JP6247933B2

JP6247933B2 - Magnifying observation device

Info

Publication number: JP6247933B2
Application number: JP2013273616A
Authority: JP
Inventors: 卓哉苅部
Original assignee: Keyence Corp
Current assignee: Keyence Corp
Priority date: 2013-12-27
Filing date: 2013-12-27
Publication date: 2017-12-13
Anticipated expiration: 2033-12-27
Also published as: JP2015127773A

Description

本発明は、拡大した画像を撮像して表示するデジタルマイクロスコープや顕微鏡のような拡大観察装置に関する。 The present invention relates to a magnification observation apparatus such as a digital microscope or a microscope that captures and displays an enlarged image.

微小物体等の試料やワーク等の被写体を拡大して表示する拡大観察装置として、光学レンズを使った光学顕微鏡やデジタルマイクロスコープ等が利用されている。デジタルマイクロスコープは、光学系を介して入射する観察対象固定部に固定された観察対象からの反射光又は透過光を、二次元状に配置された画素毎に電気的に読み取るＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子で受光し、電気的に読み取られた画像をディスプレイ等の表示部に表示する。このような拡大観察装置においては、観察対象物の形状を詳細に観察するために、撮像手段を備えたヘッド部をステージに対して傾斜させて観察対象物を観察することがある。 An optical microscope using an optical lens, a digital microscope, or the like is used as a magnification observation apparatus that magnifies and displays a sample such as a minute object or a subject such as a workpiece. The digital microscope is a CCD, CMOS, or the like that electrically reads reflected light or transmitted light from an observation target fixed to an observation target fixing unit incident via an optical system for each pixel arranged in a two-dimensional manner. An image received by the image sensor and electrically read is displayed on a display unit such as a display. In such a magnifying observation apparatus, in order to observe the shape of the observation object in detail, the observation object may be observed by tilting the head unit provided with the imaging means with respect to the stage.

特開２００６−３３７４７０号公報JP 2006-337470 A

ヘッド部を傾斜させて観察対象物を観察するときには、ヘッド部が直立しているときに比べてヘッド部が観察対象物やステージ面に近づくため、ヘッド部の傾斜角度を制限しないと、ヘッド部が観察対象物やステージ面に衝突する虞がある。 When observing an observation object with the head portion inclined, the head portion is closer to the observation object and the stage surface than when the head portion is standing upright. May collide with the observation object or the stage surface.

従来の拡大観察装置において、たとえばヘッド部を傾斜させる回転軸に目盛が設けられたものがある。使用者はこの回転軸の目盛を目視してカメラの傾き角度（チルト角度）を知ることができるものがあるが、目盛を目視しながらヘッド部を傾斜させるのは手間が掛かる。 In a conventional magnification observation apparatus, for example, there is one in which a scale is provided on a rotating shaft that inclines a head portion. Some users can see the tilt angle (tilt angle) of the camera by visually observing the scale of the rotating shaft, but it is troublesome to tilt the head portion while viewing the scale.

本発明は、従来のこのような問題点を解決するためになされたものである。本発明の主な目的は、傾斜観察をするときに、ヘッド部が観察対象物やステージ面に衝突することを防止することができる拡大観察装置を提供することである。 The present invention has been made to solve such conventional problems. A main object of the present invention is to provide a magnifying observation apparatus capable of preventing the head unit from colliding with an observation object or a stage surface during tilt observation.

課題を解決するための手段及び発明の効果Means for Solving the Problems and Effects of the Invention

上記の目的を達成するために、本発明の拡大観察装置によれば、ベース部と、前記ベース部と連結された、観察対象物を載置するための載置部と、前記載置部に載置された観察対象物を撮像するカメラ部と、該カメラ部の先端に装着されるレンズ部とを備えたヘッド部と、前記ヘッド部を光軸に沿って移動させることで、該レンズ部の焦点を調整可能な上ステージ昇降部と、前記ヘッド部を、前記載置部と平行な姿勢で前記ベース部に設けられた揺動軸を中心として揺動可能に支持する揺動機構と、前記ベースに固定され前記載置部を上下方向に移動させて焦点を調整する下ステージ昇降部と、前記ヘッド部、または前記上ステージ昇降部に設置され、重力加速度に対する前記カメラ部の光軸の傾斜角度である第一傾斜角度を検出する第一加速度センサと、前記載置部、前記下ステージ昇降部または前記ベースに設置されて、重力加速度に対する前記載置部の傾斜角度である第二傾斜角度を検出する第二加速度センサと、前記第一加速度センサで検出された第一傾斜角度と前記第二加速度センサで検出された第二傾斜角度とに基づいて前記載置部に対する前記カメラ部の光軸の傾斜角度である第三傾斜角度を算出する演算手段と、予め設定された傾斜角度閾値を記憶するためのメモリ部と、前記第三傾斜角度に応じて警告を発するための警告手段と、を備えた拡大観察装置において、前記警告手段は、前記第三傾斜角度と、前記メモリ部に記憶された傾斜角閾値とを比較して、前記第三傾斜角度が前記傾斜角閾値を超えている場合には前記警告手段が警告を発することができる。 In order to achieve the above object, according to the magnifying observation device of the present invention, a base unit, a mounting unit connected to the base unit for mounting an observation object, and the mounting unit described above A head unit including a camera unit that images a placed observation object, a lens unit that is attached to a tip of the camera unit, and the head unit is moved along the optical axis, thereby the lens unit An upper stage elevating part capable of adjusting the focus of the head, and a swinging mechanism that supports the head part so as to be swingable around a swinging shaft provided in the base part in a posture parallel to the mounting part, A lower stage elevating unit fixed to the base and moving the mounting unit in the vertical direction to adjust the focus, and installed in the head unit or the upper stage elevating unit, and the optical axis of the camera unit with respect to gravitational acceleration First addition to detect the first inclination angle, which is the inclination angle A degree sensor; a second acceleration sensor that is installed on the placement unit, the lower stage elevating unit or the base and detects a second inclination angle that is an inclination angle of the placement unit with respect to gravitational acceleration; and the first Based on the first tilt angle detected by the acceleration sensor and the second tilt angle detected by the second acceleration sensor, a third tilt angle that is the tilt angle of the optical axis of the camera unit with respect to the mounting unit is calculated. In the magnifying observation apparatus, comprising: an arithmetic unit for performing a calculation; a memory unit for storing a preset tilt angle threshold; and a warning unit for issuing a warning according to the third tilt angle. The third tilt angle may be compared with the tilt angle threshold stored in the memory unit, and the warning means may issue a warning if the third tilt angle exceeds the tilt angle threshold. it can.

上記構成によれば、傾斜角閾値を設けて、ヘッド部の傾斜角度が傾斜角閾値を超えて傾斜した場合には警告手段が警告を発するので、使用者は警告に従ってヘッド部を傾斜させることを止めて、ヘッド部が観察対象物やステージ面に衝突することを防止することができる。さらに、使用者はヘッド部を傾斜させる回転軸の目盛を目視してヘッド部の傾き角度（チルト角度）を確認しながらヘッド部を傾斜さる手間を省くことができる。 According to the above configuration, the tilt angle threshold is provided, and the warning means issues a warning when the tilt angle of the head portion exceeds the tilt angle threshold, so that the user can tilt the head portion according to the warning. By stopping, it is possible to prevent the head unit from colliding with the observation object or the stage surface. Furthermore, the user can save time and effort to incline the head part while checking the tilt angle (tilt angle) of the head part by visually observing the scale of the rotating shaft that inclines the head part.

また上記構成によれば、拡大観察装置が傾斜した状態で設置された場合でも、載置部に対する撮像手段の光軸の傾斜角度を算出することができるので、拡大観察装置が設置された傾斜角度に関わらずチルト角度を正確に知ることができる。 Further , according to the above configuration, even when the magnification observation apparatus is installed in an inclined state, the inclination angle of the optical axis of the imaging unit with respect to the placement unit can be calculated, so the inclination angle at which the magnification observation apparatus is installed Regardless of this, the tilt angle can be accurately known.

また、前記カメラ部で撮像した画像を表示させるための表示手段を備えており、前記警告手段は、前記表示手段上に警告を表示させることを特徴とする。 In addition, a display unit for displaying an image captured by the camera unit is provided, and the warning unit displays a warning on the display unit.

上記構成によれば、表示手段に警告表示がされるので、表示手段を目視している観察者は確実に警告表示に気付くことができる。 According to the above configuration, since a warning is displayed on the display unit, an observer who is viewing the display unit can surely notice the warning display.

また、前記上ステージ昇降部を前記ベースに係止するストッパが設けられており、前記上ステージ昇降部が、予め定められた揺動可能角度まで傾斜したとき、前記上ステージ昇降部は前記ストッパによって前記ベースに係止されることを特徴とする。 Further, a stopper for locking the upper stage elevating part to the base is provided, and when the upper stage elevating part is inclined to a predetermined swingable angle, the upper stage elevating part is moved by the stopper. It is locked to the base.

上記構成によれば、揺動可能な角度範囲が予め設定されているので、使用者は、レンズ部やレンズ部に装着する照明部の種別に関わらず、揺動可能な角度範囲において安心して上ステージ昇降部を揺動させることができる。 According to the above configuration, the swingable angle range is set in advance, so that the user can rest assured in the swingable angle range regardless of the type of the lens unit or the illumination unit attached to the lens unit. The stage elevating part can be swung.

また、観察対象物が載置される載置部と、ベース部と、前記載置部に載置された観察対象物を撮像するカメラ部と、該カメラ部の先端に装着されるレンズ部とを備えたヘッド部と、前記ヘッド部を光軸に沿って移動させることで、該レンズ部の焦点を調整可能な上ステージ昇降部と、前記ヘッド部を、前記載置部と平行な姿勢で前記ベース部に設けられた揺動軸を中心として揺動可能に支持する揺動機構と、前記ヘッド部の前記載置部に対する相対距離に応じて警告を発するための制御手段と、距離閾値を記憶するためのメモリ部と、前記ヘッド部の前記載置部に対する相対距離を演算する演算手段とを備えた拡大観察装置において、前記制御手段は警告手段を備えており、前記演算手段が演算した前記ヘッド部の前記載置部に対する相対距離と、メモリ部に記憶された距離閾値とを比較して、前記ヘッド部の前記載置部に対する相対距離が前記メモリ部に記憶された距離閾値を超えて短い場合には前記警告手段が警告を発することを特徴とする。 In addition, a mounting unit on which the observation object is mounted, a base unit, a camera unit that images the observation object mounted on the mounting unit, and a lens unit that is attached to the tip of the camera unit, The upper stage elevating part capable of adjusting the focal point of the lens part by moving the head part along the optical axis, and the head part in a posture parallel to the mounting part. A swing mechanism that is swingably supported around a swing shaft provided in the base portion, a control means for issuing a warning according to a relative distance of the head portion relative to the mounting portion, and a distance threshold value In the magnifying observation apparatus including a memory unit for storing and a calculation unit that calculates a relative distance of the head unit with respect to the mounting unit, the control unit includes a warning unit, and the calculation unit calculates Relative distance of the head part relative to the mounting part And the distance threshold stored in the memory unit, and if the relative distance of the head unit relative to the mounting unit is shorter than the distance threshold stored in the memory unit, the warning means issues a warning. It is characterized by emanating.

上記構成によれば、距離閾値を設けて、ヘッド部が距離閾値を超えて観察対象物やステージ面に接近した場合には警告手段が警告を発するので、使用者は警告に従ってヘッド部を下降させることを止めて、ヘッド部が観察対象物やステージ面に衝突することを防止することができる。さらに、使用者はヘッド部が観察対象物やステージ面に接近していないことを目視で確認する手間を省くことができる。 According to the above configuration, the distance threshold is provided, and the warning means issues a warning when the head section exceeds the distance threshold and approaches the observation object or the stage surface, so the user lowers the head section according to the warning. It is possible to prevent the head portion from colliding with the observation object or the stage surface. Furthermore, the user can save the trouble of visually confirming that the head part is not approaching the observation object or the stage surface.

また、観察対象物が載置される載置部と、ベース部と、前記載置部に載置された観察対象物を撮像するカメラ部と、該カメラ部の先端に装着されるレンズ部とを備えたヘッド部と、前記ヘッド部を光軸に沿って移動させることで、該レンズ部の焦点を調整可能な上ステージ昇降部と、前記ヘッド部を、前記載置部と平行な姿勢で前記ベース部に設けられた揺動軸を中心として揺動可能に支持する揺動機構と、前記ヘッド部の前記載置部に対する相対距離に応じて警告を発するための制御手段と、距離閾値を記憶するためのメモリ部と、前記ヘッド部の前記載置部に対する相対距離を演算する演算手段とを備えた拡大観察装置において、前記制御手段は警告手段と表示手段とを備えており、前記制御手段は、前記演算手段が演算した前記ヘッド部の前記載置部に対する相対距離と、メモリ部に記憶された距離閾値とを比較して、前記ヘッド部の前記載置部に対する相対距離が前記メモリ部に記憶された距離閾値を超えて短い場合には、前記警告手段は、前記表示手段に警告表示をさせることを特徴とする。 In addition, a mounting unit on which the observation object is mounted, a base unit, a camera unit that images the observation object mounted on the mounting unit, and a lens unit that is attached to the tip of the camera unit, The upper stage elevating part capable of adjusting the focal point of the lens part by moving the head part along the optical axis, and the head part in a posture parallel to the mounting part. A swing mechanism that is swingably supported around a swing shaft provided in the base portion, a control means for issuing a warning according to a relative distance of the head portion relative to the mounting portion, and a distance threshold value In the magnifying observation apparatus including a memory unit for storing and a calculation unit that calculates a relative distance of the head unit with respect to the mounting unit, the control unit includes a warning unit and a display unit, and the control unit Means is the head computed by the computing means When the relative distance of the head unit is compared with the distance threshold stored in the memory unit, the relative distance of the head unit to the mounting unit is shorter than the distance threshold stored in the memory unit. The warning means causes the display means to display a warning.

また、観察対象物が載置される載置部と、ベース部と、前記載置部に載置された観察対象物を撮像するカメラ部と、該カメラ部の先端に装着されるレンズ部とを備えたヘッド部と、前記ヘッド部を光軸に沿って移動させることで、該レンズ部の焦点を調整可能な上ステージ昇降部と、前記ヘッド部を、前記載置部と平行な姿勢で前記ベース部に設けられた揺動軸を中心として揺動可能に支持する揺動機構と、前記ヘッド部の前記載置部に対する相対距離に応じてヘッド部の下降を停止させるための制御手段と、距離閾値を記憶するためのメモリ部と、前記ヘッド部の前記載置部に対する相対距離を演算する演算手段と、を備えた拡大観察装置において、前記制御手段は、前記演算手段が演算した前記ヘッド部の前記載置部に対する相対距離と、メモリ部に記憶された距離閾値とを比較して、前記ヘッド部の前記載置部に対する相対距離が前記メモリ部に記憶された距離閾値を超えて短くなっている場合にはヘッド部の下降を停止させることを特徴とする。 In addition, a mounting unit on which the observation object is mounted, a base unit, a camera unit that images the observation object mounted on the mounting unit, and a lens unit that is attached to the tip of the camera unit, The upper stage elevating part capable of adjusting the focal point of the lens part by moving the head part along the optical axis, and the head part in a posture parallel to the mounting part. A swing mechanism that is swingably supported around a swing shaft provided in the base portion, and a control means for stopping the descent of the head portion according to the relative distance of the head portion relative to the mounting portion. In the magnifying observation apparatus comprising: a memory unit for storing a distance threshold; and a calculation unit that calculates a relative distance of the head unit with respect to the mounting unit, the control unit calculates the calculation unit by the calculation unit. The relative distance of the head part relative to the mounting part Compared with the distance threshold stored in the memory unit, if the relative distance of the head unit relative to the mounting unit is shorter than the distance threshold stored in the memory unit, the head unit is lowered. It is characterized by being stopped.

上記構成によれば、ヘッド部の載置部に対する相対距離が距離閾値を超えて短い場合にはヘッド部の下降を停止させて、ヘッド部が観察対象物やステージ面に衝突することを確実に防止することができる。 According to the above configuration, when the relative distance of the head unit relative to the mounting unit is short beyond the distance threshold, the head unit is stopped from descending to ensure that the head unit collides with the observation object or the stage surface. Can be prevented.

また、観察対象物が載置される載置部と、ベース部と、前記載置部に載置された観察対象物を撮像するカメラ部と、該カメラ部の先端に装着されるレンズ部とを備えたヘッド部と、前記ヘッド部を光軸に沿って移動させることで、該レンズ部の焦点を調整可能な上ステージ昇降部と、前記ヘッド部を、前記載置部と平行な姿勢で前記ベース部に設けられた揺動軸を中心として揺動可能に支持する揺動機構と、前記ヘッド部の前記載置部に対する相対距離に応じてヘッド部を載置部から離れる方向に移動させるための制御手段と、距離閾値を記憶するためのメモリ部と、前記ヘッド部の前記載置部に対する相対距離を演算する演算手段とを備えた拡大観察装置において、前記制御手段は、前記演算手段が演算した前記ヘッド部の前記載置部に対する相対距離と、メモリ部に記憶された距離閾値とを比較して、前記ヘッド部の前記載置部に対する相対距離が前記メモリ部に記憶された距離閾値を超えて短くなっている場合にはヘッド部を載置部から離れる方向に移動させることを特徴とする。 In addition, a mounting unit on which the observation object is mounted, a base unit, a camera unit that images the observation object mounted on the mounting unit, and a lens unit that is attached to the tip of the camera unit, The upper stage elevating part capable of adjusting the focal point of the lens part by moving the head part along the optical axis, and the head part in a posture parallel to the mounting part. A swing mechanism that is swingably supported around a swing shaft provided in the base portion, and moves the head portion in a direction away from the mounting portion according to a relative distance of the head portion relative to the mounting portion. In the magnifying observation apparatus, comprising: a control means for storing, a memory part for storing a distance threshold value, and a computing means for computing a relative distance of the head part with respect to the mounting part, the control means comprises the computing means The above-mentioned head portion calculated by When the relative distance of the head unit relative to the placement unit is shorter than the distance threshold stored in the memory unit, the relative distance between the head unit and the distance threshold stored in the memory unit is compared. The head portion is moved in a direction away from the placement portion.

上記構成によれば、ヘッド部の載置部に対する相対距離が距離閾値を超えて短い場合にはヘッド部を載置部から離れる方向に移動させて、ヘッド部が観察対象物やステージ面に衝突することを一層確実に防止することができる。 According to the above configuration, when the relative distance of the head unit with respect to the mounting unit is shorter than the distance threshold, the head unit is moved in a direction away from the mounting unit, and the head unit collides with the observation object or the stage surface. This can be prevented more reliably.

また、前記制御部はカメラ部３が撮像した投影画像に基づいて観察対象物の高さ情報を生成可能であり、距離閾値は、前記制御手段が生成した高さ情報に基づいて決定されることを特徴とする。 The control unit can generate height information of the observation object based on the projection image captured by the camera unit 3, and the distance threshold is determined based on the height information generated by the control unit. It is characterized by.

上記構成によれば、最適な距離閾値を決定することができる。 According to the above configuration, an optimum distance threshold can be determined.

本発明の一実施の形態に係る拡大観察装置の外観図である。1 is an external view of a magnification observation apparatus according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施の形態に係る拡大観察装置のブロック図である。It is a block diagram of the magnification observation device concerning one embodiment of the present invention. 拡大観察装置を正面から見た概略図である。It is the schematic which looked at the magnification observation apparatus from the front. カメラ側接続面を示す斜視図である。It is a perspective view which shows a camera side connection surface. レンズ側接続面を示す斜視図である。It is a perspective view which shows a lens side connection surface. ヘッド部のレンズ部とカメラ部の分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of the lens part and camera part of a head part. ユーセントリック拡大観察方法のフローチャートである。It is a flowchart of the Eucentric magnification observation method. ステージが最下位置に移動した拡大観察装置の概略図である。It is the schematic of the magnification observation apparatus which the stage moved to the lowest position. カメラ部のピントが揺動軸に合致した拡大観察装置の概略図である。It is the schematic of the magnification observation apparatus with which the focus of the camera part corresponded to the rocking | fluctuation axis. 最下位置に位置したステージに観察対象物を載置した拡大観察装置の概略図である。It is the schematic of the magnification observation apparatus which mounted the observation target object on the stage located in the lowest position. ステージを上昇させて観察対象面を揺動軸に合致させた拡大観察装置の概略図である。It is the schematic of the magnification observation apparatus which raised the stage and matched the observation object surface with the rocking | fluctuation axis. 新たな観察対象面を揺動軸上に位置させた拡大観察装置の概略図である。It is the schematic of the magnification observation apparatus which positioned the new observation object surface on the rocking | fluctuation axis. ステージを移動させて、新たな観察対象面を揺動軸に合致させた拡大観察装置の概略図である。It is the schematic of the magnification observation apparatus which moved the stage and matched the new observation object surface with the rocking | fluctuation axis. 加速度センサを用いて載置部に対するカメラ部の傾斜角度を算出する方法を説明する図である。It is a figure explaining the method of calculating the inclination-angle of the camera part with respect to a mounting part using an acceleration sensor. 加速度センサを用いて載置部に対するカメラ部の傾斜角度を算出する方法を説明する図である。It is a figure explaining the method of calculating the inclination-angle of the camera part with respect to a mounting part using an acceleration sensor. 回転角度センサを用いて載置部の回転角度を算出する方法を説明する図である。It is a figure explaining the method of calculating the rotation angle of a mounting part using a rotation angle sensor. 回転角度センサを用いて載置部の回転角度を算出する方法を説明する図である。It is a figure explaining the method of calculating the rotation angle of a mounting part using a rotation angle sensor. 拡大観察装置外観図である。FIG. ステージ面とヘッド部との位置関係を示す概略図である。It is the schematic which shows the positional relationship of a stage surface and a head part. ステージ面とヘッド部との位置関係を示す概略図である。It is the schematic which shows the positional relationship of a stage surface and a head part. ヘッド部を傾斜させた状態を示す概略図である。It is the schematic which shows the state which inclined the head part. ヘッド部の衝突回避の手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure of the collision avoidance of a head part. ストッパーの断面図である。It is sectional drawing of a stopper.

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施の形態は、本発明の技術思想を具体化するための拡大観察装置及びこれを用いた画像撮像方法を例示するものであって、本発明は拡大観察装置及びこれを用いた画像撮像方法を以下のものに特定しない。また、本明細書は特許請求の範囲に示される部材を、実施の形態の部材に特定するものでは決してない。特に実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。なお、各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため誇張していることがある。さらに以下の説明において、同一の名称、符号については同一もしくは同質の部材を示しており、詳細説明を適宜省略する。さらに、本発明を構成する各要素は、複数の要素を同一の部材で構成して一の部材で複数の要素を兼用する態様としてもよいし、逆に一の部材の機能を複数の部材で分担して実現することもできる。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. However, the embodiment described below exemplifies a magnifying observation apparatus for embodying the technical idea of the present invention and an image capturing method using the same, and the present invention uses the magnifying observation apparatus and the same. The following image capturing method is not specified. Further, the present specification by no means specifies the members shown in the claims to the members of the embodiments. In particular, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the component parts described in the embodiments are not intended to limit the scope of the present invention unless otherwise specified, and are merely explanations. It is just an example. Note that the size, positional relationship, and the like of the members shown in each drawing may be exaggerated for clarity of explanation. Furthermore, in the following description, the same name and symbol indicate the same or the same members, and detailed description thereof will be omitted as appropriate. Furthermore, each element constituting the present invention may be configured such that a plurality of elements are constituted by the same member and the plurality of elements are shared by one member, and conversely, the function of one member is constituted by a plurality of members. It can also be realized by sharing.

以下、図１〜図２２を用いて、本発明の一実施の形態に係る拡大観察装置１００を説明する。なお、水平面内で直交する２方向をＸ軸およびＹ軸とし、Ｘ軸およびＹ軸に垂直な方向をＺ軸とする。拡大観察装置１００は、図１Ａに示すように観察対象物（又はワークその他の被写体）Ｓを照明するための照明手段２と、照明手段２により照明された観察対象物Ｓを撮像するカメラ部３と、カメラ部３で撮像された拡大画像を表示する表示手段４を有する本体部５とを備える。カメラ部３はヘッド部６として、ケーブル部７を介して本体部５と接続される。カメラ部３の先端にはカメラ部３と光軸を一致させたレンズ部２０が設けられている。レンズ部２０は複数の光学レンズで構成されている。ヘッド部６は取付部材２５に取り付けられており、上ステージ昇降部３１によって光学系９の光軸１０方向に移動可能である。拡大観察装置１００は、さらに観察対象物Ｓが載置されるステージ８と、光学系９を介して入射するステージ８に載置された観察対象物Ｓからの反射光又は透過光を電気的に読み取る撮像素子１２と、ステージ８とヘッド部６との光学系９の光軸１０方向における相対距離を変化させ焦点を調整する焦点調整部として下ステージ昇降部１３とを備える。上ステージ昇降部３１と下ステージ昇降部１３とは拡大観察装置１００が設置される設置面に当接するベース部４２に取り付けられる。 Hereinafter, a magnifying observation apparatus 100 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. Two directions orthogonal to each other in the horizontal plane are defined as an X axis and a Y axis, and a direction perpendicular to the X axis and the Y axis is defined as a Z axis. As shown in FIG. 1A, the magnifying observation apparatus 100 includes an illuminating unit 2 for illuminating an observation target (or a work or other subject) S, and a camera unit 3 for imaging the observation target S illuminated by the illuminating unit 2. And a main body 5 having display means 4 for displaying an enlarged image captured by the camera unit 3. The camera unit 3 is connected to the main body unit 5 via the cable unit 7 as the head unit 6. At the tip of the camera unit 3, a lens unit 20 having the optical axis aligned with that of the camera unit 3 is provided. The lens unit 20 is composed of a plurality of optical lenses. The head portion 6 is attached to the attachment member 25 and can be moved in the direction of the optical axis 10 of the optical system 9 by the upper stage elevating portion 31. The magnification observation apparatus 100 further electrically transmits reflected light or transmitted light from the stage 8 on which the observation object S is placed and the observation object S placed on the stage 8 incident through the optical system 9. An imaging device 12 to be read and a lower stage elevating unit 13 as a focus adjusting unit that adjusts a focal point by changing a relative distance in the optical axis 10 direction of the optical system 9 between the stage 8 and the head unit 6 are provided. The upper stage elevating part 31 and the lower stage elevating part 13 are attached to a base part 42 that is in contact with an installation surface on which the magnification observation apparatus 100 is installed.

本体部５は、図２に示すように下ステージ昇降部１３によって焦点を調整したときのステージ８と光学系９の光軸１０方向における相対距離に関する焦点距離情報を、光軸１０方向とほぼ垂直な面内における観察対象物Ｓの２次元位置情報と共に記憶する焦点距離情報記憶部としてメモリ部１４と、撮像素子１２によって読み取られた画像を表示する表示手段４と、ヘッド部６、下ステージ昇降部１３、上ステージ昇降部３１とデータを通信するためのインターフェイス１５とを備える。この拡大観察装置１００は、光学系９を介して入射するステージ８に固定された観察対象物Ｓからの反射光又は透過光を電気的に読み取る撮像素子１２を用いて観察像を撮像し、表示手段４に表示させる。 As shown in FIG. 2, the main body 5 indicates the focal length information related to the relative distance between the stage 8 and the optical system 9 in the direction of the optical axis 10 when the focal point is adjusted by the lower stage elevating unit 13. As a focal length information storage unit to be stored together with the two-dimensional position information of the observation object S in a plane, the display unit 4 for displaying an image read by the image sensor 12, the head unit 6, and the lower stage ascending / descending Unit 13, upper stage elevating unit 31, and interface 15 for communicating data. The magnification observation apparatus 100 captures and displays an observation image using an imaging element 12 that electrically reads reflected light or transmitted light from an observation object S fixed to a stage 8 that is incident via an optical system 9. It is displayed on the means 4.

さらに拡大観察装置１００は、表示手段４によって表示された画像上で領域を設定可能な領域設定部として操作部１６と、領域設定部によって設定された領域に対応する観察対象物Ｓの一部又は全部に関するメモリ部１４に記憶された焦点距離情報に基づいて、領域設定部によって設定された領域に対応する観察対象物Ｓの光軸１０方向における高さを演算する制御手段１９を備える。この拡大観察装置１００は、撮像素子１２を用いて指定された領域に対応する観察対象物Ｓの光軸１０方向における平均高さ（深さ）を演算できる。 Furthermore, the magnification observation apparatus 100 is configured such that the operation unit 16 is a region setting unit capable of setting a region on the image displayed by the display unit 4 and a part of the observation object S corresponding to the region set by the region setting unit or Based on the focal length information stored in the memory unit 14 for all, a control unit 19 is provided for calculating the height in the direction of the optical axis 10 of the observation object S corresponding to the region set by the region setting unit. The magnification observation apparatus 100 can calculate an average height (depth) of the observation object S in the direction of the optical axis 10 corresponding to a region designated by using the image sensor 12.

操作部１６は本体部５又はコンピュータと有線もしくは無線で接続され、あるいはコンピュータに固定されている。一般的な操作部１６としては、例えばマウスやキーボード、スライドパッド、トラックポイント、タブレット、ジョイスティック、コンソール、ジョグダイヤル、デジタイザ、ライトペン、テンキー、タッチパッド、アキュポイント等の各種ポインティングデバイスが挙げられる。またこれらの操作部１６は、拡大観察用操作プログラムの操作の他、拡大観察装置１００自体やその周辺機器の操作にも利用できる。さらに、インターフェース画面を表示するディスプレイ自体にタッチスクリーンやタッチパネルを利用して、画面上をユーザが手で直接触れることにより入力や操作を可能としたり、又は音声入力その他の既存の入力手段を利用、あるいはこれらを併用することもできる。図１の例では、操作部１６はマウス等のポインティングデバイスで構成される。
（照明手段２） The operation unit 16 is connected to the main unit 5 or the computer by wire or wirelessly, or is fixed to the computer. Examples of the general operation unit 16 include various pointing devices such as a mouse, keyboard, slide pad, track point, tablet, joystick, console, jog dial, digitizer, light pen, numeric keypad, touch pad, and accu point. In addition to the operation of the operation program for magnification observation, these operation units 16 can be used for operations of the magnification observation apparatus 100 itself and its peripheral devices. Furthermore, using a touch screen or touch panel on the display itself that displays the interface screen, the user can directly input or operate the screen by hand, or use voice input or other existing input means, Or these can also be used together. In the example of FIG. 1, the operation unit 16 is configured by a pointing device such as a mouse.
(Lighting means 2)

照明手段２は、撮像素子１２に結像される観察対象物Ｓを照明する照明光を生成する。照明手段２の照明光源は、本体部５に内蔵され、光ファイバ２１を介して照明光がヘッド部６の照明手段２に伝達される。照明手段２は、ヘッド部６に組み込み式としたり、ヘッド部６と脱着可能な別体のいずれも採用できる。また照明光の照明方式としては、落射照明や透過照明等が適宜利用できる。図１に示す照明手段２は、観察対象物Ｓに落射光を照射するための落射照明２Ａと、透過光を照射するための透過照明２Ｂを備えている。これらの照明は、光ファイバー２１を介して本体部５と接続される。本体部５は光ファイバー２１を接続するコネクタ２２を備えると共に、コネクタ２２を介して光ファイバー２１に光を送出するための照明光源を内蔵する。また落射照明２Ａはリング状照明としている。リング状照明は、全周照明と側射照明を切り替えることができる。これを実現するため、照明光の一部をカットするターレット式のマスクや、リング状照明として複数のＬＥＤを環状に配置し、一部のＬＥＤをＯＮ／ＯＦＦする構成等が利用できる。
（照明光源） The illumination unit 2 generates illumination light that illuminates the observation object S imaged on the image sensor 12. The illumination light source of the illumination unit 2 is built in the main body unit 5, and the illumination light is transmitted to the illumination unit 2 of the head unit 6 through the optical fiber 21. The illuminating means 2 can be incorporated in the head unit 6 or can be separated from the head unit 6. As the illumination method of illumination light, epi-illumination, transmission illumination, or the like can be used as appropriate. The illuminating means 2 shown in FIG. 1 includes an epi-illumination 2A for irradiating the observation object S with epi-illumination and a transmissive illumination 2B for irradiating transmitted light. These lights are connected to the main body 5 via the optical fiber 21. The main body 5 includes a connector 22 for connecting the optical fiber 21 and incorporates an illumination light source for sending light to the optical fiber 21 through the connector 22. The epi-illumination 2A is a ring-shaped illumination. The ring-shaped illumination can be switched between all-around illumination and side illumination. In order to realize this, a turret-type mask that cuts a part of the illumination light, a configuration in which a plurality of LEDs are arranged in a ring shape as ring-shaped illumination, and a part of the LEDs are turned on / off can be used.
(Lighting source)

照明光源としては、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）やＬＤ（Laser Diode）といった半導体発光素子が利用できる。例えば、ＲＧＢの波長域を有するＬＥＤを用意３２によって白色光を得ることができる。特にＬＥＤはＯＮ／ＯＦＦ応答性に優れるため、測定のスループットを向上できる利点も得られる。また長寿命で低消費電力であり、発熱量も少なく、機械的衝撃に強いといった特長も備える。あるいは、光源光の紫外線や可視光線で励起される蛍光体等の波長変換部材を利用した光源とすることもできる。これにより、１個のＬＥＤでも白色光を発光できる。さらに、可視光以外に紫外光や赤外光を照射可能なＬＥＤを光源として用いることもできる。例えば赤外光による観察は、不良品の解析や生体組織の組織分布等において有用である。なお照明光源には半導体発光素子に限らず、幅広い波長域の白色光を発する白色光源として、ハロゲンランプ、キセノンランプ、ＨＩＤランプ等を利用してもよい。また可視光のみならず赤外光を照射可能な光源としてもよい。特にハロゲンランプは、発光波長の波長域が広いため好ましい。また、単一の光源を利用するのみならず、複数の光源を備え、これらを同時に点灯して混色光を照明光としたり、あるいは切り替えて照明することもできる。
（カメラ部３） As the illumination light source, a semiconductor light emitting element such as an LED (Light Emitting Diode) or an LD (Laser Diode) can be used. For example, white light can be obtained by preparing 32 an LED having an RGB wavelength range. In particular, since the LED is excellent in ON / OFF responsiveness, there is an advantage that the measurement throughput can be improved. It also has features such as long life, low power consumption, low heat generation, and resistance to mechanical shock. Or it can also be set as the light source using wavelength conversion members, such as the fluorescent substance excited by the ultraviolet-ray of visible light, or visible light. Thereby, even one LED can emit white light. Further, an LED capable of emitting ultraviolet light or infrared light in addition to visible light can be used as a light source. For example, observation with infrared light is useful for analysis of defective products, tissue distribution of living tissue, and the like. The illumination light source is not limited to the semiconductor light emitting element, and a halogen lamp, a xenon lamp, an HID lamp, or the like may be used as a white light source that emits white light in a wide wavelength range. Moreover, it is good also as a light source which can irradiate not only visible light but infrared light. In particular, a halogen lamp is preferable because the wavelength range of the emission wavelength is wide. In addition to using a single light source, a plurality of light sources can be provided, and these can be turned on simultaneously to make mixed color light illumination light, or can be switched to illuminate.
(Camera unit 3)

カメラ部３は、照明手段２により照明された観察対象物Ｓから、光学系９を介して入射する反射光を電気的に読み取る撮像素子１２を備える。撮像素子１２は、この例ではＣＭＯＳを利用しているが、ＣＣＤ等、他の受光素子も利用できる。
（レンズ部２０） The camera unit 3 includes an image sensor 12 that electrically reads reflected light incident through the optical system 9 from the observation object S illuminated by the illumination unit 2. In this example, the imaging device 12 uses a CMOS, but other light receiving devices such as a CCD can also be used.
(Lens part 20)

カメラ部３の先端にはカメラ部３と光軸を一致させたレンズ部２０が設けられている。レンズ部２０は複数の光学レンズで構成されている。
（アタッチメント） At the tip of the camera unit 3, a lens unit 20 having the optical axis aligned with that of the camera unit 3 is provided. The lens unit 20 is composed of a plurality of optical lenses.
(attachment)

カメラ部３の先端には複数の光学レンズで構成されたレンズ部２０が設けられいるが、このレンズ部２０には、照明用アタッチメントや偏光フィルタ等のアタッチメントを装着可能である。
（表示手段４） A lens unit 20 composed of a plurality of optical lenses is provided at the tip of the camera unit 3, and an attachment such as an illumination attachment or a polarization filter can be attached to the lens unit 20.
(Display means 4)

画像データやメモリ部１４に保持された設定内容は、表示手段４にて表示させることができる。表示手段４はＣＲＴや液晶ディスプレイ、有機ＥＬ等のモニタが利用できる。また、制御手段１９に対して、ユーザが各種操作を行うための操作部１６を接続している。操作部１６はコンソールやマウス等の入力デバイスである。なおこの例においても表示手段４や操作部１６は、本体部５と一体的に組み込むことも、外付けの部材とすることもできる。さらに表示手段４をタッチパネルで構成すれば、表示手段４と操作部１６を一体に構成することもできる。 Image data and setting contents held in the memory unit 14 can be displayed on the display means 4. As the display means 4, a monitor such as a CRT, a liquid crystal display, or an organic EL can be used. An operation unit 16 is connected to the control unit 19 for the user to perform various operations. The operation unit 16 is an input device such as a console or a mouse. In this example as well, the display means 4 and the operation unit 16 can be integrated with the main body unit 5 or can be external members. Furthermore, if the display means 4 is comprised with a touch panel, the display means 4 and the operation part 16 can also be comprised integrally.

本体部５は、モータ制御回路２８に対してステッピングモータ２９の制御に関する制御データを入力することによって、ステージ８と、光学系９および撮像素子１２を有するヘッド部６との光軸１０方向における相対距離、ここではｚ方向における高さを変化させる。具体的には、本体部５は、下ステージ昇降部１３の制御に必要な制御データをモータ制御回路２８に入力することによってステッピングモータ２９の回転を制御し、ステージ８の高さｚ（ｚ方向の位置）を昇降させる。ステッピングモータ２９は、回転に応じた回転信号を生成する。本体部５は、モータ制御回路２８を介して入力される回転信号に基づいて、ステージ８と光学系９の光軸１０方向における相対距離に関する情報としてのステージ８の高さｚを記憶する。このステージ８は、観察対象物Ｓに対して観察位置の位置決めを行う観察位置決め手段として機能する。 The main body unit 5 inputs control data related to the control of the stepping motor 29 to the motor control circuit 28, whereby the stage 8 and the head unit 6 including the optical system 9 and the image sensor 12 are relatively aligned in the optical axis 10 direction. Change the distance, here the height in the z direction. Specifically, the main body 5 controls the rotation of the stepping motor 29 by inputting control data necessary for controlling the lower stage elevating unit 13 to the motor control circuit 28, and the height z (z direction) of the stage 8. Up and down). The stepping motor 29 generates a rotation signal corresponding to the rotation. The main body 5 stores the height z of the stage 8 as information regarding the relative distance between the stage 8 and the optical system 9 in the direction of the optical axis 10 based on the rotation signal input via the motor control circuit 28. The stage 8 functions as an observation positioning unit that positions the observation position with respect to the observation object S.

本体部５は、モータ制御回路３２に対してステッピングモータ３３の制御に関する制御データを入力することによって、撮像素子１２を有するヘッド部６の光軸方向における高さを変化させる。具体的には、本体部５は、上ステージ昇降器３１の制御に必要なレンズ部１１の種別情報等に基づいた制御データをモータ制御回路３２に入力することによってステッピングモータ３３の回転を制御し、撮像素子１２を有するヘッド部６の高さｚ（ｚ方向の位置）を昇降させる。ステッピングモータ３３は、回転に応じた回転信号を生成する。本体部５は、モータ制御回路３２を介して入力される回転信号に基づいてステージ８と光学系９の光軸１０方向における相対距離に関する情報としてのヘッド部６の高さｚを記憶する。 The main body 5 changes the height in the optical axis direction of the head 6 having the image sensor 12 by inputting control data related to the control of the stepping motor 33 to the motor control circuit 32. Specifically, the main body unit 5 controls the rotation of the stepping motor 33 by inputting control data based on the type information of the lens unit 11 necessary for controlling the upper stage elevator 31 to the motor control circuit 32. The height z (position in the z direction) of the head unit 6 having the image sensor 12 is raised and lowered. The stepping motor 33 generates a rotation signal corresponding to the rotation. The main body 5 stores the height z of the head 6 as information on the relative distance between the stage 8 and the optical system 9 in the direction of the optical axis 10 based on the rotation signal input via the motor control circuit 32.

撮像素子１２は、ｘ方向およびｙ方向に２次元状に配置された画素毎に受光量を電気的に読み取ることができる。撮像素子１２上に結像された観察対象物Ｓの像は、撮像素子１２の各画素において受光量に応じて電気信号に変換され、撮像素子制御回路１７においてさらにデジタルデータに変換される。本体部５は、撮像素子制御回路１７において変換されたデジタルデータを受光データＤとして、光軸１０方向（図２中のｚ方向）とほぼ垂直な面内（図２中のｘ、ｙ方向）における観察対象物Ｓの２次元位置情報としての画素の配置情報（ｘ、ｙ）と共にメモリ部１４に記憶する。ここで、光軸１０方向とほぼ垂直な面内とは、厳密に光軸１０に対して９０°をなす面である必要はなく、その光学系および撮像素子における解像度において観察対象物Ｓの形状を認識できる程度の傾きの範囲内にある観察面であればよい。
（制御手段１９） The image sensor 12 can electrically read the amount of received light for each pixel arranged two-dimensionally in the x and y directions. The image of the observation object S formed on the image sensor 12 is converted into an electric signal according to the amount of received light at each pixel of the image sensor 12, and further converted into digital data in the image sensor control circuit 17. The main body 5 uses the digital data converted by the image sensor control circuit 17 as light reception data D, and is in a plane (x and y directions in FIG. 2) substantially perpendicular to the optical axis 10 direction (z direction in FIG. 2). And the pixel arrangement information (x, y) as the two-dimensional position information of the observation object S in FIG. Here, the in-plane substantially perpendicular to the direction of the optical axis 10 does not necessarily need to be a plane that makes an angle of 90 ° with respect to the optical axis 10, and the shape of the observation object S in terms of the resolution of the optical system and the image sensor. As long as the observation surface is within a range of inclination that can be recognized.
(Control means 19)

制御手段１９は、撮像した観察画像を、表示手段４で表示可能な解像度に変換して表示するよう制御する。図２の拡大観察装置１００においては、カメラ部３が撮像素子１２によって観察対象物Ｓを撮像した観察画像を表示手段４に表示する。一般にＣＭＯＳやＣＣＤ等の撮像素子１２の性能は、表示手段４での表示能力を上回ることが多いので、撮像した観察画像を一画面に表示するためには画像を間引く等して解像度を一画面で表示可能なサイズまで落とし、縮小表示している。カメラ部３で読み取ったときの読取解像度を第一の解像度とすると、表示手段４においては第一の解像度よりも低い第二の解像度で表示されることとなる。
（ステージ８） The control unit 19 controls the captured observation image to be converted into a resolution that can be displayed by the display unit 4 and displayed. In the magnifying observation apparatus 100 of FIG. 2, the camera unit 3 displays an observation image obtained by imaging the observation object S by the imaging element 12 on the display unit 4. In general, the performance of the image sensor 12 such as a CMOS or CCD often exceeds the display capability of the display means 4. Therefore, in order to display the captured observation image on one screen, the resolution is reduced to one screen by thinning the image or the like. Is reduced to a size that can be displayed with, and is reduced. When the reading resolution when reading by the camera unit 3 is the first resolution, the display unit 4 displays the second resolution lower than the first resolution.
(Stage 8)

下ステージ昇降部１３の上面側に設置されたステージ８は、たとえばステッピングモータなどで駆動されて、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に移動可能であり、ステージ８の任意の位置をカメラ部３の光軸１０に合致させることができる。さらにステージ８は、Ｚ軸を回転中心軸として回転自在なθステージ３５に取り付けられており、使用者はカメラ部の光軸１０に合致している観察対象面を回転させて観察することができる。 The stage 8 installed on the upper surface side of the lower stage elevating unit 13 is driven by, for example, a stepping motor and can move in the X-axis direction and the Y-axis direction. It can be matched to the axis 10. Furthermore, the stage 8 is attached to a rotatable θ stage 35 with the Z axis as a rotation center axis, and the user can observe the observation target surface that matches the optical axis 10 of the camera unit by rotating it. .

一方でこの拡大観察装置１００は、ヘッド部６をステージ８に対して傾斜させるためのヘッド傾斜機構を備えている。ヘッド傾斜機構は、図３に示すようにヘッド部６をステージ８に対して傾斜させるため、揺動軸３７を介してヘッド部６を揺動自在にベース部４２に支持している。揺動軸３７は、Ｙ軸方向（図３において紙面に垂直な方向）に設けられている。ヘッド部６を揺動自在にベース部４２に固定する構造の詳細は、後述する図１８、図２１等に示す。
（支持台４０） On the other hand, the magnification observation apparatus 100 includes a head tilt mechanism for tilting the head unit 6 with respect to the stage 8. As shown in FIG. 3, the head tilting mechanism supports the head unit 6 on the base unit 42 via a swinging shaft 37 so as to swing, in order to tilt the head unit 6 with respect to the stage 8. The swing shaft 37 is provided in the Y-axis direction (direction perpendicular to the paper surface in FIG. 3). Details of the structure for fixing the head unit 6 to the base unit 42 in a swingable manner are shown in FIGS.
(Support base 40)

拡大観察装置１００の撮像系１の外観構成の一例を図１に示す。この図に示す撮像系１０１は、観察対象物Ｓを載置する載置部とヘッド部６を支持する支持台４０を備えている。支持台４０は、載置部を水平面内あるいは上下移動可能な状態に保持するステージ固定機構４４と、載置部を保持した状態でヘッド部６を傾斜させるヘッド傾斜機構４５を備えている。これらステージ固定機構４４及びヘッド傾斜機構４５は、ベース部４２に固定されている。ベース部４２は平板状として、安定的に支持台４０を自立させる。
（ステージ固定機構４４） An example of the external configuration of the imaging system 1 of the magnification observation apparatus 100 is shown in FIG. The imaging system 101 shown in this figure includes a mounting unit for mounting the observation object S and a support base 40 for supporting the head unit 6. The support base 40 includes a stage fixing mechanism 44 that holds the mounting portion in a horizontal plane or a state in which the mounting portion can be moved up and down, and a head tilt mechanism 45 that tilts the head portion 6 while holding the mounting portion. The stage fixing mechanism 44 and the head tilting mechanism 45 are fixed to the base portion 42. The base part 42 is formed in a flat plate shape, and makes the support base 40 stably stand by.
(Stage fixing mechanism 44)

ステージ固定機構４４は、載置部を水平面内（ＸＹ軸方向）及び垂直方向（Ｚ軸方向）に移動可能な一以上の移動機構を介して、載置部をベース部４２に固定している。具体的には、ここでは移動機構として、載置部をＺ軸方向に移動させるためのＺ軸方向移動機構（第一焦点調整部）、載置部をＸＹ軸方向に移動させるためのＸＹ軸移動機構、載置部をθ方向に回転させるための回転移動機構が利用できる。図１に示す例では、Ｚ軸移動機構として下ステージ昇降器１３を実現し、さらに回転移動機構として、θステージ３５上に固定された中間連結部３８でもって載置部を回転可能とし、加えてＸＹ軸移動機構として、中間連結部３８上に固定されたステージ８でもって、載置部をＸＹ軸方向に移動可能としている。
（ヘッド傾斜機構４５） The stage fixing mechanism 44 fixes the mounting unit to the base unit 42 via one or more moving mechanisms that can move the mounting unit in the horizontal plane (XY axis direction) and the vertical direction (Z axis direction). . Specifically, here, as a moving mechanism, a Z-axis direction moving mechanism (first focus adjustment unit) for moving the mounting unit in the Z-axis direction, and an XY axis for moving the mounting unit in the XY-axis direction A moving mechanism and a rotating mechanism for rotating the mounting portion in the θ direction can be used. In the example shown in FIG. 1, the lower stage elevator 13 is realized as a Z-axis moving mechanism, and the mounting portion can be rotated by an intermediate connecting portion 38 fixed on the θ stage 35 as a rotational moving mechanism. As the XY axis moving mechanism, the stage can be moved in the XY axis direction by the stage 8 fixed on the intermediate connecting portion 38.
(Head tilt mechanism 45)

揺動機構であるヘッド傾斜機構４５は、ヘッド部６を載置部に対して傾斜させるため、ベース部４２に揺動軸３７を介して揺動自在に連結された上ステージ昇降器３１と、上ステージ昇降器３１にヘッド部６を固定するための取付部材２５とを備える。上ステージ昇降器３１は、下端に揺動軸３７を設けており、揺動軸３７を中心として旋回するようにベース部４２に支持される。上ステージ昇降器３１は、ステージ８と平行な姿勢でベース部４２に設けられた揺動軸３７を中心として揺動可能である。また取付部材２５の先端には、ヘッド部６を固定する固定機構が設けられる。ここでは、固定機構はヘッド部６の外周を囲むリング状に形成されて、リング状の中心にヘッド部６を挿入して、周囲の複数の位置から止めねじで螺合されて固定される。 The head tilting mechanism 45, which is a swinging mechanism, includes an upper stage lift 31 that is swingably connected to the base part 42 via a swinging shaft 37 in order to tilt the head unit 6 with respect to the mounting unit. An attachment member 25 for fixing the head unit 6 to the upper stage elevator 31 is provided. The upper stage elevator 31 is provided with a swing shaft 37 at the lower end, and is supported by the base portion 42 so as to turn around the swing shaft 37. The upper stage elevator 31 can swing around a swing shaft 37 provided in the base portion 42 in a posture parallel to the stage 8. A fixing mechanism for fixing the head unit 6 is provided at the tip of the mounting member 25. Here, the fixing mechanism is formed in a ring shape surrounding the outer periphery of the head portion 6, and the head portion 6 is inserted into the center of the ring shape, and is fixed by being screwed with a set screw from a plurality of surrounding positions.

ベース部４２の上面には、下方に向かって末広がりとしたブロック４２ａが固定され、このブロック４２ａの上部に軸受部４２ｂを形成している。軸受部４２ｂは、離間して固定された一対のガイド部４２ｃを備えており、一対のガイド部４２ｃは側面視において凹形状に形成されている。各ガイド部４２ｃは、Ｙ軸方向に平行な軸を中心軸として形成された円形の孔部を開口している。これらの孔部には揺動軸３７がＹ軸方向に沿って嵌合されている。この例では、揺動軸３７に目盛を設けており、ヘッド部６を揺動させる角度を目盛でもって目視できるように構成している。
（物理的接続機構） On the upper surface of the base portion 42, a block 42a that is widened downward is fixed, and a bearing portion 42b is formed above the block 42a. The bearing portion 42b includes a pair of guide portions 42c that are fixed apart from each other, and the pair of guide portions 42c are formed in a concave shape in a side view. Each guide portion 42c opens a circular hole formed with an axis parallel to the Y-axis direction as a central axis. A rocking shaft 37 is fitted in these holes along the Y-axis direction. In this example, a scale is provided on the swing shaft 37 so that the angle at which the head portion 6 is swung can be seen with the scale.
(Physical connection mechanism)

また顕微鏡装置１００は、カメラ部３とレンズ部２０とを、相対的に回転不可の状態で物理的に連結すると共に、着脱自在とする物理的接続機構を備える。具体的にカメラ部１０は、レンズ部２０と物理的に接続するためのカメラ側接続面７１を備える。またレンズ部２０は、カメラ側接続面７１と物理的に接合されるレンズ側接続面７３を備える。カメラ側接続面７１の一例を図４の斜視図に、レンズ側接続面７３の一例を図５の斜視図に、それぞれ示す。これらの図に示すように、カメラ側接続面７１とレンズ側接続面７３とは、物理的接続機構、具体的には係合構造や嵌合構造によって機械的に接続される。例えば図４、図５の例では、カメラ側接続面７１の中央に、円柱状に突出させた円柱状突出部を形成し、円柱状突出部の側面の端縁側に、円弧状の鍔部を部分的に突出させている。一方レンズ側接続面７３は、円柱状突出部を挿入可能な円筒状窪みを中央に形成しており、さらに円筒状窪みの内面には、鍔部を係合させるためのスリットを形成している。スリットを部分的に切り欠くことで、円柱状突出部を円筒状窪みに挿入可能とし、さらにカメラ側接続面７１をレンズ側接続面７３とを相対的に回転させることで、鍔部をスリットに案内して係合させ、ロック状態としてカメラ部３とレンズ部２０とを連結できる。また、カメラ部３とレンズ部２０とを相対的に回転させてロック状態を解除することで、カメラ部３とレンズ部２０とを分離することも容易に行える。なお、上述した物理的接続機構でいう相対的に回転不可の状態とは、ロック状態においてカメラ部３とレンズ部２０とが連結された状態を意味し、連結又は着脱動作時にカメラ部３とレンズ部２０とを相対的に回転させてロック状態、ロック状態の解除を行う動作を意味するものでない。また、以上の係合構造は一例であって、本発明においてはカメラ部３とレンズ部２０とを着脱自在に連結する物理的接続機構として、既知の構成を適宜採用できる。
（電気的接続機構） Further, the microscope apparatus 100 includes a physical connection mechanism that physically connects the camera unit 3 and the lens unit 20 in a relatively non-rotatable state and that is detachable. Specifically, the camera unit 10 includes a camera side connection surface 71 for physically connecting to the lens unit 20. The lens unit 20 includes a lens side connection surface 73 that is physically joined to the camera side connection surface 71. An example of the camera side connection surface 71 is shown in the perspective view of FIG. 4, and an example of the lens side connection surface 73 is shown in the perspective view of FIG. As shown in these drawings, the camera side connection surface 71 and the lens side connection surface 73 are mechanically connected by a physical connection mechanism, specifically, an engagement structure or a fitting structure. For example, in the example of FIGS. 4 and 5, a columnar protrusion is formed in the center of the camera-side connection surface 71 so as to protrude in a columnar shape, and an arcuate collar is provided on the side edge of the columnar protrusion. It partially protrudes. On the other hand, the lens-side connection surface 73 has a cylindrical recess into which a columnar protrusion can be inserted at the center, and further, a slit for engaging the collar portion is formed on the inner surface of the cylindrical recess. . By partially notching the slit, the columnar protrusion can be inserted into the cylindrical depression, and the camera side connection surface 71 is rotated relative to the lens side connection surface 73, so that the collar portion becomes the slit. The camera unit 3 and the lens unit 20 can be connected in a locked state by being guided and engaged. Moreover, the camera part 3 and the lens part 20 can be easily separated by rotating the camera part 3 and the lens part 20 relatively to release the locked state. Note that the relatively non-rotatable state in the above-described physical connection mechanism means a state where the camera unit 3 and the lens unit 20 are coupled in the locked state, and the camera unit 3 and the lens are coupled or detached during the coupling operation. It does not mean an operation of releasing the locked state or the locked state by relatively rotating the unit 20. Further, the above engagement structure is an example, and in the present invention, a known configuration can be appropriately employed as a physical connection mechanism for detachably connecting the camera unit 3 and the lens unit 20.
(Electrical connection mechanism)

さらにカメラ部３とレンズ部２０とは、互いに電気的に接続するための電気的接続機構を備えている。具体的には、撮像部はカメラ側接続面７１に、このレンズ部２０と電気的に接続するためのカメラ側接続端子７２を備えている。またレンズ部２０は、同じくレンズ側接続面７３に、レンズ部２０をカメラ部３に装着した際にカメラ側接続端子７２と電気的に接続されるレンズ側接続端子７４を備えている。これらのカメラ側接続端子７２、レンズ側接続端子７４は、カメラ側接続面７１、レンズ側接続面７３にそれぞれ配置されており、カメラ側接続面７１とレンズ側接続面７３とを物理的接続機構でもって機械的に連結した状態、すなわちロック状態におけるレンズ部２０とカメラ部３との回転位置において、対応するカメラ側接続端子７２とレンズ側接続端子７４とが接触されるよう、位置や大きさ、形状が設計されている。いいかえると、物理的接続機構でもってカメラ部３とレンズ部２０とが連結されると、同時に電気的接続機構の接続も実現される。この結果、従来のように、別途ケーブル等を介してレンズ部を制御系あるいは撮像系と電気的に接続する必要がない。これにより、特に頻繁にレンズ交換を行うような観察においては、レンズ交換時の作業を簡略化できる利点が得られる。またケーブルの本数を減らして、取り回しの点でも有利となる。 Furthermore, the camera unit 3 and the lens unit 20 are provided with an electrical connection mechanism for electrical connection with each other. Specifically, the imaging unit includes a camera-side connection terminal 72 for electrically connecting to the lens unit 20 on the camera-side connection surface 71. Similarly, the lens unit 20 includes a lens-side connection terminal 74 that is electrically connected to the camera-side connection terminal 72 when the lens unit 20 is attached to the camera unit 3 on the lens-side connection surface 73. The camera side connection terminal 72 and the lens side connection terminal 74 are disposed on the camera side connection surface 71 and the lens side connection surface 73, respectively. The physical connection mechanism connects the camera side connection surface 71 and the lens side connection surface 73 to each other. Therefore, in the mechanically connected state, that is, in the rotation position of the lens unit 20 and the camera unit 3 in the locked state, the position and size of the corresponding camera side connection terminal 72 and lens side connection terminal 74 are brought into contact with each other. The shape is designed. In other words, when the camera unit 3 and the lens unit 20 are connected by a physical connection mechanism, the connection of the electrical connection mechanism is realized at the same time. As a result, unlike the prior art, it is not necessary to electrically connect the lens unit to the control system or the imaging system via a separate cable or the like. As a result, an advantage of simplifying the operation at the time of lens replacement can be obtained particularly in observation in which the lens is frequently replaced. Also, the number of cables is reduced, which is advantageous in terms of handling.

なお図４、図５の例では、カメラ側接続端子７２、レンズ側接続端子７４は、それぞれカメラ側接続面７１、レンズ側接続面７３の円周部分に設けられている。このような配置によって、ヘッド部４とカメラ部３との連結の際に端子が他の端子などと接触して表面を擦られるため、表面のごみや異物を削ぎ落として接触抵抗の増大を回避できる。ただし、端子の配置構造はこの例に限定されるものでない。また図４、図５の例では、カメラ側接続端子７２、レンズ側接続端子７４はそれぞれ７個の端子を備えているが、端子の数はこれに限定されない。 4 and 5, the camera side connection terminal 72 and the lens side connection terminal 74 are provided on the circumferential portions of the camera side connection surface 71 and the lens side connection surface 73, respectively. With such an arrangement, when the head unit 4 and the camera unit 3 are connected, the terminal comes into contact with other terminals and the surface is rubbed, so that dust and foreign matters on the surface are scraped off to avoid an increase in contact resistance. it can. However, the terminal arrangement structure is not limited to this example. 4 and 5, the camera side connection terminal 72 and the lens side connection terminal 74 are each provided with seven terminals, but the number of terminals is not limited to this.

さらにカメラ部３は、複数の異なる仕様のレンズ部２０を交換式に装着可能としている。また各レンズ部２０は、それぞれのレンズ部２０の種別を示すレンズ種別情報を保持しており、レンズ側接続端子７４を介してレンズ種別情報を送出できる。すなわち物理的接続機構によって、カメラ部３にレンズ部２０を物理的に装着することで、同時に電気的接続機構による電気的接続も図られる。この結果、本体部５は現在装着されているレンズ部２０の種別を、ケーブルレスで取得できるので、現在接続されているレンズ部の種別に応じた適切な動作制御を図ることが可能となる。
（レンズ種別情報） Furthermore, the camera unit 3 can mount a plurality of lens units 20 having different specifications interchangeably. Each lens unit 20 holds lens type information indicating the type of each lens unit 20, and can transmit the lens type information via the lens side connection terminal 74. That is, by physically attaching the lens unit 20 to the camera unit 3 by the physical connection mechanism, electrical connection by the electrical connection mechanism can be achieved at the same time. As a result, the main body unit 5 can acquire the type of the lens unit 20 that is currently mounted without a cable, so that it is possible to perform appropriate operation control according to the type of the lens unit that is currently connected.
(Lens type information)

レンズ種別情報には、レンズの型式、焦点距離の位置、レンズの筒体の長さ等の情報が含まれる。上述の通り、撮像系１０１と制御系１０２とはケーブル部３を介して接続されているので、制御系１０２で現在装着されているレンズの種別を判別することで、適切な制御を行える。例えば、レンズ部２０の物理的な長さを把握することで、レンズ部２０をＺ上ステージで降下させる際に、観察対象物Ｓや載置部に接触しないように降下できる下限移動距離を把握して、これよりも降下しないように制限をかけることができる。 The lens type information includes information such as the lens type, the position of the focal length, and the length of the lens barrel. As described above, since the imaging system 101 and the control system 102 are connected via the cable unit 3, appropriate control can be performed by determining the type of the lens currently mounted by the control system 102. For example, by grasping the physical length of the lens unit 20, when the lens unit 20 is lowered on the Z-stage, the lower limit moving distance that can be lowered without touching the observation object S or the placement unit is grasped. Thus, it is possible to limit so as not to descend more than this.

またレンズ種別情報として、レンズ部の情報を直接記録する他、レンズ部の識別情報、例えば型式のみを記録させ、一方型式と対応するレンズ部の詳細情報は、予め本体部５のメモリ部１４等に、型式と関連付けられたルックアップテーブルとして記憶しておくこともできる。これにより、本体部５はカメラ部３を通じてレンズ識別情報である型式を取得すると、この型式と対応する詳細情報を、メモリ部１４を参照して取得し、取得された情報に基づいてレンズ部２０に合致した制御を行うことが可能となる。この方法であれば、レンズ部側に保持すべき情報量を少なくしつつ、必要な情報を本体部５側で把握することが可能となる。 In addition to directly recording lens part information as lens type information, only lens part identification information, for example, a model type, is recorded, and detailed information of the lens part corresponding to one type is stored in advance in the memory part 14 of the main body part 5 or the like. In addition, it can be stored as a lookup table associated with the model. As a result, when the main body unit 5 acquires the model that is the lens identification information through the camera unit 3, the main unit 5 acquires detailed information corresponding to the model with reference to the memory unit 14, and the lens unit 20 based on the acquired information. It is possible to perform control that matches the above. With this method, it is possible to grasp necessary information on the main body unit 5 side while reducing the amount of information to be held on the lens unit side.

顕微鏡装置においては、カメラ部を載置部に対して光軸回りに回転させたいことがある。例えば観察対象物を載置部上で移動させる際には、表示手段の画面上で表示される画像の、上下左右の移動方向が、実際の観察対象物の上下左右の移動方向と感覚的に一致させることが望まれる。また、レンズ部を載置部の上部で傾斜させて観察する傾斜観察においては、傾斜方向を表示手段の左右方向とするよりも、上下方向とした方が感覚的に画像の変化を把握し易いことが多い。このような観察を実現するためには、物理的にカメラ部を載置部に対して回転させる必要がある。 In the microscope apparatus, there is a case where it is desired to rotate the camera unit around the optical axis with respect to the mounting unit. For example, when the observation object is moved on the placement unit, the up / down / left / right movement direction of the image displayed on the screen of the display means is sensibly similar to the up / down / left / right movement direction of the actual observation object. It is desirable to match. Also, in the tilt observation in which the lens unit is tilted at the upper part of the mounting unit, it is easier to grasp the change of the image sensuously when the tilt direction is set to the vertical direction than to the horizontal direction of the display means. There are many cases. In order to realize such observation, it is necessary to physically rotate the camera unit with respect to the mounting unit.

しかしながら、カメラ部の先端に装着されたレンズ部については、必ずしも回転させる必要がない。寧ろ、レンズ部は特に高倍率するにつれて大型化する傾向にあることから、重量も重くなり、レンズ部の保持にはそれなりの機械強度が要求される。このため、十分な剛性を維持しつつレンズ部を回転式としようとすれば、ユーザにおいては重くて大きいレンズ部を回転させる作業が面倒になる上、構成が複雑化してコストも高くなるという問題があった。また、レンズ部はカメラ部から載置部側に突出する姿勢で固定されているため、レンズ部が観察対象物に接触しないように留意する必要もあり、この点においてもレンズ部を回転させる構成は不便となる。 However, it is not always necessary to rotate the lens unit attached to the tip of the camera unit. On the contrary, since the lens part tends to increase in size especially as the magnification is increased, the lens part becomes heavier and a certain mechanical strength is required for holding the lens part. For this reason, if the lens unit is made to be rotatable while maintaining sufficient rigidity, the task of rotating the heavy and large lens unit becomes cumbersome for the user, and the configuration becomes complicated and the cost increases. was there. In addition, since the lens unit is fixed in a posture that protrudes from the camera unit to the mounting unit side, it is necessary to take care that the lens unit does not come into contact with the object to be observed. Is inconvenient.

そこで、レンズ部を支持台に固定する一方で、カメラ部をレンズ部に対して相対的に光軸回りで回転可能とさせる構成が考えられる。しかしながらこの場合は、カメラ部とレンズ部との着脱構造が複雑になるという問題があった。すなわち、一般にカメラ部よりも重厚長大になる傾向にあるレンズ部を、カメラ部の先端から外れないように固定しつつも、必要なときには着脱自在とする機械構造とし、さらに一方ではレンズ部とカメラ部との回転をも許容するような構成とすることは、容易でない。特に、接続部分の剛性と信頼性を高めようとすればするほど、着脱が困難乃至面倒となるため、観察用途や目的に応じて頻繁にレンズ部を交換したいような場面では、レンズ交換作業が極めて煩雑になりかねないというる懸念もあった。 Therefore, a configuration is conceivable in which the lens unit is fixed to the support base, while the camera unit is rotatable around the optical axis relative to the lens unit. However, in this case, there is a problem that the structure for attaching and detaching the camera unit and the lens unit becomes complicated. In other words, the lens part, which tends to be heavier than the camera part in general, has a mechanical structure that can be attached and detached when necessary while fixing it so that it does not come off the tip of the camera part. It is not easy to have a configuration that allows rotation with the part. In particular, as the rigidity and reliability of the connection part is increased, the attachment / detachment becomes more difficult or troublesome. There was also a concern that it could be very cumbersome.

そこで本実施例においては、レンズ部２０とカメラ部３との接続部分と、カメラ部３を相対的に回転させる部位とを分離することで、レンズ部２０とカメラ部３の着脱構造及びカメラ部３を光軸回りに相対的に回転させる構造を簡素化することに成功したものである。具体的には、図６に示すように、レンズ部２０にマウント部２６を設け、マウント部２６を介してカメラ部３とレンズ部２０とを着脱式に接続する一方、マウント部２６とレンズ本体２７との間は回転自在としている。
（マウント部２２） Therefore, in the present embodiment, the connecting portion between the lens unit 20 and the camera unit 3 and the part that relatively rotates the camera unit 3 are separated, so that the detachable structure of the lens unit 20 and the camera unit 3 and the camera unit are separated. It succeeded in simplifying the structure which rotates 3 relatively to the surroundings of an optical axis. Specifically, as shown in FIG. 6, the lens unit 20 is provided with a mount unit 26, and the camera unit 3 and the lens unit 20 are detachably connected via the mount unit 26, while the mount unit 26 and the lens body are connected. 27 is rotatable.
(Mount 22)

図６に示すレンズ部２０は、複数の光学レンズで構成されたレンズ本体２７と、このレンズ本体２７の端面に装着され、レンズ側接続面７３を構成するマウント部２６とで構成される。またマウント部２６は、カメラ部１０と接続するためのマウント側カメラ接続面３４ａと、その裏面側でレンズ本体２７と接続するためのマウント側レンズ接続面３４ｂとを備える。マウント側カメラ接続面３４ａは、レンズ側接続端子７４を備えるレンズ側接続面７３としている。よってマウント側カメラ接続面３４ａは、カメラ部３のカメラ側接続面７１と着脱自在に連結する物理的連結機構を設けている。このような物理的連結機構としては、上述した図５等と同様の構成が利用できる。いいかえると、物理的連結機構ではカメラ部３とレンズ部２０との光軸回りの回転は許容されず、所定の回転位置すなわち回転角度で固定される状態となる。
（回転機構） The lens unit 20 shown in FIG. 6 includes a lens body 27 composed of a plurality of optical lenses, and a mount unit 26 that is attached to the end surface of the lens body 27 and forms the lens-side connection surface 73. The mount unit 26 includes a mount-side camera connection surface 34 a for connecting to the camera unit 10 and a mount-side lens connection surface 34 b for connecting to the lens body 27 on the back surface side. The mount-side camera connection surface 34 a is a lens-side connection surface 73 including a lens-side connection terminal 74. Therefore, the mount-side camera connection surface 34 a is provided with a physical connection mechanism that is detachably connected to the camera-side connection surface 71 of the camera unit 3. As such a physical coupling mechanism, the same configuration as in FIG. In other words, in the physical coupling mechanism, the camera unit 3 and the lens unit 20 are not allowed to rotate around the optical axis, and are fixed at a predetermined rotation position, that is, a rotation angle.
(Rotating mechanism)

これに対してマウント側レンズ接続面３４ｂは、レンズ本体２７との接続面でカメラ部３の光軸回りに回転自在に連結されている。このためマウント側レンズ接続面３４ｂとレンズ本体２７との接続面は、回転機構を備えている。回転機構として、図６の例では、マウント部２６の中心から突出されたマウント円柱部を、レンズ本体２７の端縁に形成された筒状体に挿入し、さらに筒状体の側面に開口されたねじ穴に螺合された止めネジの進行でもって、筒状体とマウント円柱部とを連結する。止めネジを緩めると、レンズ本体２７とマウント部２６とを相対的に回転させることができ、所定の回転位置でもって止めネジを締結することで、この回転角度にて固定できる。なお回転機構の例は、この構成に限られず、カメラ部の光軸回りにレンズ部２０を回転自在として任意の角度で保持可能な既知の構成が適宜採用できる。 On the other hand, the mount side lens connection surface 34 b is connected to the lens body 27 so as to be rotatable around the optical axis of the camera unit 3. For this reason, the connection surface between the mount side lens connection surface 34b and the lens body 27 is provided with a rotation mechanism. As the rotation mechanism, in the example of FIG. 6, the mount column portion protruding from the center of the mount portion 26 is inserted into a cylindrical body formed on the edge of the lens body 27 and further opened on the side surface of the cylindrical body. The cylindrical body and the mount column portion are connected by the advance of the set screw screwed into the screw hole. When the set screw is loosened, the lens body 27 and the mount portion 26 can be rotated relative to each other, and can be fixed at this rotational angle by fastening the set screw at a predetermined rotational position. Note that the example of the rotation mechanism is not limited to this configuration, and a known configuration that can hold the lens unit 20 around the optical axis of the camera unit and can hold the lens unit 20 at an arbitrary angle can be appropriately employed.

なお図６の例では、説明の都合上マウント部２６とレンズ本体２７とを分離しているが、実際にはマウント部２６とレンズ本体２７とは分離できず、光軸回りに回転自在に連結している。 In the example of FIG. 6, the mount portion 26 and the lens body 27 are separated for convenience of explanation. However, in practice, the mount portion 26 and the lens body 27 cannot be separated and are connected to be rotatable around the optical axis. doing.

また変形例として、マウント部をヘッド傾斜機構に固定することもできる。ヘッド傾斜機構は載置部と物理的に接続されているため、マウント部が載置部に対して位置が固定されることとなって、マウント部に装着されたレンズ部も載置部に対して位置が固定される。この結果、レンズ部を可動式とする構成に比べ、レンズ部が観察対象物に接触する事態を回避できる。 As a modification, the mount portion can be fixed to the head tilt mechanism. Since the head tilting mechanism is physically connected to the mounting unit, the position of the mount unit is fixed with respect to the mounting unit, and the lens unit mounted on the mounting unit is also connected to the mounting unit. Position is fixed. As a result, it is possible to avoid a situation in which the lens unit comes into contact with the observation object as compared with a configuration in which the lens unit is movable.

このようにして、カメラ部３とマウント部２６との接続面は着脱構成とし、マウント部２６とレンズ本体２７との接続面は回転自在とすることで、カメラ部３を載置部に対して光軸回りに回転させることを許容しつつも、カメラ部３は所定の姿勢で保持させることができ、拡大観察の自由度を高めることができる。 In this way, the connection surface between the camera unit 3 and the mount unit 26 is configured to be detachable, and the connection surface between the mount unit 26 and the lens body 27 is rotatable so that the camera unit 3 can be moved with respect to the mounting unit. While allowing rotation around the optical axis, the camera unit 3 can be held in a predetermined posture, and the degree of freedom of magnification observation can be increased.

以上のマウント部２６によって、カメラ部３を載置部に対して、カメラ部３の光軸回りにおいて任意の回転角度で保持することができる。この結果、レンズ部２０の光軸回りの姿勢すなわち回転角度によらず、カメラ部３を任意の姿勢すなわち回転角度に調整できるので、載置部の移動やカメラ部３の姿勢などに応じて観察に適した相対角度に調整することが可能となる。 With the mount unit 26 described above, the camera unit 3 can be held with respect to the mounting unit at an arbitrary rotation angle around the optical axis of the camera unit 3. As a result, the camera unit 3 can be adjusted to an arbitrary posture, that is, a rotation angle regardless of the posture of the lens unit 20 around the optical axis, that is, the rotation angle. It is possible to adjust to a relative angle suitable for.

またこの構成であれば、レンズ部２０を移動させることなく保持させたままカメラ部３を回転できる。このため、レンズ部２０の移動によって対物レンズが観察対象物Ｓや載置部と接触する事態を回避しやすくできる。例えば、ヘッド部６をヘッド傾斜機構４５に装着して、揺動軸３７を中心に揺動可能とした顕微鏡装置１００においては、ヘッド部６を揺動させた状態で観察対象物Ｓに接触しないように留意する必要があるところ、少なくともレンズ部２０を光軸回りに回転させなくても済む構成とすることで、無用な可動を排除して接触事故を回避できる。 With this configuration, the camera unit 3 can be rotated while the lens unit 20 is held without being moved. For this reason, it is easy to avoid a situation in which the objective lens comes into contact with the observation object S or the placement unit due to the movement of the lens unit 20. For example, in the microscope apparatus 100 in which the head unit 6 is mounted on the head tilt mechanism 45 and can swing about the swing shaft 37, the head unit 6 does not contact the observation object S in a state of swinging. It is necessary to pay attention to the above, and at least the lens unit 20 does not need to be rotated around the optical axis, so that unnecessary movement can be eliminated and a contact accident can be avoided.

各レンズ部２０は、さらにアタッチメントの情報を示すアタッチメント情報を保持しており、アタッチメントの装着の有無およびアタッチメントを装着している場合には装着しているアタッチメント情報を本体部５に送出できる。アタッチメント情報には、アタッチメントの型式、アタッチメントの筒体の長さ、筒体の外径等の情報が含まれる。後に詳述するが、本体部５は現在接続されているアタッチメントに応じた適切な動作制御を図ることが可能となる。
（平面観察） Each lens unit 20 further holds attachment information indicating attachment information, and can send the attachment information on whether or not the attachment is attached and the attached attachment information to the main body unit 5 when the attachment is attached. The attachment information includes information such as the attachment type, the length of the attachment cylinder, and the outer diameter of the cylinder. As will be described in detail later, the main body 5 can perform appropriate operation control according to the currently connected attachment.
(Planar observation)

たとえば使用者が不図示の初期化ボタンを押すと、本体部５がモータ制御回路２８に対してステッピングモータ２９の制御データを入力し、下ステージ昇降器１３が駆動されて、ステージ８が最下位置に移動する。このときの状態を図８に示す。 For example, when the user presses an initialization button (not shown), the main body 5 inputs control data of the stepping motor 29 to the motor control circuit 28, the lower stage elevator 13 is driven, and the stage 8 is at the bottom. Move to position. The state at this time is shown in FIG.

本体部５は、レンズ部２０の種別情報等に基づいた制御データをモータ制御回路３２に入力し、上ステージ昇降器３１は、撮像素子１２を有するヘッド部６の高さｚ（ｚ方向の位置）を昇降させる。本体部５は、ステージ８に観察対象物Ｓが載置され、観察対象面の高さが揺動軸３７の高さに合致していると仮定したならば、カメラ部３のピントが観察対象面に合致する高さｚにヘッド部６を保持する。このときの状態を図９に示す。 The main body unit 5 inputs control data based on the type information of the lens unit 20 to the motor control circuit 32, and the upper stage elevator 31 has a height z (position in the z direction) of the head unit 6 having the image sensor 12. ). If it is assumed that the observation target S is placed on the stage 8 and the height of the observation target surface matches the height of the swing shaft 37, the main body 5 is focused on the camera unit 3. The head unit 6 is held at a height z that matches the surface. The state at this time is shown in FIG.

なお、ヘッド部６の高さｚ（ｚ方向の位置）の制御に必要なレンズ部２０の種別情報等が本体部５に記憶されていない場合には、本体部５はヘッド部６を所定の最上位置に移動させ、最上位置に移動したヘッド部６を最上位置から下降させる。本体部５は、ステージ８に観察対象物Ｓが載置され、観察対象面の高さが揺動軸３７の高さに合致していると仮定したならば、カメラ部３のピントが観察対象面に合致する高さｚにヘッド部６を保持する。 When the type information of the lens unit 20 necessary for controlling the height z (position in the z direction) of the head unit 6 is not stored in the main body unit 5, the main body unit 5 moves the head unit 6 to a predetermined value. The head unit 6 moved to the uppermost position is moved down from the uppermost position. If it is assumed that the observation target S is placed on the stage 8 and the height of the observation target surface matches the height of the swing shaft 37, the main body 5 is focused on the camera unit 3. The head unit 6 is held at a height z that matches the surface.

次に、使用者は最下位置に位置したステージ８の上面に観察対象物Ｓを載置する。このときの状態を図１０に示す。ステージ８は最下位置に位置しているので、観察対象物Ｓがステージ８に載置されるときに、観察対象物Ｓが、撮像素子１２を有するヘッド部６に接触することを防止することができる。 Next, the user places the observation object S on the upper surface of the stage 8 positioned at the lowest position. The state at this time is shown in FIG. Since the stage 8 is located at the lowest position, when the observation object S is placed on the stage 8, the observation object S is prevented from coming into contact with the head unit 6 having the image sensor 12. Can do.

本体部５は、ステージ８に載置された観察対象物Ｓの観察対象面にカメラ部３のピントが合致するように、載置部である、ステージ８とθステージ３５とをＺ軸に沿って上昇させ、観察対象物Ｓの観察対象面を揺動軸３７に合致させる。このときの状態を図１１に示す。観察対象面がカメラ部３の光軸上に位置していない場合には、本体部５は、ステージ８をＸ軸方向および／又はＹ軸方向に移動させて観察対象面をカメラ部３の光軸上に位置させた後に、ステージ８とθステージ３５とをＺ軸に沿って上昇させて、観察対象物Ｓの観察対象面を揺動軸３７に合致させる。使用者は、表示手段４を用いて、揺動軸３７と合致している観察対象物Ｓの観察対象面を平面観察することができる。使用者は、また本体部５がθステージ３５を駆動して、観察対象面を回転させた状態で平面観察することもできる。
（傾斜観察） The main body unit 5 moves the stage 8 and the θ stage 35, which are mounting units, along the Z axis so that the focus of the camera unit 3 matches the observation target surface of the observation target S mounted on the stage 8. The observation object surface of the observation object S is aligned with the swing shaft 37. The state at this time is shown in FIG. When the observation target surface is not located on the optical axis of the camera unit 3, the main body unit 5 moves the stage 8 in the X-axis direction and / or the Y-axis direction so as to move the observation target surface to the light of the camera unit 3. After being positioned on the axis, the stage 8 and the θ stage 35 are raised along the Z axis so that the observation target surface of the observation target S matches the swinging axis 37. The user can use the display unit 4 to perform planar observation of the observation target surface of the observation target S that coincides with the swing axis 37. The user can also perform planar observation with the main body 5 driving the θ stage 35 and rotating the observation target surface.
(Tilt observation)

ヘッド部６を揺動させた傾斜観察を行う場合は、使用者は、揺動軸３７を中心として、上ステージ昇降器３１を手動で揺動させて、ヘッド部６を傾斜させた状態で観察対象面を傾斜観察することができる（図１１を参照のこと。）。このとき、このヘッド部６を傾斜させた状態で、カメラ部３のピントが観察対象面に合致しており、平面観察時に表示手段４に表示されていた観察対象面が、表示手段４の画面上で移動することなく、平面観察時に表示されていた位置にそのまま表示された状態での観察であるユーセントリック観察を行うことができる。 When performing tilt observation with the head portion 6 being swung, the user manually swivels the upper stage elevator 31 around the swing shaft 37 to observe the head portion 6 in a tilted state. The target surface can be tilted (see FIG. 11). At this time, with the head unit 6 tilted, the focus of the camera unit 3 matches the observation target surface, and the observation target surface displayed on the display unit 4 during the planar observation is the screen of the display unit 4. Without moving up, it is possible to perform eucentric observation, which is observation in a state where it is displayed as it is at the position displayed during planar observation.

平面観察しているとき、ステージ８を水平方向に移動して、ステージ８に載置している新たな部位を観察したい場合がある。このような場合には、本体部５は、ステージ８をＸ軸方向および／又はＹ軸方向に移動させて新たな部位の観察対象面を揺動軸３７上に位置させる。このときの状態を図１２に示す。本体部５は、ステージ８を再び最下位置に移動させた後、観察対象面にカメラ部３のピントが合致するように、載置部（ステージ８およびθステージ３５）をＺ軸に沿って移動させて、観察対象面を揺動軸３７上に合致させる。このときの状態を図１３に示す。使用者は、この状態で、表示手段４などを用いて観察対象面を平面観察することができる。 When performing planar observation, it may be desired to move the stage 8 in the horizontal direction and observe a new part placed on the stage 8. In such a case, the main body 5 moves the stage 8 in the X-axis direction and / or the Y-axis direction so that the observation target surface of a new part is positioned on the swing shaft 37. The state at this time is shown in FIG. After moving the stage 8 to the lowest position again, the main body unit 5 moves the mounting unit (the stage 8 and the θ stage 35) along the Z axis so that the focus of the camera unit 3 matches the observation target surface. By moving, the surface to be observed is matched with the rocking shaft 37. The state at this time is shown in FIG. In this state, the user can perform planar observation of the observation target surface using the display unit 4 or the like.

この場合に、観察対象面に関する焦点距離情報がメモリ部１４に記憶されている場合には、制御手段１９はメモリ部１４に記憶されている焦点距離情報に基づいて観察対象物Ｓの光軸方向における高さを演算して、観察対象面を前記揺動軸３７上に合致させることができる。この場合にはステージ８を最下位置に移動させる工程を省くことができ、観察対象面を迅速に撮像することができる。 In this case, when the focal length information regarding the observation target surface is stored in the memory unit 14, the control unit 19 performs the optical axis direction of the observation target S based on the focal length information stored in the memory unit 14. By calculating the height at, the observation target surface can be matched with the rocking shaft 37. In this case, the step of moving the stage 8 to the lowest position can be omitted, and the observation target surface can be quickly imaged.

なお、上ステージ昇降器３１は、本体部５とモータ制御回路３２とステッピングモータ３３とによって、載置部であるステージ８とθステージとを電動で移動可能に支持しているが、これに限定されるものではない。上ステージ昇降器１３に設置されたツマミを使用者が回して、ステージ８とθステージとを手動で移動させるものでも良い。
（加速度センサ４１，４３） The upper stage elevator 31 supports the stage 8 and the θ stage, which are mounting parts, by the main body 5, the motor control circuit 32, and the stepping motor 33 so as to be electrically movable. However, the upper stage elevator 31 is not limited thereto. Is not to be done. A user may turn the knob installed on the upper stage elevator 13 to manually move the stage 8 and the θ stage.
(Acceleration sensors 41 and 43)

取付部材２５には第一加速度センサ４１が設置されている。第一加速度センサ４１は、拡大観察装置１００の重力加速度に対するカメラ部３の光軸１０の傾斜角度である第一傾斜角度を検出する。ベース４２には第二加速度センサ４３が設置されている。第二加速度センサ４３は、重力加速度に対する載置部（ステージ８，θステージ３５）の回転中心軸４８の傾斜角度である第二傾斜角度を検出する。第一加速度センサ４１と第二加速度センサ４３とは角度検出手段である。 A first acceleration sensor 41 is installed on the attachment member 25. The first acceleration sensor 41 detects a first inclination angle that is an inclination angle of the optical axis 10 of the camera unit 3 with respect to the gravitational acceleration of the magnification observation apparatus 100. A second acceleration sensor 43 is installed on the base 42. The second acceleration sensor 43 detects a second inclination angle that is an inclination angle of the rotation center axis 48 of the mounting portion (stage 8, θ stage 35) with respect to gravitational acceleration. The first acceleration sensor 41 and the second acceleration sensor 43 are angle detection means.

ここで第一傾斜角度と第二傾斜角度とに基づいて載置部に対するカメラ部３の光軸１０の傾斜角度である第三傾斜角度（チルト角度）を算出する方法について図１４と図１５とを用いて説明する。なお、第一加速度センサ４１と第二加速度センサ４３として３次元の加速度センサが用いられているが、簡単のために２次元で説明する。 Here, a method of calculating a third tilt angle (tilt angle), which is the tilt angle of the optical axis 10 of the camera unit 3 with respect to the mounting unit, based on the first tilt angle and the second tilt angle is shown in FIGS. Will be described. Note that although a three-dimensional acceleration sensor is used as the first acceleration sensor 41 and the second acceleration sensor 43, a two-dimensional description will be given for simplicity.

第一加速度センサ４１は、重力加速度を、カメラ部３の光軸１０方向と、カメラ部３の光軸１０方向と直交する方向に分解して、カメラ部３の光軸１０方向の値と、カメラ部３の光軸１０方向と直交する方向の値とを検出する。一方で、載置部（ステージ８，θステージ３５）は回転中心軸４８を中心として回転するが、第二加速度センサ４３は、重力加速度を、載置部の回転中心軸４８方向と、載置部の回転中心軸４８方向と直交する方向とに分解して、載置部の回転中心軸４８方向の値と、載置部の回転中心軸４８と直交する方向の値とを検出する。 The first acceleration sensor 41 decomposes the gravitational acceleration into the direction of the optical axis 10 of the camera unit 3 and the direction orthogonal to the direction of the optical axis 10 of the camera unit 3, A value in a direction orthogonal to the direction of the optical axis 10 of the camera unit 3 is detected. On the other hand, the placement unit (stage 8, θ stage 35) rotates about the rotation center axis 48, but the second acceleration sensor 43 places the gravitational acceleration in the direction of the rotation center axis 48 of the placement unit. The value is divided into a direction orthogonal to the direction of the rotation center axis 48 of the part, and a value in the direction of the rotation center axis 48 of the placement part and a value in a direction perpendicular to the rotation center axis 48 of the placement part are detected.

図１４においては、載置部の回転中心軸４８が鉛直線方向に向いており、カメラ部３の光軸１０が鉛直線方向に対して傾いている場合を示す。第一加速度センサ４１は、重力加速度のカメラ部３の光軸１０方向の値であるＹ１と、重力加速度のカメラ部の光軸１０方向と直交する方向の値であるＸ１とを検出する。一方で第二加速度センサ４３は、重力加速度の載置部の回転中心軸４８方向の値であるＹ２として重力加速度の値を検出し、載置部の回転中心軸４８と直交する方向の値として０を検出する。 FIG. 14 shows a case where the rotation center axis 48 of the placement unit is oriented in the vertical direction and the optical axis 10 of the camera unit 3 is tilted with respect to the vertical direction. The first acceleration sensor 41 detects Y1 which is a value of gravity acceleration in the direction of the optical axis 10 of the camera unit 3 and X1 which is a value of gravity acceleration in a direction orthogonal to the direction of the optical axis 10 of the camera unit. On the other hand, the second acceleration sensor 43 detects the value of the gravitational acceleration as Y2 which is the value of the gravitational acceleration in the direction of the rotation center axis 48 of the placement unit, and the value in the direction orthogonal to the rotation center axis 48 of the placement unit. 0 is detected.

演算手段２４は、第一加速度センサ４１が検出したＹ１とＸ１とによって、重力加速度に対するカメラ部３の光軸１０方向の傾斜角度θ１を算出し、第二加速度センサ４３が検出したＹ２（重力加速度の値）とＸ２（Ｘ２＝０）とによって、鉛直線方向に対する載置部の回転中心軸４８方向の傾斜角度θ２（θ２＝０）を算出する。演算手段２４は、さらにθ１とθ２とによって、第三傾斜角度θ１２（＝θ１＋θ２）を算出する。 The calculation means 24 calculates the tilt angle θ1 in the direction of the optical axis 10 of the camera unit 3 with respect to the gravitational acceleration based on Y1 and X1 detected by the first acceleration sensor 41, and Y2 (gravity acceleration detected by the second acceleration sensor 43). ) And X2 (X2 = 0), an inclination angle θ2 (θ2 = 0) in the direction of the rotation center axis 48 of the mounting portion with respect to the vertical direction is calculated. The calculating means 24 further calculates the third tilt angle θ12 (= θ1 + θ2) from θ1 and θ2.

図１５は図１４の状態から拡大観察装置全体を傾斜させ、載置部の回転中心軸４８とカメラ部３の光軸１０とがともに鉛直線方向に対して傾いている場合を示す。この場合には、第一加速度センサ４１は、重力加速度のカメラ部３の光軸１０方向の値であるＹ３と、重力加速度のカメラ部３の光軸１０方向と直交する方向の値であるＸ３とを検出する。一方で第二加速度センサ４３は、重力加速度の載置部の回転中心軸４８方向の値であるＹ４と、重力加速度の載置部の回転中心軸４８方向と直交する方向の値であるＸ４とを検出する。 FIG. 15 shows a case where the entire magnifying observation apparatus is tilted from the state of FIG. 14, and the rotation center axis 48 of the mounting unit and the optical axis 10 of the camera unit 3 are both tilted with respect to the vertical line direction. In this case, the first acceleration sensor 41 is Y3 which is a value of gravity acceleration in the direction of the optical axis 10 of the camera unit 3 and X3 which is a value of gravity acceleration in a direction orthogonal to the direction of the optical axis 10 of the camera unit 3. And detect. On the other hand, the second acceleration sensor 43 is Y4 which is a value in the direction of the rotation center axis 48 of the placement unit of gravity acceleration, and X4 which is a value in a direction orthogonal to the direction of the rotation center axis 48 of the placement unit of gravity acceleration. Is detected.

演算手段２４は、第一加速度センサ４１が検出したＹ３とＸ３とによって、カメラ部３の光軸１０方向の傾斜角度θ３を算出し、第二加速度センサ４３が検出したＹ４とＸ４とによって、鉛直線方向に対する載置部の回転中心軸４８方向の傾斜角度θ４を算出する。演算手段２４は、さらにθ３とθ４とによって、第三傾斜角度θ３４（θ３４＝θ３＋θ４）を算出する。角度検出手段は、第一加速度センサ４１と第二加速度センサ４３と演算手段２４とを備えている。表示手段４は、図１Ｂに示すように演算手段２４が算出した第三傾斜角度（θ１２，θ３４）を表示手段４に設けたチルト角度表示部５０に表示することができる。 The calculation means 24 calculates the tilt angle θ3 in the direction of the optical axis 10 of the camera unit 3 from Y3 and X3 detected by the first acceleration sensor 41, and calculates the vertical angle by Y4 and X4 detected by the second acceleration sensor 43. An inclination angle θ4 in the direction of the rotation center axis 48 of the mounting portion with respect to the linear direction is calculated. The calculating means 24 further calculates a third inclination angle θ34 (θ34 = θ3 + θ4) from θ3 and θ4. The angle detection means includes a first acceleration sensor 41, a second acceleration sensor 43, and a calculation means 24. The display means 4 can display the third tilt angles (θ12, θ34) calculated by the calculation means 24 on the tilt angle display section 50 provided in the display means 4 as shown in FIG. 1B.

なお、第一加速度センサ４１を設置する場所は取付手段２５に限定されるものではなく、カメラ部３や上ステージ昇降部３１に設置することもできる。同様に第二加速度センサ４３を設置する場所も載置部に限定されるものではなく、下ステージ昇降部１３またはベース部４２に設置することもできる。さらに上述した例では、第一加速度センサ４１と第二加速度センサ４３との２つの加速度センサを使用しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、３つ以上の加速度センサを使用することもできる。 In addition, the place where the first acceleration sensor 41 is installed is not limited to the attachment means 25, and can be installed in the camera unit 3 or the upper stage elevating unit 31. Similarly, the place where the second acceleration sensor 43 is installed is not limited to the placement unit, and can be installed on the lower stage elevating unit 13 or the base unit 42. Further, in the example described above, two acceleration sensors, the first acceleration sensor 41 and the second acceleration sensor 43, are used, but the present invention is not limited to this, and three or more acceleration sensors are used. You can also

第一加速度センサ４１はカメラ部３に設置され、第二加速度センサ４３はベース部４２に設置されるので、上ステージ昇降部３１を支持する揺動軸３７にエンコーダなどの角度検知センサを設置した場合のように、機器が複雑になり大型化し、あるいは耐振性、耐久性を損なうことはない。また、第一加速度センサ４１に加えて第二加速度センサ４３を設置して、重力加速度に対する載置部の傾斜角度を検出しているので、拡大観察装置１００が傾斜した状態で設置された場合でも、載置部に対するカメラ部３の観察角度である第三傾斜角度を算出して表示手段４に表示することができる。このように、拡大観察装置１００が設置された傾斜角度に関わらずチルト角度を正確に再現することができる。
（回転角度センサ） Since the first acceleration sensor 41 is installed in the camera unit 3 and the second acceleration sensor 43 is installed in the base unit 42, an angle detection sensor such as an encoder is installed on the swing shaft 37 that supports the upper stage elevating unit 31. As in the case, the equipment becomes complicated and does not increase in size, or vibration resistance and durability are not impaired. Moreover, since the 2nd acceleration sensor 43 is installed in addition to the 1st acceleration sensor 41, and the inclination angle of the mounting part with respect to gravitational acceleration is detected, even when the magnification observation apparatus 100 is installed in an inclined state. The third tilt angle, which is the observation angle of the camera unit 3 with respect to the mounting unit, can be calculated and displayed on the display means 4. Thus, the tilt angle can be accurately reproduced regardless of the tilt angle at which the magnifying observation apparatus 100 is installed.
(Rotation angle sensor)

ステージ８は、Ｚ軸を中心として回転自在なθステージ３５に取り付けられているが、このθステージ３５の回転中心軸４８には回転角度センサ４９が取り付けられている（図１６を参照のこと。）。回転角度センサ４９によって、載置部の回転角度を検出することができる。回転角度センサ４９が検出した載置部の回転角度は、図１Ｂに示すように表示手段４に設けた載置部回転角度表示部５４に表示することができる。これによって、チルト角度に加えて載置部の回転角度も正確に再現することができる。図１７に示すように、観察対象物が載置される載置部の載置面が傾いている場合であっても、使用者は、表示手段４に表示される、載置部のチルト角度と回転角度とによって、傾斜観察における観察状態を正確に再現することができる。
（傾斜時衝突回避） The stage 8 is attached to a θ stage 35 that is rotatable about the Z axis, and a rotation angle sensor 49 is attached to a rotation center axis 48 of the θ stage 35 (see FIG. 16). ). The rotation angle sensor 49 can detect the rotation angle of the mounting portion. The rotation angle of the mounting unit detected by the rotation angle sensor 49 can be displayed on the mounting unit rotation angle display unit 54 provided in the display unit 4 as shown in FIG. 1B. Thereby, in addition to the tilt angle, the rotation angle of the mounting portion can also be accurately reproduced. As shown in FIG. 17, even when the placement surface of the placement portion on which the observation object is placed is tilted, the user can display the tilt angle of the placement portion displayed on the display unit 4. The observation state in the tilt observation can be accurately reproduced by the rotation angle.
(Collision avoidance when tilting)

ヘッド部６を揺動させて傾斜観察を行う場合には、使用者は揺動軸３７を中心として、上ステージ昇降器３１を手動で揺動させる（図２１参照）。レンズ部２０には照明手段である照明用アタッチメントが装着され、さらに偏光フィルタなどのアタッチメントが装着されることがある。 When tilting observation is performed by swinging the head unit 6, the user manually swings the upper stage elevator 31 around the swing shaft 37 (see FIG. 21). The lens unit 20 is equipped with an illumination attachment that is an illumination means, and may further be equipped with an attachment such as a polarizing filter.

図１９に示すように、レンズ部２０の外径が小さい場合や、作動距離３０が長い場合には、ヘッド部６を傾斜させたとき、レンズ部２０やレンズ部２０に装着したアタッチメント１８が観察対象物やステージ面２３に接触する可能性は低い。ところが、図２０に示すように、レンズ部２０やアタッチメント１８の外径が大きい場合や、作動距離３０が短い場合には、揺動軸３７を中心としてヘッド部６を傾斜させたとき、レンズ部２０やアタッチメント１８が傾いた状態で観察対象物Ｓやステージ面２３に接近するので、レンズ部２０やアタッチメント１８の角部が観察対象物Ｓやステージ面２３に接触し易くなる。このため、意図しない接触によって観察対象物等が破損する事態を回避することが求められる。 As shown in FIG. 19, when the outer diameter of the lens unit 20 is small or the working distance 30 is long, when the head unit 6 is tilted, the lens unit 20 or the attachment 18 attached to the lens unit 20 is observed. The possibility of contact with the object and the stage surface 23 is low. However, as shown in FIG. 20, when the outer diameter of the lens unit 20 or the attachment 18 is large, or when the working distance 30 is short, the lens unit is inclined when the head unit 6 is tilted about the swing shaft 37. 20 and the attachment 18 approach the observation object S and the stage surface 23 in a tilted state, so that the corners of the lens unit 20 and the attachment 18 easily come into contact with the observation object S and the stage surface 23. For this reason, it is required to avoid a situation in which an observation object or the like is damaged by unintended contact.

そこで本実施の形態では、このようなヘッド部の傾斜時の接触を回避する機能を備えている。具体的には、制御手段１９は、演算手段２４が算出した第三傾斜角度（θ１２，θ３４）と、メモリ部１４が記憶している傾斜角閾値とを比較して、第三傾斜角度（θ１２，θ３４）が、傾斜角閾値を超えている場合には、表示手段１９に警告表示をさせる。傾斜角閾値は、レンズ部２０の種別を示すレンズ種別情報と、アタッチメント情報とに基づいて決定される。 Therefore, the present embodiment has a function of avoiding such contact when the head portion is inclined. Specifically, the control unit 19 compares the third tilt angle (θ12, θ34) calculated by the calculation unit 24 with the tilt angle threshold value stored in the memory unit 14, and compares the third tilt angle (θ12). , Θ34) exceeds the tilt angle threshold value, a warning is displayed on the display means 19. The tilt angle threshold is determined based on lens type information indicating the type of the lens unit 20 and attachment information.

あるいは、揺動機構に支持された前記ヘッド部の揺動可能な角度を予め制限することもできる。たとえば、図２３（ａ）に示すように、ストッパー６３が設けられる。ベース部４２にはプランジャ６４が螺合されており、上ステージ昇降器３１が揺動制限された角度位置に達したとき、プランジャ６４のボール６５がばね力によって上ステージ昇降器３１側に突出して、上ステージ昇降器３１に形成された孔部６６に係合する。これによって、ヘッド部の揺動角度が予め制限される。使用者は、レンズ部１１やレンズ部１１に装着するアタッチメント１８の種別に関わらず、揺動可能な角度範囲において安心してヘッド部６を揺動させることができる。 Alternatively, the swingable angle of the head portion supported by the swing mechanism can be limited in advance. For example, as shown in FIG. 23A, a stopper 63 is provided. A plunger 64 is screwed into the base portion 42, and when the upper stage elevator 31 reaches an angular position where the swing is restricted, the ball 65 of the plunger 64 protrudes toward the upper stage elevator 31 by a spring force. The upper stage elevator 31 engages with a hole 66 formed in the upper stage elevator 31. As a result, the swing angle of the head portion is limited in advance. The user can swing the head unit 6 with peace of mind within the swingable angle range regardless of the type of the lens unit 11 or the attachment 18 attached to the lens unit 11.

予め定めた角度範囲を超えてヘッド部６を揺動させる場合には、使用者は、上ステージ昇降器３１を予め定めた角度範囲の外側に押す。そうすると、図２３（ｂ）に示すようにボール６５が孔部６６から押し出されてストッパー６３が解除される。これによって、使用者は、予め定めた角度範囲を超えてヘッド部６を傾斜させることができる。予め定めた揺動可能な角度は、例えば４５°〜９０°、好ましくは６０°に設定する。
（ヘッド部下降時衝突回避） When the head unit 6 is swung beyond a predetermined angle range, the user pushes the upper stage elevator 31 outside the predetermined angle range. Then, as shown in FIG. 23B, the ball 65 is pushed out from the hole 66 and the stopper 63 is released. Accordingly, the user can tilt the head unit 6 beyond a predetermined angle range. The predetermined swingable angle is set to, for example, 45 ° to 90 °, preferably 60 °.
(Avoiding collision when head is lowered)

使用者がヘッド部６を手動で揺動させて、ヘッド部６が特定の傾斜角度に設定された状態で、本体部５が、ヘッド部６と観察対象物１０との距離を段階的に変化させながらヘッド部６を下降させて、カメラ部３のピントが合致した位置の画素を合成して深度合成を行い、あるいはオートフォーカスを行う場合がある。このとき図２０に示すように、レンズ部２０の外径が大きく作動距離３０が短い場合や、レンズ部２０にアタッチメント１８が装着されている場合には、レンズ部２０やアタッチメント１８の角部が観察対象物Ｓやステージ面２３に衝突し易くなる。 When the user manually swings the head unit 6 and the head unit 6 is set to a specific inclination angle, the main body unit 5 changes the distance between the head unit 6 and the observation object 10 step by step. In some cases, the head unit 6 is lowered while combining the pixels at the positions where the focus of the camera unit 3 is matched to perform the depth synthesis, or to perform autofocus. At this time, as shown in FIG. 20, when the outer diameter of the lens unit 20 is large and the working distance 30 is short, or when the attachment 18 is attached to the lens unit 20, the corners of the lens unit 20 and the attachment 18 are It becomes easy to collide with the observation object S and the stage surface 23.

レンズ種別情報とアタッチメント情報とは、本体部５のメモリ部１４に記憶されており、メモリ部１４に記憶されたレンズ種別情報及びアタッチメント情報と、演算手段２４が算出した第三傾斜角度とに基づいて距離閾値が決定される。制御部は、ヘッド部６の載置部に対する相対的高さを読み取り、相対的高さが距離閾値を超えて低くなっている場合には、制御部は、表示手段４に警告表示をさせる。 The lens type information and the attachment information are stored in the memory unit 14 of the main body unit 5, and are based on the lens type information and attachment information stored in the memory unit 14 and the third inclination angle calculated by the calculation unit 24. The distance threshold is determined. The control unit reads the relative height of the head unit 6 with respect to the mounting unit, and when the relative height is lower than the distance threshold, the control unit causes the display unit 4 to display a warning.

制御部はさらにステッピングモータの駆動を停止させるための信号をモータ制御回路３２に入力して、ヘッド部６の下降を停止させることができる。さらに制御部は、モータ制御回路３２に回転信号を入力してステッピングモータを駆動し、ヘッド部６を観察対象物Ｓやステージ面２３から離れる方向に移動させる（退避させる）こともできる。 The control unit can further input a signal for stopping the driving of the stepping motor to the motor control circuit 32 to stop the descent of the head unit 6. Further, the control unit can input a rotation signal to the motor control circuit 32 and drive the stepping motor to move (retract) the head unit 6 in a direction away from the observation object S and the stage surface 23.

このようにすると、深度合成を行い、あるいはオートフォーカスを行うときのヘッド部の可動範囲を一層細かく制御することができる。 In this way, the movable range of the head unit when performing depth synthesis or autofocusing can be controlled more finely.

制御手段が、カメラ部３が撮像した投影画像に基づいて三次元演算処理をして、観察対象物の高さ情報を生成可能であれば、生成した高さ情報に基づいて距離閾値を決定することができる。これによって最適な距離閾値を決定することができる。 If the control means can perform three-dimensional calculation processing based on the projection image captured by the camera unit 3 and generate the height information of the observation object, the distance threshold is determined based on the generated height information. be able to. As a result, an optimum distance threshold can be determined.

１００…拡大観察装置
１０１…撮像系
１０２…制御系
２…照明手段
２Ａ…落射照明
２Ｂ…透過照明
Ｓ…観察対象物
３…カメラ部
４…表示手段
５…本体部
６…ヘッド部
７…ケーブル部
８…ステージ
９…光学系
１０…光軸
１２…撮像素子
１３…下ステージ昇降部
１４…メモリ
１５…インターフェイス
１６…操作部
１７…撮像素子制御回路
１８…アタッチメント
１９…制御手段
２０…レンズ部
２１…光ファイバ
２２…コネクタ
２３…ステージ面
２４…演算手段
２５…取付部材
２６…マウント部
２７…レンズ本体
２８，３２…モータ制御回路
２９，３３…ステッピングモータ
３０…作動距離
３１…上ステージ昇降部
３４ａ…マウント側カメラ接続面
３４ｂ…マウント側レンズ接続面
３５…θステージ
３６…警告手段
３７…揺動軸
４１…第一加速度センサ
４２…ベース部
４３…第二加速度センサ
４４…ステージ固定機構
４８…回転中心軸
４９…回転角度センサ
５０…チルト角度表示部
５４…載置部回転角度表示部
６３…ストッパー
６４…プランジャ
６５…ボール
６６…孔部
７１…カメラ側接続面
７２…カメラ側接続端子
７３…レンズ側接続面
７４…レンズ側接続端子 DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Magnification observation apparatus 101 ... Imaging system 102 ... Control system 2 ... Illumination means 2A ... Epi-illumination illumination 2B ... Transmission illumination S ... Observation object 3 ... Camera part 4 ... Display means 5 ... Main-body part 6 ... Head part 7 ... Cable part DESCRIPTION OF SYMBOLS 8 ... Stage 9 ... Optical system 10 ... Optical axis 12 ... Imaging element 13 ... Lower stage raising / lowering part 14 ... Memory 15 ... Interface 16 ... Operation part 17 ... Imaging element control circuit 18 ... Attachment 19 ... Control means 20 ... Lens part 21 ... Optical fiber 22 ... Connector 23 ... Stage surface 24 ... Calculating means 25 ... Mounting member 26 ... Mounting portion 27 ... Lens body 28, 32 ... Motor control circuits 29, 33 ... Stepping motor 30 ... Operating distance 31 ... Upper stage lifting / lowering portion 34a ... Mount side camera connection surface 34b ... Mount side lens connection surface 35 ... θ stage 36 ... Warning means 37 ... Oscillating shaft 41 ... First acceleration sensor 42 ... Base part 43 ... Second acceleration sensor 44 ... Stage fixing mechanism 48 ... Rotation center axis 49 ... Rotation angle sensor 50 ... Tilt angle display part 54 ... Mounting part rotation angle display part 63 ... Stopper 64 ... Plunger 65 ... Ball 66 ... Hole portion 71 ... Camera side connection surface 72 ... Camera side connection terminal 73 ... Lens side connection surface 74 ... Lens side connection terminal

Claims

ベース部と、
前記ベース部と連結された、観察対象物を載置するための載置部と、
前記載置部に載置された観察対象物を撮像するカメラ部と、該カメラ部の先端に装着されるレンズ部とを備えたヘッド部と、
前記ヘッド部を光軸に沿って移動させることで、該レンズ部の焦点を調整可能な上ステージ昇降部と、
前記ヘッド部を、前記載置部と平行な姿勢で前記ベース部に設けられた揺動軸を中心として揺動可能に支持する揺動機構と、
前記ベースに固定され前記載置部を上下方向に移動させて焦点を調整する下ステージ昇降部と、
前記ヘッド部、または前記上ステージ昇降部に設置され、重力加速度に対する前記カメラ部の光軸の傾斜角度である第一傾斜角度を検出する第一加速度センサと、
前記載置部、前記下ステージ昇降部または前記ベースに設置されて、重力加速度に対する前記載置部の傾斜角度である第二傾斜角度を検出する第二加速度センサと、
前記第一加速度センサで検出された第一傾斜角度と前記第二加速度センサで検出された第二傾斜角度とに基づいて前記載置部に対する前記カメラ部の光軸の傾斜角度である第三傾斜角度を算出する演算手段と、
予め設定された傾斜角度閾値を記憶するためのメモリ部と、
前記第三傾斜角度に応じて警告を発するための警告手段と、
を備えた拡大観察装置において、
前記警告手段は、前記第三傾斜角度と、前記メモリ部に記憶された傾斜角閾値とを比較して、前記第三傾斜角度が前記傾斜角閾値を超えている場合には前記警告手段が警告を発することを特徴とする拡大観察装置。 A base part;
A mounting unit connected to the base unit for mounting an observation object;
A head unit including a camera unit for imaging an observation object placed on the mounting unit, and a lens unit attached to a tip of the camera unit;
An upper stage elevating unit capable of adjusting the focal point of the lens unit by moving the head unit along the optical axis;
A swing mechanism that supports the head portion so as to be swingable about a swing shaft provided in the base portion in a posture parallel to the mounting portion;
A lower stage elevating unit fixed to the base and moving the mounting unit in the vertical direction to adjust the focus;
A first acceleration sensor that is installed in the head unit or the upper stage elevating unit and detects a first tilt angle that is a tilt angle of the optical axis of the camera unit with respect to gravitational acceleration;
A second acceleration sensor that is installed in the mounting unit, the lower stage lifting unit or the base and detects a second inclination angle that is an inclination angle of the mounting unit with respect to gravitational acceleration;
A third inclination which is an inclination angle of the optical axis of the camera unit with respect to the mounting part based on the first inclination angle detected by the first acceleration sensor and the second inclination angle detected by the second acceleration sensor Computing means for calculating the angle;
A memory unit for storing a preset tilt angle threshold;
Warning means for issuing a warning according to the third tilt angle;
In a magnifying observation apparatus equipped with
The warning means, said third tilt angle is compared with the stored tilt angle threshold in the memory unit, the warning means warns if the third inclined angle is greater than the inclination angle threshold A magnifying observation device characterized by emitting light.

請求項１に記載の拡大観察装置であって、さらに
前記カメラ部で撮像した画像を表示させるための表示手段を備えており、
前記警告手段は、前記表示手段上に警告を表示させることを特徴とする拡大観察装置。 The magnification observation apparatus according to claim 1, further comprising display means for displaying an image captured by the camera unit,
The magnification observation device, wherein the warning means displays a warning on the display means.

請求項１又は２に記載の拡大観察装置であって、さらに
前記上ステージ昇降部を前記ベースに係止するストッパが設けられており、
前記上ステージ昇降部が、予め定められた揺動可能角度まで傾斜したとき、前記上ステージ昇降部は前記ストッパによって前記ベースに係止されることを特徴とする拡大観察装置。 The magnification observation apparatus according to claim 1 or 2 , further comprising a stopper for locking the upper stage elevating part to the base,
The magnification observation apparatus, wherein when the upper stage elevating part is tilted to a predetermined swingable angle, the upper stage elevating part is locked to the base by the stopper.