JPWO2005099575A1 - 顔面撮像装置 - Google Patents
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Abstract
Description
特にニキビ痕治療のように治療部位が顔にあるとき、患者は治療部位を直接見ることができないことから、医師はデジタルカメラにより撮像した画像をコンピュータに取り込んでモニタに映し出すことにより、術前のインフォームドコンセントや、術後の治療効果の確認・患者への説明を行なっている。
このため、術前に撮像した画像のみに基づいて治療方法などを説明する術前のインフォームドコンセントを行う場合や、術後に撮像した画像のみに基づいて治療効果の説明をすることはできても、術前術後に撮像した二つの画像は明るさなどが異なることから客観的に比較することができず、的確な説明を行うことが困難であった。
このため、全体に均一な明るさで照明することが要請されており、本発明者らは、被写体となる顔と照明光源の間に、その照明光源から照射された光を拡散させて顔の正面側を照らす光拡散板を設けた撮像装置を試作した。
前記照明光源と撮像カメラの間には、照明光源から照射される光のうち前記透孔を透過せずに撮像カメラに入射される光を遮る遮光体が設けられたことを特徴としている。
このとき頭部支持部材は、肌を観察する場合に画像データとして必要のない毛髪部分などの頭頂側非観察領域に押し当てられるので、必要な画像が支持部材により隠れることがなく、必要な部分全体を撮像することができる。
また、顎載台は、顔の正面及び左右頬部が前記撮像カメラに正対するように撮像方向に応じて顎の位置を規制する。
したがって、顎は顎載台に載せられて顔の向きに応じた位置に支持され、その額が頭部支持部材で支持されるので、撮像カメラに対して、同じ距離、同じ角度で顔を撮像することができる。
このとき、撮像領域を顔よりも小さくしておけば、背景の明るさに影響されないので、同じ明るさで撮像できる。
さらに、照明光源と撮像カメラの間に、透孔を透過せずに撮像カメラに入射される光を遮る遮光体が設けられているので、照明光源から照射される光のうち撮像カメラ直接に入射される光や、光拡散板の裏面で反射されて撮像カメラに入射される光がカットされることとなり、ハレーションを起こすことなく鮮明な画像が得られる。
ここで、遮光体として反射鏡を用いれば、照明光源から撮像カメラ側に照射される光を拡散板側に反射させることができるので、照射された光を照明光として無駄なく有効に利用することができる。
さらに、顎載台は撮像方向に応じて顎の位置を規制するため、例えば、撮像方向に応じて複数の顎載部を配列したり、一つの顎載部を揺動自在に配したものであってもよい。
また、頭頂側非観察領域を左右2点で支持するようにすれば、顎と頭部で3点支持され、顔の向きを変えたときでも頭部支持部材を揺動させることなく、極めて安定的に顔を支持することができる。
筐体2の正面には顔3を入れる開口部6が形成され、その内部には、顔3に可視光を照射する照明光源Lが配され、開口部6と照明光源Lの間に、照明光源Lから照射された光を拡散させて顔3の正面側を照明する乳白色の光拡散板7が設けられると共に、光拡散板7に形成された透孔7aを通してその顔を撮像する撮像カメラ4がその背面側に配されて成る。
本例では、照明光源Lとしては、環状又は直管状の白色発光管Wが用られ、撮像カメラ4の光軸を囲むように配されている。
これにより、照明光源Lから光拡散板7を透過し、顔3で反射されて透孔7aを通ってきた光が撮像カメラ4に入射される。
また、遮光体15は、照明光源Lから撮像カメラ4側に発散される光を光拡散板7側に反射する反射鏡で形成されており、撮像カメラ4の画角に応じてその撮像エリアと交差する部分に透孔16が穿設され、撮像時に遮光体15が映り込まないようになっている。
このため、紫外画像撮像前のフォーカス実行時のみ赤外LEDからなる補助光源IRを点灯させてオートフォーカスを動作させ、フォーカスが完了して紫外画像を撮像する際に補助光源IRを消灯させている。
これにより、紫外線画像は紫外線の反射光のみを画像として取り込むことができるため、紫外線以外のノイズを低く抑えることができる。
なお、補助光源IRとしては、赤外LEDに限らず、白色LEDや可視光電球を用いてもよい。さらに、補助光源IRを点灯させる代わりに、紫外線画像撮像前のフォーカス実行時に照明光源Lを点灯させてオートフォーカスを動作させ、フォーカスが完了して紫外画像を撮像する際に消灯させるようにしてもよい。
このため、コンピュータ5で画像処理を施し、可視光画像と紫外線画像の差分に基づき明るさやコントラストを調整して、白色の「老化角質」、オレンジ色の「脂性肌」、明るい「普通肌」と、中間トーンの「乾性肌」と、暗い「メラニン」を識別可能な合成画像を出力する。
この顔面保持機構8は、筐体2内に入れた顔3の頭頂側非観察領域に押し当てることにより頭部の位置を規制する前後上下位置調整可能な頭部支持部材9と、顔の正面及び左右頬部が前記撮像カメラに正対するように撮像方向に応じて顎の位置を規制する顎載台10からなる。
なお、支持シャフト11にはその前後位置を調整する前後位置調整ノブ11aが設けられ、上下位置調整軸12には支持シャフト11の上下位置を調整する上下位置調整ノブ12aが設けられている。
ここで頭頂側非観察領域とは、撮像されても皮膚状態を観察する対象とならない領域をいい、例えば毛髪がある場合は毛髪の生え際近傍若しくはこれより頭頂側である。
顎載台10の各顎載部10a〜10cには、顎を載せた時に下顎骨の背面側に当接される突起14が形成されている。
まず、頭部支持部材9の支持シャフト11を正面に位置させてその前後上下位置を調整作業を行い、顔3が撮像カメラ4の合焦点に保持されるように頭部支持部材9を非観察領域外に位置決めしておく。
この位置は個人によって大きな差があるものではないので、一旦位置決めしたものを撮像するたびに位置決めし直す必要はない。
そして、顔3で反射されて透孔7aを通ってきた光が撮像カメラ4に入射される。
また、照明光源Lから背面側に照射されて撮像カメラ4に向かう光や、光拡散板7の裏面で反射された光は、照明光源Lと撮像カメラ4の間に配された遮光体15により遮られるので、撮像された画像が弱いハレーションを起こして白っぽくなることもなく、鮮明な画像が得られる。
しかも、遮光体15として反射鏡を用いれば、光拡散板7に向って反射され、顔を照らす照明光として有効に利用される。
このとき頭部支持部材9は、肌を観察する場合に画像データとして必要のない毛髪部分などの頭頂側非観察領域に押し当てられるので、必要な部分が支持部材9により隠れることがない。
また、撮像領域を顔よりも小さくしておけば、背景の明るさに影響されないので、同じ明るさで撮像できる。
支持シャフト23にはその前後位置を調整する前後位置調整ノブ23aが設けられ、上下位置調整軸24には支持シャフト23の上下位置を調整する上下位置調整ノブ24aが設けられている。
この頭部支持部材21が、図1に示す顔面撮像装置1の頭部支持部材9に替えてその天井部に固定されている。
この状態で、顔3を開口部6に入れ、顔3の正面頭頂側(両眼の頭頂側)を突起22R,22Lの先端に当接させ、顎を中央の顎載部10bに載せて下顎骨の背面側を突起14に当接させれば、顔3の頭頂側左右2点と顎が3点で安定的に支持され、常に一定条件で撮像できる。
このとき頭部支持部材21は、肌を観察する場合に画像データとして必要のない毛髪部分などの頭頂側非観察領域に押し当てられるので、必要な部分が支持部材21により隠れることがない。
また、撮像領域を顔よりも小さくしておけば、背景の明るさに影響されないので、同じ明るさで撮像できる。
本例の顔面撮像装置31は、照明光源Lの経時的変化や交換により照明光の照度/色温度が変化したときでも、これを予め設定された一定の照度/色温度に維持できるようになっている。
撮像カメラ4でカラー画像を撮像する場合に、照明光の色温度が異なると同じ色の被写体を撮像しても色が変化してしまい、照度よりも画像に与える影響が大きい。
特に、色温度を調整するためには、そのたびにホワイトバランスをとって、そのバランスデータに基づいて撮像された画像データの色補正を行なわなければならない。
照明光源Lとして、色温度の異なる光を個別に照射する二つの蛍光灯(光源)33H及び33Lを備え、蛍光灯33Hの色温度は目標色温度CT0より高く、蛍光灯33Lの色温度は目標色温度CT0より低く設定されている。
制御装置32の入力側には、照度センサSB及び色温度検出センサSTが接続されており、出力側には各蛍光灯33H、33Lの安定器(図示せず)が接続されて、前記各センサSB及びSTの検出データに基づいて照度/色温度制御を行なうようになされている。
まず、スイッチがオンされると制御開始され、ステップSTP1で例えばタイマにより所定時間(10分)経過するのを待つことにより蛍光灯が安定するまで待機し、次いで、ステップSTP2で色温度検出センサSTにより照明光源Lの相関色温度CTMを測定し、ステップSTP3で目標色温度CT0と比較する。
測定値CTMが許容範囲より小さい場合は、ステップSTP4に移行して安定器(図示せず)に制御信号を出力し、色温度の高い蛍光灯33Hを明るくして色温度の低い蛍光灯33Hを暗くするように光量比を調整し、逆に、測定値CTMが許容範囲より大きい場合は、ステップSTP5に移行して安定器(図示せず)に制御信号を出力し、色温度の高い蛍光灯33Hを暗くし色温度の低い蛍光灯33Hを明るくするように光量比を調整してからステップSTP3に戻る。
そして、測定値CTMが許容範囲内であるときはステップSTP6に移行する。
測定値BMが許容範囲より低い場合は、ステップSTP8に移行して各蛍光灯33H及び33Lの光量比を維持したまま光量の和が大きくなるように安定器を制御し、逆に、測定値BMが許容範囲より高い場合は、ステップSTP9に移行して各蛍光灯33H及び33Lの光量比を維持したまま光量の和が小さくなるように安定器を制御してから、ステップSTP7に戻る。
そして、測定値CTMが許容範囲内であるときはステップSTP2に戻って、処理を継続するので、照度及び色温度は目標値の許容範囲内に維持される。
また、照明光源Lとして色コントロールが可能な一つの光源を用いてもよく、その場合は、照射光の色をコントロールすることにより色温度を目標色温度に一致させればよい。
2 筐体
3 顔
4 撮像カメラ
5 コンピュータ
6 開口部
7 光拡散板
8 顔面保持機構
9 頭部支持部材
10 顎載台
10a〜10c 顎載部
11 支持シャフト
11a 前後位置調整ノブ
12 上下位置調整軸
12a 上下位置調整ノブ
13 アーム
14 突起
15 遮光体
L 照明光源
Claims (14)
- 被写体となる顔を入れる開口部が正面に形成された筐体内に、その顔に可視光を照射する照明光源が配され、開口部と照明光源の間に、前記照明光源から照射された光を拡散させて顔の正面側を照明する光拡散板が設けられると共に、光拡散板に形成された透孔を通してその顔を撮像する撮像カメラがその背面側に配されて成る顔面撮像装置において、
前記筐体に入れた顔の頭頂側非観察領域に押し当てることにより頭部の位置を規制する前後上下位置調整可能な頭部支持部材と、顔の正面及び左右頬部が前記撮像カメラに正対するように撮像方向に応じて顎の位置を規制する顎載台とで、被写体となる顔を撮像カメラの合焦点に保持する顔面保持機構を備えると共に、
前記照明光源と撮像カメラの間には、照明光源から照射される光のうち前記透孔を透過せずに撮像カメラに入射される光を遮る遮光体が設けられたことを特徴とする顔面撮像装置。 - 被写体となる顔を入れる開口部が正面に形成された筐体内に、その顔に照明光を照射する照明光源が配され、開口部と照明光源の間に、前記照明光源から照射された光を拡散させて顔の正面側を照明する光拡散板が設けられると共に、光拡散板に形成された透孔を通してその顔を撮像する撮像カメラがその背面側に配されて成る顔面撮像装置において、
前記照明光源と撮像カメラの間には、照明光源から照射される光のうち前記透孔を透過せずに撮像カメラに入射される光を遮る遮光体が設けられたことを特徴とする顔面撮像装置。 - 前記遮光体が、照明光源から撮像カメラ側に発散される光を拡散板側に反射する反射鏡で形成された請求項1又は2記載の顔面撮像装置。
- 開口部に入れた顔に紫外光を直接照射する紫外光源と、撮像カメラのフォーカス用補助照明光を直接照射する補助光源が、撮像カメラの撮像エリア外で、且つ、開口部側から見て光拡散板の陰にならない位置に配されてなる請求項1又は2記載の顔面撮像装置。
- 被写体となる顔を入れる開口部が形成された筐体内に、その顔を撮像する撮像カメラが配されて成る顔面撮像装置において、
前記筐体内に入れた顔の頭頂側非観察領域に押し当てることにより頭部の位置を規制する前後上下位置調整可能な頭部支持部材と、顔の正面及び左右頬部が前記撮像カメラに正対するように撮像方向に応じて顎の位置を規制する顎載台とで、被写体となる顔を撮像カメラの合焦点に保持する顔面保持機構を備えたことを特徴とする顔面撮像装置。 - 前記顎載台に下顎骨の背面側に当接される突起が形成されてなる請求項1又は5記載の顔面撮像装置。
- 前記顎載台が、撮像方向に応じて複数の顎載部を配列して成る請求項1又は5記載の顔面撮像装置。
- 前記顎載台が、一つの顎載部を撮像方向に応じて左右揺動可能に配して成る請求項1又は5記載の顔面撮像装置。
- 前記頭部支持部材が、顔の頭頂側非観察領域を1点で支持すると共に、撮像方向に応じて左右揺動可能に配されて成る請求項1又は5記載の顔面撮像装置。
- 前記頭部支持部材が、顔の頭頂側非観察領域を左右2点で支持する請求項1又は5記載の顔面撮像装置。
- 前記照明光源となる色温度可変光源と、その照射光の色温度を検出する色温度検出センサと、検出された色温度に基づいて照明光源の色温度を予め設定された目標色温度に可変調整する制御装置を備えた請求項1記載の顔面撮像装置。
- 前記色温度可変光源として、色温度の異なる光を照射する二種類以上の光源を備えており、各光源の光量比により色温度調節を行なう請求項11記載の顔面撮像装置。
- 前記照明光源となる照度/色温度可変光源と、その照射光の照度及び色温度を検出する照度センサ及び色温度検出センサと、検出された色温度に基づいて照明光源の照度及び色温度を予め設定された目標照度及び目標色温度に可変調整する制御装置を備えた請求項1記載の顔面撮像装置。
- 前記照度/色温度可変光源として、色温度の異なる光を照射する二種類以上の光源を備えており、各光源の光量比により色温度調節を行なうと共に、光量の和により照度調整を行なう請求項13記載の顔面撮像装置。
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