(57)【要約】【課題】  入力ポートが１つしかない市販されているキャプチャボードにほぼ同時に２つの画像信号を入力する。【解決手段】  Ｓ偏光成分およびＰ偏光成分撮像手段から出力された画像信号をそれぞれ入力し、いずれか一方の画像信号から奇数走査線の画像信号を抽出し、他方の画像信号から偶数走査線の画像信号を抽出し、この抽出された奇数走査線の画像信号または偶数走査線の画像信号を片方ずつ出力し、奇数走査線の画像信号と偶数走査線の画像信号とをそれぞれ入力しＰ偏光成分画像信号とＳ偏光成分画像信号とをそれぞれ生成する。あるいは、Ｓ偏光成分およびＰ偏光成分撮像手段から出力された画像信号をそれぞれ時分割して交互に出力し、交互に出力された画像信号を入力してＰ偏光成分画像信号とＳ偏光成分画像信号とをそれぞれ生成する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｓ偏光およびＰ偏光を有する光が照射された被写体からの反射光を入射して二方向に分岐する分光器と、
この分光器で分岐された一方の前記反射光からＳ偏光成分またはＰ偏光成分の一方の偏光成分を透過させる第一の偏光フィルタと、
前記分光器で分岐された他方の前記反射光から前記第一の偏光フィルタとは異なる偏光成分を透過させる第二の偏光フィルタと、
前記第一および第二の偏光フィルタを透過した偏光成分をそれぞれ撮像する第一および第二の撮像手段と、
前記第一および第二の撮像手段から出力された画像信号をそれぞれ入力し、いずれか一方の画像信号から奇数走査線の画像信号を抽出し、他方の画像信号から偶数走査線の画像信号を抽出し、この抽出された奇数走査線の画像信号または偶数走査線の画像信号を片方ずつ出力する手段と、
前記奇数走査線の画像信号と前記偶数走査線の画像信号とをそれぞれ入力しＰ偏光成分画像信号とＳ偏光成分画像信号とをそれぞれ生成する画像信号生成手段と
を備えた撮像装置。
【請求項２】
前記画像信号生成手段は、入力された奇数または偶数走査線からなる画像信号を走査線毎にそれぞれ複写し、欠落している偶数または奇数走査線の画像信号をこの複写した画像信号により補間する手段を備えた請求項１記載の撮像装置。
【請求項３】
Ｓ偏光およびＰ偏光を有する光が照射された被写体からの反射光を入射して二方向に分岐する分光器と、
この分光器で分岐された一方の前記反射光からＳ偏光成分またはＰ偏光成分の一方の偏光成分を透過させる第一の偏光フィルタと、
前記分光器で分岐された他方の前記反射光から前記第一の偏光フィルタとは異なる偏光成分を透過させる第二の偏光フィルタと、
前記第一および第二の偏光フィルタを透過した偏光成分をそれぞれ撮像する第一および第二の撮像手段と、
前記第一および第二の撮像手段から出力された画像信号をそれぞれ時分割して交互に出力する手段と、
前記交互に出力された画像信号を入力してＰ偏光成分画像信号とＳ偏光成分画像信号とをそれぞれ生成する画像信号生成手段と
を備えた撮像装置。
【請求項４】
前記第一または第二の撮像手段のいずれか一方の撮像手段に撮像位置調整手段が設けられた請求項１または３記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、肌状態の観察に利用する。特に、被験者の動画像に基づく化粧シミュレーションに利用するに適する。
【背景技術】
【０００２】
画像を用いた肌状態解析を行う際に、偏光画像を利用することにより、皮膚表面の小じわや毛穴などの表面反射光画像と、シミやソバカスなどの皮膚内部の反射光画像とを別個に得て、肌の詳細な状態を観察することができる。
【０００３】
このような偏光を利用した肌状態解析を行うために、本願出願人は、特許文献１に開示された皮膚表面観察装置を考案した。
【特許文献１】特開平７−３２３０１３号公報
【特許文献２】特開２００２−３３５４３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に開示された技術を用いれば、局部的な肌状態解析が行えるが、その一方で、被験者の顔全体の画像に対して肌状態解析を行いたいという要望がある。さらに、被験者の顔全体の画像を動画像として捉えたいとする要望がある。このような要望に対し、特許文献１に開示された皮膚表面観察装置は利用できない。
【０００５】
しかし、被験者の顔全体の画像を捉えるカメラ装置の開発を行う際には、特許文献１に開示された皮膚表面観察装置の原理を参考にして被験者の顔全体の画像が撮像できるようなカメラ装置を開発することは比較的容易であるといえる。さらに、特許文献２に開示された技術では、一つの被写体を二つの撮像素子によって同時に撮影する装置が開示されており、この原理を参考にすることもできる。
【０００６】
このようにして開発されたカメラ装置は、Ｓ偏光成分およびＰ偏光成分の画像信号をほぼ同時に撮像することができるため、Ｓ偏光成分およびＰ偏光成分の画像信号を用いて動画処理を行う場合にも適する。
【０００７】
このように、カメラ装置の開発が比較的容易であったとしても、ここに大きな課題が生じる。それは、市販されている画像処理装置のキャプチャボードには１つの入力ポートしかない。すなわち、同時に撮像された異なる二つのカメラ装置からの画像信号をほぼ同時に入力するという発想は、これまでに全く無いために、当然のことながら、そのような処理に対応するキャプチャボードも市販されていない。
【０００８】
本発明の撮像装置は、研究所などの特殊な場所にごく少数設置するのではなく、多数のデパートなどの化粧品売り場に設置し、被験者である顧客とカウンセリングを行う際に利用することを目的としている。したがって、市販されている安価なキャプチャボードが使用できないのでは、本発明の目的を達成し得ない。
【０００９】
本発明は、このような背景の下に行われたものであって、入力ポートが１つしかない市販されているキャプチャボードにほぼ同時に２つの画像信号を入力することができる撮像装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は撮像装置であって、本発明の特徴とするところは、Ｓ偏光およびＰ偏光を有する光が照射された被写体からの反射光を入射して二方向に分岐する分光器と、この分光器で分岐された一方の前記反射光からＳ偏光成分またはＰ偏光成分の一方の偏光成分を透過させる第一の偏光フィルタと、前記分光器で分岐された他方の前記反射光から前記第一の偏光フィルタとは異なる偏光成分を透過させる第二の偏光フィルタと、前記第一および第二の偏光フィルタを透過した偏光成分をそれぞれ撮像する第一および第二の撮像手段と、前記第一および第二の撮像手段から出力された画像信号をそれぞれ入力し、いずれか一方の画像信号から奇数走査線の画像信号を抽出し、他方の画像信号から偶数走査線の画像信号を抽出し、この抽出された奇数走査線の画像信号または偶数走査線の画像信号を片方ずつ出力する手段と、前記奇数走査線の画像信号と前記偶数走査線の画像信号とをそれぞれ入力しＰ偏光成分画像信号とＳ偏光成分画像信号とをそれぞれ生成する画像信号生成手段とを備えたところにある。
【００１１】
本発明では、前記第一および第二の撮像手段からの出力を前記画像信号生成手段が入力して処理するが、このときに、入力ポートが１つしかないキャプチャボードを使用することを前提としている。すなわち、前記出力する手段は、前記第一および第二の撮像手段から出力された画像信号をそれぞれ入力し、偶数または奇数の走査線の画像信号を片方ずつ出力する。これを前記画像信号生成手段が１つの入力ポートから取り込み、Ｐ偏光成分画像信号とＳ偏光成分画像信号とをそれぞれ生成する。
【００１２】
前記画像信号生成手段は、入力された奇数または偶数走査線からなる画像信号を走査線毎にそれぞれ複写し、欠落している偶数または奇数走査線の画像信号をこの複写した画像信号により補間する手段を備えることができる。
【００１３】
すなわち、奇数または偶数の走査線の画像信号を片方ずつ１つの入力ポートから取り込み、これに基づきＰ偏光成分画像信号およびＳ偏光成分画像信号を生成する際に、例えば、奇数の走査線の画像信号については、偶数の走査線の画像信号が欠落しているのであるから、奇数の走査線の画像信号を複写してこれを偶数の走査線の画像信号として補間することにより、１フレーム分の画像信号を生成することができる。
【００１４】
あるいは、本発明の撮像装置は、Ｓ偏光およびＰ偏光を有する光が照射された被写体からの反射光を入射して二方向に分岐する分光器と、この分光器で分岐された一方の前記反射光からＳ偏光成分またはＰ偏光成分の一方の偏光成分を透過させる第一の偏光フィルタと、前記分光器で分岐された他方の前記反射光から前記第一の偏光フィルタとは異なる偏光成分を透過させる第二の偏光フィルタと、前記第一および第二の偏光フィルタを透過した偏光成分をそれぞれ撮像する第一および第二の撮像手段と、前記第一および第二の撮像手段から出力された画像信号をそれぞれ時分割して交互に出力する手段と、前記交互に出力された画像信号を入力してＰ偏光成分画像信号とＳ偏光成分画像信号とをそれぞれ生成する画像信号生成手段とを備えたことを特徴とする。
【００１５】
本発明では、前記第一および第二の撮像手段からの出力を前記画像信号生成手段が入力して処理するが、このときに、入力ポートが１つしかないキャプチャボードを使用することを前提としている。すなわち、前記出力する手段は、前記第一および第二の撮像手段から出力された画像信号を時分割して交互に出力する。これを前記画像信号生成手段が１つの入力ポートから取り込み、Ｐ偏光成分画像信号とＳ偏光成分画像信号とをそれぞれ生成する。
【００１６】
また、前記第一または第二の撮像手段のいずれか一方の撮像手段に撮像位置調整手段が設けられることが望ましい。これにより、二つの撮像手段の画像をほぼ一致させることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、入力ポートが１つしかない市販されているキャプチャボードにほぼ同時に２つの画像信号を入力し、画像処理を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
（第一実施例）
本発明第一実施例を図１ないし図７を参照して説明する。図１は本実施例の撮像装置の全体構成図であるが、第一実施例の撮像装置は、図１に示すように、Ｓ偏光およびＰ偏光を有する光が照射された被写体からの反射光を入射して二方向に分岐する分光器１と、この分光器１で分岐された一方の前記反射光からＰ偏光成分を透過させるＰ偏光板２と、分光器１で分岐された他方の前記反射光からＳ偏光成分を透過させるＳ偏光板３と、Ｐ偏光板２およびＳ偏光板３を透過した偏光成分をそれぞれ撮像するビデオカメラ４および５と、ビデオカメラ４および５から出力された画像信号をそれぞれ入力し、いずれか一方の画像信号から奇数走査線の画像信号を抽出し、他方の画像信号から偶数走査線の画像信号を抽出し、この抽出された奇数走査線または偶数走査線の画像信号を片方ずつ出力ポート７を介して出力する画像信号集約部６と、前記奇数走査線の画像信号と前記偶数走査線の画像信号とをそれぞれ入力ポート８を介して入力しＰ偏光成分画像信号とＳ偏光成分画像信号とをそれぞれ生成する生成する画像信号生成部９とを備えたことを特徴とする。
【００１９】
被写体１０には、Ｓ偏光およびＰ偏光を有する光が照射されている。被写体１０からの反射光はレンズ１１を介して分光器１に入射し、ここでＰ偏光板２を透過してビデオカメラ４に撮像されるＰ偏光成分とミラー１２によって反射されＳ偏光板３を透過してビデオカメラ５に撮像されるＳ偏光成分とに分光される。
【００２０】
ビデオカメラ５には、撮像位置調整手段としての移動回転ステージが設けられている。したがって、被写体を撮像する際には、まず、ビデオカメラ４および５が収められている筐体自身を動かすことにより、ビデオカメラ４の撮像位置を決定し、続いて、筐体自身は固定したまま、移動回転ステージを調整することによって、ビデオカメラ５の撮像位置を決定する。これにより、ビデオカメラ４および５でほぼ同じ画像が得られるように調整することができる。
【００２１】
画像信号集約部６の出力ポート７から出力される画像信号はシリアル信号であり、１つの入力ポート８によって画像信号生成部９に取り込まれる。
【００２２】
図２は走査線を示す図である。図２に示すように、複数の走査線により１フレーム分の画像信号が構成される。ここでは、説明を分かりやすくするために、１１本の走査線♯１〜♯１１により１フレームの画像信号が構成されるとして説明する。図中の実線が走査線であり、破線は、一つの走査線から隣接する走査線に走査が移行する経路を示している。
【００２３】
図３はＰ偏光の走査線を示す図である。図３に示すように、画像信号集約部６では、ビデオカメラ４により撮像されたＰ偏光の画像信号から奇数走査線♯１、♯３、♯５、♯７、♯９、♯１１の画像信号を抽出する。図４はＳ偏光の走査線を示す図である。図４に示すように、画像信号集約部６では、ビデオカメラ５により撮像されたＳ偏光の画像信号から偶数走査線♯２、♯４、♯６、♯８、♯１０の画像信号を抽出する。
【００２４】
図３および図４に示すように、画像信号集約部６は、Ｐ偏光およびＳ偏光の画像信号からそれぞれ奇数走査線および偶数走査線の画像信号を抽出し、これをシリアル信号として出力ポート７から画像信号生成部９の入力ポート８に出力する。
【００２５】
送出する順序は、例えば、奇数と偶数とを交互に、♯１→♯２→♯３→♯４→♯５→♯６→♯７→♯８→♯９→♯１０→♯１１とする。あるいは、奇数と偶数とをそれぞれ一つにまとめて、（♯１、♯３、♯５、♯７、♯９、♯１１）→（♯２、♯４、♯６、♯８、♯１０）とする。本実施例では、動画像処理を想定しているので、１秒間に３０フレームの画像信号を処理する。したがって、１回当たりの走査線♯１〜♯１１の画像信号の送出は３０分の１秒以内で行われることが望ましい。
【００２６】
図５はＰ偏光の１フレーム分の画像信号の生成方法を説明するための図である。図６はＳ偏光の１フレーム分の画像信号の生成方法を説明するための図である。画像信号集約部６からＰ偏光およびＳ偏光の画像信号を受け取った画像信号生成部９は、図５および図６に示すように、Ｐ偏光およびＳ偏光の１フレーム分の画像信号を生成する。生成方法としては、入力された奇数または偶数走査線からなる画像信号を走査線毎にそれぞれ複写し、欠落している偶数または奇数走査線の画像信号をこの複写した画像信号により補間する。
【００２７】
この生成方法によれば、例えば、図５の♯１′の位置に実在する被写体は写らずに、♯１の位置に実在する被写体が複写されて再び♯１′の位置に置かれることになるため、画像情報の欠落および重複が発生することは否めない。そこで、本実施例では、被写体が主に人の顔であるという点に着目し、人の顔を縦方向に走査するようにビデオカメラ４および５の撮像素子を配置した。
【００２８】
すなわち、図７は人の顔を縦方向に走査する状況を示す図であるが、図７に示すように、人の顔の構成要素を分析すると、シワ、眉、目、口のように、横方向に長い構成要素が多く含まれていることがわかる。したがって、横方向に走査線の画像信号を複写することによる画像情報の欠落または重複は、縦方向に走査線の画像信号を複写することによる画像情報の欠落または重複と比較すると少ないことがわかる。よって、本実施例では、人の顔を縦方向に走査することにした。
【００２９】
（第二実施例）
本発明第二実施例を図１、図８、図９を参照して説明する。第二実施例の撮像装置は、図１に示すように、Ｓ偏光またはＰ偏光を有する光が照射された被写体からの反射光を入射して二方向に分岐する分光器１と、この分光器１で分岐された一方の前記反射光からＰ偏光成分を透過させるＰ偏光板２と、分光器１で分岐された他方の前記反射光からＳ偏光成分を透過させるＳ偏光板３と、Ｐ偏光板２およびＳ偏光板３を透過した偏光成分をそれぞれ撮像するビデオカメラ４および５と、ビデオカメラ４および５から出力された画像信号をそれぞれ時分割して交互に出力ポート７を介して出力する画像信号集約部６と、前記交互に出力された画像信号を入力ポート８を介して入力してＰ偏光成分画像信号とＳ偏光成分画像信号とをそれぞれ生成する画像信号生成部９とを備えたことを特徴とする。
【００３０】
第二実施例と第一実施例との差異は、画像信号の集約方法および画像信号の生成方法にある。他は第一実施例と同じである。
【００３１】
図８はビデオカメラ４、５および画像信号集約部６および画像信号生成部９における画像信号の状態を示す図である。図８に示すように、ビデオカメラ４では、Ｐ偏光成分画像信号として１秒間に３０フレームの画像信号Ｐｆ１〜Ｐｆ３０が生成される。また、ビデオカメラ５では、Ｓ偏光成分画像信号として１秒間に３０フレームの画像信号Ｓｆ１〜Ｓｆ３０が生成される。
【００３２】
画像信号集約部６は、１フレームずつ交互にビデオカメラ４により撮像されたＰ偏光成分画像信号とビデオカメラ５により撮像されたＳ偏光成分画像信号とを配置する。これにより３０フレームの画像信号Ｐｆ１〜Ｓｆ３０が生成される。この画像信号は画像信号生成部９に入力される。画像信号生成部９では、入力した３０フレームの画像信号Ｐｆ１〜Ｓｆ３０をそれぞれ１５フレームずつに展開し、Ｐ偏光成分画像信号Ｐｆ１〜Ｐｆ２９とＳ偏光成分画像信号Ｓｆ２〜Ｓｆ３０とを生成する。図９は、図８に示した画像信号の状態を視覚的に表した図である。
【００３３】
なお、画像信号集約部６と画像信号生成部９との間では同期が確立されているものとする。同期を確立する方法としては、画像信号集約部６と画像信号生成部９とに共通の同期信号を供給するタイミング発生回路を設けるなど、既知の技術が利用できるので詳細な説明は省略する。
【００３４】
このように画像信号集約部６と画像信号生成部９との間で同期が確立されているので、集約された３０フレームの画像信号Ｐｆ１〜Ｓｆ３０の中で、いずれがＰ偏光成分画像信号であり、いずれがＳ偏光成分画像信号であるかは、画像信号集約部６および画像信号生成部９において、それぞれ入出力タイミングによって判定できる。
【００３５】
（第三実施例）
第一実施例で説明した画像信号生成部９は、情報処理装置にインストールすることにより、その情報処理装置に、画像信号集約部６から出力された奇数走査線の画像信号と偶数走査線の画像信号とをそれぞれ入力しＰ偏光成分画像信号とＳ偏光成分画像信号とをそれぞれ生成する画像信号生成機能を実現させるプログラムを、例えば、パソコンにインストールすることによって実現できる。
【００３６】
さらに、この画像信号生成機能として、入力された奇数または偶数走査線からなる画像信号を走査線毎にそれぞれ複写し、欠落している偶数または奇数走査線の画像信号をこの複写した画像信号により補間する機能を実現させる。
【００３７】
第二実施例で説明した画像信号生成部９は、情報処理装置にインストールすることにより、その情報処理装置に、画像信号集約部６から交互に出力された画像信号を入力してＰ偏光成分画像信号とＳ偏光成分画像信号とをそれぞれ生成する画像信号生成機能を実現させるプログラムを、例えば、パソコンにインストールすることによって実現できる。
【００３８】
このプログラムは、記録媒体に記録されて情報処理装置にインストールされ、あるいは通信回線を介して情報処理装置にインストールされることにより当該情報処理装置に、画像信号生成部９に相応する機能を実現させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明によれば、入力ポートが１つしかない市販されているキャプチャボードにほぼ同時に２つの画像信号を入力し、画像処理を行うことができるので、例えば、パソコンにより安価に画像信号生成部を実現することができ、例えば、デパートの化粧品売り場などの顧客とのカウンセリングに本発明の撮像装置を広く利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本実施例の撮像装置の全体構成図。
【図２】走査線を示す図。
【図３】Ｐ偏光の走査線を示す図。
【図４】Ｓ偏光の走査線を示す図。
【図５】Ｐ偏光の１フレーム分の画像信号の生成方法を説明するための図。
【図６】Ｓ偏光の１フレーム分の画像信号の生成方法を説明するための図。
【図７】人の顔を縦方向に走査する状況を示す図。
【図８】ビデオカメラおよび画像信号集約部および画像信号生成部における画像信号の状態を示す図。
【図９】図８に示した画像信号の状態を視覚的に表した図。
【符号の説明】
【００４１】
１  分光器
２  Ｐ偏光板
３  Ｓ偏光板
４、５  ビデオカメラ
６  画像信号集約部
７  出力ポート
８  入力ポート
９  画像信号生成部
１０  被写体
１１  レンズ
１２  ミラー
【図１】
2005333363.tif 000003
【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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【図８】
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【図９】
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