以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではなく、また実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
図1は、本発明の一実施形態に係る検査シート10を用いた検査システムの一例を示す。検査システムは、皮膚40に貼り付けられた検査シート10を撮像装置20で撮像して、皮膚40の状態を検査する。検査システムは、検査シート10、撮像装置20、および解析装置30を備える。そして、検査シート10は、支持体シート100、複数のフィルタ層102、および試薬保持部104とを備える。本実施形態に係る検査シート10および検査システムは、それぞれ異なる複数の撮像装置20のいずれで検査シート10の変色を撮像した場合であっても、皮膚40において生じた現象を確実に検知することを目的とする。
まず、検査シート10は、人体の皮膚40に貼付される。試薬保持部104が保持する試薬は、検査シート10が貼付された領域の一部に含まれる皮膚40の表面の水分または皮脂等の存在により変色する。そして、複数のフィルタ層102はそれぞれ、それぞれの分光特性に応じて予め定められた波長領域の光を透過させる。なお、複数のフィルタ層102はそれぞれ、それぞれの分光特性に応じて予め定められた波長領域の光を選択的に透過させる。続いて、撮像装置20は、複数のフィルタ層102のそれぞれを透過した波長領域の光を撮像して、撮像した画像を示す撮像画像データを、ネットワーク50を介して解析装置30に送信する。解析装置30は、撮像画像データが示す撮像画像から、皮膚40の状態を解析する。
より詳細には、検査シート10の支持体シート100は、試薬保持部104と複数のフィルタ層102とを保持する。支持体シート100は、高分子樹脂シートであってよく、例えば、ポリ塩化ビニル、ポリビニルアルコール、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリウレタン、ポリオレフィン、およびポリアミド系合成繊維等であってよい。高分子樹脂シートの重合度および平均分子量等は、検査シート10の使用状況、並びに検査シート10に要求される柔軟性、および耐久性等に応じて適宜決定してよい。また、検査シート10が使用される前においては、支持体シート100の皮膚40と接触する面には保護シートが貼付されている。そして、検査シート10を使用するときに保護シートを取り外して、検査シート10を皮膚40に貼付する。
検査シート10の試薬保持部104は、皮膚から発生する検査対象物または分泌される検査対象物と接触することによって色が変化する試薬を保持する。検査対象物は、具体的には、皮膚上の水分、汗、または皮脂等である。そして、試薬保持部104が保持する試薬は、水分、汗、または皮脂等を吸収することによって変色する化合物であってよい。例えば、検査対象が水分である場合、試薬は無水硫酸銅または塩化コバルトであってよい。また、試薬はpH指示薬等であってもよい。更に、試薬保持部104と皮膚40とが接触する面に、試薬保持部104が保持する試薬と皮膚40とが直接に接触することを避けるべく、水分または皮脂を透過するが試薬を透過しない不織布等の層を備えてもよい。なお、図1では、1種類の試薬保持部104を備える検査シート10を一例をして示しているが、他の例では、検査シート10は、異なる種類の試薬をそれぞれ保持する複数の試薬保持部104を備えてもよい。
複数のフィルタ層102(例えば、フィルタ層102R、フィルタ層102G、およびフィルタ層102B)はそれぞれ、試薬保持部104の皮膚40に接触する側の反対側に、試薬保持部104に沿って異なる位置に設けられ、それぞれ異なる波長領域の光を透過する。具体的には、複数のフィルタ層102のそれぞれは、試薬の色を検出する撮像装置20が備える光検出部204が検出可能な複数の波長領域のそれぞれの一部の波長領域の光をそれぞれ透過する。また、検査シート10は、試薬保持部104と同時に外部から視認可能に配置され、皮膚40からの赤外光を透過する赤外線透過フィルタ114を更に備えていてもよい。
より具体的には、光検出部204は、光の第1の色成分、第2の色成分、および第3の色成分をそれぞれ検出可能な第1検出素子、第2検出素子、および第3検出素子を有する。なお、第1検出素子、第2検出素子、および第3検出素子はそれぞれ、光を受光する受光面上に予め定められた波長領域の光を透過するフィルタ部206を有する。具体的には、第1検出素子は、第1の色成分の光を透過する第1のフィルタ部206を有する。同様にして、第2検出素子は、第2の色成分の光を透過する第2のフィルタ部206を有するとともに、第3検出素子は、第3の色成分の光を透過する第3のフィルタ部206を有する。
そして、複数のフィルタ層102は、第1フィルタ層、第2フィルタ層、および第3フィルタ層を有していてよい。例えば、第1フィルタ層は、第1検出素子が検出可能な波長領域の一部の波長領域の光を透過する。また、第2フィルタ層は、第2検出素子が検出可能な波長領域の一部の波長領域の光を透過する。そして、第3フィルタ層は、第3検出素子が検出可能な波長領域の一部の波長領域の光を透過する。係る場合において、第1フィルタ層は、第1のフィルタ部206が透過可能な波長領域の一部の波長領域の光を透過してよい。また、第2フィルタ層は、第2のフィルタ部206が透過可能な波長領域の一部の波長領域の光を透過してよく、第3フィルタ層は、第3のフィルタ部206が透過可能な波長領域の一部の波長領域の光を透過してもよい。
例えば、光検出部204は、光のR成分(例えば、波長600nmから波長750nmの範囲における光)、G成分(例えば、波長490nmから波長600nmの範囲における光)、およびB成分(例えば、波長420nmから波長490nmの範囲における光)をそれぞれ検出可能なR検出素子、G検出素子、およびB検出素子を有する。ここで、複数の撮像装置20が存在する場合、一の撮像装置20が備える光検出部204と、他の撮像装置20が備える光検出部204とは、光のR成分、G成分、およびB成分をそれぞれ検出する分光特性が異なっていてよい。
そして、複数のフィルタ層102は、例えば、Rフィルタ層、Gフィルタ層、およびBフィルタ層を含む。Rフィルタ層は、R検出素子が検出可能な波長領域の一部の波長領域の光を透過する。また、Gフィルタ層は、G検出素子が検出可能な波長領域の一部の波長領域の光を透過する。そして、Bフィルタ層は、B検出素子が検出可能な波長領域の一部の波長領域の光を透過する。すなわち、複数のフィルタ層102はそれぞれ、複数の検出素子がそれぞれ検出可能な波長領域より狭い範囲の波長領域の光をそれぞれ透過する。これにより、R検出素子、G検出素子、およびB検出素子はそれぞれ、Rフィルタ層、Gフィルタ層、およびBフィルタ層のそれぞれが透過する予め定められた波長領域の光を検出して検査シート10の画像を撮像できる。
また、複数のフィルタ層102は、試薬保持部104が保持する試薬の色が変化する前の試薬の色、または試薬の色が変化した後の試薬の色が示す波長領域の光を透過してもよい。具体的には、複数のフィルタ層102は、第1フィルタ層と第2フィルタ層とを有していてよい。第1フィルタ層は、試薬の色が変化する前の試薬の色を示す波長領域の光を透過する。そして、第2フィルタ層は、試薬の色が変化した後の試薬の色を示す波長領域の光を透過する。
なお、試薬が発する光の波長ごとの強度分布を予め測定することにより、複数のフィルタ層102のそれぞれが透過する波長領域を決定してもよい。また、試薬の色が、第1の色から第2の色に変化する場合、第1フィルタ層が、第1の色を示す波長領域の光を透過するとともに、第2フィルタ層が、第2の色を示す波長領域の光を透過すべく設計してもよい。更に、光検出部204が示す分光特性に応じて、複数のフィルタ層102のそれぞれが透過する波長領域を決定してもよい。そして、複数のフィルタ層102のそれぞれを透過する波長領域の光を発色する化合物を、試薬として用いてもよい。
また、他の実施形態においては、試薬保持部104に対して複数のフィルタ層102の反対側に設けられ、検査対象物を試薬保持部104に透過させるとともに、複数のフィルタ層102から入射した光を反射する光反射部を更に備えてもよい。光反射部を備えることにより、検査シート10に照射される光の光量が小さい場合であっても、撮像装置20は、試薬保持部104が保持している試薬の色を適切に撮像できる。
撮像装置20は、検査シート10の複数のフィルタ層102を撮像する。撮像装置20は、複数のフィルタ層102を透過した波長領域の光を撮像する。撮像装置20が撮像した撮像画像を示す撮像画像データは、LANおよびインターネット等のネットワーク50を介して、撮像画像を解析して肌状態を判断する解析装置30に送信される。また、撮像装置20は、撮像装置20を電気通信的に接続可能なクレードルに保持されてよい。そして、クレードルはネットワーク50を介して解析装置30と通信可能に接続される。係る場合に、撮像装置20は、クレードルを介して解析装置30に撮像画像データを送信してもよい。
解析装置30は、撮像装置20が撮像した検査シート10の撮像画像から、皮膚40の状態を解析する。解析装置30は、PCまたはサーバであってよい。具体的には、解析装置30は、複数のフィルタ層102を透過した光の量、例えば、R成分の光を透過するフィルタ層102R、G成分の光を透過するフィルタ層102G、およびB成分の光を透過するフィルタ層102Bのそれぞれを透過した光の量を、撮像画像データが示す撮像画像から解析する。そして、解析装置30は、光の量が最も多い成分の色に応じて、皮膚40の表面における水分量を判断する。解析装置30は、解析結果をユーザに通知すべく、通知情報を生成してユーザに通知する。
例えば、試薬保持部104が保持する試薬は、無水硫酸銅であってよい。無水硫酸銅は無色であり、水分を吸収することによって、硫酸銅五水和物になって青色に変化する。このような硫酸銅の色変化に基づき、フィルタ層102Rを透過したR成分の受光量の変化から、皮膚40の水分量または水分蒸散量を算出することができる。
また、試薬保持部104が保持する試薬は、撮像装置20の一例であるデジタルカメラのRGB成分の検出感度の波長依存に対して、極大吸収波長が比較的一致している色材であることが好ましい。例えば、ニトロテトラゾリウムブルー(NTB)、ジアリールイミダゾールロイコ色素等の色材であってもよい。ニトロテトラゾリウムブルー(NTB)は、淡黄色の色材が光カブリ・還元反応によって540nm付近に極大吸収波長を持つ赤色に変化する。ジタリールイミダゾールロイコ色素は、無色の色材が光カブリ・酸化反応によって650nm付近に極大吸収波長を持つ青色に変化する。このような色材を用いることによって、フィルタ層102R、フィルタ層102G、フィルタ層102Bのそれぞれを透過した光の量に基づいて、皮膚40の状態を正確に判断できる。
図2は、本実施形態に係る撮像装置20の機能構成の一例を示す。撮像装置20は、撮像部200、画像取得部210、画像生成部220、温度検出部230、格納部240、出力部250、フィルタ制御部260、およびモード切換部270を備える。また、撮像部200は、レンズ部202および光検出部204を有する。そして、光検出部204は、フィルタ部206および検出素子208を含む。なお、光検出部204は、複数のフィルタ部206および複数の検出素子208を含んでいてよく、複数のフィルタ部206はそれぞれ、複数の検出素子208のそれぞれに対応させて配置されてよい。
撮像部200は、検査シート10を撮像する。撮像部200は、検査シート10の可視光画像および赤外光画像を撮像する。具体的には、撮像部200は、撮像範囲から入射する光を、レンズ部202を通して光検出部204に受光させる。そして、光検出部204は、複数の検出素子208において光を受光して、撮像範囲に含まれる検査シート10の撮像画像を撮像する。また、撮像部200は、赤外光フィルタを透過した光を受光して、検査シート10を撮像してもよい。すなわち、撮像部200は、撮像範囲に含まれる検査シート10からの光を、レンズ部202と赤外光フィルタとを通して検出素子208に受光させることにより、検査シート10を撮像する。なお、レンズ部202は、複数のレンズを含むレンズ系であってもよい。
なお、可視光画像とは、可視光の波長範囲(例えば、波長400nmから700nmの範囲)において撮像部200の光検出部204が有する検出素子208が受光した光から取得した画像である。また、赤外光画像とは、赤外光の波長範囲(例えば、波長700nmから波長1000nmの範囲、または波長700nmから波長2500nmの範囲)において撮像部200の光検出部204が有する検出素子208が受光した光から取得した画像である。更に、撮像領域とは、撮像部200が、可視光画像および赤外光画像の撮像ができる撮像領域であり、少なくとも検査シート10の複数のフィルタ層102を含む撮像領域である。また、本実施形態における画像は、静止画だけではなく動画を含んでいてよい。そして、動画は、複数の動画構成画像を含み、フレーム画像またはフィールド画像等は動画構成画像の一例である。
具体的には、光検出部204は、可視光を受光して撮像する複数の可視光検出素子208、および赤外光を受光して撮像する複数の赤外光検出素子が同一平面状に配列されていてよい。なお、CCDまたは複数のCMOSセンサは、光検出部204の一例である。ここで、フィルタ部206は、複数のフィルタ部206を含む。具体的には、フィルタ部206は、原色フィルタ(例えば、R成分、G成分、およびB成分の光を透過するフィルタ)または補色フィルタ(例えば、C(シアン)成分、M(マゼンタ)成分、Y(イエロー)成分)、およびG(グリーン)成分の光を透過するフィルタ)であってよい。更には、フィルタ部206は、原色フィルタと補色フィルタとの双方を含んでいてもよい。
また、フィルタ部206は、検査シート10からの光のうちの赤外光を遮断する赤外光フィルタを含んでよい。また、フィルタ部206は、検査シート10からの光のうちの可視光領域の光、および赤外光領域の光のそれぞれを透過するフィルタを含んでいてもよい。なお、光検出部204は、試薬保持部104が検査対象物と接触することによって変化する色成分を示す、複数のフィルタ層102のそれぞれが透過する波長領域より広い波長領域の光を受光可能となるべく設定されていてもよい。
また、検査シート10の試薬保持部104が保持する試薬は、少なくとも複数のフィルタ部206がそれぞれ透過する波長領域の中心波長の光を発色する化合物であってもよい。例えば、フィルタ部206がR成分の波長領域の光を透過するフィルタ部206R、G成分の波長領域の光を透過するフィルタ部206G、およびB成分の波長領域の光を透過するフィルタ部206Bを有する場合を考える。係る場合において、試薬保持部104が保持する試薬は、フィルタ部206Rが透過する波長領域の中心波長の光を発色する化合物、フィルタ部206Gが透過する波長領域の中心波長の光を発色する化合物、およびフィルタ部206Bが透過する波長領域の中心波長の光を発色する化合物を含んでいてよい。
なお、本実施形態において、検査シート10に照射されている光は、例えば、室内においては蛍光灯および白熱灯から発せられる白色光であり、また、屋外においては太陽光などの白色光である。屋内、屋外を問わず、ハロゲンランプ、キセノンランプ、写真撮影用のストロボ、タングステンランプなどを用いてもよい。ここで、光源は、例えば、R成分、G成分、およびB成分のそれぞれの波長領域の光を個別に発する光源であってもよい。係る場合において、撮像装置20は、R成分の光を照射した場合、G成分の光を照射した場合、およびB成分の光を順次照射した場合のそれぞれにおいて、同一の検査シート10を予め定められた時間内に撮像してもよい。
そして、撮像装置20は、撮像した複数の撮像画像の差異から、検査シート10の複数のフィルタ層102を透過した波長範囲を特定する情報を生成してもよい。例えば、撮像装置20は、R成分の波長領域の光を発する光源で検査シート10を照射しているときに検出素子208が捉えた光が示すアナログ電気信号と、G成分の波長領域の光を発する光源で検査シート10を照射しているときの検出素子が捉えた光が示すアナログ電気信号との差異をとることにより、試薬の色を示す情報を生成してもよい。係る方法を採用することにより、光検出部204は、フィルタ部206を有する必要がなくなる。なお、光源は、例えば発光ダイオード(LED)であり、検査シート10から所定の距離を隔てて、R成分、G成分、およびB成分のそれぞれの波長領域の光を順次発光する。
これにより、例えば、検査シート10のフィルタ層102の近傍に皮膚40が直接外部に曝される開口部を設けておけば、撮像装置20は、複数のフィルタ層102を透過した光の検出だけでなく、皮膚40の高精細な撮像画像を撮像することもできる。
モード切換部270は、検査シート10を撮像する検査撮像モード、および検査シート10以外を撮像する通常撮像モードのいずれかを選択する。具体的には、モード切換部270は、ユーザの指示に応じて検査撮像モードおよび通常撮像モードのいずれかを選択する。そして、モード切換部270は、選択されたモードに応じてフィルタ制御部260を制御する。フィルタ制御部260は、撮像部200が検査シート10を撮像する場合に、赤外光フィルタを透過させることなく、赤外光を含む光を撮像部200に受光させる。具体的には、モード切換部270が検査撮像モードを選択した場合に、赤外光フィルタを透過させることなく、赤外光を含む光を撮像部200に受光させる。なお、フィルタ部206は、波長可変フィルタであってよい。例えば、フィルタ部206は、波長可変フィルタはファブリペロー型干渉フィルタであってよく、他の実施形態においては、回折格子、プリズム、または複数の狭帯域フィルタを有するフィルタであってもよい。
画像取得部210は、光検出部204が含む複数の検出素子208からアナログ電気信号を読み出す。そして、画像取得部210は、読み出したアナログ電気信号をデジタル信号に変換して、撮像範囲の撮像画像を撮像画像データとして取得する。具体的には、画像取得部210は、光検出部204において発生するノイズを軽減する処理を光検出部204から読み出したアナログ電気信号に施すことにより、撮像部200が撮像した撮像範囲の撮像画像を示すアナログ電気信号を抽出する。そして、画像取得部210は、抽出した電気信号の高低部分を予め定められたレベルまでに補正する。続いて、画像取得部210は、補正後のアナログ電気信号をデジタル信号に変換することにより撮像画像データを取得する。画像取得部210は、取得した撮像画像データを、画像生成部220および温度検出部230に供給する。
なお、画像取得部210は、アナログ電気信号のデジタル信号への変換処理をガンマ変換後に実行してもよい。そして、画像取得部210は、アナログ電気信号からRGB各色のアナログ電気信号だけを取り出してデジタル信号へ変換してもよい。また、画像取得部210は、デジタル信号のデータ量を低減すべくデータ圧縮処理を実行する場合、撮像画像における白の基準値を決定すべくホワイトバランス処理を実行してもよい。そして、画像取得部210は、RGB信号から輝度成分および色差信号の画像を生成する。続いて、画像取得部210は、信号変化が予め定められた基準値よりも大きい部分を生成した画像から抽出して、シャープネス処理を実行する。そして、画像取得部210は、シャープネス処理を施した後の画像に対してデータ圧縮処理を実行してもよい。
画像生成部220は、可視光検出素子が受光した可視光から検査シート10の画像を生成する。すなわち、画像生成部220は、画像取得部210が取得した撮像画像データのうち、可視光検出素子が受光した可視光によって生じたアナログ電気信号を画像取得部210が変換して生成した撮像画像データを用いて、画像を生成する。同様にして、画像生成部220は、赤外光検出素子が受光した赤外光から画像を生成してもよい。画像生成部220は、生成した画像を示す画像データを格納部240に供給する。
温度検出部230は、赤外光検出素子が受光した赤外光から、皮膚40の温度を検出する。具体的には、温度検出部230は、撮像装置20が撮像した赤外光画像から皮膚40の温度を算出する。これにより、皮膚40の温度によって試薬保持部104が保持する試薬の色が変化する場合において、皮膚40の状態をより的確に判断する場合に資することができる。温度検出部230は、算出した温度を示す情報を格納部240に供給する。格納部240は、画像生成部220が生成した画像を、温度検出部230が検出した温度に対応づけて格納する。出力部250は、格納部240が格納している画像を示す画像データを、当該画像が撮像されたときの皮膚40の温度を示す情報とともに、ネットワーク50を介して解析装置30に送信する。
解析装置30は、撮像装置20が撮像した撮像画像に基づいて皮膚40の状態を判定する。解析装置30は、撮像装置20が撮像した検査シート10の撮像画像から検出される試薬の色から皮膚40の状態を判定してよい。具体的には、解析装置30は、試薬の色と皮膚40の状態とを予め対応づけて記録している。そして、解析装置30は、撮像装置20が撮像した撮像画像に含まれる検査シート10の複数のフィルタ層102を透過した光の色を判断して、当該色から皮膚40の状態を判断する。また、解析装置30は、皮膚40の温度と試薬の色とを対応づけて予め記録していてもよい。そして、解析装置30は、皮膚40の温度と試薬の色とから皮膚40の状態を判断してもよい。
また、解析装置30は、光検出部204が検出した光の光量に基づいて、検査対象物の量を算出する量算出部を備えていてよい。具体的には、解析装置30は、試薬保持部104からの一部の波長領域の光の光量と、検査対象物の量との間の相関を示す相関情報を格納する量格納部を更に備えていてよい。そして、解析装置30の量算出部は、光検出部204が検出した光の光量および量格納部が格納している相関情報に基づいて、検査対象物の量を決定する。
図3は、本実施形態に係る複数のフィルタ層102における光透過特性の概念の一例を示す。試薬保持部104が保持する試薬は、例えば、波長420nmから波長490nmの波長領域の光を発色する。そして、皮膚40から発生した検査対象物との接触により、波長490nmから波長600nmの波長領域の色、または波長600nmから波長750nmの波長領域の色を発色する。なお、波長600nmから波長750nmの波長領域の光を発色するとともに、皮膚40から発生した検査対象物が接触すると、波長420nmから波長490nmの波長領域の色を発色する試薬であってもよい。
係る場合において、第1フィルタ層(例えば、Rフィルタ層)は、試薬が発色する光の波長領域に含まれる一部の波長領域の光だけを透過する。例えば、第1フィルタ層は、波長領域350に含まれる光だけを透過する。また、第2フィルタ層(例えば、Gフィルタ層)は、試薬が発色する光の波長領域に含まれる一部の波長領域の光だけを透過する。例えば、第2フィルタ層は、波長領域330に含まれる光だけを透過する。そして、第3フィルタ層(例えば、Bフィルタ層)は、試薬が発色する光の波長領域に含まれる一部の波長領域の光だけを透過する。例えば、第3フィルタ層は、波長領域310に含まれる光だけを透過する。
なお、第1フィルタ層、第2フィルタ層、および第3フィルタ層はそれぞれ、試薬が発色する光のピーク波長を中心として、予め定められた波長領域の光を透過してもよい。係る場合において、第1フィルタ層、第2フィルタ層、および第3フィルタ層のそれぞれが透過する光の波長領域は、それぞれ重複させずに設計されることが好ましい。
本実施形態に係る複数のフィルタ層102は、R成分、G成分、およびB成分の各波長領域のうち、所定の波長領域の光だけを透過する。これにより、撮像装置20が備える光検出部204が有するフィルタ部206の分光特性が、複数の撮像装置20のそれぞれで異なっていた場合であっても、フィルタ部206の違いに関わらず試薬の色が変化したことを確実に検出できる。すなわち、B成分の波長領域の光とG成分の波長領域(例えば、波長領域320)の光、またはG成分の波長領域の光とR成分の波長領域の光とが混同した波長領域(例えば、波長領域340)の光を検査シート10の複数のフィルタ層102は透過しないので、解析装置30は、試薬の色が変化する途中の試薬の色は検出せず、試薬の色が確実に変化したことを検出できる。従って、本実施形態に係る検査シート10を用いることにより、皮膚40の状態を判断する場合に、判断のあいまいさを排除できる。
なお、複数のフィルタ層102のそれぞれは、試薬からの光の強度が予め定められた値より大きい波長領域の少なくとも一部の波長領域をそれぞれ含む、光検出部204が検出可能な複数の波長領域のそれぞれの一部の波長領域の光をそれぞれ透過してよい。例えば、波長領域330は、R成分の光を検出する検出素子208が検出可能な波長領域の一部の波長領域であるとともに、試薬からの光の強度が予め定められた値より大きい波長領域であってよい。また、波長領域320は、G成分の光を検出する検出素子208が検出可能な波長領域の一部の波長領域であるとともに、試薬からの光の強度が予め定められた値より大きい波長領域であってよい。また、波長領域310は、B成分の光を検出する検出素子208が検出可能な波長領域の一部の波長領域であるとともに、試薬からの光の強度が予め定められた値より大きい波長領域であってよい。
なお、フィルタ層102は、試薬からの光の強度が極大または最大となる波長領域を含む、光検出部204が検出可能な波長領域の一部の波長領域の光を透過してよい。他にも、フィルタ層102は、光検出部204が検出可能な波長領域において試薬からの光の強度が極大または最大となる一部の波長領域を含む光を透過してよい。
図4は、本実施形態に係る検査シート10の一例を示す。検査シート10の複数のフィルタ層102はそれぞれ、R成分の波長領域の光を透過するフィルタ層102R、G成分の波長領域の光を透過するフィルタ層102G、およびB成分の波長領域の光を透過するフィルタ層102Bを有する。そして、フィルタ層102R、フィルタ層102G、およびフィルタ層102Bはそれぞれ、検査シート10において隣接した位置に配置される(例えば、図4の(a)参照)。なお、フィルタ層102R、フィルタ層102G、およびフィルタ層102Bの並び順は図示した場合に限られず、他の並び順であってもよい。
また、支持体シート100は、透明層106と粘着層108とを含む。透明層106は、図1の上記説明における支持体シート100の説明において述べた材料と同様な高分子樹脂シートであって、可視光領域の光および赤外光領域の光の双方を透過する材料であってよい。また、粘着層108は、例えば、アクリル系粘着剤であってよい。そして、透明層106の上部表面にフィルタ層102R、フィルタ層102G、およびフィルタ層102Bがそれぞれ隣接して貼付されていてよい。また、フィルタ層102R、フィルタ層102G、およびフィルタ層102Bに対向する位置の粘着層108の表面に、試薬保持部104が貼付されていてよい(例えば、図4の(b)参照)。
図5は、本実施形態に係る検査シート10の一例を示す。検査シート10のフィルタ層102は、第1波長領域の一例としてのR成分の波長領域の光を透過する複数のフィルタ層102R、第2波長領域の一例としてのG成分の波長領域の光を透過する複数のフィルタ層102G、および第3波長領域の一例としてのB成分の波長領域の光を透過する複数のフィルタ層102Bを有していてもよい。
具体的には、本図に示されるように、フィルタ層102は、予め定められた行数および予め定められた列数によって形成される格子形状を有していてよく、各格子にフィルタ層102R、フィルタ層102G、およびフィルタ層102Bのいずれかが設けられていてよい。例えば、行1列1の位置にフィルタ層102R、行1列2の位置にフィルタ層102G、行2列1の位置にフィルタ層102G、および行2列2の位置にフィルタ層102Bを設けた単位ユニットを設定する。フィルタ層102は、複数の単位ユニットにより構成されていてよい。なお、単位ユニットに含まれるフィルタ層の数および種類は上記の例に限られず、より多くのフィルタ層102から構成されてもよい。
このように、検査シート10において、複数のフィルタ層102は、試薬保持部104の皮膚に接触する側の反対側の面にマトリクス状に設けられる。具体的には、複数のフィルタ層102R、複数のフィルタ層102G、および複数のフィルタ層102Bは、試薬保持部104の皮膚に接触する側の反対側の面にマトリクス状に設けられる。なお、フィルタ層102R、フィルタ層102G、およびフィルタ層102Bは、それぞれこの発明における第1フィルタ層、第2フィルタ層、および第3フィルタ層の一例であってよい。
また、解析装置30は、複数の検出素子208が各色成分の光を検出することによって得られた画像における各色成分の強度分布に基づき、皮膚40の状態を解析してよい。具体的には、解析装置30は、画像における各色成分の強度ヒストグラムに基づき、皮膚40の状態を解析してよい。例えば、解析装置30は、可視光画像におけるR成分の強度分布、G成分の強度分布、およびB成分の強度分布に基づき、皮膚40の状態の分布を解析することができる。このように、本構成の検査シート10によると、皮膚40表面における水分量、皮脂量などの空間的な分布を解析することができる。
また、解析装置30は、画像における各色成分の強度分布に基づき、各色成分の強度の代表値を算出してよい。強度の代表値としては、強度の平均値、強度分布における中央値、強度の度数分布において最も多い度数を有する強度を示す最多値などを例示することができる。そして、解析装置30は、各色成分の強度の代表値に基づき、試薬保持部104が皮膚40に接触している領域における皮膚40の状態を解析してよい。このため、本構成の検査シート10によると、皮膚40表面における水分量、皮脂量などの空間的なばらつきが解析結果に及ぼす影響を低減することができる。
図6は、本実施形態に係る検査シート10の一例を示す。検査シート10の複数のフィルタ層102はそれぞれ、フィルタ層102R、フィルタ層102G、およびフィルタ層102Bを有する。そして、フィルタ層102R、フィルタ層102G、およびフィルタ層102Bはそれぞれ、検査シート10において予め定められた距離だけ隔離されて配置される(例えば、図6の(a)参照)。なお、フィルタ層102R、フィルタ層102G、およびフィルタ層102Bの並び順は図示した場合に限られず、他の並び順であってもよい。また、図6の(a)においては、検査シート10の長軸方向に沿って複数のフィルタ層102を配置しているが、他の実施形態においては検査シート10の短軸方向に沿って複数のフィルタ層102を配置してもよい。
そして、透明層106の上部表面にフィルタ層102R、フィルタ層102G、およびフィルタ層102Bが予め定められた距離だけ隔離されて貼付されていてよい。また、フィルタ層102R、フィルタ層102G、およびフィルタ層102Bに対向するそれぞれの位置の粘着層108の表面に、複数の試薬保持部104がそれぞれ貼付されていてよい(例えば、図6の(b)参照)。これにより、解析装置30は、皮膚40の複数の位置におけるそれぞれの状態について、一度に解析できる。なお、複数の試薬保持部104の皮膚に接触する側の反対側の面における、複数の試薬保持部104にそれぞれ対向する領域のそれぞれに、複数のフィルタ層102R、複数のフィルタ層102G、および複数のフィルタ層102Bがそれぞれ図5に示したようにマトリクス状に設けられてよい。
ここで、図6の(b)に示されるように、複数の試薬保持部104は、粘着層108の表面に、予め定められた距離だけ隔離されて貼付されている。複数の試薬保持部104を隔離して設けることで、試薬保持部104における試薬と検査対象物との反応が、隣接する他の試薬保持部104に影響することを防ぐことができる場合がある。なお、図4に関連して説明した検査シート10においても、フィルタ層102R、フィルタ層102G、およびフィルタ層102Bの位置に対向するそれぞれの位置の粘着層108の表面に、複数の試薬保持部104が予め定められた距離だけ隔離されて設けられてもよい。
図7は、本実施形態に係る検査シート10の一例を示す。検査シート10は、複数のフィルタ層102−1および102−2と、複数の試薬保持部104−1および104−2とを備える。複数の試薬保持部104−1および104−2は、異なる種類の試薬を保持してもよい。例えば、試薬保持部104−1は、無水硫酸銅または塩化コバルトを保持し、試薬保持部104−2は、pH指示薬を保持する。
フィルタ層102−1および102−2のそれぞれは、試薬保持部104−1および104−2のそれぞれに対応して設けられる。フィルタ層102−1は、試薬保持部104−1に対向して設けられ、試薬保持部104−1が保持する試薬からの光を透過する。フィルタ層102−2は、試薬保持部104−2に対向して設けられ、試薬保持部104−2が保持する試薬からの光を透過する。
フィルタ層102−1およびフィルタ層102−2のそれぞれの構成および機能は、上述したフィルタ層102の構成および機能と同一である。また、試薬保持部104−1および104−2のそれぞれの構成および機能は、上述した試薬保持部104の構成および機能と同一である。また、フィルタ層102−1と試薬保持部104−1との関係、およびフィルタ層102−2と試薬保持部104−2との関係は、上述したフィルタ層102と試薬保持部104との関係と同一である。
なお、試薬保持部104−1の皮膚に接触する側の反対側の面に、複数のフィルタ層102R、複数のフィルタ層102G、および複数のフィルタ層102Bがそれぞれ図5に示したようにマトリクス状に設けられてよい。また、試薬保持部104−2の皮膚に接触する側の反対側の面に、複数のフィルタ層102R、複数のフィルタ層102G、および複数のフィルタ層102Bがそれぞれ図5に示したようにマトリクス状に設けられてよい。
図8は、本実施形態に係る検査シート10の断面の一例を示す。本実施形態に係る検査シート10は、試薬保持部104とフィルタ層102とを備える。フィルタ層102は、試薬保持部104の皮膚40に接触する側の反対側に設けられ、試薬の色を検出する光検出部204が検出可能な波長領域の一部の波長領域の光を透過する。ここで、光検出部204は、光の第1の色成分を検出可能な第1検出素子(例えば、R検出素子)と、第2の色成分を検出可能な第2検出素子(例えば、G検出素子)と、第3の色成分を検出可能な第3検出素子(例えば、B検出素子)とを有する。
そして、本実施形態に係るフィルタ層102は、第1検出素子および第2検出素子の双方が検出可能な波長領域の光を透過しない。すなわち、フィルタ層102は、第1の色成分と第2の色成分とが重なる波長領域の光を透過しない。また、フィルタ層102は、第2検出素子および第3検出素子の双方が検出可能な波長領域の光を透過しない。すなわち、フィルタ層102は、第2の色成分と第3の色成分とが重なる波長領域の光を透過しない。
具体的には、フィルタ層102は、試薬保持部104の上に重ねて設けられた上層フィルタ110および下層フィルタ112を有する。上層フィルタ110は、第1検出素子および第2検出素子の双方が検出可能な波長領域の光を透過しない。例えば、上層フィルタ110は、R検出素子およびG検出素子の双方が検出可能な波長領域の光を透過しない。そして、下層フィルタ112は、第2検出素子および第3検出素子の双方が検出可能な波長領域の光を透過しない。例えば、下層フィルタ112は、G検出素子およびB検出素子の双方が検出可能な波長領域の光を透過しない。例えば、上層フィルタ110は、図3の上記説明におけるグラフ300に示した波長領域340の光を遮断する。また、下層フィルタ112は、図3の上記説明におけるグラフ300に示した波長領域320の光を遮断する。
これにより、R成分の光とG成分の光とが混合した波長領域、またはG成分の光とB成分の光とが混合した波長領域の双方について撮像装置20が撮像することがなくなり、撮像装置20は、試薬の色が確実に変化した撮像画像だけ撮像できる。従って、解析装置30は、微妙な色の変化に基づいて皮膚40の状態を判断することがなくなり、より確実に皮膚40の状態を判断することができる。
図9は、本実施形態に係る複数のフィルタ層102における光透過特性の他の一例を示す。第1フィルタ層(例えば、フィルタ層102R)は、異なる波長領域の光を透過する複数の部分波長領域フィルタ層を有しており、当該複数の部分波長領域フィルタ層は、それぞれ部分波長領域930−1および部分波長領域930−2の光を透過する。ここで、部分波長領域930−1および部分波長領域930−2は、R成分の光を受光する検出素子208が検出可能な波長領域に含まれる異なる複数の部分波長領域の一例であり、互いに重複しない部分波長領域であってよい。
また、第2フィルタ層(例えば、フィルタ層102G)は、異なる波長領域の光を透過する複数の部分波長領域フィルタ層を有しており、当該複数の部分波長領域フィルタ層は、それぞれ部分波長領域920−1および部分波長領域920−2の光を透過する。ここで、部分波長領域920−1および部分波長領域920−2は、G成分の光を受光する検出素子208が検出可能な波長領域に含まれる異なる複数の部分波長領域の一例であり、互いに重複しない部分波長領域であってよい。
また、第3フィルタ層(例えば、フィルタ層102B)は、異なる波長領域の光を透過する複数の部分波長領域フィルタ層を有しており、当該複数の部分波長領域フィルタ層は、それぞれ部分波長領域910−1および部分波長領域910−2の光を透過する。ここで、部分波長領域910−1および部分波長領域910−2は、B成分の光を受光する検出素子208が検出可能な波長領域に含まれる異なる複数の部分波長領域の一例であり、互いに重複しない部分波長領域であってよい。
このように、複数のフィルタ層102は、試薬の色を検出する光検出部が有する異なる色成分の光を検出可能な複数の検出素子208のそれぞれが検出可能な異なる複数の波長領域のそれぞれにおいて、複数の波長領域にそれぞれ含まれる異なる複数の部分波長領域の光をそれぞれ透過する複数の部分波長領域フィルタ層を有してよい。なお、複数のフィルタ層102は、試薬の色を検出する光検出部204が有する異なる色成分の光を検出可能な複数の検出素子208のうちの、少なくとも一の検出素子208が検出可能な波長領域に含まれる異なる複数の部分波長領域の光をそれぞれ透過する複数の部分波長領域フィルタ層を有してよい。
本光透過特性を有するフィルタ層102を有する検査シート10によると、略同一の波長領域の光を検出する複数の光検出素子208を用いて、当該波長領域に含まれる複数の部分波長領域のそれぞれの光の強度を検出することができる。このため、狭帯域分光撮影用の撮像装置を用いることなく、狭帯域での分光撮影をすることができる。そして、解析装置30は、複数の部分波長領域のそれぞれの光の強度に基づき、皮膚40上の異なる成分の量を個別に解析することができる場合がある。例えば、解析装置30は、第1部分波長領域および第2部分波長領域の光を発する皮膚40上の第1成分の量と、第2部分波長領域の光を発して第1部分波長領域の光を実質的に発しない皮膚40上の第2成分の量とを、第1部分波長領域および第2部分波長領域のそれぞれの光の強度に基づき算出することができる場合がある。このため、本光透過特性を有するフィルタ層102を有する検査シート10によると、例えば、解析装置30が皮膚40の水分量または皮脂量算出する場合に、水分量の算出値または汗量の算出値に皮膚40上の化粧品成分が及ぼす影響を低減することができる場合がある。
図10は、検査シート10を示す図である。本図では、図9で説明した光透過特性を有するフィルタ層102の構成の一例を示す。部分波長領域フィルタ層902R−1および部分波長領域フィルタ層902R−2は、それぞれ部分波長領域930−1および部分波長領域930−2の光を透過する。また、部分波長領域フィルタ層902G−1および部分波長領域フィルタ層902G−2は、それぞれ部分波長領域920−1および部分波長領域920−2の光を透過する。部分波長領域フィルタ層902B−1および部分波長領域フィルタ層902B−2は、それぞれ部分波長領域910−1および部分波長領域910−2の光を透過する。
なお、本図で説明した検査シート10は、図4に関連して説明した検査シート10におけるフィルタ層102Rに替えて部分波長領域フィルタ層902R−1および部分波長領域フィルタ層902R−2が設けられ、フィルタ層102Gに替えて部分波長領域フィルタ層902G−1および部分波長領域フィルタ層902G−2が設けられ、フィルタ層102Bに替えて部分波長領域フィルタ層902B−1および部分波長領域フィルタ層902B−2が設けられた構成を有する。他にも、図5、図6、および図7に関連して説明した検査シート10におけるフィルタ層102R、およびフィルタ層102G、およびフィルタ層102Bに替えて、本図に関連して説明した部分波長領域フィルタ層902R−1、部分波長領域フィルタ層902R−2、部分波長領域フィルタ層902G−1、部分波長領域フィルタ層902G−2、部分波長領域フィルタ層902B−1、および部分波長領域フィルタ層902B−2を、本図に関連して説明した配置と同様の配置で設けることができる。
図11は、本発明の他の実施形態に係る検査シート10を用いた検査システムの一例を示す。検査システムは、皮膚40に貼り付けられた検査シート10を撮像装置20で撮像して、皮膚40の状態を検査する。検査システムは、検査シート10、撮像装置20、および解析装置30を備える。そして、検査シート10は、支持体シート100、フィルタ層102、試薬保持部104、および赤外線透過フィルタ114とを備える。
なお、本実施形態に係る検査シート10は、赤外線透過フィルタ114を更に備えた点を除き、図1から図10の上記説明における検査シート10と略同一の機能および構成を有する。従って、以下の説明においては、赤外線透過フィルタ114を除く他の構成要素についての詳細な説明は省略する。また、本実施形態に係る撮像装置20および解析装置30についても、図1から図10の上記説明における撮像装置20および解析装置30と略同一の機能および構成を有するので詳細な説明は省略する。
赤外線透過フィルタ114は、試薬保持部104と同時に外部から視認可能に配置され、皮膚40からの赤外光を透過する。赤外線透過フィルタ114は、検査シート10の面内において試薬保持部104に隣接して設けられる。赤外線透過フィルタ114は、検査シート10の面内において試薬保持部104から予め定められた距離だけ隔離して設けてもよい。また、赤外線透過フィルタ114は、検査シート10の面内において、試薬保持部104の周囲に設けられてもよい。
赤外線透過フィルタ114は、皮膚40が発する赤外線を透過する。そして、撮像装置20は、フィルタ層102を透過した波長領域の画像を撮像するとともに、皮膚40の赤外光画像も撮像する。撮像装置20は、フィルタ層102の領域を撮像した撮像画像の撮像画像データと赤外光画像を示す赤外光画像データを、ネットワーク50を介して解析装置30に送信する。そして、解析装置30は、撮像画像データが示す撮像画像から皮膚40の状態を解析するとともに、赤外光画像データが示す赤外光画像から皮膚40の温度を解析する。
これにより、試薬保持部104が保持している試薬の色の変化と皮膚40の温度とを同時に測定できる。そして、解析装置30は、皮膚40の温度と試薬が接触する検査対象物の量とに対応づけて、試薬の色を示す色情報を予め格納しておくことにより、皮膚40の状態を正確に解析できる。
図12は、本発明の他の実施形態に係る検査シート10の一例を示す。本実施形態に係る検査シート10においては、赤外線透過フィルタ114は、検査シート10の面内において、試薬保持部104の周囲に設けられる。すなわち、支持体シート100に試薬保持部104が設けられ、試薬保持部104が皮膚40と接触する面の反対側における支持体シート100に、フィルタ層102が設けられる。そして、フィルタ層102の周囲であって、検査シート10の領域を超えない範囲に赤外線透過フィルタ114が設けられる。なお、赤外線透過フィルタ114の外形は、四角形状、円状、多角形状、および星形状等のいかなる形状であってもよい。
図13は、本発明の他の実施形態に係る検査シート10の断面の一例を示す。検査シート10は支持体シート100、フィルタ層102、試薬保持部104、および赤外線透過フィルタ114を備える。そして、支持体シート100は透明層106および粘着層108とが重ね合わされた構造となっている。なお、図13においては、説明を簡略化する関係上、試薬保持部104の直上に存在するフィルタ層102を省略している。
具体的には、試薬保持部104および赤外線透過フィルタ114はそれぞれ、粘着層108の皮膚40と接触する面に設置される。従って、本実施形態に係る検査シート10においては、試薬保持部104および赤外線透過フィルタ114はそれぞれ、皮膚40と接触する配置となる。なお、試薬保持部104および赤外線透過フィルタ114が皮膚40と直接接触することを避けるべく、試薬保持部104および赤外線透過フィルタ114と皮膚40との間に、検査対象物を透過するシートを更に設けてもよい。
図14は、本発明の他の実施形態に係る検査シート10の断面の一例を示す。検査シート10は、透明層106、粘着層108、フィルタ層102、試薬保持部104、および赤外線透過フィルタ114を備える。そして、透明層106と粘着層108とは、互いに重ね合わされた構造となっている。なお、図14においては、説明を簡略化する関係上、試薬保持部104の直上に存在するフィルタ層102を省略している。
具体的には、試薬保持部104および赤外線透過フィルタ114はそれぞれ、粘着層108の内部に備えられる。すなわち、試薬保持部104および赤外線透過フィルタ114はそれぞれ、少なくとも皮膚40に接触する予め定められた領域を残して、粘着層108および透明層106に囲まれる。そして、粘着層108が皮膚40と接触することにより、試薬保持部104および赤外線透過フィルタ114もそれぞれ皮膚40と接触することになる。係る構造を有することにより、検査シート10の全体の厚みをより薄くすることができる。
図15は、本発明の他の実施形態に係る検査シート10の断面の一例を示す。検査シート10は、透明層106、粘着層108、フィルタ層102、試薬保持部104、および赤外線透過フィルタ114を備える。そして、透明層106と粘着層108とは、互いに重ね合わされた構造となっている。なお、図15においては、説明を簡略化する関係上、試薬保持部104の直上に存在するフィルタ層102を省略している。
具体的には、試薬保持部104は、粘着層108の内部に設けられる。そして、粘着層108が皮膚40と接触することにより、試薬保持部104も皮膚40と接触することになる。一方、赤外線透過フィルタ114は、粘着層108の皮膚40と接触する面とは反対側の透明層106の上に設けられる。係る構造を有することにより、撮像装置20は、粘着層108を透過および/または散乱する、皮膚40からの赤外光を強調した撮像画像を撮像できる。
図16は、本発明の他の実施形態に係る検査シート10の一例を示す。本実施形態に係る検査シート10は、図1から図15の上記説明におけるフィルタ層102の他に、R透過フィルタ116とG透過フィルタ118とを更に備える。R透過フィルタ116は、フィルタ層102およびG透過フィルタ118と同時に外部から視認可能に配置され、皮膚40からの光のうち、R成分の光を透過する。例えば、R透過フィルタ116は、ヘモグロビン色のうちのR成分の光を透過するフィルタであってよい。また、G透過フィルタ118は、フィルタ層102およびR透過フィルタ116と同時に外部から視認可能に配置され、皮膚40からの光のうち、G成分の光を透過する。例えば、G透過フィルタ118は、ヘモグロビン色のうちのG成分の光を透過するフィルタであってよい。
ここで、血液中のヘモグロビンは、動脈流中では酸化ヘモグロビンとして存在する。また、血液中のヘモグロビンは、静脈流中では還元ヘモグロビンとして存在する。そして、酸化ヘモグロビンの反射ピーク波長の一部の波長領域はG成分に含まれる(例えば、波長540nmの波長領域等)。一方、還元ヘモグロビンの反射ピーク波長の一部の波長領域はR成分に含まれる(例えば、波長660nmの波長領域等)。従って、検査シート10のR透過フィルタ116およびG透過フィルタ118を透過した光の波長領域を解析することで、皮膚40の領域における血流を判断できる。
具体的には、撮像装置20は、R透過フィルタ116およびG透過フィルタ118の双方を含む撮像画像を撮像する。撮像装置20は、撮像画像を示す撮像画像データを解析装置30に送信する。解析装置30は、撮像画像データが示す撮像画像を解析して、皮膚40の領域における血行の状態を解析する。例えば、解析装置30は、R成分の波長領域における光の強度とG成分の波長領域における光の強度との強度差と、血行の状態を示す情報とを予め記録している血行状態情報格納部を備えていてよい。そして、解析装置30は、撮像装置20から受け取った撮像画像データを解析して、R成分の波長領域における光の強度とG成分の波長領域における光の強度との強度差を算出する。
続いて、解析装置30は、算出した強度さに対応づけて血行状態情報格納部が格納している血行状態を示す情報を抽出することにより、皮膚40の領域の血行状態を判断する。これにより、皮膚40の領域が日焼け状態である旨、皮膚の炎症状態、あるいは風呂上り等により皮膚40表面が赤くなっている状態等を判断することができる。
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加え得ることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。