JP2001166219A

JP2001166219A - 皮膚観察装置

Info

Publication number: JP2001166219A
Application number: JP34803799A
Authority: JP
Inventors: Katsuyuki Igarashi; 克幸五十嵐
Original assignee: Fine Opt Kk
Current assignee: Fine Opt Kk
Priority date: 1999-12-07
Filing date: 1999-12-07
Publication date: 2001-06-22

Abstract

(57)【要約】【課題】皮膚の角質形状を簡便に且つコントラスト良
く観察できる光学式の皮膚観察装置を提供する。【解決手段】中空構造を有するプラスチック製のケー
シング１８を具備し、片手でもてる程度の緩やかに湾曲
した小型の円筒形に形成されている。照明用光源部１６
からの照明光を曲面反射鏡１５で反射して、ケーシング
１８の開口部１８ｂから被写体７である皮膚を斜めに照
明し、反射角方向に固設した結像用レンズ９、斜めに設
置した固体撮像素子１１により、角質の皮丘と皮溝のコ
ントラストの高いビデオ出力像を得る。照明用光源部１
６は光路切替レバー１７を有し、簡単に通常の観察像も
得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、例えば医療機
関、理美容業、化粧品業などの種々の分野において人間
の皮膚の観察に好適な光学装置に係り、とくに、皮膚の
角質の状態をコントラスト良く拡大して、鮮明にしかも
簡便に観察し得る皮膚観察装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】人間の皮膚の角質形状は、一般に、概ね
三角形状又は菱形状の溝が網目状に連なっている。い
ま、その皮膚構造を図５（Ａ）の平面拡大図と図５
（Ｂ）の断面図を用いて説明すると、皮膚の角質２４
は、皮溝２３と呼ばれる溝と、皮丘２２と呼ばれる平坦
な部分からなり、正常な状態では、図示のように皮溝２
３が明瞭な線となって三角形又は菱形状の網目形状に現
れている。この網目形状は、個人差、年齢、あるいは皮
膚の健康状態などの内的要因又は気温や湿度などの外的
要因によって異なるが、人によっては例えば、この三角
形又は菱形の大きさが異なったり、高齢者の場合は、皮
溝２３と皮丘２２との境界がほとんど無くなっていた
り、皮膚の健康状態が悪いときは、筋状の亀裂が縦横に
走っていたりする。従って、皮膚の治療における治療方
法の選択や、化粧品を選択するなどの場合に、この網目
の有無、形、大きさ等の形状を正確に観察すること（キ
メ観察という）は極めて重要である。

【０００３】従来は、皮膚の角質の情報を得るために、
走査型電子顕微鏡を使用したり、又は皮膚からレプリカ
をとって間接的に測定したりしていた。しかしながら、
これらの方法では、装置が大がかりになったり、手間が
かかる等の問題があって不便であった。このため、近
時、簡便な観察手法として汎用のハンディタイプのビデ
オマイクロスコープを使用しているが、上記の皮膚観察
の目的のためには下記に述べる理由により十分とは言え
ない。

【０００４】すなわち、皮膚観察のために現在一般に用
いられているビデオマイクロスコープは、被写体を配置
する平面、すなわち被写体配置面の面法線方向に設けた
レンズ及びＣＣＤカメラと、照明装置を小型に一体化し
た汎用の同軸型小型観察装置によっている。図６、図７
に上記同軸型小型観察装置の構成を示す。図６（Ａ）
は、傾斜照明型の同軸型小型観測装置の概略構成を示し
ている。この装置は、照明光源である照明ランプ１と、
照明ランプ１からの出射光線３を導光する光ファイバ４
と、光ファイバ４に集光するための曲面ミラー２と、照
明光を被写体配置面の近傍に導くためのライトガイド５
と、被写体配面の面法線方向に光軸を一致させて配置し
た結像用レンズ９と、この結像をビデオ信号に変換する
固体撮像素子１１とを有している。

【０００５】この装置は、照明光を分散させずに被写体
近傍まで導くことができるため、反射率の低い被写体の
観察には適している。しかしながら、図６（Ｂ）に示す
ように、この構成では、照明光が斜めの方向から被写体
７に当たり、被写体７の表面を構成する面が、レンズ９
の光軸１２に近い面方位の面で構成されている場合に
は、レンズ９には反射光がほとんど入射せず、このため
鮮明な映像として観察することができない。ところが、
図５（Ｂ）に示すように、人間の皮膚は平坦であり、皮
溝２３の側壁を除いて、面方位は光軸１２方向に近い面
のみで構成されている。従って、この従来装置で皮膚観
察を行っても、得られる映像は暗く、鮮明なコントラス
トで網目形状を観測することが困難である。

【０００６】図７（Ａ）は他の従来装置の例であり、直
接照明型の同軸型小型観察装置の概略構成を示してい
る。この装置は照明方法を除いて、図６（Ａ）の構成と
ほぼ同じである。すなわち、この照明方法は照明光源で
ある照明ランプ１を、レンズ９の光軸１２にできるだけ
近づけて斜めに配置し、被写体７をレンズ９の光軸１２
とほぼ同じ方向から照明するものであり、レンズ９の光
軸１２に近い面方位の面で構成されている被写体７の観
察には適している。

【０００７】しかしながら、このような照明方法を用い
た場合、図７（Ｂ）に示すように、被写体７の丘部分７
ａと溝部分７ｂに照明ランプ１から同等に照明光が当た
るため、丘部分７ａと溝部分７ｂが同じ反射率を有し、
かつ、面方位も同じであった場合には同等に反射光を生
じることになり、その結果、観察像において丘部分７ａ
と溝部分７ｂとの境界を判別することが難しい。そし
て、図５（Ｂ）に示す皮膚の角質２４の皮丘２２と皮溝
２３の反射率と面方位は似通っており、この従来装置で
皮膚観察を行うと、上記したように皮丘２２と皮溝２３
の境界が判別し難いため、網目形状の形やその状態を詳
細に観察することが困難である。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、皮膚
の角質形状を観察する目的のためには、従来市販されて
いるようなビデオマイクロスコープでは、得られる映像
が暗く、角質の皮丘と皮溝のコントラストが低いため、
角質状態の判別が出来にくいといった解決すべき課題が
あった。

【０００９】この発明は、上記の課題にかんがみ、皮膚
の角質の状態をコントラスト良く拡大して、鮮明にしか
も簡便に観察し得る皮膚観察装置を提供することを目的
としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明の皮膚観察装置は、照明用光源部と、被写
体を一定の入射角で照明する反射鏡と、照明光の入射角
に対応した反射角方向に配置した結像用レンズと、この
結像用レンズの光軸上に配置され被写体の結像をビデオ
信号に変換する撮像素子とを備えるものである。この発
明の皮膚観察装置は、好ましくは、前記照明用光源部が
回動軸を備え、この回動軸が回動することにより、光路
を切り替えることができる機能を備えている。さらに、
この発明の皮膚観察装置は、好ましくは、撮像素子を、
結像用レンズの光軸に対して所定の角度傾けて配置する
ことができる。

【００１１】上記構成の本発明の皮膚観察装置によれ
ば、皮膚を斜めから照明し、皮膚からの反射光がもっと
も有効に集光できるように、照明光の入射角に対応した
反射角方向に結像レンズを配置して結像すると共に、被
写体像全体を合焦するために、レンズの光軸に対して斜
めに配置した固体撮像素子によって、ビデオ信号に変換
する。これによって、本発明の皮膚観察装置は、皮丘と
皮溝とをコントラスト良く明瞭に映し出すことができ、
角質形状像の大きさや皮溝の深さ、その密度などを簡便
に且つ鮮明に観察することができる。また、本発明の皮
膚観察装置によれば、照明用光源部を回動して光路を切
り替えることにより皮膚を真上から照明し、同様にビデ
オ信号に変換することができるので、通常の観察像を簡
便に得ることができる。したがって、本願発明の皮膚観
察装置を用いれば、例えば、皮膚の治療方法の選択、あ
るいは化粧品の選択などの場合に必要な情報を簡便に得
ることができ、的確な処理または処置が行える。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、図１〜図３に基づき、従来
例と実質的に同一又は対応する部材には同一符号を用い
て、本発明による皮膚観察装置の好適な実施の形態を説
明する。図１はこの発明の皮膚観察装置の実施の形態を
示す構成図である。この皮膚観察装置は、中空構造を有
するプラスチック製のケーシング１８を具備し、片手で
もてる程度の緩やかに湾曲した小型の円筒形に形成され
ている。このケーシング１８の上面には前後方向に長く
切り抜かれたスリット１８ａが形成されている。そし
て、ケーシング１８の基端部からは、電源コード１９や
ビデオ信号出力コード２０等が導出され、先端は照明光
６を出射し被写体から反射した反射光を入射するための
開口部１８ｂが設けられている。

【００１３】ケーシング１８内の先端側には、照明用光
源部１６が内蔵されている。この照明用光源部１６は、
出力光線３を出射する照明ランプ１と、この照明ランプ
１を支持固定する支持基板１０と、該照明ランプ１の光
照射角度を調節し得る回動軸１３と、照明ランプ１の正
面に配設され照明ランプ１の出力光強度を空間的に均一
にする乳白色等のアクリル樹脂などで形成した光拡散板
１４と、ケーシング１８に固設した回動軸１３の回りに
回動させて照明ランプ１の照明方向（角度）を変更する
光路切り替え用レバー１７とを有しており、この光路切
り替え用レバー１７の先端は、手指での操作が可能なよ
うにケーシング１８の表面に形成されたスリット１８ａ
から表面へ突出形成されている。

【００１４】上記照明ランプ１は、光路切り替え用レバ
ー１７の操作によって回動軸１３の回りに回動し、状態
Ａ（図において、実線で示す）の角度位置と、状態Ｂ
（図において、二点鎖線で示す）の角度位置に切り替え
られる。ここで、状態Ａでは、照明ランプ１の出力光線
３を後述する反射鏡１５へ出射する方向、即ち間接照明
方向を向き、状態Ｂでは、直接照明方向、即ち、出力光
線３を直接被写体に出射するため開口部１８ｂに向けら
れる。この照明用光源としては、白熱ランプのほか、１
個以上、図示の例では縦方向に３個並んで配設されてい
る白色発光ダイオード（ＬＥＤ）が用いられる。被写体
をさらに明るく照明しようとする場合は、図示例のほ
か、必要により多数のＬＥＤを支持基板１０上で環状に
並べるようにしてもよい。

【００１５】上記照明用光源部１６の前方には、被写体
７を斜めからほぼ一定の入射角で照明するように角度設
定した照明光６用の反射鏡１５が備えられている。この
反射鏡１５はケーシング１８先端の開口部１８ｂに隣接
した内側面に凹面に湾曲して配設され、照明ランプ１か
らの出射光線３を反射させてケーシング１８の開口部１
８ｂから被写体７の斜め方向に照明光６を出射させるよ
うに角度設定されている。なお、図では反射鏡１５に曲
面鏡を使用した場合を示しているが、平面鏡であっても
よい。

【００１６】本発明による皮膚観察装置の受光系は、図
１において照明用光源部１６の斜め後方に配置されてい
る。この受光系のレンズ９は、照明光６の入射角に等し
い反射角方向に、レンズホルダー１６を介してケーシン
グ１８に固設されている。さらに、レンズ９の光軸１２
（図２参照）上の所定の位置に、所定の角度傾けて、Ｃ
ＭＯＳである撮像素子１１が固設されている。撮像素子
１１の映像出力は、ビデオ信号出力コード２０によっ
て、図示しないディスプレイ装置に接続される。なお、
撮像素子１１はＣＣＤであってもよい。

【００１７】次に、上記構成の主要部である光学系を図
２を用いて詳細に説明する。図２は上記実施例の光学系
を抜き出して模式的に示した図である。照明用光源部１
６の照明ランプ１からの出射光線３は、光拡散板１４に
よって均一な光強度となって反射鏡１５へ出射し、この
反射鏡１５によって反射されて照明光６となって、被写
体配置面２８の面法線２９と照明光６とのなす角α、す
なわち、入射角αで被写体配置面２８を照明する。ここ
で、被写体配置面２８を照明する照明光６は平行光線で
はないため、入射角に一定の幅がある。角αは一定の幅
の入射角のうち、その中心の入射角である。受光系のレ
ンズ９は、被写体配置面２８の面法線２９と反射光８と
のなす角が入射角αに等しい方向、すなわち、反射角α
方向にレンズ９の光軸を一致させて配置されている。ま
た、撮像素子１１は、被写体配置面２８に配置した被写
体の全像が合焦するように、レンズ９の焦点距離、被写
体配置面２８とレンズ９との中心距離及び光軸１２に対
する被写体配置面２８の傾きの三条件から定まる所定の
位置、所定の角度に配置されている。

【００１８】次に、上記光学系を用いて人間の皮膚を観
察する場合を説明する。図３は皮膚の皮丘２２、皮溝２
３に斜めから照明した場合の反射の様子を模式的に表し
たものである。先ず、光路切り替え用レバー１７を図１
において左方へ操作すると、照明用光源部１６の照明ラ
ンプ１が反射鏡１５の方向へ回動する。このようにし
て、照明用光源部１６の出射光線３の光路を状態Ａ（図
１において、実線で示す）の角度位置に設定する。照明
ランプ１からの出射光線３は反射鏡１５で反射されて、
所定角度の照射光６がケーシング１８先端の開口部１８
ｂを介して被写体設置面２８に当てている観察対象の皮
膚へ所定の角度αで斜め方向から照射される。

【００１９】前述したように、人間の皮膚は反射率が低
く、皮丘２２の表面は平坦であるため、人間の皮膚を被
写体とすれば、皮丘２２の面法線は被写体配置面２８の
面法線２９方向に集中している。ここで、本実施の形態
では、受光系が、照明光６の入射角に等しい反射角方向
に配置されているから、皮丘２２からの反射光８は、最
も有効に集光され、反射率の小さい皮膚であっても、明
るい反射像を得ることができる。また、皮溝２３は、皮
丘２２にできた細い溝であるから、斜めから照明光６が
入射すると、皮溝２３の底には光が当たらず、また、皮
溝２３の側面に当たった照明光６の反射光は、皮丘表面
の反射光方向８とは方向が異なるため、受光系にほとん
ど入射しない。このため、皮丘２２と皮溝２３のコント
ラストの高い結像が得られ、網目形状の凹凸の様子が極
めて鮮明に観測される。

【００２０】一方、光路切り替え用レバー１７を図１に
示す右方へ操作すると、図１に二点鎖線で示すように、
照明用光源部１６の照明ランプ１が開口部１８ｂの方向
へ回動する。このようにして、照明用光源部１６の出射
光線３の光路を状態Ｂの角度位置にすると、出射光線３
はケーシング１８先端の開口部１８ｂに向けられて、被
写体配置面２８に配置している被写体に直接出射され
る。この状態で人間の皮膚を観察した場合、図２に示す
ように照明ランプ１′の出射光線３′は真上から被写体
設置面２８を照明するので、皮膚を被写体とした場合に
は、皮溝２３の底も皮丘２２と同様に照明され、同等の
反射光を生じ、皮溝７ｂの底も含めた、通常の観察像を
簡便に得ることができる。

【００２１】図４は、本発明皮膚観察装置２６とディス
プレイ装置２７を使用して、皮膚観察を行っている図で
ある。この図のように、皮膚の治療方法の選択、あるい
は、化粧品の選択などの場合に、必要な情報を簡便に得
ることができる。

【００２２】

【発明の効果】以上の説明から理解されるように、この
発明の皮膚観察装置は、皮丘と皮溝とをコントラスト良
く明瞭に映し出すことができ、角質の網目構造の形状や
大きさや皮溝の深さ、その密度などを簡便に且つ鮮明に
観察することができる。また、この発明の皮膚観察装置
によれば、照明用光源部を回動して光路を切り替えるこ
とにより皮膚を真上から照明し、同様にビデオ信号に変
換することができるので、通常の観察像を簡便に得るこ
とができる。したがって、この発明の皮膚観察装置を用
いれば、例えば、皮膚の治療方法の選択、あるいは、化
粧品の選択などの場合に、必要な情報を簡便に得ること
ができ、的確な処理または処置を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の皮膚観察装置の実施の形態を示す構
成図である。

【図２】この発明の皮膚観察装置の光学系を示す詳細説
明図である。

【図３】皮膚に斜めから照明した場合の反射の様子を模
式的に示した図である。

【図４】この発明の皮膚観察装置の使用例を示す図であ
る。

【図５】人間の皮膚の角質形状の概略図であり、（Ａ）
は平面図、（Ｂ）は断面図である。

【図６】（Ａ）は従来の傾斜照明型同軸皮膚観察装置の
構成図、（Ｂ）は被写体からの反射の様子を模式的に示
した図である。

【図７】（Ａ）は従来の直接照明型同軸皮膚観察装置の
構成図、（Ｂ）は被写体からの反射の様子を模式的に示
した図である。

【符号の説明】

１，１′ 照明ランプ３，３′ 照明ランプ出力光線６照明光７被写体８反射光９結像用レンズ１０照明ランプ支持基板１１撮像素子１２結像レンズの光軸１３回動軸１４光拡散板１５曲面反射鏡、平面反射鏡１６照明用光源部１７光路切替えレバー１８プラスチック製ケーシング１８ａケーシングに設けた切り替えレバー１７用スリ
ット１８ｂケーシングに設けた開口部１９，２０固体撮像素子の電源コード、ビデオ信号
出力コード２１照明用ランプの電源用コード２２皮丘２３皮溝２４角質２５被写体面法線２６皮膚観察装置２７ディスプレイ装置２８被写体配置面２９被写体配置面法線 α 入射角，反射角

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】照明用光源部と、被写体を一定の入射角
で照明する反射鏡と、該入射角に対応する反射角方向に
配置した結像用レンズと、該結像用レンズの光軸上に配
置され、被写体の結像をビデオ信号に変換する撮像素子
と、を備えた皮膚観察装置。
【請求項２】前記照明用光源部は、回動軸の周りに回
動して光路が切り替わるようにしたことを特徴とする、
請求項１に記載の皮膚観察装置。
【請求項３】前記撮像素子は、結像用レンズの光軸に
対して所定の角度傾けて配置されたことを特徴とする、
請求項１に記載の皮膚観察装置。