JPH03501778A - 特に口腔内の歯から、その位置で測色データを採取する装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 特に口腔内の歯から、その位置で測色データを採取する装置 本発明は、特に口腔内の歯から、その歯に隣接すべき歯科補綴物に付与する色を 決定するために、その位置で（ｉｎ　５ｉｔｕ　）測色データ（ｃｏｌｏｒｉｍ ｅｔｒｉ、ｃ　ｄａｔａ　）を採取する装置に関する。

本発明はまた、対象物の色を正確に決定することが必要もしくは有用なあらゆる 場合に通用できる。特に、対象物と同一物かあるいは同じ型の別の物に付与する 色を決定するのに有効である。

歯科医療の分野においては、患者の口腔内で歯科補綴物を装着すべき位置に隣接 する歯の色を決定し、その隣接の歯と見掛は土量もよく一致する色をその補綴物 に与えるため、分光測色計を使用するという提案が既にあった。

上記分光測色計には必ず、対象となる歯から測色データを採取するための装置が 必要となる。それゆえ、取扱の容易性がめられ、好ましくは片手だけで操作でき ることが条件となる。なかでも、歯の色の正確かつ再現可能な測定を行なうこと が是非ともめられる。

しかし、実際には、歯の一定の領域の照射、反射、拡散光の採取、分光計を用い てのその解析、さらに測定結果の処理等のすべての問題がその解決からほど遠い というのが現状であり、その結果、歯科補綴物に付与すべき色の選択は充分に満 足すべき結果にならないことがあった。特に、異なる２つの色が同一の色成分を 示す場合に、ある照明の下では見掛は上回−に見えながら、別の照明の下では同 一に見えない現象であるメタメリズム（ｍｅｔａｍｅｒｉｓｍ　）現象が原因と なって上記のような結果となる。

そこで、本発明の目的は、従来技術の問題点を克服した、測色データを本来の位 置で採取する装置を提供することである。

本発明の別の目的は、上記装置において、極めてコンパクトとされ、かつ、潤色 データの採取とそのデータ処理に本来必要な一切の手段が一体化され、それにも かかわらず、取扱いが容易であり、また、その寸法・形状が装置端部で色の測定 をすべき歯に直接通用することができるようになっている装置を、提供すること である。

上記目的を達成するため、本発明は、特に口腔内の歯から、その位置で測色デー タを採取する装置であって、片手のみで操作できるコンパクトなハウジング形状 を有し、そのハウジングが、信号を処理する電子回路を収容する後部、並びに、 光源と、その光源から出力された光線を伝播する光照射系と、光を採取する光測 定系と、その光測定系と一群の光検出器との間に設けられた分光計とを収容する 前部とを含み、前記光検出器が前記後部に収容された信号処理電子回路に接続さ れていることを特徴とする装置を提供する。

上記装置は極めてコンパクトであり、しかも事実上自己充足型である。というの は、電力供給源に連結するだけで使用の用意ができるからである。

本発明の別の特徴によれば、前記信号処理電子回路は、前記光検出器からのアナ ログ信号を前置増幅し、サンプリングし、デジタル信号化する回路を含む。

好ましくは、前記信号処理電子回路はまた、マイクロプロセッサと接続するため のインターフェイスを含み、そのマイクロプロセッサとそれのメモリとは前記後 部に収容される。

また、前記ハウジングの面の一つに、測定結果を表示するプラズマもしくは液晶 スクリーン等の１星スクリーンを設けることができる。

本発明の好適な態様においては、前記光源が、キセノン・アーク型等の閃光ラン プであり、そのランプは、電力供給回路と関係づけられかつ前記信号処理電子回 路から電磁遮蔽壁によって隔離される。

上記ランプは、自然光に対応したＣＩＢ標準光源Ｄ６５に近い光線を出すという 利点を有する。さらに、このランプの出力する閃光の分光分布は略一定であり、 また、消費エネルギが少ないという利点もある。

本発明のさらに別の特徴によれば、前記光源が、その出力光の光束を測定する回 路に関係づけられ、その回路が前記信号処理電子回路に連結される。

本発明のまた別の特徴によれば、前記分光計が、透過格子型であり、前記光検出 器での光信号のレベルを平均化させる一群の光フィルタと関係づけられる。

このタイプの分光計の直線的な形状は、装置の容積を小さくするのに役立つ。

以下の記載により、本発明はより明瞭に理解され、上記以外の他の詳細、特徴、 利点が明らかとなるであろう、参照される唯一の図面は、本発明に従う装置の実 施例の断面概略図である。

図中、本装置は参照符号１０で示されており、ハウジング１２を含んでいる。ハ ウジング１２は後部１４と前部１６とからなり、これら両部は実線で示されるよ うに互いに鈍角をなしてもよいし、あるいは、１点鎖線で示されるように直線状 であってもよい。

ハウジング１２の前部１６は、キセノン・アーク型閃光ランプ等の光源工８を収 容している。光源１８は、第一に、電力供給回路２０および光束レベル検出器２ ２と関係づけられ、第二に、患者の口腔内の歯等の被測定対象物２６に向けて光 線を伝播する光照射系２４と関係づけられている。

光照射系２４は、装置１０の前部１６の前端壁２５のオリフィスに密閉状態で設 けられた円筒部材を含み、その中に、前記光源１８から出力された光線を前記対 象物２６を略均−に照射する略平行な光線に変換する両凸レンズ２８等の光学手 段を収容する。

光照射系２４の円筒部材の前端には丸窓３０が密閉状態で設けられており、光照 射系２４は円筒部材を殺菌液に漬けることにより消毒することができる。

光照射系２４の前端にはまた、対象物２６に通用される先端部材３２が設けられ ている。この先端部材３２は大きな開口を有し、光照射系２４から出た光線が対 象物２６に到達できるようになっており、また、本装置１０の操作者が先端部材 ３２を容易に対象物２６の目的部分に当接させることができるようになりでいる 。さらに、対象物２６から反射、拡散した光が、ハウジング１２の前端壁２５の オリフィスに密閉状態で設けられた光測定系３４により採取されるようになって いる。

光照射系２４および先端部材３２から出た光線は、略均−な平行光線であり、対 象物２６のかなり広い領域を照射する。この照射領域は、いずれにしても、光測 定系３４による被検出対象領域より相当に広い。

光測定系３４は、光入射軸が上記照射方向に対して４５度をなす入射面３６を有 する管を含んでいる。入射面３６の背後には全反射プリズム３８が設けられ、採 取された光線の方向を照射光の方向と平行な方向へ変換し、ハウジング１２の前 部１６に収容された分光計４０に向かわせる。

分光計４０は、透過格子型であり、略直線的な形状を有し、光収束系および一群 のフィルターと関係づけられ、さらに、光ダイオードのストリップ等の一群の光 検出器５０に関係づけられている。

光束検出器２２と光検出器５０の各出力は、ハウジング１２の後部１４に収容さ れた一群の電子カード５２に連結されている。カード５２は実際には電子回路で あり、例えば、光検出器５０から６信号を前置増幅する回路、この信号をサンプ リングする回路、アナログ／デジタル変換回路等である。

本実施例においては、上記の回路は、後部１４の端から出たコード５４を介して 、装置１０の外部にあるマイクロプロセッサ５６に連結される。マイクロプロセ ッサ５６は、キーボード５８．プリンタ６２９表示スクリーン６４と関係づけら れるに通したものである。

従来同様、マイクロプロセッサ５６はまたメモリと関係づけられ、さらに、カー ド５２上の電子回路へのインターフェイスと関係づけられている。

マイクロプロセッサ５６と、そのメモリと、その電子回路５２とのインターフェ イス回路とは一体化されて、ハウジング１２の後部１４内に収容される態様とさ れてもよい、この場合に、上記一群の回路はサイズの小さなものが用いられ、表 示スクリーン６４はプラズマもしくは液晶スクリーン等の１型のものがハウジン グ１２の面の一つ（例えば、前部１６の頂面、後部１４の後端等）に設けられて よい。

分光計４０は、光源１８およびその電力供給回路２０の直下に位置する。光束レ ベル検出器２２．光検出器５０並びにカード５２に設けられた電子回路の各作動 が障害を受けないようにするため、電磁遮蔽壁６６が光源１８とその電力供給回 路２０の回りに設けられる。

本装置は以下のように作動する。各構成要素９回路に電気が供給されたならば、 光源１８から出力された光線が歯等の対象物２６の目標表面に対して略垂直な方 向に伝播するように、先端部材３２を対象物２６に当接させる。ついで、ハウジ ング１２に設けられた制御ボタンを操作すると、高パワーを持った閃光が掻めて 短時間発生する。この閃光の分光分布は自然光の分光分布に略対応する。高パワ ーの光を発生させ、その閃光の発生に光検出器５０による読み取りを同期させる ことで、本測定に対する周囲の光の干渉を完全に除去することができる。

両凸レンズ２８は、光源１８から出力された閃光を平行光線に変換し、この平行 光線が対象物２６の表面に垂直に到達する。これと同時に、その出力光の光束レ ベルが光束レベル検出器２２によって測定される。

対象物２６から反射、拡散した光は照射方向に対して４５度の角度で全反射プリ ズム３８により採取され、分光計４０の入口オリフィス４２の方向に向きを変え られて、その入口オリフィス４２に対象物２６の被検出頭域の像が形成される０ 分光計４０に組み込まれた光フィルターは、各光検出器５０によって受け取られ る信号のレベルを平均化させる機能を持ち、それにより本測定系においては均一 な応答曲線が得られるようになっている。これらのフィルタはまた、１より大き な種々異なる回折次数の光による光干渉が光検出器５０に到達することを制限す る機能を持つ。

光検出器５０は例えばシリコン光ダイオードであってよく、その総数は限定され 得る。ある具体例においては、１個のストリップ状の光検出器５０に７つの光検 出器が含まれるようにされ、７つの波長領域で、対象物２６の拡散分光反射率が サンプリングされる。

光検出器５０からの信号は電子カード５２０回路で処理され（つまり、前置増幅 され、サンプリングされ、デジタル信号化され）、さらにマイクロプロセッサ５ ６に送られて、そこで例えば対象′＃！１Ｊ２６の拡散分光反射率が決定、記憶 され、またその三刺激値が算出されたり、空間（Ｌｍ、　８本、　４１ｍ）等の 所定の色空間内における色度座標が算出される。

上記測定は、各測定毎に光源１８からの照射光の光束レベルを決定しかつその決 定値に基づいて簡単な比例計算を行なうことで、この光束レベルと無関係とする ことができる。その結果、本発明装置においては、各閃光が略一定の分光分布を 示すという利点を持つにもかかわらず連続する閃光間では光束レベルが必ずしも 一定しないという問題のあるキセノン・アーク型の閃光ランプを、光源１８とし て利用することができる。

また、このランプはサイズが小さく、電力消費量が少ないにもかかわらず、高い 瞬間的光パワーを発生させる。

一般に、本発明によれば、実際の分光測色装置に必要なすべての構成要素を単一 の製品に組みつけることができ、しかもその製品は軽くコンパクトで、片手のみ で取り扱うことができる。そのため、本装置を用いれば、患者の口の中の歯のよ うにアクセスの比較的困難な対象物についてもその位置で色の測定を行なうこと ができる。

さらに、歯について一回測定を行なうだけで、所定の照明の下でのその見掛けの 色ばかりでなく、歯の分光反射率をも決定することができる。

本発明装置はまた、医療用装置に関する基準を満たす（特に、殺菌、消毒は簡単 ですぐにでき、電力消費も少ない）。を源としては、充電式の電池で作動するよ うにしたり、あるいは、電力供給源に連結されるようにしてもよい。

国際調査報告 国際調査報告

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. １．特に口腔内の歯から、その位置で測色データを採取する装置であって、 本装置が、片手のみで操作できるコンパクトなハウジング（１２）形状を有し、 そのハウジングが、信号を処理する電子回路（５２）を収容する後部（１４）、 並びに、光源（１８）と、その光源から出力された光線を伝播する光照射系（２ ４）と、光を採取する光測定系（３４）と、その光測定系と一群の光検出器（５ ０）との間に設けられた分光計（４０）とを収容する前部（１６）とを含み、前 記光検出器が前記後部（１４）に収容された信号処理電子回路（５２）に連結さ れていることを特徴とする装置。
2. ２．前記信号処理電子回路が、前記光検出器（５０）からのアナログ信号を前置 増幅し、サンプリングし、デジタル信号化する回路を含む請求項１の装置。
3. ３．前記後部（１４）に収容された前記信号処理電子回路（５２）が、マイクロ プロセッサ（５６）との連結のためのインターフェイスを含む請求項１もしくは 請求項２の装置。
4. ４．前記マイクロプロセッサとそのメモリとが前記後部（１４）に収容される請 求項３の装置。
5. ５．前記ハウジングの面の一つが、測定結果を表示するプラズマもしくは液晶ス クリーン等の薄型の表示スクリーンを含む請求項１〜４のいずれかの装置。
6. ６．前記光源（１８）が、キセノン・アーク型等の閃光ランプであり、そのラン プが、電力供給子回路（２０）と関係づけられかつ前記信号処理電子回路（５２ ）から電磁遮蔽壁（６６）により隔離される請求項１〜４のいずれかの装置。
7. ７．前記光源（１８）が、その出力光の光束を測定する回路（２２）に関係づけ られ、その回路が前記信号処理電子回路（５２）に連結される請求項１〜６のい ずれかの装置。
8. ８．前記光照射系（２４）が、密閉された円筒部材内に設けられ、その円筒部材 の末端に先端部材（３２）が設けられ、その先端部材が色の測定を行なう対象物 に適用される請求項１〜７のいずれかの装置。
9. ９．前記光照射系（２４）および前記先端部材（３２）から、歯等の前記対象物 のある領域を照射する略均一な平行光線が発生させられ、その照射領域が前記光 測定系（３４）の被検出対象領域よりもかなり広い請求項８の装置。
10. １０．前記光測定系（３４）が、光線屈折手段（３４）と、前記分光計（４０） の入口オリフィスに前記対象物の像を形成する手段とを含む請求項１〜９のいず れかの装置。
11. １１．前記分光計（４０）が、透過格子型であり、前記光検出器（５０）での光 信号のレベルを平均化させかつ１より大きい回折次数の光による干渉を抑制する 一群の光フィルタ（４６）と関係づけられる請求項１〜１０のいずれかの装置。