DE102014226942A1

DE102014226942A1 - Vergrößernde Beobachtungsvorrichtung, vergrößertes Bildbeobachtungsverfahren und computer-lesbares Aufzeichnungsmedium

Info

Publication number: DE102014226942A1
Application number: DE102014226942.3A
Authority: DE
Inventors: c/o KEYENCE CORPORATION Karube Takuya
Original assignee: Keyence Corp
Current assignee: Keyence Corp
Priority date: 2013-12-27
Filing date: 2014-12-23
Publication date: 2015-07-02
Also published as: US20150185465A1; JP2015127772A; US9690089B2; JP6325816B2

Abstract

Ein synthetisches Bild kann durch einen einfachen Betrieb in einer kurzen Zeit erzeugt werden. Eine vergrößernde Beobachtungsvorrichtung umfasst: eine z-Achsen-Bewegungseinheit, die automatisch einen Arbeitsabstand zu einer Beobachtungsoberfläche eines Beobachtungsziels, das auf einem Platzierungsabschnitt platziert ist, automatisch anpasst; einen xy-Achsen-Bewegungsmechanismus, der Relativpositionen des Platzierungsabschnitts und einen Mikroskoplinsenabschnitt ändern kann; und eine Bildsyntheseeinheit zum Erzeugen eines synthetischen Bildes, das erhalten wird durch Synthetisieren einer Vielzahl von Bildern, die jeweils an einem relativen Abstand aufgenommen werden, der durch die z-Achsen-Bewegungseinheit unterschiedlich gemacht wird, wobei eine Bildsyntheseverarbeitung durch die Bildsyntheseeinheit und die Verarbeitung zur Bewegung des Mikroskoplinsenabschnitts durch die z-Achsen-Bewegungseinheit und zum Aufnehmen eines Bildes durch den Kameraabschnitt asynchron ausgeführt werden.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Erfindungsgebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine vergrößernde Beobachtungsvorrichtung, wie zum Beispiel ein digitales Mikroskop oder ein Mikroskop, das ein vergrößertes Bild erfasst und anzeigt, sowie ein vergrößertes Bildbeobachtungsverfahren, ein vergrößertes Bildbeobachtungsprogramm und ein computer-lesbares Aufzeichnungsmedium.
2. Stand der Technik
Als eine vergrößernde Beobachtungsvorrichtung, die ein Bild eines Gegenstands vergrößert und anzeigt, wobei es sich um eine Probe handelt, wie zum Beispiel ein Mikroobjekt, ein Werkstück oder dergleichen, wurde ein optisches Mikroskop, ein Digitalmikroskop oder dergleichen verwendet, die eine optische Linse verwenden. In dem Digitalmikroskop wird eine Probe als Beobachtungsziel, platziert auf einem Objekttisch, über ein optisches System mit Beleuchtungslicht bestrahlt, reflektiertes Licht oder transmittiertes Licht von der Probe wird in einem Bildgebungselement, wie zum Beispiel einer CCD oder einem CMOS, empfangen, wobei das Licht elektrisch an jedem von zweidimensional angeordneten Pixeln gelesen wird, und das elektrisch gelesene Bild wird an einem Anzeigeabschnitt, wie zum Beispiel einer Anzeige angezeigt (zum Beispiel, JP 2012-145722 A ). In einer derartigen vergrößernden Beobachtungsvorrichtung wird eine optische Linse, die dem Objekttisch gegenüberliegt, in einer z-Achsen-(Höhe)Richtung bewegt, um einen Fokus anzupassen. Die Bewegung in der z-Achsen-Richtung wird allgemein durch einen Kopfabschnitt durchgeführt, der integral durch die Linse und eine Kamera ausgebildet wird.
In einer derartigen vergrößernden Beobachtungsvorrichtung gibt es eine bekannte synthetische Tiefenverarbeitung (auch als "Fokussynthese", "Multifokus", und so weiter bezeichnet), wobei eine Vielzahl von Bildern fotografiert werden, wenn Positionen der Linse und der Probe in der z-Achsen-Richtung bezüglich eines Bildes mit einem kleinen tiefen Fokus geändert werden, und Pixel im Fokus werden aus dem erhaltenen Bild extrahiert, um ein Bild zu synthetisieren (synthetisches Tiefenbild). Zum Durchführen der Tiefensyntheseverarbeitung an Bildern mit mehr als einer Million Pixel wird jedoch zur Erhalten eines derartigen synthetischen Tiefenbildes (auch als "fokussiertes Bild", Multi-Fokus-Bild", und so weiter) eine Verarbeitungslast groß und erforderliche Speicherbereiche wachsen ebenfalls an, sodass die Spezifikationen für die Hardware sehr streng sind. Wie in einem Flussdiagramm der 36 gezeigt, wurde die Verarbeitung bisher unterteilt, um den Betrieb der Bewegung einer z-Position der Linse, ein Fotografieren und einer Synthese seriell zu wiederholen, wodurch die z-Positions-Bewegung, das Fotografieren und die Synthese gesteuert werden, sodass diese synchron durchgeführt werden.
Gemäß diesem Verfahren wird die z-Position der Linse nicht bewegt, bis die Syntheseverarbeitung beendet ist. Mit diesem Verfahren muss ein Nutzer ferner, wie an einem Nutzerschnittstellenbildschirm von 37 gezeigt, vorab eine obere Grenzposition und eine untere Grenzposition eines Bereiches spezifizieren, indem die Linse in der z-Richtung bewegt wird, was zu einem Problem führt, da Zeit erforderlich ist.
Alternativ gibt es auch ein Verfahren, bei dem eine Tiefensynthese nach einer Bewegung der z-Position der Linse zu einer Tiefensynthese-Startposition (Empfangsposition) gestartet wird, die z-Position um einen vorbestimmten Abstand in eine Richtung bewegt wird, der Nutzer ein Synthesefortschrittbild überprüft, und zum Zeitpunkt der Beendigung der gewünschten Synthese die Verarbeitung als beendet spezifiziert. Wenn jedoch mit diesem Verfahren eine Einstellung eines Synthesebereiches fehlschlägt, zum Beispiel die obere Grenze des Synthesebereiches fehlerhaft geringer als eine korrekte Position eingestellt ist, ist es erforderlich, die obere Grenzposition und die untere Grenzposition neu einzustellen, und die synthetische Fotografierverarbeitung von dem Start zu wiederholen, was ineffizient ist.
Wenn ferner bei diesem Verfahren zum Beispiel ein synthetisches Bild an jeder Position aufzunehmen ist, wie in 38 gezeigt, wird die Kamera an einer bestimmten Position zuerst in der Höhenrichtung bewegt, und zwar in die z-Richtung, um Bilder mit unterschiedlichen Höhen aufzunehmen, diese Bilder werden dann synthetisiert, um Pixel an fokussierten Positionen zu extrahieren, die Stufe bzw. der Objekttisch (engl. Stage) zu einer nächsten Position bewegt wird, und die wird Kamera gleichermaßen in der z-Achsen-Richtung bewegt, um Bilder zu synthetisieren. Durch die Wiederholung dieses Betriebs wurden synthetische Bilder erzeugt, die im Fokus sind, selbst an Positionen und unterschiedlichen Höhen. Mit diesem Verfahren wird jedoch die Stufe bzw. der Objekttisch (engl. Stage) bewegt, nachdem ein fokussiertes Bild an jeder Position erhalten wird, was zu einem Problem führt, da eine extrem lange Zeit erforderlich ist. Da der Bildsyntheseprozess insbesondere langwierig ist, selbst dann, wenn der Fotografierbetriebs selbst in einer kurzen Zeit abgeschlossen ist, tritt eine Wartezeit während der Bildgebung und Bewegung für die Syntheseverarbeitung auf, was zu einem Problem führt, da noch eine längere Zeit erforderlich ist.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung dient zum Lösen der herkömmlichen Probleme, wie oben erläutert. Eine Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer vergrößernden Beobachtungsvorrichtung, eines vergrößernden Bildbeobachtungsverfahrens, eines vergrößernden Bildbeobachtungsprogramms und eines Computerlesbaren Aufzeichnungsmediums, die jeweils ein synthetisches Bild selbst in einer kurzen Zeit erzeugen können.
Um die obige Aufgabe zu erfüllen, wird gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine vergrößernde Beobachtungsvorrichtung bereitgestellt, die umfasst: einen Platzierungsabschnitt zum Platzieren Beobachtungsziels; einen Kameraabschnitt zum Aufnehmen eines Bildes des Beobachtungsziels, das auf dem Platzierungsabschnitt platziert ist; einen Mikroskoplinsenabschnitt, der mit dem Kameraabschnitt optisch verbunden ist, indem eine optische Achse davon mit einer optischen Achse des Kameraabschnitts in Übereinstimmung gebracht wird; einen Bildgebungsbedingungs-Einstellabschnitt zum Einstellen einer Bildgebungsbedingung zum Zeitpunkt der Aufnahme eines Bildes durch den Kameraabschnitt; einen Anzeigeabschnitt zum Anzeigen eines Bildes, das erhalten wird durch Aufnehmen eines Bildes des Beobachtungsziels bei einer Bildgebungsbedingung, die durch den Bildgebungsbedingungs-Einstellabschnitt eingestellt wird; eine z-Achsen-Bewegungseinheit, die einen Arbeitsabstand zu einer Beobachtungsoberfläche des Beobachtungsziels, das auf dem Platzierungsabschnitt platziert ist, automatisch anpassen kann; einen xy-Achsen-Bewegungsmechanismus, der in der Lage ist, Relativpositionen des Platzierungsabschnitts und des Mikroskoplinsenabschnitts zu ändern; und eine Bildsyntheseeinheit zum Erzeugen eines synthetischen Bildes, das erhalten wird durch Synthetisieren einer Vielzahl von Bildern, die jeweils bei einem Relativabstand aufgenommen werden, der durch die z-Achsen-Bewegungseinheit unterschiedlich gemacht wird. Eine Bildsyntheseverarbeitung durch die Bildsyntheseeinheit und einer Verarbeitung zur Bewegung des Mikroskoplinsenabschnitts durch die z-Achsen-Bewegungseinheit und ein Aufnehmen eines Bildes durch den Kameraabschnitt können asynchron ausgeführt werden. Mit der obigen Konfiguration ist es möglich, eine Bildsyntheseverarbeitung nicht durch einen sukzessiven Betrieb zum Ändern nur der Höhe des Mikroskoplinsenabschnitts an einer Position bestimmter xy-Koordinaten durchzuführen, um ein Bild aufzunehmen und danach diesen zu einer nächsten Höhe zu bewegen, um gleichermaßen ein Bild zu erzeugen, wie bisher erfolgt, sondern durch Synthetisieren aufgenommenen Bildern parallel und simultan mit der Bewegung des Mikroskoplinsenabschnitts in der z-Achsen-Richtung. Es ist somit möglich, ein synthetisches Bild ohne Empfangsbeschränkungen aufgrund der Wartezeit während der Verarbeitung, die für die Bildsynthese erforderlich ist, und eine Verarbeitungsgeschwindigkeit davon zu erzeugen, sodass ein Vorteil erhalten wird, der darin besteht, dass die Zeit signifikant reduziert wird, die zum Erhalten des synthetischen Bildes erforderlich ist.
Die vergrößernde Beobachtungsvorrichtung gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann darüber hinaus ferner eine Höhenbereichs-Einstelleinheit zum Einstellen eines Höhenbereiches enthalten, wobei die relative Höhe des Mikroskoplinsenabschnitts bezüglich des auf dem Platzierungsabschnitt platzierten Beobachtungsziels durch die z-Achsen-Bewegungseinheit geändert wird. Die z-Achsen-Bewegungseinheit kann den Mikroskoplinsenabschnitt in einem Bereich über einen Höhenbereich hinaus bewegen, der in der Höhenbereichs-Einstelleinheit spezifiziert ist, und ein Bild kann durch den Kameraabschnitt aufgenommen werden, während der Mikroskoplinsenabschnitt durch die z-Achsen-Bewegungseinheit bewegt wird. Mit der obigen Konfiguration wird ein Bildgeben zum Zeitpunkt der Aufnahme eines Bildes nicht durch Bewegen des Mikroskoplinsenabschnitts zu einer Höhenposition zur Bildgebung und Aufnehmen eines Bildes in dem Zustand durchgeführt, in dem der Mikroskoplinsenabschnitt einmal stillsteht, wie bisher erfolgt, sondern die Bildgebung wird durchgeführt, während die Mikroskoplinse bewegt wird. Es ist somit möglich, eine Bildgebung in einer kürzeren Zeit als durch den Betrieb einer Wiederholung der Bewegung und einer Unterbrechung der Höhenrichtung zu beenden.
In der vergrößernden Beobachtungsvorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die z-Achsen-Bewegungseinheit darüber hinaus den Mikroskoplinsenabschnitt über einen Höhenbereich hinaus bewegen, der in der Höhenbereichs-Einstelleinheit spezifiziert ist, um ein Bildgeben eines zusätzlichen Bildes in einem Bereich über dem Höhenbereich hinaus zu ermöglichen, und die Bildsyntheseeinheit kann eine Bildsynthese unter Verwendung des zusätzlichen Bildes durchführen. Mit der obigen Konfiguration stoppt die z-Achsen-Bewegungseinheit nicht den Platzierungsabschnitt oder den Mikroskoplinsenabschnitt an der Grenzposition des Höhenbereiches, sondern bewegt den Mikroskoplinsenbereich darüber hinaus, und es somit möglich, akkurat ein Fotografieren an der Grenzposition durchzuführen, während der Mikroskoplinsenabschnitt bewegt wird. Es ist ferner möglich, ein zusätzliches Bild zu erfassen, selbst in einer Position über den Höhenbereich hinaus, um eine genauere Bildsynthese unter Verwendung dieses zusätzlichen Bildes durchzuführen.
In der vergrößernden Beobachtungsvorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Bildsyntheseeinheit darüber hinaus eine Bildsynthese unter Verwendung des zusätzlichen Bildes in einem Fall durchführen, wenn das zusätzliche Bild eine Qualität über einen vorbestimmten Referenzwert erreicht. Mit der obigen Konfiguration kann nur dann, wenn ein zusätzliches Bild erhalten wurde, das für die Bildsynthese signifikant ist, eine Hochauflösungs-Bildsynthese unter Verwendung dieses zusätzlichen Bildes durchgeführt werden, und wenn ein zusätzliches Bild keine signifikanten Daten aufweist, wird dieses nicht zur Bildsynthese verwendet. Es ist daher möglich, zu verhindern, dass die Qualität des synthetischen Bildes nachteilig beeinflusst wird, sodass zur Verbesserung der Qualität beigetragen wird.
In der vergrößernden Beobachtungsvorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Bildsyntheseeinheit darüber hinaus eine Bildsynthese unter Verwendung des zusätzlichen Bildes in einem Fall durchführen, wenn die Anzahl von Pixeln im Fokus, von den Pixeln, die in dem zusätzlichen Bild enthalten sind, über einem vorbestimmten Schwellenwert hinaus liegt.
In der vergrößernden Beobachtungsvorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die z-Achsen-Bewegungseinheit darüber hinaus einen Höhenbereich von einer Seite bewegen, bei der der relative Abstand zwischen dem Platzierungsabschnitt und dem Mikroskoplinsenabschnitt kürzer ist, zu einer Seite, an der der relative Abstand länger ist. Mit der obigen Konfiguration ist es möglich, ein Risiko zu reduzieren, dass die Spitze des Mikroskoplinsenabschnitts in einen Kontakt mit dem Beobachtungsziel kommt.
In der vergrößernden Beobachtungsvorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die z-Achsen-Bewegungseinheit darüber hinaus den relativen Abstand zwischen dem Platzierungsabschnitt und dem Mikroskoplinsenabschnitt anpassen, indem die Seite des Mikroskoplinsenabschnitts bewegt wird.
In der vergrößernden Beobachtungsvorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann der Mikroskoplinsenabschnitt und der Kameraabschnitt darüber hinaus integral einen Kopfabschnitt ausbilden, und die z-Achsen-Bewegungseinheit kann in relativem Abstand zwischen dem Platzierungsabschnitt und dem Mikroskoplinsenabschnitt anpassen, indem der Kopfabschnitt bewegt wird. Mit der obigen Konfiguration ist es möglich, die relative Höhe anzupassen, indem der Kopfabschnitt durch die z-Achsen-Bewegungseinheit vertikal bewegt wird.
In der vergrößernden Beobachtungsvorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann auf Grundlage einer Information eines optischen Linsensystems, das in dem Mikroskoplinsenabschnitt enthalten ist, die Höhenbereichs-Einstelleinheit darüber hinaus automatisch einen Höhenbereich als einen vorbestimmten Bereich einstellen, der vorab auf Grundlage eines Tiefenfokus des optischen Linsensystems eingestellt ist. Mit der obigen Konfiguration wird der Bereich, in dem der Mikroskoplinsenabschnitt vertikal bewegt wird, nicht vorab durch den Nutzer spezifiziert, sondern der Bereich wird durch einen vorbestimmten Wert spezifiziert bzw. bestimmt, der durch das zu verwendende optische Linsensystem eingestellt wird, und es ist daher möglich, die Zeit einzusparen, die der Nutzer zum Spezifizieren des Bereiches verbraucht, sodass ein Vorteil erreicht wird, der darin besteht, dass eine Bildsynthese in einer kurzen Zeit ausführbar ist.
In der vergrößernden Beobachtungsvorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Höhenbereichs-Einstelleinheit darüber hinaus einen Höhenbereich beliebig einstellen. Mit der obigen Konfiguration ist es für den Nutzer möglich, in dem Fall, dass das erhaltene synthetische Bild kein gewünschtes Bild ist, oder in einem anderen Fall, manuell den Höhenbereich auf einen geeigneten Bereich mit Bezug auf das synthetische Bild anzupassen, und die Bildsynthese erneut durchzuführen, um den Höhenbereich effizient auf einen optimalen Bereich einzustellen, verglichen mit dem Verfahren, bei dem der Nutzer den Höhenbereich vom Start bestimmt.
In der vergrößernden Beobachtungsvorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die z-Achsen-Bewegungseinheit darüber hinaus die Bewegung des Kameraabschnitts von einer Position über einen Höhenbereich hinaus starten, der in der Höhenbereichs-Einstelleinheit spezifiziert ist, in den Höhenbereich. Mit Bezug auf ein Problem, bei dem dann, wenn eine Bewegung des Kameraabschnitts von einer Startposition in dem Höhenbereich startet, kann mit der obigen Konfiguration der Zeitpunkt der Bildgebung nicht gleichförmig in einer Beschleunigungsperiode werden, bis eine Geschwindigkeit des Kameraabschnitts eine feste Geschwindigkeit erreicht, ist ein Bildgeben bei einer festen Geschwindigkeit möglich durch ein einmaliges Bewegen des Kameraabschnitts aus dem Höhenbereich, um ein Annäherungssegment bereitzustellen, welches eine Bewegung der Kamera startet, dessen Geschwindigkeit bis zu einer festen Geschwindigkeit erhöht, den Kameraabschnitt in dem Höhenbereich bewegt und das Bildgeben startet.
Die vergrößernde Beobachtungsvorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann darüber hinaus eine Beleuchtungseinheit zum Bestrahlen des Beobachtungsziels mit einem Beleuchtungslicht enthalten.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird darüber hinaus ein vergrößerndes Beobachtungsverfahren zum Anzeigen eines Bildes bereitgestellt, das durch Aufnahme eines Bildes von einem Beobachtungsziel erhalten wird. Das Verfahren kann die Schritte enthalten zum: Einstellen eines Höhenbereiches, in dem ein Mikroskoplinsenabschnitt, dessen optische Achse mit einer optischen Achse eines Kameraabschnitts zur Aufnahme eines Bildes des Beobachtungsziels übereinstimmt, das auf einem Platzierungsabschnitt platziert ist, in einer Höhenrichtung bewegt wird durch Anpassen eines Abstands zu einer Beobachtungsoberfläche des Beobachtungsziels; Aufnehmen einer Vielzahl von Bildern mit unterschiedlichen Höhen durch den Kameraabschnitt, während der Mikroskoplinsenabschnitt innerhalb des Höhenbereiches von einer Grenzposition zu einer anderen Grenzposition bewegt wird; Fortsetzen der Bewegung, selbst dann, wenn der Mikroskoplinsenabschnitt die andere Grenzposition des Höhenbereiches erreicht, um ein zusätzliches Bild an einer Position außerhalb des Höhenbereiches aufzunehmen; Bestimmen, ob oder ob nicht eine Qualität des zusätzlichen Bildes, das außerhalb des Höhenbereiches aufgenommen wird, über einen vorbestimmten Referenzwert hinausgeht, und Durchführen einer Bildsynthese unter Verwendung des zusätzlichen Bildes und eines Bildes, das innerhalb des Höhenbereiches aufgenommen wird, wenn die Qualität über den vorbestimmten Referenzwert hinausgeht; und Anzeigen eines synthetischen Bildes, das durch die Bildsynthese erhalten wird, an einer Anzeigeeinheit. Es ist hiermit möglich, eine Bildsynthese nicht durch einen sukzessiven Betrieb zu ändern, nur der Höhe des Mikroskoplinsenabschnitts an einer Position bestimmte xy-Koordinaten durchzuführen, um ein Bild aufzunehmen, und danach diesen zu einer nächsten Höhenposition zu bewegen, um gleichermaßen ein Bild zu erzeugen, wie bisher erfolgt, sondern durch Synthetisieren aufgenommener Bilder parallel und simultan mit einer Bewegung des Mikroskoplinsenabschnitts in der z-Achsen-Richtung. Es ist somit möglich, ein synthetisches Bild zu erzeugen, ohne Einschränkungen aufgrund der Wartezeit während einer Verarbeitung zu empfangen, die für die Bildsynthese erforderlich ist, sowie einer diesbezüglichen Verarbeitungsgeschwindigkeit, um einen Vorteil zu erreichen, der darin besteht, dass die Zeit signifikant reduziert werden kann, die zum Erhalten des synthetischen Bildes erforderlich ist.
In dem vergrößernden Beobachtungsverfahren gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann der Schritt zum Einstellen eines Höhenbereiches darüber hinaus einen Höhenbereich als einen vorbestimmten Bereich einstellen, der vorab auf Grundlage eines Tiefenfokus eines optischen Linsensystems eingestellt ist, das in dem Mikroskoplinsenabschnitt enthalten ist. Der Bereich, in dem der Mikroskoplinsenabschnitt vertikal bewegt wird, wird somit nicht durch den Nutzer bestimmt, sondern der Bereich wird durch einen vorbestimmten Wert bestimmt, der durch das zu verwendende optische Linsensystem eingestellt wird, und es ist damit möglich, die Zeit einzusparen, in der der Nutzer den Bereich bestimmt, sodass ein Vorteil erhalten wird, der darin besteht, dass eine Bildsynthese in einer kurzen Zeit ausgeführt werden kann.
Das vergrößernde Beobachtungsverfahren gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann darüber hinaus einen Schritt enthalten, der darauf drängt, einen Höhenbereich mit Bezug auf ein synthetisches Bild, das an der Anzeigeeinheit angezeigt wird, neu einzustellen. In einem Fall, bei dem das erhaltene synthetische Bild kein gewünschtes Bild ist, oder in einem anderen Fall, ist es damit für den Nutzer möglich, den Höhenbereich auf einen angemessenen Bereich mit Bezug auf das synthetische Bild manuell anzupassen und eine Bildsynthese erneut durchzuführen, um den Höhenbereich effizient auf einen optimalen Bereich einzustellen, verglichen mit dem Verfahren, bei dem der Nutzer den Höhenbereich vom Start bestimmt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein vergrößerndes Bildbeobachtungsprogramm zum Anzeigen eines Bildes bereitgestellt, das durch Aufnahme eines Bildes von einem Beobachtungsziel erhalten wird. Das Programm kann bewirken, dass ein Computer Funktionen realisiert zum: Einstellen eines Höhenbereiches, in dem ein Mikroskoplinsenabschnitt, dessen optische Achse mit einer optischen Achse einer Bildgebungseinheit zur Aufnahme eines Bildes des Beobachtungsziels, das auf einem Platzierungsabschnitt platziert ist, übereinstimmt, in einer Höhenrichtung bewegt wird, durch Anpassen eines Abstands zu einer Beobachtungsoberfläche des Beobachtungsziels; Aufnehmen von Bildern mit unterschiedlichen Höhen durch die Bildgebungseinheit, während der Mikroskoplinsenabschnitt innerhalb des Höhenbereiches von einer Grenzposition zu einer anderen Grenzposition bewegt wird; Fortsetzen der Bewegung, selbst wenn der Mikroskoplinsenbereich die andere Grenzposition des Höhenbereiches erreicht, um zusätzliche Bilder an einer Position außerhalb des Höhenbereiches aufzunehmen; Bestimmen, ob oder ob nicht eine Qualität des zusätzlichen Bildes, das außerhalb des Höhenbereiches aufgenommen wird, über einen vorbestimmten Referenzwert hinausgeht, und Durchführen einer Bildsynthese unter Verwendung des zusätzlichen Bildes und eines Bildes, das innerhalb des Höhenbereiches aufgenommen wird, wenn die Qualität über den vorbestimmten Referenzwert hinausgeht; und Anzeigen eines synthetischen Bildes, das durch die Bildsynthese erhalten wird, an einer Anzeigeeinheit. Mit der obigen Konfiguration ist es möglich, eine Bildsyntheseverarbeitung nicht durch einen sukzessiven Betrieb zu ändern, nur der Höhe des Mikroskoplinsenabschnitts an einer Position bestimmte xy-Koordinaten durchzuführen, um ein Bild aufzunehmen, und danach diesen zu einer nächsten Höhenposition zu bewegen, um gleichermaßen ein Bild zu erzeugen, wie bisher ausgeführt, sondern durch Synthetisieren aufgenommener Bilder parallel und simultan mit der Bewegung des Mikroskoplinsenabschnitts in der z-Achsen-Richtung. Es ist somit möglich, ein synthetisches Bild ohne den Empfang von Einschränkungen aufgrund der Wartezeit während der Verarbeitung zu erzeugen, die für die Bildsynthese erforderlich ist, sowie einer diesbezüglichen Verarbeitungsgeschwindigkeit, sodass ein Vorteil erhalten wird, der darin besteht, dass die Zeit signifikant reduziert wird, die zum Erhalten des synthetischen Bildes erforderlich ist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung oder eine Aufzeichnungsvorrichtung bereitgestellt, in der das obige Programm gespeichert ist. Das Aufzeichnungsmedium umfasst eine Magnetplatte, eine optische Platte, eine magneto-optische Platte, einen Halbleiterspeicher und ein anderes programm-speicherbares Medium, wie zum Beispiel eine CD-ROM, eine CD-R, eine CD-RW, eine Floppy-Disk, ein Magnetband, eine MO, eine DVD-ROM, eine DVD-RAM, eine DVD-R, eine DVD+R, eine DVD-RW, eine DVD+RW, eine Blu-ray (registrierte Marke) und eine HD-DVD (AOD). Das Programm enthält ferner ein Programm in der Form der Verteilung durch Downloaden über ein Netz, wie zum Beispiel das Internet, zusätzlich zu einem Programm, das in dem obigen Aufzeichnungsmedium gespeichert wird und verteilt wird. Das Aufzeichnungsmedium enthält darüber hinaus eine Vorrichtung, die zum Aufzeichnen eines Programms geeignet ist, wie zum Beispiel eine Universal- oder Spezialvorrichtung, platziert mit dem Programm in der Form von Software, Firmware oder dergleichen, in einem ausführbaren Zustand. Jede Verarbeitung und jede Funktion, die in dem Programm enthalten ist, kann darüber hinaus durch eine Programm-Software ausgeführt werden, die durch den Computer ausführbar ist, und eine Verarbeitung von jedem Abschnitt kann durch eine vorbestimmte Hardware realisiert werden, wie zum Beispiel einem Gate-Array (FPGA, ASIC) oder in der Form einer Programm-Software, die mit einem partiellen Hardware-Modul gemischt wird, das ein Element der Hardware realisiert.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine externe Ansicht einer vergrößernden Beobachtungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 ist ein Blockdiagramm der vergrößernden Beobachtungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
3 ist ein schematisches Diagramm zur Darstellung eines Beleuchtungsabschnitts;
4 ist eine Bildansicht zur Darstellung eines Nutzerschnittstellenbildschirms eines Beleuchtungslicht-Schaltbildschirms eines vergrößernden Beobachtungsprogramms;
5 ist eine Bildansicht zur Darstellung eines Nutzerschnittstellenbildschirms eines Helligkeitseinstellbildschirms des vergrößernden Beobachtungsprogramms;
6 ist eine schematische Ansicht zur Darstellung einer vergrößernden Beobachtungsvorrichtung gemäß einem modifizierten Beispiels;
7 ist eine schematische Ansicht zur Darstellung einer vergrößernden Beobachtungsvorrichtung gemäß einem anderen modifizierten Beispiel;
8 ist eine Querschnittsansicht eines Kopfabschnitts von 8;
9 ist eine Perspektivansicht zur Darstellung des Aussehens der Konfiguration eines Bildgebungssystems der vergrößernden Beobachtungsvorrichtung;
10 ist eine schematische Ansicht zur Darstellung der Situation des Schwingens des Kopfabschnitts;
11 ist eine Perspektivansicht zur Darstellung der vergrößernden Beobachtungsvorrichtung, die mit einer Objektivlinsen-Schalteinheit bereitgestellt ist;
12 ist eine Draufsicht zur Darstellung eines Bayer-Arrays von Bildgebungselementen;
13 ist eine Draufsicht zur Darstellung der Situation zum Durchführen der Verschiebung um ein Pixel und zum Erfassen von RGB-Daten an jedem Pixel;
14 ist eine Draufsicht zur Darstellung der Situation zum Durchführen eines Verschiebens um ein halbes Pixel weiter von 13 und zum Erfassen von RGB-Daten durch eine Unterpixeleinheit;
15 ist eine Bildansicht zur Darstellung eines Nutzerschnittstellenbildschirms eines Weißabgleich-Einstellbildschirms des vergrößernden Beobachtungsprogramms;
16 ist eine Bildansicht zur Darstellung eines Nutzerschnittstellenbildschirms des vergrößernden Beobachtungsprogramms, wobei ein Listenanzeigebereich angezeigt ist;
17 ist eine Bildansicht zur Darstellung eines Nutzerschnittstellenbildschirms eines Bildeinstellbildschirms des vergrößernden Beobachtungsprogramms;
18A und 18B sind Bildansichten zur Darstellung von Low-Tone-Bildern mit unterschiedlichen Belichtungszeiten, und 18C ist eine Bildansicht zur Darstellung eines HDR-Bildes, das durch eine Synthese der 18A und 18B erhalten wird;
19A bis 19D sind schematische Ansichten zur Darstellung der Situation beim Synthetisieren eines synthetischen Tiefenbildes;
20 ist eine Bildansicht zur Darstellung eines dreidimensionalen Bildes;
21 ist eine Bildansicht zur Darstellung eines Nutzerschnittstellenbildschirms eines Messverarbeitungs-Einstellbildschirms des vergrößernden Beobachtungsprogramms;
22A ist eine Bildansicht zur Darstellung eines Bildes vor einer Tiefensynthese, 22B ist eine Bildansicht zur Darstellung der Situation eines Anzeigens des synthetischen Tiefenbildes in einem ersten Anzeigemodus; 22C ist eine Bildansicht zur Darstellung eines zweiten Anzeigemodusbildes; und 22D ist eine Bildansicht zur Darstellung eines ersten Anzeigemodusbildes;
23 ist ein Flussdiagramm zur Darstellung eines Verfahrens zum Schalten eines Anzeigemodus;
24A bis 24C sind Bildansichten zur Darstellung der Situation zum Durchführen einer automatischen Messverarbeitung;
25 ist eine Bildansicht zur Darstellung eines synthetischen Bildes, das durch einen Beobachtungsziel-Stillstand aufgenommen wird;
26 ist eine Bildansicht zur Darstellung eines synthetischen Bildes, das durch die Aufnahme von Bildern erhalten wird, während ein x-y-Objekttisch (engl. Stage) bewegt wird;
27 ist ein Flussdiagramm zur Darstellung eines Verfahrens zum Wechseln eines Anzeigemodus, einschließlich einer Aufhängungsverarbeitung;
28 ist eine Bildansicht zur Darstellung eines Live-Bildes in dem zweiten Anzeigemodus;
29 ist eine Bildansicht zur Darstellung eines synthetischen Bildes in dem ersten Anzeigemodus;
30 ist eine schematische Ansicht zur Darstellung einer Bewegungsgeschwindigkeit und der Position eines Mikroskoplinsenabschnitts in einer z-Achsen-Richtung gemäß der Ausführungsform;
31 ist eine schematische Ansicht zur Darstellung einer Bewegungsgeschwindigkeit und der Position des Mikroskoplinsenabschnitts in der z-Achsen-Richtung gemäß einer anderen Ausführungsform;
32 ist eine schematische Ansicht zur Darstellung einer Bewegungsgeschwindigkeit und der Position des Mikroskoplinsenabschnitts in der z-Achsen-Richtung gemäß einer weiteren Ausführungsform;
33 ist ein Flussdiagramm zur Darstellung eines Verfahrens für eine Hochgeschwindigkeits-Synthesebild-Fotografieverarbeitung;
34 ist ein Diagramm zur Darstellung eines Histogramms von Höhenpositionen originaler Bilder mit übernommenen Pixeln in einem synthetischen Bild;
35 ist ein Flussdiagramm zur Darstellung eines Verfahrens zur Bildsyntheseverarbeitung beim automatischen Fotografieren eines zusätzlichen Bildes;
36 ist ein Flussdiagramm zur Darstellung eines herkömmlichen Verfahrens zum Synthetisieren eines synthetischen Tiefenbildes;
37 ist eine Bildansicht zur Darstellung eines Bildgebungsbedingungs-Einstellbildschirms zum Bestimmen eines Höhenbereiches zum Zeitpunkt der Erzeugung eines synthetischen Bildes;
38 ist eine schematische Ansicht zur Darstellung einer Bewegungsgeschwindigkeit und der Position eines herkömmlichen Mikroskoplinsenabschnitts in der z-Achsen-Richtung; und
39 ist eine Bildansicht zur Darstellung eines Nutzerschnittstellenbildschirms eines zusätzlichen manuellen Fotokopieeinstellbildschirms.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Im Folgenden wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung auf Grundlage der Zeichnungen erläutert. Die Hier gezeigte Ausführungsform stellt eine vergrößernde Beobachtungsvorrichtung, ein vergrößerndes Beobachtungsverfahren, ein vergrößerndes Beobachtungsprogramm und ein computer-lesbares Aufzeichnungsmedium lediglich zum Zweck der Verkörperung technischer Ideen der vorliegenden Erfindung dar, und die vorliegende Erfindung spezifiziert die vergrößernde Beobachtungsvorrichtung, das vergrößernde Beobachtungsverfahren, das vergrößernde Beobachtungsprogramm und das computer-lesbare Aufzeichnungsmedium nicht auf die, die im Folgenden beschrieben werden. Die vorliegende Beschreibung spezifiziert darüber hinaus Elemente, die in den Ansprüchen angegeben werden, nicht auf die Elemente der Ausführungsform. Größen, Materialien, Formen, die relative Anordnung und dergleichen von ausbildenden Komponenten, die in der Ausführungsform beschrieben werden, dienen insbesondere nicht dazu, den Umfang der vorliegenden Erfindung zu beschränken, sondern sind lediglich erläuternde Beispiele, es sei denn, dass dies anders angegeben wird. Es wird vermerkt, dass Größen, Positionsbeziehungen und dergleichen von Elementen, die in jeder der Zeichnungen dargestellt sind, zur Klarstellung einer Beschreibung übertrieben sind. In der folgenden Beschreibung bezeichnet darüber hinaus der gleiche Name und das gleiche Bezugszeichen das gleiche Element oder Elemente der gleichen Qualität, und eine detaillierte Beschreibung davon wird geeignet nicht wiederholt. Jedes Elemente, das die vorliegende Erfindung ausbildet, kann darüber hinaus einen Modus aufweisen, in dem eine Vielzahl von Elementen in dem gleichen Abschnitt konfiguriert sind, und der eine Abschnitt für die Vielzahl von Elementen dienen kann, oder umgekehrt eine Funktion eines Abschnitts durch eine Vielzahl von Elementen gemeinsam verwendet und realisiert werden kann.
Eine vergrößernde Beobachtungsvorrichtung, die in der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird, und ein Computer, ein Drucker, eine externe Speichervorrichtung und andere periphere Vorrichtungen, die mit der vergrößernden Beobachtungsvorrichtung verbunden sind und zum Betrieb, der Steuerung, der Anzeige und anderer Verarbeitungen und dergleichen dienen, kommunizieren durch eine elektrische, magnetische oder optische Verbindung durch eine serielle Verbindung oder parallele Verbindung, wie zum Beispiel IEEE 1394, RS-232x, RS-422 oder USB oder über ein Netzwerk, wie zum Beispiel 10BASE-T, 100BASE-TX oder 1000BASE-T. Die Verbindung ist nicht auf eine physikalische Bindung unter Verwendung eines Drahts beschränkt, sondern kann eine drahtlose Verbindung unter Verwendung eines drahtlosen LAN, wie zum Beispiel IEEE802.x, einer Funkwelle, wie zum Beispiel Bluetooth (registrierte Marke), Infrarotstrahlen, optischer Kommunikation oder dergleichen sein. Eine Speicherkarte, eine Magnetplatte, eine optische Platte, eine magneto-optische Platte, ein Halbleiterspeicher oder dergleichen kann darüber hinaus als ein Aufzeichnungsmedium für einen Datenaustausch, zum Speichern einer Einstellung und dergleichen verwendet werden. Es wird vermerkt, dass in der vorliegenden Beschreibung die vergrößernde Beobachtungsvorrichtung und das vergrößernde Beobachtungsverfahren in der Bedeutung verwendet werden, die nicht nur einen Körper der vergrößernden Beobachtungsvorrichtung einschließt, sondern auch ein vergrößerndes Beobachtungssystem, das durch eine Kombination des Körpers mit einem Computer und einer peripheren Vorrichtung, wie zum Beispiel einer externen Speichervorrichtung, ausgebildet wird.
Darüber hinaus ist die vergrößernde Beobachtungsvorrichtung in der vorliegenden Beschreibung nicht auf das System selbst zum Durchführen einer vergrößernden Beobachtung beschränkt, sondern auch auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Durchführen, in einer Hardware, einer Eingabe/Ausgabe, Anzeige, Berechnung, Kommunikation und anderer Verarbeitung, die mit der Bildgebung in Beziehung stehen. Eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Realisieren einer Verarbeitung in Software sind ebenfalls im Umfang der vorliegenden Erfindung enthalten. Eine Vorrichtung und ein System, in dem ein Programm, ein Plug-In, ein Objekt, eine Bibliothek, ein Applet, ein Compiler, ein Modul, ein Makro, das in einem bestimmten Programm betrieben wird, oder dergleichen, in einer Universalschaltung oder einem Computer enthalten ist, um eine Bildgebung selbst oder eine damit in Beziehung stehende Verarbeitung zu erlauben, entspricht ebenfalls der vergrößernden Beobachtungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung. In der vorliegenden Beschreibung schließt der Computer darüber hinaus eine Arbeitsstation, ein Terminal oder andere elektronische Vorrichtungen zusätzlich zu einem universalen oder dedizierten elektronischen Berechnungsmittel ein. Darüber hinaus ist in der vorliegenden Beschreibung das Programm nicht auf ein Programm beschränkt, das einzeln verwendet wird, sondern kann in einem Produktionsmodus als Teil eines spezifischen Computerprogramms, einer Software, eines Dienstes oder dergleichen verwendet werden, und zwar in dem Modus mit einem Aufruf zum Zeitpunkt des Bedarfs und der Funktion, in dem Modus der Bereitstellung als ein Dienst in einer Umgebung, wie zum Beispiel einem Betriebssystem, in dem Modus des Betriebs der Residenz in einer Umgebung, in dem Modus des Betriebs im Hintergrund oder in einer Position eines anderen Supportprogramms.
Unter Verwendung der 1 und 2 wird im Folgenden eine vergrößernde Beobachtungsvorrichtung 100 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert. In diesen Figuren ist 1 eine schematische Ansicht zur Darstellung einer Gesamtkonfiguration der vergrößernden Beobachtungsvorrichtung 100, und 2 ist ein Blockdiagramm, hauptsächlich mit der Steuerung eines Körperabschnitts 50 und jedem Abschnitt. Wie in 1 gezeigt, ist die vergrößernde Beobachtungsvorrichtung 100 allgemein in ein Bildgebungssystem 1 und ein Steuersystem 2 unterteilt. Das Bildgebungssystem 1 ist mit einem Beleuchtungsabschnitt 60 zum Beleuchten einer Probe (engl. Specimen), einem Werkstücks oder einem anderen Gegenstand als ein Beobachtungsziel S, und einen Kopfabschnitt 4 zum aufnehmen eines Bildes des Beobachtungsziels S, das durch den Beleuchtungsabschnitt 60 beleuchtet wird, bereitgestellt. Der Kopfabschnitt 4 ist mit einem Kameraabschnitt 10 bereitgestellt, der ein Bildgebungselement 12 und einen Mikroskoplinsenabschnitt enthält, die an der Spitze des Kameraabschnitts 10 lösbar montiert sind. Der Mikroskoplinsenabschnitt 20 bildet ein optisches Bildgebungssystem (optisches Linsensystem) aus, das durch eine Vielzahl optischer Linsen konfiguriert ist. Der Mikroskoplinsenabschnitt 20 enthält hier einen Objektivlinsenabschnitt 25. Der Kopfabschnitt 4 arbeitet darüber hinaus als eine Bildgebungseinheit zum Empfangen reflektierten Lichts oder transmittierten Lichts eines Beleuchtungslichts.
Darüber hinaus ist das Bildgebungssystem 1 bereitgestellt mit: einem Platzierungsabschnitt 30 zum Platzieren des Beobachtungsziels S; einem oberen z-Objekttisch (engl. Stage) bzw. einer oberen z-Stufe als einen ersten Fokusanpassungsabschnitt zum Ändern eines relativen Abstands zwischen diesem Platzierungsabschnitt 30 und dem Kopfabschnitt 4 in einer optischen Achsenrichtung und zum Anpassen eines Fokus; und einen oberen Objekttischhub 16 zum Ansteuern diesen oberen z-Objekttisches. Der Kopfabschnitt 4 ist unterdessen mit einem unteren z-Objekttisch als einen zweiten Fokusanpassungsabschnitt zum Ändern des relativen Abstands mit dem Platzierungsabschnitt in der optischen Achsenrichtung und zum Anpassen eines Fokus bereitgestellt. Reflektiertes Licht, das auf das Beobachtungsziel S, das auf dem Platzierungsabschnitt 30 platziert ist, über ein optisches Bildgebungssystem 11 einfällt und an dem Beobachtungsziel S reflektiert wird, oder transmittiertes Licht, das von der unteren Oberflächenseite des Beobachtungsziels S angewendet wird, wird durch ein Bildgebungselement 12 des Kameraabschnitts 10 elektrisch gelesen.
Das Steuersystem 2 ist ferner mit dem Körperabschnitt 50 bereitgestellt, der einen Anzeigeabschnitt 52 zum Anzeigen eines vergrößerten Bildes aufweist, das durch den Kameraabschnitt 10 aufgenommen wurde. Der Kameraabschnitt 10 ist über einen Kabelabschnitt 3 mit dem Körperabschnitt 50 verbunden. Es wird vermerkt, dass in dem Beispiel von 1 der Anzeigeabschnitt 52 integral mit dem Körperabschnitt 50 bereitgestellt ist, jedoch der Anzeigeabschnitt ein separates Element von dem Körperabschnitt sein kann. Der Kabelabschnitt 3 ist ferner mit einem optischen Kabel 3b zum Übertragen von Beleuchtungslicht von dem Körperabschnitt 50 zu der Seite des Kopfabschnitts 4 bereitgestellt, zusätzlich zu einem elektrischen Kabel zum Übertragen einer Bildinformation, die durch das Bildgebungselement des Kameraabschnitts 10 erhalten wird, an die Seite des Körperabschnitts 50. In dem Kabelabschnitt 3 kann das elektrische Kabel und das optische Kabel 3b miteinander integriert werden, oder diese können separat bereitgestellt werden.
Der Platzierungsabschnitt 30 ist darüber hinaus in einer Ebene bewegbar, zusätzlich zu einer Bewegbarkeit in einer Höhenrichtung, und zwar der z-Richtung, durch einen unteren Objekttischhub 35. Es wird insbesondere ein x-y-Objekttisch bereitgestellt, der in einer x-Achsen-Richtung und einer y-Achsen-Richtung bewegbar ist. Darüber hinaus kann ebenfalls ein rotierbarer Objekttisch (θ-Objekttisch) bereitgestellt werden, der rotierbar ist, und den Platzierungsabschnitt 30 rotiert.
Wie in dem Blockdiagramm von 2 gezeigt, ist der Körperabschnitt 50 bereitgestellt mit: einem Speicherabschnitt 53 als ein Fokusabstand-Informationsspeicherabschnitt zum Speichern einer Fokusabstandsinformation in Bezug auf einen relativen Abstand zwischen dem Platzierungsabschnitt 30 und dem optischen Bildgebungssystem 11 in der optischen Achsenrichtung zum Zeitpunkt der Anpassung eines Fokus durch den unteren Objekttischhub 35, zusammen mit einer zweidimensionalen Positionsinformation des Beobachtungsziels S in einer Ebene, die nahezu vertikal zu der optischen Achsenrichtung ist; dem Anzeigeabschnitt 52 zum Anzeigen eines Bildes, das durch das Bildgebungselement 12 gelesen wird; und eine Schnittstelle 54 zum Durchführen einer Datenkommunikation mit dem Kopfabschnitt 4 und dem unteren Objekttischhub 35. Diese vergrößernde Beobachtungsvorrichtung 100 nimmt ein Beobachtungsbild auf, unter Verwendung des Bildgebungselements 12 zum elektrischen Lesen reflektierten Lichts oder transmittierten Lichts, das über das optische Bildgebungssystem 11 einfällt und von dem Beobachtungsziel S kommt, das an dem Platzierungsabschnitt 30 platziert ist, und zeigt das Bild auf dem Anzeigeabschnitt 52 an.
Der Speicherabschnitt 53 funktioniert auch als ein Linsenidentifikations-Informationsspeicherabschnitt zum Speichern einer Linsenidentifikationsinformation und einer Linsenaberrationsinformation, oder als eine Wellenlängenkomponenten-Speichereinheit zum Speichern einer Wellenlängenkomponente mit einer geringen Aberration von jedem Linsenabschnitt in Assoziation mit der Aberrationsinformation des Linsenabschnitts. Es wird vermerkt, dass der Speicherabschnitt 53 durch eine Festplatte, einen Halbleiterspeicher oder dergleichen konfiguriert ist. Ferner kann ein individueller Speicherabschnitt bezüglich jeder Datenbasis bereitgestellt werden.
Linsenidentifikationsinformation
Die Linsenidentifikationsinformation umfasst einen Linsentyp, die Position eines Fokusabstands, die Länge eines Objektivtubus (engl. Lens Barrel) und dergleichen. Da, wie oben beschrieben, das Bildgebungssystem 1 und das Steuersystem 2 über den Kabelabschnitt 3 verbunden sind, ist es möglich, eine geeignete Steuerung durch eine Unterscheidung des Typs einer Linse durchzuführen, die gegenwärtig in dem Steuersystem 2 montiert ist. Durch Erfassen einer physikalischen Länge des Mikroskoplinsenabschnitts 20 ist zum Beispiel zum Zeitpunkt der Absenkung des Mikroskoplinsenabschnitts 20 mittels des oberen z-Objekttisches möglich, eine untere Bewegungsabstandsgrenze zu erfassen, bis zu der der Mikroskoplinsenabschnitt 20 abgesenkt werden kann, ohne in einen Kontakt mit dem Beobachtungsziel S und dem Platzierungsabschnitt 30 zu kommen, und eine Steuerung der Absenkung durchzuführen, um diesen Abstand nicht zu überschreiten.
Zusätzlich zu einem direkten Aufzeichnen einer Information des Mikroskoplinsenabschnitts als Linsentypinformation ist es ferner möglich, nur eine Identifikationsinformation des Mikroskoplinsenabschnitts aufzuzeichnen, wie zum Beispiel dessen Typ, während vorab eine detaillierte Information des Mikroskoplinsenabschnitts, die dem Typ entspricht, in den Speicherabschnitt 53 des Körperabschnitts 50 oder dergleichen gespeichert wird, und zwar als eine Look-Up-Tabelle, die mit dem Typ assoziiert ist. Wenn damit der Typ als die Linsenidentifikationsinformation über den Kameraabschnitt 10 erfasst wird, kann der Körperabschnitt 50 eine detaillierte Information entsprechend dieses Typs erfassen, in dem auf den Speicherabschnitt 53 Bezug genommen wird, und kann eine Steuerung, die für den Mikroskoplinsenabschnitt geeignet ist, auf Grundlage der erfassten Information durchführen. Mit diesem Verfahren besteht die Möglichkeit, eine notwendige Information an der Seite des Körperabschnitts 50 zu erfassen, während die Informationsgröße reduziert wird, die auf der Seite des Mikroskoplinsenabschnitts gehalten wird.
Die vergrößernde Beobachtungsvorrichtung 100 ist ferner bereitgestellt mit: einem Betriebsabschnitt 55 zum Einstellen einer Bildgebungsbedingung zum Einstellen einer Bedingung zum Zeitpunkt der Aufnahme eines Bildes durch den Kameraabschnitt 10 und zum Durchführen einer anderen notwendigen Auswahl von Einstellungen und Operationen; und einen Steuerabschnitt 51 zum Berechnen der Höhe des Beobachtungsziels S in der optischen Achsenrichtung, die einen eingestellten Bereich entspricht, auf Grundlage einer Fokusabstandsinformation, die in dem Speicherabschnitt 53 gespeichert ist, und in Beziehung steht mit einem Teil oder dem gesamten Beobachtungsziel S entsprechend dem eingestellten Bereich. Diese vergrößernde Beobachtungsvorrichtung 100 kann eine mittlere Höhe (Tiefe) des Beobachtungsziels S in der optischen Achsenrichtung, die einem bestimmten Bereich entspricht, unter Verwendung des Bildgebungselements 12 berechnen.
Dieser Steuerabschnitt 51 realisiert Funktionen, wie zum Beispiel: eine optische Wegverschiebungs-Steuereinheit 81 zum Aktivieren einer optischen Wegverschiebungseinheit 14; eine Bildauswahleinheit 82, die ein Beobachtungsbild in einem Zustand auswählen kann, in dem eine Vielzahl von Beobachtungsbildern, die mit Bezug auf das gleiche visuelle Feld des Beobachtungsziels S unter Verwendung einer Vielzahl von Beleuchtungsfiltern aufgenommen wurden, simultan an dem Anzeigeabschnitt 52 angezeigt werden; ein Bildgebungsbedingungs-Einstellabschnitt 83 zum Einstellen, als eine Bildgebungsbedingung, einer Bildbeobachtungsbedingung einschließlich des Typs eines Beleuchtungsfilters, der zur Aufnahme eines Beobachtungsbildes, das in der Bildauswahleinheit 82 ausgebildet wird, verwendet wird; einen Bildverarbeitungsabschnitt 85 zum Durchführen einer vorbestimmten Bildverarbeitung; eine automatische Syntheseeinheit 84 zum automatischen Durchführen eines Betriebs zum Synthetisieren von Beobachtungsbildern in dem Bildverarbeitungsabschnitt 85, um ein hochaufgelöstes Farbbeobachtungsbild zu erfassen; eine Wellenformauswahleinheit 86, die eine Wellenformkomponente auswählen kann, die durch eine Aberration eines gegenwärtig montierten Mikroskoplinsenabschnitts relativ weniger beeinflusst wird, aus einer Vielzahl von Wellenlängenkomponenten auf Grundlage einer Aberrationsinformation des Mikroskoplinsenabschnitts, der gegenwärtig in dem Kameraabschnitt 10 montiert ist, aus ersetzbaren Mikroskoplinsenabschnitten mit unterschiedlichen Spezifikationen; eine Beleuchtungslicht-Auswahleinheit 87, die selektiv auf jeden Wellenlängenbereich wechseln bzw. schalten kann, unter einer Vielzahl von unterschiedlichen Wellenlängenbereichen, die in einem Wellenlängenband von Licht enthalten sind, das durch eine Beleuchtungslichtquelle 65 emittiert wird; eine Vergrößerungsanpassungseinheit 89a zum Erhöhen oder Verringern einer Anzeigevergrößerung eines Bildes, das an den Anzeigeabschnitt 52 angezeigt ist; eine Anzeigepositions-Änderungseinheit 89b zum Bewegen einer angezeigten Position des von dem Anzeigeabschnitt 52 angezeigten Bildes; einen einfachen Bildgebungsbedingungs-Erzeugungsabschnitt 89c zum Erzeugen einer Vielzahl unterschiedlicher vorläufiger Bildgebungsbedingungen; eine Interlock-Anpassungseinheit 89d zum Anpassen einer Anzeigevergrößerung und einer Anzeigeposition von jedem einfachen Bild, sodass, wenn eine Vergrößerung von einem einfachen Bild in der Vergrößerungsanpassungseinheit 89a in dem Zustand einer Vielzahl von einfachen Bildern angepasst wird, die in einem Listenanzeigebereich durch eine Liste angezeigt werden, eine Vergrößerung eines anderen einfachen Bildes ebenfalls ineinandergreifend (engl. interlocked) mit dieser Anpassung angepasst wird, und wenn eine angezeigte Position von einem einfachen Bild in der Anzeigepositions-Änderungseinheit 89b geändert wird, wird eine angezeigte Position eines anderen einfachen Bildes ebenfalls ineinandergreifend mit dieser Änderung geändert; eine Anzeigemodus-Schalteinheit 89e zum automatischen Schalten bzw. Wechseln einer Anzeige an dem Anzeigeabschnitt 52 von einem zweiten Anzeigemodus zu einem ersten Anzeigemodus; und eine Höhenbereich-Einstelleinheit 89f zum Einstellen eines Höhenbereiches, in dem ein relativer Abstand zwischen dem Beobachtungsziel, das auf dem Platzierungsabschnitt platziert ist, und dem Mikroskoplinsenabschnitt geändert wird. Der Bildverarbeitungsabschnitt 85 arbeitet ferner als eine Bildsyntheseeinheit 85b zum Synthetisieren von zumindest zwei Beobachtungsbildern des gleichen Beobachtungsziels S, das unter Verwendung unterschiedlicher Beleuchtungsfilter aufgenommen wird. Dieser Steuerabschnitt 51 kann durch ein Gate-Array, wie zum Beispiel ein ASIC oder ein FPGA konfiguriert sein.
Der Betriebsabschnitt 55 ist mit dem Körperabschnitt 50 oder dem Computer in einer verdrahteten oder drahtlosen Art und Weise verbunden, oder mit dem Computer fixiert. Beispiele des allgemeinen Betriebsabschnitts 55 umfassen eine Vielzahl von Zeigevorrichtungen, wie zum Beispiel eine Mouse, eine Tastatur, ein Slide Pad, ein Track-Point, ein Tablet, einen Joystick, eine Konsole, ein Jog-Dial, ein Digitalisiergerät, einen Light-Pen, eine numerische Tastatur, ein Touch-Pad und ACCUPOINT. Jeder dieser Betriebsabschnitte 55 kann ferner für einen Betrieb der vergrößernden Beobachtungsvorrichtung 100 selbst und deren periphere Vorrichtungen verwendet werden, zusätzlich zu einem Betrieb des vergrößernden Beobachtungsbetriebsprogramms. Eine Eingabe und ein Betrieb kann darüber hinaus durch den Nutzer direkt durchgeführt werden, der den Bildschirm unter Verwendung eines Touch-Screens oder eines Touch-Feldes für eine Anzeige selbst berührt, um einen Schnittstellenbildschirm anzuzeigen, wobei eine Videoeingabe oder andere existierende Eingabeneinheiten verwendet werden können, oder beide davon gleichzeitig verwendet werden können. In dem Beispiel von 1 ist der Betriebsabschnitt 55 durch eine Zeigevorrichtung, wie zum Beispiel eine Maus, konfiguriert.
Beleuchtungsabschnitt 60
Der Beleuchtungsabschnitt 60 erzeugt Beleuchtungslicht zum Beleuchten des Beobachtungsziels S, dessen Bild durch das Bildgebungselement 12 ausgebildet wird. Die Beleuchtungslichtquelle des Beleuchtungsabschnitts 60 ist in dem Körperabschnitt 50 installiert, und Beleuchtungslicht wird an dem Beleuchtungsabschnitt 60 des Kopfabschnitts 4 über das optische Kabel 3b übertragen. Der Beleuchtungsabschnitt 60 kann entweder eine Konfiguration eines Systems einsetzen, das in dem Kopfabschnitt 4 eingefügt ist, oder eine Konfiguration eines lösbaren Abschnitts, der von dem Kopfabschnitt 4 separiert ist. Als ein Beleuchtungssystem zum Beleuchten von Licht kann eine Epi-Beleuchtung, eine Transmissionsbeleuchtung und dergleichen geeignet verwendet werden. Die Epi-Beleuchtung ist ein Beleuchtungsverfahren zum Anwenden eines Beleuchtungslichts von einer Position oberhalb des Beobachtungsziels, und umfasst eine Ringbeleuchtung, eine koaxiale Epi-Beleuchtung und dergleichen. Der in 1 gezeigte Beleuchtungsabschnitt 60 ist bereitgestellt mit einem koaxialen Epi-Beleuchtungsabschnitt 62 (vergleiche 3) zum Bestrahlen des Beobachtungsziels S mit einem koaxialen Epi-Beleuchtungslicht; einem Ringbeleuchtungsabschnitt 63 zum Durchführen einer Bestrahlung mit einem ring-artigen Beleuchtungslicht von einer ring-artigen Lichtquelle; und einem Transmissionsbeleuchtungsabschnitt 64 zum Durchführen einer Bestrahlung mit transmittierten Licht. Jeder Beleuchtungsabschnitt ist mit dem Körperabschnitt 50 über das optische Kabel 3b verbunden. Der Körperabschnitt 50 ist mit einem Verbindungsmittel zum Verbinden des optischen Kabels 3b bereitgestellt, und darüber hinaus mit der Beleuchtungslichtquelle 65 zum Übertragen von Licht an das optische Kabel 3b über das Verbindungsmittel (vergleiche 3) installiert. Der Ringbeleuchtungsabschnitt 63 kann ferner zwischen einer Rundumbeleuchtung und einer Seitenbeleuchtung wechseln bzw. schalten. Um dies zu realisieren, kann eine Konfiguration verwendet werden, bei der eine Vielzahl von LEDs in einer Ringform als Ringbeleuchtungsabschnitt 63 angeordnet werden, und ein Teil der LEDs an/aus-geschaltet werden, durch eine Konfiguration, bei der eine Turret-artige Maske zum Ausschneiden eines Teils des Beleuchtungslichts angeordnet ist, oder eine andere Konfiguration. Eine derartige Lichtsteuerung und Wechsel des Beleuchtungslichts wird in einem Beleuchtungslicht-Steuerabschnitt 66 durchgeführt. Der Beleuchtungslicht-Steuerabschnitt 66 ist mit einem Beleuchtungslicht-Schaltabschnitt 61 zum Schalten bzw. Wechseln des Beleuchtungslichts bereitgestellt.
Eine schematische Schnittdarstellung von 3 zeigt ein Detail des Beleuchtungsabschnitts 60. Der Beleuchtungsabschnitt 60 ist mit dem koaxialen Epi-Beleuchtungsabschnitt 62 und dem Ringbeleuchtungsabschnitt 63 bereitgestellt. Die koaxiale Epi-Beleuchtung ist ein Verfahren zum Durchführen einer Bestrahlung aus der gleichen Richtung als eine Bildgebungsoberfläche der Kamera, und wird ebenso als Hellfeldbeleuchtung bezeichnet. Die koaxiale Epi-Beleuchtung ist insbesondere in dem Fall effektiv, bei dem zum Beispiel eine Unebenheit eines Spiegeloberflächenwerkstücks, wie zum Beispiel ein Silizium-Wafer oder ein LCD-Panel, betrachtet wird. Eine Lichtsteuerung für den Beleuchtungsabschnitt 60 wird in dem Beleuchtungslicht-Steuerabschnitt 66 durchgeführt. Der Beleuchtungslicht-Steuerabschnitt 66 ist mit dem Beleuchtungslicht-Schaltabschnitt 61 bereitgestellt, und der Beleuchtungslicht-Schaltabschnitt 61 kann zwischen dem koaxialen Epi-Beleuchtungsabschnitt 62 und dem Ringbeleuchtungsabschnitt 63 schalten bzw. wechseln. Der Beleuchtungslicht-Schaltabschnitt 61 kann darüber hinaus auch konfiguriert sein, um den koaxialen Epi-Beleuchtungsabschnitt 62 und den Ringbeleuchtungsabschnitt 63 zu mischen, indem ein Verhältnis dazwischen geändert wird.
Vergrößertes Bildbeobachtungsprogramm
4 zeigt ein Beispiel eines Nutzerschnittstellenbildschirms, der einen Modus der Beleuchtungslicht-Schalteinheit ausbildet. 4 ist ein Nutzerschnittstellenbildschirm eines vergrößerten Bildbeobachtungsprogramms zum Betreiben der vergrößernden Beobachtungsvorrichtung 100. Ein derartiger Betriebsbildschirm kann an dem Anzeigeabschnitt 52 der vergrößernden Beobachtungsvorrichtung 100 oder an einem Monitor des extern verbundenen Computers angezeigt werden. Der Nutzer führt eine Vielzahl von Einstellungen und Operationen der vergrößernden Beobachtungsvorrichtung 100 von dem angezeigten Bildschirm durch. Das vergrößernde Beobachtungsprogramm ist in dem Körperabschnitt 50 enthalten.
Es muss nicht betont werden, dass in den Beispielen des Nutzerschnittstellenbildschirms des Programms es möglich ist, eine Anordnung, die Formen, die Art und Weise der Anzeige, die Größe, die Farbe, das Muster und dergleichen von jedem Eingabefeld jeder Schaltfläche oder dergleichen geeignet geändert werden kann. Eine Änderung des Designs kann die Anzeige zur Betrachtung, Evaluierung und Bestimmung vereinfachen, und kann ein Layout für einen Betrieb vereinfachen. Es kann eine geeignete Änderung durchgeführt werden, wie zum Beispiel die Anzeige eines detaillierten Einstellbildschirms in einem anderen Fenster, oder die Anzeige einer Vielzahl von Bildschirmen in den gleichen Anzeigebildschirm. An jedem der Nutzerschnittstellenbildschirmen des Programms wird ferner eine Spezifikation zum Durchführen eines AN/AUS-Betriebs und die Eingabe eines numerischen Werts und einer Reihenfolge an einer virtuell bereitgestellten Schaltfläche und einem Eingabefeld durch den Betriebsabschnitt 55 durchgeführt. Eine Bildgebungsbedingung und dergleichen kann hier durch eine Eingabevorrichtung eingestellt werden, die mit dem Computer verbunden ist, der das Programm enthält. In der vorliegenden Beschreibung umfasst ein "Drücken" ein Anklicken oder Auswählen und künstliches Drücken einer Schaltfläche mittels eines Eingabeabschnitts, zusätzlich zu dem physikalischen Berühren und Bedienen der Schaltfläche. Die Eingabe/Ausgabe-Vorrichtung, die den Betriebsabschnitt und dergleichen ausbildet, ist mit dem Computer in einer verdrahteten oder drahtlosen Art und Weise verbunden, oder mit dem Computer oder dergleichen fixiert. Beispiele des allgemeinen Eingabeabschnitts umfassen eine Vielzahl von Zeigevorrichtungen, wie zum Beispiel eine Mouse, eine Tastatur, ein Slide-Pad, ein Track-Point, ein Tablet, ein Joystick, eine Konsole, ein Jog-Dial, einen Digitalisierer, einen Light-Pen, eine numerische Tastatur, ein Touch-Pad und ACCUPOINT. Jede dieser Eingabe/Ausgabe-Vorrichtungen ist ferner nicht auf den Betrieb des Programms beschränkt, sonder kann ebenfalls für einen Betrieb der Hardware, wie zum Beispiel der vergrößernden Beobachtungsvorrichtung 100, verwendet werden. Die Eingabe und ein Betrieb kann darüber hinaus durch den Nutzer durchgeführt werden, der den Bildschirm unter Verwendung eines Touch-Screens oder eines Touch-Feldes für die Anzeige des Anzeigeabschnitts 52 zur Anzeige eines Schnittstellenbildschirms direkt berührt, wobei eine Videoeingabe oder eine andere existierende Eingabeeinheit verwendet werden kann, oder beide davon gleichzeitig verwendet werden können.
Beleuchtungswechselbildschirm 110
Der in 4 gezeigte Nutzerschnittstellenbildschirm des vergrößernden Beobachtungsprogramms zeigt einen Beleuchtungswechselbildschirm 110 als ein Modus einer Beleuchtungsbedingungs-Einstelleinheit zum Einstellen einer Beleuchtungsbedingung des Beleuchtungsabschnitts. An dem Beleuchtungswechselbildschirm 110 ist an der linken Seite ein Anzeigebereich 111 bereitgestellt, und ein Betriebsbereich 112 wird an der rechten Seite bereitgestellt. In dem Betriebsbereich 112 ist an der linken Seite ein Menü in einer Bandform angezeigt, und ein betreibbarer bzw. bedienbarer Inhalt an der rechten Seite wird gemäß einem ausgewählten Band geschaltet bzw. gewechselt. Ein Einstellinhalt kann hier ferner durch Schalten einer Vielzahl von Tabs geschaltet werden. In dem Beispiel von 4 wird ein "Helligkeit/Beleuchtung"-Band 113 in dem Betriebsbereich 112 ausgewählt, und ferner wird ein "Beleuchtung"-Tab 114 ausgewählt. Die Richtung und Helligkeit von jedem Beleuchtungslicht wird dann in einem "Epi-Beleuchtung"-Einstellfeld 115 eingestellt, das an der oberen Stufe des "Beleuchtung"-Tab 114 bereitgestellt ist, und einem "Transmissionsbeleuchtung"-Einstellfeld 116, das an dessen unterer Stufe bereitgestellt ist. Wenn zum Beispiel eine "An"-Schaltfläche 117 in dem "Epi-Beleuchtung"-Einstellfeld 115 betätigt wird, wird eine Ringbeleuchtung beleuchtet, und dessen Helligkeit wird durch 0 bis 255 bestimmt. Die Helligkeit wird durch einen nummerischen Wert oder einen Schieber (engl. Slider) bestimmt. Das Bild wird hell, wenn ein Lichtmengenwert groß ist, und das Bild wird dunkel, wenn der Wert klein ist. Ferner wird eine gesamte Peripherie einer ringförmigen Ringbeleuchtung erhellt bzw. beleuchtet, wenn eine "Ringbeleuchtung"-Schaltfläche 118 betätigt wird, und nur ein Teil der ringförmigen Ringbeleuchtung wird beleuchtet, wenn eine "Ringseitenbeleuchtung"-Schaltfläche 119 betätigt wird. Durch ein seitliches bzw. schräges Durchführen einer Bestrahlung mit Beleuchtungslicht kann zum Beispiel ein Defekt (engl. Flaw) oder eine Unebenheit auf der Oberfläche des Beobachtungsziels hervorgehoben und beobachtet werden. Wenn, vergleichbar in dem "Transmissionsbeleuchtung"-Einstellfeld 116 eine "An"-Schaltfläche 120 betätigt wird, eine Transmissionsbeleuchtung beleuchtet, und dessen Helligkeit wird durch einen numerischen Wert oder einen Schieber 121 bestimmt. In diesem Beispiel wird eine Ringbeleuchtung eingeschaltet und eine Transmissionsbeleuchtung ausgeschaltet. Jedoch können beide Beleuchtungen eingeschaltet werden, und ein Ausgleich dazwischen kann gemäß dem Zweck der Beobachtung angepasst werden.
Helligkeitseinstellbildschirm 122
Wenn ferner das "Beleuchtung"-Tab 114 in dem Betriebsbereich 112 in dem Beleuchtungswechselbildschirm 110 von 4 ausgewählt wird, wird der Bildschirm zu einem Helligkeitseinstellbildschirm 122 gemäß 5 geschaltet. An diesem Bildschirm kann eine Shutter-Geschwindigkeit (Belichtungszeit) und eine Verstärkung des Kameraabschnitts 10 zum Zeitpunkt der Bildgebung als Helligkeit des Bildes angepasst werden. Das Bild wird hell, wenn die Shutter-Geschwindigkeit langsam gemacht wird (die Belichtungszeit wird lang), und das Bild wird dunkel, wenn die Shutter-Geschwindigkeit schnell gemacht wird (die Belichtungszeit wird kurz). Für die Shutter-Geschwindigkeit kann hier mittels einer Optionsschaltfläche (engl. Radio Button) eines von automatisch, manuell, Super-charge und vorabeingestellt ausgewählt werden. Das Bild wird ferner hell, wenn der Shutter-Verstärkungswert groß gemacht wird, und das Bild wird dunkel, wenn der Shutter-Verstärkungswert klein gemacht wird. Für die Verstärkung kann hier eines von automatisch, manuell und vorabeingestellt ausgewählt werden.
Beleuchtungslichtquelle 65
Für die Beleuchtungslichtquelle 65 kann ein Halbleiterlicht-Emissionselement, wie zum Beispiel eine Leuchtdiode (LED) oder eine Laserdiode (LD) verwendet werden. Zum Beispiel werden, wie in 3 gezeigt, LEDs 65r, 65g, 65b mit Wellenlängenbereichen von R, G und B eingerichtet, und ein Beleuchtungslicht kann auf Rot, grün oder blau geschaltet werden, indem jede LED beleuchtet wird, oder ein weißes Licht kann durch Mischen dieser Farben erhalten werden. Eine weiße LED kann ferner separat eingerichtet werden. Da die LED insbesondere im AN/AUS-Ansprechverhalten exzellent ist, ist es ferner möglich, einen Vorteil zu erhalten, der darin besteht, dass eine Verbesserung im Durchsatz (engl. Throughput) der Messung erreicht wird. Die LED ist ferner mit Merkmalen einer langen Lebensdauer, eines geringen Stromverbrauchs, eines geringen Wärmeerzeugungswerts und einen Widerstand gegenüber einen mechanischen Schock bereitgestellt. Die LED kann alternativ eine Lichtquelle sein, die ein Wellenlängenwandlungselement verwendet, wie zum Beispiel eine flureszierende Substanz, die durch ultraviolette Strahlen oder sichtbare Strahlen als Lichtquellen Licht angeregt wird. Damit kann selbst eine LED weißes Licht emittieren. Ferner kann auch eine LED für die Lichtquelle verwendet werden, die ein Beleuchten mit ultraviolettem Licht oder infrarotem Licht, zusätzlich zu sichtbarem Licht, durchführen kann. Eine Beobachtung mittels Infrarotlicht ist zum Beispiel bei der Analyse eines fehlerhaften Produkts, einer Gewebeverteilung eines biologischen Gewebes und dergleichen nützlich. Es wird vermerkt, dass die Beleuchtungslichtquelle nicht auf das Halbleiterlicht-Emissionselement beschränkt ist, sonder eine Halogen-Lampe, eine Xenon-Lampe, eine HID-Lampe oder dergleichen als eine Weißlichtquelle zur Emission weißen Lichts mit einem breiten Wellenlängenbereich verwendet werden kann. Die Lichtquelle kann ferner eine sein, die ein Beleuchten mit infrarotem Licht sowie sichtbarem Licht durchführen kann. Die Halogen-Lampe wird besonders bevorzugt, da dessen Lichtemissionswellenlänge einen breiten Wellenlängenbereich aufweist. Darüber hinaus wird nicht nur eine einzelne Lichtquelle verwendet, sondern es kann eine Vielzahl von Lichtquellen bereitgestellt werden. Diese können simultan leuchten, und das gemischte Licht kann als Beleuchtungslicht verwendet werden, oder diese können zur Beleuchtung geschaltet bzw. gewechselt werden.
Es wird vermerkt, dass die Beleuchtungslichtquelle nicht auf die Konfiguration der Installierung in dem Körperabschnitt beschränkt ist. Zum Beispiel kann diese in dem Platzierungsabschnitt oder dem Mikroskoplinsenabschnitt bereitgestellt werden. In einer in 6 gezeigten vergrößernden Beobachtungsvorrichtung 400 ist in einem modifizierten Beispiel eine Transmissionsbeleuchtungs-Lichtquelle 65B als die Beleuchtungslichtquelle an der Seite des Platzierungsabschnitts 30 bereitgestellt. In einer in 7 gezeigten vergrößernden Beobachtungsvorrichtung 500 ist eine Beleuchtungslichtquelle 65C für die koaxiale Epi-Beleuchtung und die Ringbeleuchtung ferner an der Seite des Mikroskoplinsenabschnitts 20 bereitgestellt. Mit derartigen Konfigurationen ist es möglich, einen Vorteil zu erhalten, der in der Eliminierung des Bedarfs für ein Transmissionsbeleuchtungslicht von der Seite des Körperabschnitts zu der Seite des Kopfabschnitts mittels einer optischen Faser oder dergleichen besteht, sowie eine Reduzierung der Anzahl von Kabeln, die nach außen extrahiert werden, um die Konfiguration zu vereinfachen. Innerhalb der Seite des Kopfabschnitts kann Licht von der Beleuchtungslichtquelle ferner durch eine optische Faser unterteilt werden oder ein Halbleiterlicht-Emissionselement, wie zum Beispiel ein LED mit einer hohen Helligkeit kann für eine direkte Beleuchtung bereitgestellt werden. Verglichen mit einer herkömmlichen Halogen-Lampe und dergleichen weist die LED insbesondere eine geringe Größe, einen geringen Wärmeerzeugungswert und eine lange Lebensdauer auf, und kann wartungsfrei gemacht werden.
Durch Einstellen der Beleuchtungslichtquelle, die in der Lage ist, rotes, grünes und blaues Licht zu emittieren, ist es, wie somit beschrieben, möglich, den Bedarf nach einem Filter wie in der herkömmlichen weißen Lichtquelle zu eliminieren, und ebenfalls den Bedarf an der Durchführung eines mechanischen Betriebs, wie zum Beispiel das Schalten bzw. Wechseln des Filters zu eliminieren, um ein stabiles und Hochgeschwindigkeitsschalten eines Beleuchtungslichts nur mittels eines elektrischen Signal stabil durch zuführen. Mit der LED, die eine lange Lebensdauer aufweist, ist es ferner möglich, eine Arbeit für einen Wartungsbetrieb, wie zum Beispiel das Ersetzen einer elektrischen Glühlampe, einzusparen. Das das Halbleiterlicht-Emissionselement darüber hinaus verglichen mit der Glühlampe eine geringe Größe aufweist, gibt es einen Vorteil, der darin besteht, dass eine Vielzahl von Arten von Lichtemissionselementen in einer raumsparenden Art und Weise angeordnet werden können. Indem zum Beispiel auch ein Infrarotlicht-Emissionselement oder ein Ultraviolettlicht-Emissionselement bereitgestellt wird, ist es ferner möglich, das Beleuchtungslicht nicht nur auf sichtbares Licht, sondern auch auf infrarotes Licht, ultraviolettes Licht oder dergleichen leicht zu schalten. Das Halbleiterlicht-Emissionselement weist darüber hinaus einen geringen Stromverbrauch auf, und dessen Kühlventilator kann in der Größe reduziert werden oder weggelassen werden, um ein exzellentes Ruheverhalten zu realisieren. Auf diese Art und Weise ist es möglich, die Beleuchtungslichtquelle, die mit einer Vielzahl von Lichtemissionselementen bereitgestellt ist, mit unterschiedlichen Wellenlängenbereichen durch die Beleuchtungslicht-Auswahleinheit 87 zu steuern, ein Lichtemissionselement mit einem gewünschten Wellenlängenbereich auszuwählen und zu beleuchten, und eine Bestrahlung mit Beleuchtungslicht durchzuführen.
Zusätzlich zu den drei Primärfarben gemäß RGB, können ferner Komplementärfarben (z.B. Zyan, Magenta, Gelb) von diesen geeignet für die Beleuchtungslichtquelle und die Beleuchtungsfiltereinheit verwendet werden. Ein Filter, der eine Transmission von ultraviolettem Licht oder infrarotem Licht ermöglicht, kann auch für den Filter verwendet werden.
Koaxiale Epi-Beleuchtungsbeobachtung
8 zeigt eine Querschnittsansicht des Kopfabschnitts 4. Dieser Kopfabschnitt 4 ist bereitgestellt mit: dem koaxialen Epi-Beleuchtungsabschnitt 62 zum Bestrahlen des Beobachtungsziels mit koaxialen Epi-Beleuchtungslicht; dem Kameraabschnitt 10, der ein Bildgebungselement zum Empfangen reflektiertem Lichts des Beleuchtungslichts aufweist, das durch den koaxialen Epi-Beleuchtungsabschnitt 62 angewendet wird; dem Objektivlinsenabschnitt 25, der mit dem Kameraabschnitt 10 optisch verbunden ist, indem diesbezügliche optische Achsen angepasst werden; und ein Phasenverzögerungselement 90, das durch Anpassen dessen optischer Achse mit der optischen Achse des Objektivlinsenabschnitts 25 angeordnet wird. Der Beleuchtungsabschnitt 60 enthält den koaxialen Epi-Beleuchtungsabschnitt 62 und den Ringbeleuchtungsabschnitt 63. Der Kopfabschnitt 4 ist mit dem Kameraabschnitt 10, einen polarisierenden Strahlenteiler 28 und dem Objektivlinsenabschnitt 25 bereitgestellt. Diese sind optisch in einem Zustand verbunden, in dem die diesbezüglichen optischen Achsen AX angepasst werden, und bilden das optische Bildgebungssystem aus. Das Phasenverzögerungselement 90 ist ferner an der optischen Achse AX in dem Objektivlinsenabschnitt 25 angeordnet. Das Ringbeleuchtungslicht wird unterdessen nicht in das optische Bildgebungssystem eingebracht, und das Beobachtungsziel S wird direkt mit dem Ringbeleuchtungslicht bestrahlt. Es wird vermerkt, dass für das Phasenverzögerungselement 90 eine λ/4-Platte, eine λ-Platte, eine (1/2)λ-Platte, eine (3/4)λ-Platte, eine (5/8)λ-Platte oder dergleichen verwendet werden kann, und die λ/4-Platte typischerweise verwendet wird. Darüber hinaus wird die λ/4-Platte bevorzugt mit einer Neigung angeordnet, um das Auftreten einer Reflektion an dessen Grenzoberfläche zu verhindern.
Halterung 40
9 zeigt ein Beispiel des Aussehens der Konfiguration des Bildgebungssystems 1 in der vergrößernden Beobachtungsvorrichtung 100. Das in 9 gezeigte Bildgebungssystem 1 ist mit dem Platzierungsabschnitt 30 zum Platzieren des Beobachtungsziels S, einer Halterung (engl. Support Base) 40 zum Halten bzw. Tragen des Kopfabschnitts 4 bereitgestellt. Die Halterung 40 ist mit einem Objekttisch-Fixierungsmechanismus 42 zum Halten des Platzierungsabschnitts 30 bereitgestellt, um in der horizontalen Ebene oder vertikal bewegbar zu sein, sowie einem Kopfneigemechanismus 44 zum Neigen des Kopfabschnitts 4 in dem Zustand des Haltens des Platzierungsabschnitts 30. Der Objekttisch-Fixierungsmechanismus 42 und der Kopfneigemechanismus 44 sind mit einem Basisabschnitt 41 fixiert. Der Basisabschnitt 41 ist in einer flachen bzw. tafelförmigen Form ausgebildet und macht die Halterung 40 unabhängig stabil.
Objekttisch-Fixierungsmechanismus 42
Der Objekttisch-Fixierungsmechanismus 42 fixiert den Platzierungsabschnitt 30 an der Halterung 40 über einen oder mehrere Bewegungsmechanismen, die den Platzierungsabschnitt 30 in der horizontalen Ebene (xy-Achsen-Richtung) und der vertikalen Richtung (z-Achsen-Richtung) bewegen können. Es ist insbesondere möglich, für den Bewegungsmechanismus einen z-Achsen-Richtungs-Bewegungsmechanismus (ersten Fokusanpassungsabschnitt) zum Bewegen des Platzierungsabschnitts 30 in der z-Achsen-Richtung zu verwenden, sowie einen xy-Achsen-Richtungs-Bewegungsmechanismus zum Bewegen des Platzierungsabschnitts 30 in der xy-Achsen-Richtung und einem Rotationsbewegungsmechanismus zum Rotieren des Platzierungsabschnitts 30 einer θ-Richtung. In dem in 9 gezeigten Beispiel wird für den z-Achsen-Bewegungsmechanismus der untere Objekttischhub 35 durch einen Schieber 32 realisiert, der in einer vertikal beweglichen Art und Weise an der Halterung 41 fixiert ist. Für den Rotationsbewegungsmechanismus ist der Platzierungsabschnitt 30 ferner durch einen Zwischenkopplungsabschnitt 34, der an dem Schieber 32 fixiert ist, rotierbar gemacht. Für den xy-Achsen-Bewegungsmechanismus ist darüber hinaus der Platzierungsabschnitt 30 in der xy-Achsen-Richtung durch den xy-Objekttisch, der an dem Zwischenkopplungsabschnitt 34 fixiert ist, bewegbar gemacht. Der xy-Achsen-Bewegungsmechanismus, der z-Achsen-Bewegungsmechanismus und der Rotationsbewegungsmechanismus arbeiten als Visuelles-Feld-Bewegungseinheiten zum Ändern eines visuellen Feldes eines Bildes, das an dem Anzeigeabschnitt 52 angezeigt wird.
Kopfneigemechanismus
Zum Neigen des Kopfabschnitts 4 bezüglich des Platzierungsabschnitts 30 wird unterdessen der Kopfneigemechanismus 44 mit einem Schwingabschnitt 46 bereitgestellt, der über eine Schwingachse 45 mit dem Basisabschnitt 41 schwingbar gekoppelt ist, sowie einen Kopffixierabschnitt 48 zum Fixieren des Kopfabschnitts 4 an dem Schwingabschnitt 46, wie in einer Perspektivansicht gemäß 10 gezeigt. Der Schwingabschnitt 46 ist mit der Schwingachse 45 bereitgestellt, und einen Auf- und Ab-Träger 47, der in der Lage für ein Hervorstehen nach oben von dem Basisabschnitt 41 bereitgestellt ist. Der Kopffixierabschnitt 48 ist ferner mit einem Kopfarm 49 zum Fixieren des Kopfabschnitts 4 an dem Auf- und Ab-Träger 47 in einer fast parallelen Lage bereitgestellt. Der Auf- und Ab-Träger 47 ist mit der Schwingachse 45 an dessen unterem Ende bereitgestellt, und wird durch den Basisabschnitt 41 unterstützt, um um die Schwingachse 45 zu zirkulieren. Der Kopf-Arm 49 ist ferner zum Beispiel durch ein Klammern des Auf- und Ab-Trägers 47 in einer Position von einem oberen Abschnitt zu einem mittleren Abschnitt des Auf- und Ab-Trägers fixiert, um den Kopfabschnitt 4 oberhalb des Platzierungsabschnitts 30 zu halten. Ein Fixiermechanismus zum Fixieren des Kopfabschnitts 4 ist darüber hinaus an der Spitze des Kopf-Arms 49 bereitgestellt. Der Fixiermechanismus ist hier in einer Ringform ausgebildet, welche eine äußere Peripherie des Kopfabschnitts 4 umgibt, und der Kopfabschnitt 4 wird in das Zentrum der Ringform eingefügt, und an einer Vielzahl von Position darum zur Fixierung aufgeschraubt.
Ein Block 41a, der nach unten verbreitert wird, ist an der oberen Oberfläche des Basisabschnitts 41 fixiert, und eine Halterung 41b ist in einem oberen Abschnitt des Blocks 41a ausgebildet. Die Halterung 41b ist mit einem Paar von Führungsabschnitten 41c bereitgestellt, die separat voneinander fixiert sind, und das Paar von Führungsabschnitten 41c sind in einer eingelassenen bzw. ausgesparten Form in einer Seitenoberflächenansicht ausgebildet. Die jeweiligen Führungsabschnitte 41c weisen runde Löcher auf, die mit einer parallelen Achse zu der y-Achsen-Richtung als eine Zentralachse ausgebildet sind. Die Schwingachse 45 ist mit diesen Löchern entlang der y-Achsen-Richtung angepasst. In diesem Beispiel liegt eine Konfiguration vor, wonach die Schwingachse 45 mit einer Skala bereitgestellt ist, und ein Winkel, an dem der Kopfabschnitt 4 geschwungen ist, kann mittels der Skala visuell betrachtet werden.
Der Kopfabschnitt 4 ist bezüglich des Platzierungsabschnitts 3 durch den Kopfneigemechanismus 44 geneigt, wodurch eine geneigte bzw. schräge Beobachtung ermöglicht wird, bei der das Beobachtungsziel S von einer Neigerichtung beobachtet wird. Durch ein horizontales Auf und Ab des Kopfabschnitts 4 von einer vertikalen Lage mit der Schwingachse 45 als Rotationsachse, kann insbesondere eine Beobachtung entweder von einer linken Richtung oder einer rechten Richtung durchgeführt werden, und die Beobachtung von unterschiedlichen Betrachtungswinkeln ermöglicht eine Verbesserung in der Flexibilität der Beobachtung. In einer derartigen schrägen Beobachtung ist ferner eine euzentrische Beobachtung erforderlich, bei der das visuelle Feld nicht geändert wird, selbst dann, wenn der Kopfabschnitt 4 geneigt ist. Zum Zeitpunkt der schrägen Beobachtung wird aus diesem Grund die Höhe des Platzierungsabschnitts 30 vorzugsweise angepasst, sodass die Beobachtungsoberfläche des Beobachtungsziels S vorab dem Zentrum der Schwingachse 45 angepasst wird.
Wie in einer Perspektivansicht gemäß 11 gezeigt, ist eine vergrößernde Beobachtungsvorrichtung 200 ferner mit einer Objektivlinsen-Schalteinheit 26 bereitgestellt, um einen ersten Objektivlinsenabschnitt 25A und einen zweiten Objektivlinsenabschnitt 25B auf und ab zu bewegen, die an der Spitze des Kopfabschnitts 4 bereitgestellt sind, in einer vertikalen Ebene in einer Ebene, in der der Kopfabschnitt 4 auf und ab bewegt wird, um ein Schalten bzw. Wechseln durchzuführen. Die Auf- und Ab-Ebene des Kopfabschnitts 4 und die Auf- und Ab-Ebene zum Wechseln des Objektivlinsenabschnitts 25 sind daher, wie eben beschrieben, orthogonal zueinander, wodurch eine Situation vermieden werden kann, bei der die Spitze der Objektivlinse in einem Kontakt mit dem Beobachtungsziel kommt, zu einem Zeitpunkt des Wechselns des Objektivlinsenabschnitts 25 in dem Zustand des geneigten Kopfabschnitts 4. Jeder Objektivlinsenabschnitt ist hier vorab ausgebildet, um die gleiche Länge aufzuweisen.
Kameraabschnitt 10
Der Kopfabschnitt 4 ist mit dem Kameraabschnitt 10 bereitgestellt, der das Bildgebungselement aufweist, sowie den Mikroskoplinsenabschnitt 20, der an der Spitze des Kameraabschnitts 10 lesbar angebracht ist. Der Kameraabschnitt 10 ist mit dem Bildgebungselement 12 zum elektrischen Lesen reflektierten Lichts bereitgestellt, das über das optische Bildgebungssystem 11 von dem Beleuchtungsziel S, das durch den Beleuchtungsabschnitt 60 beleuchtet wird, einfällt. Ein CMOS wird für das Bildgebungselement 12 in diesem Beispiel verwendet, es kann jedoch ebenfalls ein anderes Lichtempfangselement, wie zum Beispiel eine CCD, verwendet werden. Zusätzlich zu dem optischen Linsenabschnitt 25 ist der Mikroskoplinsenabschnitt 20 mit einem Linsenkörper 21 bereitgestellt, sowie einen Montageabschnitt 22, der auf der Endoberfläche dieses Linsenkörpers 21 montiert ist, um eine Linsenkontaktoberfläche auszubilden. Der Montageabschnitt 22 ist darüber hinaus elektrisch mit dem Mikroskoplinsenabschnitt 20 über ein linsen-seitiges Kabel 24 verbunden, das eine Flexibilität aufweist. Eine Linsenidentifikationsinformation des Mikroskoplinsenabschnitts 20 wird damit an einen linsen-seitigen Verbindungsanschluss des Montageabschnitts 22 über das linsen-seitige Kabel 24 übertragen.
Optischer-Weg-Verschiebeeinheit 14
Die vergrößernde Beobachtungsvorrichtung 100 kann darüber hinaus mit dem Optischer-Weg-Verschiebeeinheit 14 zum relativen Verschieben einer Erfassungsposition des Bildgebungselements 12 bereitgestellt werden, sowie der Optischer-Weg-Verschiebesteuereinheit 81 zum Aktivieren der Optischer-Weg-Verschiebeeinheit 14. In Bezug auf drei oder mehr markierte Pixelgruppen wird insbesondere eine Erfassungsposition von einem der Bildgebungselemente, die die markierte Pixelgruppe ausbilden, relativ durch die Optischer-Weg-Verschiebeeinheit 14 um eine Bewegungsgröße entsprechend einem Intervall zwischen Pixeln des Bildgebungselements verschoben, sodass ein Lichtempfangssignal eine Runde durch Positionen der Pixel von Bildgebungselementen macht, die die markierte Pixelgruppe ausbilden, und eine Lichtempfangsgröße an jeder Position erfasst wird.
Optischer-Weg-Verschiebesteuereinheit 81
Die Optischer-Weg-Verschiebesteuereinheit 81 aktiviert die Optischer-Weg-Verschiebeeinheit 14 derart, dass zum Zeitpunkt der Bestrahlung der Probe S mit Beleuchtungslicht mit einer vorbestimmten Wellenlänge über einen Beleuchtungsfilter, der mit einer Filterauswahleinheit 88 ausgewählt wird, einer Lichtempfangsgröße durch ein Bildgebungselement entsprechend des Wellenlängenbereichs aus einer Vielzahl von Bildgebungselementen erfasst wird. Dies ermöglicht die Auswahl des Beleuchtungsfilters und des Bildgebungselements ineinandergreifend mit einer Pixelverschiebung, wodurch dem Nutzer ermöglicht wird, ein hochauflösendes Beobachtungsbild leicht zu erfassen, ohne die Aufmerksamkeit auf ein störendes Umschalten sowie auf eine Kombination der Auswahl von Beleuchtungslicht und der Auswahl des Beleuchtungsfilters und des Bildgebungselements gemäß dem Beleuchtungslicht zu richten.
In dem Beispiel der 2 ist die Optischer-Weg-Verschiebeeinheit 14 in dem Kameraabschnitt 10 bereitgestellt, und durch eine Pixelverschiebung ist es möglich, eine höhere Auflösung als eine Auflösung des CMOS zu erhalten. Die Pixelverschiebung dient zum Erhalt einer hohen Auflösung, derart, dass zum Beispiel unter Verwendung eines piezo-elektrischen Elements oder dergleichen für einen einzelnen Plattentyp, wie in JP 2004-170574 A beschrieben, oder einem Dreiplattentyp, ein Bild, das fotografiert wird, während die Probe S verschoben wird, zum Beispiel um eine Hälfte eines Pixelabstands durch die Pixelverschiebung zum physikalischen Verschieben des Elements in einen Raum zwischen benachbarten Elementen (Pixeln), mit einem Bild vor der Verschiebung synthetisiert wird. Durch die Durchführung einer Verschiebung um 1 Pixelabstand und Erfassen von RGB-Daten an jedem Pixel, können darüber hinaus Farbreproduktionseigenschaften verbessert werden. Als typische Mechanismen für die Pixelverschiebung gibt es ein Bildgebungselement-Antriebssystem zum Bewegen des Bildgebungselements 12 mittels eines Aktuators AC oder dergleichen, ein LPF-Neigesystem zum Neigen eines LPF, ein Linsenbewegungssystem zum Bewegen der Linse, und dergleichen.
Wenn die Pixelverschiebefunktion ausgeführt wird, in einem Zustand, in dem, wie in 12 gezeigt, die Bildgebungselemente an entsprechenden Pixeln in einer Matrixform in einem Bayer-Array angeordnet sind, kann die Optischer-Weg-Verschiebeeinheit 14 ein Schalten durchführen, um die Bildgebungselemente auf 2×2 benachbarte Pixelpositionen zu verschieben, wie in 13 gezeigt. Die Bildgebungselemente im Bayer-Array mit unterschiedlichen Lichtempfangscharakteristika werden durch die Optischer-Weg-Verschiebeeinheit 14 verschoben, um eine Runde bezüglich der benachbarten 2×2 markierten Pixeln zu machen, wodurch es möglich wird, ein Lichtempfangssignal an jeder von allen den 2×2 Pixelpositionen zu erfassen und ein hochauflösendes Beobachtungsbild zu erhalten. Es wird vermerkt, dass eine Verschiebegröße des Bildgebungselements, das durch die Optischer-Weg-Verschiebeeinheit 14 relativ verschoben wird, 4 mal einer Verschiebung entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn entspricht, entsprechend einer Gesamtheit von 4 Pixeln als Verschiebegröße des Bildgebungselements, was dem Pixelintervall in dem Beispiel von 13 entspricht. Es kann jedoch auch nur um 2 benachbarte Pixel vertikal, horizontal oder dergleichen, oder nur um 3 Pixel verschoben. Die Bewegungsgröße ist nicht auf eine Größe entsprechend einem Pixel des Bildgebungselements beschränkt, sondern diese kann auch eine Größe entsprechend einem halben Pixel sein, wie in 14 gezeigt, eine Größe entsprechend einem Drittel Pixel, oder dergleichen. Durch die Anpassung der Bewegungsgröße in Übereinstimmung mit einer Spitzenposition und einem Bereich der Lichtempfangsempfindlichkeit an jedem Pixel, das das Bildgebungselement ausbildet, ist es möglich, die Lichtempfangsgröße selbst durch eine Bewegungsgröße zu verbessern, die nicht größer als die Größe entsprechend einem Pixel ist, um eine hohe Auflösung zu erzielen. Wie somit beschrieben ist die Verschiebegröße entsprechend dem Pixelintervall des Bildgebungselements nicht auf die Größe beschränkt, die äquivalent zu dem Pixelabstand oder einen integralen Vielfachen davon ist, sondern umfasst darüber hinaus die Größe, bei der es sich um einen Bruchteil des Vielfachen davon handelt, wie zum Beispiel einem halben Pixel oder einem Drittel des Pixels.
Anzeigeabschnitt 52
Derartige Bilddaten und der Einstellungsinhalt, gespeichert in dem Speicherabschnitt 53, können ferner an dem Anzeigeabschnitt 52 angezeigt werden. Für den Anzeigeabschnitt 52 kann eine CRT-Anzeige, eine Flüssigkristallanzeige, ein organischer EL-Monitor oder dergleichen verwendet werden. Der Betriebsabschnitt 55 für den Nutzer, der eine Auswahl von Operationen durchführt, ist mit dem Steuerabschnitt 51 verbunden. Der Betriebsabschnitt 55 ist eine Eingabevorrichtung, wie zum Beispiel eine Tastatur oder eine Mouse. Es wird vermerkt, dass auch in diesem Beispiel der Anzeigeabschnitt und der Betriebsabschnitt integral in dem Körperabschnitt 50 enthalten sein kann, oder diese externe Elemente sein können. Wenn darüber hinaus der Anzeigeabschnitt durch ein Berührungsfeld konfiguriert ist, können der Anzeigeabschnitt und der Betriebsabschnitt integral konfiguriert sein.
Es wird hier ein Betrieb des unteren Objekttischhubs 35 beschrieben. Durch die Eingabe von Steuerdaten bezüglich einer Steuerung eines Schrittmotors 37 in einer Motorsteuerschaltung 36 ändert der Körperabschnitt 50 einen relativen Abstand in der optischen Achsenrichtung zwischen dem Platzierungsabschnitt 30 und dem Kopfabschnitt 4, der das optische Bildgebungssystem und das Bildgebungselement 12 aufweist, ob es sich in diesem Fall um die Höhe in der z-Richtung handelt. Mit einer Eingabe von Steuerdaten, die zum Steuern des unteren Objekttischhubs 35 erforderlich sind, in die Motorsteuerschaltung 36, steuert der Körperabschnitt 50 eine Rotation des Schrittmotors 37 und erhöht oder verringert eine Höhe z (eine Position in der z-Richtung) des Platzierungsabschnitt 30. Der Schrittmotor 37 erzeugt ein Rotationssignal entsprechend einer Rotation. Auf Grundlage des Rotationssignals, das über die Motorsteuerschaltung 36 eingegeben wird, speichert der Körperabschnitt 50 die Höhe z des Platzierungsabschnitts 30 als eine Information in Bezug auf den relativen Abstand zwischen dem Platzierungsabschnitt 30 und dem optischen Bildgebungssystem 11 in der optischen Achsenrichtung. Dieser Platzierungsabschnitt 30 arbeitet als eine Beobachtungspositionierungseinheit zum Durchführen einer Positionierung einer Beobachtungsposition an dem Beobachtungsziel S.
Natürlich ist der untere Objekttischhub (engl. Stage Lift) 35 nicht auf einen elektrischen Hubtyp beschränkt ist, sondern kann auch als ein manueller Hubtyp konfiguriert sein.
In der vorliegenden Ausführungsform wird ferner nicht nur der relative Abstand zwischen dem Platzierungsabschnitt 30 und dem optischen Bildgebungssystem 11 in der optischen Achsenrichtung durch Ändern der Höhe des Platzierungsabschnitts 30 geändert, sondern die Höhe des optischen Bildgebungssystems, und zwar die Höhe des Kopfabschnitts 4, kann ebenfalls geändert werden. Der Kopfabschnitt 4 ist durch den Kabelabschnitt 3 mit dem Körperabschnitt 50 verbunden. Daten, die in dem Kopfabschnitt 4 erfasst werden, werden hiermit über den Kabelabschnitt 3 an den Körperabschnitt 50 übertragen, und eine notwendige Verarbeitung kann an der Seite des Körperabschnitts 50 durchgeführt werden.
Das Bildgebungselement 12 kann eine Lichtempfangsgröße an jedem Pixel elektrisch auslesen, die zweidimensional in der x-Richtung und der y-Richtung angeordnet sind. Ein Bild des Beobachtungsziel S, das an dem Bildgebungselement 12 ausgebildet ist, wird in ein elektrisches Signal gemäß der Lichtempfangsgröße an jedem Pixel des Bildgebungselements 12 gewandelt, und wird ferner in digitale Daten in einem Steuerabschnitt 13 an der Kopfseite gewandelt. Der Körperabschnitt 50 speichert in dem Speicherabschnitt 53 die digitalen Daten, die in den kopfseitigen Steuerabschnitt 13 gewandelt wurden, als Lichtempfangsdaten D, zusammen mit einer Pixelanordnungsinformation (x, y) als eine zweidimensionale Positionsinformation des Beobachtungsziels S in einer Ebene (die x/y-Richtungen in 2), die nahezu vertikal zu der optischen Achsenrichtung (die z-Richtung in 2) ist. "Eine Ebene, die nahezu vertikal zu der optischen Achsenrichtung ist" muss hier nicht eine Ebene sein, die genau 90° gegenüber der optischen Achsenrichtung ausbildet, sondern kann nur eine Beobachtungsebene in einem Bereich einer Neigung in einem Ausmaß sein, das die Form des Beobachtungsziels S bei Auflösungen in dem optischen Bildgebungssystem und dem Bildgebungselement erkannt werden kann.
Obwohl das Beispiel des Beobachtungsziels S, auf dem Platzierungsabschnitt 30 platziert ist, als ein Beispiel des Platzierungsabschnitts 30 in der obigen Beschreibung gezeigt wurde, kann dieses ferner so konfiguriert sein, dass ein Arm anstelle des Platzierungsabschnitts befestigt ist, und das Beobachtungsziel S an dessen Spitze fixiert ist. Zusätzlich zur Montierung zur Verwendung an einem Kamerabefestigungsabschnitt 43 kann der Kopfabschnitt 4 ferner an einer gewünschten Position und einem Winkel angeordnet sein, durch ein Verfahren, bei dem dieser lösbar ist, und mit einer Hand gehalten wird, oder ein anderes Verfahren.
Steuerabschnitt 51
Der Steuerabschnitt 51 führt eine Steuerung durch, das aufgenommene Beobachtungsbild in ein Bild mit einer Auflösung zu wandeln, bei der dieses an dem Anzeigeabschnitt 52 angezeigt werden kann, und um das erhaltene Bild anzuzeigen. In der vergrößernden Beobachtungsvorrichtung 100 gemäß 1 wird ein Beobachtungsbild, das durch den Kameraabschnitt 10 erhalten wird, der ein Bild des Beobachtungsziels S mittels des Bildgebungselements 12 aufnimmt, an den Anzeigeabschnitt 52 angezeigt. Die Leistungsfähigkeit des Bildgebungselements, wie zum Beispiel einem CMOS oder CCD, geht im Allgemeinen oft über eine Anzeigefähigkeit an dem Anzeigeabschnitt, und zum Anzeigen des aufgenommenen Beobachtungsbildes an einem Bildschirm wird somit eine Auflösung auf eine Größe reduziert, bei der das Bild an einem Bildschirm angezeigt werden kann, indem Pixel ausgedünnt werden, oder dergleichen, um das Bild zu reduzieren und anzuzeigen. Wenn eine Leserauflösung zum Zeitpunkt des Lesens durch den Kameraabschnitt 10 als eine erste Auflösung genommen wird, wird eine Anzeige an dem Anzeigeabschnitt 52 bei einer zweiten Auflösung durchgeführt, die geringer als die erste Auflösung ist.
Einfache Bildgebungsbedingungs-Erzeugungsfunktion
Zum Zeitpunkt der Beobachtung des Beobachtungsziels unter Verwendung der vergrößernden Beobachtungsvorrichtung 100 besteht die Notwendigkeit der Einstellung einer Bildgebungsbedingung zum Aufnehmen eines Bildes. Beispiele der Bildgebungsbedingung umfassen eine Auswahl von Bildgebungsparametern, wie zum Beispiel eine Auswahl des Beleuchtungslichts im Fall einer Vielzahl bereitgestellter Beleuchtungsabschnitte 60, die Art und die Richtung des Beleuchtungslichts, einer Shutter-Geschwindigkeit (Belichtungszeit) des Kameraabschnitts 10, einer Helligkeit und einem Kontrast eines Bildschirms, eines Weißabgleichs und der Art der Bildverarbeitung, wie zum Beispiel eine Auswahl von Filtern zur Nachverarbeitung nach der Bildgebung (Parameter, einschließlich der Nachverarbeitungsparameter nach der Bildgebung werden hier als "Bildgebungsparameter" bezeichnet). Die Bildgebungsbedingungen umfassen ferner eine Beleuchtungsbedingung zum Einstellen des Beleuchtungslichts. Als ein Beispiel ist ein Nutzerschnittstellenbildschirm des vergrößernden Beobachtungsprogramms in jeder der 4 und 15 bis 17 gezeigt, als ein Modus des Bildgebungsbedingungs-Einstellabschnitts 83 zum Einstellen einer derartigen Bildgebungsbedingung. In diesen Figuren zeigt, wie oben beschrieben, 4 den Beleuchtungsschaltbildschirm 110 als ein Modus der Beleuchtungsbedingungs-Einstelleinheit zum Einstellen der Beleuchtungsbedingung des Beleuchtungsabschnitts 60. Ferner zeigt 15 ein Beispiel eines Weißabgleich-Einstellbildschirms 124 zum Einstellen eines Weißabgleichs, zeigt 16 ein Beispiel eines Listenanzeigebereichs, und zeigt 17 ein Beispiel eines Bildeinstellbildschirms. An dem Weißabgleich-Einstellbildschirm 124 von 15 kann ein Weißabgleich, und zwar eine Farbschattierung eines Bildes angepasst werden. In dem Listenanzeigebereich von 16 kann durch Auswahl eines gewünschten einfachen Bildes aus einfachen Bildern, die jeweils bei einer einfachen Bildgebungsbedingung aufgenommen wurden, die einfach eingestellt wurden, die für dieses einfache Bild eingestellte einfache Bildgebungsbedingung als eine Bildgebungsbedingung eingestellt werden. An dem Bildeinstellbildschirm von 17 wird eine Auswahl von Bildgebungsbedingungen eingestellt. Wenn auf diese Art und Weise die Bildgebungsbedingung eingestellt ist und in dem Bildgebungsbedingungs-Einstellabschnitt 83 geändert wird, bestimmt eine später beschriebene Anzeigemodus-Schalteinheit 89e, dass ein Bildänderungsbetrieb durchgeführt wurde, und wechselt den Anzeigemodus.
Einfache Bildbedingungs-Einstellfunktion
Ein individuelles Einstellen derartiger Bildgebungsbedingungen ist zeitaufwendig. Da ferner einige Bildgebungsparameter miteinander korreliert sind, kann es insbesondere für einen Anfänger schwierig sein, herauszufinden, welche Parameter angepasst werden müssen, um ein gewünschtes Bild zu erhalten. Die vergrößernde Beobachtungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist daher mit einer einfachen Bildgebungsbedingungs-Einstellfunktion zum Voraberzeugen, in einer einfachen Art und Weise, einer Vielzahl von temporären Bildgebungsbedingungen ausgestattet, die durch eine Kombination einer Auswahl von Bildgebungsparameter erhalten wird, und ferner zum Listenanzeigen an dem Anzeigeabschnitt eines einfachen Bildes, das bei jeder einfachen Bildgebungsbedingung erfasst wird. Indem dem Nutzer gestattet wird, geeignet ein gewünschtes einfaches Bild auszuwählen, aus den in einer Liste angezeigten einfachen Bildern, kann die einfache Bildgebungsbedingung, bei der dieses einfache Bild erfasst wurde, als eine normale Bildgebungsbedingung eingestellt werden, und somit kann selbst ein Nutzer, der nicht mit dem Betrieb vertraut ist, leicht ein Bild erhalten, das visuell nahe an einem gewünschten Bild ist. Jeder Bildgebungsparameter kann darüber hinaus fein gemäß der ausgewählten einfachen Bildgebungsbedingung angepasst werden, und es kann daher ein Vorteil erreicht werden, der darin besteht, dass die Durchführung eines Bildgebungsbedingungs-Einstellbetriebs leicht durchführbar ist. Eine derartige einfache Bildgebungsbedingungs-Erzeugungsfunktion kann durch den einfachen Bildgebungsbedingungs-Erzeugungsabschnitt 89c des Steuerabschnitts 51 realisiert werden.
Eine Vielzahl unterschiedlicher einfacher Bildgebungsbedingungen, die in dem einfachen Bildgebungsbedingungs-Erzeugungsabschnitt 89c erzeugt werden, werden in dem Beleuchtungsabschnitt 60 und dem Kameraabschnitt 10 von dem Steuerabschnitt eingestellt, und jedes einfache Bild wird einfach aufgenommen. Da nur beabsichtigt ist, dass hier aufgenommene einfache Bild in einer Liste anzuzeigen, damit der Nutzer Vergleiche durchführen kann, muss kein genaues Bild erfasst werden, und für den Zweck ist eine einfache Bildgebung ausreichend. Insbesondere wird ein Bild in einer kürzeren Zeit erhalten, verglichen mit einer Zeit, die in einem normalen Bildgeben erforderlich ist, indem eine Auflösung oder eine Rahmenrate reduziert wird, indem eine rechnergestützte Verarbeitung zur Bilderzeugung vereinfacht wird, oder durch ein anderes Mittel. Eine Vielzahl einfacher Bilder bezüglich unterschiedlicher einfacher Bildgebungsbedingungen kann hiermit in einer kurzen Zeit erfasst werden (dies kann als eine Preview in der Bedeutung einer vorläufigen Bildgebung bezeichnet werden). Der einfache Bildgebungsbedingungs-Erzeugungsabschnitt 89c kann einen Eindruck des erhaltenen einfachen Bildes signifikant machen, indem ein Bildgebungsparameter eingestellt wird, der einen visuellen Effekt stark verändern kann.
Listenanzeigefunktion
Die vergrößernden Beobachtungsvorrichtung 100 ist ferner bereitgestellt mit einer Listenanzeigefunktion zum Listenanzeigen einfacher Bilder, die einfach an einer Vielzahl unterschiedlicher einfacher Bildgebungsbedingungen erfasst werden, die in dem einfachen Bildgebungsbedingungs-Erzeugungsabschnitt 89c erzeugt werden, in dem Listenanzeigebereich an dem Anzeigeabschnitt. Ein Beispiel der Listenanzeige ist an einem Listenanzeigebildschirm 130 von 16 gezeigt. In dem Beispiel gemäß 16 wird zum Ausführen der Listenanzeigefunktion ein "verbessertes Bild"-Band 131 in dem Betriebsbereich 112 ausgewählt, und ein "Auswahl-Optimales-Bild"-Tab 132 wird ausgewählt. Dann wird eine "Ausführung Optimales Bild"-Schaltfläche 133, die an der oberen Stufe der "Auswahl optimales Bild"-Tab 132 bereitgestellt ist, betätigt, um den Anzeigebereich 111 in einen Listenanzeigebereich 134 zu schalten. In dem Listenanzeigebereich 134 werden die einfachen Bilder, die bei den jeweiligen einfachen Bildgebungsbedingungen aufgenommen werden, in einem Array angeordnet und angezeigt. In diesem Beispiel werden 9 einfache Bildgebungsbedingungen durch den einfachen Bildgebungsbedingungs-Erzeugungsabschnitt 89c erzeugt, und 9 einfache Bilder, die einfach an den jeweiligen Bildgebungsbedingungen aufgenommen werden, werden angezeigt. Die jeweiligen einfachen Bilder unterliegen einer unterschiedlichen Bildverarbeitung und Beleuchtungseffekten, und der Nutzer wählt aus diesen ein gewünschtes einfaches Bild in Übereinstimmung mit dem Zweck der Beobachtung aus. In dem Beispiel von 16 werden 9 listenangezeigte Bilder 136, die vergleichbar zu jenen in dem Listenanzeigebereich 134 sind, auch in dem Betriebsbereich 112 angezeigt. Da ein Array des listenangezeigten Bildes 136 mit einem Array des Listenanzeigebereichs 134 übereinstimmt, entscheidet der Nutzer ein gewünschtes einfaches Bild, während jedes einfache Bild in dem größeren Listenanzeigebereich 134 verglichen wird, und wählt das Bild aus, das in der entsprechenden Position ist, aus den listenangezeigten Bildern 136 in dem Betriebsbereich 112, durch einen Mouse-Klick oder dergleichen. Eine einfache Bildgebungsbedingung entsprechend dem ausgewählten einfachen Bild wird hiermit aufgerufen und diese einfache Bildgebungsbedingung wird als eine normale Bildgebungsbedingung eingegeben. Der Nutzer kann ferner die Bildgebungsbedingung bei Bedarf genau anpassen.
Wenn in dem Beispiel von 16 ein "Bildeinstellen"-Tab 138 ausgewählt wird, wird der Bildschirm von dem Listenanzeigebildschirm 130 zu einem Bildeinstellbildschirm 140 gemäß 17 geschaltet bzw. gewechselt. Es hier möglich, eine Kantenverstärkung, eine Gammakorrektur, einen Offset und eine monochrome Einstellung für die Bildgebungsbedingungsparameter genau anzupassen. In diesem Beispiel werden die Kantenverstärkung, die Gammakorrektur und der Offset unter Verwendung eines Schiebers angepasst, und in der monochromen Einstellung wird ein Grad der Verstärkung eines Schattens unter Verwendung einer Optionsschaltfläche (engl. Radio Button) ausgewählt. Die Kantenverstärkung ist dabei ein Bildgebungsbedingungsparameter zum Verstärken eines Kantenabschnitts des Bildes, um eine Beobachtung eines Fehlers oder eines feinen Materials zu erleichtern, und je größer dessen Wert ist, umso stärker wird die Kantenverstärkung angewendet. Die Gammakorrektur ist darüber hinaus eine Anpassung, die an einem Helligkeitshistogramm von jedem Pixel in dem Bild durchgeführt wird, und wird zur Verstärkung eines Kontrasts oder einer Abtönung verwendet. Die Offset-Anpassung ist darüber hinaus auch eine Anpassung eines Helligkeitshistogramms, und wird zu dem Zeitpunkt verwendet, wenn das gesamte Bild heller oder dunkler gemacht wird. Es ist ferner möglich, eine neue einfache Bildgebungsbedingung in Übereinstimmung mit der Einstellungsbedingung hier zu erzeugen, und erneut die Listenanzeigefunktion auszuführen. Durch Betätigen einer "HDR-Parameter-Anpassen"-Schaltfläche, die unterhalb des listenangezeigten Bildes 136 bereitgestellt ist, wird der Bildschirm darüber hinaus von dem Bildschirm gemäß 16 zu einem detaillierten Syntheseparameter-Einstellbildschirm zum Erzeugen eines HDR-Bildes verschoben.
Bildsyntheseeinheit 85b
Als ein Synthetisches-Bild-Fotografiermodus zum Erfassen eines synthetischen Bildes in einer Synthetisches-Bild-Erzeugungseinheit 85, wird die vergrößernde Beobachtungsvorrichtung bereitgestellt mit einem Fotografiermodus für eine dynamische Bereichserweiterung, der geeignet ist zur Anwendung der Erweiterung eines dynamischen Bereiches, und einen Auflösungsverbesserungs-Fotografiermodus zur Verbesserung einer Helligkeitsauflösung und zur Verstärkung eines Kontrasts. In dem Fotografiermodus zur dynamischen Bereichserweiterung wird ein synthetisches Bild mit einem breiteren dynamischen Bereich als in einem ursprünglichen Bild erzeugt. Andererseits wird in dem Auflösungsverbesserungs-Fotografiermodus ein synthetisches Bild mit einer Helligkeitsauflösung erzeugt, die stärker verbessert ist als die des ursprünglichen Bildes in einem geringeren dynamischen Bereich als einem dynamischen Bereich des Bildgebungsbedingungselements.
HDR-Bild
In dem Fotografiermodus zur dynamischen Bereichserweiterung wird ein sogenanntes HDRI aufgenommen. Das HDRI (engl. High Dynamic Range Image, im Folgenden als ein "HDR-Bild" bezeichnet) ist ein Bild mit einem dynamischen Bereich, und zwar einem Verhältnis zwischen einer minimalen Lichtmenge und einer maximalen Lichtmenge, der signifikant größer als der eines herkömmlichen Bildes ist. An einem Monitor eines Standardcomputers wird zum Beispiel eine 8- bis 24-Bit-Farbe als Standardfarbrepräsentierung verwendet, und kann durch 2,56 bis 16,77 Millionen Farbtönen (engl. Tones) dargestellt werden, jedoch existiert in der Realität eine größere Anzahl von Farben und menschliche Augen sehen diese, in denen die Größe einer Pupille geändert wird, um eine Helligkeit auf einer Referenzhelligkeit anzupassen, von der angenommen wird, dass diese geeignet ist. Es wird folglich ein HDR-Bild jenseits einer Darstellungsfähigkeit des Monitors und dergleichen verwendet, und mit einer größeren Farbinformation wiedergegeben. Zum Erfassen eines derartigen HDR-Bildes kann eine bekannte Technik verwendet werden, wie zum Beispiel die Synthese einer Vielzahl von Bildern, die durch Aufnehmen von Bildern des gleichen Beobachtungsziels an der gleichen Position bei unterschiedlichen Bildgebungsbedingungen (typischerweise Belichtungszeit des Bildgebungsbedingungselements) erhalten werden. Zum Beispiel ein HDR-Bild mit einem hohen Farbton durch Synthese einer Vielzahl von Bildern mit einem geringen Farbton erhalten werden, die aufgenommen werden, wenn ein dynamischer Bereich eines Helligkeitsbereiches geändert wird. Bilder mit geringem Farbton mit unterschiedlichen Belichtungszeiten, wie in den 18A und 18B gezeigt, werden zum Beispiel synthetisiert, um ein HDR-Bild mit einem hohen Farbton zu erzeugen, wie in 18C gezeigt.
Im Gegensatz zu dem obigen Fotografieren mit einer dynamischen Bereichserweiterung ist es ebenfalls möglich, ein Fotografieren durchzuführen, bei dem eine Auflösung verbessert ist, um die Anzeige eines feinen Musters in einem geringeren dynamischen Bereich zu ermöglichen. In dem Auflösungsverbesserungs-Fotografiermodus werden Bilder mit einer Bildgebungsbedingung, die feiner geändert wird, in einem geringeren dynamischen Bereich synthetisiert, als dem des ursprünglichen Bildes, wodurch ein synthetisches Bild erhalten wird, dessen Helligkeitsauflösung stärker verbessert ist als die des ursprünglichen Bildes. Es wird vermerkt, dass das synthetische Bild, das hier erhalten wird, im eigentlichen Sinne kein HDR-Bild ist, da der dynamische Bereich nicht erweitert wird, jedoch ein Bild mit einem hohen Farbton ist, vergleichbar zu dem HDR-Bild, und in der vorliegenden Beschreibung zweckmäßig ebenfalls als ein HDR-Bild behandelt wird. Obwohl das HDR-Bild ferner in der Bedeutung verwendet wird, dass dessen dynamischer Bereich größer als ein dynamischer Bereich ist, mit dem eine Anzeige an dem Anzeigeabschnitt in der vorliegenden Beschreibung möglich ist, dies ist jedoch nicht einschränkend. Das HDR-Bild kann ebenso als solches behandelt werden, dass ein Bild mit einem breiteren dynamischen Bereich als einem dynamischen Bereich bedeutet, mit dem eine Bildgebungsbedingung durch das Bildgebungsbedingungselement der Bildgebungsbedingungseinheit möglich ist, oder als eines, das ein Bild bedeutet, dass mit einer spezifischen Bit-Anzahl bereitgestellt ist, wie zum Beispiel eine Bit-Anzahl, die nicht kleiner als 24 Bit oder nicht kleiner als 32 Bit ist.
Synthetisches Tiefenbild
Als ein synthetisches Bild kann diese vergrößernde Beobachtungsvorrichtung ferner auch ein synthetisches Tiefenbild zusätzlich zu dem HDR-Bild mittels der Synthetisches-Bild-Erzeugungseinheit 85 aufnehmen. Ein synthetisches Tiefenbild ist ein Bild, das derart erhalten wird, dass dann, wenn eine Höhendifferenz eines Messzielabschnitts des Zieles S über ein Tiefenfeld hinaus geht, nur fokussierte Abschnitte extrahiert und synthetisiert werden, aus individuelle aufgenommenen Beobachtungsbildern, die sich von einander in der Höhenrichtung unterscheiden, wie in den 19A bis 19D gezeigt. In der synthetischen Tiefenverarbeitung zum Erzeugen eines synthetischen Tiefenbildes werden eine Vielzahl von Ruhebildern fotografiert, während die z-Position bewegt wird, und Bereiche im Fokus werden synthetisiert, um ein Bild im Fokus über dem Bildschirm zu synthetisieren. Es ist in diesem Fall erforderlich, einige hundert Bilder zu fotografieren, in Abhängigkeit von dem Fotografierbereich in der z-Richtung und der Kombination mit einer anderen Bildsyntheseverarbeitung (Verarbeitung mit einem hohen dynamischen Bereich oder die im Folgenden erwähnte Superauflösungsverarbeitung).
Als ein anderes synthetisches Bild, das in der Synthetisches-Bild-Erzeugungseinheit 85 synthetisiert wird, kann ferner auch ein dreidimensionales Bild, ein hochauflösendes Bild mittels der Pixelverschiebefunktion, ein superauflösendes Bild, eine automatische Messverarbeitung oder dergleichen verwendet werden. Das dreidimensionale Bild ist ein Bild, das durch Kombination der synthetischen Tiefenverarbeitung mit einer Positionsinformation des z-Objekttisches erhalten wird, um eine Höhe im Fokus zu schätzen (20). Insbesondere wird eine Koordinateninformation des z-Achsen-Bewegungsmechanismus (z-Objekttisch) zum Zeitpunkt der Erzeugung eines synthetischen Tiefenbildes gespeichert, und ein dreidimensionales Bild wird unter Verwendung einer Höheninformation mit Bezug für jedes Pixel erzeugt. Das Hochauflösungsbild mittels der Pixelverschiebefunktion wird ferner derart erhalten, dass, in den Bildgebungsbedingungselementen des Bayer-Arrays, wie in 12 gezeigt, 4 Positionen von 2 Reihen×2 Spalten um 1 Pixel verschoben werden, um bewegt zu werden, und es werden Bilder kombiniert, die an den jeweiligen Positionen aufgenommen wurden. Es ist somit möglich, RGB-Daten an jedem Pixel zu erfassen, um ein hochauflösendes Bild (13) zu erhalten, ohne eine Bayer-Interpolation durchzuführen. Durch die Verwendung der Pixelverschiebung von Unterpixeln zum gleichen Zeitpunkt ist es ferner möglich, alle RGB-Daten zu erfassen, während Daten zwischen den Pixeln erfasst werden, um ein Bild mit einer noch größeren Auflösung zu erhalten (14). Das superauflösende Bild ist darüber hinaus ein Bild, das derart ausgebildet wird, dass eine Helligkeitsinformation unter Verwendung nur einer spezifischen Wellenlängenkomponente durch Fotografieren mit Pixelverschiebung erhalten wird, um ein hochauflösendes Bild frei von einem Einfluss der Linsen-Aberration und einem Einfluss einer langen Wellenlängenkomponente zu erzeugen. Bezüglich dieses superauflösenden Bildes werden eine Vielzahl von Bildern durch ein Fotografieren mit Pixelverschiebung oder dergleichen fotografiert, und ein Bild vor dem Auftreten einer Unschärfe aufgrund der Linse wird auf Grundlage eines Wahrscheinlichkeitsverteilungsmodells und einer Punktverbreitungsfunktion geschätzt. Die automatische Messverarbeitung ist ferner eine Verarbeitung zum automatischen Messen eines Bildes mittels Musterabgleichs oder dergleichen, und zum Synthetisieren und Anzeigen eines Messresultats, wie zum Beispiel der Größe an dem Bild.
Einmal-Klick-Messfunktion
Im Folgenden wird die Messverarbeitung beschrieben. Die Messverarbeitung ist eine Verarbeitung zum Messen eines spezifischen Abschnitts in einem Zustand, in dem ein Bild eines Zieles für die Messverarbeitung angezeigt wird. Die Messverarbeitung enthält eine manuelle Messverarbeitung, die durch den Nutzer manuell durchgeführt wird, und eine automatische Messverarbeitung, die in Übereinstimmung mit einer vorab eingestellten manuellen Messverarbeitungsbedingung automatisch durchgeführt wird. Die automatische Messverarbeitung enthält ferner eine Einmal-Klick-Messung, die durch den Nutzer zu dem bestimmten Zeitpunkt durchgeführt wird, und eine vollautomatische Messverarbeitung, die zu dem Zeitpunkt automatisch ausgeführt wird, wenn ein Bild eingegeben wird. Die Einmal-Klick-Messfunktion wird hier zuerst auf Grundlage eines Nutzerschnittstellenbildschirms des vergrößernden Bildbeobachtungsprogramms gemäß 21 beschrieben. 21 zeigt einen Nutzerschnittstellenbildschirm eines Messverarbeitungs-Einstellbildschirms 160 zum Einstellen der Messverarbeitung. Die Einmal-Klick-Messfunktion ist eine Funktion, bei der die Messverarbeitung durchgeführt wird, wenn ein zu messender Abschnitt mit einer Mouse oder dergleichen durch den Nutzer spezifiziert (angeklickt) wird, an einem Messverarbeitungs-Zielbild MI, das in dem Anzeigebereich 111 an der linken Seite angezeigt wird. An dem Bildschirm gemäß 21 wird zuerst ein Bild spezifiziert, das für den Musterabgleich verwendet wird, der an einem Eingabebild ausgeführt wird, sowie ein Element, das zum Zeitpunkt der Durchführung der Messverarbeitung gemessen wird. Das Bild, das für den Musterabgleich verwendet wird, wird hier als ein Messvorlagebild TI bestimmt. In dem Beispiel von 21 wird das Messvorlagebild TI in dem Betriebsbereich 112 eingestellt. Das eingestellte Messvorlagebild TI wird in einem Messvorlage-Einstellfeld 162 in dem Betriebsbereich 112 angezeigt. Ein zu messender Bereich und die Art der Messung wird ferner bezüglich dieses Messvorlagebildes TI bestimmt.
Ein Eingabebild als Ziel der Messverarbeitung, und zwar das Messverarbeitungs-Zielbild MI, wird darüber hinaus in dem Anzeigebereich 111 angezeigt. Wenn in diesem Zustand eine "Auto-Messung"-Schaltfläche 165 in einem Einmal-Klick-Automatik-Messungs-Einstellfeld 164, das in der Mittelstufe des Betriebsfeldes 112 bereitgestellt ist, betätigt wird, und ein Ort um den zu messenden Abschnitt an dem Messverarbeitungs-Zielbild MI angeklickt wird, wird der Musterabgleich mit dem registrierten Messvorlagebild TI ausgeführt, und darüber hinaus wird die gleiche Messung als ein Messelement ausgeführt, das an diesem Messvorlagebild TI eingestellt ist, wobei ein diesbezügliches Resultat an dem Anzeigebereich 111 als eine Messresultatanzeige 166 überlagert und angezeigt wird. In dem Beispiel von 21 wird die Länge eines Chip-Widerstands, der in dem Eingabebild enthalten ist, als Messelement spezifiziert, und es wird eine Situation als 2 Messresultatanzeigen 166 gezeigt, wobei die Messverarbeitung an 2 der Chip-Widerständen ausgeführt wurde, die in dem Anzeigebereich 111 angezeigt sind.
In der obigen Einmal-Klick-Messfunktion muss der Nutzer einen Bereich an dem Messverarbeitungs-Zielbild spezifizieren, jedoch kann der Musterabgleich automatisch an einem vorbestimmten Bereich bezüglich des Eingabebildes durchgeführt werden, und ein Ergebnis der Ausführung der Messverarbeitung kann an dem Anzeigeabschnitt angezeigt werden. Eine derartige vollautomatische Messverarbeitung ist darüber hinaus als eine der Bildverarbeitung enthalten. In der vollständig automatischen Messverarbeitung wird in einer Stufe, bei der die Bewegung des visuellen Feldes stoppt, der Musterabgleich in dem Messverarbeitungs-Zielbild durchgeführt, um einen Bereich mit einem hochübereinstimmenden Pegel zu extrahieren, und ein Resultat der automatischen Messung wird in dem Anzeigeabschnitt angezeigt (Details werden später beschrieben).
Es ist ferner möglich, ein hochauflösendes Farbbild unter Verwendung der Bildsyntheseeinheit 85b zu erfassen. Wenn eine Beobachtung mit Beleuchtungslicht mit einer kurzen Wellenlänge durchgeführt wird, kann ein hochauflösendes Bild erhalten werden. Durch Verwendung von blauem Beleuchtungslicht durch die Verwendung der obigen Eigenschaften und darüber hinaus der Durchführung der Pixelverschiebung, kann ein hochauflösendes monochromatisches Bild erhalten werden. Dieses Bild weist jedoch nur eine blaue Information auf und ist nicht ein vollständiges Farbbild. Durch ein separates Erfassen eines vollständigen Farbbildes unter Verwendung weißen Beleuchtungslichts und der Überlagerung von Farbinformation (Chromatizität, Sättigung) des vollständigen Farbbildes an einer Helligkeitsinformation des monochromatischen Bildes durch die Bildsyntheseeinheit 85b, ist es folglich möglich, ein hochauflösendes synthetisches Farbbild zu erhalten. Durch die Aufnahme eines monochromatischen hochauflösenden Bildes unter Verwendung eines Bildgebungsbedingungselements, das Beleuchtungslicht mit einer kurzen Wellenlänge aufnehmen kann, insbesondere eines Bildgebungsbedingungselements für blau, aus den Einzelplatten-Bildgebungselementen, und durch Synthetisieren des aufgenommenen Bildes mit einem separat fotografierten Farbbeobachtungsbild, kann somit eine Farbinformation zu dem hochauflösenden monochromatischen Beobachtungsbild hinzugefügt werden, um ein farbiges hochauflösendes Beobachtungsbild zu erhalten (synthetisches Helligkeitsbild).
Automatische Schaltfunktion des Anzeigemodus
Nachdem in der vergrößernden Beobachtungsvorrichtung ein derartiges synthetisches Bild angezeigt ist, kann das visuelle Feld bewegt werden oder die Fotografierbedingung kann zur weiteren Aufnahme eines anderen synthetischen Bildes geändert werden. In einem derartigen Fall ist es herkömmlich erforderlich, das vorangehende visuelle Feld suchen oder einen Bildgebungsbedingungs-Anpassbetrieb durchzuführen, nachdem ein erster Anzeigemodus zum Anzeigen eines Ruhebildes des synthetischen Bildes einmal gestoppt ist und der Modus in einen zweiten Anzeigemodus zum Anzeigen eines Bewegungsbildes (ein Durchgangsbild (engl. Through Image) oder ein Live-Bild) an dem Anzeigeabschnitt 52 gewechselt wird. Wenn der Modus in dem ersten Anzeigemodus verbleibt, benötigt die Aktualisierung eines Anzeigeinhalts an dem Anzeigeabschnitt 52 Zeit aufgrund der langen Zeit, die zum Erzeugen von einem Bild erforderlich ist, und dies ist zur Suche des visuellen Feldes nicht geeignet, wodurch ein Schalten bzw. Wechseln des Bildes zu einem Bewegungsbild mit einer hohen Rahmenrate, die in einer kurzen Zeit gezeichnet werden kann, erforderlich ist. Wenn dann das visuelle Feld und die Bildgebungsbedingung in dem zweiten Anzeigemodus mit einer hohen Rahmenrate angepasst wird, um die Einstellung eines Zustands zu beenden, der ein Bildgeben erlaubt, wird zu diesem Zeitpunkt der Modus in dem ersten Anzeigemodus gewechselt bzw. geschaltet, und es werden solche Operationen wie die erneute Erzeugung eines synthetischen Bildes und die Anzeige des erhaltenen synthetischen Bildes durchgeführt. Diese Art und Weise ist herkömmlich der Betrieb zum manuellen Schalten des Anzeigemodus an dem Anzeigeabschnitt von einer Ruhebildanzeige zu einer Bewegungsbildanzeige bei jedem Mal erforderlich, wodurch das Problem eines komplizierten Betriebs verursacht wird.
Folglich wird in der vorliegenden Ausführungsform ein automatischer Schaltfunktions-Anzeigemodus zum automatischen Schalten bzw. Wechseln eines Bildschirms, der an dem Anzeigeabschnitt 52 angezeigt wird, in ein Live-Bild und zum Anzeigen dieses bei Erfassung eines Betriebs (Bildänderungsbetriebs) zum Ändern eines Bildes bereitgestellt, wie zum Beispiel eine Bewegung des visuellen Feldes oder die Änderung des Fotografierzustands in einem Zustand, in dem ein Ruhebild angezeigt ist. Es ist somit möglich, das Anzeigen des Live-Bildes an dem Anzeigeabschnitt 52 während der Bewegung des visuellen Feldes oder während der Zeit bis die Fotografierbedingung stabil wird, beizubehalten. Bei einem Stopp des visuellen Feldes und einer Stabilisierung der Fotografierbedingung wird eine Syntheseverarbeitung automatisch erneut ausgeführt, um ein synthetisches Bild anzuzeigen. Das heißt, dass bei Erfassung eines Stopps des visuellen Feldes oder einer Entscheidung bezüglich der Fotografierbedingung der Anzeigemodus automatisch in den ersten Anzeigemodus geschaltet bzw. gewechselt wird. Mit einer derartigen Konfiguration kann der Nutzer die Zeit zum Schalten bzw. Wechseln des Anzeigemodus an den Anzeigeabschnitt von einem Ruhebild zu einem Bewegungsbild jedes Mal sparen, und es wird eine Betriebsumgebung mit einer guten Verwendbarkeit realisiert.
Wird zum Beispiel ein Zustand betrachtet, in dem ein synthetisches Tiefenbild wie in 22B durch Ausführen einer Tiefensynthese an einem Beobachtungsbild wie in 22A erhalten wurde. Zu diesem Zeitpunkt wird ein Ruhebild in dem ersten Anzeigemodus an dem Anzeigeabschnitt 52 angezeigt. Wenn das visuelle Feld aus diesem Zustand bewegt wird, in dem der Nutzer eine Visuelles-Feld-Bewegungseinheit (zum Beispiel den xy-Achsen-Bewegungsmechanismus, den z-Achsen-Bewegungsmechanismus, und so weiter) bedient, um ein synthetisches Tiefenbild in einem nächsten visuellen Feld zu erhalten, wird die Anzeige an dem Anzeigeabschnitt 52 automatisch in ein Live-Bild in dem zweiten Anzeigemodus geschaltet, wie in 22C gezeigt. Wenn der Nutzer über ein gewünschtes visuelles Feld entscheidet, wird der Anzeigemodus automatisch in den ersten Anzeigemodus gewechselt bzw. geschaltet, und eine Tiefensyntheseverarbeitung wird ausgeführt, um ein neues synthetisches Tiefenbild zu erhalten, wie in 22D gezeigt.
Anzeigemodus-Schalteinheit 89e
Die Anzeigemodus-Schalteinheit 89e führt hier ein automatisches Wechseln bzw. Schalten zwischen dem zweiten Anzeigemodus und dem ersten Anzeigemodus an dem Anzeigeabschnitt 52 durch. Ein Schalten von dem ersten Anzeigemodus in den zweiten Anzeigemodus wird zum Beispiel bei der Durchführung eines Bildänderungsbetriebs in einer Bildänderungseinheit durchgeführt. Die Bildänderungseinheit ist hier eine Einheit zum Akzeptieren eines Bildänderungsbetriebs zur Durchführung einer Änderung an einem Bild, das durch die Bildgebungseinheit in einem Zustand erfasst wurde, in dem ein erstes Anzeigemodusbild, das der Bildverarbeitung in dem ersten Anzeigemodus unterliegt, an dem Anzeigeabschnitt 52 angezeigt wird. In der Stufe zum Erfassen eines Betriebs der Bewegung des visuellen Feldes, einer Anzeigevergrößerung, einer relativen Höhe oder dergleichen, durchgeführt durch die Visuelles-Feld-Bewegungseinheit, oder in der Stufe zum Erfassen eines Betriebs zum Anpassen einer Bildhelligkeit, einer Shutter-Geschwindigkeit oder dergleichen, durchgeführt durch eine Bildanpassungseinheit, führt die Anzeigemodus-Schalteinheit 89e ein Schalten bzw. Wechseln von dem ersten Anzeigemodus in den zweiten Anzeigemodus durch.
Im Gegensatz dazu erfolgt ein Schalten von dem zweiten Anzeigemodus in den ersten Anzeigemodus zum Zeitpunkt der Beendigung des Bildänderungsbetriebs durch die Bildänderungseinheit. Unmittelbar nach der Bewegung des visuellen Feldes durch die Visuelles-Feld-Bewegungseinheit oder nach Ablauf einer vorbestimmten Zeit (zum Beispiel, ca. einige Sekunden), wird der Abschluss bzw. die Beendigung bestimmt.
Durch Erfassung des Bildänderungsbetriebs zum Durchführen einiger Änderungen an dem Bild, das durch die Bildgebungseinheit erfasst wird, die in der Bildänderungseinheit einschließlich der Visuellen-Feld-Bewegungseinheit und der Bildanpassungseinheit durchgeführt werden, führt die Anzeigemodus-Schalteinheit 89e, wie hiermit beschrieben, automatisch ein Schalten von dem ersten Anzeigemodus in den zweiten Anzeigemodus durch.
Das Schalten in den zweiten Anzeigemodus kann ferner nicht nur während einer Bewegung des visuellen Feldes durchgeführt werden, jedoch kann das zweite Anzeigemodusbild auch während einer Änderung der Fotografiebedingung angezeigt werden. Während der Zeit, wenn der Nutzer manuell die Helligkeit eines Bildes, das an dem Anzeigeabschnitt 52 angezeigt ist, in eine geeignete Helligkeit anpasst, wird zum Beispiel das Bild aktualisiert, wenn eine Rahmenrate erhöht wird, als der zweite Anzeigemodus, und zwar ein Live-Bild, und ein Schalten bzw. Wechseln wird daher an einem Bild in Übereinstimmung mit einem Wert durchgeführt, der in Echtzeit angepasst wird, wodurch die Anpassung erleichtert wird. Nach der Beendigung des Anpassungsbetriebs wird dann eine Bildverarbeitung, wie zum Beispiel eine Syntheseverarbeitung, automatisch ausgeführt, und die Vorrichtung kann somit ohne eine Anstrengung verwendet werden.
Beispiele der Fotografierbedingung umfassen hier ein Anpassen der Belichtungszeit (Helligkeit), eine Verstärkung (Helligkeit), eine Beleuchtung (eine Lichtmenge und eine Art der Anwendung von Licht) und dergleichen, sowie das Anwenden einer Auswahl der Bildverarbeitung, wie zum Beispiel eine Kantenverstärkung, Gammakorrektur und Bildfilterverarbeitung. Während des Anpassungsbetriebs für jedes dieser Einstellungselemente und während der Ausführung der Bildverarbeitung wird der Modus auf den zweiten Anzeigemodus eingestellt, und in der Stufe der Beendigung der Nutzeranpassung, und zwar in der Stufe des Stopps der Eingabe oder in der Stufe des Beendens der Ausführung einer Bildverarbeitungsanweisung, wird eine Syntheseverarbeitung, die mit diesen Einstellungen angewendet wird, und eine Bildverarbeitung in dem Bildverarbeitungsabschnitt ausgeführt.
Anzeigemodus-Schaltbetrieb
Ein Verfahren für den Anzeigemodus-Schaltbetrieb durch die Anzeigemodus-Schalteinheit 89e wird auf Grundlage eines Flussdiagramms gemäß 23 beschrieben. Zuerst wird im Schritt S2301 eine Information des Mikroskoplinsenabschnitts 20 erfasst, der in dem Kameraabschnitt 10 angebracht ist. Beispiele der Information der Linse umfassen die Art der Linse und eine Vergrößerung. Diese Information wird entweder durch eine automatische Erkennung oder durch die Eingabe von einem Nutzer erfasst. Im Fall der automatischen Erkennung kann eine Linsenidentifikationsinformation, die an der Seite des Mikroskoplinsenabschnitts 20 gehalten wird, durch Auslesen durch den Körperabschnitt über den Kameraabschnitt 10 erfasst werden. Im Fall der Nutzereingabe gibt der Nutzer den Typ des angebrachten bzw. montierten Kameraabschnitts 10, das Attribut bzw. Merkmal davon oder dergleichen mit der Konsole oder dem vergrößernden Bildbeobachtungsprogramm oder dergleichen ein.
Als Nächstes wird im Schritt S2302 der Anzeigemodus an dem Anzeigeabschnitt 52 auf den ersten Anzeigemodus eingestellt, während die Syntheseverarbeitung ausgeführt wird. Die Erzeugung und Anzeige des synthetischen Bildes wird hier als Syntheseverarbeitung ausgeführt. Auf Grundlage der Information des Mikroskoplinsenabschnitts 20, erhalten im Schritt S2301, entscheidet die Steuereinheit insbesondere eine Bewegungsgröße und eine Bewegungsgeschwindigkeit der Linse, und erfasst eine Vielzahl von Bildern, während eine Fokusposition durch Bewegung der Linse geändert wird, und die Bildsyntheseeinheit 85b führt die Syntheseverarbeitung aus. Der Anzeigemodus an dem Anzeigeabschnitt 52 wird ferner automatisch der erste Anzeigemodus durch die Anzeigemodus-Schalteinheit 89e, und ein synthetisches Bild wird als ein Ruhebild angezeigt, als das erste Anzeigemodusbild.
Die Verarbeitung geht weiter zum Schritt S2303 und es wird bestimmt, ob oder ob nicht ein Bildänderungsbetrieb zum Ändern des Bildes durchgeführt wurde. Es wird hier bestimmt, ob oder ob nicht ein Bewegungsbetrieb des visuellen Feldes die Bildänderungseinheit, zum Beispiel die visuelle Feld-Bewegungseinheit, wie zum Beispiel den xy-Achsen-Bewegungsmechanismus oder den z-Achsen-Bewegungsmechanismus, durchgeführt wurde. Wenn der Bildänderungsbetrieb nicht durchgeführt wurde, kehrt die Verarbeitung zum Schritt S2303 zurück und wird dann wiederholt. Wenn andererseits der Bildänderungsbetrieb durchgeführt wurde, geht die Verarbeitung zum Schritt S2304, und die Bildmodus-Schalteinheit 89e schaltet den Anzeigemodus von dem ersten Anzeigemodus in den zweiten Anzeigemodus, während der eingegebene Bildänderungsbetrieb ausgeführt wird. Im Fall der Bewegung des Platzierungsabschnitts wird zum Beispiel die Anzeige von dem Ruhebild zu einem Live-Bild geschaltet, und der Nutzer kann die Bewegung eines visuellen Bildes mittels des Bewegungsbildes überprüfen, und folgt Änderungen im Bild in Echtzeit. Ferner wird im Schritt S2305 bestimmt, ob oder ob nicht die Ausführung des Bildänderungsbetriebs abgeschlossen wurde. Es wird hier bestimmt, ob oder ob nicht eine Bewegung des Platzierungsabschnitts beendet wurde, und wenn diese nicht beendet wurde, kehrt die Verarbeitung zum Schritt S2305 zurück, und gelangt in einen Standby-Zustand. Wenn der Bildänderungsbetrieb dann abgeschlossen ist, kehrt die Verarbeitung zum Schritt S2301 zurück, um die obige Schleife zu wiederholen. Es wird vermerkt, dass dann, wenn keine Änderung in dem Mikroskoplinsenabschnitt erfolgt, die Verarbeitung den Schritt S2301 übergehen kann, um zum Schritt S2302 zu gehen. Indem der Anzeigemodus automatisch in den zweiten Anzeigemodus geschaltet wird, bei Erfassung des Bildänderungsbetriebs, und in den ersten Anzeigemodus geschaltet wird, bei Beendigung des Bildänderungsbetriebs, kann der Nutzer auf diese Art und Weise einen Betrieb und eine Beobachtung mit einem geeigneten Anzeigeinhalt an dem Anzeigeabschnitt 52 durchführen, ohne den Anzeigeinhalt zu wechseln, um die Verwendbarkeit zu verbessern.
Es wird vermerkt, dass zum Zeitpunkt der Syntheseverarbeitung im Schritt S2302 die Bewegung in der z-Richtung nicht auf eine Bewegung des Mikroskoplinsenabschnitts 20 durch den oberen Objekttischhub 16 beschränkt ist, jedoch der Platzierungsabschnitt durch den unteren Objekttischhub 35 bewegt werden kann. Eine Vielzahl von Bildern kann darüber hinaus durch Ändern eines Fokusringes zur Fokusanpassung, bereitgestellt in dem Mikroskoplinsenabschnitt 20, zum Ändern einer Fokusposition erfasst werden. Bezüglich der Bewegungsgröße und der Bewegungsgeschwindigkeit des Mikroskoplinsenabschnitts 20, wird darüber hinaus zum Beispiel dann, wenn die Vergrößerung der Linse gering ist, die Bewegungsgröße groß gemacht (ein Synthesebereich wird breit), um die Bewegungsgeschwindigkeit hoch zu machen. Wenn ferner das Tiefenfeld klein ist, wird die Bewegungsgröße gering gemacht, um die Bewegungsgeschwindigkeit gering zu machen, und es ist somit möglich, den Platzierungsabschnitt zu bewegen, sodass Abschnitte in Fokus gut in der z-Richtung in den jeweiligen Bildern positioniert sind.
Erfassung des Bildänderungsbetriebs
Bezüglich der Erfassung des Bildänderungsbetriebs zum Durchführen eines Schaltens an dem ersten Anzeigemodus in den zweiten Anzeigemodus, wie zum Beispiel einem Live-Bild, zum Beispiel in dem Fall, dass die Visuelles-Feld-Bewegungseinheiten, wie zum Beispiel der xy-Achsen-Bewegungsmechanismus und der z-Achsen-Bewegungsmechanismus elektrisch betrieben werden, wird der Anzeigemodus an dem Anzeigeabschnitt 52 zu dem Zeitpunkt geschaltet, wenn der Steuerabschnitt eine Bewegungsanweisung dieser Einheiten ausgibt. Der Anzeigemodus wird ferner von dem zweiten Anzeigemodus in den ersten Anzeigemodus geschaltet, bei Erfassung der Ausgabe einer Stoppanweisung der obenstehenden Visuelles-Feld-Bewegungseinheit oder bei Benachrichtigung der Beendigung einer Bewegung in der Anzeigemodus-Schalteinheit 89e, während die Bildverarbeitung, wie zum Beispiel eine Tiefensynthese, automatisch ausgeführt wird. Alternativ kann ein Sensor zum Erfassen der Bewegung des Platzierungsabschnitts für den Platzierungsabschnitt bereitgestellt sein, und der Modus kann auf den zweiten Anzeigemodus nur während der Zeit eingestellt sein, wenn der Sensor der Bewegung abtastet. Durch die Erfassung der Bewegung in den xyz-Richtungen und der θ-Richtung, kann der Sensor ein Schalten des Anzeigemodus ausführen, in welche Richtung der Platzierungsabschnitt auch immer bewegt wird.
Es ist auch möglich, eine Änderung im Bild zur Bestimmung des Starts und des Endes des Bildänderungsbetriebs zu verwenden, wie beschrieben. Der Bildverarbeitungsabschnitt überprüft zum Beispiel einen Änderungsgrad im Bild durch die Bildverarbeitung, und betrachtet, dass die Bewegung erfolgt ist, wenn der Änderungsgrad im Bild über einen bestimmten Wert hinausgeht. Wenn im Gegensatz dazu der Änderungsgrad kleiner als der bestimmte Wert wird, wird bestimmt, dass die Bewegung gestoppt wurde. Als ein Parameter zum Bestimmen des Änderungsgrades im Bild wird zum Beispiel eine Änderungsgröße in der Helligkeit zwischen Rahmen oder die Bewegungsgröße eines charakteristischen Punktes verwendet. Wenn dieses Verfahren verwendet wird, muss ein Element in Bezug auf die Bildänderungseinheit nicht elektrisch betrieben werden, kann jedoch manuell betrieben werden. Da es zum Beispiel nicht erforderlich ist, den Motor und den Sensor auf dem xy-Objekttisch als xy-Achsen-Bewegungsmechanismus einzubeziehen, kann der Vorteil reduzierter Herstellungskosten und der Vereinfachung der Konfiguration erhalten werden.
Der Bewegungsbetrieb bezüglich des visuellen Feldes enthält nicht nur eine Bewegung des visuellen Feldes in Richtung der xy-Richtungen durch den oben beschriebenen xy-Achsen-Bewegungsmechanismus, sondern auch eine Rotationsbewegung hin zur θ-Richtung durch den Rotationsbewegungsmechanismus, einer Bewegung in Richtung der z-Richtung durch den z-Achsen-Bewegungsmechanismus, eine Anpassung der Fokusposition, eine Vergrößerung/Reduktion des visuellen Feldes oder eine Anpassung der Vergrößerung, wie zum Beispiel ein Wechseln der Objektivlinse. Ein derartiger Bewegungsbetrieb des visuellen Feldes enthält ferner auch eine Neigung des Kopfabschnitts 4 durch den Kopfneigemechanismus 44. Wenn zum Beispiel in der in 10 gezeigten vergrößernden Beobachtungsvorrichtung ein Winkelsensor bereitgestellt ist und ein Neigebetrieb durch den Kopfneigemechanismus 44 erfasst wird, kann eine Synthesebild-Erzeugungsverarbeitung ausgeführt werden, während die Anzeige in eine Anzeige in dem zweiten Anzeigemodus (Live-Bild) während eines Neigebetriebs geschaltet wird, und zur Anzeige in den ersten Anzeigemodus (Ruhe-Bild) nach Beendigung der Neigung.
Autofokus-Verarbeitung
In einer Autofokus-Verarbeitung an einem Bild wird ein Fotografieren eines Ruhebildes an einer Fokusposition durchgeführt, während die z-Position bewegt wird. In diesem Fall ist eine Fotografierverarbeitung entsprechend einem Bereich der Suche in einer Höhenrichtung erforderlich. Normalerweise werden einige zehn Bilder bei gleichen Abständen fotografiert und synthetisiert. Die Autofokusverarbeitung kann automatisch ausgeführt werden, zusätzlich zu einer manuellen Ausführung durch den Nutzer durch die Bereitstellung einer dedizierten Lauf-Schaltfläche. Eine Autofokussierung wird automatisch in einem Zustand ausgeführt, in dem die Bewegung des visuellen Feldes gestoppt ist. Es kann bestimmt werden, dass die Bewegung des visuellen Feldes gestoppt wurde, wenn die Eingabe eines Betriebssignals von der Visuellen-Feld-Bewegungseinheit gestoppt ist, oder wenn eine Änderung im Bild erfasst wird, und eine Änderungsgröße nicht größer als ein vorbestimmter Wert oder dergleichen wird. Wenn zum Beispiel ein Bild eines Live-Bildes für eine gewisse Zeit (zum Beispiel einige Sekunden) unverändert bleibt, wird bestimmt, dass eine Bewegung des visuellen Feldes gestoppt wurde, und die Autofokussierung wird ausgeführt. Die Anzeigemodus-Schalteinheit schaltet den Anzeigemodus von dem zweiten Anzeigemodus in den ersten Anzeigemodus, und ein Ruhebild im Fokus (Autofokus-Bild) kann angezeigt werden. Wenn ferner die Visuelle-Feld-Bewegungseinheit in diesem Zustand betrieben wird, wird ein Schalten von dem ersten Anzeigemodus in den zweiten Anzeigemodus durchgeführt, und eine Anzeige an dem Anzeigeabschnitt wird zu dem Live-Bild, und das Bild wird nahezu in Echtzeit aktualisiert, um die visuelle Feldsuche zu vereinfachen. Wenn diese erneut gestoppt wird, wird die Autofokussierung automatisch ausgeführt, und ein Autofokus-Bild angezeigt. Da ein Ruhebild im Fokus immer in einem Zustand angezeigt wird, und der Nutzer die Bewegung des visuellen Feldes gestoppt hat, wird es leicht, ein Detail zu überprüfen. Während der Bewegung des visuellen Feldes führt der Nutzer nur den Bewegungsbetrieb bezüglich des visuellen Feldes aus, der Anzeigemodus an dem Anzeigeabschnitt wird automatisch von dem Ruhebild zu dem Bewegungsbild geschaltet, und es wird daher möglich, eine Situation einer Änderung im visuellen Feld zu überprüfen, um eine Beobachtungsumgebung mit einer extrem guten Verwendbarkeit zu realisieren.
Zusätzlich zu dem synthetischen Tiefenbild wie oben beschrieben, kann das synthetische Bild, das in der Synthetisches-Bild-Erzeugungseinheit 85 synthetisiert wird, ein HDR-Bild sein, sowie ein dreidimensionales Bild mit einer Höheninformation, ein Hochauflösungsbild mittels der Pixelverschiebungsfunktion, ein Superauflösungsbild oder dergleichen. In der Bildsyntheseverarbeitung zum Erzeugen eines synthetischen Bildes ist es erforderlich, eine Vielzahl von Bildern aufzunehmen, und diese zu verarbeiten. Da somit eine gewisse Zeit erforderlich ist, um ein synthetisches Bild zu erzeugen, ist eine Echtzeitanzeige schwierig, und ein synthetisches Bild wird im Allgemeinen als ein Ruhebild angezeigt, oder wird mit einer extrem langsamen Rahmenrate angezeigt. Es ist jedoch nicht effizient, nach einem Abschnitt zu suchen, der in dem ersten Anzeigemodus mit einer geringen Rahmenrate beobachtet wird, wie beschrieben. Folglich wird dies derart konfiguriert, dass zum Zeitpunkt der Suche des visuellen Feldes, und zwar zum Zeitpunkt der Durchführung des Bildänderungsbetriebs, eine Anzeige mit einer geringen Belastung möglich ist, und die Anzeige wird daher in dem zweiten Anzeigemodus durchgeführt, der auch die Rahmenrate verbessern kann, und nach einer Entscheidung bezüglich des visuellen Feldes wird ein Schalten in den ersten Anzeigemodus durchgeführt, wie oben beschrieben.
In der vorliegenden Erfindung ist der zweite Anzeigemodus jedoch nicht notwendigerweise auf das Live-Bild beschränkt, sondern kann zum Beispiel eine aktualisierte Anzeige eines einfachen synthetischen Bildes sein, das durch Vereinfachung der Syntheseverarbeitung und Erzeugen eines einfachen synthetischen Bildes erhalten wird, das in einer kürzeren Zeit als eine normale Syntheseverarbeitung erzeugt werden kann, um auf einen bestimmten Pegel der Rahmenrate aktualisiert zu werden. Obwohl während der Bewegung des visuellen Feldes oder während der Änderung der Fotografiebedingung ein Schalten in dem zweiten Anzeigemodus durchgeführt wird, wird zum Beispiel kein Live-Bild verwendet, und während die Bildsyntheseverarbeitung in dem zweiten Anzeigemodus durchgeführt wird, wird ein einfaches synthetisches Bild durch diese Syntheseverarbeitung selbst synthetisiert, wodurch es möglich ist, die Rahmenrate schneller als jene eines normalen synthetischen Bildes zu machen und eine Bewegung in Richtung eines Zielabschnitt zu vereinfachen. Eine einfache Bildverarbeitung, die in dem ersten Anzeigemodus ausgeführt wird, wobei ein derartiges einfaches synthetisches Bild angezeigt wird, ist es möglich, eine Bildverarbeitung zu verwenden, bei der die Anzahl fotografierter Bilder reduziert ist. Im Fall eines einfachen synthetischen Tiefenbildes wird zum Beispiel ein Fotografierabstand zwischen Bildern, die als Originale dienen, weit eingestellt, und die Anzahl fotografierter Bilder, die zum Synthetisieren eines einfachen synthetischen Tiefenbildes erforderlich sind, wird reduziert. Im Fall eines HDR-Bildes kann die Anzahl fotografierter Bilder ebenfalls reduziert werden, indem eine große Differenz der Belichtungszeit zwischen ursprünglichen Bildern eingestellt wird. Durch die Reduzierung der Anzahl fotografierter Bilder, die zur Bildsynthese erforderlich sind, ist es möglich, eine Verringerung in der Rahmenrate zu unterdrücken, und die Suche nach dem Zielabschnitt zu vereinfachen. Durch Reduzieren der Anzahl fotografierter Bilder durch dieses Verfahren kann trotz einer geringen Verschlechterung der Qualität des einfachen synthetischen Bildes das Bild ausreichend für die Anwendung der Suche nach dem Zielabschnitt verwendet werden, und ein effizienterer Betrieb kann durchgeführt werden, indem der Verbesserung in der Rahmenrate eine höhere Priorität gegeben wird, als der Qualität des einfachen synthetischen Bildes.
Gleichermaßen ist der erste Anzeigemodus nicht notwendigerweise auf ein Ruhebild beschränkt, sondern kann ein synthetisches Bild mit einer langsamen Rahmenrate sein. Eine Beobachtung wie diese kann insbesondere bei einer derartigen Anwendung verwendet werden, bei der das visuelle Feld nicht oft geändert wird, und bei einer derartigen Anwendung, bei der selbst ein großer Einfluss eines Nachbildes nicht problematisch ist. In der vorliegenden Erfindung ist, wie erläutert, der erste Anzeigemodus nicht auf ein Ruhebild beschränkt, das einer Bildverarbeitung unterliegt, und der zweite Anzeigemodus ist nicht auf ein Live-Bild beschränkt. Es ist ausreichend, nur die Rahmenrate des zweiten Anzeigemodus schneller als die Rahmenrate des ersten Anzeigemodus zu machen, und in Übereinstimmung mit einem Ausgleich zwischen Bildänderungsbetrieb und der Bildverarbeitung kann die Rahmenrate in jedem Anzeigemodus und der Verarbeitungsinhalt geeignet auf Grundlage einer Beobachtungsanwendung oder dergleichen angepasst werden.
Obwohl die Bildverarbeitung zum Erzeugen eines synthetischen Bildes in der Bildsyntheseeinheit in dem obigen Beispiel als der erste Anzeigemodus erläutert wurde, ist der erste Anzeigemodus nicht auf die Erzeugung eines synthetischen Bildes beschränkt, und es kann eine andere Bildverarbeitung sein. Diesbezügliche Beispiele umfassen ein Autofokussieren, eine Kantenverstärkung, eine Speicherverarbeitung zum Erhalten von Bilddaten und eine vollautomatische Messverarbeitung an einem Bild.
Vollautomatische Messverarbeitung
In der vollautomatischen Messverarbeitung wird zum Beispiel eine Messposition vorab mit Bezug auf ein fotografiertes Bild spezifiziert, und Lehrdaten erzeugt, die ein partielles Bild einschließlich der Messposition und einer Relativposition der Messposition zu dem partiellen Bild speichern, und es wird eine Stellung/Position eines mit den Lehrdaten übereinstimmenden Abschnitts aus einem neu aufgenommenen Bild spezifiziert, um eine Messung auszuführen, die in den Lehrdaten aufgezeichnet ist. Zum Zeitpunkt des Voraberfassens eines partiellen Bildes mit einem Messabschnitt, wie in 24A gezeigt, mittels der Lehrdaten, wird zum Beispiel der erste Anzeigemodus eingestellt. Es wird dann ein Schalten in den zweiten Anzeigemodus (ein Live-Bild gemäß 24B) während der Bewegung des visuellen Feldes durchgeführt, und der Musterabgleich wird nach der Bewegung durchgeführt. Zum Zeitpunkt der automatischen Durchführung der Messverarbeitung wird ein Schalten bzw. Wechseln in den zweiten Anzeigemodus durchgeführt, wie in 24C gezeigt. Auf diese Art und Weise kann durch einen Stopp der automatischen Messverarbeitung während der Bewegung des visuellen Feldes und der Durchführung der automatischen Messung nach einer Entscheidung bezüglich des visuellen Feldes der Nutzer eine Messung nur durch den Betrieb zum Bewegen des visuellen Feldes durchführen, ohne die Durchführung eines An/Aus-Betriebs zur automatischen Messung bei jedem Mal, was zur Realisierung einer Umbebung führt, die in der Bedienbarkeit exzellent ist. Wie oben erläutert, kann eine derartige Messverarbeitung auch an einem eingegebenen Bild an einer Position oder zu einem Zeitpunkt ausgeführt werden, die durch den Nutzer spezifiziert werden, zusätzlich zu der automatischen Durchführung.
Gemäß der vergrößernden Beobachtungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird, wie oben beschrieben, nachdem ein synthetisches Bild mit einem großen Tiefenfokus einmal erzeugt und angezeigt wird, der Anzeigeinhalt an dem Anzeigeabschnitt 52 automatisch zu einem Live-Bild gewechselt, das bei Erfassung der Bewegung des visuellen Feldes angezeigt wird. Damit sucht der Nutzer nach einem Zielabschnitt, während das Live-Bild betrachtet wird, um das visuelle Feld zu bestimmen. Anschließend wird die Tiefensyntheseverarbeitung automatisch durchgeführt, bei Abtasten der Beendigung der Bewegung des visuellen Feldes, und ein synthetisches Tiefenbild wird angezeigt. Damit kann der Nutzer nach dem Zielabschnitt suchen, indem das Live-Bild mit einer schnellen Rahmenrate betrachtet wird, und kann automatisch das Bild mit einer größeren Tiefe beobachten, nach der Bestimmung des Zielabschnitts, um die Zeit zum An/Aus-Schalten eines Synthesemodus einzusparen und eine effiziente Beobachtung zu realisieren.
Bildänderungsbetriebs-Erfassungsfunktion
Obwohl der Bildänderungsbetrieb, wie zum Beispiel dem Bewegungsbetrieb des visuellen Feldes, durch die Anzeigemodus-Schalteinheit erfasst wird, kann dieser auch durch ein anderes Element erfasst werden. Zum Beispiel kann eine dedizierte Bildänderungsbetrieb-Erfassungseinheit bereitgestellt werden. Alternativ kann eine Steuereinheit, die durch eine Universal-IC oder dergleichen konfiguriert ist, zum Erfassen des Bildänderungsbetriebs ausgebildet werden. Die Erfassungsfunktion für den Bildänderungsbetrieb kann darüber hinaus eine An/Aus-Konfiguration aufweisen. Während die Bildänderungsbetriebs-Erfassungsfunktion an ist, ist zum Beispiel ein automatisches Schalten des Anzeigemodus durch die Anzeigemodus-Schalteinheit gültig, und wenn die Bildänderungsbetriebs-Erfassungsfunktion ausgeschaltet ist, wird der Modus in einem manuellen Schaltmodus geschaltet, in dem der Nutzer manuell einen Anzeigeinhalt an dem Anzeigeabschnitt schaltet, wie bisher erfolgt.
Obwohl die Anzeigemodus-Schalteinheit 89e darüber hinaus eine Einheit zum automatischen Schalten bzw. Wechseln des Anzeigeinhalts an dem Anzeigeabschnitt zwischen dem ersten Anzeigemodenbild und dem zweiten Anzeigemodenbild ist, wie oben erläutert, muss nicht betont werden, dass zusätzlich dazu auch eine Einheit bereitgestellt werden kann, mit der der Nutzer den Anzeigeinhalt an den Anzeigeabschnitt manuell schaltet bzw. wechseln kann.
Das Schalten von dem zweiten Anzeigemodus in den ersten Anzeigemodus und die Bildverarbeitung zum Erhalten des ersten Anzeigemodusbildes müssen nicht notwendigerweise simultan durchgeführt werden. Es kann eine gewisse Zeit dauern, insbesondere bis zur Erfassung, dass der Bildänderungsbetrieb, wie zum Beispiel der Bewegungsbetrieb bezüglich des visuellen Feldes, durchgeführt wurde, die Bildverarbeitung zum Erzeugen des ersten Anzeigemodusbildes zu starten, das erste Anzeigemodusbild tatsächlich zu erzeugen, und den Anzeigeinhalt an dem Anzeigeabschnitt mit diesem Bild zu ersetzen. Zum Beispiel bedarf es einiger Sekunden bis zu einigen zehn Sekunden, um ein synthetisches Bild zu erhalten, aufgrund der Notwendigkeit der Verarbeitung zum Aufnehmen einer Vielzahl von Bildern, die als Originale dienen, und einer anschließenden Synthetisierung des Bildes. Der Anzeigeinhalt an dem Anzeigeabschnitt wird daher tatsächlich zu dem Zeitpunkt aktualisiert, wenn der zweite Anzeigemodus erzeugt wird. Mit anderen Worten ist dies nicht der Zeitpunkt, zu dem der Bildänderungsbetrieb, wie zum Beispiel der Bewegungsbetrieb bezüglich des visuellen Feldes, erfasst wird, sondern ein Zeitpunkt später als dieser.
Es wird vermerkt, dass ein Wechseln des Anzeigemodus in der vorliegenden Beschreibung im Wesentlichen den Zeitpunkt bedeutet, zu dem der Anzeigeinhalt an dem Anzeigeabschnitt zwischen dem ersten Anzeigemodusbild und dem zweiten Anzeigemodusbild wechselt bzw. schaltet, wenn jedoch, wie oben beschrieben, der Anzeigeinhalt an dem Anzeigeabschnitt noch nicht wirklich gewechselt wurde, wird eine notwendige Bildverarbeitung innerhalb der vergrößernden Beobachtungsvorrichtung durchgeführt. Es wird somit verstanden, dass der Anzeigemodus zu dem Zeitpunkt gewechselt wird, wenn die Verarbeitung des Bildverarbeitungsabschnitts die Erzeugung des ersten Anzeigemodusbildes startet. Da zum Beispiel das zweite Anzeigemodusbild nahezu simultan mit dem Start der Bildverarbeitung erzeugt werden kann, in Abhängigkeit von dem Bildverarbeitungsinhalt, kann in diesem Fall der Start der Bildverarbeitung in dem Bildverarbeitungsabschnitt und das Schalten bzw. Wechseln des Anzeigeinhalts an dem Anzeigeabschnitt praktisch als gleich angesehen werden.
Aufhebung bzw. Unterbrechung der Verarbeitung
Da andererseits eine Wartezeit auftritt, nach der Durchführung des Bildänderungsbetriebs, wie zum Beispiel des Bewegungsbetriebs bezüglich des visuellen Feldes durch den Nutzer, bis das erste Anzeigemodusbild angezeigt wird, kann betrachtet werden, dass der Nutzer einen Betrieb erneut durchführt, wie zum Beispiel die Bewegung des visuellen Feldes, eine Vergrößerung ändert, oder in der Wartezeit zu einer geneigten Beobachtung schaltet. Wenn in diesem Fall jedoch die Anzeige an dem Anzeigeabschnitt nicht in den zweiten Anzeigemodus gewechselt wird, bis zur Beendigung der vorher spezifizierten Bildverarbeitung, wird die Anzeige in dieser Zeit nicht aktualisiert, und der Nutzer kann eine Überprüfung an einem Beobachtungsbild nicht durchführen, und wird daher in eine nachteilige Situation gebracht.
Andererseits kann auch betrachtet werden, dass ein synthetisches Bild sukzessiv bei jeder Bewegung des visuellen Feldes fotografiert wird, und das visuelle Feld gesucht wird, während das synthetische Bild wie es ist angezeigt wird. Da jedoch ein Fotografieren einer Vielzahl von Ruhebildern allgemein zur Erzeugung eines synthetischen Bildes erforderlich ist, benötigt die Synthesezeit und bewirkt eine Verzögerung bei der Anzeige. Wenn ferner ein synthetisches Bild erzwungenermaßen in einem Zustand erzeugt wird, in dem ein fotografiertes Bild nicht stillsteht, kann das erhaltene Bild mit Unterbrechungen angezeigt werden. In einem Beispiel der Anzeige eines Live-Bildes durch eine sukzessive Durchführung des Fotografierens eines synthetischen Bildes, wobei es sich um eine Kombination einer 3CCD-Bildgebung mittels der Pixelverschiebung und der hochdynamischen Bereichsverarbeitung handelt, und die ein synthetisches Bild aus nicht weniger als 10 Bildern erzeugt, zeigt 25 ein synthetisches Bild CI1, das durch Aufnahme von Bildern erhalten wird, während das Beobachtungsziel stillsteht, und 26 zeigt ein synthetisches Bild CI2, das durch die Aufnahme von Bildern erhalten wird, während des x-y-Objekttisch bewegt wird. Wie erläutert, ist es somit schwierig, ein akkurates Bild durch die Anzeige eines synthetischen Bildes auszubilden, während dieses bewegt wird. Eine Verzögerung in der Anzeige, wie oben beschrieben, kann ferner nicht ignoriert werden, und ist somit signifikant nachteilig bei der Durchführung eines Positionierungsbetriebs.
Folglich kann in der vorliegenden Ausführungsform selbst während der Durchführung der Bildverarbeitung in dem ersten Anzeigemodus, wenn der Bildänderungsmodus, wie zum Beispiel der Bewegungsbetrieb in Bezug auf das visuelle Feld, neu eingegeben wird, die Anzeigemodus-Schalteinheit die Bildverarbeitung unterbrechen bzw. aufheben, und das zweite Anzeigemodusbild anzeigen. Damit kann der Nutzer sofort ein gewünschtes Bild überprüfen, während keine zusätzliche Wartezeit auftritt, was zur Realisierung einer Beobachtungsumgebung mit einer guten Verwendbarkeit führt.
Verfahren zur Unterbrechungsverarbeitung
Ein Verfahren zum Schalten des Anzeigemodus einschließlich der Unterbrechungsverarbeitung wie oben wird auf Grundlage eines Flussdiagramms gemäß 27 beschrieben. In einem Zustand, in dem die Beobachtung gestartet wird, wird zuerst im Schritt S2701 angenommen, dass das zweite Anzeigemodusbild angezeigt wird. In diesem Zustand wird im Schritt S2702 bestimmt, ob oder ob nicht der Bildänderungsbetrieb, wie zum Beispiel der Bewegungsbetrieb bezüglich des visuellen Feldes, erfasst wurde, wenn dieser nicht erfasst wird, kehrt die Verarbeitung zum Schritt S2702 zurück und wird dann wiederholt. Wenn andererseits der Bildänderungsbetrieb wie zum Beispiel eine Bewegung des visuellen Feldes, erfasst bzw. detektiert wird, geht die Verarbeitung zum Schritt S2703, und die Bildverarbeitung wird in der Bildverarbeitungseinheit gestartet. Wenn zum Beispiel die Bildverarbeitung eine Bildsyntheseverarbeitung ist, werden Bilder aufgenommen, die zur Erzeugung eines synthetischen Bildes erforderlich sind. Unterdessen wird im Schritt S2704 bestimmt, ob oder ob nicht ein neuer Bildänderungsbetrieb erfasst wurde.
Wenn der Bildänderungsbetrieb erfasst bzw. detektiert wird, springt die Verarbeitung zum Schritt S2704-1, um die gegenwärtige Bildverarbeitung zu stoppen, und die Verarbeitung geht auch zum Schritt S2709, um das zweite Anzeigemodusbild anzuzeigen. Wenn zum Beispiel der x-y-Objekttisch durch den Nutzer während der Erzeugung eines synthetischen Bildes bewegt wird, wird der Anzeigeabschnitt unmittelbar zu einem Live-Bild geändert, und es wird möglich, das Bild während der Bewegung zu überprüfen.
Wenn andererseits der Bildänderungsbetrieb nicht erfasst bzw. detektiert wird, geht die Verarbeitung zum Schritt S2705, um die Bildverarbeitung fortzusetzen. Im Fall der Bildsynthese werden zum Beispiel Bilder, die als Originale dienen, weiter kontinuierlich fotografiert. Es wird dann im Schritt S2706 bestimmt, ob oder ob nicht die erwartete Bildverarbeitung abgeschlossen wurde. Im Fall der Bildsynthese wird bestimmt, ob oder ob nicht alle Bilder, die für die Bildsynthese erforderlich sind, fotografiert wurden, und wenn dies nicht der Fall ist, kehrt die Verarbeitung zum Schritt S2704 zurück und die obenstehende Verarbeitung wird wiederholt. Das heißt, dass Bilder weiter aufgenommen werden, während eine Überprüfung erfolgt, ob oder ob nicht ein neuer Bildänderungsbetrieb detektiert wird. Bei Beendigung der erwarteten Bildverarbeitung wie oben, durch Erfassung aller notwendiger Bilder und Beendigung der Erzeugung eines synthetischen Bildes wie erläutert, geht die Verarbeitung zum Schritt S2707, um den Anzeigemodus in dem ersten Anzeigemodus zu schalten und das erste Anzeigemodusbild anzuzeigen. Im nächsten Schritt S2708 wird bestimmt, ob oder ob nicht ein neuer Bildänderungsbetrieb erfasst bzw. detektiert wurde, und wenn dieser nicht erfasst wird, kehrt die Verarbeitung zum Schritt S2708 zurück, um die Anzeige des ersten Anzeigemodusbildes fortzusetzen. Wenn diese erfasst wird, geht die Verarbeitung zum Schritt S2709, um ein Schalten bzw. Wechseln in den zweiten Anzeigemodus durchzuführen, und das zweite Anzeigemodusbild anzuzeigen. Ferner wird im Schritt S2710 erfasst, ob oder ob nicht der Bildänderungsbetrieb abgeschlossen wurde, und wenn dieser nicht abgeschlossen wurde, kehrt die Verarbeitung zum Schritt S2709 zurück, und wird dann wiederholt, und wenn andererseits eine Beendigung erfasst wird, kehrt die Verarbeitung zum Schritt S2703 zurück, um die Bildverarbeitung zu starten. Ein vergleichbarer Betrieb wird derart wiederholt, und während der Anzeigemodus geeignet geschaltet bzw. gewechselt wird, ist es dann, wenn ein neuer Bildänderungsbetrieb während der Bildverarbeitung durchgeführt wird, möglich, die Bildverarbeitung zu unterbrechen bzw. aufzuheben und ein Schalten zu dem zweiten Anzeigemodusbild durchzuführen, um zu verhindern, dass der Nutzer einer Wartezeit zum Schalten bzw. Wechseln des Bildes unterworfen ist, wodurch eine Erhöhung des Ansprechverhaltens ermöglicht wird.
Wenn hier zum Beispiel der Platzierungsabschnitt stillsteht, kann ein synthetisches Bild angezeigt werden, und wenn eine Bewegung des Platzierungsabschnitts erfasst wird, kann die Anzeige zu einer Live-Bild-Anzeige gewechselt werden, die für diese Bewegung geeignet ist. Wenn der Platzierungsabschnitt erneut stillsteht, kann die Erzeugung eines synthetischen Bildes erneut gestartet werden, um erforderliche Bilder zu fotografieren, und die Anzeige kann zu dem synthetischen Bild geändert werden. Auf diese Art und Weise wird das Anzeigeverfahren an dem Anzeigeabschnitt geeignet in Übereinstimmung mit dem Betrieb des Nutzers geändert, wodurch der Nutzer einfacher eine Bewegung des Platzierungsabschnitts zum Zeitpunkt der Bewegung dieses erfassen bzw. verstehen kann, und den Positionierungsbetrieb zum Fotografieren eines zu beobachtenden synthetischen Bildes durchzuführen. Wie oben erläutert, ist es bisher erforderlich, dass der Nutzer manuell den Betrieb der Schaltanzeige an dem Anzeigeabschnitt durchführt, mittels der Eingabeeinheit oder dergleichen, um ein synthetisches Bild zu fotografieren, und ein Ruhebild anzuzeigen, oder um ein Bewegungsbild für die visuelle Feldsuche oder die Positionierung anzuzeigen. Bei der Beobachtung bei einer hohen Vergrößerung, wobei das visuelle Feld in einem schmalen bzw. engen Zustand ist, wird zum Beispiel ein Betrieb zur Bewegung des Platzierungsabschnitts und zur Ausführung der Bildsynthese wiederholt, um die Positionierung durchzuführen. 28 zeigt zum Beispiel ein Live-Bild LI in dem zweiten Anzeigemodus, und 29 zeigt ein synthetisches Bild CI in dem ersten Anzeigemodus. Wie in 28 gezeigt, ist es in dem Live-Bild LI schwierig, das gesamte Bild in einen Fokus zu bringen, und ein Detail kann nicht überprüft werden. Um ein Bild im Fokus in einem breiteren Bereich zu überprüfen, wird auf ein synthetisches Bild CI, wie in 29 gezeigt, vertraut, da ein synthetisches Bild nicht destotrotz ein Ruhebild ist, besteht bei einer derartigen Positionierung und visuellen Feldsuche die Notwendigkeit, den Betrieb des Schaltens der Anzeige an dem Anzeigeabschnitt zwischen dem Bewegungsbild (28) und dem Ruhebild (29) bei jeder Bewegung des visuellen Feldes zu wiederholen, und eine große Zeit ist erforderlich. In der vorliegenden Ausführungsform wird andererseits mit dem Betrieb der Änderung eines Bildes als Auslöser (engl. Trigger) der Anzeigemodus an dem Anzeigeabschnitt von einem Ruhebild zu einem Bewegungsbild geschaltet bzw. gewechselt, und mit dem Betrieb zur Erkennung der Beendigung des Bildänderungsbetriebs als weiteren Auslöser (engl. Trigger), kehrt der Anzeigemodus zu dem Ruhebild zurück, wodurch eine Arbeit für ein derartiges Schalten bzw. Wechseln erspart wird, um ein nahtloses Schalten des Anzeigemodus zu realisieren. Ein geeignetes Schalten des Anzeigemodus erleichtert folglich die Erfassung der Bewegung des Beobachtungsziels während dessen Bewegung durch den Nutzer, und ermöglicht es dem Nutzer, die Positionierung zum Fotografieren eines synthetischen Bildes durchzuführen, das als Messverfahren verwendet wird, wodurch eine Realisierung einer Beobachtungsumgebung mit einer extrem guten Verwendbarkeit realisiert wird.
Nichtsynchrone Synthesefunktion
In der vorliegenden Ausführungsform wird der obere Objekttischhub 16 elektrisch betrieben, und ist durch den Steuerabschnitt vertikal steuerbar. Zum Zeitpunkt der Erzeugung eines synthetischen Tiefenbildes, wird der obere Objekttischhub 16 zum Beispiel durch den Steuerabschnitt über den Kopfseiten-Steuerabschnitt 13 betrieben, um die Position des Mikroskoplinsenabschnitts 20 in der z-Achsen-Richtung zu ändern und ein Bild aufzunehmen. Ein Bild, das somit bei jeder unterschiedlichen Höhe aufgenommen wird, wird in ein synthetisches Tiefenbild durch die Bildsyntheseeinheit 85b synthetisiert. Bisher wurde eine serielle Steuerung zum Zeitpunkt der Erzeugung eines synthetischen Bildes durchgeführt, wobei eine Bewegung in der z-Achsen-Richtung einmal durchgeführt wird, um den Betrieb zum Fotografieren eines Bildes zu wiederholen, und nachdem alle Bilder erhalten wurden, werden diese in ein synthetisches Tiefenbild durch die Bildsyntheseeinheit 85b synthetisiert. Da mit diesem Verfahren jedoch die Bildgebung und die Verarbeitung inkrementell Zeit benötigen, dauert es lang, um ein synthetisches Tiefenbild zu erhalten.
In der vorliegenden Ausführungsform werden folglich die Bildgebung und die Bildsyntheseverarbeitung asynchron durchgeführt, und beide werden parallel und simultan durchgeführt, um die Gesamtverarbeitungszeit zu reduzieren. Insbesondere mit der jüngsten Verbesserung in der Leistungsfähigkeit der Hardware wird der obere Objekttischhub 16 als ein elektrischer oberer z-Objekttisch eingestellt, der für eine Hochgeschwindigkeits-z-Achsen-Bewegung geeignet ist, und es wird ein Puffer mit einer großen Kapazität bereitgestellt, der eine große Anzahl von Bilddaten speichern kann, wodurch die Bildgebungszeit reduziert wird und die Notwendigkeit des Wartens während der Bildverarbeitung bis zum Beenden der Bilderfassungsverarbeitung eliminiert wird, und es ist daher möglich, die Gesamtverarbeitungszeit stark zu reduzieren, zusammen mit einer erhöhten Geschwindigkeit jeder Verarbeitung.
Wenn ferner die Zeit kürzer wird, die zur Erzeugung eines synthetischen Bildes erforderlich ist, wird dann die Zeit problematisch, die erforderlich ist, sodass der Nutzer eine Bildgebungsbedingung zum Durchführen der Bildsyntheseverarbeitung einstellt. Wie in den 36 und 37 gezeigt, ist es notwendig, einen Höhenbereich zur Aufnahme eines Bildes zu spezifizieren, um ein synthetisches Bild zu erzeugen. Mit diesem Verfahren wird die Syntheseverarbeitung nach einer geeigneten Bedingungseinstellung für die obere Grenze und die untere Grenze des Höhenbereiches durch den Nutzer durchgeführt, und die Zeit, in der der Nutzer eine derartige Bildgebungsbedingungseinstellung durchführt, belegt somit fast die gesamte Zeit, die bis zum Beenden der Verarbeitung erforderlich ist. Die tatsächliche Synthesefotografierverarbeitung bedarf einer extrem kurzen Zeit (einige Sekunden), verglichen mit der Zeit, die zum Einstellen erforderlich ist, was zu einer Situation führt, in der die Fähigkeit zur Hochgeschwindigkeits-Syntheseverarbeitung nicht verwendet werden kann.
Folglich wird in der vorliegenden Ausführungsform ein Verfahren verwendet, bei dem der Nutzer nicht vorab die obere und untere Grenze des Höhenbereiches einstellt, jedoch ein Standardwert (ein vorbestimmter Wert) des Höhenbereiches auf Grundlage einer Linsenidentifikationsinformation des gegenwärtig montierten Mikroskoplinsenabschnitts 20 einstellt. Mit diesem Standardwert wird die Bildsyntheseverarbeitung einmal durchgeführt, um ein synthetisches Bild anzuzeigen, und wenn das erhaltene synthetische Bild nicht zum Zweck der Beobachtung ausreichend ist, wird der Höhenbereich fein angepasst. Mit diesem Verfahren wird in vielen Fällen die Bildsynthese mit einer hohen Geschwindigkeit abgeschlossen und ein gewünschtes synthetisches Bild kann erfasst werden, ohne dass der Nutzer eine Einstellung durchführt. Selbst in dem Fall, in dem die Höhenbereichseinstellung sukzessiv oder unzulänglich ist, wie zum Beispiel in einem Fall, in dem ein Pixel außerhalb des Fokus gefunden wird, ist es möglich, den Höhenbereich anzupassen, während ein Resultat des bereits erfassten synthetischen Bildes überprüft wird, um den Höhenbereich leicht anzupassen, verglichen mit dem Fall der Durchführung einer Einstellung in einem Zustand ohne Information, und stellt den Vorteil einer leichten Handhabung selbst für einen Bediener bereit (29).
Selbstverständlich kann ein Nutzer, der die Einstellung des Höhenbereiches oder einen anderen Fall beherrscht, die obere und untere Grenze des Höhenbereiches direkt einstellen, wie bisher erfolgt, ohne einen vorbestimmten Wert des Höhenbereiches zu verwenden (28).
Hochgeschwindigkeitssynthese-Fotografieverarbeitung
Um Bilder mit unterschiedlichen Höhen durch den Kameraabschnitt 10 asynchron mit der Bildsyntheseverarbeitung durch die Bildsyntheseeinheit 85b aufzunehmen, werden Bilder durch den Kameraabschnitt 10 aufgenommen, während der Mikroskoplinsenabschnitt 20 durch den oberen Objekttischhub 16 bewegt wird, der elektrisch betrieben wird. Durch die Einstellung einer Shutter-Geschwindigkeit des Kameraabschnitts 10 auf hoch, nimmt der Kameraabschnitt 10 Bilder mit einer geringen Unschärfe auf. Es ist ferner wünschenswert, den oberen Objekttischhub 16 mit einer festen Geschwindigkeit in der z-Achsenrichtung bewegbar zu machen. In dem herkömmlichen Fotografieverfahren wird, wie in 38 gezeigt, der Mikroskoplinsenabschnitt gestoppt und ein Bild aufgenommen, um ein Bild an jeder Fotografieposition aufzunehmen, die durch Unterteilen des Höhenbereiches bei gleichen Intervallen erhalten wird. Um den Mikroskoplinsenabschnitt durch den oberen Objekttischhub zu bewegen, ist eine Beschleunigungsperiode erforderlich, in der die Geschwindigkeit von dem Stoppzustand zu einer bestimmten Geschwindigkeit erhöht wird, sowie eine Abbremsperiode von der festen Geschwindigkeit zum Stopp, wodurch eine Extrazeit bei jeder Bewegung des Mikroskoplinsenabschnitts von dem Stoppzustand und bei jedem Stoppen von dem Bewegungszustand erforderlich ist, und darüber hinaus die Steuerung des oberen Objekttischhubes 16 kompliziert ist.
Verglichen mit einem derartigen Betrieb kann in der vorliegenden Ausführungsform, wie in 30 gezeigt, da ein Bild an jeder Fotografierposition aufgenommen werden kann, während der Mikroskoplinsenabschnitt 20 bei einer festen Geschwindigkeit bewegt wird, sind die Beschleunigungsperiode und die Abbremsperiode des Mikroskoplinsenabschnitts 20 nur in der ersten und finalen Periode ausreichend bereitgestellt, was zu einer Reduzierung der Zeit führt, die für die gesamte Bewegung erforderlich ist, und eine vereinfachte Steuerung für die Bewegung ermöglicht.
Es wird vermerkt, dass in dem Beispiel von 30 der Mikroskoplinsenabschnitt 20 in dem Höhenbereich bewegt wird, und zwar von der unteren Grenzposition in Richtung der oberen Grenzposition. Dies ist der Fall, da durch die Bewegung des Mikroskoplinsenabschnitts 20 in einer Richtung, die weiter von dem Beobachtungsziel entfernt ist, es möglich ist, ein Risiko zu reduzieren, dass die Spitze des Mikroskoplinsenabschnitts 20 in einen Kontakt mit dem Beobachtungsziel gelangt. Es ist jedoch ebenfalls möglich, die Linse umgekehrt von dem oberen Rand zu dem unteren Rand zu bewegen.
Wie daher beschrieben, wird das Fotografieren in gleichen Intervallen durchgeführt, während der obere Objekttischhub 16 den Mikroskoplinsenabschnitt 20 in der z-Achsen-Richtung bei einer festen Geschwindigkeit bewegt, sodass ein Fotografieren durchgeführt wird, während der Mikroskoplinsenabschnitt 20 in der z-Achsen-Richtung bewegt wird, ohne bei jedem Fotografieren gestoppt zu werden. Wenn das gesamte Fotografieren bei einer festen Geschwindigkeit durchgeführt wird, kann ein Fotografieren durch eine Kamera mit einer festen Rahmenrate bei gleichen Intervallen ausgeführt werden. Da die Beschleunigung und Abbremsung jedoch an der oberen Grenze und der unteren Grenze des Höhenbereiches durchgeführt werden muss, muss die Rahmenrate in diesen Abschnitten angepasst (verringert) werden.
Obere Grenze
Wie in dem modifizierten Beispiel gemäß 31 gezeigt, wird an einer Grenzposition an der Seite des Bremsens des Mikroskoplinsenabschnitts 20, wobei es sich um die obere Grenze des Höhenbereiches in diesem Beispiel handelt, der Mikroskoplinsenabschnitt 20 absichtlich nicht gestoppt, sondern setzt die Bewegung mit einer festen Geschwindigkeit über die obere Grenze hinaus fort, wohingegen selbst an der oberen Grenze ein Bild mit der gleichen Bedingung aufgenommen werden kann, und zwar mit der gleichen Rahmenrate, wie an den anderen Fotografierpositionen. Da insbesondere das Bild selbst an der Fotografierposition der oberen Grenze abgeschlossen wird, verursacht die Bewegung des Mikroskoplinsenabschnitts 20 selbst keine Verzögerung in der Verarbeitung. Nachdem der Mikroskoplinsenabschnitt 20 zu einer höheren Position als die obere Grenzposition bewegt wird, wird dieser abgebremst und gestoppt.
Zusätzliches Bild
Auch in einem Bereich über die obere Grenze des Höhenbereiches hinaus kann ein Bild weiter aufgenommen werden. Wie in einem modifizierten Beispiel gemäß 32 gezeigt, werden zum Beispiel zusätzliche Fotografierpositionen in dem Bereich über der oberen Grenze des Höhenbereiches eingestellt, um ein zusätzliches Bild an jeder zusätzlichen Fotografierposition aufzunehmen. Diese erhaltenen zusätzlichen Bilder können auch zur Erzeugung eines synthetischen Bildes verwendet werden. Zu diesem Zeitpunkt werden die zusätzlichen Bilder nicht uneingeschränkt in das synthetische Bild eingearbeitet, sondern diese werden unterschieden, sodass nur ein Bild, das eine Qualität über einen vorbestimmten Referenzwert hinaus erzielt, eingearbeitet wird. Nur wenn ein zusätzliches Bild erhalten wurde, das signifikant für die Bildsynthese ist, wird dieses zusätzliche Bild verwendet, um auf diese Art und Weise eine Bildsynthese mit einer höheren Auflösung zu ermöglichen. Die Referenz zum Bestimmen, ob oder ob nicht ein zusätzliches Bild eingesetzt wird, ist zum Beispiel, ob oder ob nicht die Anzahl von Pixeln in dem Fokus, aus den Pixeln, die in einem zusätzlichen Bild enthalten sind, über einen vorbestimmten Schwellenwert liegt. Wenn zum Beispiel die Einstellung für die obere Grenze des Höhenbereiches gering ist, kann ein synthetisches Bild erhalten werden, bei dem die Anzahl fokussierter Positionen durch ein zusätzliches Bild erhöht wird. Wenn andererseits ein zusätzliches Bild keine signifikanten Daten aufweist, zum Beispiel wenn ein Bereich im Fokus nicht darin enthalten ist, wird dieses nicht zur Bildsynthese verwendet, um keinen nachteiligen Effekt an der Synthesebildverarbeitung aufzuweisen. Durch die Verwendung einer Bewegung des Mikroskoplinsenabschnitts 20 über den eingestellten Höhenbereich hinaus, ist es auf diese Art und Weise möglich, ein extra Bild aufzunehmen, um weiter zur Verbesserung der Qualität eines synthetischen Bildes beizutragen. Da insbesondere die Bildverarbeitung im Allgemeinen länger als die Bildverarbeitung braucht, durch Verwendung dieser Zeitdifferenz, wird ein zusätzliches Bild erfasst, und es wird ferner bestimmt, ob oder ob nicht das zusätzliche Bild verwendet wird, wodurch eine effiziente Verbesserung der Qualität eines synthetischen Bildes ermöglicht wird. Ein Detail einer derartigen zusätzlichen Bilderfassungsfunktion wird später erläutert.
Es wird vermerkt, dass sowohl die Fotografierpositionen der zusätzlichen Bilder bei dem gleichen Abstand eingestellt werden, wie für die Fotografierpositionen bei gleichen Abständen, die in dem Höhenbereich in dem Beispiel von 32 eingestellt sind, kann auch ein unterschiedlicher Abstand (zum Beispiel ein geringer Abstand) für die zusätzlichen Bilder eingestellt werden. Es ist damit möglich, eine größere Anzahl zusätzlicher Bilder zu erfassen, während ein zusätzlicher Bewegungsbereich des Mikroskoplinsenabschnitts 20 gesteuert wird, um zu einer Verbesserung der Qualität eines synthetischen Bildes beizutragen.
Fotografieren an unterer Grenzposition
Andererseits wird beim Fotografieren an der unteren Grenzposition zur Durchführung des Fotografierens bei der gleichen Bedingung wie der für die anderen Fotografierpositionen der Mikroskoplinsenabschnitt 20 einmal zu einer Position bewegt, die geringer ist als die Fotografierposition an der unteren Grenze, und zwar die Bewegungsstartposition, um ein Annäherungssegment bereitzustellen, und die Bewegung wird gestartet, wodurch an der unteren Grenzposition der Mikroskoplinsenabschnitt 20 in einen Bewegungszustand mit einer festen Geschwindigkeit gelangt, wie durch die gepunkteten Linien in 31 gezeigt. Mit diesem Verfahren ist es jedoch notwendig, den Mikroskoplinsenabschnitt 20 einmal in die entgegengesetzte Richtung zu der Bewegungsrichtung umzukehren, und eine extra Zeit zur Bewegung in der entgegengesetzten Richtung ist somit erforderlich, sowie ein Abbremsen, Stoppen und Starten der Bewegung in der entgegengesetzten Richtung. Folglich ist es ebenfalls möglich, eine derartige Bewegung an der Seite der Bewegungsstartposition (an der unteren Grenzposition in diesem Beispiel) des Mikroskoplinsenabschnitts 20 nicht zu verwenden, sondern simultan eine Bewegung von der Startposition und ein Bildgeben zu starten. Mit diesem Verfahren ist es möglich, einen Verlust der Bildgebungszeit zu vermeiden, um die Verarbeitungsgeschwindigkeit hoch zu machen. Da das Fotografieren jedoch nicht in gleichen Intervallen bis zu einem Rahmen durchgeführt wird, an dem die Beschleunigung des Mikroskoplinsenabschnitts 20 abgeschlossen ist, ist es wünschenswert, diesen Abschnitt geeignet zu korrigieren.
Um den Mikroskoplinsenabschnitt 20 bei einer festen Geschwindigkeit zu bewegen, und das Fotografieren durchzuführen, während die Syntheseverarbeitung, wie oben beschrieben, asynchron durchgeführt wird, ist eine Hochgeschwindigkeits-Speichervorrichtung mit einem Puffer großer Kapazität erforderlich. Dies kann bei angemessenen Kosten realisiert werden, aufgrund der Verbesserung im Leistungsverhalten der Hardware. Ein sequentielles Verarbeiten von Bildern, die vorher aufgenommen und in dem Puffer gespeichert wurden, eliminiert die Notwendigkeit des Wartens auf die Beendigung der Bewegung in der z-Achsen-Richtung, wie bisher erfolgt, und es ist daher möglich, eine Verarbeitungsfähigkeit des Steuerabschnitts auf die Syntheseverarbeitung vollständig zu übertragen. Die Durchführung des Fotografierens bei einer erhöhten Bildgebungsrahmenrate durch Anwenden eines Hochgeschwindigkeits-Bildgebungssensors für den Kameraabschnitt 10 trägt ferner ebenso zu einer höheren Geschwindigkeit bei.
Verfahren zum Hochgeschwindigkeits-Synthesebild-Fotografieren
Ein Verfahren zur Hochgeschwindigkeits-Synthesebild-Fotografierverarbeitung wie oben wird auf Grundlage eines Flussdiagramms gemäß 33 beschrieben. Wenn die synthetische Bildgebungsverarbeitung gestartet wird, wird zuerst im Schritt S3301 eine Bewegung des Mikroskoplinsenabschnitts 20 derart gestartet, dass dieser zu dieser Startposition in der z-Achsen-Richtung bewegt wird. Nach dem Warten auf die Beendigung der Bewegung in z-Achsen-Richtung im Schritt S3302 wird als Nächstes bestimmt, ob oder ob nicht die Bewegung zu der Startposition im Schritt S3303 beendet wurde. Wenn diese nicht abgeschlossen wurde, kehrt die Verarbeitung zum Schritt S3302 zurück, und wird dann wiederholt. Wenn die Bewegung abgeschlossen wurde, geht die Verarbeitung zum Schritt S3304, um in dem Wartezustand für eine vertikale Synchronisation des Kameraabschnitts 10 zu gelangen, und zwar in den Zustand des Wartens auf die Bildgebungsstartzeitsteuerung (vertikale Synchronisation) des Kameraabschnitts 10. Die Koordination zwischen dem Bildgebungsbetrieb des Kameraabschnitts 10 und dem Bewegungsbetrieb des Mikroskoplinsenabschnitts 20 wird hier überprüft, sodass Bilder durch den Kameraabschnitt 10 an Fotografierpositionen im gleichen Intervall aufgenommen werden können, während der Mikroskoplinsenabschnitt 20 bewegt wird.
Bezüglich der asynchronen Betriebsverarbeitung werden im Folgenden drei Elemente der Verarbeitung, wobei es sich um die Verarbeitung zum Bewegen des Mikroskoplinsenabschnitts 20 (Schritt S3305-1 bis Schritt S3307-1), eine Verarbeitung zum Durchführen einer Bildgebung durch den Kameraabschnitt 10 (Schritt S3305-2 bis Schritt S3307-2) und eine Verarbeitung zur Synthese der erhaltenen Bilder (Schritt S3305-3 bis Schritt S3307-3) handelt, parallel durchgeführt.
Bewegungsverarbeitung des Mikroskoplinsenabschnitts 20
In der Bewegungsverarbeitung des Mikroskoplinsenabschnitts 20 wird zuerst eine Bewegung des Mikroskoplinsenabschnitts 20 in Richtung der Endposition in der z-Achsen-Richtung im Schritt S3305-1 gestartet, und nach dem Bewegungsbetrieb des Schrittes S3306-1 wird bestimmt, ob oder ob nicht die Bewegung in der z-Achsen-Richtung im Schritt S3307-1 abgeschlossen wurde. Wenn dieser nicht abgeschlossen wurde, kehrt die Verarbeitung zu S3306-1 zurück und wird dann wiederholt, und wenn dieser abgeschlossen wurde, geht die Verarbeitung zum Schritt S3308.
Bildgebungsverarbeitung des Kameraabschnitts 10
In der Bildgebungsverarbeitung des Kameraabschnitts 10 wird unterdessen zuerst im Schritt S3305-2 eine Bildgebung durch den Kameraabschnitt 10 durchgeführt, und im Schritt S3306-2 werden die erfassten bzw. aufgenommenen Daten in den Puffer geschrieben. Im Schritt S3307-2 wird dann bestimmt, ob oder ob nicht das aufgenommene Bild über eine finale Rahmenposition hinausgegangen ist. Wenn dies nicht der Fall ist, kehrt die Verarbeitung zum Schritt S3306-2 zurück und wird dann wiederholt, und wenn dies der Fall ist, geht die Verarbeitung zum Schritt S3308. Wenn, mit anderen Worten, das aufgenommene Bild ein finales Bild ist, oder wenn dessen Höhe über die obere Grenze des Höhenbereiches hinausgeht und keine Qualität erreicht hat, die als ein zusätzliches Bild eingesetzt wird, wird die Verarbeitung beendet.
Bildsyntheseverarbeitung der Bildsyntheseeinheit 85b
In der Verarbeitung zur Synthese eines Bildes werden schließlich im Schritt S3305-3 Bilder aus dem Puffer gelesen. Als Nächstes wird im Schritt S3306-3 diese Bildsyntheseverarbeitung ausgeführt. Schließlich wird im Schritt S3307-3 bestimmt, ob oder ob nicht das Bild einen Endrahmen erreicht hat. Wenn dies nicht der Fall ist, geht die Verarbeitung zum Schritt S3306-3 zurück, und die Syntheseverarbeitung wird wiederholt, und wenn diese abgeschlossen wurde, geht die Verarbeitung zum Schritt S3308.
Wenn auf diese Art und Weise die Bewegungsverarbeitung des Mikroskoplinsenabschnitts 20, die Bildverarbeitung des Kameraabschnitts 10 und die Bildsyntheseverarbeitung der Bildsyntheseeinheit 85b abgeschlossen sind, wird im Schritt S3308 eine Bewegung des Mikroskoplinsenabschnitts 20 zu der Endposition (die später beschrieben wird) in der z-Achsen-Richtung gestartet, und nach dem Wartezustand zur Beendigung der Bewegung zu der Endposition im Schritt S3309 wird bestimmt, ob oder ob nicht die Bewegung zu der Endposition im Schritt S3310 abgeschlossen wurde. Wenn Bewegung der Endposition abgeschlossen wurde, ist die Hochgeschwindigkeits-Bildsyntheseverarbeitung abgeschlossen, und wenn diese nicht beendet wurde, kehrt die Verarbeitung zum Schritt S3309 zurück und wird dann wiederholt. Auf diese Art und Weise ist es möglich, die Hochgeschwindigkeits-Syntheseverarbeitung asynchron auszuführen.
Es wird vermerkt, dass oben ein Beispiel beschrieben wurde, bei dem die Bewegungsverarbeitung des Mikroskoplinsenabschnitts 20, die Bildverarbeitung des Kameraabschnitts 10 und die Bildsyntheseverarbeitung durch die Bildsyntheseeinheit asynchron durchgeführt werden. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf dieses Beispiel beschränkt, und die Bewegungsverarbeitung des Mikroskoplinsenabschnitts und die Bildverarbeitung des Kameraabschnitts können synchron durchgeführt werden.
Endposition des Mikroskoplinsenabschnitts 20 nach einem Bildfotografieren
Die synthetische Bildgebungsendposition, zu der der Mikroskoplinsenabschnitt 20 bewegt wird, ist zum Beispiel eine Position zum Start der Synthese in der z-Achsen-Richtung. In einem Fall, bei dem ein synthetisches Bild an dem Anzeigeabschnitt angezeigt wird, nach Beendigung der Bildsyntheseverarbeitung, wenn die Anzeige zu einem Bewegungsbild geschaltet wird, wird fast das gleiche Bild wie das Bild vor dem Start der Bildsyntheseverarbeitung an dem Anzeigeabschnitt angezeigt, und durch Wiederherstellung des Bildes kann der Betrieb, wie zum Beispiel die visuelle Feldsuche, ohne den Eindruck einer Inkompatibilität fortgesetzt werden.
Alternativ kann die Endposition unverändert von der Endposition in der Bildsyntheseverarbeitung verbleiben. In diesem Fall wird der Mikroskoplinsenabschnitt 20 nicht bei Beendigung der Syntheseverarbeitung bewegt, und es ist daher möglich, die Erzeugung einer Extrabewegung zu verhindern, um die Zeit, die für die Bewegung in der z-Achsen-Richtung erforderlich ist, auf einem Minimum zu halten.
Die Bewegung kann ferner zu einer Position bei einer Höhe eines Bildes durchgeführt werden, das hauptsächlich im Fokus ist, von Bildern, die während der Bildsyntheseverarbeitung aufgenommen werden. In diesem Fall ist es möglich, das Bild im Fokus zum Zeitpunkt der Rückkehr des Anzeigemodus an dem Anzeigeabschnitt von einer Anzeige des synthetischen Bildes als Ruhebild anzuzeigen, um das Bewegungsbild anzuzeigen.
Die Bewegung kann ferner zu der niedrigsten Position oder der höchsten Position unter Höhenposition von Bildern durchgeführt werden, die tatsächlich zur Erzeugung eines synthetischen Bildes aus den aufgenommenen Bildern eingesetzt werden. Ein Höhenhistogramm von 34 zeigt diese Situation. Durch eine Bewegung des Mikroskoplinsenabschnitts 20 zu einer derartigen Position kann die gegenwärtige Höhenposition der Linse als die erste Rahmenposition der Syntheseverarbeitung im Fall der Durchführung der Bildsyntheseverarbeitung zum nächsten Zeitpunkt genommen werden, und es kann somit die Zeit eingespart werden, die bis zur Bewegung des Mikroskoplinsenabschnitts 20 zu der Startposition erforderlich ist. Eine Information der höchsten Position und der niedrigsten Position von Pixeln, die für ein synthetisches Bild wie oben eingesetzt werden, wird als ergänzende Information zusammen mit dem synthetischen Bild zum Zeitpunkt des Speicherns des synthetischen Bildes aufgezeichnet, und wird lesbar gemacht, wodurch es möglich ist, den Mikroskoplinsenabschnitt 20 auf Grundlage dieser Positionsinformation zu bewegen, wenn der Nutzer eine vergleichbare Beobachtung zu einem späteren Datum durchführt.
Höhenbereich-Einstelleinheit 89f
Auf Grundlage einer Linsenidentifikationsinformation als Information des optischen Linsensystems, das in dem Mikroskoplinsenabschnitt 20 enthalten ist, ist die Höhenbereichs-Einstelleinheit 89f in der Lage, automatisch den Höhenbereich als einen vorbestimmten Bereich einzustellen, der vorab auf Grundlage einer Tiefe des Fokus des optischen Linsensystems eingestellt ist. Folglich muss der Nutzer nicht vorab den Bereich spezifizieren, in dem der Mikroskoplinsenabschnitt 20 vertikal bewegt wird, jedoch kann der Höhenbereich automatisch durch einen vorbestimmten Wert eingestellt werden, der durch das zu verwendende optische Linsensystem eingestellt ist. Dies führt dazu, dass ohne eine individuelle Anpassung des Höhenbereichs zum Durchführen einer Bildsynthese durch den Nutzer, während ein Bild überprüft wird, es möglich ist, automatisch eine Einstellung in Übereinstimmung mit einer vorbestimmten Einstellung auf Grundlage der Linsenidentifikationsinformation abzuschließen, um eine Bildsynthese in einer kurzen Zeit auszuführen. Insbesondere in der obenstehenden Synthetisches-Bild-Hochgeschwindigkeits-Fotografieverarbeitung ist die Verarbeitungszeit praktisch nicht problematisch, da eine Syntheseverarbeitung selbst bei einer hohen Geschwindigkeit durchgeführt werden kann, selbst dann, wenn der Höhenbereich nicht beabsichtigt auf den effizienten minimalen Bereich eingestellt ist und sich in dem Zustand befindet, in dem ein eher breiten Bereich, der eine geringe Toleranz (engl. Margin) enthält, eingestellt ist. 29 zeigt ein Beispiel einer Nutzerschnittstelle einer derartigen automatischen Einstellung durch die Höhenbereichs-Einstelleinheit 89f. Wenn in 29 eine "Auto-Synthese-Modus"-Schaltfläche 192 betätigt wird, wird der Höhenbereich automatisch an der Seite der vergrößernden Beobachtungsvorrichtung eingestellt, und danach wird die Bildsyntheseverarbeitung ausgeführt.
Vorbestimmte Werte der oberen Grenze und der unteren Grenze des Höhenbereiches werden auf Grundlage der Linsenidentifikationsinformation des angebrachten Mikroskoplinsenabschnitts 20 eingestellt. Diese Werte können zum Beispiel von einer Linsenvergrößerung oder einem Tiefenfokus berechnet werden, oder es können feste Werte oder dergleichen verwendet werden, die nach einer vorhergehenden Evaluierung unter Verwendung der tatsächlichen Linse entschieden werden.
Auf Grundlage der Linsenidentifikationsinformation kann die obere Grenze und die untere Grenze alternativ jeweils in Positionen eingestellt sein, die vertikal durch einen festen Abstand von einer Referenzposition entfernt ist, die im Zentrum dazwischen genommen wird. Bezüglich der Referenzposition kann zum Beispiel die Höhenposition des gegenwärtig beobachteten Bildes in der z-Richtung verwendet werden, oder die Höhe einer Fokusposition in einem bestimmten Bereich an dem Bildschirm, die durch die Durchführung der Autofokusverarbeitung gefunden wird, kann ebenso verwendet werden. Der feste Abstand kann darüber hinaus aus Intervallen der Fotografierpositionen und einer vorab eingestellten Anzahl von zu fotografierenden Bildern entschieden werden. Wenn zum Beispiel die Anzahl von zu fotografierenden Bildern auf Grundlage der Anzahl von Bildern entschieden wird, die der Kameraabschnitt 10 in einer festen Zeitperiode fotografieren kann, kann die Zeit, die für die gesamte Syntheseverarbeitung erforderlich ist, nahezu vereinheitlicht und unabhängig von dem Mikroskoplinsenabschnitt verwendet werden.
Es wird vermerkt, dass unter Berücksichtigung eines Betriebsabstands des Mikroskoplinsenabschnitts Beschränkungen an dem Abstand eingestellt werden können, den diese zu der unteren Grenze bewegt wird. Wenn der Mikroskoplinsenabschnitt exzessiv verringert wird, kann dieser in einem Kontakt mit dem Beobachtungsziel oder der Platzierungsoberfläche des Platzierungsabschnitts gelangen, und um ein derartiges Risiko zu reduzieren, können mehr Beschränkungen bereitgestellt werden, als jene für die obere Grenzposition.
Wie oben beschrieben, kann der Nutzer darüber hinaus den Höhenbereich auch manuell spezifizieren. Der Höhenbereich wird durch die Höhenbereichs-Einstelleinheit eingestellt. Als ein Beispiel einer derartigen Höhenbereichs-Einstelleinheit zeigt 28 ein Beispiel eines Nutzerschnittstellenbildschirms für ein vergrößerndes Bildbeobachtungsprogramm. Insbesondere in der obigen Ausführungsform kann ein Verfahren eingesetzt werden, bei dem die obere und untere Grenze nicht vorab eingestellt sind, jedoch die Syntheseverarbeitung einmal auf Grundlage vorbestimmter Einstellungen für den oberen und unteren Grenzwert auf Grundlage der Linsenidentifikationsinformation durchgeführt wird, und wenn die Einstellungen exzessiv oder unzureichend sind, werden diese später genau angepasst. In vielen Fällen wird somit die Bildsynthese bei einer hohen Geschwindigkeit abgeschlossen, ohne irgendeine Einstellung vorzunehmen, und ein gewünschtes synthetisches Bild kann erfasst werden. Selbst wenn der Bereich exzessiv oder unzureichend ist, kann dieser nach Überprüfung eines Resultats des bereits erfassten synthetischen Bildes angepasst werden, und somit kann die Einstellung leichter vorgenommen werden, als in einem Zustand ohne irgendeine Information.
Höhenbereichs-Einstelleinheit
Es wird hier ein Detail eines Höhenbereichs-Einstellbildschirms 170 als ein Modus der Höhenbereichs-Einstelleinheit auf Grundlage der 28 und 29 beschrieben. An dem Höhenbereichs-Einstellbildschirm 170, der in diesen Figuren gezeigt ist, wird ein synthetisches Tiefenbild MI in dem Bildanzeigebereich 111 an der linken Seite angezeigt, und ein Höhenbereichs-Einstellfeld ist in dem Betriebsbereich 112 an der rechten Seite bereitgestellt. In dem Höhenbereichs-Einstellfeld ist ein manuelles Höhenbereichs-Bestimmungsfeld 172 zum manuellen Spezifizieren des Höhenbereiches an der oberen Stufe bereitgestellt, und ein Höhendiagramm-Anzeigefeld 173 ist an der mittleren Stufe bereitgestellt. In dem manuellen Höhenbereichs-Bestimmungsfeld 172 kann die obere Grenze und die untere Grenze des Höhenbereiches durch numerische Werte eingegeben werden. Während in dem Höhendiagramm-Anzeigefeld 173 unterdessen ein Höhendiagramm (hier ein Projektionsdiagramm PI) an der rechten Seite angezeigt wird, ist ein Schieber, der die Bewegung der Höhe in der z-Achsen-Richtung zeigt, an der linken Seite des Höhendiagramms angezeigt. Der Schieber ist aus einem Gesamtschieber 174 konfiguriert, der den gesamten Höhenbereich zeigt, und einen Vergrößerungsschieber 175, der durch Vergrößern eines Teils des Gesamtschiebers 174 erhalten wird. Der Vergrößerungsschieber 175 ist mit einem Obere-Grenze-Betriebsknopf 176 bereitgestellt, der die obere Grenze des Höhenbereiches anzeigt, und einem Untere-Grenze-Betriebsknopf 177, der die diesbezügliche untere Grenze anzeigt. Wenn der Nutzer diesen Obere-Grenze-Betriebsknopf 176 und den Untere-Grenze-Betriebsknopf 177 durch ein Mouse-Ziehen oder dergleichen bedient, wird der Höhenbereich sukzessive geändert und in Übereinstimmung damit, ein Obere-Grenze-Riegel 178 und ein Untere-Grenze-Riegel 179, die in einem Höhendiagramm angezeigt sind, bewegen sich ineinandergreifend mit der Änderung. Die numerischen Werte der oberen Grenze und der unteren Grenze des Höhenbereiches in dem manuellen Höhenbereichs-Bestimmungsfeld 172 werden ferner geändert. Dies ist aufgrund einer Einstellung, die derart erfolgt, bis dann, wenn eine Höhenbereichs-Einstelleinheit bedient wird, die andere Höhenbereichs-Einstelleinheit ineinandergreifend mit dem Betrieb geändert wird. Der Nutzer kann hiermit den Höhenbereich durch ein gewünschtes Verfahren einstellen.
Obwohl die Konfiguration in dem obigen Beispiel derart beschrieben wurde, dass die Seite des Platzierungsabschnitts fest ist und der Mikroskoplinsenabschnitt 20 durch den oberen Objekttischhub 16 bewegt wird, um die relative Höhe zu ändern, ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese Konfiguration beschränkt, und im Gegensatz dazu kann der Platzierungsabschnitt bewegt werden, um die relative Höhe zu ändern. In diesem Fall ist die Seite des Mikroskoplinsenabschnitts fest, und eine Bildgebung wird durchgeführt, während der Platzierungsabschnitt durch den unteren Objekttischhub bewegt wird.
Zusätzliche Bilderfassungsfunktion
In der Hochgeschwindigkeits-Synthesebild-Fotografieverarbeitung gemäß der vorliegenden Ausführungsform bewegt sich der Mikroskoplinsenabschnitt 20 über den Bereich hinaus, der als der Höhenbereich eingestellt ist, bezüglich der Durchführung des Fotografierens des finalen Rahmens während der Bewegung des Mikroskoplinsenabschnitts 20 bei einer festen Geschwindigkeit. Wenn ferner der elektrische z-Achsen-Objekttisch den Mikroskoplinsenabschnitt 20 bei einer hohen Geschwindigkeit bewegen kann und die fotografierende Rahmenrate des Kameraabschnitts 10 hoch ist, ist die Zeit, die für den Bewegungsbetrieb des Mikroskoplinsenabschnitts 20 und den Bildgebungsbetrieb des Kameraabschnitts 10 erforderlich ist, kürzer als die Zeit, die für die Bildsyntheseverarbeitung eines synthetischen Bildes erforderlich ist. In diesem Fall ist der Betrieb in der z-Achsen-Richtung bereits zu dem Zeitpunkt beendet, wenn die Bildsyntheseverarbeitung in der Bildsyntheseeinheit abgeschlossen wird. Durch die effiziente Verwendung einer nicht-belegten Zeit bis zur Beendigung der Syntheseverarbeitung, werden die Bewegung des Mikroskoplinsenabschnitts 20 in der z-Achsen-Richtung und das Fotografieren durch den Kameraabschnitt 10 fortgesetzt, wodurch das Fotografieren in einem breiteren Bereich als in dem eingestellten Höhenbereich ermöglicht wird. Ein einfaches Verbreitern des Bereiches zum Durchführen des Fotografierens unterscheidet sich hier nicht von der Einstellung eines breiteren Bereiches als Höhenbereich von dem ersten, und es ist nur so, dass die Zeit, die für die Bildsyntheseverarbeitung erforderlich ist, länger wird. Wenn ein Bild des finalen Rahmens der Syntheseverarbeitung in der Bildsyntheseverarbeitung unterliegt, wird dann nur in einem Fall, wenn Pixel in dem finalen Rahmen in einer Anzahl, die nicht kleiner als eine vorbestimmte Anzahl von Pixeln sind, für ein synthetisches Bild verwendet, wird ein zusätzliches Bild, das nach dem finalen Rahmen fotografiert wird, und zwar außerhalb des Höhenbereiches, zur Synthese verwendet. Diese Verarbeitung wird wiederholt, und die Verarbeitung wird fortgesetzt, bis die Anzahl gesetzter Pixel unterhalb des Schwellenwerts fällt, oder es kein zusätzliches fotografiertes Bild gibt. Durch ein derartiges automatisches zusätzliches Fotografieren kann zum Beispiel selbst dann, wenn der Höhenbereich fälschlicherweise eng eingestellt ist, die Genauigkeit des synthetischen Bildes mittels eines zusätzlichen Bildes beibehalten werden, während eine nicht-erforderliche Erhöhung in der Anzahl von Bildern, die der Bildsyntheseverarbeitung unterliegen, ebenfalls verändert werden kann.
ein Flussdiagramm in 35 zeigt ein Verfahren für die Bildsyntheseverarbeitung zum automatischen Fotografieren eines zusätzlichen Bildes durch eine derartige zusätzliche Bilderfassungsfunktion. Dieses Flussdiagramm zeigt die Verarbeitung in einem Rahmen, der durch eine gestrichelte Linie umgeben ist, in dem Flussdiagramm gemäß 33, das oben beschrieben wurde. In einem Zustand, in dem die Bildsyntheseverarbeitung gestartet wurde, erfasst im Schritt S3501 die Bildsyntheseeinheit 85b ein Bild aus dem Puffer. Im Schritt S3502 führt die Bildsyntheseeinheit 85b als Nächstes die Bildsyntheseverarbeitung durch. Ferner wird im Schritt S3503 bestimmt, ob oder ob nicht die Höhenposition des Mikroskoplinsenabschnitts 20 über den Höhenbereich hinaus geht, und wenn dies nicht der Fall ist, geht die Verarbeitung zum Schritt S3501 zurück und die obige Verarbeitung wird wiederholt. Wenn andererseits diese über den Höhenbereich hinausgeht, geht die Verarbeitung zum Schritt S3504 und es wird in dem finalen Bild bestimmt, ob oder ob nicht die Anzahl von Pixeln, die für die Syntheseverarbeitung eingesetzt werden, nicht geringer als der Schwellenwert ist. Wenn diese kleiner als der Schwellenwert ist, wird die Verarbeitung beendet. Wenn diese nicht geringer als der Schwellenwert ist, geht die Verarbeitung zum Schritt S3505, und es wird bestimmt, ob oder ob nicht der Puffer leer ist. Wenn dieser leer ist, ist die Verarbeitung beendet. Wenn dieser nicht leer ist, kehrt die Verarbeitung zum Schritt S3501 zurück und wird dann wiederholt. Wenn auf diese Art und Weise die Anzahl von eingesetzten Pixeln unterhalb des Schwellenwerts fällt oder der Puffer leer wird, wird die Bildsyntheseverarbeitung beendet. Mit diesem Verfahren wird ein zusätzliches Bild eingesetzt, wenn dies für die Bildsyntheseverarbeitung gültig ist, und ein zusätzliches Bild wird nicht eingesetzt, wenn dieses nicht gültig ist, wodurch es möglich wird, effizient zu bestimmen, ob oder ob nicht das erhaltene Bild in Übereinstimmung mit dessen Qualität eingesetzt wird. Das Fotografieren eines zusätzlichen Bildes wird nur durch Verwendung der Wartezeit während der Bildsyntheseverarbeitung durchgeführt, um zu verhindern, dass die Verarbeitungszeit lang wird, indem eine größere Anzahl von Bildern als notwendig aufgenommen werden, und verhindert, dass die Verarbeitungszeit zur Bildsynthese nicht genutzt wird.
Manuelles zusätzliches Fotografieren
Wenn ferner die obere Grenze oder die untere Grenze des fotografierten synthetischen Bildes unzureichend ist, kann nur ein unzureichendes Bild zusätzlich fotografiert werden, um die Synthese durchzuführen. Die Reihenfolge der Verarbeitung von Bildern (zum Beispiel eine ansteigende Reihenfolge der Höhenposition in der z-Achsen-Richtung) weist einen Effekt auf ein Ergebnis der Synthese auf, in Abhängigkeit vom Algorithmus der Syntheseverarbeitung, und es ist daher erforderlich, die Reihenfolge der Verarbeitung beizubehalten. Wenn zum Beispiel ein Mann an der Seite der oberen Grenze auftritt, während ein Fotografieren während der Bewegung entlang der z-Achse von der unteren Grenze zur der oberen Grenze durchgeführt wird, kann die Syntheseverarbeitung nur fortgesetzt werden, um ein zusätzliches Bild zu fotografieren. Wenn andererseits ein Mangel an der unteren Seite auftritt, müssen zur Beibehaltung der Bildverarbeitungsreihenfolge und zum Durchführen des Syntheseprozesses alle fotografierten Bilder in dem Puffer verbleiben. Wenn alle Bilder in dem Puffer verbleiben, ist es möglich, die Bildsyntheseverarbeitung erneut auf Grundlage des hinzugefügten Bildes und der bereits fotografierten Bilder durchzuführen. Da die Syntheseverarbeitung jedoch unter Verwendung aller Bilder in diesem Fall durchgeführt werden muss, gibt es keinen Unterschied in der Verarbeitungszeit, verglichen mit dem Fall, bei dem alle Bilder einschließlich des hinzugefügten Bereiches erneut fotografiert werden, wenn eine Bewegung des Mikroskoplinsenabschnitts in der z-Achsen-Richtung und die Fotografierverarbeitung des Kameraabschnitts früher als die Syntheseverarbeitung sind. Es wird vermerkt, dass ein erneutes Aufnehmen aller Bilder eher wünschenswert ist, da diese durch eine Bewegung des Kameraabschnitts fotografiert werden, und eine Änderung in der Probe daher gering ist.
39 zeigt ein Beispiel eines manuellen zusätzlichen Fotografiereinstellbildschirms 180 zum Durchführen eines derartigen manuellen zusätzlichen Fotografierens. An dem manuellen zusätzlichen Fotografiereinstellbildschirm 180 ist der Bildanzeigebereich 111 zum Anzeigen des synthetischen Tiefenbildes MI an der linken Seite des Bildschirms bereitgestellt, ein Höhendiagramm-Anzeigebild 173 zum Anzeigen eines Höhendiagramms-Projektionsdiagramms PI ist an der oberen Stufe der rechten Seite des Bildschirms bereitgestellt, und ein 3D-Bildanzeigefeld 182 zum Anzeigen eines 3D-Bildes SI ist an der unteren Stufe der rechten Seite des Bildschirms bereitgestellt. Wenn in dem Höhendiagramm-Anzeigefeld 173 der Obere-Grenze-Riegel 178 oder der Untere-Grenze-Riegel 179 bedient werden, die an dem Höhendiagramm überlagert und angezeigt werden, ändert sich der Höhenbereich in Übereinstimmung mit diesem Betrieb, und somit kann der Höhenbereich zum Durchführen einer zusätzlichen Bildgebung spezifiziert werden. In Übereinstimmung mit dem Einstellen in dem Höhendiagramm-Anzeigefeld 173 ändert sich darüber hinaus auch die Position einer Grenzebene 184, die in dem 3D-Bildanzeigefeld 182 angezeigt wird. In diesem Beispiel zeigt die Grenzebene 184 die obere Grenze des Höhenbereiches, und greift ineinander mit dem Obere-Grenze-Riegel 178 in dem Höhendiagramm-Anzeigefeld 173. Das heißt, dass dann, wenn der Obere-Grenze-Riegel 178 vertikal in dem Höhendiagramm-Anzeigefeld 173 bewegt wird, die Position der Grenzebene 184 in dem 3D-Bildanzeigefeld 182 ineinandergreifend damit bewegt wird. Wenn im Gegensatz dazu die Position der Grenzebene 184 in dem 3D-Bildanzeigefeld 182 vertikal bewegt wird, wird in Übereinstimmung damit der Obere-Grenze-Riegel 178 in dem Höhendiagramm-Anzeigefeld 173 ineinandergreifend damit bewegt. Dies ermöglicht dem Nutzer, den Bereich zum Durchführen eines zusätzlichen Fotografierens mit Bezug auf das Höhendiagramm PI und das 3D-Bild SI visuell zu bestimmen. Insbesondere in dem 3D-Anzeigefeld 182 erleichtert die Kombination des 3D-Bildes SI und der Grenzebene 184 eine dreidimensionale und visuelle Überprüfung eines Abschnitts über den Höhenbereich hinaus.
Eine vergrößernde Beobachtungsvorrichtung, ein vergrößerndes Bildbeobachtungsverfahren, ein vergrößerndes Bildbeobachtungsprogramm und ein computer-lesbares Aufzeichnungsmedium gemäß der vorliegenden Erfindung können bevorzugt für ein Mikroskop, ein Digitalmikroskop eines Reflektionstyps, Transmissionstyp oder dergleichen, einer digitalen Kamera oder dergleichen verwendet werden. Für den Fall des Einsatzes der vorliegenden Technik an einem Fluoreszenzmikroskop kann reflektiertes Licht oder transmittiertes Licht von einem Beobachtungsziel bezüglich des Beleuchtungslichts mit einem Anregungslicht ersetzt werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2012-145722 A [0002]
JP 2004-170574 A [0098]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

IEEE 1394 [0065]
IEEE802.x [0065]

Claims

Vergrößernde Beobachtungsvorrichtung, umfassend: einen Platzierungsabschnitt, der konfiguriert ist zum Platzieren eines Objekts; Bildgebungsbedingungs-Einstellabschnitt, der konfiguriert ist zum Einstellen einer Bildgebungsbedingung, die mit einem Erfassen eines Bildes assoziiert ist; eine Kamera, die konfiguriert ist zum Erfassen eines Bildes des auf dem Platzierungsabschnitt platzierten Objekts bei der Bildgebungsbedingung; einen Mikroskoplinsenabschnitt, der mit der Kamera optisch gekoppelt ist; eine z-Achsen-Bewegungseinheit, die konfiguriert ist zum Durchführen eines Bewegungsprozesses, einschließlich einer automatischen Änderung einer relativen Höhe des Mikroskoplinsenabschnitts mit Bezug auf das auf dem Platzierungsabschnitt platzierte Objekt, um die Bilder bei unterschiedlichen relativen Höhen zu erfassen; einen xy-Achsen-Bewegungsmechanismus, der Relativpositionen des Platzierungsabschnitts und des Mikroskoplinsenabschnitts ändern kann; eine Bildsyntheseeinheit, die konfiguriert ist zum Durchführen eines Bildsyntheseprozesses, einschließlich einem Synthetisieren der Bilder, die an dem unterschiedlichen relativen Höhen erfasst werden, um ein synthetisches Bild zu erzeugen; und einen Anzeigeabschnitt, der konfiguriert ist zum Anzeigen des synthetischen Bildes; # wobei der Bildsyntheseprozess durch die Bildsyntheseeinheit und der Bewegungsprozess durch die z-Achsen-Bewegungseinheit während der Erfassung der Bilder durch die Kamera asynchron durchgeführt werden.
Vergrößernde Beobachtungsvorrichtung nach Anspruch 1, ferner umfassend: eine Höhenbereichs-Einstelleinheit, die konfiguriert ist zum Einstellen eines Höhenbereichs der relativen Höhe, wobei die z-Achsen-Bewegungseinheit die relative Höhe in einem Bereich über den Höhenbereich hinaus ändert, der durch die Höhenbereichs-Einstelleinheit eingestellt ist, während der Erfassung der Bilder durch die Kamera.
Vergrößernde Beobachtungsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei die z-Achsen-Bewegungseinheit die relative Höhe über den Höhenbereich hinaus ändert, der durch die Höhenbereichs-Einstelleinheit eingestellt ist, um ein zusätzliches Bild in einem Bereich über den Höhenbereich hinaus zu erfassen, und die Bildsyntheseeinheit den Bildsyntheseprozess zumindest unter Verwendung des zusätzlichen Bildes durchführt.
Vergrößernde Beobachtungsvorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Bildsyntheseeinheit den Bildsyntheseprozess zumindest unter Verwendung des zusätzlichen Bildes in einem Fall durchführt, in dem das zusätzliche Bild eine Qualität über einem vorbestimmten Kriterium erreicht.
Vergrößernde Beobachtungsvorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Bildsyntheseeinheit den Bildsyntheseprozess zumindest unter Verwendung des zusätzlichen Bildes in einem Fall durchführt, bei dem die Anzahl von Pixeln im Fokus in dem zusätzlichen Bild über einen vorbestimmten Schwellenwert hinaus geht.
Vergrößernde Beobachtungsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei die z-Achsen-Bewegungseinheit die relative Höhe in dem Höhenbereich von einem kürzeren relativen Abstand zwischen dem Mikroskoplinsenabschnitt und dem auf dem Platzierungsabschnitt platzierten Objekt in Richtung eines längeren relativen Abstands zwischen dem Mikroskoplinsenabschnitt und dem auf dem Platzierungsabschnitt platzierten Objekt ändert.
Vergrößernde Beobachtungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Mikroskoplinsenabschnitt und die Kamera integral einen Kopfabschnitt ausbilden, und die z-Achsen-Bewegungseinheit den Kopfabschnitt ändert, um die relative Höhe des Mikroskoplinsenabschnitts mit Bezug auf das auf dem Platzierungsabschnitt platzierten Objekt zu ändern.
Vergrößernde Beobachtungsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Höhenbereichs-Einstelleinheit automatisch den Höhenbereich auf Grundlage einer Information einstellt, die mit einem Tiefenfokus des Linsenabschnitts assoziiert ist, der in dem Mikroskoplinsenabschnitt enthalten ist.
Vergrößernde Beobachtungsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Höhenbereichs-Einstelleinheit den Höhenbereich beliebig anpasst.
Vergrößernde Beobachtungsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei die z-Achsen-Bewegungseinheit eine Änderung der relativen Höhe von einer Position über dem Höhenbereich hinaus startet, der durch die Höhenbereichs-Einstelleinheit eingestellt ist, in Richtung einer Position in dem Höhenbereich.
Vergrößernde Beobachtungsvorrichtung nach Anspruch 1, ferner umfassend: eine Beleuchtungseinheit, die mit der Mikroskoplinse gekoppelt ist, und konfiguriert ist zum Bestrahlen des Objekts mit einem Beleuchtungslicht.
Vergrößerndes Bildbeobachtungsverfahren zum Anzeigen eines Bildes, das ein Objekt enthält, wobei das Verfahren umfasst: Einstellen einer Bildgebungsbedingung, die mit einem Erfassen eines Bildes assoziiert ist; Erfassen eines Bildes von einem Objekt, das auf einem Platzierungsabschnitt platziert ist, bei der Bildgebungsbedingung durch eine Kamera, die mit einem Mikroskoplinsenabschnitt optisch gekoppelt ist; Durchführen eines Bewegungsprozesses, einschließlich einem automatischen Ändern einer relativen Höhe des Mikroskoplinsenabschnitts mit Bezug auf das auf dem Platzierungsabschnitt platzierte Objekt, um die Bilder bei unterschiedlichen relativen Höhen zu erfassen; Durchführen eines Bildsyntheseprozesses, einschließlich einem Synthetisieren der Bilder, die bei dem unterschiedlichen relativen Höhen erfasst werden, um ein synthetisches Bild zu erzeugen; und Anzeigen des synthetischen Bildes; wobei der Bildsyntheseprozess durch die Bildsyntheseeinheit und der Bewegungsprozess durch die z-Achsen-Bewegungseinheit während des Erfassens der Bilder durch die Kamera asynchron durchgeführt werden.
Vergrößerndes Beobachtungsverfahren nach Anspruch 12, ferner umfassend: eine Höhenbereichs-Einstelleinheit, die konfiguriert ist zum Einstellen eines Höhenbereichs der relativen Höhe, Einstellen eines Höhenbereiches der relativen Höhe, wobei ein Ändern der relativen Höhe in einem Bereich über den Höhenbereich hinaus, während der Erfassung der Bilder durch die Kamera, in dem Bewegungsprozess durchgeführt wird.
Vergrößerndes Bildbeobachtungsverfahren nach Anspruch 12, ferner umfassend: Einstellen eins Höhenbereiches der relativen Höhe auf Grundlage eines Tiefenfokus des Mikroskoplinsenabschnitts, der in dem Mikroskoplinsenabschnitt enthalten ist.
Vergrößerndes Beobachtungsverfahren nach Anspruch 12, ferner umfassend: Einstellen eines Höhenbereiches der relativen Höhe, wobei ein Ändern der relativen Höhe auf Grundlage des Höhenbereiches während der Erfassung der Bilder durch die Kamera in dem Bewegungsprozess durchgeführt wird; Neueinstellen des Höhenbereiches; Durchführen des Bewegungsprozesses während einem Erfassen der Bilder durch die Kamera auf Grundlage des neueingestellten Höhenbereiches; Durchführen des Bildsyntheseprozesses, einschließlich einem Synthetisieren der Bilder, die bei dem unterschiedlichen relativen Höhen erfasst werden, in dem Bewegungsprozess während der Erfassung der Bilder durch die Kamera, auf Grundlage des neueingestellten Höhenbereiches, um ein synthetisches Bild zu erzeugen.
Computer-lesbares Aufzeichnungsmedium oder eine Aufzeichnungsvorrichtung, in der ein Programm zum Anzeigen eines Bildes enthalten ist, das durch Aufnahme eines Bildes eines Beobachtungsziels erhalten wird, wobei das Programm bewirkt, dass ein Computer Funktionen realisiert zum: Einstellen einer Bildgebungsbedingung, die mit einem Erfassen eines Bildes assoziiert ist; Erfassen eines Bildes von einem Objekt, das auf einem Platzierungsabschnitt platziert ist, bei der Bildgebungsbedingung durch eine Kamera, die mit einem Mikroskoplinsenabschnitt optisch gekoppelt ist; Durchführen eins Bewegungsprozesses, einschließlich einem automatischen Ändern einer relativen Höhe des Mikroskoplinsenabschnitts mit Bezug auf das auf dem Platzierungsabschnitt platzierten Objekt, um die Bilder bei den unterschiedlichen relativen Höhen zu erfassen; Durchführen eines Bildsyntheseprozesses, einschließlich einem Synthetisieren der Bilder, die bei den unterschiedlichen relativen Höhen erfasst werden, um ein synthetisches Bild zu erzeugen; und Anzeigen des synthetischen Bildes; wobei der Bildsyntheseprozess durch die Bildsyntheseeinheit und der Bewegungsprozess durch die z-Achsen-Bewegungseinheit während einem Erfassen der Bilder durch die Kamera asynchron durchgeführt werden.