JP6293221B2 - 顕微鏡モジュール及び顕微鏡装置 - Google Patents

Description

本発明は、顕微鏡モジュール及び顕微鏡装置に関するものである。

顕微鏡は微小なサンプルを観察、または測定するために使用されるデバイスであり、特に、材料科学、基礎生物学、及び生物医学研究、などの技術分野で利用される。それらの顕微鏡は、透過型顕微鏡と反射型顕微鏡（また、金属顕微鏡とも呼ばれる）に分けることができる。透過型顕微鏡は、通常、透明、または非常に薄いサンプル物体の観察に用いられ、光源の光線を直接サンプル物体に通過させてから顕微鏡に入射させるため、多くの場合、生体組織を観察するために使用される。一方、反射型顕微鏡は、多くの場合、金属や鉱物などの不透明なサンプル物体を観察するために用いられ、工学、材料の分野で利用される。反射型顕微鏡の光源は偏光板を通して偏光を形成させる必要があり、一部の光線を垂直に下方へ向けて照射し、レンズを介してサンプル物体の表面に投射し、次に、サンプル物体の表面から反射した光線を、対物レンズ、偏光板、フラットガラスと接眼レンズ等による拡大光路を順次通過させて観察者の目に入射させる。このように反射型顕微鏡は、サンプル物体の表面特性の観察に用いられる。

上記の如く、反射型顕微鏡の内部には対物レンズ、偏光板、フラットガラスと接眼レンズを設置する必要があり、特に、偏光板は特定の角度設計が必要であることから反射型顕微鏡は、比較的に大きな体積を有する。同時に、反射型顕微鏡のメカニズムは比較的に複雑、且つ持ち運び難いものであるため、多くの場合、実験室内に置かれ、且つ、その操作使用は専門家に任せられる。しかしながら、反射型顕微鏡は、主に、サンプル物体表面の特性を観察するために利用されるものであるため、観察すべきサンプル物体が発生する度に、実験室でサンプリングしなければ観察できず、ユーザにとっては不便であり、且つ非専門家である通常のユーザには操作し難いのである。つまり、反射型顕微鏡は、通常、サンプル物体表面の特性を観察するのに利用されるため、ユーザが携帯しやすいという要請を満たす必要がある。

上記の課題に鑑て、本発明の目的は、凸レンズと発光アセンブリの光源の光線経路の設計によって、大幅に顕微鏡モジュール及び顕微鏡装置の体積を減少することで、携帯し易い顕微鏡モジュール及び顕微鏡装置を提供することを課題とする。

上記目的を達成するために、本発明は、１つの顕微鏡モジュールを提供する。この顕微鏡モジュールは画像キャプチャモジュールに合わせて使用する。顕微鏡モジュールはハウジングと凸レンズ、及び発光アセンブリを備える。ハウジングは、サンプル観察面を有し、サンプル観察面はハウジングの画像キャプチャモジュールに対向する一側に位置する。凸レンズはハウジング内部に設置し、且つサンプル観察面から凸レンズの最短距離は０．１ｍｍ〜３．０ｍｍの間である。発光アセンブリは光源を有し、且つ画像キャプチャモジュールと凸レンズの間に位置する。光源より放出された光線は凸レンズの入光面から入射し、且つ凸レンズの出光面からサンプル観察面に出射する。

上記目的を達成するために、本発明は、もう１つの顕微鏡モジュールを提供する。この顕微鏡モジュールは画像キャプチャモジュールに合わせて使用する。顕微鏡モジュールはサンプル観察面と凸レンズ、及び発光アセンブリを備える。サンプル観察面は顕微鏡モジュールの画像キャプチャモジュールに対向する一側に位置する。サンプル観察面から凸レンズの最短距離は０．１ｍｍ〜３．０ｍｍの間である。発光アセンブリは光源を有し、且つ画像キャプチャモジュールと凸レンズの間に位置する。光源より放出された光線は凸レンズの入光面から入射し、且つ凸レンズの出光面からサンプル観察面に出射する。

上記目的を達成するために、本発明は、更に１つの顕微鏡装置を提供する。顕微鏡装置は画像キャプチャモジュールと顕微鏡モジュールを備える。顕微鏡モジュールは画像キャプチャモジュールに結合する。顕微鏡モジュールはハウジングと凸レンズ、及び発光アセンブリを備える。ハウジングは、サンプル観察面を有し、サンプル観察面はハウジングの画像キャプチャモジュールに対向する一側に位置する。凸レンズはハウジング内部に設置し、且つサンプル観察面から凸レンズの最短距離は０．１ｍｍ〜３．０ｍｍの間である。発光アセンブリは光源を有し、且つ画像キャプチャモジュールと凸レンズの間に位置する。光源より放出された光線は凸レンズの入光面から入射し、且つ凸レンズの出光面からサンプル観察面に出射する。

一実施例において、光源は少なくも１つの可視光光源、または少なくとも１つの非可視光光源を備える。

一実施例において、発光アセンブリはスイッチング素子と、少なくとも１つの可視光光源及び少なくとも１つの非可視光光源を備え、スイッチング素子は、可視光光源及び非可視光光源に接続することで、可視光光源と非可視光光源を切替える。

一実施例において、凸レンズは１つの翼部を有し、且つ翼部は凸レンズの周縁に位置する。

一実施例において、光源は凸レンズの周縁のうちの一部に位置する。

一実施例において、顕微鏡モジュールは接続素子を更に備え、接続素子はハウジングに設置することで、画像キャプチャモジュールに接続する。

一実施例において、接続素子は接着層とクリップ、またはピボット軸を備える。

一実施例において、接続素子はカバーを備え、カバーは画像キャプチャモジュールに結合する。

一実施例において、接続素子はねじ山、またはスナップユニットを備え、且つ螺合、または係合の方式によって、画像キャプチャモジュールに接続する。

一実施例において、顕微鏡モジュールは、バックライトユニットを更に備え、バックライトユニットはハウジングの画像キャプチャモジュールより遠く離れる一側に設置する。

一実施例において、バックライトユニットはサンプル収容部を有し、且つサンプル収容部はサンプル観察面に近い一側に位置する。

一実施例において、顕微鏡モジュールは、透光性基板を更に備え、透光性基板はハウジングの画像キャプチャモジュールより遠く離れる一側に設置し、サンプル観察面は透光性基板の外表面に位置する。

一実施例において、顕微鏡モジュールは、接着素子を更に備え、接着素子はハウジングのサンプル観察面を有する一側に設置する。

一実施例において、凸レンズは直径を有し、ハウジングのサンプル観察面に近い一側には出光孔が設置され、出光孔は孔径を有し、孔径と直径の比率は１〜１．５の間である。

一実施例において、顕微鏡装置は、画像キャプチャモジュールより得られた画像を外部に送信する無線通信モジュールを更に備える。

一実施例において、顕微鏡装置は、顕微鏡モジュールと画像キャプチャモジュールに結合する電気接続線を更に備える。

一実施例において、顕微鏡装置は、制御ウェーハを有する回路基板を更に備える。

一実施例において、顕微鏡装置は、接着素子を更に備え、接着素子はハウジングのサンプル観察面を有する一側に設置する。

上記より、本発明に基づいた顕微鏡モジュールと顕微鏡装置は、凸レンズと発光アセンブリの光源の光路の改良設計、すなわち、発光アセンブリの光源を画像キャプチャモジュールと凸レンズの間に設置することによって、光源より放出された光線は凸レンズの入光面から入射した後、凸レンズの出光面からサンプル観察面に出射させるようにしたサンプル観察のための光源を採用することで、顕微鏡の機能を達成できる。また、発光アセンブリの光源を画像キャプチャモジュールと凸レンズの間に設置することによって、顕微鏡モジュールと顕微鏡装置の体積を大幅に縮減し、携帯しやすくする目的を達することができる。

本発明の一実施例に係る顕微鏡モジュールと画像キャプチャモジュールを組み合わせて使用する場合の概略図である。 図１に示される顕微鏡モジュールの断面図である。 図２に示される顕微鏡モジュールによりサンプルを観察する際の断面図である。 図２に示される顕微鏡モジュールによりサンプルを観察する際のもう１つの断面図である。 図２に示される顕微鏡モジュールによりサンプルを観察する際のもう１つの断面図である。 図２に示される顕微鏡モジュールによりサンプルを観察する際の更にもう１つの断面図である。 接着素子の平面図である。 接着素子のもう１つの形態の平面図である。 接着素子の更にもう１つの形態の平面図である。 図２に示される顕微鏡モジュールの分解図である。 図４Ａに示される発光アセンブリのもう１つの実施態様を示す図である。 図４Ａに示される発光アセンブリのさらなる実施態様を示す図である。 図２に示される接続素子のもう１つの実施態様を示す図である。 図２に示される接続素子のもう１つの実施態様を示す図である。 図２に示される接続素子のさらなる実施態様を示す図である。 図２に示される接続素子のさらなる実施態様を示す図である。 本発明のもう１つの実施例の顕微鏡モジュールと画像キャプチャモジュールを組み合わせて使用する場合の概略図である。。 本発明のもう１つの実施例の顕微鏡モジュールと画像キャプチャモジュールを組み合わせて使用する場合の断面図である。 本発明の一実施例に係る顕微鏡装置の概略図である。 本発明のもう１つの実施例の顕微鏡モジュールともう１つの画像キャプチャモジュールを組み合わせて使用する場合の概略図である。

関連する図面を参照しながら、本発明の好ましい実施例に係る顕微鏡モジュールと顕微鏡装置を以下の通りに説明し、このうち同じ部材は同じ符号を付して説明する。

図１は本発明の一実施例に係る顕微鏡モジュールと画像キャプチャモジュールを組み合わせて使用する場合の概略図である。図２は図１に示される顕微鏡モジュールの断面図であり、且つ画像キャプチャモジュール２の相対的な位置を示している。図１と図２を同時に参照されたい。本実施例の顕微鏡モジュール１はハウジング１１と凸レンズ１２、及び発光アセンブリ１３とを備える。図１に示されるように、本実施例の顕微鏡モジュール１は画像キャプチャモジュール２と組み合わせて使用することができ、画像キャプチャモジュール２は、例えば、カメラ機能を有する移動通信装置、スマートフォン、タブレット、カメラ、ドライブレコーダー、ビデオカメラ、ノートパソコン、顕微鏡または着用可能な電子装置などの電子装置Ｅに設置することができ、本実施例は移動通信装置を例に説明する。即ち、本実施例の顕微鏡モジュール１は、直接、電子装置Ｅが有する画像キャプチャモジュール２に合わせて使用することができる。本実施例において、凸レンズ１２はハウジング１１の内部に設置し、ハウジング１１のうちの一側は電子装置Ｅに設置することができ、その設置方法は後に具体的に説明する。ハウジング１１のもう一側は、直接、サンプル上に置くか、またはサンプルをハウジング１１上に置くことができ、且つ画像キャプチャモジュール２によって結像させることにより、顕微鏡モジュール１によって拡大した後のサンプル画像を観察できる。尚、図を簡潔するために、図２に示される画像キャプチャモジュール２はブロック図で示す。本実施例は観察すべきサンプルを限定しない。サンプルは、例えば、皮革、宝石、ヒスイ、生物学的なサンプル、または皮膚であるが、これらに限定されない。

図３Ａから図３Ｃは図２に示される顕微鏡モジュールがサンプルにより観察する際の断面図である。特に、説明すべきことは、図３Ａから図３Ｃに示されるサンプルＳは、一般的に、観察すべきターゲットを指し、単一の生物サンプル、または生物サンプルとその他の素子（例えば、スライド、ステッカーなど）の結合である。例えば、サンプルＳは、単独に皮膚の生物サンプルであり、即ち、直接、顕微鏡モジュール１を生物体の皮膚に近づけて観察する。まず、図３Ａを参考されたい。本実施例のハウジング１１はサンプル観察面１１１を有し、このサンプル観察面１１１はハウジング１１の画像キャプチャモジュール２に対向する一側に位置する。特に、説明すべきことは、本実施例のサンプル観察面１１１は実体表面、または仮想表面である。実体表面である場合には、図３Ａに示されるように、サンプルＳとハウジング１１が互いに接触し、この時、サンプル観察面１１１は、ハウジング１１の画像キャプチャモジュール２に対向する前記一側の表面にある。また、図３Ｂを参考されたい。仮想表面である場合には、サンプルＳとハウジング１１の間にわずかな距離があり、この時、サンプル観察面１１１はサンプルＳの顕微鏡モジュール１に近い一側の表面である。また、一実施例において、図３Ｃに示すように、顕微鏡モジュール１は透光性基板１４を更に有し、透光性基板１４はハウジング１１の画像キャプチャモジュール２より遠く離れる一側に設置し、この時、サンプル観察面１１１は透光性基板１４の外表面に位置する。

図３Ｄは図２に示される顕微鏡モジュールによりサンプルを観察する際の更にもう１つの断面図である。図３Ｄを参照されたい。更に詳しく説明すると、顕微鏡モジュール１は更に、接着素子１７を有し、サンプルＳは接着素子１７に生物サンプルＳ'を粘着させることで構成したものであり、接着素子１７は接着面を有するシールである。図３Ｅに示す接着素子１７は、接着エリア１７１と非接着エリア１７２を有し、接着エリア１７１は生物サンプルＳ'を粘着するために用いられ、その後、透光性基板１４に付着させる。透光性基板１４は実験室で従来より使われているスライドガラスであるので、接着素子１７のサイズを従来のスライドガラスを超えさせないために、接着エリア１７１の直径は２．５ｃｍを超えないように設定される。非接着エリア１７２はユーザが接着素子１７をピックアップする部分であり、一実施例において、接着エリア１７１と非接着エリア１７２の間には切取り用カットライン（easy tearing line）Ｌを有し、ユーザが生物サンプルＳ'をパッケージ保存しなければならない時、非接着エリア１７２を接着素子１７からはがし取ることで、非接着エリア１７２が透光性基板１４のサイズを超えるのを避け、パッケージ保存を有利にすることができる。接着素子１７をサンプル観察面１１１の対向する一側に配置し、接着素子１７を非透明材料から構成することで、画像のコントラストを向上させ、ユーザがレンズを通して暗視野の効果を観測することができるようになるが、本発明はこれに限定されない。また、接着素子１７を透光性材料によって構成し、更に具体的に言うと、接着素子１７の透光率を、９０％より大きくし、この時、接着素子１７をサンプル観察面１１１と同一側に配置することもできる（図示されない）。続いて、図３Ｅ〜図３Ｇを参考されたい。図３Ｅ〜図３Ｇは接着素子の平面図である。接着素子１７は接着エリア１７１に対応するエリア（接着面、または非接着面）に観測をサポートするパターンＰが描かれ、ユーザが顕微鏡モジュール１を使用する時、生物サンプルＳ'をレンズの視野に入れるために、サンプルＳの移動調整が必要となる。しかしながら、顕微鏡モジュール１を通して観察するユーザは、生物サンプルＳ'とレンズ視野の間の相対位置を区別するのは容易でなく、この時、パターンＰは、ユーザに生物サンプルＳ'とレンズ視野の間の相対位置を迅速に見つけられるように支援することができる。例えば、図３Ｅにおいて、パターンＰは接着エリア１７１の縁に沿って設けられる環状パターンであり、仮に、ユーザがレンズ視野において、パターンＰを見た場合、現在のレンズ視野が接着エリア１７１の縁に位置していることが分かるため、反対方向にサンプルＳを移動、調整することができる。図３Ｆにおいて、パターンＰは十字パターンであり、接着エリア１７１の中心エリアに位置し、ユーザがレンズ視野において、パターンＰを見た場合、現在のレンズ視野が接着エリア１７１の中心に照準していることが分かる。また、顕微鏡モジュール１を通して観察するユーザは、観測された生物サンプルＳ'の実際の大きさを知りたくなるため、もう１つの実施例において、図３Ｇに示されるように、パターンＰはスケールであり、ユーザは、直接レンズ視野で生物サンプルＳ'のサイズを知ることができる。

本実施例の凸レンズ１２は両凸レンズの非球面レンズであり、そのうち、サンプル観察面１１１から凸レンズ１２までの表面の最短距離Ｄは０．１ ｍｍから３．０ ｍｍの間であり、好ましいのは０．３ ｍｍから２．０ ｍｍであり、より好ましい最短距離Ｄ（図３Ａ〜図３Ｄ参照）は０．５ｍｍから１．２ｍｍの間である。その場合、顕微鏡モジュール１の拡大倍率は１００から２００倍の間である。本実施例において、凸レンズ１２は翼部１２１を有し、且つ翼部１２１は凸レンズ１２の周縁に位置する。即ち、凸レンズ１２の中央部は、両面突起の非球面レンズであり、凸レンズ１２の周縁部分は、扁平の翼部１２１である。

また、本実施例の発光アセンブリ１３は光源１３１を有し、光源１３１は発光ダイオード、レーザダイオード、または蛍光灯などの光源である。本実施例において、光源１３１は画像キャプチャモジュール２と凸レンズ１２の間に位置する。具体的に言うと、本実施例の光源１３１はハウジング１１の内部に配置し、且つ光源１３１は凸レンズ１２の画像キャプチャモジュール２に近い一側に位置する。前記の配置関係によって、光源より放出された光線は凸レンズ１２の１つの入光面１２２から入射し、且つ凸レンズ１２の１つの出光面１２３からサンプル観察面１１１に出射する。これに対応するように、本実施例のハウジング１１は出光孔１１２と開口１１３を有する。出光孔１１２はサンプル観察面１１１に近い一側に位置し、開口１１３は画像キャプチャモジュール２に近づい一側に位置する。よって、光源１３１より放出された光線の全体的な光路は、凸レンズ１２の入光面１２２から入射し、且つ出光面１２３から出射した後、出光孔１１２を通じて、サンプル観察面１１１に射出する。次いで、光線はサンプル観察面１１１より反射された後、凸レンズ１２の出光面１２３から入射し、且つ入光面１２２から出射すると共に、開口１１３を通過した後、画像キャプチャモジュール２のレンズに入射する。画像キャプチャモジュール２のレンズは、このようにして顕微鏡モジュール１によって拡大後のサンプル画像を取得した後、画像キャプチャモジュール２において、画像処理プログラムを実行すると同時に、電子機器Ｅの表示ユニットによってサンプル画像、すなわち、顕微鏡モジュール１によって拡大された後のサンプル画像を表示することが可能であり、ユーザは、直接、電子機器Ｅにおいて、顕微鏡モジュール１によって拡大された後のサンプル画像を観察することができる。

図２に示すように、本実施例の凸レンズ１２は直径ｄ１を有し、詳しく言うと、両面凸状の非球面レンズの部分は直径ｄ１を有し、この直径ｄ１部分には前記の翼部１２１の範囲を含まない。出光孔１１２は孔径ｄ２を有し、孔径ｄ２と直径ｄ１の比率は１から１．５の間にあり、環境からの外光が凸レンズ１２に入るのを避け、更に環境からの外光がサンプル画像へもたらす影響を避けることができる。

より好ましいのは、本実施例の光源１３１はハウジング１１の内に設置すると同時に、光源１３１の設置位置は凸レンズ１２の翼部１２１に隣接し、翼部１２１は結像と無関係の部分であるため、本実施例では翼部１２１の長さを制限しない。翼部１２１は凸レンズ１２の周囲に設置されるため、光源１３１は凸レンズ１２の中央突起の周囲を囲んで設置される。前記の設置関係によって、光源１３１より放出された光線は翼部１２１から凸レンズ１２の内部に入射し拡散した後、凸レンズ１２の出光面１２３から焦点に集中し、そのうち、光源１３１の主な光軸と凸レンズ１２の光軸は異なるが、実質的には平行である。

本実施例において、光源１３１は可視光光源である以外に、非可視光光源であることもできる。そのうち、可視光光源は大部分のタイプのサンプルを観察する光源とすることができ、非可視光光源は、例えば、宝石鑑定に使用する赤外光源であり、または、ＵＶ光源である。ＵＶ光源は、例えば、紙幣鑑定に用いられたり、偽のラベルを識別するために使用することができる。また、本発明は光源１３１の数量を限定しない。図４Ａは図２に示される顕微鏡モジュールの分解図である。図４Ａに示すように、発光アセンブリ１３は複数の光源１３１を有し、前記の如く、これらの光源１３１は可視光光源、または非可視光光源である。図４Ｂは図４Ａに示される発光アセンブリのもう１つの実施態様を示す図であり、一実施例において、発光アセンブリ１３ａはスイッチング素子１３２ａを備え、且つ発光アセンブリ１３ａは可視光光源１３１ａ、または非可視光光源１３１ｂを同時に有する。本実施例において、スイッチング素子１３２ａは可視光光源１３１ａと非可視光光源１３１ｂとに接続することで、可視光光源１３１ａと非可視光光源１３１ｂを切替える。ユーザは本実施例の発光アセンブリ１３ａより組成された顕微鏡モジュール１を使用する時、観察すべきサンプルのタイプに基づいて、可視光光源１３１ａ、または非可視光光源１３１ｂを選択して使用することができる。

図４Ｃは図４Ａに示される発光アセンブリのさらなる実施態様を示す図である。図４Ａと図４Ｃを同時に参考されたい。本実施例において、発光アセンブリ１３ｃの光源１３１ｃは凸レンズ１２の周縁のうちの一部に集中設置される。即ち、光源１３１ｃは凸レンズ１２のうちの一側に集中設置することで、光源１３１ｃが片側設置の態様を示す。その他の実施例においては、図４Ｂに示すスイッチング素子１３２ａに合わせることができ、本実施例においては、スイッチング素子１３２ａを片側設置の光源１３１ｃを制御するスイッチとし、このスイッチング素子１３２ａによって片側のみが光る効果を達する。片側設置のスイッチ１３１ｃの採用によって、光線がサンプルを照らす時に影を落すことで、解像度を向上させることができる。

図１と図２に示すように、顕微鏡モジュール１は、ハウジング１１を備え、更に画像キャプチャモジュール２に接続する接続素子１５を備える。具体的に言えば、本実施例の接続素子１５は接着層であり、且つ好ましいのは、接着層は感圧性接着剤（pressure sensitive adhesive）であり、即ち、圧力に対して感度を有し、繰り返し粘着することができる接着剤である。顕微鏡モジュール１は接続素子（接着層）１５によって、電子装置Ｅに粘着すると同時に、開口１１３を画像キャプチャモジュール２のレンズ位置に対応させることで、顕微鏡モジュール１と画像キャプチャモジュール２を組み合わせて使用する。

図５Ａは図２に示される接続素子のもう１つの実施態様を示す図である。図５Ａに示すように、本実施例の接続素子１５ａはクリップであり、直接、電子装置Ｅを挟むことにより顕微鏡モジュール１を電子装置Ｅ上に取り付けると同時に、開口１１３を画像キャプチャモジュール２のレンズ位置に対応させる。具体的に言えば、本実施例の接続素子１５ａ（クリップ）は、グリップエンド１５１ａを有し、且つグリップエンド１５１ａと顕微鏡モジュール１のハウジング１１に相対応するねじ山を設けることで、顕微鏡モジュール１に接続素子１５ａを予め組み付けておくことができる。このように顕微鏡モジュール１に接続素子１５ａを組み付けた後、顕微鏡モジュール１と一緒にこの接続素子１５ａで電子装置Ｅを挟むようにする。この時、開口１１３は画像キャプチャモジュール２のレンズに対応するため、サンプルから反射された光線は出光孔１１２、凸レンズ１２、開口１１３を通った後、確実に画像キャプチャモジュール２に入射することができる（図２参照）。

図５Ｂは図２に示される接続素子のもう１つの実施態様を示す図である。図５Ｂに示すように、本実施例の接続素子１５ｂはピボット止めされたアーム部の構造である。具体的に言えば、接続素子１５ｂはアーム部１５１ｂとピボット１５２ｂを備え、アーム部１５１ｂの一端には顕微鏡モジュール１のハウジング１１を固定し、その場合、直接ハウジング１１に粘着するか、または螺合、或いは係合の方式によって接続することができるが、本発明はこれに限定されない。アーム部１５１ｂのもう一端はピボット１５２ｂであり、ピボット１５２ｂは電子装置Ｅの外殻に設置し、接続素子１５ｂによって、顕微鏡モジュール１を画像キャプチャモジュール２に対向する位置にもたらすようにアーム部１５１ｂを旋回可能なよう枢支する。ユーザは、アーム部１５１ｂを旋回させることで、顕微鏡モジュール１をピボット１５２ｂを軸心として、電子装置Ｅの外面に沿って左右に旋回、スライドさせることができる。接続素子１５ｂはピボット止めされたアーム部の自由端に顕微鏡モジュール１を取り付けた構造の設計であるため、顕微鏡モジュール１は常に電子装置Ｅの外殻上に設置しておくことができ、顕微鏡の機能を使用する必要がある時、アーム部１５１ｂを引くことによって、顕微鏡モジュール１の開口１１３を画像キャプチャモジュール２のレンズに対向させて使用することができる（図２を参照されたい）。

図５Ｃは図２に示される接続素子のさらなる実施態様を示す図である。図５Ｃに示すように、本実施例において、顕微鏡モジュール１の接続素子１５ｃはねじ山、またはスナップユニットであり、且つ螺合、または係合の方式で画像キャプチャモジュール２と接続する。本実施例の接続素子１５ｃはねじ山を例として説明する。本実施例において、ハウジング１１はねじ山である接続素子１５ｃを有し、且つ電子装置Ｅの外殻にも対応するねじ山を設けることにより、顕微鏡モジュール１を、直接、螺合、または係合の方式で画像キャプチャモジュール２と接続することができる。

図５Ｄは図２に示される接続素子のさらなる実施態様を示す図である。図５Ｄに示すように、本実施例において、顕微鏡モジュール１の接続素子１５ｄはカバー（cover）であり、電子装置Ｅを保護するために用いられるものである。このカバーから成る接続素子５ｄは、画像キャプチャモジュール２のレンズに対応する位置に中空部１５１ｄを有する。中空部１５１ｄの周縁には、図５Ｃの場合と同様に、ねじ山、またはスナップユニットを有することで、螺合、または係合の方式で顕微鏡モジュール１と接続することができる。ユーザは、まず、接続素子１５ｄ（カバー）を電子装置Ｅの外殻に設置した後、顕微鏡の機能を使用しなければならない時に、顕微鏡モジュール１を螺合、または係合の方式によって接続素子１５ｄ（カバー）に取り付けることができる。

図６は本発明のもう１つの実施例に係る顕微鏡モジュールと画像キャプチャモジュールを組み合わせて使用する場合の概略図である。図６を参照されたい。本実施例の顕微鏡モジュール１はバックライトユニット１６を更に備え、ハウジング１１が画像キャプチャモジュール２より遠く離れる一側に設置し、サンプルはハウジング１１とバックライトユニット１６の間に位置させる。本実施例においては、例えば、少なくとも一部分が透光性の宝石、またはヒスイなどの比較的に光透過性の高いサンプルに利用することができ、バックライトユニット１６のサポートによって、光線がサンプルを通った後に、凸レンズ１２に入射するのをサポートし、最後に画像キャプチャモジュール２によって受光される。より好ましいのは、バックライトユニット１６はサンプル収容部１６１を有し、且つサンプル収容部１６１をサンプル観察面１１１に近い一側（図３Ａ〜図３Ｃを参照されたい）に配置し、これにサンプルを収納するようにする。より好ましくは、本実施例のハウジング１１の外周縁に磁性部１１４を更に設け、且つバックライトユニット１６もこれに対応する磁性材料とすることで、ハウジング１１とバックライトユニット１６を互いに吸着、固定すると同時に、バックライトユニット１６の光源スイッチ１６２が押されることにより起動するようにすることができる。

図７は本発明のもう１つの実施例の顕微鏡モジュールと画像キャプチャモジュールを組み合わせて使用する場合の断面図である。図７を参照されたい。本実施例において、顕微鏡モジュール１ｅは、同様に、画像キャプチャモジュール２と組み合わせて使用する。本実施例の顕微鏡モジュール１ｅはサンプル観察面１１１ｅと凸レンズ１２ｅ、及び発光アセンブリ１３ｅを備える。好ましいのは、本実施例の顕微鏡モジュール１ｅは透光性材料のハウジング１１ｅを有し、且つハウジング１１ｅと凸レンズ１２ｅは、一体成型によって組成される。サンプル観察面１１１ｅは顕微鏡モジュール１ｅの画像キャプチャモジュール２ｅとは対向する一側に位置し、この場合のサンプル観察面１１１ｅの内容は前記実施例のサンプル観察面１１１と同様であり、実体表面、または仮想表面である。即ち、サンプル観察面１１１ｅは、ハウジング１１ｅの画像キャプチャモジュール２ｅに対向する一側の表面、またはサンプルＳの顕微鏡モジュール１ｅに近い一側の表面（図７に示す如く）であり、その詳細は、図３Ａから図３Ｃの説明を参照することができるため、ここでは繰り返して述べない。

サンプル観察面１１１ｅから凸レンズ１２ｅの最短距離Ｄは０．６ｍｍから３．０ｍｍの間である。発光アセンブリ１３ｅは光源１３１ｅを有し、且つ光源１３１ｅは画像キャプチャモジュール２ｅと凸レンズ１２ｅの間に位置する。光源１３１ｅより放出された光線は凸レンズ１２ｅの１つの入光面１２２ｅから入射し、且つ凸レンズ１２ｅの１つの出光面１２３ｅからサンプル観察面１１１ｅに出射し、且つサンプルＳに照射することができる。その他の作動は前記実施例を参考することができるので、ここでは繰り返して述べない。

前記実施例の顕微鏡モジュール１と電子装置Ｅを組立てた後、電子装置Ｅの画像キャプチャモジュール２に合わせて使用することによって、顕微鏡装置を形成し、顕微鏡の機能を達成することができる。一実施例において、顕微鏡モジュール１は、直接、画像キャプチャモジュール２と組み合わせることで、顕微鏡装置Ｍを形成する。図８は本発明の一実施例に係る顕微鏡装置の概略図である。図８を参照されたい。本実施例の顕微鏡装置Ｍは顕微鏡モジュール３と画像キャプチャモジュール４を備え、且つ画像キャプチャモジュール４と顕微鏡モジュール３は互いに結合され、本実施例において、顕微鏡装置Ｍは、顕微鏡モジュール３と画像キャプチャモジュール４を結合するために電気的接続線５を更に備える。顕微鏡モジュール３はハウジング３１と凸レンズ３２、及び発光アセンブリ３３を備える。本実施例において、凸レンズ３２と発光アセンブリ３３、及び画像キャプチャモジュール４は、いずれもハウジング３１の内部に設置され、これによりハウジング３１は顕微鏡装置Ｍの外殻となっている。もちろん、その他の実施例において、顕微鏡装置Ｍの内部に、顕微鏡モジュール３のハウジング３１を備えることで、画像キャプチャモジュール４をハウジング３１上に設置することもできるが、本発明はこれに限定されない。

同様に、ハウジング３１はサンプル観察面３１１を有し、そのサンプル観察面３１１の説明は前記実施例のサンプル観察面１１１を参照することができるため、ここでは繰り返して述べない。同様に、サンプル観察面３１１から凸レンズ３２までの最短距離Ｄは０．１ ｍｍから３．０ ｍｍの間であり、好ましいのは０．３ ｍｍから２．０ ｍｍであり、より好ましい最短距離Ｄは０．５ｍｍから１．２ｍｍの間である。

本実施例の発光アセンブリ３３は、前記と同様に、光源３３１を有し、且つ光源３３１は画像キャプチャモジュール４と凸レンズ３２の間に配置する。前記実施例と同様、光源３３１より放出された光線は凸レンズ３２の入光面から入射し、且つ凸レンズ３２の１つの出光面からサンプル観察面３１１に出射し、更に前記実施例と同様、サンプル観察面３１１から反射された光線は、凸レンズ３２を通った後、画像キャプチャモジュール４で受光される。好ましいのは、本実施例の顕微鏡装置Ｍは、無線通信モジュール６と回路基板７を更に備え、そのうち、回路基板７は制御チップ７１を有する。無線通信モジュール６の設置によって、画像キャプチャモジュール４から取得した画像を外部に送信するよう支援することができる。具体的に言えば、制御チップ７１が画像キャプチャモジュール４のレンズを制御し、拡大後のサンプル画像を取得させた後、この制御チップ７１によって画像処理プログラムを実行し、更に無線通信モジュール６を通して、拡大後のサンプル画像を外部、例えば、その他の電子装置の表示ユニットに送信することで、ユーザがその他の電子装置側で、顕微鏡モジュール３によって拡大された後のサンプル画像を観察することができる。その他の顕微鏡モジュール３と画像キャプチャモジュール４の詳細作動は、前記実施例を参照することができるため、ここでは繰り返さない。

図９は本発明のもう１つの実施例の顕微鏡モジュールともう１つの画像キャプチャモジュールを組み合わせて使用する場合の概略図である。図２と図９を同時に参照されたい。本実施例において、顕微鏡モジュール１は、同様に、ハウジング１１と凸レンズ１２、及び発光アセンブリ１３を備える。図９を参照されたい。画像キャプチャモジュール２ａは、ガラス２１と、凸レンズ２２と、感光素子２３と、アナログデジタル変換回路２４と、処理ユニット２５と、接続線２６、及び光源２７を備える。ガラス２１は平面ガラスであると同時に、画像キャプチャモジュール２ａ内部において、顕微鏡モジュール１の凸レンズ１２の入光面１２２に近い一側に設置され、画像キャプチャモジュール２ａ内部の素子を保護する。画像キャプチャモジュール２ａ中の凸レンズ２２はガラス２１に隣接しており、顕微鏡モジュール１の凸レンズ１２と異なる所は、凸レンズ２２は凸レンズ１２の周縁部分にある扁平の翼部１２１を有していないことである。感光素子２３は、凸レンズ２２を透過する光線を受けることで画像信号を形成する相補型金属酸化膜半導体（Complementary Metal Oxide Semiconductor, CMOS）、または電荷結合素子（Charge Coupled Device, CCD）である。感光素子２３とアナログデジタル変換回路２４、及び処理ユニット２５は、例えば、プリント回路基板に設置し、感光素子２３より検知した画像信号に対して信号処理を行う。接続線２６は、例えば、ＵＳＢケーブルであり、信号処理を行った後の画像信号を電子装置Ｅに送信する。また、接続線２６の外周面は、良好な伸縮性を有する調節可能な絶縁性のフレキシブルホースとして設計することができる。光源２７は発光ダイオード、レーザダイオード、または蛍光灯などの光源であり、画像キャプチャモジュール２ａの前端に置くことができる。

図２に示される画像キャプチャモジュール２と異なる所は、図９に示される画像キャプチャモジュール２ａは内視鏡（Endoscope）、またはヘビミラーの光学アセンブリである点であり、顕微鏡モジュール１のハウジング１１に設置した接続素子１５によって、顕微鏡モジュール１と画像キャプチャモジュール２ａを接続することで、画像キャプチャモジュール２ａと顕微鏡モジュール１を組み合わせることができる。また、顕微鏡モジュール１において、出光孔１１２に対向する反対側のハウジング１１の開口は磁性シート、係合素子、またはねじ山などを設置することができ、画像キャプチャモジュール２ａ側にはこれらに相対応する部材を設け、磁性吸引、係合、または螺合などの方式によって、顕微鏡モジュール１と組み合わせることができる。さらに、画像キャプチャモジュール２ａを、形状とサイズが顕微鏡モジュール１のハウジング１１の前記開口に対応した凸部を有する設計にすることができ、前記凸部は、直接、前記開口に嵌め入れ、または係合設置することで、画像キャプチャモジュール２ａと顕微鏡モジュール１を組み合わせて固定することができる。本実施例において、顕微鏡モジュール１はハウジング１１に設置した接続素子１５によって、画像キャプチャモジュール２ａと接続するものを例として説明する。具体的に言えば、本実施例の接続素子１５は接着層であり、且つ接着層は、前記と同様に、繰り返して粘着可能な感圧接着剤を使用することができる。顕微鏡モジュール１は、接続素子１５（接着層）によって、画像キャプチャモジュール２ａに粘着されると同時に、顕微鏡モジュール１の凸レンズ１２を画像キャプチャモジュール２ａの凸レンズ２２の位置に対応させることで、顕微鏡モジュール１と画像キャプチャモジュール２ａを組み合わせて使用する。また、画像キャプチャモジュール２ａと顕微鏡モジュール１を組み合わせた後、画像キャプチャモジュール２ａの光源２７が光線を放出することで、サンプルＳの輝度を向上させることができる。

本実施例のハウジング１１は、前記と同様に出光孔１１２を有する。よって、光源２７より放出された光線の全体的な光路は、凸レンズ１２の入光面１２２から入射し、且つ出光面１２３から出射した後、出光孔１１２を通じてサンプル観察面１１１に射出する。次いで、光線はサンプル観察面１１１から反射された後、凸レンズ１２の出光面１２３から入射し、且つ入光面１２２から出射すると共に、前記ガラス２１と凸レンズ２２を通過して感光素子２３に達することで、画像キャプチャモジュール２ａ内に入る光線をキャプチャし、画像信号を形成する。次に、アナログデジタル変換回路２４は画像信号を電子信号に変換し、処理ユニット２５において画像処理プログラムを用いて、拡大した画像の取得を実行し、更にこの拡大した画像を接続線２６からこれに接続された電子装置Ｅの表示ユニットに送信することで、拡大後のサンプル画像を表示する。これにより、ユーザは、一般的な内視鏡、またはヘビミラーを選択し、本発明の顕微鏡モジュール１と組み合わせて使用することにより、通常は観察し難いサンプル拡大画像を観察することができる。

上記をまとめると、本発明に基づいた顕微鏡モジュールと顕微鏡装置は、凸レンズと発光アセンブリの光源の光路の改良設計、すなわち、発光アセンブリの光源を画像キャプチャモジュールと凸レンズの間に設置することによって、光源より放出された光線は凸レンズの入光面から入射した後、凸レンズの出光面からサンプル観察面に出射させるようにしたサンプル観察のための光源を採用することで、顕微鏡の機能を達成できる。また、発光アセンブリの光源を画像キャプチャモジュールと凸レンズの間に設置することによって、顕微鏡モジュールと顕微鏡装置の体積を大幅に縮減し、携帯しやすくする目的を達することができる。

上記実施例は例示的なものであって、限定するためのものではない。本発明の技術的思想および範囲から逸脱することなく行われる等価の修正または変更は、いずれも別紙の特許請求の範囲に含まれる。

本発明は以上の如く構成したため、凸レンズと発光アセンブリの光源の光路の改良設計によって、顕微鏡モジュール及び顕微鏡装置の体積を大幅に減少させ、携帯し易い顕微鏡モジュール及び顕微鏡装置を提供し得るものである。

１、１ｅ、３ 顕微鏡モジュール
１１、１１ｅ、３１ ハウジング
１１１、１１１ｅ、３１１ サンプル観察面
１１２ 出光孔
１１３ 開口
１１４ 磁性部
１２、１２ｅ、３２ 凸レンズ
１２１ 翼部
１２２、１２２ｅ 入光面
１２３、１２３ｅ 出光面
１３、１３ａ、１３ｃ、１３ｅ、３３ 発光アセンブリ
１３１、１３１ｃ、１３１ｅ、３３１ 光源
１３２ａ スイッチング素子
１３１ａ 可視光光源
１３１ｂ 非可視光光源
１４ 透光性基板
１５、１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ：接続素子
１５１ａ グリップエンド
１５１ｂ アーム部
１５２ｂ ピボット
１５１ｄ 中空部
１６ バックライトユニット
１６１ サンプル収容部
１６２ 光源スイッチ
１７ 接着素子
１７１ 接着エリア
１７２ 非接着エリア
２、２ａ、２ｂ、２ｅ、４ 画像キャプチャモジュール
２１ ガラス
２２ 凸レンズ
２３ 感光素子
２４ アナログデジタル変換回路
２５ 処理ユニット
２６ 接続線
２７ 光源
５ 電気接続線
６ 無線通信モジュール
７ 回路基板
７１ 制御チップ
Ｄ 最短距離
ｄ１ 直径
ｄ２ 孔径
Ｅ 電子装置
Ｌ 切取り用カットライン
Ｍ 顕微鏡装置
Ｓ サンプル
Ｓ' 生物サンプル
Ｐ パターン

Claims (10)

1. 画像キャプチャモジュールに合わせて使用する顕微鏡モジュールであって、
   サンプル観察面を有するハウジングと、
   周縁に位置する扁平の翼部を有し、前記ハウジング内部に設置する凸レンズと、
   前記扁平の翼部に向けて設置された複数の光源を有し、前記画像キャプチャモジュールと前記凸レンズの間に位置する発光アセンブリと、を備え、
   前記サンプル観察面は前記ハウジングの前記画像キャプチャモジュールに対向する一側に位置し、
   前記サンプル観察面から前記凸レンズの最短距離は０．１ｍｍ〜３．０ｍｍの間であり、
   前記複数の光源より放出された光線はその一部が前記凸レンズ内を進み、集光されて当該凸レンズの出光面から前記サンプル観察面に向けて出射されることを特徴とする顕微鏡モジュール。
2. 前記光源は少なくも１つの可視光光源、または少なくとも１つの非可視光光源を備えることを特徴とする請求項１に記載の顕微鏡モジュール。
3. 接続素子を更に備え、前記接続素子は、前記ハウジングに設置することで、前記画像キャプチャモジュールに接続することを特徴とする請求項１に記載の顕微鏡モジュール。
4. バックライトユニットを更に備え、前記バックライトユニットは、前記ハウジングの前記画像キャプチャモジュールより遠く離れる一側に設置することを特徴とする請求項１に記載の顕微鏡モジュール。
5. 透光性基板を更に備え、前記透光性基板は、前記ハウジングの前記画像キャプチャモジュールより遠く離れる一側に設置し、前記サンプル観察面は前記透光性基板の外表面に位置することを特徴とする請求項１に記載の顕微鏡モジュール。
6. 接着素子を更に備え、前記接着素子は前記ハウジングのサンプル観察面を有する一側に設置することを特徴とする請求項１に記載の顕微鏡モジュール。
7. 前記凸レンズは直径を有し、前記ハウジングの前記サンプル観察面に近い一側には出光孔が設置され、前記出光孔は１つの孔径を有し、前記孔径と前記直径の比率は１〜１．５の間であることを特徴とする請求項１に記載の顕微鏡モジュール。
8. 画像キャプチャモジュールに合わせて使用する顕微鏡モジュールであって、
   前記顕微鏡モジュールの前記画像キャプチャモジュールに対向する一側に位置するサンプル観察面と、
   周縁に位置する扁平の翼部を有する凸レンズと、
   前記扁平の翼部に向けて設置された複数の光源を有し、前記画像キャプチャモジュールと前記凸レンズの間に位置する発光アセンブリと、を備え、
   前記サンプル観察面から前記凸レンズの最短距離は０．１ｍｍ〜３．０ｍｍの間であり、
   前記複数の光源より放出された光線はその一部が前記凸レンズ内を進み、集光されて当該凸レンズの出光面から前記サンプル観察面に向けて出射されることを特徴とする顕微鏡モジュール。
9. 画像キャプチャモジュールと、
   前記画像キャプチャモジュールに結合する請求項１〜８のいずれか１項に記載の顕微鏡モジュールと、を備えることを特徴とする顕微鏡装置。
10. 無線通信モジュールを更に備え、前記無線通信モジュールは、前記画像キャプチャモジュールより得られた画像を外部に送信することを特徴とする請求項９に記載の顕微鏡装置。

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