JP6051558B2 - 撮像装置と撮像方法、プログラム、撮像システム、および付属装置 - Google Patents
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Description
1.肌解析システムについて
2.第1の実施の形態
2−1.撮像装置について
2−1−1.撮像装置の構成
2−1−2.撮像装置の動作
2−1−3.付属装置の他の構成
2−1−4.撮像装置のフォーカス動作
2−2.解析装置について
2−3.表示装置について
3.第2の実施の形態
3−1.撮像装置の構成
3−2.撮像装置の動作
3−3.付属装置の他の構成
3−4.画像処理装置と表示装置について
図1は、肌状態解析システムの構成を例示している。肌状態解析システム10は、撮像装置20と解析装置40および表示装置60を有する構成とされている。撮像装置20は、照明方向を切り替えて方向毎にフォーカス調整を行い、最適フォーカス位置を決定する。また、撮像装置20は、決定した最適フォーカス位置で撮影を行うことにより得られた肌画像の画像信号を解析装置40に出力する。解析装置40は、撮像装置20から供給された肌画像の画像信号に基づいて肌の状態の解析等を行い、解析結果を示す表示信号を生成して表示装置60に出力する。表示装置60は、解析装置40から供給された表示信号に基づき画像表示を行い、肌の状態の解析結果等を画面上に表示する。
[2−1.撮像装置について]
[2−1−1.撮像装置の構成]
撮像装置20は、照明方向を切り替えて肌の撮像を行うことができるように構成されている。図3は撮像装置20の外観を簡略化して示している。なお、図3の(A)は撮像装置20の正面図、図3の(B)は撮像装置20の側面図である。撮像装置20の鏡胴21の先端には、付属装置71が設けられている。また、付属装置71は、鏡胴21と一体に構成されていてもよく、鏡胴21に対して着脱可能に構成されていてもよい。
次に、撮像装置の動作について説明する。図14は、撮像装置の動作を示すフローチャートである。ステップST1で撮像装置20は、初期設定を行う。撮像装置20は点灯する光源を示すパラメータ「i」を例えば「i=1」に設定してステップST2に進む。
次に、付属装置の他の構成について説明する。他の構成では、付属装置71の光源や外部光源として、解析に適した発光波長の光源を用いる。例えば、肌のきめやしわなど、見た目を解析する場合、光源として可視白色LED(Light Emitting Diode)を用いる。また、メラニンの状態を解析する場合、可視赤色LEDと近赤外LEDを用いる。また、毛穴に詰まった皮脂を測定する場合には近紫外光LEDを用いる。さらに、表面の反射光と内部の反射光を分離して撮像できるように、光源に偏光フィルタを設けてもよい。図23は図4,図24は図5と対応しており、複数の光源711として、白色LED711a、可視赤色LED711b、近赤外LED711c、近紫外LED711dを用いた場合を例示している。また、白色LED711aは、所定の偏光面の偏光フィルタが設けられた白色LED711a-1と、所定の偏光面に対して例えば偏光面が直交している偏光フィルタが設けられた白色LED711a-2が設けられている場合を例示している。なお、偏光フィルタが設けられた光源を用いる場合、撮像装置20において画像センサ25までの光路上に偏光フィルタ24が設けられて、所望の偏光状態の被写体光が撮像光学系22を介して画像センサ25に入射される。
撮像装置20は、コントラスト方式や位相差方式などのオートフォーカス機構を有している。このようなオートフォーカス機構を用いる場合、評価値の高くなる距離が複数生じることが想定される。例えば、肌表面を撮像する場合に例えば図27に示すように体毛等があると、肌表面までの距離で評価値が高くなるだけでなく、体毛までの距離で評価値が高くなる。このような場合、体毛にはフォーカスが合っているが、肌表面にはフォーカスが合っていないという状態が生じる場合が想定される。
図29は、解析装置の構成を例示している。解析装置40は、解析対象例えば被評価者の肌を撮像して、その結果得られた画像(以下、表皮画像と称する)に基づいて、肌のきめ状態等を評価する。また、解析装置40は、表皮画像に対してセグメンテーション(領域分割)を行い、その結果をもとに、肌のきめの評価を行う。
表示装置60は、肌のきめ状態の評価結果を画面上に表示する。表示装置では、例えば図2に示すように、きめの細かさ、きめの整い(皮丘のサイズの均一性、皮丘の形状の均一性、皮丘の方向の分布の均一性等)、しみ、しわ等が個々にレーダチャートで示されている。
ところで、肌を接写する場合のようにコントラストの低い画像を撮像する場合、フォーカスを合わせることが難しいことから、特開2005−070300号公報では、支持台にオートフォーカス用のパターンを設けてそれを基準にフォーカス制御を行うことが開示されている。しかし、この技術では、正確な色データの取得、および反射率の計測を行えない。また、特開2002−345760号公報では、分光反射率校正用のキャップをはめた状態で校正を行い、キャップを外して測定を行うことが開示されている。この技術では、キャップの着脱という煩わしい操作が必要となり、校正を容易に行うことができない。
第2の実施の形態の撮像装置20において、図32に示すように、付属装置71の先端にはリング状の基準パターン部730が配されている。基準パターン部730は、内面側にフォーカス調整や反射率の校正等を行うための基準パターンが設けられている。
図39は、撮像装置の動作を示すフローチャートである。ステップST51で撮像装置20は、初期設定を行う。撮像装置20は、最適フォーカスを決定するために点灯する光源を示すパラメータ「i」を例えば「i=1」に設定する。また、反射率の校正を行うために点灯する光源を示すパラメータ「j」を例えば「j=1」に設定してステップST52に進む。
ところで、図41に示すように基準パターンに厚みがある場合、パターン表面と被写体表面との間に距離dbが生じ、パターンにフォーカスが合っているが、被写体表面には合っていないということもありうる。パターン表面と被写体表面の双方が合焦範囲に含まれるような被写界深度のレンズを用いるか、あるいは、パターン厚み(既知)の分だけフォーカスを調整して被写体表面に合焦するようにすればよい。また、図42に示すように、同様にレンズの設定、フォーカスの調整を行うことにより、被写体表面だけでなく、被写体内部にフォーカスを合わせて情報を取得することも可能である。また、図43に示すように、弾性体85を介して鏡胴21と付属装置71を接続する構成とすれば、肌画像の撮像時に撮像装置20を肌に押し当てる力が一定範囲になるように調整できる。なお、この場合、撮像光学系22と被写体(例えば肌表面)までの距離が変化する可能性があるが、フォーカス制御用パターンを利用することで被写体にフォーカスを正しく合わせることが可能となる。
上述のように、撮像装置20で波長の異なる光源を用いて撮像画の画像信号が生成される。また、反射率の校正が行われて撮像画の画像信号が生成される。したがって、画像処理装置は、白色光源を用いた撮像画の画像信号に基づいて肌解析を行うだけでなく、波長の異なる光源を用いた撮像画の画像信号に基づいて肌解析を行うようにしてもよい。
(1) 被写体の照明方向が切り替え可能とされている照明部と、
前記照明方向毎に前記被写体に対するフォーカス調整を行ってフォーカス状態に応じた評価値を算出して、該評価値に基づき照明方向を最も良好なフォーカス状態となる方向として前記被写体の撮像を行う制御部と
を備える撮像装置。
(2) 前記照明部は、撮像光学系の光軸を基準として周方向に異なる位置から照明光を照射することで照明方向を切り替える(1)に記載の撮像装置。
(3) 前記照明部は、照明光の照射角度を切り替える(2)に記載の撮像装置。
(4) 前記制御部は、前記照明方向について周方向で間引きして、間引き後の照明方向毎に前記被写体に対するフォーカス調整を行ってフォーカス状態に応じた評価値を算出し、該算出された評価値から前記間引きされた照明方向についての評価値を算出する(2)または(3)に記載の撮像装置。
(5) 前記制御部は、前記照明方向について周方向にグループ化を行い、1グループ内で前記照明方向毎に前記被写体に対するフォーカス調整を行ってフォーカス状態に応じた評価値を算出する(2)乃至(4)の何れかに記載の撮像装置。
(6) 前記制御部は、前記1グループ内に直交する照明方向を含める(5)に記載の撮像装置。
(7) 前記照明部は、前記被写体の撮像画像を用いて行われる解析処理に適した発光波長の光源を用いて照明を行う(1)乃至(6)の何れかに記載の撮像装置。
(8) 前記照明部は、照明光を出射する光源の切り替え、または光源から出射された照明光の通過をシャッタで制御することにより、前記照明方向の切り替えを行う(1)乃至(7)の何れかに記載の撮像装置。
(9) 前記制御部は、前記評価値に基づき最も良好なフォーカス状態となるフォーカス調整位置に対して、所定距離だけフォーカス位置を移動させる(1)乃至(8)の何れかに記載の撮像装置。
Claims (9)
- 被写体を撮像する撮像光学系の光軸を基準として周方向に異なる位置から照明光を照射することで前記被写体の照明方向が切り替え可能とされている照明部と、
前記照明方向を切り替えて前記照明光を照射して前記被写体に対するフォーカス調整を行ってフォーカス状態に応じた評価値を前記照明方向毎に算出して、該評価値が最も良好なフォーカス状態を示す照明方向から前記被写体の照明を行い、前記評価値が良好なフォーカス状態を示す最も近いフォーカス位置から所定距離だけ離れる方向に前記フォーカス位置を移動させて前記被写体の撮像を行う制御部と
を備える撮像装置。 - 前記照明部は、複数の照明光照射部を前記周方向に異なる位置として配置して、照明光を照射する前記照明光照射部の切り換えによって前記照明方向の切り替えを行い、
前記制御部は、前記周方向に前記照明光照射部の間引きを行い、間引きしていない前記照明光照射部毎に前記被写体に対するフォーカス調整を行ってフォーカス状態に応じた評価値を算出し、該算出された評価値から間引きした前記照明光照射部についての評価値を算出する請求項1記載の撮像装置。 - 前記照明部は、前記撮像光学系の光軸を基準として周方向に照明光照射部を複数配置して、照明光を照射する照明光照射部の切り換えによって前記照明方向の切り替えを行い、
前記制御部は、前記照明光照射部について周方向にグループ化を行い、1グループ内で前記照明光照射部毎に前記被写体に対するフォーカス調整を行ってフォーカス状態に応じた評価値を算出する請求項1記載の撮像装置。 - 前記制御部は、前記1グループ内に、前記光軸を基準として直交する方向の位置関係となる照明光照射部を含める請求項3記載の撮像装置。
- 前記照明部は、前記被写体の撮像画像を用いて行われる解析処理に適した発光波長の光源を用いて照明を行う請求項1記載の撮像装置。
- 前記照明部は、撮像光学系の光軸を基準として周方向に異なる位置に複数配置された光源における照明光を出射する光源の切り替え、または撮像光学系の光軸を基準として周方向に設けられた光源から出射された照明光を通過させるシャッタ開領域の周方向の切り替えを行うことで、前記照明方向の切り替えを行う請求項1記載の撮像装置。
- 被写体を撮像する撮像光学系の光軸を基準として周方向に異なる位置から照明光を照射することで前記被写体の照明方向が切り替え可能に照明部で前記被写体の照明を行う工程と、
前記照明方向を切り替えて前記照明光を照射して前記被写体に対するフォーカス調整を行ってフォーカス状態に応じた評価値を前記照明方向毎に算出して、該評価値が最も良好なフォーカス状態を示す照明方向から前記被写体の照明を行い、前記評価値が良好なフォーカス状態を示す最も近いフォーカス位置から所定距離だけ離れる方向に前記フォーカス位置を移動させて前記被写体を撮像する制御を制御部で行う工程とを
含む撮像方法。 - 被写体を撮像する撮像光学系の光軸を基準として周方向に異なる位置から照明光を照射することで前記被写体の照明方向が切り替え可能とされている照明部を備えた撮像装置の動作制御をコンピュータで実行させるプログラムであって、
前記照明方向を切り替えて前記照明光を照射して前記被写体に対するフォーカス調整を行ってフォーカス状態に応じた評価値を前記照明方向毎に算出して、該評価値が最も良好なフォーカス状態を示す照明方向から前記被写体の照明を行い、前記評価値が良好なフォーカス状態を示す最も近いフォーカス位置から所定距離だけ離れる方向に前記フォーカス位置を移動させて前記被写体の撮像を行う手順
を前記コンピュータで実行させるプログラム。 - 被写体の撮像画像を生成する撮像装置と、
前記撮像画像を用いて前記被写体の解析を行う解析装置とを有し、
前記撮像装置は、
被写体を撮像する撮像光学系の光軸を基準として周方向に異なる位置から照明光を照射することで前記被写体の照明方向が切り替え可能とされている照明部と、
前記照明方向を切り替えて前記照明光を照射して前記被写体に対するフォーカス調整を行ってフォーカス状態に応じた評価値を前記照明方向毎に算出して、該評価値が最も良好なフォーカス状態を示す照明方向から前記被写体の照明を行い、前記評価値が良好なフォーカス状態を示す最も近いフォーカス位置から所定距離だけ離れる方向に前記フォーカス位置を移動させて前記被写体の撮像を行う制御部と
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