(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定対象物の測定対象部位に向けて光を投光すると共に、光を伝搬させるコア及び前記コアの外側に設けられたクラッドを有する投光ファイバと、
測定対象物の測定対象部位で反射された光を受光すると共に、光を伝搬させるコア及び前記コアの外側に設けられたクラッドを有する受光ファイバと、
前記投光ファイバで投光され且つ測定対象物の測定対象部位で反射した光に関する前記受光ファイバの受光信号に基づいて、前記測定対象物の測定対象部位までの距離を測定する測定部とを具備する距離測定装置において、
前記投光ファイバの投光先端部及び前記受光ファイバの受光先端部のうちの少なくとも一方は、
そのファイバ先端面に向けてコア径を拡大し光軸に対する光指向性を向上させたコア径拡大部を有しており、更に、
前記投光ファイバに対して複数の前記受光ファイバは一列に並設され、前記投光ファイバの投光先端部はこれの軸直角方向に沿った平坦なファイバ先端面を備えると共に、複数の前記受光ファイバの受光先端部のファイバ先端面は、前記投光ファイバの前記投光先端部の前記ファイバ先端面に対して角度θ連続して傾斜する構造をもつことを特徴とする距離測定装置。
【請求項２】
請求項１において、複数の前記受光ファイバの前記受光先端部の前記ファイバ先端面は、研磨により傾斜されていることを特徴とする距離測定装置。
【請求項３】
請求項１または２において、前記測定対象物の測定対象部位は歯の歯周ポケットの壁面であることを特徴とする距離測定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は投光ファイバから測定対象部位に向けて投光した光の反射を受光ファイバで受光し、その受光信号に基づいて測定対象部位までの距離を測定する距離測定装置に関する。本発明は、例えば、微小なポケットの底面等の壁面までの距離（深さ）または底面状況等の壁面状況を測定する微小ポケット測定装置に適用することができる。具体的には、例えば、人体等の生物の歯の歯周ポケットの底面等の壁面までの距離（深さ）または底面状況等の壁面状況を測定する歯周ポケット測定装置に適用することができる。
【０００２】
【従来の技術】
光ファイバを用いた測定装置として、投光ファイバの投光先端面及び受光ファイバの受光先端面を光軸に対して４５度傾斜させたものが知られている（特許出願公開番号,特開平７−１２５１４号公報,１９９５年公開）。この公報によれば、ファイバ中心軸に対して垂直な方向に対して投光及び受光を行うため、狭い空間であっても測定できると記載されている。
【０００３】
また光ファイバを用いた測定装置として、測定対象物の測定対象部位である歯の歯周ポケットの壁面に向けて光を投光する投光部をもつ投光ファイバと、歯周ポケットの壁面で反射された光を受光する受光部をもつ受光ファイバとを有し、受光ファイバの受光信号に基づいて測定対象物の測定対象部位である歯周ポケットの壁面までの距離（深さ）を非接触で光学的に測定する歯周ポケット測定装置が開発されている（特許出願公開番号２０００−８１３１７）。このものによれば、歯周ポケットの壁面で反射された光を受光ファイバが受光するため、プローブの先端を歯周ポケットの壁面に到達させずとも良く、患者の痛みを軽減しつつ、歯周ポケットの壁面までの距離（深さ）を検出することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記した公報に係る装置によれば、壁面までの距離を光学的に測定することができるが、測定部位である壁面の状況によっては外乱光（測定部位内部からの散乱光や壁面間の多重反射光等のような測定に悪影響を与える光）の影響を受けることがあり、必ずしも満足できる測定精度が得られるものではない。例えば、狭くて深いポケット状の空間の壁面までの距離（深さ）を測定する場合には、光の広がりにより測定ポイントを特定できないことや、外乱光等の影響で測定精度がばらつき、測定対象物の測定部位までの距離を良好に測定できない等の不具合があった。
【０００５】
本発明は上記した実情に鑑みてなされたものであり、測定精度を高めるのに有利な歯周ポケット測定装置等の距離測定装置を提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記した課題を解決するための本発明に係る距離測定装置は、測定対象物の測定対象部位に向けて光を投光すると共に、光を伝搬させるコア及びコアの外側に設けられたクラッドを有する投光ファイバと、
測定対象物の測定対象部位で反射された光を受光すると共に、光を伝搬させるコア及び前記コアの外側に設けられたクラッドを有する受光ファイバと、
投光ファイバで投光され且つ測定対象物の測定対象部位で反射した光に関する受光ファイバの受光信号に基づいて、測定対象物の測定対象部位までの距離を測定する測定部とを具備する距離測定装置において、
投光ファイバの投光先端部及び前記受光ファイバの受光先端部のうちの少なくとも一方は、
そのファイバ先端面に向けてコア径を拡大し光軸に対する光指向性を向上させたコア径拡大部を有しており、更に、
投光ファイバに対して複数の受光ファイバは一列に並設され、投光ファイバの投光先端部はこれの軸直角方向に沿った平坦なファイバ先端面を備えると共に、複数の受光ファイバの受光先端部のファイバ先端面は、投光ファイバの投光先端部のファイバ先端面に対して角度θ連続して傾斜する構造をもつことを特徴とするものである。
【０００７】
本発明に係る距離測定装置によれば、投光ファイバの投光先端部から投光された光は、測定対象物の測定対象部位において反射し、受光ファイバの受光先端部に受光される。受光ファイバの受光信号に基づいて測定対象物の測定対象部位までの距離が測定部により測定される。本発明に係る距離測定装置によれば、投光ファイバの投光先端部及び受光ファイバの受光先端部のうちの少なくとも一方は、ファイバ先端面に向けてコア径を拡大し光の光指向性を向上させたコア径拡大部を有する。
【０００８】
投光ファイバの投光先端部がファイバ先端面に向けてコア径を拡大したコア径拡大部を有する場合には、投光ファイバの投光先端部から投光される光の広がりは抑制され、光軸に対する光指向性が向上する。また受光ファイバの投光先端部がファイバ先端面に向けてコア径を拡大したコア径拡大部を有する場合には、受光ファイバの受光先端部の受光指行性は向上し、外乱光を受光しにくくなる。図４（Ａ）はコア１００及びコア１００を被覆するクラッド２００を有する通常のファイバの光伝搬形態を示す。コア１００の屈折率はクラッド２００の屈折率よりも大きい。図４（Ｂ）は投光ファイバ１においてファイバ先端面１７０に向けてコア径を拡大したコア径拡大部１５０が形成されている場合の投光伝搬形態を示す。図４（Ｃ）は受光ファイバ２１においてファイバ先端面１７０に向けてコア径を拡大したコア径拡大部１５０が形成されている場合の受光伝搬形態を示す。図４（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）に示すように、ファイバのコア１００とクラッド２００との境界で光が全反射することにより、光はコア１００を伝搬する。図４（Ｂ）に示すように、投光ファイバ１においてコア１００の内部をファイバ先端面１７０に向けて伝搬してきた光は、コア径を拡大したコア径拡大部１５０に至ると、投光ファイバ１のコア１００の光軸に沿った方向にファイバ先端面１７０から投光する傾向が増すことになり、投光ファイバ１のコア１００の光軸に対する光指向性が向上し、光の広がりが抑えられる。また図４（Ｃ）に示すように、受光ファイバ２１の外部から受光ファイバ２１の受光先端部に入射する光については、受光ファイバ２１のコア１００の光軸に対して大きく傾斜した光は、コア径を拡大したコア径拡大部１５０において受光ファイバ２１のクラッド２００の側に透過するため、受光ファイバ２１のコア１００の内部に入射できなくなり、受光ファイバ２１の光軸に沿った方向にファイバ先端面１７０から受光する傾向が増すことになり、光を受光する際の受光指行性が確保され、光軸に対する光指向性が向上し、外乱光を受光しにくくなる。図４（Ａ）〜（Ｃ）は模式図であり、明確化のため、微小な屈折は無視して図示している。
【０００９】
本発明に係る距離測定装置の好ましい形態によれば、次の少なくとも一つの形態を採用することができる。
【００１０】
・ファイバのコア径拡大部は、屈折率制御用のコア形成用のドーパント物質をコアに含ませた状態において、ドーパント物質をコアの外径方向に拡散処理させることにより形成することができる。拡散処理としては高温加熱処理を採用できる。ドーパント物質としては、石英系ファイバの場合にはＧｅＯ２、フッ素、硼素等が例示される。
【００１１】
・投光ファイバは光源を有するか、光源に接続されているものである。受光ファイバは、光信号を電気信号に変換する変換部に接続されている。受光ファイバとしては、複数個の受光ファイバを並設した構造である形態を採用することができる。受光ファイバは受光ファイバを一列または複数列に並設することにより構成できる。受光ファイバは、投光ファイバと共に複数個の受光ファイバを並設した構造であり、投光ファイバの投光用光軸に対して各受光ファイバの受光用光軸は異なる交点を形成するように交差している形態を採用することができる。
【００１２】
・受光ファイバは、複数個の受光ファイバをこれの受光用光軸が投光ファイバの投光用光軸に対して異なる交点を形成するように交差するように配置して形成されており、投光ファイバの投光用光軸と各受光ファイバの受光用光軸との交点において受光量がピークとなり、且つ、受光量がピークとなる交点に対応した距離を測定できる形態を採用することができる。
【００１３】
・測定対象物の測定対象部位は幅狭の微小ポケットであり、受光ファイバの受光信号に基づいて微小ポケットの底面等の壁面までの距離（深さ）または底面状況等の壁面状況を測定する形態を採用することができる。微小ポケットとしては、隙間幅が１ｍｍ以下、２ｍｍ以下、深さ２〜１５ｍｍ程度のものを例示できる。代表的な微小ポケットとしては亀裂等の微小ポケットが挙げられる。従って本発明に係る距離測定装置は亀裂測定装置に適用することができる。この場合、投光ファイバの投光部及び受光ファイバの受光部を幅狭の微小ポケットの開口に臨めるようなサイズとすることが好ましい。
【００１４】
・測定対象物の測定対象部位は人体等の生物の歯の歯周ポケットであり、受光ファイバの受光信号に基づいて歯周ポケットの壁面までの距離（深さ）または壁面状況を測定する形態を採用することができる。従って本発明に係る距離測定装置は歯周ポケット測定装置に適用することができる。この場合、投光ファイバの投光部及び受光ファイバの受光部を、幅狭の歯周ポケットの開口に臨めるような微小なサイズとすることが好ましい。
【００１５】
・本発明に係る距離測定装置を歯周ポケット測定装置に適用する場合には、投光ファイバの直径、受光ファイバの直径としては適宜選択でき、例えば２０〜２５０μｍ程度、殊に６０〜１２５μｍ程度とすることができるが、これらに限定されるものではない。コアの内径は更に小さい。なお、歯周ポケットの壁面の深さは患部の病状や患者によっても相違するものの、一般的には３ミリメートル以上であり、７ミリメートル、場合によってはそれ以上となることもある。歯周ポケットの露出部分の開口幅は患部の病状や患者によっても相違するものの、一般的には０．１〜２ミリメートル程度、殊に０．７〜１ミリメートル程度であるが、これらに限られるものではない。
【００１６】
・本発明に係る装置によれば、投光ファイバに光を入射させるための光源ユニットと、各受光ファイバの受光量により投光領域と受光領域との重なりを検知すると共に、検知信号に応じ測定対象物の測定対象部位までの距離（深さ）を測定する測定ユニットとを設けることができる。更に、測定した距離の大きさを報知する報知手段を設けることができる。報知手段としては、視覚で表示して報知する手段、可聴音で報知する手段を採用することができる。可聴音で報知する手段としては、音階または音量で知らせる手段を採用できる。
【００１７】
・投光ファイバ等の投光ファイバ及び受光ファイバ等の受光ファイバを保持する基部を設けることが好ましい。歯周ポケット測定装置に適用する場合には、基部の先端部を径小とすることが好ましい。この場合、歯茎と歯との間の歯周ポケットに基部の先端部を挿入または接近できるように径小とすることができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明を具体化した第１実施形態を図１〜図１２に基づいて説明する。本実施形態は人体における歯（測定対象物）の歯周ポケット（測定対象部位）に関する壁面状況を測定する歯周ポケット測定装置に適用したものである。図１はこの歯周ポケット測定装置の全体構成を示す。図１〜図３に示すように、歯周ポケット測定装置は、歯周ポケットの壁面に向けて光を投光する１本の投光ファイバ１と、歯周ポケットの壁面で反射された光を受光する複数の受光ファイバ２１〜２７と、投光ファイバ１及び受光ファイバ２１〜２７を束ねて保持する基部３とを有する。基部３は、径大のプローブカバー３１と、プローブカバー３１から先方に導出された可撓性を有する径小のプローブ３２とを有する。プローブ３２の先端をＡとして示す。
【００１９】
この歯周ポケット測定装置は、図１に示すように、入射側に設けられた光源ユニット５と、出射側に設けられた測定ユニット６とを有する。光源ユニット５は、光としてのレーザビームを発光する光源５０と、光源５０から発光されたレーザビームを集光させて投光ファイバ１の入射部に入射させる入射レンズ５１とを有する。測定ユニット６は、受光ファイバ２１〜２７で受光された光信号を電気信号に変換する変換部６１と、変換部６１で変換された電気信号を処理して距離を測定する信号処理部６２と、信号処理部６２から出力された信号に基づいて歯周ポケットの壁面の深さを視覚的に表示して報知する報知手段として機能するデータ表示部６３と、信号処理部６２から出力された信号に基づいて歯周ポケットの壁面の深さを聴覚的に報知する報知手段として機能するスピーカ部６４と、他の制御を行う制御部６５と、本測定装置の操作を行うスイッチ６６とを有する。変換部６１は、各受光ファイバ２１〜２７の出射側である他端側に設けられた複数のフォトダイオード６１ａからなるフォトダイオードアレイで形成されている。スピーカ部６４は、測定された歯周ポケットの壁面の深さに応じて音調（一般的には音階）を変えて出力するようにされている。
【００２０】
図２はプローブ３２の前記先端Ａの横断面図を示す。図２に示すように１本の投光ファイバ１と複数本の受光ファイバ２１〜２７とを１列に並設させた状態に結合材７０（半田層）で結合することにより、ファイバアレイ７が形成されている。上記したファイバアレイ７は、基部３のプローブ３２の収容室３３の中央域に樹脂または金属製の固定ブロック部３５により固定されている。図３は図２のＷ３−Ｗ３線に沿った矢視図を示す。
【００２１】
図４（Ｂ）に示すように、投光ファイバ１は、コア１００と、コア１００を被覆するクラッド２００とで形成されている。投光ファイバ１の投光先端部は、ファイバ先端面１７０に向けてコア径を拡大したコア径拡大部１５０を有する。コア１００とクラッド２００との境界で全反射することにより光はコア１００を伝搬する。投光ファイバ１においてコア１００を伝搬してきた光は、コア径を拡大したコア径拡大部１５０に至ると、コア１００の光軸に沿った方向に伝搬して投光される傾向が増すことになり、コア１００の光軸に対する光指向性が高まり、これにより光の広がりが抑えられ、光の投光指行性が向上し、投光ファイバ１から投光される光束を絞ることができ、測定ポイントを特定できる。
【００２２】
また図４（Ｃ）に示すように、受光ファイバ２１も同様にコア１００と、コア１００を被覆するクラッド２００とで形成されている。受光ファイバ２１の受光先端部はファイバ先端面１７０に向けてコア径を拡大したコア径拡大部１５０を有する。他の受光ファイバ２２〜２７についても同様である。受光ファイバ２１〜２７の外部から受光ファイバ２１〜２７の受光先端部に入射する光については、コア１００の光軸に対して大きく傾斜した光は、コア径を拡大したコア径拡大部１５０において受光ファイバ２１〜２７のクラッド２００の側に透過するため、コア１００の内部に入射できなくなる。このように受光ファイバ２１〜２７の受光先端部に、ファイバ先端面１７０に向けてコア径を拡大したコア径拡大部１５０を形成すれば、コア１００の光軸に対する光指向性が高まり、ひいては光を受光する際の受光指行性が向上し、外乱光を受光しにくくなる。上記したコア径を拡大したコア径拡大部１５０を先端部分のみに設けたとしても、投光ファイバ１の外径は他のファイバ部分と同様である。受光ファイバ２１〜２７についても同様である。
【００２３】
本実施形態によれば、図５（Ａ）に示すように、上記したコア径拡大部を有する１本の投光ファイバ１と、コア径拡大部を有する複数の受光ファイバ２１〜２７とを一列に並設させた状態で、半田等の溶融材を溶融凝固させることに互いに結合させる工程、その後に図５（Ｂ）に示すように、投光ファイバ１のファイバ先端面１７０を平坦に研磨しつつ、受光ファイバ２１〜２７のファイバ先端面１７０を研磨により角度θ傾斜させることにより、ファイバアレイ７が形成されている。なお図５（Ｂ）において角度θは明確化のために誇張されているが、実際には微小角である。
【００２４】
この結果図７に示すように、投光ファイバ１の投光用光軸１１ｒに対して受光ファイバ２１〜２７の受光用光軸２１ｒ〜２７ｒは交差している。本実施形態に係る測定装置の測定原理ついて図６及び図７を参照して説明を加える。図７に示すように、投光ファイバ１のファイバ先端面１７０は投光ファイバ１の軸直角方向に沿って平坦面とされている。従って投光ファイバ１の投光用光軸１１ｒは投光ファイバ１の長さ方向に沿って先方側に延設されている。図７に示すように、各受光ファイバ２１〜２７のファイバ先端面１７０は角度θで同一方向に傾斜しているため、投光ファイバ１の投光用光軸１１ｒに対して傾斜している。従って各受光ファイバ２１〜２７の受光用光軸２１ｒ〜２７ｒは、図示下方向（つまり投光ファイバ１の投光方向の先方）に向かうにつれて投光ファイバ１の投光用光軸１１ｒに向かうように傾斜している。従って投光ファイバ１の投光用光軸１１ｒと各受光ファイバ２１〜２７の受光用光軸２１ｒ〜２７ｒとは交差している。なおこの交差角は小さいものである。
【００２５】
なお、受光用光軸２１ｒ〜２７ｒは受光ファイバ２１〜２７で受光できる受光能が高い領域である。受光用光軸２１ｒ〜２７ｒのうち隣設し合う受光用光軸同士の間隔は狭い場合には、また、投光ファイバ１の投光用光軸１１ｒと各受光ファイバ２１〜２７の受光用光軸２１ｒ〜２７ｒとの交差角が小さい場合には、受光ファイバ２１〜２７が受光用光軸２１ｒ〜２７ｒに対する高い光集束性、高い受光指行性を有することは、外乱光の影響を避けるため有益である。
【００２６】
図７に示すように、各受光ファイバ２１〜２７の受光用光軸２１ｒ〜２７ｒと投光ファイバ１の投光用光軸１１ｒとは交差する。即ち、受光ファイバ２１の受光用光軸２１ｒは、プローブ３２の端面３２ｆからの距離Ｐ１で投光用光軸１１ｒと交差する。受光ファイバ２２の受光用光軸２２ｒは距離Ｐ２で投光用光軸１１ｒと交差する。受光ファイバ２３の受光用光軸２３ｒは距離Ｐ３で投光用光軸１１ｒと交差する。受光ファイバ２４の受光用光軸２４ｒは距離Ｐ４で投光用光軸１１ｒと交差する。受光ファイバ２５の受光用光軸２５ｒは距離Ｐ５で投光用光軸１１ｒと交差する。受光ファイバ２６の受光用光軸２６ｒは距離Ｐ６で投光用光軸１１ｒと交差する。受光ファイバ２７の受光用光軸２７ｒは距離Ｐ７で投光用光軸１１ｒと交差する。ここで距離の大小関係としては、Ｐ１＜Ｐ２＜Ｐ３＜Ｐ４＜Ｐ５＜Ｐ６＜Ｐ７の順とされている。
【００２７】
更に説明を加える。図７に示すように、投光ファイバ１の投光用光軸１１ｒに対して、各受光ファイバ２１〜２７の受光用光軸２１ｒ〜２７ｒが交差している。受光ファイバ２１〜２７が投光ファイバ１からファイバ並設方向において離れるにつれて、投光ファイバ１の投光用光軸１１ｒと各受光ファイバ２１〜２７の受光用光軸２１ｒ〜２７ｒとの交点２１ｐ〜２７ｐは、投光ファイバ１の投光部であるレンズ１１から投光方向において離間するように設定されている。
【００２８】
交点２１ｐ〜２７ｐにおいて投光ファイバ１からの投光領域と各受光ファイバ２１〜２７の受光領域とが最も重なる。この重なる面積に応じて各受光ファイバ２１〜２７の受光量が変化する。換言すれば、各受光ファイバ２１〜２７の受光量は、投光測定対象物の測定対象部位上における投光領域と受光領域との重なる面積に応じて変化する。そして投光用光軸１１ｒに受光用光軸２１ｒ〜２７ｒが一致して交差している交点において、受光量はピークとなる。
【００２９】
図７から理解できるようにファイバアレイ７の各受光ファイバ２１〜２７は、投光用光軸１１ｒと各受光ファイバ２１〜２７の受光用光軸２１ｒ〜２７ｒとの交点２１ｐ〜２７ｐが、投光用光軸１１ｒ線に沿ってある間隔で変化するように、受光ファイバ２１〜２７は並設されている。
【００３０】
図６に示すように、測定対象物の測定対象部位の距離がＰ１の位置にあったときには、ファイバアレイ７中の受光ファイバ２１の受光量が最も大きい。測定対象物の測定対象部位の距離がＰ２の位置にあったときには、ファイバアレイ７中の受光ファイバ２２の受光量が最も大きい。測定対象物の測定対象部位の距離がＰ３の位置にあったときには、ファイバアレイ７中の受光ファイバ２３の受光量が最も大きい。測定対象物の測定対象部位の距離が距離がＰ４の位置にあったときには、ファイバアレイ７中の受光ファイバ２４の受光量が最も大きい。測定対象物の測定対象部位の距離がＰ５の位置にあったときには、ファイバアレイ７中の受光ファイバ２５の受光量が最も大きい。測定対象物の測定対象部位の距離がＰ６の位置にあったときには、ファイバアレイ７中の受光ファイバ２６の受光量が最も大きい。測定対象物の測定対象部位の距離がＰ７の位置にあったときには、ファイバアレイ７中の受光ファイバ２７の受光量が最も大きい。換言すれば、プローブ３２の先端から歯周ポケット内の壁面までの距離までの距離が長くなるにつれて、受光量が大きい受光ファイバとしては、受光ファイバ２１→受光ファイバ２２→受光ファイバ２３→受光ファイバ２４→受光ファイバ２５→受光ファイバ２６→受光ファイバ２７と変化する。なお図６においてＮＬはノイズレベルを意味する。
【００３１】
本実施形態によれば、プローブ３２の先端からの測定対象部位までの距離の算出方法として、種々採用できる。例えば以下の２つがある。
【００３２】
第一番目としては、受光ファイバ２１〜２７の番号と各受光ファイバ２１〜２７の受光ピーク強度の距離Ｐ１〜Ｐ７とを予め対応つけておく。そして受光ファイバ２１〜２７のうち受光量が最大となる受光ファイバの番号を求め、これに基づいて、プローブ３２の先端から測定対象部位までの距離を算出する。
【００３３】
第二番目としては、受光ファイバ２１〜２７のうち最大受光量を示す受光ファイバの番号と、最大受光量を示す受光ファイバに隣接する受光ファイバを求める。そして、両者の受光量比を求め、最大受光量を示す受光ファイバの番号、受光量比に基づいて、プローブ３２の先端から測定対象部位までの距離を算出する。例えば、最大受光量を示す受光ファイバが２２であれば、受光ファイバ２２に隣接する受光ファイバ２１、２３を求め、受光量比（受光ファイバ２１の受光量と受光ファイバ２２の受光量との比、受光ファイバ２３の受光量と受光ファイバ２２の受光量との比のうちの少なくとも一方）を求め、これに基づいてプローブ３２の先端から測定対象部位までの距離を算出する。但し上記した算出方法に限定されるものではない。
【００３４】
次に、歯９０の歯周ポケット９１の壁面までの距離（深さ）を測定する場合について、図８〜図１２を参照して説明を加える。図８及び図１０に示すように、歯９０と歯茎９２との間に形成されている歯周ポケット９１に測定装置のプローブ３２の先端を臨ませる。この場合、測定装置のプローブ３２の先端に設けられている目盛３２ｍと歯茎９２の先端９２ｍとを合わせ、計測原点とする。測定装置のスイッチ６６をオンにし、歯９０の表側の側面または歯９０の裏側の側面に沿って、図９に示すように測定装置のプローブ３２を点Ａ〜点Ｂまで平行に低速で移動させてスャニングを行なう。その後にスイッチ６６をオフにする。
【００３５】
上記したようにスキャニングを行ったときの、スキャニング１周期あたりの歯周ポケット９１の壁面までの最大距離（最大深さ）を求める。これをデータ表示部６３に表示する。図１１及び図１２は歯周ポケット９１の壁面までの最大距離（最大深さ）を時系列で表示した形態を示す。図１１は歯周ポケット９１の深さをデジタル式に表示している。図１２は歯周ポケット９１の深さをアナログ式に表示している。図１１及び図１２において、横軸は点Ａから点Ｂへの移動距離を示し、縦軸は歯周ポケット９１の深さ（単位：ｍｍ）を示す。図１１及び図１２の縦軸には、スキャニングを行ったときの歯周ポケット９１の壁面までの距離データ（深さデータ）が含められている。このようにすれば、歯周ポケット９１の壁面までの距離、ひいては壁面状況をより正確に把握することができ、歯の治療に有効である。
【００３６】
以上説明から理解できるように本実施形態によれば、図４（Ｂ）に示すように、投光ファイバ１の投光先端部は、ファイバ先端面１７０に向けてコア径を拡大し光集束性を高めたコア径拡大部１５０を有する。従って投光ファイバ１から投光される光の投光指行性が向上する。また図４（Ｃ）に示すように、受光ファイバ２１〜２７の受光先端部はファイバ先端面１７０に向けてコア径を拡大し光集束性を高めたコア径拡大部１５０を有する。従って、受光ファイバ２１〜２７の外部から受光ファイバ２１〜２７の受光先端部に受光される際の受光指行性が向上する。このように投光指向性が向上するため測定ポイントを特定でき、且つ、受光指行性が向上するため歯周ポケット内の外乱光を受光しにくくなり、これにより測定精度を確保するのに有利となる。殊に前記したように投光ファイバ１の投光用光軸１１ｒと各受光ファイバ２１〜２７の受光用光軸２１ｒ〜２７ｒとの交差角が小さい場合であっても、測定精度を確保するのに有利である。
【００３７】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態を図１３〜図１６に示す。第２実施形態は第１実施形態と基本的には同様の構成であり、同様の作用効果を奏する。患者の病状によっては歯周ポケット９１が塞がっている場合もある。そこで第２実施形態によれば、水等の液状物や空気に代表される流体を歯周ポケット９１に噴射し、塞がっている部分を流体圧で押し広げることができる。即ち、本実施形態によれば、図１４に示すように、空気または水等の流体を噴射させる極細の噴出ノズル１００がプローブ３２の収容室３３にファイバアレイ７と共に保持されている。ファイバアレイ７はプローブ３２の収容室３３の中央域に配置されている。図１４に示すように噴出ノズル１００は複数個設けられており、プローブ３２の収容室３３においてファイバアレイ７を挟んで保持するように設けられている。噴出ノズル１００は連結ホース１０２を介して噴射装置１０４に接続されている。
【００３８】
本実施形態においても第１実施形態の場合と同様に、投光ファイバ１の投光先端部は、ファイバ先端面１７０に向けてコア径を拡大したコア径拡大部１５０を有する。また図４（Ｃ）に示すように、受光ファイバ２１〜２７の受光先端部はファイバ先端面１７０に向けてコア径を拡大したコア径拡大部１５０を有する。従って、投光ファイバ１の投光先端部から投光される光の投光指向性が向上すると共に、受光ファイバ２１〜２７の外部から受光ファイバ２１〜２７の受光先端部に受光される際の受光指行性が向上する。このように投光指向性が向上するため測定ポイントを特定でき、且つ、受光指行性が向上するため歯周ポケット内の外乱光を受光しにくくなり、測定精度を確保するのに有利となる。なお、図１５に示すように、ファイバアレイ７の先端部７ｘは噴出ノズル１００の先端部１００ｘよりも突き出しているため、噴出ノズル１００から噴出された空気や液状物等の流体をファイバアレイ７の先端部７ｘに吹き付けることも期待でき、ファイバアレイ７の先端部７ｘの洗浄にも有利である。
【００３９】
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態を図１７〜図１９に示す。第３実施形態は第１実施形態と基本的には同様の構成であり、同様の作用効果を奏する。図１７はプローブ３２の前記先端Ａの横断面図を示す。図１８は図１７のＷ１８−Ｗ１８線に沿った矢視図を示す。ファイバアレイ７に隣設するようにファイバアレイ７のファイバ並設方向に沿って微小変位アクチュエータ８が設けられている。微小変位アクチュエータ８は、ファイバアレイ７を構成する受光ファイバ２１〜２７の並設方向（矢印Ｙ方向）と交差する方向において隣設している。本実施形態に係る微小変位アクチュエータ８は、２層のシート状の圧電体８０をこれの厚み方向に積層することにより形成されたバイモルフ型の圧電素子で構成されており、図示はしないものの電圧を印加するための電極を有する。電圧の印加により２層のシート状の圧電体８０のうち一方がこれの長さ方向に膨張するため、図１９に示すように、微小変位アクチュエータ８はあたかもバイメタルのように反って曲成変形できる。あるいは、電圧の印加により２層のシート状の圧電体８０のうち一方がこれの長さ方向に膨張すると共に他方の圧電体８０が長さ方向に収縮すれば、微小変位アクチュエータ８の曲成変形量は一層増加する。なお、図１７に示すように、微小変位アクチュエータ８の幅寸法Ｋ１はファイバアレイ７の幅寸法と対応しており、ファイバアレイ７を効果的に曲成変形させることができる。微小変位アクチュエータ８に印加された電圧を解除すれば、微小変位アクチュエータ８の曲成変形が元に戻るため、ファイバアレイ７（投光ファイバ１、受光ファイバ２１〜２７）の曲成変形も元に戻る。なお圧電素子である微小変位アクチュエータ８は応答作動性は良好である。
【００４０】
上記したファイバアレイ７および微小変位アクチュエータ８は、基部３のプローブ３２の収容室３３に樹脂または金属製の固定ブロック部３５により固定されている。但し図１８及び図１９に示すように、ファイバアレイ７の先端部７ｘおよび微小変位アクチュエータ８の先端部８ｘは、反り変形可能となるように固定ブロック部３５の表面３５ｃよりも露出している。微小変位アクチュエータ８は、圧電体に限られるものではなく、バイメタル、磁歪素子、電磁アクチュエータのいずれか一方で形成しても良い。
【００４１】
本実施形態によれば、微小変位アクチュエータ８より投光ファイバ１の投光方向及び受光ファイバ２１〜２７の受光方向を矢印Ｘ方向（図１９参照）に変位させれば、変位方向を含む状態で、測定対象物の測定対象部位までの距離（深さ）を測定するのに有利であり、測定部位の面積を広くすることができ、測定対象物の測定対象部位に関するより有効な距離情報を得るのに有利となる。殊に投光ファイバ１の投光方向及び受光ファイバ２１〜２７の受光方向を同じ方向に方向変換できるため、投光ファイバ１から投光されて測定対象部位で反射された光を受光ファイバ２１〜２７で受光するのに有利となる。
【００４２】
殊に微小変位アクチュエータ８より投光ファイバ１の投光方向を変位させる場合には、測定部位の形状によっては測定部位において乱反射が発生し易くなるおそれがある。この点本実施形態によれば、第１実施形態の場合と同様に図４（Ｂ）に示すように、投光ファイバ１の投光先端部は、ファイバ先端面１７０に向けてコア径を拡大したコア径拡大部１５０を有する。また図４（Ｃ）に示すように、受光ファイバ２１〜２７の受光先端部はファイバ先端面１７０に向けてコア径を拡大したコア径拡大部１５０を有する。このため投光ファイバ１の投光指向性が向上して測定ポイントを特定できると共に、受光ファイバ２１〜２７の受光指行性が向上するため外乱光の影響を低減させるのに有利となる。
【００４３】
（他の例）上記した実施形態は歯の歯周ポケットの深さ、壁面状況を測定する歯周ポケット測定装置に適用しているが、これに限らず、亀裂等の微小ポケットの深さ、壁面状況を測定する微小ポケット測定装置に適用することもできる。更に測定対象物の測定対象部位までの距離を測定する距離測定装置、殊に測定対象物の測定対象部位までの微小な距離を測定する微小距離測定装置に適用することもできる。上記した実施形態においては投光ファイバ１、受光ファイバ２１〜２７の双方がコア径拡大部１５０を有するが、測定対象部位の如何によっては、いずれか一方でも良い。その他、本発明は上記し且つ図面に示した実施形態のみに限定されるものではなく、航空機エンジン等の調整用にも適用できる等、要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施できるものである。実施形態に記載した事項は一部であっても各請求項に記載することができる。
【００４４】
（付記）上記した記載から次の技術的思想も把握することができる。
・歯周ポケットの底面などの壁面に向けて光を投光すると共に、光を伝搬させるコア及びコアの外側に設けられ光を反射させるクラッドを有する投光ファイバと、歯周ポケットの底面などの壁面に測定対象物の測定対象部位で反射された光を受光すると共に、光を伝搬させるコア及びコアの外側に設けられ光を反射させるクラッドを有する受光ファイバと、投光ファイバで投光され且つ測定対象物の測定対象部位で反射した光に関する受光ファイバの受光信号に基づいて、測定対象物の測定対象部位までの距離を測定する測定部とを具備する距離測定装置において、投光ファイバの投光先端部及び受光ファイバの受光先端部のうちの少なくとも一方は、ファイバ先端面に向けてコア径を拡大したコア径拡大部を有することを特徴とする歯周ポケット測定装置。
・測定対象物の測定対象部位に向けて光を投光する投光ファイバと、測定対象物の測定対象部位で反射された光を受光する受光ファイバと、受光ファイバの受光信号に基づいて測定対象物の測定対象部位までの距離を測定する距離測定装置において、投光ファイバの投光部及び受光ファイバの受光部を同じ方向に変位させ、投光ファイバの投光部の投光方向及び受光ファイバの受光部の受光方向を同じ方向に変換させる微小変位アクチュエータを具備すると共に、投光ファイバの投光先端部及び受光ファイバの受光先端部のうちの少なくとも一方は、ファイバ先端面に向けてコア径を拡大し光軸に対する光指向性を向上させたコア径拡大部を有することを特徴とする距離測定装置。
【００４５】
【発明の効果】
本発明に係る距離測定装置によれば、測定対象物の測定対象部位に接触することなく、測定対象部位の壁面までの距離を測定することができる。更に投光ファイバの投光先端部及び受光ファイバの受光先端部のうちの少なくとも一方は、ファイバ先端面に向けてコア径を拡大し光軸に対する光指向性を向上させたコア径拡大部を有する。このため、投光ファイバの投光指行性または受光ファイバの受光指行性が向上する。このため測定ポイントを特定できると共に外乱光を受光しにくくなる。故に、深さ等の距離を測定する際の測定精度を向上させるのに有利となる。
更に本発明に係る距離測定装置によれば、投光ファイバに対して複数の受光ファイバは一列に並設され、投光ファイバの投光先端部はこれの軸直角方向に沿った平坦なファイバ先端面を備えると共に、複数の受光ファイバの受光先端部のファイバ先端面は、投光ファイバの投光先端部のファイバ先端面に対して角度θ連続して傾斜する構造をもつ。このため、複数個の受光ファイバの受光用光軸を投光ファイバの投光用光軸に対して異なる交点を形成するように交差させ、距離測定が行える。

【００４６】
本発明に係る距離測定装置を微小ポケット測定装置に適用すれば、亀裂等の微小ポケットの壁面までの距離（深さ）を精度よく測定することができる。また本発明に係る距離測定装置を歯周ポケット測定装置に適用よれば、歯の歯周ポケットの壁面までの距離（深さ）を精度よく測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態に係り、測定装置全体の構成図である。
【図２】第１実施形態に係り、測定装置のプローブの先端を拡大して示す横断面図である。
【図３】図２のＷ３−Ｗ３方向に沿った矢視図である。
【図４】（Ａ）は一般的なファイバの光伝番形態を模式的に示す図であり、（Ｂ）は第１実施形態に係る投光ファイバの光伝番形態を模式的に示す図であり、（Ｃ）は第１実施形態に係る受光ファイバの光伝番形態を模式的に示す図である。
【図５】ファイバアレイの製造過程を模式的に示す構成図である。
【図６】第１実施形態に係り、プローブの先端からの距離と各受光ファイバの受光量との関係を示すグラフである。
【図７】第１実施形態に係り、測定装置の投光ファイバ及び受光ファイバの光の伝搬形態を模式的に示す図である。
【図８】第１実施形態に係り、測定装置のプローブの先端部を歯周ポケットに挿入して測定を行う状態を模式的に示す構成図である。
【図９】第１実施形態に係り、測定装置のプローブの先端部を歯に沿って移動させる状態を模式的に示す構成図である。
【図１０】第１実施形態に係り、測定装置のプローブの先端部を歯周ポケットに挿入して測定を行っている状態を模式的に拡大して示す構成図である。
【図１１】第１実施形態に係り、歯周ポケットの壁面までの距離（深さ）の表示形態を示すグラフである。
【図１２】第１実施形態に係り、歯周ポケットの壁面までの距離（深さ）の表示形態を示すグラフである。
【図１３】第２実施形態に係り、測定装置全体の構成図である。
【図１４】第２実施形態に係り、測定装置のプローブの先端を拡大して示す横断面図である。
【図１５】第２実施形態に係り、図１４のＷ１５−Ｗ１５方向に沿った矢視図である。
【図１６】第２実施形態に係り、図１４のＷ１６−Ｗ１６方向に沿った矢視図である。
【図１７】第３実施形態に係り、測定装置のプローブの先端を拡大して示す横断面図である。
【図１８】第３実施形態に係り、図１７のＷ１８−Ｗ１８方向に沿った矢視面である。
【図１９】第３実施形態に係り、微小変位アクチュエータでファイバアレイの先端部を反り変形させた状態を示す図である。
【符号の説明】
図中、１は投光ファイバ、２１〜２７は受光ファイバ、７はファイバアレイ、９１は歯周ポケット、１００はコア、１５０はコア拡径構造、１７０はファイバ先端面、２００はクラッド、１１ｒは投光用光軸、２１ｒ〜２７ｒは受光用光軸を示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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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１２】
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【図１３】
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【図１４】
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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１９】
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