(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
白色ＬＥＤ光源、及び３６０ｎｍ以上４２０ｎｍ以下の波長域内にピークを有する蛍光発色用ＬＥＤ光源を具備する光源ユニットと、
前記光源ユニットから出射された光に基づいた反射光及び蛍光発色光を受光し、電気信号に変換する撮像装置と、
前記光源ユニットと前記撮像装置との間に具備され、４２０ｎｍ以下の波長成分の光を遮断又は光量を減衰するとともに、４５０ｎｍ以上６００ｎｍ以下の波長成分の光の光量を減衰する波長調整手段と、
前記撮像装置による前記電気信号を処理する処理手段と、を備え、
前記白色ＬＥＤ光源のみが点灯する通常観察モードでは、前記処理手段は予め定められた関係により前記電気信号を補正し、
前記蛍光発色用ＬＥＤ光源のみが点灯するＱＬＦモードでは、前記処理手段は他の予め定められた関係により前記電気信号を補正する、
ことを特徴とする口腔内観察装置。
【請求項２】
前記波長調整手段は、
前記光源ユニットと前記撮像装置との間に具備され、４２０ｎｍ以下の波長成分の光を遮断又は光量を減衰する第一波長調整手段と、
前記光源ユニットと前記撮像装置との間に具備され、４５０ｎｍ以上６００ｎｍ以下の波長成分の光の光量を減衰する第二波長調整手段と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の口腔内観察装置。
【請求項３】
前記波長調整手段は光学フィルターであることを特徴とする請求項１又は２に記載の口腔内観察装置。
【請求項４】
白色ＬＥＤ光源、及び３６０ｎｍ以上４２０ｎｍ以下の波長域内にピークを有する蛍光発色用ＬＥＤ光源を具備する光源ユニットと、
前記光源ユニットから出射された光に基づいた反射光及び蛍光発色光を受光し、電気信号に変換する撮像装置と、
前記光源ユニットと前記撮像装置との間に具備され、４２０ｎｍ以下の波長成分の光を遮断又は光量を減衰する第一波長調整手段と、
前記撮像装置により受光されて電気信号に変換された４５０ｎｍ以上６００ｎｍ以下の波長成分の光の前記電気信号を減衰して記憶する第二波長調整手段と、
前記撮像装置による前記電気信号、及び前記第二波長調整手段に記憶された電気信号を処理する処理手段と、を備え、
前記白色ＬＥＤ光源のみが点灯する通常観察モードでは、前記処理手段は予め定められた関係により前記電気信号を補正し、
前記蛍光発色用ＬＥＤ光源のみが点灯するＱＬＦモードでは、前記処理手段は他の予め定められた関係により前記電気信号を補正する、
ことを特徴とする口腔内観察装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、歯科用に用いられる口腔内観察装置に関し、特に歯肉炎や治療用樹脂の存在等の通常でない部位と、通常である部位とを区別可能とする口腔内観察装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
歯肉炎等のいわゆる歯周疾患や、治療等で歯牙に樹脂を埋めたような場合に、肉眼でその部位を見分けるためには、専門的な知識や経験が必要である。従って、患者が自分の口腔内の通常の撮影画像を見せられても実感がなく、説明する歯科医も明確に説明することが困難である場合があった。
【０００３】
口腔内に３６０ｎｍ〜４２０ｎｍの波長領域内にピーク値を有する光を照射すると、口腔内に生じている歯周疾患部位や歯牙に埋められた樹脂（以下、「疾患部位等」と記載することがある。）は、照射光とは異なる４５０ｎｍ以上の波長の蛍光を発光する性質があることが知られている。この性質を利用して、疾患部位等を定量的に把握するＱＬＦ法（定量的光誘発蛍光法、Quantitative Light-Induced Fluorescence）が知られている。
【０００４】
例えば特許文献１にもＱＬＦ法を用いて疾患部位等を定量的に評価する歯科用検査装置が開示されている。また、特許文献２にも疾患部位を明確にすることを目的にＱＬＦ法を適用した歯表面の検査のための歯科用器具が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−１７４９７７号公報
【特許文献２】特開２００４−６５９９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記した従来技術をはじめ、ＱＬＦ法により得られる口腔内の画像は非常に暗く、また、実際の口腔内の色彩とは大きく離隔する色彩なので、患者に説明するに際してもかなり違和感があった。
【０００７】
そこで本発明は上記問題点に鑑み、ＱＬＦ法においても鮮明で見易い画像を得ることができる歯科用の口腔内観察装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
以下、本発明について説明する。ここでは分かり易さのため、添付図面の参照符号を括弧書きで付記するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【０００９】
請求項１に記載の発明は、白色ＬＥＤ光源（１３）、及び３６０ｎｍ以上４２０ｎｍ以下の波長域内にピークを有する蛍光発色用ＬＥＤ光源（１４）を具備する光源ユニット（１１）と、光源ユニットから出射された光に基づいた反射光及び蛍光発色光を受光し、電気信号に変換する撮像装置（１７）と、光源ユニットと撮像装置との間に具備され、４２０ｎｍ以下の波長成分の光を遮断又は光量を減衰するとともに、４５０ｎｍ以上６００ｎｍ以下の波長成分の光の光量を減衰する波長調整手段（１５、１６）と、撮像装置による電気信号を処理する処理手段（１８）と、を備え、白色ＬＥＤ光源のみが点灯する通常観察モードでは、処理手段は予め定められた関係により受光信号を補正し、蛍光発色用ＬＥＤ光源のみが点灯するＱＬＦモードでは、処理手段は他の予め定められた関係により受光信号を補正する、ことを特徴とする口腔内観察装置（１０）である。
【００１０】
ここで、波長調整手段が「光源ユニットと撮像装置との間に具備される」とは、その位置が実際に光源ユニットと撮像装置との間に配置されることの他、位置としては光源ユニットと撮像装置との間には配置されていないが、反射鏡やプリズム等の光路制御により光学的に光源ユニットと撮像装置との間にあることをも意味する。以下同様である。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の口腔内観察装置（１０）において、波長調整手段は、光源ユニット（１１）と撮像装置（１７）との間に具備され、４２０ｎｍ以下の波長成分の光を遮断又は光量を減衰する第一波長調整手段（１５）と、光源ユニットと撮像装置との間に具備され、４５０ｎｍ以上６００ｎｍ以下の波長成分の光の光量を減衰する第二波長調整手段（１６）と、を備えることを特徴とする。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の口腔内観察装置（１０）において、波長調整手段（１５、１６）は光学フィルターであることを特徴とする。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、白色ＬＥＤ光源、及び３６０ｎｍ以上４２０ｎｍ以下の波長域内にピークを有する蛍光発色用ＬＥＤ光源を具備する光源ユニットと、光源ユニットから出射された光に基づいた反射光及び蛍光発色光を受光し、電気信号に変換する撮像装置と、光源ユニットと撮像装置との間に具備され、４２０ｎｍ以下の波長成分の光を遮断又は光量を減衰する第一波長調整手段と、撮像装置により受光されて電気信号に変換された４５０ｎｍ以上６００ｎｍ以下の波長成分の光の電気信号を減衰して記憶する第二波長調整手段と、撮像装置による電気信号、及び第二波長調整手段に記憶された電気信号を処理する処理手段と、を備え、白色ＬＥＤ光源のみが点灯する通常観察モードでは、処理手段は予め定められた関係により電気信号を補正し、蛍光発色用ＬＥＤ光源のみが点灯するＱＬＦモードでは、処理手段は他の予め定められた関係により電気信号を補正する、ことを特徴とする口腔内観察装置である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、ＱＬＦ観察において、波長調整手段により、蛍光発色用光源から発生られる光を遮断し、発色した緑色領域の蛍光を大きく減衰させ、赤色波長領域の光を高透過させることにより、全波長領域（ＲＧＢ）の光量をほぼ均一なホワイトバランスとすることができる。ホワイトバランスが適切な値をとることによって視認性が大きく改善された鮮明で見易い画像を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】１つの実施形態にかかる口腔内観察装置の概念図である。
【図２】図１の口腔内観察装置を紙面右から見た図である。
【図３】実施例の結果を説明する処理画像である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の上記した作用及び利得は、次に説明する発明を実施するための形態から明らかにされる。以下、本発明を図面に示す実施形態に基づき説明する。ただし本発明はこれら実施形態に限定されるものではない。
【００１７】
図１は、１つの実施形態に係る口腔内観察装置１０を概念的に示した図である。図２は、図１の紙面右側から口腔内観察装置１０を見た図である。
口腔内観察装置１０は、光源ユニット１１、波長調整手段１５、１６、撮像手段１７、及び処理手段１８を備えている。
【００１８】
光源ユニット１１は、図１、図２からわかるように、フード１２、白色光源１３、及び蛍光発色用光源１４を有して構成されている。
フード１２は、有底円筒状の部材であり、底板には筒状の軸心を中心とした円形の孔１２ａが設けられている。該孔１２ａを通して後述する波長調整手段１５、１６や撮像手段１７に光が到達する。フード１２は、白色光源１３、及び蛍光発色用光源１４から出射される光が効率良く口腔内に導かれるようにするいわゆる導光手段として機能する。これに加え、フード１２により、白色光源１３、及び蛍光発色用光源１４からの光が施術者や患者の目に直接に入ることを大幅に減少させることができる。
【００１９】
白色光源１３は、少なくとも可視光領域でその全般に亘る波長を具備する光を発する光である。これは通常の口腔内観察をするときに用いられる照明のための光源である。従って白色光源１３の種類は特に限定されるものではないが、光源の寿命や明るさ、及び消費電力の観点から白色の発光ダイオード（白色ＬＥＤ）であることが好ましい。
【００２０】
蛍光発色用光源１４は、口腔内に特定の波長の光を照射するための光源である。ここで特定の波長は、当該波長の光を照射することにより疾患部位等が蛍光発色することができる波長を意味する。例えば３６０ｎｍ〜４２０ｎｍの波長領域内にピーク強度を有する光を照射することを挙げることができる。光源種類は特に限定されるものではないが、光源の寿命や明るさ、及び消費電力の観点から当該波長領域内にピーク波長を有する発光ダイオード（ＬＥＤ）であることが好ましい。すなわち視覚的には紫色の光を発光するＬＥＤである。
【００２１】
このような白色光源１３及び蛍光発色光源１４は、図１、図２からわかるように、フード１２の底部に該フード１２の円筒軸を中心とした円周上に所定の間隔を有してそれぞれ複数配置されている。これにより口腔内を均一に照射することが可能となる。その他白色光源１３や蛍光発色用光源１４は、光源の位置による影により撮影画像に影ができないように無影効果が得られるような配置で複数個設けられることが望ましい。
【００２２】
光源ユニット１１は、白色光源１３が点灯し、蛍光発色光源１４が消灯する通常観察モードと、逆に白色光源１３が消灯し、蛍光発色光源１４が点灯するＱＬＦモードとを選択、切り替え可能とされている。光源の選択は後述するように手動で切り替えられるように構成されていてもよいし、シャッターが切れる回数により自動で切り替えられることができてもよい。また、観察装置の設定によって任意に切り替えられる構成であってもよい。
【００２３】
次に波長調整手段１５、１６について説明する。波長調整手段１５、１６は、所定の波長域内の光の光量を遮断又は減衰させる手段である。本実施形態では、第一波長調整手段１５及び第二波長調整手段１６を有している。
【００２４】
第一波長調整手段１５は、ここを透過しようとする光に対し、４２０ｎｍ以下の波長成分について光を遮断又は減衰し、それ以外の波長成分は減衰させることなく透過させる手段である。第一波長調整手段１５としては、このように波長を調整することができれば特に限定されるものではない。これには汎用性や入手性の観点から、光学フィルターを好ましいものとして挙げることができる。また、第一波長調整手段１５のフード１２側の面には曇りを防止する表面処理がなされていることが好ましい。これはかかる面には呼気が直接当たり、曇りが発生しやすいからである。
【００２５】
第一波長調整手段１５は、上記したフード１２の孔１２ａを塞ぐように配置される。すなわち、撮像装置１７に取り込まれる口腔内からの光の波長を調整することが可能となる。具体的な作用については後でくわしく説明する。
【００２６】
第二波長調整手段１６は、ここを透過しようとする光、特に蛍光発光成分である緑色の波長域に対し、具体的には４５０ｎｍ〜６００ｎｍの波長成分について透過を大きく制限し、当該波長成分を減衰させる手段である。この減衰は、減衰された波長成分（緑）と、上記第一波長調整手段１５により弱くなった波長成分（青）と、発色光成分のうちの少ない波長成分（赤）とが、通常の光源下で撮像装置１７が受光する光の各波長成分（赤・青・緑）の波長分布に近似させるようなものである。これにより全波長領域（ＲＧＢ）の光量をほぼ均一なホワイトバランスとすることができる。
したがって、これ以外の波長成分は減衰させることなく透過させる。第二波長調整手段１６としては、このように波長を調整することができれば特に限定されるものではない。これには汎用性や入手性の観点から、光学フィルターを好ましいものとして挙げることができる。
【００２７】
また、その他、第二波長調整手段は、このような光学フィルターによるものの他、撮像装置１７により受光されて電気的な信号に変換された信号に対し、当該波長成分に相当する信号を電気的に減衰させて記録させる信号処理手段とすることもできる。
【００２８】
第二波長調整手段１６は、第一波長調整手段１５の撮像装置１７側に、該第一調整手１５に重ねられるように配置される。すなわち、撮像装置１７に取り込まれる口腔内からの光の波長を調整することが可能となる。光学的な色差を最小化させるために、第一調整手段１５と第二調整手段１６とは、密着していることが望ましい。ただしこれに限定されるものではない。具体的な作用については後でくわしく説明する。
【００２９】
本実施形態では波長調整手段として２つの波長調整手段（第一波長調整手段及び第二波長調整手段）を適用する例を説明した。しかしながら、上記の波長域を減衰又は遮断することができるように波長調整手段を設ける態様であればよい。すなわち、２つより多い波長調整手段により構成されていてもよい。
【００３０】
次に撮像装置１７について説明する。撮像装置１７は、波長調整手段１５、１６を透過した口腔内からの光を受光し、これを画素ごとに電気信号に変換する装置である。すなわち撮像装置１７は、ＣＣＤ等の受光素子を有していればよく、かかる装置であれば特に限定されることはない。撮像装置１７として例えばデジタルスチールカメラを用いることができる。
【００３１】
処理手段１８は、撮像装置１７で得られた画像電気信号に対し、予め定められた所定の処理をし、これを画像として出力可能とする手段である。従って処理手段１８は例えば、撮像装置１７からの信号が入力される入力ポート、予め所定の演算式の必要な情報が記録された記憶装置（ＲＯＭ）、演算を行う中央演算子（ＣＰＵ）、作業領域や一時的な情報の保存領域として機能するＲＡＭ、及び演算結果を出力する出力ポートを備えている。
【００３２】
本実施形態の処理手段１８は、上記した白色光源１３が点灯し、蛍光発色用光源１４が消灯された場合である通常観察モードに対する処理と、白色光源１３が消灯し、蛍光発色光源１４が点灯される場合であるＱＬＦモードに対する処理とが、各々できるように構成されている。具体的には口腔内観察装置１０の作用を説明する際に合わせて説明する。
【００３３】
本実施形態で処理手段１８は、撮像装置１７に内蔵される。これにより、コンパクトで使用しやすい口腔内観察装置１０とすることができる。ただし、処理手段１８を撮像装置１７とは別に設けることを妨げるものでなく外部接続の態様であってもよい。
【００３４】
また、撮像装置１７には、光源ユニット１１、撮像装置１７、及び処理手段１８を動作させるための電源を備えてもよい。これにより携帯性及び装置の取り回しを容易とすることができる。
【００３５】
次に口腔内観察装置１０の作用について図１を参照しつつ説明する。
【００３６】
口腔内観察装置１０により口腔内の通常の観察を行う場合には、通常観察モードにより口腔内を観察する。その際には白色光源１３を点灯し、蛍光発色用光源１４が消灯された状態となる。
【００３７】
白色光源１３からの光は図１にＩａ、Ｉａに示したように歯牙・歯肉に照射される。歯牙・歯肉から反射した光は、図１にＩｂで示したように撮像装置１７に到達する。すなわち、反射光はフード１２の孔１２ａを通過し、第一波長調整手段１５を透過する。その際には４２０ｎｍ以下の波長成分は遮断又は減衰され、それ以外の波長成分は減衰されることなく透過する。さらに反射光は第二波長調整手段１６を透過する。その際には４５０ｎｍ〜６００ｎｍの範囲内の波長成分は減衰して透過され、それ以外の波長成分は減衰されることなく透過する。そして、撮像装置１７は透過した光を受光し、これが電気信号に変換される。従って、この時点で撮像装置１７は赤（Ｒ）色彩の強い反射光が受光されている。
【００３８】
処理手段１８は、通常観察モードに対応した通常観察モードの処理が選択され、上記受光信号に対して処理を行う。具体的には、受光信号に基づいて、上記遮断及び減衰された波長成分を補う補正を行えばよい。すなわち、用いられた第一波長調整手段１５、及び第二波長調整手段１６の上記特性に対応するように予め処理手段１８に関係を記憶させ、これに基づいて受光信号を補正する。これにより、通常の白色光下で観察すると同様の色合いで口腔内観察が可能となる。
【００３９】
一方、口腔内観察装置１０により口腔内のＱＬＦ観察を行う場合には、ＱＬＦモードにより口腔内を観察する。その際には蛍光発色用光源１４を点灯し、白色光源１３が消灯された状態となる。
【００４０】
蛍光発色用光源１４からの光は、白色光源１３の場合と同様に、図１にＩａ、Ｉａに示したように歯牙・歯肉に照射される。ＱＬＦモードの場合、その光源の性質により、歯牙・歯肉のうち、疾患部位等からは照射された光とは異なる波長の蛍光発色がされる。その波長は緑色成分として発光され，具体的には４５０ｎｍ〜６００ｎｍの波長の光となる。従って、歯牙・歯肉から反射した光、及び疾患部位等からの蛍光発色光は、図１にＩｂで示したように撮像装置１７に到達する。その際には、反射光・蛍光発色光はフード１２の孔１２ａを通過し、第一波長調整手段１５を透過する。その際には４２０ｎｍ以下の波長成分は遮断又は減衰され、それ以外の波長成分は減衰することなく透過する。ここで、蛍光発色用光源１４からの光は、もともと３６０ｎｍ〜４２０ｎｍの波長領域内にピーク強度を有する光であるから、この第一波長調整手段１５により反射光のほとんどの光が遮断又は減衰される。
【００４１】
さらに反射光・蛍光発色光は第二波長調整手段１６を透過する。その際には４５０ｎｍ〜６００ｎｍの範囲内の波長成分は減衰して透過され、それ以外の波長成分は減衰することなく透過する。すなわち、第二波長調整手段１６は、蛍光発色光を大きく減衰する。
【００４２】
従って、上記した第一波長調整手段１５による遮断又は減衰、第二波長調整手段１６による減衰、及び６００ｎｍより大きな波長成分の透過により、可視光領域の光成分は、通常光源による光成分の割合と同程度とすることができる。
すなわち、４２０ｎｍ以下の波長の光を遮断し、４５０ｎｍ〜６００ｎｍ以下の波長域の光は減衰され、６００ｎｍより大きい波長域はもともとあまり含まれていないので、全波長域において、光量レベルの低いが通常光線による光と同じ程度の波長分布を有する光が撮像装置１７に受光され、これが電気信号に変換される。
【００４３】
処理手段１８は、ＱＬＦモードに対応したＱＬＦモードの処理が選択され、上記受光信号に対して処理を行う。具体的には、受光信号に基づいて、上記調整された波長成分を補う補正を行えばよい。すなわち、用いられた第一波長調整手段１５、及び第二波長調整手段１６により、特定の波長領域について光量のレベルが調整されているので、微調整により通常光源下と同等のホワイトバランスをもった画像を得ることができる。これによれば、全体として自然色に近い口腔内の色合いであるにもかかわらず、疾患部位等は明確に色分けされたＱＬＦ画像を得ることができる。そのためには予め蛍光発色用光源１４の光源、第一波長調整手段１５、及び第二波長調整手段１６の特性に基づき処理手段１８にこれらの関係を記憶させて受光信号を補正する。
【００４４】
従来のＱＬＦによる口腔内観察では、波長調整手段を用いなかったり、４２０ｎｍ以下の波長成分を遮断して蛍光発色光のみを抽出して観察していたため、その画像が暗かったり、色合いが実際の口腔内と大きく異なっていた。患者に見せながら説明をする際にも、色合いが問題となっていた。しかしながら本発明によれば、このような問題を解決することが可能となる。
【００４５】
また、従来の装置により得られた画像を画像処理により通常の色合いに補正すると、高価な画像処理装置を要していた。これに対して、本発明によれば比較的簡易な装置で色合いの補正をすることが可能となる。
【００４６】
通常モードとＱＬＦモードとの切り換えは、例えば撮像装置に設けられる切り替えスイッチにより行われてもよいし、撮影のシャッターを切ることにより自動的に順番にモードの切り替えが行われるように構成されていてもよい。
【実施例】
【００４７】
実施例では、上記した口腔内観察装置１０のＱＬＦモードにより口腔内観察を行い、その画像を得た。具体的な装置構成は次の通りである。
・蛍光発色用光源：ピーク波長４００ｎｍのＬＥＤ
・第一波長調整手段：４２０ｎｍ以下を遮断する光学シャープカットフィルター
・第二波長調整手段：４５０ｎｍ以上６００ｎｍ以下を減衰させる光学フィルター
・撮像装置：デジタルカメラ（リコー製デジタルカメラＧＸＲ  Ａ１２  ５０ｍｍカメラユニット）
・処理手段：リコー製デジタルカメラ内ファームウェア
【００４８】
一方、比較例として、２００４年に上市されたインスペクター社製、ＱＬＦインスペクタープロシステムによる撮影をおこなった。
【００４９】
図３に結果を示す。図３（ａ）が実施例、図３（ｂ）が比較例である。いずれの図にも矢印で歯肉炎が生じている部位を矢印で示した。図３からわかるように本発明によれば、明るく、また自然に近い画像を得ることができる。
【００５０】
以上、現時点において実践的であり、かつ好ましいと思われる実施形態に関連して本発明を説明したが、本発明は本願明細書中に開示された実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨、又は思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う口腔内観察装置もまた本発明の技術的範囲に包含されるものとして理解されなければならない。
【符号の説明】
【００５１】
１０  口腔内観察装置
１１  光源ユニット
１２  フード
１３  白色光源
１４  蛍光発色用光源
１５  第一波長調整手段
１６  第二波長調整手段
１７  撮像装置
１８  処理手段
【図１】
0005410374.tif 000002
【図２】
0005410374.tif 000003
【図３】
0005410374.tif 000004