(57)【要約】【課題】  観察ヘッドを被観察物に当接させたまま、観察ヘッドを移動させることなく簡単にピント合せを行うことができるようにする。【解決手段】  被観察物（Ｍ）に当接される観察ヘッド（２）の先端に被観察物（Ｍ）を観察するための観察孔（３）が形成されると共に、その内側に、被観察物（Ｍ）の像を所定倍率に拡大する拡大レンズ（４）と、その実像を撮像する撮像素子（５）が同一光軸（Ｘ）上に配されて成り、観察ヘッド（２）及び撮像素子（５）の光軸間距離が固定されると共に、観察ヘッド（２）を固定した状態で外部操作により拡大レンズ（４）を光軸方向に往復移動させる合焦機構（９）を備え、その拡大レンズ（４）の移動距離を、観察ヘッド（２）の先端面（７）と光軸（Ｘ）の交点位置を基準としてその撮像素子（５）側に予め設定された合焦範囲（ＦＡ）に対応して設定した。【選択図】図１
2008015033.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被観察物に当接される観察ヘッドの先端に被観察物を観察するための観察孔が形成されると共に、その内側に、被観察物の像を所定倍率に拡大する拡大レンズと、その実像を撮像する撮像素子が同一光軸上に配され、前記被観察物に照明光を照射する照明系がその光軸の周囲に配されてなる拡大撮像装置において、
前記観察ヘッド及び前記撮像素子の光軸間距離が固定されると共に、観察ヘッドを固定した状態で外部操作により前記拡大レンズを光軸方向に往復移動させる合焦機構を備え、
該合焦機構による拡大レンズの移動距離が、観察ヘッド先端面と光軸の交点位置を基準としてその撮像素子側に予め設定された合焦範囲に対応して設定されたことを特徴とする拡大撮像装置。
【請求項２】
前記合焦機構による拡大レンズの移動距離が、観察ヘッド先端面と光軸の交点位置を基準としてその前後両側に予め設定された許容合焦範囲に対応して設定された請求項１記載の拡大撮像装置。
【請求項３】
前記合焦機構が、拡大レンズを往復移動させるシリンドリカルカムと、これを回転させるウォーム−ウォームホイールを備え、前記ウォームを回転させるノブが観察ヘッドの表面に露出されてなる請求項１又は２記載の拡大撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被観察物表面を拡大して観察するための拡大撮像装置に関し、特に、化粧品を販売する美容部員が、顧客の肌の状態に応じて最適の化粧品などを決定する場合などに、顧客の皮膚等を拡大して観察するのに適している。
【背景技術】
【０００２】
化粧は、肌に直接化粧品を塗ることにより、肌を白く見せたり、荒れた肌を滑らかに見せたりするために行うものであるから、各化粧品メーカとも肌質に応じて多くの種類の化粧品を販売している。
したがって、消費者にとっては、多種類の中から自分の肌質に適合する化粧品を選ぶことができる一方で、自分の肌質を知らないために真に適した化粧品を選択できないことが多い。
【０００３】
このことは、化粧品を販売している美容部員も同様であり、顧客の肌質を正確に知ることができれば、その肌質に適した化粧品や肌の手入れ法をアドバイスすることができるが、現実には、自分の培ってきた経験と勘で顧客の肌質に適合するであろう化粧品をアドバイスしているのが実情である。
このため、最近では化粧品の販売促進用に様々な診断機器を導入し、顧客の肌質に最適の化粧品を提供できるよう各社ともしのぎを削っている。
【０００４】
肌観察用の拡大撮像装置もそのような診断機器の一つとして用いられている。
図４（ａ）に示すように、従来の拡大撮像装置３１は皮膚などの被観察物に当接される観察ヘッド３２の先端に被観察物を観察するための観察孔３３が形成されると共に、その内側に、被観察物の像を所定倍率に拡大する拡大レンズ３４と、その実像を撮像する撮像素子３５が同一光軸Ｘ上に配され、被観察物に照明光を照射する照明系３６がその光軸Ｘの周囲に配されている。
【０００５】
この場合、拡大レンズ３４の合焦点ＦＰは、観察ヘッド３２の先端面と光軸Ｘとの交点位置に設定されている。
したがって、観察ヘッド３２の先端を皮膚に当てるだけで、観察しようとする皮膚を合焦点ＦＰに確実に位置させることができ、面倒なピンと合わせを行うことなく、皮膚観察を行うことができる。
【０００６】
しかしながら、実際には皮膚には弾力があり、観察ヘッド３２を押し当てたときに観察孔の内側へ皮膚が盛り上がるため、ピントがずれてしまうという問題を生じた。特に、倍率が高く明るいレンズは、その被写界深度が浅いため、僅かでも盛り上がるとピントがずれてしまう。
さらに、皮膚弾性は，年齢差や個人差によってもその弾力が異なるので、同じ強さで押し当てても必ずしも一定の画像は得られず、美容部員はモニタを見ながら手先で微妙に押付力を調整する必要があった。
また、例えば小鼻のような頬と鼻の谷間となる部分は凹んでいるため、観察ヘッド３２を強く押し当てなければ、皮膚を観察孔３３に位置させることができず、したがって、皮膚を合焦点ＦＰに位置させることができず、拡大観察することが困難であった。
【０００７】
このため、図４（ｂ）に示す撮像装置４１は、観察ヘッド３２をスライド可能に配してバネ４２で付勢し、皮膚に押し当てたられたときにバネ４２の弾撥力に抗して観察ヘッド３２を撮像装置３１内に引き込むようにスライドさせることにより、皮膚が観察孔３３に当接されなくても、観察孔３３を撮像素子３４に近付けることによりて、相対的に合焦点ＦＰを観察孔３３から遠ざけて、皮膚を拡大レンズ３４の合焦点ＦＰに位置させることができるようになっている。
【特許文献１】特開平１０−２７６３５３号公報
【０００８】
しかし、この場合は、皮膚に押し当てたられたときに観察ヘッド３２が引っ込むだけなので、観察ヘッド３２を当接させたときに凹んでいる部分を観察する場合は効果的であるが、観察孔３３の内側に盛り上がる皮膚にピントを合わせることができない。
【０００９】
このため、本出願人は、図４（ｃ）に示すように、観察ヘッド３２を回転させることによりネジ送りして、光軸Ｘ上で観察孔３３の位置を変えることのできる拡大撮像装置４４を試作した。
これによれば、合焦点ＦＰを基準として観察ヘッド３２の先端を進退させることができるので、皮膚が盛り上がる場合には、その盛り上がる分だけ観察孔３３を撮像素子３４から遠ざけることにより、盛り上がった皮膚が合焦点ＦＰに位置するように調整でき、凹んだ部分を観察するときは、その凹んだ分だけ観察孔３３を撮像素子３４に近づけることにより、凹んだ部分を合焦点ＦＰに位置させることができる。
【００１０】
しかしながら、皮膚に当接したまま観察ヘッド３２を回動させると皮膚がよじれてしまうため、撮像された画像を見ながらピント合わせすることが難しく、どうしても、観察ヘッド３２を一旦皮膚から離して回転させてから再び皮膚に当てて画像を確認し、ピントが合うまでこの作業を繰り返さなければならないという面倒があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
そこで本発明は、観察ヘッドを被観察物に当接させたまま、観察ヘッドを移動させることなく簡単にピント合せを行うことができるようにすることを技術的課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この課題を達成するために、本発明は、被観察物に当接される観察ヘッドの先端に被観察物を観察するための観察孔が形成されると共に、その内側に、被観察物の像を所定倍率に拡大する拡大レンズと、その実像を撮像する撮像素子が同一光軸上に配され、前記被観察物に照明光を照射する照明系がその光軸の周囲に配されてなる拡大撮像装置において、
前記観察ヘッド及び前記撮像素子の光軸間距離が固定されると共に、観察ヘッドを固定した状態で外部操作により前記拡大レンズを光軸方向に往復移動させる合焦機構を備え、
該合焦機構による拡大レンズの移動距離が、観察ヘッド先端面と光軸の交点位置を基準としてその撮像素子側に予め設定された合焦範囲に対応して設定されたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、外部操作により観察ヘッドを固定したまま拡大レンズを光軸方向に移動させることができるので、観察ヘッドを皮膚に押し当てることにより皮膚が盛り上がってピントがずれたとしても、そのままの状態で拡大レンズを前後に移動させることにより撮像素子の撮像面上に実像を結ばせることができるので、容易にピンと合せを行うことができる。
また、請求項２のように、拡大レンズを、観察ヘッド先端面と光軸の交点位置を基準としてその前後両側に移動させることができるようになっていれば、皮膚が盛り上がる場合だけでなく、観察ヘッドを皮膚に押し当てても皮膚が凹んでピントが合わない小鼻のような部分でも容易にピント合わせすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本例では、観察ヘッドを被観察物に当接させたまま、観察ヘッドを移動させることなく簡単にピント合せを行うという目的を達成するために、観察ヘッド及び撮像素子の光軸間距離を固定しておき、観察ヘッドを固定した状態で外部操作により、観察ヘッド先端面と光軸の交点位置を基準としてその撮像素子側に予め設定された合焦範囲に対応して拡大レンズを光軸方向に往復移動させる合焦機構を備えた。
【００１５】
図１は本発明に係る拡大撮像装置を示す概略構成図、図２はその分解図、図３は被観察物と拡大レンズの位置関係を示す説明図である。
【実施例１】
【００１６】
図１に示す拡大撮像装置１は皮膚を被観察物Ｍとして拡大観察するたものもので、被観察物Ｍに当接される観察ヘッド２の先端に被観察物Ｍを観察する円形観察孔３が形成されると共に、その内側には、被観察物Ｍの像を所定倍率に拡大する拡大レンズ４と、その拡大レンズ４により形成された実像を撮像する撮像素子５が同一光軸Ｘ上に配され、被観察物Ｍに照明光を照射する照明系６がその光軸Ｘの周囲に配されている。
【００１７】
観察ヘッド２は、その先端面７を皮膚に当接させたときに、観察孔３の開口縁に圧力を集中することによる皮膚の盛り上がり量を抑えるために、その先端面７が平面状に形成され、その中心の光軸Ｘが貫通する部分に直径５ｍｍ〜１ｃｍ程度の観察孔３が形成されている。
そして、観察ヘッドＳから撮像素子５に至るまでの光軸間距離、より具体的には、観察ヘッド２の先端面７と光軸Ｘの交点位置を基準点Ｐ０としたときに、その基準点Ｐ０から撮像素子５の撮像面５ａに至る距離が固定されている。
照明系６は複数の高輝度発光ダイオード８…を光軸の周囲に環状に配した構成となっている。
【００１８】
また、拡大レンズ４は、例えば直径５ｍｍ程度、焦点距離４ｍｍ程度、被写界深度±０.１５ｍｍ程度のものが用いられており、基準点Ｐ０上に被観察物Ｍが配されたときの撮像面５ａ上における光学倍率が０.６倍程度に設定され、これを１４インチディスプレイ（図示せず）に映し出したときの実質倍率が５０倍となるように設計されている。
【００１９】
そして、拡大レンズ４は、被観察物Ｍの位置が基準点Ｐ０から被写界深度以上ずれたときでも、ピントを合わせることができるように、合焦機構９により光軸Ｘ方向に往復移動可能に配されている。
この合焦機構９は、基準点Ｐ０を中心に光軸Ｘ方向前後両側に予め設定された合焦範囲ＦＡに対応して、その先端側Ｐ１から後端側Ｐ２に位置する被観察物Ｍの実像を撮像面５ａに結ばせることができるように、拡大レンズ４の移動距離が設定されている。
【００２０】
拡大レンズ４はレンズホルダ１０に取り付けられ、その外周に突出形成された突起１１がシリンダガイド１２のスリット１３に係合されて、レンズホルダ１０が光軸Ｘ方向に案内されると共に、その突起１１が、スプリング１４によりシリンドリカルカム１５に押し当てられている。
シリンドリカルカム１５は、ウォームホイール１６に取り付けられ、これを回転させるウォーム１７の回転軸１８の先端に回転操作子１９が取り付けられており、その操作子１９の一部が観察ヘッド２から露出されている。
これにより、撮像装置１を手に持ったまま、その指先で操作子１９を回転させることにより、拡大レンズ４を移動させることができる。
【００２１】
なお、シリンドリカルカム１５のカム線は、周期１８０°のサインカーブを描くように設定されており、その変位量が拡大レンズ４の移動量に等しい。
これにより、操作子１９を一方向に回転させることにより、拡大レンズ４は光軸Ｘに沿って何度でも繰り返し往復移動するので、ピント合わせするときに回転方向や移動方向を気にする必要がない。
【００２２】
被観察物Ｍの変位量αと拡大レンズ４の移動量βの関係は以下の通りである。
図３（ａ）に示すように、拡大レンズ４の焦点距離をｆとし、被観察物Ｍが基準点Ｐ０に位置するときの物点距離をＳ１とし、像点距離をＳ２とすると、
１／ｆ＝１／Ｓ１＋１／Ｓ２………………（１）
で表される。
次いで、図３（ｂ）に示すように、被観察物Ｍが基準点Ｐ０から撮像素子５側へα１変位したときの拡大レンズ４の移動距離β１とすると、物点距離はＳ１−α１＋β１、像点距離Ｓ２−β１となるから、式（１）より、
１／ｆ＝１／（Ｓ１−α１＋β１）＋１／（Ｓ２−β１）………………（２）
となる。したがって、合焦範囲ＦＡの後端側Ｐ２までの距離がα１の場合、拡大レンズ４の移動距離は式（２）を満たすようにβ１を設定することにより求められる。
また、図３（ｃ）に示すように、被観察物Ｍが撮像素子５から離れる方向へ、基準点Ｐ０からα２変位したときの拡大レンズ４の移動距離β２とすると、物点距離はＳ１＋α２−β２、像点距離Ｓ２＋β２となるから、式（１）より、
１／ｆ＝１／（Ｓ１＋α２−β２）＋１／（Ｓ２＋β２）………………（３）
となる。したがって、合焦範囲ＦＡの先端側Ｐ１までの距離がα２の場合、拡大レンズ４の移動距離は式（３）を満たすようにβ２を設定することにより求められる。
【００２３】
以上が、本発明の一構成例であって次にその作用について説明する。
まず、拡大撮像装置１のスイッチ（図示せず）をオンすると、照明系６の高輝度発光ダイオード８…が点灯され、撮像素子５がオン状態となる。
この状態で、観察ヘッド２を皮膚の観察部位に当てると、観察孔３を通してその画像が撮像素子５に取り込まれ、図３（ａ）に示すように、皮膚が盛り上がらず、凹んでもいない場合は、ピントが合った状態でディスプレイに表示される。
【００２４】
また、皮膚弾性が高く、図３（ｂ）に示すように、観察孔３内に皮膚が盛り上がり、その結果、ピントがずれた場合には、操作子１９を回転させることにより、拡大レンズ４を光軸Ｘに沿って所定のストロークで往復移動させることができる。
この間、観察ヘッド２は回動することも移動することもないので、皮膚がよじれたり、皮膚への押圧力が著しく変化したりすることがなく、ディスプレイを見ながら片手で容易にピント合わせすることができる。
そして、ピントが合ったところで、静止画を取り込めば、ピントずれのない観察画像を撮像することができる。
また、図３（ｃ）に示すように、小鼻のような頬と鼻の谷間となる凹んだ部分を観察する場合も同様に、観察ヘッド２を皮膚の観察部位に当てたまま、操作子１９を回転させることにより、簡単にピント合わせすることができる。
【００２５】
以上述べたように、本例の拡大撮像装置１によれば、観察ヘッド２を固定させた状態で被観察物Ｍに当てたまま、これを回動させたり移動させたりすることなく、拡大レンズ４を光軸Ｘ方向に移動させることができるので、容易にピント合せすることができるという大変優れた効果を奏する。
【００２６】
なお、上記実施例の説明では、合焦範囲ＦＡの先端側Ｐ１及び後端側Ｐ２が、基準点Ｐ０を中心に光軸Ｘ方向前後両側に設定されている場合について説明したが、肌の弾性による盛り上がりによるピントのずれのみを調整する場合は、合焦範囲ＦＡの後端側Ｐ２が撮像素子５側に設定されていれば、先端側Ｐ１を基準点Ｐ０に一致させてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
本発明は、化粧品を販売する美容部員が、顧客の肌や頭皮の状態に応じて最適の化粧品を決定する場合などに、顧客の皮膚等の被観察物の表面を拡大して撮像する用途に適している。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明に係る拡大撮像装置を示す概略構成図。
【図２】その分解図。
【図３】被観察物と拡大レンズの位置関係を示す説明図。
【図４】従来装置を示す説明図。
【符号の説明】
【００２９】
１    拡大撮像装置
Ｍ    被観察物
２    観察ヘッド
３    観察孔
４    拡大レンズ
５    撮像素子
Ｘ    光軸
６    照明系
Ｐ０  基準点
８    高輝度発光ダイオード
９    合焦機構
ＦＡ  合焦範囲
【図１】
2008015033.tif 000003
【図２】
2008015033.tif 000004
【図３】
2008015033.tif 000005
【図４】
2008015033.tif 000006