JP5165090B2

JP5165090B2 - 肌観察装置

Info

Publication number: JP5165090B2
Application number: JP2011160100A
Authority: JP
Inventors: 和則廣瀬
Original assignee: Nidec Copal Corp
Current assignee: Nidec Copal Corp
Priority date: 2011-07-21
Filing date: 2011-07-21
Publication date: 2013-03-21
Anticipated expiration: 2031-07-21
Also published as: JP2013026846A

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。

特開２００４−１８７２４８号公報

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。

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。

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。

本発明に係る肌観察装置に適用される撮像照明ユニットに観察用ノズルが固定された状態を示す外観斜視図である。撮像照明ユニットを示す分解斜視図である。図１の断面図である。撮像照明ユニットの底面図である。

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

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。