JP7139589B2

JP7139589B2 - 撮像装置

Info

Publication number: JP7139589B2
Application number: JP2017186797A
Authority: JP
Inventors: 芳治北條; 純平石橋
Original assignee: Casio Computer Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd
Priority date: 2017-09-27
Filing date: 2017-09-27
Publication date: 2022-09-21
Anticipated expiration: 2037-09-27
Also published as: US11209721B2; US20190094662A1; JP2019058499A; CN109557742A

Description

本発明は、撮像装置、特に、湿気の多い場所を撮影するための撮像装置に関する。

近年、デジタルカメラの小型化、スマートフォンの撮影用アタッチメントの進展等により、歯科医や口腔外科医が患者の口腔内を診察するために写真撮影する機会が増えてきており、これに伴い、口腔内撮影用のカメラが開発されている（例えば、特許文献１）。

特許文献１は、衛生上の問題もなく、カメラの使用時、歯科医師が患者の口腔内対象を画面でモニターしやすく、患者もそれを画面で見ることが容易にできる口腔内撮影用デジタルカメラとして、口腔内に挿入される鏡筒部と、鏡筒部に続けて形成された中間部と、中間部に続けて形成されたグリップ部とから構成されるカメラ本体と、鏡筒部に着脱自在に嵌装される歯科器具とを具備し、カメラ本体の中間部に液晶表示装置を搭載してなる口腔内撮影用デジタルカメラを開示している。

この口腔内撮影用デジタルカメラは、充電式の電池を内蔵しており、カメラの不使用時に電池に直流電気を供給すると同時に、歯科器具を予熱する機能を付帯している。これは、カメラの不使用時に充電器で電池を充電するとともに、直流電気を消費した電気部品の熱を歯科器具に設けられている金属製の外筒を介して口腔内観察用の鏡に伝え、その鏡を暖めることで患者の口腔内に挿入した時の曇り止めを図るものである。

しかしながら、特許文献１の発明では、充電終了後に一定時間が経過してからカメラを使用したり、カメラを使用する時間が長くなったりした場合に、鏡の予熱が低下し、保護ガラスが口腔内の温度、湿度により曇る可能性があるという課題があった。

特開２００７－１６７５４７号公報

本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、口腔内などの体腔内等の湿気が多く比較的温度の高い場所を撮影する際に、先端のカバー部材の曇りを減少させることが可能な撮像装置を提供することを目的とする。

上記した課題を解決するために本発明の一態様は、撮像レンズ系を有する撮像装置であって、前記撮像レンズ系の最外部のカバー部材と、前記カバー部材の内側近傍に配置された基板に実装された光源と、前記基板に実装され、前記基板に当接する座部と、前記座部から前記カバー部材に向かって延在する突起部とを有し、前記光源の熱を前記基板、前記座部及び前記突起部を経由して放熱する放熱板と、を備え、
前記放熱板が、前記カバー部材に対し、非接触の態様で間接的に放熱する、または、前記放熱板が、前記カバー部材に対し、接触の態様で直接的に放熱することを特徴とする。
本発明の他の特徴は、本明細書及び添付図面の記載により明らかにする。

本発明によれば、撮影時に先端のカバー部材が曇らず、良好な撮像を得ることが可能な撮像装置を提供することができる。

本実施形態に係る撮像装置の斜視図である。図１において、レンズユニットのカバー部材を外して説明する図である。図２において、レンズユニットのカバー体を外して説明する図である。本実施形態に係る撮像装置に設けられた放熱板の斜視図である。図４の放熱板を拡大して説明する図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は底面図、（ｃ）は（ａ）の矢視線ＩＩ－ＩＩからみた側面図、（ｄ）は（ａ）の矢視線ＩＩＩ－ＩＩＩからみた側面図である。本実施形態に係る撮像装置の正面図である。図６中の切断線Ｉ－Ｉで切断した撮像装置の断面図である。

以下、本発明を適用したカメラの実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、当該カメラは口腔内などの体腔内を撮影する場合に主として適用されるものであるが、本願明細書では、口腔内を撮影する場合に代表させて説明する。

（カメラ１の全体構成）
本実施形態に係るカメラ１は、口腔内の撮影領域を明るく照射するために設けられているＬＥＤの放熱を利用してレンズ先端部の空間を暖めることにより、診察室の室温よりも高い温度（３６度～３７度）の口腔内にカメラレンズの先端部を挿入したときに生じるカバー部材の曇りを防止するものである。以下、詳しく説明する。

図１は、本実施形態に係る撮像装置の斜視図である。図２は、図１において、レンズユニットのカバー部材を外して説明する図である。図３は、図２において、レンズユニットのカバー体を外して説明する図である。図４は、本実施形態に係る撮像装置に設けられた放熱板の斜視図である。図５は、図４の放熱板を拡大して説明する図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は底面図、（ｃ）は（ａ）の矢視線ＩＩ－ＩＩからみた側面図、（ｄ）は（ａ）の矢視線ＩＩＩ－ＩＩＩからみた側面図である。図６は、本実施形態に係る撮像装置の正面図である。図７は、図６中の切断線Ｉ－Ｉで切断した撮像装置の断面図である。

図１～図７に示すように、カメラ（撮像装置）１は、カメラ本体（撮像装置本体、単に「本体」ともいう）１０と、カメラ本体１０の前方に設けられたレンズユニット２０とによって概略構成されている。レンズユニット２０は、所定の程度、口腔内などの体腔内に挿入され、被写体を撮影する。口腔内の場合、口腔癌（舌癌、歯肉癌、口底癌、頬粘膜癌など）又はそのおそれのある腫瘍の有無を確認すべく、口腔内の全域を被写体として撮影する。

なお、以下の説明において、図１に示すように、撮像対象側をカメラ１の前方（前面、正面）、その反対側を後方とし、カメラ１を前方から見たときの上下左右方向をそのまま上下左右方向とした直交座標系に基づいて説明するものとする。また、各部材に関する取り付けは、特に言及がない限り、ネジ、ビス等を用いた取り付けや、嵌合等の取り付け等、適宜の方法で行えばよい。

（カメラ本体１０の構成について）
カメラ本体１０は、図１及び図２に示すように、筐体１１を有し、この筐体１１の内部に撮像レンズ系（例えば、ズームレンズ）１２、光源としての複数のＬＥＤ（Light Emitting Diode）１３ａが搭載されたＬＥＤ基板１３を有している。また、カメラ本体１０は、後述する図６に示すように、撮像レンズ系１２の後方に回路配線基板３０及び撮像素子３１といった種々の構成部品を収容している。筐体１１には、上面にシャッタボタン１８（図６参照）、上面に電源ボタン１７が設けられている。

さらに、筐体１１の内部には、シャッタボタン１８の操作に応じて、撮像素子３１が読み取った撮影画像を記憶する記憶部と、上述した各部を制御する制御部と、上述した各部に電源を供給するバッテリー部が設けられているが、これらの図示は省略する。

カメラ本体１０には、通常の撮影に用いられる公知の撮影装置、例えば市販されているデジタルカメラの構成を採用することができ、例えば、撮像レンズ系１２、回路配線基板３０、及び撮像素子３１は、公知の部品を用いることができる。撮像レンズ系１２は公知の光学レンズを有している。また、撮像素子３１としては、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサやＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサを用いることができる。また、カメラ本体１０には、撮像した画像を表示するとともに、カメラ１の各種設定を実行するためのタッチパネル式の画面（不図示）が設けられている。

（レンズユニット２０の構成について）
レンズユニット２０は、図１から図３に示すように、円錐体の先端がカットされたような筒状体のカバー体４０（図３では取外し）と、カバー体４０の開口４１ｂに嵌め込まれたカバー部材２４と、撮像レンズ系１２の先端を取り囲むフィルタ２３と、を有している。

カバー体４０は、例えばポリ塩化ビニル誘導体やアクリル系樹脂などの樹脂から構成されている。カバー体４０の外形は、前方に向かうにつれて先細形状を有し、その内部は中空である。また、カバー体４０の中空部も、前方に向かうにつれて縮径した形状を有している。

カバー体４０のカバー部材２４の後方には、図２に示すように、撮像レンズ系１２を取り囲むように、ＬＥＤ１３ａを搭載したＬＥＤ基板１３が設けられている。ＬＥＤ基板１３は円環状をなし、その前面には６つのＬＥＤ１３ａが搭載されている。６つのＬＥＤ１３ａは、図２及び図３に示すように、ＬＥＤ基板１３の中心に対して同心円上に等間隔で配置されている。これにより、ＬＥＤ１３ａを搭載するＬＥＤ基板１３は、撮像レンズ系１２の外周位置から光を前方に向けて出射するリングフラッシュとして機能する。ＬＥＤ１３ａは、白色光を発するＬＥＤから構成されている。

ＬＥＤ１３ａは、口腔内の歯、歯茎、舌、頬粘膜などを拡大撮影するときに口腔内を照射するため、レンズユニット２０のカバー体４０の先端部に実装されている。

カバー部材２４は、カバー体４０の先端に形成された開口４１ｂに嵌合されており、ＬＥＤ１３ａの前方に近接して配置されている。カバー部材２４は、透明のガラス又はアクリルなどの合成樹脂から構成されて、フィルタ２３から出射された光を前方へ通過させる。撮影時には、カバー部材２４は、口腔内に近接又は挿入された状態にされるが、カメラ１は、口腔内を撮影後、殺菌、洗浄なども行うため、カバー部材２４とカバー体４０は確実に密封する。この密封により、口腔内の唾液や曇りの水滴等がレンズに直接付着しないように防水するとともに、カバー部材２４の内側の密封空間の温度を上昇させる。

ここで、図２及び図３に示すように、ＬＥＤ基板１３上に放熱板７０が実装されている。放熱板７０は、ＬＥＤ１３ａの発熱を放熱するものであり、伝熱特性が良好なアルミニウムや銅などの金属から構成されている。放熱板７０は、カバー部材２４に向かって熱を放熱するような形状をしており、図４にその一例を示す。図４に示すように、放熱板７０は、環状の座部７０ａと、座部７０ａから延在する突起部７０ｂを有している。

放熱板７０について、図５の拡大図を参照して説明する。環状の座部７０ａは、図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、その内側周縁に複数の切欠き７０ｃによって区画された縁片７０ｄが形成されており、ＬＥＤ１３ａに対応する位置の縁片７０ｄに、突起部７０ｂが立設されている。ここでは、６つ設けられたＬＥＤ１３ａに対応して、突起部７０ｂも６つ設けた例を図示しているが、その配置数は、ＬＥＤ１３ａの配置数などを考慮して任意に設定してよい。

また、図５では突起部７０ｂを円弧状の板様式（図５（ｃ）及び図５（ｄ）参照）として構成しているが、突起部７０ｂの形状は、このタイプに限定されることはなく、他のタイプであってもよい。例えば、剣山状の棒様式にしてもよいし、波型上の板様式にしてもよい。要するに、ＬＥＤ１３ａからの発熱を伝熱して、カバー部材２４の内側の温度を上昇させるように構成すればよい。なお、ＬＥＤ１３ａは、効率よく放熱をしないとＬＥＤ自体の寿命を短くしてしまうことから、その観点からも放熱板７０は機能する。

ところで、本実施形態では、放熱板７０がカバー部材２４に直接的に接触しない非接触の態様を示している（図７参照）。すなわち、放熱板７０の突起部７０ｂは、フィルタ２３に当接している。これにより、突起部７０ｂによってフィルタ２３が暖められ、そして、フィルタ２３とカバー部材２４との間の空間の温度が上昇するように構成されている。このように放熱板７０をカバー部材２４に非接触として間接的に温めるか、あるいは、放熱板７０をカバー部材２４に接触させて直接的に温めるかについては、カバー部材２４の材質、曇り防止が要求される程度、ＬＥＤ１３ａの発熱量などを勘案して、いずれの態様としてもよい。

（口腔内撮影時におけるＬＥＤ光の進行について）
図７は、図６に示す口腔内撮影時におけるカメラ１の断面図である。ＬＥＤ１３ａから出射された光は、カバー部材２４を通過して矢印Ｌ１に示すように、前方へと直線的に出射される。このような光を出射するＬＥＤ１３ａは、撮像レンズ系１２の外側に設けられた円周上に等間隔で配置されており、撮像レンズ系１２と略同一平面内に配置されている。

（カメラ１の使用例）
カメラ１を用いて口腔内撮影を行う場合、撮影者は、図１に示すように、カメラ本体１０にレンズユニット２０を取り付ける。その際、レンズユニット２０をカメラ本体１０に取り付ける態様については、公知の構成を採用することができる。例えば、レンズユニット２０をカメラ本体１０に螺合させてもよいし、磁性体によって磁着させてもよい。また、レンズユニット２０に回動部（不図示）を、カメラ本体１０に回動支持部をそれぞれ設けることにより、レンズユニット２０をカメラ本体１０に回動可能に取り付けてもよい。

そして、撮影者は、レンズユニット２０を口腔内に近接又は部分的に挿入させて、電源ボタン１７を押して電源を入れ、例えばシャッタボタン１８を半押しすることによりＬＥＤ１３ａを発光させて暗い口腔内を明るく照射する。口腔内疾患部は、撮像レンズ系１２を介して１０～３０倍に拡大され、カメラ本体１０の撮像素子３１上に結像される。任意のタイミングでカメラ本体１０のシャッタボタン１８を全押しすると、撮像素子３１が読み取った撮像画像がカメラ本体１０の記憶部に記憶される。このように記憶された撮像画像は、検査、及び診断に用いることができる。

（実施形態の効果について）
以上説明したように、本実施形態に係るカメラ１においては、カメラ本体１０の前面をレンズユニット２０で覆った状態で明るく照明された口腔内撮影ができるとともに、撮影時に確実にレンズユニット２０の先端の曇り防止を行い得るカメラ１を提供することができる。

より具体的には、口腔内を撮影するカメラ１としては多数のＬＥＤ１３ａで明るく照射することが必要であるが、本実施形態はレンズユニット２０の先端部に複数のＬＥＤ１３ａをレンズ中心軸から円周上に配置することにより暗い口腔内を安定して灯かり照射を行うことができる。

併せて、口腔内は通常の室温、診察室の温度よりも高く（３６度～３７度）、口腔内にレンズユニット２０の先端部を挿入すると容易に曇りが生じてしまうカバー部材２４に対し、灯かり照射をするＬＥＤ１３ａの熱を放熱すると同時にカバー部材２４の内側の空間を暖めることにより、口腔内撮影時の曇りを防止することができる。

このように、口腔内撮影時のレンズユニット２０の曇り防止を確実に行い得ることから、撮影媒体に鮮明な画像を記録することができ、撮影のやり直しを行う必要性が削減されて診療時間の短縮が可能になるとともに、的確な診断を行うことができる。

また、曇り防止のための別の熱源を用意する必要がないことから、簡単かつ安価な構造によって、照明と曇り防止を両立させた口腔内撮影用のカメラ１を提供することができる。

（実施形態の変形について）
本実施形態は上述した態様に限定されず、様々な変形及び応用が可能である。上述の実施形態では、カメラ本体１０に対してレンズユニット２０を回動可能に取り付けてもよい旨を説明したが、レンズユニット２０の移動態様は、このような回動だけでなく、例えば、カメラ本体１０に対してスライドさせる態様であってもよい。要するに、口腔内撮影の際に、撮像レンズ系１２の前方をレンズユニット２０で覆うように配置すればよい。なお、撮像レンズ系１２は、カメラ１の用途等を勘案して、ズームレンズに代えて固定焦点レンズとして構成しても差し支えない。

また、上記実施形態では、光源は、円周上に配されたＬＥＤ１３ａであると説明したが、他の光源を採用してもよい。例えば、ハロゲンランプなどの高輝度ライト、半導体発光素子、及び有機エレクトロルミネッセンスなどの発光素子を用いることができる。

また、ＬＥＤ１３ａは、白色光を発するＬＥＤから構成されていると説明したが、例えば紫外線光源、青色光光源、あるいは緑色光光源を採用してもよい。また発する光の色が互いに異なる光源を設けるようにして、異なる色の光源ごとに独立して発光できる態様であってもよい。このように、異なる色の光を照射して撮像画像を得ることで、異なる像を得ることができ、異なる像を比較したり、像を重ね合わせたりすることで、皮膚疾患部の検査、及び診断を容易なものとすることができる。

また、口腔内撮影時には、カバー部材２４は、口腔内に近接又は挿入された状態にされる旨を説明した。しかしながら、十分な照度の光を照射できるのであれば、カバー部材２４を口腔内に挿入せず、口腔外から口腔内疾患部を撮影が可能である。この場合、撮影後の洗浄作業が不要となり、診察時間の短縮を図ることができる。

また、本実施形態に係る撮像装置は、上記実施形態で説明したカメラ１のように、口腔内撮影のための撮像装置に限定されない。また、被写体としても口腔内疾患部に限定されない。例えば、温度や湿度の低い構造物等に形成された穴の内部に光を照射して、光を照射した穴の内部を撮影するような撮像装置等にも、本発明を適用することができる。

また、上記のカメラ１においては、カメラ本体１０に、シャッタボタン１８や、カメラ１の各種設定を実行するためのタッチパネル式の画面（不図示）が設けられていると説明した。しかしながら、シャッタボタン１８やタッチパネル式の画面（不図示）等の操作受付部を、カメラ本体１０とは物理的に分離した操作部に設けるようにしてもよい。カメラ本体１０と操作部とは、既存の通信技術を用いて双方向に通信可能である。撮影者は、操作部を操作することにより、カメラ本体１０の各種設定やシャッタ操作等を行うことができる。

以下に、この出願の願書に最初に添付した特許請求の範囲に記載した発明を付記する。付記に記載した請求項の項番は、この出願の願書に最初に添付した特許請求の範囲のとおりである。
［請求項１］
撮像レンズ系を有する撮像装置であって、
前記撮像レンズ系の最外部のカバー部材と、
前記カバー部材の内側近傍に配置された基板に実装された光源と、
前記基板に実装され、前記光源の熱を前記カバー部材に対し放熱する放熱板と、を備えることを特徴とする撮像装置。
［請求項２］
前記放熱板が、前記基板に当接する座部と、前記座部から前記カバー部材に向かって延在する突起部とを有し、前記光源の熱が前記基板、前記座部及び前記突起部を経由して放熱されることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
［請求項３］
前記光源が複数個実装され、前記突起部が各光源に対応して複数個設けられていることを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
［請求項４］
前記撮像レンズ系が口腔内撮影に対応することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の撮像装置。
［請求項５］
前記放熱板が、前記カバー部材に対し、非接触の態様で間接的に放熱することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の撮像装置。
［請求項６］
前記放熱板が、前記カバー部材に対し、接触の態様で直接的に放熱することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の撮像装置。
［請求項７］
口腔内を撮影するための撮像装置であって、
撮影時に口腔内に挿入されるカバー部材と、
前記カバー部材の内側近傍に配置された基板に実装された照明用の光源と、
前記基板に実装され、前記光源の熱を前記カバー部材に伝達する放熱板と、を備え、
前記放熱板の熱により前記カバー部材の曇りを除去する
ことを特徴とする口腔内を撮影するための撮像装置。

１…カメラ
１０…カメラ本体、１１…筐体、１２…撮像レンズ系、１３…ＬＥＤ基板、１３ａ…ＬＥＤ、１７…電源ボタン、１８…シャッタボタン
２０…レンズユニット、２３…フィルタ、２４…カバー部材
３０…回路配線基板、３１…撮像素子
４０…カバー体、４１ｂ…開口
７０…放熱板、７０ａ…座部、７０ｂ…突起部、７０ｃ…切欠き、７０ｄ…縁片

Claims

撮像レンズ系を有する撮像装置であって、
前記撮像レンズ系の最外部のカバー部材と、
前記カバー部材の内側近傍に配置された基板に実装された光源と、
前記基板に実装され、前記基板に当接する座部と、前記座部から前記カバー部材に向かって延在する突起部とを有し、前記光源の熱を前記基板、前記座部及び前記突起部を経由して放熱する放熱板と、を備え、
前記放熱板が、前記カバー部材に対し、非接触の態様で間接的に放熱する、または、前記放熱板が、前記カバー部材に対し、接触の態様で直接的に放熱することを特徴とする撮像装置。
前記光源が複数個実装され、前記突起部が各光源に対応して複数個設けられていることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
前記撮像レンズ系が口腔内撮影に対応することを特徴とする請求項１又は２に記載の撮像装置。
口腔内を撮影するための撮像装置であって、
撮影時に口腔内に挿入されるカバー部材と、
前記カバー部材の内側近傍に配置された基板に実装された照明用の光源と、
前記基板に実装され、前記基板に当接する座部と、前記座部から前記カバー部材に向かって延在する突起部とを有し、前記光源の熱を前記基板、前記座部及び前記突起部を経由して前記カバー部材に伝達する放熱板と、を備え、
前記放熱板が、前記カバー部材に対し、非接触の態様で間接的に放熱する、または、前記放熱板が、前記カバー部材に対し、接触の態様で直接的に放熱することにより、前記カバー部材の曇りを除去する
ことを特徴とする口腔内を撮影するための撮像装置。