盖、摄像装置、数据生成系统以及数据生成方法与流程

1.本发明涉及安装于摄像装置的入光的部分的盖、安装有该盖的摄像装置、数据生成系统以及数据生成方法。


背景技术：

2.在牙科领域中，利用摄像装置(口腔内扫描仪)获取牙齿的三维形状，基于获取的牙齿的三维形状的数据(也称为三维数据、3d数据)在计算机上进行补缀物等的数字设计。在日本专利第5654583号公报中，公开了使用对焦法的技术来获取牙齿的三维形状的手持式的口腔内扫描仪。具体而言，在该口腔内扫描仪中，将具有线状或方格花纹状的图案的光(以下，也称为图案)投影到牙齿，根据对投影的图案进行拍摄而得到的图像求出对焦的距离，获取牙齿的三维形状。
3.口腔内扫描仪安装用于拍摄口腔内的盖(也称为小片)，对从设置于该盖的采光部投影到牙齿的图案进行拍摄。盖具有容易插入口腔内的筒状的框体和设置于框体内的反射镜(镜子)，拍摄从设置于框体的采光部投影的图案。


技术实现要素：

4.口腔内扫描仪是以拍摄牙齿的三维形状为目的而设计的，因此设定了视场以对拍摄的牙齿对焦。具体而言，在口腔内扫描仪中，为了使盖的前端沿着齿列对牙齿的三维形状进行拍摄，在盖的采光部的附近设定有视场。
5.因此，口腔内扫描仪在拍摄的视场中没有自由度，对于与个人差异、缺损等病例相对应的各种形状的牙齿，有时难以充分地获取三维形状。另一方面，虽然能够在口腔内扫描仪内设置光学机构来变更视场，但通过设置用于变更视场的光学机构会使框体大型化，有可能阻碍口腔内的拍摄。
6.本公开是为了解决上述问题点而完成的，其目的在于，提供能够在不使摄像装置大型化的情况下对所拍摄的视场赋予自由度的盖、摄像装置、数据生成系统以及数据生成方法。
7.本公开所涉及的盖是一种能够相对于摄像装置装卸的盖，其具备：框体，具有用于与摄像装置的至少一部分连接的开口部；采光部，设置在框体的与开口部相反的一侧；反射部，将从采光部进入的光向开口部的方向反射，框体的长度方向的长度比使摄像装置的视场自采光部起为规定范围的盖短。
8.本公开所涉及的摄像装置具备：上述的盖；连接部，以能够装卸的方式与盖连接。
9.本公开所涉及的数据生成系统是一种数据生成系统，其具备：摄像装置，获取口腔内的牙齿的形状作为三维数据；数据生成装置，生成用于制作补缀物的数据，其特征在于，对于摄像装置而言，在安装有使摄像装置的视场自采光部起为规定范围的第一盖，或者在使摄像装置的视场自采光部起为规定范围的第一位置安装有盖的状态下，获取包含咬合面部分的牙齿的三维数据，在安装有使摄像装置的视场自远离采光部的位置起为规定范围的
第二盖，或者在使摄像装置的视场自远离采光部的位置起为规定范围的第二位置安装有盖的状态下，获取咬合面部分丧失且包含比咬合面部分更靠近牙槽骨侧的部分的牙齿的三维数据，对于数据生成装置而言，基于由摄像装置获取的包含咬合面部分的牙齿的三维数据和咬合面部分丧失且包含比咬合面部分更靠近牙槽骨侧的部分的牙齿的三维数据，生成用于制作补缀物的数据，所述补缀物至少包含与牙齿接触的部分，所述牙齿的咬合面部分丧失且包含比咬合面部分更靠近牙槽骨侧的部分。
10.本公开所涉及的数据生成方法是一种通过数据生成系统生成用于制作补缀物的数据的数据生成方法，所述数据生成系统具备：摄像装置，获取口腔内的牙齿的形状作为三维数据；数据生成装置，生成用于制作补缀物的数据，其特征在于，所述数据生成方法包括：在摄像装置中，安装使摄像装置的视场自采光部起为规定范围的第一盖，或者在使摄像装置的视场自采光部起为规定范围的第一位置安装盖，获取包含咬合面部分的牙齿的三维数据的步骤；在摄像装置中，安装使摄像装置的视场自远离采光部的位置起为规定范围的第二盖，或者在使摄像装置的视场自远离采光部的位置起为规定范围的第二位置安装盖，获取咬合面部分丧失且包含比咬合面部分更靠近牙槽骨侧的部分的牙齿的三维数据的步骤；在数据生成装置中，基于由摄像装置获取的包含咬合面部分的牙齿的三维数据和咬合面部分丧失且包含比咬合面部分更靠近牙槽骨侧的部分的牙齿的三维数据，生成用于制作补缀物的数据的步骤，所述补缀物至少包含与牙齿接触的部分，所述牙齿的咬合面部分丧失且包含比咬合面部分更靠近牙槽骨侧的部分。
11.本发明的上述以及其它目的、特征、局面以及优点根据与附图关联地理解的与本发明有关的接下来的详细说明将会更加明确。
附图说明
12.图1是表示本实施方式1所涉及的口腔内扫描仪的结构的框图。
13.图2a是用于说明本实施方式1所涉及的盖的结构的概略图。
14.图2b是用于说明本实施方式1所涉及的盖的结构的概略图。
15.图3是用于说明本实施方式1所涉及的盖中的框体的长度方向的长度较短的盖的结构的概略图。
16.图4是用于说明利用口腔内扫描仪拍摄包含缺损齿的牙弓的三维形状并生成补缀物的方法的图。
17.图5是表示本实施方式2所涉及的盖的结构的第一例的概略图。
18.图6是表示本实施方式2所涉及的盖的结构的第二例的概略图。
19.图7是表示本实施方式2所涉及的盖的结构的第三例的概略图。
20.图8是表示本实施方式2所涉及的盖的结构的第四例的概略图。
21.图9a是表示本实施方式3所涉及的盖的结构的一例的概略图。
22.图9b是表示本实施方式3所涉及的盖的结构的一例的概略图。
23.图9c是表示本实施方式3所涉及的盖的结构的一例的概略图。
24.图10a是用于说明本实施方式4所涉及的盖的种类的判别单元的一例的图。
25.图10b是用于说明本实施方式4所涉及的盖的种类的判别单元的一例的图。
26.图11a是用于说明本实施方式4所涉及的盖的种类的判别单元的另一例的图。
27.图11b是用于说明本实施方式4所涉及的盖的种类的判别单元的另一例的图。
28.图12a是用于说明本实施方式5所涉及的口腔内扫描仪的显示例的图。
29.图12b是用于说明本实施方式5所涉及的口腔内扫描仪的显示例的图。
具体实施方式
30.以下，参照附图对本发明所涉及的实施方式进行说明。
31.(实施方式1)
32.本实施方式1所涉及的摄像装置是用于获取口腔内的牙齿的三维形状的口腔内扫描仪。但是，本发明所涉及的摄像装置并不限定于口腔内扫描仪，也能够应用具有同样的结构的摄像装置即三维扫描仪。例如，除了口腔内以外，也能够应用于能够拍摄人耳的内部而获取外耳内的三维形状的三维扫描仪。
33.[口腔内扫描仪的结构]
[0034]
图1是表示本实施方式1所涉及的口腔内扫描仪100的结构的框图。如图1所示，口腔内扫描仪100包括盖(也称为小片)10、筒部20、框体30、控制部40、电源部45、显示部50、演算部60。需要说明的是，演算部60例如由pc(个人计算机)等信息处理装置构成，关于与本公开内容关联性较低的pc用电源、数据通信模块、鼠标等结构，省略图示以及说明。电源部45、显示部50以及演算部60通过电缆43与包括盖10、筒部20、框体30以及控制部40的手持件70连接。需要说明的是，仅手持件70的结构也称为口腔内扫描仪。口腔内扫描仪100将获取的牙齿的三维形状的数据(也称为三维数据)发送到演算部60，通过演算部60进行针对三维数据的演算处理。
[0035]
发送到演算部60的三维数据是一边改变拍摄位置一边连续拍摄对象物99的多个数据。在演算部60中，能够执行将这些数据连接而形成牙弓整体或牙弓的一部分的三维数据的贴合处理。另外，在演算部60中，除了贴合演算处理以外，还进行将校正信息应用于口腔内扫描仪100的处理、对将显示于显示部50的对象物99以看起来立体的方式进行了贴合处理的三维数据进行渲染的处理、将发送来的三维数据、贴合处理后的三维数据等保存于存储部的处理等。演算部60作为硬件结构，例如设置有进行上述的处理的cpu(central processing unit：中央处理器)、存储用于由cpu执行该处理的程序、数据等的存储部、作为cpu的工作区域发挥功能的ram(random access memory：随机存取存储器)、主要进行图像处理的gpu(graphics processing unit：图形处理器)、用于保持与周边设备的信号的匹配性的输入输出接口等。存储部包括设置于演算部60的内部的硬盘等存储装置、经由网络而连接的存储装置等。
[0036]
此外，演算部60通过执行用于设计适合于三维数据的缺损齿部的补缀物的程序(cad程序)，从而能够根据进行了贴合处理的三维数据来进行设计补缀物的处理。当然，也可以不利用演算部60执行cad程序，而是通过经由网络而连接的其他pc等来执行cad程序，根据由该pc进行了贴合处理的三维数据来设计补缀物。cad程序例如提供公知的牙科用cad软件等，通过安装该软件能够在演算部60中执行。
[0037]
演算部60通过执行cad程序，基于由口腔内扫描仪100获取的包含咬合面部分的牙齿的三维数据和咬合面部分丧失且包含比咬合面部分更靠近牙槽骨侧的部分的牙齿的三维数据，能够生成用于制作补缀物的数据，所述补缀物至少包含与牙齿接触的部分，所述牙
齿的咬合面部分丧失且包含比咬合面部分更靠近牙槽骨侧的部分。即，演算部60使用cad程序，能够根据贴合处理后的三维数据生成补缀物的三维形状的数据(补缀物设计数据)。演算部60通过执行cad程序，作为生成用于制作补缀物的补缀物设计数据的数据生成装置而动作。演算部60能够将所生成的补缀物设计数据发送到补缀物生成装置90。从演算部60向补缀物生成装置90的数据传输可以是无线通信、有线通信等通信，也可以是经由存储器等的复制操作等。补缀物生成装置90例如是铣床或3d打印机，基于接收到的补缀物设计数据来生成缺损齿的补缀物。口腔内扫描仪100能够通过包含执行cad程序的演算部60来构成数据生成系统。在由补缀物生成装置90执行cad程序的情况下，也可以将口腔内扫描仪100和补缀物生成装置90统称为数据生成系统。
[0038]
虽然以演算部60被设置为与手持件70不同的pc的方式进行了说明，但不限于此，也可以由内置于手持件70的cpu、设置于电缆43的中间位置的演算装置、云上的演算装置等构成。另外，虽然以cad程序由演算部60执行的方式进行了说明，但不限于此，也可以执行内置于手持件70的cpu、设置于电缆43的中间位置的演算装置、内置于补缀物生成装置90的cpu、云上的演算装置等。即，也可以通过内置于手持件70的cpu、设置于电缆43的中间位置的演算装置、内置于补缀物生成装置90的cpu、云上的演算装置等进行补缀物设计数据的生成。
[0039]
此外，cad程序也可以是能够利用可以进行深度学习等机器学习的ai(人工智能)引擎的程序。cad程序也可以通过利用ai引擎，根据从患者信息(年龄
·
性别等)、贴合处理后的三维数据中提取出的对合齿、相邻齿的形状的特征信息等信息，基于已学习模型自动地设计补缀物。
[0040]
补缀物生成装置90也可以不根据由cad程序生成的补缀物设计数据来生成补缀物，而是直接输入由口腔内扫描仪100拍摄到的三维数据来生成补缀物。此外，补缀物生成装置90能够不生成补缀物，而是根据由口腔内扫描仪100拍摄到的三维数据，生成拍摄到的齿列的模型，能够用于对患者的说明(咨询)、手术计划、矫正设计、补缀物的适合确认、咬合运动的确认等用途。
[0041]
盖10插入对象物99所在的口腔内，向对象物99投影具有图案的光(以下，也称为图案)，将来自投影有图案的对象物99的反射光引导至筒部20以及框体30。另外，由于盖10能够相对于筒部20装卸，因此作为感染对策，能够仅将有可能与生物体接触的盖10从筒部20取下而实施灭菌处理(例如，高温高湿环境下的高压釜处理、干热灭菌处理、药液浸渍处理等)。需要说明的是，盖10由反射镜和在一方保持反射镜并在另一方覆盖筒部20的框体12构成。
[0042]
筒部20形成为能够与盖10嵌合的形状，是从框体30突出的部分。筒部20包括用于将由盖10采光的光向框体30引导的中继透镜、偏振器、光学滤波器、光学窗、波长板(λ/4板等)等光学部件。需要说明的是，由盖10和筒部20构成探头25。另外，筒部20可以是框体30的一部分，也可以是与框体30不同的结构。
[0043]
框体30经由盖10向对象物99投影图案，并拍摄所投影的图案。框体30具有生成向对象物99投影的图案的光学部件以及光源、用于使图案在对象物99的表面成像的透镜部件、用于调整透镜的焦点的焦点调整机构、对所投影的图案进行拍摄的摄像元件等。需要说明的是，虽然以框体30使用对焦法的技术来获取三维形状的结构进行了说明，但并不限定
于该结构，也可以是使用共焦点法、三角测量法、白色干涉法、立体法、摄影测量法、slam法(simultaneous localization and mapping：同时定位与地图构建)、光干涉断层法(optical coherence tomography：oct)等技术来获取三维形状的结构。即，框体30只要是使用光学方法来获取三维形状的结构即可，能够应用使用了任意的原理的结构。
[0044]
控制部40内置于框体30，对设置于框体30内的机构部件以及电子部件的动作进行控制，并且将拍摄到的三维数据发送到演算部60。控制部40设置有作为控制中枢的cpu(central processing unit：中央处理器)、存储有用于cpu进行动作的程序、控制数据等的rom(read only memory：只读存储器)、作为cpu的工作区域发挥功能的ram(random access memory：随机存取存储器)、主要进行图像处理的gpu(graphics processing unit：图形处理器)、用于保持与周边设备的信号的匹配性的输入输出接口等。需要说明的是，也可以由fpga(field
‑
programmable gate array：现场可编程门阵列)构成cpu、gpu。需要说明的是，控制部40也可以能够执行演算部60中的处理，在可以执行演算部60中的处理的情况下，能够将三维数据直接输出到显示部50。此外，控制部40也可以通过未图示的输入装置等输入框体30的设定等的信息。
[0045]
需要说明的是，虽然对通过由演算部60、控制部40执行软件来实现贴合处理、将校正信息应用于口腔内扫描仪100的处理等的处理进行了说明，但不限于此，也可以作为专门进行上述处理的硬件来实现。另外，可以将该硬件组装在框体30的内部，也可以设置在电缆43的中间位置。另外，在图1中描绘了口腔内扫描仪100的各构成要素(30、50、45、60)通过电缆43进行布线的情况，但这些布线中的一部分或全部也可以通过无线通信连接。或者，也可以不通过电缆而是通过光缆连接。需要说明的是，通过使控制部40不内置于框体30，而是分体设置，从而能够实现手持件70的轻量化。
[0046]
电源部45是用于供给用于驱动框体30以及控制部40的电力的装置。如图1所示，电源部45可以设置在控制部40的外部，也可以设置在控制部40的内部。另外，可以设置多个电源部45，从而可以分别向框体30、显示部50中的每一个供电。
[0047]
显示部50是用于显示由控制部40得到的对象物99的三维形状的结果的显示装置。另外，显示部50也能够用作用于显示框体30的设定信息、患者信息、扫描仪的启动状态、操作说明书、帮助画面等的其他信息的显示装置。显示部50例如能够应用固定式的液晶显示器、头戴式或眼镜式的可穿戴显示器等。另外，显示部50可以有多个，也可以在多个显示部50上同时显示或分割显示三维形状的测量结果或其他信息。
[0048]
[盖的结构]
[0049]
接着，对盖10的结构进一步详细地进行说明。图2a、图2b是用于说明本实施方式1所涉及的盖10的结构的概略图。首先，使用图2a对盖10的结构进行说明。盖10包括：框体12，具有用于与筒部20连接的开口部11；测量窗13(采光部)，设置在框体12的与开口部11相反的一侧；反射镜14(反射部)，将从测量窗13进入的光向开口部11的方向反射。开口部11是用于插入筒部20的插入部。
[0050]
在将盖10安装于筒部20的情况下，口腔内扫描仪100的视场s被设定为位于距盖10的测量窗13的规定范围内。视场s的规定范围是包含作为拍摄对象的牙齿的范围。在盖10安装于筒部20的情况下，以从筒部20的前端到视场s的光路l恒定的方式决定框体12的长度方向的长度。因此，口腔内扫描仪100通过在筒部20安装盖10，使盖10沿着齿列，从而能够拍摄
牙齿的三维形状。在此，口腔内扫描仪100的视场s如图2a所示，位于距形成于框体12的表面的测量窗13的规定范围内。但是，由于反射镜14的安装位置等因素，有时口腔内扫描仪100的视场s从测量窗13的内侧开始。因此，口腔内扫描仪100的视场s也可以不位于距形成于框体12的表面的测量窗13的位置的规定范围内，而是位于距测量窗13的附近的规定范围内。需要说明的是，将盖10称为标准盖。
[0051]
在拍摄对象的牙齿是没有缺损的健康的牙齿的情况下，如图2a所示，口腔内扫描仪100的视场s包含拍摄对象的牙齿。但是，在拍摄对象的牙齿存在缺损，不存在包含咬合面部分的牙齿的部分c，而仅存在牙根的部分r的情况下(例如，想要对为了进行根管治疗而使根管露出地形成的牙齿进行扫描的情况下)，如图2b那样，口腔内扫描仪100的视场s被相邻齿阻碍而无法包含缺损的牙齿的部分。为了拍摄缺损的牙齿的部分，考虑增大口腔内扫描仪100的视场s。如果增大口腔内扫描仪100的视场s，则包含可移动物体q(例如，舌头、粘膜等)在内被拍摄到，因此在形成三维形状的数据时多个数据的贴合处理失败的风险增加。另外，也考虑通过演算从拍摄到的三维形状的数据中排除可移动物体q，但控制部40、演算部60的演算负荷变大。此外，口腔内扫描仪100如果设置用于增大视场s的光学机构，则存在框体大型化、制造成本增加的问题。特别是，在利用了对焦法的口腔内扫描仪中，为了增大视场，需要扩大对焦的面的可动范围，导致移动用于对焦的光学元件的电机大型化。
[0052]
因此，在本实施方式所涉及的口腔内扫描仪100中，与用于拍摄没有缺损的健康的牙齿的盖10相比，安装框体12的长度方向的长度较短的盖。在此，框体12的长度方向的长度是对从开口部11到反射镜14的光路长度产生直接影响的长度。因此，不变更从开口部11到反射镜14的光路长度的单纯的外形尺寸变更不包含在框体12的长度方向的长度变更中。图3是用于说明本实施方式1所涉及的盖中的框体12的长度方向的长度较短的盖10a的结构的概略图。
[0053]
在将盖10a安装于筒部20的情况下，口腔内扫描仪100的视场s被设定为位于距远离盖10a的测量窗13的位置的规定范围内。如图3所示，视场s从远离测量窗13的位置开始，因此能够拍摄位于更远离测量窗13的位置的牙根的部分。
[0054]
在将盖10a安装于筒部20的情况下，从筒部20的前端到视场s的光路l与盖10相同。但是，与盖10相比，盖10a的框体12的长度方向的长度短距离d的量。需要说明的是，在图3中，盖10由虚线表示。因此，在将盖10a安装于口腔内扫描仪100的情况下，视场s的位置位移到远离测量窗13的位置，其位移距离相当于框体12的长度方向的长度变短的量。因此，口腔内扫描仪100通过在筒部20安装盖10a，使盖10a沿着齿列，能够拍摄不存在包含咬合面部分的牙齿的部分c而仅存在牙根的部分r的缺损齿的三维形状。即，在这样的缺损病例的情况下，盖10a能够视为根管用盖。
[0055]
口腔内扫描仪100通过将框体12的长度方向的长度较长的盖10和框体12的长度方向的长度较短的盖10a进行装卸更换而分开使用，能够拍摄包含缺损齿的牙弓的三维形状。通过获取包含缺损齿的牙弓的三维形状，能够制作最适合缺损齿的补缀物。参照附图，对利用口腔内扫描仪100拍摄包含缺损齿的牙弓的三维形状并生成补缀物的具体方法进行说明。图4是用于说明利用口腔内扫描仪100拍摄包含缺损齿的牙弓的三维形状并生成补缀物的方法的图。
[0056]
首先，图4的(a)是在口腔内扫描仪100中安装盖10，使口腔内扫描仪100沿着牙弓
移动而进行牙弓的拍摄。图4的(b)是根据图4的(a)中拍摄的结果得到的牙弓的三维形状的数据。在图4的(b)的三维形状的数据中，包括包含咬合面部分的牙齿的三维形状的数据，但并不包含关于缺损齿的较深的部分(例如，根管的部分)的三维形状的数据。
[0057]
另外，图4的(c)是在口腔内扫描仪100中安装盖10a，用口腔内扫描仪100拍摄包含缺损齿的范围。图4的(d)是根据图4的(c)中拍摄的结果得到的缺损齿的三维形状的数据。在图4的(d)的三维形状的数据中，包含缺损齿的较深的部分(例如，根管的部分)的三维形状的数据。
[0058]
图4的(e)是将图4的(b)的三维形状的数据与图4的(d)的三维形状的数据组合而得到的牙弓的三维形状的数据。在图4的(e)的三维形状的数据中，既包括包含咬合面部分的牙齿的三维形状的数据，也包括关于缺损齿的较深的部分(例如，根管的部分)的三维形状的数据。利用该图4的(e)的三维形状的数据，在图1所示的补缀物生成装置90中制作最适合缺损齿的补缀物(图4的(f))。需要说明的是，作为将图4的(b)的三维形状数据与图4的(d)的三维数据组合而得到图4的(e)的三维形状数据的方法，能够使用icp(iterative closest point：迭代最近点)算法等公知的方法，具体而言，通过以图4的(b)的三维形状数据与图4的(d)的三维数据中共同的区域的三维坐标最重叠的方式进行坐标调整，能够获取图4的(e)的三维形状数据。
[0059]
像这样，本实施方式1所涉及的盖10a是能够相对于口腔内扫描仪100装卸的盖。盖10a具备：框体12，具有用于与口腔内扫描仪100的至少一部分连接的开口部11；测量窗13，设置在框体12的与开口部11相反的一侧；反射镜14，将从测量窗13进入的光向开口部11的方向反射。框体12的长度方向的长度比使口腔内扫描仪100的视场自测量窗13起为规定范围的探头短。由此，盖10a能够使视场s移动到远离测量窗13的位置，能够在不使口腔内扫描仪100大型化的情况下对所拍摄的视场s赋予自由度。因此，安装有盖10a的口腔内扫描仪100能够获取缺损齿的较深的部分(例如，根管的部分)的三维形状的数据。
[0060]
另外，口腔内扫描仪100是获取口腔内的牙齿的形状作为三维数据的三维扫描仪。口腔内扫描仪100包括以能够装卸的方式与盖10、10a连接的筒部20。
[0061]
此外，口腔内扫描仪100在安装有盖10(第一盖)的情况下，获取包含咬合面部分的牙齿的三维数据，在安装有盖10a(第二盖)的情况下，获取咬合面部分丧失且包含比咬合面部分更靠近牙槽骨侧的部分的牙齿的三维数据。由此，口腔内扫描仪100能够获取牙齿的较浅的部分的三维形状的数据和牙齿的较深的部分的三维形状的数据。
[0062]
数据生成系统具备：口腔内扫描仪100，获取口腔内的牙齿的形状作为三维数据；以及数据生成装置，生成用于制作补缀物的数据。需要说明的是，数据生成装置包括执行cad程序的演算部60、执行cad程序的补缀物生成装置90等。口腔内扫描仪100在安装有使口腔内扫描仪100的视场自测量窗13起为规定范围内的盖10(第一盖)的状态下，获取包含咬合面部分的牙齿的三维数据，在安装有使口腔内扫描仪100的视场自远离测量窗13的位置起为规定范围的盖10a(第二盖)的状态下，获取咬合面部分丧失且包含比咬合面部分更靠近牙槽骨侧的部分的牙齿的三维数据。数据生成装置基于由口腔内扫描仪100获取的包含咬合面部分的牙齿的三维数据和咬合面部分丧失且包含比咬合面部分更靠近牙槽骨侧的部分的牙齿的三维数据，生成用于制作补缀物的数据，所述补缀物至少包含与牙齿接触的部分，所述牙齿的咬合面部分丧失且包含比咬合面部分更靠近牙槽骨侧的部分。由此，数据
生成系统能够考虑丧失的牙齿的三维数据来制作补缀物，因此能够制作最适合的补缀物。
[0063]
在数据生成系统中生成用于制作补缀物的数据的数据生成方法包括以下的步骤。具有如下步骤：在口腔内扫描仪100中，安装使口腔内扫描仪100的视场自测量窗13起为规定范围的盖10(第一盖)，获取包含咬合面部分的牙齿的三维数据。具有如下步骤：在口腔内扫描仪100中，安装使口腔内扫描仪100的视场s自远离测量窗13的位置起的规定范围的盖10a(第二盖)，获取咬合面部分丧失且包含比咬合面部分更靠近牙槽骨侧的部分的牙齿的三维数据。具有如下步骤：在数据生成装置中，基于由口腔内扫描仪100获取的包含咬合面部分的牙齿的三维数据和咬合面部分丧失且包含比咬合面部分更靠近牙槽骨侧的部分的牙齿的三维数据，生成用于制作补缀物的数据，所述补缀物至少包含与牙齿接触的部分，所述牙齿的咬合面部分丧失且包含比咬合面部分更靠近牙槽骨侧的部分。
[0064]
(实施方式2)
[0065]
在实施方式1中，准备了框体12的长度方向的长度不同的盖10、10a，通过更换该盖10、10a而使口腔内扫描仪100的视场s的位置移动。但是，在本实施方式2中，对即使是相同的盖也能够通过设置变更口腔内扫描仪的安装位置的可变机构部而使口腔内扫描仪的视场的位置移动的结构进行说明。需要说明的是，在本实施方式2中，对与实施方式1中说明的盖、口腔内扫描仪、数据生成系统的结构相同的结构标注相同的符号并且不再重复详细说明。
[0066]
图5是表示本实施方式2所涉及的盖的结构的第一例的概略图。在图5所示的盖10b中，作为可变机构部，在框体12的内壁设置有两个槽15。分别将一个槽15设置在靠近开口部11的位置，将另一个槽15设置在远离开口部11的位置。与该槽15对应的突起部21设置于口腔内扫描仪100的筒部20。
[0067]
槽15与突起部21通过嵌合而能够固定盖10b相对于筒部20的位置。因此，如图5的上段所示，在两组槽15与突起部21嵌合的位置(第二位置)将盖10b安装于筒部20的情况下，从筒部20的前端到反射镜14的距离变短，能够使视场的位置位移到远离测量窗13的位置，其位移距离相当于从筒部20到反射镜14的光路变短的量。
[0068]
另一方面，如图5的下段所示，使盖10b沿框体12的长度方向移动距离d的量，在一组槽15与突起部21嵌合的位置(第一位置)将盖10b安装于筒部20。在该情况下，从筒部20到反射镜14的距离变长，能够使视场的位置位移到测量窗13侧的位置，其位移距离相当于从筒部20的前端到反射镜14的光路变长的量。
[0069]
图5所示的槽15以及突起部21的结构为一例，槽15以及突起部21的形状并不限定于图示的形状。另外，也可以使形成槽15和突起部21的位置在盖10b和筒部20中相反。此外，形成槽15以及突起部21的个数并不限定于两组，也可以形成更多的槽15以及突起部21。
[0070]
接着，图6是表示本实施方式2所涉及的盖的结构的第二例的概略图。在图6所示的盖10a上，作为可变机构部而设置有能够安装于盖10a的间隔件10a。间隔件10a通过安装于盖10a的开口部11侧而能够延长框体12的开口部11侧。
[0071]
因此，如图6的上段所示，在仅没有安装间隔件10a的盖10a的位置(第二位置)，从筒部20的前端到反射镜14的距离变短，能够使视场的位置位移到更远离测量窗13的位置，其位移距离相当于从筒部20到反射镜14的光路变短的量。
[0072]
另一方面，通过如图6的下段所示在盖10a上安装间隔件10a，从而能够在使盖10a
自身在框体12的长度方向上移动距离d的量的位置(第一位置)将盖10a安装于筒部20。在该情况下，从筒部20到反射镜14的距离变长，能够使视场的位置位移到测量窗13侧的位置，其位移距离相当于从筒部20的前端到反射镜14的光路变长的量。
[0073]
图6所示的间隔件10a的结构是一例，间隔件10a的形状并不限定于图示的形状。另外，间隔件10a也可以不具有安装于盖10a的结构，也可以仅配置于盖10a与筒部20之间。此外，间隔件10a不限于一体的结构，也可以组合较多的结构。即，可以将多个间隔件(各自的长度可以不同)插入到盖10a与筒部20之间来使用，也可以是预先准备长度不同的多个间隔件10a，从其中选择至少一个而插入到盖10a与筒部20之间来使用的方式。
[0074]
接着，图7是表示本实施方式2所涉及的盖的结构的第三例的概略图。在图7所示的盖10c中，作为可变机构部，在框体12的开口部11侧设置有凸轮机构的肋16。另一方面，与该肋16对应的槽22设置于口腔内扫描仪100的筒部20。
[0075]
槽22与肋16嵌合，从而能够固定盖10c相对于筒部20的位置。因此，如图7的上段所示，在一个肋16与位于开口部11侧的槽22嵌合的位置(第二位置)将盖10c安装于筒部20的情况下，从筒部20的前端到反射镜14的距离变短，能够使视场的位置位移到远离测量窗13的位置，其位移距离相当于从筒部20到反射镜14的光路变短的量。
[0076]
另一方面，如图7的下段所示，使盖10c相对于筒部20旋转，在使位于开口部11侧的槽22的肋16沿框体12的长度方向移动距离d的量的位置(第一位置)将盖10c安装于筒部20。在该情况下，从筒部20到反射镜14的距离变长，能够使视场的位置位移到测量窗13侧的位置，其位移的距离相当于从筒部20的前端到反射镜14的光路变长的量。
[0077]
图7所示的凸轮机构的结构是一例，凸轮机构的形状并不限定于图示的形状。另外，对于凸轮机构而言，也可以使形成肋16和槽22的位置在盖10c和筒部20中相反。凸轮机构也可以置换为同等的机构。
[0078]
接着，图8是表示本实施方式2所涉及的盖的结构的第四例的概略图。在图8所示的盖10d中，设置有在开口部11的端部所设置的切口部11a作为可变机构部。另一方面，与该切口部11a对应地在口腔内扫描仪100的筒部20，设置有与盖10d的开口部11接触的位置不同的壁23a、23b。
[0079]
能够通过切口部11a与壁23a、23b接触的位置对盖10d相对于筒部20的位置(第二位置)进行固定。因此，如图8的上段所示，在以切口部11a与壁23b接触的方式将盖10d安装于筒部20的情况下，从筒部20的前端到反射镜14的距离变短，能够使视场的位置位移到远离测量窗的位置，其位移距离相当于从筒部20到反射镜14的光路变短的量。
[0080]
另一方面，如图8的下段所示，使盖10d相对于筒部20旋转，在开口部11的端部与壁23b接触的位置(第一位置)将盖10d安装于筒部20。在该情况下，能够使盖10d自身在框体12的长度方向上移动距离d的量而将盖10d安装于筒部20，从筒部20到反射镜14的距离变长，能够使视场的位置位移到测量窗13侧的位置，其位移距离相当于从筒部20的前端到反射镜14的光路变长的量。
[0081]
图8所示的切口部11a的结构是一例，切口部11a的形状并不限定于图示的形状。另外，形成于框体12的切口部11a的个数也没有限定。
[0082]
像这样，本实施方式2所涉及的盖10a～10d包括：框体12，具有用于与口腔内扫描仪100的至少一部分连接的开口部11；测量窗13，设置在框体12的与开口部11相反的一侧；
反射镜14，将从测量窗13进入的光向开口部11的方向反射；可变机构部，可以改变相对于口腔内扫描仪100的安装位置，以变更从筒部20的前端(入光部)到反射镜14的光路l的长度。由此，盖10a～10d能够使视场s移动到远离测量窗13的位置，能够在不使口腔内扫描仪100大型化的情况下对拍摄的视场s赋予自由度。因此，安装有盖10a～10d的口腔内扫描仪100能够获取缺损齿的较深的部分(例如，根管的部分)的三维形状的数据。
[0083]
可变机构部也可以是将框体12的开口部11侧延长的间隔件10a。另外，可变机构部也可以是在开口部11侧的框体12的内表面的不同位置处设置的多个与口腔内扫描仪100嵌合的槽15或突起部。可变机构部也可以是设置于框体12的开口部11侧的凸轮机构的槽或肋16。可变机构部也可以是以根据安装盖10d的朝向与口腔内扫描仪100抵接的位置不同的方式设置于开口部11的端部的切口部11a。
[0084]
此外，口腔内扫描仪100在第一位置安装有盖10a～10d的情况下，获取包含咬合面部分的牙齿的三维数据，在第二位置安装有盖10a～10d的情况下，获取咬合面部分丧失且包含比咬合面部分更靠近牙槽骨侧的部分的牙齿的三维数据。由此，口腔内扫描仪100能够获取牙齿的较浅的部分的三维形状的数据和牙齿的较深的部分的三维形状的数据。
[0085]
数据生成系统具备：口腔内扫描仪100，获取口腔内的牙齿的形状作为三维数据；数据生成装置，生成用于制作补缀物的数据。需要说明的是，数据生成装置包括执行cad程序的演算部60、执行cad程序的补缀物生成装置90等。口腔内扫描仪100在使口腔内扫描仪100的视场自测量窗13起为规定范围的第一位置安装有盖10a～10d的状态下，获取包含咬合面部分的牙齿的三维数据，在使口腔内扫描仪100的视场自远离测量窗13的位置起为规定范围的第二位置安装有盖10a～10d的状态下，获取咬合面部分丧失且包含比咬合面部分更靠近牙槽骨侧的部分的牙齿的三维数据。数据生成装置基于由口腔内扫描仪100获取的包含咬合面部分的牙齿的三维数据和咬合面部分丧失且包含比咬合面部分更靠近牙槽骨侧的部分的牙齿的三维数据，生成用于制作补缀物的数据，所述补缀物至少包含与牙齿接触的部分，所述牙齿的咬合面部分丧失且包含比咬合面部分更靠近牙槽骨侧的部分。由此，数据生成系统能够考虑丧失的牙齿的三维数据来制作补缀物，因此能够制作最适合的补缀物。
[0086]
在数据生成系统中生成用于制作补缀物的数据的数据生成方法包括以下的步骤。具有如下步骤：在口腔内扫描仪100中在使口腔内扫描仪100的视场自测量窗13起为规定范围的第一位置安装盖10a～10d，获取包含咬合面部分的牙齿的三维数据。具有如下步骤：在口腔内扫描仪100中，在使口腔内扫描仪100的视场s自远离测量窗13的位置起为规定范围的第二位置安装盖10a～10d，获取咬合面部分丧失且包含比咬合面部分更靠近牙槽骨侧的部分的牙齿的三维数据。具有如下步骤：在数据生成装置中，基于由口腔内扫描仪100获取的包含咬合面部分的牙齿的三维数据和咬合面部分丧失且包含比咬合面部分更靠近牙槽骨侧的部分的牙齿的三维数据，生成用于制作补缀物的数据，所述补缀物至少包含与牙齿接触的部分，所述牙齿的咬合面部分丧失且包含比咬合面部分更靠近牙槽骨侧的部分。
[0087]
(实施方式3)
[0088]
在实施方式1中，准备框体12的长度方向的长度不同的盖10、10a，通过更换该盖10、10a而使口腔内扫描仪100的视场s的位置移动。但是，在本实施方式3中，对即使是相同长度的盖也能够通过选择并使用在盖的框体内设置有光学元件的盖而使口腔内扫描仪的
视场的位置移动的结构进行说明。需要说明的是，在本实施方式3中，对与实施方式1中说明的盖、口腔内扫描仪、数据生成系统的结构相同的结构标注相同的符号并且不再重复详细的说明。
[0089]
图9a～图9c是表示本实施方式3所涉及的盖的结构的一例的概略图。在图9a所示的盖10e中，在从筒部20的前端到测量窗13的光路l1的中途设置有折射率n的玻璃平板(光学元件)17。通过在光路l1的中途设置玻璃平板17，例如在使用了对焦法的原理的口腔内扫描仪100的情况下，与未设置玻璃平板17的情况相比，规定视场的焦点距离变长光路l2的量。因此，安装了盖10e的情况下的口腔内扫描仪100的视场向远处位移光路l2的量。位移量通过l2＝(1
‑
1/n)t的近似式来计算。t是玻璃平板17的厚度，例如设为t＝12mm时，如果折射率n为1.6，则由玻璃平板17产生的视场的位移量为l2＝4.5mm。玻璃平板17为示例，只要是具有折射率n的光学元件即可，除了玻璃以外，例如也可以是光学塑料、透明陶瓷、光学结晶等。
[0090]
另外，玻璃平板17并不限定于由一张玻璃平板构成的情况，也可以由多张玻璃平板构成。在由多张玻璃平板构成光学元件的情况下，也可以如图9b所示分别配置在不同的位置。在图9b所示的盖10f中，分别在从筒部20的前端到测量窗13的光路l1的中途设置有折射率n的玻璃平板18a，在测量窗13设置有折射率n的玻璃平板18b。通过使玻璃平板18a与玻璃平板18b的合计厚度成为玻璃平板17的厚度，能够得到相同的视场的位移量。
[0091]
需要说明的是，在盖上设置玻璃平板的情况下，如果玻璃平板较厚，则会产生由折射效应引起的图像变形。因此，需要在口腔内扫描仪100中进行校正该变形的演算。具体而言，在将设置有玻璃平板的盖安装于口腔内扫描仪100的情况和将未设置玻璃平板的盖安装于口腔内扫描仪100的情况下，控制部40切换控制模式。需要说明的是，切换为控制模式的处理等以下的控制部40中的处理也可以不在控制部40中进行而由演算部60进行。控制部40使用后述的判别单元判别安装于口腔内扫描仪100的盖的种类，自动切换为与安装的盖的种类对应的控制模式。例如，控制部40在将设置有玻璃平板的盖安装于口腔内扫描仪100的情况下，使用校正表a生成三维形状的数据，在将未设置玻璃平板的盖安装于口腔内扫描仪100的情况下，使用校正表b生成三维形状的数据。
[0092]
设置于盖的光学元件不仅可以是玻璃平板，也可以是透镜。在图9c所示的盖10g中，在从筒部20的前端到测量窗13的光路l1的中途设置有凹透镜(负透镜)19。通过在光路l1的中途设置凹透镜19，与未设置凹透镜19的情况相比，变长光路l2的量。因此，安装了盖10g的情况下的口腔内扫描仪100的视场向远处位移光路l2的量。虽未图示，但通过在光路l1的中途设置凸透镜(正透镜)，与未设置凸透镜的情况相比，光路变短。像这样，通过选择有无透镜或该透镜的凹凸形状不同的盖来安装于筒部20，也能够与玻璃平板的情况同样地调整视场的位置的偏移量。
[0093]
需要说明的是，在盖上设置透镜的情况下，由于透镜的倍率，在图像的视野中产生差。因此，需要在口腔内扫描仪100(或演算部60)中进行校正该视野的差的演算。具体而言，在将设置有透镜的盖安装于口腔内扫描仪100的情况和将未设置透镜的盖安装于口腔内扫描仪100的情况下，控制部40切换控制模式。控制部40使用后述的判别单元来判别安装于口腔内扫描仪100的盖的种类，自动切换为与安装的盖的种类对应的控制模式。例如，控制部40在将设置有凹透镜的盖安装于口腔内扫描仪100的情况下，使用校正表a生成三维形状的
数据，在将未设置透镜的盖安装于口腔内扫描仪100的情况下，使用校正表b生成三维形状的数据，在将设置有凸透镜的盖安装于口腔内扫描仪100的情况下，使用校正表c生成三维形状的数据。
[0094]
像这样，本实施方式3所涉及的盖10e～10g包括：框体12，具有用于与口腔内扫描仪100的至少一部分连接的开口部11；测量窗13，设置在框体12的与开口部11相反的一侧；反射镜14，将从测量窗13进入的光向开口部11的方向反射；光学元件(玻璃平板17、18a、18b、凹透镜19)，使视场位移，使得口腔内扫描仪100的视场自远离测量窗13的位置起为规定范围。由此，盖10e～10g能够使视场s移动到远离测量窗13的位置，能够在不使口腔内扫描仪100大型化的情况下对拍摄的视场s赋予自由度。因此，安装有盖10e～10g的口腔内扫描仪100能够获取缺损齿的较深的部分(例如，根管的部分)的三维形状的数据。
[0095]
(实施方式4)
[0096]
在实施方式1以及实施方式3中，为了使口腔内扫描仪100的视场位移，需要将不同种类的盖安装于口腔内扫描仪100。因此，口腔内扫描仪100需要判别安装了哪种盖。另外，在实施方式2中，能够通过在口腔内扫描仪100的哪个位置安装盖而使视场位移，因此也需要判别安装位置。特别是如实施方式3那样，在必须根据安装于口腔内扫描仪100的盖的种类来改变校正表的状况下，上述判别是重要的，通过自动地进行该判别能够提高便利性。
[0097]
图10的(a)、图10b是用于说明本实施方式4所涉及的盖的种类的判别单元的一例的图。在将盖安装于口腔内扫描仪100来拍摄对象物的情况下，能够设计为在拍摄的视野的一部分中映入盖的内壁、反射镜14的边缘的一部分。如图10的(a)所示，在将盖10a安装于口腔内扫描仪100的情况下，在由口腔内扫描仪100拍摄的视野中映入盖的内壁v2、反射镜14的边缘v1、v3的一部分。由于盖10a在框体12的长度方向上的长度较短，因此与安装了图10b所示的盖10的情况相比，在口腔内扫描仪100的视野中映入的盖的内壁v2、反射镜14的边缘v1、v3的外观不同。
[0098]
控制部40(或演算部60)利用该盖的内壁v2、反射镜14的边缘v1、v3的外观的差异，能够自动判别安装于口腔内扫描仪100的盖是作为根管用盖的盖10a还是作为标准盖的盖10。
[0099]
控制部40使用同样的方法，也能够自动判别盖安装于哪个位置、是否是设置有光学元件的盖。控制部40通过进行盖的自动判别，能够根据安装的盖自动地变更口腔内扫描仪100的控制模式。具体而言，控制部40能够改变校正表、照明光的颜色、发光强度，在三角法的情况下能够改变视角、改变变焦透镜的倍率、改变透镜的光圈值。另外，在进行将拍摄到比反射镜的边缘靠外侧的位置的图像作为无效数据而排除的处理时，能够根据盖的种类的判别结果来改变无效的区域的大小。
[0100]
在如实施方式1以及实施方式3那样将安装于口腔内扫描仪100的盖更换为不同种类的盖的情况下，也可以不利用盖的内壁v2、反射镜14的边缘v1、v3的外观的差异来判别盖的种类，而是基于设置于各个盖的识别信息来判别盖的种类。
[0101]
作为设置于各个盖的识别信息，例如有内置rfid(radio frequency identifier：射频识别符)的ic芯片、二维码、条形码、盖的内壁或外壁的颜色等。具体而言，使用附图对在盖的外壁设置有二维码的情况下的判别单元进行说明。图11a、图11b是用于说明本实施方式4所涉及的盖的种类的判别单元的另一例的图。
[0102]
在图11a中，用口腔内扫描仪100拍摄标记在盖10a的外壁上的二维码。由控制部40(或演算部60)对由口腔内扫描仪100拍摄到的图像进行解析，控制部40判别拍摄了二维码的盖10a的种类。在图11b中，将判别了种类的盖10a安装于口腔内扫描仪100。需要说明的是，也可以在盖的框体12的内侧配置识别信息，也可以在将盖10安装于筒部20的情况下(或者在插入作业的中途，例如仅插入筒部一半的位置等)，将识别信息配置于可以在图像中映入识别信息的位置。在该情况下，一次将条形码等朝向筒部读取后，安装于筒部的两个阶段的作业能够减少一个阶段，能够提高操作者的作业性。
[0103]
像这样，在本实施方式4中，具备控制部40(判别部)，所述控制部40(判别部)能够判别是使口腔内扫描仪100的视场自测量窗13起为规定范围内的盖10(第一盖)，还是使口腔内扫描仪100的视场自远离测量窗13的位置起为规定范围的盖10a(第二盖)，是在使口腔内扫描仪100的视场自测量窗13起为规定范围的第一位置安装有盖10，还是在使口腔内扫描仪100的视场自远离测量窗13的位置起为规定范围的第二位置安装有盖10。此外，根据由控制部40判别出的结果，由控制部40(也作为模式变更部发挥功能)变更口腔内扫描仪100中的控制模式。由此，在本实施方式4中，能够以与盖的种类对应的最适合的控制模式来控制口腔内扫描仪100。
[0104]
(实施方式5)
[0105]
在实施方式1中，示出了将如图4所示那样由安装不同种类的盖的口腔内扫描仪100获取的三维形状的数据组合显示的例子。在本实施方式5中，对进一步组合显示其他信息的例子进行说明。图12a、图12b是用于说明本实施方式5所涉及的口腔内扫描仪的显示例的图。
[0106]
在图12a、图12b中，示出了将由ct装置获取的ct数据与由口腔内扫描仪100获取的三维形状的数据组合显示的例子。
[0107]
在实施方式1中说明的图4的(e)所示的牙齿的三维形状的数据中，组合了由安装有根管用盖的口腔内扫描仪100获取的三维形状的数据，和由安装有标准盖的口腔内扫描仪100获取的三维形状的数据。因此，牙齿的三维形状的数据包含较浅的部分和较深的部分的数据。使用者能够根据显示于显示部50的三维形状的数据来放大观察牙弓整体的形状以及缺损的牙齿的根管的形状。
[0108]
此外，在图12a中，将由ct装置获取的ct数据与缺损的牙齿的根管的位置组合(在此作为例子，示出了将从ct数据中切出特定的断层面后的数据与牙齿的三维数据(3d数据)重叠显示的状态)。因此，如图12b所示，组合了ct数据的牙齿的三维形状的数据也包含在口腔内扫描仪100中看不到的部分(例如，根尖等生物体内部图像)的数据。使用者不仅能够根据显示部50所显示的三维形状的数据来放大观察牙弓整体的形状以及缺损的牙齿的根管的形状，还能够将生物体内部的根尖也作为一体来掌握。在此，ct数据可以如图12a、图12b那样作为二维的截面数据重叠显示，也可以将对ct数据进行了表面渲染的结果以3d方式重叠显示。这样的异构数据的重叠，能够通过使用icp(iterative closest point：迭代最近点)算法等公知的方法对由口腔内扫描仪扫描的三维数据和上述的表面渲染结果的表面数据进行坐标调整，从而进行重叠。
[0109]
像这样，在本实施方式5中，在口腔内扫描仪100获取了比咬合面部分更靠近牙槽骨侧的部分丧失的ct图像的情况下，将包含咬合面部分的牙齿的三维数据、咬合面部分丧
失且包含比咬合面部分更靠近牙槽骨侧的部分的牙齿的三维数据与ct图像重叠地显示于显示部50。由此，在本实施方式5中，能够将无法由口腔内扫描仪100得到的信息与三维形状的数据组合并提供给使用者。
[0110]
需要说明的是，能够与牙齿的三维形状的数据组合的信息并不限定于由ct装置获取的ct数据，也可以是由oct装置获取的断层数据、由x射线伦琴装置得到的二维x射线图像、超声波诊断图像、红外线图像等其他装置获取的生物体内部信息。
[0111]
(变形例)
[0112]
本实施方式1～5所涉及的盖以及摄像装置使用口腔内扫描仪进行了说明，但并不限定于此。例如，对于口腔内照相机、光干涉断层诊断装置(optical coherence tomography：oct)、紫外
·
红外
·
太赫兹成像装置、荧光成像装置等摄像装置，也可以使用本实施方式1～5所涉及的盖以及摄像装置。
[0113]
另外，本实施方式1～5所涉及的摄像装置的摄像的对象以人的根管治疗为例进行了说明，但也能够应用于其他病例。例如，同样适用于设置于远离牙冠部的位置的植入物用基台的评估、具有比人更长的牙齿的动物的牙科诊疗。另外，不限于口腔内的牙齿、牙龈，也可以是外耳道等生物体组织、建筑物的墙壁的间隙、配管的内部、具有空洞的工业制品等，本发明能够广泛应用于对狭窄且容易产生死角的空间内进行测量/观察的用途。
[0114]
以上对本发明的实施方式进行了说明，但应该理解为，本次公开的实施方式在所有方面都是例示而不是限制性的。本发明的范围由权利要求书示出，旨在包括与权利要求书等同的含义以及范围内的所有变更。