JP5106296B2 - 拡大撮像装置 - Google Patents

Description

本発明は、被観察物に当接させた観察孔を通して、被観察物を拡大して撮像する拡大撮像装置に関し、特に肌を観察する肌用スコープ等に用いて好適なものである。

肌用拡大撮像装置は、コスメティックサロン（化粧品店）などで顧客の肌に応じた最適なスキンケア製品を販売する販促ツールとして用いられている。
従来の肌用拡大撮像装置は、一般に、先端に円形の観察孔が形成された半球ドーム状の観察ヘッドを備えており、この観察ヘッドを頬、こめかみ、眼の下など肌を観察しようとする任意の部位に当てることにより、顧客の肌の様子を拡大観察するものである。
特開２００２−２４４０４７号公報

この場合に、観察ヘッドを頬などの肌が柔らかい部分に押し当てると、観察ヘッドにより観察孔周辺の肌が押さえ付けられて観察孔の内側の部分が膨らみ、レンズの被写界深度から外れてピントが合わなくなるという問題を生ずる。

もちろん、被写界深度が深くなるように光学設計すればピントがぼけることなく撮像可能ではあるが、高価なレンズを何枚も使用しなければならず、製造コストが嵩むため、撮像装置の販売価格を高くならざるを得ない。

このため、最近では、観察孔は、固定倍率であればその倍率、ズーム機能を有する場合は拡大倍率が最も低い倍率のときに観察孔の端縁が移りこまないぎりぎりの大きさになるように、比較的小径に開口されている。また、撮像素子の方形撮像面に入射される光束が観察孔を透過するときの断面形状に合わせて方形に形成したものも提案されており、これによれば直径が方形観察孔の対角線に等しい円形の観察孔に比して開口面積が小さくなるため、肌の膨らみが抑えられる（特許文献２［００３６］参照）。
特開２００４−２７９７３３号公報

ところで、肌を撮像するときは、撮像光軸と皮膚が直交するように、撮像孔の開口端縁の全周を均等に皮膚に押し当てて測定するのが理想であり、そのようにスコープの角度を調整することとしている。
しかし、観察ヘッドが半球ドーム状であるのに対し、顔も概ね凸面で形成されているところから、例えば額を撮像しようとして観察孔を額に当接させたときに、観察ヘッドは額と接している観察孔を中心に前後左右どの方向へも傾きやすく、コスメティックカウンセラー（販売員）の癖や撮影時の姿勢等によって撮像角度が変わってしまい、常に一定の条件で撮像することができないという問題があった。

一方、顔は全体的に見れば概ね卵形ではあるが、部分的に見れば目尻や小鼻のように大きな凹みが形成されている部分もあり、このような部分こそ、皺ができやすかったり、皮脂が溜まりやすいなど、いずれも肌の性状を確認する上で重要な部分であり、観察対象として頻繁に撮像される部分でもある。
しかしながら、観察ヘッドが半球ドーム状に形成されていると、その凹んだ部分を撮像することができないという問題があった。

図１０はこのような従来の拡大撮像装置２１を用いて小鼻部分を撮像する場合を示す。
半球ドーム状の観察ヘッド２２には被観察物を観察するための観察孔２３が形成されると共に、その内側に、観察孔２３を通して観察された被観察物を撮像する撮像光学系２４と、撮像の際に被観察物に照明光を照射する照明系２５が配されている。
照明系２５は撮像光軸Ｘの周囲に照明光源となるＬＥＤ２６…が環状に配されているため、観察ヘッド２２の小さくてもその直径は３ｃｍ程度は必要になり、例えば５０倍の撮像倍率を得ようとすると、その被写界深度は±０.５ｍｍ程度となる。
ここで、小鼻２７を撮像しようとして観察孔２３を小鼻２７に近づけても、小鼻２７が被写界深度内に入る前に、観察ヘッド２２の外殻面が頬骨２８と鼻骨２９に当たって、観察孔２２が小鼻部分から浮いてしまうため、小鼻２７にピントを合わせて撮像することはできない。
また、同様に目尻を撮像しようとして観察孔を目尻に近づけても、観察ヘッドの外殻面が目尻下の頬骨と目尻上の前頭骨側端部に当たり、観察孔が目尻から浮いてしまうため、目尻を撮像することができないという問題があった。

そこで本発明は、顔の各部を撮像する場合に、販売員の癖や撮影時の姿勢によって変りやすい撮像角度を一定に維持することができ、さらに、目尻や小鼻のように凹んだ部分も撮像できるようにすることを技術的課題としている。

この課題を解決するために、請求項１に係る拡大撮像装置は、被観察物に当接される観察ヘッドに被観察物を観察するための観察孔が形成されると共に、その内側に、観察孔を通して観察された被観察物を撮像する撮像光学系と、撮像の際に被観察物に照明光を照射する照明系が配されてなる拡大撮像装置において、前記観察孔は方形に形成され、観察ヘッドが前記観察孔の４辺から周囲に向かって徐々に低くなるように広がる斜面で形成されると共に、観察孔の４辺を構成する二組の対向する２辺のうち、一方の対向２辺から広がる一対の斜面の傾斜角度が、他方の対向２辺から広がる一対の斜面の傾斜角度より大きく形成されたことを特徴としている。
また、請求項２の拡大撮像装置は、前記観察孔はコーナ部が面取り又はアール仕上げされた方形に形成され、観察ヘッドが前記観察孔の４辺から周囲に向かって徐々に低くなるように広がる斜面で形成されると共に、観察孔の４辺を構成する二組の対向する２辺のうち、一方の対向２辺から広がる一対の斜面の傾斜角度が、他方の対向２辺から広がる一対の斜面の傾斜角度より大きく形成されたことを特徴としている。

本発明の拡大撮像装置によれば、観察ヘッドが半球ドーム状ではなく、方形観察孔の４辺から周囲に向かって広がる斜面によりいわば截頭角錐台形状に形成されている。
そして、観察孔の４辺を構成する二組の対向する２辺のうち、一方の対向２辺から広がる一対の斜面の傾斜角度が、他方の対向２辺から広がる一対の斜面の傾斜角度より大きく形成されており、すなわち、一方が緩斜面、他方が急斜面で形成されていることになる。
ここで、観察ヘッドを肌に当てた場合に安定する角度は、観察孔が肌に密接されて撮像光軸が肌に直交する場合と、緩斜面側の一対の斜面が肌に密接された夫々の場合と、急斜面側の一対の斜面が肌に密接された夫々の場合の５通りが考えられるが、急斜面側の斜面を肌に密接させた場合はその傾きが急であることが認識できるから、実質３通りに絞られる。
そして、額のように皮膚表面から直下の頭蓋骨までが薄い部分を撮像する場合は、緩斜面側の一方の斜面を肌に当接させた状態から、撮像ヘッドをその傾斜方向に動かして、段階的に傾きを変えることにより、観察孔−緩斜面側の他方の斜面というように、三つの傾斜角度を認識できるので、その中央の傾斜角度にすれば観察孔が肌に密接されて撮像光軸が肌に直交させることができるので、一定の角度で撮像することができる。
また、頬のように肌が比較的柔らかい部分を撮像する場合は、撮像ヘッドを押し当てるだけで、緩斜面側の一対の斜面が皮膚からの弾發力を受けて上下方向の傾斜角度が自動的に調整されてセンタリングされると同時に、これらの斜面は左右方向にフラットに形成されていることから左右方向の傾きが抑えされ、急斜面側の一対の斜面も皮膚からの弾發力を同じように受けるため左右方向の傾斜角度が自動的に調整されてセンタリングされると同時に、これらの斜面は上下方向にフラットに形成されていることから左右方向の傾きが抑えされ、これにより、撮像光軸が皮膚に対して直交するように観察孔が皮膚に密着される。
さらに、目尻や小鼻など凹んだ部分を撮像する場合は、急斜面側の一対の斜面を凹み部分に食い込ませる向きにして観察ヘッドを皮膚に当接させることにより、狭い部分の底部まで観察孔を押し込むことができ、目尻や小鼻でも確実に撮像することができる。

本例では、顔の各部を撮像する場合に、販売員の癖や撮影時の姿勢によって変りやすい撮像角度を一定に維持することができ、さらに、目尻や小鼻のように凹んだ部分も撮像できるようにするするという目的を達成するために、被観察物に当接される観察ヘッドに被観察物を観察するための観察孔が形成されると共に、その内側に、観察孔を通して観察された被観察物を撮像する撮像光学系と、撮像の際に被観察物に照明光を照射する照明系が配されてなる拡大撮像装置において、観察孔を方形に形成し、観察ヘッドを前記観察孔の４辺から周囲に向かって徐々に低くなるように広がる斜面で形成すると共に、観察孔の４辺を構成する二組の対向する２辺のうち、一方の対向２辺から広がる一対の斜面の傾斜角度を、他方の対向２辺から広がる一対の斜面の傾斜角度より大きく形成した。

図１は本発明に係る拡大撮像装置の一例を示す説明図、図２は撮像ヘッドの縦断面図、図３は撮像ヘッドの横断面図、図４は額を撮像する場合の使用状態を示す説明図、図５（ａ）及び（ｂ）は頬を撮像する場合の使用状態を示す説明図、図６は撮像装置を傾けたまま頬を撮像する場合の使用状態を示す説明図、図７は目尻を撮像する場合の使用状態を示す説明図、図８は小鼻を撮像する場合の使用状態を示す説明図、図９は他の実施形態を示す説明図、図１０はさらに他の実施形態を示す説明図である。

図１に示す拡大撮像装置１は、被観察物に当接される観察ヘッド２に被観察物を観察するための観察孔３が形成されると共に、その内側に、観察孔３を通して観察された被観察物を撮像する撮像光学系４と、撮像の際に被観察物に照明光を照射する照明系５が配されている。
撮像光学系４は、観察孔３を貫通する撮像光軸Ｘ上に、結像レンズ６及び固体撮像素子７を配した構成となっている。
照明系５は、観察孔３に向けて光を照射するＬＥＤなどの発光素子８…が撮像光軸Ｘの周囲に環状に配された構成となっている

観察ヘッド２の中央部に形成された観察孔３は、方形撮像面を有する撮像素子７の撮像範囲に応じて方形に開口形成されている。
そして、観察ヘッド２は、観察孔３の４辺３ａ〜３ｄから周囲に向かって徐々に低くなるように広がる斜面９Ａ〜９Ｄで形成されると共に、観察孔の４辺を構成する二組の対向する２辺のうち、一方の対向２辺３ｂ，３ｄから広がる一対の斜面９Ｂ，９Ｄの傾斜角度が、他方の対向２辺３ａ，３ｃから広がる一対の斜面９Ａ，９Ｃの傾斜角度より大きく形成されている。
例えば、斜面９Ａ，９Ｃの傾斜角度は５〜３０°、斜面９Ｂ，９Ｄの傾斜角度は４５〜７０°に選定されている。
本例では、観察孔３が長方形に形成され、短辺３ｂ，３ｄから広がる一対の斜面９Ｂ，９Ｄの傾斜角度が６０°であり、長辺３ａ，３ｃから広がる一対の斜面９Ａ，９Ｃの傾斜角度１０°及び２０°より大きく形成されている。
すなわち、観察ヘッド２は、略長方形の底面を有し、観察孔３を頂上面とする截頭角錐形状に形成され、観察孔３を中心に上下の斜面９Ａ，９Ｃが緩斜面に形成され、左右の斜面９Ｂ，９Ｄが急斜面に形成されている。

以上が本発明の一構成例であって、次にその作用について説明する。
肌を観察しようとする場合、観察しようとする部位に対して、撮像光軸Ｘが直交するようにセットすることが望ましい。
本例の撮像装置１を用いた場合、観察ヘッド２は截頭角錐形状に形成されているので、五の面を肌に当接することができ、そのときはいずれも撮像装置が安定する。
すなわち、観察孔が肌に密接されて撮像光軸が肌に直交する場合と、緩斜面側の一対の斜面が肌に密接された夫々の場合と、急斜面側の一対の斜面が肌に密接された夫々の場合の５通りが考えられるが、観察孔を当接させる場合以外は撮像光軸Ｘと観察部位が理論的には直交しないことになる。
ただし、急斜面側の斜面を肌に密接させた場合はその傾きが急であることが容易に認識することができるから、誤ってそのようにセットすることは有り得ない。

そして、額のように皮膚表面から直下の頭蓋骨までが薄い部分を撮像する場合は、緩斜面側の一対の斜面９Ａ及び９Ｃの一方を肌に当接させる。斜面９Ａ及び９Ｃはその面積も比較的大きいため肌に当接させやすく、当接した状態で撮像装置１が安定する。
ここで、図４に示すように、例えば上方の斜面９Ａを当接させた状態から、撮像ヘッド２をその傾斜方向に動かせば、上方の斜面９Ａ−観察孔３−下方の斜面９Ｃが順に肌に当接され、このとき撮像角度は半球ドーム状の撮像ヘッドのように連続的に変化するのではなく、各面が当接するごとに段階的に変化する。
したがって、上方の斜面９Ａを当接させた状態からもう一段階傾斜させ、あるいは、下方の斜面を当接させた状態から一段階戻すことにより、観察孔３を確実に肌に密接させた状態にセットすることができ、誰が操作しても容易に撮像角度を一定に維持させることができる。

次に、頬のように肌が比較的柔らかい部分を撮像する場合は、撮像ヘッド２を押し当てるだけで、図５（ａ）に示すように緩斜面側の一対の斜面９Ａ及び９Ｃが皮膚からの弾發力を同じように受けるため上下方向の傾斜角度が自動的に調整されてセンタリングされると同時に、斜面９Ａ及び９Ｃは左右方向にフラットに形成されていることから左右方向の傾きが抑えされることになる。
また、図５（ｂ）に示すように急斜面側の一対の斜面９Ｂ及び９Ｄも皮膚からの弾發力を同じように受けるため左右方向の傾斜角度が自動的に調整されてセンタリングされると同時に、斜面９Ｂ及び９Ｄは上下方向にフラットに形成されていることから上下方向の傾きが抑えされることになる。
したがって、各斜面９Ａ〜９Ｄに肌弾力が作用することにより、撮像光軸Ｘが皮膚に対して直交するように観察孔３が皮膚に密着される。

このとき、拡大撮像装置１を抑える手に力が入って、撮像ヘッド２が緩斜面側の一対の斜面９Ａ及び９Ｃのうち一方に偏って上下片方に傾いた状態で押し当てられても撮像光軸Ｘが皮膚に対して直交される。
例えば、図６に示すように観察孔３の下側の長辺３ｃで肌を押さえるように観察孔３を傾けた状態で当接させた場合、下側の長辺３ｃが肌に食い込むことにより、肌は下方の斜面９Ｃと観察孔３に沿った形状に押し下げられ、その肌は観察孔３の４辺３ａ〜３ｄで構成される外周縁に規制された角度に傾斜されるので、その結果、撮像光軸Ｘが肌に対して直交し、やはり、一定の角度で撮像することができる。

さらに、顔の凹んだ部分を撮像する場合は、急斜面側の一対の斜面を凹み部分に食い込ませる向きにして観察ヘッド２を皮膚に当接させることにより、狭い部分の底部まで観察孔３を押し込むことができる。
例えば、目尻１２を撮像する場合、目尻下の頬骨１３と目尻上の前頭骨側端部１４とで目尻１２から側頭部にかけて略水平方向に凹溝が形成されているので、図７に示すように頬骨１３と前頭骨側端部１４に急斜面側の斜面９Ｂ及び９Ｄを沿わせるように拡大撮像装置１を横向きにして撮像ヘッド２を当接させる。これにより、その凹溝に撮像ヘッド２が食い込み、観察孔３は凹溝底部の目尻から浮くことなく密着するので、目尻に確実にピントを合わせて撮像することができる。
また、小鼻１５を撮像する場合、頬と鼻頭とで略垂直方向に凹溝が形成されているので、図８に示すように頬骨１６と鼻骨１７に急斜面側の斜面９Ｂ及び９Ｄを沿わせるように拡大撮像装置１を縦にして撮像ヘッド２を当接させる。これにより、小鼻１５に撮像ヘッド２が食い込み、観察孔３は凹溝底部から浮くことなく小鼻１５に密着するので、確実にピントを合わせて撮像することができる。

なお、上述の説明では、観察ヘッド２に方形の観察孔３を形成した場合について説明したが、観察孔３は文字通りの方形に限らず、図９（ａ）に示すようにコーナ部１０ａ〜１０ｄが面取りされた方形に形成されていたり、図９（ｂ）に示すようにコーナ部１１ａ〜１１ｄがアール仕上げされた方形に形成されている場合も、その観察孔３の４辺３ａ〜３ｄから周囲に向かって徐々に低くなるように広がる斜面９Ａ〜９Ｄが形成され、それぞれの傾斜角度が実施例１と同様に設定されていれば、同様の作用効果が得られる。

以上述べたように、本発明は、被観察物となる肌に当接させた観察孔を通して、肌を拡大して撮像する用途に適用することができる。

本発明に係る拡大撮像装置の一例を示す説明図。 撮像ヘッドの縦断面図。 撮像ヘッドの横断面図。 額を撮像する場合の使用状態を示す説明図。 （ａ）及び（ｂ）は頬を撮像する場合の使用状態を示す説明図。 撮像装置を傾けたまま頬を撮像する場合の使用状態を示す説明図。 目尻を撮像する場合の使用状態を示す説明図。 小鼻を撮像する場合の使用状態を示す説明図。 （ａ）及び（ｂ）は他の実施形態の要部を示す説明図。 従来装置とその使用状態を示す説明図。

符号の説明

１ 拡大撮像装置
２ 観察ヘッド
３ 観察孔
４ 撮像光学系
５ 照明系
Ｘ 撮像光軸
６ 結像レンズ
７ 固体撮像素子
８ 発光素子
９Ａ〜９Ｄ 斜面

Claims (3)

1. 被観察物に当接される観察ヘッドに被観察物を観察するための観察孔が形成されると共に、その内側に、観察孔を通して観察された被観察物を撮像する撮像光学系と、撮像の際に被観察物に照明光を照射する照明系が配されてなる拡大撮像装置において、
   前記観察孔は方形に形成され、観察ヘッドが前記観察孔の４辺から周囲に向かって徐々に低くなるように広がる斜面で形成されると共に、観察孔の４辺を構成する二組の対向する２辺のうち、一方の対向２辺から広がる一対の斜面の傾斜角度が、他方の対向２辺から広がる一対の斜面の傾斜角度より大きく形成されたことを特徴とする拡大撮像装置。
2. 被観察物に当接される観察ヘッドに被観察物を観察するための観察孔が形成されると共に、その内側に、観察孔を通して観察された被観察物を撮像する撮像光学系と、撮像の際に被観察物に照明光を照射する照明系が配されてなる拡大撮像装置において、
   前記観察孔はコーナ部が面取り又はアール仕上げされた方形に形成され、観察ヘッドが前記観察孔の４辺から周囲に向かって徐々に低くなるように広がる斜面で形成されると共に、観察孔の４辺を構成する二組の対向する２辺のうち、一方の対向２辺から広がる一対の斜面の傾斜角度が、他方の対向２辺から広がる一対の斜面の傾斜角度より大きく形成されたことを特徴とする拡大撮像装置。
3. 前記観察孔が長方形に形成され、その短辺から広がる一対の斜面の傾斜角度が、長辺から広がる一対の斜面の傾斜角度より大きく形成された請求項１又は２記載の拡大撮像装置。

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