JP2014131121A - 肌撮影システム - Google Patents

Abstract

【課題】カメラの携帯型電子機器にコンバージョンレンズを着脱可能に装着する際に、カメラとコンバージョンレンズが位置ずれした場合の問題を解決できる肌撮影システムを提供する。
【解決手段】スマートフォン１のカメラ２にコンバージョンレンズ１１をセットして肌画像を撮影する。コンバージョンレンズ１１は、レンズ筐体２０とレンズ筐体２０に支持されるレンズ本体１２，１３を備える。レンズ筐体２０の先端部には、肌２４に当接する当接部２０ｂを備え、当接部２０ｂには、肌２４を撮影するための矩形状の開口部２０ｃが設けられている。コンバージョンレンズ１１の光軸と、カメラ２のマスターレンズ６の光軸のずれに基づく撮影された画像の変形を画像上の矩形状の開口部２０ｃの形状（有効撮影領域）で認識し、それに基づいて、画像を補正する。
【選択図】図８

Description

本発明は、スマートフォン等のカメラを備える携帯型電子機器と、前記携帯型電子機器の前記カメラの位置に装着されるコンバージョンレンズとを備える肌撮影システムに関する。

従来、カメラ付き携帯電話（スマートフォンを含む）や、カメラ付きタブレット型電子機器等の携帯型のカメラ付き携帯電子機器に取り付けられるコンバージョンレンズが知られている（例えば、特許文献１参照）。
コンバージョンレンズを電子機器の側のレンズ（マスターレンズ）に取り付けることにより、携帯型電子機器のカメラのレンズが単焦点レンズであっても、焦点距離を広角側や望遠側に変えることができる。また、コンバージョンレンズとして接写機能（マクロ撮影機能）を有するレンズを用い、マクロ撮影を可能にする場合もある。

また、顔の肌を拡大撮影して肌の状態を分析するための肌用カメラが知られているが、例えば、携帯電話のカメラに肌用カメラとしての機能、例えば、被写体を拡大して接写する機能を付加するコンバージョンレンズも知られている。この場合に、例えば、撮影した肌の画像をメールやウェブサイトのサーバーへのアップロード等で肌の画像の分析を行う会社に送ることにより、肌の分析結果をメールで送り返してもらうようなことが容易に可能になる。

特開２０１２−８２８３号公報

ところで、携帯型電子機器を例えばスマートフォンとした場合に、そのカメラの位置が機種によって異なるものとなっている。
例えば、カメラは、スマートフォンの左右の略中央の位置に設けられたり、右側や左側に設けられていたりする。
また、スマートフォンの左右幅も機種によって異なる。

したがって、コンバージョンレンズをスマートフォンのいずれの機種であっても取り付け可能な構造とするためには、コンバージョンレンズの例えばスマートフォンの背面上の位置を比較的広い範囲に渡って移動可能とする必要がある。
したがって、例えば、ゴムバンドや吸盤によりスマートフォンにコンバージョンレンズを取り付ける構造とすることが考えられる。

この場合に、コンバージョンレンズがスマートフォンのカメラの位置からずれて取り付けられる可能性がある。すなわち、コンバージョンレンズのレンズ本体の光軸と、カメラのマスターレンズの光軸がずれて配置される可能性がある。また、光軸同士の正確な位置合わせが難しく、高い精度で、コンバージョンレンズの光軸と、カメラのマスターレンズの光軸を合わせられない可能性がある。

この光軸どうしの位置ずれは、基本的には、スマートフォンの背面に沿った光軸の直交方向への位置ずれであるが、コンバージョンレンズの装着状態によっては、コンバージョンレンズのレンズ本体の光軸が、カメラのマスターレンズの光軸に対して傾く可能性がある。

また、スマートフォンのユーザーは、スマートフォンにカバーを装着して使用することがある。この場合に、カバーを付けていない状態と、カバーを付けた状態とで、カバーの厚み分だけ、コンバージョンレンズのレンズ本体と、カメラのマスターレンズとの間の距離が異なってしまう。すなわち、コンバージョンレンズとカメラとの位置がこれらの光軸方向に沿ってずれる場合がある。

したがって、カバーが厚すぎると、コンバージョンレンズと、カメラと光軸方向の位置ずれが大きくなりすぎる可能性がある。これらコンバージョンレンズと、カメラとの光軸方向に直交する方向のずれや、光軸の傾きや、光軸方向に沿ったずれにより、撮影画像に影響がでて、撮影された画像の形状が変化し、精度の高い肌画像の撮影および分析が困難になる虞がある。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、カメラの携帯型電子機器にコンバージョンレンズを着脱可能に装着する際に、カメラとコンバージョンレンズが位置ずれした場合の問題を解決できる肌撮影システムを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の肌撮影システムは、カメラを備える携帯型電子機器と、前記携帯型電子機器の前記カメラのマスターレンズの位置に着脱自在に装着され、前記カメラにより肌を接写するためのコンバージョンレンズとを備る肌撮影システムであって、
前記コンバージョンレンズを、バレルを介して支持する筒状のレンズ筐体と、
前記レンズ筐体の先端部の当該レンズ筐体の先端側開口を塞ぐ位置に設けられ、撮影される肌に当接させるための当接部と、
前記当接部に当接して位置決めされた状態の肌を撮影するために前記当接部に設けられた所定形状の開口部と、
前記コンバージョンレンズと、前記携帯型電子機器の前記カメラとの位置ずれによる前記カメラで撮影された画像の変形を認識する画像変形認識手段と、
前記画像変形認識手段により認識された前記画像の変形に基づいて前記画像の変形を補正する補正手段とを備え、
前記画像変形認識手段は、撮影された前記画像における前記当接部の前記開口部の形状により前記画像の変形を認識することを特徴とする。

このような構成によれば、例えば、肌画像を撮影した際、または、たとえば、白い面等にレンズが固定されたバレルを備えるレンズ筐体を押し付けて画像を撮影した際に、画像に映り込む当接部の開口部の形状により、肌画像の変形から肌画像の補正が可能になる。カメラのマスターレンズの光軸に対してコンバージョンレンズのレンズ本体の光軸が傾いた状態で携帯型電子機器にコンバージョンレンズが取り付けられた場合に、例えば、所定形状として矩形状の開口部が台形状に変化する台形歪みが生じる。
この場合には、補正手段は、周知の台形歪みを補正する補正方法により画像を矩形状に補正することが可能になる。

本発明の上記構成において、前記レンズ筐体の先端部に着脱可能に設けられ、前記当接部の前記開口部を閉塞するキャップと
前記レンズ筐体に装着された前記キャップの内面の前記当接部の前記開口部に臨む位置に、前記カメラで撮影可能に設けられたテストチャートパターンとを備え、
前記画像変形認識手段は、撮影された前記画像における前記当接部の開口部の形状に代えて、撮影された前記テストチャートパターンにより画像の変形を認識してもよい。

このような構成によれば、テストチャートパターンにより画像の変形である画像の歪みをより詳細に測定することが可能となり、より精度高く画像を補正することが可能になる。また、コンバージョンレンズを用いた肌の撮影においては、当接部に接触して開口部からカメラ側に臨む肌の部分に焦点（ピント）が合うようになっている。鏡筒に装着されるキャップの背面は、上述の肌と同じ位置に配置されるので、キャップを鏡筒に嵌めるだけで、テストチャートパターンが撮影に最適な位置に配置されることになる。

また、キャップにより鏡筒の開口部が閉塞されることにより、開口部からの外光の侵入による悪影響を受け辛くなる。なお、肌の撮影においては、当接部の開口部が肌で塞がれ開口部から外光が侵入しない状態で、肌を最適な状況で撮影可能な設計となるので、キャップで開口部を塞いで、その背面のテストチャートパターンを撮影することにより最適な状況でテストチャートパターンを撮影することができる。

また、本発明の上記構成において、前記コンバージョンレンズと、前記携帯型電子機器の前記カメラとの位置ずれによる前記画像の変形が設定された許容範囲内か否かを判定する判定手段を備え、
前記判定手段は、前記カメラで撮影された前記画像における前記当接部の前記開口部の形状の変形量を示す指標となる値が設定された許容値の範囲内か否かを判定することが好ましい。

たとえば、上述の光軸の傾きによる台形歪み等は、比較的容易に画像の補正が可能であるが、前記カメラと前記コンバージョンレンズとの上述の光軸と直交する方向のずれでは、撮影されるはずの肌の範囲の一部が撮影可能な範囲からずれて撮影される肌の面積が減少してしまう場合がある。また、光軸方向にコンバージョンレンズがカメラから離れた場合も、撮影される肌の範囲が減少して撮影された画像中の前記開口部に対応する部分の面積が減少してしまう。

このような場合には、位置ずれがない場合より取得された画像データが減少していることになり、補正すべきデータの一部がなくなっていることにより補正が困難である。このような場合に、そのまま肌の撮影を行っても良好な肌画像を得られない虞がある。そこで、位置ずれ量が許容範囲か否かを判定することにより、例えば、許容範囲外の場合に、コンバージョンレンズの位置がずれていることを報知したり、肌画像の撮影を禁止したりすることが可能になる。

本発明の上記構成において、前記携帯型電子機器に設けられ、前記カメラが撮影する画像を表示するディスプレイと、
前記鏡筒先端部の前記当接部裏面または前記鏡筒先端部に装着されるキャップ裏面に前記カメラに撮影可能に設けられ、前記レンズ本体の光軸の位置を指示する指示マークと、
前記携帯型電子機器の前記カメラの位置に前記コンバージョンレンズを装着する際に、前記マスターレンズの光軸と、前記コンバージョンレンズの光軸との位置合わせを支援する位置合わせ支援手段とを備え、
前記位置合わせ支援手段は、
前記ディスプレイの表示画面に、前記マスターレンズの光軸位置を示すマスター光軸マークを表示し、
かつ、前記指示マークに指示される前記コンバージョンレンズの光軸位置を示すコンバージョン光軸マークを前記ディスプレイの前記表示画面上に表示することが好ましい。

このような構成によれば、携帯型電子機器へのコンバージョンレンズの装着時または上述のように装着後に位置ずれ量が許容範囲を超えた場合に、ディスプレイの表示画面に表示されるマスター光軸マークの位置に、同じくディスプレイに表示されるコンバージョン光軸マークの位置を合わせることにより、カメラのマスターレンズの光軸とコンバージョンレンズの光軸を精度高く位置合わせすることができる。

なお、表示画面上のマスター光軸マークの位置は、表示画面にカメラで撮影した画像を表示する際の画像上のマスターレンズの光軸位置であり、例えば、カメラで撮影された画像の中心が表示される位置である。

また、コンバージョン光軸位置は、コンバージョンレンズを装着した前記カメラで撮影された画像上の前記指示マークに指示される位置である。なお、マスター光軸マークの位置を決めた画像と、コンバージョン光軸マークの位置を決めた画像とは、表示画面に同じサイズで表示可能なものである必要がある。

本発明によれば、スマートフォンの各機種に装着可能なコンバージョンレンズと、スマートフォンの間に位置ずれがある場合に生じる問題を解決することができる。

本発明の第１実施形態に係る光通信装置としての肌撮像システムを示す正面図である。 前記肌撮像システムの送信装置としてのレンズモジュールを示す正面図である。 前記レンズモジュールを示す断面図である。 前記レンズモジュールのレンズ筐体部分を示す断面図である。 前記レンズモジュールのレンズ筐体部分を示す断面図である。 前記レンズモジュールのＬＥＤ基板を示す平面図である。 前記肌撮像システムを示すブロック図である。 本発明の第１実施形態に係る肌撮影システムを示す概略図である。 肌撮影システムにおけるスマートフォンのカメラの画面と、コンバージョンレンズ撮影領域と当接部の開口部に規定される有効撮影領域を説明するための図である。 前記カメラで肌を撮影した場合の画像を説明するための図である。 前記カメラで裏から照明された白い樹脂板を撮影した場合の画像である。 前記画像の垂直方向に沿った輝度変化と、水平方向に沿った輝度変化を示す図である。 前記カメラとコンバージョンレンズが光軸方向に離れた場合の肌撮影システムの概略図である。 前記カメラとコンバージョンレンズが光軸方向に離れた場合に前記カメラで撮影された画像である。 前記カメラとコンバージョンレンズが光軸と直交する方向にずれた場合の肌撮影システムの概略図である。 前記カメラとコンバージョンレンズが光軸と直交する方向にずれた場合に前記カメラで撮影された画像である。 前記カメラの光軸に対してコンバージョンレンズの光軸が傾いた場合の肌撮影システムの概略図である。 前記カメラの光軸に対してコンバージョンレンズの光軸が傾いた場合に前記カメラで撮影された画像である。 前記コンバージョンレンズにテストチャートパターンを有するキャップを取り付けた場合の肌撮影システムの概略図である。 前記コンバージョンレンズにテストチャートパターンを有するキャップを取り付けた場合に前記カメラで撮影された画像である。 前記カメラに対する前記コンバージョンレンズの位置ずれ方向を示すための肌撮影システムの概略図である。 前記カメラに対する前記コンバージョンレンズの位置ずれ量と撮影された画像の有効面積比を示すグラフである。 前記カメラに対する前記コンバージョンレンズの位置ずれ方向を示すための肌撮影システムの概略図である。 前記カメラに対する前記コンバージョンレンズの位置ずれ量と撮影された画像の有効面積比を示すグラフである。 前記カメラに対する前記コンバージョンレンズの位置合わせ方法を説明するための図である。 前記カメラに対する前記コンバージョンレンズの位置ずれを判定するとともに位置合わせ方法を説明するための肌撮影システムの概略図である。

以下、図面を参照しながら本発明の第１の実施の形態について説明する。
この実施の形態の肌撮像システムは、図１〜図７に示すように、デジタルカメラ（撮像素子を備える図２に示すカメラ２）を備えた携帯型電子機器としてのスマートフォン１（図１および図７に図示）と、スマートフォン１のカメラ２に装着されて肌２４（図７に図示）を拡大して接写するための２枚のレンズ１１ａ，１１ｂ（図３〜図５、図７に図示）からなるコンバージョンレンズ１１および撮影の照明用のＬＥＤ１２，１３（図３〜図７に図示）を備えたレンズモジュール１０とからなるものである。

なお、図１、図２において、レンズモジュール１０は、コンバージョンレンズ１１を支持するバレル２０ａ（図３〜図５に図示）を備える後述のレンズ筐体２０の部分を除いた筐体１０ａの前面部分を図示せずに内部の電池１７、電源スイッチ１９、電子回路部１６ａが実装される回路基板１６ｂが見える状態で図示している。

レンズモジュール１０は、筐体１０ａを備え、筐体１０ａは、レンズ筐体２０を除いて、扁平な箱状に形成され、スマートフォン１のディスプレイ（図示略）が設けられた正面の反対側である背面のカメラ２のレンズ部分に２枚のコンバージョンレンズ１１（１１ａ、１１ｂ）が互いにフランジ部分で重ね合わせるように配置される。

この筐体１０ａのスマートフォン１への固定は、例えば、クリップ式やバンド式で行われる。クリップ式は、例えば、レンズモジュール１０に、レンズモジュール１０との間にスマートフォン１を挟み込むクリップ部材（図示略）を設けたものである。すなわち、レンズモジュール１０と、このレンズモジュール１０に固定されたクリップ部材との間に弾性力によりスマートフォン１を挟むものである。このコンバージョンレンズは、スマートフォン１への装着時にスマホに装着されたカバーの厚みによって、カメラに対して光軸方向にずれが発生しうることを考慮して、焦点深度が大きくなる設計となっている。これにより、レンズモジュール１０を肌に押し当てた際に発生する肌の盛り上がりにも対応可能なものとなっている。

この場合に、レンズモジュール１０をスマートフォン１の背面に対して、許容範囲内で縦横に移動可能になっており、スマートフォン１の各機種のカメラ２の配置に対応可能になっている。
バンド式は、例えば、腕時計のバンドのように、レンズモジュールにゴムバンド等の伸び縮みするバンド（図示略）を取り付け、スマートフォン１をバンド内に挿入することで、レンズモジュール１０をスマートフォン１に奏略するものであり、この場合もコンバージョンレンズ１１をスマートフォン１の背面に対して縦横に移動可能になっている。

レンズモジュール１０は、上述のコンバージョンレンズ１１およびＬＥＤ１２，１３と、ＬＥＤ１２を駆動するＬＥＤ駆動回路１４（図７に図示）と、ＬＥＤ１３を駆動するＬＥＤ駆動回路１５（図７に図示）とを備える。
また、レンズモジュール１０は、図４、図５の示すようにコンバージョンレンズ１１が収納されるレンズ筐体２０を備える。レンズ筐体２０は、コンバージョンレンズ１１を支持するバレル２０ａを基端側（カメラ２に装着される側）に備え、先端面が肌２４の撮影時に肌２４に当接する当接部２０ｂとされ、当接部２０ｂが肌２４に当接した状態で外光を遮るようになっている。また、当接部２０ｂには、矩形状（略正方形状）の開口部２０ｃが形成され、肌２４の開口部２０ｃに臨む部分が撮影されるようになっている。

図３〜図５に示すように、バレル２０ａは、レンズ１１ａおよびレンズ１１ｂからなるコンバージョンレンズ１１を支持した状態で、レンズ筐体２０の基端部（カメラ２に装着される側の端部）内に固定されている。また、バレル２０ａの基端部には、後述の第２偏光板２２が設けられている。また、レンズ筐体２０内には、当接部２０ｂの開口部２０ｃに向けて撮影用の照明光を照射するＬＥＤ１２，１３を備えたＬＥＤ基板１２ａ（図３〜図６に図示）が支持されている。

ＬＥＤ１２．１３は、ＬＥＤ基板１２ａに設けられている。また、後述のように肌２４のキメを撮影するためのＬＥＤ１３が一つで、肌２４のシミを撮影するためのＬＥＤ１２が２つとされている。また、ＬＥＤ基板１２ａの２つのＬＥＤ１２は、後述の第１偏光板２１に覆われた状態となっている。また、ＬＥＤ駆動回路１４，１５もＬＥＤ基板１２ａに設けられている。なお、ＬＥＤ駆動回路１４，１５が回路基板１６ｂに設けられていてもよい。
ＬＥＤ駆動回路１５の中には昇圧回路・定電圧回路を設けているので使用時のLED照度低下問題が発生しないようになっている。また、レンズ筐体２０により撮影領域に外乱光が入射しないように遮光状態になっている。したがって、常に一定の撮影条件が確保できるようになっており、撮影ごとの撮影条件の差の基づく画像補正処理を不要としている。

なお、図３〜図５に示すように、ＬＥＤ基板１２ａは、そのＬＥＤ１２，１３がレンズ筐体２０の開口部２０ｃに臨む肌２４を直接照明するように配置されているが、ハーフミラーで反射させることにより、ＬＥＤ１２，１３の光が開口部２０ｃに臨む肌２４に照射されるようにしてもよい。

また、レンズモジュール１０は、ＬＥＤ駆動回路１４，１５を介してＬＥＤ１２，１３の点灯と消灯を制御する発光制御手段としてのＣＰＵ１６を備える電子回路部１６ａを備える。なお、電子回路部１６ａには、ワンチップマイコンが実装されており、ワンチップマイコンにＣＰＵ１６（図７に図示）が備えられるとともに、ＲＯＭ、ＲＡＭ等の記憶手段が備えられている。

また、レンズモジュール１０は、筐体１０ａに固定された回路基板１６ｂに、ＬＥＤ駆動回路１４，１５、ＣＰＵ１６等に電力を供給する電池１７を備えた電源回路１８（図７に図示）と、電源スイッチ１９を備える。なお、電池１７として円板状のボタン電池を図示したが、電池は、例えば、単４電池であってもよい。

また、上述の二つのＬＥＤ１２，１３は、発光色が少し異なり、ＬＥＤ１２は、肌２４のシミの撮像に用いられるもので、発光色が略白となっている。それに対して、ＬＥＤ１３は、肌２４のキメの撮像に用いられるもので、ＬＥＤ１２の発光色に対して黄色が強く肌色に近い色になっている。

また、シミ撮影用のＬＥＤ１２に第１偏光板２１が設けられ、コンバージョンレンズ１１と、カメラ２との間に第２偏光板２２が設けられている。これは、肌２４の表面より少し下にあるシミを撮影するためのもので、これら偏光板２１，２２により、ＬＥＤ１２で肌２４のシミを撮影する際の肌２４内部の反射光より、肌２４表面の反射光を大きく低減させ、シミが撮影され易くするものである。なお、第１偏光板２１と、第２偏光板２２では、偏光方向が直交している。ＬＥＤ１２の光は第１偏光板２１を通過して偏光され、この偏光は、肌２４で反射されても維持され、第２偏光板２２を通過困難な状態となる。それに対して肌２４内部で反射した光は、偏光がなくなり、第２偏光板２２を通過する。なお、偏光板２１，２２を設けなくてもよい

このようなレンズモジュール１０では、電子回路部１６ａのＣＰＵ１６の制御により、キメの撮影時にＬＥＤ１３を発光（点灯）させるとともにＬＥＤ１２を消灯したままの状態とし、シミの撮影時にＬＥＤ１２を発光させるとともにＬＥＤ１３を消灯したままとする。

スマートフォン１は、周知の通り携帯電話としての機能を有し、無線回線を用いた通話が可能となっている。また、スマートフォン１は、図示しないディスプレイを有するとともに、無線回線によりインターネットに接続可能であり、インターネットを介してｅメールの送受信が可能で、アプリケーション（アプリ）としてのブラウザによりウェブサイトの閲覧が可能になっている。また、例えば、ウェブサイト等のサーバーに対してファイルのアップロードが可能で、ウェブサイト等のサーバーからファイルのダウンロードが可能になっている。

また、スマートフォン１には、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を有する制御装置（制御手段：図７に図示）３を備え、プログラムとしてのアプリを実行可能になっている。また、制御装置３には、記憶装置としてのフラッシュメモリ４が接続されており、ダウンロードとしたアプリや、音楽ファイル、動画ファイル、静止画ファイル等、アプリ（プログラム）を保存可能になっている。
また、制御装置３は、カメラ２を制御して撮影（撮像）が可能であるとともに、撮像した画像データをフラッシュメモリ４に保存することができる。また、画像処理や画像解析用のアプリにより画像データの解析や処理が可能である。

図８はレンズモジュール１０のレンズ筺体２０内部のコンバージョンレンズ１１とカメラ２の位置ずれを説明するための概略図であり、レンズ筐体２０にバレル２０ａを介して支持されたコンバージョンレンズ１１（１１ａ、１１ｂ）とカメラ２を有するスマートフォン１とからなる肌撮影システムの概略を示すものであり、カメラ２には、コンバージョンレンズ１１に対してマスターレンズ６となるレンズが備えられている。
なお、図８においては、バレル２０ａの図示を省略しており、レンズ筐体２０がバレル２０ａを含んでいるものとしている。また、図８において、当接部２０ｂを板状のものとし、その裏面側をコンバージョンレンズ１１の光軸に対して直交する平面としているが
図４、図５に示すように当接部２０ｂの裏面側が光軸に対して斜めの面を含んでもよい。

レンズ筐体２０の基端面（カメラ２側端面）は、スマートフォン１のカメラ２が設けられた背面に当接するが、スマートフォン１にカバー（ケース）が装着されている場合に、その厚み分だけスマートフォン１から離れている。すなわち、スマートフォン１にカバーが取り付けられている場合に、スマートフォン１とコンバージョンレンズ１１を備えるレンズ筐体２０とは、カバーの厚みに対応する距離Ｌだけ離れた状態となっている。

図８と、図９および図１０に示すように、スマートフォン１のカメラ２に撮影されて表示画面５に表示される矩形の撮影画像の表示範囲５ａ（撮像素子の有効範囲に対応）に対して、コンバージョンレンズ１１を介してカメラ２に撮影されて表示画面に表示されるコンバージョンレンズ撮影領域３１は、円形になる。さらに、実際に肌２４が撮影される有効撮影領域３２は、コンバージョンレンズ撮影領域３１の内側で当接部２０ｂの所定形状の開口部２０ｃにより制限されることにより所定形状として正方形となっている。ここでは、開口部２０ｃは７．５＊７．５ｍｍとしている。なお、図９では、コンバージョンレンズ撮影領域３１が比較的大きく図示され、コンバージョンレンズ撮影領域３１の外側のカメラ撮影領域３０が省略されている。実際の画像は、図１０に示すように、コンバージョンレンズ１１を取り付けた状態でカメラ２で撮影を行った画像では、スマートフォン１のカメラ２に撮影されて表示画面５に表示される矩形の撮影画像の表示範囲５ａの中にカメラ撮影領域３０、その中にコンバージョンレンズ撮影領域３１があり、これらの領域の間にはレンズ筐体２０による影３４が映り込むことになる。

したがって、コンバージョンレンズ撮影領域３１の外側部分がバレル２０ａを含むレンズ筐体２０の円環状の影となるとともに、影の部分の半径方向に沿った幅が比較的広く、実質的なコンバージョンレンズ撮影領域３１が狭くなる。特に、レンズ筐体２０とスマートフォン１の正面との間に間隔Ｌがあると、コンバージョンレンズ撮影領域３１はさらに狭くなる。

また、コンバージョンレンズ撮影領域３１の中には矩形の有効撮影領域３２があり、これらの領域の間には当接部20ｂの裏面が映り込んでいる。この当接部２０ｂの開口部２０ｃの位置に、当接部２０に接触させた肌２４の開口部２０ｃに臨む部分が写ることになる。

図１１、図１２は、白色の樹脂板を裏から照明した状態で接写した場合の画像であり、肌が撮影される当接部２０ｂの開口部２０ｃ（図２の有効撮影領域３２）に対応する部分の輝度が高くなることにより、開口部２０ｃに対応する有効撮影領域３２の形状を分かり易くしている。

ここでは、１３メガピクセル（画素数４１２８＊３０９６）のカメラ２を使用しており、開口部２０ｃ内で撮影される有効撮影領域３２の画素数が約１７５０×１７５０となるが、肌２４の分析に用いる画像は、さらに有効撮影領域３２から切り出される画素数が１６００×１６００（２５６０Ｋ）の範囲となっている。カメラの画素数が８Ｍピクセルの場合、５Ｍピクセルの場合には、分析用の切りだされる画素数は
それぞれ１２６５×１２６５（１，６００ｋ）、９９２× ９９２（９８４ｋ）となる。また、各種スマートフォン１に搭載されるカメラの画角も異なる。従って、キメを正確に分析するためには、正確な「きめ」のピッチに校正する必要がある。この校正方法の一例については後述する。

図１１および図１２では、裏から照明している白色板を撮影しているので、有効撮影領域３２が通常の撮影より明るくなっているが、図１２に示すように有効撮影領域３２の輝度のグラフでエッジ部分が比較的明確になっており、撮影された画像の明るい有効撮影領域３２の形状を輝度により認識可能であることが示されている。

次に、コンバージョンレンズ１１（１１ａ，１１ｂ）と、スマートフォン１のカメラ２のマスターレンズ６との位置ずれの三態様と、有効撮影領域３２の変形について説明する。なお、図８に示す状態では、マスターレンズ６の光軸３５と、コンバージョンレンズ１１の光軸３６が一致した状態となっている。

第１の態様としてに、コンバージョンレンズ１１（１１ａ，１１ｂ）とスマートフォン１のカメラ２が光軸方向に沿って離れた場合について説明する。
図１３は、スマートフォン１からコンバージョンレンズ１１を有するレンズ筐体２０が光軸方向に沿って離れる状態を示している。例えば、スマートフォン１のカバーの厚みが一般的なカバーより厚いことにより、スマートフォン１とレンズ筐体２０との距離Ｌが図８に示す場合より大きくなった場合を示している。なお、マスターレンズ６の光軸３５とコンバージョンレンズ１１の光軸３６は一致しているものとする。

この場合に図１３に示すレンズ筐体２０の影３４になる部分が拡がり、コンバージョンレンズ撮影領域３１も狭くなる。従って、開口部２０ｃに対応する有効撮影領域３２の外周縁部と、円環状の影３４が重なり、図１４のカメラ２に撮影された画像に示すように、矩形状の有効撮影領域３２の角（四隅）部分の輝度が下がってしまい有効撮影領域３２の面積が少なくなる。この場合に、有効撮影領域３２の一部が影２４に重なって狭まることで、本来撮影されるべき肌画像のデータの一部が失われた状態となり、分析用の肌画像の切り出しも不可能となる。さらに、ピンボケの問題も生じる。
この例では極端な位置ずれの状態を示したが、有効撮影領域の欠落が生じていない状態であれば、有効撮影領域３２の大きさから補正が可能である。

第２に、コンバージョンレンズ１１（１１ａ，１１ｂ）とスマートフォン１のカメラ２が光軸と直交方向に沿って離れた場合について説明する。
第２の態様として、図１５に示すようにスマートフォン１からコンバージョンレンズ１１が光軸と直交する方向に沿ってずれた場合について説明する。すなわち、コンバージョンレンズ１１を備えるレンズ筐体２０は、カメラ２（マスターレンズ６）を有するスマートフォン１に対して図１５に示す矢印方向にずれて装着されている。この場合に、コンバージョンレンズ撮影領域３１の下端は、鏡筒の影に制限されることにより、正確に装着された場合のコンバージョンレンズ撮影領域３１ａ（点線で示す）に対して、矢印方向にずれた位置となる。図１５に示す例においては、開口２０Ｃにより規定される有効撮影領域は、その一部がコンバージョンレンズ撮影領域３１の外側にはみ出した状態となっており、図１６に示すように、カメラ２に撮影された画像は矩形状の有効撮影領域３２の一方の側縁部が円環状の影３４に重なって輝度が下がってしまい有効撮影領域の面積が少なくなる。この場合に、有効撮影領域３２が狭まることで、肌画像のデータの一部が失われた状態となる。
この例では極端なずれの状態を示したが、有効撮影領域の欠落が生じていない状態であれば、カメラ２の撮影された画像の表示範囲５ａの中心と、開口部２０ｃに対応する有効撮影領域３２の中心の位置関係からずれ量を認識可能である。

第３の態様として、図１７に示すように、スマートフォン１のカメラ２のマスターレンズ６の光軸に対してコンバージョンレンズ１１のレンズ１１ａ、１１ｂの光軸３６が傾き、軸傾きが発生している場合について説明する。この場合に、カメラ撮影領域３０におけるコンバージョンレンズ撮影領域３１は軸傾き方向にずれる。図１８のカメラ２で撮影された画像に示すように、黒の十字３５ａに示すカメラ２の撮影された画像の表示範囲５ａの中心と、白の十字３６ａで示す開口部２０ｃに対応する有効撮影領域３２の中心とがずれ、表示範囲５ａに対して有効撮影領域３２が偏った状態になる。但し、コンバージョンレンズ撮影領域３１と、有効撮影領域３２とは重なっていない。

また、コンバージョンレンズ１１の光軸３６がカメラ２のマスターレンズ６の光軸３５に対して傾いた場合、有効撮影領域３２の一方の辺ａが短くなり、他方の辺ｂが一方の辺ａより長くなることによって、矩形状の有効撮影領域３２が台形状に歪む（変形する）ことになる。

これらのことから、カメラ２に撮影された画像における開口部２０ｃの形状（すなわち、有効撮影領域３２の形状）の変形状態からコンバージョンレンズ１１とカメラ２のマスターレンズ６との軸ずれの有無と程度が認識可能になる。

以上説明した三態様の位置ずれは、スマートフォン１用のアプリケーション（アプリ）としてカメラ２による肌撮影の制御等を行うための肌撮影アプリに、開口部２０ｃの形状を認識するための画像認識プログラムを含ませることで、スマートフォン１の制御装置３内部の有効撮影領域３２（画像）の変形を認識する画像変形認識手段によって認識するようになっている。

以上説明した三態様の位置ずれは、補正が可能である。
コンバージョンレンズ１１とスマートフォン１のカメラ２が光軸方向に沿って離れた第1の態様の場合は、倍率の変動が生じるため画像の表示範囲５ａに対する有効撮影領域３２の大きさから補正可能である。
コンバージョンレンズ１１とスマートフォン１のカメラ２が光軸と直交する方向に離れた第２の態様の場合には、画像の表示範囲５ａに対する有効撮影領域３２の大きさから補正可能である。
また、コンバージョンレンズの光軸３６が傾いた第３の態様の場合は、有効撮影領域３２が矩形状から台形状等に変形する（歪む）がこの場合に変形を周知の歪みの補正方法により補正することが可能である。この場合に、上述の画像変形認識手段および補正手段としての制御装置３により検出した歪みに基づいて、例えば、台形歪み補正法等を用いて、画像を補正することが可能である。

以上のことから画像を補正することにより、光軸が傾くようなスマートフォン１のカメラ２に対するコンバージョンレンズ１１の位置ずれに対応することができる。
ここで、スマートフォン１のカメラ２に対するコンバージョンレンズの位置ずれによるカメラ２で撮影され画像の変形を認識するのに、当接部２０ｂの開口部２０ｃに対応する有効撮影領域３２の形状の変形を用いたが、以下のように後述のテストチャートパターン４１を用いるとより簡便に補正可能である。

この場合に、図１９に示すようにコンバージョンレンズ１１には、キャップ（レンズキョップ）３０がレンズ筐体２０の先端側に着脱可能に設けられる。このキャップ４０は、当接部２０ｂの肌に当接する側の面に取り付けられて、開口部２０ｃを閉塞するようになっており、不使用時のごみの侵入を防止する。

また、レンズ筐体２０の先端側にキャップ４０を取り付けた際に、キャップ４０裏面の開口部２０ｃと重なる位置にテストチャートパターン４１が印刷されたシールが貼り付けられている。なおテストチャートパターンは、キャップが樹脂の場合に、成形金型にテストチャートパターンを設けてキャップ４０を成形することにより、キャップ４０裏面に成形により形成してもよい。

レンズ筐体２０の先端部にキャップ４０を装着した状態で、シールとして貼られたテストチャートパターン４１の位置は、肌２４の撮影時の肌２４と略同じ位置になり、カメラ２の焦点（ピント）が合う位置である。このキャップの装着状態で内蔵するいずれかのＬＥＤを照射して、このパターンを撮影する。

したがって、スマートフォン１のカメラ２にコンバージョンレンズ１１が正しい位置に装着されている場合に、カメラ２に撮影された画像には、図２０に示すようにテストチャートパターン４１ａ全体が撮影画像の中央でかつ有効撮影領域の中央に歪みなく表示される。一方上述のようなずれがある場合は、テストチャートパターン４１ａが撮影画像の中央からずれたり、歪んだり、大きさも変動する。さらに位置ずれが大きくなると有効撮影領域の一部あるいはテストチャートパターン４１の一部が消えたりするが、この場合は適切な撮影が不可能なので、スマホの制御部がこれを認識してユーザーにコンバージョンレンズの取り付け位置の修正を促す。

この際に、立体形状である当接部２０ｂの開口部２０ｃよりも、平面形状でかつ複数の線を有するテストチャートパターン４１の方が画像の歪みを含む変形を正確に認識することができる。

したがって、上述のようにカメラ２に撮影されたテストパターン画像の歪み、ずれ、大きさから、位置ずれを検出して、この画像の補正を行うことが可能となる。この補正は周知の技術を用いて行うものであり、たとえば、位置ずれがない場合のテストパターン画像と実際のテストパターン画像を比較して、位置ずれ量を算出し画像補正処理を行う。

ここで、上述のようにコンバージョンレンズ１１の位置ずれが大きいと、上述のように本来有効撮影領域３２に含まれるはずの肌２４の情報が失われるので、撮影された画像を補正することが困難である。
そこで、肌画像をある程度正確に撮影できる位置ずれ量の許容範囲を決めておき、位置ずれ量が許容範囲を超えた場合に、例えば、スマートフォン１の画面表示や音声で、「コンバージョンレンズの位置ずれを治してください」等のように位置ずれを直すように指示したり、許容範囲を超えて位置ずれしていることから肌画像の撮影を禁止したりすることが可能になる。

すなわち、スマートフォン１の制御装置に上述の肌撮影用アプリに、位置ずれ量が許容範囲内か否かを判定する判定手段となるプログラムが含まれている。
ここで、図２１に示すように、コンバージョンレンズ１１がスマートフォン１に対して光軸に直交する方向に沿ってずれる場合に、コンバージョンレンズ１１を介してカメラ２に撮影される有効撮影領域３２の面積が減少する。

図２２のグラフは、横軸は、スマートフォン１のレンズ本体１２，１３の光軸と、カメラ２のマスターレンズ６の光軸とが合った位置からの光軸の直交方向への位置ずれ量を示し、縦軸は、上述のように光軸の位置が合っている場合の開口部２０ｃに対応する有効撮影領域３２（画像上で明るい部分）の面積を基準面積として１にし、光軸の直交方向の各位置ずれ量で撮影された画像における有効撮影領域３２の面積を基準面積で除算した面積比を示している。また、図２２のグラフには、各面積比を求めた際の画像が図示されている。

図２２に示されるように、光軸に直交する方向に沿った位置ずれ量が多くなるにつれて有効撮影領域３２の面積比が小さくなっている。
このことから、例えば、有効撮影領域３２の上述の面積比（または面積）をコンバージョンレンズ１１とスマートフォン１の光軸に直交する方向に沿った位置ずれ量の指標とし、この指標としての有効撮影領域３２の面積比が、たとえば、基準面積の０．９５より小さくなった場合に、位置ずれ量が許容範囲を越えたと判断し、ユーザーに再度調整を促すメッセージを出力するようにしてもよい。厳密な分析が不要な場合には基準値を０．９０あるいは０．８５と設定すればよい。

また、図２３に示すように、コンバージョンレンズ１１がスマートフォン１から光軸方向に沿って離れる方向に位置ずれする場合に、コンバージョンレンズ１１を介してカメラ２に撮影される有効撮影領域３２の面積が減少する。

図２４のグラフの横軸は、コンバージョンレンズ１１と、カメラ２のマスターレンズ６とのレンズ間距離を示し、縦軸は、スマートフォン１とコンバージョンレンズ１１が当接している場合のレンズ間距離における開口部２０ｃに対応する有効撮影領域３２（画像上で明るい部分）の面積を基準面積として１にし、各レンズ間距離で撮影された画像における有効撮影領域３２の面積を基準面積で除算した面積比を示している。また、図２４のグラフには、各面積比を求めた際の画像が図示されている。

図２４に示されるように、レンズ間距離が遠くなるにつれて、すなわち、スマートフォン１からコンバージョンレンズ１１が離れるにつれて、有効撮影領域３２の面積比が小さくなっている。

このことから、例えば、有効撮影領域の上述の面積比（または面積）をコンバージョンレンズ１１とスマートフォン１の光軸方向に沿った位置ずれ量の指標とし、この指標としての有効撮影領域３２の面積比が、たとえば、基準面積の０．９５より小さくなった場合に、位置ずれ量が許容範囲を越えたと判断し、ユーザーに再度調整を促すメッセージを出力するようにしてもよい。厳密な分析が不要な場合には基準値を0.90あるいは0.85と設定すればよい。

このような指標による位置ずれ量の許容範囲以内か否かの判定は、例えば、スマートフォン１の制御装置で行われる。すなわち、コンバージョンレンズ１１を装着したカメラ２に撮影された画像の有効撮影領域３２の面積を、例えば、輝度の閾値を設定して、閾値より輝度の高い部分の面積を求めるか、有効撮影領域３２とその周囲との境界部分の輝度のエッジを認識させ、エッジで囲まれた部分の面積を求めるなどして、有効撮影領域３２の面積を算出する。

なお、コンバージョンレンズ１１とスマートフォン１とが位置ずれせずに、互いの光軸位置が一致し、かつ、レンズ間距離が基準の最も小さい距離となっている場合の有効撮影領域３２の予め求められた面積をスマートフォン１の上述の肌撮影用アプリのデータとして例えばフラッシュメモリ等に記憶しておく。

これにより、基準面積に対する測定された有効撮影領域３２の面積比を求めることができる。この面積比が予め設定されて肌撮影用アプリのデータとしてフラッシュメモリに記憶されている許容範囲となる面積比と比較され、面積比が許容範囲内か否かが判定される。すなわち、スマートフォン１の制御装置が判定手段として機能する。

また、スマートフォン１では、スマートフォン１にコンバージョンレンズ１１を装着する際に、スマートフォン１に対するコンバージョンレンズ１１の取り付ける際の位置合わせを支援する位置合わせ支援機能を設けてもよく、以下これについて説明する。

コンバージョンレンズ１１のレンズ筐体２０の当接部２０ｂの裏面側（カメラ２側）には、枠状の光軸指示部材５０が設けられている。この光軸指示部材５０は、当接部２０ｂの裏面側の形状と同様の枠状に形成されている。なお、図２５では、当接部２０ｂの開口部２０ｃが円状となっており、光軸指示部材５０が円環状となっているが、上述のように開口部２０ｃが矩形状であってもよく、この場合に光軸指示部材５０は、四角枠状となる。

この光軸指示部材５０には、９０度間隔で、径方向に沿った線からなる指示マークが例えば印刷により設けられている。この指示マークでは、上述の線が、例えば、２本以上でここでは、４本設けられ、これら４本の線を延長すると二本ずつ重なって十字状になる。これら線を延長した線は、一か所で交差することになり、これら線を延長した線の交点がコンバージョンレンズ１１の光軸が通る位置となる。

スマートフォン１では、例えば、上述のクリップ方式によりコンバージョンレンズ１１が装着される。コンバージョンレンズ１１は、光軸に直交する方向に移動可能になっている。

この状態でカメラ２で撮影すると、図１０に示すように、開口部２０ｃに対応する有効撮影領域３２の外側でレンズ筐体２０の影３４の内側に当接部２０ｂの裏面が撮影されることになる。ここでは、この位置に光軸指示部材５０があり、光軸指示部材５０の指示マークが撮影される。すなわち、図２５のカメラ２の画像６１（全画像の一部）に示すように、当接部２０ｂ裏面の光軸指示部材５０が撮影された状態となる。

スマートフォン１の制御部は、上述の撮影された光軸指示部材５０の複数の指示マークを直線で結ぶことによって得られる交点をコンバージョンレンズ１１光軸位置５１とする。この画像６２上の光軸位置５１を算出する処理は、肌撮影アプリで位置合わせ用のプログラムを起動している間、常時繰り返し行われる。したがって、スマートフォン１に対してコンバージョンレンズ１１を動かした際に画像６２の光軸位置５１が移動するようになっている。

この際に、スマートフォン１の実際のディスプレイの表示画面は、画面６３に示すように、カメラ２のマスターレンズ６の光軸位置５２を示す十字線が画面中央に表示される。そして、コンバージョンレンズ１１の光軸位置５１は、コンバージョン光軸マーク５４として表示される。

したがって、例えば、コンバージョンレンズ１１をクリップ方式でスマートフォン１に取り付けた状態で、表示画面６３上のマスター光軸マーク５３により示されるマスターレンズ６の光軸位置５２に、コンバージョン光軸マーク５４で示されるコンバージョンレンズ１１の光軸位置５１を合わせるように、コンバージョンレンズ１１（レンズ筐体２０）の位置を移動する。これにより、表示画面６４に示すように、マスター光軸マーク５３の中心に、コンバージョン光軸マーク５４の中心を合わせることができ、マスターレンズ６の光軸位置５２と、コンバージョンレンズ１１の光軸位置５１が合わされることになる。

このように、位置合わせ支援手段としてのスマートフォン１の制御装置の処理により、スマートフォン１のカメラ２のマスターレンズ６の光軸位置５２にコンバージョンレンズ１１の光軸位置５１を容易に合わせられるとともに、高い精度で合わせることができる。

次に、スマートフォン１の上述の判定手段および位置合わせ支援手段としての機能の変形例を説明する。
図２６に示すように、コンバージョンレンズ１１の先端側には、キャップ４０が着脱可能に取り付けられるようになっている。このキャップ４０には、コンバージョンレンズ１１に装着した状態で、コンバージョンレンズ１１のレンズ本体１２，１３の光軸４５の位置にピンホール４４が設けられている。

このピンホール４４を介してコンバージョンレンズ１１の光軸の延長線上に配置される被写体を撮影した場合に、コンバージョンレンズ１１の光軸３６と、カメラ２のマスターレンズ６の光軸とが略一致していれば、表示画面の中央にカメラ２で撮影した被写体の像がピントの合った状態で表示されるが、これらの光軸の位置がずれると、表示画面の中央からずれた位置に被写体の像がぼけた状態に表示される。

これにより、光軸の位置のずれが許容範囲内か否かを判定することができる。すなわち、被写体の像が表示画面の略中央にピントのあった状態であれば、光軸の位置のずれが許容範囲内であると判定することが可能である。なお、この場合に、被写体として、例えば、上述のテストチャートパターンを用い、テストチャートパターンの画面中央からの位置ずれは、形状の変化量で、許容範囲内か否かを自動判定することが好ましい。なお、操作者が目視で被写体の画像上の位置やボケを確認して許容範囲か否かを判断する場合には、判定手段は、操作者の判定を支援するための判定支援手段となる。

また、上述のように例えばクリップ方式でコンバージョンレンズ１１をスマートフォン１に装着した状態で、コンバージョンレンズ１１にピンホール４４を備えるキャップ４０を装着する。この状態で、被写体を撮影するとともに、コンバージョンレンズ１１を移動して位置合わせを行う。被写体がコンバージョンレンズ１１の延長線上に配置されるようにしながら、コンバージョンレンズ１１を移動した際に、表示画面の中央にピンとが合った状態で被写体の像が表示されるようにコンバージョンレンズ１１を移動することになる。
このような肌撮影システムにおいても、光軸の位置合わせが可能になり、良好な状態で肌画像の撮影が行える。

１ スマートフォン（携帯型電子機器）
２ カメラ
３ 制御装置（画像変形認識手段、補正手段、判定手段、位置合わせ支援手段）
６ マスターレンズ
１１ コンバージョンレンズ
１１ａ レンズ
１１ｂ レンズ
２０ レンズ筐体
２０ａ バレル（鏡筒）
２０ｂ 当接部
２０ｃ 開口部
４０ キャップ
４１ テストチャートパターン
５０ 指示部材（指示マーク）
５１ コンバージョンレンズの光軸位置
５２ マスターレンズの光軸位置
５３ マスター光軸マーク
５４ コンバージョン光軸マーク
６３ 表示画面
６４ 表示画面

Claims (4)

1. カメラを備える携帯型電子機器と、前記携帯型電子機器の前記カメラのマスターレンズの位置に着脱自在に装着され、前記カメラにより肌を接写するためのコンバージョンレンズとを備る肌撮影システムであって、
   前記コンバージョンレンズを、バレルを介して支持する筒状のレンズ筐体と、
   前記レンズ筐体の先端部の当該レンズ筐体の先端側開口を塞ぐ位置に設けられ、撮影される肌に当接させるための当接部と、
   前記当接部に当接して位置決めされた状態の肌を撮影するために前記当接部に設けられた所定形状の開口部と、
   前記コンバージョンレンズと、前記携帯型電子機器の前記カメラとの位置ずれによる前記カメラで撮影された画像の変形を認識する画像変形認識手段と、
   前記画像変形認識手段により認識された前記画像の変形に基づいて前記画像の変形を補正する補正手段とを備え、
   前記画像変形認識手段は、撮影された前記画像における前記当接部の前記開口部の形状により前記画像の変形を認識することを特徴とする肌撮影システム。
2. 前記レンズ筐体の先端部に着脱可能に設けられ、前記当接部の前記開口部を閉塞するキャップと
   前記レンズ筐体に装着された前記キャップの内面の前記当接部の前記開口部に臨む位置に、前記カメラで撮影可能に設けられたテストチャートパターンとを備え、
   前記画像変形認識手段は、撮影された前記画像における前記当接部の開口部の形状に代えて、撮影された前記テストチャートパターンにより画像の変形を認識することを特徴とする請求項１に記載の肌撮影システム。
3. 前記携帯型電子機器は、
   前記コンバージョンレンズと、前記携帯型電子機器の前記カメラとの位置ずれによる前記画像の変形が設定された許容範囲内か否かを判定する判定手段を備え、
   前記判定手段は、前記カメラで撮影された前記画像における前記当接部の前記開口部の形状の変形量を示す指標となる値が設定された許容値の範囲内か否かを判定することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の肌撮影システム。
4. 前記携帯型電子機器に設けられ、前記カメラが撮影する画像を表示するディスプレイと、
   前記鏡筒先端部の前記当接部裏面または前記鏡筒先端部に装着されるキャップ裏面に前記カメラに撮影可能に設けられ、前記レンズ本体の光軸の位置を指示する指示マークと、
   前記携帯型電子機器の前記カメラの位置に前記コンバージョンレンズを装着する際に、前記マスターレンズの光軸と、前記コンバージョンレンズの光軸との位置合わせを支援する位置合わせ支援手段とを備え、
   前記位置合わせ支援手段は、
   前記ディスプレイの表示画面に、前記マスターレンズの光軸位置を示すマスター光軸マークを表示し、
   かつ、前記指示マークに指示される前記コンバージョンレンズの光軸位置を示すコンバージョン光軸マークを前記ディスプレイの前記表示画面上に表示することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の肌撮影システム。

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