JP4646788B2 - 顔面撮像装置 - Google Patents

Description

本発明は、顔面を撮影してその肌の状態を診断するのに好適な顔面撮像装置に関するものである。

従来、美容カウンセリングを行う場合、ハンディタイプの光源付き超小型ＣＣＤカメラを顔面に近づけて肌の一部を撮影し、撮影した肌の画像を別のモニタ画面上に拡大表示して肌の状態を診断することがよく行われている。

ところがこのような撮像装置では顔面全体を観察することができないため、モニタに表示された部分的な肌の状態で顔面全体を診断するには説得性に欠けるものがある。

そこで、肌の診断をする際に顔面全体を撮影し得る顔面撮像装置が提案されている。

化粧や美顔術の効果を確認する場合、化粧や美顔術の実施前、実施後でそれぞれ顔面を撮影し、撮影された各画像を比較するのが効果的であるが、通常、撮影範囲を顔面全体に広げると、撮影時期が異なることによって被写体と撮像カメラとの距離、周囲の明るさ、光の入射方向等が変化するため、同じ撮影条件で撮影することが困難になる。

この問題を解消するため、上記顔面撮像装置では図１１に示すように、顔の位置を撮像カメラ５０の合焦点に保持するためのフェースホルダ５１を備えている。また、このフェースホルダ５１と撮像カメラ５０との間には、顔の正面だけに限らず左右の両頬に対しても拡散光を均一に回り込ませるための凹面状光拡散板５２が設けられており、この凹面状光拡散板５２の背面側に二重環形の照明光源５３を有している（例えば、特許文献１参照）。
特開２００４−３０２４２４号公報（第(２)頁、図１）

しかしながら、上記した従来の顔面撮像装置では、撮影条件を一定にするために顔面をフェースホルダ５１に密着させる必要があり、このフェースホルダ５１は、その上フレーム５１ａによって額を保持し、さらに、顎載部５１ｂによって顎を保持するように構成されているため顧客に圧迫感を与え、このような状態で撮影した顔面の画像は不自然に歪んだものになる。

また、顔面と撮像カメラ５０との距離を大きくとれない状態で被写界深度を確保するためには撮像カメラ５０のレンズの絞りを絞る必要があり、レンズを絞れば画像が暗くなるため、照明光源５３の照度を高めに設定しなければならず、このことも顔面を自然に撮影できない要因の一つになっている。

美容カウンセリングを受けようとする顧客は、より美しくなりたいという願望を持っている。したがって、鏡で見慣れた顔とは明らかに異なった状態で撮影された顔面の画像を用いて化粧、美顔効果を説明されても顧客は満足感を得ることはできず、改善の余地があった。

本発明は以上のような従来の顔面撮像装置における課題を考慮してなされたものであり、撮影条件をほぼ一定にすることができるとともに顔面を拘束せず自然な状態で撮影することができる顔面撮像装置を提供するものである。

本発明は、可搬性の本体と、この本体に内蔵されるカメラ部と、本体に対し引き出しまたは収納可能に設けられ、引出位置では本体に対向する被写体の頭部を外光から遮断し得るように構成され、その内面に反射機能が付与されている折畳式のフードと、本体に設けられ、光源からの発光をフード内面に反射させる照明装置と、被写体の顔面とカメラ部の撮像素子との間に光路を形成する光路形成部とを備えてなる顔面撮像装置である。

本発明に従えば、本体に収納されているフードを引出位置まで引き出すと、被写体の頭部を外光から遮断することができ、この状態で照明装置をオンすると、その照明装置からの発光がフード内面で反射し間接光として顔面に均一に当てられ、照明が当てられた顔面の画像は光路形成部を介しカメラ部の撮像素子で結像される。

本発明において、上記光路形成部として光路を折り曲げるための反射板を本体内に設ければ、本体の奥行きを短縮することができる。

本発明において、上記光路形成部として本体内における光路を複数に分割するプリズム型ミラーを有し、このプリズム型ミラーによって分割された各分割光路上に撮像素子を配置すれば、１撮像領域を例えば４倍に拡大した状態で撮影することになり解像度を高めることができる。

本発明において、上記各撮像素子によって撮影された分割画像を一つの像に合成する画像合成回路を有することができる。

本発明において、上記フードをアーチ状に形成された複数のフード片で構成すれば、本体から斜め上方に向けて順次フード片を繰り出すことにより、上記引出位置まで拡張することができる。

本発明において、上記フード内面に反射処理を施すことが好ましい。

本発明において、上記本体を箱状に形成する場合、その上面を上記照明装置からの発光を反射させる反射面として構成すれば、顔面に対して上下左右から照明をあてることができる。

本発明の顔面撮像装置によれば、撮影条件をほぼ一定にすることができるとともに顔面を拘束せず自然な状態で撮影することができるという長所を有する。

以下、図面に示した実施の形態に基づいて本発明を詳細に説明する。

図１(ａ)は本発明に係る顔面撮像装置の外観を示す平面図、同図(ｂ)はその側面図である。

両図において、顔面撮像装置１は持ち運び可能なポータブルサイズに構成されており、使用時には椅子２に着座した顧客（以下被写体Ｓと呼ぶ）に向けて例えばテーブル３上に載置することができるようになっている。

顔面撮像装置１は箱状の本体４と、その本体４の上部に設けられ金属または樹脂等で形成されたフード５とを有し、このフード５は本体４から上方（矢印Ａ方向）に引き出すことにより、被写体Ｓの頭部Ｓｈをほぼ覆う位置まで拡張することができるようになっている。

なお、フード５は両脚部が回動支点６に枢支されている３つのアーチ状（矢印Ｂ方向から見て）フード片５ａ〜５ｃから構成されており、図１(ｂ)はそれらのフード片５ａ〜５ｃを最大に繰り出してドーム状に形成した状態を示している。

図２はフード５を本体４内に収納した状態を示している。

本体４の側壁上部４ａは被写体Ｓ側から見て先上がりに傾斜しており、本体後壁４ｂと連絡している。フード５を構成する各フード片５ａ〜５ｃはその迫り上げられた本体後部４ｃに折り畳まれた状態で収納されるようになっている。

また、フード５の内面は光反射塗料、めっき、蒸着等によって反射処理が施されており、後述する照明装置からの発光をフード５の内面で反射させるようになっている。

図３は本体４内部の構成を示したものである。

本体４は水平に形成されたステージ部４ｄと、このステージ部４ｄから斜めに立ち上げられた前板部４ｅと、この前板部４ｅの頂部から先下がりに傾斜する天板部４ｆと、この天板部４ｆの後縁部から立ち下げられた後板部４ｇとを有している。なお、本実施形態の説明では被写体Ｓ側を前側としている。

なお、上記ステージ部４ｄの表面は光反射塗料、めっき、蒸着等による反射処理が施され、後述する無影撮影用ストロボからの発光を効果的に反射させるようになっている。

上記前板部４ｅと天板部４ｆと後板部４ｇとによって凸状に形成された突出部４ｈにおいて、前板部４ｅにはミラー１０が配置され、被写体Ｓの顔面を映すことができるようになっている。

このミラー１０を見ながら被写体（顧客）Ｓは撮影前の顔の状態をチェックし、表情が自然であることを確認することができる。

上記ミラー１０の中心と被写体Ｓの顔面Ｓｆとを結ぶ光路Ｌａの延長線上には反射板１１が配置されており、この反射板１１によって反射した反射光Ｌｂは集光レンズ１２を通過し、複数の反射面を有するプリズム型ミラー１３に案内される。

このプリズム型ミラー１３で複数の光路に分割された各光路には撮像素子としてのＣＣＤ（Charge Coupled Device）１４ａ〜１４ｄが配設されている。なお、上記反射板１１、集光レンズ１２およびプリズム型ミラー１３は光路形成部として機能するようになっている。

顔面Ｓｆの像が分割されて各ＣＣＤ１４ａ〜１４ｄに結像される原理を図４を参照して詳しく説明する。

顔面Ｓｆから出た光Ｌａ′は、反射板１１によって鉤状に反射されプリズム型ミラー１３に向けて進み、集光レンズ１２を通過し仮想結像点Ｆに集光する。

集光レンズ１２によって集光された光束はその仮想結像点Ｆに向かう光路Ｌｂ′上に配置されているプリズム型ミラー１３で分割される。具体的には、プリズム型ミラー１３は四角錐状に構成され、三角形からなる４つの反射面１３ａ〜１３ｄを備えているため、光束は４分割される。

一方、上記各反射面１３ａ〜１３ｄに対応するようにしてプリズム型ミラー１３の周囲には４つのＣＣＤ１４ａ〜１４ｄが配設されており、プリズム型ミラー１３の各反射面１３ａ〜１３ｄで分割された光はそれらのＣＣＤ１４ａ〜１４ｄ上の各点ａ〜ｄで結像される。

上記ＣＣＤ１４ａ〜１４ｄはカメラ部１４として機能するようになっており、各ＣＣＤ１４ａ〜１４ｄはそれぞれ例えば５００万画素程度のものを使用すれば顔面の診断に必要なデータを取得することができる。顔面の診断に必要なデータとは、表面形状、肌色分布等であり、これらのデータを取得することにより、顔面について、きめ、はり、小じわ、肌荒れ、くすみ、しみ、毛穴、にきび、角栓等を診断することができる。

このように、同じ画素数からなる４つのＣＣＤ１４ａ〜１４ｄを用い、顔面の撮像領域を４分割された撮像領域に分けて撮影すれば、１撮像領域を４倍に拡大した状態で撮影することができ、その結果、単一のＣＣＤで撮影する場合に比べ顔面Ｓｆを４倍の解像度で撮影することが可能になる。

また、４分割撮影する際、プリズム型ミラー１３を光軸方向に若干進退させることにより隣り合うＣＣＤから得られた画像に重複部分が存在するようにし、４つの画像における重複部分を画像合成回路１５（図３参照）で合成することで１つの高解像度画像を得ることができる。

上記画像合成回路１５は上記実施形態では本体４内に内蔵したが、これに限らず、４つの画像信号をそのまま本体４からインターフェイスを介して出力し、別のパーソナルコンピュータに搭載した画像合成回路で合成処理を行うこともできる。

また、図３において、顔面Ｓｆを撮影する時、ミラー１０は一眼レフレックスファインダーのミラーと同様に、カメラ部１４の図示しないシャッターと連動し、支点１０ａを中心とし矢印Ｄ方向に跳ね上がり、天板部４ｆと当接する１０′の位置まで移動するようになっている。

ミラー１０が１０′の位置に跳ね上げられた時、本体４の前板部４ｅに形成されている窓部４ｅ′が開放され、この窓部４ｅ′を通じて顔面Ｓｆと反射板１１との間に光路Ｌａが形成されるようになっている。

なお、ミラー１０の跳ね上げ動作時および復帰動作時にはショックが発生しないよう本体４においてミラー１０と当接する各部位には振動吸収材（図示しない）が設けられている。また、反射板１１はミラー１０の移動範囲を避けてその後方に配置されている。

また、画角内に顔面のみが収まるように撮影しようとする場合、窓部４ｅ′と集光レンズ１２との距離をある程度長く取る必要があり、直線の光路上にそれらを配置すると本体４の奥行きが長くなって装置が大型化し可搬性も失われる。

これに対し、本実施形態では上記したように反射板１１を用いて光路を反射させて（折り返して）いるため、顔面Ｓｆからプリズム型ミラー１３までの光路長を長くすることができ、それにより、装置のコンパクト性を維持しつつ顔面を適正サイズで撮影することを可能にしている。

また、顔面Ｓｆからプリズム型ミラー１３までの光路長を長くすることができれば、左右の歪みが誇張される広角レンズに代えて、顔の表情を自然に撮影するのに有利な望遠レンズを使用することができる。

なお、例えば８５ｍｍの望遠レンズを使用した場合、銀塩カメラではピントが合っている部分はごくわずかであり、曲面からなる顔面全体にピントを合わせることが難しいが、汎用されているＣＣＤ１４のサイズは、大型の専用ＣＣＤを除いて通常、３５ｍｍフィルムサイズよりも小さいため、同じ画角でも焦点距離は銀塩カメラよりも短い。焦点距離が短いと被写界深度が深く（合焦範囲が広く）なるため、曲面からなる顔面全体にピントを合わせることができ、肌診断に必要な情報を正確に取得することができる。

しかも光路長を長くしたことによって、跳ね上げ動作するミラー１０を、余裕を持って配置することもできる。

図５は本体４に設けられる照明装置７の構成を示したものである。

同図において、照明装置７は、突出部４ｈの前板部４ｅであってミラー１０の左右両側に設けられた二つの無影撮影用ストロボ７ａ，７ｂと、突出部４ｈ上部の被写体Ｓ側に設けられた位置合わせ用光源７ｃと、ステージ部４ｄの被写体寄りに設けられたキメ撮影用ストロボ７ｄから構成されている。

上記無影撮影用ストロボ７ａ，７ｂおよび上記キメ撮影用ストロボ７ｄは、カメラ部１４の撮影動作と連動して発光するように制御されており、撮影時にはいずれか一方のストロボ７ａ，７ｂまたは７ｄが選択的に発光する。

無影撮影用ストロボ７ａ，７ｂは、角度θに傾斜する前板部４ｅに配置されており、被写体Ｓに向けて発せられた光は、拡散板として機能するフード５内面によって反射され、間接光として顔面Ｓｆを斜め上方向および左右方向から照らすようになっている。また、ステージ部４ｄは反射面として機能するため、無影撮影用ストロボ７ａ，７ｂから発せられた光の一部は、そのステージ部４ｄによって反射され顔面Ｓｆを斜め下方向から照らすようになっている。

この無影撮影用ストロボ７ａ，７ｂを発光させた場合には、顔面Ｓｆの撮影において影の写り込みを少なくすることができる。

次に、上記無影撮影用ストロボ７ａ，７ｂをｏｆｆにした状態でキメ撮影用ストロボ７ｄを発光させると、顔面Ｓｆが専ら上向きの直接光によって照らされるため、陰影が強調された状態で顔面Ｓｆの撮影が行われる。この撮影は肌のキメを確認する場合に行われる。

また、図中、符号７ｅはピント合わせ用の一対のビーム照射部であり、これらのビーム照射部７ｅから照射された二本の赤色ビームはカメラ部１４の合焦位置で交わるようになっている。従って被写体Ｓは、ミラー１０に写し出された顔面Ｓｆの例えば額上に現れる二つの赤色ドットが一つに重なるように顔面Ｓｆをミラー１０に近づけるかまたはミラー１０から遠ざけることにより撮影位置を確認することができる。

なお、顔面Ｓｆにカメラ部１４の焦点を合わす方法としては、上記ピント合わせ用のビームを照射する方法に限らず、例えばパッシブオートフォーカスやアクティブオートフォーカスを利用してカメラ部１４側でピント合わせを行うこともできる。

また、図中、位置合わせ用光源７ｃは具体的にはＵ型蛍光管からなり、顔面撮影装置１の電源を投入すると点灯状態となり顔面Ｓｆを照明するようになっている。

図６は本発明の顔面撮像装置の第二の実施形態を示したものである。

なお、以下の図面において図１および図４と同じ構成要素については同一符号を付してその説明を省略する。

図６に示す顔面撮像装置２０は、図１に示した本体４の奥行きＬを短くしてよりコンパクト化したものである。反射板１１は本体４の後部下方に配置され、それに伴い、被写体Ｓはその顔面Ｓｆをやや下向きにしてフード５内に入り撮影が行われる。なお、Ｈ_０は本体４の高さを示している。

図７は本発明の顔面撮像装置の第三の実施形態を示したものである。

同図に示す顔面撮像装置２１は、図６に示した顔面撮像装置２０と同じ奥行きＬで本体４の高さをＨ_０からＨ_１（Ｈ_１＞Ｈ_０）に変更したものである。反射板１１は本体４内の後部上方に配置され、それに伴い、被写体Ｓは図６に示した顔面撮像装置２０に比べ、上体を起こした状態でフード５内に入り撮影が行われる。

図８は本発明の顔面撮像装置の第四の実施形態を示したものである。

同図に示す顔面撮像装置２２は、図７に示した顔面撮像装置２１と同じ奥行きＬで本体４の高さをＨ_１からＨ_２（Ｈ_２＞Ｈ_１）に変更したものである。反射板１１は本体４内のさらに上方に配置され、それに伴い、被写体Ｓは図６に示した顔面撮像装置２０に比べ、上体を略垂直に起こした状態でフード５内に入り撮影が行われる。

この構成では顔面Ｓｆから水平方向に延びる光路が反射板１１によって９０°下向きに反射され、集光レンズ１２に導かれるようになっている。

図９は本発明の顔面撮像装置の第五の実施形態を示したものである。

同図に示す顔面撮像装置２３は本体４については基本的に図６に示したものと同じであるが、フードの構成が異なっている。

上述したフード５はいずれも本体４から反時計方向に引き出すように構成したが、図９に示すフード２４は図１０の斜視図に示すように、左右一対の扇状のフード片２４ａ〜２４ｃを時計方向（矢印Ｅ方向）に順次引き上げることによってフード２４を形成するようになっている。ただし、フード片２４ｃについてはその上縁が横板２４ｃ′によってコ字状に連絡している。このような構成においても上記したフード５と同様に外光を遮断することができる。

(ａ)は本発明に係る顔面撮像装置の平面図、(ｂ)は側面図である。 図１に示すフードを収納した状態を示す側面図である。 図１に示す本体の内部構成を示す断面図である。 顔面の像がＣＣＤによって撮像される原理を示した説明図である。 照明装置の構成を示す斜視図である。 顔面撮像装置の第二の実施形態を示す側面図である。 顔面撮像装置の第三の実施形態を示す側面図である。 顔面撮像装置の第四の実施形態を示す側面図である。 顔面撮像装置の第五の実施形態を示す側面図である。 図９に示すフードの構成を示す斜視図である。 従来の顔面撮像装置の構成を示す要部斜視図である。

符号の説明

１ 顔面撮像装置
２ 椅子
３ テーブル
４ 本体
４ａ 側壁上部
４ｂ 後壁
４ｃ 本体後部
４ｄ ステージ部
４ｅ 前板部
４ｆ 天板部
４ｇ 後板部
４ｈ 突出部
５ フード
５ａ〜５ｃ フード片
６ 回動支点
７ 照明装置
７ａ，７ｂ 無影撮影用ストロボ
７ｃ 位置合わせ用光源
７ｄ キメ撮影用ストロボ
７ｅ ビーム照射部
１０ ミラー
１０ａ 支点
１１ 反射板
１２ 集光レンズ
１３ プリズム型ミラー
１３ａ〜１３ｄ 反射面
１４ カメラ部
１４ａ〜１４ｄ ＣＣＤ
１５ 画像合成回路

Claims (6)

1. 可搬性でかつ箱状の本体と、
   この本体に内蔵されるカメラ部と、
   上記本体に対し引き出しまたは収納可能に設けられ、引出位置では上記本体に対向する被写体の頭部を外光から遮断し得るように構成され、その内面に反射機能が付与されている折畳式のフードと、
   上記本体に設けられ、上記フード内面に光を照射する光源と、
   上記箱状の本体内において上記被写体の顔面と上記カメラ部の撮像素子との間に光路を形成する光路形成部とを備えてなり、
   上記光路形成部は、光路を折り曲げるための反射板を含み、
   上記本体の上面は、上記光源からの光を反射させる反射面として構成されることを特徴とする顔面撮像装置。
2. 上記光路形成部として上記本体内における光路を複数に分割するプリズム型ミラーを有し、このプリズム型ミラーによって分割された各分割光路上に上記撮像素子が配置されている請求項１記載の顔面撮像装置。
3. 上記各撮像素子によって撮影された分割画像を一つの像に合成する画像合成回路を有する請求項２記載の顔面撮像装置。
4. 上記フードがアーチ状に形成された複数のフード片からなり、上記本体から斜め上方に向けて順次フード片を繰り出すことにより、上記引出位置まで拡張されるように構成されている請求項１〜３のいずれか１項に記載の顔面撮像装置。
5. 上記フード内面に反射処理が施されている請求項１〜４のいずれか１項に記載の顔面撮像装置。
6. 上記反射板は、上記本体内の後部下方に配置されている請求項１〜５のいずれか１項に記載の顔面撮像装置。

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