(57)【要約】歯科用ビデオ・イメージング・システムは、ハンドル部１０６と先端部１０２とを有するハウジングを備えている。ハウジングの先端部１０２は、口腔内側及び口腔外側の歯ないし歯周組織を視野におさめるための視野窓２０４を有する。ハウジングの先端部１０２の中に光学系が配設されており、この光学系は、視野窓２０４の視野内の歯ないし歯周組織の画像の取込みと、方向付けと、転送とを行うものである。ハウジングの先端部１０２の中にセンサ・アセンブリ２１０が配設されており、このセンサ・アセンブリは、光学系を介して入射してきた画像をビデオ・データ信号に変換するものである。また、ハウジングのハンドル部１０６の中にカメラ制御ユニット（ＣＣＵ）２０２が配設されている。ＣＣＵ２０２は信号処理装置を含んでおり、この信号処理装置は、センサ２１０からビデオ・データ画像信号を受取り、Sビデオ信号、コンポジット・ビデオ信号、またはデジタル・ビデオ信号の型式の、画像のビデオ出力信号を送出するものである。
2005503228.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
歯科用イメージング・システムにおいて、
ハンドル部（１０６）と先端部（１０２）とを有するハンドピース（１００）と、
前記ハンドピース（１００）の前記先端部（１０２）の中に配設された光学系と、
前記ハンドピース（１００）の前記先端部（１０２）の中に配設されたセンサ・アセンブリ（２１０）と、
前記ハンドピース（１００）の前記ハンドル部（１６）の中に配設されたカメラ制御ユニット（２０２）と、
前記カメラ制御ユニット（２０２）に接続されたインターフェース手段とを備え、
前記ハンドピース（１００）の前記先端部（１０２）は口腔内側及び口腔外側の歯ないし歯周組織を視野におさめるための視野窓（２０４）を有しており、
前記光学系は、前記視野窓（２０４）の視野内の前記歯ないし歯周組織の画像の取込みと、方向付けと、転送とを行うように構成されており、
前記センサ・アセンブリ（２１０）は、前記光学系を介して入射してきた画像をビデオ・データ信号に変換するように構成されており、
前記カメラ制御ユニット（２０２）は、前記センサ・アセンブリ（２１０）から前記ビデオ・データ信号を受取り、受取ったビデオ・データ信号から、前記画像のビデオ出力信号を生成するように構成されており、
前記インターフェース手段は、前記カメラ制御ユニット（２０２）へ電力を供給すると共に、前記カメラ制御ユニット（２０２）からビデオ出力信号を受取ってディスプレイないし更なる処理のためのデバイスへ送信するものである、
ことを特徴とする歯科用イメージング・システム。
【請求項２】
前記インターフェース手段がユーティリティ・ケーブル（３０２）を含んでおり、該ユーティリティ・ケーブル（３０２）は前記ハンドピース（１００）をインターフェース・ユニットとドッキング・ステーション（６００）との一方に接続しており、該ユーティリティ・ケーブル（３０２）がカメラ・ケーブル（３０４）を含んでおり、該カメラ・ケーブル（３０４）が第１ケーブル要素と第２ケーブル要素とを含んでおり、前記第１ケーブル要素は、インターフェース・ユニットとドッキング・ステーション（６００）との前記一方から、前記カメラ制御ユニット（２０２）へ、前記電力を供給するものであり、前記第２ケーブル要素は、前記カメラ制御ユニット（２０２）から、インターフェース・ユニットとドッキング・ステーション（６００）との前記一方へ、前記ビデオ出力信号を供給するものであることを特徴とする請求項１記載の歯科用イメージング・システム。
【請求項３】
前記第２ケーブル要素が、Sビデオ信号、コンポジット・ビデオ信号、及びデジタル・ビデオ信号のうちの何れかを伝送する導体を含んでいることを特徴とする請求項２記載の歯科用イメージング・システム。
【請求項４】
前記第２ケーブル要素が、Sビデオ信号を伝送する導体を含んでいることを特徴とする請求項３記載の歯科用イメージング・システム。
【請求項５】
前記ユーティリティ・ケーブルが更に光ファイバ製ライトガイド（３０６）を含んでおり、該光ファイバ製ライトガイド（３０６）は、インターフェース・ユニットとドッキング・ステーション（６００）との前記一方から、前記ハンドピース（１００）へ、光を導くものであることを特徴とする請求項２記載の歯科用イメージング・システム。
【請求項６】
前記カメラ・ケーブル（３０４）が第３ケーブル要素を含んでおり、該第３ケーブル要素は、インターフェース・ユニットとドッキング・ステーション（６００）との前記一方から、前記カメラ制御ユニット（２０２）へ、制御信号を伝送するものであることを特徴とする請求項２記載の歯科用イメージング・システム。
【請求項７】
前記インターフェース手段が、前記カメラ制御ユニット（２０２）へ電力を供給するバッテリ（８０２）を含んでいることを特徴とする請求項１記載の歯科用イメージング・システム。
【請求項８】
前記インターフェース手段が、前記カメラ制御ユニット（２０２）からリモート受信装置へ前記ビデオ出力信号を送信する無線送信システム（８０４）を含んでいることを特徴とする請求項１記載の歯科用イメージング・システム。
【請求項９】
前記インターフェース手段が、前記ハンドピース（１００）に着脱可能に接続されていることを特徴とする請求項１記載の歯科用イメージング・システム。
【請求項１０】
更に光源（８０８）を備えていることを特徴とする請求項１記載の歯科用イメージング・システム。
【請求項１１】
前記光源（８０８）が、電球（８１０）、反射体（８１２）、及びレンズ（８１４）を備えていることを特徴とする請求項１０記載の歯科用イメージング・システム。
【請求項１２】
前記ハンドピース（１００）が更に、前記レンズ（８１４）から光を受取って前記ハンドピース（１００）の前記先端部（１０２）へ導くライトガイド（８１６）を備えていることを特徴とする請求項１１記載の歯科用イメージング・システム。
【請求項１３】
前記光源（８０８）が少なくとも１個の発光ダイオード（９００）を備えていることを特徴とする請求項１０記載の歯科用イメージング・システム。
【請求項１４】
前記カメラ制御ユニット（２０２）から前記ビデオ出力信号を受取るインターフェース・ユニットとドッキング・ステーション（６００）との一方を更に備えていることを特徴とする請求項１記載の歯科用イメージング・システム。
【請求項１５】
前記カメラ制御ユニット（２０２）と前記センサ・アセンブリ（２１０）とを可撓性をもって接続するコネクタ（２１８）と、
前記インターフェース手段と前記カメラ制御ユニット（２０２）とを可撓性をもって接続するコネクタ（３１２）と、
を更に備えたことを特徴とする請求項１記載の歯科用イメージング・システム。
【請求項１６】
前記カメラ制御ユニット（２０２）と前記センサ・アセンブリ（２１０）とを可撓性をもって接続する前記コネクタ（２１８）が、フレキシブル・プリント配線板（２１６）を含んでおり、
前記インターフェース手段と前記カメラ制御ユニット（２０２）とを可撓性をもって接続する前記コネクタ（３１２）が、フレキシブル・プリント配線板（３０８）を含んでいる、
ことを特徴とする請求項１５記載の歯科用イメージング・システム。
【請求項１７】
前記カメラ制御ユニット（２０２）と前記センサ・アセンブリ（２１０）とを接続する前記フレキシブル・プリント配線板（２１６）が、細長い折返し部（２２０）を持つようにして配設されており、それによって、前記歯ないし歯周組織に焦点を合わせるために前記センサ・アセンブリ（２１０）を軸心方向に調節移動できるようにしてあることを特徴とする請求項１６記載の歯科用イメージング・システム。
【請求項１８】
前記カメラ制御ユニット（２０２）と前記センサ・アセンブリ（２１０）とを可撓性をもって接続する前記コネクタ（２１８）が、前記カメラ制御ユニット（２０２）及び前記センサ・アセンブリ（２１０）に固定結合された延長ボード（４０４）を備えており、それによって、前記歯ないし歯周組織に前記センサ・アセンブリ（２１０）の焦点を合わせるために前記カメラ制御ユニット（２０２）と前記センサ・アセンブリ（２１０）とを一体的に軸心方向に調節移動できるようにしてあることを特徴とする請求項１５記載の歯科用イメージング・システム。
【請求項１９】
前記カメラ制御ユニット（２０２）から送出される前記ビデオ出力信号が、Sビデオ信号、コンポジット・ビデオ信号、及びデジタル・ビデオ信号のうちの何れかであることを特徴とする請求項１記載の歯科用イメージング・システム。
【請求項２０】
前記カメラ制御ユニット（２０２）が、デジタル信号処理装置とアナログ信号処理装置との何れかを備えていることを特徴とする請求項１記載の歯科用イメージング・システム。
【請求項２１】
前記センサ・アセンブリ（２１０）が、電荷結合デバイス、ＣＭＯＳデバイス、及びアクティブ・ピクセル・センサの何れかを備えていることを特徴とする請求項１記載の歯科用イメージング・システム。
【請求項２２】
前記センサ・アセンブリ（２１０）を軸心方向に調節移動することによって、前記歯ないし歯周組織に焦点を合わせるための複数の所定のフォーカス・モードにすることができるようにしてあることを特徴とする請求項１記載の歯科用イメージング・システム。
【請求項２３】
前記ハンドピース（１００）の前記ハンドル部（１０６）の中に配設されたリング（１１０）の調節操作を行うことによって前記複数の所定のフォーカス・モードの各々が選択されるようにしてあり、前記リング（１１０）は前記センサ・アセンブリ（２１０）を軸心方向に調節移動するためのアセンブリに作用的に連結されており、前記リング（１１０）の調節操作を行うことによって前記アセンブリが前記センサ・アセンブリ（２１０）を軸心方向に調節移動し、それによって所望のフォーカス・モードにすることができるようにしてあることを特徴とする請求項２２記載の歯科用イメージング・システム。
【請求項２４】
前記ハンドピース（１００）の前記ハンドル部（１０６）の中に配設されたリング（１１０）の調節操作を行うことによって複数の所定のフォーカス・モードが選択されるようにしてあり、前記リング（１１０）は前記光学系の光学素子のうちの少なくとも１個を前記センサ・アセンブリ（２１０）に対して相対的に軸心方向に調節移動するためのアセンブリに作用的に連結されており、前記リング（１１０）の調節操作を行うことによって前記アセンブリ（２１０）が前記光学系の光学素子のうちの前記少なくとも１個を軸心方向に調節移動し、それによって所望のフォーカス・モードにすることができるようにしてあることを特徴とする請求項１記載の歯科用イメージング・システム。
【請求項２５】
前記ハンドピース（１００）が、前記ハンドル部（１０６）と前記先端部（１０２）との間に位置する円錐形状部（１０４）を有しており、該円錐形状部（１０４）には、該円錐形状部（１０４）の周方向に間隔を空けて複数の方向指標凹部（１０８）が形成されており、それら複数の方向指標凹部（１０８）のうちの１つに人差し指をあてて前記ハウジング（１００）の前記円錐形状部（１０４）を把持することによって前記視野窓が所定の視野方向に向けられるようにしてあることを特徴とする請求項１記載の歯科用イメージング・システム。
【請求項２６】
前記光学系が、
前記歯ないし歯周組織の前記画像を取込むための視野窓（２０４）と、
前記視野窓（２０４）を通して取込まれた前記歯ないし歯周組織の前記画像を反射するプリズム（２０６）と、
前記プリズム（２０６）から反射されてきた前記歯ないし歯周組織の前記画像を前記センサ・アセンブリ（２１０）へ入射させるレンズ・アセンブリ（２０８）と、
を備えていることを特徴とする請求項２記載の歯科用イメージング・システム。
【請求項２７】
前記光学系が更に凹レンズを備えていることを特徴とする請求項２６記載の歯科用イメージング・システム。
【請求項２８】
前記プリズム（２０６）が非反転プリズムであることを特徴とする請求項２６記載の歯科用イメージング・システム。
【請求項２９】
歯科用イメージング・システムのためのカメラ・ハンドピース（１００）において、
ハンドル部（１０６）と先端部（１０２）とを有するハウジング（１００）と、
前記ハウジング（１００）の前記先端部（１０２）の中に配設された光学系と、
前記ハウジング（１００）の前記先端部（１０２）の中に配設されたセンサ・アセンブリ（２１０）と、
前記ハウジング（１００）の前記ハンドル部（１６）の中に配設されたカメラ制御ユニット（２０２）と、
前記カメラ制御ユニット（２０２）に接続されたインターフェース手段とを備え、
前記ハウジング（１００）の前記先端部（１０２）は、口腔内側及び口腔外側の歯ないし歯周組織を視野におさめるための視野窓（２０４）を有しており、
前記光学系は、前記視野窓（２０４）の視野内の前記歯ないし歯周組織の画像の取込み及び転送を行うように構成されており、
前記センサ・アセンブリ（２１０）は、前記光学系を介して入射してきた画像をビデオ・データ信号に変換するように構成されており、
前記カメラ制御ユニット（２０２）は、前記センサ・アセンブリ（２１０）から前記ビデオ・データ信号を受取り、受取ったビデオ・データ信号から、前記画像のビデオ出力信号を生成するように構成されており、
前記インターフェース手段は、前記カメラ制御ユニット（２０２）へ電力を供給すると共に、前記カメラ制御ユニット（２０２）からビデオ出力信号を受取ってディスプレイないし更なる処理のためのデバイスへ送信するものである、
ことを特徴とするカメラ・ハンドピース（１００）。
【請求項３０】
前記インターフェース手段が、前記カメラ制御ユニット（２０２）へ制御信号を伝送する手段を更に含んでいることを特徴とする請求項２９記載のカメラ・ハンドピース（１００）。
【請求項３１】
前記インターフェース手段が、前記カメラ・ハンドピース（１００）にユーティリティ・ケーブル（３０２）を接続するケーブル・インターフェースを含んでいることを特徴とする請求項３０記載のカメラ・ハンドピース（１００）。
【請求項３２】
前記ケーブル・インターフェースが、前記ユーティリティ・ケーブル（３０２）と前記カメラ・ハンドピース（１００）とを着脱可能に接続するように構成されていることを特徴とする請求項３１記載のカメラ・ハンドピース（１００）。
【請求項３３】
前記インターフェース手段が、前記カメラ制御ユニット（２０２）へ電力を供給するバッテリ（８０２）を含んでいることを特徴とする請求項２９記載のカメラ・ハンドピース（１００）。
【請求項３４】
前記インターフェース手段が、前記カメラ制御ユニット（２０２）からリモート受信装置へ前記ビデオ出力信号を送信する無線送信システムを含んでいることを特徴とする請求項２９記載のカメラ・ハンドピース（１００）。
【請求項３５】
前記無線送信システムが、送信装置（８０４）及びアンテナ（８０６）を備えていることを特徴とする請求項３４記載のカメラ・ハンドピース（１００）。
【請求項３６】
更に光源（８０８）を備えていることを特徴とする請求項２９記載のカメラ・ハンドピース（１００）。
【請求項３７】
前記光源（８０８）が、電球（８１０）、反射体（８１２）、及びレンズ（８１４）を備えていることを特徴とする請求項３６記載のカメラ・ハンドピース（１００）。
【請求項３８】
更に前記レンズ（８１４）から光を受取って前記ハンドピース（１００）の前記先端部（１０２）へ導くライトガイド（８１６）を備えていることを特徴とする請求項３７記載のカメラ・ハンドピース（１００）。
【請求項３９】
前記光源が少なくとも１個の発光ダイオード（９００）を備えていることを特徴とする請求項３６記載のカメラ・ハンドピース（１００）。
【請求項４０】
前記カメラ制御ユニット（２０２）と前記センサ・アセンブリ（２１０）とを可撓性をもって接続するコネクタ（２１８）と、
前記インターフェース手段と前記カメラ制御ユニット（２０２）とを可撓性をもって接続するコネクタ（３１２）と、
を更に備えたことを特徴とする請求項２９記載のカメラ・ハンドピース（１００）。
【請求項４１】
前記カメラ制御ユニット（２０２）と前記センサ・アセンブリ（２１０）とを可撓性をもって接続する前記コネクタ（２１８）が、フレキシブル・プリント配線板（２１６）を含んでおり、
前記インターフェース手段と前記カメラ制御ユニット（２０２）とを可撓性をもって接続する前記コネクタ（３１２）が、フレキシブル・プリント配線板（３０８）を含んでいる、
ことを特徴とする請求項４０記載のカメラ・ハンドピース（１００）。
【請求項４２】
前記カメラ制御ユニット（２０２）と前記センサ・アセンブリ（２１０）とを接続する前記フレキシブル・プリント配線板（２１６）が、細長い折返し部（２２０）を持つようにして配設されており、それによって、前記歯ないし歯周組織に焦点を合わせるために前記センサ・アセンブリ（２１０）を軸心方向に調節移動できるようにしてあることを特徴とする請求項４１記載のカメラ・ハンドピース（１００）。
【請求項４３】
前記カメラ制御ユニット（２０２）と前記センサ・アセンブリ（２１０）とを可撓性をもって接続する前記コネクタ（２１８）が、前記カメラ制御ユニット（２０２）と前記センサ・アセンブリ（２１０）とを互いに固定結合する固定結合構造を備えており、それによって、前記歯ないし歯周組織に前記センサ・アセンブリ（２１０）の焦点を合わせるために前記カメラ制御ユニット（２０２）と前記センサ・アセンブリ（２１０）とを一体的に軸心方向に調節移動可能にしてあることを特徴とする請求項４０記載のカメラ・ハンドピース（１００）。
【請求項４４】
前記カメラ制御ユニット（２０２）から送出される前記ビデオ出力信号が、Sビデオ信号、コンポジット・ビデオ信号、及びデジタル・ビデオ信号のうちの何れかであることを特徴とする請求項２９記載のカメラ・ハンドピース（１００）。
【請求項４５】
前記センサ・アセンブリ（２１０）が、電荷結合デバイス、ＣＭＯＳデバイス、及びアクティブ・ピクセル・センサの何れかを備えていることを特徴とする請求項２９記載のカメラ・ハンドピース（１００）。
【請求項４６】
前記カメラ制御ユニット（２０２）が、デジタル信号処理装置とアナログ信号処理装置との何れかを備えていることを特徴とする請求項２９記載のカメラ・ハンドピース（１００）。
【請求項４７】
前記センサ・アセンブリ（２１０）を軸心方向に調節移動することによって、前記歯ないし歯周組織に焦点を合わせるための複数の所定のフォーカス・モードにすることができるようにしてあることを特徴とする請求項２９記載のカメラ・ハンドピース（１００）。
【請求項４８】
前記ハウジング（１００）の前記ハンドル部（１０６）の中に配設されたリング（１１０）の調節操作を行うことによって前記複数の所定のフォーカス・モードの各々が選択されるようにしてあり、前記リング（１１０）は前記センサ・アセンブリ（２１０）を軸心方向に調節移動するためのアセンブリに作用的に連結されており、前記リング（１１０）の調節操作を行うことによって前記アセンブリが前記センサ・アセンブリ（２１０）を軸心方向に調節移動し、それによって所望のフォーカス・モードにすることができるようにしてあることを特徴とする請求項４７記載のカメラ・ハンドピース（１００）。
【請求項４９】
前記ハウジング（１００）が、前記ハンドル部（１０６）と前記先端部（１０２）との間に位置する円錐形状部（１０４）を有しており、該円錐形状部（１０４）には、該円錐形状部（１０４）の周方向に間隔を空けて複数の方向指標凹部（１０８）が形成されており、それら複数の方向指標凹部（１０８）のうちの１つに人差し指をあてて前記ハウジングの前記円錐形状部（１０４）を把持することによって前記視野窓が所定の視野方向に向けられるようにしてあることを特徴とする請求項２９記載のカメラ・ハンドピース（１００）。
【請求項５０】
前記光学系が、
前記歯ないし歯周組織の前記画像を取込むための視野窓（２０４）と、
前記視野窓（２０４）を通して取込まれた前記歯ないし歯周組織の前記画像を反射するプリズム（２０６）と、
前記プリズム（２０６）から反射されてきた前記歯ないし歯周組織の前記画像を前記センサ・アセンブリ（２１０）へ入射させるレンズ・アセンブリ（２０８）と、
を備えていることを特徴とする請求項２９記載のカメラ・ハンドピース（１００）。
【請求項５１】
前記光学系が更に凹レンズを備えていることを特徴とする請求項５０記載のカメラ・ハンドピース（１００）。
【請求項５２】
前記プリズム（２０６）が非反転プリズムであることを特徴とする請求項５０記載のカメラ・ハンドピース（１００）。
【請求項５３】
前記プリズム（２０６）が反転プリズムであり、
前記カメラ制御ユニット（２０２）が、前記センサ・アセンブリ（２１０）から受取る画像信号が表している画像を裏返す回路を含んでいる、
ことを特徴とする請求項５０記載のカメラ・ハンドピース（１００）。
【請求項５４】
前記カメラ制御ユニット（２０２）が、該カメラ制御ユニット（２０２）に対する制御命令を格納するための非揮発性メモリを含んでいることを特徴とする請求項２９記載のカメラ・ハンドピース（１００）。
【請求項５５】
前記ハウジング（１００）の前記ハンドル部（１０６）の中に配設されたリング（１１０）の調節操作を行うことによって複数の所定のフォーカス・モードが選択されるようにしてあり、前記リング（１１０）は前記光学系の光学素子のうちの少なくとも１個を前記センサ・アセンブリ（２１０）に対して相対的に軸心方向に調節移動するためのアセンブリに作用的に連結されており、前記リング（１１０）の調節操作を行うことによって前記アセンブリ（２１０）が前記光学系の光学素子のうちの前記少なくとも１個を軸心方向に調節移動し、それによって所望のフォーカス・モードにすることができるようにしてあることを特徴とする請求項２９記載の歯科用カメラ・ハンドピース（１００）。
【請求項５６】
歯科用イメージング・システムにおいて、
ハンドル部（１０６）と先端部（１０２）とを有するハンドピース（１００）と、
前記ハンドピース（１００）の前記先端部（１０２）の中に配設された光学系と、
前記ハンドピース（１００）の前記先端部（１０２）の中に配設されたセンサ・アセンブリ（２１０）と、
前記ハンドピース（１００）の前記ハンドル部（１６）の中に配設されたカメラ制御ユニット（２０２）と、
前記カメラ制御ユニット（２０２）に接続されたドッキング・ステーション（６００）とを備え、
前記ハンドピース（１００）の前記先端部（１０２）は口腔内側及び口腔外側の歯ないし歯周組織を視野におさめるための視野窓（２０４）を有しており、
前記光学系は、前記視野窓（２０４）の視野内の前記歯ないし歯周組織の画像の取込みと、方向付けと、転送とを行うように構成されており、
前記センサ・アセンブリ（２１０）は、前記光学系を介して入射してきた画像をビデオ・データ信号に変換するように構成されており、
前記カメラ制御ユニット（２０２）は、前記センサ・アセンブリ（２１０）から前記ビデオ・データ信号を受取り、受取ったビデオ・データ信号から、前記画像のビデオ出力信号を生成するように構成されており、
前記ドッキング・ステーション（６００）は、前記カメラ制御ユニット（２０２）へ電力及び制御信号を供給すると共に、前記カメラ制御ユニット（２０２）からディスプレイないし更なる処理のためにビデオ出力信号を受取るように構成されている、
ことを特徴とする歯科用イメージング・システム。
【請求項５７】
前記ハンドピース（１００）と前記ドッキング・ステーション（６００）とを接続するユーティリティ・ケーブル（３０２）を更に備えており、該ユーティリティ・ケーブル（３０２）がカメラ・ケーブル（３０４）を含んでおり、該カメラ・ケーブル（３０４）が第１ケーブル要素と第２ケーブル要素とを含んでおり、前記第１ケーブル要素は、前記ドッキング・ステーション（６００）から前記カメラ制御ユニット（２０２）へ前記電力及び制御信号を供給するものであり、前記第２ケーブル要素は、前記カメラ制御ユニット（２０２）から前記ドッキング・ステーション（６００）へ前記ビデオ出力信号を供給するものであり、前記ユーティリティ・ケーブル（３０２）が更に光ファイバ製ライトガイド（３０６）を含んでおり、該光ファイバ製ライトガイド（３０６）は、前記インターフェース・ユニットから前記ハンドピース（１００）へ光を導くものであることを特徴とする請求項５６記載の歯科用イメージング・システム。
【請求項５８】
前記カメラ制御ユニット回路（２０２）と前記センサ・アセンブリ（２１０）とを可撓性をもって接続するフレキシブル・プリント配線板（２１６）と、
前記カメラ・ケーブル（３０４）と前記カメラ制御ユニット回路（２０２）とを可撓性をもって接続するフレキシブル・プリント配線板（３０８）と、
を更に備えたことを特徴とする請求項５７記載の歯科用イメージング・システム。
【請求項５９】
前記センサ・アセンブリ（２１０）が電荷結合デバイスであることを特徴とする請求項５６記載の歯科用イメージング・システム。
【請求項６０】
前記センサ・アセンブリ（２１０）を軸心方向に調節移動することによって、前記歯ないし歯周組織に焦点を合わせるための複数の所定のフォーカス・モードにすることができるようにしてあり、前記ハンドピース（１００）の前記ハンドル部（１０６）の中に配設されたリング（１１０）の調節操作を行うことによって前記複数の所定のフォーカス・モードの各々が選択されるようにしてあることを特徴とする請求項５６記載の歯科用イメージング・システム。
【請求項６１】
前記ハンドピース（１００）が、前記ハンドル部（１０６）と前記先端部（１０２）との間に位置する円錐形状部（１０４）を有しており、該円錐形状部（１０４）には、該円錐形状部（１０４）の周方向に間隔を空けて複数の方向指標凹部（１０８）が形成されており、それら複数の方向指標凹部（１０８）のうちの１つに人差し指をあてて前記ハンドピース（１００）の前記円錐形状部（１０４）を把持することによって前記視野窓（２０４）が所定の視野方向に向けられるようにしてあることを特徴とする請求項５６記載の歯科用イメージング・システム。
【請求項６２】
前記カメラ制御ユニット（２０２）が、デジタル信号処理装置と、Sビデオ信号の型式のビデオ出力信号を生成する手段とを備えていることを特徴とする請求項５６記載の歯科用イメージング・システム。
【請求項６３】
前記光学系が、
前記歯ないし歯周組織の前記画像を取込むための視野窓（２０４）と、
前記取込まれた画像の狭角画像を通過させる凹レンズと、
前記凹レンズを通過した前記歯ないし歯周組織の前記狭角画像を反射する非反転プリズム（２０６）と、
前記プリズム（２０６）から反射されてきた前記歯ないし歯周組織の前記狭角画像を前記センサ・アセンブリ（２１０）へ入射させるレンズ・アセンブリ（２０８）と、
を備えていることを特徴とする請求項５６記載の歯科用イメージング・システム。
【請求項６４】
歯科用イメージング・システムのためのカメラ・ハンドピース（１００）において、
ハンドル部（１０６）と先端部（１０２）とを有するハウジングと、
前記ハウジングの前記先端部（１０２）の中に配設された光学系と、
前記ハウジングの前記先端部（１０２）の中に配設されたセンサ・アセンブリ（２１０）と、
前記ハウジングの前記ハンドル部（１６）の中に配設されたカメラ制御ユニット（２０２）と、
前記カメラ・ハンドピース（１００）にユーティリティ・ケーブル（３０２）を接続するケーブル・インターフェースとを備え、
前記ハウジングの前記先端部（１０２）は、口腔内側及び口腔外側の歯ないし歯周組織を視野におさめるための視野窓（２０４）を有しており、
前記光学系は、前記視野窓（２０４）の視野内の前記歯ないし歯周組織の画像の取込み及び転送を行うように構成されており、
前記センサ・アセンブリ（２１０）は、前記光学系を介して入射してきた画像をビデオ・データ信号に変換するように構成されており、
前記カメラ制御ユニット（２０２）は、前記センサ・アセンブリ（２１０）から前記ビデオ・データ信号を受取り、受取ったビデオ・データ信号から、前記画像のビデオ出力信号を生成するように構成されている、
ことを特徴とするカメラ・ハンドピース（１００）。
【請求項６５】
前記カメラ制御ユニット回路（２０２）と前記センサ・アセンブリ（２１０）とを可撓性をもって接続するフレキシブル・プリント配線板（２１６）と、
前記ケーブル・インターフェースと前記カメラ制御ユニット回路（２０２）とを可撓性をもって接続するフレキシブル・プリント配線板（３０８）と、
を更に備えたことを特徴とする請求項６４記載のカメラ・ハンドピース（１００）。
【請求項６６】
前記センサ・アセンブリ（２１０）が電荷結合デバイスであることを特徴とする請求項６４記載のカメラ・ハンドピース（１００）。
【請求項６７】
前記センサ・アセンブリ（２１０）を軸心方向に調節移動することによって、前記歯ないし歯周組織に焦点を合わせるための複数の所定のフォーカス・モードにすることができるようにしてあり、前記ハンドピースの前記ハンドル部の中に配設されたリングの調節操作を行うことによって前記複数の所定のフォーカス・モードの各々が選択されるようにしてあることを特徴とする請求項６４記載のカメラ・ハンドピース（１００）。
【請求項６８】
前記ハンドピース（１００）が、前記ハンドル部（１０６）と前記先端部（１０２）との間に位置する円錐形状部（１０４）を有しており、該円錐形状部（１０４）には、該円錐形状部（１０４）の周方向に間隔を空けて複数の方向指標凹部（１０８）が形成されており、それら複数の方向指標凹部（１０８）のうちの１つに人差し指をあてて前記ハンドピース（１００）の前記円錐形状部（１０４）を把持することによって前記視野窓（２０４）が所定の視野方向に向けられるようにしてあることを特徴とする請求項６４記載のカメラ・ハンドピース（１００）。
【請求項６９】
前記カメラ制御ユニット（２０２）が、デジタル信号処理装置と、Sビデオ信号の型式のビデオ出力信号を生成する手段とを備えていることを特徴とする請求項６４記載のカメラ・ハンドピース（１００）。
【請求項７０】
前記光学系が、
前記歯ないし歯周組織の前記画像を取込むための視野窓（２０４）と、
前記取込まれた画像の狭角画像を通過させる凹レンズと、
前記凹レンズを通過した前記歯ないし歯周組織の前記狭角画像を反射する非反転プリズム（２０６）と、
前記プリズム（２０６）から反射されてきた前記歯ないし歯周組織の前記狭角画像を前記センサ・アセンブリ（２１０）へ入射させるレンズ・アセンブリ（２０８）と、
を備えていることを特徴とする請求項６４記載のカメラ・ハンドピース（１００）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は2000年4月6日出願の米国仮特許出願第60/195,558号に基づく優先権を主張するものである。
本発明は、ビデオ・イメージング・システムの技術分野に関する。より詳しくは、本発明は、ビデオ・カメラを制御するためのカメラ制御ユニット回路（camera control unit circuitry、ＣＣＵ回路）をカメラ・ハンドピースに収容した、歯科用ビデオ・イメージング・システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
歯ないし歯周組織の画像を撮影するためのビデオ・カメラは、広く一般に市販されており、それについて記載した従来の技術文献も存在している。例えば米国特許第5,702,249号公報（Cooper）は、DENTSPLY's Acucamという商品名で市販されている歯科用イメージング・カメラについて記載した従来文献であり、同米国特許公報の内容はこの言及をもって本願開示に組込まれたものとする。この種のイメージング・カメラは、ハンドピース（手持型のハウジング）を備えており、そのハンドピースの先端部に、歯ないし歯周組織の画像を撮影するための光学系及びセンサ・アセンブリが内蔵されている。また、歯ないし歯周組織の画像としては、口腔内側の画像と、口腔外側の画像との、どちらも撮像できるようになっている。一般的に、撮影した画像を表す画像信号は、ドッキング・ステーションに接続するための仲介機器であるドッキング・モジュールへ送出するか、または、インターフェース・ユニットへ直接送出するようにしており、その画像信号の送出のためには、１６線ケーブルまたはそれより更に線数の多いケーブルが使用されている。更に、通常、送出されてきた画像信号に対して信号処理を施した上で、医師が観察するためのディスプレイ上にその画像を表示するようにしている。ハンドピースと、ドッキング・モジュールまたはインターフェース・ユニットとを接続するケーブルの長さは、通常、２〜３ｍが限界であり、このケーブルの長さがそれ以上になると、センサから送出されてくる信号パルスの信号品質の低下によって、画質が急激に劣化しはじめる。
【０００３】
図７は、従来のイメージング・カメラに使用されているドッキング・モジュール及びドッキング・ステーションの構成を示した図である。図示した従来のイメージング・カメラ７０２は、ＣＣＵ７０６を内蔵したドッキング・モジュール７０４に接続されている。そして、ＣＣＵ７０６を内蔵したドッキング・モジュール７０４は、差込み方式でドッキング・ステーション７０８に接続されている。ドッキング・ステーション７０８はビデオ・モニタ７１０に接続されており、このビデオ・モニタ７１０によって、従来のイメージング・カメラ７０２が撮影した画像を医師が観察できるようにしている。これとは別の方式として、従来のイメージング・カメラ７０２を、ＣＣＵ７０６を備えたインターフェース・ユニット（不図示）に接続して使用するという方式もある。この場合には、そのインターフェース・ユニットをビデオ・モニタ７１０に接続すれば、従来のイメージング・カメラ７０２が撮影した画像を医師が観察できるようになる。更に、撮影する必要のある画像の多くは、口腔内側の画像であるため、この技術の開発においては、必要な構成要素ないし構成部品をできる限り小型化することが、常に目標とされている。
【特許文献１】
米国特許第5,702,249号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従って、歯科用イメージング・システムに関しては、そのカメラ・ハンドピースを小型化すること、そのカメラ・ハンドピースに接続するケーブルを小径化すること、並びに、使用時にそのカメラ・ハンドピースとドッキング・ステーションとの間の距離をより長く取れるようにすることが求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、口腔内側と口腔外側との、何れの側の歯ないし歯周組織の画像をも撮影することのできるビデオ・カメラ・イメージング・システムに関するものである。この歯科用ビデオ・イメージング・システムは、ハンドル部と先端部とを有するハウジングを備えている。ハウジングの先端部は、口腔内側及び口腔外側の歯ないし歯周組織を視野におさめるための視野窓を有する。ハウジングの先端部の中に光学系が配設されており、この光学系は、前記視野窓の視野内の歯ないし歯周組織の画像の取込みと、方向付けと、転送とを行うものである。ハウジングの先端部の中にセンサ・アセンブリが配設されており、このセンサ・アセンブリは、前記光学系を介して入射してきた画像をビデオ・データ信号に変換するものである。また、ハウジングのハンドル部の中にカメラ制御ユニット（ＣＣＵ）即ち制御回路が配設されている。このＣＣＵは、前記センサからビデオ・データ画像信号を受取るデジタル信号処理装置を含むものであり、更に、Sビデオ信号、コンポジット・ビデオ信号、またはデジタル・ビデオ信号の型式の前記画像のビデオ出力信号を送出するための回路を含むものとすることができる。この歯科用ビデオ・イメージング・システムは更に、ユーティリティ・ケーブルを備えており、このユーティリティ・ケーブルは、ハウジングへユーティリティ（電力及び／または光）及び制御信号を供給するケーブル要素と、ＣＣＵからビデオ出力データ信号を送出するケーブル要素とを含んでいる。フレキシブル・ケーブルを使用して、ＣＣＵとセンサ・アセンブリとを可撓性をもって接続し、また、ＣＣＵとユーティリティ・ケーブルとを可撓性をもって接続するようにしている。更に、ドッキング・ステーションを備えており、このドッキング・ステーションは、前記ユーティリティ・ケーブルに、対応するユーティリティや制御信号を接続すると共に、ビデオ出力データ信号を受取るものであり、それによって、画像をディスプレイすることや、そのビデオ出力データ信号に対して更なる処理を施すことを可能にするものである。
【０００６】
本発明の１つの重要な特徴及び利点は、Sビデオ信号、コンポジット・ビデオ信号、またはデジタル・ビデオ信号の型式のビデオ出力信号を送出するＣＣＵを、ハンドピースのハンドル部の中に配設したため、そのハンドピースをドッキング・ステーションに接続するためのケーブルの線数、並びにその接続箇所数が低減されていることにある。この構成によれば、ケーブルの線数を例えば２線ないし４線とすることができ、従来、ハンドピースからドッキング・ステーションまたはインターフェース・ユニットへ画像データ信号を出力するために必要とされていた、１６線以上の多線ケーブルと比べて、ケーブルの小径化が達成される。更に、従来、ハンドピースとドッキング・ステーションとを接続するカメラ・ケーブルの長さは、２〜３ｍが限界であったのに対して、この構成によれば、より長いカメラ・ケーブルを使用することができる。
【０００７】
本発明の更なる利点として、ハンドピースと、ドッキング・ステーションまたはインターフェース・デバイスとの接続を、ＣＣＵを内蔵した差し込み接続式のモジュールを使用することなく、単なる接続ケーブルで行えるということがある。
【０００８】
本発明の更なる重要な特徴及び利点として、ハウジングの中に配設したＣＣＵとＣＣＤカメラなどのビデオ・センサとの間の接続構造、並びに、ＣＣＵとユーティリティ・ケーブルとの間の接続構造を、撮影しようとする歯ないし歯周組織の部位にＣＣＤなどのセンサの焦点を合わせる際に、そのＣＣＤなどのセンサを軸心方向に移動させることができるような接続構造にしているということがあり、この接続構造は、例えばフレキシブル・ケーブルを用いた構造としてもよく、好ましいフレキシブル・ケーブルは、例えばフレキシブル・プリント配線板から成るものであり、また、フレキシブル・ケーブルと同等の機能を提供することのできる剛体の接続構造を用いることも可能である。
【０００９】
本発明のその他の特徴及び利点は、好適実施例に関する以下の詳細な説明を添付図面と共に参照することによって明らかとなる。尚、添付図面は、本発明の原理を具体例に則して説明するための図面である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
これより添付図面を参照しつつ、本発明について更に詳細に説明して行く。尚、それら図面において、同一ないし対応する構成要素には、できるだけ同一の参照符号を付すようにした。
【００１１】
図１及び図２は、本発明に係るカメラ・ヘッド１００の実施例を示しており、カメラ・ヘッドはカメラ・ハンドピースとも呼ばれることもある。カメラ・ヘッド１００の構成部品はステンレス・スチール製とすることが好ましいが、その他の適当な材料を用いて製作することも可能である。このカメラ・ヘッド１００のボディを構成している複数の構成部品は、完成したボディが液密性を有するようにして互いに接合してあり、その好ましい接合方法は、例えばエポキシ計接着剤を用いて接着するというものである。
【００１２】
カメラ・ヘッド１００の先端部はノーズ・ピース１０２で構成されており、このノーズ・ピース１０２は、患者に痛みを与えることがないように、その先端を丸みを帯びた形状に形成してある。ノーズ・ピース１０２は、ステンレス・スチール製とすることが好ましいが、その他の適当な材料を用いてこのノーズ・ピース１０２を製作することも可能である。ノーズ・ピース１０２は、遷移部分である円錐形状部１０４を介してより直径の大きなハンドル部１０６に接続している。ハンドル部１０６は、ユーザが把持しやすく、ひねり力を加えやすい形状に形成されており、その直径の好適値は約２０ｍｍである。
【００１３】
円錐形状部１０４はノーズ・ピース１０２とハンドル部１０６との間に位置しており、この円錐形状部１０４には、略々９０°間隔で、４個の凹部１０８が形成されている。それら凹部１０４は、医師にカメラ・ヘッド１００の向きを教えるための、方向指標となるものである。医師が通常の持ち方でカメラ・ヘッド１００を持ったときには、医師の人差し指が、鉛直方向から時計回りに４５°回転した方向に傾斜することになる。凹部１０４は、その状態でカメラ・ヘッド１００の視野方向が所定の向きになるように形成されており、詳しくは以下の通りである。
【００１４】
2005503228.tif 000003
ハンドル部１０６の後部に、フォーカス・モード・リング１１０が装備されており、このフォーカス・モード・リング１１０は、以下の所定のモードのうちの１つを選択するためのリングである。
【００１５】
2005503228.tif 000004
図６は、接続ケーブルであるユーティリティ・ケーブル３０２を介してドッキング・ステーション（インターフェース・ユニット）６００に接続されたカメラ・ヘッド１００を示した図であり、ユーティリティ・ケーブル３０２には、小径のケーブルが使用されている。ドッキング・ステーション（インターフェース・ユニット）６００は更に、ビデオ・モニタ７１０に接続することができ、それによって、カメラ・ヘッド（カメラ・ハンドピース）１００で撮影した画像をビデオ・モニタ７１０にディスプレイすることができる。ユーティリティ・ケーブル３０２は、コイル状の保護部材を組込んだものとすることが好ましく、この保護部材は、ユーティリティ・ケーブル３０２の強度を高めると共に、このユーティリティ・ケーブル３０２の中に収容されている、電線、光ファイバ製ライトガイド、ケーブルないし導体を支持するものである。このコイル状の保護部材は、スチール・ワイヤを巻回して製作したコイル状ワイヤとすることが好ましい。図３に示した実施例では、ユーティリティ・ケーブル３０２も、また、このユーティリティ・ケーブル３０２に収容されている電線、光ファイバ製ライトガイド、ケーブルないし導体も、いずれもカメラ・ハンドピース１００に固定接続されている。しかしながら、本発明の別の実施例として、ユーティリティ・ケーブル３０２及びこのユーティリティ・ケーブル３０２に収容されている電線、光ファイバ製ライトガイド、ケーブル及び導体が、カメラ・ハンドピース１００に着脱可能に接続される構成としてもよい。
【００１６】
ドッキング・ステーション（インターフェース・ユニット）６００は、カメラ・ヘッド１００を動作させるために必要な電力、制御信号、及び／または光をこのカメラ・ヘッド１００へ供給することができるデバイスであって、しかも、このカメラ・ヘッド１００から画像出力信号を受取ることのできるデバイスであれば、どのような構成のデバイスであってもよく、また、このカメラ・ヘッド１００から受取った画像出力信号に対して更なる処理を施したり、その画像をディスプレイしたりすることができる機能を備えたものとしてもよい。接続ケーブル（ユーティリティ・ケーブル）３０２の直径は、約０．１２５インチ（約３ｍｍ）〜約０．５インチ（約１２ｍｍ）とすることができ、特に好ましい直径は、約０．２５インチ（約６ｍｍ）である。このように、小径の接続ケーブル３０２を使用することができるのは、制御回路であるカメラ制御ユニット（ＣＣＵ）を構成しているボード（ＣＣＵボード）２０２を、図２に示したように、カメラ・ヘッド１００に内蔵するようにしたからである。ＣＣＵボード２０２が、ユーティリティ・ケーブル３０２に収容されているカメラ・ケーブル３０４へ送出する画像出力信号の信号型式は、Sビデオ信号とすることが好ましく、そうした場合には、その出力信号を伝送するためのカメラ・ケーブル３０４は、４本の電線からなる４線ケーブルとすることができる。インターフェース・ユニットの中にＣＣＵを収容した構成では、そのＣＣＵへ画像出力信号を伝送するために通常１６本以上の電線が必要であるのに比べて、この場合には４本の電線で済むのであるから、電線の本数が格段に低減されることになる。
【００１７】
従来のカメラでは、カメラ・ヘッド・センサが接続されるＣＣＵは、差し込み接続式でドッキング・ステーションまたはインターフェース・ユニットに接続されるドッキング・モジュールに内蔵されていたため、カメラに接続するカメラ・ケーブルの長さは、大抵の場合、２〜３ｍが限界であった。これに対して、本発明では、カメラ・ケーブル３０４が伝送する信号は、ＣＣＵボード２０２が送出したSビデオ出力信号であるため、カメラ・ケーブル３０４の長さに関する制約は存在しておらず、事実上、接続ケーブル３０２の長さを制約する要因となり得るのは、この接続ケーブル３０２の中に併せて収容されている光ファイバ製ライトガイド３０６（図３参照）の、導光性能に関する制約だけとなっている。
【００１８】
ＣＣＵボード２０２はプリント回路板から成り、その寸法及び形状は、カメラ・ヘッド１００のハンドル部１０６の中に収容できる寸法及び形状としてある。好適なＣＣＵボード２０２の一例は、Matsushita Communications, Inc.（ＭＣＩ）製のＣＣＵボードである。ハンドル部１０６の外径（ＯＤ）が２０ｍｍの場合、そのハンドル部１０６の中に収容可能なＣＣＵボード２０２の許容最大幅寸法は１７ｍｍになる。既述のごとく、ハンドル部１０６の外径は２０ｍｍとすることが好ましく、外径をこの値としたとき、ハンドル部１０６は最も持ち易く、しかも操作し易くなる。また、図２に示したように、ＣＣＵボード２０２の先端部にはテーパを付けてあり、このようにしたのは、ノーズ・ピース１０２とハンドル部１０６との間を接続している円錐形状部１０４の中に、ＣＣＵボード２０２の先端部が丁度収まるようにするためである。そして、これによって、カメラ・ヘッド１００の長さを延長することなく、ＣＣＵボード２０２の面積を増大させている。
【００１９】
カメラ制御ユニット・ボード２０２は、イメージ・センサ２１０が送出した信号に処理を施す信号処理装置を含んでいる。この信号処理装置はデジタル信号処理装置（ＤＳＰ）とすることが好ましいが、アナログ信号処理装置としてもよい。ＣＣＵボード２０２が生成して送出する好ましくはSビデオ信号の型式のビデオ出力信号は、この信号処理装置において生成されるようにすることもでき、或いは、ＣＣＵボード２０２上にこの信号処理装置に加えて更に付加的な回路を装備して、その付加的な回路において生成されるようにすることもできる。また、別の実施例として、ＣＣＵボード２０２が生成するビデオ出力信号の型式を、コンポジット・ビデオ信号や、デジタル・ビデオ信号などの信号型式としてもよい。尚、ビデオ出力信号を伝送するためのカメラ・ケーブル３０４の電線構成は、ＣＣＵボード２０２から実際に送出されるビデオ出力信号の信号型式に適合する電線構成とする。また、信号処理装置のコンフィギュレーションの設定及び調整は、コンピュータが出力してカメラ・ケーブル３０４の電線のうちの３本の電線を介して伝送されるデジタル・コマンドによって行えるようにしてある。そのため、カメラ・ヘッド１００の組立てが完了して、このカメラ・ヘッド１００が完全に閉じた状態になった後にも、ＣＣＵボード２０２の調整を行うことができる。また、ＣＣＵボード２０２上に搭載した非揮発性メモリに調整量を表すデータを格納して、調整量を永続的に保持させることができるようにしてもよい。
【００２０】
既述のごとく、接続ケーブル（ユーティリティ・ケーブル）３０２の中には、カメラ・ケーブル３０４と光ファイバ製ライトガイド３０６とが収容されており、カメラ・ケーブル３０４は、シールド・ケーブルとすることが好ましい。カメラ・ケーブル３０４は、カメラ・ヘッド１００の中で、フレキシブル・プリント配線板３０８に接続されており、その接続部３１０は被覆されている。フレキシブル・プリント配線板３０８は更に、コネクタ３１２を介してＣＣＵボード２０２に接続されている。カメラ・ケーブル３０４を構成している電線（導体）は、以下の信号や情報などを伝送するものである。
【００２１】
・ＣＣＵボード２０２へ供給される電力
・ＣＣＵボード２０２へ供給されるコンピュータからの制御データ
・ＣＣＵボード２０２から送出されるビデオ出力信号
図２に示したように、光学系へ入射する画像は、視野窓２０４を通過した後に、凹レンズを通過して、非反転プリズム２０６へ入射する。視野窓２０４に嵌装する窓部材はサファイヤ製の部材とすることが好ましいが、ガラス製またはアクリル樹脂製の部材としてもよい。非反転プリズム２０６は、１個のルーフ・プリズムとするか、或いは、２個のプリズムを組合せたダブル・プリズムとすることが好ましく、この非反転プリズム２０６は、画像を反射してメイン・レンズ・アセンブリ２０８へ入射させる。また、このルーフ・プリズム２０６は、視野方向を、光軸に対して９７．５°の角度にすることのできる姿勢で配設されている。上述した凹レンズは、視野窓２０４を通して得られる視野の水平視野角を、６２°という比較的広い角度にするために使用されており、凹レンズは、この広い視野角をより狭い視野角に変換した上で、ルーフ・プリズム２０６へ入射させる。これによって、凹レンズがない場合にルーフ・プリズムを通過することのできる最大視野角以上の広い視野角が得られるようにしているのである。尚、視野方向及び視野角は、以上に例示した以外の方向及び角度に設定してもよく、その場合には、その方向及び角度が得られるような、適当なルーフ・プリズム２０６、及び／または、適当な凹レンズを選択して用いればよい。
【００２２】
本発明の別の実施例として、非反転ルーフ・プリズム２０６の替わりに、単なる反転プリズムを使用するようにしてもよい。そのようにした実施例では、ＣＣＵボード２０２へ供給される画像信号が、裏返しの画像を表したものとなるため、ＣＣＵボード２０２に、受取った画像信号が表している画像を裏返すための適当な回路を装備しておくとよい。本発明の更に別の実施例として、光学系によって広角画像を導き、その画像の信号がＣＣＵボード２０２へ供給されるようにしてもよく、そのような実施例では、凹レンズは不要である。
【００２３】
上述したメイン・レンズ・アセンブリ２０８は、収容部材である鏡筒の中に構成されており、その鏡筒が、薄い円筒壁を有するレンズ支持管２１２に結合されている。鏡筒とレンズ支持管２１２とを結合するための好適な結合方法は、エポキシ系接着剤を用いて接着するというものである。レンズ支持管２１２は、レンズ・ホルダ・スペーサを介してノーズ・ピース１０２の中に保持されている。レンズ支持管２１２はステンレス・スチール製のチューブとすることが好ましいが、その他の適当な材料のチューブとしてもよい。メイン・レンズ・アセンブリ２０８の好適な実施例は、３枚のレンズ素子で構成したものであり、それら３枚のレンズ素子とは、１枚の片平面片凸面レンズ、１枚の二重接合レンズ、それに１枚の単レンズである。最後の単レンズによって画像がイメージ・センサ２１０上に合焦される。イメージ・センサ２１０の好適例は、４分の１インチ高解像度ＣＣＤ（電荷結合デバイス）である。ただし、例えばＣＭＯＳデバイスやアクティブ・ピクセル・センサ（ＡＰＳ）などの、その他の種類のイメージ・センサを使用することも可能である。
【００２４】
カメラ・ヘッド１００へ照明光を供給するために、改造を加えたLemoコネクタ（不図示）の中心に金属製フェルールを装着し、その金属製フェルールに、光ファイバ製ライトガイド３０６の一端を嵌装してある。そして、光ファイバ製ライトガイド３０６は、ドッキング・ステーションのソケット部を介して光源の出力ポートに結合されている。
【００２５】
ライトガイド３０６は、接続ケーブル３０２の中では、薄いプラスチック製の外被で被覆されており、その被覆されたライトガイド３０６が、カメラ・ヘッド１００のハンドル部１０６の中へ引き込まれている。そして、ハンドル部１０６の中で、このライトガイド３０６の光ファイバ束が、互いに太さの等しい２本の光ファイバ束（不図示）に分割されており、分割されたそれら２本の光ファイバ束は、ノーズ・ピース１０２の中の、メイン・レンズ・アセンブリ２０８を保持しているレンズ支持管２１２の両側を通り、更に、レンズ・ホルダ・スペーサに形成されている湾曲した２つのスロットの夫々を通過して、視野窓２０４の両側へ導かれている。このように、ライトガイド３０６の光ファイバ束を、２つの束に分割しているため、ライトガイドを１本の光ファイバ束のまま使用する場合と比べて、光学系のための照明がより均一なものとなっている。
【００２６】
カメラ・ヘッド１００の先端部１０２の最前部では、ライトガイドの２本の光ファイバ束を、薄い不透明な外被または塗膜で被覆して、光学系へ光が直接入射しないようにし、また、先端部１０２に設けた２つの投光ポートに接着されている２個のフェルールの各々に、ライトガイドの２本の光ファイバ束の先端を嵌装してある。また、それら２個のフェルールは、照明光の投光角が光学系の視野方向に一致するように形成してある。
【００２７】
本発明の別の実施例として、光学系とライトガイドの光ファイバ束との間に薄い不透明な遮光板を配設することによって、迷光を遮断して、ライトガイドの光ファイバ束から光学系へ光が直接入射しないようにしてもよい。この不透明な遮光板の好ましい材料は金属であるが、その他の適当な材料でこの遮光板を製作することも可能であり、例えばプラスチックや紙などの材料を使用してもよい。
【００２８】
上述したイメージ・センサ２１０は、センサ支持管２１４の中に取付けられて支持されており、このセンサ支持管２１４は、ステンレス・スチール製のチューブとすることが好ましい。センサ支持管２１４は、光学系及びメイン・レンズ・アセンブリ２０８を支持しているレンズ支持管２１２の中を摺動できるようにしてある。図２に示したように、イメージ・センサ２１０は、フレキシブル・プリント配線板２１６を介してコネクタ２１８に接続されており、コネクタ２１８は、カメラ・ヘッド１００に収容されているＣＣＵボード２０２に取付けられている。
【００２９】
フォーカス・モードの選択は、イメージ・センサ２１０が取付けられているセンサ支持管２１４が、メイン・レンズ・アセンブリ２０８に対して相対的に移動させられて、その相対位置が変化することとによって行われ、また、このセンサ支持管２１４の相対位置の変化は、このセンサ支持管２１４に連結したフォーカス・ロッド２２２の移動によってもたらされるものである。また、フォーカス・モードを選択するための調節操作は、ハンドル部１０６の後部に設けたフォーカス・モード・リング１１０を回転させるという操作であり、このフォーカス・モード・リング１１０を詳細に示したのが図３である。更に、上述したフレキシブル・プリント配線板２１６は、その全体のうちのＣＣＵコネクタ２１８の上方に位置する部分を、可変折返し部２２０としてあり、イメージ・センサ２１０が取付けられているセンサ支持管２１４が、フォーカス・ロッド２２２によって移動させられる際には、このフレキシブル・プリント配線板２１６の可変折返し部２２０の折返し長さが変化するようにしてある。
【００３０】
上述したフォーカス・モード・リング１１０を含んで成るフォーカス・モード・アセンブリにおいては、このフォーカス・モード・リング１１０が、傾斜溝３１４を形成したインナー・フォーカス・リング３２２に連結されており、それら２つのリングの連結には接着剤を使用することが好ましい。調節操作によってフォーカス・モード・リング１１０を回転させると、傾斜溝３１４を形成したインナー・フォーカス・リング３２２が回転するため、その傾斜溝３１４に嵌合しているピン５０４が、カメラの光軸方向へ移動させられる。このピン５０４は直線移動リング３２８に取付けられている。直線移動リング３２８はフォーカスロッド２２２の一端に連結されており、このフォーカス・ロッド２２２の他端はセンサ支持管２１４に連結されている。従って、フォーカス・モード・リング１１０を回転操作することによって、センサ２１０を取付けてあるセンサ支持管２１４を軸心方向へ移動させることができ、それによって、メイン・レンズ・アセンブリ２０８に対するセンサ２１０の相対位置を変化させることができ、更にそれによって、センサ２１０の合焦状態を変化させることができる。
【００３１】
光学系を構成している夫々のレンズは寸法誤差を含んでいるため、個々のフォーカス・モードに対応した夫々最適な焦点距離が得られるようにするには、光学系に対するセンサ２１０の相対位置を調節できるようにしておかねばならない。そこで、フォーカス・キャリブレーション・スクリュー３１６及びキャリブレーション・スプリング３１８を使用して、フォーカス・ロッド２２２の実効長さを調節できるようにしてあり、これによって、光学系に対するセンサ２１０の相対位置を調節して、光学系のレンズの寸法誤差の影響を補償できるようにしている。キャリブレーション・スプリング３１８は、フォーカス・ロッド２２２の外周に嵌合させるようにして装着してあり、このキャリブレーション・スプリング３１８は、フォーカス・キャリブレーション・スクリュー３１６によってフォーカス・ロッド２２２の実効長さを調節する際に、フォーカス・ロッド２２２がバックラッシュによってガタつくのを防止する機能を果たすものである。フォーカス・キャリブレーション・スクリュー３１６によってフォーカス・ロッド２２２の実効長さを調節してレンズの寸法誤差の影響を補償するキャリブレーション作業は、通常、カメラ・ヘッド１００の製造工程で行われるものである。更に、フォーカス・スプリング３２０を備えており、このフォーカス・スプリング３２０は、ピン５０４を取付けた直線移動リング３２８に予荷重を付与して、ピン５０４を常に傾斜溝３１４の一方の側縁に当接した状態に保持することによって、フォーカス・モード・アセンブリのバックラッシュを防止し、即ち、直遷移動リングのバックラッシュを防止するものである。
【００３２】
また、スプリングで付勢した球体３２２が、フォーカス・モード・アセンブリに形成した係止凹部３２４に落ち込むことによって、この係止凹部３２４に係合するようにしてあり、これによって、先に言及したＥモード、Ｗモード、及びＣモードの各フォーカス・モードに対応した夫々の所定のフォーカス位置を、指先の感覚だけで判別できるようにしている。従って、医師は、指先の感覚だけで所望のフォーカス・モードを選択することができるため、フォーカス・モード選択のために患者から目を離さずに済む。また、各々のフォーカス・モードは十分に深い被写界深度を有するため、一旦フォーカス・モードを選択したならば、更に細かいフォーカス調節を行う必要はない。
【００３３】
本発明の別の実施例として、図５に模式図で示したように、インナー・フォーカス・リング３２６の側面に形成する螺旋形の傾斜溝３１４と、フォーカス・ロッド２２２に連結した直線移動リング３２８に取付けるフォーカス・ピン５０４との間の相互作用を利用する構成としてもよい。フォーカス・ロッド２２２は、上述したようにセンサ支持管２１４に連結されており、フォーカス・モード・リング１１０を回転させると、このフォーカス・ロッド２２がセンサ支持管２１４を長手軸心方向へ移動させる。図３に示したフォーカス・モードの選択のための構成では、スプリングで付勢した球体３２２と係合凹部３２４とを利用していたが、図５の構成では、それらを用いる替わりに、螺旋形の傾斜溝３１４のＷフォーカス・モード及びＣフォーカス・モードに対応した夫々の位置に２つのノッチ５０６を形成し、スプリングで付勢されている直線移動リング３２８に取付けられているフォーカス・ピン５０４が、そのスプリング力で押圧されてそれらノッチ５０６に係合するようにしてある。このスプリング力は、フォーカス・スプリング３２０によって提供されている。従ってフォーカス・スプリング３２０は２つの機能を果たしており、その１つは、フォーカス・モードの選択のための調節動作におけるバックラッシュの防止であり、もう１つは、インナー・フォーカス・リング３２６が回転させられたときにフォーカス・ピン５０４をノッチ４０６に押圧して係合させることにより、係止作用を発生させることである。更に、フォーカス・ピン５０４が螺旋形の傾斜溝５０２の一方の端部に突き当たることによって、Ｅフォーカス・モードとなるようにしてある。
【００３４】
本発明の別の実施例として、フォーカス・ロッド２２２が、光学系を構成している光学素子のうちの１つまたは幾つかをイメージ・センサ２１０に対して相対移動させることによって、複数のフォーカス・モードの夫々を選択できるようにしてもよい。この場合、フォーカス・ロッド２２２を、光学系を構成している光学素子のうちの１つまたは幾つかに連結すればよく、例えば、上述した凹レンズや、メイン・レンズ・アセンブリ２０８を構成している光学素子のうちの１つに連結するなどすればよい。そして、夫々のフォーカス・モードを選択するためのフォーカス・ロッド２２２の調節移動は、上で説明した構成の場合と同様にして行われるようにすればよい。この構成は、イメージ・センサ２１０の方を固定しておき、そのイメージ・センサ２１０に対して、光学系を構成している光学素子のうちの１つまたは幾つかを相対的に調節移動することによって、複数のフォーカス・モードの夫々を選択するようにようにしたものであり、一方、先に説明した構成は、光学系を固定しておき、その光学系に対して、イメージ・センサ２１０の方を相対的に移動させることによって、複数のフォーカス・モードの夫々を選択するようにようにしたものである。
【００３５】
図４は本発明の第２実施例を示した図であり、この実施例は、結合構造４０２によってＣＣＵボード２０２に固定結合した延長ボード（継ぎ足しボード）４０４上にイメージ・センサ２１０を搭載したものである。結合構造４０２は、イメージ・センサ２１０を搭載した延長ボード４０４を、ＣＣＵボード２０２に固定結合した状態で軸心方向に移動させることができるようにする構造でありさえすれば、いかなる結合構造であってもよい。イメージ・センサ２１０と、延長ボード４０４と、ＣＣＵボード２０２とは、互いに固定結合されているため一体的に移動し、更に、ＣＣＵボード２０２には、先に説明した実施例と同様にカメラ・ケーブル３０４が接続されている。フォーカス・モードの選択のための調節移動は、ＣＣＵボード２０２及びイメージ・センサ２１０が一体的に軸心方向に移動することによって行われ、この軸心方向の移動は、先に説明した実施例と同様にフォーカス・モード・リング１１０の調節操作に応答して発生するが、ただしこの実施例では、フォーカス・ロッド２２２を使用しておらず、直線移動リング３２８とＣＣＵボード２０２とが連結されている。フレキシブル・ケーブル３０８には、図３に示したものと同様の可変折返し部を設けてあり、これによって、ＣＣＵボード２０２を、ユーティリティ・ケーブル３０２に対して相対的に移動させることができるようにしている。本発明の別の実施例として、延長ボード４０４をＣＣＵボード２０２と一体化して、ＣＣＵボード２０２の一部とするようにしてもよい。
【００３６】
図８は本発明の変更実施例を示した図であり、この変更実施例は、ユーティリティ・ケーブル３０２を使用する替わりに、ユーティリティ／コミュニケーション・ユニットを使用するようにしたものである。ユーティリティ／コミュニケーション・ユニットは、カメラ・ハンドピース１００が必要とするユーティリティ及び情報伝達に関する全ての要求事項を満たすことができるように、複数のシステムを組込んで構成したユニットである。ユーティリティ／コミュニケーション・ユニットは、カメラ・ハンドピース１００に着脱可能に接続できるようにしてある。ユーティリティ／コミュニケーション・ユニットは、バッテリ８０２を内蔵しており、このバッテリ８０２は、ＣＣＵボード２０２をはじめとするカメラ・ハンドピース１００内の様々なシステム及びデバイスへ必要電力を供給すると共に、ユーティリティ／コミュニケーション・ユニットそれ自体の必用電力も供給するものである。ユーティリティ／コミュニケーション・ユニットは更に、ＣＣＵボード２０２が送出したビデオ出力信号を送信するための、送信装置８０４及びアンテナ８０６を内蔵している。尚、１つの具体例として、この送信装置８０４に受信装置を組込み、ＣＣＵボード２０２へ供給するための制御命令をはじめとする様々な情報を外部から送信して、その受信装置に受信させるようにしてもよい。送信装置８０４及びアンテナ８０６を動作させるために必要な電力はバッテリ８０２から供給される。送信装置８０４がビデオ出力信号を送信する際の通信方式としては、任意の標準的な無線通信方式を利用すればよく、例えば、赤外線通信方式や、高周波通信方式などを利用することができる。また、送信装置８０４が送信するビデオ出力信号を受信する相手側の受信装置は、コンピュータや、モニタ、ドッキング・ステーション、それにインターフェース・ユニットなどに接続しておけばよい。ユーティリティ／コミュニケーション・ユニットは更に光源８０８を内蔵しており、この光源８０８は、カメラ・ヘッド１００が必要とする照明光を供給するためのものである。光源８０８は、電球８１０、反射体８１２、及びレンズ８１４を備えている。レンズ８１４は、光をライトガイド８１６の中へ入射させ、このライトガイド８１６が、その光をノーズ・ピース１０２の最前部へ導光する。光源８０８が必要とする電力は、バッテリ８０２から供給するようにすればよい。
【００３７】
図９は、カメラ・ハンドピース１００の別の実施例を示した図であり、この実施例においては、光源８０８を使用する替わりに、ノーズ・ピース１０２の最前部に１個または複数個の発光ダイオード（ＬＥＤ）９００を取付けたものである。ＬＥＤ９００としては、白色光ＬＥＤを使用してもよく、或いは、様々な有色ＬＥＤを組合せて使用してもよい。また、ＬＥＤ９００の配設位置については、例えば、カメラ・ハンドピースの先端部に投光ポートを設けてその中にＬＥＤを配設するようにしてもよく、その場合には、先に説明した実施例と同様に、不透明の遮光板ないし遮光外被を設けて、ＬＥＤから光学系へ光が直接入射しないようにするとよい。或いは、ＬＥＤ９００を、例えばハンドル部１０６の中などの、カメラ・ハンドピース１００内のその他の箇所に配設し、ライトガイドを介してカメラ・ハンドピース１００の先端部へ光を導くようにしてもよい。
【００３８】
以上に本発明をその好適実施例に即して説明したが、当業者には容易に理解されるように、上で説明した好適実施例に対しては様々な変更を加えることができ、またその構成要素を他の均等要素で代替することも可能であって、そのような変更ないし代替は本発明の範囲から逸脱することなく行い得るものである。また更に、以上の本発明の教示に対しては個々の状況に応じて多くの改変を加えることができ、かかる改変も本発明の本質的な範囲を逸脱することなく行い得るものである。従って本発明は、本発明を実施するための最良の形態として上に開示した実施例に限定されるものではなく、むしろ本発明は、特許請求の範囲に記載した範囲に包含される全ての実施の形態を含むものである。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の１つの実施例に係る歯ないし歯周組織の口腔内側及び口腔外側の画像を撮影するための歯科用カメラの平面図である。
【図２】図１の歯科用カメラの断面側面図であって本発明に係るＣＣＤ及びＣＣＵの構成部品の配置を示した図である。
【図３】図２のうちの合焦機能に関係した構成部分を拡大して示した断面側面図である。
【図４】本発明の第２の実施例における合焦機能に関係した構成部分を示した断面側面図である。
【図５】図３に示した合焦機能に関係した構成部分の別の実施例を示した模式的な断面図である。
【図６】本発明に係るビデオ・イメージング・システムの模式図である。
【図７】従来のビデオ・イメージング・システムの模式図である。
【図８】本発明の別の実施例に係る歯科用カメラを示した図である。
【図９】本発明の別の実施例に係る歯科用カメラを示した図である。
【図７】
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【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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