JP5964186B2 - Imaging device - Google Patents
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Description
本発明は、被検体に直線偏光を照射し、反射光を少なくとも平行ニコルおよび垂直ニコルな状態に切替えて撮像可能な撮像装置に関する。 The present invention relates to an imaging apparatus capable of imaging by irradiating a subject with linearly polarized light and switching reflected light to at least parallel Nicols and vertical Nicols.
被検体に直線偏光を照射し、反射光を平行ニコルおよび垂直ニコルな状態に切替えて観察可能な観察装置(撮像装置)が知られている(特許文献1参照)。このような観察装置(撮像装置)では、平行ニコルな状態において被検体の表面の凹凸模様を鮮明に観察可能であり、垂直ニコルな状態において被検体、特に生体の内部構造(シミ)を観察可能である。 There is known an observation apparatus (imaging apparatus) that can observe a subject by irradiating a subject with linearly polarized light and switching the reflected light between parallel Nicols and vertical Nicols (see Patent Document 1). With such an observation device (imaging device), it is possible to clearly observe the concavo-convex pattern on the surface of the subject in a parallel Nicol state, and it is possible to observe the internal structure (stain) of the subject, particularly a living body, in a vertical Nicole state It is.
撮像装置の小型化も止められているが、特許文献1における観察装置(撮像装置)では、さらなる小型化が困難であった。 Although downsizing of the imaging device has also been stopped, the observation device (imaging device) in Patent Document 1 has difficulty in further downsizing.
したがって、かかる事情に鑑みてなされた本発明の目的は、被検体に直線偏光を照射し、反射光を少なくとも平行ニコルおよび垂直ニコルな状態に切替えて撮像する撮像装置を小型化することにある。 Therefore, an object of the present invention made in view of such circumstances is to reduce the size of an imaging apparatus that irradiates a subject with linearly polarized light and switches reflected light to at least parallel Nicols and vertical Nicols.
上述した諸課題を解決すべく、第1の観点による撮像装置は、
少なくとも一方が回動可能に支持され、互いに平行ニコルおよび垂直ニコルのいずれかの関係に切替え可能な第1の偏光子および第2の偏光子と、
前記第1の偏光子によって直線偏光となる、被検体全体を均質に照明する照明光を出射する光源部と、
前記第2の偏光子によって直線偏光となる、前記被検体の光学像を撮像する撮像素子と、
前記光源部が出射する前記照明光のうち前記第1の偏光子によって反射した光の前記撮像素子への入射を遮る遮光部と、を備え、
前記光源部および前記第1の偏光子は孔部を含み、
前記遮光部は、前記上面を超えて突出するように前記光源部および前記第1の偏光子の前記孔部に挿入される
ことを特徴とするものである。
In order to solve the above-described problems, the imaging apparatus according to the first aspect is
A first polarizer and a second polarizer, at least one of which is pivotally supported and switchable to either a parallel Nicol or vertical Nicol relationship;
A light source unit that emits illumination light that is linearly polarized by the first polarizer and that uniformly illuminates the entire subject; and
An imaging device that captures an optical image of the subject that is linearly polarized by the second polarizer ;
A light shielding unit that blocks light incident on the imaging element from light reflected by the first polarizer from the illumination light emitted from the light source unit ,
The light source unit and the first polarizer include a hole,
The light shielding part is inserted into the hole part of the light source part and the first polarizer so as to protrude beyond the upper surface .
また、第3の観点による撮像装置は、
前記遮光部は入射する光を減衰させる
ことが好ましい。
An imaging device according to a third aspect is
The light shielding part preferably attenuates incident light.
また、第4の観点による撮像装置は、
前記回動可能に支持される第1の偏光子および第2の偏光子に設けられ、回転位置を検出する回転位置検出センサを更に備える
ことが好ましい。
An imaging apparatus according to a fourth aspect is
It is preferable to further include a rotational position detection sensor that is provided on the first polarizer and the second polarizer that are rotatably supported and detects a rotational position.
上記のように構成された本発明に係る撮像装置によれば、被検体に直線偏光を照射し、反射光を少なくとも平行ニコルおよび垂直ニコルな状態に切替えて撮像する撮像装置において小型化が可能である。 According to the imaging apparatus according to the present invention configured as described above, it is possible to reduce the size of the imaging apparatus that irradiates the subject with linearly polarized light and switches the reflected light to at least parallel Nicols and vertical Nicols. is there.
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
まず、本発明の一実施形態に係る撮像装置について説明する。図1は、本実施形態に係る撮像装置の外観図である。 First, an imaging apparatus according to an embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is an external view of an imaging apparatus according to the present embodiment.
図1に示すように、撮像装置10は、カメラ部11および把持部12を連結させることにより構成される。カメラ部11は、被検体に接触させる接触面13を有する。接触面13の中央には孔部14が形成されており、カメラ部11は孔部14から入射する光学像を撮像可能である。把持部12は、接触面13の反対側においてカメラ部11に連結される。撮像装置10は接触面13を肌などの被検体に当接させた状態で撮像することを想定しており、把持部12は接触面13を被検体に当接させ易い形状に形成される。また、把持部12は撮像スイッチ15を有する。撮像スイッチ15は、ユーザが把持部12を把持しながらON/OFFの切替えが容易な位置に設けられる。
As illustrated in FIG. 1, the
図2に示すように、撮像装置10は、光源部16、第1の偏光子17、遮光部18、第2の偏光子19、光学系20、ボイスコイルモータ21、および撮像素子22を有する。
As illustrated in FIG. 2, the
光源部16は、LED基板23および複数の面発光型のチップLED光源24によって構成される。LED基板23は所定の内径を有するリング状の平板であり、LED基板23の中心を通る垂線が孔部14の中心を通り、接触面13と平行となるようにカメラ部11内に固定される。LED基板23は、接触面13側において複数のチップLED光源24を一様に配置させた状態で支持する。また、LED基板23は、ホールIC25を特定の位置において支持する。各チップLED光源24は、接触面13側に照明光を出射する。各チップLED光源24は、撮像スイッチ15のON/OFFを切替えることにより、発光および消灯を切替える。ホールIC25については、後述する。
The
第1の偏光子17は、LED基板23と同じ内径を有するリング形状に形成される。第1の偏光子17は、カメラ部11内において、第1の偏光子17の中心を通る垂線が孔部14の中心を通り、第1の偏光子17の中心を軸に回動可能に支持される。第1の偏光子17は、第1の回転位置から90°回転させた第2の回転位置までの間で回動可能である。第1の偏光子17は、手動および/またはモータなどを用いて自動で、回動させることが可能である。
The
第1の偏光子17は、光源部16よりも接触面13側に配置され、チップLED光源24から出射する照明光の直線偏光の成分を透過する。前述のように、チップLED光源24は面発光型の発光素子であり、第1の偏光子17により直線偏光となった照明光は、孔部14に位置する被検体全体を均質に照明する。第1の偏光子17は、把持部12側におけるホールIC25と対向する位置に磁石26を有する。
The
磁石26はホールIC25と協働して、回転位置検出センサとして機能する。ホールIC25は、第1の偏光子17の回転位置を検出して、画像処理装置などに出力可能である。検出した回転位置は、画像処理装置において観察モードの判別などに使用可能である。
The
遮光部18は外径がLED基板23および第1の偏光子17の内径に収納される大きさ胃の円筒形状である。遮光部18は、LED基板23から第1の偏光子17の上面と一致するかまたは上面を超えて突出するように、LED基板23および第1の偏光子17の孔部に挿通される。遮光部18は、チップLED光源24から出射する照明光の被検体における反射光以外の光の撮像素子22への入射を遮る。遮光部18は、内面および外面が例えば黒色に塗付けられ、遮光部18に入射する光を減衰させる。
The light-
第2の偏光子19は遮光部18の内径よりも大きく、遮光部18の把持部12側の端部を覆うように固定される。第2の偏光子19の偏光面は、第1の偏光子17が第1の回転位置にあるときに第1の偏光子17と平行ニコルの関係であり、第1の偏光子17が第2の回転位置にあるときには第1の偏光子17と垂直ニコルの関係となるように調整した状態で固定される。第2の偏光子19は、遮光部18に入射する被検体の反射光の直線偏光の成分を透過する。
The
なお第2の偏光子19は、遮光部18の内部を通過し撮像素子22に入射する光の成分を制御するものであり、前述した位置に代えて遮光部18の入射側開口(図2に二点鎖線で示した19’の位置)に設けてもよい。
The
光学系20は変倍レンズおよびフォーカスレンズなどの複数のレンズを含んで構成される。光学系20は、光軸が孔部14の中心を通るように、カメラ部11内に配置される。光学系20は被検体の光学像を撮像素子22の受光面に結像させる。変倍レンズを光軸に沿って変位させることによりズームインおよびズームアウトが可能である。フォーカスレンズを光軸に沿って変位させることにより、被検体の光学像を撮像素子22の受光面に合焦させることが可能である。
The
ボイスコイルモータ21は変倍レンズおよび/またはフォーカスレンズを光軸に沿って変位させる。なお、変倍レンズおよび/またはフォーカスレンズを変位させる機器はボイスコイルモータに限定されず、例えばDCモータなどの従来公知の駆動手段を適用してもよい。
The
撮像素子22は、センサ基板27を介してカメラ部11内に、受光面の中心を通る垂線が孔部14の中心を通るように、固定される。撮像素子22は、受光面上に形成される光学像を、静止画像および/または動画として撮像する。撮像素子22は、撮像スイッチ15のON/OFFを切替えることにより、撮像の実行と停止を切替える。静止画像および/または動画像として撮像した画像は、例えば撮像装置10と無線または有線で接続される画像処理装置において画像処理が施され、ディスプレイ装置またはタブレット端末を用いて観察可能である。
The imaging element 22 is fixed in the
次に、撮像装置10を用いた被検体の観察について、説明する。被検体が、例えば肌などの生体組織であるあるときには、直線偏光を照射すると、その一部は表面で直接反射され、残りは表面内部において間接反射される。直線反射においては照明光の偏光状態が反射光において維持され、間接反射においては偏光状態が変化する。それゆえ、第1の偏光子17および第2の偏光子19が平行ニコルの状態においては、間接反射が起こる表面内部の光学像は遮光され、直接反射が生じる表面の光学像が撮像素子22に入射する。一方、第1の偏光子17および第2の偏光子19が垂直ニコルの状態においては、直接反射が生じる表面の光学像は遮光され、間接反射が生じる表面内部の光学像が撮像素子22に入射する。
Next, observation of the subject using the
したがって、第1の偏光子17を第1の回転位置に合わせた状態で肌を被検体として観察すると、肌表面の凹凸模様が鮮明に撮像される。また、第1の偏光子17を第2の回転位置に合わせた状態で肌を観察すると、皮下に形成されるシミなどの色素沈着部が鮮明に撮像される。
Therefore, when the skin is observed as a subject in a state where the
以上のような構成の本実施形態の撮像装置によれば、照射角の広いチップLED光源24を用いることにより被検体全体に光量ムラの少ない照明光を照射可能であるため、プリズムやレンズなどの光学系が不要である。このような光学系を設ける必要が無いので、撮像装置10の小型化が可能である。
According to the imaging apparatus of the present embodiment configured as described above, it is possible to irradiate illumination light with less light amount unevenness to the entire subject by using the chip
また、本実施形態の撮像装置によれば、遮光部18がLED基板23から第1の偏光子17の上面と一致するかまたは上面を超えて突出するように、LED基板23および第1の偏光子17の孔部に挿入される。それゆえ、第1の偏光子17のチップLED光源24側の面において反射するチップLED光源24から出射した照明光の一部のように、第1の偏光子17を透過しない照明光の撮像素子22への入射を防止可能である。このような照明光の入射を防ぐことにより、被検体の表面または表面下の画像を鮮明に撮像可能となる。
In addition, according to the imaging apparatus of the present embodiment, the
また、本実施形態の撮像装置によれば、遮光部18の表面に入射する光を減衰させるので、カメラ部11内および遮光部18内で乱反射する照明光を減衰させ、撮像素子22への入射を防ぐことが可能である。したがって、被検体の表面または表面下の画像を鮮明に撮像可能である。
Further, according to the imaging apparatus of the present embodiment, the light incident on the surface of the
また、本実施形態の撮像装置によれば、回転位置検出センサが設けられるので、第1の偏光子17および第2の偏光子19が平行ニコルおよび垂直ニコルであるか否かを検出可能である。
Further, according to the imaging apparatus of the present embodiment, since the rotational position detection sensor is provided, it is possible to detect whether or not the
また、本実施形態の撮像装置によれば、回転位置検出センサを形成する磁石を第1の偏光子17に設けるので、回転位置を出力するための信号線を第1の偏光子17に設置不要である。それゆえ、回動可能な第1の偏光子17に信号線が配置されないので、製造が簡潔であり、また、信号線が第1の偏光子17の外部に接続される場合に断線などの問題が生じることがない。
Further, according to the imaging apparatus of the present embodiment, since the magnet that forms the rotational position detection sensor is provided in the
本発明を諸図面や実施形態に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形や修正を行うことが容易であることに注意されたい。従って、これらの変形や修正は本発明の範囲に含まれることに留意されたい。 Although the present invention has been described based on the drawings and embodiments, it should be noted that those skilled in the art can easily make various changes and modifications based on the present disclosure. Therefore, it should be noted that these variations and modifications are included in the scope of the present invention.
例えば、本実施形態において、第1の偏光子17が回動可能に支持される構成であるが、第2の偏光子19が回動可能に支持される構成であってもよく、また、両者が回動可能な構成であってもよい。
For example, in the present embodiment, the
また、本発明における撮像装置では、偏光子を制御することにより、表面観察ならびに内部構造観察を可能としているが、撮像画像のコントラストは表面観察の方が大きく、それ自体公知のオートフォーカス機構を行う場合には表面観察のほうが精度のよい合焦制御が可能となる。それゆえ、撮像装置に使用する合焦制御においては、表面観察モードにて合焦を実行し、その位置を記憶することで、内部構造観察の合焦位置として制御する。そして、必要に応じて、この位置を起点として微調整を行うことで、コントラストの低い内部構造観察においても精度の高い合焦制御を実現することが可能となる。 In the imaging apparatus according to the present invention, surface observation and internal structure observation can be performed by controlling the polarizer, but the contrast of the captured image is larger in the surface observation, and a known autofocus mechanism is used. In some cases, the surface observation enables more accurate focusing control. Therefore, in the focus control used for the imaging apparatus, the focus is executed in the surface observation mode, and the position is stored, thereby controlling the focus position for the internal structure observation. If necessary, fine adjustment is performed with this position as a starting point, so that it is possible to achieve highly accurate focusing control even in internal structure observation with low contrast.
10 撮像装置
11 カメラ部
12 把持部
13 接触面
14 孔部
15 撮像スイッチ
16 光源部
17 第1の偏光子
18 遮光部
19 第2の偏光子
20 光学系
21 ボイスコイルモータ
22 撮像素子
23 LED基板
24 チップLED光源
25 ホールIC
26 磁石
27 センサ基板
DESCRIPTION OF
26
Claims (3)
前記第1の偏光子によって直線偏光となる、被検体全体を均質に照明する照明光を出射する光源部と、
前記第2の偏光子によって直線偏光となる、前記被検体の光学像を撮像する撮像素子と、
前記光源部が出射する前記照明光のうち前記第1の偏光子によって反射した光の前記撮像素子への入射を遮る遮光部と、を備え、
前記光源部および前記第1の偏光子は孔部を含み、
前記遮光部は、前記第1の偏光子の上面を超えて突出するように前記光源部および前記第1の偏光子の前記孔部に挿入されることを特徴とする撮像装置。 A first polarizer and a second polarizer, at least one of which is pivotally supported and switchable to either a parallel Nicol or vertical Nicol relationship;
A light source unit that emits illumination light that is linearly polarized by the first polarizer and that uniformly illuminates the entire subject; and
An imaging device that captures an optical image of the subject that is linearly polarized by the second polarizer;
A light shielding unit that blocks light incident on the imaging element from light reflected by the first polarizer from the illumination light emitted from the light source unit ,
The light source unit and the first polarizer include a hole,
The light shielding unit, the imaging characterized Rukoto is inserted into the hole portion of the light source unit and the first polarizer so as to project beyond the upper surface of the first polarizer device.
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