JP2006003103A - Lighting unit and imaging device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、照明ユニット、及びこの照明ユニットを備える撮像装置に関するものである。 The present invention relates to an illumination unit and an imaging apparatus including the illumination unit.
従来、例えば、乗用車の表面の塗装や、人間の歯の色、光沢などを所定の範囲にわたって測定することが行われている。そして、測定結果に基づいて、対象物の塗装のむら、歯の色のむら、光沢のむら等を算出する。特に、歯科医療の分野においては、歯科医は、歯の色、色調、光沢等を判断することが多い。このため、照明ユニットにより、歯の所定の範囲を照明する。照明ユニットの光源として、発光ダイオード(以下、「LED」という。)を用いることができる。LEDを用いる測色装置の構成が、例えば特許文献1に提案されている。 Conventionally, for example, the painting of the surface of a passenger car, the color of human teeth, the gloss, and the like are measured over a predetermined range. Then, based on the measurement result, unevenness in the coating of the object, unevenness in the color of the teeth, unevenness in gloss, and the like are calculated. In particular, in the field of dentistry, dentists often determine the color, tone, and gloss of teeth. For this reason, a predetermined range of teeth is illuminated by the illumination unit. A light emitting diode (hereinafter referred to as “LED”) can be used as a light source of the lighting unit. A configuration of a color measuring device using LEDs is proposed in, for example, Patent Document 1.
対象物の色、色調、光沢のむらは、表面からの散乱光に基づいて算出される。なお、対象物の表面の光学特性、例えば、「色、色調、光沢等の分布」を、以下、総称して「色分布」という。このため、対象物の表面の色分布を正確に測定するためには、均一な強度分布の光で照明することが必要となる。 The color, tone, and gloss unevenness of the object are calculated based on scattered light from the surface. The optical characteristics of the surface of the object, for example, “distribution of color, color tone, gloss, etc.” are hereinafter collectively referred to as “color distribution”. For this reason, in order to accurately measure the color distribution on the surface of the object, it is necessary to illuminate with light having a uniform intensity distribution.
しかしながら、一般にLEDからの光の空間的な配光特性は、均一ではない。このため、LEDからの光の強度分布は、ある程度の不均一性を有している。上述の特許第3218601号公報の構成では、LEDからの3原色光を、対象物の被照射面に直接照射している。このため、対象物の被照射面において、光強度分布のむらが発生してしまう。この結果、対象物の表面の色分布を正確に測定できない。 However, in general, the spatial light distribution characteristic of light from the LED is not uniform. For this reason, the intensity distribution of light from the LED has a certain degree of non-uniformity. In the configuration of the above-mentioned Japanese Patent No. 3218601, the three primary color lights from the LEDs are directly irradiated onto the irradiated surface of the object. For this reason, unevenness of the light intensity distribution occurs on the irradiated surface of the object. As a result, the color distribution on the surface of the object cannot be measured accurately.
また、例えば、歯科医は、撮像装置を手で把持して歯の色分布を測定することが多い。このとき、撮像装置は機械的に固定されていない。この結果、撮像装置と対象物である歯との間隔、即ち光軸方向に沿った撮像距離が、色分布の測定中に変化することがある。そして、特許第3218601号公報の構成では、測色装置と対象物との間隔が異なると、照明光の光強度分布むらの変化が大きくなってしまう。このように、特許第3218601号公報の構成は、光軸に垂直な所定面内における照明光の光強度分布むらと、光軸方向に沿った撮像距離が異なることによる光強度分布むらとを生じてしまうため問題である。この問題は、対象物が立体的な3次元形状のときにさらに顕著になる。 For example, a dentist often measures the color distribution of a tooth by holding the imaging device by hand. At this time, the imaging device is not mechanically fixed. As a result, the distance between the imaging device and the target tooth, that is, the imaging distance along the optical axis direction, may change during the measurement of the color distribution. In the configuration of Japanese Patent No. 3218601, when the distance between the colorimetric device and the object is different, the variation in the light intensity distribution unevenness of the illumination light becomes large. As described above, the configuration of Japanese Patent No. 3218601 causes uneven light intensity distribution of illumination light in a predetermined plane perpendicular to the optical axis and uneven light intensity distribution due to different imaging distances along the optical axis direction. This is a problem. This problem becomes more prominent when the object has a three-dimensional shape.
さらに、照明ユニットが対象物の表面を照明するとき、対象物の表面では散乱光と正反射光とが生ずる。対象物の塗装のむら、又は色、色調、光沢のむらは、表面からの散乱光に基づいて算出される。このため、対象物の表面の色分布を測定するときは、表面からの散乱光を撮像することが必要となる。これに対して、対象物の表面からの正反射光は、散乱光に比較して光強度がかなり大きい。この結果、表面からの正反射光が撮像光学系に入射すると、正確に表面の色分布の状態を測定できない。 Furthermore, when the illumination unit illuminates the surface of the object, scattered light and specular reflection light are generated on the surface of the object. The unevenness of the coating of the object or the unevenness of color, color tone, and gloss is calculated based on the scattered light from the surface. For this reason, when measuring the color distribution of the surface of an object, it is necessary to image scattered light from the surface. On the other hand, specularly reflected light from the surface of the object has a considerably higher light intensity than scattered light. As a result, when regular reflection light from the surface is incident on the imaging optical system, the state of the color distribution on the surface cannot be measured accurately.
特許第3218601号公報の構成では、照明光学系であるLEDの光軸と、撮像素子のフォトダイオードの中心軸とのなす角度が小さい。このため、LEDからの照明光のうち、対象物の表面で生じた正反射光がフォトダイオードへ入射してしまう。この結果、対象物の表面の色むら等を正確に測定できず問題である。特に、対象物が光沢を有しているとき、正反射光の光強度がさらに強くなる。このため、従来技術の構成では、光沢を有する対象物のときに、この問題はさらに顕著になる。 In the configuration of Japanese Patent No. 3218601, the angle formed by the optical axis of the LED that is the illumination optical system and the central axis of the photodiode of the image sensor is small. For this reason, of the illumination light from the LED, specularly reflected light generated on the surface of the object is incident on the photodiode. As a result, color unevenness on the surface of the object cannot be accurately measured, which is a problem. In particular, when the object is glossy, the light intensity of the regular reflection light is further increased. For this reason, in the structure of a prior art, this problem becomes more remarkable when it is the target object which has glossiness.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、光軸に略垂直な方向の所定面内における光強度分布が均一であり、かつ光軸に沿った方向の光量変化が低減され、対象物の表面の色分布を高精度に測定できる小型な撮像装置、及びこの撮像装置に用いられる照明ユニットを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and the light intensity distribution in a predetermined plane in a direction substantially perpendicular to the optical axis is uniform, and the change in the amount of light in the direction along the optical axis is reduced. It is an object of the present invention to provide a small imaging device capable of measuring the color distribution of the surface of an object with high accuracy and an illumination unit used in the imaging device.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、第1の発明によれば、照明光を供給する光源部と、光源部からの照明光を反射して拡散する拡散部と、拡散された照明光を射出する開口部とを有し、開口部は、拡散された照明光を略平行光として射出する開口径を有することを特徴とする照明ユニットを提供できる。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, according to the first invention, the light source unit that supplies the illumination light, the diffusion unit that reflects and diffuses the illumination light from the light source unit, and the diffused It is possible to provide an illumination unit including an opening for emitting illumination light, and the opening has an opening diameter for emitting diffused illumination light as substantially parallel light.
また、第2の発明によれば、上述の照明ユニットと、照明ユニットにより照明された被照射面からの反射光を結像する撮像光学系とを有し、撮像光学系により得られた反射光に基づいて、被照射面の色分布を演算することを特徴とする撮像装置を提供できる。 Moreover, according to 2nd invention, it has the above-mentioned illumination unit and the imaging optical system which images the reflected light from the to-be-irradiated surface illuminated by the illumination unit, The reflected light obtained by the imaging optical system Based on the above, it is possible to provide an imaging device that calculates the color distribution of the irradiated surface.
本発明に係る撮像装置は、光軸に略垂直な方向の所定面内における光強度分布が均一であり、かつ光軸に沿った方向の光量変化が低減され、対象物の表面の色分布を高精度に測定できるという効果を奏する。 In the imaging device according to the present invention, the light intensity distribution in a predetermined plane in a direction substantially perpendicular to the optical axis is uniform, the change in the light amount in the direction along the optical axis is reduced, and the color distribution on the surface of the object is reduced. The effect is that measurement can be performed with high accuracy.
以下に、本発明に係る照明ユニット、及び撮像装置の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。 Embodiments of an illumination unit and an imaging apparatus according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.
図1は、撮像装置100の使用形態を示す。撮像装置100は、例えば対象物OBJとして人間の歯の色、光沢を正確に測色する用途に用いられるものである。
FIG. 1 shows a usage pattern of the
図1に示すように、撮像装置100を用いるシステムは、撮像装置100と、クレードル101と、コンピュータ102とから構成されている。撮像装置100は、歯等の対象物OBJを撮像する。撮像後に、撮像装置100は、クレードル102の上に載置される。これにより、クレードル101は、撮像装置100と電気的に接続される。電気的に接続されることにより、クレードル102は、撮像装置100から撮像データを受信する。同時に、クレードル101は、撮像装置100に対して充電を行う。
As shown in FIG. 1, the system using the
クレードル101には、コンピュータ102が接続されている。コンピュータ102は、クレードル101を介して撮像データを受け取る。そして、コンピュータ102は、撮像データに基づいて所定の解析処理を行う。
A
このようなシステムを用いて、例えば、歯科医は、人間の歯の表面を撮像し、解析処理を行なう。ここで、損傷した歯を修復する歯科治療を考える。このとき、修復前の元の歯と、修復後の歯、例えば義歯とは、略同一の色分布を有していることが望ましい。従来は、歯科医の主観的な判断に基づいて、義歯を製造している。その際に元の歯を観察したときと義歯を製造したときの照明環境の違いや、観察者の違いにより隣接する歯と色分布が整合していない義歯を製造してしまい、作り直しをしなければならないことがある。 Using such a system, for example, a dentist images the surface of a human tooth and performs an analysis process. Now consider dental treatment to repair damaged teeth. At this time, it is desirable that the original tooth before restoration and the tooth after restoration, for example, a denture, have substantially the same color distribution. Conventionally, dentures are manufactured based on the subjective judgment of a dentist. At that time, if the original tooth is observed and the denture is manufactured, the lighting environment is different and the difference in the observer makes a denture whose color distribution does not match that of the adjacent tooth and must be remade. There are things that must be done.
これに対して、本システムを用いる歯科医は、修復前の元の歯の色分布、又は修復する歯に隣接する歯の色分布を測定する。そして、解析処理により得られた色分布と整合する色分布を有する義歯を製造する。このように、本システムによれば、歯科医の主観的な判断に依存せず、客観的な撮像データに基づいて、修復後の歯の色分布と、修復前の歯の色分布とを比較することができる。この結果、本システムを用いることで、人の違いや照明環境の違いによる義歯の色の不整合を防ぎ、義歯作り直しの可能性を低減することができる。 In contrast, a dentist using the present system measures the color distribution of the original tooth before restoration or the color distribution of the tooth adjacent to the tooth to be restored. Then, a denture having a color distribution that matches the color distribution obtained by the analysis process is manufactured. Thus, according to the present system, the color distribution of the tooth after restoration is compared with the color distribution of the tooth before restoration based on objective imaging data without depending on the subjective judgment of the dentist. can do. As a result, by using this system, it is possible to prevent inconsistencies in the color of the denture due to differences in people and lighting environments, and reduce the possibility of recreating the denture.
また、近年、歯科において、歯の表面を自然な白さに加工する処理、いわゆるホワイトニング処理が行なわれている。患者が処理後の歯の色を見慣れてしまうと元からこのくらいの色だったのではと錯覚し、治療の効果を疑う場合がある。ホワイトニング処理を行なう際に、歯科医は本システムを用いることで、処理後の歯の白さを客観的に、場合によっては数値にして確認できる。従って、ホワイトニングを受けた患者は、その効果を客観的数値として認識でき、あいまいな記憶や思い込みによる無用な不満や疑問を減らすことができる。 Further, in recent years, in dentistry, a process for processing a tooth surface into a natural white, that is, a so-called whitening process is performed. If the patient gets used to the color of the teeth after the treatment, the illusion that this color was the original color may appear, and the effect of the treatment may be suspected. When performing the whitening process, the dentist can use this system to objectively check the whiteness of the teeth after the process, depending on the case. Therefore, a patient who has undergone whitening can recognize the effect as an objective numerical value, and can reduce unnecessary dissatisfaction and doubt due to ambiguous memories and assumptions.
次に、図2を参照して、撮像装置100を用いるシステムを説明する。図2は、本システムの概略構成を示すブロック図である。
Next, a system using the
撮像装置100の本体105には、対象物OBJに対してフード106が延設して形成されている。対象物OBJは、例えば歯科治療における歯である。また、本体105の外面には、電源スイッチ107と、シャッタボタン108と、接点109と、LCDユニット110と、ピントリング111とが形成されている。電源スイッチ107は、撮像装置100の電源をオン又はオフする。
In the
シャッタボタン108は、撮像動作を指示入力する。接点109は、クレードル101と撮像装置100とを電気的に接続する。LCDユニット110は、撮像された画像の表示、及び撮像装置100に関する各種の情報の表示を行なう。そして、ピントリング111の操作により、後述する撮像光学系121の焦点位置を手動で調整できる。
The
本体105の内部には、照明ユニット200と、撮像光学系121と、CCD113とが配置されている。照明ユニット200は、対象物OBJを照明する照明光を射出する。照明ユニット200の詳細な構成については後述する。撮像光学系121は、照明された対象物OBJの表面からの散乱光を所定面上に結像する。撮像光学系121は、至近距離の対象物OBJを結像できるレンズ構成を有する。撮像デバイスであるCCD113は、撮像光学系121を透過した光により対象物OBJを撮像する。ここで、所定面又は所定面の近傍と、CCD113の受光面とが一致するように配置されている。CCD113は、撮像光学系121により結像された対象物OBJの像を電気的な画像信号に変換する。
Inside the
フード106は、不要な外光を遮光する。これにより、フード106は、対象物OBJの表面からの反射による散乱光のみを効率よく撮像光学系121へ導くことができる。また、操作者、例えば歯科医が手動でピントリング111を操作することで、撮像光学系121の位置を調整できる。ピントリング111の操作により、撮像光学系121による対象物OBJの結像位置と、CCD113の受光面とを一致させる。なお、ピントリング111を用いなくとも、公知のオートフォーカス機構により自動焦点調節できる構成でも良い。
The
さらに、本体105の内部には、電気回路基板112が設けられている。電気回路基板112の上には、信号処理回路114と、LEDコントローラ115と、制御回路118と、メモリ116と、電源回路117とが実装されている。
Further, an
信号処理回路114は、CCD113から出力される画像信号に対して各種の信号処埋を行う。LEDコントローラ115は、照明ユニット200が備えるLEDの発光状態を制御する。メモリ116は、信号処埋回路114により処理された画像データを記憶すること、及び後述する制御回路118により実行される処理プログラムやデータ等を記憶することを行なう。バッテリ119は、クレードル101から接点109を介して撮像装置100へ供給される電源を蓄積する。電源回路117は、バッテリ119から供給される電源を、撮像装置100の内部の各回路に供給する。そして、制御回路118は、バス等を介して、照明ユニット100と信号処理回路114とLEDコントローラ115とメモリ116と電源回路117とに対して双方向に接続されている。制御回路118は、撮像装置100の全体を統括的に制御する。
The
撮像装置100には、図1で示すように、操作者が手で把持するためのグリップ部105bが設けられている。シャッタボタン108は、グリップ部105bを把持する手の人差指等で操作可能な位置に配置されている。また、電源スイッチ107は、シャッタボタン108とは反対側の位置、例えばグリップ部105bを把持する手の親指等で操作可能な位置に配置されている。さらに、グリップ部105bには、接点109が設けられている。バッテリ119は、グリップ部105bの内部に配置されている。そして、LCDユニット110は、撮像装置100の本体105の背面側の観察し易い位置に配置されている。
As shown in FIG. 1, the
次に、クレードル101について説明する。クレードル101には、接点139と、ACアダプタ135と、A/D変換回路134と、電源回路136とが配置されている。接点139は、撮像装置100の接点109と電気的に接続される。ACアダプタ135は、AC電源から供給される所定電圧の交流を適宜の直流電圧に変換する。A/D変換回路134は、撮像装置100から送信される画像データがアナログデータであるときにデジタルデータヘの変換を行う。電源回路136は、ACアダプタ135から供給される電源を内部の各回路に供給する。
Next, the
クレードル101の内部には、さらに、SRAM133と、FPGA(Fie1d Programmab1e Gate Array)132と、USB2のインターフェース(I/F)137と、CPU131とが配置されている。SRAM133は、画像データを記憶すること、及び後述するCPU131により実行される処理プログラムやデータ等を記憶することを行なう。FPGA132は、画像データの圧縮処理等を行う。USB2のI/F137は、コンピュータ102と、例えばUSB2により通信を行う。そして、CPU131は、バス等を介して、FPGA132とSRAM133とA/D変換回路134と電源回路136とI/F137とに対して双方向に接続されている。CPU131は、クレードル102の全体を統括的に制御すること、撮像装置100との通信を制御すること、及びコンピュータ102との通信を制御することを行なう。
In the
また、クレードル101には、例えばUSB2のケーブルを介してコンピュータ102が接続されている。コンピュータ102には、色解析ソフトウエア141がインストールされている。色解析ソフトウエア141は、撮像装置100から受信した画像データを解析処理する。これにより、対象物OBJの色分布を算出できる。また、コンピュータ102の不図示のメモリには、色データベース142が記憶されている。色解析ソフトウエア141は、画像データの解析処理を行うときに、色データベース142を参照する。
The
図3は、本実施例に係る撮像装置100を用いるシステムのうち、主として光学系の構成を簡略に示す。照明ユニット200は、対象物OBJを照明する。照明ユニット200の詳細は図4、図5、図6を用いて説明する。対象物OBJからの散乱光は、照明ユニット200の中央部分を通過する。通過した散乱光は、撮像光学系121へ入射する。撮像光学系121を射出した光は、CCD113にて撮像される。また、照明ユニット200は、撮像光学系であるCCD113と対象物OBJの被照射面との間の光路中に設けられている。
FIG. 3 schematically shows a configuration of an optical system mainly in the system using the
後述するように、照明ユニット200は、順次、所定の波長領域の光で対象物OBJを照明する。所定の波長領域の光で照明された対象物OBJから反射した散乱光は、撮像光学系121に入射する。次に、撮像光学系121からの光は、CCD113で受光される。そして、上述したように、コンピュータ102は、CCD113からの画像データに基づいて、対象物OBJの表面の色分布の解析処理を行う。解析結果である歯の色分布は、ディスプレイ102dに表示される。
As will be described later, the
(照明ユニットの構成)
図4は、対象物OBJ側から見た照明ユニット200の斜視構成を示す。照明ユニット200は、光源部210と、拡散部211と、第1の開口部212aと、第2の開口部212bとを有している。光源部210は、照明光を供給する複数のLEDからなる。拡散部211は光源部210からの照明光を反射して拡散する。第1の開口部212aと、第2の開口部212bとは、拡散された照明光を射出する。拡散部211は、四角の筒状形状となるように構成されている。また、拡散部211の中空部分の略中心と、不図示の撮像光学系の光軸AXとを略一致させる。
(Configuration of lighting unit)
FIG. 4 shows a perspective configuration of the
次に、図5、図6を参照して、照明ユニット200のさらに詳しい構成を説明する。図5は、照明ユニット200を対象物OBJ側から見た構成を示す。拡散部211は、四角の筒状形状となるように構成されている。そして、四角の筒形状の内周の四辺に、光源部210が配置されている。光源部210は、8個のLED210a、210b、210c、210d、210e、210f、210g、210hを1組として、3組のLEDから構成されている。即ち、光源部210は、合計24個(=3組×8個)のLEDからなる。各LED210a〜210hは、四角の筒形状の拡散部211の外周の四辺に向かって照明光を射出する。
Next, a more detailed configuration of the
図8は、8個のLED210a、210b、210c、210d、210e、210f、210g、210hの発光スペクトルを示す。図8において、横軸は波長(単位:nm)、縦軸は光強度(単位:任意)をそれぞれ示す。LED210aは、曲線Saに示すように、中心発光波長が450nm近傍であるスペクトル分布を有する。LED210bは、曲線Sbに示すように、中心発光波長が505nm近傍であるスペクトル分布を有する。LED210cは、曲線Scに示すように、中心発光波長が525nm近傍であるスペクトル分布を有する。LED210dは、曲線Sdに示すように、中心発光波長が560nm近傍であるスペクトル分布を有する。LED210eは、曲線Seに示すように、中心発光波長が575nm近傍であるスペクトル分布を有する。LED210fは、曲線Sfに示すように、中心発光波長が609nm近傍であるスペクトル分布を有する。LED210gは、曲線Sgに示すように、中心発光波長が635nm近傍であるスペクトル分布を有する。LED210hは、曲線Shに示すように、中心発光波長が670nm近傍であるスペクトル分布を有する。なお、曲線Siは、後述する実施例3で用いる。
FIG. 8 shows emission spectra of eight
図5に戻って説明を続ける。上述したように、LEDコントローラ115は、LED210a〜210hの発光状態を制御する。例えば、LEDコントローラ115は、曲線Saに示すスペクトル分布を有するLED210aを点灯し、他のLED210b〜210hを消灯する。そして、CCD113は、曲線Saに示すスペクトル分布の照明光による画像データを撮像する。
Returning to FIG. As described above, the
次に、LEDコントローラ115は、LED210aを消灯し、曲線Sbに示すスペクトル分布を有するLED210bを点灯する。CCD113は、曲線Sbに示すスペクトル分布の照明光による画像データを撮像する。そして、点灯、消灯の手順を全てのLED210a〜210hに対して繰り返し行う。なお、LEDは、高速な点灯、消灯制御に好適である。
Next, the
LED210a〜210hからの光は、拡散部211の四角の筒形状の外周の四辺に向かって進行する。そして、拡散部211の内面で拡散作用を受ける。拡散された光は、第1の開口部212a又は第2の開口部212bから射出する。第1の開口部212aと第2の開口部212bとで、開口部を構成する。第1の開口部212aと第2の開口部212bとは、それぞれ矩形形状の射出部を有している。
Light from the
図6は、照明ユニット200の断面構成を示す。拡散部211は、四角柱の中空な筒形状を有する。なお、拡散部221の詳しい構成は後述する。
FIG. 6 shows a cross-sectional configuration of the
ここで、不図示の撮像光学系121の光軸AXに平行な軸La、Lbを考える。第1の開口部212aから射出した光線Laは、図6の左から右へ向かって進行する。光線Laは、軸AXaと角度θaをなして、対象物OBJを照明する。同様に、第2の開口部212bから射出した光線Lbは、図6の右から左へ向かって進行する。光線Lbは、軸AXbと角度θbをなして、対象物OBJを照明する。
Here, consider the axes La and Lb parallel to the optical axis AX of the imaging optical system 121 (not shown). The light beam La emitted from the
上述したように、第1の開口部212aと第2の開口部212bとは、撮像光学系121の光軸AXに関して対向する位置に設けられている。このため、撮像光学系121の光軸AXを中心にして、対向する2方向から所定の角度θa、θbで対象物OBJを照明できる。これにより、対象物OBJは、第1の開口部212aからの光と、第2の開口部212bからの光とで重畳して照明される。角度θa、θbを例えば略45°又は45°よりも大きくする。
As described above, the
これにより、対象物OBJの被照射面からの正反射光が撮像光学系121へ入射すること低減できる。この結果、撮像光学系121は、対象物OBJの被照射面からの散乱光のみを高い効率で取り込むことができる。従って、正反射光が低減され、対象物OBJの表面の色分布を高精度に測定できる撮像装置100を得ることができる。さらに、照明ユニット200は、異なる2方向から照明する。このため、歯のように立体的な対象物OBJでも影を生じない。
Thereby, it can reduce that the regular reflection light from the to-be-irradiated surface of the target object OBJ injects into the imaging
また、照明ユニット200は、撮像光学系121と対象物OBJの被照射面との間の光路中に設けられている。さらに好しくは、照明ユニット200は、撮像光学系121の入射側近傍に配置することが望ましい。このため、一つの照明ユニット200で、2方向から照明できる。さらに、撮像光学系121は、照明ユニット200を通過した散乱光を撮像する。このため、撮像光学系121の周辺の構成を簡略化できる。従って、小型な撮像装置100を得ることができる。
The
また、第1の開口部212aの外周側には、屋根部213aが形成されている。さらに、第2の開口部212bの外周側には、屋根部213bが形成されている。屋根部213a、213bは、第1の開口部212a、第2の開口部212bから射出する拡散された光を、効率良く対象物OBJの方向へ導くような傾斜角度、大きさに形成されている。
Further, a
図7−1、図7−2は、第1の開口部212aの大きさと、射出する光との関係を示す。なお、第2の開口部212bは、第1の開口部212aと同一の構成であるため、第1の開口部212aを代表例に説明する。上述のように、拡散部211は、四角柱の中空な筒形状を有する。図7−1に示すように、拡散部211のx−z面における断面形状は、四角形状である。四角形状のx軸に沿う方向の長さをL、第1の開口部212aの開口径(長さ)をD1とそれぞれする。図7−2は、開口径D1に比較して大きな開口径D2の第1の開口部212aの構成を示す。
FIGS. 7A and 7B show the relationship between the size of the
図7−1において、D1/Lが十分小さいとき、第1の開口部212aは、略点光源として機能する。このため、第1の開口部212aから射出する光Lsは、略球面波となる。これに対して、図7−2に示すように、D2/Lが所定の値であるときは、第1の開口部212aから射出する光Lcは、略平行光となる。
In FIG. 7A, when D1 / L is sufficiently small, the
本実施例では、拡散部211の所定面(図6におけるx−z面)における長さをLと、第1の開口部212a、第2の開口部212bの所定面(x−z面)における長さをDとそれぞれしたとき、略平行光を射出するようなD/Lの比を有する開口径に形成されている。
In the present embodiment, the length of a predetermined surface (xz plane in FIG. 6) of the diffusing
図9は、照明ユニット200の構成と、光軸AX上における照明光の光強度分布ILとを合わせて示す。第1の開口部212a、第2の開口部212bからの光の光軸AX上の強度分布は、開口部近傍で略ゼロである。開口部から離れるに従って、光強度分布ILは増加し、位置Zmで最高値Imとなる。そして、位置Zmよりも遠ざかると徐々に光強度分布は減衰する。ここで、範囲ZLでは光軸AXに沿った方向における光強度分布の変化が殆ど無く、略一定値である。例えば、撮像装置100と対象物OBJとの撮像距離が範囲ZL内で変化しても、照明光の光強度分布は略一定となる。換言すると、撮像装置100は、焦点深度方向の範囲ZL内において撮像距離が変化しても、照明光の強度分布が略一定で良好な測定を行なうことができる。
FIG. 9 shows the configuration of the
また、第1の開口部212aと第2の開口部212bとは、所定間隔Kだけ離れて設けられている。2つの開口の間隔Kを変えることで、最高値Imの位置Zmを変えることができる。例えば、間隔Kを小さくすると、位置Zmは照明ユニット200に近づいてくる。これとは反対に、間隔Kを大きくすると、位置Zmは照明ユニット200から遠ざかる方向に移動する。そして、位置Zmが照明ユニット200から遠ざかると、照明光の光量が減衰してしまう。このため、LEDの出力を大きくする必要がある。また、位置Zmが照明ユニット200に近接しすぎると、対象物OBJが立体的な形状の場合、照明ユニット200と対象物OBJとが干渉してしまうことがある。具体例を挙げると、対象物OBJとして歯を測定するとき、2つの開口部の間隔Kが小さい撮像装置100では、測定時に人間の鼻と撮像装置100とが接触してしまう。このように、間隔Kは、光量と対象物OBJの種類等により適切な値を設定することが望ましい。
Further, the
図7−1で説明したように、第1の開口部212a、第2の開口部212bから、略球面波が射出されるとき、光軸AX上の位置が異なると光強度分布の変化が大きくなってしまう。これに対して、図7−2で示すような、第1の開口部212a、第2の開口部212bから、略平行光が射出されるとき、光軸AXに沿った位置による光強度分布の変化は、図7−1のときに比較して低減される。
As described with reference to FIG. 7A, when a substantially spherical wave is emitted from the
このように、本実施例では、第1の開口部212a、第2の開口部212bは、拡散部211で拡散された照明光を略平行光として射出するような大きさの開口径D2(図7−2参照)を有している。これにより、光軸AXに略垂直な方向のx−y面内における光強度分布が均一であり、かつ光軸AXに沿ったz方向の光量変化が低減される。このため、対象物OBJの表面の色分布を高精度に測定できる。なお、第1の開口部212a、第2の開口部212bが射出するのは、略平行光に限られず、例えば緩やかな(曲率半径の大きな)収束光、又は緩やかな発散光でも良い。
Thus, in the present embodiment, the
(拡散部の構成)
図10−1は、拡散部211の断面構成を示す。拡散部211は、樹脂部1000を備えている。樹脂部1000の厚さは、例えば略1〜2mm程度である。樹脂部1000の光源部210とは反対側の面には、アルミニウム層1001が金属蒸着により形成されている。樹脂部1000は、光源部210からの光を拡散させる。また、アルミニウム層1001は、薄い樹脂部1000を透過してしまう光を反射する。反射した光は、樹脂部1000へ再度入射することで拡散される。これにより、樹脂部1000を透過して損失してしまう光量を低減できる。
(Configuration of diffuser)
FIG. 10A illustrates a cross-sectional configuration of the
上述したように、光源部210は、それぞれ異なる波長領域の光を供給するLED210a〜210hから構成されている。そして、各LED210a〜210hは、配置されている位置が異なっている。このため、例えば、LED210aから射出した光と、LED210hから射出した光とでは、その照度分布等の光学特性が異なってしまう。樹脂部1000は、各LED210a〜210hからの光を拡散させる。これにより、LED210a〜210hの配置の相違に起因する光学特性のばらつきを低減できる。
As described above, the
また、第1の開口部212aの近傍には屋根部213aが形成されている。屋根部213aは、上述したように、拡散された光を、効率良く対象物OBJの方向へ導くような傾斜角度、大きさを有している。例えば、屋根部213aを設けないと、対象物OBJの方向へ進行しない光が発生する。このため、光量を損失してしまう。また、屋根部213aを垂直(光軸AXに平行)に設けると、屋根部213aで正反射した光が対象物OBJへ入射してしまう。このように、屋根部213aは、光源部210からの光のうち、屋根部213aで正反射した光を拡散部211の内部の方向へ戻す機能も兼用している。このため、屋根213aからの正反射光が対象物OBJへ入射することも低減できる。
Further, a
図10−2は、拡散部211の変形例の断面構成を示す。拡散部211の内側面には、反射コート層1101が形成されている。反射コート層1101の上には、さらに、拡散コート層1100が形成されている。拡散コート層1100は、例えば硫酸バリウムを塗布して形成できる。これにより、拡散コート層100は、入射光を拡散する。このように、高反射率の膜(コート層)と、高拡散率の膜(コート層)とを積層して2重に形成すれば、他の材料を用いて構成しても良い。
FIG. 10-2 shows a cross-sectional configuration of a modified example of the diffusing
図10−3は、拡散部211の他の変形例の断面構成を示す。例えば反射面であるアルミニウム基板1151の上に拡散コート層1150が形成されている。これにより、アルミニウム基板1151を用いて簡便に拡散部211を製造できる。
FIG. 10C illustrates a cross-sectional configuration of another modification of the diffusing
図10−1〜図10−3のいずれの構成においても、拡散部211の拡散特性を向上させることで、照明光の強度分布を均一にできる。また、拡散特性を向上させることで、光の利用効率を高くできる。高い光利用効率により、光源部210の小型化を図ることができる。さらに、各LED210a〜210hは、拡散部211の外周へ向かって光を射出するように配置されている。これにより、各LED210a〜210hからの光が、第1の開口部212a、第2の開口部212bから直接射出してしまうことを低減できる。この配置により、拡散部211が光を拡散する効率を向上できる。
10A to 10C, the intensity distribution of the illumination light can be made uniform by improving the diffusion characteristics of the
なお、第1の開口部212a、第2の開口部212bの近傍にレンズを配置しても良い。レンズは、拡散部211で拡散された光を屈折させて対象物OBJの方向へ導く機能を有する。これにより、拡散された光で効率良く対象物OBJを照明できる。
A lens may be arranged in the vicinity of the
図11、図12を参照して、実施例2に係る照明ユニット1200の構成を説明する。実施例1と同一に部分には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。図11は、照明ユニット1200を対象物OBJ側から見た構成を示す。また、図12は、照明ユニット1200の断面構成を示す。図11に示すように、拡散部211は、円環の筒状形状となるように構成されている。そして、円環の筒形状の内周の辺に、光源部210が配置されている。光源部210は、LED210a、210b、210c、210d、210e、210f、210g、210hを備えている。なお、図11では、LED210a、210b、210cはそれぞれ2個ずつ図示している。このように、照明ユニット1200は、合計12個の略均等な間隔で配置されているLEDを有している。各LED210a〜210hは、拡散部211の外周に向かって光を射出するように構成されている。
With reference to FIG. 11 and FIG. 12, the structure of the
図12に示すように、拡散部1211の断面は円形形状である。この形状により、照明光の利用効率を向上させることができる。また、上記実施例1と同様に、拡散部1211の所定面(図12におけるx−z面)における長さをLと、第1の開口部212a、第2の開口部212bの所定面における長さをDとそれぞれしたとき、略平行光を射出するようなD/Lの比を有する開口径に形成されている。
As shown in FIG. 12, the cross section of the
また、第1の開口部212aと第2の開口部212bとは、最高値Imの位置Zm(図9参照)が最適となるように、所定距離Kだけ離れて設けられている。
Further, the
本実施例では、12個のLED802a〜802hを順次、点灯及び消灯を繰り返す。そして、点灯しているLEDによる照明光で対象物OBJを照明する。また、各LED802a〜802hは、円形状に配置されている位置がそれぞれ異なる。拡散部1211は、各LED802a〜802hの配光特性等に関わり無く、略均一な強度分布の拡散光を生成する。このため、LEDの位置の相違に起因する照明光の光学特性のばらつきを低減できる。また、拡散部1211は、図11に示すような円環の筒形状に限られない。例えば、拡散部1211は、対象物OBJ側から見たときに、長軸と短軸とを有する楕円環の筒形状にしても良い。このとき、第1の開口部212aと第2の開口部212bとは、長軸に沿った方向に設けることが望ましい。これにより、拡散効率を向上させつつ、小型化を図ることができる。
In this embodiment, the twelve LEDs 802a to 802h are sequentially turned on and off repeatedly. And the target object OBJ is illuminated with the illumination light by LED which has lighted. Moreover, each LED 802a-802h differs in the position arrange | positioned at circular shape, respectively. The
図13を参照して、実施例3に係る照明ユニット1300の構成を説明する。実施例1、実施例2と同一の部分には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。図13は、照明ユニット1300を対象物OBJ側から見た構成を示す。
With reference to FIG. 13, the structure of the
拡散部211は、所定軸である光軸AXを取り囲むような連続した筒形状に形成されている。そして、筒形状の拡散部211により、所定軸である光軸AX近傍には所定形状の空間が形成されている。照明ユニット1300からの光は、対象物OBJの表面で反射されて散乱する。散乱した光は、照明ユニット1300の所定形状の空間を通過して、撮像光学系121へ入射する。このように、照明ユニット1300を撮像光学系121の入射端面近傍に配置できる。この結果、撮像装置全体を小型にできる。
The diffusing
また、所定形状の空間は、拡散部211の内周の4つの面(辺)1310a、1310b、1310c、1310dにより略四角形状に形成される。CCD113の撮像面は四角形状を有している。このため、撮像装置を小型化したときに、照明ユニット1300の四角形状の空間の周辺部による光のけられを低減できる。
The space having a predetermined shape is formed in a substantially square shape by four surfaces (sides) 1310a, 1310b, 1310c, and 1310d on the inner periphery of the
また、光源部210は、3つのLED210X、210Y、210Zを一組として、4組のLEDから構成されている。即ち光源部210は、合計12個(=4組×3個)のLEDからなる。各LED210X、210Y、210Zは、拡散部211の光軸AX側の2つの面1310b、1310dに設けられている。このように、各LED210X、210Y、210Zは、拡散部211の内側の面1310b、1310dに設けられている。そして、各LED210X、210Y、210Zは、筒形状の拡散部211の内周から外周の四辺に向かって照明光を射出する。この結果、拡散部211の幅Wを小さくできる。これにより、照明ユニット1300を小型化でき、省スペース化を図ることができる。さらに、光源部210を内側に配置することで、拡散部211における光の拡散効率を向上できる。従って、明るい照明光で対象物OBJを照明できる。なお、実施例2のような円環の筒状形状の拡散部に比較して、本実施例のように四角形の筒形状に構成したほうが、さらに光の拡散効率を大きくできる。
The
また、LED210X、210Y、210Zは、LED210X、210Y、210Zから供給された照明光が、拡散部211において少なくとも1回反射して開口部212a、212bから射出する位置に設けられている。開口部212a、212bは、拡散光を効率よく射出することが望ましい。本実施例では、LED210X、210Y、210Zから供給された光は、拡散部211において必ず1回反射した後に開口部212a、212bから射出する。このため、LED210X、210Y、210Zから射出した光のうち、拡散部211で反射されることなく、開口部212a、212bから直接、射出してしまう光を低減できる。この結果、照明ユニット1300は、良好な拡散光で対象物OBJを照明できる。
The
次に、各LED210X、210Y、210Zの構成を説明する。図14−1、図14−2、図14−3は、それぞれLED210X、210Y、210Zを正面から見た構成を示す。図14−1に示すように、LED210Xは、3つの発光部214a、214b、214cを有している。また、図14−2に示すように、LED210Yは、3つの発光部214d、214e、214fを有している。さらに、図14−3に示すように、LED210Zは、3つの発光部214g、214h、214iを有している。
Next, the configuration of each
図8を参照して各発光部から供給される照明光のスペクトル分布を説明する。発光部214aは、曲線Saに示すように、中心発光波長が450nm近傍であるスペクトル分布を有する。発光部214bは、曲線Sbに示すように、中心発光波長が505nm近傍であるスペクトル分布を有する。発光部214cは、曲線Scに示すように、中心発光波長が525nm近傍であるスペクトル分布を有する。このように、LED210Xは、一つのパッケージから、3つの異なる波長領域の光を供給できる。
The spectral distribution of illumination light supplied from each light emitting unit will be described with reference to FIG. As shown by the curve Sa, the
また、発光部214dは、曲線Sdに示すように、中心発光波長が560nm近傍であるスペクトル分布を有する。発光部214eは、曲線Seに示すように、中心発光波長が575nm近傍であるスペクトル分布を有する。発光部214fは、曲線Sfに示すように、中心発光波長が609nm近傍であるスペクトル分布を有する。このように、LED210Yは、一つのパッケージから、3つの異なる波長領域の光を供給できる。
In addition, the
さらに、発光部214gは、曲線Sgに示すように、中心発光波長が635nm近傍であるスペクトル分布を有する。LED214hは、曲線Shに示すように、中心発光波長が670nm近傍であるスペクトル分布を有する。LED214iは、曲線Siに示すように、中心発光波長が700nm近傍であるスペクトル分布を有する。このように、LED210Zは、一つのパッケージから、3つの異なる波長領域の光を供給できる。
Furthermore, the
これにより、3個のLED210X、210Y、210Zから9つの異なる波長領域、即ち9バンドの光を供給できる。この結果、異なる波長領域ごとの光の発光位置のばらつきを小さくできる。従って、異なる色の照明光ごとの照明むらの変化を低減できる。なお、9個の発光部214a〜214iの発光波長領域をそれぞれ異ならせなくとも良い。例えば、9個の発光部214a〜214iのうち、2個の発光部の発光波長領域を略同一にしても良い。このときは、9個の発光部214a〜214iにより、8つの異なる波長領域、即ち8バンドの光を供給できる。
Accordingly, nine different wavelength regions, that is, nine bands of light can be supplied from the three
同様にして、LED210X、210Y、210Zが供給する光のバンド数を、適宜所望の数量に制御できる。例えば、各LED210X、210Y、210Zが、それぞれR光(赤色)、G光(緑色)、B光(青色)を供給する3個の発光部を有するように構成できる。この構成により、R光、G光、B光の3バンドカラーカメラを得ることができる。
Similarly, the number of bands of light supplied from the
また、光源部として、白色光を供給するLEDを用いることができる。このときは、CCD113として、例えば、R光透過フィルタ、G光透過フィルタ、B光透過フィルタを備えるカラーCCDを用いる。そして、白色光で対象物OBJを照明する。対象物OBJからの散乱光は、カラーCCDで撮像される。3種類のカラーフィルタを用いるときは、3バンドの照明と等価である。従って、透過波長領域の異なるカラーフィルタの数を増やせば、カラーフィルタの数に応じて多バンド化できる。
Moreover, LED which supplies white light can be used as a light source part. At this time, for example, a color CCD including an R light transmission filter, a G light transmission filter, and a B light transmission filter is used as the
なお、拡散部の形状、LEDの配置形態、開口部の大きさ及び位置は、上述した実施例に限られない。例えば、拡散部は、連続した筒形状の構成に限られず、拡散するための空間を有していれば、いかなる構造でも良い。 The shape of the diffusing portion, the LED arrangement, and the size and position of the opening are not limited to the above-described embodiments. For example, the diffusion portion is not limited to a continuous cylindrical configuration, and may have any structure as long as it has a space for diffusion.
さらに、実施例3で示したような1つのパッケージ内に複数の発光部を有するLEDを、実施例1または実施例2の照明ユニットに適用しても良い。このように、本発明は、上述した各実施例に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。 Furthermore, an LED having a plurality of light emitting units in one package as shown in the third embodiment may be applied to the lighting unit of the first or second embodiment. Thus, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
以上のように、本発明に係る照明ユニットは、対象物の表面の色分布を測定する撮像装置において照明を行う際に好適に用いることができる。 As described above, the illumination unit according to the present invention can be suitably used when performing illumination in an imaging device that measures the color distribution of the surface of an object.
100 撮像装置
OBJ 対象物
101 クレードル
102 コンピュータ
102d ディスプレイ
105 本体
106 フード
107 電源スイッチ
108 シャッタボタン
109 接点
110 LCD
111 ピントリング
112 電源回路基板
113 CCD
114 信号処理回路
115 LEDコントローラ
116 メモリ
117 電源回路
118 制御回路
119 バッテリ
121 撮像光学系
131 CPU
132 FPGA
133 SRAM
134 A/D変換回路
135 ACアダプタ
136 電源回路
137 USB2 I/F
139 接点
141 色解析ソフトウエア
142 色データベース
102d ディスプレイ
200 照明ユニット
210 光源部
211 拡散部
212a 第1の開口部
212b 第2の開口部
La、Lb 光線
θa、θb 角度
AXa、AXb 軸
210a、210b、210c、210d、210e、210f、210g、210h LED
L 拡散部の長さ
D、D1、D2 開口部の開口径(大きさ)
K 開口部間の距離
Zm 位置
ZL 範囲
213a、213b 屋根部
1000 樹脂部
1001 アルミニウム層
1100 拡散コート層
1101 反射コート層
1150 拡散コート層
1151 アルミニウム基板
1200 照明ユニット
1211 拡散部
1300 照明ユニット
1310a、1310b、1310c、1310d 面
210X、210Y、210Z LED
214a、214b、214c、214d、214e、214f、214g、214h、214i 発光部
W 照明ユニットの幅
100 Imaging
114
132 FPGA
133 SRAM
134 A /
139
L Length of diffusion part D, D1, D2 Opening diameter (size) of opening
K distance between openings Zm
214a, 214b, 214c, 214d, 214e, 214f, 214g, 214h, 214i Light emitting part W Width of lighting unit
Claims (9)
前記光源部からの照明光を反射して拡散する拡散部と、
拡散された照明光を射出する開口部とを有し、
前記開口部は、前記拡散された照明光を略平行光として射出する開口径を有することを特徴とする照明ユニット。 A light source unit for supplying illumination light;
A diffusion unit that reflects and diffuses illumination light from the light source unit;
An opening for emitting diffused illumination light;
The opening unit has an opening diameter for emitting the diffused illumination light as substantially parallel light.
前記筒形状の拡散部により、前記所定軸近傍に所定形状の空間が形成されていることを特徴とする請求項3〜6のいずれか一項に記載の照明ユニット。 The diffusion part is formed in a continuous cylindrical shape surrounding the predetermined axis,
The lighting unit according to any one of claims 3 to 6, wherein a space having a predetermined shape is formed in the vicinity of the predetermined axis by the cylindrical diffusion portion.
前記照明ユニットにより照明された被照射面からの反射光を結像する撮像光学系とを有し、
前記撮像光学系により得られた前記反射光に基づいて、前記被照射面の色分布を演算することを特徴とする撮像装置。
The lighting unit according to any one of claims 1 to 8,
An imaging optical system that forms an image of reflected light from the illuminated surface illuminated by the illumination unit;
An image pickup apparatus that calculates a color distribution of the irradiated surface based on the reflected light obtained by the image pickup optical system.
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Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010054924A (en) * | 2008-08-29 | 2010-03-11 | Furyu Kk | Photography photographing and editing device |
JP2017086303A (en) * | 2015-11-06 | 2017-05-25 | 富士フイルム株式会社 | Processor device, endoscope system, and image processing method |
CN108289723A (en) * | 2015-11-13 | 2018-07-17 | 诺瓦达克技术公司 | The system and method for illumination and imaging for target |
KR101937789B1 (en) | 2012-10-26 | 2019-01-11 | 이경화 | Therapy lighting apparatus |
US10694152B2 (en) | 2006-12-22 | 2020-06-23 | Novadaq Technologies ULC | Imaging systems and methods for displaying fluorescence and visible images |
USD916294S1 (en) | 2016-04-28 | 2021-04-13 | Stryker European Operations Limited | Illumination and imaging device |
US10980420B2 (en) | 2016-01-26 | 2021-04-20 | Stryker European Operations Limited | Configurable platform |
US10992848B2 (en) | 2017-02-10 | 2021-04-27 | Novadaq Technologies ULC | Open-field handheld fluorescence imaging systems and methods |
WO2023166655A1 (en) * | 2022-03-03 | 2023-09-07 | オリンパス株式会社 | Lighting unit and imaging system |
US11756674B2 (en) | 2016-06-14 | 2023-09-12 | Stryker European Operations Limited | Methods and systems for adaptive imaging for low light signal enhancement in medical visualization |
-
2004
- 2004-06-15 JP JP2004176930A patent/JP2006003103A/en active Pending
Cited By (19)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10694152B2 (en) | 2006-12-22 | 2020-06-23 | Novadaq Technologies ULC | Imaging systems and methods for displaying fluorescence and visible images |
US11770503B2 (en) | 2006-12-22 | 2023-09-26 | Stryker European Operations Limited | Imaging systems and methods for displaying fluorescence and visible images |
US11025867B2 (en) | 2006-12-22 | 2021-06-01 | Stryker European Operations Limited | Imaging systems and methods for displaying fluorescence and visible images |
US10694151B2 (en) | 2006-12-22 | 2020-06-23 | Novadaq Technologies ULC | Imaging system with a single color image sensor for simultaneous fluorescence and color video endoscopy |
JP2010054924A (en) * | 2008-08-29 | 2010-03-11 | Furyu Kk | Photography photographing and editing device |
KR101937789B1 (en) | 2012-10-26 | 2019-01-11 | 이경화 | Therapy lighting apparatus |
JP2017086303A (en) * | 2015-11-06 | 2017-05-25 | 富士フイルム株式会社 | Processor device, endoscope system, and image processing method |
JP2019506698A (en) * | 2015-11-13 | 2019-03-07 | ノバダック テクノロジーズ ユーエルシー | System and method for target illumination and imaging |
US10721410B2 (en) | 2015-11-13 | 2020-07-21 | Stryker European Operations Limited | Systems and methods for illumination and imaging of a target |
US11930278B2 (en) | 2015-11-13 | 2024-03-12 | Stryker Corporation | Systems and methods for illumination and imaging of a target |
CN108289723A (en) * | 2015-11-13 | 2018-07-17 | 诺瓦达克技术公司 | The system and method for illumination and imaging for target |
US11298024B2 (en) | 2016-01-26 | 2022-04-12 | Stryker European Operations Limited | Configurable platform |
US10980420B2 (en) | 2016-01-26 | 2021-04-20 | Stryker European Operations Limited | Configurable platform |
USD916294S1 (en) | 2016-04-28 | 2021-04-13 | Stryker European Operations Limited | Illumination and imaging device |
USD977480S1 (en) | 2016-04-28 | 2023-02-07 | Stryker European Operations Limited | Device for illumination and imaging of a target |
US11756674B2 (en) | 2016-06-14 | 2023-09-12 | Stryker European Operations Limited | Methods and systems for adaptive imaging for low light signal enhancement in medical visualization |
US11140305B2 (en) | 2017-02-10 | 2021-10-05 | Stryker European Operations Limited | Open-field handheld fluorescence imaging systems and methods |
US10992848B2 (en) | 2017-02-10 | 2021-04-27 | Novadaq Technologies ULC | Open-field handheld fluorescence imaging systems and methods |
WO2023166655A1 (en) * | 2022-03-03 | 2023-09-07 | オリンパス株式会社 | Lighting unit and imaging system |
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