JP2019024877A - 歯周病検査装置,光導波路アレイおよびマウス・ピース - Google Patents
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Abstract
【課題】歯周病検査において光のロスを少なくする。【解決手段】複数の光ファイバ21から25のそれぞれが,光軸方向に単独で移動自在に接触部35によって保持されている。光ファイバ21から25のそれぞれは単独で光軸方向に移動自在なため,光ファイバ21から25の出射端面を歯TOまたは歯茎GUに密着させることができる。歯TOおよび歯茎GUからの反射光を,ロスを少なくして光ファイバ21から25に入射させることができるようなる。【選択図】図7
Description
この発明は,歯周病検査装置,光導波路アレイおよびマウス・ピースに関する。
歯周病の検査の一つとして歯周ポケットの深さを測ることが行われている。歯周ポケットの深さは,歯科医師等がポケット・プローブという棒状の測定器具を歯周ポケットの中に挿入して目視で測るのが一般的である。しかしながら,歯科医師等の力の加減,ポケット・プローブの挿入角度,目視誤差などにより測定結果が必ずしも正確でないことがある。また,検査時の歯茎からの出血等で,歯周病で無い患部への歯周病感染等も懸念される。このために,光干渉断層画像診断装置を用いて歯周ポケットの深さを非侵襲で測定することが考えられている(特許文献1,2)。また,48本の光ファイバを配列冶具により固定し,対象物に光を照射するOCT(optical coherence tomography)装置も考えられている(特許文献3)。
歯と歯茎との表面は複雑な形状をしており,一般的には平面ではない。特許文献3に記載のOCT装置を用いて歯周ポケットの深さを非侵襲で測定することを考えた場合,光導波路が配列冶具により固定されているためにすべての光ファイバの出射端面を歯および歯茎に密着させることはできないことが多い。このために,歯や歯茎からの反射光のすべてを光ファイバに戻すことはできずにロスが生じてしまうことがある。
この発明は,歯及び歯茎の表面からの反射光のロスを少なくすることを目的とする。
第1の発明による歯周病検査装置は,低干渉光を測定光と参照光とに分岐する光分岐器,上記光分岐器によって分岐された測定光を入射する第1の光導波路,複数の第2の光導波路が少なくとも一列に配列される光導波路アレイ,可撓性部材によって形成され,上記複数の第2の光導波路の各々が,自身の光軸方向に単独で移動自在に,上記光導波路アレイを保持する保持部,第1の光導波路から出射した測定光を,上記光導波路アレイを構成するそれぞれの第2の光導波路に順に入射するように,第1の光導波路から出射する測定光,第1の光導波路および第2の光導波路のうちの少なくとも一つを制御する第1の制御機構,上記光導波路アレイから出射した測定光が歯茎または歯に照射されることにより歯茎または歯から反射された反射光と,上記光分岐器によって分岐された参照光が参照面によって反射された反射光と,を検出して干渉信号を出力する光検出器,ならびに上記光検出器から出力した干渉信号にもとづいて歯周ポケットの深さについてのデータを生成する歯周ポケット・データ生成手段を備えていることを特徴とする。
光導波路には,光ファイバ,導光路,光伝送回路,光伝送装置,導光板,導光体,導光部材などのいずれも含まれる。光導波路は,導光する部材,光を伝送する部材であれば,名称を問わず,どのようなものでもよい。
上記保持部は,上記光導波路アレイを構成するそれぞれの第2の光導波路の先端部が,この保持部の先端部から突出可能である一方で,この保持部の先端部から埋没不能に,上記光導波路アレイを構成するそれぞれの第2の光導波路を保持することが好ましい。
たとえば,上記保持部は,空間部を有し,上記光導波路アレイを構成するそれぞれの第2の光導波路は,上記空間部を通っており,上記光導波路アレイを構成するそれぞれの第2の光導波路の先端部の径が,第2の光導波路の先端部以外の部分の径よりも大きく,かつ空間部の径より大きくてもよい。
上記保持部は,上記光導波路アレイを構成するそれぞれの第2の光導波路の先端部を,この保持部の先端部に固定されていてもよい。
上記第1の制御機構は,たとえば,第1の光導波路の測定光の出射端面が,上記光導波路アレイを構成するそれぞれの第2の光導波路の測定光の入射端面と順に対向するように,第1の光導波路の測定光の出射端面の位置および第2の光導波路の測定光の入射端面の位置の少なくとも一方を調整する第1の調整機構である。
上記測定光の光路上における,第2の光導波路の測定光の入射端面と第1の光導波路の測定光の出射端面との間に,測定光を平行化する平行化素子をさらに備えてもよい。
上記光導波路アレイは,第1の光導波路アレイと,第2の光導波路アレイと,を含み,上記第1の光導波路アレイは,少なくとも一列に配列されている複数の光導波路を含み,これらの複数の光導波路それぞれは,上記第1の光導波路から出射した測定光を,測定光の入射端面から入射し,測定光の出射端面から出射し,上記第2の光導波路アレイは,少なくとも一列に配列されており,第1の光導波路アレイに含まれている複数の光導波路の個数よりも多い個数の複数の光導波路を含み,これらの複数の光導波路それぞれは,上記第1の光導波路アレイに含まれている光導波路から出射した測定光を測定光の入射端面から入射し,測定光の出射端面から出射し,上記保持部は,上記第2の光導波路アレイに含まれる上記複数の光導波路の各々が自身の光軸方向に単独で移動自在に,上記複数の光導波路を保持し,第1の光導波路アレイに含まれる光導波路から出射した測定光を,第2の光導波路アレイに含まれる複数の光導波路に順に入射するように,第1の光導波路アレイに含まれる光導波路および第2の光導波路アレイに含まれる光導波路の少なくとも一方を制御する第2の制御機構をさらに備えてもよい。
上記測定光の光路上における,第1の光導波路アレイに含まれる光導波路の測定光の入射端面と上記第1の光導波路の測定光の出射端面との間,および第2の光導波路アレイに含まれる光導波路の測定光の入射端面と上記第1の光導波路アレイに含まれる光導波路の測定光の出射端面との間の少なくとも一方に,測定光を平行化する平行化素子をさらに備えてもよい。
上記第1の制御機構は,たとえば,上記第1の光導波路から出射した測定光を偏向して,上記光導波路アレイを構成するそれぞれの第2の光導波路に順に導く偏向機構である。
上記光導波路アレイの先端部と上記光導波路アレイの基端部との間に,上記光導波路アレイを分離自在に結合する結合部材が設けられていてもよい。
上記光導波路アレイを保持する保持部が,歯茎の境目の歯の表面部分と歯茎の一部とに密着するマウス・ピースであって,上記複数の第2の光導波路の出射端面が,歯の表面部分と歯茎の一部に密着する上記マウス・ピースの密着面から露出しているマウス・ピースをさらに備えてもよい。
第2の発明による光導波路アレイは,光分岐器によって分岐された測定光と参照光とのうち,測定光を順に入射する複数の光導波路が少なくとも一列に配列されており,かつそれぞれの光導波路が,光導波路の光軸方向に単独で移動自在に,可撓性材料から成る保持部によって保持されていることを特徴とする。
第3の発明は,歯茎の境目の歯の表面部分と歯茎の一部とに密着し,かつ可撓性材料からなるマウス・ピースであって,少なくとも一列から配列されている複数の光導波路の出射端面が,歯の表面部分と歯茎の一部に密着する密着面から露出するように,複数の光導波路を保持していることを特徴とする。
第1の発明によると,光導波路アレイは,複数の第2の光導波路が少なくとも一列に配列されており,かつそれぞれの第2の光導波路が,第2の光導波路の光軸方向に単独で移動自在に,可撓性材料からなる保持部によって保持されている。複数の第2の光導波路が固定されていずに,それぞれの第2の光導波路が光軸方向に単独で移動自在に保持されているから,それぞれの第2の光導波路の先端面を歯または歯茎に密着させることができる。
第1の光導波路から出射した測定光が,光導波路アレイを構成するそれぞれの第2の光導波路に順に入射すると,第2の導波路の先端面から出射する測定光は,歯または歯茎において反射し,その反射光のほぼすべてが第2の導波路の先端面に戻ってくる。測定光の反射光と参照光の反射光とから得られる干渉信号にもとづいて歯周ポケットの深さについてのデータを生成できる。歯および歯茎からの反射光のロスを少なくできるので,歯周ポケットの深さについてのデータを,より正確に生成できるようになる。
第2の発明は,第1の発明による歯周病検査装置に用いられる光導波路アレイである。第2の発明による光導波路アレイを歯周病検査装置に用いることにより,上述のように,歯および歯茎からの反射光のロスを少なくできるので,歯周ポケットの深さについてのデータを,より正確に生成できるようになる。
第3の発明は,第1の発明による歯周病検査装置に用いられるマウス・ピースである。第3の発明によるマウス・ピースを歯周病検査装置に用いることにより,複数の歯周ポケットの深さについてのデータを比較的短時間で得られるようになる。
図1は,この発明の実施例を示すもので,歯周病検査装置の構成を示すブロック図である。
SLD (Super luminescent diode)などのような光源1から低干渉光(低コヒーレント光)Lが出射される。低干渉光Lは,ビーム・スプリッタ2(光分岐器の一例である)によって測定光LMと参照光LRとに分岐させられる。光源1からは低干渉光Lが出射されればよく,ガス・レーザ,半導体レーザ,レーザ・ダイオードなどの他の光源を用いてもよい。
ビーム・スプリッタ2によって分岐させられた測定光LMは,第1の光ファイバ7(第1の光導波路の一例である)の入射端面7Aから第1の光ファイバ7に入射する。第1の光ファイバ7の出射端面7B(図2などを参照)は偏向装置10に接続されている。偏向装置10には,5本(便宜上5本としているが5本よりも多くても少なくてもよい)の第2の光ファイバ21から25(複数の第2の光導波路の一例である)が接続されている(5本の第2の光ファイバ21から25が光ファイバ・アレイの一例である)。5本の光ファイバ21から25における測定光LMの入射端面21Aから25A(図2などを参照)のそれぞれに順に入射するように,第1の光ファイバ7の測定光LMの出射端面7B(図2などを参照)から出射した測定光LMが,偏向装置10によって偏向させられる。第2の光ファイバ21から25に入射した測定光LMは,第2の光ファイバ21から25内を伝搬して検査用プローブ30を通って,第2の光ファイバ21から25の測定光LMの出射端面21Bから25Bから出射し,測定対象である歯茎GUおよび歯TOに照射させられる。
測定対象である歯茎GUおよび歯TOに照射された測定光LMは歯茎GUおよび歯TOから反射する。歯茎GUおよび歯TOから反射した測定光LMは,第2の光ファイバ21から25を通り,偏向装置10によって第1の光ファイバ7に導かれる。反射した測定光LMは,ビーム・スプリッタ2において反射してフォトダイオード4(光検出器の一例である)に入射する。
また,ビーム・スプリッタ2において分岐させられた参照光LRは,参照光LRの進む方向およびその逆方向(図1に示す実施例においてはZ軸正方向および負方向)に移動自在な参照用ミラー3(参照面)において反射する。反射した参照光LRは,ビーム・スプリッタ2を透過してフォトダイオード4に入射する。
参照用ミラー3が移動させられて,測定光LMが被検査対象である歯茎GUおよび歯TOに照射するまでの伝播距離と被検査対象である歯茎GUおよび歯TOからの反射光がフォトダイオード4に入射するまでの伝播距離との総和の伝播距離と,参照光LRが参照用ミラー3を照射するまでの伝播距離と参照用ミラーからの反射光がフォトダイオード4に入射するまでの伝播距離との総和の伝播距離と,が等しくなると,測定光LMと参照光LRとの干渉が生じ,フォトダイオード4から干渉信号が出力される。
フォトダイオード4から出力した干渉信号は,信号処理回路5(歯周ポケット・データ生成手段の一例である)に入力し,歯茎GUおよび歯TOの光断層画像(断層画像)を表す信号(歯周ポケットの深さについてのデータ)が生成される。生成された光断層画像を表す信号が表示装置6に入力することにより,表示装置6の表示画面に歯茎GUおよび歯TOの光断層画像が表示される。光断層画像の輪郭抽出処理が信号処理回路5において行われることにより,歯茎GUと歯TOとの間にある歯周ポケットの深さが算出される。算出された歯周ポケットの深さも表示装置6の表示画面に表示される。光断層画像を生成し,生成された光断層画像から歯周ポケットの深さを算出しているが,光断層画像を生成することなく,歯周ポケットの深さを表す数値データ(そのような数値データも歯周ポケットの深さについてのデータと考えられる)を信号処理回路5において算出し,歯周ポケットの深さを表示装置6の表示画面に表示するようにしてもよい。
この実施例においては,光ファイバ7,21から25などにおいて,測定光LMの出射方向の部分を先端側とし,測定光LMの反射光の方向を基端側とする。
図2は,偏向装置10の構成を示している。
偏向装置10(偏向機構の一例である)には,上述のように第1の光ファイバ7が接続されている。第1の光ファイバ7の測定光の出射端面7Bの前面にはGRIN(gradient index)レンズ11(GRINレンズは入射した光を平行化して出力する平行化素子の一例であり,平行化できれば他のレンズ,他の光学素子でもよい)が配置されている。GRINレンズ11によって平行化された測定光LMは,固定ミラー12(回転しないが,回転させるようにしてもよい)によって反射され,偏向ミラー13に導かれる。偏向ミラー13は,所定の角度回転可能であり,入射した光を回転角に応じた偏向角で反射させる。偏向ミラー13には,例えば,MEMS(Micro-Electro-Mechanical Systems)ミラーが採用される。偏向ミラー13において反射させられた測定光LMは,f−θレンズ14(入射した光を平行化して出射する平行化素子の一例であり,他の平行化素子でもよい)において平行化させられて集光レンズ15から19のうちのいずれかを通って,第2の光ファイバ21から25の入射端面21Aから25Aのいずれかから,第2の光ファイバ21から25のいずれかに入射する。なお,光を平行化するとは,光を完全に平行にすることに限定されず,光を略平行にすることも含む概念である。また,本実施形態において,平行化素子は,光を完全な平行よりもやや集光気味にすることが好ましい。すなわち,光の減衰及び物質を透過する際の拡散の影響を減らし,且つ,光の焦点が平行化素子から近傍に位置しないようにすることが好ましい。
偏向ミラー13の回転角を,制御装置(図示略)を用いて制御することにより,測定光LMを第2の光ファイバ21から25のうちのいずれかに入射させることができる。たとえば,偏向ミラー13を所定角度から角度θ1だけ回転させることにより,図2に示すように,測定光LMは,集光レンズ15を通って第2の光ファイバ21に入射する。同様に,偏向ミラー13を所定角度から角度θ2,θ3またはθ4だけそれぞれ回転させると,測定光LMは,集光レンズ16,17または18を通って第2の光ファイバ22,23または24に入射する。図3に示すように,偏向ミラー13を所定角度から角度θ5だけ回転させると,測定光LMは,集光レンズ19を通って第2の光ファイバ25に入射する。
上述のように,第2の光ファイバ21から25の測定光LMの出射端面から出射した測定光LMは歯茎GUおよび歯TOにおいて反射し,出射した出射端面から第2の光ファイバ21から25に再度入射する。歯茎GUおよび歯TOにおいて反射した後,再度第2の光ファイバ21から25に入射した測定光LMは,上述した第1の光ファイバ7から第2の光ファイバ21から25に出射される経路と逆の経路を経て,第1の光ファイバ7に再度入射する。
偏向ミラー13の回転角を制御する制御装置および偏向ミラーが,第1の光ファイバ7から出射した測定光LMを,5本の第2の光ファイバ21から25に順に入射するように,測定光LMを制御する第1の制御機構の一例,第1の光ファイバ7から出射した測定光LMを偏向して,光ファイバ・アレイを構成する5本の第2の光ファイバ21から25のそれぞれに導く偏向機構の一例である。
図4は検査用プローブ30の斜視図,図5は図4のV−V線に沿う断面図,図6は図4のVI−VI線に沿う断面図である。
図4に示すように,検査用プローブ30には,一方向に伸びている把持部31と,この把持部31の一端部において把持部31から垂直方向に伸びている接触部35と,が含まれている。
図5に示すように,把持部31には,基端側から接触側に向かって空間部32が形成されている。また,接触部35にも,基端側から接触側に向かって空間部36が形成されている。図6も参照して,これらの空間部32および36の内部を,一列に配列されている5本の第2の光ファイバ21から25が検査用プローブ30の基端側から先端側に通っている。5本の光ファイバ21から25の測定光の出射端面21Bから25Bが,接触部35の先端面35Aから露出している。また,5本の光ファイバ21から25の測定光の出射端面21Bから25Bのそれぞれには,GRINレンズ21Dから25Dが固定されている。これらのGRINレンズ21Dから25Dは,上述した第1の光ファイバ7が備えるGRINレンズ11と同様に,出射端面21Bから25Bから出射される測定光LMを平行化する平行化素子の一例であり,平行化できれば他のレンズ,他の光学素子でもよい。また,GRINレンズ21Dから25D(平行化素子)のそれぞれと5本の光ファイバ21から25のそれぞれとが別体である場合に限定されず,5本の光ファイバ21から25の先端側を研磨等の加工を施すことによって,第2の光ファイバ21から25の先端側にGRINレンズ21Dから25Dのような機能を有する平行化素子を形成し,GRINレンズ21Dから25D(平行化素子)のそれぞれと5本の光ファイバ21から25のそれぞれとを一体にしてもよい。なお,GRINレンズ21Dから25D(平行化素子)のそれぞれと5本の光ファイバ21から25のそれぞれとが別体である場合と一体である場合とにかかわらず,GRINレンズ21Dから25(平行化素子)と5本の光ファイバ21から25とは,第2の光導波路の一例である。また,GRINレンズ21Dから25Dのそれぞれの径は,第2の光ファイバ21から25のそれぞれの径よりも小さくてもよい。すなわち,GRINレンズ21Dから25Dのそれぞれの径は,出射端面21Bから25Bのそれぞれから測定光LMが出射される領域を覆うことができる大きさであればよい。
把持部31は,硬質樹脂を材料として生成されており,ほとんど伸縮しない。接触部35は可撓性材料である軟質樹脂(たとえば,ポリウレタン)を材料として生成しており,所定の閾値よりも伸縮率が高い(比較的簡単に伸び縮みする)。5本の第2の光ファイバ21から25の外周面のうち,把持部31の内壁(把持部31と空間部32との境界面)に形成されている空間部32と接する面は把持部31の内壁と接着されていないで,単に空間部32を通っているものである。これに対して,5本の第2の光ファイバ21から25の外周面のうち,接触部35の内壁に形成されている空間部36と接する面の少なくとも一部は把持部31の内壁に接触されている。5本の第2の光ファイバ21から25の光ファイバ同士は接着されていず,互いの接触の有無にかかわらず,独立して光軸方向に単独で移動自在である。例えば,5本の第2の光ファイバ21から25の外周面は,複数の第2の光ファイバの外周面同士が接していても各第2の光ファイバが摺動可能な程度,高い平滑性を有している。そのため,図5に示されるように,5本の第2の光ファイバ21から25が互いに接している場合であっても,各光ファイバが独立して光軸方向に単独で移動自在である。代替的に,5本の第2の光ファイバ21から25の外周面が互いに接しないように,接触部35の空間部36が形成されてもよい。例えば,接触部35の空間部36は,接触部35の内部に設けられた,5本の第2の光ファイバ21から25の各々が挿通可能な複数の(この場合は5の)挿通孔であってもよい。そのため,5本の第2の光ファイバ21から25の外周面が高い平滑性を有していない場合であっても,各光ファイバが独立して光軸方向に単独で移動自在である。接触部35は可撓性材料である軟質樹脂から生成されているから,第2の光ファイバ21から25のうち,いずれかの第2の光ファイバに対して基端側への力が加わった場合に,その力が加わった第2の光ファイバのみが接触部35による先端側に戻る力に抗して基端側に動き,その他の第2の光ファイバは接触部35による先端側に戻る力が働くので,基端側への力が加わった第2の光ファイバのみが基端側に動く。このように,5本の第2の光ファイバ21から25から構成される光ファイバ・アレイ(光導波路アレイの一例である)は,第2の光ファイバ21から25のそれぞれの光軸方向に単独で移動自在(ある第2の光ファイバが光軸方向に移動した場合に,他の第2の光ファイバが一緒に動かない)に,可撓性材料から成る接触部35(保持部の一例である)に保持されていることとなる。
図7および図8は,検査用プローブ30の接触部35の先端面35Aを測定対象である歯茎GUおよび歯TOに当てている様子を示している。図8は,図7の一部を取り出して示している。
歯茎GUおよび歯TOの表面は,平面ではなく複雑な形状となっていることが一般的である。接触部35が可撓性材料によって形成されているため,接触部35の先端面35Aが歯茎GUおよび歯TOに当てられると,接触部35の先端面35Aが歯茎GUおよび歯TOの表面の形状に追従するように,接触部35が変形する。このとき,歯茎GUおよび歯TOの表面の形状に応じて,第2の光ファイバ21から25の出射端面21Bから25Bのそれぞれに対して基端側に向かう力が加わる。ここで,第2の光ファイバ21から25は,第2の光ファイバ21から25のそれぞれの光軸方向に単独で移動自在であるから,第2の光ファイバ21から25の出射端面21Bから25Bのそれぞれは,GRINレンズ21Dから25Dのそれぞれを介して歯茎GUおよび歯TOの表面に密着する。たとえば,図8に示すように,歯茎GUの表面は歯TOの表面より突出しているが,第2の光ファイバ22の出射端面22BがGRINレンズ22Dを介して歯TOの表面に密着すると共に,第2の光ファイバ23の出射端面23BがGRINレンズ23Dを介して歯茎GUの表面に密着している。このように,歯茎GUおよび歯TOの面に第2の光ファイバ21から25の出射端面21Bから25BがGRINレンズ21Dから25Dのそれぞれを介して密着するので,歯茎GUおよび歯TOの表面,並びに,歯周ポケットが存在するときには,歯TOと歯周ポケットとの界面から反射した測定光LMをロスなく第2の光ファイバ21から25に入射させることができるようになる。
また,第2の光ファイバ21から25の外周面の一部は,接触部35に接着(固定)されているので,第2光導波路の先端部,すなわち第2の光ファイバ21から25の出射端面21Bから25B又はこれらに備えられているGRINレンズ21Dから25Dが,接触部35の先端面35Aよりも基端側に埋没してしまうことが未然に防止される。仮に,第2の光ファイバ21から25が基端側に埋没してしまう場合には,歯茎GUおよび歯TOの表面に接触部35の先端面35Aが接している状態であっても,第2の光ファイバ21から25の出射端面21Bから25Bと歯茎GUおよび歯TOとの表面がGRINレンズ21Dから25Dを介して密着しない。その結果,このような場合には,歯茎GUおよび歯TOからの反射光が第2の光ファイバ21から25に入る量が少なくなりロスが多くなってしまう。もっとも,第2の光ファイバ21から25が基端側に埋没しないように,第2の光ファイバ21から25が接触部35(保持部)に固定されている必要は必ずしもない。
図9は,測定光B11,B21,B31,B41およびB51が検査対象である歯茎GUおよび歯TOに照射される様子を示すものである。図9は,図1および図7に比べて拡大されている。図9においては,光ファイバ21から25の図示も省略されている。
測定光B11は第2の光ファイバ21を伝搬する測定光LMである。同様に,測定光B21は第2の光ファイバ22を,測定光B31は第2の光ファイバ23を,測定光B41は第2の光ファイバ24を,測定光B51は第2の光ファイバ25を,それぞれ伝搬する測定光LMである。
図9は,歯茎GUおよび歯TOを側面から見たものであり,図9の左側が身体の外側および内側の一方,右側が身体の外側および内側の他方に相当する。
歯茎GUと歯TOとの間に歯周ポケットPPが形成されている。重度の歯周病の場合,歯周ポケットPPの深さは6mm以上となるから,測定光B11からB51の振れ幅ΔL(歯周ポケットPPの深さ方向における測定光B11からB51の振れ幅)が6mm以上あれば,重度の歯周病の歯周ポケットPPかどうかが判断できる。したがって,測定光B11からB51の振れ幅ΔLが6mm以上となるように,第2の光ファイバ21から25の本数および第2の光ファイバ21から25のそれぞれの径が決定される。このように,一度の走査で歯周ポケットの深さを測定するのに十分な振れ幅があることが好ましい。
図10(A)から図10(E)は,干渉信号の一例である。
図10(A),図10(B),図10(C),図10(D)および図10(E)は,それぞれ測定光B11,B21,B31,B41およびB51にもとづいて得られる干渉信号の一例である。
測定光B11は,歯茎GUが無い歯TOの部分に直接照射されており(図9参照),歯TOの表面からの反射光強度が高くなる。このために,図10(A)に示すように,歯TOの表面からの反射光にもとづいて図10(A)に示すように時刻t11において干渉信号が発生する。
測定光B21は,歯周ポケットPPの上端部を照射するから(図9参照),歯茎GUの表面からの反射光強度,歯茎GUと歯周ポケットPPとの境界からの反射光強度および歯茎GUの表面からの反射光強度が高くなる。このために,図10(B)に示すように,歯茎GUの表面からの反射光,歯茎GUと歯周ポケットPPとの境界からの反射光および歯TOの表面からの反射光にもとづいて図10(B)に示すように時刻t21,t22およびt23において干渉信号が発生する。時刻t21から時刻t22までの時間差Δt21は測定光B21が照射される部分の歯茎GUの厚さΔ21を示し,時刻t22から時刻t23までの時間差Δt22は測定光B21が照射される部分の歯周ポケットPPのギャップ間距離(歯TOと歯茎GUとの隙間の距離)Δ22を示している。
同様に,測定光B31による歯茎GUの表面からの反射光,歯茎GUと歯周ポケットPPとの境界からの反射光および歯TOの表面からの反射光にもとづいて図10(C)に示すように時刻t31,t32およびt33において干渉信号が発生する。時刻t31から時刻t32までの時間差Δt31は測定光B31が照射される部分の歯茎GUの厚さΔ31を示し,時刻t32から時刻t33までの時間差Δt32は測定光B31が照射される部分の歯周ポケットPPのギャップ間距離Δ32を示している。
同様に,測定光B41による歯茎GUの表面からの反射光,歯茎GUと歯周ポケットPPとの境界からの反射光および歯TOの表面からの反射光にもとづいて図10(D)に示すように時刻t41,t42およびt43において干渉信号が発生する。時刻t41から時刻t42までの時間差Δt41は測定光B41が照射される部分の歯茎GUの厚さΔ41を示し,時刻t42から時刻t43までの時間差Δt42は測定光B41が照射される部分の歯周ポケットPPのギャップ間距離Δ42を示している。
測定光B51が照射される歯茎GUの部分には歯周ポケットPPができていないから(図9参照),測定光B51による歯茎GUからの反射光および歯TOの表面からの反射光にもとついて,図10(E)に示すように時刻t51およびt52において干渉信号が発生する。時刻t51から時刻t52までの時間差Δt51は測定光B51が照射される部分の歯茎GUの厚さΔ51を示す。
図10(A)から図10(E)の干渉信号のピーク値をプロットすることにより図11に示す歯茎GUと歯TOとの光断層画像が生成される。
図11は,歯茎GUの光断層画像Iguと歯TOの光断層画像Itoとの一例である。
歯茎GUの光断層画像Iguと歯TOの光断層画像Itoとは表示装置6の表示画面に表示される。歯茎GUの光断層画像Iguと歯TOの光断層画像Itoとが信号処理回路5において輪郭抽出されることにより,歯周ポケットPPの深さΔdが信号処理回路5において算出される。
上述の実施例では,歯茎GUと歯TOとの光断層画像IguとItoとを生成し,生成された光断層画像IguとItoとの輪郭を抽出することにより歯周ポケットPPの深さΔdを算出しているが,光断層画像IguとItoとを生成することなく(光断層画像IguとItoとを生成してもよい),計算により歯周ポケットPPの深さΔdを算出してもよい。
また,上述の実施例では,測定光B11からB51の振れ幅は,重度の歯周病であっても一度の走査において歯周ポケットPPの深さΔdが測定できる程度のものとされている。しかしながら,一度の走査において歯周ポケットの深さΔdを測定できる程度の十分な振れ幅が無い場合に,検査用プローブ30を用いて上下の異なる位置で複数回(少なくとも2箇所)測定することにより,フォトダイオード4から出力された干渉信号にもとづいて歯周ポケットの深さΔdについてのデータを信号処理回路(歯周ポケット・データ生成手段)5において生成するようにしてもよい。
たとえば,検査用プローブ30が,一回の走査(測定)により図9に示される測定光B11からB31の範囲(B31からB51の範囲と同等)に相当する振れ幅の,測定光を出射できるとする。まず,図9に示される測定光B11からB31に相当する範囲に,測定光を出射可能な位置で,検査用プローブ30による一度目の走査(測定)が実施されるとする。この場合,たとえば,一度目の走査において図9に示される測定光B11からB31の範囲に出射される測定光にもとづいて得られる干渉信号から,図9に示す歯茎GUおよび歯TOの上半分の光断層画像IguおよびItoが得られる。次に検査用プローブ30を下方向に動かす。動かした後の位置で実施される二度目の走査により,図9に示される測定光B31からB51に相当する範囲に,検査用プローブ30から測定光が出射されるとする。この場合,二度目の走査において図9に示される測定光B31からB51の範囲に出射される測定光にもとづいて得られる干渉信号から,図9に示す歯茎GUおよび歯TOの下半分の光断層画像IguおよびItoが得られる。上下の異なる2箇所の位置に対する測定によって得られた2つの光断層画像が信号処理回路5において合成処理されることにより,図9に示す歯茎GUおよび歯TOの光断層画像が得られる。歯茎GUおよび歯TOの上半分の光断層画像IguおよびItoと下半分の光断層画像IguおよびItoとは重複部分については重複するように合成し,一度の走査により得られる光断層画像IguおよびItoと同じ光断層画像が得られるように,上下方向における光断層画像の連続性が担保されていることはいうまでもない。
上述の実施例においては,第2の光ファイバ21から25が一列に配列されているが,二列以上に配列されていてもよい。その場合には,図2および図3において示した偏向装置10において,偏向ミラー13は,一次元方向にのみ測定光LMを偏向させるのではなく,二次元方向にも測定光LMを偏向できるようにし,各列に含まれる光ファイバに測定光を導くようにすることとなろう。また,5本の第2の光ファイバ21から25は,必ずしも一直線上に配列されていなくともよく曲線状に曲がっていてもよい。
図12は,偏向装置の他の一例を示している。
図12に示す偏向装置10Aは,ピエゾ素子を利用するものである。図12において,右方向がX軸方向であり,手前方向がY軸方向であり,上方向がZ軸方向である。X軸方向が先端側であり,X軸負方向が基端側である。
第1の光ファイバ7の先端部にピエゾ素子P1およびP2が固定されている。ピエゾ素子P1およびP2よりも先端側であり,第1の光ファイバ7を挟むようにストッパ61および62が設けられている。ストッパ61および62は,第1の光ファイバ7の上下方向(Z軸方向およびZ軸負方向)の移動を規制するものである。第1の光ファイバ7の前面にはf−θレンズ63が設けられている。f−θレンズ63を挟んで第1の光ファイバ7と対向する位置に第2の光ファイバ52が設けられている。第2の光ファイバ52の上方に第2の光ファイバ51が設けられており,第2の光ファイバ52の下方に第2の光ファイバ53が設けられている。第2の光ファイバ51の基端部にはピエゾ素子P3が固定されており,第2の光ファイバ53の基端部にはピエゾ素子P4が固定されている。
第1の光ファイバ7に固定されているピエゾ素子P1により第1の光ファイバ7の先端部が下方向に動かされ,第1の光ファイバ7に固定されているピエゾ素子P2により第1の光ファイバ7の先端部が上方向に動かされる。ピエゾ素子P1およびP2により,第1の光ファイバ7の測定光LMの出射端面の位置が調整させられる。
また,複数の第2の光ファイバ51,52および53のうち,第2の光ファイバ51の基端部に固定されているピエゾ素子P3により第2の光ファイバ51の基端部が下方向に動かされ,第2の光ファイバ53の基端部に固定されているピエゾ素子P4により第2の光ファイバ53の基端部が上方向に動かされる。ピエゾ素子P3およびP4により,第2の光ファイバ51および53の測定光LMの入射端面の位置が調整させられる。
第2の光ファイバ51,52および53が,図4に示した検査用プローブ30の接触部35(保持部)に保持される。第2の光ファイバ51の基端部が下方向に,第2の光ファイバ53の基端部が上方向に動くことができるように第2の光ファイバ51,52および53は,隙間を空けて接触部35に保持されるのはいうまでもない。
ピエゾ素子P2により第1の光ファイバ7の先端部が上方向に動かされ,ピエゾ素子P3により第2の光ファイバ51の基端部が下方向に動かされることにより,第1の光ファイバ7の測定光LMの出射端面7Bと第2の光ファイバ51の測定光LMの入射端面51Aとが対向する。ピエゾ素子P1からP4のいずれもが動作しない場合には,第1の光ファイバ7の測定光LMの出射端面7Bと第2の光ファイバ52の測定光LMの入射端面52Aとが対向する。ピエゾ素子P1により第1の光ファイバ7の先端部が下方向に動かされ,ピエゾ素子P4により第2の光ファイバ53の基端部が上方向に動かされることにより,第1の光ファイバの測定光LMの出射端面7Bと第2の光ファイバ53の測定光LMの入射端面53Aとが対向する。第1の光ファイバ7の測定光LMの出射端面7Bが,複数の第2の光ファイバ51,52および53の測定光LMの入射端面51A,52Aおよび53Aと順に対向するように,ピエゾ素子P1からP4に印加される電圧が電圧回路および電圧制御回路(いずれも図示略)によって調整される。第2の光ファイバ51から53の測定光LMの前面にf−θレンズ63(測定光を平行化する平行化素子の一例である)が設けられているので,第2の光ファイバ51から53への測定光LMの入射光率が高くなる。
ピエゾ素子P1からP4,電圧回路および電圧制御回路が,第1の光ファイバ7から出射した測定光LMを,光ファイバ・アレイを構成する複数の第2の光ファイバ51,52および53に順に入射するように,第1の光ファイバ7ならびに第2の光ファイバ51,52および53のうち少なくとも一つを制御する第1の制御機構であり,第1の光ファイバ7(第1の光導波路)の測定光LMの出射端面7Bが,光ファイバ・アレイ(光導波路アレイ)を構成するそれぞれの第2の光ファイバ51,52および53(第2の光導波路)の測定光LMの入射端面51A,52Aおよび53Aと順に対向するように,第1の光ファイバ7の測定光LMの出射端面7Bの位置ならびに第2の光ファイバ51,52および53の測定光LMの入射端面51A,52Aおよび53Aの位置の少なくとも一方を調整する第1の調整機構である。
図13は,偏向装置の他の一例を示している。
図13に示す偏向装置10Bも,ピエゾ素子を利用するものである。図13においても,右方向がX軸方向であり,手前方向がY軸方向であり,上方向がZ軸方向である。図13において,図12に示すものと同一物については同一符号を付して説明を省略する。
偏向装置10Bに含まれる第2の光ファイバ・アレイ50には,光ファイバ51,52および53ならびに光ファイバ71から79が含まれている。光ファイバ51,52および53が第1の光ファイバ・アレイ50であり,光ファイバ71から79が第2の光ファイバ・アレイ70である。第1の光ファイバ・アレイ50に含まれる光ファイバ51,52および53は少なくとも一列に配列されており,第1の光ファイバ7の出射端面7Bから出射する測定光LMを,測定光LMの入射端面51A,52Aおよび53Aから入射し,測定光LMの出射端面51B,52Bおよび52Cから出射する。第2の光ファイバ・アレイ70に含まれる光ファイバ71から79は,第1の光ファイバ・アレイ50に含まれている光ファイバ51,52および53よりも多く,第1の光ファイバ・アレイ50に含まれている光ファイバ51,52および53の出射端面51B,52Bおよび53Bから出射した測定光LMを,測定光LMの入射端面71Aから79Aから入射し,測定光LMの出射端面71Bから79Bから出射する。第2の光ファイバ・アレイ70に含まれている光ファイバ71から79が,図4に示したように検査用プローブ30の接触部35(保持部)によって保持される。
第1の光ファイバ・アレイ50のうち,第2の光ファイバ51の先端部には,第2の光ファイバ51の先端部を上方向に動かすピエゾ素子P6および第2の光ファイバ51の先端部を下方向に動かすピエゾ素子P5が固定されている。また,第2の光ファイバ52の先端部には,第2の光ファイバ52の先端部を上方向に動かすピエゾ素子P8および第2の光ファイバ52の先端部を下方向に動かすピエゾ素子P7が固定されている。さらに,第2の光ファイバ53の先端部には,第2の光ファイバ53の先端部を上方向に動かすピエゾ素子P10および第2の光ファイバ53の先端部を下方向に動かすピエゾ素子P9が固定されている。
第2の光ファイバ・アレイ70のうち,第2の光ファイバ71の基端部には,第2の光ファイバ71の基端部を下方向に動かすピエゾ素子P11が固定されており,第2の光ファイバ73の基端部には,第2の光ファイバ72の基端部を上方向に動かすピエゾ素子P12が固定されている。また,第2の光ファイバ74の基端部には,第2の光ファイバ74の基端部を下方向に動かすピエゾ素子P13が固定されており,第2の光ファイバ76の基端部には,第2の光ファイバ76の基端部を上方向に動かすピエゾ素子P14が固定されている。さらに,第2の光ファイバ77の基端部には,第2の光ファイバ77の基端部を下方向に動かすピエゾ素子P15が固定されており,第2の光ファイバ79の基端部には,第2の光ファイバ79の基端部を上方向に動かすピエゾ素子P16が固定されている。
第2の光ファイバ・アレイ70のうち,第2の光ファイバ71,72および73の測定光LMの入射端面71A,72Aおよび73Aの前面(第2の光ファイバ71,72および73と第2の光ファイバ51との間)には第2の光ファイバ51から出射される測定光LMを平行化するf−θレンズ64(平行化できれば他の光学素子でもよい)が配置されている。また,第2の光ファイバ74,75および76の測定光LMの入射端面74A,75Aおよび76Aの前面(第2の光ファイバ74,75および76と第2光ファイバ52との間)には第2の光ファイバ52から出射される測定光LMを平行化するf−θレンズ65(平行化できれば他の光学素子でもよい)が配置されている。さらに,第2の光ファイバ77,78および79の測定光LMの入射端面77A,78Aおよび79Aの前面(第2の光ファイバ77,78および79と第2光ファイバ53との間)には第2の光ファイバ53から出射される測定光LMを平行化するf−θレンズ66(平行化できれば他の光学素子でもよい)が配置されている。
偏向装置10Bには,第1の光ファイバ7と第1の光ファイバ・アレイ50との間に設けられているf−θレンズ63ならびに第1の光ファイバ・アレイ50と第2の光ファイバ・アレイ70との間に設けられている3つのf−θレンズ64,65および66が含まれている。これらのすべてのf−θレンズ63,64,65および66が設けられることが好ましいが,これらのf−θレンズ63,64,65および66のうち,少なくとも一つのf−θレンズ(平行化素子)が設けられるようにしてもよいし,必ずしもf−θレンズが設けられなくともよい。
ピエゾ素子P2により第1の光ファイバ7の先端部が上方向に動かされ,かつピエゾ素子P3により第2の光ファイバ51の基端部が下方向に動かされると,第1の光ファイバ7の測定光LMの出射端面7Bと第2の光ファイバ51の測定光LMの入射端面51Aとが対向する。第1の光ファイバ7に入射した測定光LMは,第2の光ファイバ51に入射することとなる。この状態で,ピエゾ素子P6により第2の光ファイバ51の先端部が上方向に動かされ,かつピエゾ素子P11により第2の光ファイバ71の基端部が下方向に動かされると,第2の光ファイバ51の測定光LMの出射端面51Bと第2の光ファイバ71の測定光LMの入射端面71Aとが対向するので,第2の光ファイバ51から出射する測定光LMは第2の光ファイバ71に入射する。また,第2の光ファイバ51の先端部が動かされないと,第2の光ファイバ51の測定光LMの出射端面51Bと第2の光ファイバ72の測定光LMの入射端面72Aとが対向するので,第2の光ファイバ51から出射する測定光LMは第2の光ファイバ72に入射する。さらに,ピエゾ素子P5により第2の光ファイバ51の先端部が下方向に動かされ,かつピエゾ素子P12により第2の光ファイバ73の基端部が上方向に動かされると,第2の光ファイバ51の測定光LMの出射端面51Bと第2の光ファイバ73の測定光LMの入射端面73Aとが対向するので,第2の光ファイバ51から出射する測定光LMは第2の光ファイバ73に入射する。
第1の光ファイバ7の先端部が上下方向に動かされないと,第1の光ファイバ7の測定光LMの出射端面7Bと第2の光ファイバ52の測定光LMの入射端面52Aとが対向する。第1の光ファイバ7に入射した測定光LMは,第2の光ファイバ52に入射することとなる。この状態で,ピエゾ素子P8により第2の光ファイバ52の先端部が上方向に動かされ,かつピエゾ素子P13により第2の光ファイバ74の基端部が下方向に動かされると,第2の光ファイバ52の測定光LMの出射端面52Bと第2の光ファイバ74の測定光LMの入射端面74Aとが対向するので,第2の光ファイバ52から出射する測定光LMは第2の光ファイバ74に入射する。また,第2の光ファイバ52の先端部が動かされないと,第2の光ファイバ52の測定光LMの出射端面52Bと第2の光ファイバ75の測定光LMの入射端面75Aとが対向するので,第2の光ファイバ52から出射する測定光LMは第2の光ファイバ75に入射する。さらに,ピエゾ素子P7により第2の光ファイバ52の先端部が下方向に動かされ,かつピエゾ素子P14により第2の光ファイバ76の基端部が上方向に動かされると,第2の光ファイバ52の測定光LMの出射端面52Bと第2の光ファイバ76の測定光LMの入射端面76Aとが対向するので,第2の光ファイバ52から出射する測定光LMは第2の光ファイバ76に入射する。
ピエゾ素子P1により第1の光ファイバ7の先端部が下方向に動かされ,かつピエゾ素子P4により第2の光ファイバ53の基端部が上方向に動かされると,第1の光ファイバ7の測定光LMの出射端面7Bと第2の光ファイバ53の測定光LMの入射端面53Aとが対向する。第1の光ファイバ7に入射した測定光LMは,第2の光ファイバ53に入射することとなる。この状態で,ピエゾ素子P10により第2の光ファイバ53の先端部が上方向に動かされ,かつピエゾ素子P15により第2の光ファイバ77の基端部が下方向に動かされると,第2の光ファイバ53の測定光LMの出射端面53Bと第2の光ファイバ77の測定光LMの入射端面77Aとが対向するので,第2の光ファイバ53から出射する測定光LMは第2の光ファイバ77に入射する。また,第2の光ファイバ53の先端部が動かされないと,第2の光ファイバ53の測定光LMの出射端面53Bと第2の光ファイバ78の測定光LMの入射端面78Aとが対向するので,第2の光ファイバ53から出射する測定光LMは第2の光ファイバ78に入射する。さらに,ピエゾ素子P9により第2の光ファイバ53の先端部が下方向に動かされ,かつピエゾ素子P16により第2の光ファイバ77の基端部が上方向に動かされると,第2の光ファイバ53の測定光LMの出射端面53Bと第2の光ファイバ77の測定光LMの入射端面77Aとが対向するので,第2の光ファイバ53から出射する測定光LMは第2の光ファイバ77に入射する。
このようにして,ピエゾ素子P1からP16を利用して,第1の光ファイバ7から出射する測定光LMを第2の光ファイバ71から79に順に伝搬させることができる。ピエゾ素子P1からP16は,電圧回路(図示略)から印加される電圧により駆動され,その電圧回路を制御する電圧制御回路(図示略)により,上述の動作が行われるような電圧が対応するピエゾ素子に与えられるのは言うまでもない。これらのピエゾ素子P1からP16,電圧回路および電圧制御回路が,第1の光ファイバ・アレイ50に含まれる光ファイバ51,52および53から出射した測定光を,第2の光ファイバ・アレイ70に含まれる複数の光ファイバ71から79に順に入射するように,第1の光ファイバ・アレイ50に含まれる光ファイバ51,52および53ならびに第2の光ファイバ・アレイ70に含まれる光ファイバ71から79の少なくとも一方を制御する第2の制御機構に相当する。
上述の実施例では,第1の光ファイバ7から出射する測定光LMを,光ファイバ51,52または53に入射させるために,第1の光ファイバ7の先端側と第1の光ファイバ・アレイ50に含まれる光ファイバ51の基端側および光ファイバ53の基端側との両方を動かしているが,第1の光ファイバ7の先端側または第1の光ファイバ・アレイ50に含まれる光ファイバ51の基端側(または光ファイバ53の基端側)のいずれかを動かすようにしてもよい。同様に,第1の光ファイバ・アレイ50に含まれる光ファイバ51の先端部または第2の光ファイバ・アレイ70に含まれる光ファイバ71の基端側(または光ファイバ73の基端側)のいずれかを動かすようにしてもよい。また,第1の光ファイバ・アレイ50に含まれる光ファイバ52の先端部または第2の光ファイバ・アレイ70に含まれる光ファイバ74の基端側(または光ファイバ76の基端側)のいずれかを動かすようにしてもよいし,第1の光ファイバ・アレイ50に含まれる光ファイバ53の先端部または第2の光ファイバ・アレイ70に含まれる光ファイバ77の基端側(または光ファイバ79の基端側)のいずれかを動かすようにしてもよい。
また,第2の光ファイバ・アレイ70に含まれている光ファイバ71から79から出射される測定光LMを,さらに多くの光ファイバに入射させるようにしてもよい。
図14は,ステッピング・モータの斜視図である。
第1の光ファイバ7の先端側の側面に上下方向に伸びているラック83が固定されている。ラック83にはステッピング・モータ80の軸81に固定されているピニオン82が噛み合っている。ステッピング・モータ80の軸81が回転することにより,回転方向に応じて第1の光ファイバ7の先端部が上方向または下方向に動く。
図12に示したピエゾ素子P1からP4の代わりに,このようなステッピング・モータ80を第1の光ファイバ7の先端部,光ファイバ51,52および53の基端部に固定することにより,上述したように,第1の光ファイバ7から出射した測定光LMの光ファイバ51,52および53への伝搬を行うことができる。同様に,図13に示したピエゾ素子P1からP16の代わりに,このようなステッピング・モータ80を第1の光ファイバ7の先端部,光ファイバ51の基端部および先端部,光ファイバ52の先端部,光ファイバ53の基端部および先端部ならびに光ファイバ71,73,74,76,77および79に固定することにより,上述したように,第1の光ファイバ7から出射した測定光LMの光ファイバ51,52および53への伝搬,ならびに第1の光ファイバ7から出射した測定光LMの光ファイバ71から79への伝搬を行うことができる。
図15(A)および図15(B)から図18は,第2の光ファイバ21から25を保持する接触部35の製造方法を説明するものである。
図15(A)は,第2の光ファイバ21から25が接触部35に挿入されていない状態を示すもので,図4のVI−VI線に沿う断面図に相当する。
接触部35には,基端側から先端側に向かって,一列に配列された第2の光ファイバ21から25を通す空間部36が形成されている。空間部36の幅w0は,第2の光ファイバ21から25の径(直径)とほぼ等しく,空間部36の高さh0は,第2の光ファイバ21から25を一列に配列した場合の長さとほぼ等しい。
図15(B)は,第2の光ファイバ21から25が空間部36に挿入されている状態を示すもので,図4のVI−VI線に沿う断面図に相当する。
第2の光ファイバ21から25は,径(直径)が空間部36の幅w0と同じもの(幅w0よりも小さくともよく,大きくともよい)が用いられる。空間部36に第2の光ファイバ21から25を挿入すると,第2の光ファイバ21から25の外周面と空間部36を形成する接触部35の内壁とが接する。
図16は,接触部35の先端部を示す側面図,図17は接触部35の先端部を示す断面図であり,図4のV−V線に沿う断面図に相当する。
図16に示すように,第2の光ファイバ21から25が接触部35の先端面35Aから少しはみ出すように,第2の光ファイバ21から25が基端側から空間部36に挿入される。その後,第2の光ファイバ21から25の先端面をつぶすように焼き締めが行われる。すると,図17に示すように,第2の光ファイバ21から25の先端面がつぶれ,第2の光ファイバ21から25の先端面は,接触部35の先端面35Aと同一平面となる。第2の光ファイバ21から25の先端面がつぶれるから,第2の光ファイバ21から25の先端部の径(直径)は,第2の光ファイバ21から25の先端部以外の部分の径よりも大きくなる。その後,第2の光ファイバ21から25の先端部を研磨等の加工を施すことによって,第2の光ファイバ21から25の先端部にGRINレンズ21Dから25Dのような平行化素子を形成してもよく,第2の光ファイバ21から25の先端面21Bから25BにGRINレンズ21Dから25Dを熱接着してもよい。なお,第2の光ファイバ21から25の先端部の径(直径)が,第2の光ファイバ21から25の先端部以外の部分の径よりも大きくなっていればよく,たとえば,第2の光ファイバ21から25の先端面21Bから25BのそれぞれにGRINレンズ21Dから25Dが形成されている場合には,上述のようにGRIN;レンズ21Dから25Dの径は,第2の光ファイバ21から25の先端部以外の部分の径以下でもよい。
図18は,第2の光ファイバ21から25の先端面がつぶれた状態での,接触部35の正面図である。
第2の光ファイバ21から25の先端部の直径(幅)w1は,空間部36の幅w0よりも大きくなっている。第2の光ファイバ21から25の先端面の焼き締めにより,それらの先端部には径方向に広がるフランジ21C,22C,23C,24Cおよび25Cが形成される。これらのフランジ21C,22C,23C,24Cおよび25Cは,焼き締めにより接触部35の先端部が柔らかくなることにより,図17に示すように接触部35内に入り込む。
この結果,第2の光ファイバ21,22,23,24および25は,基端側に押される場合に,フランジ21C,22C,23C,24Cおよび25Cが接触部35に引っ掛かり,第2の光ファイバ21,22,23,24および25の出射端面21B,22B,23B,24Bおよび25Bが接触部35の先端面35Aから埋没せずに,相互に独立して基端側に動くことができる。焼き締めする場合に,第2の光ファイバ21,22,23,24および25同士がくっついてしまう場合には,それぞれの第2の光ファイバ21,22,23,24および25が相互に独立して基端側に動くことができるように,はがすこととなろう。もっとも,焼き締めを行う場合に,第2の光ファイバ21,22,23,24および25の先端部のそれぞれの間に光ファイバ同士が付かないようにスペーサを入れ,焼き締めのあとにそれらのスペーサを取り外すことにより,焼き締めをしても第2の光ファイバ21,22,23,24および25同士がくっついてしまうことが未然に防止でき,それぞれの第2の光ファイバ21,22,23,24および25が相互に独立して基端側に動くことができるようになる。
接触部35の先端面35Aに対して,第2の光ファイバ21,22,23,24および25が埋没しなければよく,先端面35Aから,第2の光ファイバ21,22,23,24および25が飛び出してもよい。もっとも,先端面35A(接触部35の先端部)に,第2の光ファイバ21,22,23,24および25が固定されるようにしてもよい。たとえば,第2の光ファイバ21,22,23,24および25の側面に凸部を形成し,接触部35の内壁に凹部を形成し,これらの凸部が凹部にはめ込められるようにしてもよい。いずれにしても,第2の光ファイバ21,22,23,24および25の先端側が,第2の光ファイバ21,22,23,24および25の光軸方向に,それぞれ単独で移動可能であり,基端側が移動しなければよい。
図19から図25は,他の実施例を示すもので,検査用プローブであるマウス・ピース85の一例である。具体的には,マウス・ピース85は,接触部35(保持部)の一態様に相当する。
図19の上部は,マウス・ピース85の斜視図であり,図19の下部は,マウス・ピース85を装着する歯茎GUおよび下顎の歯TE(中切歯111および112,側切歯113および114,犬歯115および116,第一小臼歯117および118,第二小臼歯119および120,第一大臼歯121および122,第二大臼歯123および124)の斜視図である。
詳しくは後述するように(図21,図22などを参照),マウス・ピース85内には複数の光ファイバが含まれている。マウス・ピース85は,接触部35と同じ可撓性材料でできており,マウス・ピース85に含まれている複数の光ファイバを,光ファイバの光軸方向に単独で移動自在に保持している。
図20は,歯TEおよび歯茎GUにマウス・ピース85を装着した様子を示している。
マウス・ピース85の内部には空間部が形成されており,マウス・ピース85の内面と歯TEの表面および歯茎GUの表面とが密着する。
図21はマウス・ピース85の平面図である。
マウス・ピース85には,多数の光ファイバ91Aから104Aなどが含まれている。マウス・ピース85の正面(図20において右側)から,多数の光ファイバがマウス・ピース85の外部に伸びている。多数の光ファイバは,一対のコネクタ(コネクタ90A及びコネクタ90B)によって,分離自在に結合されている。すなわち,コネクタ90Aとコネクタ90Bとは,光導波路アレイのうちの第2の光導波路アレイの先端側と基端側との間に設けられる,第2の光導波路アレイを分離自在に結合する結合部材の一例である。
コネクタ90Bから延びる光ファイバ91Aから104Aなどは,偏向装置10C(たとえば,図2に示した偏向装置10と同じ構造をもつ。偏向装置10Aの構造又は10Bの構造のような構造でもよい)の一端部に接続され,偏向装置10Cの他端部には5本の光ファイバ21から25が接続されている。偏向装置10Cは, 偏向装置10C内部に設けられた偏向ミラーを用いて光ファイバ21から25から出力される測定光LMを偏向して,光ファイバ91Aから91E,92Aから92E,93Aから93E,94Aから94E,95Aから95E,96Aから96E,97Aから97E,98Aから98E,99Aから99E,100Aから100E,101Aから101E,102Aから102E,103Aから103Eまたは104Aから104Eに測定光LMを伝搬させる。
図23は,図21のXXIII−XXIII線に沿う断面図である。図23においてはハッチングを省略している。
偏向装置10Cには,マウス・ピース85から外部に伸びている多数の光ファイバ91Aから91E,92Aから92E,93Aから93E,94Aから94E,95Aから95E,96Aから96E,97Aから97E,98Aから98E,99Aから99E,100Aから100E,101Aから101E,102Aから102E,103Aから103Eおよび104Aから104Eが接続されている。光ファイバ91Aから91E,92Aから92E,93Aから93E,94Aから94E,95Aから95E,96Aから96E,97Aから97E,98Aから98E,99Aから99E,100Aから100E,101Aから101E,102Aから102E,103Aから103Eおよび104Aから104Eは,Z軸方向(上下方向)にそれぞれ一列に配列されている。
光ファイバ21から25内から出射した測定光LMは偏向装置10Cによって,光ファイバ91Aから91E,92Aから92E,93Aから93E,94Aから94E,95Aから95E,96Aから96E,97Aから97E,98Aから98E,99Aから99E,100Aから100E,101Aから101E,102Aから102E,103Aから103Eまたは104Aから104Eに偏向させられる。このように,図21から図23に示される偏向装置10Cは,光ファイバ21から25内から出射した測定光LMを,一次元方向に偏向するものである。しかしながら,偏向装置10Cは,第1の光ファイバ7内から出射した測定光LMを,二次元方向に偏向するものであってもよい。図21または図22において,5本の光ファイバ21から25に代えて,第1の光ファイバ7が偏向装置10Cに接続されてもよい。この場合,第1の光ファイバ7から5本の光ファイバ21から25に偏向させる偏向装置が不要となるので歯周病検査装置全体として備える偏向装置は1つである。
図22は,歯TEおよび歯茎GUにマウス・ピース85を装着した様子を示す平面図である。図24は,図21のXXIV−XXIV線に沿う断面図,図25は,図22のXXV−XXV線に沿う断面図である。
一列に配列されている光ファイバ91Aから91Eは,図24に示すように,光ファイバ91Aから91Eの光の出射面が歯TEおよび歯茎GUの密着面86から露出するようにマウス・ピース85によって保持されている。
歯TEおよび歯茎GUにマウス・ピース85を装着すると,図22および図24に示すように,光ファイバ91Aから91Eの出射面(図24において右側)が中切歯111を包んでいる歯茎GUの表面および中切歯111の外側の表面に密着する。
同様に,歯TEおよび歯茎GUにマウス・ピース85を装着すると,光ファイバ92Aから92Eの出射面が中切歯112を包んでいる歯茎GUおよび中切歯112の外側の表面に密着し,光ファイバ93Aから93Eの出射面が側切歯113を包んでいる歯茎GUおよび側切歯113の外側の表面に密着し,光ファイバ94Aから94Eの出射面が側切歯114を包んでいる歯茎GUおよび側切歯114の外側の表面に密着し,光ファイバ95Aから95Eの出射面が犬歯115を包んでいる歯茎GUおよび犬歯115の外側の表面に密着し,光ファイバ96Aから96Eの出射面が犬歯116を包んでいる歯茎GUおよび犬歯116の外側の表面に密着する。また,光ファイバ97Aから97Eの出射面が第一小臼歯117を包んでいる歯茎GUおよび第一小臼歯117の外側の表面に密着し,光ファイバ98Aから98Eの出射面が第一小臼歯118を包んでいる歯茎GUおよび第一小臼歯118の外側の表面に密着し,光ファイバ99Aから99Eの出射面が第二小臼歯119を包んでいる歯茎GUおよび第二小臼歯119の外側の表面に密着し,光ファイバ100Aから100Eの出射面が第二小臼歯120を包んでいる歯茎GUおよび第二小臼歯120の外側の表面に密着し,光ファイバ101Aから101Eの出射面が第一大臼歯121を包んでいる歯茎GUおよび第一大臼歯121の外側の表面に密着し,光ファイバ,光ファイバ102Aから102Eの出射面が第一大臼歯122を包んでいる歯茎GUおよび第一大臼歯122の外側の表面に密着し,光ファイバ103Aから103Eの出射面が第二大臼歯123を包んでいる歯茎GUおよび第二大臼歯123の外側の表面に密着し,光ファイバ104Aから104Eの出射面が第二大臼歯124の外側の表面に密着する。
第2の光ファイバ21から25から出射した測定光LMが偏向させられて光ファイバ91Aから91Eに入射すると,測定光LMは中切歯111を包んでいる歯茎GUおよび中切歯111を照射するので,中切歯111を包んでいる歯茎GUおよび中切歯111の光断層画像が得られる。第2の光ファイバ21から25から出射した測定光LMが偏向させられて光ファイバ92Aから92Eに入射すると,測定光LMは中切歯112を包んでいる歯茎GUおよび中切歯112を照射するので,中切歯112を包んでいる歯茎GUおよび中切歯112の光断層画像が得られる。第2の光ファイバ21から25から出射した測定光LMが偏向させられて光ファイバ93Aから93Eに入射すると,測定光LMは側切歯113を包んでいる歯茎GUおよび側切歯113を照射するので,側切歯113を包んでいる歯茎GUおよび側切歯113の光断層画像が得られる。第2の光ファイバ21から25から出射した測定光LMが偏向させられて光ファイバ94Aから94Eに入射すると,測定光LMは側切歯114を包んでいる歯茎GUおよび側切歯114を照射するので,側切歯114を包んでいる歯茎GUおよび側切歯114の光断層画像が得られる。第2の光ファイバ21から25から出射した測定光LMが偏向させられて光ファイバ95Aから95Eに入射すると,測定光LMは犬歯115を包んでいる歯茎GUおよび犬歯115を照射するので,犬歯115を包んでいる歯茎GUおよび犬歯115の光断層画像が得られる。第2の光ファイバ21から25から出射した測定光LMが偏向させられて光ファイバ96Aから96Eに入射すると,測定光LMは犬歯116を包んでいる歯茎GUおよび犬歯116を照射するので,犬歯116を包んでいる歯茎GUおよび犬歯116の光断層画像が得られる。
同様に,第2の光ファイバ21から25から出射した測定光LMが偏向させられて光ファイバ97Aから97Eに入射すると,測定光LMは第一小臼歯117を包んでいる歯茎GUおよび第一小臼歯117を照射するので,第一小臼歯117を包んでいる歯茎GUおよび第一小臼歯117の光断層画像が得られる。第2の光ファイバ21から25から出射した測定光LMが偏向させられて光ファイバ98Aから98Eに入射すると,測定光LMは第一小臼歯118を包んでいる歯茎GUおよび第一小臼歯118を照射するので,第一小臼歯118を包んでいる歯茎GUおよび第一小臼歯118の光断層画像が得られる。第2の光ファイバ21から25から出射した測定光LMが偏向させられて光ファイバ99Aから99Eに入射すると,測定光LMは第二小臼歯119を包んでいる歯茎GUおよび第二小臼歯119を照射するので,第二小臼歯119を包んでいる歯茎GUおよび第二小臼歯119の光断層画像が得られる。第2の光ファイバ21から25から出射した測定光LMが偏向させられて光ファイバ100Aから100Eに入射すると,測定光LMは第二小臼歯120を包んでいる歯茎GUおよび第二小臼歯120を照射するので,第二小臼歯120を包んでいる歯茎GUおよび第二小臼歯120の光断層画像が得られる。
さらに,第2の光ファイバ21から25から出射した測定光LMが偏向させられて光ファイバ101Aから101Eに入射すると,測定光LMは第一大臼歯121を包んでいる歯茎GUおよび第一大臼歯121を照射するので,第一大臼歯121を包んでいる歯茎GUおよび第一大臼歯121の光断層画像が得られる。第2の光ファイバ21から25から出射した測定光LMが偏向させられて光ファイバ102Aから102Eに入射すると,測定光LMは第一大臼歯122を包んでいる歯茎GUおよび第一大臼歯122を照射するので,第一大臼歯122を包んでいる歯茎GUおよび第一大臼歯122の光断層画像が得られる。第2の光ファイバ21から25から出射した測定光LMが偏向させられて光ファイバ103Aから103Eに入射すると,測定光LMは第二大臼歯123を包んでいる歯茎GUおよび第二大臼歯123を照射するので,第二大臼歯123を包んでいる歯茎GUおよび第二大臼歯123の光断層画像が得られる。第2の光ファイバ21から25から出射した測定光LMが偏向させられて光ファイバ104Aから104Eに入射すると,測定光LMは第二大臼歯124を包んでいる歯茎GUおよび第二大臼歯124を照射するので,第二大臼歯124を包んでいる歯茎GUおよび第二大臼歯124の光断層画像が得られる。
マウス・ピース85を歯TEおよび歯茎GUに装着し,第2の光ファイバ21から25に測定光LMを伝搬させることにより,測定者が,測定対象の各歯TO及び各歯TOを含んでいる歯茎GUに対して,手動で順に位置合わせをすることなく,複数の歯TEに対応した複数の歯周ポケットの深さを検出できるようになる。その結果,測定者が各歯TOに対応した歯周ポケット毎に対して順に位置合わせをする場合と比較して,測定者の煩わしさの軽減及び測定時間の短縮が実現できる。
上述の実施例においても多数の光ファイバ91Aから91E,92Aから92E,93Aから93E,94Aから94E,95Aから95E,96Aから96E,97Aから97E,98Aから98E,99Aから99E,100Aから100E,101Aから101E,102Aから102E,103Aから103Eおよび104Aから104Eのそれぞれは,可撓性材料でできているマウス・ピース85によって保持されているので,互いに独立に光軸方向に移動自在である。上述したマウス・ピース85はあらかじめ用意されているマウス・ピース85の型に多数の光ファイバを入れ,可撓性材料の樹脂を流し込むことにより生成できる。代替的に,可撓性材料の樹脂によってマウス・ピース85の形を成形した後に,上述した空間部(把持部31の空間部32及び接触部35の空間部36に相当)を形成し,この空間部に多数の光ファイバを通すことによって,上述したマウス・ピース85を生成してもよい。また,いずれの生成方法であっても,多数の光ファイバ91Aから91E,92Aから92E,93Aから93E,94Aから94E,95Aから95E,96Aから96E,97Aから97E,98Aから98E,99Aから99E,100Aから100E,101Aから101E,102Aから102E,103Aから103Eおよび104Aから104Eのそれぞれの先端部にGRINレンズを備えたり,多数の光ファイバ91Aから91E,92Aから92E,93Aから93E,94Aから94E,95Aから95E,96Aから96E,97Aから97E,98Aから98E,99Aから99E,100Aから100E,101Aから101E,102Aから102E,103Aから103Eおよび104Aから104Eのそれぞれの先端部を加工することによって平行化素子としたりすることが好ましい。
上述の実施例では,下顎用のマウス・ピース85について説明したが,下顎用ではなく上顎用のマウス・ピース85についても同様にして歯周ポケットの深さを検出できる。また,歯TEの外側の面における歯周ポケットの深さを検出するのではなく,歯TEの内側の面における歯周ポケットの深さを検出するように,マウス・ピース85内に光ファイバを設けるようにしてもよい。その場合には,歯TEの内側の面に光ファイバの出射面が当たるように光ファイバがマウス・ピース85内に設けられることとなろう。さらに,上述の実施例においては,一つの歯に対応して1列の光ファイバの出射端面が当たるように構成されているが,一つの歯に対応して2列以上の光ファイバの出射端面が当たるように構成してもよい。
上述の実施例では,図21,図22などに示すように,光導波路アレイのうちの第2の光導波路アレイの先端側と基端側との間に,第2の光導波路アレイを分離可能に結合するように,着脱自在なコネクタ90Aと90Bが設けられている。しかしながら,当然に,コネクタ部材が設けられるのは,光導波路アレイが第1の光導波路アレイと第2の光導波路アレイとを含む場合に限定されない。すなわち,図1などに示す光ファイバ21から25の先端部と光ファイバ21から25の基端部との間に,光ファイバ21から25を,それぞれ分離自在に結合するコネクタ(結合部材の一例)が設けられていてもよい。いずれの場合であっても光ファイバ・アレイの基端部から検査用プローブ30を取り外すことができ,比較的簡単に検査用プローブ30を取り換えることができる。その結果,被測定者の口腔内と接触する光ファイバ・アレイの先端部を含む部品が取り外し可能であることによって,この部品を廃棄し,被測定者毎に未使用の部品に取り換え可能なため,歯周病検査における衛生度を高めることができる。さらに,廃棄される部分には,偏向装置等の比較的高い部材が含まれないことによって,これらの部材が廃棄される部分に含まれる場合と比較して,ランニングコストが軽減される。
1:光源,2:ビーム・スプリッタ,3:参照用ミラー,4:フォトダイオード,5:信号処理回路,6:表示装置,7:第1の光ファイバ,7A:入射端面,7B:出射端面,10:偏向装置,10A:偏向装置,10B:偏向装置,10C:偏向装置,11:GRINレンズ,12:固定ミラー,13:偏向ミラー,14:f−θレンズ,15−19:集光レンズ,21−25:第2の光ファイバ,21A−25A:入射端面,21B−25B:出射端面,21C−25C:フランジ,21D−25D:GRINレンズ,30:検査用プローブ,31:把持部,32:空間部,35:接触部,35A:先端面,36:空間部,50:第1の光ファイバ・アレイ,51−53:第2の光ファイバ,51A−53A:入射端面,51B−53B:出射端面,61:ストッパ,63−66:f−θレンズ,70:第2の光ファイバ・アレイ,71−79:第2の光ファイバ,71A−79A:入射端面,71B−79B:出射端面,80:ステッピング・モータ,81:軸,82:ピニオン,83:ラック,85:マウス・ピース,86:密着面,90A:コネクタ,90B:コネクタ,91A−104A:光ファイバ,111:中切歯,112:中切歯,113:側切歯,114:側切歯,115:犬歯,116:犬歯,117 :第一小臼歯,118:第一小臼歯,119:第二小臼歯,120:第二小臼歯,121:第一大臼歯,122:第一大臼歯,123:第二大臼歯,124:第二大臼歯,B11−B51:測定光,GU:歯茎,Igu:光断層画像,Ito:光断層画像,L:低干渉光,LM:測定光,LR:参照光,P1−P16:ピエゾ素子,PP:歯周ポケット,TE:歯,TO:歯,h0:高さ,w0:幅,w1幅
Claims (13)
- 低干渉光を測定光と参照光とに分岐する光分岐器,
上記光分岐器によって分岐された測定光を入射する第1の光導波路,
複数の第2の光導波路が少なくとも一列に配列される光導波路アレイ,
可撓性部材によって形成され,上記複数の第2の光導波路の各々が,自身の光軸方向に単独で移動自在に,上記光導波路アレイを保持する保持部,
第1の光導波路から出射した測定光を,上記光導波路アレイを構成するそれぞれの第2の光導波路に順に入射するように,第1の光導波路から出射する測定光,第1の光導波路および第2の光導波路のうちの少なくとも一つを制御する第1の制御機構,
上記光導波路アレイから出射した測定光が歯茎または歯に照射されることにより歯茎または歯から反射された反射光と,上記光分岐器によって分岐された参照光が参照面によって反射された反射光と,を検出して干渉信号を出力する光検出器,ならびに
上記光検出器から出力した干渉信号にもとづいて歯周ポケットの深さについてのデータを生成する歯周ポケット・データ生成手段,
を備えた歯周病検査装置。 - 上記保持部は,上記光導波路アレイを構成するそれぞれの第2の光導波路の先端部が,この保持部の先端部から突出可能である一方で,この保持部の先端部から埋没不能に,上記光導波路アレイを構成するそれぞれの第2の光導波路を保持する,
請求項1に記載の歯周病検査装置。 - 上記保持部は,空間部を有し,
上記光導波路アレイを構成するそれぞれの第2の光導波路は,上記空間部を通っており,
上記光導波路アレイを構成するそれぞれの第2の光導波路の先端部の径が,第2の光導波路の先端部以外の部分の径よりも大きく,かつ空間部の径より大きい,
請求項1または2に記載の歯周病検査装置。 - 上記保持部は,上記光導波路アレイを構成するそれぞれの第2の光導波路の先端部を,この保持部の先端部に固定する,
請求項1に記載の歯周病検査装置。 - 上記第1の制御機構は,
第1の光導波路の測定光の出射端面が,上記光導波路アレイを構成するそれぞれの第2の光導波路の測定光の入射端面と順に対向するように,第1の光導波路の測定光の出射端面の位置および第2の光導波路の測定光の入射端面の位置の少なくとも一方を調整する第1の調整機構である,
請求項1から4のうち,いずれか一項に記載の歯周病検査装置。 - 上記測定光の光路上における,第2の光導波路の測定光の入射端面と第1の光導波路の測定光の出射端面との間に,測定光を平行化する平行化素子,
をさらに備えた請求項5に記載の歯周病検査装置。 - 上記光導波路アレイは,第1の光導波路アレイと,第2の光導波路アレイと,を含み,
上記第1の光導波路アレイは,少なくとも一列に配列されている複数の光導波路を含み,これらの複数の光導波路それぞれは,上記第1の光導波路から出射した測定光を,測定光の入射端面から入射し,測定光の出射端面から出射し,
上記第2の光導波路アレイは,少なくとも一列に配列されており,第1の光導波路アレイに含まれている複数の光導波路の個数よりも多い個数の複数の光導波路を含み,これらの複数の光導波路それぞれは,上記第1の光導波路アレイに含まれている光導波路から出射した測定光を測定光の入射端面から入射し,測定光の出射端面から出射し,
上記保持部は,上記第2の光導波路アレイに含まれる上記複数の光導波路の各々が自身の光軸方向に単独で移動自在に,上記複数の光導波路を保持し,
第1の光導波路アレイに含まれる光導波路から出射した測定光を,第2の光導波路アレイに含まれる複数の光導波路に順に入射するように,第1の光導波路アレイに含まれる光導波路および第2の光導波路アレイに含まれる光導波路の少なくとも一方を制御する第2の制御機構,
をさらに備えた請求項5または6に記載の歯周病検査装置。 - 上記測定光の光路上における,第1の光導波路アレイに含まれる光導波路の測定光の入射端面と上記第1の光導波路の測定光の出射端面との間,および第2の光導波路アレイに含まれる光導波路の測定光の入射端面と上記第1の光導波路アレイに含まれる光導波路の測定光の出射端面との間の少なくとも一方に,測定光を平行化する平行化素子,
をさらに備えた請求項7に記載の歯周病検査装置。 - 上記第1の制御機構は,
上記第1の光導波路から出射した測定光を偏向して,上記光導波路アレイを構成するそれぞれの第2の光導波路に順に導く偏向機構である,
請求項1から4のうち,いずれか一項に記載の歯周病検査装置。 - 上記光導波路アレイの先端部と上記光導波路アレイの基端部との間に,上記光導波路アレイを分離自在に結合する結合部材が設けられている,
請求項1から9のうち,いずれか一項に記載の歯周病検査装置。 - 上記光導波路アレイを保持する保持部が,歯茎の境目の歯の表面部分と歯茎の一部とに密着するマウス・ピースであって,
上記複数の第2の光導波路の出射端面が,歯の表面部分と歯茎の一部に密着する上記マウス・ピースの密着面から露出しているマウス・ピース,
をさらに備えた請求項1から10のうち,いずれか一項に記載の歯周病検査装置。 - 光分岐器によって分岐された測定光と参照光とのうち,測定光を順に入射する複数の光導波路が少なくとも一列に配列されており,かつそれぞれの光導波路が,光導波路の光軸方向に単独で移動自在に,可撓性材料から成る保持部によって保持されている,
光導波路アレイ。 - 歯茎の境目の歯の表面部分と歯茎の一部とに密着し,かつ可撓性材料からなるマウス・ピースであって,
少なくとも一列から配列されている複数の光導波路の出射端面が,歯の表面部分と歯茎の一部に密着する密着面から露出するように,複数の光導波路を保持している,
マウス・ピース。
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