KR20170101589A - 치아 검사용 형광필터 및 광학검사장치 - Google Patents

치아 검사용 형광필터 및 광학검사장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20170101589A
KR20170101589A KR1020160024333A KR20160024333A KR20170101589A KR 20170101589 A KR20170101589 A KR 20170101589A KR 1020160024333 A KR1020160024333 A KR 1020160024333A KR 20160024333 A KR20160024333 A KR 20160024333A KR 20170101589 A KR20170101589 A KR 20170101589A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
region
band
light
transmittance
filter
Prior art date
Application number
KR1020160024333A
Other languages
English (en)
Inventor
윤홍철
Original Assignee
주식회사 아이오바이오
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 아이오바이오 filed Critical 주식회사 아이오바이오
Priority to KR1020160024333A priority Critical patent/KR20170101589A/ko
Publication of KR20170101589A publication Critical patent/KR20170101589A/ko

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/0059—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons using light, e.g. diagnosis by transillumination, diascopy, fluorescence
    • A61B5/0082—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons using light, e.g. diagnosis by transillumination, diascopy, fluorescence adapted for particular medical purposes
    • A61B5/0088—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons using light, e.g. diagnosis by transillumination, diascopy, fluorescence adapted for particular medical purposes for oral or dental tissue
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/04—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor combined with photographic or television appliances
    • A61B1/043—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor combined with photographic or television appliances for fluorescence imaging
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/24—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor for the mouth, i.e. stomatoscopes, e.g. with tongue depressors; Instruments for opening or keeping open the mouth
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61C—DENTISTRY; APPARATUS OR METHODS FOR ORAL OR DENTAL HYGIENE
    • A61C19/00—Dental auxiliary appliances
    • A61C19/04—Measuring instruments specially adapted for dentistry

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Dentistry (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Audiology, Speech & Language Pathology (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)

Abstract

본 발명은 광학 방식의 구강 검사장치에 관한 발명으로서, 구체적으로는 형광여기효과를 이용하여 치아에서의 세균을 모니터링 할 수 있는 광학필터 및 상기 광학필터가 포함된 광학검사장치에 관한 것이다.

Description

치아 검사용 형광필터 및 광학검사장치{FLUORESCENT FILTER AND OPTICAL DEVICE FOR DENTAL SCANNING}
본 발명은 광학 방식의 구강 검사장치에 관한 발명으로서, 구체적으로는 형광여기효과를 이용하여 치아에서의 세균을 모니터링 할 수 있는 광학필터 및 상기 광학필터가 포함된 광학검사장치에 관한 것이다.
형광여기효과(Light Fluorescence Emission Effect)는 특정 대상에 여기광(Exciting Light)을 조사(Illumination)하면 조사대상에서 2차 형광이 방출(Emission)되는 현상으로서, 광역학 치료 또는 광학검사장치에 광학식 분석 기법으로 많이 이용되는 효과 중 하나이다.
상술한 광학검사장치는 스펙트럼 분석을 통해서 2차 방출광의 유무 및 그 색채에 따라 조사 대상의 상태를 분석하며, 상술한 형광여기효과를 이용한 광학검사장치는 비과피 방식으로 대상의 변화를 검사하기 위한 장치로 널리 이용가능하며, 특히 바이오 분석, 인체 피부 질환 확인, 치아상태 검사 등 특정 부위에 조사하여 색채 변화 유무를 비교하여 각종 질환 및 세포 등의 상태를 검사하기 위한 의료 장비 등에도 널리 이용되고 있다.
특히, 치아 검사 장치에 대한 특허로서 대한민국 공개특허 2011-0040738호는 형광 화상과 치아의 반사율 화상을 각각 확보한 후, 이를 조합하여 그레이 스케일 화상을 형태학상 재구성 하는 등의 복잡한 과정을 거쳐서 치아 상태를 검사하는 방법이 개시되어 있다. 그 외에도 광역학 치료 또는 광 검출 장치에 관한 발명으로는 미국 특허 등록 제6,766,184호, 미국 공개 특허 제2008-0051664호, 미국 공개 제2002-0035330호, 대한민국 특허 등록 제10-1061004호 등이 있다.
그러나, 상술한 특허들은 형광 기술의 낮은 휘도와 콘트라스트를 극복하기 위해서 흑백과 같은 단색으로 검사결과를 제공하거나, 복수의 광원들 또는 필터들을 상당히 복잡한 광학적 구성으로 추가하거나 또는 복잡한 프로그램 방식의 처리 절차를 거쳐서 영상을 재해석해야 되는 등의 문제가 있다. 또한 상기 나열한 기술들은 관찰 대상 물질에 한정된 영상만을 확인할 수 있도록 되어 있으며, 주변부 또는 주변물질의 상태가 형상 및 색상의 왜곡 없이 원래 상태의 정보를 얻기에는 부적합한 부분이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 제안된 것으로, 이상에서 살핀 기술적 요구를 충족시킴은 물론 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 발명할 수 없는 추가적인 기술요소들을 제공하기 위해 발명되었다.
한국공개특허 제2011-0040738호 (2011.04.20. 공개)
본 발명은 하나의 필터만으로 낮은 휘도와 콘트라스트의 2차 방출 형광과 다른 파장의 가시광을 구분함은 물론, 형광 이외의 가시광선을 함께 식별할 수 있는 형광 필터와, 그 형광 필터를 이용하여 사용자의 육안을 통해서 정확한 검사가 가능한 간단한 구조의 치아검사 장비를 제공하는 데 그 목적이 있다.
위와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에 따른 형광필터는, 대상물로부터 방출되는 2차 방출광의 특정대역을 통과시키기 위한 패스영역; 및 상기 패스영역과 상이한 대역을 통과시키는 것으로서 상기 패스영역의 투과율보다 낮은 투과율을 갖는 보상영역;을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 형광필터에 있어서, 상기 패스영역은 2차 방출광의 600 내지 800nm 대역을 통과시키며, 상기 패스영역은 85 % 이상 100% 이하의 투과율을 가지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 형광필터에 있어서, 상기 보상영역은 2차 방출광의 460 내지 580nm 대역을 통과시키며, 상기 보상영역은, 상기 패스영역 투과율의 10% 내지 50%의 투과율을 가지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 형광필터에 있어서, 상기 보상영역은 2차 방출광의 440±10nm 및 510±15nm 대역을 통과시키며, 상기 보상영역은, 상기 패스영역 투과율의 10% 내지 30%의 투과율을 가지는 것을 특징으로 할 수도 있다.
또한, 상기 형광필터에 있어서 상기 패스영역은, 적색파장대역, 청색파장대역 또는 녹색파장대역 중 하나의 파장 대역에 형성되는 것을 특징으로 하며, 나아가 상기 보상영역은, 상기 패스영역과 중첩되지 않는 대역에 존재하되, 적색파장대역, 청색파장대역 또는 녹색파장대역 중 어느 하나 또는 두 개의 파장 대역에 형성될 수 있다.
또한, 상기 형광필터는, 상기 2차 방출광의 자외선 대역의 빛을 차단하기 위한 자외선 차단영역;을 더 포함할 수 있다. 이 때, 상기 자외선 차단영역은 400nm 이하의 자외선 대역을 차단하는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명의 또 다른 측면에 따른 광학검사장치는, 대상물을 향해 빛을 조사하는 발광부; 상기 발광부에 의해 조사된 빛이 대상물에 반사된 경우, 상기 반사된 빛의 특정 파장대역을 통과시키는 형광필터;를 포함하되, 상기 형광필터는, 대상물로부터 방출되는 2차 방출광의 특정대역을 통과시키기 위한 패스영역; 및 상기 패스영역과 상이한 대역을 통과시키고, 상기 패스영역의 투과율보다 낮은 투과율을 갖는 보상영역;을 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면 에너지 강도가 약한 2차 방출광을 높은 투과율로 필터링하기 위한 영역과, 색상 보상영역을 포함하는 형광필터를 포함함으로써, 별도의 추가적인 구성 없이도 사용자의 육안으로 검사 대상의 상태를 확인하기 위한 장치를 쉽게 구성할 수 있는 효과가 있다.
특히 본 발명은 하나의 형광 필터에 보상영역과 패스영역을 포함해서 구성함으로써, 하나의 형광필터만으로 관찰대상 증상인 2차 방출광과 주변 정상 영역의 백색광 또는 색 왜곡이 없는 원형의 색상을 육안으로 분석할 수 있다. 따라서 본 발명에 따르면 기존의 관찰대상만을 확인하는 장치들에 비해 정상과 비정상의 부분을 비교하여 분석할 수 있게 됨으로써 치아의 상태를 좀 더 명확하게 비교분석 할 수 있게 되는 효과가 있다.
도 1은 여기광이 조사된 치아와 발광영역, 즉 적색광 대역을 투과시키기 위한 밴드 패스 필터의 파장과 가시광 대역(3원색)을 설명하기 위한 분광 특성 그래프이다.
도 2는 도 1에 도시된 밴드 패스 필터를 통과한 영상을 도시한 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 형광필터를 포함한 광학검사장치의 구성을 개략적으로 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 형광필터의 분광 특성을 나타낸 그래프이다.
도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 형광필터의 색좌표를 나타낸 것이다.
도 6은 도 4 및 도 5의 특성을 가지는 형광필터를 이용하여 육안으로 검사한 치아를 모습을 나타낸 것이다.
도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 형광필터의 분광 특성을 나타낸 그래프이다.
도 8은 도 4 및 도 5의 분광 특성을 가지는 형광필터를 이용하여 디지털 카메라로 촬영한 사진을 나타낸 것이다.
도 9는 도 7의 분광 특성을 가지는 형광필터를 이용하여 디지털 카메라로 촬영한 사진을 나타낸 것이다.
도 10은 본 발명의 제2실시예에 따른 형광필터의 색좌표를 나타낸 것이다.
본 발명의 목적과 기술적 구성 및 그에 따른 작용 효과에 관한 자세한 사항은 본 발명의 명세서에 첨부된 도면에 의거한 이하의 상세한 설명에 의해 보다 명확하게 이해될 것이다. 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세하게 설명한다.
본 명세서에서 개시되는 실시예들은 본 발명의 범위를 한정하는 것으로 해석되거나 이용되지 않아야 할 것이다. 이 분야의 통상의 기술자에게 본 명세서의 실시예를 포함한 설명은 다양한 응용을 갖는다는 것이 당연하다. 따라서, 본 발명의 상세한 설명에 기재된 임의의 실시예들은 본 발명을 보다 잘 설명하기 위한 예시적인 것이며 본 발명의 범위가 실시예들로 한정되는 것을 의도하지 않는다.
도면에 표시되고 아래에 설명되는 기능 블록들은 가능한 구현의 예들일 뿐이다. 다른 구현들에서는 상세한 설명의 사상 및 범위를 벗어나지 않는 범위에서 다른 기능 블록들이 사용될 수 있다. 또한, 본 발명의 하나 이상의 기능 블록이 개별 블록들로 표시되지만, 본 발명의 기능 블록들 중 하나 이상은 동일 기능을 실행하는 다양한 하드웨어 및 소프트웨어 구성들의 조합일 수 있다.
또한, 어떤 구성요소들을 포함한다는 표현은 개방형의 표현으로서 해당 구성요소들이 존재하는 것을 단순히 지칭할 뿐이며, 추가적인 구성요소들을 배제하는 것으로 이해되어서는 안 된다.
나아가 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 연결되어 있다거나 접속되어 있다고 언급될 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 한다.
이하에서는 도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명에 따른 형광필터 및 광학감시장치를 설명하기 위한 배경기술에 대해 살펴보기로 한다.
사용자의 육안으로 검사 대상의 상태를 직관해서 검사하기 위해서는, 여기광에 노출된 후 조사대상에서 방출된 2차 광만을 선별하기 위한 밴드패스(Band Pass) 영역이 필요하다. 그러나 밴드패스 영역만을 포함하는 경우 도 1에 도시된 것과 같은 스펙트럼 패턴을 갖는 필터는 형광 여기된 2차 방출광과 동일한 파장대역의 광만을 투과시키며, 이로 인해서 도 2에 도시된 바처럼 특정 파장의 광만 투과하게 되므로 항상 밴드패스 영역과 동일한 파장의 광만 사용자에게 제공된다.
구체적으로, 도 1에서의 Red Filter(R)의 경우 약 580nm 이상의 파장의 적색광 대역만을 통과시키게 되는데, 이를 치아 검사에 적용하는 경우 사용자로서는 도 2와 같은 붉은 색의 이미지만 볼 수 있어 치아의 어느 영역에 문제가 있는지를 확인하기가 쉽지 않은 문제가 존재한다. 따라서 도 1과 같은 스펙트럼 패턴을 갖는 필터는 추가적인 구성 없이는 사용자가 보더라도 분별할 수 없는 이미지만을 제공하게 되므로 감시 장치로서의 역할을 제대로 수행할 수 없게 됨을 알 수 있다. 이는 본질적으로 사람이 인식할 수 있는 가시파장 대역 광의 3원색은 RGB(적색, 녹색, 청색)인데, 이 중 특정 파장만 선별적으로 필터링을 하게 되면 사용자는 다른 파장의 광을 볼 수 없어 치아 상에 이상이 있는 부분과 그렇지 않은 부분을 구별해 내기가 쉽지 않기 때문이다.
본 발명은 방출광을 투과시키는 대역패스 영역 이외에 원색의 파장대역에서 보상 영역을 더 형성함으로써 여기광에 의한 2차 발광과 가시광 대역의 백색광을 사용자가 육안으로 구분해서 확인할 수 있는 형광필터를 제공한다. 이로 인해서, 본 발명에 따른 형광필터를 장착하는 감시장치는 형광필터 이외의 추가적인 구성없이도 간단하게 육안만으로 검사 대상의 상태를 검사할 수 있다.
이하에서는 도 3을 참조하여 본 발명에 따른 광학검사장치의 구조에 대해 개략적으로 살펴보기로 한다.
본 발명에 따른 광학검사장치는 기본 구성으로 발광부(100), 형광필터(200)를 포함하며, 부가적으로 자외선 차단필터(300)를 더 포함한다.
발광부(100)란 검사하고자 하는 대상물을 향하여 빛을 조사하는 기능부를 일컫는 것으로 LED(Light Emitting Diode), LD, OLED 등이 활용될 수 있으며, 바람직하게는 중심파장이 380~430nm 대역에 존재하는, 더 바람직하게는 410nm 의 중심파장을 가지는 광원이 활용될 수 있다. 상기 중심파장 410nm의 LED는 충치, 치석, 보철물의 균열부에 잔존해 있는 유기물(부유물)에서 방출된 파장의 관찰에 적합하다. 참고로 충치균에 의해 생성된 부산물에서는 상기 발광부(100)에 의한 빛이 조사되는 경우 420 ~ 750nm 파장 대역의 가시광이 2차 방출된다. (본 상세한 설명에서는 발광부에 의해 조사된 빛이 대상물에 의해 반사되는 현상을 2차 방출이라 표현하기로 한다.)
또한, 상기 발광부(100)는 광학검사장치(1000)를 휴대용으로 제조할 수 있음을 고려할 때, 또한 에너지 효율을 고려할 때 단파장 레이저 다이오드(Laser Diode)나 단색 LED를 사용하는 것이 유리하다.
다음으로, 형광필터(200)는 상기 발광부(100)에 의해 조사된 빛이 대상물에 반사된 경우, 반사된 빛을 수신하고 이로부터 특정 파장대역의 빛 만을 통과시킨다. 형광필터(200)는 본 발명에 있어 핵심적인 구성으로서, 앞서도 잠시 언급하였듯, 치아상 유기물에 의해 반사되는 빛의 통과 영역 이외에 사람이 상기 유기물이 존재하는 부분과 그렇지 않은 부분을 쉽게 분별할 수 있게 하기 위한 보상 영역을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
부연하면, 대상물인 치아에 조사된 광에 의해 반사되는 빛의 파장은 비교적 넓은 대역의 빛을 모두 포함하며, 빛은 여러 가지 파장이 혼합될 경우 백색으로 나타나므로 사람의 눈으로는 색상을 구분하거나 분리해 내기가 어렵다. 이는 마치 정오의 태양이 백색으로 보여 태양이 R, G, B 색을 모두 포함하고 있는지를 확인할 수 없는 것과 같은 원리인데, 이러한 백색광으로부터 특정 물질에 의해 반사되는 특정 파장의 빛을 분리해 내기 위해서는 광학필터가 필요하다.
한편, 본 발명에 따른 형광필터(200)는 뒤에서 다시 설명하게 되는 바와 같이 두 가지 다른 형태로 구현될 수 있다. 즉, 상기 형광필터는 시감투과율에 의존하는 사람의 눈에 최적화된 필터(제1실시예), 그리고 RGB 센서에 의존하는 디지털 카메라에 최적화된 필터(제2실시예)로 구현될 수 있다. 관련하여서는 도 4 내지 도 10에 대한 설명을 통하여 후술하기로 한다.
다시 도 3을 참조할 때, 본 발명에 따른 광학검사장치(1000)는 자외선 차단 필터(300)를 더 포함할 수 있다. 일반적으로 광학검사장치(1000)는 사람이 나안(naked eye)으로 직접 관찰하거나 디지털 카메라를 이용하여 이미지를 획득하는 방식으로 구현된다. 한편, 이 과정에서 사람의 눈이 상기 발광부(100)로부터 조사된 빛에 노출될 수 있는데, 파장이 짧은 자외선의 경우 인체에 해를 끼칠 수 있어 자외선 대역의 빛은 차단을 시킬 필요가 있다. 앞서도 설명하였듯 상기 발광부(100)는 410nm를 중심으로 약 370 ~ 430nm 대역의 빛을 모두 방출할 수 있는데, 이 때 형광여기에 기여하는 400nm보다 긴 장파장 영역은 투과시키고 400nm이하의 자외선은 차단시키는 자외선 차단 필터(300)를 더 구비시킴으로써 사용자 눈을 보호할 수 있다.
이상 도 3을 참조하여 본 발명에 따른 광학검사장치(1000)의 개략적인 구성에 대해 살펴보았다. 이하에서는 도 4 내지 도 10을 참조하여 상기 형광필터(200)의 두 가지 실시예에 대해 각각 살펴보기로 한다.
도 4 내지 도 6은 제1실시예에 따른 형광필터(200), 즉 나안용 형광필터의 구현 예를 설명하기 위한 도면이다.
제1실시예는 본 발명에 따른 형광필터(200) 및 해당 형광필터를 적용함으로써 별도의 기기적 구성 또는 소프트웨어적인 처리 없이도 치아의 치의학적 질병 상태를 검사자의 육안만으로 직접 감시 가능한 광학검사장치(1000)에 관한 것이다.
도 4는 제1실시예에 따른 형광필터(200)의 스펙트럼 패턴을 도시한 그래프이다. 도 4를 참조하면, 상기 형광필터는 600 ~ 800nm 사이의 적색 파장 대역에서 80% 이상의 투과율을 갖는 밴드패스 영역(바람직하게는 85 ~ 99% 사이의 투과율)과, 460 ~ 560nm 사이의 청색 및 녹색파장 대역에서 상기 밴드패스 영역 투과율의 10 ~ 50% 사이의 투과율을 갖는 보상영역을 포함한다.
본 실시예에 따른 형광필터는 글래스 또는 플라스틱 재질의 기판 상에 서로 다른 굴절률을 갖는 다수의 유전체 물질을 다층 적층하여 형성되며, 바람직하게는 455 ~ 490nm 대역의 평균 투과율 15 ± 5%, 490 ~ 500nm 대역의 평균 투과율 30 ± 10%, 500 ~ 535nm 대역의 평균 투과율 20 ± 5%, 535 ~ 580nm의 평균 투과율 15 ± 5%, 600 ~ 800nm 대역의 평균 투과율 85% 이상의 분광 특성을 가지도록 제조할 수 있다. 참고로 본 실시예에 따른 형광필터의 광학적 분광 특성은 스펙트로포토메타 (Hitachi_사, U_4100 모델)을 이용하여 수직입사의 조건으로 측정하였다.
한편, 상기 형광필터를 제조하는 과정을 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.
형광필터는 투명기판(플라스틱, 유리 등을 포함한 코팅 가능한 기판)에 고굴절률 및 저굴절률 물질을 사용하여 PVD(Physical Vapour Deposition)기법으로 순차적 적층을 통해 제작된다. PVD란, 물질의 고유한 투과, 반사, 흡수 등의 성질을 이용하여 각 물질의 적층(코팅)두께를 제어함으로써 원하는 분광학적 특성을 만들어내는 기술이며, 이는 50-5 ~ 10-6 torr의 고진공 상태에서 진행된다.
본 발명에 따른 형광필터를 제조함에 있어서는 고굴절 물질로 TiO2, Ti3O5, Ta2O5가 사용되며, 저굴절 물질로는 SiO2, ZrO2, Al2O3가 사용된다. 위와 같은 고/저굴절 물질을 [고굴절/저굴절/고굴절/저굴절/… /고굴절/저굴절/기판]의 순으로 반복적인 증착을 하여 필터를 제작하며, 층수는 20층에서 최대 50층으로 구성된다.
이와 같은 형광필터 제조과정을 고려할 때, 제1실시예에 따른 형광필터는 아래 표 1과 같은 방식으로 층을 이루어 제조될 수 있다.
층 물질 굴절률(Refractive Index) 소광계수
(Extinction Coefficient)		 두께(nm)
1 SiO2 1.4618 0.0000000 133
2 TiO2 2.3487 0.0003743 50
3 SiO2 1.4618 0.0000000 80
4 TiO2 2.3487 0.0003743 31
5 SiO2 1.4618 0.0000000 50
6 TiO2 2.3487 0.0003743 148
7 SiO2 1.4618 0.0000000 75
8 TiO2 2.3487 0.0003743 47
9 SiO2 1.4618 0.0000000 84
10 TiO2 2.3487 0.0003743 51
11 SiO2 1.4618 0.0000000 83
12 TiO2 2.3487 0.0003743 40
13 SiO2 1.4618 0.0000000 198
14 TiO2 2.3487 0.0003743 23
15 SiO2 1.4618 0.0000000 63
16 TiO2 2.3487 0.0003743 191
17 SiO2 1.4618 0.0000000 195
18 TiO2 2.3487 0.0003743 131
19 SiO2 1.4618 0.0000000 170
20 TiO2 2.3487 0.0003743 147
21 SiO2 1.4618 0.0000000 66
22 TiO2 2.3487 0.0003743 20
23 SiO2 1.4618 0.0000000 75
24 TiO2 2.3487 0.0003743 41
25 SiO2 1.4618 0.0000000 54
26 TiO2 2.3487 0.0003743 39
27 SiO2 1.4618 0.0000000 66
28 TiO2 2.3487 0.0003743 31
29 SiO2 1.4618 0.0000000 77
30 TiO2 2.3487 0.0003743 19
기판 PMMA 1.4898 0.0000000
도 5는 본 실시예에 따른 형광필터(200)의 투과 색좌표를 측정한 그래프이다. 도 5를 참조하면, 본 실시예에 따른 형광필터(200)의 색좌표는 D65/CIE1931/Chromaticity를 기준으로 측정하였으며, X-Coordination은 0.52±0.05, Y-Coordination은 0.38±0.05로 측정되었다.
상기 보상영역은 상기 밴드패스 영역 투과율의 10 ~ 50% 사이의 투과율을 갖도록 형성할 수 있으며 이에 따라 사용자로서는 정상상태 치아와, 비정상 상태 치아의 적색 부분을 육안으로 쉽게 구분하여 확인할 수 있게 된다. 만약 상기 보상영역의 투과율이 상기 밴드패스 영역 투과율의 10% 이하일 경우, 도 2에 도시된 것과 같이 3원색의 균형이 맞지 않아 사용자는 적색의 2차 발광만 볼 수 있게 되어 정상적인 치아 영역과 그렇지 않은 영역을 구별하여 확인할 수 없게 되는 문제가 발생한다. 반면, 상기 보상영역 투과율이 상기 밴드패스 영역 투과율의 50%를 초과할 경우에는 2차 발광의 낮은 에너지 준위로 인해서 사용자가 육안만으로는 비정상 상태의 치아를 구분할 수 없는 문제가 있다. 따라서, 본 발명에 따른 보상영역의 투과율 범위는 밴드패스 영역 투과율의 10 ~ 50 % 범위가 되도록 제조함이 바람직하다.
도 6은 도 3에 도시된 스펙트럼 패턴을 갖는 형광필터(200)를 이용해서 검사한 치아의 상태를 도시한 것이다. 도 6의 치아 중앙의 적색 부분은 충치 등의 부산물로 인해 적색 파장 대역의 형광여기광인 2차 발광광이 드러난 것을 의미하고, 그 외 정상상태의 치아의 다른 부분에서는 백색광 상태로 확인됨을 알 수 있다. 본 실시예는 보상 영역을 포함하는 형광필터만으로 육안으로 쉽게 치아 상태를 확인할 수 있음을 알 수 있다.
이하에서는 도 7 내지 도 10을 참조하여 제2실시예에 따른 형광필터(200) 구현예를 살펴보기로 한다.
제1실시예의 형광필터는 사람이 직접 나안으로 치아 상태를 확인하는 데에 적합한 것으로서, 만일 상기 제1실시예에 따른 형광필터를 디지털 카메라에 적용시켜 영상을 촬영하는 경우에는 도 8과 같이 색상의 왜곡현상이 발생하게 된다. 제2 실시예에 따른 형광필터는 디지털 카메라에 적용시킬 수 있는 것으로서, 더 정확하게는 RGB 센서에 의해 이미지를 획득하는 디지털 장치에 결부시켜 광학검사장치를 구현하는 데에 활용할 수 있는 형광필터이다. 제2실시예에 따른 형광필터(200)를 활용하는 경우 디지털 카메라 이외에 다른 추가적인 구성 없이도 치아의 치의학적 질병 상태를 검사자의 육안만으로 직접 검사 할 수 있다.
도 7은 제2실시예에 따른 형광필터의 스펙트럼 패턴을 도시한 도면이다.
본 실시예에 따른 형광필터는 제2 방출광만을 투과시키기 위한 밴드패스 영역과, 청색광 대역과 녹색광 대역에서 보상영역을 포함한다. 상기 청색광 대역과 녹색광 대역의 보상영역 각각은 밴드패스 영역 투과율의 10 ~ 50% 가 되도록 할 수 있으나, 바람직하게는 20 ~ 35% 사이로 구현하였을 때 더 선명한 이미지를 획득할 수 있다.
일반적으로 인간의 눈은 시감곡선에 의해 청색광 대역에 대한 시감이 다른 원색에 비교해서 낮기 때문에, 청색광 대역이 제거되더라도 3원색에 의한 색감변화를 느끼지 못할 수도 있다. 그러나 디지털 카메라 등 RGB 센서를 사용하는 장치들의 경우 인간이 느끼지 못하는 청색광 대역에 대한 민감도가 다른 파장의 광들과 동일 수준이므로 청색광 대역 변화에 대해서 바로 감지할 수 있다. 이러한 차이는 도 8과 도 9를 비교하여 살펴볼 때 더 분명해 지는데, 도 8은 본 발명의 제1실시예에 따른 형광필터를 디지털 카메라에 적용시켜 촬영한 이미지이고, 도 9는 제2실시예에 따른 형광필터, 즉 청색광 대역과 녹색과 대역의 보상영역이 분리된 분광특성 갖는 형광필터가 적용된 상태의 영상이다. 도 8과 도 9의 이미지에는 모두 적색영상이 확인 가능한 수준으로 드러나나, 일반 육안으로 검사하는 것과 동일한 수준에서 명확하게 구분하기 위해서는 도 9, 즉 제2실시예에 따른 형광필터와 같이 청색광 대역의 보상영역을 포함해야 된다.
따라서, 본 실시예와 같이 디지털 카메라 등의 전자적 센서를 거친 영상을 사용자가 육안으로 확인할 경우에는 청색광 대역(중심파장이 440나노미터인 430 ~ 460nm를 포함한 영역)을 더 보상함으로써 사용자는 색감의 왜곡 없이 조사 대상을 육안으로 식별할 수 있다.
제2실시예에 따른 형광필터(200)는 바람직하게는 440±10nm 대역에서 평균투과율 20±5%, 470±15nm 대역에서 평균투과율 1% 이하, 510±15nm 대역에서 평균투과율 20±5%, 560±30nm 대역에서 1%이하, 600 ~ 800nm 대역에서 평균투과율 85%이상의 분광 특성을 갖는다.
또한 제2실시예에 따른 형광필터는 아래 표 2와 같은 적층 구조로 제조될 수 있다.
층 물질 굴절률(Refractive Index) 소광계수
(Extinction Coefficient)		 두께(nm)
1 SiO2 1.4642 0.0000000 371
2 TiO2 2.3927 0.0007571 92
3 SiO2 1.4642 0.0000000 60
4 TiO2 2.3927 0.0007571 41
5 SiO2 1.4642 0.0000000 86
6 TiO2 2.3927 0.0007571 59
7 SiO2 1.4642 0.0000000 133
8 TiO2 2.3927 0.0007571 31
9 SiO2 1.4642 0.0000000 76
10 TiO2 2.3927 0.0007571 79
11 SiO2 1.4642 0.0000000 77
12 TiO2 2.3927 0.0007571 45
13 SiO2 1.4642 0.0000000 80
14 TiO2 2.3927 0.0007571 34
15 SiO2 1.4642 0.0000000 50
16 TiO2 2.3927 0.0007571 31
17 SiO2 1.4642 0.0000000 89
18 TiO2 2.3927 0.0007571 50
19 SiO2 1.4642 0.0000000 84
20 TiO2 2.3927 0.0007571 50
21 SiO2 1.4642 0.0000000 57
22 TiO2 2.3927 0.0007571 109
23 SiO2 1.4642 0.0000000 57
24 TiO2 2.3927 0.0007571 33
25 SiO2 1.4642 0.0000000 60
26 TiO2 2.3927 0.0007571 36
27 SiO2 1.4642 0.0000000 39
28 TiO2 2.3927 0.0007571 50
29 SiO2 1.4642 0.0000000 114
30 TiO2 2.3927 0.0007571 9
31 SiO2 1.4642 0.0000000 165
32 TiO2 2.3927 0.0007571 11
기판 PMMA 1.5237 0.0000000
도 10은 본 실시예에 따른 형광필터의 색좌표 그래프로써, D65/CIE1931/Chromaticity를 기준으로 측정하였으며, X-Coordination은 0.56±0.05, Y-Coordination은 0.30±0.05로 측정되었다.
이상 도면을 참조하여 본 발명에 따른 형광필터 및 상기 형광필터를 포함하는 광학검사장치에 대해 살펴보았다. 위에서 설명된 본 발명의 실시예들은 예시의 목적을 위해 개시된 것이며, 이들에 의하여 본 발명이 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명에 대한 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정 및 변경을 가할 수 있을 것이며, 이러한 수정 및 변경은 본 발명의 범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
100 발광부
200 형광필터
300 자외선 차단필터
1000 광학검사장치

Claims (9)

  1. 형광필터에 있어서,
    대상물로부터 방출되는 2차 방출광의 특정 대역을 통과시키기 위한 패스영역;
    상기 패스영역과 상이한 대역을 통과시키며, 상기 패스영역의 투과율보다 낮은 투과율을 갖는 보상영역을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 형광필터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 패스영역은 2차 방출광의 600 내지 800nm 대역을 통과시키며,
    상기 패스 영역은 85 % 이상 100% 이하의 투과율을 가지는 것을 특징으로 하는 형광필터.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 보상영역은 2차 방출광의 460 내지 580nm 대역을 통과시키며,
    상기 보상영역은, 상기 패스영역 투과율의 10% 내지 50%의 투과율을 가지는 것을 특징으로 하는 형광필터.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 보상영역은 2차 방출광의 440±10nm 및 510±15nm 대역을 통과시키며,
    상기 보상영역은, 상기 패스영역 투과율의 10% 내지 30%의 투과율을 가지는 것을 특징으로 하는 형광필터.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 패스영역은, 적색파장대역, 청색파장대역 또는 녹색파장대역 중 하나의 파장 대역에 형성되는 것을 특징으로 하는 형광필터.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 보상영역은, 상기 패스영역과 중첩되지 않는 대역에 존재하며,
    적색파장대역, 청색파장대역 또는 녹색파장대역 중 어느 하나 또는 두 개의 파장 대역에 형성되는 것을 특징으로 하는 형광필터.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 2차 방출광의 자외선 대역의 빛을 차단하기 위한 자외선 차단영역;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 형광필터.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 자외선 차단영역은 400nm 이하의 자외선 대역을 차단하는 것을 특징으로 하는 형광필터.
  9. 대상물을 향해 빛을 조사하는 발광부;
    상기 발광부에 의해 조사된 빛이 대상물에 반사된 경우, 상기 반사된 빛의 특정 파장대역을 통과시키는 형광필터;
    를 포함하되,
    상기 형광필터는,
    대상물로부터 방출되는 2차 방출광의 특정 대역을 통과시키기 위한 패스영역; 및
    상기 패스영역과 상이한 대역을 통과시키고, 상기 패스영역의 투과율보다 낮은 투과율을 갖는 보상영역;
    을 포함하는 광학검사장치.


KR1020160024333A 2016-02-29 2016-02-29 치아 검사용 형광필터 및 광학검사장치 KR20170101589A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160024333A KR20170101589A (ko) 2016-02-29 2016-02-29 치아 검사용 형광필터 및 광학검사장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160024333A KR20170101589A (ko) 2016-02-29 2016-02-29 치아 검사용 형광필터 및 광학검사장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20170101589A true KR20170101589A (ko) 2017-09-06

Family

ID=59925639

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160024333A KR20170101589A (ko) 2016-02-29 2016-02-29 치아 검사용 형광필터 및 광학검사장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20170101589A (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021051132A1 (en) 2019-09-11 2021-03-18 The Procter & Gamble Company Biofilm reveal device
KR20210108668A (ko) * 2020-02-26 2021-09-03 주식회사 아이오바이오 저전력 구강 관찰 시스템
EP3960214A1 (en) * 2020-09-01 2022-03-02 USHIO Denki Kabushiki Kaisha Lighting device having funtion of inactivating bacteria or viruses

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021051132A1 (en) 2019-09-11 2021-03-18 The Procter & Gamble Company Biofilm reveal device
KR20210108668A (ko) * 2020-02-26 2021-09-03 주식회사 아이오바이오 저전력 구강 관찰 시스템
KR20220103669A (ko) * 2020-02-26 2022-07-22 주식회사 아이오바이오 저전력 구강 관찰 시스템
EP3960214A1 (en) * 2020-09-01 2022-03-02 USHIO Denki Kabushiki Kaisha Lighting device having funtion of inactivating bacteria or viruses

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI261121B (en) Method and system for wavelength-dependent imaging and detection using a hybrid filter
US10145738B2 (en) Optical filter system and fluorescence detection system
KR102434671B1 (ko) 의료용 내시경기구
AU2015258114B2 (en) Otoscope and otoscopic method based on spectral analysis
US20130034826A1 (en) Intraoral inspection apparatus and method for operating intraoral inspection apparatus
CN104736036B (zh) 观察装置
US20190059712A1 (en) Endoscope light source apparatus
CN104822309B (zh) 荧光滤光器光谱补偿
JP2009165831A (ja) 診療審美兼用口中撮像装置
KR20190060824A (ko) 색약의 조건들을 시뮬레이팅하고 색맹 보완 안경류의 유효성을 시연하기 위한 라이팅 시스템
KR20170101589A (ko) 치아 검사용 형광필터 및 광학검사장치
JP2017514610A5 (ko)
WO2018107774A1 (zh) 应用于内窥镜系统的成像方法
EP3184878A1 (en) Light-source device
TW202037889A (zh) 用於包含匹配光譜濾波器之光學成像之系統
JP4855755B2 (ja) 生体診断装置
Yakubu et al. Full-scale Raman imaging for dental caries detection
US20180128431A1 (en) Led lamp utilizing optical filtering to counteract effects of color anomalous vision
US7262419B2 (en) Fluorescence absorption microscopy
Gounella et al. Optical filters for narrow band light adaptation on imaging devices
US7675677B2 (en) Binoculars
RU2356016C1 (ru) Способ измерения цвета объектов и устройство для его осуществления
KR102523070B1 (ko) 미생물에 의해 발현되는 형광 감지를 위한 필터 및 광학적 배치구조가 포함된 치아 관찰 장치
TWI829022B (zh) 內視鏡系統
Ng et al. SWIR reflectance imaging of demineralization on the occlusal surfaces of teeth beyond 1700 nm

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application