KR20060111906A

KR20060111906A - 화상 처리 시스템

Info

Publication number: KR20060111906A
Application number: KR1020067021448A
Authority: KR
Inventors: 야스히로 고미야; 도루 와다; 오사무 곤노; 다께유끼 아지또; 도모유끼 나까무라
Original assignee: 올림푸스 가부시키가이샤
Priority date: 2002-07-26
Filing date: 2003-07-24
Publication date: 2006-10-30
Also published as: EP2433555A2; US20080192235A1; JP4937971B2; KR100714349B1; US7876955B2; KR100722897B1; EP1528380A4; CN101332080A; CN101259010A; US7756327B2; CN101259010B; EP1528380A1; JP2008304466A; KR20050026009A; US20060152586A1; JP4870067B2; CN1672021A; JP2008292495A; JP2008170437A; AU2003252254A1

Abstract

이 화상 처리 시스템은 치과용에 적용된 경우의 예로서, 환자(59)의 의치를 제작할 때에 촬영 장치(1A)에 의해 각각 서로 다른 파장의 복수의 조명광 LED를 발광시키면서 환자(59)의 치아부의 촬영을 행하여, 화상 데이터가 취득된다. 상기 화상 데이터는 처리 장치인 치과용의 파일링 시스템(2A)에 전달되고, 그곳에서 색재현 데이터가 연산에 의해 구해진다. 또한, 상기 색재현 데이터는 공중 회선을 통해 치과 기공소(55)에 송신된다. 거기서, 도재 배합비 계산 데이터베이스(56)를 검색하여, 환자(5)의 치아부의 색조와 합치하는 의치 도재의 배합 데이터가 구해지고, 환자(59) 치아의 색에 매우 가까운 의치가 제작된다.

촬영 장치, 치아부 촬영, 색재현 데이터, 가시광역, 색조

Description

화상 처리 시스템{IMAGE PROCESSING SYSTEM}

도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 있어서의 화상 처리 시스템의 구성을 도시한 블록도.

도 2는 상기 제1 실시 형태에 있어서의 LED의 배치예 및 구성예를 도시한 도면.

도 3은 상기 제1 실시 형태에 있어서의, CCD의 분광 감도 특성 및 LED의 발광 스펙트럼과, 이들 양자에 의한 분광 특성을 도시한 선도.

도 4는 상기 제1 실시 형태의 6밴드 분광 화상 취득에 있어서의 각 LED의 발광 및 촬상 소자의 화상 취득의 동작을 도시한 플로우차트.

도 5는 상기 제1 실시 형태의 6밴드 분광 화상 취득에 있어서의 각 LED의 발광 및 촬상 소자의 화상 취득의 동작 모습을 도시한 타이밍차트.

도 6은 상기 제1 실시 형태의 6밴드 분광 화상 취득에 있어서의 각 프레임의 밴드 특성을 도시한 선도.

도 7은 상기 제1 실시 형태의 모니터용 화상 취득에 있어서의 각 LED의 발광 및 촬상 소자의 화상 취득의 동작을 도시한 플로우차트.

도 8은 상기 제1 실시 형태의 모니터용 화상 취득에 있어서의 각 LED의 발광및 촬상 소자의 화상 취득의 동작 모습을 도시한 타이밍차트.

도 9는 상기 제1 실시 형태의 모니터용 화상 취득에 있어서의 각 프레임의 밴드 특성을 도시한 선도.

도 10은 상기 제1 실시 형태에 있어서의, 6원색의 LED가 각각 3개씩 형성되어 있을 때의 점등 실행법의 예를 도시한 도면.

도 11은 상기 제1 실시 형태에 있어서, 하우징의 투사구에 대하여 착탈 가능하게 구성된 패드부를 도시한 사시도.

도 12는 상기 제1 실시 형태의 처리 장치에 있어서의 디스플레이에 표시하기 위한 색재현을 행하는 구성을 도시한 블록도.

도 13은 상기 제1 실시 형태에 있어서, 취득된 피사체 분광 화상에 기초하여 피사체에 관한 화상 판별을 행하기 위한 구성예를 도시한 블록도.

도 14는 상기 제1 실시 형태의 처리 장치에 있어서 입력 프로파일을 생성하는 구성예를 도시한 블록도.

도 15는 상기 제1 실시 형태의 촬영 장치의 LCD 모니터에 있어서의 표시예를 도시한 도면.

도 16은 상기 제1 실시 형태의 화상 처리 시스템을 사용할 때의 모습의 일례를 도시한 도면.

도 17은 본 발명의 제2 실시 형태에 있어서의 화상 처리 시스템의 구성을 도시한 블록도.

도 18은 상기 제2 실시 형태에 있어서, 풀 모드 및 판독 2배속 모드에 있어서의 판독 모습을 도시한 타이밍차트.

도 19는 상기 제2 실시 형태에 있어서, 2/4라인 2배속 모드 및 2/8라인 4배속 모드에 있어서의 판독되는 라인의 모습을 도시한 도면.

도 20은 상기 제2 실시 형태에 있어서, 촬영 모드를 설정할 때의 동작을 도시한 플로우차트.

도 21은 본 발명의 제3 실시 형태에 있어서의 화상 처리 시스템의 구성을 도시한 블록도.

도 22는 상기 제3 실시 형태의 화상 처리 시스템을 사용할 때의 모습의 일례를 도시한 도면.

도 23은 상기 제3 실시 형태에 있어서의, LED의 발광 스펙트럼 및 컬러 필터 어레이를 통한 CCD의 분광 감도 특성을 도시한 선도.

도 24는 상기 제3 실시 형태에 있어서, 6밴드의 분광 화상을 생성할 때의 프레임별 분광 화상의 분광 특성을 도시한 선도.

도 25는 상기 제3 실시 형태에 있어서, 모니터용 화상을 생성할 때의 프레임별 분광 화상의 분광 특성을 도시한 선도.

도 26은 상기 제3 실시 형태의 6밴드 분광 화상 취득에 있어서의 각 LED의 발광 및 촬상 소자의 화상 취득의 동작을 도시한 플로우차트.

도 27은 상기 제3 실시 형태의 6밴드 분광 화상 취득에 있어서의 각 LED의 발광 및 촬상 소자의 화상 취득의 동작 모습을 도시한 타이밍차트.

도 28은 상기 제3 실시 형태의 모니터용 화상 취득에 있어서의 각 LED의 발광 및 촬상 소자의 화상 취득의 동작을 도시한 플로우차트.

도 29는 상기 제3 실시 형태의 모니터용 화상 취득에 있어서의 각 LED의 발광 및 촬상 소자의 화상 취득의 동작 모습을 도시한 타이밍차트.

도 30은 상기 제3 실시 형태에 있어서의, 8밴드의 분광 화상을 생성할 때의 LED의 발광 스펙트럼 및 컬러 필터 어레이를 통한 CCD의 분광 감도 특성을 도시한 선도.

도 31은 상기 제3 실시 형태에 있어서, 8밴드의 분광 화상을 생성할 때의 프레임별 분광 화상의 분광 특성을 도시한 선도.

도 32는 상기 제3 실시 형태의 8밴드 분광 화상 취득에 있어서의 각 LED의 발광 및 촬상 소자의 화상 취득의 동작을 도시한 플로우차트.

도 33은 상기 제3 실시 형태의 8밴드 분광 화상 취득에 있어서의 각 LED의 발광 및 촬상 소자의 화상 취득의 동작 모습을 도시한 타이밍차트.

도 34는 상기 제3 실시 형태에 있어서, 모니터용 화상을 생성할 때의 프레임별 분광 화상의 분광 특성을 도시한 선도.

도 35는 상기 제3 실시 형태의 모니터용 화상 취득에 있어서의 각 LED의 발광 및 촬상 소자의 화상 취득의 동작을 도시한 플로우차트.

도 36은 상기 제3 실시 형태의 모니터용 화상 취득에 있어서의 각 LED의 발광 및 촬상 소자의 화상 취득의 동작 모습을 도시한 타이밍차트.

도 37은 본 발명의 제4 실시 형태에 있어서의 화상 처리 시스템의 구성을 도시한 블록도.

도 38은 상기 제4 실시 형태에 있어서, 스펙트럼 검출 센서를 복수개 배열한 화상 처리 시스템을 사용할 때의 모습의 일례를 도시한 도면.

도 39는 상기 제4 실시 형태에 있어서의 스펙트럼 검출 센서의 구성예를 도시한 단면도.

도 40은 상기 제4 실시 형태의 스펙트럼 검출 센서에 접속되는 광 화이버의 입사단의 모습을 도시한 단면도.

도 41은 상기 제4 실시 형태의 스펙트럼 검출 센서에 접속되는 광 화이버의 입사단 근방에 센서용 광학계를 배열한 구성예를 도시한 단면도.

도 42는 상기 제4 실시 형태에 있어서, 환경광 취득용으로 형성된 스펙트럼 검출 센서에 접속되는 광 화이버의 입사단의 모습을 도시한 단면도.

도 43은 본 발명의 제5 실시 형태의 치과용 화상 처리 시스템의 시스템 구성도.

도 44는 상기 도 43의 치과용 화상 처리 시스템에 적용되는 촬영 장치의 블록 구성도.

도 45는 본 발명의 제6 실시 형태의 화상 처리 시스템의 구성을 도시한 도면.

도 46은 상기 도 45의 화상 처리 시스템의 블록 구성도.

도 47은 상기 도 45의 화상 처리 시스템의 촬영 장치에 있어서의 촬영 처리 중의 촬영 대기 처리 루틴의 플로우차트.

도 48은 상기 도 45의 화상 처리 시스템의 촬영 장치에 있어서의 촬영 처리 중의 촬영 루틴의 플로우차트.

도 49는 본 발명의 제7 실시 형태의 화상 처리 시스템의 블록 구성도.

도 50은 상기 도 49의 화상 처리 시스템의 촬영 장치에 의해 정반사 피사체를 각 색의 LED 광으로 조명했을 때의 상태를 도시한 도면으로, 도 50의 (A)는 상기 결상시의 정반사되는 피사체와 각 색의 LED와 CCD의 배치를 도시하고, 도 50의 (B)는 정반사 부분의 어느 화상을 도시한 도면.

도 51은 상기 도 49의 화상 처리 시스템의 촬영 장치에 의해 정반사 피사체를 각 색의 LED 광으로 조명했을 때의 CCD에 결상되는 각 색의 LED의 조명에 의한 정반사 부분이 존재하는 피사체상과, 상기 화상 처리 시스템의 촬영 장치에서 상기 피사체상으로부터 정반사 부분을 삭제한 피사체상을 도시한 도면.

도 52는 상기 도 49의 화상 처리 시스템의 촬영 장치에 있어서의 정반사 부분 삭제 처리의 플로우차트.

도 53은 본 발명의 제8 실시 형태의 화상 처리 시스템의 블록 구성도.

도 54는 상기 도 53의 화상 처리 시스템의 촬영 장치에 의해, 정반사 피사체를 촬영한 경우에 있어서의 상기 정반사 피사체상에서의 광의 반사 상태를 도시한 도면.

도 55는 본 발명의 제9 실시 형태의 화상 처리 시스템의 블록 구성도.

도 56은 상기 도 55의 화상 처리 시스템의 촬영 장치에 있어서의 CCD의 전면에 배치되는 제2 편광판의 정면도.

도 57은 본 발명의 제10 실시 형태의 화상 처리 시스템의 블록 구성도.

도 58은 상기 도 57의 화상 처리 시스템의 촬영 장치에 있어서의 LED 광원에 의한 쉐이딩 상태의 보정전을 도시한 도면으로, 도 58의 (A) 및 도 58의 (B)는 각각 다른 LED의 쉐이딩 상태를 도시한 도면.

도 59는 상기 도 57의 화상 처리 시스템의 촬영 장치에 있어서의 LED 광원에 의한 쉐이딩 상태의 보정후를 도시한 도면으로, 도 59의 (A) 및 도 59의 (B)는 각각 다른 LED의 쉐이딩 보정 상태를 도시한 도면.

도 60은 본 발명의 제11 실시 형태의 화상 처리 시스템의 블록 구성도.

도 61은 상기 도 60의 화상 처리 시스템에 있어서의 촬영 장치의 LED 광원부의 배치도.

도 62는 본 발명의 제12 실시 형태인 화상 처리 시스템의 블록 구성도.

도 63은 본 발명의 제13 실시 형태인 화상 처리 시스템의 블록 구성도.

도 64는 본 발명의 제14 실시 형태인 화상 처리 시스템의 블록 구성도.

도 65는 본 발명의 제15 실시 형태인 화상 처리 시스템의 시스템 구성도.

도 66은 본 발명의 제16 실시 형태인 화상 처리 시스템에 적용되는 화상 촬영부의 블록 구성도.

도 67은 본 발명의 제17 실시 형태인 화상 처리 시스템에 적용되는 촬영 장치의 블록 구성도.

도 68은 본 발명의 제18 실시 형태인 화상 처리 시스템에 의한 진찰 상태를 도시한 도면.

도 69는 본 발명의 제19 실시 형태인 화상 처리 시스템에 의한 진찰 상태를 도시한 도면.

본 발명은 피사체의 분광 스펙트럼 화상 정보를 취득하고, 취득 화상으로부터 피사체의 화상의 고정밀도의 색재현이나 검사, 판정 등을 행하는 화상 처리 시스템에 관한 것이다.

최근, 건강에 대한 관심이 높아지고 있으며, 또한 심미 추구로서 화이트닝에의 요구가 높아지고 있다. 종래, 피부과, 에스테틱 살롱, 미용 카운셀링 등에서는, 피부 진단용 카메라가 이용되어 진단에 사용되어 왔다. 특히 피부과의 경우에는, 피부 표면의 진단으로서, 피부 구멍이나 피부 돌출 부분의 화상으로부터 특징을 포착하여 카운셀링이 행해지고 있다. 또한, 상기 피부 진단용 카메라에 관해서는, 일본 특허공개평8-149352호 공보나, 특허공개평7-322103호 공보 등에 제안이 되어 있다.

한편, 치과 치료에 있어서의 의치 제작에 관해서는, 종래에는 의치의 색을 결정할 때, 쉐이드 가이드에 의해 환자 본인의 치아의 색과 비교함으로써 색의 등급 판정이 행해지고 있다.

상술한 바와 같이 피부과, 치과를 비롯하여 정확한 색재현이 요구되고 있지만, 종래의 고정밀도의 색재현 시스템으로서 일본 특허공개 2000-152269호 공보에 개시된 시스템은 외부 조명하의 피사체를 멀티 스펙트럼하에서 촬영하는 카메라를 적용하는 것이다. 이 시스템에서는, 피사체 분광 스펙트럼의 고정밀도의 추정을 위하여 다수의 회전 가능한 분광 필터를 이용하고, 그 회전에 의하여 많은 밴드의 데이터를 취득하여, 높은 색재현을 실현 가능하게 하는 것이다.

상술한 피부과, 치과, 또한 정확한 색재현을 요구하는 다른 분야로서, 예를 들면 자동차의 도장색, 건물의 도장색, 식료품의 분광 특성, 의료품의 염색 등에서는 색을 충실하게 색재현하여, 진단, 검사, 확인이나 판별에 사용하는 것이 요구되고 있다. 또한, 이들 장치에 대해서는, 검사 작업성을 고려하여 소형 경량, 또한 핸디인 것도 요구되고 있다.

그러나, 상술한 상기 일본 특허공개평8-149352호 공보나 특허공개평7-322103호 공보 등의 피부 진단용 카메라의 예는 핸디인 것이기는 하지만, 재현성, 높은 색재현에 대하여 충분한 것이라고는 할 수 없다. 또한, 상기 일본 특허공개 2000-152269호 공보에 개시된 회전 필터형을 적용하는 높은 색재현 시스템은 고정 배치형으로 중량이 무겁고, 또한 외부 조명 때문에, 색재현 처리를 위해서는 별도의 조명 센서가 필요하였다.

또한, 종래의 치과 치료에 있어서, 치아의 색을 선택하는 경우, 상술한 바와 같이 색의 농담을 나타내는 쉐이드 가이드로 비교 판단되고 있었지만, 주관적이고, 또한 실내광의 열화, 변화에 의해서도 영향을 받아, 오차가 생기고 있었다. 또한, 기록을 사진으로 행하고 있었지만, 카메라 설정의 확인이 필요하거나, 화상의 크기도 맞추기 어렵고, 또한 필름 감도나 현상 감도가 일정하지 않는 등 정확성이 부족하였다.

그 밖에, 종래의 소형 촬영 장치를 적용하는 색재현 화상 시스템에 있어서의 문제점으로서,

(1) 간단한 구성의 휴대 가능한 촬영 장치에 의해 환경광에 좌우되지 않는 상태에서 더욱 정확한 분광 화상 데이터를 취득할 수 있도록 한 것의 제안은 아직 이루어져 있지 않다.

(2) 피사체가 정반사되는 듯한 광택이 있는 피사체인 경우, 취입된 화상 데이터에 광원에 의한 고정밀도 부분이 생길 가능성이 있지만, 이 점을 간단한 장치로 해결하는 것의 제안도 아직 이루어져 있지 않다.

(3) 색재현을 고정밀도로 하기 위하여, 기준색을 배색한 색표에 의한 캘리브레이션 처리가 행해지고 있지만, 상기 색표는 촬영 장치와는 별도로 준비되기 때문에, 보관 관리가 필요해진다. 이 보관 관리는 사람 손으로 다루어지기 때문에, 색표에 오물이 부착되기 쉽고, 또한 관리 방법에 따라서는 외광에 노출되어 열화될 가능성이 있었다,

(4) 피사체를 조명하는 광원의 배치에 의하여 쉐이딩이 발생할 가능성이 있지만, 상기 쉐이딩을 간단한 장치로 방지할 필요가 있다.

(5) 인체의 혈류 상태나, 체온, 맥박, 심박 등의 관리에 대하여 색재현 화상 시스템을 적용하면, 정확한 진단을 용이하게 행하는 것이 가능해지지만 이들의 제안이 이루어져 있지 않다.

(6) 인체 환부의 촬영시에 있어서 그 촬영 위치의 특정, 또는 촬영 피사체상의 크기 등의 관리를 용이하게 행하는 것이 가능한 시스템이 아직 제안되어 있지 않다.

본 발명은 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 고정밀도의 색재현이나 검사, 판정이 가능하고, 정보 통신 처리에 대해서도 바람직하고, 또한 그 촬상부가 소형 경량이고 휴대성이 우수한 화상 처리 시스템을 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

제1 발명은 피사체를 촬영하기 위한 촬상 광학계와, 상기 피사체로부터의 피사체 신호를 취득하기 위한 촬상 소자부와, 각각 서로 다른 분광 분포 특성을 갖는 복수의 조명 광원과, 화상 촬영 조작을 행하기 위한 촬영 조작부를 가지며, 상기 복수의 조명 광원을 상기 촬상 소자부의 노광 타이밍과 연동하고, 또한 상기 복수의 조명 광원을 선택적으로 점등시킴으로써 복수의 피사체 분광 화상을 얻는 화상 촬영부와, 상기 화상 촬상부에서 촬영된 상기 피사체 분광 화상을 기억하기 위한 화상 메모리부를 가지며, 상기 화상 메모리부에 기억된 화상 신호로부터 원하는 화상 연산을 행하는 화상 처리부를 갖고 있는 화상 처리 시스템이다.

또한, 제2 발명은 상기 제1 발명에 있어서, 상기 화상 처리부가, 또한 상기 화상 메모리부에 기억된 화상 신호로부터 피사체의 소정의 등급 연산, 판별 또는 해석을 행하는 것을 특징으로 한다.

또한, 제3 발명은 상기 제1 발명에 있어서, 상기 화상 촬영부가, 또한 환경광의 분광 분포 특성을 검출하기 위한 조명 검출 센서를 구비하고 있으며, 외부 스트로보 발광 장치가 착탈 가능하고, 상기 조명 검출 센서의 검출부는 상기 외부 스트로보 발광 장치가 장착되었을 때에 스트로보 광의 도광로와 광학적으로 결합하는 것을 특징으로 한다.

제4 발명은 상기 제1 발명에 있어서, 상기 화상 촬영부가, 상기 조명 광원이 피사체에 직접 비춰드는 것을 방지하기 위한 반사광 제거 수단을 더 구비하는 것을 특징으로 한다.

제5 발명은 상기 제1 발명에 있어서, 상기 화상 촬영부가, 상기 조명 광원과 피사체 사이에 조명 얼룩을 경감하기 위한 광학 부재를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.

제6 발명은 상기 제1 발명에 있어서, 상기 화상 촬영부가, 외부 조명 장치와 연동하기 위한 접속 접점부를 가지며, 상기 접속 접점부를 통해 접속된 외부 조명 장치는 상기 조명 광원과 대략 동일한 점등 순서로 점등하는 것을 특징으로 한다.

제7 발명은 상기 제1 발명에 있어서, 상기 복수의 조명 광원이, 중심 파장이 780㎚ 내지 900㎚인 광원, 또는 중심 파장이 300㎚ 내지 380㎚인 광원을 적어도 1개 포함하는 것을 특징으로 한다.

제8 발명은 상기 제1 발명에 있어서, 상기 화상 촬영부와 화상 처리부가 일체화되어 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

제9 발명은 상기 제1 발명에 있어서, 상기 화상 촬영부가, 상기 화상 처리부에 있어서의 캘리브레이션을 행하기 위한 색표를 내장하는 것을 특징으로 한다.

제10 발명은 상기 제1 발명에 있어서, 상기 화상 촬영부로서, 촬영 기능을 갖는 휴대 단말 장치를 적용하고, 각각 서로 다른 분광 분포 특성을 갖는 복수의 조명 광원이 유닛화된 조명 광원부가 상기 촬영 기능을 갖는 휴대 단말 장치에 장 착 가능한 것을 특징으로 한다.

제11 발명은 상기 제1 발명에 있어서, 화상 처리부에 화상 파일링 소프트웨어가 구비되어 있으며, 상기 촬영 조작부가 조작되었을 때에 촬영된 화상 데이터가 상기 화상 파일링 소프트웨어의 소정의 개소에 기록되는 것을 특징으로 한다.

제12 발명은 상기 제1 발명에 있어서, 상기 화상 촬영부가 상기 피사체의 부위 정보를 취득하기 위한 피사체 부위 검출 수단을 더 갖는 것을 특징으로 한다.

제13 발명은 상기 제1 발명에 있어서, 상기 화상 촬영부가 온도 측정부를 더 갖는 것을 특징으로 한다.

제14 발명은 상기 제1 발명에 있어서, 상기 화상 촬영부가 맥박 측정부를 더 갖는 것을 특징으로 한다.

제15 발명은 상기 제1 발명에 있어서, 상기 화상 촬영부가 청진 기능을 더 갖는 것을 특징으로 한다.

제16 발명은 상기 제1 발명에 있어서, 상기 화상 촬영부가 측거(測距) 수단을 더 갖고 있으며, 촬영된 화상중의 피사체의 크기를 관리하는 것을 특징으로 한다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시 형태를 설명한다.

도 1 내지 도 16은 본 발명의 제1 실시 형태를 도시한 것으로, 도 1은 화상 처리 시스템의 구성을 도시한 블록도이다.

이 화상 처리 시스템은 가시광역에 있어서 서로 독립적이며 서로 다른 복수 의 파장 대역의 조명광에 의해 피사체를 조명하여 피사체 분광 화상을 촬영할 수 있는 촬영 장치(1)와, 이 촬영 장치(1)와 접속되어 있으며 이 촬영 장치(1)로부터 출력되는 피사체 분광 화상을 처리하는 처리 장치(2)를 갖고 구성되어 있으며, 이 처리 장치(2)는 필요에 따라서 네트워크(3)에 접속할 수 있도록 구성되어 있다.

상기 촬영 장치(1)는 본 실시 형태에 있어서는, 6종류의 파장 대역의 조명광(6원색의 조명광)을 피사체에 순차 조사하여, 6장의 피사체 분광 화상을 정지 화상으로서 취득하는 촬상과, 6원색의 조명광으로부터 1이상의 조명광을 각각 선택하여 RGB의 3색의 조명광으로 하여 이들을 순차 조사함으로써 면순차식(面順次式)의 동화상으로서 취득하는 촬상을 행할 수 있도록 되어 있다.

상기 촬영 장치(1)는 후술하는 조명광을 피사체에 투사함과 아울러 피사체로부터의 반사광을 입사하기 위한 투사구(5a)를 구비한 하우징(5)과, 이 하우징(5)의 투사구(5a)측에 착탈 가능하게 장착되어 있으며 이 투사구(5a)를 통해 피사체에 투사하는 조명광에 외광이 혼입되지 않도록 차광하기 위한 유연성을 갖는 소재에 의해 대략 통형상으로 형성된 패드부(4)와, 상기 하우징(5)내에 병합되어 있으며 점등됨으로써 피사체를 조명하기 위한 조명광을 발광하는 발광 소자인 제1 LED(6a)∼제6 LED(6f)와, 상기 하우징(5)내에 병합되어 있으며 이들 제1 LED(6a)∼제6 LED(6f)에 의해 조명된 피사체상을 결상하기 위한 촬상 광학계(7)와, 이 촬상 광학계(7)에 의해 결상된 피사체상을 촬상하여 화상 신호를 출력하는 촬상 소자부에 포함되는 촬상 소자인 CCD(8)와, 이 CCD(8)로부터 출력되는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 A/D 변환기(9)와, 이 A/D 변환기(9)로부터 출력되고 후술하는 버 스(10)를 통해 전송되는 피사체 분광 화상을 일단 기억함과 아울러 후술하는 CPU(18)에 의한 작업 영역으로서도 이용되는 메모리(11)와, 사용자가 분광 화상 촬영 동작의 개시를 지시 입력하거나 동화상 촬영 동작의 개시나 종료를 지시 입력하기 위한 각종 조작 스위치나 조작 버튼을 포함하여 이루어지는 촬영 조작부인 조작 스위치(14)와, 이 조작 스위치(14)로부터의 지시 입력을 후술하는 CPU(18)에 전달함과 아울러 이 CPU(18)로부터의 지령에 의해 상기 제1 LED(6a)∼제6 LED(6f)의 발광 제어에 관한 명령 등을 행하거나 이 촬영 장치(1)의 촬상 동작에 관한 제어를 행하는 카메라 제어 I/F(12)와, 이 카메라 제어 I/F(12)로부터의 지령에 기초하여 상기 제1 LED(6a)∼제6 LED(6f)의 발광 개시 타이밍이나 발광 종료 타이밍 등의 발광 동작에 따른 제어를 행하는 LED 드라이버(13)와, 상기 CCD(8)에 의해 촬상되는 동화상이나 상기 메모리(11)에 기억된 피사체 분광 화상(정지 화상)을 후술하는 LCD 모니터(16)에 표시하기 위한 제어를 행하는 모니터 I/F(15)와, 이 모니터 I/F(15)로부터 출력되는 화상을 표시하기 위한 LCD 모니터(16)와, 상기 메모리(11)에 기억된 피사체 분광 화상이나 후술하는 CPU(18)로부터의 제어 데이터 등을 상기 처리 장치(2)에 출력하거나 또는 이 처리 장치(2)로부터의 통신 데이터를 입력하기 위한 외부 I/F(17)와, 상기 A/D 변환기(9), 메모리(11), 카메라 제어 I/F(12), 모니터 I/F(15), 외부 I/F(17), 후술하는 CPU(18) 등을 서로 접속하는 버스(10)와, 상술한 각 회로를 포함하는 이 촬영 장치(1)를 총괄적으로 제어하는 제어부인 CPU(18)를 갖고 구성되어 있다.

상기 처리 장치(2)는 예를 들면 퍼스널 컴퓨터 등으로 이루어지고, 상기 외 부 I/F(17)로부터 출력되는 피사체 분광 화상을 수신하여, 후술하는 바와 같이 입력 프로파일을 이용하여 X, Y, Z 삼자극값을 산출하고, 또한 이 XYZ 삼자극값으로부터 디스플레이 프로파일을 이용하여 피사체가 부여한다고 추정되는 XYZ 삼자극값과 거의 동일한 XYZ 삼자극값이 후술하는 디스플레이(22)에 의해 얻어지는 표시용 신호를 생성하는 연산 장치(21)와, 이 연산 장치(21)로부터 출력되는 표시용 신호에 의해 고도의 색재현이 이루어진 화상을 표시하는 디스플레이(22)를 가지며, 또한, 특히 도시는 하지 않지만 상기 네트워크(3)에 접속하기 위한 네트워크 인터페이스 등도 구비하여 구성되어 있다.

또한, 상기 촬영 장치(1)와 처리 장치(2)는 유선에 의해 접속되어 있어도 되고, 예를 들면 Bluetooth나 무선 LAN 등의 무선에 의해 접속되어 있어도 무방하고, 또는 일체로 구성되어 있어도 된다.

도 3은 CCD(8)의 분광 감도 특성 및 LED(6a∼6f)의 발광 스펙트럼과, 이들 양자에 의한 분광 특성을 도시한 선도이다.

발광 소자인 상기 제1 LED(6a)∼제6 LED(6f)는 도 3의 (A)에 도시한 바와 같이, 각각 서로 다른 독립된 발광 스펙트럼을 갖는 것으로 되어 있으며, 곡선 fL1에 의해 표시되는 제1 LED(6a)의 광은 예를 들면 약간 자색을 띤 청색, 곡선 fL2에 의해 표시되는 제2 LED(6b)의 광은 예를 들면 약간 녹색을 띤 청색, 곡선 fL3에 의해 표시되는 제3 LED(6c)의 광은 예를 들면 약간 청색을 띤 녹색, 곡선 fL4에 의해 표시되는 제4 LED(6d)의 광은 예를 들면 약간 황색을 띤 녹색, 곡선 fL5에 의해 표시되는 제5 LED(6e)의 광은 예를 들면 오렌지, 곡선 fL6에 의해 표시되는 제6 LED(6f)의 광은 예를 들면 적색 등으로 되어 있다.

또한, 도시한 예에서는, 제1 LED(6a)∼제6 LED(6f)의 각 발광 스펙트럼은 서로 겹쳐지지 않게 완전히 분리되어 있지만, 일부가 겹쳐지는 발광 스펙트럼이어도 무방하다. 물론 LED의 종류도 6종류에 한정되는 것은 아니고, 적절한 종류수의 LED의 조합을 채용할 수 있다.

여기에, 각 LED에 의한 조명광의 스펙트럼 배열은 균등 파장 간격(파장 방향으로 균등한 간격으로 예를 들면 피크가 늘어선 것), 균등 파장비 간격(파장 방향으로 일정한 비율 간격으로 피크 등이 늘어선 것), 특정 목적용의 특정 배열(특정 목적에 따라 파장 방향으로 특정 배열로 피크 등이 늘어선 것), 특정 파장색 체배 설정(특정 파장을 기본 파장으로 하여 체배 파장 위치에 피크 등이 늘어선 것), 특정 편광색 배치(파장 방향을 따라 늘어선 피크로 표시되는 각 광이 특정 방향으로 편광되어 있는 것), 가시역외 광 배치(파장 방향을 따라 늘어선 피크로 표시되는 광이 가시역외의 영역에도 도달해 있는 것) 등의 어느것이더라도 채용하는 것이 가능하고, 사용 목적에 가장 합치하는 것을 선택하도록 하면 된다.

또한, 여기서는, 발광 소자로서, 경량, 소형, 아울러 비교적 저가로 입수 용이하면서 고휘도의 반도체 발광 소자인 LED를 이용하고 있지만, 이것에 한정되지 않고, 예를 들면 LD(레이저 다이오드) 등의 반도체 레이저나 그 밖의 발광 소자를 이용하는 것도 가능하다.

한편, 상기 CCD(8)는 본 실시 형태에 있어서는, 모노크롬 타입의 CCD를 사용하고 있으며, 그 센서 감도는 도 3의 (A)의 곡선 fs로 나타낸 바와 같이 가시광역 을 거의 커버하는 것으로 되어 있다. 또한, 여기서는 촬상 소자로서 모노크롬 타입의 CCD를 이용하고 있지만, 이것에 한정되는 것은 아니고, 후술하는 실시 형태에 있어서 언급하는 바와 같이 컬러 타입의 CCD를 이용해도 되고, CCD에 한정되지 않고 CMOS 타입이나 그 밖의 각종 촬상 소자를 널리 사용하는 것이 가능하다.

그리고, 상기 제1 LED(6a)∼제6 LED(6f)에 의해 조명된 피사체의 상을 이 CCD(8)에 의해 수광할 때의 분광 감도 특성은 예를 들면 도 3의 (B)에 나타낸 곡선 fSL1∼fSL6과 같이 되어 있다. 이와 같은 전체적인 분광 감도 특성의 파장에 의한 상이는 후단에서 전기적으로 처리되거나, 또는 촬영 장치(1)에 따른 입력 프로파일 등으로서 보정되게 된다.

또한, 도 2는 LED의 배치예 및 구성예를 도시한 도면이다.

도 2의 (A)는 6종류의 원색으로 구성되는 상기 제1 LED(6a)∼제6 LED(6f)를, 링 형상으로 순차로 3세트(각 색 3개씩) 배치한 예를 도시하고 있다. 또한, 도시한 배치순은 일례를 나타낸 것뿐이고, 이것에 한정되지 않으며, 역순이나 랜덤 배치 등의 임의의 배열을 널리 적용하는 것이 가능하다.

다음으로, 도 2의 (B)는 링 형상으로 발광부(6A)를 복수개 배치하고 있으며, 아울러 각 발광부(6A)내에 6종류의 원색을 포함하도록 상기 제1 LED(6a)∼제6 LED(6f)를 배치한 예를 도시하고 있다. 또한, 도시한 예에서는, 1개의 발광부(6A)내에 6원색 전부를 배치하고 있지만, 이것에 한정되지 않으며, 3원색씩을 배치하는 등의 6원색이 복수의 발광부(6A)에 나뉘어지도록 해도 무방하다.

또한, 도 2의 (C)는 상기 제1 LED(6a)∼제6 LED(6f) 각각에 화이버 번들(6B) 의 일단측(6Ba∼6Bf)을 접속하고, 타단측(6Bg)을 링 형상으로 형성한 것이다. 이에 따라, LED(6a∼6f)로부터 발광된 조명광은 번들 화이버단(6Ba∼6Bf)에 입사된다. 번들 화이버단은 복수의 더욱 가느다란 화이버로 구성되어 있으며, 번들 화이버의 사출부(6Bg)에서는 각 LED로부터의 이들 가느다란 화이버는 서로 혼합되어 링 형상의 균일한 광원으로서 피사체에 조사되어, 피사체에 의한 전반사의 영향을 저감할 수 있다.

또한, LED의 배치는 도 2에 도시한 예에 한정되지 않고, CCD(8)에 의한 촬상에 지장을 초래하지 않는 한, 링 형상 배치, 십자형상 배치, 직사각형 배치, 랜덤 배치 등의 적절한 배치를 채용하는 것이 가능하다.

다음으로, 이 촬영 장치(1)에서는 2종류의 화상 취득 모드가 있는 것에 관하여 설명한다.

상술한 바와 같이, 이 촬영 장치(1)는 통상의 RGB 화상으로서의 동화상과, 고도의 색재현을 가능하게 하는 6원색의 피사체 분광 화상으로서의 정지 화상을 촬상할 수 있도록 되어 있으며, 동화상은 모니터용 화상 취득 모드에서, 정지 화상은 분광 화상 취득 모드에서, 각각 촬상되도록 되어 있다.

이들 2개의 모드는 상기 조작 스위치(14)에 포함되어 있는 누름식의 버튼 스위치로 이루어지는 촬영 버튼(14a)(도 16 참조)을 누름으로써 전환되도록 구성되어 있다.

즉 먼저, 전원 스위치를 온(ON)으로 하는 등에 의해 모니터용 화상 취득 모드가 자동적으로 설정되고, 피사체상이 동화상으로서 LED 모니터(16)상에 표시된 다. 이 상태에서, 분광 화상을 촬영하고자 하는 피사체 부분을 찾아서, 촬영 장치(1)의 위치 결정을 행한다. 이렇게 하여, 촬영하고자 하는 피사체 부분이 촬상 범위내에 들어가서 위치 결정이 이루어졌을 때, 상기 촬영 버튼(14a)(도 16 참조)을 누름으로써, 분광 화상 취득 모드로 전환하여 피사체 분광 화상이 정지 화상으로서 취득된다.

피사체 분광 화상이 취득된 후에는 재차 모니터용 화상 취득 모드로 복귀하여, 다음으로 분광 화상을 취득하고자 하는 피사체 부분을 찾을 수 있는 구성으로 되어 있다.

또한, 도시하지는 않지만, 별도의 설정을 행함으로써, 취득한 분광 화상을 이용한 색재현 표시나 분광 화상을 해석한 결과의 표시 등을, 분광 화상의 취득 직후에 이 LCD 모니터(16), 또는 상기 디스플레이(22)에 행하는 것도 가능하게 되어 있다.

다음으로, 도 4 내지 도 6을 참조하여, 화상 처리 시스템에 있어서의 분광 화상 취득 모드의 동작에 관하여 설명한다. 도 4는 6밴드 분광 화상 취득에 있어서의 각 LED의 발광 및 촬상 소자의 화상 취득의 동작을 도시한 플로우차트, 도 5는 6밴드 분광 화상 취득에 있어서의 각 LED의 발광 및 촬상 소자의 화상 취득의 동작 모습을 도시한 타이밍차트, 도 6은 6밴드 분광 화상 취득에 있어서의 각 프레임의 밴드 특성을 도시한 선도이다.

촬영 버튼(14a)(도 16 참조)이 눌려짐으로써 모니터용 화상 취득 모드로부터 분광 화상 취득 모드로 전환되면, 분광 화상의 촬상을 개시할 것인지의 여부를 판 단한다(단계 S1). 촬영 버튼(14a)의 누름에 의해 바로 분광 화상의 촬상이 개시되는 경우에는 이 판단 동작을 행하지 않아도 무방하지만, 촬영 버튼(14a)이 예를 들면 2단식의 누름 버튼으로 구성되어 있으며, 1단째의 절반 누름 상태에서 촛점 조절이나 노광량 조절 등을 행하고, 2단째의 전체 누름 상태에서 노광을 개시하는 경우에는 이 단계 S1에 있어서 2단째가 눌러졌는지의 여부를 판단한다.

다음으로, 변수 n에 1을 설정하여(단계 S2), 제n LED를 점등시킨다(단계 S3). 여기에서는 n=1로 설정되어 있기 때문에, 제1 LED(6a)를 점등시키게 된다. 제1 LED(6a)에 의한 조명광은 하우징(5)의 투사구(5a)를 통해 피사체에 조사된다. 이 때, 패드부(4)가 피사체의 표면에 유연하게 닿여져서 외광의 침입을 막고 있기 때문에, 피사체에는 제1 LED(6a)로부터의 조명광만이 투사되게 된다. 피사체로부터의 반사광은 촬상 광학계(7)에 의해 CCD(8)의 표면에 결상된다.

이 제1 LED(6a)의 점등이 개시된 후에, CCD(8)에 의한 촬상, 더욱 상세하게는 전하의 축적을 개시한다(도 5 참조)(단계 S4).

CCD(8)에 의한 촬상이 종료되면, 그 후에 제1 LED(6a)를 소등하고(단계 S5), CCD(8)로부터 화상 데이터를 판독하여, 상기 A/D 변환기(9)에 의해 디지털 데이터로 변환시키고, 버스(10)를 통해 메모리(11)내의 소정의 기억 영역(제n 메모리:여기서는 제1 메모리)에 기억시킨다(단계 S6). 6밴드 분광 화상을 촬상하는 경우에는 메모리(11)내에 제1 메모리부터 제6 메모리까지의 기억 영역에 형성되어 있으며, 이들 기억 영역에 각 분광 화상이 순차로 저장되도록 되어 있다.

그 후, n을 인크리먼트한다(단계 S7). 여기서는 n이 1에서 2로 인크리먼트 되게 된다.

n이 7이상이 되었는지의 여부를 판단하여(단계 S8), 여기서는 아직 2이기 때문에 상기 단계 S3으로 돌아가고, 제2 LED(6b)를 점등하여 상술한 바와 같은 단계 S3에서 단계 S7까지의 동작을 행한다.

이와 같이 하여, n=6일 때에 제6 LED(6f)를 점등하여 단계 S6까지의 동작을 종료하면, 도 6에 도시한 바와 같은 밴드 특성의 6밴드 분광 화상이 취득되어, 메모리(11)에 보존되게 된다. 그리고, 단계 S7에서 n=7로 인크리먼트되기 때문에, 단계 S8의 판단에 있어서 n이 7에 도달했다고 하여, 이 6밴드 분광 화상 취득의 동작을 종료한다.

또한, 도시하지 않지만, 발광 소자(LED)와 촬상 소자(CCD)에 의한 화상 취득 타이밍은 상술한 것에 한정되지 않고, 촬상 소자의 화상 취득 개시 직후에 발광 소자를 점등하고, 발광 소자의 소등후에 촬상 소자에 의한 화상 취득을 종료하는 등에서도 동등하다.

다음으로, 도 7 내지 도 9를 참조하여, 화상 처리 시스템에 있어서의 모니터용 화상 취득 모드의 동작에 관하여 설명한다. 도 7은 모니터용 화상 취득에 있어서의 각 LED의 발광 및 촬상 소자의 화상 취득의 동작을 도시한 플로우차트, 도 8은 모니터용 화상 취득에 있어서의 각 LED의 발광 및 촬상 소자의 화상 취득의 동작 모습을 도시한 타이밍차트, 도 9는 모니터용 화상 취득에 있어서의 각 프레임의 밴드 특성을 도시한 선도이다.

이 모니터용 화상 취득 모드는 제1 LED(6a)∼제6 LED(6f)에 의한 6원색의 조 명광으로부터, 청색(B)의 범주에 상당하는 제1 LED(6a) 및 제2 LED(6b)를 발광시키는 상태와, 녹색(G)의 범주에 상당하는 제3 LED(6c) 및 제4 LED(6d)를 발광시키는 상태와, 적색(R)의 범주에 상당하는 제5 LED(6e) 및 제6 LED(6f)를 발광시키는 상태를 순차로 취하게 함으로써, RGB 화상을 면순차식으로 동화상으로서 취득하는 모드로 되어 있다.

또한, 여기에서는, 일반적인 RGB 화상용을 상정하여 발광 원색을 선정하고 있지만, 이것에 한정되지 않고, 특수한 용도 등에 따른 다른 발광 원색의 선정도 행하는 것이 가능하다.

전원 스위치가 온됨으로써 모니터용 화상 취득 모드가 설정되거나, 또는 분광 화상 취득 모드가 종료됨으로써 모니터용 화상 취득 모드로 복귀하면, 모니터용 화상의 촬상을 개시하는 것을 대기한다(단계 S11).

여기에서는, 바로 촬상이 개시되고, 변수 n에 1을 설정하여(단계 S12), 제n LED 및 제n+1 LED를 점등시킨다(단계 S13). 여기서는 n=1로 설정되어 있기 때문에, 제1 LED(6a) 및 제2 LED(6b)를 점등시키게 된다.

이들 제1 LED(6a) 및 제2 LED(6b)의 점등이 개시된 후에, CCD(8)에 의한 촬상을 개시한다(도 8 참조)(단계 S14).

CCD(8)에 의한 촬상이 종료되면, 그 후에 제1 LED(6a) 및 제2 LED(6b)를 소등하고(단계 S15), CCD(8)로부터 화상 데이터를 판독하여, 상기 A/D 변환기(9)에 의해 디지털 데이터로 변환시켜, 버스(10)를 통해 메모리(11)내의 소정의 기억 영역(제n 메모리:여기서는 제1 메모리)에 기억시킨다(단계 S16).

그 후, n을 2만큼 증가시킨다(단계 S17). 여기서는 n이 1에서 3으로 증가되게 된다.

n이 7이상이 되었는지의 여부를 판단하여(단계 S18), 여기서는 아직 3이기 때문에 상기 단계 S13으로 돌아가고, 제3 LED(6c) 및 제4 LED(6d)를 점등하여, 상술한 바와 같은 단계 S13에서 단계 S17까지의 동작을 행한다.

이에 따라 n=5가 되어, 다시 상기 단계 S13으로 돌아가서 제5 LED(6e) 및 제6 LED(6f)를 점등하여 단계 S16까지의 동작을 종료하면, 도 9에 도시한 바와 같은 밴드 특성의 RGB 화상이 B, G, R의 순으로 취득되고, 메모리(11)의 제1 메모리, 제3 메모리, 제5 메모리에 각각 보존되게 된다. 그리고, 단계 S17에서 n=7로 인크리먼트되기 때문에, 단계 S18의 판단에 있어서 n이 7에 도달했다고 판단된다.

이렇게 하여, RGB 화상을 취득한 후에, 상기 단계 S11로 돌아가서, 다음의 RGB 화상을 취득할 것인지를 판단한다. 모니터용 화상 취득 모드가 계속하여 설정되어 있는 경우에는, 다음의 RGB 화상의 취득을 행하고, 이것을 연속적으로 반복함으로써, RGB 동화상을 얻을 수 있다.

또한, 도시하지 않았지만, 발광 소자(LED)와 촬상 소자(CCD)에 의한 화상 취득 타이밍은 상술한 것에 한정되지 않고, 촬상 소자의 화상 취득 개시후에 발광 소자를 점등하고, 발광 소자의 소등후에 촬상 소자에 의한 화상 취득을 종료하는 등에서도 동일하다.

이와 같이 하여 메모리(11)에 기억된 화상 데이터는 그 후에 판독되어 모니터 표시용의 화상 신호로 변환되고, 모니터 I/F(15)를 통해 LCD 모니터(16)에 출력 되어 표시된다. 또한, 이 화상 처리 시스템의 설정을 변경함으로써, 처리 장치(2)의 디스플레이(22)에 표시하는 것도 가능하게 되어 있다.

또한, 여기에서는 조도를 확보하기 위하여, 6원색의 LED를 2개씩 나누어 3개의 소자군, 즉 R소자군, G소자군, B소자군으로 이루어지는 그룹을 구성했지만, 이것에 한정되지 않고, 예를 들면 B(청색)에 대해서는 제1 LED(6a)를, G(녹색)에 대해서는 제3 LED(6c)를, R(적색)에 대해서는 제5 LED(6e)를 각각 발광시키는, 각 1색의 발광을 행하도록 해도 된다. 이 때에는 이들 LED의 분광 특성이 RGB 발광에 적합한 것을 선정하도록 하면 된다.

또한, 단일 또는 복수의 특정 원색의 LED만을 점등하여, 모노크롬 모니터 화상을 취득함으로써, 모니터 표시를 고속으로 행하는 것도 가능하다.

도 10은 6원색의 LED가 각 3개씩 형성되어 있을 때의 점등 실행법의 예를 도시한 도면이다.

발광 모드로서는, 모든 LED를 점등하는 경우, 1개의 원색의 1개의 LED만을 단일 점등하는 경우, 1개의 원색에 대하여 3개의 LED를 점등시키는 단일 원색 점등의 경우, 6원색의 LED를 각 1개씩 점등시키는 경우, 18개로 이루어지는 6원색의 LED 중에서 예를 들면 청색(B)에 속하는 6개의 LED를 점등시키는 경우, 18개로 이루어지는 6원색의 LED 중에서 예를 들면 녹색(G)에 속하는 6개의 LED를 점등시키는 경우, 18개로 이루어지는 6원색의 LED 중에서 예를 들면 적색(R)에 속하는 6개의 LED를 점등시키는 경우, 18개로 이루어지는 6원색의 LED 중에서 예를 들면 청색(B)에 속하는 3개의 LED를 점등시키는 경우, 18개로 이루어지는 6원색의 LED 중에서 예를 들면 녹색(G)에 속하는 3개의 LED를 점등시키는 경우, 18개로 이루어지는 6원색의 LED 중에서 예를 들면 적색(R)에 속하는 3개의 LED를 점등시키는 경우 등이 예시된다. 이렇게 하여, 색별로 정리한 소자군을 동시에 발광시키거나, 위치별로 정리한 소자군을 동시에 발광시킬 수 있도록 되어 있다.

또한, 본 실시 형태의 촬영 장치(1)는 피사체를 촬상할 때에, 접촉으로 행하는 것도 비접촉으로 행하는 것도 모두 가능하지만, 화상을 정확히 색재현하기 위해서는, 이 촬영 장치(1) 이외로부터 발생하는 광의 영향을 받지 않도록 할 필요가 있다.

따라서, 비접촉으로 피사체를 촬상하는 경우에는 외광 조명을 소등할 필요가 있다.

또한, 도장면, 피부면, 근접 화상 등의 접촉으로 촬영을 행할 수 있는 피사체의 경우에는 상술한 바와 같이, 대략 원통형상으로 형성된 패드부(4)를 피사체에 유연하게 닿게 할 수 있기 때문에(도 1 참조), 차광성을 확보하는 것이 가능하게 된다.

패드부(4)는 접촉식인 경우에 이용하는 것이기 때문에, 피사체가 인체인 경우 등에는 세균 오염이나 오물 등을 막는 위생 관점에서, 또한 피사체가 도장판 등인 경우에는 오물이 전사되는 것을 방지하는 관점 등에서, 도 11에 도시한 바와 같이, 착탈 가능하고 디스포즈가능한 부재로 되어 있다. 도 11은 하우징(5)의 투사구(5a)에 대하여 착탈 가능하게 구성된 패드부(4)를 도시한 사시도이다.

이 패드부(4)는 피사체가 고온 또는 저온의 것인 경우를 위하여 단열 소재에 의해 형성하거나, 피사체가 정전기를 띄는 성질의 것이거나 도전성을 갖는 전기 관련의 것인 경우를 위하여 절연성 소재에 의해 형성하거나, 피사체가 용액이 침지되어 있는 것인 경우를 위하여 방용액성의 소재에 의해 형성하고 아울러 조명광을 투영하고 반사광을 수광하기 위한 유리창 등을 형성하는 것이 가능하다. 패드부(4)는 착탈 가능한 단일체의 부품이기 때문에, 이와 같은 각종 소재로 여러가지 형상으로 형성하는 것을 용이하게 행할 수 있다. 또한, 피사체의 표면을 육안으로 관찰하기 위하여, 패드부(4)에 개폐 가능한 관찰용 창 등을 형성하는 것도 용이하게 가능하다.

또한, 본 실시 형태에 있어서, LED에 의해 발광되는 복수의 원색 중의, 특정한 1개 또는 복수개의 원색을 이용함으로써, 특정 용도의 검사나 판별에 이용하는 것도 가능하다.

계속하여, 처리 장치(2)에 있어서의 색재현에 관하여 설명한다.

상술한 바와 같은 촬영 장치(1)에 있어서의 촬상 동작에 의해 메모리(11)내에 기록된 피사체 분광 화상은 외부 I/F(17)를 통해 처리 장치(2)에 송신되고, 이 처리 장치(2)에 내장되는 화상 메모리부(32)(도 12 참조)에 기록되어, 소정의 소프트웨어에 의해 동작하는 연산 장치(21)에 의해, 색재현이나 화상 처리가 행해지도록 되어 있다. 그 처리 결과는 이 처리 장치(2)의 디스플레이(22)에 표시되거나, 또는 상기 LCD 모니터(16)에 전송되어 표시된다.

도 12는 처리 장치(2)에 있어서의 디스플레이(22)에 표시하기 위한 색재현을 행하는 구성을 도시한 블록도이다.

이 처리 장치(2)는 촬영 장치(1)로부터 입력되는 피사체 분광 화상이 상기 제1 LED(6a)∼제6 LED(6f)의 어느 것에 의해 조명된 것인가에 따라서 화상 메모리부(32)내의 기억 영역을 분류하는 화상 분류부(31)와, 이 화상 분류부(31)에 의해 분류된 피사체 분광 화상을 각각 기억하는 기억 영역인 제1 메모리(32a)∼제6 메모리(32f)를 구비한 화상 메모리부(32)와, 이 화상 메모리부(32)에 기억된 피사체 분광 화상을 판독하여 디스플레이(22)에 있어서 고도로 색재현된 화상을 표시하기 위한 디스플레이 화상 데이터를 산출하여 출력하는 색재현 연산부(33)를 가지며, 이들은 예를 들면 도 1에 도시한 연산 장치(21)에 포함되어 있으며, 또한, 상기 색재현 연산부(33)로부터 출력되는 디스플레이 화상 데이터에 기초하여 고도로 색재현된 화상을 표시하는 상기 디스플레이(22)를 갖고 구성되어 있다.

상기 색재현 연산부(33)는 촬영 장치(1)에 관한 프로파일을 기억하는 입력 프로파일 기억부(33b)와, 상기 화상 메모리부(32)의 제1 메모리(32a)∼제6 메모리(32f)에 기억된 피사체 분광 화상을 판독하여 상기 입력 프로파일 기억부(33b)에 기억되어 있는 입력 프로파일과 내부에 설정된 소정의 등색 함수를 이용하여 추정 연산을 행함으로써 XYZ 삼자극값의 화상 데이터를 생성하는 XYZ 추정 연산부(33a)와, 상기 디스플레이(22)에 관한 프로파일을 기억하는 디스플레이 프로파일 기억부(33d)와, 상기 XYZ 추정 연산부(33a)에 의해 추정된 XYZ 삼자극값의 화상 데이터와 상기 디스플레이 프로파일 기억부(33d)에 기억되어 있는 디스플레이 프로파일을 이용하여 연산을 행함으로써 상기 디스플레이(22)에 출력하기 위한 디스플레이 화상 데이터를 생성하는 디스플레이값 변환부(33c)를 갖고 구성되어 있다.

상기 입력 프로파일 기억부(33b)에 기억되어 있는 입력 프로파일은, 예를 들면 일본 특허공개 2000-341499호 공보에 기재되어 있는 것으로, 촬상에 이용한 CCD(8)의 분광 감도를 포함하는 촬영 장치(1)의 특성이나 설정(화상 입력 장치), 피사체를 촬영할 때의 조명광의 스펙트럼 데이터(촬영 조명광 정보), 생성한 피사체 화상을 관찰하는 디스플레이(22)가 설치되어 있는 장소의 조명광의 스펙트럼 데이터(관찰 조명광 정보), 촬영한 피사체의 분광 반사율의 통계적 성질 등의 정보(피사체 특성 정보) 등의 정보에 기초하여 산출된 것이다.

도 14는 처리 장치(2)에 있어서 입력 프로파일을 생성하는 구성예를 도시한 블록도이다.

상기 입력 프로파일은 도 14에 도시한 바와 같이, 촬영 장치(1)로부터 취득한 각 데이터 등에 기초하여 처리 장치(2)에 있어서 생성하도록 해도 된다.

촬영 장치(1)에 있어서 취득되는 데이터로서는, 조명광 스펙트럼 데이터, 카메라 특성 데이터, 피사체 특성 데이터 등이 예시된다.

상기 조명 스펙트럼 데이터는 예를 들면 피사체를 촬영할 때의 조명에 관한 스펙트럼 데이터이며, 접촉식인 경우에는 촬영 장치(1)에 내장한 각 LED(6a∼6f)의 스펙트럼 데이터가 된다. 비접촉식의 경우에는 피사체를 촬영하는 경우의 외부 조명의 스펙트럼 데이터 등도 더 포함하게 된다.

상기 카메라 특성 데이터는 포커스값 등을 포함하는 촬영 광학계(7)의 특성, CCD(8)의 촬상 특성, 셔터 속도, 조리개값 등의 제반 특성을 포함하여 구성되어 있다.

상기 피사체 특성은 피사체가 예를 들면, 치아, 피부, 도료 등인 경우의 분광 통계 데이터 등으로 구성되어 있으며, 고정밀도의 입력 프로파일을 작성하기 위하여, 조작 스위치(14) 등에 피사체 지시 조작부를 형성하여, 피사체를 지정하기 위한 피사체 지정 신호를 입력하도록 해도 된다.

이들 데이터에 기초하여 입력 프로파일을 생성하는 처리 장치(2)의 구성은 도 14에 도시한 바와 같이, 상기 조명 스펙트럼 데이터, 카메라 특성 데이터, 피사체 특성 데이터를 읽어들여서 연산을 행함으로써 입력 프로파일을 생성하는 입력 프로파일 연산부(33e)와, 이 입력 프로파일 연산부(33e)에 의해 생성된 입력 프로파일을 기억하는 상기 입력 프로파일 기억부(33b)를 갖고 구성되어 있다.

이와 같은 구성에 의해, 처리 장치에 접속되는 촬영 장치(1)를 서로 다른 개체, 기종 등의 것으로 변경(촬영 광학계(7)의 변경 등)하거나, 촬영을 행하는 환경 조명이 변화되거나, 촬영 대상이 되는 피사체를 여러가지로 변경시키거나 해도, 적응적으로 고도의 색재현을 행하는 것이 가능해진다.

또한, 상기 디스플레이 프로파일 기억부(33d)에 기억되어 있는 디스플레이 프로파일은 디스플레이(22)의 표시 원색값(예를 들면 디스플레이(22)가 RGB 모니터인 경우에는 RGB 원색값)의 색도값, 디스플레이(22)의 톤 커브 등의 정보에 기초하여 산출된 것이다. 또한, 디스플레이는 일본 특허공개 2000-338950호 공보에 기재되어 있는 다원색의 색재현 시스템을 이용해도 무방하다.

또한, 도 13은 취득된 피사체 분광 화상에 기초하여 피사체에 관한 화상 판별을 행하기 위한 구성예를 도시한 블록도이다.

상기 화상 메모리부(32)의 제1∼제6 메모리(32a∼32f)에 기억된 피사체 분광 화상은 화상 판별 연산부(34)에 의해 판독되어 피사체에 관한 화상 판별이 행해지고, 그 판별 결과가 출력되어 상기 디스플레이(22)에 표시되도록 되어 있다. 또한, 화상의 판별 연산이 네트워크를 통해 행해지고, 결과가 LCD 모니터(16)에 표시되도록 구성되어 있어도 무방하다.

상기 화상 판별 연산부(34)는 피사체에 관한 각종 분류/판정/진단/해석 등을 행하기 위한 판별 함수를 기억하는 판별 함수 기억부(34b)와, 상기 화상 메모리부(32)의 제1∼제6 메모리(32a∼32f)에 기억된 6장의 피사체 분광 화상의 전부 또는 그 중에서 선택되는 1장 이상의 피사체 분광 화상을, 이 판별 함수를 이용하여 연산함으로써 판별 결과를 산출하여 상기 디스플레이(22)에 표시하기 위한 판별 결과 표시용 화상 데이터를 생성하는 판별 연산부(34a)를 갖고 구성되어 있다.

또한, 상기 판별 함수는 이 화상 처리 시스템을 어떠한 용도로 이용할 것인가에 따라서, 여러가지 치환을 행하는 것이 가능하다. 예를 들면, 치과에 한정하여, 치아의 백색도의 등급 판정이나, 색조 판별, 피부과에 한정하여, 피부 표면의 피부 구멍이나 피부 돌출 부분의 상관 관계, 엔트로피 해석 등으로 치환할 수 있다. 따라서, 상기 판별 함수 기억부(34b)를, 재기록 가능 또는 추기 가능한 기억 매체에 의해 구성하여, 용도에 따라서 사용하는 판별 함수를 추가 기입하거나, 또는 재기록하도록 하면 된다. 이와 같은 판별 함수의 구체적인 예로서는, 일본 특허공개 평7-120324호 공보에 기재된 바와 같은 처리를 행하는 함수를 예시할 수 있다.

이 도 13에 도시한 화상 판별 연산부(34)는 상기 도 12에 도시한 색재현 연산부(33) 대신에 처리 장치(2)에 구비시키도록 해도 된다. 또는, 도 12에 도시한 색재현 연산부(33)와 함께 이 처리 장치(2)내에 형성하여, 이들에 의해 처리를 병렬하여 동시에 행하게 하거나, 또는 필요한 것만을 선택적으로 전환하여 처리를 행하게 해도 무방하다.

다음으로, 도 15는 촬영 장치(1)의 LCD 모니터(16)에 있어서의 표시예를 도시한 도면이다.

LCD 모니터(16)는 예를 들면 도 15의 (A)에 도시한 바와 같이, 촬영 장치(1)의 하우징(5)의 배면측의, 파지부(把持部)(5b)의 상부에 배치되어 있으며, 도 15의 (B)나 도 15의 (C)에 도시한 바와 같은 화상을 표시하도록 되어 있다. 또한, 여기서는, 손을 피사체로 하여 촬영하고 있는 예를 도시하고 있다.

먼저, 도 15의 (B)는 상기 모니터용 화상 취득 모드에 의해 촬상된 동화상을 표시하고 있을 때의 모습을 도시하고 있으며, 이에 따라, LED 모니터(16)가 파인더로서의 기능을 하도록 되어 있다.

다음으로, 도 15의 (C)는 예를 들면 상기 화상 판별 연산부(34)에 의한 피사체 화상의 판별 결과를 표시하고 있는 모습을 도시하고 있다. 여기서는, 피사체의 ID 번호(예를 들면 의료 분야의 진단 지원 시스템에 있어서의 환자 번호 등)과, 화상 판별에 의해 얻어진 수치 해석 결과의 그래프(예를 들면 치료 경과 등)가 표시되어 있다. LCD 모니터(16)에는 이들에 한정되지 않고, 색재현 화상, 환자 챠트, 각종 데이터, 도표 등의 여러가지 정보를 표시하는 것이 가능하게 되어 있다.

이렇게 하여, 상기 LCD 모니터(16)는 촬영 부위를 선택할 때의 파인더로서 기능하거나, 색재현 결과나 분류/판정/진단/해석 등의 결과를 표시할 때의 모니터로서 기능하도록 되어 있다.

한편, 처리 장치(2)의 디스플레이(22)는 핸디 타입의 촬영 장치(1)에 설치된 LCD 모니터(16)보다도 대면적이고 고정밀한 타입의 것인 경우가 많기 때문에, 이 처리 장치(2)에 있어서 목적에 따라서 실행되는 처리 소프트웨어의, 기동 표시, 조건 설정 표시, 피사체 ID 등의 정보를 입력하기 위한 GUI 표시나, 환자의 경력 표시, 전회 정보 등의 피사체 정보 표시, 처리 결과 표시 등을 행하도록 해도 된다.

상기 네트워크(3)에는 예를 들면 외부 데이터베이스가 접속되어 있으며, 이 외부 데이터베이스로부터 피사체 정보를 처리 장치(2)에 취득하거나, 또는 처리 장치(2)에 있어서 행한 처리 결과를 외부 데이터베이스에 저장하는 등을 행하도록 해도 된다. 이 때에는 시큐러티를 확보하기 위하여, 처리 장치(2)와 외부 시스템을 네트워크(3)를 통해 접속할 때에 상호 인증을 행하거나, 피사체 데이터에 시큐러티 레벨을 형성하여 레벨에 따른 인증을 행하도록 구성하는 것도 가능하다.

다음으로, 도 16은 화상 처리 시스템을 사용할 때의 모습의 일례를 도시한 도면이다.

상기 촬영 장치(1)는 경량 소형이 되도록 구성되어 있으며, 예를 들면 한손으로 파지부(5b)를 잡아서, 촬상계가 설치된 하우징(5)의 선단측을, 패드부(4)를 통해 피사체의 촬영 대상 부위에 닿게 함으로써, 촬상을 행할 수 있도록 되어 있다.

상기 패드부(4)는 상술한 바와 같이, 착탈 가능하고 디스포즈가능한 부재로 되어 있으며, 외부로터의 광이 피사체의 촬영 대상 부위에 닿는 것을 차폐하고 있다.

상기 파지부(5b)의 상부, 예를 들면 검지로 조작 가능한 위치에, 상기 조작 스위치(14)에 포함되는 촬영 버튼(14a)이 형성되어 있으며, 상기 LCD 모니터(16)에서 촬영하고자 하는 부위를 특정한 후에, 이 촬영 버튼(14a)을 누름으로써, 상술한 바와 같이 모니터용 화상 취득 모드에서 분광 화상 취득 모드로 이행하여, 분광 화상의 촬상이 행해지도록 되어 있다.

취득된 분광 화상은 처리 장치(2)에 있어서 데이터 처리가 행해져서 디스플레이(22)에 표시되지만, 필요에 따라서 설정 등을 행함으로써, 촬영 장치(1)의 LCD 모니터(16)에 처리 장치(2)에 있어서의 처리 결과를 표시하도록 해도 되는 것은 상술한 바와 같다.

또한, 도 16에 도시한 예에 있어서는, 처리 장치(2)를, 디스플레이가 부착된 노트형의 퍼스널 컴퓨터로서 도시하고 있다. 이와 같은 경우에는, 노트형의 퍼스널 컴퓨터에 구비되어 있는 RS-232C, USB, IEEE1394 등의 인터페이스(I/F)를 통해, 상기 네트워크(3)에 접속하도록 하면 된다.

이와 같은 제1 실시 형태에 따르면, 화상 처리 시스템의 촬영 장치내에 가시광역에 있어서 각각 다른 분광 분포를 갖는 6종류의 LED를 형성하여, 외광을 차단하면서 이들을 발광시킴으로써, 피사체 분광 화상을 촬상할 수 있다. 이 때, 광원으로서 LED 등의 소형 경량의 반도체 발광 소자를 이용하고 있기 때문에, 촬영 장 치를 소형화할 수 있으며, 핸디 타입의 것을 작성하는 것도 가능해진다.

또한, 처리 장치에 의해 처리를 행함으로써, 고도로 색재현된 화상을 디스플레이에 표시하는 것이 가능해진다.

또한, LED의 발광 순서나 발광시키는 LED를 지정함으로써, 통상의 RGB 동화상을 비롯하여, 여러가지 목적에 이용하는 화상을 촬상하는 것이 가능해진다.

부가하여, 모노크롬 CCD를 이용하고 있기 때문에, 코스트를 약간 저감할 수 있음과 아울러, 각 색의 화상 데이터가 누락 화소를 발생시키지 않고 1화면씩 취득되기 때문에, 보간 처리를 생략하는 것이 가능해진다.

도 17 내지 도 20은 본 발명의 제2 실시 형태를 도시한 것으로, 도 17은 화상 처리 시스템의 구성을 도시한 블록도, 도 18은 풀 모드 및 판독 2배속 모드에 있어서의 판독 모습을 도시한 타이밍차트, 도 19는 2/4라인 2배속 모드 및 2/8라인 4배속 모드에 있어서의 판독되는 라인의 모습을 도시한 도면, 도 20은 촬영 모드를 설정할 때의 동작을 도시한 플로우차트이다.

이 제2 실시 형태에 있어서, 상술한 제1 실시 형태와 동일한 부분에 대해서는 동일한 부호를 붙이고 설명을 생략하고, 주로 다른 점에 대해서만 설명한다.

이 제2 실시 형태는 상술한 제1 실시 형태를 기본 구성으로 하고, 또한, 전면(前面)에 컬러 필터 어레이(CFA)(19)를 구비한 컬러 CCD로부터의 화상 판독 속도를 조정할 수 있도록 구성한 것이다.

화상 판독 속도는 표시 속도와 관련되어 있으며, 표시 속도를 판독 속도 이상으로 빠르게 할 수는 없다.

일반적으로, 화상을 모니터하는 경우에는, 30화상/초 정도 이상의 표시 간격이 바람직하지만, 원색수 N이 증가하면 그에 따라서 비례적으로 표시 간격이 길어지고, 플리커 상태가 발생하거나, 또는 각 원색 화상 취득 시간차에 따른 큰 화상 위치 어긋남이 생기는 경우가 있다.

따라서, 본 실시 형태는 표시 간격이 길어지는 것을 회피하여, 판독 원색수 N에 의하지 않고 표시 간격을 일정하게 하기 위하여, 도 17에 도시한 바와 같이, 카메라 제어 I/F(12A)에 의해 CCD(8A)로부터의 화상 판독 속도를 조정하도록 한 것이다.

도 20을 참조하여, 촬영 모드를 설정할 때의 동작에 관하여 설명한다.

조작 스위치(14)로부터 촬영 모드를 선택하는 조작 입력이 있으면(단계 S21), CPU(18)가 그것을 검출하여, 메모리(11)내의 기록 에리어의 일부에, 설정할 촬영 모드나 그것과 관련된 정보 등을 기록함과 아울러(단계 S22), 카메라 제어 I/F(12A)에 촬영 모드를 변경하도록 제어를 행하게 하는 명령을 발행한다(단계 S23).

카메라 제어 I/F(12A)는 이 지령을 받아서, CCD(8A)의 구동을 제어하여, 촬영 모드를 변경하도록 되어 있다. 이 때에는 카메라 제어 I/F(12)는 CCD(8A)의 동작과 연동시켜서 LED 드라이버(13)를 제어함으로써, 각 LED(6a∼6f)의 발광량도 함께 조정하도록 되어 있다.

이 촬영 장치(1)에 있어서 설정 가능한 촬영 모드는 예를 들면 다음과 같이 되어 있다.

(1) 풀 모드

(2) 판독 2배속 모드

(3) 2/4라인 2배속 모드

(4) 2/8라인 4배속 모드

(5) 2/16라인 8배속 모드

(6) 제1 중앙부 주사 모드

(7) 제2 중앙부 주사 모드

(8) 제3 중앙부 주사 모드

(9) 제4 중앙부 주사 모드

(10) 제1 중앙부 고속 주사 모드

(11) 제2 중앙부 고속 주사 모드

"풀 모드"는 도 18의 (A)에 도시한 바와 같이, CCD(8A)의 전체 주사 라인의 전체 화소에 대하여 통상의 속도로 순차로 판독을 행해가는 통상의 모드이다. 또한, 여기서는, 제1 LED(6a), 제3 LED(6c), 제5 LED(6e)를 동시에 발광시키는 프레임과, 제2 LED(6b), 제4 LED(6d), 제6 LED(6f)를 동시에 발광시키는 프레임에 의해 각 프레임이 구성되어 있지만, 이와 같은 발광에 의해 6원색 화상을 취입하는 수단에 대해서는, 나중의 제3 실시 형태에서 설명한다.

"판독 속도 2배속 모드"는 도 18의 (A)에 도시한 통상의 모드에 대하여, 도 18의 (B)에 도시한 바와 같이, CCD(8A)의 전체 주사 라인의 전체 화소에 대하여 통상의 2배의 속도로 순차로 판독을 행해가는 모드로 되어 있다. 또한, 여기서는, 2 배속의 판독을 예로 들었지만, 이것에 한정되지 않고 적절한 배수이어도 되고, 또한 가변 배수로 해도 무방하다.

"2/4라인 2배속 모드"는 4라인마다 2라인만을 주사함으로써, 1프레임을 판독하는데 소요되는 시간을 절반으로 하는 것이고, 수직 방향의 분해능은 절반이 되지만, 전체 유효 에리어의 화상을 취득하는 것이 가능하게 되어 있다.

"2/8라인 4배속 모드"는 또한, 8라인마다 2라인만을 주사함으로써, 1프레임을 판독하는데 소요되는 시간을 통상 모드의 1/4로 하는 것이다.

"2/16 라인 8배속 모드"는 마찬가지로, 16라인마다 2라인만을 주사함으로써, 1프레임을 판독하는데 소요되는 시간을 통상 모드의 1/8로 하는 것이다.

"제1 중앙부 주사 모드"는 도 19의 (A)에 도시한 바와 같이 전체 주사 라인의 라인수를 S로 했을 때에, 유효 에리어 중의, 중앙부의 S/2라인의 부분만을 주사함으로써, 1프레임을 판독하는데 소요되는 시간을 절반으로 하는 것이다.

"제2 중앙부 주사 모드"는 도 19의 (B)에 도시한 바와 같이 전체 주사 라인의 라인수를 S로 했을 때에, 유효 에리어 중의, 중앙부의 S/4라인의 부분만을 주사함으로써, 1프레임을 판독하는데 소요되는 시간을 1/4로 하는 것이다.

"제3 중앙부 주사 모드"는 마찬가지로, 유효 에리어 중의, 중앙부의 S/8라인의 부분만을 주사함으로써, 1프레임을 판독하는데 소요되는 시간을 1/8로 하는 것이다.

"제4 중앙부 주사 모드"는 마찬가지로, 유효 에리어 중의, 중앙부의 S/16라인의 부분만을 주사함으로써, 1프레임을 판독하는데 소요되는 시간을 1/16으로 하 는 것이다.

"제1 중앙부 고속 주사 모드"는 상기 도 19의 (A)에 도시한 바와 같은, 유효 에리어 중의 중앙부의 S/2라인의 부분만을, 통상의 2배의 속도로 주사함으로써, 1프레임을 판독하는데 소요되는 시간을 1/4로 하는 것이다.

"제2 중앙부 고속 주사 모드"는 상기 도 19의 (B)에 도시한 바와 같은, 유효 에리어 중의 중앙부의 S/4라인의 부분만을, 통상의 2배의 속도로 주사함으로써, 1프레임을 판독하는데 소요되는 시간을 1/8로 하는 것이다.

이들에 한정되지 않고, 또 다른 수단에 의한 고속 스캔을 행하는 것도 가능하고, 상기를 포함하여 이하와 같이 정리할 수 있다.

먼저 첫째, 단순한 스캔 속도의 고속화이다. 이것은 예를 들면 판독 개시를 지시하는 트리거 신호의 타이밍을 조정함으로써 행할 수 있다. 예를 들면, 1프레임의 표시 시간을 1/30초로 하는 예에서는, 각 원색(N원색으로 함)의 판독 시간이 1/30/N이 되도록 트리거 신호의 타이밍을 설정함으로써 달성된다.

둘째, 씨닝(thinning) 스캔에 의한 고속화이다. 상기 제1 고속화 수단에서는, 촬상 소자에 의해 고속화에 한계가 생긴다. 이에 비하여, 이 씨닝을 행하는 경우에는, 화질은 저하되지만, 안정된 주사를 행하여 고속화를 도모할 수 있기 때문에, 프레임 레이트가 떨어지지 않고, 표시에 플리커가 생길 수 없다. 이 씨닝의 예로서는, 상술한 바와 같은, 라인 단위로 일정 주기, 또는 일정 범위에서 씨닝하는 수단 이외에, 화소 단위로 씨닝하는 것도 가능하고, 촬상 소자가 XY 어드레스형의 것인 경우에는, 정밀하게 원하는 화소만을 판독하는 것도 가능하다.

셋째, 원색에 따라서 프레임 레이트를 다르게 함에 의한 고속화이다. 통상의 RGB 컬러 필터 등을 구비한 CCD에 있어서도, 휘도 신호에 가까운 녹색(G)의 화소는 적색(R)이나 청색(B)의 화소의 2배의 수만큼 배열되어 있는 것이 많다. 이와 같은 점을 고려하여, 6원색 중의 녹색(G)에 가까운 프레임은 이것 이외의 색의 프레임의 2배의 수만큼 판독하도록 하는 것이 고려된다. 물론 이것에 한정되지 않고, 사용 목적에 따라서, 특정한 원색의 프레임을 많이 판독하도록 하거나, 필요도에 따라서 판독하는 레이트를 단계적으로 다르게 하면 된다.

이와 같은 제2 실시 형태에 따르면, 상술한 제1 실시 형태와 거의 동일한 효과를 발휘함과 아울러, 판독 속도를 변경함으로써, 일정한 표시 속도를 확보하는 것이 가능해지고, 고도의 색재현시에도 움직임이 자연스러운 동화상을 표시하는 것이 가능해진다.

도 21 내지 도 36은 본 발명의 제3 실시 형태를 도시한 것으로, 도 21은 화상 처리 시스템의 구성을 도시한 블록도, 도 22는 화상 처리 시스템을 사용할 때의 모습의 일례를 도시한 도면이다. 이 제3 실시 형태에 있어서, 상술한 제1, 제2 실시 형태와 동일한 부분에 대해서는 동일한 부호를 붙이고 설명을 생략하고, 주로 다른 점에 대해서만 설명한다.

이 제3 실시 형태는 상술한 제1 실시 형태를 기본 구성으로 하며, CCD의 촬상면상에 3밴드의 컬러 필터 어레이를 더 배열한 구성으로 한 것이다.

즉 도 21과 도 22에 도시한 바와 같이, 촬영 장치(1)는 촬상 광학계(7)에 의해 피사체상이 결상되는 광로상의 CCD(8) 근방에, 예를 들면 RGB 3밴드의 컬러 필 터 어레이(도면에서 CFA로 약칭함)(19)가 배열되어 있으며, 촬상 소자부로서 이른바 단판식의 컬러 촬상 소자가 구성되어 있다.

도 23은 LED(6a∼6f)의 발광 스펙트럼 및 컬러 필터 어레이(19)를 통한 CCD(8)의 분광 감도 특성을 도시한 선도이다.

제1 실시 형태에 있어서도 도시한 바와 같은, 곡선 fL1∼fL6에 의해 표시되는 6원색 LED의 발광 스펙트럼에 대하여, 컬러 필터 어레이(19)의 투과율 분포 및 CCD(8)의 수광 감도 분포에 의해 얻어지는 전체적인 분광 감도 특성은 도시한 곡선 fSB, fSG, fSR으로 되어 있다.

이들 중의 청색 컬러 어레이에 해당하는 분광 밴드역을 나타낸 곡선 fSB은 곡선 fL1, fL2의 2개를 포함하여 제1 LED(6a)와 제2 LED(6b)의 발광에 의한 광을 감수할 수 있으며, 녹색 컬러 필터에 해당하는 분광 밴드역을 나타낸 곡선 fSB은 곡선 fL3, fL4의 2개를 포함하여 제3 LED(6c)와 제4 LED(6d)의 발광에 의한 광을 감수할 수 있으며, 적색 컬러 필터에 해당하는 분광 밴드역을 나타낸 곡선 fSR은 곡선 fL5, fL6의 2개를 포함하여 제5 LED(6e)와 제6 LED(6f)의 발광에 의한 광을 감수할 수 있도록 구성되어 있다.

다만, 전체적인 분광 감도 특성이 서로 독립적으로 분리되어 있을 필요는 없고, 주변 부분에 있어서 서로 일부가 겹쳐지도록 되어 있어도 무방하다. 또한, 제1 실시 형태와 마찬가지로, 제1 LED(6a)∼제6 LED(6f)의 각 발광 스펙트럼도, 일부가 겹쳐지는 발광 스펙트럼이어도 무방하다. 물론, LED의 종류도 6종류에 한정되는 것은 아니고, 적절한 종류수의 LED의 조합을 채용할 수 있는 것도 동일하다.

다음으로, 화상을 취득할 때의 동작에 관하여 설명한다.

이 화상 처리 시스템에 있어서는, 상술한 제1 실시 형태와 마찬가지로, 화상을 취득할 때에, 모니터용 화상 취득 모드와 분광 화상 취득 모드를 전환하여 행하도록 되어 있다.

도 24, 도 26, 도 27을 참조하여, 분광 화상 취득 모드의 동작에 관하여 설명한다. 도 24는 6밴드의 분광 화상을 생성할 때의 프레임별 분광 화상의 분광 특성을 도시한 선도, 도 26은 6밴드 분광 화상 취득에 있어서의 각 LED의 발광 및 촬상 소자의 화상 취득의 동작을 도시한 플로우차트, 도 27은 6밴드 분광 화상 취득에 있어서의 각 LED의 발광 및 촬상 소자의 화상 취득의 동작 모습을 도시한 타이밍차트이다.

제1 실시 형태에 있어서 설명한 바와 같이, 촬영 버튼(14a)이 눌려져서 분광 화상 취득 모드로 전환되면, 분광 화상의 촬상을 개시하는 판단을 행한다(단계 S31).

여기서, 분광 화상의 촬상이 개시되면, 프레임 N의 화상을 취입하고, 그 후에 프레임 N+1의 화상을 취입한다.

먼저, 프레임 N의 화상의 취입이 개시되면, 제1 LED(6a), 제3 LED(6c), 제5 LED(6e)를 동시에 점등시키고(도 24의 (A) 참조)(단계 S32), 점등이 개시된 후에 CCD(8)에 의한 촬상을 개시한다(도 27 참조)(단계 S33)

CCD(8)에 의한 촬상이 종료되면, CCD(8)로부터 화상 데이터를 판독하여, 상기 A/D 변환기(9)에 의해 디지털 데이터로 변환시켜, 버스(10)를 통해 메모리(11) 내의 소정의 기억 영역(프레임 메모리)에 기억시킨다(단계 S34).

그리고, 이 프레임 메모리에 기억된 각 화상 데이터를, 원색별로 분류하여, 이 메모리(11)내의 소정의 기억 영역(제1, 제3, 제5)에 기억시킨다(단계 S35).

그 후에 각 LED(6a, 6c, 6e)를 소등함으로써(단계 S36), 프레임 N의 화상 취입이 종료된다.

다음의 프레임 N+1의 화상의 취득는 점등시키는 LED나 촬상한 화상 데이터를 전송하는 메모리 영역이 다를 뿐이고, 기본적으로는 프레임 N의 화상의 취입과 동일하다.

즉 제2 LED(6b), 제4 LED(6d), 제6 LED(6f)를 동시에 점등시키고(도 24의 (B) 참조)(단계 S37), 점등이 개시된 후에, CCD(8)에 의한 촬상을 개시한다(도 27 참조)(단계 S38).

CCD(8)에 의한 촬상이 종료되면, CCD(8)로부터 화상 데이터를 판독하여, 상기 A/D 변환기(9)에 의해 디지털 데이터로 변환시켜, 버스(10)를 통해 메모리(11)내의 소정의 기억 영역(프레임 메모리)에 기억시킨다(단계 S39).

그리고, 이 프레임 메모리에 기억된 각 화상 데이터를, 원색별로 분류하여, 이 메모리(11)내의 소정의 기억 영역(제2, 제4, 제6 메모리)에 기억시킨다(단계 S40).

그 후에 각 LED(6b, 6d, 6f)를 소등함으로써(단계 S41), 프레임 N+1의 화상 취입이 종료된다.

또한, 도시하지 않지만, 발광 소자(LED)와 촬상 소자(CCD)에 의한 화상 취득 타이밍은 상술한 것에 한정되지 않고, 촬상 소자의 화상 취득 개시후에 발광 소자를 점등하고, 발광 소자의 소등후에 촬상 소자에 의한 화상 취득을 종료하는 등에서도 동등하다.

또한, 상기 단계 S35나 단계 S40에 있어서 제1∼제6 메모리에 기억된 각 원색의 화상은 컬러 필터 어레이(19)의 원색 배열에 따른 화소의 누락이 생기고 있기 때문에, 필요에 따라서, 촬영 장치(1) 또는 처리 장치(2)에 있어서 보간 처리가 행해지게 된다.

이렇게 하여 메모리(11)에 기억된 6밴드의 피사체 분광 화상은 처리 장치(2)에 보내져서, 처리 프로그램에 의한 색재현이나 화상 처리가 행해진다. 이 처리 결과는 다른 처리 프로그램에 의해 디스플레이(22)에 표시되거나, 또는 촬영 장치(1)에 전송되어 LCD 모니터(16)에 표시된다.

다음으로, 도 25, 도 28, 도 29를 참조하여, 모니터용 화상 취득 모드의 동작에 관하여 설명한다. 도 25는 모니터용 화상을 생성할 때의 프레임별 분광 화상의 분광 특성을 도시한 선도, 도 28은 모니터용 화상 취득에 있어서의 각 LED의 발광 및 촬상 소자의 화상 취득의 동작을 도시한 플로우차트, 도 29는 모니터용 화상 취득에 있어서의 각 LED의 발광 및 촬상 소자의 화상 취득의 동작 모습을 도시한 타이밍차트이다.

또한, 본 실시 형태에 있어서도 상술한 각 실시 형태와 마찬가지로, 일반적인 RGB 화상용을 상정하여, 제1 LED(6a) 및 제2 LED(6b)가 청색(B)의 범주에 상당하고, 제3 LED(6c) 및 제4 LED(6d)가 녹색(G)의 범주에 상당하고, 제5 LED(6e) 및 제6 LED(6f)가 적색(R)의 범주에 상당하도록, 각 발광 원색의 선정을 행하고 있다.

전원 스위치가 온됨으로써 모니터용 화상 취득 모드가 설정되거나, 또는 분광 화상 취득 모드가 종료됨으로써 모니터용 화상 취득 모드로 복귀하면, 모니터용 화상의 촬상을 개시하는 것을 대기한다(단계 S51).

여기서는, 바로 촬상이 개시되고, 모든 LED(6a∼6f)를 점등시킨다(도 25 참조)(단계 S52). 모든 LED(6a∼6f)의 점등이 개시된 후에, CCD(8)에 의한 촬상을 개시한다(도 29 참조)(단계 S53).

CCD(8)에 의한 촬상이 종료되면, 그 후에 모든 LED(6a∼6f)를 소등하고(단계 S54), CCD(8)로부터 화상 데이터를 판독하여, 상기 A/D 변환기(9)에 의해 디지털 데이터로 변환시켜, 버스(10)를 통해 메모리(11)내의 소정의 기억 영역(제1, 제3, 제5 메모리)에 기억시킨다(단계 S55).

모니터용 화상 취득 모드가 설정되어 있는 동안에는 상기 단계 S51로 돌아가서 이와 같은 동작을 반복함으로써, 동화상을 취득하도록 되어 있다.

이와 같이 하여 얻어진 화상은 모니터용의 화상 데이터로 변환되어, 모니터 I/F(15)를 통해 LCD 모니터(16)로 표시된다. 이 때에는 설정에 의해, 처리 장치(2)의 디스플레이(22)에 모니터용 화상을 표시할 수도 있도록 되어 있다.

또한, 도 29에 도시한 타이밍차트에서는, CCD(8)에 의한 촬상마다 LED(6a∼6f)의 전체 점등과 전체 소등을 행하여 소비 전력의 저감을 도모하고 있지만, 모니터용 화상 취득 모드가 설정되어 있는 동안은 LED(6a∼6f)을 연속적으로 점등시키도록 해도 된다.

또한, 모니터 화상 취득 방법으로서, 본 실시 형태에 있어서의 6밴드의 분광 화상 취득 모드를 연속시킴으로써, 6밴드의 분광 화상의 제1과 제2 밴드의 메모리 가산, 제3과 제4 밴드의 메모리 가산, 제5와 제6 밴드의 메모리 가산을 동시에 행함으로써 모니터 화상을 생성하는 것도 가능하다. 이 경우는 촬영부 알고리즘을 바꾸지 않고 메모리 가산을 행하는 것만으로 모니터 화상을 생성할 수 있다. 이것은 연속된 분광 화상 측정시의 모니터 방법으로서 유효하다.

다음으로, 도 30 내지 도 36은 이 제3 실시 형태의 변형예를 도시하고 있으며, 도 30은 8밴드의 분광 화상을 생성할 때의 LED의 발광 스펙트럼 및 컬러 필터 어레이를 통한 CCD의 분광 감도 특성을 도시한 선도이다.

이 변형예는 컬러 필터 어레이(19)를 통해 CCD(8)에 의한 RGB의 검출 밴드끼리의 사이에 걸치는 발광 분광 특성의 LED를 형성함으로써, LED는 6원색(6밴드)의 발광을 행하는 것뿐인데, 검출로서는 8밴드의 출력을 얻을 수 있도록 한 것이다.

즉, 도 30의 (A)에 도시한 바와 같이, 컬러 필터 어레이(19)의 투과율 분포 및 CCD(8)의 수광 감도 분포에 의해 얻어지는 전체적인 분광 감도 특성을 나타낸 곡선 fSB, fSG, fSR에 대하여, 각 LED(6a∼6f)에 의한 발광의 분광 특성(각각 곡선 fL1'∼fL6'로 나타냄)은 다음과 같이 되어 있다.

먼저, 청색 컬러 필터에 해당하는 분광 밴드역을 나타낸 곡선 fSB에는 곡선 fL1', fL2' 2개가 포함되어 있으며, 곡선 fL3'도 일부가 포함되어 있다. 녹색 컬러 필터에 해당하는 분광 밴드역을 나타낸 곡선 fSG내에는 곡선 fL4'이 포함되어 있으며, 또한, 상기 곡선 fL3'의 일부와, 곡선 fL5'의 일부가 포함되어 있다.

적색 컬러 필터에 해당하는 분광 밴드역을 나타낸 곡선 fSR내에는 곡선 fL6'이 포함되어 있으며, 또한 상기 곡선 fL5'의 일부가 포함되어 있다.

이렇게 하여, 제3 LED(6c)에 의한 발광의 분광 특성(곡선 fL3')은 청색 컬러 필터의 밴드와 녹색 컬러 필터의 밴드에 걸쳐서, 제5 LED(6e)에 의한 발광의 분광 특성(곡선 fL5')은 녹색 컬러 필터의 밴드와 적색 컬러 필터의 밴드에 걸치도록 구성되어 있다.

이와 같은 구성에 의해, 각 LED(6a∼6f)에 의해 발광된 광을 컬러 필터 어레이(19)를 통해 CCD(8)에 의해 수광했을 때의 전체적인 분광 감도 특성은 도 30의 (B)에 도시한 바와 같이, 곡선 fSL1'(곡선 fL1' 및 곡선 fSB에 의함), 곡선 fSL2'(곡선 fL2' 및 곡선 fSB에 의함), 곡선 fSL3'(곡선 fL3' 및 곡선 fSB에 의함), 곡선 fSL4'(곡선 fL3' 및 곡선 fSG에 의함), 곡선 fSL5'(곡선 fL4' 및 곡선 fSG에 의함), 곡선 fSL6'(곡선 fL5' 및 곡선 fSG에 의함), 곡선 fSL7'(곡선 fL5' 및 곡선 fSR에 의함), 곡선 fSL8'(곡선 fL6' 및 곡선 fSR에 의함)의 합계 8밴드가 된다.

다음으로, 도 31 내지 도 33을 참조하여, 8밴드의 분광 화상을 취득하는 동작에 관하여 설명한다. 도 31은 8밴드의 분광 화상을 생성할 때의 프레임별 분광 화상의 분광 특성을 도시한 선도, 도 32는 8밴드 분광 화상 취득에 있어서의 각 LED의 발광 및 촬상 소자의 화상 취득의 동작을 도시한 플로우차트, 도 33은 8밴드 분광 화상 취득에 있어서의 각 LED의 발광 및 촬상 소자의 화상 취득의 동작 모습을 도시한 타이밍차트이다.

또한, 이 변형예에 있어서는, 8밴드의 분광 화상을 촬상하기 위하여, 메모리(11)에는 이들에 각각 대응하여 제1∼제8 메모리의 기억 영역이 형성되어 있다.

촬영 버튼(14a)이 눌려져서 분광 화상 취득 메모리로 전환되면, 분광 화상의 촬상을 개시하는 판단을 행한다(단계 S61).

분광 화상의 촬상이 개시되면, 먼저, 도 31의 (A)에 도시한 바와 같은 프레임 N의 화상의 취입 동작이 개시되고, 제1 LED(6a)와 제4 LED(6d)를 동시에 점등시키고(단계 S62), 점등이 개시된 후에, CCD(8)에 의한 촬상을 개시한다(도 33 참조)(단계 S63).

CCD(8)에 의한 촬상이 종료되면, 그 후에 LED(6a, 6d)를 소등하고(단계 S64), CCD(8)로부터 화상 데이터를 판독하여, 상기 A/D 변환기(9)에 의해 디지털 데이터로 변환시켜, 버스(10)를 통해 메모리(11)내의 소정의 기억 영역(제1, 제2 메모리)에 기억시킨다(단계 S65). 이에 따라, 프레임 N의 화상 취입 동작(2밴드의 피사체 분광 화상의 취득)이 종료된다.

다음으로, 도 31의 (B)에 도시한 바와 같은 프레임 N+1의 화상의 취입 동작이 개시되고, 제2 LED(6b)와 제5 LED(6e)를 동시에 점등시키고(단계 S66), 점등이 개시된 후에, CCD(8)에 의한 촬상을 개시한다(도 33 참조)(단계 S67).

CCD(8)에 의한 촬상이 종료되면, 그 후에 LED(6b, 6e)를 소등하고(단계 S68), CCD(8)로부터 화상 데이터를 판독하여, 상기 메모리(11)내의 소정의 기억 영역(제3, 제4, 제5 메모리)에 기억시킨다(단계 S69). 이에 따라, 프레임 N+1의 화상 취입 동작(3밴드의 피사체 분광 화상의 취득)이 종료된다.

또한, 도 31의 (C)에 도시한 바와 같은 프레임 N+2의 화상의 취입 동작이 개시되고, 제3 LED(6c)와 제6 LED(6f)를 동시에 점등시키고(단계 S70), 점등이 개시된 후에, CCD(8)에 의한 촬상을 개시한다(도 33 참조)(단계 S71).

CCD(8)에 의한 촬상이 종료되면, 그 후에 LED(6c, 6f)를 소등하고(단계 S72), CCD(8)로부터 화상 데이터를 판독하여, 상기 메모리(11)내의 소정의 기억 영역(제6, 제7, 제8 메모리)에 기억시킨다(단계 S73). 이에 따라, 프레임 N+2의 화상 취입 동작(3밴드의 피사체 분광 화상의 취득)이 종료된다.

분광 화상을 동화상적으로 연속하여 취입하는 경우에는 이와 같은 프레임 N부터 프레임 N+2까지의 동작을 반복하여 행하게 된다.

이렇게 하여 메모리(11)에 기억된 6밴드의 피사체 분광 화상은 처리 장치(2)에 보내져서, 처리 프로그램에 의해 색재현이나 화상 처리가 행해진다. 이 처리 결과는 다른 처리 프로그램에 의해 디스플레이(22)에 표시되거나, 또는 촬영 장 치(1)에 전송되어 LCD 모니터(16)에 표시된다.

계속하여, 도 34 내지 도 36을 참조하여, 모니터용 화상을 취득하는 동작에 관하여 설명한다. 도 34는 모니터용 화상을 생성할 때의 프레임별 분광 화상의 분광 특성을 도시한 선도, 도 35는 모니터용 화상 취득에 있어서의 각 LED의 발광 및 촬상 소자의 화상 취득의 동작을 도시한 플로우차트, 도 36은 모니터용 화상 취득에 있어서의 각 LED의 발광 및 촬상 소자의 화상 취득의 동작 모습을 도시한 타이밍차트이다.

전원 스위치가 온됨으로써 모니터용 화상 취득 모드가 설정되거나, 또는 분광 화상 취득 모드가 종료됨으로써 모니터용 화상 취득 모드로 복귀하면, 모니터용 화상의 촬상을 개시하는 것을 대기한다(단계 S81).

여기서는, 바로 촬상이 개시되고, 모든 LED(6a∼6f)를 점등시킨다(도 34 참조)(단계 S82). 모든 LED(6a∼6f)의 점등이 개시된 후에, CCD(8)에 의한 촬상을 개시한다(도 36 참조)(단계 S83).

CCD(8)에 의한 촬상이 종료되면, 그 후에 모든 LED(6a∼6f)를 소등하고(단계 S84), CCD(8)로부터 화상 데이터를 판독하여, 상기 A/D 변환기(9)에 의해 디지털 데이터로 변환시켜, 버스(10)를 통해 메모리(11)내의 소정의 기억 영역에 기억시킨다(단계 S85).

여기서는, CCD(8)에 의한 촬상마다 LED(6a∼6f)의 전체 점등과 전체 소등을 행하여 소비 전력의 저감을 도모하고 있지만, 상기 도 29에 있어서 설명한 것과 마찬가지로, 모니터용 화상 취득 모드가 설정되어 있는 동안에는 LED(6a∼6f)를 연속 적으로 점등시키도록 해도 무방하다.

그 후, 모니터용 화상 취득 모드가 해제될 때까지, 상기 단계 S81로 돌아가서, 상술한 바와 같은 동작을 반복하여 행함으로써, 동화상용의 화상 데이터를 연속적으로 취득하도록 되어 있다.

이와 같이 하여 얻어진 화상은 모니터용의 화상 데이터로 변환되어, 모니터 I/F(15)를 통해 LCD 모니터(16)에 표시된다. 이 때에는 설정에 의해, 처리 장치(2)의 디스플레이(22)에 모니터용 화상을 표시할 수도 있도록 되어 있다.

또한, 상기에서는, 촬상 소자로서, 3밴드의 컬러 필터 어레이와의 조합에 의한 단판 촬상 소자를 예로 들었지만, 이것에 한정되지 않고, 입사광을 복수의 파장 대역의 광으로 분리하는 분광 미러나 분광 프리즘 등의 분광부와, 이 분광부에 의해 분광된 복수의 파장 대역의 광을 촬상하는 복수의 촬상 소자를 갖고 구성되는 3판식의 3밴드 촬상 소자이어도 되고, 또는 2판식의 촬상 소자이어도 무방하다. 또한, 컬러 필터로서는, RGB 3밴드에 의한 원색계 필터에 한정되는 것이 아니라, 보색계 필터의 것이어도 물론 무방하다.

또한, 상기에서는 6밴드의 발광 스펙트럼의 LED로부터 8밴드의 피사체 분광 화상 데이터를 취득하고 있지만, 이것에 한정되지 않고, 조합에 의해 임의의 피사 체 분광 화상 데이터를 취득하도록 해도 된다. 예를 들면, 광원으로서 제3 LED와 제5 LED만, 즉 2밴드의 광원만이더라도, 도 31에 fSL3', fSL4', fSL6', fSL7'로 나타낸 바와 같이, 4밴드의 피사체 분광 화상을 얻을 수 있다. 그 밖에, 여러가지 조합이 가능하다.

이와 같은 제3 실시 형태에 따르면, 상술한 제1, 제2 실시 형태와 거의 동일한 효과를 발휘함과 아울러, 컬러 촬상 소자를 이용함으로써, 피사체 분광 화상을 취득하는데 필요한 촬상 횟수를 감소시킬 수 있으며, 고도의 색재현의 동화상 등도 더욱 용이하게 실현 가능해진다.

또한, LED의 발광 스펙트럼이, 컬러 촬상 소자에 의한 수광의 분광 감도 분포에 걸치도록 구성함으로써, 6밴드의 발광 스펙트럼의 LED를 이용하면서, 8밴드의 피사체 분광 화상 데이터를 취득하는 것이 가능해진다.

도 37 내지 도 42는 본 발명의 제4 실시 형태를 도시한 것으로, 도 37은 화상 처리 시스템의 구성을 도시한 블록도이다. 이 제4 실시 형태에 있어서, 상술한 제1 내지 제3 실시 형태와 마찬가지인 부분에 대해서는 동일한 부호를 붙이고 설명을 생략하고, 주로 다른 점에 대해서만 설명한다.

이 제4 실시 형태는 상술한 제3 실시 형태를 기본 구성으로 하여, 스펙트럼 검출 센서를 더 부가한 구성으로 한 것이다.

즉 도 37에 도시한 바와 같이, 화상 처리 시스템의 촬영 장치(1)는 광의 스펙트럼 분포를 검출하는 스펙트럼 검출 센서(41)와, 이 스펙트럼 검출 센서(41)로 검출광을 도입하는 프로브(42)와, 상기 스펙트럼 검출 센서(41)로부터의 출력을 디 지털 신호로 변화함과 아울러 처리하여 출력하는 센서 I/F(43)와, 피사체 특성을 기억하는 피사체 특성 메모리(44)와, 카메라 특성을 기억하는 카메라 특성 메모리(45)를 도 21에 도시한 제3 실시 형태의 구성에 부가하여 더 갖고 구성되어 있다.

상기 스펙트럼 검출 센서(41)는 제1 LED(6a)∼제6 LED(6f)를 이용하여 CCD(8)에 의해 6밴드 분광 화상을 취득하는 구성과는 달리, 광을 화상으로서 취입하는 것이 아니라 스펙트럼만을 검출하는 것이다.

이 스펙트럼 검출 센서(41)는 광 검출 범위가 가시광역 전역(380㎚∼800㎚)을 커버하는 것으로 되어 있으며, 그레이팅 방식에 의해 검출을 행하고, 분해능은 5㎚이다. 따라서, 상세한 스펙트럼 데이터를 취득하는 것이 가능하게 되어 있다. 또한, 여기서는 그레이팅 방식의 스펙트럼 검출 센서를 예로 들었지만, 이것 이외의 방식의 것이어도 무방하다.

상기 프로브(42)는 예를 들면 플렉시블한 광 화이버(또는 광 화이버 번들)를 사용하고 있지만, 이것에 한정되지 않고, 검출광을 도광할 수 있는 것이라면, 널리 사용하는 것이 가능하다.

이와 같은 구성을 이용하여, 피사체로부터의 광을 검출하면 이 피사체의 광 스펙트럼을 검출할 수 있는 한편, 피사체 대신에 표준 백색판을 설치함으로써, 조명광의 스펙트럼 특성을 측정하는 것도 가능해진다.

더욱 상세하게는, 상기 패드부(4) 등을 이용하여 외부의 조명광을 차단하고, 제1 LED(6a)∼제6 LED(6f)를 순차로 발광시켜서 검출함으로써, 각 LED(6a)∼ LED(6f)의 스펙트럼 특성을 측정할 수 있다. 이에 따라, 이들 발광 소자 자체의 열화나, 온도 등의 환경 변화에 따른 스펙트럼 특성의 변화를 검출할 수 있다. 나아가서는, 특성의 변화를 반영한 조명 스펙트럼의 프로파일을 얻을 수 있기 때문에, 더욱 정확한 높은 색재현을 실현하는 것이 가능해진다.

또한, 외부의 조명광을 검출하여, 환경 조명광의 스펙트럼 특성을 측정하는 것도 가능하다.

다음으로, 도 38은 스펙트럼 검출 센서를 복수개 배열한 화상 처리 시스템을 사용할 때의 모습의 일례를 도시한 도면이다.

이 도 38에는 스펙트럼 검출 센서의 더욱 구체적인 배열예를 도시하고 있으며, 여기서는 2개의 스펙트럼 검출 센서, 즉 제1 스펙트럼 검출 센서(47)와 제2 스펙트럼 검출 센서(46)가 이용되고 있다.

제1 스펙트럼 검출 센서(47)는 피사체 부분의 분광 스펙트럼을 검출하기 위하여 배열된 것이고, 프로브가 되는 광 화이버(49)의 선단이 제1 LED(6a)∼제6 LED(6f) 근방의, 하우징(5)의 투사구(5a)를 통해 피사체 광을 입사할 수 있는 위치에 배열되어 있다.

이 제1 스펙트럼 검출 센서(47)는 상술한 바와 같이, 피사체 대신에 표준 백색판을 배치함으로써, 제1 LED(6a)∼제6 LED(6f)의 조명 스펙트럼을 검출하는데 이용할 수 있음과 아울러, 후술하는 바와 같이 선단에 렌즈 등을 배치함으로써, 피사체의 스폿(특정 부분)의 분광 반사 스펙트럼을 직접적으로 취득하는 것도 가능하게 되어 있다.

이에 따라, 제1 스펙트럼 검출 센서(47)를 이용하여, 자동차의 도장색, 건물의 도장색, 식료품의 분광 특성, 의료품의 염색 등의 스펙트럼 데이터를 직접 취득하면, 각각의 검사나 확인을 위한 데이터로서 이용하는 것이 가능해진다.

또한, 제2 스펙트럼 검출 센서(46)는 피사체가 놓여진 환경의 조명광 스펙트럼을 검출할 수 있도록 형성된 것이고, 프로브가 되는 광 화이버(48)의 선단이, 하우징(5) 외면에 노출됨과 아울러, 그 선단을 덮도록 백색이고 반투과성을 갖는 적분구(積分球)(48c)가 장착되어 있다. 이 제2 스펙트럼 검출 센서(46)를 이용함으로써, 촬영 장치(1)로부터 이간된 위치에 있는 피사체를, 태양광이나 실내광만으로 촬영할 때의 조명 스펙트럼을 취득하는 것이 가능해진다. 이에 따라, 피사체상의 촬영과 동시에, 그 때의 환경 조명광에 따른 조명 스펙트럼의 프로파일을 작성하는 것이 가능하기 때문에, 환경 조명광이 변화되었다고 하더라도 그것에 대응하여, 리얼 타임의 높은 색재현을 자동적으로 행할 수 있다.

또한, 촬영 장치(1)의 주변 환경광의 스펙트럼을 검출하여, 촬영 장치(1) 자체에 내장하는 LED의 스펙트럼과 비교함으로써, 주변 환경광과 LED 광의 어느것을 이용하여 촬상을 행할 것인지를 적응적으로 전환하는 것도 가능해진다. 예를 들면, RGB의 동화상을 촬상할 때에는 주변 환경광을 이용하는 것이 가능하기 때문에, 이 경우에는 내장하는 LED를 발광시키지 않음으로써, 소비 전력의 저감을 도모하는 것 등도 가능해진다.

도 39는 스펙트럼 검출 센서(41)의 구성예를 도시한 단면도이다.

상기 프로브(42)는 입사단(42a)으로부터 광을 입사하여, 출사단(42b)으로부 터 출사하는 것이다.

스펙트럼 검출 센서(41)는 하우징(41a)과, 이 하우징(41a)의 일단부에 개구되어 형성되어 있으며 상기 프로브(42)의 출사단(42b)으로부터 출사되는 광을 슬릿광으로서 입사하기 위한 입사광 슬릿(41b)과, 상기 하우징(41a)의 내부에 배열되어 있으며 상기 입사광 슬릿(41b)으로부터 입사된 슬릿광을 파장에 따라서 분광하여 다른 방향으로 반사하여 집광시키는 그레이팅(41c)과, 상기 하우징(41a)에 장착되어 있으며 상기 그레이팅(41c)에 의해 파장에 따라서 서로 다른 위치에 집광되는 광을 수광하여 그 강도에 따른 신호를 출력하는 포토다이오드 어레이(41d)를 갖고 구성되어 있다.

이에 따라, 포토다이오드 어레이(41d)는 수광 위치에 따라서 서로 다른 파장의 광을 광전 변환하고, 강도에 따른 신호를 출력하게 된다.

상기 센서 I/F(43)는 이 포토다이오드 어레이(41d)로부터 출력되는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하기 위한 A/D 변환기(43a)를 갖고 구성되어 있으며, 변환후의 디지털 신호를 상기 버스(10)를 통해 CPU(18) 등에 출력하도록 되어 있다. CPU(18)는 이 디지털 신호를 각 파장의 강도를 나타낸 스펙트럼 정보로서 받아서, 해석 등을 행하도록 되어 있다.

도 40은 스펙트럼 검출 센서(47)에 접속되는 광 화이버(49)의 입사단(49a)의 모습을 도시한 단면도이다. 또한, 이 도 40에 있어서는, 촬상 광학계(7) 등의 도시를 생략하고 있다.

광 화이버(49)의 입사단(49a)에는 소정 각도 범위로부터의 광이 입사되도록 되어 있다. 도시한 예에서는, 하우징(5)의 투사구(5a)를 통해 입사되는, 촬영 대상인 피사체 표면으로부터의 반사광이, 상기 입사단(49a)에 도달하도록 설치되어 있다.

이 도 40에 도시한 구성은 상술한 바와 같은, 피사체로서 표준 백색판을 이용하여, LED 조명의 스펙트럼을 검출하여 경년(經年) 변화에 따른 색의 변화 정보를 취득하는 등에 이용할 수 있는 것이다.

또한, 도 41은 스펙트럼 검출 센서(47)에 접속되는 광 화이버(49)의 입사단(49a) 근방에 센서용 광학계(49c)를 배치한 구성예를 도시한 단면도이다. 또한, 이 도 41에 있어서도, 촬상 광학계(7) 등의 도시를 생략하고 있다.

이 도 41에 도시한 바와 같이, 스펙트럼 검출 센서(47)에 접속되는 광 화이버(49)의 입사단(49a)에 렌즈 등으로 이루어지는 센서용 광학계(49c)를 형성함으로써, 입사단(49a)에 입사되는 광속을 피사체의 소정 범위로부터의 광으로 제한할 수 있다. 이에 따라, 상술한 바와 같이, 피사체의 특정 위치의 스펙트럼을 높은 파장 분해능으로 측정하는 것이 가능해진다.

도 42는 환경광 취득용으로 형성된 스펙트럼 검출 센서(46)에 접속되는 광 화이버(48)의 입사단(48a)의 모습을 도시한 단면도이다. 또한, 이 도 42에 있어서도, 촬상 광학계(7) 등의 도시를 생략하고 있다.

상술한 바와 같이, 입력용의 광 화이버(48)의 입사단(48a)은 하우징(5)의 외면에 노출되어 있으며, 이 입사단(48a)을 둘러싸도록, 백색이고 반투과성을 갖는 적분구(48c)가 장착되어 있다.

이와 같은 구성에 있어서, 환경 조명광이 이 적분구(48c)에 조사되면, 확산되어 투과되고, 광 화이버(48)의 입사단(48a)으로부터 입사된다. 이 입사광은 이 광 화이버(48)에 의해 전달되어, 스펙트럼 검출 센서(46)에 의해 스펙트럼의 측정이 행해진다.

이와 같은 제4 실시 형태에 따르면, 상술한 제1 내지 제3 실시 형태와 거의 동일한 효과를 발휘함과 아울러, 스펙트럼 검출 센서를 형성함으로써, 피사체광의 스펙트럼 분포를 얻을 수 있음과 아울러, LED의 스펙트럼 분포를 취득하여, 더욱 리얼 타임으로 정확한 색재현을 행하는 것도 가능해진다.

또한, 센서용 광학계를 이용함으로써, 피사체의 특정 부분의 스펙트럼 분포를 취득하는 것도 가능해진다. 이 센서용 광학계는 상술한 바와 같이, 예를 들면 5㎚의 분해능을 갖는 것으로 되어 있기 때문에, 피사체의 특정 부위에 대하여, 더욱 상세한 스펙트럼 데이터를 취득하는 것이 가능해지고, 더욱 정밀한 진단이나 판정을 행할 수 있다.

또한, 환경 조명광의 스펙트럼을 검출할 수도 있기 때문에, 환경 조명광에 따른 조명 스펙트럼의 프로파일을 리얼 타임으로 취득하는 것도 가능해진다.

다음으로, 본 발명의 제5 실시 형태의 화상 처리 시스템에 관하여 설명한다.

도 43은 본 발명의 제5 실시 형태의 화상 처리 시스템인 치과용 화상 처리 시스템의 시스템 구성도이다. 도 44는 상기 치과용 화상 처리 시스템에 적용되는 촬영 장치의 블록 구성도이다.

본 제5 실시 형태의 치과용 화상 처리 시스템(50)은 의치, 임플랜트 등의 제 작시에 있어서 환자(59)의 치아의 분광 화상 정보를 취득하여, 고정밀도의 색재현을 행하고, 그 분광 화상 정보를 네트워크(3)에 의해 치과 기공소(55)와 정보 교환을 행함으로써, 심미적인 화이트닝 처리를 가능하게 하는 시스템이다.

본 실시 형태의 치과용 화상 처리 시스템(50)은 도 43에 도시한 바와 같이 환자의 치아의 분광 화상 및 모니터 화상의 화상 데이터를 취득하기 위한 화상 촬영부인 촬영 장치(핸드헬드 멀티스펙트럼 스코프, HMSC)(1A)와, 화상 메모리를 가지며, 상기 촬영 장치(1A)에서 얻어진 화상 데이터를 연산, 관리하기 위한 화상 처리부인 처리 장치(2A)와, 카메라 촬영 조작을 위한 터치 패널식 입력 조작 장치(53)와, 색재현 상태를 표시하기 위한 캘리브레이션 모니터(54)와, 상기 처리 장치(2A)와 치과 기공소(통신 장치)(55)를 잇는 네트워크(3)와, 치과 기공소(55)에 구비되는 도재(陶材) 배합비 계산 데이터베이스(56)를 갖고 이루어진다.

상기 촬영 장치(1A)에 있어서는, 각각 다른 분광 분포 특성을 갖는 복수개의 LED로 이루어지는 LED군(6X)을 광원으로 하여, 그 광원에 의해 조명되는 피사체상(이 경우, 환자(59)의 치아의 상)이 촬영 광학계(7)를 통해 취득되어, 촬상 소자인 CCD(8)에 의해 촬상 신호로 변환되어, 메모리(11)에 화상 데이터로서 기억된다. 이 화상 데이터는 외부 I/F(17)를 통해 처리 장치(2A)의 화상 메모리에 전송된다. 이 촬영 장치(1A)의 구성은 상기 제1 내지 제4 실시 형태의 화상 처리 시스템에 적용된 촬영 장치(1)(도 1, 도 17, 도 21, 도 37)와 대략 동일한 구성을 갖고 있으며, 도 44에서는 이들 동일한 구성 요소에 동일한 부호를 붙여서 나타내고 있다.

상기 처리 장치(2A)는 도 44에 도시한 바와 같이 화상 처리부로서, 상기 제1 실시 형태 등의 화상 처리 시스템의 화상 처리부(2)에 적용한 것과 마찬가지의 연산 장치(21) 및 디스플레이 장치(22)에 더하여, 치과용 파일링 시스템(23)을 더 갖고 이루어진다.

상기 연산 장치(21)는 촬영 장치(1A)에 의해 취입된 분광 화상 데이터 등에 기초하여 피사체의 색재현 연산 처리나 화상 판정 연산 처리(정량적 판정)를 행한다. 상기 화상 판정 연산 처리에서 예를 들면 환자의 치아의 백색도의 등급 판정이나 색조 판별, 피부 표면의 피부 구멍이나 피부 돌출 부분의 상관 관계, 엔트로피 해석 등이 행해진다. 또한, 이 연산 장치(21)는 상기 제1 실시 형태의 화상 처리 시스템에 적용된 처리 장치(2A)의 연산 장치(21)와 마찬가지의 구성, 기능을 갖고 있다.

상기 치과용 파일링 시스템(23)은 환자의 치아의 표백 전후의 수치 관리나 표백 빈도나 의치 도재 배합 계산 결과의 데이터 파일링을 행하는 시스템으로, 화상 파일링 소프트웨어를 내장하고 있다. 또한, 상기 파일링 시스템(23)의 소정의 메모리부에는 상기 촬영 장치(1)에서 조작 스위치(14)의 조작에 의해 촬영된 화상 데이터가 상기 화상 파일링 소프트웨어의 소정 부위에 기록되고, 취입된다.

다음으로, 상술한 구성을 갖는 본 실시 형태의 치과용 화상 처리 시스템(50)에 의한 처리 동작에 관하여 설명한다.

치과 의원에 있어서 상기 치과용 화상 처리 시스템(50)을 적용하여 환자(59)의 치아의 색에 맞는 의치를 제작할 때, 먼저, 환자(59)의 치아의 백색도나 색조가 측정된다. 환자(59)는 고정대(58)에 턱부위를 얹어 머리부위를 고정 상태로 한다. 상기 고정대(58)에는 촬영 장치(51)가 장착되어 있다. 디스포즈가능한 차광성을 구비한 패드부(4)를 환자(59)의 입에 대어 구강내의 의치를 넣고자 하는 치아부위 주변을 촬영 장치(1)에 의해 촬영 가능한 상태로 한다. 또한, 상술한 바와 같이 촬영 장치(51)를 고정함으로써 촬영시의 피사체 위치의 어긋남을 방지할 수 있다.

터치 패널식 입력 조작 장치(53)를 조작함으로써 촬영 장치(1)의 LED군(6X)의 발광 모드를 선택 지정한다. 이 발광 모드는 예를 들면 LED군(6X)을 단일의 원색 LED마다 순차로 점등시키는 모드나, LED를 선택하여 점등시키는 모드나, 전체 LED를 동시에 점등시키는 모드 등이 있다. 이 발광 모드에 의해 분광 화상 취득 모드, 모니터 화상 취득 모드의 지정, 또는 분광 화상 취득 모드에 있어서의 분광 밴드수의 지정이 이루어진다.

그 후, 입력 조작 장치(53)를 조작하여 LED군(6X)의 점등을 개시시킨다. 이 조작은 촬영 장치(1)의 조작 스위치(14)로 행할 수도 있다.

상기 분광 화상 취득 모드가 선택되어 있는 경우, LED군(6X)의 점등에 의해 환자(59)의 치아의 피사체상 신호가 CCD(8)를 통해 취입되어, 분광 화상 데이터로서 메모리(11)에 기억된다. 상기 분광 화상 데이터는 처리 장치(2)에 전송되어, 색재현 연산부(33)(도 12)에서 XYZ 추정 연산이 행해진다. 그 연산 결과에 따른 환자(59)의 치아의 고정밀도의 색재현 화상이 디스플레이(22), 또는 캘리브레이션 모니터(54)에 표시된다.

또한, 모니터용 화상 취득 모드가 선택되어 있는 경우에는 통상의 표시 화상이 디스플레이(22)에 표시된다. 또한, 상기 분광 화상 취득 모드와 이 모니터용 화상 취득 모드는 입력 조작 장치(53)에 의해 전환 가능하다.

또한, 상기 분광 화상 데이터에 기초하여 처리 장치(2A)의 화상 판별 연산부(34)(도 13)에 있어서 판별 연산이 행해지고, 환자(59)의 치아의 색의 농담에 관한 등급 데이터가 구해진다. 이 등급 데이터는 치아의 색의 농담을 비교하기 위한 쉐이드 가이드상의 등급이고, 그 값은 캘리브레이션 모니터(54)에 표시된다. 또한, 처리 장치(2A)에서는, 상기 등급 데이터에 기초하여 의치의 도재 배합 계산이 행해져서, 의치 도재 배합 데이터가 구해진다.

환자(59)의 치아에 관한 상기 색재현 화상 데이터 및 치아의 색의 농담에 관한 등급 데이터인 검사 데이터와, 의치 도재 배합 데이터는 네트워크(3)를 통해 치과 기공소(55)의 컴퓨터부에 전송된다.

상기 치과 기공소(55)에서는, 상기 검사 데이터와 의치 도재 배합 데이터에 기초하여 도재 배합비 계산 데이터베이스(56)로부터 구체적인 도재 배합비가 검색된다. 이 도재 배합비에 기초하여 의치가 제작된다. 제작된 의치는 상기 치과 의원에 배송되고, 환자(59)에게 전달되게 된다.

상기 치료 과정에 있어서 환자(59)에 대하여 입력 조작 장치(53)를 통해 캘리브레이션 모니터(54)에 치아의 색에 관한 데이터나 색재현 화상을 표시하여, 환자(59)에게 치료 과정을 보여주고, 양해를 얻을 수 있다.

또한, 이 치과용 화상 처리 시스템(50)은 환자(59)의 의치를 제작하는 이외에도 치아의 표백 치료에도 적용할 수 있다. 즉 표백 처리 전후 상태의 환자(59)의 치아를 상기 촬영 장치(1A)에 의해 촬영하고, 상술한 화상 연산 처리를 행함으 로써, 표백 결과를 나타내는 상기 색재현 화상 데이터 및 치아의 색의 농담에 관한 등급 데이터가 구해진다. 이 표백 치료 전후의 수치 데이터는 캘리브레이션 모니터(54)에 표시되고, 환자(59)에 대한 인폼드 컨센트(informed consent)에 의한 치료가 가능해진다. 또한, 경시 변화나 표백 빈도에 따른 치료 과정에 있어서의 색재현 화상 데이터나 상기 등급 데이터의 변화의 비쥬얼로 확인하는 것이 가능하다. 또한, 상기 치료 과정에서의 데이터를 축적해가는 것도 가능하다.

본 제5 실시 형태의 치과용 화상 처리 시스템(50)을 적용한 경우, 상기 처리 장치(2A)에서 구해진 상기 고정밀도 색재현 화상이나 상기 등급 데이터는 통상의 실내광의 영향을 받지 않는 재현성이 좋은 화상 데이터, 또는 등급 데이터가 얻어지므로, 종래의 쉐이드 가이드에 의한 비교 데이터를 적용한 경우와 같이 개인차가 없고, 환경광의 영향을 받지 않으며, 또한, 사용하는 카메라나 필름에 의해 좌우되지도 않는다. 또한, 치료 과정을 캘리브레이션 모니터(54)에서 관찰할 수 있으므로, 환자(59)에 대한 인폼드 컨센트에 의한 치료가 가능해진다.

또한, 입력 조작 장치(53)로서 터치 패널식의 것을 적용하고, 또한, 촬영 장치(1A)의 촬영부 선단에 장착하는 패드부(4)를 디스포즈가능으로 함으로써, 원내 감염 등을 미연에 방지할 수 있다.

상술한 치과용 화상 처리 시스템(50)은 치과용 이외에도 적용 가능하다. 예를 들면, 피부과 시스템에 적용한 경우, 치료중의 피부 상태를 촬영하여, 더욱 정확한 색재현 화상 데이터를 얻을 수 있으며, 조명에 의한 편차가 없는 피부 상태의 변화를 기록해 갈 수 있다. 또한, 피부 진단 시스템에 적용하는 것도 가능하고, 통상의 표준 조명하에 있어서의 피부색의 정확한 재현을 가능하게 하고, 또한 특수한 조명하에서 피부 상태도 재현 가능하다.

다음으로, 본 발명의 제6 실시 형태인 화상 처리 시스템에 관하여, 도 45∼도 48을 이용하여 설명한다.

또한, 도 45는 본 실시 형태의 화상 처리 시스템의 구성을 도시한 도면이다. 도 46은 상기 화상 처리 시스템의 블록 구성도이다. 도 47 및 도 48은 상기 화상 처리 시스템의 촬영 장치에 있어서의 촬영 처리의 플로우차트이고, 상기 도 47은 촬영 대기 처리 추틴의 플로우차트를 도시하고, 상기 도 48은 촬영 루틴의 플로우차트를 도시한다.

본 실시 형태의 화상 처리 시스템은 도 45 및 도 46에 도시한 바와 같이 화상 촬영부로서, LED 조명광, 또는 스트로보 조명광에 의해 촬영이 가능한 촬영 장치(1B)와, 화상 메모리를 가지며, 상기 촬영 장치(1B)에서 촬영된 분광 화상 신호로부터 고정밀도 색재현 화상 데이터를 구하기 위한 화상 처리부인 처리 장치(2B)를 갖고 이루어진다.

상기 촬영 장치(1B)는 상기 제4 실시 형태의 화상 처리 시스템에 적용한 컬러 CCD, 조명광 센서가 내장된 상기 촬영 장치(1)(도 38)와 동일한 구성, 기능을 갖고 있으며, 또한, 외부 스트로보 장치인 스트로보 발광 장치(65)가 착탈 가능하다. 또한, 도 46에는 촬영 장치(1B)의 각 구성 요소에서 상기 촬영 장치(1)와 동일한 것은 동일 부호로 나타낸다.

상기 처리 장치(2B)는 상기 제4 실시 형태의 화상 처리 시스템에 적용한 처 리 장치(2)와 동일한 구성, 기능을 갖고 있다.

상기 촬영 장치(1B)에서는, 접근한 피사체에 대해서는, 내장의 LED 조명에 의해 촬영이 가능하지만, 피사체까지의 거리가 수㎝∼수m 정도인 경우, 상기 내장 LED 조명광이 도달하지 않게 되므로, 이 때에는 스트로보 발광 장치(65)를 장착하여, 스트로보 발광관을 발광시킴으로써 촬영을 행할 수 있다.

촬영 장치(1B)의 장치 본체를 구성하는 하우징(5)의 전방부에 상기 스트로보 발광 장치(65)는 장착 가능하게 되어 있지만, 상기 스트로보 발광 장치(65)가 장착되지 않는 상태에서는, 적분구(48c)가 외부에 노출되어 있으므로 촬영 장치(1B)에 내장되는 스펙트럼 검출 센서(46)에 의하여, 환경광의 스펙트럼 검출이 행해진다. 또한, 상기 스트로보 발광 장치(65)가 장착된 상태에서는, 스트로보 광의 일부가 적분구(48c)에 도광되므로 스펙트럼 검출 센서(46)에 의하여 스트로보 광의 스펙트럼 검출이 행해진다.

상기 스트로보 발광 장치(65)는 도 46에 도시한 바와 같이 촬영 장치(1B)의 하우징(5)의 전면부에 착탈 가능한 장착부(65a)와, 반사갓(63)과, 링 형상 스트로보 발광관(62)과, 발광 챠지용 콘덴서를 갖는 스트로보 발광 회로(도시하지 않음)와, 촬영 장치(1B)측과 스트로보 발광 회로와의 전기적 접속(전원·제어 신호)용 접속 케이블(64)를 갖고 이루어진다.

또한, 스트로보 발광 장치(65)를 장착후, 촬영 장치(1B)와 스트로보 발광 장치(65)간의 전기 접속은 상기 접속 케이블(64)에 의해 커넥터를 통해 행해지지만, 이 밖에도 스트로보 장치의 장착부에 접속용 전극부를 배치하여, 스트로보 발광 장 치(65)를 하우징(5)에 장착했을 때, 그 전극부가 자동적으로 접속 상태가 되는 구조를 채용해도 된다.

상기 접속 케이블(64)에 의한 전기적 접속 상태, 또는 스트로보 발광 장치(65)를 하우징(5)에 장착함에 따른 전기적 접속 상태는 카메라 제어 I/F(12)를 통해 촬영 장치(1B)측 CPU(18)에서 인식되고, 스트로보의 식별 코드가 검지된다. 이 스트로보의 식별 코드에 의해 현재 기억되어 있는 촬영 장치의 시스템 구성이 갱신된다.

상기 반사갓의 후방 일부가 개구되어 있으며, 스트로보 광을 후방으로 유도하는 도광로(66)를 형성하고 있다. 스트로보가 발광한 경우, 스트로보 광의 일부는 상기 도광로(66)를 통과하여 스펙트럼 검출 센서(46)의 광 화이버(48)의 선단에 형성되는 검출부인 적분구(48c)에 입사되고, 스펙트럼 검출 센서(46)에 의해 스트로보 광의 스펙트럼 성분이 검출된다.

다음으로, 상술한 구성을 갖는 본 제6 실시 형태의 화상 처리 시스템의 촬영 장치(1B)에 의한 촬영 처리 동작에 관하여, 도 47 및 도 48의 플로우차트에 따라서 설명한다.

촬영 장치(1B)에 의해 피사체의 분광 화상 데이터를 취득하는 경우, 먼저, 촬영 장치(1B)의 전원 스위치를 투입한다. 이 전원 스위치 투입에 의해, 도 47의 촬영 준비 처리 루틴이 CPU(18)의 제어하에서 스타트된다.

단계 S101에 있어서 시스템 구성 데이터를 CPU(18)가 취득하고, 단계 S102에 있어서 파라미터 설정(초기화)이 이루어진다. 단계 S103에 있어서 스트로보 발광 장치(65)가 촬영 장치(1B)에 장착되어 있는지의 여부가 체크된다. 스트로보 미장착의 경우, 그대로 단계 S106로 점프하지만, 스트로보 장착의 경우, 단계 S104로 진행한다.

단계 S104에 있어서 스트로보 발광 회로에 전원 공급이 이루어지고, 발광 챠지용 콘덴서의 충전이 개시된다. 단계 S105에 있어서 충전 완료가 확인되면, 단계 S106으로 진행하고, LCD 모니터(16)에 촬영 준비 완료의 표시를 행하고, 단계 S107에 있어서 LCD 모니터(16)를 라인 화면 표시 상태로 하여 대기한다.

계속하여, 촬영 장치(1B)의 촬영 버튼(14a)이 촬영자에 의해 누름 조작되어, 촬영 개시 지시 신호가 입력되면, 도 48의 촬영 처리 루틴이 CPU(18)의 제어하에서 스타트된다.

단계 S111에 있어서 스트로보 장착의 유무를 체크하고, 스트로보 미장착의 경우에는 단계 S116으로 점프하고, 스트로보 장착의 경우에는 단계 S112로 진행한다.

단계 S112에서 CCD(8)의 노광이 개시된다. 또한, 단계 S113에 있어서 스트로보 발광 장치(65)의 스트로보 발광이 개시된다. 그리고, 단계 S114에 있어서 스트로보 발광광의 일부가 도광부(66)를 통해 적분구(48c)로부터 스펙트럼 검출 센서(46)에 취입되어, 스트로보 발광광의 분광 스펙트럼 데이터가 취득된다. 소요의 노광 시간 경과후, 단계 S115에 있어서 노광을 종료하고, 본 촬영 처리가 종료된다.

한편, 단계 S116으로 점프한 경우, 스트로보 발광 장치(65)가 미장착 상태이 므로 스펙트럼 검출 센서(46)에 의해 환경광의 분광 스펙트럼 데이터가 취득된다. 단계 S117에 있어서 LED군(6X)이 원하는 상술한 발광 모드로 점등되고, CCD(8)의 노광이 개시된다. 단계 S118에서 노광이 종료되면, 본 촬영 처리는 종료된다.

또한, 촬영 장치(1B)는 도 46에는 도시되어 있지 않지만 상기 도 38에 도시한 바와 같은 스펙트럼 검출 센서(47)가 내장되어 있으며, 이 스펙트럼 검출 센서(47)에 의해 LED군(6X)의 조명광의 분광 스펙트럼 데이터도 동시에 취득된다.

상기 촬영 처리 종료후, 촬영 장치(1B)의 메모리(11)에 취입된 촬영 화상 데이터 및 조명광 분광 스펙트럼 데이터는 외부 I/F(17)를 통해 처리 장치(2B)에 전송되고, 거기서, 상기 촬영 화상 데이터에 대하여 상기 조명광 분광 스펙트럼 데이터, 또한 카메라 특성 데이터나 피사체 특성 데이터를 가미하여 분광 화상 데이터가 연산에 의해 구해진다.

상술한 본 제6 실시 형태의 화상 처리 시스템에 따르면, 피사체 거리가 비교적 원거리이고, LED군(6X)의 발광광으로는 휘도가 부족한 경우이더라도 스트로보 발광 장치(65)를 촬영 장치(1B)에 장착함으로써 피사체를 촬영할 수 있다. 또한, 스트로보 발광마다 취득되는 스트로보 광의 분광 스펙트럼 데이터에 기초하여 분광 화상 데이터가 연산되므로, 스트로보 발광 장치(65) 자체의 발광 스페이스의 편차나 발광 스펙트럼의 편차가 보정된 분광 화상 데이터에 의거한 고정밀도의 색재현이 가능해진다.

다음으로, 본 발명의 제7 실시 형태의 화상 처리 시스템에 관하여, 도 49∼도 52를 이용하여 설명한다.

도 49는 본 실시 형태의 화상 처리 시스템의 블록 구성도이다. 도 50의 (A) 및 도 50의 (B)는 정반사되는 피사체를 각 색의 LED 광으로 조명했을 때의 상태를 도시한 도면으로, 도 50의 (A)는 상기 결상시의 정반사되는 피사체와 각 색의 LED와 CCD의 배치를 도시하고, 도 50의 (B)는 CCD에 결상되는 정반사 부분의 어느 화상을 도시한 도면이다. 도 51은 CCD의 결상면 위의 각 색의 LED의 조명에 의해 정반사 부분이 존재하는 피사체상과, 상기 화상 처리 시스템의 촬영 장치에서 상기 피사체상으로부터 정반사 부분을 삭제 처리한 피사체상을 도시한 도면이다. 도 52는 상기 촬영 장치에 있어서의 정반사 부분 삭제 처리의 플로우차트이다.

본 실시 형태의 화상 처리 시스템은 도 49에 도시한 바와 같이 정반사의 영향이 없는 분광 화상을 촬영 가능한 화상 촬영부로서의 촬영 장치(1C)와, 화상 메모리를 가지며, 상기 촬영 장치(1C)에서 활영된 피사체 분광 화상 신호로부터 고정밀도 색재현 화상 데이터를 구하기 위한 화상 처리부인 처리 장치(2C)를 갖고 이루어진다.

상기 처리 장치(2C)는 상기 제1 실시 형태 등의 화상 처리 시스템에 적용된 처리 장치(2)와 동일한 구성, 기능을 갖고 있으며, 퍼스널 컴퓨터를 이용해도 된다.

상기 촬영 장치(1C)는 도 49에 도시한 바와 같이 상기 제1 내지 제4 실시 형태의 화상 처리 시스템에 적용된 촬영 장치(1)(도 1, 도 17, 도 21, 도 37)와 대략 동일한 구성을 갖고 있지만, 특히 본 촬영 장치(1C)에 있어서는, 후술하는 바와 같이 취득한 정반사 화상 데이터의 처리 동작이 행해진다. 또한, 촬영 장치(1C)의 각 구성 요소에서 상기 촬영 장치(1)와 동일한 것에는 동일한 부호를 붙여서 설명한다.

상기 촬영 장치(1C)에서는, 피사체(71)가 정반사되는 듯한 광택이 있는 곡면을 갖는 피사체인 경우에서도 그 화상 데이터로부터 LED군(6X)의 각 LED로부터의 조명광에 의한 정반사된 고휘도 부분을 삭제하여, 정반사 부분이 없는 화상 데이터가 합성 처리에 의해 구해진다. 이하, 그 화상 처리에 관하여 설명한다.

예를 들면, 상술한 정반사되는 피사체(71)에 대하여, 일례로서 각각 다른 링 형상의 위치에 배치되는 LED(6a1, 6a2, 6a3, 6a4)의 조명광을 조사한 경우, 상기 각 LED로부터 동일 파장의 광이 발광된다. 각각 피사체(71)에서 정반사되면, CCD(8)의 결상면상의 서로 다른 위치에 색을 띤 고휘도점이 결상된다. 즉 도 50의 (B)의 화면 Z위, 다른 위치에 LED(6a1, 6a2, 6a3, 6a4)에 대응하는 고휘도 포인트(Pa, Pb, Pc, Pd)가 생기게 된다.

촬영 장치(1C)에 있어서는, 상기 정반사에 의한 고휘도 포인트(Pa, Pb, Pc. Pd)가 정반사부 삭제 처리에 의해 제거된다. 이 삭제 처리에 관하여, 도 51에 의해 설명하면, 먼저 LED(6a1)의 발광광에 의한 피사체(71)의 정반사상은 CCD 결상면(Z1)상에서 고휘도점(Pa)으로 나타내어진다. 마찬가지로, LED(6a2, 6a3, 6a4)의 각 발광광에 의한 피사체(71)의 정반사상은 CCD 결상면(Z2, Z3, Z4)상에서 각각 고휘도점(Pb, Pc, Pd)으로 나타내어진다. 상기 고휘도점(Pa, Pb, Pc, Pd)의 화소 데이터를 제외한 나머지 화상 데이터를 가산, 또는 평균화함으로써 정반사의 고휘도 부분이 없는 보정된 피사체(71)의 분광 화상 데이터(CCD 결상면상 Z0)가 얻어진다.

상기 정반사부 삭제 처리에 관하여, 도 52의 플로우차트를 이용하여 설명한다. 먼저, 단계 S131에서 LED(6a1)를 점등시키고, 단계 S132에서 이 때의 화상 데이터를 취득한다. 그 후, 단계 S133∼S138에 있어서 순차로 LED(6a2), LED(6a3), LED(6a4)를 점등시켜서, 각 LED 발광시의 각 화상 데이터를 취득한다. 단계 S139에 있어서 상기 각 취득 화상 데이터로부터 고휘도 부분을 제외한 화상 데이터를 생성함으로써 정반사가 제거된 분광 화상 데이터를 얻는다. 또한, 상술한 예에서는, LED 광원이 4개인 경우를 나타내고 있지만, 다른 광원수인 경우도 마찬가지로 처리될 수 있다.

본 제7 실시 형태의 화상 처리 시스템에 있어서의 촬영 장치(1C)에 따르면, 피사체(71)가 정반사되는 듯한 피사체였다고 하더라도 취득한 화상 데이터에 상술한 정반사 삭제 처리를 실시함으로써, 정반사 부분이 없는 분광 화상 데이터를 얻을 수 있다.

다음으로, 본 발명의 제8 실시 형태인 화상 처리 시스템에 관하여, 도 53 및 도 54를 이용하여 설명한다.

또한, 도 53은 본 실시 형태의 화상 처리 시스템의 블록 구성도이고, 도 54는 정반사 피사체에 있어서의 광의 반사 상태를 도시한 도면이다.

본 실시 형태의 화상 처리 시스템은 도 53에 도시한 바와 같이 정반사되는 피사체의 분광 화상을 촬영 가능한 화상 촬영부로서의 촬영 장치(1D)와, 상기 촬영 장치(1D)에서 촬영된 피사체의 분광 화상 신호로부터 고정밀도 색재현 화상 데이터를 구하기 위한 화상 처리부인 처리 장치(2D)를 갖고 이루어진다.

상기 처리 장치(2D)는 상기 제1 실시 형태 등의 화상 처리 시스템에 적용된 처리 장치(2)와 동일한 구성, 기능을 갖고 있으며, 퍼스널 컴퓨터를 이용해도 된다.

상기 촬영 장치(1D)는 도 53에 도시한 바와 같이 상기 제1 내지 제4 실시 형태의 화상 처리 시스템에 적용된 촬영 장치(1)(도 1, 도 17, 도 21, 도 37)와 대략 동일한 구성을 갖고 있으며, 또한 정반사 광을 컷트하기 위하여 조명 광원인 LED군(6X)의 전면에 회전 가능한 반사광 제거 수단인 제1 편광판(75)이 배치되고, CCD(8)의 전면에 반사광 제거 수단인 제2 편광판(76)이 배치되어 있다.

또한, 상기 촬영 장치(1D)의 각 구성 요소에서 상기 촬영 장치(1)와 동일한 것에는 동일 부호를 붙여서 설명한다.

분광 화상 데이터를 취득하는 경우, 피사체 표면의 분광 반사율에 의거한 확산 반사광을 검출하여 분광 화상 데이터가 구해진다. 그러나, 피사체(71) 표면이 경면(鏡面)에 가까운 표면이었던 경우, 도 54에 도시한 바와 같이 LED(6a)로부터의 피사체(71)를 향해 발광된 조명광은 피사체 표면의, 예를 들면 점 Qa, Qb에 있어서 확산 반사광 R1, R3(도 54에서 짧은 화살표로 나타냄)으로서 반사되지만, 일부가 정반사광 R2, R4(도 54에서 긴 화살표로 나타냄)로서 반사된다. 이 정반사광 R2, R4는 조명광의 입사각과 대칭 방향으로 반사되고, 조명광의 스펙트럼과 대략 동일한 스펙트럼을 갖고 있다. 그리고, 이 정반사광 R2, R4 성분은 상기 확산 반사광 R1, R3 성분보다도 크고, 물체의 분광 반사율 측정의 방해가 된다. 상기 정반사광 R4는 그 반사 방향이 CCD(8)측을 향하고 있지 않으므로 영향은 없지만, 다른쪽의 정반사광 R2는 촬영 광학계(7)를 통과하여 CCD(8)에 취득되고, 촬영 화상중, 점 Qa의 부분이 고휘도점으로서 촬영되게 된다. 따라서, 피사체(71)의 표면 상태에 의해 생기는 정반사 광 부분을 제거하지 않으면, 적정한 분광 화상 데이터를 취득할 수가 없다.

따라서, 본 실시 형태의 촬영 장치(1D)에 있어서는, 상술한 바와 같이 LED군(6X)의 전면에 제1 편광판(75)을 배치하고, CCD(8)의 전면에 제2 편광판(76)을 배치함으로써, 상기 정반사 성분을 컷트하여, CCD(8)에 입사되지 않도록 하고 있다. 즉 상기 제1 편광판(75)에 의해 LED군(6X)으로부터의 조명광을 편광시킨다. 피사체(71) 표면에서 확산 반사된 광은 그 편광 방향이 여러가지가 되지만, 정반사된 광은 한 방향의 편광 상태를 유지한 채 촬영 광학계(7)에 입사된다. 상기 제1 편광판(75)은 제2 편광판(76)에 대하여 회전 조정하여 배치되어 있으며, 상기 편광된 정반사광은 제2 편광판(76)에서 제거된다. 그리고, 확산 반사광만이 CCD(8)측에 입사되고, 정반사에 의한 고휘도 부분이 없는 피사체상이 촬영된다.

상술한 바와 같이, 본 제8 실시 형태의 화상 처리 시스템의 촬영 장치(1D)를 적용한 경우, 피사체(71)가 광택이 있는 표면을 갖고 있었다고 하더라도 촬영 화상에 정반사광에 의한 고휘도부가 생기지 않고, 적정한 분광 화상 데이터를 취득하여, 고휘도의 색재현이 가능해진다.

또한, 상기 촬영 장치(1D)에 있어서는, 제2 편광판(76)을 촬영 광학계(7)와 CCD(8) 사이에 배치하였지만, 촬영 광학계(7)의 전면의 피사체(71)측에 배치하는 구성을 채용하더라도 동일한 효과가 얻어진다.

다음으로, 본 발명의 제9 실시 형태인 화상 처리 시스템에 관하여, 도 55 및 도 56을 이용하여 설명한다.

또한, 도 55는 본 실시 형태의 화상 처리 시스템의 블록 구성도이고, 도 56은 상기 화상 처리 시스템의 촬영 장치에 있어서의 CCD의 전면에 배치되는 제2 편광판의 정면도이다.

본 실시 형태의 화상 처리 시스템은 도 55에 도시한 바와 같이 정반사되는 피사체의 가시광 및 근적외광에 의한 분광 화상을 촬영할 수 있는 화상 촬영부로서의 촬영 장치(1E)와, 상기 촬영 장치(1E)에서 촬영된 피사체의 분광 화상 신호로부터 고정밀도 색재현 화상 데이터를 구하기 위한 화상 처리부인 처리 장치(2E)를 갖고 이루어진다.

상기 처리 장치(2E)는 상기 제1 실시 형태 등의 화상 처리 시스템에 적용된 처리 장치(2)와 마찬가지의 구성, 기능을 갖고 있으며, 퍼스널 컴퓨터를 이용해도 된다.

상기 촬영 장치(1E)는 도 55에 도시한 바와 같이 상기 제1 내지 제4 실시 형태의 화상 처리 시스템에 적용된 촬영 장치(1)(도 1, 도 17, 도 21, 도 37)와 대략 동일한 구성을 가지며, 또한 상기 촬영 장치(1E)에는, 조명 광원으로서 가시광 광원인 LED군(6X) 외에 근적외광 광원인 LED(6g)가 촬영 광학계(7) 주위에 배치되어 있다. 또한, 정반사광을 컷트하기 위하여 상기 LED군(6X)의 전면부에 반사광 제거 수단인 제1 편광판(81)과, 상기 LED(6g)의 전면부에 제1 편광판(82)이 배치되어 있다. 또한, CCD(8)의 전면부에는 반사광 제거 수단인 제2 편광판(83, 84)이 장착된 회전 가능한 편광판 다이얼(85)(도 56)이 배치되어 있다.

또한, 상기 촬영 장치(1E)의 구성 요소에서 상기 촬영 장치(1)와 동일한 것은 동일 부호를 붙이고, 이하에서는 다른 처리 부분에 관하여 설명한다.

이 촬영 장치(1E)에 있어서는, LED군(6X)을 점등시킴으로써 가시광에 의한 분광 화상 데이터를 취득할 수 있으며, 또한 LED(6g)를 점등시킴으로써 근적외광에 의한 분광 화상 데이터를 취득할 수 있다.

이 때, 피사체가 광택이 있는 피사체(71)였던 경우, 정반사광이 취입되어 화상 데이터에 고휘도부가 생기지만, 이 촬영 장치(1E)에서는, 가시광에 의한 피사체 화상에 한정되지 않고 근적외광에 의한 피사체 화상에 대해서도 상기 정반사광을 제거하는 것이 가능하고, 어느 경우에도 고휘도부가 없는 적정한 분광 화상 데이터를 취득할 수 있다.

촬영 장치(1E)에 있어서는, 상기 편광판 다이얼(85)에는 가시광용의 제2 편광판(83)과 근적외광용의 제2 편광판(84)이 장착되어 있다.

촬영 장치(1E)에 의해 가시광에 의한 촬영을 행하는 경우에는 편광판 다이얼(85)을 예를 들면 화살표 D1 방향으로 수동으로 회전시켜서, 가시광용 제2 편광판(83)을 CCD(8)에 대향하도록 전환한다. 상기 전환후, 촬영 장치 하우징 밖으로 돌출해 있는 근적외용 제2 편광판(84)을 회전 조작함으로써 중앙의 회전 롤러(86)를 통해 상기 가시광용 제2 편광판(83)을 회전시켜서, 상기 가시광용 제1 편광판(81)에 대한 조정을 행한다.

따라서, 가시광 LED군(6X)을 소정의 발광 모드에 따라서 점등시키면, 제1 편 광판(81)을 투과한 광이 피사체(71)에서 반사되어, 촬영 광학계(7)에 입사된다. 반사광 중에서 확산광 성분은 제2 편광판(83)을 투과하지만, 정반사광 성분은 제2 편광판(83)에서 제거된다. 따라서, 정반사에 의한 고휘도부가 없는 가시광에 의한 피사체상이 CCD(8)에 의해 촬상 신호로 변환되어, 분광 화상 데이터로서 취득된다.

한편, 근적외광에 의한 촬영을 행하는 경우는 편광판 다이얼(85)을 수동으로 회전시켜서 근적외광용 제2 편광판(84)을 CCD(8)에 대향시킨다. 그리고, 촬영 장치 하우징 밖으로 돌출해 있는 가시광용 제2 편광판(83)을 회전 조작함으로써 중앙의 회전 롤러(86)를 통해 상기 근적외광용 제2 편광판(84)을 회전시켜, 상기 근적외광용 제1 편광판(82)에 대한 조정을 행한다.

따라서, 근적외광 LED(6g)를 소정의 발광 모드에 따라서 점등시키면, 제1 편광판(82)을 투과한 근적외광이 피사체(71)에서 반사되어, 촬영 광학계(7)에 입사된다. 이 근적외 반사광 중에서 확산광 성분은 제2 편광판(84)을 투과하지만, 정반사광 성분은 제2 편광판(84)에서 제거된다. 따라서, 정반사에 의한 고휘도부가 없는 근적외광에 의한 피사체상이 CCD(8)에 의해 촬상 신호로 변환되고, 분광 화상 데이터로서 취입된다.

상술한 본 제9 실시 형태의 화상 처리 시스템의 촬영 장치(1E)에 따르면, 가시광 광원에 의한 촬영 외에 근적외광 광원에 의한 촬영을 행하는 것이 가능하고, 또한 정반사되는 광택이 있는 피사체에 대해서도 상기 쌍방의 광원의 어느것에서도 정반사의 영향을 억제한 고휘도부가 없는 피사체 화상을 취입하여 분광 화상 데이터를 취득할 수 있으며, 고휘도의 색재현이 가능하다.

특히 상기 촬영 장치(1E)에 적용되는 편광판은 가시광과 근적외광에 걸친 전파장에서 편광 특성을 갖는 고가의 편광판을 이용할 필요가 없고, 가시광 광원에 대해서는, 저가의 가시광용 제1 편광판(81)과 제2 편광판(83)을 적용하고, 근적외광 광원에 대해서는, 근적외광용의 제1 편광판(82)과 제2 편광판(84)을 적용하므로, 부품 코스트를 억제할 수 있다.

다음으로, 본 발명의 제10 실시 형태인 화상 처리 시스템에 관하여, 도 57∼도 59를 이용하여 설명한다.

또한, 도 57은 본 실시 형태의 화상 처리 시스템의 블록 구성도이고, 도 58의 (A) 및 도 58의 (B)는 상기 화상 처리 시스템의 촬영 장치에 있어서의 LED 광원에 의한 쉐이딩 상태의 보정전을 도시한 도면이고, 도 59의 (A) 및 도 59의 (B)는 상기 화상 처리 시스템의 촬영 장치에 있어서의 LED 광원에 의한 쉐이딩 상태의 보정후를 도시한 도면이다.

본 실시 형태의 화상 처리 시스템은 화상 촬영부로서의 촬영 장치(1F)와, 상기 촬영 장치(1F)에서 촬영된 피사체의 분광 화상 신호로부터 고정밀도 색재현 화상 데이터를 구하기 위한 화상 처리부인 처리 장치(도시하지 않음)를 갖고 이루어진다.

상기 촬영 장치(1F)는 도 57에 도시한 바와 같이 상기 제1 내지 제4 실시 형태의 화상 처리 시스템에 적용된 촬영 장치(1)(도 1, 도 17, 도 21, 도 37)와 대략 동일한 구성을 가지며, 또한 상기 촬영 장치(1F)에는 조명 광원인 LED군(6X)의 전 면부에 조명 얼룩을 경감하는 광학 부재인 쉐이딩 보정 렌즈(88)가 장착되어 있다.

또한, 상기 촬영 장치(1F)의 구성 요소에서 상기 촬영 장치(1)와 동일한 것에는 동일 부호를 붙여서 설명한다.

상기 촬영 장치(1E)에 있어서, 상기 쉐이딩 보정 렌즈(88)가 장착되지 않은 상태에서는, 예를 들면 서로 다른 위치에 배치되어 있는 LED군(6X) 중의 LED(6a)와 LED(6b)를 따로따로 점등시키는 경우, 피사체로의 조명 상태는 도 58의 (A) 및 도 58의 (B)에 도시한 바와 같이 화면(G1)의 좌측 상단과, 화면(G2)의 우측 상단과 같이 상이한 부분이 다른 부분보다 밝게 조명된다. 이것을 보정하지 않으면 화면상의 각 위치에 따라서 관측되는 스펙트럼의 강도 분포가 다르기 때문에 정확한 측정을 할 수 없다는 문제가 생긴다.

따라서, 촬영 장치(1F)에 있어서는, 상술한 바와 같이 LED군(6X)의 전면부에 쉐이딩 보정 렌즈(88)를 장착한다. 이 쉐이딩 보정 렌즈(88)를 장착함으로써 LED(6a) 또는 LED(6d)로부터의 조명광이 조정되어, 도 59의 (A) 및 도 59의 (B)의 화면(G3, G4)에 도시한 바와 같이 각각 밝은 부분이 화면 중앙에 모이도록 보정된다. 이 조명광의 보정에 의해 광원 위치에 따른 영향이 경감되고, 화면내의 위치에 따른 스펙트럼 강도 분포의 오차가 없어져서, 올바른 측정이 이루어진다. 고정밀도의 분광 화상 데이터를 취득하는 것이 가능해진다.

또한, 상기 실시 형태의 촬영 장치(1F)의 구성을 채용하더라도 아직 조명 위치에 영향받는 쉐이딩이 남는 경우가 있다. 이 경우는 백지 등을 피사체로 하여 촬영을 행하여, 얻어진 화상 데이터를 기초로 하여 LED군(6X)의 각 LED마다의 화면 위치에 대한 쉐이딩 보정 데이터를 산출한다. 그리고, 상기 각 LED마다 전기적인 쉐이딩 보정을 행하도록 하면, 더욱 정확한 보정이 가능해진다.

상술한 예에서는, 광학적인 쉐이딩 보정과 화상 처리적인 쉐이딩 보정을 병용하였지만, 상기 쉐이딩 보정 광학계(88)를 이용하지 않고, 화상 처리만에 의한 쉐이딩 보정을 실시하더라도 어느 정도의 보정 효과를 얻을 수 있다.

또한, 상기 쉐이딩 광학계(렌즈)(88) 대신에 확산판을 이용하여 쉐이딩 보정을 행하는 것도 가능하다.

다음으로, 본 발명의 제11 실시 형태인 화상 처리 시스템에 관하여, 도 60 및 도 61을 이용하여 설명한다.

또한, 도 60은 본 실시 형태의 화상 처리 시스템의 블록 구성도이고, 도 61은 상기 화상 처리 시스템에 있어서의 촬영 장치의 LED 광원부의 배치도이다.

본 실시 형태의 화상 처리 시스템은 화상 촬영부로서의 촬영 장치(1G)와, 촬영실이 되는 암실(91)과, 상기 촬영 장치(1G)에서 촬영된 피사체의 분광 화상 신호로부터 고정밀도 색재현 화상 데이터를 구하기 위한 화상 처리부인 처리 장치(도시하지 않음)을 갖고 이루어진다.

상기 촬영 장치(1G)는 도 60에 도시한 바와 같이 상기 제1 내지 제4 실시 형태의 화상 처리 시스템에 적용된 촬영 장치(1)(도 1, 도 17, 도 21, 도 37)와 대략 동일한 구성을 가지며, 또한 상기 촬영 장치(1G)에는 암실(91)내의 조명 광원과의 접속 단자부(접점부)(90)가 배치되어 있다. 또한, 상기 촬영 장치(1G)의 구성 요소에서 상기 촬영 장치(1) 등과 동일한 요소에는 동일 부호를 붙여서 설명한다.

또한, 상기 처리 장치도 상기 제1 실시 형태 등의 화상 처리 시스템에 적용된 처리 장치(2)와 마찬가지의 구성을 갖고 있으며, 퍼스널 컴퓨터를 이용해도 된다.

상기 암실(91)은 예를 들면 환자(59)가 들어갈 정도의 스페이스를 가지며, 외부로부터 차광된 구조를 갖는다. 그 내부에 외부 조명 장치로서의 복수개의 조명 장치(92)가 배치되어 있다.

상기 조명 장치(92)에는 도 61에 도시한 바와 같이 촬영 장치(1G)에 내장되는 LED군(6X)인 제1 LED(6a)∼제6 LED(6f) 각각과 동일한 발광 파장을 갖는 LED(96a)∼LED(96f)가 각각 복수 세트 배치되어 있다. 도면에서, 둥근 마크는 각각 LED를 나타내고 있으며, 그 둥근 마크의 동일한 모양 표식의 것은 동일 발광 파장의 LED를 나타내고 있다. 도 61에 도시한 바와 같이 상기 복수 세트의 LED(96a)∼LED(96f)는 치우치지 않고 균등하게 조명 장치(92)내에 분포되어 있으며, 대체로 면 발광이 가능한 상태가 된다. 상기 LED(96a)∼LED(96f)로의 전원은 접속 커넥터(93)를 통해 공급된다. 접속 커넥터(93)는 촬영 장치(1G)가 암실(91)에 장착되었을 때, 촬영 장치(1G)측의 접속 단자부(90)와 접속 상태가 된다.

상술한 바와 같은 구성을 갖는 촬영 장치(1G)에 의해 촬영을 행할 경우, 먼저 촬영 장치(1G)를 암실(91)에 장착하고, 조명 장치(92)의 각 LED를 점등 가능 상태로 셋트한다. 그리고, 피사체가 되는 환자(59)를 암실(91)내에 들여보낸다.

따라서, 상기 조명 장치(92)의 각 LED를 점등하여 환자(59)의 소요 부위를 촬영하고, 원하는 분광 화상 데이터를 얻지만, 이 때의 상기 조명 장치(92)의 각 LED의 점등순은 촬영 장치(1G)의 발광 모드에 따라서 점등되는 촬영 장치(1G) 내장의 LED군(6X)의 점등 타이밍으로 점등된다.

상술한 본 제11 실시 형태의 화상 처리 시스템에 따르면, 피사체 사이즈가 큰 경우이더라도 환경광의 영향이 없는 상태에서 정확한 색 측정이 가능하고, 고정밀도의 색재현이 가능해진다. 또한, 암실(91)은 촬영 장치(1)의 커넥터부(93)를 갖는 장착부와 조명 장치(92)를 형성하는 것만의 간단한 장치로 되고, 대형 피사체를 촬영하는 것이 가능한 저가의 화상 처리 시스템이 얻어진다.

상기 촬영 장치(1G)의 촬영 광학계(7)에 넓은 각의 촬영 광학계를 적용하면, 촬영 범위가 넓어지고, 더욱 큰 피사체, 예를 들면 차체 등 대형 물품의 촬영이 가능해진다.

다음으로, 본 발명의 제12 실시 형태인 화상 처리 시스템에 관하여, 도 62의 블록 구성도를 이용하여 설명한다.

본 실시 형태의 화상 처리 시스템은 화상 촬영부로서의 촬영 장치(1H)와, 상기 촬영 장치(1H)에서 촬영된 피사체의 분광 화상 신호로부터 고정밀도 색재현 화상 데이터를 구하고, 또한 상기 화상 데이터에 기초하여 피사체의 상태를 판단하기 위한 화상 처리부인 처리 장치(2H)를 갖고 이루어진다.

상기 촬영 장치(1H)는 도 62에 도시한 바와 같이 상기 제1 내지 제4 실시 형태의 화상 처리 시스템에 적용된 촬영 장치(1)(도 1, 도 17, 도 21, 도 37)와 대략 동일한 구성을 가지며, 또한 촬영 장치(1H)에는 조명 광원으로서 가시광 광원인 복수의 LED군(6X) 외에 중심 파장 780㎚∼900㎚의 근적외광 광원인 복수의 LED(6h)가 촬영 광학계(7) 주위에 배치되어 있다. 또한, 상기 촬영 장치(1H)의 구성 요소에서 상기 촬영 장치(1)와 동일한 것에는 동일 부호를 붙여서 설명한다.

또한, 상기 처리 장치(2H)에는 상기 제1 실시 형태 등의 화상 처리 시스템에 적용된 처리 장치(2)와 동일한 것이고, 퍼스널 컴퓨터를 이용해도 된다.

상기 촬영 장치(1H)에 있어서는, 가시광 광원인 LED군(6X)을 소정의 발광 모드에 의해 점등한 경우, 가시광에 의한 분광 화상 데이터가 취득된다. 또한, 근적외광 광원인 LED(6h)를 점등시키고, 피사체인 환자(95)의 체표를 조사한 경우, 근적외광에 의한 분광 화상 데이터가 얻어진다.

상기 근적외광에 의한 촬영시에는 상기 촬영 장치(1H)를 근적외광 촬영 모드로 하여 LED(6H)를 연속 점등시킨다. 이 상태에서 환자(95)의 체표의 30프레임/초의 화상 데이터를 취득하여, 표시를 행한다. 그 취득된 화상은 LCD 모니터(16), 및 처리 장치(2H)의 디스플레이(22)에 모노크롬 화상으로서 표시된다.

상기 LED(6h)의 중심 파장 780㎚∼900㎚의 근적외광은 가시광에 비교하여 체표의 심부에 도달하므로, 피하의 혈관(95a) 상태를 촬영할 수 있다. 예를 들면, 혈류 관찰 모드로 설정한 경우, 상기 30프레임/초의 동화상 데이터에 의해 피하의 혈관(95a)의 혈류 상태를 디스플레이(22)상에서 관찰할 수 있다. 또한, 촬영 장치의 LCD 모니터(16)상에서도 혈류 상태를 직접, 모노크롬 화상으로 관찰 가능하다.

본 제12 실시 형태의 화상 처리 시스템에 있어서, 혈류 상태의 판정 결과를 자동적으로 실행시키는 것도 가능하고, 촬영자가 촬영 장치(1H)의 조작 스위치(14)를 누름 조작함으로써 상기 LED(6h)를 소정 시간 점등시키고, 촬영된 근적외광에 의한 동화상 데이터를 처리 장치(2H)에 전송한다. 처리 장치(2H)에 있어서 상기 동화상 데이터를 연산 처리함으로써 혈류 상태가 판별된다.

또한, 본 제12 실시 형태의 화상 처리 시스템에 의해 상기 혈류 상태의 판별 처리 외에 상기 혈류 상태의 동화상 데이터를 연산 처리함으로써 맥박수, 또는 심박수를 구하는 것도 가능하다.

다음으로, 본 발명의 제13 실시 형태인 화상 처리 시스템에 관하여, 도 63의 블록 구성도를 이용하여 설명한다.

본 실시 형태의 화상 처리 시스템은 화상 촬영부로서의 촬영 장치(1J)와, 상기 촬영 장치(1J)에서 촬영된 피사체의 분광 화상 신호로부터 고정밀도 색재현 화상 데이터를 구하고, 또한 상기 화상 데이터에 기초하여 피사체의 표면 상태를 판단하기 위한 화상 처리부인 처리 장치(2J)를 갖고 이루어진다.

상기 촬영 장치(1J)는 도 63에 도시한 바와 같이 상기 제1 내지 제4 실시 형태의 화상 처리 시스템에 적용된 촬영 장치(1)(도 1, 도 17, 도 21, 도 37)와 대략 동일한 구성을 가지며, 또한 촬영 장치(1J)에는 조명 광원으로서 가시광 광원인 복수의 LED군(6X) 외에 중심 파장 300㎚∼380㎚의 자외선 광원인 복수의 LED(6j)가 촬영 광학계(7) 주위에 배치되어 있다. 상기 촬영 장치(1J)의 구성 요소에서 상기 촬영 장치(1)와 동일한 것에는 동일 부호를 붙이고, 이하에 설명한다.

또한, 상기 처리 장치(2J)는 상기 제1 실시 형태 등의 화상 처리 시스템에 적용된 처리 장치(2)와 동일하다.

상기 촬영 장치(1J)에 있어서는, 가시광 광원인 LED군(6X)을 소정의 발광 모 드에 의해 점등한 경우, 가시광에 의해 분광 화상 데이터가 취득된다. 또한, 자외선 광원인 LED(6j)를 점등시키고, 피사체인 피검사 부재(98)의 표면(98a)을 조사한 경우, 자외선에 의한 분광 화상 데이터가 얻어진다.

상기 자외선에 의한 촬영을 행할 경우, 촬영 장치(1J)를 자외선 촬영 모드로 하여 LED(6j)를 점등시키고, 그 상태에서 피검사 부재(98)의 표면(98a)의 화상 데이터를 취득하여, 표시를 행한다. 그 취득된 화상은 LCD 모니터(16), 및 처리 장치(2J)의 디스플레이(22)에 모노크롬 화상으로서 표시된다.

상기 LED(6j)의 중심 파장 300㎚∼380㎚의 자외선은 가시광에 비교하여 피사체 표층의 더욱 얕은 곳에서 산란 반사되므로, 표면의 작은 흠집 등 피사체 표면의 상태를 상기 촬영 화상에 의해 관찰할 수 있다.

또한, 상기 제12, 제13 실시 형태에 적용하는 촬영 장치(1H)와 촬영 장치(1J)를 조합한 변형예의 촬영 장치를 제안할 수 있다. 이 변형예의 촬영 장치에서는, 광원으로서 가시광의 LED군(6X) 외에 근적외광 광원인 LED(6h) 및 자외선 광원인 LED(6j)가 촬영 광학계(7) 주위에 배치된다.

상기 변형예의 촬영 장치에 의해 환자의 혈류 관찰과 피검출 부재의 표면 흠집 검사 등 동일한 촬영 장치에 의해 광범위한 종류의 피사체의 분광 화상 데이터를 얻을 수 있다.

다음으로, 본 발명의 제14 실시 형태인 화상 처리 시스템에 관하여, 도 64의 블록 구성을 이용하여 설명한다.

본 실시 형태의 화상 처리 시스템은 화상 촬영부로서의 촬영 장치(1K)와, 상 기 촬영 장치(1K)에서 촬영된 피사체의 분광 화상 신호로부터 고정밀도 색재현 화상 데이터를 구하기 위한 화상 처리부인 처리 장치(2K)를 갖고 이루어진다.

상기 촬영 장치(1K)는 도 64에 도시한 바와 같이 상기 제1 내지 제4 실시 형태의 화상 처리 시스템에 적용된 촬영 장치(1)(도 1, 도 17, 도 21, 도 37)와 대략 동일한 구성을 갖고 있지만, 또한 촬영 장치(1K)에는 하우징(5)의 투사구(5a)에 있어서 지지축(102)에 의해 회전이동 가능하게 지지되고, 캘리브레이션용 기준색을 배색한 색표(101)가 배치되어 있다.

또한, 상기 촬영 장치(1K)의 구성 요소에서 상기 촬영 장치(1)와 동일한 것에는 동일 부호를 붙여서 설명한다.

상기 처리 장치(2K)는 상기 제1 실시 형태 등의 화상 처리 시스템에 적용된 처리 장치(2)와 동일하다.

본 실시 형태의 촬영 장치(1K)에서는 종래는 번거로웠던 색표의 보관 관리가 불필요해지고, 또한 색표의 더러움 발생이나 외광에 의한 열화를 방지할 수 있도록, 상술한 색표(101)를 하우징(5)내에 내장하고, 사용하지 않을 때에는 하우징(5)의 내부에 촬영 광학계(7)의 투사구(5a)로부터 퇴피시켜서 수납시킨다. 이 수납 상태에서는, 색표(101)는 LED군(6X)의 조사 광로 밖으로 퇴피되어 있으며, 피사체(103)로의 조사광을 저해하지는 않는다. 그리고, 캘리브레이션시에만, 도 64에 도시한 바와 같이 촬영 광학계(7)의 투사구(5a)까지 회전이동시킨다. 이 상태에서 색표(101)의 화상 데이터를 CCD(8)를 통해 취득하고, 색의 캘리브레이션을 위한 분광 화상 데이터가 취득된다.

본 제14 실시 형태의 촬영 장치(1K)에 따르면, 색표(101)의 보관 관리가 불필요하고, 또한 손으로 다루어지지 않기 때문에 오물이 장착되기 어렵고, 또한 외광에 노출되어 색이 열화되지 않고, 항상 정확한 색의 캘리브레이션이 가능하다.

또한, 상기 실시 형태의 촬영 장치(1K)에 있어서는, 색표(101)가 하우징(5)에 회전이동 가능하게 지지되어 있었지만, 이것 대신에 하우징(5)의 투사구(5a)에 착탈되는 렌즈 캡(도시하지 않음)의 내면에 색표를 부착한 구성을 채용하는 것도 가능하다. 이 경우, 렌즈 캡을 장착한 상태에서 상기 캘리브레이션이 행해진다.

다음으로, 본 발명의 제15 실시 형태인 화상 처리 시스템에 관하여, 도 65의 시스템 구성도를 이용하여 설명한다.

본 실시 형태의 화상 처리 시스템은 화상 촬영부로서의 촬영 장치(1L)와, 상기 촬영 장치(1L)에 케이블(112)을 통해 접속되는 휴대 전화기(110)와, 상기 휴대 전화기(110)와 통신 가능한 원내 처리 시스템(119)을 갖고 이루어진다.

상기 원내 처리 시스템(119)은 원내 통신 장치(115)와, 처리 장치(116)와, 데이터베이스(117)와, 모니터(118)를 갖고 이루어진다.

상기 촬영 장치(1L)는 도 65에 도시한 바와 같이 상기 제1 내지 제4 실시 형태의 화상 처리 시스템에 적용된 촬영 장치(1)(도 1, 도 17, 도 12, 도 37)와 동일한 구성을 갖고 있다. 상기 촬영 장치(1L)의 동일한 구성 요소에는 동일한 부호를 붙여서 설명한다.

상기 휴대 전화(110)는 촬영 장치(1L)에서 취득한 환자의 환부를 촬영한 분광 화상 데이터를 공중 통신 회선에 의해 상기 원내 처리 시스템(119)의 원내 통신 장치(115)에 송신한다. 또한, 휴대 전화(110)에는 LCD 모니터(111)가 설치되어 있다.

상기 원내 처리 시스템(119)의 처리 장치(116)는 원내 통신 장치(115)를 통해 수신한 상기 환부의 분광 화상 신호로부터 고정밀도 색재현 화상 데이터를 구하기 위한 화상 처리부로서, 상기 제1 실시 형태 등에 적용된 처리 장치(2)와 동일한 구성을 갖는다.

상술한 구성을 갖는 본 제15 실시 형태의 화상 처리 시스템에 있어서의 분광 화상 데이터 처리 동작에 관하여, 휴대 전화(110)의 처리와, 원내 처리 시스템(119)의 처리와, 촬영 장치(1L)의 처리의 각각의 처리 단계로 나누어, 이하에 설명한다.

상기 휴대 전화(110)의 처리 단계부터 설명하면, 먼저, 상기 휴대 전화(110)가 촬영 장치(1L)에 접속되면, 촬영 장치(1L)의 ID를 확인한다. 부정이라면, 에러 메세지를 출력한다. 휴대 전화(110)와 촬영 장치(1L)가 적합하면, 휴대 전화(110)가 촬영 모드로 설정되고, 휴대 전화의 모니터(111)가 촬영 장치(1L)의 모니터로서 기능하고, 휴대 전화의 조작 버튼이 촬영 장치(1L)의 조작 스위치로서 기능하도록 설정된다.

미리 설정이 끝난 원내 처리 시스템(119)에 대하여 공중 회선을 통해 접속 요구가 출력된다. 원내 처리 시스템(119)에서의 인증이 종료되면 접속이 확립된다.

계속하여, 촬영 장치(1L)로부터의 모니터 화상이 휴대 전화(110)의 모니 터(111)에 표시되고, 촬영 준비가 완료된다.

사용자에 의해 촬영 장치(1L)의 촬영 버튼(14a)이 누름 조작되면, 촬영 장치(1L)로부터의 촬영 화상 데이터가 출력되는 것을 기다린다. 촬영 화상 데이터가 출력되면 그 화상 데이터를 모니터(111)에 표시한다. 상기 화상 데이터를 원내 처리 시스템(119)측에 송신하고, 사용자의 조작 대기 상태가 된다.

사용자의 조작에 의해, 원내 처리 시스템(119)의 화상 데이터베이스 검색 요구가 이루어지면, 원내 처리 시스템(119)의 데이터베이스(117)에 액세스하여, 데이터베이스(117)의 정보가 취득되어, 모니터(118)에 표시된다.

또한, 사용자의 조작에 의해, 데이터베이스(117)에 대하여 검색 요구가 출력된다. 데이터베이스로부터의 검색 결과가 수신되어, 모니터(111)에 표시된다.

다음으로, 원내 처리 시스템(119)측에 있어서의 처리 단계를 설명하면, 먼저, 휴대 전화(110)로부터의 접속 요구를 받고, 휴대 전화의 ID를 확인한다. 부정이라면 에러 메세지를 출력하고 접속이 단절된다. 또한, 촬영 장치(1L)의 ID를 확인한다. 부정이라면 에러 메세지가 출력되고, 접속이 단절된다.

계속하여, 인증 정보를 요구하고, 사용자가 입력한 인증 정보를 확인한다. 부정이라면 에러 메세지를 출력하고 접속이 단절된다. 부정이 아니라면, 접속이 확립되고, 휴대 전화(110)로부터의 송신 대기 상태가 된다.

촬영 장치(1L)에 의해 촬영이 행해지면, 휴대 전화(110)로부터의 화상 데이터를 수신한다.

상기 수신한 화상 데이터를 휴대 전화의 ID, 촬영 장치의 ID, 사용자의 인증 정보와 함께 데이터베이스(117)에 기록하고, 휴대 전화(110)로부터의 송신 대기 상태가 된다.

휴대 전화(110)로부터 데이터베이스(117)에 대한 검색 요구를 수신하면, 117에 대하여 검색을 행하고, 검색 결과가 휴대 전화(110)에 송신되고, 휴대 전화(110)로부터의 송신 대기 상태가 된다.

다음으로, 촬영 장치(1L)에 있어서의 처리 단계에 관하여 설명하면, 휴대 전화(110)가 접속되면, 휴대 전화(110)의 ID가 확인된다.

촬영 장치(1L)로부터의 화상 데이터가 라이브 화상 데이터로서 휴대 전화(110)에 송신되는 촬영 가능 상태가 되고, 촬영 버튼(14a)의 조작, 또는 휴대 전화(110)로부터의 촬영 요구를 기다린다.

사용자에 의한 촬영 실행 조작이 행해지면, 소정의 시퀀스로 촬영 장치(1L)의 광원부의 LED군(6X)을 점등하여, 촬영이 실행되고, 취득된 촬영 화상 데이터가 휴대 전화(110)측에 송신된다.

상술한 본 제15 실시 형태의 화상 처리 시스템의 구성에 의해, 촬영 장치(1L)에 액정 모니터를 배치할 필요가 없어져서, 촬영 장치(1L)를 저가로 구성할 수 있다. 또한, 원내 처리 시스템(119)에의 접속시에 케이블을 사용할 필요가 없으므로, 촬영시의 핸들링 자유도가 높아진다. 또한, 통신 회선으로서 공중 회선을 이용할 수 있기 때문에, 사용할 수 있는 장소의 범위가 넓어진다. 휴대 전화(110)의 조작 버튼을 사용할 수 있으므로, 이름이나 증상 등의 더욱 복잡한 문자 정보를 입력할 수 있다.

또한, 휴대 전화(110)의 마이크를 이용하여 음성 데이터를 화상 데이터와 함께 입력하도록 해도 된다. 이 경우에는 음성에 의한 소견 등의 정보 입력이 가능해지는 외에, 조작을 음성으로 행하는 것도 가능해지고, 사용 편리성이 더욱 향상된다.

또한, 상기 휴대 전화(110)에는 원내에서 이용되고 있는 PHS를 적용해도 되고, 또한 LAN의 단말 장치, 또는 PDA 장치를 이용해도 된다.

다음으로, 본 발명의 제16 실시 형태인 화상 처리 시스템에 관하여, 도 66의 상기 화상 처리 시스템에 적용되는 화상 촬영부의 구성을 도시한 도면을 이용하여 설명한다.

본 실시 형태의 화상 처리 시스템은 도 66에 도시한 바와 같이 화상 촬영부로서의 LED 조명 유닛(127)이 장착 가능한 카메라가 달린 휴대 전화(121)와, 상기 휴대 전화기(110)와 통신 가능한 원내 처리 시스템(119)을 갖고 이루어진다.

상기 원내 처리 시스템(119)은 상기 도 65에 도시한 제15 실시 형태에 적용한 시스템과 동일한 것으로, 원내 통신 장치(115)와, 처리 장치(116)와, 데이터베이스(117)와, 모니터(118)를 갖고 이루어진다.

상기 카메라가 달린 휴대 전화(121)는 LED 조명 유닛(127)이 장착된 상태에서는, 상기 제1 실시 형태의 화상 처리 시스템에 적용된 촬영 장치(1)(도 1)의 촬영 처리부와 동일한 촬영 처리 기능을 갖는다. 즉 상기 카메라가 달린 휴대 전화(121)는 촬영 광학계인 카메라 렌즈(122)와, LCD 모니터(124)와, 조작 스위치(123)와, 안테나(126)와, 접속 커넥터부를 가지며, 내부에 CCD, A/D 변환 회로, 화상 데이터 메모리, 카메라 제어 I/F, 데이터 송수신 회로, 모니터 I/F, 외부 I/F, 본 휴대 전화의 제어를 담당하는 CPU 등이 내장되어 있다.

또한, 상기 카메라가 달린 휴대 전화(121)의 장착 가능한 LED 조명 유닛(127)은 유닛 고정 금구(金具)(131)에 의해 상기 휴대 전화(121)의 본체에 고정되고, 장착 상태에서 휴대 전화의 카메라 렌즈(122)에 대향하여 위치하는 클로즈 업 렌즈(128)와, 클로즈 업 렌즈의 외주를 따라서 배치되는 LED군(129)과, LED군(129)의 외측에 형성되는 차광통(132)과, 휴대 전화(121)의 커넥터부에 접속되는 접속 케이블(125)을 갖고 이루어진다.

상기 LED군(129)은 상기 제1 실시 형태에 있어서의 촬영 장치(1)에 설치되는 LED군(6X)과 동일한 각각 상이한 분광 분포 특성을 갖는 LED군으로, 상이한 파장의 청색 광원의 LED(6a, 6b)와, 상이한 파장의 녹색 광원의 LED(6c, 6d)와, 상이한 파장의 적색 광원의 LED(6e, 6f)와 동등한 6종류의 LED의 복수 조의 LED군으로 한다.

다음으로, 상술한 구성을 갖는 본 제16 실시 형태의 화상 처리 시스템에 의한 촬영 동작에 관하여 설명한다.

카메라가 달린 휴대 전화(121)에 장착한 LED 조명 유닛(127)을 피사체인 환자의 체표를 향한 상태에서 조작 스위치(123)를 조작하고, LED군(129)을 선택된 발광 모드에 따른 소정의 발광 순서에 따라서 점등시키고, 휴대 전화(121)에 형성되는 CCD(도시하지 않음)에 의해 상기 각 LED 발광시에 대응한 환자의 체표의 촬영 화상 데이터를 취득할 수 있다. 이 화상 데이터는 휴대 전화(121)내의 메모리에 일단 기억된다.

그 후, 조작 스위치(123)를 조작하여 안테나(126)로부터 공중 회선을 통해 원내 처리 시스템(119)에 분광 화상 데이터를 송신한다. 원내 처리 시스템(119)측에서는, 상기 분광 화상 데이터에 의거한 화상 처리를 행하여, 높은 색재현 처리가 행해진다.

또한, 휴대 전화(121)와 원내 처리 시스템(119)의 데이터 송수신은 상기 제11 실시 형태의 경우와 마찬가지이다.

본 제12 실시 형태의 화상 처리 시스템에 따르면, 전용의 촬영 장치를 필요로 하지 않고, 종래의 카메라가 달린 휴대 전화에 LED 조명 유닛(127)을 장착하는 것만으로 화상 처리 시스템의 촬영 장치로서 이용할 수 있으며, 공중 회선을 이용한 저가의 시스템을 제공할 수 있다.

또한, 상기 휴대 전화(121)에는 다른 카메라 기능이 달린 단말 장치로, LAN의 단말 장치, 또는 PDA 장치 등을 적용할 수 있다.

다음으로, 본 발명의 제17 실시 형태인 화상 처리 시스템에 관하여, 도 67의 상기 화상 처리 시스템에 적용되는 촬영 장치의 블록 구성도를 이용하여 설명한다.

본 실시 형태의 화상 처리 시스템은 화상 촬영부로서의 촬영 장치(1M)와, 상기 촬영 장치(1M)에서 촬영된 피사체의 분광 화상 신호로부터 고정밀도 색재현 화상 데이터를 구하기 위한 화상 처리부로서의 처리 장치(도시하지 않음)를 갖고 이루어진다.

상기 촬영 장치(1M)는 도 67에 도시한 바와 같이 상기 제1 내지 제4 실시 형태의 화상 처리 시스템에 적용된 촬영 장치(1)(도 1, 도 17, 도 21, 도 37)와 대략 동일한 구성을 가지며, 또한 촬영 장치(1M)에는 촬영 장치(1M)와 피사체(142)의 이간 거리인 촬영 거리(L)를 측정하는 측거 수단인 측거 센서(141)가 형성되어 있다. 또한, 상기 촬영 장치(1M)의 구성 요소 중에서, 상기 촬영 장치(1)와 동일한 것에는 동일 부호를 붙여서 설명한다.

상기 적용되는 처리 장치는 상기 제1 실시 형태 등의 화상 처리 시스템에 적용된 처리 장치(2)와 동일하다.

본 실시 형태의 화상 처리 시스템에 있어서의 촬영 동작은 다음의 처리 단계에 따라서 행해진다.

먼저, 사용자는 환자의 신체인 피사체(142)에 대하여 촬영 장치(1M)를 셋트하고, 촬영 거리를 측거 센서(141)에 의해 측정하고, 그 측정 결과를 등록한다. 목표 촬영 거리로부터의 차분을 부호를 붙여 모니터(16)에 표시시킨다. 사용자는 상기 모니터(16)의 표시를 보면서 촬영 장치(1M)를 이동시킨다. 목표 촬영 거리와 일치하면 그러한 사실의 표시가 모니터(16)에 이루어지고, 촬영 장치(1M)는 촬영 가능 상태로 대기한다. 사용자가 촬영 버튼(14a)을 조작하면, 촬영이 개시된다.

본 제17 실시 형태의 화상 처리 시스템에서는, 촬영 장치(1M)의 상술한 피사체 거리 측정 기능을 이용하여 피사체 거리를 정함으로써, 환자의 신체인 피사체(142)의 동일 부위를 촬영하는 경우, 전회 촬영한 화상 데이터와 비교할 때에 화상의 크기가 동일하게 되고, 비교 검토를 매우 행하기 쉬워진다.

다음으로, 본 제17 실시 형태의 화상 처리 시스템의 촬영 장치의 변형예에 관하여 이하에 설명한다.

이 변형예의 촬영 장치(1M)에서는, 다음과 같은 처리 단계로 촬영이 행해진다. 즉 사용자가 비교하고자 하는 전회 촬영한 화상 데이터를 지정하고, 지정된 화상 데이터로부터 원하는 촬영 거리 정보가 취득되고, 모니터(16)에 표시된다.

사용자가 대강의 거리를 육안으로 정하여 촬영했을 때의 실제 촬영 거리 정보를 촬영 장치(1M)에서 취득하고, 실제 촬영 거리와 원하는 촬영 거리로부터 배율 보정 계수가 산출된다. 그 배율 보정 계수로부터 실제로 촬영된 화상의 배율이 보정된 상태의 동일 사이즈의 화상이 표시된다.

이 변형예의 촬영 장치(1M)의 기능을 이용함으로써, 사용자는 피사체(142)까지의 거리를 대강 설정하면, 전회의 화상과 동일한 배율에서의 화상 데이터를 관찰할 수 있다.

다음으로, 본 발명의 제18 실시 형태인 화상 처리 시스템에 관하여, 도 68의 상기 시스템에 의한 진찰 상태를 도시한 도면을 이용하여 설명한다.

본 실시 형태의 화상 처리 시스템은 화상 촬영부로서의 촬영 장치(1N)와, 디지타이저(digitizer)가 달린 진찰대(153)와, 상기 촬영 장치(1N)에서 촬영된 피사체의 분광 화상 신호로부터 고정밀도 색재현 화상 데이터를 구하기 위한 화상 처리부인 처리 장치(도시하지 않음)를 갖고 이루어진다.

상기 촬영 장치(1N)는 도 69에 도시한 바와 같이 상기 제1 내지 제4 실시 형태의 화상 처리 시스템에 적용된 촬영 장치(1)(도 1, 도 17, 도 21, 도 37)와 대략 동일한 구성을 가지며, 또한 촬영 장치(1N)에는 촬영 장치(1N)의 경통(鏡筒) 선단부에 촬영 장치(1N)의 좌표를 검출하기 위한 피사체 부위 검출 수단인 위치 검출 코일(151)이 내장되고, 또한 촬영 장치(1N)의 자세를 검출하기 위한 중력 등을 이용한 각도 검출 센서(152)가 내장되어 있다.

또한, 상기 촬영 장치(1N)의 구성 요소 중에서, 상기 촬영 장치(1)와 동일한 것에는 동일 부호를 붙여서 설명한다.

또한, 상기 처리 장치는 상기 제1 실시 형태 등의 화상 처리 시스템에 적용된 처리 장치(2)와 동일하다.

본 실시 형태의 촬영 장치(1N)는 진료소 등에서의 진찰시에 사용되는 것을 상정하고 있다. 상기 디지타이저가 달린 진찰대(153)에는 복수 부위로부터 자장을 발생하는 디지타이저 장치가 장착되어 있으며, 상기 촬영 장치(1N)의 검출 코일(151)의 위치가 검출되어, 촬영 장치(1N)의 위치를 검출할 수 있다. 또한, 촬영 장치(1N)의 각도 검출 센서(152)에 의해, 수평에 대한 촬영 장치(1N)가 향하고 있는 방향을 검출할 수 있다.

상기 촬영 장치(1N)에 의해 촬영을 행하는 경우, 진료를 받고자 하는 피사체의 환자(154)는 상기 디지타이저가 달린 진찰대(153)위의 소정 위치에 가로누인다. 이 상태에서 촬영 장치(1N)에 의해 촬영을 행하고, 이 촬영시의 환자(154)와 촬영 장치(1N)의 상대적인 위치 좌표, 및 이 촬영시에 촬영 장치(1N)가 향하고 있는 촬영 장치(1N)의 기울기가 검출된다. 이들 검출 데이터가 화상 데이터와 함께 기록된다. 상기 검출 데이터로부터 환자의 어느 부위를 촬영했는가가 자동적으로 기록된다. 따라서, 화상 데이터를 취득했을 때마다의 촬영 환부 위치와 촬영 방향을 확인하는 것이 가능하고, 촬영 부위의 어긋남이나 촬영 방향의 변화를 방지할 수 있어서, 올바른 진단이 이루어진다.

다음으로, 본 발명의 제19 실시 형태인 화상 처리 시스템에 관하여, 도 69의 상기 시스템에 의한 진찰 상태를 도시한 도면을 이용하여 설명한다.

본 실시 형태의 화상 처리 시스템은 화상 촬영부로서의 촬영 장치(1P)와, 상기 촬영 장치(1P)에서 촬영된 피사체의 분광 화상 신호로부터 고정밀도 색재현 화상 데이터를 구하기 위한 화상 처리부인 처리 장치(도시하지 않음)와, 진찰 의자(161)를 갖고 이루어진다.

상기 촬영 장치(1P)는 상기 제1 내지 제4 실시 형태의 화상 처리 시스템에 적용된 촬영 장치(1)(도 1, 도 17, 도 21, 도 37)와 대략 동일한 구성을 가지며, 또한 상기 촬영 장치(1P)에는, 피사체를 향해 특수한 광 패턴을 투영하는 피사체 부위 검출 수단인 광 패턴 투영 장치(도시하지 않음)가 내장되어 있다. 다만, 상기 광 패턴 투영 장치는 상기 촬영 장치(1P)에 내장하지 않고, 고정 배치되어 있어도 된다.

또한, 상기 촬영 장치(1P)의 구성 요소에서 상기 촬영 장치(1)와 동일한 것에는 동일한 부호를 붙여서 설명한다.

또한, 상기 처리 장치는 상기 제1 실시 형태 등의 화상 처리 시스템에 적용된 처리 장치(2)와 동일하게 한다.

상기 제18 실시 형태에서는, 촬영 위치를 특정하기 위하여 디지타이저를 적용했지만, 본 제19 실시 형태에서는, 특수한 광 패턴을 환자에게 투영한 상태에서 촬영한 화상을 참조하여 분광 화상 데이터의 촬영 부위가 특정된다.

즉 본 실시 형태의 화상 처리 시스템의 촬영 장치(1P)에서 촬영을 행하는 경우, 도 69와 같이 진찰대(161)에 피사체인 환자(162)를 앉게 한다. 따라서, 상기 촬영 장치(1P)를 환자(162)의 환부(162a)가 촬영 가능한 위치에 셋트한다. 따라서, 상기 광 패턴 투영 장치에 의해 특징이 있는 광 패턴을 환자(162)에게 투영하고, 이 광 패턴 투영 상태에서의 환부(162a) 주위를 모니터 화상 취득 모드로 일단 촬영한다. 촬영 장치(1P)를 움직이지 않은 채, 계속하여 분광 화상 취득 모드에 있어서 LED군(6X)의 조명광으로 촬영을 행하여, 분광 화상 데이터를 취득한다.

상술한 바와 같이 본 실시 형태의 화상 처리 시스템에 따르면, 상기 광 패턴의 투영 화상에 의해 분광 화상 데이터를 취득한 촬영 부위를 확실하게 특정할 수 있다.

또한, 상기 제19 실시 형태의 화상 처리 시스템의 촬영 장치에 대한 변형예로서, 다음과 같은 변형예의 촬영 장치를 제안할 수 있다.

즉 본 변형예의 촬영 장치는 장치 본체의 선단에 체온 측정용의 온도 센서, 맥박을 검출하기 위한 맥박 센서, 및 혈압 측정시의 코로트코프음(Korotkoff sounds), 흉부에서의 호흡음과 심박 및 복부에서의 장 잡음 등을 검출하기 위한 마이크로폰(센서)을 구비하고 있으며, 청진 기능을 갖는다. 이들 센서에 의해, 피사체의 분광 화상 데이터 외에 체온, 맥박, 심박 등의 데이터를 취득할 수 있다. 환자의 환부의 촬영시의 상기 체온, 맥박, 심박 등의 데이터는 분광 화상 데이터와 관련지어서 메모리에 동시에 보존된다. 이에 따라, 날마다 상기 촬영 장치의 상기 센서에서 측정된 체온, 맥박, 심박 등의 측정 데이터는 공중회선을 통해 관계 진료 기관에 송신하는 것이 가능해지므로, 재택에서의 치밀한 건강 관리가 실현 가능해진다.

또한, 상술한 각 실시 형태의 화상 처리 시스템에 있어서, 화상 촬영부인 촬영 장치와, 화상 처리부인 처리 장치는 분리된 상태로 형성되어 있었지만, 양자를 일체화하여 단일의 휴대 가능한 장치로 통합하여 구성하는 것은 물론 가능하고, 이 경우, 촬영하면서 동시에 화상 처리의 조작을 행할 수 있는 등, 사용 목적에 따라서는, 매우 다루기 쉬운 화상 처리 시스템이 된다.

또한, 본 발명은 상술한 실시 형태에 한정되는 것은 아니고, 발명의 주된 요지를 벗어나지 않는 범위내에 있어서 여러가지 변형이나 응용이 가능하다는 것은 물론이다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 화상 처리 시스템에 따르면, 고정밀도의 색재현이나 검사, 측정이 가능하고, 정보 통신 처리에 대해서도 바람직하고, 또한 그 촬상부가 소형 경량이고 휴대성이 우수한 화상 처리 시스템이 된다.

Claims

각각 서로 다른 분광 분포 특성을 갖는 복수의 조명 광원이 배치된 외부 조명부와,

피사체를 촬영하기 위한 촬상 광학계와, 상기 피사체로부터의 피사체 신호를 취득하기 위한 촬상 소자부와, 화상 촬영 조작을 행하기 위한 촬영 조작부와, 상기 외부 조명부와 연동하기 위한 접속 접점부를 가지며, 상기 복수의 조명 광원을 상기 촬상 소자부의 노광 타이밍과 연동하고, 또한 상기 복수의 조명 광원을 선택적으로 점등시킴으로써 복수의 피사체 분광 화상을 얻는 화상 촬영부와,

상기 화상 촬영부에서 촬영된 상기 피사체 분광 화상을 기억하기 위한 화상 메모리부를 가지며, 상기 화상 메모리부에 기억된 화상 신호로부터 원하는 화상 연산을 행하는 화상 처리부를 갖고 있는 것을 특징으로 하는 화상 처리 시스템.
제1항에 있어서,

상기 외부 조명부는, 상기 화상 촬영부에 착탈 가능하게 장착되는 것을 특징으로 하는 화상 처리 시스템.
제1항에 있어서,

상기 화상 촬영부로서, 촬영 기능을 갖는 휴대 단말 장치를 적용하고, 상기 외부 조명부가 상기 휴대 단말 장치에 장착 가능한 것을 특징으로 하는 화상 처리 시스템.
제1항에 있어서,

상기 화상 촬영부는 측거(測距) 수단을 더 갖고 있어서, 촬영된 화상중의 피사체의 크기를 관리하는 것을 특징으로 하는 화상 처리 시스템.