JP4310168B2 - 対象物用の照明装置を有する比較マクロスコープ - Google Patents

Description

本発明は、対象物用の照明装置を有する比較マクロスコープに関する。とりわけ本発明は、対象物用の照明装置を有する比較光学的システムに関するものであり、比較光学的システムには複数のマクロスコープが設けられており、このマクロスコープはブリッジを介して相互に接続されており、これにより機械的かつ光学的に相互に結合されている。

標準対象物と被検体とを比較するための欠陥検査システムを記載している文献がある（特許文献１参照）。このシステムでは、被検体と標準対象物とは共通の支持体にあり、標準対象物と被検体とが光学的手段を介して結像され、共に導かれ、これにより比較が可能である。試料の照明に対しては透過照明が設けられている。

２つの対象物を同時に観察するよう構成されている比較光学的装置を記載している文献もある（特許文献２参照）。この装置では、ブリッジがビーム路を共に導くための光学的手段を有し、このビーム路は顕微鏡またはマクロスコープにより形成される。ここで照明光は焦点合わせ鏡筒によってシステムに導かれる。

上記のマクロスコープは相応のシステムにおいて法的比較検証を実行するために使用され、比較マクロスコープとして構成されている。もっとも良く知られた実施形態では、ブリッジにより相互に接続された２つの個別マクロスコープが使用される。ブリッジには、個別マクロスコープによって形成された個別画像を共に導くための装置が含まれている。ブリッジに配置された共通の鏡筒を通して、比較マクロスコープの操作者は２つの異なる台に配置された対象物の画像を重ね合わせて観察することができる。２つの試料の相互に相応する部分領域をそれぞれ遮蔽することにより、１つの合成画像が発生し、この合成画像により例えば一方の試料半分を他方の試料半分と直接比較することができる。

法的検証では犯行を解明するために、第１の試料の画像を第２の試料の画像と比較し、犯行の経過についてより詳細な情報を得ることがしばしば必要である。

例えば武器の撃鉄により形成された薬包スリーブの痕跡を相互に比較し、１つまたはそれ以上の犯罪に同じ武器が使用されたか否かを検出する。

光学的比較検査の別の公知の適用は、文書、とりわけ紙幣の真正を検査し、偽札であるか否かを検出することである。

ＤＥ３００６３７９ ＵＳ４４０３８３９

本発明の課題は、ユーザが再現可能な条件で調整することのできる比較光学的システムを提供することである。とりわけ本発明の課題は、対象物に対して再現可能な照明条件を達成することである。

上記の課題を解決するために、本発明の一視点により、対象物用の照明装置を有する比較光学的システムであって、該比較光学的システムには２つのマクロスコープが設けられており、該マクロスコープはブリッジを介して相互に接続されており、これにより機械的かつ光学的に相互に結合されている形式の比較光学的システムを提供する。この比較光学的システムにおいて、各マクロスコープは、照明装置用の位置可変調節固定装置と接続されており、当該位置可変調節固定装置は複数の可動アーム、および光源用の調整可能なホルダを有すること、
各マクロスコープに配された回転リングに第１のアームが固定されていること、
該回転リングにはスケールが設けられており、固定調整ねじにより係止可能であること、
該回転リングに対向する第１のアームの端部には第１の締付け装置が設けられており、該第１の締付け装置には、スケールの設けられた第２のアームが案内されること、
該第２のアームの、第１の締付け装置に対向する側には第２の締付け装置が設けられており、該第２の締付け装置内を第２のアームと第３のアームが相互に直角に案内され、第２の締付け装置に対向して照明に対するホルダが取り付けられていること、
を特徴とする。（基本構成）

本発明の独立請求項１により、所定の課題として掲げた効果が上述の通り達成される。即ち、本発明の比較光学システムは、ユーザにより再現可能な条件で調整することができ、とりわけ対象物に対する再現可能な照明条件を達成することができる（基本構成）。
更に、各従属請求項により、付加的な効果が後述の通りそれぞれ達成される。

本発明は、比較光学的システムのユーザが、すでに以前に一度検査された対象物を再現可能に検査できるという利点を有する。比較光学的システムは複数のマクロスコープを有し、これらマクロスコープはブリッジを介して相互に接続されている。これによりマクロスコープは機械的かつ光学的に相互に結合されている。各マクロスコープは、照明システムに対する固定装置と結合されており、ここで固定装置は複数の可動アームと、光源に対する調整可能なホルダとからなる。各マクロスコープには回転可能なリングが設けられており、このリングには第１のアームが固定されている。回転可能なリングにはスケールが設けられており、固定調整ねじにより係止することができる。回転可能なリングに対向する第１のアームの端部には、第１の締付け装置が設けられており、この第１の締付け装置内にはスケールの設けられた第２のアームが案内されている。第１の締付け装置に対向する第２のアームには第２の締付け装置が設けられており、この第２の締付け装置内には第２のアームと第３のアームが相互に直角に案内され、第２の締付け装置に対向して照明のためのホルダが取り付けられている。照明ないし光源を光導体として構成すると特に有利である。ここで光導体の光出射端部はホルダに固定され、それぞれ被検対象物に向けられる。

本発明のさらなる有利な構成は従属請求項に記載されている。即ち、
（２） 上記の比較光学的システムにおいて、各マクロスコープは回転リングを有し、該回転リングに第１のアームが固定されていることが好ましい（形態２）。
（３） 上記の比較光学的システムにおいて、回転リングにはスケールが設けられており、固定調整ねじにより係止可能であることが好ましい（形態３）。
（４） 上記の比較光学的システムにおいて、回転リングに対向する第１のアームの端部には第１の締付け装置が設けられており、該第１の締付け装置には、スケールの設けられた第２のアームが案内されることが好ましい（形態４）。
（５） 上記の比較光学的システムにおいて、第２のアームの、第１の締付け装置に対向する側には第２の締付け装置が設けられており、該第２の締付け装置内を第２のアームと第３のアームが相互に直角に案内され、第２の締付け装置に対向して照明に対するホルダが取り付けられていることが好ましい（形態５）。
（６） 上記の比較光学的システムにおいて、ホルダは軸を中心に、回転リングの回転軸に対して直角に、かつ第３のアームに対して直角に回転可能であることが好ましい（形態６）。
（７） 上記の比較光学的システムにおいて、ホルダにはスケールが設けられていることが好ましい（形態７）。
（８） 上記の比較光学的システムにおいて、コンピュータユニット（ＰＣ）が配属されており、該コンピュータユニットには、探査のために調整された光学的照明条件が、種々異なるスケールの値に基づいてファイルに記憶可能であることが好ましい（形態８）。
（９） 上記の比較光学的システムにおいて、種々異なるスケールの値は、比較すべき対象物の画像データと共に記憶可能および呼び出し可能であることが好ましい（形態９）。
（１０） 上記の比較光学的システムにおいて、光源は光導体の出射端部により形成されており、対象物への光入射は、固定エレメントのスケールにおける値により定められることが好ましい（形態１０）。
（１１） 上記の比較光学的システムにおいて、光源はコンピュータユニットと接続されており、該コンピュータユニットから制御信号を受け取ることが好ましい（形態１１）。
（１２） 上記の比較光学的システムにおいて、コンピュータユニットに設けられたファイルには、ＸＹＺ台の位置、光源の強度、およびレボルバーの位置が格納可能であり、当該値をファイルからマクロスコープの調整のために呼び出すことができることが好ましい（形態１２）。

本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の実施例は発明の理解の容易化のためであり、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲において当業者により実施可能な修正・変更等を排除することは意図しない。また、特許請求の範囲に付した図面参照符号も発明の理解の容易化のためであり、本発明を図示の態様に限定することを意図しない。これらの点に関しては、補正・訂正後においても同様である。

図１は比較（検査）光学的システム１を示す。比較光学的システム１はこの実施例では、第１と第２のマクロスコープ２ａ，２ｂを有する。これらのマクロスコープは画像記録光学的部分システムとして構成されている。機械的かつ光学的に第１と第２のマクロスコープ２ａ，２ｂはブリッジ３を介して相互に接続されている。ブリッジ３はユーザに対する視野４と、カメラ（図示せず）に対する接続部６を有する鏡筒５を有する。ユーザに対する視野４は旋回可能に構成されており、ユーザに対して人間工学的な作業位置を提供する。鏡筒５はさらに別の接続部７を有し、この接続部を介して例えば第２のカメラ（図示せず）を接続することができる。第１のマクロスコープには第１のＸＹＺ方向可動テーブル（ＸＹＺ台）８ａが配属されている。第２のマクロスコープ２ｂには第２のＸＹＺ台８ｂが配属されている。第１のＸＹＺ台８ａにも、第２のＸＹＺ台８ｂにもそれぞれ１つの被検対象物９ａと９ｂが載置される。比較マクロスコープでは対象物として例えば銃弾および工具等が鑑定され、これにより残された痕跡が光学的に相互に比較され、評価される。そのために通常は画像が中央で分割され、第１のＸＹＺ台８ａにおかれた対象物９ａを左半分で、第２のＸＹＺ台８ｂにおかれた対象物９ｂを右半分で観察することができる。

ブリッジ３は第１および第２のＸＹＺ台８ａ，８ｂと共にダブテール（鳩尾）形案内部１１を介して柱１０に取り付けられている。ダブテール形案内部１１によってブリッジ３が固定される。Ｚ方向で、ないしはＸＹＺ台８ａ，８ｂの表面に対する高さを柱１０は調整することができる。ブリッジ３の運動により、２つの台８ａ，８ｂにあり、その構造を比較すべき対象物を粗調整することができる。柱１０自体は床部分１２と結合されており、この床部分は柱１０よりも格段に幅広である。これは比較光学的システム１に対して十分な安定性と安全性を達成するためである。第１のＸＹＺ台８ａと第２のＸＹＺ台８ｂとの間には制御および調整装置１４が設けられている。この制御および調整装置を介して比較光学的システム１の種々の機能を調整ないし変更することができる。制御および調整装置１４は複数の操作素子１４ａを有し、これらを介して比較光学的システム１の種々の機能を操作することができる。図１に示した制御および調整装置は異なる構成でも良いことはもちろんである。

２つのＸＹＺ台８ａ，８ｂは複数のモータ１６を介してＸ方向、Ｙ方向およびＺ方向で調整可能である。さらに比較光学的システム１には同様に第１と第２の遠隔制御装置１８ａ，１８ｂを配属することができる。第１と第２の遠隔制御装置１８ａ，１８ｂはこの実施例ではそれぞれケーブル１９を介して比較光学的システム１と接続されている。接続はもちろん任意の技術的構成を取ることができ、例えば無線、赤外線等であっても良い。比較光学的システム１には付加的にコンピュータユニット（ＰＣ）２０を配属することができ、このコンピュータユニットはＲＳ２３２ケーブルまたはＵＳＢケーブル２１を介して制御信号を比較光学的システム１へ送出し、画像データまたは調整データを比較光学的システム１から受け取る。画像データはユーザにモニタ２２上で表示され、このモニタはコンピュータユニット２０と接続されている。同様にモニタ２２上ではユーザに、比較光学的システム１の瞬時の調整データを表示することができる。さらに各マクロスコープ２ａ，２ｂは（検査位置）固定装置２５ａおよび２５ｂと、対象物照明（図３参照）のために結合している。

図２は固定装置２５ｂの詳細斜視図である。固定装置２５ｂは第２のマクロスコープ２ｂに配属されている。固定装置２５ｂは、それぞれＸＹＺ台８ａまたは８ｂにある対象物９ａまたは９ｂに対する照明を保持するために用いる。図１のエレメントに相応するエレメントには同じ参照符号が付してある。固定装置２５ｂは、マクロスコープ２ｂにある回転リング２６ｂに固定されており、この回転リングにはスケール２７が設けられている。回転リング２６ａまたは２６ｂは軸２３を中心に回転可能である。固定装置２５ｂは第１のアーム３０を有し、このアームは回転リング２６ｂに取り付けられている。スケール２７には読出しマーク２８が配属されており、この読出しマークは回転リング２６ａ，２６ｂでのスケールを読出すのに用いられる。回転リング２６ａ，２６ｂは固定調整ねじ２９によって係止可能である。回転リング２６ａ，２６ｂに対向する第１のアーム３０の端部には第１の締付け装置３１が設けられており、この第１の締付け装置内を第２のアーム３２が案内される。第２のアーム３２にも同様にスケール３３が設けられている。第２のアーム３２には、第１の締付け装置に対向して第２の締付け装置３４が設けられており、この第２の締付け装置内を第２のアーム３２と第３のアーム３５とが相互に直角に案内される。第３のアーム３５にも同様にスケール３６が設けられている。第３のアーム３５には第２の締付け装置３４に対向してホルダ３７が取り付けられており、このホルダは周囲にスケール３８を有する。ホルダ３７は軸２４を中心に回転可能である。さらにホルダ３７は開口部３９を有し、この開口部に対象物に対する照明を固定することができる。マクロスコープ２ｂにはさらにレボルバー１７が取り付けられており、このレボルバーにより種々異なる対物レンズ（図示せず）をマクロスコープ２ｂのビーム路中にもたらすことができる。

図３は固定装置２５ｂの詳細図である。第１のアーム３０は第１の締付け装置３１を支持し、第１の締付け装置３１に対向して第１のアーム３０ではジョー４０が第１のアーム３０と接続されている。ジョー４０によって第１のアーム３０を第２のマクロスコープ２ｂの回転リング２６に固定することができる。もちろん第１のマクロスコープ２ａで固定装置２５ａが回転リング２６ａに固定されている。ジョー４０の回転リング２６ｂにおける固定は少なくとも１つのねじ４１を介して行われる。第１の締付け装置３１は蝶ボルト４２を有し、この蝶ボルトは第１の締付け装置３１に案内された第２のアームを締付ける。第１の締付け装置３１に対向して第２の締付け装置３４が設けられており、この第２の締付け装置にも同様に第２のアーム３２が案内される。第２のアーム３２の端部にはそれぞれねじ４３が設けられており、このねじのノブは第２のアーム３２よりも大きな直径を有する。これにより第２のアーム３２が第１の締付け装置３１および第２の締付け装置３４から滑落するのが阻止される。第２の締付け装置３４では第２のアーム３２に対して直角に第３のアーム３５が案内されている。この第３のアーム３５は第２の締付け装置３４に対向する側にホルダ３７を支持する。ホルダ３７には光導体４４が固定されており、この光導体は照明光を光源５２から対象物へ伝達する。光導体４４の光出射端部４５はホルダに固定されている。ホルダ３７は、照明光を最適に対象物に向けるために回転可能である。光源５２も同様にコンピュータユニット２０と接続されており、コンピュータユニット２０から強度調整のための相応の制御信号を受け取る。

図４には、固定装置２５ａまたは２５ｂの断面が、図３にＡ−Ａにより示された切断線に沿って示されている。第１のアーム３０には第１の締付け装置３１がねじ５０により固定されている。第１の締付け装置３１に対向して、第１のアーム３０にはジョー４０が恒久的に固定されている。ジョー４０は回転リング２６ａの曲率を有しており、２つのねじ４１を介してこれに固定されている。第１の締付け装置３１には第２のアーム３２が案内されており、蝶ねじ４２により締付け可能である。

回転リング２６ａと２６ｂはスケール２７を有し、第２のアーム３２はスケール３３を、第３のアーム３５はスケール３６を、そしてホルダ３７は同様にスケール３８を有する。対象物を検査する際に照明は固定装置２５ａと２５ｂにより、調整された照明条件によって検査すべき特徴が最適に検出されるよう調整される。同様に締付け装置３１、締付け装置３４およびホルダ３７にはそれぞれ読み取りマーク（図示せず）が設けられており、ユーザに対してそれぞれのスケールについての読出し個所を指示する。種々異なるスケール２７，３３，３６，３８において、最適照明に対する値を読み取ることができる。後での検査のために、例えば同じ照明条件を得るために値がメモされる。これらの値は例えば画像データおよび電気的に検出可能なマクロスコープ調整、例えば半絞り、対物レンズ倍率、ランプ強度等と共にコンピュータユニット２０のテーブルにメモし、ファイルすることができる。対象物９ａと９ｂを新たに比較検査する際に、この対象物に所属するデータをコンピュータユニット２０で呼び出すことができる。これらの値は固定装置２５ａと２５ｂで調整され、その結果、同じ照明条件を再現することができる。スケール２７，３３，３６，３８から読出され、コンピュータユニット２０に記憶された値と同様に、別の調整値、例えばＸＹＺ台８ａ，８ｂの位置、使用された対物レンズ、照明強度等を自動的に画像記録の際にデータにファイルすることができる。新たな検査の際に、これらの値に自動的に走行するか、または調整することができる。そのための前提はマクロスコープ２ａ，２ｂが相応に電動化されていることである。

試料に対する照明を固定するための装置を有する比較マクロスコープの一例の斜視図。 照明を固定するための装置の一例と、この装置のマクロスコープでの取付けの一例を詳細に示す斜視図。 光源に対するホルダを有する調整可能な固定装置の一例の詳細図。 図３のラインＡ−Ａに沿った固定装置の詳細断面図。

符号の説明

１ 比較光学的システム
２ａ，２ｂ マクロスコープ
３ ブリッジ
４ 視野
５ 鏡筒
６、７ 接続部
８ａ，８ｂ ＸＹＺ台
９ａ，９ｂ 対象物
１０ 柱
１２ 床部分
１４ 制御および調整装置
１６ モータ

Claims (8)

1. 対象物用の照明装置を有する比較光学的システム（１）であって、
   該比較光学的システム（１）には２つのマクロスコープ（２ａ，２ｂ）が設けられており、
   該マクロスコープはブリッジ（３）を介して相互に接続されており、これにより機械的かつ光学的に相互に結合されている形式の比較光学的システムにおいて、
   各マクロスコープ（２ａ，２ｂ）は、照明装置用の位置可変調節固定装置（２５ａ，２５ｂ）と接続されており、
   当該位置可変調節固定装置（２５ａ，２５ｂ）は複数の可動アーム（３０，３２，３５）、および光源（５２）用の調整可能なホルダ（３７）を有すること、
   各マクロスコープ（２ａ，２ｂ）に配された回転リング（２６ａ，２６ｂ）に第１のアーム（３０）が固定されていること、
   該回転リング（２６ａ，２６ｂ）にはスケール（２７）が設けられており、固定調整ねじ（２９）により係止可能であること、
   該回転リング（２６ａ，２６ｂ）に対向する第１のアーム（３０）の端部には第１の締付け装置（３１）が設けられており、該第１の締付け装置には、スケール（３３）の設けられた第２のアーム（３２）が案内されること、
   該第２のアーム（３２）の、第１の締付け装置（３１）に対向する側には第２の締付け装置（３４）が設けられており、該第２の締付け装置内を第２のアーム（３２）と第３のアーム（３５）が相互に直角に案内され、第２の締付け装置（３４）に対向して照明に対するホルダ（３７）が取り付けられていること、
   を特徴とする比較光学的システム。
2. ホルダ（３７）は軸（２４）を中心に、回転リング（２６ａ，２６ｂ）の回転軸（２３）に対して直角に、かつ第３のアーム（３５）に対して直角に回転可能である、請求項１記載の比較光学的システム。
3. ホルダ（３７）にはスケール（３８）が設けられている、請求項２記載の比較光学的システム。
4. 比較光学的システム（１）にはコンピュータユニット（２０）が配属されており、
   該コンピュータユニットには、探査のために調整された光学的照明条件が、種々異なるスケール（２７，３３，３６，３８）の値に基づいてファイルに記憶可能である、請求項１から３までのいずれか１項記載の比較光学的システム。
5. 種々異なるスケール（２７，３３，３６，３８）の値は、比較すべき対象物（９ａ，９ｂ）の画像データと共に記憶可能および呼び出し可能である、請求項４記載の比較光学的システム。
6. 光源（５２）は光導体（４４）の出射端部により形成されており、
   対象物への光入射は、位置可変調節固定装置（２５ａ，２５ｂ）のスケールにおける値により定められる、請求項１記載の比較光学的システム。
7. 光源（５２）はコンピュータユニット（２０）と接続されており、該コンピュータユニットから制御信号を受け取る、請求項６記載の比較光学的システム。
8. コンピュータユニット（２０）に設けられたファイルには、ＸＹＺ台（８ａ，８ｂ）の位置、光源（５２）の強度、およびレボルバーの位置が格納可能であり、当該値をファイルからマクロスコープ（２ａ，２ｂ）の調整のために呼び出すことができる、請求項４記載の比較光学的システム。

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