JP2018157867A - 歯垢検出器 - Google Patents

Abstract

【課題】従来の光を用いた歯垢検出器は、光源及び検出装置と歯とが離れている非接触方式なので光源からの励起放射光が歯に的確に照射されにくく、さらに歯から発せられる蛍光も同様の理由で的確に光導体に入射されにくい。このため検出精度が低下するという課題がある。
【解決手段】歯垢を検出するための導光体４を備えた歯垢検出器において、導光体４の先端部４ｔに当接するように繊維束４０ａ〜４０ｈを備え、繊維束４０ａ〜４０ｈを駆動する駆動手段（アクチュエータ２０）を有する。さらに、導光体４の先端部４ｔは曲面形状である。
【選択図】図２Ａ

Description

本発明は歯垢を検出する歯垢検出器に関する。

歯磨きの主な目的の１つに歯垢の除去がある。歯垢を確実に除去するためには歯垢の有無や歯垢が存在する箇所の特定が有効である。このため歯に所定の波長の光を照射し歯から発する蛍光強度から歯垢を検出する技術が公開されている。（例えば特許文献１参照）

特許文献１に開示された「歯の状態の認識装置」は、光源から発生する励起放射光を歯に照射し、蛍光性放射光の強度を測定することで、歯垢の有無やバクテリアの存在を検出する。

特許第３７３７５７９号公報（第６頁、図２）

特許文献１に開示された歯の状態の認識装置は、検出装置に蛍光性放射光を伝搬する光導体と歯とが離れている非接触方式なので、光導体と歯との距離によって励起放射光の照射強度や蛍光性放射光の強度が変化する。たとえば、光導体と歯との距離が離れると蛍光性放射光の強度が小さくなり、検出精度が低下するという課題がある。また、測定中に光導体に歯垢が付着した場合、誤検出を生じるという課題もある。

本発明の歯垢検出器は上記課題を解決すべく創案されたものであり、光導体と歯とが接触することで検出精度の低下を防ぎ、さらに光導体への歯垢の付着によって生じる誤検出を防止する歯垢検出器を実現するものである。

上記課題を解決するため本発明の歯垢検出器は、下記記載の構成を採用する。

本発明の歯垢検出器は、歯垢を検出するための導光体を備えた歯垢検出器において、導光体の先端部に当接するように繊維束を備えたことを特徴とする。

この構成によって、歯垢を検出する導光体の先端部に歯垢が付着しても、繊維束による毛細管現象によって導光体の先端部から繊維束内の隙間へ歯垢を移動させることが可能となり、歯垢検出の検出精度が向上する。

また、繊維束を駆動させる駆動手段を有することが望ましい。

これによって繊維束が駆動手段によって振動するので、塊であった歯垢は粉砕され、導光体の先端部から毛細管現象によって繊維束内の隙間へ移動するので、歯垢検出の検出精度が向上する。

また、先端部は、曲面形状であることが望ましい。

これによって、導光体の先端部に付着した歯垢は、表面張力によって塊になるので、繊
維束付近への移動が促進される。

本発明による歯垢検出器によれば、導光体と歯とが接触することで検出精度の低下を防ぎ、さらに導光体の先端部への歯垢の付着によって生じる誤検出を防止する歯垢検出器の実現が可能となる。

本発明の実施形態における歯垢検出器を示す正面図である。 本発明の実施形態における歯垢検出器の検出部の正面図である。 本発明の実施形態における歯垢検出器の検出部の歯垢検出の動作を示す模式図である。 本発明の実施形態における歯垢検出器の検出部の繊維束を示す拡大図である。 本発明の実施形態における歯垢検出器の検出部の繊維束を示す断面図である。 本発明の実施形態における歯垢検出器の検出部の繊維束の動作を示す斜視図である。 本発明の実施形態における歯垢検出器の検出部の繊維束の動作を示す模式図である。 本発明の実施形態における歯垢検出器の構成を示すブロック図である。

以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。説明に用いる図面において、同一の構成には同一の番号を付与する。また図形は説明のため誇張して書くことがある。また実施形態及び図は一例であって、発明の主旨を損なわない範囲であれば他の形態も可能である。

以下、図を参照して本発明の実施形態における歯垢検出器について説明する。
［実施形態の歯垢検出器１００の外観及び検出部の説明：図１〜図２］
図１を用いて本発明の実施形態における歯垢検出器１００の外観を説明する。図１は歯垢検出器１００の形状を示す正面図である。

図１に示すように、歯垢検出器１００は、一般に市販されている電動歯ブラシ程度の大きさで、メインケース１とプローブケース１Ｔとで構成されている。メインケース１は、操作スイッチ５と表示器６とを有する電装部２と電池３と電池ケース蓋３ｃと電源スイッチ３とを備えている。

プローブケース１Ｔは、内部に歯垢を検出するための光を導光する導光体４が備えられている。プローブケース１Ｔの先端は歯に接触させ歯垢を検出する部分で、以後、この部分を検出部７と表記する。

次に図２Ａ及び図２Ｂを参照して歯垢検出器１００の検出部７の構造と歯垢検出の動作を説明する。

図２Ａは歯垢検出器１００の検出部７の正面図、図２Ｂは検出部７における歯垢検出の動作を示す模式図である。図２Ａに示すように、検出部７はプローブケース１Ｔの端部に配置され、歯と接触する部分であって、導光体４の先端部分と、円周状に等間隔に設けられた８個の繊維束４０ａ〜４０ｈ（４０ｄ、４０ｅ、４０ｆは図示しない）を備えている。導光体４はアクチュエータ２０の空洞部２０ａを貫いて配設されている。

なお、プローブケース１Ｔとアクチュエータ２０の接触部及び、アクチュエータ２０の空洞部２０ａと導光体４の接触部はともにシール構造になっており、液体は内部に流入しない構造になっている。

プローブケース１Ｔの先端の開口径Ｄは５ｍｍで、繊維束４０ａ〜４０ｈの、プローブケース１Ｔの端部からの突出量Ｈは３ｍｍである。

繊維束４０ａ〜４０ｈは細い繊維を束ねたもので詳細の構造は後述する。アクチュエータ２０はピエゾ素子を用いた振動体であって、図２ＡのＭ１又はＭ２の方向に振動する。

繊維束４０ａ〜４０ｈの一方の端部はアクチュエータ２０に固着され、他方の端部は導光体４の先端部４ｔに当接している。先端部４ｔは曲面形状であり、繊維束４０ａ〜４０ｈの他方の端部と先端部４ｔとの間隔ｈは０．４〜１ｍｍである。繊維束４０ａ〜４０ｈの一方の端部はアクチュエータ２０に固着されているので、アクチュエータ２０が動作すると繊維束４０ａ〜４０ｈの他方の端部は先端部４ｔに当接しながらＭ１又はＭ２の方向に振動する。詳細は後述する。

図２Ｂを用いて歯垢検出の動作を説明する。図２Ｂでは、繊維束４０ａ〜４０ｈを省略して図示している。図２Ｂに示すように導光体４によって導光された波長４０５ｎｍの励起光Ｌｅを歯Ｒに照射すると、歯垢Ｓが存在する個所からは、波長６００ｎｍ〜７００ｎｍにピークがある蛍光Ｌｓが発し導光体４に入射する。歯垢Ｓが無い個所からは、波長６００ｎｍ〜７００ｎｍにピークのある蛍光Ｌｓは発しないので、波長６００ｎｍ〜７００ｎｍの光に反応するセンサーで蛍光Ｌｓの強度を測定すれば歯垢の有無を確認できる。

次に図３Ａ及び図３Ｂを参照して歯垢検出器１００の検出部７の繊維束４０ａ〜４０ｈの構造を説明する。図３Ａは、図２Ａに示す繊維束４０ａのＺ部を拡大した図であり、図３Ｂは図３ＡのＡ−Ａ断面図である。

図３Ａに示すように繊維束４０ａは、線径０．２ｍｍのナイロン糸４０１を３７本束ねて形成したが、材料や太さに応じて束ねる本数は適宜決めて良い。

図３Ｂに示すように、繊維束４０ａはナイロン糸４０１を１列に並べ更に積層して断面を６角形に形成したが、毛細管現象を生じるようにナイロン糸４０１を配置すればよく、他の形状であっても良い。

次に図４Ａ及び図４Ｂを参照して歯垢検出器１００の検出部７の繊維束４０ａ〜４０ｈの動作を説明する。図４Ａ及び図４Ｂは、検出部７の繊維束４０ａ〜４０ｃの動作を示す斜視図及び模式図である。図４Ａ及び図４Ｂにおいては繊維束４０ａと繊維束４０ｃのみ図示し、他の繊維束は省略してある。

図４Ａに示す様に、繊維束４０ａ〜４０ｈはアクチュエータ２０に固着しているのでアクチュエータ２０の振動によって、繊維束４０ａ〜４０ｈはＭ１の長手方向またはＭ２の横方向に回転振動する。

図４Ｂを用いて繊維束４０ａ〜４０ｈの動作を詳述する。図４Ｂは、先端部４ｔに付着した歯垢Ｓが移動する様子を示す模式図である。図４Ｂ（ａ）に示すように先端部４ｔに歯からの歯垢Ｓが付着した場合、歯垢Ｓがそのままの状態であると、歯垢を検出するため放射した励起光Ｌｅは先端部４ｔの歯垢Ｓで蛍光Ｌｓを発してしまい誤検出が生じる。

図４Ｂ（ｂ）は、図４Ｂ（ａ）に示す歯垢Ｓが繊維束４０ａ〜４０ｈにより移動する様子を示している。塊になっている歯垢Ｓは、繊維束４０ａ〜４０ｈの振動によって粉砕され、唾液とともに、毛細管現象によって、繊維束４０ａの先端Ｐａと繊維束４０ｃの先端Ｐｃから繊維束４０ａ、４０ｃの中に吸い込まれる。この結果先端部４ｔの当初の歯垢Ｓは先端部４ｔから除去されるので、歯垢Ｓでの蛍光Ｌｓは発しなくなり、誤動作が解消される。

以上の説明のように、繊維束４０ａ〜４０ｈは、検出部７の先端部４ｔに付着した歯垢Ｓを粉砕し、吸い込むことで、先端部４ｔの歯垢を減少させる。これにより、励起光Ｌｅは先端部４ｔから歯に的確に照射されるので、歯垢の検出制度が向上する。

次に図５を参照して歯垢検出器１００の電装部２の構成を説明する。図５は本発明の実施形態における歯垢検出器１００の構成を示すブロック図である。図５に示すように、電装部２は歯垢検出部１０と制御部３０と駆動手段５０と操作スイッチ５と表示器６とを備えている。

歯垢検出部１０は、波長４０５ｎｍの励起光Ｌｅを発生する光源１２と、歯垢Ｓから発せられた蛍光Ｌｓを電気信号に変換し検出歯垢信号Ｃ１を出力する受光部１１と、検出歯垢信号Ｃ１を入力して歯垢量信号Ｃ２を出力する歯垢検出回路１３と、歯垢量を判定するための歯垢量の閾値を記憶し閾値信号Ｃ３を出力する閾値メモリ１４と、歯垢量信号Ｃ２と閾値信号Ｃ３とを比較し、比較結果によってアラーム信号Ｃ４を出力する歯垢判定部１５とで構成されている。

制御部３０は、光源動作信号Ｃ６を出力して光源１２から励起光Ｌｅを発生させ、またアラーム信号Ｃ４を受け報知信号Ｃ７を出力し表示器６を点灯させる。また制御部３０は、操作スイッチ５からコントロール信号Ｃ９が入力されると駆動手段制御信号Ｃ５を出力して駆動手段５０を駆動させる。また制御部３０は計時機能を備え歯垢検出器１００の全体の動きを制御する。なお表示器６は本実施形態ではＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）であるがブザー等の報音器でもよい。

駆動手段５０はアクチュエータ２０を振動させる発振回路であって、駆動手段制御信号Ｃ５が入力されるとアクチュエータ駆動信号Ｃ８を出力してアクチュエータ２０を動作させ、アクチュエータ２０に固着している繊維束４０ａ〜４０ｈを振動させる。

次に図５を参照して歯垢検出器１００の動作と効果を説明する。

使用者は電源スイッチ３ｓを操作して歯垢検出器１００を動作状態にする。制御部３０は報知信号Ｃ７によって表示器６を２回点滅させ、表示器６の動作が正常であることを知らせるとともに、光源動作信号Ｃ６を出力して光源１２を起動し、励起光Ｌｅを発生させる。

使用者が歯垢検出器１００の検出部７の先端部４ｔを歯に当てると、励起光Ｌｅは歯Ｒに照射され、歯Ｒは蛍光Ｌｓを発する。検出部７の先端部４ｔは歯に接触しているので、励起光Ｌｅの歯Ｒ及び歯垢Ｓへの照射及び蛍光Ｌｓの導光体４への入射は的確になされる。蛍光Ｌｓは受光部１１で検出歯垢信号Ｃ１に変換される。検出歯垢信号Ｃ１は歯垢検出回路１３によって歯垢Ｓの量が算出され、歯垢量信号Ｃ２として出力される。

歯垢判定部１５は、歯垢量信号Ｃ２と閾値信号Ｃ３とを比較し、Ｃ２≧Ｃ３、であれば歯垢が存在しているとみなし、アラーム信号Ｃ４が出力する。

制御部３０は、アラーム信号Ｃ４を入力されると報知信号Ｃ７を出力し表示器６を点灯させる。使用者は表示器６の点灯によって歯垢の存在及び存在箇所を知ることができる。

歯垢の存在を認識した使用者は、操作スイッチ５を押す。すると制御部３０から駆動手段制御信号Ｃ５が出力し、駆動手段５０を通じてアクチュエータ２０が動作し、繊維束４０ａ〜４０ｈが振動する。

先端部４ｔが曲面形状であれば、繊維束４０ａ〜４０ｈの振動によって、先端部４ｔに付着している歯垢が繊維束付近への移動が促進されることで、先端部４ｔ付近に付着していた歯垢が移動し、先端部４ｔが露出され、歯垢検出器１００の歯垢検出精度が向上する。

歯垢や先端部４ｔに付着している歯垢がなくなるとの蛍光Ｌｓの強度が小さくなり、歯垢量信号Ｃ２＜閾値信号Ｃ３となり、アラーム信号Ｃ４が出力しなくなり、表示器６は消灯する。

使用者は、以上の操作を繰り返し、他の歯についての歯垢検出を行なう。なお歯垢検出部１０による歯垢検出の後、表示機６の点灯、アクチュエータ２０による繊維束４０ａ〜４０ｈの振動、歯垢の移動、表示機６の消灯、の一連の動作を自動化することも可能であり、その場合、操作ボタン５は不要となる。

以上の説明のように、本発明の歯垢検出器は、検出部７と歯とが接触するので検出精度が向上する。さらに検出部への歯垢の付着によって生じる誤検出を防止する歯垢検出器の実現が可能となる。

１００ 歯垢検出器
１ メインケース
１Ｔ プローブケース
２ 電装部
３ 電池
３ｃ 電池ケース蓋
３ｓ 電源スイッチ
４ 導光体
４ｔ 先端部
５ 操作スイッチ
６ 表示器
７ 検出部
１０ 歯垢検出部
１１ 受光部
１２ 光源
１３ 歯垢検出回路
１４ 閾値メモリ
１５ 歯垢判定部
２０ アクチュエータ
２０ａ 空洞部
３０ 制御部
４０、４０ａ〜４０ｈ 繊維束
４０１ 繊維
５０ 駆動手段
Ｒ 歯
Ｌｅ 励起光
Ｌｓ 蛍光
Ｚ 繊維束拡大部
Ｍ１ 前後振動
Ｍ２ 横振動
Ｓ 歯垢
Ｐａ、Ｐｃ 繊維束の先端
Ｃ１ 検出歯垢信号
Ｃ２ 歯垢量信号
Ｃ３ 閾値信号
Ｃ４ アラーム信号
Ｃ５ 駆動手段制御信号
Ｃ６ 光源動作信号
Ｃ７ 報知信号
Ｃ８ アクチュエータ駆動信号
Ｃ９ コントロール信号

Claims (3)

1. 歯垢を検出するための導光体を備えた歯垢検出器において、前記導光体の先端部に当接するように繊維束を備えたことを特徴とする歯垢検出器。
2. 前記繊維束を駆動させる駆動手段を有することを特徴とする請求項１に記載の歯垢検出器。
3. 前記先端部は、曲面形状であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の歯垢検出器。

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