JP3626433B2 - 撮像装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被観察物の表面を観察するための撮像装置に関し、特に、化粧品を販売する美容部員が、ユーザの肌や頭皮の状態に応じて最適の化粧品やシャンプー・リンスなどを決定する場合などに、そのユーザの皮膚や頭皮等を拡大して観察するのに用いる拡大撮像装置に好適である。
【０００２】
【従来の技術】
最近では、デパートの化粧品売り場だけでなく、商店街の化粧品店などにおいても、化粧品の販売促進用に様々な測定機器や診断機器を導入している。
なかでも、ＣＣＤマイクロスコープのような拡大観察装置は、皮膚を普段見ることのできない高倍率に拡大し、縦横斜めに走る細かい綾によって形成される肌理（キメ）の細かさ、シミ、ソバカス、皮膚の荒具合などをモニタに映し出して、ユーザにその映像を見せながら説明することができることから、販売促進用の重要なツールとなっている。
【０００３】
ところで、皮膚を観察する場合に、その観察対象に適した照明光を照射する必要がある。
例えば、皮膚表面の色合いを観察する場合は真上近くから照明光を照射する落射照明が好ましく、縦横斜めに走る細かい綾によって形成される肌理（キメ）を観察する場合は横方向から斜めに光を照射する側射照明が好ましく、肌のレプリカを観察するときには一方向からの側射照明が好ましい。
【０００４】
また、低倍率で撮像する場合と高倍率で撮像する場合では、撮像範囲が異なるため、撮像に必要な単位面積あたりの光量が異なる。
すなわち、直径１〜２ｃｍの比較的広い範囲を低倍率で撮像する場合は、全体を照明できるように拡散光を照射する照明が好ましく、直径１〜２ｍｍの比較的狭い範囲を高倍率で撮像する場合は、光量不足とならないようにその狭い範囲に集中するスポット光を照射させる必要がある。
【０００５】
このため、図５に示すように、従来の撮像装置４１は、被観察物を撮像する撮像素子４２を備えた装置本体４３に、任意の倍率の拡大レンズ４４を備えたレンズユニット４５を装着させ、装置本体４３に照明用電力供給接点４６が形成されると共に、レンズユニット４５には前記接点４６から電力の供給を受けて発光する白色ＬＥＤ４７…が環状に配されている。
【０００６】
これによれば、各レンズユニット４５に白色ＬＥＤ４７…が設けられて、そのレンズ４４の種類や被観察物の種類に応じた照明が形成されているので、各レンズユニット４５を装置本体に装着するだけで、観察倍率や被観察物の種類に応じた最適な照明が得られる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の撮像装置４１は、レンズユニット４５内に白色ＬＥＤからなる照明系４７が配されているため、被観察物や撮像倍率に適した照明光を照射しながら撮像しようとする場合に、被観察物や撮像倍率に応じて多種類のレンズユニット４５を揃えなければならない。
【０００８】
例えば、同じ倍率で照明方法を変更しようとすると、倍率が等しく照明系４７のみが異なるレンズユニット４５が必要になり、異なる倍率で観察しようとするとレンズ４４及び照明系４７の組み合わせが異なるレンズユニット４５が必要になる。
【０００９】
しかも、レンズユニット４５は、レンズ４４と照明系４７が一体となっており、部品点数が多く、レンズ光軸を合わせる精密加工が必要となるので一基あたりの製造コストが嵩み、多種類のレンズユニット４５を揃えようとすると、その分、高価になるという問題があった。
【００１０】
また、レンズ４４を光軸上に沿って移動可能なズーム機構を採用すれば、レンズ４４を交換することなく撮像倍率を変えることができるが、この場合も、夫々の撮像倍率に応じた照明系４７に切り換える必要がある。
【００１１】
そこで本発明は、高価なレンズユニットを多種類用意することなく、撮像倍率や観察対象に適した照明光を得ることができるようにすることを技術的課題としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために、請求項１の発明は、撮像ヘッドの先端に形成された観察孔を介してその内側から被観察物に照明光を照射させ、観察孔を介して取り込まれた被観察物の像を、レンズにより結像させて装置本体に配された撮像素子で撮像するように成された撮像装置において、
前記レンズが撮像素子の光軸上を撮像素子側の低倍撮像位置から観察孔側の高倍撮像位置まで移動可能に配されると共に、スプリングの弾撥力により観察孔側の高倍撮像位置に向かって付勢され、
当該レンズを覆うように装置本体に対して交換可能に装着される前記撮像ヘッドには、被観察物に対して予め設定された照射方向及び照射位置で光を照射する照明系の発光部が設けられると共に、装着時に前記スライダをスプリングの弾撥力に抗して、所望の倍率に応じた位置まで押し込む押圧部が形成されていることを特徴とする。
【００１３】
請求項１の発明によれば、装置本体にレンズが取り付けられ、装置本体に装着される撮像ヘッドに照明系が設けられている。
撮像ヘッドにはレンズが設けられていないので、撮像ヘッドの部品点数は少なく、レンズ光軸合せなどの精密加工も不要であり、したがって、その製造コストを低減することができる。
【００１４】
また、撮像ヘッドに設けられた照明系は、被観察物に対して予め設定された照射方向及び照射位置で光を照射できるように設計されているので、撮像ヘッドを交換するだけで撮像倍率や被観察物に応じた適切な照明光が照射される。
【００１５】
さらに、所定倍率用の照明系を備えた撮像ヘッドを、装置本体に装着すると、その押圧部によりレンズがスプリングの弾撥力に抗してその倍率で観察できる所定の位置まで押し込まれるので、撮像ヘッドを装着するだけという極めて簡単な操作で、撮像倍率の変更と、その撮像倍率に適した照明系への切換を行うことができる。
【００１６】
また、請求項２の発明のように、レンズを装置本体に対して交換可能に形成しておけば、照明系とレンズを任意に組み合わせることができるので、同じ照明系を用いて撮像倍率のみを変えたり、撮像倍率と照明系の双方を変えることもできる。
【００１７】
さらに、請求項５の発明は、レンズを撮像素子と同じ光軸上に位置させるレンズホルダが前記装置本体に着脱自在に装着されると共に、当該レンズホルダに対して撮像ヘッドが交換可能に装着され、当該撮像ヘッドに、被観察物に対して予め設定された照射方向及び照射位置で光を照射する照明系の発光部が設けられている。
【００１８】
請求項５の発明も、撮像ヘッドにレンズが設けられていないので、撮像ヘッドの部品点数は少なく、レンズ光軸合せなどの精密加工も不要であり、その製造コストを低減することができる点、撮像ヘッドを交換するだけで撮像倍率や被観察物に応じた適切な照明光が照射される点で、請求項１の発明と同様である。
【００１９】
さらに、照明系としては、請求項３及び６の発明のように、撮像ヘッドに照明系の発光部となる発光素子を配するとともに、撮像ヘッドを装着した状態で発光素子に導通される給電用回路を形成したり、請求項４及び７の発明のように、照明系の光源を装置本体に配し、撮像ヘッドを装着した状態で光源の光を発光部となる光出射端まで導いて照射させる光ファイバを配したものを用いることができる。
いずれの場合も、照明光が照射される発光部が撮像ヘッド内に設けられており、任意の照射方向及び照射位置で光を照射させることが可能である。
【００２０】
請求項８の発明は、個別に光照射可能な少なくとも二種類の発光部を備え、一方の発光部から被観察物に至る光路に偏光子が配され、被観察物から反射されて撮像素子に至る光路に検光子が前記偏光子に対して直交ニコルの状態に配されている。
【００２１】
これによれば、当該一方の発光部から照射されて皮膚表面で反射された直接反射光がカットされ、皮膚内面で反射された間接反射光のみが撮像素子に届くので、皮膚内部のシミやクスミを観察するのに適する。
なお、他方の発光部から被観察物に至る光路に偏光子を配する場合は、前記検光子に対して平行ニコルの状態に配すればよい。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて具体的に説明する。
図１は本発明に係る撮像装置を示す説明図、図２は撮像ヘッドの他の例を示す説明図、図３及び図４は他の実施形態を示す説明図である。
【００２３】
図１に示す撮像装置１は、撮像ヘッド２の先端に形成された観察孔３を介してその内側から被観察物に照明光を照射させ、観察孔３を介して取り込まれた被観察物の像を、レンズ４により結像させて装置本体５に配された撮像素子６で撮像するように成されている。
【００２４】
レンズ４は撮像素子６と同じ光軸Ｘ上に配されて装置本体５に設けられており、本例では、装置本体５に対して交換可能に装着されるレンズ鏡筒７内を光軸Ｘ方向に摺動するスライダ８に取り付けられ、撮像素子６側の低倍撮像位置ＰＬから観察孔３側の高倍撮像位置ＰＨまで移動可能に配されている。
【００２５】
レンズ鏡筒７には、スライダ８から立設されたガイドピン８ａを案内する、案内溝７ａが形成されると共に、スライダ８を観察孔３側の高倍撮像位置ＰＨに向かって付勢するスプリング９が設けられている。
【００２６】
撮像ヘッド２は、前記レンズ４を覆うように装置本体５に対して交換可能に装着されるもので、その内部には、被観察物に対して予め設定された照射方向及び照射位置で光を照射する照明系１０の発光部１１Ａ、１１Ｂが設けられると共に、レンズ鏡筒７から突出したスライダ８のガイドピン８ａを、スプリング９の弾撥力に抗して、所望の倍率に応じた位置まで押し込んで倍率調整を行う押圧部１２が形成されている。
【００２７】
発光部１１Ａ、１１Ｂは、高輝度白色ＬＥＤ等の発光素子１３…が、レンズ鏡筒７の周囲に位置するフランジ部１４に環状に配されており、各発光素子１３…をスイッチ（図示せず）の切換により各発光部１１Ａ、１１Ｂごとに個別に発光させる給電用回路１５が形成されている。
【００２８】
各発光部１１Ａ及び１１Ｂは皮膚表面及び皮膚内面を観察するためのもので、皮膚内面を観察する一方の発光部１１Ａから被観察物に至る光路Ｙ１に偏光子ＰＬ１が配され、被観察物となる皮膚で反射されて撮像素子６に至る光光軸Ｘに、検光子ＡＬが前記偏光子ＰＬ１に対して直交ニコルの状態に配されてなる。
【００２９】
これにより、一方の発光部１１Ａから被観察物となる皮膚に照射された光のうち、皮膚表面で反射されて偏光状態が維持された光は検光子ＡＬでカットされ、皮膚内面で反射されて偏光状態が変化した光のみが撮像素子６に達する。
したがって、発光部１１Ａによる照明は表皮下に形成されるシミやクスミを観察するのに適している。
【００３０】
また、皮膚表面を観察する他方の発光部１１Ｂから被観察物には至る光路Ｙ２には、前記検光子ＡＬに対して平行ニコルの状態に偏光子ＰＬ２が配されている。
【００３１】
これにより、他方の発光部１１Ｂから被観察物となる皮膚に照射された光のうち、皮膚内面で反射されて偏光状態が変化した光は検光子ＡＬでカットされ、皮膚表面で反射されて偏光状態が維持された光が撮像素子６に達する。
したがって、発光部１１Ｂによる照明は皮膚表面の皺やキメ等の凹凸を観察するのに適している。
【００３２】
なお、給電用回路１５は、装置本体５及び撮像ヘッド２に形成された電極１５ａ及び１５ｂで分断されており、装置本体５及び撮像ヘッド２を一体に装着した状態で前記電極１５ａ及び１５ｂ同士が接触して、発光素子１３に導通されるように成っている。
【００３３】
また、スライダ８のガイドピン８ａを倍率に応じた所定の位置まで押し込み、スライダ８を移動させて倍率調整を行う押圧部１２は、発光素子１３を配した内側ブロック１４の内周面に形成されている。
【００３４】
このとき、レンズ４の焦点距離をｆ、被観察物（観察孔３）からレンズ４までの距離をａ、レンズ４から撮像素子６の撮像面までの距離をｂとし、光学倍率をＭとすると、（１）及び（２）式を満足するように撮像ヘッド２の各寸法が決定されている。
Ｍ ＝ ｂ／ａ …………………（１）
（１／ｆ）＝（１／ａ）＋（１／ｂ）…（２）
【００３５】
例えば、レンズ４の焦点距離ｆ＝１５ｍｍである場合に、画面上での撮像倍率１２０倍（光学倍率Ｍ＝２）の高倍用の撮像ヘッド２Ｈは、被観察物（観察孔３）からレンズ４までの距離ａ＝２２.５ｍｍ、レンズ４から撮像素子６の撮像面までの距離ｂ＝４５ｍｍとなるように、全体の長さ及び押圧部１２の位置等が決定されている。
このとき、撮像ヘッド２Ｈの照明系１０の各発光素子１３…は、撮像範囲に十分に明るい照明光を照射することができるように、観察孔３の近傍に環状に配されて、狭い撮像範囲に対してビーム上の光を照射するように形成されている。
【００３６】
一方、画面上での撮像倍率３０倍（光学倍率Ｍ＝０.５）の低倍用の撮像ヘッド２Ｌは、被観察物（観察孔３）からレンズ４までの距離ａ＝４５ｍｍ、レンズ４から撮像素子６の撮像面までの距離ｂ＝２２.５ｍｍとなるように、全体の長さ及び押圧部１２の位置等が決定されている。
このとき、撮像ヘッド２Ｌの照明系１０の各発光素子１３…は、比較的広い撮像範囲全体を均一に照明することができるように、観察孔３からできるだけ離れた位置に環状に配されて拡散光を照射するように形成されている。
【００３７】
以上が本発明の構成例であって、次にその作用を説明する。
まず、低倍で観察しようとするときは、低倍用の撮像ヘッド２Ｌを装置本体５に装着する。
これにより、低倍用撮像ヘッド２Ｌの押圧部１２が、スライダ８の押圧ピン８ａを低倍撮像位置ＰＬまで押し込むので、レンズ４は低倍撮像位置ＰＬに位置決めされる。
また、低倍撮像ヘッド２Ｌを装着することにより、電極１５ａ及び１５ｂを介して給電用回路１５が発光素子１３に導通される。
【００３８】
そして、各発光素子１３…を点灯させた状態で、観察孔３を皮膚に当てると、各発光素子１３…は観察孔３から比較的離れた位置に設けられているので、低倍撮像時の比較的広い撮像範囲全体が照明され、その像が観察孔３を介して取り込まれ、撮像素子６で撮像される。
【００３９】
ここで、発光部１１Ａの発光素子１３のみを点灯させれば、被観察物となる皮膚に、偏光子ＰＬ１を通過した偏光光が照射され、皮膚表面で反射されて偏光状態が維持された光は直交ニコルの関係にある検光子ＡＬでカットされ、皮膚内面で反射されて偏光状態が変化した光が撮像素子６に達するので、表皮下に形成されるシミやクスミを観察する場合に適する。
【００４０】
また、発光部１１Ｂの発光素子１３のみを点灯させれば、被観察物となる皮膚に、偏光子ＰＬ２を通過した偏光光が照射され、皮膚内面で反射されて偏光状態が変化した光は検光子ＡＬでカットされ、皮膚表面で反射されて偏光状態が維持された光は平行ニコルの関係にある検光子ＡＬを通過し撮像素子６に達するので、皮膚表面の皺やキメ等の凹凸を観察するのに適している。
【００４１】
このようにして撮像された画像は、モニタに映し出すのはもちろんのこと、これをイメージデータとしてパソコンに取り込んでデータ管理を行うこともできる。
【００４２】
次いで、高倍で観察しようとするときは、高倍用の撮像ヘッド２Ｈを装置本体５に装着する。
これにより、高倍用撮像ヘッド２Ｈの押圧部１２が、スライダ８の押圧ピン８ａを高倍撮像位置ＰＨまで押し込むので、レンズ４は低倍撮像位置ＰＨに位置決めされる。
【００４３】
そして、給電用回路１５を介して各発光素子１３…を点灯させた状態で、観察孔３を皮膚に当てると、各発光素子１３…は観察孔３の近傍に設けられているので、高倍撮像時の比較的狭い撮像範囲がスポット的に照明され、その像が観察孔３を介して取り込まれ、撮像素子６で撮像される。
【００４４】
なお、発光部１１Ａ及び１１Ｂの使い分けについては低倍撮像用撮像ヘッド２Ｌと同様であり、このようにして撮像された画像は、モニタに映し出すのはもちろんのこと、これをイメージデータとしてパソコンに取り込んでデータ管理を行うこともできる。
【００４５】
図２は本発明に係る他の撮像装置を示す説明図である。なお、図１と共通する部分は同一符号を付して詳細説明は省略する。
本例の撮像装置２１は、レンズ４を撮像素子６と同じ光軸Ｘ上に位置させるレンズホルダ２２が装置本体５に着脱自在に装着されると共に、当該レンズホルダ２２に対して撮像ヘッド２３が交換可能に装着されている。
【００４６】
レンズホルダ２２の詳細説明図は省略するが、図１と同様、レンズ４が光軸Ｘ方向にスライド可能に配されており、レンズホルダ２２内にはレンズ４を観察孔３側の高倍撮像位 置に向かって付勢するスプリング（図示せず）が設けられている。
そして、レンズホルダ２２に装着される撮像ヘッド２３内部には、レンズ４を前記スプリングの弾撥力に抗して、所望の倍率に応じた位置まで押し込んで倍率調整を行う押圧部（図示せず）が形成されている。
【００４７】
また、撮像ヘッド２３には、被観察物に対して予め設定された照射方向及び照射位置で光を照射する照明系２４の発光部２５となる発光素子２６…が設けられ、装置本体５、レンズホルダ２２及び撮像ヘッド２３には前記発光素子２６に導通する給電用回路２７が形成されている。
【００４８】
この給電用回路２７は、装置本体５、レンズホルダ２２及び撮像ヘッド２３に形成された電極２７ａ〜２７ｄで分断されており、これらを一体に装着した状態で前記電極２７ａ〜２７ｄ同士が接触して、発光素子２６に導通されるように成っている。
【００４９】
このように、撮像ヘッド２３にはレンズ４が設けられていないので、撮像ヘッド２３の製造コストが低減され、また、レンズホルダ２２と撮像ヘッド２３の組み合わせにより、拡大倍率及び照明の種類を任意に選択することができる。
【００５０】
また、撮像ヘッド２３の照明系２４は、図４に示すように、照明系２４の光源２８となる発光素子２９を装置本体５に配し、装置本体５、レンズホルダ２２及び撮像ヘッド２３を一体に装着した状態で前記光源２８の光を撮像ヘッド２３の発光部２５となる光出射端３０outまで導いて照射させる光ファイバ３０を撮像ヘッド２３に配したものであってもよい。
なお、レンズホルダ２２には、発光素子２９の光を光ファイバ３０の入射端３０inまで導く光ファイバや透孔などの光路が形成されていればよい。
【００５１】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、撮像ヘッドにレンズが設けられていないので、撮像ヘッドの製造コストが低減することができ、また、撮像ヘッドには、被観察物に対して予め設定された照射方向及び照射位置で光を照射できる発光部が形成されているので、撮像ヘッドを交換することにより、装置本体に設けられたレンズで観察しようとする被観察物やその倍率に応じて最適の照明を選択することができるだけでなく、撮像ヘッドを交換することによりレンズを移動させて所望の倍率で観察することができるという大変優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る撮像装置を示す説明図。
【図２】他の実施形態を示す説明図。
【図３】他の実施形態を示す説明図。
【図４】従来装置を示す説明図。
【符号の説明】
１………撮像装置
２………撮像ヘッド
３………観察孔
４………レンズ
５………装置本体
６………撮像素子
Ｘ………光軸
７………レンズ鏡筒
８………スライダ
ＰＬ………低倍撮像位置
ＰＨ………高倍撮像位置
９………スプリング
１０………照明系
１１Ａ、１１Ｂ………発光部
１２………押圧部
１３………発光素子
１５………給電用回路
１５ａ及び１５ｂ………電極
２１………撮像装置
２２………レンズホルダ
２３………撮像ヘッド
２４………照明系
２５………発光部
２６………発光素子
２７………給電用回路
２８………光源
２９………発光素子
３０out……光出射端
３０………光ファイバ
【発明の属する技術分野】
本発明は、被観察物の表面を観察するための撮像装置に関し、特に、化粧品を販売する美容部員が、ユーザの肌や頭皮の状態に応じて最適の化粧品やシャンプー・リンスなどを決定する場合などに、そのユーザの皮膚や頭皮等を拡大して観察するのに用いる拡大撮像装置に好適である。
【０００２】
【従来の技術】
最近では、デパートの化粧品売り場だけでなく、商店街の化粧品店などにおいても、化粧品の販売促進用に様々な測定機器や診断機器を導入している。
なかでも、ＣＣＤマイクロスコープのような拡大観察装置は、皮膚を普段見ることのできない高倍率に拡大し、縦横斜めに走る細かい綾によって形成される肌理（キメ）の細かさ、シミ、ソバカス、皮膚の荒具合などをモニタに映し出して、ユーザにその映像を見せながら説明することができることから、販売促進用の重要なツールとなっている。
【０００３】
ところで、皮膚を観察する場合に、その観察対象に適した照明光を照射する必要がある。
例えば、皮膚表面の色合いを観察する場合は真上近くから照明光を照射する落射照明が好ましく、縦横斜めに走る細かい綾によって形成される肌理（キメ）を観察する場合は横方向から斜めに光を照射する側射照明が好ましく、肌のレプリカを観察するときには一方向からの側射照明が好ましい。
【０００４】
また、低倍率で撮像する場合と高倍率で撮像する場合では、撮像範囲が異なるため、撮像に必要な単位面積あたりの光量が異なる。
すなわち、直径１〜２ｃｍの比較的広い範囲を低倍率で撮像する場合は、全体を照明できるように拡散光を照射する照明が好ましく、直径１〜２ｍｍの比較的狭い範囲を高倍率で撮像する場合は、光量不足とならないようにその狭い範囲に集中するスポット光を照射させる必要がある。
【０００５】
このため、図５に示すように、従来の撮像装置４１は、被観察物を撮像する撮像素子４２を備えた装置本体４３に、任意の倍率の拡大レンズ４４を備えたレンズユニット４５を装着させ、装置本体４３に照明用電力供給接点４６が形成されると共に、レンズユニット４５には前記接点４６から電力の供給を受けて発光する白色ＬＥＤ４７…が環状に配されている。
【０００６】
これによれば、各レンズユニット４５に白色ＬＥＤ４７…が設けられて、そのレンズ４４の種類や被観察物の種類に応じた照明が形成されているので、各レンズユニット４５を装置本体に装着するだけで、観察倍率や被観察物の種類に応じた最適な照明が得られる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の撮像装置４１は、レンズユニット４５内に白色ＬＥＤからなる照明系４７が配されているため、被観察物や撮像倍率に適した照明光を照射しながら撮像しようとする場合に、被観察物や撮像倍率に応じて多種類のレンズユニット４５を揃えなければならない。
【０００８】
例えば、同じ倍率で照明方法を変更しようとすると、倍率が等しく照明系４７のみが異なるレンズユニット４５が必要になり、異なる倍率で観察しようとするとレンズ４４及び照明系４７の組み合わせが異なるレンズユニット４５が必要になる。
【０００９】
しかも、レンズユニット４５は、レンズ４４と照明系４７が一体となっており、部品点数が多く、レンズ光軸を合わせる精密加工が必要となるので一基あたりの製造コストが嵩み、多種類のレンズユニット４５を揃えようとすると、その分、高価になるという問題があった。
【００１０】
また、レンズ４４を光軸上に沿って移動可能なズーム機構を採用すれば、レンズ４４を交換することなく撮像倍率を変えることができるが、この場合も、夫々の撮像倍率に応じた照明系４７に切り換える必要がある。
【００１１】
そこで本発明は、高価なレンズユニットを多種類用意することなく、撮像倍率や観察対象に適した照明光を得ることができるようにすることを技術的課題としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために、請求項１の発明は、撮像ヘッドの先端に形成された観察孔を介してその内側から被観察物に照明光を照射させ、観察孔を介して取り込まれた被観察物の像を、レンズにより結像させて装置本体に配された撮像素子で撮像するように成された撮像装置において、
前記レンズが撮像素子の光軸上を撮像素子側の低倍撮像位置から観察孔側の高倍撮像位置まで移動可能に配されると共に、スプリングの弾撥力により観察孔側の高倍撮像位置に向かって付勢され、
当該レンズを覆うように装置本体に対して交換可能に装着される前記撮像ヘッドには、被観察物に対して予め設定された照射方向及び照射位置で光を照射する照明系の発光部が設けられると共に、装着時に前記スライダをスプリングの弾撥力に抗して、所望の倍率に応じた位置まで押し込む押圧部が形成されていることを特徴とする。
【００１３】
請求項１の発明によれば、装置本体にレンズが取り付けられ、装置本体に装着される撮像ヘッドに照明系が設けられている。
撮像ヘッドにはレンズが設けられていないので、撮像ヘッドの部品点数は少なく、レンズ光軸合せなどの精密加工も不要であり、したがって、その製造コストを低減することができる。
【００１４】
また、撮像ヘッドに設けられた照明系は、被観察物に対して予め設定された照射方向及び照射位置で光を照射できるように設計されているので、撮像ヘッドを交換するだけで撮像倍率や被観察物に応じた適切な照明光が照射される。
【００１５】
さらに、所定倍率用の照明系を備えた撮像ヘッドを、装置本体に装着すると、その押圧部によりレンズがスプリングの弾撥力に抗してその倍率で観察できる所定の位置まで押し込まれるので、撮像ヘッドを装着するだけという極めて簡単な操作で、撮像倍率の変更と、その撮像倍率に適した照明系への切換を行うことができる。
【００１６】
また、請求項２の発明のように、レンズを装置本体に対して交換可能に形成しておけば、照明系とレンズを任意に組み合わせることができるので、同じ照明系を用いて撮像倍率のみを変えたり、撮像倍率と照明系の双方を変えることもできる。
【００１７】
さらに、請求項５の発明は、レンズを撮像素子と同じ光軸上に位置させるレンズホルダが前記装置本体に着脱自在に装着されると共に、当該レンズホルダに対して撮像ヘッドが交換可能に装着され、当該撮像ヘッドに、被観察物に対して予め設定された照射方向及び照射位置で光を照射する照明系の発光部が設けられている。
【００１８】
請求項５の発明も、撮像ヘッドにレンズが設けられていないので、撮像ヘッドの部品点数は少なく、レンズ光軸合せなどの精密加工も不要であり、その製造コストを低減することができる点、撮像ヘッドを交換するだけで撮像倍率や被観察物に応じた適切な照明光が照射される点で、請求項１の発明と同様である。
【００１９】
さらに、照明系としては、請求項３及び６の発明のように、撮像ヘッドに照明系の発光部となる発光素子を配するとともに、撮像ヘッドを装着した状態で発光素子に導通される給電用回路を形成したり、請求項４及び７の発明のように、照明系の光源を装置本体に配し、撮像ヘッドを装着した状態で光源の光を発光部となる光出射端まで導いて照射させる光ファイバを配したものを用いることができる。
いずれの場合も、照明光が照射される発光部が撮像ヘッド内に設けられており、任意の照射方向及び照射位置で光を照射させることが可能である。
【００２０】
請求項８の発明は、個別に光照射可能な少なくとも二種類の発光部を備え、一方の発光部から被観察物に至る光路に偏光子が配され、被観察物から反射されて撮像素子に至る光路に検光子が前記偏光子に対して直交ニコルの状態に配されている。
【００２１】
これによれば、当該一方の発光部から照射されて皮膚表面で反射された直接反射光がカットされ、皮膚内面で反射された間接反射光のみが撮像素子に届くので、皮膚内部のシミやクスミを観察するのに適する。
なお、他方の発光部から被観察物に至る光路に偏光子を配する場合は、前記検光子に対して平行ニコルの状態に配すればよい。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて具体的に説明する。
図１は本発明に係る撮像装置を示す説明図、図２は撮像ヘッドの他の例を示す説明図、図３及び図４は他の実施形態を示す説明図である。
【００２３】
図１に示す撮像装置１は、撮像ヘッド２の先端に形成された観察孔３を介してその内側から被観察物に照明光を照射させ、観察孔３を介して取り込まれた被観察物の像を、レンズ４により結像させて装置本体５に配された撮像素子６で撮像するように成されている。
【００２４】
レンズ４は撮像素子６と同じ光軸Ｘ上に配されて装置本体５に設けられており、本例では、装置本体５に対して交換可能に装着されるレンズ鏡筒７内を光軸Ｘ方向に摺動するスライダ８に取り付けられ、撮像素子６側の低倍撮像位置ＰＬから観察孔３側の高倍撮像位置ＰＨまで移動可能に配されている。
【００２５】
レンズ鏡筒７には、スライダ８から立設されたガイドピン８ａを案内する、案内溝７ａが形成されると共に、スライダ８を観察孔３側の高倍撮像位置ＰＨに向かって付勢するスプリング９が設けられている。
【００２６】
撮像ヘッド２は、前記レンズ４を覆うように装置本体５に対して交換可能に装着されるもので、その内部には、被観察物に対して予め設定された照射方向及び照射位置で光を照射する照明系１０の発光部１１Ａ、１１Ｂが設けられると共に、レンズ鏡筒７から突出したスライダ８のガイドピン８ａを、スプリング９の弾撥力に抗して、所望の倍率に応じた位置まで押し込んで倍率調整を行う押圧部１２が形成されている。
【００２７】
発光部１１Ａ、１１Ｂは、高輝度白色ＬＥＤ等の発光素子１３…が、レンズ鏡筒７の周囲に位置するフランジ部１４に環状に配されており、各発光素子１３…をスイッチ（図示せず）の切換により各発光部１１Ａ、１１Ｂごとに個別に発光させる給電用回路１５が形成されている。
【００２８】
各発光部１１Ａ及び１１Ｂは皮膚表面及び皮膚内面を観察するためのもので、皮膚内面を観察する一方の発光部１１Ａから被観察物に至る光路Ｙ１に偏光子ＰＬ１が配され、被観察物となる皮膚で反射されて撮像素子６に至る光光軸Ｘに、検光子ＡＬが前記偏光子ＰＬ１に対して直交ニコルの状態に配されてなる。
【００２９】
これにより、一方の発光部１１Ａから被観察物となる皮膚に照射された光のうち、皮膚表面で反射されて偏光状態が維持された光は検光子ＡＬでカットされ、皮膚内面で反射されて偏光状態が変化した光のみが撮像素子６に達する。
したがって、発光部１１Ａによる照明は表皮下に形成されるシミやクスミを観察するのに適している。
【００３０】
また、皮膚表面を観察する他方の発光部１１Ｂから被観察物には至る光路Ｙ２には、前記検光子ＡＬに対して平行ニコルの状態に偏光子ＰＬ２が配されている。
【００３１】
これにより、他方の発光部１１Ｂから被観察物となる皮膚に照射された光のうち、皮膚内面で反射されて偏光状態が変化した光は検光子ＡＬでカットされ、皮膚表面で反射されて偏光状態が維持された光が撮像素子６に達する。
したがって、発光部１１Ｂによる照明は皮膚表面の皺やキメ等の凹凸を観察するのに適している。
【００３２】
なお、給電用回路１５は、装置本体５及び撮像ヘッド２に形成された電極１５ａ及び１５ｂで分断されており、装置本体５及び撮像ヘッド２を一体に装着した状態で前記電極１５ａ及び１５ｂ同士が接触して、発光素子１３に導通されるように成っている。
【００３３】
また、スライダ８のガイドピン８ａを倍率に応じた所定の位置まで押し込み、スライダ８を移動させて倍率調整を行う押圧部１２は、発光素子１３を配した内側ブロック１４の内周面に形成されている。
【００３４】
このとき、レンズ４の焦点距離をｆ、被観察物（観察孔３）からレンズ４までの距離をａ、レンズ４から撮像素子６の撮像面までの距離をｂとし、光学倍率をＭとすると、（１）及び（２）式を満足するように撮像ヘッド２の各寸法が決定されている。
Ｍ ＝ ｂ／ａ …………………（１）
（１／ｆ）＝（１／ａ）＋（１／ｂ）…（２）
【００３５】
例えば、レンズ４の焦点距離ｆ＝１５ｍｍである場合に、画面上での撮像倍率１２０倍（光学倍率Ｍ＝２）の高倍用の撮像ヘッド２Ｈは、被観察物（観察孔３）からレンズ４までの距離ａ＝２２.５ｍｍ、レンズ４から撮像素子６の撮像面までの距離ｂ＝４５ｍｍとなるように、全体の長さ及び押圧部１２の位置等が決定されている。
このとき、撮像ヘッド２Ｈの照明系１０の各発光素子１３…は、撮像範囲に十分に明るい照明光を照射することができるように、観察孔３の近傍に環状に配されて、狭い撮像範囲に対してビーム上の光を照射するように形成されている。
【００３６】
一方、画面上での撮像倍率３０倍（光学倍率Ｍ＝０.５）の低倍用の撮像ヘッド２Ｌは、被観察物（観察孔３）からレンズ４までの距離ａ＝４５ｍｍ、レンズ４から撮像素子６の撮像面までの距離ｂ＝２２.５ｍｍとなるように、全体の長さ及び押圧部１２の位置等が決定されている。
このとき、撮像ヘッド２Ｌの照明系１０の各発光素子１３…は、比較的広い撮像範囲全体を均一に照明することができるように、観察孔３からできるだけ離れた位置に環状に配されて拡散光を照射するように形成されている。
【００３７】
以上が本発明の構成例であって、次にその作用を説明する。
まず、低倍で観察しようとするときは、低倍用の撮像ヘッド２Ｌを装置本体５に装着する。
これにより、低倍用撮像ヘッド２Ｌの押圧部１２が、スライダ８の押圧ピン８ａを低倍撮像位置ＰＬまで押し込むので、レンズ４は低倍撮像位置ＰＬに位置決めされる。
また、低倍撮像ヘッド２Ｌを装着することにより、電極１５ａ及び１５ｂを介して給電用回路１５が発光素子１３に導通される。
【００３８】
そして、各発光素子１３…を点灯させた状態で、観察孔３を皮膚に当てると、各発光素子１３…は観察孔３から比較的離れた位置に設けられているので、低倍撮像時の比較的広い撮像範囲全体が照明され、その像が観察孔３を介して取り込まれ、撮像素子６で撮像される。
【００３９】
ここで、発光部１１Ａの発光素子１３のみを点灯させれば、被観察物となる皮膚に、偏光子ＰＬ１を通過した偏光光が照射され、皮膚表面で反射されて偏光状態が維持された光は直交ニコルの関係にある検光子ＡＬでカットされ、皮膚内面で反射されて偏光状態が変化した光が撮像素子６に達するので、表皮下に形成されるシミやクスミを観察する場合に適する。
【００４０】
また、発光部１１Ｂの発光素子１３のみを点灯させれば、被観察物となる皮膚に、偏光子ＰＬ２を通過した偏光光が照射され、皮膚内面で反射されて偏光状態が変化した光は検光子ＡＬでカットされ、皮膚表面で反射されて偏光状態が維持された光は平行ニコルの関係にある検光子ＡＬを通過し撮像素子６に達するので、皮膚表面の皺やキメ等の凹凸を観察するのに適している。
【００４１】
このようにして撮像された画像は、モニタに映し出すのはもちろんのこと、これをイメージデータとしてパソコンに取り込んでデータ管理を行うこともできる。
【００４２】
次いで、高倍で観察しようとするときは、高倍用の撮像ヘッド２Ｈを装置本体５に装着する。
これにより、高倍用撮像ヘッド２Ｈの押圧部１２が、スライダ８の押圧ピン８ａを高倍撮像位置ＰＨまで押し込むので、レンズ４は低倍撮像位置ＰＨに位置決めされる。
【００４３】
そして、給電用回路１５を介して各発光素子１３…を点灯させた状態で、観察孔３を皮膚に当てると、各発光素子１３…は観察孔３の近傍に設けられているので、高倍撮像時の比較的狭い撮像範囲がスポット的に照明され、その像が観察孔３を介して取り込まれ、撮像素子６で撮像される。
【００４４】
なお、発光部１１Ａ及び１１Ｂの使い分けについては低倍撮像用撮像ヘッド２Ｌと同様であり、このようにして撮像された画像は、モニタに映し出すのはもちろんのこと、これをイメージデータとしてパソコンに取り込んでデータ管理を行うこともできる。
【００４５】
図２は本発明に係る他の撮像装置を示す説明図である。なお、図１と共通する部分は同一符号を付して詳細説明は省略する。
本例の撮像装置２１は、レンズ４を撮像素子６と同じ光軸Ｘ上に位置させるレンズホルダ２２が装置本体５に着脱自在に装着されると共に、当該レンズホルダ２２に対して撮像ヘッド２３が交換可能に装着されている。
【００４６】
レンズホルダ２２の詳細説明図は省略するが、図１と同様、レンズ４が光軸Ｘ方向にスライド可能に配されており、レンズホルダ２２内にはレンズ４を観察孔３側の高倍撮像位 置に向かって付勢するスプリング（図示せず）が設けられている。
そして、レンズホルダ２２に装着される撮像ヘッド２３内部には、レンズ４を前記スプリングの弾撥力に抗して、所望の倍率に応じた位置まで押し込んで倍率調整を行う押圧部（図示せず）が形成されている。
【００４７】
また、撮像ヘッド２３には、被観察物に対して予め設定された照射方向及び照射位置で光を照射する照明系２４の発光部２５となる発光素子２６…が設けられ、装置本体５、レンズホルダ２２及び撮像ヘッド２３には前記発光素子２６に導通する給電用回路２７が形成されている。
【００４８】
この給電用回路２７は、装置本体５、レンズホルダ２２及び撮像ヘッド２３に形成された電極２７ａ〜２７ｄで分断されており、これらを一体に装着した状態で前記電極２７ａ〜２７ｄ同士が接触して、発光素子２６に導通されるように成っている。
【００４９】
このように、撮像ヘッド２３にはレンズ４が設けられていないので、撮像ヘッド２３の製造コストが低減され、また、レンズホルダ２２と撮像ヘッド２３の組み合わせにより、拡大倍率及び照明の種類を任意に選択することができる。
【００５０】
また、撮像ヘッド２３の照明系２４は、図４に示すように、照明系２４の光源２８となる発光素子２９を装置本体５に配し、装置本体５、レンズホルダ２２及び撮像ヘッド２３を一体に装着した状態で前記光源２８の光を撮像ヘッド２３の発光部２５となる光出射端３０outまで導いて照射させる光ファイバ３０を撮像ヘッド２３に配したものであってもよい。
なお、レンズホルダ２２には、発光素子２９の光を光ファイバ３０の入射端３０inまで導く光ファイバや透孔などの光路が形成されていればよい。
【００５１】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、撮像ヘッドにレンズが設けられていないので、撮像ヘッドの製造コストが低減することができ、また、撮像ヘッドには、被観察物に対して予め設定された照射方向及び照射位置で光を照射できる発光部が形成されているので、撮像ヘッドを交換することにより、装置本体に設けられたレンズで観察しようとする被観察物やその倍率に応じて最適の照明を選択することができるだけでなく、撮像ヘッドを交換することによりレンズを移動させて所望の倍率で観察することができるという大変優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る撮像装置を示す説明図。
【図２】他の実施形態を示す説明図。
【図３】他の実施形態を示す説明図。
【図４】従来装置を示す説明図。
【符号の説明】
１………撮像装置
２………撮像ヘッド
３………観察孔
４………レンズ
５………装置本体
６………撮像素子
Ｘ………光軸
７………レンズ鏡筒
８………スライダ
ＰＬ………低倍撮像位置
ＰＨ………高倍撮像位置
９………スプリング
１０………照明系
１１Ａ、１１Ｂ………発光部
１２………押圧部
１３………発光素子
１５………給電用回路
１５ａ及び１５ｂ………電極
２１………撮像装置
２２………レンズホルダ
２３………撮像ヘッド
２４………照明系
２５………発光部
２６………発光素子
２７………給電用回路
２８………光源
２９………発光素子
３０out……光出射端
３０………光ファイバ
Claims (8)
- 撮像ヘッドの先端に形成された観察孔を介してその内側から被観察物に照明光を照射させ、観察孔を介して取り込まれた被観察物の像を、レンズにより結像させて装置本体に配された撮像素子で撮像するように成された撮像装置において、
前記レンズが撮像素子の光軸上を撮像素子側の低倍撮像位置から観察孔側の高倍撮像位置まで移動可能に配されると共に、スプリングの弾撥力により観察孔側の高倍撮像位置に向かって付勢され、
当該レンズを覆うように装置本体に対して交換可能に装着される前記撮像ヘッドには、被観察物に対して予め設定された照射方向及び照射位置で光を照射する照明系の発光部が設けられると共に、装着時に前記スライダをスプリングの弾撥力に抗して、所望の倍率に応じた位置まで押し込む押圧部が形成されていることを特徴とする撮像装置。 - 前記レンズが装置本体に対して交換可能に装着されるように形成された請求項１記載の撮像装置。
- 前記撮像ヘッドに照明系の発光部となる発光素子が配され、装置本体及び撮像ヘッドに、これらを一体に装着した状態で前記発光素子に導通する給電用回路が形成された請求項１又は２記載の撮像装置。
- 前記照明系の光源が装置本体に配され、装置本体及び撮像ヘッドを一体に装着した状態で前記光源の光を前記発光部となる光出射端まで導いて照射させる光ファイバが撮像ヘッドに配されて成る請求項１又は２記載の撮像装置。
- 撮像ヘッドの先端に形成された観察孔を介してその内側から被観察物に照明光を照射させ、観察孔を介して取り込まれた被観察物の像を、レンズにより結像させて装置本体に配された撮像素子で撮像するように成された撮像装置において、
前記装置本体に着脱自在に装着されるレンズホルダ内にレンズが、撮像素子側の光軸上を低倍撮像位置から観察孔側の高倍撮像位置まで移動可能に配されると共に、スプリングの弾撥力により観察孔側の高倍撮像位置に向かって付勢され、
前記レンズホルダに対して交換可能に装着される前記撮像ヘッドには、被観察物に対して予め設定された照射方向及び照射位置で光を照射する照明系の発光部が設けられると共に、装着時に前記レンズをスプリングの弾撥力に抗して、所望の倍率に応じた位置まで押し込む押圧部が形成されていることを特徴とする撮像装置。 - 前記撮像ヘッド（２３）に照明系（２４）の発光部（２５）となる発光素子（２６）が配され、装置本体（５）、レンズホルダ（２２）及び撮像ヘッド（２３）には、これらを一体に装着した状態で前記発光素子（２６）に導通する給電用回路（２７）が形成された請求項５記載の撮像装置。
- 前記照明系（２４）の光源（２８）が装置本体（５）に配され、装置本体（５）、レンズホルダ（２２）及び撮像ヘッド（２３）を一体に装着した状態で前記光源（２８）の光を前記発光部（２５）となる光出射端(３０out）まで導いて照射させる光ファイバ（３０）が撮像ヘッド（２３）に配されて成る請求項５記載の撮像装置。
- 個別に光照射可能な少なくとも二種類の発光部（１１Ａ、１１Ｂ）を備え、一方の発光部（１１Ａ）から被観察物に至る光路（Ｙ１）に偏光子（ＰＬ１）が配され、被観察物で反射されて撮像素子（６）に至る光路（Ｙ２）に検光子（ＡＬ）が前記偏光子（ＰＬ１）に対して直交ニコルの状態に配されてなる請求項１乃至７記載の撮像装置。
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