JP5165090B2 - 肌観察装置 - Google Patents
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Description
本発明は、肌の表面を拡大して撮像するために利用される肌観察装置に関するものである。
従来、このような分野の技術として、特開2004−187248号公報がある。この公報に記載された肌観察装置において、光軸に近い側の発光素子列から発した光は第1の偏光板を透過して、水平振動方向をもった偏光として被写体に照射される。表面で反射された光は偏光を保っているが、同じ振動方向の第1の偏光板を通過した後、レンズを通って撮像素子で結像する。これに対して、光軸から離れた側の発光素子列から発した光は第2の偏光板を通過して垂直振動方向をもった偏光として、被写体に照射される。そして、表面で反射した光は垂直振動方向の偏光を保っているので、水平方向の第1の偏光板で阻止されて撮像素子には届かない。皮膚内部に入ってから反射される光は第1の偏光板を通過して撮像素子に達する。従って、光軸に近い側の発光素子列が発光したときは表面反射光を活用した照明モードであるキメモード、光軸から離れた側の発光素子列が点灯した場合は表面反射光を除去したシミモードとなる。
しかしながら、前述した従来の肌観察装置にあっては、発光素子からの光が、偏光板を通して被写体に直接照射されているので、被写体に照明を近づければ近づける程、照明にムラが発生し易く、近接照明が難しいといった問題点がある。また、肌を観察する場合に、肌のキメとシミを観察するにあたって、照明角度を変える必要があるが、従来にあっては、発光素子からの光出射方向を変えるにあたって、発光素子列を外側に向かって多重にする必要があり、このことは、装置の小型化を難しくしている。
本発明は、近接照明を可能にし、LED毎に照射角度の変更を容易にして、小型化を容易にした肌観察装置を提供することを目的とする。
本発明は、照明によって肌の状態を観察するための肌観察装置において、
肌を照らす複数のLEDと、
LEDと肌との間の光軸上に配置されて、LEDからの光を透過させる偏光フィルタと、
LEDによって照らされた肌からの反射光を受光して肌を撮像する撮像素子と、
肌からの反射光を撮像素子に集光させる結像光学部と、
LEDと偏光フィルタとの間の光軸上に配置され、反射によって肌に光を入射させるミラーと、
偏光フィルタとミラーとLEDが固定されるベース部と、を備え、
偏光フィルタは、4つの凸片で十文字状をなす第1の偏光フィルタ部と、第1の偏光フィルタ部の周囲に配置されると共に、第1の偏光フィルタ部に対して90度の光位相差を有する第2の偏光フィルタ部と、を有し、
ミラーは、第1の偏光フィルタ部の各凸片に対応する位置に配置された第1のミラー部と、隣接する凸片間で第2の偏光フィルタ部に対応する位置に配置された第2のミラー部と、を有し、
LEDは、第1のミラー部に向けて光を出射する第1の光源部と、対向する第1の光源部の両側に並置された第2の光源部と、を有することを特徴とする。
肌を照らす複数のLEDと、
LEDと肌との間の光軸上に配置されて、LEDからの光を透過させる偏光フィルタと、
LEDによって照らされた肌からの反射光を受光して肌を撮像する撮像素子と、
肌からの反射光を撮像素子に集光させる結像光学部と、
LEDと偏光フィルタとの間の光軸上に配置され、反射によって肌に光を入射させるミラーと、
偏光フィルタとミラーとLEDが固定されるベース部と、を備え、
偏光フィルタは、4つの凸片で十文字状をなす第1の偏光フィルタ部と、第1の偏光フィルタ部の周囲に配置されると共に、第1の偏光フィルタ部に対して90度の光位相差を有する第2の偏光フィルタ部と、を有し、
ミラーは、第1の偏光フィルタ部の各凸片に対応する位置に配置された第1のミラー部と、隣接する凸片間で第2の偏光フィルタ部に対応する位置に配置された第2のミラー部と、を有し、
LEDは、第1のミラー部に向けて光を出射する第1の光源部と、対向する第1の光源部の両側に並置された第2の光源部と、を有することを特徴とする。
この肌観察装置において、LEDから出射される光はミラーで反射した後、肌に照射されるので、照明にムラが発生し難く、肌に照明を近づけるような近接照明が可能になる。さらに、肌のキメとシミを観察するにあたって、照明角度を変える必要があるが、本発明にあっては、ミラーの光反射角度を変えるだけで、肌のキメとシミを観察する際の異なる照明角度を容易に作り出すことができる。この場合、照明角度を変えるにあたって、LEDの配列を多重にする必要がなくなるので、装置の小型化に寄与する。さらに、偏光フィルタは、4つの凸片で十文字状をなす第1の偏光フィルタ部と、第1の偏光フィルタ部の周囲に配置されると共に、第1の偏光フィルタ部に対して90度の光位相差を有する第2の偏光フィルタ部と、を有し、ミラーは、第1の偏光フィルタ部の各凸片に対応する位置に配置された第1のミラー部と、隣接する凸片間で第2の偏光フィルタ部に対応する位置に配置された第2のミラー部と、を有することで、第1の光源部の両側に第2の光源部を並置させることが可能になる。これによって、第1の光源部と第2の光源部とを隣り合わせにさせ、第1のミラー部と第2のミラー部とを隣り合わせにさせるような配置が可能になり、ミラーとLEDを固定させるためのベース部のコンパクト化を可能にしている。
また、ベース部は、対面する平面及び底面と、平面と底面との間の四つの側面とからなる略直方体形状をなし、ベース部の底面に偏光フィルタが固定され、ベース部の底面には、LED及びミラーを収容する凹部が形成され、凹部は、側面で開放されていると好適である。
このように、ベース部の底面に凹部を形成することで、LED及びミラーがベース部の底面から突出することがなく、ベース部内にLED及びミラーを確実に格納させることができる。さらに、凹部は、ベース部の側面で開放されているので、ベース部の側面からLEDを差し込むような組み付けが可能になり、ベース部に対するLEDの組み付け作業性が向上する。
このように、ベース部の底面に凹部を形成することで、LED及びミラーがベース部の底面から突出することがなく、ベース部内にLED及びミラーを確実に格納させることができる。さらに、凹部は、ベース部の側面で開放されているので、ベース部の側面からLEDを差し込むような組み付けが可能になり、ベース部に対するLEDの組み付け作業性が向上する。
本発明によれば、近接照明を可能にし、LED毎に照射角度の変更を容易にして、小型化が容易になる。
以下、図面を参照しつつ本発明に係る肌観察装置の好適な実施形態について詳細に説明する。
肌観察装置には、ハンディタイプ又は据え置きタイプがあり、何れのタイプであっても、図1〜図4に示されるような撮像照明ユニットUを備えている。この撮像照明ユニットUは、CCD又はCMOSイメージセンサなどの撮像素子や照明を備えており、撮像された肌Sの状態は、画像としてモニター(図示せず)に映し出される。
図1及び図2に示されるように、撮像照明ユニットUは、ユニット本体部1と、ユニット本体部1に固定されて照明の偏光を可能にする偏光フィルタ2と、を備えている。そして、撮像照明ユニットUには観察用ノズル10が固定され、観察用ノズル10は、撮像照明ユニットUを内部に固定させるために四角筒形状をなす胴部10aと、肌Sに先端を圧着させるために角錐台形状をなす遮光部10bと、からなる。この遮光部10bの先端には矩形の肌観察口10cが形成されている。
図1〜図4に示されるように、ユニット本体部1は、対向する平面4a及び底面4bと、平面4aと底面4bとの間の四つの側面4cとからなる略直方体形状の樹脂製のベース部4と、ベース部4の底面4bの四辺に沿って配置されてベース部4の中心に向けて光を出射させる複数(8個)のLED5と、LED5からの光を観察用ノズル10の肌観察口10cに向けて反射させるためのミラー12と、ベース部4の中央で肌Sからの反射光が通過する開口部4d内に組み込まれた結像光学部としての結像レンズ7と、結像レンズ7の光軸L上に配置され、ベース部4に回路基板8aを介してネジにより固定された撮像素子としてのCCD又はCMOSイメージセンサ8と、を備えている。
ベース部4の底面4bには、開口部4dの周囲に配置された8個の凹部11が形成されている。各凹部11内には、ミラー12及びLED5が配置され、各凹部11の外端は、側面4cで開放されてLED5の収納を可能にしている。そして、各LED5から出射された光は、ミラー12で反射して肌Sを照らす。
偏光フィルタ2は、ベース部4の底面4bに貼り付けられ、90度の光位相差をもった第1の偏光フィルタ部2Aと第2の偏光フィルタ部2Bとからなる。偏光フィルタ2は、外形が矩形の第2の偏光フィルタ部2Bから十文字状の第1の偏光フィルタ部2Aを打ち抜き、第1の偏光フィルタ部2Aを、90度回動させて、第2の偏光フィルタ部2Bの打ち抜き穴2b内に戻すことで形成されている。この第1の偏光フィルタ部2Aは、同一形状をなす4つの凸片2aを有している。
図4に示されるように、ミラー12は、第1の偏光フィルタ部2Aの各凸片2aに対応する位置に配置された第1のミラー部12Aと、隣接する凸片2a間で第2の偏光フィルタ部2Bに対応する位置に配置された第2のミラー部12Bと、からなる。そして、対向する第1のミラー部12Aの両側には第2のミラー部12Bがそれぞれ並置されている。この場合のミラー12と偏光フィルタ2との対応関係は、光軸Lの延在方向においてベース部4の底面4b側から視た場合の関係をいう。
LED5は、第1のミラー部12Aに向けて光を出射する第1の光源部5Aと、対向する第1の光源部5Aの両側に並置されて第2のミラー部12Bに向けて光を出射する第2の光源部5Bと、からなる。そして、第1及び第2のミラー部12A,12Bから出射された光は、ミラー12で反射した後に偏光フィルタ2を通して肌Sを照らす。
基板5aに取り付けられたLED5とミラー12は、凹部11内で一対一の関係を有している。LED5は、ベース部4の側面4cで凹部11の外端として形成されたLED差込み口11a内にセットされ、この基板5aは、ベース部4の側面4cに当接され、ネジ13によって固定されている。また、各ミラー12は、反射面が肌S側に向くようにベース部4の凹部11の底面に貼り付けられている。
このように、ベース部4の底面4bに凹部11を形成することで、LED5及びミラー12がベース部4の底面4bから突出することがなく、ベース部4内にLED5及びミラー12を確実に格納させることができる。さらに、凹部11は、ベース部4の側面4cで開放されているので、ベース部4の側面4cからLED5を差し込むような組み付けや、基板5aをベース部4の側面4cに沿って配置させることが可能になり、ベース部4に対するLED5の組み付け作業性が向上する。
撮像照明ユニットUは、肌Sのキメとシミの観察を可能にしている。肌Sのキメをより効果的に観察するために、LED5は、電球色のキメ観察用の第1の光源部5Aと、昼光色のシミ観察用の第2の光源部と、からなる。そして、第1の光源部5A及び第2の光源部5Bが結像レンズ7の光軸Lに対して直交する面と平行になるように配置されている。ベース部4の底面4bの対向する二辺には、第1の光源部5Aとその両側に位置する第2の光源部5Bとが出射方向を同じにするように並置され、他の二辺には、第1の光源部5Aが配置されている。
さらに、光が肌Sに照射される場合、光軸Lに対する光の入射角度がキメ観察用とシミ観察用とで異なる。キメ観察用のミラー部12Aは、光軸Lに対する入射角αが16.5±3°になるようにベース部4の底面4bすなわち凹部11の底面に接着され、シミ観察用のミラー部12Bも、光軸Lに対する入射角βが27±3°になるようにベース部4の底面4bすなわち凹部11の底面に接着されている。また、各凹部11を塞ぐように、偏光フィルタ2がベース部4の底面4bに接着されている。
偏光フィルタ2は、結像レンズ7の光軸Lを中心とした内側に配置されてP波を偏光するための第1の偏光フィルタ部2Aと、第1の偏光フィルタ部2Aの外側に配置されてS波を偏光するために、第1の偏光フィルタ部2Aに対して90度の光位相差をもった第2の偏光フィルタ部2Bと、からなる。そして、第1の偏光フィルタ部2Aと第2の偏光フィルタ部2Bとは、結像レンズ7の光軸Lに対して直交する同一の平面(ベース部4の底面4b)上に配置されている。
キメ観察用のミラー部12Aからの光は、電球色であり、第1の偏光フィルタ部2Aを通った後に肌Sで反射して、第1の偏光フィルタ部2Aに再度入射させられ、開口部4d内の結像レンズ7を介してCMOSイメージセンサ8で撮像される。また、シミ観察用のミラー部12Bからの光は、昼光色であり、第2の偏光フィルタ部2Bを通った後に肌Sで反射して、第1の偏光フィルタ部2Aに入射させられ、開口部4d内の結像レンズ7を介してCMOSイメージセンサ8で撮像される。
このような肌観察装置において、LED5から出射される光はミラー12で反射した後、肌Sに照射されるので、照明にムラが発生し難く、肌Sに照明を近づけるような近接照明が可能になる。さらに、肌Sのキメとシミを観察するにあたって、照明角度を例えば、入射角α(16.5±3°)と入射角β(27±3°)に設定する必要があるが、ミラー12の光反射角度を変えるだけで、肌Sのキメとシミを観察する際の異なる照明角度を容易に作り出すことができる。この場合、照明角度を変えるにあたって、LED5の配列を多重にする必要がなくなるので、装置の小型化に寄与する。
さらに、偏光フィルタ2は、4つの凸片2aで十文字状をなす第1の偏光フィルタ部2Aと、第1の偏光フィルタ部2Aの周囲に配置されると共に、第1の偏光フィルタ部2Aに対して90度の光位相差を有する第2の偏光フィルタ部2Bと、からなる。従って、図4に示されるように、第1の偏光フィルタ部2Aの各凸片2aに対応する位置に第1のミラー部12Aを配置させ、隣接する凸片2a間で第2の偏光フィルタ部2Bに対応する位置に第2のミラー部12Bを配置させることができ、さらには、第1の光源部の両側に第2の光源部を並置させることができる。これによって、第1の光源部5Aと第2の光源部5Bとを隣り合わせにさせ、第1のミラー部12Aと第2のミラー部12Bとを隣り合わせにさせるような配置が可能になり、ベース部4のコンパクト化すなわち小型化が可能になっている。
U…撮像照明ユニット、S…肌、L…光軸、2…偏光フィルタ、2a…凸片、2A…第1の偏光フィルタ部、2B…第2の偏光フィルタ部、4…ベース部、4a…ベース部の平面、4b…ベース部の底面、4c…ベース部の側面、5…LED、5A…第1の光源部、5B…第2の光源部、7…結像光学部(結像レンズ)、8…撮像素子、11…凹部、12…ミラー、12A…第1のミラー部、12B…第2のミラー部。
Claims (2)
- 照明によって肌の状態を観察するための肌観察装置において、
前記肌を照らす複数のLEDと、
前記LEDと前記肌との間の光軸上に配置されて、前記LEDからの光を透過させる偏光フィルタと、
前記LEDによって照らされた前記肌からの反射光を受光して前記肌を撮像する撮像素子と、
前記肌からの反射光を前記撮像素子に集光させる結像光学部と、
前記LEDと前記偏光フィルタとの間の光軸上に配置され、反射によって前記肌に光を入射させるミラーと、
前記偏光フィルタと前記ミラーと前記LEDが固定されるベース部と、を備え、
前記偏光フィルタは、4つの凸片で十文字状をなす第1の偏光フィルタ部と、前記第1の偏光フィルタ部の周囲に配置されると共に、前記第1の偏光フィルタ部に対して90度の光位相差を有する第2の偏光フィルタ部と、を有し、
前記ミラーは、前記第1の偏光フィルタ部の前記各凸片に対応する位置に配置された第1のミラー部と、隣接する凸片間で前記第2の偏光フィルタ部に対応する位置に配置された第2のミラー部と、を有し、
前記LEDは、前記第1のミラー部に向けて光を出射する第1の光源部と、対向する前記第1の光源部の両側に並置された第2の光源部と、を有することを特徴とする肌観察装置。 - 前記ベース部は、対面する平面及び底面と、前記平面と前記底面との間の四つの側面とからなる略直方体形状をなし、前記ベース部の前記底面に前記偏光フィルタが固定され、前記ベース部の前記底面には、前記LED及び前記ミラーを収容する凹部が形成され、前記凹部は、前記側面で開放されていることを特徴とする請求項1記載の肌観察装置。
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