JP4732461B2 - 特注製造におけるユニットの識別 - Google Patents

Description

Ａ．発明の分野
本発明は大量特注品目の製造、さらに詳しくは、該品目の自動製造工程に関する。

Ｂ．関連技術の説明
バーコード記号は、一連の近接したバーおよびさまざまな幅のスペースを含む、符号化されたしるしのパターンである。バーとスペースは、光の反射特性が異なる。多くの異なるバーコード標準または記号論が存在する。これらの記号論は、例えば、ＵＰＣ／ＥＡＮ、Ｃｏｄｅ１２８、ＣｏｄａｂａｒおよびＩｎｔｅｒｌｅａｖｅｄ ２ ｏｆ ５を含む。読み取り機および走査システムは、電気光学的にそれぞれの記号を解読し、品目またはそのいくつかの特性を記述するように意図される多数のアルファベット文字および数値文字を生成する。かかる文字は通常、店頭処理や在庫管理等のアプリケーション用のデータ処理システムに入力するようデジタル形式で表わされる。

普通のバーコードは「縦に冗長」、つまり同じ情報が縦に繰り返される。実際それは一次元のコードである。バーの高さは、情報を損失することなく切り取ることができる。しかしながら、縦の冗長性により、汚点または欠如などの印刷の欠陥を有する記号でも読み取ることができる。バーの高さが高くなればなるほど、少なくとも一つのバーコードに沿ったパスが読み込み可能となる見込みが高くなる。二次元（２Ｄ）コードは、記号の長さと同様に高さに沿った情報を記憶する。当初、二次元記号論は、自動ＩＤ記号に利用可能なスペースがごく少量であったアプリケーション用に開発された。今日、２０をはるかに上回る、異なる２Ｄ記号論が利用可能である。

別のバーコード記号論は三次元（３Ｄ）バーコードである。３Ｄバーコードの一つのタイプは、ペンシルバニア州インゴマルのＭｅｃｃｏ Ｐａｒｔｎｅｒｓ ＬＬＣから出ているＢｕｍｐｙ Ｂａｒ コード（ＢＢＣ）である。ＢＢＣは、コントラストを使用することなく読み込まれるように、材料にマークされたあらゆる線形のバーコード記号論である。バーコードは通常、バーと背景との視覚コントラスト（または黒および白の差）の量によって、バーと背景の差を検知する読み取り機によって読み込まれる。凹凸型バーコード（Ｂｕｍｐｙ Ｂａｒ Ｃｏｄｅ）は、バーとスペースがコード内のどこに存在するか特定するために、レリーフまたは「でこぼこの」様相を利用して作成されるマークである。この技術により、コントラストのない（白いバーと白いスペース、または黒いバーと黒いスペース）マークが、塗料、インクまたは特別な照明を使用することなく読み込まれることが可能となる。

凹凸型バーコードの読み取り機は、従来のコントラストラベルを読み込むことができるが、読み取り機の特許取得されたジオメトリにより、光学的コントラストを使用することなく、「３Ｄ」特有のレリーフ特性によって、でこぼこのバーコードを検知することができる。ＣＣＤ（電荷結合素子）イメージャが、レーザーからオフセットした位置からバーコードを見ている間に、読み取り機はバーコードに対し正面から照射する。この幾何学的なオフセットにより、イメージャがマークの隆起を「乗り」超えるレーザー線を検知することを可能にする、静的視差（「新しい視野方向を提供する観測位置の変化により生じる、一つの物体の位置と別の物体の位置との見掛け上の差」）の形式が得られる。

一つの側面では、部品識別を多次元バーコードへ符号化することにより大量特注部品を識別し、埋め込まれた多次元バーコードで前記部品を作る光造形装置（ＳＬＡ）を使用するためのシステムおよび方法が開示されている。

前記システムの利点は、以下のうち一つ以上を含むことができる。本実施形態では、バーコード情報により、品物または部品の自動製作および自動処理が可能となる。このように、品物は、生産工程を自動化するアルファベット記号および数値記号の両方に対応できる、小型で高い信頼性のあるバーコードを組み込む。３Ｄデータマトリックスバーコードは、業界標準ソリューションに基づいているため、コスト効率がよく、また映像カメラにより確実に読み込める。ＳＬＡ構造内のこの技術を達成する他の利点は以下のものを含む。独自の第二部品識別は必要なく、時間、設備、労働およびエラーが削減され；ＳＬＡ型は標準産業映像およびソフトウェアを使用して、自動製造工程に直接設置されることができ；自動材料処理およびワークフロー管理システムは、生産工程を制御するために使用されることができ；またデータマトリックス基準は産業との互換性を保証するよう維持されている。製造の全段階で部品が識別されるので、品物または部品の未完成品情報などのデータは、効率よく信頼性を見積もり、品物の製造可能性を向上するのに使用されてもよい。自動製造を可能にすることによって、品物情報および部品情報は、労働を廃止し、またコストを削減するために使用されてもよい。

（詳細な説明）
今現在、何が本発明の好ましい実施形態として考慮されるかを後述しているが、本発明の精神または本質的特質から逸脱することなく、他の特定の形態で具象化されてもよいことが理解されるであろう。その結果、本実施形態はすべての側面において実例として考慮されるが、限定されない。従って、本発明は、本明細書に添付の請求項によってのみ制限される。

図面を参照すると、いくつかの図全体にわたって同様の参照文字が同様の原理を意味しているが、図１は、部品上で３Ｄバーコードを形成するための例となる工程を示す。工程は最初に、部品識別を多次元バーコードへ符号化し（１０）、埋め込まれた多次元バーコードで部品を作る光造形装置（ＳＬＡ）を使用する（１２）。

バーコードエンコーダソフトウェアは、部品識別データをＳＬＡ印刷に適切なバーコードの画像に変換するのに使用される。バーコードの基本構造は、先導静穏帯および後続静穏帯、出発パターン、一つ以上のデータ文字、任意に二つ以上の検査文字および停止パターンから成る。一実施形態では、Ａｃｕｉｔｙ ＣｉＭａｔｒｉｘからのＤａｔａ Ｍａｔｒｉｘ用のエンコーダが使用される。Ｄａｔａ Ｍａｔｒｉｘは、非常に小さなスペースに大量の情報を詰め込ように設計された２Ｄマトリックスコードである。Ｄａｔａ Ｍａｔｒｉｘ記号は１文字から５００文字を記憶できる。記号はまた、１ミリスクエアから１４インチスクエアの間で拡大縮小可能である。コードは他にいくつかの興味深い特性を有する。情報は相対ドット位置よりむしろ絶対ドット位置によって符号化されるので、従来のバーコード化ほど印刷の欠陥により影響を受けることはない。コード体系は、記号全体にわたって「散在している」データを有する高水準の冗長性を有する。これにより、記号の一部が欠如していたとしても記号が正確に読み込まれることが可能となる。データコード記号はそれぞれすき間のないバーとして印刷される二つの隣辺を有し、残りの隣辺が、一連の等間隔の正方形ドットとして印刷される。これらのパターンは、記号の幾何学的配置および印刷の密度の両方を示すために使用される。

Ｄａｔａｍａｔｒｉｘ記号の二つの主要な部品集合が存在する。エラー修正用の畳み込みコード化を使用するこれらは、ＥＣＣ−０００からＥＣＣ−１４０として参照される。第二の部品集合はＥＣＣ−２００として参照され、Ｒｅｅｄ−Ｓｏｌｏｍｏｎエラー修正技術を使用する。ＥＣＣ−０００から１４０記号は、それぞれの正方形側に沿って奇数のモジュールを有する。ＥＣＣ−２００記号は、それぞれの側で偶数のモジュールを有する。ＥＣＣ−２００記号の最大データ容量は、記号１４４モジュール正方形で、３１１６桁数字、または２３３５のアルファベット文字および数値文字である。Ｄａｔａ Ｍａｔｒｉｘコードに関するさらなる情報は、米国特許４，９３９，３５４；５，０５３，６０９；５，１２４，５３６において利用可能であり、その内容は参照することによって組み込まれる。

一つの実施形態の中で、バーコードの２Ｄビットマップ画像をレンダリングした後で、システムは、既定の高さにＤａｔａ Ｍａｔｒｉｘのそれぞれのピクセルを上げることにより、バーコードの３Ｄ画像をレンダリングする。次に、システムは、バーコードの３Ｄデータを有する部品について説明する３Ｄデータを融合する。その結果は、光造形装置（ＳＬＡ）などの大量特注化機械を使用する製作に適切なバーコードを有する部品について説明する合成３Ｄデータセットとなる。ＳＬＡ設備の一つの供給業者はカリフォルニア州バレンシアの３Ｄ Ｓｙｓｔｅｍｓ， Ｉｎｃ．である。３Ｄ Ｓｙｓｔｅｍｓ， Ｉｎｃ．のシステムは米国特許５，８８５，５１１号で説明されている。該特許で説明されるように、規定のエネルギーを受ける時に固化できる液状培地からの三次元の固形品物を形成するための装置は、従来技術では既知である。例えば、前記’５１１の特許で説明されるように、Ｃｈａｒｌｅｓ Ｗ． Ｈｕｌｌが取得した米国特許４，５７５，３３０号は、コンピュータでプログラム化した照射源および翻訳機構を活用した照射液状層によって液状培地から三次元の物体を生成するシステムを開示している。

光造形は、液状の樹脂の薄い層を固形物に加工する紫外線レーザーを用いる方法である。その工程は、光に敏感感な液状の樹脂の薄い層を使用し、部品が固形となる場所の上にレーザービームを当てることにより稼働する。レーザービームを一回当て終えると、液状の別の層が既存の部品に加えられ、十分な部品高さが達成されるまで、その工程は繰り返される。ＳＬＡ部品は非常に精密で、優れた表面仕上げとなる傾向がある。さまざまなＳＬＡ材料は、ろう、樹脂および柔軟なエラストマーを含み、異なる目的に利用可能である。通常、ＳＬＡ工程は、１時間以内で約２０〜２５の型を形成できる。

一実施形態では、ＳＬＡ工程を使用して作られる３Ｄバーコードを有する部品は、紫外線レーザーを使用して、選択的に加工される液状のフォトポリマーから構築される。その工程は、バーコードを有する部品を２Ｄ断面に記述する合成３Ｄデータセットを数学的に薄切りにする。フォトポリマーの表面の直下の位置にある構築された装置を使用して、走査システムは、装置に付着しているフォトポリマーの表面上の第一の断面を作るために使用される。

層が完成したとき、エレベータ組立部はタンクの中へ装置を降ろし、新しい層がそれぞれ前の層に付着するように次の層が作られる。該工程は、物体が完成するまで繰り返される。通常、次の層のために均等な樹脂の層を確保するため、機械刃で掃くようにしてフォトポリマーの表面を処理する。

３Ｄバーコードを有する三次元形品が形成された後、エレベータは上げられ、物体は装置から取り外される。通常、物体はその後、硬化していない液体状態の媒体は溶解するが、硬化した固体状態の媒体は溶解しない、アセトンなどの溶剤の中で超音波により洗浄される。部品はその後、通常毎インチ２００ワットのＵＶ加工ランプの強烈な紫外線投光照明下に設置され、硬化工程を完了する。結果として、部品に埋め込まれた３Ｄバーコードを有するＳＬＡ製作部品が得られる。

３ＤコードはＣＣＤビデオカメラまたはＣＣＤスキャナによって読み込まれる。８分の１インチスクエアから７インチスクエアまでの記号が、接点から３６インチ離れた範囲の距離で読み込むことができる。標準的な読取速度は毎秒５記号である。検知された３Ｄバーコードは、製造工程またはレジカウンターなどの商取引チェーンのいかなる区分をも通じて、部品を追跡するために使用されてもよい。

一つの例となる製造システムでは、患者の歯に適用するための、歯科用の「アライナ」は、型識別用に３Ｄバーコードを埋め込んだＳＬＡ型から作られる。患者によって患者の歯に連続して使用される、一連のアライナが構築され、それは長期間かけて患者の歯系組織に有益な変化をもたらす。最初の型は、患者の歯のインプレッションから作られ、続く型およびアライナは、ソフトウェアおよび最初の型のデジタル処理を使用して作られる。型はラピッドプロトタイピング技術を使用して作られてもよい。

ラピッドプロトタイピング方法を使用して歯型を形成するには、歯の形状および歯の構造を表わす、コンピュータ化された模型またはデジタルデータセットの使用が必要となる。模型は、コンピュータ化された模型の複製またはレリーフを生成する造型工程を導くのに使用される。得られたレリーフは歯の状態の三次元の型である。歯型を作るこの方法は、多数の型を形成しなければならない状況に特に適切である。この場合、コンピュータ化された一つの模型は、自動方法で多くの型を作るのに使用されてもよい。さらに、この方法は、患者の現在歯の配列と異なる人工歯配列の型を形成する必要がある場合、または互いおよび患者と異なる多数の人工歯配列の型を形成する必要がある場合に適切である。いずれの場合も、患者の歯のコンピュータ化された模型は、それぞれの新しい人工歯配列を描くように処理されてもよく、型はそれぞれの一連の配列を反映するよう形成されてもよい。これは異なった歯の配列を有する多くの型を得るために何度も繰り返されてもよい。かかる技術は、従来の型の製造における鋳造の繰り返しおよび歯の巧みな造り直しの必要を排除することにより、形成時間を加速し、コストを削減する可能性がある。

上述したような一連の歯型は、本出願の譲受人である、カリフォルニア州サンタクララのＡｌｉｇｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， Ｉｎｃ．により開発された新しい型の歯列矯正処置のための弾力性のある整復器具の作製に使用されてもよい。かかる器具は、外郭構造を形成する望ましい人工歯配列の型を覆うように弾力性のある材料の薄いシートを熱成形することにより作製される。望ましい人工歯配列の外郭構造は一般に、患者の歯に適合するが、最初の歯の配置とわずかにずれている。歯の上の弾力性のあるポジショナーの配置は、徐々に望ましい配置へ歯を移動させるために特定の位置にある制御された力を利用する。新しい配置を含む一連の器具を使用するこの工程を繰り返すことにより、一連の中間の配置を通して、最後の望ましい配置に歯を最終的に移動させる。例えば、わずかに異なる配置を有する新しい器具は、連続する次の器具と交換する前に２０日間着用されてもよい。例となる弾性ポリマーポジショニング器具の完全なる説明は、米国特許５，９７５，８９３号、および米国指定の本発明の出願人に譲渡された特許協力条約出願ＷＯ９８／５８５９６に説明されている。両文書はすべての目的で参照することにより組み込まれる。

一実施態様では、大量特注器具を製作するための装置は、ウェブフィーダーと、型を受けるウェブフィーダーに連結された装填ステーションと、器具を作製する装填ステーションに連結された成形ステーションを含む。プログラマブル論理制御装置（ＰＬＣ）は成形ステーションを制御するために使用される。ＰＬＣは、ウェブフィーダー、加熱帯、回転式ＳＬＡフィード、成形、マシンビジョンおよび打ち抜き機能のために電気的、空気圧的出入力を制御する。ＰＬＣは、タスクを実行するための多数の製法を記録し、読み出す。ＰＬＣは、形成スループット、予防保守および遠隔点検管理のリアルタイム監視を可能にするネットワークで通信する。ウェブフィーダーは、穿孔チェーンに対する出入フィードを提供し、機械的誤動作およびロール交換の両方からの安全で迅速な回復を提供する。ヒーターはウェブフィーダー上に加熱帯を提供する。加熱帯は複数の直列形の単独に制御されたモジュール式のセラミックヒーターをさらに備える。装填ステーションは、工程が中断されることなくウェブへの独自の型の連続的な回転式の導入を可能にする、対立する二重のプラットフォームを備える。装填ステーションは、成形工程の間、次の型の同時装填を可能にする。成形ステーションは、独自の新しい型の連続的な導入および除去がそれぞれのサイクルで熱成形されることを可能にする。成形ステーションはさらに圧力／真空槽を含み、そこでは圧力／真空槽は、前成形が可能となるようにウェブ上で最初に密閉される。型は予成形されたウェブに導入され、同時に、材料を型で形成するために真空と圧力が加えられる。材料は型一面に第一の方角に吹き付けられ、次に、型一面に吸着させるために反対方向に吹き付けられる。型はそれぞれ、型の独自の識別を含む、高められた３Ｄデータマトリックスコードにより成形される。マシンビジョンモジュールは、多次元マトリックスコードからのデータ収集を行い、レーザーマーキングシステムにそれを報告する。ビジョンモジュールはステーションの上方に垂直に立てられるカメラおよびライトリングを備える。槽は開かれ、装填プラットフォームは引っ張り出され、型はウェブの中に維持され、マシンビジョンモジュールに転送される。レーザーマーカーは、マーキングヘッド、標準マーキング、照準ソフトウェアおよびレーザーパラメータを有するダイオードポンプレーザーである。ＰＬＣおよびＰＣコントローラはホストマイクロインターフェース安全アクセスを提供し、レーザーシステムは製造業者による医療機器放射線保健センター認証を満たす。図２は、高められた３Ｄデータマトリックスコード５２を有する、かかる例となる型５０の一つを示す。

一実施形態では、統合熱形成器およびレーザーマーカー設計は、歯科器具の大量特注製造を支援する。システムは、Ｉｎｃｒｅｍｅｎｔａｌ Ｗｅｂの精密なフィードおよび速度制御と、材料を成形温度へ近づけることができる多数の加熱帯制御および閉ループ監視と、ウェブ成形工程への連続的なフィード回転式ＳＬＡ型の導入が一列に並んだ一体化とを含む。熱成形工程は、ウェブ、独自の型の全サイクル、前成形ウェブ、圧力および真空成形、ならびにウェブ内の型保持を盛り込む。マシンビジョンは、それぞれのユニットを識別し、レーザーマーカーにデータを伝達するデータを取得する。レーザーマーカーは、ネットワーク上のユニットＩＤデータを読み出し、マーキングゾーンの自動照準を行う。打ち抜き器は自動的に、使用可能なウェブの既定の範囲を除去し、自動材料取扱設備へのユニットを送り出す。巻き取りスプールは廃棄物を管理するために使用される。

一実施形態では、プログラマブル論理制御装置（ＰＬＣ）は、ウェブフィード、加熱帯、回転式ＳＬＡフィード、成形、マシンビジョンおよび打ち抜き機能用の電気的および空気的出入力を管理する。ＰＬＣはまた、多数の製法を記録し、読み出すことができる。ＰＬＣはまた、形成スループット、予防保守および遠隔点検管理および休止時間のリアルタイム監視を可能にするネットワークの接続性を利用して通信する。

一側面では、ウェブフィードは、樹脂などの柔軟な材料を扱うことができる。ウェブフィードは、材料の必要条件を満たすように環境的および静的制御を制御する支払装置と相互に作用する。出入フィードは、迅速なロール交換を提供する穿孔チェーン機構を提供する。

別の実施形態では、一列に並び、個別に制御されるモジュールセラミックヒーターは、加熱帯で使用される。制御されたゾーンを有するセラミックヒーターは、必要なサイクル時間を達成するために使用される。対立する二重のプラットフォーム装填ステーションは、工程が中断されることなくウェブへの独自の型の連続的な回転式の導入を可能にする。これにより、成形工程の間、次の型の同時装填が可能となる。成形ステーションは、独自の新しい型の連続的な導入および除去がそれぞれのサイクルで熱成形されることを可能にする。圧力／真空槽は、前成形ができるようにウェブ上で最初に密閉される。その後、型は予成形されたウェブに導入され、同時に、材料を型で形成するために真空と圧力が加えられる。槽が開かれると、装填プラットフォームは引っ張り出され、型はウェブの中に維持され、マシンビジョンステーションに転送される。

全ユニット、この場合は、光造形装置（ＳＬＡ）型は、独自の識別を含む、高められた２Ｄデータマトリックスコードにより構築される。従って、高められた２Ｄデータマトリックスコードは三次元バーコードである。一実施形態では、高さは一定である。別の実施形態では、データマトリックスは可変的に高められてもよいので、高度レベルはデータを符号化するのに別の寸法であってもよい。マシンビジョンは、そのデータマトリックスコードからのデータ収集を行い、Ｌａｓｅｒ Ｍａｒｋｉｎｇステーションへデータを報告する。ビジョンシステムは、ステーションの上方に垂直に立てられるデジタルカメラおよびライトリングを備える。レーザーマーキングの間、マーキングヘッドのコンピュータで制御されたレーザーは、マシンビジョンシステムからデータを受信する。レーザー機は、維持、軽微な修理または調節のための安全なアクセスを設備に提供するために連動する。その後、アライナは、切ることができる、または患者の快適性に影響を与える、粗い端を削除するためにトリミングされる。一実施形態では、トリミングは、ＣＮＣカッターを使用して行われる。ＣＮＣカッターは、アライナの形状を理解し、その形状に基づき、患者にとってアライナがよりよく適合するようにアライナをトリミングする。その後、アライナは、端を滑らかにするためにタンブラー内に設置され、続いてトリミング作業が行われることにより、アナイナは快適に着用されることができる。

次に、アライナはパッケージ化され、トレーとラベルはそのパッケージに貼られる。その後、そうしてできたパッケージが顧客に出荷される。通常、多様な配置を経て、最終の望ましい配置へ歯が進歩的に移動するような望ましい治療を提供するように、器具は特定の順序で着用されることになっている。一実施形態では、歯科器具のシステムは複数の歯科器具を含み提供され、そこでは、複数のうちの少なくともいくつかが、順番を指定する非数値のしるしを含み、複数のうちの少なくともいくつかのそれぞれが、歯科治療を提供するために患者によって着用されることになっている。通常、複数の歯科器具のそれぞれは、歯を受け、一つの配置から次に続く配置に弾力的に歯を再配置するよう形作られた穴を有する重合体の外郭構造を含む。いくつかの実施形態では、重合体の外郭構造のそれぞれは少なくとも一つの末期の虫歯を有し、しるしはそれぞれの重合体の外郭構造の異なっている長さの末期の虫歯を含む。他の実施形態では、それぞれの重合体の外郭構造は高さを有し、しるしはそれぞれの重合体の外郭構造の異なる長さを含む。さらに他の実施形態では、しるしは一つ以上の切り取りを含むので、それぞれの重合体の外郭構造はそれぞれ異なる切り取りパターンを有することができる。時々、切り取りは、器具の端にＶ字型の刻み目を含む。さらに他の実施形態では、しるしは色を含み、それぞれの器具は異なる色を有する。器具の色は同じ色調を有してもよく、また例えば、強度に変化してもよい。色は溶ける染料を含んでもよい。または、システムはさらにそれぞれの器具に取り外し可能に取り付けられる包装物をさらに含んでもよく、包装物はそれぞれ色を有する。別の実施形態では、パッケージ化された歯科器具のシステムは、それぞれが歯科器具を含む複数のパッケージを含み提供され、そこでは、複数のパッケージは、順番を指定する連続的な鎖で連結され、それぞれの歯科器具は歯科治療を提供するために患者によって着用されることになっている。いくつかの事例では、パッケージはそれぞれ打ち抜き穴によって連結され、パッケージは打ち抜き穴を壊すことにより分離できる。他の事例では、パッケージは例えば熱融着によって連結される。さらにシステムは、最初に着用されることになっている歯科器具を示す鎖の端のパッケージ上のマーキングを含んでもよい。この場合もやはり、複数の歯科器具のそれぞれは、歯を受け、一つの配置から次に続く配置に弾力的に歯を再配置するよう形作られた穴を有する重合体の外郭構造を含む。さらに他の実施形態では、歯科器具のシステムは、歯科治療を提供するために患者によって着用されることになっている複数の歯科器具およびフレームワークを含み提供され、それぞれの複数の歯科器具はフレームワークの一部に取り外し可能に取り付けられる。いくつかの実施形態では、複数の歯科器具のそれぞれは、歯を受け、一つの配置から次に続く配置に弾力的に歯を再配置するよう形作られた穴を有する重合体の外郭構造を含む。さらにシステムは、器具が患者によって着用されることになっている順番を示すフレームワーク上の少なくとも一つのマーキングを含んでもよい。また別の実施形態では、複数のパッケージが製造され、そこでは、それぞれのパッケージは、歯を受け、一つの配置から次に続く配置に弾力的に歯を再配置するよう形作られた穴を有する重合体の外郭構造を含み、複数のパッケージは、一つの配置から次に続く配置に歯を再配置するために患者によって着用されることになっている第一の外郭構造を含む第一のパッケージおよび次に続く配置から別の次に続く配置に歯を再配置するために患者によって着用されることになっている第二の外郭構造を含む第二のパッケージを含む。第一のパッケージは遠隔配達システムによって指定の時間に患者に供給することができ、遠隔配達システムによって後の指定の時間に患者に第二のパッケージを配達することができる。ほとんどの実施形態では、遠隔配達システムは郵便配達システムを含む。

図３は、歯の模型または歯科器具などの３Ｄ構造を直接生成するために使用されてもよいデータ処理システム６００の簡易化したブロック図である。データ処理システム６００は通常、バスサブシステム６０４を介して多くの周辺機器と通信する少なくとも一つのプロセッサ６０２を含む。これらの周辺機器は通常、記憶サブシステム６０６（メモリサブシステム６０８およびファイル記憶装置サブシステム６１４）、一組のユーザーインターフェース入出力装置６１８、および公衆交換電話網を含む外部ネットワーク６１６へのインターフェースを含む。このインターフェースは、「モデムおよびネットワークインターフェース」のブロック６１６として図式的に示され、コミュニケーションネットワークインターフェース６２４を介して他のデータ処理システムで対応するインターフェースデバイスに結合される。データ処理システム６００は、端末機ならびに低級のパソコンまたは最高級のパソコン、ワークステーションまたはメインフレームであることもあり得る。

ユーザーインターフェース入力装置は通常キーボードを含み、ポインティングデバイスおよびスキャナをさらに含む可能性もある。ポインティングデバイスは、マウス、トラックボール、タッチパッドまたはグラフィックスタブレットなどの間接ポインティングデバイス、またはディスプレイに組み込まれるタッチスクリーンなどの直接ポインティングデバイス、または米国特許５，４４０，３２６号に説明されているジャイロスコープのポインティングデバイスなどの三次元ポインティングデバイスであってもよい。音声認識システムなどの他のタイプのユーザーインターフェース入力装置もまた使用されてもよい。ユーザーインターフェース出力装置は通常、プリンタならびにディスプレイコントローラおよび前記コントローラに結合されるディスプレイデバイスを含むディスプレイサブシステムを含む。ディスプレイデバイスは、陰極線管（ＣＲＴ）、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）などのフラットパネルデバイスまたは投写デバイスであってもよい。ディスプレイサブシステムはまた、音声出力などの非画像表示を提供してもよい。

記憶サブシステム６０６は基礎的な必須のプログラミングおよびデータ構造を維持する。上記に説明されたプログラムモジュールは通常、記憶サブシステム６０６に記憶される。記憶サブシステム６０６は通常、メモリサブシステム６０８およびファイル記憶装置サブシステム６１４を含む。

メモリサブシステム６０８は通常、プログラム実行中の命令およびデータを記憶する主要なランダムアクセスメモリー（ＲＡＭ）６１０、および一定の命令が記憶されている読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）６１２を含む。マッキントッシュと互換性のあるパソコンの場合には、ＲＯＭはオペレーティングシステムの一部を含むであろうし；ＩＢＭと互換性のあるパソコンの場合には、ＲＯＭはＢＩＯＳ（基本入出力システム）を含むであろう。ファイル記憶装置サブシステム６１４はプログラムおよびデータファイル用固定（不揮発性）記憶域を供給し、通常少なくとも一つのハードディスクドライブおよび少なくとも一つのフロッピー（登録商標）ディスクドライブ（関連するリムーバブルメディアを有する）を含む。ＣＤ−ＲＯＭドライブおよび光学式ドライブ（すべて関連するリムーバブルメディアを有する）などの他の装置もまたあってもよい。さらに、システムは、リムーバブルメディアカートリッジを有するタイプのドライブを含んでもよい。リムーバブルメディアカートリッジは、例えば、ＳｙＱｕｅｓｔおよびその他により販売されるようなハードディスクカートリッジ、およびＩｏｍｅｇａにより販売されるようなフレキシブルディスクカートリッジであってもよい。一つ以上のドライブは、ローカルエリアネットワーク上のサーバー内、またはＩｎｔｅｒｎｅｔのＷｏｒｌｄ Ｗｉｄｅ Ｗｅｂ上のサイトなどのリモート位置に位置してもよい。このコンテキストでは、用語「バスサブシステム」は、目的どおり、さまざまなコンポーネントおよびサブシステムにお互いに通信させるあらゆるメカニズムを含むように総称的に使用される。入力デバイスおよびディスプレイを除いて、他のコンポーネントは物理的に同じ位置にある必要はない。従って、例えば、ファイル記憶装置システムの一部は、電話線を含むさまざまなローカルエリアまたは広域ネットワークメディアによって接続されることもあり得る。同様に、パソコンとワークステーションが通常使用されるであろうことは予想されるが、入力デバイスおよびディスプレイはプロセッサと同じ位置にある必要はない。バスサブシステム６０４は、単一バスとして図式的に示されるが、標準的なシステムはシリアルポートおよびパラレルポートと同様にローカルバスおよび一つ以上の拡張バス（例えば、ＡＤＢ、ＳＣＳＩ、ＩＳＡ、ＥＩＳＡ、ＭＣＡ ＮｕＢｕｓまたはＰＣＩ）などの多くのバスを有する。ネットワーク接続は大抵、これらの拡張バスの一つまたはシリアルポートのモデム上のネットワークアダプタなどのデバイスを通して確立される。クライアントコンピュータは、デスクトップシステムまたはポータブルシステムであってもよい。

スキャナ６２０は、患者または歯科矯正医のどちらからか得られた患者の歯の鋳造物を走査、およびさらなる処理のためデータ処理システム６００に走査されたデジタルデータ情報集合の提供に関与する。割り当てられた環境では、スキャナ６２０はリモート位置に位置し、ネットワークインターフェース６２４を介してデータ処理システム６００に走査されたデジタルデータ情報集合を伝えてもよい。製作機械６２２は、データ処理システム６００から受けた、中間および最終データ情報集合に基づき歯科器具を製作する。割り当てられた環境では、製作機械６２２はリモート位置に位置し、ネットワークインターフェース６２４を介してデータ処理システム６００からのデータ集合情報を得てもよい。歯科器具の製作についてのさらなる情報は、「Ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ ｉｎｃｒｅｍｅｎｔａｌｌｙ ｍｏｖｉｎｇ ｔｅｅｔｈ」という名称の米国特許５，９７５，８９３号で説明され、その内容は、参照することによって本明細書に組み込まれる。

製作機械６２２を駆動するために必要とされる情報は、口腔内走査、破壊走査または非破壊走査によりもたらされてもよい。一実施形態では、非破壊走査はＣＴスキャナである。本実施形態では、患者の歯のデジタル模型を作成する器具は、放射線源と、放射線源から放射線を受けるシンチレータと、シンチレータに結合された放射線検出器と、放射線源およびシンチレータの間に位置する回転可能なテーブルであって、前記テーブルは患者の歯の印象を支援するために適合された、回転可能なテーブルと、走査されたデータを有するデジタル模型を生成する検知器に連結されるコンピュータとを含む。製作機械は複数の器具を生成するコンピュータによって駆動されてもよく、器具は穴が有する重合体の外郭構造を含み、次に続く外郭構造の穴は、歯を受け、一つの配置から次に続く配置に弾力的に歯を再配置するよう形作られた、異なる形状を有する。かかるシステムは、米国特許６，６３３，７８９号；６，６２９，８４０号；６，６２６，６６６号；６，６２１，４９１号；６，６０７，３８２号；６，６０２，０７０号；６，５８２，２２９号；６，５８２，２２７号；６，５７２，３７２号；６，５５４，６１１号；６，５２４，１０１号；６，５１４，０７４号；６，４９９，９９７号；６，４９７，５７４号；６，４８８，４９９号；６，４８５，２９８号；６，４７１，５１１号；６，４６３，３４４号；６，４５７，９７２号；６，４５４，５６５号；６，４５０，８０７号；６，４０９，５０４号；６，４０６，２９２号；６，３９８，５４８号；６，３９４，８０１号；６，３９０，８１２号；６，３８６，８７８号；６，３８６，８６４号；６，３７１，７６１号；６，３１８，９９４号；６，３０９，２１５号；６，２９９，４４０号；６，２２７，８５１号；６，２２７，８５０号；６，２１７，３２５号；６，２１０，１６２号；５，９７５，８９３号に説明されており、それらの内容は参照することにより本明細書に組み込まれる。

さらに、本明細書で説明された技術は、ハードウェアもしくはソフトウェア、またはその二つの組み合わせに導入されてもよい。前記技術は、プロセッサ、前記プロセッサ（揮発性メモリおよび不揮発性メモリならびに／または記憶素子を含む）によって読み込み可能な記憶媒体および適切な入出力装置をそれぞれ含む、プログラム可能なコンピュータ上で実行されるコンピュータプログラムに導入されてもよい。プログラムコードは、説明されている機能を実行、また出力情報を生成する入力デバイスを使用して入力されたデータに適用される。出力情報は一つ以上の出力装置に適用される。

プログラムはそれぞれ、コンピュータシステムと連動して操作する高水準手続き型またはオブジェクト指向型プログラミング言語で導入されてもよい。しかしながら、希望により、プログラムはアセンブリ言語または機械語で導入されてもよい。どんな場合でも、言語はコンパイラ型言語またはインタープリタ型言語であってもよい。記憶媒体またはデバイスが記載されている手続きを実行するコンピュータによって読み込まれる場合、かかるコンピュータプログラムはそれぞれ、コンピュータを構成し、操作するための一般的または特殊目的用のプログラム可能なコンピュータによって読み込み可能な記憶媒体またはデバイス（例えば、ＣＤ ＲＯＭ、ハードディスクまたは磁気ディスケット）上で記憶されてもよい。前記システムはまた、コンピュータプログラムで構成されるコンピュータ読み込み可能な記憶媒体として導入されてもよく、そのように構成された記憶媒体により、コンピュータは特定で所定のやり方で操作される。

上記に説明された本発明の用法および操作は、上記の開示から容易に明白となり、本発明の用法および操作方法に関してこれ以上の説明は提供されないものとする。上記の説明に関して、サイズ、材料、形状、形式、機能における変形物、操作、組み立ておよび使用の方法、ならびに上記すべての同等物と同様に、本発明の部品の最適な寸法の関係は、当業者には明白であることが理解されるべきである。かかる同等物は、本発明によって包含されるべきであることが意図されている。従って、先述のものは、本発明の原理の単なる例証にすぎないと見なされる。さらに、非常に多くの修正および変更が当業者には容易に明白となるので、本発明は、図示され、説明された正確な構造および操作に限定されることはないが、本発明の範囲内の適切な修正および同等のものすべてを含有することが意図される。本発明の範囲は、先述の説明によってよりもむしろ添付の請求項によって示される。

本発明の実施形態を図面に示すが、これらは制限することを意図していない。
図１は、３Ｄバーコードにより部品を作るための例となる工程を示す。 図２は、３Ｄバーコードを有する例となる歯型を示す。 図３は、大量特注部品用の例となるシステムを示す。

Claims (12)

1. 識別システムであって、
   部品識別を三次元バーコードのデータセットへ符号化するための手段と、
   該部品を記載する三次元（３Ｄ）部品データを提供する手段と、
   該バーコードのデータセットと該三次元（３Ｄ）部品データとを合成し、合成３Ｄデータセットにする手段と、
   該合成３Ｄデータセットを受け取り、該合成３Ｄデータセットに従って、埋め込まれた該三次元バーコードでマスカスタマイズされた部品を作るように作動する大量特注機械と、
   を備える識別システム。
2. 前記三次元バーコードは複数の層を備える、請求項１に記載のシステム。
3. 前記三次元バーコードを照射するように配置され、作動するランプをさらに備える、請求項１又は２に記載のシステム。
4. 前記三次元バーコードからのデータ収集を行うために作動するモジュールを備える、請求項１〜３のいずれか一項に記載のシステム。
5. 前記三次元バーコードからデータ収集を行い、該収集されたデータをレーザーマーキングシステムへ報告するように作動するマシンビジョンモジュールをさらに備える、請求項１〜４のいずれか一項に記載のシステム。
6. 前記ビジョンモジュールはカメラおよび垂直に配置されたライトリングを備える、請求項５に記載のシステム。
7. 大量特注部品を識別するための方法であって、
   部品識別を三次元バーコードのデータセットへ符号化するステップと、
   該部品を記載する三次元（３Ｄ）部品データを提供するステップと、
   該バーコードのデータセットと該三次元（３Ｄ）部品データとを合成し、合成３Ｄデータセットにするステップと、
   該合成３Ｄデータセットを受け取り、該合成３Ｄデータセットに従って、埋め込まれた該三次元バーコードで部品を作るように大量特注機械を使用するステップと
   を含む方法。
8. 前記大量特注機械を使用するステップが、前記部品の前記三次元バーコードのそれぞれの層を繰り返し構築するステップを包含する、請求項７に記載の方法。
9. 着色光で前記三次元バーコードを照射するステップをさらに含む、請求項７又は８に記載の方法。
10. モジュールによって前記三次元バーコードからデータ収集を行うステップをさらに包含する、請求項７〜９のいずれか一項に記載の方法。
11. 前記モジュールがカメラおよびライトリングを含む、請求項４に記載のシステム。
12. 前記モジュールがカメラおよびライトリングを含む、請求項１０に記載の方法。

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