JP2005192583A

JP2005192583A - 携帯端末用スコープユニット

Info

Publication number: JP2005192583A
Application number: JP2003434898A
Authority: JP
Inventors: Koichi Nariyama; 紘一成山
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2003-12-26
Filing date: 2003-12-26
Publication date: 2005-07-21

Abstract

【課題】
カメラ付き携帯電話などの携帯端末を巧みに利用して、簡単な構成でありながら、狭い場所などの画像を容易に得ることができる利便性の高い携帯端末用スコープユニットを提供する。
【解決手段】
スコープユニット１０は、被写体の光学像を得る撮像レンズ１４，前記光学像をリレーレンズ２０を介して携帯電話５０のカメラレンズ５２へ伝送するイメージガイド１６，前記撮像レンズ１４近傍に一端が配置されたライトガイド２４，該ライドガイド２４の終端側へ光を導入する照明装置３０を備えている。前記イメージガイド１６及びライトガイド２４としては光ファイバが利用され、前記照明装置３０の光源としては白色のＬＥＤ３４が利用される。スコープユニット１０からカメラレンズ５２を介して伝送された光学像は、撮像素子５４で光電変換され、得られた電気信号を画像処理部５６で画像信号に変換することにより表示部５８に画像表示される。
【選択図】図１

Description

本発明は、携帯電話やＰＨＳ（Personal Handy-phone System）などの携帯端末用のスコープユニットに関し、更に具体的には、ＣＣＤカメラなどの撮像手段を備えた携帯端末に接続して利用するスコープユニットに関するものである。

近年、携帯電話やＰＨＳなどを含む携帯通信端末では、デジタルカメラ機能付きのものが多数普及している。カメラで取り込まれた画像情報は、携帯通信端末で表示，保存したり、通信網を介して他の通信端末へ伝送される。しかしながら、このようなカメラ機能付きの携帯通信端末では、カメラが端末本体に一体化しているものが多い。また、着脱可能なものであってもカメラが端末本体から離れた状態で使用できるものはないため、端末利用者の視野外の場所，例えば、耳道内や口腔内，あるいは、狭くて端末を近づけたりすることができない場所を撮影することはできない。

一方、皮膚や毛髪，体内などを拡大して観察する手段として、ＣＣＤ（Charge Coupled Device：電荷結合素子）を利用したマイクロスコープが各種提案または実用されている。このようなマイクロスコープは、精密部品や電子部品の品質管理用，光学顕微鏡に代わる観察用としても用いられている。例えば、以下の特許文献１には、観察試料を写すレンズの奥にＣＣＤ素子を内蔵したプローブ型のマイクロスコープ本体をビデオケーブルによりＣＲＴモニタに接続し、前記ＣＣＤ素子からの映像信号をＣＲＴに表示させ得るようにした紫外光観察用マイクロスコープユニットが開示されている。
特開平８−１０１３４５号公報

しかしながら、以上のような背景技術では、マイクロスコープ本体とモニタが自由度の高いビデオケーブルで接続されているため、被写体ないし観察対象物に近づけて観察することができる反面で、映像を表示するための大型のモニタが必要となる。このため、どこにでも持ち運びできるというわけではなく、携帯して利用するような場合には不向きである。また、通常、このような装置は構造が複雑で高価なため、気軽に入手して使用することができないという不都合もある。更に、映像をネットワークを通じて伝送するためには、別途装置が必要となる。

本発明は、以上の点に着目したもので、その目的は、簡単な構成でありながら、携帯が可能で、かつ、狭い場所などの映像を容易に得ることができる利便性の高いスコープユニットを提供することである。他の目的は、映像を簡単に所望の相手に伝送することができるスコープユニットを提供することである。

前記目的を達成するため、本発明は、光学像を電気信号に変換する撮像手段と、得られた電気信号に基づいて画像を表示する表示手段を備えた携帯端末用のスコープユニットであって、被写体の光学像を得る第１の光学系，先端に前記第１の光学系が配置されており、該第１の光学系で得た光学像を伝送するイメージガイド手段，該イメージガイド手段の終端側に設けられており、前記光学像を前記携帯端末の撮像手段に結像する第２の光学系，前記イメージガイド手段の終端側を、前記携帯端末に着脱可能に装着する装着手段，を備えたことを特徴とする。

主要な形態の一つは、照明用の光を射出する光源，この光源の光を前記被写体に照射する照明手段，を備えたことを特徴とする。他の形態は、前記照明手段が、前記光源の光を前記第１の光学系側に伝達して被写体を照明するライトガイド手段，を含むことを特徴とする。

更に他の形態は、前記イメージガイド手段及びライトガイド手段が、光ファイバであることを特徴とする。もしくは、前記光源が、白色発光ダイオードであることを特徴とする。本発明の前記及び他の目的，特徴，利点は、以下の詳細な説明及び添付図面から明瞭になろう。

本発明は、カメラ付き携帯電話のような携帯端末に着脱可能に装着されるスコープユニットにおいて、被写体の画像をイメージガイド手段によって携帯端末の撮像手段に伝送することで、携帯端末側において、得られた光学像を電気信号に変換して表示手段に画像表示することができる。このため、端末とともに携帯が可能で、かつ、狭い場所などの映像を容易に得ることができ、利便性を向上させることができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を、実施例に基づいて詳細に説明する。

最初に、図１及び図２を参照しながら本発明の実施例１を説明する。図１は、本実施例の構成を示す図であり、図１（Ａ）は全体構成及び携帯電話のシステム構成を示す図，図１（Ｂ）は本実施例の被写体側を拡大して示す断面図，図１（Ｃ）は携帯電話との装着側を拡大して示す断面図，（Ｄ）は照明部の構成を示す断面図である。図２は、本実施例の外観を示す図であり、図２（Ａ）は使用状態における画像表示の一例を示す図，図２（Ｂ）は携帯電話への装着の様子を示す図である。本発明のスコープユニットは、カメラ機能を備えた携帯電話やＰＨＳなどの携帯端末に着脱可能に装着され、例えば、耳道内や口腔内などの様子を端末の表示部（ディスプレイ）上に画像表示するものである。

前記図１及び図２に示すように、本実施例のスコープユニット１０は、被写体を撮影する撮像部と、被写体を照明する照明部とによって構成されている。撮像部は、被写体の光学像を得る撮像レンズ１４と、該撮像レンズ１４で得た光学像を携帯電話５０のカメラレンズ５２へ伝送するイメージガイド１６を中心に構成されている。照明部は、前記撮像レンズ１４の視野を照明するライトガイド２４と、該ライトガイド２４に照明用の光を供給する照明装置３０を中心に構成されている。以下、各部の構成について順に説明する。

図１（Ｂ）に示すように、スコープ先端に設けられたヘッド１２の端部１２Ａ側には、撮像レンズ１４が配置・固定されている。イメージガイド１６の先端１６Ａは、撮像レンズ１４に対してリレーレンズ１９を挟んで対面しており、かつ、リレーレンズ１９から所定距離の位置となっている。一方、図１（Ｃ）に示すように、スコープ終端に設けられた保持部１８内には、リレーレンズ２０が設けられており、このリレーレンズ２０は、イメージガイド１６の終端１６Ｂに対し所定距離をおいて配置・固定されている。このようなイメージガイド１６は、全体が保護チューブ２２によって覆われており、折れ曲がりや破損が防止されるようになっている。

前記保護チューブ２２の両端は、ヘッド１２の段差１２Ｂ，保持部１８の段差１８Ｂの部分が、それぞれ密着するように挿嵌されて固定されている。更に、前記保持部１８の外周側には、吸盤４０が設けられており、該吸盤４０の吸着面４２を、携帯電話５０のカメラレンズ５２の周囲に吸着させることで、スコープユニット１０を、携帯電話５０に対して着脱可能に装着することが可能となっている。なお、吸盤４０としては、携帯電話５０に吸着した状態において、リレーレンズ２０とカメラレンズ５２との間隔が所定範囲内の距離となるようなものが利用される。そして、前記撮像レンズ１４で得られた光学像は、リレーレンズ１９を介して前記イメージガイド１６に入射し、該イメージガイド１６中を伝送し、更に、前記リレーレンズ２０を介して携帯電話５０のカメラレンズ５２に入射する。

前記イメージガイド１６としては、例えば、数万から数十万程度の画素数相当の画像を伝送可能な光ファイバが利用される。本実施例では、直径２．８ｍｍ，５万画素，ファイバ素線径１２．５μｍのものを利用したが、携帯電話５０のカメラが例えば１００万画素（カラー）である場合、この画素数を生かすために、更に画素数の大きな画像が伝送可能な光ファイバを使用する。また、前記撮像レンズ１４としては、例えば２群３枚の構成のものが利用され、本実施例では、焦点距離４．８ｍｍ，Ｆ値４．８，外径最大５ｍｍ，視野角約４０度，像高さ１．５ｍｍで、射出瞳がほぼテレセントリックのものを利用した。このような撮像レンズ１４とイメージガイド１６の先端１６Ａは、例えば、３．８８ｍｍの間隔（距離）を保つようにヘッド１２内に配置される。

また、リレーレンズ１９，２０としては、例えば、２群３枚の構成のものが利用され、本実施例では、焦点距離４．８ｍｍ，Ｆ値４．８，最大外径５ｍｍ，物体高さ１．５ｍｍ，倍率が−０．７１Ｘ，射出瞳がほぼテレセントリックのものを利用した。このようなリレーレンズ１９とイメージガイド１６の先端１６Ａは、例えば、２．５ｍｍの間隔を保つように、ヘッド１２内に配置される。同様に、リレーレンズ２０とイメージガイド１６の終端１６Ｂについても、例えば２．５ｍｍの間隔を保つように、保持部１８内に配置される。また、前記リレーレンズ２０と携帯電話５０のカメラレンズ５２との間隔は、リレーレンズ２０の射出瞳が前記カメラレンズ５２の内部となるように構成されている。例えば、前記カメラレンズ５２として焦点距離３．４ｍｍの理想レンズを使用したとすると、本実施例の場合は、リレーレンズ２０とカメラレンズ５２の間隔を４．５ｍｍ程度に保つと光学像の良好な伝達が行なわれる。

次に、前記撮像レンズ１４での光学像の取り込みの際に必要な光を供給するためのライトガイド２４と、該ライトガイド２４に光を導入する照明装置３０について説明する。ライトガイド２４は、図１（Ｂ）に示すように、一方の端部である射出部２４Ａ側が前記ヘッド１２に保持され、かつ、前記イメージガイド１６とともに保護チューブ２２内に収納されており、図１（Ａ）に示すように途中でイメージガイド１６と分かれて、他方の端部２４Ｂ側が、図１（Ｄ）に示すように前記照明装置３０に接続されている。ライトガイド２４の射出部２４Ａには、必要に応じて拡散レンズ（図示せず）が設けられる。また、ライトガイド２４のイメージガイド１６との分岐部分も、保護チューブ２２によって覆われている。

前記照明装置３０は、光源であるＬＥＤ（発光ダイオード）３４，該ＬＥＤ３４に接続された電源３８，前記ＬＥＤ３４とライトガイド２４の端部２４Ｂとの間に所定の間隔を保つように配置されたコンデンサレンズ３６がケース１２に収納された構成となっている。前記コンデンサレンズ３６は、ＬＥＤ３４から供給された光を集光してライトガイド２４の端部２４Ｂに導入するためのものである。

前記ライトガイド２４としては、例えば、直径１．６ｍｍ，ファイバ素線径５０μｍの光ファイバが利用され、ＬＥＤ３４としては、例えば、径５ｍｍの砲弾型のものが利用される。ＬＥＤ３４としては各種の色のものを利用することができるが、被写体の色の再現性を考慮すると、白色のものを利用すると都合がよい。また、コンデンサレンズ３６としては、例えば、両凸レンズが利用され、本実施例では、焦点距離３ｍｍ，外径３ｍｍのものが使用される。このようなコンデンサレンズ３６は、例えば、前記ＬＥＤ３４及びライトガイド２４の端部２４Ｂと、それぞれ６ｍｍの間隔を保つように配置される。

以上のような構成のスコープユニット１０を取り付けるための携帯電話５０は、通常の携帯通信端末としての機能のほかにカメラ機能を有している一般的な構成となっている。具体的には、図１（Ａ）に示すように、カメラレンズ５２，該カメラレンズ５２を介して得た光学像を電気信号に変換（光電変換）するＣＣＤなどの撮像素子５４，該撮像素子５４から出力された電気信号から表示用の画像信号を得る画像処理部５６，画像を表示する液晶ディスプレイなどの表示部５８，シャッターボタン６０，全体の動作を制御するＣＰＵ６２などを備えている。また、前記画像処理部５６では、シャッターボタン６０の押下により、前記表示部５８に表示された映像を画像データとしてメモリ領域に記憶したり、必要に応じて被写体の画像データを拡大，縮小するなどの処理も行なわれる。

次に、本実施例の作用を説明する。まず、携帯電話５０を利用して被写体を観察ないし撮影しようとするときには、図２（Ｂ）に示すようにイメージガイド１６の終端の吸盤４０を、吸着面４２がカメラレンズ５２の周囲を覆うように吸着させ、スコープユニット１０を携帯電話５０に取り付ける。そして、照明装置３０の図示しないスイッチにより電源３８をＯＮにして、ＬＥＤ３４を発光させる。ＬＥＤ３４から出力された光は、コンデンサレンズ３６で集光されてライトガイド２４の端部２４Ｂからガイド内に導入される。導入された光はライトガイド２４を伝って射出部２４Ａ側，すなわちヘッド１２の開口した端部１２Ａ側から外部に照射される。

ライトガイド２４から光が照射される状態になったら、利用者は見たい場所，あるいは撮影したい場所や物などにヘッド１２を近づける。例えば、自分の耳の中の様子を見たいときには、図２（Ａ）に示すように、利用者８０は一方の手でスコープユニット１０のヘッド１２を持ち、自分の耳の中に差し込む。すると、ライトガイド２４によって耳道内が照明されるため、撮像レンズ１４によって光学像が取り込まれる。撮像レンズ１４によって得られた光学像は、リレーレンズ１９，イメージガイド１６によって伝送され、更にリレーレンズ２０を介して携帯電話５０のカメラレンズ５２に入射する。

携帯電話５０側では、カメラレンズ５２を介して光学像が入射すると、撮像素子５４によって光学像が電気信号に変換され、更に、画像処理部５６において前記電気信号から表示用の画像信号が得られる。そして、ＣＰＵ６２の指示により、前記画像信号が表示部５８に供給され、画像が図２（Ａ）に示すように表示部５８に表示される。なお、表示部５８自体は長方形であるが、イメージガイド１６で伝えられる画像は円形の視野をもっているため、表示部５８内に円形に視野が写るようになる。以上のようにして表示部５８に映し出された画像は、必要に応じて撮影して携帯電話５０のメモリ領域に記憶するようにしてもよいし、撮影が不要である場合には、他の観察場所などにヘッド１２の位置を移して続けて他の画像を映し出すようにしてもよい。写真撮影を行なう場合には、シャッターボタン６０を押し、画像処理部５６により画像データをメモリ領域に保存する。なお、保存した画像データを携帯電話５０の通信機能を利用してネットワークを介して他の端末に送信するようにしてもよい。利用が終わったら、照明装置３０の電源３８をＯＦＦにし、吸盤４０を携帯電話５０から取り外す。

このように、実施例１によれば、カメラで撮影した画像がディスプレイに表示されるというカメラ付き携帯電話の機能が極めて効果的に活用され、次のような効果が得られる。
(1)スコープユニット１０を携帯電話５０に対して着脱可能とするとともに、ライトガイド２４の射出部２４Ａから任意の被写体に光を照射し、イメージガイド１６の一端側に配置された撮像レンズ１４によって得た被写体の光学像を、リレーレンズ１９，イメージガイド１６，及びリレーレンズ２０によってカメラレンズ５２に伝送する。これにより、携帯電話５０側で得られた光学像を電気信号に変換して表示部５８に画像表示することができる。
(2)携帯電話５０とともに携帯が可能で、かつ、狭い場所などの画像を容易に得て観察したり撮影したりすることができる。特に、イメージガイド１６の長さの範囲内であれば、利用者８０の視野外の場所でも観察することができるため利便性が高い。
(3)照明用の光源としてＬＥＤ３４を利用しているため消費電力の低減が可能である。
(4)吸盤４０を利用しているため、携帯電話５０への着脱が容易である。

なお、本発明は、上述した実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることができる。例えば、以下のものも含まれる。
(1)前記実施例１の各部の形状や大きさは一例であり、必要に応じて適宜変更してよい。イメージガイド１６やライトガイド２４の径や画素数，長さなども同様に必要に応じて適宜変更してよい。撮像レンズ１４，リレーレンズ１９，２０，コンデンサレンズ３６などの光学系についても、同様の効果を奏するものであれば、公知の各種の光学素子を利用してよい。更に、光学系を交換可能とすることで、倍率を変換できるようにしてもよい。

(2)前記実施例１における携帯電話５０との着脱機構も一例であり、同様の効果を奏するように適宜変更してよい。例えば、前記実施例１では、イメージガイド１６の端部の保持部１８の外周面に設けられた吸盤４０によって携帯電話５０に取り付けることとしたが、図３（Ａ）に示すように、略長方形の固定板６２の一端側に前記保持部１８を貫通させる穴６４を形成し、終端側に吸盤４０を設け、前記保持部１８をカメラレンズ５２につけた状態で吸盤４０により装着するようにしてもよい。また、図３（Ｂ）に示すように、略三角形の固定板６６の一角に保持部１８を貫通させるための穴６８を形成し、他の２角に吸盤４０Ａ及び４０Ｂを設け、これらの吸盤によって着脱するようにしてもよい。また、着脱手段ないし装着手段は吸盤に限定されるものではなく、ワンタッチ式の着脱機構など公知の各種の手段を利用してよい。

(3)前記実施例では、照明装置３０をイメージガイド１６から離れた位置に別個に設けることとしたが、イメージガイド１６に近接する構成としてもよい。例えば、図３（Ｃ）に示すスコープユニット７０では、照明装置７２のケース７４が、イメージガイド１６の保護チューブ２２に直接設けられた構成となっている。前記ケース７４の内部には、前記実施例１と同様に、ＬＥＤ３４，コンデンサレンズ３６，電源３８が設けられている。このような構成とすることにより、更に携帯性が向上し、利用者８０は一方の手で携帯電話５０を持ち、他方の手でヘッド１２を被写体や観察する部分に近づけるようにして、その画像を確認することができる。ケース７４と、前記固定板６２もしくは６６とを兼用する構成としてもよい。また、スコープユニット７０全体を、携帯電話５０のストラップのようにして持ち運ぶようにしてもよい。更に、照明装置３０や７２は必要に応じて使用すればよく、携帯電話５０のカメラがフラッシュ内蔵式である場合には、撮影時の光源として携帯電話５０のフラッシュを利用するようにしてもよい。

(4)前記実施例１では、スコープユニット１０で取り込んだ画像を表示部５８上に表示し、必要に応じて撮影することとしたが、この場合、静止画及び動画のいずれの形態として記憶するようにしてもよい。更に、記憶した静止画ないし動画のデータを、通信機能を利用してネットワーク上の他の端末装置に送信するなど、適宜の用途に活用可能である。

(5)前記実施例は、本発明を携帯電話に適用した例であるが、携帯電話に限らず、ＰＨＳやＰＤＡ，ノートパソコンなどであっても、光学像を電気信号に変換するカメラ機能と画像の表示機能を備えた携帯端末であれば、本発明は適用可能である。通信機能があれば、より好ましい。

本発明によれば、被写体の光学像が、イメージガイド手段によって携帯端末の撮像手段に伝送されるので、携帯端末側において、得られた光学像が表示手段に画像表示される。このため、携帯端末に着脱可能かつ持ち運び可能なスコープユニットの用途に適用できる。特に、端末利用者の視野外の場所や、端末自体を差し込むことができない狭い場所などの画像を得ようとする場合に好適である。

本発明の実施例１の構成を示す図であり、（Ａ）は全体構成及び携帯電話のシステム構成を示す図，（Ｂ）は本実施例の被写体側の主要構造を示す断面図，（Ｃ）は携帯電話への装着側の主要構造を示す断面図，（Ｄ）は照明部の構成を示す断面図である。前記実施例の外観を示す図であり、（Ａ）は使用状態を示す図，（Ｂ）は携帯電話への装着の様子を示す図である。本発明の他の実施例を示す図である。

符号の説明

１０：スコープユニット
１２：ヘッド
１２Ａ，１８Ａ：端部
１８：保持部
１２Ｂ，１８Ｂ：段差
１４：撮像レンズ
１６：イメージガイド
１６Ａ：先端
１６Ｂ：終端
１９，２０：リレーレンズ
２２：保護チューブ
２４：ライトガイド
２４Ａ：射出部
２４Ｂ：端部
３０：照明装置
３２：ケース
３４：ＬＥＤ
３６：コンデンサレンズ
３８：電源
４０，４０Ａ，４０Ｂ：吸盤
４２：吸着面
５０：携帯電話
５２：カメラレンズ
５４：撮像素子（ＣＣＤ）
５６：画像処理部
５８：表示部
６０：シャッターボタン
６２：ＣＰＵ
６２，６６：固定板
６４，６８：穴
７０：スコープユニット
７２：照明装置
７４：ケース
８０：利用者

Claims

光学像を電気信号に変換する撮像手段と、得られた電気信号に基づいて画像を表示する表示手段を備えた携帯端末用のスコープユニットであって、
被写体の光学像を得る第１の光学系，
先端に前記第１の光学系が配置されており、該第１の光学系で得た光学像を伝送するイメージガイド手段，
該イメージガイド手段の終端側に設けられており、前記光学像を前記携帯端末の撮像手段に結像する第２の光学系，
前記イメージガイド手段の終端側を、前記携帯端末に着脱可能に装着する装着手段，
を備えたことを特徴とする携帯端末用スコープユニット。
照明用の光を射出する光源，
この光源の光を前記被写体に照射する照明手段，
を備えたことを特徴とする請求項１記載の携帯端末用スコープユニット。
前記照明手段が、前記光源の光を前記第１の光学系側に伝達して被写体を照明するライトガイド手段，
を含むことを特徴とする請求項２記載の携帯端末用スコープユニット。
前記イメージガイド手段及びライトガイド手段が、光ファイバであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の携帯端末用スコープユニット。
前記光源が、白色発光ダイオードであることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の携帯端末用スコープユニット。