(57)【要約】【課題】  家庭用として小型・安全・安価であると共に、簡便に且つ鮮明に観察できる歯表面観察装置を実現すること。【解決手段】  歯３の表面に照射する光源として紫外領域にピーク波長を持つＬＥＤ１を使用している。ＬＥＤ１の波長は、歯３の表面状態を鮮明に観察するために表面で反射されやすい短波長（紫外領域）側にピークを持ち、また、撮像システム１２を通して肉眼で観察できるように、人間の目に見える波長帯（可視光線：３８０〜７７０ｎｍ）の光を通過させ、４２０〜６００ｎｍ帯域のフィルター７を用いて、歯３から反射された蛍光６を透過させ、その後、撮像システム１２で鮮明な画像として、歯表面の状態を観察できるようにしている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも歯に向かって照射される照射装置として、発光波長が３６０〜４１０ｎｍに波長ピークのあるＬＥＤと、前記ＬＥＤから照射される光を特定波長帯の励起光にシャープカットするバンドパスフィルターと、前記特定波長帯の励起光を歯の表面に照射することにより反射される蛍光を４２０ｎｍ〜６００ｎｍまでの光を透過するフィルターと、前記フィルターを介して撮影するための撮像システムとを備えたことを特徴とする歯表面観察装置。
【請求項２】
撮像システムにより得られた映像信号をコントラスト強調回路又はエンファシス回路により明暗、輪郭を強調した請求項１記載の歯表面観察装置。
【請求項３】
シャープカットされた励起光を歯に照射することにより歯の健全な（きれいな）部分からの蛍光の強度と、う蝕部又は付着物からの蛍光の強度とを比較し、その差を数値として表わすようにした請求項１又は２記載の歯表面観察装置。
【請求項４】
歯の健全な部分から反射された蛍光の強度を基準とし、う蝕部又は付着物からの蛍光強度を比較してその差を数値化し、数値差の大きさに合わせて数値以外の視覚的なレベル表示を複数段階設けて表示する請求項１、２又は３記載の歯表面観察装置。
【請求項５】
歯の健全な部分から反射された蛍光の強度を基準値として保存すると共に、その後に測定した前記歯又は別の歯の蛍光強度を比較する請求項１〜４のいずれか１項に記載の歯表面観察装置。
【請求項６】
歯の表面から反射された蛍光を撮影し、画像処理によりう蝕部分あるいは付着部分の面積を測定する請求項１〜４のいずれか１項に記載の歯表面観察装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特定の波長の励起光を歯に照射し、歯からの反射光を撮影することによって歯の表面状態を観察する歯表面観察装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来は、歯表面の特にう蝕を検査する方法として、探針によって歯の表面をつつき、その時の硬さ、針の入り込み易さ等の感覚に頼るものであり、現在では初期段階の虫歯においては、逆に歯の表面を傷つけてしまい虫歯を悪化させる要因にもなることが指摘され始めている。特に学校での歯の検診においては視診に切り替えるように進められている。
【０００３】
また、この種の観察装置として、レーザー照射装置によりレーザー光を歯へ照射し、照射面からの反射光を検出する反射光検出器、もしくは歯の表面温度を検出する表面温度検出器の少なくとも１つと、照射部以外の歯面から透過光を検出する透過光検出器とを組み合わせなることを特徴とするレーザー光照射を応用した虫歯検出装置が示されている（特許文献１参照）。
【０００４】
さらに、別の従来技術として、３６０ｎｍ〜５８０ｎｍのスペクトルレンジの放射線を放射し、該フィルターが６２０ｎｍ以上のスペクトルレンジで反射された放射線を透過することを特徴とするう蝕歯検出装置としているものである（特許文献２参照）。
【０００５】
また、紫外線領域（４００ｎｍ以下の波長）を歯に照射した場合の歯のエナメル質の蛍光波長が４００ｎｍ〜６００ｎｍの範囲にあることが研究されている（非特許文献１）。
【特許文献１】特開平１−１４５０５９号公報
【特許文献２】特開平５−３３７１４２号公報
【非特許文献１】Ｔ．Ａｒａｋｉ，Ｅ．Ｍｉｙａｚａｋｉ  ａｎｄ  Ｋ．Ｍｉｙａｔａ，Ｍｅｓｕｒｅｍｅｎｔ  ｏｆ  ｆｌｕｏｒｅｓｅｎｃｅ  ｈｅａｔｅｒｏｇｅｎｅｉｔｙ  ｉｎ  ｈｕｍａｎ  ｔｅｅｔｈ  ｕｓｉｎｇ  ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ  ｍｉｃｒｏｆｌｕｏｒｏｍｅｔｒｙ，Ａｐｐｌ．Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃ．４４，６２７−６３１（１９９０）．
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、これまでの視診では奥の見えにくいところの虫歯を見逃してしまったり、初期段階の非常に見えにくい虫歯を見落としてしまったりすることが発生する。光源としてレーザー（ＹＡＧレーザー、半導体レーザーなど）を用いる方法では光源自体が大きく、さらに価格も非常に高価になってしまうことがあり、また、レーザー自体を家庭用として使用することは安全の面を考えると少なからず不安があった。
【０００７】
また、３６０〜５８０ｎｍのスペクトルレンジの放射線を歯に照射し、その反射された放射線を６２０ｎｍ以上のスペクトルを検知するという構成なので、そのスペクトルを撮影して映し出した場合、画面は非常に暗く見えにくいものであり、さらに、光源として水銀灯、ハロゲンランプ、あるいは色素レーザー等を用いているため価格も高く、高出力の光のために万一のことを考慮しての安全性に係る幾つかの指摘もある。
【０００８】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、人間の眼で観察しやすい可視光領域の蛍光を観察することによって、歯から反射された蛍光画像をより鮮明に映し出すことができるように構成され、一般家庭でも容易に利用可能なコンパクトで、安全性に優れた歯表面観察装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記従来の課題を解決するために、本発明の歯表面観察装置は、家庭用として小型でかつ安全で安価に使用できる光源として、紫外領域にピーク波長を持つＬＥＤを使用している。さらに、ＬＥＤの波長は、歯の表面状態を鮮明に観察するために表面で反射されやすい短波長（紫外領域）側にピークを持つものとしている。また、撮像システムを通して、肉眼で観察することから、人間の目に見える波長帯（可視光線：３８０〜７７０ｎｍ）の光を通過させることが望ましく、フィルターとして４２０〜６００ｎｍの帯域のフィルターを用い、歯から反射された蛍光を透過させ、この透過された蛍光を撮像システムで画像を映し出すようにしている。
【発明の効果】
【００１０】
以上のように本発明によれば、光源として、短波長（紫外領域）側にピーク波長を持つＬＥＤの波長を利用しているので、歯の表面で反射され易いという特徴を有すると共に、この歯から反射された蛍光はフィルターを透過させた上、撮像システムで画像を映し出すようにしているので、家庭用として小型・安全・安価な歯表面観察装置が実現でき、さらに、これを使って歯の表面状態を簡便に且つ鮮明に観察できるという効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
請求項１の発明は、少なくとも歯に向かって照射される照射装置として、発光波長が３６０〜４１０ｎｍに波長ピークのあるＬＥＤと前記ＬＥＤから照射される光を特定波長帯の励起光にシャープカットするバンドパスフィルターと前記特定波長帯の励起光を歯の表面に照射することにより反射される蛍光を４２０ｎｍ〜６００ｎｍまでの光を透過するフィルターをとおして撮影するための撮像システムを備えるように構成しており、家庭用としてコンパクトで、安全性が高くかつ安価なであるとともに、人間の眼で観察しやすい可視光領域の蛍光を観察することができ鮮明な歯から反射された蛍光画像を映し出すことができる装置を提供することができる。
【００１２】
請求項２の発明は、少なくとも歯に向かって照射される照射装置として、発光波長が３６０〜４１０ｎｍに波長ピークのあるＬＥＤと前記ＬＥＤから照射される光を特定波長帯の励起光にシャープカットするバンドパスフィルターと前記特定波長帯の励起光を歯の表面に照射することにより反射される蛍光を４２０ｎｍ〜６００ｎｍまでの光を透過するフィルターをとおして撮影するための撮像システムにおいて、撮像システムにより得られた映像信号をコントラスト強調回路により明暗を明暗をはき入りさせ又はエンファシス回路により輪郭を強調する構成としたものであり、撮像システムにより写された歯から反射された蛍光をより鮮明に観察することができる。
【００１３】
請求項３の発明は、シャープカットされた励起光を歯に照射することにより健全な（きれいな）部分の歯表面からの蛍光の強度と、う蝕部（あるいは、付着物）の蛍光の強度を比較し、その差を数値として表せるようにしたものであり、歯の表面の蛍光強度の比較を客観的に示すことができる。
【００１４】
請求項４の発明は、健全な部分から反射された蛍光を基準として、う蝕部（あるいは付着物）の蛍光を比較し、その差を数値化し、数値差の大きさに合わせて、数値以外の視覚的なレベル表示を複数段階設けて表示するようにしたものであり、健全部分とう蝕部分の差を数値以上に客観的に判断することができる。
【００１５】
請求項５の発明は、歯表面の健全な部分から反射された蛍光の強度を基準値として保存することができ、後に測定した歯表面（あるいは、別の歯）の任意の場所との蛍光強度の比較ができるように構成されたものであり、同一な歯において、基準からの経時変化の差としてあるいは、異なる歯においては基準からの差として歯の表面状態を知ることができる。
【００１６】
請求項６の発明は、歯表面からの反射される蛍光を撮影し、画像処理によりう蝕部分（あるいは付着部分）の面積を測定できるようにしたものであり、う蝕部分の進行状況（面方向への広がり）を簡単に知ることができる。
【実施例１】
【００１７】
（実施例１）
以下、本発明の実施例に関して、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明に係わる装置の実施例を示す図である。照射装置（光源）としてＬＥＤ１が配置されておりＬＥＤ１からの光をバンドパスフィルター２を通すことにより特定波長域にピークを持つ照射光５として、観察対象である例えば歯茎４に支えられた歯３に照射する。歯１から照射光５に対応して、蛍光６が放射される。蛍光６は特定の波長域のみを通過させる透過フィルター７を通り透過光８として、撮影システム１２により画像として撮影される。撮影システム１２は、透過光８を撮影装置９により撮影され電気信号に変えられた後に信号処理回路により画像処理が行われる。画像処理された映像信号は、画像として映し出すモニター装置１１を備えている。
【００１８】
以上のように構成された歯表面観察装置について、以下にその動作、作用を説明する。
【００１９】
照射装置（光源）として、特定範囲に波長のピークがあるＬＥＤ１から放射された光は、バンドパスフィルター２を通過することにより特定波長のみの照射光５となる。特にＬＥＤは特定波長域にピークを有するが、他の波長帯の光（例えば、可視光領域）を少ない量であるが放射している。このため可視光線領域で観察するときの妨げとなるため、このバンドパスフィルター２によりシャープカットを行うようにしている。
【００２０】
また、照射装置として、ＬＥＤよりも光の放射強度が強いＬＤ（レーザーダイオード）を用いてもよい。照射光５は、観察対象となる歯茎４に支えられた歯３の表面に照射され、照射された歯３からは特定の波長域に蛍光６を放射する。前記放射された蛍光６は、特定波長域を透過させる透過フィルター７（例えば、４２０〜６００ｎｍを通過させる色ガラス、着色高分子フィルム等）によりＬＥＤ１からの外乱光（４２０ｎｍ以下の光）の影響を取り除いた透過光８として、撮影装置９（例えば、ＣＣＤカメラ、ＣＭＯＳセンサー等）により撮影される。撮影装置９は、口腔内を少ない光量で撮影可能とするために撮影可能照度が低いものが望ましい。
【００２１】
ＬＥＤの数量と光量によって、例えば、ＬＥＤの光出力が１．０〜１．５ｍＷを１個使用し、バンドパスフィルターとして色ガラスフィルター（ピーク透過率７０％）た場合、ＣＣＤカメラの感度は５ルクス以下のものを用いることが望ましい。撮影装置９によって撮影された電気信号は、信号処理回路１０により、例えばコントラスト強調回路とすることによって、歯の健全な部分からの蛍光とう蝕あるいは付着物からの蛍光の差を画像により強調させるような構成とすることができる。
【００２２】
また、エンファシス回路とすることによって、明暗の輪郭部分が強調されるようにすることもできる。さらに、コントラスト強調回路とエンファシス回路を両方用いてもよい。信号処理回路１０二より処理された映像信号は、モニター装置１１に写し出すことにより観察することができる。モニター装置１１は、液晶モニター、パーソナルコンピューターのモニター、一般家庭にあるテレビ等である。
【００２３】
図２は、本発明の歯表面観察装置を用いて実際に初期う蝕部を撮影したものである。左側の白色光による画像では、健全な歯の部分と初期う蝕部分がはっきりと区別できない。しかしながら、右側の本発明による画像では、健全な歯の部分は白く蛍光が放射されているが、う蝕部分は黒く陰のようになっていることが観察される。本発明により簡単に初期段階のう蝕を検出することができるものである。
【００２４】
次に、歯の健全な部分から反射された蛍光を基準として、う蝕部分（あるいは、付着物）の蛍光を比較する場合に関して説明する。図３は、本発明によるモニター装置上の表示の一例を示す図である。モニター装置１１上の数値表示１３は、歯の健全な部分とう蝕の部分の差を数値として示したものである。また、ビジュアル表示１４は、数値表示を段階的に示すために四角のますを表示することによって視覚的に見えるようにしたものである。
【００２５】
例えば、健全な部分あるいはう蝕部分の各々一定面積当たりの映像信号をカラー信号部分があればフィルターにより分離し取り除き白黒の信号レベルの状態で信号を取り出す。このときの信号の電圧レベルを各々検出する。検出された信号のうち健全な部分から反射された蛍光の信号レベルを基準とし、う蝕部分の信号レベルこの基準からの比として表すような構成とする。表示としては、モニター画面上に表示させたり別の表示装置により数値として表示させる。例えば、健全部からの信号レベル１００％とし、う蝕部の信号レベルが６５％の場合に、表示として６５％とモニター上に示す。また、健全な部分とう蝕の部分の差を視覚的に段階を付けて示すために、数値差のレベル毎に段階を決めて四角の枠で示すようにしている（例えば、四角の枠が段階毎に増える）。また、モニター装置上でなく別装置に表示してもかまわない。
【００２６】
さらに、う蝕部分（黒く陰になった部分）の面積を画像処理により計算し、示すことができる。検出する際に、カメラの歯からの位置の違いによって面積が変わることが生じるので、カメラと歯の位置を常に一定にする。例えば、固定焦点のカメラを使用する。測定された面積を、その都度記録して残しておき新しく測定したときに前回と比較するような構成とする。また、前記全ての場合に於いて得られたデータを保存でき、後に比較する際に再度利用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
本発明に係る歯表面観察装置は、短波長（紫外領域）側にピーク波長を持つＬＥＤの波長を利用しているので、表面で反射され易いことが特徴であり、この反射された蛍光をフィルターを透過させた上、撮像システムでその画像を映し出すような技術分野などの用途にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施例１における歯表面観察装置の構成図
【図２】同装置を用いて実際に初期う蝕部を写真撮影した図
【図３】同装置のモニター上に映し出される映像表示の一例を示す図
【符号の説明】
【００２９】
１  ＬＥＤ（光源）
２  バンドパスフィルター
３  歯
５  照射光
６  蛍光
７  透過フィルター
８  透過光
９  撮影装置
１０  信号処理回路
１１  モニター装置
１２  撮影システム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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