(57)【要約】【課題】患者の歯牙の色に適した補綴材等の治療支援情報を選択すること。【解決手段】立体的な歯牙の形状を有するとともに部位に応じた層構造を持つ歯型色見本より取得された測色情報と治療支援情報とを含む複数の情報群が部位に対応付けられて記憶されている色見本情報記憶部１１４と、患者の歯牙の画像データを取得する画像データ取得部と、対象部位を設定する部位設定部８１と、対象部位に対応付けられた情報群を抽出する比較情報抽出部８２と、患者の歯牙の画像データに基づいて対象部位に関する測色情報を抽出する歯牙情報抽出部８３と、抽出された複数の情報群の測色情報と患者の歯牙の対象部位の測色情報とを比較する色比較部８４と、比較結果に基づいて少なくとも１つの情報群を選択する情報選択部８５とを具備する歯科用測色装置を提供する。【選択図】      図７
2009053160.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
立体的な歯牙の形状を有するとともに部位に応じた層構造を持つ歯型色見本より取得された測色情報と治療支援情報とを含む複数の情報群が前記部位に対応付けられて記憶されている記憶手段と、
患者の歯牙の画像データを取得する画像データ取得手段と、
前記患者の歯牙の色と前記歯型色見本の色とを比較する対象部位を設定する部位設定手段と、
前記対象部位に対応付けられた前記情報群を前記記憶手段から抽出する比較情報抽出手段と、
前記患者の歯牙の画像データに基づいて前記部位設定手段により設定された対象部位に関する測色情報を抽出する歯牙情報抽出手段と、
前記比較情報抽出手段により抽出された複数の前記情報群の測色情報と前記歯牙情報抽出手段により抽出された患者の歯牙の測色情報とを比較する色比較手段と、
前記色比較手段による比較結果に基づいて前記情報抽出手段により抽出された複数の情報群の中から少なくとも１つの情報群を選択する情報選択手段と
を具備する歯科用測色装置。
【請求項２】
前記患者の歯牙の画像を表示する表示手段と、
入力手段と
を有し、
前記部位設定手段は、前記表示手段に表示された前記画像上で前記入力手段を介してユーザにより指定された比較領域が属する部位を前記対象部位として設定する請求項１に記載の歯科用測色装置。
【請求項３】
前記部位設定手段は、前記患者の歯牙の画像データにおいて窩洞の位置を特定し、該窩洞が属する部位を前記対象部位として設定する請求項１または請求項２に記載の歯科用測色装置。
【請求項４】
前記部位は複数の小領域に細分化されているとともに、前記情報群を構成する測色情報は前記小領域単位で前記記憶手段に記憶されており、
前記比較手段は、前記対象部位における前記情報群の測色情報と前記患者の歯牙の測色情報とを前記対象部位における小領域毎に比較する請求項１から請求項３のいずれかに記載の歯科用測色装置。
【請求項５】
前記複数の小領域は、治療の対象となる関心領域と、前記関心領域の周囲の領域とを含む請求項４に記載の歯科用測色装置。
【請求項６】
歯牙の形状を有するとともに部位に応じた層構造を持つ歯型色見本を撮影することで色見本画像データを取得し、前記色見本画像データから前記測色情報を取得する請求項１から請求項５のいずれかに記載の歯科用測色装置。
【請求項７】
実際の歯牙の形状を有する歯型色見本の各部位に窩洞を形成し、前記窩洞に対して部位に応じた層構造で補綴材を充填し、補綴材充填後の歯型色見本から前記測色情報を前記治療支援情報と対応付けて取得する請求項１から請求項５のいずれかに記載の歯科用測色装置。
【請求項８】
前記歯型色見本を擬似歯肉に装着させた状態で撮影を行うことで前記色見本画像データを取得する請求項６または請求項７に記載の歯科用測色装置。
【請求項９】
前記歯型色見本の両側に隣接歯を配置した状態で撮影を行うことで前記色見本画像データを取得する請求項６から請求項８のいずれかに記載の歯科用測色装置。
【請求項１０】
患者の歯牙に形成された窩洞に部位に応じた層構造で補綴材を充填した後に、該歯牙を撮影することで患者個人の色見本画像データを取得し、取得した該色見本画像データから測色情報を取得し、該測色情報と当該治療に関する情報とを対応付けて前記情報群を作成し、前記記憶手段に記憶させる請求項１から請求項９のいずれか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、患者の歯牙に形成された窩洞を補填治療する際の補綴材料の選択等の支援を行う歯科用測色装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、虫歯等によって歯牙に形成された窩洞を充填する補綴材としてコンポジットレジンが使用されている。コンポジットレジンの充填に際しては、例えば、医師は、患者の歯牙の色と色見本の色とを目視により比較して患者の歯牙に最も近い色の色見本を選定する。各色見本には、充填するコンポジットレジンの色の推奨組み合わせを指定した表が用意されており、医師は選定した色見本に対応する表を参照して充填するコンポジットレジンの色を選択し、治療を行う。ここで、色見本とは、例えば、異なる発色のセラミックを歯の形状に加工したものである。
また、上述した色見本の選定等に係る医師の負担を軽減するべく、歯牙に色味が最も近似する色見本を自動的に選択する機能を備えることにより、補綴材の色選択を支援する技術が提案されている。
【０００３】
例えば、特開２００２−９０２２３号公報には、多数の異なった層厚及び配色の組み合わせからなる多数の参照テンプレートを撮影し、この画像データから求められる所定のパラメータに関する数値をデータベースに蓄積する。そして、患者の歯牙の色データとデータベースに蓄積されている参照テンプレートの色データとを比較することにより、患者の歯牙の画像に基づいて補綴材の層構造を計測かつ判定する色判定装置が提案されている。
【特許文献１】特開２００２−９０２２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１に開示されている発明では、平面の色見本から取得された画像データに基づいてデータベースを蓄積しているので、歯牙自身の立体的な形状による半透明な層の内部における光の回り込みまたは色の写り込み等を考慮した補綴材の選択を行うことができず、実際に選択された補綴材を用いて治療をした際に、想定に反して治療痕が目立ってしまうことがあった。
【０００５】
本発明は、上記問題を解決するためになされたもので、患者の歯牙の色に適した補綴材等の治療支援情報を選択することのできる歯科用測色装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を採用する。
本発明は、立体的な歯牙の形状を有するとともに部位に応じた層構造を持つ歯型色見本より取得された測色情報と治療支援情報とを含む複数の情報群が前記部位に対応付けられて記憶されている記憶手段と、患者の歯牙の画像データを取得する画像データ取得手段と、前記患者の歯牙の色と前記歯型色見本の色とを比較する対象部位を設定する部位設定手段と、前記対象部位に対応付けられた前記情報群を前記記憶手段から抽出する比較情報抽出手段と、前記患者の歯牙の画像データに基づいて前記部位設定手段により設定された対象部位に関する測色情報を抽出する歯牙情報抽出手段と、前記比較情報抽出手段により抽出された複数の前記情報群の測色情報と前記歯牙情報抽出手段により抽出された患者の歯牙の測色情報とを比較する色比較手段と、色比較手段による比較結果に基づいて前記情報抽出手段により抽出された複数の情報群の中から少なくとも１つの情報群を選択する情報選択手段とを具備する歯科用測色装置を提供する。
【０００７】
本発明によれば、立体的な歯牙の形状を有するとともに部位に応じた層構造を持つ歯型色見本から測色情報が取得され、この測色情報と治療支援情報とが部位毎に対応付けられて記憶手段に記憶される。そして、部位設定手段により設定された対象部位に対応付けられた情報群が比較情報抽出手段により抽出されるとともに、該対象部位における患者の歯牙の測色情報が歯牙情報抽出手段により抽出され、色比較手段に転送される。色比較手段は、対象部位における歯型色見本の測色情報と患者の歯牙の測色情報とを比較し、その比較結果に基づいて情報選択手段により少なくとも１つの情報群が選択される。このように、本発明では、立体的な歯牙の形状を有するとともに部位に応じた層構造を持つ歯型色見本から測色情報を取得するので、歯牙自体の半透明な層の内部における光の回り込みまたは色の写り込み等が加味された測色情報を得ることができる。これにより、歯型色見本の色の再現性を高めることができ、患者の歯牙の色に合う適切な治療支援情報を選択することが可能となる。
上記治療支援情報とは、例えば、医師が患者の歯牙に形成された窩洞に対して補綴材を充填する際に必要となる種々の情報をいい、例えば、歯型色見本の各部位の層構造、各層の材質情報、厚さ等で構成されている。
【０００８】
上記歯科用測色装置は、前記患者の歯牙の画像を表示する表示手段と、入力手段とを有し、前記部位設定手段は、前記表示手段に表示された前記画像上で前記入力手段を介してユーザにより指定された比較領域が属する部位を前記対象部位として設定することとしてもよい。
【０００９】
上記歯科用測色装置において、前記部位設定手段は、前記患者の歯牙の画像データにおいて窩洞の位置を特定し、該窩洞が属する部位を対象部位として設定することとしてもよい。
【００１０】
このようにすることで、自動的に対象部位が設定されるので、医師等のユーザの負担を軽減することが可能となる。
【００１１】
上記歯科用測色装置において、前記部位は複数の小領域に細分化されているとともに、前記情報群を構成する測色情報は前記小領域単位で前記記憶手段に記憶されており、前記比較手段は、前記対象部位における前記情報群の測色情報と前記患者の歯牙の測色情報とを前記対象部位における小領域毎に比較することとしてもよい。
【００１２】
このように小領域毎に測色情報を比較するので、色比較の精度を向上させることが可能となる。
【００１３】
上記歯科用測色装置において、前記複数の小領域は、治療の対象となる関心領域と、前記関心領域の周囲の領域とを含むこととしてもよい。
【００１４】
このようにすることで、対象部位のうちの治療の対象となる関心領域と、その周囲の領域のそれぞれについて、色比較を行うことができる。実際の歯牙は半透明な層を含む構造を有するので、関心領域の周囲の領域から光が回り込むことにより、その周囲の領域における固有の色が関心領域に写り込むことがある。そのため、関心領域だけでなく、その周囲の領域においても測色情報の比較を行うことにより、当該周囲の領域における固有の色および層構造による影響が加味された測色情報を得ることができる。この結果、患者の歯牙の色に合う適切な治療支援情報を選択する精度を向上させることが可能となる。
【００１５】
上記歯科用測色装置において、歯牙の形状を有するとともに部位に応じた層構造を持つ歯型色見本を撮影することで色見本画像データを取得し、前記色見本画像データから前記測色情報を取得することとしてもよい。
【００１６】
上記歯科用測色装置において、実際の歯牙の形状を有する歯型色見本の各部位に窩洞を形成し、前記窩洞に対して部位に応じた層構造で補綴材を充填し、補綴材充填後の歯型色見本から前記測色情報を前記治療支援情報と対応付けて取得することとしてもよい。
【００１７】
このように、歯型色見本に形成された窩洞に対して実際に補綴材を充填し、充填後の歯型色見本から測色情報を治療支援情報と対応付けて取得するので、患者の歯に窩洞を形成するような治療形態に適合した治療支援情報を選択することが可能となる。
【００１８】
上記歯科用測色装置において、前記歯型色見本を擬似歯肉に装着させた状態で撮影を行うことで前記色見本画像データを取得することとしてもよい。
【００１９】
上記歯科用測色装置において、前記歯型色見本の両側に隣接歯を配置した状態で撮影を行うことで前記色見本画像データを取得することとしてもよい。
【００２０】
このようにすれば、実際の口腔内と略同等の状態で歯型色見本を撮影することが可能となる。これにより、測色情報の信頼度を更に向上させることが可能となる。
【００２１】
上記歯科用測色装置において、患者の歯牙に形成された窩洞に部位に応じた層構造で補綴材を充填した後に、該歯牙を撮影することで患者個人の色見本画像データを取得し、取得した該色見本画像データから測色情報を取得し、該測色情報と当該治療に関する情報とを対応付けて前記情報群を作成し、前記記憶手段に記憶させることとしてもよい。
【００２２】
このように、窩洞に補綴材を充填した後の患者自身の歯牙を撮像し、この画像データから得られた測色情報と実際に行われた治療に関する情報とを対応付けて情報群を作成するので、情報群を構成する各種情報を信頼度の高い情報とすることが可能となる。これにより、患者の歯により合致した治療支援情報によって治療を行うことが可能となる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、患者の歯牙の色に適した補綴材等の治療支援情報を選択することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の歯科用測色システムの一実施形態について、図面を参照して説明する。
〔第１の実施形態〕
本発明の第１の実施形態に係る歯科用測色システムは、図１及び図４に示すように、撮像装置１、クレードル２、歯科用測色装置３、及び表示装置４を備えて構成されている。
【００２５】
撮影装置１は、図１に示すように光源１０、撮像部２０、撮像制御部３０、表示部４０、操作部５０を主な構成要素として備えている。
光源１０は、撮影装置１の先端部付近に配置され、被写体を照明するための互いに異なる４つ以上の波長帯域を有する照明光を発する。例えば、光源１０は、互いに異なる波長帯域の光を発する７つの光源１０ａ乃至１０ｇを備えている。各光源１０ａ乃至１０ｇは、それぞれ４つのＬＥＤを備えており、その中心波長は図２に示すように、光源１０ａは約４５０ｎｍ、光源１０ｂは約４６５ｎｍ、光源１０ｃは約５０５ｎｍ、光源１０ｄは約５２５ｎｍ、光源１０ｅは約５７５ｎｍ、光源１０ｆは約６０５ｎｍ、光源１０ｇは約６３０ｎｍとなっている。このＬＥＤの発光スペクトル情報は、ＬＥＤメモリ１１に記憶され、後述する歯科用測色装置３にて用いられる。
【００２６】
これら光源１０ａ乃至１０ｇは、例えば、複数のグループにそれぞれ設けられている。各グループは、撮像部２０に関して対向する位置に配置されている。配列は、特に限定されず、例えば、波長の短い順にＬＥＤを４つずつ配置しても良いし、逆順或いはランダム配置等でもよい。また、ＬＥＤを複数のグループに分けるような配置のほか、全てのＬＥＤで撮像部２０を取り囲む１つのリングを形成するように配置しても良い。なお、ＬＥＤの配置は、後述する撮像部２０による撮像に支障をきたすことのない限りは、直線状配置、リング状配置、十字状配置、矩形状配置、ランダム配置等の適宜の配置を採用することが可能である。なお、光源１０の発光素子としては、ＬＥＤに限られず、例えば、ＬＤ（レーザダイオード）等の半導体レーザやその他の発光素子を用いることも可能である。
【００２７】
撮像装置１において、上記光源１０の被写体側には、光源１０からの照明光を略均一に被写体面に照射するための照明光学系が設けられている。また、上記光源１０の近傍には、ＬＥＤの温度を検出する温度センサ１３が設けられている。
【００２８】
撮像部２０は、撮像レンズ２１、ＲＧＢカラー撮像素子２２、信号処理部２３、ＡＤ変換器２４を備えて構成されている。撮像レンズ２１は、光源１０が照射された被写体像を結像する。ＲＧＢカラー撮像素子２２は、撮像レンズ２１により結像された被写体像を撮像して画像信号を出力する。このＲＧＢカラー撮像素子２２は、例えば、ＣＣＤにより構成されており、そのセンサ感度は、可視広域を略カバーするようなものとなっている。このＣＣＤは、モノクロタイプの物でも良いし、カラータイプのものでも良い。また、ＲＧＢカラー撮像素子２２は、ＣＣＤに限られず、ＣＭＯＳタイプやその他の各種の撮像素子を広く使用することが可能である。
【００２９】
信号処理部２３は、ＲＧＢカラー撮像素子２２から出力されるアナログ信号に、ゲイン補正やオフセット補正等を施す。Ａ／Ｄ変換器２４は、信号処理部２３から出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換する。上記撮像レンズ２１には、フォーカスを調整するフォーカスレバー２５が接続されている。このフォーカスレバー２５は、マニュアルにてフォーカスを調整するためのものであり、フォーカスレバー２５の位置を検出するための位置検出部２６が設けられている。
【００３０】
撮像制御部３０は、ＣＰＵ３１、ＬＥＤドライバ３２、データＩ／Ｆ３３、通信Ｉ／Ｆコントローラ３４、画像メモリ３５、及び操作部Ｉ／Ｆ３６を備えて構成されている。これら各部は、ローカルバス３７に接続されており、ローカルバス３７を介してデータの授受が可能な構成となっている。
【００３１】
ＣＰＵ３１は、撮像部２０の制御を行うとともに、撮像部２０により取得され処理された被写体分光画像をローカルバス３７を介して画像メモリ３５に記録するとともに、後述するＬＣＤコントローラ４１に出力する。ＬＥＤドライバ３２は、光源１０が備える各種ＬＥＤの発光を制御する。データＩ／Ｆ３３は、光源１０が備えるＬＥＤメモリ１１の内容や温度センサ１３の情報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３４は、外部との接続点となる通信Ｉ／Ｆ接点６１と接続されており、例えば、ＵＳＢ２．０に準拠した通信を実現させるための機能を備えている。操作部Ｉ／Ｆ３６は、後述する操作部６０が備える各種操作ボタンと接続されており、操作部５０を介して入力された入力指示をローカルバス３７を介してＣＰＵ３１へ転送するインターフェースとして機能する。画像メモリ３５は、撮像部２０にて撮影された画像データを一時的に記録する。本実施形態では、画像メモリ３５は、最低でも７枚の分光画像と一枚のＲＧＢカラー画像を記録できるメモリ容量を有している。
【００３２】
表示部４０は、ＬＣＤコントローラ４１とＬＣＤ４２とを備えて構成されている。ＬＣＤコントローラ４１は、ＣＰＵ３１から転送されてくる画像信号に基づく画像、例えば、現在、撮像部２０により撮影されている画像、或いは、撮影済みの画像をＬＣＤ（liquid crystal display）４２に表示させる。このとき、必要に応じて、オーバーレイメモリ４３に記憶されている画像パターンをＣＰＵ３１から取得した画像に重畳させてＬＣＤ４２に表示させるようにしても良い。ここで、オーバーレイメモリ４３に記録されている画像パターンとは、例えば、歯全体を水平に撮影するような水平ラインや、これに交差するクロスライン、撮影モード、撮影する歯の識別番号等である。
【００３３】
操作部５０は、ユーザが分光画像撮影動作の開始を指示入力したり、動画像撮影動作の開始や終了を指示入力したりするための各種の操作スイッチや操作ボタンを備えている。具体的には、撮影モード切替スイッチ５１、シャッタボタン５２、ビューア制御ボタン５３等を備えている。撮影モード切替スイッチ５１は、通常のＲＧＢの撮影と、マルチバンドの撮影とを切り替えるためのスイッチである。ビューア制御ボタン５３は、ＬＣＤ４２に表示される画像の変更等の操作をするためのスイッチである。
【００３４】
また、撮像装置１は、蓄電池としてのリチウムバッテリ６０を搭載している。このリチウムバッテリ６０は、撮像装置１が備える各部に電源供給を行うためのものであり、充電のための接点である接続接点６２に接続されている。また、このリチウムバッテリの充電状態を通知するためのバッテリＬＥＤ６３が設けられている。また、撮像装置１には、カメラの状態を知らせるためのパワーＬＥＤ６４、撮影時の危険を知らせるためのアラームブザー６５が設けられている。
【００３５】
バッテリＬＥＤ６３は、例えば、赤、黄、緑の３つのＬＥＤを備えており、緑色点灯によりリチウムバッテリ６０の充電容量が十分である旨を通知し、黄色点灯によりバッテリ容量が少ない旨、換言すると、充電の必要がある旨を通知し、赤色点灯によりバッテリ容量が極めて少ない旨、換言すると、至急充電の必要がある旨を通知する。
パワーＬＥＤ６４は、例えば、赤と緑とからなる２つのＬＥＤを備えており、緑色点灯により撮影準備が完了した旨を通知し、緑色点滅により撮影準備中（初期ウォーミング等）である旨を通知し、赤色点灯によりバッテリ充電中である旨を通知する。
アラームブザー６５は、警鐘することにより撮影した画像データが無効である旨を通知する。
【００３６】
上述の撮像装置１を支持するクレードル２は、撮像部２０のキャリブレーションを行うための色票１００と、撮像装置１が正常な位置に装着されたか否かを確認するためのマイクロスイッチ１０１と、電源のオン／オフを行うための電源スイッチ１０２、電源スイッチ１０２のオン／オフに連動して点灯／消灯する電源ランプ１０３、マイクロスイッチ１０１に連動して点灯／消灯することにより、撮像装置１が正常位置に装着されたか否かを通知する装着ランプ１０４を備えている。
【００３７】
装着ランプ１０４は、例えば、撮像装置１が正常位置に装着された場合には、緑色が点灯し、装着されていない場合には、赤色が点灯する。また、このクレードル２には、電源接続コネクタ１０５が設けられており、ＡＣアダプタ１０６が接続されるようになっている。そして、撮像装置１が備えるリチウムバッテリ６０の充電容量が減少し、バッテリＬＥＤ６３の黄色や赤が点灯している状態では、撮像装置１がクレードルに装着された場合にリチウムバッテリの充電が開始されるように構成されている。
【００３８】
このように構成された歯科用測色システムの撮像装置１では、４種類以上の波長帯域の照明光（４原色以上の照明光）を被写体に順次照射して、照明光の波長帯域の数と同じ枚数の被写体分光画像を静止画として取り込むマルチバンド撮像のほかに、ＲＧＢ画像の取り込みも可能である。ＲＧＢ画像の取り込みの方法の一つとしては、通常のデジタルカメラと同様に、７原色の照明光はなしで、自然光、あるいは室内光により照明された被写体を本装置が有するＲＧＢカラーＣＣＤを利用して撮像を行うものである。また、７原色の照明光から１以上の照明光を各選択してＲＧＢの３色の照明光とし、これらを順次に照射することにより面順次式の静止画としても取り込むこともできるようになっている。
【００３９】
これら撮影モードのうち、ＲＧＢ撮像は、患者の顔全体を撮影する場合、顎全体を撮影する場合など、広域の部位を撮影する場合に用いられる。一方、マルチバンド撮影は、患者の歯１〜２本の色を正確に計測する場合、つまり歯の測色を行う場合に用いられる。
以下、本発明の特徴部分であるマルチバンド撮影による歯の測色処理について説明する。
【００４０】
〔マルチバンド撮影〕
まず、医師により撮像装置がクレードル２から持ち上げられ、撮像装置の筐体の投射口側に設けられている取り付け口（図示略）にコンタクトキャップが取り付けられる。このコンタクトキャップは、柔軟性を有する素材により略筒状に形成されている。
【００４１】
続いて、医師により撮影モードが「測色モード」に設定されると、被写体像が動画としてＬＣＤ４２に表示される。医師は、このＬＣＤ４２に表示される画像を確認しながら、測定対象となる患者の歯牙が撮影範囲の適切な位置に配置されるように位置決めを行い、フォーカスレバー２５を用いてピント調整を行う。このとき、コンタクトキャップが、測定対象である歯牙を適切な撮影位置に導くような形状に形成されていることにより、位置決めを容易に行うことが可能となる。
【００４２】
位置決め、ピント調整がなされた状態で、医師によりシャッタボタン５２が押下されると、その旨の信号が操作部Ｉ／Ｆ３６を介してＣＰＵ３１へ転送され、ＣＰＵ３１の制御の下、マルチバンド撮影が実行される。
【００４３】
マルチバンド撮影では、ＬＥＤドライバ３２が光源１０ａ乃至１０ｇを順次駆動することにより、波長帯域の異なるＬＥＤ照射光が被写体に順次照射される。被写体の反射光は、撮像部２０のＲＧＢ撮像素子２２の表面に結像され、ＲＧＢ画像として取り込まれる。取り込まれたＲＧＢ画像は、信号処理部２３に転送される。信号処理部２３は、入力されたＲＧＢ画像信号に対して所定の画像処理を施すとともに、ＲＧＢ画像信号から各光源１０ａ乃至１０ｇの波長帯域に応じた所定の１色の画像データを選択する。具体的には、信号処理部２３は、光源１０ａ及び１０ｂに対応する画像信号からはＢ画像データを選択し、光源１０ｃ乃至１０ｅに対応する画像信号からはＧ画像データを選択し、光源１０ｆ及び１０ｇに対応する画像信号からはＲ画像データを選択する。このように、画像処理部２３は、照射光の中心波長と略一致する波長の画像データを選択する。
【００４４】
信号処理部２３により選択された画像データは、Ａ／Ｄ変換器２４へ転送され、ＣＰＵ３１を介して画像メモリ３５に記録される。この結果、画像メモリ３５には、ＬＥＤの中心波長に対応してＲＧＢ画像から選択された色の画像がマルチバンド画像データとして記録されることとなる。すなわち、マルチバンド画像データは、光源１０からの照明光に含まれる各原色の中心波長に対応した色の画像を、複数の原色それぞれについて取り込んだデータである。なお、撮影の際に、それぞれの波長の撮影が適正露光になるように、ＬＥＤの照射時間、照射強度、撮像素子の電子シャッタ速度等がＣＰＵ３１により制御され、また、この撮影時に温度変化が激しい場合にはアラームブザー６５が鳴り警告を発する。
なお、ＬＥＤを照射しないで歯牙の画像を更に撮影し、外光画像データとして画像メモリ３５に記録する。
【００４５】
続いて、撮影が終了し、医師により撮像装置１がクレードル２に置かれると、キャリブレーション画像データの測定が行われる。
キャリブレーション画像データの測定は、上述のマルチバンド撮影と同様の手順により色票１００を撮影するものである。これにより、色票１００のマルチバンド画像データが色票画像データとして画像メモリ３５に記録される。
続いて、ＬＥＤが全く点灯しない状態（暗黒下）で色票１００の撮影が行われ、この画像データが暗電流画像データとして画像メモリ３５に記録される。なお、この暗電流画像データは、撮影を複数回行い、これら画像データを平均化した画像データを用いるようにしても良い。
【００４６】
続いて、画像メモリ３５に記録された上記外光画像データ、暗電流画像データを用いた信号補正がマルチバンド画像データ及び色票画像データのそれぞれに対して行われる。マルチバンド画像データに対する信号補正は、例えば、マルチバンド画像データの各画像データに対して画素毎に外光画像データの信号値を減算することによって行われ、撮影時の外光の影響を除去することができる。同様に、色票画像データに対する信号補正は、例えば、色票画像データの各画像データに対して画素毎に暗電流画像データの信号値を減算することによって行われ、温度によって変化するＣＣＤの暗電流ノイズ除去を行うことができる。
【００４７】
図３は、色票画像データに対する信号補正結果の一例を示したものである。図３において、縦軸はセンサ信号値を、横軸は入力光強度を示しており、実線は補正前の原信号、破線は信号補正後の信号を示している。
このようにして信号補正が行われた後のマルチバンド画像データ及び色票画像データは、ローカルバス３７、通信Ｉ／Ｆコントローラ３４、通信／Ｉ／Ｆ接点６１を介して歯科用測色装置３へ送信され、図４に示す歯科用測色装置３内のマルチバンド画像メモリ１１０に記録される。
【００４８】
なお、上記色票１００のマルチバンド画像データ及び暗電流画像データは、撮像装置１内の画像メモリ３５に記録されることなく、ローカルバス３７、通信Ｉ／Ｆコントローラ３４、通信／Ｉ／Ｆ接点６１を介して、歯科用測色装置３へ直接送信され、歯科用測色装置３内のマルチバンド画像メモリ１１０に記録されるような構成としても良い。この場合、上述した信号補正は、歯科用測色装置３内で行われることとなる。
【００４９】
〔歯科用測色装置〕
上記歯科用測色装置３は、図４に示されるように、例えばパーソナルコンピュータ等からなり、上記撮像装置１の通信Ｉ／Ｆ接点６１を介して出力されるマルチバンド画像データ及び色票画像データを受信し、このマルチバンド画像データに種々の処理を施すことにより、被写体である歯の高度な色再現がなされた画像データを作成するとともに、患者の歯牙の窩洞に適した補綴材等の治療支援情報を選択し、選択した治療支援情報をモニタ４に表示する。また、歯科用測色装置３は、入力装置５と接続されており、ユーザにより入力装置５を介して入力された情報に基づいて患者の歯牙に適した治療支援情報を選択する。
【００５０】
歯科用測色装置３は、撮像装置１から入力されたＲＧＢカラー画像データを記録するＲＧＢ画像メモリ１１１、マルチバンド画像データを記憶するマルチバンド画像メモリ（画像データ取得手段）１１０、マルチバンド画像データの色度を算出する色度算出部７０、色見本情報が記憶されている色見本情報記憶部（記憶手段）１１４、色見本情報記憶部１１４に記憶されている色見本情報に基づいて患者の歯牙の色に適した治療支援情報を選択する色見本選択部８０、モニタ４の表示内容を制御する画像表示制御部１１５、色度算出部７０からの信号に基づいてカラー画像データを作成するカラー画像作成処理部１１２、撮像装置１等の各種パラメータ等が格納されている画像ファイリング部１１３を主な構成として備えている。
【００５１】
上記マルチバンド画像メモリ１１０は、撮像装置１によって取得されたマルチバンド画像データ及び色票画像データを保持するためのものである。ＲＧＢ画像メモリ１１１は、撮像装置１によって取得されたＲＧＢカラー画像データを保持するためのものである。
色度算出部７０は、スペクトル推定演算部７１、観察スペクトル演算部７２、及び色度値演算部７３を備えている。
【００５２】
色度算出部７０において、スペクトル推定演算部７１は、マルチバンド画像メモリ１１０に保持されているマルチバンド画像データ及び色票画像データを用いて、マルチバンド画像データのスペクトル（本実施形態では、分光反射率のスペクトル）推定処理等を行う。
【００５３】
観察スペクトル演算部７２は、スペクトル推定演算部により算出された歯牙のスペクトルに対して観察したい照明光Ｓ（λ）を乗算することにより、観察したい照明光下での被写体のスペク卜ルを求める。このＳ（λ）は、Ｄ６５やＤ５５光源、蛍光灯光源等、歯牙の色を観察したい光源であり、このデータは画像ファイリング部１１３に予め格納されている。
【００５４】
色度値演算部７３は、観察したい照明光下での被写体のスペクトルから色度値であるＬ＊ａ＊ｂ＊を算出する。具体的には、色度値演算部７３は、歯牙の部位毎に色度値Ｌ＊ａ＊ｂ＊を平均化し、この結果を部位と対応付けて画像表示制御部１１５及び色見本選択部８０に出力する。本実施形態において、各部位は、図５に示すように、歯茎部、中央部、切縁部の３つに設定されている。
【００５５】
一方、観察したい照明光下での被写体のスペクトルＧ（ｘ，ｙ，λ）は、カラー画像作成処理部１１２に送られる。カラー画像作成処理部１１２は、モニタ４上に表示するためのＲＧＢ画像データであるＲＧＢ２（ｘ，ｙ）を作成し、画像表示制御部１１５に出力する。なお、カラー画像作成処理部１１２は、輪郭強調等の画像処理を実施してもよい。
【００５６】
次に、色見本情報記憶部１１４について説明する。
色見本記憶部１１４には、歯牙の形状を有するとともに部位に応じた層構造を持つ歯型色見本に基づいて取得された測色情報（本実施形態では、平均色度値）と治療支援情報とを含む情報群が各部位に対応付けられて歯型色見本毎に記憶されている。本実施形態では、上述したように、歯牙を歯茎部、中央部、切縁部からなる３つの部位に区分している（図５参照）。
【００５７】
上記色見本情報記憶部１１４に格納されている情報は、以下のようにして取得されたものである。
まず、実際の歯牙の形状を有し、また、各部位に応じた層構造を持つ歯型色見本を多数作成する。この色見本は、人間の歯牙の構造を模擬したものであり、例えば、歯茎部が２層構造、中央部が３層構造、切縁部が４層構造に形成されており、各部位における各層の厚さ、色の組み合わせが互いに異なっている。
【００５８】
続いて、これらの歯型色見本を上述した撮像装置１で撮影することにより、マルチバンド画像データを取得する。取得されたマルチバンド画像データは、色票画像データとともに歯科用測色装置３内のマルチバンド画像メモリ１１０に記録された後、色度算出部７０に転送される。色度算出部７０では、歯型色見本のマルチバンド画像データ及び色票画像データを用いて各処理が行われ、所定照明下におけるＲＧＢカラー画像データがカラー画像作成処理部１１２により作成されるとともに、各部位における平均色度値が色度値演算部７３により算出される。歯型色見本のＲＧＢカラー画像データ及び各部位の平均色度値は、色見本選択部８０に転送される。
【００５９】
一方、歯型色見本の撮影と同時に入力装置５からは当該歯型色見本のＩＤ番号、治療支援情報が入力される。治療支援情報とは、医師が患者の歯牙に形成された窩洞に対して補綴材を充填する際に必要となる種々の情報をいい、例えば、歯型色見本の各部位の層構造、各層の材質情報、厚さ等で構成されている。
【００６０】
色見本選択部８０は、色度算出部７０から受け付けた平均色度値（測色情報）と、カラー画像作成処理部１１２から受け付けたＲＧＢカラー画像データと、入力装置５から受け付けた歯型色見本のＩＤ番号及び治療支援情報とを対応付けて当該歯型色見本に関する１組の色見本情報を作成し、これを色見本情報記憶部１１４に記憶する。
図６は、色見本情報記憶部１１４に記憶されるＩＤ番号「０００１」で識別される１組の色見本情報の一例を示した図である。また、本実施形態において、１組の色見本情報における部位毎の平均色度値と治療支援情報とを１組の情報群と定義する。本実施形態では、歯牙を歯茎部、中央部、切縁部からなる３つの部位に区分しているため、１組の色見本情報は３つの情報群で構成されることとなる。
【００６１】
次に、色見本選択部８０について図７を参照して説明する。図７は色見本選択部８０の機能ブロック図である。図７に示されるように、色見本選択部８０は、患者の歯牙と色見本とを比較する対象部位を設定する部位設定部（部位設定手段）８１と、対象部位に対応付けられた情報群を色見本情報記憶部１１４から抽出する比較情報抽出部（比較情報抽出手段）８２と、患者の歯牙の各部位の平均色度値の中から部位設定部８１により設定された対象部位に対応する平均色度値を抽出する歯牙情報抽出部（歯牙情報抽出手段）８３と、比較情報抽出部８２により抽出された複数の情報群の平均色度値と歯牙情報抽出部８３により抽出された患者の歯牙の平均色度値とを比較する色比較部（色比較手段）８４と、色比較部８４による比較結果に基づいて比較情報抽出部８２により抽出された複数の情報群の中から少なくとも１つの情報群を選択する情報選択部（情報選択手段）８５とを備えている。
情報選択部８５によって選択された情報群は、その色見本のＲＧＢカラー画像とともに画像表示制御部１１５に出力される。
画像表示制御部１１５は、各部から入力された情報をモニタ４に表示させる。
【００６２】
次に、本実施形態に係る歯科用測色装置３により実行される処理について詳しく説明する。
まず、撮像装置１により患者の歯牙がマルチバンド撮影され、マルチバンド画像データが色票画像データとともに歯科用測色装置３に転送され、マルチバンド画像メモリ１１０に記録される。マルチバンド画像メモリ１１０に取り込まれたマルチバンド画像データと色票画像データとは色度算出部７０に転送される。
【００６３】
色度算出部７０では、まず、スペクトル推定演算部７１によりスペクトル（本実施形態では、分光反射率のスペクトル）推定処理等が行われる。
スペクトル推定演算部７１は、図８に示すように、変換テーブル作成部７１１、変換テーブル７１２、入力γ補正部７１３、画素補間演算部７１４、面内ムラ補正部７１５、マトリクス演算部７１６、及びスペクトル推定マトリクス作成部７１７を備えて構成されている。
入力γ補正部７１３及び画素補間演算部７１４は、マルチバンド画像データ及び色票画像データのそれぞれに対して個別に設けられている。具体的には、マルチバンド画像データに対して入力γ補正部７１３ａ、画素補間演算部７１４ａが設けられ、色票画像データに対して入力γ補正部７１３ｂ、画素補間演算部７１４ｂが設けられている。
【００６４】
このような構成を備えるスペクトル推定演算部７１において、マルチバンド画像データ及び色票画像データは、個別に設けられている入力γ補正部７１３ａ、７１３ｂにそれぞれ転送され、入力γ補正が行われた後、各画素補間演算部７１４ａ、７１４ｂにより画像補間演算処理が施される。これら処理後の信号は、面内ムラ補正部７１５に転送され、ここで色票画像データを用いたマルチバンド画像データの面内ムラ補正処理が行われる。その後、マルチバンド画像データは、マトリクス演算部７１６に転送され、スペクトル推定マトリクス作成部７１７により作成されたマトリクスを用いて分光反射率が算出される。
【００６５】
以下、各部において行われる各画像処理について具体的に説明する。
まず、入力γ補正の前段階として、変換テーブル作成部７１１により変換テーブル７１２が作成される。具体的には、変換テーブル作成部７１１は、入力光強度とセンサ信号値とを対応付けたデータを有しており、これらデータに基づいて変換テーブル７１２を作成する。この変換テーブル７１２は、入力光強度と出力信号値の関係から作成されるものであり、例えば、図９（ａ）に実線で示すように、入力光強度とセンサ信号値とが略比例関係となるように作成される。
【００６６】
各入力γ補正部７１３ａ、７１３ｂは、この変換テーブル７１２を参照することによりマルチバンド画像データ、色票画像データに対してそれぞれ入力γ補正を行う。この変換テーブルは、現時点におけるセンサ値Ａに対応する入力光強度Ｄを求め、この入力光強度Ｄに対応する出力センサ値Ｂが出力されるように作成され、結果的に図９（ｂ）のようになる。このようにして、マルチバンド画像データ、色票画像データに対し入力γ補正がなされると、補正後の画像データはそれぞれ画素補間演算部７１４ａ、７１４ｂへ転送される。
【００６７】
画素補間演算部７１４ａ、７１４ｂでは、入力γ補正後のマルチバンド画像データ及び色票画像データのそれぞれに対して、ローパスフィルタをかけることにより画素補間が行われる。図１０は、Ｒ信号、Ｂ信号に適用されるローパスフィルタの一例を示している。図１１は、Ｇ信号に適用されるローパスフィルタを示している。このような画素補間のためのローパスフィルタを各マルチバンド画像データに乗算することにより、例えば、１４４画素×１４４画素の画像を２８８画素×２８８画素の画像にする。
【００６８】
画像補間演算が行われたマルチバンド画像データｇk（ｘ，ｙ）は、面内ムラ補正部７１５へ転送される。面内ムラ補正部７１５は、以下の（１）式を用いて、マルチバンド画像データの画面中心の輝度を補正する。
【００６９】
【数１】
2009053160.tif 000003
【００７０】
上記（１）式において、ｃk（ｘ，ｙ）は色票画像データ、ｇk（ｘ，ｙ）は入力γ補正後のマルチバンド画像データ、（ｘ０，ｙ０）は中央の画素位置、δ（＝５）はエリア平均サイズ、ｇ´k（ｘ，ｙ）は面内ムラ補正後のマルチバンド画像データである（ただしｋ＝１，・・・、Ｎ（バンド数））。上記面内ムラ補正は、マルチバンド画像データの各画像データに対して行われる。
【００７１】
面内ムラ補正後のマルチバンド画像データｇ´k（ｘ，ｙ）は、マトリクス演算部７１６へ転送される。マトリクス演算部７１６は、面内ムラ補正部７１５からのマルチバンド画像データｇ´k（ｘ，ｙ）を用いてスペクトル（分光反射率）推定処理を行う。このスペクトル（分光反射率）推定処理では、３８０ｎｍから７８０ｎｍまでの波長帯域において、１ｎｍ間隔で分光反射率の推定を行う。つまり、本実施形態では、４０１次元の分光反射率を推定する。
【００７２】
一般的に、１波長毎の分光反射率を求めるためには重厚で高価な分光計測器などが用いられるが、本実施形態では被写体が歯に限定されていることから、その被写体が有する一定の特徴を利用することにより、少ないバンドで４０１次元の分光反射率を推定する。
具体的には、マルチバンド画像データｇ´k（ｘ，ｙ）とスペクトル推定マトリクスＭspeとを用いてマトリクス演算を行うことにより、４０１次元のスペクトル信号を算出する。
【００７３】
上記スペクトル推定マトリクスＭspeは、カメラの分光感度データ、ＬＥＤスペクトルデータ、被写体（歯）の統計データに基づきスペクトル推定マトリクス作成部７１７にて作成される。このスペクトル推定マトリクスの作成については特に限定されることなく、周知の手法を用いることが可能である。例えば、その一例が、S.K.Park and F.O.Huck “Estimation of spectral reflectance curves from multispectrum image data”,   Applied Optics, 16,pp3107-3114(1977)に詳述されている。
【００７４】
なお、上記カメラの分光感度データ、ＬＥＤスペクトルデータ、被写体（歯）の統計データ等は図４に示した画像ファイリング部１１３に予め格納されている。また、カメラの分光感度がセンサの位置により変わる場合には、位置に応じて分光感度のデータを取得してもよいし、中央の位置に対して適当に補正をして用いるようにしてもよい。
【００７５】
スペクトル推定演算部７１により分光反射率が算出されると、この算出結果は、マルチバンド画像データとともに、図４に示される観察スペクトル演算部７２に転送される。
【００７６】
観察スペクトル演算部７２は、スペクトル推定演算部７１にて求められた歯牙のスペクトルに観察したい照明光Ｓ（λ）を乗算することにより、観察したい照明光下での被写体のスペク卜ルを求める。このＳ（λ）は、Ｄ６５やＤ５５光源、蛍光灯光源等、歯牙の色を観察したい光源であり、このデータは画像ファイリング部１１３に予め格納されている。観察スペクトル演算部７２にて求められた観察したい照明光下での被写体のスペクトルは、色度値演算部７３へ転送される。
【００７７】
色度値演算部７３は、観察したい照明光下での被写体のスペクトルから色度値であるＬ＊ａ＊ｂ＊を算出し、更に、歯牙の部位毎に色度値Ｌ＊ａ＊ｂ＊を平均化し、この結果を部位と対応付けて色見本選択部８０及び画像表示制御部１１５に出力する。
【００７８】
一方、観察したい照明光下での被写体のスペクトルＧ（ｘ，ｙ，λ）は、カラー画像作成処理部１１２に送られる。カラー画像作成処理部１１２は、モニタ上に表示するためのＲＧＢ画像データであるＲＧＢ２（ｘ，ｙ）を作成し、画像表示制御部１１５に出力する。
【００７９】
画像表示制御部１１５は、ＲＧＢカラー画像データと患者の歯牙の各部位の平均色度値Ｌ＊ａ＊ｂ＊とが入力されると、これらの情報をモニタ４に表示させる。図１２は、表示画面の一例を示した図であり、画面の略中央左上に患者の歯牙のＲＧＢカラー画像が表示されている。
【００８０】
ユーザは、モニタ４に表示された患者の歯牙のＲＧＢカラー画像上において、歯型色見本と比較するための比較領域を入力装置５を操作することにより設定する。これにより、図１３に示すようにモニタ４に表示された患者の歯牙のＲＧＢカラー画像上には比較領域Ａが設定されるとともに、この比較領域Ａの位置情報が入力装置５から色見本選択部８０に転送される。
【００８１】
図７において、色見本選択部８０の部位設定部８１は、入力装置５から与えられた比較領域Ａの情報に基づいて比較領域Ａが属する部位を判定し、その部位を対象部位として設定する。例えば、色見本選択部８０は、輪郭抽出により比較領域Ａが歯牙のどの部位に相当するかを認識することにより、比較領域Ａが属する部位を判定する。本実施形態では、対象部位として歯茎部が設定される。
部位設定部８１により設定された対象部位の情報は、比較情報抽出部８２及び歯牙情報抽出部８３に転送される。比較情報抽出部８２は、色見本情報記憶部１１４から歯茎部の情報群を抽出し、抽出した情報群を色比較部８４に出力する。また、歯牙情報抽出部８３は色度値演算部７３から転送されてきた患者の歯牙の各部位の平均色度値の中から歯茎部に該当する平均色度値を抽出し、色比較部８４に出力する。
【００８２】
色比較部８４は、比較情報抽出部８２から入力された情報群の各平均色度値Ｌ＊ａ＊ｂ＊と歯牙情報抽出部８３から入力された平均色度値Ｌ＊ａ＊ｂ＊との色差ΔＥをそれぞれ算出し、算出した色差ΔＥと情報群とを対応付けて情報選択部８５に出力する。色差ΔＥは以下の（２）式にて与えられる。
【００８３】
【数２】
2009053160.tif 000004
【００８４】
上記（２）において、Ｌ＊，ａ＊，ｂ＊は患者の歯牙の歯茎部に係る平均色度値、Ｌ´＊，ａ´＊，ｂ´＊は情報群の平均色度値である。
【００８５】
情報選択部８５は、上記色差ΔＥが最小である情報群を最適な情報群であるとして選択し、選択した情報群を画像表示部１１５に出力するとともに、当該情報群が属する色見本情報のＲＧＢカラー画像データを色見本情報記憶部１１４から取得し、取得した歯型色見本のＲＧＢカラー画像データを画像表示制御部１１５に出力する。
【００８６】
画像表示制御部１１５は、色見本選択部８０から入力された歯型色見本のＲＧＢカラー画像データ及び情報群を構成する平均色度値Ｌ＊ａ＊ｂ＊、色差ΔＥ、治療支援情報等の各種情報をモニタ４に表示する。図１４にモニタ画面の一例を示す。図１４に示されるように、患者の歯牙のＲＧＢカラー画像に並んで情報選択部８５によって選択された情報群の歯型色見本のＲＧＢカラー画像データを表示すると共に、対象部位、即ち、歯茎部の治療支援情報が表示される。なお、図１４では治療支援情報をリストとして表しているが、例えば、図１５に示すように歯型色見本における層構造をよりわかりやすく示してもよいし、図１６に示すように、歯茎部の断面図を表示し、各層の構造等をわかりやすく示すこととしてもよい。なお、表示例については一例であり、治療支援情報をユーザに通知するものであればよい。また、更に図１７に示されるように、患者の歯牙のＲＧＢカラー画像と歯型色見本のＲＧＢカラー画像とを隣接させて表示させることとしてもよい。このように表示させることにより、色調の細やかな比較が容易となる。
【００８７】
以上、説明してきたように本実施形態に係る歯科用測色装置によれば、歯牙の形状を有するとともに部位に応じた層構造を持つ歯型色見本を撮影することにより歯型色見本の画像を取得し、この画像に基づいて各部位の色度平均値を算出し、この色度平均値と当該歯型色見本の治療支援情報とを部位毎に対応付けて色見本情報記憶部１１４に記憶する。そして、歯型色見本の患者の歯牙の画像上において設定された比較領域が属する部位（対象部位）の情報群を色見本情報記憶部１１４から抽出し、抽出した情報群の中で患者の歯牙の対象部位における測色情報に近似する情報群を選択する。このように、立体的な歯牙の形状を有するとともに部位に応じた層構造を持つ歯型色見本の画像に基づいて色度平均値等の情報群を作成するので、歯牙の立体的な形状による半透明な層の内部における光の回り込みまたは色の写り込み等を考慮した治療支援情報の選択を行うことが可能となる。これにより、選択した治療支援情報に基づいた補綴材の充填等の治療が行われることにより、治療後の窩洞の色を周辺の色になじんだ自然な色とすることが可能となる。
【００８８】
なお、本実施形態では、平均色度値に基づいて患者の歯牙の色に近い情報群を選択することとしたが、上記例は一例であり、他の測色情報に基づいて選択することとしてもよい。例えば、上記平均色度値に代えて、色度算出部７０で得られるスペクトル（本実施形態では、分光反射率）に基づいて情報群を選択することとしてもよい。
この場合、色見本情報記憶部１１４には、上記平均色度値に代えてスペクトル推定演算部７１(図４参照)により取得された分光反射率が記憶されることとなる。
また、情報群の選択については、例えば、以下の（３）式に基づいてスペクトル判定値Ｊvalueを求め、このスペクトル判定値Ｊvalueに基づいて行われる。
【００８９】
【数３】
2009053160.tif 000005
【００９０】
上記（３）式において、Ｊvalueは、スペクトル判定値、Ｃは正規化係数、nは統計個数（計算に使用したλの個数）、λは波長、ｆ１（λ）は患者の歯牙の分光感度スペクトル値、ｆ２（λ）は歯型色見本の情報群における分光感度スペクトル値、Ｅ（λ）は判定感度補正値である。なお、本実施形態では、Ｅ（λ）によって、λに応じた分光感度に関する重み付けを行っている。
【００９１】
このようにして、各歯型色見本の分光反射率を上記（３）式のｆ２（λ）に代入し、それぞれのスペクトル判定値Ｊvalueを算出する。そして、最も小さいスペクトル判定値Ｊvalueを示したときの歯型色見本の情報群を選択することとしてもよい。また、選択する歯型色見本の数は、１つに限られず予め設定された数或いは差分が一定の範囲内にある情報群を全て選択することとしてもよい。
【００９２】
また、本実施形態では、図５に示されるように、歯牙を歯茎部、中央部、切縁部の３つの領域に区分していたが、これに限られず、例えば、図１８に示されるように、III級、
IＶ級、Ｖ級のように、他の区分けをすることとしてもよい。
【００９３】
また、本実施形態では、単品の歯型色見本を撮像装置１で撮影していたが、これに代えて、図１９に示されるように、ゴム製の擬似歯肉に歯型色見本及び擬似隣接歯を取り付け、この状態で撮影を行うこととしてもよい。歯型色見本を実際の口腔内と同様の状況下で撮影することにより、歯肉による赤色の写り込みや隣接歯による陰影等を加味した色見本画像データを取得することが可能となる。このような色見本画像データを用いて平均色度値等の測色情報を取得することで、患者の歯牙の色により近い情報群を選択することが可能となり、より適切な治療支援情報を得ることが可能となる。
【００９４】
また、本実施形態においては、各部位の平均色度値を測色情報として用いていたが、平均ではなく部位の中心位置の色度値を測色情報として採用することとしてもよい。また、測色情報を得る色空間はＬ＊ａ＊ｂ＊色空間に限られず、例えば、ＶＣＨ空間における輝度、彩度、色相を用いてもよく、また、ＸＹＺ空間におけるＸ，Ｙ，Ｚ値を用いることとしてもよい。
【００９５】
また、歯型色見本は、前歯、臼歯、犬歯等に更に分類されていてもよいし、子供、成人、老人等の年齢に応じて分類されていてもよい。これらによっても層構造、特に、層の厚さが異なるからである。
また、本実施形態では、モニタ４に表示された患者の歯牙のＲＧＢカラー画像上で比較領域を指定し、この比較領域に基づいて対象部位を設定することとしていたが、対象部位の設定方法についてはこの例に限定されない。例えば、入力装置５から対象部位自体を直接的に指定することとしてもよい。
【００９６】
また、対象部位を自動的に設定することとしてもよい。例えば、窩洞が形成された患者の歯牙の画像データにおいて窩洞を特定し、該窩洞が属する部位を対象部位として設定することとしてもよい。窩洞の色は周囲の色とは異なる色をしていることから、エッジ検出等の画像処理を行うことで容易に窩洞を特定することが可能である。
また、本実施形態では、歯型色見本を撮影装置１で撮影することにより歯型色見本の各部位の色度値を取得することとしていたが、歯型色見本の色度値の取得方法についてはこの例に限定されない。例えば、分光器により歯型色見本の色度値を部位ごとに測定して、各部位における平均色度値を色見本選択部８０に転送することとしてもよい。
【００９７】
また、本実施形態においては実際の歯牙の形状を有する歯型色見本を用いたが、これに更に、各部位に窩洞を形成し、その窩洞に対して部位に応じた層構造で補綴材を充填し、補綴材充填後の歯型色見本から測色情報を取得することとしてもよい。ここで、測色情報は、補綴材充填後の歯型色見本を撮影して得られた色見本画像データから取得されるようにしてもよいし、歯型色見本の測色情報が既知である場合には、ユーザにより入力装置５から直接入力されるようにしてもよい。
【００９８】
この構成においては、ユーザは、歯型色見本に窩洞を形成し、その窩洞に補綴材を充填する。次いで、ユーザまたは歯科用測色装置３により、窩洞の境界近傍において、窩洞の内外の色が比較される。そして、窩洞の内外の色がほぼ一致した場合には、補綴材充填後の歯型色見本の測色情報および充填された補綴材の層構造等の治療支援情報が色見本情報記憶部１１４に記憶される。また、窩洞の内外の色が一致しなかった場合には、ユーザは、補綴材を窩洞に充填し直し、窩洞の内外の色が再度比較される。これらの作業は、窩洞の内外の色が一致するまで繰り返される。
【００９９】
このように、歯型色見本に形成された窩洞に対して実際に補綴材を充填し、充填後の歯型色見本から測色情報を治療支援情報と対応付けて取得することにより、患者の歯に窩洞を形成するような治療形態に適合した治療支援情報を選択することが可能となる。また、歯型色見本に形成された窩洞に実際の臨床で用いられる補綴材が充填されるので、臨床で実施される補綴材の充填手技を模擬するとともに、治療後の患者の歯により近い状態の歯型色見本を得ることができる。また、窩洞の位置と形状および色の分布を異ならせて歯型色見本を多数作成した上で、それぞれの歯型色見本の測色情報および治療支援情報を色見本情報記憶部１１４に記憶させることもできる。これにより、種々の症状および様々な患者の歯の色に適した治療支援情報を選択することができる。
【０１００】
〔第２の実施形態〕
以下、本発明の第２の実施形態に係る歯科用測色装置について説明する。
本実施形態に係る歯科用測色装置では、図２０に示されるように、歯茎部、中央部、切縁部からなる各部を複数の小領域に細分化し、該小領域単位で測色情報（例えば、色度値や分光反射率）を取得し、これらを各部位と対応付けて色見本情報記憶部１１４に記憶する。
【０１０１】
このような歯科用測色装置においては、患者の歯牙のマルチバンド画像データが入力されると、色度算出部７０（図４参照）の色度値演算部７３において上記小領域毎の平均色度値が算出され、これらの値が小領域に対応付けられて色見本選択部８０に転送される。
一方、図１３に示されるような表示画面において、ユーザによって比較領域Ａが指定されると、色見本選択部８０の対象部位設定部８１（図７参照）はこの比較領域が属する部位を対象部位として設定し、設定した対象部位の情報と比較領域の情報とを比較情報抽出部８２及び歯牙情報抽出部８３に転送する。
【０１０２】
例えば、図２１に示されるように、歯茎部の一部が比較領域Ｃとしてユーザに指定された場合、対象部位として歯茎部が設定されるとともに、比較領域Ｃの情報が比較情報抽出部８２及び歯牙情報抽出部８３に転送される。
【０１０３】
比較情報抽出部８２は、歯茎部に対応付けられている情報群を色見本情報記憶部１１４から抽出し、抽出した情報群を上記比較領域の情報とともに色比較部８４に出力する。一方、歯牙情報抽出部８３は、色度値演算部７３から入力される患者の歯牙の各小領域における平均色度値の中から比較領域に属する小領域の平均色度値を抽出し、これを色比較部８４に出力する。
【０１０４】
色比較部８４は、比較情報抽出部８２から入力された各情報群から比較領域に属する小領域の平均色度値を抽出し、各小領域の平均色度値を歯牙情報抽出部８３から入力された各小領域の平均色度値とそれぞれ比較する。具体的には、同じ位置の平均色度値同士を比較し、小領域毎に色差を求める。なお、色差は、上記（２）式に基づいて算出される。
これにより、例えば、図２１に示されるように、比較領域が６つの小領域で構成されていた場合には、６つの色差が求められることとなる。色比較部８４は小領域毎に色差を算出すると、これらの色差を情報群とともに情報選択部８５に転送する。
【０１０５】
情報選択部８５は、色比較部８４から入力された色差が最小である情報群を最適な色見本として選択する。本実施形態の場合、１つの情報群に対して複数の色差が入力されるので、最小二乗法等の統計的手段を用いて最適な情報群を選択する。情報選択部８５は、選択した情報群が属する色見本情報のＲＧＢカラー画像データを色見本情報記憶部１１４から取得し、このＲＧＢカラー画像データと、選択した情報群とを画像表示部１１５に出力する。
【０１０６】
以上説明してきたように、本実施形態に係る歯科用測色装置によれば、各部位を複数の小領域に細分化し、小領域毎に色比較を行うので、より詳細に色比較を行うことが可能となる。これにより、更に適した治療支援情報を医師に対して提示することが可能となる。
なお、上記小領域の大きさについては限定されない。例えば、各画素を小領域として設定することとしてもよい。
【０１０７】
また、複数の小領域は、治療の対象となる関心領域と、関心領域の周囲の領域とを含むこととしてもよい。当該周囲の領域は、複数の領域に分割されていてもよいし、関心領域を取り囲む一つの領域としてもよい。このようにすることで、対象部位のうち、関心領域とその周囲の領域のそれぞれについて、色比較を行うことができる。実際の歯牙は半透明な層を含む構造を有するので、関心領域の周囲の領域から光が回り込むことにより、その周囲の領域における固有の色が関心領域に写り込むことがある。そのため、患者の歯牙と歯型色見本とを比較する際に、関心領域自体の固有の色および層構造が異なっているのに、その周囲の領域自体の固有の色および層構造の影響を受けることにより、当該関心領域における測色情報が近似することが何通りか生じる場合がある。よって、単に関心領域のみの情報群を取得すると、周囲の領域の情報群が加味されていないために、適切でない治療支援情報が選択されることがある。この場合、実際に患者の歯牙に補綴材を充填等すると、充填等された部位の測色情報が、歯型色見本において予め測定された測色情報と異なることがある。よって、関心領域だけでなく、その周囲の領域においても測色情報の比較を行うことにより、当該周囲の領域における固有の色および層構造による影響が加味された測色情報を得ることができる。この結果、患者の歯牙の色に合う適切な治療支援情報を選択する精度を向上させることが可能となる。
【０１０８】
また、本実施形態においては、比較領域に属する小領域の測色情報同士をそれぞれ比較することとしたが、対象部位に属する全ての小領域に対して測色情報をそれぞれ比較することにより、少なくとも１つの情報群を選択することとしてもよい。
【０１０９】
なお、本実施形態において、対象部位と比較領域とを自動的に設定することとしてもよい。例えば、窩洞が形成された患者の歯牙の画像データにおいて窩洞を特定し、該窩洞が属する部位を対象部位として設定することとしてもよい。窩洞の色は周囲の色とは異なる色をしていることから、エッジ検出等の画像処理を行うことで容易に窩洞を特定することが可能である。また、特定した対象部位において窩洞の周辺に位置する所定数の小領域を比較領域として自動的に設定することとしてもよい。このように、対象部位及び比較領域を自動的に設定することにより、医師等のユーザの負担を軽減させることが可能となる。
このように、窩洞の周辺を比較領域として設定することで、治療後の窩洞部の色をその周辺と略同じ色にすることが可能となる。この結果、治療痕を自然な仕上がりとすることができる。
【０１１０】
〔第３の実施形態〕
以下、本発明の第３の実施形態に係る歯科用測色装置について説明する。
本実施形態に係る歯科用測色装置では、上記歯型色見本に基づいて取得された情報群に加えて、以下のような手法により得られた情報についても色見本情報として取り扱う。
まず、患者の歯牙に形成された窩洞に対して医師師がレジン充填を行うことにより治療を行う（図２２のステップＳＡ１）。続いて、レジン充填治療後の患者の歯牙を撮像装置１により撮影し、取得された患者自身の歯牙のマルチバンド画像データを取得する（ステップＳＡ２）。このマルチバンド画像データは、色度算出部７０において各種処理が行われ、平均色度値等が色見本選択部８０に出力される（ステップＳＡ３）。
【０１１１】
また、医師は入力装置５から今回の治療情報を治療支援情報として入力する（ステップＳＡ４）。例えば、層構造、層の厚さ、治療部位、層の材質情報等を治療支援情報として入力する。入力された情報は、色見本選択部８０に転送される。色見本選択部８０は色度算出部７０から入力された平均色度値と入力装置５から得られた治療支援情報とを対応付けて色見本情報として色見本情報記憶部１１４に記憶する（ステップＳＡ５）。
【０１１２】
以上説明してきたように、本実施形態に係る歯科用測色装置によれば、レジン充填後の患者自身の歯牙の画像を色見本情報として使用することが可能となるので、より適切なレジン充填のレシピを選択することが可能となる。この結果、患者の歯により合致した治療支援情報によって治療を行うことが可能となる。
【０１１３】
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
【図面の簡単な説明】
【０１１４】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る撮像装置及びクレードルの概略構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示した光源のスペクトルを示す図である。
【図３】信号補正を説明する図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る歯科用測色装置の概略構成を示すブロック図である。
【図５】歯牙に設定される各部位を示した図である。
【図６】色見本情報の一例を示した図である。
【図７】本発明の第１の実施形態に係る色見本選択部の機能ブロック図である。
【図８】図４に示したスペクトル推定演算部の概略内部構成を示す図である。
【図９】入力γ補正を説明する図である。
【図１０】画素補間演算において、Ｒ信号及びＢ信号に適用されるローパスフィルタの一例を示す図である。
【図１１】画素補間演算において、Ｇ信号に適用されるローパスフィルタの一例を示す図である。
【図１２】モニタの表示画面の一例を示した図である。
【図１３】図１２に示した表示画面において、比較領域が指定された場合の表示画面を示した図である。
【図１４】色見本選択部によって選択された情報群が表示された画面を示す図である。
【図１５】治療支援情報の他の表示態様を示した図である。
【図１６】治療支援情報の他の表示態様を示した図である。
【図１７】治療支援情報の他の表示態様を示した図である。
【図１８】部位の他の設定態様を示した図である。
【図１９】撮影時における歯型色見本の配置の一例を示した図である。
【図２０】小領域について説明するための図である。
【図２１】歯茎部に比較領域が設定された場合の小領域の取り扱いについて説明するための図である。
【図２２】患者自身の歯牙のデータを色見本情報として利用する場合の処理手順について示したフロチャートである。
【符号の説明】
【０１１５】
１  撮像装置
２  クレードル
３  歯科用測色装置
４  モニタ
５  入力装置
７０  色度算出部
７１  スペクトル推定演算部
７２  観察スペクトル演算部
７３  色度値演算部
８０  色見本選択部
８１  部位設定部
８２  比較情報抽出部
８３  歯牙情報抽出部
８４  色比較部
８５  情報選択部
１１０  マルチバンド画像メモリ
１１２  カラー画像作成処理部
１１４  色見本情報記憶部
１１５  画像表示制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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