WO2021053990A1 - 医療用光学撮影装置 - Google Patents
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- A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
- A61B1/06—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor with illuminating arrangements
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Definitions
- the present invention relates to a medical optical imaging device.
- a dental treatment device a microscope, an imaging device, or a lighting device is used for precise treatment and diagnosis. Has been done.
- a dental medical treatment device provided with an imaging device and a lighting device
- a therapeutic oral observation device and a dental treatment device described in Patent Document 1 and a dental optical imaging device described in Patent Document 2 are known. There is.
- the therapeutic oral observation device of Patent Document 1 since the light from the light source (11) passes through the half mirror (10) and enters the camera system (13), the LED lighting device arranged around the lens. It requires about 4 times the illuminance. Further, the therapeutic oral observation device of Patent Document 1 has a problem that a virtual image is generated and a half mirror (19) is required, so that the housing becomes large and the cost increases.
- an object of the present invention is to provide an inexpensive medical optical imaging apparatus capable of illuminating a deep root canal with a small size.
- the present invention includes an illumination means for irradiating an illumination light toward a subject, a photographing unit for photographing the subject, and at least a control unit for controlling the photographing unit.
- the imaging unit includes an image pickup lens system and an image pickup element on which an optical image formed by the image pickup lens system is incident, and the illumination means is on the subject side. It is characterized in that it is arranged in front of the image pickup lens system and so as to overlap with the image pickup lens system.
- the present invention can provide an inexpensive medical optical imaging apparatus capable of illuminating a deep root canal with a small size.
- FIG. 4 is a sectional view taken along line VII-VII of FIG. (A) is a schematic enlarged bottom view of the medical optical imaging device, and (b) is a schematic enlarged bottom view showing the state of the medical optical imaging device when the cover is removed.
- (A) is an explanatory diagram showing a lighting means of a comparative example in which eclipse occurs
- (b) is an explanatory diagram showing an illuminating means of the present invention in which eclipse does not occur.
- It is a flowchart which shows the control when the arrangement of a lighting means is changed automatically when there is no manual zoom.
- It is a figure which shows the 1st modification of the medical optical imaging apparatus which concerns on embodiment of this invention (a) is the schematic perspective view which shows the structure of an illumination means, (b) is the schematic side view which shows the structure of an illumination means. Is.
- imaging apparatus 4 the medical optical imaging apparatus according to the embodiment of the present invention (hereinafter, appropriately referred to as “imaging apparatus 4”) will be described with reference to FIGS. 1 to 15.
- imaging apparatus 4 the medical optical imaging apparatus according to the embodiment of the present invention
- the medical medical device 100 to which the imaging device 4 is attached will be described.
- the operation panel portion 42 side is the front direction
- the direction in which the two grip portions 43 are located is the left-right direction
- the lighting means 6 and the photographing portion 7 Will be described as downward.
- the medical medical device 100 shown in FIG. 1 can move an imaging device 4 including a digital camera, an optical camera, a digital microscope (digital microscope), an optical microscope, and the like used in surgery and the like, and an imaging device 4. It is a medical device provided with an arm 3 for supporting the arm 3 and a support column 2 for supporting the arm 3.
- the medical medical treatment device 100 may be any device provided with an imaging device 4 for diagnosing and treating medical treatment such as dentistry, and the intended use, installation location, structure of the arm 3 and the support column 2 and the like are not particularly limited. ..
- the medical medical treatment device 100 a case where the root canal Sa (see FIG. 10B) is set as the subject S by the dental treatment unit 1 to which the imaging device 4 is detachably attached will be described as an example. To do.
- the dental treatment unit 1 includes a medical table 10, a support 2 erected on the medical table 10, an arm 3 pivotally supported on the upper part of the support 2, and an imaging device 4 attached to the tip of the arm 3. It is provided with a display unit 5 provided on the support column 2.
- the dental treatment unit 1 may have a medical table 10, a support 2, an arm 3, and an imaging device 4, and the type, type, and the like are not particularly limited.
- the clinic table 10 may have a support column 2, and is not limited to the clinic table on which the patient lies.
- the column 2 is a column member that rotatably supports the base end portion of the arm 3.
- the support column 2 is formed of, for example, a cylindrical metal member through which a harness 35 for electrically connecting a power source or the like and a photographing device 4 is inserted.
- a display unit 5 is installed at the center of the support column 2 in the vertical direction.
- a base end portion of the arm 3 is rotatably installed on the upper portion of the support column 2.
- the arm 3 is arranged so as to extend from the support column 2 to the photographing device 4, and by applying a predetermined force or more (arbitrary force in the rotation direction set in advance) in the moving direction, the photographing device 4 is moved up, down, front, back, left, and right. It consists of a balance arm that has a bearing capacity that elastically supports it in a movable manner.
- the arm 3 is composed of an articulated arm having a plurality of joints.
- the arm 3 is, for example, a first arm 31 arranged on the support column 2, a second arm 32 arranged at the tip of the first arm 31, and a photographing device 4 arranged at the tip of the second arm 32. It is provided with a supporting third arm 33. Inside the arm 3 (for example, the first arm 31 and the third arm 32), the base end side is inserted into the support column 2, and the tip end side is connected to a connector (not shown) provided in the housing 41 of the photographing device 4.
- the harness 35 is inserted.
- the first arm 31 is attached to the support column 2 so as to be able to swivel in the horizontal direction.
- the first arm 31 is elastically supported so as to rotate around the mounting bracket 31a when a force equal to or higher than a predetermined value in the horizontal direction is applied to the first arm 31.
- the base end portion of the first arm 31 is pivotally supported by the first fixing member 31b on the support column 2 so as not to rotate in the horizontal direction.
- the second arm 32 rotates inside the second rotation connecting member 32a rotatably supported on the first arm 31 side of the second arm 32 and the second rotation connecting member 42a side of the second arm 32. It includes a second vertical shaft support member (not shown) that is elastically supported, and a joint portion 32b that is connected to the tip end side of the second arm 32 so that it can be held at an appropriate angle.
- the base end portion of the third arm 33 is rotatably connected to the joint portion 32b of the second arm 32, and the attachment / detachment member for attaching the photographing device 4 to the tip end of the arm 3 is attached to the connecting portion of the tip end portion. 34 is provided.
- the detachable member 34 is a connecting member for detachably connecting the tip of the third arm 33 and the photographing device 4.
- the detachable member 34 is composed of, for example, a detachable screw member for connecting and fixing a connecting portion (not shown) arranged at the tip of the third arm 33 and a connecting portion of the housing 41 of the photographing device 4.
- the display unit 5 is a display device for displaying medical information.
- the display unit 5 is rotatably installed on the support column 2.
- the display unit 5 is electrically connected to the photographing device 4. Therefore, the medical medical device 100 can display the medical information used by the medical medical device 100, the image information of the imaging device 4, and the like by the display unit 5.
- the imaging device 4 is a digital camera for dental surgery, a shadowless light camera, a digital microscope, or the like that is detachably attached to the tip of the arm 3.
- the photographing device 4 controls the housing 41, the lighting means 6 for irradiating the subject S with the illumination light, the photographing unit 7 for photographing the subject S, and the photographing unit 7.
- a control unit 8 for the purpose is provided.
- the lighting means 6 shown in FIGS. 4 to 7 may be fixedly arranged with respect to the housing 41, or may be manually operated by using the light source driving units 69a and 69b (see FIG. 9). It may be electrically operated and automatically operated.
- the lighting means 6 may not have the light source driving units 69a and 69b, and at least the light source mounting base 66 may be fixedly arranged with respect to the housing 41.
- the photographing apparatus 4 will be described.
- the housing 41 is the main body of the photographing device 4 of the photographing device 4.
- the housing 41 has a substantially box shape.
- the housing 41 includes an operation panel portion 42 provided on the front surface, grip portions 43 projecting from the left and right side surfaces, switch portions 44 provided on the left and right grip portions 43, and a connected portion provided on the rear surface. It is provided with (not shown), a lighting means 6 provided on the bottom surface, and a photographing unit 7.
- the connected portion (not shown) is integrally provided with the housing 41, and is composed of a substantially rectangular parallelepiped-shaped electrical connection portion having a large number of connection terminals.
- a cover panel 41b having an installation hole 41a for arranging the illumination lens 65 and the image pickup lens system 71 in an exposed state is provided on the bottom surface of the housing 41.
- the lighting means 6 is fixedly provided to the housing 41.
- the bottom surface of the housing 41 is arranged around the image pickup lens system 71 of the photographing unit 7 arranged in the center portion and the front, rear, left and right sides of the image pickup lens system 71, as shown in FIG.
- An illumination lens 65 (illumination means 6) that covers each of the four light emitting elements 61 to 64 is assembled so as to appear.
- the image pickup lens system 71 appears larger than the image pickup lens system 71 of FIG. 5 described above. That is, in the image pickup lens system 71, the four light emitting elements 61 to 64 (illumination means 6) arranged in front of the image pickup lens system 71 are arranged so as to overlap the image pickup lens system 71 when viewed from the subject S side. (See FIG. 9). Further, as shown in FIGS. 9 and 10B, the lighting means 6 provided with the four light emitting elements 61 to 64 is brought closer to the central portion side within a range that does not block the image pickup optical path R1 to the image pickup element 72. Is arranged.
- the operation panel unit 42 shown in FIG. 3 or FIG. 7 is a liquid crystal panel unit having a plurality of touch switches (not shown) for operating the lighting means 6 or the photographing unit 7.
- the operation panel unit 42 shown in FIG. 7 is electrically connected to the control unit 8 (see FIG. 2) of the circuit board 80, and the operation signal of the touch switch (not shown) is input to the control unit 8 to enter the lighting means. 6 and the photographing unit 7 are driven.
- the grip portion 43 shown in FIGS. 3 and 4 is used when operating the lighting means 6 or the photographing unit 7, attaching / detaching the housing 41 to / from the arm 3, or adjusting the orientation of the housing 41. It is a member that serves as a handle.
- the grip portion 43 is composed of a substantially rod-shaped member formed by bending in a substantially L-shape (substantially in the shape of a letter) when viewed from the side. Therefore, the grip portion 43 can be separated from the arm 3 and used as a handle when carrying.
- the switch unit 44 is an autofocus switch for automatically focusing on the subject S (root canal Sa or the like).
- the switch portion 44 may be a foot switch or a switch separate from the grip portion 43.
- the switch unit 44 is electrically connected to the control unit 8 of the circuit board 80 (see FIG. 7), the operation signal of the switch unit 44 is input to the control unit 8, and the lighting means 6 And the photographing unit 7 is driven.
- the lighting means 6 is a lighting device for brightly illuminating the subject S in the patient's oral cavity, the tooth to be inspected (tooth), the root canal Sa, and the like. ..
- the lighting means 6 includes a lighting case main body 60, a plurality of (for example, four) light emitting elements 61 to 64, a lighting lens 65, a light source mounting base 66, and a rail 67.
- a rail mounting plate member 68, and light source driving units 69a to 69d are provided.
- the light source driving units 69a to 69d may be of a manual type. Further, the lighting means 6 does not have to have the light source driving units 69a to 69d (see FIG. 9), and as shown in FIGS. 4 to 7, the rail 67, the rail mounting plate member 68, and the light source driving units 69a to 69d (See FIG. 9) and may not be present. Therefore, the lighting means 6 shown in FIGS. 4 to 7 may be fixedly arranged with respect to the housing 41 as described above.
- the lighting means 6 a case where the rail 67, the rail mounting plate member 68, and the light source driving units 69a to 69d (see FIG. 9) are provided will be described as an example.
- the lighting case main body 60 is a housing for installing the lighting means provided with the lighting means 6.
- a lighting cover 60a having a window portion 60b and a scale 60c is installed on the lower surface side of the lighting case main body 60.
- the window portion 60b is composed of a substantially cross-shaped opening in which light emitting elements 61 to 64 are arranged.
- the scale 60c is a display scale indicating the positions of the light emitting elements 61 to 64 in the front-back and left-right directions (optical axis Ax (see FIGS. 12A and 12B)).
- the lighting means 6 is set so that the illuminance around the subject S is 7500 Lx or more when the shooting distance L1 from the photographing unit 7 to the subject S is 300 mm to 500 mm.
- the illumination means 6 is arranged so as to overlap the image pickup lens system 71 in front of the image pickup lens system 71 when viewed from the subject S side, and is arranged close to the center of the optical axis 6a of the image pickup lens system 71. Further, the illumination means 6 is arranged so as to be close to a range that does not block the image pickup optical path R1 to the image pickup element 72 so that the lens hood or the like does not move into the image and blackening does not occur. Therefore, the illuminating means 6 delivers the light of the illuminating means 6 to the deep part of the root canal Sa so that the inside of the root canal Sa can be brightly illuminated.
- the illumination means 6 has an aspect ratio of the light receiving surface (sensor light receiving area 71a) of the image pickup lens system 71 (the vertical length L4 of the light receiving surface and the horizontal length L5 of the light receiving surface).
- the aspect ratio of the display size of the display unit 5 (see FIG. 1) that displays the image captured by the photographing unit 7) is arranged so as to be substantially the same.
- the light emitting elements 61 to 64 are composed of four LEDs that illuminate the subject S.
- the light emitting elements 61 to 64 are mounted on the light source mounting bases 66 arranged on the front, rear, left and right sides when viewed from the bottom.
- At least one of the plurality of light emitting elements 61 to 64 is composed of a light emitter having a peak wavelength of 380 nm to 500 nm.
- the light emitting elements 61 and 62 located at the left and right positions are composed of blue light emitting diodes having a peak wavelength of 405 nm.
- the light emitting elements 63 and 64 located in the front and rear positions are composed of 25,000 Lx white light emitting diodes. As shown in FIGS.
- the optical axes 6a of the light emitting elements 61 to 64 are arranged so that the optical axes 6a pass through the opening Sb of the root canal Sa and intersect at an acute angle ⁇ 1. Therefore, it is possible to brightly illuminate the inside of the root canal Sa.
- the acute angle ⁇ 1 is, for example, 4 to 11 degrees in the vertical direction and 5 to 13 degrees in the horizontal direction, preferably 5.6 degrees to 9.6 degrees in the vertical direction and 6.6 degrees in the horizontal direction. Degrees to 11.6 degrees.
- at least two of the plurality of light emitting elements 61 to 64 are arranged so that the illumination lights intersect at the irradiation surface. That is, as shown in FIGS. 10 (b), 11 (b), 12 (a), and 12 (b), the light emitting elements 61 to 64 include the illumination lens 65 (integrated type). However, the illumination lens 65 may be a separate body.
- the types, structures, shapes, etc. of the light emitting elements 61 to 64 are not particularly limited.
- the light emitting elements 61 to 64 may be LEDs of a chip type, a lens integrated type, or the like.
- the illumination lens 65 is a transparent lens member that covers each of the four light emitting elements 61 to 64.
- the illumination lens 65 is arranged below the light emitting elements 61 to 64 and is fixed to the light source mounting base 66.
- the four illumination lenses 65 are arranged so that the light emitted from the four light emitting elements 61 to 64 intersects at one point.
- the light source mounting base 66 is a plate on which four light emitting elements 61 to 64 are mounted, respectively.
- the light source mounting base 66 is installed on the rail 67 so as to be movable back and forth, and is arranged so as to advance and retreat in the direction of the sensor light receiving area 71a by the light source driving units 69a to 69d.
- the rail 67 is a guide member that guides the movement of each light source mounting base 66.
- the rail 67 extends in the front-rear, left-right direction from the periphery of the central portion (sensor light receiving area 71a) when viewed from the bottom.
- Each rail 67 is arranged parallel to each rail mounting plate member 68.
- the rail mounting plate member 68 shown in FIG. 8B is a plate member on which each rail 67 is mounted.
- the rail mounting plate member 68 is horizontally mounted on the lighting case main body 60.
- the light source driving units 69a to 69d are used to change the arrangement position of the light emitting elements 61 to 64 by advancing and retreating the light emitting elements 61 to 64 in the directions (front-back and left-right directions) of the four light emitting elements 61 to 64, respectively. It is a drive device.
- the light source driving units 69a to 69d may be either an electric driving device driven by a driving source such as an electric motor or a linear motor, or a manual device that is manually operated.
- a driving source such as an electric motor or a linear motor
- the light source driving units 69a to 69d are configured to include an electric motor 691, a male screw member 962, and a female screw member 963.
- the light source driving units 69a to 69d are provided at four locations, for example, front, rear, left, and right.
- the light source driving units 69a to 69d are not limited to four locations, but may be two front and rear locations.
- the electric motor 691 is a drive source for advancing and retreating the light emitting elements 61 to 64 mounted on the light source mounting base 66.
- the male screw member 962 is a member that is rotationally driven by the electric motor 691.
- the male screw member 962 extends in parallel along the rail 67.
- the female thread member 963 is a member in which the male thread member 962 is screwed and advances and retreats along the rail 67.
- the female screw member 963 is fixed to the light source mounting base 66 on which the light emitting elements 61 to 64 are mounted, and drives the light source mounting base 66 forward and backward.
- the photographing unit 7 is an imaging device unit that photographs the subject S in the oral cavity of the patient.
- the photographing unit 7 includes an image pickup lens system 71, an image pickup element 72 into which an optical image imaged by the image pickup lens system 71 is incident, and a drive unit 73 for changing the arrangement of the illumination means 6.
- the photographing unit 7 has an autofocus function.
- the intersection 6b where the optical axes 6a of the light emitting elements 61 to 64 intersect at an acute angle ( ⁇ 1) is arranged so as to be within the focusing position of the image pickup lens system 71 by the autofocus function.
- the focus of the photographing unit 7 is a fixed focus.
- the fixed focus is in the vicinity of the intersection 6b where the angles of the optical axes 6a of the light emitting elements 61 to 64 intersect at an acute angle ⁇ 1.
- the image pickup lens system 71 is composed of a plurality of lenses and is arranged at a position above the illumination means 6 (imaging element 72).
- the image sensor 72 is composed of an image receiving sensor such as CMOS or CCD.
- the drive unit 73 drives the light emitting elements 61 to 64 so that the irradiation angle ⁇ 2a is increased when the enlargement ratio of the image captured by the photographing unit 7 is reduced. It is an adjusting device. Further, as shown in FIG. 12B, the drive unit 73 drives the light emitting elements 61 to 64 so that the irradiation angle ⁇ 2b becomes smaller when the enlargement ratio of the image captured by the photographing unit 7 is increased. ..
- the drive unit 73 includes a fixed unit 73a, a lighting means tilting unit 73b, and an electric motor 73c.
- the fixing portion 73a is a plate-shaped member fixed to the light source mounting base 66.
- An electric motor 73c is installed at the end of the fixed portion 73a on the optical axis Ax side of the photographing portion 7.
- the lighting means tilting portion 73b is a plate-shaped member that tilts around the drive shaft of the electric motor 73c by the electric motor 73c to change the angles of the irradiation angles ⁇ 2a and ⁇ 2b.
- the base end side (optical axis Ax side of the photographing unit 7) of the lighting means tilting portion 73b is rotatably connected to the drive shaft of the electric motor 73c, and light emitting elements 61 to 64 are mounted on the lower surface thereof.
- the electric motor 73c is a drive source for tilting the lighting means tilting portion 73b around a base end portion in which the lighting means tilting portion 73b and the fixing portion 73a are rotatably connected. As shown in FIG. 2, the electric motor 73c is electrically connected to the irradiation angle control means 84 and is driven by operating the operation panel unit 42 or the switch unit 44.
- the control unit 8 includes a display control means 81, an enlargement ratio changing means 82, a drive control means 83, and an irradiation angle control means 84.
- the electric circuit constituting the control unit 8 is provided on the circuit board 80 installed in the housing 41 shown in FIG. 7.
- the display control means 81 shown in FIG. 2 is a control device that controls the display of the captured image on the display unit 5.
- the display control means 81 moves the image pickup lens system 71 so as not to display the illumination means 6 when the illumination means 6 blocks the image pickup path R1 to the image pickup element 72, and the image pickup data obtained from the image pickup element 72. At least one of the execution of the image processing is performed, and the captured image is displayed on the display unit 5.
- the enlargement ratio changing means 82 is an enlargement ratio changing device that changes the enlargement ratio of the image captured by the photographing unit 7.
- the enlargement ratio changing means 82 changes the enlargement ratio by moving the image pickup lens system 71 and executing image processing such as magnifying the image pickup data obtained from the image pickup element 72.
- the drive unit 73 is configured to operate based on its enlargement ratio.
- the drive control means 83 shown in FIG. 2 is a drive control device that automatically controls the drive unit 73 to change the arrangement positions of the light emitting elements 61 to 64 of the lighting means 6.
- the drive control means 83 is electrically connected to the light source drive units 69a, 69b, 69c, and 69d, respectively.
- the irradiation angle control means 84 is an irradiation angle control device for controlling the angle of the irradiation angle ⁇ 2 of the illumination means 6 shown in FIGS. 10 (b) and 11 (b).
- the irradiation angle control means 84 controls based on the magnifying power of the image captured by the photographing unit 7 changed by the magnifying power changing means 82, thereby irradiating the illumination light toward the root canal Sa and irradiating the root canal.
- the deep part in Sa can be easily visually recognized (see FIG. 2).
- the imaging device 4 shown in FIG. 1 is used by being attached to the tip of the arm 3 during dental treatment. At the time of dental treatment, first, the first to third arms 31, 32, 33 are rotated to align the direction of the photographing apparatus 4 with the direction of the position of the root canal Sa which is the subject S.
- step S1 the operation panel unit 42 or the switch unit 44 shown in FIG. 2 is operated to set the enlargement ratio changing means 82 to a desired enlargement ratio.
- step S2 the control unit 8 acquires the position information of the lighting means 6 with respect to the set enlargement ratio (step S2).
- step S2 the control unit 8 continuously monitors whether or not the setting operation has been performed.
- the irradiation angle control means 84 drives the light source driving units 69a to 69d (electric motor 691) to move the light emitting elements 61 to 64 in the front-back and left-right directions.
- the arrangement of the light emitting elements 61 to 64 is changed.
- the light emitting elements 61 to 64 have a distance L2 between two sets of light emitting elements 61 and 62 facing each other or between the light emitting elements 63 and 64 (distance W1 between the opposing light emitting elements 61 to 64). Is adjusted, and the irradiation angle ⁇ 2 of the illumination means 6 is changed according to the distance L2.
- step S11 the operation panel unit 42 or the switch unit 44 shown in FIG. 2 is operated to set the enlargement ratio changing means 82 to a desired enlargement ratio. Then, when the setting operation is performed on the enlargement ratio (Yes in step S11), the process proceeds to step S12. When there is no enlargement ratio setting operation (No in step S1), the control unit 8 continuously monitors whether or not the setting operation has been performed.
- the control unit 8 acquires the arrangement information of the lighting means 6 with respect to the set magnification.
- the irradiation angle control means 84 drives the light source driving units 69a to 69d (electric motor 691) to drive the light emitting elements 61 to 61.
- the 64 By moving the 64 in the front-back and left-right directions and adjusting the interval W1 between the light-emitting elements 61 to 64 (illumination means 6), the arrangement of the light-emitting elements 61 to 64 is changed (step S16). As a result, as shown in FIG.
- the light emitting elements 61 to 64 have a distance L2 between two sets of light emitting elements 61 and 62 facing each other or between the light emitting elements 63 and 64 (distance W1 between the opposing light emitting elements 61 to 64). Is adjusted, and the irradiation angle ⁇ 2 of the illumination means 6 is changed according to the distance L2 (step S16). When the irradiation angle ⁇ 2 is changed, the process ends.
- step S12 When there is no arrangement information of the lighting means 6 in step S12 (No in step S12), the arrangement of the lighting means 6 is changed in the same manner as in step S16 to change the angle ⁇ 1 and the irradiation angle ⁇ 2 of the optical axis 6a (No). Step S13). Then, the process proceeds to step S14.
- step S14 the arrangement information of the lighting means 6 with respect to the set enlargement ratio is newly registered (step S14).
- the registration is performed (Yes in step S14)
- the arrangement information is registered (step S15), and the process ends. If the registration is not performed (No in step S14), the process ends without registering the placement information. In this way, the lighting means 6 is controlled by the control unit 8.
- the present invention includes a lighting means 6 for irradiating the subject S with illumination light, a photographing unit 7 for photographing the subject S, and at least photographing. It is a medical optical imaging device 4 including a control unit 8 for controlling the unit 7, and the imaging unit 7 is incident with an image pickup lens system 71 and an optical image formed by the image pickup lens system 71.
- the image pickup element 72 and the illumination means 6 are arranged in front of the image pickup lens system 71 when viewed from the subject S side and so as to overlap the image pickup lens system 71.
- the illumination means 6 is arranged so as to overlap the image pickup lens system 71 in front of the image pickup lens system 71 when viewed from the subject S side, so that the illumination means 6 is placed in the image pickup lens system. It can be brought closer to the center of the optical axis 6a of 71. Therefore, the lighting means 6 can deliver light to the deep part of the root canal Sa composed of thin and deep holes to brightly illuminate the inside of the root canal Sa, thereby improving the efficiency of medical treatment and facilitating treatment. Can be done.
- the illumination means 6 is arranged in an aspect ratio of the light receiving surface (sensor light receiving area 71a) of the image pickup lens system 71 so as to avoid an optical path to the image sensor 72 of the photographing unit 7, so that the illumination means 6 is coaxial with the peripheral illumination.
- the lighting structure can be similar to that of lighting.
- the lighting means 6 can reduce expensive parts such as a mirror, it is possible to reduce the cost of the medical optical imaging device 4. Therefore, the present invention can provide an inexpensive medical optical imaging apparatus capable of illuminating a deep root canal with a small size.
- the illumination means 6 is composed of a plurality of light emitting elements 61 to 64 that irradiate the subject S, and the subject S is a root canal Sa.
- the optical axes 6a of the light emitting elements 61 to 64 are arranged so as to be crossable at a sharp angle ⁇ 1 at the point where the optical axis 6a passes through the opening Sb of the root canal Sa.
- the optical axes 6a of the light emitting elements 61 to 64 are located in the root canal Sa at an angle ⁇ 10 of the optical axis 600a of the comparative example (see FIG. 11A).
- the distance W1 between the light emitting elements 61 to 64 is made shorter than the distance W10 between the light emitting elements 610 and 620 (see FIG. 11A) of the comparative example so as to intersect at an acute angle ⁇ 1.
- the lighting means 6 of the present invention sets the distance L6 from the opening Sb of the root canal Sa to the intersection 6b of the optical axis 6a from the opening Sb of the root canal Sa of the comparative example to the intersection 6b of the optical axis 6a. Since the distance can be made longer than the distance L60, it is possible to take a picture deep inside the root canal Sa and the inner wall of the root canal Sa. As a result, the lighting means 6 of the present invention can further brightly illuminate the inside of the root canal Sa, so that the root canal Sa can be easily visually recognized.
- the photographing unit 7 has an autofocus function, and the intersection 6b intersecting at an acute angle ⁇ 1 is within the focusing position of the image pickup lens system 71 by the autofocus function. Arranged as it is.
- the photographing unit 7 can obtain an image of the root canal Sa with a clear focal position by providing the intersection 6b in the range of the depth of field.
- a grip portion 43 for operating the lighting means 6 and / and the photographing unit 7 is further provided, and the grip portion 43 is a switch unit for executing the autofocus function. Has 44.
- the grip portion 43 for operating the lighting means 6 and / and the imaging unit 7 has a switch unit 44 for executing the autofocus function, and thus is a medical optical imaging device. Since the operation can be performed while moving the 4 to the shooting target, the convenience of the user can be improved. Further, the operation of the lighting means 6 and / and the operation of the photographing unit 7 (see FIG. 4) can be performed intuitively.
- the focal point of the photographing unit 7 is a fixed focus, and the fixed focus is in the vicinity of the intersecting portion 6b intersecting at an acute angle ⁇ 1.
- the photographing unit 7 can obtain a clear image of the root canal Sa even in the case of a fixed focus.
- one of the plurality of light emitting elements 61 to 64 shown in FIG. 9 emits light having a peak wavelength of 380 nm to 500 nm.
- the light emitting elements 61 to 64 of the lighting means 6 include not only the white LED but also the blue LED, it is possible to acquire a fluorescent image of plaque, resin, or the like. Further, the lighting means 6 can reduce the size of the entire photographing apparatus 4 by using an LED as the light source, and can obtain a high amount of light with a low output light source.
- the illumination means 6 is arranged close to a range that does not block the image pickup optical path R1 to the image pickup element 72.
- the illumination means 6 does not arrange the illumination means 6 in the imaging optical path R1, it is possible to prevent the lens hood or the like from being transferred to the image and causing blackening.
- the control unit 8 has a display control means 81 for displaying a captured image on the display unit 5, and the display control means 81 has an image pickup optical path for the illumination means 6 to the image pickup element 72.
- the display control means 81 has an image pickup optical path for the illumination means 6 to the image pickup element 72.
- the control unit 8 can further bring the illumination means 6 closer to the center of the optical axis 6a by arranging the illumination means 6 in the imaging optical path R1. Therefore, the portion of the image in which eclipse does not occur can be displayed on the display unit 5 by image processing, so that the best surgical field information can be provided to the operator using the medical medical treatment apparatus 100. Can be done. That is, as shown in FIG. 13 (a), when the angle of view range A100 is a wide-angle shooting angle and the position of the illumination means 600, the illumination means 600 is the imaging optical path R1 (FIG. 10 (b). )) Since it is in the state of low magnification arranged in, eclipse occurs.
- the illumination means 6 does not block the image pickup path R1 of the image pickup element 72 by setting the position of the image pickup lens system 71 to a state in which the wide-angle range A in the telephoto state (high magnification state) is reduced. It is placed close to the range. Therefore, it is possible to prevent eclipse caused by the lighting means 6.
- the position information of the image pickup lens system 71 mainly a zoom lens
- the image pickup lens from being at a position where eclipse occurs
- even when the lighting means 6 is within the range of the angle of view by performing image processing so as to display an image in a range in which eclipse does not occur, an image in which eclipse does not occur can be displayed. Can be done.
- the illumination means 6 has an illuminance of 7500 Lx or more around the subject S.
- the illuminating means 6 adjusts the amount of light of the illuminating means 6 to a certain level or more within the range of the photographing distance L1 to reach the depth of the root canal Sa required by the operator (for example, 10 mm). , Light can be radiated brightly.
- the illumination means 6 has an aspect ratio of the light receiving surface (sensor light receiving area 71a) of the image pickup lens system 71 and a display size for displaying the image taken by the photographing unit 7 on the display unit 5.
- the aspect ratio and the aspect ratio are arranged so as to be substantially the same.
- the screen ratio of the display unit 5 and the aspect ratio of the light receiving surface (sensor light receiving area 71a) of the image pickup lens system 71 are set to be substantially the same, so that unnecessary image processing can be reduced. ..
- the control unit 8 includes an enlargement ratio changing means 82 for changing the enlargement ratio of the image captured by the photographing unit 7, and the photographing unit 7 is for changing the arrangement of the lighting means 6.
- the magnifying power changing means 82 having the driving unit 73 changes the magnifying power by moving the image pickup lens system 71 and executing image processing on the image pickup data obtained from the image pickup element 72. , The drive unit 73 is operated based on the enlargement ratio.
- the drive unit 73 may be one that operates based on the enlargement ratio, and may be, for example, a manual type or an automatic type. When the enlargement ratio of the image is small, the light receiving area becomes large.
- control unit 8 has a drive control means 83 that controls the drive unit 73.
- the drive control means 83 can easily change the arrangement of the light emitting elements 61 to 64 of the lighting means 6 by automatically controlling the drive unit 73.
- the control unit 8 has an irradiation angle control means 84 for controlling the irradiation angle ⁇ 2 (see FIGS. 10 (b) and 11 (b)) of the illumination means 6 and irradiates.
- the angle control means 84 controls based on the enlargement ratio.
- the irradiation angle control means 84 can irradiate brighter illumination light toward the root canal Sa by changing the irradiation angle ⁇ 2, so that the inside of the root canal Sa can be easily visually recognized. Can be done.
- a plurality of lighting means 6 are arranged, and at least two of the plurality of lighting means 6 have illumination lights intersecting with each other on the irradiation surface.
- the plurality of illumination means 6 adjust the tilt angle ⁇ 1 of the optical axis 6a and intersect the illumination light at a predetermined position on the optical axis Ax of the photographing unit 7 to achieve a shadowless effect (improvement of illuminance). Can be obtained.
- FIG. 16A and 16B are views showing a first modification of the medical optical imaging device according to the embodiment of the present invention
- FIG. 16A is a schematic perspective view showing the structure of the lighting means
- FIG. 16B is a schematic perspective view showing the structure of the lighting means. It is a schematic side view which shows.
- the drive mechanism including the electric motor 691 for moving the light emitting elements 61 to 64 shown in FIG. 9 of the embodiment, the male screw member 692, and the female screw member 693 is shown in FIGS. 16A and 16B.
- the lighting means drive mechanism 9A having a gear mechanism as shown may be used.
- the lighting means drive mechanism 9A includes a first gear 91A, a second gear 92A, a third gear 93A, a fourth gear 94A, a screw member 95A, and a support member 96A, which are driven by an electric motor (not shown). , Consists of.
- the first gear 91A is an internal gear that is arranged so as to surround the four lighting means drive mechanisms 9A on the left, right, front and rear, and is driven by meshing with the four second gears 92A on the left, right, front and rear.
- the second gear 92A includes spur gears that are rotationally driven by the first gear 91A.
- the third gear 93A is a bevel gear that is provided coaxially with the second gear 92A and rotates integrally.
- the shaft connecting the second gear 92A and the third gear 93A is rotatably supported by the support member 96A.
- the fourth gear 94A comprises a bevel gear that is rotated by meshing with the third gear 93A.
- the base end of the screw member 95A is fixed to the fourth gear 94A and rotates integrally, and the tip of the screw member 95A engages with the female screw member 693 (see FIG. 9) provided on the light source mounting base 66 to mount the light source. It consists of a ball screw that advances and retreats the base 66.
- the support member 96A is a plate-shaped member that supports the lighting means drive mechanism 9A and the light source mounting base 66.
- the light source mounting base 66 is held by the light source mounting base support member 96Aa on the support member 96A. Even in this way, the same effect as that of the embodiment can be obtained.
- FIG. 17 is a diagram showing a second modification of the medical optical imaging device 4B according to the embodiment of the present invention
- FIG. 17A is an explanatory diagram showing a state of the lighting means 6B when the magnification is reduced.
- (B) is an explanatory diagram showing a state of the lighting means 6B when the enlargement ratio is increased.
- the drive unit 73 for tilting the lighting means 6 shown in FIGS. 12 (a) and 12 (b) of the above embodiment has the tip end side of the lighting means tilting unit 73Bb.
- the drive unit 73B may include a urging member 73Bd for pressing and a regulating member 73Be for restricting the movement of the illuminating means tilting unit 73Bb pressed by the urging member 73Bd.
- the urging member 73Bd is a member that presses the illuminating means tilting portion 73Bb toward the illuminating means 6 side and tilts the illuminating means tilting portion 73Bb on which the illuminating means 6 is mounted about the hinge member 73Bc.
- the urging member 73Bd is composed of a spring member such as a leaf spring or a torsion spring, or a pressing member.
- the regulating member 73Be is a stopper that supports the illuminating means tilting portion 73Bb tilted toward the illuminating means 6 side by the urging member 73Bd in a state of being stopped at a desired position.
- the regulating member 73Be is arranged on the lighting means 6 side of the other end of the lighting means tilting portion 73Bb. Even in this way, the drive unit 73B can obtain the same effect as that of the drive unit 73 of the above embodiment.
- FIG. 18 is a perspective view showing a third modification of the medical medical device 100C.
- the imaging device 4 is the imaging device. It may be attached to the tip of the arm 3C of the stand 1C for use.
- the stand 1C includes a base portion 10C, a support column 2C erected on the base portion 10C, and an arm 3C pivotally supported on the upper portion of the support column 2C.
- the photographing device 4 is replaceably attached to the tip of the arm 3C arranged on the tip side of the stand 1C.
- the shooting device 4 can be attached to the stand 1C.
- the base portion 10C includes a plurality of casters 10Ca and a base main body 10Cb that supports the plurality of casters 10Ca.
- the casters 10Ca are made of commercially available casters with stoppers that are screwed to the lower front, rear, left and right of the lower part of the base body 10Cb.
- the base body 10Cb is composed of, for example, a metal frame including a pair of left and right horizontal frames and a vertical frame erected at the center of the pair of horizontal frames.
- the column 2C is a column member that rotatably supports the base end portion of the arm 3C.
- the support column 2C is erected at the center of the base body 10Cb having a substantially H shape in a plan view.
- the support column 2C is formed of, for example, a cylindrical metal member through which a harness 35 for electrically connecting the power supply or the like and the photographing device 4 is inserted.
- the arm 3C is arranged so as to extend from the support column 2C to the photographing device 4, and has a so-called balance having a supporting force that elastically supports the photographing device 4 so as to be movable in the up-down, front-back, left-right directions by applying a force equal to or higher than a predetermined force in the moving direction. It consists of an arm.
- the arm 3C includes, for example, a first arm 31C arranged above the support column 2C, and a second arm 32C, a third arm 33C, and a fourth arm 34C sequentially arranged on the tip end side of the first arm 31C.
- a detachable member 34 arranged on the fourth arm 34C and for detachably connecting the photographing device 4 to the fourth arm 34C.
- the base end side inserts the inside of the support column 2C, and the tip end side is connected to a connector (not shown) provided in the housing 41 of the photographing device 4. Harness 35 for this is wired.
- the imaging device 4 can be attached to the tip of the arm 3C of the stand 1C used for treatment, examination, surgery, etc. in dental treatment.
- the position of the image pickup lens system 71 is set to a small wide-angle range A in the telephoto state (high magnification state), and the illumination means 6 is brought close to a range that does not block the image pickup light path R1 of the image pickup element 72.
- the occurrence of eclipse by means 6 was prevented, but the present invention is not limited to this.
- the occurrence of eclipse may be eliminated by reading the position information of the image pickup lens system 71 (mainly the zoom lens) and preventing the image pickup lens from being in a position where eclipse occurs.
- the lighting means 6 is within the range of the angle of view, it is possible to display an image in which eclipse does not occur by performing image processing so as to display an image in a range in which eclipse does not occur. ..
- the dental treatment unit 1 (see FIG. 1) is arranged at the tip of the arm 3 and the stand 1C (see FIG. 18) at the tip of the arm 3C.
- the imaging device 4 is mounted on a ceiling-mounted arm installed on the ceiling surface of the dental clinic, a floor-mounted arm installed on the floor of the dental clinic, or a table such as a dental examination table. It may be attached to the arranged stand type arm or the like.
- an imaging apparatus 4 including an optical camera, a digital camera, a digital microscope, and the like has been described as an example, but an optical microscope can also be applied. Is. Even when the medical medical device 100 is used for an optical microscope, the lighting means 6 can provide a small and inexpensive device capable of illuminating the deep part of the root canal.
- Imaging equipment medical optical imaging equipment
- Display unit Illumination means 6a Optical axis 6b Intersection 7 Imaging unit 8
- Control unit 43 Grip 61-64 Light emitting element 71 Imaging lens system 71a Sensor light receiving area (light receiving surface) 72 Image sensor 73
- Display control means 82
- Magnification rate changing means 83
- Drive control means 84
- Irradiation angle control means 100 Medical medical equipment L1 Shooting distance from the imaging unit to the subject R1 Imaging optical path S Subject Sa Root canal Sb Aperture ⁇ 1 Acute angle ⁇ 2 irradiation angle
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Abstract
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を課題とする。医療用光学撮影装置(4)は、被写体に向けて照明光を照射する照明手段(6)と、被写体を撮影するための撮影部(7)と、少なくとも撮影部(7)を制御するための制御部(8)と、を備えている。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、を備えている。照明手段(6)は、被写体側から見て撮像レンズ系(71)の前方に、かつ、撮像レンズ系(71)と重なるように配置されている。
Description
本発明は、医療用光学撮影装置に関する。
一般に、手術等の治療的処置を行う場合や、歯科診療装置による歯科診療を行う場合は、精密な処置や、診断を行うために、マイクロスコープ(顕微鏡)や、撮影装置や、照明装置が使用されている。
撮影装置や照明装置を備えた歯科診療装置としては、例えば、特許文献1に記載された治療用口腔観察装置及び歯科治療装置や、特許文献2に記載された歯科用光学撮影装置が知られている。
特許文献1の治療用口腔観察装置には、光源(11)から発生した光を口腔の観察部位の照射と、映像の取り込みを共通の軸を使用した同軸落射において、観察部位を照射する際に、ハーフミラー(10)を使用することが記載されている。
また、特許文献2の歯科用光学撮影装置には、上記比較対象としたレンズの周囲に口腔外カメラの光軸AXに対して斜めに設置されたLED照明装置(35,36)が記載されている。
しかし、特許文献1の治療用口腔観察装置では、光源(11)からの光がハーフミラー(10)を透過してカメラ系(13)に入射するので、レンズの周囲に配置されたLED照明装置と比較して、約4倍の照度が必要である。さらに、特許文献1の治療用口腔観察装置は、虚像の発現や、ハーフミラー(19)を必要とするため、筐体が大型化して、コストアップを招くという問題点があった。
また、特許文献2の歯科用光学撮影装置は、LED照明装置(35,36)の光軸(AL-1,AL-2)の角度が大きいため、根管を照明する際に、根管の深部まで光が届かず、影ができてしまい、視認性が低いという問題点があった。このため、根管をドリルで切削する施術を行った場合は、根管内の切削状況を把握し難いという問題点があった。
そこで、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を課題とする。
前記課題を解決するため、本発明は、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。
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。
次に、図1~図15を参照して、本発明の実施形態に係る医療用光学撮影装置(以下、適宜「撮影装置4」という。)を説明する。撮影装置4を説明する前に、まず、撮影装置4が取り付けられる医療用診療装置100を説明する。
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。
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。
≪医療用診療装置≫
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。
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≫
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。
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、診療台10は、支柱2を有するものであればよく、患者が仰伏する診療台に限定されるものではない。
支柱2は、アーム3の基端部を回転可能に支持する柱部材である。支柱2は、例えば、電源等と撮影装置4とを電気的に接続するハーネス35を挿通した円筒形状の金属製部材によって形成されている。支柱2の上下方向の中央部には、表示部5が設置されている。支柱2の上部には、アーム3の基端部が回動可能に設置されている。
アーム3は、支柱2から撮影装置4に延びて配置されて、所定以上の力(予め設定された回転方向の任意の力)を移動方向に加えることで、撮影装置4を上下前後左右方向に移動可能に弾性支持する支持力を有するバランスアームから成る。アーム3は、複数の関節を有する多関節アームから成る。アーム3は、例えば、支柱2に配置された第1アーム31と、第1アーム31の先端部に配置された第2アーム32と、第2アーム32の先端部に配置されて撮影装置4を支持する第3アーム33と、を備えて成る。アーム3(例えば、第1アーム31及び第3アーム32)内には、基端側が支柱2内を挿通し、先端側が撮影装置4の筐体41に設けられたコネクタ(図示省略)に接続されたハーネス35が挿通されている。
第1アーム31は、支柱2に水平方向に旋回可能に取り付けられている。第1アーム31は、第1アーム31に水平方向の所定以上の力が加えられた際に、取付金具31aを中心として旋回するように弾性支持されている。第1アーム31の基端部は、第1固定部材31bによって、水平方向に回動不能に支柱2に軸支されている。
第2アーム32は、第2アーム32の第1アーム31側に回動可能に弾性支持された第2回転連結部材32aと、第2アーム32の第2回転連結部材42a側の内部に回動可能に弾性支持された第2上下方向軸支部材(図示省略)と、第2アーム32の先端部側に適宜な角度に保持可能に連結されたジョイント部32bと、を備えている。
第3アーム33は、基端部が、第2アーム32のジョイント部32bに対して回転可能に連結されて、先端部の連結部に、撮影装置4をアーム3の先端に取り付けるための着脱部材34が設けられている。
図1に示すように、着脱部材34は、第3アーム33の先端部と、撮影装置4と、を着脱可能に連結するための連結部材である。着脱部材34は、例えば、第3アーム33の先端に配置された接続部(図示省略)と、撮影装置4の筐体41の連結部とを連結して固定するための着脱ネジ部材から成る。
図1及び図2に示すように、表示部5は、診療情報を表示するための表示装置である。表示部5は、支柱2に回動可能に設置されている。表示部5は、撮影装置4に電気的に接続されている。このため、医療用診療装置100は、表示部5によって、医療用診療装置100で使用する診療情報の表示と、撮影装置4の映像情報の表示等を表示可能である。
<撮影装置>
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。
<筐体>
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~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4に示すように、筐体41の底面には、照明用レンズ65と、撮像レンズ系71とを露出した状態に配置するための設置孔41aを有するカバーパネル41bが設けられている。図4~図7に示すように、これらの図に示す例では照明手段6は筐体41に対して固定して設けられている。
筐体41の底面は、カバーパネル41bを外すと、図5に示すように、中央部に配置された撮影部7の撮像レンズ系71と、撮像レンズ系71の前後左右の周囲に配置されて4つの発光素子61~64をそれぞれ覆った照明用レンズ65(照明手段6)と、が現れるように組み付けられている。
さらに、筐体41の底面は、照明手段6を外すと、図6に示すように、撮像レンズ系71が、前記した図5の撮像レンズ系71よりも大きく現れる。つまり、撮像レンズ系71は、被写体S側から見て、撮像レンズ系71の前方に配置された4つの発光素子61~64(照明手段6)が撮像レンズ系71と重なるように配置されている(図9参照)。また、図9及び図10(b)に示すように、4つの発光素子61~64を備えて成る照明手段6は、撮像素子72への撮像光路R1を遮らない範囲で、中央部側に近づけて配置されている。
<操作パネル部>
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。
<把持部>
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。
<スイッチ部>
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。
<照明手段>
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。
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。
なお、光源駆動部69a~69d(図9参照)は手動式のものであってもよい。また、照明手段6は、光源駆動部69a~69d(図9参照)がなくてもよく、図4~図7に示すようにレール67と、レール取付板部材68と、光源駆動部69a~69d(図9参照)と、がなくてもよい。そのため、図4~図7に示す照明手段6は、前記したように筐体41に対して固定して配置されていてもよい。以下、照明手段6の一例として、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、を備えた場合を例に挙げて説明する。
図8(b)に示すように、照明ケース本体60は、照明手段6を設けた照明手段設置用筐体である。照明ケース本体60の下面側には、図8(a)に示すように、窓部60bと、目盛60cと、を有した照明カバー60aが設置されている。窓部60bは、発光素子61~64を配置した略十字形状の開口部から成る。目盛60cは、発光素子61~64の前後左右(光軸Ax(図12(a)、(b)参照))方向の位置を表す表示目盛である。
図10(b)に示すように、照明手段6は、撮影部7から被写体Sまでの撮影距離L1が300mm~500mmのとき、被写体Sの周辺での照度が7500Lx以上となるように設定されている。照明手段6は、被写体S側から見て撮像レンズ系71の前方の撮像レンズ系71と重なるように配置されて、撮像レンズ系71の光軸6aの中心に近づけて配置されている。また、照明手段6は、撮像素子72への撮像光路R1を遮らない範囲に近づけて配置して、画像にレンズフード等が移り込んで黒くなるケラレが生じないように配置されている。このため、照明手段6は、根管Saの深部まで照明手段6の光を届けて、根管Sa内を明るく照明可能になっている。
図9に示すように、照明手段6は、撮像レンズ系71の受光面(センサ受光エリア71a)の縦横比(受光面の縦方向の長さL4と、受光面の横方向の長さL5との比)と、撮影部7により撮影された画像を表示する表示部5(図1参照)の表示サイズの縦横比と、が略同一になるように配置されている。
図8(b)及び図9に示すように、発光素子61~64は、被写体Sを照射する4つのLEDから成る。発光素子61~64は、下面視して前後左右に配置された光源取付台66に実装されている。複数の発光素子61~64の少なくとも一つは、380nm~500nmのピーク波長を持つ発光体から成る。例えば、左右の位置にある発光素子61,62は、ピーク波長が405nmの青色発光ダイオードから成る。前後の位置にある発光素子63,64は、25,000Lxの白色発光ダイオードから成る。その発光素子61~64の光軸6aは、図10(b)及び図11(b)に示すように、その光軸6aが根管Saの開口Sbを通過し鋭角θ1で交差可能に配置されて、根管Saの内を明るく照明することを可能にしている。鋭角θ1は、例えば、上下方向については4度~11度、左右方向については5度~13度であり、好ましくは、上下方向は5.6度~9.6度、左右方向は6.6度~11.6度である。
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。
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。
なお、発光素子61~64の種類、構造、形状等は、特に限定されない。発光素子61~64は、チップタイプ、レンズ一体タイプ等のLEDであってもよい。
図8(a)、(b)及び図9に示すように、照明用レンズ65は、4つの発光素子61~64をそれぞれ覆う透明レンズ部材である。照明用レンズ65は、発光素子61~64の下側に配置されて、光源取付台66に固定されている。4つの照明用レンズ65は、4つの発光素子61~64から発せられた光が1点に交わるように配置されている。
図9に示すように、光源取付台66は、4つの発光素子61~64をそれぞれ実装したプレートである。光源取付台66は、レール67に進退自在に設置され、光源駆動部69a~69dによってセンサ受光エリア71aの方向に進退するように配置されている。
図8(b)に示すように、レール67は、各光源取付台66の移動を案内するガイド部材である。レール67は、下面視して中央部周辺(センサ受光エリア71a)から前後左右方向に延設されている。それぞれのレール67は、それぞれのレール取付板部材68に対して平行に配置されている。
図8(b)に示すレール取付板部材68は、各レール67を載設した板部材である。レール取付板部材68は、照明ケース本体60に水平に取り付けられている。
図9に示すように、光源駆動部69a~69dは、発光素子61~64を4つの発光素子61~64の中心部の方向(前後左右方向)にそれぞれ進退させて配置位置を変更するための駆動装置である。光源駆動部69a~69dは、電動モータ、リニアモータ等の駆動源で駆動される電動駆動装置であっても、手動で作動する手動装置でもどちらでもよい。以下、光源駆動部69a~69dの一例として、電動駆動装置の場合を説明する。
光源駆動部69a~69dは、電動モータ691と、雄ねじ部材962と、雌ねじ部材963と、を備えて構成されている。光源駆動部69a~69dは、例えば、前後左右の四カ所に設けられている。なお、光源駆動部69a~69dは、四カ所に限らず、前後二カ所であってもよい。
電動モータ691は、光源取付台66に載置された発光素子61~64を進退させる駆動源である。
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。
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。
<撮影部>
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。
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。
撮影部7の焦点は、固定焦点である。その場合、固定焦点は、発光素子61~64の光軸6aの角度が鋭角θ1で交差した交差部6bの近傍にある。
撮像レンズ系71は、複数のレンズによって構成されて、照明手段6よりも上方(撮像素子72)側の位置に配置されている。
撮像素子72は、CMOS、CCD等の受像センサから成る。
撮像素子72は、CMOS、CCD等の受像センサから成る。
駆動部73は、図12(a)に示すように、撮影部7が撮影する画像の拡大率を小さくするときに、照射角度θ2aを大きくなるように、発光素子61~64を駆動させる照射角度調整装置である。また、駆動部73は、図12(b)に示すように、撮影部7が撮影する画像の拡大率を大きくするときに、照射角度θ2bを小さくなるように、発光素子61~64を駆動させる。
図12(a)、(b)に示すように、駆動部73は、固定部73aと、照明手段傾動部73bと、電動モータ73cと、を備えて構成されている。
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。
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。
照明手段傾動部73bは、電動モータ73cによって電動モータ73cの駆動軸を中心として傾動して、照射角度θ2a,θ2bの角度を変更させる板状部材である。照明手段傾動部73bは、基端側(撮影部7の光軸Ax側)が電動モータ73cの駆動軸に回動可能に連結されて、下面に発光素子61~64が実装されている。
電動モータ73cは、照明手段傾動部73bと固定部73aとを回動自在に連結した基端部を中心として照明手段傾動部73bを傾動させるための駆動源である。電動モータ73cは、図2に示すように、照射角度制御手段84に電気的に接続されて、操作パネル部42またはスイッチ部44を操作することで、駆動する。
<制御部>
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。
<表示制御手段>
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。
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>
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。
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。
<駆動制御手段>
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。
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。
照射角度制御手段84は、図10(b)及び図11(b)に示す照明手段6の照射角度θ2の角度を制御するための照射角度制御装置である。照射角度制御手段84は、拡大率変更手段82で変更した撮影部7で撮像する画像の拡大率に基づいて制御することで、照明光を根管Saの方向に向けて照射して、根管Sa内の深部を視認し易くすることができる(図2参照)。
≪作用≫
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。
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。
図1に示す撮影装置4は、歯科診療の際に、アーム3の先端に取り付けて使用する。歯科診療する際には、まず、第1~第3アーム31,32,33を回動させて、撮影装置4の向きを被写体Sである根管Saの位置の方向に合わせる。
次に、図14を主に参照して、マニュアルズームがない場合における照明手段6の配置を自動的に変更する場合について説明する。
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。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。
ステップS2で、拡大率に対する照明手段6の位置情報を取得した場合、照射角度制御手段84は、光源駆動部69a~69d(電動モータ691)を駆動させて発光素子61~64を前後左右方向に移動させて、発光素子61~64(照明手段6)の間隔W1を調整することで、発光素子61~64の配置変更を行う。これにより、発光素子61~64は、図9に示すように、対向する2組の発光素子61,62間または発光素子63,64間の距離L2(対向する発光素子61~64の間隔W1)が調整されて、距離L2に応じて照明手段6の照射角度θ2が変更される。
次に、図15を主に参照して、マニュアルズームがある場合における照明手段6の配置を自動的に変更する場合について説明する。
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。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。
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。
制御部8は、設定された拡大率に対する照明手段6の配置情報を取得する。ステップS12で、拡大率に対する照明手段6の配置情報を取得した場合(ステップS12のYes)、照射角度制御手段84は、光源駆動部69a~69d(電動モータ691)を駆動させて発光素子61~64を前後左右方向に移動させて、発光素子61~64(照明手段6)の間隔W1を調整することで、発光素子61~64の配置変更を行う(ステップS16)。これにより、発光素子61~64は、図9に示すように、対向する2組の発光素子61,62間または発光素子63,64間の距離L2(対向する発光素子61~64の間隔W1)が調整されて、距離L2に応じて照明手段6の照射角度θ2が変更される(ステップS16)。照射角度θ2が変更された場合は、終了する。
ステップS12で照明手段6の配置情報がない場合(ステップS12のNo)は、ステップS16と同様に、照明手段6の配置変更を行って、光軸6aの角度θ1及び照射角度θ2を変更させる(ステップS13)。そして、ステップS14に進む。
次に、設定された拡大率に対する照明手段6の配置情報を新たに登録する(ステップS14)。その登録が行われる場合(ステップS14のYes)は、配置情報の登録を行い(ステップS15)、終了する。また、前記登録が行われない場合(ステップS14のNo)は、配置情報の登録を行わずに終了する。
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。
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。
このように、本発明は、図2または図10(b)に示すように、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、少なくとも撮影部7を制御するための制御部8と、を備えた医療用光学撮影装置4であって、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、を備え、照明手段6は、被写体S側から見て撮像レンズ系71の前方に、かつ、撮像レンズ系71と重なるように配置される。
これにより、医療用光学撮影装置4は、照明手段6が被写体S側から見て撮像レンズ系71の前方の撮像レンズ系71と重なるように配置されていることで、照明手段6を撮像レンズ系71の光軸6aの中心に近づけることができる。このため、照明手段6は、光を細く深い穴から成る根管Saの深部まで届けて、根管Sa内を明るく照明することができるので、診療の効率を向上させて、治療し易くすることができる。
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。
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。
また、図9、図10(b)あるいは図11(b)に示すように、照明手段6は、被写体Sを照射する複数の発光素子61~64で構成され、被写体Sは、根管Saであり、発光素子61~64の光軸6aは、その光軸6aが根管Saの開口Sbを通過した先において、鋭角θ1で交差可能に配置される。
これにより、図11(b)に示す本発明の照明手段6は、根管Sa内に発光素子61~64の光軸6aが比較例の光軸600a(図11(a)参照)の角度θ10よりも鋭角θ1で交差するように、発光素子61~64の間隔W1を、比較例の発光素子610,620(図11(a)参照)間隔W10よりも短くして近づけている。このため、本発明の照明手段6は、根管Saの開口Sbから光軸6aの交差部6bまでの距離L6を、比較例の根管Saの開口Sbから光軸6aの交差部6bまでの距離L60よりも長くすることができるので、根管Saの内部、根管Saの内壁の奥深く撮影することが可能である。その結果、本発明の照明手段6は、さらに、根管Sa内を明るく照明することができるので、根管Saを容易に視認できるようにすることができる。
また、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、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ている。
これにより、撮影部7は、被写界深度の範囲に交差部6bを設けることで、焦点位置について明瞭な根管Saの画像を得ることができる。
また、図3に示すように、照明手段6又は/及び撮影部7(図4参照)を操作するための把持部43をさらに備え、把持部43は、オートフォーカス機能を実行するためのスイッチ部44を有する。
これにより、照明手段6又は/及び撮影部7(図4参照)を操作するための把持部43は、オートフォーカス機能を実行するためのスイッチ部44を有しているので、医療用光学撮影装置4を撮影対象に移動させながら、操作をできるため、使用者の利便性を向上させることができる。また、照明手段6の操作又は/及び撮影部7(図4参照)の操作を感覚的な操作で行うことが可能となる。
また、図11(a)、(b)に示すように、撮影部7の焦点は、固定焦点であり、固定焦点は、鋭角θ1で交差した交差部6bの近傍にある。
これにより、撮影部7は、固定焦点の場合についても、明瞭な根管Saの画像を得ることができる。
また、図9に示す複数の発光素子61~64のうちの一つは、ピーク波長が380nm~500nmの光を発する。
これにより、照明手段6の発光素子61~64は、白色LEDだけでなく、青色LEDも含まれているので、プラークやレジン等の蛍光画像を取得することができる。また、照明手段6は、光源をLEDにすることにより、撮影装置4全体の小型化を図ることができると共に、低出力の光源で高光量を得ることができる。
また、図10(b)及び図13(b)に示すように、照明手段6は、撮像素子72への撮像光路R1を遮らない範囲に近づけて配置されている。
これにより、照明手段6は、撮像光路R1内に照明手段6を配置しないようしているので、画像にレンズフード等が移り込んで黒くなるケラレが生じないようにすることができる。
また、図2に示すように、制御部8は、表示部5に撮影画像を表示するための表示制御手段81を有し、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(図10(b)参照)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に撮影画像を表示する。
これにより、制御部8は、撮像光路R1内に照明手段6を配置することで、さらに、照明手段6を光軸6aの中心に近づけることができる。このため、ケラレが生じていない画像の部分を、画像処理により表示部5に表示することができるので、医療用診療装置100を使用している術者に、最良の術野情報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。
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。
また、図10(b)に示すように、照明手段6は、撮影部7から被写体Sまでの撮影距離L1が300mm~500mmのとき、被写体Sの周辺での照度が7500Lx以上になる。
これにより、照明手段6は、撮影距離L1の範囲内において、照明手段6の光量が一定以上になるようにすることで、術者が必要とする根管Saの深さ(例えば、10mm)まで、光を明るく照射することができる。
また、図9に示すように、照明手段6は、撮像レンズ系71の受光面(センサ受光エリア71a)の縦横比と、撮影部7により撮影された画像を表示部5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。
これにより、表示部5の画面比率と、撮像レンズ系71の受光面(センサ受光エリア71a)の縦横比は、およそ同一になるように設定されているので、不要な画像処理を減らすことができる。
また、図2に示すように、制御部8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手段82を備え、撮影部7は、照明手段6の配置を変更するための駆動部73を有し、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、拡大率を変更し、駆動部73は、拡大率に基づいて動作される。
これにより、撮影部7が撮像する画像の拡大率が変更になった場合には、受光エリアが小さくなることから、光軸方向に照明手段6を移動させ、根管Saの深部に照明光を届くようにすることができる。この場合、駆動部73は、拡大率に基づいて動作するものであればよく、例えば、手動式のものでも、自動式のものでもよい。なお、画像の拡大率が小さい場合は、受光エリアが大きくなる。
また、図2に示すように、制御部8は、駆動部73を制御する駆動制御手段83を有する。
これにより、駆動制御手段83は、駆動部73を自動で制御することにより、照明手段6の発光素子61~64の配置変更を容易に行うことができる。
また、図2に示すように、制御部8は、照明手段6の照射角度θ2(図10(b)、図11(b)参照)を制御するための照射角度制御手段84を有し、照射角度制御手段84は、拡大率に基づいて制御する。
これにより、照射角度制御手段84は、照射角度θ2を変更することで、より明るい照明光を根管Saの方向に向けての照射することができるため、根管Sa内を視認し易くすることができる。
また、図9または図10(b)に示すように、照明手段6は、複数配置されており、複数の照明手段6の少なくとも2つは、照明光が照射面で交差する。
これにより、複数の照明手段6は、光軸6aの傾き角度θ1を調整して、照明光を撮影部7の光軸Ax上の所定の位置で交差させることで無影効果(照度の向上)を得ることができる。
[第1変形例]
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。
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。
図16は、本発明の実施形態に係る医療用光学撮影装置の第1変形例を示す図であり、(a)は照明手段の構造を示す概略斜視図、(b)は照明手段の構造を示す概略側面図である。
また、前記実施形態の図9に示す発光素子61~64を移動させる電動モータ691と、雄ねじ部材692と、雌ねじ部材693とを備えて成る駆動機構は、図16(a)、(b)に示すような歯車機構を有する照明手段駆動機構9Aであってもよい。
照明手段駆動機構9Aは、電動モータ(図示省略)によって駆動される第1歯車91Aと、第2歯車92Aと、第3歯車93Aと、第4歯車94Aと、ねじ部材95Aと、支持部材96Aと、を備えて成る。
第1歯車91Aは、左右前後の4つの照明手段駆動機構9Aを囲むように配置されて、左右前後の4つの第2歯車92Aに噛合して駆動させる内歯歯車である。
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。
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。
第4歯車94Aは、第3歯車93Aに噛合して回転されるかさ歯車から成る。
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。
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。
[第2変形例]
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。
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。
前記実施形態の図12(a)、(b)に示す照明手段6を傾動させる駆動部73は、図17(a)、(b)に示すように、照明手段傾動部73Bbの先端部側を押圧する付勢部材73Bdと、付勢部材73Bdに押された照明手段傾動部73Bbの動きを規制する規制部材73Beと、を備えた駆動部73Bであってもよい。
この場合、光源取付台66に固定された固定部73Baの光軸Ax側の一端部と、照明手段傾動部73Bbの光軸Ax側の一端部とは、ヒンジ部材73Bcによって連結されている。
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。
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。
規制部材73Beは、付勢部材73Bdによって照明手段6側に傾動した照明手段傾動部73Bbを所望位置に停止した状態に支持するストッパである。規制部材73Beは、照明手段傾動部73Bbの他端部の照明手段6側に配置されている。
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。
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。
[第3変形例]
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。
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。
その場合、スタンド1Cは、基部10Cと、基部10Cに立設された支柱2Cと、支柱2Cの上部に軸支されたアーム3Cと、を備えて成る。スタンド1Cの先端側に配置されたアーム3Cの先端には、撮影装置4が交換可能に取り付けられる。スタンド1Cは、撮影装置4を取り付けることが可能である。
基部10Cは、複数のキャスタ10Caと、複数のキャスタ10Caを支持する基部本体10Cbと、を備えて構成されている。
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。
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。
支柱2Cは、アーム3Cの基端部を回転可能に支持する柱部材である。支柱2Cは、平面視して略H字形状の基部本体10Cbの中央部に立設されている。支柱2Cは、例えば、電源等と撮影装置4とを電気的に接続するハーネス35を挿通した円筒形状の金属製部材によって形成されている。
アーム3Cは、支柱2Cから撮影装置4に延びて配置されて、所定以上の力を移動方向に加えることで、撮影装置4を上下前後左右方向に移動可能に弾性支持する支持力を有するいわゆるバランスアームから成る。アーム3Cは、例えば、支柱2Cの上部に配置された第1アーム31Cと、第1アーム31Cの先端部側に順次に配置された第2アーム32C、第3アーム33C、第4アーム34Cと、第4アーム34Cに配置されて撮影装置4を第4アーム34Cに着脱自在に連結するための着脱部材34と、を備えて成る。アーム3C内(例えば、第1アーム31C及び第2アーム32C)には、基端側が支柱2C内を挿通し、先端側が撮影装置4の筐体41に設けられたコネクタ(図示省略)に接続するためのハーネス35が配線されている。
これにより、撮影装置4は、歯科診療の治療や検査や手術等の際に使用されるスタンド1Cのアーム3Cの先端に取り付けて使用することができる。
[第4変形例]
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。
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。
[その他の変形例]
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。
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。
また、実施形態では、医療用診療装置100の一例として、光学式カメラ、デジタル式カメラ及びデジタル式顕微鏡等から成る撮影装置4を例に挙げて説明したが、光学式顕微鏡であっても適用可能である。医療用診療装置100は、光学式顕微鏡に使用した場合であっても、照明手段6によって、小型で根管深部まで照明することができる安価な装置を提供することができる。
4 撮影装置(医療用光学撮影装置)
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
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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