JP2017143955A - 歯垢検知装置 - Google Patents

Abstract

【課題】確実に歯面や歯間などに付着した歯垢を採取することはできず、高い精度で歯垢の有無を検知することはできなかった。【解決手段】本発明の歯垢検知装置は、光源１０からの光を検知部１１へ導波する導波路１６を備え、光学的に歯垢を検知する歯垢検知装置であって、導波路１６は、外周面に歯垢を採取するための凹部４を有し、凹部４に採取した歯垢に対して光を照射し、歯垢から生じる蛍光を導波することを特徴としており、歯面に付着した歯垢を確実に採取及び除去し、採取した歯垢の量を高精度に検知することができる。【選択図】図２

Description

本発明は、歯に付着した歯垢から生じる蛍光を検出する歯垢検知装置に関する。

従来、光源と、受光器と、光源からの光を検査部位に導くとともに、その検査部位からの反射光を受光器に導く光導波路とから構成され、受光器にて反射光の受光量を検知し、検査部位の歯垢量の程度を判別する検知器として、歯垢検知装置が知られている。検査部位に光を照射し、また検査部位からの反射光を入射させる検知部は、光導波路をU字状に丸く湾曲させた形状、あるいは光導波路を曲げた外側を平面とした形状が提案されている。実施形態の例として、歯ブラシに一体に設けられた構造が示されており、ブラシ部と柄、光導波路、並びに光源、導波路、受光器、電池、判別手段をまとめたユニットを備える。導波路の一端はユニットに接続され、他端はブラシ部で柄から外向きに突出する構造が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開平１１−４７１６６号公報（第１頁、図１）

しかし、上記に記載された従来の歯垢検知装置では、検知部が丸く湾曲させた形状、あるいは光導波路を曲げた外側の面を平面形状とするため、光導波路に歯垢が付着すれば歯垢の有無の検知をすることは可能ではあるが、確実に歯面や歯間などに付着した歯垢を採取することはできず、高い精度で歯垢の有無を検知することはできなかった。

また、従来技術では歯垢の有無を確認する作業のみを行うための歯垢検知装置であるため、歯垢の除去を行うことができなかった。

本発明の歯垢検知装置は、上記従来の課題を解決すべく創案されたものであり、歯の表面部に付着した歯垢を確実に採取し、採取された歯垢量を高精度に検知することが可能な歯垢検知装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、下記記載の構成を採用する。

本発明の歯垢検知装置は、光源からの光を検知部へ導波する導波路を備え、光学的に歯垢を検知する歯垢検知装置であって、導波路は、外周面に歯垢を採取するための凹部を有し、凹部に採取した歯垢に対して光を照射し、歯垢から生じる蛍光を導波することを特徴としている。

導波路は、光を導波するコア部分と、コア部分を覆うクラッド層で構成される光ファイバーであり、凹部は、コア部分に到達する深さを有することを特徴としている。

凹部は、角張った縁部を有することを特徴としている。

本発明の歯垢検知装置を用いることで、歯面に付着した歯垢を確実に採取及び除去する
ことができ、採取された歯垢の量を高精度に検知することができる。

本発明の実施形態における歯垢検知装置を示す斜視図である。 本発明の実施形態における歯垢検知装置の内部構成を示すブロック構成図である。 本発明の実施形態における導波路を示す断面図である。 本発明の実施形態における歯垢検知装置の検知方法を示す断面図である。 本発明の実施形態における歯垢検知時の蛍光強度スペクトルを示すグラフである。 本発明の実施形態における光ヘッド部の変形例を示す構成図である。

以下、図面を用いて本発明の歯垢検知装置について説明する。ただし、本発明の技術的範囲はそれらの実施形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された発明とその均等物に及ぶ。

図１は、本発明の実施形態における歯垢検知装置１００を示す斜視図であり、図２は、図１に示す歯垢検知装置１００の内部構成を示したブロック図である。

本実施形態における歯垢検知装置１００は図１に示すように、ハンドル部１と光ヘッド部２、弓状部３から構成されている。ハンドル部１は、歯垢検知装置１００を使用する際に把持する部分である。光ヘッド部２は、ハンドル部１に備えられ、光ヘッド部２の先端部は弓状となっており、弓状部３の間には導波路１６が張設されるよう保持されている。

次に図２を用いて歯垢検知装置１００の内部の構成を説明する。
ハンドル部１の内部には、光源１０と検知部１１とを有し、検知部１１が検知した情報を記憶し、情報を演算処理する制御部１４と、これらハンドル部１の内部に設置された電子部品を動作させるための電源部１５から構成されている。光ヘッド部２の内部には、導波路１６として光ファイバーが配置され、導波路１６は、ハンドル部１の光源１０からの光を検知部１１に導波し、光ヘッド部２先端の弓状部３には導波路１６が張設されている。

光源１０は、歯垢を検知する際に光を照射させるものであり、ＬＥＤ光源やレーザー光源であっても良い。また照射する光の波長は、歯垢に含まれる成分が光を吸収し、蛍光反応を示す帯域の波長（例えば、３５０ｎｍ〜４３０ｎｍ程度）であることが望ましい。

また、検知部１１は、歯垢から発せられた蛍光（例えば、５５０ｎｍ〜７５０ｎｍ程度）の強度を検知できる受光素子（例えば、フォトダイオード）とすることが望ましいが、撮像素子（例えば、ＣＭＯＳ素子）によって歯垢から発せられた蛍光の色の違いによって歯垢の有無を識別してもよい。

次に図３を用いて弓状部３の導波路１６の構造を説明する。
図３の示すように、弓状部３を構成する導波路１６は、光を導波する光ファイバーからなり、光ファイバーは屈折率の高い材料からなるコア部６と、コア部６よりも屈折率の低い材料からなるクラッド部７から構成される。クラッド部７はコア部６の外周に形成されることにより、コア部６内に導波する光を閉じ込めておくことが可能になる。

弓状部３の導波路１６の外周面には、クラッド部７を介してコア部６に到達するように凹部４が形成される。よって凹部４では、コア部６をクラッド部７が覆っていないため、
コア部６を伝搬する光が導波路１６の外部に照射することが可能になるとともに、導波路１６の外部の光が凹部４からコア部６に入射することが可能となる。

さらに凹部４は、角張った縁部５が形成されており、縁部５により歯の表面部、歯間部、歯と歯肉の境界部に付着した歯垢を掻き取ることを可能としている。凹部４の形状は、V字型やU字型などの溝型構造、または穴型や貫通孔の構造としてもよく、歯垢を掻き取ることが可能であればその形状や光ファイバー１６の径は問わない。

次に図４を用いて弓状部３における歯垢の検知方法について説明する。
弓状部３は図４に示すように、凹部４の角張った縁部５により歯の表面部、歯間部、歯と歯肉の境界部に付着した歯垢８をかき取ることが可能であり、かき取られた歯垢８は凹部４内に採取される。

導波路１６のコア部６には、図２で示した光源１０より歯垢８を励起する励起光２０が伝搬され、コア部６を伝搬する励起光２０は凹部４にて照射光２１として凹部４に採取された歯垢８に照射される。照射光２１が照射された歯垢８は励起され、蛍光２２を発する。歯垢８から発せられた蛍光２２は再度凹部４からコア部６に入射され、凹部４から照射されずにコア部６を通過した励起光２０や他の凹部４から入射した光とともに検知光２３となってコア部６を伝搬し、図２で示した検知部１１に入射する。

検知部１１では、検知光２３に混色した蛍光２２の蛍光成分を抽出し、その蛍光強度を測定した結果に基づいて制御部１４で歯垢量を演算することで歯垢の有無を判別する。検知部１１で受光する光の波長を限定したい場合は、光学フィルタを導波路１６と検知部１１との間に配置しても良い。

上記説明の通り、弓状部３に張設された導波路１６に設けられた凹部４の縁部５によって歯の表面、歯間、歯と歯肉の間に付着した歯垢をかき取り、確実に歯垢を凹部４内に採取することができ、精度の高い歯垢検知が可能となる。

さらに、弓状部３に張設された導波路１６を歯間ブラシとして用いることもでき、歯垢の有無を確認した後、歯垢を除去することが容易に可能となる。

次に図５を用いて歯垢を検知した際の蛍光強度の変化について説明する。
図５は、歯垢検知装置１００を用いて歯垢を検知した際の蛍光スペクトル特性を示すグラフである。光源１０から発せられる励起光２０の波長は４０５ｎｍとし、励起光２０によって歯垢８が発する蛍光２２の蛍光波長帯域は６３５ｎｍ近傍である。

また、図５に示す蛍光スペクトルは、弓状部３に張設された導波路１６に対して歯垢の付着状態による検知部１１で検知する蛍光強度の違いを示している。図５に示すグラフの縦軸は相対的な蛍光強度を示し、横軸は蛍光波長を示す。

まず図５に示すスペクトルＳ０について説明する。
図５に示すグラフ中に一点差線で記載されたスペクトルＳ０は、弓状部３に張設された導波路１６に全く歯垢が付着していない状態での蛍光スペクトル特性であり、歯垢検知装置１００における光学特性の基準スペクトルである。蛍光強度の特性は６３５ｎｍ近傍において蛍光特性を示すことはない。

次にスペクトルＳ１について説明する。
図５に示すグラフ中に点線で記載されたスペクトルＳ１は、弓状部３に張設された導波路１６のクラッド部７のみに歯垢が付着し、導波路１６の凹部４内には歯垢が付着してい
ない状態での蛍光スペクトル特性である。蛍光強度の特性はスペクトルＳ０と同様に６３５ｎｍ近傍において蛍光特性を示すことはなく、凹部４以外の箇所に付着した歯垢が歯垢の検知に影響しないことを示している。

次にスペクトルＳ２について説明する。
図５に示すグラフ中に実線で記載されたスペクトルＳ２は、弓状部３に張設された導波路１６の凹部４内に歯垢を採取した場合の蛍光スペクトル特性である。蛍光強度の特性は６３５ｎｍ近傍において蛍光強度のピークを示しており、導波路１６の凹部４によって掻き取った歯垢によって発生する蛍光強度を検知できていることを示している。

このように本実施形態による歯垢検知装置１００は、弓状部３に張設された導波路１６の凹部４に採取された歯垢の蛍光強度を検知することにより、歯の表面、歯間、歯と歯肉を間などから採取した歯垢量を測定することが可能となる。

次に図６を用いて光ヘッド部２の変形例を示す。
図６は、光ヘッド部２の先端において、導波路１６がアーチ状に湾曲して設置され、導波路１６には、光が伝搬する方向に沿って凹部５４が設けられている。凹部５４は、V字型やU字型などの溝型構造とすることで凹部５４の縁部により、歯の表面、歯間、歯と歯肉の間に付着した歯垢をかき取ることが可能となる。凹部５４における励起光２０の照射から検知光２３を検知する方法は図４を用いて説明した内容と同様であるため省略する。

導波路１６に設ける凹部の形状は、光が伝搬する方向に沿って設けられていてもよく、凹部５４の縁部によって歯の表面、歯間、歯と歯肉の間に付着した歯垢をかき取り、確実に歯垢を凹部５４内に採取することができ、精度の高い歯垢検知が可能となる。

以上の説明で明らかなように、本発明の歯垢検知装置１００を用いることにより、確実に歯垢を採取することが可能となり、歯垢の有無を高い精度で検知することができる。さらに、光ヘッド部２先端に配置された導波路１６を歯間ブラシとして用いることもでき、歯垢の有無を確認した後、歯垢を除去することが容易に可能となる。

なお、本発明は、上記各種実施形態の構成に限定されず、発明の趣旨を変更しない範囲で種々の変形が可能である。

２ 光ヘッド部
３ 弓状部
４ 凹部
６ コア部
７ クラッド部
１０ 光源
１１ 検知部
１６ 導波路
２０ 励起光
２３ 検知光

Claims (3)

1. 光源からの光を検知部へ導波する導波路を備え、光学的に歯垢を検知する歯垢検知装置であって、
   前記導波路は、外周面に前記歯垢を採取するための凹部を有し、前記凹部に採取した前記歯垢に対して前記光を照射し、前記歯垢から生じる蛍光を前記検知部へ導波する
   ことを特徴とする歯垢検知装置。
2. 前記導波路は、前記光を導波するコア部分と、前記コア部分を覆うクラッド層で構成される光ファイバーであり、前記凹部は、前記コア部分に到達する深さを有する
   ことを特徴とする請求項１に記載の歯垢検知装置。
3. 前記凹部は、角張った縁部を有する
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の歯垢検知装置。
   

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