JP6528396B2 - 撮影用ユニットおよび撮影システム - Google Patents

Description

本発明は、撮影用ユニットおよび撮影システムに関する。

特許文献１には、カメラ付き携帯電話のカメラで、照明光を用いた拡大画像の撮像を行えるようにするための拡大撮像用ユニットが開示されている。

この特許文献１の拡大撮像用ユニットでは、人の肌が撮影対象物の一例として挙げられている。

特開２００４−２７９７３３号公報

ここで、撮影対象物の細部の検査や観察をする際には、例えば、携帯端末のカメラにマクロレンズ（接写レンズ）を取り付けて接写撮影をすることも考えられる。

この接写撮影において、携帯端末の照明手段をそのまま流用することとすると、照明光が接写レンズにけられて撮影対象物に十分に照明光が提供されないことがある。

本発明は、携帯端末の照明手段から照射される照明光を、撮影手段に取り付けられた接写用のレンズ部（あるいは、撮影手段に備えられた接写用のレンズ部）に妨げられないようにすることを目的とする。また本発明は、接写対象物への照明手段からの照明光を、撮影手段に取り付けられた接写用のレンズ部（あるいは、撮影手段に備えられたレンズ部）に妨げられないようにした撮影用ユニットを、携帯端末に取り付けてなる撮影用システムを提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、撮影手段および照明手段を備えた携帯端末に取り付けるための撮影ユニットであって、前記携帯端末の前記撮影手段の位置で配置される開口部と、前記照明手段からの照明光を、前記携帯端末の前記照明手段から、前記開口部の前記撮影手段による撮影対象物側に導光する光学部材と、を有し、前記光学部材は、前記開口部が固定された基板上において、前記照明手段から光を入射させる位置を調整可能な機構を備える、ことを特徴とする撮影用ユニットである。

請求項２に記載の発明は、撮影手段および照明手段を備えた携帯端末に取り付けるための撮影ユニットであって、前記携帯端末の前記撮影手段の位置で配置される、前記対象物を接写するためのレンズ部と、前記照明手段からの照明光を、前記携帯端末の前記照明手段から、前記レンズ部の前記対象物側の端部よりも前記対象物側に導光する光学部材と、を有し、前記光学部材は、前記レンズ部が固定された基板上において、前記照明手段から光を入射させる位置を調整可能な機構を備える、ことを特徴とする撮影用ユニットである。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載された撮影用ユニットであって、前記機構は、前記位置を複数段階に調整可能である、ことを特徴とする撮影用ユニットである。

請求項４に記載の発明は、撮影手段および照明手段を備えた携帯端末と、前記携帯端末に取り付けられる撮影用ユニットと、を有し、前記撮影用ユニットは、前記携帯端末の前記撮影手段の位置で配置される開口部と、前記照明手段からの照明光を、前記携帯端末の前記照明手段から、前記開口部の前記撮影手段による撮影対象物側に導光する光学部材と、を有し、前記光学部材は、前記開口部が固定された基板上において、前記照明手段から光を入射させる位置を調整可能な機構を備える、ことを特徴とする撮影システムである。

請求項５に記載の発明は、対象物を接写するためのレンズ部を備える撮影手段および照明手段を備えた携帯端末と、前記携帯端末に取り付けられる撮影用ユニットと、を有し、前記撮影用ユニットは、前記照明手段からの照明光を、前記携帯端末の前記照明手段から、前記レンズ部の前記対象物側の端部よりも前記対象物側に導光する光学部材を有し、前記光学部材は、前記レンズ部が固定された基板上において、前記照明手段から光を入射させる位置を調整可能な機構を備える、ことを特徴とする撮影システムである。

上記請求項１に記載の撮影用ユニットによれば、光学部材の位置を携帯端末の仕様に合わせて適合させられる。

上記請求項２に記載の撮影用ユニットによれば、レンズ部の位置を携帯端末の仕様に合わせて適合させられる。

上記請求項３に記載の撮影用ユニットによれば、光学部材及びレンズ部の位置を携帯端末の仕様に合わせて細かく適合させられる。

上記請求項４に記載の撮影システムによれば、光学部材の位置を携帯端末の仕様に合わせて適合させられる。

上記請求項５に記載の撮影システムによれば、レンズ部の位置を携帯端末の仕様に合わせて適合させられる。

第１の実施形態にかかる撮影システムを概略的に示す斜視図である。 第１の実施形態における撮影用ユニットの概要を説明するための図である。 第１の実施形態における撮影用ユニットの接写撮影ケースの断面の様子を示す図である。 第１の実施形態の撮影用ユニットにおいて取り外された接写撮影ケースの上面を示す図である。 第１の実施形態の接写撮影ケース内部の様子を説明するための図である。 第１の実施形態の接写撮影ケース内部の様子を説明するための図である。 第１の実施形態にかかる撮影システムの変形例を示す図である。 第２の実施形態の撮影用ユニットの概要を説明するための図である。 第２の実施形態の撮影用ユニットにおけるリング照明の様子を説明するため図である。 第２の実施形態の撮影用ユニットにおけるリング照明の様子を説明するため図である。 第３の実施形態における撮影用ユニットの接写撮影ケースの断面の様子を示す図である。 第４の実施形態における撮影用ユニットの接写撮影ケースの断面の様子を示す図である。

以下、本発明の各実施形態に係る撮影システムおよび撮影用ユニットについて、図面を参照しながら説明する。

［第１の実施形態］
図１は第１の実施形態における撮影システムを概略的に示す斜視図である。第１の実施形態における撮影システム１は、撮影手段（カメラ機能）と照明手段（フラッシュ機能）を有した可搬型の携帯端末２に、撮影用ユニット３が取り付けられて構成される。また撮影用ユニット３は、携帯端末２の外形に嵌め合わされて固定される取付部材ＰＲと接写撮影ケースＣＡとを備えて構成される。

本実施形態における携帯端末２は、スマートフォンなどの携帯電話によって実現されるが、撮影手段や照明手段を備えたものであればタブレット端末などにより実現されることとしてもよい。また携帯端末２は、マイクロプロセッサ、ＲＡＭやハードディスドライブなどの記憶媒体により構成される記憶部、通信インタフェース、操作ボタンのほかに、ディスプレイやタッチパネルを備えており、このディスプレイの裏面に撮影手段と照明手段を備えている。

なお取付部材ＰＲには、携帯端末２の撮影手段の位置に開口が形成されており、この開口、および、接写撮影ケースＣＡの内部に配置されるレンズ部ＬＺを介して、撮影手段から接写画像が取得される。また同様に、取付部材ＰＲには、携帯端末２の照明手段の位置にも開口が形成されており、この開口を介して接写撮影ケースＣＡの内部に配置される光学部材ＯＰに照明光が供給される。

携帯端末２の撮影手段は、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサやＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサ等の撮像素子及びレンズ等の光学系等からなり、被写体の画像を撮影して画像データを取得する。また撮影手段における光学系の光軸は、携帯端末２の裏面に対してほぼ垂直となる方向となっている。

携帯端末２の照明手段は、発光素子として、例えばＬＥＤ（発光ダイオード）を含んで構成される。本実施形態における照明手段は、撮影手段による画像取得の際に発光するようになっている。

また本実施形態における撮影システム１では、携帯端末２に接写画像取得用のアプリケーションがインストールされており、このアプリケーションを起動することで、照明手段による発光が維持されつつ、撮影手段による撮影が開始されてその様子がディスプレイに表示される。そして、携帯端末２の操作ボタンやタッチパネルに入力をすることで、照明手段によって照らされた媒体の接写画像が取得されるようになっている。

ここで特に図２は、本実施形態の撮影用ユニット３における接写撮影ケースＣＡの内部を説明するための図である。撮影用ユニット３の接写撮影ケースＣＡは、携帯端末２の撮影手段と照明手段の位置にて取付部材ＰＲにおいて取り外し可能に固定されており、レンズ部ＬＺと、光学部材ＯＰとを有して構成される。

レンズ部ＬＺは、携帯端末２の撮影手段の最短撮影距離を短くする接写レンズ（マクロレンズ）と、接写レンズを保持する筒状の部材を含んで構成される。レンズ部ＬＺは、携帯端末２の撮影手段に対応する位置に配置されており、接写レンズの光軸が、携帯端末２の撮影手段における光学系の光軸と一致するように固定される。

光学部材ＯＰは、接写画像を取得する対象物となる媒体の接写部分（携帯端末２の撮影手段とレンズ部ＬＺとによる光学系で接写撮影されて、画像として取り込まれる領域）に照明光を供給するものであり、本実施形態では、照明手段からの照明光が進行する方向を変化させるように導光する導光部材によって構成される。この導光部材は、携帯端末２の照明手段からの照明光を当該照明手段からレンズ部ＬＺの端部側に導光する部材であり、携帯端末２の照明手段の位置から開始して（導光部材の入射面が照明手段と向かい合って正対するように取り付けられて）照明手段からの照明光を効率的に取り込んで、導光部材の内側を全反射・屈折を繰り返して導光するものとなっている。照明手段からの照明光は、レンズ部ＬＺの媒体側の端部よりも媒体側となる位置に至るように管状に延在する光学部材ＯＰによって導光されて、レンズ部ＬＺの下方に位置する接写部分に照明光を出射する。携帯端末２の撮影手段と照明手段は互いに近接して配置されることが多くなっているため、光学部材ＯＰが存在しない場合には、レンズ部ＬＺによって接写部分に向かう照明光がさえぎられることとなる。しかしながら、照明手段からレンズ部ＬＺの対象物側の端部よりも媒体側に亘って光学部材ＯＰが存在して、レンズ部ＬＺの端部よりも媒体側となる位置まで照明光が導光されて出射されるようにすることで、携帯端末２の照明手段による照明光を滞りなく接写部分に供給することとなる。なお、光学部材ＯＰは、チューブ形状（円筒形状、多角形状等）の導光部材が好ましい。

図３は、第１の実施形態における撮影用ユニット３の接写撮影ケースＣＡの断面の様子を示す図であり、同図を用いて光学部材ＯＰについてさらに具体的に説明をする。光学部材ＯＰは、レンズ部ＬＺの媒体側の端部よりも媒体に近い側で出射面が存在するように構成されて、光学部材ＯＰの出射面からの照明光が接写部分に直接照射されるようになっている（レンズ部ＬＺの下方へと向かうように、光学部材ＯＰからの主光線が斜めから照射されるようになっている）。この主光線は、光学部材ＯＰから接写撮影される媒体に供給される照明光の光束の中心を通る光線のことをいい、本実施形態においては、光学部材ＯＰの中心軸を通って、この中心軸方向で外部へと進行する光線のことを言う。また、本実施形態においては、円筒状の光学部材ＯＰの延長上にはレンズ部ＬＺが存在しないようになっており、具体的には、光学部材ＯＰからの主光線の光路を中心とする出射面と同一半径内の空間において、レンズ部ＬＺが存在しないようになっている。また本実施形態においては、光学部材ＯＰの出射面の上端および下端がレンズ部ＬＺの端部よりも媒体に近い側となるように構成されるが、光学部材ＯＰの出射面の少なくとも一部がレンズ部ＬＺの端部よりも媒体側にせり出していればよく、光学部材ＯＰの出射面の一部がレンズ部ＬＺの媒体側の端部よりも、携帯端末２側に存在してもよい。またさらに本実施形態における接写撮影ケースＣＡは、外部からの光を遮断するボックス状の構造体となる遮光部材ＳＬを含み、光学部材ＯＰおよびレンズ部ＬＺが遮光部材ＳＬにて内包されるように構成される。この遮光部材ＳＬは、接写部分に至る外光を遮断するようになっており、さらに、携帯端末２の裏面に対して平行面となるように矩形状の端面（ボックスの縁の部分）が形成されて、この端面により、レンズ部ＬＺが配置されることで最短撮影距離が短くなった光学系の焦点深度内での媒体の位置決めをしやすくなっている。

また本実施形態における撮影用ユニット３は、光学部材ＯＰが開始する位置を調整できる機構を備えており、携帯端末２における照明手段のさまざまな配置・仕様に対応できるようになっている。図４Ａは、撮影用ユニット３から取り外された接写撮影ケースＣＡの上面の様子を示す図であり、図４Ｂ及び図４Ｃは、接写撮影ケースＣＡ内の光学部材ＯＰの位置を変化させた様子を示す図となっている。

図４Ａ〜図４Ｃで示されるように、本実施形態における撮影用ユニット３では、レンズ部ＬＺが埋め込まれて固定された基板上において、光学部材ＯＰをサイドにスライドするための溝と、３組の穴が配置される。光学部材ＯＰは、光学部材保持部ＫＰによって接写撮影ケースＣＡ内に固定されるようになっており、３組の穴のいずれかに対して光学部材保持部ＫＰの一対の突起部を挿入することで、３つの位置のいずれかにおいて固定されることとなる。また本実施形態における光学部材ＯＰとしては、光学部材保持部ＫＰによって回転可能に保持され、光学部材ＯＰによる照明光の出射方向が自由に決定されるようになっている。なお、光学部材ＯＰとしては、屈曲させる角度を自由に変更して出射面の位置や方向を変化されるようになっていてもよく、この場合には、光学部材ＯＰの出射面の少なくとも一部がレンズ部ＬＺの端部よりも媒体側にせり出せるようになっていればよい。

また、図４Ａ〜図４Ｃにおいては、光学部材ＯＰの位置を調整可能とする機構が開示されているが、レンズ部ＬＺが配置される位置を調整可能とする機構を備えるようにしてもよい。レンズ部ＬＺが配置される位置を調整可能とする機構としては、光学部材ＯＰの場合と同様に、レンズ部ＯＰをスライドするための溝と、複数組の穴が配置されて、さらに、接写レンズを保持するリング状の部材が一対の突起部を備えることとしてもよい。

次に、図５は本実施形態の撮影システム１の変形例を示す図である。同図で示されるように、本変形例の接写撮影ケースＣＡでは、レンズ部ＬＺの側方となる内壁面に反射部材ＲＦが配置されて、光学部材ＯＰから出射された照明光を反射してレンズ部ＬＺの下方に位置する接写部分に向かうようにしている。本変形例においては光学部材ＯＰが光学部材保持部ＫＰにて回転可能に保持されていることもあり、接写撮影ケースＣＡの内壁面の全域にわたって反射部材ＲＦが配置されるようにし、光学部材ＯＰがいずれの方向に照明光を出射した場合であっても反射光を生じさせて接写対象物の接写部分に向かうようにしてもよい。

［第２の実施形態］
次に本発明の第２の実施形態の撮影システム１について説明をする。

図６Ａは、第２の実施形態における撮影用ユニット３の概要を説明するための図であり、図６Ｂおよび図６Ｃは、撮影用ユニット３における光学部材ＯＰの様子を説明するための図となっている。

図６Ａおよび図６Ｂで示されるように、第２の実施形態の撮影システム１においては、光学部材ＯＰがリング状に発光するものとなっている。すなわち第２の実施形態の撮影用ユニット３の接写撮影ケースＣＡ内には、レンズ部ＬＺの媒体側の端部よりも媒体側となる位置において円弧を描くように延伸してリング状の出射面で発光する光学部材ＯＰが配置されている。

第２の実施形態の光学部材ＯＰは、携帯端末２の照明光の入射面や、外部への照明光を出力する出射面以外の部分において被膜が形成されて、全反射や屈折を繰り返してその内部を照明光が導光されるようになっている。また図６Ｃにおいて示されるように、第２の実施形態における光学部材ＯＰには、光学部材ＯＰのリング状の出射面の反対側に反射部材ＲＭが配置されるようになっている。この反射部材ＲＭは、光学部材ＯＰの出射面の裏側に形成されてリング状の形状になっている。また図６Ｂ等で示されるように、携帯端末２の照明手段からの照明光を導光してリング状に出射する光学部材ＯＰは、末端に進むにつれて徐々に厚みが薄くなるように構成され（光学部材ＯＰは、リング状に延伸する部分において楔形状になるように形成され）、これにより光学部材ＯＰの下面における出射光が均一となるようになっている。

第２の実施形態は、上記のような光学部材ＯＰを有している点で第１の実施形態と相違をしているが、上記以外の点については、第１の実施形態とほぼ同様であり、ほぼ同様である点についての説明は省略するものとする。

［第３の実施形態］
次に、本発明の第３の実施形態の撮影システム１について説明をする。

図７は、第３の実施形態における撮影用ユニット３の接写撮影ケースＣＡの断面の様子を示す図である。同図で示されるように、第３の実施形態の撮影用ユニット３における光学部材ＯＰは、内部が空洞となる筒状体の内壁面にミラーが配置された光学系によって構成されている点で第１の実施形態等とは相違している。第３の実施形態の光学部材ＯＰも、第１の実施形態の場合と同様に、レンズ部材ＬＺの対象物側の端部よりも対象物側となる位置に延在して、携帯端末２の照明手段からの照明光を当該位置まで導光するようになっている。

第３の実施形態は、上記のような光学部材ＯＰを有している点で第１の実施形態と相違をしているが、上記以外の点については第１の実施形態とほぼ同様であり、ほぼ同様である点についての説明は省略するものとする。

［第４の実施形態］
次に、本発明の第４の実施形態の撮影システム１について説明をする。

図８は、第４の実施形態における撮影用ユニット３の接写撮影ケースＣＡの断面の様子を示す図である。同図で示されるように、第４の実施形態の撮影用ユニット３における光学部材ＯＰの光軸は、携帯端末２の撮影手段とレンズ部ＬＺによる光学系の光軸に対して垂直に延伸して、レンズ部ＬＺの端部よりも媒体側となる位置で斜めになるように折り曲げられている点で、第１の実施形態等と相違している。第４の実施形態の撮影システム１は、このような点を除き、第１の実施形態等と同様の構成を有しており、この同様の構成についての説明は省略するものとする。

なお本発明は、光学部材ＯＰから出射される主光線の光軸が、携帯端末２の撮影手段とレンズ部ＬＺによる光学系の光軸に対して斜めとなっている場合に必ずしも限定されず、光学部材ＯＰからの主光線が、携帯端末２の撮影手段とレンズ部ＬＺによる光学系の光軸に対して平行に進行する場合も本発明の範囲内となる。

なお、上記の各実施形態においては、接写撮影ケースＣＡによって外光が遮断されるようになっているが、このような箱状の遮光部材が存在せず、外光が遮断されないようになっていてもよい。また上記の各実施形態における撮影システム１における撮影対象物としては、人の肌のようなものであってもよいし、細部の検査や観察が必要となる他のものであってもよい。

また上記の各実施形態における撮影システム１としては、紙、プラスチック、錠剤、金属部品等の物体等の撮影対象物の表面に現れる紋様（例えば、紙指紋情報）を携帯端末２の撮影手段および撮影用ユニット３のレンズ部ＬＺにより取得し、当該紋様情報を、原本性の認証に用いる真贋評価装置として使用してもよい。またこの場合には、光学部材ＯＰからの照明光が斜めから供給されて、接写撮影ケースＣＡのような箱状の構造体により外光が遮断されるようになっているのが望ましい。またこの場合における光学部材ＯＰからの照明光としては、図５のように反射部材ＲＦを介して接写部分に供給されるものであってもよく、携帯端末２の撮影手段およびレンズ部ＬＺの光軸を基準として、１０度以上８０度以下、あるいは２０度以上７０度以下の角度を為して光学部材ＯＰからの主光線が入射するのが望ましい。

なお第１の実施形態においては、光学部材ＯＰの位置を調整可能とする機構を備えているが、例えば接写撮影ケースＣＡの位置を調整可能とする機構を備えて、レンズ部ＬＺと光学部材ＯＰの位置が調整可能となっていてもよい。

なお上記の各実施形態においては、撮影用ユニット３が接写用のレンズ部ＬＺを備えたものとなっており、取付部材ＰＲとレンズ部ＬＺと光学部材ＯＰが撮影用ユニット３により一体的に提供されるが、例えば、携帯端末２の撮影手段にて予めレンズ部ＬＺが備えられているようにしてもよい。また後者の場合においては、取り外し可能となる接写用のレンズ部ＬＺが撮影手段にて備えられていてもよいし、取り外し不能となる接写用のレンズ部ＬＺが撮影手段において予め備えられていてもよい。

本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく種々の変形が可能である。本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例および修正例に想到し得るものであり、それら変更例および修正例についても本発明の範囲に属するものと了解される。また例えば、上記の各実施形態に対して、当業者が適宜、構成要素の追加、削除、もしくは設計変更を行ったもの、または、工程の追加、省略若しくは条件変更を行ったものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含まれる。

１ 撮影システム、２ 携帯端末、３ 撮影用ユニット、ＰＲ 取付部材、ＣＡ 接写撮影ケース、ＬＺ レンズ部、ＯＰ 光学部材、ＲＭ 反射部材、ＲＦ、反射部材、ＫＰ 光学部材保持部。

Claims (5)

1. 撮影手段および照明手段を備えた携帯端末に取り付けるための撮影ユニットであって、
   前記携帯端末の前記撮影手段の位置で配置される開口部と、
   前記照明手段からの照明光を、前記携帯端末の前記照明手段から、前記開口部の前記撮影手段による撮影対象物側に導光する光学部材と、を有し、
   前記光学部材は、前記開口部が固定された基板上において、前記照明手段から光を入射させる位置を調整可能な機構を備える、
   ことを特徴とする撮影用ユニット。
2. 撮影手段および照明手段を備えた携帯端末に取り付けるための撮影ユニットであって、
   前記携帯端末の前記撮影手段の位置で配置される、前記対象物を接写するためのレンズ部と、
   前記照明手段からの照明光を、前記携帯端末の前記照明手段から、前記レンズ部の前記対象物側の端部よりも前記対象物側に導光する光学部材と、を有し、
   前記光学部材は、前記レンズ部が固定された基板上において、前記照明手段から光を入射させる位置を調整可能な機構を備える、
   ことを特徴とする撮影用ユニット。
3. 請求項１又は２に記載された撮影用ユニットであって、
   前記機構は、前記位置を複数段階に調整可能である、
   ことを特徴とする撮影用ユニット。
4. 撮影手段および照明手段を備えた携帯端末と、
   前記携帯端末に取り付けられる撮影用ユニットと、を有し、
   前記撮影用ユニットは、
   前記携帯端末の前記撮影手段の位置で配置される開口部と、
   前記照明手段からの照明光を、前記携帯端末の前記照明手段から、前記開口部の前記撮影手段による撮影対象物側に導光する光学部材と、を有し、
   前記光学部材は、前記開口部が固定された基板上において、前記照明手段から光を入射させる位置を調整可能な機構を備える、
   ことを特徴とする撮影システム。
5. 対象物を接写するためのレンズ部を備える撮影手段および照明手段を備えた携帯端末と、
   前記携帯端末に取り付けられる撮影用ユニットと、を有し、
   前記撮影用ユニットは、
   前記照明手段からの照明光を、前記携帯端末の前記照明手段から、前記レンズ部の前記対象物側の端部よりも前記対象物側に導光する光学部材を有し、
   前記光学部材は、前記レンズ部が固定された基板上において、前記照明手段から光を入射させる位置を調整可能な機構を備える、
   ことを特徴とする撮影システム。

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