CN104586355B - 测定装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种测定装置，其能够获得能将皮肤中含有的黑色素和血色素适当地分离的拍摄结果。该测定装置从照射部的光源对被摄体照射在蓝色和绿色的波段中具有由黑色素和血色素引起的吸收的影响度彼此不同的峰的光谱特性的光，测定装置利用摄像机对与透射RGB的滤光片的来自光源的光对应的被摄体的反射光进行摄像，利用输出部输出由摄像机摄像得到的RGB的摄像信号。

Description

测定装置

技术领域

本发明涉及测定装置，特别涉及对皮肤中所含的黑色素和血色素(血红蛋白)进行测定的技术。

背景技术

皮肤的色素的分布状态在美容中是重要的信息。为了知道皮肤的色素的分布状态，提案有如下技术：利用摄像机对皮肤拍摄，根据其拍摄结果对作为斑点的原因的黑色素和表示皮肤的健康状态的血色素的分布进行解析的各种技术。

在下述专利文献1中，公开有如下技术：对皮肤照射紫外线，通过利用紫外线摄像机对皮肤的内部反射光进行拍摄而检测斑点的技术。对于350nm～400nm的紫外线，黑色素的吸收大，血色素的吸收小。因此，能够根据由紫外线摄像机拍摄得到的摄像信号增强黑色素的分布来进行观察，能够对预料将来会变大的潜在的斑点进行检测。

另外，在下述专利文献2公开了如下技术：使来自光源的光成为偏振光后照射到被摄体，对通过设置在数字摄像机之前的偏振光板后的内部反射光进行拍摄而得到内部反射光图像，并对该内部反射光图像进行独立成分分析，由此，提取黑色素成分内部反射光图像和血色素成分内部反射光图像的技术。此外，在下述专利文献2中，为了减少在独立成分分析中使用的参数的数量，在独立成分分析之前使用主成分分析。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2008-237243号公报

专利文献2：日本特开2010-61689号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

在上述专利文献1的情况下，用于照射紫外线的光源昂贵，此外，在经常照射紫外线的情况下，担心对皮肤的影响，因此一般的消费者难以使用。

此外，如上述专利文献2那样，能够对内部反射光图像进行独立成分分析，根据内部反射光图像提取黑色素和血色素。但是，可见光的波段由于受到黑色素和血色素的吸收的影响，根据向被摄体照射光的光源，存在黑色素和血色素的吸收的影响大致相同的情况。在该情况下，虽然能够对内部反射光的摄像信号进行主成分分析并进行独立成分分析，但是难以适当地提取皮肤中含有的黑色素和血色素。

本发明的目的是提供一种能够获得能将皮肤中含有的黑色素和血色素适当地分离的拍摄结果的技术。

用于解决技术问题的手段

第一发明的测定装置是一种对皮肤进行测定的测定装置，其包括：具有对被摄体照射光的光源的照射部；摄像机，其包括使R(红色)、G(绿色)和B(蓝色)的规定波段的光分别透射的滤光片，对透射上述滤光片后的来自上述被摄体的反射光进行摄像；和输出部，其输出通过上述摄像机摄像得到的RGB的摄像信号，上述光源照射在蓝色和绿色的波段中具有由黑色素和血色素引起的吸收的影响度彼此不同的峰的光谱特性的光。

第二发明在第一发明中，上述光谱特性在440nm以上且小于500nm的波段和500nm以上600nm以下的波段分别具有峰。

第三发明在第一发明或第二发明中，还包括具有液晶面板的显示部，上述液晶面板显示基于从上述输出部输出的上述摄像信号的图像，上述光源设置在上述液晶面板的背面，上述显示部在利用上述摄像机拍摄上述被摄体的情况下进行以下处理中的至少一种处理：调整上述液晶面板的数据信号电压，使得上述液晶面板的透射率成为最大的处理；和以比将上述图像显示于上述液晶面板的情况大的亮度点亮上述光源的处理。

第四发明在第一发明～第三发明的任一发明中，照射到上述被摄体的来自上述光源的光是偏振光，上述测定装置还包括设置在上述摄像机之前的偏振滤光片，上述偏振滤光片的偏振方向是第一偏振方向，该第一偏振方向相对于来自上述光源的偏振光具有相位差，使得对于来自上述光源的偏振光的上述被摄体的反射光中的上述被摄体的内部反射光透射上述偏振滤光片。

第五发明在第四发明中，上述偏振滤光片的偏振方向切换为上述第一偏振方向和第二偏振方向中的一个方向，上述第二偏振方向相对于来自上述光源的偏振光具有相位差，使得上述被摄体的反射光中的上述被摄体的表面反射光透射上述偏振滤光片。

发明的效果

根据本发明的结构，能够获得能将皮肤中含有的黑色素和血色素适当地分离的拍摄结果。

附图说明

图1是表示第一实施方式的测定装置的外观的示意图。

图2是表示图1所示的测定装置的结构的框图。

图3是表示第一实施方式中的光源的光谱特性的图。

图4是表示可见光的波段的黑色素和血色素的吸光度的图。

图5是图2所示的测定装置的皮肤测定处理的动作流程图。

图6是表示第二实施方式的测定装置的外观的示意图。

图7是表示图6所示的测定装置的结构的框图。

图8是图7所示的测定装置的皮肤测定处理的动作流程图。

图9是表示第三实施方式的测定装置的外观的示意图。

图10是表示图9所示的测定装置的结构的框图。

图11是图10所示的测定装置的皮肤测定处理的动作流程图。

图12是表示第四实施方式的测定装置的外观的示意图。

图13是表示第五实施方式的测定装置的结构的框图。

图14是举例表示来自光源的光为右旋圆偏振光的情况下的表面反射被摄体图像与内部反射被摄体图像的图。

图15是举例表示来自光源的光为直线偏振光的情况下的表面反射被摄体图像与内部反射被摄体图像的图。

图16是举例表示将变形例1中的RGB的单色图像与彩色图像合成得到的被摄体图像的图。

图17是表示变形例9中的光源的光谱特性的图。

附图标记的说明

1、1A、1B、1C 测定装置，11 照射部，11a 光源，12 摄像机，13、13B、13C 显示部，14操作部，14a 拍摄开始按钮，15、15A、15B、15C 控制部，16 距离传感器，17 偏振滤光片。

具体实施方式

本发明的一个实施方式的测定装置是一种对皮肤进行测定的测定装置，其包括：具有对被摄体照射光的光源的照射部；摄像机，其包括使R(红色)、G(绿色)和B(蓝色)的规定波段的光分别透射的滤光片，对透射上述滤光片后的来自上述被摄体的反射光进行摄像；和输出部，其输出通过上述摄像机的摄像得到的RGB的摄像信号，上述光源照射在蓝色和绿色的波段中具有由黑色素和血色素引起的吸收的影响度彼此不同的峰的光谱特性的光(第一结构)。

根据第一结构，测定装置包括照射部、摄像机和输出部。照射部从光源对被摄体照射光，摄像机对透射分别使RGB的规定波段的光透射的滤光片后的来自被摄体的反射光进行摄像。而且，其摄像信号由输出部输出。照射被摄体的光具有一种光谱特性，该光谱特性在蓝色和绿色的波段中具有由黑色素和血色素引起的吸收的影响度彼此不同的峰。因为从输出部输出的蓝色和绿色的摄像信号的信号强度与黑色素和血色素的吸收相对应，所以通过对该摄像信号进行解析，能够分离摄像信号中的黑色素和血色素的成分。

第二结构也可以是在第一结构中，上述光谱特性在440nm以上且小于500nm的波段和500nm以上600nm以下的波段分别具有峰。

在440nm以上且小于500nm的波段中，与血色素相比，由黑色素引起的吸收的影响度高，在500nm以上600nm以下的波段中的血色素的吸光度大于440nm以上且小于500nm的波段中的血色素的吸光度，且接近黑色素的吸光度。根据第二结构，向被摄体照射在这些波段具有峰波长的光谱特性的光并对其反射光进行摄像而得到的摄像信号中，反映有黑色素和血色素的吸收的影响度，因此能够根据该摄像信号分离黑色素和血色素的成分。

第三结构也可以是在第一结构或第二结构中，还包括具有液晶面板的显示部，上述液晶面板显示基于从上述输出部输出的上述摄像信号的图像，上述光源设置在上述液晶面板的背面，上述显示部在利用上述摄像机拍摄上述被摄体的情况下进行以下处理中的至少一种处理：调整上述液晶面板的数据信号电压，使得上述液晶面板的透射率成为最大的处理；和以比将上述图像显示于上述液晶面板的情况大的亮度点亮上述光源的处理。

根据第三结构，还包括具有液晶面板的显示部，该液晶面板显示基于从输出部输出的摄像信号的图像，光源设置在液晶面板的背面。在利用摄像机拍摄被摄体的情况下，显示部进行以下处理中的至少一种处理：调整数据信号电压以使液晶面板的透射率成为最大的处理；和以比将图像显示于液晶面板的情况大的亮度点亮光源的处理。因此，与不具备本结构的情况相比，能够进行设定以使来自光源的光照射被摄体的照度成为最佳的明亮度。此外，由于能够利用光源作为背光源或拍摄用的照明，因此与按照每个用途设置光源的情况相比，能够减小装置尺寸。

第四结构也可以是在第一结构～第三结构的任一结构中，照射到上述被摄体的来自上述光源的光是偏振光，上述测定装置还包括设置在上述摄像机之前的偏振滤光片，上述偏振滤光片的偏振方向是第一偏振方向，该第一偏振方向相对于来自上述光源的偏振光具有相位差，使得对于来自上述光源的偏振光的上述被摄体的反射光中的上述被摄体的内部反射光透射上述偏振滤光片。

根据第四结构，在摄像机之前设置偏振滤光片。偏振滤光片的偏振方向是第一偏振方向，该第一偏振方向相对于来自上述光源的偏振光具有相位差，使得被摄体的内部反射光透射偏振滤光片。由于黑色素和血色素存在于肌肤内部，因此设置偏振滤光片以使内部反射光入射到摄像机中，由此能够遮挡表面反射光、自然光等环境光等内部反射光以外的光。

第五结构也可以是在第四结构中，上述偏振滤光片的偏振方向切换为上述第一偏振方向和第二偏振方向中的一个方向，上述第二偏振方向相对于来自上述光源的偏振光具有相位差，使得上述被摄体的反射光中的上述被摄体的表面反射光透射上述偏振滤光片。

根据第五结构，在摄像机之前设置的偏振滤光片的偏振方向能够切换为使内部反射光透射的第一偏振方向和使表面反射光透射的第二偏振方向中的一个方向。在偏振滤光片的偏振方向切换为第二偏振方向的情况下，被摄体的表面反射光入射到摄像机，能够遮挡除表面反射光以外的光。对表面反射光进行摄像得到的摄像信号是与皮肤表面的凹凸的状态相应的信号，因此能够根据该摄像信号解析皮肤表面的状态。此外，在偏振滤光片的偏振方向切换为第一偏振方向的情况下，受到由黑色素和血色素引起的吸收的影响的内部反射光被摄像，因此通过对该摄像信号进行解析，能够解析黑色素和血色素的分布。

以下，参照附图，对本发明的实施方式进行详细说明。对于附图中相同或相当的部分标注相同附图标记，不进行反复说明。

(第一实施方式)

图1是表示本实施方式的测定装置的外观的示意图。测定装置1包括光源11a、摄像机12、显示部13和拍摄开始按钮14a。测定装置1利用摄像机12对用户(被摄体)的面部等进行拍摄，根据拍摄结果将被摄体的皮肤中包含的黑色素和血色素分离，在显示部13显示基于该分离后的结果的图像。以下，对测定装置1的结构进行具体的说明。

(结构)

图2是表示图1所示的测定装置1的结构的框图。测定装置1具备照射部11、摄像机12、显示部13、操作部14和控制部15。

照射部11具备图1所示的多个光源11a。照射部11在控制部15的控制下从多个光源11a照射在蓝色的波段和绿色的波段具有峰波长的光谱特性的光。具体而言，光源11a例如如图3所示，由具有450nm附近的峰波长和500nm以上600nm以下的峰波长的白色LED构成。在本实施方式中，光源11a是具有450nm附近的峰波长和在500nm以上600nm以下的波段具有峰波长的光谱特性的光源的例子，但是只要是在440nm以上且小于500nm的波段和500nm以上600nm以下的波段具有峰波长的光谱特性即可。另外，照射部11优选具备使来自光源11a的光漫射的漫射膜。

如图4所示，在440nm以上且小于500nm的波段中，与血色素相比，黑色素的吸收的影响度高，在500nm以上600nm以下的波段中的血色素的吸光度大于440nm以上且小于500nm的波段中的血色素的吸光度，且接近黑色素的吸光度。即，对于500nm以上600nm以下的波段的光，与黑色素相比，血色素的吸收的影响度变高。因此，通过向用户的皮肤照射在450nm附近以及500nm以上600nm以下波段具有峰波长的光，能够从被摄体获得在黑色素与血色素中B和G的成分强度不同的反射光。

摄像机12具有：进行聚光的微透镜；使R(红色)、G(绿色)和B(蓝色)的规定波段的光分别透射的滤光片；CCD或CMOS图像传感器等光电转换元件；和电子快门(电子开闭器)(均省略)。微透镜使由被摄体反射的反射光聚光并入射到滤光片。透射RGB的各个滤光片的光入射到光电转换元件。光电转换元件按照每一定时间输出与从RGB的各个滤光片入射的光的受光量相应的1帧的各个像素的RGB的电信号。

如图2所示，操作部14具有拍摄开始按钮14a和未图示的电源按钮等操作按钮。操作部14受理各种操作按钮的按下操作，向控制部15输出表示按下操作的操作信号。

显示部13具备液晶显示器或有机EL(Electro-Luminescence：电致发光)显示器等显示器，显示与从控制部15输入的图像信号相应的图像。在本实施方式中，显示部13的显示器例如既可以是透射型显示器，也可以是反射型显示器。

控制部15具有CPU(Central Processing unit：中央处理单元)和包括ROM(ReadOnly Memory：只读存储器)以及RAM(Random Access Memory：随机存取存储器)的存储器。控制部15通过CPU执行预先存储在ROM中的控制程序，控制与控制部15连接的各个部位，进行皮肤测定处理。具体而言，控制部15按照拍摄开始按钮14a的按下操作从照射部11照射光，利用摄像机12进行拍摄。而且，对从摄像机12按每一定时间输出的每个帧的RGB的电信号进行解析，生成与被摄体的皮肤中包含的血色素和黑色素的分布相对应的每个帧的被摄体图像，将表示每个帧的被摄体图像的图像数据以规定的帧速率输入到显示部13。

(动作)

接着，对测定装置1的动作进行说明。图5是表示测定装置1的皮肤测定处理的动作的动作流程图。

当测定装置1的电源被导通时，控制部15在显示部13显示对皮肤测定处理的开始进行引导的拍摄引导画面(步骤S11)。

用户根据拍摄引导画面，在摄像机12之前的规定的拍摄位置按下拍摄开始按钮14a。当用户按下拍摄开始按钮14a时，控制部15从操作部14接收表示拍摄开始按钮14a的按下操作的操作信号(步骤S12：是)。接着，控制部15开始照射部11的光源11a的照明(步骤S13)，利用摄像机12开始拍摄(步骤S14)。

对于来自光源11a的光的用户的反射光在摄像机12被接收，与每帧的受光量相应的RGB的电信号被输出到控制部15。控制部15对于从摄像机12输出的每帧的RGB的电信号进行包括放大处理的规定的信号处理。控制部15对于信号处理后的1帧的RGB的成分值中的B和G的成分进行独立成分分析，由此提取1帧中的各个像素的黑色素和血色素的B和G的成分值(步骤S15)。

某个坐标的皮肤颜色的颜色成分矢量C能够由C＝q(1)·C(1)+q(2)·C(2)+C(3)表示(其中，C(1)、C(2)分别是第一成分色素、第二成分色素的颜色成分矢量，q(1)、q(2)分别是第一成分、第二成分颜色的相对系数，C(3)是由于皮肤结构和/或其他色素而产生的恒定矢量)。对于RGB的信号，当设R、G、B的颜色矢量为r、g、b时，某个像素的颜色矢量C能够由C＝[-log r，-log g，-log b]表示。皮肤颜色有黑色素和血色素的颜色成分矢量的合成矢量表示。此外，黑色素对蓝色光的吸收的影响度高，血色素对绿色光的吸收的影响度高。因此，对各个像素的B和G的成分独立进行成分分析，通过求取B和G的颜色成分矢量(C(1)、C(2))以及B和G的相对系数(q(1)、q(2))，能够提取各个像素的黑色素和血色素的B和G的成分值。

B的成分值受到由黑色素引起的吸收的影响比血色素的吸收的影响更强，因此能够说概略地表示黑色素的分布，但是在黑色素量少的皮肤的情况下，由血色素引起的吸收的影响变得更大，因此仅利用B的成分值不能表示黑色素的分布。因此，对B和G的成分值进行独立成分分析，提取黑色素和血色素的B和G的各个成分值，由此能够获得皮肤中的黑色素和血色素的更正确的分布状况。

控制部15基于各个像素的血色素和黑色素的灰度等级数据，生成分别表示血色素的分布和黑色素的分布的分布图像，其中，各个像素的血色素和黑色素的灰度等级数据是根据通过独立成分分析提取到的血色素和黑色素的B、G的各个成分值得到的。存在斑点和/或黑痣的部分与其他部分相比黑色素量多，存在酒刺(粉刺)或红斑的部分与其他部分相比血色素量多。因此，根据黑色素的分布图像，能够确认斑点或黑痣的存在，根据血色素的分布图像，能够确认酒刺或红斑的存在。

而且，控制部15生成基于每帧的RGB的各个成分值的彩色图像，将每帧的彩色图像与血色素以及黑色素的分布图像合成而生成被摄体图像，将生成的各帧的被摄体图像的图像数据存储在RAM中(步骤S16)。

控制部15反复进行上述步骤S13～S16的处理，直到再次从操作部14受理表示拍摄开始按钮14a的按下操作的操作信号为止(步骤S17：否)。此外，控制部15在拍摄开始按钮14a被操作者按下、从操作部14受理表示拍摄开始按钮14a的按下操作的操作信号时(步骤S17：是)，使摄像机12停止拍摄(步骤S18)，并且使照射部11停止照明(步骤S19)。接着，控制部15读出存储在RAM中的每帧的被摄体图像的图像数据，以规定的帧速率输出其图像数据，在显示部13显示被摄体的活动图像(步骤S20)。

在上述第一实施方式中，向用户(被摄体)照射在由血色素和黑色素引起的吸收的影响度不同的蓝色的波段和绿色的波段具有峰的光谱特性的光，进行拍摄。由此，能够对在血色素和黑色素中B和G的成分强度不同的来自被摄体的反射光进行摄像，因此通过对1帧的B、G的成分值进行独立成分分析，能够提取1帧的摄像信号中包含的血色素和黑色素的B和G的各个成分。因此，在相同环境下进行拍摄的情况下，利用已经进行的独立成分分析的运算结果(B和G的颜色成分矢量以及B和G的相对系数)，能够从拍摄得到的B、G的成分值中提取血色素和黑色素的B和G的成分值。

(第二实施方式)

在上述第一实施方式中，优选被摄体的照度在每个拍摄中大致一定，但是根据拍摄位置，存在被摄体的照度在每个拍摄中不同的情况。在本实施方式中，对调整拍摄位置、使得被摄体的拍摄位置大致一定的例子进行说明。

图6是表示本实施方式的测定装置的外观的示意图。此外，图7是表示图6所示的测定装置的结构的框图。在图6和图7中，对于与第一实施方式相同的结构，标注与第一实施方式相同的附图标记。以下，对与第一实施方式不同的结构进行说明。

(结构)

如图6所示，本实施方式的测定装置1A，在显示部13的下方设置有距离传感器16。距离传感器16具备发光元件和受光元件。发光元件例如由红外线LED构成，照射红外线。受光元件例如由PSD(Position Sensitive Detector：位置灵敏探测器)构成，接收被照射的红外线的反射光，输出对从测定装置1A至测定对象物(用户)的距离进行检测而得到的结果。距离传感器16在后述的控制部15A的控制下从发光元件照射红外光，利用受光元件检测从测定装置1A至用户的距离。

图7是表示本实施方式的测定装置1A的结构的框图。在图7中，控制部15A在开始皮肤测定处理时，利用距离传感器16检测从测定装置1A至用户的距离，在检测出的距离在预先决定的距离的范围内的情况下进行皮肤测定处理。

(动作)

接着，对测定装置1A的动作进行说明。图8是表示测定装置1A的皮肤测定处理的动作的动作流程图。在图8中，对于与第一实施方式同样的处理赋予与图5同样的步骤号码。

控制部15A在步骤S11中在显示部13显示拍摄引导画面后，在显示部13显示对规定的拍摄位置进行引导的拍摄位置引导画面(步骤S31)。用户根据拍摄引导画面对拍摄位置进行调整，使得成为规定的拍摄位置。

而且，控制部15A在从拍摄位置引导画面的显示开始经过一定时间后，利用距离传感器16检测从测定装置1A至用户的距离，判断检测出的距离是否在预先决定的距离的范围内(步骤S32)。控制部15A在检测出的距离在规定的距离的范围外的情况下(步骤S32：否)，返回到步骤S31，继续进行拍摄位置引导画面的显示。此外，控制部15A在检测出的距离在预先决定的距离的范围内的情况下(步骤S32：是)，结束显示部13对拍摄位置引导画面的显示，待机至用户按下拍摄开始按钮14a为止(步骤S12：否)。

当用户按下拍摄开始按钮14a时(步骤S12：是)，控制部15A进行上述步骤S13～步骤S16的处理，生成每帧的被摄体图像的图像数据，直至拍摄开始按钮14a被再次按下为止(步骤S17：否)。控制部15A当拍摄开始按钮14a被再次按下时(步骤S17：是)，进行上述的步骤S18～步骤S20的处理，将各个帧的被摄体图像的图像数据以规定的帧速率输出到显示部13，在显示部13中显示被摄体的活动图像。

通过采用这样的结构，从测定装置1A至用户的距离不会产生偏差，从光源11a照射到被摄体上的光的照度被保持为大致一定。结果是，与在每次拍摄中拍摄位置产生偏差的情况相比，能够对于同一被摄体获得再现性高的拍摄结果。此外，与在每次拍摄中从测定装置1A至用户的距离产生偏差的情况相比，能够更适当地对用户照射光，因此能够获得能将血色素和黑色素适当地分离的拍摄结果。

(第三实施方式)

在上述的第一实施方式和第二实施方式中，对在显示部13的左右设置光源11a，将光源11a用作拍摄用的照明的例子进行了说明。在本实施方式中，对如下情况进行说明：显示部13具有透射型的液晶显示器，在液晶面板的背面侧设置有具有与光源11a同样的光谱特性的光源。

图9是表示本实施方式的测定装置的外观的示意图。此外，图10是表示图9所示的测定装置1B的概略结构的框图。如图9所示，在测定装置1B的表面设置有摄像机12和显示部13B。

显示部13B具备具有透射型的液晶面板的显示器，作为背光源具有光源11b，该光源11b具有与上述的光源11a相同的光谱特性(参照图3)。测定装置1B具有显示模式和拍摄模式。显示模式是使用光源11b作为显示部13B的背光源的模式。拍摄模式是使用光源11b作为拍摄用的照明的模式。显示部13B在后述的控制部15B的控制下，以与各个模式对应的亮度从光源11b照射光。此外，显示部13B在拍摄模式的情况下，调整数据信号电压以使液晶面板的透射率成为最大，并将数据信号电压施加到液晶面板。

控制部15B按照拍摄开始按钮14a的按下操作切换显示模式和拍摄模式，在显示部13B中以与切换的模式对应的亮度点亮光源11b。控制部15B在拍摄模式的情况下，以与显示模式相比亮度变大的方式点亮光源11b。在以下的说明中，将显示模式的情况下的亮度称为第一亮度，将拍摄模式的情况下的亮度称为第二亮度(＞第一亮度)。

(动作)

接着，对测定装置1B的动作进行说明。图11是表示测定装置1B的皮肤测定处理的动作的流程图。在图11中，对与第一实施方式和第二实施方式同样的处理，赋予与图5和图8同样的步骤号码。

当测定装置1B的电源被导通时，控制部15B切换为显示模式，在显示部13B中以与显示模式相应的第一亮度点亮光源11b(步骤S41)。接着，控制部15B在显示部13B中显示拍摄引导画面(步骤S11)，当用户按下拍摄开始按钮14a时(步骤S12：是)，结束拍摄引导画面的显示，切换为拍摄模式。控制部15B在显示部13B中调整数据信号电压以使液晶面板的透射率成为最大，以比显示模式大的第二亮度点亮光源11b(步骤S42)。

控制部15B利用摄像机12对用户进行拍摄，直至拍摄开始按钮14a被再次按下为止(步骤S14、步骤S17：否)。控制部15B在拍摄开始按钮14a被按下时(步骤S17：是)，停止摄像机12的拍摄(步骤S18)，从拍摄模式切换为显示模式，在显示部13B中以第一亮度将光源11b点亮(步骤S43)。接着，控制部15B对在步骤S14中从摄像机12输出的每帧的RGB的电信号实施规定的信号处理，对于信号处理后的1帧的B和G的成分值进行独立成分分析处理，生成基于黑色素和血色素的B和G的成分值的黑色素和血色素的分布图像(步骤S15)。此外，控制部15B生成基于信号处理后的每帧的RGB的成分值的彩色图像，将每帧的彩色图像与黑色素以及血色素的分布图像合成而生成被摄体图像。接着，控制部15B将各个帧的被摄体图像的图像数据以规定的帧速率输出到显示部13B，显示被摄体的活动图像(步骤S44)。

在上述的第三实施方式中，光源11b被用作显示部13B中的背光源，并且被用作拍摄用的照明，因此与第一实施方式和第二实施方式相比，能够减小测定装置的大小。此外，从光源11b照射的光，从显示部13B的显示器表面被发射，因此与第一实施方式和第二实施方式相比，能够大致均匀地对被摄体照射光。

另外，在本实施方式中，对如下例子进行了说明：即，在拍摄模式的情况下，在显示部13B中调整数据信号电压以使得液晶面板的透射率为最大，并且调整光源11b的亮度以使拍摄模式的亮度大于显示模式的亮度的例子。但是，调整数据信号电压和光源11b的亮度中的至少一方，以使与来自光源11b的光对应的被摄体的照度为最佳的明亮度即可。

(第四实施方式)

在上述的第三实施方式中，为了抑制自然光等环境光的反射而在显示部13B的显示面设置有圆偏振滤光片的情况下，从光源11b照射的光成为圆偏振光，被照射到被摄体(用户)。摄像机12的入射光，不仅包含对于来自光源11b的偏振光的被摄体的反射光，还包含自然光等环境光。因此，在本实施方式中，构成为在摄像机12之前设置偏振滤光片，以使得对于来自光源11b的偏振光的被摄体的反射光中、除在皮肤内部被漫反射的内部反射光以外的光不入射到摄像机12中。

图12是表示本实施方式的测定装置的外观的示意图。测定装置1C在显示部13C的显示面设置有圆偏振滤光片(省略图示)。如图12所示，在摄像机12之前设置有偏振滤光片17，该偏振滤光片17具有与设置在显示部13C的圆偏振滤光片的偏振方向相同的偏振方向。即，在显示部13C设置有右旋圆偏振滤光片，来自光源11b的光作为右旋圆偏振光被照射到被摄体的情况下，在摄像机12之前设置右旋圆偏振滤光片作为偏振滤光片17。此外，在显示部13C设置有左旋圆偏振滤光片，来自光源11b的光作为左旋圆偏振光被照射到被摄体的情况下，在摄像机12之前设置左旋圆偏振滤光片作为偏振滤光片17。

另外，在显示部13C中设置直线偏振滤光片的情况下，在摄像机12之前设置具有与该直线偏振滤光片的偏振方向正交的偏振方向的直线偏振滤光片来作为偏振滤光片17即可。

通过在摄像机12之前设置使被摄体的内部反射光透射的偏振滤光片17，能够使被摄体的内部反射光入射到摄像机12中，并且使来自被摄体的皮肤表面的表面反射光和环境光等光不会入射到摄像机12中。结果是，与内部反射光以外的光也被摄像机12摄像的情况相比，能够获得血色素和黑色素被更适当地分离的血色素和黑色素的分布图像。

(第五实施方式)

在本实施方式中，通过将被摄体的表面反射光和内部反射光加以区别地进行摄像，不仅能够测定皮肤内部的黑色素和血色素的分布，而且能够测定被摄体的皮肤表面的皱纹和皮肤纹理等皮肤表面的状态。以下具体地进行说明。

图13是表示本实施方式的测定装置的结构的框图。测定装置1C与第四实施方式的图12同样在摄像机12之前设置偏振滤光片17。在本实施方式中，在显示部13C设置有右旋圆偏振滤光片，透射显示部13C的来自光源11b的光为右旋圆偏振光。在此情况下，如果在摄像机12之前设置左旋圆偏振滤光片作为偏振滤光片17，则由皮肤表面反射的表面反射光被摄像。此外，在摄像机12之前设置右旋圆偏振滤光片作为偏振滤光片17的情况下，在皮肤内部被漫反射的内部反射光被摄像。

此外，在显示部13C设置左旋圆偏振滤光片的情况下，即，在透射显示部13C的光为左旋圆偏振光的情况下，在摄像机12之前设置与右旋圆偏振滤光片被设置在显示部13C的上述的情况相反相位的圆偏振滤光片。即，当设置右旋圆偏振滤光片作为偏振滤光片17时，在摄像机12中对表面反射光进行摄像；当设置左旋圆偏振滤光片作为偏振滤光片17时，内部反射光被摄像。此外，在显示部13C设置直线偏振滤光片的情况下，作为偏振滤光片17，以其直线偏振光与偏振方向平行的方式将直线偏振滤光片设置在摄像机12之前，由此能够对表面反射光进行摄像。另一方面，使该直线偏振滤光片旋转，以使得透射显示部13C的直线偏振光与偏振方向正交，由此能够对内部反射光进行摄像。

另外，关于偏振滤光片17的设置，也可以是用户手动设置成使表面反射光或内部反射光透射的偏振方向。此外，在偏振滤光片17为直线偏振滤光片的情况下，也可以在偏振滤光片17设置切换机构，其能够在表面反射光或内部反射光的摄像时，使直线偏振滤光片的偏振方向旋转90°，从而自动切换偏振滤光片17的偏振方向。总之，只要能够切换设置在摄像机12之前的偏振滤光片17的偏振方向，使被摄体的表面反射光和内部反射光中的一方有选择地透射即可。

测定装置1C中，在摄像机12之前设置使表面反射光透射的偏振方向的偏振滤光片17后，响应用户按下拍摄开始按钮14a的按下操作，利用摄像机12对表面反射光进行摄像，在控制部15C中使用每帧的表面反射光的摄像信号生成彩色图像(以下，称为表面反射被摄体图像)。

此外，测定装置1C中，在摄像机12之前设置使内部反射光透射的偏振方向的偏振滤光片17后，响应用户按下拍摄开始按钮14a的按下操作，利用摄像机12拍摄对于来自光源11b的光的被摄体的内部反射光。接着，在控制部15C中，基于每帧的内部反射光的摄像信号生成彩色图像(以下，称为内部反射图像)。进一步，在控制部15C中，对每帧的内部反射光的B、G的成分值进行独立成分分析处理，生成黑色素和血色素的分布图像，将每帧的黑色素和血色素的分布图像与内部反射图像合成而生成内部反射被摄体图像。接着，控制部15C将每帧的表面反射被摄体图像和内部反射被摄体图像的图像数据以规定的帧速率输出到显示部13C。由此，在显示部13C显示基于表面反射被摄体图像和内部反射被摄体图像的各图像数据的各个活动图像。

此处，图14(a)表示透射显示部13C的来自光源11b的光为右旋圆偏振光的情况下的表面反射被摄体图像，图14(b)表示内部反射被摄体图像的例子。此外，图15(a)表示透射显示部13C的来自光源11a的光为直线偏振光的情况下的表面反射被摄体图像，图15(b)表示内部反射被摄体图像的例子。如图14(b)和图15(b)所示，在内部反射被摄体图像中的虚线框部分，能够确认基于黑色素的斑点的存在，但是在图14(a)和图15(a)的表面反射被摄体图像中不容易知道斑点的存在。由于黑色素和血色素包含在皮肤的内部(表皮和真皮)，因此在基于表面反射光的表面反射被摄体图像中，难以表现出基于黑色素和血色素的斑点和酒刺。另一方面，图14(a)和图15(a)的表面反射被摄体图像的虚线框的部分的皮肤表面的凹凸状态，与图14(b)和图15(b)所示的内部反射被摄体图像的虚线框的部分相比，被更鲜明地表现出来。

用户根据表面反射被摄体图像能够确认被摄体的皮肤表面的凹凸的皱纹和皮肤纹理等的状态，根据内部反射被摄体图像能够确认被摄体的皮肤内部的黑色素和血色素所引起的斑点和酒刺等的存在。

(变形例)

以上，对本发明的实施方式进行了说明，但是上述实施方式仅仅是用于实施本发明的例示。因此，本发明并不被上述实施方式限定，在不脱离其趣旨的范围内能够对上述的实施方式进行适当变形并加以实施。以下，对本发明的变形例进行说明。

(1)在上述的第一实施方式～第五实施方式中说明了如下例子：作为光源11a，使用具有450nm附近的峰波长和500nm以上600nm以下的峰波长的光谱特性的光源，但是也可以使用以下的光源。在本变形例中，例如作为光源11a，使用在血色素的吸收的影响小的440nm以上500nm以下的波段和血色素的吸收的影响大的510nm以上600nm以下的波段具有峰的光谱特性的光源。图16(a)、(b)表示在基于使用该光源由摄像机12对被摄体进行拍摄而得到的RGB的成分值的彩色图像中，合成基于B、G的各个成分值的单色的图像而得到的被摄体图像。

图16(a)所示的被摄体图像161是将基于B的成分值的图像与彩色图像合成而得到的图像。关于B的成分值，虽然血色素的吸收的影响小，但是由黑色素和血色素引起的吸收起作用。因此，在被摄体图像161中表现出：由虚线框A表示的部分中的基于黑色素的斑点等；和由虚线框B表示的部分中的基于血色素的红斑等。

图16(b)所示的被摄体图像162是将基于G的成分值的图像与彩色图像合成而得到的图像。关于G的成分值，黑色素的吸收的影响小，血色素的吸收起作用。因此，在被摄体图像162中，虽然虚线框A的部分与虚线框B的部分相比没有被鲜明地表现，但是虚线框B中的红斑等被鲜明地表现出来。

在将彩色图像与RGB的单色图像合成而得到的被摄体图像161、162中，由于黑色素和血色素没有被分离，因此不能明确地区别斑点和红斑的存在。因此，与第一实施方式同样地对B、G的成分值进行独立成分分析处理，将血色素和黑色素的分布图像与彩色图像合成，由此得到图16(c)所示的被摄体图像163。在被摄体图像163中，血色素和黑色素被分离，因此在虚线框A中斑点黑，在虚线框B中红斑白，可区别地被表现出来。

(2)在上述第一实施方式～第五实施方式中，说明了如下例子，即，在测定装置中对摄像机12的摄像结果进行独立成分分析，生成将血色素和黑色素分离的分布图像的例子，但是也可以将摄像机12的摄像结果输出到与测定装置连接的外部装置，在外部装置进行独立成分分析处理。外部装置既可以是经国际互联网等通信线路与测定装置连接的云计算机，也可以是经USB(Universal Serial Bus：通用串行总线)等通信电缆连接的个人计算机。

(3)在上述第一实施方式～第五实施方式中，说明了如下例子，即，每当利用摄像机12进行拍摄时，对于摄像信号进行独立成分分析处理的例子，但是在相同拍摄环境中使用测定装置的情况下，也可以采用如下方式。具体而言，例如也可以将对于最初导通电源时的最初的拍摄结果进行独立成分分析处理而得到运算结果(B和G的颜色成分矢量、B和G的相对系数)利用到下次以后的拍摄结果中，从而生成血色素和黑色素的分布图像。

(4)在上述第一实施方式～第五实施方式中，说明了如下例子，即，对利用摄像机12进行拍摄而得到的B、G的成分值进行独立成分分析而生成血色素和黑色素的分布图像的例子，但是也可以采用如下方式。例如，也可以通过用户的选择，不进行独立成分分析，而是简易地根据1帧的各个像素的B和G的成分值生成1帧的B和G的灰度等级图像，根据B和G的灰度等级图像生成黑色素的分布图像。B的成分值主要受到黑色素的影响，G的成分值主要受到血色素的影响。因此，通过从1帧的各个像素的B的成分值减去G的成分值，能够生成黑色素的分布图像。另外，也可以将该黑色素的分布图像与RGB的彩色图像合成加以显示。

(5)在上述第一实施方式～第五实施方式中，说明了如下例子，即，将血色素和黑色素的分布图像与基于RGB的成分值的彩色图像合成的例子，但是也可以采用如下方式。具体而言，不将血色素和黑色素的分布图像与彩色图像合成，而基于血色素和黑色素的分布图像，以指示彩色图像中的血色素和黑色素分布的区域的方式进行显示。

(6)在上述第三实施方式～第五实施方式中，也可以构成为：与第二实施方式同样地在测定装置设置距离传感器16，在由距离传感器16检测出的距离在规定的距离范围内的情况下，当拍摄开始按钮14a被用户按下时对被摄体进行拍摄。

(7)在上述第一实施方式～第五实施方式中，说明了响应拍摄开始按钮14a的按下操作利用摄像机12进行拍摄的例子，但是在测定装置设置距离传感器16的情况下，如果由距离传感器16检测出的距离在规定的距离范围内，则也可以在摄像机12中自动地开始拍摄。

(8)在上述第一实施方式～第五实施方式中，说明了如下的例子，即，作为光源11a、11b，使用在450nm附近和550nm附近具有峰波长的光谱特性的白色LED的例子，但是也可以采用有机EL照明。在此情况下，有机EL照明的光谱特性例如也可以如图17所示那样，是在450nm附近、515nm附近和600nm附近具有峰波长的光谱特性。此外，为了成为在蓝色的波段和绿色的波段具有血色素和黑色素的吸收的影响度彼此不同的峰波长的光谱特性，既可以是将多个LED组合而得到的照明，也可以是将有机EL照明与萤光体组合而得到照明。

(9)在上述第一实施方式～第五实施方式中，通过拍摄开始按钮14a的按下操作而利用摄像机12开始拍摄，继续进行拍摄直至拍摄开始按钮14a被再次按下为止。接着，当拍摄开始按钮14a被再次按下后，显示基于拍摄得到的每帧的摄像信号的被摄体的活动图像，虽然对这样的例子进行了说明，但是也可以显示被摄体的静止图像。在此情况下，也可以采用如下方式：在测定装置中，在拍摄开始按钮14a被按下的时间进行1次拍摄，显示基于拍摄得到的1帧的摄像信号的被摄体的静止图像。

(10)在上述第一实施方式～第五实施方式中，也可以采用如下方式：将根据RGB的摄像信号得到的表示血色素和黑色素的分布的分布信息存储在数据库中，根据存储的血色素和黑色素的分布信息推测将来的皮肤的状态，将推测的结果提示在显示部。

Claims (3)

1.一种对皮肤进行测定的测定装置，其特征在于，包括：

具有对被摄体照射光的光源的照射部；

摄像机，其包括使R、G和B的规定波段的光分别透射的滤光片，对透射所述滤光片后的来自所述被摄体的反射光进行摄像，其中，R为红色，G为绿色，B为蓝色；

输出部，其输出通过所述摄像机摄像得到的RGB的摄像信号；和

具有液晶面板的显示部，所述液晶面板显示基于从所述输出部输出的所述摄像信号的图像，

所述光源至少由白色LED光源构成，照射在蓝色和绿色的波段中具有由黑色素和血色素引起的吸收的影响度彼此不同的峰的光谱特性的光，

所述光谱特性在440nm以上且小于500nm的波段和500nm以上600nm以下的波段分别具有峰，

所述光源设置在所述液晶面板的背面，

所述显示部在利用所述摄像机拍摄所述被摄体的情况下进行以下处理中的至少一种处理：调整所述液晶面板的数据信号电压，使得所述液晶面板的透射率成为最大的处理；和以比将所述图像显示于所述液晶面板的情况大的亮度点亮所述光源的处理。

2.如权利要求1所述的测定装置，其特征在于：

照射到所述被摄体的来自所述光源的光是偏振光，

所述测定装置还包括设置在所述摄像机之前的偏振滤光片，

所述偏振滤光片的偏振方向是第一偏振方向，该第一偏振方向相对于来自所述光源的偏振光具有相位差，使得对于来自所述光源的偏振光的所述被摄体的反射光中的所述被摄体的内部反射光透射所述偏振滤光片。

3.如权利要求2所述的测定装置，其特征在于：

所述偏振滤光片的偏振方向切换为所述第一偏振方向和第二偏振方向中的一个方向，所述第二偏振方向相对于来自所述光源的偏振光具有相位差，使得所述被摄体的反射光中的所述被摄体的表面反射光透射所述偏振滤光片。