(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上顎歯列および下顎歯列をもつ口腔内に挿入される口腔内挿入部と、撮像光学部とを備え、
前記口腔内挿入部は、表裏側のうちの少なくとも片側に光透過部を有し、かつ、内部に空洞部を備え、
前記撮像光学部は、前記口腔内挿入部の空洞部内に挿入され前記光透過部を透過して歯列に光を照射する光源および歯列からの反射光を口腔内挿入部の外部へ反射する反射ミラーと、この光源および反射ミラーを前記口腔内挿入部の空洞部内奥行き方向に沿って移動させる走査手段と、前記反射ミラーによって反射された光を集光する集光レンズと、前記集光レンズからの光を受光する撮像光学系とを備える歯列画像読取装置において、
前記撮像光学部には、前記反射ミラーから前記集光レンズへの光学経路中に光を反射させる複数の光路折曲ミラーを備えて構成される光路折曲機構が設けられ、前記反射ミラーからの光は前記光路折曲ミラーを介して前記撮像光学系で受光されることを特徴とする歯列画像読取装置。
【請求項２】
請求項１に記載の歯列画像読取装置において、
前記光路折曲ミラーは偶数枚であることを特徴とする歯列画像読取装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の歯列画像読取装置において、
前記光路折曲機構は、前記反射ミラーからの光を前記反射ミラーの側へ反射させる第１光路折曲ミラーと、前記第１光路折曲ミラーからの光を前記集光レンズに向かって反射させる第２光路折曲ミラーとを備えて構成されていることを特徴とする歯列画像読取装置。
【請求項４】
請求項１または２に記載の歯列画像読取装置において、
前記光路折曲機構は、前記反射ミラーからの光を略直角に反射する第１光路折曲ミラーと、前記第１光路折曲ミラーからの光を前記集光レンズに向かって反射させる第２光路折曲ミラーとを備えて構成されていることを特徴とする歯列画像読取装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の歯列画像読取装置において、
前記光路折曲ミラーには、ミラーの傾き角を調整する傾き角調整手段が設けられていることを特徴とする歯列画像読取装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、歯列画像読取装置に関する。詳しくは、上顎歯列および下顎歯列を口腔内から直接撮影するもので、特に、歯列全体の画像を撮影する歯列画像読取装置に関する。
【０００２】
【背景技術】
歯科医療における画像利用としては、従来、レントゲン写真が必要不可欠なツールとして広く利用されてきた。近年では、デジタルカメラや小型ＣＣＤカメラが患者への説明用に利用され始めている。
たとえば、実公平６−２８８５９号公報では、ハンドホルダに、イメージセンサを配置するとともに、そのイメージセンサを中心に光ファイバをリング状に配置した撮像装置が提案されている。
また、特開平９−１４０６６４号公報では、ハンドピースの先端ヘッド部に、ライトガイドおよびＣＣＤセンサを設けた歯科用口腔内観察カメラが提案されている。
しかしながら、これらは、治療の対象となる歯を部分的に撮影しているのみで、歯列全体を撮影するものではないため、治療部位の把握や、治療部位と正常部位との関係を把握できないという問題があった。
【０００３】
歯列全体の画像を撮影する方法としては、特許第２７８４６９０号公報に開示された「口内空間の測定方法及びこの方法を実施するための装置」、あるいは、実用新案登録第３０５６０８９号に開示された「歯列画像読み取り装置」が知られている。
前者の「口内空間の測定方法及びこの方法を実施するための装置」は、光線源の光線を偏向装置を介して口内空間内の歯へ投射し、歯からの反射光を偏向装置を介して撮像装置へ供給する方法である。
後者の「歯列画像読み取り装置」は、口腔内に挿入される透明容器内にイメージセンサおよび光源装置を収納し、これらを透明容器内で移動させながら、歯列画像を撮影する方法である。
【０００４】
歯列全体の画像を撮影する方法のうち、前者の「口内空間の測定方法及びこの方法を実施するための装置」は、複雑な形状の偏向装置が必要となり、製造コストを引き下げることが難しいという課題が残る。
また、後者の「歯列画像読み取り装置」は、口腔内に挿入される透明容器内にイメージセンサおよび光源装置を収納した構造であるため、口腔内に挿入される挿入部分、つまり、透明容器が大型化し、小児には適用が難しいという課題がある。
【０００５】
そこで、本出願人は先に、特願２０００−３２５４５３号で前述の課題を解決する歯列画像読取装置を提案している。
この歯列画像読取装置の断面図を図５に示す。この歯列画像読取装置１は、上顎歯列および下顎歯列をもつ口腔内に挿入される口腔内挿入部１１と、撮像光学部２１とを備え、前記口腔内挿入部１１は、表裏側のうちの少なくとも片側に光透過部１２を有し、かつ、内部に空洞部１３を備え、前記撮像光学部２１は、前記口腔内挿入部１１の空洞部１３内に挿入され前記光透過部１２を透過して歯列に光を照射する光源２２および歯列からの光を口腔内挿入部１１の外部へ反射する反射ミラー２３と、この光源２２および反射ミラー２３を前記口腔内挿入部１１の空洞部１３内奥行き方向に沿って移動させる走査手段と、前記反射ミラー２３によって反射された光を集光する集光レンズ２５と、集光レンズ２５からの光を受光する撮像光学系とを備えるものである。
ここで、撮像光学系は、集光レンズ２５からの光を受光するカラーＣＣＤ２６を備えて構成され、カラーＣＣＤ２６で受光されたイメージは、受像回路２７を介して画像合成処理部２８に送られる。
【０００６】
このような構成によれば、口腔内挿入部１１を口腔内に挿入したのち、走査手段によって光源２２および反射ミラー２３を口腔内挿入部１１の空洞部１３内の所定位置に位置させると、この位置において、光源２２からの光は、光透過部１２を透過して歯列に達し、その歯列によって反射されたのち、反射ミラー２３を介してカラーＣＣＤ２６に達する。カラーＣＣＤ２６で受光されたイメージは、受像回路２７を介して画像合成処理部２８に送られる。つまり、光源２２および反射ミラー２３が位置する列の歯列画像データが取り込まれる。次に、走査手段によって光源２２および反射ミラー２３を所定距離移動後に停止させると、この位置での歯列画像データが取り込まれる。このようにして、光源２２および反射ミラー２３を所定距離ずつ移動させながら、その各位置での歯列画像データを取り込んでいき、最後に、これらのデータを画像合成処理部２８において所定の画像合成処理方法により合成処理することにより、歯列全体の画像を読み取ることができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
このような構成からなる歯列画像読取装置１において、歯列像を正確に反映した歯列画像を得るためには、歯列面と集光レンズ２５との距離を一定以上に離さなければならないという問題がある。図６に歯列面から集光レンズ２５への距離と集光レンズ２５に集光される光の角度との関係について示す。図６において、Ｓ１、Ｓ２は歯列面を表す。Ｓ１のように、集光レンズ２５と歯列面Ｓ１との距離が短いと、集光レンズ２５で集光される光と歯列面Ｓ１との角度から、歯列面Ｓ１の内側（歯の裏側)の画像を撮影することになる。このようにして撮影された歯列画像は、歯が外側に倒れているように見える。そのため、歯列画像を正確に撮影するには、Ｓ２のように、集光レンズ２５と歯列面Ｓ２とは一定の距離を隔てていなければならない。
しかしながら、歯列画像を正確に撮影するべく、集光レンズ２５と歯列面との距離を確保しようとすると、撮像光学部２１の奥行きが長くなり、歯列画像読取装置１自体が大型化されるという問題が生じる。
【０００８】
本発明の目的は、歯列像を正確に撮影できるとともに、小型化される歯列画像読取装置を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の歯列画像読取装置は、上顎歯列および下顎歯列をもつ口腔内に挿入される口腔内挿入部と、撮像光学部とを備え、前記口腔内挿入部は、表裏側のうちの少なくとも片側に光透過部を有し、かつ、内部に空洞部を備え、前記撮像光学部は、前記口腔内挿入部の空洞部内に挿入され前記光透過部を透過して歯列に光を照射する光源および歯列からの反射光を口腔内挿入部の外部へ反射する反射ミラーとこの光源および反射ミラーを前記口腔内挿入部の空洞部内奥行き方向に沿って移動させる走査手段と、前記反射ミラーによって反射された光を集光する集光レンズと、前記集光レンズからの光を受光する撮像光学系とを備える歯列画像読取装置において、前記撮像光学部には、前記反射ミラーから前記集光レンズへの光学経路中に光を反射させる複数の光路折曲ミラーを備えて構成される光路折曲機構が設けられ、前記反射ミラーからの光は前記光路折曲ミラーを介して前記撮像光学系で受光されることを特徴とする。
【００１０】
このような構成によれば、口腔内挿入部を口腔内に挿入したのち、走査手段によって光源および反射ミラーを口腔内挿入部の空洞部内の所定位置に位置させると、この位置において、光源からの光は、光透過部を透過して歯列に達し、その歯列によって反射される。すると、この反射光は、光学経路上に設けられた光路折曲ミラーによって反射されたのち、集光レンズによって集光され撮像光学系に達する。つまり、光源および反射ミラーが位置する列の歯列画像が取り込まれる。次に、走査手段によって光源および反射ミラーを所定距離移動後に停止させると、この位置で歯列画像が取り込まれる。このようにして、光源および反射ミラーを所定距離ずつ移動させながら、その位置での歯列画像を取り込んでいき、最後に、これらの画像を合成することにより、歯列全体の画像を読み取ることができる。
【００１１】
本発明においては、光路折曲ミラーが設けられているので、撮像光学部において、反射ミラーから集光レンズへの経路を多段階の反射によって曲げることができる。つまり、反射ミラーから集光レンズに至る光学経路は直線ではなく折れ曲がる形にできるので、撮像光学部の奥行きを短縮できる。
また、光路折曲ミラーを途中に介することによって、撮影対象である歯列と集光レンズとの光学距離を十分にとることができるので、正確な歯列像を撮影することができる。
反射ミラーと集光レンズとの距離を単純に短くすると、撮影対象である歯列と集光レンズとの距離が短くなるため、歯の裏側を撮影することとなり、正確な歯列像を得ることができなかった。そのため、撮像光学部の小型化と正確な歯列像撮影とを両立することは困難であった。
しかしながら、光路折曲機構を備えることにより、撮像光学部の小型化と正確な歯列像撮影とを両方可能にすることができる。
【００１２】
請求項２に記載の歯列画像読取装置は、請求項１に記載の歯列画像読取装置において、前記光路折曲ミラーは偶数枚であることを特徴とする。
【００１３】
このような構成によれば、光路折曲機構を有しない歯列画像読取装置に用いられる画像合成処理方法をそのまま利用することができる。
光路折曲用ミラーを有しない場合、撮像光学系には、反射ミラーにより左右は反転され、上下はそのままの歯列像が受光される。つまり、光路折曲用ミラーを有しない場合は、左右反転された像を正しい像とするように左右反転し、上下方向はそのまま合成する画像合成処理方法が用いられる。
光路折曲用ミラーが奇数枚であると、撮像光学系で受光される像は、左右は正しい方向であり、上下は反転されているため、光路折曲用ミラーを用いない場合と比べて反対の像となる。上下方向が逆さまだと、例えば、撮像光学系にカラーＣＣＤを用いた場合に、ＲＧＢを受光する受光素子で受光される像の順序が逆になるなどの問題が生じる。左右方向が正しい方向で受光されると、もともと逆さまの像を受光するように設計されているので、出力される画像が歯列とは逆さまの像となる。そのため、光路折曲用ミラーが奇数枚であると、画像合成処理方法を新たに左右、上下方向を正しい像として合成処理する画像合成処理方法を設けなければならない。
しかしながら、本発明のように、光路折曲用ミラーが偶数枚であれば、撮像光学系で受光される像は、光路折曲用ミラーを用いない場合と同じになる。よって、光路折曲用ミラーを用いない歯列画像読取装置で使用された画像合成処理方法をそのまま使用することができ、コストや加工の手間を掛けなくてよい。
【００１４】
本発明の好ましい態様として、請求項３に記載の歯列画像読取装置のように、請求項１または２に記載の歯列画像読取装置において、前記光路折曲機構は、前記反射ミラーからの光を前記反射ミラーの側へ反射させる第１光路折曲ミラーと、前記第１光路折曲ミラーからの光を前記集光レンズに向かって反射させる第２光路折曲ミラーとを備えて構成されていてもよい。
【００１５】
または、請求項４に記載の歯列画像読取装置のように、請求項１または２に記載の歯列画像読取装置において、前記光路折曲機構は、前記反射ミラーからの光を略直角に反射する第１光路折曲ミラーと、前記第１光路折曲ミラーからの光を前記集光レンズに向かって反射させる第２光路折曲ミラーとを備えて構成されていてもよい。
【００１６】
このような構成によれば、第１光路折曲用ミラーと第２光路折曲用ミラーによって光路を折り曲げることにより、撮像光学部の奥行きを短くすることができる。撮像光学部の奥行きが短くなっても、第１光路折曲ミラーと第２光路折曲ミラーによって、反射ミラーから集光レンズまでの光学距離は十分に長く取ることができるので、正確な歯列像を撮影することができる。よって、歯列画像読取装置の小型化と正確な歯列像撮影の両者を兼ね備えることができる。また、光路折曲ミラーが２枚であることから、光路折曲ミラーを用いない歯列画像読取装置での画像合成処理方法をそのまま用いることができる。
【００１７】
請求項５に記載の歯列画像読取装置は、請求項１〜４のいずれかに記載の歯列画像読取装置において、前記光路折曲ミラーには、ミラーの傾き角を調整する傾き角調整手段が設けられていることを特徴とする。
【００１８】
このような構成によれば、反射ミラーで反射された光を光路折曲ミラーを介して集光レンズに導けるように、光路折曲ミラーの角度を調整することができる。例えば、撮像光学系にラインイメージを受光するＣＣＤを用いた場合、ＣＣＤに入射する光のスポットを正確に調整する必要がある。本発明によれば、傾き角調整手段が設けられているので、反射ミラーからの光を正確に撮像光学系のスポット位置に入射するように調整することができ、鮮明な歯列像を撮影することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
（第１実施形態）
図１は本発明の歯列画像読取装置にかかる第１実施形態を示す外観図であり、図２は前記実施形態の断面図である。本実施形態の基本構成要素は、背景技術で説明したものと同様であるが、本実施形態の新規な点は、反射ミラーから集光レンズに至る光学経路上に光路折曲機構が設けられている点である。
この歯列画像読取装置１は、上顎歯列および下顎歯列をもつ口腔内に挿入される口腔内挿入部１１と、撮像光学部２１とを備えて構成される。
前記口腔内挿入部１１は、表裏側のうちの少なくとも片側に光透過部１２を有し、かつ、内部に空洞部１３を備える。
前記撮像光学部２１は、前記口腔内挿入部１１の空洞部１３内に挿入され前記光透過部１２を透過して歯列に光を照射する光源２２および歯列からの光を口腔内挿入部１１の外部へ反射する反射ミラー２３と、前記反射ミラー２３によって反射された光を集光する集光レンズ２５と、集光レンズ２５からの光を受光する撮像光学系と、前記反射ミラー２３から前記集光レンズ２５への光学経路中に設けられた光を反射させる光路折曲機構２９と、この光源２２、反射ミラー２３、集光レンズ２５、撮像光学系および光路折曲機構２９を前記口腔内挿入部１１の空洞部１３内奥行き方向に沿って移動させる走査手段とを備えて構成されている。
【００２０】
光源２２は、陰極管や、発光素子を口腔内奥行き方向と直角に多数配列したものなど種々のものが利用できる。
撮像光学系は、集光レンズからの光を受光するカラーＣＣＤ２６を備えて構成されている。カラーＣＣＤ２６で受光されたイメージは受像回路２７を介して画像合成処理部２８へ送られる。
光路折曲機構２９は、第１光路折曲ミラー２９Ａと第２光路折曲ミラー２９Ｂで構成されている。第１光路折曲ミラー２９Ａは、反射ミラー２３からの光を反射角約４５度で反射するように配置され、第２光路折曲ミラー２９Ｂは、第１光路折曲ミラー２９Ａからの光をカラーＣＣＤ２６に向かって反射させるように配置されている。
第１光路折曲ミラー２９Ａおよび第２光路折曲ミラー２９Ｂは、図３に示されるように、断面コ字状の支持体３０と、この支持体３０の両辺に挿通された回転支持軸３１によって支持されたミラー３２と、回転支持軸３１に連結されミラー３２の傾き角を調整する調整つまみ３３とを備えて構成されている。以上の構成により傾き角調整手段が構成されている。
走査手段は、光源２２、反射ミラー２３、集光レンズ２５、カラーＣＣＤ２６、光路折曲機構２９を載置する走査ベース２４とこの走査ベース２４を移動させるモータ（不図示）とを備える。
【００２１】
このような構成によれば、口腔内挿入部１１を口腔内に挿入したのち、走査手段によって光源２２および反射ミラー２３を口腔内挿入部１１の空洞部１３内の所定位置に位置させると、この位置において、光源２２からの光は、光透過部１２を透過して歯列に達し、その歯列によって反射される。すると、この反射光は、光学経路上に設けられた第１光路折曲ミラー２９Ａによって反射され、次に第２光路折曲ミラー２９Ｂによって反射される。第２光路折曲ミラー２９Ｂによって反射された光は、集光レンズ２５によって集光されカラーＣＣＤ２６に達する。カラーＣＣＤ２６に受光されたイメージは受像回路２７を介して画像合成処理部２８に送られる。つまり、光源２２および反射ミラー２３が位置する列の歯列画像が取り込まれる。次に、走査手段によって光源２２および反射ミラー２３を所定距離移動後に停止させると、この位置で歯列画像が取り込まれる。
このようにして、光源２２および反射ミラー２３を所定距離ずつ移動させながら、その位置での歯列画像を取り込んでいき、最後に、これらの画像を画像合成処理部２８で画像合成処理することにより、歯列全体の画像を読み取ることができる。
【００２２】
本発明においては、光路折曲機構２９が設けられているので、撮像光学部２１において、反射ミラー２３から集光レンズ２５への光学経路を曲げることができる。つまり、反射ミラー２３から集光レンズ２５に至る光学経路は直線ではなく折れ曲がる形とできるので、撮像光学部２１の奥行きを短くできる。
また、光路折曲機構２９を途中に介することによって、撮影対象である歯列と集光レンズ２５との光学距離を十分にとることができ、正確な歯列像を撮影することができる。よって、撮像光学部２１の小型化と正確な歯列像撮影とを両方可能にすることができる。
【００２３】
傾き角調整手段が設けられているので、反射ミラー２３で反射された光を第１、第２光路折曲ミラー２９Ａ、２９Ｂを介してカラーＣＣＤ２６に導けるように、第１、第２光路折曲ミラー２９Ａ、２９Ｂの角度を調整することができる。よって、反射ミラー２３からの光を正確にカラーＣＣＤ２６のスポット位置に調整することができ、鮮明な歯列像を撮影することができる。
【００２４】
（第２実施形態）
図４に本発明の歯列画像読取装置にかかる第２実施形態を示す。
第２実施形態は基本的構成要素は第１実施形態と同様であるが、異なる点は、第１光路折曲ミラー２９Ａおよび第２光路折曲ミラー２９Ｂの配置にある。
第１光路折曲ミラー２９Ａは、反射ミラー２３からの光を略直角に反射するように配置され、第２光路折曲ミラー２９Ｂは、第１光路折曲ミラー２９Ａからの光をカラーＣＣＤ２６に向かって反射するように設けられる。
このような構成によっても、第１実施形態と同様の作用効果を奏することができる。つまり、撮像光学部２１の小型化と正確な歯列像撮影とを両方可能にすることができる。
【００２５】
なお、本発明の歯列画像読取装置は、上述の実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることはもちろんである。
例えば、光路折曲ミラーの枚数は問わないが、偶数枚であれば好ましい。光路折曲ミラーが偶数枚であれば、光路折曲ミラーを用いない歯列画像読取装置の画像合成処理方法をそのまま用いることができるからである。
光路折曲ミラーの配置は、反射ミラーと集光レンズとの光学距離を十分に確保しつつ、撮像光学部の奥行き方向を短縮するように配置されていればよい。
傾き角調整手段は、上記実施形態に限らず、ミラーの傾きを調整する機構を備えていればどのような構成でもよい。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の歯列画像読取装置によれば、歯列像を正確に撮影できるとともに、歯列画像読取装置を小型化することができるという優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の歯列画像読取装置にかかる第１実施形態の外観図である。
【図２】前記実施形態の断面図である。
【図３】前記実施形態における光路折曲ミラーを示す図である。
【図４】本発明の歯列画像読取装置にかかる第２実施形態を示す図である。
【図５】以前に提案されている歯列画像読取装置の断面図である。
【図６】集光レンズと歯列面との距離の関係を示すモデル図である。
【符号の説明】
１      歯列画像読取装置
１１      口腔内挿入部
１２      光透過部
１３      空洞部
２１      撮像光学部
２２      光源
２３      反射ミラー
２５      集光レンズ
２９      光路折曲機構
２６      カラーＣＣＤ（撮像光学系）
【図１】
0004071007.tif 000002
【図２】
0004071007.tif 000003
【図３】
0004071007.tif 000004
【図４】
0004071007.tif 000005
【図５】
0004071007.tif 000006
【図６】
0004071007.tif 000007