JP2005148540A - 顔面撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
化粧品販売店やフェイシャルエステティックサロンなどにおいて、化粧品使用前・使用後、施術前・施術後のように撮像日時が異なる場合でも、常に、同じ明るさ、同じ方向から同じ距離で顔の画像を取り込むことができるようにする。
【解決手段】
周囲の明るさの影響を受けることがないように、顔を遮光ボックス（２）内の回転中心（Ｃ）に位置させて照明装置（４）により均一の照明光を照射させ、撮像方向にかかわらず撮像装置（３）と顔との距離を一定に維持できるように、ＣＣＤカメラなどの撮像装置（３）を回転中心（Ｃ）に向けた状態で回転移動させ、また、顔に対して常に定まった方向から画像を撮像することができるように、例えば、顔の正面を０°として±６０°程度に開いた左右の頬の正面の等角的な三方向を予め設定して、撮像装置（３）をその位置に停止させて撮像できるようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数の方向から顔を同一撮像条件で撮像することのできる顔面撮像装置に関する。

美容カウンセラーが化粧品やスキンケア製品を顧客に勧める場合に、商品サンプルの使用前後に顔の皮膚を撮像した画像をコンピュータに取り込んでモニタに映して見せながら、その使用方法・使用効果などを説明すると、非常にわかり易いだけでなく、顧客にも安心感・満足感を与え、さらには、販売促進にも寄与することとなる。
また、比較的高額なフェイシャルエステティックサロンなどにおいて美顔施術を行う場合も、顧客の顔をモニタに映して見せながら、施術部位、施術方針などの説明を行い、顧客の理解を得た上で施術することが望まれており、医療分野においても同様なことが行なわれている。

しかしながら、ハンディな皮膚接写型の光源付き撮像装置を用いる場合は、部分的な小面積しか撮像できないため、その部位の変化しか観察できず、顔面全体の変化を観察することはできない。
また、デジタルカメラを用いて顔面から距離をおいて撮影すれば、顔面全体を撮像することはできるが、デジタルカメラはその特性上、被写体の明るさはもちろんのこと、周囲の明るさ、背景の色、光線の方向などにより撮像される画像の明るさも変化し、同一の撮影条件で撮影することが困難であった。

このため、化粧品使用前−使用後、または、施術前−施術後に撮像した画像を比較して化粧品やエステの効果の程度を説明しようとしても、二つの画像の明るさなどが異なることから客観的に比較することができず、美容カウンセラーやエステティシャンにとっては説明が困難であり、顧客にとっては理解しにくいという問題があった。

そこで従来は、被写体の背後にブルーの背景部材を設け、撮像装置で撮像された背景部材の色に基づいて被写体の明るさを修正することで、周囲の明るさの変化などに関係なく、できるだけ常に同じ明るさ及び色調の画像が得られるような工夫がなされている（特許文献１参照）。
特開２００２−５７９４０号公報

しかしながら、ＩＤカードに用いる顔写真のように顔全体をその背景と共に撮像する場合はともかく、顔面の一部に問題がある場合には、顔面全体を撮影するのは勿論、その部分のみを拡大して撮像することも多く、その場合は背景部材が撮像されないので、明るさの修正をすることができないという問題を生じた。
さらに、対象部位のみを撮像するときは、任意の見易い方向から適当な距離で撮像してしまうため、画像としてみたときの対象部位の大きさも向きも微妙に異なり、やはり施術効果を客観的にわかり易く説明することは困難であった。

そこで本発明は、例えば、施術前後のように撮像日時が異なる場合でも、常に、同じ明るさで、顔の特定部位に対して同じ方向から同じ距離で画像を取り込むことができるようにすることを技術的課題としている。

この課題を解決するために、本発明は、回転中心に位置させた顔へあたる外光を遮る遮光ボックス内に、前記回転中心の回りに回転移動させて予め設定された複数の撮像方向から顔を撮像する撮像装置と、顔に対して均一の照明光を照射する照明装置が配されたことを特徴とする。

本発明によれば、顔を回転中心に位置させてＣＣＤカメラなどの撮像装置を回転中心に向けた状態で回転移動させれば、撮像方向にかかわらず撮像装置と顔との距離は一定に維持される。
そして、撮像方向として、例えば、顔の正面を０°として±６０°程度に開いた左右の頬の正面の等角的な三方向を設定し、撮像装置をその位置に停止させて撮像すれば、顔に対して常に定まった方向からしか画像を撮像することができないので、撮像するたびに撮像方向が変化することもない。
さらに、顔を遮光ボックスに入れ、顔に対して均一の照明光を照射させた状態で撮像できるので、周囲の明るさの影響を受けることもなく、常に同じ明るさで撮像できる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて具体的に説明する。
図１は本発明に係る顔面撮像装置を示す横断面図、図２はその縦断面図、図３はカメラの駆動装置を示す説明図、図４は制御装置のメインプログラムを示すフローチャート、図５はそのサブルーチンを示す説明図である。

図１に示す顔面撮像装置１は、回転中心Ｃに位置させた顔へあたる外光を遮る遮光ボックス２内に、前記回転中心Ｃの回りに回転移動させて予め設定された複数の撮像方向から顔を撮像する撮像装置３と、顔に対して均一の照明光を照射する照明装置４が配されている。

遮光ボックス２は、その手前側に顔を入れる開口部５が形成されると共に、その開口部５には顔を入れた状態で開口部５との隙間から外光が差し込まないように顔の背後を覆う遮光カーテン６が設けられている。

また、撮像装置３としては、分光画像が撮像可能なデジタルカメラ、ＣＣＤカメラ、Ｃ−ＭＯＳカメラ、赤外ビジコン、サーマルカメラなどが用いられ、本例ではＣＣＤカメラが駆動装置７により回転移動されるように成されている。

駆動装置７は、回転中心Ｃから外れた位置に配置されるモータ８と、モータ８の回転軸に取り付けられた原動アーム９と、回転中心Ｃの周りに回転する従動アーム１０とからなり、原動アーム９が従動アーム１０より短く形成されると共に、その先端が従動アーム１０の長手方向に形成されたスリット１０ａに沿ってスライド可能に係合されている。
そして、回転中心Ｃから一定半径の円弧状に形成された案内レール１１上を走行する台車１２に、撮像装置３が回転中心Ｃを向けて取り付けられると共に、この台車１２に従動アーム１０が取り付けられているので、モータ８を回転させることにより従動アーム１０が左右に回動されて撮像装置３が回転中心Ｃまでの距離を一定に維持した状態で回転移動される。

なお、撮像カメラ３及び駆動装置７の動きは、後述するコンピュータ（制御装置）２１に予め設定されたプログラムにしたがってコントロールされて、例えば、顔の正面を０°としたときに０°と±６０°の等角的な撮像位置Ｐ_０〜Ｐ_２で停止され、その３方向から顔の正面及び左右の頬の正面を撮像できるようになっている。
そして、撮像カメラ３から取り込まれた夫々の画像データは前記コンピュータ２１で演算処理される。

また、照明装置４は、ブラックライトなどの所定の分光特性を有する光源１３と、その光源１３から照射された光を拡散させる拡散板１４と、光源１３の照度を検知する光センサ１８と、検出された照度に基づいて光源の照度を予め設定された目標照度に維持する照度調整装置１９を備えている。
光源１３は、撮像装置３が停止したときに影にならないように撮像位置Ｐ_０〜Ｐ_２を避けて、また、撮像装置３の移動の邪魔にならないように案内レール１１の後側に回転中心Ｃから見て±３０°及び±９０°の位置に設けられると共に、顔に対して上下からも光が照射されるように遮光ボックス２の底面及び天井面に配されている。
また、拡散板１４は、正面から左右側面にかけて配される断面多角形状又は断面半円形状の垂直拡散板１４Ｖと、底面及び天井面に配される水平拡散板１４Ｈからなり、各光源１３から照射された光を散乱させることにより顔に対し全方向から均一な光を照射できるようになっている。
なお、垂直拡散板１４Ｖは撮像装置３の移動軌跡と回転中心Ｃの間に配されており、撮像装置３の撮像位置Ｐ_０〜Ｐ_２に対応して像を取り込む透孔１５…が形成されている。

そして、回転中心Ｃには、高さ調整可能な顎載台１６と、前後高さ調整可能な額押え１７が配されており、顎載台１６の高さ、額押え１７の高さと前後位置が夫々スケールで目視できるようになっている。

コンピュータ（制御装置）２１は、キーボードやマウスの入力装置２２と、データ処理を行う演算装置２３と、各種データやプログラムを記憶する記憶装置２４と、必要なデータを表示させるモニタ２５を備えており、記憶装置２４には撮像カメラ３及び駆動装置７の動きをコントロールするプログラムや、取り込んだ画像データを処理するデータ処理プログラムが記憶されている。
また、案内レール１１に沿って配された撮像装置３の位置を検出する位置センサＳ_０〜Ｓ_２や、撮像装置３及び駆動装置７が、コンピュータ２１の入出力ポートに接続されている。

図４は撮像カメラ３及び駆動装置７の動きをコントロールするプログラムを示すメインプログラムであって、図４（ａ）は全ての撮像位置Ｐ_０〜Ｐ_２で撮像させる場合を示し、サブルーチンＳＲ_０、サブルーチンＳＲ_１、サブルーチンＳＲ_２を順番に実行させ、図４（ｂ）〜（ｄ）は一の撮像位置Ｐ_０〜Ｐ_２のみで撮像する場合を示し、個々のサブルーチンＳＲ_０〜ＳＲ_２を個別に実行させるようになっている。

全ての撮像位置Ｐ_０〜Ｐ_２で撮像させる場合について説明すると、まず、起動スイッチ（図示せず）をオンすると、図５（ａ）に示すサブルーチンＳＲ_０のステップＳＴＰ１で位置センサＳ_０により撮像装置３が撮像位置Ｐ_０に位置しているか否か確認され、撮像位置Ｐ_０にないときはマニュアルで撮像装置３を撮像位置Ｐ_０に移動させ、撮像装置３が最初から顔の正面の撮像位置Ｐ_０にある場合にＳＴＰ２に移行する。
ステップＳＴＰ２では、タイマが起動されると同時に撮像装置３により顔正面の画像Ｇ_０を取り込み、ステップＳＴＰ３で所定時間経過したと判断されると処理を終了する。

次いで、図５（ｂ）に示すサブルーチンＳＲ_１に移行し、ステップＳＴＰ４で位置センサＳ_１により撮像装置３が撮像位置Ｐ_１に位置しているか否か確認され、撮像位置Ｐ_１にないときはステップＳＴＰ５に移行して、原動アーム９が右側に振れるようにモータ８が駆動され、これにより撮像装置３は案内レール１１に沿って回転中心Ｃの周りに右側へ回転移動する。
そして、撮像位置Ｐ_１に到来したと判断されたときにステップＳＴＰ６に移行して、モータ８が停止され、タイマが起動されると同時に撮像装置３により右頬の画像Ｇ_１を取り込む。
次いで、ステップＳＴＰ７で所定時間経過したと判断されると、ステップＳＴＰ８で駆動装置７のモータ８が反転駆動されて原動アーム９が左方向へ振られ、これにより、撮像装置３は案内レール１１に沿って回転中心Ｃの周りに左側へ回転移動する。
そして、ステップＳＴＰ９で位置センサＳ_０の検出信号により撮像位置Ｐ_０に撮像装置３が戻ったときに、ステップＳＴＰ１０でモータ８が停止されて処理を終了する。

次いで、図５（ｃ）に示すサブルーチンＳＲ_２に移行し、ステップＳＴＰ１１で位置センサＳ_２により撮像装置３が撮像位置Ｐ_２に位置しているか否か確認され、撮像位置Ｐ_２にないときはステップＳＴＰ１２に移行して、原動アーム９が左側に振れるようにモータ８が駆動され、これにより撮像装置３は案内レール１１に沿って回転中心Ｃの周りに左側へ回転移動する。
そして、撮像位置Ｐ_２に到来したと判断されたときにステップＳＴＰ１３に移行して、モータ８が停止され、タイマが起動されると同時に撮像装置３により左頬の画像Ｇ_２を取り込む。
次いで、ステップＳＴＰ１４で所定時間経過したと判断されると、ステップＳＴＰ１５で駆動装置７のモータ８が反転駆動されて原動アーム９が右方向へ振られ、これにより、撮像装置３は案内レール１１に沿って回転中心Ｃの周りに右側へ回転移動する。
そして、ステップＳＴＰ１６で位置センサＳ_０の検出信号により撮像位置Ｐ_０に撮像装置３が戻ったときに、ステップＳＴＰ１７でモータ８が停止されて処理を終了する。
なお、各撮像方向Ｐ_０〜Ｐ_２から個別に撮像する場合は、各サブルーチンＳＲ_０〜ＳＲ_２を単独で実行させればよい。

なお、施術前後に撮像された画像Ｇ_０〜Ｇ_２は電子ファイル化されて、記憶装置２４の所定の記憶領域に記憶されると共に、特許第３２１９５５１号公報、特開平７−２３１８８３号公報、電学論Ｃ（１２２巻１０号、１７１３〜１７２０頁）、特開２００１−４１９号公報に開示されているように、予め設定された画像処理プログラムに従い、顔全体又は特定部位のシミ・ソバカス、痣など変色個所の面積や皮膚の温度分布その他の生体情報が算出される。

シミ・ソバカス、痣など変色個所については、画像を２値化して皮膚の色が濃くなっている部分を抽出し、施術前後のシミ・ソバカスの数と夫々の面積、面積の総和などを数値として算出してそのデータを蓄積しておく。
そしてこれらのデータを表で表わしたりグラフ化して比較することにより、施術効果が客観的に判断できる。

例えば、施術前のシミ・ソバカスの面積の総和と施術後の面積の総和に基づく面積変化率などをグラフ図で表示することにより、施術効果を客観的に説明できるとともに、顔面全体の感覚的印象の変化を写真画像で実感させることができる。
なお、生体情報としてはシミ・ソバカスの面積に限らず、メラニン色素含有量、温度分布、血液分布、発汗分布等であっても良い。

本発明に係る顔面撮像装置１を使用する場合、まず、顎載台１６の高さと、額押え１７の高さ及び前後位置を標準的な位置にセットし、撮像装置３を撮像位置Ｐ_０に位置させ、照明装置４の光源１３を点灯させた状態で、顧客・患者の顔を遮光ボックス２の開口部５から中に入れ、遮光カーテンを垂らした状態で撮像装置３をオンさせ、その画像をモニタ２５に映し出す。
この状態で、顔の位置を調整する必要がなければそのまま撮像処理を行い、調整する場合は顎載台１６の高さと、額押え１７の高さ及び前後位置をスケールで読み取り、これを記録して撮像処理を行う。
美容カウンセラーや医師は、このようにして撮像された顔の正面の画像Ｇ_０と、左右の頬の画像Ｇ_１、Ｇ_２や、これらを２値化した画像をモニタ２５に映し出して、顧客・患者と一緒にこれを見ながら施術部位、施術方針などの説明を行う。

そして、顧客の承諾を得て施術を行い、施術終了後に再び、顎載台１６の高さと額押え１７の高さ及び前後位置を術前の撮像時と同じに設定して術後の画像Ｇ_００〜Ｇ_２２の撮像処理を行う。
このとき施術前後の画像Ｇ_０〜Ｇ_２及びＧ_００〜Ｇ_２２は、全く同一の撮像条件で撮像されているので、モニタ上の画像同士を見比べるだけで画像の変化＝施術による皮膚の変化が理解されるので、施術効果を容易に確認することができる。
また、施術前後に算出されたしみ・そばかすなどの数値データに基づくグラフなどの表示により客観的に効果についての理解が得られる。
施術が長期にわたり何度でも重複しておこなわれる場合には、各施術毎の効果が経時的に記録され、明確に理解できる。
この場合、施術前後の各画像の撮像条件が等しいので、誤差が少なく信頼できるデータを提供できる。

以上述べたように、本発明によれば、常に、同じ明るさ、同じ距離、同じ方向から、同一撮像条件で顔を撮像できるので、施術前後などのように撮像日時が異なる場合に撮像しても撮像条件の違いによる画像の変化はなく、したがって画像同士を比較した場合、その画像の違いが客観的に施術効果による皮膚の性状の変化を表わすこととなり、画像の変化に基づいて客観的に施術効果を確認することができるという大変優れた効果を奏する。

化粧品販売店やフェイシャルエステティックサロンなどにおいて、化粧品使用前・使用後、施術前・施術後に、予め設定された方向から顔を同一撮像条件で撮像して、化粧品の使用方法や使用後の効果、施術方針や施術効果を説明する用途に好適である。

本発明に係る顔面撮像装置を示す横断面図。 その縦断面図。 カメラの駆動装置を示す説明図。 制御装置のメインプログラムを示すフローチャート。 そのサブルーチンを示す説明図。

符号の説明

１ 顔面撮像装置
Ｃ 回転中心
２ 遮光ボックス
３ 撮像装置
４ 照明装置
７ 駆動装置
Ｐ_０〜Ｐ_２ 撮像位置
１３ 光源
１４ 拡散板
１６ 顎載台
１７ 額押え
２１ コンピュータ（制御装置）
２３ 演算装置
２４ 記憶装置

Claims (10)

1. 回転中心に位置させた顔へあたる外光を遮る遮光ボックス内に、前記回転中心の回りに回転移動させて予め設定された複数の撮像方向から顔を撮像する撮像装置と、顔に対して均一の照明光を照射する照明装置が配されたことを特徴とする顔面撮像装置。
2. 前記撮像装置を回転中心の回りに回転移動させる駆動装置と、撮像装置が前記撮像方向に到来したときに前記駆動装置を一時停止させて、その間に撮像装置から画像を取り込ませる制御信号を出力する制御装置を備えた請求項１記載の顔面撮像装置。
3. 前記撮像方向が少なくとも顔の正面及び左右の頬の正面である請求項１記載の顔面撮像装置。
4. 高さ調整可能な顎載台と、前後位置及び高さ調整可能な額押えを備えた請求項１記載の顔面撮像装置。
5. 前記撮像装置は、分光画像が撮像可能なデジタルカメラ、ＣＣＤカメラ、Ｃ−ＭＯＳカメラ、赤外ビジコン、サーマルカメラである請求項１記載の顔面撮像装置。
6. 前記照明装置は、所定の分光特性を有する光源を用いてなる請求項１記載の顔面撮像装置。
7. 前記照明装置は、光源から照射された光を拡散させる拡散板を備えた請求項１又は６記載の顔面撮像装置。
8. 前記画像装置から出力された画像データを所定の記憶領域に記憶する記憶装置と、前記画像データに基づいて特定部位の面積や温度分布その他の生体情報を算出するデータ処理装置を備えた請求項１記載の顔面撮像装置。
9. 同一人について同一方向からの撮像日時の異なる少なくとも二以上の画像データを所定の記憶領域に記憶する記憶装置と、前記画像データを比較して色及び明るさの変化に基づき特定部位の面積や温度分布その他の生体情報の変化を算出する演算処理装置を備えた請求項１記載の顔面撮像装置。
10. 前記照明装置は、光源の照度を検知する光センサと、検出された照度に基づいて光源の照度を予め設定された目標照度に維持する照度調整装置を備えた請求項１記載の顔面撮像装置。
    

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