JP2008302101A - 皮膚画像取得装置および皮膚画像取得方法 - Google Patents

Abstract

【課題】皮膚を伸展した状態の画像を一定の条件にて容易に取得する。
【解決手段】皮膚画像取得装置のヘッド部２には、球面状の端面２１１を有するとともに、端面２１１が皮膚９１に当接する透明な接触部材２１、および、接触部材２１を介して皮膚９１の画像を取得する撮像部２３が設けられる。皮膚の性状評価に利用される画像を取得する際には、押し込み機構により、接触部材２１が皮膚９１に当接する初期状態から皮膚９１に向かって所定の距離だけ押し込まれて皮膚９１が伸展され、この状態で、撮像部２３にて撮像動作が行われる。このように、皮膚９１を伸展する接触部材２１を介して皮膚９１の画像を取得することにより、皮膚９１を伸展した状態の画像を一定の条件にて容易に取得することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、皮膚の性状評価に利用される画像を取得する技術に関する。

化粧品の販売現場や、皮膚の診療現場等において皮膚の硬さ（弾力性等を含む。）の性状を評価する際に、従来より様々な手法が用いられている。例えば、非特許文献１では、皮膚を一定方向に伸展させて応力と変位との関係を調べるものや（いわゆる、エクステンソメータ（Extensometer））、二重円筒からなり、皮膚に接着させた内筒を一定の力で回転させて皮膚の変位量の時間変化を調べるもの（ツイストメータ（Twistometer））等を用いた手法が紹介されており、非特許文献２では、吸引器によって皮膚表面を吸引して皮膚の高さの変化を測定するものや、小さなハンマーで皮膚を打った後にできる皮膚のリバウンドを波形として測定するもの（バリストメータ（Ballistometer））、あるいは、拇指と示指とで摘み上げるのと同様の作用を皮膚に生じさせて皮膚の高さを測定するもの（ツゴメータ（Tugometer））等を用いた手法が説明されている。

また、特許文献１では、噴射ノズルにて皮膚に圧縮ガスを噴射しつつ高速度カメラにて画像を連続的に取得し、これらの画像に現れた皮膚の皺または光沢の成長、移動、復元、消失等の経時変化に着目して、皮膚のはり、弾力性、柔軟性を評価する手法が開示されている。

なお、非特許文献３では、２つの画像間の互いに対応する点を特定するポイントパターンマッチングの一手法が開示されている。
特開２００６−３４６０２０号公報 高橋元次，「最近の皮膚表面の光学的，力学的測定機」，フレグランスジャーナル １９９０年１２月号（Fragrance Journal 1990-12），有限会社フレグランスジャーナル社，ｐ．３４−４０ 新谷洋一、外２名，「６．皮膚の硬さを測る Custometerで硬さを測る−皮膚粘弾性測定−」，皮膚科診療プラクティス １４ 機器を用いたスキンクリニック，株式会社文光堂，２００２年５月３１日，ｐ．１０３−１１３ 高木幹雄、下田陽久監修，新線画像解析ハンドブック，初版，東京大学出版会，２００４年９月１０日，ｐ．１６８７−１６９３

ところで、皮膚を実際に伸展しつつ取得される画像に基づいて皮膚の性状評価を行う際に、特許文献１のように、噴射ノズルにて皮膚に圧縮ガスを噴射する場合には、皮膚表面に対する圧縮ガスの噴射方向や皮膚の撮像方向等、皮膚を伸展して撮像する条件が測定毎にばらつきやすくなり、皮膚を伸展した状態の画像を一定の条件にて取得することが困難となる。その結果、皮膚の硬さに係る性状を一定の基準にて評価することができなくなる。

本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、皮膚を伸展した状態の画像を一定の条件にて容易に取得することを目的としている。

請求項１に記載の発明は、皮膚の性状評価に利用される画像を取得する皮膚画像取得装置であって、凸曲面状の端面を有するとともに、前記端面が皮膚に当接する透明な接触部材と、前記接触部材を介して前記皮膚の画像を取得する撮像部と、前記接触部材を前記皮膚に当接または近接する初期状態から前記皮膚に向かって所定の距離だけ押し込む押し込み機構と、前記押し込み機構が前記接触部材を前記皮膚に押し込んだ状態で、前記撮像部に画像を取得させる制御部とを備える。

請求項２に記載の発明は、皮膚の性状評価に利用される画像を取得する皮膚画像取得装置であって、皮膚の所定の撮像領域の周囲を囲む３以上の箇所にてそれぞれ先端が当接する棒状の３以上の接触子を有する接触部材と、前記３以上の接触子にて囲まれる空間を介して前記撮像領域の画像を取得する撮像部と、前記接触部材を前記皮膚に当接または近接する初期状態から前記皮膚に向かって所定の距離だけ押し込む押し込み機構と、前記押し込み機構が前記接触部材を前記皮膚に押し込んだ状態で、前記撮像部に画像を取得させる制御部とを備える。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の皮膚画像取得装置であって、前記撮像部が、前記接触部材の周囲から前記皮膚へと入射する光の前記皮膚における散乱光を受光することにより前記画像を取得する。

請求項４に記載の発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載の皮膚画像取得装置であって、前記押し込み機構が前記接触部材を前記皮膚に押し込んだ状態で、前記接触部材を前記皮膚におよそ垂直な軸を中心として所定の角度だけ回転する回転機構をさらに備え、前記画像が、前記回転機構による前記接触部材の回転の直後に取得される。

請求項５に記載の発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載の皮膚画像取得装置であって、前記押し込み機構による押し込み動作の直前および直後にて前記撮像部にて２つの画像が取得され、前記皮膚画像取得装置が、前記２つの画像を比較することにより、前記皮膚の硬さに係る性状の評価値を求める演算部をさらに備える。

請求項６に記載の発明は、請求項４に記載の皮膚画像取得装置であって、前記回転機構による回転動作の直前および直後にて前記撮像部にて２つの画像が取得され、前記皮膚画像取得装置が、前記２つの画像を比較することにより、前記皮膚の硬さに係る性状の評価値を求める演算部をさらに備える。

請求項７に記載の発明は、請求項５または６に記載の皮膚画像取得装置であって、前記評価値が、前記皮膚上の特定の位置の前記２つの画像間での変位量である。

請求項８に記載の発明は、請求項５または６に記載の皮膚画像取得装置であって、前記評価値が、前記皮膚上の特定の２点間距離の前記２つの画像間での変化を示す値である。

請求項９に記載の発明は、皮膚の性状評価に利用される画像を取得する皮膚画像取得方法であって、ａ）凸曲面状の端面を有する透明な接触部材を、前記端面が皮膚に当接または近接する初期状態から前記皮膚に向かって所定の距離だけ押し込む工程と、ｂ）前記接触部材を介して撮像部にて前記皮膚の画像を取得する工程とを備える。

請求項１０に記載の発明は、皮膚の性状評価に利用される画像を取得する皮膚画像取得方法であって、ａ）皮膚の所定の撮像領域の周囲を囲む３以上の箇所にてそれぞれ先端が当接する棒状の３以上の接触子を有する接触部材を、前記先端が前記皮膚に当接または近接する初期状態から前記皮膚に向かって所定の距離だけ押し込む工程と、ｂ）前記３以上の接触子にて囲まれる空間を介して撮像部にて前記撮像領域の画像を取得する工程とを備える。

請求項１１に記載の発明は、請求項９または１０に記載の皮膚画像取得方法であって、前記撮像部が、前記接触部材の周囲から前記皮膚へと入射する光の前記皮膚における散乱光を受光することにより前記画像を取得する。

請求項１２に記載の発明は、請求項９ないし１１のいずれかに記載の皮膚画像取得方法であって、ｃ）前記ａ）工程と前記ｂ）工程との間に、前記接触部材を前記皮膚におよそ垂直な軸を中心として所定の角度だけ回転する工程をさらに備える。

請求項１３に記載の発明は、請求項９ないし１１のいずれかに記載の皮膚画像取得方法であって、ｄ）前記ａ）工程の直前に、前記初期状態の前記接触部材を介して前記撮像部にて画像を取得する工程と、ｅ）前記ｄ）工程および前記ｂ）工程にて取得される２つの画像を比較することにより、前記皮膚の硬さに係る性状の評価値を求める工程とをさらに備える。

請求項１４に記載の発明は、請求項１２に記載の皮膚画像取得方法であって、ｄ）前記ａ）工程と前記ｃ）工程との間に、前記撮像部にて画像を取得する工程と、ｅ）前記ｄ）工程および前記ｂ）工程にて取得される２つの画像を比較することにより、前記皮膚の硬さに係る性状の評価値を求める工程とをさらに備える。

請求項１５に記載の発明は、請求項１３または１４に記載の皮膚画像取得方法であって、前記評価値が、前記皮膚上の特定の位置の前記２つの画像間での変位量である。

請求項１６に記載の発明は、請求項１３または１４に記載の皮膚画像取得方法であって、前記評価値が、前記皮膚上の特定の２点間距離の前記２つの画像間での変化を示す値である。

本発明によれば、皮膚を伸展した状態の画像を一定の条件にて容易に取得することができる。

また、請求項３および１１の発明では、好ましい画像を取得することができ、請求項４および１２の発明では、接触部材の回転による皮膚の変形後の画像を一定の条件にて容易に取得することができ、請求項５ないし８、並びに、請求項１３ないし１６の発明では、皮膚の硬さに係る性状を数値化することができる。

図１は本発明の一の実施の形態に係る皮膚画像取得装置１の構成を示す図である。皮膚画像取得装置１は、人の頬等の皮膚の画像を取得して皮膚の硬さ（弾力性等を含む。以下同様。）に係る性状を評価するためのものである。皮膚画像取得装置１は、皮膚の性状評価の際に被験者の頭部を固定する固定部１１（図１では、固定部１１の一部（側面部１１１）のみを図示している。）、固定部１１の側面部１１１に形成される開口１１２に挿入されるとともに人の頬等の皮膚９１の画像を取得するヘッド部２、ヘッド部２を皮膚９１に向かって押し込む押し込み機構３、ヘッド部２からの画像信号が入力されるＡＤコンバータ４、各種演算処理を行うＣＰＵや各種情報を記憶するメモリ等を有するコンピュータ５を備える。コンピュータ５は、ＡＤコンバータ４、ヘッド部２および押し込み機構３に接続され、ＡＤコンバータ４からデジタル化された画像信号（以下、単に「画像」ともいう。）が入力されるとともにヘッド部２および押し込み機構３の制御を行う。

図２はヘッド部２を拡大して示す斜視図であり、図２では、後述の回転機構２４の図示を省略している。図２に示すように、ヘッド部２は一様な曲率を有する球面状の端面２１１を有するとともに皮膚９１に対してほぼ垂直な方向に伸びるロッド状の接触部材２１、接触部材２１の端面２１１とは反対側の端部に接続されるとともに光学系を構成するレンズ等の光学素子が内部に配置されるレンズ支持部２２、および、レンズ支持部２２の接触部材２１とは反対側に配置される撮像部２３を備える。接触部材２１は、石英やアクリル樹脂等により形成される透明部材とされ、長手方向に垂直な断面は、例えば３０ミリメートル（ｍｍ）角の正方形とされる。ヘッド部２では、物体側テレセントリック光学系が構築されており、接触部材２１の周囲から皮膚９１へと入射する光の皮膚９１における散乱光が、接触部材２１を介してレンズ支持部２２内へと取り込まれて光学系により撮像部２３へと導かれ、皮膚９１の像が撮像部２３の撮像面上に形成される。

図１に示すように、ヘッド部２の接触部材２１のレンズ支持部２２側の部位には回転機構２４が取り付けられ、回転機構２４のモータ２４１がギアに接続されたシャフトを回転することによりレンズ支持部２２に対して接触部材２１が皮膚９１におよそ垂直な軸（ここでは、接触部材２１の中心軸）を中心として所定の角度だけ（一定の回転力にて）回転する。また、押し込み機構３は、モータ３１、送りねじ機構３２およびガイド部３３を有し、モータ３１が回転することにより、レンズ支持部２２を支持するベース板２２１が固定部１１の側面部１１１に垂直な方向に移動し、接触部材２１が皮膚９１に向かって一定の力にて押し込まれる。なお、回転機構２４は後述の動作例にて用いられる。

図３は皮膚画像取得装置１の機能構成を示すブロック図である。図３中の制御部５１、表示部５２および入力部５３がコンピュータ５が実現する機能であり、図３ではこれらの機能構成のそれぞれを実線にて囲み、他の各機能構成を破線にて囲んで示している。実際には、制御部５１はコンピュータ５が所定のプログラムを実行することによりＣＰＵやＲＡＭ等により実現される機能であり、制御部５１は、ＡＤコンバータ４から入力される画像に基づいて皮膚の性状評価に関する後述の評価値を算出する演算部５１１、および、当該画像を記憶する記憶部５１２を有する。

図４は、皮膚画像取得装置１が皮膚の画像を取得して皮膚の硬さに係る性状を評価する動作の流れを示す図である。ここで、皮膚の硬さに係る性状とは、接触部材２１を用いた後述の動作による皮膚の伸展の度合いや皮膚の歪みの度合いを示すものである。図１の皮膚画像取得装置１が皮膚９１の画像を取得する際には、まず、被験者の頭部が固定部１１に固定されるとともに、押し込み機構３が接触部材２１を僅かに移動することにより、図２に示すように、接触部材２１の端面２１１の頂点近傍のみが皮膚９１に当接した状態（以下、「初期状態」という。）とされる（ステップＳ１１）。続いて、初期状態において、撮像部２３にて皮膚９１を示す多階調の画像が取得され、ＡＤコンバータ４を介して制御部５１に出力されて記憶部５１２にて記憶される（ステップＳ１２）。

図５は、撮像部２３にて取得される画像を示す図である。図５に示す画像では、皮膚の表面における微細な溝である皮溝による模様（肌理と捉えることもできる。）や毛孔が示されている。後述するように、皮膚９１を伸展させた状態の画像も取得されるため、以下、ステップＳ１２の処理にて取得される画像を伸展前画像という。

伸展前画像が取得されると、押し込み機構３により接触部材２１が初期状態から皮膚９１に向かって所定の距離（例えば、１０ｍｍ）だけ押し込まれる（ステップＳ１３）。このとき、接触部材２１の端面２１１が球面状とされていることにより、端面２１１に当接する皮膚９１の部分が伸展される。そして、押し込み機構３が接触部材２１を皮膚９１に押し込んだ状態において、制御部５１が撮像部２３に撮像動作を行わせることにより皮膚９１を示す多階調の画像が取得され、ＡＤコンバータ４を介して制御部５１に出力されて記憶部５１２にて記憶される（ステップＳ１４）。

図６は、撮像部２３にて取得される画像を示す図である。図６に示す画像は、伸展された皮膚９１を示しており、図５に示す伸展前画像と同位置にて取得される画像となっている。以下、ステップＳ１４の処理にて取得される画像を伸展後画像という。

以上のようにして、伸展前画像および伸展後画像が取得されて準備されると、制御部５１により伸展前画像および伸展後画像が表示部５２に並べて表示される（ステップＳ１５）。これにより、表示部５２上の画像に基づいて、操作者が皮膚９１の性状を視覚的に把握することが可能となる。

また、演算部５１１では、伸展前画像の各画素の画素値と所定の閾値とが比較され、画素値が閾値よりも大きい画素には値１が付与され、画素値が閾値以下の画素には値０が付与され、２値画像が取得される。続いて、２値画像において、ラベリング処理により互いに隣接する値１の画素の集合（以下、「クラスタ」という。）が特定され、各クラスタに対して所定の度合いの収縮処理が施される（すなわち、クラスタに対して細らせ処理（細線化処理）が施される。）。このように、伸展前画像を２値化した後に、収縮処理を行うことにより、図７に示すように、細らせ処理後のクラスタを示す２値の伸展前画像（以下、「伸展前２値画像」という。）が取得される。また、伸展後画像も同様に、２値化されるとともに細らせ処理が施され、図８に示すように細らせ処理後のクラスタを示す２値の伸展後画像（以下、「伸展後２値画像」という。）が取得される（ステップＳ１６）。

続いて、上記の非特許文献３のポイントパターンマッチングの手法を用いて、伸展前２値画像および伸展後２値画像間の互いに対応する点（すなわち、皮膚９１上の同じ部位を示す点）が特定される（ステップＳ１７）。

ここで、非特許文献３の手法では、まず、各画像において濃淡レベルの変化が全ての方向に大きく、かつ、その付近で最も大きな変化を示す点を対応点候補として抽出し、一の画像中の各対応点候補に関して、他の画像中の対応する位置と、当該位置を中心とする探索範囲内に存在する各対応点候補とを結ぶ相違ベクトル候補が特定される。一の画像中の各対応点候補の各相違ベクトル候補に対して、当該相違ベクトルに対応する２つの画像中の２つの対応点候補の類似度に基づくラベル確率（マッチング確率）を付与し、一の画像において、一の対応点候補の一の相違ベクトル候補に着目して、当該一の対応点候補の近傍の他の対応点候補における当該一の相違ベクトル候補に対応する相違ベクトル候補（他の画像中の同じ対応点候補を終点とする相違ベクトル候補）のラベル確率が高い（すなわち、局所的な矛盾が少ない）場合には、当該一の相違ベクトル候補のラベル確率が高くなるようにラベル確率が更新され、ラベル確率の更新は、例えばラベル確率の変化がなくなるまで繰り返される（いわゆる、弛緩法）。そして、最終的なラベル確率に基づいて２つの画像間の互いに対応する点が特定される。

例えば、図９および図１０にそれぞれ示す伸展前２値画像および伸展後２値画像では、上記手法を用いることにより、図１０の伸展後２値画像中にて符号Ｐ２１，Ｐ２２，Ｐ２３を付す白い点が、図９の伸展前２値画像中にて符号Ｐ１１，Ｐ１２，Ｐ１３を付す白い点にそれぞれ対応するものとして特定される。そして、点Ｐ１１，Ｐ１２間の距離と点Ｐ２１，Ｐ２２間の距離との比（差であってもよい。）、点Ｐ１２，Ｐ１３間の距離と点Ｐ２２，Ｐ２３間の距離との比、および、点Ｐ１３，Ｐ１１間の距離と点Ｐ２３，Ｐ２１間の距離との比の平均値が評価値として取得される（ステップＳ１８）。

このように、皮膚９１上の特定の２点間距離の伸展前画像と伸展後画像との間での変化を示す値が評価値として取得され、柔らかい皮膚９１では接触部材２１による皮膚９１の伸展の度合いが大きくなるため評価値が大きくなり、硬い皮膚９１では反対に評価値は小さくなる。なお、ステップＳ１７の処理において、表示部５２に伸展前２値画像および伸展後２値画像（または、伸展前画像および伸展後画像）が並べて表示され、表示部５２上の画像を参照しつつ操作者が入力部５３を介して入力を行うことにより、これらの画像間の互いに対応する点の位置が操作者により特定されてもよい。

皮膚画像取得装置１では、当該評価値と他の評価手法から導かれる値との変換式が必要に応じて準備され、当該変換式に評価値を代入することにより、他の評価手法に対応する値（変換値）が取得され、表示部５２に表示される（ステップＳ１９）。もちろん、皮膚画像取得装置１では、評価値がそのまま表示部５２に表示されてもよい。

以上に説明したように、図１の皮膚画像取得装置１の撮像部２３では、押し込み機構３による押し込み動作により皮膚９１を伸展する透明な接触部材２１を介して皮膚９１の画像が取得される。これにより、皮膚９１を伸展した状態の画像を一定の条件にて容易に取得することができる。また、押し込み機構３による押し込み動作の直前および直後（すなわち、初期状態および皮膚９１を伸展した状態）にて撮像部２３にて２つの画像（伸展前画像および伸展後画像）が取得され、演算部５１１にてこれらの画像を比較することにより、皮膚９１の硬さに係る性状の評価値が求められる。これにより、皮膚９１の硬さに係る性状を数値化して、皮膚９１の性状を的確に把握することができる。

さらに、皮膚画像取得装置１では、伸展前画像および伸展後画像（または、伸展前２値画像および伸展後２値画像）が記憶部５１２にて記憶されることにより、後日、同一の被験者に対して伸展前画像および伸展後画像を同様にして取得する際に、今回の伸展前画像および伸展後画像を前回の伸展前画像および伸展後画像と共に表示部５２に表示する等して、前回と今回とで皮膚９１の性状を視覚的に比較することも可能となる。もちろん、前回と今回とで評価値が比較されてもよい。

ところで、仮に、ヘッド部２において照明光を接触部材２１を介して皮膚９１に照射する照明部を設け、皮膚９１における照明光の正反射光を撮像部２３にて受光する場合には、皮膚９１のツヤにより反射光の光量が高くなり、皮膚の肌理を示す画像を適切に取得できなくなる場合がある。これに対し、図２のヘッド部２では、接触部材２１の周囲から皮膚９１へと入射する光の皮膚９１における散乱光を撮像部２３にて受光することにより、皮膚９１の肌理を示す好ましい画像を取得することが可能となる。

また、皮膚画像取得装置１では、皮膚９１上の特定の位置の伸展前画像と伸展後画像との間での変位量が評価値とされてもよい。例えば、図９の伸展前２値画像および図１０の伸展後２値画像では、伸展前２値画像中の点Ｐ１１に対応する伸展後２値画像中の位置から点Ｐ２１までの距離、伸展前２値画像中の点Ｐ１２に対応する伸展後２値画像中の位置から点Ｐ２２までの距離、および、伸展前２値画像中の点Ｐ１３に対応する伸展後２値画像中の位置から点Ｐ２３までの距離の平均値が評価値とされ、皮膚９１の硬さに係る性状が数値化される。さらに、伸展前２値画像中の点Ｐ１１，Ｐ１２，Ｐ１３にて形成される三角形の面積と伸展後２値画像中の点Ｐ２１，Ｐ２２，Ｐ２３にて形成される三角形の面積との比または差が評価値とされてもよい。

図１１は、皮膚画像取得装置１が皮膚の画像を取得する動作の流れの一部を示す図であり、図４のステップＳ１４とステップＳ１５との間にて行われる処理を示している。本動作例では、図１の回転機構２４が用いられる。

皮膚画像取得装置１では、撮像部２３により図６に示す伸展後画像が取得されると（図４：ステップＳ１４）、押し込み機構３が接触部材２１を皮膚９１に押し込んだ状態において、回転機構２４が接触部材２１を皮膚９１におよそ垂直な軸を中心として回転することにより、皮膚の端面２１１に当接する部分が捻られる（ステップＳ１４ａ）。そして、制御部５１が撮像部２３に撮像動作を行わせることにより、図１２に示すように皮膚９１を捻った状態を示す画像（以下、「回転後画像」という。）が取得される（ステップＳ１４ｂ）。なお、本動作例では、後述するように、伸展後画像および回転後画像から評価値が求められるため、図４のステップＳ１２における伸展前画像の取得動作については省略されてもよい。

続いて、伸展後画像および回転後画像が表示部５２に表示されるとともに（ステップＳ１５）、各画像に対して２値化処理および細らせ処理が施され、図８および図１３にそれぞれ示すように、伸展後２値画像、および、細らせ処理後のクラスタを示す２値の回転後画像（以下、「回転後２値画像」という。）が取得される（ステップＳ１６）。そして、ポイントパターンマッチングの手法を用いて、または、操作者により、伸展後２値画像および回転後２値画像間の互いに対応する点が特定される（ステップＳ１７）。

図１４および図１５は、伸展後２値画像および回転後２値画像における互いに対応する点を説明するための図である。図１５の回転後２値画像中にて符号Ｐ３１，Ｐ３２，Ｐ３３を付す白い点が、図１４の伸展後２値画像中にて符号Ｐ２１，Ｐ２２，Ｐ２３を付す白い点にそれぞれ対応しており、伸展後２値画像中の点Ｐ２１に対応する回転後２値画像中の位置から点Ｐ３１までの距離、伸展後２値画像中の点Ｐ２２に対応する回転後２値画像中の位置から点Ｐ３２までの距離、および、伸展後２値画像中の点Ｐ２３に対応する回転後２値画像中の位置から点Ｐ３３までの距離の平均値が評価値として取得される（ステップＳ１８）。このとき、柔らかい皮膚９１では接触部材２１による皮膚９１の捻れの度合いが大きくなるため、評価値が大きくなり、硬い皮膚９１では反対に評価値は小さくなる。そして、必要に応じて評価値が他の評価手法に対応する値（変換値）に変換され、表示部５２に表示される（ステップＳ１９）。

以上のように、皮膚画像取得装置１では、押し込み機構３が接触部材２１を皮膚９１に押し込んだ状態で回転機構２４を駆動し、回転機構２４による接触部材２１の回転の直後に撮像部２３にて画像が取得される。これにより、接触部材２１の回転による皮膚９１の変形後の画像を一定の条件にて容易に取得することができる。また、回転機構２４による回転動作の直前および直後（すなわち、接触部材２１により皮膚９１を伸展のみさせた状態、および、皮膚９１を伸展させ、かつ、捻った状態）にて撮像部２３にて２つの画像（伸展後画像および回転後画像）が取得され、演算部５１１にてこれらの画像を比較することにより、皮膚９１の硬さに係る性状の評価値が求められる。これにより、皮膚９１の硬さに係る性状を数値化して、皮膚９１の性状を的確に把握することができる。なお、伸展前画像および回転後画像を比較することにより、皮膚９１の硬さに係る評価値が取得されてもよい。

図１６は、ヘッド部の他の例を示す図である。図１６に示すヘッド部２ａの接触部材２１ａは、皮膚９１に（ほぼ）平行な断面が正方形となる四角柱の複数の辺に対応するフレームにより形成される本体２１２、および、本体２１２のレンズ支持部２２とは反対側の端部から突出する棒状の複数の（ここでは、４個の）接触子２１３を有する。複数の接触子２１３は、本体２１２において皮膚９１に対向する四角形のフレーム（すなわち、四角柱の底面に相当する四角形）の複数の頂点から本体２１２の中心軸（すなわち、ヘッド部２ａの光学系における光軸に平行な軸）におよそ沿ってそれぞれ伸びており、当該頂点から離れるに従って中心軸との間の距離が長くなる。図１６のヘッド部２ａでは、中空の接触部材２１ａの周囲から皮膚９１へと入射する光の皮膚９１における散乱光が、複数の接触子２１３にて囲まれる空間（すなわち、四角柱の底面に相当する四角形と皮膚９１との間の空間）を介してレンズ支持部２２内へと取り込まれて光学系により撮像部２３へと導かれ、皮膚９１の像が撮像部２３の撮像面上に形成される。

図１６のヘッド部２ａを用いて皮膚９１の画像を取得する際には、被験者の頭部が固定部１１に固定された後、押し込み機構３が接触部材２１ａを僅かに移動することにより、複数の接触子２１３の先端が皮膚９１の所定の撮像領域の周囲を囲む複数箇所にそれぞれ当接する初期状態とされる（図４：ステップＳ１１）。本実施の形態では、複数の接触子２１３が当接する皮膚９１上の位置を結んだ形状はほぼ正方形となっており、初期状態では、接触子２１３は皮膚９１にはほとんど押し込まれていない。そして、初期状態において、撮像部２３にて皮膚９１を示す画像（すなわち、伸展前画像）が取得される（ステップＳ１２）。

続いて、押し込み機構３により接触部材２１ａが初期状態から皮膚９１に向かって所定の距離だけ押し込まれる（ステップＳ１３）。このとき、複数の接触子２１３は変形に対する剛性が高い材料にて形成されており、接触部材２１の押し込みに伴って皮膚９１の撮像領域の部分（特に、接触子２１３の先端が当接する位置の近傍）が伸展される。そして、押し込み機構３が接触部材２１を皮膚９１に押し込んだ状態において、制御部５１が撮像部２３に画像（すなわち、伸展後画像）を取得させる（ステップＳ１４）。

以上のようにして、伸展前画像および伸展後画像が取得されると、図２のヘッド部２を用いる場合と同様に、伸展前画像および伸展後画像が表示部５２に並べて表示されるとともに（ステップＳ１５）、演算部５１１にて伸展前２値画像および伸展後２値画像が取得される（ステップＳ１６）。その後、ポイントパターンマッチングにより、または、操作者により、伸展前２値画像および伸展後２値画像間の互いに対応する点が特定され（ステップＳ１７）、皮膚９１の硬さに係る評価値が取得される（ステップＳ１８）。また、必要に応じて、評価値が他の評価手法における値に変換され、当該値が、表示部５２に表示される（ステップＳ１９）。

以上に説明したように、図１６の接触部材２１ａでは複数の接触子２１３が設けられ、押し込み機構３により接触部材２１を皮膚９１に向かって押し込んだ際に、複数の接触子２１３にて囲まれる空間を介して皮膚９１の画像が取得される。これにより、皮膚９１を伸展した状態の画像を一定の条件にて容易に取得することができる。また、図１６のヘッド部２ａでは、接触部材２１ａの周囲から皮膚９１へと入射する光の皮膚９１における散乱光を撮像部２３にて受光することにより、皮膚９１の肌理を示す好ましい画像を取得することが可能となる。なお、図１６のヘッド部２ａを用いて図１１に示す動作を行うことにより、図２のヘッド部２を用いる場合と同様にして、接触部材２１ａの回転による皮膚９１の変形後の画像が取得されてもよい。

以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、様々な変形が可能である。

図２に示す接触部材２１では、端面２１１が球面状とされるが、端面２１１が回転放物面等の他の凸曲面とされることにより、接触部材２１の押し込みによる皮膚９１の伸展が実現されてもよい。また、図１６に示す接触部材２１ａでは４個の接触子２１３が設けられるが、接触部材２１ａの押し込みにより皮膚９１の伸展を行うという観点では、接触部材２１ａには、皮膚の撮像領域の周囲を囲む３以上の箇所（好ましくは、同数の頂点を有する正多角形の頂点位置に配置される３以上の箇所）に先端が当接する３以上の接触子２１３が設けられておればよい。

上記実施の形態において、図２の接触部材２１では端面２１１の頂点近傍のみが皮膚９１に当接する状態が初期状態とされ、図１６の接触部材２１ａでは複数の接触子２１３の先端が皮膚９１に僅かに当接した状態が初期状態とされるが、接触部材２１の端面２１１または接触部材２１ａの接触子２１３の先端が皮膚９１に近接した状態が初期状態とされ、この状態において伸展前画像が取得されてもよい。

また、接触部材２１ａの接触子２１３は可撓性を有するものであってもよく、この場合、接触部材２１ａを皮膚９１に向かって押し込むことにより、複数の接触子２１３が撓んで皮膚９１の伸展が実現される。

上記実施の形態では、２つの２値画像に対してポイントパターンマッチングが行われることにより、２つの画像間の互いに対応する点が少ない演算量にて特定されるが、コンピュータ５の演算能力等によっては、図４のステップＳ１６の処理を省略し、ステップＳ１７の処理にて、２つの多階調画像（例えば、伸展前画像および伸展後画像）に対してポイントパターンマッチングが行われて、２つの画像間の互いに対応する点が特定されてもよい。

皮膚画像取得装置の構成を示す図である。 ヘッド部を拡大して示す斜視図である。 皮膚画像取得装置の機能構成を示すブロック図である。 皮膚の画像を取得して皮膚の硬さに係る性状を評価する動作の流れを示す図である。 伸展前画像を示す図である。 伸展後画像を示す図である。 伸展前２値画像を示す図である。 伸展後２値画像を示す図である。 伸展前２値画像を示す図である。 伸展後２値画像を示す図である。 皮膚の画像を取得する動作の流れの一部を示す図である。 回転後画像を示す図である。 回転後２値画像を示す図である。 伸展後２値画像を示す図である。 回転後２値画像を示す図である。 ヘッド部の他の例を示す斜視図である。

符号の説明

１ 皮膚画像取得装置
３ 押し込み機構
２１，２１ａ 接触部材
２３ 撮像部
２４ 回転機構
５１ 制御部
９１ 皮膚
２１１ 端面
２１３ 接触子
５１１ 演算部
Ｓ１２〜Ｓ１４，Ｓ１８，Ｓ１４ａ，Ｓ１４ｂ ステップ

Claims (16)

1. 皮膚の性状評価に利用される画像を取得する皮膚画像取得装置であって、
   凸曲面状の端面を有するとともに、前記端面が皮膚に当接する透明な接触部材と、
   前記接触部材を介して前記皮膚の画像を取得する撮像部と、
   前記接触部材を前記皮膚に当接または近接する初期状態から前記皮膚に向かって所定の距離だけ押し込む押し込み機構と、
   前記押し込み機構が前記接触部材を前記皮膚に押し込んだ状態で、前記撮像部に画像を取得させる制御部と、
   を備えることを特徴とする皮膚画像取得装置。
2. 皮膚の性状評価に利用される画像を取得する皮膚画像取得装置であって、
   皮膚の所定の撮像領域の周囲を囲む３以上の箇所にてそれぞれ先端が当接する棒状の３以上の接触子を有する接触部材と、
   前記３以上の接触子にて囲まれる空間を介して前記撮像領域の画像を取得する撮像部と、
   前記接触部材を前記皮膚に当接または近接する初期状態から前記皮膚に向かって所定の距離だけ押し込む押し込み機構と、
   前記押し込み機構が前記接触部材を前記皮膚に押し込んだ状態で、前記撮像部に画像を取得させる制御部と、
   を備えることを特徴とする皮膚画像取得装置。
3. 請求項１または２に記載の皮膚画像取得装置であって、
   前記撮像部が、前記接触部材の周囲から前記皮膚へと入射する光の前記皮膚における散乱光を受光することにより前記画像を取得することを特徴とする皮膚画像取得装置。
4. 請求項１ないし３のいずれかに記載の皮膚画像取得装置であって、
   前記押し込み機構が前記接触部材を前記皮膚に押し込んだ状態で、前記接触部材を前記皮膚におよそ垂直な軸を中心として所定の角度だけ回転する回転機構をさらに備え、
   前記画像が、前記回転機構による前記接触部材の回転の直後に取得されることを特徴とする皮膚画像取得装置。
5. 請求項１ないし３のいずれかに記載の皮膚画像取得装置であって、
   前記押し込み機構による押し込み動作の直前および直後にて前記撮像部にて２つの画像が取得され、
   前記皮膚画像取得装置が、
   前記２つの画像を比較することにより、前記皮膚の硬さに係る性状の評価値を求める演算部をさらに備えることを特徴とする皮膚画像取得装置。
6. 請求項４に記載の皮膚画像取得装置であって、
   前記回転機構による回転動作の直前および直後にて前記撮像部にて２つの画像が取得され、
   前記皮膚画像取得装置が、
   前記２つの画像を比較することにより、前記皮膚の硬さに係る性状の評価値を求める演算部をさらに備えることを特徴とする皮膚画像取得装置。
7. 請求項５または６に記載の皮膚画像取得装置であって、
   前記評価値が、前記皮膚上の特定の位置の前記２つの画像間での変位量であることを特徴とする皮膚画像取得装置。
8. 請求項５または６に記載の皮膚画像取得装置であって、
   前記評価値が、前記皮膚上の特定の２点間距離の前記２つの画像間での変化を示す値であることを特徴とする皮膚画像取得装置。
9. 皮膚の性状評価に利用される画像を取得する皮膚画像取得方法であって、
   ａ）凸曲面状の端面を有する透明な接触部材を、前記端面が皮膚に当接または近接する初期状態から前記皮膚に向かって所定の距離だけ押し込む工程と、
   ｂ）前記接触部材を介して撮像部にて前記皮膚の画像を取得する工程と、
   を備えることを特徴とする皮膚画像取得方法。
10. 皮膚の性状評価に利用される画像を取得する皮膚画像取得方法であって、
    ａ）皮膚の所定の撮像領域の周囲を囲む３以上の箇所にてそれぞれ先端が当接する棒状の３以上の接触子を有する接触部材を、前記先端が前記皮膚に当接または近接する初期状態から前記皮膚に向かって所定の距離だけ押し込む工程と、
    ｂ）前記３以上の接触子にて囲まれる空間を介して撮像部にて前記撮像領域の画像を取得する工程と、
    を備えることを特徴とする皮膚画像取得方法。
11. 請求項９または１０に記載の皮膚画像取得方法であって、
    前記撮像部が、前記接触部材の周囲から前記皮膚へと入射する光の前記皮膚における散乱光を受光することにより前記画像を取得することを特徴とする皮膚画像取得方法。
12. 請求項９ないし１１のいずれかに記載の皮膚画像取得方法であって、
    ｃ）前記ａ）工程と前記ｂ）工程との間に、前記接触部材を前記皮膚におよそ垂直な軸を中心として所定の角度だけ回転する工程をさらに備えることを特徴とする皮膚画像取得方法。
13. 請求項９ないし１１のいずれかに記載の皮膚画像取得方法であって、
    ｄ）前記ａ）工程の直前に、前記初期状態の前記接触部材を介して前記撮像部にて画像を取得する工程と、
    ｅ）前記ｄ）工程および前記ｂ）工程にて取得される２つの画像を比較することにより、前記皮膚の硬さに係る性状の評価値を求める工程と、
    をさらに備えることを特徴とする皮膚画像取得方法。
14. 請求項１２に記載の皮膚画像取得方法であって、
    ｄ）前記ａ）工程と前記ｃ）工程との間に、前記撮像部にて画像を取得する工程と、
    ｅ）前記ｄ）工程および前記ｂ）工程にて取得される２つの画像を比較することにより、前記皮膚の硬さに係る性状の評価値を求める工程と、
    をさらに備えることを特徴とする皮膚画像取得方法。
15. 請求項１３または１４に記載の皮膚画像取得方法であって、
    前記評価値が、前記皮膚上の特定の位置の前記２つの画像間での変位量であることを特徴とする皮膚画像取得方法。
16. 請求項１３または１４に記載の皮膚画像取得方法であって、
    前記評価値が、前記皮膚上の特定の２点間距離の前記２つの画像間での変化を示す値であることを特徴とする皮膚画像取得方法。

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