JPWO2021053990A1 - 医療用光学撮影装置 - Google Patents
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Abstract
Description
なお、本実施形態では、図3または図4に示す撮影装置4において、操作パネル部42側を前方向、2つの把持部43がある方向を左右方向、照明手段6及び撮影部7がある方向を下方向として説明する。
図1に示す医療用診療装置100は、手術等で使うデジタル式カメラ、光学式カメラ、デジタル式顕微鏡(デジタル式マイクロスコープ)、光学式顕微鏡等から成る撮影装置4と、撮影装置4を移動可能に支持するためのアーム3と、アーム3を支持する支柱2と、を備えた医療機器である。
なお、医療用診療装置100は、撮影装置4を備えて、歯科等の医療の診断・治療を行う装置であればよく、使用用途、設置場所、アーム3及び支柱2の構造等は特に限定されない。以下、医療用診療装置100の一例として、撮影装置4を着脱自在に取り付けた歯科用治療ユニット1によって、根管Sa(図10(b)参照)を被写体Sとする場合を例に挙げて説明する。
歯科用治療ユニット1は、診療台10と、診療台10に立設された支柱2と、支柱2の上部に軸支されたアーム3と、アーム3の先端部に取り付けた撮影装置4と、支柱2に設けた表示部5と、を備えている。歯科用治療ユニット1は、診療台10、支柱2、アーム3及び撮影装置4を有するものであればよく、型式、種類等は特に限定されない。
図1に示すように、撮影装置4は、前記したように、アーム3の先端に着脱自在に取り付けられる歯科手術用のデジタル式カメラ、無影灯カメラ、デジタル式顕微鏡等である。図2に示すように、撮影装置4は、筐体41と、被写体Sに向けて照明光を照射する照明手段6と、被写体Sを撮影するための撮影部7と、撮影部7を制御するための制御部8と、を備えている。
なお、図4〜図7に示す照明手段6は、筐体41に対し固定して配置されていてもよく、光源駆動部69a,69b(図9参照)を用いて手動で作動するものでも、電動で自動に作動するものであってもよい。このため、図2の撮影装置4において、照明手段6は、光源駆動部69a,69bがなくてもよく、少なくとも光源取付台66は筐体41に対し固定して配置されていてもよい。以下、撮影装置4を説明する。
図3〜図7に示すように、筐体41は、撮影装置4の撮影装置本体である。筐体41は、略箱型をしている。筐体41は、前面に設けられた操作パネル部42と、左右側面に突設された把持部43と、左右の把持部43に設けられたスイッチ部44と、後面に設けられた被接続部(図示省略)と、底面に設けられた照明手段6及び撮影部7と、を備えている。被接続部(図示省略)は、筐体41に一体に設けられて、多数の接続端子を有する略直方体形状の電気接続部から成る。
図3または図7に示す操作パネル部42は、照明手段6または撮影部7を操作するための複数のタッチスイッチ(図示省略)を有する液晶パネル部である。図7に示す操作パネル部42は、回路基板80の制御部8(図2参照)に電気的に接続されて、タッチスイッチ(図示省略)の操作信号が制御部8に入力されて、照明手段6及び撮影部7を駆動させる。
図3及び図4に示す把持部43は、照明手段6または撮影部7を操作するとき、あるいは、筐体41をアーム3に着脱したり、筐体41の向きを調整したりするときに、持ち手となる部材である。把持部43は、側面視して略L字状(略への字状)に折曲形成した略棒状の部材から成る。このため、把持部43は、アーム3から分離して持ち運びの際の取手として使用することができる。
図3に示すように、スイッチ部44は、ピントを被写体S(根管Sa等)に自動的に合わせるためのオートフォーカス用スイッチである。なお、スイッチ部44は、フットスイッチや、把持部43と別体のスイッチであってもよい。図2に示すように、スイッチ部44は、回路基板80(図7参照)の制御部8に電気的に接続されて、スイッチ部44の操作信号が制御部8に入力されて、照明手段6及び撮影部7を駆動させる。
図10(b)及び図11(b)に示すように、照明手段6は、患者の口腔内、被検査歯(歯牙)、根管Sa内等の被写体Sを明るく照らすための照明装置である。図8(b)に示すように、照明手段6は、照明ケース本体60と、複数(例えば、4つ)の発光素子61〜64と、照明用レンズ65と、光源取付台66と、レール67と、レール取付板部材68と、光源駆動部69a〜69d(図9参照)と、を備えて構成されている。
また、複数の発光素子61〜64(照明手段6)の少なくとも2つは、照明光が照射面で交差するように配置されている。つまり、発光素子61〜64は、図10(b)、図11(b)及び図12(a)、(b)に示すように、照明用レンズ65を含むもの(一体タイプのもの)であっても、照明用レンズ65が別体のものでもよい。
雄ねじ部材962は、電動モータ691によって回転駆動される部材である。雄ねじ部材962は、レール67に沿って平行に延設されている。
雌ねじ部材963は、雄ねじ部材962が螺合されて、レール67に沿って進退する部材である。雌ねじ部材963は、発光素子61〜64を載設した光源取付台66に固定されて、光源取付台66を進退駆動させる。
図2に示すように、撮影部7は、患者の口腔内の被写体Sを撮影する撮影装置部である。撮影部7は、撮像レンズ系71と、撮像レンズ系71により結像された光学像が入射される撮像素子72と、照明手段6の配置を変更するための駆動部73と、を備えて構成されている。図10(b)に示すように、撮影部7は、オートフォーカス機能を有している。発光素子61〜64の光軸6aが鋭角(θ1)で交差した交差部6bは、オートフォーカス機能により撮像レンズ系71の合焦位置の範囲内にあるように配置される。
撮像素子72は、CMOS、CCD等の受像センサから成る。
固定部73aは、光源取付台66に固定された板状部材である。固定部73aの撮影部7の光軸Ax側端部には、電動モータ73cが設置されている。
図2に示すように、制御部8は、表示制御手段81と、拡大率変更手段82と、駆動制御手段83と、照射角度制御手段84と、を備えて構成されている。制御部8を構成する電気回路は、図7に示す筐体41内に設置された回路基板80に設けられている。
図2に示す表示制御手段81は、表示部5に撮影画像を表示するための制御を行う制御装置である。表示制御手段81は、照明手段6が撮像素子72への撮像光路R1を遮るときに、照明手段6を表示しないように撮像レンズ系71の移動、及び、撮像素子72から得られた撮像データに対する画像処理の実行の少なくとも一方を行い、表示部5に撮影画像を表示させる。
拡大率変更手段82は、撮影部7が撮像する画像の拡大率を変更する拡大率変更装置である。拡大率変更手段82は、撮像レンズ系71の移動、及び、撮像素子72から得られた撮像データに対する拡大する等の画像処理の実行の少なくとも一方を行うことで、拡大率を変更する。駆動部73は、その拡大率に基づいて動作されるように構成されている。
図2に示す駆動制御手段83は、駆動部73を自動制御して照明手段6の発光素子61〜64の配置位置を変更する駆動制御装置である。駆動制御手段83は、光源駆動部69a,69b,69c,69dにそれぞれ電気的に接続されている。
次に、図14及び図15を主に図1〜図15を参照しながら本実施形態に係る医療用診療装置100の作用を説明する。
まず、図2に示す操作パネル部42またはスイッチ部44を操作して、拡大率変更手段82を所望の拡大率に設定する。拡大率に設定操作を行った場合(ステップS1のYes)、制御部8は、設定された拡大率に対する照明手段6の位置情報を取得する(ステップS2)。拡大率の設定操作がない場合(ステップS1のNo)、制御部8は、その設定操作が行われたか継続して監視する。
まず、図2に示す操作パネル部42またはスイッチ部44を操作して、拡大率変更手段82を所望の拡大率に設定する。そして、拡大率に設定操作が行われた場合(ステップS11のYes)は、ステップS12に進む。拡大率の設定操作がない場合(ステップS1のNo)、制御部8は、その設定操作が行われたか継続して監視する。
このようにして、照明手段6は、制御部8によって制御される。
また、例えば、照明手段6は、撮影部7の撮像素子72への光路を避けるように、撮像レンズ系71の受光面(センサ受光エリア71a)の縦横比で配置することで、周辺照明で同軸照明に近い照明構造にすることができる。また、照明手段6は、ミラー等の高価な部品を削減することができるため、コストダウンを医療用光学撮影装置4のコストダウンを図ることができる。
よって、本発明は、小型で根管深部まで照明することができる安価な医療用光学撮影装置を提供することができる。
つまり、図13(a)に示すように、画角度範囲A100が広角な広角撮影時の画角と、照明手段600との位置状態の場合は、照明手段600が撮像光路R1(図10(b)参照)内に配置された低倍率の状態になっているで、ケラレが生じる。これに対して本発明は、撮像レンズ系71の位置を望遠状態(高倍率の状態)の広角範囲Aを小さい状態にするなどして、照明手段6が撮像素子72の撮像光路R1を遮らない範囲に近づけて配置されている。このため、照明手段6によるケラレが生じるのを防止することができる。
例えば、撮像レンズ系71(主にズームレンズ)の位置情報を読み取り、撮像レンズをケラレが生じる位置にならないようにすることで、ケラレの発生を解消することが可能である。また、例えば、照明手段6が画角の範囲内にあった場合であっても、ケラレが生じない範囲の画像を表示させるように画像処理を行うことで、ケラレが生じない画像を表示することができる。
なお、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、その技術的思想の範囲内で種々の改造及び変更が可能であり、本発明はこれら改造及び変更された発明にも及ぶことは勿論である。
第2歯車92Aは、第1歯車91Aによって回転駆動される平歯車から成る。
第3歯車93Aは、第2歯車92Aと同軸に設けられて一体に回転するかさ歯車から成る。第2歯車92Aと第3歯車93Aとを連結した軸は、支持部材96Aに回転自在に軸支されている。
ねじ部材95Aは、基端部が、第4歯車94Aに固定されて一体に回転し、先端部が、光源取付台66に設けられた雌ねじ部材693(図9参照)に噛合して、光源取付台66を進退させるボールねじから成る。
支持部材96Aは、照明手段駆動機構9Aと、光源取付台66と、を支持する板状部材である。
光源取付台66は、光源取付台支持部材96Aaによって、支持部材96Aに保持されている。
このようにしても、前記実施形態と同様な作用効果が得られる。
図17は、本発明の実施形態に係る医療用光学撮影装置4Bの第2変形例を示す図であり、(a)は、拡大率を小さくしたときの照明手段6Bの状態を示す説明図、(b)は、拡大率を大きくしたときの照明手段6Bの状態を示す説明図である。
付勢部材73Bdは、照明手段傾動部73Bbを照明手段6側に押圧して、照明手段6を実装した照明手段傾動部73Bbを、ヒンジ部材73Bcを中心として傾動させる部材である。付勢部材73Bdは、板ばね、ねじりばね等のばね部材、あるいは、押圧部材から成る。
このようにしても、駆動部73Bは、前記実施形態の駆動部73と同様な作用効果が得られる。
図18は、医療用診療装置100Cの第3変形例を示す斜視図である。
前記実施形態では、医療用診療装置100を歯科用治療ユニット1のアーム3の先端に医療用光学撮影装置4を取り付ける場合を説明したが、図18に示すように、撮影装置4は、撮影装置用のスタンド1Cのアーム3Cの先端に取り付けてもよい。
キャスタ10Caは、基部本体10Cbの下部の前後左右の4箇所にねじ止められた市販品のストッパ付キャスタから成る。
基部本体10Cbは、例えば、左右一対の横フレームと、一対の横フレームの中央部に架設された縦フレームと、を備えた金属製フレームから成る。
前記実施形態では、撮像レンズ系71の位置を望遠状態(高倍率の状態)の広角範囲Aを小さい状態にし、照明手段6が撮像素子72の撮像光路R1を遮らない範囲に近づけることで、照明手段6によるケラレの発生を防止していたがこれに限定されない。
例えば、撮像レンズ系71(主にズームレンズ)の位置情報を読み取り、撮像レンズがケラレを生じる位置にならないようにすることで、ケラレの発生を解消してもよい。
また、照明手段6が画角の範囲内にあった場合であっても、ケラレが生じない範囲の画像を表示させるように画像処理を行うことで、ケラレが生じない画像を表示することができる。
実施形態及び第5変形例では、撮影装置4の設置例として、歯科用治療ユニット1(図1参照)のアーム3の先端部や、スタンド1C(図18参照)のアーム3Cの先端部に配置した場合を説明したが、それに限定されるものではない。
例えば、撮影装置4は、歯科診療室の天井面に設置した天井面設置タイプのアームや、歯科診療室の床面に設置した床面設置タイプのアームや、歯科診用テーブル等のテーブル上に配置したスタンドタイプのアーム等に取り付けてもよい。
5 表示部
6 照明手段
6a 光軸
6b 交差部
7 撮影部
8 制御部
43 把持部
61〜64 発光素子
71 撮像レンズ系
71a センサ受光エリア(受光面)
72 撮像素子
73 駆動部
81 表示制御手段
82 拡大率変更手段
83 駆動制御手段
84 照射角度制御手段
100 医療用診療装置
L1 撮影部から被写体までの撮影距離
R1 撮影光路
S 被写体
Sa 根管
Sb 開口
θ1 鋭角
θ2 照射角度
Claims (14)
- 被写体に向けて照明光を照射する照明手段と、
前記被写体を撮影するための撮影部と、
少なくとも前記撮影部を制御するための制御部と、を備えた医療用光学撮影装置であって、
前記撮影部は、撮像レンズ系と、前記撮像レンズ系により結像された光学像が入射される撮像素子と、を備え、
前記照明手段は、前記被写体側から見て前記撮像レンズ系の前方に、かつ、前記撮像レンズ系と重なるように配置されること
を特徴とする医療用光学撮影装置。 - 前記照明手段は、前記被写体を照射する複数の発光素子で構成され、
前記被写体は、根管であり、
前記発光素子の光軸は、その光軸が前記根管の開口を通過した先において、鋭角で交差可能に配置されること
を特徴とする請求項1に記載の医療用光学撮影装置。 - 前記撮影部は、オートフォーカス機能を有し、
前記鋭角で交差した交差部は、前記オートフォーカス機能により前記撮像レンズ系の合焦位置の範囲内にあるように配置されていること
を特徴とする請求項2に記載の医療用光学撮影装置。 - 前記照明手段又は/及び前記撮影部を操作するための把持部をさらに備え、
前記把持部は、前記オートフォーカス機能を実行するためのスイッチ部を有すること
を特徴とする請求項3に記載の医療用光学撮影装置。 - 前記撮影部の焦点は、固定焦点であり、
前記固定焦点は、前記鋭角で交差した交差部の近傍にあること
を特徴とする請求項2に記載の医療用光学撮影装置。 - 前記複数の発光素子のうちの一つは、ピーク波長が380nm〜500nmの光を発すること
を特徴とする請求項2ないし請求項5のいずれか1項に記載の医療用光学撮影装置。 - 前記照明手段は、前記撮像素子への撮像光路を遮らない範囲に近づけて配置されていること
を特徴とする請求項1または請求項6に記載の医療用光学撮影装置。 - 前記制御部は、表示部に撮影画像を表示するための表示制御手段を有し、
前記表示制御手段は、前記照明手段が前記撮像素子への撮像光路を遮るときに、前記照明手段を表示しないように前記撮像レンズ系の移動、及び、前記撮像素子から得られた撮像データに対する画像処理の実行の少なくとも一方を行い、前記表示部に撮影画像を表示すること
を特徴とする請求項1または請求項6に記載の医療用光学撮影装置。 - 前記照明手段は、前記撮影部から前記被写体までの撮影距離が300mm〜500mmのとき、前記被写体の周辺での照度が7500Lx以上になること
を特徴とする請求項1ないし請求項7のいずれか1項に記載の医療用光学撮影装置。 - 前記照明手段は、前記撮像レンズ系の受光面の縦横比と、撮影部により撮影された画像を表示部に表示する表示サイズの縦横比と、が略同一になるように配置されること
を特徴とする請求項1ないし請求項9のいずれか1項に記載の医療用光学撮影装置。 - 前記制御部は、前記撮影部が撮像する画像の拡大率を変更する拡大率変更手段を備え、
前記撮影部は、前記照明手段の配置を変更するための駆動部を有し、
前記拡大率変更手段は、前記撮像レンズ系の移動、及び、前記撮像素子から得られた撮像データに対する画像処理の実行の少なくとも一方を行うことで、前記拡大率を変更し、
前記駆動部は、前記拡大率に基づいて動作されること
を特徴とする請求項10に記載の医療用光学撮影装置。 - 前記制御部は、前記駆動部を制御する駆動制御手段(83)を有すること
を特徴とする請求項11に記載の医療用光学撮影装置。 - 前記制御部は、前記照明手段の照射角度を制御するための照射角度制御手段を有し、
前記照射角度制御手段は、前記拡大率に基づいて制御すること
を特徴とする請求項11または請求項12に記載の医療用光学撮影装置。 - 前記照明手段は、複数配置されており、
前記複数の照明手段の少なくとも2つは、照明光が照射面で交差すること
を特徴とする請求項2ないし請求項11のいずれか1項に記載の医療用光学撮影装置。
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