(57)【要約】【課題】安全かつ迅速に検査が行える皮膚検査装置を提供する。【解決手段】皮膚検査装置は、照射する紫外光の照射領域を制御できる紫外光照射器と、紫外光を受光すると可視光に変換する変換層を有する透光板と、可視光を光電変換する撮像センサと、撮像センサの出力から生成された撮像データの画像から予め定められた特定領域を検出する検出部と、紫外光照射器、撮像センサ、および検出部を制御する制御部とを備え、制御部は、皮膚を含む観察対象を、紫外光を照射することなく撮像センサに撮像させ、生成された第１撮像データを検出部に引き渡して特定領域を検出させ、検出部が検出した特定領域を避けて観察対象を紫外光照射器に紫外光を照射させ、透光板に形成された可視像を撮像センサに撮像させて第２撮像データを生成させる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検者の皮膚を検査する皮膚検査装置であって、
照射する紫外光の照射領域を制御できる紫外光照射器と、
紫外光を受光すると可視光に変換する変換層を有する透光板と、
可視光を光電変換する撮像センサと、
前記撮像センサの出力から生成された撮像データの画像から予め定められた特定領域を検出する検出部と、
前記紫外光照射器、前記撮像センサ、および前記検出部を制御する制御部と
を備え、
前記制御部は、前記皮膚を含む観察対象を、前記紫外光を照射することなく前記撮像センサに撮像させ、生成された第１撮像データを前記検出部に引き渡して前記特定領域を検出させ、前記検出部が検出した前記特定領域を避けて前記観察対象を前記紫外光照射器に前記紫外光を照射させ、前記透光板に形成された可視像を前記撮像センサに撮像させて第２撮像データを生成させる皮膚検査装置。
【請求項２】
前記第２撮像データの画像に画像処理を施すことにより、皮膚の特定の状態を判定する判定部を備える請求項１に記載の皮膚検査装置。
【請求項３】
前記判定部は、前記特定の状態として、少なくともしみ、しわ、ニキビを区別してその有無を判定する請求項２に記載の皮膚検査装置。
【請求項４】
前記紫外光照射器は、異なる帯域の複数種類の紫外光を照射でき、
前記制御部は、２つ以上の帯域のそれぞれの紫外光に対応する前記第２撮像データを生成させる請求項１から３のいずれか１項に記載の皮膚検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、皮膚検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ウェハ表面を紫外光で照射して得られた画像から、ウェハ表面に生じた欠陥を検査する装置が知られている（例えば、特許文献１を参照）。また、人間の皮膚を紫外光で照射して得られた画像から、肉眼では識別が困難なしみやしわを識別する技術も知られてきている（例えば、非特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１９０７７６号公報
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】MEDICAL IMAGING TECHNOLOGY Vol.30 No.1 January 2012,p.3-10
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
人間である被検者の皮膚を観察対象とする場合には、例えば眼部など、紫外光を照射することが好ましくない領域が存在する。被検者側に目を閉じるなどの制約を課したり、そのような領域を覆う処置を施したりすると、円滑な検査の妨げとなる。
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、安全かつ迅速に検査が行える皮膚検査装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の具体的態様における被検者の皮膚を検査する皮膚検査装置は、照射する紫外光の照射領域を制御できる紫外光照射器と、紫外光を受光すると可視光に変換する変換層を有する透光板と、可視光を光電変換する撮像センサと、撮像センサの出力から生成された撮像データの画像から予め定められた特定領域を検出する検出部と、紫外光照射器、撮像センサ、および検出部を制御する制御部とを備え、制御部は、皮膚を含む観察対象を、紫外光を照射することなく撮像センサに撮像させ、生成された第１撮像データを検出部に引き渡して特定領域を検出させ、検出部が検出した特定領域を避けて観察対象を紫外光照射器に紫外光を照射させ、透光板に形成された可視像を撮像センサに撮像させて第２撮像データを生成させる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明により、安全かつ迅速に検査が行える皮膚検査装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】皮膚検査の様子を示す図である。
【図２】本実施形態に係る検査装置の構成を示す図である。
【図３】第１撮像によって得られる第１撮像データの画像例である。
【図４】紫外光の走査範囲を説明する図である。
【図５】第２撮像によって得られる第２撮像データの画像例である。
【図６】一連の検査処理フローを示す図である。
【図７】特に第２撮像に係る処理フローを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、特許請求の範囲に係る発明を以下の実施形態に限定するものではない。また、実施形態で説明する構成の全てが課題を解決するための手段として必須であるとは限らない。
【００１０】
図１は、本実施形態に係る検査装置１００を用いた皮膚検査の様子を示す図である。本実施形態においては、被検者の顔を観察対象として、顔に存在するしみ、しわの存否、および存在する場合にはその位置と大きさを判定する検査を行うものとする。
【００１１】
被検者は、図示するように例えば椅子に座って、検査装置１００に相対する。検査装置１００は、被検者の顔を光学像として結像させる光学系１１０と、紫外光を被検者の顔へ照射する照射器１２０を備えており、それぞれが被検者の顔の方向へ向けられている。検査装置１００は、背面部分にモニタ１３６、通信ＩＦ１３８、操作部材１３９等を備えている。不図示の検査者は、操作部材１３９を操作して設定項目を変更したり、検査を開始させたりする。また、得られた撮像データの画像をモニタ１３６で確認する。検査装置１００で生成された撮像データや検査結果の情報は、通信ＩＦ１３８を介して周辺機器へ出力させることもできる。
【００１２】
図２は、本実施形態に係る検査装置１００の構成を示す図である。光学系１１０は、第１レンズ１１１、第２レンズ１１２および透光板１１３を含む。透光板１１３は、可視光を透過させる平板であり、その表面には、紫外光を受光した場合に可視光に変換する有機蛍光顔料（昼光蛍光顔料）である変換層１１３ａが形成されている。照射器１２０によって紫外光を観察対象に照射しない場合は、入射する可視光が撮像センサ１３０の結像面に結像するように、第１レンズ１１１と第２レンズ１１２が光軸方向に移動する。照射器１２０によって紫外光を観察対象に照射する場合は、入射する紫外光が変換層１１３ａ上に結像するように第１レンズ１１１が光軸方向に移動し、変換層１１３ａで変換された可視光が撮像センサ１３０の結像面に結像するように第２レンズ１１２が光軸方向に移動する。なお、図においては、第１レンズ１１１および第２レンズ１１２をそれぞれ１枚のレンズとして示すが、複数枚のレンズ構成であっても良い。
【００１３】
撮像センサ１３０は、結像面に到達した入射光を光電変換する素子であり、例えばＣＭＯＳセンサが用いられる。各画素には、例えばＲＧＢのいずれかのカラーフィルタが設けられており、それぞれのカラーフィルタは、可視光のうち対応する波長帯域を選択的に透過させる。したがって、撮像センサ１３０は、照射器１２０が紫外光を照射する場合であっても、照射しない場合であっても、結像面に到達した可視光を光電変換する。
【００１４】
撮像センサ１３０で光電変換された出力信号は、アナログフロントエンド（ＡＦＥ）１３２を介してデジタル信号に変換され、バスライン１３１へ送られる。メモリ１３３は、例えばＳＲＡＭなどの揮発性メモリであるワークメモリと、例えばＳＳＤなどの不揮発性記録媒体であるシステムメモリとを含む。ワークメモリは、ＡＦＥ１３２から受け取ったデジタル信号を画像処理部１３４へ引き渡したり、画像処理部１３４が画像処理する途中段階において一時的な記憶領域を提供したりする。システムメモリは、検査装置１００の動作時に必要な定数、変数、設定値、制御プログラム等を保持する。
【００１５】
画像処理部１３４は、ＡＦＥ１３２から受け取ったデジタル信号を処理して、予め設定された画像フォーマットに従った撮像データを生成する。また、画像処理部１３４は、例えば液晶ディスプレイであるモニタ１３６で表示する映像信号を生成する。また、画像処理部１３４は、生成された撮像データの画像を解析して、予め設定された特定領域（例えば、後述するような眼部の領域）を検出する検出部としての機能も担う。表示処理部１３５は、受け取った映像信号をモニタ１３６で表示するための表示信号に変換する。
【００１６】
画像処理部１３４によって処理された撮像データは、外部機器からの要求があった場合に、入出力処理部１３７で出力処理を行い、通信ＩＦ１３８を介して外部機器へ送信される。検査装置１００は、検査者等からの操作を受け付ける操作部材１３９を複数備えている。制御部１５０は、これら操作部材１３９が操作されたことを検知し、操作に応じた処理を実行する。
【００１７】
制御部１５０は、例えばＣＰＵであり、検査装置１００を構成する各要素を直接的または間接的に制御する。制御部１５０による制御は、メモリ１３３から読みだされた制御プログラム等によって実現される。制御部１５０は、細分化された処理のそれぞれを実行する機能演算部としての機能も担う。具体的には後述するが、判定部１５１は、そのような機能演算部の一つであり、撮像データの画像を解析してしみ、しわ等を区別してその有無を判定する。
【００１８】
フォーカス駆動部１６１は、第１レンズ１１１および第２レンズ１１２を上述のように光軸方向へ移動させるためのモータを含む。フォーカス駆動部１６１は、例えば観察対象までの距離を測距する不図示の測距センサの出力に基づいて制御部１５０が生成するＡＦ制御信号を受信して、第１レンズ１１１および第２レンズ１１２を移動させる。ミラー駆動部１６２は、スキャンミラー１２３を駆動するアクチュエータを含む。ミラー駆動部１６２は、制御部１５０の指示信号に従って、スキャンミラー１２３を駆動する。具体的には後述する。
【００１９】
照射器１２０は、紫外光源１２１、レンズ１２２、スキャンミラー１２３を備える。紫外光源１２１は、紫外光を発光する、例えば半導体レーザである。紫外光源１２１が発光する紫外光は、レンズ１２２でコリメートされ、スキャンミラー１２３で反射して被検者の観察対象を照射する。スキャンミラー１２３は、ミラー駆動部１６２によって駆動され、レンズ１２２でコリメートされた紫外光を、観察対象の一定領域内で走査させる。なお、紫外光のスポット径は、観察対象が基準距離に存在する場合において、走査により一定領域内の全面が照射されるように、走査間隔に応じて調整される。
【００２０】
被検者の皮膚を検査するまでの撮像処理について説明する。制御部１５０は、まず、検査したい皮膚を含む観察対象を、照射器１２０による紫外光の照射を行うことなく、撮像センサ１３０に撮像させる第１撮像を実行する。具体的には、フォーカス駆動部１６１へ駆動信号を送信して、観察対象からの可視光が撮像センサ１３０の結像面に結像するように、第１レンズ１１１と第２レンズ１１２を光軸方向に移動させる。焦点調整が完了したら撮像センサ１３０に撮像を実行させて第１画像データを生成する。
【００２１】
図３は、第１撮像によって得られる第１撮像データの画像例である。第１撮像データの画像領域は、観察対象の観察領域９００に相当する。すなわち、検査装置１００は、観察領域９００に含まれる皮膚を検査することができる。
【００２２】
制御部１５０は、画像処理部１３４に、第１撮像データの画像から特定領域を検出させる。特定領域は、紫外光を照射することが好ましくない領域として、予め設定された領域である。例えば、眼球とその周辺を含む眼部領域や、特定の疾患部位である。図３においては、観察領域９００から眼部領域９０１が検出された様子を模式的に表わしている。観察領域９００から眼部領域９０１が検出された様子は、例えば第１撮像データの画像に眼部領域９０１を示す枠図形を重畳してモニタ１３６に表示しても良い。
【００２３】
制御部１５０は、続いて、観察対象を、照射器１２０による紫外光の照射を行いつつ、撮像センサ１３０に撮像させる第２撮像を実行する。具体的には、フォーカス駆動部１６１へ駆動信号を送信して、観察対象で反射される紫外光が透光板１１３の変換層１１３ａに結像するように第１レンズ１１１を光軸方向に移動させ、変換層１１３ａで変換された可視光が撮像センサ１３０の結像面に結像するように第２レンズ１１２を光軸方向に移動させる。焦点調整が完了したら、制御部１５０は、照射器１２０に検出された眼部領域９０１を避けて観察領域９００を照射させつつ、撮像センサ１３０に撮像を実行させて第２画像データを生成する。
【００２４】
図４は、紫外光の走査範囲を説明する図である。制御部１５０は、特定領域が検出されなければ、紫外光源１２１を点灯させ、観察領域９００の全面を一筆書きの要領で走査するようにスキャンミラー１２３を駆動する。ここでは、眼部領域９０１が検出されているので、制御部１５０は、眼部領域９０１の境界に差し掛かると紫外光源１２１を消灯し、眼部領域９０１内を通過して再び境界に差し掛かると紫外光源１２１を再点灯する。このような処理を繰り返して、眼部領域９０１への紫外光照射を回避する。
【００２５】
図５は、第２撮像によって得られる第２撮像データの画像例である。第２撮像データの画像は、変換層１１３ａに用いる有機蛍光顔料にもよるが、例えばグリーン系の濃淡画像として現れる。図は、濃淡を模式的に網掛けによって示している。
【００２６】
観察対象を可視光のもとで観察しても認識することが困難な潜在的なしみやしわであっても、紫外光を照射することによって顕在化させることができる場合がある。しみ９０３およびしわ９０４は、第１撮像データの画像には現れず第２撮像データの画像に現れた例である。制御部１５０は、この画像をモニタ１３６へ表示することにより、検査者および被検者にしみ９０３としわ９０４の存在、およびその位置や大きさを認識させることができる。
【００２７】
また、判定部１５１は、画像処理部１３４にコントラスト強調やエッジ抽出の画像処理を行わせ、例えば一定濃度の閉領域をしみと判定したり、一定方向に沿うエッジをしわと判定したりする。すなわち、判定部１５１は、第２撮像データの画像に画像処理を施すことにより、皮膚の特定の状態を判定する。判定部１５１は、顕在化させたい皮膚の特定の状態に適した画像処理を選択して適用する。画像処理は、エッジ強調などのフィルタ処理に限らず、特定色の抽出などの処理も含む。皮膚の特定の状態としてしみやしわを判定できた場合には、その旨をテキスト情報にして告知しても良いし、画像に強調処理を施しても良い。
【００２８】
次に、制御部１５０の一連の検査処理フローについて説明する。図６は、一連の検査処理フローを示す図である。制御部１５０は、操作部材１３９により検査開始の指示を受けたら、ステップＳ１０１へ進み、可視光による第１撮像を実行する。第１撮像によって第１撮像データが生成されたら、ステップＳ１０２へ進み、制御部１５０は、画像処理部１３４に特定領域を検出させる。
【００２９】
特定領域の検出を終えたら、ステップＳ１０３へ進み、紫外光による第２撮像を実行する。図７は、特にステップＳ１０３に係る第２撮像の処理フローを詳細に説明する図である。制御部１５０は、ステップＳ１０３１で、第１レンズ１１１および第２レンズ１１２を光軸方向へ移動させて、上述のように変換層１１３ａに対する焦点調整を行う。焦点調整が完了したらステップＳ１０３２へ進み、制御部１５０は、撮像センサ１３０に露光を開始させる。ステップＳ１０３３へ進み、露光継続中に観察領域９００の全面が照射されるように、照射器１２０による紫外光走査を実行する。紫外光の走査が完了したら、ステップＳ１０３４へ進み、撮像センサ１３０に露光を終了させる。そして、ステップＳ１０３５で、撮像センサ１３０の出力信号から第２撮像データを画像処理部１３４に生成させる。
【００３０】
第２撮像の処理フローが終了したら、図６のステップＳ１０４へ進み、制御部１５０は、第２撮像データの画像からしみ、しわの領域抽出を行い、その有無を判定する。そしてステップＳ１０５へ進み、その結果をテキストや画像の強調によりモニタ１３６へ表示する。また、外部機器からの要求に応じて、通信ＩＦ１３８を介して第２撮像データおよび判定結果を当該外部機器へ出力する。制御部１５０は、操作部材１３９により検査終了の指示を受けて一連の処理を終了する。
【００３１】
以上説明した本実施形態においては、皮膚の検査対象としてしみとしわを例に挙げたが、紫外光の照射によって周囲とは異なる映像として顕在化する性質を有するものであれば、検査対象は、しみ、しわに限らない。例えば、ニキビの原因であるアクネ菌が皮膚下に生じさせるポルフィリンも紫外光を吸収する性質を有する。具体的には、紫外光を吸収したポリフィリンは橙色蛍光を発するので、しみやしわと区別して判定することができる。したがって、潜在的なニキビを検査することができる。制御部１５０は、画像として特徴的に顕在化する潜在的なしみ、しわ、ニキビを区別してその有無を判定し、その結果をモニタ１３６に表示しても良い。
【００３２】
また、照射器１２０の構成も多様に変更し得る。例えば、スキャンミラー１２３の代わりにＭＥＭＳスキャナを利用することもできるし、半導体レーザや走査系を用いることなく、放射する紫外光源と液晶シャッタを設けて照射領域を制限することもできる。また、照射器１２０は、撮像部と一体的に構成されていなくても良い。
【００３３】
検査対象によっては、照射する紫外光の波長帯によって顕著に現れたりほとんど現れなかったりする。そこで、照射器１２０を異なる帯域の複数種類の紫外光を照射できるように構成し、制御部１５０は、２つ以上の帯域のそれぞれの紫外光に対応する第２撮像データを生成させても良い。例えば、発光する紫外光の波長帯が異なる複数の半導体レーザを設け、制御部１５０は、選択的にそれらを発光させれば良い。例えば、しみ、しわ、ニキビの原因となるポルフィリンのそれぞれは、吸収波長帯域が異なるので、それぞれに適した波長帯域の紫外光を照射して個別に撮像データを生成させるようにすれば、これらを区別してその有無を判定することができる。
【００３４】
この場合、それぞれの帯域の紫外光に最適に反応する有機蛍光顔料を積層して変換層１１３ａを構成すると良い。あるいは、光学系１１０は、透光板１１３が交換可能なように構成されており、発光する紫外光の波長帯に合わせて、最適な変換層１１３ａを有する透光板１１３を装着するようにしても良い。また、利用する有機蛍光顔料によっては、変換される可視光の波長、すなわち色を異ならせることができる。この場合、判定部１５１は、色情報も利用して特定の検査対象を判定することができる。
【００３５】
また、観察対象の特定領域が頻繁に変位することが想定される場合には、第２撮像の処理を複数回実行する場合であっても、それぞれの第２撮像の処理の前に第１撮像の処理を実行すると良い。いずれの変形例においても、上述の検査装置１００と同様に、被検者側に目を閉じるなどの制約を課したり特定箇所を覆ったりすることなく、安全かつ迅速に皮膚の検査を行うことができる。
【符号の説明】
【００３６】
１００  検査装置、１１０  光学系、１１１  第１レンズ、１１２  第２レンズ、１１３  透光板、１１３ａ  変換層、１２０  照射器、１２１  紫外光源、１２２  レンズ、１２３  スキャンミラー、１３０  撮像センサ、１３１  バスライン、１３２  アナログフロントエンド（ＡＦＥ）、１３３  メモリ、１３４  画像処理部、１３５  表示処理部、１３６  モニタ、１３７  入出力処理部、１３８  通信ＩＦ、１３９  操作部材、１５０  制御部、１５１  判定部、１６１  フォーカス駆動部、１６２  ミラー駆動部、９００  観察領域、９０１  眼部領域、９０３  しみ、９０４  しわ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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