光学面に立設され、前記着脱方向と交差する方向に沿ったリブを有することを特徴とする。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、好適な光学性能を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】実施形態に係る口腔内測定装置の斜視図である。

【図2】実施形態に係る口腔内測定装置の長手方向に沿った断面図である。

【図3】実施形態に係るプリズムの斜視図である。

【図4】（ａ）プリズムとプリズムケースに設けられたガイド部を説明するための図であり、（ｂ）プリズムの光学面とプリズムケースとの間の隙間を示す断面図である。

【図5】実施形態に係るガイド部の変形例を説明するための図である。

【図6】実施形態に係るプリズムの変形例の斜視図である。

【図7】実施形態に係る口腔内測定装置の変形例の断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。

【0011】

［口腔内測定装置の全体構成］
図１は、本実施形態に係る口腔内測定装置１の斜視図であり、図２は、口腔内測定装置１の長手方向に沿った断面図である。
なお、以下の実施形態において、前後、左右及び上下は、図中に示した向きをいうものとする。また、図２では、光線の見やすさのためにプリズム４のハッチングを省略している。

【0012】

口腔内測定装置１は、主に人（人体）の口腔内の三次元形状を測定するものであり、図１及び図２に示すように、プリズムケース２と装置ケース３を備える。
プリズムケース２は後面が開口しており、装置ケース３は前面が開口している。プリズムケース２及び装置ケース３は、互いの開口を閉塞させるように前後に固定されている。これらプリズムケース２及び装置ケース３は、口腔内を三次元測定するための測定光学系１０を内部に収容している。

【0013】

測定光学系１０は、プリズムケース２内に収容されたプリズム４と、装置ケース３に収容された投影装置３１、第１レンズ３２，第２レンズ３３及び撮像素子３４とを含む。投影装置３１は、例えばＬＥＤと液晶表示素子を含む。撮像素子３４は、例えばＣＭＯＳセンサーである。
測定光学系１０は、位相シフト法を利用して三次元測定を行う。具体的に、測定光学系１０では、投影装置３１から出射した光（測定光）が第１レンズ３２を通じて、後面からプリズム４内に入射する。この光は、プリズム４の光学面で内部反射されつつプリズム４内を前方に導光していき、プリズム４の前端下面から下方に出射して、プリズムケース２前端の透光窓２０ａを通じて口腔内の測定対象（例えば歯）に照射される。この照射光の少なくとも一部は、測定対象で反射して透光窓２０ａからプリズムケース２内に入射し、プリズム４の光学面で内部反射されつつプリズム４内を後方に導光していき、プリズム４の後面から後方に出射した後に、第２レンズ３３を通じて撮像素子３４に受光される。そして、受光された光の光学情報に基づいて、外部の制御装置（図示省略）により測定対象の形状が測定される。
なお、プリズム４の「光学面」とは、上記測定時の主たる光路において測定光を内部反射（全反射）させる面をいい、本実施形態では後述の上面４１、下面４２及び傾斜面４４を指す。また、測定光学系１０は、プリズム４を用いて口腔内を光学的に三次元測定できるものであれば、その具体構成は特に限定されない。

【0014】

［プリズムの収容構造］
図３は、プリズム４の斜視図であり、図４（ａ）は、プリズム４とプリズムケース２に設けられたガイド部を説明するための図であり、図４（ｂ）は、プリズム４の光学面とプリズムケース２との間の隙間Ｓを示す断面図である。
上述のように、プリズム４は、プリズムケース２内に収容されている。
具体的に、プリズムケース２は、汎用エンプラ等の樹脂又は金属で構成され、前後方向に長尺な略四角筒状であって、上板２１及び下板２２と左右両側板２３とを有する略一様な断面形状に形成されている。プリズムケース２の前端部では、上面が前下がりに傾斜した傾斜板２４となっており、その前端で下板２２と連なっている。プリズムケース２の後端部では、左右両側部２５が左右に張り出すとともに、下面が後下がりに傾斜している。
一方、プリズム４は、図３に示すように、プリズムケース２と対応した形状であって、プリズムケース２内に収容可能に一回り小さいサイズに形成されている。具体的に、プリズム４は、前後方向に長尺な略棒状であって、上面４１及び下面４２と左右両側面４３とを有する略一様な矩形断面形状に形成されている。プリズム４の前端部では、上面が前下がりに傾斜した傾斜面４４となっており、その前端で下面４２と連なっている。プリズム４の後端部では、左右両側部４５が左右に張り出すとともに、下面が後下がりに傾斜している。なお、プリズム４後端部の両側部４５は張り出していなくてもよい。

【0015】

プリズム４及びプリズムケース２は、着脱時の相互の移動を案内するガイド部（ガイド凸部２６、ガイド凹部４６）を有している。
具体的には、図４（ａ）に示すように、プリズム４にはガイド凹部４６が設けられている。ガイド凹部４６は、上面４１と左右両側面４３との両角部と、下面４２と左右両側面４３との両角部との各々に設けられている。各ガイド凹部４６は、Ｌ字断面の切欠き状に形成され、プリズム４の長手方向（前後方向）に沿って延在している。
一方、プリズムケース２にはプリズム４のガイド凹部４６に対応するガイド凸部２６が設けられている。ガイド凸部２６は、プリズム４の４つのガイド凹部４６の位置に対応するプリズムケース２の内側四隅の各々に設けられている。各ガイド凸部２６は、対応するガイド凹部４６に嵌合するＬ字状に突出するとともに、プリズムケース２の長手方向（前後方向）に沿って延在している。

【0016】

これらガイド部４６、２６により、プリズム４とプリズムケース２の着脱時に、その着脱方向（前後方向）への相互の移動が案内される。つまり、着脱時には、互いに対応する４つのガイド凹部４６と４つのガイド凸部２６とが嵌合することで、これらガイド部４６、２６に沿ってプリズム４がプリズムケース２に好適に挿抜される。

【0017】

また、ガイド部４６、２６は、図４（ｂ）に示すように、プリズム４がプリズムケース２内に収容されたときに、プリズム４の光学面とプリズムケース２の内面との間に隙間Ｓを介在させる。すなわち、プリズム４がプリズムケース２に収容された状態では、ガイド凸部２６とガイド凹部４６とが接触することで、プリズム４の光学面（上面４１、下面４２及び傾斜面４４）はプリズムケース２と接触しない。そのため、プリズム４の光学面とプリズムケース２の内面との間に隙間Ｓが形成される。なお、隙間Ｓの大きさは、測定光学系１０の測定光の波長以上であればよい。また、プリズム４の傾斜面４４とこれに対向するプリズムケース２の内面との間の隙間Ｓは、プリズムケース２のガイド凸部２６がプリズム４のガイド凹部４６の後端面に突き当たることで形成される。ただし、ここの隙間Ｓは、プリズムケース２内面の傾斜板２４と両側板２３との両角部にもガイド凸部２６を設け、当該ガイド凸部２６をプリズム４の傾斜面４４の側端部に接触させることで形成してもよい。
このような隙間Ｓが形成されることにより、プリズム４の内部を伝搬する光は、プリズム４自体の光学面で内部反射（全反射）する。より詳しくは、プリズム４の光学面とプリズムケース２の間に、プリズム４よりも屈折率の小さい空気層の隙間Ｓがあるため、プリズム４の内部を伝搬する光は、臨界角以上の入射角であれば、プリズム４の表面（光学面）で内部反射（全反射）する。これにより、プリズム４の光学面がプリズムケース２と接触する場合に比べ、光量のロスを抑制して好適に測定光を伝搬させることができる。

【0018】

なお、プリズム４及びプリズムケース２のガイド部（ガイド構造）は、上述のものに限定されない。ガイド部は、プリズム４及びプリズムケース２の着脱時の相互の移動を案内するものであって、プリズム４がプリズムケース２内に収容されたときに、プリズム４の光学面とプリズムケース２の内面との間に隙間を介在させるように構成されていればよい。
このように構成されていれば、ガイド部の位置や数量は特に限定されない。例えば図５に示すように、ガイド凸部２６がプリズム４の両内側面に設けられ、対応するガイド凹部４６がプリズムケース２の両側面に設けられてもよい。ただし、ガイド部をプリズム４に設ける場合は、本実施形態のガイド凹部４６のように、プリズム４のうち光学面として機能しない部分に設けるのが好ましい。また、ガイド部をプリズムケース２に設ける場合は、プリズム４の光学面に対向する部分以外に設けるのが好ましい。
また、ガイド部の形状等も特に限定されない。ただし、ガイド部をプリズム４に設ける場合は、光学面に対して凸状に形成されるのが好ましい。これにより、プリズムケース２の内面がプリズム４の光学面に接触することを、より確実に防ぐことができる。
さらに言えば、ガイド部は、プリズム４及びプリズムケース２の双方に設けられていなくともよく、プリズム４及びプリズムケース２の少なくとも一方に設けられていればよい。

【0019】

また、ガイド部は、プリズム４がプリズムケース２に着脱（挿抜）されるときに、プリズム４の光学面とプリズムケース２の内面との間に隙間を介在させるのが好ましい。これにより、着脱時にプリズム４の光学面がプリズムケース２と接触して傷つくことを防ぐことができる。なお、この着脱時の隙間は、収容時の隙間Ｓとは異なっていてもよい。例えば、プリズム４を挿入しやすいように、プリズム４の先端をプリズムケース２の開口に嵌めるときにはガイド部同志のガタ（隙間）を大きくしておき、プリズム４を挿入するに伴って次第にガタが小さくなるように構成してもよい。

【0020】

また、図６に示すように、プリズム４には、前後方向（すなわちプリズム４の着脱方向）と直交する方向に沿ったリブ４７が、光学面に立設されているのが好ましい。このリブ４７の延在方向は、前後方向と交差する方向であればよい。図６の例では、上面４１の３箇所と、上面４１と傾斜面４４の境界と、傾斜面４４と下面４２の境界にリブ４７が立設されている。このうち、光学面である上面４１の３箇所は、当該上面４１のうち、主たる光路（図２参照）の全反射位置からできるだけ離れた位置であるのが好ましい。また、図６の例では、プリズム４に、凸状のガイド部４６が設けられており、このガイド部４６がリブ４７と連なっている。
このようなリブ４７を設けることにより、例えばユーザに掴まれるなどしてプリズムケース２が撓んだ場合であっても、プリズムケース２の内面がプリズム４の光学面に接触することを防ぐことができる。

【0021】

［実施形態の技術的効果］
以上のように、本実施形態によれば、プリズム４及びプリズムケース２の少なくとも一方が、着脱時の相互の移動を案内するガイド部（ガイド凸部２６、ガイド凹部４６）を有しており、このガイド部は、プリズム４がプリズムケース２に収容されたときに、プリズム４の光学面とプリズムケース２の内面との間に隙間Ｓを介在させる。
これにより、測定光をプリズム４の表面で好適に全反射させることができる。したがって、測定光量のロスを抑制することができ、好適な光学性能を得ることができる。
また、着脱時のガイド部を利用して収容時の隙間Ｓを確保しているので、隙間Ｓを確保するためだけの特別な部位を設ける場合に比べ、プリズム４やプリズムケース２をコンパクトに構成することができる。

【0022】

また、本実施形態によれば、ガイド部は、プリズム４がプリズムケース２に着脱されるときに、プリズム４の光学面とプリズムケース２の内面との間に隙間を介在させる。
これにより、着脱時にプリズム４の光学面がプリズムケース２と接触して傷つくことを防ぐことができ、ひいては好適な光学性能をより確実に得ることができる。

【0023】

また、本実施形態によれば、ガイド部４６は、プリズム４のうち光学面として機能しない部分に設けられる。
そのため、ガイド部４６が光学面の光学機能を阻害することがない。

【0024】

また、本実施形態によれば、プリズム４に設けられるガイド部４６は、光学面に対して凸状に形成されてもよい。
これにより、プリズムケース２の内面がプリズム４の光学面に接触することを、より確実に防ぐことができる。

【0025】

また、本実施形態によれば、プリズム４の光学面には、その着脱方向と交差する方向に沿ったリブ４７が設けられていてもよい。
これにより、例えばユーザに掴まれるなどしてプリズムケース２が撓んだ場合であっても、プリズムケース２の内面がプリズム４の光学面に接触することを防ぐことができる。

【0026】

［その他］
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明を適用可能な実施形態は、上述した実施形態及びその変形例に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

【0027】

例えば、図７に示すように、プリズム４及びプリズムケース２を、先端側のプリズム４Ａ及びプリズムケース２Ａと、基端側のプリズム４Ｂ及びプリズムケース２Ｂとに、着脱可能に構成してもよい。
口腔内測定装置１の先端部は患者の口に挿入されるため、使用後には滅菌処理される。滅菌処理では、通常オートクレーブ滅菌（１３４℃、１０分）の環境下にさらす必要がある。そのため、口腔に挿入される先端側のプリズム４Ａ及びプリズムケース２Ａを、基端側から取り外し可能に構成することで、この部分のみを簡便に滅菌処理することができる。なお、プリズムケース２のみを、先端側のプリズムケース２Ａと基端側のプリズムケース２Ｂとに着脱可能に構成してもよい。

【符号の説明】

【0028】

１ 口腔内測定装置
２ プリズムケース（筐体）
２６ ガイド凸部（ガイド部）
４ プリズム
４１ 上面（光学面）
４２ 下面（光学面）
４３ 側面
４４ 傾斜面（光学面）
４６ ガイド凹部（ガイド部）
４７ リブ
１０ 測定光学系
Ｓ 隙間

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】