JP6593785B1 - 口腔内カメラ用光学アタッチメント及び口腔内画像撮像システム - Google Patents
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Abstract
Description
この根管内視鏡は、歯科用ハンドピースと、歯科用ハンドピースに取り付けられたヘッドユニットとを有し、ヘッドユニットは、照明部及び撮像部を一端に有するファイバーと、ファイバーを保持する保持部とで構成され、ファイバーは歯の根管内に挿入可能な柔軟性を有する。
本発明は、表層から見えない観察対象の深部を観察するための口腔内カメラ用光学アタッチメント及び口腔内画像撮像システムを提供することを目的とする。
前記ファイバ体の後端から出射した光が先端側から入射する第1の光学顕微鏡用の対物レンズと、
前記第1の光学顕微鏡用の対物レンズを支持する第1の支持部と、
前記第1の光学顕微鏡用の対物レンズから出射した光が入射し中間像を結ぶ第2の光学顕微鏡用の対物レンズと、
前記第2の光学顕微鏡用の対物レンズを支持する第2の支持部と、
前記ファイバ体を支持する第3の支持部と、
前記中間像を撮像する前記口腔内カメラを支持する第4の支持部と、
前記ファイバ体の後端と前記第1の光学顕微鏡用の対物レンズとの距離を調整する第1の距離調整機構と、
前記第2の光学顕微鏡用の対物レンズと前記口腔内カメラとの距離を調整する第2の距離調整機構と、
前記第1の光学顕微鏡用の対物レンズと前記第2の光学顕微鏡用の対物レンズとの距離を調整する第3の距離調整機構と、を備え、
前記第1の光学顕微鏡用の対物レンズの、光学顕微鏡に取り付けられる場合の基端側と、前記第2の光学顕微鏡用の対物レンズの、光学顕微鏡に取り付けられる場合の基端側と、が空隙を介して互いに対向して配置された口腔内カメラ用光学アタッチメントである。
口腔内を撮像する口腔内カメラと、
前記ファイバ体及び前記口腔内カメラの間に配置される口腔内カメラ用光学アタッチメントと、
前記口腔内カメラが撮像した画像を処理する画像処理部と、を備えた口腔内画像撮像システムであって、
前記口腔内カメラ用光学アタッチメントが、前記ファイバ体の後端から出射した光が先端側から入射する第1の光学顕微鏡用の対物レンズと、前記第1の光学顕微鏡用の対物レンズを支持する第1の支持部と、前記第1の光学顕微鏡用の対物レンズから出射した光が入射し中間像を結ぶ第2の光学顕微鏡用の対物レンズと、前記第2の光学顕微鏡用の対物レンズを支持する第2の支持部と、前記ファイバ体を支持する第3の支持部と、前記中間像を撮像する前記口腔内カメラを支持する第4の支持部と、前記ファイバ体の後端と前記第1の光学顕微鏡用の対物レンズとの距離を調整する第1の距離調整機構と、前記第2の光学顕微鏡用の対物レンズと前記口腔内カメラとの距離を調整する第2の距離調整機構と、前記第1の光学顕微鏡用の対物レンズと前記第2の光学顕微鏡用の対物レンズとの距離を調整する第3の距離調整機構と、を備え、
前記第1の光学顕微鏡用の対物レンズの、光学顕微鏡に取り付けられる場合の基端側と、前記第2の光学顕微鏡用の対物レンズの、光学顕微鏡に取り付けられる場合の基端側と、が空隙を介して互いに対向して配置され、
前記レンズ部が、屈折率分布型レンズであり、
前記イメージファイバが、複数のコアを有し、
前記画像処理部が、RPCA(Robust Principal Componen
t Analysis)法により前記画像を処理し、処理後の画像のコントラストを強調
する口腔内画像撮像システムである。
レンズ部208は、ファイバ体20の先端にあるステンレス製のチューブ206の内部に設けられている。レンズ部208は、屈折率分布型レンズであり、例えばGRINロッドレンズである。なお、レンズ部208の周囲には、チューブ206の内部に収められ、照明用の光を照射する光ファイバ(不図示)が複数配置されている。
イメージファイバ204は、レンズ部208から得られた画像を伝送するための屈曲可能なファイバである。イメージファイバ204は、多数のコアを有している。
なお、撮像装置は口腔内カメラ30に限定されるものではなく、任意の撮像装置であってもよい。口腔内カメラ30以外の撮像装置の例として、携帯電話用のカメラ、携帯端末のカメラ及びコンパクトデジタルカメラ等が挙げられる。
光学アタッチメント40は、第1の顕微鏡用対物レンズ402a、第2の顕微鏡用対物レンズ402b、第1の支持部404a、第2の支持部404b、第3の支持部404c、第4の支持部404d、第1の距離調整機構(不図示)、第2の距離調整機構(不図示)及び第3の距離調整機構(不図示)を備えている。
なお、第1の顕微鏡用対物レンズ402aは、光学顕微鏡用の対物レンズに限定されるものではなく、中間像を結ぶことができる結像レンズであれば任意でよい。
ただし、第2の顕微鏡用対物レンズ402bは、顕微鏡における取り付け方法と異なり、顕微鏡に取り付けられる場合の基端側が光の入射側となるように配置される。つまり、第2の顕微鏡用対物レンズ402bは、光の入射方向が顕微鏡における入射方向とは反対となるように配置されている。換言すると、第1の顕微鏡用対物レンズ402aの基端側と第2の顕微鏡用対物レンズ402bの基端側とが空隙を介して互いに対向して配置されている。
従って、第2の顕微鏡用対物レンズ402bは、第1の顕微鏡用対物レンズ402aから出射した光が入射すると中間像を結ぶ。中間像は、口腔内カメラ30によって撮像される。
なお、第2の顕微鏡用対物レンズ402bの拡大率は、第1の顕微鏡用対物レンズ402aの拡大率よりも小さいことが好ましい。
また、第2の顕微鏡用対物レンズ402bは、光学顕微鏡用の対物レンズに限定されるものではなく、中間像を結ぶことができる結像レンズであれば任意でよい。
第1の支持部404aは、第1のステージ406aに載っており、図示しないガイドによって、第1のステージ406aの上を移動できるように構成されている。
第2の支持部404bは、第1のステージ406aに載っており、図示しないガイドによって、第1のステージ406aの上を移動できるように構成されている。
第3の支持部404cは、第2のステージ406bに載っており、図示しないガイドによって、第2のステージ406bの上を移動できるように構成されている。
第4の支持部404dは、第2のステージ406bに載っており、図示しないガイドによって、第2のステージ406bの上を移動できるように構成されている。
第2の距離調整機構は、第2の顕微鏡用対物レンズ402bと口腔内カメラ30の受光部302との距離D3を調整できる。
第3の距離調整機構は、第1の顕微鏡用対物レンズ402aと第2の顕微鏡用対物レンズ402bとの距離D2を調整できる。
画像処理部50は、口腔内カメラ30によって撮像された原画像をRPCA(Robust Principal Component Analysis)法により処理できる。RPCA法により処理されることにより、口腔内カメラ30によって撮像された原画像(図3(A)参照)からノイズが低減された画像(図3(B)参照)が得られる。
また、画像処理部50は、RPCA法による画像処理後の画像のコントラストを強調できる。コントラストが強調されることにより、処理後の画像(図3(B)参照)からより明瞭な画像(図3(C)参照)が得られる。
また、口腔内画像撮像システム10においては、ファイバ体20を第3の支持部404cから取り外し、洗浄したり廃棄したりすることが可能である。
1.ファイバ体20のレンズ部208の仕様
(1)レンズ:GRINロッドレンズ
(2)直径0.3mm
(3)レンズ長:2.12mm
(4)倍率:+1/2.92
(5)作動距離0.69mm
(6)ピッチ数:0.8057 λ
(7)軸上屈折率(参考値):1.666
(8)屈折率分布定数(参考値):2.358
2.ファイバ体20のイメージファイバ204の仕様
(1)被覆径(ジャケットまで含めた直径):0.400mm
(2)ファイバ径:0.300mm
(3)画素数:6000
(4)コア屈折率:約1.5
(5)クラッド屈折率:1.44
(6)開口数:約0.4
(1)種類:乾燥系アクロマート金属対物レンズ
(2)開口数:0.65
(3)倍率:40x
(4)作動距離:0.50mm
(5)同焦点距離:42.1mm
(1)種類:位相差観察用対物レンズ
(2)開口数:0.40
(3)倍率:20x
(4)作動距離:3.00mm
(5)同焦点距離:44.0mm
5.口腔内カメラ30:SOPROLIFE(ACTEON社製)
一方、比較例となる撮像画像を得るために、工業用の小型内視鏡K00504AF1(カールストルツ社製、ファイバ体外径500μm)を用いて、同様にレゾリューションチャートを撮像した。
図4に示す撮像画像(比較例)と、図5に示す口腔内画像撮像システム10による撮像画像とを対比すると、比較例においては50μm以下のライン及びスペースが描かれたレゾリューションチャートの画像(図4(A)、図4(B)及び図4(C))は不鮮明である一方、口腔内画像撮像システム10による撮像画像は、全て明瞭であった。
すなわち、口腔内画像撮像システム10は、一般的に普及している口腔内カメラその他の撮像装置を用いて、最小直径がファイバ体20の先端の直径よりも大きな穴の内部にある観察対象を観察できる。
前述の口腔内画像撮像システム及び光学アタッチメントは、口腔内の画像を撮像する用途以外に適用可能であり、例えば、機器内部の観察、傷検出、災害対策等に応用できる。
12 根管
20 ファイバ体
30 口腔内カメラ
40 光学アタッチメント
50 画像処理部
204 イメージファイバ
206 チューブ
208 レンズ部
302 受光部
402a 第1の顕微鏡用対物レンズ
402b 第2の顕微鏡用対物レンズ
404a 第1の支持部
404b 第2の支持部
404c 第3の支持部
404d 第4の支持部
406a 第1のステージ
406b 第2のステージ
Claims (2)
- 根管の内部に挿入されるレンズ部及び該レンズ部から得られた画像を伝送するためのイメージファイバを有し、先端の直径が600μm以下のファイバ体と、口腔内を撮像する口腔内カメラと、の間に配置される口腔内カメラ用光学アタッチメントであって、
前記ファイバ体の後端から出射した光が先端側から入射する第1の光学顕微鏡用の対物レンズと、
前記第1の光学顕微鏡用の対物レンズを支持する第1の支持部と、
前記第1の光学顕微鏡用の対物レンズから出射した光が入射し中間像を結ぶ第2の光学顕微鏡用の対物レンズと、
前記第2の光学顕微鏡用の対物レンズを支持する第2の支持部と、
前記ファイバ体を支持する第3の支持部と、
前記中間像を撮像する前記口腔内カメラを支持する第4の支持部と、
前記ファイバ体の後端と前記第1の光学顕微鏡用の対物レンズとの距離を調整する第1の距離調整機構と、
前記第2の光学顕微鏡用の対物レンズと前記口腔内カメラとの距離を調整する第2の距離調整機構と、
前記第1の光学顕微鏡用の対物レンズと前記第2の光学顕微鏡用の対物レンズとの距離を調整する第3の距離調整機構と、を備え、
前記第1の光学顕微鏡用の対物レンズの、光学顕微鏡に取り付けられる場合の基端側と、前記第2の光学顕微鏡用の対物レンズの、光学顕微鏡に取り付けられる場合の基端側と、が空隙を介して互いに対向して配置された口腔内カメラ用光学アタッチメント。 - 根管の内部に挿入されるレンズ部及び該レンズ部から得られた画像を伝送するためのイメージファイバを有し、先端の直径が600μm以下のファイバ体と、
口腔内を撮像する口腔内カメラと、
前記ファイバ体及び前記口腔内カメラの間に配置される口腔内カメラ用光学アタッチメントと、
前記口腔内カメラが撮像した画像を処理する画像処理部と、を備えた口腔内画像撮像システムであって、
前記口腔内カメラ用光学アタッチメントが、前記ファイバ体の後端から出射した光が先端側から入射する第1の光学顕微鏡用の対物レンズと、前記第1の光学顕微鏡用の対物レンズを支持する第1の支持部と、前記第1の光学顕微鏡用の対物レンズから出射した光が入射し中間像を結ぶ第2の光学顕微鏡用の対物レンズと、前記第2の光学顕微鏡用の対物レンズを支持する第2の支持部と、前記ファイバ体を支持する第3の支持部と、前記中間像を撮像する前記口腔内カメラを支持する第4の支持部と、前記ファイバ体の後端と前記第1の光学顕微鏡用の対物レンズとの距離を調整する第1の距離調整機構と、前記第2の光学顕微鏡用の対物レンズと前記口腔内カメラとの距離を調整する第2の距離調整機構と、前記第1の光学顕微鏡用の対物レンズと前記第2の光学顕微鏡用の対物レンズとの距離を調整する第3の距離調整機構と、を備え、
前記第1の光学顕微鏡用の対物レンズの、光学顕微鏡に取り付けられる場合の基端側と、前記第2の光学顕微鏡用の対物レンズの、光学顕微鏡に取り付けられる場合の基端側と、が空隙を介して互いに対向して配置され、
前記レンズ部が、屈折率分布型レンズであり、
前記イメージファイバが、複数のコアを有し、
前記画像処理部が、RPCA(Robust Principal Componen
t Analysis)法により前記画像を処理し、処理後の画像のコントラストを強調
する口腔内画像撮像システム。
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