CN101504484B - 视频显微镜及观察用适配器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种视频显微镜及观察用适配器,能够从多个方向观察被摄物体,有利于实现低成本化、小型化。摄像装置(14)的摄像光学系统(36)使光轴(L)从载置面(30)的上方朝向被摄物体(2),将被摄物体的像导向摄像元件(38)。摄像装置用支承机构(16)支承摄像装置(14)使其能够以与载置面正交的旋转中心轴(X)为中心旋转。第一反射镜(24)及第二反射镜(26)设置在载置面与摄像光学系统之间,并且形成弯曲光路(46),该弯曲光路使将被摄物体的像从被摄物体导向至摄像光学系统的光路弯曲而导向摄像光学系统并且在含有摄像光学系统的光轴的单一平面上延伸。反射镜用支承机构(28)支承第一、第二反射镜使其可绕摄像光学系统的光轴旋转。
Description
技术领域
本发明涉及视频显微镜,更加详细地说,涉及使用第一、第二反射镜使将被摄物体的像导向摄像装置的摄像光学系统的光路弯曲而从多个方向观察被摄物体的视频显微镜及观察用适配器。
背景技术
以往,使用有如下的视频显微镜,在载置面的上方配置摄像装置,通过向显示器供给由摄像装置拍摄载置于载置面上的被摄物体而得到的图像信号,在显示器上放大显示被摄物体的图像。
作为这样的摄像装置的具体构成,提出有如下的结构,即,具有摄像装置,摄像装置具有使光轴从载置面的上方朝向被摄物体且将被摄物体的像导向摄像元件的摄像光学系统,并且该摄像装置以与载置面正交的中心轴为中心可旋转地设置(参照专利文献1)。
在该摄像装置中,在将被摄物体载置于中心轴与载置面交叉的载置面位置之上的状态下、以中心轴为中心旋转摄像装置,因此有利于从多个方向观察被摄物体。例如,若被摄物体是焊接有电子零件的印刷基板,则有利于详细地观察电子零件、该电子零件与印刷基板的焊接位置。
专利文献1:(日本)特开2007-28133
但是,在上述现有的视频显微镜中,虽然通过旋转摄像装置能够在从斜上方观察的方向上观察被摄物体的周围部分,但是,摄像光学系统的光轴与载置面所成的角度被固定在规定角度(例如45度左右),或者即使能够调节也不过是相对于所述规定角度±5度左右的范围。
因此,不能够使摄像光学系统的光轴相对于被摄物体的角度在上下方向上大幅度变化来进行观察。
因此,考虑设置使摄像装置的位置、姿势变化以使摄像光学系统的光轴相对于被摄物体的角度上下大幅度变化的机构。
在设有这种机构的情况下,显然,不论摄像装置的位置和姿势的变化如何,都必须将摄像光学系统的光轴朝向载置面上的被摄物体并且必须将摄像光学系统与被摄物体的距离保持为一定,而且,这种机构必须还起到使摄像装置旋转的作用,故而机构自身极为复杂且花费大,不利于对视频显微镜的低成本化、小型化。
发明内容
本发明是鉴于上述问题而作出的,其目的在于提供从多个方向观察被摄物体且有利于实现低成本化、小型化的视频显微镜以及观察用适配器。
为了实现上述目的,本发明提供一种视频显微镜,具有载置作为观察对象的被摄物体的载置面和摄像装置,该摄像装置具有使光轴从所述载置面的上方朝向所述被摄物体且将所述被摄物体的像导向摄像元件的摄像光学系统,其特征在于,包括:多个反射镜,其设置在所述载置面与所述摄像光学系统之间,形成弯曲光路,该弯曲光路使从所述被摄物体将所述被摄物体的像导向至所述摄像光学系统的光路弯曲而导向所述摄像光学系统;反射镜用支承机构,其支承所述多个反射镜并使该多个反射镜在形成有所述弯曲光路的状态下能够绕所述摄像光学系统的光轴旋转,所述多个反射镜为两块反射镜,所述两块反射镜中的一块反射镜为第一反射镜,其位于所述摄像光学系统的光轴外侧且比所述摄像光学系统更靠所述被摄物体侧,将所述被摄物体的像反射到所述光轴侧,所述两块反射镜中的另一块反射镜为第二反射镜,其位于所述摄像光学系统的光轴上且比所述摄像光学系统更靠所述被摄物体侧,将被所述第一反射镜反射后的所述被摄物体的像在所述光轴上朝向所述摄像光学系统反射,所述弯曲光路包括:从所述被摄物体至所述第一反射镜的直线状的第一光路;从所述第一反射镜到所述第二反射镜的直线状的第二光路;从所述第二反射镜在所述摄像光学系统的光轴上通过并到达所述摄像光学系统的第三光路,所述反射镜支承机构包括支承所述第一反射镜的第一支架、支承所述第二反射镜的第二支架,所述第二支架通过所述第一支架被可摆动地支承在第一摆动位置与第二摆动位置之间,所述第一摆动位置是使所述第二反射镜位于形成所述第二光路及所述第三光路的位置,所述第二摆动位置是使所述第二反射镜位于自所述摄像光学系统的光轴避让的位置。
另外,本发明提供一种观察用适配器,其安装在视频显微镜中,该视频显微镜具有载置作为观察对象的被摄物体的载置面、摄像装置以及收纳所述摄像光学系统的摄像装置用壳体,所述摄像装置具有使光轴从所述载置面的上方朝向所述被摄物体且将所述被摄物体的像导向摄像元件的摄像光学系统,其特征在于,所述观察用适配器具有:多个反射镜,其设于所述载置面与所述摄像光学系统之间,形成弯曲光路,该弯曲光路使从所述被摄物体将所述被摄物体的像导向至所述摄像光学系统的光路弯曲而导向所述摄像光学系统;反射镜用支承机构,其支承所述多个反射镜并使该多个反射镜在形成有所述弯曲光路的状态下能够绕所述摄像光学系统的光轴旋转,所述反射镜用支承机构可拆装地设置在所述摄像装置用壳体上,所述多个反射镜为两块反射镜,所述两块反射镜中的一块反射镜为第一反射镜,其位于所述摄像光学系统的光轴外侧且比所述摄像光学系统更靠所述被摄物体侧,将所述被摄物体的像反射到所述光轴侧,所述两块反射镜中的另一块反射镜为第二反射镜,其位于所述摄像光学系统的光轴上且比所述摄像光学系统更靠所述被摄物体侧,将被所述第一反射镜反射后的所述被摄物体的像在所述光轴上朝向所述摄像光学系统反射,所述弯曲光路包括:从所述被摄物体至所述第一反射镜的直线状的第一光路;从所述第一反射镜到所述第二反射镜的直线状的第二光路;从所述第二反射镜在所述摄像光学系统的光轴上通过并到达所述摄像光学系统的第三光路,所述反射镜支承机构包括支承所述第一反射镜的第一支架、支承所述第二反射镜的第二支架,所述第二支架通过所述第一支架被可摆动地支承在第一摆动位置与第二摆动位置之间,所述第一摆动位置是使所述第二反射镜位于形成所述第二光路及所述第三光路的位置,所述第二摆动位置是使所述第二反射镜位于自所述摄像光学系统的光轴避让的位置。
根据本发明,通过反射镜用支承机构支承多个反射镜使其能够绕以摄像光学系统的光轴为中心的中心轴旋转,所述多个反射镜形成使从被摄物体将被摄物体的像导向至摄像光学系统的光路弯曲而导向摄像光学系统的弯曲光路,因此,可从多个方向观察被摄物体,并且有利于实现低成本化、小型化。
附图说明
图1是表示第一实施方式的视频显微镜10的第一、第二反射镜24、26的旋转位置位于0点的状态的立体图;
图2是图1的侧面图;
图3是表示第一实施方式的视频显微镜10的第一、第二反射镜24、26的旋转位置位于9点的状态的立体图;
图4是图3的侧面图;
图5是表示第一实施方式的视频显微镜10的第一、第二反射镜24、26的旋转位置位于6点的状态的立体图;
图6是图5的侧面图;
图7是表示视频显微镜10的控制系统的构成的框图;
图8(A)是反射镜用支承机构28的分解立体图,(B)是反射镜用支承机构28的组装立体图;
图9(A)是表示第一、第二反射镜24、26在0点位置时通过摄像装置36拍摄并在显示器22显示的图像的说明图,(B)表示第一、第二反射镜24、26在9点位置时通过摄像装置36拍摄并在显示器22显示的图像的说明图,(C)表示第一、第二反射镜24、26在6点位置时通过摄像装置36拍摄并在显示器22显示的图像的说明图;
图10是表示第二实施方式的视频显微镜10的第一、第二反射镜24、26的旋转位置位于0点的状态的立体图;
图11是图10的侧面图;
图12是图10的正面图;
图13是表示第三实施方式的视频显微镜10的第一、第二反射镜24、26的旋转位置位于0点的状态的立体图;
图14是图13的侧面图;
图15是对高度不同的被摄物体2进行拍摄的视频显微镜10的动作说明图;
图16是对高度不同的被摄物体2进行拍摄的视频显微镜10的动作说明图;
图17是对高度不同的被摄物体2进行拍摄的视频显微镜10的动作说明图;
图18是反射镜摆动机构58的立体图;
图19是反射镜摆动机构58的侧面图;
图20是表示第四实施方式的视频显微镜10的控制系统的构成的框图;
图21是第四实施方式的视频显微镜10的动作说明图;
图22是第四实施方式的视频显微镜10的动作说明图;
图23是使第一、第二反射镜24、26绕光轴L旋转时的弯曲光路46的说明图;
图24是表示第五实施方式的视频显微镜10的控制系统的构成的框图;
图25是第六实施方式的视频显微镜10的动作说明图;
图26是第六实施方式的视频显微镜10的动作说明图;
图27是表示第六实施方式的视频显微镜10的控制系统的构成的框图;
图28是第七实施方式的视频显微镜10的动作说明图;
图29是第七实施方式的视频显微镜10的动作说明图;
图30是第七实施方式的视频显微镜10的动作说明图;
图31是表示第七实施方式的视频显微镜10的控制系统的构成的框图;
图32是表示第一、第二反射镜24、26的实施例的说明图;
图33是表示在第八实施方式的视频显微镜10中使用第一、第二反射镜24、26的观察状态的动作说明图;
图34是表示在第八实施方式的视频显微镜10中不使用第一、第二反射镜24、26的观察状态的动作说明图。
附图标记说明
2:被摄物体、10:视频显微镜、14:摄像装置、16:摄像装置用支承机构、24:第一反射镜、26:第二反射镜、28:反射镜用支承机构、30:载置面、36:摄像光学系统、38:摄像元件、46:弯曲光路、X:旋转中心轴
具体实施方式
(第一实施方式)
接着,参照附图说明本发明的实施方式。
首先,对本实施方式的视频显微镜10的基本结构进行说明。
图1是表示第一实施方式的视频显微镜10的第一、第二反射镜24、26的旋转位置位于0点的状态的立体图,图2是图1的侧面图。
图3是表示第一实施方式的视频显微镜10的第一、第二反射镜24、26的旋转位置位于9点的状态的立体图,图4是图3的侧面图。
图5是表示第一实施方式的视频显微镜10的第一、第二反射镜24、26的旋转位置位于6点的状态的立体图,图6是图5的侧面图。
图7是表示视频显微镜10的控制系统的构成的框图。
如图1、图2所示,视频显微镜10包括载置台12、摄像装置14、摄像装置用支承机构16、照明部18、激光指示器20、显示器22、第一反射镜24、第二反射镜26、反射镜用支承机构28等而构成。
载置台12为具有前后长度、左右宽度、上下厚度的矩形板状,在其上面形成载置被摄物体的由平坦矩形平面构成的载置面30,在载置面30上载置作为观察对象的被摄物体2。
从载置台12的后缘的宽度方向中央突出设有臂32,臂32的前部32A以与载置台12的载置面30分开间隔并相对向的方式向前方延伸。
摄像装置14包括摄像光学系统36、摄像元件38、收纳这些摄像光学系统36和摄像元件38等的摄像装置用壳体34等而构成。
摄像光学系统36使光轴L从载置面30的上方朝向被摄物体2而将被摄物体2的像导向摄像元件38。
摄像元件38对被摄像光学系统36导向的被摄物体2的像进行拍摄并生成摄像信号。
摄像装置用支承机构16支承摄像装置14使其能够以与载置面30正交的旋转中心轴X为中心旋转,具体而言,摄像装置用壳体34通过摄像装置用支承机构16被可旋转地支承在臂32的前部32A。
在本实施方式中,摄像装置用支承机构16支承摄像装置14使其能够在自臂32的宽度方向中心位置±60度的范围(共计120度的范围)内旋转。
作为摄像装置用支承机构16,例如可采用以下等公知的各种构造,即,摄像装置用支承机构16由设于臂32的前部32A外周的导向部件、设于摄像装置用壳体34且可滑动地与所述导向部件结合的导向件等构成。
另外,摄像装置用支承机构16使摄像装置14旋转的旋转中心轴X与摄像光学系统36的光轴L交叉而构成。
因此,若被摄物体2位于旋转中心轴X与光轴L交叉的位置,则在摄像装置14以旋转中心轴X为中心旋转时,不论其旋转位置如何,摄像光学系统36的光轴L都通过被摄物体2,被摄物体2的像通过摄像光学系统34被导向摄像元件8而被拍摄。
在本实施方式中,旋转中心轴X与光轴L交叉的位置位于载置在载置面30的被摄物体2的上表面或其附近。
另外,在本实施方式中,在含有摄像光学系统36的光轴L且与载置面30正交的第一平面内,摄像光学系统36的光轴L相对于载置面30以第一角度(例如约45度)交叉,在摄像装置用壳体34与摄像装置用支承机构16之间设有调节机构,该调节机构使光轴L与载置面30所成的角度相对于所述第一角度例如以±5度的范围增减。
通过利用该调节机构使摄像装置14绕与所述第一平面正交的轴线摆动而使光轴L摆动,由此,能够使光轴L通过被摄物体2而进行调节。
作为上述调节机构,例如可采用以下以往公知的各种结构,即,上述调节机构根据操作转盘的旋转量使摄像装置用壳体34绕支轴摆动。
照明部18设置在臂32的前部32A面对载置面30的位置,朝向下方(朝向载置面30)照射照明光而构成。
照明部18包含多个光源、扩散板、菲涅耳透镜等而构成。
多个光源在与载置面30平行的平面上、在以旋转中心轴X为中心的单一圆周上沿周向等间隔配置。
扩散板以覆盖多个光源的方式设置在各光源的下方,扩散板具有通过使从各光源发出的光沿厚度方向透过扩散板而使光的分布均匀地扩散的功能。
菲涅耳透镜覆盖扩散板的下方而设置,具有将从各光源发出并被扩散板扩散后的光会聚的功能。
多个光源通过后述的控制部44而被控制,构成为通过将多个光源全部点亮而无遗漏地照亮载置面2;通过选择地点亮多个光源而选择地照亮载置面2。
激光指示器20(相当于权利要求中的光线照射部)设置在旋转中心轴X通过的照明部18的中心,如图1、图2所示,将与旋转中心轴X一致的激光束(相当于权利要求中的定位用光线)朝向载置面30照射。换言之,激光指示器20使激光束从载置面30的上方在旋转中心轴X上行进而向载置面30照射。
使从激光指示器20照射的激光束照向被摄物体2而将被摄物体2在载置面30上定位,由此使被摄物体2位于摄像光学系统36的光轴L上,能够简单地进行基于摄像装置14的摄像。
显示器22被供给基于由摄像元件38生成的摄像信号生成的图像信号,由此显示被摄物体2的图像,例如由液晶装置构成。
如图1所示,显示器22可拆装地安装在臂32的前部32A的上面,或者配置在与视频显微镜10分开的位置。
如图7所示,视频显微镜10还具有信号处理部40、操作部42以及控制部44。
信号处理部40对由摄像元件38生成的摄像信号进行信号处理而生成图像信号,并将该图像信号供给显示器22。
如图1所示,操作部42包括光量调节用容量开关42A、灯光图案开关42B、指示器开关42C、电源开关42D等。
控制部44根据光量调节用容量开关的操作一并将照明部18的各光源整体接通断开并且控制光源整体的光量,根据灯光图案开关的操作个别地控制照明部18的各光源18的点亮熄灭,另外,根据指示器开关42C的操作进行激光指示器20的点亮、熄灭的控制。
另外,通过对电源开关42D进行操作,进行向摄像装置14、照明部18、显示器22、信号处理部40、控制部44供给电源的接通、断开控制。
接着,对本发明的主要部分即第一反射镜24、第二反射镜26以及反射镜用支承机构28进行说明。
第一反射镜24及第二反射镜26设置在载置面30与摄像光学系统36之间,形成弯曲光路46,该弯曲光路46使从被摄物体2将被摄物体2的像导向至摄像光学系统36的光路弯曲而导向摄像光学系统36并且在含有摄像光学系统36的光轴L的单一平面上延伸。
第一反射镜24经由第一支架48支承在摄像装置用壳体34上,位于摄像光学系统36的光轴L的外侧且比摄像光学系统36更靠被摄物体2侧,将被摄物体2的像向光轴L侧反射。
第二反射镜26经由第二支架50支承在摄像装置用壳体34上,位于摄像光学系统36的光轴L上且比摄像光学系统36更靠被摄物体2侧,将被第一反射镜24反射后的被摄物体2的像在光轴L上向摄像光学系统36反射。
因此,弯曲光路46包括:从被摄物体2到第一反射镜24的直线状的第一光路46A、从第一反射镜到第二反射镜的直线状的第二光路46B、从第二反射镜在摄像光学系统36的光轴L上通过并到达摄像光学系统36的第三光路46C。
另外,弯曲光路46构成为使第一光路46A通过光轴L与旋转中心轴X交叉的点。在本实施方式中,由于如前所述地旋转中心轴X与光轴L交叉的位置为被摄物体2的上表面,故而旋转中心轴X、光轴L以及第一光路46A在被摄物体2的上表面交叉。
另外,第三光路46C在光轴L上通过并且与将被摄物体2的像导向摄像光学系统36的摄像光学系统36的光路的一部分重合。
在本实施方式中,第一、第二反射镜24、26由表面反射镜构成。
表面反射镜利用蒸镀在玻璃表面的反射膜将入射光直接反射,使入射光不通过玻璃。
而普通的反射镜在玻璃的背面蒸镀反射膜,使从玻璃表面射入的光被反射膜反射而构成。但在这样的构成中,向玻璃的表面射入的光的一部分被玻璃表面反射,并且剩余的光被玻璃背面的反射面反射,因此,产生由反射镜反射的像重影的不良情况。
对此,在本实施方式中,通过由表面反射镜构成第一、第二反射镜24、26,防止像重影的不良情况,可提高所得到的被摄物体像的品质。
另外,在本实施方式中,构成第一、第二反射镜24、26的表面反射镜的基板面精度都比可见光线的平均波长小,能够提高所得到的被摄物体像的品质。
反射镜用支承机构28支承第一、第二反射镜24、26使其在形成有弯曲光路46的状态下(换言之,不改变第一、第二反射镜24、26的位置关系)可绕摄像光学系统36的光轴L旋转,在本实施方式中,反射镜用支承机构28可拆装地设置在摄像装置用壳体34上。
如图8(A)所示,反射镜用支承机构28包括内侧筒部件52、外侧筒部件54、球体56以及盘簧(未图示)等而构成。
内侧筒部件52呈筒状,在其外周面绕全周延伸形成有导向槽5202。
在本实施方式中,如图1、图2所示,摄像装置用壳体34中收纳保持摄像光学系统36的部分构成为圆筒状的筒部3402,内侧筒部件52安装在该筒部3402的前部。
如图8(B)所示,外侧筒部件54可旋转且可拆装地结合在内侧筒部件52的外周面,第一、第二支架50设置在该外侧筒部件54上。
球体56设有多个,在外侧筒部件54的周向上隔开间隔的位置、沿外侧筒部件54的半径方向可移动地装入。
弹簧与各球体56对应设置,分别将各球体56向从外侧筒部件54的内周面突出的方向靠压,在外侧筒部件54结合在内侧筒部件52的外周面的状态下,各球体56的一部分与内侧筒部件52的导向槽5202卡合,由此,第一、第二反射镜24、26可绕以摄像光学系统36的光轴L为中心的中心轴旋转地被支承。
另外,在将外侧筒部件54从内侧筒部件52拔出的方向上施加规定值以上的外力时,球体56没入外侧筒部件54中,能够从内侧筒部件52取出外侧筒部件。
另外,被取出的外侧筒部件54与内侧筒部件52结合的情况下,若在使外侧筒部件54覆盖内侧筒部件52的方向上施加规定值以上的外力,则球体56与暂时没入外侧筒部件54中的导向槽5202卡合,由此外侧筒部件54被可旋转地支承在内侧筒部件52上。
另外,作为这样的反射镜用支承机构28的构成,可采用以往公知的各种拆装构造。
(使用方法)
接下来,对上述构成的视频显微镜10的使用方法进行说明。
事先将摄像装置14通过摄像装置用支承机构16位于臂32的宽度方向的中心,另外,反射镜用支承机构28被预先安装在摄像装置用壳体34上。
首先,以使从激光指示器20照射的激光束照射向被摄物体2的方式将被摄物体2定位载置在载置面30上,。
由此,成为使被摄物体2的上表面位于第一光路46A、光轴L以及旋转中心轴X交叉的部位的状态。
接着,将第一、第二反射镜24、26的绕光轴L的旋转位置作为图1、图2所示的基准位置。
在本实施方式中,第一、第二反射镜24、26的基准位置为:第一反射镜24比第二反射镜26更靠旋转中心轴X的位置,使弯曲光路46在包含旋转中心轴X和光轴L的平面内延伸的第一反射镜24及第二反射镜26的位置。
图8(A)表示在第一、第二反射镜24、26的基准位置通过摄像装置36拍摄并在显示器22上显示的图像。
另外,被反射镜用支承机构28可旋转地支承的第一、第二反射镜24、26的旋转通过使用者的手或者电动机等动力源而进行。
以下为了便于说明,如图1、图2所示地,将第一、第二反射镜24、26的绕光轴L的旋转位置位于所述基准位置的状态称为0点(或12点)位置,以下使用时针所指示的时刻进行说明。
如图3、图4所示,将第一、第二反射镜24、26绕光轴L的旋转位置相对于所述基准位置逆时针旋转了90度的状态称为9点位置。
另外,如图5、图6所示,将第一、第二反射镜24、26绕光轴L的旋转位置位于与所述基准位置成180度即相反侧的状态称为6点的位置。
接着,如图3、图4所示,将第一、第二反射镜24、26旋转到0点位置。
如图5、图6所示,将第一、第二反射镜24、26旋转到6点位置。
这样,通过使用反射镜用支承机构28将第一、第二反射镜24、26绕光轴L旋转任意角度,第一光路46A相对于被摄物体2的方向变化。
即,通过使第一、第二反射镜24、26绕光轴L旋转,能够多样地改变第一光路46A相对于被摄物体2所成的角度。
因此,能够变化成如下状态进行观察,即,在被摄物体2为立方体形状的情况下,如图9(A)所示从靠上方的方向观察被摄物体2的上表面2A和一个侧面2B这两个面的状态;如图9(B)所示从斜上方观察被摄物体2的上表面2A和两个侧面2B、2C这三个面的状态;如图9(C)所示从靠侧方的方向观察被摄物体2的上表面2A和一个侧面2B这两个面的状态。
更加详细地说,在第一、第二反射镜24、26位于0点和位于6点的情况下,第一光路46A在包含旋转中心轴X和光轴L的第一平面内延伸的状态下,仅第一光路46A相对于被摄物体2所成的角度不同。
对此,第一、第二反射镜24、26位于0点与6点中间的旋转角度的情况下,第一光路46A与包含旋转中心轴X和光轴L的第一平面交叉的状态下,能够使第一光路46A相对于被摄物体2所成的角度变化。
另外,在使第一、第二反射镜24、26绕光轴L的旋转位置位于任意位置的状态下,显然通过使摄像装置14以旋转中心轴X为中心旋转,能够沿周向对被摄物体2进行拍摄,而且,如前所述,由于被摄物体2的上表面位于摄像装置14旋转的旋转中心轴X、摄像光学系统36的光轴L以及第一光路46A交叉的位置,故而不论第一、第二反射镜24、26绕光轴L的旋转位置以及摄像装置14的旋转位置如何,被写体2都不会从第一光路46A偏离,故而不移动被摄物体2、通过摄像光学系统36就能够可靠地对被摄物体2进行拍摄。
(效果)
如上述说明地、根据本实施方式,第一、第二反射镜24、26设置在载置面30与摄像光学系统36之间,形成使从被摄物体2将被摄物体2的像导向摄像光学系统36的光路弯曲而导向摄像光学系统36的弯曲光路46,通过由反射镜用支承机构28支承这样的第一、第二反射镜24、26使其可绕以摄像光学系统36的光轴L为中心的中心轴旋转,能够从多个方向观察被摄物体2,并且通过第一、第二反射镜24、26以及反射镜用支承机构28这样极简单的构成,无需复杂且花费大的机构,因此有利于低成本化以及小型化。
另外,根据本实施方式,由于反射镜用支承机构28可拆装地设置在摄像装置用壳体34上,故而能够由简单的操作切换使用第一、第二反射镜24、26对被摄物体2进行拍摄的模式、和不使用第一、第二反射镜24、26而直接拍摄被摄物体2的模式,有利于提高使用便利性。
(第二实施方式)
接着,对第二实施方式进行说明。
图10是表示第二实施方式的视频显微镜10的第一、第二反射镜24、26的旋转位置位于0点的状态的立体图,图11是图10的侧面图,图12是图10的正面图,在以下的实施方式中,对于与第一实施方式相同或相对应的部分标注同一附图标记进行说明。
第二实施方式是第一实施方式的变形例,与第一实施方式不同之处在于,从被摄物体2至第一反射镜24的直线状的第一光路46A可相对于载置面30正交。
在第二实施方式的视频显微镜10中,与第一实施方式同样地,第一反射镜24以及第二反射镜26被设置在载置面30与摄像光学系统36之间,形成使从被摄物体2将被摄物体2的像导向摄像光学系统36的光路弯曲而导向摄像光学系统36的弯曲光路46。
第一反射镜24与第一实施方式同样地,经由第一支架48支承在摄像装置用壳体34上,位于摄像光学系统36的光轴L的外侧且比摄像光学系统36更靠被摄物体2侧,将被摄物体2的像向光轴L侧反射。
另外,与第一实施方式同样地,第一反射镜24设置成使旋转中心轴X、光轴L以及第一光路46A在被摄物体2的上表面交叉。
第二反射镜26与第一实施方式同样地,经由第二支架50支承在摄像装置用壳体34上,位于摄像光学系统36的光轴L上且比摄像光学系统36更靠被摄物体2侧,将由第一反射镜24反射后的被摄物体2的像在光轴L上向摄像光学系统36反射。
在第二实施方式中,与第一实施方式不同,如图10、图11所示,在第一、第二反射镜24、26的旋转位置位于0点的状态下,支承第一反射镜24的第一支架48的前部延伸到旋转中心轴X附近,并且在该第一支架48的前部安装有第一反射镜24。
在第一、第二反射镜24、26的旋转位置位于0点的状态下,如图10~图12所示,第一反射镜24位于旋转中心轴X上,弯曲光路46在含有旋转中心轴X和光轴L的平面内延伸,此时,第一反射镜24设置成使第一光路46C与载置面2正交并且第一光路46C在旋转中心轴X上延伸。
弯曲光路46包括从被摄物体2延伸到第一反射镜24的直线状的第一光路46A、从第一反射镜到第二反射镜的直线状的第二光路46B、从第二反射镜在摄像光学系统36的光轴L上通过并到达摄像光学系统36的第三光路46C。
另外,与第一实施方式同样地,第三光路46C在光轴L上通过并且与将被摄物体2的像导向摄像光学系统36的摄像光学系统36的光路的一部分重合。
根据这样的第二实施方式显然可以起到与第一实施方式相同的效果,另外,在第一、第二反射镜24、26的旋转位置位于0点的状态下,由于第一反射镜24构成为第一光路46C与载置面2正交,故而能够通过摄像装置14从其正上方对被摄物体2进行拍摄,可从正上方观察被摄物体2,有利于从与载置面2正交的方向观察被摄物体2。
另外,在第二实施方式中,在第一、第二反射镜24、26的旋转位置位于0点的状态下,通过使第一反射镜24位于旋转轴X上,由第一反射镜24遮住从激光指示器20照射的激光束,故而限制了激光指示器20的一部分功能。
(第三实施方式)
接下来,对第三实施方式进行说明。
图13是表示第三实施方式的视频显微镜10的第一、第二反射镜24、26的旋转位置位于0点的状态的立体图,图14是图13的侧面图。
第三实施方式是第二实施方式的变形例,与第一、第二实施方式不同之处在于,能够在最大限度地反射的状态下观察被摄物体2的上表面。
第三实施方式的视频显微镜10形成与第一实施方式相同的弯曲光路46。
第一反射镜24与第一实施方式同样地,经由第一支架48支承在摄像装置用壳体34上,位于在摄像光学系统36的光轴L的外侧且比摄像光学系统36更靠被摄物体2侧,将被摄物体2的像向光轴L侧反射。
另外,与第一实施方式同样地,第一反射镜24设置成使旋转中心轴X、光轴L及第一光路46A在被摄物体2的上表面交叉。
第二反射镜26与第一实施方式同样地,经由第二支架50支承在摄像装置用壳体34上,位于摄像光学系统36的光轴L上且比摄像光学系统36更靠被摄物体2侧,将由第一反射镜24反射后的被摄物体2的像在光轴L上向摄像光学系统36反射。
如图13、图14所示地在第一支架48的前部安装有第一反射镜24,以使在第一、第二反射镜24、26的旋转位置位于0点的状态下,支承第一反射镜24的第一支架48的前部延伸到旋转中心轴X的跟前位置,并且使第一反射镜24位于从照明部18向载置面2上的被摄物体2的上表面照射并被上表面反射的照明光19成为最大光量的位置。
与第二实施方式不同之处在于,在第一、第二反射镜24、26的旋转位置位于0点的状态下,第一反射镜24位于自旋转中心轴X向半径方向外侧(靠第二反射镜26)离开的位置,弯曲光路46在含有旋转中心轴X和光轴L的单一平面内延伸。
与第一实施方式同样地,弯曲光路46包括:从被摄物体2到第一反射镜24的直线状的第一光路46A、从第一反射镜到第二反射镜的直线状的第二光路46B、从第二反射镜在摄像光学系统36的光轴L上通过并到达摄像光学系统36的第三光路46C,并且弯曲光路46构成为使第一光路46A通过光轴L与旋转中心轴X交叉的点。
另外,与第一实施方式同样地,第三光路46C在光轴L上通过并且与将被摄物体2的像导向摄像光学系统36的摄像光学系统36的光路的一部分重合。
根据这样的第三实施方式,显然起到与第一实施方式相同的效果,另外,将第一反射镜24设置在如下的位置,即,在第一、第二反射镜24、26的旋转位置位于0点的状态下,使从照明部18向载置面2上的被摄物体2的上表面照射并被上表面反射的照明光成为最大光量的位置,故而照明光以最大限定地反射的方式沿第一光路46C行进,因此,可通过摄像装置14拍摄被摄物体2的上表面以最大限度反射的状态,在需要对以最大限度反射的被摄物体2的上表面进行观察的情况下是有利的。
尤其是,在观察在被摄物体2的平坦上表面由于蚀刻等而形成的文字等时,由于平坦部分的反射率高故而发白,表面粗糙的蚀刻部分由于反射率低故而发暗。此时,如第三实施方式那样地,通过将被摄物体2的上表面形成最大限度反射的状态,能够强调平坦部分与蚀刻部分的对比度,有利于清楚地观察这样的实施了蚀刻的被摄物体2。
另外,在照明光在被摄物体的表面最大限度地反射的状态下进行观察时,在以往的视频显微镜中,需要使被摄物体的表面与观察光轴垂直而使被摄物体倾斜。另外,在使摄像光学系统与载置面垂直设置的视频显微镜中,需要使用有半透半反镜的反射(落射)照明。
对此,根据第三实施方式的视频显微镜10,无需将被摄物体倾斜,也无需半透半反镜,故而有利于提高操作性、或者有利于结构的简单化。
另外,在第三实施方式中,无论第一、第二反射镜24、26的旋转位置如何,第一反射镜24都位于自旋转轴X离开的位置,故而从激光指示器20照射的激光束不会被第一反射镜24遮住,显然可有效地利用激光指示器20的功能。
(第四实施方式)
接下来,对第四实施方式进行说明。
图15~图17是对高度不同的被摄物体2进行拍摄的视频显微镜10的动作说明图。
另外,在图15~图17、图21~图23中,为了便于说明,在同一图中表示第一、第二反射镜24、26旋转到0点位置的状态和旋转到6点位置的状态,并且省略第二支架50的图示。
在第一实施方式中,如图15所示,对旋转中心轴X、光轴L、第一光路46A在载置于载置面30之上的被摄物体2的上表面的位置交叉的情况进行了说明。
因此,在旋转装置14以旋转中心轴X为中心旋转时,或者第一、第二反射镜24、26绕光轴L旋转时,旋转中心轴X、光轴L以及第一光路46A的交叉点都位于被摄物体2的上表面的位置,因此,通过摄像装置14能够可靠地对被摄物体2的上表面进行拍摄。
另一方面,如图16所示,在对上表面的高度比图15的被摄物体2低的被摄物体2进行拍摄时,使用上述调节机构使摄像装置14在含有摄像光学系统36的光轴L且与载置面30正交的第一平面内绕与第一平面正交的轴线摆动,由此,通过使光轴L及第一光路46A摆动,光轴L及第一光路46A在被摄物体2的上表面交叉即可。
但此时,由于旋转中心轴X不动,故而光轴L与第一光路46A在被摄物体2的上表面交叉的点相对于旋转中心轴X向与该旋转中心轴X正交的方向(向与载置面30平行的方向)偏移。
另外,如图17所示,在对上表面的高度比图15的被摄物体2高的被摄物体2进行拍摄时,通过利用上述调节机构使光轴L以及第一光路46A摆动,使光轴L及第一光路46A在被摄物体2的上表面交叉即可。
但此时,由于旋转中心轴X不动,故而光轴L与第一光路46A在被摄物体2的上表面交叉的点相对于旋转中心轴X向与该旋转中心轴X正交的方向(向与载置面30平行的方向)偏移。
因此,在图16、17的任一情况下,在拍摄被摄物体2的最佳位置与使用激光指示器20的激光束进行定位的被摄物体2的位置之间都产生偏移,不能够对使用激光指示器20的被摄物体2进行定位。
第四实施方式无论载置于载置面30上的被摄物体2的高度如何,都能够可靠地拍摄被摄物体2进行观察,能够使用激光指示器20对被摄物体2进行定位。
图18是反射镜摆动机构58的立体图,图19是反射镜摆动机构58的侧面图,图20是表示图4的实施方式的视频显微镜10的控制系统的构成的框图,图21、22是第四实施方式的视频显微镜10的动作说明图。
如图18、图19所示,在第一反射镜24与第一支架48之间设有反射镜摆动机构58。
反射镜摆动机构58使第一反射镜24绕与含有弯曲光路46的单一平面正交的轴线摆动。
在本实施方式中,反射镜摆动机构58由支轴60、反射镜安装板62以及电动机64等构成。
支轴60使轴心朝向与上述单一平面正交的方向而设置在第一支架48的前部。
反射镜安装板62呈具有比第一反射镜24的轮廓大的轮廓的矩形板状,在其厚度方向的一面安装第一反射镜24的位于反射面相反侧的背面。
反射镜安装板62其一边中间部经由支轴60可旋转地支承在第一支架48的前部。
反射镜安装板62的夹着支轴60的两边中的一边立起有立起片6202。
在立起片6202设有沿以支轴60为中心的圆周方向延伸的长孔6204,在该长孔6204中设有可在长孔6204的延伸方向上移动的阴螺纹部件6206。
电动机64具有主体6402和由主体6402旋转驱动的驱动轴6404。
在驱动轴6404的外周形成有滚珠丝杠,该滚珠丝杠螺纹拧合在阴螺纹部件6206上。
因此,通过电动机64的驱动使驱动轴6404正向反向旋转,经由阴螺纹部件6206及立起片6202使反射镜安装板62及第一反射镜24一体地以支轴60为中心摆动,由此,第一反射镜24构成为绕与上述单一平面正交的轴线摆动。
如图20所示,在第四实施方式中,除了第一实施方式的结构之外,还设有第一传感器66和电机驱动器68。
第一传感器66检测由上述调节机构摆动的摄像装置14的摆动量,换言之,检测光轴L的摆动量,将其检测结果供给控制部44。
作为第一传感器66可采用电位计或回转式编码器等以往公知的各种检测旋转量的传感器。
电机驱动器68基于控制部44的控制向电动机64供给驱动电流,由此使电动机64正转、反转。
控制部44基于从第一传感器66供给的摄像装置14(光轴L)的摆动量,通过计算算出使由第一反射镜24形成的第一光路46A通过旋转中心轴X与光轴L交叉的点所需的第一反射镜24的角度,并基于该算出的角度经由电机驱动器68对电动机64进行驱动控制。
另外,控制部44对第一反射镜24的摆动量的控制不限于上述方法,例如可以采用以下等以往公知的各种控制方法,即,作为图表,在存储器中预先存储从第一传感器66供给的摄像装置14(光轴L)的摆动量、和对应于该摆动量的第一反射镜24的角度,控制部44基于从第一传感器66供给的摄像装置14(光轴L)的摆动量从上述图表中读出与上述摆动量对应的第一反射镜24的角度,并基于该读出的角度,经由电机驱动器68驱动电动机64。
接着,对动作进行说明。
如图21、图22所示,对分别观察高度不同的两个被摄物体2的情况进行说明。
在如图21所示观察高度低的被摄物体2或者如图22所示观察高度高的被摄物体2的情况下,首先,使用从机构指示器20照射的激光束将被摄物体2定位在载置面30上的旋转中心轴X上。
接着,通过上述调节机构,使光轴L在被摄物体2的上表面位置与旋转中心轴X交叉而使摄像装置14摆动。
这样,控制部44驱动与第一传感器66检测出的摄像装置14的摆动量对应的第一反射镜24的角度量驱动器64。
由此,如图21、图22所示,成为旋转中心轴X、光轴L、第一光路46A在载置于载置面30上的被摄物体2的上表面位置交叉的状态。
因此,在该状态下,在摄像装置14以旋转中心轴X为中心旋转的情况下,或者第一、第二反射镜24、26绕光轴L旋转的情况下,旋转中心轴X、光轴L以及第一光路46A交叉的点位于被摄物体2的上表面位置,因此,通过摄像装置14能够可靠地拍摄被摄物体2的上表面。
如上说明地,根据第四实施方式,根据由上述调节机构摆动的摄像装置14的摆动量来调节第一反射镜24的角度,能够使旋转中心轴X、光轴L以及第一光路46A交叉的点位于被摄物体2的上表面的位置。
因此,显然无论被摄物体2的高度如何,都能够使用激光指示器20进行定位,在摄像装置14以旋转中心轴X为中心旋转的情况下、或者第一、第二反射镜24、26绕光轴L旋转的情况下,都能够通过摄像装置14可靠地拍摄被摄物体2的上表面,有利于从多个方向观察高度不同的被摄物体2。
另外,在第四实施方式中,对反射镜摆动机构58由支轴60、反射镜安装板62以及电动机64等构成的情况进行了说明,但反射镜摆动机构58的构成不限于此,可采用以往公知的各种摆动机构,可使用电动机以外的各种公知的驱动器。
另外,对反射镜摆动机构58使用电动机64使第一反射镜24摆动的情况进行了说明,但也可以不设置电动机64等驱动器,反射镜摆动机构58通过手动使使第一反射镜24摆动,只要通过调节第一反射镜24的角度而使旋转中心轴X、光轴L以及第一光路46A交叉的点位于被摄物体2的上表面位置即可。
(第五实施方式)
接下来,对第五实施方式进行说明。
图23是使第一、第二反射镜24、26绕光轴L旋转时的弯曲光路46的说明图。
由于反射镜用支承机构28、摄像光学系统36具有零件误差及组装误差,故而在摄像光学系统36的光轴L与反射镜用支承机构28的旋转中心轴之间多少产生偏移。
在图23中实线所示的弯曲光路46表示反射镜用支承机构28的旋转中心轴与摄像光学系统36的光轴L一致的理想状态。
虚线所示的弯曲光路46表示反射镜用支承激光28的旋转中心轴相对于摄像光学系统36的光轴L偏移的状态。
如图23所示,在形成有虚线所示的弯曲光路46的状态下,若使第一、第二反射镜24、26绕光轴L旋转,则第一光路46A通过自旋转中心轴X与光轴L的交点偏离的位置。
若产生这样的第一光路46A的偏移,则在摄像装置14以旋转中心轴X为中心旋转的情况下、或第一、第二反射镜24、26绕光轴L旋转的情况下,由摄像装置14拍摄的被摄物体2的位置移动,故而不利于进行观察。
因此,在第五实施方式中,通过调节第一反射镜24的角度能够避免上述不良情况。
图24是表示第五实施方式的视频显微镜10的控制系统的构成的框图。
如图24所示,在第五实施方式中,在第四实施方式(图20)的基础上还设有第二传感器70。
第二传感器70检测如上所述地由使用者或动力源旋转的第一、第二反射镜24、26的摆动量,将其检测结果供给控制部44。
作为第二传感器70可采用电位计或回转式编码器等以往公知的各种检测旋转量的传感器。
作为校正表格,预先在存储器中存储有与第一、第二反射镜24、26的摆动量、和第一、第二反射镜24、26以该摆动量摆动时使第一反射镜24形成的第一光路46A通过旋转中心轴X与光轴L交叉的点所需的第一反射镜24的角度相关联的数据。
控制部44与第四实施方式同样地,基于从第一传感器66供给的摄像装置14(光轴L)的摆动量,通过计算算出使第一反射镜24形成的第一光路46A通过旋转中心轴X与光轴L交叉的点所需的第一反射镜24的角度。
另外,控制部44基于从第二传感器70供给的第一、第二反射镜24、26的摆动量,作为第二角度,从上述校正表格读出第一反射镜24形成的第一光路46A通过旋转中心轴X与光轴L交叉的点所需的第一反射镜24的角度。
控制部44使用第二角度校正第一角度,基于该校正后的角度经由电机驱动器68对电动机64进行驱动控制。
因此,根据第五实施方式,在第四实施方式的效果的基础上,还能够对由于反射镜用支承机构28的旋转中心轴相对于摄像光学系统36的光轴L偏移而引起的弯曲光路46(第一光路46A)的偏移进行校正,故而在摄像装置14以旋转中心轴X为中心旋转的情况下、或第一、第二反射镜24、26绕光轴L旋转的情况下,都能够使由摄像装置14拍摄的被摄物体2的位置固定,有利于进行稳定的观察。
另外,在第五实施方式中,使用第一传感器66及第二传感器70的检测结果对第一反射镜24的角度进行调节,但也可以仅使用第二传感器70的检测结果对第一反射镜24的角度进行调节。
另外,在第五实施方式中,与第四实施方式同样地,作为反射镜摆动机构58可采用以往公知的各种摆动机构,可使用电动机之外的现有公知的各种驱动器,另外,反射镜摆动机构58可以通过手动而使第一反射镜24摆动,只要通过调节第一反射镜24的角度而使旋转中心轴X、光轴L以及第一光路46A交叉的点位于被摄物体2的上表面位置即可。
(第六实施方式)
接下来,对第六实施方式进行说明。
第六实施方式通过使用第四、第五实施方式的反射镜摆动机构58能够在使第一光路46A相对于载置面30正交的状态进行观察。
图25、图26是第六实施方式的视频显微镜10的动作说明图,图27是表示第六实施方式的视频显微镜10的控制系统的构成的框图。
如图25、图26所示,在第一、第二反射镜24、26的旋转位置位于0点的状态下,支承第一反射镜24的第一支架48的前部延伸到旋转中心轴X的跟前位置,第一反射镜24经由反射镜摆动机构58可绕与含有弯曲光路46的单一平面正交的轴线摆动地设置在第一支架48的前部。
另外,通过使第一反射镜24位于自旋转轴X离开的位置,无论第一、第二反射镜24、26的旋转位置如何,从激光指示器20照射的激光束都不会被第一反射镜24遮住,能够有效地利用激光指示器20的功能。
如图27所示,在操作部42设有垂直观察开关42E。
控制部44根据垂直观察开关42E的接通、断开操作,经由电机驱动器68驱动控制电动机64,由此使第一反射镜24的角度摆动到图25所示的垂直观察角度和图26所示的通常角度。
另外,在含有上述摄像光学系统36的光轴L且与载置面30正交的第一平面内,摄像光学系统36的光轴L相对于载置面30以第一角度(例如约45度)交叉。
如图25所示,上述垂直观察用角度在第一、第二反射镜24、26位于0点(基准位置)的状态下为第一光路46A相对于载置面30正交的角度。
此时,第一光路46A成为与旋转中心轴X分开间隔并平行的状态。
因此,作为观察对象的被摄物体2,必须载置于载置面30上、从旋转中心轴X向正交的方向离开的第一光路46A通过的位置。
上述通常角度,如图26所示,为第一光路46A通过旋转中心轴X与光轴L在被摄物体2的上表面交叉的点的角度。
接下来,对动作进行说明。
在从正上方观察被摄物体2时,在第一、第二反射镜24、26的旋转位置位于0点的状态下,接通操作垂直观察开关42E。
由此,如图25所示,通过反射镜摆动机构58将第一反射镜24向垂直观察用角度摆动,因此成为第一光路46C与载置面2正交的状态。
此时,第一光路46A成为与旋转中心轴X分开间隔且平行的状态,故而将作为观察对象的被摄物体2载置于载置面30上、从旋转中心轴X向正交的方向离开的第一光路46A通过的位置。
这样,能够经由弯曲光路46从正上方拍摄被摄物体2,能够从正上方观察被摄物体2,有利于从与载置面2正交的方向观察被摄物体2。
在从斜上方观察被摄物体2的情况下,断开操作垂直观察开关42E。
此时,被摄物体2使用从激光指示器20照射的激光束而位于载置面30上。
由此,如图26所示,通过反射镜摆动机构58将第一反射镜24摆动到通常角度,因此,第一光路46通过旋转中心轴X、光轴L在被摄物体2的上表面交叉的点。
这样,与第一实施方式同样地,能够经由弯曲光路46通过摄像装置14拍摄被摄物体2,摄像装置14以旋转中心轴X为中心旋转,或者第一、第二反射镜24、26绕光轴L旋转而从多个方向观察被摄物体2。
因此,根据第六实施方式,显然能够起到与第一实施方式同样的效果,另外,由于在第一、第二反射镜24、26的旋转位置位于0点的状态下,通过反射镜摆动机构58将第一反射镜24摆动到垂直观察用角度而成为第一光路46C与载置面2正交的状态,故而有利于从与载置面2垂直的方向观察被摄物体2。
另外,在将第一反射镜24摆动到垂直观察用角度的状态下,通过利用上述调节机构使摄像光学系统36的光轴L与载置面30所成的角度相对于上述第一角度增减,能够增减第一光路46A与被摄物体2的上表面交叉的角度。
因此,在被摄物体2的上表面相对于载置面2倾斜的情况下,通过使用上述调节机构能够使第一光路46A相对于被摄物体2的上表面可靠地正交而进行调节,故而有利于从与载置面2准确正交的方向观察被摄物体2。
(第七实施方式)
接下来,对第七实施方式进行说明。
第七实施方式通过使用第四、第五实施方式的反射镜摆动机构58可观察高度高的被摄物体2。
图28~图30是第七实施方式的视频显微镜10的动作说明图,图31是表示第七实施方式的视频显微镜10的控制系统的构成的框图。
与第六实施方式同样地,如图28所示,在第一、第二反射镜24、26的旋转位置位于0点的状态下,支承第一反射镜24的第一支架48的前部延伸到旋转中心轴X的跟前位置,第一反射镜24经由反射镜摆动机构58可绕与含有弯曲光路46的单一平面正交的轴线摆动地设置在第一支架48的前部,通过使第一反射镜24位于自旋转轴X离开的位置,无论第一、第二反射镜24、26的旋转位置如何,从激光指示器20照射的激光束都不会被第一反射镜24遮住,能够有效地利用激光指示器20的功能。
如图31所示,在操作部42设有高位置观察开关42F。
控制部44根据高位置观察开关42F的接通、断开操作而经由电机驱动器68驱动控制电动机64,由此使第一反射镜24的角度摆动到图28所示的高位置观察用角度、和图26所示的通常角度。
如图28所示,上述高位置观察用角度是在第一、第二反射镜24、26位于0点(基准位置)的状态下,第一光路46A相对于距离载置面30的高度高的被摄物体2的上表面以锐角交叉的角度。
此时,第一光路46A在被摄物体2的上表面位置与旋转中心轴X交叉,但不通过旋转中心轴X与光轴L交叉的点。
换言之,第一光路46A与旋转中心轴X交叉的第一点P1相对于旋转中心轴X与光轴L交叉的第二点P2位于向自载置面30离开的方向离开的位置。
如图26所示,上述通常角度为第一光路46A通过旋转中心轴X与光轴L在被摄物体2的上表面交叉的点的角度。
接下来,对动作进行说明。
首先,使用从激光指示器20照射的激光束使被摄物体2位于载置面30上,使被摄物体2位于旋转中心轴X上。
在观察高度高的被摄物体2的情况下,在第一、第二反射镜24、26的旋转位置位于0点的状态下,接通操作高位置观察开关42F。
由此,如图28所示,通过反射镜摆动机构58使第一反射镜24摆动到高位置观察用角度,因此,第一光路46C在被摄物体2的上表面位置(在第一点P1)与旋转中心轴X交叉。此时,光轴L在第二点P2与旋转中心轴X交叉。成为与载置面2正交的状态。
此时,第一光路46A成为与旋转中心轴X隔开间隔而平行的状态,故而作为观察对象的被摄物体2载置在载置面30上、第一光路46A通过从旋转中心轴X向正交的方向离开的位置。
这样,经由弯曲光路46从斜上方对高度高的被摄物体2进行拍摄观察。
另外,若使用上述调节装置在含有摄像光学系统36的光轴L且与载置面30正交的第一平面内使摄像装置14绕与第一平面正交的轴线摆动而使第一光路46A摆动,则如图28~图30所示,第一光路46A能够将与旋转中心轴X交叉的第一点P1向接近或远离载置面30的方向移动。
因此,使第一点P1位于要观察的被摄物体2的上表面而使用上述调节机构使摄像装置14摆动,由此能够可靠地拍摄高度不同的被摄物体2而进行观察。
另外,由于被摄物体2位于旋转中心轴X上,故而能够使摄像装置14以旋转中心轴X为中心旋转而从多个方向观察被摄物体2。
在从斜上方观察高度低的被摄物体2时,断开操作垂直观察开关42E。
由此,如图26所示,通过反射镜摆动机构58将第一反射镜24摆动到通常角度,因此,第一光路46A通过旋转中心轴X与光轴L在被摄物体2的上表面交叉的点(第三点)。
这样,与第一实施方式同样地,经由弯曲光路46通过摄像装置14可拍摄被摄物体2,使摄像装置14以旋转中心轴X为中心旋转、或者使第一、第二反射镜24、26绕光轴L旋转,能够从多个方向观察被摄物体2。
因此,根据第七实施方式,显然能够起到与第一实施方式相同的效果,另外,由于在第一、第二反射镜24、26的旋转位置位于0点的状态下,通过利用反射镜摆动机构58将第一反射镜24摆动到高位置观察用角度而使第一光路46C通过被摄物体2的上表面,故而有利于从斜上方观察高度高的被摄物体2。
例如,若被摄物体为焊接有电子零件的印刷基板,则由于电子零件的高度尺寸各种各样,故而需要不进行复杂的操作而简单地观察高度不同的被摄物体,根据第七实施方式的视频显微镜10,即使被摄物体2的高度较大不同,也能够以简单的操作拍摄被摄物体2进行观察,在通过目视电子零件和印刷基板的检查操作效率化方面极为有利。
另外,通过使用上述调节机构摆动光轴L而可观察的被摄物体2的高度有限,并且,若摆动光轴L,则光轴L与被摄物体2的上表面交叉的角度比希望的角度小,不能够得到适于观察的角度。
另外,虽然也考虑另外制作使摄像装置10的位置位于更高位置的专用臂,或者设置可使摄像装置10的位置上下移动的机构,但无论哪种情况都不利于低成本化、小型化。
对此,根据第七实施方式,无需专用臂或高价、复杂的机构,通过反射镜摆动机构58使第一反射镜24摆动,能够从斜上方观察高度高的被摄物体2,在低成本化、小型化方面是极为有利的。
另外,在将第一反射镜24摆动到高位置观察用角度的状态下,通过利用上述调节机构摆动摄像装置14而能够将第一光路46A与旋转中心轴X交叉的第一点P1的位置向接近、远离载置面30的方向移动,故而有利于对高度不同的被摄物体2进行观察。
(第八实施方式)
接下来,对第八实施方式进行说明。
图33是表示在第八实施方式的视频显微镜10中使用有第一、第二反射镜24、26的观察状态的动作说明图,图34是表示在第八实施方式的视频显微镜10中不使用第一、第二反射镜24、26的观察状态的动作说明图。
使用图8进行说明,反射镜用支承机构28与第一实施方式同样地,包括内侧筒部件52、外侧筒部件54、球体56以及盘簧(未图示)等而构成。
如图33所示,弯曲光路46包括:从被摄物体2到第一反射镜24的直线状的第一光路46A、从第一反射镜24到第二反射镜26的直线状的第二光路46B、从第二反射镜26在摄像光学系统36的光轴L上通过并到达摄像光学系统36的第三光路46C。
反射镜支承机构28包括支承第一反射镜24的第一支架48、支承第二反射镜26的第二支架50而构成。
第二支架50通过第一支架24在使第二反射镜26位于形成第二光路46B及第三光路46C的位置的第一摆动位置(图33)、和使第二反射镜26位于从摄像光学系统36的光轴L避让的位置的第二摆动位置(图34)之间可摆动地被支承。
在第八实施方式中,第二支架50经由支轴72被第一支架24可摆动地支承。
另外,在第二支架50与第一支架48之间设有以往公知的棘爪机构,其在第一支架48位于第一、第二摆动位置时,通过分别与第一支架48卡合而保持第一支架48的第一、第二摆动位置。
根据这样的第八实施方式,在将反射镜用支承机构28安装在摄像装置用壳体34的状态下,通过使第二支架50位于第一摆动位置,可使用第一、第二反射镜24、26对被摄物体2进行拍摄,通过使第二支架50位于第二摆动位置,可不使用第一、第二反射镜24、26直接拍摄被摄物体2。
因此,与第一实施方式那样地通过将反射镜用支承机构28在摄像装置用壳体34上拆装而切换使用第一、第二反射镜24、26拍摄被摄物体2的模式、和不使用第一、第二反射镜24、26直接拍摄被摄物体2的模式的构成相比,有利于提高操作性。
(实施例)
接下来,对第一、第二反射镜24、26的实施例进行说明。
图32是表示第一、第二反射镜24、26的实施例的说明图。
构成从摄像光学系统36到被摄物体2的弯曲光路46的第一、第二反射镜24、26的尺寸通过观察光路的作图而求得。
随意使用大的反射镜时不仅会导致成本增大,尤其是接近被摄物体2侧的第一反射镜24,会遮住从激光指示器20照射的激光束而影响功能,故而不理想。
反射镜的尺寸关系到使用的摄像光学系统36的透镜特性,在变焦倍率低的情况下需要大尺寸。
在通常的大镜头(macro lens)中,需要随着从摄像光学系统36的前端到被摄物体2而增大的光路空间。
若举例现有的视频显微镜中的光路空间的一例,则在将变焦倍率设定得最低时,在标准工作距离(=155mm),光路宽度(相对于光学系统36的光轴L垂直的尺寸)约为15mm。
另外,在自光轴L上的镜筒前端的距离108mm,光路宽度约为13mm。
另外,在自光轴L上的镜筒前端的距离37mm,光路宽度约为9mm。
作为第一、第二反射镜24、26必须的反射镜尺寸通过上述光路宽度和第一、第二反射镜24、26的反射镜而求得。
例如,接近被摄物体的第一反射镜24位于距离摄像光学系统36前端108mm的位置,在反射镜为48度时,13÷cos48°≈19.4〔mm〕。
第一反射镜24的水平方向的尺寸通过视场角4∶3求得,为13×4/3=17.3〔mm〕,由此,若适当具有余量,则第一反射镜24为20mm见方的正方形反射镜为好。
接近摄像光学系统36的第二反射镜26位于距离摄像光学系统36前端37mm的位置,在反射镜为69°的情况下,为9÷cos69°≈25〔mm〕。
第二反射镜26的水平方向尺寸通过视场角4∶3而求得,为9×4/3=12〔mm〕,若适当地具有余量,则第二反射镜26为15×30mm左右的长方形为好。
另外,在上述实施方式中,对由第一、第二反射镜24、26两块反射镜构成弯曲光路46进行了说明,但构成弯曲光路的反射镜的数量也可以为三块以上。
另外,在上述实施方式中,对具有支承摄像装置14能够以与载置面30正交的旋转中心轴X为中心旋转的摄像装置用支承机构16的情况进行了说明,显然本发明也可适用不具有摄像装置用支承机构16的视频显微镜。
另外,在上述实施方式中,对第一、第二反射镜24、26或反射镜支承机构28装备在视频显微镜10上的情况进行了说明,但本发明可适用由第一、第二反射镜24、26、反射镜支承机构构成的观察用适配器(アダプタ),即显然也可适用从视频显微镜10拆分出的观察用适配器。
另外,在上述实施方式中,对通过控制照明部18及激光指示器20的控制部44进行第一反射镜24的摆动控制进行了说明,但显然可通过与上述控制部44分体设置的专用控制部进行第一反射镜24的摆动控制等。
Claims (13)
1.一种视频显微镜,具有载置作为观察对象的被摄物体的载置面和摄像装置,该摄像装置具有使光轴从所述载置面的上方朝向所述被摄物体且将所述被摄物体的像导向摄像元件的摄像光学系统,其特征在于,包括:
多个反射镜,其设置在所述载置面与所述摄像光学系统之间,形成弯曲光路,该弯曲光路使从所述被摄物体将所述被摄物体的像导向至所述摄像光学系统的光路弯曲而导向所述摄像光学系统;
反射镜用支承机构,其支承所述多个反射镜并使该多个反射镜在形成有所述弯曲光路的状态下能够绕所述摄像光学系统的光轴旋转,
所述多个反射镜为两块反射镜,
所述两块反射镜中的一块反射镜为第一反射镜,其位于所述摄像光学系统的光轴外侧且比所述摄像光学系统更靠所述被摄物体侧,将所述被摄物体的像反射到所述光轴侧,
所述两块反射镜中的另一块反射镜为第二反射镜,其位于所述摄像光学系统的光轴上且比所述摄像光学系统更靠所述被摄物体侧,将被所述第一反射镜反射后的所述被摄物体的像在所述光轴上朝向所述摄像光学系统反射,
所述弯曲光路包括:
从所述被摄物体至所述第一反射镜的直线状的第一光路;
从所述第一反射镜到所述第二反射镜的直线状的第二光路;
从所述第二反射镜在所述摄像光学系统的光轴上通过并到达所述摄像光学系统的第三光路,
所述反射镜支承机构包括支承所述第一反射镜的第一支架、支承所述第二反射镜的第二支架,
所述第二支架通过所述第一支架被可摆动地支承在第一摆动位置与第二摆动位置之间,所述第一摆动位置是使所述第二反射镜位于形成所述第二光路及所述第三光路的位置,所述第二摆动位置是使所述第二反射镜位于自所述摄像光学系统的光轴避让的位置。
2.如权利要求1所述的视频显微镜,其特征在于,
所述摄像装置具有收纳所述摄像光学系统的摄像装置用壳体,
所述反射镜用支承机构可拆装地设置在所述摄像装置用壳体上。
3.如权利要求1所述的视频显微镜,其特征在于,
还具有载置台,所述载置面由所述载置台的上表面构成,
设有自所述载置台立起且其前部位于所述载置面上方的臂,
在所述臂的前部设有朝向所述载置面照射照明光的照明部,
摄像装置用支承机构设置在所述臂的前部。
4.如权利要求1所述的视频显微镜,其特征在于,
还具有摄像装置用支承机构,其支承所述摄像装置并使该摄像装置能够以与所述载置面正交的旋转中心轴为中心旋转,
所述弯曲光路构成为使所述第一光路通过所述摄像光学系统的光轴与所述旋转中心轴交叉的点。
5.如权利要求1所述的视频显微镜,其特征在于,所述弯曲光路在含有所述摄像光学系统的光轴的单一平面上延伸。
6.如权利要求1所述的视频显微镜,其特征在于,所述第一光路和所述载置面在基准位置正交,所述基准位置为所述第一反射镜、第二反射镜绕所述摄像光学系统的光轴旋转了规定角度的位置。
7.如权利要求1所述的视频显微镜,其特征在于,
所述弯曲光路在含有所述摄像光学系统的光轴的单一平面上延伸,
设有使所述第一反射镜绕与所述单一平面正交的轴线摆动的反射镜摆动机构。
8.如权利要求7所述的视频显微镜,其特征在于,
还具有摄像装置用支承机构,其支承所述摄像装置并使该摄像装置能够以与所述载置面正交的旋转中心轴为中心旋转,
所述摄像装置具有收纳所述摄像光学系统的摄像装置用壳体,
在含有所述摄像光学系统的光轴且与所述载置面正交的第一平面内,所述摄像光学系统的光轴相对于所述载置面以第一角度交叉,设有调节机构,所述调节机构使所述摄像装置用壳体向如下的方向摆动而进行调节,所述方向为,使所述摄像光学系统的光轴与所述载置面所成的角度相对于所述第一角度增减的方向,
设有检测由所述调节机构摆动的所述摄像装置的摆动量的第一传感器,
设有控制部,其基于从所述第一传感器供给的所述摄像装置的摆动量,求出使所述第一光路通过所述旋转中心轴与所述摄像光学系统的光轴交叉的点所需的所述第一反射镜的角度,并且基于该求得的角度经由所述反射镜摆动机构使所述第一反射镜摆动,
所述反射镜摆动机构通过所述控制部进行摆动控制,以使所述第一光路通过所述交叉的点。
9.如权利要求7所述的视频显微镜,其特征在于,
还具有摄像装置用支承机构,其支承所述摄像装置并使该摄像装置能够以与所述载置面正交的旋转中心轴为中心旋转,
设有第二传感器,其检测由所述反射镜用支承机构旋转的所述第一、第二反射镜的摆动量,
设有控制部,其基于从所述第二传感器供给的所述第一、第二反射镜的摆动量,求出使所述第一光路通过所述旋转中心轴与所述摄像光学系统的光轴交叉的点所需的所述第一反射镜的角度,并且基于该求得的角度经由所述反射镜摆动机构使所述第一反射镜摆动,
所述反射镜摆动机构通过所述控制部进行摆动控制,以使所述第一光路通过所述交叉的点。
10.如权利要求7所述的视频显微镜,其特征在于,
还具有摄像装置用支承机构,其支承所述摄像装置并使该摄像装置能够以与所述载置面正交的旋转中心轴为中心旋转,
设有控制部,其控制所述反射镜摆动机构,
所述反射镜摆动机构通过所述控制部将所述第一反射镜的角度摆动控制成垂直观察用角度和通常角度,所述垂直观察用角度为所述第一光路与所述载置面正交的角度,所述通常角度为所述第一光路通过所述旋转中心轴与所述摄像光学系统的光轴交叉的点的角度。
11.如权利要求7所述的视频显微镜,其特征在于,
还具有摄像装置用支承机构,其支承所述摄像装置并使该摄像装置能够以与所述载置面正交的旋转中心轴为中心旋转,
设有控制部,其控制所述反射镜摆动机构,
所述反射镜摆动机构通过所述控制部将所述第一反射镜的角度摆动控制成高位置观察用角度和通常角度,所述高位置观察用角度为所述第一光路与所述旋转中心轴交叉的点比所述旋转中心轴与所述摄像光学系统的光轴交叉的点更向远离所述载置面的方向离开的角度,所述通常角度为所述第一光路通过所述旋转中心轴与所述摄像光学系统的光轴交叉的点的角度。
12.如权利要求1所述的视频显微镜,其特征在于,还具有:
摄像装置用支承机构,其支承所述摄像装置并使该摄像装置能够以与所述载置面正交的旋转中心轴为中心旋转;
光线照射部,其使定位用光线从所述载置面的上方在所述旋转中心轴上行进而向所述载置面上照射。
13.一种观察用适配器,其安装在视频显微镜中,该视频显微镜具有载置作为观察对象的被摄物体的载置面、摄像装置以及收纳所述摄像光学系统的摄像装置用壳体,所述摄像装置具有使光轴从所述载置面的上方朝向所述被摄物体且将所述被摄物体的像导向摄像元件的摄像光学系统,其特征在于,所述观察用适配器具有:
多个反射镜,其设于所述载置面与所述摄像光学系统之间,形成弯曲光路,该弯曲光路使从所述被摄物体将所述被摄物体的像导向至所述摄像光学系统的光路弯曲而导向所述摄像光学系统;
反射镜用支承机构,其支承所述多个反射镜并使该多个反射镜在形成有所述弯曲光路的状态下能够绕所述摄像光学系统的光轴旋转,
所述反射镜用支承机构可拆装地设置在所述摄像装置用壳体上,
所述多个反射镜为两块反射镜,
所述两块反射镜中的一块反射镜为第一反射镜,其位于所述摄像光学系统的光轴外侧且比所述摄像光学系统更靠所述被摄物体侧,将所述被摄物体的像反射到所述光轴侧,
所述两块反射镜中的另一块反射镜为第二反射镜,其位于所述摄像光学系统的光轴上且比所述摄像光学系统更靠所述被摄物体侧,将被所述第一反射镜反射后的所述被摄物体的像在所述光轴上朝向所述摄像光学系统反射,
所述弯曲光路包括:
从所述被摄物体至所述第一反射镜的直线状的第一光路;
从所述第一反射镜到所述第二反射镜的直线状的第二光路;
从所述第二反射镜在所述摄像光学系统的光轴上通过并到达所述摄像光学系统的第三光路,
所述反射镜支承机构包括支承所述第一反射镜的第一支架、支承所述第二反射镜的第二支架,
所述第二支架通过所述第一支架被可摆动地支承在第一摆动位置与第二摆动位置之间,所述第一摆动位置是使所述第二反射镜位于形成所述第二光路及所述第三光路的位置,所述第二摆动位置是使所述第二反射镜位于自所述摄像光学系统的光轴避让的位置。
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