JP2000350069A - 撮像装置，拡大表示装置及びデジタルカメラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光軸に対して斜めの表面を有する被写体を容
易に観察できるようにした、撮像装置，拡大表示装置及
びデジタルカメラを提供すること。 【解決手段】 被写体が載置されるテーブル１１と、こ
の被写体を斜め上から撮像する撮像レンズ１２及び撮像
カメラ１３を備える撮像部１４と、上記テーブル及び撮
像部を一体的に支持するフレーム１７とを有し、上記撮
像カメラ１３の受光面１３ａが、撮像レンズの光軸に垂
直な面に対して傾斜して配設されるように、拡大表示装
置１０を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、微小物体を立体的
に撮像するための撮像装置，拡大表示装置及びデジタル
カメラに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、一般に、微小物体を観察する場合
には、顕微鏡を使用することにより、微小物体を真上か
ら観察するようにしている。このため、微小物体が立体
的な形状を有している場合には、立体的な観察を行なう
ことは困難であり、立体的な形状を把握することは実質
的にできなかった。

【０００３】これに対して、微小物体を斜め上から観察
するようにした拡大表示装置が知られている。このよう
な拡大表示装置は、例えば図７及び図８に示すように、
構成されている。図７及び図８において、拡大表示装置
１は、被写体が載置されるテーブル２と、この被写体を
斜め上から撮像する撮像レンズ３及び撮像カメラ４を備
える撮像部５と、撮像部５により撮像された画像を表示
するための表示部６と、テーブル２上に載置された被写
体に対して照明光を照射する照明装置７と、これらテー
ブル２，撮像部５，表示部６及び照明装置７を支持する
フレーム８と、から構成されている。

【０００４】上記撮像レンズ３は、複数枚のレンズから
構成される光学系（図７では、鏡筒のみが示されてお
り、また図８には、簡略化のため単レンズとして示され
ている）であって、その光軸Ｘが、テーブル２に対して
観察アングル角として傾斜角度θを成すように配設され
ている。また、撮像カメラ４は、例えばＣＣＤ（固体撮
像素子）カメラであって、その受光面４ａが、上記撮像
レンズ３の光軸Ｘに垂直な面内に配設されている。

【０００５】上記表示部６は、例えば液晶表示パネルで
あって、撮像部５の撮像カメラ４により撮像された画像
が表示されるようになっている。上記照明装置７は、テ
ーブル２上の被写体に対して上方から照明光を照射する
ようになっている。

【０００６】このような構成の拡大表示装置１によれ
ば、照明装置７によりテーブル２上に載置された被写体
を照明すると共に、この被写体の像が撮像レンズ３を介
して撮像カメラ４の受光面４ａに結像する。これによ
り、撮像カメラ４によって被写体の撮像が行なわれ、そ
の画像が表示部６の画面上に表示される。従って、使用
者は、表示部６の画面上に表示された画像を観察するこ
とによって、被写体の拡大画像を観察することができ
る。この場合、被写体の拡大画像は、被写体を斜め上方
から見た画像であることから、被写体の立体的な形状を
容易に把握することができる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな構成の拡大表示装置１においては、テーブル２の上
面は水平であり且つ撮像部５の光軸Ｘが傾斜しているこ
とから、図７にて符号Ａで示すように、テーブル２に対
してピント面が傾斜している。これにより、例えば撮像
レンズ３の倍率によっては、被写界深度が狭くなるの
で、例えばテーブル２上に載置された方眼模様は、全体
にピントが合わず、図８に示すように観察されることに
なる。

【０００８】このため、テーブル２上に載置された、例
えば実装基板等の検査を行なうような場合、基板表面全
体にピントを合わせることが困難であり、ピント送りを
しながら、基板表面全体を順次に検査する必要があり、
検査の作業性が悪いという問題があった。また、テーブ
ル２上に載置された基板の側面を検査するような場合に
は、基板の側面は、テーブル２の表面に対して垂直であ
ることから、同様に側面全体にピントを合わせることが
困難であり、同様に検査の作業性が悪いという問題があ
った。

【０００９】さらに、このような問題は、拡大表示装置
だけでなく、撮像部を備えた撮像装置やデジタルカメラ
においても、撮像部の光軸に対して斜めの表面を有する
被写体の撮像を行なう場合に生ずる。

【００１０】本発明は、以上の点に鑑み、光軸に対して
斜めの表面を有する被写体を容易に観察できるようにし
た、撮像装置，拡大表示装置及びデジタルカメラを提供
することを目的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的は、請求項１の
発明によれば、撮像レンズ及び撮像カメラを備える撮像
部と、上記撮像部を支持するフレームとを有し、上記撮
像カメラの受光面が、撮像レンズの光軸に垂直な面に対
して傾斜して配設されている、撮像装置により、達成さ
れる。

【００１２】また、上記目的は、請求項３の発明によれ
ば、被写体が載置されるテーブルと、この被写体を斜め
上から撮像する撮像レンズ及び撮像カメラを備える撮像
部と、上記テーブル及び撮像部を一体的に支持するフレ
ームとを有し上記撮像カメラの受光面が、撮像レンズの
光軸に垂直な面に対して傾斜して配設されている拡大表
示装置により、達成される。

【００１３】さらに、上記目的は、請求項９の発明によ
れば、撮像レンズ及び撮像カメラを備える撮像部と、上
記撮像部を支持するフレームと、上記撮像部により撮像
された画像を記録するための記録部とを有し、上記撮像
カメラの受光面が、撮像レンズの光軸に垂直な面に対し
て傾斜して配設されているデジタルカメラにより、達成
される。

【００１４】請求項１の構成によれば、テーブル上に載
置された被写体に対して、斜め上から撮像部により被写
体を撮像する際、被写体の観察すべき表面に対応して、
撮像部の撮像カメラの受光面が光軸に垂直な面から斜め
に傾斜されることにより、撮像レンズによるピント面
が、被写体の観察すべき表面に沿って配設されるように
なる。 従って、被写体の観察すべき表面の広い範囲に
亘ってピント合わせができるので、撮像カメラにより撮
像された画面は、被写体の観察すべき表面のほぼ全体が
ピントずれすることなくはっきりするので、被写体の観
察が容易に行われることになる。

【００１５】請求項２の構成によれば、上記撮像カメラ
が、その受光面の光軸に対する傾斜角度を変更するため
の角度調整機構を備えている場合には、被写体の観察す
べき表面の角度に対応して、撮像カメラの受光面の光軸
に対する傾斜角度を角度調整機構によって調整すること
により、被写体の観察すべき表面の広い範囲に亘ってピ
ント合わせを行なうことができる。これにより、例えば
テーブル上に載置された被写体の上面だけでなく、例え
ば側面全体の観察が容易に行われることになる。

【００１６】請求項５の構成によれば、上記撮像部によ
り撮像された画像を表示するための表示部を備えてお
り、この表示部が、フレームに一体的に支持されている
場合には、表示部に表示された被写体の画像を観察する
ことにより、複数人が同時に被写体の観察を行なうこと
ができると共に、表示部がフレームに一体的に支持され
ていることにより、観察者が微小物体を観察しながら作
業を行なう際に、視野の移動が小さくて済み、良好な作
業性が得られることになる。

【００１７】請求項６の構成によれば、上記被写体に対
して照明光を照射する照明手段を備えている場合には、
暗い場所であっても、微小物体の観察が容易に且つ明る
い視野で行われる。

【００１８】請求項７の構成によれば、上記撮像部の光
軸の被写体に対する傾斜角度を変化させる傾斜調整機構
を備えている場合には、例えば被写体の観察したい部位
が、当該被写体の他の部位または他の物体の影になるよ
うなときに、傾斜角度を大きくすれば、当該被写体の観
察したい部位を撮像することが可能になる。

【００１９】請求項８の構成にれば、上記撮像カメラの
角度調整機構が、傾斜調整機構に連動して作動される場
合には、撮像部全体の傾斜角度が変化したときに、この
傾斜角度の変化により撮像部の光軸と被写体との角度が
変化するが、この角度変化に対応して、撮像カメラが光
軸に対して角度調整されることにより、被写体の観察す
べき部位の表面に対応して、ピント面を傾斜調整するこ
とができ、被写体の観察すべき部位の広い範囲に亘って
ピント合わせを行なうことができる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、この発明の好適な実施形態
を図１乃至図６を参照しながら、詳細に説明する。尚、
以下に述べる実施形態は、本発明の好適な具体例である
から、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、
本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定
する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるもの
ではない。

【００２１】図１及び図２は、本発明による拡大表示装
置の一実施形態を示している。図１及び図２において、
拡大表示装置１０は、被写体が載置されるテーブル１１
と、この被写体を斜め上から撮像する撮像レンズ１２及
び撮像カメラ１３を備える撮像部１４と、撮像部１４に
より撮像された画像を表示するための表示部１５と、テ
ーブル１１上に載置された被写体に対して照明光を照射
する照明装置１６と、これらテーブル１１，撮像部１
４，表示部１５及び照明装置１６を支持するフレーム１
７とを有している。

【００２２】上記撮像レンズ１２は、例えば複数枚のレ
ンズから構成される光学系（図１では、鏡筒のみが示さ
れており、また図２には、簡略化のため単レンズとして
示されている）であって、その光軸Ｘが、テーブル１１
に対して観察アングル角として傾斜角度θを成すように
配設されている。また、撮像カメラ１３は、例えば市販
のＣＣＤ（固体撮像素子）カメラが使用される。

【００２３】上記表示部１５は、例えば液晶表示パネル
であって、撮像部１４の撮像カメラ１３により撮像され
た画像が表示されるようになっている。尚、表示部１５
は、他の種類の表示部であってもよく、またフレーム１
７と別体に構成されていてもよく、あるいは省略されて
もよい。

【００２４】上記照明装置１６は、テーブル１１上の被
写体に対して上方から照明光を照射するようになってい
る。撮像部１４の撮像カメラ１３は、撮像部１４そして
撮像レンズ１２の光軸Ｘに対して、図１及び図２にて紙
面に垂直な軸の周りに角度調整可能に配設されている。
そして、撮像カメラ１３は、図２に図式的に示す角度調
整機構１８により角度調整されるようになっている。こ
れにより、撮像カメラ１３は、その受光面１３ａが、図
２に示すように、撮像部１４そして撮像レンズ１２の光
軸Ｘに垂直な面から所定角度αだけ傾斜される。

【００２５】さらに、撮像部１４自体も、図１及び図２
にて紙面に垂直な軸の周りに傾斜調整可能に配設されて
いる。そして、撮像部１４全体が、図２に図式的に示す
傾斜調整機構１９により傾斜調整されるようになってい
る。

【００２６】図３は、上記拡大表示装置１０の電気的構
成を示している。図３において、撮像カメラ１３からの
画像信号は、画像処理回路２１に入力され、画像処理回
路２１から出力された映像信号は、駆動回路２２を介し
て、表示部１５の画面上に画像として表示されるように
なっている。上記画像処理回路２１及び駆動回路２２、
そして撮像カメラ１３は、制御部２３により制御される
と共に、この制御部２３が、上記角度調整機構１８及び
傾斜調整機構１９を制御するようになっている。このた
め、制御部２３は、例えば予め必要な制御データをメモ
リに格納したコンピュータ等で構成されている。尚、制
御部２３は、好ましくは、傾斜調整機構１９を制御する
際に、その傾斜角度の変化に対応して、角度調整機構１
８を連動して制御するようになっている。

【００２７】本実施形態による拡大表示装置１０は、以
上のように構成されており、被写体の観察を行なう場合
には、以下のようにして使用される。先ず、観察すべき
被写体がテーブル１１上に載置され、照明装置１６によ
り被写体が照明される。そして、被写体の像が、撮像レ
ンズ１２を介して撮像カメラ１３の受光面１３ａに結像
する。制御部２３が撮像カメラ１３を制御することによ
り、撮像カメラ１３により被写体の撮像が行なわれ、撮
像信号が画像処理回路２１にて映像信号に変換され、駆
動回路２２を介して、表示部１５の画面上に表示され
る。

【００２８】この場合、撮像カメラ１３の受光面１３ａ
は、制御部２３により角度調整機構１８が制御されるこ
とにより、図２に示すように、撮像部１４の光軸Ｘに垂
直な面から図２にて右回りの方向に角度αだけ傾斜され
る。これにより、テーブル１１上の被写体付近における
撮像レンズ１２の受光面１３ａに対するピント面は、受
光面１３ａと反対方向に傾斜して、テーブル１１の表面
と一致している。

【００２９】従って、撮像レンズ１２の倍率によって被
写界深度が狭い場合であっても、例えばテーブル１１上
に載置された方眼模様は、全体にピントが合うことにな
り、図４に示すように、観察されることになる。このよ
うにして、テーブル１１上に載置された基板の検査を行
なうような場合、基板表面の広い範囲に亘ってピントを
合わせることができ、検査の作業性が向上することにな
る。

【００３０】これに対して、テーブル１１上に載置され
た被写体例えば基板２０の側面２０ａを観察するような
場合、図５に示すように、撮像カメラ１３の受光面１３
ａは、制御部２３により角度調整機構１８が制御される
ことにより、撮像部１４の光軸Ｘに垂直な面から図５に
て左回りの方向に角度−βだけ傾斜される。これによ
り、テーブル１１上の被写体付近における撮像レンズ１
２の受光面１３ａに対するピント面は、受光面１３ａと
反対方向に傾斜して、テーブル１１に垂直な面、即ち被
写体２０の側面２０ａと一致している。従って、撮像レ
ンズ１２の倍率によって被写界深度が狭い場合であって
も、例えばテーブル１１上に載置された基板の側面全体
にピントが合うことになり、基板の側面全体が観察され
るので、検査の作業性が向上することになる。

【００３１】また、例えば実装基板等の観察を行なう場
合、撮像カメラ１３の視野内にて、観察すべき電子部品
の観察部位の手前に、他の電子部品等の障害物が位置し
て、当該観察部位が隠れてしまうような場合には、制御
部２３により傾斜調整機構１９が制御されることによ
り、撮像部１４がより大きい傾斜角度に変更されるよう
に、撮像部１４全体が図２にて紙面に垂直な軸の周りに
左回りに揺動される。これにより、撮像カメラ１３の視
野は、図５（Ａ）に示す状態から、図５（Ｃ）に示すよ
うに、より上方から観察した画像となり、手前の障害物
が観察の邪魔になるようなことはない。

【００３２】尚、この場合、傾斜調整機構１９の制御に
連動して、制御部２３が角度調整機構１８を制御するこ
とにより、撮像カメラ１３の受光面１３ａに対する撮像
レンズ１２のピント面が、常にテーブル１１の上面また
はこれに平行な被写体の上面に合うことになり、撮像部
１４の傾斜角度変更に伴う撮像カメラ１３の角度調整作
業が自動で行なわれることになる。

【００３３】これとは逆に、制御部２３により傾斜調整
機構１９が制御されることにより、撮像部１４がより小
さい傾斜角度に変更されることも可能であり、この場
合、撮像部１４全体が図２にて紙面に垂直な軸の周りに
右回りに揺動されることにより、撮像カメラ１３の視野
は、図５（Ａ）に示す状態から、図５（Ｂ）に示すよう
に、より低い方角から観察した画像となる。

【００３４】このようにして、拡大表示装置１０は、被
写体を斜め上方から観察することにより、被写体の立体
的形状を把握することができると共に、撮像カメラの受
光面が撮像部の光軸に対して傾斜されることによって、
観察すべき被写体の観察面に対して実質的にピント面を
合わせて、観察面の広い範囲に亘って明瞭な画像が得ら
れるので、観察による検査等の作業性が向上することに
なる。

【００３５】上述した実施形態においては、撮像カメラ
１３の受光面１３ａは、角度調整機構１８によって撮像
部１４の光軸Ｘに対する傾斜角度αを変更できるように
構成されているが、これに限らず、特定の被写体を観
察，撮像する等の使用目的が限定されている場合には、
撮像カメラ１３の受光面１３ａの撮像部１４の光軸Ｘに
対する傾斜角度αは固定されていてもよく、または段階
的に変更されるようにしてもよい。特に、撮像カメラ１
３の受光面１３ａが所定の傾斜角度αで固定されている
場合には、角度調整機構が不要であることから、よりコ
ストが低減されることになる。

【００３６】また、上述した実施形態においては、拡大
表示装置について説明しているが、これに限らず、例え
ばデジタルカメラ等のテーブルを備えていない撮像部の
みを備える撮像装置においても、本発明を適用すること
が可能である。この場合、撮像部に対して斜めに位置す
る被写体の表面に対して、広い範囲に亘ってピントを合
わせることが可能で、より品質の良好な画像を得ること
ができる。

【００３７】さらに、上述した実施形態においては、撮
像カメラの受光面を撮像部の光軸に対して上下方向に傾
斜させるように構成されているが、これに限らず、被写
体の観察すべき面に対応して、横方向に傾斜させるよう
にしてもよいことは明らかである。

【００３８】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、光
軸に対して斜めの表面を有する被写体を容易に観察でき
るようにした、撮像装置，拡大表示装置及びデジタルカ
メラを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による拡大表示装置の一実施形態の全体
構成を示す概略側面図である。

【図２】図１の拡大表示装置の光学系の構成を示す概略
側面図である。

【図３】図１の拡大表示装置の電気的構成を示すブロッ
ク図である。

【図４】図１の拡大表示装置によるテーブル上に水平に
載置された方眼模様の画像を示す図である。

【図５】図１の拡大表示装置によるテーブル上に載置さ
れた被写体の側面を観察する場合の概略側面図である。

【図６】図１の拡大表示装置による撮像部の光軸の傾斜
角度を調整したときの画像を示す図である。

【図７】従来の拡大表示装置の一例の構成を示す概略側
面図である。

【図８】図７の拡大表示装置における光学的構成を示す
概略側面図である。

【図９】図７の拡大表示装置によるテーブル上に水平に
載置された方眼模様の画像の様子を示す図である。

【符号の説明】

１０・・・拡大表示装置、１１・・・テーブル、１２・
・・撮像レンズ、１３・・・撮像カメラ、１３ａ・・・
受光面、１４・・・撮像部、１５・・・表示部、１６・
・・照明装置、１７・・・フレーム、１８・・・角度調
整機構、１９・・・傾斜調整機構、２０・・・被写体、
２０ａ・・・側面、２１・・・画像処理回路、２２・・
・駆動回路、２３・・・制御部。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０４Ｎ 7/18 Ｈ０４Ｎ 7/18 Ｂ Ｆターム(参考） 2H054 AA01 BB00 2H105 CC24 CC29 EE31 5C022 AA13 AB15 AC01 AC26 AC42 AC54 AC78 5C054 AA01 CA04 CF03 FA02 GA00 GB02 HA05

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 撮像レンズ及び撮像カメラを備える撮像
   部と、 上記撮像部を支持するフレームとを有し、 上記撮像カメラの受光面が、撮像レンズの光軸に垂直な
   面に対して傾斜して配設されていることを特徴とする撮
   像装置。
2. 【請求項２】 上記撮像カメラが、その受光面の光軸に
   対する傾斜角度を変更するための角度調整機構を備えて
   いることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 【請求項３】 被写体が載置されるテーブルと、 この被写体を斜め上から撮像する撮像レンズ及び撮像カ
   メラを備える撮像部と、 上記テーブル及び撮像部を一体的に支持するフレームと
   を有し、 上記撮像カメラの受光面が、撮像レンズの光軸に垂直な
   面に対して傾斜して配設されていることを特徴とする拡
   大表示装置。
4. 【請求項４】 上記撮像カメラが、その受光面の光軸に
   対する傾斜角度を変更するための角度調整機構を備えて
   いることを特徴とする請求項３に記載の拡大表示装置。
5. 【請求項５】 上記撮像部により撮像された画像を表示
   するための表示部を備えており、 この表示部が、フレームに一体的に支持されていること
   を特徴とする請求項３に記載の拡大表示装置。
6. 【請求項６】 上記被写体に対して照明光を照射する照
   明手段を備えていることを特徴とする請求項３に記載の
   拡大表示装置。
7. 【請求項７】 上記撮像部の光軸の被写体に対する傾斜
   角度を変化させる傾斜調整機構を備えていることを特徴
   とする請求項３に記載の拡大表示装置。
8. 【請求項８】 上記撮像カメラの角度調整機構が、傾斜
   調整機構に連動して、作動されることを特徴とする請求
   項７に記載の拡大表示装置。
9. 【請求項９】 撮像レンズ及び撮像カメラを備える撮像
   部と、 上記撮像部を支持するフレームと、 上記撮像部により撮像された画像を記録するための記録
   部とを有し、 上記撮像カメラの受光面が、撮像レンズの光軸に垂直な
   面に対して傾斜して配設されていることを特徴とするデ
   ジタルカメラ。