CN101909515A - 照明设备和图像获取装置 - Google Patents
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Abstract
一种照明设备，包括：第一照明部(8)，具有发射白光的第一光源(1)并且具有用于以第一定向特性施加由第一光源(1)发射的白光的第一光学系统(3)；以及第二照明部(9)，具有发射颜色与第一光源(1)所发射的光线的颜色不同的光的第二光源(2)，以及用于以第二定向特性施加由第二光源(2)发射的光的第二光学系统(2)，使得所述第二光源发射的所述光被施加到第二施加区域，所述第二施加区域包含在基于所述第一定向特性的第一施加区域中，并小于所述第一施加区域。
Description
技术领域
本发明涉及一种能够施加白色光和与白色颜色不同的光的照明设备和图像获取装置。
背景技术
用于向物体施加照明光线的照明设备被广泛地用于对物体观察和拍摄的领域。此类照明设备的具体示例是用于牙科领域的照明设备。
通常，一些牙科用照明设备使用具有特定色温(例如，5000K°)的荧光灯。牙医或者牙科技师使用此类所谓阴影去除牙科用照明设备以在普通牙齿和人造牙齿之间对照和评估。
例如，日本专利申请未决公开第2003-7478号描述了一种更适用于阴影去除的牙科用照明设备。该公开所描述的牙科用照明设备具有一种使用发射颜色各不相同的两种或更多种光源的阴影去除灯(更加精确地，三种色温不同的荧光灯)。此外，该公开描述了一种技术，该技术包括提供一种能够发射与色彩范围从黄色到橙色的牙齿颜色互补的颜色的蓝色发光二极管。
日本实用新型注册第3084178号描述了一种使用了大量发光二极管(LED)作为光源的无影灯，也描述了一种由发射不同波长光线的大量发光二极管构成的结构。
牙科要观察和拍摄的物体不仅包括色彩范围从黄色到橙色的牙齿，还包括牙龈等红色的物体。在上面提到的日本专利申请未决公开第2003-7478号所描述的技术旨在针对不考虑牙龈的牙齿的阴影去除。因此，利用该技术，与牙齿的观察和拍摄同时观察并拍摄的牙龈的图像不一定具有期望的正确颜色。此外，就该公开所描述的技术而言，没有描述蓝色发光二极管发射何种方向性的光线，因此，当牙龈被与牙齿颜色互补的颜色的光线照射时，牙龈就会有不正确的颜色。
类似地，日本实用新型注册第3084178号所描述的技术没有考虑在被照亮的物体中存在颜色各不相同的多个部分的情况，因而自然地该技术不能照亮不同的部分来使每一部分都有期望的颜色。
本发明考虑了上述的情况而作出，本发明的目的是提供一种照明设备，可以照亮具有颜色各不相同的多个部分的物体，使得各部分都有期望的颜色，并提供了一种具有该照明设备的图像获取装置。
发明内容
根据本发明的一个方面的照明设备包括：第一照明部，该第一照明部具有发射白光的第一光源和以第一定向特性施加所述第一光源发射的白光的第一光学系统；以及第二照明部，该第二照明部具有发射与第一光源所发射的光的颜色不同的光的第二光源，以及用于以第二定向特性施加由第二光源发射的光的第二光学系统，使得所述第二光源发射的所述光被施加到第二施加区域，所述第二施加区域包含在基于第一定向特性的第一施加区域中，并小于所述第一施加区域。
根据本发明另一方面的图像获取装置包括根据上述方面的所述照明设备，并包括用于通过采集由所述照明设备所照明的物体的图像来获取图像信号的图像采集装置。
附图说明
图1是示出了本发明实施方式1中的具有照明设备和图像采集装置的图像获取装置的结构图；
图2是示出了实施方式1中第一光源和第二光源的发射光谱的图；
图3是解释一种确定实施方式1中第二光源的发射光谱的方法的图；
图4是示出了这样的示例的图，该示例将第二光源的发射光谱设置在实施方式1中物体的特定部分之外的物体部分的反射光谱的波段之外；
图5是示出了实施方式1中在牙齿观察时设置第二光源发射光谱的示例的图；
图6是示出这样的示例的图，该示例当物体的特定部分的反射光谱的波段处于比该特定部分之外的部分的反射光谱的波段波长更长的一侧时，设置实施方式1中第二光源的反射光谱的示例；
图7是示出了实施方式1中的第一照明部和第二照明部的定向特性的图；
图8是示出了实施方式1中作为物体的牙齿和牙龈的图；
图9是示出了实施方式1中由第一照明部和第二照明部在物体的位置形成的照明光斑的状态的图；
图10是示出了实施方式1中作为物体的牙齿和牙龈处于被由第一照明部和第二照明部的照明光斑所照射的状态的图；
图11是示出了本发明实施方式2中具有照明部件和图像采集装置的图像获取装置的结构图；
图12是示出了实施方式2中第二施加区域位于第一施加区域中心的状态的图；
图13是示出了实施方式2中第二施加区域位于第一施加区域的右上部的状态的图；
图14是示出了实施方式2中第二施加区域位于第一施加区域的左下部的状态的图；
图15是示出了本发明实施方式3中具有照明部件和图像采集装置的图像获取装置的结构图；
图16是示意性地示出了在实施方式3中当物体与照明部件距离较近时第一照明部和第二照明部的定向的特性的状态的图；
图17是示意性地示出了在实施方式3中当物体与照明部件距离适中时第一照明部和第二照明部的定向的特性的状态的图；
图18是示意性地示出了在实施方式3中当物体与照明部件距离较远时第一照明部和第二照明部的定向的特性的状态的图；
图19是示出了本发明实施方式4中具有照明部件和图像采集装置的图像获取装置的结构图；
图20是示出了在实施方式4中当增大第一光源的发射强度同时减小第二光源的发射强度时，颜色混合区域的状态的图；
图21是示出了在实施方式4中当第一光源的发射强度设置为适中水平，并且第二光源的发射强度也设置为适中水平时，颜色混合区域的状态的图；
图22是示出了在实施方式4中当第一光源的发射强度减小同时第二光源的发射强度增大时，颜色混合区域的状态的图；
图23是示出了本发明实施方式5中具有照明部件和图像采集装置的图像获取装置的结构图；
图24是示出了实施方式5中图像采集单元的细节的框图；以及
图25是示出本发明实施方式6中具有照明部件和图像采集装置的图像获取装置的结构的框图。
具体实施方式
下面将参照附图描述本发明的实施方式。
【实施方式1】
图1至图10示出了本发明的实施方式1。图1是示出了具有照明设备和图像采集装置的图像获取装置的结构图。图2是示出了第一光源和第二光源的发射光谱的图。图3是解释确定第二光源的发射光谱的方法的图。图4是示出了将第二光源的发射光谱设置在物体的特定部分之外的物体部分的反射光谱的波段之外的示例的图。图5是示出了在牙齿观察时设置第二光源发射光谱的示例的图。图6是示出了当物体的特定部分的反射光谱的波段处于比该特定部分之外的部分的反射光谱的波段波长更长的一侧时，设置第二光源的反射光谱的示例。图7是示出了第一照明部和第二照明部的定向特性的图。图8是示出了作为物体的牙齿和牙龈的图。图9是示出了由第一照明部和第二照明部在物体的位置形成的照明光斑的状态的图。图10是示出了作为物体的牙齿和牙龈处于被由第一照明部和第二照明部的照明光斑所照射的状态的图。
本实施方式是涉及向作为物体的牙齿和牙龈施加照明光线来进行拍摄的牙科用照明设备和具有该照明设备的图像获取装置的实施方式。
如图1所示，该图像获取装置被配置为设置有照明设备和图像采集装置。
该照明设备具有：具有第一光源1和第一光学系统3的第一照明部8；具有第二光源2和第二光学系统4的第二照明部9；和用于控制第一照明部8和第二照明部9的照明控制部5。
该图像采集装置具有用以采集物体的运动图像或静止图像的图像采集单元6以及控制该图像采集单元6的图像采集单元控制部7。
由该照明设备照亮的物体(其图像被图像采集装置所采集)是由颜色互不相同的多个部分所组成的。在本实施方式中，如图8、图10和图1等图所示，该物体是接近白色但染有黄色至橙色的牙齿22和红色至暗红色的牙龈21。但是该物体并不限于牙龈21和牙齿22。
第一光源1发射例如图2中由光谱SP1所表示的白光。
第二光源2发射例如图2中由光谱SP2所表示的光，即，与第一光源1发出的光颜色不同的窄波段的光，该窄波段的光在宽度比第一光源1的光谱SP1的波段宽度小的波段内有(至少一个)峰值(强度峰值)。
例如基于下面描述的原理来确定由第二光源2所发射的光的光谱。
首先将参照图3来描述确定第二光源2的发射光谱的方法。在图3和图4至图6中，沿着横坐标和纵坐标并没有指明数字值。但是，假设图3至图6采用图2中的相同的系统。
在照亮具有颜色互不相同的多个部分的物体以使各个部分有更理想的颜色)时，期望照亮物体的特定部分之外的部分(例如，用白光)使得特定部分之外的部分有正确的颜色，并且期望用与特定部分以外的部分的颜色明显不同的颜色来照亮特定部分(即，处于色彩对比度高的状态)。具体地说，色彩对比度高的状态意味着特定部分与特定部分以外的部分的颜色差别较大。因此，根据分清专用于特定部分的色调(hue)同时限制对特定部分以外的部分的色调的影响的观点来确定第二光源2的发射光谱。
假设物体的反射光谱例如图3所示，其中RSP1表示特定部分以外的部分的反射光谱(光谱反射率)，RSP2表示特定部分的反射光谱(光谱反射率)。在图3所示的示例中，特定部分以外的部分有这样的特性，即反射具有较宽波段的波长的光，同时特定部分有这样的特性，即反射的光在较短波长侧的较窄波段内。在这些反射光谱之间进行比较，特定部分的反射光谱RSP2在其峰值附近有比特定部分以外的部分的反射光谱RSP1更高的强度值。
因此，在物体的特定部分的光谱反射率具有的强度值比特定部分以外的部分(该部分属于由第一照明部8照亮的区域，并且不同于特定部分)的光谱反射率更高的波段内，如果从第二光源2发射的光具有强度峰值，则特定部分和特定部分以外的部分之间的颜色差别可以被增大。在这种情况下，根据有效增大特定部分和特定部分以外的部分之间的颜色差别的观点，第二光源2发射的光的强度峰值优选地被设置在这样的波长附近，在该波长处，物体的特定部分的光谱反射率和特定部分以外的上述部分的光谱反射率之间的差别最大。
如图3所示的第二光源2的发射光谱SP2是这种情况的示例。SP1表示第一光源1的发射光谱。
如果第二光源2的发射光谱可以设置在物体的特定部分以外的部分的反射光谱的波段之外，则能够更有效地增大上述的特定部分和该特定部分以外的部分之间的颜色差别。图4示出了这种情况的示例。
在如图4所示的示例中，特定部分的反射光谱RSP2和特定部分以外的部分的反射光谱RSP1都有有效的强度值的波段是彼此分开的。即，在该波段中，特定部分的反射光谱RSP2具有有效的强度值，特定部分以外的部分的反射光谱RSP1的强度值基本上是零。在物体的光谱反射率特性是例如图4所示的示例的情况下，通过将第二光源2的发射光谱SP2设置在特定部分的反射光谱RSP2的波段之内，并设置在特定部分以外的部分的反射光谱RSP1之外，可以有效地增大颜色差别。这是因为由第二光源2所发射的光从特定部分反射，而不从特定部分以外的部分反射。在这样做时，与上述的情况一样，第二光源2所发射的光的强度峰值优选地设置在物体的特定部分的光谱反射率被最大化的波长附近。
接着，图5示出了在物体是牙龈21和牙齿22，并且特定部分是牙齿22而特定部分以外的部分是牙龈21的情况(即，在本实施方式的说明中主要描述的情况)下，设置第二光源2的发射光谱的示例。
如上所述，作为特定部分的牙齿22为染有黄色至橙色的白色，在波长较短的蓝色波段内具有反射光强度，这可以从图5所示的光谱反射率光谱RSP2中理解。另一方面，如图5的光谱反射率光谱RSP1示意性地示出的，作为特定部分以外的部分的牙龈21主要在波长更长的红色波段内具有反射光强度。
第二光源2所发射的光的光谱可以设置为在这样的波长的波段内具有强度峰值，在该波段内，牙齿22的光谱反射率的值高于牙龈21的光谱反射率的值。如果物体具有如图5所示的光谱反射率，则在整个可见光范围内，牙齿22的光谱反射率的值均高于牙龈21的光谱反射率的值，因此，在理论上，第二光源2的发射光谱可以被设置在任意波段内。然而，根据有效增大作为特定部分的牙齿22和作为特定部分以外的部分的牙龈21两者之间的颜色差别的观点，优选地将第二光源2的发射光谱设置在牙龈21的光谱反射率波长波段之外。图5示出了这种优选设置的示例。即，由第二光源2所发射的光可以被设置为如图5中的光谱SP2所表示的蓝色窄波段的光，或更加具体地，在数值方面，可以被设置为图2的光谱SP2所代表的值。
如上所述，物体不限于牙龈21和牙齿22(即，根据本实施方式的技术的施加范围不限于牙齿观察)。图6示出了当物体的特定部分的反射光谱的波段是在比特定部分以外的部分的反射光谱的波段更长的波长侧时，设置第二光源2的反射光谱的示例。
在图6所示的示例中，假设特定部分以外的部分的反射光谱RSP1的波段例如是从绿色至蓝色的波段，特定部分的反射光谱RSP2的波段是更长波长侧的例如红色波段。此外，在图6所示的示例中，其中特定部分的反射光谱RSP2具有有效的强度值的波段与其中特定部分以外的部分的反射光谱RSP1具有有效的强度值的波段彼此分开。
如果物体如图6所示，则由第二光源2所发出的光可以被设置成其波段在特定部分以外的部分的反射光谱RSP1波段之外(即，由第二光源2所发射的全部的光不必都在反射光谱RSP1的波段之外，但由第二光源2所发射的全部的光都在反射光谱RSP1的波段之外是优选的)，并在特定部分的反射光谱RSP2的强度值为最大值的波长点具有强度峰值。
将再次参照图1进一步描述该配置。
第一光学系统3用于以如图7中的曲线OR1所表示的第一定向特性施加由第一光源1发射的白光。
第二光学系统4用于以第二定向特性施加由第二光源2所发射的窄波段光，以使得该光施加到第二施加区域，该第二施加区域包含在基于上述第一定向特性的第一施加区域中。更具体地，该第二定向特性是图7中曲线OR2所表示的定向特性，利用该第二定向特性，光被施加，定义了直径小于利用第一定向特性所定义的光斑的直径的光斑。光斑直径可以被理解为一个区域，该区域中获得等于或大于预定的值的亮度强度。
照明控制部5向第一光源1和第二光源2提供电力，并使得第一光源1和第二光源2在其控制下发光。
图像采集单元6用于对被上述照明设备照亮的物体进行拍摄，以得到图像信号。即图像采集单元6被配置为设置有图像采集光学系统和图像采集设备。物体的光学图像由图像采集光学系统形成在图像采集设备上。图像采集设备执行光学图像的光电转换来输出作为图像信号的图像。
图像采集单元控制部7是用于控制图像采集单元6使得该图像采集单元采集图像并获得图像信号的部件。
下面将参照图8至图10对照明设备对物体的照明进行描述。
当从图像采集单元6侧观察时，作为物体的牙齿22和牙龈21具有如图8的形状。
如图9所示，通过使用第一照明部8和第二照明部9，利用第一施加区域11内的白色照明光斑和第二施加区域12内的窄波段照明光斑来照亮物体。第一照明部8和第二照明部9执行照明，所以在物体的位置，第二施加区域12被包含在第一施加区域11中。
图10示出了被上述照明光斑照明的物体的状态。
白光和窄波段光两者都被施加于目标牙齿22，即在其上定义了颜色混合区域(加色的颜色混合区域)。另一方面，目标牙齿22之外的牙齿22和牙龈21被白光照亮。此时，在加色的颜色混合区域所施加的蓝色波段的光的量大于在其他区域所施加的蓝色波段的光的量。由于在蓝色波段牙齿22的光谱反射率高于牙龈21的光谱反射率，从牙齿22反射的蓝光的量大于从牙龈21反射的蓝光的量。即，在施加了窄波段光的第二施加区域中，牙齿22的光谱反射率高于牙龈21的光谱反射率的波段内的大量的光从目标牙齿22反射。于是目标牙齿22和牙龈21之间的颜色差别被增大，提高了目标牙齿22和牙龈21之间的颜色对比。
根据以上描述，施加区域11和12基本上是圆形的。很显然，施加区域11和12的形状可以不限于通常的圆形。例如，通过将窄波段光施加区域12形成为长边水平的矩形(或长轴水平的椭圆形)，并同时保持白光施加区域11的圆形形状，白光和窄波段光两者都既可以施加于目标牙齿22，也可以施加于其它牙齿22。
虽然在说明中假设第二照明部9所施加的光是窄波段光，但第二照明部9所施加的光不限于窄波段光。例如，第二照明部9所施加的光可以是具有用于增强物体的特定部分的颜色的宽波段光等(即，基本上具有与物体的特定部分的颜色相同的颜色并增大特定部分的色度)。
虽然在上面的描述中只提供了一个第二照明部9，但可以根据组成物体的部分的颜色数目和其它因素而提供用于施加与白色不同的颜色的多个照明部件。
根据这样设置的实施方式1，物体可以被照亮为所述物体的特定部分与所述特定部分以外的部分之间的颜色对比得以提高。结果，具有多个颜色互不相同的部分的物体可以被照亮为各部分具有更加合意的颜色。
【实施方式2】
图11至图14示出了本发明的实施方式2。图11是示出了包括照明设备和图像采集装置的图像获取装置的结构的图。图12是示出了第二施加区域位于第一施加区域中心的状态的图。图13是示出了第二施加区域位于第一施加区域的右上部的状态的图。图14是示出了第二施加区域位于第一施加区域的左下部的状态的图。
在实施方式2中，与上述实施方式1中的部分相同的部分由相同的标号表示，不再重复对相同部分的描述。描述将主要在与实施方式1不同的点上展开。
在实施方式2中，第一照明部8和第二照明部9被制成可移动的，以使具有第一定向特性的施加方向和具有第二定向特性的施加方向相对变化。
即，第一照明部8被提供了照明移动部15以改变具有第一定向特性的施加方向，并且第二照明部9被提供了照明移动部16以改变具有第二定向特性的施加方向。照明移动部15和16各可以是由球面接头、铰链等构成的手动移动部或根据来自驱动源的驱动力改变施加方向的电动移动部。
如图12至图14所示，通过使用这样的照明移动部15和16，可以自由地改变在第一施加区域11中形成颜色混合区域的第二施加区域12的位置。
依据上述描述，在第一照明部8和第二照明部9两者中都提供了照明移动部，以使第一照明部8和第二照明部9各自互相独立地改变施加的方向。但是，这种设置的使用并不是排他的。例如，可以仅在第一照明部8和第二照明部9两者之一中提供照明移动部。甚至在这种情况下，施加的方向也可以被相对地改变，并且改变整个照明设备(或整个图像获取装置)的方向足够使施加方向进行完美的改变。
根据这样设置的实施方式2，基本上可以获得与上述实施方式1的优点同样的优点，并且在第一施加区域中的第二施加区域的位置可以自由地改变，以根据组成物体的多个颜色的分布使照明最佳。
【实施方式3】
图15至图18示出了本发明的实施方式3。图15是示出了包括照明设备和图像采集装置的图像获取装置的结构的图。图16是示意性地示出了当物体与照明部件距离较近时第一照明部和第二照明部的定向特性的状态图。图17是示意性地示出了当物体与照明部件距离适中时第一照明部和第二照明部的定向特性的状态图。图18是示意性地示出了当物体与照明部件距离较远时第一照明部和第二照明部的定向特性的状态图。
在实施方式3中，与上述的实施方式1和2中的部分相同的部分由相同的标号表示，不再重复描述相同部分。描述将主要在与实施方式1和2不同的点上展开。
在实施方式3中，在第一照明部8和第二照明部9中分别提供了第一定向特性改变部32和第二定向特性改变部33，从而即使照明设备到物体的距离改变时照明也基本相同。
即，在第一光源1施加的白光的光路上提供第一定向特性改变部32，并且在第二光源2施加的窄波段光的光路上提供第二定向特性改变部33。例如在图15的示例中，第一定向特性改变部32和第二定向特性改变部33被设置为可变焦光学系统。
本实施方式的所述照明设备具有距离测量部31，从而能够测量从第一照明部8和第二照明部9到物体的距离。
距离测量部31通过测量所获得的距离信息被传输到第一定向特性改变部32和第二定向特性改变部33。
如图16至图18所示，第一定向特性改变部32和第二定向特性改变部33基于传送来的距离信息来改变定向特性，从而无论到物体的距离为何，都可以基本上实施相同的照明施加范围。
即，当物体与照明设备的距离较近时，如图16中第一施加角度区域11a和第二施加角度区域12a所表示的，第一定向特性改变部32和第二定向特性改变部33针对接近广角的区域改变定向特性。
当物体与照明设备的距离适中时，如图17中第一施加角度区域11a和第二施加角度区域12a所表示的，第一定向特性改变部32和第二定向特性改变部33针对适中角度的区域改变定向特性。
此外，当物体与照明设备的距离较远时，如图18中第一施加角度区域11a和第二施加角度区域12a所表示的，第一定向特性改变部32和第二定向特性改变部33针对接近窄角的区域改变定向特性。
通过图16至图18所示的示例，第一定向特性改变部32和第二定向特性改变部33控制定向特性，从而在根据上述的第一施加角度区域11a和第二施加角度区域12a的物体的位置处的第一施加区域11和第二施加区域12基本上是恒定的。更具体地，如果第一目标距离是d1；第一目标距离的施加角度的一半是θ1；第二目标距离是d2；第一目标距离的施加角度的一半是θ2，可以改变定向特性从而对于第一照明部8和第二照明部9的每一个都满足以下公式：
d1·tanθ1＝d2·tanθ2。
虽然如上所述各自互相分立地分别提供第一定向特性改变部32和第二定向特性改变部33，但是如果通过例如使用半镜从而第一光学系统3的照明光轴与第二光学系统4的照明光轴彼此一致的设计出的照明光学系统来进行照明，则仅提供一个定向特性改变部也是足够的。
根据这样设置的实施方式3，基本上获得了与上述实施方式1的优点相同的优点，并且即使改变了到物体的距离，也可以执行基本相同的照明。并且，根据由距离测量部31获得的距离信息，定向特性是自动改变的。因此，可以执行合适的照明而无需包括人工操作的烦人的操作。
【实施方式4】
图19至图22示出了本发明的实施方式4。图19是示出了具有照明部件和图像采集装置的图像获取装置的设置的图。图20是示出了当增大第一光源的发射强度同时减小第二光源的发射强度时，颜色混合区域的状态图。图21是示出了当第一光源的发射强度被设置为适中水平，并且第二光源的发射强度也设置为适中水平时，颜色混合区域的状态的图。图22是示出了当第一光源的发射强度减小同时第二光源的发射强度增大时，颜色混合区域的状态的图。
在实施方式4中，与上述的实施方式1至3的部分相同的部分由相同的标号表示，不再重复描述相同的部分。描述将主要在与实施方式1至3不同的点上展开。
在实施方式4中，第一光源1的发射强度和第二光源2的发射强度各自独立的变化，以根据期望在颜色混合区域设置颜色混合比率。
即，照明控制部5被配置提供有：第一输出控制部35，其为施加光线强度控制部，通过控制第一光源1的发射强度来控制施加到物体的光的强度；以及第二输出控制部36，其为施加光线强度控制部，通过控制第二光源2的发射强度来控制施加到物体的光的强度。
第一输出控制部35和第二输出控制部36被设置为例如根据操作部件的输入(图中未示出)，通过控制提供给第一光源1的电力和提供给第二光源2的电力，来分别独立地控制第一光源1的发射强度和第二光源2的发射强度。
即，例如，如图20所示，第一输出控制部35控制第一光源1的发射强度，以致发射强度增大，同时第二输出控制部36控制第二光源2的发射强度，以致发射强度减小。在图20至图22中，更小的划线间隔表示发射强度被增大，相反地，更大的划线间隔表示发射强度被减小。
此外，例如，如图21所示，第一输出控制部35控制第一光源1的发射强度，以致发射强度在适中的水平，同时第二输出控制部36控制第二光源2的发射强度，以致发射强度在适中的水平。
此外，例如，如图22所示，第一输出控制部35控制第一光源1的发射强度，以致发射强度减小，同时第二输出控制部36控制第二光源2的发射强度，以致发射强度增大。
依据以上的描述，第一光源1的发射强度和第二光源2的发射强度各自被独立的控制。但是，发射强度控制不限于此。即使设置为仅控制这些发射强度中的一个，颜色混合比率也可以被改变。
此外，依据以上的描述，通过控制第一光源1和第二光源2的发射强度来控制第一照明部8和第二照明部9所施加到物体的光的强度。但是，光强度控制不限于此。例如，通过提供可以改变透光度的透射式滤光镜并通过控制该透射式滤光镜的透光度，可以控制所施加的光的强度。从使用简单的结构和能够减小功耗的角度，控制光源的发射强度的方法被认为更有优势。
根据这样设置的实施方式4，基本上获得了与上述的实施方式1的优点相同的优点，并且能够在颜色混合区域内任意改变颜色混合比率。因此，照明可以进行，使得物体的特定区域(如，牙齿22)可以根据其颜色是更接近于黄色或橙色或一些其它条件而具有更加合适的颜色。
【实施方式5】
图23和图24示出了本发明的实施方式5。图23是示出了具有照明部件和图像采集装置的图像获取装置的设置的图。图24是示出了图像采集单元的细节的框图。
在实施方式5中，与上述的实施方式1至4中的部分相同的部分由相同的标号表示，不再重复描述相同的部分。描述将主要在与实施方式1至4不同的点上展开。
在实施方式5中，根据操作来进行照明的控制，图像采集单元6具有自动对焦功能，并且显示了图像的采集。
即，如图23所示，操作信号从操作部41输入至照明控制部5。通过操作部41可操作的各种控制的例子是对光源1和2的光量控制(如在上面实施方式4中所描述的)、定向特性的改变(如在上述实施方式3中所描述的)和施加定向的控制(如在上述实施方式2中描述的(未在图23示出))。
图像采集单元6被配置为配有：图像采集设备部44，其被提供作为包括图像采集设备的图像采集部件；和自动对焦部45，其通过对图像采集光学系统对焦进行自动对焦，该图像采集光学系统可使物体的光学图像形成在图像采集设备部44上。由图像采集设备部44获得的图像信号既可以是运动图像信号又可以是静止图像信号，在这里通过示例的方式假定为是运动图像信号，该图像信号被输出至图像采集单元控制部7。
图像采集单元控制部7被连接至信号处理部42并将图像采集单元6获得的图像信号输出至信号处理部42。
信号处理部42对图像采集单元控制部7输入的图像信号进行信号处理以产生可显示的视频信号，并将视频信号输出至显示部43。
显示部43根据来自信号处理部42的视频信号显示图像。可以提供多个显示部43并且该多个显示部43可以分别显示图像。
根据如此设置的实施方式5，基本上获得了与上述的实施方式1的优点相同的优点，并且在图像采集单元6提供自动对焦部45使得能够进行自动对焦并节省了人工调整等的工作。
此外，因为图像采集获得的图像信号由信号处理部42进行处理，以生成要显示在显示部43上的视频信号，所以可以例如实时地观察被照明的物体的图像。
因为图像显示在显示部43上，所以不仅操作图像获取装置的人可以观察图像，而且其他人也可以观察图像。通常地，例如在牙医领域，只有牙医等对牙齿进行治疗的人可以观察治疗的进程。例如，实习医生等只能观察治疗之前的状态和治疗之后的状态。在这种情况下很难取得充分的教育效果。相反，以依据本实施方式的设置，实习医生等可以实时地观察治疗的状态从而提高教育效果。
此外，因为本实施方式提供了操作部41，所以通过照明控制部5对第一照明部8和第二照明部9的控制甚至可以手动地进行。
【实施方式6】
图25示出了本发明的实施方式6。图25是示出了具有照明部件和图像采集装置的图像获取装置的结构的框图。在实施方式6中，与上述的实施方式1至5中的部分相同的部分由相同的标号表示，不再重复描述相同的部分。描述将主要在与实施方式1至5不同的点上展开。
在实施方式6中，在图像采集单元6提供了可变放大部51，使得能够根据操作进行对图像采集单元6的控制。
如图25所示，构成照明设备的照明单元具有第一照明部8和第二照明部9。
第一照明部8具有第一光源1、第一光学系统3和第一定向特性改变部32。
第二照明部9具有第二光源2和第二光学系统4。
图像采集单元6具有图像采集设备部44和可变放大部51。可变放大部51可以是改变在图像采集设备部44上形成的光学图像的放大率的部件(通过控制包含在图像采集单元6的图像采集光学系统中的可变屈光率光学系统来改变光学图像的放大率的部件)，或者是从图像采集设备部44获得的图像信号中裁出特定的部分并将相应的图像部分放大的电子缩放部)。图像采集单元6将放大率信息输出至照明单元和照明控制部5。
图像采集单元控制部7将控制信号传送至图像采集单元6并从图像采集单元6接收图像信号。从操作部52向图像采集单元控制部7输入操作信号。通过操作部52可以输入的操作输入包括可变放大部51的放大倍率。
图像采集单元控制部7向信号处理部42输出图像采集单元6接收的图像信号。
信号处理部42将输入的图像信号转换为视频信号并向显示部43输出视频信号。
显示部43根据从信号处理部42输入的视频信号来显示图像。
接着，将描述上述设置中在图像被采集的同时执行缩放的操作。
例如，在被图像采集的物体的图像以特定尺寸被采集的情况下，从操作部件52输入缩放信息。此时，在图像被图像采集单元6采集并显示在显示部43上的同时，输入缩放信息。这样，可以在检查图像的同时，输入期望的缩放信息。
然后，图像采集单元控制部7根据这个缩放信息将控制信号发送到图像采集单元6。图像采集单元6中的可变放大部51接收到控制信号并改变在图像采集设备部44上形成的物体的光学图像的放大倍率(或者裁剪由图像采集设备部44所获得的图像的一部分并将该图像部分作为图像信号输出)。
由可变放大部51生产的、指示光学图像的放大倍率的变化的放大倍率信息接着被发送至照明控制部5和第一定向特性改变部32。
根据所输入的放大倍率信息和所改变的图像采集区域，第一定向特性改变部32改变第一定向特性，第一照明部8依据该特性施加照明光线。更加具体地，例如，在首先通过可变放大部51在广角端进行图像采集的情况下，由第一照明部8产生的第一施加区域11是包括在广角端的图像采集区域的宽广的区域。如果在执行增大放大率的操作之后进行通过更小的视角的图像采集，则在广角端的第一施加区域11与增大放大率后的图像采集区域相比是过分地大的，以致照明光线被浪费。因此第一定向特性改变部32根据所输入的放大倍率信息改变第一照明部8的定向特性，以使施加区域11被减小到适合包含图像采集区域的程度。即，第一定向特性改变部32根据来自可变放大部51的放大倍率信息来改变第一定向特性，从而由第一照明部8产生的第一施加区域11包括图像采集区域，并且等于图像采集区域或不会比图像采集区域宽过预定的值(表示预定的容限的值)。
此外，照明控制部5根据输入的放大倍率信息来控制输出到第一光源1的电能，从而即使定向特性被第一定向特性改变部32改变之后，物体的图像仍以相同的亮度被采集，此时输出至第二光源2的电能可以是恒定的，因为物体的特定部分的图像在图像采集部件6被缩放时被以改变的放大倍率采集，但特定部分的实际尺寸是恒定的，并因为无需改变第二照明部9的定向特性。
执行控制以使得能够通过图像采集单元6的缩放实现所需最小的照明。
在上述描述中，以示例的方式，选取了以特定尺寸采集物体的图像的实例。很明显，在图像以期望的大小被采集的情况下，上述的技术也可以以同样的方式应用。
在其他方面，操作与上述实施方式中的操作是相同的。
根据这样设置的实施方式6，基本上获得了与上述实施方式的优点相同的优点，并通过仅对图像采集单元6执行缩放操作而使得照明设备可以根据缩放信息以适当的定向特性(所需的最小施加区域)进行自动照明。这样，不必要的功率消耗可以被减小而无需任何烦人的操作。特别地，通过显示部43观察运动的图像需要连续的施加照明光线，这与观察静止的图像是不同。因此，当执行这样的运动图像观察时，可以得到更好的减小功耗的效果。
此外，当图像被图像采集单元6被采集并在显示部43上显示的同时，可以执行缩放操作。这样，当图像在被实际地检查时，缩放操作可以以改进的可操作性来进行。
本发明并不限于上述的实施方式。本发明可以在应用的阶段通过一定程度地修改部件而不离开其要旨来实施。并且，通过合适的组合多个上述实施方式中公开的部件可以提供本发明的各种形式。例如，在各实施方式中的整组部件中的一些可以被移除。此外，可以合适地组合属于一些不同实施方式的部件。很明显地，通过上述方式而不脱离本发明要旨，可以进行本实施方式的各种修改和应用。
本发明基于并要求2008年4月18日提交的日本专利申请第2008-109283号的优先权，通过引用将其全部的内容合并在本说明书、权利要求书和附图中。
Claims (13)
1.一种照明设备，所述照明设备包括：
第一照明部，所述第一照明部具有发射白光的第一光源和以第一定向特性施加所述第一光源发射的所述白光的第一光学系统；以及
第二照明部，所述第二照明部具有发射颜色与所述第一光源所发射的光的颜色不同的光的第二光源，以及第二光学系统，该第二光学系统用于以第二定向特性施加由所述第二光源发射的光，使得所述第二光源发射的光被施加到第二施加区域，所述第二施加区域包含在基于所述第一定向特性的第一施加区域中，并小于所述第一施加区域。
2.根据权利要求1所述的照明设备，所述照明设备还包括照明移动部，所述照明移动部用于改变具有第一定向特性的施加的方向和具有第二定向特性的施加的方向中的至少一个。
3.根据权利要求1所述的照明设备，所述照明设备还包含：
距离测量部，其用于测量从所述第一照明部和所述第二照明部到待照明的物体之间的距离；以及
定向特性改变部，其根据所述距离测量部所测量出的距离信息来改变所述第一定向特性和所述第二定向特性，使得不管所述第一照明部和所述第二照明部到所述物体的距离怎样，所述第一施加区域和所述第二施加区域都是恒定的。
4.根据权利要求1所述的照明设备，所述照明设备还包括施加光强度控制部，所述施加光强度控制部用于控制所述第一照明部所施加的光的强度和所述第二照明部所施加的光的强度中的至少一个。
5.根据权利要求1所述的照明设备，其中所述第二照明部所施加的光在下述波段具有强度峰值，在该波段中，待照明物体的特定部分的光谱反射率高于该物体的所述特定部分之外且属于所述第一施加区域的部分的光谱反射率。
6.一种图像获取装置，所述图像获取装置包括：
根据权利要求1所述的照明设备；以及
用于通过采集由所述照明设备所照明的物体的图像来获取图像信号的图像采集装置。
7.根据权利要求6所述的图像获取装置，其中所述照明设备还包括照明移动部，所述照明移动部用于改变具有第一定向特性的施加的方向和具有第二定向特性的施加的方向中的至少一个。
8.根据权利要求6所述的图像获取装置，其中所述照明设备还包括：
距离测量部，其用于测量从所述第一照明部和所述第二照明部到待照明的物体之间的距离；以及
定向特性改变部，其根据所述距离测量部所测量出的距离信息来改变所述第一定向特性和所述第二定向特性，使得不管所述第一照明部和所述第二照明部到所述物体的距离怎样，所述第一施加区域和所述第二施加区域都是恒定的。
9.根据权利要求6所述的图像获取装置，其中所述照明设备还具有施加光强度控制部，所述施加光强度控制部用于控制所述第一照明部所施加的光的强度和所述第二照明部所施加的光的强度中的至少一个。
10.根据权利要求6所述的图像获取装置，其中所述照明设备被设置为所述第二照明部所施加的光在下述波段具有强度峰值，在该波段中，待照明物体的特定部分的光谱反射率高于该物体的所述特定部分之外且属于所述第一施加区域的部分的光谱反射率。
11.根据权利要求6所述的图像获取装置，其中所述图像采集装置具有：
图像采集部，所述图像采集部用于将光学图像转换成图像信号，以及
自动对焦部，所述自动对焦部用于对所述图像采集部件上所形成的光学图像进行自动对焦。
12.根据权利要求6所述的图像获取装置，所述图像获取装置还包括：
信号处理部，其对所述图像采集装置获得的图像信号进行信号处理以生成可显示的视频信号；以及
显示部，其显示通过所述信号处理生成的所述视频信号。
13.根据权利要求6所述的图像获取装置，其中所述图像采集装置包括可变放大部，所述可变放大部改变采集图像的图像采集区域，并根据改变后的图像采集区域输出放大倍率信息，并且其中所述照明设备还具有定向特性改变部，所述定向特性改变部根据来自所述可变放大部的放大倍率信息来改变所述第一定向特性，使得所述第一照明部的所述第一施加区域包含所述图像采集区域，并且不比所述图像采集区域宽出预定值。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Open date: 20101208 |