(57)【要約】【課題】レンズシステムおよびパルス照明部に対する制御内容の設定や操作を適切に行える焦点距離可変レンズ装置を提供する。【解決手段】焦点距離可変レンズ装置１は、入力される駆動信号Ｃｆに応じて屈折率が変化するレンズシステム３と、レンズシステム３を通して測定対象物の画像を検出する画像検出部４と、駆動信号Ｃｆおよび発光信号Ｃｉを出力するレンズ制御部６と、レンズ制御部６が出力する駆動信号Ｃｆの周波数、振幅、および画像検出部４での画像検出タイミングを調整するレンズ操作部７１と、を有し、レンズ制御部６は、駆動信号Ｃｆをレンズシステム３の共振周波数に追従させる共振ロック制御部６１１を有し、レンズ操作部７１は、共振ロック制御部６１１の動作または停止を切り換える共振ロック操作部７１１を有する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力される駆動信号に応じて屈折率が変化するレンズシステムと、
前記レンズシステムと同じ光軸上に配置された対物レンズと、
前記レンズシステムおよび前記対物レンズを通して測定対象物の画像を検出する画像検出部と、
前記駆動信号を出力するレンズ制御部と、
前記レンズ制御部が出力する前記駆動信号の周波数、振幅および最大駆動電圧を調整するレンズ操作部と、を有し、
前記レンズ制御部は、前記駆動信号を前記レンズシステムの共振周波数に追従させる共振ロック制御部を有し、
前記レンズ操作部は、前記共振ロック制御部の動作または停止を切り換える共振ロック操作部を有することを特徴とする焦点距離可変レンズ装置。
【請求項２】
請求項１に記載の焦点距離可変レンズ装置において、
前記レンズ制御部は、専用のハードウェアで構成され、
前記レンズ操作部は、専用のソフトウェアが実行されるコンピュータシステムで構成されていることを特徴とする焦点距離可変レンズ装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の焦点距離可変レンズ装置において、
本発明の焦点距離可変レンズ装置において、前記レンズ操作部は、操作インターフェイスを有し、
前記操作インターフェイスは、画面表示されるメイン画面に、前記駆動信号の周波数および振幅の設定部分と、前記共振ロック制御部の動作および停止の操作部分とを有し、
前記画像検出部での画像検出タイミングの設定部分と、前記駆動信号の最大駆動電圧の設定部分とは、前記メイン画面とは別のサブ画面に表示されることを特徴とする焦点距離可変レンズ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は焦点距離可変レンズ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
焦点距離可変レンズ装置として、例えば特許文献１に記載された原理の液体レンズシステム（以下単にレンズシステムと呼ぶ）を利用した装置が開発されている。
レンズシステムは、圧電材料で形成された円筒状の振動部材を、透明な液体に浸漬して形成される。レンズシステムにおいて、振動部材の内周面と外周面とに交流電圧を印加すると、振動部材が厚み方向に伸縮し、振動部材の内側の液体を振動させる。液体の固有振動数に応じて印加電圧の周波数を調整することで、液体には同心円状の定在波が形成され、振動部材の中心軸線を中心として屈折率が異なる同心円状の領域が形成される。このため、レンズシステムにおいて、振動部材の中心軸線に沿って光を通せば、この光は同心円状の領域ごとの屈折率に従って、発散または収束する経路を辿ることになる。
【０００３】
焦点距離可変レンズ装置は、前述したレンズシステムと、焦点を結ぶための対物レンズ（例えば通常の凸レンズあるいはレンズ群）とを、同じ光軸上に配置して構成される。
通常の対物レンズに平行光を入射させると、レンズを通過した光は所定の焦点距離にある焦点位置に焦点を結ぶ。これに対し、対物レンズと同軸に配置されたレンズシステムに平行光を入射させると、この光はレンズシステムで発散または収束され、対物レンズを通過した光は元の（レンズシステムがなかった状態の）焦点位置よりも遠くまたは近くにずれた位置に焦点を結ぶ。
従って、焦点距離可変レンズ装置においては、レンズシステムに入力される駆動信号（内部の液体に定在波を発生させる周波数の交流電圧）を印加し、この駆動信号の振幅を増減させることで、焦点距離可変レンズ装置としての焦点位置を一定の範囲内（対物レンズの焦点距離を基準としてレンズシステムにより増減できる所定の変化幅）で任意に制御することができる。
【０００４】
焦点距離可変レンズ装置において、レンズシステムに入力される駆動信号としては、例えば正弦波状の交流信号が用いられる。このような駆動信号が入力されると、焦点距離可変レンズ装置の焦点距離（焦点位置）は正弦波状に変化する。この際、駆動信号の振幅が０のとき、レンズシステムを通る光は屈折されず、焦点距離可変レンズ装置の焦点距離は対物レンズの焦点距離となる。駆動信号の振幅が正負のピークにあるとき、レンズシステムを通る光は最も大きく屈折され、焦点距離可変レンズ装置の焦点距離は対物レンズの焦点距離から最も変化した状態となる。
このような焦点距離可変レンズ装置を用いて画像を取得する際には、駆動信号の正弦波の位相に同期して発光信号を出力してパルス照明を行う。これにより、正弦波状に変化する焦点距離のうち、所定の焦点距離にある状態でパルス照明を行うことで、この焦点距離にある対象物の画像が検出される。一周期のうち複数の位相でパルス照明を行い、各位相に対応して画像検出を行えば、同時に複数の焦点距離の画像を得ることもできる。
【０００５】
前述した焦点距離可変レンズ装置においては、外気温の影響あるいは稼働に伴う発熱などにより、レンズシステムの内部の液体や振動部材の温度が変化する。そして、温度変化により固有振動数が変化し、定在波が得られる交流信号の周波数（共振周波数）も変動する。レンズシステムに入力される駆動信号が変動前と同じままであると、駆動信号が共振周波数のピークからずれてしまい、定在波を効率的に得ることができない。
このような共振周波数の変動に対し、駆動信号を自動的に追従させる共振ロック機能が採用されている。例えば、所定周波数の駆動信号をレンズシステムに入力し、定在波の強度レベルが最大であったとする。ここで、定在波のレベルが低下した際には、駆動信号の周波数がレンズシステムで定在波が得られる共振のピークから外れたと判定し、駆動信号の周波数を増減させて新たなピーク位置を捕捉する。駆動信号の周波数が新たなピーク位置に到達すれば、定在波のレベルも最大強度に復帰できる。このようなピーク位置に対する追従動作を連続的に行うことで、定在波が得られる共振周波数への自動追尾（共振ロック）を実現することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１０／０１７７３７６号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前述した焦点距離可変レンズ装置においては、レンズシステムに対して適切に調整された駆動信号を供給することが必要である。すなわち、駆動信号は、正弦波などを出力できる発信器などが基本となるが、その発信周波数、出力信号レベルなどをレンズシステムに応じて適切に調整し、操作する手段が必要である。また、画像を取得する焦点距離の設定には、パルス照明部への発光信号のタイミング調整（駆動信号に対する位相調整）が必要である。さらに、共振ロックの制御についても、適切に調整あるいは操作を行うことが要求される。
このような要求に応えるべく、レンズシステムおよびパルス照明部の制御に関する設定や操作を適切に行える手段が求められていた。
【０００８】
本発明の目的は、レンズシステムおよびパルス照明部に対する制御内容の設定や操作を適切に行える焦点距離可変レンズ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の焦点距離可変レンズ装置は、入力される駆動信号に応じて屈折率が変化するレンズシステムと、前記レンズシステムと同じ光軸上に配置された対物レンズと、前記レンズシステムおよび前記対物レンズを通して測定対象物の画像を検出する画像検出部と、前記駆動信号を出力するレンズ制御部と、前記レンズ制御部が出力する前記駆動信号の周波数、振幅および最大駆動電圧を調整するレンズ操作部と、を有し、前記レンズ制御部は、前記駆動信号を前記レンズシステムの共振周波数に追従させる共振ロック制御部を有し、前記レンズ操作部は、前記共振ロック制御部の動作または停止を切り換える共振ロック操作部を有することを特徴とする。
【００１０】
本発明では、レンズ制御部からの駆動信号によりレンズシステムに定在波が生じた状態（共振状態）が得られ、画像検出部が所定の画像検出タイミングで画像検出を行うことで、所望の焦点距離の画像が得られる。さらに、共振ロック操作部により共振ロック制御部を動作状態とすることで、駆動信号がレンズシステムの現在の共振周波数のピークを自動追尾し、定在波を効率的に生成することができる。
この際、駆動信号および画像検出タイミングは、レンズ操作部で設定ないし調整することができる。さらに、共振ロック制御の動作および停止も、レンズ操作部から操作を行うことができる。
【００１１】
本発明の焦点距離可変レンズ装置において、前記レンズ制御部は、専用のハードウェアで構成され、前記レンズ操作部は、専用のソフトウェアが実行されるコンピュータシステムで構成されていることが好ましい。
【００１２】
本発明では、レンズ制御部を専用のハードウェアとすることで、レンズシステムおよびパルス照明部の直接的な動作制御（周波数および振幅の制御、最大駆動電圧の制御など）に関する部分を集約することができる。一方、レンズ制御部による制御に関しては、汎用性の高いパーソナルコンピュータなどを用い、専用のソフトウェアを実行させることで、機能毎の操作を行うことができ、用途に応じた改訂などを容易に行うことができる。
【００１３】
本発明の焦点距離可変レンズ装置において、前記レンズ操作部は、操作インターフェイスを有し、前記操作インターフェイスは、画面表示されるメイン画面に、前記駆動信号の周波数および振幅の設定部分と、前記共振ロック制御部の動作および停止の操作部分とを有し、前記画像検出部での画像検出タイミングの設定部分と、前記駆動信号の最大駆動電圧の設定部分とは、前記メイン画面とは別のサブ画面に表示されることが好ましい。
【００１４】
本発明では、レンズシステムの稼働中に多用する駆動信号の周波数の設定、振幅の設定、共振ロック制御部の動作および停止の操作については、通常表示されるメイン画面で行うことができる。一方、一度設定すればその後は操作の機会が少ない画像検出部での画像検出タイミングの設定（同期出力信号制御の設定）、駆動信号の最大駆動電圧の設定については、サブ画面とすることで、画面スペースを効率的に利用できるとともに、意図しない操作も防止できる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、レンズシステムおよびパルス照明部に対する制御内容の設定や操作を適切に行える焦点距離可変レンズ装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態を示す模式図。
【図２】前記実施形態のレンズシステムの構成を示す模式図。
【図３】前記実施形態のレンズシステムの振動状態を示す模式図。
【図４】前記実施形態のレンズシステムの焦点距離を示す模式図。
【図５】前記実施形態の要部を示すブロック図。
【図６】前記実施形態の共振周波数の変動を示すグラフ。
【図７】前記実施形態の共振ロック機能を示すグラフ。
【図８】前記実施形態の共振ロック動作中の画像検出を示すグラフ。
【図９】前記実施形態の共振ロック停止中の画像検出を示すグラフ。
【図１０】前記実施形態のレンズ操作ソフトウェアにおける接続先選択画面を示す図。
【図１１】前記実施形態のレンズ操作ソフトウェアにおける認証画面を示す図。
【図１２】前記実施形態のレンズ操作ソフトウェアにおける共振ロック解除時のメイン画面を示す図。
【図１３】前記実施形態のレンズ操作ソフトウェアにおけるレンズ制御部の電源オフ時のメイン画面を示す図。
【図１４】前記実施形態のレンズ操作ソフトウェアにおける共振ロック実行時のメイン画面を示す図。
【図１５】前記実施形態のレンズ操作ソフトウェアにおける最大駆動電圧設定用のサブ画面を呼び出す操作を示す図。
【図１６】前記実施形態のレンズ操作ソフトウェアにおける最大駆動電圧設定用のサブ画面を示す図。
【図１７】前記実施形態のレンズ操作ソフトウェアにおける同期出力信号制御用のサブ画面を呼び出す操作を示す図。
【図１８】前記実施形態のレンズ操作ソフトウェアにおける同期出力信号制御用のサブ画面を示す図。
【図１９】前記実施形態のレンズ操作ソフトウェアにおける同期出力信号制御用のサブ画面の設定状態を示す図。
【図２０】前記実施形態のレンズ操作ソフトウェアの終了操作を示す図。
【図２１】前記実施形態の画像処理ソフトウェアにおける認証画面を示す図。
【図２２】前記実施形態の画像処理ソフトウェアのメイン画面を示す図。
【図２３】前記実施形態の画像処理ソフトウェアのメイン画面における画像設定操作を示す図。
【図２４】前記実施形態の画像処理ソフトウェアにおけるカメラ設定用のサブ画面を示す図。
【図２５】前記実施形態の画像処理ソフトウェアにおける光学設定用のサブ画面を示す図。
【図２６】本発明の他の実施形態の画像処理ソフトウェアの画面を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１において、焦点距離可変レンズ装置１は、焦点距離を可変しつつ測定対象物９の表面の画像を検出するために、当該表面に交差する同じ光軸Ａ上に配置された対物レンズ２、レンズシステム３および画像検出部４を備えている。
さらに、焦点距離可変レンズ装置１は、測定対象物９の表面をパルス照明するパルス照明部５と、レンズシステム３およびパルス照明部５の動作を制御するレンズ制御部６と、レンズ制御部６を操作するための制御用ＰＣ７とを備えている。
【００１８】
制御用ＰＣ７は、既存のパーソナルコンピュータにより構成され、所定の制御用ソフトウェアを実行することで所期の機能が実現される。制御用ＰＣ７には、画像検出部４から画像を取り込んで処理する機能も含まれている。
【００１９】
対物レンズ２は、既存の凸レンズで構成される。
画像検出部４は、既存のＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）イメージセンサあるいは他の形式のカメラ等で構成され、入射される画像Ｌｇを所定の信号形式の検出画像Ｉｍとして制御用ＰＣ７へ出力することができる。
パルス照明部５は、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）などの発光素子で構成され、レンズ制御部６から発光信号Ｃｉが入力された際に、所定時間だけ照明光Ｌｉを発光させ、測定対象物９の表面に対するパルス照明を行うことができる。
【００２０】
レンズシステム３は、レンズ制御部６から入力される駆動信号Ｃｆに応じて屈折率が変化する。駆動信号Ｃｆは、レンズシステム３に定在波を発生させる周波数の交流であって、正弦波状の交流信号である。
焦点距離可変レンズ装置１において、焦点位置Ｐｆまでの焦点距離Ｄｆは、対物レンズ２の焦点距離を基本としつつ、レンズシステム３の屈折率を変化させることで、任意に変化させることができる。
【００２１】
図２において、レンズシステム３は、円筒形のケース３１を有し、ケース３１の内部には円筒状の振動部材３２が設置されている。振動部材３２は、その外周面３３とケース３１の内周面との間に介装されたエラストマ製のスペーサ３９で支持されている。
振動部材３２は、圧電材料を円筒状に形成したものであり、外周面３３と内周面３４との間に駆動信号Ｃｆの交流電圧が印加されることで、厚み方向に振動する。
ケース３１の内部には、透過性の高い液体３５が充填されており、振動部材３２は全体を液体３５に浸漬され、円筒状の振動部材３２の内側は液体３５で満たされている。駆動信号Ｃｆの交流電圧は、振動部材３２の内側にある液体３５に定在波を発生させる周波数に調整されている。
【００２２】
図３に示すように、レンズシステム３においては、振動部材３２を振動させると、内部の液体３５に定在波が生じ、屈折率が交替する同心円状の領域が生じる（図３（Ａ）部および図３（Ｂ）部参照）。
このとき、レンズシステム３の中心軸線からの距離（半径）と液体３５の屈折率との関係は、図３（Ｃ）部に示す屈折率分布Ｗのようになる。
【００２３】
図４において、駆動信号Ｃｆは正弦波状の交流信号であるため、レンズシステム３における液体３５の屈折率分布Ｗの変動幅もこれに従って変化する。そして、液体３５に生じる同心円状の領域の屈折率が正弦波状に変化し、これにより焦点位置Ｐｆまでの焦点距離Ｄｆが正弦波状に変動する。
図４（Ａ）の状態では、屈折率分布Ｗの振れ幅が最大となり、レンズシステム３は通過する光を収束させ、焦点位置Ｐｆは近く、焦点距離Ｄｆは最短となっている。
図４（Ｂ）の状態では、屈折率分布Ｗが平坦となり、レンズシステム３は通過する光をそのまま通過させ、焦点位置Ｐｆおよび焦点距離Ｄｆは標準的な値となっている。
図４（Ｃ）の状態では、屈折率分布Ｗが図４（Ａ）と逆極性で振れ幅が最大となり、レンズシステム３は通過する光を拡散させ、焦点位置Ｐｆは遠く、焦点距離Ｄｆは最大となっている。
図４（Ｄ）の状態では、再び屈折率分布Ｗが平坦となり、レンズシステム３は通過する光をそのまま通過させ、焦点位置Ｐｆおよび焦点距離Ｄｆは標準的な値となっている。
図４（Ｅ）の状態では、再び図４（Ａ）の状態に戻っており、以下同様の変動を繰り返すことになる。
【００２４】
このように、焦点距離可変レンズ装置１においては、駆動信号Ｃｆは正弦波状の交流信号であり、焦点位置Ｐｆおよび焦点距離Ｄｆも図４の焦点変動波形Ｍｆのように正弦波状に変動する。
この際、焦点変動波形Ｍｆの任意の時点で焦点位置Ｐｆにある測定対象物９をパルス照明し、その時点で照明された画像を検出すれば、任意の照明時点での焦点距離Ｄｆにある焦点位置Ｐｆの画像が得られることになる。
【００２５】
図１に戻って、焦点距離可変レンズ装置１においては、レンズシステム３の振動、パルス照明部５の発光および画像検出部４の画像検出は、レンズ制御部６からの駆動信号Ｃｆおよび発光信号Ｃｉおよび画像検出信号Ｃｃにより制御される。これらを制御するレンズ制御部６の設定などを操作するために、制御用ＰＣ７が接続されている。
【００２６】
図５において、レンズ制御部６は、レンズシステム３に駆動信号Ｃｆを出力する駆動制御部６１と、パルス照明部５に発光信号Ｃｉを出力する発光制御部６２と、画像検出部４に画像検出信号Ｃｃを出力する画像検出制御部６３とを有する。
駆動制御部６１は、共振ロック制御部６１１を有する。
共振ロック制御部６１１は、入力される駆動信号Ｃｆに基づいてレンズシステム３が振動した際に、レンズシステム３に加えられる有効電力Ｒｐあるいは駆動電流Ｒｉから、レンズシステム３の振動状態Ｖｆを検出する。そして、レンズシステム３の振動状態Ｖｆを参照して駆動信号Ｃｆの周波数を調整することで、レンズシステム３の現在の共振周波数にロックすることができる。なお、振動状態Ｖｆは、レンズシステム３に設置した振動センサで検出してもよい。
【００２７】
図６において、レンズシステム３の振動特性がＳ１であったとすると、駆動信号Ｃｆは振動特性Ｓ１のピークに設定されている。レンズシステム３に温度変化などがなければ、共振ロック制御部６１１で検出されるレンズシステム３の振動特性は、駆動信号Ｃｆと同じ振動特性Ｓ１のピーク位置周波数を示す。
ここで、温度変化などにより、レンズシステム３の振動特性がＳ２に変化したとする。共振ロック制御部６１１で検出されるレンズシステム３の振動特性は振動特性Ｓ２のピークへ変動し、駆動信号Ｃｆとはずれることになる。振動特性Ｓ２であるレンズシステム３に駆動信号Ｃｆを入力した場合、駆動信号Ｃｆの周波数は振動特性Ｓ２においてピーク位置でなく、十分な有効電力をレンズシステム３に与えることができず、効率が低下することになる。
【００２８】
図７において、共振ロック制御部６１１は、レンズシステム３から検出される振動状態Ｖｆと、駆動制御部６１からレンズシステム３に入力されている駆動信号Ｃｆとのずれを検出し、レンズシステム３の現在のピーク位置を検索して捕捉したうえ、駆動制御部６１から出力される駆動信号Ｃｆの周波数を駆動電流Ｒｉのピーク位置に変更する。
その結果、駆動制御部６１からレンズシステム３に入力される駆動信号Ｃｆの周波数は、現在のレンズシステム３の振動特性Ｓ２における共振周波数のピークに合わせられ、これにより周波数の自動追従が行われる。
【００２９】
図５に戻って、制御用ＰＣ７は、レンズ制御部６に設定などの操作を行うためのレンズ操作部７１と、画像検出部４から検出画像Ｉｍを取り込んで処理する画像処理部７２と、焦点距離可変レンズ装置１に対するユーザの操作を受け付ける操作インターフェイス７３と、を備えている。
【００３０】
レンズ操作部７１は、レンズ制御部６に対して、駆動制御部６１から出力される駆動信号Ｃｆの周波数、振幅、最大駆動電圧の設定を行う。また、発光制御部６２から出力される発光信号Ｃｉの発光タイミングの調整を行う。
発光信号Ｃｉの発光タイミングは、駆動信号Ｃｆに対する位相および振幅で設定され、図４に示した焦点変動波形Ｍｆの特定の時点（位相および振幅）で測定対象物９をパルス照明することで、照明時点での焦点距離Ｄｆにある焦点位置Ｐｆの画像が得られる。つまり、駆動信号Ｃｆに対する、発光信号Ｃｉの同期を制御することで、所望の焦点距離Ｄｆにおける画像を取得できるように設定する。このような発光タイミングは、駆動信号Ｃｆの一周期に対して複数の位相に設定することで、焦点距離Ｄｆが異なる複数の画像を指定することができる。
【００３１】
レンズ操作部７１は、さらに共振ロック操作部７１１を有する。
共振ロック操作部７１１は、駆動制御部６１における共振ロック制御部６１１の有効・無効を切り換えることができる。
具体的には、共振ロック操作部７１１は、画像処理部７２が画像検出部４から検出画像Ｉｍを取り込む動作のタイミングを参照し、画像の取り込み開始に同期して共振ロック制御部６１１のロック動作を停止し、画像の取り込み終了に同期して共振ロック制御部６１１のロック動作を再開することができる（ロック停止モード）。一方、画像の取り込み中もロック動作を継続する状態も選択できる（ロック継続モード）。
【００３２】
図８において、例えばレンズシステム３の内部温度変化などにより、共振周波数Ｆが徐々に低下する状態にある。
画像処理部７２が画像検出部４から検出画像Ｉｍを取り込む動作が、開始時点Ｔ１から終了時点Ｔ２までの期間Ｔにおいて行われるとする。
共振ロック制御部６１１による共振ロック制御が行われたとすると、期間Ｔの間にも共振周波数Ｆが変化し続け、開始時点Ｔ１では共振周波数Ｆ１であるのに対し、終了時点Ｔ２では共振周波数Ｆ２となる。
共振ロック制御は、時々刻々と駆動制御部６１に印加される駆動信号Ｃｆの周波数を変化させるため、レンズシステム３における定在波が安定せず、検出画像Ｉｍの精度が低下してしまう。このため、共振ロックの一時停止を行う。
【００３３】
図９に示すように、本実施形態では、検出画像Ｉｍを取り込む期間Ｔで、共振ロック操作部７１１により、共振ロック制御部６１１による共振ロック制御を停止する。
期間Ｔの開始時点Ｔ１において、共振ロック制御部６１１による共振ロック制御が停止され、共振周波数Ｆは開始時点Ｔ１の共振周波数Ｆ１に維持される。この状態で検出画像Ｉｍを取り込むことで、共振周波数Ｆが一定の状態、つまり焦点距離Ｄｆが一定の状態での画像取り込みが可能となる。
期間Ｔの終了時点Ｔ２において、共振ロック操作部７１１からの制御により、共振ロック制御部６１１による復帰動作が行われ、共振ロック制御が再開される。
【００３４】
共振ロック操作部７１１は、ロック停止モードと、ロック継続モードとが選択可能である。これらの各モードは、ユーザが操作インターフェイス７３を用いて切り替えることができる。
ロック停止モードでは、画像処理部７２が画像検出部４から検出画像Ｉｍを取り込む動作に同期して共振ロック制御部６１１を停止させる。
ロック継続モードでは、画像処理部７２が画像検出部４から検出画像Ｉｍを取り込む動作に同期した共振ロック制御部の停止を行わない。
従って、ロック停止モードとすることで、共振ロック制御部６１１の自動停止により共振周波数Ｆの変化を防止し、高精度画像の取得が可能となる。一方、ロック継続モードとすることで、共振ロック制御部６１１の自動停止が必要ない状況にも対応することができる。
【００３５】
図５に戻って、本実施形態において、レンズ制御部６は、レンズシステム３およびパルス照明部５の動作を制御する専用のハードウェアで構成されている。
一方、制御用ＰＣ７は、汎用のパーソナルコンピュータで構成され、専用のソフトウェアを実行することで、所期の機能を実現している。
【００３６】
すなわち、レンズ操作ソフトウェアを実行することで、レンズ制御部６を制御するレンズ操作部７１の機能が実現される。また、画像処理ソフトウェアを実行することで、画像検出部４からの検出画像Ｉｍを処理する画像処理部７２の機能が実現される。
これらのレンズ操作ソフトウェアおよび画像処理ソフトウェアは、制御用ＰＣ７の表示画面および入力装置を用いた操作インターフェイス７３を介してユーザが操作することができる。
【００３７】
図１０から図２０には、レンズ操作ソフトウェアにおける画面表示が示されている。
制御用ＰＣ７でレンズ操作ソフトウェアを起動すると、図１０に示す接続先選択画面８１が表示される。
接続先選択画面８１は、メイン画面８０（図１２参照）とは独立したサブ画面である。
接続先選択画面８１は、レンズ操作ソフトウェアの起動時のほか、接続しているレンズ制御部６がなくなった際にも表示される。
接続先選択画面８１には、接続先指定欄８１１、接続開始ボタン８１２およびキャンセルボタン８１３が配置されている。
【００３８】
接続先指定欄８１１は、起動されたレンズ操作ソフトウェア（レンズ操作部７１）で操作する対象のレンズ制御部６を機器番号（ＭＩＤ）で指定する。制御用ＰＣ７には複数のレンズ制御部６が接続可能であり、各々のレンズ制御部６にはそれぞれレンズシステム３およびパルス照明部５が接続されている。
接続先指定欄８１１は、機器番号を直接文字入力することができる。接続先指定欄８１１は、プルダウンメニューになっており、ここに表示される他のレンズ制御部６の識別番号を選択することで指定することもできる。
接続開始ボタン８１２は、このボタンを押す（実行操作を行う）ことで、指定されたレンズ制御部６とレンズ操作部７１との接続が実行され、次の処理に進む。
キャンセルボタン８１３は、このボタンを押すことで、現在の処理を中止して接続先選択画面８１を閉じる。
【００３９】
接続先選択画面８１による接続先指定が済むと、図１１に示すユーザ認証画面８２が表示される。
ユーザ認証画面８２は、メイン画面８０（図１２参照）とは独立したサブ画面である。
ユーザ認証画面８２には、ＭＩＤ表示部８２１、ユーザＩＤ入力欄８２２、ＯＫボタン８２３およびキャンセルボタン８２４が配置されている。
【００４０】
ユーザＩＤ入力欄８２２には、レンズ操作ソフトウェアを使用するユーザのＩＤ番号を入力する。
ＯＫボタン８２３は、このボタンを押すことで、ユーザＩＤ入力欄８２２に入力されたＩＤ番号の認証を行う。入力されたＩＤ番号が実行権限なしの場合、ＩＤ番号の入力に戻る。入力されたＩＤ番号が実行権限を有すると確認できれば、次の処理に進む。
キャンセルボタン８２４は、このボタンを押すことで、現在の処理を中止してユーザ認証画面８２を閉じる。
【００４１】
ユーザ認証画面８２によるユーザ認証が済むと、図１２に示すメイン画面８０が表示される。
メイン画面８０は、表示窓の上部にメニューバー８０１を有し、窓内には電源表示部８０２、電源操作ボタン８０３、ポート指定欄８０４、周波数指定欄８０５、振幅指定欄８０６、ロック表示部８０７、ロック操作ボタン８０８を有する。
【００４２】
電源表示部８０２には、現在操作対象として指定されているレンズ制御部６の電源のオンオフ状態が表示される。現在操作対象として指定されているレンズ制御部６の電源のおンオフは、電源操作ボタン８０３を押すことで交互に切り換えることができる。
電源操作ボタン８０３に表示される文字は、現在操作対象として指定されているレンズ制御部６の電源のオンオフ状態に応じて変化する。例えば、電源が現在オンのとき、電源操作ボタン８０３には「電源ＯＦＦ」と表示され（図１２参照）、電源が現在オフのとき、電源操作ボタン８０３には「電源ＯＮ」と表示される（図１３参照）。電源が現在オフのとき、ロック表示部８０７およびロック操作ボタン８０８はグレー表示となって操作できない状態とされる。
【００４３】
ポート指定欄８０４は、図１０の接続先選択画面８１で接続先（制御対象のレンズ制御部６）が確定している場合にはグレー表示（選択不可）であるが、接続先が確定していない場合にはこのポート指定欄８０４で接続先を選択可能である。ポート指定欄８０４には、レンズ制御部６が接続されている制御用ＰＣ７の入出力ポート名あるいは接続されているコントローラのＩＤが表示される。ポート指定欄８０４は、プルダウンメニューになっており、他のポートに切り換えることができる。ポート指定欄８０４は、入出力ポート名あるいはコントローラＩＤを直接文字入力することも可能である。
【００４４】
周波数指定欄８０５には、レンズ制御部６に現在設定されている駆動信号Ｃｆの周波数の目標値が表示されている。周波数指定欄８０５は、プルダウンメニューになっており、他の数値に切り換えることができる。周波数指定欄８０５は、数値を直接文字入力することも可能である。
【００４５】
振幅指定欄８０６には、レンズ制御部６に現在設定されている駆動信号Ｃｆの振幅の目標値が表示されている。駆動信号Ｃｆの振幅とは、後述する最大駆動電圧（図１４参照）に対して、実際に駆動信号Ｃｆとして用いる電圧の比率である。振幅指定欄８０６は、プルダウンメニューになっており、他の数値に切り換えることができる。振幅指定欄８０６は、数値を直接文字入力することも可能である。
【００４６】
ロック表示部８０７には、現在操作対象として指定されているレンズ制御部６における共振ロック機能のオンオフ状態が表示される。現在操作対象として指定されているレンズ制御部６の電源のオンオフは、ロック操作ボタン８０８を押すことで交互に切り換えることができる。
ロック操作ボタン８０８に表示される文字は、現在操作対象として指定されているレンズ制御部６の共振ロック機能のオンオフ状態に応じて変化する。例えば、共振ロック機能が現在オフ（ロック解除中）のとき、ロック操作ボタン８０８には「ロックの実行」と表示され（図１２参照）、共振ロック機能が現在オン（ロック中）のとき、ロック操作ボタン８０８には「ロックの解除」と表示される（図１４参照）。
【００４７】
メイン画面８０においては、メニューバー８０１により、他の機能を選択して実行することができる。
図１５において、メニューバー８０１のファイルメニュー８３をプルダウンすると、最大駆動電圧設定メニュー８３１および終了メニュー８３２が表示される。
最大駆動電圧設定メニュー８３１を選択すると、図１６に示す最大駆動電圧設定画面８４が表示される。
【００４８】
図１６において、最大駆動電圧設定画面８４は、メイン画面８０とは独立したサブ画面であり、メイン画面８０の上に重ね合わせて表示することができる。
最大駆動電圧設定画面８４には、最大駆動電圧指定欄８４１、ＯＫボタン８４２およびキャンセルボタン８４３が配置されている。
【００４９】
最大駆動電圧指定欄８４１は、レンズ制御部６が出力する駆動信号Ｃｆの最大電圧（最大振幅時の電圧）を指定する。
最大駆動電圧指定欄８４１は、最大電圧の値を直接文字入力することができる。最大駆動電圧指定欄８４１は、プルダウンメニューになっており、ここに表示される他の値を選択することで指定することもできる。
ＯＫボタン８４２は、このボタンを押すことで、最大駆動電圧指定欄８４１に入力された最大電圧をレンズ制御部６に設定する。
キャンセルボタン８４３は、このボタンを押すことで、現在の処理を中止して最大駆動電圧設定画面８４を閉じる。
【００５０】
図１７において、メニューバー８０１のツールメニュー８５をプルダウンすると、同期出力信号制御メニュー８５１が表示される。
同期出力信号制御メニュー８５１を選択すると、図１８および図１９に示す同期出力信号制御画面８６が表示される。
【００５１】
同期出力信号制御画面８６は、メイン画面８０とは独立したサブ画面であり、メイン画面８０の上に重ね合わせて表示することができる。
同期出力信号制御画面８６には、画面左側に、トリガ出力モード使用チェックボックス８６１、モード選択ラジオボタン８６２、位相数指定欄８６３（マルチプレーンモード選択時のみ）、サイクル数指定欄８６４が配置され、画面右側に、位相角度指定欄８６５およびパルス幅指定欄８６６のセットが、レンズ制御部６に設置された外部トリガ出力端子のチャンネル１〜６およびカメラ（画像検出部４）の分の計７セット配置され、画面右端下部にはＯＫボタン８６７が配置されている。
【００５２】
トリガ出力モード使用チェックボックス８６１は、これをチェックすることで、レンズ制御部６の発光制御部６２における発光信号Ｃｉの発光タイミングの調整が可能となる。
モード選択ラジオボタン８６２は、トリガ出力モード使用チェックボックス８６１がチェックされた際に有効となり、有効な状態ではＲＧＢモード、マルチプレーンモード、Ｆ＾３モードのいずれかを選択可能である。
【００５３】
ＲＧＢモードは、レンズ制御部６に設置された外部トリガ出力端子のチャンネル１〜３を用いて、発光信号Ｃｉの発光タイミングを制御する。
マルチプレーンモードは、レンズ制御部６に設置された外部トリガ出力端子のいずれかのチャンネル（例えばチャンネル１）を用いて、駆動信号Ｃｆの一周期に複数の発光信号Ｃｉの発光タイミングを割り当て、複数の焦点距離の画像を取得できるようにする。
Ｆ＾３モードは、レンズ制御部６に設置された外部トリガ出力端子および画像検出制御部６３に設置されたカメラトリガ出力端子からのトリガ信号に基づいて、画像フレームに相当する一定の間隔で、画像検出信号Ｃｃの画像検出タイミングおよび発光信号Ｃｉの発光タイミングを制御する。
【００５４】
位相数指定欄８６３は、焦点距離Ｄｆの焦点変動波形Ｍｆ（図４参照）の１サイクルの間に出力する発光信号の出力タイミングの数を設定するものであり、数値を直接文字入力することができる。例えば、１サイクル中の出力タイミングを、４５度、９０度、１３５度の３つの位相に設定する場合、出力タイミングの数は３となる。位相数指定欄８６３は、プルダウンメニューになっており、ここに表示される他の数値を選択することで指定することもできる。
【００５５】
サイクル数指定欄８６４は、Ｆ＾３モードにおけるサイクル数を設定するものであり、数値を直接文字入力することができる。サイクル数指定欄８６４は、プルダウンメニューになっており、ここに表示される他の数値を選択することで指定することもできる。
【００５６】
位相角度指定欄８６５は、レンズ制御部６に設置された外部トリガ出力端子のチャンネル１〜６および画像検出制御部６３に設置されたカメラトリガ出力端子の各々に設定され、駆動信号Ｃｆにおける、焦点距離Ｄｆの焦点変動波形Ｍｆ（図４参照）に対する位相角度を指定する。
パルス幅指定欄８６６は、レンズ制御部６に設置された外部トリガ出力端子のチャンネル１〜６および画像検出制御部６３に設置されたカメラトリガ出力端子の各々に設定され、駆動信号Ｃｆにおける、位相角度指定欄８６５で指定された位相毎の発光信号Ｃｉのパルス幅を指定する。
図１９においては、トリガ出力モード使用チェックボックス８６１にチェックをいれることでトリガ出力モードが有効な状態であり、モード選択ラジオボタン８６２でマルチプレーンモードが選択され、位相数指定欄８６３で位相数「３」が指定され、画面右側では外部トリガ出力端子のチャンネル１〜３の位相角度指定欄８６５およびパルス幅指定欄８６６の設定が可能な状態となっている。
【００５７】
ＯＫボタン８６７は、このボタンを押すことで、同期出力信号に関する設定を完了し、同期出力信号制御画面８６を閉じる。
図２０において、メニューバー８０１のファイルメニュー８３には終了メニュー８３２があり、これを選択することで、レンズ操作ソフトウェアの実行が終了する。
レンズ操作ソフトウェアによるレンズ制御部６の制御の設定ができたら、画像処理ソフトウェアを実行することで、画像検出部４からの検出画像Ｉｍを処理する画像処理部７２の機能が実現される。
【００５８】
図２１から図２５には、画像処理ソフトウェアにおける画面表示が示されている。
制御用ＰＣ７で画像処理ソフトウェアを起動すると、図２１に示すユーザ認証画面９５が表示される。
ユーザ認証画面９５は、メイン画面９０（図２２参照）とは独立したサブ画面である。
ユーザ認証画面９５には、ＭＩＤ入力欄９５１、ユーザＩＤ入力欄９５２、ＯＫボタン９５３およびキャンセルボタン９５４が配置されている。
【００５９】
ＭＩＤ入力欄９５１は、画像処理ソフトウェアが処理する検出画像Ｉｍを形成するレンズ制御部６の機器番号（ＭＩＤ）を入力する。ＭＩＤ入力欄９５１は、数値を直接文字入力することができる。ＭＩＤ入力欄９５１は、プルダウンメニューになっており、ここに表示される他の数値を選択することで指定することもできる。
ユーザＩＤ入力欄９５２には、画像処理ソフトウェアを使用するユーザのＩＤ番号を入力する。
【００６０】
ＯＫボタン９５３は、このボタンを押すことで、ユーザＩＤ入力欄９５２に入力されたＩＤ番号の認証を行う。入力されたＩＤ番号が実行権限なしの場合、ＩＤ番号の入力に戻る。入力されたＩＤ番号が実行権限を有すると確認できれば、次の処理に進む。
キャンセルボタン９５４は、このボタンを押すことで、現在の処理を中止してユーザ認証画面９５を閉じる。
【００６１】
ユーザ認証画面９５によるユーザ認証が済むと、図２２に示すメイン画面９０が表示される。
メイン画面９０は、表示窓の上部にメニューバー９０１を有し、窓内には左上寄りに画像表示部９０２が配置されている。画像表示部９０２の下縁に沿って画像操作部９１０が配置され、画像表示部９０２の右側にはＥＤＯＦ設定部９２０が配置されている。
【００６２】
画像操作部９１０には、画像表示ボタン９１１、画像平均化欄９１２、入力画像サイズ欄９１３、カメラ設定ボタン９１４、光学設定ボタン９１５が配置されている。
画像表示ボタン９１１は、「Ｓｔａｒｔ」と表示されている状態でこのボタンを押すことで、カメラ選択欄９３２で選択した画像検出部４から画像処理部７２に取り込んだ検出画像Ｉｍを、リアルタイムで画像表示部９０２に表示する。画像のリアルタイム表示が行われている状態では、画像表示ボタン９１１には「Ｓｔｏｐ」と表示され、この状態で画像表示ボタン９１１を押すことで、リアルタイム表示が停止される。
【００６３】
画像平均化欄９１２は、この欄に設定される数の画像フレームについて、各画素の輝度値を平均化し、平均値で表示される画像を生成することで、画像上のノイズを抑制する。画像平均化欄９１２は、数値を直接文字入力することができる。画像平均化欄９１２は、プルダウンメニューになっており、ここに表示される他の数値を選択することで指定することもできる（図２３参照）。
【００６４】
入力画像サイズ欄９１３は、画像表示部９０２に表示される検出画像Ｉｍのサイズを選択する。基本的に、検出画像Ｉｍのサイズは、画像検出部４に依存し、画像検出部４で利用できる画像サイズの縦横の画素数で表される。入力画像サイズ欄９１３は、プルダウンメニューになっており、ここに表示される画像サイズを選択することができる（図２３参照）。
【００６５】
カメラ設定ボタン９１４は、このボタンを押すことで、図２４に示すカメラ設定画面９３が表示される。
光学設定ボタン９１５は、このボタンを押すことで、図２５に示す光学設定画面９４
が表示される。
【００６６】
図２４において、カメラ設定画面９３は、メイン画面９０とは独立したサブ画面であり、メイン画面９０の上に重ね合わせて表示することができる。
カメラ設定画面９３には、カメラインターフェイス選択ラジオボタン９３１、カメラ選択欄９３２、ゲイン入力欄９３３、露光時間入力欄９３４、ホワイトバランス調整欄９３５、サチュレーション表示チェックボックス９３６、ＯＫボタン９３７、キャンセルボタン９３８が配置されている。
【００６７】
カメラインターフェイス選択ラジオボタン９３１は、画像検出部４のインターフェイス形式をラジオボタンで選択する。
カメラ選択欄９３２は、画像検出部４として利用するカメラの型式を指定する。カメラ選択欄９３２は、カメラの型式を直接文字入力することができる。カメラ選択欄９３２は、プルダウンメニューになっており、ここに表示される他のカメラの型式を選択することで指定することもできる。
【００６８】
ゲイン入力欄９３３は、画像検出部４における検出画像Ｉｍの取得時のゲイン（感度）を指定する。ゲイン入力欄９３３には、スライダ９３３１、数値入力欄９３３２、自動調整ボタン９３３３が配置されている。
数値入力欄９３３２には現在のゲインが表示されるとともに、この欄にゲインの数値を直接入力することができる。また、スライダ９３３１を操作することで、ゲインを設定することもできる。さらに、自動調整ボタン９３３３を押すことで、ゲインを自動調整することもできる。設定されたゲインの値は、数値入力欄９３３２に表示される。
【００６９】
露光時間入力欄９３４は、画像検出部４における検出画像Ｉｍの取得時の露光時間を指定する。露光時間入力欄９３４には、スライダ９３４１、数値入力欄９３４２、自動調整ボタン９３４３が配置されている。
数値入力欄９３４２には現在の露光時間が表示されるとともに、この欄に露光時間の数値を直接入力することができる。また、スライダ９３４１を操作することで、露光時間を設定することもできる。さらに、自動調整ボタン９３４３を押すことで、露光時間を自動調整することもできる。設定された露光時間の値は、数値入力欄９３４２に表示される。
【００７０】
ホワイトバランス調整欄９３５は、画像検出部４における検出画像Ｉｍの取得時のホワイトバランスを指定する。ホワイトバランス調整欄９３５には、赤色比率を指定するスライダ９３５１および数値入力欄９３５２、緑色比率を指定するスライダ９３５３および数値入力欄９３５４、青色比率を指定するスライダ９３５５および数値入力欄９３５６が配置されているとともに、自動調整ボタン９３５７が配置されている。
赤色比率については、スライダ９３５１の操作または数値入力欄９３５２への数値入力により指定することができる。指定された赤色比率は数値入力欄９３５２に表示される。
同様に、緑色比率および青色比率についても、スライダ９３５３，９３５５の操作または数値入力欄９３５４，９３５６への数値入力により指定することができる。指定された各色比率は数値入力欄９３５４，９３５６に表示される。
自動調整ボタン９３５７を押すことで、赤緑青の各色比率が自動的に調整され、各色比率が数値入力欄９３５２，９３５４，９３５６に表示される。
【００７１】
サチュレーション表示チェックボックス９３６は、これにチェックを入れることで、輝度値が飽和した画素を青色表示する。
ＯＫボタン９３７は、このボタンを押すことで、設定した内容を保存し、カメラ設定画面９３を閉じる。
キャンセルボタン９３８は、このボタンを押すことで、現在の処理を中止してカメラ設定画面９３を閉じる。
【００７２】
図２５において、光学設定画面９４は、メイン画面９０とは独立したサブ画面であり、メイン画面９０の上に重ね合わせて表示することができる。
光学設定画面９４には、光学系の総合倍率９４１、対物レンズのＮＡ９４２、カメライメージセンサのピクセルサイズ９４３、最大屈折力９４４、現在の電圧９４５、光学系係数９４６、使用する照明の波長９４７、Ｚスキャン範囲９４８、ＯＫボタン９４９、キャンセルボタン９４０が配置されている。
【００７３】
光学系の総合倍率９４１は、光学系（図１の対物レンズ２およびレンズシステム３）の総合倍率を指定する。
対物レンズのＮＡ９４２は、対物レンズのＮＡ（開口数）を指定する。
カメライメージセンサのピクセルサイズ９４３は、画像検出部４のピクセルサイズを指定する。
最大屈折力９４４は、レンズシステム３の最大屈折力を指定する。
現在の電圧９４５は、前述したレンズ操作ソフトウェアの最大駆動電圧指定欄８４１（図１６参照）と同じ数値を指定する。
【００７４】
光学系係数９４６は、レンズシステム３に設定されている固有の係数を指定する。
使用する照明の波長９４７は、パルス照明部５で使用する照明光の波長を指定する。
Ｚスキャン範囲９４８には、上述した光学系の総合倍率９４１ないし使用する照明の波長９４７に基づいて自動計算されるレンズシステム３のＺスキャン範囲（図４に示す焦点距離Ｄｆの焦点変動波形Ｍｆの振れ幅）が表示される。
ＯＫボタン９４９は、このボタンを押すことで、設定した内容を保存し、光学設定画面９４を閉じる。
キャンセルボタン９４０は、このボタンを押すことで、現在の処理を中止して光学設定画面９４を閉じる。
【００７５】
図２２に戻って、メイン画面９０の右側にはＥＤＯＦ設定部９２０が配置されている。
ＥＤＯＦ設定部９２０は、レンズシステム３の光学性能の範囲内で任意の被写界深度まで拡大し、距離が異なる被写体にもピントを合わせることができるＥＤＯＦ処理の設定を行う。
ＥＤＯＦ設定部９２０には、ＥＤＯＦ有効化チェックボックス９２１、ＥＤＯＦ動作モードラジオボタン９２２、ＥＤＯＦ強度指定欄９２３、ＥＤＯＦ強度指定スライダ９２４、ノイズ除去チェックボックス９２５、ノイズ除去強度指定欄９２６、ノイズ除去ピクセルサイズ指定欄９２７が配置されている。
【００７６】
ＥＤＯＦ有効化チェックボックス９２１は、これにチェックを入れることで、画像表示部９０２に表示される検出画像Ｉｍに対するＥＤＯＦ処理を行う。
ＥＤＯＦ動作モードラジオボタン９２２は、実行するＥＤＯＦ処理を指定するものであり、高解像度モードと高速モードとの２つから選択することができる。
【００７７】
ＥＤＯＦ強度指定欄９２３およびＥＤＯＦ強度指定スライダ９２４は、実行するＥＤＯＦ処理の強度を指定するものであり、ＥＤＯＦ強度指定欄９２３に数値を直接入力するか、またはＥＤＯＦ強度指定スライダ９２４を操作することで指定する。指定されたＥＤＯＦ強度は、ＥＤＯＦ強度指定欄９２３に表示される。ＥＤＯＦ強度を大きくすると、画像の輪郭がより強調される。ただし、ＥＤＯＦ強度を大きくすると、演算処理が増加するため、画像処理に要する時間が増加する。
【００７８】
ノイズ除去チェックボックス９２５は、これにチェックを入れることで、画像表示部９０２に表示される検出画像Ｉｍに対するノイズ除去処理を行う。
ノイズ除去処理は、画像表示部９０２に表示される検出画像Ｉｍの各画素に対し、平滑化フィルタを用い、隣接画素どうしの輝度値の変化を滑らかにすることでノイズを除去する。
ノイズ除去強度指定欄９２６は、ノイズ除去処理に使用する平滑化フィルタの強度を指定する。指定は強（Ｈｉｇｈ）、中（Ｍｅｄ）、弱（Ｌｏｗ）のプルダウンメニュー選択により行う。
ノイズ除去ピクセルサイズ指定欄９２７は、ノイズ除去処理に使用するピクセルサイズを指定する。指定は３ピクセル，５ピクセル，７ピクセルのプルダウンメニュー選択により行う。
【００７９】
以上のような本実施形態によれば、レンズ制御部６からの駆動信号Ｃｆによりレンズシステム３に定在波が生じた状態（共振状態）が得られ、発光信号Ｃｉによりパルス照明部５が所定のタイミングで発光することで、所望の焦点距離の画像が得られる。
とくに、共振ロック操作部７１１により共振ロック制御部６１１を動作状態とすることで、駆動信号Ｃｆがレンズシステム３の現在の共振周波数のピークを自動追尾し、定在波を効率的に生成することができる。
この際、駆動信号Ｃｆおよび発光信号Ｃｉは、レンズ操作部７１で設定ないし調整することができる。さらに、共振ロック制御の動作および停止も、レンズ操作部７１から操作を行うことができる。
【００８０】
本実施形態では、レンズ制御部６（駆動制御部６１、発光制御部６２および画像検出制御部６３）を専用のハードウェアとすることで、レンズシステム３およびパルス照明部５の直接的な動作制御（周波数および振幅の制御、最大駆動電圧の制御など）に関する部分を集約することができる。
一方、レンズ制御部６による制御に関しては、レンズ操作部７１として汎用性の高いパーソナルコンピュータ（制御用ＰＣ７）を用い、専用のソフトウェア（レンズ操作ソフトウェアおよび画像処理ソフトウェア）を実行させることで、機能毎の操作を行うことができ、用途に応じた改訂などを容易に行うことができる。
【００８１】
本実施形態では、レンズシステム３の稼働中に多用する駆動信号Ｃｆの周波数の設定、振幅の設定、共振ロックの動作および停止の操作については、通常表示されるメイン画面８０で行うことができる。
一方、一度設定すればその後は操作の機会が少ない発光信号Ｃｉの発光タイミングの設定（同期出力信号制御の設定）、駆動信号Ｃｆの最大駆動電圧の設定については、サブ画面（最大駆動電圧設定画面８４、同期出力信号制御画面８６）とすることで、画面スペースを効率的に利用できるとともに、意図しない操作も防止できる。
【００８２】
なお、本発明は前述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形などは本発明に含まれる。
前記実施形態では、レンズシステム３の駆動および制御を行うために、レンズ制御部６と制御用ＰＣ７との組み合わせを用いたが、これらはレンズシステム３の駆動、制御ないし操作までを一括して行う一体の装置としてもよい。この際には、一体の装置において、前記実施形態で説明したレンズ操作ソフトウェアおよび画像処理ソフトウェアを実行させればよい。
【００８３】
前記実施形態では、駆動信号Ｃｆおよび焦点変動波形Ｍｆを正弦波としたが、これは三角波、鋸歯状波、矩形波その他の波形であってもよい。
レンズシステム３の具体的構成は適宜変更してよく、ケース３１および振動部材３２は円筒状のほか六角筒状などであってもよく、これらの寸法や液体３５の属性も適宜選択することができる。
【００８４】
前記実施形態では、図１０から図２０に示すような画面表示を有するレンズ操作ソフトウェア、および、図２１から図２５に示すような画面表示を有する画像処理ソフトウェアを用いた。しかし、これらの画面表示は、適宜表示の配置を変更してもよく、表示内容も適宜変更してもよい。
例えば、図２６のように、画像処理ソフトウェアにおいて、ＥＤＯＦ設定画面９２０Ａを独立させ、画面表示部９０２Ａに隣接して各種の設定部を配置してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００８５】
本発明は、焦点距離可変レンズ装置として利用できる。
【符号の説明】
【００８６】
１…焦点距離可変レンズ装置、２…対物レンズ、３…レンズシステム、３１…ケース、３２…振動部材、３３…外周面、３４…内周面、３５…液体、３９…スペーサ、４…画像検出部、５…パルス照明部、６…レンズ制御部、６１…駆動制御部、６１１…共振ロック制御部、６２…発光制御部、７…制御用ＰＣ、７１…レンズ操作部、７１１…共振ロック操作部、７２…画像処理部、７３…操作インターフェイス、８…振動センサ、８０…メイン画面、８０１…メニューバー、８０２…電源表示部、８０３…電源操作ボタン、８０４…ポート指定欄、８０５…周波数指定欄、８０６…振幅指定欄、８０７…ロック表示部、８０８…ロック操作ボタン、８１…接続先選択画面、８１１…接続先指定欄、８１２…接続開始ボタン、８１３…キャンセルボタン、８２…ユーザ認証画面、８２１…ＭＩＤ表示部、８２２…ユーザＩＤ入力欄、８２３…ＯＫボタン、８２４…キャンセルボタン、８３…ファイルメニュー、８３１…最大駆動電圧設定メニュー、８３２…終了メニュー、８４…最大駆動電圧設定画面、８４１…最大駆動電圧指定欄、８４２…ＯＫボタン、８４３…キャンセルボタン、８５…ツールメニュー、８５１…同期出力信号制御メニュー、８６…同期出力信号制御画面、８６１…トリガ出力モード使用チェックボックス、８６２…モード選択ラジオボタン、８６３…位相数指定欄、８６４…サイクル数指定欄、８６５…位相角度指定欄、８６６…パルス幅指定欄、８６７…ＯＫボタン、９…測定対象物、９０…メイン画面、９０１…メニューバー、９０２…画像表示部、９０２Ａ…画面表示部、９１０…画像操作部、９１１…画像表示ボタン、９１２…画像平均化欄、９１３…入力画像サイズ欄、９１４…カメラ設定ボタン、９１５…光学設定ボタン、９２０…ＥＤＯＦ設定部、９２０Ａ…ＥＤＯＦ設定画面、９２１…ＥＤＯＦ有効化チェックボックス、９２２…ＥＤＯＦ動作モードラジオボタン、９２３…ＥＤＯＦ強度指定欄、９２４…ＥＤＯＦ強度指定スライダ、９２５…ノイズ除去チェックボックス、９２６…ノイズ除去強度指定欄、９２７…ノイズ除去ピクセルサイズ指定欄、９３…カメラ設定画面、９３１…カメラインターフェイス選択ラジオボタン、９３２…カメラ選択欄、９３３…ゲイン入力欄、９３３１…スライダ、９３３２…数値入力欄、９３３３…自動調整ボタン、９３４…露光時間入力欄、９３４１…スライダ、９３４２…数値入力欄、９３４３…自動調整ボタン、９３５…ホワイトバランス調整欄、９３５１…スライダ、９３５２…数値入力欄、９３５３…スライダ、９３５４…数値入力欄、９３５５…スライダ、９３５６…数値入力欄、９３５７…自動調整ボタン、９３６…サチュレーション表示チェックボックス、９３７…ＯＫボタン、９３８…キャンセルボタン、９４…光学設定画面、９４０…キャンセルボタン、９４１…総合倍率、９４３…ピクセルサイズ、９４４…最大屈折力、９４５…電圧、９４６…光学系係数、９４７…波長、９４８…Ｚスキャン範囲、９４９…ＯＫボタン、９５…ユーザ認証画面、９５１…ＭＩＤ入力欄、９５２…ユーザＩＤ入力欄、９５３…ＯＫボタン、９５４…キャンセルボタン、Ｃｆ…駆動信号、Ｃｉ…発光信号、Ｄｆ…焦点距離、Ｆ…共振周波数、Ｆ１…共振周波数、Ｆ２…共振周波数、Ｉｍ…検出画像、Ｌｇ…画像、Ｌｉ…照明光、Ｍｆ…焦点変動波形、Ｐｆ…焦点位置、Ｓ１…振動特性、Ｓ２…振動特性、Ｔ…期間、Ｔ１…開始時点、Ｔ２…終了時点、Ｖｆ…振動状態、Ｗ…屈折率分布。
【図１】
2018189702.tif 000003
【図２】
2018189702.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2018189702.tif 000009
【図８】
2018189702.tif 000010
【図９】
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【図１０】
2018189702.tif 000012
【図１１】
2018189702.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
2018189702.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
2018189702.tif 000018
【図１７】
2018189702.tif 000019
【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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