JP5807192B2 - 測定装置および測定方法 - Google Patents

Description

本願は皮膚等の透明度を測定するための装置に関する。

撮像装置を用いて皮膚の透明度あるいは透明感を測定する方法として、特許文献１〜３が開示されている。

特許文献１は、スポット光を皮膚に投射し、スポット光の分布面積と分布状態から皮膚の透明度を判定する方法を開示している。

特許文献２は、筐体の底面のスリットから光を斜めに照射し、皮膚の表面下の拡散光の輝度分布から皮膚の透明度を測定する方法を開示している。

特許文献３は、皮膚表面に接触する開口部を有する投光手段によって光源からの直接光を遮光し、皮膚内部の拡散光を撮像する方法を開示している。

なお、これらの文献にも示されているように、皮膚の透明度あるいは透明感は、皮膚に光を照射し、皮膚の内部から得られる拡散光の量を測定することにより求められる。つまり、本願明細書において、皮膚の透明度の測定とは、光の伝播の度合い（光伝播度）を測定することを意味する。ただし、美容分野における一般的な表現に従って、以下においても、透明度の測定として本開示の測定装置を説明する。

特開２００９−２１３７２９号公報 特開２００９−２４０６４４号公報 特開２０１１−１３０８０６号公報

しかしながら、上述した従来の技術は、皮膚の限られた領域の透明度を測定する方法であるため、例えば顔全体のように広い領域の透明度を一度に複数個所において測定することができない。

本願の、限定的ではない例示的なある実施の形態は、皮膚の複数の領域の透明度を一度に測定することのできる測定装置を提供する。

本発明の一態様である、測定装置は、被写体の複数の領域に、光による所定のパターンの像を投影するように構成された投影部と、前記複数の領域を含む前記被写体を撮影するように構成された撮像部と、前記撮像部によって取得した前記被写体の画像情報に基づいて前記被写体の複数の領域における光伝播度を算出し、出力するように構成された演算部とを備える。

上述の一般的かつ特定の態様は、システム、方法およびコンピュータプログラムを用いて実装され、またはシステム、方法およびコンピュータプログラムの組み合わせを用いて実現され得る。

本発明の一態様にかかる測定装置によれば、被写体の複数の領域の透明度を同時に測定することができる。

（ａ）は、本発明による測定装置の実施の形態１を示す模式図である。（ｂ）は、マスクパターンの一例を示す図である。（ｃ）は、パターンが投影された被写体を示す図である。 実施の形態１における測定装置の透明度測定のフローチャートである。 （ａ）は、図２のフローチャートのステップＳ１２で取得した画像、（ｂ）はステップＳ１４で取得した画像、（ｃ）はステップＳ１５で取得した画像、（ｄ）はステップＳ１８で取得した画像である。 実施の形態１における皮膚の表面下で拡散する光を模式的に示す断面図である。 （ａ１）は、実施の形態１における官能的に透明度の高い皮膚の部位における投影パターンの画像であり、（ａ２）は、（ａ１）の画像を２値化した画像であり、（ｂ１）は、実施の形態１における官能的に透明度の低い皮膚の部位における投影パターンの画像であり、（ｂ２）は、（ｂ１）の画像を２値化した画像である。 （ａ）および（ｂ）は、測定装置の実施の形態２の撮像部Ａの模式図である。 実施の形態２における測定装置の透明度測定のフローチャートである。 測定装置の実施の形態３の構成で用いる撮像部の模式図である。 （ａ）および（ｂ）は、測定装置の実施の形態４の構成で用いる撮像部の模式図である。 測定装置の実施の形態５の構成で用いる撮像部の模式図である。 （ａ）は、実施の形態５で用いる撮像部における光学素子Ｌ１ｓの光学領域Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３およびＤ４を被写体側から見た正面図であり、（ｂ）は、光学素子Ｌ１ｐの光学領域Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３およびＤ４を被写体側から見た正面図である。 実施の形態５で用いる撮像部におけるアレイ状光学素子Ｋの斜視図である。 （ａ）は、本実施の形態５で用いる図１０に示すアレイ状光学素子Ｋおよび撮像素子Ｎを拡大して示す図であり、（ｂ）は、アレイ状光学素子Ｋと撮像素子Ｎ上の画素との位置関係を示す図である。 （ａ）および（ｂ）は、測定装置の実施の形態６を示す図である。 （ａ）から（ｆ）は、その他の実施の形態における被写体に投影するパターンを示す図である。 （ａ）から（ｃ）は、その他の実施の形態における被写体の位置をガイドパターンに合わせて撮影するフローを説明する図である。 （ａ）から（ｃ）は、その他の実施の形態における、撮像部によって撮像したサブパターンの変位量に基づいて被写体までの距離を測定する方法を説明する図である。 （ａ）および（ｂ）は、その他の実施の形態における、測定装置の構成を示すブロック図である。

本発明の一態様の概要は以下のとおりである。

本発明の一態様である、測定装置は、被写体の複数の領域に、光による所定のパターンの像を投影するように構成された投影部と、前記複数の領域を含む前記被写体を撮影するように構成された撮像部と、前記撮像部によって取得した前記被写体の画像情報に基づいて前記被写体の複数の領域における光伝播度を算出し、出力するように構成された演算部とを備える。

本発明の他の一態様である、測定装置は、被写体の所定の領域内に、光による複数のサブパターンからなる所定のパターンの像を投影するように構成された投影部と、前記所定の領域を含む前記被写体を撮影するように構成された撮像部と、前記撮像部によって取得した前記被写体の画像情報に基づいて前記所定の領域における光伝播度を算出するように構成された演算部とを備える。

前記撮像部は、前記像が投影された前記被写体の第１の画像情報と、前記像が投影されていない前記被写体の第２の画像情報とを取得し、前記演算部は、前記第１の画像情報と前記第２の画像情報との差分から第３の画像情報を生成し、前記第３の画像情報から前記複数の領域または前記所定の領域における前記被写体の光伝播度を算出してもよい。

前記光は赤色光であり、前記第１の画像情報および前記第２の画像情報はカラー画像情報であってもよい。

前記撮像部は、前記像が投影された前記被写体を撮影することにより、前記被写体を選択的に含む第２の画像情報と、前記被写体に投影された前記像を選択的に含む第３の画像情報とを取得し、前記演算部は、前記第３の画像情報から前記複数の領域または前記所定の領域における前記被写体の光伝播度を算出してもよい。

前記光は近赤外光であり、前記第２の画像情報はカラー画像情報であり、前記第３の画像情報は近赤外光画像情報であってもよい。

前記第２の画像情報および前記第３の画像情報は、前記像が投影された前記被写体を同時に撮影することにより得られていてもよい。

前記撮像部は、可視光を選択的にカットするか、近赤外光を選択的に透過する第１のフィルタ、および、近赤外光を選択的にカットするか、可視光を選択的に透過する第２のフィルタを含み、前記第１のフィルタを用いて前記第３の画像を取得し、前記第２のフィルタを用いて前記第２の画像を取得してもよい。

前記撮像部は、赤色の波長帯域の光を選択的に透過する第１のバンドパスフィルタ、緑赤色の波長帯域の光を選択的に透過する第２のバンドパスフィルタ、青色の波長帯域の光を選択的に透過する第３のバンドパスフィルタおよび近赤外の波長帯域の光を選択的に透過する第４のバンドパスフィルタを含み、前記第１、第２、第３および第４のバンドパスフィルタを用いて、第１、第２、第３および第４の画像情報を取得し、前記第１、第２および第３の画像情報から前記第２の画像を生成し、前記第４の画像情報から前記第３の画像を生成してもよい。

前記光は、第１の偏光軸の方向に振動する偏光光であり、前記撮像部は、前記第１の偏光軸とは異なる第２の偏光軸の方向に振動する偏光光による画像を取得してもよい。

前記演算部は、前記複数の領域または前記所定の領域の光伝播度に基づいて、前記第２の画像情報の前記複数の領域または前記所定の領域の部分を変調し、変調された第２の画像情報を出力してもよい。

前記演算部は、前記第２の画像情報の前記複数の領域または前記所定の領域の部分の色調を変化させてもよい。

測定装置は、前記第２の画像情報または前記変調された第２の画像情報を表示する表示部をさらに備えていてもよい。

前記撮像部と、前記投影部と、前記表示部とは略同一平面に配置されていてもよい。

前記所定のパターンは、前記複数のストライプ状のサブパターンを含んでいてもよい。

前記所定のパターンは、前記複数の領域のそれぞれに投影される格子状のサブパターンを含んでいてもよい。

前記所定のパターンは、前記複数の領域のそれぞれに投影されるアレイ状に配列されたサブパターンを含んでいてもよい。

前記所定のパターンは、前記被写体の顔全体に投影されていてもよい。

前記所定のパターンは、前記顔の両目に相当する位置に前記サブパターンを含まなくてもよい。

前記演算部は、前記表示部に表示するための、前記被写体の両目の位置を示すガイドパターンを生成し、前記演算部は、前記第１の画像情報または前記第２の画像情報における被写体の目の位置を検出し、前記ガイドパターンの位置と前記目の位置とが一致した場合、前記光伝播度を算出してもよい。

前記測定装置は、前記撮像部によって取得した画像情報における前記被写体の両目の間隔に基づいて前記被写体を所定の計測位置に移動させる行動を促す情報を出力する報知部をさらに備えていてもよい。

前記測定装置は、前記投影部と前記撮像部を所定の距離だけ離間して配置し、前記撮像部によって取得した画像情報における前記所定のパターンの位置に基づいて前記被写体を所定の計測位置に移動させる行動を促す情報を出力する報知部をさらに備えていてもよい。

前記測定装置は、前記撮像部によって取得した画像情報に基づいて前記被写体までの距離を測定する距離測定部と、前記測定した被写体までの距離に基づいて前記被写体を所定の計測位置に移動させる行動を促す情報を出力する報知部をさらに備えていてもよい。

前記測定装置は、前記撮像部によって取得した画像情報に基づいて前記被写体までの距離を測定する距離測定部をさらに備え、前記投影部は、前記測定した被写体までの距離に基づいて、前記被写体に投影された所定のパターンの像の合焦度を変化させてもよい。

前記所定のパターンは、前記被写体に投影される距離計測用のサブパターンを含んでいてもよい。

本発明の他の一態様である携帯情報端末は、皮膚の複数の領域に光による所定のパターンの像が投影された被写体を撮影するように構成された撮像部と、前記撮像部によって取得した前記被写体の皮膚の画像情報に基づいて前記被写体の複数の領域における皮膚の光伝播度を算出し、出力するように構成された演算部と、前記撮像部によって撮影された画像情報を表示する表示部とを備える。

本発明の他の一態様である透明度測定方法は、所定のパターンを被写体に投影する第１のステップと、前記被写体を撮像する第２のステップと、前記第２のステップによって取得した前記被写体の画像情報に基づいて前記被写体の複数の位置の光伝播度を出力する第３のステップとを包含する。

以下、図面を参照しながら、本発明による測定装置の実施の形態を説明する。

（実施の形態１）
図１（ａ）は、本発明による測定装置の実施の形態１の構成を示す模式図である。本実施の形態の測定装置ＡＰは、投影部Ｑと、撮像部Ａと、制御部Ｃと、演算部Ｇとを備えている。

本実施の形態では、被写体ＯＢは人物の顔である。また、本実施の形態では、室内照明によって、被写体ＯＢが照らされている条件下にて測定装置ＡＰを使用する。

投影部Ｑは、被写体ＯＢの皮膚の複数の領域に光による所定のパターンを投影するように構成されている。このために、投影部Ｑは、光源Ｅと、マスクＵと、レンズＬｐとを含む。

光源Ｅは、以下において説明するように、赤色の波長帯域の光を出射する。光源Ｅは、白色光を出射する光源および赤色の波長帯域の光を透過するフィルタによって構成されていてもよい。

マスクＵは、所定のパターンＰＴを備えた透光部を有する。所定のパターンＰＴは、例えば、図１（ｂ）に示すように、複数の領域Ｒにそれぞれ設けられたストライプ状のサブパターンｐｔを含む。

レンズＬｐは、マスクＵの透光部を透過した光を収束し、所定のパターンＰＴの像を被写体ＯＢに投影する。

図１（ｃ）は、被写体ＯＢに投影された所定のパターンＰＴを模式的に示している。図１（ｃ）に示すように所定のパターンの像ＰＴ’は、被写体の皮膚の複数の領域Ｒ’にそれぞれ投影されたストライプ状のサブパターンｐｔ’を含む。各領域Ｒ’におけるストライプ状のサブパターンｐｔ’は、５ｍｍ〜１５ｍｍ間隔で配置され、例えば、幅１ｍｍ〜５ｍｍであり、長さ１０ｍｍ〜３０ｍｍの、赤色の波長帯域の光による複数の矩形領域を含む。

撮像部Ａは、撮像素子を含み、像ＰＴ’が投影された複数の領域Ｒ’を含む被写体ＯＢを撮影し、電気信号を出力する。より具体的には、像ＰＴ’が投影された被写体ＯＢの皮膚の第１の画像情報および像ＰＴ’が投影されていない被写体ＯＢの皮膚の第２の画像情報を取得する。撮像部Ａは、赤色の波長帯域を含む光を検出して第１の画像情報および第２の画像情報を生成する。例えば、カラーの第１の画像情報および第２の画像情報を生成する。

演算部Ｇは、撮像部Ａによって取得した被写体ＯＢの皮膚の画像情報に基づいて、被写体ＯＢの複数の領域Ｒ’における皮膚の透明度の測定値（光伝播度）を算出し、出力するように構成されている。より具体的には、撮像部Ａから受け取る第１の画像情報および第２の画像情報の差分画像情報を生成し、差分画像情報から、複数の領域Ｒ’における皮膚の透明度の測定値を算出する。演算部Ｇは、さらに算出した皮膚の透明度の測定値に基づき、第２の画像情報の複数の領域Ｒ’の部分を変調し、変調した結果を出力してもよい。

測定装置ＡＰは、演算部Ｇが算出した透明度の測定値、第１の画像情報、第２の画像情報および変調された画像情報のうち少なくとも１つを表示部Ｚに出力する。

制御部Ｃは、測定装置ＡＰの上述の各構成要素を制御する。制御部Ｃおよび演算部Ｇは、例えば、マイコンなどのコンピュータと以下に説明する透明度の測定手順を実行するためのプログラムとによって構成されていてもよい。

次に、測定装置ＡＰの動作および被写体ＯＢの透明度の測定フローを説明する。図２は、測定装置ＡＰの動作および透明度測定手順を示すフローチャートである。制御部Ｃは以下の手順で透明度を測定することができるように、測定装置ＡＰの各構成要素を制御する。

まず、ステップＳ１１において、投影部Ｑを動作させる。これにより、被写体ＯＢの皮膚上に像ＰＴ’が投影される。

ステップＳ１２において、撮像部Ａによって、像ＰＴ’が投影された複数の領域Ｒ’を含む被写体ＯＢの皮膚を撮影し、第１の画像情報を取得する。例えば、図３（ａ）に示す第１の画像情報を取得する。

ステップＳ１３において、投影部Ｑの動作を停止または中断し、像ＰＴ’の投影を停止する。

ステップＳ１４において、撮像部Ａによって、像ＰＴ’が投影されておらず、かつ、複数の領域Ｒ’を含む被写体ＯＢの皮膚を撮影し、第２の画像情報を取得する。例えば、図３（ｂ）に示す第２の画像情報を取得する。

ステップＳ１５において、ステップＳ１２において取得した第１の画像情報と、ステップＳ１４において取得した第２の画像情報との差分画像情報である第３の画像情報を生成する。例えば、第１の画像情報と第２の画像情報とにおける対応する画素の輝度値の差分を求め、第３の画像情報を生成する。図３（ｃ）は第３の画像情報の一例を示している。図３（ａ）に示す第１の画像情報と図３（ｂ）に示す第２の画像情報とは、被写体ＯＢに動きがなければ、像ＰＴ’が投影されているか否かを除いてほぼ同じである。よって、差分を取ることによって、像ＰＴ’の投影パターンによる輝度分布のみを抽出することができる。このために、上述のステップＳ１２からステップＳ１４までの時間が短くなるように、制御部Ｃは、投影部Ｑと撮像部Ａとを制御してもよい。

ステップＳ１６において、ステップＳ１５で生成した差分画像情報に基づいて、パターンが照射された複数の領域Ｒ’における皮膚の透明度を測定する。ここで、透明度を測定する具体例について説明する。図４は、皮膚表面に入射した投影光Ｊが皮膚の表面下で拡散する様子を模式的に示す断面図である。皮膚に入射した光は波長が長いほど皮膚の内部にまで拡散する。図４に示すように、Ｂ（青）、Ｇ（緑）、Ｒ（赤）、ＮＩＲ（近赤外）の波長の順で遠くまで拡散する。このため、波長が長いほど拡散の度合いがわかりやすくなる。また、皮膚の透明度が高いほど、入射光は遠くまで拡散する。拡散した光の一部は、再び皮膚表面から出射する。

このような原理を確認するため、赤色光によるストライプパターンを皮膚に投影する実験を行った。図５（ａ１）、（ｂ１）は、図２のステップＳ１１からＳ１５のフローによって取得した第３の画像情報（差分画像情報）であり、それぞれ官能的に透明感が高い皮膚の部位における画像情報と、官能的に透明感が低い皮膚の部位における画像情報である。図５（ａ１）の画像と図５（ｂ１）の画像を比較すると、図５（ａ１）の画像の方が、ストライプの幅が広くなっており、拡散の度合いが高いことがわかる。図５（ａ２）、（ｂ２）は、それぞれ図５（ａ１）、（ｂ１）を２値化した画像である。図５（ａ２）の方が白いパターンの幅が太くなっている。したがって、透明度は白いパターンの幅、あるいは白いパターンの幅と黒いパターンの幅との比から求めることができる。

透明度の測定値の計測精度を高めるには、各ストライプの延びる方向に沿って複数個所で、ストライプの幅を求め、平均値を求めたり、同じ領域Ｒ’内にある複数のストライプの幅を測定し、平均値を求めればよい。図１（ｃ）に示す被写体ＯＢの場合、顔の４箇所にストライプパターンを投影しているため、４つの領域Ｒ’の透明度を計測することができる。ストライプ状のサブパターンの像ｐｔ’を投影する領域Ｒ’の数を増やしてもよい。

このようにして求めたストライプの幅あるいは複数求めた幅の平均値を透明度の測定値としてもよい。この場合、一般的には、幅の値が大きいほど、投影部Ｑから投射されたストライプパターンの光が皮膚の内部にまで拡散しているので、透明度が高いことを意味する。あるいは、ストライプの幅とストライプの間隔との比（デューティー比）を求め、透明度の測定値としてもよい。この場合、被写体ＯＢの皮膚上に投影される像ＰＴ’が、投影部Ｑと被写体ＯＢとの距離に依存して、拡大あるいは縮小されても、像ＰＴ’の大きさの影響を抑制して、透明度の測定値を求めることができる。また、予め、複数の被写体を用い、ストライプの幅を求め、ストライプの幅と、透明度を示す指標とを対応させたテーブルあるいは対応関係を求める関数を作成し、演算部Ｇに記憶させておいてもよい。この場合、求めたストライプの幅から、テーブルあるいは関数を用いて透明度の測定値を決定する。

ステップＳ１７において、測定した透明度の測定値に基づいて、ステップＳ１４で取得した第２の画像情報を変調する。具体的には、第１の画像情報の像ＰＴ’が投影された領域Ｒ’において、第２の画像情報を透明度の測定値に応じて変調する。より具体的には、画像情報の変調とは、例えば透明度の計測値に応じて青色、緑色、赤色等の色調になるように画像情報を変調する。例えば、青色の色調になるように変調するには、カラー画像情報の青色成分のゲインを上げるか、緑色成分と赤色成分のゲインを下げればよい。図３（ｄ）は、変調された第２の画像情報の一例を示している。領域Ｒ’内の矩形の領域部分内において第２の画像情報が変調されており、ハッチングの差異が色の差異を示している。

ステップＳ１８において、ステップＳ１７で生成した変調された第２の画像情報を液晶ディスプレイ等の表示部Ｚに表示する。

このように本実施の形態の測定装置ＡＰによれば、被写体の皮膚の複数の領域の透明度を同時に測定することができる。また、被写体の皮膚の画像情報を透明度の測定値に基づいて変調し、表示部に表示することにより、皮膚の透明感の状態を、被写体である被験者や、操作者等が直感的に捉えることが可能となる。

本実施の形態では、投影部Ｑは、赤色光によるストライプパターンを投影しているが、その他の色の光を用いてもよい。例えば近赤外の光を用いてもよい。

また、画像情報の変調方法は色調以外の変調でもよい。例えば画像情報全体の明るさによって変調してもよいし、画像情報のガンマ補正値によって変調してもよい。また、透明度の測定値を表示部Ｚに表示してもよい。ステップＳ１７における変調領域は矩形以外の円形や楕円形の領域であってもよい。

また、本実施の形態では、室内照明下で測定装置ＡＰを使用するものとして説明したが、測定装置ＡＰは被写体を照らす照明装置をさらに備えていてもよい。

また、投影部Ｑは、第１の偏光軸の方向に振動する光のパターンを投影し、撮像部Ａは、第１の偏光軸と異なる第２の偏光軸の方向に振動する光の画像情報を取得してもよい。このような構成を実現するには、投影部Ｑの光路に第１の偏光軸の方向に振動する偏光光を透過する偏光フィルタを配置し、撮像部Ａの光路に第２の偏光軸の方向に振動する偏光光を透過する偏光フィルタを配置すればよい。所定の偏光軸の方向に振動する光を皮膚に照射する場合、皮膚表面での反射光は、偏光成分が維持された鏡面反射光となる。一方、皮膚表面下での反射光は、偏光成分が乱れた散乱反射光となる。したがって、この構成を用い、第２の偏光軸の方向に振動する偏光光によって第１および第２の画像情報を取得すれば、皮膚表面での鏡面反射光が取り除かれ、皮膚表面下での拡散光のみを抽出することができ、透明度の測定精度を向上させることができる。第１の偏光軸と第２の偏光軸とが直交する場合、最も効率よく皮膚表面での鏡面反射光を除外することができる。

なお、投影部ＱのレンズＬｐは、１枚構成として図示しているが、複数枚構成であってもよい。また、光源ＥとマスクＵの間に、光を効率よくレンズＬｐへ導くよう、正のパワーを持つフレネルレンズや回折レンズ等を挿入してもよい。

（実施の形態２）
本実施の形態の測定装置は、投影部Ｑから投影されるパターンの光が近赤外光である点と、撮像部Ａがカラー画像情報と近赤外光画像情報とを同時に取得する点で実施の形態１の測定装置と異なる。以下、実施の形態１の測定装置と異なる点を主として説明する。

図６（ａ）は、本実施の形態の測定装置ＡＰの撮像部Ａを示す模式図である。撮像部Ａは、レンズＬ１、近赤外光カットフィルタ（または可視光透過フィルタ）Ｆ１およびカラー撮像素子Ｎ１を含む第１の撮像光学系Ｈ１と、レンズＬ２、可視光カットフィルタ（または近赤外光透過フィルタ）Ｆ２およびモノクロ撮像素子Ｎ２を含む第２の撮像光学系Ｈ２とによって構成されている。

次に本実施の形態の測定装置ＡＰの動作および被写体ＯＢの透明度の測定フローを説明する。図７は、本実施の形態の測定装置ＡＰにおける透明度測定の手順を示すフローチャートである。

まず、ステップＳ２１において、投影部Ｑにより、近赤外光による所定パターンを被写体の皮膚に投影する。これにより、被写体ＯＢ上に近赤外光による像ＰＴ’が投影される。

ステップＳ２２において、撮像部Ａの第１の撮像光学系Ｈ１および第２の撮像光学系Ｈ２によって、それぞれ像ＰＴ’が投影された被写体ＯＢの皮膚のカラー画像およびモノクロ画像を撮影する。第１の撮像光学系Ｈ１には、近赤外光カットフィルタＦ１が光路に配置されているため、第１の撮像光学系Ｈ１は、像ＰＴ’が形成されていない被写体ＯＢを選択的に含むカラー画像、つまり第２の画像を取得できる。また、第２の撮像光学系Ｈ２には、可視光カットフィルタＦ２が光路に配置されているため、第２の撮像光学系Ｈ２は、近赤外光による被写体に投影された像ＰＴ’を選択的に含む画像を取得できる。この画像は被写体ＯＢの像を含まず、実施の形態１における差分画像である第３の画像に相当する。カラーの第２の画像およびモノクロの第３の画像は、被写体を同時に撮影することによって取得できる。

ステップＳ２３において、測定装置ＡＰは、実施の形態１のステップＳ１６と同様にして、４箇所の透明度の計測値を求める。

ステップＳ２４において、測定装置ＡＰは、実施の形態１のステップＳ１７と同様にして、透明度の測定値に基づいて、カラー画像の領域Ｒ’を変調する。

ステップＳ２５において、ステップＳ２４で生成した画像情報を液晶ディスプレイ等の表示部Ｚに表示する。

本実施の形態の測定装置も、実施の形態１と同様に被写体の複数の領域の透明度を同時に測定することができる。また、本実施の形態では、被写体ＯＢのカラー画像と、投影像ＰＴ’のみが形成されたモノクロ画像とを同時に取得できるため、時間差に起因する変調画像の位置ずれが生じることがない。

なお、第１の撮像光学系Ｈ１および第２の撮像光学系Ｈ２は、所定の距離だけ離れて配置されているため、被写体ＯＢのカラー画像と、像ＰＴ’のみによって構成されるモノクロ画像との間には、視差が生じる。しかし、測定装置を用いて透明度を測定する場合、被写体が予め決められた場所に位置して撮影されるため、被写体と測定装置との距離は概ね予定されたある一定の範囲にある。このため第１の撮像光学系Ｈ１と第２の撮像光学系Ｈ２との視差量も予め定められた範囲内にある。よって、想定される被写体距離に対応した視差分だけずらした位置に領域Ｒ’を設定し、位置をずらした領域Ｒ’における被写体ＯＢのカラー画像を変調すればよい。また、差分画像はこのような視差の影響を受けずに取得できるため、透明度の測定値は視差の影響を受けない。

また、撮像部Ａは他の構造によって構成されてもよい。図６（ｂ）は、ハーフミラーＨＭを用いた撮像部Ａの構成を示している。図６（ｂ）に示す撮像部Ａにおいて、被写体ＯＢから入射する光の光路はハーフミラーＨＭによって分離され、ハーフミラーＨＭを透過した光が第１の撮像光学系Ｈ１に入射し、ハーフミラーＨＭで反射された光が第２の撮像光学系Ｈ２に入射する。第１の撮像光学系Ｈ１および第２の撮像光学系Ｈ２は、上述したようにそれぞれ被写体ＯＢのカラー画像および被写体ＯＢに投影された像ＰＴ’のモノクロ画像を撮影する。このような構成では、図６（ａ）に示す構成のように視差が発生しないため、視差を補正する必要がない。

また、図６（ｂ）に示すハーフミラーＨＭを、可視光を透過し近赤外光を反射するダイクロイックミラーに置き換えてもよい。この場合、近赤外光カットフィルタＦ１、および可視光カットフィルタＦ２は不要となり、被写体からの光を効率的に取り込むことができる。

また、実施の形態１と同様に、投影部Ｑは、第１の偏光軸の方向に振動する光のパターンを投影し、撮像部Ａは、第１の偏光軸と異なる第２の偏光軸の方向に振動する光の画像を取得してもよい。この場合、撮像部Ａの第２の撮像光学系Ｈ２の光路に、第２の偏光軸の方向に振動する光を透過する偏光フィルタを配置すればよい。このような構成により、皮膚表面での鏡面反射光が取り除かれ、皮膚表面下での拡散光のみを抽出することができ、透明度の測定精度を向上させることができる。

（実施の形態３）
本実施の形態の測定装置は、撮像部Ａの構成が異なる点で、実施の形態２の測定装置と異なる。以下、実施の形態２の測定装置と異なる点を主として説明する。

図８は、本実施の形態の測定装置の撮像部Ａを示す模式図である。本実施の形態の測定装置ＡＰの撮像部Ａは、複眼レンズＬＬと、赤色の波長帯域の光を主に透過するバンドパスフィルタＦａと、緑色の波長帯域の光を主に透過するバンドパスフィルタＦｂと、青色の波長帯域の光を主に透過するバンドパスフィルタＦｃと、近赤外の波長帯域の光を主に透過するバンドパスフィルタＦｄと、第２の偏光軸の方向に振動する光を主に透過する第２の偏光フィルタＰ２と、撮像素子Ｎｃとを含む。

複眼レンズＬＬには、同一平面上にレンズＬａ１、Ｌａ２、Ｌａ３、およびＬａ４が配列されている。また、撮像素子Ｎｃ上の撮像面Ｎｉには、レンズＬａ１、Ｌａ２、Ｌａ３、およびＬａ４にそれぞれ一対一で対応する撮像領域Ｎｉ１、Ｎｉ２、Ｎｉ３、およびＮｉ４が設けられている。

また、レンズＬａ１、Ｌａ２、Ｌａ３、およびＬａ４を透過した光が、バンドパスフィルタＦａ、Ｆｂ、ＦｃおよびＦｄをそれぞれ透過し、撮像領域Ｎｉ１、Ｎｉ２、Ｎｉ３、およびＮｉ４に入射するようにバンドパスフィルタＦａ、Ｆｂ、ＦｃおよびＦｄが配置されている。

撮像部Ａは、４つの光路によって被写体（図示せず）を撮影する。具体的には、レンズＬａ１と赤色の波長帯域の光を主に透過するバンドパスフィルタＦａを介して撮像領域Ｎｉ１に到達する光路、レンズＬａ２と緑色の波長帯域の光を主に透過するバンドパスフィルタＦｂを介して撮像領域Ｎｉ２に到達する光路、レンズＬａ３と青色の波長帯域の光を主に透過するバンドパスフィルタＦｃを介して撮像領域Ｎｉ３に到達する光路、および、レンズＬａ４と近赤外の波長帯域の光を主に透過するバンドパスフィルタＦｄと第２の偏光フィルタＰ２を介して撮像領域Ｎｉ４に到達する光路によって４つの像を取得する。

このような構成により、撮像領域Ｎｉ１、Ｎｉ２、Ｎｉ３およびＮｉ４から、それぞれ赤色の波長帯域の光の情報を有する第１の画像情報Ｓ１０１、緑色の波長帯域の光の情報を有する第２の画像情報Ｓ１０２、青色の波長帯域の光の情報を有する第３の画像情報Ｓ１０３、および近赤外光の波長帯域の光の情報を有しかつ第２の偏光軸の方向に振動する光の情報を有する第４の画像情報Ｓ１０４を取得する。

また、本実施の形態では、レンズＬａ１、Ｌａ２、Ｌａ３およびＬａ４が互いに離間して配列されているため、撮像領域Ｎｉ１、Ｎｉ２、Ｎｉ３およびＮｉ４で取得した画像は、互いに被写体距離に対応した視差が発生している。したがって、カラー画像やカラー画像を透明度の測定値に基づいて変調した画像を生成する場合は、演算部Ｇにおいてそれぞれの視差を補正した後に合成してもよい。具体的には、第１の画像情報Ｓ１０１を基準画像とし、第２の画像情報Ｓ１０２の視差補正画像、第３の画像情報Ｓ１０３の視差補正画像、第４の画像情報Ｓ１０４の視差補正画像をそれぞれ生成した後、合成処理を行えばよい。視差補正を行うには、各画像の微小ブロック毎にパターンマッチングにより抽出し、微小ブロック毎に抽出した視差の分だけ画像をずらすことにより生成することができる。

このような構成により、第１の画像情報Ｓ１０１、第２の画像情報Ｓ１０２、第３の画像情報Ｓ１０３からカラー画像を合成する。また、第４の画像情報Ｓ１０４から被写体の皮膚の透明度を測定し、透明度の測定値に基づいて実施の形態２と同様に、カラー画像を変調する。

本実施の形態によれば、実施の形態１と同様に被写体の複数の領域の透明度を同時に測定することができる。また、本実施の形態では、実施の形態２と同様に被写体ＯＢのカラー画像と、像ＰＴ’のみが含まれるモノクロ画像を同時に取得できるため、時間差に起因する変調画像の位置ずれが生じることがない。

また、本実施の形態３では、１つの撮像素子Ｎｃ上に複眼レンズＬＬを配置する構成であるため、実施の形態１および２の構成よりも撮像部Ａの容積を小さくすることができるので、測定装置を小型化することができる。

（実施の形態４）
本実施の形態の測定装置は、撮像部Ａの構成が異なる点で、実施の形態２および３の測定装置と異なる。以下、実施の形態２および３の測定装置と異なる点を主として説明する。

図９（ａ）は、本実施の形態の測定装置の撮像部Ａを示す模式図である。本実施の形態の測定装置ＡＰの撮像部Ａは、レンズＬと、撮像素子Ｎｄによって構成されている。図９（ｂ）は、撮像素子Ｎｄ上の画素の配列を示す図である。図９（ｂ）に示すように、本実施の形態の撮像素子Ｎｄにおいて、画素Ｐａ１には、赤色の波長帯域の光を主として選択的に透過するバンドパスフィルタが備えられており、画素Ｐａ２には、緑色の波長帯域の光を主として選択的に透過するバンドパスフィルタが備えられており、画素Ｐａ３には、青色の波長帯域の光を主として選択的に透過するバンドパスフィルタが備えられており、画素Ｐａ４には、近赤外の波長帯域の光を主として選択的に透過するバンドパスフィルタと第２の偏光軸の方向に振動する光を主として選択的に透過する偏光フィルタとが備えられている。各画素のバンドパスフィルタは、例えば、吸収型のフィルタや誘電体多層膜によって構成されたフィルタによって構成されており、偏光フィルタは、ワイヤーグリッド偏光子によって構成されている。画素Ｐａ１、Ｐａ２、Ｐａ３およびＰａ４は、例えば、２行２列に配列されており、これら４つの画素が、撮像素子Ｎｄにおいて、行方向および列方向に繰り返し配列されている。

被写体（図示せず）を撮像する場合、被写体からの光線は、レンズＬを通過した後、撮像素子Ｎｄに到達する。画素Ｐａ１には、赤色の波長帯域の光を主に透過するバンドパスフィルタが備えられているため、画素Ｐａ１によって生成した電気信号のみ抽出することにより、赤色の波長帯域の光の情報を有する第１の画像情報Ｓ１０１を生成することができる。同様に、画素Ｐａ２および画素Ｐａ３によって生成した電気信号をそれぞれ抽出することにより、緑色の波長帯域の光の情報を有する第２の画像情報Ｓ１０２、および青色の波長帯域の光の情報を有する第３の画像情報Ｓ１０３を生成することができる。また、画素Ｐａ４には、近赤外の波長帯域の光を主に透過するバンドパスフィルタと第２の偏光軸の方向に振動する光を主に透過する偏光フィルタが備えられているため、画素Ｐａ４によって生成した電気信号のみを抽出することにより、第２の偏光軸の方向に振動し、かつ近赤外の波長帯域の光の情報を有する第４の画像情報Ｓ１０４を生成することができる。

このような構成によって得られた第１の画像情報Ｓ１０１、第２の画像情報Ｓ１０２および第３の画像情報Ｓ１０３からカラー画像情報を合成する。また、第４の画像情報Ｓ１０４から透明度を測定し、透明度の測定値に基づいて実施の形態２と同様に、カラー画像情報を変調する。

以上のような構成により、実施の形態１と同様に被写体の複数の領域の透明度を同時に測定することができる。また、本実施の形態では、実施の形態２および実施の形態３と同様に被写体ＯＢのカラー画像と、像ＰＴ’のみを含むモノクロ画像を同時に取得できるため、時間差に起因する変調画像の位置ずれが生じない。

本実施の形態では、１つの撮像素子Ｎｄ上にレンズＬを配置する構成であるため、実施の形態２の構成よりも撮像部Ａの容積を小さくすることができ、測定装置を小型化することができる。

（実施の形態５）
本実施の形態の測定装置は、撮像部Ａの構成が異なる点で、実施の形態２、３、および４の測定装置と異なる。以下、実施の形態２の測定装置と異なる点を主として説明する。

図１０は、本実施の形態の測定装置の撮像部Ａを示す模式図である。本実施の形態の撮像部Ａは、Ｖを光軸とするレンズ光学系Ｌｘと、レンズ光学系Ｌｘの焦点近傍に配置されたアレイ状光学素子Ｋと、モノクロの撮像素子Ｎとを備える。

レンズ光学系Ｌｘは、被写体（図示せず）からの光が入射する絞りＳと、絞りＳを通過した光が入射する光学素子Ｌ１ｓ、Ｌ１ｐと、光学素子Ｌ１ｓ、Ｌ１ｐを通過した光が入射するレンズＬ１ｍとから構成されている。以下において詳細に説明するように、レンズ光学系Ｌｘは、光学領域Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３およびＤ４を有する。

レンズＬ１ｍは、１枚のレンズで構成されていてもよいし、複数枚のレンズで構成されていてもよい。また、絞りＳの前後に複数枚に分かれて配置された構成であってもよい。図１０では、１枚構成として図示している。

図１１（ａ）は、光学素子Ｌ１ｓを被写体側から見た正面図である。光学素子Ｌ１ｓは、光学領域Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、およびＤ４に配置されている。光学領域Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、およびＤ４は、本実施の形態では、光軸Ｖに平行であり、光軸Ｖを通る互いに直交する２つの平面によって分割される４つの領域である。光学素子Ｌ１ｓのうち、光学領域Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３およびＤ４に位置する部分の分光透過率特性は互いに異なる。光学素子Ｌ１ｓは、絞りＳと光学素子Ｌ１ｐの間に配置されている。光学素子Ｌ１ｓの光学領域Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３およびＤ４に対応する領域には、それぞれ赤色の波長帯域の光を主に透過する領域、緑色の波長帯域の光を主に透過する領域、青色の波長帯域の光を主に透過する領域、および近赤外の波長帯域の光を主に透過する領域が配置されている。

図１１（ｂ）は、光学素子Ｌ１ｐを被写体側から見た正面図である。光学素子Ｌ１ｐのうち、光学領域Ｄ４に位置する部分のみに、第２の偏光軸の方向に振動する光を主に透過する偏光フィルタＰＬ２が配置され、その他の領域に位置する部分には、全ての方向に振動する光を透過するガラス板が配置されている。ガラス板はなくてもよい。

図１２は、アレイ状光学素子Ｋの斜視図である。アレイ状光学素子Ｋにおける撮像素子Ｎ側の面には、光学要素Ｍが格子状に配置されている。それぞれの光学要素Ｍの断面（図のｘおよびｙ方向それぞれの断面）は曲面であり、それぞれの光学要素Ｍは、撮像素子Ｎ側に突出している。このように、光学要素Ｍはマイクロレンズであり、アレイ状光学素子Ｋは、マイクロレンズアレイとなっている。

図１３（ａ）は、アレイ状光学素子Ｋおよび撮像素子Ｎの断面を拡大して示す図であり、図１３（ｂ）は、アレイ状光学素子Ｋと撮像素子Ｎ上の画素との位置関係を示す図である。アレイ状光学素子Ｋは、光学要素Ｍが形成された面が撮像面Ｎｉ側に向かうように配置されている。撮像面Ｎｉには、画素Ｐが行列状に配置されている。画素Ｐは、画素Ｐａ１、画素Ｐａ２、画素Ｐａ３および画素Ｐａ４に区別できる。

アレイ状光学素子Ｋは、レンズ光学系Ｌｘの焦点近傍に配置されており、かつ撮像面Ｎｉから所定の距離だけ離れた位置に配置されている。また、撮像面Ｎｉ上には、画素Ｐａ１、Ｐａ２、Ｐａ３、Ｐａ４の表面を覆うようにマイクロレンズＭｓが設けられている。

アレイ状光学素子Ｋは、光学素子Ｌ１ｓ、およびＬ１ｐで構成される光学領域Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３およびＤ４を通過した光束の大部分がそれぞれ撮像面Ｎｉ上の画素Ｐａ１、画素Ｐａ２、画素Ｐａ３、および画素Ｐａ４に到達するように設計されている。具体的にはアレイ状光学素子Ｋの屈折率、撮像面Ｎｉからの距離および光学要素Ｍ表面の曲率半径等のパラメータを適切に設定することで、上記構成が実現する。

したがって、画素Ｐａ１には、光学領域Ｄ１を透過することにより分光された赤色の波長帯域の光が主に入射する。画素Ｐａ１の電気信号のみを抽出することにより、赤色の波長帯域の光の情報を有する第１の画像情報Ｓ１０１を生成することができる。同様に、画素Ｐａ２および画素Ｐａ３の電気信号をそれぞれ抽出することにより、緑色の波長帯域の光の情報を有する第２の画像情報Ｓ１０２および赤色の波長帯域の光の情報を有する第３の画像情報Ｓ１０３を生成することができる。また、画素Ｐａ４には、光学領域Ｄ４を透過することにより分光された、近赤外の波長帯域において第２の偏光軸の方向に振動する光が主に入射する。このため、画素Ｐ４の電気信号のみ抽出することにより、第２の偏光軸の方向に振動し、かつ近赤外の波長帯域の光の情報を有する第４の画像情報Ｓ１０４を生成することができる。

このような構成により生成した第１の画像情報Ｓ１０１、第２の画像情報Ｓ１０２、第３の画像情報Ｓ１０３から、カラー画像情報を合成する。また、第４の画像情報Ｓ１０４から被写体の皮膚の透明度を測定し、透明度の測定値に基づいて実施の形態２と同様に、カラー画像情報を変調する。

本実施の形態によれば、実施の形態１と同様に被写体の複数の箇所の透明度を同時に測定することができる。また、本実施の形態では、実施の形態２、実施の形態３、および実施の形態４と同様に被写体ＯＢのカラー画像と、像ＰＴ’のみが含まれるモノクロ画像を同時に取得できるため、時間差に起因する変調画像の位置ずれが生じることがない。

（実施の形態６）
図１４（ａ）は、測定装置ＡＰを示す図である。本実施の形態の測定装置ＡＰは、投影部Ｑ、撮像部Ａ、制御部Ｃ、演算部Ｇ、表示部Ｚおよび筐体Ｗを備える。投影部Ｑ、撮像部Ａ、制御部Ｃおよび演算部Ｇは、実施の形態１から５のいずれかの測定装置ＡＰの対応する構成要素と同様の構成を備えている。

筐体Ｗは、平面ｗｐに開口を有する空間を備え、例えば、使用者が手で保持できるタブレット端末等の大きさを有する。筐体Ｗの空間内に投影部Ｑ、撮像部Ａ、制御部Ｃ、演算部Ｇおよび表示部Ｚが収納される。また、図１４（ａ）に示すように、平面Ｗｐに投影部Ｑ、撮像部Ａおよび表示部Ｚが配置される。演算部Ｇは、実施の形態１から５とは異なり、撮像部Ａで所得した画像がミラー反転状態で表示部Ｚに表示されるように、画像データを変換する。

本実施の形態の測定装置ＡＰによれば、撮影された画像がミラー反転し、表示部Ｚに表示される。このため、被写体である利用者自身が通常の鏡のような感覚で利用者自身の鏡像を確認することができる。さらには、透明度測定機能によって利用者自身が自分の皮膚の透明度を直感的に認識することが可能となる。

本実施の形態の測定装置ＡＰは、さらに被写体を照らす照明装置Ｔを備えていてもよい。例えば、図１４（ｂ）に示すように、照明装置Ｔは、平面ｗｐ上であって、表示部Ｚに隣接して配置されていてもよい。測定装置ＡＰは、例えば、表示部Ｚを挟むように位置する２つ照明装置Ｔを備えていてもよいし、１つあるいは３つ以上の照明装置を備えていてもよい。

また、本実施の形態の測定装置ＡＰは、投影部Ｑが筐体Ｗの外部に設けられていてもよい。具体的には、測定装置ＡＰは、例えば、カメラおよび表示部を備えたスマートフォンやタブレット型端末などの携帯情報機器（ＰＤＡ）であってもよい。この場合、投影部Ｑは、携帯情報機器の入出力端子等に接続され、携帯情報機器から供給される電力および制御信号に基づき、被写体の複数の領域に光による所定のパターンの像を投影する。携帯情報機器の撮像部Ａは、皮膚の複数の領域に、光による所定のパターンの像が投影された被写体を撮影する。演算部Ｇは、撮像部Ａによって取得した被写体の皮膚画像情報に基づいて被写体の皮膚の複数の領域における皮膚の透明度の測定値を算出し、出力する。表示部Ｚは、上述したように撮像部によって撮影された画像をミラー反転し表示する。

（その他の実施の形態）
以上の実施の形態では、投影部のマスクＵの所定のパターンＰＴは、図１（ｂ）に示すようにマスクＵの上下左右の４つの領域に位置するストライプ状のサブパターンを有していたが、投影されるパターンの形状はこれに限られない。

図１５（ａ）から（ｆ）は被写体ＯＢの領域Ｒ’に投影さるパターンの像の他の例を示している。例えば、図１５（ａ）に示すように、各領域Ｒ’に投影されるサブパターンはストライプ形状有しているが、被写体ＯＢの上下に位置する領域Ｒ’に投影するストライプパターンと左右の位置する領域Ｒ’とにおいてストライプの延びる方向が９０°異なっている。具体的には、被写体ＯＢの額および顎の領域Ｒ’に投影されるストライプ状のサブパターンは、垂直方向に伸びており、頬の領域Ｒ’に投影されるサブパターンは水平方向に伸びている。図１（ｃ）に示す投影パターンの場合、投影光学系のレンズＬに単レンズのように非点収差が比較的大きなレンズを用いると、非点収差の影響で上下の位置に投影するストライプパターンと左右の位置に投影するストライプパターンの解像度が互いに異なり、透明度の測定結果が異なる可能性がある。これに対し図１５（ａ）に示す投影パターンを用いれば、非点収差に起因する透明度の測定結果の変動を抑制することができる。このような投影パターンを用いることにより、投影部のレンズＬに単レンズを用いることができ、投影部のコストを抑えることができる。

また、図１５（ｂ）、（ｃ）および（ｄ）に示すように、複数の領域Ｒ’にサブパターンターンが投影される限り、サブパターンは分離していなくてもよく、サブパターンは連続した一体的なパターンを構成していてもよい。この場合、投影部Ｑから被写体ＯＢの全体にパターンが統制され、像を形成する。図１５（ｂ）は被写体ＯＢに投影されるパターンがストライプ形状を有する例を示している。この場合、実施の形態１と同様に皮膚の透明度の測定値を求めることができる。また、図１５（ｃ）に示す格子状のパターンや、図１５（ｄ）に示す四角形状のパターンの場合、実施の形態１と同様に差分画像情報の取得と画像情報の２値化を行った後、画像情報の黒色領域（四角形状の領域）の面積から透明度の測定値を求めることができる。このような投影パターンにすることにより、顔全体の透明度を測定することができる。

また、図１５（ｅ）に示すように、顔の両目に相当する領域には投影部から光が照射されないパターンを投影部Ｑは投影してもよい。このような投影パターンにすることにより、被験者が眩しくない状態で皮膚の透明度の測定を行うことができる。また、図１５（ｆ）のように、顔のＴゾーンおよびＵゾーンの領域に投影し、顔の両目に相当する領域にはパターンが投影されないような投影パターンであってもよい。

また、図１５（ｅ）および（ｆ）のようなパターンを用いて、顔の両目に相当する位置にパターンが投影されないようにするには、予め顔の位置を決められた位置に移動させる必要がある。これを実現するには、例えば、図１６（ａ）に示すように、測定時の目の位置を示すガイドパターンＮｖを表示部Ｚに表示しておき、図１６（ｂ）に示すようにガイドパターンＮｖの位置に両目が入るように顔を移動させた段階でパターンを投影する。これにより、図１６（ｃ）に示すように、顔の両目に相当する位置にパターンが投影されないようにすることができる。このような構成により、毎回ほぼ同じ位置で透明度を測定することができるため、過去の測定データとの照合が正しくできるようになる。

また、被写体と投影部Ｑとの距離が測定のたびに変化し、被写体に投影されるパターンの大きさが変化する場合には、被写体を撮影した画像情報を用いて被写体に投影されるパターンの大きさを調整してもよい。具体的には、人の目の間隔は概ね一定であることを利用し取得した画像情報における被写体の両目の間隔を測定する。測定値から被写体と撮像部Ａとの距離が推定できるので、推定した距離を用いて、投影部Ｑの位置を調節し、被写体に投影されるパターンの大きさを調整してもよい。

また、被写体と撮像部Ａとの距離を推定するために、撮像部Ａと投影部Ｑを所定の距離だけ離間して配置し、撮像部Ａによって撮像したサブパターンの変位量に基づいて被写体までの距離を測定する構成にしてもよい。図１７（ａ）、（ｂ）、および（ｃ）は、撮像部Ａによって撮像したサブパターンの変位量に基づいて被写体までの距離を測定する方法について説明する図である。図１７（ａ）は、撮像部Ａ、投影部Ｑ、被写体ＯＢとの位置関係について説明する図である。撮像部Ａと投影部Ｑは距離ｂだけ離間して配置されており、被写体ＯＢが撮像部Ａから距離Ｄの位置にあるとき、正規の計測位置となるように設定している。このとき、図１７（ｂ）に示すような画像が得られる。

被写体ＯＢが正規の計測位置からずれ、撮像部Ａから距離ｚの位置にある場合、図１７（ｃ）に示すような画像が得られる。サブパターンは、中心が図１７（ｂ）の位置に対して、δだけずれた状態で撮像される。δは、画像をパターンマッチングすることによって求めることが出来る。ここで、撮像部Ａのレンズの焦点距離をｆとすると、三角測量の式から（数１）の関係が得られる。

従って、（数１）の関係から被写体までの距離ｚを導出することができる。

図１８（ａ）に示すように、測定装置は、以上のような手順によって距離を推定したり、導出する距離測定部Ｓと、測定した距離に基づき、被写体が正規の計測位置に配置されるよう、被写体の移動方向、移動距離など、被写体を移動させるための情報を出力する報知部Ｔとを備え、被写体自身に移動を促すように構成してもよい。報知部Ｔの代わりに、被写体の移動方向、移動距離などの情報を、文字、数字、矢印などの図記号などによって、表示部Ｚに表示してもよい。また、音声情報によって被写体の移動方向、移動距離などの情報を出力してもよい。以上の説明では、便宜上被写体までの距離に基づいて被写体を移動させるための情報を出力するとしているが、両目の間隔やδの値から直接的に被写体を移動させるための情報を報知部Ｔが出力してもよい。

また、測定した距離に基づき、投影部Ｑは、被写体ＯＢに投影された所定のパターンの像ＰＴ’の大きさを変化させてもよい。このために、例えば、図１８（ｂ）に示すように、投影部Ｑは、レンズＬｐを駆動する駆動ユニットＤＵをさらに備えていてもよい。距離測定部Ｓは、被写体までの距離ｚを導出し、距離ｚを制御部Ｃへ出力する。制御部Ｃは、距離ｚに基づき、被写体ＯＢに投影された所定のパターンの像ＰＴ’の大きさが、例えば、距離ｚにおいて、透明度の測定に適した大きさとなるように、駆動ユニットＤＵに駆動信号を出力し、レンズＬｐの位置を移動させる。

また、測定した距離に基づき、投影部Ｑは、被写体ＯＢに投影された所定のパターンの像ＰＴ’の合焦度を変化させてもよい。この場合、上記と同様に、投影部ＱはレンズＬｐを駆動する駆動ユニットＤＵをさらに備えていてもよい。距離測定部Ｓは、被写体までの距離ｚを導出し、距離ｚを制御部Ｃへ出力する。制御部Ｃは、距離ｚに基づき、被写体ＯＢに投影された所定のパターンの像ＰＴ’が合焦するように、駆動ユニットＤＵに駆動信号を出力し、レンズＬｐの位置を移動させる。

また、前述の構成では透明度を測定するためのサブパターンと被写体までの距離を測定するためのサブパターンを共用しているが、被写体までの距離を測定するための専用のサブパターンを別途設けた構成でもよい。

また、２値化した画像情報のパターン幅や面積から透明度を測定する方法について説明したが、例えばストライプパターンの画像情報の所定領域をフーリエ変換して、所定の周波数に対応する応答値を透明度として測定してもよい。

また、上記実施の形態１から６では、測定装置の演算部Ｇは、測定装置の撮像部Ａに近接して設けられているように示しているが、演算部Ｇは、測定を行っている場所から離れて設けられていてもよい。例えば、撮像部Ａから得られた画像情報のデータを、測定装置から離れて位置し、通信回線に接続されたサーバやホストコンピュータによって機能する演算部Ｇに、インターネット等の通信回線を介して、送信してもよい。また、演算部Ｇが求めた透明度の測定値のデータや変調された画像情報が、通信回線を介して測定を行っている場所に送信され、そこに設置された表示部Ｚが、変調された画像情報等を表示してもよい。

本発明の一態様にかかる測定装置は、肌診断システムなどに応用することができる。

ＡＰ 測定装置
Ａ 撮像部
Ｑ 投影部
Ｚ 表示部
Ｌ 投影レンズ
Ｍ マスク
Ｅ 光源
ＯＢ 被写体
ＰＴ、ＰＴ’ マスクパターン、投影パターン
Ｃ 制御部
Ｇ 演算部

Claims (18)

1. 被写体の複数の領域内に、光による所定のパターンの像を投影するように構成された投影部と、
   前記複数の領域を含む前記被写体を撮影するように構成された撮像部と、
   前記撮像部によって取得した前記被写体の画像情報に基づいて前記被写体の複数の領域における光伝播度を算出し、出力するように構成された演算部と、
   を有し、
   前記撮像部は、前記像が投影された前記被写体の第１の画像情報と、前記像が投影されていない前記被写体の第２の画像情報とを取得し、
   前記演算部は、前記第１の画像情報と前記第２の画像情報との差分から第３の画像情報を生成し、前記第３の画像情報から前記複数の領域または前記所定の領域における前記被写体の光伝播度を算出する測定装置。
2. 被写体の所定の領域内に、光による複数のサブパターンからなる所定のパターンの像を投影するように構成された投影部と、
   前記所定の領域を含む前記被写体を撮影するように構成された撮像部と、
   前記撮像部によって取得した前記被写体の画像情報に基づいて前記所定の領域における光伝播度を算出するように構成された演算部と、
   を有し、
   前記撮像部は、前記像が投影された前記被写体の第１の画像情報と、前記像が投影されていない前記被写体の第２の画像情報とを取得し、
   前記演算部は、前記第１の画像情報と前記第２の画像情報との差分から第３の画像情報を生成し、前記第３の画像情報から前記複数の領域または前記所定の領域における前記被写体の光伝播度を算出する測定装置。
3. 前記光は赤色光であり、
   前記第１の画像情報および前記第２の画像情報はカラー画像情報である請求項１または２に記載の測定装置。
4. 前記撮像部は、前記像が投影された前記被写体を撮影することにより、前記被写体を選択的に含む第２の画像情報と、前記被写体に投影された前記像を選択的に含む第３の画像情報とを取得し、
   前記演算部は、前記第３の画像情報から前記複数の領域または前記所定の領域における前記被写体の光伝播度を算出する、請求項１または２に記載の測定装置。
5. 前記光は近赤外光であり、
   前記第２の画像情報はカラー画像情報であり、
   前記第３の画像情報は近赤外光画像情報である請求項４に記載の測定装置。
6. 前記第２の画像情報および前記第３の画像情報は、前記像が投影された前記被写体を同時に撮影することにより得られる請求項５に記載の測定装置。
7. 前記演算部は、前記複数の領域または前記所定の領域の光伝播度に基づいて、前記第２の画像情報の前記複数の領域または前記所定の領域の部分を変調し、変調された第２の画像情報を出力する、請求項３、５および６のいずれかに記載の測定装置。
8. 前記演算部は、前記第２の画像情報の前記複数の領域または前記所定の領域の部分の色調を変化させる請求項７に記載の測定装置。
9. 前記第２の画像情報を表示する表示部をさらに備える、請求項１から６のいずれかに記載の測定装置。
10. 前記変調された第２の画像情報を表示する表示部をさらに備える、請求項７または８に記載の測定装置。
11. 前記撮像部と、前記投影部と、前記表示部とは略同一平面に配置されている請求項９または１０に記載の測定装置。
12. 前記所定のパターンは、複数のストライプ状のサブパターンを含む請求項１に記載の測定装置。
13. 前記演算部は、前記表示部に表示するための、前記被写体の両目の位置を示すガイドパターンを生成し、
    前記演算部は、前記第１の画像情報または前記第２の画像情報における前記被写体の目の位置を検出し、
    前記ガイドパターンの位置と前記目の位置とが一致した場合、前記光伝播度を算出する、請求項９または１０に記載の測定装置。
14. 前記撮像部によって取得した画像情報における前記被写体の両目の間隔に基づいて前記被写体を所定の計測位置に移動させる行動を促す情報を出力する報知部をさらに備える、請求項１から１３のいずれかに記載の測定装置。
15. 前記投影部と前記撮像部を所定の距離だけ離間して配置し、
    前記撮像部によって取得した画像情報における前記所定のパターンの位置に基づいて前記被写体を所定の計測位置に移動させる行動を促す情報を出力する報知部をさらに備える、請求項１から１３のいずれかに記載の測定装置。
16. 前記撮像部によって取得した画像情報に基づいて前記被写体までの距離を測定する距離測定部と、前記測定した前記被写体までの距離に基づいて前記被写体を所定の計測位置に移動させる行動を促す情報を出力する報知部とをさらに備える、請求項１から１３のいずれかに記載の測定装置。
17. 皮膚の複数の領域に光による所定のパターンの像が投影された被写体を撮影するように構成された撮像部と、
    前記撮像部によって取得した前記被写体の皮膚の画像情報に基づいて前記被写体の複数の領域における皮膚の光伝播度を算出し、出力するように構成された演算部と、
    前記撮像部によって撮影された画像情報を表示する表示部と
    を備え、
    前記撮像部は、前記像が投影された前記被写体の第１の画像情報と、前記像が投影されていない前記被写体の第２の画像情報とを取得し、
    前記演算部は、前記第１の画像情報と前記第２の画像情報との差分から第３の画像情報を生成し、前記第３の画像情報から前記複数の領域または前記所定の領域における前記被写体の光伝播度を算出する携帯情報端末。
18. 所定のパターンの像を被写体に投影する第１のステップと、
    前記被写体を撮像する第２のステップと、
    前記第２のステップによって取得した前記被写体の画像情報に基づいて前記被写体の複数の位置の光伝播度を出力する第３のステップと
    を包含し、
    前記第２のステップは、前記像が投影された前記被写体の第１の画像情報と、前記像が投影されていない前記被写体の第２の画像情報とを取得し、
    前記第３のステップは、前記第１の画像情報と前記第２の画像情報との差分から第３の画像情報を生成し、前記第３の画像情報から前記複数の位置における前記被写体の光伝播度を算出する測定方法。

Images