JP6391947B2 - 撮像ユニット及び撮像装置 - Google Patents

Description

本発明は、被写体に当接して撮像する技術に関する。

肌の性状に関する情報は、個々人の肌の状態に適合した化粧品を選定する際等において有益な情報であり、この肌の情報を取得するために、例えば、肌の拡大画像を撮影する装置や、肌色を測定するための装置が開発されている。

特開２００９−１５３７２８号公報 国際公開第２０１３／１３２６３７号

例えば、肌のキメを確認するために、拡大画像を撮影するには、数十倍の撮影光学系を備えた撮像装置、いわゆるマイクロスコープが用いられている。このように高倍率の撮影光学系を用いて撮像する場合には、被写体のわずかな動きが、像面上で大きな動きとなるため撮像画像がブレ易い。また、高倍率の撮影光学系を用いた撮像では、被写界深度が浅くなるため、ピントがぼけ易い。このため、マイクロスコープの先端に当接用のアタッチメントを付け、被写体に突き当てることで、被写体とマイクロスコープとの位置関係を安定させて撮像し、撮像画像のブレやピントのぼけを防止したものが知られている。

図１１は、従来の肌撮像用マイクロスコープの概略構成図である。図１１に示すように、従来のマイクロスコープ９０は、把持部９１を有するハンディタイプのマイクロスコープ本体９２の先端に、当接用のアタッチメント９３を接続して、このアタッチメント９３を被写体としての肌９に当てて撮像を行う。

図１２は、アタッチメント９３を被写体としての肌９に押し当てた状態を示す断面図である。マイクロスコープ９０は、アタッチメント９３内に、撮影レンズ９４及び撮像素子９５を備え、撮影レンズ９４が撮像素子９５の撮像面上に被写体の像を形成し、撮像素子９５が撮像面上の光像を電気信号に変換することで撮像する。

アタッチメント９３の先端には、撮影レンズ９４の光軸９４１を中心とした開口９３１が設けられ、このアタッチメント９３の先端を肌９に押し当てて撮影することで、肌９と撮像素子９５との位置関係を安定に保ちながら撮像を行えるようにしている。

しかしながら、アタッチメント９３の先端を肌９に押し当てた場合、図１２に示すようにアタッチメント９３の先端が肌９に沈み込み、開口９３１内側に位置した肌９の表面が凸状に盛り上がる。即ち、開口９３１内に位置する肌９表面のうち、中央部９３２と、周辺部９３３とで、撮影レンズ９４の光軸上の位置が異なる。従って、中央部９３２と周辺部９３３の光軸上の距離が撮影レンズ９４の被写界深度よりも離れ、中央部９３２にピントを合わせると周辺部９３３のピントがぼけてしまい、反対に周辺部９３３にピントを合わせると中央部９３２のピントがぼけてしまい、良好な観察画像が得られないという問題点がある。

また、撮像装置の先端を肌に押し当てた際に肌が盛り上がることを抑えるために、開口
部に透光性の部材を配置し、透光性の部材を肌に押し当てて撮像する装置も知られている（特許文献１参照）。

透光性の部材を肌に押し当てて撮像すると、肌の表面が押し当てられたことで変形してしまい、肌の表面の状態を正確に撮影することができない。また、肌に化粧料を使用した状態の撮像を行う場合に、透光性の部材を肌に押し当てて撮像すると、その度に化粧料が透光性の部材に付着してしまい透光性の部材の清掃が必要になってしまうので、複数個所を連続して撮像するような場合に非常に取扱い性が悪いという問題点がある。

本発明は、以上のような事情に鑑みてなされたものであり、被写体に当接して良好な撮像を行う技術の提供を目的とする。

上記課題を解決するため、本発明は、以下の構成を採用した。
即ち、本発明の撮像ユニットは、
被写体を撮像するための撮像ユニットであって、
被写体に当接し、当接面の一部に撮影用の開口を有し、当該開口を囲む当接面の少なくとも一部を平坦とした当接部と、
前記撮影用の開口に位置する被写体を撮像する際の光路の少なくとも一部を覆う遮光部と、を備え、
前記当接部及び前記遮光部が遮光性の部材から成り、前記開口に位置する被写体を照明する撮像用の光源以外からの光を遮蔽する

前記当接部の少なくとも一部の当接面を弾性部材としても良い。
前記当接面は、反射防止機能を有した素材によって構成されていても良い。

また、本発明の撮像装置は、
前記撮像ユニットと、
前記開口に位置する被写体を照明する撮像用の光源と、
前記開口に位置する被写体の像を形成する撮影レンズと、
前記撮影レンズによる像を撮像する撮像部と、
を備える。

本発明によれば、被写体に当接して良好な撮像を行う技術を提供できる。

図１は、本実施形態に係る撮像装置の平面図である。 図２は、本実施形態に係るの撮像装置の側面図である。 図３は、本実施形態に係るの撮像装置の前面図である。 図４は、前部ユニットの斜視図である。 図５は、前部ユニットの側面図である。 図６は、前部ユニットの断面図である。 図７は、前部ユニットの分解斜視図である。 図８は、弾性部材の取り付け構造を示す図である。 図９は、弾性部材の爪部を示す図である。 図１０は、従来の撮像装置で撮像する場合と、本実施形態に係る撮像装置で撮像する場合との比較例を示す図である。 図１１は、従来の肌撮像用マイクロスコープの概略構成図である。 図１２は、アタッチメントを被写体としての肌に押し当てた状態を示す断面図である。

以下、図面を参照して、本発明の一実施形態について説明する。以下の実施形態の構成は例示であり、本発明は実施形態の構成に限定されない。

図１は、本実施形態に係る撮像装置の平面図、図２は、本実施形態に係る撮像装置の側面図、図３は、本実施形態に係る撮像装置の前面図、図４は、前部ユニットの斜視図、図５は、前部ユニットの側面図、図６は、前部ユニットの断面図である。なお、本願明細書では、撮像装置１００の被写体と当接する側を前方、その反対側を後方と定義する。

本実施形態の撮像装置１００は、被写体と当接して撮影を行う前部ユニット１と、前部ユニット1を保持する前部筐体２と、把持部として機能する後部筐体３とを備える。

後部筐体３は、前後方向と直交する断面の形状がほぼ矩形の筐体であり、後述の撮像部等を制御する制御回路を内蔵している。また、後部筐体３は、制御回路に対する操作を行う操作ボタン３１や、制御回路とコンピュータ等の外部の装置とを接続するケーブル３２を備えている。

前部筐体２は、前後方向と直交する断面の形状がほぼ円形の筐体であり、その後端が後部筐体３と接続するように絞られ、後部筐体３に対して固定された状態に設けられている。前部筐体２は、前方に開口（不図示）を有し、前部ユニット１の筐体１７が内挿され、筐体１７を固定した状態に保持している。また、前部筐体２の外周面には、撮影モードを切り替える際の指標２１や、表示灯２２を有している。

前部ユニット１は、前部筐体２に保持される筐体１７と、筐体１７の前方を覆う前部カバー（被覆体）１０を有している。筐体１７は、円筒の後端を閉塞した形状であり、後壁１７９の前方、即ち前部ユニット１の内部空間側の面のほぼ中央に撮像面を前方に向けて配置した撮像素子（撮像部）１７５を備えている。

前部ユニット１の内部のうち、撮像素子１７５の前方には、撮影レンズ１７３が設けられている。撮影レンズ１７３は、複数のレンズから構成され、駆動部１７６によって、レンズ間距離やレンズと撮像面との距離を変えられるように保持されている。更に撮影レンズ１７３の前方には、偏光フィルタ１７４が、支持部１７７によって固設されている。

撮影レンズ１７３の周囲には、基板１７２が支持部１７７に対して固定された状態に設けられ、基板１７２の前側の面に光源１７１が複数設けられている。本実施形態の光源１７１は、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）であるが、撮像素子１７５で撮像可能な光束で被写体を照明できれば良く、ＥＬ（electro-luminescence）や蛍光管、電球等であっても良い。

前部カバー１０は、被写体と当接する当接部１２と、筒状の外周部１３とを有する。当接部１２は、外周部１３及び支持筒１６と固定され、支持筒１６が筐体１７に回転可能に保持されている。即ち前部カバー１０は、筐体１７に対して回転可能に保持されている。また、支持筒１６の後端、即ち光源１７１の前方には、偏光フィルタ１６１が備えられ、前部カバー１０の回転操作に伴って偏光フィルタ１６１が回転され、偏光フィルタ１７４に対する偏光フィルタ１６１の角度を変えて撮影モードが変更される。
本実施形態では、前部カバー１０の外周部１３と、支持筒１６と、筐体１７が組み合わされて、撮像素子１７５の周囲、撮影用の開口１５１に位置する被写体を撮像する際の光路を覆い、外光を遮っており、これら外周部１３、支持筒１６、筐体１７が、遮光部を構
成している。

当接部１２は、前面が被写体と当接する当接面となっており、この当接面１１から後部の外周部１３にかけて徐々に径が増すテーパ形状となっている。

当接部１２は、当接面１１の少なくとも一部を構成し、前面から見て中央に開口１５１を有する輪帯状の弾性部材１５と、この弾性部材１５を支持する枠体（支持部材）１２９とを有している。弾性部材１５は、当接部１２を被写体としての肌に当接させた際、肌に従動するように所定の硬度で成形されたエラストマーである。弾性部材１５の材料は、特に限定されるものでは無く、ゴムやシリコーン樹脂、ウレタン樹脂等、被写体としての肌に当接させた際の摺動性や、耐久性、耐薬品性等に応じて任意に選択できる。また、弾性部材１５は、後述のように外光の反射を抑えるために、反射防止機能を有している。なお、本実施形態では、当接面１１の一部に弾性部材１５を配置したが、これに限らず弾性部材１５を省略しても良いし、弾性部材１５に代えて布地や不織布、スエード、プラスチック、粘着シート、スポンジ、塗膜等を配置しても良い。また、弾性部材１５に代えて反射防止機能を有した材料、例えば黒い布地や、黒いスポンジ、起毛した布地、艶消しの塗膜等を配置しても良い。

当接部１２は、遮光部（外周部１３、支持筒１６、筐体１７）の前端に接合された構成であり、被写体との当接部分から前部ユニット１内に外光が侵入するのを防いでいる。また、遮光部である外周部１３、支持筒１６、筐体１７は、当接部分以外の前部ユニット１周囲を覆い、前部ユニット１内に外光が侵入するのを防いでいる。このように当接部１２と遮光部は、前部ユニット１内部、即ち被写体を照明し、被写体を撮像する領域に外光が侵入するのを防いでいる。また、遮光部は、当接部１２を支持し、当接部１２を被写体に当接させた際に、被写体と撮像素子１７５（撮像部）とが所定の距離に保たれるようにしている。従って、本実施形態の遮光部は、外光を遮る機能と当接部１２を所定の位置に支持する機能を兼ね備えている。

なお、遮光部は、当接部分以外の前部ユニット１周囲を全て覆うものに限らず、前部ユニット１周囲の少なとも一部を覆い、撮像装置１００側の要素と共働して前部ユニット１内に外光が侵入するのを防ぐ構成でも良い。例えば、筐体１７を撮像装置１００側の構成とし、外周部１３と支持筒１６を遮光部としても良い。あるいは、筐体１７と支持筒１６を撮像装置１００側の構成とし、外周部１３を遮光部としても良い。

また、当接部１２と遮光部は、本実施形態の撮像ユニットを構成する。例えば当接部１２と外周部１３を撮像ユニットとし、撮像装置１００に対して着脱可能に構成しても良い。なお、撮像ユニットは、当接部１２と遮光部のほか、光源１７１や、撮影レンズ１７３、撮像素子（撮像部）１７５のうち、一部を含んでも良い。

図７は、前部ユニット１の分解斜視図、図８は、弾性部材１５の取り付け構造を示す図、図９は、弾性部材１５の爪部を示す図である。

図７に示すように、当接部１２は、前面に円形の開口１２０を有し、開口１２０の周囲に枠体１２９の前面１２２から後方へ一段下げた輪帯状の凹部１２１を有している。

弾性部材１５は、輪帯状の平板部１５９と、平板部１５９の後面に立設された円筒状の凸部１５３と、凸部１５３の後端の一部に平板部１５９と平行に外側（開口１５１と反対側）へ突出させた爪部１５４を設けている。

弾性部材１５は、爪部１５４を押し縮めて当接部１２の開口１２０を通して、凸部１５
３を開口１２０に嵌め、輪帯状の平板部１５９を当接部１２の凹部１２１に嵌め入れる。このとき弾性部材１５の後面と凹部１２１の面とを接着剤や両面テープ等で貼付すると共に、爪部１５４を当接部１２の後面と係合させて弾性部材１５を当接部１２の枠体１２９に取り付けている。

このように弾性部材１５は、枠体１２９に取り付けた状態で、前面１５２が枠体１２９の前面１２２と面一となり、当接面１１（図５参照）を構成している。

次に、従来の撮像装置と、本実施形態の撮像装置１００とを比較して説明する。図１０（ａ）は、従来の撮像装置１００で撮像する場合の説明図、図１０（ｂ）は、本実施形態の撮像装置１００で撮像する場合の説明図である。

図１０（ａ）に示すように、従来の撮像装置の先端部９３を被写体としての肌９に押し当てて撮像すると、先端部９３が肌９に沈み込んで開口部９３１内に位置する肌９が盛り上がってしまう。

これに対し、本実施形態の撮像装置１００では、撮像装置１００の先端に平坦な当接面１１を設け、更に当接面１１には弾性部材１５を取り付けたことにより、撮像装置１００を押し当てたときの力が、当接面１１に分散し、更には弾性部材１５が肌９に余分な圧力をかけることなく撮像装置１００を押し当てることができるので、撮像装置１００の先端部が被写体としての肌に沈み込むことを抑え、肌９が盛り上がることを抑制できる。このため、肌９が撮影レンズ１７３の被写界深度から外れることが無く、自然な状態を維持して良好に撮像することができる。

このとき当接面１１の面積は、開口部の面積に対して十分に広いものであれば良いが、例えば、当接面１１の面積を開口部の面積に対して１．１〜１０倍、好ましくは２倍〜５倍としても良い。なお、開口部の大きさ（面積）は、撮像レンズ１７３の撮像範囲に合わせて、ケラレが発生しない程度に撮像範囲よりわずかに大きく設定すれば良い。

また、従来の撮像装置では、開口９３１の近傍に外光９９が当たっていたため、撮像装置の先端部９３がわずかに浮いた場合に外光９９が撮影範囲に入りこんでしまう。

これに対し、本実施形態の撮像装置では、開口１５１の周囲に平坦な当接面１１を配置したため、外光９９の当たる位置が開口１５１から遠く、撮像時に被写体を照明する撮像用の光源１７１（図６参照）以外からの光（外光）の影響を抑えることができる。これにより肌の色を判定するような場合にも、外光の影響を抑えて精度良く撮像することができる。

特に、本実施形態では、弾性部材１５の表面に反射防止の艶消し(ピーリング加工等)を施す、又は反射率の低い色や素材を採用する等して、反射防止機能を付し、弾性部材１５表面での反射率を抑えたことにより、弾性部材１５表面で反射して外光が開口１５１に入り込むことを防止している。

また、本実施形態では、弾性部材１５の外周部１５２ａを枠体１２９で支持しているので、当接部１１の外周部１５２ａの位置がぶれることなく、当接部１１の内周部１５２ｂは、肌９に従動するので、肌９に密着し、外光の影響を厳密に抑えることができる。

また、本実施形態の撮像装置１００は、肌の撮像に限らず、車のボディや革製品、織物等、他の被写体を撮像するものでも良い。

なお、上記実施形態において、当接面１１は、平面で示したが、これに限らず、凹面や凸面であっても良い。例えば被写体の平均的な形状と相似の形状としても良い。また、当接面１１を被写体外面と相似にする場合、被写体に応じて当接部１２を取り換え可能に構成しても良い。また、上記実施形態において、当接面１１の形状を円形としたが、これに限らず、楕円や俵型、一部の円周方向の幅を狭めた形状等、他の形状であっても良い。

１ 前部ユニット
２ 前部筐体
３ 後部筐体
９ 肌
１０ 前部カバー
１１ 当接面
１２ 当接部
１３ 外周部
１５ 弾性部材

Claims (3)

1. 被写体を撮像するための撮像ユニットであって、
   前記被写体に当接し、当接面の一部に撮影用の開口を有し、当該開口を囲む当接面の少なくとも一部を平坦とした当接部と、
   前記撮影用の開口に位置する前記被写体を撮像する際の光路の少なくとも一部を覆う遮光部と、を備え、
   前記当接部及び前記遮光部が遮光性の部材から成り、前記開口に位置する前記被写体を照明する撮像用の光源以外からの光を遮蔽し、
   前記当接部の前記被写体と当接する平坦部分が、前記開口を有する輪帯状の弾性部材と、前記弾性部材の前記被写体に当接する面と反対側の後面から当該弾性部材の外縁部分を支持する枠体とを有し、
   前記枠体が、前記弾性部材の前記開口よりも大きな開口を有し、
   前記弾性部材の前記外縁部分が、前記枠体の開口より外側の支持部分に支持されることにより、前記被写体に当接された際の前記被写体への沈み込みが抑制され、
   前記弾性部材の内縁部分が、前記枠体の前記支持部分よりも前記開口に突出して設けられることにより、前記被写体に当接された際に当該被写体に従動して曲げられる
   撮像ユニット。
2. 前記弾性部材が反射防止機能を有した素材によって構成されている請求項１に記載の撮像ユニット。
3. 請求項１又は２に記載の撮像ユニットと、
   前記被写体を照明する撮像用の光源と、
   前記被写体の像を形成する撮影レンズと、
   前記撮影レンズによる像を撮像する撮像部と、
   を備える撮影装置。

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