JP3325599B2 - 結像照明系を備えた拡大観察装置 - Google Patents

結像照明系を備えた拡大観察装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、美容、医療、学術、
工業等の各種分野で種々の観察物を手軽に拡大観察する
のに好適なビデオシステム方式の拡大観察装置で、特に
観察の多様性を得られるように観察像の加工が可能な観
察装置に関する。
【0002】
【従来の技術】ビデオシステム方式の拡大観察装置は、
撮像具で撮像した観察物の像をモニタディスプレイに再
生しつつ観察するようにされたシステムで、観察対象物
に何らの加工を施さずに観察でき、例えば20〜100
0倍といった倍率での拡大観察を手軽に行なえるという
長所を持っている。
【0003】また、このシステムは、撮像具が拡大・結
像用の光学系及び光学系で結像させた像を捉える撮像系
を内蔵すると共に照明系を内蔵しており、観察物の観察
部位を観察方向と同一の方向から照明しつつ観察するよ
うな構造となっているので、内蔵の照明系の工夫により
観察条件に多くの多様性を与えることができるという長
所も持っている。
【0004】そのような例としては、例えば、特願平2
−201384号、特願平2−409719号、特願平
3−64608号等がある。これらは、照明光の方向を
特定的にしたり、また照明光に偏光を用いたり、あるい
は照明光をスリット状にして照射する等の工夫を施すこ
とにより、それぞれに応じた観察像が得られるようにな
っている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】この発明は、このよう
な観察条件の多様化の趣旨をさらに発展させようとする
もので、所望の観察条件をより一層精密で多様なものに
して与えることのできるような拡大観察装置の提供を目
的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】このような目的のために
この発明では、観察物の像を結像させる撮像用光学系、
撮像用光学系で結像させた像を捉える撮像系、及び観察
物を照明する照明系を有する撮像具と、この撮像具で捉
えた像を表示するディスプレイとを備えてなる拡大観察
装置について、撮像具の照明系に、所望の照明パターン
を施したパターン媒体を設けると共に、結像用光学系を
設け、そしてパターン媒体の後方から照射される照明光
の透過によりパターン媒体が与える照明パターンを結像
用光学系にて観察物の観察部位に結像させるようにして
いる。
【0007】このように所望の照明パターンとした照明
光を結像させて観察部位に照射するようにしたことによ
り、照明条件を利用しての観察をより一層精密なものに
でき、また多様性も与えることができる。パターン媒体
は必要とする照明条件に応じて設計されることになる
が、このように設計されたパターン媒体を予め複数用意
しておき、これを選択的に用いることができる。
【0008】このようなパターン媒体の一つとして、複
合偏光子が挙げられる。この複合偏光子は、第1の偏光
用の第1偏光子部と、振動面が第1の偏光の振動面と直
交状態である第2の偏光用の第2偏光子部とを有するよ
うに形成されており、第1又は第2何れか一方の偏光を
遮断するために撮像用光学系に設けられた偏光フィルタ
との組み合わにより、偏光を利用した無反射像と通常の
像とを同時並列的に観察可能とするものである。
【0009】これは、観察物の表面で直接的に反射され
た光はその偏光性をそのまま維持しているが、直接反射
でない光は自然光化するという現象を利用したもので、
直接反射を含む通常像は、立体感には富むものの色相の
分別性に乏しく、またハレーションも生じ易く、逆に無
反射像は、色相の分別性やハレーションの点では優れて
いるものの立体感に乏しい、というように一長一短を有
する各像を同時並列的に観察することにより、各像の長
所を活かせるようにするためである。
【0010】また、透過する照明光の光量分布を可変的
に設定できるパターン媒体を用い、このパターン媒体を
制御して所望の光量分布パターンの照明光を照射できる
ようにすることも可能で、このようにすることにより、
画像の質を所望の状態に加工することができ、より高品
質の観察が可能となる。つまり、照明光の光量分布の制
御により、ハレーションを生じている部分については照
明光の光量がより少なうなるように負帰還的な制御を与
えることでハレーションの防止を行なえ、逆に明るい部
分をさらに多い光量で照明するような正帰還的な制御を
与えることにより画像のコントラストの強調を行なえ
る。
【0011】
【実施例】以下、この発明の実施例を説明する。この発
明による拡大観察装置は、図4に示すように、撮像具
1、コントロールユニット2、及びディスプレイ3を備
えており、撮像具1で捉えた観察物Mの像をコントロー
ルユニット2を介してディスプレイ3の画面に再生して
観察を行なうようになっているもので、その撮像具1に
特徴がある。
【0012】図1に示す撮像具1は、撮像用光学系1
0、撮像系11及び照明系12を内蔵しており、照明系
12で観察部位が照明された観察物Mの像を撮像用光学
系10により撮像系11の撮像素子、具体的にはCCD
素子13の受光面に結像させて捉えるようになってい
る。
【0013】照明系12は、コントロールユニット2に
内蔵されている発光源からの光を光ファイバ束14で導
いて光源としており、この光ファイバ束14の照射端面
14eから照射される照明光を所望の照明パターンで観
察物Mの観察部位に結像させて照射するための照明光加
工手段15を備えている。
【0014】照明光加工手段15は、光ファイバ束14
の照射端面14eの前方に配されるもので、照射端面1
4eの側から順に配される平行化用レンズ16、媒体保
持部17及び結像用光学系18を備えている。
【0015】媒体保持部17は、パターン媒体を装着す
るためのもので、観察目的に応じた照明パターンが施さ
れた複数のパターン媒体を予め用意しておき、これらを
交換的に用いることができるようにされている。
【0016】この例ではパターン媒体として複合偏光子
19が用いられている。この複合偏光子19は、図2に
示すように、互いに振動面が直交する第1の偏光と第2
の偏光とを2分割状態で照明可能とする照明パターンを
有するもので、第1偏光子部21と第2偏光子部22と
を2分割状態で形成してなり、第1偏光子部21にて第
1の偏光が形成され、第2偏光子部22にて第2の偏光
が形成されるようにされている。
【0017】結像用光学系18は、照明パターン、つま
りパターン媒体が有するパターンを観察物Mの表面に結
像させるためのもので、パターン媒体のパターンを撮像
用光学系10の視野に応じた大きさに縮小して観察物M
の表面に結像させることができるように設計された光学
レンズを含んでなっている。
【0018】したがって、光ファイバ束14の照射端面
14eから照射される照明光は複合偏光子19により第
1の偏光と第2の偏光との2分割状態の組合わせパター
ンとなるが、このようなパターンを持った照明光が結像
用光学系18にて観察物Mの表面に結像状態で照射され
る。
【0019】このような複合偏光子19による照明パタ
ーンでの照射は、撮像用光学系10の撮像用レンズ23
の前に設けられた偏光フィルタ24と組み合わされ、無
反射像と通常像との同時並列的な観察を可能とする。す
なわち、偏光フィルタ24は第1と第2の偏光の何れか
一方を遮断するようにされており、偏光が遮断された観
察部位については偏光を含まない像、つまり無反射像が
得られ、偏光の遮断がなされない観察部位については偏
光を含む像、つまり通常像が得られる。
【0020】図3に示すのは他の撮像具30で、この撮
像具30は撮像具1と同様に、撮像用光学系31、CC
D素子32を用いた撮像系33及び照明系34を内蔵し
ており、照明系34に照明光加工手段35が設けられて
いる。
【0021】この例の照明光加工手段35では観察物M
に照射する照明光の光量分布をフィードバック的に制御
できるようにされており、そのために照明光の光束中に
おける光量の分布を可変的に設定できる構造のパターン
媒体36が用いられており、このパターン媒体36が与
えるパターン照明を結像用光学系37及びハーフミラー
38にて観察物Mの表面に結像させて照射できるように
されている。このようなパターン媒体としては例えば液
晶素子が利用される。
【0022】このパターン媒体36の制御は制御手段3
8によりなされるもので、撮像系33から分岐・入力さ
れた画像信号から得られる輝度分布の情報に基づいてパ
ターン媒体36を制御するようになっている。つまり、
画像信号より得られる輝度分布情報に基づいてパターン
媒体36における照明光の透過率の分布を所望の状態に
変化させ、これにより照明光の光量分布を可変的に設定
するようにしたものである。
【0023】光量分布の設定は、ハレーションの防止の
場合であれば輝度値に応じた減光率を、またコントラス
トを強調する場合であれば輝度値に応じた増光率をそれ
ぞれ、例えばルックアップテーブルにして予め設定して
おき、これを先の輝度分布情報と組み合わせて用いるこ
とによりなされるものである。
【0024】以上の実施例はパターン媒体として複合偏
光子19を用いて2種類の画像を同時並列的に観察する
ようにした例、及び光量分布の制御が可能なパターン媒
体36を用いた照明光の光量分布の帰還制御の例であっ
たが、この他にも、例えば蛍光用のフィルタをパターン
媒体として用いて蛍光像と通常像を同時並列的に観察し
たり、あるいは均一な平行縞を含む照明パターンの形成
が可能なパターン媒体を用いて観察物の凹凸状態を定量
的に分析できるようにする等、必要とされる観察目的に
応じて種々のパターン媒体を用いることが可能である。
【0025】
【発明の効果】この発明による拡大観察装置は、以上説
明したように、所望の照明パターンとした照明光を観察
部位に結像させて照射するようにされているので、照明
条件を種々に設定することによりそれぞれの目的により
適した条件で観察を行なうところの多様的観察の質的向
上を図ることができ、ビデオシステム方式の観察装置の
長所をさらに活かすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例による拡大観察装置の撮像
具の構成図。
【図2】複合偏光子の構成図。
【図3】他の実施例による拡大観察装置の撮像具の構成
図。
【図4】この発明による拡大観察装置の構成図。
【符号の説明】
1、30 撮像具 3 ディスプレイ 10、31 撮像用光学系 11、33 撮像系 12、34 照明系 13、32 CCD素子 15、35 照明光加工手段 17 媒体保持部 18 結像用光学系 19 複合偏光子(パターン媒体) 36 パターン媒体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02B 19/00 - 21/00 G02B 21/06 - 21/36

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 観察物の像を結像させる撮像用光学系、
    撮像用光学系で結像させた像を捉える撮像系、及び観察
    物を照明する照明系を有する撮像具と、この撮像具で捉
    えた像を表示するディスプレイとを備えてなる拡大観察
    装置において、 前記照明系は、第1の偏光用の第1偏光子部と、振動面
    が第1の偏光の振動面と直交状態である第2の偏光用の
    第2偏光子部とを有する複合偏光子であるパターン媒体
    と、結像用光学系とを備えており、前記パターン媒体の
    後方から照射される照明光の透過によって所定の照明パ
    ターンをパターン媒体により与えられた光が結像用光学
    系にて観察物の観察部位に結像されるようになってお
    り、且つ前記撮像用光学系には第1又は第2何れか一方
    の偏光を遮断する偏光フィルタが設けられてなることを
    特徴とする、 拡大観察装置。
  2. 【請求項2】 観察物の像を結像させる撮像用光学系、
    撮像用光学系で結像させた像を捉える撮像系、及び観察
    物を照明する照明系を有する撮像具と、この撮像具で捉
    えた像を表示するディスプレイとを備えてなる拡大観察
    装置の撮像具であって、 前記照明系は、第1の偏光用の第1偏光子部と、振動面
    が第1の偏光の振動面と直交状態である第2の偏光用の
    第2偏光子部とを有する複合偏光子であるパターン媒体
    と、結像用光学系とを備えており、前記パターン媒体の
    後方から照射される照明光の透過によって所定の照明パ
    ターンをパターン媒体により与えられた光が結像用光学
    系にて観察物の観察部位に結像されるようになってお
    り、且つ前記撮像用光学系には第1又は第2何れか一方
    の偏光を遮断する偏光フィルタが設けられてなる、 撮像具。
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