(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）歯牙の反射光撮像に使用される第１波長域の光、及び蛍光撮像にあたり歯牙の励起に使用される第２波長域の光を発生させる少なくとも１個の光源と、
（ｂ）前記歯牙からの、反射され放射された光を検出する少なくとも１つのセンサと、
（ｃ）前記少なくとも１個の光源からの光の光路上に設けられ、前記少なくとも１個の光源からの光を偏光させ前記歯牙に入射させる少なくとも１つの偏光器と、
（ｄ）回送光路上かつ前記少なくとも１つのセンサの前に配置され、前記歯牙からの像形成光を前記少なくとも１つのセンサに送る検光器と、
（ｅ）前記回送光路上に配置され、前記歯牙からの像形成光を前記センサに送り、偏光された光の一部分から像を形成するレンズと、
（ｆ）前記回送光路上に配置され、前記第２波長域の光を減衰させつつ前記第１波長域の光を透過させるロングパスフィルタと、
（ｇ）前記センサを作動させ、ライブ動画又は静止画である、蛍光像、反射光像、又は前記蛍光像及び前記反射光像の結合のいずれかの画像データを取得して表示する論理制御回路と、
を備える歯牙撮像装置。
【請求項２】
（ａ）オペレータが操作してその位置を決めるハンドル部と、
（ｂ）ハンドル部から分離可能且つ歯牙近傍に配置可能なプローブ部と、
（ｃ）ハンドル部内、プローブ部内又はその双方にかけて配置された補助光学系と、
を備え、その補助光学系が、
（ｉ）歯牙の反射光撮像に使用される第１波長域の光を発生させる第１光源と、
（ｉｉ）蛍光撮像に当たり歯牙の励起に使用される第２波長域の光を発生させる第２光源と、
（ｉｉｉ）前記少なくとも１個の光源からの光の光路上に設けられ、前記少なくとも１個の光源からの光を前記歯牙に入射させる少なくとも１つの偏光器と、
（ｉｖ）回送光路上かつ少なくとも１つのセンサの前に配置され、前記歯牙からの像形成光を前記少なくとも１つのセンサに送る検光器と、
（ｖ）歯牙から前記偏光器経由で回送光路に送られてきた偏向状態の光をセンサに送り像を形成するレンズと、
（ｖｉ）回送光路上で第２波長領域の光を減衰させるロングパスフィルタと、
（ｖｉｉ）センサを作動させて蛍光像又は反射光像の画像データを取得しその像のライブ動画表示又は静止画キャプチャを可能にする論理制御回路と、
を有する歯牙撮像装置。
【請求項３】
前記光源と歯牙の間に設けられ前記光源からの光を歯牙表面に合焦させる視野レンズと、
歯牙表面にそれぞれマーカー像を形成するための光を前記視野レンズに送る第３及び第４の光源と、
を備え、
前記論理制御回路は、前記第３の光源により形成されたマーカー像と前記第４の光源により形成されたマーカー像とが重なったことを検出したときに、前記センサを作動させて反射光像又は蛍光像の画像データを取得する、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の歯牙撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は歯牙撮像方法及び装置、特に散乱光と蛍光を併用して齲蝕を検知する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
その検知、処置及び予防技術の進歩にもかかわらず、様々な世代の広範な人々が今なお歯牙の齲蝕（虫歯）に悩まされている。齲蝕による恒久損傷が歯牙に残り或いはその歯牙そのものがなくなることを防ぐには、齲蝕を適正且つ迅速に処置する必要がある。
【０００３】
そのため、以前から目視検査や歯科医用鋭利探針での触診による齲蝕検知が広く行われている。その補助として放射線（Ｘ線）撮像が用いられることも多いが、そうした手法での探知結果には若干であれ主観が作用するものであるし、歯科医の熟練度、齲蝕部位置、齲蝕進行度、表示状況、Ｘ線撮像装置・処理の精度等、数多くの要因によってその精度が左右されがちである。更に、それら従来の検知手法には、Ｘ線輻射への露出ばかりでなく、脆くなっている歯牙が触診で欠損する、触診によって他の歯牙に感染が拡がる等といった恐れもある。そして、目視検査や触診で見つかるときには初期段階を行き過ぎていることが多く、少なくとも齲蝕部充填（詰め物）、場合によって抜歯も必要になる。
【０００４】
このように齲蝕検知手法の改良が期待されているところ、昨今多大な関心を集めているのは非Ｘ線撮像による齲蝕検知法である。なかでも商品化が進んでいるのは、強力な青色光で照明したとき歯牙から発せられる蛍光を捉えるＱＬＦ（Quantitative Light-induced Fluorescence：光誘導蛍光定量）法である。ＱＬＦ法の原理は、“齲蝕が進みつつありそのエナメル質の石灰分浸食が進んでいる歯牙より、そのエナメル質が健常で問題のない歯牙の方が、ある種の励起波長下での蛍光強度が高い”というものである。青色光励起下での蛍光に生じる強度低下分は石灰欠損量と強い相関を有しているので、その相関を利用して歯牙の齲蝕部を検知することやその進行度を調べることが可能である。これとは別に、赤色光で照明すると齲蝕部に住むバクテリア及びその産生物がその光を吸収し、健常部より強く蛍光する現象も知られている。
【０００５】
既提案の光学式齲蝕検知法としては、
・その波長が異なる二種類の励起光間で蛍光を比較し齲蝕を検知する特許文献１（発明者：Alfano）記載の方法
・二種類の波長間で散乱光強度を比較し齲蝕を検知する特許文献２（発明者：Alfano）記載の方法
・レーザ光を用い励起エネルギを供給して別波長の蛍光を発生させることで齲蝕部位置を特定する特許文献３（発明者：Ingmar）記載の方法
・特許文献４（発明者：de Josselin de Jong et al.）に記載の蛍光撮像型検知装置で虫歯を検知する手法
・蛍光によって組織の像を捉えて高度な画像解析に供する特許文献１０（発明者：de Josselin de Jong et al.）記載の方法
等がある。
【０００６】
市販の蛍光撮像型歯牙撮像システムとしては、蘭国アムステルダム所在のＩｎｓｐｅｋｔｏｒ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ  Ｓｙｓｔｅｍｓ  ＢＶから入手可能なＱＬＦ臨床システムがある。これとは違い、独国ビブラッハ所在のＫａＶｏ  Ｄｅｎｔａｌ  ＧｍｂＨから入手可能なＤＩＡＧＮＯｄｅｎｔレーザ齲蝕検知支援システムでは、赤色光照明下でバクテリア産生物の蛍光強度をモニタすることによって齲蝕活動を検知する（ＤＩＡＧＮＯは登録商標；ＤＩＡＧＮＯｄｅｎｔは商標）。
【０００７】
特許文献１１（発明者：Katsuda et al.）には、医歯両用の蛍光撮像型携帯撮像装置が記載されている。複数種類の照明光を使用し被検部位から反射光、蛍光又はその双方を捉える仕組みであるため、例えばそのプローブ内にスイッチャブルフィルタを設ける必要がある等、その構成はかなり複雑になる。また、被検部位に発する反射光及び蛍光を同一光路上で結合させうるものの、この装置では鏡面反射成分を除去・抑圧することができない。不要な鏡面反射が残ると反射光撮像では誤検知(false positive)が発生する。更に、この文献に記載されているどの照明装置でも、光源が被検部位に近過ぎるため歯牙その他の被検部位に対する照明が均一にならない。
【０００８】
そして、特許文献１２（発明者：Stookey et al.）には、蛍光波長の変化を数学的に処理し、様々な進行段階の齲蝕を精度よく検知する手法が記載されている。また、この文献では、波長別蛍光計測による早期検知の困難性に言及した上で、その波長成分を強調する手法について説明している。その手法によれば、蛍光撮像用カメラの波長応答に適合するよう波長組成（スペクトル）データを変換することができる。
【０００９】
これらの方法及び装置は、撮像及びそれによる齲蝕検知を非侵襲的且つ非電離的なものするのに役立つものであるが、その反面でまだ改良の余地が残っている。例えば、蛍光撮像法を使用する既提案手法に関しては、画像のコントラスト比に関わる問題が明らかになっている。即ち、ＱＬＦ法等で得られる像は蛍光による像であるので、健常部齲蝕部間コントラストがはっきりしておらず、得られた像に基づき正確な診断を下すのが難しいことがある。特に、その齲蝕が初期段階だと齲蝕によるスペクトル変化及び強度変化はほんの僅かであるので、特許文献１２に記載の通り、その初期齲蝕を健康な歯牙の表面凹凸と見分けられないことがある。
【００１０】
総じて明らかなことは、蛍光撮像法で得られる像のコントラスト比が患部の重症度に相応することである。即ち、蛍光撮像法で正確に検知できるのはある程度進んだ段階の齲蝕に限られる。これは、初期段階の齲蝕部から発せられる蛍光と、歯牙の健常部から発せられる蛍光との差が非常に小さいためである。初期乃至早期段階の齲蝕（初期齲蝕）の場合、蛍光撮像法でも正確な検知ができず、従来手法のそれとあまり変わらない齲蝕検知精度しか得られないことがある。この問題、即ち初期齲蝕を正確に検知困難であるという現実の壁があるため、蛍光現象を活用したとしても、従来同様、齲蝕部充填等が必要になる段階まで進行しないと齲蝕を検知できない状況が残るであろう。
【００１１】
予防歯科医術の見地からするとごく初期の段階で齲蝕を検知することが特に重要であるが、これまで述べた通り、既存手法で齲蝕部を検知できる段階まで進んでしまうと重症化から治癒へと反転させるのが難しくなる。即ち、その損傷が軽く、そのエナメル質に全く又はほとんど孔があいていないため象牙質部分に脅威が及んでいない初期段階にて齲蝕を発見できれば、経験的にいって、歯牙の再石灰化を促して症状の進行を反転させることができ詰め物が必要にならないことが多いが、その機を逸すると齲蝕が急速に進行して処置が更に難しくなり、多くの場合、齲蝕部充填等の補修的処置を執らざるを得なくなる。
【００１２】
非侵襲的歯科技法の機を活かし齲蝕の進行に先んずるにはごく初期の段階での齲蝕検知が必要であるが、特許文献１２に記載の通りそうした高水準の検知を既存の蛍光撮像法例えばＱＬＦ法で実行するのは難しく、初期齲蝕は往々にして見落とされてその症状が進み、見つかる頃には省費用の予防的処置での進行反転が不可能になっていることがある。
【００１３】
他方、特許文献５（発明者：Everett et al.）には偏向計測原理を応用した歯科撮像システムが記載されている。このシステムでは、歯牙に偏向光が照射されるよう照明光路上に第１偏光器をまた反射光路上に第２偏光器を配し、その偏光器を透過した反射光の強度を水平偏向ポジション時と垂直偏向ポジション時との間で比較する。二種類の偏向状態間での反射光強度比較結果からその歯牙による散乱反射光の脱偏向度が判るので、その歯牙が齲蝕に感染しているか否かやその齲蝕の進行度を知ることができる。
【００１４】
ただ、特許文献５の記載に従い後方散乱光の脱偏向度を調べる装置及び手法では、照明光路上に１個、反射光路上に１個、というように複数個の偏光器を使用する必要がある。更に、反射光路上の偏光器を基準偏向（水平偏向）ポジションから直交偏向（垂直偏向）ポジションへと迅速に切り替えねばならないため、特許文献５に記載の手法では本質的に齲蝕検知用光学系の小型化が難しい。従って、撮像による齲蝕検知を脱偏向度計測無しのより簡便な形態で行えるようにすること、ひいては使用部材点数をより少なくし且つ２ポジション間で偏光器の向きを切り替える必要をなくすことが求められる。
【００１５】
特許文献５に例示されている通り、ＯＣＴ（Optical Coherence Tomography：光干渉断層撮像）法を歯科歯周撮像ツール乃至医用撮像ツールとして用いる手法も既に提案されている。例えば
・医用撮像にＯＣＴ走査計測原理を適用する特許文献６（発明者：Swanson et al.）記載の手法
・ＯＣＴ法を用い歯及び歯茎を撮像する特許文献７（発明者：Nathel et al.）記載の手法
・特許文献８（発明者：Everett et al.）記載の歯科検査具を用い走査ＯＣＴ像を得る手法
・特許文献１３（発明者：Quadling et al.）記載の時間領域乃至フーリエ領域ＯＣＴシステムを用い歯牙を撮像する手法
・特許文献１７（発明者：野口国寿他）記載の歯科光診断装置を使用する手法；即ち可視光源で歯牙表面を照らしその部位の画像をカメラで捉え、その画像上で指定された部位を別の光源の光源で照らしＯＣＴ装置でその部位を走査する手法
等である。
【００１６】
これら、ＯＣＴ法による撮像（ＯＣＴ撮像）を行う手法によれば、その表面下を含め歯牙組織を子細に撮像できる反面、撮像自体に多大な時間及び多大な情報処理能力が必要になるという問題が生じうる。また、ＯＣＴ法による像は１個乃至数個の注目部位から得られれば足り、多数の個所から普く得る必要はないのであるが、可視光撮像とＯＣＴ撮像の結果が同一撮像装置内で結びつかない従来の方式では、歯科専門医が注目部位を指定しその部位に絞ってＯＣＴ撮像を行うことができなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１７】
【特許文献１】米国特許第４２９０４３３号明細書
【特許文献２】米国特許第４４７９４９９号明細書
【特許文献３】米国特許第４５１５４７６号明細書
【特許文献４】米国特許第６２３１３３８号明細書
【特許文献５】米国特許第６５２２４０７号明細書
【特許文献６】米国特許第５３２１５０１号明細書
【特許文献７】米国特許第５５７０１８２号明細書
【特許文献８】米国特許第６１７９６１１号明細書
【特許文献９】米国特許第６１２２１０３号明細書
【特許文献１０】米国特許出願公開第２００４／０２４０７１６号明細書
【特許文献１１】米国特許出願公開第２００５／０００３３２３号明細書
【特許文献１２】米国特許出願公開第２００４／０２０２３５６号明細書
【特許文献１３】米国特許出願公開第２００５／００２４６４６号明細書
【特許文献１４】米国特許出願公開第２００５／１８２３２１号明細書
【特許文献１５】米国特許出願公開第２００１／０５２９７９号明細書
【特許文献１６】米国特許出願公開第２００５／２３１７１７号明細書
【特許文献１７】特開２００４−３４４２６０号公報
【特許文献１８】国際公開第ＷＯ２００７／０５３２９３号パンフレット
【特許文献１９】国際公開第ＷＯ２００７／１２７０３６号パンフレット
【特許文献２０】国際公開第ＷＯ０３／０６８０６４号パンフレット
【非特許文献】
【００１８】
【非特許文献１】Fried et al.; "Imaging Caries Lesions and Lesion Progression with Polarization Sensitive Optical Coherence Tomography," Journal of Biomedical Optics, Vol.7, No.4, October 2002, pp.618-627
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
従って、齲蝕特に初期齲蝕をより高精度に検知でき、従来方式に比べて使用部材点数が少なく且つその構成が簡素で、更に非侵襲的且つ非電離的な齲蝕検知用撮像方法が、いま求められているといえよう。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
概略、本発明の一実施形態に係る歯牙撮像装置は、
（ａ）歯牙の反射光撮像に使用される第１波長域の光、及び蛍光撮像に当たり歯牙の励起に使用される第２波長域の光を発生させる少なくとも１個の光源と、
（ｂ）前記歯牙からの、反射され放射された光を検出する少なくとも１つのセンサと、
（ｃ）前記少なくとも１個の光源からの光の光路上に設けられ、前記少なくとも１個の光源からの光を偏光させ前記歯牙に入射させる少なくとも１つの偏光器と、
（ｄ）回送光路上かつ前記少なくとも１つのセンサの前に配置され、前記歯牙からの像形成光を前記少なくとも１つのセンサに送る検光器と、
（ｅ）前記回送光路上に配置され、前記歯牙からの像形成光を前記センサに送り、偏光された光の一部分から像を形成するレンズと、
（ｆ）前記回送光路上に配置され、前記第２波長領域の光を減衰させつつ前記第１波長領域の光を透過させるロングパスフィルタと、
（ｇ）前記センサを作動させ、ライブ動画又は静止画である、蛍光像、反射光像、又は前記蛍光像及び前記反射光像の結合のいずれかの画像データを取得して表示する論理制御回路と、
を備える。
【発明の効果】
【００２１】
本発明では、得られる蛍光データ及び反射光像データに基づき歯牙の像を提示することができる。その像は従来の蛍光撮像法で得られる像より優れており、ごく初期段階の齲蝕も好適に読み取ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】一実施形態に係る齲蝕検知用撮像装置を示す模式的ブロック図である。
【図２】他の実施形態に係る齲蝕検知用撮像装置を示す模式的ブロック図である。
【図３】他の実施形態に係る齲蝕検知用撮像装置を示す模式的ブロック図である。
【図４Ａ】他の実施形態に係る偏向光利用型の齲蝕検知用撮像装置を示す模式的ブロック図である。
【図４Ｂ】他の実施形態に係り偏向ビームスプリッタを使用する偏向光利用型の齲蝕検知用撮像装置を示す模式的ブロック図である。
【図４Ｃ】他の実施形態に係り狭帯域光源及びバンドパスフィルタを併用する齲蝕検知用撮像装置を示す模式的ブロック図である。
【図５】本発明に従い歯牙画像データを結合させてＦＩＲＥ像を生成する手順を示す図である。
【図６】本発明によるコントラスト比向上の効果を従来手法による可視光像及び蛍光像との横並び対比で示す合成図である。
【図７】一実施形態におけるしきい値強調像生成用画像処理手順を示すブロック図である。
【図８】他の実施形態に係る複数光源利用型の齲蝕検知用撮像装置を示す模式的ブロック図である。
【図９】本発明の他の実施形態に係る偏向光利用型の齲蝕検知用撮像装置を示す模式的ブロック図である。
【図１０】本発明の他の実施形態に係る偏向光利用型の齲蝕検知用撮像装置を示す模式的ブロック図である。
【図１１】本発明の他の実施形態に係る偏向光利用型の齲蝕検知用撮像装置を示す模式的ブロック図である。
【図１２Ａ】本発明の他の実施形態に係り、２個の光源から偏向光を得て利用する齲蝕検知用撮像装置を示す模式的ブロック図である。
【図１２Ｂ】本発明の他の実施形態に係り、複数個のＬＥＤで構成されたリング照明器を使用する齲蝕検知用撮像装置を示す模式的ブロック図である。
【図１２Ｃ】本発明の他の実施形態に係り、ファイバで構成されたリング照明器を使用する齲蝕検知用撮像装置を示す模式的ブロック図である。
【図１３】一実施形態に係り偏向光及びＯＣＴ走査を併用する齲蝕検知用撮像装置を示す模式的ブロック図である。
【図１４Ａ】一実施形態におけるオペレータインタフェース画面を示す平面図である。
【図１４Ｂ】ＯＣＴ走査結果の一例を示す図である。
【図１５】一実施形態に係るハンドヘルド撮像装置を示すブロック図である。
【図１６】一体型ディスプレイを有する撮像装置を示す斜視図である。
【図１７】複数種類の像を結合させて合成像を生成する手順を示すブロック図である。
【図１８】一実施形態に係る無線歯牙撮像システムを示すブロック図である。
【図１９Ａ】他の実施形態における撮像プローブ及びそれに付随する２個のセンサを示すブロック図である。
【図１９Ｂ】他の実施形態における２個のディスプレイを示すブロック図である。
【図２０】画像処理手順の流れを示すフローチャートである。
【図２１】一実施形態における像転送装置を示すブロック図である。
【図２２】本発明の装置における光拡散光路を示すブロック図である。
【図２３Ａ】撮像及びオートフォーカス機能を有する実施形態を示すブロック図である。
【図２３Ｂ】撮像及びオートフォーカス機能を有する実施形態を示すブロック図である。
【図２３Ｃ】合焦状態インジケータが作動する仕組みを示す図である。
【図２４】本発明の装置における白色光及びロングパスフィルタの特性曲線を示すグラフである。
【図２５】トグルスイッチによる撮像モード切替動作を示す図である。
【図２６】撮像モード切替スイッチの使用形態を示す模式図である。
【図２７】ダイクロイックビーム結合器をローパスフィルタとして使用する実施形態を示す模式図である。
【図２８Ａ】一実施形態におけるフィルタ応答特性を示すグラフである。
【図２８Ｂ】一実施形態におけるフィルタ応答特性を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、別紙図面を参照しつつ本発明の実施形態に関し詳細に説明する。本件技術分野で習熟を積まれた方々（いわゆる当業者）であれば、それらを参照することにより、上述していないものも含めて本発明の目的、構成及び効果をより好適に理解できよう。但し、当該説明及び図面は本発明の理解を助けるためのものであるので、本発明の構成要件については別紙特許請求の範囲を参照されたい。更に、以下の説明では、本発明に係る装置を構成し又は当該装置と密接に関連する部材に的を絞ることとする。具体的な説明や図示がない部材については、いわゆる当業者にとり周知の様々な形態を採りうるものと了解されたい。
【００２４】
まず、先に背景技術の欄で述べた通り、蛍光を利用し虫歯を検知する手法としては、青色光による励起で歯牙の健常部が緑色蛍光する反応を利用する手法と、赤色光による励起でバクテリア産生物が齲蝕部形状で赤色蛍光する反応を利用する手法とが知られている。
【００２５】
本発明では、蛍光に加えて反射光乃至後方散乱光を使用する。その形態をご理解頂くため、ここで、生物医学における用語「反射光」「後方散乱光」の意味、特に本発明に係る装置及び方法における意味を厳密に定義しておく。そのポイントは、散乱反射光，鏡面反射光双方を包括する広い意味で「反射光」なる語を使用する光学の分野と違い、本発明が属する歯科医学等、生物医学の分野では、一般に、役に立たないばかりか撮像なり標本計測なりの邪魔をする鏡面反射光（反射光のうち照明光と等角に反射した成分）を撮像素子に至る光路上から除去例えば阻止することが求められ、反射光のうち後方散乱光だけが注目の対象となることである。こうした事情に鑑み、本願では、「後方散乱光」なる用語を、反射光中の注目対象成分、即ち歯牙組織による照明光の弾性後方散乱で生じ広角に亘り拡がる光のことを表す意味で使用する。また、鏡面反射光が除去乃至抑圧されることから、本願では、「反射光像」データなる用語を、後方散乱光のみから得られる画像データという意味で使用する。なお、科学技術関係の文献では、後方散乱光のことを後方反射光或いは散乱反射光と表すこともある。後方散乱光は照明光と同一波長になる。
【００２６】
既知の通り、歯牙の後方散乱特性は健常部・齲蝕部間で異なっている。特に、照明先部位が健常部かそれとも齲蝕部かによって生じる後方散乱光強度差は検知可能な程度まで大きくなる。ただ、計測可能とはいえその強度差はごく僅かであるので、それだけを調べて所見を示すのは容易でない。例えば、軽症段階から重症段階へと齲蝕が進行するにつれ、後方散乱光は齲蝕検知に役立ちにくくなる。
【００２７】
そのため、従来は、ＱＬＦ法等による蛍光計測結果から反射それ自体の影響を除去していた。即ち、反射を利用するのではなく、撮像素子前段のフィルタで照明光波長成分を阻止するのが普通であった。こうしたことから、照明光から生じる後方散乱光における僅かなしかし検知可能な変化が、齲蝕診断に際し注意を惹くことはほとんどなかった。
【００２８】
ここに、本発明の発明者は、後方散乱光強度変化を蛍光現象と併用すれば齲蝕部位置をより明確且つ正確に指し示せることを見出した。発明者は、更に、後方散乱挙動の変化を観測した結果から、その齲蝕の発症部位が一般にどこであれ、後方散乱光強度の変化から初期齲蝕部をよりはっきりと捉えうることも見出した。蛍光現象があまりはっきり現れない初期齲蝕でも、後方散乱光強度変化ははっきりと現れる。
【００２９】
本発明では、初期齲蝕によるこうした後方散乱光強度変化を背景技術の欄で説明済の蛍光現象と組み合わせることで、歯牙撮像による虫歯検知をより好適に行えるようにしている。そうした手法、即ち本願でＦＩＲＥ（Fluorescence Imaging with Reflectance Enhancement：反射光補強型蛍光撮像）法と称する手法によれば、従前の手法に比べ像のコントラスト比が増すだけでなく、まだ予防的処置で再石灰化できそうな初期齲蝕を検知することもでき、面倒な修復的措置が必要になるより大分前の段階にて、齲蝕感染による損傷を治癒させることができる。更に、ＦＩＲＥ法によれば、蛍光しか捉えない従来の蛍光撮像法に比べて正確に、感染初期段階の齲蝕を検知することができる。
【００３０】
［撮像装置］
図１に、本発明の一実施形態に係る撮像装置１０、特にその光学系の基本構成を示す。この装置１０はＦＩＲＥ法による齲蝕検知装置であり、青色等所要波長域に属する光をその光源１２で発生させている。その光はレンズ１４等のビーム調光器越しに歯牙２０に入射し、図示の通りその歯牙２０の平滑面を照明し或いは図示しない咬合面を照明する。それによって発生する光のうちレンズ２２越しに白黒カメラ３０によって検知されるのは、歯牙２０への入射光と同一波長でありその強度から歯牙２０の反射率を導出できる後方散乱光と、その入射光によって励起された蛍光である。鏡面反射光は、ＦＩＲＥ法による撮像（ＦＩＲＥ撮像）に際し誤検知(false positive)を発生させうる不要な反射光であるので、それをできるだけ拾わないよう、カメラ３０の向きは光源１２の向きに対し相応に傾けてある。これによって、鏡面反射光による惑乱効果を受けずに後方散乱光での撮像を行うことが可能になる。
【００３１】
この図示例では、白黒カメラ３０が、付随する色フィルタ（波長領域フィルタ）２６及び２８のうち一方を介し反射光像を、また他方を介し蛍光像を捉える。処理装置３８は、それら反射光像及び蛍光像の画像データを取得及び処理しＦＩＲＥ像６０を生成する。ＦＩＲＥ像６０は、診断向けに補強された画像であり印刷出力することやディスプレイ４０の画面上に表示させることが可能である。また、ＦＩＲＥ像６０のデータを情報記憶装置に送ることや、他所に送って表示させることもできる。
【００３２】
他方、図２にその光学系基本構成を示す別例では、カラーカメラ３２を使用しているので歯牙２０のフルカラー像を得ることができる。そのフルカラー像を色分解することで歯牙２０の反射光像及び蛍光像が得られるので、補助的なフィルタはこの例では一般に不要となる。
【００３３】
また、光源１２としては、４０５ｎｍ近傍の波長を中心とし青色域及びその周辺で発光するものを使用する。ただ、実用上は、近紫外域から青色域にかけての波長域（約３００〜５００ｎｍ）で発光する光源であれば問題ない。また、その発光素子としては発光ダイオード（ＬＥＤ）を使用する。ＬＥＤの個数は１個でも複数個でもよい。レーザ光源を使用することや、キセノンランプ等の広帯域光源に不要波長除去用の色フィルタを付加したものを使用することもできる。更に、光源１２からの光は歯牙２０への入射前にレンズ１４、拡散板１３等のビーム調光器によって調光されている。レンズ１４は照明の均等化やスポットサイズの制御に役立つ。その上流（下流でもよい）に位置する拡散板１３は照明光（例えばＬＥＤビーム）のホットスポットを平滑する。照明光路上に光導波乃至光分配部材、例えば図示しない光ファイバや液体光導波路を配置してもよい。照明光強度は例えば数ｍＷ程度とするが、どのようなビーム調光器乃至撮像素子を使用するかに応じより高い又は低い強度にするのが望ましい。
【００３４】
他方、図３にその光学系基本構成を示す別例では、図の上方から光を入射するよう照明用光学系が構成されている。その光はビームスプリッタ３４によって方向転換されており、カメラ３２はそのビームスプリッタ３４越しに到来する光を捉えて撮像するよう配置されている。照明用光学系は、この他にも、複数個の光源を使用し歯牙２０の一側面又は複数側面を斜め方向から照明する（図１２Ａ参照）、複数個のＬＥＤ光源が軸対称配置された環状アレイ等のリング状照明器を使用し多方向から照明光を送り均等照明する（図１２Ｂ参照）、光ファイバ又はその束を介し照明光を供給する（図１２Ｃ参照）等の構成を採ることができる。
【００３５】
撮像用光学系は、図１〜図３中ではレンズ２２として示したが、単一レンズ式の構成から多素子レンズ式の構成に至るまで様々な構成にすることができる。歯牙表面には緩慢輪郭部位や急角畝状部位が併存しているので、それを鮮明に撮像するには撮像用光学系の視界深度を十分に深くすべきである。撮像用光学系は、例えば、カメラ側センサ素子の視野をほとんど埋めるサイズになるよう像を形成する。
【００３６】
白黒カメラ３０（図１）又はカラーカメラ３２（図２）では、ＣＭＯＳ、ＣＣＤ等のセンサ素子を使用し撮像を行う。その際、白黒カメラ３０を使用する例では、注目波長を透過させる色フィルタ２６及び２８を適宜挿抜する。光源１２が青色光源であるので、反射光撮像用のフィルタ２６としては主に青色域を透過させるフィルタを、また蛍光撮像用のフィルタ２８としては入射光と異なる波長域（主に緑色域）を透過させるフィルタを使用する。それらのフィルタ２６及び２８を交互に自動挿抜することで、反射光像と蛍光像をほとんど間をおかずに連続撮影することができる。それらの像は歯牙２０の同一部位から得られるので、反射光像データと蛍光像データを互いに正確に位置合わせすることができる。
【００３７】
そのうち色フィルタ２８の透過域は、所望波長域に亘り蛍光撮像できるよう最適化されている。即ち、歯牙２０にて発生する蛍光は可視域内で割合に広いスペクトル分布を呈するが、その帯域は励起光（照明光）の波長域外、具体的には約４５０〜６００ｎｍの帯域であり、ピークを呈するのは一般に約５１０〜５５０ｎｍの緑色域内である。従って、フィルタ２８としては、得られる蛍光像のエネルギレベルができるだけ高くなるよう、緑色透過フィルタを使用している。カラーカメラ３２を使用する実施形態でも、同じ理由で、緑色透過フィルタを介し緑色光を捉えて蛍光撮像を行う。その緑色透過フィルタとしては、カラー撮像の分野で周知の通り、ＣＦＡ（色フィルタアレイ）上の緑色透過フィルタを使用する。但し、ここで述べた帯域設定は一例であり、可視域内の他の帯域を使用することもできる。
【００３８】
カメラ動作は各像を好適に捉えうるよう適宜調整される。例えば、弱い光である蛍光を捉えねばならない蛍光撮像時には、利得、シャッタ速度及び開口率の調整による露光レベル調整を施す。図２に示す例では、カラーカメラ３２内の撮像素子に前置したＣＦＡを用い色フィルタリングを実行することで、反射光像を青色平面上に捉えるのと同時に蛍光像を緑色平面上に捉えること、即ち１回の露光動作で反射光像，蛍光像双方を捉えることができる。
【００３９】
処理装置３８としては、通常はコンピュータワークステーションを使用する。より広く捉えると、カメラ３０又は３２からの画像取込、それに対する相応の画像処理アルゴリズムの適用、並びにその結果に基づくＦＩＲＥ像６０の生成が可能なものなら、どのような種類の論理制御プロセッサ乃至システムでも処理装置３８として使用可能である。処理装置３８はローカル配置も撮像部へのネットワーク経由接続も可能である。
【００４０】
図５に、本実施形態におけるＦＩＲＥ像６０の生成手法を例示的に示す。図中の５０は歯牙２０の緑色蛍光像、５２は青色反射光像の例である。前述の通り、反射光像５２及びそのデータは、反射光中の鏡面反射光を阻止又は可能な限り抑圧して得られたものであるので、そのことに留意されたい。図中の齲蝕部５８、即ち像５０、５２及び６０上の一点鎖線部位では反射光強度が高く且つ蛍光強度が低くなるが、そうした変動分は僅かであるので個々の像５０，５２から齲蝕部５８を見つけ出すのは不可能又は非常に困難である。そこで、処理装置３８では、像５０，５２に係る都合二種類の画像データに対し後述の画像処理アルゴリズムを適用する。その結果得られるＦＩＲＥ像６０上では、歯牙２０の齲蝕部健常部間コントラストが強調されているので、齲蝕部５８をより容易に視認することができる。
【００４１】
図６に、本実施形態によるコントラスト比向上の効果を、可視白色光像５４及び緑色蛍光像５２との横並び対比で示す。像５２は従来の蛍光撮像法で得られたものである。その進行段階がごく初期である場合、肉眼観察か口内カメラ経由か問わず、白色光像５４上では齲蝕部５８を周りの健常歯牙組織から見分けることができない。従来の蛍光撮像法で捉えた緑色蛍光像５２上では、ごく微かな陰影として齲蝕部５８が見えるものの、その視認は非常に困難である。それに対し、本実施形態で得られるＦＩＲＥ像６０上には、その同じ齲蝕部５８が、より暗く、より発見しやすいスポットとして写っている。明らかに、ＦＩＲＥ像６０の方がコントラストがはっきりしていて、診断上、より有益である。
【００４２】
［画像処理］
図５及び図６に基づく説明中で述べた通り、反射光像データ及び蛍光像データに基づき歯牙齲蝕部を看取しやすい像を生成するには、それらのデータに対し適宜画像処理を施す必要がある。反射光像データと蛍光像データを結合させて診断用のＦＩＲＥ像６０を生成するのに使用可能な手法は数多くある。例えば本願出願人をその譲受人とする米国特許出願第１１／２６２８６９号には、スカラー乗算器を用い反射光像データと蛍光像データを結合させて正規化反射光強度・蛍光強度間の差を求める手法が記載されている。
【００４３】
また、反射光像データと蛍光像データを結合させる処理に続き更なる画像処理を施すのが有益である。即ち、結合処理で得られたデータを、いわゆる当業者にとり既知の画像処理法を用いたしきい値強調等、相応の処理で調整し、ＦＩＲＥ像６０のデータを生成する。そのようにすれば、歯牙齲蝕部健常部間コントラストを更に強調することができる。図７に、本実施形態におけるしきい値強調ＦＩＲＥ像生成用画像処理手順をブロック図の体裁で示す。この手順では、前述の通り反射光像５２と蛍光像５０を結合させることでＦＩＲＥ像６０を生成した後、注目部位即ち齲蝕部５８がよりくっきりと表されるようしきい値処理を施してしきい値像６２を生成する。次いで、そのしきい値像６２を元のＦＩＲＥ像６０と結合させることで、しきい値強調ＦＩＲＥ像６４を生成する。同様に、しきい値検知結果を白色光像５４（図６）に重ねることで、その輪郭をくっきりさせ齲蝕部位置をわかりやすくすることができる。
【００４４】
容易にご理解頂けるように、反射光像データと蛍光像データを結合させ齲蝕部がよりはっきりと判る強調された像を得るためのアルゴリズムとしては、多々ある複合画像処理アルゴリズムのうちどれをまた何種類を使用することもできる。得られる像の有用性を高めるには、画像データに対し複数通りの画像処理アルゴリズムを適用できるようにしておくのが望ましい。例えば、得られている反射光像データ及び蛍光像データを調整する画像処理アルゴリズムを複数組用意しておき、使用するアルゴリズム群をオペレータが任意に指定できるようにしておけば、オペレータは、互いに異なる手法でデータ処理された画像データをチェックすることができ、且つ、その形状関連特性の違いや歯牙表面上の部位の違いに応じて処理された画像から好適に、齲蝕による損傷を読み取ることができる。
【００４５】
強調すべきことに、本発明で画像のコントラストを強調できるのは反射光像データと蛍光像データを併用しているためであり、そうした効果があることは蛍光像データしか使用しない従来手法に対する長所である。無論、蛍光像データしか使用しない従来手法でも、例えばカメラやそのフィルタの波長領域応答特性といった諸特性に応じ蛍光像データを変換等する画像処理によって、そのデータを最適化することができる。例えば、前掲の特許文献１２に記載の手法でもこの種の最適化、即ちカメラの応答特性に基づく蛍光像データの変換が行われる。しかしながら、それらの従来手法では、後方散乱による反射光像データ中の画像情報を付加することの有益性が看過されている。
【００４６】
［他の実施形態］
本発明に係る方法には更に数多くの実施形態がある。その一つは、偏光素子を使用し反射光像、蛍光像又はその双方のコントラストを高める実施形態である。既知の通り、高度な構造化組成を有しているエナメル質は入射光の偏向状態に敏感である。非特許文献１等にも記載の通り、偏向光は歯牙撮像感度を高める上で有用である。
【００４７】
これは、入射光の偏向状態が鏡面反射光ではよく保存されるが後方散乱光では脱偏向即ちランダム化されるためである。例えば、入射光がｓ偏向光なら鏡面反射光もｓ偏向光になるが、後方散乱光はｓ偏向成分及びｐ偏向成分を併含する光になる。このように入射光の偏向状態に対する反応が違うため、反射光に含まれる不要な鏡面反射光を偏光器及び検光器で除去して後方散乱光のみを捉えることができる。
【００４８】
図４Ａに、本発明の他の実施形態に係る撮像装置１０を示す。この装置１０は、図１〜図３に示した基本構成を拡張し、偏光器４２その他の補助光学部品を付加した構成を採っている。偏光器４２は照明光の入射光路上にあり、入射光はこの偏光器４２によって直線偏向されている。歯牙２０からの像形成光（像を担持する光）が回送される光路（回送光路）上には、鏡面反射光を抑圧する手段として検光器４４（省略可）が設けられている。この偏光器検光器対は偏光素子として機能するので、回送光路経由でカメラ３０，３２に達する反射光の主成分は後方散乱光となる。後方散乱光に係る画像データは、本発明に従い、蛍光像データと好適に結合させることができる。また、歯牙２０からの回送光路上にあるロングパスフィルタ１５は、紫外光や短波長の可視光、例えば約４０５±４０ｎｍを中心とする青色域及びより短波長の光を減衰させ、より長波長の光を透過させる。青色光で蛍光（通常は緑色域内波長例えば約５５０ｎｍを中心波長とする光）を励起する際には、このフィルタ１５によって青色光の影響を抑えることができる。また、このフィルタ１５で短波長の光が抑圧されるため、反射光像を得るための光源１２として白色光源を使用することができる。図２４に、波長領域におけるフィルタ１５の応答曲線９６と白色光のスペクトル分布曲線９８（破線）の間の大まかな関係を示す。
【００４９】
また、図４Ｃに示すように、互いにその発光波長域が違う複数個の光源１２を併用するようにしてもよい。この例では、光源１２のうち一方が例えば約４５０〜７００ｎｍの波長域で発光する白色光撮像用の白色光源であり、他方が例えば３００〜５００ｎｍの範囲内にすっぽり収まる狭い波長域で発光する蛍光励起用の短波長光源、具体的には紫外ＬＥＤである。バンドパスフィルタ１７は、その短波長光源に発する光の帯域を狭め、蛍光像への光学的クロストークを抑えている。
【００５０】
光源１２を複数個備える構成では、各光源１２を個別に点消灯させることで、反射光像と蛍光像を別々のタイミングで得ることができる。図４Ｃに示した例なら、白色光源１２を点灯させることで、カメラ３２その他のセンサで反射光像乃至白色光像を捉えることができる。そのときは、他方の紫外ＬＥＤ１２は消灯させておく。その状態から白色光源１２を消灯させ紫外ＬＥＤ１２を点灯させると蛍光像を捉えることができる。
【００５１】
例えば図２５に示す撮像プローブ１０４では、そのトグルスイッチ８３を操作することで、トグルスイッチポジションに応じた像をディスプレイ４０上に表示させることができる。具体的には、スイッチ８３を図の上部に記載のポジションにすると蛍光像１２０を撮影でき、下部に記載のポジションにすると反射光像１２２を撮影できる。
【００５２】
これに代え、撮像装置１０内のセンサ例えばカメラ３２と論理制御回路との間の通信等を通じ、同様の点消灯動作を自動実行させることもできる。その場合、単体のカメラ３２乃至センサで複数種類の像を得ることができる。
【００５３】
図４Ｂに、その偏光素子を偏向ビームスプリッタ１８に置き換えた例を示す。偏向ビームスプリッタは偏光ビームスプリッタとも称される部品である。図中の偏向ビームスプリッタ１８は像形成光に対し好適にも偏光器及び検光器の双方として機能するので、図示例はよりコンパクトな構成になる。照明光及び像形成光の光路をなぞるとこの偏向ビームスプリッタ１８の機能が判る。まず、光源１２から実質的に無偏向の照明光が入射してくると、偏向ビームスプリッタ１８はそのうちのｐ偏向成分（図中の破線）を透過させ、ｓ偏向成分を歯牙方向に反射させる。歯牙２０はその光を後方散乱させる。偏向ビームスプリッタ１８は、脱偏向しているその後方散乱光に対し上記同様に作用し、ｓ偏向成分を反射する一方ｐ偏向成分を透過させる。こうして生じたｐ偏向光は、ロングパスフィルタ１５によって濾波された後、カラーカメラ３２によって検知され又は図１に示した色フィルタのうち相応のものを介し白黒カメラ３０によって検知される。鏡面反射光はｓ偏向光であるので偏向ビームスプリッタ１８によって実質的に除去され、カメラ３０，３２にはほとんど到達しない。
【００５４】
こうして偏向光で照明するとコントラストがよりはっきりした像が得られるが、図４Ａ及び図４Ｂから読み取れるようにその分は光量が損なわれる。従って、こうした形態で偏向照明光を使用するときはその光源１２として高輝度光源を使用すべきである。偏向照明光を使用することは、特に反射光像データの取得に有益であるだけでなく、画像コントラストの強調や鏡面反射光影響分の影響につながるので蛍光像データの取得にも有益である。
【００５５】
偏光器４２としては特許文献９（発明者：Perkins et al.）に記載のワイヤグリッド偏光器を使用するのが望ましい。これは米国ユタ州オーレム所在のＭｏｘｔｅｋ  Ｉｎｃ．等が市販しており、その角度応答及び色応答が良好で且つ青色域全体に亘り比較的透過性がよい。従って、図４Ａに示した構成であれば偏光器４２、検光器４４又はその双方をワイヤグリッド偏光器とするのが望ましく、図４Ｂに示した構成であれば偏向ビームスプリッタ１８を市販のワイヤグリッド偏向ビームスプリッタとするのが望ましい。
【００５６】
このように、本実施形態に係る方法は、十分な強度を有する光を入射したとき歯牙組織から返ってくる反射光及び蛍光を併用し、その歯牙にある齲蝕部を従来よりも優れた精度及び鮮明度で示すようにしている点で、従来の非侵襲的蛍光撮像型齲蝕検知法より優れた手法である。即ち、背景技術の欄で説明済の手法では、蛍光のみで像を形成しているためそのコントラスト比が低く齲蝕部を鮮明に表すことができないが、本発明に係る方法ならばよりコントラスト比が高い像を得ることができ、診断医はその像からより容易に齲蝕部を見つけることができる。
【００５７】
加えて、蛍光のみで像を形成する従来手法と異なり、本実施形態の方法による像からは、ごく初期段階の齲蝕をも見つけ出すことができる。検知能力がこのように高まったのは、ごく初期段階の齲蝕でも後方散乱光なら検知可能な強度になることを利用したためである。その検知能力向上によって、蛍光撮像法の有用性が高まりその症状の進行を反転可能な段階での齲蝕検知が容易になるため、齲蝕部充填等の修復的処置を執る必要性が減る。
【００５８】
図９に、本発明の更に他の実施形態に係る撮像装置１０を示す。これは、偏向ビームスプリッタ１８からの偏向光をテレセントリック視野レンズ２４に入射させる実施形態である。まず、光源１２としては、歯牙２０を励起し十分強い蛍光を発生させることができるよう、例えば青色域で発光する光源を使用する。その光源１２で発生した照明光は、レンズ１４越しに、一方の偏向成分を透過させ他方を反射する偏向ビームスプリッタ１８に入射する。図示例では、ｐ偏向成分が偏向ビームスプリッタ１８を透過して捨てられる一方、ｓ偏向成分は偏向ビームスプリッタ１８にて反射され、視野レンズ２４及び転向ミラー４６等の反射面（省略可）により歯牙方向へと案内される。歯牙２０からの反射光は鏡面反射成分及び後方散乱成分を含んでいるが、鏡面反射では偏向状態が変わらないので照明光がｓ偏向であれば鏡面反射成分もｓ偏向になり、その成分は偏向ビームスプリッタ１８によって光源方向に反射されることとなる。他方、前述の通り後方散乱反射ではある程度の脱偏向が生じるので、反射光のうちの後方散乱成分にはｐ偏向の成分が含まれている。そのｐ偏向成分は偏向ビームスプリッタ１８を透過し、検光器４４（省略可）によって更に調光された後、撮像レンズ６６によって色フィルタ５６越しにセンサ６８例えばカメラに送られる。この図には示していないが、歯牙２０からの回送光路上にロングパスフィルタを設けてもよい。また、本実施形態で色フィルタ５６を使用しているのは、光源１２からの光で蛍光を励起させる際に、励起波長域の光を遮り蛍光だけをセンサ６８で検知させるためである。即ち、センサ６８に内蔵されているＣＦＡの応答があまり急峻でなく、光源１２に発する励起光を十分阻止できないためである。
【００５９】
テレセントリック視野レンズ２４を使用していることも本実施形態の長所である。テレセントリック光学系では視界深度内の倍率が一定になるので、歯牙２０のように高低差の激しい輪郭を有する物体を近距離から撮像するためのレンズとしては、この種のレンズ２４が特に相応しい。それによって遠近歪みが小さくなる。なお、図９では単体レンズの記号で表してあるが、レンズ２４は多素子レンズにすることができる。光源１２の発光波長は、白色、青色、緑色、赤色、近赤外等、相応の波長にすることができる。図１０に例示する撮像装置１０のように、転向ミラー４６を廃しその代わりの偏向ビームスプリッタ１８を像形成光の光路上に配してもよい。その位置は、視野レンズ２４を用いる場合はそれと歯牙２０の間とし、用いない場合は歯牙２０のすぐ手前とする。光源１２が偏向ビームスプリッタ１８越しに照明光を入射するよう配置されているので、その有無によらず視野レンズ２４を照明光が通ることはない。偏向ビームスプリッタ１８及び検光器４４があるので鏡面反射光はやはり捨てられる。
【００６０】
図１１に、本発明の更に他の実施形態に係る撮像装置１０をブロック図により示す。本実施形態では互いに別体な２個の光源１２ａ及び１２ｂを使用する。光源１２ａ及び１２ｂの発光波長は互いに同一の波長でも別々の波長でもよい。光源１２ａ及び１２ｂによる歯牙２０の照明は互いに同時でも別々のタイミングでもよい。像形成光が通る光路上、視野レンズ２４と歯牙２０の間に偏向ビームスプリッタ１８が配されているので、転向機能及び偏向機能を共に提供することができる。
【００６１】
図１２Ａに、図１１中の光源１２ａ，１２ｂそれぞれに対応するよう偏光器４２ａ，４２ｂを設けた例を示す。この例の偏向ビームスプリッタ１８は転向ミラーで置き換えることもできるが、光源１２ａ，１２ｂ及びそれに対応する偏光器４２ａ，４２ｂによって偏向照明光が生成されているので、偏向ビームスプリッタ１８を用いることで画質をより高めることができる。図１２Ｂに、ＬＥＤ個数を更に増やし歯牙２０等の被写体に達する光量を増した例を示す。上記同様、それらのＬＥＤは白色ＬＥＤでも青色ＬＥＤでもその組合せでもよいが、照明光が均等化されるよう歯牙２０等の被写体から見て対称に配置すべきである。
【００６２】
図１２Ｃに、その照明器の構成を更に変形し、ＬＥＤ等の光源で発生させた光をファイバ束によって歯牙２０等の被写体に送るようにした例を示す。この例で使用されている４組の光ファイバ束４９ａ〜４９ｄのうち２組（４９ａ及び４９ｂ）は被写体への白色光供給に使用されており、直線偏向された照明光が得られるようその出射面の面前には都合２個の偏光器４２ａ及び４２ｂが配されている。他の２個のファイバ束４９ｃ及び４９ｄは、被写体を励起し蛍光を発生させるための光源、例えば青色ＬＥＤ、紫外ＬＥＤ等の光源につながっている。
【００６３】
図１９Ａに本発明の更に他の実施形態を示す。本実施形態の撮像プローブは２個のセンサ６８ａ及び６８ｂと１個のダイクロイックミラー４８を備えている。本実施形態では、そのダイクロイックミラー４８が分波器として機能し、センサ６８ａ及び６８ｂに互いに異なる波長域の反射光を供給する。ダイクロイックミラー４８は、例えば可視域（４４０〜６５０ｎｍ）に属する光を透過させ、紫外域（＜４００ｎｍ）や近赤外域（＞７００ｎｍ）に属する光を反射する。こうした構成の撮像プローブは、齲蝕検知以外の用途、例えば歯牙色調調整や軟組織撮像にも使用できる。図１９Ｂに示す通り、センサ６８ａ，６８ｂで得られる像を互いに別々のディスプレイ１４２に送るようにしてもよい。
【００６４】
本実施形態では、図２５に示すようにライブ動画表示される画像を白色反射光像１２２と蛍光像１２２との間で切り替えることができる。即ち、オペレータは、蛍光像を参照して歯牙２０の齲蝕をスクリーニングすることや、種々の目的で白色光像を参照し歯牙２０の状態を診断することができる。プローブ１０４にはその切替のためのスイッチ８３が設けられており、オペレータはライブ動画の表示モードを随意に指定することができる。スイッチ８３はユーザインタフェース上の他の部位に設けることもできるが、プローブ１０４上に設けるのであれば２段階ボタンスイッチにするとよい。例えば、無押し状態なら白色光像のライブ動画を表示させ、半押し状態なら蛍光像のライブ動画を表示させ、全押し状態なら表示中の白色光像，蛍光像双方をキャプチャし静止画として保存する。
【００６５】
スイッチ８３は、マルチポジションスイッチ、例えば５個のスイッチポジションを有するジョイスティックスイッチにすることもできる。それらのスイッチポジションには、論理制御プロセッサ１４０によって実行されるプログラムに従い、互いに別の機能が割り当てられている。例えば、スイッチポジションを１にするとモードがライブ白色光像モード・ライブ蛍光像モード間で切り替わり、２にすると静止画がキャプチャされ、３にすると歯列グラフィクス上で所定方向に沿って歯牙別ナビゲーションが実行され、４にすると逆方向に沿って同様のナビゲーションが実行され、５にすると歯牙注目面を頬側面、咬合面及び舌側面のなかから指定することができる、というように、歯牙／注目面指定用の簡便なインタフェースが提供される。
【００６６】
図２６に、スイッチ８３をそれと一体の構成要素として使用する撮像装置１０を示す。ここではスイッチ８３として３ポジションのものを使用する例を示してある。論理制御プロセッサ１４０は、スイッチ８３のポジションがａのときには白色光源を点灯させて白色光像を捉えディスプレイ１４２の画面上にライブ表示させる。ポジションがｂのときには青色光源を点灯させて蛍光像を捉えディスプレイ１４２の画面上にライブ表示させる。ポジションがｃのときには反射光像及び蛍光像の双方を静止画キャプチャする。なお、この図ではディスプレイ１４２を複数個使用できるが、図２５に示した通り、単一のディスプレイ４０上に複数個のウィンドウを開き個々の像を対応するウィンドウ内に表示させてもよい。また、この図では単一のセンサ６８で双方の像を捉えているが、図１９Ａ及び図１９Ｂに示した通りセンサを複数個（６８ａ，６８ｂ）使用してもよい。
【００６７】
この撮像装置１０に搭載されている電子回路は高速な回路であるので多重化処理を実行でき、従って１個のセンサ６８で白色光像及び蛍光像を高速撮影し表示させることができる。即ち、光源１２ａ，１２ｂのうち捉えたい像に対応する方の光源を点灯させその像をセンサ６８で捉えるという手順を、高速で実行することができる。また、図１９Ａ及び図１９Ｂに示した通りセンサを２個（６８ａ，６８ｂ）備える構成では、センサ及びそれに関連する部材が複数個必要になるものの、白色光像，蛍光像共に、より容易に連続撮影することができる。それに加え、情報処理を高速で行える回路を備えているので、本発明に係るＦＩＲＥ像を連続的に生成、更新して表示させることができる。
【００６８】
更に、その電子回路及びソフトウェアが高速であるため、オペレータ向けに二種類のライブ動画を表示させることができる。センサの個数が１個でも２個でも同様である。その発光波長が互いに異なる複数個のＬＥＤを交互に点消灯させて撮像すれば、ライブ動画間のクロストークも抑えられる。オペレータにしてみれば、そうして表示される二種類のライブ動画、即ち白色光像及び蛍光像を互いに見比べ、それらの像中の罹患疑い部位に診断を下すことができる。また、交互に得られる白色光像及び蛍光像にたいし後述する画像処理ユーティリティを適用することで、罹患疑い部位を自動強調表示させることもできる。
【００６９】
また、従来の口内カメラ及び齲蝕検知用撮像装置では、プローブを動かすと逆方向にライブ動画が動いてしまう。これは、撮像レンズの使用個数が１個だと像が倒立像になるためであるが、これは幾つかの光学的手法で克服し正立像を得ることができる。その手法の一つは図２１に示す如く像転送法を使用する手法である。この手法では、撮像レンズ２２２の働きで被写体２２０（歯牙２０）の中間像２２４が生じ、更に撮像レンズ２２６の働きでその中間像２２４の最終像２２８が生じる。被写体２２０の倒立像である中間像２２４を更に倒立させているので、最終像２２８の向きは被写体２２０（歯牙２０）の向きと同じになり、従って最終像２２８が動く方向もプローブを動かした方向と同方向になる。また、転向ミラーを付加して像の向きを変える手法や、ソフトウェア的に画像データを操作し像の向きを補正する手法もある。最後の手法では、取り立てて光学部品を付加しなくても、オペレータ向けの画面上に正立像を表示させることができる。
【００７０】
更に、センサ使用個数が１個（６８のみ）の構成には、捉える像の種類を変えるたびにフィルタ例えばロングパスフィルタ５６を挿抜しなければならないという難点がある。例えば、蛍光撮像時にはフィルタ５６が必須だが反射光撮像時には光路上から動かさねばならない。フィルタ５６を動かすための部品があるとシステム構成が複雑になり、その撮像装置のハンドヘルド化にはとりわけ不都合である。この難点を解消するには、フィルタ５６の特性を適切に設定すると共に、センサ６８の色バランスを適宜調整するようにすればよい。まず、図２８Ｂに示すように、反射光像を得るための白色光源（例えば１２ａ）の発光波長域は広く（曲線９８）、蛍光励起用光源たる紫外ＬＥＤ（例えば１２ｂ）の発光波長域は狭い（曲線２３２）。こうした場合には、そのカットオフ波長が青色域中心付近、例えば４６０ｎｍにあるロングパスフィルタ（フィルタ曲線９６）を、フィルタ５６としてセンサ６８の面前に固定配置するのが適切である。蛍光撮像時には、このフィルタ５６は、紫外励起光に由来する成分を好適に阻止する一方、約５５０ｎｍを中心波長とする蛍光信号を透過させる。白色光での反射光撮像時には、白色光源１２ａに発する光のうち青色域にエネルギ的な減衰が生じるものの、減衰するのは４６０ｎｍ未満の帯域であり、４６０ｎｍ超の帯域に属する光はかなりの程度透過していく。そのため、得られる白色光像中の青色成分は若干弱くなるが、これは、青色成分を強調する小規模な色処理で補正することができる。従って、フィルタを動かすための部材を設けることなく、良質な白色光像及び蛍光像を得ることができる。
【００７１】
また、蛍光励起用紫外ＬＥＤ１２ｂに発するエネルギはその大半が４０５ｎｍ近傍の波長域に集中しているが、そのスペクトル曲線２３２の極長波長部分（＞４６０ｎｍ）にも多少はエネルギが分布しているので、その僅かなエネルギがロングパスフィルタ５６を透過し蛍光信号とクロストークする可能性がある。この不要なクロストークをなくすには、図２８Ａの如きスペクトル応答（曲線２３４）を呈する図示しないショートパスフィルタを、ＬＥＤ１２ｂの下流に付加すればよい。或いは、図２７に示すように、そのショートパスフィルタとしてダイクロイックビーム結合器２３０を使用してもよい。このビーム結合器２３０は、白色光源１２ａからの光を反射させて歯牙２０に向かわせる一方、蛍光励起用光源たる紫外ＬＥＤ１２ｂからの光（この例では約４０５ｎｍに公称ピーク値がある光）に対しては、図２８Ａに示した応答特性（曲線２３４）を有するローパスフィルタとして作用する。
【００７２】
［合焦及びオートフォーカス］
図２３Ａ及び図２３Ｂに、それぞれ、一実施形態に係るオートフォーカス機能付撮像装置を示す。これらの図では、その煩雑化を避けるため白色光源や蛍光励起用光源（例えばＬＥＤ）の図示を省略してある。図中、光源２５０ａ，２５０ｂはレンズ一体型のＬＥＤであり、そのコリメーティングレンズにより光源２５０ａ，２５０ｂの像２５２ａ，２５２ｂが歯牙表面上の光軸交点２５６に形成される（符号同順）。ただ、図２３Ａに示す通り、プローブのポジションが正しくないと（離焦していると）像２５２ａ，２５２ｂは重なり合わない。図２３Ｃに、これを利用し焦点を合わせる手順を示す。この図には、交点２５６に対する位置が違う歯牙２０が列記されている。図中左側の例では交点２５６が歯牙２０より上にあり、右側の例では下にある。どちらの例も離焦状態である。中央の例では歯牙２０に合焦している。オペレータとしては、像２５２ａと像２５２ｂが重なり合う位置へとプローブを動かすことで、合焦状態にすることができる。その状態でシステムに対し指示すると、その像を好適に撮影することができる。更に、同じ原理でオートフォーカス機能を提供することもできる。それには、いわゆる当業者にとり周知の光検知法に従い像２５２ａ及び２５２ｂの位置を検知及び追跡し、両者が重なったらセンサ６８乃至カメラを起動し像を捉えさせるソフトウェアを、制御回路１１０上で又はそれと連携して実行させればよい。
【００７３】
図２３Ｂは図２３Ａの簡略版であり、レンズ一体型ＬＥＤを１個（２５０ａ）しか使用する必要がない。この例では、画面中心及び光軸を示す十字線２５４即ち標的指示子を画面上に表示させている。像２５２ａがその十字線２５４の交点に一致していれば、そのプローブは合焦状態にある。更に、像２５２ａの位置を追跡するソフトウェアを使用すれば、十字線２５４やそれに類する手段も必要なくなる。
【００７４】
［ＯＣＴ（光干渉断層撮像）法を用いる実施形態］
ＯＣＴ法は、他の従来手法では撮像できない歯牙組織等の組織を干渉計測原理で撮像する非侵襲的撮像法である。図１３に、本発明の一実施形態に係りＦＩＲＥ撮像及びＯＣＴ撮像を併用する撮像装置１０を示す。図中のＯＣＴシステム８０は、ＬＥＤ等の低コヒーレンシー光源１６０に発する光を二通りの光路に送出する。その光路長が既知の基準アーム１６４と、歯牙２０に向かう標本アーム７６である。アーム１６４，７６からの反射光を干渉計１６２にて再結合させ、その干渉状況を調べることで、標本の内部構造を知ることができる。
【００７５】
光源１２、偏向ビームスプリッタ１８、視野レンズ２４、転向ミラー８２、撮像レンズ６６及びセンサ６８はＦＩＲＥ撮像機能を提供するための部材であり、光路上に前述の如く配置されている。ＯＣＴ撮像器７０は、それらＦＩＲＥ撮像用の部材が並ぶ光路の一部にＯＣＴ走査光を送出する。即ち、ＯＣＴシステム８０にて発生させた光を、まず、標本アーム７６及びコリメーティングレンズ７４を介し、走査素子７２例えばガルバノメータに送り、次いで、走査レンズ８４を含む光学系を介し、可視光を透過させ近赤外以上の長波長光を反射するダイクロイックミラー７８に送り、更に、視野レンズ２４に送る。なお、非テレセントリックなＯＣＴ走査では視野レンズ２４は不要である。歯牙２０から戻ってくる光は同じ光路を辿って干渉計１６２に至り基準アーム１６４からの光と再結合される。
【００７６】
ＯＣＴ走査では入射ビーム進行面沿いに被写体断面が二次元走査されるので、相応の画像合成論理に従い隣接切断線間で走査結果を結合させることにより、標本構造例えば歯牙組織を表す立体像（多次元像）を合成することができる。その像には歯牙表面下部分も現れる。多次元像合成処理はデータ取得兼処理用電子回路１６６及びコンピュータ１６８で実行する。
【００７７】
ＯＣＴ撮像器７０から出射される光は連続波低コヒーレンシー／広帯域光である。その光源としては、スーパールミネッセントダイオード、ダイオードポンプド固体結晶光源、ダイオードポンプド希土類ドープドファイバ光源等を使用できる。本実施形態では近赤外光、例えばその波長が約１３１０ｎｍの光で撮像を行う。
【００７８】
このように、歯牙表面下状態を探知可能であるためＯＣＴ走査は非常に有力なツールであるが、自明な通り、そうした詳細な情報を全ての歯牙の全ての沿面部位について求める必要があるわけでもない。寧ろ、注目部位を個別に指定しその部位だけをＯＣＴ法で撮像した方が有利である。即ち、図１４Ａに示すような歯牙２０の表示画像上で、オペレータ例えばＯＣＴ走査を担当する診断医が、注目部位９０を指定するようにするとよい。この指定は、例えば図１〜図３に示した処理装置３８及びディスプレイ４０によって提供されるオペレータインタフェースツールを使用し、オペレータがディスプレイ４０の画面上で注目部位９０の範囲を指定することで実行する。使用できるツールとしては、コンピュータ用のマウスや、ポインタとなりうるある種の電子スタイラス等がある。その上で、図１３に示した撮像装置１０の所要部分、例えばそのプローブを注目部位９０に接近させてＯＣＴ走査を実行する。図１４Ｂに、得られたＯＣＴデータに基づき生成される画像９２の例を示す。
【００７９】
［プローブ実施形態］
本発明の撮像装置１０を構成する部材は、様々な形態でパッケージングすることができる。その一つは、検査を担当する歯科医や技師が容易に扱えるようコンパクトなパッケージングである。図１５に、本発明の一実施形態に係るハンドヘルド歯牙撮像装置１００を示す。そのハンドル１０２は破線で示す如き輪郭を有しており、また光源１２、センサ６８並びにそれに付随する種々の照明用・撮像用光路形成部品を収容している。そのハンドル１０２に取り付けられているプローブ１０４は、単なるカバーにすることもできるが、この例では歯牙撮像に相応しい位置関係になるようレンズ２４及び転向ミラー４６を支持している。また、制御回路１１０は装置１００の動作を制御する回路であり、スイッチ、メモリ、論理制御回路等で構成されている。例えば、光源１２を点消灯させるためのスイッチ等、装置構成部材制御用のスイッチのみ又はその集まりのみで、制御回路１１０を構成してもよい。検知機能制御及び画像データ取得用の論理が組み込まれたマイクロプロセッサを、プローブ１０４に内蔵させ又は接続して制御回路１１０としてもよい。図１〜図３に示した処理装置３８に制御回路１１０の機能を担わせることもできる。装置１００の動作を管理する高度な論理制御回路や、検知部材、情報記憶部材等を、制御回路１１０に組み込んでもよい。そして、制御回路１１０は、無線インタフェース１３６との接続を介し外部装置、例えばコンピュータワークステーションやサーバと通信することができる。その通信は、図１８に示すように無線で行うことができる。この図の撮像システム１５０では、オペレータからの指示、例えば制御ボタン押下等に応じ装置１００が撮像を実行する。得られた像は論理制御プロセッサ１４０、例えばコンピュータワークステーション、サーバ、専用マイクロプロセッサベースシステム等に送信され、ディスプレイ１４２の画面上に表示される。こうして撮像装置１００を無線接続すると、有線接続無しで処理装置３８に画像データを送ることができる。データ伝送用の無線インタフェースとしては、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）等、様々なものを使用することができる。
【００８０】
また、この歯牙撮像装置１００の構成は、大人用サイズ、児童用サイズ等、患者の種類に応じて変えることができる。サイズ切替にはプローブ１０４を換装可能型にすると都合がよい。また、歯牙２０の種類や撮像方向に応じプローブ１０４の構成を切り替えることもできる。プローブ１０４は、使い捨て型にも接触部品滅菌再利用型にもすることができる。撮像法の種類に対しプローブ１０４を適合させることもできる。例えば、プローブ１０４の換装によって付随する光学部品を換装することで、使用する撮像法の種類に応じ、広角撮像プローブや単一歯牙専用小面積撮像プローブにすることができる。そして、撮像法の種類に応じ、プローブ１０４に１個又は複数個のオプションレンズを挿入乃至装着して使用することもできる。
【００８１】
プローブ１０４は、歯牙２０を乾かし画質を高める装置として使用することもできる。特に、蛍光撮像を実施する際には歯牙表面が乾いていた方がよい。そのため、本実施形態では、図１５に示す如くプローブ１０４にチューブ１０６が設けられている。そのチューブ１０６によって形成される出口を介し、加圧ガス源８１内のガス例えば加圧空気を送り出すことで、歯牙２０の表面を乾かすことができる。プローブ１０４自体を通気トンネル即ち加圧空気用の導管としてもよいし、チューブ１０６をプローブ１０４とは別の配管にしてもよい。
【００８２】
図１６に、ハンドヘルド撮像装置１００にディスプレイ１１２を設けた例を示す。このディスプレイ１１２は液晶ディスプレイ、有機ＬＥＤディスプレイ等のディスプレイであり、図示の通りハンドル１０２に連結されている。その画面上に画像１０８が表示されるので、歯科医や技師は、その画像１０８を見ながらプローブ１０４を動かし歯牙２０に対して適当な位置にすることができる。この構成では、白色光源を用いて捉えた像をディスプレイ１１２上に表示させるので、その白色光源は常時点灯状態である。但し、オペレータからＦＩＲＥ撮像が指示されたとき（例えば装置１００上のスイッチやキーボード上のキーが押下等されたとき）には、白色光像を撮影した上で白色光源を消灯させ、青色ＬＥＤ等の光源を点灯させて蛍光像を撮影し、それによって白色光像及び蛍光像が揃った後に再び白色光源を点灯させる。また、このディスプレイ１１２に限らず別体のディスプレイにも、ナビゲーション用の白色光像を表示させることができる。別体ディスプレイに白色光像を表示させれば、患者が自分の患部を見ることができる。
【００８３】
また、撮像の際、歯牙２０の表面を基準位置とすることで、プローブ１０４の位置を歯牙２０に直面させることができる。それによって撮像系の配置が安定し光学的作業距離が固定されるので、その質及び安定性の高い像が得られる。歯牙２０のすぐ面前にプローブ１０４を配置することは、前述の通り光軸沿い距離が短くないとうまく行えないＯＣＴ撮像に際しても特に有益である。
【００８４】
ただ、歯牙２０の様々な面を撮像するには、図２２に示すように、プローブ１０４内に転向ミラー１９等を設けることが必要になろう。そうしたミラー１９を設けると、その鏡面が不意に曇ってしまうことがある。この問題の克服には、口内カメラの分野で使用されている種々の手法を使用できる。第１の手法は、口内温度近傍までミラー１９を加熱する手法である。この手法には、加熱素子及びそれを駆動するための電流源を付加しなければならないという問題がある。第２の手法は、鏡面処理によって曇り止め皮膜を形成する手法である。この手法であれば、新たな部材を追加する必要はない。この他、鏡面に曇り止めフィルムを接着する手法もある。
【００８５】
そして、図１１及び図１２Ａ〜図１２Ｃに示した実施形態では、ビーム整形用光学素子に通すことなく直接に、光源１２ａ，１２ｂからの光で歯牙２０を照明している。光源１２ａ，１２ｂたるＬＥＤの出射光は広角散開するのが普通であり、そのため図２２に示す如く出射光中のかなりの部分がプローブ内面に射突してしまう。即ち、図示のような広角光線２４０ａ、２４０ｂ及び２４０ｃではプローブ内面への射突が生じる。このとき、プローブ内面が吸光性であると、射突した光はその面によって吸収されるので歯牙２０に届かなくなる。そこで、本実施形態では、プローブ内面に入射した光がその面によって反射されるよう、従っていずれは歯牙２０に届くよう、プローブ内面を反射性にしてある。これによって得られる効果は二種類ある。一つめは、僅かな吸収損失分を除き全ての光が歯牙２０に届くので効率が高いという効果である。二つめは、歯牙２０がより均等に照明されるという効果である。プローブ内面が平坦な反射面ならそのプローブは光パイプとして機能するので、光は空間的且つ方向的にまとまり、歯牙２０に対する照明が均等になる。ただ、プローブ内面に（部分的な）湾曲があるとその面の反射性により照明光がホットスポットを呈する可能性がある。これを避けるにはプローブ内面を散光性にすればよい。プローブ内面が散光性であれば、その面に湾曲があっても照明光がホットスポットを呈することはない。それでいて効率の高さは維持される。なお、プローブ内面を反射性や散光性にする手段としては、その面に相応の被覆を施す等、本件技術分野で周知の手段を使用することができる。
【００８６】
［画像処理ソフトウェア］
別々の手段で取得した画像同士を関連づける処理、例えばＸ線撮像装置で得られた画像と本発明の撮像装置１０で得られる画像のように別途取得した画像同士を結合させる処理は、検知結果に含まれる誤検知(false positive)や見逃し(false negative)を減らすのに役立つ。図１〜図３に示した処理装置３８で実行される画像処理ソフトウェアには、それらの像が同じ撮像装置１０で得られたものか、それとも撮像装置１０で得られた像と他の装置で得られた像の組合せなのかによらず、同じ歯牙２０を捉えた複数の像を互いに関連づける機能がある。
【００８７】
図１７に、その出自が異なる複数種類の画像及びそれらを処理する手順をブロック図形式で示す。蛍光像１２０、反射光像１２２及び白色光像１２４は前述の通り撮像装置１０で取得したものであり、Ｘ線像１３０はそれとは別にＸ線撮像装置で取得したものである。画像関連づけソフトウェア１３２は、それらの像のうち複数種類を採用し、それらのデータを然るべく関連づけることで、採用した像の合成像１３４を生成する。生成された像１３４は自動診断ソフトウェアにより処理又は表示されるので、どの歯牙のどの部位に問題があるかをその結果から知ることができる。例えば、オペレータから撮像が指示され更に歯牙番号が（或いは更に統合対象画像の種類やその取得元が）指定されると、処理装置３８に搭載されているソフトウェアは、その指示に基づき合成像１３４を生成して表示させる。
【００８８】
この画像関連づけ機能を使用するメリットの一つは、正確な診断をより下しやすい像１３４が得られることである。例えば白色光像１２４は、歯牙汚れ（ステイン）、アマルガム等のように齲蝕部と見間違えやすい罹患部乃至処置部も読み取れる点でひときわ有益であるが、前述の通り、照明光が白色だと特に初期段階の齲蝕部をうまく発見できないことが多い。従って、白色光像１２４を蛍光像１２０、Ｘ線像１３０等のうち一種類又は複数種類と組み合わせることは、歯牙状態についての有用な情報を得る上で有益である。同様に、図示されている四種類の像１２０〜１３０のなかから任意に二種類を指定し、指定した像を画像関連づけソフトウェア１３２によって結合させることで、より正確な診断につながる合成像１３０を得ることができる。
【００８９】
また、前述の通り偏向を利用して鏡面反射光を分離させてはいるものの、それでもなお鏡面反射の影響が像に現れることがある。画像処理ソフトウェアには、こうした残留鏡面反射を画像処理で抑圧乃至削減する機能もある。即ち、データフィルタリングを施すことや、別の撮像法で得られた情報（図１７参照）を利用することによって、データ中の不要な残留鏡面反射を抑えることができる。また、照明光強度の変化に対する鏡面反射光強度の変化速度は、他の原因による光のそれと異なっている。従って、照明光の強度を変えて同一歯牙を繰り返し撮像することで、鏡面反射分を補償することもできる。
【００９０】
画像処理ソフトウェアには、更に、得られた画像を補強し疑い部位例えば白点を自動ハイライトする、という重要な機能がある。図２０に、そのための画像処理の手順をフローチャートにより示す。画像処理ソフトウェアは、まず白色光像及び蛍光像を読み込んで（ステップ２０２）そのコンテンツを色平面毎に解析する（ステップ２０４）。次いで、それらの像の解析結果に基づき様々な画像処理アルゴリズム、例えば色づけ、コントラスト強調及び細分化（一部は画像処理との関連で既述）を適用することによって、像を補強する（ステップ２０６及び２０８）。更に、色平面毎の色情報に基づき各部位の性質を調べる画像処理アルゴリズムを用い、疑い部位を自動強調例えばハイライトさせる（ステップ２１０）。そして、歯科医にとって有用な歯牙情報、例えばサイズ、形状及び疑い部位の状態を抽出して表示させる（ステップ２１２）。
【００９１】
以上詳述した通り、本発明には様々な実施形態がある。また、上掲の実施形態に対し変形乃至置換を施した形態等でも、本発明を実施することができる。いわゆる当業者であれば、そうした変形乃至置換を、前述の通り本発明の技術的範囲内で、即ち別紙特許請求の範囲の記載から逸脱することなく、施すことができる。
【００９２】
例えば、使用できる光源の種類は数多い。従って、その実施形態で使用する撮像用のセンサ例えばカメラの種類に応じた光源を選び、光源１２として使用することができる。また、蛍光を励起させるための光源１２の他に更に光源１２を設けること、即ち都合複数個の光源１２に発する光で複数の像を得ることができる。例えば、図８に示すように、光源１６ａ及び１６ｂを有する複雑な構成のアセンブリを、光源１２として使用することもできる。この例では、蛍光励起に適する波長及び強度で発光する光源１６ａとは異なるタイミングで、照明光発生用の光源１６ｂを作動させる。光源１６ｂから発せられる照明光は、例えば後方散乱光による反射光撮像に適する波長及び強度にしてもよいし、多色光（例えば白色光）による撮像に適する波長及び強度にしてもよい。後者の場合、得られた多色像（例えば白色光像）をＦＩＲＥ像と並べて表示させれば、汚れた部位や石灰化不全が生じている部位等のように齲蝕部と見間違えやすい部位を、より読み取りやすくなる。白色光像それ自体、後方散乱反射によるデータを含んでいるので、白色光像データ及び蛍光像データからＦＩＲＥ像を生成することができる。また、照明光や像形成光の光路には、様々な形態の補助光学系を設けることができる。例えば、様々な種類の補助光学部品を、撮像時に歯科医や技師が歯牙２０に被せられるようにしておくとよい。そうした補助光学部品を使用することで、例えば、光源、検知素子等を適正に位置決めすることや、撮像に際する患者の不快感を軽減することができる。
【００９３】
このように、本発明に係る装置及び方法によれば、後方散乱現象と蛍光現象を併用することとしたため、その進行段階が初期か後期かを問わず齲蝕を検知することができる。以下に、付記として本発明の構成の例を示す。
（付記１）
（ａ）歯牙の反射光撮像に使用される第１波長域の光、並びに蛍光撮像に当たり歯牙の励起に使用される第２波長域の光を発生させる少なくとも１個の光源と、
（ｂ）その光の入射光路上に配置されており、光源に発する光のうち第１偏向状態の光を歯牙に入射させ、また歯牙からの光のうち第２偏向状態即ち第１偏向状態に対し直交する偏向状態の光を回送光路経由でセンサに送る偏向ビームスプリッタと、
（ｃ）歯牙から回送光路へ送られてきた第２偏向状態の光をセンサに送り像を形成するレンズと、
（ｄ）回送光路上で第２波長領域の光を減衰させつつ第１波長領域の光を透過させるロングパスフィルタと、
（ｅ）センサを作動させて蛍光像又は反射光像の画像データを取得しその像のライブ動画表示又は静止画キャプチャを可能にする論理制御回路と、
を備える歯牙撮像装置。
（付記２）
付記１記載の歯牙撮像装置であって、更に、第１波長域の光を反射させ第２波長域の光を透過させるダイクロイックビーム結合器を備え、その透過光を上記入射光路に送る歯牙撮像装置。
（付記３）
付記１記載の歯牙撮像装置であって、更に、そのポジションによって論理制御回路に指示を与えるスイッチを備える歯牙撮像装置。
（付記４）
付記１記載の歯牙撮像装置であって、上記センサが、第１波長域の光に係る反射光撮像及び第２波長域の光に係る蛍光撮像を交互実行する歯牙撮像装置。
（付記５）
付記４記載の歯牙撮像装置であって、反射光像及び蛍光像を互いに別のディスプレイ上に同時表示させる歯牙撮像装置。
（付記６）
付記４記載の歯牙撮像装置であって、反射光像及び蛍光像を同一ディスプレイの互いに別のウィンドウ内に同時表示させる歯牙撮像装置。
（付記７）
付記１記載の歯牙撮像装置であって、更に、第２波長領域の光を調光するショートパスフィルタを備える歯牙撮像装置。
（付記８）
付記７記載の歯牙撮像装置であって、そのショートパスフィルタをダイクロイックビーム結合器として機能させる歯牙撮像装置。
（付記９）
付記１記載の歯牙撮像装置であって、上記ロングパスフィルタのカットオフ波長が青色域中心付近にある歯牙撮像装置。
（付記１０）
付記１記載の歯牙撮像装置であって、更に、上記センサで捉えられた白色光像を表示するディスプレイを備える歯牙撮像装置。
（付記１１）
付記１０記載の歯牙撮像装置であって、対応する画像データから白色光像を生成するに当たりその青色域成分を増量する歯牙撮像装置。
（付記１２）
付記１記載の歯牙撮像装置であって、第１波長域の光、第２波長域の光又はその双方をファイバ束を介して入射する歯牙撮像装置。
（付記１３）
付記３記載の歯牙撮像装置であって、上記スイッチがマルチポジションスイッチである歯牙撮像装置。
（付記１４）
付記３記載の歯牙撮像装置であって、上記スイッチがジョイスティックスイッチである歯牙撮像装置。
（付記１５）
（ａ）オペレータが操作してその位置を決めるハンドル部と、
（ｂ）ハンドル部から分離可能且つ歯牙近傍に配置可能なプローブ部と、
（ｃ）ハンドル部内、プローブ部内又はその双方にかけて配置された補助光学系と、
を備え、その補助光学系が、
（ｉ）歯牙の反射光撮像に使用される第１波長域の光を発生させる第１光源と、
（ｉｉ）蛍光撮像に当たり歯牙の励起に使用される第２波長域の光を発生させる第２光源と、
（ｉｉｉ）第１及び第２光源からの入射光路上に配置されており、光源からの光のうち第１偏向状態の光を歯牙に入射させ、また歯牙からの光のうち第２偏向状態即ち第１偏向状態に対し直交する偏向状態の光を回送光路経由でセンサに送る偏向ビームスプリッタと、
（ｉｖ）歯牙から偏向ビームスプリッタ経由で回送光路に送られてきた第２偏向状態の光をセンサに送り像を形成するレンズと、
（ｖ）回送光路上で第２波長領域の光を減衰させるロングパスフィルタと、
（ｖｉ）センサを作動させて蛍光像又は反射光像の画像データを取得しその像のライブ動画表示又は静止画キャプチャを可能にする論理制御回路と、
を有する歯牙撮像装置。
（付記１６）
付記１５記載の歯牙撮像装置であって、上記プローブ部の内側に反射面がある歯牙撮像装置。
（付記１７）
付記１５記載の歯牙撮像装置であって、上記プローブ部の内側に散光面がある歯牙撮像装置。
（付記１８）
（ａ）歯牙の撮像に使用される第１波長域の入射光を発生させる第１光源と、
（ｂ）歯牙からの光を回送光路経由で画像データ取得用のセンサに送り像を形成するレンズと、
（ｃ）そのレンズに光を送る第２光源と、
（ｄ）同じくレンズに光を送る第３光源と、
を備え、歯牙表面に合焦しているときに第２光源からの光と第３光源からの光がレンズの焦点近傍で重なる歯牙撮像装置。
（付記１９）
付記１８記載の歯牙撮像装置であって、上記第１、第２又は第３光源がＬＥＤである歯牙撮像装置。
（付記２０）
（ａ）歯牙の撮像に使用される第１波長域の入射光を発生させる第１光源と、
（ｂ）歯牙から回送光路に送られてきた光を光軸沿いに画像データ取得用のセンサに送り像を形成するレンズと、
（ｃ）そのレンズに光を送る第２光源と、
（ｄ）撮像で得られた歯牙の像に重ね、光軸を示す標的指示子及び第２光源による照明位置を表示するディスプレイと、
を備え、合焦時には光軸に対し第２光源の照明位置が揃う歯牙撮像装置。
（付記２１）
（ａ）歯牙の反射光撮像に使用される第１波長域の光、並びに蛍光撮像に当たり歯牙の励起に使用される第２波長域の光を、ある光路沿いに歯牙に入射する少なくとも１個の光源と、
（ｂ）その光路上で、歯牙からの光のうち第１波長域に属する反射光を第１センサに送り、歯牙からの他の光を第２センサに送る分波器と、
（ｃ）その光路上に配置されており、分波器を経由した光で第１及び第２センサ上に歯牙の像を形成するレンズと、
（ｄ）センサを作動させて蛍光像又は反射光像の画像データを取得しその像のライブ動画表示又は静止画キャプチャを可能にする論理制御回路と、
を備える歯牙撮像装置。
（付記２２）
付記２１記載の歯牙撮像装置であって、上記分波器がダイクロイックビームスプリッタである歯牙撮像装置。
（付記２３）
（ａ）歯牙の反射光撮像に使用される第１波長域の入射光を第１光源によって発生させるステップと、
（ｂ）蛍光撮像に当たり歯牙の励起に使用される第２波長域の入射光を第２光源により発生させるステップと、
（ｃ）反射光像又は蛍光像を捉えるステップと、
（ｄ）反射光像、蛍光像又はその双方をライブ動画として表示させ又はその静止画キャプチャを可能にするステップと、
を有する歯牙撮像方法。
（付記２４）
（ａ）歯牙の撮像に使用される第１波長域の入射光を第１光源によって発生させるステップと、
（ｂ）歯牙からの光を回送光路に送りその光路上のレンズで画像データ取得用のセンサ上に像を形成するステップと、
（ｃ）第２光源からレンズへと光を送るステップと、
（ｄ）第３光源からレンズへと光を送るステップと、
（ｅ）第２光源からの光ビームと第３光源からの光ビームがレンズの焦点近傍で重なっていることを検知するステップと、
を有し、歯牙表面への合焦を上記重なりの検知で検知する歯牙撮像方法。
（付記２５）
（ａ）歯牙の撮像に使用される第１波長域の入射光を第１光源によって発生させるステップと、
（ｂ）歯牙からの光を回送光路に送りその光路上のレンズで画像データ取得用のセンサ上に像を形成するステップと、
（ｃ）第２光源からレンズへと光を送るステップと、
（ｄ）撮像で得られた歯牙の像に重ね、光軸を示す標的指示子及び第２光源による照明位置を表示させるステップと、
を有し、光軸に対する第２光源照明位置の位置揃いを以て合焦と見なす歯牙撮像方法。
【符号の説明】
【００９４】
１０，１００  撮像装置、１２，１２ａ，１２ｂ，１６ａ，１６ｂ，１６０，２５０ａ，２５０ｂ  光源、１３  拡散板、１４，２２，６６，７４  レンズ、１５，１７，２６，２８，５６  フィルタ、１８  偏向ビームスプリッタ、１９，４６  転向ミラー、２０，２２０  被写体（歯牙）、２４  視野レンズ、３０，３２  カメラ、３４  ビームスプリッタ、３８  処理装置、４０，１１２，１４２  ディスプレイ、４２，４２ａ，４２ｂ  偏光器、４４  検光器、４８，７８  ダイクロイックミラー、４９ａ〜４９ｄ  ファイバ束、５０，１２０  蛍光像、５２，１２２  反射光像、５４，１２４  白色光像、５８  齲蝕部、６０  ＦＩＲＥ像、６２  しきい値像、６４  しきい値強調ＦＩＲＥ像、６８，６８ａ，６８ｂ  センサ、７０  ＯＣＴ撮像器、７２  走査素子、７６  標本アーム、８０  ＯＣＴシステム、８１  ガス源、８２  ミラー、８３  スイッチ、８４  走査レンズ、９０  注目部位、９２  ＯＣＴ像、９６  フィルタ曲線、９８  白色光曲線、１０２  ハンドル、１０４  プローブ、１０６  チューブ、１０８，２５２ａ，２５２ｂ  像、１１０  制御回路、１３０  Ｘ線像、１３２  画像関連づけソフトウェア、１３４  合成像、１３６  無線インタフェース、１４０  論理制御プロセッサ、１５０  撮像システム、１６２  干渉計、１６４  基準アーム、１６６  データ取得兼処理用電子回路、１６８  コンピュータ、２０２〜２１２  ステップ、２２２，２２６  撮像レンズ、２２４  中間像、２２８  最終像、２３０  ビーム結合器、２３２，２３４  曲線、２４０ａ〜２４０ｃ  光線、２５４  十字線、２５６  交点。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１２Ｃ】
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【図１３】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９Ａ】
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【図１９Ｂ】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３Ａ】
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【図２３Ｂ】
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【図２３Ｃ】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８Ａ】
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【図２８Ｂ】
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