JP2017164028A - 歯垢検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】従来の歯垢検出装置では、検出部先端に歯垢が付着した時、付着した歯垢に起因する蛍光と測定対象である歯垢蛍光を分離して測定することが困難であった。【解決手段】本発明の歯垢検出装置は、光を試料に照射して、試料から発生する蛍光強度を測定する歯垢検出装置であって、光及び蛍光を導波するための導波路１を備え、導波路１の先端で押圧することによって、導波路１の先端と摺動しながら開閉する弁部３と、弁部３を移動させるための弁部移動機構５とを有することを特徴としている。【選択図】図３

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出装置に関する。

歯に付着した歯垢を放置すると、歯垢中の細菌が増殖し、虫歯や歯周病の原因となる。よって、虫歯や歯周病の予防には毎日のブラッシングで歯垢を確実に除去する事が重要であり、様々な方法が提案されている。

歯垢の付着量をモニタすることはブラッシングが十分に行われているかを判断する方法として有効であり、歯に付着した歯垢を検出する方法としていくつかの光学的な歯垢検出方法が提案されている。代表的なものとして、歯垢に含まれる細菌、あるいはう蝕部の細菌が口腔内環境で蛍光物質であるプロトポルフィリンＩＸ（以下、「ＰＰＩＸ」という）を産生することを利用し、歯に特定の波長の励起光を照射し、蛍光物質が発する蛍光を検出することで歯垢の量あるいは、う蝕の程度を定量する蛍光測定法が知られている。

歯垢からの蛍光を測定する場合、蛍光は微弱であるため、感度の高い検出を行うためにはできるだけ強い励起光を照射し、できるだけ検出部を蛍光の検出効率が高い構造とすることが好ましい。これを満たす方法の１つとして、光導波路を用いた同軸光学系による蛍光測定を行う方法がある。同軸光学系の蛍光検出装置は励起光の照射と蛍光の検出を同一の光導波路で行うため、測定対象に光導波路を接触させることができる。このため、励起光を無駄なく測定対象である試料に照射することができ、且つ、発生した蛍光を高い効率で検出できるため、高感度の検出を行うことが可能であり、いくつかの方法が提案されている。

例えば、特許文献１は歯垢や虫歯に対し波長６００ｎｍから６７０ｎｍの励起光を照射すると、６７０ｎｍから８００ｎｍの波長帯の蛍光が発生することを利用して蛍光強度から歯垢や虫歯を判断する歯の状態の認識装置であり、ビーム分離機を用いて励起光と歯垢や虫歯からの蛍光を同じ導波路で伝搬する同軸光学系の構成を提案している。

特許文献２は、励起光の照射と蛍光の検出を行うことができる歯ブラシヘッドであり、ハンドル部において、２枚の２色鏡を用いて光源からの励起光と歯の生物的沈着物からの蛍光を分離することにより、同軸光学系としている。導波路に光ファイバを用いてブラシヘッドのブラシと同じ高さに設置することや、ブラシに透過性のファイバ材を使用することでブラシそのものを導波路とすることにより、歯の生物的沈着物に直接励起光を照射し、蛍光を検出する構造が提案されている。

特開平９−１８９６５９号公報（第１頁、図３） 特表２００２−５２２１０２号公報（第１項、図３）

同軸光学系の蛍光検出装置は感度の高い検出を行うことが可能となる他、試料に直接導波路を接する方が、検出位置を固定しやすいため、中空から検出する方法よりも安定した測定ができる。しかし、試料に直接導波路が触れるため、導波路の先端に試料が付着してしまう可能性があり、付着物に起因した蛍光を検出してしまうことにより、誤検知が発生
してしまうという欠点がある。正常に測定を行うためにはその都度検出部を拭き取りや流水などの手法を用いて清浄化する必要があり、使用者に煩わしさを与えてしまう。

以上の観点から従来技術を見ると、特許文献１及び特許文献２の構成では、歯垢に検出部が接して付着した場合、付着した歯垢を除去する手段がないため、装置は常に歯垢があると判断し、誤検知を起こす可能性がある。したがって、正確な測定を継続的に行うことが難しい。

以上のように、従来の技術では導波路を歯垢に直接接した場合、導波路の先端に付着する歯垢がノイズ源となり、正確な測定が行えない。本発明は、歯、あるいは歯垢に検出部の先端を直接接して測定することができ、且つ先端に付着した汚れによる誤検出を回避する同軸光学系の歯垢検出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本発明の歯垢検出装置は、下記記載の構成を採用する。

本発明は、光を試料に照射して、試料から発生する蛍光を測定する歯垢検出装置であって、光及び蛍光を導波するための導波路を備え、導波路の先端で押圧することによって、導波路の先端と摺動しながら開閉する弁部と、弁部を移動させるための弁部移動機構と、を有することを特徴とするものである。

弁部は弾性体であることが好ましい。

弁部は、導波路との摺動面に凹凸を有していてもよい。

弁部は、弁部移動機構から取り外し可能なキャップ構造であってもよい。

以上のように、本発明によれば、導波路の押圧によって弁部が開閉する際に、導波路の先端と弁部とが摺動することによって、導波路先端の付着物を除去することが可能となり、導波路の先端を清浄化し、誤検出を防ぐことができる。

本発明の実施形態における歯垢検出装置を示す構成図である。 本発明の実施形態における導光部を示す断面図である。 本発明の実施形態における導光部を示す断面図である。 本発明の実施形態における弁部を示す構成図である。 本発明の実施形態における導光部を示す断面図である。 本発明の実施形態における導光部の変形例を示す断面図である。 本発明の実施形態における導光部の変形例を示す断面図である。

以下、図面を用いて、本発明に係る歯垢検出装置について詳細に説明する。ただし、本発明の技術的範囲はそれらの実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された発明とその均等物に及ぶ。

本発明の実施形態における歯垢検出装置１００について、図面を用いて説明する。図１は本実施形態における歯垢検出装置１００の構成を示す構成図である。歯垢検出装置１００は、歯垢に含まれる蛍光物質を励起するための光を出射する光源１１と、歯垢から生じる蛍光を検出する検出部１２と、光源１１及び検出部１２を制御するための制御部１３と
、歯垢検出装置１００を動作させるための電源である電池１４と、光源１１からの光及び検出対象である歯又は歯垢から生じる蛍光を導波するための導光部１０とを有している。

光源１１は、歯垢に含まれる蛍光物質であるＰＰＩＸに対する励起効率が高い波長が選択される。波長としては３８０ｎｍから４４０ｎｍの範囲が好ましく、特に４００ｎｍから４２０ｎｍの範囲であることが好ましい。また、光源１１としては小型で安価な発光ダイオードやレーザダイオードを用いることができる。たとえば、光源１１としてピーク波長が４０５ｎｍの砲弾型の紫色発光ダイオードとすることができる。

光源１１から出射する光の波長帯は、歯垢に含まれる蛍光物質に対する励起効率が高くなるように、波長帯を制限する光学フィルタを配置してもよく、例えば５００ｎｍ以上の波長をカットするような光学フィルタを設定する。

検出部１２は、光源１１からの光を歯垢に照射した際に生じる蛍光の強度を検出するためのものであり、フォトダイオードを用いることができる。検出部１２で検出する歯垢から生じる蛍光の波長帯以外の蛍光を受光しないように、検出部１２にも光学フィルタを配置してもよい。光学フィルタとして、検出部３７で受光する蛍光の波長帯が、例えば６２０ｎｍから６５０ｎｍの波長帯を含むように波長帯を制限するバンドパスフィルタ使用することができる。光学フィルタを用いなくても十分に歯垢の有無を判定できる場合には省略することができる。

制御部１３は、光源１１からの光及び検出部１２で検出した蛍光強度に基づいて歯垢の有無を判定するためのものであり、制御部１３で判定した結果に基づいて歯垢の有無を利用者に知らせるための報知部１５から構成されている。報知部１５による報知手段としては、ブザーや電子音の他に、偏芯モーターを用いた振動報知や、発光ダイオードの点滅や色調を変えて光による報知を用いることができる。

電源部１４は、握り部１６内に配置した電池を電源として歯垢検出装置１００を動作させてもよいし、外部電源から電力を供給してもよい。

導光部１０は、図２に示す断面図のように、光源１１からの光及び検出対象である歯又は歯垢から生じる蛍光を導波するための導波路１と、導波路１の周囲を囲み保護するためのガイド部２と、導波路１の先端を覆い、導波路１先端で押圧することによって開閉し、柔軟な素材で形成された弾性体である弁部３と、弁部３を移動させるためのスイッチ１７及び弁部３と連結している弁部移動機構５とで構成されている。

スイッチ１７をスライドさせることにより、弁部移動機構５と連動して弁部３を移動させ、図３に示すように弁部３が導波路１及びガイド部２に押圧されることにより、弁部３が開き、導波路１及びガイド部２が突き出た状態となる。導波路１の先端を弁部３に押圧する際に、導波路１の先端と弁部３とが摺動することにより、導波路１の先端のよごれや付着物を除去することができる。また、歯垢の有無を検出しないときにはスイッチ１７をスライドさせて、図２に示すように、導波路１の先端を弁部３が保護するように閉じた状態へ戻す。

導波路１は、歯垢に含まれるＰＰＩＸを励起する波長とＰＰＩＸから発生する蛍光に対して透過性の材質であり、特に、歯垢に含まれるＰＰＩＸの励起波長である３８０ｎｍから４４０ｎｍの波長範囲と、ＰＰＩＸからの蛍光波長である６２０ｎｍから７００ｎｍの波長範囲において透過性が高いことが好ましい。

ガイド部２は、導波路１を傷や屈曲から保護するためのものであり、先端は導波路１の
先端面と異なる角度のテーパを有していると、弁部３を押圧した際にガイド部２が弁部３に引っ掛かることなく円滑に導波路１及びガイド部２を弁部３から突出した状態に動作させることができる。

弁部３は、弾性体として、例えばシリコーン樹脂を用いることができ、導波路１及びガイド部２が押圧する部分には切れ込み３Ａが設けられており、圧力が加わることで穴が広がり、検出用導波路１及びガイド２を突き出た状態とすることができる。また、弁部３は図２に示す導波路１先端を弁部３が保護する位置にあるとき、外部に光源１１の光が漏れないように遮光性であることが好ましい。図４は、弁部３を導波路１の光軸方向から見た平面図であり、切れ込み３Ａを十字状に設けた例を示している。切れ込み３Ａの形状は十字状以外の形状でもよい。

弁部３と導波路１との摺動部には図５に示すように凹凸部４を形成しておくことで、ブラッシング効果を付与することができ、導波路１先端の汚れを確実に除去することができる。図５では三角形状の凹凸をもうけた例を示したが、形状はこれに限定されない。

弁部移動機構５は、弁部３及びスイッチ１７と連結しているため、スイッチ１７をスライド操作することによりガイド部２の長手方向に対して移動できる構造となっている。弁部３を移動させ、弁部３に押圧させることにより、導波路１を弁部３から突出した状態とすることができる。

弁部３と弁部移動機構５は独立しており、弁部３は、弁部移動機構５から取り外しが可能なキャップの形態をとることができる。弁部３を交換可能なキャップ構造とすることにより、歯垢検出を行う毎に弁部３を交換することができ、例えば口内全体の歯垢検出を行う毎に弁部３を交換することにより、毎回衛生的に歯垢検出を行うことができる。

以上の構成により、本発明における歯垢検出装置１００は、歯垢を検出する際に、スイッチ１７を操作することによって弁部３を移動させ、導波路１と弁部３とが摺動し、導波路１及びガイド部２が弁部３から突出した状態とすることができる。導波路１の先端に付着した歯垢や汚れを弁部３によって除去することで、導波路１先端の付着物による誤検出を防ぎ、正確な歯垢の検出を簡便な操作で行うことが可能となる。

上記構成では、スイッチ１７をスライドさせることにより弁部３を手動で移動させる構成例を説明したが、電磁石を用いて弁部３を電気的に移動させる構成とすることもできる。

［変形例］
本発明の実施形態における歯垢検出装置１００の変形例について図６及び図７を用いて説明する。図６及び図７は、導光部１０の先端の断面図である。導光部１０以外の構成は上述した歯垢検出装置１００と同様であるため説明は省略する。

図６は、弁部３から導波路１及びガイド２が突出していない状態の断面図を示している。弁部移動機構５の内部には導波路１と、ストッパ２１を設けたガイド部２と、バネ部２２を配置するための空間があり、ガイド部２に通され螺旋状に巻回されたバネ部２２がガイド部２の外壁と弁部移動機構５の内壁とに挟まれる構造となっている。バネ部２２の力により、ガイド部２と弁部移動機構５とは導波路１の光軸に沿って押し広げられた状態となっている。弁部移動機構５には溝２３が設けられており、弁部３に設けた突起部２４を嵌合させることにより弁部移動機構５と弁部３を連結し、一体となって動く構造としている。

導光部１０の先端を歯間の窪みに押し当てることにより、図７に示すように弁部移動機構５及び弁部３がバネ部２２を圧縮しながら移動し、導波路１の先端が、弁部３と摺動しながら切れ込み３Ａを押し広げて弁部３が開き、導波路１及びガイド部２が弁部３より突出した状態となる。使用者が導光部１０の先端を歯間に押し当てることをやめると、圧縮されたバネ部２２が元に戻ろうとする力によって、弁部３内に導波路１及びガイド部２が収納され、弁部３が閉じた状態となる。

上記構成とすることで、弁部移動機構５とスイッチ１７とを連結し、スイッチ１７を操作する必要がなくなり、簡便な操作による歯垢検出が可能となる。変形例においても、弁部３に凹凸部４を設けて、ブラッシング効果を付与することができ、導波路１先端の汚れを確実に除去するようにしてもよい。

以上の構成により、本発明の歯垢検出装置１００の変形例は、歯垢を検出する際に、歯間に導光部１０を押し当てるだけで導波路１と弁部３とが摺動し、導波路１及びガイド部２が弁部３から突出した状態とすることができ、導波路１の先端に付着した歯垢や汚れを弁部３によって除去することで、導波路１先端の付着物による誤検出を防ぎ、正確な歯垢の検出を簡便な操作で行うことが可能となる。

１ 導波路
２ ガイド部
３ 弁部
３Ａ 切れ込み
５ 弁部移動機構
１１ 光源
１２ 検出部
１３ 制御部
１４ 電源
１５ 報知部
１６ 握り部
１７ スイッチ
２１ ストッパ
２２ バネ部
２３ 溝
２４ 突起部
１００ 歯垢検出装置

Claims (4)

1. 光を試料に照射して、前記試料から発生する蛍光を測定する歯垢検出装置であって、
   前記光及び前記蛍光を導波するための導波路を備え、
   前記導波路の先端で押圧することによって、前記導波路の先端と摺動しながら開閉する弁部と、
   前記弁部を移動させるための弁部移動機構と、を有する
   ことを特徴とする歯垢検出装置。
2. 前記弁部は弾性体である
   ことを特徴とする請求項１に記載の歯垢検出装置。
3. 前記弁部は、前記導波路との摺動面に凹凸を有している
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の歯垢検出装置。
4. 前記弁部は、前記弁部移動機構から取り外し可能なキャップ構造である
   ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一つに記載の歯垢検出装置。
   

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