WO1993001686A1 - Magnifying observation apparatus - Google Patents

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WO1993001686A1
WO1993001686A1 PCT/JP1992/000836 JP9200836W WO9301686A1 WO 1993001686 A1 WO1993001686 A1 WO 1993001686A1 JP 9200836 W JP9200836 W JP 9200836W WO 9301686 A1 WO9301686 A1 WO 9301686A1
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WO
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imaging device
observation
light
image
cylinder
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Application number
PCT/JP1992/000836
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English (en)
French (fr)
Inventor
Kiyokazu Yamamoto
Masao Yamamoto
Original Assignee
Scalar Corp.
Mitsubishi Kasei Corporation
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Publication date
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Priority claimed from JP059676U external-priority patent/JPH056983U/ja
Application filed by Scalar Corp., Mitsubishi Kasei Corporation filed Critical Scalar Corp.
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Priority to DE69227355T priority patent/DE69227355T2/de
Priority to EP92913998A priority patent/EP0547232B1/en
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N7/00—Television systems
    • H04N7/18—Closed-circuit television [CCTV] systems, i.e. systems in which the video signal is not broadcast
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06K—GRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K7/00—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns
    • G06K7/10—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation
    • G06K7/10544—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation by scanning of the records by radiation in the optical part of the electromagnetic spectrum
    • G06K7/10821—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation by scanning of the records by radiation in the optical part of the electromagnetic spectrum further details of bar or optical code scanning devices
    • G06K7/10881—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation by scanning of the records by radiation in the optical part of the electromagnetic spectrum further details of bar or optical code scanning devices constructional details of hand-held scanners
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    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/02—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses
    • G02B7/04—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses with mechanism for focusing or varying magnification
    • G02B7/10—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses with mechanism for focusing or varying magnification by relative axial movement of several lenses, e.g. of varifocal objective lens
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    • H04N7/183—Closed-circuit television [CCTV] systems, i.e. systems in which the video signal is not broadcast for receiving images from a single remote source

Definitions

  • the present invention relates to a magnifying observation apparatus suitable for easily magnifying various observation objects in various fields such as beauty, medical care, science, and industry.
  • a microscope or a loupe has been used as an instrument or device for magnifying observation, but the microscope needs to process the object to be observed and take it to the microscope side, while the loupe itself needs to be the object to be observed. It can be easily taken without any processing on the object by taking it to the side, but the magnification is also low.
  • This magnifying observation apparatus is composed of an observation apparatus body consisting of a monitor display and a controller (not shown), and an imaging device shown in FIG. 13 (a lens barrel described in Japanese Patent Publication No. And focusing guide)
  • the imaging device 100 has a built-in optical system 102 for magnified imaging and emits irradiation light for illuminating the observation object M from a light source provided on the observation apparatus main body side.
  • a guiding optical fiber 103 is also built-in, and a light-collecting guide 105 is provided at the tip. And this imaging tool
  • the focusing guide 105 on the observation object M while holding 100 Or, bring it close to it and observe the image captured by the imaging device (solid-state imaging device) 104 incorporated in the imaging device 100 on the display. If the object is brought into contact with the observation object M or if it comes close to a predetermined close distance, it will be focused on itself.Everyone can easily get 50 to thousands times without any skill or skill. Observation can be performed at a magnification of.
  • a light source is provided in the controller to obtain more powerful irradiation light, and the irradiation light is guided from the light source to the imaging device by an optical fiber.
  • a control circuit unit interposed between the displays is also provided in the controller. For this reason, a controller is required in addition to the imaging device and the display.
  • the imaging device is provided with an illuminating means, and the imaging device illuminates the observation object, captures an image of the object, reproduces the image on the display of the observation device body, and observes the image. It has become. Therefore, it is necessary to observe a stand-free, that is, the observation apparatus itself needs to be fixed at a predetermined position like a conventional microscope, and to set a sample of an observation object processed in a predetermined manner in this observation apparatus. In contrast to the observation of observing the object, it is possible to perform a stand-free observation in which the imaging device is held by hand with the object to be observed and the object is observed as it is.
  • the observation A light source for illuminating an object is formed of an optical fiber. That is, light is guided by an optical fiber bundle from an external light emitting source, and a built-in light source is formed by arranging the tips of the optical fibers of the optical fiber bundle in an annular shape.
  • a light source By forming a light source in this way, more intense and uniform illumination light can be obtained, but on the other hand, an external light source is required, or the configuration of the imaging device is complicated, and the cost is also increased due to the use of expensive optical fibers.
  • Japanese Patent Application No. 2224334/1990 Japanese Patent Publication No. 1074101/1992.
  • This magnifying observation apparatus is described in Japanese Patent Publication No. Hei 3 (1985) 27, Japanese Patent Application Hei 2 (1999) No. 642, or Japanese Patent Application Hei 1 (1995) No. 2734. It was developed to make the observation device shown in No. 19, etc. smaller and easier to handle, and some measures have been taken for that purpose.
  • One is a structure in which a control circuit unit for controlling the imaging device is built in the imaging device together with the imaging device, and the other is to enable the imaging device to be handled in an easily observable direction during observation. Therefore, the tip of the imaging device is bent laterally with respect to the main body. Along with this, the direction of the image light from the observation object is changed using a reflecting mirror.
  • the image pickup device has a structure that is integrally connected to the control circuit unit, so that the light receiving surface of the image pickup device is directly orthogonal to the direction of the image light that enters from the tip bent sideways.
  • a structure using a reflecting mirror is not always preferable. That is, The use of a reflecting mirror increases the number of parts and complicates its structure.
  • polarized light for example, the polarized light is disturbed by the reflecting mirror, which hinders accurate observation. Will accompany.
  • each of the above-mentioned observation devices has a trouble that the optical system must be replaced every time the magnification is changed.
  • variable-magnification optical system with a fixed focal plane may be used. Not suitable for observation equipment.
  • a zoom lens is a typical example of the variable power structure, but its principle is that the focal length is continuously changed by changing the distance between a plurality of constituent lenses. Is complicated and cannot avoid the enlargement of the optical system, and is not suitable for a stand-free observation device that is ideally simple and compact.
  • the present invention made in view of the above background aims at further downsizing and easy handling of the magnifying observation apparatus having the basic structure as described above.
  • Another object of the present invention is to provide a magnifying observation apparatus having a structure that does not require the use of an optical fiber.
  • the present invention requires a reflecting mirror for an imaging device having a tip bent laterally with respect to the main body in order to form image light incident from the bent tip on the light receiving surface of the imaging device.
  • the purpose is to introduce a structure that does not require this.
  • Another object of the present invention is to provide a simple zoom structure, that is, a simple zoom structure suitable for a stand-free observation device.
  • a magnifying observation apparatus configured to reproduce an image of an observation object captured by an imaging device on a display and observe the image, at least an imaging device, a control circuit unit for the imaging device, and an imaging device.
  • An optical system for forming an image of the object and a light source lamp for illuminating an observation object are incorporated in the imaging device.
  • a light source lamp and a control circuit unit are incorporated in the imaging device in addition to the imaging device. Therefore, the controller, which was required in the above-described conventional device, is not required, and the entire device is accordingly reduced. Reduce size. Moreover, since the light source lamp and the control circuit unit are built into the imaging device, the light source lamp directly illuminates the observation object at a close position. There is no such propagation loss, and the output of the light source lamp can be smaller, which leads to the light source lamp itself being able to be much smaller, and in terms of the control circuit unit, the control circuit unit Since the control unit is closer to the imaging device, the capacity of the control circuit unit can be much smaller than in the conventional case, which leads to a much smaller control circuit unit.
  • the incorporation of the light source lamp and the control circuit unit into the imaging device leads to the miniaturization of the light source lamp and the control circuit unit, and the organic relation that this miniaturization also enables the incorporation into the image pickup device leads to the miniaturization of the whole It is what has brought.
  • the concept of "light source lamp” or “lamp” used in the present specification and the claims is not limited to incandescent lamps and fluorescent lamps, but is used as a wide concept including light emitting diodes. .
  • a light source lamp is formed as a lamp unit in which a plurality of lamps are arranged in a predetermined arrangement state on a substrate.
  • the entire unit can be removed. That is, by using a plurality of small lamps in a predetermined arrangement, a light source capable of supplying a necessary illumination power can be accommodated in a narrow space, and illumination that is uniform and does not give uneven brightness to an object to be observed.
  • the lamp unit can be easily replaced by removing the lamp unit.
  • the distal end of the imaging device is bent laterally with respect to the main body, and the light receiving surface of the imaging device is orthogonal to the optical axis of the image light incident from the bent distal end.
  • a built-in imaging device As a result, observation can be performed with the imaging device oriented sideways, that is, with the length direction of the imaging device parallel to the observation surface of the object to be observed. It is easier to do.
  • the light receiving surface of the imaging device is made to be orthogonal to the optical axis of the image light incident from the bent front end, there is no need to change the optical axis of the image light, and therefore, the light is reflected. You don't have to use a mirror.
  • a simple zoom structure is formed by sliding the objective lens and the imaging device in cooperation with each other while forming a predetermined relationship between the two.
  • b distance between the objective lens and the imaging device.
  • a structure using a cam structure is preferable. That is, the objective lens is fixedly held in an optical system holding cylinder having a roller projection on the side surface, and the imaging device is fixedly held in an imaging device holding tube having a roller projection on the side surface.
  • both holding cylinders are allowed to slide and be held by an intermediate cylinder having a straight guide groove on the side surface, and the intermediate cylinder is further provided with an optical system cam groove and an imaging device cam on the side surface.
  • the cam cylinder with the groove is held rotatably relative to the cam cylinder.
  • the rotation of the cam cylinder is performed through the guide groove of the intermediate cylinder for the optical system and imaging of the cam cylinder.
  • Each roller projection engaging with each device cam groove is individually forced by each cam groove formed in a predetermined curve shape. The rotation is suppressed by the groove In such a state, the object slides in conjunction with a predetermined relationship.
  • FIG. 1 is a configuration diagram of an imaging device according to a first embodiment.
  • FIG. 2 is a partial perspective view of the imaging device according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a perspective view showing a relationship between a lamp unit and a connection terminal of the imaging device according to the first embodiment.
  • FIG. 4 is an electric circuit diagram of the imaging device according to the first embodiment.
  • FIG. 5 is a configuration diagram of an imaging device according to a second embodiment.
  • FIG. 6 is a partial perspective view of an imaging device according to a second embodiment.
  • FIG. 7 is a perspective view showing a relationship between a lamp unit and a connection terminal of the imaging device according to the second embodiment.
  • FIG. 8 is an electric circuit diagram of the imaging device according to the second embodiment.
  • FIG. 9 is a configuration diagram of an imaging device according to a third embodiment.
  • FIG. 10 is an exploded perspective view of a slide mechanism.
  • FIG. 11 is a configuration diagram of an observation device using an imaging device according to a third embodiment.
  • FIG. 12 is an explanatory diagram showing a relationship between an observation object, an objective lens, and an imaging device, and a relationship of a magnification by an optical system based on the relationship.
  • FIG. 13 is a configuration diagram of an imaging device in a conventional enlargement device.
  • an imaging device 1 includes an imaging unit 2, an optical unit 3, a light source unit 4, and the like in a case body 5 and is large enough to be easily grasped with one hand.
  • the tip is bent so that it is suitable for observing the skin of the face with one hand.
  • the imaging means 2 includes an imaging device 10 using CCD and a control circuit unit 13 for controlling the imaging device 10 and amplifying a surface image signal.
  • the optical means 3 comprises an optical lens 14 and a plurality of light-blocking apertures 15, 15,....
  • the light-blocking diaphragms 15, 15,... are annularly projected so as to form the minimum necessary optical path T, and are formed by the light-blocking diaphragms 15, 15,.
  • the formation of the minimum necessary optical path T is extremely useful for obtaining a clear image.
  • a polarization unit 16 is provided immediately before the optical lens 14, and the optical lens 14 and the observation object M are provided.
  • a reflector 11 is provided at a position before the polarization unit 16 in the middle of the optical path connecting.
  • the polarizing unit 16 is composed of a second polarizer 18 and a polarization plane rotating means 19, and will be described later if the non-reflection image switch 21 provided on the outer surface of the case body 5 is turned on.
  • liquid crystal is used for the polarization plane rotating means 19, as shown in the circuit diagram of FIG. 4.
  • Non-reflection When the image switch 21 is turned on, the lamps 23, 23,... Of the light source means 4 to be described later are turned on, and the oscillator 24 operates to cause the polarization plane rotation means 19 to change the polarization plane of the polarized light.
  • the polarized light by the first polarizer 22 is cut off by the second polarizer 18, and conversely, when the non-reflective image switch 21 is off, the polarized light is also the second polarized light
  • the child 18 can be passed.
  • the reflection image switch 25 is provided in parallel with the non-reflection image switch 21. When the reflection image switch 25 is turned on, the lamps 23, 23, and 23 of the light source means 4 are turned on. Only the lights are turned on.
  • the light from the observation object M includes surface reflection light that is directly reflected on the surface of the observation object M as it is, and non-surface reflection light that once passes through the surface layer of the observation object M. Then, the surface reflected light maintains the polarization property polarized by the first polarizer 22 as it is, but the non-surface reflected light loses the polarization property due to transmission through the surface layer and becomes natural light. Therefore, an image containing the surface reflected light and an image not containing the reflected light can be selectively observed by passing or blocking the polarized light.
  • the surface reflected light This makes it possible to observe the surface state or structure of the observation object that is easier to see with the surface and the surface state or structure of the observation object that is easier to see with the non-surface reflected light, respectively, in a more easily visible state. can get.
  • the reason why the polarizing unit 16 is provided immediately before the optical lens 14 is that the operable temperature of the polarization plane rotating means 19 using liquid crystal is limited to about 40 ° C. This is because the operable temperature may be exceeded near the light source means 4 to be described later, and a correct operation of the polarization plane rotating means 19 may not be obtained.
  • the reflecting mirror 17 is provided to change the optical path according to the inclination of the front part described above, and is a surface reflecting type, that is, the reflecting surface is transparent like a normal mirror (for example, glass). It is formed on the back side of the mirror, and unlike the one in the evening where light passes through a transparent body during reflection, the reflective surface is exposed, and the type in which the light is directly reflected by this exposed reflective surface is used. Used.
  • the reason for using the surface reflection type reflecting mirror in this way depends on the relationship with the above-mentioned polarized light.
  • the polarizing unit 16 since the polarizing unit 16 must be provided after the reflecting mirror 17 for the above-described reason, the polarization of the polarized light is disturbed by passing through the transparent body. This is because observation using polarized light cannot be performed accurately.
  • the light source means 4 is formed of a lamp unit 26, a diffusion preventing mirror 27, and a lighting unit 28.
  • the lamp unit 26 is formed by arranging a plurality of lamps, in this example, four lamps 23, 23,...
  • the mounting hole 30 provided in the case body 5 is detachable via a substrate 29.
  • the four lamps 23, 23, ... are connected in series as shown in Fig. 4.
  • one lamp 23 is connected in series with a rated voltage of 2.5 V.
  • a voltage of 1.2 V is applied to the lamp row. This means that 20% higher voltage was applied to the rated voltage of 10 V by the four lamps 23, 23, and the brightness was twice as bright as the rated voltage.
  • its life is about 1/10.
  • the reason for obtaining strong brightness at the expense of life is that sufficient brightness can be obtained even if the first and second polarizers 22 and 18 are dimmed. This is because the lighting power that can be achieved is achieved under the constraint of a narrow space.
  • the lamps 23, 23, ... are connected in series to reduce the size of the lamp unit 26 so that it can be stored in a small space, and to make the structure of the electric system simpler. It is to do.
  • a lamp with a rated voltage of 2.5 V the size of one lamp is reduced to reduce the size of the lamp unit 26, and the 12 V power supply required for the oscillator 24 is provided. It can be used as a power source for lamp unit 26 without a transformer, simplifying the structure of the electrical system.
  • the substrate 29 has a partial power supply circuit 31 for the lamp 23 formed of, for example, a printed circuit, and terminal receiving holes 3 at both ends of the partial power supply circuit 31. 2 and 3 2 are formed, and the terminal pins 3 3 p of the connection terminals 3 3 and 3 3 must fit into the terminal receiving holes 3 2 and 3 2 when mounted in the mounting hole 30 as described above. Thus, it is connected to the power supply circuit 34 in FIG.
  • a lamp unit 26 is formed, and this lamp unit 26 is formed.
  • the fact that the whole unit 26 can be attached and detached is because the replacement of the lamp 23 has been sacrificed in order to obtain a stronger brightness as described above, so that it can be easily replaced. This is to make it easy to use.
  • This is most preferable in the attaching / detaching operation in which the attaching / detaching operation can be carried out using the attaching hole 30 provided in the case body 5 as in the present embodiment, but the structure becomes complicated. Therefore, a structure may be employed in which an appropriate receiving portion is provided inside the case body 5 and the receiving portion is used for detachment.
  • the anti-diffusion mirror 27 prevents light from the lamps 23, 23,... From directly entering the optical path of the optical means 3, and also prevents light from the lamps 23, 23,. This is for efficiently irradiating the observation object M, and is provided so as to cover the lamps 23, 23,.
  • the illumination processing unit 28 intersects the diffuser 35, the heat ray absorbing plate 36, and the first polarizer 22 with respect to the irradiation of the light from the lamp unit 26 in order from the lamp unit 26.
  • the heat ray absorbing plate 36 serves to remove the heat ray element from the light from the lamps 23, 23,... And prevent the temperature inside the case body 5 from rising.
  • the first polarizer 22 has a role of polarizing the light from the lamps 23, 23,..., And the polarized illumination by this is used as described above. You.
  • the imaging device 201 is basically the same as the first embodiment, and includes an imaging unit 202, an optical unit 203, a light source unit 204, and the like. Is built into the case body 205, and has a main unit large enough to be easily grasped with one hand. In this state, the front end is bent in an inclined state with respect to the main body so as to be suitable for observing the skin of the face, for example.
  • the image pickup means 202 is a control circuit unit 21 for controlling the image pickup device 210 and the image pickup device 210 using a CCD and amplifying an image signal as in the image pickup means 2 of the first embodiment. 3
  • the point at which the imaging device 2 10 is connected to the control circuit unit 2 13 by a flexible cable 2 14, that is, the imaging device 2 is connected to the control circuit unit 2 13 The difference is that 10 can be moved freely.
  • the light receiving surface 210 f of the imaging device 210 is orthogonal to the optical axis A of the image light entering from the bent tip, that is, the light of the image light
  • the imaging device 210 is arranged so that there is no need to change the axis.
  • a color filter 215 is provided in front of the imaging device 210, and serves to adjust the wavelength characteristics of light entering the imaging device 210 according to the color characteristics of the imaging device 210. Bears.
  • optical means 203 optical lens 216, light-blocking diaphragm 217, optical lens 216, polarization unit 218, second polarizer 220, polarization plane rotating means 2 2 1, Switch for non-reflective image 2 23, First polarizer 2 24, Light source means 204, Lamp 2 25, Oscillator 2 26, Second polarizer 2 220, Switch for reflected image 2 2 7, Lamp unit 2 2 8, Diffusion prevention mirror 2 2 9, Lighting unit 2 3 A, Partial power supply circuit 2 3 1, Terminal receiving hole 2 3 4, Mounting hole 2 3 2, Connection terminal 2 35, the terminal pin 2 35 p, the diffusion plate 2 37, and the heat ray absorbing plate 2 38 are all the same as those in the first embodiment, and therefore description thereof is omitted.
  • the imaging device 302 of this embodiment includes a lighting unit 312 together with a built-in optical unit 310 and an imaging unit 311. ing.
  • This imaging device 302 is used as shown in FIG. That is, the image taken by the imaging device 302 is reproduced on the display 304 of the display 303 for observation, and the imaging device 302 and the display 303 are set as a set. To form a magnifying observation device 301.
  • the optical system unit 310 includes an objective lens 3 13 and a plurality of light-shielding apertures 3 14, 3 14,....
  • the light-blocking apertures 3 1 4, 3 1 4, ... are annularly projected so as to form the minimum necessary optical path T, and are formed by the light-blocking apertures 3 1 4, 3 1 4, ... Forming the minimum necessary optical path T is extremely useful for obtaining a clear image o
  • the imaging unit 311 includes a control circuit unit 318 for controlling the imaging device 315 and the imaging device 315 and amplifying an image signal, and the like. 5 and the control circuit unit 3 18 are connected by a flexible cable 3 19.
  • the objective lens 3 13, the light-blocking diaphragms 3 14, 3 14, and the imaging device 3 15 of the optical system and imaging unit 3 10 and 3 11 have a cam structure.
  • the slide mechanism used is linked together and slides as shown by arrow X.
  • this slide mechanism has roller projections 32 (32a, 320b, 320c, 320d) on the side surfaces, respectively.
  • 3 2 1 (3 2 1a, 3 2 1b, 3 2 1 c, 3 2 1 d)
  • Cylinder 3 2 3 provided with a linear guide groove 3 2 2 on its side
  • a cam groove for an optical system and a cam groove for an imaging device 3 2 4 (3 2 4 a-3 2 4 b, 3 24 c, 3 2 4 d) are formed by cam cylinders 3 2 5 provided with holding cylinders 3 2 1 a, 3 2 1 b, 3 2 1 c, 3 2 1 d are intermediate cylinders. It is assembled so that it is slidably held by 3 23, and the intermediate cylinder 3 23 is held by the cam cylinder 3 25 so as to be relatively rotatable.
  • each opening 3 2 0 a, 3 2 0 b, 3 2 0 c, 3 2 0 d becomes Each of the holding grooves 3 2 1a, 3 2 4 a, 3 2 4 b. 3 2 4 c. 3 2 1 b, 3 2 1 c, and 3 2 1 d slide as shown by the arrow X.
  • the holding cylinders 3 2 1 a, 3 2 1 b. 3 2 1 c and 3 2 1 d are restricted by the guide grooves 3 2 2 of the intermediate cylinder 3 2 3, so that the cam cylinders 3 2 5 It is prevented from rotating with the rotation of.
  • the relationship between the objective lens 3 13 and the imaging device 3 15 is defined as a predetermined relationship, that is, lZa + lZb ⁇ l / f (f; objective).
  • the magnification can be changed while the distance between the imaging device 302 and the observation object M is fixed, that is, a so-called simple zoom structure is formed.
  • the interlocking relationship between the light-blocking apertures 3 14, 3 14,... followss the optical path T that changes according to the slide between the objective lens 3 13 and the imaging device 3 15.
  • the illumination unit 312 is formed of a light source 327 and a light-condensing guide 328 for efficiently irradiating the light from the light source 327 to an observation target site.
  • the light source 3 27 guides light from a light source lamp (not shown) provided outside with a bundle of optical fibers passing through the cable 3 29, and each of the optical fibers 3 2 9 f and 3 2 9 of this bundle of optical fibers.
  • the irradiation tips of f,... are formed by implanting the irradiation tips of the ring-shaped holding members 330, and the irradiation of the optical fibers 32 9f, 32 9f,.
  • the light radiated from the distal end is incident from the entrance end surface 3330 at the base end of the later-described condensing guide 328.
  • the focusing guide 328 is made of a transparent material such as acrylic resin, and is formed in a hollow hemispherical shape or a cylindrical shape having a hollow hemispherical front portion.
  • the rear end has a base end as an entrance end surface 330, and a through hole 331 is formed in the center of the front part. Then, the light from the light source 327 incident from the incident end face 330 is guided to the through hole 331 by total internal reflection through the solid inside, and the observation target portion of the object M is observed in a substantially horizontal state from the inner surface. Irradiation, and at the same time, the light leaking inside the focusing guide 328 without entering the incident end face 330 is reflected light.
  • the observation target site is irradiated from above.
  • the focusing guide 328 also has a focusing function, and the objective lens 313 is focused on the observation object M with its tip in contact with the observation object M. Has become.
  • a simple zoom structure is applied to a method in which light is guided by an optical fiber bundle from an external light source lamp, that is, an external light source lamp method. It is easy for those skilled in the art to apply the simplified zoom structure of the present embodiment to the structure incorporating the light source lamp as in the second and third embodiments.

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Description

明 細 書
拡大観察装置
〔技術分野〕
本発明は、 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拡大観察装置に関する。
〔背景技術〕
従来より拡大観察用の器具乃至装置としては顕微鏡やルーペが あるが、 顕微鏡は被観察物を加工してこれを顕微鏡の側に持って 行く必要があり、 他方ルーペはそれ自体を被観察物の側に持って 行って被観察物に何らの加工を施すことなく手軽に観察すること ができるが可能な倍率も低いものである。
このような事情を背景に、 当出願人は高倍率という顕微鏡の長 所と手軽さというルーペの長所の両方を併せ持った拡大観察装置 を先に開発した （日本国特許公開平成 1年第 3 0 8 5 2 7号、 日 本国特許出願平成 1年第 2 6 4 6 2号、 日本国特許出願平成 1年 第 2 7 3 4 1 9号、 米国特許第 4 9 3 0 8 5 1号及び米国特許第
4 9 8 8 1 5 8号） 。
この拡大観察装置は、 図示せぬモニタディ スプレイ及びコン ト ローラからなる観察装置本体と、 第 1 3図に示す撮像具 （日本国 特許公開平成 1年第 3 0 8 5 2 7号に言う鏡筒及び集光ガイ ド）
1 0 0 とからなり、 撮像具 1 0 0は、 拡大結像用の光学系 1 0 2 を内蔵すると共に観察装置本体側に設けられている光源から観察 物 Mを照明するための照射光を導く光ファイバ 1 0 3 も内蔵し、 その先端に集光ガイ ド 1 0 5を備えている。 そして、 この撮像具
1 0 0を手で持ったままその集光ガイ ド 1 0 5を観察物 Mに当接 または近接させ、 撮像具 1 0 0中に内蔵されている撮像デバイス (固体撮像素子） 1 0 4で捉えた像をディスプレイに再現して観 察するもので、 集光ガイ ド 1 0 5 の先端を観察物 Mに当接させる かあるいは所定の近接距離に近接させれば自ずとピン トが合うよ うにされており、 何らの技能や熟練を必要とせず誰でも手柽に 5 0倍〜数千倍の倍率での観察を行えるという ものである。
しかしながら、 この拡大観察装置は、 より強力な照射光を得る ためにコン トローラ内に光源を設け、 この光源から光フアイバー で撮像具に照射光を導く ようにしており、 また撮像デバイスと再 生用のディスプレイの間に介在する制御回路ュニッ トもコン ト口 ーラ内に設けるようにしている。 そのため、 撮像具とディスプレ ィの他にコン トローラが必要となり、 その分、 全体として大型化 し、 手柽さをより一層重視する場合については不満足なものがあ
Ό o
また、 前記日本国特許公開平成 1年第 3 0 8 5 2 7号公報、 平 成 1年第 2 6 4 6 2号公報あるいは日本国特許出願平成 1年第 2 7 3 4 1 9号等に開示される観察装置は、 前述のように撮像具が 照明手段を備えており、 この撮像具で観察物を照明しつつその像 を取り入れ、 これを観察装置本体のディスプレイに再生して観察 するようになつている。 したがって、 スタン ドフ リ ーの観察、 つ まり従来の顕微鏡のように観察装置自体は所定の位置に固定され た状態を必要とし、 この観察装置に所定の様式で加工した観察物 のサンプルをセッ トして観察するという観察に対し、 撮像具を観 察物の側に手で持って行って観察物をそのままの状態で観察する というスタン ドフ リ 一の観察を行える。
しかるに、 これらの観察装置の撮像具では、 前述のように観察 物を照明するための光源が光フアイバで形成されている。 つまり 外部の発光源から光フアイバ束で光を導き、 この光フアイバ束の 各光フアイバの先端を円環状に配列して内蔵光源が形成されてい る。 このように光源を形成すると、 より強力で均一な照明光を得 られるが、 一方で外部発光源を必要とし、 あるいは撮像具の構成 が複雑になり、 また高価な光ファイバの使用も絡んでコス トアツ プを避けられない、 さらに伝播ロスが生じる関係から非常に強力 な外部発光源を必要とする等の短所がある。
日本国特許出願平成 2年第 2 2 4 3 2 7号 （日本国特許公開平 成 4年第 1 0 7 4 1 1号） にも拡大観察装置の一例が示されてい る。 この拡大観察装置は、 前記日本国特許公開平成 1年第 3 0 8 5 2 7号、 日本国特許出願平成 1年第 2 6 4 6 2号あるいは日本 国特許出願平成 1年第 2 7 3 4 1 9号等に示される観察装置をよ り小型化にして扱い易いものとするために開発されたもので、 そ のために幾つかの工夫が施されている。
その一つが撮像デバイスと共にこの撮像デバイスを制御するた めの制御回路ュニッ トをも撮像具内に内蔵化させる構造であり、 他の一つが観察に際して撮像具を観察し易い向きで扱えるように するために撮像具の先端部を本体部に対し横向きに曲折させる構 造である。 そして、 これに伴って、 反射鏡を用いて観察物からの 影像光の方向を変化させるようにしている。
これは、 撮像デバイスが制御回路ュニッ トと一体的に接続した 構造となっているために、 横向きに曲折された先端部分から入射 する影像光の方向に対し撮像デバイスの受光面を直接的に直交さ せることができないという事情によるものであるが、 このように 反射鏡を用いる構造は必ずしも好ましいものでない。 すなわち、 反射鏡を用いると、 部品点数が増え、 またその構造が複雑になる し、 さらに例えば偏光を用いる場合に偏光が反射鏡によ'り乱され てしまい正確な観察が阻害される等の短所を伴ってしまう。
さらに、 前記の各観察装置は何れも、 倍率を変える場合にはそ の都度光学系を交換しなければならないという面倒がある。
この面倒を避けるためには、 焦点面が固定である倍率可変式の 光学系を用いればよいわけであるが、 このような変倍構造として 従来より知られているものはスタン ドフ リ一用の観察装置には適 さない。 すなわち、 変倍構造の代表的なものとしてはズームレン ズがあるが、 その原理は複数の構成レンズの相互の間隔を変える ことにより焦点距離を連続的に変化させるという もので、 その設 計及び構造は複雑でしかも光学系の大型化を避けられず、 簡易且 つ小型であることを理想とするスタン ドフ リ一用の観察装置には 適さないものである。
以上のような背景のもとになされた本発明は、 前記の如き基本 的構造を持った拡大観察装置のより一層の小型化及び扱いの手軽 化を目的とする。
また本発明は、 光フアイバを用いないで済む構造の拡大観察装 置の提供を目的とする。
また本発明は、 先端部が本体部に対し横向きに曲折されている 撮像具について、 曲折された先端部から入射する影像光を撮像デ バイスの受光面に結像させるのに反射鏡を必要としない構造の提 洪を目的としている。
さらに本発明は、 スタン ドフ リ一用の観察装置に適した簡易な 変倍構造つまり簡易ズーム構造の提供を目的とする。
〔癸明の開示〕 本発明では、 撮像具で捉えた観察物の像をディスブレイに再生 して観察するようにした拡大観察装置について、 少なく とも撮像 デバイス、 撮像デバイス用の制御回路ュニッ.ト、 撮像デバイスに 観察物の像を結像させる光学系、 及び観察物照明用の光源ランプ を撮像具に内蔵させるようにしている。
この拡大観察装置は、 撮像デバイスの他に光源ランプ及び制御 回路ュニッ トも撮像具に内蔵させるようにしているので、 前述の 従来のものでは必要としていたコン トローラが不要となり、 その 分、 全体が小型化する。 しかも、 この光源ランプ及び制御回路ュ ニッ トの撮像具への内蔵は、 光源ランプについてみると、 光源ラ ンプが近接位置で直接的に観察物を照明するので、 光フテ ィバを 用いる場合のような伝播ロスがなく、 光源ランプの出力がより小 さ くて済むということであり、 光源ランプ自体を格段に小型化で きることに結び付き、 また制御回路ュニッ トについてみると、 制 御回路ュニッ トがそれだけ撮像デバイスに近くなるから、 制御回 路ュニッ トの容量が従来の場合に比べ格段に小さ くて済むという ことであり、 制御回路ュニッ トを格段に小型化できることに結び 付く。 つまり、 光源ランプ及び制御回路ュニッ トの撮像具への内 蔵は光源ランプ及び制御回路ュニッ トの小型化に結び付き、 この 小型化がまた内蔵化を可能にするという有機的関連が全体の小型 化をもたらしているものである。 尚、 本明細書及び請求の範囲に おいて用いる "光源ランプ" 又は "ランプ" の概念は、 白熱電球 や蛍光灯に限らず、 発光ダイオー ドのようなものも含む広い概念 として用いられている。
また、 本発明では、 基板に複数のランプを所定の配列状態で配 列してなるランプユニッ トとして光源ランプを形成し、 このラン プュニッ トごと着脱できるようにしている。 すなわち、 小さな複 数のランプを所定の配列状態で用いることにより、 必荽な照明力 を供給できる光源を狭いスペースに収容できるようにすると共に- 均一で観察物に輝度ムラを与えることのない照明を得られるよう にし、 またランプュニッ トごと着脱できるようにすることにより- ランプの交換を簡単に行えるようにしたものである。
また、 本発明では、 撮像具の先端部を本体部に対し横向きに曲 折させ、 且つ曲折された先端部から入射する影像光の光軸に対し 撮像デバイスの受光面が直交する状態になるようにして撮像デバ イスを内蔵させている。 この結果、 撮像具を横向き、 つまり撮像 具の長さ方向を被観察物の観察面に対し平行にして観察を行える ことになり、 例えば自分の顔の皮虜を観察するような場合の観察 がより行い易くなりっている。 また、 撮像デバイスの受光面が、 曲折された先端部から入射する影像光の光軸に対し直交するよう にされているので、 影像光の光軸を変化させる必要がなく、 した がって反射鏡を用いなくて済む。
さらに、 本発明では、 対物レンズと撮像デバイスとを、 両者の 間に所定の関係を形成しつつ連動させてスライ ドするようにして 簡易式のズーム構造を形成している。
この簡易ズーム構造は、 光学系による倍率 mに m = b Z a ( a ；観察物と対物レンズとの距離、 b ；対物レンズと撮像デバイ スとの距離） という関係があることを利用したもので、 対物レン ズと撮像デバイスとを所定の関係、 すなわち 1ノ a + 1 Z b = 1 / ί ( f ； 対物レンズの焦点距離） という関係を満足させる連動 状態にしてスライ ドさせることにより、 m = b / aを連続的に変 化させるものである。 この結果、 撮像具を観察物に対し一定の距 離状態にしたまま倍率を変えることができる。
このような光学系と撮像デバイスとを連動させてスライ ドさせ るための構造としては、 カム構造を利用したものが好ましい。 す なわち、 対物レンズを、 側面にコロ突起が設けられた光学系用保 持筒に、 また撮像デバイスを、 側面にコロ突起が設けられた撮像 デバイス用保持筒にそれぞれ固定状態で保持させ、 また、 両保持 筒を、 側面に直線状のガイ ド溝が設けられた中間筒にスライ ド自 在にして保持させ、 さらに、 中間筒を、 側面に光学系用カム溝及 び撮像デバイス用カム溝が形成されたカム筒に相対回転自在に保 持させるようにするもので、 カム筒を回転させるとこの回転に伴 つて、 中間筒のガイ ド溝を介してカム筒の光学系用及び撮像デバ イス用の各カム溝に係合する各コロ突起が、 それぞれ所定の曲線 形状に形成されている各カム溝にて個々に強制されることにより- 対物レンズ及び撮像デバイスが、 中間筒のガイ ド溝にて回転を抑 止された状態で、 所定の関係のもとに連動してスライ ドすること になるものである。
〔図面の簡単な説明〕
第 1 図は、 第 1 実施例による撮像具の構成図。
第 2図は、 第 1実施例による撮像具の部分斜視図。
第 3図は、 第 1実施例による撮像具のランプュ二ッ トと接続端 子の関係を示す斜視図。
第 4図は、 第 1実施例による撮像具の電気回路図。
第 5図は、 第 2実施例による撮像具の構成図。
第 6図は、 第 2実施例による撮像具の部分斜視図。
第 7図は、 第 2実施例による撮像具のランプュ二ッ トと接続端 子の関係を示す斜視図。 第 8図は、 第 2実施例による撮像具の電気回路図。
第 9図は、 第 3実施例による撮像具の構成図。
第 1 0図は、 スライ ド機構の分解斜視図。
第 1 1図は、 第 3実施例による撮像具を用いた観察装置の構成 図。
第 1 2図は、 観察物、 対物レンズ、 及び撮像デバイスとの関係 及びこれに基づく光学系による倍率の関係を示す説明図。
第 1 3図は、 従来の拡大装置における撮像具の構成図。
〔発明を実施するための形態〕
以下、 本発明の実施例を説明する。
第 1実施例 (第 1 図〜第 4図）
この実施例による撮像具 1 は、 第 1図に示すように、 撮像手段 2、 光学手段 3、 及び光源手段 4等をケース体 5に内蔵してなる もので、 片手で簡単に握れる程度の大きさを持っており、 例えば、 片手で持った状態で顔の肌を観察するのに適するように先端部が 傾斜状態に曲折されている。
撮像手段 2は、 C C Dを用いた撮像デバイス 1 0及び撮像デバ イス 1 0の制御や面像信号の増幅等のための制御回路ュニッ ト 1 3 よりなつている。
光学手段 3は、 光学レンズ 1 4及び複数の遮光絞り 1 5、 1 5、 ……よりなつている。 遮光絞り 1 5、 1 5、 ··· ···は、 必要最小限 の光路 Tを形成するように円環状で突設されているもので、 この 遮光絞り 1 5、 1 5、 ……による必要最小限の光路 Tの形成は鲜 明な画像を得る上で極めて有用である。
また、 この光学手段 3に関連して、 光学レンズ 1 4の直前に偏 光ュニッ ト 1 6が設けられ、 また、 光学レンズ 1 4 と観察物 Mと を結ぶ光路の途中で偏光ュニッ ト 1 6 より前の位置に反射鏡 1 1 が設けられている。
偏光ユニッ ト 1 6は、 第 2偏光子 1 8及び偏光面回転手段 1 9 よりなるもので、 ケース体 5の外面に設けられている無反射像用 スィ ッチ 2 1 を O Nにすれば後述の第 1偏光子 2 2による偏光^ 遮断できるようになつ" いる。 すなわち、 この例では偏光面回転 手段 1 9に液晶が用いられており、 第 4図の回路図に示すように. 無反射像用スィツチ 2 1 を O Nにすると、 後述の光源手段 4 のラ ンプ 2 3、 2 3、 ……が点灯すると共に、 発振器 2 4が作動して 偏光面回転手段 1 9が偏光の偏光面を 9 0 ° 回転させ、 第 1 偏光 子 2 2による偏光が第 2偏光子 1 8で遮断される状態になり、 逆 に無反射像用スィ ツチ 2 1 が O F Fの状態では、 偏光も第 2偏光 子 1 8を通過できる状態になる。
尚、 無反射像甩スィツチ 2 1 と並べて設けられているのは反射 像用スィ ッチ 2 5で、 この反射像用スィツチ 2 5を O Nにすれば 光源手段 4のランプ 2 3、 2 3、 ……だけが点灯するようになつ ている。
このように偏光を利用することにより、 影像光の選択が可能と なり、 より多面的な観察を行える。 すなわち、 観察物 Mからの光 には、 観察物 Mの表面でそのまま直接的に反射される表面反射光 と、 観察物 Mの表層を一旦透過して来る非表面反射光とがある。 そして、 表面反射光は第 1偏光子 2 2で偏光化された偏光性をそ のまま維持しているが、 非表面反射光は表層の透過により偏光性 が無くなり自然光化する。 したがって、 偏光を通過させるか遮断 するかにより、 表面反射光を含んだ像と含まない像とを選択的に 観察できる。 そして、 このような選択的観察により、 表面反射光 による方が見えやすい観察物の表面状態乃至構造と非表面反射光 による方が見えやすい観察物の表面状態乃至構造とについてそれ ぞれをより見やすい状態で観察できるようになり、 観察の多面性 が得られる。
ここで、 偏光ユニッ ト 1 6を光学レンズ 1 4の直前に設けるよ うにしたのは、 液晶を用いた偏光面回転手段 1 9の作動可能温度 が 4 0 °C程度と限られているが、 後述の光源手段 4の近くではこ の動作可能温度を越える場合があり、 偏光面回転手段 1 9の正確 な作動を得られない場合が起こり得るからである。
反射鏡 1 7は、 前記した前部の傾斜に応じて光路を変更するた めに設けられているもので、 表面反射タイプ、 つまり通常の鏡の ように反射面が透明体 （例えば、 ガラス） の裏に形成されており、 反射に際して光が透明体を通過する夕イブのものと異なり、 反射 面が露出しており、 この露出した反射面で直接反射するようにな つているタイプのものが用いられている。
このように表面反射タイプの反射鏡を用いるようにしたのは前 述の偏光との関係による。 すなわち、 前述のような理由から反射 鏡 1 7より後に偏光ュニッ ト 1 6を設けなければならないので、 偏光が透明体を通過することによりその偏光性を乱されてしまレ、、 前述のような偏光を用いた観察を正確に行えなくなるからである。 光源手段 4は、 ランプユニッ ト 2 6、 拡散防止鏡 2 7、 及び照 明加工ュニッ ト 2 8 より形成されている。
ランプユニッ ト 2 6 は、 第 2図及び第 3図に示すように、 複数 のランプ、 この例では 4個のランプ 2 3、 2 3、 ……を基板 2 9 上に横一列に並べて形成されており、 ケース体 5に設けられた装 着孔 3 0に基板 2 9を介して着脱自在とされている。 4個のランプ 2 3、 2 3、 ……は、 第 4図に示すように、 直列 に接続されており、 例えば 1個のランプ 2 3の定格電庄が 2. 5 V として、 直列に接続されたランプ列に対し 1 .2 Vの電圧が加えら れている。 これは 4個のランプ 2 3、 2 3、 による 1 0 Vの 定格電圧に対し 2 0 %高い電圧を加えたことになり、 その明るさ として定格電圧の場合の倍の明るさが得られ、 一方その寿命は約 1 / 1 0になる。
このように寿命を犠牲にして強力な明るさを得るようにしたの は、 第 1 及び第 2の両偏光子 2 2、 1 8による減光があっても十 分な明るさを得ることができるような照明力を狭いスペースとい う制約のもとにおいて実現するためである。
また、 ランプ 2 3、 2 3、 ……を直列接続としてのは、 狭いス ペースに納めることができるように、 ランプユニッ ト 2 6の小型 化を図ると共に、 電気系統の構造もより簡単なものとするためで ある。 すなわち、 定格電圧 2. 5 Vのランプを用いることによりラ ンプ 1個のサイズを小さ く してランプュニッ ト 2 6の小型化を図 り、 また、 発振器 2 4に必要な 1 2 Vの電源を変圧器なしでラン プュニッ ト 2 6用の電源に共用できるようにして電気系統の構造 を簡略化している。
基板 2 9は、 第 3図に示すように、 ランプ 2 3用の部分電源回 路 3 1 が例えばプリ ン トで形成されたもので、 部分電源回路 3 1 の両端部には端子受け孔 3 2、 3 2が形成されており、 前述のよ うに装着孔 3 0に装着した際に端子受け孔 3 2、 3 2に接続端子 3 3 , 3 3の端子ピン 3 3 pが嵌合することにより、 第 4図の電 源回路 3 4 と接続するようになつている。
このようなに、 ランプュ二ッ ト 2 6を形成し、 このランプュ二 ッ ト 2 6 ごと着脱できるようにしたのは、 前述のようにより強力 な明るさを得るためにランプ 2 3の寿命を犠牲にした関'係から、 その交換を簡単に行えるようにして、 より使い易いものとするた めである。 これについては、 本実施例のようにケース体 5に設け た装着孔 3 0を用いて着脱できるようにする着脱操作上では最も 好ましいが、 ただ構造が複雑になる。 したがって、 ケース体 5の 内部に適宜な受け部を設け、 この受け部を用いて着脱するような 構造としてもよい。
拡散防止鏡 2 7は、 ランプ 2 3、 2 3、 ……からの光が直接的 に光学手段 3の光路中に入るのを防止すると共に、 ランプ 2 3、 2 3、 ……からの光を効率よく観察物 Mに照射するためのもので、 ランプ 2 3、 2 3、 ……の上側から庇状に被さるようにして設け られている。
照明加工ュニッ ト 2 8は、 ランプュ二ッ ト 2 6に近い順から拡 散板 3 5、 熱線吸収板 3 6、 及び第 1偏光子 2 2をランプュニッ ト 2 6からの光の照射に対し交差する状態で配列してなるもので、 熱線吸収板 3 6は、 ランプ 2 3、 2 3、 ……からの光から熱線要 素を除去しケース体 5内の温度が上昇するのを防止する役目を負 つており、 また、 第 1偏光子 2 2は、 ランプ 2 3、 2 3、 ……か らの光を偏光化する役目を負っており、 これによる偏光照明は前 述のように利用される。
第 2実施例 (第 5図〜第 8図）
この実施例による撮像具 2 0 1 は、 第 5図に示すように、 基本 的には第 1実施例と同様で、 撮像手段 2 0 2、 光学手段 2 0 3、 及び光源手段 2 0 4等をケース体 2 0 5に内蔵してなり、 片手で 簡単に握れる程度の大きさの本体部を持っており、 片手で持った 状態で例えば顔の肌を観察するのに適するように本体部に対し先 端部が傾斜状態に曲折されている。
撮像手段 2 0 2は、 第 1 実施例の撮像手段 2 と同様に C C Dを 用いた撮像デバイス 2 1 0及び撮像デバイス 2 1 0の制御や画像 信号の増幅等のための制御回路ュニッ ト 2 1 3 よりなつているか. 撮像デバイス 2 1 0を制御回路ュニッ ト 2 1 3に対し可撓性のケ 一ブル 2 1 4で接続した点、 つまり制御回路ュニッ ト 2 1 3に対 し撮像デバイス 2 1 0を自由に動かせる状態にした点で異なって いる。
そしてこの自由性を活用することにより、 曲折された先端部か ら入射する影像光の光軸 Aに対し撮像デバイス 2 1 0の受光面 2 1 0 f が直交する状態に、 つまり影像光の光軸を変化させる必要 がない状態となるように撮像デバイス 2 1 0が配されている。
撮像デバイス 2 1 0の前に設けられているのはカラーフィ ル夕 2 1 5で、 撮像デバイス 2 1 0に入る光の波長特性を撮像デバイ ス 2 1 0のカラー特性に対応して調整する役目を負っている。
その他の構成要素である光学手段 2 0 3、 光学レンズ 2 1 6、 遮光絞り 2 1 7、 光学レンズ 2 1 6、 偏光ュニッ ト 2 1 8、 第 2 偏光子 2 2 0、 偏光面回転手段 2 2 1、 無反射像用スィ ツチ 2 2 3、 第 1偏光子 2 2 4、 光源手段 2 0 4、 ランプ 2 2 5、 発振器 2 2 6、 第 2偏光子 2 2 0、 反射像用スィ ツチ 2 2 7、 ラ ンプュ ニッ ト 2 2 8、 拡散防止鏡 2 2 9、 照明加工ュニッ ト 2 3 ひ、 部 分電源回路 2 3 1、 端子受け孔 2 3 4、 装着孔 2 3 2、 接続端子 2 3 5、 端子ピン 2 3 5 p、 拡散板 2 3 7、 熱線吸収板 2 3 8は 何れも第 1実施例と同様であるので、 その説明は省略する。
第 3実施例 (第 9図〜第 1 2図） この実施例の撮像具 3 0 2は、 第 9図に示すように、 内部に光 学系ュニッ ト 3 1 0及び撮像ュニッ ト 3 1 1 を内蔵する'と共に、 照明ユニッ ト 3 1 2を備えている。 この撮像具 3 0 2は、 第 1 1 図のようにして用いられる。 すなわち、 撮像具 3 0 2で撮らえた 像をディスプレイ 3 0 3のディスプレイ 3 0 4に再生して観察す るようになっており、 この撮像具 3 0 2 とディスプレイ 3 0 3が セッ トになって拡大観察装置 3 0 1 を形成している。
光学系ュニッ ト 3 1 0は、 対物レンズ 3 1 3及び複数の遮光絞 り 3 1 4、 3 1 4、 ……よりなつている。 遮光絞り 3 1 4、 3 1 4、 ……は、 必要最小限の光路 Tを形成するように円環状で突設 されているもので、 この遮光絞り 3 1 4、 3 1 4、 ……による必 要最小限の光路 Tの形成は鲜明な画像を得る上で極めて有用であ る o
また、 撮像ュニッ ト 3 1 1 は、 撮像デバイス 3 1 5及び撮像デ バイス 3 1 5の制御や影像信号の増幅等のための制御回路ュニッ ト 3 1 8 とよりなっており、 撮像デバイス 3 1 5 と制御回路ュニ ッ ト 3 1 8 とはフレキシブルケーブル 3 1 9により接続されてい Ο
そして、 これら光学系及び撮像の両ュニッ ト 3 1 0、 3 1 1 の 対物レンズ 3 1 3、 遮光絞り 3 1 4、 3 1 4、 ……、 及び撮像デ バイス 3 1 5は、 カム構造を利用したスライ ド機構により共に連 動して矢示 Xの如くスライ ドするようになっている。
具体的にはこのスラィ ド機構は、 第 1 0図に示すように、 それ ぞれ側面にコロ突起 3 2 0 ( 3 2 0 a、 3 2 0 b、 3 2 0 c、 3 2 0 d) が設けられた複数の光学系用及び撮像デバイス用の各保 持筒 3 2 1 ( 3 2 1 a、 3 2 1 b、 3 2 1 c、 3 2 1 d ) 、 側面 に直線状のガイ ド溝 3 2 2が設けられた中間筒 3 2 3、 それに側 面に光学系用カム溝及び撮像デバイス用カム溝 3 2 4 ( 3 2 4 a - 3 2 4 b、 3 2 4 c、 3 2 4 d ) が設けられたカム筒 3 2 5 にて 形成されており、 各保持筒 3 2 1 a、 3 2 1 b , 3 2 1 c , 3 2 1 dが中間筒 3 2 3にスライ ド自在にして保持され、 また中間筒 3 2 3がカム筒 3 2 5に相対回転自在に保持されるように組み合 わされている。
したがって、 カム筒 3 2 5を操作環 3 2 6にて回転させると、 この回転に伴って、 各コ口突起 3 2 0 a、 3 2 0 b、 3 2 0 c、 3 2 0 dが、 それぞれ所定の曲線形状に形成されている各カム溝 3 2 4 a , 3 2 4 b. 3 2 4 c . 3 2 4 dにて個々に強制される ことにより、 各保持筒 3 2 1 a、 3 2 1 b、 3 2 1 c、 3 2 1 d が矢示 Xの如く スライ ドする。 この際、 中間筒 3 2 3のガイ ド溝 3 2 2で規制されることにより、 各保持筒 3 2 1 a、 3 2 1 b . 3 2 1 c、 3 2 1 dがカム筒 3 2 5の回転に伴って回転するのが 防止されている。 そして、 これにより、 これらの保持筒 3 2 1 a - 3 2 1 b . 3 2 1 c . 3 2 1 dに固定状態で保持されている対物 レンズ 3 1 3、 遮光絞り 3 1 4、 3 1 4、 ……、 及び撮像デバイ ス 3 1 5が所定の関係を保ちつつ共に連動してスライ ドするもの である。
こ こで、 所定の関係というのは、 光学系による倍率 mに m = b / a ( a ； 観察物 Mと対物レンズ 3 1 3 との距離、 b ； 対物レン ズ 3 1 3 と撮像デバイス 3 1 5 との距離 ； 第 1 2図） という関係 があることを利用したもので、 対物レンズ 3 1 3 と撮像デバイス 3 1 5 とを所定の関係、 すなわち lZa+ lZb^ l/f ( f ； 対物レンズの焦点距離） という関係に基づいて撮像具 3 0 2 と観 察物 Mとの距離関係に固定状態を得られるような比率を a と bが 形成するように連動させてスライ ドさせることにより、 ' m = b / aを連続的に変化させるものである。 すなわち、 このようなスラ ィ ド機構により、 撮像具 3 0 2 と観察物 Mとの距離を固定した状 態で倍率を変化させることができる、 言わば簡易式のズーム構造 が形成される。 尚、 遮光絞り 3 1 4、 3 1 4、 ……の連動関係は, 対物レンズ 3 1 3 と撮像デバイス 3 1 5のスライ ドに応じて変化 する光路 Tに追随するようになつている。
照明ュニッ ト 3 1 2は、 光源 3 2 7、 及びこの光源 3 2 7 より の光を観察対象部位に効率的に照射するための集光ガイ ド 3 2 8 にて形成されている。
光源 3 2 7は、 外部に設けられている図示せぬ光源ランプより ケーブル 3 2 9中を通る光フアイバ束で光を導き、 この光フアイ バ束の各光フアイバ 3 2 9 f 、 3 2 9 f 、 ……の照射先端を円環 状の保持部材 3 3 0に植設させて形成されており、 このように配 列された光ファイバ 3 2 9 f 、 3 2 9 f 、 ……の照射先端から照 射された光が後述の集光ガイ ド 3 2 8の基端の入射端面 3 3 0 よ り入射するようになっている。
集光ガイ ド 3 2 8は、 例えばァク リル樹脂のような透明な素材 でつく られるもので、 中空半球体状乃至中空半球体状の前部を有 する円筒体状に形成されており、 後部の基端が入射端面 3 3 0 と され、 また、 前部の中心には通孔 3 3 1が穿設されている。 そし て、 入射端面 3 3 0 より入射した光源 3 2 7から光が中実内部を 全反射により通孔 3 3 1 まで導かれてその内側面から略水平状態 で観察物 Mの観察対象部位を照射し、 また同時に、 入射端面 3 3 0に入らずに集光ガイ ド 3 2 8の内側に漏れた光が落射光として 上から観察対象部位を照射するようになっている。 また、 この集 光ガイ ド 3 2 8は、 焦点合わせ機能も持っており、 その'先端を観 察物 Mに当接させた状態で対物レンズ 3 1 3の焦点が観察物 Mに 合うようになっている。
この第 3実施例では外部に設けた光源ランプより光フアイバ束 で光を導く方式、 つまり外部光源ランプ方式について簡易式のズ ーム構造を適用しているが、 本実施例に基づいて第 1 及び第 2の 各実施例のような光源ランプ内蔵式の構造に本実施例の簡易式ズ —ム構造を適用することは当業者にとって容易になし得ることで あ 。

Claims

請求の範囲
(1) . 撮像具で捉えた観察物の像をモニタディスプレイに再生して 観察するようにした拡大観察装置において、
少なく とも撮像デバイス、 撮像デバイス用の制御回路ュニッ ト 撮像デバイスに観察物の像を結像させる光学系、 及び観察物照明 用の光源ランプを撮像具に内蔵させたことを特徵とする拡大観察
(2) . 基板に複数のランプを所定の配列状態で配列してなるランプ ュニッ トにして光源ランプを形成し、 ランプュニッ トごと撮像具 に着脱できるようにした請求の範囲 1 に記載の拡大観察装置。
(3) . 撮像具の先端部を横向きに曲折させ、 且つ曲折された先端部 から入射する影像光の光軸に対し撮像デバイスの受光面が直交す る状態になるようにして撮像デバイスを内蔵させた請求の範囲 1 又は請求の範囲 2の何れかに記載の拡大観察装置。
(4) . 光学系の対物レンズと撮像デバイスとが 1 Z a + 1 Z b = 1 / ί ( a ； 観察物と対物レンズとの距雜、 b ； 対物レンズと撮像 デバイスとの距離、 f ； 対物レンズの焦点距離） という関係を満 足させつつ連動してスライ ドするようになっている請求の範囲 1 〜請求の範囲 3の何れかに記載の拡大観察装置。
(5) . 対物レンズが、 側面にコロ突起を有する光学系用保持筒に、 また撮像デバイスが、 側面にコロ突起を有する撮像デバイス用保 持筒にそれぞれ固定状態で保持され、 また、 両保持筒が、 側面に 直線状のガイ ド溝を有する中間筒にスライ ド自在にして保持され、 さらに、 中間筒が、 側面に光学系用カム溝及び撮像デバイス用力 ム溝を有するカム筒に相対回転自在に保持され、 そして、 中間筒 のガイ ド溝を介してカム筒の各カム溝に係合する各コロ突起によ り、 カム筒の回転に応じて、 対物レンズと撮像デバィズとが所定 の距離関係を形成しつつ連動してスライ ドするようになっている 請求の範囲 4に記载の拡大観察装置。
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