JPH10221038A

JPH10221038A - 光学的計測装置および光学的計測方法

Info

Publication number: JPH10221038A
Application number: JP2151197A
Authority: JP
Inventors: Yuusuke Nonomura; 友佑野々村
Original assignee: Egawa KK
Current assignee: Egawa KK
Priority date: 1997-02-04
Filing date: 1997-02-04
Publication date: 1998-08-21

Abstract

(57)【要約】【課題】被測定物の外部または内部の形状等を、被測
定物に対して特別な処理を施すことなく、光学的に且つ
容易に計測することの出来る計測装置の提供。【解決手段】被測定物１４に測定光を投射し、反射ま
たは透過した検査光を計測することによって被測定物１
４の形状等を測定するに際して、波長調節手段２４を設
けて測定光の波長を任意に設定可能とする一方、測定に
先立って、測定光の波長を変化させた際の検査光の強度
変化を検出し、その検出結果に基づいて、測定に適した
測定光の波長を決定するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【技術分野】本発明は、物の外部や内部の形状や性状等
を非接触で光学的に観察することの出来る光学的な計測
装置および計測方法に関するものであって、歯や歯肉，
顎骨，下，頬，充填材，四股，各種臓器，各種インプラ
ントなどをはじめとした生体や生体材料の形状計測や機
能診断等に好適に用いられ、なかでも特に歯科の診断や
治療等に際して極めて好適に用いられる光学的計測装置
および光学的計測方法に関するものである。

【０００２】

【従来技術】各種の技術分野において物の外部や内部の
形状や性状等を観察することが必要となる場合があり、
例えば、歯科分野の状況を取り上げて説明すると、歯科
治療に際しては、患者の歯や歯肉，顎骨等の状態を観察
することが必要となる。そして、歯科治療に際しての観
察手法としては、従来、一般に、Ｘ線撮影や直接視認の
他、歯科修復に際しての印象材による形状認識等が採用
されており、近年では可視光線による形状計測も開発さ
れている。

【０００３】ところが、Ｘ線撮影や直接視認、印象材に
よる形状認識等では、得られる情報が極めて限られてお
り、歯の性状の詳細な観察や診断，治療等に際して、得
られる情報や精度が不足する場合があった。また、可視
光線による形状計測では、表面形状の観察しか行うこと
が出来ないことに加えて、歯牙内部へのしみ込み（歯牙
内部での多重散乱や多重反射）を防止するために歯牙表
面に光不透過性のコーティング材を塗布しなければなら
ず、検者や被検者に負担がかかり、観察作業が極めて煩
雑であった。

【０００４】なお、電子や陽子等の共鳴状態によって診
断，治療，修復等を行う核磁気共鳴法も開発されている
が、装置が極めて複雑となることが避けられないことに
加えて、核の性質に依存したものである点で生体情報と
して特殊性があり、特に、歯牙等の組織等の内部の形状
や状態は、特有の造影剤を用いて計測する必要があるた
めに、検者および被検者の負担が大きいという問題があ
った。

【０００５】

【解決課題】ここにおいて、本発明は、上述の如き事情
を背景として為されたものであって、その解決課題とす
るところは、生体や生体材料等をはじめとする物の外的
または内的な形状等を、検者や被検者に大きな負担をか
けることなく、容易に且つ良好な精度で計測することが
可能であり、特に歯科治療等に際して好適に採用される
光学的計測装置および光学的計測方法を提供することに
ある。

【０００６】

【解決手段】そして、このような課題を解決するため
に、請求項１に記載の発明の特徴とするところは、測定
光を被測定物に投射し、反射または透過した検査光を計
測することにより、該被測定物の外部または内部を観察
する光学的計測装置において、（ａ）前記測定光の波長
を連続的または段階的に変化させる波長調節手段と、
（ｂ）前記検査光の強度を検出する光強度検出手段と、
（ｃ）該光強度検出手段によって検出された検査光の強
度に基づいて、前記波長調節手段による前記測定光の設
定波長を決定する波長選択手段とを、設けたことにあ
る。

【０００７】このような請求項１に記載の発明に従う構
造とされた光学的計測装置においては、被測定物におけ
る光学的に特有の反射，透過，共鳴，吸収等の特徴に基
づいて、測定光の波長を選択して適当に設定することに
より、被測定物の光学的特徴を利用して、被測定物にお
ける表面から深部にまで至る外部および内部の形状の計
測を行うことができる。また、被測定物の光学的特徴を
考慮し、多重散乱や多重反射が可及的に抑えられる波長
の測定光を採用することにより、被測定物に対するコー
ティング材の塗布等の処理を特に必要とすることなく、
被測定物の形状を観察することが出来るのである。

【０００８】それ故、かかる光学的計測装置において
は、レーザ光源等の特定波長光の発生装置を用いて簡単
な構造で実現され得ると共に、計測に際しての労力負担
が軽減されて、歯牙等の被測定物の外部形状や内部形状
を容易かつ迅速に測定することが出来るのである。

【０００９】また、かかる光学的計測装置においては、
測定光の周波数を適当に設定することにより、歯牙等の
状態を観察して診断等することも可能であり、例えば、
歯牙の場合に、齲歯部と健状部では光学的特徴が異なる
ことを利用して、齲歯の有無や状態、治療状態等を診断
等することも出来る。

【００１０】また、請求項２に記載の発明は、請求項１
に記載の発明に従う構造とされた光学的計測装置におい
て、前記被測定物が生体または生体材料であることを、
特徴とする。

【００１１】このような請求項２に記載の発明において
は、計測に際しての被検者の負担軽減が極めて有利に達
成され得るのであり、また、被測定物たる生体や生体材
料に対して特別な前処理を行うことなく計測できること
から、前処理による副作用等の心配も回避される。な
お、生体とは、動植物の体をいい、特に人体に対して好
適に適用され得る。また、生体材料とは、生体を構成す
る各部位の他、治療等に際して生体に組み込まれる自然
物や人工物を含む。具体的には、生体または生体材料と
しては、例えば、歯や歯肉，顎骨，舌，頬，充填材，四
股，各種臓器，各種インプラント等を含み、そのような
物の形状計測や機能診断，組織診断，治療モニタ等をす
る際に、請求項１に記載の発明に従う構造とされた光学
的計測装置が好適に採用される。

【００１２】また、請求項３に記載の発明は、請求項１
又は２に記載の発明に従う構造とされた光学的計測装置
であって、前記波長選択手段において、前記測定光の設
定波長が、前記被測定物の固有の吸収波長に同調するよ
うに決定されることを、特徴とする。

【００１３】このような請求項３に記載の発明において
は、特別な光不透過性のコーティング材の塗布作業等を
特に必要とすることなく、被測定別の外的形状や内的形
状を観察することができる。なお、被測定物の固有の吸
収波長とは、被測定物における吸収率が最大となる波長
域をいい、被測定物の構成物質が層状等をなして複数あ
る場合には、計測しようとする部位の構成物質における
固有の吸収波長をいう。

【００１４】すなわち、例えば歯牙の場合には、一般
に、エナメル質の吸収ピーク波長が９μｍ前半，象牙質
の吸収ピーク波長が９μｍ後半，合成アパタイトにおけ
る理想的結晶の吸収ピーク波長が８．８μｍと、それぞ
れ差がある。また、各吸収ピーク波長で極めて光（電磁
波）の吸収が激しく、それ以上深部へは光が殆ど到達し
ないという特徴を有しており、多重散乱や多重反射が防
止されることとなる。また、この吸収ピーク波長域で
も、その表面（内部形状の場合は境界面）での反射率
が、一般に３％程度はあり、吸収が激しくても反射波が
存在することから、この反射波を検査光として観察する
ことにより、被測定物の外部または内部の形状を、特別
なコーティング処理等を施すことなく、容易に且つ精度
よく測定することが出来るのである。なお、測定光の設
定波長が被測定物の固有の吸収波長に同調するように決
定するに際して、被測定物の材質や測定条件等によって
は、反射波を有利に得るために、測定光の設定波長を被
測定物の吸収ピーク波長から少しずらせることも可能で
あり、そのようにピーク波長から少しずらせて測定光の
波長を決定することも、本発明にいう固有波長への同調
に含まれる（請求項４〜７においても同じ）。

【００１５】また、請求項４に記載の発明は、請求項１
又は２に記載の発明に従う構造とされた光学的計測装置
であって、前記波長選択手段において、前記測定光の設
定波長が、前記被測定物の固有の共鳴波長に同調するよ
うに決定されることを、特徴とする。なお、被測定物の
固有の共鳴波長とは、被測定物において計測しようとす
る部位の構成物質における電子や陽子，分子の共鳴の波
長をいい、照射された電磁波（光）が、エネルギ順位の
遷移や結合力への振動運動などに最も効率的に変換され
吸収される波長域をいう。

【００１６】従って、このような請求項４に記載の発明
に従う構造とされた光学的計測装置においても、請求項
３に記載の発明に係る光学的計測装置と同様、反射波を
検査光として観察することにより、被測定物の外部また
は内部の形状を、特別なコーティング処理等を施すこと
なく、容易に且つ精度よく測定することが出来るのであ
る。

【００１７】また、請求項５に記載の発明は、請求項１
又は２に記載の発明に従う構造とされた光学的計測装置
であって、前記波長選択手段において、前記測定光の設
定波長が、前記被測定物の固有の透過波長に同調するよ
うに決定されることを、特徴とする。なお、被測定物の
固有の透過波長とは、被測定物において計測しようとす
る部位に電磁波（光）投射したときに、透過率が最大と
なる波長域をいう。

【００１８】従って、このような請求項５に記載の発明
に従う構造とされた光学的計測装置においては、被測定
物の透過光を検査光として計測することにより、目視や
Ｘ線投射では従来観察することができなかった内部構造
を観察することも可能となるのである。

【００１９】また、請求項６に記載の発明は、請求項１
又は２に記載の発明に従う構造とされた光学的計測装置
であって、前記波長選択手段において、前記測定光の設
定波長が、前記被測定物の固有の不透過波長に同調する
ように決定されることを、特徴とする。なお、被測定物
の固有の不透過波長とは、被測定物において計測しよう
とする部位に電磁波（光）を投射したときに、吸収や反
射等によって、不透過率が最大となる波長域をいう。

【００２０】更にまた、請求項７に記載の発明は、請求
項１又は２に記載の発明に従う構造とされた光学的計測
装置であって、前記波長選択手段において、前記測定光
の設定波長が、前記被測定物の固有の反射波長に同調す
るように決定されることを、特徴とする。なお、被測定
物の固有の反射波長とは、被測定物において計測しよう
とする部位に電磁波（光）を投射したときに反射率が最
大となる波長域をいう。

【００２１】このような請求項６または請求項７に記載
の発明に従う構造とされた光学的計測装置においては、
何れも、請求項３に記載の発明に係る光学的計測装置等
と同様、反射波を検査光として観察することにより、被
測定物の外部または内部の形状を、特別なコーティング
処理等を施すことなく、容易に且つ精度よく測定するこ
とが可能となる。

【００２２】また、請求項８に記載の発明は、請求項１
乃至７の何れかに記載の発明に従う構造とされた光学的
計測装置において、前記測定光の周波数を変調する周波
数変調手段を有することを、特徴とする。

【００２３】かかる請求項８に従う構造とされた光学的
計測装置においては、検査光の一方或いは両方に周波数
変調をかけて、その周波数またはビート周波数により、
散乱光より直進する透過光のみの分離検出を容易にする
ことが出来るから、これを併用することによって被測定
物の内部の形状の観察等が一層容易となる。また、周波
数変調された測定光のうち２周波数をとり、この２つの
周波数での計測結果を比較することによって、反射係数
の影響を減少させることも出来る。なお、周波数変調手
段としては、位相変調を採用することも可能である。

【００２４】また、請求項９に記載の発明は、請求項１
乃至８の何れかに記載の発明に従う構造とされた光学的
計測装置において、前記測定光の振幅を変調する振幅変
調手段を有することを、特徴とする。

【００２５】かかる請求項９に従う構造とされた光学的
計測装置においては、検査光を受光素子で受けて計測す
るに際して、受光素子のダイナミックレンジにより近い
反射光を得るように、光源の光の振幅を調節することが
可能であり、それによって、計測精度の更なる向上を図
ったり、検査光に基づいて被測定物をモニタする際の像
のコントラストを調節することが可能となる。

【００２６】また、請求項１０に記載の発明は、請求項
１乃至９の何れかに記載の発明に従う構造とされた光学
的計測装置において、前記測定光を前記被測定物に導い
て投射する光路部材を有することを、特徴とする。

【００２７】更にまた、請求項１１に記載の発明は、請
求項１乃至１０の何れかに記載の発明に従う構造とされ
た光学的計測装置において、前記検査光を受光して検出
部に導く光路部材を有することを、特徴とする。

【００２８】なお、上記光路部材としては、光ファイバ
やミラー等が適宜に、必要に応じて組み合わされて、採
用される。そして、このような投射側光路部材や検出側
光路部材を採用することにより、各種の被測定物に対し
て、投射光を正確な位置に導いたり、検出光を正確な位
置で受けたりすることが容易となり、測定可能な対象物
の範囲が拡大されると共に、労力の軽減と計測精度の向
上が有利に図られ得る。

【００２９】また、請求項１２に記載の発明は、請求項
１乃至１１の何れかに記載の発明に従う構造とされた光
学的計測装置において、前記検査光から特定の波長成分
を抽出する抽出手段を有することを、特徴とする。な
お、抽出手段としては、例えば、ファブリペローエタロ
ンやグレーティング，光学フィルタ等のハードウェア的
機構の他、ＦＦＴ（高速フーリエ変換）やウェーブレッ
ト解析等のソフトウエア的機構が採用され得る。

【００３０】このような請求項１２に記載の発明に従う
構造とされた光学的計測装置においては、測定光が他波
長の光を含む場合や、外部からの入射光がある場合等に
も、検査光への悪影響が軽減乃至は防止されて、測定精
度の維持や向上が図られ得る。

【００３１】また、請求項１３に記載の発明は、請求項
１乃至１２の何れかに記載の発明に従う構造とされた光
学的計測装置において、前記測定光が、干渉性光である
ことを、特徴とする。

【００３２】なお、干渉性光とは、コヒーレントな光で
あり、波面がそろったきれいな光をいう。干渉性光は単
一波長性があり、本発明において、特に有利に採用され
るのであり、干渉性光を採用すれば、位相がそろった光
なので結晶構造などの連続構造体への吸収が位相の乱れ
た光より有利な場合が多く、また、被測定物の吸収性の
ピーク等もより顕著となり易く、計測精度の向上等が図
られ得る。

【００３３】また、請求項１４に記載の発明は、請求項
１乃至１３の何れかに記載の発明に従う構造とされた光
学的計測装置において、前記測定光が、干渉縞であるこ
とを、特徴とする。

【００３４】なお、干渉縞とは、干渉性光を複数用いて
重ね合わせること等によって、空間的に縞のように光の
強度分布に差を生ぜしめた光であり、干渉縞を採用する
ことによって、例えば、形状の認識や計測を、電子計算
機を用いた公知の演算処理に基づいて数学的処理するこ
とも可能となり、一層の測定精度の向上と容易化が図ら
れ得る。

【００３５】また、請求項１５に記載の発明は、請求項
１乃至１４の何れかに記載の発明に従う構造とされた光
学的計測装置において、前記波長選択手段が、前記被測
定物における前記検査光の強度分布を比較して、前記測
定光の設定波長を決定することを、特徴とする。

【００３６】このように、測定光の波長を変化させた際
の検査光の強度分布を知ることによって、被測定物にお
いて計測しようとする部位の固有の吸収波長や共鳴波
長，透過波長，不透過波長，反射波長等を有利に知るこ
とが出来る。

【００３７】また、請求項１乃至１５の何れかに記載の
発明に従う構造とされた光学的計測装置において、波長
選択手段における測定光の設定波長の決定は、例えば、
請求項１６に記載されているように、前記被測定物の特
定点における前記検査光の強度を比較することに基づい
て行うことも可能であるが、その他、請求項１７に記載
されているように、前記被測定物における前記検査光の
特定値以上の強度範囲の大きさを比較することに基づい
て、或いは請求項１８に記載されているように、前記測
定光として干渉縞を採用し、前記被測定物における前記
検査光の干渉縞の振幅値の大きさを比較すること等に基
づいて、決定することも可能である。

【００３８】すなわち、測定光のビームの空間強度分布
は、干渉性光として好適に採用されるレーザ光の場合に
ガウシアン分布となっており、その強度分布において照
射強度一定であれば、反射や透過した後の強度分布は吸
収が激しいほど強度が低くでる。従って、例えば検査光
を円形として、各波長毎に観察すると、吸収が激しい波
長ほど円の径が小さくなることから、検査光において、
予め定められた一定値以上の強度範囲の大きさを比較す
ることによって、被測定物において計測しようとする部
位に固有の吸収波長等を容易に知ることが出来るのであ
る。

【００３９】また、測定光として干渉縞を採用した場合
には、照射強度一定であれば、反射や透過した後の干渉
縞は吸収が激しいほど振幅が小さくでる。従って、各波
長毎に観察すると、検査光における干渉縞の振幅の大き
さを比較することによって、被測定物において計測しよ
うとする部位に固有の吸収波長等を容易に知ることが出
来るのである。

【００４０】さらに、請求項１９に記載の発明は、前述
の如き課題を解決するために、測定光を被測定物に投射
し、反射または透過した検査光を計測することにより、
該被測定物の外部または内部を観察するに際して、前記
被測定物に投射せしめた前記測定光の波長を連続的また
は段階的に変化させると共に、各波長の測定光を投射せ
しめた際の前記検査光の強度をそれぞれ検出し、それら
の検出値を比較することによって、該被測定物の外部ま
たは内部の観察に際して採用する前記測定光の設定波長
を決定する光学的計測方法を、特徴とする。

【００４１】このような請求項１９に記載の発明方法に
従えば、測定光の波長が、被測定物における光学的に特
有の反射，透過，共鳴，吸収等の特徴に基づいて、適当
に設定されることから、被測定物の光学的特徴を利用す
ることにより、採用する測定光の波長に応じて、被測定
物における表面から深部にまで至る外部および内部の形
状を計測することが出来るのである。

【００４２】

【発明の実施の形態】以下、本発明を更に具体的に明ら
かにするために、本発明の実施形態について、図面を参
照しつつ、詳細に説明する。

【００４３】先ず、図１には、本発明の第一の実施形態
としての光学的計測装置が、概略的に示されている。な
お、本実施形態の光学的計測装置は、特に、歯牙におい
て、エナメル質（ほうろう質）で構成された最表面の形
状や、象牙質（歯質）や歯髄等で構成された各内部の形
状の計測等に際して有利に用いられる。

【００４４】詳細には、かかる光学的計測装置は、測定
光としてのレーザ光を発生する光源１０を有しており、
この光源１０にて発せられた測定光が、光学装置１２を
通じて、被測定物である歯牙１４に投射されるようにな
っていると共に、測定光のうち、歯牙１４で反射された
光が、検査光として、ＨｇＣｄＴｅセンサなどの受光器
１６で検出されるようになっている。そして、この受光
器１６による検出信号が、制御装置１８に入力され、演
算等の処理を施されることによって、歯牙１４の形状等
の計測結果が求められ、かかる計測結果が、記憶装置２
０に記憶されたり、ＣＲＴディスプレイ等の表示装置２
２に表示されるようになっている。

【００４５】なお、光源１０には、波長調節装置２４が
設けられており、光源１０によって発せられるレーザ光
の波長が所定範囲に亘って連続的または段階的に変化せ
しめられるようになっている。即ち、光源１０として、
波長可変な固体レーザ光源や半導体レーザ光源等が採用
されており、その波長が、制御装置１８の制御のもとに
波長調節装置２４によって調節可能とされて、歯牙１４
の計測に最も適した測定光の波長が選択，設定されるよ
うになっているのである。

【００４６】そこにおいて、光学装置１２は、光源１０
からのレーザ光を第一光束２６と第二光束２８に分離す
る第一ビームスプリッタ３０を有しており、第一光束２
６が、第一ミラー３２で反射され、第一シャッタ３４と
第二ビームスプリッタ３６を経て、歯牙１４に投射され
るようになっている一方、第二光束２８が、第二シャッ
タ３８を経て、第二ミラー３９で反射された後、第二ビ
ームスプリッタ３６に導かれることにより、この第二ビ
ームスプリッタ３６で反射され、第一光束２６と重ね合
わされて、歯牙１４に投射されるようになっている。な
お、第一シャッタ３４および第二シャッタ３８は、第一
光束２６および第二光束２８を遮断して、歯牙１４への
投射を阻止し得るようになっている。また、第一及び第
二のミラー３２，３９は、第一及び第二の光軸可変機構
４０，４２を備えており、これら第一及び第二の光軸可
変機構４０，４２で第一及び第二のミラー３２，３９の
光軸を調節することにより、第二ビームスプリッタ３６
で重ね合わせられて歯牙１４に投射される第一光束２６
と第二光束２８の合成ビーム角度が、調節可能とされて
いる。そして、第一光束２６と第二光束２８の合成ビー
ム角度を調節することによって、所定の次数をもつ干渉
縞が生成され、それが測定光として歯牙１４に投射され
得るようになっている。

【００４７】また、受光器１６による検出値の処理等を
行う制御装置１８は、検出値処理装置４４と波長選択装
置４６を備えている。この検出値処理装置４４には、歯
牙１４に第一光束２６や第二光束２８を投射した際の反
射光の受光器１６による検出信号が入力されるようにな
っており、この検出信号に基づいて、反射光の光強度や
分布、更には歯牙１４の表面形状等の検出データが、演
算等によって求められるようになっている。また、この
検出値処理装置４４で得られた検出データが波長選択装
置４６にも入力されるようになっており、かかる検出デ
ータに基づき、波長選択装置４６によって、歯牙１４の
形状等の計測に際して採用されるべき測定光の波長が、
演算等によって決定されるようになっている。

【００４８】以下、このような構造とされた光学的計測
装置を用いて、歯牙１４の外部形状を計測する場合の具
体的手法について、説明を加える。なお、計測に際して
は、先ず、歯牙１４の外部形状の計測に際して有効な測
定光（光源１０から発せられるレーザ光）の波長を決定
する必要がある。本実施形態の光学的計測装置では、か
かる波長決定方法として、（ａ）ビーム投射法と、
（ｂ）縞投射法とが、何れも採用され得る。そして、こ
れらビーム投射法と縞投射法の何れかの方法に従って、
測定光の波長を決定した後、測定光をかかる波長に固定
して歯牙１４に投射し、その反射光から得られる検出信
号に基づいて、目的とする歯牙１４の外部形状の計測デ
ータを求めることが出来るのである。そこで、先ず、
（ａ）ビーム投射法と（ｂ）縞投射法のそれぞれについ
て説明し、続いて、（ｃ）歯牙１４の外部形状の計測法
について、その具体例を各々説明する。

【００４９】（ａ）ビーム投射法先ず、第一シャッタ３４および第二シャッタ３８を閉じ
た初期設定状態で、第一光束２６および第二光束２８の
投射線上に歯牙１４を位置せしめると共に、受光器１６
の受光面を歯牙１４に対向位置せしめる。それにより、
歯牙１４を映像として表示装置２２に映し出し、その画
像をモニタしながら被写体深度やピントを調節すると共
に、視認性等を考慮して、歯牙上の一点を、計測点とし
て設定する。なお、初期設定状態では、第一光束２６と
第二光束２８の合成ビーム角が０度となるように、第一
及び第二の光軸可変機構４０，４２を調節することが好
ましい。

【００５０】また、かかる初期設定状態では、光源１０
によって発せられる測定光の波長が、予め設定された初
期値となるように、波長調節装置２４を調節する。な
お、かかる測定光の波長の初期値は、歯牙１４の外部形
状の計測に際して採用される予測値を中心とする適当な
幅を考慮して設定されることとなり、例えば、歯牙の表
層部を構成するエナメル質の共鳴波長乃至は最大吸収波
長が、略９μｍ程度と予測されることから、測定光の波
長の初期値が８μｍに設定される。

【００５１】このような初期設定状態から、測定光の波
長決定処理を開始するには、光源１０によって、予め定
められた初期値の波長を有する測定光を発せしめると共
に、第一シャッタ３４および第二のシャッタ３８の何れ
か一方を開いて、第一光束２６および第二光束２８の何
れか一方を、歯牙１４に対して、計測点として予め設定
した歯牙１４上の一点を含む範囲に投射せしめる。そし
て、歯牙１４における計測点で反射散乱した測定光を、
検査光として受光器１６で検出し、その検出信号を記憶
装置２０に記憶させる。

【００５２】続いて、波長調節装置２４により、光源１
０から発せられる測定光の波長を、初期値から予め定め
られた波長分だけ、例えば０．１μｍだけシフトさせ
て、８．１μｍの波長の測定光を歯牙１４に投射すると
共に、その場合の検査光を受光器１６で検出し、検出信
号を記憶装置２０に記憶させる。以下、同様に、測定光
の波長を、所定波長分だけずらせて歯牙１４に投射し、
検査光を検出すると共に、検出信号を記憶装置２０に記
憶させる操作を、予め設定された波長域に亘って繰り返
す。

【００５３】その後、波長選択装置４６において、記憶
装置２０に記憶された各波長毎の検出信号のデータに基
づき、各波長を採用した場合の検出信号の強度を比較
し、かかる比較操作によって、歯牙１４の表面における
最大吸収波長乃至は歯牙１４の表面の主な構成要素であ
るハイドロキシアパタイトのリン酸基の共鳴波長を求め
る。そして、この求められた最大吸収波長乃至は共鳴波
長が、歯牙１４の表面形状計測用の測定光として決定さ
れる。

【００５４】なお、検出信号の強度の比較は、例えば、
歯牙１４の表面における検出信号の値の大きさの分布状
態を比較したり、歯牙１４の表面の計測点上における検
出信号の値の大きさを比較したり、ある一定強度又はそ
れ以上の強度のビームが存在する範囲の大きさを比較し
たり、或いは既知の各種統計処理後の強度比較をしたり
すること等によって行われる。そこにおいて、最大吸収
波長乃至は共鳴波長にでは、歯牙１４の表面における検
出信号の値が小さくなり、また一定強度のビームの径が
小さくなる。

【００５５】要するに、歯牙１４の表面における最大吸
収波長乃至は共鳴波長は、一般に、ハイドロキシアパタ
イトのリン酸基の共鳴波長に相当する９μｍ程度から大
きく外れることはないものの、固体差，治療の有無や程
度等によって異なるが、上述の如きビーム投射法に基づ
く操作によって、歯牙１４の外部形状の計測に際して有
効な測定光の波長が、正確に決定され得るのである。

【００５６】（ｂ）縞投射法先ず、ビーム投射法と同様、第一及び第二のシャッタ３
４，３８を閉じて、装置を歯牙１４に対して適当な位置
にセットすると共に、歯牙上に適当な計測点を設定す
る。また、ビーム投射法と同様、光源１０によって発せ
られる測定光の波長が、予め設定された初期値となるよ
うに、波長調節装置２４を調節する。

【００５７】さらに、本方法では、ビーム投射法と異な
り、第一光束２６と第二光束２８が第二ビームスプリッ
タ３６で重ね合わされた際に、所定の次数をもつ干渉縞
からなる測定光が形成されるように、第一及び第二の光
軸可変機構４０，４２を調節して、第一光束２６と第二
光束２８の合成ビーム角を適当に設定する。

【００５８】このような初期設定状態から、測定光の波
長決定処理を開始するには、光源１０によって、予め定
められた初期値の波長を有する測定光を発せしめると共
に、第一シャッタ３４および第二シャッタ３８の両方を
開き、第一光束２６と第二光束２８を重ね合わせて得ら
れた干渉縞を有する測定光を、歯牙１４に対して、計測
点として予め設定した歯牙１４上の一点を含む範囲に投
射せしめる。そして、歯牙１４に投影された干渉縞の強
度分布を、検査光として受光器１６で検出し、その検出
信号を記憶装置２０に記憶させる。

【００５９】続いて、ビーム投射法と同様、波長調節装
置２４により、光源１０から発せられる測定光の波長
を、初期値から予め設定された波長域で、予め定められ
た波長分づつ順次シフトさせて、各々の波長の測定光を
歯牙１４に投射した場合の検出信号を、それぞれ記憶装
置２０に記憶させる。

【００６０】その後、波長選択装置４６において、記憶
装置２０に記憶された各波長毎の検出信号のデータに基
づき、各波長を採用した場合の干渉縞（検出信号）の強
度を比較し、かかる比較操作によって、歯牙１４の表面
形状計測用の測定光の波長を決定する。なお、検出信号
の強度の比較は、ビーム投射法と同様な手法が採用可能
であり、例えば、全ての波長域の測定光を投射した場合
の検査光（検出信号）の強度分布を連続的に比較して波
長対強度特性を求め、それに基づいて、投影した縞の空
間周波数に対する空間周波数の縞の振幅において、最も
振幅の大きい強度分布を示した波長を選択することによ
って、かかる波長を歯牙１４の表面形状計測用の測定光
の波長とすることが出来る。即ち、検出光の画像を空間
スペクトル解析して投影した縞の空間周波数の振幅また
はパワースペクトルと、その他の空間周波数成分の総和
の振幅またはスペクトルとの比較で、最大値が最も良好
な観測ができる波長となる。また、縞の振幅の強度分布
の比較は、平均値の差の他、最大値や最小値，メディア
ン、或いは代表値などの差で行うことも可能であり、そ
れらの分布状態を検定し比較しても良い。

【００６１】従って、このような縞投射法においても、
前述のビーム投射法と同様、固体差，治療の有無や程度
等に応じて、歯牙１４の外部形状の計測に際して有効な
測定光の波長が、正確に決定され得るのである。なお、
このようなビーム投射法や縞投射法によって、最大吸収
波長等の歯牙１４に固有のピーク波長が測定されるが、
被測定物や測定条件等によっては、充分な或いは乱れの
少ない検査光を得るために、ピーク波長から少し外れた
波長を測定光として決定することが有効な場合もある。

【００６２】（ｃ）歯牙の外部形状の計測法続いて、歯牙の外部形状を計測するには、先ず、上述の
如きビーム投射法や縞投射法等によって決定された波長
の測定光が投射されるように、波長調節装置２４によっ
て光源１０から発せられる測定光の波長を固定する。

【００６３】次に、光学装置１２における第一及び第二
の光軸可変機構４０，４２を調節し、第二ビームスプリ
ッタ３６で重ね合わされる第一光束２６と第二光束２８
の合成ビームの角度を調節すると共に、第一及び第二の
シャッタ３４，３８を開くことにより、所定の次数をも
つ干渉縞を有する測定光を生成し、歯牙１４に投射せし
めて、かかる干渉縞を歯牙１４の表面上に投影する。

【００６４】ここにおいて、測定光の波長決定方法とし
て、前記縞投射法を採用した場合には、かかる測定光の
波長決定操作に際して、既に、干渉縞を有する測定光が
歯牙１４に投射されていることから、かかる測定光を、
歯牙１４の外部形状の計測に際しても、そのまま採用す
ることが可能である。

【００６５】そして、このようにして歯牙１４の表面に
投影された干渉縞の強度分布を、受光器１６によって検
査光としてとらえ、その検出信号を記憶装置２０に記憶
させる。その後、かかる記憶装置２０に記憶された検出
信号に基づいて、検出値処理手段４４において、演算処
理を施すことによって、干渉縞の形状や強度分布等に基
づいて、歯牙１４の表面形状を求める。そして、その結
果を、測定結果として、数値的に或いは画像等として出
力する。

【００６６】ここにおいて、上述の如き本実施形態の光
学的計測装置では、測定光として、各個体毎に正確に測
定された最大吸収波長域を考慮した波長の光が採用され
ていることから、被測定物たる歯牙１４に対して何等の
処理を加えることなく、外形形状を有利に計測すること
が出来るのであり、検者および被検者の労力が飛躍的に
向上され得るのである。

【００６７】また、かかる光学的計測装置においては、
測定光として、波長を適当に設定することにより、歯牙
１４のエナメル質表面の外部形状だけでなく、象牙質や
歯髄等の内部形状も、各部位の光学的性質等の相違を利
用して、反射光を観察すること等によって計測すること
が可能であり、特別な処理を必要とすることなく、検出
深度を制御することが出来るのである。

【００６８】しかも、かかる光学的計測装置において
は、歯牙１４を構成する各部位における光学的性質を利
用することにより、歯牙の性状や齲歯の状態，治療の経
過等も、特別な処理を必要とすることなく、容易に測定
することが出来るのである。

【００６９】また、測定に際して、波長を適当に設定す
ることにより、雑音に対する信号の増減，測定光の反射
や散乱，多重入射等による悪影響が有効に軽減乃至は防
止され得て、測定精度が有利に確保されるといった効果
もある。

【００７０】更にまた、検出信号強度の制御といった観
点からみて、検出信号の強度を高さ方向への指標として
形状を計測する方法を採用し、更に検査光により検出記
憶された波長対強度の計測場所による分布を用いれば、
同時に異種な光学性状をもつ生体範囲を一度に計測する
ことも可能となる。

【００７１】さらに、測定光波長の決定に際してビーム
投射法を採用すると、構造や演算処理等が簡単で装置が
安価に提供されるといった利点があり、一方、縞投射法
を採用すると、面状での計測が可能で計測速度が速いこ
とに加えて、縞成分のみを検出する縞シフトや、ＣＯＳ
縞検出技法を使用すれば、歯牙１４の表面の反射係数の
場所的変動に対してより強い計測を行うことが出来ると
共に、歯牙１４の表面による境界面での場所による反射
特性のばらつきを補正出来るといった利点がある。ま
た、一般にエナメル質は９μｍ前半、象牙質は９μｍ後
半に吸収域があるので、測定波長を象牙質にあわせるこ
とにより、エナメル質による光への影響を有効に避けて
象牙質表面を計測することも可能である。

【００７２】次に、図２には、本発明の第二の実施形態
としての光学的計測装置が示されている。なお、かかる
光学的計測装置は、特に、歯牙において、象牙質（歯
質）や歯髄等で構成された各内部の形状の計測等に際し
て有利に用いられる。尤も、図１に示された上記第一の
実施形態としての光学的計測装置でも、勿論、測定光の
波長を適当に設定すること等により、歯牙の内部の形状
の計測等が可能である。なお、本実施形態では、前記第
一の実施形態としての光学的計測装置と同様な構造とさ
れた部材および部位について、それぞれ、図中に、第一
の実施形態のものと同一の符号を付することにより、そ
れらの詳細な説明を省略する。

【００７３】すなわち、本実施形態としての光学的計測
装置では、被測定物たる歯牙１４が第一光束２６の光路
上において、第一シャッタ３４と第二ビームスプリッタ
３６の間に位置して配設されている。そして、歯牙１４
を透過せしめられた第一光束２６と、歯牙１４を迂回せ
しめられた第二光束２８が、第二ビームスプリッタ３６
で重ね合わされた後、検査光として、受光器１６に入射
されて検出されるようになっている。

【００７４】以下、このような構造とされた光学的計測
装置を用いて、歯牙１４の内部形状等を計測する場合の
具体的手法について、説明を加える。なお、計測に際し
ては、先ず、歯牙１４の内部形状の計測に際して有効な
測定光（光源１０から発せられるレーザ光）の波長乃至
は波長域を決定する必要がある。本実施形態の光学的計
測装置では、かかる波長決定方法として、例えば、前記
第一の実施形態に係る光学的計測装置と略同様なビーム
投射法などが採用され得る。そして、かかるビーム投射
法に従って、測定光の波長乃至は波長域を決定した後、
測定光をかかる波長に固定して、或いは波長域で変化さ
せて、歯牙１４に投射し、受光器１６により得られる検
出信号に基づいて、目的とする歯牙１４の内部形状等の
計測データを求めることが出来るのである。そこで、先
ず、測定光の波長乃至は波長域の決定方法として、
（ｄ）ビーム投射法について説明し、続いて、歯牙１４
の内部形状の計測法として、（ｅ）ビーム走査法と、
（ｆ）干渉比較法とについて、それぞれ、具体的に説明
する。

【００７５】（ｄ）ビーム投射法先ず、第一シャッタ３４および第二シャッタ３８を閉じ
た初期設定状態で、第一光束２６および第二光束２８の
投射線上に歯牙１４を位置せしめると共に、受光器１６
の受光面を、第二ビームスプリッタ３６を介して、歯牙
１４に対向位置せしめる。それにより、歯牙１４を映像
として表示装置２２に映し出し、その画像をモニタしな
がら被写体深度やピントを調節すると共に、視認性等を
考慮して、歯牙上の一点を、計測点として設定する。な
お、初期設定状態では、第一光束２６と第二光束２８の
合成ビーム角が０度となるように、第一及び第二の光軸
可変機構４０，４２を調節することが好ましい。

【００７６】また、かかる初期設定状態では、光源１０
によって発せられる測定光の波長が、予め設定された初
期値となるように、波長調節装置２４を調節する。な
お、かかる測定光の波長の初期値は、歯牙１４の計測に
際して採用される予測値を中心とする適当な幅を考慮し
て、例えば８μｍに設定されることとなる。

【００７７】このような初期設定状態から、測定光の波
長決定処理を開始するには、光源１０によって、予め定
められた初期値の波長を有する測定光を発せしめると共
に、第一シャッタ３４を開いて、第一光束２６を歯牙１
４に対して投射せしめる。そして、歯牙１４において予
め設定した測定点を透過せしめた測定光を、検査光とし
て受光器１６で検出し、その検出信号を記憶装置２０に
記憶させる。

【００７８】続いて、波長調節装置２４により、光源１
０から発せられる測定光の波長を、初期値から予め設定
された波長域に亘って、予め定められた波長分づつ順次
シフトさせて、各々の波長の測定光を歯牙１４に投射し
た場合の検出信号を、それぞれ記憶装置２０に記憶させ
る。

【００７９】その後、波長選択装置４６において、記憶
装置２０に記憶された各波長毎の検出信号のデータに基
づき、検査光の強度を比較し、かかる比較操作によっ
て、歯牙１４の内部形状等の計測用の測定光の波長乃至
は波長域を決定する。なお、検査光の強度の比較は、前
記（ａ）ビーム投射法と同様な手法が採用され得るが、
特に、波長対強度特性を求め、その結果に基づいて、測
定光の波長乃至は波長域が有利に決定される。

【００８０】そして、このようにして、固体差等に応じ
て、歯牙１４の内部形状等の計測に際して有効な測定光
の波長乃至は波長域が、正確に決定され得るのである。
なお、歯牙１４の内部形状の計測に有効な測定光として
は、例えば、測定しようとする内部組織に固有の吸収波
長域（最大吸収波長域）の光等が、好適に採用される。
例えば、エナメル質は９μｍ前半、象牙質は９μｍ後半
に吸収波長域があるので、測定波長を象牙質にあわせる
ことによりエナメル質による光への影響を避けて象牙質
を計測することなど、個々の組織により違っている吸収
波長を利用することにより、ターゲットとする組織のみ
を観察できる。

【００８１】（ｅ）ビーム走査法続いて、歯牙１４の内部形状等を計測するには、先ず、
上述の如き（ｄ）ビーム投射法によって決定された波長
乃至は波長域の測定光が投射されるように、波長調節装
置２４によって光源１０から発せられる測定光の波長を
調節する。

【００８２】そして、第一のシャッタ３４だけを開い
て、かかる測定光を第一光束２６として、ビーム状にし
て、歯牙１４の検査領域を走査させることにより、歯牙
１４の検査領域における透過光の強度分布を、受光器１
６によって検査光としてとらえ、その検出信号を記憶装
置２０に記憶させる。その後、かかる記憶装置２０に記
憶された検出信号に基づいて、検出値処理手段４４にお
いて、演算処理を施すことによって、歯牙１４の内部構
造に対応したデータを得ることが出来る。また、その結
果を、測定結果として、数値的に或いは画像等によって
出力する。

【００８３】ここにおいて、例えば、測定光の波長を、
象牙質の最大吸収波長に固定して、測定光を歯牙１４上
で走査させれば、歯牙１４の内部の象牙質の形状を計測
することが出来るのであり、また、測定光を歯牙１４上
で走査させつつ、検査光の信号強度を、波長対強度特性
に合わせて制御すれば、深度に依存することなく、歯牙
１４の内部形状を観察することが可能となる。或いはま
た、測定光の強度を一定とし、歯牙１４に投射する際
に、波長走査を行なえば、深度方向に依存した内部観察
を行うことが出来、エナメル質や象牙質等の層状部分の
深度方向における厚さ寸法等を計測することも可能とな
る。

【００８４】尤も、このような歯牙１４の内部形状の観
察や、深度方向に依存した内部観察は、図１に示された
第一の実施形態としての光学的計測装置を用いても可能
である。

【００８５】（ｆ）干渉比較法干渉比較法に基づいて、歯牙１４の内部形状等を計測す
るには、先ず、上述の如き（ｄ）ビーム投射法によって
決定された波長乃至は波長域の測定光が投射されるよう
に、光源１０から発せられる測定光の波長を、波長調節
装置２４によって調節する。

【００８６】そして、第一シャッタ３４および第二シャ
ッタ３８の両方を開き、光源１０からの測定光を、第一
光束２６に導いて歯牙１４に照射すると共に、第二光束
２８にも導く。これにより、歯牙１４を透過した第一光
束２６と、歯牙１４を迂回した第二光束２８を、第二ビ
ームスプリッタ３６で重ね合わせ、検査光として受光器
１６に導いて、その強度を検出する。なお、第一光束２
６と第二光束２８は、実質的に同一条件の光路とするこ
とが望ましい。

【００８７】すなわち、第一光束２６は、歯牙１４を透
過することによって、歯牙１４の光学的特性に基づいて
強度等が変化せしめられていることから、第一光束２６
と第二光束２８を重ね合わせて干渉させた検査光は、歯
牙１４の光学的性状に関するデータを含むこととなる。
そして、組織内部の脈や流動物などの動きがある場合
は、その干渉光による「うねり」による成分をとること
による内部の観察や、測定光としての第一光束２６と基
準光としての第二光束２８の干渉による位相のずれによ
り内部観察が可能となる。また、周波数変調やシフタを
使用すれば、第一光束２６と第二光束２８の一方或いは
両方に周波数変調をかけて、その周波数またはビート周
波数により散乱光より直進する透過光のみの分離検出を
容易にすることが出来、歯牙の光学的性状を知ることが
可能となる。

【００８８】そして、このように第一光束２６と第二光
束２８の合成によって成形された、歯牙１４の検査領域
における検査光を、受光器１６によってとらえ、その検
出信号を記憶装置２０に記憶させる。その後、かかる記
憶装置２０に記憶された検出信号に基づいて、検出値処
理手段４４において、演算処理を施すことにより、歯牙
１４の内部構造に対応したデータを得ることが出来る。
また、その結果を、測定結果として、数値的に或いは画
像等によって出力する。

【００８９】なお、干渉比較法においても、前記（ｅ）
ビーム走査法と同様に、測定光の波長を、歯牙１４の内
部組織の光学的性状等に基づいて適当に設定乃至は変化
させることにより、歯牙１４の内部の形状や性状を観察
することが出来るのである。

【００９０】従って、上述の如き本実施形態の光学的計
測装置では、測定光として、各個体毎に正確に測定，決
定された最大吸収波長域の光を採用したことによって、
被測定物たる歯牙１４に対して何等の処理を加えること
なく、歯牙１４における象牙質や歯髄等の内部組織の形
状や性状等を高精度に計測することが出来るのであり、
検者および被検者の労力が飛躍的に向上され得るのであ
る。

【００９１】また、かかる光学的計測装置においては、
測定に際して、波長を適当に設定することにより、測定
光の反射や散乱，多重入射等による悪影響が有効に軽減
乃至は防止され得て、測定精度が有利に確保されるとい
った効果もある。

【００９２】以上、本発明の実施形態について詳述して
きたが、これらは文字通りの例示であって、本発明は、
これの実施形態における具体的記載によって、何等、限
定的に解釈されるものではない。

【００９３】例えば、前記実施形態においては、歯牙１
４の観察域を、測定光の波長を変更することにより、表
在部分と深在部分とにおいて、選択的に制御するように
なっていたが、ほかの因子となり得る共鳴や吸収，反
射，透過，不透過を利用して制御することも可能であ
る。即ち、特定波長の測定光を用いる一方、検査光とし
て、歯牙１４における透過光，不透過光，反射光等の何
れを採用するかによって、歯牙１４の観察域を選択する
ことも可能である。

【００９４】また、受光器１６としては、検査光の強度
分布等を検出し得るものであれば良く、従来から公知の
各種光波センサ等のなかから、測定光や検査光の波長等
を考慮して適当なものが選択採用される。例えば、歯牙
を被測定物とする場合には、歯牙の吸収ピーク波長が、
９μｍ近辺（８．８〜１０μｍ）と３μｍ近辺および２
４０ｎｍ，２８０ｎｍ，３６０ｎｍ付近に存することか
ら、前記実施形態で例示したＨｇＣｄＴｅセンサの他、
ＩｎＡｓ，Ｉｎｂ，ＰｂＳｎＴｅ等の量子型光起電力タ
イプやＰｂＳ，ＣｄＳ，ＣｄＳｅ等の量子型光導電タイ
プ、サーモパイル等の熱変換型起電力タイプ、ＰｚＴ，
ＬｉＴａＯ₃等の熱変換型焦電タイプ、サーミスタ，ボ
ロメータ等の熱変換熱電動タイプおよびアンテナアレイ
等が好適に採用され得、また短い波長の赤外光の場合に
はＣＣＤも採用可能である。勿論、測定光や検査光の波
長等によっては、ＣＣＤカメラの他、ＭＯＳカメラ，Ｃ
ＩＤカメラ，赤外カメラ等の個体イメージセンサや、ビ
ジコン，サチコン等の撮像管、或いはダイオードアレイ
等の受光素子なども、採用可能である。

【００９５】また、前記実施形態において採用されてい
たＣＲＴディスプレイ等の表示装置２２は、必ずしも必
要でない。

【００９６】また、測定光として、レーザ光の如き干渉
性光のほか、非干渉性光を採用することも可能である。
なお、非干渉性光としては、例えば、ＬＥＤやハロゲン
ランプなどの自然光が光源として採用され得、スリット
や格子フィルム等を利用することによって縞を投影する
ことも可能である。また、その際には、レンズによるビ
ーム形状の制御も好適に採用される。

【００９７】また、前記実施形態においては、単波長の
光源が採用されていたが、複数の波長の光源や、連続的
なスペクトラムの光源等を採用することも可能である。
特に、近接した複数の波長の光を使用した場合、それら
の強度を比較することにより、より精度を上げても良
い。

【００９８】また、本発明に従う構造とされた装置で
は、その計測に際して、被測定物に対するコーティング
材の塗布等の処理が必ず必要とされるものでないが、そ
のような処理を積極的に除外するものではなく、被測定
物の性状等に応じて、各種光学性状変化因子を結合させ
たモノクローナル構体を用いることや、各種コーティン
グ材や造影材を併用することも、勿論、可能である。

【００９９】また、第一及び第二の実施形態において、
第一光束２６または第二光束２８の光路上において、例
えば第一，第二シャッタ３４，３８に対して、周波数シ
フタと高周波発生のための非線型結晶による周波数可変
手段を配置することにより、測定光の周波数や位相制御
を行って、歯牙１４における透過率等を制御するように
しても良い。また、周波数シフタまたは高調波発生のた
めの非線型結晶による周波数可変手段を、第一光束２６
および第二光束２８の何れか一方または両方に設置し、
その光を位相共役鏡にて反射させて照射しても良い。ま
た、測定光としての第一光束と基準光としての第二光束
を０度で合成し、その一方を少し周波数シフトしビート
波を検出することにより透過性を調整したりより向上さ
せても良い。また、偏向フィルタ、照射側光路と受光側
光路の何れか一方またはその両方に設け、偏向面を調節
することにより、内部観察や外部計測を容易にすること
もできる。

【０１００】また、前記実施形態においては、何れも、
歯牙における一点を計測点として設定していたが、方形
ウインドや多角形ウインド等で、所定範囲を計測点とし
て設定することも可能である。

【０１０１】また、本発明においては、測定光を二つに
分離させて、その一方を被測定物に投射すると共に、該
被測定物による反射光を、二つに分離された他方の測定
光と重ね合わせ、その重ね合わせられた合成光を検査光
として検出することによって、ホログラム的に被測定物
を観察することも可能である。

【０１０２】また、光源１０の振幅を、静的或いは動的
に変更乃至は変調しても良い。

【０１０３】また、光源１０から歯牙１４までの光路上
の任意の位置で、ビームを拡大または縮小しても良く、
また、それによって、ビームによる計測範囲の調節等も
可能となる。なお、単ビームを走査してみかけ上ビーム
を拡大しても良い。

【０１０４】また、前記実施形態では、歯牙１４を測定
対象としたことから、測定光の波長が８μｍ〜１２μｍ
程度に設定されるが、測定光の波長は、被測定物の光学
的性状等に応じて、適宜に変更，設定されるものである
ことは、勿論である。更にまた、前記実施形態において
は、測定光の波長を決定するに際して、初期設定状態で
測定光の波長が８μｍに設定されていたが、かかる値は
被測定物等に応じて設定されるべきであり、初期設定状
態における測定光の波長も何等限定されるものでなく、
例えば３μｍや２００ｎｍなど広い範囲で設定され得
る。

【０１０５】加えて、前記実施形態では、歯牙１４を被
測定物とした場合について説明したが、本発明は、歯牙
以外の生体や生体材料、或いはそれ以外の各種の物の光
学的形状計測装置に対して、何れも、有利に適用され得
る。

【０１０６】その他、一々列挙はしないが、本発明は、
当業者の知識に基づいて、種々なる変更，修正，改良等
を加えた態様において実施され得るものであり、また、
そのような実施態様が、本発明の趣旨を逸脱しない限
り、何れも、本発明の範囲内に含まれるものであること
は、言うまでもない。

【０１０７】

【発明の効果】上述の説明から明らかなように、請求項
１乃至１８に記載の発明に従う構造とされた光学的計測
装置においては、何れも、被測定物の光学的特徴を利用
して、被測定物における表面から深部にまで至る外部お
よび内部の形状の計測等を、極めて容易に行うことが出
来るのである。

【０１０８】また、請求項１９に記載の発明方法に従え
ば、測定光の波長が、被測定物の光学的特徴を考慮して
決定されることとなり、測定光の波長に応じて、被測定
物の外部形状や内部形状を光学的に観察することが出来
るのである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施形態としての光学的計測装
置の概略構成を示すモデル図である。

【図２】本発明の第二の実施形態としての光学的計測装
置の概略構成を示すモデル図である。

【符号の説明】

１０光源１２光学装置１４歯牙１６受光器１８制御装置２４波長調節装置４４検出値処理装置４６波長選択装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】測定光を被測定物に投射し、反射または
透過した検査光を計測することにより、該被測定物の外
部または内部を観察する光学的計測装置において、前記測定光の波長を連続的または段階的に変化させる波
長調節手段と、前記検査光の強度を検出する光強度検出
手段と、該光強度検出手段によって検出された検査光の
強度に基づいて、前記波長調節手段による前記測定光の
設定波長を決定する波長選択手段とを、設けたことを特
徴とする光学的計測装置。
【請求項２】前記被測定物が生体または生体材料であ
る請求項１に記載の光学的計測装置。
【請求項３】前記波長選択手段において、前記測定光
の設定波長が、前記被測定物の固有の吸収波長に同調す
るように決定される請求項１又は２に記載の光学的計測
装置。
【請求項４】前記波長選択手段において、前記測定光
の設定波長が、前記被測定物の固有の共鳴波長に同調す
るように決定される請求項１又は２に記載の光学的計測
装置。
【請求項５】前記波長選択手段において、前記測定光
の設定波長が、前記被測定物の固有の透過波長に同調す
るように決定される請求項１又は２に記載の光学的計測
装置。
【請求項６】前記波長選択手段において、前記測定光
の設定波長が、前記被測定物の固有の不透過波長に同調
するように決定される請求項１又は２に記載の光学的計
測装置。
【請求項７】前記波長選択手段において、前記測定光
の設定波長が、前記被測定物の固有の反射波長に同調す
るように決定される請求項１又は２に記載の光学的計測
装置。
【請求項８】前記測定光の周波数を変調する周波数変
調手段を有する請求項１乃至７の何れかに記載の光学的
計測装置。
【請求項９】前記測定光の振幅を変調する振幅変調手
段を有する請求項１乃至８の何れかに記載の光学的計測
装置。
【請求項１０】前記測定光を前記被測定物に導いて投
射する光路部材を有する請求項１乃至９の何れかに記載
の光学的計測装置。
【請求項１１】前記検査光を受光して検出部に導く光
路部材を有する請求項１乃至１０の何れかに記載の光学
的計測装置。
【請求項１２】前記検査光から特定の波長成分を抽出
する抽出手段を有する請求項１乃至１１の何れかに記載
の光学的計測装置。
【請求項１３】前記測定光が、干渉性光である請求項
１乃至１２の何れかに記載の光学的計測装置。
【請求項１４】前記測定光が、干渉縞である請求項１
乃至１３の何れかに記載の光学的計測装置。
【請求項１５】前記波長選択手段が、前記被測定物に
おける前記検査光の強度分布を比較して、前記測定光の
設定波長を決定する請求項１乃至１４の何れかに記載の
光学的計測装置。
【請求項１６】前記波長選択手段が、前記被測定物の
特定点における前記検査光の強度を比較して、前記測定
光の設定波長を決定する請求項１乃至１５の何れかに記
載の光学的計測装置。
【請求項１７】前記波長選択手段が、前記被測定物に
おける前記検査光の特定値以上の強度範囲の大きさを比
較して、前記測定光の設定波長を決定する請求項１乃至
１５の何れかに記載の光学的計測装置。
【請求項１８】前記測定光として干渉縞が採用される
と共に、前記波長選択手段が、前記被測定物における前
記検査光の干渉縞の振幅値の大きさを比較して、前記測
定光の設定波長を決定する請求項１乃至１５の何れかに
記載の光学的計測装置。
【請求項１９】測定光を被測定物に投射し、反射また
は透過した検査光を計測することにより、該被測定物の
外部または内部を観察するに際して、前記被測定物に投射せしめた前記測定光の波長を連続的
または段階的に変化させると共に、各波長の測定光を投
射せしめた際の前記検査光の強度をそれぞれ検出し、そ
れらの検出値を比較することによって、該被測定物の外
部または内部の観察に際して採用する前記測定光の設定
波長を決定することを特徴とする光学的計測方法。