JP3630215B2 - Video microscope - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する利用分野】
本発明は、ビデオマイクロスコープに関し、さらに詳しくは、レンズ交換などを必要とせずに被写体の撮像倍率を広範囲に亘ってワンタッチで可変自動設定でき、かつ、フォーカスも同時に連動して自動設定されるようにしたビデオマイクロスコープの改良に係るもにである。
【0002】
【従来の技術】
従来例によるこの種のビデオマイクロスコープにあっては、一般に、被写体に対してレンズ系を固定させた態様、すなわち、定焦点型に構成されており、このために撮像画像の拡大(縮小)倍率を変更するのには、レンズ系自体を交換する必要があり、あらかじめ必要な倍率毎のレンズ系を準備する必要がある。
【0003】
また、このような撮像画像の拡大(縮小)倍率を変更するための一つの手段として、ズームレンズ系を配置する場合もあるが、倍率可変範囲が、通常数倍程度と比較的小さく、広範囲に亘る倍率可変は困難なものである。
【0004】
一方、これらの解決策として、レンズ系を内蔵するレンズ鏡筒を対物距離調整機構により摺動調整して、被写体とレンズ系の対物側との相対的な対物距離を調整できるようにし、また、レンズ鏡筒に対し、2次元CCD素子を備える映像信号変換部筒体を拡大(縮小)倍率、およびフォーカス調整機構により摺動調整して、レンズ交換なしに被写体に対する所要の拡大(縮小)倍率を広範囲に得られるようにしたものも特許第2509120号として提案されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記提案の方法では所要の拡大(縮小)倍率を設定調整するたびに、フォーカスの調整もかならず必要であり、2段階の操作が必要で、かつフォーカスが大きくずれた場合は、調整の方向が判り難く、操作に手間を要するという欠点がある。
【0006】
この発明は、このような従来の問題点を解消するためになされたもので、その目的とするところは、レンズ交換など必要とせずに被写体の撮像倍率を広範囲に亘ってモーター駆動によりワンタッチで可変自動設定でき、かつ、フォーカスも同時に連動してモーター駆動により自動設定し得るようにした、この種のビデオマイクロスコープを提供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、この発明に係るビデオマイクロスコープは、被写体に対面した観察スタンドに対し、レンズ系を内蔵して被写体の照明ライトを配置したレンズ鏡筒を内部摺動調整する機構と、その位置を検知する位置センサーとを一体で駆動するモーターにより、被写体とレンズ系の対物側主点までの対物距離を駆動調整できるようにし、また、レンズ鏡筒に対し、内部摺動するようにした2次元CCD素子を備える映像信号変換部筒体を、観察スタンドに対して摺動調整する機構と、その位置を検知する位置センサーとを一体で駆動するモーターにより、被写体と2次元CCD素子までの被写体結像距離を駆動調整できるようにして、別に用意した映像倍率設定器と演算制御装置を用いて、フォーカス合致時に於ける映像倍率に対する対物距離と、被写体結像距離とを下記関係式(1)式ないし(3)式を常に満足する位置に対物距離調整駆動モーターおよび被写体結像距離調整駆動モーターを演算制御することによって設定された映像倍率に対応した対物距離(a)と被写体結像距離(L)に自動調節設定されるようにしたものである。
1/a+1/b=1/f ・・・・・(1)式 (基本公式)
a=f+f/m ・・・・・(2)式
L=f(2+1/m+m)+t ・・・・・(3)式
f:レンズ系の焦点距離
a:対物距離(被写体からレンズ系の対物側主点までの距離)
b:結像距離(レンズ系の結像側主点から2次元CCD面までの距離)
m=b/a:レンズ系の結像倍率(結像寸法/被写体寸法)
L=a+b+t:被写体結像距離(被写体から2次元CCD面までの距離)
t:レンズの厚み(レンズ系の対物側主点と結像側主点との距離)
【0008】
すなわち、この発明は、凸レンズの基本公式:1/a+1/b=1/fより、前記(2)式および(3)式を導き出し、前記演算制御装置によって対物距離調整駆動モーターおよび被写体結像距離調整駆動モーターを駆動制御して、設定された結像倍率に対応した前記対物距離(a)と被写体結像距離(L)に自動調節設定されるように構成したことを特徴とするビデオマイクロスコープである。
【0009】
【作用】
従って、この発明においては、対物距離調整駆動モーターによって、対物距離(a)を制御し、被写体結像距離調整駆動モーターによって、被写体結像距離(L)を制御するが、これは映像倍率設定器の倍率設定信号と、対物距離位置検出センサーおよび被写体結像距離位置検出センサーの位置検出信号とをうけて演算制御する演算制御装置によって各モーターが、同時に所定の倍率とフォーカスが合致する位置に自動調節され、設定した所望の拡大(縮小)倍率で2次元CCD素子上へ鮮明な映像を投影して撮像し得るのである。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、この発明に係るビデオマイクロスコープの実施例につき、図1ないし図5を参照して詳細に説明する。
【0011】
図1および図2は、この発明の一実施例を適用したビデオマイクロスコープの外観形態および内部機構配置を示す正面および平面の各図、図3は、図1のA−A線部における内部機構を示す縦断側面図である。
【0012】
これらの図1ないし図3の各図において、符号11は、被写体1に対して拡大(縮小)像を観察するための固定的に据え置かれる筒状をした観察スタンド、21は、軸方向に沿った撮像光路上の一端部にレンズ系、ここでは、対物的に作用する凸レンズ22を配置したレンズ鏡筒、31は、開口された一端部内の凸レンズ22に対応する撮像光路上の所要位置に2次元CCD素子32を備え、かつ当該2次元CCD素子32の駆動回路など33を内蔵させ、さらに、他端部に当該駆動回路など33の駆動・制御信号の入力、および駆動回路など33によって処理されるビデオ信号などの出力のためのケーブルコネクター34を設けた映像信号変換部筒体である。
【0013】しかして、前記観察スタンド11は、一端開口部内に被写体1を受け入れ得る口径の筒状に形成され、他端開口側から前記レンズ鏡筒21が比較的な状態で内接して軸方向に沿い摺動自在に嵌挿されると共に、当該レンズ鏡筒21の先端部周囲には被写体1を照明するためのリング状をした照明用ライト23が固定されていて、当該観察スタンド11と当該レンズ鏡筒21との間には、一端開口部内に受け入れられる被写体1と前記凸レンズ22との相対的な対物距離を位置調整するための対物距離調整機構12と、当該対物距離を検出するための対物距離位置検出センサー13と、これらを駆動する対物距離調整駆動モーター14が設けてある。
【0014】
なお、前記照明用ライト23は、前記被写体1を有用に照明できさえすれば、必ずしもリング状であること、あるいはランプ等である必要はなく、光ファイバー等で外部光源から持ち込む方法でもよい。また、観察スタンド11に固定してもよいが、レンズ鏡筒21に固定する方が倍率に対応した被写体明るさが得られる点で有効である。
【0015】
ここで、前記対物距離調整機構12としては、例えば、前記レンズ鏡筒21の側面に取り付けられたラック24に対するピニオン25を、前記対物距離調整駆動モーター14で回転することによって、前記観察スタンド11に対して前記レンズ鏡筒21が上下動するようにする。また、当該対物距離調整駆動モーター14には直流の正逆回転型のもので、減速機構を内蔵したものがよい。
【0016】また、前記レンズ鏡筒21に対しては、ここでも、他端開口部側から前記映像信号変換部筒体31が比較的な状態で内接して軸方向に沿い摺動自在に嵌挿されており、前記観察スタンド11と当該映像信号変換部筒体31との間には、前記被写体1と2次元CCD素子32の撮像面との、相対的な被写体結像距離を位置調整するための被写体結像距離調整機構15と、当該被写体結像距離を検出するための被写体結像距離位置検出センサー16と、これらを駆動する被写体結像距離調整駆動モーター17が設けてある。
【0017】
ここで、前記被写体結像距離調整機構15としては、例えば、前記映像信号変換部筒体31の側面に取り付けられたラック35が、前記レンズ鏡筒21の同一側面上に設けられたスリット状の窓から覗く形で、かつ、軸方向に沿い摺動自在に嵌挿される状態にして、ピニオン36と噛み合い、これを前記被写体結像距離調整駆動モーター17で回転することによって、観察スタンド11に対して前記映像信号変換部筒体31が、レンズ鏡筒21に摺動しながら上下動するようにする。また、当該被写体結像距離調整駆動モーター17には、ここでも直流の正逆回転型のもので、減速機構を内蔵したものがよい。
【0018】
なお、この対物距離調整機構12および被写体結像距離調整機構15についても、対物距離調整駆動モーター14および被写体結像距離調整駆動モーター17が回転することによって前記レンズ鏡筒21および前記映像信号変換部筒体31がそれぞれ個別に上下動するような機構のものであれば、どんな機構方法でもよく、例えばヘリコイド筒の回転によるものでもよいし、また、必要あればモーターとピニオンの間にベベルギアーやオームギアーなどを介してもよい。
【0019】
また、対物距離位置検出センサー13および、被写体結像距離位置検出センサー16には、例えば、スライド形の可変抵抗器を用い、それぞれの摺動ノブ26および37は、前記レンズ鏡筒21および映像信号変換部筒体31に連結されており、それぞれの上下動に対して抵抗変化出力が得られるようになっている。
【0020】
図4は、この発明に於ける前記対物距離調整駆動モーター14と、前記被写体結像距離調整駆動モーター17とを演算制御装置41によって駆動制御する一連の構成を示し、図5はその具体的実施の回路構成の一例を示す。
【0021】
図4において、符号42は、前記演算制御装置41に対して映像倍率設定信号43(m)を出力する前記映像倍率設定器、また当該演算制御装置41には、前記対物距離位置検出センサー13からの対物距離位置検出信号44(a)および前記被写体結像距離位置検出センサー16からの被写体結像距離位置検出信号45(L)が入力され、当該演算制御装置41は、前記関係式(2)式および(3)式を常に満足するように前記対物距離調整駆動モーター14と、前記被写体結像距離調整駆動モーター17とを駆動制御設定するように働く。また、符号47はフォーカス微調整器である。
【0022】
図5においては、前記対物距離位置検出センサー13および前記被写体結像距離位置検出センサー16としてスライド形可変抵抗器を用いた例で、符号46および46aは、前記対物距離調整駆動モーター14および前記被写体結像距離調整駆動モーター17を駆動制御するそれぞれの電圧信号で、プラスかマイナスかの符号により、それぞれのモーターは正または逆回転をし、前記関係式(2)式および(3)式を満足するとそれに対応して、電圧信号がゼロとなり、それぞれ個別にモーターは停止するように回路設計され、また、フォーカス微調整器47は、2連型の可変抵抗器で、これによりフォーカスを微調整したときに倍率が変動しないよに回路設計されており、また、前記映像倍率設定器42としては、多回路多接点切替器49を用い、前記対物距離位置検出信号44(a)および被写体結像距離位置検出信号45(L)が各設定倍率に対応した値となるように電圧設定回路48および48aで設定された回路設計になっている。さらに、切替えスイッチの予備回路を用いて、拡大(縮小)映像のスーパーインポーズ画面の倍率表示設定信号としても利用される。
【0023】
なお、図5では、アナログサーボ制御の一例を示したが、例えば前記対物距離位置検出センサー13および被写体結像距離位置検出センサー16として回転型のディジタルエンコーダー或いはマグネスケールなどのデジタル位置検出センサーを用い、前記倍率設定器としても必要な桁数のディジタルスイッチを用いて、かつ、演算制御装置にマイクロコンピューター、或いはパソコンなどを用いて前記対物距離調整駆動モーター14および前記被写体結像距離調整駆動モーター17を同様にディジタル演算制御する方法でもよい。また、この場合前記対物距離調整駆動モーター14および被写体結像距離調整駆動モーター17として、パルスモーターを用いることもできる。
【0024】
従って、上記一実施例によるビデオマイクロスコープの構成では、前記映像倍率設定器42を、任意の倍率にワンタッチ設定するだけで、前記レンズ鏡筒21と前記映像信号変換部筒体31が、それぞれを駆動するモーターにより同時に、個別に所定の倍率と、フォーカス位置に速やかに自動設定され、鮮明な映像が得られるものである。また、図5の回路構成は、その全て、または一部(例えば前記映像倍率設定器42とフォーカス微調整器47のみ)を図1ないし図3に示す機構部本体に内蔵、設置させて、さらに操作性をよくすることもできる。
【0025】
【発明の効果】
以上、各実施例において詳述したように、この発明によれば、対物距離駆動調整モーターによって、対物距離(a)を前記関係式(2)に基づいて自動制御し、被写体結像距離調整駆動モーターによって、被写体結像距離(L)を前記関係式(3)に基づいて自動制御するが、これは映像倍率設定器の倍率設定信号と、対物距離位置検出センサーおよび被写体結像距離位置検出センサーの位置検出信号とを受けて演算制御する演算制御装置によって各モーターが同時に、所定の倍率と、フォーカスが合致する位置に自動調節設定されるもので、この結果、ワンタッチで、かつ、迅速自動的に被写体の画像を、設定した所望通りの拡大(縮小)倍率で2次元CCD素子上へ鮮明に投影して容易に撮像できるのであり、撮像画像の拡大(縮小)倍率を変更するために、従来のようにあらかじめ所望する各レンズ系を準備して、変更の度ごとに各レンズ系を一々交換する必要がなく、かつまた、倍率変更の操作と、その度にフォーカスも調整操作が必要とするということもなく、極めて広範囲に亘る被写体の拡大(縮小)画像をワンタッチで容易に観察し得るという優れた特長がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を適用したビデオマイクロスコープの1部断面正面図。
【図2】同上ビデオマイクロスコープの内部透視平面図。
【図3】図1のA−A線断面図。
【図4】本発明の一実施例を適用したビデオマイクロスコープのモーター演算制御周辺の系統を示した構成図。
【図5】図4の具体的実施の一例を示す回路図。
【符号の説明】
1 被写体
11 観察スタンド
12 対物距離調整機構
13 対物距離位置検出センサー
14 対物距離調整駆動モーター
15 被写体結像距離調整機構
16 被写体結像距離位置検出センサー
17 被写体結像距離調整駆動モーター
21 レンズ鏡筒
22 凸レンズ
23 照明用ライト
24 ラック
24 ラック
25 ピニオン
26 摺動ノブ
31 映像信号変換部筒体
32 2次元CCD素子
33 駆動回路など
34 ケーブルコネクター
35 ラック
36 ピニオン
37 摺動ノブ
41 演算制御装置
42 映像倍率設定器
43(m) 映像倍率設定信号
44(a) 対物距離位置検出信号
45(L) 被写体結像距離位置検出信号
46 電圧信号
46a 電圧信号
47 フォーカス微調整器
48 電圧設定回路
48a 電圧設定回路
49 多回路多接点型切替器
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a video microscope. More specifically, the imaging magnification of a subject can be variably and automatically set with one touch over a wide range without requiring lens replacement, and the focus is automatically set in conjunction with the same. This relates to the improvement of the video microscope.
[0002]
[Prior art]
In this type of video microscope according to the conventional example, generally, the lens system is fixed with respect to the subject, that is, a fixed focus type, and for this reason, the magnification (reduction) magnification of the captured image is configured. In order to change the lens system, it is necessary to replace the lens system itself, and it is necessary to prepare a lens system for each necessary magnification in advance.
[0003]
In addition, as one means for changing the magnification (reduction) magnification of such a captured image, a zoom lens system may be arranged, but the magnification variable range is usually relatively small, about several times, and is wide. Variable magnification over a wide range is difficult.
[0004]
On the other hand, as a solution to these, the lens barrel containing the lens system is slid and adjusted by the objective distance adjustment mechanism so that the relative objective distance between the subject and the objective side of the lens system can be adjusted. The image signal conversion unit cylinder having a two-dimensional CCD element is slid and adjusted by the focus adjustment mechanism to the lens barrel so that the required enlargement (reduction) magnification for the subject can be obtained without changing the lens. The one obtained in a wide range is also proposed as Japanese Patent No. 2509120.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above proposed method, every time the required enlargement (reduction) magnification is set and adjusted, the focus must be adjusted, and two-step operation is required. Is difficult to understand, and has the disadvantage of requiring labor.
[0006]
The present invention has been made to solve such a conventional problem. The object of the present invention is to change the imaging magnification of a subject over a wide range by one-touch operation by a motor without requiring lens replacement or the like. It is to provide a video microscope of this kind that can be automatically set and can be automatically set by a motor drive in conjunction with the focus.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a video microscope according to the present invention has a mechanism for internally slidingly adjusting a lens barrel in which a lens system is built and an illumination light of a subject is arranged with respect to an observation stand facing the subject. The motor that integrally drives the position sensor that detects the position enables the object distance between the subject and the objective principal point of the lens system to be driven and adjusted, and it slides inside the lens barrel. The subject and the two-dimensional CCD element are driven by a motor that integrally drives a mechanism that slides and adjusts the video signal conversion unit cylinder including the two-dimensional CCD element with respect to the observation stand and a position sensor that detects the position. The image magnification at the time of focusing can be adjusted by using a separate image magnification setting unit and arithmetic control unit. The objective distance and the subject imaging distance are set by calculating and controlling the objective distance adjustment driving motor and the subject imaging distance adjustment driving motor so that the following relational expressions (1) to (3) are always satisfied. The object distance (a) and subject imaging distance (L) corresponding to the image magnification are automatically adjusted and set.
1 / a + 1 / b = 1 / f (1) Formula (basic formula)
a = f + f / m (2) Formula L = f (2 + 1 / m + m) + t (3) Formula f: Focal length of lens system a: Objective distance (object to lens system objective Distance to side principal point)
b: Imaging distance (distance from the principal point on the imaging side of the lens system to the two-dimensional CCD surface)
m = b / a: imaging magnification of the lens system (imaging size / subject size)
L = a + b + t: subject imaging distance (distance from subject to two-dimensional CCD surface)
t: lens thickness (distance between objective and principal points of the lens system)
[0008]
That is, the present invention derives the expressions (2) and (3) from the basic formula of the convex lens: 1 / a + 1 / b = 1 / f, and the arithmetic and control unit controls the objective distance adjustment drive motor and subject imaging distance. A video microscope configured to automatically adjust and set the objective distance (a) and subject imaging distance (L) corresponding to a set imaging magnification by driving and controlling an adjustment driving motor. It is.
[0009]
[Action]
Therefore, in the present invention, the object distance (a) is controlled by the object distance adjustment drive motor, and the object image formation distance (L) is controlled by the object image formation distance adjustment drive motor. Each motor is automatically set to a position where a predetermined magnification and focus are matched simultaneously by an arithmetic control device that performs arithmetic control based on the magnification setting signal and the position detection signals of the objective distance position detection sensor and the subject imaging distance position detection sensor. A sharp image can be projected and imaged onto the two-dimensional CCD element with the desired enlargement (reduction) magnification set.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of a video microscope according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS.
[0011]
FIG. 1 and FIG. 2 are front and plan views showing the appearance and internal mechanism arrangement of a video microscope to which an embodiment of the present invention is applied, and FIG. 3 is an internal mechanism at the line AA in FIG. FIG.
[0012]
1 to 3, reference numeral 11 denotes a cylindrical observation stand that is fixedly placed for observing an enlarged (reduced) image of the subject 1, and 21 denotes an axial direction. A lens system, here a lens barrel having an objectively acting convex lens 22 arranged at one end on the imaging optical path, is placed at a required position on the imaging optical path corresponding to the convex lens 22 in the opened one end. A two-dimensional CCD element 32 is provided, and a drive circuit 33 for the two-dimensional CCD element 32 is built therein. Further, a drive / control signal of the drive circuit 33 is input to the other end and processed by the drive circuit 33. This is a video signal converter cylinder provided with a cable connector 34 for outputting a video signal or the like.
The observation stand 11 is formed in a cylindrical shape having a diameter capable of receiving the subject 1 in one end opening, and the lens barrel 21 is inscribed in a relatively dense state from the other end opening side. A ring-shaped illumination light 23 for illuminating the subject 1 is fixed around the tip of the lens barrel 21 and is slidably inserted along the direction. Between the lens barrel 21, an objective distance adjusting mechanism 12 for adjusting the relative objective distance between the subject 1 and the convex lens 22 received in one end opening, and for detecting the objective distance An objective distance position detection sensor 13 and an objective distance adjustment drive motor 14 for driving them are provided.
[0014]
The illumination light 23 is not necessarily in the form of a ring or a lamp as long as the subject 1 can be effectively illuminated, and may be a method of bringing in from an external light source using an optical fiber or the like. Although it may be fixed to the observation stand 11, fixing to the lens barrel 21 is more effective in that the subject brightness corresponding to the magnification can be obtained.
[0015]
Here, as the objective distance adjusting mechanism 12, for example, a pinion 25 with respect to a rack 24 attached to a side surface of the lens barrel 21 is rotated by the objective distance adjusting drive motor 14, so that the observation stand 11 is attached. On the other hand, the lens barrel 21 is moved up and down. The objective distance adjustment drive motor 14 is a DC forward / reverse rotation type and preferably has a built-in speed reduction mechanism.
Again with respect to the lens barrel 21, the video signal conversion section cylinder 31 is inscribed in a relatively dense state from the opening of the other end so as to be slidable along the axial direction. A relative subject imaging distance between the subject 1 and the imaging surface of the two-dimensional CCD element 32 is adjusted between the observation stand 11 and the video signal conversion unit cylinder 31. A subject imaging distance adjustment mechanism 15 for detecting the subject imaging distance, a subject imaging distance position detection sensor 16 for detecting the subject imaging distance, and a subject imaging distance adjustment drive motor 17 for driving them.
[0017]
Here, as the subject imaging distance adjustment mechanism 15, for example, a rack 35 attached to the side surface of the video signal conversion unit cylinder 31 is formed in a slit shape provided on the same side surface of the lens barrel 21. A state of being viewed through a window and slidably inserted along the axial direction, meshed with the pinion 36, and rotated by the subject imaging distance adjustment drive motor 17, whereby the observation stand 11 is moved. Thus, the video signal conversion unit cylinder 31 moves up and down while sliding on the lens barrel 21. In addition, the subject imaging distance adjustment drive motor 17 is also a DC forward / reverse rotation type here and preferably has a built-in speed reduction mechanism.
[0018]
The objective distance adjustment mechanism 12 and the subject imaging distance adjustment mechanism 15 also rotate the objective distance adjustment drive motor 14 and the subject imaging distance adjustment drive motor 17 to rotate the lens barrel 21 and the video signal conversion unit. Any mechanism may be used as long as the cylinders 31 individually move up and down, for example, by rotation of a helicoid cylinder, and if necessary, a bevel gear or an ohm gear between the motor and the pinion. Etc. may be used.
[0019]
The objective distance position detection sensor 13 and the subject imaging distance position detection sensor 16 use, for example, a slide-type variable resistor, and the slide knobs 26 and 37 are respectively connected to the lens barrel 21 and the video signal. It is connected to the conversion unit cylinder 31 so that a resistance change output can be obtained for each vertical movement.
[0020]
FIG. 4 shows a series of configurations in which the objective distance adjustment drive motor 14 and the subject imaging distance adjustment drive motor 17 in the present invention are driven and controlled by the arithmetic and control unit 41, and FIG. An example of the circuit configuration is shown.
[0021]
In FIG. 4, reference numeral 42 denotes the video magnification setting device that outputs the video magnification setting signal 43 (m) to the arithmetic control device 41, and the arithmetic control device 41 includes the objective distance position detection sensor 13. Objective distance position detection signal 44 (a) and the subject image formation distance position detection signal 45 (L) from the object image formation distance position detection sensor 16 are input, and the arithmetic and control unit 41 calculates the relational expression (2). The objective distance adjusting drive motor 14 and the subject imaging distance adjusting drive motor 17 are driven and set so as to always satisfy the expressions (3) and (3). Reference numeral 47 denotes a focus fine adjuster.
[0022]
In FIG. 5, a slide type variable resistor is used as the objective distance position detection sensor 13 and the subject imaging distance position detection sensor 16, and reference numerals 46 and 46a denote the objective distance adjustment drive motor 14 and the subject. Each voltage signal for driving and controlling the imaging distance adjustment drive motor 17 rotates positively or reversely according to the sign of plus or minus, and satisfies the above relational expressions (2) and (3) Correspondingly, the circuit is designed so that the voltage signal becomes zero and the motors are individually stopped, and the focus fine adjuster 47 is a double-type variable resistor, thereby finely adjusting the focus. The circuit is designed so that the magnification does not fluctuate from time to time, and the image magnification setting device 42 is a multi-circuit multi-contact switching device 49. The circuit design is set by the voltage setting circuits 48 and 48a so that the objective distance position detection signal 44 (a) and the subject imaging distance position detection signal 45 (L) have values corresponding to the respective set magnifications. ing. Further, it is also used as a magnification display setting signal for an enlarged (reduced) video superimpose screen using a spare switch circuit.
[0023]
FIG. 5 shows an example of analog servo control. For example, as the objective distance position detection sensor 13 and the subject imaging distance position detection sensor 16, a rotary digital encoder or a digital position detection sensor such as a magnet scale is used. The objective distance adjustment drive motor 14 and the subject imaging distance adjustment drive motor 17 are also used by using a digital switch having the necessary number of digits as the magnification setting device and using a microcomputer or a personal computer as an arithmetic and control unit. Similarly, a method of controlling digital computation may be used. In this case, a pulse motor may be used as the objective distance adjustment drive motor 14 and the subject imaging distance adjustment drive motor 17.
[0024]
Therefore, in the configuration of the video microscope according to the above-described embodiment, the lens barrel 21 and the video signal conversion unit cylinder 31 are respectively set by simply setting the video magnification setting unit 42 to an arbitrary magnification. At the same time, a predetermined motor and a focus position are quickly and automatically set individually by a driving motor to obtain a clear image. Further, the circuit configuration of FIG. 5 includes all or a part (for example, only the image magnification setting unit 42 and the focus fine adjustment unit 47) built in and installed in the mechanism unit main body shown in FIGS. The operability can also be improved.
[0025]
【The invention's effect】
As described above in detail in each of the embodiments, according to the present invention, the objective distance drive adjustment motor automatically controls the objective distance (a) based on the relational expression (2), so that the subject imaging distance adjustment drive is performed. The object imaging distance (L) is automatically controlled by a motor based on the relational expression (3). This is a magnification setting signal of an image magnification setting device, an objective distance position detection sensor, and an object imaging distance position detection sensor. Each motor is automatically adjusted and set to the position where the predetermined magnification and the focus are matched at the same time by a calculation control device that receives and controls the position detection signal of this position. As a result, one-touch and quick automatic The image of the subject can be easily imaged by clearly projecting it onto the two-dimensional CCD element at the set desired enlargement (reduction) magnification. Therefore, it is not necessary to prepare each desired lens system in advance as in the past, and to replace each lens system once for each change, and also to change the magnification and focus each time. However, there is an excellent feature that an enlarged (reduced) image of a subject over a very wide range can be easily observed with one touch without requiring an adjustment operation.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional front view of a part of a video microscope to which an embodiment of the present invention is applied.
FIG. 2 is an internal perspective plan view of the video microscope.
3 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG.
FIG. 4 is a configuration diagram showing a system around a motor arithmetic control of a video microscope to which an embodiment of the present invention is applied.
FIG. 5 is a circuit diagram showing an example of a specific implementation of FIG. 4;
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Subject 11 Observation stand 12 Objective distance adjustment mechanism 13 Objective distance position detection sensor 14 Objective distance adjustment drive motor 15 Subject imaging distance adjustment mechanism 16 Subject imaging distance position detection sensor 17 Subject imaging distance adjustment drive motor 21 Lens barrel 22 Convex lens 23 Illumination light 24 Rack 24 Rack 25 Pinion 26 Sliding knob 31 Video signal converter cylinder 32 Two-dimensional CCD element 33 Drive circuit, etc. 34 Cable connector 35 Rack 36 Pinion 37 Sliding knob 41 Arithmetic control device 42 Video magnification setting 43 (m) Image magnification setting signal 44 (a) Object distance position detection signal 45 (L) Subject imaging distance position detection signal 46 Voltage signal 46a Voltage signal 47 Focus fine adjuster 48 Voltage setting circuit 48a Voltage setting circuit 49 Circuit multi-contact switch

Claims (3)

一端開口部側を被写体に対面させた観察スタンドと、上記被写体に対する撮像光路上の一端部にレンズ系を配置して、上記観察スタンドの他端開口部側に摺動自在に嵌挿されるレンズ鏡筒と、
上記レンズ鏡筒の被写体に対向した先端部周辺に固定配置した照明ライトと、上記レンズ系に対応する所要位置に2次元CCD素子、およびその駆動回路などを配置して、上記レンズ鏡筒の他端開口部側に摺動自在に嵌挿される映像信号変換部筒体と、
上記観察スタンドとレンズ鏡筒との間には、上記被写体とレンズ系の対物側主点との対物距離を調整する対物距離調整機構と、該対物距離を検出する対物距離位置検出センサーとを設けて、これらを駆動するように上記観察スタンドに固定された対物距離調整駆動モーターと、
上記観察スタンドと映像信号変換部筒体との間には、上記被写体と2次元CCD素子撮像面との被写体結像距離を調整する被写体結像距離調整機構と、該被写体結像距離を検出する被写体結像距離位置検出センサーとを設けて、これらを駆動するように上記観察スタンドに固定された被写体結像距離調整駆動モーターと、
上記観察スタンドの外部又は内部に設置して、映像の倍率を設定する映像倍率設定器と、上記対物距離調整駆動モーターと被写体結像距離調整駆動モーターとを、それぞれ個別に駆動して上記対物距離と被写体結像距離とを所定の位置に設定するための演算制御装置を備え、
上記映像倍率設定器からの映像倍率設定信号と、上記対物距離位置検出センサーの位置検出信号と、上記被写体結像距離位置検出センサーの位置検出信号を受けて、上記演算制御装置の出力が上記対物距離と被写体結像距離とを、上記映像倍率設定器からの映像倍率設定信号の映像倍率に対応した所定の位置になるように、上記対物距離調整駆動モーターと被写体結像距離調整駆動モーターとをそれぞれ同時に個別に駆動して所定の関係式に基づいて自動調整設定するように構成したことを特徴とするビデオマイクロスコープ。
An observation stand with one end opening facing the subject, and a lens mirror that is slidably inserted into the other end opening side of the observation stand by arranging a lens system at one end on the imaging optical path with respect to the subject A tube,
An illumination light fixed around the tip of the lens barrel facing the subject, a two-dimensional CCD element and its drive circuit, etc. are arranged at a required position corresponding to the lens system, and the lens barrel A video signal converter cylinder that is slidably inserted into the end opening, and
Between the observation stand and the lens barrel, an objective distance adjusting mechanism for adjusting the objective distance between the subject and the objective principal point of the lens system, and an objective distance position detection sensor for detecting the objective distance are provided. An objective distance adjustment drive motor fixed to the observation stand so as to drive them,
A subject imaging distance adjustment mechanism that adjusts a subject imaging distance between the subject and the imaging surface of the two-dimensional CCD element is detected between the observation stand and the video signal conversion unit cylinder, and the subject imaging distance is detected. An object image formation distance position detection sensor, and an object image formation distance adjustment drive motor fixed to the observation stand so as to drive them;
The objective distance set by setting the magnification of the image, the objective distance adjustment drive motor, and the subject imaging distance adjustment drive motor, which are installed outside or inside the observation stand, respectively, and the objective distance adjustment drive motor. And a calculation control device for setting the subject imaging distance to a predetermined position,
Upon receiving the video magnification setting signal from the video magnification setting device, the position detection signal of the objective distance position detection sensor, and the position detection signal of the subject imaging distance position detection sensor, the output of the arithmetic and control unit outputs the objective The objective distance adjustment drive motor and the subject image formation distance adjustment drive motor are arranged so that the distance and the subject image formation distance become a predetermined position corresponding to the image magnification of the image magnification setting signal from the image magnification setting device. A video microscope characterized in that each is individually driven at the same time and is automatically adjusted based on a predetermined relational expression.
一端開口部側を被写体に対面させた観察スタンドと、上記Observation stand with one end facing the subject and the above 被写体に対する撮像光路上の一端部にレンズ系を配置して、上記観察スタンドの他端開口部側に摺動自在に嵌挿されるレンズ鏡筒と、A lens barrel disposed at one end of the imaging optical path with respect to the subject and slidably inserted into the other end opening of the observation stand;
上記レンズ鏡筒の被写体に対向した先端部周辺に固定配置した照明ライトと、上記レンズ系に対応する所要位置に2次元CCD素子、およびその駆動回路などを配置して、上記レンズ鏡筒の他端開口部側に摺動自在に嵌挿される映像信号変換部筒体と、  An illumination light fixed around the tip of the lens barrel facing the subject, a two-dimensional CCD element and its drive circuit, etc. are arranged at a required position corresponding to the lens system, and the lens barrel A video signal converter cylinder that is slidably inserted into the end opening, and
上記観察スタンドとレンズ鏡筒との間には、上記被写体とレンズ系の対物側主点との対物距離を調整する対物距離調整機構と、該対物距離を検出するために検出部の一方を上記観察スタンドに係止し、他方を上記レンズ鏡筒に係止した対物距離位置検出センサーとを設けて、これらを駆動するようにした対物距離調整駆動モーターと、  Between the observation stand and the lens barrel, an objective distance adjustment mechanism that adjusts the objective distance between the subject and the objective principal point of the lens system, and one of the detection units for detecting the objective distance An objective distance adjustment drive motor which is provided with an objective distance position detection sensor which is locked to the observation stand and the other is locked to the lens barrel, and which drives these;
上記観察スタンドと映像信号変換部筒体との間には、上記被写体と2次元CCD素子撮像面との被写体結像距離を調整する被写体結像距離調整機構と、該被写体結像距離を検出するために検出部の一方を上記観察スタンドに係止し、他方を上記映像信号変換部筒体に係止した被写体結像距離位置検出センサーとを設けて、これらを駆動するようにした被写体結像距離調整駆動モーターと、  A subject imaging distance adjustment mechanism for adjusting a subject imaging distance between the subject and the imaging surface of the two-dimensional CCD element is detected between the observation stand and the video signal conversion unit cylinder, and the subject imaging distance is detected. For this purpose, an object imaging distance position detection sensor in which one of the detection units is locked to the observation stand and the other is locked to the video signal conversion unit cylinder is provided to drive the subject imaging. A distance adjustment drive motor;
上記観察スタンドの外部又は内部に設置して、映像の倍率を設定する映像倍率設定器と、上記対物距離調整駆動モーターと被写体結像距離調整駆動モーターとを、それぞれ個別に駆動して上記対物距離と被写体結像距離とを所定の位置に設定するための演算制御装置を備え、  The objective distance set by setting the magnification of the image, the objective distance adjustment drive motor, and the subject imaging distance adjustment drive motor, which are installed outside or inside the observation stand, respectively, and the objective distance adjustment drive motor. And a calculation control device for setting the subject imaging distance to a predetermined position,
上記映像倍率設定器からの映像倍率設定信号と、上記対物距離位置検出センサーの位置検出信号と、上記被写体結像距離位置検出センサーの位置検出信号を受けて、上記演算制御装置の出力が上記対物距離と被写体結像距離とを、上記映像倍率設定器からの映像倍率設定信号の映像倍率に対応した所定の位置になるように、上記対物距離調整駆動モーターと被写体結像距離調整駆動モーターとをそれぞれ同時に個別に駆動して所定の関係式に基づいて自動調整設定するように構成したことを特徴とするビデオマイクロスコープ。  Upon receiving the video magnification setting signal from the video magnification setting device, the position detection signal of the objective distance position detection sensor, and the position detection signal of the subject imaging distance position detection sensor, the output of the arithmetic and control unit outputs the objective The objective distance adjustment drive motor and the subject image formation distance adjustment drive motor are arranged so that the distance and the subject image formation distance become a predetermined position corresponding to the image magnification of the image magnification setting signal from the image magnification setting device. A video microscope characterized in that each is individually driven at the same time and is automatically adjusted based on a predetermined relational expression.
一端開口部側を被写体に対面させた観察スタンドと、上記被写体に対する撮像光路上の一端部にレンズ系を配置して、上記観察スタンドのAn observation stand with one end opening facing the subject, and a lens system arranged at one end on the imaging optical path with respect to the subject, 他端開口部側に摺動自在に嵌挿されるレンズ鏡筒と、A lens barrel slidably inserted into the other end opening side;
上記レンズ鏡筒の被写体に対向した先端部周辺に固定配置した照明ライトと、上記レンズ系に対応する所要位置に2次元CCD素子、およびその駆動回路などを配置して、上記レンズ鏡筒の他端開口部側に摺動自在に嵌挿される映像信号変換部筒体と、  An illumination light fixed around the tip of the lens barrel facing the subject, a two-dimensional CCD element and its drive circuit, etc. are arranged at a required position corresponding to the lens system, and the lens barrel A video signal converter cylinder that is slidably inserted into the end opening, and
上記観察スタンドとレンズ鏡筒との間には、上記被写体とレンズ系の対物側主点との対物距離を調整する対物距離調整機構と、該対物距離を検出する対物距離位置検出センサーとを設けて、これらを駆動するようにした対物距離調整駆動モーターと、  Between the observation stand and the lens barrel, an objective distance adjusting mechanism for adjusting the objective distance between the subject and the objective principal point of the lens system, and an objective distance position detection sensor for detecting the objective distance are provided. And an objective distance adjustment drive motor that drives these,
上記観察スタンドと映像信号変換部筒体との間には、上記被写体と2次元CCD素子撮像面との被写体結像距離を調整する被写体結像距離調整機構と、該被写体結像距離を検出する被写体結像距離位置検出センサーとを設けて、これらを駆動するようにした被写体結像距離調整駆動モーターと、  A subject imaging distance adjustment mechanism that adjusts a subject imaging distance between the subject and the imaging surface of the two-dimensional CCD element is detected between the observation stand and the video signal conversion unit cylinder, and the subject imaging distance is detected. A subject imaging distance position detection sensor, and a subject imaging distance adjustment drive motor configured to drive these sensors;
上記観察スタンドの外部又は内部に設置して、映像の倍率を設定する映像倍率設定器と、上記対物距離調整駆動モーターと被写体結像距離調整駆動モーターとを、それぞれ個別に駆動して上記対物距離と被写体結像距離とを所定の位置に設定するための演算制御装置を備え、  The objective distance set by setting the magnification of the image, the objective distance adjustment drive motor, and the subject imaging distance adjustment drive motor, which are installed outside or inside the observation stand, respectively, and the objective distance adjustment drive motor. And a calculation control device for setting the subject imaging distance to a predetermined position,
上記映像倍率設定器からの映像倍率設定信号と、上記対物距離位置検出センサーの位置検出信号と、上記被写体結像距離位置検出センサーの位置検出信号を受けて、上記演算制御装置の出力が上記対物距離と被写体結像距離とを、上記映像倍率設定器からの映像倍率設定信号の映像倍率に対応した所定の位置になるように、上記対物距離調整駆動モーターと被写体結像距離調整駆動モーターとをそれぞれ同時に個別に駆動して所定の関係式に基づいて自動調整設定するように構成するとともに、上記対物距離調整駆動モーターおよび上記対物距離調整駆動モーターを、外方を区切る上記観察スタンドの内部であって、上記映像信号変換部筒体の外側に配置したことを特徴とするビデオマイクロスコープ。  Upon receiving the video magnification setting signal from the video magnification setting device, the position detection signal of the objective distance position detection sensor, and the position detection signal of the subject imaging distance position detection sensor, the output of the arithmetic and control unit outputs the objective The objective distance adjustment drive motor and the subject image formation distance adjustment drive motor are arranged so that the distance and the subject image formation distance become a predetermined position corresponding to the image magnification of the image magnification setting signal from the image magnification setting device. The objective distance adjustment drive motor and the objective distance adjustment drive motor are arranged inside the observation stand that separates the outside. The video microscope is arranged outside the video signal conversion unit cylinder.
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