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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Mikroskop und ein Vergrößerungsbeobachtungsverfahren, welches dasselbe verwendet.
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2. Beschreibung verwandten Stands der Technik
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Bei einer Betrachtung, die ein Mikroskop verwendet, wird ein Bild eines Betrachtungsziels als ein Ziel zur Betrachtung durch einen Bildgebungsabschnitt aufgenommen und vergrößert und angezeigt. Weiter kann im Mikroskop eine geneigte Betrachtung durchgeführt werden, wo der Bildgebungsabschnitt geneigt ist und ein Präparat diagonal von oben so betrachtet wird, dass die Form des Betrachtungsziels im Detail beobachtet wird.
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Ein konventionelles Mikroskop 41, das zum Durchführen der geneigten Betrachtung in der Lage ist, wird basierend auf 11 bis 14 beschrieben. Es ist anzumerken, dass zwei Richtungen orthogonal zueinander innerhalb einer horizontalen Ebene als eine X-Achse und eine Y-Achse angenommen sind und eine Richtung vertikal zur X-Achse und zur Y-Achse als eine Z-Achse angenommen wird. Eine Basis des Mikroskops 41 ist mit einem oberen Tischlift (Tischtrieb) 43 und einem unteren Tischlift 44 ausgestattet. Am oberen Tischlift 43 ist ein Bildgebungsabschnitt 46 als ein Kopfabschnitt 45 über ein nicht gezeigtes Anbringelement angebracht. Der Kopfabschnitt 45 ist vertikal in Bezug auf den oberen Tischlift 43 beweglich. Die Basis ist mit einer Schwenkachse 47 versehen, die sich in einer Y-Achsenrichtung erstreckt (eine Richtung vertikal zur Ebene der Zeichnungen von 11 bis 14), und der obere Tischlift 43 ist um die Schwenkachse 47 verschwenkbar.
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Derweil ist ein Tisch 49, an welchem ein Betrachtungsziel montiert ist, an der oberen Oberflächenseite des unteren Tischlifts 44 angebracht. Der Tisch 49 ist durch die Betätigung eines Knopfes 50 vertikal beweglich, der im unteren Tischlift 44 montiert ist.
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In einem solchen Mikroskop ist es möglich, eine geneigte Betrachtung durchzuführen, bei dem der Bildgebungsabschnitt geneigt wird und die Betrachtung durchgeführt wird. Derweil ist es bei der geneigten Betrachtung wichtig, eine euzentrische Betrachtung durchzuführen, wo das Betrachtungsziel im visuellen Feld angezeigt bleibt, selbst wenn der Bildgebungsabschnitt geneigt ist. Mit anderen Worten besteht die Notwendigkeit, zu vermeiden, dass ein Bereich des Betrachtungsziels aus dem Sichtfeld gelangt, wenn der Bildgebungsabschnitt geneigt wird.
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Nachfolgend wird eine Bedienprozedur für das Mikroskop 41 gezeigt, um die euzentrische Betrachtung zu realisieren. Aus dem in 11 gezeigten Zustand wird der Knopf 50 des unteren Tischlifts 44 gedreht, um den Tisch 49 anzuheben und die obere Oberfläche des Tischs 49 an die Schwenkachse 47 anzupassen (siehe 12). Als Nächstes wird durch Betätigen des oberen Tischlifts 43 der Kopfabschnitt 45 gehoben oder gesenkt, um den Bildgebungsabschnitt 46 auf die obere Oberfläche des Tischs 49 zu fokussieren (siehe 13). Weiter wird nach Platzierung eines Betrachtungsziels S auf der oberen Oberfläche des Tischs 4, der untere Tischlift 44 gesenkt, um den Bildgebungsabschnitt 46 auf eine gewünschte Betrachtungszieloberfläche auf dem Betrachtungsziel S zu fokussieren. In diesem Zustand ist es möglich, die euzentrische Betrachtung durchzuführen, bei der die Betrachtungszieloberfläche nicht aus dem Sichtfeld gelangt, selbst wenn der obere Tischlift 43 um die Schwenkachse 47 geschwenkt wird (siehe 14).
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Wenn nicht der Betrieb wie die obige Betriebsprozedur durchgeführt wird, um die Betrachtungszieloberfläche an die Schwenkachse 47 anzupassen, wenn der Bildgebungsabschnitt geneigt wird, gelangt die Betrachtungszieloberfläche aus dem Sichtfeld oder wird der Fokus unscharf, was es unmöglich macht, die euzentrische Betrachtung durchzuführen. Jedoch erfordert die obige Konfiguration nur für die vorstehende Bedienprozedur eine konstante Bedienung, was das Problem verursacht hat, dass sie zeitaufwendig ist. Speziell im Falle des manuellen, vertikalen Bewegens des unteren Tischlifts 44 muss die Operation gerade so wie in der vorstehenden Bedienprozedur durchgeführt werden, was mühsam ist. Weiter, im Falle es elektrischen Bewegens des oberen Tischlifts 43, selbst wenn die Betrachtungszieloberfläche nicht an das Schwenkzentrum der Schwenkachse 47 angeglichen ist, kann die Betrachtungszieloberfläche automatisch in den Fokus kommen. Im Ergebnis ist es nicht möglich, einen Zustand zu vermeiden, bei dem, obwohl die Betrachtungszieloberfläche im Fokus liegt, sie zu der Zeit der geneigten Betrachtung aus dem Sichtfeld gelangt.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung ist gemacht worden, um die oben beschriebenen, konventionellen Probleme zu lösen. Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Mikroskop bereitzustellen, das zum Neigen eines Bildgebungsabschnittes und automatischen Abgleich einer Höhenposition eines Betrachtungsziel an einer euzentrische Position in der Lage ist.
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Um die obige Aufgabe zu lösen, beinhaltet ein Mikroskop der vorliegenden Erfindung: einen Platzierabschnitt, auf welchem ein Betrachtungsziel platziert wird, wobei der Platzierabschnitt in einer horizontalen Richtung beweglich ist; einen unteren Tischhebeabschnitt, der vertikal beweglich den Platzierabschnitt unterstützt; einen ersten Antriebsmechanismus, der den unteren Tischhebeabschnitt antreibt; eine Bildgebungseinheit, die ein Bild des Betrachtungsziels aufnimmt; eine Anschlusseinheit, an der der Bildgebungseinheit angebracht ist; und einen oberen Tischhebeabschnitt, welcher vertikal beweglich die Anschlusseinheit längs einer optischen Achse der Bildgebungseinheit stützt und um eine Schwenkachse orthogonal zur optischen Achse der Bildgebungseinheit verschwenkbar ist. In einem Zustand, bei dem die Bildgebungseinheit auf eine Höhenposition der Schwenkachse fokussiert ist, treibt der erste Antriebsmechanismus den unteren Tischhebeabschnitt so an, dass die Oberfläche des auf dem Platzierabschnitt platzierten Betrachtungsziels an die Höhenposition der Schwenkachse angeglichen ist.
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Gemäß der obigen Konfiguration kann die durch den oberen Tischhebeabschnitt gestützte Anschlusseinheit längs der der optischen Achse der Bildgebungseinheit bewegt werden, um die Bildgebungseinheit auf die Höhenposition der Schwenkachse zur fokussieren. Der erste Antriebsmechanismus kann den unteren Tischhebeabschnitt so antreiben, dass die Bildgebungseinheit auf die Betrachtungszieloberfläche fokussiert wird, um den Platzierabschnitt automatisch zu einer Position zu bewegen, wo die Bildgebungseinheit auf die Betrachtungszieloberfläche fokussiert ist. Hiermit, selbst ohne dass ein Anwender manuell komplizierte Bedienung durchführt, ist es möglich, automatisch die Höhenpositionen der Betrachtungszieloberfläche an eine euzentrische Position anzugleichen, um so den oberen Tischliftabschnitt um die Schwenkachse zu schwenken und euzentrische Betrachtung durchzuführen.
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Weiter wird ein zweiter Antriebsmechanismus zum Antreiben des oberen Tischhebeabschnitts bereitgestellt und der zweite Antriebsmechanismus bewegt den oberen Tischhebeabschnitt so, dass die Bildgebungseinheit auf die Höhenposition der Schwenkachse fokussiert wird.
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Gemäß der obigen Konfiguration kann der zweite Antriebsmechanismus den oberen Tischliftabschnitt antreiben, um die Bildgebungseinheit automatisch zu fokussieren, angepasst an die Anschlusseinheit auf der Höhenposition der Schwenkachse.
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Gemäß der obigen Konfiguration kann der zweite Antriebsmechanismus den oberen Tischhebeabschnitt antreiben, um die Bildgebungseinheit, die an der Anschlusseinheit angebracht ist, automatisch auf der Höhenposition der Schwenkachse zu fokussieren.
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Weiter, in einem Zustand, bei dem der Platzierabschnitt in horizontaler Richtung bewegt wird und die Betrachtungszieloberfläche in der horizontalen Richtung bewegt wird, passt der erste Antriebsmechanismus eine neu auf der Schwenkachse positionierte Betrachtungszieloberfläche an die Schwenkachse an, basierend auf in dem ersten Antriebsmechanismus gespeicherter Fokusdistanzinformation.
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Gemäß der obigen Konfiguration ist es möglich, die Betrachtungszieloberfläche, die neu auf der Schwenkachse positioniert ist, an die Schwenkachse anzugleichen, basierend auf der in den ersten Antriebsmechanismus gespeicherten Fokusdistanzinformation.
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Weiter bewegt die Bildgebungseinheit sich längs der optischen Achse der Bildgebungseinheit in dem Zustand, in dem sie durch den oberen Tischhebeabschnitt gestützt ist, der um die Schwenkachse schwenkt, und wird eine Tiefen-Synthese für synthetisierte Pixel an Positionen, wo die Bildgebungseinheit fokussiert ist, durchgeführt, indem die Bildgebungseinheit bewegt wird, während in Stufen eine Distanz zwischen der Bildgebungseinheit und der Betrachtungszieloberfläche geändert wird.
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Gemäß der obigen Konfiguration ist es möglich, eine Tiefensynthese im Zustand der Durchführung geneigter Betrachtung auf der Betrachtungszieloberfläche durchzuführen.
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Weiter bringt der erste Antriebsmechanismus den unteren Tischhebeabschnitt zu einer Position zurück, wo die Bildgebungseinheit auf der Schwenkachse fokussiert ist, nachdem die Bildgebungseinheit die Tiefensynthese durchgeführt hat.
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Gemäß der obigen Konfiguration ist es im Falle der Betrachtung des Betrachtungsziels nach Durchführen der Tiefensynthese möglich, zu verhindern, dass die Bildgebungseinheit nicht auf der Betrachtungszieloberfläche fokussiert ist.
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Weiter wird das Betrachtungsziel auf dem Platzierabschnitt in einem Zustand platziert, bei dem der Platzierabschnitt zu einer niedrigsten Position durch den ersten Antriebsmechanismus bewegt wird.
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Gemäß der obigen Konfiguration ist es zum Zeitpunkt der Platzierung des Betrachtungsziels auf den Platzierabschnitt möglich, zu verhindern, dass das Betrachtungsziel in Kontakt mit der Bildgebungseinheit oder dergleichen gelangt.
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Ein Vergrößerungsbetrachtungsverfahren für ein Mikroskop beinhaltet: Einen Platzierabschnitt, auf welchem ein Betrachtungsziel platziert wird, wobei der Platzierabschnitt in einer horizontalen Richtung beweglich ist; einen unteren Tischhebeabschnitt, welcher vertikal beweglich den Platzierabschnitt unterstützt; einen ersten Antriebsmechanismus, der den unteren Tischhebeabschnitt antreibt; eine Bildgebungseinheit, die ein Bild des Betrachtungsziels aufnimmt; eine Anschlusseinheit, an der der Bildgebungseinheit angebracht ist; und einen oberen Tischhebeabschnitt, der vertikal beweglich die Anschlusseinheit längs einer optischen Achse der Bildgebungseinheit unterstützt, und um eine Schwenkachse orthogonal zur optischen Achse der Bildgebungseinheit verschwenkbar ist. Das Verfahren beinhaltet: Einen ersten Schritt, in welchem der erste Antriebsmechanismus den Platzierabschnitt an einer niedrigsten Position positioniert; einen zweiten Schritt, in welchem der obere Tischhebeabschnitt so bewegt wird, dass die Bildgebungseinheit, die an der Anschlusseinheit angebracht ist, an einer Höhenposition der Schwenkachse fokussiert wird; einen dritten Schritt, in welchem das Betrachtungsziel auf dem an der niedrigsten Position positionierten Platzierabschnitt platziert ist; und einen vierten Schritt, in welchem der erste Antriebsmechanismus den unteren Tischhebeabschnitt antreibt, um den Platzierabschnitt automatisch zu einer Position zu bewegen, wo die Bildgebungseinheit auf die Betrachtungszieloberfläche fokussiert ist.
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Gemäß der obigen Konfiguration kann die durch den oberen Tischhebeabschnitt unterstützte Anschlusseinheit längs der optischen Achse der Bildgebungseinheit bewegt werden, um die Bildgebungseinheit auf der Höhenposition der Schwenkachse zu fokussieren. Der erste Antriebsmechanismus kann den unteren Tischhebeabschnitt so antreiben, dass die Bildgebungseinheit auf die Betrachtungszieloberfläche fokussiert wird, um den Platzierabschnitt automatisch zu einer Position zu bewegen, wo die Bildgebungseinheit auf die Betrachtungszieloberfläche fokussiert ist. Hiermit, selbst ohne dass der Anwender manuell eine komplizierte Bedienung durchführt, ist es möglich, automatisch die Höhenposition der Betrachtungszieloberfläche an eine euzentrische Position anzugleichen, um so den oberen Tischhebeabschnitt um die Schwenkachse zu schenken und euzentrische Betrachtung durchzuführen.
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Darüber hinaus beinhaltet ein Vergrößerungsbetrachtungsverfahren für ein Mikroskop: einen Platzierabschnitt, auf dem ein Betrachtungsziel platziert wird, wobei der Platzierabschnitt in einer horizontalen Richtung beweglich ist; einen unteren Tischhebeabschnitt, der vertikal beweglich den Platzierabschnitt unterstützt; einen ersten Antriebsmechanismus, der den unteren Tischhebeabschnitt antreibt; eine Bildgebungseinheit, die ein Bild des Betrachtungsziels aufnimmt; eine Anschlusseinheit, an der die Bildgebungseinheit angebracht ist; einen oberen Tischhebeabschnitt, welcher vertikal beweglich die Anschlusseinheit längs einer optischen Achse der Bildgebungseinheit unterstützt, und um eine Schwenkachse orthogonal zur optischen Achse der Bildgebungseinheit verschwenkbar ist; und einen zweiten Antriebsmechanismus, der den oberen Tischhebeabschnitt antreibt. Das Verfahren beinhaltet: einen ersten Schritt, in welchem der erste Antriebsmechanismus den Platzierabschnitt an einer tiefsten Position positioniert; einen zweiten Schritt, in welchem der zweite Antriebsmechanismus den oberen Tischhebeabschnitt so antreibt, dass die Bildgebungseinheit, die an der Anschlusseinheit angebracht ist, auf eine Höhenposition der Schwenkachse fokussiert wird; einen dritten Schritt, in welchem das Betrachtungsziel auf dem an der tiefsten Position positionierten Platzierabschnitt platziert wird, und einen vierten Schritt, in welchem der erste Antriebsmechanismus den unteren Tischhebeabschnitt antreibt, um den Platzierabschnitt automatisch an eine Position zu bewegen, wo die Bildgebungseinheit auf die Betrachtungszieloberfläche fokussiert wird.
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Gemäß der obigen Konfiguration kann der zweite Antriebsmechanismus den oberen Tischhebeabschnitt antreiben, automatisch die Bildgebungseinheit zu fokussieren, die an der Anschlusseinheit angeschlossen ist, auf der Höhenposition der Schwenkachse.
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Ein euzentrisches Vergrößerungsbetrachtungsverfahren für ein Mikroskop beinhaltet: einen Platzierabschnitt, auf welchem ein Betrachtungsziel platziert wird, wobei der Platzierabschnitt in einer horizontalen Richtung beweglich ist; einen unteren Tischhebeabschnitt, der vertikal beweglich den Platzierabschnitt unterstützt; einen ersten Antriebsmechanismus, der den unteren Tischhebeabschnitt antreibt; eine Bildgebungseinheit, die ein Bild des Betrachtungsziels erfasst; eine Anschlusseinheit, an welcher die Bildgebungseinheit angebracht ist; einen oberen Tischhebeabschnitt, der vertikal beweglich die Anschlusseinheit längs einer optischen Achse der Bildgebungseinheit unterstützt, und um die Schwenkachse orthogonal zur optischen Achse der Bildgebungseinheit verschwenkbar ist; und einen zweiten Antriebsmechanismus, der den oberen Tischhebeabschnitt antreibt. Das Verfahren beinhaltet: Einen ersten Schritt, in welchem der erste Antriebsmechanismus den Platzierabschnitt an einer tiefsten Position positioniert; einen zweiten Schritt, in welchem der zweite Antriebsmechanismus den oberen Tischhebeabschnitt so antreibt, dass die an der Anschlusseinheit angeschlossene Bildgebungseinheit auf einer Höhenposition der Schwenkachse fokussiert ist; einen dritten Schritt, in welchem das Betrachtungsziel auf dem Platzierabschnitt, der an den tiefsten Position positioniert ist, platziert wird; einen vierten Schritt, in welchem der erste Antriebsmechanismus den unteren Tischhebeabschnitt antreibt, den Platzierabschnitt automatisch zu einer Position zu bewegen, wo die Bildgebungseinheit auf die Betrachtungszieloberfläche fokussiert wird; und einen fünften Schritt, in welchem der obere Tischhebeabschnitt um die Schwenkachse geschwenkt wird.
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Gemäß der obigen Konfiguration kann der obere Tischhebeabschnitt um die Schwenkachse geschwenkt werden, um eine euzentrische Vergrößerungsbetrachtung durchzuführen.
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Ein Vergrößerungsbetrachtungsverfahren für ein Mikroskop beinhaltet: Einen Platzierabschnitt, auf dem ein Betrachtungsziel platziert wird, wobei der Platzierabschnitt in einer horizontalen Richtung beweglich ist; einen unteren Tischhebeabschnitt, der vertikal beweglich den Platzierabschnitt unterstützt; einen ersten Antriebsmechanismus, der den unteren Tischhebeabschnitt antreibt; eine Bildgebungseinheit, die ein Bild des Betrachtungsziels aufnimmt; eine Anschlusseinheit, an der die Bildgebungseinheit angebracht ist; einen oberen Tischhebeabschnitt, der vertikal beweglich die Anschlusseinheit längs der optischen Achse der Bildgebungseinheit unterstützt und um eine Schwenkachse orthogonal zur optischen Achse der Bildgebungseinheit schwenkbar ist; und einen zweiten Antriebsmechanismus, der den oberen Tischhebeabschnitt antreibt. Das Verfahren beinhaltet: Einen ersten Schritt, in welchem der erste Antriebsmechanismus den Platzierabschnitt an einer tiefsten Position platziert; einen zweiten Schritt, in welchem der zweite Antriebsmechanismus den oberen Tischhebeabschnitt so antreibt, dass die an der Anschlusseinheit angebrachte Bildgebungseinheit an einer Höhenposition der Schwenkachse fokussiert wird; Einen dritten Schritt, in welchem das Betrachtungsziel auf dem an der niedrigsten Position positionierten Platzierabschnitt platziert wird; einen vierten Schritt, in welchem der erste Antriebsmechanismus den unteren Tischhebeabschnitt antreibt, den Platzierabschnitt automatisch zu einer Position zu bewegen, wo die Bildgebungseinheit auf die Betrachtungszieloberfläche fokussiert ist; einen fünften Schritt, in welchem der Platzierabschnitt in der horizontalen Richtung bewegt wird, um die Betrachtungszieloberfläche auf der Schwenkachse zu positionieren; und eine sechsten Schritt, in welchem der erste Antriebsmechanismus die auf der Schwenkachse positionierte Betrachtungszieloberfläche mit der Schwenkachse basierend auf Fokaldistanzinformation abgleicht, welche im ersten Antriebsmechanismus gespeichert ist.
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Gemäß der obigen Konfiguration ist es möglich, leicht eine Betrachtungszieloberfläche, die neu auf der Schwenkachse positioniert ist, an die Schwenkachse anzugleichen, basierend auf der in dem ersten Antriebsmechanismus gespeicherten Fokaldistanzinformation.
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Darüber hinaus enthält ein euzentrisches Vergrößerungsbetrachtungsverfahren für ein Mikroskop: einen Platzierabschnitt, auf welchem ein Betrachtungsziel platziert ist, wobei der Platzierabschnitt in einer horizontalen Richtung beweglich ist; einen unteren Tischhebeabschnitt, der vertikal beweglich den Platzierabschnitt unterstützt; einen ersten Antriebsmechanismus, der den unteren Tischhebeabschnitt antreibt, einen Bildgebungsabschnitt, der ein Bild des Betrachtungsziels aufnimmt; eine Anschlusseinheit, an der die Bildgebungseinheit angebracht ist; einen oberen Tischhebeabschnitt, der vertikal beweglich die Anschlusseinheit längs einer optischen Achse der Bildgebungseinheit stützt und um eine Schwenkachse orthogonal zur optischen Achse der Bildgebungseinheit schwenkbar ist; und einem zweiten Antriebsmechanismus, der den oberen Tischhebeabschnitt antreibt. Das Verfahren enthält: einen ersten Schritt, in welchem der erste Antriebsmechanismus den Platzierabschnitt an einer niedrigsten Position positioniert; einen zweiten Schritt, in welchem der zweite Antriebsmechanismus den oberen Tischhebeabschnitt so antreibt, dass die an der Anschlusseinheit angeschlossene Bildgebungseinheit auf einer Höhenposition der Schwenkachse fokussiert wird; einen dritten Schritt, in welchem das Betrachtungsziel auf dem an der niedrigsten Position positionierten Platzierabschnitt platziert wird; einen vierten Schritt, in welchem der erste Antriebsmechanismus den unteren Tischhebeabschnitt antreibt, den Platzierabschnitt automatisch zu einer Position zu bewegen, wo die Bildgebungseinheit auf der Betrachtungszieloberfläche fokussiert wird; einen fünften Schritt, in welchem der Platzierabschnitt in der horizontalen Richtung bewegt wird, um die Betrachtungszieloberfläche auf der Schwenkachse zu positionieren; einen sechsten Schritt, in welchem der erste Antriebsmechanismus die auf der Schwenkachse positionierte Betrachtungszieloberfläche mit der Schwenkachse abgleicht, basierend auf in dem ersten Antriebsmechanismus gespeicherter Fokaldistanzinformation; und einen siebten Schritt, in welchem der obere Tischhebeabschnitt um die Schwenkachse geschwenkt wird.
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Gemäß der obigen Konfiguration kann eine Betrachtungszieloberfläche, die neu auf der Schwenkachse positioniert ist, leicht an die Schwenkachse abgeglichen werden, basierend auf der in dem ersten Antriebsmechanismus gespeicherten Fokaldistanzinformation, um den oberen Tischhebeabschnitt um die Schwenkachse zu schwenken, um eine euzentrische Vergrößerungsbetrachtung der Betrachtungszieloberfläche durchzuführen.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist eine externe Ansicht eines Mikroskops gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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2 ist ein Blockdiagramm des Mikroskops gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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3 ist eine schematische Frontsicht des Mikroskops;
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4 ist ein Flussdiagramm eines euzentrisches Vergrößerungsbetrachtungsverfahrens;
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5 ist eine schematische Ansicht des Mikroskops, wo ein Tisch sich zur niedrigsten Position bewegt hat;
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6 ist eine schematische Ansicht des Mikroskops, wo ein Bildgebungsabschnitt auf eine Schwenkachse fokussiert ist;
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7 ist eine schematische Ansicht des Mikroskops, wo ein Betrachtungsziel auf dem an der niedrigsten Position positionierten Tisch platziert ist;
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8 ist eine schematische Ansicht des Mikroskops, wo eine Betrachtungszieloberfläche an die Schwenkachse angeglichen ist, durch Anheben des Tischs;
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9 ist eine schematische Ansicht des Mikroskops, wo eine neue Betrachtungszieloberfläche auf der Schwenkachse positioniert ist;
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10 ist eine schematische Ansicht des Mikroskops, wo eine neue Betrachtungszieloberfläche an die Schwenkachse angeglichen ist, durch Anheben des Tischs;
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11 ist eine schematische Ansicht, die eine Betriebsprozedur für ein konventionelles Mikroskop zeigt;
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12 ist eine schematische Ansicht, welche die Betriebsprozedur für das konventionelle Mikroskop zeigt;
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13 ist eine schematische Ansicht, welche die Betriebsprozedur für das konventionelle Mikroskop zeigt; und
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14 ist eine schematische Ansicht, welche die Betriebsprozedur für das konventionelle Mikroskop zeigt.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Nachfolgend wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung basierend auf den Zeichnungen beschrieben. Jedoch illustriert die nachfolgend gezeigte Ausführungsform lediglich ein Mikroskop und ein Bildgebungsverfahren unter Verwendung desselben für den Zweck des Ausführens technischer Ideen der vorliegenden Erfindung und die vorliegende Erfindung spezifiziert nicht das Mikroskop und das, dasselbe verwendende Bildgebungsverfahren wie jene, die unten beschrieben sind. Weiter spezifiziert die vorliegende Spezifikation keine in den Ansprüchen gezeigten Bestandteile als Bestandteile der Ausführungsform. Insbesondere sollen Größen, Materialien, Formen, relative Anordnung und dergleichen von Bestandteilelementen, die in der Ausführungsform beschrieben sind, den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung nicht darauf beschränken, sondern sind nur erläuternde Beispiele, wenn nicht anders spezifiziert. Es sei angemerkt, dass Größen, Positionsbeziehungen und dergleichen von in jeder der Zeichnungen gezeigten Elementen zum Klarstellen einer Beschreibung übertrieben sein können. Weiter bezeichnen in der nachfolgenden Beschreibung derselbe Name oder Symbole dasselbe Element oder Elemente derselben Qualität und eine detaillierte Beschreibung derselben wird je nachdem weggelassen. Darüber hinaus kann jedes die vorliegende Erfindung bildende Element einen Modus aufweisen, wo eine Mehrzahl von Elementen durch denselben Bestandteil konfiguriert sind und der eine Bestandteil als Mehrzahl von Elementen dienen kann, eine Funktion eines Bestandteils geteilt sein kann und durch eine Mehrzahl von Bestandteilen realisiert sein kann.
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Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf 1 bis 10 ein Mikroskop 100 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Wie in 1 gezeigt, ist das Mikroskop 100 versehen mit: einer Beleuchtungseinheit 2 zum Beleuchten eines Betrachtungsziels (oder eines Werkstücks oder anderen Subjekts) S, ein Bildgebungsabschnitt 3 als eine Bildgebungseinheit zum Aufnehmen eines Bildes des durch die Beleuchtungseinheit 2 beleuchteten Betrachtungsziels S und einem Korpusabschnitt 5 mit einer Anzeigeneinheit 4 zum Anzeigen eines durch den Bildgebungsabschnitt 3 aufgenommenen, vergrößerten Bildes. Der Bildgebungsabschnitt 3 ist als ein Kopfabschnitt 6 mit dem Korpusabschnitt 5 über einen Kabelabschnitt 7 verbunden. Der Kopfabschnitt 6 ist an ein Anschlusselement 25 angesetzt. Weiter ist das Mikroskop 100 versehen mit: einem Tisch 8, auf dem das Betrachtungsziels S platziert wird; einem Bildgebungselement 12 zum elektrischen Lesen reflektierten Lichts oder transmittierten Lichts, das über ein optisches System 9 einfällt und aus dem auf dem Tisch 8 platzierten Betrachtungsziel S kommt; und einem unteren Tischlift 13 als ein Fokusjustierabschnitt zum Ändern einer Relativdistanz zwischen dem Tisch 8 und dem optischen System 9 in einer optischen Achsenrichtung, um einen Fokus zu justieren.
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Darüber hinaus, wie in 2 gezeigt, ist der Korpusabschnitt 5 versehen mit: einem Speicher 14 als einem Fokaldistanzinformationsspeicherabschnitt zum Speichern von Fokaldistanzinformation zu einer Relativdistanz zwischen dem Tisch 8 und dem optischen System 9 in der optischen Achsen-Richtung zum Zeitpunkt der Justierung eines Fokus durch den unteren Tischlift 13 zusammen mit zweidimensionaler Positionsinformation des Betrachtungsziels S innerhalb einer Ebene praktisch senkrecht zur optischen Achsen-Richtung; der Anzeigeneinheit 4 zum Anzeigen eines durch das Bildgebungselement 12 gelesenen Bildes; und einer Schnittstelle 15 zum Durchführen von Datenkommunikation mit dem Kopfabschnitt 6 und dem unteren Tischlift 13. Das Mikroskop 100 nimmt ein Betrachtungsbild unter Verwendung des Bildgebungselements 12 zum elektrischen Lesen von reflektiertem Licht oder transmittiertem Licht auf, das über das bildgebende optische System 9 einfällt und vom Betrachtungsziel S, das auf dem Tisch 8 fixiert ist, kommt, und zeigt das Bild auf der Anzeigeneinheit 4 an.
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Weiter ist das Mikroskop 100 versehen mit: einem Betriebsabschnitt 16 als einen Bereichseinstellabschnitt, der in der Lage ist, einen Bereich auf einem durch die Anzeigeneinheit 4 angezeigten Bild einzustellen; und einer Steuereinheit 19 zum Berechnen der Höhe des Betrachtungsziels S in der optischen Achsen-Richtung entsprechend einem Bereich, der durch den Bereichseinstellabschnitt eingestellt ist, basierend auf Fokaldistanzinformation auf einem Teil oder dem gesamten Betrachtungsziel S entsprechend einem Bereich, der durch den Bereichseinstellabschnitt eingestellt ist, wobei die Information im Speicher 14 gespeichert wird. Dieses Mikroskop 100 kann eine Durchschnittshöhe (Tiefe) des Betrachtungsziels S in der optischen Achsenrichtung berechnen, was einem Bereich entspricht, der unter Verwendung des Bildgebungselements 12 spezifiziert ist.
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Der Betriebsabschnitt 16 ist mit dem Korpusabschnitt 5 oder dem Computer in einer verdrahteten oder drahtlosen Weise verbunden oder am Computer angebracht. Beispiele des allgemeinen Betriebsabschnitt 16 beinhalten eine Vielzahl von Zeigevorrichtungen, wie etwa ein Maus, eine Tastatur, ein „Slide pad“, einen Track-Punkt, ein Tablett, einen Joystick, eine Konsole, ein „Jog dial“, einen Digitalisier, einen Lichtstift, eine numerische Tastatur, ein Touch pad und ACCUPOINT. Weiter kann jeder dieser Betriebsabschnitte 16 für Operationen des Mikroskop 100 selbst und seiner Peripherievorrichtungen verwendet werden, zusätzlich zu einer Operation eines Vergrößerungsbetrachtungsbetriebsprogramms. Darüber hinaus kann ein Touchscreen oder ein Touchpanel als eine Anzeige selbst zum Anzeigen eines Schnittstellenbildschirms verwendet werden und ein Anwender kann direkt den Bildschirm berühren, um Eingabe und eine Operation durchzuführen, oder es kann Videoeingabe oder ein anderes existierendes Eingabemedium verwendet werden. Beides kann auch gleichzeitig verwendet werden. Im Beispiel von 1 ist der Betriebsabschnitt 16 aus einer Zeigevorrichtung wie einer Maus konfiguriert. (Beleuchtungseinheit 2).
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Die Beleuchtungseinheit 2 erzeugt Beleuchtungslicht zum Beleuchten des Betrachtungsziels S, dessen Bild im Bildgebungselement 12 gebildet wird. Die Beleuchtungslichtquelle der Beleuchtungseinheit 2 ist im Korpusabschnitt 5 installiert und Beleuchtungslicht wird zur Beleuchtungseinheit 2 des Kopfabschnitts 6 über eine optische Faser 21 gesendet. Die Beleuchtungseinheit 2 kann entweder eine Konfiguration eines Systems verwenden, das in den Kopfabschnitt 6 inkorporiert ist, oder eine Konfiguration eines abnehmbaren Abschnitts aus dem Kopfabschnitt 6. Weiter kann als ein Beleuchtungssystem für Beleuchtungslicht eine Epi-Beleuchtung, Durchlichtbeleuchtung und dergleichen je nachdem verwendet werden. Die in 1 gezeigte Beleuchtungseinheit 2 ist mit einem Epi-Illuminator 2A zum Bestrahlen des Betrachtungsziels S mit Epi-Beleuchtungslicht und einen Durchlichtilluminator 2B zum Durchführen von Bestrahlung mit Durchlicht versehen. Jeder dieser Illuminatoren ist mit dem Korpusabschnitt 5 über die optische Faser 21 verbunden. Der Korpusabschnitt 5 ist mit einem Verbinder 22 zum Verbinden der optischen Faser 21 versehen und auch ist an ihm die Beleuchtungslichtquelle zum Übertragen von Licht an die optische Faser 21 über den Verbinder 22 installiert. Weiterhin ist der Epi-Illuminator 2A ein Ringilluminator. Der Ringilluminator kann zwischen Rundum-Beleuchtung und Seitenbeleuchtung umschalten. Um dies zu realisieren, kann eine Revolvertyp-Maske zum Ausschneiden eines Teils des Beleuchtungslichtes, eine Konfiguration, in der eine Mehrzahl von LEDs in einer Ringform als der Ringilluminator angeordnet sind und ein Teil der LEDs ein/ausgeschaltet sind, oder irgendeine andere Konfiguration verwendet werden.
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Beleuchtungslichtquelle
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Als Beleuchtungslichtquelle kann ein lichtimitierendes Halbleiter-Element wie etwa eine LED (lichtimitierende Diode) oder eine LD (Laser Diode) verwendet werden. Beispielsweise werden LEDs mit Wellenlängenregionen von RGB eingesetzt und das Beleuchtungslicht kann durch Beleuchten jeder LED auf rot, grün oder blau umgeschaltet werden, oder es kann weißes Licht durch Mischen dieser Farben erhalten werden. Da die LED besonders exzellent bei Ein/Aus-Responsivität ist, ist es auch möglich, den Vorteil zu erhalten, eine Verbesserung beim Durchsatz der Messungen zu gestatten. Weiter ist die LED auch mit Merkmalen ausgestattet, eine lange Lebensdauer, niedrigen Stromverbrauch und einen niedrigen Wärmewert aufzuweisen, und Widerstand gegenüber einem mechanischen Schlag. Alternativ kann die LED die Lichtquelle sein, die ein Wellenlängenumwandelndes Element verwendet, wie etwa eine Fluoreszenzsubstanz, die durch ultraviolette Strahlen oder sichtbare Strahlen als Lichtquellenlicht angeregt wird. Hierdurch kann selbst eine einzelne LED weißes Licht imitieren. Weiter kann auch eine LED, die zum Durchführen von Bestrahlung mit Ultraviolettlicht oder Infrarotlicht zusätzlich zum sichtbaren Licht in der Lage ist, als die Lichtquelle verwendet werden. Beispielsweise ist eine Betrachtung mittels Infrarotlicht bei der Analyse eines defekten Produktes, Gewebsverteilung eines biologischen Gewebes und dergleichen nützlich. Es sei angemerkt, dass die Beleuchtungslichtquelle nicht auf das Halbleiterlichtemittierende Element beschränkt ist, sondern eine Halogenlampe, eine Xenonlampe, eine HID-Lampe oder dergleichen als eine weiße Lichtquelle zum Emittieren von weißem Licht mit einem breiten Wellenlängenbereich verwendet werden kann. Weiter kann die Lichtquelle in der Lage sein, Bestrahlung mit Infrarotlicht wie auch mit sichtbarem Licht durchzuführen. Die Halogenlampe ist besonders bevorzugt, da ihre lichtemittierende Wellenlänge einen breiten Wellenlängenbereich aufweist. Darüber hinaus wird nicht nur eine einzelne Lichtquelle verwendet, sondern es kann eine Mehrzahl von Lichtquellen vorgesehen sein. Diese können simultan beleuchtet werden und das gemischte Licht kann als Beleuchtungslicht verwendet werden, oder diese können zur Beleuchtung umgeschaltet werden.
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Durch Eingabe von Steuerdaten zur Steuerung eines Schrittmotors 29 in eine Motorsteuerschaltung 28 ändert der Korpusabschnitt 5 eine Relativdistanz bei der optischen Achsen-Richtung zwischen dem Tisch 8 und dem Kopfabschnitt 6, der das optische System 9 und das Bildgebungselement 12 aufweist, wobei die Distanz in diesem Fall die Höhe in der z-Richtung ist. Spezifisch steuert durch Eingabe von Steuerdaten, die zum Steuern des unteren Tischlifts 13 notwendig sind, in die Motorsteuerschaltung 28 der Korpusabschnitt 5 die Rotation des Schrittmotors 29 und erhöht oder senkt eine Höhe z (Position in z-Richtung) des Tischs 8. Der Schrittmotors 29 erzeugt ein Rotationssignal entsprechend der Rotation. Basierend auf dem über die Motorsteuerschaltung 28 eingegebenen Rotationssignal speichert der Korpusabschnitt 5 die Höhe z des Tischs 8 als Information zur Relativdistanz zwischen dem Tisch 8 und dem optischen System 9 in der optischen Achsenrichtung. Dieser Tisch 8 fungiert als eine Betrachtungspositioniereinheit zum Durchführen von Positionierung einer Betrachtungsposition am Betrachtungsziels S. Der Korpusabschnitt 5, die Motorsteuerschaltung 28 und der Schrittmotor 29 bilden einen ersten Antriebsmechanismus.
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In der nachfolgenden Beschreibung werden zwei Richtungen orthogonal zueinander innerhalb einer horizontalen Ebene als eine x-Achse und eine y-Achse verwendet und wird eine Richtung vertikal zur x-Achse und zur y-Achse als eine z-Achse verwendet.
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Der auf der oberen Oberflächenseite des unteren Tischlifts 13 montierte Tisch 8 kann durch beispielsweise einen Schrittmotor oder dergleichen angetrieben werden, um sich in der x-Achsenrichtung und der y-Achsenrichtung zu bewegen und jegliche Position des Tischs 8 kann an die optische Achse des Bildgebungsabschnitt 3 angepasst sein. Weiter wird der Tisch 8 an einem θ-Tisch 35 angebracht, der um die z-Achse rotierbar ist, und kann die Betrachtungszieloberfläche, die an die optische Achse des Bildgebungsabschnitts angeglichen ist, rotiert und betrachtet werden.
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Durch Eingabe von Steuerdaten zur Steuerung eines Schrittmotors 33 in eine Motorsteuerschaltung 32 ändert der Korpusabschnitt 5 die Höhe des Kopfabschnitts 6, das Bildgebungselement 12 aufweisend, in der optischen Achsen-Richtung. Spezifisch, durch Eingabe von Steuerdaten, die zum Steuern eines oberen Tischlifts 31 notwendig sind und auf Typinformation zu einem Objektivabschnitt und dergleichen basieren, in die Motorsteuerschaltung 32, steuert der Korpusabschnitt 5 die Rotation des Schrittmotors 33 und erhöht oder senkt eine Höhe z (Position in z-Richtung) des Kopfabschnitts 6, der das Bildgebungselement 12 aufweist. Der Schrittmotor 33 erzeugt ein Rotationssignal gemäß der Rotation. Basierend auf dem über die Motorsteuerschaltung 32 eingegebenen Rotationssignal speichert der Korpusabschnitt 5 die Höhe z des Kopfabschnitt 6, basierend auf der Typinformation des Objektivabschnitts oder dergleichen. Der Korpusabschnitt 5, die Motorsteuerschaltung 32 und der Schrittmotor 33 bilden einen zweiten Antriebsmechanismus.
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Hier wird eine Prozedur zum Durchführen von Vergrößerungsbetrachtung unter Verwendung des Mikroskops 100 basierend auf einem Flussdiagramm von 4 und in 5 bis 10 beschrieben. Wenn beispielsweise der Anwender eine Initialisierungstaste drückt, die nicht gezeigt wird, gibt der Korpusabschnitt 5 Steuerdaten des Schrittmotors 29 die Motorsteuerschaltung 28 ein, um den unteren Tischlift 13 anzutreiben und den Tisch 8 zur niedrigsten Position zu bewegen. 5 zeigt einen Zustand zu dieser Zeit.
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Der Korpusabschnitt 5 gibt Steuerdaten, basierend auf Typinformation des Objektivabschnitts oder dergleichen in die Motorsteuerschaltung 32 ein, und der obere Tischlift 31 vergrößert oder verkleinert die Höhe z (Position in z-Richtung) des Kopfabschnitts 6, der das Bildgebungselement 12 aufweist. Unter der Annahme, dass das Betrachtungsziel S auf dem Tisch 8 platziert ist und die Höhe der Betrachtungszieloberfläche an die Höhe der Schwenkachse 37 angeglichen ist, hält der Korpusabschnitt 5 den Kopfabschnitt 6 auf der Höhe z, wo der Bildgebungsabschnitt 3 auf die Betrachtungszieloberfläche fokussiert ist. 6 zeigt einen Zustand zu dieser Zeit.
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Es ist anzumerken, dass, wenn die Typinformation des Objektivabschnitts oder dergleichen, die zum Steuern der Höhe z (Position in der z-Richtung) des Kopfabschnitts 6 notwendig ist, nicht im Korpusabschnitt 5 gespeichert wird, der Korpusabschnitt 5 den Kopfabschnitt 6 zu einer vorbestimmten höchsten Position bewegt und den Kopfabschnitt 6, der zur höchsten Position bewegt worden ist, ab der höchsten Position senkt. Unter der Annahme, dass das Betrachtungsziel S auf dem Tisch 8 platziert ist und die Höhe der Betrachtungszieloberfläche an die Höhe der Schwenkachse 37 angeglichen ist, hält der Korpusabschnitt 5 den Kopfabschnitt 6 auf der Höhe z, wo der Bildgebungsabschnitt 3 auf die Betrachtungszieloberfläche fokussiert ist.
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Als Nächstes wird das Betrachtungsziel S auf der oberen Oberfläche des an der niedrigsten Position positionierten Tischs 8 platziert. 7 zeigt einen Zustand zu dieser Zeit. Mit dem an der niedrigsten Position positionierten Tisch 8, wenn das Betrachtungsziel S auf dem Tisch 8 platziert ist, ist es möglich, zu verhindern, dass das Betrachtungsziel S in Kontakt mit dem Kopfabschnitt 6, der das Bildgebungselement 12 aufweist, gelangt.
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(Ebenenbetrachtung)
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Um den Bildgebungsabschnitt 3 auf die Betrachtungszieloberfläche des auf dem Tisch 8 platzierten Betrachtungsziels S zu fokussieren, hebt der Korpusabschnitt 5 den Tisch 8 und den θ-Tisch 35, die Platzierungstische sind, längs der z-Achse an, um die Betrachtungszieloberfläche des Betrachtungsziels S an die Schwenkachse 37 anzugleichen. 8 zeigt einen Zustand zu dieser Zeit. Wenn die Betrachtungszieloberfläche nicht auf der optischen Achse des Bildgebungsabschnitt 3 lokalisiert ist, bewegt der Korpusabschnitt 5 den Tisch 8 in der x-Achsenrichtung und/oder der y-Achsenrichtung, um die Betrachtungszieloberfläche auf der optischen Achse des Bildgebungsabschnitt 3 zu positionieren und hebt danach den Tisch 8 und den θ-Tisch 35 längs der z-Achse an, um die Betrachtungszieloberfläche des Betrachtungsziels S an die Schwenkachse 37 anzupassen. Der Anwender kann eine Ebenenbetrachtung der Betrachtungszieloberfläche des Betrachtungsziels S durchführen, das an die Schwenkachse 37 angeglichen ist, unter Verwendung der Anzeigeneinheit 4. Durch den, den θ-Tisch 35 antreibenden Korpusabschnitt 5 kann die Ebenenbetrachtung auch in einem Zustand durchgeführt werden, bei dem die Betrachtungszieloberfläche rotiert ist.
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(Gekippte Betrachtung)
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Weiter, im Falle der Durchführung einer gekippten (geneigten) Betrachtung, bei dem der Kopfabschnitt 6 geschwungen ist, ist es möglich, die geneigte Betrachtung auf der Betrachtungszieloberfläche in einem Zustand durchzuführen, bei dem der obere Tischlift 31 manuell um die Schwenkachse 37 in der y-Achsenrichtung geschwenkt wird, um den Kopfabschnitt 6 zu neigen (siehe 8). In diesem Zustand, bei dem der Kopfabschnitt 6 geneigt ist, wird der Bildgebungsabschnitt 3 auf die Betrachtungszieloberfläche fokussiert und bewegt sich die auf der Anzeigeneinheit 52 zur Zeit der Ebenenbetrachtung angezeigte Betrachtungszieloberfläche nicht auf einem Bildschirm der Anzeigeneinheit 52, sondern bleibt an der Position angezeigt, wo sie zum Zeitpunkt der Ebenenbetrachtung angezeigt wird. Auf solche Weise kann eine euzentrische Betrachtung durchgeführt werden.
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Zum Zeitpunkt des Durchführens der Ebenenbetrachtung kann es Fälle geben, bei denen ein neuer, auf dem Tisch 8 platzierter Bereich zu beobachten ist, indem der Tisch 8 in horizontaler Richtung bewegt wird. In solch einem Fall bewegt der Korpusabschnitt 5 den Tisch 8 in der x-Achsenrichtung und/oder in der y-Achsenrichtung, um eine Betrachtungszieloberfläche des neuen Bereichs auf der Schwenkachse 37 zu positionieren. 9 zeigt einen Zustand zu dieser Zeit. Der Korpusabschnitt 5 bewegt den Tisch 8 wieder zur niedrigsten Position und bewegt danach den Platzierungstisch (Tisch 8 und θ-Tisch 35) längs der z-Achsenrichtung, um die Betrachtungszieloberfläche auf die schwingende Achse 27 abzugleichen, um so den Bildgebungsabschnitt 3 auf die Betrachtungszieloberfläche zu fokussieren. 10 zeigt einen Zustand zu dieser Zeit. In diesem Zustand kann die Betrachtungszieloberfläche unter Verwendung der Anzeigeneinheit 52 der Ebenenbetrachtung und dergleichen unterworfen werden.
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In diesem Fall, wenn Fokaldistanzinformation auf der Betrachtungszieloberfläche im Speicher 14 gespeichert wird, kann die Steuereinheit 19 die Höhe des Betrachtungsziels S in der optischen Achsenrichtung basierend auf der im Speicher 14 gespeicherten Fokaldistanzinformation berechnen, um die Betrachtungszieloberfläche auf die Schwenkachse 37 abzugleichen. In diesem Fall ist es möglich, den Schritt des Bewegens des Tischs 8 zur niedrigsten Position zu vermeiden, um so prompt ein Bild der Betrachtungszieloberfläche aufzunehmen.
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Obwohl der obere Tischlift 31 elektrisch beweglich den Tisch 8 und den θ-Tisch als die Platzierungstisch durch den zweiten Antriebsmechanismus unterstützt, der durch den Korpusabschnitt 5, die Motorsteuerschaltung 32 und den Schrittmotor 33 konfiguriert ist, ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt. Es ist auch möglich, den Tisch 8 und den θ-Tisch durch den Anwender, der einen im oberen Tischlift 31 montierten Knopf dreht, manuell zu bewegen.
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(Tiefensynthese)
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Eine Tiefensynthese kann durchgeführt werden, wenn die Ebenenbetrachtung oder die geneigte Betrachtung am Betrachtungsziel S durchgeführt wird. In einem Zustand, bei dem der Bildgebungsabschnitt 3 auf die Betrachtungszieloberfläche fokussiert ist, bewegt die Steuereinheit 19 den Bildgebungsabschnitt 3, während in Stufen die Distanz zwischen dem Bildgebungsabschnitt 3 und der Betrachtungszieloberfläche geändert wird, um Pixel an Positionen zu synthetisieren, wo der Bildgebungsabschnitt 3 fokussiert ist, wodurch es möglich ist, ein fokussiertes Bild oder 3D-Formdaten des Gesamtbildes zu erzeugen. Zusätzlich, nachdem die Tiefensynthese durchgeführt ist, führt die Steuereinheit 19 den Kopfabschnitt 6 zu einer Position zurück, wo der Bildgebungsabschnitt 3 auf die Betrachtungszieloberfläche fokussiert ist. Hiermit ist es möglich, zu verhindern, dass der Bildgebungsabschnitt 3 nicht auf die Betrachtungszieloberfläche zum Zeitpunkt der Durchführung der geneigten Betrachtung fokussiert ist.
