特開 2024-86654 光プローブ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024086654

(43)【公開日】2024-06-27

(54)【発明の名称】光プローブ

(51)【国際特許分類】

   A61C 19/04 20060101AFI20240620BHJP

   G01N 21/15 20060101ALI20240620BHJP

   G01N 21/64 20060101ALI20240620BHJP

【ＦＩ】

A61C19/04 Z

G01N21/15

G01N21/64 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023210640

(22)【出願日】2023-12-13

(31)【優先権主張番号】P 2022201401

(32)【優先日】2022-12-16

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(71)【出願人】

【識別番号】000001960

【氏名又は名称】シチズン時計株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】000106324

【氏名又は名称】サンスター株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100099759

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 篤

(74)【代理人】

【識別番号】100123582

【弁理士】

【氏名又は名称】三橋 真二

(74)【代理人】

【識別番号】100114018

【弁理士】

【氏名又は名称】南山 知広

(74)【代理人】

【識別番号】100180806

【弁理士】

【氏名又は名称】三浦 剛

(74)【代理人】

【氏名又は名称】阿形 直起

(72)【発明者】

【氏名】武石 貴明

(72)【発明者】

【氏名】横山 正史

(72)【発明者】

【氏名】西浦 正洋

(72)【発明者】

【氏名】大野 悠衣

(72)【発明者】

【氏名】中西 隆

【テーマコード（参考）】

2G043

2G057

4C052

【Ｆターム（参考）】

2G043AA03

2G043CA05

2G043EA01

2G043HA15

2G043KA02

2G043KA09

2G043MA01

2G057AA04

2G057AC01

2G057AC06

2G057JA20

2G057JB07

4C052NN05

4C052NN15

4C052NN16

(57)【要約】

【課題】異物による測定精度の低下を防止することを可能とする光プローブを提供する。
【解決手段】光プローブは、一端から他端に向かって光を透過させる光導波部材を備え、光導波部材の端面に、測定対象物の方向に突出する突出部を設け、突出部は、光導波部材の端面と測定対象物との間の異物を排出するための排出手段を有する。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

一端から他端に向かって光を透過させる光導波部材を備え、
前記光導波部材の端面に、測定対象物の方向に突出する突出部を設け、
前記突出部は、前記光導波部材の端面と前記測定対象物との間の異物を排出するための排出手段を有する、
光プローブ。

【請求項2】

前記排出手段は、前記突出部に形成され、両端が開口する溝部である、
請求項１に記載の光プローブ。

【請求項3】

前記溝部は、一端の幅が他端の幅よりも広く形成される、
請求項２に記載の光プローブ。

【請求項4】

前記溝部は、前記一端から前記他端に向かって幅が段階的に狭くなるように形成される、
請求項３に記載の光プローブ。

【請求項5】

前記溝部は、前記一端から前記他端に向かってテーパ状に形成される、
請求項３に記載の光プローブ。

【請求項6】

前記排出手段は、複数の柱状部の間の空隙である、
請求項１に記載の光プローブ。

【請求項7】

前記突出部は、先端に滑り止め構造を有する、
請求項１に記載の光プローブ。

【請求項8】

前記光導波部材を保持する保持部材と、
前記保持部材に装着されるカバー部材と、を有する、
請求項１に記載の光プローブ。

【請求項9】

前記カバー部材は、前記光導波部材に対する光の流通を許容する保護面を有する、
請求項８に記載の光プローブ。

【請求項10】

前記突出部が前記カバー部材に一体的に設けられる、
請求項９に記載の光プローブ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、光プローブに関する。

【背景技術】

【0002】

虫歯や歯周病の原因となる歯垢に含まれる細菌が生成する蛍光物質が放射する蛍光を検出することにより歯垢を検出する手法が知られている。この手法を用いて歯垢を検出する際には、光ファイバ等の光導波部材を保持する光プローブが用いられる（例えば、特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開昭６０－２５０３０８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

このような光プローブにおいて、光プローブ先端が削り取った歯垢等の異物が光プローブから出射した光を遮ることで測定精度を低下させてしまうことが問題となっている。そこで、異物による測定精度の低下を防止することが求められている。

【0005】

本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、異物による測定精度の低下を防止することを可能とする光プローブを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の実施形態に係る光プローブは、一端から他端に向かって光を透過させる光導波部材を備え、光導波部材の端面に、測定対象物の方向に突出する突出部を設け、突出部は、光導波部材の端面と測定対象物との間の異物を排出するための排出手段を有する。

【0007】

また、排出手段は、突出部に形成され、両端が開口する溝部であることが好ましい。

【0008】

また、溝部は、一端の幅が他端の幅よりも広く形成されることが好ましい。

【0009】

また、溝部は、一端から他端に向かって幅が段階的に狭くなるように形成されることが好ましい。

【0010】

また、溝部は、一端から他端に向かってテーパ状に形成されることが好ましい。

【0011】

また、排出手段は、複数の柱状部の間の空隙であることが好ましい。

【0012】

また、突出部は、先端に滑り止め構造を有することが好ましい。

【0013】

また、光プローブは、光導波部材を保持する保持部材と、保持部材に装着されるカバー部材と、をさらに有することが好ましい。

【0014】

また、カバー部材は、光導波部材に対する光の流通を許容する保護面を有することが好ましい。

【0015】

また、突出部がカバー部材に一体的に設けられることが好ましい。

【発明の効果】

【0016】

本発明に係る光プローブは、歯垢等の異物を排出手段によって排出することができるため、異物による測定精度の低下を防止することを可能とする。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】測定装置１の構成を説明するための模式図である。

【図2】光プローブ１２の斜視図である。

【図3】光プローブ１２の正面図である。

【図4】光プローブ１２の図２のIV－IV断面図である。

【図5】光プローブ２２の斜視図である。

【図6】光プローブ２２の正面図である。

【図7】光プローブ３２の斜視図である。

【図8】光プローブ３２の正面図である。

【図9】光プローブ４２の斜視図である。

【図10】光プローブ５２の斜視図である。

【図11】光プローブ５２の断面図である。

【図12】光プローブ６２の斜視図である。

【図13】光プローブ６２の断面図である。

【図14】光プローブ７２の斜視図である。

【図15】光プローブ７２の断面図である。

【図16】光プローブ８２の斜視図である。

【図17】光プローブ８２の断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

図１に示されるように、測定装置１は、本体部１１および光プローブ１２を有する。本体部１１は、発光部１１１、受光部１１２、記憶部１１３、出力部１１４および処理部１１５を有する。

【0019】

発光部１１１は、例えばＬＤ（Laser Diode）またはＬＥＤ（Light Emitting Diode）を備え、励起光を照射する。発光部１１１が照射する励起光は、例えば４００ｎｍのピーク波長を有する。発光部１１１は、処理部１１５から供給される制御信号に基づいて励起光を照射する。

【0020】

受光部１１２は、例えばＰＤ（Photo Diode）を備え、蛍光物質が放射する蛍光を検出する。受光部１１２は、検出した蛍光の強度に応じた強度信号を処理部１１５に供給する。

【0021】

記憶部１１３は、例えば半導体メモリを備え、プログラムおよびデータを記憶する。記憶部１１３は、プログラムとして、処理部１１５による処理に用いられるオペレーティングシステムプログラム、ドライバプログラム、アプリケーションプログラム等を記憶する。

【0022】

出力部１１４は、測定結果を出力し、例えば、測定結果をデータとして出力するための通信インタフェース回路を備える。出力部１１４は、測定結果を数値または画像として出力するためのディスプレイ装置を備えてもよい。出力部１１４は、処理部１１５から供給されたデータを他の装置に送信することにより、または数値若しくは画像として表示することにより出力する。

【0023】

処理部１１５は、測定装置１の動作を統括的に制御する構成であり、記憶部１１３に記憶されているプログラムに基づいて測定装置１の各種処理が適切な手順で実行されるように、各構成の動作を制御するとともに、各種の処理を実行する。

【0024】

光プローブ１２は、光導波部材１３および外装部材１４を有する。光導波部材１３は、一端から他端に向かって光を透過させる。光導波部材１３は、例えば径の中心に光軸を有する光ファイバである。発光部１１１が照射した励起光は、光導波部材１３の一方の端面１３１に入射され、光導波部材の他方の端面１３２から出射される。光導波部材の他方の端面１３２は開放されている。

【0025】

外装部材１４は、樹脂、金属またはゴム等で形成され、光導波部材１３を保持する。外装部材１４は本体部１１の側から先端側に向かって縮径するテーパ状に形成される。外装部材１４の一方の端面１４１は、本体部１１と接続する。外装部材１４の他方の端面１４２には、光導波部材の端面１３２が配置され、光導波部材の端面１３２に配置される突出部１５が一体的に設けられる。

【0026】

突出部１５には、円形の凹部１６が形成される。凹部１６は、テーパ状（すり鉢状）に形成される。凹部１６の内周面１６１は、光を反射する材質で形成される。例えば、内周面１６１にはアルミニウム等の反射材料による反射膜が形成される。内周面１６１を含む外装部材１４の全体に反射膜を形成、または外装部材１４の全体を反射材料で一体的に形成してもよい。

【0027】

外装部材１４は、凹部１６の内周面１６１が光導波部材１３の端面１３２に接続するような位置に光導波部材１３を保持する。図２～図４に示す例では、外装部材１４は、光導波部材１３の光軸（光導波部材１３の端面１３１の中心と端面１３２の中心とを通る直線）が凹部１６の中心を通るように光導波部材１３を保持している。

【0028】

突出部１５には、排出手段として、突出部１５の外周の一部から他の一部に向かって延出し、両端が開口する溝部１７が形成される。溝部１７は、端面１４２を平面視したときに、光導波部材１３の端面１３２を内部に含むように形成される。また、溝部１７は、一様な幅を有して形成される。

【0029】

測定装置１は、測定対象物Ｍに光を照射して測定対象物Ｍの性状を測定する。測定対象物Ｍを被検者の歯に付着した歯垢とし、歯垢の有無または量を測定する際には、光プローブ１２を口腔内に挿入して突出部１５を歯に向ける。この状態で、発光部１１１は励起光を照射する。励起光は、光導波部材１３の端面１３２から出射し、凹部１６の内周面１６１で反射して歯に到達する。励起光を照射されて励起した蛍光物質は、蛍光を放射する。受光部１１２は、凹部１６の内周面１６１で反射して、光導波部材１３の端面１３２から入射した蛍光を受光する。処理部１１５は、受光部１１２から受光した蛍光を強度信号に変換し、所定の演算を施すことにより、歯垢の有無または量を算出する。

【0030】

この際には、歯と光導波部材１３の端面１３２との間の距離を一定に保つため、突出部１５が歯に接触した状態で励起光が照射されることが好ましい。このとき、突出部１５に凹部１６が形成されているため、光導波部材１３の端面１３２は歯に接触しない。

【0031】

光プローブ１２の光導波部材１３の端面１３２には、測定対象物Ｍの方向に突出する突出部１５が設けられ、突出部１５は、光導波部材１３の端面１３２と測定対象物Ｍとの間の異物を排出するための排出手段を有し、削り取られた他の部位の歯垢が光プローブ１２の走査に伴って溝部１７の両端の開口から排出されるため、歯に付着している計測対象の歯垢と光プローブ１２との間の光路が削り取られた歯垢によって遮られることがなくなり、高精度な測定が可能となる。これにより、光プローブ１２は、異物による測定精度の低下を防止することを可能とする。

【0032】

また、歯垢の有無または量を一定の範囲にわたって計測する際には、突出部１５が歯に接触した状態で光プローブ１２が溝部１７の延伸方向に沿って走査されることが好ましい。光プローブ１２が歯に接触した状態で走査される際に突出部１５によって歯垢が削り取られることがあるが、溝部１７の延伸方向に沿って光プローブ１２が走査されることにより、励起光が照射される部位の歯垢が削り取られることが防止されるため、歯垢の計測への影響が抑えられる

【0033】

上述した説明では、凹部１６がテーパ状に形成されるものとしたが、このような例に限られない。凹部１６は、一様な断面形状を有するものとしてもよい。すなわち、凹部１６の内周面１６１は、光導波部材１３の端面１３２に直交する面でもよい。また、凹部１６の内周面１６１は、光導波部材１３の端面１３２の側に凸となるように湾曲した曲面でもよい。

【0034】

上述した説明では、光プローブ１２は歯に付着した歯垢の有無または量を計測する目的で、蛍光物質から放射された蛍光を本体部１１に導くものとしたが、このような例に限られない。光プローブ１２は、測定対象物Ｍの性状を計測する目的で、測定対象物Ｍにおいて反射された光を本体部１１に導くために用いられてもよい。

【0035】

図５は、第２の実施形態に係る光プローブ２２の斜視図である。図６は、光プローブ２２の正面図である。光プローブ２２は、突出部１５に代えて突出部２５を有する点で光プローブ１２と相違する。光プローブ２２の他の構成は光プローブ１２の対応する構成と同様であるため、同一の符号を付して説明を省略する。

【0036】

突出部２５には、突出部１５と同様に凹部１６が形成される。また、突出部２５には、排出手段として、両端が開口する溝部２７が形成される。溝部２７は、溝部１７と同様に、光導波部材１３の端面１３２を内部に含む。溝部２７は、延伸方向における一端２７１の幅が他端２７２の幅よりも広くなるように形成される。溝部２７は、一端２７１から他端２７２に向かって幅が段階的に狭くなるように形成される。図５および図６に示す例では、溝部２７の一対の側面は互いに平行であるが、凹部１６を挟んで溝部２７の幅が変化するように形成されている。

【0037】

このように、光プローブ２２において、溝部２７の延伸方向における一端２７１の幅は、他端２７２の幅よりも広くなるように形成される。これにより、溝部２７の一端２７１の幅が狭くなるため、光プローブ２２が歯に接触した状態で一端２７１から他端２７２に向かう方向に走査された場合に、削り取られた歯垢が溝部２７の内部に入りにくくなる。したがって、異物が溝部２７の内部に入り込むことを防止して測定精度の低下を防止することが可能となる。

【0038】

図７は、第３の実施形態に係る光プローブ３２の斜視図である。図８は、光プローブ３２の正面図である。光プローブ３２は、突出部１５に代えて突出部３５を有する点で光プローブ１２と相違する。光プローブ３２の他の構成は光プローブ１２の対応する構成と同様であるため、同一の符号を付して説明を省略する。

【0039】

突出部３５には、突出部１５と同様に凹部１６が形成される。また、突出部３５には、排出手段として、両端が開口する溝部３７が形成される。溝部３７は、溝部２７と同様に、光導波部材１３の端面１３２を内部に含み、かつ延伸方向における一端３７１の幅が他端３７２の幅よりも広くなるように形成される。溝部３７は、一端３７１から他端３７２に向かって幅が狭くなるテーパ状に形成される点で溝部２７と相違する。このようにしても、異物が溝部２７の内部に入り込むことを防止して測定精度の低下を防止することが可能となる。

【0040】

図９は、第４の実施形態に係る光プローブ４２の斜視図である。光プローブ４２は、外装部材１４に代えて外装部材４４を有する点において光プローブ１２と相違する。光プローブ４２の他の構成は光プローブ１２の対応する構成と同様であるため、同一の符号を付して説明を省略する。

【0041】

外装部材４４は、突出部１５に代えて、端面１４２に滑り止め構造Ｓが形成される突出部４５を有する点において外装部材１４と相違する。外装部材４４の他の構成は外装部材１４と同様である。すなわち、外装部材４４は、外装部材１４と同様に、光導波部材１３を保持する。また、外装部材１４と同様に、外装部材４４の突出部４５には凹部１６および溝部１７が形成される。

【0042】

図９に示す例では、滑り止め構造Ｓは複数の微小な凹凸によって構成される。滑り止め構造Ｓの凹凸は、突出部４５の凹部１６および溝部１７を除く領域に、溝部１７よりも浅く形成される。図９に示す例では、滑り止め構造Ｓの凹凸は等間隔に、溝部１７の延伸方向に直交する方向に形成されている。このような例に限られず、凹凸は相互に異なる間隔を有して形成されてもよい。また、凹凸は任意の方向に形成されてもよい。

【0043】

歯のように平坦でなくかつ摩擦の小さいものに対して測定をする場合、外装部材が歯の上で滑り、正確な測定を行えない場合がある。外装部材４４が滑り止め構造Ｓを有することにより、光プローブ４２と歯との間の摩擦係数が大きくなり、より正確な測定が可能となる。

【0044】

上述した説明では、滑り止め構造Ｓは微小な凹凸によって構成されるものとした。このような例に限られず、滑り止め構造Ｓは、突出部１５に設けられたゴム等の摩擦材によって構成されてもよい。また、滑り止め構造Ｓは、突出部１５を含む外装部材１４全体が摩擦材によって形成されることにより実現されてもよい。このようにしても、光プローブ４２と歯との間の摩擦係数が大きくなり、正確な測定が可能となる。

【0045】

図１０は、第５の実施形態に係る光プローブ５２の斜視図である。図１１は、図１０のXI－XI断面における光プローブ５２の断面図である。光プローブ５２は、外装部材１４に代えて外装部材５４を有する点で光プローブ１２と相違する。光プローブ５２の他の構成は、光プローブ１２の対応する構成と同様であるため、同一の符号を付して説明を省略する。

【0046】

外装部材５４は、光導波部材１３を保持する保持部材５４３と、保持部材５４３に着脱自在に装着されるカバー部材５４４とを有する。カバー部材５４４は、光導波部材１３からの出射光や外部からの光導波部材１３に入射する入射光に対して測定結果に影響を与えないように、透光性を有することにより光導波部材１３に対する光の流通を許容する材料で形成される。カバー部材５４４は、出射光や入射光により励起して測定に用いられる波長範囲の蛍光を生じることのない材料で形成されてもよい。また、カバー部材５４４の、測定対象物Ｍに対向する保護面５４５には、測定対象物Ｍの方向に突出する突出部５５が設けられる。突出部５５には、異物を排出するための排出手段として、溝部５７が形成される。溝部５７は、突出部５５を測定対象物Ｍの方向から平面視したときに、光導波部材１３の端面１３２を内部に含むように形成される。また、溝部５７は、一様な幅を有して形成される。

【0047】

光プローブ５２は、溝部５７を有することにより、異物を排出して異物による測定精度の低下を防止することを可能とする。

【0048】

また、光プローブ５２は、保持部材５４３に装着されるカバー部材５４４を有することにより、保護面５４５に付着した異物をカバー部材５４４の交換により容易に取り除くことができる。

【0049】

また、光プローブ５２において、保護面５４５が光導波部材１３の端面１３２に対して平行に設けられることにより、光導波部材１３から出射した光の進行方向が保護面５４５によって変化することがなくなる。

【0050】

上述した実施形態では、カバー部材５４４は保持部材５４３に着脱自在に装着されるものとしたが、このような例に限られない。カバー部材５４４は、保持部材５４３に固着されてもよい。また、カバー部材５４４は、保持部材５４３と一体的に形成されてもよい。

【0051】

上述した実施形態では、溝部５７が一様な幅を有して形成されるものとしたが、このような例に限られない。溝部５７は、溝部２７または溝部３７と同様に、一端の幅が他端の幅よりも広く形成されてもよい。

【0052】

図１２は、第６の実施形態に係る光プローブ６２の斜視図である。図１３は、図１２のXIII－XIII断面における光プローブ６２の断面図である。光プローブ６２は、カバー部材５４４に代えてカバー部材６４４を有する点で光プローブ５２と相違する。光プローブ６２の他の構成は光プローブ５２の対応する構成と同様であるため、同一の符号を付して説明を省略する。

【0053】

カバー部材６４４の側面には、測定対象物Ｍの方向に延出する円筒形状の延出部６４６がカバー部材６４４と一体的に設けられる。延出部６４６の先端には、測定対象物Ｍの方向に突出する突出部６５が設けられる。突出部６５は、延出部６４６の端面において対向する２箇所を測定対象物Ｍの方向に突出させて設けられる。すなわち、突出部６５は、排出手段として、両端が開口する溝部６７を有する。これにより、光プローブ６２は、異物を排出して異物による測定精度の低下を防止することを可能とする。

【0054】

なお、延出部６４６はカバー部材６４４とは別体として設けられてもよい。

【0055】

図１４は、第７の実施形態に係る光プローブ７２の斜視図である。図１５は、図１４のXV－XV断面における光プローブ７２の断面図である。光プローブ７２は、カバー部材５４４に代えてカバー部材７４４を有する点で光プローブ５２と相違する。光プローブ７２の他の構成は光プローブ５２の対応する構成と同様であるため、同一の符号を付して説明を省略する。

【0056】

カバー部材７４４の保護面５４５には、測定対象物Ｍの方向に突出する突出部７５が設けられる。突出部７５は、端面の３つの領域を測定対象物Ｍの方向に突出させた柱状部７５１を有する。図１４および図１５に示す例では、３つの柱状部７５１は円形の底面の外周に沿って等間隔で配置されている。すなわち、突出部７５は、排出手段として、３つの柱状部の間に空隙７７を有する。これにより、光プローブ７２は、異物を排出して異物による測定精度の低下を防止することを可能とする。

【0057】

また、柱状部７５１はゴム等の摩擦材により形成される。すなわち、突出部７５の先端には、ゴム等の摩擦材により構成される滑り止め構造Ｓが設けられる。これにより、光プローブ７２と歯との間の摩擦係数が大きくなり、より正確な測定が可能となる。

【0058】

なお、柱状部７５１の個数は３つに限られず、２つ以上の任意の個数であってよい。また、柱状部７５１は底面の外周に沿って等間隔に配置されるものに限られず、光導波部材１３の光軸を避けて任意に配置されてよい。

【0059】

図１６は、第８の実施形態に係る光プローブ８２の斜視図である。図１７は、図１６のXVII－XVII断面における光プローブ８２の断面図である。光プローブ８２は、カバー部材５４４に代えてカバー部材８４４を有する点で光プローブ５２と相違する。光プローブ８２の他の構成は光プローブ５２の対応する構成と同様であるため、同一の符号を付して説明を省略する。

【0060】

カバー部材８４４の側面には、測定対象物Ｍの方向に延出する複数の柱状部８４７が設けられる。図１６および図１７に示す例では、６つの柱状部８４７がカバー部材９４４の周方向に沿って等間隔に配置されている。柱状部８４７の先端には、測定対象物Ｍの方向に突出する突出部８５が設けられる。すなわち、突出部８５は、排出手段として、柱状部８４７の間に空隙８７を有する。これにより、光プローブ８２は、異物を排出して異物による測定精度の低下を防止することを可能とする。

【0061】

また、突出部８５の先端には滑り止め構造Ｓが設けられる。図１６に示す例では、滑り止め構造Ｓはゴム等の摩擦材により構成されている。これにより、光プローブ８２と歯との間の摩擦係数が大きくなり、より正確な測定が可能となる。

【符号の説明】

【0062】

１２ 光プローブ
１３ 光導波部材
１４ 外装部材
１５ 突出部
１７ 溝部（排出手段）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】