JP2006218291A - Skin observation apparatus - Google Patents

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Kazunori Hirose
和則 廣瀬
Tomihiro Wakayama
富裕 若山
Hidekuni Niiyama
秀邦 新山
Hiroyuki Sato
裕之 佐藤
Yuzuru Kiyono
譲 清野
Mitsuo Matsumoto
光雄 松本
Tatsuo Hoshi
達雄 星
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FUJIMIKKU KK
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a skin observation apparatus capable of clearly imaging the surface condition of the skin with good contrast. <P>SOLUTION: In the image pickup illumination unit of this skin observation apparatus 1, a special arrangement such as an opposite cross-shaped arrangement by LEDs 20 and 22 is adopted in first and second light sources 16 and 17. It is confirmed by an experiment that the surface condition of the skin is clearly imaged with good contrast by this structure. Furthermore, power consumption of illumination can be suppressed since the first and second light sources 16 and 17 exhibit the maximum effect with a small number of the LEDs, and as the result, the adoption of this kind of light source is very effective when the skin observation apparatus is made portable so as to be driven by a battery. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

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。   The present invention relates to a skin observation apparatus used for enlarging and imaging a skin surface.

従来、このような分野の技術として、特開平１０−３３３０５７号公報がある。この公報に記載されたＣＣＤマイクロスコープ（肌観察装置）は、肌荒れの状態を観察する装置であり、鏡筒の先端を肌表面に押し付け、肌で反射した光は結像光学系を通ってＣＣＤ素子で撮像される。さらに、このＣＣＤマイクロスコープの照明部は、環状に配列されたＬＥＤの点灯切り替えを可能にし、シミやクスミなどを観察するために偏光フィルタを通る光と、肌表面の荒れなどを観察するために偏光フィルタを通らない光とを作り出している。
特開２００４−１８７２４８号公報 特開２００２−０１４２８９号公報 特開２００２−１５９４４８号公報 特開２００２−２４４０４７号公報 Conventionally, as a technique in such a field, there is JP-A-10-333057. The CCD microscope (skin observation device) described in this publication is a device for observing a rough skin state. The tip of the lens barrel is pressed against the skin surface, and the light reflected by the skin passes through the imaging optical system and is CCD. Images are taken with the element. Furthermore, the illumination part of this CCD microscope enables switching of the LEDs arranged in a ring, and in order to observe light passing through the polarizing filter and rough skin surface in order to observe spots and stains. It creates light that does not pass through a polarizing filter.
JP 2004-187248 A JP 2002-014289 A JP 2002-159448 A JP 2002-244047 A

しかしながら、前述した従来の肌観察装置の照明部は、多数のＬＥＤを環状に配列したものであり、これによって、照明の様々な切り替えを可能にしているが、肌の表面には毛穴や複雑なシワが存在するので、単に照明光を所定方向から肌に当てただけでは肌の表面状態をコントラスト良く鮮明に撮像し難いという問題点があった。   However, the illumination unit of the above-described conventional skin observation apparatus has a large number of LEDs arranged in a ring shape, thereby enabling various switching of illumination, but pores and complicated on the surface of the skin. Since wrinkles exist, there is a problem that it is difficult to capture the surface state of the skin with a good contrast with a simple application of illumination light to the skin from a predetermined direction.

本発明は、特に、肌の表面状態をコントラスト良く鮮明に撮像できるようにした肌観察装置を提供することを目的とする。   In particular, an object of the present invention is to provide a skin observation apparatus that can capture a skin surface state clearly and with high contrast.

本発明に係る肌観察装置は、被写体に向けて光を照射する照明部と、被写体からの反射光を受光して被写体を撮像する撮像素子と、照明部と撮像素子との間に配置され、被写体からの反射光を撮像素子に集光させる結像光学部とを備え、照明部は、結像光学部側に配置された第１の光源と、被写体側に配置された第２の光源と、第１の光源と第２の光源との間に配置されて、第１の光源からの光を透過させ、被写体からの反射光を透過させる第１の偏光フィルタと、第２の光源の前方に配置されて、第２の光源からの光を透過させ、被写体からの反射光が通過する開口部をもった第２の偏光フィルタとを有し、第１及び第２の光源は、結像光学部を通って被写体と撮像素子とを結ぶ撮像軸線を中心とした円周上で等間隔に配置されたＬＥＤによって構成されていることを特徴とする。   The skin observation apparatus according to the present invention is disposed between an illumination unit that irradiates light toward a subject, an imaging element that receives reflected light from the subject and images the subject, and the illumination unit and the imaging element. An imaging optical unit that collects reflected light from the subject on the image sensor, and the illumination unit includes a first light source disposed on the imaging optical unit side, and a second light source disposed on the subject side A first polarizing filter that is disposed between the first light source and the second light source, transmits light from the first light source, and transmits reflected light from the subject; and front of the second light source And a second polarizing filter having an opening that transmits light from the second light source and through which reflected light from the subject passes. The first and second light sources LEDs arranged at equal intervals on the circumference around the imaging axis that connects the subject and the imaging device through the optical unit Characterized by being composed I.

この肌観察装置において、第１の光源から出射された光は、第１の偏光フィルタを通った後、被写体に照射され、被写体で反射した光は第１の偏光フィルタを通って撮像素子に入射する。このような第１の光源は、肌表面観察用の光源として利用される。また、第２の光源から出射された光は、第２の偏光フィルタを通った後、被写体に照射され、被写体で反射した光は第２の偏光フィルタの開口部及び第１の偏光フィルタを通って撮像素子に入射する。このような第２の光源は、シミ観察用の光源として利用される。このような肌観察装置において、照明部の第１及び第２の光源は、結像光学部を通って被写体と撮像素子とを結ぶ撮像軸線を中心とした円周上で等間隔に配置されたＬＥＤによって構成されている。これによって、肌の表面状態をコントラスト良く鮮明に撮像することが実験によって確かめられている。さらに、第１及び第２の光源は、少ない数のＬＥＤで最大限の効果を発揮しているので、照明の消費電力を抑えることができ、その結果として、このような光源の採用は、肌観察装置をバッテリー駆動可能な携帯用にする場合に極めて有効である。例えば、第１及び第２の光源は、ＬＥＤによる正三角配列又は十文字対向配列といった特殊な配列が採用される。   In this skin observation apparatus, the light emitted from the first light source passes through the first polarizing filter and is then irradiated to the subject, and the light reflected by the subject enters the image sensor through the first polarizing filter. To do. Such a first light source is used as a light source for skin surface observation. In addition, the light emitted from the second light source passes through the second polarizing filter and is then irradiated onto the subject. The light reflected by the subject passes through the opening of the second polarizing filter and the first polarizing filter. Incident on the image sensor. Such a second light source is used as a light source for spot observation. In such a skin observation apparatus, the first and second light sources of the illumination unit are arranged at equal intervals on a circumference centering on an imaging axis line that connects the subject and the imaging element through the imaging optical unit. It is comprised by LED. As a result, it has been confirmed by experiments that the surface state of the skin is clearly imaged with good contrast. Furthermore, since the first and second light sources exhibit the maximum effect with a small number of LEDs, the power consumption of illumination can be suppressed. As a result, the use of such light sources This is extremely effective when the observation apparatus is portable for battery operation. For example, the first and second light sources employ a special arrangement such as an equilateral triangle arrangement using LEDs or a cross-over arrangement.

また、第２の光源から出射して被写体に照射される光は、シアン系の白色光であると好適である。褐色系のシミと補色関係にあるのがシアン系であるので、第２の光源によるシミ観察にあたって、シアン系白色光が肌に照射されると、シミをより黒く浮き立たせることができ、シミをコントラスト良く観察することができる。   The light emitted from the second light source and irradiated on the subject is preferably cyan white light. Since the cyan color has a complementary color relationship with the brown stain, when the skin is irradiated with cyan white light when the stain is observed with the second light source, the stain can be made to appear more black. It can be observed with good contrast.

また、照明部には、第２の光源と同一平面上に配列されたＬＥＤからなる第３の光源を更に有し、この第３の光源は、第２の光源よりも外方に位置すると共に、撮像軸線を中心とした円周上で等間隔に配置されていると好適である。この第３の光源は、シミ観察用として利用されるが、第２の光源よりも外方に配置され、第２の光源と異なる角度で光を出射しているので、肌の深層部のシミ観察に効果的である。   Further, the illumination unit further includes a third light source composed of LEDs arranged on the same plane as the second light source, and the third light source is located outward from the second light source. It is preferable that they are arranged at equal intervals on the circumference around the imaging axis. Although this third light source is used for spot observation, it is disposed outside the second light source and emits light at an angle different from that of the second light source. It is effective for observation.

また、第３の光源から出射して被写体に照射される光は、シアン系の白色光であると好適である。褐色系のシミと補色関係にあるのがシアン系であるので、第３の光源によるシミ観察にあたって、シアン系白色光が肌に照射されると、シミをより黒く浮き立たせることができ、シミをコントラスト良く観察することができる。   The light emitted from the third light source and applied to the subject is preferably cyan white light. Since the cyan color has a complementary color relationship with the brown stain, when the skin is irradiated with cyan white light when the stain is observed with the third light source, the stain can be made to appear more black. It can be observed with good contrast.

また、第１の光源は、その光軸線が撮像軸線に対して１６．５±３°になるように第１の回路基板上に配置されていると好適である。このような角度は、第１の光源によって肌表面の状態（毛穴や複雑なシワ、肌荒れ）の観察に最適であることが実験により確かめられている。   The first light source is preferably arranged on the first circuit board so that its optical axis is 16.5 ± 3 ° with respect to the imaging axis. Experiments have confirmed that such an angle is optimal for observing the state of the skin surface (pores, complex wrinkles, rough skin) with the first light source.

また、第２の光源は、その光軸線が撮像軸線に対して２７±３°になるように第２の回路基板上に配置されていると好適である。このような角度は、第２の光源によって肌の浅いシミの観察に最適であることが実験により確かめられている。   The second light source is preferably arranged on the second circuit board so that its optical axis is 27 ± 3 ° with respect to the imaging axis. Experiments have confirmed that such an angle is optimal for observing spots with shallow skin using the second light source.

また、第３の光源は、その光軸線が撮像軸線に対して３２±３°になるように第２の回路基板上に配置されていると好適である。このような角度は、第３の光源によって肌の深いシミの観察に最適であることが実験により確かめられている。深いシミは、肉眼では確認し難いのが現状である。   The third light source is preferably arranged on the second circuit board so that its optical axis is 32 ± 3 ° with respect to the imaging axis. Experiments have confirmed that such an angle is optimal for observing deep spots on the skin with the third light source. At present, deep spots are difficult to identify with the naked eye.

また、照明部、撮像素子及び結像光学部を収容する筐体内には、撮像結果を表示するモニターと、このモニター、照明部及び撮像素子に電力を供給するバッテリーとが設けられていると好適である。モニター及びバッテリーを搭載することで、ハンディタイプの肌観察装置を可能にする。   Moreover, it is preferable that a housing for displaying an imaging result and a battery for supplying power to the monitor, the illumination unit, and the imaging device are provided in a housing that houses the illumination unit, the imaging device, and the imaging optical unit. It is. By installing a monitor and a battery, a handy type skin observation device is made possible.

また、照明部と結像光学部との間には、撮像軸線を９０度曲げるためのミラーが配置されていると好適である。このような構成によって、装置の薄型化を可能にし、携帯性やコンパクト化の促進を図る上で極めて有用である。   Further, it is preferable that a mirror for bending the imaging axis 90 degrees is disposed between the illumination unit and the imaging optical unit. With such a configuration, the apparatus can be thinned, and is extremely useful for promoting portability and compactness.

本発明によれば、肌の表面状態をコントラスト良く鮮明に撮像できる。   According to the present invention, the surface state of the skin can be imaged clearly with good contrast.

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。   Hereinafter, preferred embodiments of a skin observation apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図１〜図３に示すように、肌観察装置１は、ハンディタイプであり、取り扱い性に配慮して約２０度の角度で折り曲げられた樹脂製の筐体２を有し、この筐体２の内部には、撮像照明ユニットＵが設けられ、筐体２の前側下部には、肌など弾性のある被写体Ｓに密着させるため円錐台形状のキャップ部３が設けられている。このキャップ部３は、ネジ４によって筐体本体５に固定され、キャップ部３の先端には、円形の観察孔３ａが形成されている。   As shown in FIGS. 1 to 3, the skin observation apparatus 1 is a handy type, and includes a resin casing 2 that is bent at an angle of about 20 degrees in consideration of handleability. Is provided with an imaging illumination unit U, and a truncated cone-shaped cap portion 3 is provided at the lower front side of the housing 2 so as to adhere to an elastic subject S such as skin. The cap portion 3 is fixed to the housing body 5 with screws 4, and a circular observation hole 3 a is formed at the tip of the cap portion 3.

さらに、筐体２の前側上部には、ハンディタイプを考慮してモニター６が設けられており、このモニター６は、動画表示が可能であるが、ボタンＢ１によって一時静止画をも可能にし、撮像結果が表示される。そして、キャップ部３の先端部分を被写体Ｓに押し当てることで、この観察孔３ａを介して肌Ｓの状態が撮像照明ユニットＵにより撮像され、肌の状態はモニター６に写し出される。   In addition, a monitor 6 is provided on the upper front side of the housing 2 in consideration of the handy type. The monitor 6 can display a moving image, but can also display a temporary still image with the button B1 to capture an image. The result is displayed. Then, by pressing the tip portion of the cap portion 3 against the subject S, the state of the skin S is imaged by the imaging illumination unit U through the observation hole 3a, and the state of the skin is projected on the monitor 6.

なお、筐体２の内部には、撮像照明ユニットＵ及びモニター６を駆動させるための回路基板７と、回路基板７を介して撮像照明ユニットＵ及びモニター６に電力を供給するためのバッテリー８とが収容されている。このバッテリー８は外部充電が可能であり、これによって、充電式の肌観察装置１を可能にし、ハンディタイプを実現している。   Inside the housing 2 are a circuit board 7 for driving the imaging illumination unit U and the monitor 6, and a battery 8 for supplying power to the imaging illumination unit U and the monitor 6 via the circuit board 7. Is housed. The battery 8 can be externally charged, thereby enabling the rechargeable skin observation device 1 and realizing a handy type.

図４及び図５に示すように、撮像照明ユニットＵは、被写体Ｓに向けて光を照射する照明部１０と、被写体Ｓからの反射光を受光して被写体Ｓを撮像するＣＭＯＳイメージセンサ（撮像素子）１１と、照明部１０とＣＭＯＳイメージセンサ１１との間に配置されて、被写体Ｓからの反射光をＣＭＯＳイメージセンサ１１に集光させるためのレンズ群をもった結像光学部１２と、撮像軸線Ｌを９０度曲げて装置１の薄型化を可能にし且つ携帯性やコンパクト化の促進を図ることができるミラー１３と、をハウジングＨ（図２の二点鎖線参照）内に一体的に備えている。   4 and 5, the imaging illumination unit U includes an illumination unit 10 that emits light toward the subject S, and a CMOS image sensor (imaging) that receives the reflected light from the subject S and images the subject S. Element) 11, an imaging optical unit 12 disposed between the illumination unit 10 and the CMOS image sensor 11, and having a lens group for condensing the reflected light from the subject S on the CMOS image sensor 11, The mirror 13 which can be thinned by bending the imaging axis L by 90 degrees and can promote portability and compactness, and the housing H (see the two-dot chain line in FIG. 2) are integrally formed. I have.

照明部１０は、結像光学部１２側に配置された第１の光源１６と、被写体Ｓ側に配置された第２の光源１７と、第１の光源１６と第２の光源１７との間に配置されて、第１の光源１６からの光を透過させ、被写体Ｓからの反射光を透過させる第１の偏光フィルタ１８と、第２の光源１７の前方に配置されて、第２の光源１７からの光を透過させ、被写体Ｓからの反射光が通過する開口部１９ａをもった第２の偏光フィルタ１９とを有している。   The illumination unit 10 includes a first light source 16 disposed on the imaging optical unit 12 side, a second light source 17 disposed on the subject S side, and between the first light source 16 and the second light source 17. A first polarizing filter 18 that transmits light from the first light source 16 and transmits reflected light from the subject S, and a second light source disposed in front of the second light source 17. And a second polarizing filter 19 having an opening 19a through which light from 17 is transmitted and reflected light from the subject S passes.

図４、図５及び図８に示すように、第１の光源１６は４個の白色ＬＥＤ２０からなり、各ＬＥＤ２０は、ハウジングＨに固定された照明点灯用回路基板２１上で配列され、この回路基板２１の中央には開口部２１ａが形成されている。さらに、ＬＥＤ２０は、結像光学部１２を通って被写体ＳとＣＭＯＳイメージセンサ１１とを結ぶ撮像軸線Ｌを中心とした円周上で等間隔に配置されている。すなわち、第１の光源１６には、ＬＥＤによる十文字対向配列といった特殊な配列が採用されている。そして、各ＬＥＤ２０からの光は、被写体Ｓに向けて出射させられている。   As shown in FIGS. 4, 5, and 8, the first light source 16 includes four white LEDs 20, and each LED 20 is arranged on an illumination lighting circuit board 21 fixed to the housing H, and this circuit An opening 21 a is formed in the center of the substrate 21. Further, the LEDs 20 are arranged at equal intervals on the circumference around the imaging axis L that connects the subject S and the CMOS image sensor 11 through the imaging optical unit 12. In other words, the first light source 16 employs a special arrangement such as a crossed arrangement with LEDs. The light from each LED 20 is emitted toward the subject S.

図４、図５及び図９に示すように、第２の光源１７は４個の白色ＬＥＤ２２からなり、各ＬＥＤ２２は、ハウジングＨに固定された照明点灯用回路基板２３上で配列され、この回路基板２３の中央には開口部２３ａが形成されている。さらに、ＬＥＤ２２は、撮像軸線Ｌを中心とした円周上で等間隔に配置されている。すなわち、第２の光源１７には、第１の光源１６と同様に、ＬＥＤによる十文字対向配列といった特殊な配列が採用されている。そして、各ＬＥＤ２２からの光は、被写体Ｓに向けて出射させられている。   As shown in FIGS. 4, 5, and 9, the second light source 17 includes four white LEDs 22, and each LED 22 is arranged on an illumination lighting circuit board 23 fixed to the housing H. An opening 23 a is formed in the center of the substrate 23. Further, the LEDs 22 are arranged at equal intervals on the circumference with the imaging axis L as the center. That is, the second light source 17 employs a special arrangement such as a cross-shaped opposed arrangement of LEDs, as with the first light source 16. The light from each LED 22 is emitted toward the subject S.

同様に、第３の光源３１は４個の白色ＬＥＤ３２からなり、各ＬＥＤ３２は、ハウジングＨに固定された照明点灯用回路基板２３上で配列され、第２の光源１７よりも外方に配置されている。さらに、第２の光源１７のＬＥＤ２２と第３の光源３１のＬＥＤ３２とは交互に配置され、ＬＥＤ３２は、第２の光源１７と同一平面上において撮像軸線Ｌを中心とした円周上で等間隔に配置されている。すなわち、第３の光源３１には、第１及び第２の光源１６，１７と同様に、ＬＥＤによる十文字対向配列といった特殊な配列が採用されている。そして、各ＬＥＤ３２からの光は、被写体Ｓに向けて出射させられている。   Similarly, the third light source 31 is composed of four white LEDs 32, and each LED 32 is arranged on the illumination lighting circuit board 23 fixed to the housing H, and is arranged outside the second light source 17. ing. Further, the LEDs 22 of the second light source 17 and the LEDs 32 of the third light source 31 are alternately arranged, and the LEDs 32 are equidistant on the circumference around the imaging axis L on the same plane as the second light source 17. Is arranged. That is, the third light source 31 employs a special arrangement such as a cross-shaped opposed arrangement of LEDs, as in the first and second light sources 16 and 17. The light from each LED 32 is emitted toward the subject S.

図５及び図８に示すように、第１の偏光フィルタ１８は、撮像軸線Ｌに直交して開口部２３ａを塞ぐように配置されると共に、Ｐ波（縦波）を偏光するためのフィルタである。従って、第１の光源１６から出射した光は、第１の偏光フィルタ１８及び開口部２３ａを通って被写体Ｓを照らすことになる。この第１の偏光フィルタ１８は、肌表面の乱反射をカットするためのフィルタであり、被写体Ｓで反射した光は、第１の偏光フィルタ１８を通ってＣＭＯＳイメージセンサ１１で撮像される。このように第１の偏光フィルタ１８のみが撮像に利用されると、第１の光源１６による肌表面の状態（例えば、キメ、毛穴、肌荒れ）の観察を可能にする。   As shown in FIGS. 5 and 8, the first polarizing filter 18 is a filter for polarizing the P wave (longitudinal wave) while being arranged so as to close the opening 23 a perpendicular to the imaging axis L. is there. Accordingly, the light emitted from the first light source 16 illuminates the subject S through the first polarizing filter 18 and the opening 23a. The first polarizing filter 18 is a filter for cutting irregular reflection on the skin surface, and the light reflected by the subject S is imaged by the CMOS image sensor 11 through the first polarizing filter 18. In this way, when only the first polarizing filter 18 is used for imaging, it is possible to observe the state of the skin surface (for example, texture, pores, rough skin) by the first light source 16.

また、図５及び図９に示すように、第２の偏光フィルタ１９は、撮像軸線Ｌに直交して第２及び第３の光源１７，３１の前方で近接配置されると共に、Ｓ波（横波）を偏光するためのフィルタである。従って、第２及び第３の光源１７，３１から出射した光は、第２の偏光フィルタ１９を通って被写体Ｓを照らすことになる。この第２の偏光フィルタ１９は、肌のシミ観察に利用されるフィルタであり、被写体Ｓで反射した光は、第２の偏光フィルタ１９の開口部１９ａ及び第１の偏光フィルタ１８を通ってＣＭＯＳイメージセンサ１１で撮像される。このように第１及び第２の偏光フィルタ１８，１９が撮像に利用されると、第２及び第３の光源１７，３１によるシミの観察を可能にする。   Further, as shown in FIGS. 5 and 9, the second polarizing filter 19 is disposed close to the front of the second and third light sources 17 and 31 in a direction orthogonal to the imaging axis L, and has an S wave (transverse wave). ) Is a filter for polarizing. Therefore, the light emitted from the second and third light sources 17 and 31 illuminates the subject S through the second polarizing filter 19. The second polarizing filter 19 is a filter used for observing skin spots, and the light reflected by the subject S passes through the opening 19 a of the second polarizing filter 19 and the first polarizing filter 18 and is CMOS. The image is picked up by the image sensor 11. When the first and second polarizing filters 18 and 19 are used for imaging as described above, the second and third light sources 17 and 31 can be spotted.

さらに、第１〜第３の光源１６，１７，３１は、ＬＥＤによる十文字対向配列といった特殊な配列が採用されている。これによって、肌の表面状態をコントラスト良く鮮明に撮像することが実験によって確かめられている。さらに、第１〜第３の光源１６，１７，３１は、少ない数のＬＥＤで最大限の効果を発揮しているので、照明の消費電力を抑えることができ、肌観察装置１をバッテリー駆動可能な携帯用にする場合に極めて有効な方策である。   Further, the first to third light sources 16, 17, and 31 employ a special arrangement such as a cross-shaped opposed arrangement of LEDs. As a result, it has been confirmed by experiments that the surface state of the skin is clearly imaged with good contrast. Furthermore, since the first to third light sources 16, 17, and 31 exhibit the maximum effect with a small number of LEDs, the power consumption of illumination can be suppressed, and the skin observation device 1 can be driven by a battery. This is an extremely effective measure for portable use.

図５〜図７に示すように、第１の光源１６の白色ＬＥＤ２０は、その光軸線Ｐ１が撮像軸線Ｌに対して角度α（１６．５±３°）になるように第１の回路基板２１上に配置されている。このような角度は、第１の光源１６によって肌表面の毛穴、複雑なシワ、肌荒れなどの観察に最適であることが実験により確かめられている。   As shown in FIGS. 5 to 7, the white LED 20 of the first light source 16 includes the first circuit board so that the optical axis P <b> 1 is at an angle α (16.5 ± 3 °) with respect to the imaging axis L. 21 is arranged. Experiments have confirmed that such an angle is optimal for observing pores on the skin surface, complex wrinkles, rough skin, and the like by the first light source 16.

また、第２の光源１７の白色ＬＥＤ２２は、その光軸線Ｐ２が撮像軸線Ｌに対して角度β（２７±３°）になるように第２の回路基板２３上に配置されている。このような角度は、第２の光源１７によって肌の浅いシミＡ（図２参照）の観察に最適であることが実験により確かめられている。   The white LED 22 of the second light source 17 is disposed on the second circuit board 23 so that the optical axis P2 thereof is at an angle β (27 ± 3 °) with respect to the imaging axis L. It has been experimentally confirmed that such an angle is optimal for observing a spot A (see FIG. 2) with shallow skin by the second light source 17.

また、第３の光源３１の白色ＬＥＤ３２は、その光軸線Ｐ３が撮像軸線Ｌに対して角度γ（３２±３°）になるように第２の回路基板２３上に配置されている。このような角度は、第３の光源３１によって肌の深層部のシミＢ（図２参照）の観察に最適であることが実験により確かめられた。深いシミＢは、肉眼では確認し難いのが現状である。   The white LED 32 of the third light source 31 is arranged on the second circuit board 23 so that the optical axis P3 thereof is at an angle γ (32 ± 3 °) with respect to the imaging axis L. It has been experimentally confirmed that such an angle is optimal for observing a stain B (see FIG. 2) in the deep part of the skin by the third light source 31. At present, it is difficult to confirm deep spots B with the naked eye.

なお、光軸線Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３は、キャップ部３の先端を含む観察基準平面Ｒと撮像軸線Ｌとの交点Ｏを通るように延在する。   The optical axes P1, P2, and P3 extend so as to pass through the intersection point O between the observation reference plane R including the tip of the cap portion 3 and the imaging axis L.

ここで、本発明に係る肌観察装置１と従来の肌観察装置（図示せず）とを対比して説明する。なお、従来の肌観察装置には、環状に配列した１６個のＬＥＤが設けられている。   Here, the skin observation apparatus 1 according to the present invention and a conventional skin observation apparatus (not shown) will be described in comparison. In addition, the conventional skin observation apparatus is provided with 16 LEDs arranged in a ring shape.

図１０に従来の装置で観察した肌表面を示し、図１１に本発明の装置で観察した肌表面を示すが、第１の光源１６を利用した本発明に係る肌観察装置１では、肌のシワのコントラストがよりはっきり出て、非常に観察し易いのが判る。   FIG. 10 shows the skin surface observed with a conventional device, and FIG. 11 shows the skin surface observed with the device of the present invention. In the skin observation device 1 according to the present invention using the first light source 16, the skin surface is observed. It can be seen that the wrinkle contrast is clearer and easier to observe.

図１２に示すように、従来の装置で肌のシミを観察した場合、肌表面にテカリが残り、肌のシワの状態が鮮明に浮き出て、シミ（破線で囲まれた部分）が観察し難い。これに対して、図１３に示すように、第２光源１７を利用した本発明に係る肌観察装置１では、肌表面のテカリが殆どなく、浅いシミ（破線で囲まれた部分）が観察し易いのが判る。   As shown in FIG. 12, when skin spots are observed with a conventional apparatus, shine remains on the skin surface, the state of skin wrinkles clearly appears, and spots (portions surrounded by broken lines) are difficult to observe. . On the other hand, as shown in FIG. 13, in the skin observation apparatus 1 according to the present invention using the second light source 17, there is almost no shine on the skin surface, and shallow spots (portions surrounded by broken lines) are observed. I understand that it is easy.

図１４に示すように、第３光源３１を利用した本発明に係る肌観察装置１では、肌表面のテカリが殆どなく、深いシミ（破線で囲まれた部分）が浮き出て見えるので、観察し易いのが判る。   As shown in FIG. 14, in the skin observation apparatus 1 according to the present invention using the third light source 31, there is almost no shine on the skin surface, and deep spots (portions surrounded by broken lines) appear to appear. I understand that it is easy.

本発明は、前述した実施形態に限定されないことは言うまでもない。例えば、図１５に示すように、第１〜第３の光源１６，１７，３１において、３個の白色ＬＥＤ４０を正三角配列にしても、同様の効果を奏する。また、ボタンＢ２（図１参照）は、ロータリスイッチになっており、ボタンＢ２によって第１〜第３の光源１６，１７，３１を、必要に応じて切り替え点灯することができる。ＬＥＤ２０，２２，３２，４０は、面実装タイプのＬＥＤであるが、リードタイプのＬＥＤであってもよい。また、第１の偏光フィルタ１８にＳ波（横波）用のフィルタを利用し、第２の偏光フィルタ１９にＰ波（縦波）用のフィルタを利用してもよい。また、モニター６は、カラーであっても白黒であってもよい。   It goes without saying that the present invention is not limited to the embodiment described above. For example, as shown in FIG. 15, in the first to third light sources 16, 17, and 31, even if three white LEDs 40 are arranged in a regular triangle, the same effect is produced. Further, the button B2 (see FIG. 1) is a rotary switch, and the first to third light sources 16, 17, and 31 can be switched and turned on as needed by the button B2. The LEDs 20, 22, 32, and 40 are surface mount type LEDs, but may be lead type LEDs. Further, an S wave (transverse wave) filter may be used for the first polarizing filter 18, and a P wave (longitudinal wave) filter may be used for the second polarizing filter 19. The monitor 6 may be color or black and white.

また、第２の光源１７から出射して肌Ｓに照射される光は、シアン系の白色光であると好適である。このシアン系の白色光を作り出す具体例として、第２の光源１７の４個のＬＥＤうち２個をシアン系のＬＥＤにし、残りの２個を白色ＬＥＤにする。そして、４個全てのＬＥＤを同時点灯させることで、シアン系の白色光が作り出される。例えば、シアン系ＬＥＤとしては、ピーク波長が約４６５ｎｍのものが利用され、白色ＬＥＤとしては、青色光と黄色光とを混色させて白色光を作り出すＬＥＤが利用され、例えば、特開２００４−２５３３０９号公報に記載されているように、青色ＬＥＤの光をＹＡＧ（イットリウム アルミニウム ガーネット）蛍光体で黄色に波長変換し、４６０ｎｍ及び５６０ｎｍ付近にそれぞれピーク波長をもっているものが利用される。また、第３の光源３１も同様のＬＥＤが利用されると好適である。   The light emitted from the second light source 17 and applied to the skin S is preferably cyan white light. As a specific example of producing this cyan white light, two of the four LEDs of the second light source 17 are cyan LEDs, and the remaining two are white LEDs. Cyan white light is produced by simultaneously lighting all four LEDs. For example, a cyan LED having a peak wavelength of about 465 nm is used, and a white LED is an LED that generates white light by mixing blue light and yellow light. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-253309 As described in Japanese Laid-Open Patent Publication No. Hokukai, the wavelength of blue LED light is converted to yellow with a YAG (yttrium aluminum garnet) phosphor, and those having peak wavelengths near 460 nm and 560 nm are used. The third light source 31 is preferably a similar LED.

褐色系のシミと補色関係にあるのがシアン系であるので、このようなＬＥＤ構成の第２の光源１７又は第３の光源３１によりシミ観察すると、シアン系白色光が肌Ｓに照射され、シミをより黒く浮き立たせることができ、シミをコントラスト良く観察することができる。   Since the cyan color has a complementary color relationship with the brown stain, when the stain is observed with the second light source 17 or the third light source 31 having such an LED structure, the cyan white light is applied to the skin S. The stain can be raised more black, and the stain can be observed with good contrast.

前述したシアン系の白色光を作り出す他の例として、第２の光源１７の４個全てのＬＥＤをシアン系の強い白色ＬＥＤにしてもよい。このＬＥＤは青っぽい白色の光を放っている。具体的に、この種のＬＥＤとしては、例えば、４３５．８ｎｍ（青）〜５４６．１ｎｍ（緑）間の発光強度が優れた白色ＬＥＤである。また、第３の光源３１も同様のＬＥＤが利用されると好適である。   As another example of producing the above-described cyan white light, all four LEDs of the second light source 17 may be strong cyan white LEDs. This LED emits a bluish white light. Specifically, as this type of LED, for example, a white LED having excellent emission intensity between 435.8 nm (blue) and 546.1 nm (green). The third light source 31 is preferably a similar LED.

なお、前述したＬＥＤの個数は、４個以上であってもよい。   Note that the number of LEDs described above may be four or more.

本発明に係る肌観察装置の一実施形態を示す外観の斜視図である。It is a perspective view of the appearance showing one embodiment of a skin observation device concerning the present invention. 肌観察装置の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of a skin observation apparatus. 肌観察装置の部分切欠き斜視図である。It is a partial notch perspective view of a skin observation apparatus. 肌観察装置に適用する撮像照明ユニットを示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows the imaging illumination unit applied to a skin observation apparatus. 撮像照明ユニットの内部構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the internal structure of an imaging illumination unit. 撮像照明ユニットの内部構造を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the internal structure of an imaging illumination unit. 撮像照明ユニットの内部構造を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the internal structure of an imaging illumination unit. 第１の光源と第１の偏光フィルタとを示す平面図である。It is a top view which shows a 1st light source and a 1st polarizing filter. 第２及び第３の光源と第２の偏光フィルタとを示す平面図である。It is a top view which shows the 2nd and 3rd light source, and a 2nd polarizing filter. 従来装置で肌表面のシワを観察した状態を示す写真である。It is a photograph which shows the state which observed the wrinkle of the skin surface with the conventional apparatus. 第１の光源で肌表面のシワを観察した状態を示す写真である。It is a photograph which shows the state which observed the wrinkle on the skin surface with the 1st light source. 従来装置で肌のシミを観察した状態を示す写真である。It is a photograph which shows the state which observed the skin spot with the conventional apparatus. 第２の光源で肌の浅いシミを観察した状態を示す写真である。It is a photograph which shows the state which observed the shallow skin spot with the 2nd light source. 第３の光源で肌の深いシミを観察した状態を示す写真である。It is a photograph which shows the state which observed the deep skin spot with the 3rd light source. 本発明に係る肌観察装置に適用する光源の他の例を示す平面図である。It is a top view which shows the other example of the light source applied to the skin observation apparatus which concerns on this invention.

符号の説明Explanation of symbols

１…肌観察装置、６…モニター、８…バッテリー、１０…照明部、１１…ＣＭＯＳイメージセンサ（撮像素子）、１２…結像光学部、１３…ミラー、１６…第１の光源、１７…第２の光源、１８…第１の偏光フィルタ、１９…第２の偏光フィルタ、１９ａ…開口部、２０，２２，３２…ＬＥＤ、２１，２３…回路基板、３１…第３の光源、Ｌ…撮像軸線、Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３…光軸線、Ｕ…撮像照明ユニット、Ｓ…被写体（肌）。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Skin observation apparatus, 6 ... Monitor, 8 ... Battery, 10 ... Illumination part, 11 ... CMOS image sensor (imaging element), 12 ... Imaging optical part, 13 ... Mirror, 16 ... 1st light source, 17 ... 1st 2 light sources, 18 ... first polarizing filter, 19 ... second polarizing filter, 19a ... opening, 20, 22,32 ... LED, 21,23 ... circuit board, 31 ... third light source, L ... imaging Axis, P1, P2, P3 ... optical axis, U ... imaging illumination unit, S ... subject (skin).

Claims (9)

被写体に向けて光を照射する照明部と、
前記被写体からの反射光を受光して前記被写体を撮像する撮像素子と、
前記照明部と前記撮像素子との間に配置され、前記被写体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を備え、
前記照明部は、
前記結像光学部側に配置された第１の光源と、
前記被写体側に配置された第２の光源と、
前記第１の光源と前記第２の光源との間に配置されて、前記第１の光源からの光を透過させ、前記被写体からの反射光を透過させる第１の偏光フィルタと、
前記第２の光源の前方に配置されて、前記第２の光源からの光を透過させ、前記被写体からの反射光が通過する開口部をもった第２の偏光フィルタとを有し、
前記第１及び第２の光源は、前記結像光学部を通って前記被写体と前記撮像素子とを結ぶ撮像軸線を中心とした円周上で等間隔に配置されたＬＥＤによって構成されていることを特徴とする肌観察装置。 An illumination unit that emits light toward the subject;
An imaging device that receives reflected light from the subject and images the subject;
An imaging optical unit that is disposed between the illumination unit and the image sensor and collects reflected light from the subject on the image sensor;
The illumination unit is
A first light source disposed on the imaging optical unit side;
A second light source disposed on the subject side;
A first polarizing filter disposed between the first light source and the second light source to transmit light from the first light source and transmit reflected light from the subject;
A second polarizing filter disposed in front of the second light source and having an opening that transmits light from the second light source and through which reflected light from the subject passes;
The first and second light sources are constituted by LEDs arranged at equal intervals on a circumference centered on an imaging axis that connects the subject and the imaging element through the imaging optical unit. Skin observation device characterized by. 前記第２の光源から出射して前記被写体に照射される光は、シアン系の白色光であることを特徴とする請求項１記載の肌観察装置。   The skin observation apparatus according to claim 1, wherein the light emitted from the second light source and applied to the subject is cyan white light. 前記照明部には、前記第２の光源と同一平面上に配列されたＬＥＤからなる第３の光源を更に有し、この第３の光源は、前記第２の光源よりも外方に位置すると共に、前記撮像軸線を中心とした円周上で等間隔に配置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。   The illumination unit further includes a third light source composed of LEDs arranged on the same plane as the second light source, and the third light source is located outward from the second light source. The skin observation apparatus according to claim 1, wherein the skin observation apparatus is arranged at equal intervals on a circumference centered on the imaging axis. 前記第３の光源から出射して前記被写体に照射される光は、シアン系の白色光であることを特徴とする請求項３記載の肌観察装置。   The skin observation apparatus according to claim 3, wherein the light emitted from the third light source and applied to the subject is cyan white light. 前記第１の光源は、その光軸線が前記撮像軸線に対して１６．５±３°になるように第１の回路基板上に配置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。   The skin observation according to claim 1, wherein the first light source is arranged on the first circuit board so that an optical axis thereof is 16.5 ± 3 ° with respect to the imaging axis. apparatus. 前記第２の光源は、その光軸線が前記撮像軸線に対して２７±３°になるように第２の回路基板上に配置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。   The skin observation apparatus according to claim 1, wherein the second light source is arranged on the second circuit board so that an optical axis thereof is 27 ± 3 ° with respect to the imaging axis. 前記第３の光源は、その光軸線が前記撮像軸線に対して３２±３°になるように第２の回路基板上に配置されていることを特徴とする請求項３記載の肌観察装置。   The skin observation apparatus according to claim 3, wherein the third light source is arranged on the second circuit board so that an optical axis thereof is 32 ± 3 ° with respect to the imaging axis. 前記照明部、前記撮像素子及び前記結像光学部を収容する筐体内には、撮像結果を表示するモニターと、このモニター、前記照明部及び前記撮像素子に電力を供給するバッテリーとが設けられていることを特徴とする請求項１記載の肌観察装置。   In the housing that houses the illumination unit, the imaging device, and the imaging optical unit, a monitor that displays an imaging result and a battery that supplies power to the monitor, the illumination unit, and the imaging device are provided. The skin observation apparatus according to claim 1, wherein 前記照明部と前記結像光学部との間には、前記撮像軸線を９０度曲げるためのミラーが配置されていることを特徴とする請求項１又は３記載の肌観察装置。   The skin observation apparatus according to claim 1, wherein a mirror for bending the imaging axis line by 90 degrees is disposed between the illumination unit and the imaging optical unit.
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