JP2008129446A - 携帯電話機及びそれを含む表面状態評価システム - Google Patents

Abstract

【課題】被写体の表面の拡大画像を得るに際し、ピントの合った安定した画像を簡単な構成によって得ること。
【解決手段】この携帯電話機１は、マクロ撮影用のマクロレンズ５、及びマクロレンズ５によって結像された被写体の表面を撮像するＣＭＯＳ素子１５を内蔵する携帯電話機であって、マクロレンズ５の光軸に沿って貫通孔９を有するように、マクロレンズ５及びＣＭＯＳ素子１５を収容する筐体２に着脱可能に取り付けられた遮光性の位置決めリング８と、貫通孔９を通して被写体の表面に照明光を照射するＬＥＤ７とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、被写体の表面を撮像してその画像データを処理する携帯電話機、及びそれを含む表面状態評価システムに関するものである。

従来、このような分野の技術として、下記特許文献１に記載された接写用ルーペがある。この公報に記載された接写用ルーペは、デジタルカメラに取り付けられるものであり、内蔵する接写レンズの光軸が被写体表面及びカメラ表面と垂直になるように構成され、接写レンズの位置を微調整するための機構を有する。このような接写用ルーペを利用することでデジタルカメラにおいて拡大写真画像を撮像する。
特開２００４−２８６７７６号公報

しかしながら、上述したようにカメラに外付けでレンズを固定する方式においては、カメラの形状の違いにより安定した被写体の拡大画像を得ることが困難な傾向にある。特に、被写体の表面の拡大画像をマクロ撮影によって撮像する場合には被写界深度が狭いため、拡大画像においてピントのずれが生じやすい。一方で、撮像素子内蔵型の携帯電話機のようにレンズ自体が筐体に内蔵された装置においても、撮像光学系におけるレンズの位置は安定化されるが、レンズと被写体表面との位置関係が不安定であるため、被写体との距離によってはピントの合った拡大画像を得ることが難しくなる。

そこで、本発明は、被写体の表面の拡大画像を得るに際し、ピントの合った安定した画像を簡単な構成によって得るようにした携帯電話機、及びそれを含む表面状態評価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、本発明の携帯電話機は、被写体の表面を結像するマクロ撮影用の撮影レンズ、及び撮影レンズによって結像された被写体の表面を撮像する撮像素子を内蔵する携帯電話機であって、撮像レンズの光軸に沿って貫通孔を有するように、撮影レンズ及び撮像素子を収容する筐体に着脱可能に取り付けられた遮光性のリング状部材と、貫通孔を通して被写体の表面に照明光を照射する照明部とを備えることを特徴とする。

このような携帯電話機においては、筐体に装着されたリング状部材の先端を、被写体の表面に当接させることによって、撮影時に撮影レンズと被写体表面との距離が安定化されると同時に、周囲の明るさに関係なく被写体に対する照明条件を一致させることができる。その結果、撮像素子によって撮像されて得られる拡大画像においてピントのずれが効果的に防止されるとともに、複数の被写体を対象にして安定した画像を取得することができる。

リング状部材の貫通孔の内面には反射材を有することが好ましい。このような反射材を備えれば、照明部から照射された照明光が効率よく被写体表面に入射するので、輝度の高い被写体表面の画像を得ることができる。

また、リング状部材の先端部に設けられ、撮影時に被写体の表面に当接する一対の電極と、一対の電極に接続され、一対の電極に当接する被写体の表面の抵抗値を測定する抵抗測定部と、抵抗測定部によって測定された抵抗値に基づいて、被写体の表面の水分量を判定して判定結果を出力する共に、撮像素子によって生成された画像データの処理結果を出力するデータ処理部とを更に備えることも好ましい。この場合、被写体の表面の撮影時に被写体の表面の抵抗値を測定し、その抵抗値に基づいて表面の水分量を判定して出力するので、皮膚等の被写体表面の水分量を併せて判断することができる。

或いは、本発明の表面状態評価システムは、上述した携帯電話機と、抵抗値及び判定結果の少なくとも何れか一方を、携帯電話機から通信ネットワークを介して受信して蓄積するデータベースサーバとを備える。このような表面状態評価システムによれば、携帯電話機によって測定された被写体表面の抵抗値又は判定結果をデータベースに蓄積して効率的に参照させることができる。

また、本発明の表面状態評価システムは、上述した携帯電話機と、撮像素子によって生成された画像データの処理結果を、携帯電話機から通信ネットワークを介して受信して蓄積するデータベースサーバとを備える。このような表面状態評価システムによれば、携帯電話機によって撮像された被写体表面の拡大画像の処理結果をデータベースに蓄積して効率的に参照させることができる。

本発明の携帯電話機及び表面状態評価システムによれば、被写体の表面の拡大画像を得るに際し、ピントの合った安定した画像を簡単な構成によって得ることができる。

以下、図面を参照しつつ本発明に係る携帯電話機及び表面状態評価システムの好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明においては同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。

本実施形態の携帯電話機は、皮膚等の被写体の表面を、マクロレンズを用いたマクロ撮影によって撮像する装置であり、例えば、化粧品販売時や、美容サービス提供時等における観察装置として使用される。図１及び図２に示すように、携帯電話機１は、移動体通信ネットワークを介して特定の通信先と音声通信及びデータ通信が可能な通信端末であり、樹脂製の筐体２の正面には、テンキー、電源スイッチ等からなる入力キー３Ａ、マクロ撮影の開始を制御するための撮影開始キー３Ｂ及びディスプレイ４が配置されている。携帯電話機１のユーザは、このような入力キー３Ａ及び撮影開始キー３Ｂを用いて通信及び撮影の制御を行い、ディスプレイ４にはその制御結果が表示される。

携帯電話機１の筐体２の正面の上端部には、マクロレンズ（撮影レンズ）５が埋め込まれている。マクロレンズ５は、皮膚等の被写体表面をマクロ撮影によって撮像するために、筐体２に内蔵される撮像素子に向けてその被写体表面を拡大して結像する光学素子である。このマクロレンズ５には、筐体２の側面から突出する切替レバー６が取り付けられており、この切替レバー６が側面に沿った方向にスライドされることにより、マクロレンズ５の撮影モードが通常撮影モードからマクロ撮影モードに切り替えられる（詳細は、後述する。）。

また、筐体２の正面におけるマクロレンズ５の周りには、マクロレンズ５を中心にして環状に合計８個のＬＥＤ（照明部）７が埋め込まれている。このＬＥＤ７は、観察対象物である被写体の表面に照明光を照射する発光素子であり、マクロレンズ５の周りに環状に配置されることで、被写体の表面における均一な照明を実現する。さらに、筐体２には、マクロレンズ５及びＬＥＤ７を取り囲むように、遮光性を有する黒色もしくは黒色塗装の樹脂材料で、例えばポリカーボネート、ポリアセタール、ＡＢＳ（Acrylonitrile Butadiene Styrene）樹脂等によって形成された位置決めリング（リング状部材）８が着脱可能に取り付けられている。この位置決めリング８は、図３に示すように、貫通孔９を有する円筒形状をなしている。筐体２の正面には、ＬＥＤ７及びマクロレンズ５の位置を含む領域に、貫通孔９とぼぼ同一の径を有する円形の突起１０が形成されており、位置決めリング８は、この突起１０の外縁に嵌め込まれることにより、マクロレンズ５の光軸Ｌ１が貫通孔９の中心軸線に一致した状態で筐体２に固定される。

このような位置決めリング８の貫通孔９の内面には、ほぼ全面に反射材１１が布設されている。このような反射材１１としては、鏡面反射を生じさせるアルミニウムやステンレス等の金属材料を含む塗料、アルミ蒸着、又はポリエチレン若しくはポリエチレンテレフタレートのシート材にアルミ蒸着をしたものが用いられる。位置決めリング８が反射材１１を有することで、それぞれのＬＥＤ７から貫通孔９を通して被写体に向けて照射された照明光Ｌ２が、所定の照射角度をもって広がった場合でも、反射材１１の表面で反射されて効率よく被写体の表面Ａに入射される（図２）。

また、位置決めリング８の被写体側の先端部には、貫通孔９の中心軸線に垂直な方向に沿った平坦面を有する２つの微小電極１２ａ，１２ｂが、貫通孔９の中心軸線を挟んで互いに離間して取り付けられている（図１〜図３）。一方、位置決めリング８の筐体２側の先端部には、それぞれ、微小電極１２ａ，１２ｂとリード線１３ａ，１３ｂを介して電気的に接続された接続端子１４ａ，１４ｂが、互いに絶縁されて取り付けられている（図３）。位置決めリング８が筐体内に嵌め込まれると、微小電極１２ａ，１２ｂは、それぞれ、リード線１３ａ，１３ｂ及び接続端子１４ａ，１４ｂを介して筐体２内の内部回路に接続可能にされる。

上述した構成の位置決めリング８は、被写体を撮影する際には、筐体２に装着された状態でその先端部が被写体の表面Ａに押し当てられる（図２）。そうすると、位置決めリング８の先端に設けられた微小電極１２ａ，１２ｂが、被写体の表面Ａに当接する。

次に、図４を参照して、筐体２に収容されたマクロレンズ５を含む携帯電話機１の撮像系の構成について説明すると、マクロレンズ５は、互いの光軸が軸Ｌ１上で一致するように配置された２つのレンズ５ａ，５ｂを含んで構成されている。撮影時には、レンズ５ｂの前方において、位置決めリング８の先端に当接した状態で、被写体の表面Ａが光軸Ｌ１に対して垂直になるように配置されることになる。また、レンズ５ａの後方には、撮影開始キー３Ｂ（図１参照）の押下に応じてレンズ５ａ，５ｂによって結像された被写体表面Ａの像を撮像するＣＭＯＳ素子（撮像素子）１５が設けられている。ここで、レンズ５ａの主点からＣＭＯＳ素子１５の撮像面までの距離は固定化され、レンズ５ａの主点から表面Ａまでの距離は、位置決めリング８の機能によりほぼ一定距離に安定化されている。その一方で、レンズ５ｂは、切替レバー６（図１参照）をスライドさせることにより、図示しないばね機構により光軸Ｌ１に沿って移動可能にされている。切替レバー６が通常撮影モードの位置にあるときは、レンズ５ｂが光軸Ｌ１に沿って内側に最大限に移動される結果、遠方の被写体にピントが合うような通常の撮影倍率に設定される。これに対して、切替レバー６がマクロ撮影モードの位置にあるときは、レンズ５ｂが光軸Ｌ１に沿って外側に最大限に移動される結果、位置決めリング８の先端に位置する被写体表面Ａにピントが合うようなマクロ撮影倍率に設定される。

次に、図５を参照して、携帯電話機１の機能構成、及び携帯電話機１を含む表面状態評価システム５０のシステム構成について説明する。

携帯電話機１は、微小電極１２ａ，１２ｂと電気的に接続された抵抗測定回路（抵抗測定部）１６と、撮影開始キー３Ｂの押下に応じてＣＭＯＳ素子１５及び抵抗測定回路１６から出力されたデータを処理するデータ処理部１７と、データ処理部１７によって処理されたデータを移動体通信ネットワークＮ１を介して外部に送信するデータ通信部１８とを備えている。

抵抗測定回路１６は、微小電極１２ａ，１２ｂ間に印加する電圧を供給すると共に、微小電極１２ａ，１２ｂに接する被写体表面を介して微小電極１２ａ，１２ｂ間に流れる電流をモニタすることによって、微小電極１２ａ，１２ｂ間の被写体の表面Ａの抵抗値を測定し、データ処理部１７に出力する。

データ処理部１７は、筐体２の内部のＣＰＵ及びメモリ（図示せず）上において所定のプログラムをダウンロードすることによって動作し、ＣＭＯＳ素子１５によって生成された被写体の表面Ａの画像データに基づいて、所定の画像処理を実行する。所定の画像処理とは、例えば、画像データの画素から黒色（Ｂ）の輝度の高い画像を抽出して、毛髪等の画素データを除去したり、除去された画像データの画素に含まれるＲＧＢの各色毎の輝度情報を統計処理することによって、被写体の表面Ａの色合い情報を算出したりすることが挙げられる。また、画像データをパターンマッチングすることによってシミ、ホクロ等の有無を判定してもよい。

また、データ処理部１７は、抵抗測定回路１６から出力された被写体の表面Ａの抵抗値と所定の閾値とを比較することによって、被写体の表面Ａの水分量を判定し、判定結果データを生成する。例えば、データ処理部１７は、被写体の表面Ａの抵抗値Ｒが閾値Ｒ_ｔｈより小さい場合は、水分量が多いと判定し、判定結果データ“水分量：多”を生成し、被写体Ａの抵抗値Ｒが閾値Ｒ_ｔｈより大きい場合は、水分量が少ないと判定し、判定結果データ“水分量：少”を生成する。閾値Ｒ_ｔｈの値としては、例えば、数ＭΩオーダの値が設定される。ここでは、閾値Ｒ_ｔｈを複数設定することにより、被写体の表面Ａの水分量を複数段階で判定してもよい。データ処理部１７は、上記のようにして生成した画像処理結果データ及び判定結果データをデータ通信部１８に出力するとともに、それらのデータを棒グラフ等の出力データに変換してディスプレイ４に表示させる。

データ通信部１８は、データ処理部１７から出力された画像処理結果データ及び判定結果データを、予めＩＰアドレス、ポート番号等の通信先が設定されたデータベースサーバ３０に送信する。

表面状態評価システム５０は、上述した携帯電話機１とデータベースサーバ３０とを含むクライアント−サーバ型システムであり、データベースサーバ３０は、移動体通信ネットワークN１に接続されたコンピュータシステムであり、データ受信部３１、アクセス制御部３２、評価データ格納部３３とを有している。

データ受信部３１は、携帯電話機１から画像処理結果データ及び判定結果データを受信し、その画像処理結果データ及び判定結果データを、携帯電話機１のＩＤ等のユーザを特定する情報に関連付けて評価データ格納部３３に格納する。例えば、評価データ格納部３３には、“＜ユーザＩＤ＞００００ＸＸ；＜水分量＞少；＜色合い情報＞白レベル３”等の画像処理結果データ及び判定結果データを含むデータレコードが格納される。アクセス制御部３２は、携帯電話機１を含む複数の通信端末から移動体通信ネットワークＮ１を介して送信された閲覧要求に応じて、評価データ格納部３３に格納されたデータを検索して、その結果抽出されたデータを要求元の通信端末に返信する。この閲覧要求には、“＜ユーザID＞”等の検索対象を特定する情報が含まれる。

以上説明した携帯電話機１によれば、筐体２に装着された位置決めリング８の先端を、被写体の表面Ａに当接させることによって、撮影時にマクロレンズ５と被写体表面Ａとの距離が安定化されると同時に、周囲の明るさに関係なく被写体に対する照明条件を一致させることができる。特に、位置決めリング８の内面に反射材１１を備えることで、ＬＥＤ７から照射された照明光が効率よく被写体表面に入射すると共に、被写体の照明範囲が拡げられるので、輝度の高い画像データが得られる。その結果、マクロレンズの微調整機構等の複雑な機構が無くてもＣＭＯＳ素子１５によって撮像されて得られる拡大画像においてピントのずれが効果的に防止されるとともに、複数の被写体を対象にして安定した画像データを取得されて、複数の被写体の画像データ間の相対的な評価が容易になる。

また、位置決めリング８の先端部に設けられた微小電極１２ａ，１２ｂ間に当接する被写体の表面Ａの抵抗値を測定して、その抵抗値に基づいて、被写体の表面Ａの水分量を判定して出力することで、皮膚等の被写体表面の水分量を併せて判断することができる。

また、表面状態評価システム５０によれば、携帯電話機１によって測定された被写体表面の判定結果、及び被写体表面の拡大画像の画像処理結果をデータベースに蓄積して参照させることで、被写体の表面状態の評価に関する情報を効率的に利用させることができる。

なお、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではない。例えば、携帯電話機１のデータ通信部１８は、抵抗測定回路１６によって測定された抵抗値Ｒをデータベースサーバ３０に送信して、データベースサーバ３０が被写体表面の水分量を判定してもよいし、ＣＭＯＳ素子１５が生成した画像データを圧縮画像データとしてデータベースサーバ３０に送信して、データベースサーバ３０がその画像データを対象にした画像処理を実行してもよい。

本発明の好適な一実施形態に係る携帯電話機の正面図である。 図１の携帯電話機の側面図である。 図１の携帯電話機の位置決めリングの装着前の状態を示す縦断面図である。 図１の携帯電話機の撮像系の位置関係を概略的に示す図である。 図１の携帯電話機及び表面状態評価システムの機能構成を示すブロック図である。

符号の説明

１…携帯電話機、２…筐体、５…マクロレンズ（撮影レンズ）、７…ＬＥＤ（照明部）、８…位置決めリング（リング状部材）、９…貫通孔、１１…反射材、１２ａ，１２ｂ…微小電極、１５…ＣＭＯＳ素子（撮像素子）、１６…抵抗測定回路（抵抗測定部）、１７…データ処理部、３０…データベースサーバ、５０…表面状態評価システム、Ａ…被写体表面、Ｎ１…移動体通信ネットワーク。

Claims (5)

1. 被写体の表面を結像するマクロ撮影用の撮影レンズ、及び前記撮影レンズによって結像された前記被写体の表面を撮像する撮像素子を内蔵する携帯電話機であって、
   前記撮像レンズの光軸に沿って貫通孔を有するように、前記撮影レンズ及び前記撮像素子を収容する筐体に着脱可能に取り付けられた遮光性のリング状部材と、
   前記貫通孔を通して前記被写体の表面に照明光を照射する照明部と、
   を備えることを特徴とする携帯電話機。
2. 前記リング状部材の前記貫通孔の内面には反射材を有する、
   ことを特徴とする請求項１記載の携帯電話機。
3. 前記リング状部材の先端部に設けられ、撮影時に前記被写体の表面に当接する一対の電極と、
   前記一対の電極に接続され、前記一対の電極に当接する前記被写体の表面の抵抗値を測定する抵抗測定部と、
   前記抵抗測定部によって測定された抵抗値に基づいて、前記被写体の表面の水分量を判定して判定結果を出力する共に、前記撮像素子によって生成された画像データの処理結果を出力するデータ処理部と、
   を更に備えることを特徴とする請求項１又は２記載の携帯電話機。
4. 請求項３記載の携帯電話機と、
   前記抵抗値及び前記判定結果の少なくとも何れか一方を、前記携帯電話機から通信ネットワークを介して受信して蓄積するデータベースサーバと、
   を備えることを特徴とする表面状態評価システム。
5. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の携帯電話機と、
   前記撮像素子によって生成された画像データの処理結果を、前記携帯電話機から通信ネットワークを介して受信して蓄積するデータベースサーバと、
   を備えることを特徴とする表面状態評価システム。

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