JPH0675008B2

JPH0675008B2 - 皮膚表面色調解析装置及び解析方法

Info

Publication number: JPH0675008B2
Application number: JP63080011A
Authority: JP
Inventors: 貞浩田中; 通雄河合; 宰小山内
Original assignee: Kao Corp
Current assignee: Kao Corp
Priority date: 1988-03-31
Filing date: 1988-03-31
Publication date: 1994-09-21
Anticipated expiration: 2009-09-21
Also published as: JPH01250836A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、皮膚表面色調解析装置及び解析方法、詳しく
は、人体、動物等の皮膚表面の色調、特に人体の皮膚表
面の色調の解析評価を行う皮膚表面色調解析装置及び解
析方法に関する。

〔従来の技術〕

従来より、皮膚の表面状態を調べるために、１方向から
光を照射しその性状を観察することが行われている（例
えば、特開昭60−198130号公報、実公昭62−24271号公
報）。また、一層鮮明な皮膚表面の画像を得るために、
皮膚表面のレプリカを作成し（例えばGC−SURFLEX−Ｆ
而至歯科工業株式会社）、皮膚表面の凹凸像を不透明
物質に写し取りそれを実体顕微鏡などで拡大観察した
り、また顕微鏡にビデオカメラ、Ａ−Ｄコンバーター、
情報処理装置をつけることにより皮膚の表面形態を解析
することが行われてきた（例えば、特開昭60−53121号
公報）。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、上述の前者の手段による場合、黄色・白色人種
の皮膚表面は透明性が高いため、皮膚表面を走る皮溝に
ついて均一かつ鮮明に観察・検出・解析を行うことは困
難であり、また後者の手段による場合、レプリカを介し
ての間接観察になるため、精度に欠ける上、レプリカ作
成に時間・手間を要し且つレプリカの作成に際して被験
者に不快感を与える等の問題がある。

また、皮膚表面及び化粧目的に適合した化粧料を選択す
る上で、皮膚表面の色調を出来る丈正確に把握して置く
ことが重要であるが、皮膚表面の性状の測定にも上記の
ような問題を有する上述の手段による場合、皮膚表面の
色調を測定することは一層困難であった。

即ち、上述の前者の手段による場合、被測定部に、ホク
ロ・シミや毛があると、皮膚の色調がそれらの色調に影
響を受けるためそれ丈色調の測定が不正確になる他、光
の照射が一方向であるため、撮像の再現性が悪い等の問
題がある。また、上述の後者の手段による場合、皮膚表
面の色調測定は実質上不可能である。

また、皮膚表面の色調を測定する方法として、色差計を
用いる方法があるが、色差計を用いる方法は、測定した
い皮膚表面部分を肉眼で定め、直接検知部分を皮膚に押
し当て、色調を測定するものであるため、皮膚表面の微
細な部位を選択し、所望の部位の色調を選択的に測定す
ることは不可能であり、精度の低いものである。

従って、本発明の目的は、皮膚表面の色調を直接的に高
精度で短時間に行うことを可能にするという課題を解決
する皮膚表面色調解析装置及び解析方法を提供すること
にある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者らは、上記目的を達成すべく種々検討した結
果、皮膚表面の所定部位に、その全周囲方向から光を照
射してその画像をカラー撮像し、そのカラー画像信号を
Ａ−Ｄコンバーターによりデジタル信号化し、このデジ
タル信号を情報処理装置を介して観察することにより、
真の皮膚表面の色調測定に悪影響を及ぼすものと認めら
れる部分を除外して所望の部分の皮膚表面の色調の測定
が可能となり、その結果、上記課題を解決し得ることを
知見した。

本発明は、上記知見に基づきなされたもので、皮膚表面
の所定部位をその全周囲方向から照射するリング状照明
装置、該リング状照明装置により照明された皮膚表面を
カラー撮像する高性能な撮像装置、該撮像装置からの皮
膚表面のカラー画像信号をデジタル信号に変えるデジタ
ル信号発生装置、並びに上記デジタル信号の記憶手段、
その演算手段、その表示手段及びそれらの制御手段を含
むカラー画像処理ユニットを備えた情報処理装置を具備
しており、該情報処理装置に入力された上記デジタル信
号の画像を上記CRT表示装置により肉眼観察し得るよう
になしてあり、且つ皮膚表面上の任意の部分を上記CRT
表示装置の画面上で指定し、指定された範囲のデジタル
信号の画像を３色（R.G.B.）に分光し、それぞれの反射
光の強度を演算し、皮膚表面の色調を測定し得るように
なしてある皮膚表面色調解析装置を提供するものであ
る。

また、本発明は、上記皮膚表面色調解析装置による好ま
しい解析方法として、皮膚表面の所定部位をその全周囲
方向から照明し、証明された皮膚表面を撮像装置により
カラー撮影し、該撮像装置からの皮膚表面のカラー画像
信号をデジタル信号発生装置により皮膚表面の色調を表
すデジタル信号に変えて情報処理装置に入力し、入力さ
れたデジタル信号のカラー画像をCRT表示装置に表示さ
せた後、CRT表示装置に表示されたカラー画像を肉眼観
察することにより、該カラー画像のうち、皮膚表面の色
調の測定に悪影響を及ぼすと判断される部位を除外し、
それ以外の部位を画面上で指定し、指定した部分のカラ
ー画像信号の画像について、上記デジタル信号の記憶手
段、その演算手段、その表示手段及びそれらの制御手段
を含むカラー画像処理ユニットを備えた上記情報処理装
置により、それぞれRGBの３成分に分光し、各区画にお
けるそれぞれの分光成分の強度を測定し、それらの測定
値を平均して各分光成分の反射光の強度を算出し、算出
した３成分の強度の測定値により皮膚表面の色調を測定
する皮膚表面色調解析方法を提供するものである。

〔実施例〕以下、先ず本発明の皮膚表面色調解析装置を、その実施
例について図面を参照しながら説明する。

第１図は、本発明の一実施例の概要をその使用態様と共
に示すブロック図、第２図は、そのリング状照明装置の
一例を示す斜視図、第３図は、リング状照明装置を備え
た撮像装置の一例であるビデオカメラの一例を一部切欠
して示す側面図である。

第１図において、10はリング状照明装置１及び拡大対物
レンズ系11を備えたビデオカメラ（カラー３管式もしく
は３板式のもの）で、リング状照明装置１によって皮膚
表面の所定部位をその全周囲方向から照射し得るように
なしてあり、照明された皮膚表面像は、拡大対物レンズ
系11により拡大された後、ビデオカメラ10によりカラー
撮影されるようになっている。

また、２はネガポジ反転器、３はデジタル信号発生装置
を構成するＡ−Ｄコンバーター、４は情報処理装置で、
ネガポジ反転器２は必要に応じビデオカメラ10からの画
像信号を反転させることにより皮溝等を明確化し得るも
のであるが、皮膚表面の色調の測定においては通常ネガ
ポジ反転器２を必要としない。従って、通常、ビデオカ
メラ10からの画像信号は、反転されずにＡ−Ｄコンバー
ター３によりデジタル信号化された後、情報処理装置４
に入力されるようになしてある。

また、上記画像信号は、必要に応じ、反転せずにまたは
反転後テレビモニター５に写し出し得るようになしてあ
る。

そして、上記情報処理装置４には、上記デジタル信号の
記憶手段８、その演算手段、その表示手段（CRT表示装
置７）及びそれらの制御手段を含むカラー画像処理ユニ
ット６が付いており、入力された上記デジタル信号の画
像をCRT表示装置７により肉眼観察し得るようになして
あり、且つ皮膚表面上の任意の部分を画面上で指定し、
指定された範囲のデジタル信号の画像を３色（R.G.B.）
に分光し、それぞれの反射光の強度を演算し、皮膚表面
の色調を測定し得るようになしてある。またこの時情報
処理装置４に入力される信号あるいは演算後の信号を外
部メモリー８に保存しておき、必要に応じ他の皮膚表面
の画像と比較できるようになっており、また上記CRT表
示装置７に表示される画像をプリンター９によりプリン
トできるようになっている。尚、CRT表示装置７に例え
ば四分割画像を表示できるようにしておくことにより異
なる皮膚表面の画像、例えば年代の異なる女性それぞれ
の皮膚表面の画像の比較を容易且つ正確に行うことがで
きる。

上記実施例で用いたリング状照明装置１について、該リ
ング状照明装置１を装備したビデオカメラ10と共に説明
すると、リング状照明装置１は、第２図に示す如く、円
形の光ファイバー嵌挿体12に、光ファイバーｇの束を嵌
挿し、該光ファイバーｇの束を構成する各光ファイバー
ｇはそれらの先端が嵌挿体12の中心に向くように該嵌挿
体12の内面に連続させて設けた環状溝13に第３図に示す
如く露出しており、光ファイバーｇの束は、チューブＴ
を通して導出されて光源Ｌに通じている。また、14はビ
デオカメラ10の先端部（第３図上、下端部）に、拡大対
物レンズ系11を介在させて装着された導光性円筒状体
で、該円筒状体14は拡大対物レンズ系11の倍率などによ
って下端面位置が焦点となるようにその高さが設計され
た透明アクリル樹脂製の射出成形品で、下端には外方に
鍔が設けられており、内方には中心に向かって順次肉薄
となるテーパー状の導光部15が一体的に設けられてお
り、その中心部分は一定の径を有する観察孔部16とされ
ている。

拡大対物レンズ系11としては、皮膚表面に応じて、該皮
膚表面の色調を解析し安い適宜な大きさに拡大し得るも
のが選択使用され、上記観察孔部16を皮膚表面に当接し
た際に該皮膚表面に焦点が合うように、上記円筒状体14
の上端開口に螺入装着されており、必要に応じ焦点合わ
せを可能になしてある。

そして、上記リング状照明装置１は上記円筒状体14の鍔
上に嵌着され、必要に応じてビスなどで固定され、光フ
ァイバーｇから照射される光は例えば図中の導光部15内
の矢印に示すように内部で反射を繰り返しながら中心方
向に進み上記観察孔部16に到達し、該観察孔部16に当接
された皮膚表面を、その全周囲方向から照明するように
なっている。

また、上記リング状照明装置１は、その照射角度を皮膚
表面に対して高角度、即ち30〜90゜とすることが好まし
い。

尚、上記光源Ｌは、特に制限されるものではなく、例え
ば色温度3000゜K,30Wのハロゲンランプや、キセノン，
タングステンランプ等が用いられる。また、光ファイバ
ーｇも、その径や束の大きさに制限されるものではな
く、例えば径50μのものを略直径5mmの束にしたものが
用いられる。また、拡大対物レンズ系11は、皮膚表面に
焦点が位置するように、長焦点深度を有するもので、倍
率60〜400倍のものを用いるのが好ましい。

また、本発明で用いられるリング状照明装置１は、皮膚
表面の所定部位を、その全周方向から照明できるもので
あればその形状、構造等に制限されず、上記の他に例え
ば第４図に示すリング状照明装置を挙げることができ
る。これについて説明すると、リング状照明装置１は、
ビデオカメラ10の円柱状の本体筒の外周に全長にわたっ
て装着されており、光ファイバーｇはリング状照明装置
１の下端に向かって延びその下端がビデオカメラ10の光
軸と同軸の円周状をなすようにかつ光ファイバーｇの向
きが該光軸と同一方向となるように挟持配設されて円形
の光照射先端とされている。

また、前記リング状照明装置１の光ファイバーｇの照射
先端前面近傍位置にはリング状レンズ20が設けられてい
る。このリング状レンズ20は、全体形状が円環状で、そ
の直径断面は円であり、断面円の中心を結んでできる円
の半径ｒが光ファイバーｇの照射先端円の半径ｒと等し
く、また断面円の半径の2/3の距離を照射先端円から離
して連設されているので、リング状照明装置１から照射
された光はリング状レンズ20を通過して円柱面状に集光
されるようになしてある。

また、リング状レンズ20の前方（図上、下方）には、内
面が光軸方向に45゜の角度を成す円錐形状の鏡面を有す
るリング状レンズ20の保持枠21がリング状照明装置１の
下端に螺着されて設けられており、前記集光された光は
該鏡面において反射されて水平方向に変向されるように
なしてある。更に、ビデオカメラ10の拡大対物レンズ系
11を保持する枠の光軸に対して55゜の角度を有する円錐
形外側面において該反射光はふたたび反射されて、小円
で示される観察孔部16に到達し、該孔部16を光軸から20
゜の角度をなす全周囲方向から均一にかつ高照度に照明
することができるようになしてある。尚、光ファイバー
ｇから拡散照射される光の成分のうち光軸方向に射出さ
れた光の光路を一点鎖線で示す。また、22は保持枠21の
側面に螺着されたスペーサーであり、その下端面は、被
写界と同じ距離位置にしてある。

次に、第１図〜第３図に示す実施例の装置による本発明
の解析方法の好ましい実施態様を、人体の皮膚表面の色
調の解析に適用した場合について第１図を参照しなが
ら、説明する。

先ず、ビデオカメラ10の観察孔部16を、第１図に示す如
く、解析対象の皮膚表面に当接させ、光源Ｌからの光を
リング状照明装置１の光ファイバーｇにより導きその先
端から照射する。その結果、照射光は導光部15を経て皮
膚表面をその全周囲方向から照明する。そして照明され
た皮膚表面像は、拡大対物レンズ系11により拡大された
後、ビデオカメラ10により撮影される。

次いで、ビデオカメラ10によって撮影された皮膚表面の
カラー画像信号は、Ａ−Ｄコンバータ３によりデジタル
信号化された後、情報処理装置４に入力される。この
際、ビデオカメラ10からの画像信号を、必要に応じてテ
レビモニター５に写し出すことにより、解析すべき皮膚
表面の部位の変更や焦点合わせを行うことができる。

そして、情報処理装置４に入力された上記デジタル信号
の画像を、CRT表示装置７により肉眼観察し、この肉眼
観察により、皮膚表面の色調の測定に悪影響を及ぼすと
判断される部位、例えばホクロや毛の濃い部分等の部位
（測定除外部位）を除外し、該測定除外部位以外の部位
の色調について情報処理装置４を通して測定する。

上記の測定法をその好ましい態様について詳述すると、
測定すべき皮膚表面の範囲をCRT表示装置７の画面中央
部に表示し（倍率30〜500倍として表示するのが好まし
い）、該画面中央部の10〜1,024（横方向）×10〜1,024
（横方向）ヶ所（10²〜10⁶区画）のうち、上記の測定除
外部位（区画）の測定を除外し、それ以外の部位（区
画）の画像について、それぞれRGBの３成分に分光し、
各区画におけるそれぞれの分光成分の強度を測定し、そ
れらの測定値を平均して各分光成分の反射光の強度を算
出し、算出した３成分の強度の測定値により皮膚表面の
色調を測定する。

尚、情報処理装置４の画像処理ユニット６には、予め肉
眼観察による測定除外部位の指定、３成分の分光操作、
測定除外部位以外の各区画の各分光成分の反射光の強度
の測定及びそれら平均値の算出等に必要なデータが入力
されており、上記の色調測定操作は、これらのデータを
利用して行われるものである。また、上記の各区画の分
光強度の測定は、通常、各強度を64〜1,024段階、例え
ば256段階（数字の大きい程強度が大）に分けて行い、
それぞれ各区画の平均値で強度を示すようにするのが便
利である。そして、256段階に分けた場合、白色、黒
色、赤色、緑色、青色である区画それぞれのR.G.B.値は
次のように表される。

白色→（R.G.B.）＝（255,255,255）黒色→（R.G.B.）＝（0,0,0）赤色→（R.G.B.）＝（255,0,0）緑色→（R.G.B.）＝（0,255,0）青色→（R.G.B.）＝（0,0,255）次に、試験例を挙げて本発明の皮膚表面色調解析装置を
用いた本発明の皮膚表面色調解析方法による効果を具体
的に説明する〔試験例〕第１図〜第３図に示す本発明の皮膚表面色調解析装置を
用いて、下記条件下に男性頬部表面の色調を測定した。

測定倍率:200倍（14インチCRT上で）。

照射角度：カメラ光軸に対し60度。

測定範囲:CRT表示装置７の画面上中央部の320×200カ所
（64000区画）を測定。

測定法：（１）CRT表示装置の画面中央部に表示された64000区画
のうち、髭のある部分（計6400区画）を除外して測定し
次の結果を得た。

（R.G.B.）＝（211,160,109）（２）上記の64000区画全てについて測定し、次の結果
を得た。

（R.G.B.）＝（185,147,93）上記の測定に際しては、上記64000区画における画像の
色をそれぞれR.G.B.の３成分に分光し、それぞれの強度
を、前記したようにそれぞれ256段階にクラス分けを行
い、測定した区画における３成分それぞれの強度を平均
し、それらを各成分の反射光の強度とした。

上記の結果から、上記（１）の測定値は、上記（２）の
測定値と比較し、赤もしくは白の方向に移動しているこ
とが判る。これは、上記（２）の手法による場合、髭の
黒色成分も含めて測定されるため、測定値が髭の影響に
より黒方向にシフトされることによるものと考えられ
る。

〔発明の効果〕

本発明の皮膚表面色調解析装置及び解析方法によれば、
皮膚表面の色調の測定（解析）を、皮膚以外の部分の影
響を受けることなく直接的に高精度で短時間に行うこと
が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明装置の一実施例の概要を本発明法の実
施態様と共に示すブロック図、第２図は、そのリング状
照明装置の一例を示す斜視図、第３図は、リング状照明
装置を備えたビデオカメラの一例を一部切欠して示す側
面図、第４図は、リング状照明装置を装着したビデオカ
メラの別の例の要部を示す縦断面図である。１……リング状照明装置２……ネガポジ反転器３……Ａ−Ｄコンバーター４……情報処理装置５……テレビモニター６……カラー画像処理ユニット７……CRT表示装置８……外部メモリー９……プリンター 10……カラービデオカメラ 11……拡大対物レンズ系 12……光ファイバー嵌挿体 13……環状溝 14……円筒状体 15……導光部 16……観察孔部Ｌ……光源

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭61−10730（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−137029（ＪＰ，Ａ) 特開昭60−257328（ＪＰ，Ａ) 特開昭60−13229（ＪＰ，Ａ) 実開昭58−22929（ＪＰ，Ｕ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】皮膚表面の所定部位をその全周囲方向から
照射するリング状照明装置、該リング状照明装置により
照明された皮膚表面をカラー撮影する撮像装置、該撮像
装置からの皮膚表面のカラー画像信号を皮膚表面の色調
を表すデジタル信号に変えるデジタル信号発生装置、並
びに上記デジタル信号の記憶手段、その演算手段、その
表示手段及びそれらの制御手段を含むカラー画像処理ユ
ニットを備えた情報処理装置を具備しており、該情報処
理装置に入力された上記デジタル信号の画像を上記CRT
表示装置により肉眼観察し得るようになしてあり、且つ
皮膚表面上の任意の部分を上記CRT表示装置の画面上で
指定し、指定された範囲のデジタル信号の画像を３色
（R.G.B.）に分光し、それぞれの反射光の強度を演算
し、皮膚表面の色調を測定し得るようになしてある皮膚
表面色調解析装置。
【請求項２】リング状照明装置の照射角度が、皮膚表面
に対して30〜90゜である、特許請求の範囲第（１）項に
記載の皮膚表面色調解析装置。
【請求項３】皮膚表面の所定部位をその全周囲方向から
照射し、照明された皮膚表面を撮像装置によりカラー撮
影し、該撮像装置からの皮膚表面のカラー画像信号をデ
ジタル信号発生装置により皮膚表面の色調を表すデジタ
ル信号に変えて情報処理装置に入力し、入力されたデジ
タル信号のカラー画像をCRT表示装置に表示させた後、C
RT表示装置に表示されたカラー画像を肉眼観察すること
により、該カラー画像のうち、皮膚表面の色調の測定に
悪影響を及ぼすと判断される部位を除外し、それ以外の
部位を画面上で指定し、指定した部分のカラー画像信号
の画像について、上記デジタル信号の記憶手段、その演
算手段、その表示手段及びそれらの制御手段を含むカラ
ー画像処理ユニットを備えた上記情報処理装置により、
それぞれRGBの３成分に分光し、各区画におけるそれぞ
れの分光成分の強度を測定し、それらの測定値を平均し
て各分光成分の反射光の強度を算出し、算出した３成分
の強度の測定値により皮膚表面の色調を測定する皮膚表
面色調解析方法。