JP4797263B2

JP4797263B2 - Distance measuring device

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Publication number: JP4797263B2
Application number: JP2001078572A
Authority: JP
Inventors: 昌孝戸田
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd; Aisin Corp
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 2001-03-19
Filing date: 2001-03-19
Publication date: 2011-10-19
Anticipated expiration: 2021-03-19
Also published as: JP2002277208A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は投光ファイバから測定対象部位に向けて投光した光の反射を受光ファイバで受光し、その受光信号に基づいて測定対象部位までの距離を測定する距離測定装置に関する。本発明は、例えば、微小なポケットの底面等の壁面までの距離（深さ）または底面状況等の壁面状況を測定する微小ポケット測定装置に適用することができる。具体的には、例えば、人体等の生物の歯の歯周ポケットの底面等の壁面までの距離（深さ）または底面状況等の壁面状況を測定する歯周ポケット測定装置に適用することができる。
【０００２】
【従来の技術】
光ファイバを用いた測定装置として、投光ファイバの投光先端面及び受光ファイバの受光先端面を光軸に対して４５度傾斜させたものが知られている（特許出願公開番号,特開平７−１２５１４号公報,１９９５年公開）。この公報によれば、ファイバ中心軸に対して垂直な方向に対して投光及び受光を行うため、狭い空間であっても測定できると記載されている。
【０００３】
また光ファイバを用いた測定装置として、測定対象物の測定対象部位である歯の歯周ポケットの壁面に向けて光を投光する投光部をもつ投光ファイバと、歯周ポケットの壁面で反射された光を受光する受光部をもつ受光ファイバとを有し、受光ファイバの受光信号に基づいて測定対象物の測定対象部位である歯周ポケットの壁面までの距離（深さ）を非接触で光学的に測定する歯周ポケット測定装置が開発されている（特許出願公開番号２０００−８１３１７）。このものによれば、歯周ポケットの壁面で反射された光を受光ファイバが受光するため、プローブの先端を歯周ポケットの壁面に到達させずとも良く、患者の痛みを軽減しつつ、歯周ポケットの壁面までの距離（深さ）を検出することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記した公報に係る装置によれば、壁面までの距離を光学的に測定することができるが、測定部位である壁面の状況によっては外乱光（測定部位内部からの散乱光や壁面間の多重反射光等のような測定に悪影響を与える光）の影響を受けることがあり、必ずしも満足できる測定精度が得られるものではない。例えば、狭くて深いポケット状の空間の壁面までの距離（深さ）を測定する場合には、光の広がりにより測定ポイントを特定できないことや、外乱光等の影響で測定精度がばらつき、測定対象物の測定部位までの距離を良好に測定できない等の不具合があった。
【０００５】
本発明は上記した実情に鑑みてなされたものであり、測定精度を高めるのに有利な歯周ポケット測定装置等の距離測定装置を提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記した課題を解決するための本発明に係る距離測定装置は、測定対象物の測定対象部位に向けて光を投光すると共に、光を伝搬させるコア及びコアの外側に設けられたクラッドを有する投光ファイバと、
測定対象物の測定対象部位で反射された光を受光すると共に、光を伝搬させるコア及び前記コアの外側に設けられたクラッドを有する受光ファイバと、
投光ファイバで投光され且つ測定対象物の測定対象部位で反射した光に関する受光ファイバの受光信号に基づいて、測定対象物の測定対象部位までの距離を測定する測定部とを具備する距離測定装置において、
投光ファイバの投光先端部及び前記受光ファイバの受光先端部のうちの少なくとも一方は、
そのファイバ先端面に向けてコア径を拡大し光軸に対する光指向性を向上させたコア径拡大部を有しており、更に、
投光ファイバに対して複数の受光ファイバは一列に並設され、投光ファイバの投光先端部はこれの軸直角方向に沿った平坦なファイバ先端面を備えると共に、複数の受光ファイバの受光先端部のファイバ先端面は、投光ファイバの投光先端部のファイバ先端面に対して角度θ連続して傾斜する構造をもつことを特徴とするものである。
【０００７】
本発明に係る距離測定装置によれば、投光ファイバの投光先端部から投光された光は、測定対象物の測定対象部位において反射し、受光ファイバの受光先端部に受光される。受光ファイバの受光信号に基づいて測定対象物の測定対象部位までの距離が測定部により測定される。本発明に係る距離測定装置によれば、投光ファイバの投光先端部及び受光ファイバの受光先端部のうちの少なくとも一方は、ファイバ先端面に向けてコア径を拡大し光の光指向性を向上させたコア径拡大部を有する。
【０００８】
投光ファイバの投光先端部がファイバ先端面に向けてコア径を拡大したコア径拡大部を有する場合には、投光ファイバの投光先端部から投光される光の広がりは抑制され、光軸に対する光指向性が向上する。また受光ファイバの投光先端部がファイバ先端面に向けてコア径を拡大したコア径拡大部を有する場合には、受光ファイバの受光先端部の受光指行性は向上し、外乱光を受光しにくくなる。図４（Ａ）はコア１００及びコア１００を被覆するクラッド２００を有する通常のファイバの光伝搬形態を示す。コア１００の屈折率はクラッド２００の屈折率よりも大きい。図４（Ｂ）は投光ファイバ１においてファイバ先端面１７０に向けてコア径を拡大したコア径拡大部１５０が形成されている場合の投光伝搬形態を示す。図４（Ｃ）は受光ファイバ２１においてファイバ先端面１７０に向けてコア径を拡大したコア径拡大部１５０が形成されている場合の受光伝搬形態を示す。図４（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）に示すように、ファイバのコア１００とクラッド２００との境界で光が全反射することにより、光はコア１００を伝搬する。図４（Ｂ）に示すように、投光ファイバ１においてコア１００の内部をファイバ先端面１７０に向けて伝搬してきた光は、コア径を拡大したコア径拡大部１５０に至ると、投光ファイバ１のコア１００の光軸に沿った方向にファイバ先端面１７０から投光する傾向が増すことになり、投光ファイバ１のコア１００の光軸に対する光指向性が向上し、光の広がりが抑えられる。また図４（Ｃ）に示すように、受光ファイバ２１の外部から受光ファイバ２１の受光先端部に入射する光については、受光ファイバ２１のコア１００の光軸に対して大きく傾斜した光は、コア径を拡大したコア径拡大部１５０において受光ファイバ２１のクラッド２００の側に透過するため、受光ファイバ２１のコア１００の内部に入射できなくなり、受光ファイバ２１の光軸に沿った方向にファイバ先端面１７０から受光する傾向が増すことになり、光を受光する際の受光指行性が確保され、光軸に対する光指向性が向上し、外乱光を受光しにくくなる。図４（Ａ）〜（Ｃ）は模式図であり、明確化のため、微小な屈折は無視して図示している。
【０００９】
本発明に係る距離測定装置の好ましい形態によれば、次の少なくとも一つの形態を採用することができる。
【００１０】
・ファイバのコア径拡大部は、屈折率制御用のコア形成用のドーパント物質をコアに含ませた状態において、ドーパント物質をコアの外径方向に拡散処理させることにより形成することができる。拡散処理としては高温加熱処理を採用できる。ドーパント物質としては、石英系ファイバの場合にはＧｅＯ_２、フッ素、硼素等が例示される。
【００１１】
・投光ファイバは光源を有するか、光源に接続されているものである。受光ファイバは、光信号を電気信号に変換する変換部に接続されている。受光ファイバとしては、複数個の受光ファイバを並設した構造である形態を採用することができる。受光ファイバは受光ファイバを一列または複数列に並設することにより構成できる。受光ファイバは、投光ファイバと共に複数個の受光ファイバを並設した構造であり、投光ファイバの投光用光軸に対して各受光ファイバの受光用光軸は異なる交点を形成するように交差している形態を採用することができる。
【００１２】
・受光ファイバは、複数個の受光ファイバをこれの受光用光軸が投光ファイバの投光用光軸に対して異なる交点を形成するように交差するように配置して形成されており、投光ファイバの投光用光軸と各受光ファイバの受光用光軸との交点において受光量がピークとなり、且つ、受光量がピークとなる交点に対応した距離を測定できる形態を採用することができる。
【００１３】
・測定対象物の測定対象部位は幅狭の微小ポケットであり、受光ファイバの受光信号に基づいて微小ポケットの底面等の壁面までの距離（深さ）または底面状況等の壁面状況を測定する形態を採用することができる。微小ポケットとしては、隙間幅が１ｍｍ以下、２ｍｍ以下、深さ２〜１５ｍｍ程度のものを例示できる。代表的な微小ポケットとしては亀裂等の微小ポケットが挙げられる。従って本発明に係る距離測定装置は亀裂測定装置に適用することができる。この場合、投光ファイバの投光部及び受光ファイバの受光部を幅狭の微小ポケットの開口に臨めるようなサイズとすることが好ましい。
【００１４】
・測定対象物の測定対象部位は人体等の生物の歯の歯周ポケットであり、受光ファイバの受光信号に基づいて歯周ポケットの壁面までの距離（深さ）または壁面状況を測定する形態を採用することができる。従って本発明に係る距離測定装置は歯周ポケット測定装置に適用することができる。この場合、投光ファイバの投光部及び受光ファイバの受光部を、幅狭の歯周ポケットの開口に臨めるような微小なサイズとすることが好ましい。
【００１５】
・本発明に係る距離測定装置を歯周ポケット測定装置に適用する場合には、投光ファイバの直径、受光ファイバの直径としては適宜選択でき、例えば２０〜２５０μｍ程度、殊に６０〜１２５μｍ程度とすることができるが、これらに限定されるものではない。コアの内径は更に小さい。なお、歯周ポケットの壁面の深さは患部の病状や患者によっても相違するものの、一般的には３ミリメートル以上であり、７ミリメートル、場合によってはそれ以上となることもある。歯周ポケットの露出部分の開口幅は患部の病状や患者によっても相違するものの、一般的には０．１〜２ミリメートル程度、殊に０．７〜１ミリメートル程度であるが、これらに限られるものではない。
【００１６】
・本発明に係る装置によれば、投光ファイバに光を入射させるための光源ユニットと、各受光ファイバの受光量により投光領域と受光領域との重なりを検知すると共に、検知信号に応じ測定対象物の測定対象部位までの距離（深さ）を測定する測定ユニットとを設けることができる。更に、測定した距離の大きさを報知する報知手段を設けることができる。報知手段としては、視覚で表示して報知する手段、可聴音で報知する手段を採用することができる。可聴音で報知する手段としては、音階または音量で知らせる手段を採用できる。
【００１７】
・投光ファイバ等の投光ファイバ及び受光ファイバ等の受光ファイバを保持する基部を設けることが好ましい。歯周ポケット測定装置に適用する場合には、基部の先端部を径小とすることが好ましい。この場合、歯茎と歯との間の歯周ポケットに基部の先端部を挿入または接近できるように径小とすることができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明を具体化した第１実施形態を図１〜図１２に基づいて説明する。本実施形態は人体における歯（測定対象物）の歯周ポケット（測定対象部位）に関する壁面状況を測定する歯周ポケット測定装置に適用したものである。図１はこの歯周ポケット測定装置の全体構成を示す。図１〜図３に示すように、歯周ポケット測定装置は、歯周ポケットの壁面に向けて光を投光する１本の投光ファイバ１と、歯周ポケットの壁面で反射された光を受光する複数の受光ファイバ２１〜２７と、投光ファイバ１及び受光ファイバ２１〜２７を束ねて保持する基部３とを有する。基部３は、径大のプローブカバー３１と、プローブカバー３１から先方に導出された可撓性を有する径小のプローブ３２とを有する。プローブ３２の先端をＡとして示す。
【００１９】
この歯周ポケット測定装置は、図１に示すように、入射側に設けられた光源ユニット５と、出射側に設けられた測定ユニット６とを有する。光源ユニット５は、光としてのレーザビームを発光する光源５０と、光源５０から発光されたレーザビームを集光させて投光ファイバ１の入射部に入射させる入射レンズ５１とを有する。測定ユニット６は、受光ファイバ２１〜２７で受光された光信号を電気信号に変換する変換部６１と、変換部６１で変換された電気信号を処理して距離を測定する信号処理部６２と、信号処理部６２から出力された信号に基づいて歯周ポケットの壁面の深さを視覚的に表示して報知する報知手段として機能するデータ表示部６３と、信号処理部６２から出力された信号に基づいて歯周ポケットの壁面の深さを聴覚的に報知する報知手段として機能するスピーカ部６４と、他の制御を行う制御部６５と、本測定装置の操作を行うスイッチ６６とを有する。変換部６１は、各受光ファイバ２１〜２７の出射側である他端側に設けられた複数のフォトダイオード６１ａからなるフォトダイオードアレイで形成されている。スピーカ部６４は、測定された歯周ポケットの壁面の深さに応じて音調（一般的には音階）を変えて出力するようにされている。
【００２０】
図２はプローブ３２の前記先端Ａの横断面図を示す。図２に示すように１本の投光ファイバ１と複数本の受光ファイバ２１〜２７とを１列に並設させた状態に結合材７０（半田層）で結合することにより、ファイバアレイ７が形成されている。上記したファイバアレイ７は、基部３のプローブ３２の収容室３３の中央域に樹脂または金属製の固定ブロック部３５により固定されている。図３は図２のＷ３−Ｗ３線に沿った矢視図を示す。
【００２１】
図４（Ｂ）に示すように、投光ファイバ１は、コア１００と、コア１００を被覆するクラッド２００とで形成されている。投光ファイバ１の投光先端部は、ファイバ先端面１７０に向けてコア径を拡大したコア径拡大部１５０を有する。コア１００とクラッド２００との境界で全反射することにより光はコア１００を伝搬する。投光ファイバ１においてコア１００を伝搬してきた光は、コア径を拡大したコア径拡大部１５０に至ると、コア１００の光軸に沿った方向に伝搬して投光される傾向が増すことになり、コア１００の光軸に対する光指向性が高まり、これにより光の広がりが抑えられ、光の投光指行性が向上し、投光ファイバ１から投光される光束を絞ることができ、測定ポイントを特定できる。
【００２２】
また図４（Ｃ）に示すように、受光ファイバ２１も同様にコア１００と、コア１００を被覆するクラッド２００とで形成されている。受光ファイバ２１の受光先端部はファイバ先端面１７０に向けてコア径を拡大したコア径拡大部１５０を有する。他の受光ファイバ２２〜２７についても同様である。受光ファイバ２１〜２７の外部から受光ファイバ２１〜２７の受光先端部に入射する光については、コア１００の光軸に対して大きく傾斜した光は、コア径を拡大したコア径拡大部１５０において受光ファイバ２１〜２７のクラッド２００の側に透過するため、コア１００の内部に入射できなくなる。このように受光ファイバ２１〜２７の受光先端部に、ファイバ先端面１７０に向けてコア径を拡大したコア径拡大部１５０を形成すれば、コア１００の光軸に対する光指向性が高まり、ひいては光を受光する際の受光指行性が向上し、外乱光を受光しにくくなる。上記したコア径を拡大したコア径拡大部１５０を先端部分のみに設けたとしても、投光ファイバ１の外径は他のファイバ部分と同様である。受光ファイバ２１〜２７についても同様である。
【００２３】
本実施形態によれば、図５（Ａ）に示すように、上記したコア径拡大部を有する１本の投光ファイバ１と、コア径拡大部を有する複数の受光ファイバ２１〜２７とを一列に並設させた状態で、半田等の溶融材を溶融凝固させることに互いに結合させる工程、その後に図５（Ｂ）に示すように、投光ファイバ１のファイバ先端面１７０を平坦に研磨しつつ、受光ファイバ２１〜２７のファイバ先端面１７０を研磨により角度θ傾斜させることにより、ファイバアレイ７が形成されている。なお図５（Ｂ）において角度θは明確化のために誇張されているが、実際には微小角である。
【００２４】
この結果図７に示すように、投光ファイバ１の投光用光軸１１ｒに対して受光ファイバ２１〜２７の受光用光軸２１ｒ〜２７ｒは交差している。本実施形態に係る測定装置の測定原理ついて図６及び図７を参照して説明を加える。図７に示すように、投光ファイバ１のファイバ先端面１７０は投光ファイバ１の軸直角方向に沿って平坦面とされている。従って投光ファイバ１の投光用光軸１１ｒは投光ファイバ１の長さ方向に沿って先方側に延設されている。図７に示すように、各受光ファイバ２１〜２７のファイバ先端面１７０は角度θで同一方向に傾斜しているため、投光ファイバ１の投光用光軸１１ｒに対して傾斜している。従って各受光ファイバ２１〜２７の受光用光軸２１ｒ〜２７ｒは、図示下方向（つまり投光ファイバ１の投光方向の先方）に向かうにつれて投光ファイバ１の投光用光軸１１ｒに向かうように傾斜している。従って投光ファイバ１の投光用光軸１１ｒと各受光ファイバ２１〜２７の受光用光軸２１ｒ〜２７ｒとは交差している。なおこの交差角は小さいものである。
【００２５】
なお、受光用光軸２１ｒ〜２７ｒは受光ファイバ２１〜２７で受光できる受光能が高い領域である。受光用光軸２１ｒ〜２７ｒのうち隣設し合う受光用光軸同士の間隔は狭い場合には、また、投光ファイバ１の投光用光軸１１ｒと各受光ファイバ２１〜２７の受光用光軸２１ｒ〜２７ｒとの交差角が小さい場合には、受光ファイバ２１〜２７が受光用光軸２１ｒ〜２７ｒに対する高い光集束性、高い受光指行性を有することは、外乱光の影響を避けるため有益である。
【００２６】
図７に示すように、各受光ファイバ２１〜２７の受光用光軸２１ｒ〜２７ｒと投光ファイバ１の投光用光軸１１ｒとは交差する。即ち、受光ファイバ２１の受光用光軸２１ｒは、プローブ３２の端面３２ｆからの距離Ｐ１で投光用光軸１１ｒと交差する。受光ファイバ２２の受光用光軸２２ｒは距離Ｐ２で投光用光軸１１ｒと交差する。受光ファイバ２３の受光用光軸２３ｒは距離Ｐ３で投光用光軸１１ｒと交差する。受光ファイバ２４の受光用光軸２４ｒは距離Ｐ４で投光用光軸１１ｒと交差する。受光ファイバ２５の受光用光軸２５ｒは距離Ｐ５で投光用光軸１１ｒと交差する。受光ファイバ２６の受光用光軸２６ｒは距離Ｐ６で投光用光軸１１ｒと交差する。受光ファイバ２７の受光用光軸２７ｒは距離Ｐ７で投光用光軸１１ｒと交差する。ここで距離の大小関係としては、Ｐ１＜Ｐ２＜Ｐ３＜Ｐ４＜Ｐ５＜Ｐ６＜Ｐ７の順とされている。
【００２７】
更に説明を加える。図７に示すように、投光ファイバ１の投光用光軸１１ｒに対して、各受光ファイバ２１〜２７の受光用光軸２１ｒ〜２７ｒが交差している。受光ファイバ２１〜２７が投光ファイバ１からファイバ並設方向において離れるにつれて、投光ファイバ１の投光用光軸１１ｒと各受光ファイバ２１〜２７の受光用光軸２１ｒ〜２７ｒとの交点２１ｐ〜２７ｐは、投光ファイバ１の投光部であるレンズ１１から投光方向において離間するように設定されている。
【００２８】
交点２１ｐ〜２７ｐにおいて投光ファイバ１からの投光領域と各受光ファイバ２１〜２７の受光領域とが最も重なる。この重なる面積に応じて各受光ファイバ２１〜２７の受光量が変化する。換言すれば、各受光ファイバ２１〜２７の受光量は、投光測定対象物の測定対象部位上における投光領域と受光領域との重なる面積に応じて変化する。そして投光用光軸１１ｒに受光用光軸２１ｒ〜２７ｒが一致して交差している交点において、受光量はピークとなる。
【００２９】
図７から理解できるようにファイバアレイ７の各受光ファイバ２１〜２７は、投光用光軸１１ｒと各受光ファイバ２１〜２７の受光用光軸２１ｒ〜２７ｒとの交点２１ｐ〜２７ｐが、投光用光軸１１ｒ線に沿ってある間隔で変化するように、受光ファイバ２１〜２７は並設されている。
【００３０】
図６に示すように、測定対象物の測定対象部位の距離がＰ１の位置にあったときには、ファイバアレイ７中の受光ファイバ２１の受光量が最も大きい。測定対象物の測定対象部位の距離がＰ２の位置にあったときには、ファイバアレイ７中の受光ファイバ２２の受光量が最も大きい。測定対象物の測定対象部位の距離がＰ３の位置にあったときには、ファイバアレイ７中の受光ファイバ２３の受光量が最も大きい。測定対象物の測定対象部位の距離が距離がＰ４の位置にあったときには、ファイバアレイ７中の受光ファイバ２４の受光量が最も大きい。測定対象物の測定対象部位の距離がＰ５の位置にあったときには、ファイバアレイ７中の受光ファイバ２５の受光量が最も大きい。測定対象物の測定対象部位の距離がＰ６の位置にあったときには、ファイバアレイ７中の受光ファイバ２６の受光量が最も大きい。測定対象物の測定対象部位の距離がＰ７の位置にあったときには、ファイバアレイ７中の受光ファイバ２７の受光量が最も大きい。換言すれば、プローブ３２の先端から歯周ポケット内の壁面までの距離までの距離が長くなるにつれて、受光量が大きい受光ファイバとしては、受光ファイバ２１→受光ファイバ２２→受光ファイバ２３→受光ファイバ２４→受光ファイバ２５→受光ファイバ２６→受光ファイバ２７と変化する。なお図６においてＮＬはノイズレベルを意味する。
【００３１】
本実施形態によれば、プローブ３２の先端からの測定対象部位までの距離の算出方法として、種々採用できる。例えば以下の２つがある。
【００３２】
第一番目としては、受光ファイバ２１〜２７の番号と各受光ファイバ２１〜２７の受光ピーク強度の距離Ｐ１〜Ｐ７とを予め対応つけておく。そして受光ファイバ２１〜２７のうち受光量が最大となる受光ファイバの番号を求め、これに基づいて、プローブ３２の先端から測定対象部位までの距離を算出する。
【００３３】
第二番目としては、受光ファイバ２１〜２７のうち最大受光量を示す受光ファイバの番号と、最大受光量を示す受光ファイバに隣接する受光ファイバを求める。そして、両者の受光量比を求め、最大受光量を示す受光ファイバの番号、受光量比に基づいて、プローブ３２の先端から測定対象部位までの距離を算出する。例えば、最大受光量を示す受光ファイバが２２であれば、受光ファイバ２２に隣接する受光ファイバ２１、２３を求め、受光量比（受光ファイバ２１の受光量と受光ファイバ２２の受光量との比、受光ファイバ２３の受光量と受光ファイバ２２の受光量との比のうちの少なくとも一方）を求め、これに基づいてプローブ３２の先端から測定対象部位までの距離を算出する。但し上記した算出方法に限定されるものではない。
【００３４】
次に、歯９０の歯周ポケット９１の壁面までの距離（深さ）を測定する場合について、図８〜図１２を参照して説明を加える。図８及び図１０に示すように、歯９０と歯茎９２との間に形成されている歯周ポケット９１に測定装置のプローブ３２の先端を臨ませる。この場合、測定装置のプローブ３２の先端に設けられている目盛３２ｍと歯茎９２の先端９２ｍとを合わせ、計測原点とする。測定装置のスイッチ６６をオンにし、歯９０の表側の側面または歯９０の裏側の側面に沿って、図９に示すように測定装置のプローブ３２を点Ａ〜点Ｂまで平行に低速で移動させてスャニングを行なう。その後にスイッチ６６をオフにする。
【００３５】
上記したようにスキャニングを行ったときの、スキャニング１周期あたりの歯周ポケット９１の壁面までの最大距離（最大深さ）を求める。これをデータ表示部６３に表示する。図１１及び図１２は歯周ポケット９１の壁面までの最大距離（最大深さ）を時系列で表示した形態を示す。図１１は歯周ポケット９１の深さをデジタル式に表示している。図１２は歯周ポケット９１の深さをアナログ式に表示している。図１１及び図１２において、横軸は点Ａから点Ｂへの移動距離を示し、縦軸は歯周ポケット９１の深さ（単位：ｍｍ）を示す。図１１及び図１２の縦軸には、スキャニングを行ったときの歯周ポケット９１の壁面までの距離データ（深さデータ）が含められている。このようにすれば、歯周ポケット９１の壁面までの距離、ひいては壁面状況をより正確に把握することができ、歯の治療に有効である。
【００３６】
以上説明から理解できるように本実施形態によれば、図４（Ｂ）に示すように、投光ファイバ１の投光先端部は、ファイバ先端面１７０に向けてコア径を拡大し光集束性を高めたコア径拡大部１５０を有する。従って投光ファイバ１から投光される光の投光指行性が向上する。また図４（Ｃ）に示すように、受光ファイバ２１〜２７の受光先端部はファイバ先端面１７０に向けてコア径を拡大し光集束性を高めたコア径拡大部１５０を有する。従って、受光ファイバ２１〜２７の外部から受光ファイバ２１〜２７の受光先端部に受光される際の受光指行性が向上する。このように投光指向性が向上するため測定ポイントを特定でき、且つ、受光指行性が向上するため歯周ポケット内の外乱光を受光しにくくなり、これにより測定精度を確保するのに有利となる。殊に前記したように投光ファイバ１の投光用光軸１１ｒと各受光ファイバ２１〜２７の受光用光軸２１ｒ〜２７ｒとの交差角が小さい場合であっても、測定精度を確保するのに有利である。
【００３７】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態を図１３〜図１６に示す。第２実施形態は第１実施形態と基本的には同様の構成であり、同様の作用効果を奏する。患者の病状によっては歯周ポケット９１が塞がっている場合もある。そこで第２実施形態によれば、水等の液状物や空気に代表される流体を歯周ポケット９１に噴射し、塞がっている部分を流体圧で押し広げることができる。即ち、本実施形態によれば、図１４に示すように、空気または水等の流体を噴射させる極細の噴出ノズル１００がプローブ３２の収容室３３にファイバアレイ７と共に保持されている。ファイバアレイ７はプローブ３２の収容室３３の中央域に配置されている。図１４に示すように噴出ノズル１００は複数個設けられており、プローブ３２の収容室３３においてファイバアレイ７を挟んで保持するように設けられている。噴出ノズル１００は連結ホース１０２を介して噴射装置１０４に接続されている。
【００３８】
本実施形態においても第１実施形態の場合と同様に、投光ファイバ１の投光先端部は、ファイバ先端面１７０に向けてコア径を拡大したコア径拡大部１５０を有する。また図４（Ｃ）に示すように、受光ファイバ２１〜２７の受光先端部はファイバ先端面１７０に向けてコア径を拡大したコア径拡大部１５０を有する。従って、投光ファイバ１の投光先端部から投光される光の投光指向性が向上すると共に、受光ファイバ２１〜２７の外部から受光ファイバ２１〜２７の受光先端部に受光される際の受光指行性が向上する。このように投光指向性が向上するため測定ポイントを特定でき、且つ、受光指行性が向上するため歯周ポケット内の外乱光を受光しにくくなり、測定精度を確保するのに有利となる。なお、図１５に示すように、ファイバアレイ７の先端部７ｘは噴出ノズル１００の先端部１００ｘよりも突き出しているため、噴出ノズル１００から噴出された空気や液状物等の流体をファイバアレイ７の先端部７ｘに吹き付けることも期待でき、ファイバアレイ７の先端部７ｘの洗浄にも有利である。
【００３９】
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態を図１７〜図１９に示す。第３実施形態は第１実施形態と基本的には同様の構成であり、同様の作用効果を奏する。図１７はプローブ３２の前記先端Ａの横断面図を示す。図１８は図１７のＷ１８−Ｗ１８線に沿った矢視図を示す。ファイバアレイ７に隣設するようにファイバアレイ７のファイバ並設方向に沿って微小変位アクチュエータ８が設けられている。微小変位アクチュエータ８は、ファイバアレイ７を構成する受光ファイバ２１〜２７の並設方向（矢印Ｙ方向）と交差する方向において隣設している。本実施形態に係る微小変位アクチュエータ８は、２層のシート状の圧電体８０をこれの厚み方向に積層することにより形成されたバイモルフ型の圧電素子で構成されており、図示はしないものの電圧を印加するための電極を有する。電圧の印加により２層のシート状の圧電体８０のうち一方がこれの長さ方向に膨張するため、図１９に示すように、微小変位アクチュエータ８はあたかもバイメタルのように反って曲成変形できる。あるいは、電圧の印加により２層のシート状の圧電体８０のうち一方がこれの長さ方向に膨張すると共に他方の圧電体８０が長さ方向に収縮すれば、微小変位アクチュエータ８の曲成変形量は一層増加する。なお、図１７に示すように、微小変位アクチュエータ８の幅寸法Ｋ１はファイバアレイ７の幅寸法と対応しており、ファイバアレイ７を効果的に曲成変形させることができる。微小変位アクチュエータ８に印加された電圧を解除すれば、微小変位アクチュエータ８の曲成変形が元に戻るため、ファイバアレイ７（投光ファイバ１、受光ファイバ２１〜２７）の曲成変形も元に戻る。なお圧電素子である微小変位アクチュエータ８は応答作動性は良好である。
【００４０】
上記したファイバアレイ７および微小変位アクチュエータ８は、基部３のプローブ３２の収容室３３に樹脂または金属製の固定ブロック部３５により固定されている。但し図１８及び図１９に示すように、ファイバアレイ７の先端部７ｘおよび微小変位アクチュエータ８の先端部８ｘは、反り変形可能となるように固定ブロック部３５の表面３５ｃよりも露出している。微小変位アクチュエータ８は、圧電体に限られるものではなく、バイメタル、磁歪素子、電磁アクチュエータのいずれか一方で形成しても良い。
【００４１】
本実施形態によれば、微小変位アクチュエータ８より投光ファイバ１の投光方向及び受光ファイバ２１〜２７の受光方向を矢印Ｘ方向（図１９参照）に変位させれば、変位方向を含む状態で、測定対象物の測定対象部位までの距離（深さ）を測定するのに有利であり、測定部位の面積を広くすることができ、測定対象物の測定対象部位に関するより有効な距離情報を得るのに有利となる。殊に投光ファイバ１の投光方向及び受光ファイバ２１〜２７の受光方向を同じ方向に方向変換できるため、投光ファイバ１から投光されて測定対象部位で反射された光を受光ファイバ２１〜２７で受光するのに有利となる。
【００４２】
殊に微小変位アクチュエータ８より投光ファイバ１の投光方向を変位させる場合には、測定部位の形状によっては測定部位において乱反射が発生し易くなるおそれがある。この点本実施形態によれば、第１実施形態の場合と同様に図４（Ｂ）に示すように、投光ファイバ１の投光先端部は、ファイバ先端面１７０に向けてコア径を拡大したコア径拡大部１５０を有する。また図４（Ｃ）に示すように、受光ファイバ２１〜２７の受光先端部はファイバ先端面１７０に向けてコア径を拡大したコア径拡大部１５０を有する。このため投光ファイバ１の投光指向性が向上して測定ポイントを特定できると共に、受光ファイバ２１〜２７の受光指行性が向上するため外乱光の影響を低減させるのに有利となる。
【００４３】
（他の例）上記した実施形態は歯の歯周ポケットの深さ、壁面状況を測定する歯周ポケット測定装置に適用しているが、これに限らず、亀裂等の微小ポケットの深さ、壁面状況を測定する微小ポケット測定装置に適用することもできる。更に測定対象物の測定対象部位までの距離を測定する距離測定装置、殊に測定対象物の測定対象部位までの微小な距離を測定する微小距離測定装置に適用することもできる。上記した実施形態においては投光ファイバ１、受光ファイバ２１〜２７の双方がコア径拡大部１５０を有するが、測定対象部位の如何によっては、いずれか一方でも良い。その他、本発明は上記し且つ図面に示した実施形態のみに限定されるものではなく、航空機エンジン等の調整用にも適用できる等、要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施できるものである。実施形態に記載した事項は一部であっても各請求項に記載することができる。
【００４４】
（付記）上記した記載から次の技術的思想も把握することができる。
・歯周ポケットの底面などの壁面に向けて光を投光すると共に、光を伝搬させるコア及びコアの外側に設けられ光を反射させるクラッドを有する投光ファイバと、歯周ポケットの底面などの壁面に測定対象物の測定対象部位で反射された光を受光すると共に、光を伝搬させるコア及びコアの外側に設けられ光を反射させるクラッドを有する受光ファイバと、投光ファイバで投光され且つ測定対象物の測定対象部位で反射した光に関する受光ファイバの受光信号に基づいて、測定対象物の測定対象部位までの距離を測定する測定部とを具備する距離測定装置において、投光ファイバの投光先端部及び受光ファイバの受光先端部のうちの少なくとも一方は、ファイバ先端面に向けてコア径を拡大したコア径拡大部を有することを特徴とする歯周ポケット測定装置。
・測定対象物の測定対象部位に向けて光を投光する投光ファイバと、測定対象物の測定対象部位で反射された光を受光する受光ファイバと、受光ファイバの受光信号に基づいて測定対象物の測定対象部位までの距離を測定する距離測定装置において、投光ファイバの投光部及び受光ファイバの受光部を同じ方向に変位させ、投光ファイバの投光部の投光方向及び受光ファイバの受光部の受光方向を同じ方向に変換させる微小変位アクチュエータを具備すると共に、投光ファイバの投光先端部及び受光ファイバの受光先端部のうちの少なくとも一方は、ファイバ先端面に向けてコア径を拡大し光軸に対する光指向性を向上させたコア径拡大部を有することを特徴とする距離測定装置。
【００４５】
【発明の効果】
本発明に係る距離測定装置によれば、測定対象物の測定対象部位に接触することなく、測定対象部位の壁面までの距離を測定することができる。更に投光ファイバの投光先端部及び受光ファイバの受光先端部のうちの少なくとも一方は、ファイバ先端面に向けてコア径を拡大し光軸に対する光指向性を向上させたコア径拡大部を有する。このため、投光ファイバの投光指行性または受光ファイバの受光指行性が向上する。このため測定ポイントを特定できると共に外乱光を受光しにくくなる。故に、深さ等の距離を測定する際の測定精度を向上させるのに有利となる。
更に本発明に係る距離測定装置によれば、投光ファイバに対して複数の受光ファイバは一列に並設され、投光ファイバの投光先端部はこれの軸直角方向に沿った平坦なファイバ先端面を備えると共に、複数の受光ファイバの受光先端部のファイバ先端面は、投光ファイバの投光先端部のファイバ先端面に対して角度θ連続して傾斜する構造をもつ。このため、複数個の受光ファイバの受光用光軸を投光ファイバの投光用光軸に対して異なる交点を形成するように交差させ、距離測定が行える。

【００４６】
本発明に係る距離測定装置を微小ポケット測定装置に適用すれば、亀裂等の微小ポケットの壁面までの距離（深さ）を精度よく測定することができる。また本発明に係る距離測定装置を歯周ポケット測定装置に適用よれば、歯の歯周ポケットの壁面までの距離（深さ）を精度よく測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態に係り、測定装置全体の構成図である。
【図２】第１実施形態に係り、測定装置のプローブの先端を拡大して示す横断面図である。
【図３】図２のＷ３−Ｗ３方向に沿った矢視図である。
【図４】（Ａ）は一般的なファイバの光伝番形態を模式的に示す図であり、（Ｂ）は第１実施形態に係る投光ファイバの光伝番形態を模式的に示す図であり、（Ｃ）は第１実施形態に係る受光ファイバの光伝番形態を模式的に示す図である。
【図５】ファイバアレイの製造過程を模式的に示す構成図である。
【図６】第１実施形態に係り、プローブの先端からの距離と各受光ファイバの受光量との関係を示すグラフである。
【図７】第１実施形態に係り、測定装置の投光ファイバ及び受光ファイバの光の伝搬形態を模式的に示す図である。
【図８】第１実施形態に係り、測定装置のプローブの先端部を歯周ポケットに挿入して測定を行う状態を模式的に示す構成図である。
【図９】第１実施形態に係り、測定装置のプローブの先端部を歯に沿って移動させる状態を模式的に示す構成図である。
【図１０】第１実施形態に係り、測定装置のプローブの先端部を歯周ポケットに挿入して測定を行っている状態を模式的に拡大して示す構成図である。
【図１１】第１実施形態に係り、歯周ポケットの壁面までの距離（深さ）の表示形態を示すグラフである。
【図１２】第１実施形態に係り、歯周ポケットの壁面までの距離（深さ）の表示形態を示すグラフである。
【図１３】第２実施形態に係り、測定装置全体の構成図である。
【図１４】第２実施形態に係り、測定装置のプローブの先端を拡大して示す横断面図である。
【図１５】第２実施形態に係り、図１４のＷ１５−Ｗ１５方向に沿った矢視図である。
【図１６】第２実施形態に係り、図１４のＷ１６−Ｗ１６方向に沿った矢視図である。
【図１７】第３実施形態に係り、測定装置のプローブの先端を拡大して示す横断面図である。
【図１８】第３実施形態に係り、図１７のＷ１８−Ｗ１８方向に沿った矢視面である。
【図１９】第３実施形態に係り、微小変位アクチュエータでファイバアレイの先端部を反り変形させた状態を示す図である。
【符号の説明】
図中、１は投光ファイバ、２１〜２７は受光ファイバ、７はファイバアレイ、９１は歯周ポケット、１００はコア、１５０はコア拡径構造、１７０はファイバ先端面、２００はクラッド、１１ｒは投光用光軸、２１ｒ〜２７ｒは受光用光軸を示す。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
  The present invention relates to a distance measuring apparatus that receives a reflection of light projected from a light projecting fiber toward a measurement target part with a light receiving fiber and measures a distance to the measurement target part based on the received light signal. The present invention can be applied to, for example, a minute pocket measuring device that measures a distance (depth) to a wall surface such as a bottom surface of a minute pocket or a wall surface condition such as a bottom surface condition. Specifically, for example, the present invention can be applied to a periodontal pocket measuring device that measures a distance (depth) to a wall surface such as a bottom surface of a periodontal pocket of a biological tooth such as a human body or a wall surface state such as a bottom surface condition. .
[0002]
[Prior art]
  As a measuring apparatus using an optical fiber, one in which the light projecting front end surface of the light projecting fiber and the light receiving front end surface of the light receiving fiber are inclined by 45 degrees with respect to the optical axis is known (Patent Application Publication Number, Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 7). No. 12514, 1995). According to this publication, since light is projected and received in a direction perpendicular to the fiber center axis, it can be measured even in a narrow space.
[0003]
  In addition, as a measuring device using an optical fiber, a light projecting fiber having a light projecting portion that projects light toward the wall of the periodontal pocket of the tooth, which is a measurement target part of the measurement object, and a wall of the periodontal pocket It has a light receiving fiber with a light receiving part that receives the reflected light, and the distance (depth) to the wall surface of the periodontal pocket that is the measurement target part of the measurement object is not contacted based on the light reception signal of the light receiving fiber A periodontal pocket measuring device that measures optically is developed (Patent Application Publication No. 2000-81317). According to this, since the light receiving fiber receives the light reflected by the wall surface of the periodontal pocket, the tip of the probe does not need to reach the wall surface of the periodontal pocket, and the periodontal period is reduced while reducing patient pain. The distance (depth) to the wall surface of the pocket can be detected.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
  According to the apparatus according to the above publication, the distance to the wall surface can be optically measured, but depending on the condition of the wall surface that is the measurement site, disturbance light (scattered light from the inside of the measurement site and multiple reflections between the wall surfaces) It may be affected by light (such as light, which adversely affects measurement), and satisfactory measurement accuracy is not always obtained. For example, when measuring the distance (depth) to the wall surface of a narrow and deep pocket-like space, the measurement point cannot be specified due to the spread of light, and the measurement accuracy varies due to the influence of ambient light, etc. There was a problem that the distance to the measurement site of the object could not be measured well.
[0005]
  The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a distance measuring device such as a periodontal pocket measuring device that is advantageous for improving measurement accuracy.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
  A distance measuring device according to the present invention for solving the above-described problems has a core for projecting light toward a measurement target portion of the measurement target, a core for propagating the light, and a clad provided outside the core. A projecting fiber;
  A light receiving fiber that receives the light reflected by the measurement target portion of the measurement target and has a core for propagating the light and a cladding provided outside the core;
  A distance measuring unit comprising: a measuring unit that measures a distance of the measuring object to the measurement target part based on a light reception signal of the light receiving fiber related to the light projected by the light projecting fiber and reflected by the measurement target part of the measurement target object In the device
  At least one of the light projecting tip of the light projecting fiber and the light receiving tip of the light receiving fiber is:
  There is a core diameter enlargement part that expands the core diameter toward the fiber tip and improves the light directivity with respect to the optical axis.In addition,
A plurality of light receiving fibers are arranged in a line with respect to the light projecting fiber, and the light projecting tip of the light projecting fiber has a flat fiber tip surface along the direction perpendicular to the axis thereof, and the light receiving tips of the plurality of light receiving fibers. The fiber front end surface of the projection portion has a structure in which the angle θ is continuously inclined with respect to the fiber front end surface of the light projecting front end portion of the light projecting fiber.It is characterized by this.
[0007]
  According to the distance measuring device of the present invention, the light projected from the light projecting tip of the light projecting fiber is reflected at the measurement target portion of the measurement object and received by the light receiving tip of the light receiving fiber. Based on the light reception signal of the light receiving fiber, the distance to the measurement target portion of the measurement target is measured by the measurement unit. According to the distance measuring device of the present invention, at least one of the light projecting tip portion of the light projecting fiber and the light receiving tip portion of the light receiving fiber expands the core diameter toward the fiber front end surface and increases the light directivity of light. Has an improved core diameter enlargement.
[0008]
  When the light projecting tip of the light projecting fiber has a core diameter enlarged portion in which the core diameter is enlarged toward the fiber tip surface, the spread of light projected from the light projecting tip of the light projecting fiber is suppressed, The light directivity with respect to the optical axis is improved. In addition, when the light projecting tip of the light receiving fiber has a core diameter enlarged portion in which the core diameter is increased toward the fiber tip surface, the light receiving finger performance of the light receiving tip of the light receiving fiber is improved and disturbance light is received. It becomes difficult. FIG. 4A shows a light propagation form of a normal fiber having a core 100 and a clad 200 covering the core 100. The refractive index of the core 100 is larger than the refractive index of the clad 200. FIG. 4B shows a light projection propagation form in the case where the core diameter enlarged portion 150 in which the core diameter is enlarged toward the fiber front end surface 170 is formed in the light projecting fiber 1. FIG. 4C shows a light reception propagation mode in the case where the core diameter enlarged portion 150 in which the core diameter is enlarged toward the fiber tip surface 170 is formed in the light receiving fiber 21. As shown in FIGS. 4A, 4 </ b> B, and 4 </ b> C, light is totally reflected at the boundary between the fiber core 100 and the clad 200, so that the light propagates through the core 100. As shown in FIG. 4B, when the light propagating through the core 100 toward the fiber tip surface 170 in the light projecting fiber 1 reaches the core diameter enlarged portion 150 having an enlarged core diameter, the light projecting fiber is used. The tendency to project light from the fiber front end surface 170 in the direction along the optical axis of one core 100 is increased.Of the projecting fiber 1The light directivity with respect to the optical axis of the core 100 is improved, and the spread of light is suppressed. Further, as shown in FIG. 4C, with respect to the light incident on the light receiving tip of the light receiving fiber 21 from the outside of the light receiving fiber 21, the light greatly inclined with respect to the optical axis of the core 100 of the light receiving fiber 21 In order to transmit to the cladding 200 side of the light receiving fiber 21 in the core diameter enlarged portion 150 whose diameter has been enlarged,Of the receiving fiber 21It becomes impossible to enter the inside of the core 100, and the tendency to receive light from the fiber front end surface 170 in the direction along the optical axis of the light receiving fiber 21 is increased. The light directivity with respect to is improved and it becomes difficult to receive disturbance light. FIGS. 4A to 4C are schematic diagrams, and the fine refraction is ignored for the sake of clarity.
[0009]
  According to the preferable form of the distance measuring device according to the present invention, at least one of the following forms can be adopted.
[0010]
  -The core diameter enlarged part of the fiber can be formed by diffusing the dopant substance in the outer diameter direction of the core in a state where the core forming dopant substance for controlling the refractive index is included in the core. A high temperature heat treatment can be adopted as the diffusion treatment. The dopant material is GeO in the case of quartz fiber.₂, Fluorine, boron and the like.
[0011]
  The light projecting fiber has a light source or is connected to the light source. The light receiving fiber is connected to a conversion unit that converts an optical signal into an electrical signal. As the light receiving fiber, a configuration in which a plurality of light receiving fibers are arranged in parallel can be adopted. The light receiving fiber can be configured by arranging the light receiving fibers in a single row or in a plurality of rows. The light receiving fiber has a structure in which a plurality of light receiving fibers are arranged in parallel with the light projecting fiber, and the light receiving optical axis of each light receiving fiber is relative to the light projecting optical axis of the light projecting fiber.DifferentThe form which cross | intersects so that an intersection may be formed is employable.
[0012]
  ・ Receiving fiber consists of multiple receiving fibers whose receiving optical axis is relative to the projecting optical axis.To form different intersectionsIt is formed so as to intersect, and at the intersection of the light projecting optical axis of the light projecting fiber and the light receiving optical axis of each light receiving fiber, at the intersection where the light received amount peaks and the light received amount peaks. A form that can measure the corresponding distance can be adopted.
[0013]
  ・ The measurement target part of the measurement object is a narrow micro-pocket, and the form to measure the distance (depth) to the wall surface such as the bottom surface of the micro pocket or the wall surface condition such as the bottom surface condition based on the light reception signal of the light receiving fiber Can be adopted. Examples of the micro pocket include those having a gap width of 1 mm or less, 2 mm or less, and a depth of about 2 to 15 mm. Typical micro pockets include micro pockets such as cracks. Therefore, the distance measuring device according to the present invention can be applied to a crack measuring device. In this case, it is preferable that the light projecting portion of the light projecting fiber and the light receiving portion of the light receiving fiber be sized so as to face the opening of the narrow micro pocket.
[0014]
  ・ The measurement target part of the measurement object is the periodontal pocket of the tooth of a living organism such as a human body, and the form of measuring the distance (depth) to the wall surface of the periodontal pocket or the wall surface state based on the light reception signal of the light receiving fiber. Can be adopted. Therefore, the distance measuring device according to the present invention can be applied to a periodontal pocket measuring device. In this case, it is preferable that the light projecting portion of the light projecting fiber and the light receiving portion of the light receiving fiber have a minute size so as to face the opening of the narrow periodontal pocket.
[0015]
  When the distance measuring device according to the present invention is applied to a periodontal pocket measuring device, the diameter of the light projecting fiber and the diameter of the light receiving fiber can be appropriately selected, for example, about 20 to 250 μm, especially about 60 to 125 μm. However, the present invention is not limited to these. The inner diameter of the core is even smaller. In addition, although the depth of the wall surface of a periodontal pocket changes also with the disease state and patient of an affected part, it is generally 3 mm or more, and may be 7 mm or more depending on the case. Although the opening width of the exposed portion of the periodontal pocket varies depending on the disease state of the affected part and the patient, it is generally about 0.1 to 2 millimeters, particularly about 0.7 to 1 millimeter, but is limited thereto. It is not a thing.
[0016]
  -According to the apparatus of the present invention, the light source unit for making light incident on the light projecting fiber and the overlap between the light projecting area and the light receiving area are detected by the amount of light received by each light receiving fiber, and measured according to the detection signal. A measurement unit that measures the distance (depth) of the object to the measurement target site can be provided. Furthermore, an informing means for informing the magnitude of the measured distance can be provided. As the notifying means, means for visually displaying and notifying, or means for notifying with audible sound can be employed. As means for informing with an audible sound, means for informing with a scale or volume can be adopted.
[0017]
  It is preferable to provide a base portion for holding a light projecting fiber such as a light projecting fiber and a light receiving fiber such as a light receiving fiber. When applied to a periodontal pocket measuring device, it is preferable to make the tip of the base small in diameter. In this case, the diameter can be reduced so that the distal end of the base can be inserted or approached into the periodontal pocket between the gums and teeth.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
  1st Embodiment which actualized this invention is described based on FIGS. The present embodiment is applied to a periodontal pocket measuring apparatus that measures a wall surface state related to a periodontal pocket (measurement target site) of a tooth (measurement target) in a human body. FIG. 1 shows the overall configuration of this periodontal pocket measuring apparatus. As shown in FIG. 1 to FIG. 3, the periodontal pocket measuring device includes a light projecting fiber 1 that projects light toward the wall surface of the periodontal pocket, and light reflected by the wall surface of the periodontal pocket. A plurality of light receiving fibers 21 to 27 that receive light and a base 3 that holds the light projecting fiber 1 and the light receiving fibers 21 to 27 in a bundle. The base 3 includes a large-diameter probe cover 31 and a flexible small-diameter probe 32 led out from the probe cover 31. The tip of the probe 32 is shown as A.
[0019]
  As shown in FIG. 1, the periodontal pocket measuring device includes a light source unit 5 provided on the incident side and a measuring unit 6 provided on the emission side. The light source unit 5 includes a light source 50 that emits a laser beam as light, and an incident lens 51 that condenses the laser beam emitted from the light source 50 and enters the incident portion of the light projecting fiber 1. The measurement unit 6 includes a conversion unit 61 that converts an optical signal received by the light receiving fibers 21 to 27 into an electrical signal, a signal processing unit 62 that measures the distance by processing the electrical signal converted by the conversion unit 61, Based on the signal output from the signal processing unit 62, the data display unit 63 that functions as a notification unit that visually displays and notifies the depth of the wall surface of the periodontal pocket, and the signal output from the signal processing unit 62 A speaker unit 64 that functions as a notification unit that audibly reports the wall depth of the periodontal pocket based thereon, a control unit 65 that performs other controls, and a switch 66 that operates the measurement apparatus. The conversion unit 61 is formed of a photodiode array including a plurality of photodiodes 61 a provided on the other end side that is the emission side of each of the light receiving fibers 21 to 27. The speaker unit 64 is configured to change the tone (generally a scale) according to the measured depth of the wall of the periodontal pocket.
[0020]
  FIG. 2 shows a cross-sectional view of the tip A of the probe 32. As shown in FIG. 2, the fiber array 7 is formed by joining one light projecting fiber 1 and a plurality of light receiving fibers 21 to 27 in a state where they are juxtaposed in a row with a joining material 70 (solder layer). Is formed. The above-described fiber array 7 is fixed to the central region of the accommodation chamber 33 of the probe 32 of the base 3 by a fixing block 35 made of resin or metal. FIG. 3 shows an arrow view along the line W3-W3 in FIG.
[0021]
  As shown in FIG. 4B, the light projecting fiber 1 is formed of a core 100 and a clad 200 that covers the core 100. The light projecting front end portion of the light projecting fiber 1 has a core diameter enlarged portion 150 in which the core diameter is increased toward the fiber front end surface 170. Light propagates through the core 100 by being totally reflected at the boundary between the core 100 and the clad 200. When the light propagating through the core 100 in the light projecting fiber 1 reaches the core diameter enlarged portion 150 with the core diameter enlarged, the tendency to propagate and project in the direction along the optical axis of the core 100 increases. The light directivity with respect to the optical axis of the core 100 is increased, thereby suppressing the spread of light, improving the light projecting directivity, and narrowing the light beam projected from the light projecting fiber 1, Measurement points can be specified.
[0022]
  As shown in FIG. 4C, the light receiving fiber 21 is similarly formed of a core 100 and a clad 200 that covers the core 100. The light receiving tip of the light receiving fiber 21 has a core diameter enlarged portion 150 in which the core diameter is enlarged toward the fiber tip surface 170. The same applies to the other light receiving fibers 22 to 27. Regarding the light incident on the light receiving tips of the light receiving fibers 21 to 27 from the outside of the light receiving fibers 21 to 27, the light greatly inclined with respect to the optical axis of the core 100 is received by the core diameter expanding portion 150 having the core diameter expanded. Since the light passes through the clad 200 side of the fibers 21 to 27, it cannot enter the core 100. Thus, if the core diameter enlarged part 150 which expanded the core diameter toward the fiber front end surface 170 is formed in the light receiving tip part of the light receiving fibers 21 to 27, the light directivity with respect to the optical axis of the core 100 is increased, and as a result The light receiving finger performance when receiving light is improved, and it becomes difficult to receive disturbance light. Even if the core diameter enlarged portion 150 in which the core diameter is enlarged is provided only at the tip portion, the outer diameter of the light projecting fiber 1 is the same as the other fiber portions. The same applies to the light receiving fibers 21 to 27.
[0023]
  According to this embodiment, as shown in FIG. 5 (A), one light projecting fiber 1 having the core diameter enlarged portion and a plurality of light receiving fibers 21 to 27 having the core diameter enlarged portion are arranged in a row. In the state where they are juxtaposed with each other, a step of bonding them together by melting and solidifying a melting material such as solder, and thereafter, as shown in FIG. On the other hand, the fiber array 7 is formed by inclining the angle θ of the fiber tip surface 170 of the light receiving fibers 21 to 27 by polishing. In FIG. 5B, the angle θ is exaggerated for the sake of clarity, but is actually a minute angle.
[0024]
  As a result, as shown in FIG. 7, the light receiving optical axes 21 r to 27 r of the light receiving fibers 21 to 27 intersect the light projecting optical axis 11 r of the light projecting fiber 1. The measurement principle of the measurement apparatus according to this embodiment will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 7, the fiber tip surface 170 of the light projecting fiber 1 is a flat surface along the direction perpendicular to the axis of the light projecting fiber 1. Accordingly, the light projecting optical axis 11 r of the light projecting fiber 1 is extended to the front side along the length direction of the light projecting fiber 1. As shown in FIG. 7, the fiber tip surface 170 of each of the light receiving fibers 21 to 27 isSame direction at angle θSince it is inclined, it is inclined with respect to the light projecting optical axis 11 r of the light projecting fiber 1. Accordingly, the light receiving optical axes 21r to 27r of the light receiving fibers 21 to 27 are directed toward the light projecting optical axis 11r of the light projecting fiber 1 as they go downward in the figure (that is, ahead of the light projecting direction of the light projecting fiber 1). It is inclined to. Therefore, the light projecting optical axis 11r of the light projecting fiber 1 and the light receiving optical axes 21r to 27r of the light receiving fibers 21 to 27 intersect each other. This crossing angle is small.
[0025]
  The light receiving optical axes 21r to 27r are regions having high light receiving ability that can be received by the light receiving fibers 21 to 27. When the interval between the adjacent light receiving optical axes among the light receiving optical axes 21r to 27r is narrow, the light projecting optical axis 11r of the light projecting fiber 1 and the light receiving light of each of the light receiving fibers 21 to 27 are also used. When the crossing angles with the axes 21r to 27r are small, the light receiving fibers 21 to 27 have a high light focusing property and a high light receiving fingering property with respect to the light receiving optical axes 21r to 27r in order to avoid the influence of disturbance light. It is beneficial.
[0026]
  As shown in FIG. 7, the light receiving optical axes 21 r to 27 r of the light receiving fibers 21 to 27 intersect with the light projecting optical axis 11 r of the light projecting fiber 1. That is, the light receiving optical axis 21r of the light receiving fiber 21 intersects the light projecting optical axis 11r at a distance P1 from the end face 32f of the probe 32. The light receiving optical axis 22r of the light receiving fiber 22 intersects the light projecting optical axis 11r at a distance P2. The light receiving optical axis 23r of the light receiving fiber 23 intersects the light projecting optical axis 11r at a distance P3. The light receiving optical axis 24r of the light receiving fiber 24 intersects the light projecting optical axis 11r at a distance P4. The light receiving optical axis 25r of the light receiving fiber 25 intersects the light projecting optical axis 11r at a distance P5. The light receiving optical axis 26r of the light receiving fiber 26 intersects the light projecting optical axis 11r at a distance P6. The light receiving optical axis 27r of the light receiving fiber 27 intersects the light projecting optical axis 11r at a distance P7. Here, the magnitude relationship of the distance is in the order of P1 <P2 <P3 <P4 <P5 <P6 <P7.
[0027]
  Further explanation will be added. As shown in FIG. 7, the light receiving optical axes 21 r to 27 r of the light receiving fibers 21 to 27 intersect the light projecting optical axis 11 r of the light projecting fiber 1. As the light receiving fibers 21 to 27 move away from the light projecting fiber 1 in the fiber juxtaposition direction, the intersections 21p of the light projecting optical axis 11r of the light projecting fiber 1 and the light receiving optical axes 21r to 27r of the light receiving fibers 21 to 27 are formed. 27p is set so as to be separated from the lens 11 which is a light projecting portion of the light projecting fiber 1 in the light projecting direction.
[0028]
  At the intersections 21p to 27p, the light projecting area from the light projecting fiber 1 and the light receiving areas of the respective light receiving fibers 21 to 27 overlap most. The amount of light received by each of the light receiving fibers 21 to 27 changes according to the overlapping area. In other words, the amount of light received by each of the light receiving fibers 21 to 27 changes according to the area where the light projecting region and the light receiving region overlap on the measurement target portion of the light projecting measurement target. The amount of received light reaches a peak at the intersection where the light receiving optical axes 21r to 27r coincide with and intersect with the light projecting optical axis 11r.
[0029]
  As can be understood from FIG. 7, the light receiving fibers 21 to 27 of the fiber array 7 are projected at the intersections 21 p to 27 p of the light projecting optical axis 11 r and the light receiving optical axes 21 r to 27 r of the light receiving fibers 21 to 27. The light receiving fibers 21 to 27 are arranged side by side so as to change at a certain interval along the optical axis 11r line.
[0030]
  As shown in FIG. 6, when the distance of the measurement target portion of the measurement target is at the position P1, the amount of light received by the light receiving fiber 21 in the fiber array 7 is the largest. When the distance of the measurement target portion of the measurement target is at the position P2, the amount of light received by the light receiving fiber 22 in the fiber array 7 is the largest. When the distance of the measurement target portion of the measurement target is at the position P3, the amount of light received by the light receiving fiber 23 in the fiber array 7 is the largest. When the distance of the measurement target portion of the measurement target is at the position P4, the amount of light received by the light receiving fiber 24 in the fiber array 7 is the largest. When the distance of the measurement target portion of the measurement target is at the position P5, the amount of light received by the light receiving fiber 25 in the fiber array 7 is the largest. When the distance of the measurement target portion of the measurement target is at the position P6, the amount of light received by the light receiving fiber 26 in the fiber array 7 is the largest. When the distance of the measurement target portion of the measurement target is at the position P7, the amount of light received by the light receiving fiber 27 in the fiber array 7 is the largest. In other words, as the distance from the tip of the probe 32 to the distance from the wall surface in the periodontal pocket becomes longer, the light receiving fiber having a larger light reception amount is the light receiving fiber 21 → the light receiving fiber 22 → the light receiving fiber 23 → the light receiving fiber 24. → light receiving fiber 25 → light receiving fiber 26 → light receiving fiber 27 In FIG. 6, NL means a noise level.
[0031]
  According to the present embodiment, various methods can be employed as a method for calculating the distance from the tip of the probe 32 to the measurement target site. For example, there are the following two.
[0032]
  First, the numbers of the light receiving fibers 21 to 27 and the distances P1 to P7 of the light receiving peak intensities of the light receiving fibers 21 to 27 are associated in advance. Then, the number of the light receiving fiber that maximizes the amount of light received among the light receiving fibers 21 to 27 is obtained, and based on this, the distance from the tip of the probe 32 to the site to be measured is calculated.
[0033]
  Secondly, among the light receiving fibers 21 to 27, the light receiving fiber number indicating the maximum light receiving amount and the light receiving fiber adjacent to the light receiving fiber indicating the maximum light receiving amount are obtained. Then, the light reception ratio between the two is obtained, and the distance from the tip of the probe 32 to the measurement target part is calculated based on the light receiving fiber number indicating the maximum light reception and the light reception ratio. For example, if the light receiving fiber indicating the maximum light receiving amount is 22, the light receiving fibers 21 and 23 adjacent to the light receiving fiber 22 are obtained, and the light receiving amount ratio (the ratio between the light receiving amount of the light receiving fiber 21 and the light receiving amount of the light receiving fiber 22; At least one of the ratio of the amount of light received by the light receiving fiber 23 and the amount of light received by the light receiving fiber 22) is obtained, and based on this, the distance from the tip of the probe 32 to the site to be measured is calculated. However, the calculation method is not limited to the above.
[0034]
  Next, the case of measuring the distance (depth) of the tooth 90 to the wall surface of the periodontal pocket 91 will be described with reference to FIGS. As shown in FIGS. 8 and 10, the tip of the probe 32 of the measuring device is caused to face a periodontal pocket 91 formed between the tooth 90 and the gum 92. In this case, the scale 32m provided at the tip of the probe 32 of the measuring device and the tip 92m of the gum 92 are combined to obtain the measurement origin. The switch 66 of the measuring device is turned on, and the probe 32 of the measuring device is moved in parallel at a low speed from point A to point B along the front side surface of the tooth 90 or the back side surface of the tooth 90 as shown in FIG. To perform scanning. Thereafter, the switch 66 is turned off.
[0035]
  When scanning is performed as described above, the maximum distance (maximum depth) to the wall surface of the periodontal pocket 91 per scanning cycle is obtained. This is displayed on the data display unit 63. 11 and 12 show a form in which the maximum distance (maximum depth) to the wall surface of the periodontal pocket 91 is displayed in time series. FIG. 11 digitally displays the depth of the periodontal pocket 91. FIG. 12 shows the depth of the periodontal pocket 91 in an analog manner. 11 and 12, the horizontal axis indicates the moving distance from the point A to the point B, and the vertical axis indicates the depth (unit: mm) of the periodontal pocket 91. 11 and 12 includes distance data (depth data) to the wall surface of the periodontal pocket 91 when scanning is performed. In this way, the distance to the wall surface of the periodontal pocket 91 and thus the wall surface state can be grasped more accurately, which is effective for the treatment of teeth.
[0036]
  As can be understood from the above description, according to the present embodiment, as shown in FIG. 4 (B), the light projecting tip of the light projecting fiber 1 has an increased core diameter toward the fiber front end surface 170 and light focusing properties. The core diameter enlarged portion 150 is increased. Therefore, the light directing property of the light projected from the light projecting fiber 1 is improved. As shown in FIG. 4C, the light receiving tips of the light receiving fibers 21 to 27 have a core diameter enlarged portion 150 that increases the core diameter toward the fiber tip surface 170 to improve the light focusing property. Therefore, the light-guiding performance when receiving light from the outside of the light-receiving fibers 21 to 27 to the light-receiving tips of the light-receiving fibers 21 to 27 is improved. Thus, the light projecting directivity is improved so that the measurement point can be specified, and the light receiving finger directivity is improved, so that it is difficult to receive disturbance light in the periodontal pocket, which is advantageous for ensuring measurement accuracy. It becomes. In particular, as described above, even when the crossing angle between the light projecting optical axis 11r of the light projecting fiber 1 and the light receiving optical axes 21r to 27r of the light receiving fibers 21 to 27 is small, the measurement accuracy is ensured. Is advantageous.
[0037]
  (Second Embodiment)
  A second embodiment of the present invention is shown in FIGS. The second embodiment has basically the same configuration as the first embodiment, and has the same effects. The periodontal pocket 91 may be blocked depending on the medical condition of the patient. Therefore, according to the second embodiment, a fluid typified by a liquid material such as water or air can be sprayed onto the periodontal pocket 91, and the blocked portion can be pushed out by fluid pressure. That is, according to the present embodiment, as shown in FIG. 14, the ultrafine ejection nozzle 100 that ejects fluid such as air or water is held in the accommodation chamber 33 of the probe 32 together with the fiber array 7. The fiber array 7 is disposed in the central area of the accommodation chamber 33 of the probe 32. As shown in FIG. 14, a plurality of ejection nozzles 100 are provided, and are provided so as to hold the fiber array 7 in the accommodating chamber 33 of the probe 32. The ejection nozzle 100 is connected to the ejection device 104 via a connecting hose 102.
[0038]
  Also in the present embodiment, as in the case of the first embodiment, the light projecting distal end portion of the light projecting fiber 1 has a core diameter expanding portion 150 in which the core diameter is expanded toward the fiber distal end surface 170. As shown in FIG. 4C, the light receiving tip portions of the light receiving fibers 21 to 27 have a core diameter enlarged portion 150 in which the core diameter is enlarged toward the fiber tip surface 170. Accordingly, the light projecting directivity of light projected from the light projecting tip of the light projecting fiber 1 is improved, and the light receiving tip of the light receiving fibers 21 to 27 receives light from the outside of the light receiving fibers 21 to 27. Improves light reception fingering. Thus, the light projecting directivity is improved so that the measurement point can be specified, and the light receiving finger directivity is improved, so that it is difficult to receive disturbance light in the periodontal pocket, which is advantageous for ensuring measurement accuracy. . As shown in FIG. 15, the tip portion 7x of the fiber array 7 protrudes from the tip portion 100x of the ejection nozzle 100, so that fluid such as air or liquid ejected from the ejection nozzle 100 is allowed to flow through the fiber array 7. It can also be expected to spray the tip 7x, which is advantageous for cleaning the tip 7x of the fiber array 7.
[0039]
  (Third embodiment)
  A third embodiment of the present invention is shown in FIGS. The third embodiment has basically the same configuration as the first embodiment, and has the same effects. FIG. 17 shows a cross-sectional view of the tip A of the probe 32. 18 shows an arrow view along the line W18-W18 in FIG. A minute displacement actuator 8 is provided along the fiber array direction of the fiber array 7 so as to be adjacent to the fiber array 7. The minute displacement actuator 8 is provided next to the light receiving fibers 21 to 27 constituting the fiber array 7 in a direction intersecting with the juxtaposed direction (arrow Y direction). The micro-displacement actuator 8 according to the present embodiment is composed of a bimorph type piezoelectric element formed by laminating two layers of sheet-like piezoelectric bodies 80 in the thickness direction thereof. It has an electrode for applying. Since one of the two-layer sheet-like piezoelectric bodies 80 expands in the length direction due to the application of voltage, the micro-displacement actuator 8 can be bent and deformed as if bimetallic as shown in FIG. . Alternatively, when one of the two-layered sheet-like piezoelectric bodies 80 expands in the length direction and the other piezoelectric body 80 contracts in the length direction by applying a voltage, the bending deformation of the micro-displacement actuator 8 is performed. The amount is further increased. As shown in FIG. 17, the width dimension K1 of the minute displacement actuator 8 corresponds to the width dimension of the fiber array 7, and the fiber array 7 can be effectively bent and deformed. If the voltage applied to the minute displacement actuator 8 is released, the bending deformation of the minute displacement actuator 8 returns to the original, so the bending deformation of the fiber array 7 (light projecting fiber 1 and light receiving fibers 21 to 27) is also based on. Return. Note that the micro-displacement actuator 8 that is a piezoelectric element has good response operability.
[0040]
  The fiber array 7 and the minute displacement actuator 8 described above are fixed to the accommodation chamber 33 of the probe 32 of the base 3 by a fixed block portion 35 made of resin or metal. However, as shown in FIGS. 18 and 19, the distal end portion 7x of the fiber array 7 and the distal end portion 8x of the minute displacement actuator 8 are exposed from the surface 35c of the fixed block portion 35 so as to be warp deformable. The minute displacement actuator 8 is not limited to a piezoelectric body, and may be formed of any one of a bimetal, a magnetostrictive element, and an electromagnetic actuator.
[0041]
  According to this embodiment, if the light projecting direction of the light projecting fiber 1 and the light receiving directions of the light receiving fibers 21 to 27 are displaced by the minute displacement actuator 8 in the direction of the arrow X (see FIG. 19), the displacement direction is included. It is advantageous for measuring the distance (depth) of the measurement object to the measurement target part, can increase the area of the measurement part, and obtain more effective distance information about the measurement target part of the measurement target. This is advantageous. In particular, since the light projecting direction of the light projecting fiber 1 and the light receiving direction of the light receiving fibers 21 to 27 can be changed in the same direction, the light projected from the light projecting fiber 1 and reflected at the measurement target site is received by the light receiving fibers 21 to 21. 27 is advantageous for receiving light.
[0042]
  In particular, when the light projecting direction of the light projecting fiber 1 is displaced by the minute displacement actuator 8, irregular reflection may easily occur in the measurement site depending on the shape of the measurement site. In this regard, according to the present embodiment, as shown in FIG. 4B, the core diameter of the light projecting tip of the light projecting fiber 1 is increased toward the fiber tip surface 170 as in the case of the first embodiment. The core diameter enlarged portion 150 is provided. As shown in FIG. 4C, the light receiving tip portions of the light receiving fibers 21 to 27 have a core diameter enlarged portion 150 in which the core diameter is enlarged toward the fiber tip surface 170. For this reason, the light projecting directivity of the light projecting fiber 1 can be improved and the measurement point can be specified, and the light receiving finger performance of the light receiving fibers 21 to 27 is improved, which is advantageous in reducing the influence of disturbance light.
[0043]
  (Other examples) Although the above-described embodiment is applied to a periodontal pocket measuring device that measures the depth of a tooth periodontal pocket and a wall surface state, the present invention is not limited thereto, and the depth of a micropocket such as a crack, The present invention can also be applied to a minute pocket measuring device that measures a wall surface state. Furthermore, the present invention can also be applied to a distance measuring device that measures the distance of the measurement object to the measurement target site, and in particular, to a minute distance measurement device that measures a minute distance of the measurement target to the measurement target site. In the embodiment described above, both the light projecting fiber 1 and the light receiving fibers 21 to 27 have the core diameter enlarged portion 150, but either one may be used depending on the part to be measured. In addition, the present invention is not limited only to the embodiment described above and shown in the drawings, and can be implemented with appropriate modifications within a range not departing from the gist, such as being applicable to adjustment of aircraft engines and the like. is there. Even a part of the matters described in the embodiments can be described in each claim.
[0044]
  (Supplementary note) The following technical idea can be understood from the above description.
-Projecting light toward a wall surface such as the bottom surface of the periodontal pocket, and a projecting fiber having a core for propagating the light and a clad for reflecting the light provided on the outside of the core, and the bottom surface of the periodontal pocket A light receiving fiber having a core that propagates the light and a cladding that reflects the light provided on the outside of the core, and a light receiving fiber that is reflected on the wall by the light measuring fiber; In a distance measuring device comprising a measuring unit for measuring a distance of a measuring object to a measurement target part based on a light reception signal of the light receiving fiber relating to light reflected from the measurement target part of the measurement target, At least one of the optical tip and the light receiving tip of the light receiving fiber has a core diameter enlarged portion in which the core diameter is enlarged toward the fiber tip surface. Tsu door measuring device.
-A measuring fiber that projects light toward the measurement target part of the measurement target, a light receiving fiber that receives light reflected from the measurement target part of the measurement target, and a measurement target based on the light reception signal of the light receiving fiber In a distance measuring device for measuring a distance to an object measurement target part, a light projecting unit of a light projecting fiber and a light receiving unit of a light receiving fiber are displaced in the same direction, and the light projecting direction of the light projecting unit of the light projecting fiber and the light receiving fiber And a micro-displacement actuator that converts the light receiving direction of the light receiving portion to the same direction, and at least one of the light projecting tip portion of the light projecting fiber and the light receiving tip portion of the light receiving fiber has a core diameter toward the fiber tip surface. A distance measuring device characterized by having a core diameter expanding portion that expands the diameter and improves the light directivity with respect to the optical axis.
[0045]
【The invention's effect】
  The distance measuring device according to the present invention can measure the distance to the wall surface of the measurement target part without contacting the measurement target part of the measurement target. Furthermore, at least one of the light projecting front end portion of the light projecting fiber and the light receiving front end portion of the light receiving fiber has a core diameter enlarged portion that increases the core diameter toward the fiber front end surface and improves the light directivity with respect to the optical axis. . For this reason, the light projecting ability of the light projecting fiber or the light receiving finger performance of the light receiving fiber is improved. For this reason, the measurement point can be specified and disturbance light is hardly received. Therefore, it is advantageous to improve the measurement accuracy when measuring the distance such as depth.
Furthermore, according to the distance measuring device of the present invention, the plurality of light receiving fibers are arranged in a line with respect to the light projecting fiber, and the light projecting tip portion of the light projecting fiber is a flat fiber tip along the direction perpendicular to the axis thereof. In addition to having a surface, the fiber tip surfaces of the light receiving tip portions of the plurality of light receiving fibers have a structure in which the angle θ is continuously inclined with respect to the fiber tip surface of the light projecting tip portion of the light projecting fiber. Therefore, the distance measurement can be performed by intersecting the light receiving optical axes of the plurality of light receiving fibers with respect to the light projecting optical axes of the light projecting fibers so as to form different intersections.

[0046]
  When the distance measuring device according to the present invention is applied to a minute pocket measuring device, the distance (depth) to the wall surface of the minute pocket such as a crack can be accurately measured. Further, when the distance measuring device according to the present invention is applied to the periodontal pocket measuring device, the distance (depth) of the tooth to the wall surface of the periodontal pocket can be accurately measured.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of an entire measuring apparatus according to a first embodiment.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing an enlarged tip of a probe of a measuring apparatus according to the first embodiment.
3 is an arrow view along the direction W3-W3 in FIG. 2;
FIG. 4A is a diagram schematically illustrating a general optical fiber numbering mode, and FIG. 4B is a schematic diagram illustrating a light beam numbering method of a light projecting fiber according to the first embodiment. (C) is a figure which shows typically the optical transmission number form of the light reception fiber which concerns on 1st Embodiment.
FIG. 5 is a configuration diagram schematically showing a manufacturing process of a fiber array.
FIG. 6 is a graph showing the relationship between the distance from the probe tip and the amount of light received by each light receiving fiber according to the first embodiment.
FIG. 7 is a diagram schematically illustrating a light propagation form of a light projecting fiber and a light receiving fiber of the measuring apparatus according to the first embodiment.
FIG. 8 is a configuration diagram schematically showing a state in which measurement is performed by inserting the distal end portion of the probe of the measuring device into a periodontal pocket according to the first embodiment.
FIG. 9 is a configuration diagram schematically showing a state in which the tip of the probe of the measuring apparatus is moved along the teeth according to the first embodiment.
FIG. 10 is a configuration diagram schematically showing a state in which measurement is performed by inserting the distal end portion of the probe of the measuring device into a periodontal pocket according to the first embodiment.
FIG. 11 is a graph showing a display form of a distance (depth) to a wall surface of a periodontal pocket according to the first embodiment.
FIG. 12 is a graph showing a display form of a distance (depth) to a wall surface of a periodontal pocket according to the first embodiment.
FIG. 13 is a configuration diagram of the entire measuring apparatus according to the second embodiment.
FIG. 14 is an enlarged cross-sectional view showing a tip of a probe of a measuring apparatus according to a second embodiment.
15 is an arrow view along the direction W15-W15 in FIG. 14 according to the second embodiment.
16 is a view as viewed from an arrow along the direction W16-W16 in FIG. 14 according to the second embodiment.
FIG. 17 is an enlarged cross-sectional view showing a tip of a probe of a measuring apparatus according to a third embodiment.
18 relates to the third embodiment and is an arrow view along the direction W18-W18 in FIG. 17;
FIG. 19 is a diagram illustrating a state in which the tip end portion of the fiber array is warped and deformed by the minute displacement actuator according to the third embodiment.
[Explanation of symbols]
  In the figure, 1 is a light projecting fiber, 21 to 27 are light receiving fibers, 7 is a fiber array, 91 is a periodontal pocket, 100 is a core, 150 is a core diameter increasing structure, 170 is a fiber front end surface, 200 is a cladding, 11r is Light projecting optical axes, 21r to 27r, light receiving optical axes.

Claims

A light projecting fiber that projects light toward the measurement target portion of the measurement object, and has a core that propagates the light and a clad provided outside the core;
A light receiving fiber that receives the light reflected by the measurement target portion of the measurement target and has a core for propagating the light and a cladding provided outside the core;
A measurement unit that measures the distance of the measurement object to the measurement target part based on a light reception signal of the light receiving fiber related to the light projected by the light projection fiber and reflected by the measurement target part of the measurement target object. In the distance measuring device to
At least one of the light projecting tip of the light projecting fiber and the light receiving tip of the light receiving fiber is:
And we have a core diameter-most with improved light directivity with respect to the optical axis to expand the core diameter toward its fiber tip surface, further,
The plurality of light receiving fibers are arranged in a row with respect to the light projecting fiber, and the light projecting tip portion of the light projecting fiber has a flat fiber tip surface along the direction perpendicular to the axis thereof, and the plurality of light receiving fibers. A distance measuring device having a structure in which a fiber front end surface of a light receiving front end portion of a fiber is inclined continuously at an angle θ with respect to the fiber front end surface of the light projecting front end portion of the light projecting fiber .

Te claim 1 smell, the fiber tip face of the light receiving tip portions of the plurality of the light receiving fiber, the distance measuring apparatus characterized by being tilted by polishing.

3. The distance measuring device according to claim 1, wherein the measurement target portion of the measurement target is a wall surface of a periodontal pocket of a tooth.