JP6324680B2

JP6324680B2 - 撮像窓曇り防止機能付カメラ内蔵ハンドピース

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Publication number: JP6324680B2
Application number: JP2013161418A
Authority: JP
Inventors: 山中　通三; 通三山中; 健嗣長谷川
Original assignee: Yoshida Dental Mfg Co Ltd
Current assignee: Yoshida Dental Mfg Co Ltd
Priority date: 2013-08-02
Filing date: 2013-08-02
Publication date: 2018-05-16
Anticipated expiration: 2033-08-02
Also published as: WO2015016341A1; DE112014003550T5; JP2015029694A; US20160166138A1

Description

本発明は、撮像窓曇り防止機能付カメラ内蔵ハンドピースに関し、詳しくは、患部の治療機能と、当該患部やその周辺領域のカメラ画像による観察機能とを備えるとともに、カメラ用の撮像窓の曇り防止をも実現できる撮像窓曇り防止機能付カメラ内蔵ハンドピースに関するものである。

歯科治療の分野において、口腔内のう歯等の患部（治療部位）を治療する際に、施術者は、治療部位を目視観察しながら、患部の歯質部分を切削除去する切削用ハンドピースが多く用いられている。

そして、近年では、治療機能に加えて口腔内観察のための画像撮影機能をも備える歯科用ハンドピースも開発されている。

例えば、特許文献１には、歯科用ハンドピースのヘッド部の工具装着部周辺に照明共用観察口と、歯科用ハンドピースの内部に設けられたビデオカメラヘッドと、照明ランプと、前記照明共用観察口から取込んだ映像を伝送しビデオカメラヘッドの前面において集束し結像せしめる観察用オプティカルファイバーと、照明用オプティカルファイバーと、ビデオカメラヘッドからの映像信号をビデオコントロールユニットに伝送する映像信号ケーブルと有する観察機能を有する歯科用ハンドピース装置が提案されている。

しかし、この特許文献１の歯科用ハンドピース装置の場合、患部の治療機能と、当該患部やその周辺領域の映像による観察機能とを備えるものの、切削工具による患部の治療時に生じる切削屑等が工具装着部周辺の観察口に付着してこの観察口を曇らせることを防止する曇り防止機能までは有しておらず、このため、ビデオカメラにより患部やその周辺領域の鮮明な映像を撮影することが困難になるという問題を包含している。

特開平９−５６７３０号公報

本発明が解決しようとする問題点は、患部の治療機能と、当該患部やその周辺領域のカメラによる画像観察機能とを備えることに加え、切削工具による患部の治療時において撮像窓に対する切削屑、水滴等の付着を無くし、撮像窓外面の曇り防止を行うことができるような撮像窓曇り防止機能付カメラ内蔵ハンドピースが存在しない点である。

本発明に係る撮像窓曇り防止機能付カメラ内蔵ハンドピースは、患部治療用の切削工具が着脱可能に装着されるヘッド部を先端側に備えるハンドピース本体部と、圧縮空気を導く空気流路系と、切削工具に向けて噴射する水流用の加圧水を導く水流路系と、前記ヘッド部の切削工具の装着位置の周辺領域に設けた前記カメラ用の撮像窓と、この撮像窓を経て入射する患部画像情報を撮像する内蔵カメラと、前記撮像窓の内側から内蔵カメラに至る範囲に配置した撮像光学系と、を有する撮像窓曇り防止機能付カメラ内蔵ハンドピースであって、前記撮像窓の周辺位置に、前記空気流路系から分岐され前記撮像窓の外面から切削工具による切削部位に至る領域範囲内に空気流を噴射して前記撮像窓の外面、切削部位間を空気流により遮蔽し前記撮像窓外面の曇り防止を行う曇り防止空気流路機構を設けたことを最も主要な特徴とする。

請求項１又は２記載の発明によれば、エアータービン、超音波スケーラ等のハンドピースのように、患部治療用の切削工具が着脱可能に装着されるヘッド部を先端側に備えるハンドピースにおいて、患部の切削加工を行う際に生じる切削屑や水滴が前記撮像窓の外面に付着することを曇り防止空気流路機構による空気流で遮り、前記撮像窓の曇りを防止し、これにより、撮像窓から撮像光学系を経てカメラに導光して、鮮明なカラー画像を撮像することが可能な撮像窓曇り防止機能付カメラ内蔵ハンドピースを提供することができる。特に前記ヘッド部に圧縮空気を導く空気流路系から分岐した曇り防止用空気流路から前記撮像窓の外面に向けて空気流を吹き付け、撮像窓の曇り防止を行う曇り防止空気流路機構を備える構成の基に、患部の切削加工を行う際に生じる切削屑や水滴が前記撮像窓の外面に付着することを無くし、前記撮像窓の曇りを防止し、撮像窓から撮像光学系を経てカメラに導光して、鮮明なカラー画像を撮像することが可能な撮像窓曇り防止機能付カメラ内蔵ハンドピースを提供することができるとともに、前記ヘッド部に圧縮空気を導く空気流路系から分岐し前記撮像窓の外面の部分を囲む位置に至る曇り防止用空気流路から空気流を撮像窓の前方に円錐状形態で噴射し、エアーカーテンを形成して撮像窓の曇り防止を行う前記曇り防止空気流路機構を備える構成の基に、患部の切削加工を行う際に生じる切削屑や水滴が前記撮像窓の外面に付着することを無くし、前記撮像窓の曇りを防止し、撮像窓から撮像光学系を経てカメラに導光して、鮮明なカラー画像を撮像することが可能な撮像窓曇り防止機能付カメラ内蔵ハンドピースを提供することができる。

請求項３又は４記載の発明によれば、エアータービン、エアーモータ、マイクロモータ等のハンドピースのように、患部治療用の切削工具が着脱可能に装着されるヘッド部を先端側に備えるグリップ部と前記グリップ部の後端に一方のカップリング部とを有するハンドピース本体部と、前記ハンドピース本体部に着脱可能に装着する他方のカップリング部を有する歯科用ホース部とを有するハンドピースにおいて、患部の切削加工を行う際に生じる切削屑や水滴が前記撮像窓の外面に付着することを曇り防止空気流路機構による空気流で遮り、前記撮像窓の曇りを防止し、これにより、撮像窓から撮像光学系を経てカメラに導光して、鮮明なカラー画像を撮像することが可能な撮像窓曇り防止機能付カメラ内蔵ハンドピースを提供することができる。特に前記ヘッド部に圧縮空気を導く空気流路系から分岐した曇り防止用空気流路から前記撮像窓の外面に向けて空気流を吹き付け、撮像窓の曇り防止を行う曇り防止空気流路機構を備える構成の基に、患部の切削加工を行う際に生じる切削屑や水滴が前記撮像窓の外面に付着することを無くし、前記撮像窓の曇りを防止し、撮像窓から撮像光学系を経てカメラに導光して、鮮明なカラー画像を撮像することが可能な撮像窓曇り防止機能付カメラ内蔵ハンドピースを提供することができるとともに、前記ヘッド部に圧縮空気を導く空気流路系から分岐し前記撮像窓の外面の部分を囲む位置に至る曇り防止用空気流路から空気流を撮像窓の前方に円錐状形態で噴射し、エアーカーテンを形成して撮像窓の曇り防止を行う前記曇り防止空気流路機構を備える構成の基に、患部の切削加工を行う際に生じる切削屑や水滴が前記撮像窓の外面に付着することを無くし、前記撮像窓の曇りを防止し、撮像窓から撮像光学系を経てカメラに導光して、鮮明なカラー画像を撮像することが可能な撮像窓曇り防止機能付カメラ内蔵ハンドピースを提供することができる。

請求項５記載の発明によれば、エアータービンのハンドピースにおいて、患部の切削加工を行う際に生じる切削屑や水滴が前記撮像窓の外面に付着することを曇り防止空気流路機構による空気流で遮り、前記撮像窓の曇りを防止し、これにより、撮像窓から撮像光学系を経てカメラに導光して、鮮明なカラー画像を撮像することが可能な撮像窓曇り防止機能付カメラ内蔵ハンドピースを提供することができる。

請求項６記載の発明によれば、ハンドピース本体部の内側に位置するカップリング部の先端部に患部撮像用の前記内蔵カメラを設けた構成の基に、患部の切削加工を行う際に生じる切削屑や水滴が前記撮像窓の外面に付着することを曇り防止空気流路機構による空気流で遮り、前記撮像窓の曇りを防止し、これにより、撮像窓から撮像光学系を経てカメラに導光して、鮮明なカラー画像を撮像することが可能な撮像窓曇り防止機能付カメラ内蔵ハンドピースを提供することができる。

請求項７記載の発明によれば、ハンドピース本体部の撮像窓内側に前記内蔵カメラを設けた構成の基に、患部の切削加工を行う際に生じる切削屑や水滴が前記撮像窓の外面に付着することを曇り防止空気流路機構による空気流で遮り、前記撮像窓の曇りを防止し、これにより、撮像窓から撮像光学系を経てカメラに導光して、鮮明なカラー画像を撮像することが可能な撮像窓曇り防止機能付カメラ内蔵ハンドピースを提供することができる。

請求項８記載の発明によれば、前記内蔵カメラを前記歯科用ホース部のカップリング部の先端部に設けた構成の基に、患部の切削加工を行う際に生じる切削屑や水滴が前記撮像窓の外面に付着することを曇り防止空気流路機構による空気流で遮り、前記撮像窓の曇りを防止し、これにより、撮像窓から撮像光学系を経てカメラに導光して、鮮明なカラー画像を撮像することが可能な撮像窓曇り防止機能付カメラ内蔵ハンドピースを提供することができる。

なお、前述したように本願発明において曇り防止機能とは、撮像窓の外面に水蒸気が付着することを防止するだけでなく、水滴、切削屑が付着することを防止する機能を含むものである。

図１は本発明の実施例１に係るカメラ内蔵ハンドピースの部分切欠正面図である。図２は本実施例１に係るカメラ内蔵ハンドピースにおいて歯科用ホース部側のカップリング部がグリップ部側のカップリング部に対して着脱可能であることを示す部分切欠概略説明図である。図３は本実施例１に係るカメラ内蔵ハンドビースにおけるグリップ部側のカップリング部と歯科用ホース部側のカップリング部とを分離状態とした構造説明図である。図４は本実施例１に係るカメラ内蔵ハンドビースにおけるヘッド部を含むハンドピース本体部の部分切欠概略拡大図である。図５は本実施例１に係るロッドファイバの拡大説明図である。図６は本実施例１におけるカラーカメラモジュールを示す概略断面図である。図７は本実施例１におけるカラーカメラモジュールの概略側面図である。図８は本実施例１におけるカメラユニットを示す概略断面図である。図９は図８のＡ−Ａ線概略断面図である。図１０は本実施例１におけるカメラユニットと、ロッドファイバと、対物レンズとの光学的配置関係を示す説明図である。図１１は本実施例１における発光素子の駆動回路を示す回路図である。図１２は実施例１における駆動制御ユニットの概略構成を示すブロック図である。図１３は本実施例１におけるカラー画像表示部によるカラー画像表示例を示す図である。図１４は本実施例１に係るカメラ内蔵ハンドビースにおける変形例のヘッド部を含むハンドピース本体部の部分切欠概略拡大図である。図１５は本実施例１に係るカメラ内蔵ハンドビースにおける撮像窓側から見た曇り防止空気流路機構の概略構造図である。図１６は本実施例１に係るカメラ内蔵ハンドビースにおける別の変形例の部分拡大概略断面図である。図１７は本発明の実施例２に係るカメラ内蔵ハンドピースの概略構成図である。図１８は本実施例２に係るカメラ内蔵ハンドピースのヘッド部を含むハンドピース本体部の部分切欠概略拡大図である。図１９は本発明の実施例３に係るカメラ内蔵ハンドピースの部分切欠正面図である。図２０は本実施例３に係るカメラ内蔵ハンドビースにおけるグリップ部側のカップリング部と歯科用ホース部側のカップリング部とを分離状態とした構造説明図である。

本発明は、患部の治療機能と、当該患部やその周辺領域のカメラによる画像観察機能とを備えることに加え、切削工具による患部の治療時において撮像窓に対する切削屑、水滴等の付着を無くし、撮像窓外面の曇り防止を行うことができる撮像窓曇り防止機能付カメラ内蔵ハンドピースを提供するという目的を、患部治療用の切削工具が着脱可能に装着されるヘッド部を先端側に備えるグリップ部と前記グリップ部の後端に一方のカップリング部とを有するハンドピース本体部と、前記ハンドピース本体部に着脱可能に装着する他方のカップリング部を有する歯科用ホース部と、前記歯科用ホース部を経てヘッド部から切削工具に向けて噴射する空気流用の圧縮空気を導く空気流路系と、前記歯科用ホース部を経てハンドピース本体部のヘッド部に圧送されるヘッド部から切削工具に向けて噴射する水流用の加圧水を導く水流路系と、前記ヘッド部の切削工具の装着位置の周辺領域に設けた前記カメラ用の撮像窓と、この撮像窓を経て入射する患部画像情報を撮像する内蔵カメラと、前記撮像窓の内側から内蔵カメラに至る範囲に配置した撮像光学系と、を有する撮像窓曇り防止機能付カメラ内蔵ハンドピースであって、前記撮像窓の周辺位置に、前記空気流路系から分岐され前記撮像窓の外面から切削工具による切削部位に至る領域範囲内に空気流を噴射して前記撮像窓の外面、切削部位間を空気流により遮蔽し前記撮像窓外面の曇り防止を行う曇り防止空気流路機構を設けた構成により実現した。

以下に本発明の実施例に係る撮像窓曇り防止機能付カメラ内蔵ハンドピース（以下「カメラ内蔵ハンドピース」という）について図面を参照して詳細に説明する。

（実施例１）
本実施例１のカメラ内蔵ハンドピース１について、図１乃至図１６を参照して説明する。

本実施例１のカメラ内蔵ハンドピース１は、図１乃至図４に示すように例えばエアータービン駆動型に構成したものであり、患部Ｐの治療用の切削工具１６を着脱可能に装着するヘッド部１４を先端側に備えるとともに、後端側の内部にカップリング部１１ａを備えるグリップ部３からなるハンドピース本体部２と、前記グリップ部３のカップリング部１１ａに着脱可能なカップリング部１１ｂを備える歯科用ホース部１２とを有している。前記カップリング部１１ａ（ハンドピース本体部２側）と、前記カップリング部１１ｂ（歯科用ホース部１２側）とにより、カップリング部１１を構成している。

そして、前記カメラ内蔵ハンドピース１において、前記カップリング部１１ａ、１１ｂは、図２、図３に示すように、軸受結合により同軸配置で回転可能に、かつ、着脱可能に結合されるように構成している。

前記歯科用ホース部１２は、図示しない歯科用治療ユニットに接続される接続ホース８１を備えている。

この接続ホース８１内に、図示しない歯科用治療ユニットから供給される圧縮空気を導く空気流路系９１を構成する空気パイプ８２、及び加圧水を導く水流路系９２を構成する水パイプ８３、信号出力ケーブル５、発光素子駆動ケーブル６を含む電気ケーブル８４を内装している。

そして、前記歯科用ホース部１２、カップリング部１１、ヘッド部１４を含むグリップ部３内には、前記歯科用ホース部１２を経てハンドピース本体部２のヘッド部１４に圧送されるエアータービン９０用の空気流、及び、ヘッド部１４から切削工具１６に向けて噴射する空気流用の圧縮空気を導く空気流路系９１と、前記歯科用ホース部１２を経てハンドピース本体部２のヘッド部１４に圧送されるヘッド部１４から切削工具１６に向けて噴射する水流用の加圧水を導く水流路系９２と、を設けている。

尚、前記ヘッド部１４に装着する切削工具１６を回転させるエアータービン９０の駆動流路系については詳細説明を省略する。

前記カメラ内蔵ハンドピース１は、図１乃至図３に示すように、前記ハンドピース本体部２の内側であって、かつ、カップリング部１１ａの先端側中央部に、口腔内の患部Ｐの画像を撮像するためのカメラであるカラーカメラモジュール２１を収納している。

さらに、前記グリップ部３における前記ヘッド部１４の近傍位置に、切削工具１６の切削部位に向けてカラーカメラモジュール２１用の例えば透明ガラス材又は透明合成樹脂材からなる撮像窓１５を設けるとともに、前記ハンドピース本体部２の内側で撮像窓１５に光入射端を、前記カラーカメラモジュール２１に光射出端を臨ませた撮像光学系４１を配置している。

前記撮像光学系４１は、前記撮像窓１５の内側に配置した対物レンズ１３と、対物レンズ１３に入射端を、前記カラーカメラモジュール２１を構成する集光レンズユニット３３に射出端を各々所定間隔をもって臨ませる状態で配置したロッドファイバ４２とより構成している。

また、前記カラーカメラモジュール２１の出力側は、図３に示すように、カップリング部１１ａ内のコネクタ１７、前記歯科用ホース部１２側のカップリング部１１ｂ内のコネクタ１８を経てカメラ用ケーブル２３に接続するように構成している。

前記ロッドファイバ４２は、図５に示すように、コア、クラッド及びスキンチューブにいずれも多成分ガラスを用い、屈折率が段階的に異なるステップインデックス型の構造とし、また、光学特性としては受光角度約７０度、開口数（ＮＡ）０．５７としたものを採用している。

また、前記ロッドファイバ４２は、光射出端の形状が例えばファイバ直径Φ２＝約２．４ｍｍで、光入射端の形状が例えば長径約２．８５ｍｍ、短径約２．００ｍｍの長円形状としている。

さらに、前記ロッドファイバ４２は、１３５℃、１００％ＲＨ、３分間のオークレーブ条件で３５０サイクル後、初期の透過率に対して９０％以内という耐オートクレーブ性を有する仕様としている。

前記カメラ内蔵ハンドピース１は、空気流路系９１から分岐することにより構成され、前記切削工具１６の歯先、撮像窓１５の外面間の領域に空気流を噴射し、前記撮像窓１５の外面、切削部位間を空気流により遮蔽し撮像窓１５の外面の曇り防止を行う曇り防止空気流路機構４を内蔵している。

次に、図４を参照して前記曇り防止空気流路機構４について詳述する。

前記ハンドピース本体部２のグリップ部３、ヘッド部１４の内部領域には、水流路系９２を構成する水流路５１及び空気流路系９１を構成する空気流路５０が設けられ、ヘッド部１４の下面には前記切削工具１６を取り付けた位置の近傍位置にリング６１がナット６２を介して固定されており、リング６１の下面における外側に水噴射孔６３が形成され、水噴射孔６３に隣接した内側に空気噴射孔６４が設けられている。

そして、前記水噴射孔６３はヘッド部１４側に形成した周溝６５、接続管路６７を介して水流路５１に接続し、空気噴射孔６４は周溝６６、接続管路６８を介して空気流路５０に接続している。

さらに、前記空気流路５０の途中を分岐して前記撮像窓１５に向けて屈曲させた曇り防止空気流路機構４を構成する曇り防止用空気流路５２を設け、この曇り防止用空気流路５２から前記撮像窓１５の外面に向けて空気流を吹き付け、前記撮像窓１５の外面、切削部位間を空気流により遮蔽し撮像窓１５の外面の曇り防止を行うように構成している。

次に、前記カラーカメラモジュール２１について、図６乃至図１１を参照して詳述する。
前記カラーカメラモジュール２１は、図５、図６に示すように、円筒状のカメラヘッド部２２を備え、その先端端面から内方にわたってカメラユニット３１を配置し、このカメラユニット３１の端面の回りに任意数（例えば８個）の発光素子（ＬＥＤ：ＬｉｇｈｔＥｍｉｔｔｉｎｇＤｉｏｄｅ）２４（例えば駆動電圧ＤＣ３．３Ｖのもの）を円形に配置した構成としている。また、カメラヘッド部２２には、カメラ用ケーブル２３を接続している。

前記カメラユニット３１について、図８、図９を参照して詳述する。

前記カメラユニット３１は、例えば直径１．２ｍｍ、内径約１．１ｍｍ、長さ３ｍｍの円筒状の支持筒３２と、この支持筒３２の一方の端面に光入射端を臨ませて配置した直径Φ１＝１．１ｍｍの集光レンズユニット３３と、支持筒３２内に前記集光レンズユニット３３に対して一定の間隔を隔て対向配置した撮像部３４と、前記支持筒３２の他方の端面側から支持筒３２内に至る範囲に嵌着したカバー部材３５と、前記撮像部３４に接続されるとともにカバー部材３５を貫いて後方側に導出した信号ケーブル３６とを有している。

前記撮像部３４は、支持筒３２内において中心を前記集光レンズユニット３３の光軸に一致させた状態で固着した直径１．１ｍｍの円板状の支持基板３７と、外形寸法０．８４×０．７４ｍｍ、厚さ０．１ｍｍのセンサ基板３８ａの表面に画素数３２０×２４０ピクセルとなるようにカラー画素を配列し、中心部が前記集光レンズユニット３３の光軸に一致する状態で取り付けたカラーイメージセンサ（ＣＭＯＳ：Complementary Metal Oxide Semiconductor）３８とを具備し、前記信号ケーブル３６の一端側を前記カラーイメージセンサ３８に接続し、他端側を支持基板３７、カバー部材３５を貫いて後方側に導出している。

前記集光レンズユニット３３は、例えば視野角７０度、フォーカスレンジ３−５０ｍｍの光学特性を有するものを採用している。

前記カメラユニット３１の端面の回りに配置した発光素子２４には、発光素子用ケーブル２５の一端が接続され、この発光素子用ケーブル２５は前記信号ケーブル３６とともにカメラ用ケーブル２３内に収納されて前記歯科用ホース部１２側に導出している。

ここで、前記カラーカメラモジュール２１を構成するカメラユニット３１、前記ロッドファイバ４２、前記対物レンズ１３の光学的な詳細構造について、図１０の拡大説明図を参照して詳述する。

前記ロッドファイバ４２の光射出端と前記カメラユニット３１の集光レンズユニット３３との関係については、前記集光レンズユニット３３として視野角θ１＝７０度を有するものを使用し、また、前記ロッドファイバ４２の光射出端の直径Φ２＝約２．４ｍｍとすることにより、集光レンズユニット３３の光入射面とロッドファイバ４２の光射出端との間隔Ｄ１を約３ｍｍ程度とする構成で、前記ロッドファイバ４２の光射出端から射出される光束を前記集光レンズユニット３３として視野角の範囲内に収め、前記集光レンズユニット３３に支障なく導光することができる。

一方、前記対物レンズ１３と前記ロッドファイバ４２の光入射端との関係については、前記ロッドファイバ４２の受光角度θ２が約７０度有ることから、例えば前記対物レンズ１３としてレンズ径３ｍｍ程度で焦点距離３ｍｍ程度の凸レンズを用い、前記対物レンズ１３と前記ロッドファイバ４２の光入射端との間隔Ｄ２＝３ｍｍ程度とすることにより、前記対物レンズ１３を経て前記ロッドファイバ４２の光入射端に入射する撮像光を受光角度の範囲内に収め、ロッドファイバ４２の光入射端に支障なく導光することができる。

このような構成により、前記対物レンズ１３に入射する患部Ｐからの撮像光を確実にカラーイメージセンサ３８に導光してカラー画像化を実現することが可能で実用価値の高いカメラ内蔵ハンドピース１を提供することが可能となる。

また、前記集光レンズユニット３３のフォーカスレンジが３−５０ｍｍに設定されていることから、カメラ内蔵ハンドピース１を使用して治療を行っている際に、患部Ｐの鮮明なカラー画像を得られる範囲が広く、この点からも実用価値の高いカメラ内蔵ハンドピース１を提供することができる。

次に、前記カメラ用ケーブル２３に収納された発光素子用ケーブル２５、信号ケーブル３６の配線処理構造の一例について説明する。

前記発光素子用ケーブル２５、信号ケーブル３６については、前記カップリング部１１と歯科用ホース部１２との接合部の対向する端面間に、図示しないが発光素子用ケーブル２５用の接点部、信号ケーブル３６用の接点部を各々設け、接点部を介して信号ケーブル３６から送られる前記カラーイメージセンサ３８からの画像信号を歯科用ホース部１２に導入した信号出力ケーブル５によりカメラ内蔵ハンドピース１の外部に取り出して後述する駆動制御ユニット１０１に伝送し、また、駆動制御ユニット１０１から供給される発光素子駆動電力を歯科用ホース部１２に導入した発光素子駆動ケーブル６から前記発光素子用ケーブル２５に接点部を経て供給する構成を採用することができる。

図１１は、前記発光素子２４の駆動回路を示すものであり、例えば８個の発光素子２４を並列接続し、前記発光素子電源部１０３から前記発光素子駆動ケーブル６、発光素子用ケーブル２５を経て供給される直流電圧を各発光素子２４のアノード、カソード間に印加し、これらを点灯駆動するように構成している。

次に、図１２を参照して本実施例１のカメラ内蔵ハンドピース１を駆動する駆動制御ユニット１０１の概略構成について説明する。

前記駆動制御ユニット１０１は、前記カメラ内蔵ハンドピース１全体の動作制御を行う制御部１０２と、各発光素子２４に駆動電圧（例えばＤＣ３．３Ｖ）を供給する発光素子電源部１０３と、前記カメラユニット３１からの画像信号を受信する画像信号受信部１０４と、受信した画像信号に基づき口腔内の歯列等のカラー画像を生成するカラー画像生成部１０５と、生成したカラー画像を記憶する画像記憶部１０６と、前記カメラ内蔵ハンドピース１の動作に必要な各種操作ボタン等を搭載した操作パネル１０７と、を有している。

さらに、本実施例１の駆動制御ユニット１０１は、前記カメラユニット３１により撮像し、カラー画像生成部１０５によりカラー画像を生成し、生成したカラー画像をカラー液晶ディスプレイ等からなるカラー画像表示部１０８に送ってカラー画像を画面表示するように構成している。

これにより、図１３に示すように、術者の肉眼では見にくい口腔内の歯列の遠心壁の部分もカラー画像にて確認することが可能となる。

本実施例１のカメラ内蔵ハンドピース１によれば、患部Ｐの切削加工を行う際に生じる切削屑や水滴が前記撮像窓１５の外面に付着することを曇り防止空気流路機構４による空気流で遮り、また付着した切削屑や水滴を空気流によって吹き飛ばすことで、前記撮像窓１５の曇りを防止し、これにより、前記対物レンズ１３に鮮明状態で患部Ｐからの撮像光を入射しカラーイメージセンサ３８に導光して、鮮明なカラー画像を撮像することが可能となる。

次に、図１４、図１５を参照して本実施例１のカメラ内蔵ハンドピース１の変形例に係るカメラ内蔵ハンドピース１Ａについて説明する。

変形例に係るカメラ内蔵ハンドピース１Ａは、基本的構成は実施例１のカメラ内蔵ハンドピース１の場合と同様であるが、撮像窓１５の周りに、図３に示す場合と略同様にしてこの撮像窓１５の外面の曇りを防止する曇り防止空気流路機構４Ａを付加したことが特徴である。

すなわち、図４に示す場合と同様な構造の前記空気流路５０の途中から分岐され、前記撮像窓１５の外面の部分の周囲を占める構造の曇り防止用空気流路５２ａを設け、この曇り防止用空気流路５２ａの開口部５２ｂから空気流を前記撮像窓１５の前方に円錐状形態で噴射するように構成している。

図１５は、前記撮影窓１５をこの撮像窓１５に対向する方向から見た図である。円筒状のカメラヘッド部２２は、曇り防止用空気流路５２ａと連通する空気流路を形成するパイプ管５３aの中央部にガイド筒５３ｂをガイドにして挿通配置され、パイプ管５３aとガイド筒５３ｂによって生ずる隙間により撮影窓１５の周囲に開口部５２ｂを形成する。空気流は開口部５２ｂから円錐状形態で噴射される。

なお、開口部５２ｂは撮影窓１５の周囲を取り囲む一連の溝であってもよいし、鎖線状の溝であってもよい。また撮影窓１５を中心として放射状に配置された穿孔状であってもよい。

図１４に示す曇り防止空気流路機構４Ａによれば、前記曇り防止用空気流路５２ａの開口部５２ｂから円錐状形態で噴射される空気流によるエアーカーテン効果によって、患部Ｐの切削加工時に生じる切削屑や水滴が前記撮像窓１５の外面に付着することが無くなり、撮像窓１５の曇りを防止しつつ前記対物レンズ１３に患部Ｐからの撮像光を鮮明状態で入射し、カラーイメージセンサ３８に導光して、良質なカラー画像を撮像することができる。
このような構成にすれば、撮像窓１５において良好な視界を確保しつつ前記対物レンズ１３、ロッドファイバ４２を経てカメラユニット３１のカラーイメージセンサ３８に患部Ｐからの撮像光を鮮明な状態で導光し、鮮明なカラー画象を撮像して前記カラー画像表示部１０８により画像表示することができる。

次に、本実施例１に係るカメラ内蔵ハンドピース１の別の変形例に係るカメラ内蔵ハンドピース１Ｂについて図１６を参照して説明する。

図１６に示す別の変形例に係るカメラ内蔵ハンドピース１Ｂの基本的構成は、図３に示すカメラ内蔵ハンドピース１の場合と略同様であるが、前記曇り防止空気流路機構４に替えて、ストレート形態のエアーカーテン構造の曇り防止空気流路機構４Ｂを設けたことが特徴である。

前記曇り防止空気流路機構４Ｂは、図１６に示すように、前記ヘッド部１４の内部に設けた図４に示す場合と同様な曇り防止用空気流路５２ａを前記撮像窓１５に向けずにストレート構造とし、この曇り防止用空気流路５２ａから前記撮像窓１５の外面の前方領域に空気流を噴射する構成としている。

前記曇り防止空気流路機構４Ｂによれば、曇り防止用空気流路５２ａから前記撮像窓１５の外面の前方領域に空気流を噴射しエアーカーテンを形成することによって、図４に示す曇り防止空気流路機構４又は図１４に示す曇り防止空気流路機構４Ａの場合と同様な効果を発揮させることができる。

（実施例２）
次に、図１７、図１８を参照して本発明の実施例２に係るカメラ内蔵ハンドピース１Ｃについて説明する。

本実施例２に係るカメラ内蔵ハンドピース１Ｃは、全体構成として実施例１に係るカメラ内蔵ハンドピース１の場合と略同様であり、また、曇り防止空気流路機構４も実施例１の場合と同様であるが、図１７、図１８に概略的に示すように、ロッドファイバ４２を省略し、カラーカメラモジュール２１を前記グリップ部３の内側で、かつ、前記対物レンズ１３の内側に配置したことが特徴である。

そして、詳細な配線構造は省略するが、カラーカメラモジュール２１に接続したカメラ用ケーブル２３をグリップ部３、カップリング部１１内を経て、かつ、コネクタ７、８を介在しつつ歯科用ホース部１２内に導き、前記カメラ用ケーブル２３に内装した信号ケーブル３６、発光素子用ケーブル２５を、前記電気ケーブル８４内の信号出力ケーブル５、発光素子駆動ケーブル６に接続したことが特徴である。

本実施例２に係るカメラ内蔵ハンドピース１Ｃによっても、カラーカメラモジュール２１をグリップ部３の内側で、かつ、ヘッド部１４の近くに配置した構成の基に、実施例１に係るカメラ内蔵ハンドピース１の場合と同様にして、患部Ｐの切削加工を行う際に生じる切り屑や水滴が前記撮像窓１５の外面に付着することを曇り防止空気流路機構４による空気流で遮り、前記撮像窓１５の曇りを防止し、これにより、前記対物レンズ１３に鮮明状態で患部Ｐからの撮像光を入射しカラーイメージセンサ３８に導光して、鮮明なカラー画像を撮像することが可能となる。

本実施例２に係るカメラ内蔵ハンドピース１Ｃにおいても、図１４に示すような曇り防止空気流路機構４Ａ又は図１６に示すような曇り防止空気流路機構４Ｂを採用することももちろん可能であり、これらの場合も各々上述した場合と同様な作用、効果を発揮させることができる。

（実施例３）
次に、図１９、図２０を参照して本発明の実施例３に係るカメラ内蔵ハンドピース１Ｄについて説明する。

本実施例３に係るカメラ内蔵ハンドピース１Ｄは、全体構成として実施例１に係るカメラ内蔵ハンドピース１の場合と略同様であり、また、曇り防止空気流路機構４も実施例１の場合と同様であるが、図１９、図２０に概略的に示すように、カラーカメラモジュール２１を歯科用ホース部１２における前記カップリング部１１ｂの内側に存在する先端部に配置したこと、ロッドファイバ４２の入射端を対物レンズ１３に臨ませ、また、ロッドファイバ４２の射出端を光カップリング９を介在しつつ前記カラーカメラモジュール２１に所定間隔をもって臨ませる状態で配置したことが特徴である。

この場合においても、詳細な配線構造は省略するが、カラーカメラモジュール２１におけるカメラ用ケーブル２３に内装した信号ケーブル３６、発光素子用ケーブル２５を、前記電気ケーブル８４内の信号出力ケーブル５、発光素子駆動ケーブル６に接続している。

本実施例３に係るカメラ内蔵ハンドピース１Ｄによっても、カラーカメラモジュール２１を歯科用ホース部１２におけるカップリング部１１ｂの先端部に配置した構成の基に、実施例１に係るカメラ内蔵ハンドピース１の場合と同様にして、患部Ｐの切削加工を行う際に生じる切り屑や水滴が前記撮像窓１５の外面に付着することを曇り防止空気流路機構４による空気流で遮り、前記撮像窓１５の曇りを防止し、これにより、前記対物レンズ１３に鮮明状態で患部Ｐからの撮像光を入射しカラーイメージセンサ３８に導光して、鮮明なカラー画像を撮像することが可能となる。

本実施例３に係るカメラ内蔵ハンドピース１Ｄにおいても、図１４に示すような曇り防止空気流路機構４Ａ又は図１６に示すような曇り防止空気流路機構４Ｂを採用することももちろん可能であり、これらの場合も各々上述した場合と同様な作用、効果を発揮させることができる。

本発明の実施形態では上述したようにエアータービンのハンドピースについて例にとって説明したが、患部治療用の切削工具がエアータービンの回転力によるものに限定するものではなく、電気駆動によるマイクロモータの回転力や、エア―モータの回転力であるあってもよく、また、患部治療用の切削工具が超音波スケーラのような超音波振動による切削工具であってもよく、それらハンドピースにも本発明を実施することが可能である。
さらに、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することが可能である。

１撮像窓曇り防止機能付カメラ内蔵ハンドピース
１Ａ撮像窓曇り防止機能付カメラ内蔵ハンドピース
１Ｂ撮像窓曇り防止機能付カメラ内蔵ハンドピース
１Ｃ撮像窓曇り防止機能付カメラ内蔵ハンドピース
１Ｄ撮像窓曇り防止機能付カメラ内蔵ハンドピース
２ハンドピース本体部
３グリップ部
４曇り防止空気流路機構
４Ａ曇り防止空気流路機構
４Ｂ曇り防止空気流路機構
５信号出力ケーブル
６発光素子駆動ケーブル
７コネクタ
８コネクタ
９光カップリング
１１カップリング部
１１ａカップリング部（ハンドピース本体側）
１１ｂカップリング部（歯科用ホース部側）
１２歯科用ホース部
１３対物レンズ
１４ヘッド部
１５撮像窓
１６切削工具
１７コネクタ
１８コネクタ
２１カラーカメラモジュール
２２カメラヘッド部
２３カメラ用ケーブル
２４発光素子
２５発光素子用ケーブル
３１カメラユニット
３２支持筒
３３集光レンズユニット
３４撮像部３５カバー部材
３６信号ケーブル
３７支持基板
３８カラーイメージセンサ
３８ａセンサ基板
４１撮像光学系
４２ロッドファイバ
５０空気流路
５１水流路
５２曇り防止用空気流路
５２ａ曇り防止用空気流路
５２ｂ開口部
５３ａパイプ部
５３ｂガイド筒
６１リング
６２ナット
６３水噴射孔
６４空気噴射孔
６５周溝
６６周溝
６７接続管路
６８接続管路
８１接続ホース
８２空気パイプ
８３水パイプ
８４電気ケーブル
９０エアータービン
９１空気流路系
９２水流路系
１０１駆動制御ユニット
１０２制御部
１０３発光素子電源部
１０４画像信号受信部
１０５カラー画像生成部
１０６画像記憶部
１０７操作パネル
１０８カラー画像表示部
Ｐ患部

Claims

患部治療用の切削工具が着脱可能に装着されるヘッド部を先端側に備えるハンドピース本体部と、
前記ヘッド部に圧縮空気を導く空気流路系と、
切削工具に向けて噴射する水流用の加圧水を導く水流路系と、
前記ヘッド部の切削工具の装着位置の周辺領域に設けた前記カメラ用の撮像窓と、
この撮像窓を経て入射する患部画像情報を撮像する内蔵カメラと、
前記撮像窓の内側から内蔵カメラに至る範囲に配置した撮像光学系と、
を有する撮像窓曇り防止機能付カメラ内蔵ハンドピースであって、
前記撮像窓の周辺位置に、前記空気流路系から分岐され前記撮像窓の外面から切削工具による切削部位に至る領域範囲内に空気流を噴射して前記撮像窓の外面、切削部位間を空気流により遮蔽し前記撮像窓外面の曇り防止を行う曇り防止空気流路機構を設けることにより構成した撮像窓曇り防止機能付カメラ内蔵ハンドピースにおいて、
前記曇り防止空気流路機構は、前記空気流路系から分岐した曇り防止用空気流路から前記撮像窓の外面に向けて空気流を吹き付け、撮像窓の曇り防止を行うことができるように構成したことを特徴とする撮像窓曇り防止機能付カメラ内蔵ハンドピース。
患部治療用の切削工具が着脱可能に装着されるヘッド部を先端側に備えるハンドピース本体部と、
前記ヘッド部に圧縮空気を導く空気流路系と、
切削工具に向けて噴射する水流用の加圧水を導く水流路系と、
前記ヘッド部の切削工具の装着位置の周辺領域に設けた前記カメラ用の撮像窓と、
この撮像窓を経て入射する患部画像情報を撮像する内蔵カメラと、
前記撮像窓の内側から内蔵カメラに至る範囲に配置した撮像光学系と、
を有する撮像窓曇り防止機能付カメラ内蔵ハンドピースであって、
前記撮像窓の周辺位置に、前記空気流路系から分岐され前記撮像窓の外面から切削工具による切削部位に至る領域範囲内に空気流を噴射して前記撮像窓の外面、切削部位間を空気流により遮蔽し前記撮像窓外面の曇り防止を行う曇り防止空気流路機構を設けることにより構成した撮像窓曇り防止機能付カメラ内蔵ハンドピースにおいて、
前記曇り防止空気流路機構は、前記空気流路系から分岐し前記撮像窓の外面の部分を囲む位置に至る曇り防止用空気流路から空気流を撮像窓の前方に円錐状形態で噴射し、エアーカーテンを形成して撮像窓の曇り防止を行うことができるように構成したことを特徴とする撮像窓曇り防止機能付カメラ内蔵ハンドピース。
患部治療用の切削工具が着脱可能に装着されるヘッド部を先端側に備えるグリップ部と前記グリップ部の後端に一方のカップリング部とを有するハンドピース本体部と、
前記ハンドピース本体部に着脱可能に装着する他方のカップリング部を有する歯科用ホース部と、
前記歯科用ホース部を経てヘッド部から切削工具に向けて噴射する空気流用の圧縮空気を導く空気流路系と、
前記歯科用ホース部を経てハンドピース本体部のヘッド部に圧送されるヘッド部から切削工具に向けて噴射する水流用の加圧水を導く水流路系と、
前記ヘッド部の切削工具の装着位置の周辺領域に設けた前記カメラ用の撮像窓と、
この撮像窓を経て入射する患部画像情報を撮像する内蔵カメラと、
前記撮像窓の内側から内蔵カメラに至る範囲に配置した撮像光学系と、
を有する撮像窓曇り防止機能付カメラ内蔵ハンドピースであって、
前記撮像窓の周辺位置に、前記空気流路系から分岐され前記撮像窓の外面から切削工具による切削部位に至る領域範囲内に空気流を噴射して前記撮像窓の外面、切削部位間を空気流により遮蔽し前記撮像窓外面の曇り防止を行う曇り防止空気流路機構を設けることにより構成した撮像窓曇り防止機能付カメラ内蔵ハンドピースにおいて、
前記曇り防止空気流路機構は、前記空気流路系から分岐した曇り防止用空気流路から前記撮像窓の外面に向けて空気流を吹き付け、撮像窓の曇り防止を行うことができるように構成したことを特徴とする撮像窓曇り防止機能付カメラ内蔵ハンドピース。
患部治療用の切削工具が着脱可能に装着されるヘッド部を先端側に備えるグリップ部と前記グリップ部の後端に一方のカップリング部とを有するハンドピース本体部と、
前記ハンドピース本体部に着脱可能に装着する他方のカップリング部を有する歯科用ホース部と、
前記歯科用ホース部を経てヘッド部から切削工具に向けて噴射する空気流用の圧縮空気を導く空気流路系と、
前記歯科用ホース部を経てハンドピース本体部のヘッド部に圧送されるヘッド部から切削工具に向けて噴射する水流用の加圧水を導く水流路系と、
前記ヘッド部の切削工具の装着位置の周辺領域に設けた前記カメラ用の撮像窓と、
この撮像窓を経て入射する患部画像情報を撮像する内蔵カメラと、
前記撮像窓の内側から内蔵カメラに至る範囲に配置した撮像光学系と、
を有する撮像窓曇り防止機能付カメラ内蔵ハンドピースであって、
前記撮像窓の周辺位置に、前記空気流路系から分岐され前記撮像窓の外面から切削工具による切削部位に至る領域範囲内に空気流を噴射して前記撮像窓の外面、切削部位間を空気流により遮蔽し前記撮像窓外面の曇り防止を行う曇り防止空気流路機構を設けることにより構成した撮像窓曇り防止機能付カメラ内蔵ハンドピースにおいて、
前記曇り防止空気流路機構は、前記空気流路系から分岐し前記撮像窓の外面の部分を囲む位置に至る曇り防止用空気流路から空気流を撮像窓の前方に円錐状形態で噴射し、エアーカーテンを形成して撮像窓の曇り防止を行うことができるように構成したことを特徴とする撮像窓曇り防止機能付カメラ内蔵ハンドピース。
前記ハンドピース本体部は、空気流の回転力により回転駆動されるエアータービンであって、前記空気流路系は、エアータービンに圧送される空気流と、ヘッド部から切削工具に向けて噴射する空気流の両方を導く空気流路系であることを特徴とする請求項１又は２記載の撮像窓曇り防止機能付カメラ内蔵ハンドピース。
前記内蔵カメラを前記ハンドピース本体部の内側に位置するカップリング部の先端部に設けたことを特徴とする請求項１乃至４記載の撮像窓曇り防止機能付カメラ内蔵ハンドピース。
前記内蔵カメラを前記撮像窓内側に設けたことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の撮像窓曇り防止機能付カメラ内蔵ハンドピース。
前記内蔵カメラを前記歯科用ホース部のカップリング部の先端部に設けたことを特徴とする請求項３または４記載の撮像窓曇り防止機能付カメラ内蔵ハンドピース。