JP4643433B2 - 歯科用歯測定装置用コンタクトキャップおよび歯科用歯測定装置による測定方法 - Google Patents

Description

本発明は、例えば、歯科用歯測定装置における撮影（測定）時に適用される撮影補助具としての歯科用歯測定装置用コンタクトキャップおよび歯科用歯測定装置による測定方法に関する。

従来、歯科院において患者に義歯（差し歯）、特に門歯用義歯をいれるといった治療を行う場合、患者の該当する門歯に隣り合った生活歯（または、失活歯）の色を何らかの方法で測定、比較してそれに合った色の義歯を選択する必要がある。現状での歯のシェードの測定方法としては、シェードガイドと呼ばれる参照板を患者の歯と比較して、歯科医が目視にて最も近いシェードと判断したシェードガイドの番号を歯のシェードとする。この番号により漂白効果を確認したり、また、歯科技工所へ伝達して義歯（差し歯）の構築がなされている。

しかし、上述したシェードガイドを利用して目視により判断して義歯のシェードを決定する従来の方法では、照明の影響を受けやすく、その部屋の照明の種類や外光の影響により同じ患者の歯でも異なったシェードと判断しやすい。また、判定を行う医師（または歯科技工士）も、その時の健康状態により判定のばらつきも大きく、満足できる義歯の選択が行われることが困難であった。

そのような状況下で照明や判定者の影響を受けずに正確に歯のシェードを取得するために該当する歯を撮影し、その画像情報によってより正確な歯のシェード情報を取得することができる歯科用歯測定装置（撮影装置）が望まれており、該歯科用歯測定装置（撮影装置）に関して特許文献１の歯科用カメラや特許文献２の口腔撮影装置が開示されている。

特許文献１の歯科用カメラは、撮影開口部に装着されるフードとしてマウスピースが使用される。該マウスピースには食い込み突起部と翼部が設けられており、その食い込み突起部と翼部により被測定歯の位置決めがなされる。

特許文献２の口腔撮影装置は、該装置に装着した遮光カバーに噛み込まれたマウスピースを当て付けて口腔の撮影を行うものである。
特開２００２−３５５２６３号公報 特開２００４−３０５４２９号公報

前記歯測定装置により実際撮影を行う場合、歯単体（生活歯）を近接撮影する必要があるが、単に従来の近接撮影状態での撮影を行うとすると、照明の影響は避けられない。そこで、特殊光の照明下での撮影を行う必要が生じる。その場合、外光を遮蔽し、かつ、被写体となる歯をより正確に撮影位置に位置させるためのフードとなる撮影用コンタクトキャップをカメラに装着する必要が不可欠となる。また、被測定歯は、撮影時、位置決めされた状態ではその被測定部の表面が必ずしも撮影光軸に対して垂直な姿勢に保持されるとは限らず傾斜角度の微調整が必要である。

前記特許文献１に開示された歯科用カメラでは、前記食い込み突起部と翼部だけでは被測定歯の確実な位置決めが困難であり、被測定歯の歯科用カメラに対する位置や角度を調整することが困難であった。

前記特許文献２に開示された口腔撮影装置では、撮影を行う場合、遮光カバー、および、マウスピースの２つの部材を使用する必要があり、取り扱いが困難であった。

本発明は、上述の問題を解決するためになされたものであり、歯科用歯測定装置に適用可能であって、被測定歯を安定した撮影位置に位置させ、より正しい測定結果が得られる歯科用歯測定用コンタクトキャップを提供し、また、歯科用歯測定装置による精度のよい測定を可能とする測定方法を提供することを目的とする。

本発明の歯科用歯測定装置用コンタクトキャップは、歯科用歯測定装置により被測定歯の撮影を行う場合、前記歯測定装置の撮影窓部周辺を覆う状態で装着可能なキャップ部と、前記キャップ部の前方に配され、装着状態で前記撮影窓部に対向する開口部と、前記開口部の一辺部に前記歯測定装置側より前方に突出し、前記被測定歯に隣接する隣接歯で噛み込み可能な噛み込み部を有する突起部とを具備しており、前記キャップ部は、柔軟性のある弾性変形可能な材料で形成されており、前記開口部の大きさは、前記被測定歯と該被測定歯に隣接する隣接歯の一部とを含む大きさの寸法を有しており、前記噛み込み部には、隣接歯の内側の位置決めをを行う位置決め凸部が設けられ、さらに、該位置決め凸部に対して前記歯測定装置側に隙間を有する状態で壁部が設けられている。

上記発明の歯科用歯測定装置用コンタクトキャップにおいては、前記壁部は、変形可能であるとしてもよい。

上記発明の歯科用歯測定装置用コンタクトキャップにおいては、前記壁部は、前記突起部の幅に対応して設定され、前記突起部の幅が１２ｍｍである場合は、前記位置決め凸部より３．４ｍｍ後方の光軸上の位置を通るの円筒面上、または、該曲面よりも後方の範囲に位置しており、前記突起部の幅が２０ｍｍである場合は、前記位置決め凸部より５．１ｍｍ後方の光軸上の位置を通る円筒面上、または、該曲面よりも後方の範囲に位置していることとしてもよい。

上記発明の歯科用歯測定装置用コンタクトキャップにおいては、前記壁部と前記位置決め凸部との所定の隙間Ｄｍｍは、Ｈ0 を前記位置決め凸部の幅とし、１２ｍｍ≦Ｈ0 ≦２０ｍｍの値をとるとして、
Ｄ＝２．５
＋（２３−２．５）×（１−cos（sin^-1（（Ｈ0 ／２）／（２３−２．５））））
−３６×（１−cos（sin^-1（（Ｈ0 ／２）／３６）））
により与えられる。

本発明の歯科用歯測定装置による測定方法は、歯科用歯測定装置の撮影窓部周辺を覆う状態で装着可能なキャップ部と、前記キャップ部の前方に配され、装着状態で前記撮影窓部に対向する開口部と、前記開口部の一辺部に前方に突出し、被測定歯に隣接する隣接歯で噛み込み可能な噛み込み部を有する突起部とを具備するコンタクトキャップを装着した前記歯科用歯測定装置により前記被測定歯の測定を行う測定方法であって、前記歯科用歯測定装置による撮影画像に現れる前記被測定歯の正反射部分の位置を観察しながら前記歯科用歯測定装置と前記被測定歯との相対角度を調整して前記測定を行う。

本発明によれば、歯科用歯測定装置にて被写体となる被測定歯を安定した撮影位置に位置させ、より正しい測定結果が得られる歯科用歯測定用コンタクトキャップを提供することができ、また、歯科用歯測定装置による精度のよい測定が可能な測定方法を提供することができる。

以下、図を用いて本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明の一実施形態の歯科用歯測定用コンタクトキャップを適用可能なカメラとクレードルからなる歯科用歯測定（撮影）装置であるＨＭＳＣ装置（Handy Multi-Spectral Camera）の外観を示す斜視図であり、前記カメラを前記クレードルに装着し、遮光カバーを閉じた測定時の状態を示す。図２は、前記クレードルの斜視図であって、遮光カバー開状態を示す。図３は、前記カメラの外観を示す斜視図である。図４は、前記コンタクトキャップを装着した状態の前記カメラの正面図である。図５は、前記コンタクトキャップを装着した状態の前記カメラの側面図である。

図６〜９は、前記カメラの前部に組み付けられるトップカバーの外観，断面形状を示す図であり、図６は、前記トップカバーの斜視図である。図７は、前記トップカバーの正面図である。図８は、前記トップカバーの側面図である。図９は、図７のＡ−Ａ断面図である。

前記ＨＭＳＣ装置は、図１〜３に示すようにクレードル１とクレードル１に着脱可能なカメラ２とからなる。

クレードル１は、カメラ１が装着された状態でカメラ１の内蔵電池への充電と、ＵＳＢを介してカメラ１に取り込まれた撮影画像データのパーソナルコンピュータ（図示せず）への伝送とを行う。また、クレードル１には、カメラ１の撮影画像データキャリブレーション用の参照板４（図２）が組み込まれており、カメラ１の装着状態で参照板４の周囲を遮光するための回動可能な遮光カバー３が取り付けられている。

カメラ２は、カメラ本体２ａ内に複数のＬＥＤからなるＬＥＤ照明系１７，撮影光軸Ｏ（以下、光軸Ｏと記載する）を有したフォーカシング可能な撮影光学系１８，カラーＣＣＤを内蔵する撮像部１９（後述する図１７に記載）と、ＬＣＤ表示部１６と、撮像処理部，画像メモリ部，通信制御部（図示せず）と、接続用コネクタ１４（図３）とが内蔵されている。カメラ本体２ａの前方には、トップカバー１２が固着される。

なお、以下の説明において、カメラ２および後述する歯科用歯測定装置用コンタクトキャップ３１の前後方向は、光軸Ｏ方向の被写体側（被測定歯側）を前方とし、撮像部のＣＣＤ側（カメラ側）を後方とする。

トップカバー１２には、図６〜９に示すように前方中央に撮影窓部１２ａとその両側に照明光窓部１２ｂとが配され、先端部１２ｄ,１２ｅを有する切り欠き部１２ｃが設けられる。後方両側端部には、歯科用歯測定装置用コンタクトキャップ（以下、コンタクトキャップと記載する）３１を係止するための係止突起１２ｆが配される。

前記ＬＥＤ照明系１７，撮影光学系１８，撮像部１９は、前記トップカバー１２前面の撮影窓部１２ａ後方のカメラ本体２ａ内に光軸Ｏに沿った状態で配設される（図１７）。

トップカバー１２の外部には、測定撮影モード実行時に被測定歯を位置決めするためのコンタクトキャップ３１（図１０等により後述する）が図４,５に示すような状態で装着される。

なお、トップカバー１２の前方に配される切り欠き部１２ｃは、撮影窓部１２ａのよごれを清掃するの都合がよいように設けられている。

前記ＨＭＳＣ装置においては、カメラ２をクレードル１に装着し、充電を行った後、参照板４の画像が取り込まれ、撮影画像データのキャリブレーションが行われる。キャリブレーション後、カメラ２をクレードル１から外して後述する３つの撮影モードの撮影が行われる。その撮影時、撮影者は、カメラ２の本体を手でホールドし、ＬＣＤ表示部１６上の被写体像を観察しながらフォーカスリング１３を回動操作してピント合わせを行い、操作スイッチ釦１５を操作して被写体（患者の顔，全顎）の画像を取り込む。被測定歯の単歯を撮影する場合は、フォーカシングは、予め設定された所定の回動位置に移動した状態で撮影が行われる。

前記３つの撮影モードは、顔貌撮影モードと、全顎撮影モードと、測定撮影モードとであり、前記顔貌撮影モードでは、外光照明のもとで患者の顔全体をカラーＣＣＤにより撮影し、参照用画像データ（ＲＧＢ撮影画像データ）が取り込まれる。

前記全顎撮影モードでは、やはり外光照明のもとで患者の歯全体をカラーＣＣＤにより撮影し、参照用画像データ（ＲＧＢ撮影画像データ）が取り込まれる。

前記測定撮影モードでは、外光を遮光し、かつ、被測定歯である単歯を撮影開口に安定して位置させるために後述するコンタクトキャップ３１をカメラ２の先端部のトップカバー１２（図４）に装着する。そして、装着されたコンタクトキャップの開口部を通して患者の指定された被測定歯（生活歯）である単歯（２本の歯でもよい）を複数の波長を持つ複数のＬＥＤによる光を照明光としたマルチバンド撮影が行われる。この撮影により単歯のシェードを正確に計測するためのマルチバンド撮影画像データが取り込まれる。

上述した各撮影モードでの撮影が終了すると、カメラ２は、再びクレードル１に装着され、各撮影画像データがＵＳＢを介してパーソナルコンピュータ側に転送される。前記パーソナルコンピュータでは、ＲＧＢ撮影画像データのファイリング処理と、マルチバンド撮影画像データのキャリブレーション補正処理と、マルチバンド撮影画像データの色度演算処理，シェードガイド番号判定処理とが行われ、ＲＧＢ撮影画像データに対応させた状態でシェードガイド、色度データが記憶される。その記憶データは、技工所に送られ、撮影された生活歯に合った見栄えの義歯材料が選択される。

上述した測定撮影モードの撮影時にカメラ２のトップカバー１２に装着されるコンタクトキャップ３１の形状について説明する。
図１０〜１６は、前記コンタクトキャップの外観、または、断面形状を示す図であって、図１０は、前記コンタクトキャップの斜視図である。図１１は、前記コンタクトキャップの正面図である。図１２は、前記コンタクトキャップの側面図である。図１３は、前記コンタクトキャップの平面図である。図１４は、前記コンタクトキャップの背面図である。図１５は、図１１のＢ−Ｂ断面図である。図１６は、図１１のＣ−Ｃ断面図である。

このコンタクトキャップ３１は、黒色の伸縮自在な合成樹脂ゴム、例えば、スチレン系エラストマなどの素材からなる薄肉キャップ形状を有する部材であり、カメラ２のトップカバー１２の外側前方に被せて使用される（図４，１７）。前記素材のゴム硬度は、フィット性、装着性の点から７０°程度の材料を適用する（許容範囲として５０°〜８０°）。なお、このコンタクトキャップ３１は、衛生上、使用後は破棄される使い捨てタイプである。

コンタクトキャップ３１には、前面部にトップカバー１２を覆うように装着されるキャップ部３１ｐと、該キャップ部前面側であって、装着状態で撮影光学系１８前方の光軸Ｏ中心位置に配される撮影用窓部である中央開口部３１ａと、該開口部３１ａの上辺を形成する前面上辺部３１ｋと、該開口部３１ａの下側部に光軸Ｏ方向前方に突出する状態で配される突起部としてのバイト部３１ｅと、前記開口部３１ａの左右辺部を形成し、可撓性を有する膜状の壁部３１ｊと、光軸Ｏ方向と平行にキャップ部３１ｐの左右後方に延出する２つの延出部３１ｂとが設けられる。

なお、キャップ部３１ｐの内面は、反射防止のためにシボ面となっている。また、キャップ部３１ｐの内面の形状は、上下、左右対称形状を有しており、トップカバー１２に対して上下逆さま状でも装着可能である。

被測定歯５１（例えば、門歯）の撮影状態は、詳細は後述するが、コンタクトキャップ３１をカメラ２のトップカバー１２に被せた状態でバイト部３１ｅを被測定歯５１に隣接する両側の歯部で軽く噛み込み、前記被測定歯を開口部３１ａの略中央部に外光から遮光した状態で位置決めし、カメラ２内部に配される撮像部１９によって撮影が行われる。

コンタクトキャップ３１の中央開口部３１ａの大きさは、図１４に示すように左右幅寸法Ｐ1 がおよそ１６ｍｍであり、上下寸法Ｐ2 がおよそ１４ｍｍ（バイト部の上辺部３１ｆまでの寸法であり、バイト部の凹面部３１ｉまでは１６ｍｍ）とする。この大きさは、撮影対象の被測定歯５１として例えば、一般の大人の門歯の大きさの上限をおよそ１０mm正方として、さらに、それに隣接する歯も部分的に含む大きさである。このように開口部を被測定歯５１よりも大きめに設定することによって、被写体である歯を照明するＬＥＤ照明系から開口部の陰になって歯の周辺部が暗くなるのを防ぎ、さらに、侵入する外光を抑えながら、また、患者口内側からの息の流入をなるべく制限するとともに黒色であるキャップ部の開口部周囲の撮影画像に対する影響を抑えながら撮影できるように設定する。但し、前記開口部３１ａの大きさは、特殊ケースに対して他の寸法のものを用意することは勿論可能である。

コンタクトキャップ３１のバイト部３１ｅは、図１０，１１等に示すように開口部３１ａの下側に配され、光軸Ｏと平行に前方に突出するチャンネル形状（溝型状）、または、Ｕ字断面形状を有している。このバイト部３１ｅは、凹面部３１ｉと、左右のチャンネル上辺を形成し、凹面部３１ｉから立ち上がった噛み込み部としての左右の上辺部３１ｆ、および、前方延長部である左右の上辺部３１ｇとを有し、さらに、被測定歯５１の光軸Ｏ方向の位置決めのために上辺部３１ｆ上に配される左右の位置決め凸部である柱状凸部３１ｈとを有している。

このバイト部３１ｅを歯で噛み込むことによって被測定歯５１の位置決めがなされる。すなわち、撮影時に後述する図１７，１９に示すように被測定歯５１、例えば、門歯に対して反対側の歯、例えば、下歯５５をバイト部３１ｅの下面に当て、同時に柱状凸部３１ｈの後面側（患者側からみて前方側）に門歯の両側に隣接する隣接歯５２を上方から挿入し、該隣接歯５２の内面を柱状凸部３１ｈの後面に当て付けて上辺部３１ｆを軽く噛み込む。この噛み込み状態で開口部３１ａの中央部にて被測定歯５１である門歯は、光軸Ｏ方向の位置決めがなされ、カメラ２の撮影光学系１８のベストピント位置（歯の形状差により多少ずれる）に位置する。

バイト部３１ｅの幅寸法Ｈ0 （外幅寸法、図１３）は、前記隣接する隣接歯５２で噛み込み可能な寸法であり、前記開口部幅寸法Ｐ1 に近い寸法が好ましいがおよそ１２ｍｍから２０ｍｍの範囲で適用可能である。

バイト部３１ｅの長さＬ1 （図１２）は、およそ１４ｍｍに設定され、口腔内に挿入し易く、かつ、挿入状態で舌部が撮影画面に影響を与えないようにしている。

上辺部３１ｆと凹面部３１ｉとの段差（凹み量）は、２ｍｍ程度が採用され、上述した噛み込み状態で被測定歯５１、例えば、門歯の切縁部（先端部）５１ｂは、凹面部３１ｉに対して噛み込み状態での隙間、例えば、１．５ｍｍ以上が保たれる（図１７，１８）。この隙間が設けられることによって後述するように切縁部５１ｂまわりの像の蹴られ等が防止される。

柱状凸部３１ｈは、容易に弾性変形が可能であり、カメラ２の撮影方向変更時の自由度を妨げず、また、前記隣接する歯の厚みの変化や捻転歯，小臼歯にも対応可能としている。

コンタクトキャップ３１の壁部３１ｊは、前面上辺部３１ｋの位置から前方に突出した膜状の変形可能な左右２つの円筒面の一部で形成され、両隣接歯５２に略対向した位置に配される壁部である。この壁部３１ｊは、撮影時に隣接歯５２がある自由度をもって挿入可能なように柱状凸部３１ｈの後面位置から噛み込み部である上辺部３１ｆ上の空間部を隙間として所定の距離離間させて配される。その配設位置は、次に説明するようにバイト部３１ｅの幅寸法（外幅）と、被測定歯を含む歯並びの曲率半径と、歯の先端部の厚みとに関連して設定される。

該壁部３１ｊの適切な配設位置について、図２１のコンタクトキャップ３１における歯列の曲率半径，バイト幅に対する壁部配設位置範囲を示す平面配置図を用いて説明する。

壁部３１ｊは、上述したように可撓性があり、被測定歯の測定時、被測定歯の傾き，位置を調整した場合、隣接歯５２が当接して凹むことによって前記傾き等の調整が可能であるが、その可動量には限度がある。そこで、柱状凸部３１ｈと壁部３１ｊの間に所定の隙間（上辺部３１ｆで与えられる空間領域）を設けることにより、通常の測定状態（通常の大きさの被測定歯の撮影）では、壁部３１ｊを変形させることなく、わずかな隙間のある状態で隣接歯５２を挿入することができることが好ましい。ただし、その隙間が大きすぎると外光が撮影光学系１８に入り、撮影データに悪影響を与えるので適切な位置に配する必要がある。なお、上述した撮影時の被測定歯の傾き調整は、被測定歯が顎部に対して傾いている場合、後述するように精度のよい撮影データを得るために必要な被測定歯の光軸Ｏに対して傾斜させる調整である。

被測定歯５１として上述のように門歯を選択するものとして、該被測定歯５１および隣接歯５２を含む歯並びの曲率半径の個人差について調査したところ、１２６人の歯列に関しては、最小曲率半径Ｒａ（外側）Ｒａが２３ｍｍであり、最大曲率半径（外側）Ｒｂが３６ｍｍであった。したがって、一般的に測定に供される被測定歯の歯並びは、前記最小曲率半径Ｒａ＝２３ｍｍから最大曲率半径Ｒｂ＝３６ｍｍの範囲にあると判断できる。

さらに、隣接歯５２の先端部の厚みについて調査したところ、柱状凸部３１ｈの高さに対応する部分の歯先端の平均的厚みは、およそ１．５ｍｍであったが、上限の厚みｂ0 は、２．５ｍｍであった。

なお、バイト部３１ｅの幅寸法Ｈ0 （外幅寸法）は、前述したように１２ｍｍから２０ｍｍの範囲を採用可能とする。

いま、バイト部３１ｅの幅寸法Ｈ0 のバイト部３１ｅを歯先端部厚みｂ0 を有する最小曲率半径Ｒａ、または、最大曲率半径Ｒｂの歯列で噛み込み、隣接歯５２の内面側を柱状凸部３１ｈに当て付けた状態を想定すると、図２１に示す状態となる。ここで、図中ｐａは、最小曲率半径Ｒａをもつ被測定歯５１の前端面（患者側からみて）と光軸Ｏとの交点を通り、光軸Ｏと垂直なＬａライン上の点を表し、点ｐｂは、最大曲率半径Ｒｂをもつ被測定歯５１の前端面と光軸Ｏとの交点を通り、光軸Ｏに垂直なＬｂライン上の点を表すものとする。また、最小曲率半径Ｒａをもつ被測定歯５１の前端面位置を与える点ｐａ （Ｌａライン上）と柱状凸部３１ｈとの離間距離は、図中、距離Ｋａで示される。一方、最大曲率半径Ｒｂをもつ被測定歯５１の前端面位置を与える点ｐｂ （Ｌｂライン上）と柱状凸部３１ｈとの離間距離は、図中、距離Ｋｂで示される。当然ながらＫａ＞Ｋｂであり、最小曲率半径Ｒａをもつ被測定歯５１の歯並びの方が最大曲率半径Ｒｂの場合よりもカメラ側後方（患者側からみて前方）に位置する。したがって、壁部３１ｊが配されるべき領域としては、柱状凸部３１ｈからカメラ側後方（患者側からみて前方）へ距離Ｋａだけ離間した点ｐａを通る曲率半径Ｒａよりも大きい曲率半径Ｒ0 の円筒面領域Ｓ0 に配することが好ましいことになる。なお、曲率半径Ｒ0 として、最大曲率半径Ｒｂを採用することが好ましい。

なお、曲率半径Ｒ0 として、最大曲率Ｒｂを採用することが好ましい。すなわち、位置決め凸部と壁部３１ｊとの「所定の隙間」は、Ｌａライン上の点ｐａと柱状凸部３１ｈとの距離Ｋａと、光軸Ｏ上に中心を有し、かつ、点ｐａを通り、最大曲率半径Ｒｂを有する円筒面とに基づいて設定することができる。

具体的な壁部３１ｊの位置を求めると、上述したバイト部３１ｅがバイト幅Ｈ0 ＝１２ｍｍである場合、柱状凸部３１ｈから距離Ｋａ＝３．４ｍｍだけ隔たった点ｐａを通る曲率半径Ｒｂ＝３６ｍｍ（中心は光軸Ｏ上とする）により形成される円筒面に沿って配される。

一方、バイト部３１ｅがバイト幅Ｈ0 ＝２０ｍｍである場合、壁部３１ｊは、柱状凸部３１ｈから距離Ｋａ＝５．１ｍｍだけ隔たった点ｐａを通る曲率半径Ｒｂ＝３６ｍｍにより形成される円筒面に沿って配される。

なお、バイト部３１ｅのバイト幅Ｈ0 として１２〜２０ｍｍの間の寸法を採用するときは、柱状凸部３１ｈの距離Ｋａは、
Ｋａ＝ｂ0＋（Ｒa−ｂ0）×（１−cos（sin^-1（（Ｈ0／２）／（Ｒa−ｂ0））））
…（１）
により求められる。また、点ｐａを通る壁部３１ｊの曲率半径Ｒ0 は同様に前記Ｒｂの値を採用することが好ましい。

また、位置決め凸部と壁部３１ｊとの「所定の隙間」とは、壁部３１ｊと柱状凸部３１ｈとの隙間（離間距離）Ｄ（図２２）のことであり、下記の式で表すことができる。

Ｄ＝ｂ0 ＋（Ｒa−ｂ0）×（１−cos（sin^-1（（Ｈ0／２）／（Ｒa−ｂ0））））
−Ｒb×（１−cos（sin^-1（（Ｈ0／２）／Ｒb））） …（２）
これを、歯先端部厚みｂ0 が２．５ｍｍ、最小曲率半径Ｒａが２３ｍｍ、最大曲率半径Ｒｂが３６ｍｍであるとき、バイト幅Ｈ0 を１２ｍｍとした場合には、隙間Ｄが２．９ｍｍとなる。また、バイト幅Ｈ0 を２０ｍｍとした場合は、隙間Ｄが３．７ｍｍとなる。

最小曲率半径Ｒａと最大曲率半径Ｒｂを上述のように設定することにより、柱状凸部３１ｈと壁部３１ｊとの所定の隙間は、一般的に測定に供される被測定歯を無理なく、かつ、位置決め可能に挿入できる間隔になっている。

前記の条件を適用した実施例のコンタクトキャップにおける壁部の各種の形状として図２２〜図２５の前記柱状凸部に対する前記壁部の平面図に示すものを提案することができる。

まず、一般的な例として図２２に示すものは、バイト幅Ｈ0 を１６ｍｍとした場合であって、壁部３１ｊａを光軸Ｏと直交する平面とし、柱状凸部３１ｈとの隙間Ｄは３．２ｍｍとなっている。但し、前記壁３１ｊａのこの例の平面形状に限定されることなく、上述した条件を満たす部分を有した上で、前述した図２１で示した円筒面領域Ｓ0 内で変形可能である。

例えば、図２３に示すように壁部３１ｊが前記条件を充たしつつ歯列に沿って湾曲した形状で形成されるようにしても良い。このことにより壁部３１ｊが歯に面的に接するため、術者による患者へのキャップ３１ｐへの当て付けが、よりスムーズに行える。また、患者に対してキャップ部３１ｐをよりソフトに当てることができる。この場合、開口部（開口窓）３１ａを形成する壁部３１ｊの内面３１ｍは、バイト幅と一致している。

また、図２４に示すように、壁部３１ｊが湾曲面で形成され、前記条件を充たしつつ、開口部（開口窓）３１ａをやや内側に狭める壁部内面３１ｍａを有する形状としてもよい。このことにより外光がより入り難くなり、測定をより安定させることができる。

さらに、図２５に示すように、壁部３１ｊが前記条件を充たしつつ、開口部（開口窓）３１ａをバイト幅より広くした壁部内面３１ｍｂを有する形状としてもよい。このことにより歯の幅が通常よりかなり大きな患者の歯も測定可能となる。

なお、コンタクトキャップ３１の装着でカメラ２の撮影光学系１８のベストピント位置Ｐ0 は、図２１にて点ｐａの位置より前方（被測定歯側）の位置とし、平均的な歯厚を考慮して設定される。

コンタクトキャップ３１の前面上辺部３１ｋは、その内面部に装着状態のトップカバー１２の先端部１２ｄに当接する。その前面上辺部３１ｋは、柱状凸部３１ｈの後面からδ0 （図１５）の距離にあり、撮影時、バイト部３１ｅを噛み込んだ状態では、被測定歯５１の上方の歯茎部５３から逃げた位置にある。したがって、撮影時に被測定歯５１を傾斜させたとしても前面上辺部３１ｋが歯茎部５３と当接することがない（図１７）。

コンタクトキャップ３１の２つの延出部３１ｂは、伸縮可能な薄さで形成されており、それぞれトップカバー１２の係止突起１２ｆ（図６）に係止可能な係止穴３１ｄと、先端部につまみ部３１ｃが設けられている（図１０）。コンタクトキャップ３１をトップカバー１２に被せた状態でつまみ部３１ｃを引っ張って伸ばしながらトップカバー１２の係止突起１２ｆに係止穴３１ｄを係止させるとコンタクトキャップ３１がトップカバー１２に装着され、撮影可能な状態になる。なお、コンタクトキャップ３１は、衛生上、一回の使用で廃棄されるものとし、使用済みのものは、延出部が３１ｂが伸びきり状態になるか、あるいは、係止を外したときに切れてしまうなどにより再使用ができない状態とする。

次に、上述した構成を有するカメラ２にコンタクトキャップ３１を装着して被測定歯５１の撮影（測定）を行う動作について、図１７〜２０、および、図２６を用いて説明する。
図１７は、前記測定撮影モードでの単歯（被測定歯）撮影状態を図１１のＢ−Ｂ断面上で示した図であって、前記コンタクトキャップの開口部に上側門歯（被測定歯）を位置させて撮影している正常な撮影状態を示している。図１８は、図１７のＥ矢視図である。図１９は、前記図１７のＦ−Ｆ断面図である。図２０は、図１７のＥ矢視図であるが前記被測定歯が光軸Ｏに対して著しく傾斜しているときの状態を示す。

コンタクトキャップ３１をカメラ２に装着して上側門歯（生活歯）の被測定歯５１を単歯として撮影を行う場合、まず、図４に示すようにトップカバー１２にコンタクトキャップ３１のキャップ部３１ｐを被せて係止し、カメラ２にコンタクトキャップ３１を装着する。

前記装着状態のコンタクトキャップ３１のバイト部３１ｅを患者の口腔に挿入して下歯５５をバイト部３１ｅの下面に当て付け、門歯５１に隣接する隣接歯５２の内面をバイト部３１ｅの柱状凸部３１ｈの後面側（患者側から前面側）に当て付け、その先端切縁部で上辺部３１ｆを大きく変形しないように軽く噛み込む（図１９）。この状態で被測定歯５１は、カメラ２の撮影光学系１８のベストピント位置に位置し、カメラ２による門歯５１の撮影、すなわち、マルチバンド撮影画像データ測定が行われる。

前述したように被測定歯（門歯）５１と隣接歯５２を含む歯並びの曲率半径および歯先端の厚みには個人差があり、バイト部３１ｅの柱状凸部３１ｈの隣接歯５２を当接させたとしても被測定歯５１の前面（患者側からみて）の撮影光学系１８に対する光軸Ｏ方向の位置は、前記個人差の分だけ変化する。具体的には歯並びの曲率半径Ｒａ，Ｒｂの変化により被測定歯５１の位置に１．１ｍｍのずれが生じ、さらに、歯の先端部厚みｂ0 によっても１ｍｍのずれが生じるとすれば、トータルで２．１ｍｍのずれが生じる可能性がある。

図２６は、カメラ２における被測定歯５１の光軸Ｏ方向の距離の変化に対する撮影画像のＲＧＢ信号値の変化を示す図である。本図にて距離１ｍｍの位置が撮影光学系１８のベストピント位置であるとすると、その位置から±１ｍｍ程度の位置ずれがあったとしても図２６に示す撮影画像のＲＧＢ信号値の変化から判断して許容できる範囲である。したがって、上述したように被測定歯５１の２．１ｍｍのずれが生じたとしても撮影時にピント調整をすることなく許容範囲の精度の撮影データを取り込むことができる。

一方、上述したバイト部３１ｅを噛み込んだ状態では、被測定歯５１である門歯の周囲は壁部３１ｊ等により外光から確実に遮光された状態となり、前記門歯５１は、開口部３１ａの中央の略光軸Ｏ上の、開口部３１ａの前面部に固定され（図１８，１９）、カメラ２の撮影光学系１８，撮像部１９に対する光軸Ｏ方向および光軸Ｏ直交方向の正確な位置決めがなされる。また、門歯５１の先端の透明な切縁部５１ａがバイト部３１ｅの凹面部３１ｉに対して所定の隙間のある状態で保持されることから切縁部の像が暗くなることが防止される（図１８）。もし、前記切縁部５１ｂが凹面部に極めて接近したり、接触したりすると、光線が蹴られ、あるいは、その隙間に唾液が侵入して切縁部５１ｂに陰が生じ、正しい撮影ができくなる可能性があるが、それらが防止できる。

さらに、門歯５１の上方の歯茎部５３は、前面上辺部３１ｋと当接しないことから該歯茎部５３が血流不足で白く変色することが無く、門歯５１の撮影像に悪影響を与えることがない。さらに、患者に対してキャップ部３１ｐをよりソフトに当てることが可能となる。

また、図１８に示される被測定歯５１の撮影状態は、被測定歯５１の中央表面が光軸Ｏに対して略垂直な状態にあり、被測定歯５１の中央の測定部分５１ａに対して両サイドに正反射する部分である正反射領域５１ｃ，５１ｄは略均等に離れているので精度のよい撮影画像データを取り込むことができる。

ところが、被測定歯５１が光軸Ｏに対して極端に傾斜した状態である場合、例えば、図２０に示すように被測定歯５１の中央の測定部分５１ａに正反射領域５１ｃ′が侵入した状態となり、精度のよい撮影データが得られない。このよう状態では、本実施形態の場合、撮影者（測定者）は、前記正反射領域５１ｃ′が写っている被測定歯５１の撮影画像を観察しながらカメラ２の向きを変化させて、図１８に示すように正反射領域５１ｃが中央の測定部分５１ａの両側に離間して位置するように調整する。この調整を行った後、撮影を実行し、精度のよい撮影画像データを得ることができる。

上述のようにカメラ２の向きを変化させる場合、コンタクトキャップ３１では、隣接歯５２と壁部３１ｊとの間に隙間があるので前記カメラ２の向き調整を容易に行える。また、隣接歯５２の厚みが非常に厚い場合、あるいは、カメラ２の傾斜を極めて大きく変化させる必要がある場合には、コンタクトキャップ３１の壁部３１ｊが可撓性を有しているので、壁部３１ｊを変形させることによりより広い範囲の傾斜調整を行うことができる。

また、撮影中、患者の頭部は、移動しないように何らかの保持を行う必要があるが、バイト部３１ｅを上下歯で噛み込むので被測定歯である門歯５１が開口部３１ａに対して光軸Ｏ方向および上下左右に相対的に移動しにくい状態（ずれにくい状態）に保持される。従って、上述の撮影中に患者の頭部を固定する力は、それ程、強い力を必要としない。

なお、コンタクトキャップ３１を利用して下歯５５（例えば、下側門歯）を撮影する場合は、コンタクトキャップ３１を上下逆方向にしてトップカバー１２に装着した状態で撮影を行う。この場合、上歯でバイト部３１ｅ底面側を噛み込み、被測定歯となる特定の下歯５５の両側に隣接する下歯５５で上辺部３１ｆを軽く噛み込み、前記被測定歯となる特定の下歯５５を中央開口部３１ａ中央位置に、かつ、光軸Ｏ方向に開口部前面に位置させて、上述と同様に外光から確実に遮光された状態として前記特定の下歯５５の撮影を行うことができる。この場合も前記特定の下歯５５の切縁部は、凹面部３１ｉに対して所定に隙間をもって位置し、精度のよい撮影画像データの取り込みが可能である。

コンタクトキャップ３１は、該キャップが黒色の材料で形成され、さらに、内面全体をシボ面としていることから外乱光を効率よく吸収し、迷光の吸収にも効果があり、撮影画像に違和感が生じず、精度のよい測色結果（撮影画像データ）が得られる。特に中央開口部３１ａの周囲のキャップ内面や前述したトップカバー１２の前方の切り欠き部１２ｃ（図３）に対応するキャップ内面には、ＬＥＤ照明光が当たることになるがそれらの面が上述のように黒色でシボ面となっていることから正反射が回避され、また、内部散乱光が軽減される。

また、コンタクトキャップ３１は、伸縮可能な薄さのキャップ部材で形成されていることからカメラ側のトップカバー１２への着脱が容易である。すなわち、該キャップ３１をトップカバー１２に被せた後、両側の延出部３１ｂを伸ばして係止突起１２ｆに容易に係止して、装着状態とすることができる。

また、被測定歯５１に対して隣接する両側の隣接歯５２の先端部をコンタクトキャツプ３１の位置決め用柱状凸部３１ｈに当接させて位置を決めるので撮影位置決めが容易になり、測色の精度や再現性，撮影作業のスピードも向上する。また、前記被測定歯５１に隣接する隣接歯５２で位置決めするため、位置決めの構成要素が被測定歯の測色精度に与える影響か少ない。位置決め用の柱状凸部３１ｈは噛むことで容易に曲げ変形され、捻転歯や小臼歯での位置決めも可能である。

また、バイト部３１ｅの噛み込み部分はチャンネル状、または、Ｕ字型になっていることから、例えば、上歯を測定する場合、上歯の隣接歯と下歯と前記バイト部を噛み込むことで手ぶれのない状態で撮影を安定して行うことが可能になる。同時に被測定歯の切縁先端がバイト部の凹面部３１ｉに対してギャップのある状態で保持されるので該切縁先端まわりで光線が蹴られることがなく、また、該切縁先端に唾液が侵入することもないので、切縁先端部が暗くなる現象を改善できる。

さらに、コンタクトキヤップ３１の開ロ部３１ａの上方の前面上辺部３１ｋに被測定歯５１の上方の歯茎部５３が接触しない。従って、前記上方の歯茎部５３の血流が阻止されて白色になることが防止でき、被測定歯の撮影画像データ（側色データ）に悪影響を与えることがない。

コンタクトキャップ３１を装着した状態のカメラ２は、該キャップ３１のバイト部３１ｅ等が外方に突出しているので図１に示すようにはクレードル１に取り付けることができず、該キャップをカメラ２に装着したままの誤った操作が未然に防止される。

また、コンタクトキャップ３１をカメラ２のトップカバー１２に装着した状態では、少なくとも該キャップ３１で覆われた範囲は、カメラ２は、よごれや外力等から保護される。

この発明は、前記各実施の形態に限ることなく、その他、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々の変形を実施し得ることが可能である。さらに、前記各実施形態には、種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組合せにより種々の発明が抽出され得る。

本発明による歯科用歯測定用コンタクトキャップは、歯科用歯測定装置にて被写体となる被測定歯を安定した撮影位置に位置させ、より正しい測定結果が得られる歯科用歯測定用コンタクトキャップとして利用することができる。また、本発明の歯科用歯測定装置による測定方法は、精度のよい測定が可能な測定方法として利用できる。

本発明の一実施形態の歯科用歯測定用コンタクトキャップを適用可能なカメラとクレードルからなる歯科用歯測定（撮影）装置であるＨＭＳＣ装置の外観を示す斜視図である。 図１のＨＭＳＣ装置のクレードルの外観を示す斜視図であって、遮光カバー開状態を示す。 図１のＨＭＳＣ装置のカメラの外観を示す正面側から見た斜視図である。 前記コンタクトキャップを図３のカメラに装着した状態を示す正面図である。 前記コンタクトキャップを図３のカメラに装着した状態の側面図である。 図３のカメラのトップカバーの斜視図である。 図６のトップカバーの正面図である。 図６のトップカバーの側面図である。 図７のＡ−Ａ断面図である。 図３のカメラのトップカバーに装着される歯科用歯測定用コンタクトキャップの斜視図である。 図１０のコンタクトキャップの正面図である。 図１０のコンタクトキャップの側面図である。 図１０のコンタクトキャップの平面図である。 図１０のコンタクトキャップの背面図である。 図１０のＢ−Ｂ断面図である。 図１０のＣ−Ｃ断面図である。 図３のカメラによる被測定歯撮影状態を図１１のＢ−Ｂ断面で示した図である 図１７のＥ矢視図である。 図１７のＦ−Ｆ断面図である。 図１７のＥ矢視図で示される被測定歯が傾斜しているときの撮影状態を示す図である。 図１０のコンタクトキャップにおける歯列の曲率半径，バイト幅に対する壁部配設位置範囲を示す平面配置図である。 図１０のコンタクトキャップにおける壁部の形状の一例を示す平面配置図である。 図１０のコンタクトキャップにおける壁部の形状の他の例を示す平面配置図である。 図１０のコンタクトキャップにおける壁部の形状のさらなる他の例を示す平面配置図である。 図１０のコンタクトキャップにおける壁部の形状のさらなる他の例を示す平面配置図である。 図３のカメラにおける被測定歯の光軸方向の距離の変化に対する撮影画像のＲＧＢ信号値の変化を示す図である。

符号の説明

３１ …コンタクトキャップ
３１ａ…中央開口部（開口部）
３１ｅ…バイト部（突起部）
３１ｆ…上辺部（噛み込み部）
３１ｈ…柱状凸部（位置決め凸部）
３１ｊ…壁部
３１ｐ…キャップ部
５１ …門歯（被測定歯）
５２ …隣接歯

Claims (5)

1. 歯科用歯測定装置用コンタクトキャップにおいて、
   前記歯測定装置の撮影窓部周辺を覆う状態で装着可能なキャップ部と、
   前記キャップ部の前方に配され、前記キャップ部を前記歯測定装置に装着した状態で前記撮影窓部に対向する開口部と、
   前記開口部の一辺部に前記歯測定装置側より前方に突出し、被測定歯に隣接する隣接歯で噛み込み可能な噛み込み部を有する突起部と、
   を具備しており、前記開口部の大きさは、前記被測定歯と隣接歯の一部とを含む大きさの寸法を有しており、前記噛み込み部には、前記隣接歯の内側の位置決めを行う位置決め凸部が設けられ、前記キャップ部は、該位置決め凸部に対して前記歯測定装置側に所定の隙間を有して配置される壁部を備えていることを特徴とする歯科用歯測定装置用コンタクトキャップ。
2. 前記壁部は、弾性材料で形成されていることを特徴とする請求項１に記載の歯科用歯測定装置用コンタクトキャップ。
3. 前記壁部は、前記突起部の幅に対応した位置に配され、前記突起部の幅が１２ｍｍである場合は、前記位置決め凸部より３．４ｍｍ後方の光軸上の位置を通る円筒面上に、または、該円筒面よりも前記歯測定装置側に位置しており、前記突起部の幅が２０ｍｍである場合は、前記位置決め凸部より５．１ｍｍ後方の光軸上の位置を通る円筒面上、または、該円筒面よりも前記歯測定装置側に位置していることを特徴とする請求項１に記載の歯科用歯測定装置用コンタクトキャップ。
4. 前記壁部と前記位置決め凸部との所定の隙間Ｄｍｍは、Ｈ0 を前記位置決め凸部の幅とし、１２ｍｍ≦Ｈ0 ≦２０ｍｍの値をとるとして、
   Ｄ＝２．５
   ＋（２３−２．５）×（１−cos（sin^-1（（Ｈ0 ／２）／（２３−２．５））））
   −３６×（１−cos（sin^-1（（Ｈ0 ／２）／３６）））
   により与えられることを特徴とする請求項１に記載の歯科用歯測定装置用コンタクトキャップ。
5. 歯科用歯測定装置の撮影窓部周辺を覆う状態で装着可能なキャップ部と、前記キャップ部の前方に配され、装着状態で前記撮影窓部に対向する開口部と、前記開口部の一辺部に前方に突出し、被測定歯に隣接する隣接歯で噛み込み可能な噛み込み部を有する突起部とを具備するコンタクトキャップを装着した前記歯測定装置により前記被測定歯の測定を行う測定方法において、前記歯測定装置による撮影画像に現れる前記被測定歯の正反射領域の位置を観察しながら前記歯測定装置と前記被測定歯との相対角度を調整して前記測定を行うことを特徴とする歯科用歯測定装置による測定方法。

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