画像処理システム
この画像処理システムは、歯科用に適用された場合の例であって、患者（５９）の義歯を製作する際に撮影装置（１Ａ）により各異なる波長の複数の照明光ＬＥＤを発光させながら患者（５９）の歯部の撮影を行い、画像データが取得される。上記画像データは、処理装置である歯科用ファイリングシステム（２Ａ）に伝達され、そこで色再現データが演算により求められる。さらに、上記色再現データは、公衆回線を介して歯科技工所（５５）に送信される。そこで、陶材配合比計算データベース（５６）を検索し、患者（５９）の歯部の色合いに合致する義歯陶材の配合データが求められ、患者（５９）の歯の色に極めて近い義歯が製作される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
この発明は、被写体の分光スペクトル画像情報を取得し、取得画像から被写体の画像の高精度の色再現や検査、判定等を行う画像処理システムに関する。
【背景技術】
近年、健康に対する関心が高まり、更に、審美の追求からホワイトニングへの要求が高まっている。従来、皮膚科、エスティティックサロン、美容カウンセリングなどでは肌診断用カメラが用いられ診断に供されてきた。特に皮膚科の場合、皮膚表面の診断として、皮溝や皮丘の画像から特徴を捉えカウンセリングが行われている。なお、上記肌診断用カメラに関しては、特開平８−１４９３５２号公報や、特開平７−３２２１０３号公報等に提案がなされている。
一方、歯科治療における義歯製作に関しては、従来では義歯の色を決定するに際して、シェードガイドによって患者本人の歯の色と比較することにより色の等級の判定が行われている。
上述のように皮膚科、歯科をはじめとして正確な色再現が求められているが、従来の高精度な色再現システムとして特開２０００−１５２２６９号公報に開示されたシステムは、外部照明下の被写体をマルチスペクトル下で撮影するカメラを適用するものである。このシステムでは、被写体分光スペクトルの高精度な推定のために多数の回転可能な分光フィルタを用い、その回転によって多バンドのデータを取得し、高色再現を実現可能とするものである。
上述した皮膚科、歯科、さらに、正確な色再現を求める他の分野として、例えば、自動車の塗装色、建物の塗装色、食料品の分光特性、衣料品の染色などでは色を忠実に色再現して、診断、検査、確認や判別に供することが求められている。また、それらの装置に対しては、検査作業性から小型軽量、さらには、ハンディであることも要求されている。
しかしながら、上述した上記特開平８−１４９３５２号公報や特開平７−３２２１０３号公報等の肌診断用カメラの例は、ハンディなものではあるが、再現性、高色再現について十分なものとはいえない。また、上記特開２０００−１５２２６９号公報に開示された回転フィルタ型を適用する高色再現システムは、固定配置型で重量が重く、更には、外部照明のため、色再現処理のためには、別途照明センサが必要であった。
また、従来の歯科治療において、歯の色を選択する場合、前述したように色の濃淡を示すシェードガイドで比較判断されていたが、主観的であり、また、室内光の劣化、変化によっても影響を受け、誤差を生じていた。また、記録を写真で行っていたがカメラ設定の確認が必要であったり、画像の大きさも合わせにくく、さらには、フィルム感度や現像感度が一定しないなど正確さに欠いていた。
その他、従来の小型撮影装置を適用する色再現画像システムにおける問題点として、
（１）簡単な構成の携帯可能な撮影装置により環境光に左右されない状態でより正確な分光画像データを取得できるようなものの提案はまだなされていない。
（２）被写体が正反射するような光沢のある被写体であった場合、取り込まれた画像データに光源による高輝度部分が生じる可能性があるが、この点を簡単な装置で解決するものの提案もまだなされていない。
（３）色再現を高精度にするために、基準色を配した色票によるキャリブレーション処理が行われているが、上記色票は、撮影装置とは別途に用意されるために、保管管理が必要となる。この補完管理は人手で扱われるために、色票に汚れが付き易く、また、管理の方法によっては外光に曝されて劣化する可能性があった。
（４）被写体を照明する光源の配置によってシェーディングが発生する可能性があるが、上記シェーディングを簡単な装置で防止する必要がある。
（５）人体の血流状態や、体温、脈拍、心拍等の管理に対して色再現画像システムを適用すれば、正確な診断を容易に行うことが可能になるがそれらの提案がなされていない。
（５）人体患部の撮影に際してその撮影位置の特定、または、撮影被写体像の大きさ等の管理を容易に行うことが可能なシステムがまだ提案されていない。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、高精度の色再現や検査、判定が可能であり、情報通信処理に対しても好適であり、しかも、その撮像部が小型軽量で携帯性に優れている画像処理システムを提供することを目的としている。
【発明の開示】
第１の発明は、被写体を撮影するための撮像光学系と、上記被写体からの被写体信号を取得するための撮像素子部と、それぞれ異なる分光分布特性を有する複数の照明光源と、画像撮影操作を行うための撮影操作部とを有し、上記複数の照明光源を上記撮像素子部の露光タイミングと連動し、かつ、上記複数の照明光源を選択的に点灯させることにより複数の被写体分光画像を得る画像撮影部と、上記画像撮像部で撮影された上記被写体分光画像を記憶するための画像メモリ部を有し、上記画像メモリ部に記憶された画像信号から所望の画像演算を行う画像処理部と、を有している画像処理システムである。
また、第２の発明は、上記第１の発明において、上記画像処理部が、さらに、前記画像メモリ部に記憶された画像信号から被写体の所定の等級演算、判別、または解析を行うことを特徴とする。
さらに、第３の発明は、上記第１の発明において、上記画像撮影部が、さらに、環境光の分光分布特性を検出するための照明検出センサを具備しており、外部ストロボ発光装置が着脱可能であり、上記照明検出センサの検出部は、上記外部ストロボ発光装置が装着されたときにストロボ光の導光路と光学的に結合する。
第４の発明は、上記第１の発明において、上記画像撮影部が、上記照明光源が被写体に直接写り込むことを防止するための反射光除去手段をさらに具備する。
第５の発明は、上記第１の発明において、上記画像撮影部が、さらに、上記照明光源と被写体との間に照明むらを軽減するための光学部材を具備する。
第６の発明は、上記第１の発明において、上記画像撮影部が、外部照明装置と連動するための接続接点部を有し、上記接続接点部を介して接続された外部照明装置は、前記照明光源と略同じ点灯順序で点灯する。
第７の発明は、上記第１の発明において、上記複数の照明光源が、中心波長が７８０ｎｍ乃至９００ｎｍである光源、または、中心波長が３００ｎｍ乃至３８０ｎｍである光源を少なくとも一つ含む。
第８の発明は、上記第１の発明において、上記画像撮影部と画像処理部とが、一体化されて形成されている。
第９の発明は、上記第１の発明において、上記画像撮影部が、上記画像処理部におけるキャリブレーションを行うための色票を内蔵する。
第１０の発明は、上記第１の発明において、上記画像撮影部として、撮影機能を持つ携帯端末装置を適用し、それぞれ異なる分光分布特性を有する複数の照明光源がユニット化された照明光源部が上記撮影機能を持つ携帯端末装置に装着可能である。
第１１の発明は、上記第１の発明において、画像処理部に画像ファイリングソフトウエアが具備されており、前記撮影操作部が操作された時に撮影された画像データが前記画像ファイリングソフトウエアの所定の個所に記録される。
第１２の発明は、上記第１の発明において、上記画像撮影部が、さらに、上記被写体の部位情報を取得するための被写体部位検出手段を有する。
第１３の発明は、上記第１の発明において、上記画像撮影部が、さらに、温度測定部を具備する。
第１４の発明は、上記第１の発明において、上記画像撮影部が、さらに、脈拍測定部を具備する。
第１５の発明は、上記第１の発明において、上記画像撮影部が、さらに、聴診機能を有する。
第１６の発明は、上記第１の発明において、上記画像撮影部が、さらに、測距手段を有しており、撮影された画像中の被写体の大きさを管理する。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明の第１の実施形態における画像処理システムの構成を示すブロック図。
図２は、上記第１の実施形態におけるＬＥＤの配置例や構成例を示す図。
図３は、上記第１の実施形態における、ＣＣＤの分光感度特性およびＬＥＤの発光スペクトルと、これら両方による分光特性と、を示す線図。
図４は、上記第１の実施形態の６バンド分光画像取得における各ＬＥＤの発光と撮像素子の画像取得との動作を示すフローチャート。
図５は、上記第１の実施形態の６バンド分光画像取得における各ＬＥＤの発光と撮像素子の画像取得との動作の様子を示すタイミングチャート。
図６は、上記第１の実施形態の６バンド分光画像取得における各フレームのバンド特性を示す線図。
図７は、上記第１の実施形態のモニタ用画像取得における各ＬＥＤの発光と撮像素子の画像取得との動作を示すフローチャート。
図８は、上記第１の実施形態のモニタ用画像取得における各ＬＥＤの発光と撮像素子の画像取得との動作の様子を示すタイミングチャート。
図９は、上記第１の実施形態のモニタ用画像取得における各フレームのバンド特性を示す線図。
図１０は、上記第１の実施形態における、６原色のＬＥＤが各３つずつ設けられているときの点灯のさせ方の例を示す図。
図１１は、上記第１の実施形態において、筐体の投射口に対して着脱可能に構成された当て付け部を示す斜視図。
図１２は、上記第１の実施形態の処理装置におけるディスプレイに表示するための色再現を行う構成を示すブロック図。
図１３は、上記第１の実施形態において、取得された被写体分光画像に基づき被写体に関する画像判別を行うための構成例を示すブロック図。
図１４は、上記第１の実施形態の処理装置において入力プロファイルを生成する構成例を示すブロック図。
図１５は、上記第１の実施形態の撮影装置のＬＣＤモニタにおける表示例を示す図。
図１６は、上記第１の実施形態の画像処理システムを使用するときの様子の一例を示す図。
図１７は、本発明の第２の実施形態における画像処理システムの構成を示すブロック図。
図１８は、上記第２の実施形態において、フルモードと読み出し２倍速モードとにおける読み出しの様子を示すタイミングチャート。
図１９は、上記第２の実施形態において、２／４ライン２倍速モードと２／８ライン４倍速モードとにおける読み出されるラインの様子を示す図。
図２０は、上記第２の実施形態において、撮影モードを設定する際の動作を示すフローチャート。
図２１は、本発明の第３の実施形態における画像処理システムの構成を示すブロック図。
図２２は、上記第３の実施形態の画像処理システムを使用するときの様子の一例を示す図。
図２３は、上記第３の実施形態における、ＬＥＤの発光スペクトルとカラーフィルタアレイを通したＣＣＤの分光感度特性とを示す線図。
図２４は、上記第３の実施形態において、６バンドの分光画像を生成するときのフレーム毎の分光画像の分光特性を示す線図。
図２５は、上記第３の実施形態において、モニタ用画像を生成するときのフレーム毎の分光画像の分光特性を示す線図。
図２６は、上記第３の実施形態の６バンド分光画像取得における各ＬＥＤの発光と撮像素子の画像取得との動作を示すフローチャート。
図２７は、上記第３の実施形態の６バンド分光画像取得における各ＬＥＤの発光と撮像素子の画像取得との動作の様子を示すタイミングチャート。
図２８は、上記第３の実施形態のモニタ用画像取得における各ＬＥＤの発光と撮像素子の画像取得との動作を示すフローチャート。
図２９は、上記第３の実施形態のモニタ用画像取得における各ＬＥＤの発光と撮像素子の画像取得との動作の様子を示すタイミングチャート。
図３０は、上記第３の実施形態における、８バンドの分光画像を生成するときのＬＥＤの発光スペクトルとカラーフィルタアレイを通したＣＣＤの分光感度特性とを示す線図。
図３１は、上記第３の実施形態において、８バンドの分光画像を生成するときのフレーム毎の分光画像の分光特性を示す線図。
図３２は、上記第３の実施形態の８バンド分光画像取得における各ＬＥＤの発光と撮像素子の画像取得との動作を示すフローチャート。
図３３は、上記第３の実施形態の８バンド分光画像取得における各ＬＥＤの発光と撮像素子の画像取得との動作の様子を示すタイミングチャート。
図３４は、上記第３の実施形態において、モニタ用画像を生成するときのフレーム毎の分光画像の分光特性を示す線図。
図３５は、上記第３の実施形態のモニタ用画像取得における各ＬＥＤの発光と撮像素子の画像取得との動作を示すフローチャート。
図３６は、上記第３の実施形態のモニタ用画像取得における各ＬＥＤの発光と撮像素子の画像取得との動作の様子を示すタイミングチャート。
図３７は、本発明の第４の実施形態における画像処理システムの構成を示すブロック図。
図３８は、上記第４の実施形態において、スペクトル検出センサを複数配設した画像処理システムを使用するときの様子の一例を示す図。
図３９は、上記第４の実施形態におけるスペクトル検出センサの構成例を示す断面図。
図４０は、上記第４の実施形態のスペクトル検出センサに接続される光ファイバの入射端の様子を示す断面図。
図４１は、上記第４の実施形態のスペクトル検出センサに接続される光ファイバの入射端の近傍にセンサ用光学系を配設した構成例を示す断面図。
図４２は、上記第４の実施形態において、環境光取得用に設けられたスペクトル検出センサに接続される光ファイバの入射端の様子を示す断面図。
図４３は、本発明の第５の実施形態の歯科用画像処理システムのシステム構成図。
図４４は、上記図４３の歯科用画像処理システムに適用される撮影装置のブロック構成図。
図４５は、本発明の第６の実施形態の画像処理システムの構成を示す図。
図４６は、上記図４５の画像処理システムのブロック構成図。
図４７は、上記図４５の画像処理システムの撮影装置における撮影処理のうちの撮影待機処理ルーチンのフローチャート。
図４８は、上記図４５の画像処理システムの撮影装置における撮影処理のうちの撮影ルーチンのフローチャート。
図４９は、本発明の第７の実施形態の画像処理システムのブロック構成図。
図５０は、上記図４９の画像処理システムの撮影装置によって正反射被写体を各色のＬＥＤ光で照明したときの状態を示す図であって、図５０（Ａ）は、上記結像時の正反射被写体と各色のＬＥＤとＣＣＤの配置を示し、図５０（Ｂ）は、正反射部分のある画像を示す図。
図５１は、上記図４９の画像処理システムの撮影装置によって正反射被写体を各色のＬＥＤ光で照明したときのＣＣＤに結像する各色のＬＥＤの照明による正反射部分が存在する被写体像と、上記画像処理システムの撮影装置で上記被写体像から正反射部分を削除した被写体像とを示す図。
図５２は、上記図４９の画像処理システムの撮影装置における正反射部分削除処理のフローチャート。
図５３は、本発明の第８の実施形態の画像処理システムのブロック構成図。
図５４は、上記図５３の画像処理システムの撮影装置により、正反射被写体を撮影した場合における上記正反射被写体上での光の反射状態を示す図。
図５５は、本発明の第９の実施形態の画像処理システムのブロック構成図。
図５６は、上記図５５の画像処理システムの撮影装置においてＣＣＤの前面に配置される第２偏光板の正面図。
図５７は、本発明の第１０の実施形態の画像処理システムのブロック構成図。
図５８は、上記図５７の画像処理システムの撮影装置におけるＬＥＤ光源によるシェーディング状態の補正前を示す図であって、図５８（Ａ），図５８（Ｂ）は、それぞれ異なるＬＥＤのシェーディング状態を示す。
図５９は、上記図５７の画像処理システムの撮影装置におけるＬＥＤ光源によるシェーディング状態の補正後を示す図であって、図５９（Ａ），図５９（Ｂ）は、それぞれ異なるＬＥＤのシェーディング補正状態を示す。
図６０は、本発明の第１１の実施形態の画像処理システムのブロック構成図。
図６１は、上記図６０の画像処理システムにおける撮影装置のＬＥＤ光源部の配置図。
図６２は、本発明の第１２の実施形態である画像処理システムのブロック構成図。
図６３は、本発明の第１３の実施形態である画像処理システムのブロック構成図。
図６４は、本発明の第１４の実施形態である画像処理システムのブロック構成図。
図６５は、本発明の第１５の実施形態である画像処理システムのシステム構成図。
図６６は、本発明の第１６の実施形態である画像処理システムに適用される画像撮影部のブロック構成図。
図６７は、本発明の第１７の実施形態である画像処理システムのに適用される撮影装置のブロック構成図。
図６８は、本発明の第１８の実施形態である画像処理システムによる診察状態を示す図。
図６９は、本発明の第１９の実施形態である画像処理システムによる診察状態を示す図。
【発明を実施するための最良の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図１から図１６は本発明の第１の実施形態を示したものであり、図１は画像処理システムの構成を示すブロック図である。
この画像処理システムは、可視光域において互いに独立して異なる複数の波長帯域の照明光により被写体を照明して被写体分光画像を撮影可能な撮影装置１と、この撮影装置１と接続されていて該撮影装置１から出力される被写体分光画像を処理する処理装置２と、を有して構成されていて、該処理装置２は、必要に応じてネットワーク３に接続することができるように構成されている。
上記撮影装置１は、本実施形態においては、６種類の波長帯域の照明光（６原色の照明光）を被写体に順次照射して、６枚の被写体分光画像を静止画として取り込む撮像と、６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動画として取り込む撮像と、を行うことができるようになっている。
上記撮影装置１は、後述する照明光を被写体に投写するとともに被写体からの反射光を入射するための投射口５ａを備えた筐体５と、この筐体５の投射口５ａ側に着脱可能に取り付けられており該投射口５ａを介して被写体に投射する照明光に外光が混入することのないように遮光するための柔軟性を有する素材により略筒状に形成された当て付け部４と、上記筐体５内に組み込まれていて点灯されることにより被写体を照明するための照明光を発光する発光素子である第１ＬＥＤ６ａ〜第６ＬＥＤ６ｆと、上記筐体５内に組み込まれていてこれら第１ＬＥＤ６ａ〜第６ＬＥＤ６ｆにより照明された被写体像を結像するための撮像光学系７と、この撮像光学系７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撮像素子部に含まれる撮像素子たるＣＣＤ８と、このＣＣＤ８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Ａ／Ｄ変換器９と、このＡ／Ｄ変換器９から出力され後述するバス１０を介して伝送される被写体分光画像を一旦記憶するとともに後述するＣＰＵ１８による作業領域としても用いられるメモリ１１と、使用者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含んでなる撮影操作部たる操作スイッチ１４と、この操作スイッチ１４からの指示入力を後述するＣＰＵ１８に伝達するとともに該ＣＰＵ１８からの指令により上記第１ＬＥＤ６ａ〜第６ＬＥＤ６ｆの発光制御に関する命令等を行ったりこの撮影装置１の撮像動作に関する制御を行ったりするカメラ制御Ｉ／Ｆ１２と、このカメラ制御Ｉ／Ｆ１２からの指令に基づき上記第１ＬＥＤ６ａ〜第６ＬＥＤ６ｆの発光開始タイミングや発光終了タイミングなどの発光動作に係る制御を行うＬＥＤドライバ１３と、上記ＣＣＤ８により撮像される動画像や上記メモリ１１に記憶された被写体分光画像（静止画像）を後述するＬＣＤモニタ１６に表示するための制御を行うモニタＩ／Ｆ１５と、このモニタＩ／Ｆ１５から出力される画像を表示するためのＬＣＤモニタ１６と、上記メモリ１１に記憶された被写体分光画像や後述するＣＰＵ１８からの制御データ等を上記処理装置２に出力しあるいは該処理装置２からの通信データを入力するための外部Ｉ／Ｆ１７と、上記Ａ／Ｄ変換器９、メモリ１１、カメラ制御Ｉ／Ｆ１２、モニタＩ／Ｆ１５、外部Ｉ／Ｆ１７、後述するＣＰＵ１８等を互いに接続するバス１０と、上述した各回路を含むこの撮影装置１を統括的に制御する制御部たるＣＰＵ１８と、を有して構成されている。
上記処理装置２は、例えばパーソナルコンピュータ等でなり、上記外部Ｉ／Ｆ１７から出力される被写体分光画像を受信して、後述するように入力プロファイルを用いてＸＹＺ三刺激値を算出し、さらにこのＸＹＺ三刺激値からディスプレイプロファイルを用いて被写体が与えると推定されるＸＹＺ三刺激値とほぼ同一のＸＹＺ三刺激値を後述するディスプレイ２２により得られるような表示用信号を生成する演算装置２１と、この演算装置２１から出力される表示用信号により高度な色再現がなされた画像を表示するディスプレイ２２と、を有し、さらに、特に図示はしないが上記ネットワーク３に接続するためのネットワークインタフェース等も備えて構成されている。
なお、上記撮影装置１と処理装置２とは、有線により接続されていても良いし、例えばＢｌｕｅｔｏｏｔｈや無線ＬＡＮなどの無線により接続されていても構わないし、あるいは一体に構成されていても良い。
図３は、ＣＣＤ８の分光感度特性およびＬＥＤ６ａ〜６ｆの発光スペクトルと、これら両方による分光特性と、を示す線図である。
発光素子である上記第１ＬＥＤ６ａ〜第６ＬＥＤ６ｆは、図３（Ａ）に示すように、それぞれ異なる独立した発光スペクトルを有したものとなっていて、曲線ｆＬ１により示される第１ＬＥＤ６ａの光は例えばやや紫がかった青、曲線ｆＬ２により示される第１ＬＥＤ６ｂの光は例えばやや緑がかった青、曲線ｆＬ３により示される第１ＬＥＤ６ｃの光は例えばやや青がかった緑、曲線ｆＬ４により示される第１ＬＥＤ６ｄの光は例えばやや黄がかった緑、曲線ｆＬ５により示される第１ＬＥＤ６ｅの光は例えばオレンジ、曲線ｆＬ６により示される第１ＬＥＤ６ｆの光は例えば赤、などとなっている。
なお、図示の例では、第１ＬＥＤ６ａ〜第６ＬＥＤ６ｆの各発光スペクトルは、互いに重なり合うことなく完全に分離されているが、一部が重なり合うような発光スペクトルであっても構わない。もちろん、ＬＥＤの種類も６種類に限るものではなく、適宜の種類数のＬＥＤの組み合わせを採用することができる。
ここに、各ＬＥＤによる照明光のスペクトル配列は、均等波長間隔（波長方向に均等な間隔で例えばピークが並ぶもの）、均等波長比間隔（波長方向に一定の比率間隔でピーク等が並ぶもの）、特定目的用の特定配列（特定の目的に沿って波長方向に特定の配列でピーク等が並ぶもの）、特定波長色逓倍設定（特定波長を基本波長として逓倍波長位置にピーク等が並ぶもの）、特定偏光色配置（波長方向に沿って並ぶピークで表される各光が特定方向に偏光しているもの）、可視域外光配置（波長方向に沿って並ぶピークで表される光が可視域外の領域にも達しているもの）等の何れであっても採用することが可能であり、使用目的に最も合致するものを選ぶようにすると良い。
また、ここでは、発光素子として、軽量、小型、かつ比較的安価で入手容易でありながら高輝度の半導体発光素子であるＬＥＤを用いているが、これに限らず、例えばＬＤ（レーザダイオード）等の半導体レーザーやその他の発光素子を用いることも可能である。
一方、上記ＣＣＤ８は、本実施形態においては、モノクロタイプのＣＣＤを使用しており、そのセンサ感度は、図３（Ａ）の曲線ｆＳに示すように可視光域をほぼカバーするようなものとなっている。なお、ここでは撮像素子としてモノクロタイプのＣＣＤを用いているが、これに限るものではなく、後述する実施形態において述べるようにカラータイプのＣＣＤを用いても良いし、ＣＣＤに限らず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。
そして、上記第１ＬＥＤ６ａ〜第６ＬＥＤ６ｆによって照明された被写体の像をこのＣＣＤ８により受光するときの分光感度特性は、例えば図３（Ｂ）に示す曲線ｆＳＬ１〜ｆＳＬ６のようになっている。このようなトータルの分光感度特性の波長による相異は、後段で電気的に処理されたり、あるいは撮影装置１に係る入力プロファイルなどとして補正されたりすることになる。
また、図２はＬＥＤの配置例や構成例を示す図である。
図２（Ａ）は、６種類の原色で構成される上記第１ＬＥＤ６ａ〜第６ＬＥＤ６ｆを、リング状に順次３セット（各色３個ずつ）配置した例を示している。なお、図示の配置順は一例を示したのみであり、これに限らず、逆順やランダム配置などの任意の配列を広く適用することが可能である。
次に、図２（Ｂ）は、リング状に発光部６Ａを複数配置していて、かつ、各発光部６Ａ内に６種類の原色を包含するように上記第１ＬＥＤ６ａ〜第６ＬＥＤ６ｆを配置した例を示している。なお、図示の例では、１つの発光部６Ａ内に６原色の全てを配置しているが、これに限らず、３原色ずつを配置するなどの６原色が複数の発光部６Ａに分かれるようにしても構わない。
さらに、図２（Ｃ）は、上記第１ＬＥＤ６ａ〜第６ＬＥＤ６ｆのそれぞれにファイババンドル６Ｂの一端側６Ｂａ〜６Ｂｆを接続し、他端側６Ｂｇをリング状に形成したものである。これにより、ＬＥＤ６ａ〜６ｆから発光された照明光は、バンドルファイバ端６Ｂａ〜６Ｂｆに入射する。バンドルファイバ端は複数のさらに細いファイバから構成されており、バンドルファイバの射出部６Ｂｇでは各ＬＥＤからのこれら細いファイバは互いに混ぜ合わされてリング状の均一な光源として被写体に照射され、被写体による全反射の影響を低減することができる。
なお、ＬＥＤの配置は、図２に示したような例に限らず、ＣＣＤ８による撮像に支障を来すことのない限りは、リング状配置、十字状配置、矩形状配置、ランダム配置などの適宜の配置を採用することが可能である。
次に、この撮影装置１では、２種類の画像取得モードがあることについて説明する。
上述したように、この撮影装置１は、通常のＲＧＢ画像としての動画と、高度な色再現を可能とする６原色の被写体分光画像としての静止画と、を撮像することができるようになっており、動画はモニタ用画像取得モードにおいて、静止画は分光画像取得モードにおいて、それぞれ撮像されるようになっている。
これら２つのモードは、上記操作スイッチ１４に含まれている押下式のボタンスイッチでなる撮影ボタン１４ａ（図１６参照）を押すことにより切り替えられるように構成されている。
すなわち、まず、電源スイッチをオンにするなどによりモニタ用画像取得モードが自動的に設定され、被写体像が動画としてＬＥＤモニタ１６上に表示される。この状態で、分光画像を撮影したい被写体部分を探して、撮影装置１の位置決めを行う。こうして、撮影したい被写体部分が撮像範囲内に入って位置決めがなされたところで、上記撮影ボタン１４ａ（図１６参照）を押すことにより、分光画像取得モードに切り替って被写体分光画像が静止画として取得される。
被写体分光画像が取得された後は、再びモニタ用画像取得モードに復帰して、次に分光画像を取得したい被写体部分を探すことができるような構成となっている。
なお、図示はしないが、別途の設定を行うことにより、取得した分光画像を用いた色再現表示や分光画像を解析した結果の表示などを、分光画像の取得直後に該ＬＣＤモニタ１６、あるいは上記ディスプレイ２２に行うことも可能となっている。
次に、図４から図６を参照して、画像処理システムにおける分光画像取得モードの動作について説明する。図４は６バンド分光画像取得における各ＬＥＤの発光と撮像素子の画像取得との動作を示すフローチャート、図５は６バンド分光画像取得における各ＬＥＤの発光と撮像素子の画像取得との動作の様子を示すタイミングチャート、図６は６バンド分光画像取得における各フレームのバンド特性を示す線図である。
撮影ボタン１４ａ（図１６参照）が押されることによりモニタ用画像取得モードから分光画像取得モードに切り替わると、分光画像の撮像を開始するか否かを判断する（ステップＳ１）。撮影ボタン１４ａの押圧により直ちに分光画像の撮像が開始される場合にはこの判断動作を行わなくても構わないが、撮影ボタン１４ａが例えば２段式の押圧ボタンで構成されていて、１段目の半押し状態で焦点調節や露光量調節等を行い、２段目の全押し状態で露光を開始する場合には、このステップＳ１において２段目が押圧されたか否かを判断する。
次に、変数ｎに１を設定して（ステップＳ２）、第ｎＬＥＤを点灯させる（ステップＳ３）。ここではｎ＝１に設定されているために、第１ＬＥＤ６ａを点灯させることになる。第１ＬＥＤ６ａによる照明光は、筐体５の投射口５ａを介して被写体に照射される。このときに、当て付け部４が被写体の表面に柔軟に当て付いて外光の侵入を防いでいるために、被写体には第１ＬＥＤ６ａからの照明光のみが投射されることになる。被写体からの反射光は、撮像光学系７によりＣＣＤ８の表面に結像される。
この第１ＬＥＤ６ａの点灯が開始された後に、ＣＣＤ８による撮像、より詳しくは電荷の蓄積、を開始する（図５参照）（ステップＳ４）。
ＣＣＤ８による撮像が終了したら、その後に第１ＬＥＤ６ａを消灯し（ステップＳ５）、ＣＣＤ８から画像データを読み出して、上記Ａ／Ｄ変換器９によりデジタルデータに変換させ、バス１０を介してメモリ１１内の所定の記憶領域（第ｎメモリ：ここでは第１メモリ）に記憶させる（ステップＳ６）。６バンド分光画像を撮像する場合には、メモリ１１内に第１メモリから第６メモリまでの記憶領域が設けられており、これらの記憶領域に各分光画像が順次格納されるようになっている。
その後、ｎをインクリメントする（ステップＳ７）。ここではｎが１から２にインクリメントされることになる。
ｎが７以上になったか否かを判断して（ステップＳ８）、ここではまだ２であるために上記ステップＳ３に戻り、第２ＬＥＤ６ｂを点灯して上述したようなステップＳ３からステップＳ７までの動作を行う。
このようにして、ｎ＝６のときに第６ＬＥＤ６ｆを点灯してステップＳ６までの動作を終了すると、図６に示すようなバンド特性の６バンド分光画像が取得され、メモリ１１に保存されたことになる。そして、ステップＳ７でｎ＝７にインクリメントされるために、ステップＳ８の判断においてｎが７に達したとして、この６バンド分光画像取得の動作を終了する。
なお、図示しないが、発光素子（ＬＥＤ）と撮像素子（ＣＣＤ）による画像取得タイミングは、前述に限らず、撮像素子の画像取得開始後に発光素子を点灯し、発光素子の消灯後に撮像素子による画像取得を終了する、などでも同等である。
次に、図７から図９を参照して、画像処理システムにおけるモニタ用画像取得モードの動作について説明する。図７はモニタ用画像取得における各ＬＥＤの発光と撮像素子の画像取得との動作を示すフローチャート、図８はモニタ用画像取得における各ＬＥＤの発光と撮像素子の画像取得との動作の様子を示すタイミングチャート、図９はモニタ用画像取得における各フレームのバンド特性を示す線図である。
このモニタ用画像取得モードは、第１ＬＥＤ６ａ〜第６ＬＥＤ６ｆによる６原色の照明光から、青（Ｂ）の範疇に相当する第１ＬＥＤ６ａおよび第２ＬＥＤ６ｂを発光させる状態と、緑（Ｇ）の範疇に相当する第３ＬＥＤ６ｃおよび第４ＬＥＤ６ｄを発光させる状態と、赤（Ｒ）の範疇に相当する第５ＬＥＤ６ｅおよび第６ＬＥＤ６ｆを発光させる状態と、を順次取らせることにより、ＲＧＢ画像を面順次式で動画像として取得するモードとなっている。
なお、ここでは、一般のＲＧＢ画像用を想定して発光原色を選定しているが、これに限らず、特殊な用途等に応じた他の発光原色の選定も行うことが可能である。
電源スイッチがオンされることによりモニタ用画像取得モードが設定されるか、あるいは分光画像取得モードが終了することによりモニタ用画像取得モードに復帰すると、モニタ用画像の撮像を開始するのを待機する（ステップＳ１１）。
ここでは直ちに撮像が開始され、変数ｎに１を設定して（ステップＳ１２）、第ｎＬＥＤおよび第ｎ＋１ＬＥＤを点灯させる（ステップＳ１３）。ここではｎ＝１に設定されているために、第１ＬＥＤ６ａおよび第２ＬＥＤ６ｂを点灯させることになる。
これら第１ＬＥＤ６ａおよび第２ＬＥＤ６ｂの点灯が開始された後に、ＣＣＤ８による撮像を開始する（図８参照）（ステップＳ１４）。
ＣＣＤ８による撮像が終了したら、その後に第１ＬＥＤ６ａおよび第２ＬＥＤ６ｂを消灯し（ステップＳ１５）、ＣＣＤ８から画像データを読み出して、上記Ａ／Ｄ変換器９によりデジタルデータに変換させ、バス１０を介してメモリ１１内の所定の記憶領域（第ｎメモリ：ここでは第１メモリ）に記憶させる（ステップＳ１６）。
その後、ｎを２だけ増加させる（ステップＳ１７）。ここではｎが１から３に増加されることになる。
ｎが７以上になったか否かを判断して（ステップＳ１８）、ここではまだ３であるために上記ステップＳ１３に戻り、第３ＬＥＤ６ｃおよび第４ＬＥＤ６ｄを点灯して、上述したようなステップＳ１３からステップＳ１７までの動作を行う。
これによりｎ＝５となって、さらに上記ステップＳ１３に戻って第５ＬＥＤ６ｅおよび第６ＬＥＤ６ｆを点灯してステップＳ１６までの動作を終了すると、図９に示すようなバンド特性のＲＧＢ画像がＢ，Ｇ，Ｒの順に取得され、メモリ１１の第１メモリ、第３メモリ、第５メモリに各保存されたことになる。そして、ステップＳ１７でｎ＝７にインクリメントされるために、ステップＳ１８の判断においてｎが７に達したと判断される。
こうして、ＲＧＢ画像を取得した後に、上記ステップＳ１１に戻って、次のＲＧＢ画像を取得するかを判断する。モニタ用画像取得モードが引き続いて設定されている場合には、次のＲＧＢ画像の取得を行い、これを連続的に繰り返すことで、ＲＧＢ動画像を得ることができる。
なお、図示しないが、発光素子（ＬＥＤ）と撮像素子（ＣＣＤ）による画像取得タイミングは、前述に限らず、撮像素子の画像取得開始後に発光素子を点灯し、発光素子の消灯後に撮像素子による画像取得を終了する、などでも同等である。
このようにしてメモリ１１に記憶された画像データは、その後に読み出されてモニタ表示用の画像信号に変換され、モニタＩ／Ｆ１５を介してＬＣＤモニタ１６に出力されて表示される。また、この画像処理システムの設定を変更することにより、処理装置２のディスプレイ２２に表示することも可能となっている。
なお、ここでは照度を確保するために、６原色のＬＥＤを２つずつに分けて３つの素子群、つまりＲ素子群、Ｇ素子群、Ｂ素子群でなるグループを構成したが、これに限らず、例えば、Ｂ（青）については第１ＬＥＤ６ａを、Ｇ（緑）については第３ＬＥＤ６ｃを、Ｒ（赤）については第５ＬＥＤ６ｅをそれぞれ発光させる、各１色の発光を行うようしても良い。このときには、これらのＬＥＤの分光特性が、ＲＧＢ発光に適するようなものを選定するようにすると良い。
さらに、単一あるいは複数の特定の原色のＬＥＤのみを点灯して、モノクロモニタ画像を取得することにより、モニタ表示を高速に行うことも可能である。
図１０は、６原色のＬＥＤが各３つずつ設けられているときの点灯のさせ方の例を示す図である。
発光モードとしては、全てのＬＥＤを点灯する場合、１つの原色の１つのＬＥＤのみを単一点灯する場合、１つの原色について３つのＬＥＤを点灯させる単一原色点灯の場合、６原色のＬＥＤを各１個ずつ点灯させる場合、１８個でなる６原色のＬＥＤの内の例えば青（Ｂ）に属する６個のＬＥＤを点灯させる場合、１８個でなる６原色のＬＥＤの内の例えば緑（Ｇ）に属する６個のＬＥＤを点灯させる場合、１８個でなる６原色のＬＥＤの内の例えば赤（Ｒ）に属する６個のＬＥＤを点灯させる場合、１８個でなる６原色のＬＥＤの内の例えば青（Ｂ）に属する３個のＬＥＤを点灯させる場合、１８個でなる６原色のＬＥＤの内の例えば緑（Ｇ）に属する３個のＬＥＤを点灯させる場合、１８個でなる６原色のＬＥＤの内の例えば赤（Ｒ）に属する３個のＬＥＤを点灯させる場合、などが例として挙げられる。こうして、色毎にまとめた素子群を同時に発光させたり、位置毎にまとめた素子群を同時に発光させたりすることができるようになっている。
なお、本実施形態の撮影装置１は、被写体を撮像するときに、接触で行うことも非接触で行うことも何れも可能であるが、画像を正確に色再現するためには、この撮影装置１以外から発生する光の影響を受けることのないようにする必要がある。
従って、非接触で被写体を撮像する場合には、外光照明を消灯する必要がある。
また、塗装面、皮膚面、近接画像などの接触で撮影を行うことができる被写体の場合には、上述したように、略円筒状に形成された当て付け部４を被写体に柔軟に当て付けることができるために（図１参照）、遮光性を確保することが可能となる。
当て付け部４は、接触式である場合に用いるものであるために、被写体が人体である場合などには細菌汚染や汚れなどを防ぐ衛生の観点から、また、被写体が塗装板などである場合には汚れが転写するのを防止する観点などから、図１１に示すように、着脱可能でディスポーザブルな部材となっている。図１１は、筐体５の投射口５ａに対して着脱可能に構成された当て付け部４を示す斜視図である。
この当て付け部４は、被写体が高温または低温のものである場合に向けて断熱素材により形成したり、被写体が静電気を帯びる性質のものであったり導電性を有する電気関連のものであったりする場合に向けて絶縁性素材により形成したり、被写体が溶液が浸漬しているものである場合に向けて防溶液性の素材により形成しかつ照明光を投影し反射光を受光するためのガラス窓などを形成したりすることが可能である。当て付け部４は着脱可能な単体の部品であるために、このような各種の素材で種々の形状に形成するのを容易に行うことができる。さらに、被写体の表面を肉眼で観察するために、当て付け部４に開閉可能な観察用窓等を設けることも容易に可能である。
なお、本実施形態において、ＬＥＤにより発光される複数の原色の内の、特定の一または複数の原色を用いることによって、特定用途の検査や判別に利用することも可能である。
続いて、処理装置２における色再現について説明する。
上述したような撮影装置１における撮像動作によりメモリ１１内に記録された被写体分光画像は、外部Ｉ／Ｆ１７を介して処理装置２に送信され、該処理装置２に内蔵される画像メモリ部３２（図１２参照）に記録されて、所定のソフトウェアによって動作する演算装置２１により、色再現や画像処理が行われるようになっている。その処理結果は、該処理装置２のディスプレイ２２に表示されるか、あるいは上記ＬＣＤモニタ１６に転送されて表示される。
図１２は、処理装置２におけるディスプレイ２２に表示するための色再現を行う構成を示すブロック図である。
この処理装置２は、撮影装置１から入力される被写体分光画像が上記第１ＬＥＤ６ａ〜第６ＬＥＤ６ｆの何れにより照明されたものであるかに応じて画像メモリ部３２内の記憶領域を振り分ける画像振り分け部３１と、この画像振り分け部３１により振り分けられた被写体分光画像をそれぞれ記憶する記憶領域である第１メモリ３２ａ〜第６メモリ３２ｆを備えた画像メモリ部３２と、この画像メモリ部３２に記憶された被写体分光画像を読み出してディスプレイ２２において高度に色再現された画像を表示するためのディスプレイ画像データを算出し出力する色再現演算部３３と、を有し、これらは例えば図１に示した演算装置２１に含まれていて、さらに、上記色再現演算部３３から出力されるディスプレイ画像データに基づき高度に色再現された画像を表示する上記ディスプレイ２２を有して構成されている。
上記色再現演算部３３は、撮影装置１に関するプロファイルを記憶する入力プロファイル記憶部３３ｂと、上記画像メモリ部３２の第１メモリ３２ａ〜第６メモリ３２ｆに記憶された被写体分光画像を読み出して上記入力プロファイル記憶部３３ｂに記憶されている入力プロファイルと内部に設定された所定の等色関数とを用いて推定演算を行うことによりＸＹＺ三刺激値の画像データを生成するＸＹＺ推定演算部３３ａと、上記ディスプレイ２２に関するプロファイルを記憶するディスプレイプロファイル記憶部３３ｄと、上記ＸＹＺ推定演算部３３ａにより推定されたＸＹＺ三刺激値の画像データと上記ディスプレイプロファイル記憶部３３ｄに記憶されているディスプレイプロファイルとを用いて演算を行うことにより上記ディスプレイ２２に出力するためのディスプレイ画像データを生成するディスプレイ値変換部３３ｃと、を有して構成されている。
上記入力プロファイル記憶部３３ｂに記憶されている入力プロファイルは、例えば特開２０００−３４１４９９号公報に記載されているようなものであって、撮像に用いたＣＣＤ８の分光感度を含む撮影装置１の特性や設定（画像入力装置）、被写体を撮影するときの照明光のスペクトルデータ（撮影照明光情報）、生成した被写体画像を観察するディスプレイ２２が設置されている場所の照明光のスペクトルデータ（観察照明光情報）、撮影した被写体の分光反射率の統計的性質等の情報（被写体特性情報）、等の情報に基づき算出されたものである。
図１４は、処理装置２において入力プロファイルを生成する構成例を示すブロック図である。
上記入力プロファイルは、図１４に示すように、撮影装置１から取得した各データ等に基づき処理装置２において生成するようにしても良い。
撮影装置１において取得されるデータとしては、照明光スペクトルデータ、カメラ特性データ、被写体特性データなどが例として挙げられる。
上記照明スペクトルデータは、例えば被写体を撮像するときの照明に関するスペクトルデータであり、接触式である場合には撮影装置１に内蔵した各ＬＥＤ６ａ〜６ｆのスペクトルデータとなる。非接触式の場合には、さらに、被写体を撮影する場合の外部照明のスペクトルデータなども含むことになる。
上記カメラ特性データは、フォーカス値などを含む撮影光学系７の特性、ＣＣＤ８の撮像特性、シャッタ速度、絞り値、などの諸特性を含んで構成されている。
上記被写体特性は、被写体が例えば歯、皮膚、塗料などである場合の分光統計データ等で構成されていて、高精度な入力プロファイルを作成するために、操作スイッチ１４などに被写体指定操作部を設けて、被写体を指定するための被写体指定信号を入力するようにしても良い。
これらのデータに基づいて入力プロファイルを生成する処理装置２の構成は、図１４に示すように、上記照明スペクトルデータ、カメラ特性データ、被写体特性データを読み込んで演算を行うことにより入力プロファイルを生成する入力プロファイル演算部３３ｅと、この入力プロファイル演算部３３ｅにより生成された入力プロファイルを記憶する上記入力プロファイル記憶部３３ｂと、を有して構成されている。
このような構成により、処理装置に接続される撮影装置１を異なる個体、機種などのものに変更（撮影光学系７の変更等）したり、撮影を行う環境照明が変化したり、撮影対象となる被写体を様々に変化させたりしても、適応的に、高度な色再現を行うことが可能となる。
また、上記ディスプレイプロファイル記憶部３３ｄに記憶されているディスプレイプロファイルは、ディスプレイ２２の表示原色値（例えばディスプレイ２２がＲＧＢモニタである場合にはＲＧＢ原色値）の色度値、ディスプレイ２２のトーンカーブ、等の情報に基づき算出されたものである。なお、ディスプレイは、特開２０００−３３８９５０号公報に記載されているような多原色の色再現システムを用いても構わない。
また、図１３は、取得された被写体分光画像に基づき被写体に関する画像判別を行うための構成例を示すブロック図である。
上記画像メモリ部３２の第１〜第６メモリ３２ａ〜３２ｆに記憶された被写体分光画像は、画像判別演算部３４により読み出されて被写体に関する画像判別が行われ、その判別結果が出力されて上記ディスプレイ２２に表示されるようになっている。また、画像の判別演算がネットワークを介して行われ、結果がＬＣＤモニタ１６に表示されるように構成されていても構わない。
上記画像判別演算部３４は、被写体に関する各種の分類／判定／診断などを行うための判別関数を記憶する判別関数記憶部３４ｂと、上記画像メモリ部３２の第１〜第６メモリ３２ａ〜３２ｆに記憶された６枚の被写体分光画像の全部またはその内から選択される１枚以上の被写体分光画像を、この判別関数を用いて演算することにより判別結果を算出し上記ディスプレイ２２に表示するための判別結果表示用画像データを生成する判別演算部３４ａと、を有して構成されている。
なお、上記判別関数は、この画像処理システムをどのような用途に用いるかによって、種々の置き換えを行うことが可能である。従って、上記判別関数記憶部３４ｂを、書き換え可能または追記可能な記憶媒体により構成して、用途に応じて使用する判別関数を書き加え、あるいは書き換えるようにすると良い。このような判別関数の具体的な例としては、特開平７−１２０３２４号公報に記載されたような処理を行う関数を例に挙げることができる。
この図１３に示す画像判別演算部３４は、上記図１２に示した色再現演算部３３に代えて処理装置２に備えさせるようにしても良い。あるいは、図１２に示した色再現演算部３３とともに該処理装置２内に設けて、これらにより処理を並列して同時に行わせたり、または、必要なものだけを選択的に切り替えて処理を行わせるようにしても構わない。
次に、図１５は、撮影装置１のＬＣＤモニタ１６における表示例を示す図である。
ＬＣＤモニタ１６は、例えば図１５（Ａ）に示すように、撮影装置１の筐体５の背面側の、把持部５ｂの上部に配設されていて、図１５（Ｂ）や図１５（Ｃ）に示すような画像を表示するようになっている。なお、ここでは、手を被写体として撮像している例を示している。
まず、図１５（Ｂ）は、上記モニタ用画像取得モードにより撮像された動画像を表示しているときの様子を示しており、これにより、ＬＥＤモニタ１６がファインダとしての機能を果たすようになっている。
次に、図１５（Ｃ）は、例えば上記画像判別演算部３４による被写体画像の判別結果を表示している様子を示している。ここでは、被写体のＩＤ番号（例えば医療分野の診断支援システムにおける患者番号など）と、画像判別により得られた数値解析結果のグラフ（例えば治療経過など）と、が表示されている。ＬＣＤモニタ１６には、これらに限らず、色再現画像、患者カルテ、各種データ、図表などの、種々の情報を表示することが可能となっている。
こうして、上記ＬＣＤモニタ１６は、撮影部位を選択するときのファインダとして機能したり、色再現結果や分類／判定／診断などの結果を表示するときのモニタとして機能したりするようになっている。
一方、処理装置２のディスプレイ２２は、ハンディタイプの撮影装置１に設けられたＬＣＤモニタ１６よりも大面積で高精細なタイプのものである場合が多いために、該処理装置２において目的に応じて実行される処理ソフトウェアの、起動表示、条件設定表示、被写体ＩＤなどの情報を入力するためのＧＵＩ表示や、患者の経歴表示、前回情報等の被写体情報表示、処理結果表示などを行うようにしても良い。
上記ネットワーク３には、例えば外部データベースが接続されており、この外部データベースから被写体情報を処理装置２に取得したり、あるいは、処理装置２において行った処理結果を外部データベースへ格納するなどを行うようにしても良い。このときには、セキュリティーを確保するために、処理装置２と外部システムとをネットワーク３を介して接続する際に相互認証を行ったり、被写体データにセキュリティーレベルを設けてレベルに応じた認証を行ったりするように構成することも可能である。
次に、図１６は、画像処理システムを使用するときの様子の一例を示す図である。
上記撮影装置１は、軽量小型となるように構成されており、例えば片手で把持部５ｂを把持して、撮像系が設けられた筐体５の先端側を、当て付け部４を介して被写体の撮影対象部位に当てることにより、撮像を行うことができるようになっている。
上記当て付け部４は、上述したように、着脱可能でディスポーザブルな部材となっていて、外部からの光が被写体の撮影対象部位に当たるのを遮蔽している。
上記把持部５ｂの上部、例えば人差指で操作可能な位置に、上記操作スイッチ１４に含まれる撮影ボタン１４ａが設けられており、上記ＬＣＤモニタ１６で撮影しようとする部位を特定した後に、この撮影ボタン１４ａを押下することにより、上述したようにモニタ用画像取得モードから分光画像取得モードに移行して、分光画像の撮像が行われるようになっている。
取得された分光画像は、処理装置２においてデータ処理が行われディスプレイ２２に表示されるが、必要に応じて設定等を行うことにより、撮影装置１のＬＣＤモニタ１６に処理装置２における処理結果を表示するようにしても良いのは上述した通りである。
なお、この図１６に示す例においては、処理装置２を、ディスプレイ付きのノート型のパーソナルコンピュータとして図示している。このような場合には、ノート型のパーソナルコンピュータに備えられているＲＳ−２３２Ｃ、ＵＳＢ、ＩＥＥＥ１３９４などのインターフェース（Ｉ／Ｆ）を介して、上記ネットワーク３に接続するようにすると良い。
このような第１の実施形態によれば、画像処理システムの撮影装置内に可視光域において各異なる分光分布を有する６種類のＬＥＤを設けて、外光を遮断しながらこれらを発光させることにより、被写体分光画像を撮像することができる。このとき、光源としてＬＥＤ等の小型軽量な半導体発光素子を用いているために、撮影装置を小型化することができ、ハンディタイプのものを作成することも可能となる。
また、処理装置によって処理を行うことにより、高度に色再現された画像をディスプレイに表示することが可能となる。
さらに、ＬＥＤの発光順序や発光させるＬＥＤを指定することにより、通常のＲＧＢ動画像を始めとして、種々の目的に用いる画像を撮像することが可能となる。
加えて、モノクロＣＣＤを用いているために、コストをやや低減することができるとともに、各色の画像データが欠落画素を生じさせることなく１画面ずつ取得されるために、補間処理を省略することが可能となる。
図１７から図２０は本発明の第２の実施形態を示したものであり、図１７は画像処理システムの構成を示すブロック図、図１８はフルモードと読み出し２倍速モードとにおける読み出しの様子を示すタイミングチャート、図１９は２／４ライン２倍速モードと２／８ライン４倍速モードとにおける読み出されるラインの様子を示す図、図２０は撮影モードを設定する際の動作を示すフローチャートである。
この第２の実施形態において、上述の第１の実施形態と同様である部分については同一の符号を付して説明を省略し、主として異なる点についてのみ説明する。
この第２の実施形態は、上述した第１の実施形態を基本構成として、さらに、前面にカラーフィルタアレイ（ＣＦＡ）１９を備えたカラーＣＣＤからの画像読み出し速度を調整することができるように構成したものである。
画像読み出し速度は表示速度に関連しており、表示速度を読み出し速度以上に速くすることはできない。
一般的に、画像をモニタする場合には、３０画像／秒程度以上の表示間隔が望ましいが、原色数Ｎが増加するとそれに伴って比例的に表示間隔が長くなり、ちらつき状態が生じたり、あるいは各原色画像所得時間差による大きな画像位置ずれが生じたりすることがある。
従って、本実施形態は、表示間隔が長くなるのを回避して、読み出し原色数Ｎによることなく表示間隔を一定にするために、図１７に示すように、カメラ制御Ｉ／Ｆ１２ＡによりＣＣＤ８Ａからの画像読み出し速度を調整するようにしたものである。
図２０を参照して、撮影モードを設定する際の動作について説明する。
操作スイッチ１４から撮影モードを選択する操作入力があると（ステップＳ２１）、ＣＰＵ１８がそれを検出して、メモリ１１内の記録エリアの一部に、設定する撮影モードやそれに関連する情報等を記録するとともに（ステップＳ２２）、カメラ制御Ｉ／Ｆ１２Ａに撮影モードを変更するように制御を行わせる命令を発行する（ステップＳ２３）。
カメラ制御Ｉ／Ｆ１２Ａは、この指令を受けて、ＣＣＤ８Ａの駆動を制御し、撮影モードを変更するようになっている。このときには、カメラ制御Ｉ／Ｆ１２は、ＣＣＤ８Ａの動作に連動させてＬＥＤドライバ１３を制御することにより、各ＬＥＤ６ａ〜６ｆの発光量も合わせて調整するようになっている。
この撮影装置１において設定可能な撮影モードは、例えば、次のようになっている。
（１）フルモード
（２）読み出し２倍速モード
（３）２／４ライン２倍速モード
（４）２／８ライン４倍速モード
（５）２／１６ライン８倍速モード
（６）第１の中央部走査モード
（７）第２の中央部走査モード
（８）第３の中央部走査モード
（９）第４の中央部走査モード
（１０）第１の中央部高速走査モード
（１１）第２の中央部高速走査モード
「フルモード」は、図１８（Ａ）に示すように、ＣＣＤ８Ａの全走査ラインの全画素について通常の速度で順次読み出しを行っていく通常のモードである。なお、ここでは第１ＬＥＤ６ａ、第３ＬＥＤ６ｃ、第５ＬＥＤ６ｅを同時に発光させるフレームと、第２ＬＥＤ６ｂ、第４ＬＥＤ６ｄ、第６ＬＥＤ６ｆを同時に発光させるフレームと、により各フレームが構成されているが、このような発光により６原色画像を取り込む手段については、後の第３の実施形態で説明する。
「読み出し速度２倍速モード」は、図１８（Ａ）に示す通常のモードに対して、図１８（Ｂ）に示すように、ＣＣＤ８Ａの全走査ラインの全画素について通常の２倍の速度で順次読み出しを行っていくモードとなっている。なお、ここでは２倍速の読み出しを例に挙げたが、これに限らず適宜の倍数でも良いし、さらには可変倍としても構わない。
「２／４ライン２倍速モード」は、４ライン毎に２ラインのみを走査することにより、１フレームを読み出すのに要する時間を半分にするものであり、垂直方向の分解能は半分になるものの、全有効エリアの画像を取得することが可能となっている。
「２／８ライン４倍速モード」は、さらに、８ライン毎に２ラインのみを走査することにより、１フレームを読み出すのに要する時間を通常モードの１／４にするものである。
「２／１６ライン８倍速モード」は、同様に、１６ライン毎に２ラインのみを走査することにより、１フレームを読み出すのに要する時間を通常モードの１／８にするものである。
「第１の中央部走査モード」は、図１９（Ａ）に示すように、全走査ラインのライン数をＳとしたときに、有効エリアの内の、中央部のＳ／２ラインの部分のみを走査することにより、１フレームを読み出すのに要する時間を半分にするものである。
「第２の中央部走査モード」は、図１９（Ｂ）に示すように、全走査ラインのライン数をＳとしたときに、有効エリアの内の、中央部のＳ／４ラインの部分のみを走査することにより、１フレームを読み出すのに要する時間を１／４にするものである。
「第３の中央部走査モード」は、同様に、有効エリアの内の、中央部のＳ／８ラインの部分のみを走査することにより、１フレームを読み出すのに要する時間を１／８にするものである。
「第４の中央部走査モード」は、同様に、有効エリアの内の、中央部のＳ／１６ラインの部分のみを走査することにより、１フレームを読み出すのに要する時間を１／１６にするものである。
「第１の中央部高速走査モード」は、上記図１９（Ａ）に示したような、有効エリアの内の中央部のＳ／２ラインの部分のみを、通常の２倍の速度で走査することにより、１フレームを読み出すのに要する時間を１／４にするものである。
「第２の中央部高速走査モード」は、上記図１９（Ｂ）に示したような、有効エリアの内の中央部のＳ／４ラインの部分のみを、通常の２倍の速度で走査することにより、１フレームを読み出すのに要する時間を１／８にするものである。
これらに限らず、さらに他の手段による高速スキャンを行うことも可能であり、上記を含めて以下のようにまとめることができる。
まず第１は、単純なスキャン速度の高速化である。これは、例えば、読み出し開始を指示するトリガー信号のタイミングを調整することにより行うことができる。例えば、１フレームの表示時間を１／３０秒とする例では、各原色（Ｎ原色とする）の読み出し時間が１／３０／Ｎとなるようにトリガー信号のタイミングを設定することにより達成される。
第２に、間引きスキャンによる高速化である。上記第１の高速化手段では、撮像素子によって高速化に限界が生じる。これに対して、この間引きを行う場合には、画質は低下するものの、安定した走査を行って高速化を図ることができるために、フレームレートが下がることはなく、表示にちらつきを生じさせることがない。この間引きの例としては、上述したような、ライン単位で一定周期、または一定範囲で間引く手段以外に、画素単位で間引くことも可能であり、撮像素子がＸＹアドレス型のものである場合には、きめ細かく所望の画素のみを読み出すことも可能となる。
第３に、原色に応じてフレームレートを異ならせることによる高速化である。通常のＲＧＢカラーフィルタ等を備えたＣＣＤにおいても、輝度信号に近い緑（Ｇ）の画素は、赤（Ｒ）や青（Ｂ）の画素の２倍の数だけ配設されていることが多い。このような点を考慮して、６原色の内の緑（Ｇ）に近いフレームは、それ以外の色のフレームの２倍の数だけ読み出すようにすることが考えられる。もちろん、これに限らず、使用目的に応じて、特定の原色のフレームを多く読み出すようにしたり、必要度に応じて読み出すレートを段階的に異ならせたりすると良い。
このような第２の実施形態によれば、上述した第１の実施形態とほぼ同様の効果を奏するとともに、読み出し速度を変更することにより、一定の表示速度を確保することが可能となり、高度な色再現時にも動きが自然な動画像を表示することが可能となる。
図２１から図３６は本発明の第３の実施形態を示したものであり、図２１は画像処理システムの構成を示すブロック図、図２２は画像処理システムを使用するときの様子の一例を示す図である。この第３の実施形態において、上述の第１，第２の実施形態と同様である部分については同一の符号を付して説明を省略し、主として異なる点についてのみ説明する。
この第３の実施形態は、上述した第１の実施形態を基本構成として、さらに、ＣＣＤの撮像面上に３バンドのカラーフィルタアレイを配設した構成としたものである。
すなわち、図２１や図２２に示すように、撮影装置１は、撮像光学系７により被写体像が結像される光路上のＣＣＤ８の近傍に、例えばＲＧＢ３バンドのカラーフィルタアレイ（図中、ＣＦＡと省略する。）１９が配設されていて、撮像素子部としていわゆる単板式のカラー撮像素子が構成されている。
図２３は、ＬＥＤ６ａ〜６ｆの発光スペクトルとカラーフィルタアレイ１９を通したＣＣＤ８の分光感度特性とを示す線図である。
第１の実施形態においても示したような、曲線ｆＬ１〜ｆＬ６により示される６原色ＬＥＤの発光スペクトルに対して、カラーフィルタアレイ１９の透過率分布とＣＣＤ８の受光感度分布とにより得られるトータルの分光感度特性は、図示の曲線ｆＳＢ，ｆＳＧ，ｆＳＲとなっている。
これらの内の青色カラーフィルタに該当する分光バンド域を示す曲線ｆＳＢは曲線ｆＬ１，ｆＬ２の２つを包含して第１ＬＥＤ６ａと第２ＬＥＤ６ｂの発光による光を感受することができ、緑色カラーフィルタに該当する分光バンド域を示す曲線ｆＳＧは曲線ｆＬ３，ｆＬ４の２つを包含して第３ＬＥＤ６ｃと第４ＬＥＤ６ｄの発光による光を感受することができ、赤色カラーフィルタに該当する分光バンド域を示す曲線ｆＳＲは曲線ｆＬ５，ｆＬ６の２つを包含して第５ＬＥＤ６ｅと第６ＬＥＤ６ｆの発光による光を感受することができるように構成されている。
ただし、トータルの分光感度特性が互いに独立して分離している必要はなく、周辺部分において互いに一部が重なり合うようになっていても構わない。さらに、第１の実施形態と同様に、第１ＬＥＤ６ａ〜第６ＬＥＤ６ｆの各発光スペクトルも、一部が重なり合うような発光スペクトルであっても構わない。もちろん、ＬＥＤの種類も６種類に限るものではなく、適宜の種類数のＬＥＤの組み合わせを採用することができるのも同様である。
次に、画像を取得するときの動作について説明する。
この画像処理システムにおいては、上述した第１の実施形態と同様に、画像を取得する際に、モニタ用画像取得モードと分光画像取得モードとを切り替えて行うようになっている。
図２４、図２６、図２７を参照して、分光画像取得モードの動作について説明する。図２４は６バンドの分光画像を生成するときのフレーム毎の分光画像の分光特性を示す線図、図２６は６バンド分光画像取得における各ＬＥＤの発光と撮像素子の画像取得との動作を示すフローチャート、図２７は６バンド分光画像取得における各ＬＥＤの発光と撮像素子の画像取得との動作の様子を示すタイミングチャートである。
第１の実施形態において説明したように、撮影ボタン１４ａが押下されて分光画像取得モードに切り替わると、分光画像の撮像を開始する判断を行う（ステップＳ３１）。
ここで分光画像の撮像が開始されると、フレームＮの画像の取り込みを行って、その後にフレームＮ＋１の画像の取り込みを行う。
まず、フレームＮの画像の取り込みが開始されると、第１ＬＥＤ６ａ，第３ＬＥＤ６ｃ，第５ＬＥＤ６ｅを同時に点灯させ（図２４（Ａ）参照）（ステップＳ３２）、点灯が開始された後にＣＣＤ８による撮像を開始する（図２７参照）（ステップＳ３３）。
ＣＣＤ８による撮像が終了したら、ＣＣＤ８から画像データを読み出して、上記Ａ／Ｄ変換器９によりデジタルデータに変換させ、バス１０を介してメモリ１１内の所定の記憶領域（フレームメモリ）に記憶させる（ステップＳ３４）。
そして、該フレームメモリに記憶された各画像データを、原色毎に分類して、該メモリ１１内の所定の記憶領域（第１，第３，第５メモリ）に記憶させる（ステップＳ３５）。
その後に各ＬＥＤ６ａ，６ｃ，６ｅを消灯することで（ステップＳ３６）、フレームＮの画像取り込みが終了する。
次のフレームＮ＋１の画像の取り込みは、点灯させるＬＥＤや撮像した画像データを転送するメモリ領域が異なるだけで、基本的にはフレームＮの画像の取り込みと同様である。
すなわち、第２ＬＥＤ６ｂ，第４ＬＥＤ６ｄ，第６ＬＥＤ６ｆを同時に点灯させ（図２４（Ｂ）参照）（ステップＳ３７）、点灯が開始された後に、ＣＣＤ８による撮像を開始する（図２７参照）（ステップＳ３８）。
ＣＣＤ８による撮像が終了したら、ＣＣＤ８から画像データを読み出して、上記Ａ／Ｄ変換器９によりデジタルデータに変換させ、バス１０を介してメモリ１１内の所定の記憶領域（フレームメモリ）に記憶させる（ステップＳ３９）。
そして、該フレームメモリに記憶された各画像データを、原色毎に分類して、該メモリ１１内の所定の記憶領域（第２，第４，第６メモリ）に記憶させる（ステップＳ４０）。
その後に各ＬＥＤ６ｂ，６ｄ，６ｆを消灯することで（ステップＳ４１）、フレームＮ＋１の画像取り込みが終了する。
なお、図示しないが、発光素子（ＬＥＤ）と撮像素子（ＣＣＤ）による画像取得タイミングは、前述に限らず、撮像素子の画像取得開始後に発光素子を点灯し、発光素子の消灯後に撮像素子による画像取得を終了する、などでも同等である。
また、上記ステップＳ３５やステップＳ４０において第１〜第６メモリに記憶された各原色の画像は、カラーフィルタアレイ１９の原色配列に応じた画素の欠落が生じているために、必要に応じて、撮影装置１または処理装置２において補間処理が行われることになる。
こうしてメモリ１１に記憶された６バンドの被写体分光画像は、処理装置２に送られて、処理プログラムにより色再現や画像処理が行われる。この処理結果は、他の処理プログラムによってディスプレイ２２に表示されるか、または撮影装置１に転送されてＬＣＤモニタ１６に表示される。
次に、図２５、図２８、図２９を参照して、モニタ用画像取得モードの動作について説明する。図２５はモニタ用画像を生成するときのフレーム毎の分光画像の分光特性を示す線図、図２８はモニタ用画像取得における各ＬＥＤの発光と撮像素子の画像取得との動作を示すフローチャート、図２９はモニタ用画像取得における各ＬＥＤの発光と撮像素子の画像取得との動作の様子を示すタイミングチャートである。
なお、本実施形態においても上述した各実施形態と同様に、一般のＲＧＢ画像用を想定して、第１ＬＥＤ６ａおよび第２ＬＥＤ６ｂが青（Ｂ）の範疇に相当し、第３ＬＥＤ６ｃおよび第４ＬＥＤ６ｄが緑（Ｇ）の範疇に相当し、第５ＬＥＤ６ｅおよび第６ＬＥＤ６ｆが赤（Ｒ）の範疇に相当するように、各発光原色の選定を行っている。
電源スイッチがオンされることによりモニタ用画像取得モードが設定されるか、あるいは分光画像取得モードが終了することによりモニタ用画像取得モードに復帰すると、モニタ用画像の撮像を開始するのを待機する（ステップＳ５１）。
ここでは直ちに撮像が開始され、全てのＬＥＤ６ａ〜６ｆを点灯させる（図２５参照）（ステップＳ５２）。全ＬＥＤ６ａ〜６ｆの点灯が開始された後に、ＣＣＤ８による撮像を開始する（図２９参照）（ステップＳ５３）。
ＣＣＤ８による撮像が終了したら、その後に全ＬＥＤ６ａ〜６ｆを消灯し（ステップＳ５４）、ＣＣＤ８から画像データを読み出して、上記Ａ／Ｄ変換器９によりデジタルデータに変換させ、バス１０を介してメモリ１１内の所定の記憶領域（第１，第３，第５メモリ）に記憶させる（ステップＳ５５）。
モニタ用画像取得モードが設定されている間は、上記ステップＳ５１に戻ってこのような動作を繰り返すことにより、動画像を取得するようになっている。
このようにして得られた画像は、モニタ用の画像データに変換されて、モニタＩ／Ｆ１５を介してＬＣＤモニタ１６に表示される。このときには、設定によって、処理装置２のディスプレイ２２にモニタ用画像を表示することもできるようになっている。
なお、図２９に示したタイミングチャートでは、ＣＣＤ８による撮像毎にＬＥＤ６ａ〜６ｆの全点灯と全消灯とを行って消費電力の低減を図っているが、モニタ用画像取得モードが設定されている間は、ＬＥＤ６ａ〜６ｆを連続的に点灯させるようにしても構わない。
また、図示しないが、発光素子（ＬＥＤ）と撮像素子（ＣＣＤ）による画像取得タイミングは、前述に限らず、撮像素子の画像取得開始後に発光素子を点灯し、発光素子の消灯後に撮像素子による画像取得を終了する、などでも同等である。
なお、モニタ画像取得方法として、本実施形態における６バンドの分光画像取得モードを連続させることにより、６バンドの分光画像の第１と第２バンドのメモリ加算、第３と第４バンドのメモリ加算、第５と第６バンドのメモリ加算を同時に行うことによってモニタ画像を生成することも可能である。この場合は、撮影部アルゴリズムを変えることなくメモリ加算を行うだけでモニタ画像を生成することができる。これは、連続した分光画像測定時のモニタ方法として有効である。
次に、図３０から図３６は、この第３の実施形態の変形例を示しており、図３０は８バンドの分光画像を生成するときのＬＥＤの発光スペクトルとカラーフィルタアレイを通したＣＣＤの分光感度特性とを示す線図である。
この変形例は、カラーフィルタアレイ１９を介したＣＣＤ８によるＲＧＢの検出バンド同士の間にまたがるような発光分光特性のＬＥＤを設けることにより、ＬＥＤは６原色（６バンド）の発光を行うだけであるのに、検出としては８バンドの出力を得られるようにしたものである。
すなわち、図３０（Ａ）に示すように、カラーフィルタアレイ１９の透過率分布とＣＣＤ８の受光感度分布とにより得られるトータルの分光感度特性を示す曲線ｆＳＢ，ｆＳＧ，ｆＳＲに対して、各ＬＥＤ６ａ〜６ｆによる発光の分光特性（各々曲線ｆＬ１’〜ｆＬ６’で示す）は、次のようになっている。
まず、青色カラーフィルタに該当する分光バンド域を示す曲線ｆＳＢ内には、曲線ｆＬ１’，ｆＬ２’の２つが包含されていて、曲線ｆＬ３’も一部が包含されている。
緑色カラーフィルタに該当する分光バンド域を示す曲線ｆＳＧ内には、曲線ｆＬ４’が包含されていて、さらに、上記曲線ｆＬ３’の一部と、曲線ｆＬ５’の一部と、が包含されている。
赤色カラーフィルタに該当する分光バンド域を示す曲線ｆＳＲ内には、曲線ｆＬ６’が包含されていて、さらに、上記曲線ｆＬ５’の一部が包含されている。
こうして、第３ＬＥＤ６ｃによる発光の分光特性（曲線ｆＬ３’）は青色カラーフィルタのバンドと緑色カラーフィルタのバンドとにまたがり、第５ＬＥＤ６ｅによる発光の分光特性（曲線ｆＬ５’）は緑色カラーフィルタのバンドと赤色カラーフィルタのバンドとにまたがるように構成されている。
このような構成により、各ＬＥＤ６ａ〜６ｆにより発光された光をカラーフィルタアレイ１９を介してＣＣＤ８により受光したときのトータルの分光感度特性は、図３０（Ｂ）に示すように、曲線ｆＳＬ１’（曲線ｆＬ１’および曲線ｆＳＢによる）、曲線ｆＳＬ２’（曲線ｆＬ２’および曲線ｆＳＢによる）、曲線ｆＳＬ３’（曲線ｆＬ３’および曲線ｆＳＢによる）、曲線ｆＳＬ４’（曲線ｆＬ３’および曲線ｆＳＧによる）、曲線ｆＳＬ５’（曲線ｆＬ４’および曲線ｆＳＧによる）、曲線ｆＳＬ６’（曲線ｆＬ５’および曲線ｆＳＧによる）、曲線ｆＳＬ７’（曲線ｆＬ５’および曲線ｆＳＲによる）、曲線ｆＳＬ８’（曲線ｆＬ６’および曲線ｆＳＲによる）の合計８バンドとなる。
次に、図３１から図３３を参照して、８バンドの分光画像を取得する動作について説明する。図３１は８バンドの分光画像を生成するときのフレーム毎の分光画像の分光特性を示す線図、図３２は８バンド分光画像取得における各ＬＥＤの発光と撮像素子の画像取得との動作を示すフローチャート、図３３は８バンド分光画像取得における各ＬＥＤの発光と撮像素子の画像取得との動作の様子を示すタイミングチャートである。
なお、この変形例においては、８バンドの分光画像を撮像するために、メモリ１１にはこれらに各対応して第１〜第８メモリの記憶領域が設けられている。
撮影ボタン１４ａが押下されて分光画像取得モードに切り替わると、分光画像の撮像を開始する判断を行う（ステップＳ６１）。
分光画像の撮像が開始されると、まず、図３１（Ａ）に示すようなフレームＮの画像の取り込み動作が開始され、第１ＬＥＤ６ａと第４ＬＥＤ６ｄとを同時に点灯させ（ステップＳ６２）、点灯が開始された後に、ＣＣＤ８による撮像を開始する（図３３参照）（ステップＳ６３）。
ＣＣＤ８による撮像が終了したら、その後にＬＥＤ６ａ，６ｄを消灯し（ステップＳ６４）、ＣＣＤ８から画像データを読み出して、上記Ａ／Ｄ変換器９によりデジタルデータに変換させ、バス１０を介してメモリ１１内の所定の記憶領域（第１，第２メモリ）に記憶させる（ステップＳ６５）。これにより、フレームＮの画像取り込み動作（２バンドの被写体分光画像の取得）が終了する。
次に、図３１（Ｂ）に示すようなフレームＮ＋１の画像の取り込み動作が開始され、第２ＬＥＤ６ｂと第５ＬＥＤ６ｅとを同時に点灯させ（ステップＳ６６）、点灯が開始された後に、ＣＣＤ８による撮像を開始する（図３３参照）（ステップＳ６７）。
ＣＣＤ８による撮像が終了したら、その後にＬＥＤ６ｂ，６ｅを消灯し（ステップＳ６８）、ＣＣＤ８から画像データを読み出して、上記メモリ１１内の所定の記憶領域（第３，第４，第５メモリ）に記憶させる（ステップＳ６９）。これにより、フレームＮ＋１の画像取り込み動作（３バンドの被写体分光画像の取得）が終了する。
さらに、図３１（Ｃ）に示すようなフレームＮ＋２の画像の取り込み動作が開始され、第３ＬＥＤ６ｃと第６ＬＥＤ６ｆとを同時に点灯させ（ステップＳ７０）、点灯が開始された後に、ＣＣＤ８による撮像を開始する（図３３参照）（ステップＳ７１）。
ＣＣＤ８による撮像が終了したら、その後にＬＥＤ６ｃ，６ｆを消灯し（ステップＳ７２）、ＣＣＤ８から画像データを読み出して、上記メモリ１１内の所定の記憶領域（第６，第７，第８メモリ）に記憶させる（ステップＳ７３）。これにより、フレームＮ＋２の画像取り込み動作（３バンドの被写体分光画像の取得）が終了する。
分光画像を動画的に連続して取り込む場合には、このようなフレームＮからフレームＮ＋２までの動作を繰り返して行うことになる。
なお、図示しないが、発光素子（ＬＥＤ）と撮像素子（ＣＣＤ）による画像取得タイミングは、前述に限らず、撮像素子の画像取得開始後に発光素子を点灯し、発光素子の消灯後に撮像素子による画像取得を終了する、などでも同等である。
こうしてメモリ１１に記憶された６バンドの被写体分光画像は、処理装置２に送られて、処理プログラムにより色再現や画像処理が行われる。この処理結果は、他の処理プログラムによってディスプレイ２２に表示されるか、または撮影装置１に転送されてＬＣＤモニタ１６に表示される。
続いて、図３４から図３６を参照して、モニタ用画像を取得する動作について説明する。図３４はモニタ用画像を生成するときのフレーム毎の分光画像の分光特性を示す線図、図３５はモニタ用画像取得における各ＬＥＤの発光と撮像素子の画像取得との動作を示すフローチャート、図３６はモニタ用画像取得における各ＬＥＤの発光と撮像素子の画像取得との動作の様子を示すタイミングチャートである。
電源スイッチがオンされることによりモニタ用画像取得モードが設定されるか、あるいは分光画像取得モードが終了することによりモニタ用画像取得モードに復帰すると、モニタ用画像の撮像を開始するのを待機する（ステップＳ８１）。
ここでは直ちに撮像が開始され、全てのＬＥＤ６ａ〜６ｆを点灯させる（図３４参照）（ステップＳ８２）。全ＬＥＤ６ａ〜６ｆの点灯が開始された後に、ＣＣＤ８による撮像を開始する（図３６参照）（ステップＳ８３）。
ＣＣＤ８による撮像が終了したら、その後に全ＬＥＤ６ａ〜６ｆを消灯し（ステップＳ８４）、ＣＣＤ８から画像データを読み出して、上記Ａ／Ｄ変換器９によりデジタルデータに変換させ、バス１０を介してメモリ１１内の所定の記憶領域に記憶させる（ステップＳ８５）。
ここでは、ＣＣＤ８による撮像毎にＬＥＤ６ａ〜６ｆの全点灯と全消灯とを行って消費電力の低減を図っているが、上記図２９において説明したのと同様に、モニタ用画像取得モードが設定されている間は、ＬＥＤ６ａ〜６ｆを連続的に点灯させるようにしても構わない。
なお、図示しないが、発光素子（ＬＥＤ）と撮像素子（ＣＣＤ）による画像取得タイミングは、前述に限らず、撮像素子の画像取得開始後に発光素子を点灯し、発光素子の消灯後に撮像素子による画像取得を終了する、などでも同等である。
その後、モニタ用画像取得モードが解除されるまで、上記ステップＳ８１に戻って、上述したような動作を繰り返して行うことにより、動画像用の画像データを連続的に取得するようになっている。
このようにして得られた画像は、モニタ用の画像データに変換されて、モニタＩ／Ｆ１５を介してＬＣＤモニタ１６に表示される。このときには、設定によって、処理装置２のディスプレイ２２にモニタ用画像を表示することもできるようになっている。
なお、上述では、撮像素子として、３バンドのカラーフィルタアレイとの組み合わせによる単板撮像素子を例に挙げたが、これに限らず、入射光を複数の波長帯域の光に分離する分光ミラーや分光プリズム等の分光部と、この分光部により分光された複数の波長帯域の光を撮像する複数の撮像素子と、を有して構成される３板式の３バンド撮像素子であっても良いし、あるいは２板式の撮像素子であっても構わない。さらに、カラーフィルタとしては、ＲＧＢ３バンドによる原色系フィルタに限るものではなく、補色系フィルタのものであってももちろん構わない。
また、上述では６バンドの発光スペクトルのＬＥＤから８バンドの被写体分光画像データを取得しているが、これに限らず、組み合わせにより任意の被写体分光画像データを取得するようにしても良い。例えば、光源として第３ＬＥＤと第５ＬＥＤのみ、すなわち２バンドの光源のみであっても、図３１にｆＳＬ３’，ｆＳＬ４’，ｆＳＬ６’，ｆＳＬ７’で示すように、４バンドの被写体分光画像を得ることができる。この他、様々な組み合わせが可能である。
このような第３の実施形態によれば、上述した第１，第２の実施形態とほぼ同様の効果を奏するとともに、カラー撮像素子を用いることにより、被写体分光画像を取得するのに必要な撮像回数を減少させることができ、高度な色再現の動画像などもより容易に実現可能となる。
さらに、ＬＥＤの発光スペクトルが、カラー撮像素子による受光の分光感度分布にまたがるように構成することにより、６バンドの発光スペクトルのＬＥＤを用いながら、８バンドの被写体分光画像データを取得することが可能となる。
図３７から図４２は本発明の第４の実施形態を示したものであり、図３７は画像処理システムの構成を示すブロック図である。この第４の実施形態において、上述の第１から第３の実施形態と同様である部分については同一の符号を付して説明を省略し、主として異なる点についてのみ説明する。
この第４の実施形態は、上述した第３の実施形態を基本構成として、さらに、スペクトル検出センサを付加した構成としたものである。
すなわち、図３７に示すように、画像処理システムの撮影装置１は、光のスぺクトル分布を検出するスペクトル検出センサ４１と、このスペクトル検出センサ４１へ検出光を導入するプローブ４２と、上記スペクトル検出センサ４１からの出力をデジタル信号に変換するとともに処理して出力するセンサＩ／Ｆ４３と、被写体特性を記憶する被写体特性メモリ４４と、カメラ特性を記憶するカメラ特性メモリ４５と、を図２１に示した第３の実施形態の構成に加えてさらに有して構成されている。
上記スペクトル検出センサ４１は、第１ＬＥＤ６ａ〜第６ＬＥＤ６ｆを用いてＣＣＤ８により６バンド分光画像を取得する構成とは異なり、光を画像として取り込むのではなくスペクトルのみを検出するものである。
このスペクトル検出センサ４１は、光検出範囲が可視光域全域（３８０ｎｍ〜８００ｎｍ）をカバーするものとなっていて、グレーティング方式により検出を行い、分解能は５ｎｍである。従って、詳細なスペクトルデータを取得することが可能となっている。なお、ここではグレーティング方式のスペクトル検出センサを例に挙げているが、それ以外の方式のものであっても構わない。
上記プローブ４２は、例えばフレキシブルな光ファイバ（または光ファイババンドル）を使用しているが、これに限らず、検出光を導光することができるようなものであれば、広く使用することが可能である。
このような構成を用いて、被写体からの光を検出すると該被写体の光スペクトルを検出することができる一方で、被写体の代わりに標準白色板を置くことにより、照明光のスペクトル特性を測定することも可能となる。
より詳しくは、上記当て付け部４等を用いて外部の照明光を遮断し、第１ＬＥＤ６ａ〜第６ＬＥＤ６ｆを順次発光させて検出することにより、各ＬＥＤ６ａ〜６ｆのスペクトル特性を測定することができる。これにより、これらの発光素子自体の劣化や、温度等の環境変化によるスペクトル特性の変化を検出することができる。ひいては、特性の変化を反映した照明スペクトルのプロファイルを得ることができるために、より正確な高色再現を実現することが可能となる。
さらに、外部の照明光を検出して、環境照明光のスペクトル特性を測定することも可能である。
次に、図３８は、スペクトル検出センサを複数配設した画像処理システムを使用するときの様子の一例を示す図である。
この図３８には、スペクトル検出センサのより具体的な配設例を示していて、ここでは２つのスペクトル検出センサ、すなわち、第１のスペクトル検出センサ４７と第２のスペクトル検出センサ４６とが用いられている。
第１のスペクトル検出センサ４７は、被写体部分の分光スペクトルを検出するために配設されたものであり、プローブとなる光ファイバ４９の先端が、第１ＬＥＤ６ａ〜第６ＬＥＤ６ｆの近傍の、筐体５の投射口５ａを介して被写体光を入射することができる位置に配設されている。
この第１のスペクトル検出センサ４７は、上述したように、被写体の代わりに標準白色板を配することにより、第１ＬＥＤ６ａ〜第６ＬＥＤ６ｆの照明スペクトルを検出するのに用いることができるとともに、後述するように先端にレンズ等を配設することにより、被写体のスポット（特定部分）の分光反射スペクトルを直接的に取得することも可能となっている。
これにより、第１のスペクトル検出センサ４７を用いて、自動車の塗装色、建物の塗装色、食料品の分光特性、衣料品の染色などのスペクトルデータを直接取得すれば、それぞれの検査や確認のためのデータとして利用することが可能となる。
また、第２のスペクトル検出センサ４６は、被写体がおかれた環境の照明光スペクトルを検出することができるように設けられたものであり、プローブとなる光ファイバ４８の先端が、筐体５の外面に露呈するとともに、その先端を覆うように白色で半透過性を有する積分球４８ｃが取り付けられている。この第２のスペクトル検出センサ４６を用いることにより、撮影装置１から離間した位置にある被写体を、太陽光や室内光のみで撮影するときの照明スペクトルを取得することが可能となる。これにより、被写体像の撮影と同時に、そのときの環境照明光に係る照明スペクトルのプロファイルを作成することが可能であるために、環境照明光が変化したとしてもそれに対応して、リアルタイムな高色再現を自動的に行うことができる。
さらに、撮影装置１の周辺環境光のスペクトルを検出して、撮影装置１自体に内蔵するＬＥＤのスペクトルと比較することにより、周辺環境光とＬＥＤ光との何れを用いて撮像を行うかを適応的に切り替えることも可能となる。例えば、ＲＧＢの動画像を撮像するときには周辺環境光を用いることが可能であるために、この場合には内蔵するＬＥＤを発光させないことにより、消費電力の低減を図ることなども可能となる。
図３９は、スペクトル検出センサ４１の構成例を示す断面図である。
上記プローブ４２は、入射端４２ａから光を入射して、出射端４２ｂから出射するものである。
スペクトル検出センサ４１は、箱体４１ａと、この箱体４１ａの一端部に開口して設けられていて上記プローブ４２の出射端４２ｂから出射される光をスリット光として入射するための入射光スリット４１ｂと、上記箱体４１ａの内部に配設されていて上記入射光スリット４１ｂから入射したスリット光を波長に応じて分光し異なる方向に反射して集光させるグレーティング４１ｃと、上記箱体４１ａに取り付けられていて上記グレーティング４１ｃにより波長に応じて異なる位置に集光される光を受光してその強度に応じた信号を出力するフォトダイオードアレイ４１ｄと、を有して構成されている。
これにより、フォトダイオードアレイ４１ｄは、受光位置に応じて異なる波長の光を光電変換し、強度に応じた信号を出力することになる。
上記センサＩ／Ｆ４３は、このフォトダイオードアレイ４１ｄ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ためのＡ／Ｄ変換器４３ａを有して構成されていて、変換後のデジタル信号を上記バス１０を介してＣＰＵ１８等へ出力するようになっている。ＣＰＵ１８は、このデジタル信号を各波長の強度を示すスペクトル情報として受けて、解析等を行うようになっている。
図４０は、スペクトル検出センサ４７に接続される光ファイバ４９の入射端４９ａの様子を示す断面図である。なお、この図４０においては、撮像光学系７等の図示を省略している。
光ファイバ４９の入射端４９ａには、ある角度範囲からの光が入射するようになっている。図示の例では、筐体５の投射口５ａを介して入射する、撮影対象である被写体表面からの反射光が、上記入射端４９ａに到達するように設置されている。
この図４０に示す構成は、上述したような、被写体として標準白色板を用い、ＬＥＤ照明のスペクトルを検出して経年変化による色の変化情報を取得するなどに用いることができるものである。
また、図４１は、スペクトル検出センサ４７に接続される光ファイバ４９の入射端４９ａの近傍にセンサ用光学系４９ｃを配設した構成例を示す断面図である。なお、この図４１においても、撮像光学系７等の図示を省略している。
この図４１に示すように、スペクトル検出センサ４７に接続される光ファイバ４９の入射端４９ａにレンズ等でなるセンサ用光学系４９ｃを設けることにより、入射端４９ａへ入射する光束を被写体のある範囲からの光に制限することができる。これにより、上述したように、被写体の特定位置のスペクトルを高い波長分解能で測定することが可能となる。
図４２は、環境光取得用に設けられたスペクトル検出センサ４６に接続される光ファイバ４８の入射端４８ａの様子を示す断面図である。なお、この図４２においても、撮像光学系７等の図示を省略している。
上述したように、入力用の光ファイバ４８の入射端４８ａは、筐体５の外面に露呈しており、この入射端４８ａを取り囲むように、白色で半透過性を有する積分球４８ｃが取り付けられている。
このような構成において、環境照明光がこの積分球４８ｃに照射されると、拡散して透過され、光ファイバ４８の入射端４８ａから入射する。この入射光は、該光ファイバ４８により伝達されて、スペクトル検出センサ４６によりスペクトルの測定が行われる。
このような第４の実施形態によれば、上述した第１から第３の実施形態とほぼ同様の効果を奏するとともに、スペクトル検出センサを設けることにより、被写体光のスペクトル分布を得ることができるとともに、ＬＥＤのスペクトル分布を取得して、よりリアルタイムで正確な色再現を行うことも可能となる。
また、センサ用光学系を用いることにより、被写体の特定部分のスペクトル分布を取得することも可能となる。このセンサ用光学系は、上述したように、例えば５ｎｍの分解能をもつものとなっているために、被写体の特定部位について、より詳細なスペクトルデータを取得することが可能となり、より精密な診断や判定を行うことができる。
さらに、環境照明光のスペクトルを検出することもできるために、環境照明光に係る照明スペクトルのプロファイルをリアルタイムに取得することも可能となる。
次に、本発明の第５の実施形態の画像処理システムについて説明する。
図４３は、本発明の第５の実施形態の画像処理システムである歯科用画像処理システムのシステム構成図である。図４４は上記歯科用画像処理システムに適用される撮影装置のブロック構成図である。
本第５の実施形態の歯科用画像処理システム５０は、義歯，差し歯等の製作に際して患者５９の歯の分光画像情報を取得し、高精度の色再現を行い、その分光画像情報をネットワーク３により歯科技工所５５と情報交換を行うことにより、審美としてのホワイトニング処理を可能とするシステムである。
本実施形態の歯科用画像処理システム５０は、図４３に示すように患者の歯の分光画像およびモニタ画像の画像データを取得するための画像撮影部である撮影装置（ハンドヘルドマルチスペクトルスコープ，ＨＭＳＣ）１Ａと、画像メモリを有し、上記撮影装置１Ａで得られた画像データを演算，管理するための画像処理部である処理装置２Ａと、カメラ撮影操作のためのタッチパネル式入力操作装置５３と、色再現状態を表示するためのキャリブレーションモニタ５４と、上記処理装置２Ａと歯科技工所（通信装置）５５とを結ぶネットワーク３と、歯科技工所５５に備えられる陶材配合比計算データベース５６とを有してなる。
上記撮影装置１Ａにおいては、それぞれ異なる分光分布特性を有する複数個のＬＥＤからなるＬＥＤ群６Ｘを光源として、その光源により照明される被写体像（この場合、患者５９の歯の像）が撮影光学系７を介して取り込まれ、撮像素子であるＣＣＤ８によって撮像信号に変換され、メモリ１１に画像データとして記憶される。その画像データは、外部Ｉ／Ｆ１７を介して処理装置２Ａの画像メモリに転送される。この撮影装置１Ａの構成は、前記第１乃至第４の実施形態の画像処理システムに適用された撮影装置１（図１，図１７，図２１，図３７）と略同様の構成を有しており、図４４ではそれらの同一構成要素に同一の符号を付して示されている。
上記処理装置２Ａは、図４４に示すように画像処理部であって、前記第１の実施形態等の画像処理システムの画像処理部２に適用したものと同様の演算装置２１およびディスプレイ装置２２とに加えてさらに、歯科用ファイリングシステム２３とを有してなる。
上記演算装置２１は、撮影装置１Ａにより取り込まれた分光画像データ等に基づいて被写体の色再現演算処理や画像判定演算処理（定量的判定）を行う。上記画像判定演算処理で例えば、患者の歯の白さの等級判定や色あい判別、皮膚表面の皮溝や皮丘の相関、エントロピー解析等が行われる。なお、この演算装置２１は、前記第１の実施形態の画像処理システムに適用された処理装置２Ａの演算装置２１と同様の構成，機能を有している。
上記歯科用ファイリングシステム２３は、患者の歯の漂白前後の数値管理や漂白頻度や義歯陶材配合計算結果のデータファイリングを行うシステムであって、画像ファイリングソフトウェアを内蔵している。なお、上記ファイリングシステム２３の所定のメモリ部には、上記撮影装置１で操作スイッチ１４の操作により撮影された画像データが上記画像ファイリングソフトウェアの所定箇所に記録され、取り込まれる。
次に、上述した構成を有する本実施形態の歯科用画像処理システム５０による処理動作について説明する。
歯科医院において上記歯科用画像処理システム５０を適用して患者５９の歯の色に合った義歯を製作する際、まず、患者５９の歯の白さや色合いが測定される。患者５９は、固定台５８に顎部を載せて頭部を固定状態とする。上記固定台５８には、撮影装置５１が取り付けられている。ディスポーザブルの遮光性を備えた当て付け部４を患者５９の口に当て付けて口内の義歯を入れようとしている歯部周辺を撮影装置１により撮影可能な状態とする。なお、上述のように撮影装置５１を固定することにより撮影時の被写体位置のずれが防止できる。
タッチパネル式入力操作装置５３を操作することにより撮影装置１のＬＥＤ群６Ｘの発光モードを選択指定する。この発光モードは、例えば、ＬＥＤ群６Ｘを単一の原色のＬＥＤ毎に順次点灯させるモードや、ＬＥＤを選択して点灯させるモードや、全ＬＥＤを同時に点灯させるモード等がある。その発光モードにより分光画像取得モード，モニタ画像取得モードの指定、あるいは、分光画像取得モードにおける分光バンド数の指定がなされる。
その後、入力操作装置５３を操作してＬＥＤ群６Ｘの点灯を開始させる。この操作は、撮影装置１の操作スイッチ１４で行うこともできる。
上記分光画像取得モードが選択されている場合、ＬＥＤ群６Ｘの点灯により患者５９の歯の被写体像信号がＣＣＤ８を介して取り込まれ、分光画像データとしてメモリ１１に記憶される。上記分光画像データは、処理装置２に転送され、色再現演算部３３（図１２）においてＸＹＺ推定演算が行われる。その演算結果による患者５９の歯の高精度の色再現画像がディスプレイ２２、または、キャリブレーションモニタ５４に表示される。
また、モニタ用画像取得モードが選択されている場合には、通常の表示画像がディスプレイ２２に表示される。なお、上記分光画像取得モードとこのモニタ用画像取得モードとは、入力操作装置５３により切り換え可能である。
さらに、上記分光画像データに基づいて処理装置２Ａの画像判別演算部３４（図１３）において判別演算が行われ、患者５９の歯の色の濃淡に関する等級データが求められる。この等級データは、歯の色の濃淡を比較するためのシェードガイド上の等級であり、その値は、キャリブレーションモニタ５４に表示される。また、処理装置２Ａでは、上記等級データに基づいて義歯の陶材配合計算が行われ、義歯陶材配合データが求められる。
患者５９の歯に関する上記色再現画像データおよび歯の色の濃淡に関する等級データである検査データと、義歯陶材配合データとは、ネットワーク３を介して歯科技工所５５のコンピュータ部に転送される。
上記歯科技工所５５では、上記検査データと義歯陶材配合データに基づいて陶材配合比計算データベース５６より具体的な陶材配合比が検索される。その陶材配合比に基づいて義歯が製作される。製作された義歯は、上記歯科医院に配送され、患者５９に手渡されることになる。
上記治療過程において、患者５９に対して入力操作装置５３を介してキャリブレーションモニタ５４に歯の色に関するデータや色再現画像を表示して、患者５９に治療の過程を示し、了解をとることができる。
なお、この歯科用画像処理システム５０は、患者５９の義歯を製作する以外にも歯の漂白治療にも適用できる。すなわち、漂白処理前後の状態の患者５９の歯を上記撮影装置１Ａにより撮影し、上述した画像演算処理を行うことによって、漂白結果を示す上記色再現画像データおよび歯の色の濃淡に関する等級データが求められる。この漂自治療前後の数値データは、キャリブレーションモニタ５４に表示され、患者５９に対するインフォームドコンセントによる治療が可能になる。さらに、経時変化や漂白頻度による治療過程における色再現画像データや上記等級データの変化のビジュアルで確認することが可能である。また、上記治療過程でのデータを蓄積していくことも可能である。
本第５の実施形態の歯科用画像処理システム５０を適用した場合、上記処理装置２Ａで求められた上記高精度色再現画像や上記等級データは、通常の室内光の影響を受けることのない再現性のよい画像データ、または、等級データが得られるので、従来のシェードガイドによる比較データを適用した場合のように個人差がなく、環境光の影響を受けることなく、さらに、使用するカメラやフィルムにより左右されることもない。また、治療の過程をキャリブレーションモニタ５４で観察することができるので、患者５９に対するインフォームドコンセントによる治療が可能になる。
また、入力操作装置５３としてタッチパネル式のものを適用し、さらに、撮影装置１Ａの撮影部先端に装着する当て付け部４をディスポーザブルとすることによって、院内感染等を未然に回避することができる。
上述した歯科用画像処理システム５０は、歯科用以外にも適用可能である。例えば、皮膚科システムに適用した場合、治療中の皮膚の状態を撮影し、より正確な色再現画像データを得ることができ、照明によるばらつきのない皮膚の状態の変化を記録していくことができる。また、肌診断システムに適用することも可能であり、通常の標準照明下における肌の色の正確な再現を可能とし、さらには特殊な照明下で肌の状態も再現可能である。
次に、本発明の第６の実施形態である画像処理システムについて、図４５〜図４８を用いて説明する。
なお、図４５は、本実施形態の画像処理システムの構成を示す図である。図４６は、上記画像処理システムのブロック構成図である。図４７，図４８は、上記画像処理システムの撮影装置における撮影処理のフローチャートであり、上記図４７は、撮影待機処理ルーチンのフローチャートを示し、上記図４８は、撮影ルーチンのフローチャートを示す。
本実施形態の画像処理システムは、図４５，図４６に示すように画像撮影部であって、ＬＥＤ照明光、または、ストロボ照明光による撮影が可能な撮影装置１Ｂと、画像メモリを有し、上記撮影装置１Ｂで撮影された分光画像信号から高精度色再現画像データを求めるための画像処理部である処理装置２Ｂとを有してなる。
上記撮影装置１Ｂは、前記第４実施形態の画像処理システムに適用したカラーＣＣＤ，照明光センサが組み込まれた前記撮影装置１（図３８）と同様の構成，機能を有しており、さらに、外部ストロボ装置であるストロボ発光装置６５が着脱可能である。なお、図４６には、撮影装置１Ｂの各構成要素で上記撮影装置１と同一のものは、同一符号で示される。
上記処理装置２Ｂは、前記第４実施形態の画像処理システムに適用した処理装置２と同様の構成，機能を有している。
上記撮影装置１Ｂでは、接近した被写体に対しては、内蔵のＬＥＤ照明により撮影が可能であるが、被写体までの距離が数ｃｍ〜数ｍ程度の場合、上記内蔵ＬＥＤ照明光が届かなくなるので、そのときは、ストロボ発光装置６５を装着し、ストロボ発光管を発光させることによって撮影を行うことができる。
撮影装置１Ｂの装置本体を構成する筐体５の前方部に上記ストロボ発光装置６５は装着可能となっているが、上記ストロボ発光装置６５が装着されない状態では、積分球４８ｃが外部に露出しているので撮影装置１Ｂに内蔵されるスペクトル検出センサ４６によって、環境光のスペクトル検出が行われる。また、上記ストロボ発光装置６５が装着された状態では、ストロボ光の一部が積分球４８ｃに導光されるのでスペクトル検出センサ４６によってストロボ光のスペクトル検出が行われる。
上記ストロボ発光装置６５は、図４６に示すように撮影装置１Ｂの筐体５の前面部に着脱可能な装着部６５ａと、反射傘６３と、リング状ストロボ発光管６２と、発光チャージ用コンデンサを有するストロボ発光回路（図示せず）と、撮影装置１Ｂ側とストロボ発光回路との電気的接続（電源・制御信号）用接続ケーブル６４とを有してなる。
なお、ストロボ発光装置６５を装着後、撮影装置１Ｂとストロボ発光装置６５との間の電気接続は、上記接続ケーブル６４によりコネクタを介して行われるが、それ以外にもストロボ装置の装着部に接続用電極部を配置して、ストロボ発光装置６５を筐体５に装着したとき、その電極部が自動的に接続状態となる構造を採用してもよい。
上記接続ケーブル６４による電気的接続状態、あるいは、ストロボ発光装置６５を筐体５に装着したことによる電気的接続状態は、カメラ制御Ｉ／Ｆ１２を介して撮影装置１Ｂ側ＣＰＵ１８で認識され、ストロボの識別コードが検知される。そのストロボの識別コードによって現在記憶されている撮影装置のシステム構成が更新される。
上記反射傘の後方の一部が開口しており、ストロボ光を後方に導く導光路６６を形成している。ストロボが発光した場合、ストロボ光の一部は、上記導光路６６を通過してスペクトル検出センサ４６の光ファイバー４８の先端に設けられる検出部である積分球４８ｃに入射し、スペクトル検出センサ４６によりストロボ光のスペクトル成分が検出される。
次に、上述した構成を有する本第６の実施形態の画像処理システムの撮影装置ＩＢによる撮影処理動作について、図４７，図４８のフローチャートに沿って説明する。
撮影装置１Ｂによって被写体の分光画像データを取得する場合、まず、撮影装置１Ｂの電源スイッチを投入する。その電源スイッチ投入により、図４７の撮影準備処理ルーチンがＣＰＵ１８の制御のもとでスタートする。
ステップＳ１０１においてシステム構成データをＣＰＵ１８が取り込み、ステップＳ１０２においてパラメータ設定（初期化）がなされる。ステップＳ１０３においてストロボ発光装置６５が撮影装置１Ｂに装着されているかどうかがチェックされる。ストロボ未装着の場合、そのまま、ステップＳ１０６にジャンプするが、ストロボ装着の場合、ステップＳ１０４に進む。
ステップＳ１０４においてストロボ発光回路へ電源供給がなされ、発光チャージ用コンデンサの充電が開始される。ステップＳ１０５において充電完了が確認されると、ステップＳ１０６に進み、ＬＣＤモニタ１６に撮影準備完了の表示を行い、ステップＳ１０７においてＬＣＤモニタ１６をライブ画面表示状態として待機する。
続いて、撮影装置１Ｂの撮影ボタン１４ａが撮影者により押圧操作され、撮影開始指示信号が入力されると、図４８の撮影処理ルーチンがＣＰＵ１８の制御のもとでスタートする。
ステップＳ１１１においてストロボ装着の有無をチェックし、ストロボ非装着の場合は、ステップＳ１１６にジャンプし、ストロボ装着の場合は、ステップＳ１１２に進む。
ステップＳ１１２でＣＤＤ８の露光が開始される。さらに、ステップＳ１１３においてストロボ発光装置６５のストロボ発光が開始される。そして、ステップＳ１１４においてストロボ発光光の一部が導光部６６を通して積分球４８ｃからスペクトル検出センサ４６に取り込まれ、ストロボ発光光の分光スペクトルデータが取得される。所要の露光時間経過後、ステップＳ１１５において露光を終了し、本撮影処理が終了する。
一方、ステップＳ１１６にジャンプした場合、ストロボ発光装置６５が未装着状態であるのでスペクトル検出センサ４６により環境光の分光スペクトルデータが取得される。ステップＳ１１７においてＬＥＤ群６Ｘが所望の前述した発光モードで点灯され、ＣＣＤ８の露光が開始される。ステップＳ１１８で露光が終了すると、本撮影処理は終了する。
なお、撮影装置１Ｂには、図４６には示されていないが前記図３８に示すようなスペクトル検出センサ４７が内蔵されており、そのスペクトル検出センサ４７によってＬＥＤ群６Ｘの照明光の分光スペクトルデータも同時に取得される。
上記撮影処理終了後、撮影装置１Ｂのメモリ１１に取り込まれた撮影画像データおよび照明光分光スペクトルデータは、外部Ｉ／Ｆ１７を介して処理装置２Ｂに転送され、そこで、上記撮影画像データに対して上記照明光分光スペクトルデータ、さらに、カメラ特性データや被写体特性データを加味して分光画像データが演算により求められる。
上述した本第６の実施形態の画像処理システムによれば、被写体距離が比較的に遠距離であり、ＬＥＤ群６Ｘの発光光では輝度が不足する場合であってもストロボ発光装置６５を撮影装置１Ｂに装着することによって被写体を撮影することができる。しかも、ストロボ発光毎に取得されるストロボ光の分光スペクトルデータに基づいて分光画像データが演算されるので、ストロボ発光装置６５自体の発光スペースのばらつきや発光回毎のスペクトルのばらつきが補正された分光画像データに基づいた高精度の色再現が可能になる。
次に、本発明の第７の実施形態の画像処理システムについて、図４９〜図５２を用いて説明する。
図４９は、本実施形態の画像処理システムのブロック構成図である。図５０（Ａ），図５０（Ｂ）は、正反射する被写体を各色のＬＥＤ光で照明したときの状態を示す図であり、図５０（Ａ）は、上記結像時の正反射する被写体と各色のＬＥＤとＣＣＤの配置を示し、図５０（Ｂ）は、ＣＣＤに結像する正反射部分のある画像を示す図である。図５１は、ＣＣＤの結像面上の各色のＬＥＤの照明による正反射部分が存在する被写体像と、上記画像処理システムの撮影装置で上記被写体像から正反射部分を削除処理した被写体像を示す図である。図５２は、上記撮影装置における正反射部分削除処理のフローチャートである。
本実施形態の画像処理システムは、図４９に示すように正反射の影響のない分光画像を撮影可能である画像撮影部としての撮影装置１Ｃと、画像メモリを有し、上記撮影装置１Ｃで撮影された被写体分光画像信号から高精度色再現画像データを求めるための画像処理部である処理装置２Ｃとを有してなる。
上記処理装置２Ｃは、前記第１の実施形態等の画像処理システムに適用された処理装置２と同様の構成，機能を有しており、パーソナルコンピュータを用いてもよい。
上記撮影装置１Ｃは、図４９に示すように前記第１乃至第４の実施形態の画像処理システムに適用された撮影装置１（図１，図１７，図２１，図３７）と略同様の構成を有しているが、特に本撮影装置１Ｃにおいては、後述するように取得した正反射画像データの処理動作が行われる。なお、撮影装置１Ｃの各構成要素で上記撮影装置１と同一ものには、同一の符号を付して説明する。
上記撮影装置１Ｃでは、被写体７１が正反射するような光沢のある曲面を持つ被写体であった場合でもその画像データからＬＥＤ群６Ｘの各ＬＥＤからの照明光による正反射した高輝度部分を削除し、正反射部分のない画像データが合成処理により求められる。以下、その画像処理について説明する。
例えば、上述した正反射する被写体７１に対して、一例としてそれぞれ異なるリング状の位置に配置されるＬＥＤ６ａ１，６ａ２，６ａ３，６ａ４の照明光を照射した場合、上記各ＬＥＤから同じ波長の光が発光される。それぞれ被写体７１で正反射すると、ＣＣＤ８の結像面上の異なった位置に色づいた高輝度点が結像される。すなわち、図５０（Ｂ）の画像Ｚ上、異なった位置にＬＥＤ６ａ１，６ａ２，６ａ３，６ａ４に対応する高輝度ポイントＰａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄが生じることになる。
撮影装置１Ｃにおいては、上記正反射による高輝度ポイントＰａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄが正反射部削除処理により除去される。その削除処理について、図５１により説明すると、まず、ＬＥＤ６ａ１の発光光による被写体７１の正反射像は、ＣＣＤ結像面Ｚ１上で高輝度点Ｐａで示される。同様にＬＥＤ６ａ２，６ａ３，６ａ４の各発光光による被写体７１の正反射像は、ＣＣＤ結像面Ｚ２，Ｚ３，Ｚ４上でそれぞれ高輝度点Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄで示される。上記高輝度点Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄの画素データを除いた残りの画像データを加算、または、平均化することによって正反射の高輝度部分のない補正された被写体７１の分光画像データ（ＣＣＤ結像面上Ｚ０）が得られる。
上記正反射部削除処理について、図５２のフローチャートを用いて説明する。まず、ステップＳ１３１でＬＥＤ６ａ１を点灯させ、ステップＳ１３２でそのときの画像データを取得する。その後、ステップＳ１３３〜Ｓ１３８において順次ＬＥＤ６ａ２，ＬＥＤ６ａ３，ＬＥＤ６ａ４を点灯させて、各ＬＥＤ発光時の各画像データを取得する。ステップＳ１３９において上記各取得画像データから高輝度部分を除いた画像データを生成することによって正反射が除去された分光画像データを得る。なお、上述した例は、ＬＥＤ光源が４つの場合を示しているが他の光源数の場合も同様に処理することができる。
本第７の実施形態の画像処理システムにおける撮影装置１Ｃによれば、被写体７１が正反射するような被写体であったとしても取得した画像データに上述した正反射削除処理を施すことによって、正反射部分のない分光画像データを得ることができる。
次に、本発明の第８の実施形態である画像処理システムについて、図５３，図５４を用いて説明する。
なお、図５３は、本実施形態の画像処理システムのブロック構成図であり、図５４は、正反射被写体における光の反射状態を示す図である。
本実施形態の画像処理システムは、図５３に示すように正反射する被写体の分光画像を撮影可能な画像撮影部としての撮影装置１Ｄと、上記撮影装置１Ｄで撮影された被写体の分光画像信号から高精度色再現画像データを求めるための画像処理部である処理装置２Ｄとを有してなる。
上記処理装置２Ｄは、前記第１の実施形態等の画像処理システムに適用された処理装置２と同様の構成，機能を有しており、パーソナルコンピュータを用いてもよい。
上記撮影装置１Ｄは、図５３に示すように前記第１乃至第４の実施形態の画像処理システムに適用された撮影装置１（図１，図１７，図２１，図３７）と略同様の構成を有しており、さらに、正反射光をカットするために照明光源であるＬＥＤ群６Ｘの前面に回転可能な反射光除去手段である第１の偏光板７５が配置され、ＣＣＤ８の前面に反射光除去手段である第２の偏光板７６が配置されている。
なお、上記撮影装置１Ｄの各構成要素で上記撮影装置１と同一ものには、同一の符号を付して説明する。
分光画像データを取得する場合、被写体表面の分光反射率に基づく拡散反射光を検出して分光画像データが求められる。しかし、被写体７１の表面が鏡面に近い表面であった場合、図５４に示すようにＬＥＤ６ａからの被写体７１に向けて発光された照明光は、被写体表面の、例えば、点Ｑａ，Ｑｂにおいて拡散反射光Ｒ１，Ｒ３（図５４中、短い矢印で示す）として反射するが、一部が正反射光Ｒ２，Ｒ４（図５４中、長い矢印で示す）として反射する。この正反射光Ｒ２，Ｒ４は、照明光の入射角と対称方向に反射し、照明光のスペクトルと略同じスペクトルを有している。そして、この正反射光Ｒ２，Ｒ４成分は、上記拡散反射光Ｒ１，Ｒ３成分よりも大きく、物体の分光反射率測定の妨げになる。上記正反射光Ｒ４は、その反射方向がＣＣＤ８側に向いていないので影響はないが、他方の正反射光Ｒ２は、撮影光学系７を透過してＣＣＤ８に取り込まれ、撮影画像中、点Ｑａの部分が高輝度点として撮影されてしまう。したがって、被写体７１の表面の状態により生じる正反射光成分を取り除かなければ、適正な分光画像データを取得することができない。
そこで、本実施形態の撮影装置１Ｄにおいては、上述したようにＬＥＤ群６Ｘの前面に第１の偏光板７５を配置し、ＣＣＤ８の前面に第２の偏光板７６を配置することによって、上記正反射光成分をカットし、ＣＣＤ８に入射しないようにしている。すなわち、上記第１の偏光板７５によってＬＥＤ群６Ｘからの照明光を偏光させる。被写体７１の表面で拡散反射した光は、その偏光方向が様々になるが、正反射した光は、一方向の偏光状態を維持したまま撮影光学系７に入射する。上記第１の偏光板７５は、第２の偏光板７６に対して回転調整して配置されており、上記偏光した正反射光は、第２の偏光板７６で除去される。そして、拡散反射光のみがＣＣＤ８側に入射し、正反射による高輝度部分のない被写体像が撮影される。
上述のように本第８の実施形態の画像処理システムの撮影装置１Ｄを適用した場合、被写体７１が光沢のある表面を有していたとしても撮影画像に正反射光による高輝度部が生じることがなく、適正な分光画像データを取得して、高精度の色再現が可能となる。
なお、上記撮影装置１Ｄにおいては、第２の偏光板７６を撮影光学系７とＣＣＤ８との間に配置したが、撮影光学７の前面の被写体７１側に配置する構成を採用しても同様の効果が得られる。
次に、本発明の第９の実施形態である画像処理システムについて、図５５，図５６を用いて説明する。
なお、図５５は、本実施形態の画像処理システムのブロック構成図であり、図５６は、上記画像処理システムの撮影装置におけるＣＣＤの前面に配置される第２偏光板の正面図である。
本実施形態の画像処理システムは、図５５に示すように正反射する被写体の可視光および近赤外光による分光画像が撮影可能である画像撮影部としての撮影装置１Ｅと、上記撮影装置１Ｅで撮影された被写体の分光画像信号から高精度色再現画像データを求めるための画像処理部である処理装置２Ｅとを有してなる。
上記処理装置２Ｅは、前記第１の実施形態等の画像処理システムに適用された処理装置２と同様の構成，機能を有しており、パーソナルコンピュータを用いてもよい。
上記撮影装置１Ｅは、図５５に示すように前記第１乃至第４の実施形態の画像処理システムに適用された撮影装置１（図１，図１７，図２１，図３７）と略同様の構成を有し、さらに、上記撮影装置１Ｅには、照明光源として可視光光源であるＬＥＤ群６Ｘの他に近赤外光光源であるＬＥＤ６ｇが撮影光学系７の周囲に配置されている。また、正反射光をカットするために上記ＬＥＤ群６Ｘの前面部に反射光除去手段である第１の偏光板８１と、上記ＬＥＤ６ｇの前面部に第１の偏光板８２が配置されている。また、ＣＣＤ８の前面部には、反射光除去手段である第２の偏光板８３と８４が装着された回転可能な偏光板ダイヤル８５（図５６）が配置されている。
なお、上記撮影装置１Ｅの構成要素で上記撮影装置１と同一ものには同一符号を付して、以下、異なる処理部分について説明する。
この撮影装置１Ｅにおいては、ＬＥＤ群６Ｘを点灯させることにより可視光による分光画像データを取得することができ、さらに、ＬＥＤ６ｇを点灯させることにより近赤外光による分光画像データを取得することができる。
そのとき、被写体が光沢のある被写体７１であった場合、正反射光が取り込まれて画像データに高輝度部が生じるが、この撮影装置１Ｅでは、可視光による被写体画像に限らず近赤外光による被写体画像に対しても上記正反射光を除去することが可能であり、いずれの場合にも高輝度部のない適正な分光画像データを取り込むことができる。
撮影装置１Ｅにおいては、上記偏光板ダイヤル８５には、可視光用の第２の偏光板８３と近赤外光用の第２の偏光板８４とが装着されている。
撮影装置１Ｅにより可視光による撮影を行う場合は、偏光板ダイヤル８５を例えば矢印Ｄ１方向に手動で回転させて、可視光用第２の偏光板８３をＣＣＤ８に対向するように切り換える。上記切り換え後、撮影装置筐体外に突出している近赤外用第２の偏光板８４を回転操作することにより中央の回転ローラ８６を介して上記可視光用第２の偏光板８３を回転させて、上記可視光用第１の偏光板８１に対する調整を行う。
そこで、可視光ＬＥＤ群６Ｘを所定の発光モードにしたがって点灯させると、第１の偏光板８１を透過した光が被写体７１で反射され、撮影光学系７に入射する。反射光のうち拡散光成分は、第２の偏光板８３を透過するが、正反射光成分は、第２の偏光板８３で除去される。したがって、正反射による高輝度部のない可視光による被写体像がＣＣＤ８によって撮像信号に変換され、分光画像データとして取り込まれる。
一方、近赤外光による撮影を行う場合は、偏光板ダイヤル８５を手動で回転させて近赤外光用第２の偏光板８４をＣＣＤ８に対向させる。そして、撮影装置筐体外に突出している可視光用第２の偏光板８３を回転操作することにより中央の回転ローラ８６を介して上記近赤外光用第２の偏光板８４を回転させ、上記近赤外光用第１の偏光板８２に対する調整を行う。
そこで、近赤外光ＬＥＤ６ｇを所定の発光モードにしたがって点灯させると、第１の偏光板８２を透過した近赤外光が被写体７１で反射され、撮影光学系７に入射する。その近赤外反射光のうち拡散光成分は、第２の偏光板８４を透過するが、正反射光成分は、第２の偏光板８４で除去される。したがって、正反射による高輝度部のない近赤外光による被写体像がＣＣＤ８によって撮像信号に変換され、分光画像データとして取り込まれる。
上述した本第９の実施形態の画像処理システムの撮影装置１Ｅによると、可視光光源による撮影の他に近赤外光光源による撮影を行うことが可能であり、しかも、正反射する光沢のある被写体に対しても上記双方の光源のいずれでも正反射の影響を抑えた高輝度部のない被写体画像を取り込んで分光画像データを取得することができ、高精度の色再現が可能である。
特に上記撮影装置１Ｅに適用される偏光板は、可視光と近赤外光とにわたる全波長で偏光特性を持つような高価な偏光板を用いる必要がなく、可視光光源に対しては、安価な可視光用第１の偏光板８１と第２の偏光板８３を適用し、近赤外光光源に対しては、近赤外光用の第１の偏光板８２と第２の偏光板８４を適用するので、部品コストを抑えることができる。
次に、本発明の第１０の実施形態である画像処理システムについて、図５７〜図５９を用いて説明する。
なお、図５７は、本実施形態の画像処理システムのブロック構成図であり、図５８（Ａ），図５８（Ｂ）は、上記画像処理システムの撮影装置におけるＬＥＤ光源によるシェーディング状態の補正前を示す図であり、図５９（Ａ），図５９（Ｂ）は、上記画像処理システムの撮影装置におけるＬＥＤ光源によるシェーディング状態の補正後を示す図である。
本実施形態の画像処理システムは、画像撮影部としての撮影装置１Ｆと、上記撮影装置１Ｆで撮影された被写体の分光画像信号から高精度色再現画像データを求めるための画像処理部である処理装置（図示せず）とを有してなる。
上記撮影装置１Ｆは、図５７に示すように前記第１乃至第４の実施形態の画像処理システムに適用された撮影装置１（図１，図１７，図２１，図３７）と略同様の構成を有し、さらに、上記撮影装置１Ｆには、照明光源であるＬＥＤ群６Ｘの前面部に照明ムラを軽減する光学部材であるシェーディング補正レンズ８８が装着されている。
なお、上記撮影装置１Ｆの構成要素で上記撮影装置１と同一ものには同一符号を付して説明する。
上記撮影装置１Ｆにおいて、上記シェーディング補正レンズ８８が装着されない状態では、例えば、互いに異なる位置に配置されているＬＥＤ群６Ｘの中のＬＥＤ６ａとＬＥＤ６ｄを別々に点灯させた場合、被写体への照明状態は、図５８（Ａ），図５８（Ｂ）に示すように画面Ｇ１の左上、と、画面Ｇ２の右上のように異なる部分が他の部分より明るく照明される。これを補正しないと画面上の各位置によって観測されるスペクトルの強度分布が異なるために正確な測定ができないという問題が生じる。
そこで、撮影装置１Ｆにおいては、上述したようにＬＥＤ群６Ｘの前面部にシェーディング補正レンズ８８を装着する。このシェーディング補正レンズ８８を装着することによってＬＥＤ６ａ、または、６ｄからの照明光が調整され、図５９（Ａ），図５９（Ｂ）の画面Ｇ３，Ｇ４に示すようにそれぞれ明るい部分が画面中央に集まるように補正される。この照明光の補正によって光源位置による影響が軽減され、画面内の位置によるスペクトル強度分布の誤差がなくなり、正しい測定がなされる。高精度の分光画像データを取得することが可能になる。
なお、上記実施形態の撮影装置１Ｆの構成を採用してもまだ照明位置に影響されるシェーディングが残る場合がある。その場合は白紙などを被写体として撮影を行い、得られた画像データを基にしてＬＥＤ群６Ｘの各ＬＥＤ毎の画面位置に対するシェーディング補正データを算出する。そして、上記各ＬＥＤ毎に電気的なシェーディング補正を行うようにすれば、さらに正確な補正が可能となる。
上述の例では光学的なシェーディング補正と画像処理的なシェーディング補正を併用したが、上記シェーディング補正光学系８８を用いることなく、画像処理のみによるシェーディング補正を施しても程度の補正効果を得ることができる。
また、上記シェーディング補正光学系（レンズ）８８に代えて拡散板を利用してシェーディング補正を行うことも可能である。
次に、本発明の第１１の実施形態である画像処理システムについて、図６０，図６１を用いて説明する。
なお、図６０は、本実施形態の画像処理システムのブロック構成図であり、図６１は、上記画像処理システムにおける撮影装置のＬＥＤ光源部の配置図である。
本実施形態の画像処理システムは、画像撮影部としての撮影装置１Ｇと、撮影室となる暗室９１と、上記撮影装置１Ｇで撮影された被写体の分光画像信号から高精度色再現画像データを求めるための画像処理部である処理装置（図示せず）とを有してなる。
上記撮影装置１Ｇは、図６０に示すように前記第１乃至第４の実施形態の画像処理システムに適用された撮影装置１（図１，図１７，図２１，図３７）と略同様の構成を有し、さらに、上記撮影装置１Ｇには、暗室９１内の照明光源との接続端子部（接点部）９０が配設されている。なお、上記撮影装置１Ｇの構成要素で上記撮影装置１等と同一の要素には同一符号を付して説明する。
また、上記処理装置も前記第１の実施形態等の画像処理システムに適用された処理装置２と同様の構成を有しており、パーソナルコンピュータを用いてもよい。
上記暗室９１は、例えば、患者５９が入れるだけのスペースを有し、外部から遮光された構造を有する。その内部に外部照明装置としての複数個の照明装置９２が配置されている。
上記照明装置９２には、図６１に示すように撮影装置１Ｇに内蔵されるＬＥＤ群６Ｘである第１ＬＥＤ６ａ〜第６ＬＥＤ６ｆのそれぞれと同一の発光波長を有するＬＥＤ９６ａ〜ＬＥＤ９６ｆがそれぞれ複数組、配されている。図中、丸印は、各ＬＥＤを示しており、その丸印の同一の模様標識のものは、同一発光波長のＬＥＤを示している。図６１に示されるように上記複数組のＬＥＤ９６ａ〜ＬＥＤ９６ｆは、偏ることなく均等に照明装置９２内に分布されており、概ね面発光が可能な状態になる。上記ＬＥＤ９６ａ〜ＬＥＤ９６ｆへの電源は、接続コネクタ９３を介して供給される。接続コネクタ９３は、撮影装置１Ｇが暗室９１に装着されたとき、撮影装置１Ｇ側の接続端子部９０と接続状態となる。
上述のような構成を有する撮影装置１Ｇにより撮影を行う場合、まず、撮影装置１Ｇを暗室９１に装着し、照明装置９２の各ＬＥＤを点灯可能状態にセットする。そして、被写体となる患者５９を暗室９１内に入れる。
そこで、上記照明装置９２の各ＬＥＤを点灯して患者５９の所要部位を撮影し、所望の分光画像データを得るが、そのときの上記照明装置９２の各ＬＥＤの点灯順は、撮影装置１Ｇの発光モードに従って点灯される撮影装置１Ｇ内蔵のＬＥＤ群６Ｘの点灯タイミングで点灯される。
上述した本第１１の実施形態の画像処理システムによると、被写体サイズが大きい場合であっても環境光の影響のない状態で正確な色測定が可能であり、高精度の色再現が可能になる。また、暗室９１は、撮影装置１のコネクタ部９３を有する装着部と照明装置９２とを設けるだけの簡単な装置でよく、大形の被写体を撮影することが可能な安価な画像処理システムが得られる。
上記撮影装置１Ｇの撮影光学系７に広角の撮影光学系を適用すれば、撮影範囲が広げがり、より大きな被写体、例えば、車体など大型の物品の撮影が可能となる。
次に、本発明の第１２の実施形態である画像処理システムについて、図６２のブロック構成図を用いて説明する。
本実施形態の画像処理システムは、画像撮影部としての撮影装置１Ｈと、上記撮影装置１Ｈで撮影された被写体の分光画像信号より高精度色再現画像データを求め、さらに、上記画像データに基づいて被写体の状態を判断するための画像処理部である処理装置２Ｈとを有してなる。
上記撮影装置１Ｈは、図６２に示すように前記第１乃至第４の実施形態の画像処理システムに適用された撮影装置１（図１，図１７，図２１，図３７）と略同様の構成を有し、さらに、撮影装置１Ｈには、照明光源として可視光光源である複数のＬＥＤ群６Ｘの他に中心波長７８０ｎｍ〜９００ｎｍの近赤外光光源である複数のＬＥＤ６ｈが撮影光学系７の周囲に配置されている。なお、上記撮影装置１Ｈの構成要素で上記撮影装置１と同一ものには同一符号を付して説明する。
また、上記処理装置２Ｈは、前記第１の実施形態等の画像処理システムに適用された処理装置２と同一のものであり、パーソナルコンピュータを用いてもよい。
上記撮影装置１Ｈにおいては、可視光光源であるＬＥＤ群６Ｘを所定の発光モードにより点灯した場合、可視光による分光画像データが取得される。また、近赤外光光源であるＬＥＤ６ｈを点灯させ、被写体である患者９５の体表を照射した場合、近赤外光による分光画像データが得られる。
上記近赤外光による撮影時には、上記撮影装置１Ｈを近赤外光撮影モードにしてＬＥＤ６ｈを連続点灯させる。その状態で患者９５の体表の３０フレーム／秒の画像データを取り込み、表示を行う。その取得された画像は、ＬＣＤモニタ１６、および、処理装置２Ｈのディスプレイ２２にモノクロ画像として表示される。
上記ＬＥＤ６ｈの中心波長７８０ｎｍ〜９００ｎｍの近赤外光は、可視光に比較して体表の深部へ到達するので、皮下の血管９５ａの状態が撮影できる。例えば、血流観察モードに設定した場合、上記３０フレーム／秒の動画データにより皮下の血管９５ａの血流状態をディスプレイ２２上で観察することができる。また、撮影装置のＬＣＤモニタ１６上でも血流状態を直接、モノクロ画像で観察可能である。
本第１２の実施形態の画像処理システムにおいて、血流状態の判定処理を自動的に行わせることも可能であり、撮影者が撮影装置１Ｈの操作スイッチ１４を押圧操作することによって上記ＬＥＤ６ｈを所定の時間点灯させ、撮影された近赤外光による動画像データを処理装置２Ｈに転送する。処理装置２Ｈにおいて上記動画データを演算処理することにより血流状態が判別される。
なお、本第１２の実施形態の画像処理システムにより上記血流状態の判別処理の他に上記血流状態の動画データを演算処理することにより脈拍数、または、心拍数を求めることも可能である。
次に、本発明の第１３の実施形態である画像処理システムについて、図６３のブロック構成図を用いて説明する。
本実施形態の画像処理システムは、画像撮影部としての撮影装置１Ｊと、上記撮影装置１Ｊで撮影された被写体の分光画像信号より高精度色再現画像データを求め、さらに、上記画像データに基づいて被写体の表面状態を判断するための画像処理部である処理装置２Ｊとを有してなる。
上記撮影装置１Ｊは、図６３に示すように前記第１乃至第４の実施形態の画像処理システムに適用された撮影装置１（図１，図１７，図２１，図３７）と略同様の構成を有し、さらに、撮影装置１Ｊには、照明光源として可視光光源である複数のＬＥＤ群６Ｘの他に中心波長３００ｎｍ〜３８０ｎｍの紫外線光源である複数のＬＥＤ６ｊが撮影光学系７の周囲に配置されている。上記撮影装置１Ｊの構成要素で上記撮影装置１と同一ものには同一符号を付して、以下、説明する。
なお、上記処理装置２Ｊは、前記第１の実施形態等の画像処理システムに適用された処理装置２と同一である。
上記撮影装置１Ｊにおいては、可視光光源であるＬＥＤ群６Ｘを所定の発光モードにより点灯した場合、可視光による分光画像データが取得される。また、紫外線光源であるＬＥＤ６ｊを点灯させ、被写体である被検査部材９８の表面９８ａを照射した場合、紫外線による分光画像データが得られる。
上記紫外線による撮影を行う場合、撮影装置１Ｊを紫外線撮影モードにしてＬＥＤ６ｊを点灯させ、その状態で被検査部材９８の表面９８ａの画像データを取り込み、表示を行う。その取得された画像は、ＬＣＤモニタ１６、および、処理装置２Ｊのディスプレイ２２にモノクロ画像として表示される。
上記ＬＥＤ６ｊの中心波長３００ｎｍ〜３８０ｎｍの紫外線は、可視光に比較して被写体表層のより浅いところで散乱反射するので、表面の細かな傷など被写体表面の状態を上記撮影画像により観察できる。
なお、上記第１２，１３の実施形態に適用する撮影装置１Ｈと１Ｊとを組み合わせた変形例の撮影装置を提案することができる。この変形例の撮影装置では、光源として可視光のＬＥＤ群６Ｘの他に近赤外光光源であるＬＥＤ６ｈおよび紫外線光源であるＬＥＤ６ｊが撮影光学系７の周囲に配置される。
上記変形例の撮影装置により患者の血流観察と被検出部材の表面傷検査など同一の撮影装置により広範囲の種類の被写体の分光画像データを得ることができる。
次に、本発明の第１４の実施形態である画像処理システムについて、図６４のブロック構成を用いて説明する。
本実施形態の画像処理システムは、画像撮影部としての撮影装置１Ｋと、上記撮影装置１Ｋで撮影された被写体の分光画像信号より高精度色再現画像データを求めるための画像処理部である処理装置２Ｋとを有してなる。
上記撮影装置１Ｋは、図６４に示すように前記第１乃至第４の実施形態の画像処理システムに適用された撮影装置１（図１，図１７，図２１，図３７）と略同様の構成を有しているが、さらに、撮影装置１Ｋには、筐体５の投射口５ａにおいて支持軸１０２により回動自在に支持され、キャリブレーション用基準色を配した色票１０１が配置されている。
なお、上記撮影装置１Ｋの構成要素で上記撮影装置１と同一ものには同一符号を付して説明する。
上記処理装置２Ｋは、前記第１の実施形態等の画像処理システムに適用された処理装置２と同一である。
本実施形態の撮影装置１Ｋでは従来は面倒であった色標の保管管理が不要となり、また、色標の汚れ発生や外光による劣化を防止できるように、上述した色票１０１を筐体５内に内蔵し、使用しないときには、筐体５の内部に撮影光学系７の投射口５ａから退避させて収納させる。この収納状態では、色票１０１は、ＬＥＤ群６Ｘの照射光路外に退避されており、被写体１０３への照射光を阻害することはない。そして、キャリブレーション時にのみ、図６４に示すように撮影光学系７の投射口５ａまで回動させる。その状態で色票１０１の画像データをＣＣＤ８を介して取り込み、色のキャリブレーションのための分光画像データが取得される。
本第１４の実施形態の撮影装置１Ｋによれば、色票１０１の保管管理が不要であり、また、手で扱われないために汚れが付きにくく、また、外光に曝されて色が劣化することがなく、常に正確な色のキャリブレーションが可能である。
なお、上記実施形態の撮影装置１Ｋにおいては、色票１０１が筐体５に回動可能に支持されていたが、それに代えて筐体５の投射口５ａに着脱されるレンズキャップ（図示せず）の内面に色票を貼付した構成を採用することも可能である。この場合、レンズキャップを装着した状態で上記キャリブレーションが行われる。
次に、本発明の第１５の実施形態である画像処理システムについて、図６５のシステム構成図を用いて説明する。
本実施形態の画像処理システムは、画像撮影部としての撮影装置１Ｌと、上記撮影装置１Ｌにケーブル１１２を介して接続される携帯電話器１１０と、上記携帯電話器１１０と通信可能な院内処理システム１１９とを有してなる。
上記院内処理システム１１９は、院内通信装置１１５と、処理装置１１６と、データベース１１７と、モニタ１１８とを有してなる。
上記撮影装置１Ｋは、図６５に示すように前記第１乃至第４の実施形態の画像処理システムに適用された撮影装置１（図１，図１７，図２１，図３７）と同様の構成を有している。上記撮影装置１Ｋの同一の構成要素には、同一の符号を付して説明する。
上記携帯電話１１０は、撮影装置１Ｌで取得した患者の患部を撮影した分光画像データを公衆通信回線により上記院内処理システム１１９の院内通信装置１１５に送信する。なお、携帯電話１１０には、ＬＣＤモニタ１１１が設けられている。
上記院内処理システム１１９の処理装置１１６は、院内通信装置１１５を介して受信した上記患部の分光画像信号より高精度色再現画像データを求めるための画像処理部であって、前記第１の実施形態等に適用された処理装置２と同様の構成を有する。
上述した構成を有する本第１５の実施形態の画像処理システムにおける分光画像データ処理動作について、携帯電話１１０の処理と、院内処理システム１１９の処理と、撮影装置１Ｌの処理とのそれぞれの処理ステップに分けて以下、説明する。
上記携帯電話１１０の処理ステップから説明すると、まず、上記携帯電話１１０が撮影装置１Ｌに接続されると、撮影装置１ＬのＩＤを確認する。不正ならば、エラーメッセージを出力する。携帯電話１１０と撮影装置１Ｌとが適合すれば、携帯電話１１０が撮影モードに設定され、携帯電話のモニタ１１１が撮影装置１Ｌのモニタとして機能し、携帯電話の操作ボタンが撮影装置１Ｌの操作スイッチとして機能するように設定される。
予め設定済みの院内処理システム１１９に対して公衆回線得介して接続要求が出力される。院内処理システム１１９での認証が終了すると接続が確立する。
続いて、撮影装置１Ｌからのモニタ画像が携帯電話１１０のモニタ１１１に表示され、撮影準備が完了する。
ユーザにより撮影装置１Ｌの撮影ボタン１４ａが押圧操作されると、撮影装置１Ｌからの撮影画像データが出力されるのを待つ。撮影画像データが出力されるとその画像データをモニタ１１１に表示する。上記画像データを院内処理システム１１９側に送信し、ユーザの操作待ち状態となる。
ユーザの操作により、院内処理システム１１９の画像データベース検索要求がなされると、院内処理システム１１９のデータベース１１７にアクセスし、データベース１１７の情報が取得され、モニタ１１８に表示される
さらに、ユーザの操作により、データベース１１７に対して検索要求が出される。データベースからの検索結果が受信され、モニタ１１１に表示される。
次に、院内処理システム１１９側における処理ステップを説明すると、まず、携帯電話１１０からの接続要求を受け、携帯電話のＩＤを確認する。不正ならエラーメッセージを出力し接続が切断される。さらに、撮影装置１ＬのＩＤを確認する。不正ならエラーメッセージが出力され、接続が切断される。
続いて、認証情報を要求し、ユーザが入力した認証情報を確認する。不正ならエラーメッセージを出力し接続が切断される。不正でなければ、接続が確立され、携帯電話１１０からの送信待ちの状態となる。
撮影装置１Ｌによって撮影が行われると、携帯電話１１０からの画像データを受信する。
上記受信した画像データを携帯電話のＩＤ、撮影装置のＩＤ、使用者の認証情報とともにデータベース１１７に記録し、携帯電話１１０からの送信待ちの状態となる。
携帯電話１１０からデータベース１１７に対する検索要求を受信すると、１１７に対して検索を行い、検索結果が携帯電話１１０に送信され、携帯電話１１０からの送信待ちの状態となる。
次に、撮影装置１Ｌにおける処理ステップについて説明すると、携帯電話１１０が接続されると、携帯電話１１０のＩＤが確認される。
撮像装置１Ｌからの画像データがライブ画像データとして携帯電話１１０に送信される撮影可能状態となり、撮影ボタン１４ａの操作、あるいは、携帯電話１１０からの撮影要求を待つ。
ユーザによる撮影実行操作が行われると、所定のシーケンスで撮影装置１Ｌの光源部のＬＥＤ群６Ｘを点灯し、撮影が実行され、取得された撮影画像データが携帯電話１１０側に送信される。
上述した本第１５の実施形態の画像処理システムの構成により、撮影装置１Ｌに液晶モニタを配置する必要がなくなり、撮影装置１Ｌを安価に構成できる。また、院内処理システム１１９への接続の際にケーブルを使う必要が無いので、撮影時のハンドリングの自由度が高くなる。また、通信回線として公衆回線を用いることができるため、使用できる場所の範囲が広がる。携帯電話１１０の操作ボタンを使用できるので、名前や症状などのより複雑な文字情報を入力することができる。
さらに、携帯電話１１０のマイクを利用して音声データを画像データとともに入力するようにしてもよい。この場合は、音声による所見などの情報入力が可能となるほか、操作を音声で行うことも可能になり、使い勝手がさらに向上する。
なお、上記携帯電話１１０には、院内で用いられているＰＨＳを適用してもよく、さらには、ＬＡＮの端末装置、または、ＰＤＡ装置を利用してもよい。
次に、本発明の第１６の実施形態である画像処理システムについて、図６６の上記画像処理システムに適用される画像撮影部の構成を示す図を用いて説明する。
本実施形態の画像処理システムは、図６６に示すように画像撮影部としてのＬＥＤ照明ユニット１２７が装着可能なカメラ付き携帯電話１２１と、上記携帯電話器１１０と通信可能な院内処理システム１１９とを有してなる。
上記院内処理システム１１９は、前記図６５に示す第１５の実施形態に適用したシステムと同一のものであって、院内通信装置１１５と、処理装置１１６と、データベース１１７と、モニタ１１８とを有してなる。
上記カメラ付き携帯電話１２１は、ＬＥＤ照明ユニット１２７が装着された状態では、前記第１の実施形態の画像処理システムに適用された撮影装置１（図１）の撮影処理部と同様の撮影処理機能を有する。すなわち、上記カメラ付き携帯電話１２１は、撮影光学系であるカメラレンズ１２２と、ＬＣＤモニタ１２４と、操作スイッチ１２３と、アンテナ１２６と、接続コネクタ部を有し、内部にＣＣＤ、Ａ／Ｄ変換回路、画像データメモリ、カメラ制御Ｉ／Ｆ、データ送受信回路、モニタＩ／Ｆ、外部Ｉ／Ｆ、本携帯電話の制御を司るＣＰＵ等が内蔵されている。
また、上記カメラ付き携帯電話１２１の装着可能なＬＥＤ照明ユニット１２７は、ユニット固定金具１３１により上記携帯電話１２１の本体に固定され、装着状態で携帯電話のカメラレンズ１２２に対向して位置するクローズアップレンズ１２８と、クローズアップレンズの外周に沿って配置されるＬＥＤ群１２９と、ＬＥＤ群１２９の外側に設けられる遮光筒１３２と、携帯電話１２１のコネクタ部に接続される接続ケーブル１２５とを有してなる。
上記ＬＥＤ群１２９は、前記第１の実施形態における撮影装置１に設けられるＬＥＤ群６Ｘと同様のそれぞれ異なる分光分布特性を有するＬＥＤ群であって、異なる波長の青色光源のＬＥＤ６ａ，６ｂと、異なる波長の緑色光源のＬＥＤ６ａ，６ｂと、異なる波長の赤色光源のＬＥＤ６ａ，６ｂと同等の６種類のＬＥＤの複数組のＬＥＤ群とする。
次に、上述した構成を有する本第１６の実施形態の画像処理システムによる撮影動作について説明する。
カメラ付き携帯電話１２１に装着したＬＥＤ照明ユニット１２７を被写体である患者の体表に向けた状態で操作スイッチ１２３を操作し、ＬＥＤ群１２９を選択された発光モードによる所定の発光順に従って点灯させ、携帯電話１２１に設けられるＣＣＤ（図示せず）によって上記各ＬＥＤ発光時に対応した患者の体表の撮影画像データが取り込める。その画像データは、携帯電話１２１内のメモリに一旦記憶される。
その後、操作スイッチ１２３を操作してアンテナ１２６から公衆回線を介して院内処理システム１１９に分光画像データを送信する。院内処理システム１１９側では、上記分光画像データに基づいた画像処理を行い、高色再現処理が行われる。
なお、携帯電話１２１と院内処理システム１１９とのデータの授受は、前記第１１の実施形態の場合と同様である。
本第１２の実施形態の画像処理システムによると、専用の撮影装置を必要とせず、従来のカメラ付き携帯電話にＬＥＤ照明ユニット１２７を装着するだけで画像処理システムの撮影装置として利用することができ、公衆回線を利用した安価なシステムを提供できる。
また、上記携帯電話１２１には、他のカメラ機能付きの端末装置であって、ＬＡＮの端末装置、または、ＰＤＡ装置等を適用できる。
次に、本発明の第１７の実施形態である画像処理システムについて、図６７の上記画像処理システムに適用される撮影装置のブロック構成図を用いて説明する。
本実施形態の画像処理システムは、画像撮影部としての撮影装置１Ｍと、上記撮影装置１Ｍで撮影された被写体の分光画像信号より高精度色再現画像データを求めるための画像処理部としての処理装置（図示せず）とを有してなる。
上記撮影装置１Ｍは、図６７に示すように前記第１乃至第４の実施形態の画像処理システムに適用された撮影装置１（図１，図１７，図２１，図３７）と略同様の構成を有し、さらに、撮影装置１Ｍには、撮影装置１Ｍと被写体１４２との離間距離である撮影距離Ｌを測定する測距手段である測距センサ１４１が設けられている。なお、上記撮影装置１Ｍの構成要素のうち、上記撮影装置１と同一ものには同一符号を付して説明する。
上記適用される処理装置は、前記第１の実施形態等の画像処理システムに適用された処理装置２と同一である。
本実施形態の画像処理システムにおける撮影動作は、次の処理ステップにしたがって行われる。
まず、使用者は、患者の身体である被写体１４２に対して撮影装置１Ｍをセットし、撮影距離を測距センサ１４１により測定し、その測定結果を登録する。目標撮影距離からの差分を符号付きでモニタ１６に表示させる。使用者は、上記モニタ１６の表示を見ながら撮影装置１Ｍを移動させる。目標撮影距離に一致したらその旨の表示がモニタ１６になされ、撮影装置１Ｍは、撮影可能状態で待機する。使用者が撮影ボタン１４ａを操作すると、撮影が開始される。
本第１７の実施形態の画像処理システムでは、撮影装置１Ｍの上述した被写体距離測定機能を用いて被写体距離を定めることにより、患者の身体の被写体１４２の同じ部位を撮影する場合、前回撮影した画像データと比較する際に画像の大きさが同じになり、比較検討が非常に行いやすくなる。
次に、本第１７の実施形態の画像処理システムの撮影装置の変形例について以下に説明する。
この変形例の撮影装置１Ｍでは、次のような処理ステップで撮影が行われる。すなわち、使用者が比較したい前回撮影した画像データを指定し、指定された画像データから所望の撮影距離情報が取得され、モニタ１６に表示される。
使用者が概略の距離を目測で決めて撮影した際の実撮影距離情報を撮影装置１Ｍで取得し、実撮影距離と所望の撮影距離とから倍率補正係数が算出される。その倍率補正係数から実際に撮影された画像の倍率が補正された状態の同サイズの画像が表示される。
この変形例の撮影装置１Ｍの機能を用いることで、使用者は、被写体１４２までの距離を概略設定すれば、前回の画像と同じ倍率での画像データを観察することができる。
次に、本発明の第１８の実施形態である画像処理システムについて、図６８の上記システムによる診察状態を示す図を用いて説明する。
本実施形態の画像処理システムは、画像撮影部としての撮影装置１Ｎと、デジタイザ付き診察台１５３と、上記撮影装置１Ｎで撮影された被写体の分光画像信号より高精度色再現画像データを求めるための画像処理部である処理装置（図示せず）とを有してなる。
上記撮影装置１Ｎは、図６８に示すように前記第１乃至第４の実施形態の画像処理システムに適用された撮影装置１（図１，図１７，図２１，図３７）と略同様の構成を有し、さらに、撮影装置１Ｎには、撮影装置１Ｎの鏡筒先端部に撮影装置１Ｎの座標を検出するための被写体部位検出手段である位置検出コイル１５１が内蔵され、また、撮影装置１Ｎの姿勢を検出するための重力等を利用した角度検出センサ１５２が組み込まれている。
なお、上記撮影装置１Ｎの構成要素のうち、上記撮影装置１と同一ものには同一符号を付して説明する。
また、上記処理装置は、前記第１の実施形態等の画像処理システムに適用された処理装置２と同一である。
本実施形態の撮影装置１Ｎは、診療所等での診察時に使用されることを想定している。上記テジタイザ付き診察台１５３には複数箇所から磁場を発生するデジタイザ装置が取り付けられており、上記撮影装置１Ｎの検出コイル１５１の位置が検出され、撮影装置１Ｎの位置が検知できる。さらに、撮影装置１Ｎの角度検出センサ１５２により、水平に対する撮影装置１Ｎの向いている方向を検出することができる。
上記撮影装置１Ｎにより撮影を行う場合、診療を受けようとする被写体の患者１５４は、上記デジタイザ付き診察台１５３の上の所定位置に横たわる。この状態で撮影装置１Ｎにより撮影を行い、その撮影時の患者１５４と撮影装置１Ｎの相対的な位置座標、および、その撮影時に撮影装置１Ｎの向いている撮影装置１Ｎの傾きが検出される。それらの検出データが画像データとともに記録される。上記検出データより患者のどの部位を撮影したのかが自動的に記録される。したがって、画像データを取得したとき毎の撮影患部位置と撮影方向を確認することが可能であり、撮影部位のずれや撮影方向が変化が防止でき、正しい診断がなされる。
次に、本発明の第１９の実施形態である画像処理システムについて、図６９の上記システムによる診察状態を示す図を用いて説明する。
本実施形態の画像処理システムは、画像撮影部としての撮影装置１Ｐと、上記撮影装置１Ｐで撮影された被写体の分光画像信号より高精度色再現画像データを求めるための画像処理部である処理装置（図示せず）と、診察椅子１６１と、を有してなる。
上記撮影装置１Ｐは、前記第１乃至第４の実施形態の画像処理システムに適用された撮影装置１（図１，図１７，図２１，図３７）と略同様の構成を有し、さらに、上記撮影装置１Ｐには、被写体に向けて特殊の光パターンを投影する被写体部位検出手段である光パターン投影装置（図示せず）が内蔵されている。ただし、上記光パターン投影装置は、上記撮影装置１Ｐに内蔵せず、固定配置されていてもよい。
なお、上記撮影装置１Ｐの構成要素で上記撮影装置１と同一ものには、同一の符号を付して説明する。
また、上記処理装置は、前記第１の実施形態等の画像処理システムに適用された処理装置２と同一とする。
前記第１８の実施形態では、撮影位置を特定するためにデジタイザを適用したが、本第１９の実施形態では、特殊の光パターンを患者に投影した状態で撮影した画像を参照して分光画像データの撮影部位が特定される。
すなわち、本実施形態の画像処理システムの撮影装置１Ｐで撮影を行う場合、、図６９のように診察台１６１に被写体である患者１６２を座らせる。そこで、上記撮影装置１Ｐを患者１６２の患部１６２ａが撮影可能な位置にセットする。そこで、上記光パターン投影装置により特徴のある光パターンを患者１６２に投影し、その光パターン投影状態での患部１６２ａまわりをモニタ画像取得モードで一旦撮影する。撮影装置１Ｐを動かさないまま、引き続いて分光画像取得モードにおいてＬＥＤ群６Ｘの照明光で撮影を行って、分光画像データを取得する。
上述のように本実施形態の画像処理システムによると、上記光パターンの投影画像により分光画像データを取得した撮影部位を確実に特定することができる。
なお、上記第１９の実施形態の画像処理システムの撮影装置に対する変形例として、次のような変形例の撮影装置を提案することができる。
すなわち、本変形例の撮影装置は、装置本体の先端に体温測定用の温度センサ、脈拍を検出するための脈拍センサ、および、血圧測定時のコロトコフ音、胸部での呼吸音と心音および腹部での腸雑音などを検出するためのマイクロフォン（センサ）を備えており、聴診機能を有する。これらのセンサにより、被写体の分光画像データの他に体温、脈拍、心音等のデータを取得することができる。患者の患部の撮影時の上記体温、脈拍、心音等のデータは、分光画像データと関連づけてメモリに同時に保存される。これにより、日々、上記撮影装置の上記センサで測定された体温、脈拍、心音等の測定データは、公衆回線を介して関係診療機関に送信することが可能になるので、在宅での緻密な健康管理が実現可能となる。
なお、上述した各実施形態の画像処理システムにおいて、画像撮影部である撮影装置と、画像処理部である処理装置とは、分離した状態で設けられていたが、両者を一体化して単一の携帯可能な装置としてまとめて構成することは、勿論、可能であり、この場合、撮影しながら同時に画像処理の操作が行えるなど、使用目的によっては、非常に扱いやすい画像処理システムとなる。
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲内において種々の変形や応用が可能であることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
以上説明したように本発明の画像処理システムによれば、高精度の色再現や検査、判定が可能であり、情報通信処理に対しても好適であり、しかも、その撮像部が小型軽量で携帯性に優れている画像処理システムとなる。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【図３８】
【図３９】
【図４０】
【図４１】
【図４２】
【図４３】
【図４４】
【図４５】
【図４６】
【図４７】
【図４８】
【図４９】
【図５０】
【図５１】
【図５２】
【図５３】
【図５４】
【図５５】
【図５６】
【図５７】
【図５８】
【図５９】
【図６０】
【図６１】
【図６２】
【図６３】
【図６４】
【図６５】
【図６６】
【図６７】
【図６８】
【図６９】
【技術分野】
この発明は、被写体の分光スペクトル画像情報を取得し、取得画像から被写体の画像の高精度の色再現や検査、判定等を行う画像処理システムに関する。
【背景技術】
近年、健康に対する関心が高まり、更に、審美の追求からホワイトニングへの要求が高まっている。従来、皮膚科、エスティティックサロン、美容カウンセリングなどでは肌診断用カメラが用いられ診断に供されてきた。特に皮膚科の場合、皮膚表面の診断として、皮溝や皮丘の画像から特徴を捉えカウンセリングが行われている。なお、上記肌診断用カメラに関しては、特開平８−１４９３５２号公報や、特開平７−３２２１０３号公報等に提案がなされている。
一方、歯科治療における義歯製作に関しては、従来では義歯の色を決定するに際して、シェードガイドによって患者本人の歯の色と比較することにより色の等級の判定が行われている。
上述のように皮膚科、歯科をはじめとして正確な色再現が求められているが、従来の高精度な色再現システムとして特開２０００−１５２２６９号公報に開示されたシステムは、外部照明下の被写体をマルチスペクトル下で撮影するカメラを適用するものである。このシステムでは、被写体分光スペクトルの高精度な推定のために多数の回転可能な分光フィルタを用い、その回転によって多バンドのデータを取得し、高色再現を実現可能とするものである。
上述した皮膚科、歯科、さらに、正確な色再現を求める他の分野として、例えば、自動車の塗装色、建物の塗装色、食料品の分光特性、衣料品の染色などでは色を忠実に色再現して、診断、検査、確認や判別に供することが求められている。また、それらの装置に対しては、検査作業性から小型軽量、さらには、ハンディであることも要求されている。
しかしながら、上述した上記特開平８−１４９３５２号公報や特開平７−３２２１０３号公報等の肌診断用カメラの例は、ハンディなものではあるが、再現性、高色再現について十分なものとはいえない。また、上記特開２０００−１５２２６９号公報に開示された回転フィルタ型を適用する高色再現システムは、固定配置型で重量が重く、更には、外部照明のため、色再現処理のためには、別途照明センサが必要であった。
また、従来の歯科治療において、歯の色を選択する場合、前述したように色の濃淡を示すシェードガイドで比較判断されていたが、主観的であり、また、室内光の劣化、変化によっても影響を受け、誤差を生じていた。また、記録を写真で行っていたがカメラ設定の確認が必要であったり、画像の大きさも合わせにくく、さらには、フィルム感度や現像感度が一定しないなど正確さに欠いていた。
その他、従来の小型撮影装置を適用する色再現画像システムにおける問題点として、
（１）簡単な構成の携帯可能な撮影装置により環境光に左右されない状態でより正確な分光画像データを取得できるようなものの提案はまだなされていない。
（２）被写体が正反射するような光沢のある被写体であった場合、取り込まれた画像データに光源による高輝度部分が生じる可能性があるが、この点を簡単な装置で解決するものの提案もまだなされていない。
（３）色再現を高精度にするために、基準色を配した色票によるキャリブレーション処理が行われているが、上記色票は、撮影装置とは別途に用意されるために、保管管理が必要となる。この補完管理は人手で扱われるために、色票に汚れが付き易く、また、管理の方法によっては外光に曝されて劣化する可能性があった。
（４）被写体を照明する光源の配置によってシェーディングが発生する可能性があるが、上記シェーディングを簡単な装置で防止する必要がある。
（５）人体の血流状態や、体温、脈拍、心拍等の管理に対して色再現画像システムを適用すれば、正確な診断を容易に行うことが可能になるがそれらの提案がなされていない。
（５）人体患部の撮影に際してその撮影位置の特定、または、撮影被写体像の大きさ等の管理を容易に行うことが可能なシステムがまだ提案されていない。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、高精度の色再現や検査、判定が可能であり、情報通信処理に対しても好適であり、しかも、その撮像部が小型軽量で携帯性に優れている画像処理システムを提供することを目的としている。
【発明の開示】
第１の発明は、被写体を撮影するための撮像光学系と、上記被写体からの被写体信号を取得するための撮像素子部と、それぞれ異なる分光分布特性を有する複数の照明光源と、画像撮影操作を行うための撮影操作部とを有し、上記複数の照明光源を上記撮像素子部の露光タイミングと連動し、かつ、上記複数の照明光源を選択的に点灯させることにより複数の被写体分光画像を得る画像撮影部と、上記画像撮像部で撮影された上記被写体分光画像を記憶するための画像メモリ部を有し、上記画像メモリ部に記憶された画像信号から所望の画像演算を行う画像処理部と、を有している画像処理システムである。
また、第２の発明は、上記第１の発明において、上記画像処理部が、さらに、前記画像メモリ部に記憶された画像信号から被写体の所定の等級演算、判別、または解析を行うことを特徴とする。
さらに、第３の発明は、上記第１の発明において、上記画像撮影部が、さらに、環境光の分光分布特性を検出するための照明検出センサを具備しており、外部ストロボ発光装置が着脱可能であり、上記照明検出センサの検出部は、上記外部ストロボ発光装置が装着されたときにストロボ光の導光路と光学的に結合する。
第４の発明は、上記第１の発明において、上記画像撮影部が、上記照明光源が被写体に直接写り込むことを防止するための反射光除去手段をさらに具備する。
第５の発明は、上記第１の発明において、上記画像撮影部が、さらに、上記照明光源と被写体との間に照明むらを軽減するための光学部材を具備する。
第６の発明は、上記第１の発明において、上記画像撮影部が、外部照明装置と連動するための接続接点部を有し、上記接続接点部を介して接続された外部照明装置は、前記照明光源と略同じ点灯順序で点灯する。
第７の発明は、上記第１の発明において、上記複数の照明光源が、中心波長が７８０ｎｍ乃至９００ｎｍである光源、または、中心波長が３００ｎｍ乃至３８０ｎｍである光源を少なくとも一つ含む。
第８の発明は、上記第１の発明において、上記画像撮影部と画像処理部とが、一体化されて形成されている。
第９の発明は、上記第１の発明において、上記画像撮影部が、上記画像処理部におけるキャリブレーションを行うための色票を内蔵する。
第１０の発明は、上記第１の発明において、上記画像撮影部として、撮影機能を持つ携帯端末装置を適用し、それぞれ異なる分光分布特性を有する複数の照明光源がユニット化された照明光源部が上記撮影機能を持つ携帯端末装置に装着可能である。
第１１の発明は、上記第１の発明において、画像処理部に画像ファイリングソフトウエアが具備されており、前記撮影操作部が操作された時に撮影された画像データが前記画像ファイリングソフトウエアの所定の個所に記録される。
第１２の発明は、上記第１の発明において、上記画像撮影部が、さらに、上記被写体の部位情報を取得するための被写体部位検出手段を有する。
第１３の発明は、上記第１の発明において、上記画像撮影部が、さらに、温度測定部を具備する。
第１４の発明は、上記第１の発明において、上記画像撮影部が、さらに、脈拍測定部を具備する。
第１５の発明は、上記第１の発明において、上記画像撮影部が、さらに、聴診機能を有する。
第１６の発明は、上記第１の発明において、上記画像撮影部が、さらに、測距手段を有しており、撮影された画像中の被写体の大きさを管理する。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明の第１の実施形態における画像処理システムの構成を示すブロック図。
図２は、上記第１の実施形態におけるＬＥＤの配置例や構成例を示す図。
図３は、上記第１の実施形態における、ＣＣＤの分光感度特性およびＬＥＤの発光スペクトルと、これら両方による分光特性と、を示す線図。
図４は、上記第１の実施形態の６バンド分光画像取得における各ＬＥＤの発光と撮像素子の画像取得との動作を示すフローチャート。
図５は、上記第１の実施形態の６バンド分光画像取得における各ＬＥＤの発光と撮像素子の画像取得との動作の様子を示すタイミングチャート。
図６は、上記第１の実施形態の６バンド分光画像取得における各フレームのバンド特性を示す線図。
図７は、上記第１の実施形態のモニタ用画像取得における各ＬＥＤの発光と撮像素子の画像取得との動作を示すフローチャート。
図８は、上記第１の実施形態のモニタ用画像取得における各ＬＥＤの発光と撮像素子の画像取得との動作の様子を示すタイミングチャート。
図９は、上記第１の実施形態のモニタ用画像取得における各フレームのバンド特性を示す線図。
図１０は、上記第１の実施形態における、６原色のＬＥＤが各３つずつ設けられているときの点灯のさせ方の例を示す図。
図１１は、上記第１の実施形態において、筐体の投射口に対して着脱可能に構成された当て付け部を示す斜視図。
図１２は、上記第１の実施形態の処理装置におけるディスプレイに表示するための色再現を行う構成を示すブロック図。
図１３は、上記第１の実施形態において、取得された被写体分光画像に基づき被写体に関する画像判別を行うための構成例を示すブロック図。
図１４は、上記第１の実施形態の処理装置において入力プロファイルを生成する構成例を示すブロック図。
図１５は、上記第１の実施形態の撮影装置のＬＣＤモニタにおける表示例を示す図。
図１６は、上記第１の実施形態の画像処理システムを使用するときの様子の一例を示す図。
図１７は、本発明の第２の実施形態における画像処理システムの構成を示すブロック図。
図１８は、上記第２の実施形態において、フルモードと読み出し２倍速モードとにおける読み出しの様子を示すタイミングチャート。
図１９は、上記第２の実施形態において、２／４ライン２倍速モードと２／８ライン４倍速モードとにおける読み出されるラインの様子を示す図。
図２０は、上記第２の実施形態において、撮影モードを設定する際の動作を示すフローチャート。
図２１は、本発明の第３の実施形態における画像処理システムの構成を示すブロック図。
図２２は、上記第３の実施形態の画像処理システムを使用するときの様子の一例を示す図。
図２３は、上記第３の実施形態における、ＬＥＤの発光スペクトルとカラーフィルタアレイを通したＣＣＤの分光感度特性とを示す線図。
図２４は、上記第３の実施形態において、６バンドの分光画像を生成するときのフレーム毎の分光画像の分光特性を示す線図。
図２５は、上記第３の実施形態において、モニタ用画像を生成するときのフレーム毎の分光画像の分光特性を示す線図。
図２６は、上記第３の実施形態の６バンド分光画像取得における各ＬＥＤの発光と撮像素子の画像取得との動作を示すフローチャート。
図２７は、上記第３の実施形態の６バンド分光画像取得における各ＬＥＤの発光と撮像素子の画像取得との動作の様子を示すタイミングチャート。
図２８は、上記第３の実施形態のモニタ用画像取得における各ＬＥＤの発光と撮像素子の画像取得との動作を示すフローチャート。
図２９は、上記第３の実施形態のモニタ用画像取得における各ＬＥＤの発光と撮像素子の画像取得との動作の様子を示すタイミングチャート。
図３０は、上記第３の実施形態における、８バンドの分光画像を生成するときのＬＥＤの発光スペクトルとカラーフィルタアレイを通したＣＣＤの分光感度特性とを示す線図。
図３１は、上記第３の実施形態において、８バンドの分光画像を生成するときのフレーム毎の分光画像の分光特性を示す線図。
図３２は、上記第３の実施形態の８バンド分光画像取得における各ＬＥＤの発光と撮像素子の画像取得との動作を示すフローチャート。
図３３は、上記第３の実施形態の８バンド分光画像取得における各ＬＥＤの発光と撮像素子の画像取得との動作の様子を示すタイミングチャート。
図３４は、上記第３の実施形態において、モニタ用画像を生成するときのフレーム毎の分光画像の分光特性を示す線図。
図３５は、上記第３の実施形態のモニタ用画像取得における各ＬＥＤの発光と撮像素子の画像取得との動作を示すフローチャート。
図３６は、上記第３の実施形態のモニタ用画像取得における各ＬＥＤの発光と撮像素子の画像取得との動作の様子を示すタイミングチャート。
図３７は、本発明の第４の実施形態における画像処理システムの構成を示すブロック図。
図３８は、上記第４の実施形態において、スペクトル検出センサを複数配設した画像処理システムを使用するときの様子の一例を示す図。
図３９は、上記第４の実施形態におけるスペクトル検出センサの構成例を示す断面図。
図４０は、上記第４の実施形態のスペクトル検出センサに接続される光ファイバの入射端の様子を示す断面図。
図４１は、上記第４の実施形態のスペクトル検出センサに接続される光ファイバの入射端の近傍にセンサ用光学系を配設した構成例を示す断面図。
図４２は、上記第４の実施形態において、環境光取得用に設けられたスペクトル検出センサに接続される光ファイバの入射端の様子を示す断面図。
図４３は、本発明の第５の実施形態の歯科用画像処理システムのシステム構成図。
図４４は、上記図４３の歯科用画像処理システムに適用される撮影装置のブロック構成図。
図４５は、本発明の第６の実施形態の画像処理システムの構成を示す図。
図４６は、上記図４５の画像処理システムのブロック構成図。
図４７は、上記図４５の画像処理システムの撮影装置における撮影処理のうちの撮影待機処理ルーチンのフローチャート。
図４８は、上記図４５の画像処理システムの撮影装置における撮影処理のうちの撮影ルーチンのフローチャート。
図４９は、本発明の第７の実施形態の画像処理システムのブロック構成図。
図５０は、上記図４９の画像処理システムの撮影装置によって正反射被写体を各色のＬＥＤ光で照明したときの状態を示す図であって、図５０（Ａ）は、上記結像時の正反射被写体と各色のＬＥＤとＣＣＤの配置を示し、図５０（Ｂ）は、正反射部分のある画像を示す図。
図５１は、上記図４９の画像処理システムの撮影装置によって正反射被写体を各色のＬＥＤ光で照明したときのＣＣＤに結像する各色のＬＥＤの照明による正反射部分が存在する被写体像と、上記画像処理システムの撮影装置で上記被写体像から正反射部分を削除した被写体像とを示す図。
図５２は、上記図４９の画像処理システムの撮影装置における正反射部分削除処理のフローチャート。
図５３は、本発明の第８の実施形態の画像処理システムのブロック構成図。
図５４は、上記図５３の画像処理システムの撮影装置により、正反射被写体を撮影した場合における上記正反射被写体上での光の反射状態を示す図。
図５５は、本発明の第９の実施形態の画像処理システムのブロック構成図。
図５６は、上記図５５の画像処理システムの撮影装置においてＣＣＤの前面に配置される第２偏光板の正面図。
図５７は、本発明の第１０の実施形態の画像処理システムのブロック構成図。
図５８は、上記図５７の画像処理システムの撮影装置におけるＬＥＤ光源によるシェーディング状態の補正前を示す図であって、図５８（Ａ），図５８（Ｂ）は、それぞれ異なるＬＥＤのシェーディング状態を示す。
図５９は、上記図５７の画像処理システムの撮影装置におけるＬＥＤ光源によるシェーディング状態の補正後を示す図であって、図５９（Ａ），図５９（Ｂ）は、それぞれ異なるＬＥＤのシェーディング補正状態を示す。
図６０は、本発明の第１１の実施形態の画像処理システムのブロック構成図。
図６１は、上記図６０の画像処理システムにおける撮影装置のＬＥＤ光源部の配置図。
図６２は、本発明の第１２の実施形態である画像処理システムのブロック構成図。
図６３は、本発明の第１３の実施形態である画像処理システムのブロック構成図。
図６４は、本発明の第１４の実施形態である画像処理システムのブロック構成図。
図６５は、本発明の第１５の実施形態である画像処理システムのシステム構成図。
図６６は、本発明の第１６の実施形態である画像処理システムに適用される画像撮影部のブロック構成図。
図６７は、本発明の第１７の実施形態である画像処理システムのに適用される撮影装置のブロック構成図。
図６８は、本発明の第１８の実施形態である画像処理システムによる診察状態を示す図。
図６９は、本発明の第１９の実施形態である画像処理システムによる診察状態を示す図。
【発明を実施するための最良の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図１から図１６は本発明の第１の実施形態を示したものであり、図１は画像処理システムの構成を示すブロック図である。
この画像処理システムは、可視光域において互いに独立して異なる複数の波長帯域の照明光により被写体を照明して被写体分光画像を撮影可能な撮影装置１と、この撮影装置１と接続されていて該撮影装置１から出力される被写体分光画像を処理する処理装置２と、を有して構成されていて、該処理装置２は、必要に応じてネットワーク３に接続することができるように構成されている。
上記撮影装置１は、本実施形態においては、６種類の波長帯域の照明光（６原色の照明光）を被写体に順次照射して、６枚の被写体分光画像を静止画として取り込む撮像と、６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動画として取り込む撮像と、を行うことができるようになっている。
上記撮影装置１は、後述する照明光を被写体に投写するとともに被写体からの反射光を入射するための投射口５ａを備えた筐体５と、この筐体５の投射口５ａ側に着脱可能に取り付けられており該投射口５ａを介して被写体に投射する照明光に外光が混入することのないように遮光するための柔軟性を有する素材により略筒状に形成された当て付け部４と、上記筐体５内に組み込まれていて点灯されることにより被写体を照明するための照明光を発光する発光素子である第１ＬＥＤ６ａ〜第６ＬＥＤ６ｆと、上記筐体５内に組み込まれていてこれら第１ＬＥＤ６ａ〜第６ＬＥＤ６ｆにより照明された被写体像を結像するための撮像光学系７と、この撮像光学系７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撮像素子部に含まれる撮像素子たるＣＣＤ８と、このＣＣＤ８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Ａ／Ｄ変換器９と、このＡ／Ｄ変換器９から出力され後述するバス１０を介して伝送される被写体分光画像を一旦記憶するとともに後述するＣＰＵ１８による作業領域としても用いられるメモリ１１と、使用者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含んでなる撮影操作部たる操作スイッチ１４と、この操作スイッチ１４からの指示入力を後述するＣＰＵ１８に伝達するとともに該ＣＰＵ１８からの指令により上記第１ＬＥＤ６ａ〜第６ＬＥＤ６ｆの発光制御に関する命令等を行ったりこの撮影装置１の撮像動作に関する制御を行ったりするカメラ制御Ｉ／Ｆ１２と、このカメラ制御Ｉ／Ｆ１２からの指令に基づき上記第１ＬＥＤ６ａ〜第６ＬＥＤ６ｆの発光開始タイミングや発光終了タイミングなどの発光動作に係る制御を行うＬＥＤドライバ１３と、上記ＣＣＤ８により撮像される動画像や上記メモリ１１に記憶された被写体分光画像（静止画像）を後述するＬＣＤモニタ１６に表示するための制御を行うモニタＩ／Ｆ１５と、このモニタＩ／Ｆ１５から出力される画像を表示するためのＬＣＤモニタ１６と、上記メモリ１１に記憶された被写体分光画像や後述するＣＰＵ１８からの制御データ等を上記処理装置２に出力しあるいは該処理装置２からの通信データを入力するための外部Ｉ／Ｆ１７と、上記Ａ／Ｄ変換器９、メモリ１１、カメラ制御Ｉ／Ｆ１２、モニタＩ／Ｆ１５、外部Ｉ／Ｆ１７、後述するＣＰＵ１８等を互いに接続するバス１０と、上述した各回路を含むこの撮影装置１を統括的に制御する制御部たるＣＰＵ１８と、を有して構成されている。
上記処理装置２は、例えばパーソナルコンピュータ等でなり、上記外部Ｉ／Ｆ１７から出力される被写体分光画像を受信して、後述するように入力プロファイルを用いてＸＹＺ三刺激値を算出し、さらにこのＸＹＺ三刺激値からディスプレイプロファイルを用いて被写体が与えると推定されるＸＹＺ三刺激値とほぼ同一のＸＹＺ三刺激値を後述するディスプレイ２２により得られるような表示用信号を生成する演算装置２１と、この演算装置２１から出力される表示用信号により高度な色再現がなされた画像を表示するディスプレイ２２と、を有し、さらに、特に図示はしないが上記ネットワーク３に接続するためのネットワークインタフェース等も備えて構成されている。
なお、上記撮影装置１と処理装置２とは、有線により接続されていても良いし、例えばＢｌｕｅｔｏｏｔｈや無線ＬＡＮなどの無線により接続されていても構わないし、あるいは一体に構成されていても良い。
図３は、ＣＣＤ８の分光感度特性およびＬＥＤ６ａ〜６ｆの発光スペクトルと、これら両方による分光特性と、を示す線図である。
発光素子である上記第１ＬＥＤ６ａ〜第６ＬＥＤ６ｆは、図３（Ａ）に示すように、それぞれ異なる独立した発光スペクトルを有したものとなっていて、曲線ｆＬ１により示される第１ＬＥＤ６ａの光は例えばやや紫がかった青、曲線ｆＬ２により示される第１ＬＥＤ６ｂの光は例えばやや緑がかった青、曲線ｆＬ３により示される第１ＬＥＤ６ｃの光は例えばやや青がかった緑、曲線ｆＬ４により示される第１ＬＥＤ６ｄの光は例えばやや黄がかった緑、曲線ｆＬ５により示される第１ＬＥＤ６ｅの光は例えばオレンジ、曲線ｆＬ６により示される第１ＬＥＤ６ｆの光は例えば赤、などとなっている。
なお、図示の例では、第１ＬＥＤ６ａ〜第６ＬＥＤ６ｆの各発光スペクトルは、互いに重なり合うことなく完全に分離されているが、一部が重なり合うような発光スペクトルであっても構わない。もちろん、ＬＥＤの種類も６種類に限るものではなく、適宜の種類数のＬＥＤの組み合わせを採用することができる。
ここに、各ＬＥＤによる照明光のスペクトル配列は、均等波長間隔（波長方向に均等な間隔で例えばピークが並ぶもの）、均等波長比間隔（波長方向に一定の比率間隔でピーク等が並ぶもの）、特定目的用の特定配列（特定の目的に沿って波長方向に特定の配列でピーク等が並ぶもの）、特定波長色逓倍設定（特定波長を基本波長として逓倍波長位置にピーク等が並ぶもの）、特定偏光色配置（波長方向に沿って並ぶピークで表される各光が特定方向に偏光しているもの）、可視域外光配置（波長方向に沿って並ぶピークで表される光が可視域外の領域にも達しているもの）等の何れであっても採用することが可能であり、使用目的に最も合致するものを選ぶようにすると良い。
また、ここでは、発光素子として、軽量、小型、かつ比較的安価で入手容易でありながら高輝度の半導体発光素子であるＬＥＤを用いているが、これに限らず、例えばＬＤ（レーザダイオード）等の半導体レーザーやその他の発光素子を用いることも可能である。
一方、上記ＣＣＤ８は、本実施形態においては、モノクロタイプのＣＣＤを使用しており、そのセンサ感度は、図３（Ａ）の曲線ｆＳに示すように可視光域をほぼカバーするようなものとなっている。なお、ここでは撮像素子としてモノクロタイプのＣＣＤを用いているが、これに限るものではなく、後述する実施形態において述べるようにカラータイプのＣＣＤを用いても良いし、ＣＣＤに限らず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。
そして、上記第１ＬＥＤ６ａ〜第６ＬＥＤ６ｆによって照明された被写体の像をこのＣＣＤ８により受光するときの分光感度特性は、例えば図３（Ｂ）に示す曲線ｆＳＬ１〜ｆＳＬ６のようになっている。このようなトータルの分光感度特性の波長による相異は、後段で電気的に処理されたり、あるいは撮影装置１に係る入力プロファイルなどとして補正されたりすることになる。
また、図２はＬＥＤの配置例や構成例を示す図である。
図２（Ａ）は、６種類の原色で構成される上記第１ＬＥＤ６ａ〜第６ＬＥＤ６ｆを、リング状に順次３セット（各色３個ずつ）配置した例を示している。なお、図示の配置順は一例を示したのみであり、これに限らず、逆順やランダム配置などの任意の配列を広く適用することが可能である。
次に、図２（Ｂ）は、リング状に発光部６Ａを複数配置していて、かつ、各発光部６Ａ内に６種類の原色を包含するように上記第１ＬＥＤ６ａ〜第６ＬＥＤ６ｆを配置した例を示している。なお、図示の例では、１つの発光部６Ａ内に６原色の全てを配置しているが、これに限らず、３原色ずつを配置するなどの６原色が複数の発光部６Ａに分かれるようにしても構わない。
さらに、図２（Ｃ）は、上記第１ＬＥＤ６ａ〜第６ＬＥＤ６ｆのそれぞれにファイババンドル６Ｂの一端側６Ｂａ〜６Ｂｆを接続し、他端側６Ｂｇをリング状に形成したものである。これにより、ＬＥＤ６ａ〜６ｆから発光された照明光は、バンドルファイバ端６Ｂａ〜６Ｂｆに入射する。バンドルファイバ端は複数のさらに細いファイバから構成されており、バンドルファイバの射出部６Ｂｇでは各ＬＥＤからのこれら細いファイバは互いに混ぜ合わされてリング状の均一な光源として被写体に照射され、被写体による全反射の影響を低減することができる。
なお、ＬＥＤの配置は、図２に示したような例に限らず、ＣＣＤ８による撮像に支障を来すことのない限りは、リング状配置、十字状配置、矩形状配置、ランダム配置などの適宜の配置を採用することが可能である。
次に、この撮影装置１では、２種類の画像取得モードがあることについて説明する。
上述したように、この撮影装置１は、通常のＲＧＢ画像としての動画と、高度な色再現を可能とする６原色の被写体分光画像としての静止画と、を撮像することができるようになっており、動画はモニタ用画像取得モードにおいて、静止画は分光画像取得モードにおいて、それぞれ撮像されるようになっている。
これら２つのモードは、上記操作スイッチ１４に含まれている押下式のボタンスイッチでなる撮影ボタン１４ａ（図１６参照）を押すことにより切り替えられるように構成されている。
すなわち、まず、電源スイッチをオンにするなどによりモニタ用画像取得モードが自動的に設定され、被写体像が動画としてＬＥＤモニタ１６上に表示される。この状態で、分光画像を撮影したい被写体部分を探して、撮影装置１の位置決めを行う。こうして、撮影したい被写体部分が撮像範囲内に入って位置決めがなされたところで、上記撮影ボタン１４ａ（図１６参照）を押すことにより、分光画像取得モードに切り替って被写体分光画像が静止画として取得される。
被写体分光画像が取得された後は、再びモニタ用画像取得モードに復帰して、次に分光画像を取得したい被写体部分を探すことができるような構成となっている。
なお、図示はしないが、別途の設定を行うことにより、取得した分光画像を用いた色再現表示や分光画像を解析した結果の表示などを、分光画像の取得直後に該ＬＣＤモニタ１６、あるいは上記ディスプレイ２２に行うことも可能となっている。
次に、図４から図６を参照して、画像処理システムにおける分光画像取得モードの動作について説明する。図４は６バンド分光画像取得における各ＬＥＤの発光と撮像素子の画像取得との動作を示すフローチャート、図５は６バンド分光画像取得における各ＬＥＤの発光と撮像素子の画像取得との動作の様子を示すタイミングチャート、図６は６バンド分光画像取得における各フレームのバンド特性を示す線図である。
撮影ボタン１４ａ（図１６参照）が押されることによりモニタ用画像取得モードから分光画像取得モードに切り替わると、分光画像の撮像を開始するか否かを判断する（ステップＳ１）。撮影ボタン１４ａの押圧により直ちに分光画像の撮像が開始される場合にはこの判断動作を行わなくても構わないが、撮影ボタン１４ａが例えば２段式の押圧ボタンで構成されていて、１段目の半押し状態で焦点調節や露光量調節等を行い、２段目の全押し状態で露光を開始する場合には、このステップＳ１において２段目が押圧されたか否かを判断する。
次に、変数ｎに１を設定して（ステップＳ２）、第ｎＬＥＤを点灯させる（ステップＳ３）。ここではｎ＝１に設定されているために、第１ＬＥＤ６ａを点灯させることになる。第１ＬＥＤ６ａによる照明光は、筐体５の投射口５ａを介して被写体に照射される。このときに、当て付け部４が被写体の表面に柔軟に当て付いて外光の侵入を防いでいるために、被写体には第１ＬＥＤ６ａからの照明光のみが投射されることになる。被写体からの反射光は、撮像光学系７によりＣＣＤ８の表面に結像される。
この第１ＬＥＤ６ａの点灯が開始された後に、ＣＣＤ８による撮像、より詳しくは電荷の蓄積、を開始する（図５参照）（ステップＳ４）。
ＣＣＤ８による撮像が終了したら、その後に第１ＬＥＤ６ａを消灯し（ステップＳ５）、ＣＣＤ８から画像データを読み出して、上記Ａ／Ｄ変換器９によりデジタルデータに変換させ、バス１０を介してメモリ１１内の所定の記憶領域（第ｎメモリ：ここでは第１メモリ）に記憶させる（ステップＳ６）。６バンド分光画像を撮像する場合には、メモリ１１内に第１メモリから第６メモリまでの記憶領域が設けられており、これらの記憶領域に各分光画像が順次格納されるようになっている。
その後、ｎをインクリメントする（ステップＳ７）。ここではｎが１から２にインクリメントされることになる。
ｎが７以上になったか否かを判断して（ステップＳ８）、ここではまだ２であるために上記ステップＳ３に戻り、第２ＬＥＤ６ｂを点灯して上述したようなステップＳ３からステップＳ７までの動作を行う。
このようにして、ｎ＝６のときに第６ＬＥＤ６ｆを点灯してステップＳ６までの動作を終了すると、図６に示すようなバンド特性の６バンド分光画像が取得され、メモリ１１に保存されたことになる。そして、ステップＳ７でｎ＝７にインクリメントされるために、ステップＳ８の判断においてｎが７に達したとして、この６バンド分光画像取得の動作を終了する。
なお、図示しないが、発光素子（ＬＥＤ）と撮像素子（ＣＣＤ）による画像取得タイミングは、前述に限らず、撮像素子の画像取得開始後に発光素子を点灯し、発光素子の消灯後に撮像素子による画像取得を終了する、などでも同等である。
次に、図７から図９を参照して、画像処理システムにおけるモニタ用画像取得モードの動作について説明する。図７はモニタ用画像取得における各ＬＥＤの発光と撮像素子の画像取得との動作を示すフローチャート、図８はモニタ用画像取得における各ＬＥＤの発光と撮像素子の画像取得との動作の様子を示すタイミングチャート、図９はモニタ用画像取得における各フレームのバンド特性を示す線図である。
このモニタ用画像取得モードは、第１ＬＥＤ６ａ〜第６ＬＥＤ６ｆによる６原色の照明光から、青（Ｂ）の範疇に相当する第１ＬＥＤ６ａおよび第２ＬＥＤ６ｂを発光させる状態と、緑（Ｇ）の範疇に相当する第３ＬＥＤ６ｃおよび第４ＬＥＤ６ｄを発光させる状態と、赤（Ｒ）の範疇に相当する第５ＬＥＤ６ｅおよび第６ＬＥＤ６ｆを発光させる状態と、を順次取らせることにより、ＲＧＢ画像を面順次式で動画像として取得するモードとなっている。
なお、ここでは、一般のＲＧＢ画像用を想定して発光原色を選定しているが、これに限らず、特殊な用途等に応じた他の発光原色の選定も行うことが可能である。
電源スイッチがオンされることによりモニタ用画像取得モードが設定されるか、あるいは分光画像取得モードが終了することによりモニタ用画像取得モードに復帰すると、モニタ用画像の撮像を開始するのを待機する（ステップＳ１１）。
ここでは直ちに撮像が開始され、変数ｎに１を設定して（ステップＳ１２）、第ｎＬＥＤおよび第ｎ＋１ＬＥＤを点灯させる（ステップＳ１３）。ここではｎ＝１に設定されているために、第１ＬＥＤ６ａおよび第２ＬＥＤ６ｂを点灯させることになる。
これら第１ＬＥＤ６ａおよび第２ＬＥＤ６ｂの点灯が開始された後に、ＣＣＤ８による撮像を開始する（図８参照）（ステップＳ１４）。
ＣＣＤ８による撮像が終了したら、その後に第１ＬＥＤ６ａおよび第２ＬＥＤ６ｂを消灯し（ステップＳ１５）、ＣＣＤ８から画像データを読み出して、上記Ａ／Ｄ変換器９によりデジタルデータに変換させ、バス１０を介してメモリ１１内の所定の記憶領域（第ｎメモリ：ここでは第１メモリ）に記憶させる（ステップＳ１６）。
その後、ｎを２だけ増加させる（ステップＳ１７）。ここではｎが１から３に増加されることになる。
ｎが７以上になったか否かを判断して（ステップＳ１８）、ここではまだ３であるために上記ステップＳ１３に戻り、第３ＬＥＤ６ｃおよび第４ＬＥＤ６ｄを点灯して、上述したようなステップＳ１３からステップＳ１７までの動作を行う。
これによりｎ＝５となって、さらに上記ステップＳ１３に戻って第５ＬＥＤ６ｅおよび第６ＬＥＤ６ｆを点灯してステップＳ１６までの動作を終了すると、図９に示すようなバンド特性のＲＧＢ画像がＢ，Ｇ，Ｒの順に取得され、メモリ１１の第１メモリ、第３メモリ、第５メモリに各保存されたことになる。そして、ステップＳ１７でｎ＝７にインクリメントされるために、ステップＳ１８の判断においてｎが７に達したと判断される。
こうして、ＲＧＢ画像を取得した後に、上記ステップＳ１１に戻って、次のＲＧＢ画像を取得するかを判断する。モニタ用画像取得モードが引き続いて設定されている場合には、次のＲＧＢ画像の取得を行い、これを連続的に繰り返すことで、ＲＧＢ動画像を得ることができる。
なお、図示しないが、発光素子（ＬＥＤ）と撮像素子（ＣＣＤ）による画像取得タイミングは、前述に限らず、撮像素子の画像取得開始後に発光素子を点灯し、発光素子の消灯後に撮像素子による画像取得を終了する、などでも同等である。
このようにしてメモリ１１に記憶された画像データは、その後に読み出されてモニタ表示用の画像信号に変換され、モニタＩ／Ｆ１５を介してＬＣＤモニタ１６に出力されて表示される。また、この画像処理システムの設定を変更することにより、処理装置２のディスプレイ２２に表示することも可能となっている。
なお、ここでは照度を確保するために、６原色のＬＥＤを２つずつに分けて３つの素子群、つまりＲ素子群、Ｇ素子群、Ｂ素子群でなるグループを構成したが、これに限らず、例えば、Ｂ（青）については第１ＬＥＤ６ａを、Ｇ（緑）については第３ＬＥＤ６ｃを、Ｒ（赤）については第５ＬＥＤ６ｅをそれぞれ発光させる、各１色の発光を行うようしても良い。このときには、これらのＬＥＤの分光特性が、ＲＧＢ発光に適するようなものを選定するようにすると良い。
さらに、単一あるいは複数の特定の原色のＬＥＤのみを点灯して、モノクロモニタ画像を取得することにより、モニタ表示を高速に行うことも可能である。
図１０は、６原色のＬＥＤが各３つずつ設けられているときの点灯のさせ方の例を示す図である。
発光モードとしては、全てのＬＥＤを点灯する場合、１つの原色の１つのＬＥＤのみを単一点灯する場合、１つの原色について３つのＬＥＤを点灯させる単一原色点灯の場合、６原色のＬＥＤを各１個ずつ点灯させる場合、１８個でなる６原色のＬＥＤの内の例えば青（Ｂ）に属する６個のＬＥＤを点灯させる場合、１８個でなる６原色のＬＥＤの内の例えば緑（Ｇ）に属する６個のＬＥＤを点灯させる場合、１８個でなる６原色のＬＥＤの内の例えば赤（Ｒ）に属する６個のＬＥＤを点灯させる場合、１８個でなる６原色のＬＥＤの内の例えば青（Ｂ）に属する３個のＬＥＤを点灯させる場合、１８個でなる６原色のＬＥＤの内の例えば緑（Ｇ）に属する３個のＬＥＤを点灯させる場合、１８個でなる６原色のＬＥＤの内の例えば赤（Ｒ）に属する３個のＬＥＤを点灯させる場合、などが例として挙げられる。こうして、色毎にまとめた素子群を同時に発光させたり、位置毎にまとめた素子群を同時に発光させたりすることができるようになっている。
なお、本実施形態の撮影装置１は、被写体を撮像するときに、接触で行うことも非接触で行うことも何れも可能であるが、画像を正確に色再現するためには、この撮影装置１以外から発生する光の影響を受けることのないようにする必要がある。
従って、非接触で被写体を撮像する場合には、外光照明を消灯する必要がある。
また、塗装面、皮膚面、近接画像などの接触で撮影を行うことができる被写体の場合には、上述したように、略円筒状に形成された当て付け部４を被写体に柔軟に当て付けることができるために（図１参照）、遮光性を確保することが可能となる。
当て付け部４は、接触式である場合に用いるものであるために、被写体が人体である場合などには細菌汚染や汚れなどを防ぐ衛生の観点から、また、被写体が塗装板などである場合には汚れが転写するのを防止する観点などから、図１１に示すように、着脱可能でディスポーザブルな部材となっている。図１１は、筐体５の投射口５ａに対して着脱可能に構成された当て付け部４を示す斜視図である。
この当て付け部４は、被写体が高温または低温のものである場合に向けて断熱素材により形成したり、被写体が静電気を帯びる性質のものであったり導電性を有する電気関連のものであったりする場合に向けて絶縁性素材により形成したり、被写体が溶液が浸漬しているものである場合に向けて防溶液性の素材により形成しかつ照明光を投影し反射光を受光するためのガラス窓などを形成したりすることが可能である。当て付け部４は着脱可能な単体の部品であるために、このような各種の素材で種々の形状に形成するのを容易に行うことができる。さらに、被写体の表面を肉眼で観察するために、当て付け部４に開閉可能な観察用窓等を設けることも容易に可能である。
なお、本実施形態において、ＬＥＤにより発光される複数の原色の内の、特定の一または複数の原色を用いることによって、特定用途の検査や判別に利用することも可能である。
続いて、処理装置２における色再現について説明する。
上述したような撮影装置１における撮像動作によりメモリ１１内に記録された被写体分光画像は、外部Ｉ／Ｆ１７を介して処理装置２に送信され、該処理装置２に内蔵される画像メモリ部３２（図１２参照）に記録されて、所定のソフトウェアによって動作する演算装置２１により、色再現や画像処理が行われるようになっている。その処理結果は、該処理装置２のディスプレイ２２に表示されるか、あるいは上記ＬＣＤモニタ１６に転送されて表示される。
図１２は、処理装置２におけるディスプレイ２２に表示するための色再現を行う構成を示すブロック図である。
この処理装置２は、撮影装置１から入力される被写体分光画像が上記第１ＬＥＤ６ａ〜第６ＬＥＤ６ｆの何れにより照明されたものであるかに応じて画像メモリ部３２内の記憶領域を振り分ける画像振り分け部３１と、この画像振り分け部３１により振り分けられた被写体分光画像をそれぞれ記憶する記憶領域である第１メモリ３２ａ〜第６メモリ３２ｆを備えた画像メモリ部３２と、この画像メモリ部３２に記憶された被写体分光画像を読み出してディスプレイ２２において高度に色再現された画像を表示するためのディスプレイ画像データを算出し出力する色再現演算部３３と、を有し、これらは例えば図１に示した演算装置２１に含まれていて、さらに、上記色再現演算部３３から出力されるディスプレイ画像データに基づき高度に色再現された画像を表示する上記ディスプレイ２２を有して構成されている。
上記色再現演算部３３は、撮影装置１に関するプロファイルを記憶する入力プロファイル記憶部３３ｂと、上記画像メモリ部３２の第１メモリ３２ａ〜第６メモリ３２ｆに記憶された被写体分光画像を読み出して上記入力プロファイル記憶部３３ｂに記憶されている入力プロファイルと内部に設定された所定の等色関数とを用いて推定演算を行うことによりＸＹＺ三刺激値の画像データを生成するＸＹＺ推定演算部３３ａと、上記ディスプレイ２２に関するプロファイルを記憶するディスプレイプロファイル記憶部３３ｄと、上記ＸＹＺ推定演算部３３ａにより推定されたＸＹＺ三刺激値の画像データと上記ディスプレイプロファイル記憶部３３ｄに記憶されているディスプレイプロファイルとを用いて演算を行うことにより上記ディスプレイ２２に出力するためのディスプレイ画像データを生成するディスプレイ値変換部３３ｃと、を有して構成されている。
上記入力プロファイル記憶部３３ｂに記憶されている入力プロファイルは、例えば特開２０００−３４１４９９号公報に記載されているようなものであって、撮像に用いたＣＣＤ８の分光感度を含む撮影装置１の特性や設定（画像入力装置）、被写体を撮影するときの照明光のスペクトルデータ（撮影照明光情報）、生成した被写体画像を観察するディスプレイ２２が設置されている場所の照明光のスペクトルデータ（観察照明光情報）、撮影した被写体の分光反射率の統計的性質等の情報（被写体特性情報）、等の情報に基づき算出されたものである。
図１４は、処理装置２において入力プロファイルを生成する構成例を示すブロック図である。
上記入力プロファイルは、図１４に示すように、撮影装置１から取得した各データ等に基づき処理装置２において生成するようにしても良い。
撮影装置１において取得されるデータとしては、照明光スペクトルデータ、カメラ特性データ、被写体特性データなどが例として挙げられる。
上記照明スペクトルデータは、例えば被写体を撮像するときの照明に関するスペクトルデータであり、接触式である場合には撮影装置１に内蔵した各ＬＥＤ６ａ〜６ｆのスペクトルデータとなる。非接触式の場合には、さらに、被写体を撮影する場合の外部照明のスペクトルデータなども含むことになる。
上記カメラ特性データは、フォーカス値などを含む撮影光学系７の特性、ＣＣＤ８の撮像特性、シャッタ速度、絞り値、などの諸特性を含んで構成されている。
上記被写体特性は、被写体が例えば歯、皮膚、塗料などである場合の分光統計データ等で構成されていて、高精度な入力プロファイルを作成するために、操作スイッチ１４などに被写体指定操作部を設けて、被写体を指定するための被写体指定信号を入力するようにしても良い。
これらのデータに基づいて入力プロファイルを生成する処理装置２の構成は、図１４に示すように、上記照明スペクトルデータ、カメラ特性データ、被写体特性データを読み込んで演算を行うことにより入力プロファイルを生成する入力プロファイル演算部３３ｅと、この入力プロファイル演算部３３ｅにより生成された入力プロファイルを記憶する上記入力プロファイル記憶部３３ｂと、を有して構成されている。
このような構成により、処理装置に接続される撮影装置１を異なる個体、機種などのものに変更（撮影光学系７の変更等）したり、撮影を行う環境照明が変化したり、撮影対象となる被写体を様々に変化させたりしても、適応的に、高度な色再現を行うことが可能となる。
また、上記ディスプレイプロファイル記憶部３３ｄに記憶されているディスプレイプロファイルは、ディスプレイ２２の表示原色値（例えばディスプレイ２２がＲＧＢモニタである場合にはＲＧＢ原色値）の色度値、ディスプレイ２２のトーンカーブ、等の情報に基づき算出されたものである。なお、ディスプレイは、特開２０００−３３８９５０号公報に記載されているような多原色の色再現システムを用いても構わない。
また、図１３は、取得された被写体分光画像に基づき被写体に関する画像判別を行うための構成例を示すブロック図である。
上記画像メモリ部３２の第１〜第６メモリ３２ａ〜３２ｆに記憶された被写体分光画像は、画像判別演算部３４により読み出されて被写体に関する画像判別が行われ、その判別結果が出力されて上記ディスプレイ２２に表示されるようになっている。また、画像の判別演算がネットワークを介して行われ、結果がＬＣＤモニタ１６に表示されるように構成されていても構わない。
上記画像判別演算部３４は、被写体に関する各種の分類／判定／診断などを行うための判別関数を記憶する判別関数記憶部３４ｂと、上記画像メモリ部３２の第１〜第６メモリ３２ａ〜３２ｆに記憶された６枚の被写体分光画像の全部またはその内から選択される１枚以上の被写体分光画像を、この判別関数を用いて演算することにより判別結果を算出し上記ディスプレイ２２に表示するための判別結果表示用画像データを生成する判別演算部３４ａと、を有して構成されている。
なお、上記判別関数は、この画像処理システムをどのような用途に用いるかによって、種々の置き換えを行うことが可能である。従って、上記判別関数記憶部３４ｂを、書き換え可能または追記可能な記憶媒体により構成して、用途に応じて使用する判別関数を書き加え、あるいは書き換えるようにすると良い。このような判別関数の具体的な例としては、特開平７−１２０３２４号公報に記載されたような処理を行う関数を例に挙げることができる。
この図１３に示す画像判別演算部３４は、上記図１２に示した色再現演算部３３に代えて処理装置２に備えさせるようにしても良い。あるいは、図１２に示した色再現演算部３３とともに該処理装置２内に設けて、これらにより処理を並列して同時に行わせたり、または、必要なものだけを選択的に切り替えて処理を行わせるようにしても構わない。
次に、図１５は、撮影装置１のＬＣＤモニタ１６における表示例を示す図である。
ＬＣＤモニタ１６は、例えば図１５（Ａ）に示すように、撮影装置１の筐体５の背面側の、把持部５ｂの上部に配設されていて、図１５（Ｂ）や図１５（Ｃ）に示すような画像を表示するようになっている。なお、ここでは、手を被写体として撮像している例を示している。
まず、図１５（Ｂ）は、上記モニタ用画像取得モードにより撮像された動画像を表示しているときの様子を示しており、これにより、ＬＥＤモニタ１６がファインダとしての機能を果たすようになっている。
次に、図１５（Ｃ）は、例えば上記画像判別演算部３４による被写体画像の判別結果を表示している様子を示している。ここでは、被写体のＩＤ番号（例えば医療分野の診断支援システムにおける患者番号など）と、画像判別により得られた数値解析結果のグラフ（例えば治療経過など）と、が表示されている。ＬＣＤモニタ１６には、これらに限らず、色再現画像、患者カルテ、各種データ、図表などの、種々の情報を表示することが可能となっている。
こうして、上記ＬＣＤモニタ１６は、撮影部位を選択するときのファインダとして機能したり、色再現結果や分類／判定／診断などの結果を表示するときのモニタとして機能したりするようになっている。
一方、処理装置２のディスプレイ２２は、ハンディタイプの撮影装置１に設けられたＬＣＤモニタ１６よりも大面積で高精細なタイプのものである場合が多いために、該処理装置２において目的に応じて実行される処理ソフトウェアの、起動表示、条件設定表示、被写体ＩＤなどの情報を入力するためのＧＵＩ表示や、患者の経歴表示、前回情報等の被写体情報表示、処理結果表示などを行うようにしても良い。
上記ネットワーク３には、例えば外部データベースが接続されており、この外部データベースから被写体情報を処理装置２に取得したり、あるいは、処理装置２において行った処理結果を外部データベースへ格納するなどを行うようにしても良い。このときには、セキュリティーを確保するために、処理装置２と外部システムとをネットワーク３を介して接続する際に相互認証を行ったり、被写体データにセキュリティーレベルを設けてレベルに応じた認証を行ったりするように構成することも可能である。
次に、図１６は、画像処理システムを使用するときの様子の一例を示す図である。
上記撮影装置１は、軽量小型となるように構成されており、例えば片手で把持部５ｂを把持して、撮像系が設けられた筐体５の先端側を、当て付け部４を介して被写体の撮影対象部位に当てることにより、撮像を行うことができるようになっている。
上記当て付け部４は、上述したように、着脱可能でディスポーザブルな部材となっていて、外部からの光が被写体の撮影対象部位に当たるのを遮蔽している。
上記把持部５ｂの上部、例えば人差指で操作可能な位置に、上記操作スイッチ１４に含まれる撮影ボタン１４ａが設けられており、上記ＬＣＤモニタ１６で撮影しようとする部位を特定した後に、この撮影ボタン１４ａを押下することにより、上述したようにモニタ用画像取得モードから分光画像取得モードに移行して、分光画像の撮像が行われるようになっている。
取得された分光画像は、処理装置２においてデータ処理が行われディスプレイ２２に表示されるが、必要に応じて設定等を行うことにより、撮影装置１のＬＣＤモニタ１６に処理装置２における処理結果を表示するようにしても良いのは上述した通りである。
なお、この図１６に示す例においては、処理装置２を、ディスプレイ付きのノート型のパーソナルコンピュータとして図示している。このような場合には、ノート型のパーソナルコンピュータに備えられているＲＳ−２３２Ｃ、ＵＳＢ、ＩＥＥＥ１３９４などのインターフェース（Ｉ／Ｆ）を介して、上記ネットワーク３に接続するようにすると良い。
このような第１の実施形態によれば、画像処理システムの撮影装置内に可視光域において各異なる分光分布を有する６種類のＬＥＤを設けて、外光を遮断しながらこれらを発光させることにより、被写体分光画像を撮像することができる。このとき、光源としてＬＥＤ等の小型軽量な半導体発光素子を用いているために、撮影装置を小型化することができ、ハンディタイプのものを作成することも可能となる。
また、処理装置によって処理を行うことにより、高度に色再現された画像をディスプレイに表示することが可能となる。
さらに、ＬＥＤの発光順序や発光させるＬＥＤを指定することにより、通常のＲＧＢ動画像を始めとして、種々の目的に用いる画像を撮像することが可能となる。
加えて、モノクロＣＣＤを用いているために、コストをやや低減することができるとともに、各色の画像データが欠落画素を生じさせることなく１画面ずつ取得されるために、補間処理を省略することが可能となる。
図１７から図２０は本発明の第２の実施形態を示したものであり、図１７は画像処理システムの構成を示すブロック図、図１８はフルモードと読み出し２倍速モードとにおける読み出しの様子を示すタイミングチャート、図１９は２／４ライン２倍速モードと２／８ライン４倍速モードとにおける読み出されるラインの様子を示す図、図２０は撮影モードを設定する際の動作を示すフローチャートである。
この第２の実施形態において、上述の第１の実施形態と同様である部分については同一の符号を付して説明を省略し、主として異なる点についてのみ説明する。
この第２の実施形態は、上述した第１の実施形態を基本構成として、さらに、前面にカラーフィルタアレイ（ＣＦＡ）１９を備えたカラーＣＣＤからの画像読み出し速度を調整することができるように構成したものである。
画像読み出し速度は表示速度に関連しており、表示速度を読み出し速度以上に速くすることはできない。
一般的に、画像をモニタする場合には、３０画像／秒程度以上の表示間隔が望ましいが、原色数Ｎが増加するとそれに伴って比例的に表示間隔が長くなり、ちらつき状態が生じたり、あるいは各原色画像所得時間差による大きな画像位置ずれが生じたりすることがある。
従って、本実施形態は、表示間隔が長くなるのを回避して、読み出し原色数Ｎによることなく表示間隔を一定にするために、図１７に示すように、カメラ制御Ｉ／Ｆ１２ＡによりＣＣＤ８Ａからの画像読み出し速度を調整するようにしたものである。
図２０を参照して、撮影モードを設定する際の動作について説明する。
操作スイッチ１４から撮影モードを選択する操作入力があると（ステップＳ２１）、ＣＰＵ１８がそれを検出して、メモリ１１内の記録エリアの一部に、設定する撮影モードやそれに関連する情報等を記録するとともに（ステップＳ２２）、カメラ制御Ｉ／Ｆ１２Ａに撮影モードを変更するように制御を行わせる命令を発行する（ステップＳ２３）。
カメラ制御Ｉ／Ｆ１２Ａは、この指令を受けて、ＣＣＤ８Ａの駆動を制御し、撮影モードを変更するようになっている。このときには、カメラ制御Ｉ／Ｆ１２は、ＣＣＤ８Ａの動作に連動させてＬＥＤドライバ１３を制御することにより、各ＬＥＤ６ａ〜６ｆの発光量も合わせて調整するようになっている。
この撮影装置１において設定可能な撮影モードは、例えば、次のようになっている。
（１）フルモード
（２）読み出し２倍速モード
（３）２／４ライン２倍速モード
（４）２／８ライン４倍速モード
（５）２／１６ライン８倍速モード
（６）第１の中央部走査モード
（７）第２の中央部走査モード
（８）第３の中央部走査モード
（９）第４の中央部走査モード
（１０）第１の中央部高速走査モード
（１１）第２の中央部高速走査モード
「フルモード」は、図１８（Ａ）に示すように、ＣＣＤ８Ａの全走査ラインの全画素について通常の速度で順次読み出しを行っていく通常のモードである。なお、ここでは第１ＬＥＤ６ａ、第３ＬＥＤ６ｃ、第５ＬＥＤ６ｅを同時に発光させるフレームと、第２ＬＥＤ６ｂ、第４ＬＥＤ６ｄ、第６ＬＥＤ６ｆを同時に発光させるフレームと、により各フレームが構成されているが、このような発光により６原色画像を取り込む手段については、後の第３の実施形態で説明する。
「読み出し速度２倍速モード」は、図１８（Ａ）に示す通常のモードに対して、図１８（Ｂ）に示すように、ＣＣＤ８Ａの全走査ラインの全画素について通常の２倍の速度で順次読み出しを行っていくモードとなっている。なお、ここでは２倍速の読み出しを例に挙げたが、これに限らず適宜の倍数でも良いし、さらには可変倍としても構わない。
「２／４ライン２倍速モード」は、４ライン毎に２ラインのみを走査することにより、１フレームを読み出すのに要する時間を半分にするものであり、垂直方向の分解能は半分になるものの、全有効エリアの画像を取得することが可能となっている。
「２／８ライン４倍速モード」は、さらに、８ライン毎に２ラインのみを走査することにより、１フレームを読み出すのに要する時間を通常モードの１／４にするものである。
「２／１６ライン８倍速モード」は、同様に、１６ライン毎に２ラインのみを走査することにより、１フレームを読み出すのに要する時間を通常モードの１／８にするものである。
「第１の中央部走査モード」は、図１９（Ａ）に示すように、全走査ラインのライン数をＳとしたときに、有効エリアの内の、中央部のＳ／２ラインの部分のみを走査することにより、１フレームを読み出すのに要する時間を半分にするものである。
「第２の中央部走査モード」は、図１９（Ｂ）に示すように、全走査ラインのライン数をＳとしたときに、有効エリアの内の、中央部のＳ／４ラインの部分のみを走査することにより、１フレームを読み出すのに要する時間を１／４にするものである。
「第３の中央部走査モード」は、同様に、有効エリアの内の、中央部のＳ／８ラインの部分のみを走査することにより、１フレームを読み出すのに要する時間を１／８にするものである。
「第４の中央部走査モード」は、同様に、有効エリアの内の、中央部のＳ／１６ラインの部分のみを走査することにより、１フレームを読み出すのに要する時間を１／１６にするものである。
「第１の中央部高速走査モード」は、上記図１９（Ａ）に示したような、有効エリアの内の中央部のＳ／２ラインの部分のみを、通常の２倍の速度で走査することにより、１フレームを読み出すのに要する時間を１／４にするものである。
「第２の中央部高速走査モード」は、上記図１９（Ｂ）に示したような、有効エリアの内の中央部のＳ／４ラインの部分のみを、通常の２倍の速度で走査することにより、１フレームを読み出すのに要する時間を１／８にするものである。
これらに限らず、さらに他の手段による高速スキャンを行うことも可能であり、上記を含めて以下のようにまとめることができる。
まず第１は、単純なスキャン速度の高速化である。これは、例えば、読み出し開始を指示するトリガー信号のタイミングを調整することにより行うことができる。例えば、１フレームの表示時間を１／３０秒とする例では、各原色（Ｎ原色とする）の読み出し時間が１／３０／Ｎとなるようにトリガー信号のタイミングを設定することにより達成される。
第２に、間引きスキャンによる高速化である。上記第１の高速化手段では、撮像素子によって高速化に限界が生じる。これに対して、この間引きを行う場合には、画質は低下するものの、安定した走査を行って高速化を図ることができるために、フレームレートが下がることはなく、表示にちらつきを生じさせることがない。この間引きの例としては、上述したような、ライン単位で一定周期、または一定範囲で間引く手段以外に、画素単位で間引くことも可能であり、撮像素子がＸＹアドレス型のものである場合には、きめ細かく所望の画素のみを読み出すことも可能となる。
第３に、原色に応じてフレームレートを異ならせることによる高速化である。通常のＲＧＢカラーフィルタ等を備えたＣＣＤにおいても、輝度信号に近い緑（Ｇ）の画素は、赤（Ｒ）や青（Ｂ）の画素の２倍の数だけ配設されていることが多い。このような点を考慮して、６原色の内の緑（Ｇ）に近いフレームは、それ以外の色のフレームの２倍の数だけ読み出すようにすることが考えられる。もちろん、これに限らず、使用目的に応じて、特定の原色のフレームを多く読み出すようにしたり、必要度に応じて読み出すレートを段階的に異ならせたりすると良い。
このような第２の実施形態によれば、上述した第１の実施形態とほぼ同様の効果を奏するとともに、読み出し速度を変更することにより、一定の表示速度を確保することが可能となり、高度な色再現時にも動きが自然な動画像を表示することが可能となる。
図２１から図３６は本発明の第３の実施形態を示したものであり、図２１は画像処理システムの構成を示すブロック図、図２２は画像処理システムを使用するときの様子の一例を示す図である。この第３の実施形態において、上述の第１，第２の実施形態と同様である部分については同一の符号を付して説明を省略し、主として異なる点についてのみ説明する。
この第３の実施形態は、上述した第１の実施形態を基本構成として、さらに、ＣＣＤの撮像面上に３バンドのカラーフィルタアレイを配設した構成としたものである。
すなわち、図２１や図２２に示すように、撮影装置１は、撮像光学系７により被写体像が結像される光路上のＣＣＤ８の近傍に、例えばＲＧＢ３バンドのカラーフィルタアレイ（図中、ＣＦＡと省略する。）１９が配設されていて、撮像素子部としていわゆる単板式のカラー撮像素子が構成されている。
図２３は、ＬＥＤ６ａ〜６ｆの発光スペクトルとカラーフィルタアレイ１９を通したＣＣＤ８の分光感度特性とを示す線図である。
第１の実施形態においても示したような、曲線ｆＬ１〜ｆＬ６により示される６原色ＬＥＤの発光スペクトルに対して、カラーフィルタアレイ１９の透過率分布とＣＣＤ８の受光感度分布とにより得られるトータルの分光感度特性は、図示の曲線ｆＳＢ，ｆＳＧ，ｆＳＲとなっている。
これらの内の青色カラーフィルタに該当する分光バンド域を示す曲線ｆＳＢは曲線ｆＬ１，ｆＬ２の２つを包含して第１ＬＥＤ６ａと第２ＬＥＤ６ｂの発光による光を感受することができ、緑色カラーフィルタに該当する分光バンド域を示す曲線ｆＳＧは曲線ｆＬ３，ｆＬ４の２つを包含して第３ＬＥＤ６ｃと第４ＬＥＤ６ｄの発光による光を感受することができ、赤色カラーフィルタに該当する分光バンド域を示す曲線ｆＳＲは曲線ｆＬ５，ｆＬ６の２つを包含して第５ＬＥＤ６ｅと第６ＬＥＤ６ｆの発光による光を感受することができるように構成されている。
ただし、トータルの分光感度特性が互いに独立して分離している必要はなく、周辺部分において互いに一部が重なり合うようになっていても構わない。さらに、第１の実施形態と同様に、第１ＬＥＤ６ａ〜第６ＬＥＤ６ｆの各発光スペクトルも、一部が重なり合うような発光スペクトルであっても構わない。もちろん、ＬＥＤの種類も６種類に限るものではなく、適宜の種類数のＬＥＤの組み合わせを採用することができるのも同様である。
次に、画像を取得するときの動作について説明する。
この画像処理システムにおいては、上述した第１の実施形態と同様に、画像を取得する際に、モニタ用画像取得モードと分光画像取得モードとを切り替えて行うようになっている。
図２４、図２６、図２７を参照して、分光画像取得モードの動作について説明する。図２４は６バンドの分光画像を生成するときのフレーム毎の分光画像の分光特性を示す線図、図２６は６バンド分光画像取得における各ＬＥＤの発光と撮像素子の画像取得との動作を示すフローチャート、図２７は６バンド分光画像取得における各ＬＥＤの発光と撮像素子の画像取得との動作の様子を示すタイミングチャートである。
第１の実施形態において説明したように、撮影ボタン１４ａが押下されて分光画像取得モードに切り替わると、分光画像の撮像を開始する判断を行う（ステップＳ３１）。
ここで分光画像の撮像が開始されると、フレームＮの画像の取り込みを行って、その後にフレームＮ＋１の画像の取り込みを行う。
まず、フレームＮの画像の取り込みが開始されると、第１ＬＥＤ６ａ，第３ＬＥＤ６ｃ，第５ＬＥＤ６ｅを同時に点灯させ（図２４（Ａ）参照）（ステップＳ３２）、点灯が開始された後にＣＣＤ８による撮像を開始する（図２７参照）（ステップＳ３３）。
ＣＣＤ８による撮像が終了したら、ＣＣＤ８から画像データを読み出して、上記Ａ／Ｄ変換器９によりデジタルデータに変換させ、バス１０を介してメモリ１１内の所定の記憶領域（フレームメモリ）に記憶させる（ステップＳ３４）。
そして、該フレームメモリに記憶された各画像データを、原色毎に分類して、該メモリ１１内の所定の記憶領域（第１，第３，第５メモリ）に記憶させる（ステップＳ３５）。
その後に各ＬＥＤ６ａ，６ｃ，６ｅを消灯することで（ステップＳ３６）、フレームＮの画像取り込みが終了する。
次のフレームＮ＋１の画像の取り込みは、点灯させるＬＥＤや撮像した画像データを転送するメモリ領域が異なるだけで、基本的にはフレームＮの画像の取り込みと同様である。
すなわち、第２ＬＥＤ６ｂ，第４ＬＥＤ６ｄ，第６ＬＥＤ６ｆを同時に点灯させ（図２４（Ｂ）参照）（ステップＳ３７）、点灯が開始された後に、ＣＣＤ８による撮像を開始する（図２７参照）（ステップＳ３８）。
ＣＣＤ８による撮像が終了したら、ＣＣＤ８から画像データを読み出して、上記Ａ／Ｄ変換器９によりデジタルデータに変換させ、バス１０を介してメモリ１１内の所定の記憶領域（フレームメモリ）に記憶させる（ステップＳ３９）。
そして、該フレームメモリに記憶された各画像データを、原色毎に分類して、該メモリ１１内の所定の記憶領域（第２，第４，第６メモリ）に記憶させる（ステップＳ４０）。
その後に各ＬＥＤ６ｂ，６ｄ，６ｆを消灯することで（ステップＳ４１）、フレームＮ＋１の画像取り込みが終了する。
なお、図示しないが、発光素子（ＬＥＤ）と撮像素子（ＣＣＤ）による画像取得タイミングは、前述に限らず、撮像素子の画像取得開始後に発光素子を点灯し、発光素子の消灯後に撮像素子による画像取得を終了する、などでも同等である。
また、上記ステップＳ３５やステップＳ４０において第１〜第６メモリに記憶された各原色の画像は、カラーフィルタアレイ１９の原色配列に応じた画素の欠落が生じているために、必要に応じて、撮影装置１または処理装置２において補間処理が行われることになる。
こうしてメモリ１１に記憶された６バンドの被写体分光画像は、処理装置２に送られて、処理プログラムにより色再現や画像処理が行われる。この処理結果は、他の処理プログラムによってディスプレイ２２に表示されるか、または撮影装置１に転送されてＬＣＤモニタ１６に表示される。
次に、図２５、図２８、図２９を参照して、モニタ用画像取得モードの動作について説明する。図２５はモニタ用画像を生成するときのフレーム毎の分光画像の分光特性を示す線図、図２８はモニタ用画像取得における各ＬＥＤの発光と撮像素子の画像取得との動作を示すフローチャート、図２９はモニタ用画像取得における各ＬＥＤの発光と撮像素子の画像取得との動作の様子を示すタイミングチャートである。
なお、本実施形態においても上述した各実施形態と同様に、一般のＲＧＢ画像用を想定して、第１ＬＥＤ６ａおよび第２ＬＥＤ６ｂが青（Ｂ）の範疇に相当し、第３ＬＥＤ６ｃおよび第４ＬＥＤ６ｄが緑（Ｇ）の範疇に相当し、第５ＬＥＤ６ｅおよび第６ＬＥＤ６ｆが赤（Ｒ）の範疇に相当するように、各発光原色の選定を行っている。
電源スイッチがオンされることによりモニタ用画像取得モードが設定されるか、あるいは分光画像取得モードが終了することによりモニタ用画像取得モードに復帰すると、モニタ用画像の撮像を開始するのを待機する（ステップＳ５１）。
ここでは直ちに撮像が開始され、全てのＬＥＤ６ａ〜６ｆを点灯させる（図２５参照）（ステップＳ５２）。全ＬＥＤ６ａ〜６ｆの点灯が開始された後に、ＣＣＤ８による撮像を開始する（図２９参照）（ステップＳ５３）。
ＣＣＤ８による撮像が終了したら、その後に全ＬＥＤ６ａ〜６ｆを消灯し（ステップＳ５４）、ＣＣＤ８から画像データを読み出して、上記Ａ／Ｄ変換器９によりデジタルデータに変換させ、バス１０を介してメモリ１１内の所定の記憶領域（第１，第３，第５メモリ）に記憶させる（ステップＳ５５）。
モニタ用画像取得モードが設定されている間は、上記ステップＳ５１に戻ってこのような動作を繰り返すことにより、動画像を取得するようになっている。
このようにして得られた画像は、モニタ用の画像データに変換されて、モニタＩ／Ｆ１５を介してＬＣＤモニタ１６に表示される。このときには、設定によって、処理装置２のディスプレイ２２にモニタ用画像を表示することもできるようになっている。
なお、図２９に示したタイミングチャートでは、ＣＣＤ８による撮像毎にＬＥＤ６ａ〜６ｆの全点灯と全消灯とを行って消費電力の低減を図っているが、モニタ用画像取得モードが設定されている間は、ＬＥＤ６ａ〜６ｆを連続的に点灯させるようにしても構わない。
また、図示しないが、発光素子（ＬＥＤ）と撮像素子（ＣＣＤ）による画像取得タイミングは、前述に限らず、撮像素子の画像取得開始後に発光素子を点灯し、発光素子の消灯後に撮像素子による画像取得を終了する、などでも同等である。
なお、モニタ画像取得方法として、本実施形態における６バンドの分光画像取得モードを連続させることにより、６バンドの分光画像の第１と第２バンドのメモリ加算、第３と第４バンドのメモリ加算、第５と第６バンドのメモリ加算を同時に行うことによってモニタ画像を生成することも可能である。この場合は、撮影部アルゴリズムを変えることなくメモリ加算を行うだけでモニタ画像を生成することができる。これは、連続した分光画像測定時のモニタ方法として有効である。
次に、図３０から図３６は、この第３の実施形態の変形例を示しており、図３０は８バンドの分光画像を生成するときのＬＥＤの発光スペクトルとカラーフィルタアレイを通したＣＣＤの分光感度特性とを示す線図である。
この変形例は、カラーフィルタアレイ１９を介したＣＣＤ８によるＲＧＢの検出バンド同士の間にまたがるような発光分光特性のＬＥＤを設けることにより、ＬＥＤは６原色（６バンド）の発光を行うだけであるのに、検出としては８バンドの出力を得られるようにしたものである。
すなわち、図３０（Ａ）に示すように、カラーフィルタアレイ１９の透過率分布とＣＣＤ８の受光感度分布とにより得られるトータルの分光感度特性を示す曲線ｆＳＢ，ｆＳＧ，ｆＳＲに対して、各ＬＥＤ６ａ〜６ｆによる発光の分光特性（各々曲線ｆＬ１’〜ｆＬ６’で示す）は、次のようになっている。
まず、青色カラーフィルタに該当する分光バンド域を示す曲線ｆＳＢ内には、曲線ｆＬ１’，ｆＬ２’の２つが包含されていて、曲線ｆＬ３’も一部が包含されている。
緑色カラーフィルタに該当する分光バンド域を示す曲線ｆＳＧ内には、曲線ｆＬ４’が包含されていて、さらに、上記曲線ｆＬ３’の一部と、曲線ｆＬ５’の一部と、が包含されている。
赤色カラーフィルタに該当する分光バンド域を示す曲線ｆＳＲ内には、曲線ｆＬ６’が包含されていて、さらに、上記曲線ｆＬ５’の一部が包含されている。
こうして、第３ＬＥＤ６ｃによる発光の分光特性（曲線ｆＬ３’）は青色カラーフィルタのバンドと緑色カラーフィルタのバンドとにまたがり、第５ＬＥＤ６ｅによる発光の分光特性（曲線ｆＬ５’）は緑色カラーフィルタのバンドと赤色カラーフィルタのバンドとにまたがるように構成されている。
このような構成により、各ＬＥＤ６ａ〜６ｆにより発光された光をカラーフィルタアレイ１９を介してＣＣＤ８により受光したときのトータルの分光感度特性は、図３０（Ｂ）に示すように、曲線ｆＳＬ１’（曲線ｆＬ１’および曲線ｆＳＢによる）、曲線ｆＳＬ２’（曲線ｆＬ２’および曲線ｆＳＢによる）、曲線ｆＳＬ３’（曲線ｆＬ３’および曲線ｆＳＢによる）、曲線ｆＳＬ４’（曲線ｆＬ３’および曲線ｆＳＧによる）、曲線ｆＳＬ５’（曲線ｆＬ４’および曲線ｆＳＧによる）、曲線ｆＳＬ６’（曲線ｆＬ５’および曲線ｆＳＧによる）、曲線ｆＳＬ７’（曲線ｆＬ５’および曲線ｆＳＲによる）、曲線ｆＳＬ８’（曲線ｆＬ６’および曲線ｆＳＲによる）の合計８バンドとなる。
次に、図３１から図３３を参照して、８バンドの分光画像を取得する動作について説明する。図３１は８バンドの分光画像を生成するときのフレーム毎の分光画像の分光特性を示す線図、図３２は８バンド分光画像取得における各ＬＥＤの発光と撮像素子の画像取得との動作を示すフローチャート、図３３は８バンド分光画像取得における各ＬＥＤの発光と撮像素子の画像取得との動作の様子を示すタイミングチャートである。
なお、この変形例においては、８バンドの分光画像を撮像するために、メモリ１１にはこれらに各対応して第１〜第８メモリの記憶領域が設けられている。
撮影ボタン１４ａが押下されて分光画像取得モードに切り替わると、分光画像の撮像を開始する判断を行う（ステップＳ６１）。
分光画像の撮像が開始されると、まず、図３１（Ａ）に示すようなフレームＮの画像の取り込み動作が開始され、第１ＬＥＤ６ａと第４ＬＥＤ６ｄとを同時に点灯させ（ステップＳ６２）、点灯が開始された後に、ＣＣＤ８による撮像を開始する（図３３参照）（ステップＳ６３）。
ＣＣＤ８による撮像が終了したら、その後にＬＥＤ６ａ，６ｄを消灯し（ステップＳ６４）、ＣＣＤ８から画像データを読み出して、上記Ａ／Ｄ変換器９によりデジタルデータに変換させ、バス１０を介してメモリ１１内の所定の記憶領域（第１，第２メモリ）に記憶させる（ステップＳ６５）。これにより、フレームＮの画像取り込み動作（２バンドの被写体分光画像の取得）が終了する。
次に、図３１（Ｂ）に示すようなフレームＮ＋１の画像の取り込み動作が開始され、第２ＬＥＤ６ｂと第５ＬＥＤ６ｅとを同時に点灯させ（ステップＳ６６）、点灯が開始された後に、ＣＣＤ８による撮像を開始する（図３３参照）（ステップＳ６７）。
ＣＣＤ８による撮像が終了したら、その後にＬＥＤ６ｂ，６ｅを消灯し（ステップＳ６８）、ＣＣＤ８から画像データを読み出して、上記メモリ１１内の所定の記憶領域（第３，第４，第５メモリ）に記憶させる（ステップＳ６９）。これにより、フレームＮ＋１の画像取り込み動作（３バンドの被写体分光画像の取得）が終了する。
さらに、図３１（Ｃ）に示すようなフレームＮ＋２の画像の取り込み動作が開始され、第３ＬＥＤ６ｃと第６ＬＥＤ６ｆとを同時に点灯させ（ステップＳ７０）、点灯が開始された後に、ＣＣＤ８による撮像を開始する（図３３参照）（ステップＳ７１）。
ＣＣＤ８による撮像が終了したら、その後にＬＥＤ６ｃ，６ｆを消灯し（ステップＳ７２）、ＣＣＤ８から画像データを読み出して、上記メモリ１１内の所定の記憶領域（第６，第７，第８メモリ）に記憶させる（ステップＳ７３）。これにより、フレームＮ＋２の画像取り込み動作（３バンドの被写体分光画像の取得）が終了する。
分光画像を動画的に連続して取り込む場合には、このようなフレームＮからフレームＮ＋２までの動作を繰り返して行うことになる。
なお、図示しないが、発光素子（ＬＥＤ）と撮像素子（ＣＣＤ）による画像取得タイミングは、前述に限らず、撮像素子の画像取得開始後に発光素子を点灯し、発光素子の消灯後に撮像素子による画像取得を終了する、などでも同等である。
こうしてメモリ１１に記憶された６バンドの被写体分光画像は、処理装置２に送られて、処理プログラムにより色再現や画像処理が行われる。この処理結果は、他の処理プログラムによってディスプレイ２２に表示されるか、または撮影装置１に転送されてＬＣＤモニタ１６に表示される。
続いて、図３４から図３６を参照して、モニタ用画像を取得する動作について説明する。図３４はモニタ用画像を生成するときのフレーム毎の分光画像の分光特性を示す線図、図３５はモニタ用画像取得における各ＬＥＤの発光と撮像素子の画像取得との動作を示すフローチャート、図３６はモニタ用画像取得における各ＬＥＤの発光と撮像素子の画像取得との動作の様子を示すタイミングチャートである。
電源スイッチがオンされることによりモニタ用画像取得モードが設定されるか、あるいは分光画像取得モードが終了することによりモニタ用画像取得モードに復帰すると、モニタ用画像の撮像を開始するのを待機する（ステップＳ８１）。
ここでは直ちに撮像が開始され、全てのＬＥＤ６ａ〜６ｆを点灯させる（図３４参照）（ステップＳ８２）。全ＬＥＤ６ａ〜６ｆの点灯が開始された後に、ＣＣＤ８による撮像を開始する（図３６参照）（ステップＳ８３）。
ＣＣＤ８による撮像が終了したら、その後に全ＬＥＤ６ａ〜６ｆを消灯し（ステップＳ８４）、ＣＣＤ８から画像データを読み出して、上記Ａ／Ｄ変換器９によりデジタルデータに変換させ、バス１０を介してメモリ１１内の所定の記憶領域に記憶させる（ステップＳ８５）。
ここでは、ＣＣＤ８による撮像毎にＬＥＤ６ａ〜６ｆの全点灯と全消灯とを行って消費電力の低減を図っているが、上記図２９において説明したのと同様に、モニタ用画像取得モードが設定されている間は、ＬＥＤ６ａ〜６ｆを連続的に点灯させるようにしても構わない。
なお、図示しないが、発光素子（ＬＥＤ）と撮像素子（ＣＣＤ）による画像取得タイミングは、前述に限らず、撮像素子の画像取得開始後に発光素子を点灯し、発光素子の消灯後に撮像素子による画像取得を終了する、などでも同等である。
その後、モニタ用画像取得モードが解除されるまで、上記ステップＳ８１に戻って、上述したような動作を繰り返して行うことにより、動画像用の画像データを連続的に取得するようになっている。
このようにして得られた画像は、モニタ用の画像データに変換されて、モニタＩ／Ｆ１５を介してＬＣＤモニタ１６に表示される。このときには、設定によって、処理装置２のディスプレイ２２にモニタ用画像を表示することもできるようになっている。
なお、上述では、撮像素子として、３バンドのカラーフィルタアレイとの組み合わせによる単板撮像素子を例に挙げたが、これに限らず、入射光を複数の波長帯域の光に分離する分光ミラーや分光プリズム等の分光部と、この分光部により分光された複数の波長帯域の光を撮像する複数の撮像素子と、を有して構成される３板式の３バンド撮像素子であっても良いし、あるいは２板式の撮像素子であっても構わない。さらに、カラーフィルタとしては、ＲＧＢ３バンドによる原色系フィルタに限るものではなく、補色系フィルタのものであってももちろん構わない。
また、上述では６バンドの発光スペクトルのＬＥＤから８バンドの被写体分光画像データを取得しているが、これに限らず、組み合わせにより任意の被写体分光画像データを取得するようにしても良い。例えば、光源として第３ＬＥＤと第５ＬＥＤのみ、すなわち２バンドの光源のみであっても、図３１にｆＳＬ３’，ｆＳＬ４’，ｆＳＬ６’，ｆＳＬ７’で示すように、４バンドの被写体分光画像を得ることができる。この他、様々な組み合わせが可能である。
このような第３の実施形態によれば、上述した第１，第２の実施形態とほぼ同様の効果を奏するとともに、カラー撮像素子を用いることにより、被写体分光画像を取得するのに必要な撮像回数を減少させることができ、高度な色再現の動画像などもより容易に実現可能となる。
さらに、ＬＥＤの発光スペクトルが、カラー撮像素子による受光の分光感度分布にまたがるように構成することにより、６バンドの発光スペクトルのＬＥＤを用いながら、８バンドの被写体分光画像データを取得することが可能となる。
図３７から図４２は本発明の第４の実施形態を示したものであり、図３７は画像処理システムの構成を示すブロック図である。この第４の実施形態において、上述の第１から第３の実施形態と同様である部分については同一の符号を付して説明を省略し、主として異なる点についてのみ説明する。
この第４の実施形態は、上述した第３の実施形態を基本構成として、さらに、スペクトル検出センサを付加した構成としたものである。
すなわち、図３７に示すように、画像処理システムの撮影装置１は、光のスぺクトル分布を検出するスペクトル検出センサ４１と、このスペクトル検出センサ４１へ検出光を導入するプローブ４２と、上記スペクトル検出センサ４１からの出力をデジタル信号に変換するとともに処理して出力するセンサＩ／Ｆ４３と、被写体特性を記憶する被写体特性メモリ４４と、カメラ特性を記憶するカメラ特性メモリ４５と、を図２１に示した第３の実施形態の構成に加えてさらに有して構成されている。
上記スペクトル検出センサ４１は、第１ＬＥＤ６ａ〜第６ＬＥＤ６ｆを用いてＣＣＤ８により６バンド分光画像を取得する構成とは異なり、光を画像として取り込むのではなくスペクトルのみを検出するものである。
このスペクトル検出センサ４１は、光検出範囲が可視光域全域（３８０ｎｍ〜８００ｎｍ）をカバーするものとなっていて、グレーティング方式により検出を行い、分解能は５ｎｍである。従って、詳細なスペクトルデータを取得することが可能となっている。なお、ここではグレーティング方式のスペクトル検出センサを例に挙げているが、それ以外の方式のものであっても構わない。
上記プローブ４２は、例えばフレキシブルな光ファイバ（または光ファイババンドル）を使用しているが、これに限らず、検出光を導光することができるようなものであれば、広く使用することが可能である。
このような構成を用いて、被写体からの光を検出すると該被写体の光スペクトルを検出することができる一方で、被写体の代わりに標準白色板を置くことにより、照明光のスペクトル特性を測定することも可能となる。
より詳しくは、上記当て付け部４等を用いて外部の照明光を遮断し、第１ＬＥＤ６ａ〜第６ＬＥＤ６ｆを順次発光させて検出することにより、各ＬＥＤ６ａ〜６ｆのスペクトル特性を測定することができる。これにより、これらの発光素子自体の劣化や、温度等の環境変化によるスペクトル特性の変化を検出することができる。ひいては、特性の変化を反映した照明スペクトルのプロファイルを得ることができるために、より正確な高色再現を実現することが可能となる。
さらに、外部の照明光を検出して、環境照明光のスペクトル特性を測定することも可能である。
次に、図３８は、スペクトル検出センサを複数配設した画像処理システムを使用するときの様子の一例を示す図である。
この図３８には、スペクトル検出センサのより具体的な配設例を示していて、ここでは２つのスペクトル検出センサ、すなわち、第１のスペクトル検出センサ４７と第２のスペクトル検出センサ４６とが用いられている。
第１のスペクトル検出センサ４７は、被写体部分の分光スペクトルを検出するために配設されたものであり、プローブとなる光ファイバ４９の先端が、第１ＬＥＤ６ａ〜第６ＬＥＤ６ｆの近傍の、筐体５の投射口５ａを介して被写体光を入射することができる位置に配設されている。
この第１のスペクトル検出センサ４７は、上述したように、被写体の代わりに標準白色板を配することにより、第１ＬＥＤ６ａ〜第６ＬＥＤ６ｆの照明スペクトルを検出するのに用いることができるとともに、後述するように先端にレンズ等を配設することにより、被写体のスポット（特定部分）の分光反射スペクトルを直接的に取得することも可能となっている。
これにより、第１のスペクトル検出センサ４７を用いて、自動車の塗装色、建物の塗装色、食料品の分光特性、衣料品の染色などのスペクトルデータを直接取得すれば、それぞれの検査や確認のためのデータとして利用することが可能となる。
また、第２のスペクトル検出センサ４６は、被写体がおかれた環境の照明光スペクトルを検出することができるように設けられたものであり、プローブとなる光ファイバ４８の先端が、筐体５の外面に露呈するとともに、その先端を覆うように白色で半透過性を有する積分球４８ｃが取り付けられている。この第２のスペクトル検出センサ４６を用いることにより、撮影装置１から離間した位置にある被写体を、太陽光や室内光のみで撮影するときの照明スペクトルを取得することが可能となる。これにより、被写体像の撮影と同時に、そのときの環境照明光に係る照明スペクトルのプロファイルを作成することが可能であるために、環境照明光が変化したとしてもそれに対応して、リアルタイムな高色再現を自動的に行うことができる。
さらに、撮影装置１の周辺環境光のスペクトルを検出して、撮影装置１自体に内蔵するＬＥＤのスペクトルと比較することにより、周辺環境光とＬＥＤ光との何れを用いて撮像を行うかを適応的に切り替えることも可能となる。例えば、ＲＧＢの動画像を撮像するときには周辺環境光を用いることが可能であるために、この場合には内蔵するＬＥＤを発光させないことにより、消費電力の低減を図ることなども可能となる。
図３９は、スペクトル検出センサ４１の構成例を示す断面図である。
上記プローブ４２は、入射端４２ａから光を入射して、出射端４２ｂから出射するものである。
スペクトル検出センサ４１は、箱体４１ａと、この箱体４１ａの一端部に開口して設けられていて上記プローブ４２の出射端４２ｂから出射される光をスリット光として入射するための入射光スリット４１ｂと、上記箱体４１ａの内部に配設されていて上記入射光スリット４１ｂから入射したスリット光を波長に応じて分光し異なる方向に反射して集光させるグレーティング４１ｃと、上記箱体４１ａに取り付けられていて上記グレーティング４１ｃにより波長に応じて異なる位置に集光される光を受光してその強度に応じた信号を出力するフォトダイオードアレイ４１ｄと、を有して構成されている。
これにより、フォトダイオードアレイ４１ｄは、受光位置に応じて異なる波長の光を光電変換し、強度に応じた信号を出力することになる。
上記センサＩ／Ｆ４３は、このフォトダイオードアレイ４１ｄ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ためのＡ／Ｄ変換器４３ａを有して構成されていて、変換後のデジタル信号を上記バス１０を介してＣＰＵ１８等へ出力するようになっている。ＣＰＵ１８は、このデジタル信号を各波長の強度を示すスペクトル情報として受けて、解析等を行うようになっている。
図４０は、スペクトル検出センサ４７に接続される光ファイバ４９の入射端４９ａの様子を示す断面図である。なお、この図４０においては、撮像光学系７等の図示を省略している。
光ファイバ４９の入射端４９ａには、ある角度範囲からの光が入射するようになっている。図示の例では、筐体５の投射口５ａを介して入射する、撮影対象である被写体表面からの反射光が、上記入射端４９ａに到達するように設置されている。
この図４０に示す構成は、上述したような、被写体として標準白色板を用い、ＬＥＤ照明のスペクトルを検出して経年変化による色の変化情報を取得するなどに用いることができるものである。
また、図４１は、スペクトル検出センサ４７に接続される光ファイバ４９の入射端４９ａの近傍にセンサ用光学系４９ｃを配設した構成例を示す断面図である。なお、この図４１においても、撮像光学系７等の図示を省略している。
この図４１に示すように、スペクトル検出センサ４７に接続される光ファイバ４９の入射端４９ａにレンズ等でなるセンサ用光学系４９ｃを設けることにより、入射端４９ａへ入射する光束を被写体のある範囲からの光に制限することができる。これにより、上述したように、被写体の特定位置のスペクトルを高い波長分解能で測定することが可能となる。
図４２は、環境光取得用に設けられたスペクトル検出センサ４６に接続される光ファイバ４８の入射端４８ａの様子を示す断面図である。なお、この図４２においても、撮像光学系７等の図示を省略している。
上述したように、入力用の光ファイバ４８の入射端４８ａは、筐体５の外面に露呈しており、この入射端４８ａを取り囲むように、白色で半透過性を有する積分球４８ｃが取り付けられている。
このような構成において、環境照明光がこの積分球４８ｃに照射されると、拡散して透過され、光ファイバ４８の入射端４８ａから入射する。この入射光は、該光ファイバ４８により伝達されて、スペクトル検出センサ４６によりスペクトルの測定が行われる。
このような第４の実施形態によれば、上述した第１から第３の実施形態とほぼ同様の効果を奏するとともに、スペクトル検出センサを設けることにより、被写体光のスペクトル分布を得ることができるとともに、ＬＥＤのスペクトル分布を取得して、よりリアルタイムで正確な色再現を行うことも可能となる。
また、センサ用光学系を用いることにより、被写体の特定部分のスペクトル分布を取得することも可能となる。このセンサ用光学系は、上述したように、例えば５ｎｍの分解能をもつものとなっているために、被写体の特定部位について、より詳細なスペクトルデータを取得することが可能となり、より精密な診断や判定を行うことができる。
さらに、環境照明光のスペクトルを検出することもできるために、環境照明光に係る照明スペクトルのプロファイルをリアルタイムに取得することも可能となる。
次に、本発明の第５の実施形態の画像処理システムについて説明する。
図４３は、本発明の第５の実施形態の画像処理システムである歯科用画像処理システムのシステム構成図である。図４４は上記歯科用画像処理システムに適用される撮影装置のブロック構成図である。
本第５の実施形態の歯科用画像処理システム５０は、義歯，差し歯等の製作に際して患者５９の歯の分光画像情報を取得し、高精度の色再現を行い、その分光画像情報をネットワーク３により歯科技工所５５と情報交換を行うことにより、審美としてのホワイトニング処理を可能とするシステムである。
本実施形態の歯科用画像処理システム５０は、図４３に示すように患者の歯の分光画像およびモニタ画像の画像データを取得するための画像撮影部である撮影装置（ハンドヘルドマルチスペクトルスコープ，ＨＭＳＣ）１Ａと、画像メモリを有し、上記撮影装置１Ａで得られた画像データを演算，管理するための画像処理部である処理装置２Ａと、カメラ撮影操作のためのタッチパネル式入力操作装置５３と、色再現状態を表示するためのキャリブレーションモニタ５４と、上記処理装置２Ａと歯科技工所（通信装置）５５とを結ぶネットワーク３と、歯科技工所５５に備えられる陶材配合比計算データベース５６とを有してなる。
上記撮影装置１Ａにおいては、それぞれ異なる分光分布特性を有する複数個のＬＥＤからなるＬＥＤ群６Ｘを光源として、その光源により照明される被写体像（この場合、患者５９の歯の像）が撮影光学系７を介して取り込まれ、撮像素子であるＣＣＤ８によって撮像信号に変換され、メモリ１１に画像データとして記憶される。その画像データは、外部Ｉ／Ｆ１７を介して処理装置２Ａの画像メモリに転送される。この撮影装置１Ａの構成は、前記第１乃至第４の実施形態の画像処理システムに適用された撮影装置１（図１，図１７，図２１，図３７）と略同様の構成を有しており、図４４ではそれらの同一構成要素に同一の符号を付して示されている。
上記処理装置２Ａは、図４４に示すように画像処理部であって、前記第１の実施形態等の画像処理システムの画像処理部２に適用したものと同様の演算装置２１およびディスプレイ装置２２とに加えてさらに、歯科用ファイリングシステム２３とを有してなる。
上記演算装置２１は、撮影装置１Ａにより取り込まれた分光画像データ等に基づいて被写体の色再現演算処理や画像判定演算処理（定量的判定）を行う。上記画像判定演算処理で例えば、患者の歯の白さの等級判定や色あい判別、皮膚表面の皮溝や皮丘の相関、エントロピー解析等が行われる。なお、この演算装置２１は、前記第１の実施形態の画像処理システムに適用された処理装置２Ａの演算装置２１と同様の構成，機能を有している。
上記歯科用ファイリングシステム２３は、患者の歯の漂白前後の数値管理や漂白頻度や義歯陶材配合計算結果のデータファイリングを行うシステムであって、画像ファイリングソフトウェアを内蔵している。なお、上記ファイリングシステム２３の所定のメモリ部には、上記撮影装置１で操作スイッチ１４の操作により撮影された画像データが上記画像ファイリングソフトウェアの所定箇所に記録され、取り込まれる。
次に、上述した構成を有する本実施形態の歯科用画像処理システム５０による処理動作について説明する。
歯科医院において上記歯科用画像処理システム５０を適用して患者５９の歯の色に合った義歯を製作する際、まず、患者５９の歯の白さや色合いが測定される。患者５９は、固定台５８に顎部を載せて頭部を固定状態とする。上記固定台５８には、撮影装置５１が取り付けられている。ディスポーザブルの遮光性を備えた当て付け部４を患者５９の口に当て付けて口内の義歯を入れようとしている歯部周辺を撮影装置１により撮影可能な状態とする。なお、上述のように撮影装置５１を固定することにより撮影時の被写体位置のずれが防止できる。
タッチパネル式入力操作装置５３を操作することにより撮影装置１のＬＥＤ群６Ｘの発光モードを選択指定する。この発光モードは、例えば、ＬＥＤ群６Ｘを単一の原色のＬＥＤ毎に順次点灯させるモードや、ＬＥＤを選択して点灯させるモードや、全ＬＥＤを同時に点灯させるモード等がある。その発光モードにより分光画像取得モード，モニタ画像取得モードの指定、あるいは、分光画像取得モードにおける分光バンド数の指定がなされる。
その後、入力操作装置５３を操作してＬＥＤ群６Ｘの点灯を開始させる。この操作は、撮影装置１の操作スイッチ１４で行うこともできる。
上記分光画像取得モードが選択されている場合、ＬＥＤ群６Ｘの点灯により患者５９の歯の被写体像信号がＣＣＤ８を介して取り込まれ、分光画像データとしてメモリ１１に記憶される。上記分光画像データは、処理装置２に転送され、色再現演算部３３（図１２）においてＸＹＺ推定演算が行われる。その演算結果による患者５９の歯の高精度の色再現画像がディスプレイ２２、または、キャリブレーションモニタ５４に表示される。
また、モニタ用画像取得モードが選択されている場合には、通常の表示画像がディスプレイ２２に表示される。なお、上記分光画像取得モードとこのモニタ用画像取得モードとは、入力操作装置５３により切り換え可能である。
さらに、上記分光画像データに基づいて処理装置２Ａの画像判別演算部３４（図１３）において判別演算が行われ、患者５９の歯の色の濃淡に関する等級データが求められる。この等級データは、歯の色の濃淡を比較するためのシェードガイド上の等級であり、その値は、キャリブレーションモニタ５４に表示される。また、処理装置２Ａでは、上記等級データに基づいて義歯の陶材配合計算が行われ、義歯陶材配合データが求められる。
患者５９の歯に関する上記色再現画像データおよび歯の色の濃淡に関する等級データである検査データと、義歯陶材配合データとは、ネットワーク３を介して歯科技工所５５のコンピュータ部に転送される。
上記歯科技工所５５では、上記検査データと義歯陶材配合データに基づいて陶材配合比計算データベース５６より具体的な陶材配合比が検索される。その陶材配合比に基づいて義歯が製作される。製作された義歯は、上記歯科医院に配送され、患者５９に手渡されることになる。
上記治療過程において、患者５９に対して入力操作装置５３を介してキャリブレーションモニタ５４に歯の色に関するデータや色再現画像を表示して、患者５９に治療の過程を示し、了解をとることができる。
なお、この歯科用画像処理システム５０は、患者５９の義歯を製作する以外にも歯の漂白治療にも適用できる。すなわち、漂白処理前後の状態の患者５９の歯を上記撮影装置１Ａにより撮影し、上述した画像演算処理を行うことによって、漂白結果を示す上記色再現画像データおよび歯の色の濃淡に関する等級データが求められる。この漂自治療前後の数値データは、キャリブレーションモニタ５４に表示され、患者５９に対するインフォームドコンセントによる治療が可能になる。さらに、経時変化や漂白頻度による治療過程における色再現画像データや上記等級データの変化のビジュアルで確認することが可能である。また、上記治療過程でのデータを蓄積していくことも可能である。
本第５の実施形態の歯科用画像処理システム５０を適用した場合、上記処理装置２Ａで求められた上記高精度色再現画像や上記等級データは、通常の室内光の影響を受けることのない再現性のよい画像データ、または、等級データが得られるので、従来のシェードガイドによる比較データを適用した場合のように個人差がなく、環境光の影響を受けることなく、さらに、使用するカメラやフィルムにより左右されることもない。また、治療の過程をキャリブレーションモニタ５４で観察することができるので、患者５９に対するインフォームドコンセントによる治療が可能になる。
また、入力操作装置５３としてタッチパネル式のものを適用し、さらに、撮影装置１Ａの撮影部先端に装着する当て付け部４をディスポーザブルとすることによって、院内感染等を未然に回避することができる。
上述した歯科用画像処理システム５０は、歯科用以外にも適用可能である。例えば、皮膚科システムに適用した場合、治療中の皮膚の状態を撮影し、より正確な色再現画像データを得ることができ、照明によるばらつきのない皮膚の状態の変化を記録していくことができる。また、肌診断システムに適用することも可能であり、通常の標準照明下における肌の色の正確な再現を可能とし、さらには特殊な照明下で肌の状態も再現可能である。
次に、本発明の第６の実施形態である画像処理システムについて、図４５〜図４８を用いて説明する。
なお、図４５は、本実施形態の画像処理システムの構成を示す図である。図４６は、上記画像処理システムのブロック構成図である。図４７，図４８は、上記画像処理システムの撮影装置における撮影処理のフローチャートであり、上記図４７は、撮影待機処理ルーチンのフローチャートを示し、上記図４８は、撮影ルーチンのフローチャートを示す。
本実施形態の画像処理システムは、図４５，図４６に示すように画像撮影部であって、ＬＥＤ照明光、または、ストロボ照明光による撮影が可能な撮影装置１Ｂと、画像メモリを有し、上記撮影装置１Ｂで撮影された分光画像信号から高精度色再現画像データを求めるための画像処理部である処理装置２Ｂとを有してなる。
上記撮影装置１Ｂは、前記第４実施形態の画像処理システムに適用したカラーＣＣＤ，照明光センサが組み込まれた前記撮影装置１（図３８）と同様の構成，機能を有しており、さらに、外部ストロボ装置であるストロボ発光装置６５が着脱可能である。なお、図４６には、撮影装置１Ｂの各構成要素で上記撮影装置１と同一のものは、同一符号で示される。
上記処理装置２Ｂは、前記第４実施形態の画像処理システムに適用した処理装置２と同様の構成，機能を有している。
上記撮影装置１Ｂでは、接近した被写体に対しては、内蔵のＬＥＤ照明により撮影が可能であるが、被写体までの距離が数ｃｍ〜数ｍ程度の場合、上記内蔵ＬＥＤ照明光が届かなくなるので、そのときは、ストロボ発光装置６５を装着し、ストロボ発光管を発光させることによって撮影を行うことができる。
撮影装置１Ｂの装置本体を構成する筐体５の前方部に上記ストロボ発光装置６５は装着可能となっているが、上記ストロボ発光装置６５が装着されない状態では、積分球４８ｃが外部に露出しているので撮影装置１Ｂに内蔵されるスペクトル検出センサ４６によって、環境光のスペクトル検出が行われる。また、上記ストロボ発光装置６５が装着された状態では、ストロボ光の一部が積分球４８ｃに導光されるのでスペクトル検出センサ４６によってストロボ光のスペクトル検出が行われる。
上記ストロボ発光装置６５は、図４６に示すように撮影装置１Ｂの筐体５の前面部に着脱可能な装着部６５ａと、反射傘６３と、リング状ストロボ発光管６２と、発光チャージ用コンデンサを有するストロボ発光回路（図示せず）と、撮影装置１Ｂ側とストロボ発光回路との電気的接続（電源・制御信号）用接続ケーブル６４とを有してなる。
なお、ストロボ発光装置６５を装着後、撮影装置１Ｂとストロボ発光装置６５との間の電気接続は、上記接続ケーブル６４によりコネクタを介して行われるが、それ以外にもストロボ装置の装着部に接続用電極部を配置して、ストロボ発光装置６５を筐体５に装着したとき、その電極部が自動的に接続状態となる構造を採用してもよい。
上記接続ケーブル６４による電気的接続状態、あるいは、ストロボ発光装置６５を筐体５に装着したことによる電気的接続状態は、カメラ制御Ｉ／Ｆ１２を介して撮影装置１Ｂ側ＣＰＵ１８で認識され、ストロボの識別コードが検知される。そのストロボの識別コードによって現在記憶されている撮影装置のシステム構成が更新される。
上記反射傘の後方の一部が開口しており、ストロボ光を後方に導く導光路６６を形成している。ストロボが発光した場合、ストロボ光の一部は、上記導光路６６を通過してスペクトル検出センサ４６の光ファイバー４８の先端に設けられる検出部である積分球４８ｃに入射し、スペクトル検出センサ４６によりストロボ光のスペクトル成分が検出される。
次に、上述した構成を有する本第６の実施形態の画像処理システムの撮影装置ＩＢによる撮影処理動作について、図４７，図４８のフローチャートに沿って説明する。
撮影装置１Ｂによって被写体の分光画像データを取得する場合、まず、撮影装置１Ｂの電源スイッチを投入する。その電源スイッチ投入により、図４７の撮影準備処理ルーチンがＣＰＵ１８の制御のもとでスタートする。
ステップＳ１０１においてシステム構成データをＣＰＵ１８が取り込み、ステップＳ１０２においてパラメータ設定（初期化）がなされる。ステップＳ１０３においてストロボ発光装置６５が撮影装置１Ｂに装着されているかどうかがチェックされる。ストロボ未装着の場合、そのまま、ステップＳ１０６にジャンプするが、ストロボ装着の場合、ステップＳ１０４に進む。
ステップＳ１０４においてストロボ発光回路へ電源供給がなされ、発光チャージ用コンデンサの充電が開始される。ステップＳ１０５において充電完了が確認されると、ステップＳ１０６に進み、ＬＣＤモニタ１６に撮影準備完了の表示を行い、ステップＳ１０７においてＬＣＤモニタ１６をライブ画面表示状態として待機する。
続いて、撮影装置１Ｂの撮影ボタン１４ａが撮影者により押圧操作され、撮影開始指示信号が入力されると、図４８の撮影処理ルーチンがＣＰＵ１８の制御のもとでスタートする。
ステップＳ１１１においてストロボ装着の有無をチェックし、ストロボ非装着の場合は、ステップＳ１１６にジャンプし、ストロボ装着の場合は、ステップＳ１１２に進む。
ステップＳ１１２でＣＤＤ８の露光が開始される。さらに、ステップＳ１１３においてストロボ発光装置６５のストロボ発光が開始される。そして、ステップＳ１１４においてストロボ発光光の一部が導光部６６を通して積分球４８ｃからスペクトル検出センサ４６に取り込まれ、ストロボ発光光の分光スペクトルデータが取得される。所要の露光時間経過後、ステップＳ１１５において露光を終了し、本撮影処理が終了する。
一方、ステップＳ１１６にジャンプした場合、ストロボ発光装置６５が未装着状態であるのでスペクトル検出センサ４６により環境光の分光スペクトルデータが取得される。ステップＳ１１７においてＬＥＤ群６Ｘが所望の前述した発光モードで点灯され、ＣＣＤ８の露光が開始される。ステップＳ１１８で露光が終了すると、本撮影処理は終了する。
なお、撮影装置１Ｂには、図４６には示されていないが前記図３８に示すようなスペクトル検出センサ４７が内蔵されており、そのスペクトル検出センサ４７によってＬＥＤ群６Ｘの照明光の分光スペクトルデータも同時に取得される。
上記撮影処理終了後、撮影装置１Ｂのメモリ１１に取り込まれた撮影画像データおよび照明光分光スペクトルデータは、外部Ｉ／Ｆ１７を介して処理装置２Ｂに転送され、そこで、上記撮影画像データに対して上記照明光分光スペクトルデータ、さらに、カメラ特性データや被写体特性データを加味して分光画像データが演算により求められる。
上述した本第６の実施形態の画像処理システムによれば、被写体距離が比較的に遠距離であり、ＬＥＤ群６Ｘの発光光では輝度が不足する場合であってもストロボ発光装置６５を撮影装置１Ｂに装着することによって被写体を撮影することができる。しかも、ストロボ発光毎に取得されるストロボ光の分光スペクトルデータに基づいて分光画像データが演算されるので、ストロボ発光装置６５自体の発光スペースのばらつきや発光回毎のスペクトルのばらつきが補正された分光画像データに基づいた高精度の色再現が可能になる。
次に、本発明の第７の実施形態の画像処理システムについて、図４９〜図５２を用いて説明する。
図４９は、本実施形態の画像処理システムのブロック構成図である。図５０（Ａ），図５０（Ｂ）は、正反射する被写体を各色のＬＥＤ光で照明したときの状態を示す図であり、図５０（Ａ）は、上記結像時の正反射する被写体と各色のＬＥＤとＣＣＤの配置を示し、図５０（Ｂ）は、ＣＣＤに結像する正反射部分のある画像を示す図である。図５１は、ＣＣＤの結像面上の各色のＬＥＤの照明による正反射部分が存在する被写体像と、上記画像処理システムの撮影装置で上記被写体像から正反射部分を削除処理した被写体像を示す図である。図５２は、上記撮影装置における正反射部分削除処理のフローチャートである。
本実施形態の画像処理システムは、図４９に示すように正反射の影響のない分光画像を撮影可能である画像撮影部としての撮影装置１Ｃと、画像メモリを有し、上記撮影装置１Ｃで撮影された被写体分光画像信号から高精度色再現画像データを求めるための画像処理部である処理装置２Ｃとを有してなる。
上記処理装置２Ｃは、前記第１の実施形態等の画像処理システムに適用された処理装置２と同様の構成，機能を有しており、パーソナルコンピュータを用いてもよい。
上記撮影装置１Ｃは、図４９に示すように前記第１乃至第４の実施形態の画像処理システムに適用された撮影装置１（図１，図１７，図２１，図３７）と略同様の構成を有しているが、特に本撮影装置１Ｃにおいては、後述するように取得した正反射画像データの処理動作が行われる。なお、撮影装置１Ｃの各構成要素で上記撮影装置１と同一ものには、同一の符号を付して説明する。
上記撮影装置１Ｃでは、被写体７１が正反射するような光沢のある曲面を持つ被写体であった場合でもその画像データからＬＥＤ群６Ｘの各ＬＥＤからの照明光による正反射した高輝度部分を削除し、正反射部分のない画像データが合成処理により求められる。以下、その画像処理について説明する。
例えば、上述した正反射する被写体７１に対して、一例としてそれぞれ異なるリング状の位置に配置されるＬＥＤ６ａ１，６ａ２，６ａ３，６ａ４の照明光を照射した場合、上記各ＬＥＤから同じ波長の光が発光される。それぞれ被写体７１で正反射すると、ＣＣＤ８の結像面上の異なった位置に色づいた高輝度点が結像される。すなわち、図５０（Ｂ）の画像Ｚ上、異なった位置にＬＥＤ６ａ１，６ａ２，６ａ３，６ａ４に対応する高輝度ポイントＰａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄが生じることになる。
撮影装置１Ｃにおいては、上記正反射による高輝度ポイントＰａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄが正反射部削除処理により除去される。その削除処理について、図５１により説明すると、まず、ＬＥＤ６ａ１の発光光による被写体７１の正反射像は、ＣＣＤ結像面Ｚ１上で高輝度点Ｐａで示される。同様にＬＥＤ６ａ２，６ａ３，６ａ４の各発光光による被写体７１の正反射像は、ＣＣＤ結像面Ｚ２，Ｚ３，Ｚ４上でそれぞれ高輝度点Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄで示される。上記高輝度点Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄの画素データを除いた残りの画像データを加算、または、平均化することによって正反射の高輝度部分のない補正された被写体７１の分光画像データ（ＣＣＤ結像面上Ｚ０）が得られる。
上記正反射部削除処理について、図５２のフローチャートを用いて説明する。まず、ステップＳ１３１でＬＥＤ６ａ１を点灯させ、ステップＳ１３２でそのときの画像データを取得する。その後、ステップＳ１３３〜Ｓ１３８において順次ＬＥＤ６ａ２，ＬＥＤ６ａ３，ＬＥＤ６ａ４を点灯させて、各ＬＥＤ発光時の各画像データを取得する。ステップＳ１３９において上記各取得画像データから高輝度部分を除いた画像データを生成することによって正反射が除去された分光画像データを得る。なお、上述した例は、ＬＥＤ光源が４つの場合を示しているが他の光源数の場合も同様に処理することができる。
本第７の実施形態の画像処理システムにおける撮影装置１Ｃによれば、被写体７１が正反射するような被写体であったとしても取得した画像データに上述した正反射削除処理を施すことによって、正反射部分のない分光画像データを得ることができる。
次に、本発明の第８の実施形態である画像処理システムについて、図５３，図５４を用いて説明する。
なお、図５３は、本実施形態の画像処理システムのブロック構成図であり、図５４は、正反射被写体における光の反射状態を示す図である。
本実施形態の画像処理システムは、図５３に示すように正反射する被写体の分光画像を撮影可能な画像撮影部としての撮影装置１Ｄと、上記撮影装置１Ｄで撮影された被写体の分光画像信号から高精度色再現画像データを求めるための画像処理部である処理装置２Ｄとを有してなる。
上記処理装置２Ｄは、前記第１の実施形態等の画像処理システムに適用された処理装置２と同様の構成，機能を有しており、パーソナルコンピュータを用いてもよい。
上記撮影装置１Ｄは、図５３に示すように前記第１乃至第４の実施形態の画像処理システムに適用された撮影装置１（図１，図１７，図２１，図３７）と略同様の構成を有しており、さらに、正反射光をカットするために照明光源であるＬＥＤ群６Ｘの前面に回転可能な反射光除去手段である第１の偏光板７５が配置され、ＣＣＤ８の前面に反射光除去手段である第２の偏光板７６が配置されている。
なお、上記撮影装置１Ｄの各構成要素で上記撮影装置１と同一ものには、同一の符号を付して説明する。
分光画像データを取得する場合、被写体表面の分光反射率に基づく拡散反射光を検出して分光画像データが求められる。しかし、被写体７１の表面が鏡面に近い表面であった場合、図５４に示すようにＬＥＤ６ａからの被写体７１に向けて発光された照明光は、被写体表面の、例えば、点Ｑａ，Ｑｂにおいて拡散反射光Ｒ１，Ｒ３（図５４中、短い矢印で示す）として反射するが、一部が正反射光Ｒ２，Ｒ４（図５４中、長い矢印で示す）として反射する。この正反射光Ｒ２，Ｒ４は、照明光の入射角と対称方向に反射し、照明光のスペクトルと略同じスペクトルを有している。そして、この正反射光Ｒ２，Ｒ４成分は、上記拡散反射光Ｒ１，Ｒ３成分よりも大きく、物体の分光反射率測定の妨げになる。上記正反射光Ｒ４は、その反射方向がＣＣＤ８側に向いていないので影響はないが、他方の正反射光Ｒ２は、撮影光学系７を透過してＣＣＤ８に取り込まれ、撮影画像中、点Ｑａの部分が高輝度点として撮影されてしまう。したがって、被写体７１の表面の状態により生じる正反射光成分を取り除かなければ、適正な分光画像データを取得することができない。
そこで、本実施形態の撮影装置１Ｄにおいては、上述したようにＬＥＤ群６Ｘの前面に第１の偏光板７５を配置し、ＣＣＤ８の前面に第２の偏光板７６を配置することによって、上記正反射光成分をカットし、ＣＣＤ８に入射しないようにしている。すなわち、上記第１の偏光板７５によってＬＥＤ群６Ｘからの照明光を偏光させる。被写体７１の表面で拡散反射した光は、その偏光方向が様々になるが、正反射した光は、一方向の偏光状態を維持したまま撮影光学系７に入射する。上記第１の偏光板７５は、第２の偏光板７６に対して回転調整して配置されており、上記偏光した正反射光は、第２の偏光板７６で除去される。そして、拡散反射光のみがＣＣＤ８側に入射し、正反射による高輝度部分のない被写体像が撮影される。
上述のように本第８の実施形態の画像処理システムの撮影装置１Ｄを適用した場合、被写体７１が光沢のある表面を有していたとしても撮影画像に正反射光による高輝度部が生じることがなく、適正な分光画像データを取得して、高精度の色再現が可能となる。
なお、上記撮影装置１Ｄにおいては、第２の偏光板７６を撮影光学系７とＣＣＤ８との間に配置したが、撮影光学７の前面の被写体７１側に配置する構成を採用しても同様の効果が得られる。
次に、本発明の第９の実施形態である画像処理システムについて、図５５，図５６を用いて説明する。
なお、図５５は、本実施形態の画像処理システムのブロック構成図であり、図５６は、上記画像処理システムの撮影装置におけるＣＣＤの前面に配置される第２偏光板の正面図である。
本実施形態の画像処理システムは、図５５に示すように正反射する被写体の可視光および近赤外光による分光画像が撮影可能である画像撮影部としての撮影装置１Ｅと、上記撮影装置１Ｅで撮影された被写体の分光画像信号から高精度色再現画像データを求めるための画像処理部である処理装置２Ｅとを有してなる。
上記処理装置２Ｅは、前記第１の実施形態等の画像処理システムに適用された処理装置２と同様の構成，機能を有しており、パーソナルコンピュータを用いてもよい。
上記撮影装置１Ｅは、図５５に示すように前記第１乃至第４の実施形態の画像処理システムに適用された撮影装置１（図１，図１７，図２１，図３７）と略同様の構成を有し、さらに、上記撮影装置１Ｅには、照明光源として可視光光源であるＬＥＤ群６Ｘの他に近赤外光光源であるＬＥＤ６ｇが撮影光学系７の周囲に配置されている。また、正反射光をカットするために上記ＬＥＤ群６Ｘの前面部に反射光除去手段である第１の偏光板８１と、上記ＬＥＤ６ｇの前面部に第１の偏光板８２が配置されている。また、ＣＣＤ８の前面部には、反射光除去手段である第２の偏光板８３と８４が装着された回転可能な偏光板ダイヤル８５（図５６）が配置されている。
なお、上記撮影装置１Ｅの構成要素で上記撮影装置１と同一ものには同一符号を付して、以下、異なる処理部分について説明する。
この撮影装置１Ｅにおいては、ＬＥＤ群６Ｘを点灯させることにより可視光による分光画像データを取得することができ、さらに、ＬＥＤ６ｇを点灯させることにより近赤外光による分光画像データを取得することができる。
そのとき、被写体が光沢のある被写体７１であった場合、正反射光が取り込まれて画像データに高輝度部が生じるが、この撮影装置１Ｅでは、可視光による被写体画像に限らず近赤外光による被写体画像に対しても上記正反射光を除去することが可能であり、いずれの場合にも高輝度部のない適正な分光画像データを取り込むことができる。
撮影装置１Ｅにおいては、上記偏光板ダイヤル８５には、可視光用の第２の偏光板８３と近赤外光用の第２の偏光板８４とが装着されている。
撮影装置１Ｅにより可視光による撮影を行う場合は、偏光板ダイヤル８５を例えば矢印Ｄ１方向に手動で回転させて、可視光用第２の偏光板８３をＣＣＤ８に対向するように切り換える。上記切り換え後、撮影装置筐体外に突出している近赤外用第２の偏光板８４を回転操作することにより中央の回転ローラ８６を介して上記可視光用第２の偏光板８３を回転させて、上記可視光用第１の偏光板８１に対する調整を行う。
そこで、可視光ＬＥＤ群６Ｘを所定の発光モードにしたがって点灯させると、第１の偏光板８１を透過した光が被写体７１で反射され、撮影光学系７に入射する。反射光のうち拡散光成分は、第２の偏光板８３を透過するが、正反射光成分は、第２の偏光板８３で除去される。したがって、正反射による高輝度部のない可視光による被写体像がＣＣＤ８によって撮像信号に変換され、分光画像データとして取り込まれる。
一方、近赤外光による撮影を行う場合は、偏光板ダイヤル８５を手動で回転させて近赤外光用第２の偏光板８４をＣＣＤ８に対向させる。そして、撮影装置筐体外に突出している可視光用第２の偏光板８３を回転操作することにより中央の回転ローラ８６を介して上記近赤外光用第２の偏光板８４を回転させ、上記近赤外光用第１の偏光板８２に対する調整を行う。
そこで、近赤外光ＬＥＤ６ｇを所定の発光モードにしたがって点灯させると、第１の偏光板８２を透過した近赤外光が被写体７１で反射され、撮影光学系７に入射する。その近赤外反射光のうち拡散光成分は、第２の偏光板８４を透過するが、正反射光成分は、第２の偏光板８４で除去される。したがって、正反射による高輝度部のない近赤外光による被写体像がＣＣＤ８によって撮像信号に変換され、分光画像データとして取り込まれる。
上述した本第９の実施形態の画像処理システムの撮影装置１Ｅによると、可視光光源による撮影の他に近赤外光光源による撮影を行うことが可能であり、しかも、正反射する光沢のある被写体に対しても上記双方の光源のいずれでも正反射の影響を抑えた高輝度部のない被写体画像を取り込んで分光画像データを取得することができ、高精度の色再現が可能である。
特に上記撮影装置１Ｅに適用される偏光板は、可視光と近赤外光とにわたる全波長で偏光特性を持つような高価な偏光板を用いる必要がなく、可視光光源に対しては、安価な可視光用第１の偏光板８１と第２の偏光板８３を適用し、近赤外光光源に対しては、近赤外光用の第１の偏光板８２と第２の偏光板８４を適用するので、部品コストを抑えることができる。
次に、本発明の第１０の実施形態である画像処理システムについて、図５７〜図５９を用いて説明する。
なお、図５７は、本実施形態の画像処理システムのブロック構成図であり、図５８（Ａ），図５８（Ｂ）は、上記画像処理システムの撮影装置におけるＬＥＤ光源によるシェーディング状態の補正前を示す図であり、図５９（Ａ），図５９（Ｂ）は、上記画像処理システムの撮影装置におけるＬＥＤ光源によるシェーディング状態の補正後を示す図である。
本実施形態の画像処理システムは、画像撮影部としての撮影装置１Ｆと、上記撮影装置１Ｆで撮影された被写体の分光画像信号から高精度色再現画像データを求めるための画像処理部である処理装置（図示せず）とを有してなる。
上記撮影装置１Ｆは、図５７に示すように前記第１乃至第４の実施形態の画像処理システムに適用された撮影装置１（図１，図１７，図２１，図３７）と略同様の構成を有し、さらに、上記撮影装置１Ｆには、照明光源であるＬＥＤ群６Ｘの前面部に照明ムラを軽減する光学部材であるシェーディング補正レンズ８８が装着されている。
なお、上記撮影装置１Ｆの構成要素で上記撮影装置１と同一ものには同一符号を付して説明する。
上記撮影装置１Ｆにおいて、上記シェーディング補正レンズ８８が装着されない状態では、例えば、互いに異なる位置に配置されているＬＥＤ群６Ｘの中のＬＥＤ６ａとＬＥＤ６ｄを別々に点灯させた場合、被写体への照明状態は、図５８（Ａ），図５８（Ｂ）に示すように画面Ｇ１の左上、と、画面Ｇ２の右上のように異なる部分が他の部分より明るく照明される。これを補正しないと画面上の各位置によって観測されるスペクトルの強度分布が異なるために正確な測定ができないという問題が生じる。
そこで、撮影装置１Ｆにおいては、上述したようにＬＥＤ群６Ｘの前面部にシェーディング補正レンズ８８を装着する。このシェーディング補正レンズ８８を装着することによってＬＥＤ６ａ、または、６ｄからの照明光が調整され、図５９（Ａ），図５９（Ｂ）の画面Ｇ３，Ｇ４に示すようにそれぞれ明るい部分が画面中央に集まるように補正される。この照明光の補正によって光源位置による影響が軽減され、画面内の位置によるスペクトル強度分布の誤差がなくなり、正しい測定がなされる。高精度の分光画像データを取得することが可能になる。
なお、上記実施形態の撮影装置１Ｆの構成を採用してもまだ照明位置に影響されるシェーディングが残る場合がある。その場合は白紙などを被写体として撮影を行い、得られた画像データを基にしてＬＥＤ群６Ｘの各ＬＥＤ毎の画面位置に対するシェーディング補正データを算出する。そして、上記各ＬＥＤ毎に電気的なシェーディング補正を行うようにすれば、さらに正確な補正が可能となる。
上述の例では光学的なシェーディング補正と画像処理的なシェーディング補正を併用したが、上記シェーディング補正光学系８８を用いることなく、画像処理のみによるシェーディング補正を施しても程度の補正効果を得ることができる。
また、上記シェーディング補正光学系（レンズ）８８に代えて拡散板を利用してシェーディング補正を行うことも可能である。
次に、本発明の第１１の実施形態である画像処理システムについて、図６０，図６１を用いて説明する。
なお、図６０は、本実施形態の画像処理システムのブロック構成図であり、図６１は、上記画像処理システムにおける撮影装置のＬＥＤ光源部の配置図である。
本実施形態の画像処理システムは、画像撮影部としての撮影装置１Ｇと、撮影室となる暗室９１と、上記撮影装置１Ｇで撮影された被写体の分光画像信号から高精度色再現画像データを求めるための画像処理部である処理装置（図示せず）とを有してなる。
上記撮影装置１Ｇは、図６０に示すように前記第１乃至第４の実施形態の画像処理システムに適用された撮影装置１（図１，図１７，図２１，図３７）と略同様の構成を有し、さらに、上記撮影装置１Ｇには、暗室９１内の照明光源との接続端子部（接点部）９０が配設されている。なお、上記撮影装置１Ｇの構成要素で上記撮影装置１等と同一の要素には同一符号を付して説明する。
また、上記処理装置も前記第１の実施形態等の画像処理システムに適用された処理装置２と同様の構成を有しており、パーソナルコンピュータを用いてもよい。
上記暗室９１は、例えば、患者５９が入れるだけのスペースを有し、外部から遮光された構造を有する。その内部に外部照明装置としての複数個の照明装置９２が配置されている。
上記照明装置９２には、図６１に示すように撮影装置１Ｇに内蔵されるＬＥＤ群６Ｘである第１ＬＥＤ６ａ〜第６ＬＥＤ６ｆのそれぞれと同一の発光波長を有するＬＥＤ９６ａ〜ＬＥＤ９６ｆがそれぞれ複数組、配されている。図中、丸印は、各ＬＥＤを示しており、その丸印の同一の模様標識のものは、同一発光波長のＬＥＤを示している。図６１に示されるように上記複数組のＬＥＤ９６ａ〜ＬＥＤ９６ｆは、偏ることなく均等に照明装置９２内に分布されており、概ね面発光が可能な状態になる。上記ＬＥＤ９６ａ〜ＬＥＤ９６ｆへの電源は、接続コネクタ９３を介して供給される。接続コネクタ９３は、撮影装置１Ｇが暗室９１に装着されたとき、撮影装置１Ｇ側の接続端子部９０と接続状態となる。
上述のような構成を有する撮影装置１Ｇにより撮影を行う場合、まず、撮影装置１Ｇを暗室９１に装着し、照明装置９２の各ＬＥＤを点灯可能状態にセットする。そして、被写体となる患者５９を暗室９１内に入れる。
そこで、上記照明装置９２の各ＬＥＤを点灯して患者５９の所要部位を撮影し、所望の分光画像データを得るが、そのときの上記照明装置９２の各ＬＥＤの点灯順は、撮影装置１Ｇの発光モードに従って点灯される撮影装置１Ｇ内蔵のＬＥＤ群６Ｘの点灯タイミングで点灯される。
上述した本第１１の実施形態の画像処理システムによると、被写体サイズが大きい場合であっても環境光の影響のない状態で正確な色測定が可能であり、高精度の色再現が可能になる。また、暗室９１は、撮影装置１のコネクタ部９３を有する装着部と照明装置９２とを設けるだけの簡単な装置でよく、大形の被写体を撮影することが可能な安価な画像処理システムが得られる。
上記撮影装置１Ｇの撮影光学系７に広角の撮影光学系を適用すれば、撮影範囲が広げがり、より大きな被写体、例えば、車体など大型の物品の撮影が可能となる。
次に、本発明の第１２の実施形態である画像処理システムについて、図６２のブロック構成図を用いて説明する。
本実施形態の画像処理システムは、画像撮影部としての撮影装置１Ｈと、上記撮影装置１Ｈで撮影された被写体の分光画像信号より高精度色再現画像データを求め、さらに、上記画像データに基づいて被写体の状態を判断するための画像処理部である処理装置２Ｈとを有してなる。
上記撮影装置１Ｈは、図６２に示すように前記第１乃至第４の実施形態の画像処理システムに適用された撮影装置１（図１，図１７，図２１，図３７）と略同様の構成を有し、さらに、撮影装置１Ｈには、照明光源として可視光光源である複数のＬＥＤ群６Ｘの他に中心波長７８０ｎｍ〜９００ｎｍの近赤外光光源である複数のＬＥＤ６ｈが撮影光学系７の周囲に配置されている。なお、上記撮影装置１Ｈの構成要素で上記撮影装置１と同一ものには同一符号を付して説明する。
また、上記処理装置２Ｈは、前記第１の実施形態等の画像処理システムに適用された処理装置２と同一のものであり、パーソナルコンピュータを用いてもよい。
上記撮影装置１Ｈにおいては、可視光光源であるＬＥＤ群６Ｘを所定の発光モードにより点灯した場合、可視光による分光画像データが取得される。また、近赤外光光源であるＬＥＤ６ｈを点灯させ、被写体である患者９５の体表を照射した場合、近赤外光による分光画像データが得られる。
上記近赤外光による撮影時には、上記撮影装置１Ｈを近赤外光撮影モードにしてＬＥＤ６ｈを連続点灯させる。その状態で患者９５の体表の３０フレーム／秒の画像データを取り込み、表示を行う。その取得された画像は、ＬＣＤモニタ１６、および、処理装置２Ｈのディスプレイ２２にモノクロ画像として表示される。
上記ＬＥＤ６ｈの中心波長７８０ｎｍ〜９００ｎｍの近赤外光は、可視光に比較して体表の深部へ到達するので、皮下の血管９５ａの状態が撮影できる。例えば、血流観察モードに設定した場合、上記３０フレーム／秒の動画データにより皮下の血管９５ａの血流状態をディスプレイ２２上で観察することができる。また、撮影装置のＬＣＤモニタ１６上でも血流状態を直接、モノクロ画像で観察可能である。
本第１２の実施形態の画像処理システムにおいて、血流状態の判定処理を自動的に行わせることも可能であり、撮影者が撮影装置１Ｈの操作スイッチ１４を押圧操作することによって上記ＬＥＤ６ｈを所定の時間点灯させ、撮影された近赤外光による動画像データを処理装置２Ｈに転送する。処理装置２Ｈにおいて上記動画データを演算処理することにより血流状態が判別される。
なお、本第１２の実施形態の画像処理システムにより上記血流状態の判別処理の他に上記血流状態の動画データを演算処理することにより脈拍数、または、心拍数を求めることも可能である。
次に、本発明の第１３の実施形態である画像処理システムについて、図６３のブロック構成図を用いて説明する。
本実施形態の画像処理システムは、画像撮影部としての撮影装置１Ｊと、上記撮影装置１Ｊで撮影された被写体の分光画像信号より高精度色再現画像データを求め、さらに、上記画像データに基づいて被写体の表面状態を判断するための画像処理部である処理装置２Ｊとを有してなる。
上記撮影装置１Ｊは、図６３に示すように前記第１乃至第４の実施形態の画像処理システムに適用された撮影装置１（図１，図１７，図２１，図３７）と略同様の構成を有し、さらに、撮影装置１Ｊには、照明光源として可視光光源である複数のＬＥＤ群６Ｘの他に中心波長３００ｎｍ〜３８０ｎｍの紫外線光源である複数のＬＥＤ６ｊが撮影光学系７の周囲に配置されている。上記撮影装置１Ｊの構成要素で上記撮影装置１と同一ものには同一符号を付して、以下、説明する。
なお、上記処理装置２Ｊは、前記第１の実施形態等の画像処理システムに適用された処理装置２と同一である。
上記撮影装置１Ｊにおいては、可視光光源であるＬＥＤ群６Ｘを所定の発光モードにより点灯した場合、可視光による分光画像データが取得される。また、紫外線光源であるＬＥＤ６ｊを点灯させ、被写体である被検査部材９８の表面９８ａを照射した場合、紫外線による分光画像データが得られる。
上記紫外線による撮影を行う場合、撮影装置１Ｊを紫外線撮影モードにしてＬＥＤ６ｊを点灯させ、その状態で被検査部材９８の表面９８ａの画像データを取り込み、表示を行う。その取得された画像は、ＬＣＤモニタ１６、および、処理装置２Ｊのディスプレイ２２にモノクロ画像として表示される。
上記ＬＥＤ６ｊの中心波長３００ｎｍ〜３８０ｎｍの紫外線は、可視光に比較して被写体表層のより浅いところで散乱反射するので、表面の細かな傷など被写体表面の状態を上記撮影画像により観察できる。
なお、上記第１２，１３の実施形態に適用する撮影装置１Ｈと１Ｊとを組み合わせた変形例の撮影装置を提案することができる。この変形例の撮影装置では、光源として可視光のＬＥＤ群６Ｘの他に近赤外光光源であるＬＥＤ６ｈおよび紫外線光源であるＬＥＤ６ｊが撮影光学系７の周囲に配置される。
上記変形例の撮影装置により患者の血流観察と被検出部材の表面傷検査など同一の撮影装置により広範囲の種類の被写体の分光画像データを得ることができる。
次に、本発明の第１４の実施形態である画像処理システムについて、図６４のブロック構成を用いて説明する。
本実施形態の画像処理システムは、画像撮影部としての撮影装置１Ｋと、上記撮影装置１Ｋで撮影された被写体の分光画像信号より高精度色再現画像データを求めるための画像処理部である処理装置２Ｋとを有してなる。
上記撮影装置１Ｋは、図６４に示すように前記第１乃至第４の実施形態の画像処理システムに適用された撮影装置１（図１，図１７，図２１，図３７）と略同様の構成を有しているが、さらに、撮影装置１Ｋには、筐体５の投射口５ａにおいて支持軸１０２により回動自在に支持され、キャリブレーション用基準色を配した色票１０１が配置されている。
なお、上記撮影装置１Ｋの構成要素で上記撮影装置１と同一ものには同一符号を付して説明する。
上記処理装置２Ｋは、前記第１の実施形態等の画像処理システムに適用された処理装置２と同一である。
本実施形態の撮影装置１Ｋでは従来は面倒であった色標の保管管理が不要となり、また、色標の汚れ発生や外光による劣化を防止できるように、上述した色票１０１を筐体５内に内蔵し、使用しないときには、筐体５の内部に撮影光学系７の投射口５ａから退避させて収納させる。この収納状態では、色票１０１は、ＬＥＤ群６Ｘの照射光路外に退避されており、被写体１０３への照射光を阻害することはない。そして、キャリブレーション時にのみ、図６４に示すように撮影光学系７の投射口５ａまで回動させる。その状態で色票１０１の画像データをＣＣＤ８を介して取り込み、色のキャリブレーションのための分光画像データが取得される。
本第１４の実施形態の撮影装置１Ｋによれば、色票１０１の保管管理が不要であり、また、手で扱われないために汚れが付きにくく、また、外光に曝されて色が劣化することがなく、常に正確な色のキャリブレーションが可能である。
なお、上記実施形態の撮影装置１Ｋにおいては、色票１０１が筐体５に回動可能に支持されていたが、それに代えて筐体５の投射口５ａに着脱されるレンズキャップ（図示せず）の内面に色票を貼付した構成を採用することも可能である。この場合、レンズキャップを装着した状態で上記キャリブレーションが行われる。
次に、本発明の第１５の実施形態である画像処理システムについて、図６５のシステム構成図を用いて説明する。
本実施形態の画像処理システムは、画像撮影部としての撮影装置１Ｌと、上記撮影装置１Ｌにケーブル１１２を介して接続される携帯電話器１１０と、上記携帯電話器１１０と通信可能な院内処理システム１１９とを有してなる。
上記院内処理システム１１９は、院内通信装置１１５と、処理装置１１６と、データベース１１７と、モニタ１１８とを有してなる。
上記撮影装置１Ｋは、図６５に示すように前記第１乃至第４の実施形態の画像処理システムに適用された撮影装置１（図１，図１７，図２１，図３７）と同様の構成を有している。上記撮影装置１Ｋの同一の構成要素には、同一の符号を付して説明する。
上記携帯電話１１０は、撮影装置１Ｌで取得した患者の患部を撮影した分光画像データを公衆通信回線により上記院内処理システム１１９の院内通信装置１１５に送信する。なお、携帯電話１１０には、ＬＣＤモニタ１１１が設けられている。
上記院内処理システム１１９の処理装置１１６は、院内通信装置１１５を介して受信した上記患部の分光画像信号より高精度色再現画像データを求めるための画像処理部であって、前記第１の実施形態等に適用された処理装置２と同様の構成を有する。
上述した構成を有する本第１５の実施形態の画像処理システムにおける分光画像データ処理動作について、携帯電話１１０の処理と、院内処理システム１１９の処理と、撮影装置１Ｌの処理とのそれぞれの処理ステップに分けて以下、説明する。
上記携帯電話１１０の処理ステップから説明すると、まず、上記携帯電話１１０が撮影装置１Ｌに接続されると、撮影装置１ＬのＩＤを確認する。不正ならば、エラーメッセージを出力する。携帯電話１１０と撮影装置１Ｌとが適合すれば、携帯電話１１０が撮影モードに設定され、携帯電話のモニタ１１１が撮影装置１Ｌのモニタとして機能し、携帯電話の操作ボタンが撮影装置１Ｌの操作スイッチとして機能するように設定される。
予め設定済みの院内処理システム１１９に対して公衆回線得介して接続要求が出力される。院内処理システム１１９での認証が終了すると接続が確立する。
続いて、撮影装置１Ｌからのモニタ画像が携帯電話１１０のモニタ１１１に表示され、撮影準備が完了する。
ユーザにより撮影装置１Ｌの撮影ボタン１４ａが押圧操作されると、撮影装置１Ｌからの撮影画像データが出力されるのを待つ。撮影画像データが出力されるとその画像データをモニタ１１１に表示する。上記画像データを院内処理システム１１９側に送信し、ユーザの操作待ち状態となる。
ユーザの操作により、院内処理システム１１９の画像データベース検索要求がなされると、院内処理システム１１９のデータベース１１７にアクセスし、データベース１１７の情報が取得され、モニタ１１８に表示される
さらに、ユーザの操作により、データベース１１７に対して検索要求が出される。データベースからの検索結果が受信され、モニタ１１１に表示される。
次に、院内処理システム１１９側における処理ステップを説明すると、まず、携帯電話１１０からの接続要求を受け、携帯電話のＩＤを確認する。不正ならエラーメッセージを出力し接続が切断される。さらに、撮影装置１ＬのＩＤを確認する。不正ならエラーメッセージが出力され、接続が切断される。
続いて、認証情報を要求し、ユーザが入力した認証情報を確認する。不正ならエラーメッセージを出力し接続が切断される。不正でなければ、接続が確立され、携帯電話１１０からの送信待ちの状態となる。
撮影装置１Ｌによって撮影が行われると、携帯電話１１０からの画像データを受信する。
上記受信した画像データを携帯電話のＩＤ、撮影装置のＩＤ、使用者の認証情報とともにデータベース１１７に記録し、携帯電話１１０からの送信待ちの状態となる。
携帯電話１１０からデータベース１１７に対する検索要求を受信すると、１１７に対して検索を行い、検索結果が携帯電話１１０に送信され、携帯電話１１０からの送信待ちの状態となる。
次に、撮影装置１Ｌにおける処理ステップについて説明すると、携帯電話１１０が接続されると、携帯電話１１０のＩＤが確認される。
撮像装置１Ｌからの画像データがライブ画像データとして携帯電話１１０に送信される撮影可能状態となり、撮影ボタン１４ａの操作、あるいは、携帯電話１１０からの撮影要求を待つ。
ユーザによる撮影実行操作が行われると、所定のシーケンスで撮影装置１Ｌの光源部のＬＥＤ群６Ｘを点灯し、撮影が実行され、取得された撮影画像データが携帯電話１１０側に送信される。
上述した本第１５の実施形態の画像処理システムの構成により、撮影装置１Ｌに液晶モニタを配置する必要がなくなり、撮影装置１Ｌを安価に構成できる。また、院内処理システム１１９への接続の際にケーブルを使う必要が無いので、撮影時のハンドリングの自由度が高くなる。また、通信回線として公衆回線を用いることができるため、使用できる場所の範囲が広がる。携帯電話１１０の操作ボタンを使用できるので、名前や症状などのより複雑な文字情報を入力することができる。
さらに、携帯電話１１０のマイクを利用して音声データを画像データとともに入力するようにしてもよい。この場合は、音声による所見などの情報入力が可能となるほか、操作を音声で行うことも可能になり、使い勝手がさらに向上する。
なお、上記携帯電話１１０には、院内で用いられているＰＨＳを適用してもよく、さらには、ＬＡＮの端末装置、または、ＰＤＡ装置を利用してもよい。
次に、本発明の第１６の実施形態である画像処理システムについて、図６６の上記画像処理システムに適用される画像撮影部の構成を示す図を用いて説明する。
本実施形態の画像処理システムは、図６６に示すように画像撮影部としてのＬＥＤ照明ユニット１２７が装着可能なカメラ付き携帯電話１２１と、上記携帯電話器１１０と通信可能な院内処理システム１１９とを有してなる。
上記院内処理システム１１９は、前記図６５に示す第１５の実施形態に適用したシステムと同一のものであって、院内通信装置１１５と、処理装置１１６と、データベース１１７と、モニタ１１８とを有してなる。
上記カメラ付き携帯電話１２１は、ＬＥＤ照明ユニット１２７が装着された状態では、前記第１の実施形態の画像処理システムに適用された撮影装置１（図１）の撮影処理部と同様の撮影処理機能を有する。すなわち、上記カメラ付き携帯電話１２１は、撮影光学系であるカメラレンズ１２２と、ＬＣＤモニタ１２４と、操作スイッチ１２３と、アンテナ１２６と、接続コネクタ部を有し、内部にＣＣＤ、Ａ／Ｄ変換回路、画像データメモリ、カメラ制御Ｉ／Ｆ、データ送受信回路、モニタＩ／Ｆ、外部Ｉ／Ｆ、本携帯電話の制御を司るＣＰＵ等が内蔵されている。
また、上記カメラ付き携帯電話１２１の装着可能なＬＥＤ照明ユニット１２７は、ユニット固定金具１３１により上記携帯電話１２１の本体に固定され、装着状態で携帯電話のカメラレンズ１２２に対向して位置するクローズアップレンズ１２８と、クローズアップレンズの外周に沿って配置されるＬＥＤ群１２９と、ＬＥＤ群１２９の外側に設けられる遮光筒１３２と、携帯電話１２１のコネクタ部に接続される接続ケーブル１２５とを有してなる。
上記ＬＥＤ群１２９は、前記第１の実施形態における撮影装置１に設けられるＬＥＤ群６Ｘと同様のそれぞれ異なる分光分布特性を有するＬＥＤ群であって、異なる波長の青色光源のＬＥＤ６ａ，６ｂと、異なる波長の緑色光源のＬＥＤ６ａ，６ｂと、異なる波長の赤色光源のＬＥＤ６ａ，６ｂと同等の６種類のＬＥＤの複数組のＬＥＤ群とする。
次に、上述した構成を有する本第１６の実施形態の画像処理システムによる撮影動作について説明する。
カメラ付き携帯電話１２１に装着したＬＥＤ照明ユニット１２７を被写体である患者の体表に向けた状態で操作スイッチ１２３を操作し、ＬＥＤ群１２９を選択された発光モードによる所定の発光順に従って点灯させ、携帯電話１２１に設けられるＣＣＤ（図示せず）によって上記各ＬＥＤ発光時に対応した患者の体表の撮影画像データが取り込める。その画像データは、携帯電話１２１内のメモリに一旦記憶される。
その後、操作スイッチ１２３を操作してアンテナ１２６から公衆回線を介して院内処理システム１１９に分光画像データを送信する。院内処理システム１１９側では、上記分光画像データに基づいた画像処理を行い、高色再現処理が行われる。
なお、携帯電話１２１と院内処理システム１１９とのデータの授受は、前記第１１の実施形態の場合と同様である。
本第１２の実施形態の画像処理システムによると、専用の撮影装置を必要とせず、従来のカメラ付き携帯電話にＬＥＤ照明ユニット１２７を装着するだけで画像処理システムの撮影装置として利用することができ、公衆回線を利用した安価なシステムを提供できる。
また、上記携帯電話１２１には、他のカメラ機能付きの端末装置であって、ＬＡＮの端末装置、または、ＰＤＡ装置等を適用できる。
次に、本発明の第１７の実施形態である画像処理システムについて、図６７の上記画像処理システムに適用される撮影装置のブロック構成図を用いて説明する。
本実施形態の画像処理システムは、画像撮影部としての撮影装置１Ｍと、上記撮影装置１Ｍで撮影された被写体の分光画像信号より高精度色再現画像データを求めるための画像処理部としての処理装置（図示せず）とを有してなる。
上記撮影装置１Ｍは、図６７に示すように前記第１乃至第４の実施形態の画像処理システムに適用された撮影装置１（図１，図１７，図２１，図３７）と略同様の構成を有し、さらに、撮影装置１Ｍには、撮影装置１Ｍと被写体１４２との離間距離である撮影距離Ｌを測定する測距手段である測距センサ１４１が設けられている。なお、上記撮影装置１Ｍの構成要素のうち、上記撮影装置１と同一ものには同一符号を付して説明する。
上記適用される処理装置は、前記第１の実施形態等の画像処理システムに適用された処理装置２と同一である。
本実施形態の画像処理システムにおける撮影動作は、次の処理ステップにしたがって行われる。
まず、使用者は、患者の身体である被写体１４２に対して撮影装置１Ｍをセットし、撮影距離を測距センサ１４１により測定し、その測定結果を登録する。目標撮影距離からの差分を符号付きでモニタ１６に表示させる。使用者は、上記モニタ１６の表示を見ながら撮影装置１Ｍを移動させる。目標撮影距離に一致したらその旨の表示がモニタ１６になされ、撮影装置１Ｍは、撮影可能状態で待機する。使用者が撮影ボタン１４ａを操作すると、撮影が開始される。
本第１７の実施形態の画像処理システムでは、撮影装置１Ｍの上述した被写体距離測定機能を用いて被写体距離を定めることにより、患者の身体の被写体１４２の同じ部位を撮影する場合、前回撮影した画像データと比較する際に画像の大きさが同じになり、比較検討が非常に行いやすくなる。
次に、本第１７の実施形態の画像処理システムの撮影装置の変形例について以下に説明する。
この変形例の撮影装置１Ｍでは、次のような処理ステップで撮影が行われる。すなわち、使用者が比較したい前回撮影した画像データを指定し、指定された画像データから所望の撮影距離情報が取得され、モニタ１６に表示される。
使用者が概略の距離を目測で決めて撮影した際の実撮影距離情報を撮影装置１Ｍで取得し、実撮影距離と所望の撮影距離とから倍率補正係数が算出される。その倍率補正係数から実際に撮影された画像の倍率が補正された状態の同サイズの画像が表示される。
この変形例の撮影装置１Ｍの機能を用いることで、使用者は、被写体１４２までの距離を概略設定すれば、前回の画像と同じ倍率での画像データを観察することができる。
次に、本発明の第１８の実施形態である画像処理システムについて、図６８の上記システムによる診察状態を示す図を用いて説明する。
本実施形態の画像処理システムは、画像撮影部としての撮影装置１Ｎと、デジタイザ付き診察台１５３と、上記撮影装置１Ｎで撮影された被写体の分光画像信号より高精度色再現画像データを求めるための画像処理部である処理装置（図示せず）とを有してなる。
上記撮影装置１Ｎは、図６８に示すように前記第１乃至第４の実施形態の画像処理システムに適用された撮影装置１（図１，図１７，図２１，図３７）と略同様の構成を有し、さらに、撮影装置１Ｎには、撮影装置１Ｎの鏡筒先端部に撮影装置１Ｎの座標を検出するための被写体部位検出手段である位置検出コイル１５１が内蔵され、また、撮影装置１Ｎの姿勢を検出するための重力等を利用した角度検出センサ１５２が組み込まれている。
なお、上記撮影装置１Ｎの構成要素のうち、上記撮影装置１と同一ものには同一符号を付して説明する。
また、上記処理装置は、前記第１の実施形態等の画像処理システムに適用された処理装置２と同一である。
本実施形態の撮影装置１Ｎは、診療所等での診察時に使用されることを想定している。上記テジタイザ付き診察台１５３には複数箇所から磁場を発生するデジタイザ装置が取り付けられており、上記撮影装置１Ｎの検出コイル１５１の位置が検出され、撮影装置１Ｎの位置が検知できる。さらに、撮影装置１Ｎの角度検出センサ１５２により、水平に対する撮影装置１Ｎの向いている方向を検出することができる。
上記撮影装置１Ｎにより撮影を行う場合、診療を受けようとする被写体の患者１５４は、上記デジタイザ付き診察台１５３の上の所定位置に横たわる。この状態で撮影装置１Ｎにより撮影を行い、その撮影時の患者１５４と撮影装置１Ｎの相対的な位置座標、および、その撮影時に撮影装置１Ｎの向いている撮影装置１Ｎの傾きが検出される。それらの検出データが画像データとともに記録される。上記検出データより患者のどの部位を撮影したのかが自動的に記録される。したがって、画像データを取得したとき毎の撮影患部位置と撮影方向を確認することが可能であり、撮影部位のずれや撮影方向が変化が防止でき、正しい診断がなされる。
次に、本発明の第１９の実施形態である画像処理システムについて、図６９の上記システムによる診察状態を示す図を用いて説明する。
本実施形態の画像処理システムは、画像撮影部としての撮影装置１Ｐと、上記撮影装置１Ｐで撮影された被写体の分光画像信号より高精度色再現画像データを求めるための画像処理部である処理装置（図示せず）と、診察椅子１６１と、を有してなる。
上記撮影装置１Ｐは、前記第１乃至第４の実施形態の画像処理システムに適用された撮影装置１（図１，図１７，図２１，図３７）と略同様の構成を有し、さらに、上記撮影装置１Ｐには、被写体に向けて特殊の光パターンを投影する被写体部位検出手段である光パターン投影装置（図示せず）が内蔵されている。ただし、上記光パターン投影装置は、上記撮影装置１Ｐに内蔵せず、固定配置されていてもよい。
なお、上記撮影装置１Ｐの構成要素で上記撮影装置１と同一ものには、同一の符号を付して説明する。
また、上記処理装置は、前記第１の実施形態等の画像処理システムに適用された処理装置２と同一とする。
前記第１８の実施形態では、撮影位置を特定するためにデジタイザを適用したが、本第１９の実施形態では、特殊の光パターンを患者に投影した状態で撮影した画像を参照して分光画像データの撮影部位が特定される。
すなわち、本実施形態の画像処理システムの撮影装置１Ｐで撮影を行う場合、、図６９のように診察台１６１に被写体である患者１６２を座らせる。そこで、上記撮影装置１Ｐを患者１６２の患部１６２ａが撮影可能な位置にセットする。そこで、上記光パターン投影装置により特徴のある光パターンを患者１６２に投影し、その光パターン投影状態での患部１６２ａまわりをモニタ画像取得モードで一旦撮影する。撮影装置１Ｐを動かさないまま、引き続いて分光画像取得モードにおいてＬＥＤ群６Ｘの照明光で撮影を行って、分光画像データを取得する。
上述のように本実施形態の画像処理システムによると、上記光パターンの投影画像により分光画像データを取得した撮影部位を確実に特定することができる。
なお、上記第１９の実施形態の画像処理システムの撮影装置に対する変形例として、次のような変形例の撮影装置を提案することができる。
すなわち、本変形例の撮影装置は、装置本体の先端に体温測定用の温度センサ、脈拍を検出するための脈拍センサ、および、血圧測定時のコロトコフ音、胸部での呼吸音と心音および腹部での腸雑音などを検出するためのマイクロフォン（センサ）を備えており、聴診機能を有する。これらのセンサにより、被写体の分光画像データの他に体温、脈拍、心音等のデータを取得することができる。患者の患部の撮影時の上記体温、脈拍、心音等のデータは、分光画像データと関連づけてメモリに同時に保存される。これにより、日々、上記撮影装置の上記センサで測定された体温、脈拍、心音等の測定データは、公衆回線を介して関係診療機関に送信することが可能になるので、在宅での緻密な健康管理が実現可能となる。
なお、上述した各実施形態の画像処理システムにおいて、画像撮影部である撮影装置と、画像処理部である処理装置とは、分離した状態で設けられていたが、両者を一体化して単一の携帯可能な装置としてまとめて構成することは、勿論、可能であり、この場合、撮影しながら同時に画像処理の操作が行えるなど、使用目的によっては、非常に扱いやすい画像処理システムとなる。
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲内において種々の変形や応用が可能であることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
以上説明したように本発明の画像処理システムによれば、高精度の色再現や検査、判定が可能であり、情報通信処理に対しても好適であり、しかも、その撮像部が小型軽量で携帯性に優れている画像処理システムとなる。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【図３８】
【図３９】
【図４０】
【図４１】
【図４２】
【図４３】
【図４４】
【図４５】
【図４６】
【図４７】
【図４８】
【図４９】
【図５０】
【図５１】
【図５２】
【図５３】
【図５４】
【図５５】
【図５６】
【図５７】
【図５８】
【図５９】
【図６０】
【図６１】
【図６２】
【図６３】
【図６４】
【図６５】
【図６６】
【図６７】
【図６８】
【図６９】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体を撮影するための撮像光学系と、上記被写体からの被写体信号を取得するための撮像素子部と、それぞれ異なる分光分布特性を有する複数の照明光源と、画像撮影操作を行うための撮影操作部とを有し、上記複数の照明光源を上記撮像素子部の露光タイミングと連動し、かつ、上記複数の照明光源を選択的に点灯させることにより複数の被写体分光画像を得る画像撮影部と、
上記画像撮像部で撮影された上記被写体分光画像を記憶するための画像メモリ部を有し、上記画像メモリ部に記憶された画像信号から所望の画像演算を行う画像処理部と、
を有していることを特徴とする画像処理システム。
【請求項２】
上記画像処理部は、さらに、前記画像メモリ部に記憶された画像信号から被写体の所定の等級演算、判別、または解析を行うことを特徴とする請求の範囲第１項に記載の画像処理システム。
【請求項３】
上記画像撮影部は、さらに、環境光の分光分布特性を検出するための照明検出センサを具備しており、外部ストロボ発光装置が着脱可能であり、上記照明検出センサの検出部は、上記外部ストロボ発光装置が装着されたときにストロボ光の導光路と光学的に結合することを特徴とした請求の範囲第１項に記載の画像処理システム。
【請求項４】
上記画像撮影部は、上記照明光源が被写体に直接写り込むことを防止するための反射光除去手段をさらに具備することを特徴とする請求の範囲第１項に記載の画像処理システム。
【請求項５】
上記画像撮影部は、さらに、上記照明光源と被写体との間に照明むらを軽減するための光学部材を具備することを特徴とする請求の範囲第１項に記載の画像処理システム。
【請求項６】
上記画像撮影部は、外部照明装置と連動するための接続接点部を有し、上記接続接点部を介して接続された外部照明装置は、前記照明光源と略同じ点灯順序で点灯することを特徴とする請求の範囲第１項に記載の画像処理システム。
【請求項７】
上記複数の照明光源は、中心波長が７８０ｎｍ乃至９００ｎｍである光源、または、中心波長が３００ｎｍ乃至３８０ｎｍである光源を少なくとも一つ含むことを特徴とする請求の範囲第１項に記載の画像処理システム。
【請求項８】
上記画像撮影部と画像処理部とは、一体化されて形成されていることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の画像処理システム。
【請求項９】
上記画像撮影部は、上記画像処理部におけるキャリブレーションを行うための色票を内蔵することを特徴とする請求の範囲第１項に記載の画像処理システム。
【請求項１０】
上記画像撮影部として、撮影機能を持つ携帯端末装置を適用し、それぞれ異なる分光分布特性を有する複数の照明光源がユニット化された照明光源部が上記撮影機能を持つ携帯端末装置に装着可能であることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の画像処理システム。
【請求項１１】
画像処理部に画像ファイリングソフトウエアが具備されており、前記撮影操作部が操作された時に撮影された画像データが前記画像ファイリングソフトウエアの所定の個所に記録されることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の画像処理システム。
【請求項１２】
上記画像撮影部は、さらに、上記被写体の部位情報を取得するための被写体部位検出手段を有することを特徴とする請求の範囲第１項に記載の画像処理システム。
【請求項１３】
上記画像撮影部は、さらに、温度測定部を具備することを特徴とする請求の範囲第１項に記載の画像処理システム。
【請求項１４】
上記画像撮影部は、さらに、脈拍測定部を具備することを特徴とする請求の範囲第１項に記載の画像処理システム。
【請求項１５】
上記画像撮影部は、さらに、聴診機能を有することを特徴とする請求の範囲第１項に記載の画像処理システム。
【請求項１６】
上記画像撮影部は、さらに、測距手段を有しており、撮影された画像中の被写体の大きさを管理することを特徴とする請求の範囲第１項に記載の画像処理システム。
【請求項１】
被写体を撮影するための撮像光学系と、上記被写体からの被写体信号を取得するための撮像素子部と、それぞれ異なる分光分布特性を有する複数の照明光源と、画像撮影操作を行うための撮影操作部とを有し、上記複数の照明光源を上記撮像素子部の露光タイミングと連動し、かつ、上記複数の照明光源を選択的に点灯させることにより複数の被写体分光画像を得る画像撮影部と、
上記画像撮像部で撮影された上記被写体分光画像を記憶するための画像メモリ部を有し、上記画像メモリ部に記憶された画像信号から所望の画像演算を行う画像処理部と、
を有していることを特徴とする画像処理システム。
【請求項２】
上記画像処理部は、さらに、前記画像メモリ部に記憶された画像信号から被写体の所定の等級演算、判別、または解析を行うことを特徴とする請求の範囲第１項に記載の画像処理システム。
【請求項３】
上記画像撮影部は、さらに、環境光の分光分布特性を検出するための照明検出センサを具備しており、外部ストロボ発光装置が着脱可能であり、上記照明検出センサの検出部は、上記外部ストロボ発光装置が装着されたときにストロボ光の導光路と光学的に結合することを特徴とした請求の範囲第１項に記載の画像処理システム。
【請求項４】
上記画像撮影部は、上記照明光源が被写体に直接写り込むことを防止するための反射光除去手段をさらに具備することを特徴とする請求の範囲第１項に記載の画像処理システム。
【請求項５】
上記画像撮影部は、さらに、上記照明光源と被写体との間に照明むらを軽減するための光学部材を具備することを特徴とする請求の範囲第１項に記載の画像処理システム。
【請求項６】
上記画像撮影部は、外部照明装置と連動するための接続接点部を有し、上記接続接点部を介して接続された外部照明装置は、前記照明光源と略同じ点灯順序で点灯することを特徴とする請求の範囲第１項に記載の画像処理システム。
【請求項７】
上記複数の照明光源は、中心波長が７８０ｎｍ乃至９００ｎｍである光源、または、中心波長が３００ｎｍ乃至３８０ｎｍである光源を少なくとも一つ含むことを特徴とする請求の範囲第１項に記載の画像処理システム。
【請求項８】
上記画像撮影部と画像処理部とは、一体化されて形成されていることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の画像処理システム。
【請求項９】
上記画像撮影部は、上記画像処理部におけるキャリブレーションを行うための色票を内蔵することを特徴とする請求の範囲第１項に記載の画像処理システム。
【請求項１０】
上記画像撮影部として、撮影機能を持つ携帯端末装置を適用し、それぞれ異なる分光分布特性を有する複数の照明光源がユニット化された照明光源部が上記撮影機能を持つ携帯端末装置に装着可能であることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の画像処理システム。
【請求項１１】
画像処理部に画像ファイリングソフトウエアが具備されており、前記撮影操作部が操作された時に撮影された画像データが前記画像ファイリングソフトウエアの所定の個所に記録されることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の画像処理システム。
【請求項１２】
上記画像撮影部は、さらに、上記被写体の部位情報を取得するための被写体部位検出手段を有することを特徴とする請求の範囲第１項に記載の画像処理システム。
【請求項１３】
上記画像撮影部は、さらに、温度測定部を具備することを特徴とする請求の範囲第１項に記載の画像処理システム。
【請求項１４】
上記画像撮影部は、さらに、脈拍測定部を具備することを特徴とする請求の範囲第１項に記載の画像処理システム。
【請求項１５】
上記画像撮影部は、さらに、聴診機能を有することを特徴とする請求の範囲第１項に記載の画像処理システム。
【請求項１６】
上記画像撮影部は、さらに、測距手段を有しており、撮影された画像中の被写体の大きさを管理することを特徴とする請求の範囲第１項に記載の画像処理システム。
【国際公開番号】ＷＯ２００４／０３６１６２
【国際公開日】平成１６年４月２９日（２００４．４．２９）
【発行日】平成１８年２月１６日（２００６．２．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−５４４７２８（Ｐ２００４−５４４７２８）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＪＰ２００３／００９３８１
【国際出願日】平成１５年７月２４日（２００３．７．２４）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ
【出願人】（００００００３７６）オリンパス株式会社 (11,466)
【Ｆターム（参考）】
【国際公開日】平成１６年４月２９日（２００４．４．２９）
【発行日】平成１８年２月１６日（２００６．２．１６）
【国際特許分類】
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＪＰ２００３／００９３８１
【国際出願日】平成１５年７月２４日（２００３．７．２４）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ
【出願人】（００００００３７６）オリンパス株式会社 (11,466)
【Ｆターム（参考）】
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