JP2006109941A - 口腔内撮影装置 - Google Patents

Abstract

【課題】口腔内の観察を従来どおり行うと共に、口腔内の撮影作業を簡単化すること。
【解決手段】口腔内撮影装置１０は、把持される本体部４０に配置され、被写体からの光の一部を透過させると共に一部を反射させるハーフミラー７２と、ハーフミラー７２を透過した光を結像させるレンズ光学系と、レンズ光学系によって結像された光を撮像信号に変換する撮像素子６５とを有する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、人や動物等の口腔内を撮影する口腔内撮影装置に関する。

従来から、歯科診療および歯科検診で口腔内を観察するために反射ミラーが用いられている。しかし、近年、電子技術の進歩により、口腔内をより詳細に観察する場合には、ＣＣＤカメラで捉えた口腔内の被写体像をモニターに表示するような、ＣＣＤカメラを内蔵した口腔内観察カメラが使用されるようになってきている。このようなＣＣＤカメラを内蔵した口腔内観察カメラとしては、特許文献１のようなものが知られている。

特許文献１記載の口腔内観察カメラでは、当該カメラの先端部分から照明光を被写体に向けて照射し、被写体からの反射光を、口腔内用レンズを通してＣＣＤに導いて撮像信号に変換し、その撮像信号を信号処理装置にて映像信号に変換し映像としてモニターに表示させている。そして、操作者は、モニターにより患者の口腔内の様子を観察することができることとなる。

特開平１０−２７２０９５号公報（図１、図２参照）

ところで、特許文献１記載の口腔内観察カメラは、口腔内の要部の詳細を観察する場合には適しているが、単に歯科検診等で患者の口腔内を観察する場合には、反射ミラーを使用したほうが便利な場合が多い。また、特許文献１記載の口腔内観察カメラでは、口腔内を撮影するカメラを操作するためには、モニターを見ながら行わなければならず、熟練者には使い勝手が良いものとなるが、初心者が操作方法を習得するためには時間を要するという問題を有している。一方、従来から使用されている反射ミラーを用いて口腔内を観察する場合は、別途口腔内を照射する機能を持ったライト等の照明手段が必要となり、一方の手で反射ミラーを把持し、他方の手で照明手段を把持しなければならず、作業が面倒であり、また両手を同時に使用するため、観察と同時に口腔内のデータを記録することができない。

本発明は、上記の事情にもとづきなされたもので、その目的とするところは、口腔内の観察が従来どおり可能となると共に、口腔内の撮影作業が簡単化される口腔内撮影装置を提供しようとするものである。

上記課題を解決するために、本発明の口腔内撮影装置は、把持される本体部に配置され、被写体からの光の一部を透過させると共に一部を反射させるハーフミラーと、ハーフミラーを透過した光を結像させるレンズ光学系と、レンズ光学系によって結像された光を撮像信号に変換する撮像素子とを有するものである。

このように構成した場合には、ハーフミラーが一部の光を反射させ、残りの全部または一部の光を透過させるため、口腔内撮影装置の本体部をミラーとして使用できると共に撮像素子の存在によって口腔内撮影装置の本体部をカメラとしても使用できることとなる。したがって、口腔内を単に観察するときは当該撮影装置の本体部の先端をミラーとして使用できる。一方、口腔内を映像として記録したい場合には、ハーフミラーの画面を見ながら口腔内を撮影でき、撮影作業が簡単化される。

また、他の発明は、上述の発明に加えて更に、撮像信号から変換された映像信号に基づき映像を表示するモニター部を有するものである。このように構成した場合には、ハーフミラーを透過した光の映像をモニター部によって表示させることが可能となる。したがって、ハーフミラーで口腔内を観察する際、その口腔内の様子をモニター部によって映像として確認することが可能となると共に記録した映像を再度確認することが可能となる。また、必要に応じて当該撮影装置で撮影した被写体の映像を拡大表示することにより、被写体の様子をより詳細に観察できる。また、口腔内の観察時や観察後に、モニター部に表示された被写体の等倍または拡大された映像を参照しながら被撮影者に対して説明することが可能となる。

また、他の発明は、上述の発明に加えて更に、照明光を口腔内に向けて照射する発光体を本体部の先端に有するものである。このように構成した場合には、観察時に発光体から口腔内の被写体に向けて照明光を照射できるため、別途ライト等の照明手段が不要となり、作業が容易化されると共に、口腔内を観察しながら口腔内の様子をデータとして記録することが可能となる。

また、他の発明は、上述の発明に加えて更に、発光体は、ハーフミラーの周縁部に設けられているものである。このように構成した場合には、ハーフミラーの周囲からハーフミラーの中心の延長線上に位置する被写体に向かって照明することができるため、観察時や撮影時に被写体を見やすく照明することができることとなる。

さらに、他の発明は、上述の各発明に加えて更に、発光体は、周縁部の異なる位置に少なくとも２個以上設けられているものである。このように構成した場合には、ミラーを取り囲むように照明が複数個配置さるので、観察時や撮影時に被写体をさらに見やすく照明することができることとなる。

また、他の発明は、上述の各発明に加えて更に、発光体は、それぞれ別個独立に点灯可能である。このように構成した場合には、被写体の一方片側から照明光を照射させたり、全面に均等に照射させたりといった、照明範囲や照明光の強度の調整をすることが可能となる。

本発明によると、口腔内の観察を従来どおり行えると共に、口腔内の撮影作業が簡単化される。

以下、本発明の一実施の形態に係る口腔内撮影装置１０について、図１から図３に基づいて説明する。図１は、口腔内撮影装置１０の全体構成を示す斜視図であり、図２は、口腔内撮影装置１０を構成する撮影体４０を示す図であり、（ａ）は、その正面図であり、（ｂ）は、その側面図である。また、図３は、撮影部４１近傍の構成を示す側断面図である。なお、以下の説明では、図１から図３において一端側とは各図の右側を指し、他端側とは各図の左側を指すものとする。

図１に示すように、口腔内撮影装置１０は、外部ユニット２０と、撮影された撮像信号を外部ユニット２０に伝達するケーブル部３０と、口腔内を観察するための本体部４０とから主に構成されている。

外部ユニット２０は、本体部４０で得られた撮像信号を映像信号に変換するコントロール部２１と、コントロール部２１で変換された映像信号を映像として表示するモニター部２２とから主に構成されている。コントロール部２１は、図１においてモニター部２２の下方に、モニター部２１と一体として設けられている。

コントロール部２１は、後述するＤＳＰ(Digital Signal Processor)を駆動制御させることで撮像素子を動作させている。また、コントロール部２１には、電源となるバッテリーや撮像信号を映像信号に変換する画像解析回路が配置されている。また、コントロール部２１には、ケーブル部３０の一端側が着脱可能に接続されている。しかしながら、ケーブル部３０が、コントロール部２１に対して着脱できない固定的な構成を採用しても良い。

ケーブル部３０の他端側は、本体部４０の一端側に接続されており、ケーブル部３０の一端側は、上述したようにコントロール部２１に接続されている。ケーブル部３０の内部には、本体部４０に対して電源供給を行ったり、本体部４０で得られた撮像信号をコントロール部２１に送信するための配線３１が挿通されている。また、ケーブル部３０では、配線３１を覆うように可撓性を有する樹脂材が設けられている。したがって、ケーブル部３０は可撓性を有するケーブルとなっている。

本体部４０は、図２に示すように、先端側に配置される撮影部４１と、他端側に配置される把持部４２とから主に構成されている。撮影部４１は、被写体からの光を反射させたり、被写体を撮影する部分であり、図３に示すように、外側部材４４、撮像素子６５、撮影光学系となるレンズ部６７、入射光の一部を透過させ、残りの全てまたはその一部を反射させるハーフミラー７２および発光体７４とから主に構成されている。また、把持部４２は、本体部４０を手で把持する部分であり、照明用スイッチ５７および撮影用スイッチ５８が設けられている。

外側部材４４は、筐体となる部材であり、撮影部４１から把持部４２に渡って一体にて形成されている。外側部材４４において把持部４２を構成する部分は、断面が略楕円である楕円柱となっており、その内部には挿通孔（不図示）が形成されている。そして、当該挿通孔には配線３１が挿通されている。なお、挿通孔を設けず、配線３１をインサート成型などによって外側部材４４と一体化させても良い。

外側部材４４の撮影部４１を構成する部分は、図３に示すように、把持部４２の軸線に対して略直角方向に突出する円筒状の筒状部４４ａと、把持部４２から延長され筒状部４４ａの背後に位置する半柱状の背部４４ｂとで構成されている。筒状部４４ａは、光軸Ｍを中心とする筒状体となっており、背部４４ｂとは反対側が開口している。また、筒状部４４ａの内部は空間部となる開口空間部６０が形成されている。

開口空間部６０は、開口側から奥側に向かって中径空間部６０ａ、中径空間部６０ａより大径となる大径空間部６０ｂおよび中径空間部６０ａより小径となる小径空間部６０ｃとから構成されている。小径空間部６０ｃの上方は壁面６２により塞がれている。

小径空間部６０ｃを形成している壁面６２には、撮像素子固定台６４を介して撮像素子６５が取り付けられている。撮像素子６５は、ＣＣＤ(Charge Coupled Device) からなっており表面に受光部（不図示）を有している。また、撮像素子６５には、デジタル信号処理を行うＤＳＰ(Digital Signal Processor) が備えられており、当該ＤＳＰによりＣＣＤの補正的な処理が行われている。また、撮像素子固定台６４には、配線３１の他端側が接続されており、当該配線３１は、撮像素子６５によって得られた撮像信号を外部ユニット２０に送信している。

中径空間部６０ａには、レンズ部６７が保持体６８によって保持される形で配置されている。保持体６８は、中心に円孔が設けられた円筒形状をした部材であり、当該円孔にレンズ部６７が保持されている。レンズ部６７の中径空間部６０ａへの配置は、レンズ部６７を保持体６８の円孔に保持させた後、レンズ部６７を保持している保持体６８を中径空間部６０ａに嵌合させることによって行われる。

レンズ部６７は、レンズ光学系を構成する２つの第１のレンズ６９、第２のレンズ７０およびこれらのレンズ６８，６９を保持する鏡筒７１とから構成されている。第１のレンズ６９および第２のレンズ７０はガラスからなるレンズである。また、鏡筒７１の中心軸線は、レンズ光学系の光軸Ｍと一致している。なお、レンズ部６７は、第１のレンズ６９が筒状部４４ａの開口側にくるように配置される。

中径空間部６０ａにおける筒状部４４ａの開口端近傍には、ハーフミラー７２が嵌合される形で配置されている。ハーフミラー７２は、被写体からの光の一部を反射させ、その残りのほぼ全部を透過させる。操作者がハーフミラー７２を臨むと、ハーフミラー７２で反射した光が操作者の眼に入ることとなり、操作者が口腔内にある被写体を眼で観察することが可能となる。また、ハーフミラー７２を透過した光は、レンズ部６７によって撮像素子６５の受光部に合焦され、撮像素子６５によって撮像信号に変換された後、その撮像信号は配線３１を通ってコントロール部２１に伝送される。そして、伝送された撮像信号は、コントロール部２１で映像信号に変換され、映像としてモニター部２２に表示される。したがって、操作者は、モニター部２２によっても被写体を観察することが可能となる。

図２における筒状部４４ａの開口側の上下左右の８箇所には８つの発光体７４（以下、８つの発光体７４をまとめていう場合も単に、発光体７４という。）が配置されている。発光体７４は、図３に示すように、ハーフミラー７２の周縁部であってハーフミラー７２を囲むように計８個設けられている。この発光体７４は、筒状部４４ａの周縁部に均等かつ等角度に渡って設けられた８つの嵌合部４４ｃにそれぞれが嵌合する形で配置されている。

発光体７４は、それぞれ不図示の配線を介してコントロール部２１に接続されている。発光体７４は、ＬＥＤ(Light Emitting Diode) を具備していて、不図示の配線を介して、ＬＥＤに電流が流されると、発光体７４のＬＥＤを発光させたり光量を変化させたりすることが可能となる。発光体７４のオン、オフ、上下左右に設けられた８つの発光体７４のうちどの発光体７４を照明させるかの切り替えおよび光量の調整は、把持部４２の一端側に設けられている照明用スイッチ５７によって行う。なお、撮影を行うか否かは、撮影用スイッチ５８によって行う。

次に、以上のように構成された口腔内撮影装置１０の操作について説明する。

まず、操作者は、本体部４０の把持部４２を手に持ち、検査対象者の口から撮影部４１を挿入し、撮影部４１を歯の表側、裏側等の検査対象部位が観察できるような位置に配置させる。次に、発光体７４を発光させて、検査対象部位を照明させる。この際、操作者は、照明用スイッチ５７をオンにすることにより発光体７４を点灯させる。また、照射範囲や照射強度を調節したい場合には、照明用スイッチ５７をさらに操作することによって発光体７４の照射範囲や照射強度の調節を行う。

発光体７４から照明光が前方に出射されると、撮影部４１の前方側の部位が撮像可能となる。すなわち、発光体７４から出射された光が被撮像部位で反射し、その反射によって生じる反射光の一部はハーフミラー７２によって反射され、反射光の残りのほとんどは、ハーフミラー７２を透過する。ハーフミラー７２によって反射された反射光が操作者の目に入射すると、操作者は被撮像部位の像を捉えることができることとなるので、操作者は、ハーフミラー７２を見ることによって、被撮像部位を観察することができる。

一方、ハーフミラー７２を透過した光は、第１のレンズ６９、第２のレンズ７０を順次通過する。そして、第２のレンズ７０を通過した光は、撮像素子６５の表面に設けられた受光部に入射する。受光部では、被撮像部位からの光が合焦され、結像状態となっている。

このとき、撮影用スイッチ５８がオンされていると、コントロール部２１は、ＣＣＤの動作を制御する信号をＤＳＰへ送信する。そして、ＤＰＳにより処理された撮像信号が、コントロール部２１に伝送される。そして、コントロール部２１に配置される画像解析回路に伝えられる。この画像解析回路では、伝送されてきた撮像信号が所定の映像データ（例えばカラー映像）に関する電気信号へと変換される。かかる画像解析回路にて変換された映像データに関する電気信号すなわち映像信号は、モニター部２２の表示回路まで伝送され、当該映像信号に対応した映像が、モニター部２２の表示画面に映し出される。そして、操作者は、当該表示画面を見ながら、口腔内の検診を行うことができる。なお、モニター部２２に映し出された映像は、図示しない記憶部に保存される。

したがって、操作者は、ハーフミラー７２によって口腔内の観察を行うことができると共に、モニター部２２によって口腔内の様子を観察することもできる。また、画像データが記録されているので、ハーフミラー７２で口腔内を観察した後に、モニター部２２によって再度口腔内の様子の詳細を観察することが可能となる。

以上のように構成された口腔内撮影装置１０では、ミラーとしてハーフミラー７２を採用している。したがって、ハーフミラー７２が一部の光を反射させ、残りのほとんどの光を透過させるため、撮影部４１をミラーとしての機能で使用することが可能となると共にカメラとしての機能で使用することも可能となる。したがって、口腔内を単純に観察したいときは、撮影部４１をミラーとして使用でき、口腔内を細部まで観察したいとき、または口腔内を映像として記録したい場合には、当該撮影部４１をカメラとして使用することができる。また、撮影部４１をミラーの機能およびカメラの機能として同時に活用することで、ハーフミラー７２で口腔内を観察しつつ口腔内を記録できる。その結果、口腔内の観察後、その口腔内の様子を映像として再度確認することが可能となる。

また、必要に応じて撮像素子６５で撮影した被写体を映像としてモニター部２２に拡大表示することにより、被写体の様子をより詳細に観察できる。また、口腔内の観察時や観察後に、モニター部２２に映し出された被写体の等倍または拡大された映像を参照しながら被撮影者に対して説明することが可能となる。

また、口腔内撮影装置１０では、照明光を外部に向けて照射する発光体７４を有するため、口腔内の観察時に発光体７４から被写体に向けて照明光を照射できることとなる。したがって、別途ライト等の照明手段が不要となり、作業が容易になる。また、観察と同時に記録することによって、口腔内を観察しながら口腔内の様子をデータとして保存することが可能となる。

また、口腔内撮影装置１０では、発光体７４は、ハーフミラー７２の周縁部となる筒状部４４ａに設けられている。したがって、ハーフミラー７２の周囲から光軸Ｍの前方に位置する被写体に向かって照射光を照射することができるため、観察時や撮影時に被写体を見やすく照明することができることとなる。

また、口腔内撮影装置１０では、発光体７４は、筒状部４４ａに周方向に４５度の間隔で合計８個設けられている。したがって、ハーフミラー７２を取り囲むように４５度間隔で発光体７４が８個配置されていることとなり、上下左右の８箇所から被写体を照射することが可能となる。したがって、観察時、撮影時に被写体をさらに見やすく照明することができることとなる。

また、口腔内撮影装置１０では、発光体７４は、それぞれ別個独立に点灯可能である。したがって、被写体の一方側から照明光を照射させたり、全面に均等に照射させたりといった、照明光の照明範囲や強度の調整をすることが可能となる。

また、口腔内撮影装置１０では、把持部４２に照明用スイッチ５７および撮影用スイッチ５８が設けられているので、口腔内の観察を行いながら一方の手で照明用スイッチ５７および撮影用スイッチ５８を操作することで照射光の強度や範囲を調節したり、モニター表示と録画を行うことが可能となる。したがって、観察中に他方の手でデータの記録等別の作業を行うことができることとなる。

以上、本発明の一実施の形態について説明したが、本発明はこれ以外にも種々変形可能となっている。以下、それについて述べる。

上述の実施の形態では、撮影用スイッチ５８をオンにするとモニター表示と録画を同時に行うこととなっているが、撮影用スイッチ５８を４段階、すなわちオフと、モニター表示のみ、録画のみ、モニター兼録画の４種類を切り替え可能にしたり、その他の切り替えを行えるようにしても良い。また、発光体の数は８つとしたが、これに限ることなく、半分の４つにしたり、５つ以上としても良いし、３つ以下としても良い。また、発光体７４は、周方向に沿って４５度ごとに等間隔で配置されているが、これに限ることなく、間隔を異ならせて発光体７４を配置するようにしても良い。

また、上述の実施の形態では、ケーブル部３０を介して本体部４０から外部ユニット２０に撮像信号を送信しているが、これに限ることなく、本体部４０の内部にバッテリーを内蔵した無線送信機を具備させ、外部ユニット２０に無線受信機を具備させることにより、無線によって撮像信号を撮像体４０から外部ユニット２０に送信するようにしても良い。

また、上述の実施の形態では、コントロール部２１の内部にバッテリーと画像解析回路を配置させたが、コントロール部２１を設けることなく、直接、モニター部２２の内部にバッテリーと画像解析回路を配置させ、その内部で撮像信号を映像信号に変換するようにしても良い。この場合、ケーブル部３０一端側は、モニター部２２に接続されることとなる。

また、上述の実施の形態では、照明用スイッチ５７によって、８つの発光体７４のオン、オフ、どの発光体７４を照明させるかの切り替えおよび光量の調整を行っているが、いずれか１つまたは２つのみを行えるようにしたり、発光体７４の照射方向の調整も行えるようにしても良い。

また、上述の実施の形態では、外側部材４４とは別部材である保持体６８によってレンズ部６７を保持しているが、これに限ることなく、筒状部４４ａに外側部材４４と同一部材からなる保持部を設け、当該保持部にレンズ部６７を保持させるようにしても良い。

また、外部ユニット２０としては、映像記録を行わない単なるテレビモニターとしても良い。また、レンズ部６７を撮影部４１に配置せず、把持部４２内に配置しても良い。この場合、ハーフミラー７２を通過してきた光を把持部４２へ導く光学系を追加することとなる。

また、上述の実施の形態では、レンズ光学系を形成するレンズの数を２つとしているが、この数に限ることなく、１つとしてもよいし３つ以上としても良い。また、レンズ光学系を構成するレンズをガラスレンズとせず、樹脂レンズとしてもよい。また、必要により非球面レンズとしても良い。また、レンズ光学系は、ズーミングを行わない固定レンズで構成されるものとしたが、ズーミング動作を行うものとしても良い。この場合、ズーミングに係る制御は、コントロール部２１によって行うようにするのが好ましい。

また、撮像部４１を把持部４２の軸方向に対して直角方向に向くように配置するのではなく、把持部４２の軸方向と同方向に向くように配置したり、把持部４２を２本設けその２本の間に撮像部４１を配置したりしても良い。また、把持部４２は手で持たれるものとしているが、機械で保持される部分としても良い。また、この把持部４２を設けず、撮像部４１のみで本体部４０を構成するものとしても良い。

また、上述の各実施の形態では、発光体７４としては、ＬＥＤを用いた場合について説明している。しかしながら、発光体７４は、かかるＬＥＤに限られない。例えば、酸化亜鉛を用いた蛍光発光素子を用いても良く、同じく酸化亜鉛を利用する高精細な酸化亜鉛ナノピット発光アレイ、有機ＥＬ発光素子（特に白色発光有機ＥＬ素子）、カーボン・ナノチューブを利用した固体発光素子を用いても良い。これらは、いずれも小型化、薄型化に適しており、口腔内撮影装置１０に採用することができる。また、発光体７４としては、その他に、蛍光塗料および蓄光塗料等の夜光塗料を塗布した部材を用いても良い。

本発明の口腔内撮影装置は、人や動物等の歯科診療または口腔内を観察する医療一般において利用することができる。また、口腔の撮影以外、例えば、頭部や背中部の撮影や観察においても利用できる。

本発明の実施の形態に係る口腔内撮影装置の構成を示す斜視図である。 図１の口腔内撮影装置を構成する本体部を示す図であり、（ａ）は、その正面図であり、（ｂ）は、その側面図である。 図２の撮影部およびその近傍の構成を示す側断面図である。

符号の説明

１０…口腔内撮影装置
２０…外部ユニット
２１…コントロール部
２２…モニター部
３０…ケーブル部
４０…本体部
４１…撮像部
４２…把持部
４４…外側部材
４４ａ…筒状部
６５…撮像素子
６７…レンズ部
６９…第１のレンズ（レンズ光学系の一部）
７０…第２のレンズ（レンズ光学系の一部）
７２…ハーフミラー
７４…発光体
Ｍ…レンズ光学系の光軸

Claims (6)

1. 把持される本体部に配置され、被写体からの光の一部を透過させると共に一部を反射させるハーフミラーと、
   上記ハーフミラーを透過した光を結像させるレンズ光学系と、
   上記レンズ光学系によって結像された光を撮像信号に変換する撮像素子と、
   を有することを特徴とする口腔内撮影装置。
2. 前記撮像信号から変換された映像信号に基づき映像を表示するモニター部を有することを特徴とする請求項１記載の口腔内撮影装置。
3. 照明光を口腔内に向けて照射する発光体を前記本体部の先端に有することを特徴とする請求項１または２記載の口腔内撮影装置。
4. 前記発光体は、前記ハーフミラーの周縁部に設けられていることを特徴とする請求項３記載の口腔内撮影装置。
5. 前記発光体は、前記周縁部の異なる位置に少なくとも２個以上設けられていることを特徴とする請求項４記載の口腔内撮影装置。
6. 前記発光体は、それぞれ別個独立に点灯可能であることを特徴とする請求項５記載の口腔内撮影装置。

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