JP6433829B2 - 比較画像撮影装置 - Google Patents

Description

本発明は、比較対象となる画像を同時に撮影できる比較画像撮影装置に関するものである。

従来、撮影条件などが異なる２つの画像を撮影して両画像を比較することで、被写体（観察対象物）に対する所望の知見を得る装置が知られている。例えば、下記特許文献１に記載された撮影観察装置は、人の皮膚（肌）画像を撮影する装置であり、被写体を偏光光で照明し、被写体からの反射光を照明光の偏光方向と平行な偏光光を通過する偏光素子を介して撮影する第１の画像と、被写体からの反射光をそれと垂直な偏光光を通過する偏光素子を介して撮影する第２の画像とで比較できるようにしている。第１の画像は、通常の撮影に比べて皮膚の表面情報をより多く含む画像であると言えるので、皮膚のきめなどの観察に適しており、第２の画像は、通常の撮影に比べて皮膚の内部の情報を多く含む画像であると言えるので、皮膚のしみなどの観察に適しているが、その両画像を比較して両画像の違いを明確にすることで、皮膚のきめやしみに対する評価がしやすくなる。

前述した従来技術は、比較画像を同時撮影するために、絞り及び絞りを通過した光を撮像素子上に結像する対物レンズを含むレンズ光学系と、レンズ光学系の焦点位置近傍に配置されたアレイ状光学系と、撮像素子とを備え、レンズ光学系を光軸に沿って分割される２つの領域に分けて、絞りの近傍に前述した２つの領域に対応して、異なる偏光軸を有する２つの偏光領域を備えた領域分割偏光素子を配置しており、アレイ状光学系によって結像位置が分かれる２つの画素群で異なる画像を撮像している。

特開２０１４−２３６０９号公報

前述した従来技術によると、レンズ光学系の焦点位置付近にアレイ状光学系を配置しているため、装置全体が２画像を撮影する専用装置にならざるを得ず、一般撮影との兼用ができない問題がある。また、絞りの近傍に配置される領域分割偏光素子を用ることで、偏光軸の異なる２つの偏光子を通過した画像に限られることになって、皮膚のきめとしみ観察など限られた用途にしか使えないという問題があった。

本発明は、このような問題に対処することを課題の一例とするものである。すなわち、比較画像の撮影と一般撮影の兼用が可能になること、撮影条件の異なる様々な比較画像を撮影することができること、などが本発明の目的である。

このような目的を達成するために、本発明による比較画像撮影装置は、以下の構成を具備するものである。
撮像素子と該撮像素子の結像面に入射光を結像させる結像光学系とを備えるカメラユニット部と、該カメラユニット部の前方に設けられ、少なくとも２つの異なる被写領域からの反射光が個別の経路で入射する第１入射光路と第２入射光路を具備し、前記第１入射光路を経由した光が前記結像面の一部領域に結像し、前記第２入射光路を経由した光が前記結像面における前記一部領域とは異なる領域に結像するように、前記第１入射光路を経由した光と前記第２入射光路を経由した光を前記結像光学系に入射させる比較画像形成部とを備え、前記第１入射光路と前記第２入射光路には、異なる撮影条件を設定する撮影条件設定部が設けられ、前記撮影条件設定部は、前記第１入射光路と前記第２入射光路の一方又は両方に、入射光路を開口して前記被写領域に照明光を照射する照明光源要素が配備され、前記第１入射光路と前記第２入射光路の一方又は両方に、前記照明光源要素の前方で、前記被写領域に照射される照明光の光学特性を特定する照明光透過要素が配備され、前記第１入射光路と前記第２入射光路の一方又は両方に、前記被写領域の後方で入射光の光学特性を特定する入射光透過要素が配備されることを特徴とする比較画像撮影装置。

このような特徴を有する本発明の比較画像撮影装置は、カメラユニット部と比較画像形成部が分離可能であるので、比較画像の撮影と一般撮影の兼用が可能になる。また、第１入射経路と第２入射経路にて、個別に様々な撮影条件を設定することで、撮影条件の異なる様々な比較画像を撮影することができる。

本発明の実施形態に係る比較画像撮影装置の全体構成を示した説明図である。 本発明の実施形態に係る比較画像撮影装置における撮影条件設定部の構成例（（ａ）が第１の構成例，（ｂ）が第２の構成例）を示した説明図である。 本発明の実施形態における比較画像形成部（比較画像形成ユニット）の具体例を示した説明図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。図１に示すように、比較画像撮影装置１は、カメラユニット部２と比較画像形成部３とを備えている。カメラユニット部２は、撮像素子２Ａとこの撮像素子２Ａの結像面２Ｓに入射光を結像させる結像光学系２Ｂを備えている。このカメラユニット部２はこれ単独で被写体を撮影することができるものである。これに対して、比較画像形成部３は、少なくとも２つの異なる被写領域（第１被写領域Ｓ１，第２被写領域Ｓ２）からの反射光が個別の経路で入射する第１入射光路Ｐ１と第２入射光路Ｐ２を具備している。

比較画像形成部３は、第１入射光路Ｐ１を経由した光が結像面２Ｓの一部領域（第２結像領域２Ｓ２）に結像し、第２入射光路Ｐ２を経由した光が結像面２Ｓにおける一部領域（第２結像領域２Ｓ２）とは異なる領域（第１結像領域２Ｓ１）に結像するように、第１入射光路Ｐ１を経由した光と第２入射光路Ｐ２を経由した光を結像光学系２Ｂに入射させる光学系４を備えている。図示の例では、この光学系４はプリズムなどの反射光学要素で構成しているが特にこれに限定されるものではない。

そして、比較画像形成部３は、第１入射光路Ｐ１と第２入射光路Ｐ２に、異なる撮影条件を設定する撮影条件設定部３０（第１撮影条件設定部３０Ａ，第２撮影条件設定部３０Ｂ）が設けられている。これにより、比較画像形成部３は、比較対象となる第１被写領域Ｓ１の撮影画像と第２被写領域Ｓ２の撮影画像を異なる撮影条件で同時に撮像し、カメラユニット部２の撮像素子２Ａから比較画像を一画面に並べて出力することができる。

撮影条件設定部３０（第１撮影条件設定部３０Ａ，第２撮影条件設定部３０Ｂ）は、比較対象の画像を得る用途に応じて、適宜撮影条件を設定することができるものである。撮影条件設定部３０の構成要素としては、図３に示すように、第１入射光路Ｐ１と第２入射光路Ｐ２の一方又は両方に配備される照明光源要素３１（第１照明光源要素３１Ａ，第２照明光源要素３１Ｂ）、第１入射光路Ｐ１と第２入射光路Ｐ２の一方又は両方に配備される照明光透過要素３２（第１照明光透過要素３２Ａ，第２照明光透過要素３２Ｂ）、第１入射光路Ｐ１と第２入射光路Ｐ２の一方又は両方に配備される入射光透過要素３３（第１入射光透過要素３３Ａ，第２入射光透過要素３３Ｂ）の中から適宜選択される。

照明光源要素３１は、光源３１Ｌを備え、入射光路を開口して被写領域（第１被写領域Ｓ１，第２被写領域Ｓ２）に照明光を照射するものである。照明光透過要素３２は、照明光源要素３１の前方で、被写領域（第１被写領域Ｓ１，第２被写領域Ｓ２）に照射される照明光の光学特性を特定するものであり、照明光（透過光）を偏光光にする偏光要素や照明光（透過光）の波長特性を選択するフィルタ要素などで構成される。入射光透過要素３３は、照明光源要素３１の後方で被写領域で反射した入射光の光学特性を特定するものであり、入射光（透過光）を偏光光にする偏光要素や入射光（透過光）の波長特性を選択するフィルタ要素などで構成される。

図２に、撮影条件設定部３０の構成例を示す。図２（ａ）に示す構成例は、第１入射光路Ｐ１（又は第２入射光路Ｐ２）に、照明光源要素３１が配備されており、照明光源要素３１の前方に照明光透過要素３２が配備され、照明光源要素３１の後方に入射光透過要素３３が配備されている。照明光源要素３１は、入射光に対する開口Ｎを備えており、入射光路の周囲に光源３１Ｌを配置して、被写領域（第１被写領域Ｓ１又は第２被写領域Ｓ２）に照明光を照射する。

この例では、照明光源要素３１の前方に配備される照明光透過要素３２に、光源３１Ｌから出射される照明光が透過することでその光学特性を特定している。この照明光透過要素３２は、入射光路を開口しているので、被写領域（第１被写領域Ｓ１又は第２被写領域Ｓ２）で反射した反射光は開口Ｎを通って入射光路に沿って入射する。これに対して、入射光透過要素３３は、その入射光の光学特性を特定する。これにより、入射光透過要素３３を透過する入射光を、照明光透過要素３２を透過する照明光とは異なる光学特性に特定することができる。

照明光透過要素３２と入射光透過要素３３を偏光要素３４とした例を説明する。照明光透過要素３２の偏光要素３４を第１偏光要素３４Ａとし、入射光透過要素３３の偏光要素３４を第２偏光要素３４Ｂとして、第１偏光要素３４Ａと第２偏光要素３４Ｂを異なる向きの偏光軸とする。具体的には、第１偏光要素３４Ａと第２偏光要素３４Ｂを互いの偏光方向が直交する向きの偏光軸とする。そうすると、被写領域（第１被写領域Ｓ１又は第２被写領域Ｓ２）に照射する照明光を偏光光として、被写領域で反射した光の中で第２偏光要素３４Ｂの偏光軸に合った偏光成分のみを透過して結像光学系２Ｂに入射させることができる。

これによると、皮膚画像を撮影する場合に、反射によって偏光成分が保存されない皮膚内部での反射光を結像光学系２Ｂに入射させることができるので、皮膚内部の情報を多く含む画像を撮影することができ、皮膚のしみの観察に適した画像を得ることができる。

図２（ｂ）に示す構成例は、第１入射光路Ｐ１（又は第２入射光路Ｐ２）に、（ａ）の構成例と同様の照明光源要素３１が配備されており、照明光源要素３１の前方に照明光透過要素３２が配備されている。この例では、照明光透過要素３２が、入射光を透過し、透過する入射光と透過する照明光の光学特性を同様に特定する。

照明光透過要素３２を偏光要素３４とした例を説明する。この例での照明光透過要素３２の偏光要素３４を第３偏光要素３４Ｃとすると、被写領域（第１被写領域Ｓ１又は第２被写領域Ｓ２）に照射する照明光を偏光光として、被写領域で反射した光の中で第３偏光要素３４Ｃの偏光軸に合った偏光成分のみを透過して結像光学系２Ｂに入射させる。

これによると、皮膚画像を撮影する場合に、反射によって偏光成分が保存される皮膚表面での反射光を結像光学系２Ｂに入射させることができるので、皮膚表面の情報を多く含む画像を撮影することができ、皮膚のきめの観察に適した画像を得ることができる。

図２（ａ）に示した撮影条件設定部３０の構成例を第１入射光路Ｐ１に設置し、図２（ｂ）に示した撮影条件設定部３０の構成例を第２入射光路Ｐ２に設置することで、皮膚画像を撮影するに際し、第１入射光路Ｐ１を経由した入射光で皮膚のしみの観察に適した画像を撮影し、第２入射光路Ｐ２を経由した入射光で皮膚のきめの観察に適した画像を撮影して、同時撮影した２つの画像を比較することができる。

図３は、比較画像形成部３の具体例を示している。この例では、比較画像形成部（比較画像形成ユニット）３は、被写領域（第１被写領域Ｓ１，第２被写領域Ｓ２）に近接することができる一対の観察窓３Ｂ１，３Ｂ２を備えた筐体３Ａによってユニット化されており、カメラユニット部２に対して着脱自在に装着可能になっている。

そして、筐体３Ａ内の第１入射光路Ｐ１と第２入射光路Ｐ２に対して、様々な撮影条件を設定することができる撮影条件設定部３０（第１撮影条件設定部３０Ａ，第２撮影条件設定部３０Ｂ）を交換自在に配備できるように、筐体３Ａには交換口３Ｐが設けられている。

具体的には、照明光源要素３１（第１照明光源要素３１Ａ，第２照明光源要素３１Ｂ）が、異なる光学特性を有する他の要素に交換自在に配備されており、例えば、光源３１Ｌとして、赤外ＬＥＤ（波長８５０ｎｍ，８８０ｎｍ，９５０ｎｍなど）や、紫外ＬＥＤ（波長３６５ｎｍ，３７５ｎｍなど）を選択して配備できるようになっている。

また、照明光透過要素３２（第１照明光透過要素３２Ａ，第２照明光透過要素３２Ｂ），入射光透過要素３３（第１入射光透過要素３３Ａ，第２入射光透過要素３３Ｂ）についても、異なる光学特性を有する他の要素に交換自在に配備されており、例えば、様々方向の偏光軸を有する偏光要素や各種透過波長域が選択されたフィルタ要素を選択して配備できるようになっている。

撮影条件設定部３０の交換で撮影できる比較画像の例を示すと、光源３１Ｌが赤外ＬＥＤである照明光源要素３１と、可視光カットフィルタ（波長７００ｎｍ以下を吸収）からなる入射光透過要素３３との組み合わせで、赤外撮影の比較画像を得ることができる。また、光源３１Ｌが紫外ＬＥＤである照明光源要素３１と、紫外線カットフィルタ（波長４００ｎｍ以下を吸収）からなる入射光透過要素３３との組み合わせで、紫外線蛍光反応撮影の比較画像を得ることができる。

以上説明したように、本発明の実施形態に係る比較画像撮影装置１は、第１入射光路Ｐ１を経由した入射光をカメラユニット部２における撮像素子２Ａの第２結像領域２Ｓ２に結像し、第２入射光路Ｐ２を経由した入射光をカメラユニット部２における撮像素子２Ａの第１結像領域２Ｓ１に結像する比較画像形成部３を備え、第１入射光路Ｐ１と第２入射光路Ｐ２に異なる撮影条件を設定できる撮影条件設定部３０を設けたので、異なる被写領域（第１被写領域Ｓ１，第２被写領域Ｓ２）を撮影した比較対象となる複数の画像を１回の撮影操作で得ることができる。

この際、比較画像形成部３は、単独での撮影が可能なカメラユニット部２の前方に分離可能な構成で配備されているので、前述した比較画像の撮影と一般撮影の兼用が可能になる。比較画像形成部３は、それ自体をユニット化した比較画像形成ユニットとすることで、携帯情報端末などが備えるカメラユニット部２に対して着脱自在に装着して、比較画像撮影装置１として使用することができる。

また、比較画像撮影装置１は、撮影条件設定部３０が交換自在になっているので、異なる撮影条件を設定できる照明光源要素３１，照明光透過要素３２，入射光透過要素３３を任意に選択して、様々撮影条件の比較画像を撮影することができる。

以上、本発明の実施の形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこれらの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。また、上述の各実施の形態は、その目的及び構成等に特に矛盾や問題がない限り、互いの技術を流用して組み合わせることが可能である。

１：比較画像撮影装置，
２：カメラユニット部，２Ａ：撮像素子，
２Ｓ：結像面，２Ｓ１：第１結像領域，２Ｓ２：第２結像領域，
２Ｂ：結像光学系，
３：比較画像形成部（比較画像形成ユニット），
３Ａ：筐体，３Ｂ１，３Ｂ２：観察窓，３Ｐ：交換口，
４：光学系（反射光学要素），
３０：撮影条件設定部，
３０Ａ：第１撮影条件設定部，３０Ｂ：第２撮影条件設定部，
３１：照明光源要素，３１Ｌ：光源，
３１Ａ：第１照明光源要素，３１Ｂ：第２照明光源要素，
３２：照明光透過要素，
３２Ａ：第１照明光透過要素，３２Ｂ：第２照明光透過要素，
３３：入射光透過要素，
３３Ａ：第１入射光透過要素，３３Ｂ：第２入射光透過要素，
３４：偏光要素，
３４Ａ：第１偏光要素，３４Ｂ：第２偏光要素，３４Ｃ：第３偏光要素，
Ｎ：開口
Ｐ１：第１入射光路，Ｐ２：第２入射光路，
Ｓ１：第１被写領域，Ｓ２第２被写領域

Claims (7)

1. 撮像素子と該撮像素子の結像面に入射光を結像させる結像光学系とを備えるカメラユニット部と、
   該カメラユニット部の前方に設けられ、少なくとも２つの異なる被写領域からの反射光が個別の経路で入射する第１入射光路と第２入射光路を具備し、前記第１入射光路を経由した光が前記結像面の一部領域に結像し、前記第２入射光路を経由した光が前記結像面における前記一部領域とは異なる領域に結像するように、前記第１入射光路を経由した光と前記第２入射光路を経由した光を前記結像光学系に入射させる比較画像形成部とを備え、
   前記第１入射光路と前記第２入射光路には、異なる撮影条件を設定する撮影条件設定部が設けられ、
   前記撮影条件設定部は、
   前記第１入射光路と前記第２入射光路の一方又は両方に、入射光路を開口して前記被写領域に照明光を照射する照明光源要素が配備され、
   前記第１入射光路と前記第２入射光路の一方又は両方に、前記照明光源要素の前方で、前記被写領域に照射される照明光の光学特性を特定する照明光透過要素が配備され、
   前記第１入射光路と前記第２入射光路の一方又は両方に、前記被写領域の後方で入射光の光学特性を特定する入射光透過要素が配備されることを特徴とする比較画像撮影装置。
2. 前記照明光透過要素は、入射光を透過し、透過する入射光と透過する照明光の光学特性を同様に特定することを特徴とする請求項１記載の比較画像撮影装置。
3. 前記照明光源要素は、異なる光学特性を有する他の要素に交換自在に配備されることを特徴とする請求項１又は２に記載の比較画像撮影装置。
4. 前記照明光透過要素及び／又は前記入射光透過要素は、異なる光学特性を有する他の要素に交換自在に配備されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の比較画像撮影装置。
5. 撮像素子と該撮像素子の結像面に入射光を結像させる結像光学系とを備えるカメラユニット部と、
   該カメラユニット部の前方に設けられ、少なくとも２つの異なる被写領域からの反射光が個別の経路で入射する第１入射光路と第２入射光路を具備し、前記第１入射光路を経由した光が前記結像面の一部領域に結像し、前記第２入射光路を経由した光が前記結像面における前記一部領域とは異なる領域に結像するように、前記第１入射光路を経由した光と前記第２入射光路を経由した光を前記結像光学系に入射させる比較画像形成部とを備え、
   前記第１入射光路と前記第２入射光路には、異なる撮影条件を設定する撮影条件設定部が設けられ、
   前記撮影条件設定部は、
   前記第１入射光路と前記第２入射光路のそれぞれに、入射光路が開口され前記被写領域に照明光を照射する照明光源要素が配備され、
   前記第１入射光路における前記照明光源要素の前方に、入射光路が開口され照明光を偏光光とする第１偏光要素が設けられ、前記第１入射光路における前記被写領域の後方には、前記第１入射光路を経由した入射光を偏光光とする第２偏光要素が設けられ、
   前記第２入射光路における前記照明光源要素の前方に、照明光と入射光を偏光光とする第３偏光要素が設けられ、
   前記第１偏光要素と前記第２偏光要素は異なる向きの偏光軸を有することを特徴とする比較画像撮影装置。
6. 前記カメラユニット部に対して前記比較画像形成部が着脱自在に装着されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の比較画像撮影装置。
7. 撮像素子と、該撮像素子の結像面に入射光を結像させる結像光学系とを備えるカメラユニット部の前方に対して着脱自在に装着される比較画像形成ユニットであって、
   少なくとも２つの異なる被写領域からの反射光が個別の経路で入射する第１入射光路と第２入射光路を具備し、前記第１入射光路を経由した光が前記結像面の一部領域に結像し、前記第２入射光路を経由した光が前記結像面における前記一部領域とは異なる領域に結像するように、前記第１入射光路を経由した光と前記第２入射光路を経由した光を前記結像光学系に入射させ、前記第１入射光路と前記第２入射光路には、異なる撮影条件を設定する撮影条件設定部が設けられ、
   前記撮影条件設定部は、
   前記第１入射光路と前記第２入射光路の一方又は両方に、入射光路を開口して前記被写領域に照明光を照射する照明光源要素が配備され、
   前記第１入射光路と前記第２入射光路の一方又は両方に、前記照明光源要素の前方で、前記被写領域に照射される照明光の光学特性を特定する照明光透過要素が配備され、
   前記第１入射光路と前記第２入射光路の一方又は両方に、前記被写領域の後方で入射光の光学特性を特定する入射光透過要素が配備されることを特徴とする比較画像形成ユニット。

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