(57)【要約】【課題】患者にかかる負担を軽減しつつ、高精度に歯牙を測色する。【解決手段】照明光を発生する光源３と、所定の基準色を有する参照板１０と、該光源３から発せられた照明光が患者の歯牙または参照板１０において反射して戻る反射光を撮影する撮像部４と、照明光および反射光を通過させる開口部２ａと、該開口部２ａに配置されて照明光を遮る位置と、開口部２ａから退避させられた位置との間で参照板１０を移動させる駆動手段３８とを備える歯科用測色装置１を提供する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
照明光を発生する光源と、
所定の基準色を有する参照板と、
前記光源から発せられた前記照明光が患者の歯牙または前記参照板において反射して戻る反射光を撮影する撮像部と、
前記照明光および前記反射光を通過させる開口部と、
該開口部に配置されて前記照明光を遮る位置と、前記開口部から退避させられた位置との間で前記参照板を移動させる駆動手段とを備える歯科用測色装置。
【請求項２】
前記撮像部により前記参照板からの反射光を撮影して取得された参照板画像情報と、該参照板の基準色情報とに基づいて補正係数を算出する補正係数算出部と、
前記補正係数算出部により算出された補正係数を用いて、前記撮像部により前記歯牙からの反射光を撮影して取得された歯牙画像情報を色変換して、前記歯牙の測色値を算出する測色値算出部とを備える請求項１に記載の歯科用測色装置。
【請求項３】
前記撮像部により前記歯牙からの反射光を撮影して取得された歯牙画像情報と、前記参照板からの反射光を撮影して取得された参照板画像情報とに基づいて前記歯牙および前記参照板の測色値を算出する測色値算出部と、
該測色値算出部により算出された前記参照板の測色値と該参照板の基準色情報とに基づいて補正係数を算出する補正係数算出部と、
該補正係数算出部により算出された補正係数を用いて前記歯牙の測色値を補正する測色値補正部とを備える請求項１に記載の歯科用測色装置。
【請求項４】
前記開口部を開閉可能に設けられた蓋部材を備え、
前記参照板が、前記蓋部材に固定され、
前記駆動手段は、前記蓋部材が前記開口部を閉塞したときに、前記参照板が前記光源に対向する位置に配置されるように、前記参照板を移動させる請求項１に記載の歯科用測色装置。
【請求項５】
前記駆動手段は、前記蓋部材が前記開口部を開放したときに、前記参照板が光源および前記開口部によって囲まれる空間内に面しない位置に前記蓋部材を移動させる請求項４に記載の歯科用測色装置。
【請求項６】
前記蓋部材が平板状に形成され、その一面に前記参照板が固定され、他の面には光を吸収する塗料が塗布され、
前記駆動手段は、前記蓋部材が前記開口部を開放したときに、前記他の面が前記空間内に面するように前記蓋部材を移動させる請求項５に記載の歯科用測色装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、歯科用測色装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＬＥＤやハロゲンランプ等の光源からの照明光を患者の歯牙に照射し、歯牙において反射して戻る光をＣＣＤあるいはＣＭＯＳ等の撮像素子によって撮影し、取得された画像を解析して歯牙の色を精度良く推定する測色装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
この測色装置は、光源および撮像素子を備えるカメラユニットと、該カメラユニットを患者の歯牙の測色前または測色後にセットして充電等を行うクレードルとを備えている。そして、クレードルには、カメラユニットがセットされたときに該カメラユニットの撮影窓に対向する位置に配置される参照板が備えられている。参照板は、予め精度良く定められた色を有している。
【０００４】
これにより、測色前または測色後にクレードルにセットされた状態で、光源からの照明光を参照板に照射し、参照板において反射して戻る光を撮像素子によって撮影することによって取得された参照板の画像から、照明光を発光せずに参照板を撮影することによって取得された参照板のバックグラウンド画像を減算する（キャリブレーションを行う）ことができるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−３４１０２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の測色装置は、キャリブレーションを行うために、カメラユニットをその都度クレードルにセットすることが要求される。特に、撮像素子の温度変化による特性変化を考慮すると、キャリブレーションによって取得された補正係数の有効時間は比較的短い（例えば、３分程度である）ため、患者の歯牙の測色作業に手間取った場合等には、測色作業の後半において取得された測色値は、前半において取得された測色値よりも精度が低下してしまうという不都合がある。
【０００７】
また、キャリブレーションを頻繁に行うことにより、上記精度低下の問題は解消するが、患者の歯牙の測色作業中にキャリブレーションを頻繁に行う場合には、患者の口からカメラユニットを取り外してクレードルにセットし、キャリブレーション終了後に再度患者の口に宛う必要があり、患者にかかる負担が大きいという問題がある。
【０００８】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、患者にかかる負担を軽減しつつ、高精度に歯牙を測色することができる歯科用測色装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
本発明は、照明光を発生する光源と、所定の基準色を有する参照板と、前記光源から発せられた前記照明光が患者の歯牙または前記参照板において反射して戻る反射光を撮影する撮像部と、前記照明光および前記反射光を通過させる開口部と、該開口部に配置されて前記照明光を遮る位置と、前記開口部から退避させられた位置との間で前記参照板を移動させる駆動手段とを備える歯科用測色装置を提供する。
【００１０】
本発明によれば、駆動手段を作動させて参照板を開口部から退避させた位置に配置して、開口部に歯牙を配置し、光源から照明光を発すると、照明光が歯牙に照射され、歯牙において反射して戻る反射光が撮像部によって撮影される。一方、駆動手段を作動させて参照板を開口部に配置し、光源から照明光を発すると、照明光が参照板に照射され、参照板において反射して戻る反射光が撮像部によって撮影される。
【００１１】
駆動手段によって参照板を開口部に対して進退させることにより、歯牙の測色を行っている撮影状態を変化させることなく参照板の撮影を行い、歯牙の画像または測色値を補正するための参照板画像情報を取得することができる。その結果、参照板の撮影のために歯科用測色装置を患者の歯牙から取り外す必要がなく、患者にかかる負担を軽減して高精度に歯牙を測色することができる。
【００１２】
上記発明においては、前記撮像部により前記参照板からの反射光を撮影して取得された参照板画像情報と、該参照板の基準色情報とに基づいて補正係数を算出する補正係数算出部と、前記補正係数算出部により算出された補正係数を用いて前記撮像部により前記歯牙からの反射光を撮影して取得された歯牙画像情報を色変換して、前記歯牙の測色値を算出する測色値算出部と、を備えていてもよい。
【００１３】
このようにすることで、撮像部により取得された参照板画像情報と、少なくとも予め記憶している参照板の基準色情報とに基づいて、補正係数算出部により補正係数が算出される。そして、撮像部により取得された歯牙画像情報は、算出された補正係数を用いて測色値算出部により色変換され、歯牙の測色値が算出される。これにより、高精度に患者の歯牙を測色することができる。
【００１４】
上記発明においては、前記撮像部により前記歯牙からの反射光を撮影して取得された歯牙画像情報と、前記参照板からの反射光を撮影して取得された参照板画像情報とに基づいて前記歯牙の測色値および前記参照板の測色値を算出する測色値算出部と、該測色値算出部により算出された前記参照板の測色値と該参照板の基準色情報とに基づいて補正係数を算出する補正係数算出部と、該補正係数算出部により算出された補正係数を用いて前記歯牙の測色値を補正する測色値補正部とを備えていてもよい。
【００１５】
このようにすることで、少なくとも予め記憶している参照板の基準色情報と、測色値算出部により算出された参照板の測色値とに基づいて、補正係数算出部により補正係数が算出される。そして、算出された補正係数を用いて、歯牙の測色値が測色値補正部により補正される。これにより、高精度に患者の歯牙を測色することができる。
【００１６】
上記発明においては前記開口部を開閉可能に設けられた蓋部材を備え、前記参照板が、前記蓋部材に固定され、前記駆動手段は、前記蓋部材が前記開口部を閉塞したときに、前記参照板が前記光源に対向する位置に配置されるように、前記参照板を移動させることとしてもよい。
【００１７】
このようにすることで、駆動手段を作動させて蓋部材を移動させ開口部を閉塞することにより、外光の入射が制限される。この状態で光源から照明光を発生すると、光源に対向する位置に配置された参照板において反射して戻る反射光が撮像部により撮像される。外光を制限することで補正係数を精度よく算出することができ、その後に行われる歯牙の測色を精度よく行うことができる。
【００１８】
また、上記発明においては、前記駆動手段は、前記蓋部材が前記開口部を開放したときに、前記参照板が光源および前記開口部によって囲まれる空間内に面しない位置に前記蓋部材を移動させることとしてもよい。
【００１９】
このようにすることで、駆動手段により蓋部材を移動させて開口部を開放した状態で、開口部に歯牙を近接させて光源からの照明光を照射し歯牙を撮影する際には、光源からの照明光および歯牙からの反射光は、光源および開口部によって囲まれる空間内に散乱することになる。この場合に、参照板がその空間内に面しない位置に移動させられることにより、照明光および反射光が参照板において反射されることが回避され、撮像部に入射されるノイズ光を低減することができる。
【００２０】
また、上記発明においては、前記蓋部材が平板状に形成され、その一面に前記参照板が固定され、他の面には光を吸収する塗料が塗布され、前記駆動手段は、前記蓋部材が前記開口部を開放したときに、前記他の面が前記空間内に面するように前記蓋部材を移動させることとしてもよい。
【００２１】
このようにすることで、キャリブレーションを行う際には、蓋部材によって開口部を閉塞した際に、蓋部材の一面に設けた参照板が光源に対向する位置に配置されて、高精度に補正係数を算出することができ、歯牙を測色する際には、光を吸収する塗料が塗布された蓋部材の他面を光源および開口部により囲まれる空間に面するように配置して、歯牙以外の部位における乱反射を抑えて、高精度に測色することができる。
【００２２】
この場合に、蓋部材を移動させるだけで、キャリブレーション時には開口部の閉塞による外光の遮断と参照板の露出とを行い、かつ、測色時には、開口部の開放と参照板の退避とを行うことができ、コンパクトに構成することができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、患者にかかる負担を軽減しつつ、高精度に歯牙を測色することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る歯科用測色装置を示す部分的な縦断面図である。
【図２】図１の歯科用測色装置を示す機能ブロック図である。
【図３】図１の歯科用測色装置に接続されるコンピュータの機能ブロック図である。
【図４】本発明の歯科用測色装置の変形例を示す部分的な縦断面図である。
【図５】図４の歯科用測色装置を示す機能ブロック図である。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る歯科用測色装置に接続されるコンピュータの機能ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
本発明の第１の実施形態に係る歯科用測色装置１について、図面を参照して以下に説明する。
本実施形態に係る歯科用測色装置１は、図１に示されるように、先端に開口部２ａを有する筐体２と、該筐体２に設けられた、照明ユニット３と、撮像ユニット（撮像部）４と、キャリブレーションユニット５とを備えている。
【００２６】
照明ユニット３は、図２に示されるように、歯科用測色装置１の先端側に配置された光源３ａ，３ｂと、照明光学系６と、光源メモリ７と、温度センサ８と備えている。
光源３ａ，３ｂは、発する光の分光特性が相互に異なる複数種類の発光素子を備えている。撮影対象を精度よく測色したい場合には、発光素子の種類を４種類以上として、光源３ａ，３ｂから４原色以上の光を発するようにすることが好ましい。
【００２７】
光源３ａ，３ｂは、本実施形態においては、７種類の帯域特性（「原色」と称する）のＬＥＤを各４個ずつ配置した、合計２８個のＬＥＤ（ＬＥＤ光源）によって構成されている。各ＬＥＤは、異なる中心波長を有する狭帯域の発光波長特性を有する光源である。
【００２８】
７種類の帯域特性のＬＥＤの各中心波長は、具体的には、λ１：４５０ｎｍ、λ２：４６５ｎｍ、λ３：５０５ｎｍ、λ４：５２５ｎｍ、λ５：５７５ｎｍ、λ６：６０５ｎｍ、λ７：６３０ｎｍである。これらのＬＥＤを、ＲＧＢの領域に大別すると、λ１およびλ２のＬＥＤは青（Ｂ）に、λ３，λ４，およびλ５のＬＥＤは緑（Ｇ）に、λ６およびλ７のＬＥＤは赤（Ｒ）に、それぞれ分類される。
【００２９】
照明光学系６は、光源３ａ，３ｂから発光された照明光を、筐体２先端の開口部２ａを介して歯牙（キャリブレーションを行っている場合には参照板１０）へ照射するためのものであり、各発光素子からの照明光を略均一な照明光に変換して歯牙へ照射する導光部材により構成されている。
【００３０】
光源メモリ７は、光源の特性に関する情報を記憶するものであり、例えばＬＥＤの発光スペクトル情報や、ＬＥＤの経年変化に関する情報を記憶するようになっている。
温度センサ８は、光源の近傍に配設されていて、該光源の近傍の温度を測定するものである。
【００３１】
撮像ユニット４は、照明ユニット３からの照明光が照射された被写体の分光画像を取得するものであり、本実施形態では、光源３ａ，３ｂにおける複数種類の発光素子の帯域特性（原色）ごとに、複数枚の被写体の分光画像を取得する。
撮像ユニット４は、撮影レンズ１１と、ＲＧＢカラー撮像素子（図においてはＲＧＢ撮像素子と記載。）１２と、信号処理部１３と、Ａ／Ｄ変換器（図においては、単に「Ａ／Ｄ」と略記。）１４と、位置検出用接点（図においては、「位置検出」と略記。）１５とを備えている。
【００３２】
撮影レンズ１１は、歯牙または参照板１０から入射する光束を、ＲＧＢカラー撮像素子１２上に光学像として結像するものである。この撮影レンズ１１は、歯科用測色装置１の外面に少なくとも一部が操作可能に配置されたフォーカスレバー１６により、マニュアルで焦点調節されるようになっている。なお、ここではマニュアルによる焦点調節を行うようにしているが、もちろん、オートフォーカスによる焦点調節を行うように構成しても構わない。
【００３３】
ＲＧＢカラー撮像素子１２は、いわゆる単板のカラー撮像素子として構成されたものである。このＲＧＢカラー撮像素子１２は、光を電気信号に変換する画素をアレイ状に配列して構成されるいわゆるモノクロの撮像素子と、この撮像素子の前面側に各画素に対応するようにＲＧＢカラーフィルタを配列してなるカラーフィルタアレイとを有している。
【００３４】
信号処理部１３は、ＲＧＢカラー撮像素子１２から出力される画像信号に、ゲイン補正やオフセット補正等のアナログ処理を行うものである。
Ａ／Ｄ変換器１４は、信号処理部１３により処理されたアナログの画像信号を、デジタルの画像データに変換するためのものである。
位置検出用接点１５は、上述したフォーカスレバー１６の位置（あるいは、フォーカスレバー１６により調整される撮影レンズ１１の焦点位置）を検出するものである。
【００３５】
歯科用測色装置１には、照明ユニット３、撮像ユニット４およびキャリブレーションユニット５以外に、さらに、フォーカスレバー１６と、カメラ制御ＣＰＵ１７と、ローカルバス１８と、光源ドライバ１９と、データＩ／Ｆ２０と、コンポジット出力端子２１と、通信Ｉ／Ｆコントローラ２２と、通信Ｉ／Ｆ接続接点（図中、通信Ｉ／Ｆ接点と略記。）２３と、リチウムイオンバッテリ２４と、充電接点２５と、画像メモリ２６と、ＬＣＤモニタ（図中、ＬＣＤと略記。）２７と、ＬＣＤコントローラ２８と、オーバーレイメモリ２９と、操作部Ｉ／Ｆ３０と、第１ファンクションボタン３１と、第２ファンクションボタン３２と、第３ファンクションボタン３３と、充電ＬＥＤ３４と、アラームブザー３５とが含まれている。
【００３６】
カメラ制御ＣＰＵ１７は、撮像ユニット３等を含むこの歯科用測色装置１全体を制御する制御手段である。このカメラ制御ＣＰＵ１７は、時間を計測するタイマも備えている。
ローカルバス１８は、カメラ制御ＣＰＵ１７、画像メモリ２６、操作部Ｉ／Ｆ３０、光源ドライバ１９、データＩ／Ｆ２０、通信Ｉ／Ｆコントローラ２２に接続されていて、画像データの通信や、各種命令信号の通信などに共用される通信手段である。
【００３７】
コンポジット出力端子２１は、カメラ制御ＣＰＵ１７に接続されていて、撮像ユニット４により撮像して得られたカラー画像信号を、外部のモニタ等へ出力するための端子である。
光源ドライバ１９は、光源３ａ，３ｂの発光を制御するためのものである。
【００３８】
データＩ／Ｆ２０は、照明ユニット３の光源メモリ７に記憶されているデータと、温度センサ８により検出された情報とを受信するためのインターフェースである。
通信Ｉ／Ｆコントローラ２２は、上述したＵＳＢ２等の通信Ｉ／Ｆを制御するものである。
通信Ｉ／Ｆ接続接点２３は、通信Ｉ／Ｆコントローラ２２による通信を外部と行う際の通信用接点である。
【００３９】
リチウムイオンバッテリ２４は、歯科用測色装置１全体に電源供給を行うための電源である。
充電接点２５は、リチウムイオンバッテリ２４に充電を行うための接点であり、外部の充電器（図示略）に接続されるようになっている。
【００４０】
画像メモリ２６は、撮像ユニット４により撮影して得られた画像データを、一時的に記憶するものである。画像メモリ２６は、光源３ａ，３ｂが有する発光素子の複数種類の帯域特性（原色）ごとに取得された、発光素子の種類に応じた枚数からなる一群の分光画像を記憶する。上述したように、本実施形態においては、光源３ａ，３ｂが７種類の異なる帯域特性のＬＥＤを備えているために、画像メモリ２６は、歯牙画像情報としての歯に対する７種類の（７枚の）分光画像および歯に対するＬＥＤ無発光による１枚のバックグラウンド画像と、参照板画像情報としての参照板１０に対する７種類の（７枚の）分光画像および参照板１０に対するＬＥＤ無発光による１枚のバックグラウンド画像と、カメラモードにおける画像である１枚のＲＧＢカラー画像とを少なくとも記憶可能な容量を有するものとなっている。
【００４１】
ＬＣＤモニタ２７は、フレーミング等を行うために歯科用測色装置１により撮影中の画像（動画像、モニタ画像）を表示するとともに、撮影済みの画像を表示するものである。また、ＬＣＤモニタ２７は、これらの画像に重畳して、次に説明するオーバーレイメモリ２９に記憶されている情報も表示し得るようになっている。さらに、このＬＣＤモニタ２７は、この歯科用測色装置１に係る各種の情報等も表示することが可能となっている。こうして、ＬＣＤモニタ２７は、使用者へのメッセージ等も表示する報知手段を兼ねたものとなっている。
【００４２】
オーバーレイメモリ２９は、ＬＣＤモニタ２７に表示しようとする画像に重畳するための画像パターンを記憶するものである。このオーバーレイメモリ２９に記憶されている画像パターンは、具体的な例としては、各種のアイコンデータや、表示文字データ、後述するガイドラインデータなどが挙げられる。
【００４３】
ＬＣＤコントローラ２８は、カメラ制御ＣＰＵ１７に接続されて制御されるようになっており、ＬＣＤモニタ２７の表示を制御するものである。また、ＬＣＤコントローラ２８は、カメラ制御ＣＰＵ１７から送信される画像データと、オーバーレイメモリ２９から読み出した画像パターンとを重畳する処理も行うようになっている。
【００４４】
操作部Ｉ／Ｆ３０は、歯科用測色装置１に配設されている操作ボタンや情報伝達のため図示しない出力部との間で信号の授受を行うためのインターフェースである。
この操作部Ｉ／Ｆ３０が接続される操作ボタンには、上述したような、第１ファンクションボタン３１と、第２ファンクションボタン３２と、第３ファンクションボタン３３と、が含まれる。これらの各ファンクションボタン３１〜３３は、歯科用測色装置１の動作状態に応じて、次に説明するような異なる機能を果たすようになっている。
【００４５】
第１ファンクションボタン３１は、例えば、
・顔・全顎撮影モードに切り替える
・歯牙撮影モードに切り替える
・歯牙撮影時に歯式番号を選択する（左移動カーソル）
などの機能を果たすようになっている。
【００４６】
また、第２ファンクションボタン３２は、
・顔・全顎、歯牙撮影時のシャッタ（キャプチャ）ボタン
・歯牙撮影時の歯式番号のＯＫ（確定）ボタン
・参照板撮影時のキャリブレーション開始ボタン
などの機能を果たすようになっている。
【００４７】
さらに、第３ファンクションボタン３３は、
・歯牙撮影時に歯式番号を選択する（右移動カーソル）
・操作をキャンセルする
などの機能を果たすようになっている。
【００４８】
充電ＬＥＤ３４は、情報伝達のため出力部として機能するものであり、リチウムイオンバッテリ２４の充電状態等を撮影者に視覚的に報知するものである。この充電ＬＥＤ３４は、後述するように、ＬＣＤモニタ２７の近傍（例えば右下）に配設されている。リチウムイオンバッテリ２４の充電状態に応じたこの充電ＬＥＤ３４の点灯状態は、例えば、次のようになっている。
緑色点灯  ：  バッテリ容量が十分
黄色点灯  ：  バッテリ容量が少ない（充電の必要有り）
赤色点灯  ：  バッテリ容量が極めて少ない（至急充電の必要有り）
【００４９】
アラームブザー３５は、必要に応じて、撮影時の状況を音により聴覚的に報知するものである。このアラームブザー３５は、図示はしないが、例えば、歯科用測色装置１の背面側（歯科用測色装置１を使用する歯科医師等の側）に配設されている。このアラームブザー３５は、具体的な使用形態の一例としては、参照板画像情報を取得するように促す警告として発音される際に用いられる。
【００５０】
キャリブレーションユニット５は、筐体２の先端部に軸線３６回りに揺動可能に取り付けられた平板状の蓋部材３７と、該蓋部材３７を揺動させる操作部（駆動手段）３８と、蓋部材３７の一面に固定された参照板１０とを備えている。
操作部３８は、操作者が指でスライドさせるスライダ部３８ａと、該スライダ部３８ａの動作を蓋部材３７に伝達する伝達部材３８ｂとを備えている。
【００５１】
スライダ部３８ａは、操作者が指で筐体２の表面に沿って前後方向に移動させることができるようになっている。
蓋部材３７は、スライダ部３８ａの動作に連動して、開口部２ａを閉塞する位置と、開口部２ａを開放する位置との間で揺動させられるようになっている。また、蓋部材３７は、その表裏面全体に、光を吸収する塗料、例えば、黒色塗料が塗布されている。
【００５２】
参照板１０は、各発光素子から発光される所定の波長域の照明光に対して、予め定められた分光反射特性を備え、しかも面内でほぼ均一の分光反射特性のものとなっている。したがって、キャリブレーション用の情報を取得したときに、該データの輝度が所定範囲から外れる場合や、面内の輝度の均一性が予測される範囲を超える場合には、相対的な位置の変化が生じたと判断することが可能である。
【００５３】
また、筐体２内の光源３ａ，３ｂと開口部２ａとにより囲まれる空間３９の内面も、黒色塗料が塗布されている。これにより、開口部２ａを開放して開口部２ａを閉塞する位置に歯牙を配置したときには、光源３ａ，３ｂから発せられ照明光学系６を介して開口部２ａに向けて発せられる照明光および歯牙からの反射光が空間３９の内面に入射しても、該内面における乱反射が抑制されるようになっている。これにより、光源３ａ，３ｂから発せられた照明光は、照明光学系６から出射されたものが直接歯牙に照射され、また歯牙において反射した反射光は、歯牙から直接撮影レンズ１１に入射したものが撮影されるようになっている。
【００５４】
また、蓋部材３７によって開口部２ａを閉塞して、蓋部材３７の一面に取り付けられている参照板１０を照明光学系６を介して光源３ａ，３ｂに対向させたときには、光源３ａ，３ｂから発せられ照明光学系６を介して参照板１０に向けて発せられる照明光および参照板１０からの反射光が空間３９の内面に入射しても、該内面における乱反射が抑制されるようになっている。これにより、光源３ａ，３ｂから発せられた照明光は、照明光学系６から出射されたものが直接参照板１０に照射され、また参照板１０において反射した反射光は、参照板１０から直接撮影レンズ１１に入射したものが撮影されるようになっている。
【００５５】
このように構成された本実施形態に係る歯科用測色装置１の作用について、以下に説明する。
本実施形態に係る歯科用測色装置１を用いて患者の歯牙の測色を行うには、まず、第１ファンクションボタン３１を操作して顔撮影モードを選択する。顔撮影モードでは、環境光により撮影を行うカメラモードに設定するとともに、フォーカスレバー１６を操作して、顔全体が撮影範囲に入るようにＬＣＤモニタ２７または外部モニタ等により確認しながら、シャッタボタンとして機能する第２ファンクションボタン３２を押下し、被検者の顔を撮影する。
【００５６】
次に、第１ファンクションボタン３１を操作して全顎撮影モードを選択する。全顎撮影モードにおいては、環境光により撮影を行うカメラモードに設定するとともに、フォーカスレバー１６を操作して、顎全体が撮影範囲に入るようにＬＣＤモニタ２７または外部モニタ等により確認しながら、シャッタボタンとして機能する第２ファンクションボタン３２を押下し、被検者の顎全体を撮影する。
【００５７】
さらに、第１ファンクションボタン３１を操作して歯牙撮影モードを選択する。
この歯牙撮影モードが選択されると、カメラ制御ＣＰＵ１７が所定時間（例えば、３分）内のキャリブレーションが行われているか否かを判定し、キャリブレーションが行われていない場合にはＬＣＤモニタ２７にキャリブレーション表示が行われる。キャリブレーション表示は、キャリブレーションが行われていないことを示す文字「No Calibraton」や、行うべき操作を示す文字「蓋を閉じてからボタンを押してキャリブレーションして下さい」等を含んでいる。
【００５８】
そして、操作者が、スライド部３８ａを操作して蓋部材３７によって開口部２ａを閉塞した後に、キャリブレーション開始ボタンとして機能する第２ファンクションボタン３２が押下された場合には、参照板画像情報の取得処理が行われる。
【００５９】
参照板画像情報の取得処理は、以下の手順で行われる。
複数（上述した例では７つ）の帯域特性（原色）のＬＥＤの内の、１つの原色のＬＥＤをまず発光させる。そして、発光された１つの原色による照明下で、参照板１０を撮像する。
【００６０】
次いで、発光するＬＥＤの原色を切り替えて、参照板１０を撮影する。その後、全ての原色（上述した例では７つの原色）のＬＥＤが発光された場合には、ＬＥＤの発光を行うことなく参照板１０を撮像する（参照板１０のバックグラウンド撮像）。
そして、タイマをリセットし、計時を開始する。そして、キャリブレーション用の各画像（参照板画像情報）を画像メモリ２６に記憶する。
【００６１】
参照板画像情報の取得処理を行うときには温度センサ８による情報の取得が行われており、参照板画像情報の取得終了後も、引き続き温度センサ８による情報の取得が行われる。そして、参照板画像情報の取得後に、温度センサ８により検出されている温度と、参照板画像情報を前回取得したときに温度センサ８により検出された温度との差が所定値以上であるか否かが判定され、所定値以上である場合には、カメラ制御ＣＰＵ１７が、キャリブレーションのための情報取得が未完了である状態に設定し、再度キャリブレーションを行うように促す。また、温度差が所定値未満であると判定された場合には、キャリブレーションが完了したと判定される。
【００６２】
キャリブレーションが完了したと判定された場合には、取得された参照板画像情報が通信Ｉ／Ｆ接点２３を介してコンピュータに送られる。この場合に、参照板画像情報は、各原色のＬＥＤを発光させた状態で撮影された参照板１０の画像情報と、バックグラウンド撮像された参照板１０の画像情報である。そして、この状態で、歯牙撮影モードによる撮影が許可される。
【００６３】
撮影が許可された場合には、歯牙撮影モードにおいては、照明ユニット３の照明光により撮影を行う歯牙撮影モードに設定するとともに、フォーカスレバー１６を操作して、撮影対象となる歯牙が撮影範囲に入るようにＬＣＤモニタ２７または外部モニタ等により確認しながら、シャッタボタンとして機能する第２ファンクションボタン３２を押下し、被検者の歯牙を撮影する。
【００６４】
歯牙撮影モードにおいては、常にタイマによる計時が所定時間内であるか否かが判定されており、所定時間内である場合に限り、撮影が許可されて歯牙の撮影を行うことができる。一方、所定時間以上に経過した場合には、歯牙撮影モードによる撮影が禁止され、再度キャリブレーション表示がなされ、キャリブレーションの完了を条件として歯牙撮影モードによる撮影が許可される。
【００６５】
この場合に、本実施形態に係る歯科用測色装置１によれば、スライド部３８ａを前後方向にスライドさせるだけで、蓋部材３７によって開口部２ａを開閉することができ、開口部２ａを閉塞した状態で蓋部材３７の一面に設けられた参照板１０を撮影し、開口部２ａを開放した状態で、開口部２ａに配置した被検者の歯牙を撮影することができる。したがって、歯科用測色装置１の開口部２ａを患者の歯牙の位置に配置した歯牙の撮影状態から、歯科用測色装置１を取り外すことなく、かつ、クレードルに設置することなく参照板画像情報の取得を行うことができる。
【００６６】
すなわち、被検者に対しては歯牙の撮影状態を継続しつつ参照板画像情報を取得できる。したがって、被検者にかかる負担を軽減し、測色値を補正して高い精度の測色値を得ることができるという効果を奏する。
【００６７】
ここで、コンピュータ５０による測色値のキャリブレーション処理について説明する。
コンピュータ５０は、例えば、図３に示されるように、参照板１０の基準色情報を予め記憶しておく基準色記憶部５１と、歯科用測色装置１から送られてくる参照板画像情報および歯牙画像情報から測色値を算出する測色値算出部５２と、参照板１０について算出された測色値と基準色記憶部５１に記憶されている基準色情報とに基づいて補正係数を算出する補正係数算出部５３と、歯牙について算出された測色値を補正係数算出部５３によって算出された補正係数を用いて補正する測色値補正部５４とを備えている。
【００６８】
測色値算出部５２においては、歯科用測色装置１からコンピュータに送られた参照板１０の各原色の参照板画像から参照板１０のバックグラウンド画像が減算される。バックグラウンド画像は、完全に遮断することが困難な環境光による影響や、ＲＧＢカラー撮像素子１２の暗電流による影響などを含んでいるために、この減算を行うことにより、これらの影響をほぼ取り除くことができる。
【００６９】
そして、補正係数算出部５３において、減算処理後の測色値と、基準色記憶部５１に予め記憶されている参照板１０の基準色情報とに基づいて補正係数が算出される。補正係数は、例えば、減算処理後の測色値を参照板１０の基準値で除算することにより求められる。
【００７０】
この状態で、各原色の歯牙の画像および歯牙のバックグラウンド画像がコンピュータに送られてくると、コンピュータ内の測色値算出部５２においては、各原色の歯牙の画像から歯牙のバックグラウンド画像が減算され、測色値補正部５４において、補正係数算出部５３により算出された補正係数が乗じられる。これにより、各原色の歯牙の画像における測色値が補正されることになる。
【００７１】
この結果、光源３ａ，３ｂや撮影ユニット４の経時変化等の影響を受けることなく、高精度に患者の歯牙を測色することができる。また、このように、キャリブレーション処理を、外部のコンピュータ５０により行うようにすることで、歯科用測色装置１の処理の負担を軽減し、小型軽量化を図ったり、リチウムバッテリ２４動作時間を長くしたりすることが可能となる。また、外部のコンピュータを用いることにより、長い計算時間を要する複雑な処理等も行うことが可能となる。
【００７２】
なお、キャリブレーション処理は、コンピュータ５０で行うに限るものではなく、歯科用測色装置１内に補正手段（例えば、カメラ制御ＣＰＵ１７が兼ねるようにしても良い。）を設けて、この補正手段により行うようにしても構わない。この場合には、歯科用測色装置１からコンピュータへ転送するデータ量を少なくすることが可能となる。
【００７３】
また、キャリブレーション処理は、歯牙の各画像に対して所定の時間内に取得された参照板画像情報が存在していれば足りるので、歯牙の撮影に先だって参照板１０の撮影を行う場合の他、歯科用測色装置１の起動後に参照板１０を撮影したり、歯牙の撮影後に参照板１０を撮影したりしてもよい。
【００７４】
なお、上述では、時間の計測をタイマにより行っているが、取得した歯牙画像情報をファイルとして画像メモリ２６に記憶する際に付されるタイムスタンプと、取得した参照板画像情報をファイルとして画像メモリ２６に記憶する際に付されるタイムスタンプとを用いて、時間間隔等を判断するようにしても構わない。
【００７５】
また、上述したような歯牙画像情報の取得時点と参照板画像情報の取得時点との時間間隔を、該歯牙画像情報に関連付けて例えば該歯牙画像情報のヘッダ等に格納すると、後で参照板画像情報に基づき歯牙画像情報の補正を行う際に、より精密な補正を行うことが可能となる。
【００７６】
そして、歯牙画像情報の取得時点の前後に、参照板画像情報が取得されている場合があるために、そのときには、最も時間的に近接した参照板画像情報を用いて、歯牙画像情報のキャリブレーションを行うとよい。このときに、時間間隔が等しい場合は、時間的に前の参照板画像情報を用いることが考えられる。時間的に前の時点であれば、リチウムイオンバッテリ２４の電圧はより高いと考えられ、すなわち、取得された参照板画像情報の信頼性がより高いと考えることができるからである。
【００７７】
あるいは、ある歯牙画像情報が取得された時点よりも前の時点に取得された参照板画像情報と、該歯牙画像情報が取得された時点よりも後の時点に取得された参照板画像情報とを用いて、該歯牙画像情報が取得された時点における参照板画像情報を推定し、該推定した参照板画像情報に基づいてキャリブレーションを行うようにすると、さらに良い。
【００７８】
また、本実施形態においては、スライダ部３８ａを手動操作することによって、蓋部材３７を開閉することとしたが、これに代えて、図４に示されるように、伝達部材３８ｂを巻き取るプーリ（駆動手段）４０と、プーリ４０を回転駆動するモータ（駆動手段）４１とを備えるものを採用してもよい。図中、符号４２はテンショナである。
【００７９】
また、筐体２内には、図５に示されるように、ローカルバス１８にモータドライバ４３が接続されている。カメラ制御ＣＰＵ１７は、タイマによって所定時間の経過を確認した場合に、モータドライバ４３を介してモータ４１を駆動するようになっている。
【００８０】
このようにすることで、タイマによって所定時間の経過が確認された場合に、自動的にモータ４１を駆動して蓋部材３７を閉塞し、参照板画像情報の取得を行うことができる。また、参照板画像情報の取得が終了したら、モータ４１を逆回転して参照板１０を開口部２ａから退避させ、通常の歯牙の撮影を行うことができる。
【００８１】
この場合において、参照板画像情報の自動取得に際しては、キャリブレーションを開始可能であるか否かが判定される。例えば、歯牙撮影中であれば、撮影終了までは開始可能ではないと判断し、撮影終了を待って、参照板画像情報の自動取得を開始する。
このようにすることで、キャリブレーションが必要な場合に自動的に参照板画像情報の取得が行われるので、操作者が特別な操作を行うことなく、高い精度で歯牙を測色することができるという利点がある。
【００８２】
また、本実施形態においては、蓋部材３７の一面に参照板１０を固定することとした。これにより、蓋部材３７を揺動させるだけで、開口部２ａの開閉と参照板１０の進退とを連動させることができる。これに代えて、蓋部材３７による開口部２ａの開閉と、参照板１０の開口部２ａへの進退とを別個の機構によって行うことにしてもよい。
【００８３】
本発明の第２の実施形態に係る歯科用測色装置１００について、図面を参照して以下に説明する。
本実施形態の説明において、上述した第１の実施形態に係る歯科用測色装置１と構成を共通とする箇所には同一符号を付して説明を省略する。
【００８４】
本実施形態に係る歯科用測色装置１００は、図６に示されるように、コンピュータ６０におけるキャリブレーション処理および記憶する情報について第１の実施形態に係る歯科用測色装置１と相違している。
コンピュータ６０は、図６に示されるように、参照板１０の分光反射率を示す基準色情報を記憶しておく基準色記憶部６１と、歯科用測色装置１から送られてくる参照板画像情報と基準色記憶部６１に記憶されている基準色情報とに基づいて補正係数を算出する補正係数算出部６２と、歯科用測色装置１から送られてくる歯牙画像情報を補正係数算出部６２によって算出された補正係数を用いて色変換して歯牙の測色値を算出する測色値算出部６３とを備えている。
【００８５】
補正係数算出部６２においては、歯科用測色装置１からコンピュータ６０に送られた参照板１０の各原色の参照板画像から参照板１０のバックグラウンド画像が減算される。バックグラウンド画像は、完全に遮断することが困難な環境光による影響や、ＲＧＢカラー撮像素子１２の暗電流による影響などを含んでいるために、この減算を行うことにより、これらの影響をほぼ取り除くことができる。
【００８６】
そして、補正係数算出部６２において、前記バックグランド画像を減算した各原色の参照板画像と、基準色記憶部６１に予め記憶されている基準色情報とに基づいて補正係数が算出される。
【００８７】
測色値算出部６３においては、歯科用測色装置１からコンピュータ６０に送られた歯牙の各原色の歯牙画像情報から歯牙のバックグラウンド画像が減算される。また、歯牙画像情報のうち、測色を行う領域として、例えば画像の中心の画素値が選択される。そして、測色値算出部６３は、補正係数算出部６２により算出された補正係数を用いて、歯牙画像情報の色変換を行う。これにより、歯牙画像情報から、光源３ａ，３ｂからの照明光の特性および撮影ユニット４の特性の影響等が除かれた歯牙の測色値が算出される。
【００８８】
このように、キャリブレーション用の情報として、歯牙画像情報の取得時点から所定の時間内に取得された参照板画像情報を用いて、歯牙画像情報のキャリブレーション処理および色変換がされた上で、歯牙の測色値が算出される。この結果、歯牙画像情報の色変換には歯牙画像情報の取得時点とほぼ同一の撮影条件にて取得された参照板画像情報が用いられるので、光源３ａ，３ｂや撮影ユニット４の経時変化等の影響を受けることなく、高精度に患者の歯牙を測色することができる。
【００８９】
なお、本実施形態においては、コンピュータ６０が、色再現特性に関わる情報である色再現特性情報を記憶しておく特性情報記憶部６４をさらに備えることとしてもよい。ここで、色再現特性情報には、光源３ａ，３ｂから発光する光の特性（照明光特性）に関する基準値の情報である撮影照明情報、撮影レンズ１１やＲＧＢカラー撮像素子１２等の撮影感度の特性に関する基準値の情報である感度特性情報、歯牙等の被写体の分光反射率スペクトルの統計情報である被写体統計情報等が含まれる。
【００９０】
この場合、補正係数算出部６２は、基準色記憶部６１に記憶されている参照板の基準色情報に加えて、特性情報記憶部６４に記憶されている色再現特性情報に基づいて補正係数を算出する。そして、測色値算出部６３は、算出した補正係数を用いて歯牙画像情報を色変換して、測色値を算出する。
【００９１】
ここで、補正係数の算出に用いる色再現特性情報は、色変換の手法や目的等に応じて、撮影照明情報、感度特性情報、被写体統計情報等から、適宜選択することができる。例えば、撮影照明情報または感度特性情報を用いる場合には、歯科用測色装置１の撮影条件の経時的な変化による影響を除く一つの手法として、照明光特性、撮影感度特性の各基準値に対する参照板画像情報の取得時点における各特性の値の差または比率に基づいて補正係数を算出することに適している。
このようにして、測色値算出部６３において、歯牙画像情報の色変換を高精度に行い、色再現性の高い測色値を算出することができる。
【００９２】
なお、歯牙画像情報から被写体の分光反射率の算出を経て分光強度を算出する場合には、特性情報として、さらに観察環境の照明光（レンダリング照明光）の分光スペクトルに関する情報であるレンダリング照明情報を用いることとすればよい。また、測色値として三刺激値ＸＹＺを算出する場合には、特性情報として等色関数を用いる。
【００９３】
また、本実施形態においては、光源３ａ，３ｂとして７種類の帯域特性を有する発光素子を用いて三刺激値ＸＹＺを算出する場合には、補正係数として、７バンドの歯牙画像情報から三刺激値ＸＹＺを算出するための３×７行列とすることとすればよい。
【００９４】
また、上記の各実施形態においては、測色値として、例えば、ＲＧＢ値、Ｌ*ａ*ｂ*値、ＣＭＹＫ値、三刺激値ＸＹＺ、Ｙｕｖ値、Ｌ*Ｃ*ｈ値等を採用することができる。
また、上記の各実施形態においては、発光素子として、ＬＥＤ以外の他の光源を用いることとしてもよい。
【００９５】
また、上記の各実施形態においては、照明ユニット３が複数種類の発光素子を備え、撮像ユニット４がＲＧＢカラー撮像素子１２を備えることとしたが、これに代えて、照明ユニット３が白色光を発する光源を備え、撮像ユニットが４種類以上の異なる透過帯域特性のフィルタを有するマルチバンド撮像素子を備えることとしてもよい。この場合、フィルタは、複数種類のフィルタ要素がモザイク状に配置されていることが好ましい。また、画像メモリ２６は、撮像ユニット４により撮影して得られた画像データを、マルチバンド撮像素子のフィルタ要素の種類ごとに区別して記憶する。また、特性情報記憶部６４に記憶される感度特性情報としては、撮影レンズ１１や各フィルタ要素の透過特性に関する情報が含まれる。
【符号の説明】
【００９６】
１  歯科用測色装置
２ａ  開口部
３  照明ユニット（光源）
３ａ，３ｂ  光源
４  撮像ユニット（撮像部）
１０  参照板
３７  蓋部材
３８  操作部（駆動手段）
３９  空間
４０  プーリ（駆動手段）
４１  モータ（駆動手段）
５１，６１  基準色記憶部
５２，６３  測色値算出部
５３，６２  補正係数算出部
５４  測色値補正部
【図１】
2011069735.tif 000003
【図２】
2011069735.tif 000004
【図３】
2011069735.tif 000005
【図４】
2011069735.tif 000006
【図５】
2011069735.tif 000007
【図６】
2011069735.tif 000008