(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも部分的に制御ロジックプロセッサによって実行される、歯オブジェクトのための色マッピングを生成するための方法であって、
歯の統計的に有効なサンプリングについての１組のスペクトル反射率データと１組の画像サンプル測定値とから、変換マトリックスを生成するステップであって、画像サンプル測定値は、一度に１つの波長帯ずつ、少なくとも第１、第２、および第３の波長帯にわたって、各歯に照明を当て、第１の撮像アレイ内の複数のピクセルの各々について、各歯から、前記少なくとも第１、第２、および第３の波長帯の各々に対応する第１の画像データ値を取得することによって取得され、前記１組の画像サンプル測定値が、前記歯上において、前記１組のスペクトル反射率データと同じ位置において取得される、ステップと、
一度に１つの波長帯ずつ、前記少なくとも第１、第２、および第３の波長帯にわたって、前記歯オブジェクトに照明を当てるステップと、
第２の撮像アレイ内の複数のピクセルの各々について、前記少なくとも第１、第２、および第３の波長帯の各々に対応する第２の画像データ値を取得するステップと、
前記取得された第２の画像データ値に従って、また前記少なくとも第１、第２、および第３の波長帯において基準オブジェクトから取得された第３の画像データ値に従って、前記複数のピクセルの各々について１組の視覚的色値を生成することによって、前記色マッピングを形成するために、前記変換マトリックスを適用するステップと、
前記色マッピングをコンピュータアクセス可能な電子的なメモリ内に保存するステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法であって、
前記変換マトリックスを生成するステップは、
歯の前記統計的に有効なサンプリングについての前記１組のスペクトル反射率データから１組の三刺激値を生成するステップと、
一度に１つの波長帯ずつ、前記少なくとも第１、第２、および第３の波長帯にわたって、各歯に照明を当て、第２の撮像アレイ内の複数のピクセルの各々において、各歯から、前記少なくとも第１、第２、および第３の波長帯の各々に対応する第３の画像データ値を取得することによって、歯の前記統計的に有効なサンプリング内の要素についての前記１組の画像サンプル測定値を取得するステップであって、前記１組の画像サンプル測定値が、前記歯上において、前記１組のスペクトル反射率データと同じ位置において取得される、ステップと、
前記１組の三刺激値と前記１組の画像サンプル測定値との間で最小二乗適合を使用して、前記変換マトリックスを生成するステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項３】
少なくとも部分的に制御ロジックプロセッサによって実行される、歯オブジェクトのための色マッピングを生成するための方法であって、
歯の統計的に有効なサンプリングについての第１の１組のスペクトル反射率データと１組の画像サンプル測定値とから、変換マトリックスを生成するステップであって、画像サンプル測定値は、一度に１つの波長帯ずつ、少なくとも第１、第２、および第３の波長帯にわたって、各歯に照明を当て、第１の撮像アレイ内の複数のピクセルの各々について、各歯から、前記少なくとも第１、第２、および第３の波長帯の各々に対応する第１の画像データ値を取得することによって取得され、前記１組の画像サンプル測定値が、前記歯上において、前記１組のスペクトル反射率データと同じ位置において取得される、ステップと、
一度に１つの波長帯ずつ、前記少なくとも第１、第２、および第３の波長帯にわたって、前記歯オブジェクトに照明を当てるステップと、
第２の撮像アレイ内の複数のピクセルの各々について、前記少なくとも第１、第２、および第３の波長帯の各々に対応する第２の画像データ値を取得するステップと、
前記生成された変換マトリックスに従って、また前記少なくとも第１、第２、および第３の波長帯において基準オブジェクトから取得された第３の画像データ値に従って、前記少なくとも第１、第２、および第３の波長帯の各々についての画像データ値を処理することによって、前記複数のピクセルの各々についての第２の１組のスペクトル反射率データを生成するステップと、
前記複数のピクセルの各々についての前記生成された第２の１組のスペクトル反射率データに従って、またビューイング光源のスペクトル分布値に従って、前記歯オブジェクトの１組の視覚的色値を再構成することによって、前記色マッピングを形成するステップと、
前記色マッピングを電子的なメモリ内に保存するステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、歯色測定のための方法およびシステムに関し、より詳細には、天然歯、基準色調サンプル、および製作された歯科補綴物（ｄｅｎｔａｌ  ｐｒｏｓｔｈｅｓｉｓ）についての色合い情報を決定するためのデジタル的な方法およびシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
現在の修復的歯科処置は、材料充填のため、ならびにクラウン、インプラント、固定部分義歯、およびベニアなどの修復物（ｒｅｓｔｏｒａｔｉｏｎ）の製作のためなどに、正確な色マッチングをしばしば必要とする。セラミックおよび他の材料など、これらの処置のために使用される材料は、熟練した技術で形成し、取り扱うことで、天然歯の形状、質感、色、および透光性にきわめてよくマッチさせることができる。
【０００３】
歯色情報を決定し、伝達するために広く使用されている技法は、「色調マッチング（ｓｈａｄｅ  ｍａｔｃｈｉｎｇ）」と呼ばれる工程であり、これにより歯科医師または技術者は、１つ以上の組の標準化された色調ガイド内の多くの基準色調サンプルまたは色調タブ（ｓｈａｄｅ  ｔａｂ）の１つに、患者の歯を視覚的にマッチさせる。マッチングを行った実施者は、マッチした色調タブの識別情報を記録し、その情報を歯科技工室に伝え、その後、歯科技工室で、修復物または補綴物が製作される。その際、技工室では、製作過程を通して、所有する１組の同じ色調ガイドを使用して、修復物または補綴物の視覚的な色評価を行う。
【０００４】
視覚的な色調マッチング工程は、きわめて主観的なものであり、多くの問題に出会うことがある。最初のマッチング手順は、しばしば難しく面倒であり、その工程に２０分以上かかることも珍しくない。多くの場合、患者の歯に完全にマッチする色調タブは存在しない。
【０００５】
歯の色を正確にモデル化する問題は、色調タブを使用して、近い色マッチを取得することよりも複雑である。機器ベースおよび視覚ベースの色調マッチングシステムに内在する短所および限界は、人間の歯の外観をマッチさせることに伴う困難を考えることによって、より完全に理解することができる。歯色自体は、様々な有機的および無機的な構成要素による、反射、透過、屈折、蛍光、および散乱からなる相対的に複雑な相互作用からもたらされる。歯色は、歯髄容積（ｔｏｏｔｈ  ｐｕｌｐ  ｖｏｌｕｍｅ）、象牙質状態、エナメル質組成における変化、ならびに歯組織の組成、構造、および厚さにおける他の変化によって影響を受ける。この複雑さの１つの結果として、見た目の色および色測定は、照明の幾何学的配置、スペクトル、周囲の色、および他の環境的な要因によって大きく影響される。
【０００６】
さらなる複雑さとして、単一の歯の内の色といえども、一般に均一ではない。色の非均一性は、組成、構造、厚さ、内部的および外部的な汚れ、表面の質感、ひび、欠け、ならびに湿りの度合いについての空間的な変化からもたらされ得る。結果として、相対的に広い領域にわたって行われる測定は、歯の優勢な色を表していないこともある平均値を提示する。加えて、自然な色変化および非均一性は、いずれか単一の色調タブによるだけでは、所与の歯が正確にマッチし得る可能性を低くする。これは、平均色ばかりでなく、１つの歯の内の色の分布を伝えるための方法が必要とされていることを意味している。さらに、歯色は、歯どうしの間で均一になることがめったにない。したがって、修復物の理想的な色は、隣接する歯の色と、または患者の口内の他のいずれか１つの歯の色と視覚的に調和しないことがある。さらに、人々は一般に、自分の歯の外観について好みがうるさい。当然のことながら、人々は、色が不適切に見える修復物をまったく受け付けない。
【０００７】
美容歯科では、製作室は、単純な色調マッチングに加えて、歯色をより正確にマッピングするために、追加情報をしばしば必要とする。実際には、歯科医師または技術者は、製作室が歯の異なる部分にわたって色特性を調整できるように、色調タブに加えて、写真も提供することがある。これは、色調タブに関する情報とともに、主観的に使用するための、あるタイプの色マッピングを提供する助けとなり、歯の他の部分の色が色調タブの色からどのように変化するかを示す。
【０００８】
どのタブが最もよくマッチするか（または反対に、どれがミスマッチの度合いが最小か）を決定し、歯表面にわたる色の変化についての正確な情報を提供することは、しばしば困難である。しばしば、実施者は、患者の歯はマッチさせることが特に難しく、修復物を製作する技工室へ患者に自ら出向いてもらう必要があると決定する。技工室では、訓練を受けた担当者が、色マッチおよび色マッピングを行うことができる。多くの場合、補綴物の色はセラミックまたは他の着色材料の段階的な添加によって繊細に調整されるので、患者は、歯科医師および技工室を２回、３回と訪れることが必要になることさえあり、またはそれより多くなることすらある。ある種の歯科補綴物については約１０％と推定される高いパーセンテージの事例において、視覚的な色マッチング手順は、相変わらず失敗し、製作された補綴物は、色または視覚的調和を理由に、歯科医師によって、または患者によって拒否される。
【０００９】
色マッチング作業の相対的な難しさ、および色マッピングのさらなる複雑さを考えれば、高い比率の失敗も、決して驚くにあたらない。相対的に小さな色差についての視覚的な色評価は、常に困難であり、歯色の評価を行わなければならない条件は、局所的色順応（ｌｏｃａｌ  ｃｈｒｏｍａｔｉｃ  ａｄａｐｔａｔｉｏｎ）、局所的明度順応（ｌｏｃａｌ  ｂｒｉｇｈｔｎｅｓｓ  ａｄａｐｔａｔｉｏｎ）、および側方明度順応（ｌａｔｅｒａｌ−ｂｒｉｇｈｔｎｅｓｓ  ａｄａｐｔａｔｉｏｎ）など、多くの複雑な心理物理学的な効果を生じさせやすい。さらに、色調タブは、よくてもせいぜい、現実の歯との条件等色（ｍｅｔａｍｅｒｉｃ  ｍａｔｃｈ）（すなわち非スペクトル的な等色）を提供するにすぎず、したがって、マッチングは、光源に敏感であり、例えば、観察者光源依存性（ｏｂｓｅｒｖｅｒ  ｍｅｔａｍｅｒｉｓｍ）など、人間の色覚の通常の変化が原因で、ばらつきが出る。
【００１０】
歯科用途における改善された色マッチングおよび色マッピングの必要性に鑑みて、多くの手法が試みられてきた。この問題に対するいくつかのソリューションは、以下の一般的なタイプに属する。
（ｉ）ＲＧＢベースのデバイス。この手法の場合、色センサを使用して、歯全体の画像が白色光照明の下でキャプチャされる。センサの３色チャネルのＲＧＢ（赤、緑、青）値から、色較正変換（ｃｏｌｏｒ  ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ  ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）を使用して、歯表面の領域にわたって三刺激値（ｔｒｉｓｔｉｍｕｌｕｓ  ｖａｌｕｅ）が計算される。ＲＧＢベースのデバイスによる色分析は、キャプチャした画像の質に大きく依存し、堅牢（ロバスト）な較正を必要とし、歯と補綴デバイス（ｐｒｏｓｔｈｅｔｉｃ  ｄｅｖｉｃｅ）の色マッチングのために同じカメラの使用を必要とすることがある。この要件は、カメラ自体の較正に起因するばかりでなく、ＲＧＢデータを提供するためにカメラ内で実行される色の前処理にも起因し得、この前処理は、同じ製造元のカメラであっても、１つのカメラと次のカメラとでは著しく変化し得る。正確さの維持は、測定される色が照明に大きく依存する光源依存性（メタメリズム）のせいで、困難になりがちである。歯の測定および撮像は、自然の照明条件とは著しく異なる条件の下で一般に実施されるので、上で述べたことは特に厄介である。このようにＲＧＢ測定を使用し、対応する色変換を利用する例は、ムルジャシック（Ｍｕｒｌｊａｃｉｃ）に付与された「Ｔｏｏｔｈ  Ｓｈａｄｅ  Ａｎａｌｙｚｅｒ  Ｓｙｓｔｅｍ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄｓ」と題する米国特許第５，７６６，００６号、ブレトンら（Ｂｒｅｔｏｎら）に付与された「Ｍｅｔｈｏｄ  ａｎｄ  Ａｐｐａｒａｔｕｓ  ｆｏｒ  Ｄｅｔｅｒｍｉｎｉｎｇ  ｔｈｅ  Ａｐｐｅａｒａｎｃｅ  ｏｆ  ａｎ  Ｏｂｊｅｃｔ」と題する米国特許第６，００８，９０５号、およびジョルジアンニら（Ｇｉｏｒｇｉａｎｎｉら）に付与された「Ｄｅｎｔａｌ  Ｃｏｌｏｒ  Ｉｍａｇｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ」と題する米国特許第７，０６４，８３０号に開示されている。
（ｉｉ）比色分析デバイス（ｃｏｌｏｒｉｍｅｔｒｉｃ  ｄｅｖｉｃｅ）。このタイプのデバイスは、人間の眼によって感知されるように、色を直接的に測定するように設計される。このタイプのデバイスの場合、（白色光照明の下での）照明光または反射光は、眼のスペクトル応答特性または色マッチング関数に対応する３つの波長帯においてフィルタリングされ、測定された反射信号は三刺激値に直接的に変換される。（ｉ）において説明されたＲＧＢベースのデバイスのように、このタイプのデバイスからの測定値も、光源依存性（メタメリズム）の影響を被る。この手法を使用するいくつかの例は、分光計を必要とする、ヴィエイユフォセ（Ｖｉｅｉｌｌｅｆｏｓｓｅ）に付与された「Ｍｅｔｈｏｄ  ａｎｄ  Ａｐｐａｒａｔｕｓ  ｆｏｒ  Ｄｅｔｅｒｍｉｎｉｎｇ  ｔｈｅ  Ｃｏｌｏｒ  ｏｆ  ａ  Ｔｒａｎｓｌｕｃｅｎｔ  Ｏｂｊｅｃｔ  Ｓｕｃｈ  ａｓ  ａ  Ｔｏｏｔｈ」と題する米国特許第５，３８３，０２０号、およびオーバベックら（Ｏｖｅｒｂｅｃｋ）に付与された「Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ  Ｄｅｖｉｃｅ  ａｎｄ  Ｒｅｌａｔｅｄ  Ｐｒｏｃｅｓｓ」と題する米国特許第６，８６７，８６４号において開示されている。
（ｉｉｉ）分光測色デバイス（ｓｐｅｃｔｒｏｐｈｏｔｏｍｅｔｒｉｃ  ｄｅｖｉｃｅ）。これらのデバイスは、色データを取得するためにスペクトル反射率（ｓｐｅｃｔｒａｌ  ｒｅｆｌｅｃｔａｎｃｅ）を利用する。照明光または反射光がスペクトル的にスキャンされ、歯によって反射された光が、光センサを使用して波長の関数として記録される。その後、視覚的な色、すなわち、ＣＩＥ（国際照明委員会（Ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌｅ  ｄｅ  Ｌ’ＥｃｌａｉｒａｇｅまたはＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎ  ｏｎ  Ｉｌｌｕｍｉｎａｔｉｏｎ））三刺激色情報が、測定されたスペクトル反射率曲線から計算される。分光測色デバイスは、比色分析デバイスおよびＲＧＢベースのデバイスに内在する光源依存性（メタメリズム）に対する同じ傾向の影響を受けず、潜在的には、より正確な色測定をもたらす。しかし、分光測色計（ｓｐｅｃｔｒｏｐｈｏｔｏｍｅｔｅｒ）は撮像デバイスではないことに留意することが重要である。分光測色計は、光センサを使用して、小さな領域において入射光のスペクトル成分を測定する機器である。分光測色デバイスを使用する歯色測定の例は、「Ｍｅｔｈｏｄ  ａｎｄ  Ａｐｐａｒａｔｕｓ  ｆｏｒ  Ｄｅｔｅｒｍｉｎｉｎｇ  Ｃｏｌｏｒ，ｉｎ  Ｐａｒｔｉｃｕｌａｒ  ｏｆ  ａ  Ｄｅｎｔａｌ  Ｐｒｏｓｔｈｅｓｉｓ」と題する米国特許第４，８３６，６７４号、およびベルナ（Ｂｅｒｎｅｒ）に付与された「Ｍｅｔｈｏｄ  ａｎｄ  Ａｐｐａｒａｔｕｓ  ｆｏｒ  Ｄｅｔｅｒｍｉｎｉｎｇ  ｔｈｅ  Ｃｏｌｏｒ  Ｓｔｉｍｕｌｕｓ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ  ｏｆ  ａｎ  Ｏｂｊｅｃｔ」と題する米国特許第６，０３８，０２４号に開示されている。
【００１１】
分光測色手法を使用して取得されたデータは、光源依存性（メタメリズム）を排除し、比色分析手法およびＲＧＢ手法よりも色マッチングが正確であるという利点を提供するが、この手法は、実際に実施するのが困難であることが分かった。一般に格子またはフィルタホイールを利用する、異なるスペクトル成分を測定するための光スキャニングコンポーネントの使用は、分光測色システムをかなり嵩張った複雑なものにしがちである。このことは、例えば、口の奥の方の歯を測定することを困難にする。この問題を緩和しようとする試みは、大きな成功を収めていない。一例として、ユンクら（Ｊｕｎｇら）に付与された「Ａｐｐａｒａｔｕｓ  ｆｏｒ  Ｄｅｔｅｒｍｉｎｉｎｇ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ  ｏｆ  ａｎ  Ｏｂｊｅｃｔ」と題する米国特許第５，７４５，２２９号には、各センサが異なるスペクトルフィルタを使用するセンサのアレイに反射光を導くために光ファイバを利用する、コンパクトな分光測色デバイスが開示されている。しかし、一般に分光測色デバイス（上記のｉｉｉ）に当てはまるように、このデバイスは、一度に歯表面の小さな領域しか測定しない。歯表面全体の色マッピングを取得するためには、この手法を用いた数多くの別個の測定を必要とする。画像キャプチャ工程は、時間がかかり、一貫した結果を提供しない。そのような手法を使用した場合、色マッピングは、撮像工程中の照明角度、画像キャプチャ角度、およびプローブの向きに対してかなり敏感となるため、不正確になり得る。
【００１２】
一般に、光源側またはセンサ側のどちらかで色フィルタを利用する従来の方法は、フィルタ自体の限界に影響を受けるので、あまり望ましくないことがある。
【００１３】
したがって、高度な正確さを有するが、高額ではなく、複雑なコンポーネントを用いない、実行が容易な手順において、歯の色調マッチングおよびマッピングを提供する改良された測定装置が必要とされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】米国特許第５，７６６，００６号明細書
【特許文献２】米国特許第６，００８，９０５号明細書
【特許文献３】米国特許第７，０６４，８３０号明細書
【特許文献４】米国特許第５，３８３，０２０号明細書
【特許文献５】米国特許第６，８６７，８６４号明細書
【特許文献６】米国特許第４，８３６，６７４号明細書
【特許文献７】米国特許第６，０３８，０２４号明細書
【特許文献８】米国特許第５，７４５，２２９号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明の目的は、歯科用途における色合いマッピングの技術を進歩させることである。この目的を踏まえて、本発明は、分光測色計を使用する複雑さを伴わずに、歯の多色画像からスペクトル反射率データを取得する装置および方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の利点は、本発明が、画像全体にわたる分光測色測定値を取得するために、撮像アレイを利用することである。このことは、本発明の実施形態を、口腔内のカメラ使用に対して容易に適応可能にする。加えて、提供される出力の分光測色色データは、比色分析およびＲＧＢの色マッチング技法を使用するソリューションに影響を与える光源依存性（メタメリズム）の影響を受けない。本発明の実施形態で使用される手法は、歯の異なる部分における色の変化を含み、歯色の正確なマッピングを可能にする、歯画像のピクセル毎のスペクトル反射率データを取得する。
【００１７】
これらの目的は、説明的な例として与えられたにすぎないが、そのような目的は、本発明の１つ以上の実施形態にとって典型的なものであり得る。当業者であれば、開示される発明によって本質的に達成される他の望ましい目的および利点も思い浮かべることができ、または明らかにすることができよう。本発明は、添付の特許請求の範囲によって定義される。
【００１８】
本発明の一態様によれば、制御ロジックプロセッサによって少なくとも部分的に実行される、歯オブジェクト（ｄｅｎｔａｌ  ｏｂｊｅｃｔ）についての色マッピングを生成するための方法が提供される。その方法は、歯の統計的に有効なサンプリングについての１組のスペクトル反射率データに従って、変換マトリックスを生成するステップと、一度に１つの波長帯ずつ、少なくとも第１、第２、および第３の波長帯において、歯オブジェクトに照明を当てるステップと、撮像アレイ内の複数のピクセルの各々について、少なくとも第１、第２、および第３の波長帯の各々に対応する画像データ値を取得するステップと、取得された画像データ値に従い、また少なくとも第１、第２、および第３の波長帯において基準オブジェクトから取得された画像データ値に従い、複数のピクセルの各々についての１組の視覚的色値を生成することによって、色マッピングを形成するために変換マトリックスを適用するステップと、色マッピングをコンピュータアクセス可能な電子的メモリ内に保存するステップとを含む。
【００１９】
本発明の上記および他の目的、特徴、および利点は、添付の図面に説明されているように、本発明の実施形態についての以下のより詳細な説明から明らかとなろう。図面の要素は、必ずしも互いに同じ縮尺比で描かれているわけではない。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】歯の色測定値を取得するための従来の画像ベースの装置におけるコンポーネントの配置を示す概略図である。
【図２】歯色値を取得するために色較正変換を使用するかつての方法を示す概略図である。
【図３】本発明の一実施形態による色マッピング装置を示す概略ブロック図である。
【図４Ａ】特定の波長に対する輝度測定値を示すグラフである。
【図４Ｂ】一実施形態で使用される光源についての典型的なスペクトル特性を示すグラフである。
【図４Ｃ】一実施形態における広帯域センサアレイについてのスペクトル応答特性を示すグラフである。
【図５Ａ】従来の色マッチングを使用してピクセル毎に取得された三刺激データを示す概略図である。
【図５Ｂ】本発明の装置および方法を使用してピクセル毎に取得されたスペクトル反射率データを示す概略図である。
【図６Ａ】歯から視覚的色マッピングデータを取得するためのステップの論理フロー図である。
【図６Ｂ】別の実施形態における歯からスペクトル反射率データを取得するためのステップの論理フロー図である。
【図７】本発明の一実施形態による変換マトリックスを形成するためのプロセスを示す論理フロー図である。
【図８】本発明の別の実施形態による変換マトリックスを形成するためのプロセスを示す論理フロー図である。
【図９】本発明のさらに別の実施形態による変換マトリックスを形成するためのプロセスを示す論理フロー図である。
【図１０】本発明のまたさらに別の実施形態による変換マトリックスを形成するためのプロセスを示す論理フロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下は、図面を参照して行われる、本発明の好ましい実施形態についての詳細な説明である。図面中の同じ参照番号は、いくつかの図の各々において構造の同じ要素を示す。
【００２２】
本出願の明細書では、「狭帯域」という用語は、２０〜５０ｎｍ幅など、波長の狭い範囲にわたって出力光のほとんどを放射するＬＥＤまたは他の照明源を述べるために使用される。「広帯域」という用語は、少なくとも約４００ｎｍから約７００ｎｍに広がる広い波長範囲にわたる入射光に対して高い感度を示す光センサを述べるために使用される。このタイプのセンサは光には応答するが、色を区別しないので、「単色（モノクロ）」センサ、またはやや不正確であるが、「白黒」センサとしばしば呼ばれる。
【００２３】
本出願の明細書では、「ピクセル要素」または「ピクセル」という用語は、この用語が画像処理分野の当業者によって理解される場合と共通の意味を有する。物体の電子画像は、感光性要素のアレイによってキャプチャされ、感光性要素の各々は、画像データのピクセルを形成するための信号を提供する。
【００２４】
本明細書において参照される図面は、本発明による動作の主要原理、およびそれぞれの光路沿いのコンポーネント関係を説明するために提供され、正確なサイズまたは縮尺を示す意図では描かれていない。基本的な構造関係および動作原理を強調するために、ある種の誇張が必要なこともある。例えば、様々なタイプの光学台など、説明される実施形態の実施に必要とされるいくつかの従来のコンポーネントは、本発明自体の説明を簡素化するために図面に示されない。図面および以下の説明では、同じコンポーネントは、同じ参照番号を用いて指し示される。コンポーネントに関する類似の説明、および既に説明されたコンポーネントの構成または相互作用は、省略される。「第１の」および「第２の」などの用語が使用される場合、それらは、必ずしも順序関係または優先関係を表すわけではなく、単に１つの要素を別の要素からより明確に区別するために使用される。
【００２５】
「色」および「波長帯」という用語は、本明細書で使用される場合は、一般に同義的である。例えば、レーザまたは他の固体光源は、そのピーク出力波長（６３５ｎｍなど）またはその波長帯（６３０〜６４０ｎｍなど）の代わりに、赤など、その一般色によって説明される。
【００２６】
本明細書で使用される「集合」という用語は、集合の要素またはメンバの集まりの概念が初等数学において広く理解されているように、非空の集合を表す。「部分集合」という用語は、別途明示的に述べられない限り、本明細書では、非空の真部分集合を表すために使用される。すなわち、「部分集合」という用語は、１つ以上のメンバを有するより大きな集合の部分集合を表すために使用される。集合Ｓに対して、部分集合は、集合Ｓそのものを含むことができる。しかし、集合Ｓの「真部分集合」は集合Ｓに厳密に含まれ、集合Ｓの少なくとも１つのメンバを含んでいない。
【００２７】
本明細書では、「歯オブジェクト」という用語は、口腔内使用または用途のための物体、材料、または他の要素を表す。例えば、「歯オブジェクト」という用語は、歯と、クラウン、義歯、ブレースおよび他のサポートならびにブリッジ、充填材料、色調マッチングタブなどの補綴デバイスとを含む。
【００２８】
歯色を特性化する際のいくつかの試みとは対照的に、本発明の装置および方法は、色測定に影響を与え、色を正確に特性化する作業を複雑にする要因の組合せを考慮する。本発明の特定の実施形態は、正確な色データを導出するために、照明波長および検出器応答特性などの可変の要因を識別し、補償する。これを行うため、本発明の実施形態で使用される手法は、歯または他の歯オブジェクトの画像内のピクセル毎に、測定デバイスのスペクトル応答とは実質的に独立し、また波長の任意の組合せにわたる光源に対して適用される色の客観的な測定を提供するために使用できるスペクトル反射率データを取得する。結果として、本発明における歯色マッピングのために取得されたデータは、知られたスペクトル分布を有する１組の利用可能な光源から選択された任意の光源の下で見た場合に、物体の視覚的な色を再構成するために使用することができる。その後、歯オブジェクトについて生成された色マッピングは、表示画像を生成するために使用することができ、あるいはクラウンもしくは他の歯科補綴デバイスまたは充填材料など、別の物体または材料についての色マッピングデータとの比較のために使用することができる。歯オブジェクトについて生成された色マッピングは、例えば、歯科補綴デバイスを設計し、形成するために使用することもできる。歯または他の歯オブジェクトについての色マッピングは、相当な量のデータからなることができ、一般にデータファイルとしてコンピュータアクセス可能なメモリ内に保存される。
【００２９】
図１を参照すると、歯色データを取得するための従来の撮像装置１０の概略ブロック図が示されている。照明源１２は歯２０に光を照射する。その後、キャプチャモジュール１８が画像キャプチャを実行し、画像データを色再構成モジュール２２に提供する。出力は、歯表面上の点に対応する１組の視覚的色値である。
【００３０】
図１の基本構成は、先に「背景技術」において説明された画像ベースの色測定手法の各々に対して使用される。図２は、例えば、先に引用されたジョルジアンニら（Ｇｉｏｒｇｉａｎｎｉら）の’８３０特許において説明されるシステムを実施するための概略図を示している。撮像装置３０において、照明源１２は歯２０に白色光照明を当てる。レンズ３２は反射光をセンサ３４に導き、センサ３４は、ピクセル毎に対応する赤値、緑値、および青値を提供する。その後、色較正変換３６は、すべての画像点についての出力として視覚的色値を生成する。
【００３１】
図１および図２に示された手法とは対照的に、本発明の装置および方法は、スペクトル反射率に基づいた色再構成を利用する色マッピング装置を提供する。この手法は、歯の実際の色特性に関する本質的により正確な１組のデータを提供することによって、ＲＧＢベースのデバイスおよび比色分析デバイスよりも有利になる。有利なことに、この方法は、光源依存性（メタメリズム）の影響を受けない。他の方法では、光源依存性（メタメリズム）のせいで、測定値は、測定システムの光源に依存したものとなる。一般に分光測色測定デバイスとは異なり、本発明の装置および方法は、歯画像内のピクセル毎のスペクトルデータを取得する。さらに、この情報は、光センサの代わりに撮像アレイを使用して取得される。本発明の実施形態で使用される撮像アレイは単色センサであるが、代替として、色センサを使用することもできる。
【００３２】
本発明の装置および方法は、単一のピクセルまたは一群の隣接ピクセルについての正確な色測定値を取得するばかりでなく、撮像デバイスを使用するので、歯オブジェクトの画像全体にわたる正確な色マッピングにとって適切な情報も提供する。撮像アレイを使用してスペクトル測定データを取得することによって、本発明の実施形態は、スペクトルデータが歯画像のピクセル毎に生成されることを可能にする測定値を取得する。
【００３３】
図３の概略図を参照すると、色測定およびマッピング装置４０は、別個の色の光を提供できる照明装置２４を使用する。一実施形態では、照明装置２４は、波長帯λ１，λ２，λ３およびλ４をそれぞれ有する、複数の狭帯域光源１４ｂ，１４ｇ，１４ｙおよび１４ｒからなる。複数の狭帯域光源１４ｂ，１４ｇ，１４ｙおよび１４ｒは、カラーＬＥＤとして示されている。図３の実施形態では、例として４つのＬＥＤが示されているが、任意の数の異なる色が存在することができ、各色に対して２つ以上のＬＥＤまたは他の光源が存在することもできる。広帯域撮像センサアレイ４４は、この実施形態では、ＣＣＤ（電荷結合素子）またはＣＭＯＳ（相補型酸化金属膜半導体）撮像アレイであり、各狭帯域光源からの反射に対応する１組の出力値をピクセル毎に提供する。基準ターゲット２８は、後で説明されるように、システムにおける輝度変動を補正する際に使用される基準輝度測定値を取得するためのオプションで提供される物体である。一実施形態では、基準ターゲット２８は、知られたスペクトル反射率特性を有する灰色のパッチである。基準ターゲット２８および歯２０はともに、撮像レンズ３２の視野内に存在する。別の実施形態では、基準ターゲット２８は、画像フィールド内には出現しない物体であるが、基準データおよび較正データを取得するために使用される別個のデバイスである。
【００３４】
図３に示される装置を使用してスペクトルデータを取得するため、ＬＥＤまたは他の光源には、色グループに従ってエネルギーが供給される。これは、一度に１つの色グループずつ高速に連続して行われ、反射光に対応する測定値が広帯域撮像センサアレイ４４によって取得される。図３にサムネイル形式で示されるように、これは、歯画像のピクセル毎に、グラフ上に多くの点を効果的に提供する。１つの輝度示度は、この例では、波長帯λ１，λ２，λ３およびλ４の各々に対応する。これらの点を使用して完全なスペクトル反射率曲線を生成するために、統計ベースの変換マトリックス５０が使用される。その結果は、歯画像の各個別ピクセルについてのスペクトル反射率曲線である。これらのデータは、三刺激値を直接的に測定しようと単純に試みる方法、またはＲＧＢから例えば色相−彩度−明度値（ＨＳＶ）もしくは国際照明委員会Ｌ＊ａ＊ｂ＊（ＣＩＥＬＡＢ）色空間などの標準色空間への色変換を実行しようと単純に試みる方法と比較した場合に、色合いをより正確に表す色マッピングを提供する。図３には、制御ロジックプロセッサ３８も示されている。制御ロジックプロセッサ３８は制御ロジック処理を実行し、またこれらの処理機能を実行し、中間結果および最終結果を保存するコンピュータアクセス可能な電子メモリコンポーネントのサポートを含む。そのようなコンポーネントは、撮像分野の当業者にはよく知られている。
【００３５】
図４Ａのグラフは、１つのピクセル当たり４つの別々の輝度測定値が取得される例を示している。波長帯λ１，λ２，λ３およびλ４にそれぞれ対応する各光源１４ｂ，１４ｇ，１４ｙおよび１４ｒについて１つの測定値が取得される。これは、図示されるように、輝度対波長のグラフ内に４つの点を生じさせる。
【００３６】
正確な測定を行うには、システムにおける異なるエネルギーレベルおよび測定感度についての知識が必要である。図４Ｂに示すように、この実施形態ではＬＥＤである各狭帯域光源は、制限された範囲にわたって出力輝度を提供する。波長帯λ１，λ２，λ３およびλ４は、これらの輝度曲線がピークを示す公称波長によって識別される。
【００３７】
広帯域撮像センサアレイ４４は、エネルギー供給された照明装置２４のコンポーネントに対応する反射光の量を測定し、ピクセル毎の測定値を提供する任意のタイプのセンサアレイとすることができる。一実施形態では、広帯域撮像センサアレイ４４は、可視波長範囲にわたる広いスペクトル応答特性を有する。これは、ともに可視波長の孤立した帯域でのみ著しい値を有する、眼の「色マッチング関数」または色センサアレイのスペクトル応答とは明確に異なる。例えば、単色ＣＣＤ撮像アレイは、図４Ｃの例に示されるような典型的な量子効率曲線（ｑｕａｎｔｕｍ  ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ  ｃｕｒｖｅ）を有することができる。このデバイスは、照明された場合に、各光源１４ｂ，１４ｇ，１４ｙおよび１４ｒに対応する反射光の量を測定し、感知した光の強度を表す出力信号を提供する。ＬＥＤ光源のピーク波長および帯域幅は知られているので、測定値は、色フィルタアレイ（ＣＦＡ：ｃｏｌｏｒ  ｆｉｌｔｅｒ  ａｒｒａｙ）または他のフィルタリングコンポーネントを必要とすることなく、容易に波長と関連付けることができる。
【００３８】
いくつかの色マッチングソリューションとは対照的に、本発明の方法および装置は、歯表面の色を正確にプロファイルするために使用できる推定スペクトル反射率データ値Ｒ（ｔｏｏｔｈ）を、歯画像内のピクセル毎に効果的に保存する、分光測色またはスペクトル反射率色マッピングを提供する。ＲＧＢ較正変換測定または比色分析測定に依存する従来の方法と比較した場合、本発明の方法は、歯画像のピクセル毎に相当な量のデータを含むマッピングを生成することが可能である。これは、図５Ａおよび図５Ｂに概略的に表されている。図５Ａは、従来の色測定手法を使用して単一のピクセルＰについて集められた色データを示している。図示された例では、単一のデータ値は、赤、緑、および青の色平面の各々について提供される。対照的に、図５Ｂは、本発明の方法を使用してピクセル毎に取得されたスペクトル反射率マッピングデータの性質を示している。ここでは、各ピクセルＰは、三刺激値Ｘ、Ｙ、Ｚまたは他の色データを導出することができ、実際の色成分について相当な量の情報を提供する、関連するスペクトル反射率曲線を効果的に有する。実際には、この処理の後では、ピクセルＰ毎に少量のデータのみをメモリ内に保存すればよい。スペクトル反射率曲線自体は、先に説明したように取得された係数からなる保存されたマトリックスを使用して、再構成することができる。その場合、メモリ記憶内で、各ピクセルは、１組のスペクトル反射率値と関連付けることができ、任意選択的に、そのピクセルについての完全なスペクトル反射率曲線を再生成することを可能にするマトリックスに対するリンクまたは他の識別子を有することもできる。代替として、計算された三刺激値、ＣＩＥＬＡＢ値、または他の標準色空間における値を、ピクセルＰ毎に保存することもできる。
【００３９】
スペクトル反射率データ値を有することの１つの有利な結果は、歯と補綴デバイスまたは材料との間など、歯オブジェクト間の改善された色マッチングである。本発明のデータ取得および処理シーケンスを使用した場合、多くの数学的技法のいずれかを使用して、色マッチングを達成することができる。一実施形態では、歯オブジェクトＡについてのスペクトル反射率曲線は、歯オブジェクトＢについてのスペクトル反射率曲線と比較され、２つの曲線の間の差が、適合性または他のメトリックの近さに関して評価される。例えば、異なる波長範囲にわたる２つの曲線の間の重複領域を評価することができる。他の実施形態では、歯オブジェクトの各々について、三刺激データ値またはＣＩＥＬＡＢ色値が取得され、比較される。
【００４０】
マルチスペクトルカメラからの複数の狭帯域測定値を使用して、画像内のピクセルについてのスペクトル反射率データを取得する一般的な理論および原理は、Ｆｏｕｒｔｈ  Ｃｏｌｏｒ  Ｉｍａｇｉｎｇ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ：Ｃｏｌｏｒ  Ｓｃｉｅｎｃｅ  Ｓｙｓｔｅｍｓ  ａｎｄ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ、１９９６年、１９〜２２ページの「Ａｎａｌｙｓｉｓ  Ｍｕｌｔｉｓｐｅｃｔｒａｌ  Ｉｍａｇｅ  Ｃａｐｔｕｒｅ」と題する論文において、ピータＤ．バーンズおよびロイＳ．ベルンズによって示され、説明されている。これらの研究者らは、異なる波長において１組の色基準サンプルから画像データを取得するために、連続的に位置が入れ替わる７つの干渉スペクトルフィルタを有する白色光源を利用した。その後、同様に取得された一連の色画像を使用して、未知色のパッチについてのスペクトル反射率データを再構成するために使用可能な１組のスカラ値を提供するために、主成分分析（ＰＣＡ：Ｐｒｉｎｃｉｐａｌ  Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ  Ａｎａｌｙｓｉｓ）が適用された。これらの研究者らの仕事は、正確なスペクトル反射率データを取得するために少数の測定値を使用することの実現可能性を示したが、利用されるシステムは、歯ならびに他の歯オブジェクトおよび材料の色マッピングのためには実用的ではなかった。入れ替わる複数の干渉フィルタを利用するマルチスペクトルカメラの設計は、歯科撮像のサイズ制約およびアクセス制約に適合していない。
【００４１】
図６Ａの論理フロー図は、本発明の一実施形態において、歯についての視覚的色値を生成するために、図３の色測定およびマッピング装置４０の制御ロジック処理コンポーネントによって実行されるステップを示している。変換マトリックス生成ステップＳ１００が、後で説明されるように、歯の統計的に有効なサンプリングからのスペクトル反射率データを使用して、最初に実行される。反復する手順が、光源色毎に一度、ここではＬＥＤ色または他の狭帯域照明源毎に一度、実行される。照明ステップＳ１１０において、ＬＥＤまたは他の狭帯域照明源にエネルギーが供給される。画像キャプチャステップＳ１２０が、与えられた照明において、歯２０および任意選択的に基準ターゲット２８の画像を取得する。結果の画像は、画像キャプチャステップＳ１２０においてピクセル毎にキャプチャされた、歯からの反射光からなる。その後、値取得ステップＳ１３０において、測定された画像値の配列が、広帯域センサアレイから取得され、保存される。ステップＳ１１０，Ｓ１２０およびＳ１３０からなるループは、ＬＥＤまたは他の狭帯域光源からなる各色グループにエネルギーが供給されるまで繰り返される。最終結果は、歯または他の歯オブジェクトについての画像の各ピクセルについての１組の画像値である。
【００４２】
値取得ステップＳ１３０は、Ｎ個の画像波長値についてＮ個の信号の組ｓ＝｛ｓ１，ｓ２，・・・，ｓｋ｝をもたらす。代替として、ステップＳ１３０は、例えば、多項式変換など、上記の信号値の変換に基づいた追加の信号値を
【数１】
0006045130.tif 000002
のように含むことができる。ここで、ｅは実数である。代替として、画像サンプル測定値の変換値は、［０．３〜０．４］の範囲内にある指数を用いる単純なべき法則を使用して計算することができる。
【００４３】
図６Ａの論理フローについて説明を続けると、マトリックス適用ステップＳ１６０は、測定された画像値に変換マトリックスを適用する。視覚的色値取得ステップＳ１７４は、変換マトリックスに従って、画像データから視覚的色値を生成する。その後、保存ステップＳ１９０において、生成された色マッピングが、制御ロジックプロセッサ３８によって電子的なメモリ内に保存される。メモリ自体は、短期記憶のためのランダムアクセスデバイス、または長期記憶のための光もしくは磁気記憶ユニットとすることができる。色マッピングは、必要に応じて生成することができるので、図６Ａに示されるようなメモリ記憶は一時的な「ワークスペース」であり、例えば、色マッチもしくは比較を実行する間のみ、または画像を表示する間のみ、制御ロジックプロセッサ３８によって使用される。代替として、保存ステップＳ１９０は、例えば、光源タイプによってインデックス付けされる色マッピングのデータベースの一部としてなど、長期にわたって色マッピングを保存することができる。色マッピングが形成され、コンピュータアクセス可能なメモリにおいて利用可能になると、色マッピングは、例えば、補綴デバイスまたは材料についての色マッピングデータとの比較のために使用することができる。
【００４４】
図６Ｂの論理フロー図は、一実施形態において、色マッピングを生成するための拡張されたステップを示している。ステップＳ１００〜Ｓ１６０は、図６Ａを参照して説明されたステップと同様である。ステップＳ１６０における変換マトリックスの適用に続いて、ステップＳ１７０は、ステップＳ１６０において取得された混合係数（ｍｉｘｔｕｒｅ  ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）および先に計算された主成分を使用して、スペクトル反射率データまたは曲線を生成する。その後、色値抽出ステップＳ１８０が、所望の光源のスペクトル分布に基づいて、色マッピングについての視覚的色値を抽出する。
【００４５】
有利なこととして、歯および他の歯科材料についてのスペクトル反射率は、挙動が安定しており、特徴的なパターンに従う。歯および他の歯科材料についてのスペクトル反射率曲線は、相対的に限定された範囲内に収まる変動を有するにすぎない滑らかな一貫した形状を示す。この特徴は、従来の手法を使用した場合に入手可能なものよりも正確な色マッチングのために必要とされるツールを提供するために、統計的な技法の使用を可能にする。
【００４６】
（変換マトリックス５０の生成）
図３に示したように、歯についての相対的に少数の測定値に基づいて視覚的色データを提供するために、変換マトリックス５０が使用される。本発明の実施形態は、多数の歯についてのスペクトル反射率データの統計的に有効なサンプリングから、変換マトリックス５０を生成する。「統計的に有効なサンプリング」内の歯の数は、歯のより大きな母集団を代表するのに十分なメンバを有する。サンプルサイズが統計的に十分なまたは統計的に有効なサンプル数を超えて増加すると、サンプリング分布から取得された結果のデータに対する顕著な効果が現れなくなりがちである。
【００４７】
図７を参照すると、変換マトリックス生成ステップＳ１００において、変換マトリックス５０を形成するためのプロセスが示されている。最初に、分光測色計を使用して、スペクトル反射率曲線５２のサンプル集合が取得される。サンプル集合は、統計的に有効なサンプルとして使用するために十分な数のＭ個の歯についてのスペクトル反射率曲線５２を含み、一実施形態では、例えば、Ｍ＝１００である。その後、５４に示される主成分分析（ＰＣＡ）を使用して、このデータを分析し、統計的に最も重要なそれらの主成分５６と、対応する混合係数６０とを識別する。経験的なデータは、歯および他の歯オブジェクトのスペクトル反射率についての重要な主成分の数が約４であることを示している。
【００４８】
主成分分析（ＰＣＡ）は、多次元データ集合内の関係をよりよく示すように、多次元データ集合の次元の総数を削減するために統計学において使用される、周知のベクトル空間変換技法である。スペクトル反射率データなどの多変量データの場合、ＰＣＡは、データをよりよく理解し、それらの使用を簡単にするために使用できるデータ内の傾向を明らかにするのを助けるために、データ変数の共分散を分析する。ＰＣＡは、データのための代替的な基底または座標系を提供する固有ベクトル（ｌ２ノルムにおいて相互に直交する）を生成することによって、データの分解を伴う。ＰＣＡは、それぞれの固有ベクトルに関連付けられた固有値の降順に基づいて順序付けされた固有ベクトルの順序集合を決定する。固有ベクトルは、単位ベクトルにスケーリングすることができ、直交しているので、その元の座標系から固有ベクトルの代替的な座標系への直交線形変換が取得される。このタイプのデータ分解を用いた場合、低次元の成分（すなわち、順番に１次、２次、３次、および以降の次数の主成分）は、データの最も重要な側面を表し、高次の成分は、次数が上がるほど、データの分散についてますます僅かな情報しか表さない。これは、データが最初に取得されたときよりも簡潔な形式での（すなわち、より少ない次元での）、データの統計的な特性化を可能にする。
【００４９】
図７を再び参照すると、５６において、１組の低次の主成分が、対応する１組の混合係数６０とともに生成される。混合係数は、スペクトル反射率曲線５２のサンプル集合のための１組の歯スペクトル反射率曲線の各々を生成するために、主成分固有ベクトルをスケーリングまたは重み付けするために使用される。簡潔に述べると、混合係数は、ＰＣＡ固有ベクトルによって決定されるベクトル空間において、ベクトルを形成する。
【００５０】
図７の論理フローをさらに参照すると、一実施形態では、変換マトリックス５０は、以前にスペクトル反射率曲線が記録されたのと同じ位置で、色測定およびマッピング装置４０（図３）を使用して、サンプル集合内のＭ個の歯の画像値６２をとることによって生成される。図７の画像値６２には、Ｍ個の歯の各々について４つの測定値が表されているが、歯毎に取得される測定値の数は、照明装置２４における光源（ＬＥＤ）の数に対応する。その後、１組の混合係数６０と測定された画像データの測定値６２との間で、最小二乗適合（ｌｅａｓｔ−ｓｑｕａｒｅｓ  ｆｉｔ）手順７８が実行され、測定された画像データ６２を混合係数６０に変換するための最良適合マトリックスを提供する変換マトリックス５０を生成する。
【００５１】
図７で説明された実施形態による変換マトリックス５０の生成ステップは、色マッピングにおいて将来使用するための変換マトリックスを生成する。その後、このマトリックスおよび１組の主成分５６は、色測定およびマッピング装置４０の制御ロジックプロセッサ３８内に保存される。その後、色測定およびマッピング装置４０が未知の歯に対して使用されるたびに、１組の混合係数を計算するために、保存された変換マトリックス５０が、歯画像のピクセルにおいて取得された画像値に適用される（ステップＳ１６０）。その後、１組の混合係数は、スペクトル反射率データを生成するために、保存された主成分５６とともに使用することができる（図６ＢのステップＳ１７０）。その後、生成されたスペクトル反射率曲線は、歯の三刺激値ＸＹＺを計算するために、任意のビューイング光源（ｖｉｅｗｉｎｇ  ｉｌｌｕｍｉｎａｎｔ）のスペクトルプロファイルおよび視覚的色マッチング関数とともに使用することができる（図６ＢのステップＳ１８０）。
【００５２】
図８の論理フロー図に示されるように、ステップＳ１００における変換マトリックス生成のための別の実施形態では、ＰＣＡ６４は、サンプル集合からのスペクトル反射率データ５２の代わりに、統計的に有効なサンプル集合について測定された画像値６２に対して実行される。測定された画像値６２の値は、マッピング装置４０（図３）を使用して取得される。その結果は、１組の重要な主成分６６と、測定された画像値６２について対応する混合係数７０である。ＸＹＺ色値６３は、先に説明したように分光測色計を使用して測定されたスペクトル反射率データのサンプル集合の各曲線から直接的に取得される。変換マトリックス７２のための値を生成するために、取得されたＸＹＺ値６３と混合係数７０との間で、最小二乗適合手順７８が実行される。この実施形態では、変換マトリックス７２は、測定された画像値６２の主成分に対応する混合係数７０を三刺激値に変換するための、最良適合マトリックスである。この実施形態は、所定のビューイング光源についての視覚的な色を直接的に計算し、完全なスペクトル反射率情報を提供しない。
【００５３】
図９は、ＰＣＡを実行せずに変換マトリックスを生成するためのステップＳ１００の別の実施形態を説明している。ＸＹＺ色値６３が、先に説明したように分光測色計を使用して記録されたスペクトル反射率データのサンプル集合の各曲線から最初に取得される。測定された画像値６２の値は、マッピング装置４０（図３）を使用して取得される。その後、変換マトリックス７４のための値を生成するために、取得されたＸＹＺ値６３と測定された画像値６２との間で、最小二乗適合が実行される。この実施形態における変換マトリックス７４は、測定された画像値６２を直接的に三刺激値に変換するための、最良適合マトリックスである。これは、図７および図８に関して説明された先の２つの実施形態よりも実施が簡単である。しかし、図７の実施形態と異なり、また図８の実施形態と同様に、このシーケンスは、所定のビューイング条件（ｖｉｅｗｉｎｇ  ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ）についてのＸＹＺ色値のみを生成する。
【００５４】
図１０は、ＰＣＡを実行せずに変換マトリックスを生成するためのステップＳ１００のさらに別の実施形態を説明している。ＸＹＺ値６３が、先に説明したように分光測色計を使用して記録されたスペクトル反射率データのサンプル集合の各曲線から最初に取得される。視覚的色値２００が、ＸＹＺ値の各組に対して計算される。これらの視覚的色値は、ＣＩＥＬＡＢなど近似的に一様な視覚的色空間における座標をそれらが表すように、選択することができる。測定された画像値６２は、マッピング装置４０（図３）を使用して取得される。しかし、ステップＳ１３０のこの実施形態では、１組の測定された画像データは、測定された各画像値の多項式変換値を含むように、
【数２】
0006045130.tif 000003
と拡張される。ここで、ｅは、先に説明したように実数である。その後、変換マトリックス７６のための値を生成するために、取得されたＸＹＺ値６３と拡張された１組の測定された画像値２１０との間で、最小二乗適合が実行される。この実施形態における変換マトリックス７６は、拡張された測定された画像値２１０を直接的に視覚的色値に変換するための、最良適合マトリックスである。図７、図８、および図９の実施形態と異なり、このシーケンスは、所定のビューイング条件についての視覚的色値のみを生成する。
【００５５】
先に言及したように、従来の方法を使用して正確な色測定値を取得する作業は、照明およびセンサ応答の変化によって混乱が生じる。これらの問題は、本発明の改良された方法によって対処される。色測定およびマッピング装置４０を使用して、以降の式ではＬＥＤ照明について、特定の波長λについて取得された一般化された測定信号Ｓｉ（ｔｏｏｔｈ）は、以下の式で表すことができる。
【数３】
0006045130.tif 000004
ここで、Ｒ０は、歯または他の歯オブジェクトの実際の反射率である。この変数は、歯材料を示す場合はＲｔｏｏｔｈとしても表され、Ｄ（λ）はセンサ応答であり、ＩＬＥＤｉは第ｉのＬＥＤまたは他の狭帯域光源の輝度である。
【００５６】
上記の式（１）は、ＲＧＢ光源を使用しても、または白色光源を使用しても、また画像センサアレイがＣＣＤ，ＣＭＯＳ、または他のタイプの光感知デバイスであっても、一般に歯の色測定に当てはまることを観察することができる。ＲＧＢベースの色測定デバイスおよび比色分析測定デバイスなど、従来の歯色測定デバイスは、測定信号Ｓｉ（ｔｏｏｔｈ）から歯色値を生成することに言及しておくことは特に有益である。しかし、式（１）が示すように、この信号それ自体は、実際の歯反射率Ｒ０、光源、およびセンサ応答という、３つの可変因子の積である。従来のＲＧＢベースの測定装置または比色分析測定装置を用いた場合に、正確な色計算が取得されないのは、この測定が光源およびセンサ応答に依存するためである。しかし、従来のソリューションとは異なり、本発明の手法は、歯反射率Ｒ０を測定信号における他の２つの因子から分離する。その後、取得された反射率Ｒ０は、いかなる照明条件の下でも、色を正確に特性化するために使用することができる。このようにして、本発明の方法は、色の特性化に対して分光測色手法を利用する。しかし、物体上の１つの位置において単一の光センサ毎に、このデータを抽出するために１つ以上の測定値を取得する従来の分光測色機器とは異なり、本発明の装置および方法は、物体全体についての分光測色データのマッピングをキャプチャする単色センサアレイとともに、よく特性化された狭帯域光源を使用して、このデータを取得する。
【００５７】
本発明の一実施形態では、ｉ（ｉ＝１，２，．．．，Ｎ）とインデックス付けられる、Ｎ個のＬＥＤ色光源の各々につき１つの、複数の信号値Ｓｉ（ｔｏｏｔｈ）が取得される。式（１）が示すように、Ｓｉ（ｔｏｏｔｈ）を使用して、正確で一貫性のある測定値を提供するために、光源輝度および／またはセンサ応答Ｄ（λ）の変動などに由来する、デバイスにおける短期的な変化を補償することが必要である。この理由で、撮像工程の一部として、基準ターゲット測定値Ｓｉ（ｒｅｆ）が、較正基準として使用するために任意選択的に取得される。この基準ターゲット測定値Ｓｉ（ｒｅｆ）は、以下の式で表される。
【数４】
0006045130.tif 000005
ここで、Ｒｒｅｆは、基準ターゲット２８の反射率である。この値は、一実施形態では、視野内に配置され歯と同様にキャプチャされる基準ターゲット２８（図３）からの画像示度を使用して取得される。別の実施形態では、基準ターゲット２８からの画像示度は、例えば、撮像セッションの開始時など、別途取得される。
【００５８】
値Ｓｉ（ｔｏｏｔｈ）およびＳｉ（ｒｅｆ）を考慮すると、本発明の方法を実施するためにより役立つ量は、以下の式で与えられる補正された測定値である。
【数５】
0006045130.tif 000006
ここで、Ｒｒｅｆ（λｉ）は、ＬＥＤｉのピーク値における基準ターゲット２８の知られた反射率である。補正された測定値
【数６】
0006045130.tif 000007
は、測定のばらつきの１次的な源を取り除き、輝度またはデバイス応答のスケールに対する依存性を排除する。補正された測定値
【数７】
0006045130.tif 000008
から、視覚的色値を取得して非常に正確な色マッピングを提供するために、本発明の方法を使用することができる。
【００５９】
ピクセル毎の三刺激色値Ｘ，Ｙ，Ｚ（これ以降、Ｘｑ（ｑ＝１，２，３）によって表され、Ｘ１＝Ｘ，Ｘ２＝ＹおよびＸ３＝Ｚである）の各々は、以下の式のようにして、歯反射率から計算することができる。
【数８】
0006045130.tif 000009
ここで、
【数９】
0006045130.tif 000010
の値は、標準的な観測者の対応する視覚的色マッチング関数であり、Ｉ（λ）は、歯がその下で見られる光源のスペクトル分布である。
【００６０】
値Ｒｔｏｏｔｈ（λ）は、色測定およびマッピング装置４０によって直接的に測定されないが、先に説明されたように、ＰＣＡを使用するなどして、サンプル集合の分析から導出される混合係数を使用して取得することができる。
【００６１】
色測定およびマッピング装置４０から取得されたスペクトル反射率測定結果は、式（４）に従って、知られたスペクトルエネルギー分布を有するいかなる照明条件の下でも、歯についての色三刺激値を計算するために使用することができる。この手順を歯および色調マッチングタブの両方に適用することで、最良のマッチを見出すことができる２組の三刺激値がもたらされる。代替として、三刺激値は、歯と色調マッチングタブとの間の最も近いマッチを見出すために、ＣＩＥＬＡＢまたはＨＳＶ色空間など、異なる視覚的色空間に変換することができる。
【００６２】
上記の手法は、単色広帯域センサアレイについて説明された。各ＬＥＤまたは他の照明源にエネルギーが供給されたときに、従来のＲＧＢ色センサアレイを使用して信号を提供する場合にも、同じ方法を使用することができる。ＲＧＢ色センサの場合、特定のＬＥＤ照明について最も高い信号レベルを有する色チャネルを使用することができる。各ＬＥＤ照明についてセンサの３つの色チャネルのすべてが使用される場合、測定される画像データ値は、加重和など、３つの色チャネルの信号の組合せから取得される。
【００６３】
本発明の実施形態を使用した場合、歯表面の分光測色色マッピングを取得する作業は簡素化され、このデータを提供するコストは、従来の代替手段よりも著しく低減される。本発明の変換マトリックスを適用した結果は、非常に正確な色データを取得するために、僅かな測定値しか必要とされないというものである。多くの口腔内撮像用途における色合いマッピングのためには、３つまたは４つのＬＥＤを使用するだけの照明からの測定値で十分であることが分かった。
【００６４】
図６Ａおよび図６Ｂのシーケンスは、１組のビューイング照明条件のうちのいずれかの下で、色マッピングを可能にすることに留意されたい。集められたスペクトル反射率マッピングデータは、白熱灯、蛍光灯、自然光もしくは日光、または他の光源を含むビューイング光のいずれかの光源と最もよくマッチする色を計算するために、使用することができる。したがって、例えば、歯科医の処置室で取得されたスペクトル反射率マッピングデータは、自然光（日光）の中で見られた補綴物と、またはモデルもしくは役者などの場合には舞台照明の下で見られた補綴物と、またはオフィス環境における蛍光灯照明もしくは他の照明条件の中で見られた補綴物と、最もよくマッチする色を決定するために使用することができる。これは、患者にとって最も関係が深い照明条件とは大きく異なることもあり得る、色測定を行う際に使用される特定の照明条件に色マッピングおよび色マッチが制約を受けた従来のＲＧＢ方法および比色分析方法にまさる、本発明の方法の利点である。
【００６５】
図６Ａおよび図６Ｂのプロセスから取得される情報は、多くの方法で保存し、使用することができる。生成される視覚的色値は、例えば、表示用にマッピングを描画するために直接的に使用することができ、または何らかの方法で符号化し、メモリ内に保存することができる。スペクトル反射率値は、他の歯画像データと相関させることができ、正確な色特性化が役に立つ歯科技工室または他の施設に提供することができる。
【００６６】
図６Ａおよび図６Ｂで説明された方法は、一実施形態において、歯画像のピクセル毎に複数の測定値を取得することに留意されたい。これは、潜在的に相当な量のデータとなるが、歯画像のスペクトル成分をピクセル毎に完全に特性化することを可能にする。歯画像について集められたデータは、非条件等色であり、したがって、色マッピングのために、従来の比色分析システム、ＲＧＢシステム、または視覚的にマッチさせるシステムが利用された場合に、色データを損なうことがあり得る照明依存性の望ましくない効果を排除する。
【００６７】
ＬＥＤは、本発明に従ってスペクトル反射率データを取得するための光源として有利である。好ましい一実施形態では、ＬＥＤは、その光のほとんどを、約４０ｎｍよりも短い波長の範囲にわたって放射する。一実施形態では、ＬＥＤ光源は、それぞれの波長帯に関して実質的に重複しないので、隣接帯への光の漏れを無視することができる。反射率測定のために必要とされる照明を提供するために、代替として、他のタイプの狭帯域光源を使用することもできる。代替的なタイプの光源は、例えば、ランプなどの広帯域光源からのフィルタリングされた光を含む。図３の例には、４つのＬＥＤが示されている。一般に、異なる波長の少なくとも３つの光源を使用すべきである。
【００６８】
本発明の装置および方法は、スペクトル反射率値のマッピングを提供するので、従来の比色分析またはＲＧＢベースの測定方法を使用した場合に入手可能なものよりも、歯の真の色についての情報を正確なものにする。スペクトル反射率は、光源には関係なく、完全な色情報を含むので、取得される色データは、条件等色に起因する誤差の影響を受けない。ＬＥＤまたは他の小型の光源を使用することによって、格子または他のデバイスを必要とすることなく、本発明の装置は、低コストでコンパクトにパッケージ化することができる。例えば、色測定およびマッピング装置４０は、口腔内カメラとしてパッケージ化することができる。
【００６９】
基準ターゲット２８は、色イメージングのための基準画像を提供するための、パッチなどの任意の適切なタイプの基準オブジェクトとすることができる。白色または灰色のパッチばかりでなく、一様なスペクトル成分を有する他の何らかのパッチも使用することができる。ターゲット２８は別途撮像することができ、または撮像視野内の広帯域撮像センサアレイ４４からほぼ同じ距離のところに、例えば歯と並べて配置することができ、固定された位置に、または撮像サイクル中に必要に応じて、アクチュエータを作動させるなどして、基準撮像のために定位置に回転させてもよい。
【００７０】
例えば、三刺激値を取得するため、および結果を保存し、表示するためなどに、多くの計算機能が利用される。これらの機能は、本発明の色マッチングおよびマッピング装置に設けられた、またはこれと対話するように構成された、制御ロジックプロセッサ３８によって提供できることが理解できよう。例えば、保存された命令は、上で説明された色マッピングデータアクセス機能、計算機能、および出力機能を実行するように、プロセッサ論理回路を構成する。専用コンピュータワークステーション、パーソナルコンピュータ、または（デジタル信号処理コンポーネントなど）専用データ処理コンポーネントを利用する組込みコンピューティングシステムなど、多くのタイプの制御ロジックプロセッサデバイスのいずれでも、計算機能のために使用することができる。制御ロジック処理装置は、データ保存および取出しのために、電子的なメモリにアクセスする。色マッチおよび色マッピングの結果を表示するために、オプションの表示デバイスを提供することもできる。
【００７１】
本発明の方法および装置は、非常に正確な色情報を有するマッピングを取得するために、検出器としてセンサ３４を利用する。このコンポーネントは、一般にピクセル毎にセンサが１つ割り当てられる、複数のＣＭＯＳまたはＣＣＤセンサの配列を含むことができる。一実施形態では、広帯域単色センサアレイが使用される。しかし、Ｒ，Ｇ，Ｂ色の感知のために構成された、または他の何らかの色空間特性化のために構成された、センサアレイを利用することも可能である。本発明におけるスペクトル反射率データを取得する方法は、先に説明したように、そのようなデバイスにも同様に適用することができる。例えば、平均値を取得するためなど、広帯域撮像センサアレイ４４内の複数のセンサ位置が一緒にグループ化またはクラスタ化されるように、色マッチングのためのピクセル間隔は変化させ得ることに留意されたい。本発明の色測定装置は、撮像センサアレイを使用するので、従来の口腔内色イメージングのために使用されるのと同じデバイスが、撮像と色測定の両方の動作モードのために構成可能になり得る。例えば、図３の概略ブロック図を参照すると、色イメージングは、照明装置２４からの照明のパターン、センサアレイ３４の分解能、および制御ロジックプロセッサ３８から提供される色処理を変化させることによって、実行することができる。装置４０の動作モードを従来の撮像用または本明細書で説明された歯色マッピング用に設定するために、オペレータインタフェースから発行されるモード切り替え（図示されず）またはモード制御コマンドを提供することができる。
【００７２】
本発明の照明装置２４は、一実施形態では多色ＬＥＤを利用する。しかし、他のタイプの固体光源、またはより従来的なランプもしくは色フィルタを備えるランプを含む多色照明を提供できる他の光源も、代替として利用することができる。
【００７３】
照明源１２内の各ＬＥＤのプロファイルを維持し、定期的に更新できるように、コンポーネントの老朽化およびドリフトを補償するために、色測定およびマッピング装置４０の初期的および定期的な較正が必要とされる。
【００７４】
以下に付記として、本発明の構成の例を示す。
（付記１）
少なくとも部分的に制御ロジックプロセッサによって実行される、歯オブジェクトのための色マッピングを生成するための方法であって、
歯の統計的に有効なサンプリングについての１組のスペクトル反射率データに従って、変換マトリックスを生成するステップと、
一度に１つの波長帯ずつ、少なくとも第１、第２、および第３の波長帯にわたって、前記歯オブジェクトに照明を当てるステップと、
撮像アレイ内の複数のピクセルの各々について、前記少なくとも第１、第２、および第３の波長帯の各々に対応する画像データ値を取得するステップと、
前記取得された画像データ値に従って、また前記少なくとも第１、第２、および第３の波長帯において基準オブジェクトから取得された画像データ値に従って、前記複数のピクセルの各々について１組の視覚的色値を生成することによって、前記色マッピングを形成するために、前記変換マトリックスを適用するステップと、
前記色マッピングをコンピュータアクセス可能な電子的なメモリ内に保存するステップと
を含むことを特徴とする方法。
（付記２）
付記１に記載の方法であって、照明を当てるステップが、１つ以上のＬＥＤにエネルギー供給するステップを含むことを特徴とする方法。
（付記３）
付記１に記載の方法であって、前記撮像アレイが、ＣＭＯＳまたはＣＣＤセンサアレイであることを特徴とする方法。
（付記４）
付記１に記載の方法であって、前記撮像アレイが、広帯域または単色センサアレイであることを特徴とする方法。
（付記５）
付記１に記載の方法であって、前記撮像アレイが、色センサアレイであることを特徴とする方法。
（付記６）
付記１に記載の方法であって、前記基準オブジェクトが、前記歯オブジェクトの画像と同じ画像内で取得されることを特徴とする方法。
（付記７）
付記１に記載の方法であって、前記基準オブジェクトが、前記歯オブジェクトの画像とは別個の画像として取得されることを特徴とする方法。
（付記８）
付記１に記載の方法であって、前記基準オブジェクトが、口腔内撮像デバイスに関連するテストパッチであることを特徴とする方法。
（付記９）
付記１に記載の方法であって、前記基準オブジェクトが、単独ターゲットであるテストパッチであることを特徴とする方法。
（付記１０）
付記１に記載の方法であって、前記歯オブジェクトが、歯、色マッチングガイド、歯科補綴物、および歯科材料からなる群から選択されることを特徴とする方法。
（付記１１）
付記１に記載の方法であって、前記変換マトリックスを生成するステップが、
歯の前記統計的に有効なサンプリングについての前記１組のスペクトル反射率データに主成分分析を適用することによって、複数の混合係数を生成するステップと、
一度に１つの波長帯ずつ、少なくとも第１、第２、および第３の波長帯にわたって、各歯に照明を当て、撮像アレイ内の複数のピクセルの各々において、各歯から、前記少なくとも第１、第２、および第３の波長帯の各々に対応する画像データ値を取得することによって、歯の前記統計的に有効なサンプリング内の要素についての１組の画像サンプル測定値を取得するステップであって、前記１組の画像サンプル測定値が、前記１組のスペクトル反射率データと同じ位置において取得される、ステップと、
前記複数の混合係数と前記１組の画像サンプル測定値との間で最小二乗適合を使用して、前記変換マトリックスを形成するステップと
を含むことを特徴とする方法。
（付記１２）
付記１に記載の方法であって、前記変換マトリックスを生成するステップが、
歯の前記統計的に有効なサンプリングについての前記１組のスペクトル反射率データから１組の三刺激値を生成するステップと、
一度に１つの波長帯ずつ、少なくとも第１、第２、および第３の波長帯にわたって、各歯に照明を当て、撮像アレイ内の複数のピクセルの各々において、各歯から、前記少なくとも第１、第２、および第３の波長帯の各々に対応する画像データ値を取得することによって、歯の前記統計的に有効なサンプリング内の前記歯についての１組の画像サンプル測定値を取得するステップであって、前記１組の画像サンプル測定値が、前記１組のスペクトル反射率データと同じ位置において取得される、ステップと、
測定されたサンプル集合に主成分分析を適用することによって、複数の混合係数を生成するステップと、
前記複数の混合係数と前記１組の三刺激値との間で最小二乗適合を使用して、前記変換マトリックスを形成するステップと
を含むことを特徴とする方法。
（付記１３）
付記１に記載の方法であって、前記変換マトリックスを生成するステップが、
歯の前記統計的に有効なサンプリングについての前記１組のスペクトル反射率データから１組の三刺激値を生成するステップと、
一度に１つの波長帯ずつ、少なくとも第１、第２、および第３の波長帯にわたって、各歯に照明を当て、撮像アレイ内の複数のピクセルの各々において、各歯から、前記少なくとも第１、第２、および第３の波長帯の各々に対応する画像データ値を取得することによって、歯の前記統計的に有効なサンプリング内の前記歯についての１組の画像サンプル測定値を取得するステップであって、前記１組の画像サンプル測定値が、前記１組のスペクトル反射率データと同じ位置において取得される、ステップと、
前記１組の三刺激値と前記１組の画像サンプル測定値との間で最小二乗適合を使用して、前記変換マトリックスを形成するステップと
を含むことを特徴とする方法。
（付記１４）
付記１に記載の方法であって、前記変換マトリックスを生成するステップが、
歯の前記統計的に有効なサンプリングについての前記１組のスペクトル反射率データから１組の三刺激値を生成するステップと、
一度に１つの波長帯ずつ、少なくとも第１、第２、および第３の波長帯にわたって、各歯に照明を当て、撮像アレイ内の複数のピクセルの各々において、各歯から、前記少なくとも第１、第２、および第３の波長帯の各々に対応する画像データ値を取得することによって、歯の前記統計的に有効なサンプリング内の前記歯についての１組の画像サンプル測定値を取得するステップであって、前記１組の画像サンプル測定値が、前記１組のスペクトル反射率データと同じ位置において取得される、ステップと、
１つ以上の前記画像サンプル測定値の変換値を追加することによって、拡張された１組の画像サンプル測定値を生成するステップと、
前記生成された１組の視覚的色値と前記拡張された１組の画像サンプル測定値との間で最小二乗適合を使用して、前記変換マトリックスを形成するステップと
を含むことを特徴とする方法。
（付記１５）
付記１に記載の方法であって、前記歯オブジェクトが、第１の歯オブジェクトであり、前記方法が、前記第１の歯オブジェクトについての前記色マッピングを前記電子的なメモリから取り出すステップと、第２の歯オブジェクトについての色マッピングを生成するステップと、前記第１および第２の歯オブジェクトの前記それぞれの色マッピングを比較するステップとをさらに含むことを特徴とする方法。
（付記１６）
付記１１に記載の方法であって、前記１組の視覚的色値を生成するステップが、前記複数のピクセルの各々についてのスペクトル反射率データを生成するステップと、ビューイング光源のスペクトル分布値に従って、前記複数のピクセルの各々についての前記１組の視覚的色値を計算するステップとをさらに含むことを特徴とする方法。
（付記１７）
付記１に記載の方法であって、前記生成された視覚的色値が、三刺激値、ＣＩＥＬＡＢ値、ＨＳＶ値、または標準色空間内の他の値であることを特徴とする方法。
（付記１８）
付記１４に記載の方法であって、前記画像サンプル測定値の前記変換が、多項式であることを特徴とする方法。
（付記１９）
付記１４に記載の方法であって、前記画像サンプル測定値の前記変換値が、［０．３〜０．４］の範囲内にある指数を用いる単純なべき法則を使用して計算されることを特徴とする方法。
（付記２０）
歯オブジェクトのための色マッピングを取得するための装置であって、
一度に１つの波長帯ずつ、少なくとも第１、第２、および第３の波長帯の照明を前記歯オブジェクトに当てるためにエネルギー供給可能な照明装置と、
前記少なくとも第１、第２、および第３の波長帯にわたって広帯域スペクトル応答を有し、光学システムに関して配置され、前記歯オブジェクトの１組の画像を形成するために、各照明波長帯において前記歯オブジェクトの画像をキャプチャするように作動可能な単色画像センサアレイと、
前記単色画像センサアレイに関して実質的に焦点が合い、前記光学システムの照射野内に配置される基準ターゲットと、
前記照明装置および前記単色画像センサアレイと動作可能に接続され、保存された命令に応答して、前記少なくとも第１、第２、および第３の波長帯を順次提供するように前記照明装置にエネルギー供給し、保存された命令にさらに応答して、各波長帯において画像をキャプチャし、保存し、各ピクセルについての画像データ値を計算し、スペクトル反射率データのサンプル集合に従って、また前記サンプル集合から測定された画像値に従って、色マッピングを生成し、保存する、制御ロジックプロセッサと
を備えることを特徴とする装置。
（付記２１）
付記２０に記載の装置であって、前記装置が、口腔内カメラの形式を取ることを特徴とする装置。
（付記２２）
少なくとも部分的に制御ロジックプロセッサによって実行される、歯オブジェクトのための色マッピングを生成するための方法であって、
歯の統計的に有効なサンプリングについての１組のスペクトル反射率データに従って、変換マトリックスを生成するステップと、
一度に１つの波長帯ずつ、少なくとも第１、第２、および第３の波長帯にわたって、前記歯オブジェクトに照明を当てるステップと、
撮像アレイ内の複数のピクセルの各々について、前記少なくとも第１、第２、および第３の波長帯の各々に対応する画像データ値を取得するステップと、
前記生成された変換マトリックスに従って、また前記少なくとも第１、第２、および第３の波長帯において基準オブジェクトから取得された画像データ値に従って、前記少なくとも第１、第２、および第３の波長帯の各々についての前記画像データ値を処理することによって、前記複数のピクセルの各々についてのスペクトル反射率データを生成するステップと、
前記複数のピクセルの各々についての前記生成されたスペクトル反射率データ値に従って、またビューイング光源のスペクトル分布値に従って、前記歯オブジェクトの視覚的色を再構成することによって、前記色マッピングを形成するステップと、
前記色マッピングを電子的なメモリ内に保存するステップと
を含むことを特徴とする方法。
（付記２３）
付記２２に記載の方法であって、前記生成されたスペクトル反射率データを前記電子的なメモリ内に保存するステップをさらに含むことを特徴とする方法。
【符号の説明】
【００７５】
１０  撮像装置、１２  照明源、１４ｂ，１４ｇ，１４ｒ，１４ｙ  狭帯域光源、１８  キャプチャ装置、２０  歯、２２  色再構成モジュール、２４  照明装置、２８  基準ターゲット、３０  撮像装置、３２  レンズ、３４  センサ、３６  色較正変換、３８  制御ロジックプロセッサ、４０  色測定およびマッピング装置、４４  広帯域撮像センサアレイ、５０  変換マトリックス、５２  スペクトル反射率曲線、５４  主成分分析、５６  主成分、６０  混合係数、６２  画像値、６３  ＸＹＺ値、６４  主成分分析（ＰＣＡ）、６６  主成分、７０  混合係数、７２  変換マトリックス、７４  変換マトリックス、７６  変換マトリックス、７８  最小二乗適合手順、２００  視覚的色値、２１０  測定された画像値、Ｓ１００  変換マトリックス生成ステップ、Ｓ１１０  照明ステップ、Ｓ１２０  画像キャプチャステップ、Ｓ１３０  値取得ステップ、Ｓ１６０  マトリックス適用ステップ、Ｓ１７０  データ生成ステップ、Ｓ１７４  視覚的色値取得ステップ、Ｓ１８０  色値抽出ステップ、Ｓ１９０  保存ステップ、λ１，λ２，λ３，λ４  波長帯、Ｐ  ピクセル。
【図４Ｂ】
0006045130.tif 000011
【図４Ｃ】
0006045130.tif 000012
【図６Ａ】
0006045130.tif 000013
【図６Ｂ】
0006045130.tif 000014
【図１】
0006045130.tif 000015
【図２】
0006045130.tif 000016
【図３】
0006045130.tif 000017
【図４Ａ】
0006045130.tif 000018
【図５Ａ】
0006045130.tif 000019
【図５Ｂ】
0006045130.tif 000020
【図７】
0006045130.tif 000021
【図８】
0006045130.tif 000022
【図９】
0006045130.tif 000023
【図１０】
0006045130.tif 000024