JP4162747B2 - マイクロスコープ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、観察物をカメラで任意の倍率で撮像し、その画像をモニタテレビに映し出して観察するマイクロスコープに関する。
【０００２】
【従来の技術】
観察物を拡大して観察する場合に、倍率が高くなればなるほど、レンズに入る光量が不足する。そして、光量を補うために、観察物を載せるステージの下方に配設された反射鏡で自然光を採り入れたり、自然光を採り入れることができない場合にはステージの下方から観察物に透過照明を照射するものが知られている。そして、通常の光学顕微鏡に用いられる照明装置は、観察物を載せるステージの下に配設された豆電球などの光源から発せられた白色光を凹面鏡で集光して、ステージ上の観察物の下方から照射するようにしている。
したがって、ＣＣＤカメラを用いたＣＣＤマイクロスコープにおいても、光学顕微鏡と同様の照明装置を適用することが考えられる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、白色光を照射する場合、白色光には多くの色の光が含まれているので、観察物の光学的性質が特定の波長領域の光のみを透過しやすいものである場合（例えば、赤色光のみを透過しやすい場合）には、白色光を照射しても、その白色光に含まれる緑色光・青色光は吸収されてしまい透過されないので、照明に寄与することがない。
また、観察物内部に、光学的性質が他の部分と異なるキズや異物や欠陥が存在する場合、その光学的性質に応じて特定の色の光を照射した方が、そのキズなどをはっきりと観察することができる場合がある。
さらに、観察物やそのキズなどの光学的性質は、夫々異なるので、その光学的性質に適した照明光を照射するには、多数の着色光源が必要となり、拡大して撮像するＣＣＤカメラの視野範囲内にそのような多数の光源を配設することはできない。また、実際にはほとんど使用しない色の光源も用意しなければならず、コストが嵩むという問題があった。
【０００４】
一方、ＣＣＤカメラで観察物を撮像する場合に、同じ撮像倍率で撮像しても、観察物を映し出すモニタテレビの画面サイズに応じて画像倍率が変わるので、観察者は常に画面サイズと撮像倍率に基づいて画像倍率を算出しなければならないという面倒があり、正確な画像倍率を容易に知ることができないという問題があった。
【０００５】
そこで本発明は、少ない種類の光源で観察物の光学的性質に応じた最適の照明光を照射することができると同時に、モニタテレビに映し出されている観察物の画像倍率を容易に知ることができるようにすることを技術的課題としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために本発明は、ステージ上に置かれた観察物をその上方に支持された撮像倍率可変のカメラにより任意の倍率で撮像するように成されたマイクロスコープにおいて、
前記ステージ上に置かれた観察物の下方からカメラの視野範囲内に透過照明光を照射する照明装置が配され、
当該照明装置は、光学的性質の異なる複数種類の光源と、当該各光源を任意の１又は２以上の種類ごとに点灯可能な点灯回路を備え、前記カメラには、当該カメラの撮像倍率とモニタテレビの画面サイズに基づいて定まる画像倍率を表示する倍率表示器が設けられており、
この倍率表示器は、前記画像倍率の倍率数値を画面サイズごとに並べてマトリクス状に配列した倍率数値テーブルと、カメラに設けられた画面サイズ選択スイッチに連動してその画面サイズに対応する画像倍率以外の倍率数値を隠す第一のマスキング機構と、カメラの倍率調整スイッチに連動してその撮像倍率に対応した画像倍率以外の倍率数値を隠す第二のマスキング機構とを備えたことを特徴とする。
【０００７】
本発明によれば、観察物の下方から透過照明光を照射する照明装置を備えており、その照明装置は、光学的性質の異なる複数種類の光源を備えている。
そして、この光源は、例えば、光学的性質として波長の異なるＲＧＢ三色の発光ダイオードを備え、各色ごとに独立して点灯することができると同時に、任意の色を組み合わせて点灯することができる。
したがって、赤色（Ｒ），緑色（Ｇ），青色（Ｂ）の各色光で照明できるだけでなく、赤色光と緑色光を同時に点灯することにより黄色光で、赤色光と青色光を同時に点灯することによりマゼンタの色の光で、緑色光と青色光を同時に点灯することによりシアンの色の光で、さらに、ＲＧＢ三色を同時に点灯することにより白色光で照明できる。
このように、光源としてＲＧＢ三色の発光ダイオードを用いた場合には、その組合せにより、７色の異なった光で照明を行うことができる。
また、照明装置の発光部に、カメラの光軸と一致させて高輝度の白色光発光ダイオードを設けておけば、１００倍以上の高倍率で撮像するときの光量不足を十分に補える。
【０００８】
一方、カメラには倍率表示器が形成されており、モニタテレビの画面サイズに応じて画面サイズ選択スイッチを操作すると、これに連動して第一のマスキング機構により、倍率数値テーブルにマトリクス状に配列された画像倍率の倍率数値のうち、その画面サイズに対応する画像倍率以外の倍率数値が隠されて、その画面サイズに対応する画像倍率の倍率数値のみが表示される。次いで、カメラの倍率調整スイッチを操作すると、これに連動して第二のマスキング機構により倍率数値テーブルがスライドし、前記第一のマスキング機構により表示されている倍率数値が変化して、その撮像倍率に対応する画像倍率以外の倍率数値は隠され、その撮像倍率に対応する画像倍率の倍率数値のみが表示される。
これにより、画面サイズ及び撮像倍率に応じて定まる一の画像倍率が表示される。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて具体的に説明する。
図１は本発明に係るマイクロスコープを示す斜視図、図２は照明装置を示す説明図、図３は照明装置の点灯回路を示す回路図、図４は倍率表示器を示す分解組立図である。
【００１０】
本例に係るマイクロスコープ１は、ＣＣＤカメラ２が対物レンズ（図示せず）を備えた鏡筒３を下向きにしてスタンド４に支持され、ステージ６に置かれた観察物をＣＣＤカメラ２により撮像して任意の倍率でモニタテレビ５に映し出して観察するように成されている。
スタンド４は、ステージ６とこれに立設された支柱７からなり、当該支柱７に前記ＣＣＤカメラ２が上下動可能に取り付けられている。
また、前記ステージ６には、その上面に観察物を保持したスライドグラスを固定するクレンメル９，９が取り付けられ、当該クレンメル９，９でスライドグラスを固定した状態でその下方から照明光を照射するための透孔部１０が形成されている。
【００１１】
前記観察物の下方からＣＣＤカメラ２の視野範囲内に透過照明光を照射する照明装置１１は、前記ステージ６の底面側に着脱可能に装着され、当該ステージ６に装着した状態でその発光部１２をＣＣＤカメラ２の視野範囲に一致させる位置決め係合部１３が形成されている。
この位置決め係合部１３は、前記ステージ６の透孔部１０に嵌まり合う凸部に形成され、その上面に発光部１２が形成され、照明装置１１をステージ６に装着したときに、係合部１３の上面と、前記発光部１２と、ステージ６が面一になるように形成されている。
【００１２】
また、照明装置１１は、光学的性質の異なる複数種類の光源１４と、当該各光源１４を任意の１又は２以上の種類ごとに点灯可能な点灯回路１５を備えている。本例では、発光部１２内には、光学的性質の異なる複数種類の光源１４として、ＲＧＢ三色の発光ダイオード１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂが配されると共に、ＣＣＤカメラ２の光軸上に高輝度の白色光発光ダイオード１４Ｗが配され、前記点灯回路１５は、各発光ダイオード１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂ，１４Ｗを各色ごとに独立して、且つ、任意の色を組み合わせて同時に点灯することのできるスイッチ１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂ，１６Ｗを備えている。
なお、各発光ダイオード１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂは、例えば、微細なＲＧＢ三色の発光ダイオード１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂがマトリクス状に集積されたものを用いたり、各発光ダイオード１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂが所要数ずつ発光部１２の中心に対して点対称に配列したものを用い、さらに、発光部１２の上面に曇硝子などの透過光拡散板１２ａを配設することにより、いずれを独立して点灯させたときでも発光部１２に光量ムラが生じないようにしている。
【００１３】
また、照明装置１１には、電源装置１７から電源電力を入力する電源入力端子１８inと、入力された電源電力の一部をＣＣＤカメラ２の電源電力として出力する電源出力端子１８outが形成されており、照明装置１１を電源装置１７に接続すれば、ＣＣＤカメラ２の電源は照明装置１１からとることができ、夫々を電源装置１７に接続する必要がない。
【００１４】
一方、前記ＣＣＤカメラ２には、当該カメラ２の撮像倍率とモニタテレビ５の画面サイズに基づいて定まる画像倍率の倍率数値を表示する倍率表示器２０が設けられている。
この倍率表示器２０は、ＣＣＤカメラ２の倍率調整ノブ（倍率調整スイッチ）２７を操作することにより変化する画像倍率の倍率数値をモニタテレビ５の画面サイズ（例えば、１４，２０，２９，３２インチ）ごとに並べてマトリクス状に配列した倍率数値テーブル２１と、ＣＣＤカメラ２に設けられた画面サイズ選択スイッチ２２に連動してその画面サイズに対応する画像倍率以外の倍率数値を隠す第一のマスキング機構２３と、ＣＣＤカメラ２の倍率調整ノブ２７に連動してその撮像倍率に対応した画像倍率以外の倍率数値を隠す第二のマスキング機構２４を備えている。
【００１５】
そして、前記第一のマスキング機構２３は、画面サイズ選択スイッチ２２に連動して上下方向にスライドするマスキング板２５を備え、当該マスキング板２５には倍率数値テーブル２１に表示された倍率数値のうち画面サイズ選択スイッチ２２で選択された画面サイズに対応する画像倍率以外の倍率数値を隠して、その画面サイズに対応する画像倍率の倍率数値のみを表示する画面サイズ対応倍率表示窓２６…が形成されている。
また、前記第二のマスキング機構２４は、ＣＣＤカメラ２の倍率調整ノブ２７に連動して前記倍率数値テーブル２１を上下にスライドさせ、前記第一のマスキング機構２３により表示された倍率数値を変化させて、その撮像倍率に対応する画像倍率以外の倍率数値を隠し、その撮像倍率に対応する画像倍率の倍率数値のみを当該ＣＣＤカメラ２に形成された横長の画像倍率表示窓２８に表示するようになされている。
そして、前記第一及び第二のマスキング機構２３及び２４により、画面サイズ対応倍率表示窓２６と画像倍率表示窓２８が重なった部分に、画面サイズ及び撮像倍率で定まる一の画像倍率の倍率数値が表示される。
【００１６】
なお、３０は動画／静止画切換スイッチ、３１は４分割画面設定スイッチ、３２は２分割画面設定スイッチ、３３は全画面設定スイッチ、３４は静止画を順次取り込むトリガースイッチ、３５は前記トリガースイッチ３４でメモリに取り込んだ画像を読み出して順送りするスキップスイッチ、３６はビデオ信号出力端子、３７はＳ信号出力端子、３８は電源入力端子、３９はＣＣＤカメラ２を支柱７に沿って上下動させることによりピントを合わせるピント調整ノブである。
また、図示は省略するが、対物レンズを備えた鏡筒３内には、その対物レンズの周囲に反射照明用の白色光発光ダイオードが環状に配列され、例えば、観察物が光を透過しない物質である場合に、ＣＣＤカメラ２に設けられたスイッチ（図示せず）を操作して点灯させることにより、観察物の上方から照明光を照射できるようになされている。
【００１７】
以上が本発明の一例構成であって、次にその作用を説明する。まず、照明装置１１をステージ６に取り付け、照明装置１１の電源入力端子１８inに電源装置１７を接続すると共に、照明装置１１の電源出力端子１８outとＣＣＤカメラ２の電源入力端子３８を接続し、ＣＣＤカメラ２のビデオ信号出力端子３６をモニタテレビ５に接続する。
【００１８】
次に、モニタテレビ５の画面サイズに応じて、ＣＣＤカメラ２の画面サイズ選択スイッチ２２を操作すると、マスキング板２５が上下方向にスライドし、画面サイズ対応倍率表示窓２６と画像倍率表示窓２８が重なった部分に、倍率数値テーブル２１の数値が表示される。ここで、ＣＣＤカメラ２の倍率調整ノブ２７を操作すると、倍率数値テーブル２１が上下方向にスライドし、画像倍率の倍率数値がＣＣＤカメラ２の撮像倍率に応じて切り替わる。
このとき、倍率数値テーブル２１には、縦方向に等画面サイズの画像倍率の倍率数値が並んでいるので、最初に画面サイズ選択スイッチ２２により画面サイズを選択しておけば、以後操作する者は画面サイズを考慮することなく、画像倍率の倍率数値をそのまま読み取ることができる。
【００１９】
次いで、観察物に透過照明光をあてて観察しようとする場合、照明装置１１の位置決め係合部１３をステージ６の下方からその透孔部１０に嵌め合わせると、発光部１２がＣＣＤカメラ２の視野範囲に位置決めされる。
このとき、発光部１２と、当該発光部１２が形成された位置決め係合部１３の上面と、ステージ６は面一になる。
そして、観察物をステージ６と面一になった発光部１２の上に直接載せ、または、観察物を発光部１２の上に位置させるようにスライドグラスをクレンメル９，９でステージ６上に固定する。
【００２０】
ここで、照明装置１１のスイッチ１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂをオンすると、ＲＧＢ各色の発光ダイオード１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂが同時に点灯され、これらが混色されて発光部１２全体から均一な白色の照明光が照射され、これにより、観察物に透過照明光が照射される。
これをＣＣＤカメラ２で撮像すれば、白色光で透過照明された観察物がモニタテレビ５に映し出される。
【００２１】
このとき、観察物の光学的性質が、例えば赤色光など特定の波長領域の光のみを透過しやすいものである場合は、観察物の画像が赤くなり、緑色光，青色光は観察物に吸収されて照明には寄与しない。
したがって、スイッチ１６Ｇ，１６Ｂをオフして緑色光及び青色光の発光ダイオード１４Ｇ，１４Ｂを消灯すればよい。
【００２２】
また、観察物の内部に存在するキズや異物や欠陥を観察するときに、その光学的性質に応じて特定の色の光を照射した方が、そのキズなどをはっきりと観察することができる場合がある。
したがって、スイッチ１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂを順次切換操作して、各発光ダイオード１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂを単独で発光させることにより赤色，緑色，青色の照明光を、また、発光ダイオード１４Ｒ及び１４Ｇ，１４Ｒ及び１４Ｂ，１４Ｇ及び１４Ｂを二つずつ組み合わせて発光させることにより黄色，マゼンタ色，シアン色の照明光を順次照射することができ、このように照明光の色を変えながら観察物の内部のキズなどが最も見えやすい色の照明光を選択すればよい。
このように、本例では、白色，赤色，緑色，青色，黄色，マゼンタ色，シアン色の七色の照明光を照射する場合に、三種類の発光ダイオード１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂがあれば足り、さらに、各色の光量を自在に調整できるようにすれば無限の色数の照明光で観察物を照明することができる。
【００２３】
さらに、光透過率が比較的低い観察物を１００倍以上の倍率で観察する場合は、その視野範囲も極めて狭くなり、観察物を透過して対物レンズから入射される光量も低下するので、ＲＧＢ三色の発光ダイオード１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂを点灯させて発光部１２を全体的に白色に照射してもまだ光量が不足し、画面が著しく暗くなる。
また、倍率が１００倍を越えると、観察物自体の色を観察することはほとんどできず、また、照明光の色を変えて照射するよりも高輝度の光を照射した方が観察物をより鮮明に撮像することができる。
したがって、このような場合は、スイッチ１６Ｗをオンして発光部１２の中央に配された高輝度の白色光発光ダイオード１４Ｗを点灯させて観察すればよい。
【００２４】
なお、本例では、光学的性質の異なる複数種類の光源１４として、波長の異なるＲＧＢ三色の光を照射する発光ダイオード１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂと高輝度の白色光発光ダイオード１４Ｗを用いた場合について説明したが、光学的性質としては、波長に限るものではなく任意のものを採用することができ、例えは、偏光方向や偏光の種類が異なる複数種類の光を照射するようにしてもよい。
また、ＣＣＤカメラ２を高倍率にしたときに、例えばＲＧＢ三色の発光ダイオード１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂを同時に点灯することにより、十分な光量の透過照明光を照射できるのであれば、発光部１２の中央部に高輝度の白色光発光ダイオード１４Ｗは必ずしも設ける必要はない。
【００２５】
照明装置１１はその上面にステージ６を重ねて装着するものに限らず、ステージ６に一体に形成されているものや、ステージ６の下方に離れて配設されるものであってもよい。
また、照明装置１１の発光部１２はＣＣＤカメラ２の視野範囲より十分広い範囲を発光できるものであれば、照明装置１１に位置決め係合部を設ける必要もない。
【００２６】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によるマイクロスコープは、観察物の下方から透過照明光を照射する照明装置として、光学的性質の異なる複数種類の光源を備えており、これらを夫々独立してまたは任意の組み合わせで点灯させることができるので、例えば３種類の光源を用いればその組合せにより７種類の照明光を、また、４種類の光源を用いればその組合せにより１５種類の照明光を照射することができるので、少ない種類の光源で観察物にあった最適の照明光を照射することができるという大変優れた効果を有する。
さらに、カメラに接続されたモニタテレビの画面サイズを画面サイズ選択スイッチで正しく選択しておけば、その画面サイズとカメラの撮像倍率に応じて定まる一の画像倍率が一つだけ表示されるので、カメラのズーム機構により倍率を変えても、モニタテレビに映し出されている画像の倍率を容易に知ることができるという効果もある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るマイクロスコープを示す斜視図。
【図２】照明装置を示す説明図。
【図３】照明装置の点灯回路を示す回路図。
【図４】倍率表示器を示す分解組立図。
【符号の説明】
１・・・マイクロスコープ
２・・・ＣＣＤカメラ
５・・・モニタテレビ
６・・・ステージ
１０・・・透孔部
１１・・・照明装置
１２・・・発光部
１３・・・位置決め係合部
１４・・・光源
１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂ，１４Ｗ・・・発光ダイオード
１５・・・点灯回路
１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂ，１６Ｗ・・・スイッチ
１７・・・電源装置
１８in・・・電源入力端子
１８out・・・電源出力端子
２０・・・倍率表示器
２１・・・倍率数値テーブル
２２・・・画面サイズ選択スイッチ
２３・・・第一のマスキング機構
２４・・・第二のマスキング機構
２５・・・マスキング板
２６・・・画面サイズ対応倍率表示窓
２７・・・倍率調整ノブ（倍率調整スイッチ）
２８・・・画像倍率表示窓

Claims (9)

1. ステージ（６）上に置かれた観察物をその上方に支持された撮像倍率可変のカメラ（２）により任意の倍率で撮像するように成されたマイクロスコープにおいて、
   前記ステージ（６）上に置かれた観察物の下方からカメラ（２）の視野範囲内に透過照明光を照射する照明装置（１１）が配され、
   当該照明装置（１１）は、光学的性質の異なる複数種類の光源（１４）と、当該各光源（１４）を任意の１又は２以上の種類ごとに点灯可能な点灯回路（１５）を備え、前記カメラ（２）には、当該カメラ（２）の撮像倍率とモニタテレビ（５）の画面サイズに基づいて定まる画像倍率を表示する倍率表示器（２０）が設けられており、
   この倍率表示器（２０）は、前記画像倍率の倍率数値を画面サイズごとに並べてマトリクス状に配列した倍率数値テーブル（２１）と、カメラ（２）に設けられた画面サイズ選択スイッチ（２２）に連動してその画面サイズに対応する画像倍率以外の倍率数値を隠す第一のマスキング機構（２３）と、カメラ（２）の倍率調整スイッチ（２８）に連動してその撮像倍率に対応した画像倍率以外の倍率数値を隠す第二のマスキング機構（２４）とを備えたことを特徴とするマイクロスコープ。
2. ステージ（６）上に置かれた観察物をその上方に支持された撮像倍率可変のカメラ（２）により任意の倍率で撮像するように成されたマイクロスコープにおいて、
   前記カメラ（２）には、当該カメラ（２）の撮像倍率とモニタテレビ（５）の画面サイズに基づいて定まる画像倍率を表示する倍率表示器（２０）が設けられており、
   この倍率表示器（２０）は、前記画像倍率の倍率数値を画面サイズごとに並べてマトリクス状に配列した倍率数値テーブル（２１）と、カメラ（２）に設けられた画面サイズ選択スイッチ（２２）に連動してその画面サイズに対応する画像倍率以外の倍率数値を隠す第一のマスキング機構（２３）と、カメラ（２）の倍率調整スイッチ（２８）に連動してその撮像倍率に対応した画像倍率以外の倍率数値を隠す第二のマスキング機構（２４）とを備えたことを特徴とするマイクロスコープ。
3. 前記照明装置（１１）は、光学的性質の異なる複数種類の光源（１４）としてＲＧＢ三色の発光ダイオード（１４Ｒ、１４Ｇ、１４Ｂ)を備え、前記点灯回路（１５）には、各発光ダイオード（１４Ｒ、１４Ｇ、１４Ｂ）を各色ごとに独立して、且つ、任意の色を組み合わせて同時に点灯することのできるスイッチ（１６Ｒ、１６Ｇ、１６Ｂ）が設けられた請求項１記載のマイクロスコープ。
4. 前記照明装置（１１）は、光学的性質の異なる複数種類の光源（１４）として、ＲＧＢ三色の発光ダイオード（１４Ｒ、１４Ｇ、１４Ｂ）を備えると共に、カメラ（２）の光軸上に高輝度の白色光発光ダイオード（１４Ｗ）を備え、前記点灯回路（１５）には、各発光ダイオード（１４Ｒ、１４Ｇ、１４Ｂ、１４Ｗ）を各色ごとに独立して、且つ、任意の色を組み合わせて同時に点灯することのできるスイッチ（１６Ｒ、１６Ｇ、１６Ｂ、１６Ｗ）が設けられた請求項１記載のマイクロスコープ。
5. 前記照明装置（１１）は、前記ステージ（６）の底面側に着脱可能に装着されるように成された請求項１，３又は４記載のマイクロスコープ。
6. 前記照明装置（１１）には、前記ステージ（６）と係合して、その発光部（１２）をカメラ（２）の視野範囲に一致させる位置決め係合部（１３）が形成された請求項５記載のマイクロスコープ。
7. 前記ステージ（６）に、観察物の下方から照明光を照射するための透孔部（１０）が形成されると共に、前記照明装置（１１）の位置決め係合部（１３）が前記ステージ（６）の透孔部（１０）に嵌め合わされるようになされ、当該係合部（１３）の上面に前記発光部（１２）が形成されてなる請求項６記載のマイクロスコープ。
8. 前記照明装置（１１）は、ステージ（６）に装着された状態で、係合部（１３）の上面と、係合部（１３）に形成された発光部（１２）と、ステージ（６）が面一になるように形成された請求項７記載のマイクロスコープ。
9. 前記照明装置（１１）には、電源装置（１７）から電源電力を入力する電源入力端子（１８in）と、入力された電源電力の一部をカメラ（２）の電源電力として出力する電源出力端子（１８out）が形成されてなる請求項５乃至８いずれか記載のマイクロスコープ。

Images