JP2008161306A - 顔撮影装置 - Google Patents

Abstract

【課題】異なる時期に同じ人物の顔撮影を行う場合に、同一条件での撮影を行うことが可能な顔撮影装置を提供する。
【解決手段】顔を所定位置に保持させるあご載せ台２と額押さえ３からなる顔保持手段と、この顔保持手段に保持されている顔を撮影する撮影カメラ４と、この撮影カメラ４と顔との距離を測定する測距センサー６と、この測距センサー６により得られた測距データを記憶する測距データ保存部３７と、再度同じ顔の撮影を行う時に、記憶された測距データに基づいて、撮影カメラの位置を設定可能にするための撮影位置設定手段３０ａと、を備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、肌の状態を診断する場合などに使用される顔撮影装置に関するものである。

かかる顔撮影装置は、美容皮膚科、美容外科、形成外科などにおいて使用されており、定期的に人の顔を撮影することで肌の状態の経時的な変化を観察し、化粧品や肌治療の効果を確認する目的で使用されている（例えば、下記特許文献１）。具体的には、得られた顔画像からシミ・シワ・毛穴・色ムラなどの評価を行なうものであり、さらには、紫外線を使用したポルフィリン・かくれジミなどの評価も行なわれている。このような肌状態の評価を行なうために、以前に撮影した顔画像と今回撮影した顔画像とを画像処理技術（ソフトウェア）を用いて比較することが行なわれている。従って、以前の顔画像と現在の顔画像が同じ条件で撮影されている必要がある。

特開２００５−１４８５４０号公報

しかしながら、顔を保持する顔保持手段は、通常はあごの部分と額の部分を保持するのみであり、日を開けて顔を保持させた場合、同じ状態で顔を保持できているとは限らない。上記の特許文献１においては、あご載せ台の高さと、額押さえの高さ及び前後位置をスケールで読み取ることが開示されているが、あご載せ台の高さと、額押さえの高さ及び前後位置が同じ状態にセットされていたとしても、保持されている顔の角度が前回撮影時とは変わっている可能性もあり、再現性という点では不十分な面があった。従って、対応させるべきシミ・シワなどの位置が異なってしまい、正しい評価を行なうことができなくなる可能性があった。

本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、その課題は、異なる時期に同じ人物の顔撮影を行う場合に、同一条件での撮影を行うことが可能な顔撮影装置を提供することである。

上記課題を解決するため本発明に係る顔撮影装置は、
顔を所定位置に保持させる顔保持手段と、
この顔保持手段に保持されている顔を撮影する撮影手段と、
この撮影手段と顔との距離を測定する測距センサーと、
この測距センサーにより得られた測距データを記憶するデータ記憶手段と、
再度同じ顔の撮影を行う時に、記憶された測距データに基づいて、撮影手段の位置を設定可能にするための撮影位置設定手段と、を備えていることを特徴とするものである。

かかる構成による顔撮影装置の作用・効果について説明する。顔保持手段により顔を所定位置に保持し、撮影手段により顔の撮影を行う。この撮影を行う時に、撮影手段と顔との距離を測距センサーにより測定し、得られた測距データをデータ記憶手段に記憶させておく。後日、同じ人物の顔画像を撮影する場合には、データ記憶手段に記憶されているその人物についての測距データを読み出す。この測距データに基づいて、前回と同じ撮影条件を再現できるように撮影位置設定手段により撮影手段の位置設定を可能にさせるものである。従って、顔と撮影手段の相対的な位置関係を精度よく再現することができる。その結果、異なる時期に同じ人物の顔撮影を行う場合に、同一条件での撮影を行うことが可能な顔撮影装置を提供することができる。

上記課題を解決するため本発明に係る別の顔撮影装置は、
顔を所定位置に保持させる顔保持手段と、
この顔保持手段に保持されている顔を撮影する撮影手段と、
この撮影手段と顔との距離を測定する測距センサーと、
この測距センサーにより得られた測距データを記憶するデータ記憶手段と、
再度同じ顔の撮影を行う時に、記憶された測距データに基づいて、顔保持手段の位置を設定可能にするための顔位置設定手段と、を備えていることを特徴とするものである。

かかる構成によれば、この測距データに基づいて、前回と同じ撮影条件を再現できるように顔位置設定手段により顔保持手段の位置設定を可能にさせるものである。すなわち、撮影手段に対して前回と同じ顔姿勢になるように、顔保持手段の位置が設定される。従って、顔と撮影手段の相対的な位置関係を精度よく再現することができる。その結果、異なる時期に同じ人物の顔撮影を行う場合に、同一条件での撮影を行うことが可能な顔撮影装置を提供することができる。

本発明において、前記測距センサーにより、顔の複数個所を測距することが好ましい。

例えば、左右の頬の位置、額の位置など複数個所を測距センサーにより測定して複数個所の測距データを記憶させておく。これにより、撮影手段と顔との相対的な位置関係をより精度よく再現することができる。

本発明に係る撮影位置設定手段は、測距データに基づいて撮影手段を自動的に移動させる機能を有することが好ましい。

撮影手段の位置・高さ・角度など姿勢を移動できるような機構を設けておき、測距データに基づいて、撮影手段を自動的に移動させるようにする。これにより、操作者や被験者を煩わすことなくスムーズに同じ撮影条件を再現させることができる。

本発明に係る撮影位置設定手段は、測距データに基づいて撮影手段を移動すべき位置を外部表示させる機能を有することが好ましい。

撮影手段の移動は自動的ではなく、手動で移動させるように構成することもできる。この場合、移動すべき位置を外部表示させるようにすることで、同じ撮影条件を再現させることができる。例えば、正しい位置に設定された時にモニターやランプで表示させるなどの態様が考えられる。

本発明に係る顔撮影装置の好適な実施形態を図面を用いて説明する。図１は、顔撮影装置の内部構成を示す横断面図を示し、図２は、図１に示す顔撮影装置の縦断面図である。図３は、撮影カメラの回転移動機構の詳細を示す図である。

この顔撮影装置Ａは、美容皮膚科、美容外科、形成外科などにおいて使用されている。定期的あるいは適度な期間を開けて人の顔を撮影することで肌の状態の経時的な変化を観察し、化粧品や肌治療の効果を確認する目的で使用される。この装置は、得られた顔画像からシミ・シワ・毛穴・色ムラなどの評価を行なう機能を有し、さらには、紫外線を使用したポルフィリン・かくれジミなどの評価を行なうこともできる。

＜顔撮影装置の構成＞
図１において、顔撮影装置Ａは、略立方体形状の筐体１を備えており、顔の撮影を行う時は筐体１内の所定箇所に顔を保持させた状態で行い、室内光などが筐体１内部に侵入しにくいような構造が採用されている。筐体１の正面には開口部１ａが形成されており、ここから顔を挿入させる。人の顔を所定位置に保持するための顔保持手段として、あご載せ台２と額押さえ３が設けられている。あご載せ台２と額押さえ３は、人の顔の大きさや形状などに対応できるように手動で位置調整ができるように構成されている。開口部１ａからの外光進入を防止するためにカーテン１ｂが設けられる。

顔を撮影するための撮影手段として撮影カメラ４が設けられており、カメラ支持体５に保持されている。また、カメラ支持体５には測距センサー６も取り付けられており、撮影カメラ４のちょうど真上に位置しており撮影カメラ４と顔との相対的な距離データを取得可能に構成されている。図１に示すように、撮影カメラ４による顔の撮影位置は、正面位置Ｐ０と左右の側面位置Ｐ１，Ｐ２の３箇所が設定されている。正面位置Ｐ０は、ちょうど撮影カメラ４が顔と向かい合う位置であり、側面位置Ｐ１，Ｐ２は正面位置Ｐ０に対して４５゜に設定された位置である。ただし、この４５゜という角度については、この数値に限定されるものではなく、他の角度に設定してもよく、また、側面位置Ｐ１，Ｐ２も２箇所だけでなく、更に多くの側面位置が設定されていてもよい。例えば、３０゜，４５゜，６０゜，７５゜に設定されていてもよい。Ｐ３は、後述する移動機構によって撮影カメラ４が回転移動する軌跡を示している。

撮影カメラ４は、デジタルカメラが使用されるが、どのようなタイプのものを使用してもよい。必要に応じてビデオ機能を有するものを使用してもよく、静止画像を撮影可能なビデオカメラを使用してもよい。

このように、複数個所での顔画像を撮影するために、撮影カメラ４は顔位置を中心として回転移動できるように構成されている。撮影カメラ４の回転中心Ｂは、あご載せ台２の位置に設定されている。撮影カメラ４を回転移動させるための円弧状ガイドプレート７も設けられている。

顔を照明するための光源８が筐体１内の複数個所に配置されている。光源８は、顔の位置を中心として円周方向に沿って顔に面するように配置されていると共に、図２に示すように、上方及び下方にも複数個所に配置される。光源８には、可視光を照射する光源と紫外線を照射するブラックライトがあり、目的に応じて使い分けもしくは両方が使用される。可視光を照射する光源８は、ハロゲンランプ、蛍光灯、ＬＥＤなど適宜のものを使用することができる。光源８として、フラッシュ光源を使用してもよい。

光源８から照射される光を均一に拡散するための拡散板９が光源８と顔の間に配置される。拡散板９は、図１に示す横断面形状は円弧形状（半円形状）である。図２に示すように図２に示すように、拡散板９は、顔の正面だけでなく天井部と底面部にも配置されており、従って、この拡散板９により顔が包囲されるような形態となる。なお、拡散板９は、半円形でなくてもよく、多角形、楕円形状を呈していてもよい。撮影カメラ４は、拡散板９の背後側に移動することになるため、正面位置Ｐ０と側面位置Ｐ１，Ｐ２において撮影を可能にするため矩形の開口部９ａが形成される。

＜カメラ回転移動機構＞
次に、撮影カメラ４の回転移動機構の詳細を図３により説明する。回転中心Ｂには駆動モータ１０と駆動軸１１が設けられており、この駆動軸１１にアーム１２が連結される。アーム１２の先端部１２ａに２本の連結軸１３が垂直方向に植設され、この連結軸１３の上部先端にカメラ支持体５が結合される。カメラ支持体５は、側面視で略コの字形状を有しており、コの字形状の内側に撮影カメラ４が配置され、上部に測距センサー６が取り付けられる。従って、撮影カメラ４の移動と共に測距センサー６も共に移動する。なお、測距センサー６は、撮影カメラ４の側面側か底面側に配置してもよい。

アーム１２の先端側の裏面には、ローラ支持体１４がアーム先端部１２ａに対して垂直方向を軸として回転自在に取り付けられており、ローラ１５が回転自在に保持されている。このローラ１５は、筐体１の底面に接地するように構成され、これにより、撮影カメラ４をスムーズに回転移動させることができる。なお、撮影カメラ４の回転移動機構については、本実施形態に限定されるものではなく、種々の変形例が考えられる。

測距センサー６は、顔と撮影カメラ４の距離を計測するためのセンサーである。測距センサー６は、光学式や超音波式などの公知のセンサーを使用することができる。顔画像を撮影する場合、以前に撮影した顔画像と今回撮影した顔画像とを比較することで肌治療等の効果を確認するため、同一の撮影条件で撮影する必要がある。顔の角度などが前回と変わった状態で撮影されると、対応させるべきシミ・シワなどの位置が異なってしまい正確な評価ができなくなるからである。

そこで、測距センサー６により顔の主要なポイントと撮影カメラ４との測距データを取得して記憶させ、次回撮影カメラ４で撮影する時にその測距データに基づいて撮影カメラ４の位置を設定し、日が変わったとしても、最初と同じ撮影条件を再現できるようにしている。測距すべき顔面の主要なポイントが図５に示される。

人の顔は図２に示すようにあご載せ台２と額押さえ３により保持されるが、完全に固定するものではなく、保持された状態でもある程度動きうる。従って、顔が向いている方向など、同じ人物であったとしても常に同じようになるとは限らない。従って、顔を保持している状態が若干変わったとしても、同じ顔画像が得られるように、測距データにより、撮影カメラ４の位置を決めるようにしている。

図５（ａ）は正面から撮影する場合の測距ポイントで左右の頬と額の３箇所が例示されている。（ｂ）は側面から撮影する場合の測距ポイントで額・鼻・目の横が例示されている。測距ポイントは１箇所よりも複数個所が精度の点で好ましく、３箇所とするのが特に好ましい。どのポイントを測距するかについては、適宜決めることができ、顔の特徴などに応じて設定することが好ましい。左右の眼と鼻の相対的位置関係は同じ人物であれば変わらないと考えられるので、そのような部分を測距ポイントとしてもよい。

図１に戻り、制御装置２０は、顔撮影装置Ａの動作を制御する機能と、撮影カメラ４により撮影された顔画像に関する画像処理を行う機能を有する。モニター２１には、撮影された顔画像が表示される。キーボード２２は、顔撮影装置Ａに対する種々の動作指令入力や画像処理を行なうための種々の動作指令やデータ入力などを行なう。制御装置２０、モニター２１、キーボード２２は、汎用のコンピュータ（パソコン）により構成してもよい。

＜制御関係＞
次に、顔撮影装置Ａの主要な制御機能について図６の制御ブロック図により説明する。コントローラ３０は、顔撮影装置Ａを統括的に制御する機能を提供するものであり、ＣＰＵ、メモリ、その他の必要なプログラム等により構成される。照明制御部３１は、光源８の点灯・消灯制御を行なう。光源８は、顔画像の撮影を行う時に点灯される。可視光と紫外線を使い分ける場合に、そのいずれを点灯させるのか、あるいは両方を点灯させるのかについての制御も行われる。

カメラ位置制御部３２は、撮影カメラ４を正面位置Ｐ０，側面位置Ｐ１，Ｐ２の各位置に停止させるための移動制御を行うものであり、駆動モータ１０に対する動作指令を行なう。撮影カメラ４を所定の位置に停止させるために、カメラ位置センサー３３が設けられている。カメラ位置センサー３３としては、上記３つの撮影位置を検出するためのセンサーが設けられており、例えば、アーム１２の位置を光センサーやマイクロスイッチなどにより検出するように構成できる。

また、上記３つの撮影位置だけではなく、それらの中間的な位置も検出することができるようにしている。例えば、駆動モータ１０に連動して回転するエンコーダからの信号や、駆動モータ１０（パルスモータ）へ供給する駆動パルスのカウント値などに基づいて、細かいステップで撮影カメラ４の位置を検出することができる。従って、撮影カメラ４が移動可能な全範囲について位置検出を行なうことができる。

基本的には、撮影カメラ４の位置制御は正面位置Ｐ０，側面位置Ｐ１，Ｐ２の３箇所で停止させるように行なわれるが、更に、測距センサー６による測距データに基づいて、微調整が行なわれる。すなわち、前述のように前回の撮影時と同じ撮影条件となるように、撮影カメラ４の位置を各撮影位置において微調整する。

カメラ制御部３４は、撮影カメラ４の動作を制御するものであり、具体的にはシャッターを切ることで顔画像の撮影を行う。顔画像の撮影は、正面位置Ｐ０，側面位置Ｐ１，Ｐ２の３箇所において夫々行なわれる。微調整の必要がある場合は、微調整が完了した後に撮影が行われる。

測距センサー制御部３５は、測距センサー６に対する制御を行う。図５に示すように、測距センサー６は、顔の複数個所の測距を行なうことができるように構成される。複数個所の測距を行なうために、測距センサー６の位置を前後左右に微小移動させる機構を設けておくことが好ましい。多点測距を行なうことのできるセンサーであれば、かかる機構は時に設けなくてもよい。

顔画像データ保存部３６は、撮影カメラ４により撮影された顔画像データが保存される。顔画像データは、デジタルのカラー画像データであり、ＪＰＥＧ等の適宜のファイル形式で保存される。顔画像データは、正面画像・左右側面画像ごとに保存され、人物を特定する人物ＩＤ（識別情報）・撮影年月日と共に保存される。

測距データ保存部３７は、測距データを記憶するデータ記憶手段として機能するものであり、測距ポイントを表わす測距ポイントＩＤと、人物ＩＤと関連付けて測距データが保存される。コントローラ３０は、撮影位置設定手段３０ａとしての機能を有しており、測距データ保存部３７に保存されている測距データに基づいて、カメラ位置制御部３２に指令を出し、撮影カメラ４を前回と同じ撮影条件となる位置へ移動させる。顔画像データ保存部３７や測距データ保存部３８は、ハードディスク等の大容量記憶装置で構成することが好ましい。

画像処理部３８は、顔画像データに基づいて、肌治療などの効果を確認するために必要なソフトウェアにより構成される。具体的には、前回撮影した顔画像と今回撮影した顔画像との比較を画像処理技術を用いて行い、例えば、顔の特定部位におけるシミやシワなどの大きさ形状の比較、面積の算出、変色の度合いの解析などを行なう機能を有する。これらの解析結果についてはデータ化されて記憶部に記憶される。

＜作動フローチャート＞
次に、顔画像の撮影を行う時の手順を図７のフローチャートにより説明する。まず、顔をあご載せ台２と額押さえ３により保持させる（Ｓ１）。次に、撮影カメラ４を撮影位置に設定すべく、駆動モータ１０により駆動させる（Ｓ２）。最初の撮影位置は、正面位置Ｐ０になるように設定されている。次に、測距センサー６により顔の複数個所の測距データを取得する（Ｓ３）。

今回の撮影が最初であれば（Ｓ４）、測定された測距データを測距データ保存部３７に保存させて、次回の撮影時に利用できるようにする（Ｓ８）。今回の撮影が初めてでない場合は、その人物についての測距データを測距データ保存部３７から読み出す（Ｓ５）。この読み出された測距データと、ステップＳ３で測定した測距データに基づいて、設定されているカメラ位置が正しいか否かを判定する（Ｓ６）。これは対応する部位の測距データ同士を比較することで行い、全ての測距データが一致した場合にカメラ位置は正しいものと判断する。すなわち、測距データが全て一致すれば、前回と同じ撮影条件が再現できたものと判定することができる。

カメラ位置が正しくないと判定された場合は、カメラ位置の微調整を行なう（Ｓ７）。カメラ位置の微調整も、駆動モータ１０を駆動することで行なわれる。微調整する場合、撮影カメラ４を現在の位置から右方向に移動させるか左方向に移動させるかについて決める必要がある。この点については、各測距データ同士の比較からどちらの方向にずれているかを判断できるため、これに基づいて決定することができる。リアルタイムで測距データを取得しながら撮影カメラ４を移動させることで、効率よく正しい位置に設定させることができる。

撮影カメラ４が正しい位置に設定されると、カメラ制御部３４により撮影カメラ４を動作させて、顔画像の撮影を行う（Ｓ９）。撮影された顔画像データは、顔画像データ保存部３６に保存される（Ｓ１０）。１つの撮影位置における撮影が終了したら、他の撮影位置へ移動する必要があるか否かを判断する（Ｓ１１）。必要があれば、ステップＳ２に戻り、同様の動作が繰り返される。必要がなければ、動作は終了する。

＜別実施形態＞
本実施形態においては、撮影条件が前回と同一になるように、撮影カメラ４の移動を行なっているが、これに代えて顔保持手段の側を調整するように構成してもよい。例えば、あご載せ台２と額押さえ３を連動させて回転できるような機構を設け、顔の方を回転させることで撮影カメラ４と顔との正しい関係を設定することができる。微調整を行なうための回転であるから回転量はそれほど大きくなく、顔の側を動かしたとしても問題はない。この場合も、顔保持手段を移動させながらリアルタイムで測距センサー６により測定を行うことで、効率よく正しい位置に設定することができる。この場合の顔保持手段の制御はコントローラ３０により行われ、従って、コントローラ３０が顔位置設定手段として機能する。

本実施形態においては、撮影カメラ４の撮影位置への設定や微調整は自動的に行なっているが、これらを手動で行うようにしてもよい。この場合、正しい位置に撮影カメラ４が設定されたか否かを確認するために外部表示させることが好ましい。例えば、最後の微調整をするに際して撮影カメラ４を移動させた時に、正しい位置に来たときに外部表示をさせるようにする。表示のさせ方としては、ＬＥＤなどのランプで表示させたり、ブザーで警告音を発生させるなどの方法がある。また、モニター２１に表示させるようにしてもよい。

本実施形態では、撮影カメラ４はカメラ支持体５に固定されているが、カメラ支持体５に対して相対移動できるように撮影カメラ４を取り付けてもよい。これにより、撮影カメラ４の微調整を行うようにしてもよい。

本実施形態では、測距センサー６がカメラ支持体５に取り付けられて、撮影カメラ４と共に移動する構成であるが、各撮影位置に測距センサー６を固定して配置してもよい。

測距データの記憶については、顔画像の撮影を行うたびに測定を行い新しい測距データに更新していくという方法も考えられるが、一番最初（第１回目の顔画像撮影時）に測定した測距データを基準のデータとして記憶しておき、２回目・３回目以後は、この最初の測距データを用いるようにすることが好ましい。

顔撮影装置の内部構成を示す横断面図 顔撮影装置の内部構成を示す縦断面図 撮影カメラの回転移動機構の詳細構成を示す斜視図 撮影カメラの回転移動機構の詳細構成を示す側面図 顔面中の測距ポイントを示す図 顔撮影装置の制御機能を示すブロック図 作動フローチャート

符号の説明

２ あご載せ台
３ 額押さえ
４ 撮影カメラ
５ カメラ支持体
６ 測距センサー
２０ 制御装置
３０ コントローラ
３０ａ 撮影位置設定手段
３２ カメラ位置制御部
３３ カメラ位置センサー
３４ カメラ制御部
３５ 測距センサー制御部
３６ 顔画像データ保存部
３７ 測距データ保存部
３８ 画像処理部
Ａ 顔撮影装置
Ｐ０ 正面位置
Ｐ１，Ｐ２ 側面位置

Claims (5)

1. 顔を所定位置に保持させる顔保持手段と、
   この顔保持手段に保持されている顔を撮影する撮影手段と、
   この撮影手段と顔との距離を測定する測距センサーと、
   この測距センサーにより得られた測距データを記憶するデータ記憶手段と、
   再度同じ顔の撮影を行う時に、記憶された測距データに基づいて、撮影手段の位置を設定可能にするための撮影位置設定手段と、を備えていることを特徴とする顔撮影装置。
2. 顔を所定位置に保持させる顔保持手段と、
   この顔保持手段に保持されている顔を撮影する撮影手段と、
   この撮影手段と顔との距離を測定する測距センサーと、
   この測距センサーにより得られた測距データを記憶するデータ記憶手段と、
   再度同じ顔の撮影を行う時に、記憶された測距データに基づいて、顔保持手段の位置を設定可能にするための顔位置設定手段と、を備えていることを特徴とする顔撮影装置。
3. 前記測距センサーにより、顔の複数個所を測距することを特徴とする請求項１又は２に記載の顔撮影装置。
4. 前記撮影位置設定手段は、測距データに基づいて撮影手段を自動的に移動させる機能を有することを特徴とする請求項１又は３に記載の顔撮影装置。
5. 前記撮影位置設定手段は、測距データに基づいて撮影手段を移動すべき位置を外部表示させる機能を有することを特徴とする請求項１，３又は４に記載の顔撮影装置。

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