JP2009180764A

JP2009180764A - カメラスタンド

Info

Publication number: JP2009180764A
Application number: JP2008017181A
Authority: JP
Inventors: Masao Sato; 藤正生佐
Original assignee: Moritex Corp
Current assignee: Moritex Corp
Priority date: 2008-01-29
Filing date: 2008-01-29
Publication date: 2009-08-13

Abstract

【課題】
カメラを雲台に強固に固定した状態で複数の固定ネジを何度も操作することなく、光軸ズレを簡単に補正できるようにする。
【解決手段】
ＸＹ面を水平面とするＸＹＺの直交座標で表されるＸ軸の回りに傾動可能で、且つ、任意の角度に固定可能な支柱（３）と、その長手方向に沿って位置調節可能なアタッチメント（４）とを備え、アタッチメント（４）にカメラ（Ｃ）をＸ軸に向けて支持させることにより、Ｘ軸上に位置する被観察物に対し任意の距離及び傾斜角度でカメラアングルを設定するカメラスタンド（１）であって、アタッチメント（４）上でＸ軸と平行な方向をＵ軸としたときに、アタッチメント（４）には、カメラ（Ｃ）を固定する雲台（７）と、雲台にカメラ（Ｃ）を固定した状態でその雲台（７）をＵ軸回りに傾動させる撮像光軸調整機構（１０）を設けた。
【選択図】図１

Description

本発明は、ステージ上に載置された被観察物に対し任意の距離及び傾斜角度でカメラアングルを設定するカメラスタンドに関する。

近年、デジタルカメラを用いた拡大観察装置が光学顕微鏡に変わって普及しつつあり、このような拡大観察装置を用いて被観察物を撮像する場合に、拡大観察装置を固定するカメラスタンドが用いられる。
この種のカメラスタンドは、ＸＹ面を水平面とするＸＹＺの直交座標で表されるＸ軸の回りに傾動可能で、且つ、任意の角度に固定可能な支柱と、当該支柱の長手方向に沿って位置調節可能なアタッチメントとを備え、当該アタッチメントにカメラをＸ軸に向けて支持させることにより、Ｘ軸上に位置する被観察物に対し任意の距離及び傾斜角度でカメラアングルを設定できるようになっている。
特開２００７−０６４４１８号公報

これによれば、アタッチメントに正しく装着されたカメラの撮像光軸は常に主回転軸を向いた状態に維持されるので、ステージの高さを調整して主回転軸の軸線上に位置させれば、支柱の傾斜角度を調整して被観測物を様々なアングルで観測する場合に、被観測点が一定に維持されるというメリットがある。

ただし、現実には、カメラとアタッチメントとのガタや位置ズレにより、カメラがアタッチメントに正しく装着されるとは限らず、撮像光軸と主回転軸が交差した状態に維持されずない場合がある。
特に、モニタ上での倍率を４００〜５００倍としたときに、撮像光軸との位置ずれが１ｍｍあれば、モニタ上では５０ｃｍとなり、観察点がモニタから外れてしまうという問題があった。
位置ずれを０.２ｍｍ以下に抑えることができれば、５００倍の高倍率でもモニタ上でのずれは最大１０ｃｍであるので、その観察ポイントを画面上で常時確認することができ、実用上の問題はない。

このため従来は、図９に示すように、Ｘ軸の回りに傾動可能で、且つ、任意の角度に固定可能な支柱５１と、当該支柱５１の長手方向に沿って位置調節可能なアタッチメント５２とを備えており、アタッチメント５２には、撮像カメラ５３の鏡筒５４を挿通する装着孔５５を形成した雲台５６が取り付けられている。
そして、装着孔５５は支柱５１の長手方向と平行に鏡筒５４の直径に比して十分大きく形成されており、鏡筒５４に形成されたフランジ５７を装着孔５５の上面に当接した状態で光軸位置を調整することができるように、装着孔５５の周囲から鏡筒５４の外周面に向かって、径方向に進退する複数の固定ネジ５８…が設けられている。
特開２００６−３３７４７０号公報

これによれば、固定ネジ５８…を鏡筒５４の外周面に押し付けることによりカメラ５３を固定することができ、支柱５１を直立させた状態で、撮像光軸ＩＭがＸ軸からずれていた場合は、固定ネジ５８…を緩めたり締めたりすることにより撮像光軸ＩＭの位置調整を行うことができる。

しかしながら、この場合、図１０に示すように、その撮像光軸ＩＭを移動させようとする方向Ａに向こう側にある鏡筒固定ネジ５８ａを後退させた後、その撮像光軸ＩＭを移動させようとする方向Ａの手前側にある鏡筒固定ネジ５８ｂを進出させることにより、鏡筒５４を水平に移動させ、その位置で再び両方の固定ネジ５８ａ，５８ｂを締め付けて固定しなければならないという面倒がある。

また、固定ネジ５８ａ、５８ｂを調整することにより、撮像光軸ＩＭを平行移動させることができるが、平行移動する場合、光軸ズレが１ｍｍあったときに鏡筒５４もその光軸ズレと１ｍｍ移動させなければならない。
この場合、固定ネジ５８ａ，５８ｂとして、呼び径２ｍｍピッチ０.２５ｍｍの細目ネジ（Ｍ２）を使用していた場合は夫々のネジを最低４回転（１４４０°回転）しなければならず、呼び径４ｍｍピッチ０.５ｍｍの細目ネジ（Ｍ４）を使用したとしても夫々の固定ネジを最低２回転（７２０°回転）しなければならない。

しかも、鏡筒５４が、スプリング５９で片方の固定ネジ５８ｂ側に付勢されている場合は、片方の鏡筒固定ネジ５８ａを後退させただけでは鏡筒５４が移動しないので、どの程度回転させてよいかわからず、固定ネジ５８ａを少し緩めて後退させては、固定ネジ５８ｂを少し締めて進出させるという操作を、何度も何度も繰り返さなければならないという面倒がある。

さらに、図１１に示すように、移動させようとする方向Ｂの直線上に固定ネジがない場合は、その方向の左右両側にある二つの固定ネジ５８ｃ、５８ｄを後退させて、手前側の一つの固定ネジ５８ｅを進出させるというように、三本の固定ネジ５８ｃ〜５８ｅで同様の操作しなければならなかった。

そして、このように鏡筒５４を移動させて撮像光軸ＩＭの光軸ズレをなくしても、周囲の固定ネジを５８…を締め付けて鏡筒５４を固定しようとしたときに、いずれかの固定ネジ５８に押されて、再び光軸ズレを起すという問題がある。

さらにまた、鏡筒５４の外周面を複数の固定ネジ５８…で止める場合に、強固に締め付けると鏡筒５４が歪んでしまうため、緩く締め付けざるを得ず、しかも、その固定ネジ５８…の先端が鏡筒５４の外周面に点接触されているだけであるので、振動などによってネジが簡単に緩みやすく、したがって外力が作用したときにカメラ５３が外れやすいという問題もあった。

そこで本発明は、カメラを雲台に強固に固定した状態で複数の固定ネジを何度も操作することなく、光軸ズレを簡単に補正できるようにすることを技術的課題としている。

この課題を解決するため、本願発明は、ＸＹ面を水平面とするＸＹＺの直交座標で表されるＸ軸の回りに傾動可能で、且つ、任意の角度に固定可能な支柱と、当該支柱の長手方向に沿って位置調節可能なアタッチメントとを備え、当該アタッチメントにカメラをＸ軸に向けて支持させることにより、Ｘ軸上に位置する被観察物に対し任意の距離及び傾斜角度でカメラアングルを設定するカメラスタンドであって、前記アタッチメント上でＸ軸と平行な方向をＵ軸としたときに、前記アタッチメントには、カメラを固定する雲台と、前記雲台にカメラを固定した状態でその雲台をＵ軸回りに傾動可能な撮像光軸調整機構が設けられたことを特徴としている。

本発明によれば、カメラを雲台に固定したまま、雲台ごとカメラを傾動させることができるようになっているので、カメラを雲台に強固に固定することができ、雲台から容易に外れることがない。
また、請求項２に記載されたようにネジ送り機構を用いて傾動させることにより、その送りネジを回動させるだけで、雲台の傾動角を規制することができ、複数の固定ネジを操作する面倒がない。
さらに、請求項３に記載されたように、ネジ送り機構の送りネジをＵ軸の直交軸と平行に配し、Ｘ軸からＵ軸までの距離より、Ｕ軸から送りネジまでの距離を小さく選定すれば、光軸ズレを修正する際に、ネジ送りによる移動量は光軸のズレ量より小さくて済み、僅かな操作量で確実に光軸ずれを修正できる。

さらに、雲台を傾動させる場合に限らず、請求項４に記載した発明のように、摺動させる場合であってもよい。
この場合も、カメラを雲台に強固に固定することができるので雲台から容易に外れることがなく、請求項５に記載されたようにネジ送り機構を用いて摺動させることにより、その送りネジを回動させるだけで、雲台の摺動量を規制することができ、複数の固定ネジを操作する面倒がない。

本例では、カメラを雲台に強固に固定した状態で複数の固定ネジを何度も操作することなく、光軸ズレを簡単に補正できるようにするという目的を達成するため、ＸＹ面を水平面とするＸＹＺの直交座標で表されるＸ軸の回りに傾動可能で、且つ、任意の角度に固定可能な支柱と、当該支柱の長手方向に沿って位置調節可能なアタッチメントとを備え、当該アタッチメントにカメラをＸ軸に向けて支持させることにより、Ｘ軸上に位置する被観察物に対し任意の距離及び傾斜角度でカメラアングルを設定するカメラスタンドであって、前記アタッチメント上でＸ軸と平行な方向をＵ軸としたときに、前記アタッチメントには、カメラを固定する雲台と、前記雲台にカメラを固定した状態でその雲台をＵ軸回りに傾動可能な撮像光軸調整機構を設けた。

以下、本発明を図面に基づいて具体的に説明する。
図１は本発明に係るカメラスタンドの一例を示す全体斜視図、図２はその正面図、図３は要部を示す拡大正面図、図４は軸線マーカの例を示す説明図、図５は光軸調整の例を示す説明図、図６は他の実施形態を示す全体斜視図、図７はその要部を示す部分断面図、
図８は光軸調整の例を示す説明図である。

本例のカメラスタンド１は、高さ調整可能なステージ２上に載置された被観察物に対して、任意の距離及び傾斜角度でカメラアングルを設定するために用いられるもので、ＸＹ面を水平面とするＸＹＺの直交座標で表されるＸ軸の回りに傾動可能で、且つ、任意の角度に固定可能な支柱３と、当該支柱３の長手方向に沿って位置調節可能なアタッチメント４とを備え、前記ステージ２と支柱３がベースプレートＢ上に配されている。

Ｘ軸に配された支柱３をＸ軸の回りに傾動可能に支持する傾動支持部５には、支柱３を図２に示すように任意の角度に傾けた状態で固定するストッパ（図示せず）が内蔵され、支柱３の先端にはそのストッパを操作して支柱３を固定／解除する操作子６が設けられている。
また、光軸調整作業を行う際に、支柱３の所定位置に固定したアタッチメント４の止めネジ４ａが緩んで落下することがないように、支柱３にはストッパリング４ｂが外装されている。

アタッチメント４上で、Ｘ軸と平行な方向をＵ軸とし、支柱３の長手方向に平行な方向をＷ軸とし、Ｕ軸及びＷ軸に直交する方向をＶ軸としたときに、当該アタッチメント４には、撮像光軸ＩＭをＸ軸に向けてカメラＣを固定する雲台７と、カメラＣを固定した雲台７の位置をＷ軸方向に微調整するＷ軸テーブル８と、雲台７をＵ軸回りに傾動させる撮像光軸調整機構１０が設けられている。

この撮像光軸調整機構１０は、図３（ａ）に示すように、雲台７を固定した傾動テーブル１１と、これをＵ軸回りに傾動させるネジ送り機構１２でなる。
傾動テーブル１１は、Ｗ軸テーブル８上にＵ軸方向に立てられた回転軸１３に対して回り対偶で支持されている。
ネジ送り機構１２は、その送りネジ１４が、Ｕ軸の直交軸（本例ではＶ軸）と平行に配されると共に傾動テーブル１１に対して回り対偶を成すように取り付けられ、これに螺合される首振ナット１５がＵ軸から所定距離ｒだけ離れた位置でアタッチメント４側のＷ軸テーブル８に取り付けられている。
これにより、送りネジ１４を回転させると、首振ナット１５の位置は変わらないので、送りネジ１４自体がネジ送りされて傾動テーブル１１を押し動かし、その傾動角を規制しながら傾動テーブル１１を回転軸１３の回りに少しずつ傾けることができる（図３（ｂ）参照）。
また、Ｕ軸から首振ナット１５までの距離ｒがＸ軸からＵ軸までの距離Ｌより小さく、本例ではｒ：Ｌ＝１：４に選定されているので、光軸ズレが大きくても送りネジ１４による僅かな送り量（本例では１／４）で光軸調整が可能となる。

なお、被観察物を載置する高さ調整可能なステージ２には、当該ステージ２を所定高さに調整されたときにＸ軸の同軸上に位置する軸線マーカＭを備えている。
前記軸線マーカＭは、例えば、図４（ａ）に示すようにステージ２上に形成されたライン１６を用いることができる。
ステージ２がＺ方向にのみ移動する場合（高さ調整のみ行われ、水平方向に位置調整されない場合）は、ステージ２はＸＹ面が上下に平行移動すると考えることができるので、Ｘ軸に対応するステージ２上におけるＸ軸の位置を確定することができ、その位置にライン１６を形成しておけばよい。
そして、ステージ２をＸ軸の高さに一致させるために、図４（ａ）に示すように、ステージ２にプレート状の高さゲージ１７を置き、その高さ指標１８が傾動支持部５の底面５ａに接する高に高さ調整すれば、ライン１６はＸ軸と同軸的に位置することとなる。

また、軸線マーカＭは、図４（ｂ）に示すようにＸ軸の位置を示す直線状のエッジ２２又はラインが形成された立体マーカ２１であってもよい。
この立体マーカ２１は、先端が前記エッジ２２となるアングルプレート２３から成り、その底面２４の端縁に、ステージ２の直交二辺に当接される位置決めフランジ２５ａ，２５ｂが形成されている。
また、アングルプレート２３の先端には、高さ指標２６が形成されている。
この高さ指標２６は、ステージ２を昇降させることにより載置された立体マーカ２１のエッジ２２がＸ軸の高さと一致したときに、例えば、支柱３を傾動可能に支持する傾動支持部５の底面５ａなど任意の高さ基準となる部分に当接される高さに形成されている。
これにより、フランジ２５ａ，２５ｂをステージ２の端縁に当接させて載置した状態で、ステージ２の高さ指標２６が傾動支持部５の底面５ａに接するように高さ調整を行えば、エッジ２２がＸ軸と同軸的に位置することとなる。

以上が、本発明の一構成例であって、次にカメラＣの撮像光軸ＩＭをＸ軸と交差させる手順について説明する。
本例では、前述の立体マーカ２１を使用した場合について説明するが、その他の軸線マーカＭでもこれに準じて調整可能である。
まず、カメラＣを雲台７に装着し、アタッチメント４を所定の高さに位置決めした状態で、ストッパリング４ｂをアタッチメント４の底面に当接する位置で固定し、アタッチメント４の落下を防止しておく。
このとき、カメラＣが理想的に取り付けられていれば、支柱３を直立させ、あるいはどの角度に傾けても、撮像光軸ＩＭがＸ軸と交差するので、モニタ画面Ｄ_１の中央にエッジ２２が映し出される。
しかし、実際には雲台７に対するカメラＣの位置が正しく決まらないことが多く、例えば図５（Ａ）に示すような位置関係で装着された場合には、モニタ画面Ｄ_２のようにエッジ２２が映し出されず、支柱３を傾けてカメラアングルを調整したときに、同一観察点を撮像することができない。

そこで、エッジ２２がモニタ画面Ｄ_１の中央に映し出されるように送りネジ１４を調整して傾動テーブル１１を回転軸１３の回りに傾動させることにより、雲台７に固定されたカメラＣが傾動され、その撮像光軸ＩＭの角度が調整される。
このとき、撮像光軸ＩＭとＸ軸が１ｍｍ離れていたとしても、ｒ：Ｌ＝１：４であるので、送りネジ１４による移動量は０.２５ｍｍで済み、送りネジ１４が呼び径４ｍｍピッチ０.５ｍｍの細目ネジ（Ｍ４）の場合、送りネジ１４を半回転（１８０°）させるだけで、撮像光軸ＩＭとＸ軸が交差することとなる。
また、このようにして撮像光軸ＩＭをＸ軸と交差させた場合、撮像光軸ＩＭがＺ軸と一定しているという保証はないが、図５（Ｂ）及び（Ｃ）のように支柱３を左右に例えば９０°倒したときでも常に撮像光軸ＩＭがＸ軸と交差し、モニタ画面Ｄ_３、Ｄ_４に示すようにエッジ２２が画面中央に映し出され、支柱３を倒すことによりカメラアングルを調整しようとするときに常に同一観測点を撮像することができる。

なお、ステージ２上に軸線マーカＭとなるライン１６が形成されている場合は、図４（ａ）に示す高さゲージ１７をステージ２に装着して、その高さ指標１８が傾動支持部５の底面５ａに接する高さにステージ２の高さを調整した後、高さゲージ１７を外せば、ステージ２に形成されたライン１６がＸ軸と同軸的に配されるので、そのライン１６がモニタ画面の中央に位置するように傾動テーブル１１で光軸調整すればよい（図５：モニタ画面Ｄ_１参照）。

図６及び図７は本発明に係るカメラスタンドの第二実施例を示す。なお、第一実施例と共通する部分は同一符号を付して詳細説明は省略する。
本例のカメラスタンド３１は、雲台７にカメラＣを固定した状態でその雲台をＶ軸方向に摺動可能な撮像光軸調整機構３２が設けられている。
この撮像光軸調整機構３２は、雲台７を固定したＶ軸テーブル３３と、これをＶ軸方向に摺動させるネジ送り機構３４でなる。
Ｖ軸テーブル３３は、Ｗ軸テーブル８上にＶ軸方向に形成されたガイド３５に係合するあり溝３６が形成されて、Ｗ軸テーブル８に対してＶ軸方向にすべり対偶で支持されている。
ネジ送り機構３４は、その送りネジ３７が、Ｖ軸と平行に配されると共にＶ軸テーブル３３に対して回り対偶を成すように取り付けられ、これに螺合される固定ナット３８がＷ軸テーブル８に固定され、これにより、摺動量を規制しながらＶ軸テーブル３３を少しずつ平行にネジ送りすることができる。

このとき、カメラＣが理想的に取り付けられていれば、支柱３を直立させ、あるいはどの角度に傾けても、撮像光軸ＩＭがＸ軸と交差するので、モニタ画面Ｄ_１の中央にエッジ２２が映し出される。
しかし、実際には雲台７に対するカメラＣの位置が正しく決まらないことが多く、例えば図８（Ａ）に示すような位置関係で装着された場合には、モニタ画面Ｄ_２のようにエッジ２２が映し出されず、支柱３を傾けてカメラアングルを調整したときに、同一観察点を撮像することができない。
そこで、エッジ２２がモニタ画面Ｄ_１の中央に映し出されるように送りネジ３７を調整してＶ軸テーブル３３をＶ軸方向に摺動させることにより、雲台７に固定されたカメラＣが平行移動され、その撮像光軸ＩＭが調整される。
また、このようにして撮像光軸ＩＭをＸ軸と交差させた場合、撮像光軸ＩＭがもともと傾いて入ればＺ軸と一致することはないが、図８（Ｂ）及び（Ｃ）のように支柱３を左右に９０°まで倒しても、常に撮像光軸ＩＭがＸ軸と交差するので、支柱３を倒すことによりカメラアングルを調整しようとするときに、常に同一観測点を撮像することができる。

以上述べたように、本発明は、ステージ上に載置された被観察物に対し任意の距離及び傾斜角度でカメラアングルを設定するカメラスタンドの用途に適用しうる。

本発明に係るカメラスタンドの一例を示す全体斜視図。その正面図。その要部を示す拡大正面図。軸線マーカの例を示す説明図。光軸調整の方法を示す説明図。他の実施形態を示す全体斜視図。その要部を示す部分断面図。光軸調整の方法を示す説明図。従来装置の外観図。光軸調整の方法を示す説明図。固定ネジの配置例を示す説明図。

符号の説明

１カメラスタンド
２ステージ
３支柱
４アタッチメント
６操作子
７雲台
１０撮像光軸調整機構
１１傾動テーブル
１２ネジ送り機構
Ｍ軸線マーカ
１６ライン
２２エッジ
２１立体マーカ
３１カメラスタンド
３２撮像光軸調整機構
３３Ｖ軸テーブル
３４ネジ送り機構

Claims

ＸＹ面を水平面とするＸＹＺの直交座標で表されるＸ軸の回りに傾動可能で、且つ、任意の角度に固定可能な支柱と、当該支柱の長手方向に沿って位置調節可能なアタッチメントとを備え、当該アタッチメントにカメラをＸ軸に向けて支持させることにより、Ｘ軸上に位置する被観察物に対し任意の距離及び傾斜角度でカメラアングルを設定するカメラスタンドであって、
前記アタッチメント上でＸ軸と平行な方向をＵ軸としたときに、前記アタッチメントには、カメラを固定する雲台と、前記雲台にカメラを固定した状態でその雲台をＵ軸回りに傾動させる撮像光軸調整機構が設けられたことを特徴とするカメラスタンド。
前記撮像光軸調整機構は、雲台を固定した傾動テーブルと、これをＵ軸回りに傾動させるネジ送り機構でなる請求項１記載のカメラスタンド。
前記ネジ送り機構は、その送りネジが、Ｕ軸の直交軸と平行に配されると共に傾動テーブルに対して回り対偶を成すように取り付けられ、これに螺合される首振ナットがＵ軸から所定距離だけ離れた位置でアタッチメント側に取り付けられ、Ｕ軸から首振ナットまでの距離がＸ軸からＵ軸までの距離より小さく選定されてなる請求項２記載のカメラスタンド。
ＸＹ面を水平面とするＸＹＺの直交座標で表されるＸ軸の回りに傾動可能で、且つ、任意の角度に固定可能な支柱と、当該支柱の長手方向に沿って位置調節可能なアタッチメントとを備え、当該アタッチメントにカメラをＸ軸に向けて支持させることにより、Ｘ軸上に位置する被観察物に対し任意の距離及び傾斜角度でカメラアングルを設定するカメラスタンドであって、
前記アタッチメント上でＸ軸と平行な方向をＵ軸とし、支柱の長手方向に平行な方向をＷ軸とし、Ｕ軸及びＷ軸に直交する方向をＶ軸としたときに、前記アタッチメントには、カメラを固定する雲台と、前記雲台にカメラを固定した状態でその雲台をＶ軸方向に摺動可能な撮像光軸調整機構が設けられたことを特徴とするカメラスタンド。
前記撮像光軸調整機構は、雲台を固定したＶ軸テーブルと、これをＶ軸方向に摺動させるネジ送り機構でなる請求項４記載のカメラスタンド。
被観察物を載置する高さ調整可能なステージを備えると共に、当該ステージを所定高さに調整したときにＸ軸と同軸的に位置する軸線マーカを備えた請求項１又は４記載のカメラスタンド。
前記軸線マーカが、ステージ上に形成されたラインである請求項６記載のカメラスタンド。
前記軸線マーカが、ステージ上に位置決めされる立体マーカでなり、当該マーカにＸ軸の位置を示す直線状のエッジ又はラインが形成された請求項６記載のカメラスタンド。
前記アタッチメントが支柱の長手方向に位置決めされたときに、当該アタッチメントの底面に当接する位置に固定されるストッパリングが支柱に外装されてなる請求項１又は４記載のカメラスタンド。