JP5216641B2

JP5216641B2 - 拡大撮像装置及び撮像方法

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Publication number: JP5216641B2
Application number: JP2009060062A
Authority: JP
Inventors: 徹茗荷谷; 海伸也内; 口暁田
Original assignee: Moritex Corp
Current assignee: Moritex Corp
Priority date: 2008-09-12
Filing date: 2009-03-12
Publication date: 2013-06-19
Anticipated expiration: 2029-03-12
Also published as: JP2010088863A

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及び撮像方法に関し、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。

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ぼけてしまい、画像の鮮明度が低下す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、被写界深度の浅い撮像装置では、ディスプレイをモニターしながら、手で持った撮像装置の肌への撮像角度や押圧力を慎重に調整しながら、最適画像が得られたところで、画像取込ボタン（シャッターボタン）を押して静止画を取り込むようにしている。

しかしながら、この種の撮像装置は取扱いの便宜から片手で持って操作できるように設計されており、例えば、親指と薬指と小指でグリップした状態で、人差し指や中指でボタン操作するようになっているので、画像取込ボタンを押したときにその反動で撮像装置が動いて画像ブレを起こしてしまい、画像の鮮明度が低下するという問題を生じた。

また、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、鮮明な最適画像を得るまでに時間がかかり、鮮明画像を得るまでに撮像装置を持つ手が疲れて結局最適画像で撮像することが難しくなるという問題も生じた。

特開２００２−２４４０４７号公報

本発明が解決しようとする課題は、顔の各部の静止画を取り込む際に、だれが操作しても、ピンボケや画像ブレの少ない鮮明度の高い画像を、短時間で得られ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の発明は、被観察物を観察するための観察孔が形成された観察ヘッドの内側に、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、前記観察孔が撮像光学系の合焦位置に形成されて観察孔を被観察物に当接させた状態で画像を取り込み、その画像信号をディスプレイに対して出力する拡大撮像装置において、
撮影開始から撮影終了まで所定時間間隔で画像信号が取り込まれるバッファメモリと、新しい画像信号がバッファメモリに入力されるたびに、その画像信号に基づいて鮮明度評価値を算出する評価値算出手段とを備えると共に、
鮮明度評価値が算出された最初の画像信号をフレームメモリに記録し、新しい画像信号の鮮明度評価値が算出されるたびごとに、新しい画像信号とフレームメモリに記録されている画像信号の鮮明度評価値を比較し、新しい画像信号の鮮明度評価値が高い場合はフレームメモリに新しい画像信号を記録して前の画像信号を消去し、新しい画像信号の鮮明度評価値が低い場合は前の画像信号を残したまま新しい画像信号を消去する画像選別手段を備えたことを特徴としている。

また、請求項２の発明では、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ている。
さらに、請求項３の発明では、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ている。

請求項８の発明は、被観察物に当接される前記観察孔周縁部に被観察物表面の水分量を検出する水分センサが設けられ、前記水分センサから出力される検出信号に基づいて観察画像の撮像と同期的に水分量の判定値を算出する判定値算出手段と、各画像信号の撮像タイミングと同期的に算出された前記水分量の判定値をその画像信号と対応させてバッファメモリに取り込み、撮像終了時にフレームメモリに残された画像信号に対応して取り込まれた判定値を所定の記録領域に記録する判定値記録手段とを備えている。
請求項９の発明は、前記画像選別手段で鮮明度評価値の高い新たな画像信号が記録されたときからより評価値の高い新たな画像が入力されないまま予め設定された所定時間経過したときに、記録されている鮮明度評価値を予め設定された所定の値に低下させる撮像部位変更時連続撮像手段を備えている。

さらに、請求項１０の発明は、被観察物を観察するための観察孔が形成された観察ヘッドの内側に、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、前記観察孔が撮像光学系の合焦位置に形成されて観察孔を被観察物に当接させた状態で画像を取り込み、その画像信号をディスプレイに対して出力する拡大撮像装置を用いた撮像方法において、
撮影開始から撮影終了まで所定時間間隔で画像信号をバッファメモリに取り込み、
新しい画像信号がバッファメモリに入力されるたびに、その画像信号に基づいて鮮明度評価値を算出し、
鮮明度評価値が算出された最初の画像信号をフレームメモリに記録すると共に、新しい画像信号の鮮明度評価値が算出されるたびごとに、新しい画像信号とフレームメモリに記録されている画像信号の鮮明度評価値を比較し、新しい画像信号の鮮明度評価値が高い場合はフレームメモリに新しい画像信号を記録して前の画像信号を消去し、新しい画像信号の鮮明度評価値が低い場合は前の画像信号を残したまま新しい画像信号を消去することを特徴としている。

請求項１の拡大撮像装置や請求項１０の撮像方法によれば、ディスプレイをモニターしながら撮像角度や押圧力を調整して最適画像が得られた時点で画像取込用のシャッターを押すのではなく、ディスプレイをモニターしながら撮像装置の撮像角度や押圧力を調整している間に既に画像が連続的に取り込まれて、鮮明度評価値の高い画像のみが残されていくので、ピンボケや画像ブレのない画像が確認できた後に画像の取り込みを中止すれば、それまで取り込まれた画像中、ピンボケや画像ブレのない最も鮮明度評価値の高い画像が選別されることになる。
すなわち、ディスプレイをモニターしながらピンボケや画像ブレのない画像が確認できた時点で、その画像は既に取り込まれているので、従来のように、シャッターボタンを押すことにより画像ブレを起こすこともない。

さらに、請求項２や請求項３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、観察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、拡大撮像装置が安定し、いち早く最適画像を得ることができる。

請求項８の発明では、被観察物に当接される前記観察孔周縁部に被観察物表面の水分量を検出する水分センサが設けられ、画像を取り込むごとに水分量の判定値を算出してその画像信号と対応させてバッファメモリに取り込み、撮像終了時にフレームメモリに残された画像信号に対応する判定値が所定の記録領域に記録されるので、適正な画像が撮像されたときの判定値が記録される。
適正な画像が撮像されたときは、結果的に観察孔が被観察物に適正に当接されているので、その観察孔周縁部に設けられた水分センサも適正に当接されていると考えられ、水分量の判定値の信頼性が向上する。

請求項９の発明では、肌のある部位を最初に撮像したときにその部位では目的とする画像が得られず、最初の部位とは異なる次の部位を撮像しようとする場合に、操作者がスイッチを入れ直すことなく連続して撮像することができる。
すなわち、最初の部位の撮像が終了した段階で鮮明度評価値ＣＶ_ｍが記録されており、観察孔を肌から離して次に撮像する部位を探すまでは、観察孔が観察対象物に当接されることがないので記録されている評価値より高い評価値が入力されることはない。
そして、所定時間（例えば５秒程度）経過した時点で、記録されている評価値を低下させると、観察孔を次の撮像部位に当接して撮像したときにピントが合った段階で、そのときの鮮明度評価値が記録されている評価値を上回るので、最初の撮像部位の画像信号が次の撮像部位の画像信号に自動的に書き換えられることになる。

本発明に係る拡大撮像装置の一例を示す説明図。その外観図。そのデータ処理手順を示すフローチャート。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。（ａ）及び（ｂ）は他の実施形態の要部を示す説明図。他の実施形態を示す説明図。その外観図。そのデータ処理手順を示すフローチャート。

本発明は、顔の各部の静止画を取り込む際に、だれが操作しても、ピンボケや画像ブレの少ない鮮明度の高い画像が短時間で得られという目的を達成するために、撮影開始から撮影終了まで所定時間間隔で新しい画像が順次取り込まれるバッファメモリと、新しい画像信号がバッファメモリに入力されるたびに、その画像信号に基づいて鮮明度評価値を算出する評価値算出手段と、鮮明度評価値が算出された最初の画像信号をフレームメモリに記録すると共に、新しい画像信号の鮮明度評価値が算出されるたびごとに、新しい画像信号とフレームメモリに記録されている画像信号の鮮明度評価値と比較し、新しい画像信号の鮮明度評価値が高い場合はフレームメモリに新しい画像信号を記録して前の画像信号を消去し、新しい画像信号の鮮明度評価値が低い場合は前の画像信号を残したまま新しい画像信号を消去する画像選別手段とを備えた。

図１に示す本発明の拡大撮像装置１は、装置本体１７に形成された撮像ヘッド２の先端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、当該観察ヘッド２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が配されており、前記観察孔３が撮像光学系４の合焦位置に形成されて観察孔３を被観察物に当接させた状態で画像を取り込み、その画像信号がディスプレイ１１に対して出力されるように構成されている。

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。

撮像光学系４の固体撮像素子７は、ディスプレイ１１を備えたコンピュータからなるデータ処理装置１０に接続されている。
このデータ処理装置１０は、撮影開始から撮影終了まで所定時間間隔で画像信号を１フレームずつ取り込むバッファメモリ１２と、新しい画像信号がバッファメモリ１２に入力されるたびに、その画像信号に基づいて鮮明度評価値を算出する評価値算出手段と、鮮明度評価値が算出された最初の画像信号をフレームメモリ１３に記録すると共に、新しい画像信号の鮮明度評価値が算出されるたびごとに、新しい画像信号とフレームメモリ１３に記録されている画像信号の鮮明度評価値を比較し、新しい画像信号の鮮明度評価値が高い場合はフレームメモリ１３に新しい画像信号を記録して前の画像信号を消去し、新しい画像信号の鮮明度評価値が低い場合は前の画像信号を残したまま新しい画像信号を消去する画像選別手段と、撮像終了時にフレームメモリ１３に記録されている画像を保存する選別画像記録部１４を備えている。
また、ディスプレイ１１には、バッファメモリ１２に記録されている現在撮像中の画像Ｇ_ｎを表示するライブイメージエリアＡ_１と、フレームメモリ１３に記録されている鮮明度評価値が最大の画像Ｇ_ｍを表示するベストイメージエリアＡ_２が形成され、二つの画像が対比可能に表示される。

図３はデータ処理装置１０の処理手順を示すフローチャートであって、メインスイッチ（図示せず）が押されると、処理が実行開始され、ステップＳＴＰ１で撮像光学系４及び照明系５がオンされ、ステップＳＴＰ２でスタートボタン（図示せず）が押下されるまで待機する。

スタートボタンが押下されるとステップＳＴＰ３へ移行して最初の画像信号Ｇ_１をバッファメモリ１２に取り込むと共にディスプレイ１１のライブイメージエリアＡ_１に映し出させ、ステップＳＴＰ４でその鮮明度評価値ＣＶ_１を算出する。
鮮明度評価値ＣＶ_ｎは、同じ画像であればピンボケや画像ブレのないときに高くなる値が設定され、例えば、１フレームの画像を横断する任意の画素列上に配された隣接する画素の輝度差の絶対値の総和として算出される。

そして、ステップＳＴＰ５でその画像信号Ｇ_１をフレームメモリ１３に記録すると共に、記録された画像信号Ｇ_１及び鮮明度評価値ＣＶ_１をそれぞれＧ_ｍ及びＣＶ_ｍとし、また、画像信号Ｇ_ｍをディスプレイ１１のベストイメージエリアＡ_２に映し出す。
ステップＳＴＰ６で次の画像信号Ｇ_ｎをバッファメモリ１２に取り込むと共にその画像信号Ｇ_ｎをディスプレイ１１のライブイメージエリアＡ_１に映し出させ、ステップＳＴＰ７でその鮮明度評価値ＣＶ_ｎを算出する。
次いで、ステップＳＴＰ８で、新しい画像信号Ｇ_ｎの鮮明度評価値ＣＶ_ｎと、フレームメモリ１３に記録されている画像信号Ｇ_ｍの鮮明度評価値ＣＶ_ｍを比較する。

そして、新しい画像信号Ｇ_ｎの鮮明度評価値ＣＶ_ｎの方が記録されている画像信号Ｇ_ｍの鮮明度評価値ＣＶ_ｍより高いか等しい場合（ＣＶ_ｎ≧ＣＶ_ｍの場合）は、ステップＳＴＰ９に移行し、新しい画像信号Ｇ_ｎをＧ_ｍに、鮮明度評価値ＣＶ_ｎをＣＶ_ｍに書き換えると共に、フレームメモリ１３に記録することにより前の画像信号を消去し、新しい画像信号Ｇ_ｍをディスプレイ１１のベストイメージエリアＡ_２に映し出して、ステップＳＴＰ１１に移行する。
一方、新しい画像信号Ｇ_ｎの鮮明度評価値ＣＶ_ｎの方が記録されている画像信号Ｇ_ｍの鮮明度評価値ＣＶ_ｍより低い場合（ＣＶ_ｎ＜ＣＶ_ｍの場合）は、ステップＳＴＰ１０により前の画像信号Ｇ_ｍをフレームメモリ１３に残したまま、バッファメモリ１２から新しい画像信号を消去して、ステップＳＴＰ１１に移行する。
ステップＳＴＰ１１では、ストップボタン（図示せず）が押されたか否かが判断され、押されたときはステップＳＴＰ１２でフレームメモリ１３に残った最適画像を選別画像記録部１４に記録して処理を終了し、押されていないときはステップＳＴＰ６に戻って撮影を継続する。

ここで、ステップＳＴＰ４及びステップＳＴＰ７の処理が評価値算出手段であり、ステップＳＴＰ３，５，６，９の処理が画像信号出力手段であり、ステップＳＴＰ５〜１１の処理が画像選別手段である。

以上が本発明に係る拡大撮像装置の一構成例であって、次にこれを用いた撮像方法について説明する。
まず、拡大撮像装置１の観察ヘッド２を肌に当てた状態で、スタートスイッチ（図示せず）を押し、ディスプレイ１１をモニターしながら、その撮像角度や押圧力を調整する。
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く、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、五つ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、観察ヘッド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観察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、誰が操作しても短時間で容易に撮像角度を一定に維持させた状態に安定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、観察ヘッド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、観察ヘッド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。
したがって、この場合も、誰が操作しても短時間で容易に撮像角度を一定に維持させた状態に安定させることができる。

上述のように、撮像角度及び押圧力を調整している間、所定時間間隔で画像信号がバッファメモリに取り込まれると共にその画像がディスプレイ１１に表示されるので、ディスプレイ１１をモニターしながら構図を決定することができる。
この間、最初に取り込まれた画像信号Ｇ_１がバッファメモリ１２に入力されると共にディスプレイ１１のライブイメージエリアＡ_１に映し出され（ステップＳＴＰ３）、その画像信号Ｇ_１に基づいて鮮明度評価値ＣＶ_１が算出される（ステップＳＴＰ４）た後、フレームメモリ１３に記録されてその画像がベストイメージエリアＡ_２に映し出される（ステップＳＴＰ５）。
次いで、新しい画像信号Ｇ_ｎがバッファメモリ１２に入力されるたびに（ステップＳＴＰ６）、その画像信号に基づいて鮮明度評価値ＣＶ_ｎが算出され（ステップＳＴＰ７）、新しい画像信号Ｇ_ｎの鮮明度評価値ＣＶ_ｎとフレームメモリ１３に記録されている画像信号Ｇ_ｍの鮮明度評価値ＣＶ_ｍが比較される（ステップＳＴＰ８）。
その結果、新しい画像信号Ｇ_ｎの鮮明度評価値ＣＶ_ｎが高い場合はフレームメモリ１３に新しい画像信号を記録して前の画像信号Ｇ_ｍを消去し、新しい画像信号Ｇ_ｎの鮮明度評価値ＣＶ_ｎが低い場合は前の画像信号ＣＶ_ｍを残したまま新しい画像信号Ｇ_ｎを消去する処理を行う（ステップＳＴＰ９〜１０）。

そして、最適画像が得られたことを確認した時点でストップボタンを押せば、画像の取込が停止され（ステップＳＴＰ１１）る。すなわち、最適画像を撮像しようとしてシャッターボタンを押すのとは異なり、その最適画像については既に撮像されているので、画像ブレを生ずることがない。
また、ディスプレイ１１のライブイメージエリアＡ_１に映し出された現在撮像中の画像と、ベストイメージエリアＡ_２に映し出された鮮明度評価値の高い画像とを比較しながら撮像できるので、撮像しながら自分が希望する画像が記録されたか否かを確認することもでき、撮像終了のタイミングを迷うこともない。

これにより、オペレータが最適画像と信じる画像の鮮明度評価値が最も高ければその画像が残されており、その画像よりも鮮明度評価値の高い画像が撮像されていればより鮮明な画像が残されるので、ピンボケや画像ブレのない鮮明な画像が撮像されることとなる。
しかも、バッファメモリ１１とフレームメモリ１３は、最適画像が得られるまでの時間に拘らず、すなわちスタートボタンを押すことによる画像の取込開始からストップボタンを押すことによる取込終了に至るまでの時間の長短に拘らず、夫々１画像分の画像信号を記録する容量があれば足りるので、メモリとしてコンパクトで低廉なもので足り、製造コストを抑えることができる。

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７（ａ）に示すようにコーナ部２０ａ〜２０ｄが面取りされた方形に形成されていたり、図７（ｂ）に示すようにコーナ部２１ａ〜２１ｄ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。

また、上述の説明では、メインスイッチとスタートボタンを別途設けた場合について説明したが、本発明はメインスイッチとスタートボタンを兼用させ、メインスイッチオンと同時に画像信号を記録開始するようにしてもよい。
さらに、鮮明度評価値が等しい場合にフレームメモリ１３を最新画像信号に書き換えるようにしているが、これに限らず前の画像信号を残すようにしてもよい。
さらにまた、データ処理装置１０を拡大撮像装置１の本体１７と別体とした場合について説明したが、本体１７内に組み込む場合であってもよい。

図８はさらに他の実施形態を示す。なお、図１と共通する部分は同一符号を付して詳細説明を省略する。
本例の撮像装置３１は、皮膚に当接される観察孔３２の周縁部３２ａに被観察物表面の水分量を検出する水分センサ３３が設けられ、その検出信号がデータ処理装置１０に転送される。
本例では、電気容量式の水分センサが使用されているが、水分に応じた電気信号が出力されるものであれば、抵抗式その他任意のセンサを使用し得る。

データ処理装置１０は、画像信号Ｇ_ｎの撮像タイミングと同期的に水分センサ３３から出力される検出信号に基づいて水分量の判定値Ｈ_ｎを算出する判定値算出手段と、算出された判定値をその画像信号と対応させてメモリ３４に取り込み、撮像終了時にフレームメモリ１３に残された画像信号Ｇ_ｍに対応する判定値Ｈ_ｍを所定の記録領域に記録する判定値記録手段を備えている。

図１０はデータ処理装置１０の処理手順を示すフローチャートであって、図３と共通する処理は同一ステップ番号を付して詳細説明を省略する。
本例では、ステップＳＴＰ３で入力された最初の画像信号Ｇ_１をバッファメモリ１２に取り込むと、その画像信号Ｇ_ｎがディスプレイ１１のライブイメージエリアＡ_１に映し出される。
そして、鮮明評価値を算出するステップＳＴＰ４の処理と並行して、ステップＳＴＰ４１で画像信号Ｇ_１の入力と同期して入力された水分センサ３３からの検出信号に基づいて、ステップＳＴＰ４２で水分量の判定値Ｈ_１を算出し、メモリ３５に記録する。
この判定値は、例えば、既定の水分量に対する水分センサ３３による実測値（電気容量値）を実験などで求めて作成した水分データテーブルを記憶させておき、検出された電気容量値をこの水分データテーブルのデータと照合させることにより求める。

次いで、ステップＳＴＰ５ａに移行し、ステップＳＴＰ３で入力された画像信号Ｇ_１をＧ_ｍとしてフレームメモリ１３に記録すると共に、ステップＳＴＰ４で算出された鮮明度評価値ＣＶ_１及びステップＳＴＰ４２で算出された水分判定値Ｈ_１をそれぞれＣＶ_ｍ及びＨ_ｍとしてメモリ１８の所定の記録領域に記録して、ステップＳＴＰ６へ移行する。
なお、この場合、画像信号Ｇ_ｍはディスプレイ１１のベストイメージエリアＡ_２に映し出されている。

ステップＳＴＰ６に移行して、新しい画像信号Ｇ_ｎが入力されるとこれをバッファメモリ１２に取り込み、その画像信号Ｇ_ｎをディスプレイ１１のライブイメージエリアＡ_１に映し出させる。
そして、鮮明度評価値ＣＶ_ｎを算出するステップＳＴＰ７の処理と並行して、ステップＳＴＰ７１で画像信号Ｇ_ｎの入力と同期して入力された水分センサ１３からの検出信号に基づいて、ステップＳＴＰ７２で水分量の判定値Ｈ_ｎを算出し、メモリ３５に記録する。

次いで、ステップＳＴＰ８で、新しい画像信号Ｇ_ｎの鮮明度評価値ＣＶ_ｎと、フレームメモリ１３に記録されている画像信号Ｇ_ｍの鮮明度評価値ＣＶ_ｍが比較され、ＣＶ_ｎ≧ＣＶ_ｍの場合は、ステップＳＴＰ９ａに移行する。
ステップＳＴＰ９ａでは、新しい画像信号Ｇ_ｎをＧ_ｍに、鮮明度評価値ＣＶ_ｎをＣＶ_ｍに、水分判定値Ｈ_ｎをＨ_ｍに書き換えると共に、新しい画像信号Ｇ_ｍをディスプレイ１１のベストイメージエリアＡ_２に映し出して、ステップＳＴＰ９１でタイマを起動させ、ステップＳＴＰ１１に移行する。
一方、ＣＶ_ｎ＜ＣＶ_ｍの場合は、ステップＳＴＰ１０ａに移行し、前の画像信号Ｇ_ｍ、鮮明度評価値ＣＶ_ｍ、水分判定値Ｈ_ｍを書き換えることなく、新しい画像信号Ｇ_ｎと、その鮮明度評価値ＣＶ_ｎ及び水分判定値Ｈ_ｎを消去して、ステップＳＴＰ１１に移行する。

そして、ステップＳＴＰ１１でストップボタン（図示せず）が押されると、ステップＳＴＰ１２ａでフレームメモリ１３に残った最適画像を選別画像記録部１４に記録すると同時に、その最適画像に対応した水分判定値を水分判定値記録部３７に記録して処理を終了する。

また、ストップボタン（図示せず）が押されないときは、ステップＳＴＰ９２に移行して、ステップＳＴＰ９１で起動されたタイマで予め設定された所定時間（例えば５秒）経過したか否かが判断され、経過していない場合はステップＳＴＰ９３及び９４をスキップしてステップＳＴＰ６に戻り、経過した場合は、ステップＳＴＰ９３で現在記憶されている評価値ＣＶｍを予め設定された所定の値ＣＶ_０に書き換え、ステップＳＴＰ９４でタイマをリセットした後、ステップＳＴＰ６に戻る。
このときＣＶ_０は、例えばＣＶ_０＝（２／３）ＣＶ_ｍのように現在記録されている評価値ＣＶ_ｍより必ず小さくなる値が選定される。なお、このときの値は、ピントはあっていないが画像に映っているものは認識できる程度にピントが合っているときの評価値に等しくなる値に設定することが好ましい。

これにより、例えば、肌のある部位を最初に撮像したときにその部位では目的とする画像が得られず、最初の部位とは異なる次の部位を撮像しようとする場合に、操作者がスイッチを入れ直すことなく連続して撮像することができる。
すなわち、最初の部位を撮像が終了した段階で評価値ＣＶ_ｍが記録されており、撮像装置３１を肌から離して次に撮像する部位を探すまでは、観察孔３２が観察対象物が当接されることはないので、記録されている評価値ＣＶ_ｍより高い評価値ＣＶ_ｎが入力されることはなく、その間、５秒程度経過すると、記録されている評価値ＣＶ_ｍがＣＶ_０に低下する。
この段階で、観察孔３２を次の撮像部位に当接して撮像すれば、ピントが合った段階で、そのときの評価値ＣＶ_ｎが記録されている評価値ＣＶ_ｍ＝（ＣＶ_０）を上回るので、最初の撮像部位の画像信号Ｇｍ及び水分判定値Ｈｍが次の撮像部位の画像信号及び水分判定値に自動的に書き換えられることになる。

ここで、ステップＳＴＰ４及びステップＳＴＰ７の処理が評価値算出手段であり、ステップＳＴＰ３，５ａ，６，９ａの処理が画像信号出力手段であり、ステップＳＴＰ５ａ〜１１の処理が画像選別手段である。
また、ステップＳＴＰ４１〜４２の処理及びステップＳＴＰ７１~７２の処理が水分の判定値算出手段であり、ステップＳＴＰ５ａ、９ａ及び１２ａの処理が水分の判定値記録手段であり、ステップＳＴＰ９１からステップＳＴＰ１１を通りステップＳＴＰ６に戻るループが撮像部位変更時連続撮像手段である。

なお、水分判定値は所定のボタン操作でディスプレイ１１に表示させたり、ベストイメージエリアＡ_２にその画像と一緒に表示させたりすることができる。
また、水分センサ３３は一つに限らず、周縁部３２ａに複数のセンサを設けておき、夫々の検出信号に基づいて算出された判定値を平均処理したり、３以上の場合は、最高・最低の判定値を除いた中間の判定値を平均処理してもよい。
さらに、この場合に、算出された夫々の判定値同士に予め設定された許容誤差以上の大きな差がある場合は、センサ異常あるいは、片方に水滴が付着するなどの測定異常があると判断してアラームを鳴らすようにしてもよい。

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。

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
７固体撮像素子
９Ａ〜９Ｄ斜面
１０画像処理装置
１１ディスプレイ
１２バッファメモリ
１３フレームメモリ
１４選別画像記録部
３１撮像装置
３２観察孔
３２ａ周縁部
３３水分センサ
３４メモリ

Claims

被観察物を観察するための観察孔が形成された観察ヘッドの内側に、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、前記観察孔が撮像光学系の合焦位置に形成されて観察孔を被観察物に当接させた状態で画像を取り込み、その画像信号をディスプレイに対して出力する拡大撮像装置において、
撮影開始から撮影終了まで所定時間間隔で画像信号が取り込まれるバッファメモリと、新しい画像信号がバッファメモリに入力されるたびに、その画像信号に基づいて鮮明度評価値を算出する評価値算出手段とを備えると共に、
鮮明度評価値が算出された最初の画像信号をフレームメモリに記録し、新しい画像信号の鮮明度評価値が算出されるたびごとに、新しい画像信号とフレームメモリに記録されている画像信号の鮮明度評価値を比較し、新しい画像信号の鮮明度評価値が高い場合はフレームメモリに新しい画像信号を記録して前の画像信号を消去し、新しい画像信号の鮮明度評価値が低い場合は前の画像信号を残したまま新しい画像信号を消去する画像選別手段を備えたことを特徴とする拡大撮像装置。
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請求項１記載の拡大撮像装置。
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請求項１記載の拡大撮像装置。
前記観察孔が長方形に形成され、その長辺から広がる一対の斜面の傾斜角度が、短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２又は３記載の拡大撮像装置
。
前記画像選別手段で、フレームメモリに記録された画像信号の鮮明度評価値と、新しい画像信号の鮮明度評価値が等しい場合に新しい画像信号をフレームメモリに記録する請求項１乃至４いずれか記載の拡大撮像装置。
前記鮮明度評価値が、画像を横断する任意の画素列上に配された隣接する画素の輝度差の総和の関数である請求項１乃至５いずれか記載の拡大撮像装置。
前記バッファメモリに記録される撮像中の画像信号と、前記フレームメモリに記録されている鮮明度評価値が最大の画像信号をディスプレイに対して出力する画像信号出力手段を備えた請求項１乃至６記載の拡大撮像装置。
被観察物に当接される前記観察孔周縁部に被観察物の水分を検出する水分センサが設けられ、
観察画像の撮像タイミングと同期的に前記水分センサから出力される検出信号に基づいて水分量の判定値を算出する判定値算出手段と、
前記水分量の判定値をその画像信号と対応させてバッファメモリに取り込み、撮像終了時にフレームメモリに残された画像信号に対応して取り込まれた判定値を所定の記録領域に記録する判定値記録手段を備えた請求項１記載の拡大撮像装置。
前記画像選別手段で鮮明度評価値の高い新たな画像信号が記録されたときからより評価値の高い新たな画像が入力されないまま予め設定された所定時間経過したときに、記録されている鮮明度評価値を予め設定された所定の値に低下させる撮像部位変更時連続撮像手段を備えた請求項１記載の拡大撮像装置。
被観察物を観察するための観察孔が形成された観察ヘッドの内側に、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、前記観察孔が撮像光学系の合焦位置に形成されて観察孔を被観察物に当接させた状態で画像を取り込み、その画像信号をディスプレイに対して出力する拡大撮像装置を用いた撮像方法において、
撮影開始から撮影終了まで所定時間間隔で画像信号をバッファメモリに取り込み、
新しい画像信号がバッファメモリに入力されるたびに、その画像信号に基づいて鮮明度評価値を算出し、
鮮明度評価値が算出された最初の画像信号をフレームメモリに記録すると共に、新しい画像信号の鮮明度評価値が算出されるたびごとに、新しい画像信号とフレームメモリに記録されている画像信号の鮮明度評価値を比較し、新しい画像信号の鮮明度評価値が高い場合はフレームメモリに新しい画像信号を記録して前の画像信号を消去し、新しい画像信号の鮮明度評価値が低い場合は前の画像信号を残したまま新しい画像信号を消去することを特徴とする撮像方法。