JP2012058094A - Image processor and electronic equipment - Google Patents

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一賢 金田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress illuminance irregularity and to detect skin areas accurately.SOLUTION: Light source parts 13-1 and 13-2 respectively have first LEDs for emitting light of first wavelength and second LEDs for emitting light of second wavelength longer than the first wavelength. An image pickup part 15 generates a first image on the basis of reflecting light from a subject made incident when the light of the first wavelength is being emitted, and generates a second image on the basis of the reflecting light from the subject made incident when the light of the second wavelength is being emitted. Detection means detects a skin area on the basis of the first and second images generated. The light source parts 13-1 and 13-2 are arranged so that the first LEDs form a point symmetry and the second LEDs form a point symmetry. The present invention is applicable to, for example, a detector for detecting a skin area representing human skin from a picked-up image.

Description

本発明は、画像処理装置及び電子装置に関し、特に、撮影した画像に基づいて、例えば人の手等の肌が露出している部分を検出できるようにした画像処理装置及び電子装置に関する。   The present invention relates to an image processing apparatus and an electronic apparatus, and more particularly to an image processing apparatus and an electronic apparatus that can detect, for example, a portion where a skin such as a human hand is exposed based on a photographed image.

人物を撮像して得られる撮像画像上から、顔や手などのように肌が露出している領域(以下、肌領域という)を検出する肌検出技術が存在する(例えば、特許文献1乃至4を参照)。   There is a skin detection technique for detecting an area where skin is exposed (hereinafter referred to as a skin area) such as a face or a hand from a captured image obtained by imaging a person (for example, Patent Documents 1 to 4). See).

この肌検出技術では、波長λ1の光を出力するLED(light emitting diode)によって照射された状態の被写体(人物)を撮像した第1の画像と、波長λ1とは異なる波長λ2の光を出力するLEDによって照射された状態の被写体を撮像した第2の画像とを取得する。そして、第1の画像と第2の画像との輝度値の差分が所定の閾値よりも大きな領域を肌領域として検出する。   In this skin detection technology, a first image obtained by imaging a subject (person) irradiated with an LED (light emitting diode) that outputs light of wavelength λ1 and light of wavelength λ2 different from wavelength λ1 are output. A second image obtained by capturing an image of a subject illuminated by the LED is acquired. And the area | region where the difference of the luminance value of a 1st image and a 2nd image is larger than a predetermined threshold value is detected as a skin area | region.

なお、波長λ1,λ2は、人間の肌の反射特性に依存して決定される。すなわち、波長λ1,λ2は、人の肌に照射したときの反射率が異なり、かつ、人の肌以外(例えば、髪の毛、衣服など)に照射したときの反射率がほぼ等しいものに決定されている。具体的には、例えば、波長λ1は850nm、波長λ2は970nmとされている。   The wavelengths λ1 and λ2 are determined depending on the reflection characteristics of human skin. That is, the wavelengths λ1 and λ2 are determined to have different reflectivities when irradiated to human skin and have substantially the same reflectivity when irradiated to other than human skin (for example, hair, clothes, etc.). Yes. Specifically, for example, the wavelength λ1 is 850 nm and the wavelength λ2 is 970 nm.

特開2006−47067号公報JP 2006-47067 A 特開平06−123700号公報Japanese Patent Laid-Open No. 06-123700 特開平05−329163号公報JP 05-329163 A 特開2008−27242号公報JP 2008-27242 A

肌検出技術では、波長λ1の光が照射された状態の第1の画像と、波長λ2の光が照射された状態の第2の画像との差分が、所定の閾値よりも大きな領域を肌領域として検出する。   In the skin detection technique, an area where the difference between the first image irradiated with light of wavelength λ1 and the second image irradiated with light of wavelength λ2 is larger than a predetermined threshold is defined as a skin area. Detect as.

したがって、肌検出技術では、その差分が、被写体における反射率の差に対応するものとなるように、被写体に対する波長λ1の光の照度P1と、被写体に対する波長λ2の光の照度P2とが一定の関係を満たす必要がある。   Therefore, in the skin detection technology, the illuminance P1 of the light with the wavelength λ1 for the subject and the illuminance P2 of the light with the wavelength λ2 for the subject are constant so that the difference corresponds to the difference in reflectance in the subject. It is necessary to satisfy the relationship.

具体的には、例えば、照度P1と照度P2との差分を所定の値で除算(正規化)して得られる照度差ΔEが一定値a以下であるという関係を満たさなければならない。なお、一定値aは、LEDの光学特性や被写体の撮像を行なう撮像部の受光特性等に応じて決定される。   Specifically, for example, the relationship that the illuminance difference ΔE obtained by dividing (normalizing) the difference between the illuminance P1 and the illuminance P2 by a predetermined value must be a certain value a or less must be satisfied. The constant value a is determined according to the optical characteristics of the LED, the light receiving characteristics of the imaging unit that captures an image of the subject, and the like.

この関係が満たされない場合、波長λ1の光が照射された状態の第1の画像と、波長λ2の光が照射された状態の第2の画像との差分が、被写体における反射率の差によるものなのか、それとも、波長λ1の光を照射するLEDと、波長λ2の光を照射するLEDとの照度の差によるものなのかを区別できなくなってしまい、肌領域を精度良く検出できなくなってしまう。   If this relationship is not satisfied, the difference between the first image irradiated with light of wavelength λ1 and the second image irradiated with light of wavelength λ2 is due to the difference in reflectance at the subject. In other words, it becomes impossible to distinguish between the LED that emits light with wavelength λ1 and the difference in illuminance between the LED that emits light with wavelength λ2, and the skin region cannot be detected accurately.

また、例えば、肌検出に用いる検出装置を、比較的、小型の電子装置(例えば、携帯電話機等)に内蔵するようにして肌検出を行なう場合、検出装置を小型化する必要がある。   For example, when skin detection is performed by incorporating a detection device used for skin detection in a relatively small electronic device (for example, a mobile phone), the detection device needs to be downsized.

本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、波長が異なる複数の光を用いた肌検出技術において、肌検出に用いる検出装置を小型化しつつ、波長が異なる複数の光による照度差のばらつきを抑制して、肌領域を精度良く検出できるようにするものである。   The present invention has been made in view of such a situation, and in the skin detection technology using a plurality of lights having different wavelengths, the illuminance difference due to the plurality of lights having different wavelengths while miniaturizing a detection device used for skin detection. The skin area can be detected with high accuracy by suppressing the variation of the skin.

本発明の第1の側面の画像処理装置は、画像上から人間の肌を表す肌領域を検出する画像処理装置であって、第1の波長の光を発光する第1の発光部、及び前記第1の波長よりも長波長である第2の波長の光を発光する第2の発光部を有する複数の照射手段と、前記第1の波長の光が発光しているときに入射される被写体からの反射光に基づいて第1の画像を生成するとともに、前記第2の波長の光が発光しているときに入射される前記被写体からの反射光に基づいて第2の画像を生成する撮像生成手段と、生成された前記第1及び第2の画像に基づいて、前記肌領域を検出する検出手段とを含み、前記複数の照射手段は、前記照射手段それぞれにおける前記第1の発光部どうし、及び前記第2の発光部どうしがいずれも点対称又は線対称の一方となるように配置される画像処理装置である。   An image processing apparatus according to a first aspect of the present invention is an image processing apparatus that detects a skin region representing human skin from an image, and includes a first light emitting unit that emits light of a first wavelength, and A plurality of irradiating means having a second light emitting section for emitting light of a second wavelength that is longer than the first wavelength, and a subject incident when the light of the first wavelength is emitted; Imaging that generates a first image based on reflected light from a light source and generates a second image based on reflected light from the subject incident when light of the second wavelength is emitted Generation means and detection means for detecting the skin region based on the generated first and second images, wherein the plurality of irradiation means are connected to each other of the first light emitting units in each of the irradiation means. , And the second light emitting parts are both point symmetric or line symmetric. An image processing apparatus which is arranged such that the person.

前記照射手段が2個である場合、前記照射手段それぞれにおける前記第1の発光部どうし、及び前記第2の発光部どうしがいずれも点対称となるように配置し、前記照射手段が4個以上である場合、前記照射手段それぞれにおける前記第1の発光部どうし、及び前記第2の発光部どうしがいずれも、点対称又は線対称の一方となるように配置するようにすることができる。   When there are two irradiation units, the first light emitting units and the second light emitting units in each of the irradiation units are arranged so that both are point-symmetric, and there are four or more irradiation units. In this case, the first light emitting units and the second light emitting units in each of the irradiation means can be arranged so as to be either point symmetric or line symmetric.

前記撮像生成手段は、所定の撮像範囲で前記被写体を撮像することにより、前記第1及び第2の画像を生成するものであり、前記第1及び第2の発光部から照射される光の指向特性を変化させて、前記所定の撮像範囲内に光を照射させる指向特性変化手段をさらに設けることができる。   The imaging generation unit generates the first and second images by imaging the subject within a predetermined imaging range, and directs light emitted from the first and second light emitting units. Directional characteristic changing means for changing the characteristics and irradiating light within the predetermined imaging range can be further provided.

前記指向特性変化手段は、アナモルフィックレンズとすることができる。   The directivity changing means may be an anamorphic lens.

前記複数の照射手段は、前記撮像生成手段を基準として、前記照射手段それぞれにおける前記第1の発光部どうし、及び前記第2の発光部どうしがいずれも点対称又は線対称の一方となるように配置することができる。   The plurality of irradiating units are configured such that the first light emitting units and the second light emitting units of the irradiating units are either point symmetric or line symmetric with respect to the imaging generation unit. Can be arranged.

前記第1の波長λ1及び前記第2の波長λ2は、以下の関係式を満たす
640nm≦λ1≦1000nm
900nm≦λ2≦1100nm
ようにすることができる。
The first wavelength λ1 and the second wavelength λ2 satisfy the following relational expression.
640nm ≦ λ1 ≦ 1000nm
900nm ≦ λ2 ≦ 1100nm
Can be.

前記第1の波長の光を照射したときの照度P1と、前記第2の波長の光を照射したときの照度P2との差分絶対値を所定の値で除算して得られる照度差ΔE、及び前記第1及び第2の波長それぞれに対する反射率が同一である被写体に対して得られる前記第1及び第2の画像の輝度値が同一となるときの照度差aは、以下の関係式を満たす
|ΔE-a| ≦ 10
ようにすることができる。
An illuminance difference ΔE obtained by dividing a difference absolute value between an illuminance P1 when irradiated with the light of the first wavelength and an illuminance P2 when irradiated with the light of the second wavelength by a predetermined value; The illuminance difference a when the luminance values of the first and second images obtained for the subject having the same reflectance with respect to the first and second wavelengths are the same satisfies the following relational expression.
| ΔE-a | ≦ 10
Can be.

本発明の第1の側面によれば、前記第1の波長の光が発光しているときに入射される被写体からの反射光に基づいて第1の画像が生成されるとともに、前記第2の波長の光が発光しているときに入射される前記被写体からの反射光に基づいて第2の画像が生成され、生成された前記第1及び第2の画像に基づいて、前記肌領域が検出される。なお、第1の波長の光を発光する第1の発光部、及び前記第1の波長よりも長波長である第2の波長の光を発光する第2の発光部を有する複数の照射手段は、前記照射手段それぞれにおける前記第1の発光部どうし、及び前記第2の発光部どうしがいずれも点対称又は線対称の一方となるように配置される。   According to the first aspect of the present invention, the first image is generated based on the reflected light from the subject incident when the light having the first wavelength is emitted, and the second image is generated. A second image is generated based on the reflected light from the subject incident when light having a wavelength is emitted, and the skin region is detected based on the generated first and second images. Is done. The plurality of irradiation means having a first light emitting unit that emits light of a first wavelength and a second light emitting unit that emits light of a second wavelength that is longer than the first wavelength. The first light-emitting portions and the second light-emitting portions in each of the irradiating means are arranged so as to be either point-symmetric or line-symmetric.

本発明の第2の側面の電子装置は、画像上から人間の肌を表す肌領域を検出する画像処理装置を内蔵する電子装置であって、前記画像処理装置は、第1の波長の光を発光する第1の発光部、及び前記第1の波長よりも長波長である第2の波長の光を発光する第2の発光部を有する複数の照射手段と、前記第1の波長の光が発光しているときに入射される被写体からの反射光に基づいて第1の画像を生成するとともに、前記第2の波長の光が発光しているときに入射される前記被写体からの反射光に基づいて第2の画像を生成する撮像生成手段と、生成された前記第1及び第2の画像に基づいて、前記肌領域を検出する検出手段とを含み、前記複数の照射手段は、前記照射手段それぞれにおける前記第1の発光部どうし、及び前記第2の発光部どうしがいずれも点対称又は線対称の一方となるように配置される電子装置である。   An electronic device according to a second aspect of the present invention is an electronic device including an image processing device that detects a skin area representing human skin from an image, and the image processing device emits light of a first wavelength. A plurality of irradiating means having a first light emitting unit that emits light, a second light emitting unit that emits light of a second wavelength that is longer than the first wavelength, and light of the first wavelength The first image is generated based on the reflected light from the subject incident when the light is emitted, and the reflected light from the subject incident when the light of the second wavelength is emitted. An imaging generation unit configured to generate a second image based on the detection unit, and a detection unit configured to detect the skin region based on the generated first and second images. The first light emitting units and the second light emitting units in each of the means Cattle are electronic devices that are arranged so as either a one point symmetry or line symmetry.

本発明の第2の側面によれば、電子装置に内蔵される画像処理装置により、前記第1の波長の光が発光しているときに入射される被写体からの反射光に基づいて第1の画像が生成されるとともに、前記第2の波長の光が発光しているときに入射される前記被写体からの反射光に基づいて第2の画像が生成され、生成された前記第1及び第2の画像に基づいて、前記肌領域が検出される。なお、第1の波長の光を発光する第1の発光部、及び前記第1の波長よりも長波長である第2の波長の光を発光する第2の発光部を有する複数の照射手段は、前記照射手段それぞれにおける前記第1の発光部どうし、及び前記第2の発光部どうしがいずれも点対称又は線対称の一方となるように配置される。   According to the second aspect of the present invention, the image processing device built in the electronic device uses the first reflected light from the subject incident when the light having the first wavelength is emitted. An image is generated, and a second image is generated based on the reflected light from the subject that is incident when the light of the second wavelength is emitted, and the generated first and second images are generated. The skin area is detected on the basis of the image. The plurality of irradiation means having a first light emitting unit that emits light of a first wavelength and a second light emitting unit that emits light of a second wavelength that is longer than the first wavelength. The first light-emitting portions and the second light-emitting portions in each of the irradiating means are arranged so as to be either point-symmetric or line-symmetric.

本発明によれば、肌領域の検出に用いる構成を小型化しつつ、肌領域を精度良く検出することが可能となる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it becomes possible to detect a skin area | region accurately, reducing the structure used for the detection of a skin area | region.

本発明を適用した検出装置の構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of the detection apparatus to which this invention is applied. 光源部の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of a light source part. 人間の肌に対する反射特性の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the reflective characteristic with respect to human skin. アナモルフィックレンズの外観例を示す図である。It is a figure which shows the example of an external appearance of an anamorphic lens. 照度差による肌領域の検出精度の低下を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the fall of the detection precision of the skin area | region by illuminance difference. 拡大撮像範囲の照度分布の一例を示す第1の図である。It is a 1st figure which shows an example of the illumination intensity distribution of an expansion imaging range. 撮像範囲の照度分布の一例を示す第1の図である。It is a 1st figure which shows an example of the illumination intensity distribution of an imaging range. 撮像範囲における対角線上の照度分布の一例を示す第1の図である。It is a 1st figure which shows an example of the illumination intensity distribution on the diagonal in an imaging range. 光源部が2個である場合において点対称となるように配置することを示す図である。It is a figure which shows arrange | positioning so that it may become point-symmetric when there are two light source parts. 光源部が2個である場合に、実験により試した配置の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the arrangement | positioning tried by experiment, when there are two light source parts. 2個の光源部を撮像部に対して線対称に配置した場合の一例を示す図である。It is a figure which shows an example at the time of arrange | positioning two light source parts symmetrically with respect to an imaging part. 拡大撮像範囲の照度分布の一例を示す第2の図である。It is a 2nd figure which shows an example of the illumination intensity distribution of an expansion imaging range. 撮像範囲の照度分布の一例を示す第2の図である。It is a 2nd figure which shows an example of the illumination intensity distribution of an imaging range. 撮像範囲における対角線上の照度分布の一例を示す第2の図である。It is a 2nd figure which shows an example of the illumination intensity distribution on the diagonal in an imaging range. 2個の光源部を撮像部に対して点対称に配置した場合の一例を示す図である。It is a figure which shows an example at the time of arrange | positioning two light source parts symmetrically with respect to an imaging part. 拡大撮像範囲の照度分布の一例を示す第3の図である。It is a 3rd figure which shows an example of the illumination intensity distribution of an expansion imaging range. 撮像範囲の照度分布の一例を示す第3の図である。It is a 3rd figure which shows an example of the illumination intensity distribution of an imaging range. 撮像範囲における対角線上の照度分布の一例を示す第3の図である。It is a 3rd figure which shows an example of the illumination intensity distribution on the diagonal in an imaging range. 光源部が4個である場合において点対称又は線対称のいずれかとなるように配置することを示す図である。It is a figure which shows arrange | positioning so that it may become either point symmetry or line symmetry in the case where there are four light source parts. 光源部が4個である場合に、実験により試した配置の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the arrangement | positioning tried by experiment, when there are four light source parts. 4個の光源部を撮像部に対して線対称に配置した場合の一例を示す図である。It is a figure which shows an example at the time of arrange | positioning four light source parts symmetrically with respect to an imaging part. 拡大撮像範囲の照度分布の一例を示す第4の図である。It is a 4th figure which shows an example of the illumination intensity distribution of an expansion imaging range. 撮像範囲の照度分布の一例を示す第4の図である。It is a 4th figure which shows an example of the illumination intensity distribution of an imaging range. 撮像範囲における対角線上の照度分布の一例を示す第4の図である。It is a 4th figure which shows an example of the illumination intensity distribution on the diagonal in an imaging range. 4個の光源部を撮像部に対して点対称に配置した場合の一例を示す図である。It is a figure which shows an example at the time of arrange | positioning four light source parts point-symmetrically with respect to the imaging part. 拡大撮像範囲の照度分布の一例を示す第5の図である。It is a 5th figure which shows an example of the illumination intensity distribution of an expansion imaging range. 撮像範囲の照度分布の一例を示す第5の図である。It is a 5th figure which shows an example of the illumination intensity distribution of an imaging range. 撮像範囲における対角線上の照度分布の一例を示す第5の図であるIt is a 5th figure which shows an example of the illumination intensity distribution on the diagonal in an imaging range. 点対称について説明するための図である。It is a figure for demonstrating point symmetry.

以下、発明を実施するための形態(以下、実施の形態という)について説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
1.第1の実施の形態(2個の光源部を点対称に配置する場合の一例)
2.第2の実施の形態(4個の光源部を点対称又は線対称のいずれかに配置する場合の一例)
3.変形例
Hereinafter, modes for carrying out the invention (hereinafter referred to as embodiments) will be described. The description will be given in the following order.
1. 1st Embodiment (an example in the case of arrange | positioning two light source parts symmetrically)
2. Second embodiment (an example in which four light source units are arranged in either point symmetry or line symmetry)
3. Modified example

<1.第1の実施の形態>
[検出装置の構成例]
図1は、第1の実施の形態である検出装置の構成例を示している。この検出装置1は、撮像した画像から検出対象物21となる人の肌領域(例えば、顔、手など)を検出するものである。また、2個の光源部13−1及び13−2の配置を工夫することにより、光源部13−1及び13−2からの照射光による照度むらを抑制するものである。
<1. First Embodiment>
[Configuration example of detection device]
FIG. 1 shows a configuration example of a detection apparatus according to the first embodiment. The detection apparatus 1 detects a human skin region (for example, a face, a hand, etc.) that is a detection target 21 from a captured image. Further, by devising the arrangement of the two light source units 13-1 and 13-2, uneven illuminance due to the irradiation light from the light source units 13-1 and 13-2 is suppressed.

検出装置1は、制御部11、LED制御部12、光源部13−1及び13−2、光学フィルタ14、撮像部15、撮像制御部16、並びに画像処理部17から構成される。   The detection device 1 includes a control unit 11, an LED control unit 12, light source units 13-1 and 13-2, an optical filter 14, an imaging unit 15, an imaging control unit 16, and an image processing unit 17.

制御部11は、検出装置1の各部の動作を統括して制御する。LED制御部12は、制御部11からの制御に従い、光源部13−1及び13−2の点灯タイミング、消灯タイミング、出力レベルを制御する。   The control unit 11 controls the overall operation of each unit of the detection device 1. The LED control unit 12 controls the lighting timing, extinguishing timing, and output level of the light source units 13-1 and 13-2 in accordance with control from the control unit 11.

光源部13−1は、LED制御部12の制御に従い、発光スペクトルのピーク波長がλ1である光(以下、波長λ1の光という)を発光(照射)する。また、光源部13−1は、LED制御部12の制御に従い、発光スペクトルのピーク波長がλ2である光(以下、波長λ2の光という)を発光する。   The light source unit 13-1 emits (irradiates) light having a peak wavelength of the emission spectrum of λ1 (hereinafter referred to as light of wavelength λ1) under the control of the LED control unit 12. In addition, the light source unit 13-1 emits light whose emission spectrum has a peak wavelength of λ2 (hereinafter referred to as light of wavelength λ2) under the control of the LED control unit 12.

光源部13−2は、光源部13−1と同様に構成されており、LED制御部12の制御に従い、波長λ1の光、又は波長λ2の光を、光源部13−1と同一のタイミングで発光する。   The light source unit 13-2 is configured in the same manner as the light source unit 13-1, and in accordance with the control of the LED control unit 12, the light of wavelength λ1 or the light of wavelength λ2 is transmitted at the same timing as the light source unit 13-1. Emits light.

なお、詳細は図3を参照して後述するが、波長λ1の値は640nmから1000nm、波長λ1よりも長波長側の波長λ2の値は900nmから1100nmとされる。   Although details will be described later with reference to FIG. 3, the value of the wavelength λ1 is 640 nm to 1000 nm, and the value of the wavelength λ2 longer than the wavelength λ1 is 900 nm to 1100 nm.

また、以下の説明において、光源部13−1及び13−2を区別する必要がない場合、単に、光源部13という。さらに、光源部13の詳細な構成については、図2及び図4を参照して後述する。   In the following description, when it is not necessary to distinguish between the light source units 13-1 and 13-2, they are simply referred to as the light source unit 13. Further, the detailed configuration of the light source unit 13 will be described later with reference to FIGS. 2 and 4.

光学フィルタ14は、撮像部15に入射する光を制限するよう撮像部15の前面に設けられており、その分光特性として第1の波長から第2の波長までの光を透過し、それ以外の光を吸収(遮断)するようになされている。   The optical filter 14 is provided on the front surface of the imaging unit 15 so as to limit light incident on the imaging unit 15, and transmits light from the first wavelength to the second wavelength as its spectral characteristics. It is designed to absorb (block) light.

なお、第1の波長及び第2の波長は、光学フィルタ14が、波長λ1の光及びλ2の光を透過できるように、波長λ1及びλ2の値に応じて決定される。   The first wavelength and the second wavelength are determined according to the values of the wavelengths λ1 and λ2 so that the optical filter 14 can transmit the light with the wavelength λ1 and the light with the wavelength λ2.

撮像部15は、集光レンズと、CCD、CMOSなどの撮像素子とを内蔵しており、撮像制御部16からの制御に従い、光学フィルタ14を透過してきた光(被写体からの反射光)を受光して画像を生成する。なお、光源部13−1が波長λ1の光を発光しているときに生成される画像を第1の画像とし、光源部13−2が波長λ2の光を発光しているときに生成される画像を第2の画像とする。   The imaging unit 15 includes a condensing lens and an imaging device such as a CCD or CMOS, and receives light (reflected light from a subject) that has passed through the optical filter 14 in accordance with control from the imaging control unit 16. To generate an image. Note that an image generated when the light source unit 13-1 emits light of wavelength λ1 is the first image, and is generated when the light source unit 13-2 emits light of wavelength λ2. Let the image be a second image.

撮像制御部16は、制御部11からの制御に従い、撮像部15の撮像タイミング、輝度増幅のゲインなどを制御する。また、撮像制御部16は、撮像部15により生成された第1及び第2の画像を画像処理部17に出力する。   The imaging control unit 16 controls the imaging timing of the imaging unit 15, the gain of luminance amplification, and the like according to the control from the control unit 11. Further, the imaging control unit 16 outputs the first and second images generated by the imaging unit 15 to the image processing unit 17.

画像処理部17は、第1の画像及び第2の画像に基づいて、被写体の肌領域を検出する。   The image processing unit 17 detects the skin area of the subject based on the first image and the second image.

[光源部13の構成]
次に、図2乃至図4を参照して、光源部13の構成例について説明する。
[Configuration of Light Source 13]
Next, a configuration example of the light source unit 13 will be described with reference to FIGS. 2 to 4.

図2は、光源部13の構成例を示している。   FIG. 2 shows a configuration example of the light source unit 13.

光源部13は、波長λ1の光を照射するLED41、波長λ2の光を照射するLED42、並びにLED41及び42を覆うアナモルフィックレンズ43により構成されている。   The light source unit 13 includes an LED 41 that emits light having a wavelength λ1, an LED 42 that emits light having a wavelength λ2, and an anamorphic lens 43 that covers the LEDs 41 and 42.

LED41及び42は、アナモルフィックレンズ43の高さが最も高くなるレンズの位置を通る中心軸(図中、1点鎖線で示す)を中心として、隣接した状態で配置されている。なお、アナモルフィックレンズ43の詳細については、図4を参照して後述する。   The LEDs 41 and 42 are arranged adjacent to each other around a central axis (indicated by a one-dot chain line in the figure) passing through the lens position where the height of the anamorphic lens 43 is highest. The details of the anamorphic lens 43 will be described later with reference to FIG.

光源部13は、LED制御部12からの制御に従い、LED41とLED42とを交互に発光させる。すなわち、光源部13は、図2Aに示されるように、LED41のみを発光させる処理と、図2Bに示されるように、LED42のみを発光させる処理とを交互に行う。   The light source unit 13 causes the LED 41 and the LED 42 to emit light alternately according to the control from the LED control unit 12. That is, the light source unit 13 alternately performs the process of causing only the LED 41 to emit light as shown in FIG. 2A and the process of causing only the LED 42 to emit light as shown in FIG. 2B.

次に、図3を参照して、LED41が照射する光の波長λ1、及びLED42が照射する光の波長λ2について説明する。図3は、検出対象物21となる人の肌領域に対して想定されている反射特性を示している。   Next, the wavelength λ1 of light emitted from the LED 41 and the wavelength λ2 of light emitted from the LED 42 will be described with reference to FIG. FIG. 3 shows reflection characteristics assumed for the human skin region that is the detection target 21.

図3に示されるように、人の肌領域は波長960nm付近に極小値が存在することが知られている。   As shown in FIG. 3, it is known that a human skin region has a minimum value near a wavelength of 960 nm.

波長λ1における反射率から、波長λ2における反射率を差し引いて得られる差分が、肌領域以外のものと比較して、比較的大きくなるように、波長λ1の値は640nmから1000nm、波長λ1よりも長波長側の波長λ2の値は900nmから1100nmとされる。   The value of the wavelength λ1 is 640 nm to 1000 nm, which is larger than the wavelength λ1, so that the difference obtained by subtracting the reflectance at the wavelength λ2 from the reflectance at the wavelength λ1 is relatively large compared to those outside the skin region. The value of the wavelength λ2 on the long wavelength side is set to 900 nm to 1100 nm.

なお、以下において、λ1=850nm,λ2=970nmであるものとする。この場合、図3に示されるように、波長λ1のときの反射率は約46%となり、波長λ2のときの反射率は約35%となる。したがって、肌領域において、波長λ2の反射率は、波長λ1の反射率と比較して、約1.3倍(=46/35)程異なるものとなる。   In the following, it is assumed that λ1 = 850 nm and λ2 = 970 nm. In this case, as shown in FIG. 3, the reflectance at the wavelength λ1 is about 46%, and the reflectance at the wavelength λ2 is about 35%. Therefore, in the skin region, the reflectance at the wavelength λ2 differs from the reflectance at the wavelength λ1 by about 1.3 times (= 46/35).

これに対して、肌領域以外の部分については、波長λ1及びλ2のいずれにおいても、反射率は殆ど変わらないものとなっている。   On the other hand, the reflectance of the portion other than the skin region is almost the same at both wavelengths λ1 and λ2.

したがって、検出装置1では、撮像により得られた画像上の全領域のうち、波長λ1及びλ2における反射率が大きく異なる領域を、肌領域として検出するようにしている。   Therefore, the detection apparatus 1 detects, as a skin region, a region where the reflectances at the wavelengths λ1 and λ2 are greatly different from all the regions on the image obtained by imaging.

なお、第1及び第2の実施の形態では、光源部13は、撮像部15から0.6mmだけ離れた位置に配置されているものとする。また、光源部13のLED41及びLED42において、FWHM(full width at half maximum,半値全幅)は60度であり、発光面チップサイズは0.4×0.4(横×縦)mmであり、発光面チップサイズ(=0.4×0.4mm)における出射光量は1Wであるものとする。さらに、例えば、LED41及びLED42の発光面は、それぞれ、アナモルフィックレンズ43の中心軸から0.2mmだけ離れた位置に存在するものとする。なお、光源部13は、上述の構成に限定されない。   In the first and second embodiments, the light source unit 13 is arranged at a position separated from the imaging unit 15 by 0.6 mm. Further, in the LED 41 and the LED 42 of the light source unit 13, the FWHM (full width at half maximum) is 60 degrees, the light emitting surface chip size is 0.4 × 0.4 (horizontal × vertical) mm, and the light emitting surface chip size ( = 0.4 × 0.4 mm), the amount of emitted light is 1 W. Further, for example, it is assumed that the light emitting surfaces of the LED 41 and the LED 42 are present at positions away from the central axis of the anamorphic lens 43 by 0.2 mm. The light source unit 13 is not limited to the above-described configuration.

次に、図4は、アナモルフィックレンズ43の外観例を示している。   Next, FIG. 4 shows an example of the appearance of the anamorphic lens 43.

アナモルフィックレンズ43は、LED41及びLED42からの照射光を屈折させる(LED41及びLED42の指向特性を変化させる)ことにより、効率的に、照射光を撮像部15の撮像範囲内に照射させる。この場合、光源部13がアナモルフィックレンズ43を有さない場合と比較して、撮像部15の撮像範囲内に照射される照射光の光量が倍以上に増加することとなるので、撮像範囲内に照射される照射光の照射効率を高めることが可能となる。   The anamorphic lens 43 efficiently irradiates the irradiation light within the imaging range of the imaging unit 15 by refracting the irradiation light from the LED 41 and the LED 42 (changing the directivity characteristics of the LED 41 and the LED 42). In this case, as compared with the case where the light source unit 13 does not have the anamorphic lens 43, the amount of irradiation light irradiated in the imaging range of the imaging unit 15 increases more than twice. It becomes possible to increase the irradiation efficiency of the irradiation light irradiated inside.

なお、第1及び第2の実施の形態では、アナモルフィックレンズ43は、PMMA(ポリメタクリル酸メチル樹脂)からなり、軸上厚(中心軸が通るレンズ部分の厚さ)は1.16mmであるものとする。また、アナモルフィックレンズ43において、S1面(LED41及びLED42が存在する内側の面)は、平坦な形状とされており、S2面(外側の面)はアナモルフィック非球面とされているものとする。なお、アナモルフィックレンズ43は、上述の構成に限定されない。   In the first and second embodiments, the anamorphic lens 43 is made of PMMA (polymethyl methacrylate resin), and the axial thickness (the thickness of the lens portion through which the central axis passes) is 1.16 mm. Shall. In the anamorphic lens 43, the S1 surface (the inner surface where the LED 41 and the LED 42 are present) has a flat shape, and the S2 surface (the outer surface) is an anamorphic aspheric surface. And The anamorphic lens 43 is not limited to the above-described configuration.

アナモルフィックレンズ43のS2面におけるサグ量Zは、例えば次式(1)により表される。ここで、サグ量Zとは、アナモルフィックレンズ43の中心位置(中心軸が通り、高さが最高であるレンズ面の位置)から任意のアナモルフィックレンズ面までの深さを表す。   The sag amount Z on the S2 surface of the anamorphic lens 43 is expressed by the following equation (1), for example. Here, the sag amount Z represents the depth from the center position of the anamorphic lens 43 (the position of the lens surface through which the central axis passes and has the highest height) to an arbitrary anamorphic lens surface.

Figure 2012058094
・・・(1)
Figure 2012058094
... (1)

ここで、式(1)の左辺におけるサグ量Zは、アナモルフィックレンズ43上の位置(x,y)におけるサグ量を表している。なお、位置(x,y)は、アナモルフィックレンズ43の中心位置を原点(0,0)として、原点において互いに直交するX軸及びY軸により定義される。   Here, the sag amount Z on the left side of the expression (1) represents the sag amount at the position (x, y) on the anamorphic lens 43. The position (x, y) is defined by an X axis and a Y axis that are orthogonal to each other at the origin, where the center position of the anamorphic lens 43 is the origin (0, 0).

式(1)の右辺において、変数Nは例えば6であり、定数cx,cy224466は、それぞれ、cx<0,cy<0,0≦α2,0≦β24≦0,β4≦0,α6≦0,β6≦0という条件を満たす。また、α2は2次のべき条項x2の非球面係数、α4は4次のべき条項x4の非球面係数、α6は6次のべき条項x6の非球面係数を表す。さらに、β2は2次のべき乗項y2の非球面係数、β4は4次のべき乗項y4の非球面係数、β6は6次のべき乗項y6の非球面係数を表す。 On the right side of the equation (1), the variable N is 6, for example, and the constants c x , c y , α 2 , β 2 , α 4 , β 4 , α 6 , β 6 are respectively c x <0, c The following conditions are satisfied: y <0, 0 ≦ α 2 , 0 ≦ β 2 , α 4 ≦ 0, β 4 ≦ 0, α 6 ≦ 0, β 6 ≦ 0. Α 2 represents the aspheric coefficient of the quadratic power clause x 2 , α 4 represents the aspheric coefficient of the fourth power clause x 4 , and α 6 represents the aspheric coefficient of the sixth power clause x 6 . Furthermore, β 2 represents the aspheric coefficient of the second power term y 2 , β 4 represents the aspheric coefficient of the fourth power term y 4 , and β 6 represents the aspheric coefficient of the sixth power term y 6 .

また、アナモルフィックレンズ43の光束出射面におけるX軸方向の曲率半径をRxとするとcx=1/Rxとなり、アナモルフィックレンズ43の光束出射面におけるY軸方向の曲率半径をRyとするとcy=1/Ryとなる。 Further, if the curvature radius in the X-axis direction on the light flux exit surface of the anamorphic lens 43 is R x , c x = 1 / R x , and the curvature radius in the Y-axis direction on the light flux exit surface of the anamorphic lens 43 is R If y , then c y = 1 / R y .

さらに、式(1)の右辺において、kxはX方向のコーニック定数を表し、kyはY方向のコーニック定数を表している。なお、第1及び第2の実施の形態では、例えば、Rx=-1.2,Ry=-1.6,α2=0.15,α4=-0.15625,α6=0,β2=0,β4=-0.3125,β6=0であるものとする。 Further, in the right side of the equation (1), k x represents a conic constant in the X direction, k y represents a conic constant in the Y direction. In the first and second embodiments, for example, R x = −1.2, R y = −1.6, α 2 = 0.15, α 4 = −0.15625, α 6 = 0, β 2 = 0, β 4 Assume that = -0.3125, β 6 = 0.

[検出装置の動作]
初めに、光源部13−1及び13−2のLED41により波長λ1の光を被写体に照射する。この照射光は外光とともに被写体により反射され、光学フィルタ14を介して撮像部15に入射される。撮像部15は、入射された光を光電変換することにより第1の画像を生成し、撮像制御部16に供給する。
[Detection device operation]
First, the object is irradiated with light having the wavelength λ1 by the LEDs 41 of the light source units 13-1 and 13-2. This irradiation light is reflected by the subject together with the external light, and enters the imaging unit 15 via the optical filter 14. The imaging unit 15 generates a first image by photoelectrically converting incident light and supplies the first image to the imaging control unit 16.

次に、光源部13−1及び13−2のLED42により波長λ2の光を被写体に照射する。この照射光は外光とともに被写体により反射され、光学フィルタ14を介して撮像部15に入射される。撮像部15は、入射された光を光電変換することにより第2の画像を生成し、撮像制御部16に供給する。   Next, the subject is irradiated with light of wavelength λ2 by the LEDs 42 of the light source units 13-1 and 13-2. This irradiation light is reflected by the subject together with the external light, and enters the imaging unit 15 via the optical filter 14. The imaging unit 15 generates a second image by photoelectrically converting the incident light and supplies the second image to the imaging control unit 16.

撮像制御部16は、撮像部15からの第1及び第2の画像を、画像処理部17に供給する。   The imaging control unit 16 supplies the first and second images from the imaging unit 15 to the image processing unit 17.

画像処理部17は、撮像制御部16からの第1の画像と第2の画像との対応する画素の輝度値Y1,Y2の差分である差分S=Y1−Y2を算出し、差分Sを所定の閾値と比較することにより2値化し、2値の一方の領域(所定の閾値以上となる差分に対応する領域)を肌領域として検出する。   The image processing unit 17 calculates a difference S = Y1−Y2 that is a difference between the luminance values Y1 and Y2 of corresponding pixels between the first image and the second image from the imaging control unit 16, and sets the difference S to a predetermined value. It binarizes by comparing with the threshold value, and one area of the binary value (area corresponding to the difference equal to or greater than the predetermined threshold value) is detected as a skin area.

[照度分布のばらつき]
画像処理部17が、差分Sに基づいて、肌領域を精度良く検出できるようにするためには、差分Sが、被写体における反射率の差に対応するものとなるようにする必要がある。
[Illuminance distribution variation]
In order for the image processing unit 17 to accurately detect the skin region based on the difference S, the difference S needs to correspond to the reflectance difference in the subject.

ここで、差分Sが、被写体における反射率の差に対応するものとなる(例えば、波長λ1及びλ2それぞれに対する反射率が同一の物体に光を照射したときに得られる輝度値Y1及びY2が同一の値になる)ようにするには、次式(2)に示される照度差ΔEが一定値aであるという一定の関係を満たす必要がある。   Here, the difference S corresponds to the difference in the reflectance of the subject (for example, the luminance values Y1 and Y2 obtained when the objects having the same reflectance with respect to the wavelengths λ1 and λ2 are irradiated with light are the same. In order to achieve this, it is necessary to satisfy a certain relationship that the illuminance difference ΔE shown in the following equation (2) is a certain value a.

Figure 2012058094
・・・(2)
Figure 2012058094
... (2)

なお、式(2)において、ABS(P1-P2)は、被写体に対する波長λ1の光の照度P1と、被写体に対する波長λ2の光の照度P2との差分絶対値を表し、ABS(P1)は、照度P1の絶対値を表す。   In the equation (2), ABS (P1-P2) represents the absolute difference between the illuminance P1 of the light with the wavelength λ1 for the subject and the illuminance P2 of the light with the wavelength λ2 for the subject, and ABS (P1) is Represents the absolute value of illuminance P1.

検出装置1では、照度差ΔEが一定値aとなるように、光源部13を配置する必要がある。ところで、照度差ΔEが一定値aから大きく異なる値となった場合には、肌領域の検出精度が著しく低下することが、予め行なわれた実験によりわかっている。   In the detection device 1, it is necessary to arrange the light source unit 13 so that the illuminance difference ΔE becomes a constant value a. By the way, it is known from experiments conducted in advance that when the illuminance difference ΔE is a value that is greatly different from the constant value a, the detection accuracy of the skin area is significantly reduced.

次に、図5は、照度差ΔEが一定値aから大きく異なる値となった場合に、肌領域の検出精度が低下することを示している。   Next, FIG. 5 shows that the detection accuracy of the skin area decreases when the illuminance difference ΔE changes from a constant value a to a significantly different value.

なお、図5において、横軸は、撮像部15の撮像範囲における対角線上の位置を表し、縦軸は、横軸が示す位置における照度差ΔEを表している。   In FIG. 5, the horizontal axis represents the diagonal position in the imaging range of the imaging unit 15, and the vertical axis represents the illuminance difference ΔE at the position indicated by the horizontal axis.

図5に示されるように、本発明者が行なった実験に基づく経験則によれば、照度差ΔEがa-Δaからa+Δaの範囲内に収まらなくなった場合には、急激に検出精度が低下することがわかっている。   As shown in FIG. 5, according to an empirical rule based on an experiment conducted by the present inventor, when the illuminance difference ΔE does not fall within the range of a−Δa to a + Δa, the detection accuracy rapidly increases. It is known that it will decline.

なお、ΔE,a-Δa及びa+Δaの単位は、いずれもパーセンテージ(%)である。また、aは、光源部13のLED41及び42の光学特性や、撮像部15の受光特性に応じて決定される。   The units of ΔE, a−Δa, and a + Δa are all percentages (%). Further, a is determined according to the optical characteristics of the LEDs 41 and 42 of the light source unit 13 and the light receiving characteristics of the imaging unit 15.

さらに、Δaは、光源部13のLED41及びLED42として、比較的、発光スペクトル幅の広いLEDを想定するとともに、図3に示されるような、肌に対する反射率の分光反射率スペクトルが人によって異なることを想定して求められる。具体的には、例えば、Δaは約10%程度とされる。   Furthermore, Δa is assumed to be an LED having a relatively wide emission spectrum width as the LED 41 and LED 42 of the light source unit 13, and the spectral reflectance spectrum of the reflectance to the skin as shown in FIG. It is calculated assuming Specifically, for example, Δa is about 10%.

図5に示されるように、肌領域を精度良く検出するためには、照度差ΔEがa-Δaからa+Δaの範囲内に収まるようにしなければならない。すなわち、|ΔE-a|≦Δaを満たす必要がある。   As shown in FIG. 5, in order to detect the skin area with high accuracy, the illuminance difference ΔE must be within the range of a−Δa to a + Δa. That is, it is necessary to satisfy | ΔE−a | ≦ Δa.

ところで、第1の実施の形態によれば、図2に示されたように、LED41及び42を1つの光源部13として構成するようにしたので、LED41及び42をそれぞれ別々に構成する場合と比較して、検出装置1を小型化することが可能となる。よって、比較的、小型の電子装置(例えば、携帯電話機、PDA(personal digital assistant)、及び小型ゲーム機等)に、検出装置1を内蔵することが可能となる。   By the way, according to the first embodiment, as shown in FIG. 2, the LEDs 41 and 42 are configured as one light source unit 13, so that compared with the case where the LEDs 41 and 42 are configured separately, respectively. Thus, the detection device 1 can be reduced in size. Therefore, the detection device 1 can be built in a relatively small electronic device (for example, a mobile phone, a PDA (personal digital assistant), a small game machine, or the like).

また、第1の実施の形態によれば、図4に示されたように、撮像範囲内に照射される照射光の照射光率を向上させて、肌検出可能な検出距離(肌検出可能な被写体までの距離)を延ばすことができるように、LED41及び42に、アナモルフィックレンズ43を設けて光源部13を構成するようにしている。   In addition, according to the first embodiment, as shown in FIG. 4, the irradiation light rate of irradiation light irradiated in the imaging range is improved, and a detection distance (skin detection is possible) The LED 41 and 42 are provided with an anamorphic lens 43 so that the light source unit 13 is configured so that the distance to the subject can be extended.

しかしながら、この場合、撮像範囲内の照度分布が偏ってしまい(|ΔE-a|≦Δaを満たさなくなってしまい)、肌検出を行なうことができなくなってしまう。   However, in this case, the illuminance distribution in the imaging range is biased (| ΔE−a | ≦ Δa is not satisfied), and skin detection cannot be performed.

そこで、第1の実施の形態では、|ΔE-a|≦Δaを満たすように、光源部13の個数や配置を工夫して、肌検出を精度良く行なえるようにしている。   Therefore, in the first embodiment, the number and arrangement of the light source units 13 are devised so as to satisfy | ΔE−a | ≦ Δa so that skin detection can be performed with high accuracy.

以下、|ΔE-a|≦Δaを満たすような、光源部13の個数や配置について説明する。   Hereinafter, the number and arrangement of the light source units 13 that satisfy | ΔE−a | ≦ Δa will be described.

以下では、説明を簡単にするために、例えば、a=0,Δa=10として|ΔE|≦10を満たす場合に、肌領域を精度良く検出できるものとして、光源部13の個数や配置について考えるものとする。   In the following, for the sake of simplicity, for example, when a = 0 and Δa = 10 and | ΔE | ≦ 10 is satisfied, the number and arrangement of the light source units 13 are considered as being capable of accurately detecting a skin region. Shall.

[光源部13が1個である場合]
次に、図6乃至図8を参照して、光源部13が1個である場合について考える。
[When there is one light source unit 13]
Next, a case where there is one light source unit 13 will be considered with reference to FIGS.

光源部13が1個のみにより構成されている場合、アナモルフィックレンズ43の中心軸からLED41及び42をオフセットして配置したことに起因して、LED41から波長λ1の光を照射した場合と、LED42から波長λ2の光を照射した場合とで、撮像部15の撮像範囲内に大きな照度むらが生じ得る。   When the light source unit 13 is composed of only one, the LED 41 and 42 are offset from the central axis of the anamorphic lens 43, and the LED 41 emits light of wavelength λ1, When the light of wavelength λ2 is irradiated from the LED 42, large illuminance unevenness may occur in the imaging range of the imaging unit 15.

次に、図6乃至図8を参照して、1個の光源部13により、波長λ1の光を照射した場合の照度分布、及び波長λ2の光を照射した場合の照度分布について説明する。   Next, with reference to FIGS. 6 to 8, the illuminance distribution when the light source 13 emits light of wavelength λ1 and the illuminance distribution when light of wavelength λ2 is irradiated will be described.

図6は、撮像部15の画角θを1.5倍にした場合に得られる拡大撮像範囲の照度分布を示している。   FIG. 6 shows the illuminance distribution in the enlarged imaging range obtained when the angle of view θ of the imaging unit 15 is increased by 1.5 times.

なお、撮像部15の画角θは、対角方向の画角、すなわち、撮像部15から、図6において点線で示される対角線の両端にそれぞれ延ばした2本の線分が成す角度を表している。いまの場合、画角θは65度とされている。また、図6に示される照度分布は、撮像部15から10cmだけ離れた位置における照度の分布を表している。   Note that the angle of view θ of the imaging unit 15 represents the angle of view in the diagonal direction, that is, the angle formed by two line segments respectively extending from the imaging unit 15 to both ends of the diagonal line indicated by the dotted line in FIG. Yes. In this case, the angle of view θ is 65 degrees. Further, the illuminance distribution shown in FIG. 6 represents the illuminance distribution at a position 10 cm away from the imaging unit 15.

図6Aは、1個の光源部13におけるLED41が、波長λ1の光を照射している場合に得られた照度分布の一例を示している。また、図6Bは、1個の光源部13におけるLED42が、波長λ2の光を照射している場合に得られた照度分布の一例を示している。   FIG. 6A shows an example of the illuminance distribution obtained when the LED 41 in one light source unit 13 irradiates light of wavelength λ1. FIG. 6B shows an example of the illuminance distribution obtained when the LED 42 in one light source unit 13 irradiates light of wavelength λ2.

図6A及び図6Bに示される照度分布では、照度が高い程に濃い色(黒色)で示されている。このことは、後述する図7についても同様である。   In the illuminance distribution shown in FIGS. 6A and 6B, the higher the illuminance, the darker the color (black). The same applies to FIG. 7 described later.

また、図6A及び図6Bに示される矩形(黒色の太線で示す)は、撮像部15の撮像範囲を示している。   Moreover, the rectangle (shown by a black thick line) shown in FIGS. 6A and 6B indicates the imaging range of the imaging unit 15.

図7は、撮像部15の画角θにおける撮像範囲の照度分布を示している。   FIG. 7 shows the illuminance distribution of the imaging range at the angle of view θ of the imaging unit 15.

図7Aは、波長λ1の光が照射されている場合の、撮像部15の撮像範囲における照度分布を示しており、図7Bは、波長λ2の光が照射されている場合の、撮像部15の撮像範囲における照度分布を示している。   FIG. 7A shows the illuminance distribution in the imaging range of the imaging unit 15 when the light of wavelength λ1 is irradiated, and FIG. 7B shows the illuminance distribution of the imaging unit 15 when the light of wavelength λ2 is irradiated. The illuminance distribution in the imaging range is shown.

図8は、図7に示される撮像範囲の対角線上(図7A及び図7Bにおいて点線で示す)の位置における照度分布を示している。   FIG. 8 shows an illuminance distribution at a position on the diagonal line of the imaging range shown in FIG. 7 (indicated by a dotted line in FIGS. 7A and 7B).

なお、図8A及び図8Bにおいて、横軸は、対角線上の位置を示しており、縦軸は照度を示している。また、縦軸が示す照度は、光源部13から照射される波長λ1及びλ2それぞれの出射総和光量を1[W]とした場合に得られる照度を示している。   8A and 8B, the horizontal axis indicates the position on the diagonal line, and the vertical axis indicates the illuminance. The illuminance indicated by the vertical axis indicates the illuminance obtained when the total amount of light emitted from the light source unit 13 at the wavelengths λ1 and λ2 is 1 [W].

光源部13が波長λ1の光を照射している場合(いまの場合、照射される波長λ1の光の出射総和光量は1[W]である)、図8Aに示されるように、撮像範囲内の最大照度は11.5[W/m2]となり、最小照度は4.3[W/m2]となる。また、光源部13が波長λ1の光を照射している場合、照射効率は約45%となる。 When the light source unit 13 emits light with a wavelength λ1 (in this case, the total emission amount of the emitted light with wavelength λ1 is 1 [W]), as shown in FIG. The maximum illuminance is 11.5 [W / m 2 ], and the minimum illuminance is 4.3 [W / m 2 ]. Further, when the light source unit 13 irradiates light having the wavelength λ1, the irradiation efficiency is about 45%.

なお、照射効率とは、光源部13から照射される照射光の光束(単位面積を単位時間内に通過する光のエネルギー)を100%とした場合に、撮像範囲内に到達する照射光の光束を表す。   The irradiation efficiency refers to the luminous flux of the irradiation light reaching the imaging range when the luminous flux of the irradiation light emitted from the light source unit 13 (the energy of the light passing through the unit area within the unit time) is 100%. Represents.

光源部13が波長λ2の光を照射している場合(いまの場合、照射される波長λ2の光の出射総和光量は1[W]である)、図8Bに示されるように、撮像範囲内の最大照度は11.7[W/m2]となり、最小照度は4.1[W/m2]となる。また、光源部13が波長λ2の光を照射している場合、照射効率は約45%となる。 When the light source unit 13 emits light having a wavelength λ2 (in this case, the total emission amount of emitted light having a wavelength λ2 is 1 [W]), as shown in FIG. The maximum illuminance is 11.7 [W / m 2 ] and the minimum illuminance is 4.1 [W / m 2 ]. When the light source unit 13 emits light having a wavelength λ2, the irradiation efficiency is about 45%.

さらに、図8において、|ΔE|は最大50%となり、|ΔE| ≦ 10を満たさないため、肌領域の検出精度が著しく低下するものとなる。   Further, in FIG. 8, | ΔE | is 50% at the maximum, and | ΔE | ≦ 10 is not satisfied, so that the detection accuracy of the skin region is remarkably lowered.

[光源部13が2個である場合]
次に、図9乃至図18を参照して、光源部13が2個である場合について考える。
[When there are two light source units 13]
Next, a case where there are two light source units 13 will be considered with reference to FIGS.

光源部13を2個により構成する場合、図9に示されるように、光源部13のLED41及び42を、それぞれ、撮像部15に対して点対称となるように配置した場合、最も照度むらを抑制することが、本発明者が予め行なった実験によりわかっている。   When the light source unit 13 is composed of two pieces, as shown in FIG. 9, when the LEDs 41 and 42 of the light source unit 13 are arranged so as to be point-symmetric with respect to the imaging unit 15, the most uneven illuminance is obtained. The suppression is known from experiments conducted in advance by the inventors.

すなわち、例えば、本発明者は、図10Aに示されるように、光源部13−1と光源部13−2について、LED41及び42を、撮像部15に対してそれぞれ非対称に配置した場合、図10Bに示されるように、LED41及び42をそれぞれ線対称に配置した場合、図10Cに示されるように、LED41及び42をそれぞれ線対称且つ点対称に配置した場合、図10Dに示されるように、LED41及び42をそれぞれ点対称に配置した場合等について、実験を行なった結果、図10Dに示されるように、点対称に配置した場合に、最も照度むらを抑制できるとの実験結果を得ている。   That is, for example, as shown in FIG. 10A, the inventor arranges the LEDs 41 and 42 asymmetrically with respect to the imaging unit 15 with respect to the light source unit 13-1 and the light source unit 13-2. As shown in FIG. 10C, when the LEDs 41 and 42 are arranged in line symmetry, as shown in FIG. 10C, when the LEDs 41 and 42 are arranged in line symmetry and point symmetry, respectively, as shown in FIG. As a result of conducting an experiment on the case where the and 42 are arranged point-symmetrically, etc., as shown in FIG. 10D, the experimental result has been obtained that the illuminance unevenness can be most suppressed when arranged point-symmetrically.

なお、図10において、黒色の矩形は、LED41を示しており、灰色の矩形はLED42を示している。このことは、後述する図面においても同様である。   In FIG. 10, black rectangles indicate the LEDs 41, and gray rectangles indicate the LEDs 42. The same applies to the drawings described later.

[2個の光源部13を線対称に配置した場合]
次に、図11乃至図14を参照して、線対称に配置した場合に得られた実験結果について説明する。
[When two light source sections 13 are arranged symmetrically]
Next, with reference to FIG. 11 to FIG. 14, experimental results obtained when arranged in line symmetry will be described.

図11は、光源部13−1及び13−2のLED41及び42を、撮像部15(のレンズ面の中心)に対して線対称に配置した場合の一例を示している。   FIG. 11 shows an example in which the LEDs 41 and 42 of the light source units 13-1 and 13-2 are arranged line-symmetrically with respect to the imaging unit 15 (center of the lens surface thereof).

図11Aは、光源部13−1及び13−2、並びに撮像部15の正面図を示している。また、図11Bは、光源部13−1及び13−2、並びに撮像部15の上面図を示している。   FIG. 11A shows a front view of the light source units 13-1 and 13-2 and the imaging unit 15. FIG. 11B shows a top view of the light source units 13-1 and 13-2 and the imaging unit 15.

光源部13−1及び13−2それぞれのLED41及び42を、撮像部15に対して線対称に配置した場合、LED41を発光させたときに得られる、波長λ1の光の照度分布は、図12A乃至図14Aに示されるような照度分布となる。   When the LEDs 41 and 42 of the light source units 13-1 and 13-2 are arranged symmetrically with respect to the imaging unit 15, the illuminance distribution of the light with the wavelength λ1 obtained when the LED 41 emits light is shown in FIG. Thru / or the illuminance distribution as shown in FIG. 14A.

また、光源部13−1及び13−2それぞれのLED41及び42を、撮像部15に対して線対称に配置した場合、LED42を発光させたときに得られる、波長λ2の光の照度分布は、図12B乃至図14Bに示されるような照度分布となる。   In addition, when the LEDs 41 and 42 of the light source units 13-1 and 13-2 are arranged symmetrically with respect to the imaging unit 15, the illuminance distribution of the light having the wavelength λ2 obtained when the LED 42 emits light is The illuminance distribution is as shown in FIGS. 12B to 14B.

なお、図14A及び図14Bにおいて、縦軸が示す照度は、光源部13−1及び13−2から照射される波長λ1及びλ2それぞれの出射総和光量を1[W]とした場合に得られる照度を示している。それ以外については、図12乃至図14は、それぞれ、上述の図6乃至図8と同様に構成されているため、それらの説明は適宜省略している。   14A and 14B, the illuminance indicated by the vertical axis is the illuminance obtained when the total amount of light emitted from the light sources 13-1 and 13-2 at the wavelengths λ1 and λ2 is 1 [W]. Is shown. Other than that, FIGS. 12 to 14 are configured in the same manner as the above-described FIGS.

光源部13−1及び13−2が波長λ1の光を照射している場合、図14Aに示されるように、撮像範囲内の最大照度は21.5[W/m2]となり、最小照度は13.2[W/m2]となる。また、光源部13−1及び13−2が波長λ1の光を照射している場合、照射効率は約46%となる。 When the light source units 13-1 and 13-2 irradiate light having a wavelength λ1, the maximum illuminance within the imaging range is 21.5 [W / m 2 ] and the minimum illuminance is 13.2 [ W / m 2 ]. Moreover, when the light source parts 13-1 and 13-2 are irradiating the light of wavelength λ1, the irradiation efficiency is about 46%.

光源部13−1及び13−2が波長λ2の光を照射している場合、図14Bに示されるように、撮像範囲内の最大照度は22.2[W/m2]となり、最小照度は8.8[W/m2]となる。また、光源部13−1及び13−2が波長λ2の光を照射している場合、照射効率は約43%となる。 When the light source units 13-1 and 13-2 irradiate light having a wavelength λ2, as illustrated in FIG. 14B, the maximum illuminance within the imaging range is 22.2 [W / m 2 ], and the minimum illuminance is 8.8 [ W / m 2 ]. Moreover, when the light source parts 13-1 and 13-2 are irradiating the light of wavelength λ2, the irradiation efficiency is about 43%.

さらに、図14において、|ΔE|は最大38%となり、|ΔE| ≦ 10を満たさないため、肌領域の検出精度が著しく低下するものとなる。   Furthermore, in FIG. 14, | ΔE | is 38% at the maximum, and | ΔE | ≦ 10 is not satisfied, so that the detection accuracy of the skin region is significantly lowered.

[2個の光源部13を点対称に配置した場合]
次に、図15乃至図18を参照して、点対称に配置した場合に得られた実験結果について説明する。
[When two light source parts 13 are arranged point-symmetrically]
Next, with reference to FIG. 15 thru | or FIG. 18, the experimental result obtained when arrange | positioning point-symmetrically is demonstrated.

図15は、光源部13−1及び13−2のLED41及び42を、撮像部15に対して点対称に配置した場合の一例を示している。   FIG. 15 shows an example in which the LEDs 41 and 42 of the light source units 13-1 and 13-2 are arranged point-symmetrically with respect to the imaging unit 15.

図15Aは、光源部13−1及び13−2、並びに撮像部15の正面図を示している。また、図15Bは、光源部13−1及び13−2、並びに撮像部15の上面図を示している。   FIG. 15A shows a front view of the light source units 13-1 and 13-2 and the imaging unit 15. FIG. 15B shows a top view of the light source units 13-1 and 13-2 and the imaging unit 15.

光源部13−1及び13−2それぞれのLED41及び42を、撮像部15に対して点対称に配置した場合、LED41を発光させたときに得られる、波長λ1の光の照度分布は、図16A乃至図18Aに示されるような照度分布となる。   When the LEDs 41 and 42 of the light source units 13-1 and 13-2 are arranged point-symmetrically with respect to the imaging unit 15, the illuminance distribution of the light of wavelength λ1 obtained when the LED 41 emits light is shown in FIG. Thru / or the illuminance distribution as shown in FIG. 18A.

また、光源部13−1及び13−2それぞれのLED41及び42を、撮像部15に対して点対称に配置した場合、LED42を発光させたときに得られる、波長λ2の光の照度分布は、図16B乃至図18Bに示されるような照度分布となる。   In addition, when the LEDs 41 and 42 of the light source units 13-1 and 13-2 are arranged point-symmetrically with respect to the imaging unit 15, the illuminance distribution of the light with the wavelength λ2 obtained when the LED 42 emits light is The illuminance distribution is as shown in FIGS. 16B to 18B.

なお、図18A及び図18Bにおいて、縦軸が示す照度は、光源部13−1及び13−2から照射される波長λ1及びλ2それぞれの出射総和光量を1[W]とした場合に得られる照度を示している。それ以外については、図16乃至図18は、それぞれ、上述の図6乃至図8と同様に構成されているため、それらの説明は適宜省略している。   18A and 18B, the illuminance indicated by the vertical axis is the illuminance obtained when the total amount of light emitted from the light sources 13-1 and 13-2 at the wavelengths λ1 and λ2 is 1 [W]. Is shown. Other than that, FIGS. 16 to 18 are configured in the same manner as FIGS. 6 to 8 described above, and thus the description thereof is omitted as appropriate.

光源部13−1及び13−2が波長λ1の光を照射している場合、図18Aに示されるように、撮像範囲内の最大照度は22.9[W/m2]となり、最小照度は10.4[W/m2]となる。また、光源部13−1及び13−2が波長λ1の光を照射している場合、照射効率は約45%となる。 When the light source units 13-1 and 13-2 irradiate light having a wavelength λ1, the maximum illuminance within the imaging range is 22.9 [W / m 2 ] and the minimum illuminance is 10.4 [ W / m 2 ]. Moreover, when the light source parts 13-1 and 13-2 are irradiating the light of wavelength λ1, the irradiation efficiency is about 45%.

光源部13−1及び13−2が波長λ2の光を照射している場合、図18Bに示されるように、撮像範囲内の最大照度は22.7[W/m2]となり、最小照度は10.6[W/m2]となる。また、光源部13−1及び13−2が波長λ2の光を照射している場合、照射効率は約44%となる。 When the light source units 13-1 and 13-2 irradiate light having a wavelength λ2, as shown in FIG. 18B, the maximum illuminance within the imaging range is 22.7 [W / m 2 ], and the minimum illuminance is 10.6 [ W / m 2 ]. Moreover, when the light source parts 13-1 and 13-2 are irradiating the light of wavelength λ2, the irradiation efficiency is about 44%.

さらに、図18において、|ΔE|は最大9%となり、|ΔE| ≦ 10を満たすため、肌領域を精度良く検出できる。   Further, in FIG. 18, | ΔE | is 9% at the maximum, and | ΔE | ≦ 10 is satisfied, so that the skin region can be detected with high accuracy.

したがって、検出装置1では、光源部13を2個設ける場合、2個の光源部13それぞれにおけるLED41及びLED42を、点対称に配置するものとする。これにより、照度むら、すなわち、照度差|ΔE|が大きくなることを抑制して、肌領域を精度良く検出することが可能となる。   Therefore, in the detection apparatus 1, when two light source units 13 are provided, the LEDs 41 and the LEDs 42 in the two light source units 13 are arranged point-symmetrically. Accordingly, it is possible to detect the skin region with high accuracy by suppressing the uneven illuminance, that is, the increase in the illuminance difference | ΔE |.

なお、2個の光源部13は、撮像部15におけるレンズ中心に対して、点対称となるように配置する他、任意の点(例えば、撮像部15のレンズ中心から少しずれた位置等)に対して、点対称となるように配置するようにしてもよい。   The two light source units 13 are arranged so as to be point-symmetric with respect to the center of the lens in the image capturing unit 15, and at an arbitrary point (for example, a position slightly shifted from the lens center of the image capturing unit 15). On the other hand, it may be arranged so as to be point-symmetric.

<2.第2の実施の形態>
[光源部13が4個である場合]
次に、図19乃至図28を参照して、光源部13が4個である場合について考える。
<2. Second Embodiment>
[When there are four light source units 13]
Next, with reference to FIGS. 19 to 28, consider the case where the number of the light source units 13 is four.

光源部13を4個により構成する場合、図19に示されるように、光源部13のLED41及び42を、それぞれ、撮像部15に対して線対称又は点対称のいずれかとなるように配置した場合、最も照度むらを抑制することが、本発明者が予め行なった実験によりわかっている。   When the light source unit 13 is composed of four, as shown in FIG. 19, the LEDs 41 and 42 of the light source unit 13 are arranged so as to be either line symmetric or point symmetric with respect to the imaging unit 15. It has been found from experiments previously conducted by the present inventor that the illuminance unevenness is most suppressed.

すなわち、例えば、本発明者は、図20Aに示されるように、4個の光源部13−1a,13−1b,13−2a,13−2bについて、それぞれのLED41及び42を、撮像部15に対して線対称に配置した場合、図20Bに示されるように、それぞれのLED41及び42を点対称に配置した場合、図20Cに示されるように、それぞれのLED41及び42を線対称且つ点対称に配置した場合等について、実験を行なった結果、図20A及び図20Bに示されるように、線対称又は点対称のいずれかに配置した場合に、最も照度むらを抑制できるとの実験結果を得ている。   That is, for example, as shown in FIG. 20A, the present inventor assigns the LEDs 41 and 42 to the imaging unit 15 for the four light source units 13-1a, 13-1b, 13-2a, and 13-2b. 20B, when the LEDs 41 and 42 are arranged point-symmetrically as shown in FIG. 20B, the LEDs 41 and 42 are line-symmetrically and point-symmetrical as shown in FIG. 20C. As a result of conducting an experiment on the case of arrangement, etc., as shown in FIG. 20A and FIG. 20B, the experiment result that the illuminance unevenness can be most suppressed when arranged in either line symmetry or point symmetry is obtained. Yes.

なお、図20では、撮像部15に対して、LED41及び42を点対称又は線対称に配置するようにしているが、点対称又は線対称の基準は、撮像部15に限定されない。このことは、図29を参照して後述する。   In FIG. 20, the LEDs 41 and 42 are arranged point-symmetrically or line-symmetrically with respect to the imaging unit 15, but the point-symmetrical or line-symmetrical reference is not limited to the imaging unit 15. This will be described later with reference to FIG.

[4個の光源部13を線対称に配置した場合]
次に、図21乃至図24を参照して、線対称に配置した場合に得られた実験結果について説明する。
[When four light source parts 13 are arranged in line symmetry]
Next, with reference to FIG. 21 to FIG. 24, experimental results obtained when arranged in line symmetry will be described.

図21は、4個の光源部13−1a乃至13−2bのLED41及び42を、撮像部15に対して線対称に配置した場合の一例を示している。   FIG. 21 illustrates an example in which the LEDs 41 and 42 of the four light source units 13-1a to 13-2b are arranged line-symmetrically with respect to the imaging unit 15.

図21Aは、4個の光源部13−1a乃至13−2b、並びに撮像部15の正面図を示している。また、図21Bは、4個の光源部13−1a乃至13−2b、並びに撮像部15の上面図を示している。   FIG. 21A shows a front view of the four light source units 13-1a to 13-2b and the imaging unit 15. FIG. 21B shows a top view of the four light source units 13-1a to 13-2b and the imaging unit 15.

光源部13−1a乃至13−2bそれぞれのLED41及び42を、撮像部15に対して線対称に配置した場合、LED41を発光させたときに得られる、波長λ1の光の照度分布は、図22A乃至図24Aに示されるような照度分布となる。   When the LEDs 41 and 42 of the light source units 13-1a to 13-2b are arranged line-symmetrically with respect to the imaging unit 15, the illuminance distribution of the light with the wavelength λ1 obtained when the LED 41 emits light is shown in FIG. Thru / or the illuminance distribution as shown in FIG. 24A.

また、光源部13−1a乃至13−2bそれぞれのLED41及び42を、撮像部15に対して線対称に配置した場合、LED42を発光させたときに得られる、波長λ2の光の照度分布は、図22B乃至図24Bに示されるような照度分布となる。   In addition, when the LEDs 41 and 42 of the light source units 13-1a to 13-2b are arranged line-symmetrically with respect to the imaging unit 15, the illuminance distribution of the light having the wavelength λ2 obtained when the LED 42 emits light is The illuminance distribution is as shown in FIGS. 22B to 24B.

なお、図24A及び図24Bにおいて、縦軸が示す照度は、4個の光源部13−1a乃至13−2bから照射される波長λ1及びλ2それぞれの出射総和光量を1[W]とした場合に得られる照度を示している。それ以外については、図22乃至図24は、それぞれ、上述の図6乃至図8と同様に構成されているため、それらの説明は適宜省略している。   In FIGS. 24A and 24B, the illuminance indicated by the vertical axis is obtained when the total amount of light emitted from the four light sources 13-1a to 13-2b is 1 [W]. The obtained illuminance is shown. In other respects, FIGS. 22 to 24 are configured in the same manner as FIGS. 6 to 8 described above, and thus the description thereof is omitted as appropriate.

4個の光源部13−1a乃至13−2bが波長λ1の光を照射している場合、図24Aに示されるように、撮像範囲内の最大照度は43.8[W/m2]となり、最小照度は22.0[W/m2]となる。また、光源部13−1a乃至13−2bが波長λ1の光を照射している場合、照射効率は約45%となる。 When the four light source units 13-1a to 13-2b emit light of wavelength λ1, the maximum illuminance within the imaging range is 43.8 [W / m 2 ] as shown in FIG. Is 22.0 [W / m 2 ]. In addition, when the light source units 13-1a to 13-2b emit light having the wavelength λ1, the irradiation efficiency is about 45%.

光源部13−1a乃至13−2bが波長λ2の光を照射している場合、図24Bに示されるように、撮像範囲内の最大照度は43.1[W/m2]となり、最小照度は21.0[W/m2]となる。また、光源部13−1a乃至13−2bが波長λ2の光を照射している場合、照射効率は約44%となる。 When the light source units 13-1a to 13-2b emit light having the wavelength λ2, the maximum illuminance within the imaging range is 43.1 [W / m 2 ] and the minimum illuminance is 21.0 [ W / m 2 ]. In addition, when the light source units 13-1a to 13-2b emit light having a wavelength λ2, the irradiation efficiency is about 44%.

さらに、図24において、|ΔE|は最大7%となり、|ΔE| ≦ 10を満たすため、肌領域を精度良く検出できる。   Further, in FIG. 24, | ΔE | is 7% at the maximum, and | ΔE | ≦ 10 is satisfied, so that the skin region can be detected with high accuracy.

[4個の光源部13を点対称に配置した場合]
次に、図25乃至図28を参照して、点対称に配置した場合に得られた実験結果について説明する。
[When four light sources 13 are arranged point-symmetrically]
Next, with reference to FIG. 25 to FIG. 28, experimental results obtained when arranged point-symmetrically will be described.

図25は、4個の光源部13−1a乃至13−2bのLED41及び42を、撮像部15に対して点対称に配置した場合の一例を示している。   FIG. 25 shows an example in which the LEDs 41 and 42 of the four light source units 13-1a to 13-2b are arranged point-symmetrically with respect to the imaging unit 15.

図25Aは、4個の光源部13−1a乃至13−2b、並びに撮像部15の正面図を示している。また、図25Bは、4個の光源部13−1a乃至13−2b、並びに撮像部15の上面図を示している。   FIG. 25A shows a front view of the four light source units 13-1a to 13-2b and the imaging unit 15. FIG. 25B shows a top view of the four light source units 13-1a to 13-2b and the imaging unit 15.

4個の光源部13−1a乃至13−2bそれぞれのLED41及び42を、撮像部15に対して点対称に配置した場合、LED41を発光させたときに得られる、波長λ1の光の照度分布は、図26A乃至図28Aに示されるような照度分布となる。   When the LEDs 41 and 42 of the four light source units 13-1a to 13-2b are arranged point-symmetrically with respect to the imaging unit 15, the illuminance distribution of the light of wavelength λ1 obtained when the LED 41 emits light is The illuminance distribution is as shown in FIGS. 26A to 28A.

また、4個の光源部13−1a乃至13−2bそれぞれのLED41及び42を、撮像部15に対して点対称に配置した場合、LED42を発光させたときに得られる、波長λ2の光の照度分布は、図26B乃至図28Bに示されるような照度分布となる。   Further, when the LEDs 41 and 42 of the four light source units 13-1a to 13-2b are arranged point-symmetrically with respect to the imaging unit 15, the illuminance of light having a wavelength λ2 obtained when the LED 42 is caused to emit light The distribution is an illuminance distribution as shown in FIGS. 26B to 28B.

なお、図28A及び図28Bにおいて、縦軸が示す照度は、4個の光源部13−1a乃至13−2bから照射される波長λ1及びλ2それぞれの出射総和光量を1[W]とした場合に得られる照度を示している。それ以外については、図26乃至図28は、それぞれ、上述の図6乃至図8と同様に構成されているため、それらの説明は適宜省略している。   In FIG. 28A and FIG. 28B, the illuminance indicated by the vertical axis is when the total amount of light emitted from the four light sources 13-1a to 13-2b is 1 [W]. The obtained illuminance is shown. Other than that, FIGS. 26 to 28 are configured in the same manner as FIGS. 6 to 8 described above, and thus the description thereof is omitted as appropriate.

光源部13−1a乃至13−2bが波長λ1の光を照射している場合、図28Aに示されるように、撮像範囲内の最大照度は43.4[W/m2]となり、最小照度は21.8[W/m2]となる。また、光源部13−1a乃至13−2bが波長λ1の光を照射している場合、照射効率は約45%となる。 When the light source units 13-1a to 13-2b emit light having a wavelength λ1, the maximum illuminance within the imaging range is 43.4 [W / m 2 ] and the minimum illuminance is 21.8 [ W / m 2 ]. In addition, when the light source units 13-1a to 13-2b emit light having the wavelength λ1, the irradiation efficiency is about 45%.

光源部13−1a乃至13−2bが波長λ2の光を照射している場合、図28Bに示されるように、撮像範囲内の最大照度は43.1[W/m2]となり、最小照度は21.1[W/m2]となる。また、光源部13−1a乃至13−2bが波長λ2の光を照射している場合、照射効率は約45%となる。 When the light source units 13-1a to 13-2b emit light of wavelength λ2, as shown in FIG. 28B, the maximum illuminance within the imaging range is 43.1 [W / m 2 ], and the minimum illuminance is 21.1 [ W / m 2 ]. In addition, when the light source units 13-1a to 13-2b emit light having a wavelength λ2, the irradiation efficiency is about 45%.

さらに、図24において、|ΔE|は最大3%となり、|ΔE| ≦ 10を満たすため、肌領域を精度良く検出できる。   Further, in FIG. 24, | ΔE | is 3% at the maximum, and | ΔE | ≦ 10 is satisfied, so that the skin region can be detected with high accuracy.

したがって、検出装置1では、光源部13を4個設ける場合、4個の光源部13それぞれにおけるLED41及びLED42を、点対称又は線対称のいずれかに配置するものとする。これにより、照度むら、すなわち、照度差|ΔE|が大きくなることを抑制して、肌領域を精度良く検出することが可能となる。   Therefore, in the detection apparatus 1, when four light source parts 13 are provided, the LED 41 and the LED 42 in each of the four light source parts 13 are arranged in either point symmetry or line symmetry. Accordingly, it is possible to detect the skin region with high accuracy by suppressing the uneven illuminance, that is, the increase in the illuminance difference | ΔE |.

なお、撮像部15を基準として、点対称及び線対称を決定するようにしたが、点対称及び線対称の基準は、撮像部15に限定されず、任意の位置を基準として、点対称及び線対称を決定することができる。   Note that the point symmetry and the line symmetry are determined based on the imaging unit 15, but the point symmetry and the line symmetry reference are not limited to the imaging unit 15, and the point symmetry and the line symmetry are based on an arbitrary position. Symmetry can be determined.

具体的には、例えば、図29A及び図29Bに示されるように、撮像部15のレンズ中心(黒丸で示す)とは異なる位置に対して、点対称となるように配置するようにしてもよい。線対称についても同様である。   Specifically, for example, as shown in FIG. 29A and FIG. 29B, it may be arranged so as to be point-symmetric with respect to a position different from the lens center (shown by a black circle) of the imaging unit 15. . The same applies to line symmetry.

<3.変形例>
第1及び第2の実施の形態では、光源部13が2個又は4個の場合について説明したが、その他、例えば、検出装置1に、光源部13を2×n個(nは3以上の自然数)だけ設けるようにして、点対称又は線対称のいずれかとなるように配置するようにしてもよい。この場合についても、光源部13が4個である場合と同様にして、照度差|ΔE|が大きくなることを抑制して、肌領域を精度良く検出することが可能となる。
<3. Modification>
In the first and second embodiments, the case where the number of light source units 13 is two or four has been described. However, for example, 2 × n light source units 13 are included in the detection device 1 (n is 3 or more). (Natural number) may be provided so as to be either point-symmetric or line-symmetric. Also in this case, as in the case where the number of the light source units 13 is four, it is possible to suppress the increase in the illuminance difference | ΔE | and detect the skin region with high accuracy.

また、第1及び第2の実施の形態では、光源部13にアナモルフィックレンズ43を設けることにより、LED41及びLED42からの光が、撮像部15の撮像範囲内に収まるように、LED41及びLED42の指向特性を変化させて、照射効率を向上させるようにした。   In the first and second embodiments, by providing the light source unit 13 with the anamorphic lens 43, the LED 41 and the LED 42 are arranged so that the light from the LED 41 and the LED 42 falls within the imaging range of the imaging unit 15. The radiation efficiency was improved by changing the directivity characteristics of.

しかしながら、指向特性を変化させるために、光源部13に設けるものとしては、アナモルフィックレンズ43に限定されない。   However, what is provided in the light source unit 13 in order to change the directivity is not limited to the anamorphic lens 43.

すなわち、例えば、光源部13において、アナモルフィックレンズ43に代えて、アナモルフィックレンズ43とは異なる球面レンズや非球面レンズを用いるようにして、照射効率を向上させるようしてもよい。   That is, for example, in the light source unit 13, instead of the anamorphic lens 43, a spherical lens or an aspherical lens different from the anamorphic lens 43 may be used to improve the irradiation efficiency.

さらに、例えば、アナモルフィックレンズ43に代えて、プリズムや偏光板を用いるようにしてもよい。すなわち、照射効率を向上させるためのものであれば、どのようなものを用いるようにしてもよいし、アナモルフィックレンズ43やプリズム等を任意に組み合わせるようにしてもよい。   Further, for example, a prism or a polarizing plate may be used in place of the anamorphic lens 43. That is, as long as it is for improving the irradiation efficiency, any one may be used, and the anamorphic lens 43, the prism and the like may be arbitrarily combined.

上述した式(2)では、照度P1と照度P2との差分絶対値ABS(P1-P2)を、照度P1の絶対値ABS(P1)で正規化(除算)するようにしたが、その他、例えば、照度P2の絶対値ABS(P2)で正規化してもよい。すなわち、照度P1又は照度P2の少なくとも一方に基づく値であれば、どのような値で正規化するようにしてもよい。   In the above formula (2), the difference absolute value ABS (P1-P2) between the illuminance P1 and the illuminance P2 is normalized (divided) by the absolute value ABS (P1) of the illuminance P1, but in addition, for example, Alternatively, normalization may be performed using the absolute value ABS (P2) of the illuminance P2. That is, as long as the value is based on at least one of the illuminance P1 and the illuminance P2, any value may be used for normalization.

また、上述した検出装置1は、例えば、LED41及び42を1つの光源部13として構成するようにしたので、LED41及び42を別々に構成する場合と比較して、検出装置1を小型化することができる。よって、検出装置1を、比較的、小型の電子装置(例えば、携帯電話機等)に内蔵するように構成することができる。この場合、小型の電子装置において、内蔵された検出装置1により肌領域が検出され、検出された肌領域の形状等に対応する処理が行われる。   Moreover, since the detection apparatus 1 mentioned above comprised LED41 and 42 as one light source part 13, compared with the case where LED41 and 42 are comprised separately, the detection apparatus 1 can be reduced in size. Can do. Therefore, the detection device 1 can be configured to be built in a relatively small electronic device (for example, a mobile phone). In this case, in a small electronic device, the skin region is detected by the built-in detection device 1, and processing corresponding to the shape of the detected skin region is performed.

具体的には、例えば、ユーザが、検出装置1を内蔵した小型の携帯電話機に、いわゆるワンセグメント放送による放送信号を受信させて放送番組等を視聴している場合、ユーザが、チャンネルや音量の変更を指示するポスチャやジェスチャの動作を行なったときに、内蔵された検出装置1が、検出した肌領域に基づいて、ユーザのポスチャやジェスチャを検出し、その検出結果に対応して、チャンネルや音量の変更が制御される。   Specifically, for example, when a user is watching a broadcast program or the like by receiving a broadcast signal based on so-called one-segment broadcasting on a small mobile phone incorporating the detection device 1, When a posture or gesture operation for instructing a change is performed, the built-in detection device 1 detects the user's posture or gesture based on the detected skin area, and in response to the detection result, the channel or the gesture is detected. Volume change is controlled.

なお、上述した照度分布における照度は、例えば、近赤外の波長域に感度を有するパワーメータを用いて、照射光を受光し、照射光を受光する受光部の面積と、受光部により受光された照射光の光とに基づいて算出することができる。   The illuminance in the illuminance distribution described above is received by the light receiving unit and the area of the light receiving unit that receives the irradiated light using, for example, a power meter having sensitivity in the near infrared wavelength range. It can be calculated based on the light of the irradiated light.

また、受光した照射光を電気信号に変換する光電変換(O/E変換)を行なうディテクタ等とオシロスコープとを組み合わせることにより、電気的なレベルから、受光した照射光に対応する照度を算出することが可能である。   Also, by combining a detector that performs photoelectric conversion (O / E conversion) that converts received light into electrical signals and an oscilloscope, the illuminance corresponding to the received light is calculated from the electrical level. Is possible.

ディレクタ等とオシロスコープとを組み合わせて照度を算出する場合には、ディテクタの受光感度から照射光の光量(照度)の絶対値を換算することにより、比較的正確な照度を算出できる。   When the illuminance is calculated by combining a director or the like and an oscilloscope, a relatively accurate illuminance can be calculated by converting the absolute value of the light amount (illuminance) of the irradiation light from the light receiving sensitivity of the detector.

このような照度の算出方法を用いることにより、撮像部15の撮像範囲内の照度分布を算出することができる。   By using such an illuminance calculation method, the illuminance distribution within the imaging range of the imaging unit 15 can be calculated.

なお、本実施の形態は、上述した第1及び第2の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。   The present embodiment is not limited to the first and second embodiments described above, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.

1 検出装置, 11 制御部, 12 LED制御部, 13−1,13−2,13−1a,13−1b,13−2a,13−2b 光源部, 14 光学フィルタ, 15 撮像部, 16 撮像制御部, 17 画像処理部, 41,42 LED, 43 アナモルフィックレンズ   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Detection apparatus, 11 Control part, 12 LED control part, 13-1, 13-2, 13-1a, 13-1b, 13-2a, 13-2b Light source part, 14 Optical filter, 15 Imaging part, 16 Imaging control , 17 Image processing unit, 41, 42 LED, 43 Anamorphic lens

Claims (8)

画像上から人間の肌を表す肌領域を検出する画像処理装置において、
第1の波長の光を発光する第1の発光部、及び前記第1の波長よりも長波長である第2の波長の光を発光する第2の発光部を有する複数の照射手段と、
前記第1の波長の光が発光しているときに入射される被写体からの反射光に基づいて第1の画像を生成するとともに、前記第2の波長の光が発光しているときに入射される前記被写体からの反射光に基づいて第2の画像を生成する撮像生成手段と、
生成された前記第1及び第2の画像に基づいて、前記肌領域を検出する検出手段と
を含み、
前記複数の照射手段は、前記照射手段それぞれにおける前記第1の発光部どうし、及び前記第2の発光部どうしがいずれも点対称又は線対称の一方となるように配置される
画像処理装置。
In an image processing apparatus for detecting a skin area representing human skin from an image,
A plurality of irradiation means including a first light emitting unit that emits light of a first wavelength, and a second light emitting unit that emits light of a second wavelength that is longer than the first wavelength;
The first image is generated based on the reflected light from the subject incident when the light of the first wavelength is emitted, and is incident when the light of the second wavelength is emitted. Imaging generation means for generating a second image based on reflected light from the subject;
Detecting means for detecting the skin region based on the generated first and second images, and
The image processing apparatus, wherein the plurality of irradiation units are arranged so that the first light emitting units and the second light emitting units in each of the irradiation units are either point symmetric or line symmetric.
前記照射手段が2個である場合、前記照射手段それぞれにおける前記第1の発光部どうし、及び前記第2の発光部どうしがいずれも点対称となるように配置され、
前記照射手段が4個以上である場合、前記照射手段それぞれにおける前記第1の発光部どうし、及び前記第2の発光部どうしがいずれも、点対称又は線対称の一方となるように配置される
請求項1に記載の画像処理装置。
When the number of the irradiating means is two, the first light emitting sections and the second light emitting sections in each of the irradiating means are arranged so as to be point-symmetric with each other.
When there are four or more irradiating means, the first light emitting sections and the second light emitting sections in each of the irradiating means are arranged so as to be either point symmetric or line symmetric. The image processing apparatus according to claim 1.
前記撮像生成手段は、所定の撮像範囲で前記被写体を撮像することにより、前記第1及び第2の画像を生成するものであり、
前記第1及び第2の発光部から照射される光の指向特性を変化させて、前記所定の撮像範囲内に光を照射させる指向特性変化手段を
さらに含む請求項2に記載の画像処理装置。
The imaging generation unit generates the first and second images by imaging the subject within a predetermined imaging range.
The image processing apparatus according to claim 2, further comprising directivity characteristic changing means for changing the directivity characteristics of light emitted from the first and second light emitting units to irradiate light within the predetermined imaging range.
前記指向特性変化手段は、アナモルフィックレンズである
請求項3に記載の画像処理装置。
The image processing apparatus according to claim 3, wherein the directivity characteristic changing unit is an anamorphic lens.
前記複数の照射手段は、前記撮像生成手段を基準として、前記照射手段それぞれにおける前記第1の発光部どうし、及び前記第2の発光部どうしがいずれも点対称又は線対称の一方となるように配置される
請求項1に記載の画像処理装置。
The plurality of irradiating units are configured such that the first light emitting units and the second light emitting units of the irradiating units are either point symmetric or line symmetric with respect to the imaging generation unit. The image processing apparatus according to claim 1, wherein the image processing apparatus is arranged.
前記第1の波長λ1及び前記第2の波長λ2は、以下の関係式を満たす
640nm≦λ1≦1000nm
900nm≦λ2≦1100nm
請求項1に記載の画像処理装置。
The first wavelength λ1 and the second wavelength λ2 satisfy the following relational expression.
640nm ≦ λ1 ≦ 1000nm
900nm ≦ λ2 ≦ 1100nm
The image processing apparatus according to claim 1.
前記第1の波長の光を照射したときの照度P1と、前記第2の波長の光を照射したときの照度P2との差分絶対値を所定の値で除算して得られる照度差ΔE、及び前記第1及び第2の波長それぞれに対する反射率が同一である被写体に対して得られる前記第1及び第2の画像の輝度値が同一となるときの照度差aは、以下の関係式を満たす
|ΔE-a| ≦ 10
請求項1に記載の画像処理装置。
An illuminance difference ΔE obtained by dividing a difference absolute value between an illuminance P1 when irradiated with the light of the first wavelength and an illuminance P2 when irradiated with the light of the second wavelength by a predetermined value; The illuminance difference a when the luminance values of the first and second images obtained for the subject having the same reflectance with respect to the first and second wavelengths are the same satisfies the following relational expression.
| ΔE-a | ≦ 10
The image processing apparatus according to claim 1.
画像上から人間の肌を表す肌領域を検出する画像処理装置を内蔵する電子装置において、
前記画像処理装置は、
第1の波長の光を発光する第1の発光部、及び前記第1の波長よりも長波長である第2の波長の光を発光する第2の発光部を有する複数の照射手段と、
前記第1の波長の光が発光しているときに入射される被写体からの反射光に基づいて第1の画像を生成するとともに、前記第2の波長の光が発光しているときに入射される前記被写体からの反射光に基づいて第2の画像を生成する撮像生成手段と、
生成された前記第1及び第2の画像に基づいて、前記肌領域を検出する検出手段と
を含み、
前記複数の照射手段は、前記照射手段それぞれにおける前記第1の発光部どうし、及び前記第2の発光部どうしがいずれも点対称又は線対称の一方となるように配置される
電子装置。
In an electronic device incorporating an image processing device for detecting a skin area representing human skin from an image,
The image processing apparatus includes:
A plurality of irradiation means including a first light emitting unit that emits light of a first wavelength, and a second light emitting unit that emits light of a second wavelength that is longer than the first wavelength;
The first image is generated based on the reflected light from the subject incident when the light of the first wavelength is emitted, and is incident when the light of the second wavelength is emitted. Imaging generation means for generating a second image based on reflected light from the subject;
Detecting means for detecting the skin region based on the generated first and second images, and
The plurality of irradiating units are arranged such that the first light emitting units and the second light emitting units in each of the irradiating units are either point symmetric or line symmetric.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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