CN103356167A - 成像装置、成像方法、程序、成像系统和附接装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及成像装置、成像方法、程序、成像系统和附接装置。所述成像装置包括：照明单元，其对于主体的照明方向能够被切换；以及控制单元，其对于每一个照明方向对所述主体执行聚焦调整以根据聚焦状态来计算评价值，并且基于所述评价值来将其中聚焦状态变得最佳的方向确定为照明方向以拍摄所述主体。

Description

成像装置、成像方法、程序、成像系统和附接装置

技术领域

本技术涉及成像装置、成像方法、程序、成像系统和附接装置，并且使得能够容易获得良好的皮肤图像。

背景技术

传统上，在美容业等中，使用成像装置来拍摄皮肤，并且基于所获得的皮肤图像来分析皮肤状况。例如，在JP H6-105826A中，在依序在多个方向上提供照明的同时拍摄皮肤，并且，从所获得的图像信号恢复皮肤的表面的三维形状，使得提取皮肤表面形状的更精确的特征以进行分析。

发明内容

当进行皮肤状况等的分析时，不可能精确地进行分析，除非使用清楚的皮肤图像。然而，在用于在店面等容易地查看皮肤状况等的成像装置中，成像装置一般具有固定的焦点，或者需要有技术的店员等人为地设置焦点。因为这个原因，一般的用户难以拍摄适合于分析的皮肤图像。

因此，本技术涉及提供能够容易地获得良好的皮肤图像的成像装置、成像方法、程序、成像系统和附接装置。

根据本公开的第一实施例，提供了一种成像装置，包括：照明单元，其对于主体的照明方向能够被切换；以及控制单元，其对于每一个照明方向对所述主体执行聚焦调整以根据聚焦状态来计算评价值，并且基于所述评价值来将其中聚焦状态变得最佳的方向确定为照明方向以拍摄所述主体。

根据所述实施例，照明单元可以被配置使得其对于主体的照明方向能够被切换。例如，所述照明单元通过下述方式来切换所述照明方向：从相对于成像光学系统的光轴的圆周方向上的不同位置发射照明光。所述照明单元可切换所述照明光的照射角。所述照明单元可以使用具有适合于使用所述主体的拍摄图像执行的分析处理的发射波长的光源来提供照明。此外，所述照明单元可通过切换发射照明光的光源或使用快门控制从光源发射的照明光的通过来切换所述照明方向。

控制单元可以对于每一个照明方向对所述主体执行聚焦调整以根据聚焦状态来计算评价值，并且可以基于所述评价帧来将其中聚焦状态变得最佳的方向确定为照明方向以拍摄所述主体。所述控制单元可以减稀在所述圆周方向上的所述照明方向，对于减稀后的每一个照明方向对所述主体执行聚焦调整以根据聚焦状态来计算评价值，并且根据所计算的评价值计算所减稀的照明方向的评价值。或者，所述控制单元可以将在所述圆周方向上的所述照明方向分组，并且对于在一组中的每一个照明方向对所述主体执行聚焦调整以根据聚焦状态来计算评价值。注意，所述控制单元可以在所述一组中包括以直角相交的照明方向。此外，所述控制单元可以将焦点位置相对于聚焦调整位置移动预定距离，在所述聚焦调整位置处，所述聚焦状态基于所述评价值而变得最佳。

根据本公开的第二实施例，提供了一种成像方法，包括：以能够切换照明方向的方式来向主体提供照明；以及对于每一个照明方向对所述主体执行聚焦调整以根据聚焦状态来计算评价值，并且基于所述评价值来将其中聚焦状态变得最佳的方向确定为照明方向以拍摄所述主体。

根据本公开的第三实施例，提供了一种程序，用于使得计算机控制成像装置的操作，所述成像装置具有其对于主体的照明方向能够被切换的照明单元，以及使得计算机执行对于每一个照明方向对所述主体执行聚焦调整以根据聚焦状态来计算评价值，并且基于所述评价值来将其中聚焦状态变得最佳的方向确定为照明方向以拍摄所述主体的过程。

另外，根据本技术的程序是能够经由记录介质或通信介质被提供的程序，所述记录介质或通信介质用于例如向通用计算机提供各种程序和代码，所述通用计算机能够执行计算机可读格式的这些程序和代码，所述记录介质或通信介质例如是诸如光盘、磁盘和半导体存储器的记录介质或诸如网络的通信介质。这样的程序实现了根据以计算机可读格式提供的所述程序来执行处理的计算机。

根据本公开的第四实施例，提供了一种成像系统，包括：成像装置，其产生主体的拍摄图像；以及分析装置，其使用所拍摄的图像来分析所述主体。所述成像装置可以被配置来使用适用于分析所述主体的光源，并且包括：照明单元，其对于所述主体的照明方向能够被切换；以及控制单元，其对于每一个照明方向对所述主体执行聚焦调整以根据聚焦状态来计算评价值，并且基于所述评价值来将其中聚焦状态变得最佳的方向确定为照明方向以拍摄所述主体。

根据本公开的第五实施例，提供了一种附接装置，包括其对于主体的照明方向能够被切换的照明单元。所述照明单元可以根据来自外部装置的指令来切换照明方向，或者自动地切换照明方向并且向所述外部装置输出用于指示照明方向的信息。

根据本公开的第六实施例，提供了一种成像装置，参考图案单元，其以在用于拍摄主体的调整中使用的参考图案被包括在成像视角中的方式被安装；以及控制单元，其在使用所述参考图案的用于拍摄所述主体的调整之后拍摄所述主体。

根据本公开的第七实施例，提供了一种附接装置，包括参考图案单元，所述参考图案单元以在用于拍摄主体的调整中使用的参考图案被包括在成像视角中的方式被安装。

根据本技术，因为可以切换对于主体的发光方向，所以对于每一个照明方向对所述主体执行聚焦调整以根据聚焦状态来计算评价值，并且基于所述评价值来将其中聚焦状态变得最佳的方向确定为照明方向以拍摄所述主体。因为这个原因，在最佳方向上设置了照明以执行聚焦调整，并且变得能够容易地获得其聚焦状态良好的皮肤图像。

附图说明

图1是示出皮肤状况分析系统的配置的示例的图；

图2是示出在成像装置、分析装置和显示装置之间的连接状态的示例的图；

图3是示意地示出成像装置的外观的图；

图4是示出在附接装置中安装的光源的示例的图；

图5是示意地示出成像装置的内部配置的图；

图6是示出光源的另一种配置的示例的图；

图7是图示安装多个照明模块的情况的图；

图8是示出其中通过控制照明光的通过而改变照明方向的情况的配置的示例的图；

图9是示出在皮肤表面的状况和照明光相对于皮肤表面的照射角之间的关系的示例的图；

图10是示出当改变照明光的输出位置和照明方向时的附接装置的配置的示例的图；

图11是示出从外部光源向皮肤表面发射照明光的情况的示例的图；

图12是示出安装用于指示照明方向的指示显示单元的情况的图；

图13是示出成像装置的功能配置的框图；

图14是图示成像装置的操作的流程图；

图15是图示当光源被减稀并且被使得发光时的成像装置的操作的流程图；

图16是图示当光源被减稀并且被使得发光时的成像装置的操作的图；

图17是图示当在0至180度的调整范围内设置照明方向时的成像装置的操作的流程图；

图18是图示当在0至180度的调整范围内设置照明方向时的成像装置的操作的图；

图19是图示当进一步减小照明方向的调整范围时的成像装置的操作的图；

图20是示出已经将20个光源划分为两组10个连续光源的情况的图；

图21是示出已经将20个光源划分为四组5个连续光源的情况的图；

图22是示出在改变照明方向的情况下拍摄的图像的示例的图；

图23是示出在附接装置中安装的光源的示例的图；

图24是示意地示出成像装置的内部配置的图；

图25是示出其中组合光源和光导路径的情况的示例的图；

图26是示出其中组合光源和光导路径的情况的示例的图；

图27是示出其中存在体毛等的情况的示例的图；

图28是示出其中通过聚焦在皮肤内部而获取信息的情况的图；

图29是示出分析装置的配置的示例的图；

图30是示出表皮图像处理单元和表皮图案检测单元的功能配置的示例的框图；

图31是示出获取元素分析单元的功能配置的示例的框图；

图32是示意地示出成像装置的内部配置的图；

图33是示出参考图案的示例的图；

图34是示出参考图案的修改示例的图；

图35是示出参考图案的修改示例的图；

图36是示出参考图案的修改示例的图；

图37是示出参考图案的修改示例的图；

图38是示出在柔性构件上形成参考图案的情况的图；

图39是图示成像装置的操作的流程图；

图40是图示校正处理的操作的流程图；

图41是示出参考图案具有厚的厚度的情况的图；

图42是示出其中通过聚焦在主体内部而获取信息的情况的图；以及

图43是示出将相机镜筒通过弹性体与附接装置连接的配置的图。

具体实施方式

[00]以下，将参考附图详细描述本技术的优选实施例。注意，在本说明书和附图中，使用相同的附图标号来表示具有大体相同的功能和结构的结构元件，并且省略这些结构元件的重复说明。

以下，将描述用于执行的模式，将以下面的顺序来进行说明。

1．关于皮肤分析系统

2．第一实施例

2-1．关于成像装置

2-1-1．成像装置的配置

2-1-2．成像装置的操作

2-1-3．附接装置的另一种配置

2-1-4．成像装置的聚焦操作

2-2．关于分析装置

2-3．关于显示装置

3．第二实施例

3-1．成像装置的配置

3-2．成像装置的操作

3-3．附接装置的另一种配置

3-4．关于图像处理装置和显示装置

<1.关于皮肤分析系统>

图1示出皮肤状况分析系统的配置的示例。皮肤状况分析系统10具有包括成像装置20、分析装置40和显示装置60的配置。成像装置20切换照明方向以对于每一个方向执行聚焦调整，由此确定最佳聚焦位置。此外，成像装置20向分析装置40输出通过在所确定的最佳聚焦位置处执行拍摄而获得的皮肤图像的图像信号。分析装置40基于从成像装置20供应的皮肤图像的图像信号来执行皮肤状况等的分析，产生用于指示分析结果的显示信号，并且向显示装置60输出显示信号。显示装置60基于从分析装置40供应的显示信号来执行图像显示，由此在屏幕上显示皮肤状况等的分析结果。

图2示出在成像装置20、分析装置40和显示装置60之间的连接状态的示例。例如，如图2（A）中所示，成像装置20和分析装置40与分析装置40和显示装置60通过有线传输路径来连接。此外，如图2（B）中所示，成像装置20和分析装置40与分析装置40和显示装置60可以被配置来通过无线传输路径连接。此外，如图2（C）中所示，可以一体地构成成像装置20和分析装置40。虽然未在附图中示出，但是可以一体地构成分析装置40和显示装置60，或者，可以一体地构成成像装置20、分析装置40和显示装置60。

<2.第一实施例>

[2-1.关于成像装置]

[2-1-1.成像装置的配置]

成像装置20被配置使得能够切换照明方向并且拍摄皮肤。图3示意地示出了成像装置20的外观。在此，图3（A）是成像装置20的前视图，并且图3（B）是成像装置20的侧视图。在成像装置20的相机镜筒（cone）21的前端上，安装了附接装置71。附接装置71可以与相机镜筒21一体地配置，或者可以被配置来可附接到相机镜筒21并且从相机镜筒21可脱离。

附接装置71具有照明单元，其对于主体的照明方向可以被切换。例如，在附接装置71的前端上，构成照明单元的多个光源711（例如，LED（发光二极管）1至LEDn）如图4中所示以环形被布置，并且被配置使得可以通过切换被使得发光的光源来改变对于作为主体的皮肤表面的照明方向。光源的波长带可以是可视区域（400至700nm），并且，下述的图像传感器可以是在可视区域中具有频谱灵敏度的通用的图像传感器，诸如使用三基色RGB的滤色器的图像传感器。

图5示意地示出了成像装置20的内部配置。在相机镜筒21中，安装了成像光学系统22和图像传感器25。

虽然图4示出通过在相机镜筒的前端侧上以环形向主体侧布置多个光源而配置照明单元的情况，但是照明单元不限于在图4中所示的配置。接下来，将示出照明单元的另一种配置的示例。

图6示出下述情况：照明光发射位置和多个光源711每一个与光纤712耦合，并且从照明光发射位置通过光纤712向皮肤表面输出从光源711发射的光。此外，图6示出其中安装四个光源的情况。如上所述，通过使用诸如光纤的光导路径引导来自光源的照明光，减小光源711等的大小的限制，并且能够增大在设计附接装置中的自由度。

图7示出下述情况的示例：安装多个照明模块，并且，通过切换发射照明光的模块来切换向皮肤表面的照明方向。如图7（A）中所示，在照明模块713的外壳中安装光源713a和光导板713b，并且在光导板713b的端部处安装光源713a。在外壳的照明光发射表面中安装漫射板713c，并且在另一个表面侧中安装反射板713d。

从光源713a发射的光直接地入射在光导板713b上，或者被反射板713d反射并且入射在光导板713b上。在光导板713b上入射的光被反射板713d反射，并且再一次入射在光导板713b上。从光导板713b的照明光发射表面发射的光被漫射板713c漫射，并且从照明模块713被发射。

图7（B）示出其中安装了多个照明模块713的附接装置71的示例。在附接装置71中使用的多个照明模块713的照明光发射表面向皮肤表面的方向附接。图7（B）示出其中使用四个照明模块的情况的示例。

如上所述，使用多个照明模块713，切换发射照明光的照明模块713，并且由此可以改变向皮肤表面的照明方向。

虽然在如上所述的配置中已经示出了其中通过切换发射照明光的光源而改变向皮肤表面的照明方向的情况的示例，但是照明方向的改变不限于光源的切换，而是可以通过另一种方法被实现。例如，可以通过快门来控制从光源发射的照明光的通过，并且由此可以切换照明方向。

图8示出通过控制照明光的通过而改变照明方向的情况的配置的示例。如图8（A）中所示，附接装置71具有环形光714和具有环形的快门715。环形光714向皮肤表面的方向发射照明光。在环形光714的照明光发射侧安装快门715。使用例如液晶元件来配置快门715，并且快门715被配置来能够控制用于多个划分区域的每一个的照明光的通过。在以这种方式配置的附接装置71中，通过移动如图8（B）中所示的使得照明光能够通过的区域（打开快门区域）来改变照明方向。

如上所述，附接装置71切换被接通的光源或打开的快门区域，即，从在相对于成像光学系统的光轴的圆周方向上的不同位置发射照明光，由此切换照明方向。

在此，当皮肤表面的高度差（level difference）小时，能够通过控制照明方向来精确地检测皮肤表面的凹陷（皱纹等）。然而，当皮肤表面的高度差大时，存在关于其中不可能甚至通过控制照明方向来检测到皮肤表面的凹陷的部分的担心。

图9示出在皮肤表面的状况和照明光相对于皮肤表面的照射角之间的关系的示例。例如，图9（A）示出皮肤表面的高度差小，并且照明光的照射角大（当照明光的输出位置高时）的情况，并且图9B示出皮肤表面的高度差小，并且照明光的照射角小（当照明光的输出位置低时）的情况。此外，图9（C）示出其中皮肤表面的高度差大，并且照明光的照射角大的情况，并且图9（D）示出其中皮肤表面的高度差大，并且照明光的照射角小的情况。

如图9（A）和9（B）中所示，当皮肤表面的高度差小时，在皮肤表面的凹陷部分中产生阴影（由箭头指示），使得可以精确地检测皮肤表面的凹陷，而与照明光的照射角无关。如图9（C）中所示，即使皮肤表面的高度差大，当照明光的照射角大时，在皮肤表面的凹陷部分中产生阴影（由箭头指示），使得可以精确地检测皮肤表面的凹陷。然而，如图9（D）中所示，当皮肤表面的高度差大并且照明光的照射角小时，皮肤表面的凹陷部分隐藏在阴影（由箭头指示）中，并且存在关于皮肤表面的凹陷变得不能被精确地检测的担心。因此，通过使能照明光的照射角的切换，可以使能照明方向的改变。

图10示出当改变照明光的输出位置和照明方向时附接装置71的配置的示例。在此，图10示出其中可以在两级改变照明光的照射角并且可以以四个方向来改变照明方向的配置。

附接装置71具有：在第一输出位置处输出照明光的光纤716-1至716-4；以及在相距皮肤表面比第一输出位置远的第二输出位置处输出照明光的光纤717-1至717-4。在光纤716-1至716-4的照明光发射表面的相对表面侧上，安装光源719并且在其间插入快门718。此外，在光纤717-1至717-4的照明光发射表面的相对表面侧上，安装光源721，并且在其间插入快门720。以这种方式配置的附接装置71从例如光源719向快门718输出照明光。快门718控制从光源719向光纤716-1至716-4发射的照明光的入射，以减小照明光的照射角。此外，从光源721向快门720输出照明光。快门720控制从光源721向光纤717-1至717-4发射的照明光的入射以增大照明光的照射角，由此切换照明方向。以这种方式，即使当皮肤表面的高度差大时，变得能够检测皮肤表面的凹陷。此外，通过使得来自光源的照明光通过使用液晶等的快门来入射在相应的光纤上，变得能够将照明的切换部分聚集到一个点。因此，可以将快门减小尺寸。此外，能够减小控制线控制快门的操作所需的区域等。虽然图10示出其中使用光纤的配置的示例，但是可以在光纤的照明光发射表面中的位置处安装光源，并且，可以通过切换输出照明光的光源来改变照明光的照射角和照明方向。

在成像装置20中，可以在相机镜筒21的前端上安装透明附接部件81，并且如图11中所示，可以从外部光源91向皮肤表面发射照明光。此外，如图12中所示，可以在附接部件81上安装指示照明方向的指示显示单元82，以便能够确定发射照明光所源自的方向，并且可以从指示显示单元82所示的方向向皮肤表面发射照明光。

图13是示出成像装置20的功能配置的框图。成像装置20具有成像光学系统22、成像光学系统驱动单元23、图像传感器25、信号处理单元26、控制单元31、存储单元32和附接装置71。

使用聚焦透镜或变焦透镜等来配置成像光学系统22，并且成像光学系统22以期望的大小在图像传感器25的成像表面上形成主体的光学图像。

成像光学系统驱动单元23基于来自控制单元31的控制信号来驱动成像光学系统22的聚焦透镜或变焦透镜。

使用诸如CMOS（互补金属氧化物半导体）或CCD（电荷耦合器件）等的成像元件来配置图像传感器25。图像传感器25执行光源转换，根据主体的光学图像来产生图像信号，并且向信号处理单元26输出该图像信号。

信号处理单元26对于从图像传感器25供应的图像信号执行多种相机信号处理，诸如亮度或颜色等的调整和用于改善图片质量的处理等，并且向分析装置40输出所处理的图像信号。

控制单元31控制图像传感器25或信号处理单元26和附接装置71的操作，并且产生皮肤图像的图像信号。在皮肤图像的图像信号的产生中，控制单元31对于每一个照明方向对作为主体的皮肤表面执行聚焦调整，并且根据聚焦状态来计算评价值。控制单元31基于所计算的评价值将其中聚焦状态变为最佳的方向确定为照明方向，以拍摄主体。

存储单元32存储用于执行成像装置20的操作控制所需的信息等。例如，存储由控制单元31计算的用于每一个照明方向的评价值，使得控制单元31可以基于所存储的评价值来在最佳的聚焦状态中拍摄。

附接装置71根据来自成像装置20的控制单元31的指令来执行照明方向的切换等，使得可以在最佳的聚焦状态等中执行拍摄。此外，附接装置71可以是自动切换照明方向并且向成像装置20的控制单元31输出用于指示照明方向的信息的配置。

[2-1-2.成像装置的操作]

接下来，将描述成像装置的操作。图14是图示成像装置的操作的流程图。在步骤ST1中，成像装置20执行初始设置。成像装置20将用于指示将接通的光源的参数“i”设置为例如“i＝1”，并且处理进行到步骤ST2。

在步骤ST2中，成像装置20接通附接装置71的第i个光源，并且处理进行到步骤ST3。

在步骤ST3中，成像装置20执行聚焦调整。成像装置20基于由图像传感器产生的拍摄图像来执行聚焦调整。此外，成像装置20计算用于指示聚焦状态的评价值，并且处理进行到步骤ST4。评价值可以是根据聚焦状态改变的信息。例如，当使用对比度方法来执行聚焦调整时，成像装置20如等式（1）中所示，计算所拍摄图像的每一个像素与相邻像素在亮度级上的差，并且使用对于每一个像素计算的在亮度级上的差的绝对值的和来作为评价值Fv。在等式（1）中，“I(x,y)”表示在像素位置(x,y)处的像素值（亮度级）。此外，可以在所拍摄的图像中设置多个评价区域，如在等式（2）中所示，可以在每一个评价区域中计算与相邻像素在亮度级上的差的绝对值的和，并且对于每一个区域计算的和可以被相加以被设置为评价值。在等式（2）中，“Bi”表示第i个区域，并且“I(x,y)”表示在第i个区域Bi中的像素位置(x,y)处的像素值（亮度级）。例如，当使用相差方法来执行聚焦调整时，优选的是，成像装置20使用在相差方法的聚焦传感器上形成的光学图像的相差来作为评价值。另外，成像装置20可以从所拍摄的图像提取预定频带的高频分量，并且使用所提取的高频分量的绝对值的和来作为评价值。

$F_v=\underset{x,y}{\mathrm{\&Sigma;}}\left(\right|I(x-1,y)-I(x,y)|+|I(x,y-1)-I(x,y)\left|\right)...\left(1\right)$

$F_v=\underset{i}{\mathrm{\&Sigma;}}\underset{x,y\&Element;B_i}{\mathrm{\&Sigma;}}\left(\right|I(x-1,y)-I(x,y)|+|I(x,y-1)-I(x,y)\left|\right)...\left(2\right)$

在步骤ST4中，成像装置20确定是否已经对于所有的光源执行了调整。例如，当安装具有不同的照明方向的n个光源时，成像装置20确定已经在i＝n的情况下对于所有的光源执行了调整，并且处理进行到步骤ST6。在i<n的情况下，成像装置20确定还没有对于所有的光源执行了调整，并且处理进行到步骤ST5。

在步骤ST5中，成像装置20执行“i＝i+1”的算术运算以更新参数i，并且处理返回到步骤ST2。

在步骤ST6中，成像装置20确定最佳聚焦。基于对于每个照明方向计算的评价值，成像装置20确定其中聚焦状态变为最佳的照明方向，并且处理进行到步骤ST7。

在步骤ST7中，成像装置20执行拍摄。成像装置20在步骤ST6中确定的照明方向上提供照明，并且执行成像操作，由此获取皮肤图像的图像信号。

通过执行这样的处理，成像装置20可以容易获得良好的皮肤图像。另外，当附接装置71自动地切换照明方向时，成像装置20可以通过将指示照明方向的信息与评价值相关联来确定其中聚焦状态变为最佳的照明方向。

图14的操作图示了使得n个光源依序发光的情况，但是如果使得n个光源依序发光，则当存在许多光源时用于确定最佳聚焦所需的时间延长。因此，成像装置20将在圆周方向上的照明方向变稀（thin out），例如，变稀和接通以环形布置的光源，并且在变稀后对于每一个照明方向对主体执行聚焦调整，由此根据聚焦状态计算评价值。此外，通过插值来计算变稀的照明方向的，即，还没有发光的光源的评价值。以这种方式，计算每一个照明方向的评价值，使得可以在短时间中从计算的评价值确定其中聚焦状态变为最佳的照明方向。

图15是图示当将光源变稀并且使得其发光时成像装置的操作的流程图。图15示出光源的数量是“24”并且变稀间隔是“2”的情况的示例。在步骤ST11中，成像装置20执行初始设置。成像装置20将用于指示将被接通的光源的参数“i”设置为例如“i＝1”，并且处理进行到步骤ST12。

在步骤ST12中，成像装置20接通附接装置71的第i个光源，并且处理进行到步骤ST13。

在步骤ST13中，成像装置20执行聚焦调整。成像装置20基于由图像传感器产生的拍摄图像来执行聚焦调整。此外，成像装置20计算用于指示聚焦状态的评价值，并且处理进行到步骤ST14。

在步骤ST14中，成像装置20确定是否已经对于所有发光的光源执行了调整。当确定已经对于所有发光的光源执行了调整时，成像装置20的处理进行到步骤ST16。当在所有发光的光源中存在还没有完成调整的光源时，处理进行到步骤ST15。

在步骤ST15中，成像装置20执行“i＝i+3”的算术运算以更新参数i，并且处理返回到步骤ST12。

在步骤ST16中，成像装置20计算还没有发光的变稀光源的评价值。成像装置20通过诸如样条插值等的插值来从已经发光的光源的评价值计算因为变稀而还没有发光的变稀目标光源的评价值。

在步骤ST17中，成像装置20检测最佳评价值。成像装置20检测将聚焦状态变为最佳的评价值检测为最佳评价值，并且处理进行到步骤ST18。

在步骤ST18中，成像装置20使用最佳光源来提供照明。成像装置20使用与最佳评价值对应的光源来提供照明，并且处理进行到步骤ST19。

在步骤ST19中，成像装置20执行聚焦调整。成像装置20在步骤ST18中执行的照明的状态中执行聚焦调整，并且处理进行到步骤ST20。

在步骤ST20中，成像装置20执行拍摄。成像装置20在步骤ST18中提供的照明的状态和在步骤ST19中调整的聚焦状态中执行成像操作，由此获取皮肤图像的图像信号。

当执行这样的操作时，如图16（A）中所示，由黑圆圈指示的光源被确定为变稀目标光源，由白圆圈指示的光源依序用于提供照明，使得如例如图16（B）中所示计算评价值（白圆圈）。另外，通过插值等来计算其他光源的评价值（黑圆圈）。此外，基于用于每一个光源的评价值，下述光源被用作在拍摄中使用的用于照明的光源以拍摄：通过该光源，聚焦状态变为最佳，例如，其评价值变得最大的第五光源（由在圆圈中的数字指示的光源）。

作为用于防止直到确定最佳聚焦所需的时间的延长的方法，可以减小照明方向的调整范围。

图17是图示当将照明方向设置在0至180度的调整范围内时的成像装置的操作的流程图。例如，图17示出下述情况：光源的数量是“24”，并且第一至第十二光源被依序选择和用于照明。在步骤ST31中，成像装置20执行初始设置。成像装置20将用于指示将被接通的光源的参数“i”设置为例如“i＝1”，并且处理进行到步骤ST32。

在步骤ST32中，成像装置20接通附接装置71的第i光源，并且处理进行到步骤ST33。

在步骤ST33中，成像装置20执行聚焦调整。成像装置20基于由图像传感器产生的拍摄图像来执行聚焦调整。此外，成像装置20计算用于指示聚焦状态的评价值，并且处理进行到步骤ST34。

在步骤ST34中，成像装置20确定是否已经对于所有发光的光源执行了调整。当确定已经对于所有发光的光源执行了调整时，即，当i＝12时，成像装置20的处理进行到步骤ST36。当还没有完成对于所有发光的光源的调整时，处理进行到步骤ST35。

在步骤ST35中，成像装置20执行“i＝i+1”的算术运算，以更新参数i，并且处理返回到步骤ST32。

在步骤ST36中，成像装置20检测最佳评价值。成像装置20将聚焦状态变为最佳的评价值检测为最佳评价值，并且处理进行到步骤ST37。

在步骤ST37中，成像装置20使用最佳光源来提供照明。成像装置20使用与最佳评价值对应的光源来提供照明，并且处理进行到步骤ST38。

在步骤ST38中，成像装置20执行聚焦调整。成像装置20在步骤ST37中提供的照明的状态中执行聚焦调整，并且处理进行到步骤ST39。

在步骤ST39中，成像装置20拍摄。成像装置20在步骤ST37中提供的照明的状态和在步骤ST38中调整的聚焦状态中执行成像操作，由此获取皮肤图像的图像信号。

当执行这样的操作时，如图18（A）中所示，仅使用由白圆圈依序指示的光源来提供照明，并且如例如在图18（B）中所示计算评价值。基于用于每个光源的评价值，聚焦状态变为最佳的光源，例如，其评价值变得最大的第五光源（由在圆圈中的数字指示的光源）被用作在拍摄中使用的用于照明的光源以拍摄。

另外，当如图19中所示仅由白圆圈指示的光源依序用于提供照明时，可以进一步减小照明方向的调整范围以拍摄。在该情况下，在图17的步骤ST34中，可以当i＝6时执行处理以进行到步骤ST36。

此外，即使当将n个光源分组并且以组为单位切换被使得发光的光源时，也能够防止直到确定最佳聚焦所需的时间的延长。

图20示出20个光源已经划分为两组10个连续光源的情况的示例，并且图21示出20个光源已经划分为四组5个连续光源的情况的示例。

当使得n个光源依序发光时，成像装置20不限于依序使得n个光源以组为单位发光的情况，而是可以使得所有的光源发光，计算评价值并且也考虑所计算的评价值来检测最佳聚焦。

图22示出在改变照明方向的情况下拍摄的图像的示例。图22（A）示出在与皱纹的凹槽方向垂直的方向上提供照明的情况下的图像的示例，图22（B）示出在与皱纹的凹槽方向平行的方向上提供照明的情况下的图像的示例，并且图22（C）示出其中在所有方向上提供照明的情况下的图像的示例。此外，图22（D）示出依序切换和接通24个光源的情况的评价值的示例。如果皱纹显著，则当在以直角与皱纹相交的方向上提供照明时评价值变大，并且因此当照明方向移动360度时存在两个峰值。因此，当从例如在图22（A）中所示的图像计算的评价值被确定为其中聚焦状态变为最佳的照明方向的评价值时，在与皱纹的凹槽方向垂直的方向上提供照明，并且执行聚焦调整以拍摄。此外，图22（E）至22（G）示出了其中皱纹不显著的皮肤的拍摄图像。图22（E）对应于与图22（A）相同的照明方向，并且图22（F）和22（G）对应于与图22（B）和22（C）相同的照明方向。如果其中皱纹不显著的皮肤的皮肤肿块的形状是例如四边形形状，则当将照明方向移动360度时如图22（H）中所示存在四个峰值。

当例如在与皱纹的凹槽方向垂直的方向上提供照明时，评价值变大，并且当在与皱纹的凹槽方向平行的方向上提供照明时，评价值变小。因此，当在如上所述的分组中在一个组中包括垂直照明方向时，变得能够确定在一组中的其中聚焦状态变好的照明方向。

[2-1-3.附接装置的另一种配置]

接下来，将描述附接装置的另一种配置。在该另一种配置中，具有适合于分析的发射波长的光源被用作光源或附接装置71的外部光源。例如，当分析诸如皮肤的纹理或皱纹等的外观时，使用可见白色LED（发光二极管）作为光源。当分析黑色素的状态时，使用可见红色LED和近红外LED。当测量皮脂充填孔隙时，使用近紫外LED。另外，为了分离地拍摄表面反射光和内部反射光，可以在光源中安装偏振滤光器。图23和图24分别对应于图4和图5，并且示出了下述情况的示例：白色LED711a、可见红色LED711b、近红外LED711c和近紫外LED711d用作多个光源711。此外，示出了下述情况的示例：安装其中安装有预定偏振平面的偏振滤光器的白色LED711a-1和其中安装有具有例如垂直于预定偏振平面的偏振平面的偏振滤光器的白色LED711a-2。当使用其中安装有偏振滤光器的光源时，在到在成像装置20中的图像传感器25的光学路径上安装偏振滤光器24，并且在期望的偏振状态中的主体光通过成像光学系统22入射在图像传感器25上。

可以通过组合光源和光导路径来配置附接装置71。图25和26示出其中组合光源和光导路径的情况的示例。例如，从白色LED711a-1输出的照明光通过光导路径751照射在主体（皮肤表面）上。在光导路径751的倾斜的照明光输出表面上，安装偏振滤光器761。此外，从白色LED711a-2输出的照明光通过光导路径752照射在主体（皮肤表面）上。在光导路径752的倾斜的照明光输出表面上，安装偏振滤光器762。使得偏振滤光器761和偏振滤光器762的偏振平面以直角相交。此外，从可见红色LED711b、近红外LED711c和近紫外LED711d发射的照明光通过光导路径753照射在主体（皮肤表面）上。虽然在附图中未示出，但是当不使用偏振滤光器时，从白色LED711a输出的照明光可以通过光导路径753照射在主体（皮肤表面）上。

如上所述，当使用具有不同的发射波长或偏振滤光器的光源时，成像装置20选择适合于分析的光源，依序接通所选择的光源，如上所述确定其中聚焦状态变为最佳的照明方向，并且在所确定的照明状态中拍摄。以这种方式，成像装置20可以根据分析内容来产生最佳的拍摄图像。当聚焦状态因为光源的发射波长而不同时，可以使用根据光源的发射波长预先计算的调整数量来执行聚焦调整。此外，可以使用在分析中使用的光源来执行聚焦调整。

[2-1-4.成像装置的聚焦操作]

成像装置20具有诸如对比度方法或相差方法等的自动聚焦功能。当使用这样的自动聚焦功能时，假定存在评价值变高的多个距离。例如，如果当拍摄皮肤表面时存在如图27中所示的体毛，则评价值因为到体毛的距离以及到皮肤表面的距离而变高。在这样的情况下，假定体毛被对焦但是皮肤表面未对焦的情况。

因此，成像装置20相对于基于评价值聚焦状态变为最佳的聚焦调整位置将聚焦位置移动预定距离。例如，当存在评价值变高的多个距离时，假定作为体毛部分的多个距离的最短距离，可以执行聚焦调整以将与最短距离分开距离da（在体毛和皮肤表面之间的空间）的位置对焦，使得主体的表面对焦。此外，成像装置20可以使用具有在距离da的范围内聚焦的景深的透镜使得在聚焦范围中包括体毛和皮肤表面两者。此外，通过将聚焦位置移动距离da，能够聚焦于在图28中所述的皮肤的内部以及皮肤表面，并且获取信息。

[2-2.关于分析装置]

图29示出分析装置的配置的示例。分析装置40拍摄诸如被评价者皮肤的分析目标，并且基于作为结果获得的图像（以下称为表皮图像）来评价皮肤的纹理状态等。此外，分析装置40将表皮图像分割（区域分割），并且基于结果来评价皮肤的纹理状态。

分析装置40被配置来包括表皮图像处理单元41、表皮图案检测单元42、获取元素分析单元43和纹理评价单元44。

表皮图像处理单元41对于表皮图像执行预定图像处理，诸如校正或噪声去除等，并且向表皮图案检测单元42和获取元素分析单元43提供在图像处理之后的表皮图像。

表皮图案检测单元42检测通过皮肤肿块或皮肤凹槽在表皮上形成的表皮图像中的表皮的图案（以下称为表皮图案），并且向获取元素分析单元43供应检测结果（以下称为表皮图案检测结果）。

获取元素分析单元43基于在图像处理后的表皮图像和表皮图案检测结果来分析在用于指示皮肤的纹理状态的元素中的获取元素。获取元素分析单元43向纹理评价单元44供应分析结果。

纹理评价单元44基于获取元素分析单元43的分析结果来评价皮肤的纹理状态，并且向显示装置60输出评价结果。

图30是示出表皮图像处理单元41和表皮图案检测单元42的功能配置的示例的框图。

表皮图像处理单元41被配置为包括图像校正单元411、单通道提取单元412和噪声去除单元413。表皮图案检测单元42被配置来包括二值化单元421和标记处理单元422。

图像校正单元411对于表皮图像执行阴影校正、透镜失真的校正和表皮图像的中央区域的切除等。此外，图像校正单元411将在校正后的图像减小尺寸，以便减小处理成本。图像校正单元411向单通道提取单元412供应在校正后的表皮图像。

单通道提取单元412从校正的表皮图像提取预定通道如B（蓝色）通道的信号分量，并且向噪声去除单元413供应包括所提取的信号分量的表皮图像（以下称为单通道表皮图像）。

噪声去除单元413去除单通道表皮图像的噪声。噪声去除单元413向单通道表皮图像应用边缘保留平滑滤波，以便去除随机噪声或皮肤肿块和皮肤凹槽的纹理分量。此外，噪声去除单元413向单通道表皮图像应用孤立点去除滤波，以便去除由例如汗腺影响的高亮度区域或镜面表面反射分量。噪声去除单元413向表皮图案检测单元42的二值化单元421和标记处理单元422供应在噪声去除后的单通道表皮图像（以下称为去除了噪声的表皮图像）。

二值化单元421对于去除了噪声的表皮图像执行二值化处理。假定在均匀的光源下，表皮图像的亮区域是在前面存在的皮肤肿块，并且暗区域是在内部存在的皮肤凹槽，则二值化单元421二值化去除了噪声的表皮图像，以便将皮肤肿块和皮肤凹槽划分。二值化单元421向标记处理单元422供应所获得的二值化图像（以下称为二值化表皮图像）。

标记处理单元422对二值化表皮图像执行标记。标记处理单元422将由最外的白轮廓围绕的区域检测为一个区域，并且忽略暗区域或由在所检测的区域中的白轮廓围绕的区域。以这种方式，向所检测的区域给出标记。因为这个原因，例如，忽略因为在皮肤肿块等内的凹陷引起变暗的区域，使得可以精确地检测皮肤肿块。下面将通过标记处理被给出标记的区域称为标记区域。

考虑到在普通人的皮肤中在皮肤凹槽之间的空间是0.25至0.5mm，并且许多皮肤肿块具有三角形或四边形形状，皮肤肿块的区域可以是大约0.031至0.25平方毫米。因此，标记处理单元422计算在表皮图像中的皮肤肿块的大小的适当范围。在所检测的标记区域中，标记处理单元422将具有在所获得的适当范围内的大小的区域检测为皮肤肿块区域。

标记处理单元422将所检测的皮肤肿块区域的数量检测为皮肤肿块数量。标记处理单元422向获取元素分析单元43供应用于指示皮肤肿块区域和皮肤肿块数量的检测结果的表皮图案检测结果。

图31是示出获取元素分析单元43的功能配置的示例的框图。获取元素分析单元43被配置来包括表皮大小分布分析单元431、表皮形状分布分析单元432和433与表皮方向性分析单元434。

表皮大小分布分析单元431分析表皮图案的大小的分布。表皮大小分布分析单元431分析皮肤肿块区域的大小的分布，并且计算用于表示皮肤肿块区域的大小的均匀度的表皮大小分布评价值。表皮大小分布分析单元431向纹理评价单元44供应所计算的表皮大小分布评价值。

表皮形状分布分析单元432分析表皮图案的形状的分布。表皮形状分布分析单元432分析皮肤肿块区域的形状的分布，并且计算用于表示皮肤肿块区域的形状的均匀度的表皮形状分布评价值。表皮形状分布分析单元432向纹理评价单元44供应所计算的表皮形状分布评价值。

表皮形状分布分析单元433从与表皮形状分布分析单元432的视点不同的视点分析表皮图案的形状的分布。表皮形状分布分析单元433将皮肤肿块区域的每一个与预定参考形状作比较，并且获得用于指示具有与相应的参考形状接近的形状的皮肤肿块区域的比率的表皮形状分布信息。表皮形状分布分析单元433向纹理评价单元44供应所获得的表皮形状分布信息。

表皮方向性分析单元434分析表皮图案的方向性。表皮方向性分析单元434分析皮肤肿块区域的边缘方向的分布，并且计算用于表示皮肤肿块区域的边缘方向的分布的均匀度的表皮方向性评价值。表皮方向性分析单元434向纹理评价单元44供应所计算的表皮方向性评价值。

另外，皮肤肿块的大小、形状和边缘方向以依赖于年龄、健康和皮肤护理等的可获取方式来改变。因此，表皮大小分布评价值、表皮形状分布评价值、表皮形状分布信息和表皮方向性评价值变为用于评价所获取的皮肤的纹理状态的属性的指标。

纹理评价单元44计算纹理评价值。从表皮大小分布评价值、表皮形状分布评价值和表皮方向性评价值，纹理评价单元44计算纹理评价值，该纹理评价值根据皮肤肿块的大小的均匀度、皮肤肿块的形状的均匀度和皮肤肿块的方向的分布的均匀度而改变。皮肤肿块的大小的均匀度、皮肤肿块的形状的均匀度和皮肤肿块的方向的分布的均匀度根据年龄、健康和护理等以获取的方式来改变。因此，纹理评价值变为用于评价以获取的方式改变的皮肤纹理的均匀度的指标。除了纹理的均匀度之外，可计算纹理评价值，以表明具有理想形状的皮肤肿块的比例。纹理评价单元44向显示装置60输出皮肤纹理的状态的评价结果。

[2-3.关于显示装置]

显示装置60在屏幕上显示皮肤的纹理状态的评价结果。例如，如图2中所示，显示装置60独立地以雷达图示出纹理的细度、纹理的状况（皮肤肿块的大小的均匀度、皮肤肿块的形状的均匀度或皮肤肿块的方向的分布的均匀度等）、雀斑和皱纹等。

以这种方式，被评价者变得能够立即了解他的或她的本身的皮肤状况。此外，通过显示基于其来评价纹理状态的皮肤图像或已经在切换光源的发射波长之前和之后拍摄的皮肤图像，变得能够不仅查看评价结果此外查看皮肤状况或雀斑状况等。

如上所述，在第一实施例中，可以通过切换照明方向来建立其中例如所拍摄的图像的对比度变为最高的状态，并且在该状态中设置聚焦，使得可以将聚焦状态调整为最佳的聚焦状态。换句话说，变得能够基于皮肤表面的皱纹等设置聚焦。因此，即使在未准备变为参考的特定图案等的情况下，也可以精确地执行聚焦调整。

<3.第二实施例>

当像在拍摄皮肤的特写图像的情况下那样拍摄具有低对比度的图像时，难以设置聚焦，并且因此，JP2005-070300A公开了在支点上安装用于自动聚焦的图案，并且基于该图案来执行聚焦控制。然而，在该技术中，既不可能获取精确的颜色数据也不可能测量反射率。此外，JP2002-345760A公开了在戴上用于校正频谱反射率的帽的情况下进行校正，并且在没有帽的情况下执行测量。在该技术中，需要戴上和卸下帽的烦人操作，并且不可能容易地进行校正。

因此，在下面的第二实施例中，将说明关于下述情况：在附接装置中安装参考图案，使得甚至在低对比度的状态中也能够像皮肤的特写图像中那样设置聚焦，并且获取良好的皮肤图像。此外，使用变为反射率的参考的区域，允许执行自动反射率校正。

在第二实施例中，成像装置20控制变焦透镜使得要后述的聚焦调整图案进入视场中，并且示出了用于执行聚焦控制的足够区域，然后成像装置20控制聚焦使得聚焦调整图案对焦。此外，当在视场中未示出频谱反射率校正图案时，成像装置20将变焦透镜控制在使得频谱反射率校正图案进入视场中的聚焦状态中，并且接通相应的光源以拍摄用于校正的图案，并且进行反射率的校正。此外，成像装置20将变焦透镜控制在使得主体区域进入整个视场中的聚焦状态中，并且接通具有相应的发射波长的光源以拍摄主体区域，并且获取在相应的波长上的所拍摄图像的图像信号。使用所获取的图像信号，分析装置40执行皮肤的纹理和颜色等的分析处理。显示装置60呈现分析结果。

[3-1.成像装置的配置]

在第二实施例的成像装置20中，如图32中所示，在附接装置71的前端上布置环形的参考图案单元730。在参考图案单元730的内侧上，安装用于执行聚焦调整、反射率校正等的参考图案。

图33示出参考图案的示例。例如，用于聚焦调整的图案和反射率校正图案被安装为参考图案。另外，安装用于查看主体大小的图案以便确定主体的大小。

使用高对比度的边缘等来配置聚焦调整图案731。聚焦调整图案731包括低空间频率图案，使得即使图像未对焦也可以在图像中找到该图案。另外，聚焦调整图案731包括高空间频率图案，以便以高精度来设置聚焦。此外，聚焦调整图案731可以使用利用可以使用在使用中的所有光源拍摄的墨水绘制的图案或者对于光源的每一个波长带使用单独的墨水绘制的图案。

使用在其中执行测量的波长带中具有高反射率的材料来配置用于反射率校正的图案。可以使用在其中执行测量的整体波长范围中具有高反射率的材料来进行校正，并且，波长带可以被配置以被划分为例如紫外光区域、可见光区域和红外光区域等。例如，在图33中，安装反射率校正图案732、733和734。反射率校正图案732是用于当使用可见光时校正反射率的参考图案。反射率校正图案733是用于当使用近红外光时校正反射率的参考图案。反射率校正图案734是用于当使用紫外光时校正反射率的参考图案。

用于查看主体大小的图案735被配置为用于查看主体大小的规模图案（scale pattern）。图案735被用作用于可视化地查看主体大小或通过图像处理来测量大小的参考。

图34至37示出参考图案的修改示例。图34示出下述情况的示例：不仅安装了用于聚焦调整和反射率校正的参考图案，此外安装了颜色调整图案736（例如，红色R、绿色G和蓝色B的图案）。通过以这种方式准备颜色调整图案736，变得能够使用正确的颜色来容易地调整所拍摄的图像。

图35示出其中在以十字形状安装的导线上布置参考图案的情况的示例。以这种方式，可以与图33或图34相比加宽主体的成像区域。换句话说，在图33或图34中所示的情况下，通过其中安装了参考图案的具有环形的部分来隐藏主体。然而，当将参考图案布置在以十字形状安装的导线上时，可以减小其中隐藏主体的部分。

图36示出下述情况的示例：使得用于查看主体大小的图案735能够显示多种颜色（例如，红色R、绿色G和蓝色B的图案）。以这种方式，当使得用于查看主体大小的图案735能够显示多种颜色时，能够使用用于查看主体大小的图案735来以正确的颜色容易地调整所拍摄的图像。

图37示出了下述情况的示例：通过沿着在主体区域和参考图案区域之间的边界绘制高对比度线来配置聚焦调整图案731。

此外，在参考图案单元730中，可以在诸如金属或塑料等的固体材料上形成参考图案，并且如图38中所示，可以在诸如片材或薄膜等的柔性构件上形成参考图案。当在柔性构件上形成参考图案时，如图38（B）中所示，参考图案可以与主体（皮肤）紧密地接触。

成像装置20具有：成像光学系统22，其可以在能够拍摄参考图案和主体区域的视角处以足够的大小来拍摄测量目标；以及图像传感器25，其具有多个像素，能够使用足够的分辨率来拍摄。例如，当使用具有大约50倍的放大率的成像光学系统22时，优选的是，图像传感器25具有大约1,300,000个像素。此外，当在成像光学系统22中包括变焦功能时，使用广角来拍摄参考图案，并且，使用远摄侧来拍摄主体，使得可以更精细地测量主体。当包括固定聚焦光学系统时，优选的是，预先设计和设置成像光学系统的视角等使得在视场中足够地示出参考图案和主体区域。

[3-2.成像装置的操作]

图39是图示成像装置的操作的流程图。在步骤ST51中，成像装置20执行初始设置。成像装置20将用于指示将被接通的光源的参数“i”设置为例如“i＝1”。此外，成像装置20将用于指示将被接通以校正反射率的光源的参数“j”设置为例如“j＝1”，并且，处理进行到步骤ST52。

在步骤ST52中，成像装置20执行用于聚焦控制的变焦调整。成像装置20控制成像光学系统22使得聚焦调整图案731进入视场内，并且示出用于执行聚焦控制的足够的区域，并且处理进行到步骤ST53。

在步骤ST53中，成像装置20接通光源i，并且处理进行到步骤ST54。

在步骤ST54中，成像装置20执行聚焦调整。基于由图像传感器产生的拍摄图像，成像装置20执行聚焦调整。此外，成像装置20计算用于指示聚焦状态的评价值，并且处理进行到步骤ST55。

在步骤ST55中，成像装置20确定是否已经对于所有的光源执行了调整。例如，当安装具有不同的照明方向的n个光源时，成像装置20在i＝n的情况下确定已经对于所有的光源执行了调整，并且处理进行到步骤ST57。在i<n的情况下，成像装置20确定还没有完成所有的光源的调整，并且处理进行到步骤ST56。

在步骤ST56中，成像装置20执行“i＝i+1”的算术运算以更新参数i，并且处理返回到步骤ST53。

在步骤ST57中，成像装置20确定最佳聚焦。基于根据相应的照明方向计算的评价值，成像装置20确定其中聚焦状态变为最佳的照明方向，并且处理进行到步骤ST58。

在步骤ST58中，成像装置20执行用于反射率校正的变焦调整。成像装置20控制成像光学系统22使得反射率校正图案732至734等进入视场，并且处理进行到步骤ST59。

在步骤ST59中，成像装置20接通光源j，并且处理进行到步骤ST60。

在步骤ST60中，成像装置20执行反射率校正。当光源j是作为用于校正可见光反射率的光源的白色LED时，成像装置20使用用于校正可见光反射率的图案的成像结果来执行配置。例如，当白色区域的拍摄图像的像素值大于预定水平时，成像装置20减小光的数量并且再一次拍摄。当用于校正可见光反射率的图案的拍摄图像的像素值在预定水平范围中时，成像装置20存储像素值和此时的发光控制值。当拍摄白色区域，但是即使使用最大数量的光也不可能获得期望亮度的拍摄图像时，成像装置20增大图像传感器25的增益，以获得期望亮度的拍摄图像，并且存储此时的增益。成像装置20也使用其他光源和用于反射校正的图案来执行反射率校正。此外，成像装置20可以从黑色区域的拍摄图像获得黑色偏移值，存储黑色偏移值，从拍摄图像的像素值减去黑色偏移值，并且在随后的处理中使用所计算的值。

图40图示了使用白色区域和黑色区域的校正处理的操作的示例。在步骤ST71中，成像装置20以预定亮度来接通光源。成像装置20例如以预定亮度来接通白色LED，并且处理进行到步骤ST72。

在步骤ST72中，成像装置20获取白色区域的像素值。成像装置20获取在用于校正可见光反射率的图案的白色区域中的相应像素的像素值，并且处理进行到步骤ST73。

在步骤ST73中，成像装置20计算像素值的和。成像装置20计算在步骤ST72中获取的像素值的和（S1），并且处理进行到步骤ST74。

在步骤ST74中，成像装置20确定像素值的和（S1）是否大于阈值（Th1）。成像装置20的处理当像素值的和（S1）大于阈值（Th1）时进行到步骤ST75，并且当像素值的和（S1）等于或小于阈值（Th1）时，该处理进行到步骤ST76。

在步骤ST75中，成像装置20降低光源的亮度。因为白色区域的拍摄图像的亮度大于预定水平，所以成像装置20降低白色LED的亮度，并且处理返回到步骤ST72。

在步骤ST76中，成像装置20确定像素值的和（S1）是否小于阈值（Th2）。成像装置20的处理当像素值的和（S1）小于阈值（Th2）时进行到步骤ST77，并且该处理当像素值的和（S1）等于或大于阈值（Th2）时进行到步骤ST78。

在步骤ST77中，成像装置20增大图像传感器的增益。因为白色区域的拍摄图像的亮度比预定水平暗，所以成像装置20增大图像传感器25的增益，并且处理返回步骤ST72。

在步骤ST78中，成像装置20接通光源，并且处理进行到步骤ST79。

在步骤ST79中，成像装置20获取黑色区域的像素值。成像装置20获得在用于校正可见光反射率的图案的黑色区域中的相应像素的像素值，并且处理进行到步骤ST80。

在步骤ST80中，成像装置20存储黑色偏移值。成像装置20从在步骤ST79获取的黑色区域的相应像素的像素值设置黑色偏移值。例如，成像装置20将在黑色区域中的相应像素的像素值的平均值存储为黑色偏移值。以这种方式，成像装置20执行反射率校正。

在图39的步骤ST61中，成像装置20确定是否已经对于所有的光源执行了调整。例如，当具有不同波长的q个光源被安装以执行多种类型的校正时，成像装置20在i＝q的情况下确定对于所有的光源执行了调整，并且处理进行到步骤ST63。在i<q的情况下，成像装置20确定还没有对于所有的光源执行了调整，并且处理进行到步骤ST62。

在步骤ST62中，成像装置20执行“j＝j+1”的算术运算，以更新参数j，并且处理返回到步骤ST59。

在步骤ST63中，成像装置20执行用于拍摄的变焦调整，成像装置20控制成像光学系统22使得作为最佳聚焦状态整个视场被填充主体区域，并且处理进行到步骤ST64。

在步骤ST64中，成像装置20控制光源的点亮。成像装置20选择在拍摄中使用的光源，基于用于所选择的光源的点亮控制值来控制所发射的光的数量，并且处理进行到步骤ST65。

在步骤ST65中，成像装置20执行拍摄。成像装置20执行成像操作以获取皮肤图像的图像信号，并且处理进行到步骤ST66。

在步骤ST66中，成像装置20确定是否已经完成了光源的选择。成像装置20的处理当还没有完成其中使用具有期望波长的光源的拍摄时进行到步骤ST67，并且当已经结束其中使用具有期望波长的光源的拍摄时，即当已经完成光源的选择时，完成拍摄。

在步骤ST67中，成像装置20切换光源。在期望波长的光源中，成像装置20选择还没有在拍摄中使用的光源，并且处理返回到步骤ST64。

当执行这样的处理时，在最佳聚焦状态中，能够容易地不仅获得白光已经被用作照明光的拍摄图像，此外获得其中已经将近红外光、紫外光等用作照明光的情况的拍摄图像。此外，不用戴上或卸下用于反射率校正的帽，能够自动地校正反射率。

[3-3.附接装置的另一种配置]

当参考图案具有在图41中所示的厚的厚度时，在图案表面和主体表面之间有距离db。因此，可以有其中图案对焦但是主体表面未对焦的情况。通过使用具有其中包括图案表面和主体表面两者的景深的透镜或像图案厚度（已知）那么多地调整聚焦，优选地聚焦在主体表面。如图42中所示，通过以相同的方式设置透镜或调整聚焦，也能够聚焦在主体内部以及主体的表面，并且获取信息。如图43中所示，当相机镜筒21和附接装置71被配置来通过弹性体85连接时，能够将在皮肤图像的拍摄时把成像装置20压向皮肤的力调整在预定范围中。在该情况下，在成像光学系统22和主体（例如，皮肤表面）之间的距离可以改变，但是变得能够通过使用用于聚焦控制的图案来正确地聚焦在主体上。

[3-4.关于图像处理装置和显示装置]

如上所述，利用具有不同波长的光源，在成像装置20中产生拍摄图像的图像信号。此外，通过校正反射率，产生拍摄图像的图像信号。因此，图像处理装置可以不仅基于已经使用白色光源的拍摄图像的图像信号此外基于已经使用具有不同的波长的光源的拍摄图像的图像信号来执行皮肤分析。

如在例如第一实施例中所述，分析装置40使用已经使用可见光光源拍摄的拍摄图像的图像信号来执行纹理分析。此外，分析装置40使用已经使用例如红色光源或近红外光源拍摄的拍摄图像的图像信号来进行黑色素的分析。当已经使用红色光源拍摄的拍摄图像的像素值是“Ired”并且已经使用近红外光源拍摄的拍摄图像的像素值是“IIR”时，基于等式（3）来对于每一个像素计算黑色素的数量的指标（黑色素指标“MI”）。

$\mathrm{MI}=\frac{500}{\log 5}({\log I}_{\mathrm{IR}}-{\log I}_{\mathrm{red}})+500...\left(3\right)$

另外，可以获得图像的每一个的中央区域（例如，64×64像素的区域）的平均值，并且可以将相应的平均值用作“IIR”和“Ired”以计算图像的黑色素指标。

此外，也能够使用通过在多个方向上照射光以便确定聚焦而获得的评价值来分析皮肤状况。例如，如参考图22所述，当以直角与皱纹正交的方向上照射光时评价值变大，并且因此，当照明方向移动360度时存在两个峰值。同时，如果其中皱纹不显著的部分的皮肤肿块的形状是例如四边形形状，则当照明方向移动360度时有四个峰值。基于这一点，可以将其中存在两个峰值的情况确定为其中存在皱纹的状态，并且可以基于评价值的水平来确定褶皱。

显示装置60向用户呈现分析装置40的分析结果。例如，将纹理或黑色素的分析结果显示为图形，或者向用户呈现被显示得与高黑色素指标的区域重叠的拍摄图像。

如上所述，根据第二实施例，能够基于参考图案设置聚焦，并且因此变得能够适当地和自动地设置聚焦，即使在诸如皮肤的特写成像等的情况的低对比度状态中。结果，能够改善在皮肤表面等的精细纹理的测量上的精度。另外，可以自动地执行反射率的校正，即使不使用用于反射率校正的工具，并且因此，对于用户的校正的不方便消失。此外，也可以在每一个皮肤测量处自动地进行校正，并且因此，颜色测量、频谱测量等变得能够具有较高的精度。

顺便提及，可以通过硬件、软件或两者的组合来执行在本说明书中描述的系列处理。该软件可以通过下述方式来执行该处理：将记录处理序列的程序安装到在与专用硬件集成的计算机中的存储器内，或者将该程序安装到可执行各种处理的通用计算机中。

例如，可以预先在作为记录介质的硬盘驱动器、ROM（只读存储器）等中记录程序。或者，以在诸如软盘、CD-ROM（致密盘只读存储器）、MO（磁光）盘、DVD（数字通用盘）、磁盘、半导体存储卡的可装卸介质中暂时或永久存储（记录）程序。这样的可装卸记录介质可以被提供为所谓的封装软件。

此外，程序不仅从可装卸记录介质被安装到计算机中，此外可以从下载站点通过无线或有线传送经由诸如LAN（局域网）和因特网的网络被安装到计算机内。计算机可以进行像那样传送的接收程序安装到诸如安装硬盘驱动器的记录介质内。

本领域内的技术人员应当明白，可以根据设计要求和其他因素来进行各种修改、组合、子组合和改变，只要它们在所附权利要求或其等同内容的范围内。

另外，本技术也可以被配置如下。

（1）一种成像装置，包括：

照明单元，其对于主体的照明方向能够被切换；以及

控制单元，其对于每一个照明方向对所述主体执行聚焦调整以根据聚焦状态来计算评价值，并且基于所述评价值来将其中聚焦状态变得最佳的方向确定为照明方向以拍摄所述主体。

（2）根据（1）所述的成像装置，

其中，所述照明单元通过下述方式来切换所述照明方向：从相对于成像光学系统的光轴的圆周方向上的不同位置发射照明光。

（3）根据（2）所述的成像装置，

其中，所述照明单元切换所述照明光的照射角。

（4）根据（2）或（3）所述的成像装置，

其中，所述控制单元减稀在所述圆周方向上的所述照明方向，对于减稀后的每一个照明方向对所述主体执行聚焦调整以根据聚焦状态来计算评价值，并且根据所计算的评价值计算所减稀的照明方向的评价值。

（5）根据（2）至（4）中的任一项所述的成像装置，

其中，所述控制单元将在所述圆周方向上的所述照明方向分组，并且对于在一组中的每一个照明方向对所述主体执行聚焦调整以根据聚焦状态来计算评价值。

（6）根据（5）所述的成像装置，

其中，所述控制单元在所述一组中包括以直角相交的照明方向。

（7）根据（1）至（6）中的任一项所述的成像装置，

其中，所述照明单元使用具有适合于使用所述主体的拍摄图像执行的分析处理的发射波长的光源来提供照明。

（8）根据（1）至（7）中的任一项所述的成像装置，

其中，所述照明单元通过切换发射照明光的光源或使用快门控制从光源发射的照明光的通过来切换所述照明方向。

（9）根据（1）至（8）中的任一项所述的成像装置，

其中，所述控制单元将焦点位置相对于聚焦调整位置移动预定距离，在所述聚焦调整位置处，所述聚焦状态基于所述评价值而变得最佳。

在本技术的成像装置、成像方法、程序、成像系统和附接装置中，可以切换主体的照明方向。因此，对于每一个照明方向执行对于主体的聚焦调整，以根据聚焦状态计算评价值，并且，基于评价值将其中聚焦状态变为最佳的方向确定为照明方向以拍摄主体。因为这个原因，在最佳方向上提供照明以执行聚焦调整，并且变得能够容易获得其聚焦状态良好的皮肤图像。因此，成像装置、成像方法、程序、成像系统和附接装置适合于在美容业等中使用的拍摄皮肤图像或执行皮肤分析的系统。

本公开包含与在2012年3月28日在日本专利局提交的日本在先专利申请JP2012-073536中公开的主题相关的主题，其整体内容通过引用被包含在此。

Claims (15)

1.一种成像装置，包括：

照明单元，其对于主体的照明方向能够被切换；以及

控制单元，其对于每一个照明方向对所述主体执行聚焦调整以根据聚焦状态来计算评价值，并且基于所述评价值来将其中聚焦状态变得最佳的方向确定为照明方向以拍摄所述主体。

2.根据权利要求1所述的成像装置，

其中，所述照明单元通过下述方式来切换所述照明方向：从相对于成像光学系统的光轴的圆周方向上的不同位置发射照明光。

3.根据权利要求2所述的成像装置，

其中，所述照明单元切换所述照明光的照射角。

4.根据权利要求2所述的成像装置，

其中，所述控制单元减稀在所述圆周方向上的所述照明方向，对于减稀后的每一个照明方向对所述主体执行聚焦调整以根据聚焦状态来计算评价值，并且根据所计算的评价值计算所减稀的照明方向的评价值。

5.根据权利要求2所述的成像装置，

其中，所述控制单元将在所述圆周方向上的所述照明方向分组，并且对于在一组中的每一个照明方向对所述主体执行聚焦调整以根据聚焦状态来计算评价值。

6.根据权利要求5所述的成像装置，

其中，所述控制单元在所述一组中包括以直角相交的照明方向。

7.根据权利要求1所述的成像装置，

其中，所述照明单元使用具有适合于使用所述主体的拍摄图像执行的分析处理的发射波长的光源来提供照明。

8.根据权利要求1所述的成像装置，

其中，所述照明单元通过切换发射照明光的光源或使用快门控制从光源发射的照明光的通过来切换所述照明方向。

9.根据权利要求1所述的成像装置，

其中，所述控制单元将焦点位置相对于聚焦调整位置移动预定距离，在所述聚焦调整位置处，所述聚焦状态基于所述评价值而变得最佳。

10.一种成像方法，包括：

以能够切换照明方向的方式来向主体提供照明；以及

对于每一个照明方向对所述主体执行聚焦调整以根据聚焦状态来计算评价值，并且基于所述评价值来将其中聚焦状态变得最佳的方向确定为照明方向以拍摄所述主体。

11.一种程序，用于使得计算机控制成像装置的操作，所述成像装置具有其对于主体的照明方向能够被切换的照明单元，以及

使得计算机执行对于每一个照明方向对所述主体执行聚焦调整以根据聚焦状态来计算评价值，并且基于所述评价值来将其中聚焦状态变得最佳的方向确定为照明方向以拍摄所述主体的过程。

12.一种成像系统，包括：

成像装置，其产生主体的拍摄图像；以及

分析装置，其使用所拍摄的图像来分析所述主体，

其中，所述成像装置包括：

照明单元，其对于所述主体的照明方向能够被切换；以及

控制单元，其对于每一个照明方向对所述主体执行聚焦调整以根据聚焦状态来计算评价值，并且基于所述评价值来将其中聚焦状态变得最佳的方向确定为照明方向以拍摄所述主体。

13.一种附接装置，包括：

其对于主体的照明方向能够被切换的照明单元，

其中，所述照明单元根据来自外部装置的指令来切换照明方向，或者自动地切换照明方向并且向所述外部装置输出用于指示照明方向的信息。

14.一种成像装置，包括：

参考图案单元，其以在用于拍摄主体的调整中使用的参考图案被包括在成像视角中的方式被安装；以及

控制单元，其在使用所述参考图案的用于拍摄所述主体的调整之后拍摄所述主体。

15.一种附接装置，包括：

参考图案单元，所述参考图案单元以在用于拍摄主体的调整中使用的参考图案被包括在成像视角中的方式被安装。

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