JP2967368B2 - 歯科用拡大観察装置の対物具 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、観察装置本体と対物具とよりなり、口腔
内に臨ませた対物具で取り入れた観察部位の拡大像を観
察装置本体のディスプレイに表示させて観察するように
した歯科用拡大観察装置に関し、殊にその対物具に関す
る。

〔従来の技術〕

対物具で取り入れた像を観察装置本体に表示して観察
するようにした拡大観察装置としては、例えば、特開平
１−308527号、特願平１−26462号及び特願平１−27341
9号等に開示されるものがある。

この拡大観察装置は、対物具と、観察装置本体とより
なり、対物具を被観察物側に持っていってその像を取
り、これを観察装置本体のディスプレイに表示した観察
するようにしてなるもので、何らの技能や熟練を必要と
せず誰でも手軽に50倍〜数千倍の倍率での観察を行える
というものである。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、この拡大観察装置の対物具は、歯科医療にお
ける口腔内観察のような特殊な観察には必ずしも適して
いない。

そこで、このような手軽な拡大観察を歯科医療に応用
すべく、この発明では、歯科医療用としてより適した対
物具の提供を目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

具体的には、本体部、本体部に対し着脱自在とされた
交換ユニット、及び交換ユニットに対し着脱自在とされ
た反射鏡とよりなり、そして、本体部は、円環状に形成
された光源及び光学系で伝送された像を捉えるための撮
像ユニットを内蔵し、また、交換ユニットは、基端側の
大径部から先端側の細長い小径部にかけて全体が滑らか
な曲面で連続する漏斗状の形状とされ、大径部の基端に
集光端面を有する一方で、小径部の先端に照射端面を有
する集光ガイドと、この集光ガイドの小径部の内部に先
端側から順に内蔵せしめられた対物レンズ及び分布屈折
率形のロッドレンズを含む光学系とより形成され、さら
に、反射鏡は、アーム部及びアーム部の先端に所定の角
度で傾斜させて設けられた鏡面部を備えている歯科用拡
大観察装置の対物具を提供し、またこのような対物具で
あって集光ガイドが縦方向に分割された複数の分割片で
形成されてなる対物具を提供し、さらにロッドレンズが
その出射端面より外部側に外れた位置に結像する長さと
され、そして撮像素子がその受光面をロッドレンズの結
像位置に臨ませる状態で配されてなる対物具を提供す
る。

〔作 用〕

歯科用の対物具として要求されることの一つは、狭い
口腔内で使用されることから、口腔内に入る部分が患者
に違和感を与えない程度の細さでなければならないとい
うことである。他方、高い倍率での鮮明な像を得るため
には十分に強い照明光の供給が要求される。このような
要求を満足させるために、この対物具では、光源を円環
状に形成すると共に、この円環状の光源から供給された
照明光を狭い範囲に集光させてより強力な照明光を得る
ために、基端側の大径部から先端側の細長い小径部にか
けて全体が滑らかな曲面で連続する漏斗状の形状とされ
た集光ガイドを用い、しかも、細長い小径部に光学系を
内蔵させる構造としている。

すなわち、この対物具では、その集光ガイドが、基端
側の大径部の集光端面から入射した光源からの光をその
漏斗状の形状により効率よく集光させながら細い小径部
の先端の照射端面まで導き、この照射端面から出た強力
な照明光を反射鏡で反射させて観察部位に照射する。一
方、集光ガイドの細い小径部に取り付けられて口腔内に
臨んだ反射鏡で反射された像を細長い小径部の先端部に
内蔵されている対物レンズ介して取り込み、この像を細
長い小径部の間についてロッドレンズにより伝送して撮
像素子で捉え、これを出力してディスプレイに表示す
る。

このような対物具の集光ガイドは、縦方向に分割した
複数の分割片で形成することにより、その集光率がより
よくなると共に、その成形を行い易くなってよりよい成
形精度が得られる。つまり、一定の入射角度以外の入射
角度で集光端面から入射した光は外部に漏れようとする
が、各分割片が反射面として働くことによりこの漏れが
防止され集光率がよくなる。また、先端側に細長い小径
部を有ししかも全体が滑らかな曲面で連続する漏斗状の
形状を１回成形で成形するのはかなり面倒なものである
が、これを縦分割した分割片により形成するようにすれ
ば、この面倒が解消され、成形精度を高めることができ
る。

また、像を伝送するためのロッドレンズについては、
ロッドレンズがその出射端面より外部側に外れた位置に
像を結像させ、この結像を撮像素子で直接的に撮像する
ようにすることにより、ロッドレンズの通常の使用法で
ある端面結像、つまりロッドレンズの出射端面に結像さ
せる方法に比べ、接眼レンズが不要となり、この結果、
色収差の問題が解消すると共に構造も簡単になり、また
出射端面の研磨精度や付着ゴミの影響を受けずに済み、
良質の像を安定して得られる。

この対物具では、歯科用であることから要求される交
差感染の防止について、交換ユニットに対し反射鏡を着
脱自在とし、新しい反射鏡を患者ごとに取り替えて使用
することにより、対処できるようにしている。

また、この対物具は、交換ユニットが本体部に対し着
脱自在とされており、必要に応じて拡大倍率の異なる交
換ユニットを使用することにより異なる倍率での観察を
行えるようになっている。

〔実 施 例〕

以下、この発明の実施例を説明する。

この発明による歯科用拡大観察装置の対物具１は、第
６図に示すように、本体部２、交換ユニット3e、及び反
射鏡20を主な要素としている。

本体部２は、円筒状でその内部に、第１図に示すよう
な撮像ユニット４及び第１図及び第２図に示すような多
数の光ファイバ5f、5f、……からなる光源５を備えてお
り、撮像ユニット４からのケーブル4cと、光ファイバ5f
の束の外部への延長部分が接続ケーブル６として外部へ
延設されている。

撮像ユニット４は、後述の光学系で伝送された像を捉
えるためのもので、撮像素子としてのCCD素子７やその
他の素子を予め撮像用にユニット化してなるもので、こ
れで捉えられた像は、ケーブル4cを介して図外の観察装
置本体に送られ、そこのディスプレイに表示される。ま
た、この撮像ユニット４の先には遮光カバーＳが取り付
けられており、その内部には、複数の遮光絞りｉ、ｉ、
……が必要最小限の光路Ｔを形成するように円環状で突
設されている。この遮光絞りｉ、ｉ、……による必要最
小限の光路Ｔの形成は鮮明な画像を得る上で極めて有用
である。

光源５は、外部の図示せぬ発光源から照明光を導くた
めのもので、第１図及び第２図に示すように、多数の光
ファイバ5f、5f、……からなっており、各光ファイバ5
f、5f、……の先端部を環状のホルダ８に植設すること
により円環状に形成されている。

交換ユニット3eは、集光ガイド３の内部に後述の光学
系16を内蔵させてなるものである。

集光ガイド３は、円環状の光源５からの照明光を観察
対象部位に集中させて照射することにより大倍率での観
察に必要である強力な照明光を得るためのもので、例え
ばアクリル樹脂（メタクリル樹脂）のような透明性の高
い合成樹脂で作られており、基端に設けた螺合部Ｒを介
して本体部２の先端に着脱できるようになっている。具
体的には、第１図及び第２図に示すように、基端側の大
径部９から先端側の細長い小径部10にかけて全体が滑ら
かな曲面で連続する漏斗状の形状とされており、このよ
うな漏斗状の形状であることにより、大径部９の基端の
集光端面11から入射した光源５からの照明光が集光ガイ
ド３の中実内部を全反射により導かれて伝送し小径部10
の先端の照射端面12から観察対象部位に集中して照射す
るようになっている。

また、この集光ガイド３は、第２図に見られるよう
に、縦分割した３個の分割片3pを接合させて形成されて
いる。このように複数の分割片3pにより形成するように
したのは、その集光率をよりよくするためであり、また
その成形を行い易くするためである。つまり、集光ガイ
ド３の中実内部を全反射により伝送し得る光は集光端面
11から一定の範囲の入射角度で入射した光だけで、それ
以外の光は外部に漏れようとするが、各分割片3pの接合
面13、13、13が反射面として働くことによりこの漏れが
防止されて集光率がよくなる。また、前記の如き漏斗状
の形状を１回成形で成形するのはかなり面倒なものであ
るが、これを分割片3pより形成するようにすれば、この
面倒が解消され、金型設計や成形精度の確保についてよ
り有利になる。

さらに、この集光ガイド３は、その小径部10の内部に
先端側から順に対物レンズ14及びロッドレンズ15を配列
してなる光学系16を内蔵している。尚、対物レンズ14の
先端とロッドレンズ15の後端に設けられているのは何れ
もカバーガラス17である。

対物レンズ14は、後述のロッドレンズ15と同様の分布
屈折率形レンズであるが、ロッドレンズ15が像を単に伝
送するだけなのに対し、所定の設計倍率で拡大像を得ら
れるようになっている。

ロッドレンズ15は、分布屈折率形、つまり屈折率が中
心軸から外周に向かって放物線状に分布するタイプの像
伝送体で円柱棒状をしいる。そして、第４図に示すよう
に、屈折率の分布状態に応じたサインカーブ状の光路に
より光を伝搬させることにより、像をそのまま入射端面
18側から出射端面19側へ伝送するようになっている。

ところで、このようなロッドレンズは従来より知られ
ているものであるが、従来では出射端面に像を結像さ
せ、この出射端面に結像した像をさらに複数の凸レンズ
からなる接眼レンズを介して観察する構成にして用いる
のが一般であったが、このロッドレンズ15では、出射端
面19より先に結像させ、この結像位置にCCD素子７の受
光面7fを臨ませるようにしている。このような構成とす
ることにより、前述の接眼レンズを不要とでき色収差の
問題が解消すると共に構造も簡単になり、また出射端面
19の研磨精度や付着ゴミの影響を受けずに済み、良質の
像を安定して得られる。

このような出射端面外の結像は、光路の蛇行周期のピ
ッチ長Ｐに対し、ロッドレンズ15の長さを（ｎ＋Ｘ）×
Ｐ（m/m）（ｎ＝０、１、２、３、……;Xは約0.8程度）
という長さに設定することにより得られる。そして、出
射端面外の結像面は、第４図に示すように、このような
長さによる出射端面19で中断された光路曲線に対する接
線の交点上に現れる。

反射鏡20は、第５図に示すように、アーム部21及び鏡
面部22からなっている。アーム部21は、集光ガイド３の
小径部10の先端の形状に対応する円筒状とされた嵌合部
23を有しており、この嵌合部23を集光ガイド３の小径部
10の先端に嵌合させることにより反射鏡20の集光ガイド
３への取付けを行えるようになっている。したがって、
反射鏡20を患者ごとに新たなものに取り替えて使用する
ことができ、しかも、この反射鏡４を使い捨てにするこ
とにより、交差感染防止のための消毒作業を省略できる
し、交差感染防止もより有効に行える。また、鏡面部22
はアーム部21に対し角度αを取る傾斜状態で設けられて
おり、交換ユニット３に装着した際に、光学系16の光軸
に対し角度αを持つようにされている。このαとしては
120゜前後がもっとも好ましい。

この対物具１を用いて口腔内の歯や歯茎等を観察する
には、反射鏡20のアーム部21を歯で軽く支えさせて終点
維持の安定性を確保しつつ反射鏡20の鏡面部22を所望の
観察部位に近接させる。すると、集光ガイド３の照射端
面12から出て鏡面部22で反射された照射光が観察対象部
位を照射すると共に、この照射された観察対象部位の像
が鏡面部22を介して光学系16に入り、そして光学系16か
らの像が撮像ユニット４が捉えられて観察装置本体のデ
ィスプレイに表示され、観察に供される。

〔発明の効果〕

この発明による歯科用拡大観察装置の対物具は、以上
説明してきた如きものなので、以下の如き効果を有す
る。

（ａ）．小径部の内部に像伝送用のロッドレンズを内蔵
させた漏斗状形状の集光ガイドを交換ユニットとして備
えると共に、この集光ガイドの先端に反射鏡を取り付け
てなるものなので、口腔内のような狭い所での使用に適
しており、歯科治療の改善に大きく寄与できる。

（ｂ）．本体部に対し交換ユニットが接・離自在とされ
ているので、倍率の異なる交換ユニットを交換的に使用
することにより多面的な観察が可能であり、また交換ユ
ニットに対し反射鏡が着脱自在とされており、新しい反
射鏡を患者ごとに取り替えて使用することができるの
で、交差感染をより有効に防止できる。

（ｃ）．集光ガイドを複数の分割片で形成することによ
り、集光率がより向上すると共に、成形性がよくなって
よりよい成形精度が得られる。

（ｄ）．ロッドレンズの結像を出射端面より外部側に外
れた位置とし、この結像位置に撮像素子の受光面を臨ま
せるようにしているので、色収差の原因になる接眼レン
ズを不要とできると共に、出射端面の研磨精度や付着ゴ
ミの影響を受けずに済み、良質の像を安定して得られ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、対物具の要部を示す概略断面図、 第２図は、光源と集光ガイドの関係を示す概略斜視図、 第３図は、第２図中の矢示III方向から見た光源の概略
底面図、 第４図は、ロッドレンズにおける光の伝送状態を示す概
略側面図、 第５図は、反射鏡の概略斜視図、そして 第６図は、対物具の概略側面図である。 １……対物具 3e……交換ユニット ３……集光ガイド ５……光源 ７……CCD素子（撮像素子） 7f……受光面 ９……大径部 10……小径部 11……集光端面 12……照射端面 14……対物レンズ 15……ロッドレンズ 16……光学系 18……入射端面 19……出射端面

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】本体部、本体部に対し着脱自在とされた交
   換ユニット、及び交換ユニットに対し着脱自在とされた
   反射鏡とよりなる歯科用拡大観察装置の対物具であっ
   て、 本体部は、円環状に形成された光源及び光学系で伝送さ
   れた像を捉えるための撮像ユニットを内蔵し、 交換ユニットは、基端側の大径部から先端側の細長い小
   径部にかけて全体が滑らかな曲面で連続する漏斗状の形
   状とされ、大径部の基端に集光端面を有する一方で、小
   径部の先端に照射端面を有する集光ガイドと、この集光
   ガイドの小径部の内部に先端側から順に内蔵せしめられ
   た対物レンズ及び分布屈折率形のロッドレンズを含む光
   学系とより形成され、 反射鏡は、アーム部及びアーム部の先端に所定の角度で
   傾斜させて設けられた鏡面部を備えている歯科用拡大観
   察装置の対物具。
2. 【請求項２】集光ガイドが縦方向に分割された複数の分
   割片で形成されている請求項１の歯科用拡大観察装置の
   対物具。
3. 【請求項３】ロッドレンズがその出射端面より外部側に
   外れた位置に結像する長さとされ、そして撮像素子がそ
   の受光面をロッドレンズの結像位置に臨ませる状態で配
   されている請求項１の歯科用拡大観察装置の対物具。