RU2559133C2

RU2559133C2 - Цифровой микроскоп

Info

Publication number: RU2559133C2
Application number: RU2012138165/28A
Authority: RU
Inventors: Йоити КАДЗИРО
Original assignee: Хирокс Ко., Лтд.
Priority date: 2010-05-10
Filing date: 2011-04-28
Publication date: 2015-08-10
Also published as: KR101822671B1; US9766444B2; US20130044202A1; EP2570840B1; EP2570840A4; EP2570840A1; WO2011142099A1; CN102754010B; CN102754010A; JP2011237574A; RU2012138165A; KR20130069540A; JP5501848B2

Abstract

Цифровой микроскоп (1) включает в себя полупрозрачное зеркало (13), которое обеспечивает светлопольное освещение, круговую линзу (16), которая обеспечивает темнопольное освещение, и механизм для изменения коэффициента смешения светлопольного освещения и темнопольного освещения в соответствии с управлением секции (26) управления. Механизм изменения коэффициента смешения включает в себя волоконно-оптический жгут (17) для направления света на полупрозрачное зеркало (13), волоконно-оптический жгут (18) для направления света на круговую линзу (16) и волоконно-оптический жгут (19), который направляет свет от источника света на волоконно-оптический жгут (17) и волоконно-оптический жгут (18). Сторона ввода света волоконно-оптического жгута (17) и сторона ввода света волоконно-оптического жгута (18) расположены смежно друг к другу в одном направлении. Сторона вывода света волоконно-оптического жгута (19) расположена напротив обеих сторон вывода света. Механизм смещает сторону вывода света волоконно-оптического жгута (19) в соответствии с объемом управления в секции (26) управления, в то же время сохраняя состояние, в котором сторона вывода света и обе стороны ввода света находятся напротив друг друга. Технический результат - повышение качества изображения. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 19 ил.

Description

Родственная заявка

По настоящей заявке испрашивается приоритет патентной заявки № 2010-108404, поданной 10 мая 2010 г. в Японии, которая во всей своей полноте включена в настоящий документ посредством ссылки.

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к цифровому микроскопу и, более конкретно, к цифровому микроскопу, который осуществляет съем изображения с использованием светлопольного освещения и темнопольного освещения.

Уровень техники

Традиционно, известен цифровой микроскоп, который осуществляет съем изображения образца с помощью светлопольного освещения или темнопольного освещения. При наблюдении в светлом поле, выполненном с помощью светлопольного освещения, свет, параллельный оптической системе увеличения, излучается на образец, и наблюдается отраженный свет. С другой стороны, при наблюдении в темном поле, выполненном с помощью темнопольного освещения, наблюдаются рассеянный свет и отраженный свет, генерированный светом, излучаемым под углом на образец.

Патентный документ 1 предлагает увеличительное устройство наблюдения, которое может выполнять как наблюдение в светлом поле, так и наблюдение в темном поле. Увеличительное устройство наблюдения, описанное в патентном документе 1, включает в себя волоконно-оптический кабель, включающий в себя первый волоконно-оптический жгут, соединенный с блоком отраженного освещения, и второй волоконно-оптический жгут, соединенный с блоком бокового освещения. Увеличительное устройство наблюдения переключает с помощью средства переключения, включенного в корпусный блок, когда свет от источника света направлен в первый волоконно-оптический жгут.

В патентном документе 1, когда свет не направлен в первый волоконно-оптический жгут, боковое освещение выполняется через второй волоконно-оптический жгут. Когда свет направлен в первый волоконно-оптический жгут, то выполняется как боковое освещение, так и отраженное освещение. В патентном документе 1, так как интенсивность отраженного освещения велика, а составная часть прямого отраженного света образца велика, отраженное освещение по существу выполняется путем направления света в первый волоконно-оптический жгут.

Список ссылок

Патентные документы

Патентный документ: публикация японского патента № 2009-128881.

Раскрытие изобретения

Цифровой микроскоп уровня техники, описанный выше, может выполнять одно из наблюдений в светлом поле или в темном поле путем переключения светлопольного освещения и темнопольного освещения. Иными словами, цифровой микроскоп может выполнять либо наблюдение в светлом поле, либо наблюдение в темном поле. С другой стороны, есть спрос на цифровой микроскоп, который может правильно отобразить микронеровности и тому подобное на поверхности образца.

Ввиду вышеизложенного уровня техники, целью настоящего изобретения является обеспечение цифрового микроскопа, который может более правильно отобразить образец.

Решение проблемы

Цифровой микроскоп в соответствии с настоящим изобретением включает в себя: секцию светлопольного освещения, которая обеспечивает светлопольное освещение на образец; секцию темнопольного освещения, которая обеспечивает темнопольное освещение на образец; секцию управления для назначения коэффициента смешения светлопольного света и темнопольного света; блок изменения коэффициента смешения, который изменяет коэффициент смешения светлопольного света и темнопольного света в соответствии с управлением секции управления; увеличительную оптическую систему, которая концентрирует свет, отраженный или рассеянный от образца; секцию датчика изображения, которая осуществляет фотоэлектрическое преобразование света, падающего через увеличительную оптическую систему, чтобы снять изображение образца; и секцию отображения, которая отображает изображение, снятое блоком датчика изображения. Блок изменения коэффициента смешения включает в себя: первый световой путь для подачи света в секцию светлопольного освещения; второй световой путь для подачи света в секцию темнопольного освещения и третий световой путь, чтобы направить свет от источника света на вход в первый путь света и второй путь света. Сторона вывода света первого светового пути света и сторона ввода света второго светового пути расположены смежно друг с другом таким образом, чтобы быть направленными в одну и ту же сторону. Сторона вывода третьего светового пути расположена напротив обеих сторон ввода света. Блок изменения коэффициента смешения перемещает сторону вывода света в соответствии с величиной управления в секции управления, в то же время поддерживая состояние, в котором сторона вывода света и обе стороны ввода света расположены напротив друг друга. В качестве путей света можно использовать оптическое волокно, волоконно-оптический жгут, акриловое волокно и тому подобное. Секция управления может быть круговой шкалой для управления величиной смещения выходной стороны света в соответствии с величиной вращения.

При конфигурации, в которой коэффициент смешения светлопольного света и темнопольного света может быть изменен в соответствии с работой секции управления таким образом, возможно правильно отобразить текстуру и тому подобное поверхности образца, которую труднее видеть только при светлопольном освещении или темнопольном освещении. Так как внешний вид образца меняется постепенно в соответствии с работой, то информация может быть получена также и из самого изменения. Дополнительно, при простой конфигурации для смещения выходной стороны света с одновременным сохранением состояния, в котором сторона вывода света третьего пути для передачи света от источника света расположена напротив входных сторон света первого пути света и второго пути света, возможно настроить в соответствии со смещением стороны вывода света, величину света, который падает на первый световой путь и второй световой путь.

В цифровом микроскопе в соответствии с настоящим изобретением первый световой путь или второй световой путь могут быть выполнены в виде волоконно-оптического жгута, полученного путем скручивания множества оптических волокон. Множество оптических волокон может быть вплетено между стороной ввода света и стороной вывода света пути света. При конфигурации, при которой вплетено множество оптических волокон, возможно установить положения соответственных оптических волокон на стороне вывода света отличными от положений стороны ввода света тех же оптических волокон. Следовательно, даже если свет падает на множество оптических волокон, находящихся в части участка (например, левой половине участка) стороны ввода света, то, так как оптические волокна, на которые падает свет, распределены по всему волоконно-оптическому жгуту на стороне вывода света, возможно испускать свет из всей стороны вывода света.

В цифровом микроскопе в соответствии с настоящим изобретением диаметр стороны ввода света первого светового пути может быть меньше, чем диаметр стороны ввода света второго светового света. При такой конфигурации возможно сократить величину света, подаваемого в блок светлопольного освещения, и надлежащим образом отобразить изображение, используя наилучшим образом составную часть отраженного света или рассеянного света темнопольного света.

Цифровой микроскоп в соответствии с настоящим изобретением может включать в себя: множество линз объектива, монтированных на вращающейся детали; круговые линзы, соответственно прикрепленные ко множеству линз объектива; и множество четвертых световых путей для подачи света на соответственные круговые линзы. Входные стороны света соответственных четвертых световых путей могут быть расположены под одинаковым углом вокруг центра вращения вращающейся детали. Входные стороны четвертых световых путей и выходные стороны вторых световых путей могут быть выполнены так, что они располагаются напротив друг друга при вращении вращающейся детали. При такой конфигурации, даже когда вращающуюся деталь поворачивают, чтобы сменить линзу объектива, возможно подавать темнопольный свет на круговые линзы. Конфигурация для изменения коэффициента смешения светлопольного освещения и темнопольного освещения может быть применена к цифровому микроскопу, включающему в себя также вращающуюся деталь.

Цифровой микроскоп в соответствии с настоящим изобретением может включать в себя: блок обнаружения линзы объектива, который обнаруживает, какая из линз объектива из множества линз объектива используется; и блок излучения света, который освещает цветом, соответствующим обнаруженной линзе объектива. При такой конфигурации возможно легко понять, какая линза объектива используется в текущий момент.

Цифровой микроскоп в соответствии с настоящим изобретением может включать в себя: блок обнаружения линзы объектива, который обнаруживает, какая из линз объектива из множества линз объектива используется; и блок арифметической обработки, который преобразует на основании увеличения, осуществляемого обнаруженной линзой объектива, и увеличения, осуществляемого увеличительной оптической системой, расстояние на изображении, отображаемом в блоке отображения, в актуальное расстояние. При такой конфигурации, даже когда линзу объектива поменяли, возможно легко вычислить фактическое расстояние между двумя точками, отраженными на изображении. Увеличение увеличительной оптической системы может быть обнаружено с помощью общеизвестного способа.

Цифровой микроскоп в соответствии с другим аспектом настоящего изобретения включает в себя: секцию светлопольного освещения, которая обеспечивает светлопольный свет на образец; секцию темнопольного освещения, которая обеспечивает темнопольный свет на образец; секцию управления для назначения коэффициента смешения светлопольного света и темнопольного света; блок изменения коэффициента смешения, который изменяет коэффициент смешения светлопольного света и темнопольного света в соответствии с работой секции управления; увеличительную оптическую систему, которая концентрирует свет, отраженный или рассеянный от образца; секцию датчика изображения, которая фотоэлектрическим способом преобразует свет, падающий через увеличительную оптическую систему, чтобы снять изображение образца; и секцию отображения, которая отображает изображение, снятое блоком датчика изображения.

При конфигурации, когда коэффициент смешения светлопольного света и темнопольного света может быть изменен в соответствии с управлением секции управления, таким образом возможно надлежащим образом отобразить текстуру и тому подобное поверхности образца, которую труднее увидеть только при светлопольном освещении либо при темнопольном освещении. Так как внешний вид образца постепенно изменяется в соответствии с управлением, информация может быть получена также из самого изменения.

Преимущественные эффекты настоящего изобретения

Настоящее изобретение обладает таким эффектом, что возможно надлежащим образом отобразить текстуру и тому подобное поверхности образца, которые увидеть труднее только при светлопольном освещении либо при темнопольном освещении.

Как описано ниже, другие аспекты присутствуют в настоящем изобретении. Следовательно, раскрытие настоящего изобретения направлено на обеспечение части настоящего изобретения и не направлено на ограничение объема изобретения, описанного и заявленного в настоящем документе.

Краткое описание чертежей

Фиг. 1 является диаграммой общей конфигурации цифрового микроскопа в соответствии с первым вариантом осуществления изобретения.

Фиг. 2 является диаграммой, схематически изображающей конфигурацию устройства съема изображения.

Фиг. 3 является увеличенным видом, изображающим конфигурацию линзы объектива.

Фиг. 4 является увеличенным видом, показывающим конфигурацию секции управления.

Фиг. 5А является видом в разрезе, показывающим пример положения выходной стороны волоконно-оптического жгута во время светлопольного освещения.

Фиг. 5В является видом в разрезе, показывающим пример положения выходной стороны волоконно-оптического жгута во время темнопольного освещения.

Фиг. 5С является видом в разрезе, показывающим пример положения выходной стороны волоконно-оптического жгута во время смешанного светлопольного освещения и темнопольного освещения.

Фиг. 6А является диаграммой, показывающей пример положения выходной стороны волоконно-оптического жгута во время светлопольного освещения.

Фиг. 6В является диаграммой, показывающей пример положения выходной стороны волоконно-оптического жгута во время темнопольного освещения.

Фиг. 6С является диаграммой, показывающей пример положения конца вывода волоконно-оптического жгута во время смешанного светлопольного освещения и темнопольного освещения.

Фиг. 7А является диаграммой, изображающей пример изображения, сфотографированного только в светлопольном свете.

Фиг. 7В является диаграммой, изображающей пример изображения, сфотографированного в смешанном светлопольном и темнопольном свете.

Фиг. 7С является диаграммой, изображающей пример изображения, сфотографированного в смешанном светлопольном и темнопольном свете.

Фиг. 7D является диаграммой, изображающей пример изображения, сфотографированного в смешанном светлопольном и темнопольном свете.

Фиг. 7Е является диаграммой, изображающей пример изображения, сфотографированного в смешанном светлопольном и темнопольном свете.

Фиг. 7F является диаграммой, изображающей пример изображения, сфотографированного только в темнопольном свете.

Фиг. 8 является видом в перспективе, показывающим часть устройства увеличения изображения, включающего в себя вращающуюся деталь.

Фиг. 9 является видом в перспективе, показывающим верхнюю поверхность вращающейся детали.

Фиг. 10 является увеличенным видом, показывающим другую конфигурацию секции управления.

Осуществление изобретения

Настоящее изобретение объяснено более подробно ниже. Варианты осуществления изобретения, объясненные ниже, являются только примерами настоящего изобретения. Настоящее изобретение может быть модифицировано различными способами. Следовательно, конкретные компоненты и функции, раскрытые ниже, не ограничивают объем изобретения.

Цифровые микроскопы в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения объяснены ниже.

Фиг. 1 является диаграммой, изображающей общую конфигурацию цифрового микроскопа 1 в соответствии с первым вариантом осуществления. Цифровой микроскоп 1 включает в себя устройство 10 съема изображения, которое снимает изображение образца, и главный блок 40, который выполняет обработку, управление и тому подобное увеличенного изображения. Устройство 10 съема изображения и главный блок 40 соединены с помощью волоконно-оптического жгута 19 и кабеля 20 данных. В этом варианте осуществления объясняется форма, в которой устройство 10 съема изображения и главный блок 40 разделены. Однако в цифровом микроскопе 1 устройство 10 съема изображения и главный блок 40 могут быть интегрированы. Функция обработки снятого изображения и монитор отображения изображения могут быть включены в устройство 10 съема изображения.

Волоконно-оптический жгут 19 доставляет на устройство 10 съема изображения свет от источника света, включенный в главный блок 40. Волоконно-оптический жгут 19 эквивалентен «третьему световому пути» настоящего изобретения. Кабель 20 данных передает главному блоку 40 данные изображения, снятые устройством 10 съема изображения, и данные, указывающие кратковременное увеличение и положение предметного столика 11. На Фиг. 1 показан один кабель 20 данных. Однако кабель для передачи данных изображения, кабель для передачи данных кратковременного увеличения и кабель для передачи данных, указывающих положение предметного столика 11, могут быть соответственно обеспечены.

Фиг. 2 является диаграммой, схематически изображающей конфигурацию устройства 10 съема изображения. Устройство 10 съема изображения в основном включает в себя конфигурацию, такую же, как конфигурация оптического микроскопа. Устройство 10 съема изображения включает в себя предметный столик 11, на который помещается образец, и устройство 15 датчика изображения, которое снимает изображение образца, помещенного на предметный столик 11. Линза 12 объектива, полупрозрачное зеркало и оптическая система 14 увеличения установлены на оптической оси, соединяющей предметный столик 11 и устройство 15 датчика изображения (далее указываемая как «оптическая ось А съема изображения»).

Полупрозрачное зеркало 13 отражает свет, падающий от вертикального направления к оптической оси А съема изображения. Отраженный свет излучается на предметный столик 11 в качестве светлопольного света. Полупрозрачное зеркало 13 эквивалентно «секции светлопольного освещения», которая обеспечивает светлопольный свет на предметный столик 11. Полупрозрачное зеркало 13 передает свет, отраженный или рассеянный образцом на предметном столике 11 и распространяющийся к устройству 15 датчика изображения.

Круговая линза 16 прикреплена к линзе 12 объектива. Оптическое волокно соединено с круговой линзой 16. Свет подается к круговой линзе 16 через оптическое волокно. Круговая линза 16 подает темнопольный свет на предметный столик 11 со стороны. Непоказанная круговая призма прикреплена к круговой линзе 16. Через призму свет от круговой линзы 16 направляется на образец, помещенный на предметный столик 11. Круговая линза 16 эквивалентна «секции темнопольного освещения».

Волоконно-оптический жгут 19, который соединяет главный блок 40 и устройство 10 съема изображения, разделен в устройстве 10 съема изображения. Возле стороны вывода света волоконно-оптического жгута 19 два волоконно-оптических жгута 17 и 18 расположены смежно друг к другу таким образом, чтобы быть направленными в одном и том же направлении. Сторона вывода света волоконно-оптического жгута и стороны ввода света волоконно-оптических жгутов 17 и 18 расположены напротив друг друга. Свет, излучаемый волоконно-оптическим жгутом 19, попадает в волоконно-оптические жгуты 17 и 18. Один из двух волоконно-оптических жгутов 17 и 18 является волоконно-оптическим жгутом 17 для подачи света на полупрозрачное зеркало 13. Волоконно-оптический жгут 17 является эквивалентным «первому световому пути». Оптическая система 21 излучения, включающая в себя множество линз и зеркало, расположена на выходной стороне света из волоконно-оптического жгута 17. Свет, излучаемый из волоконно-оптического жгута, падает на полупрозрачное зеркало 13 через оптическую систему 21 излучения. Другой волоконно-оптический жгут 18 является оптическим волокном для обеспечения света на круговую линзу 16. Волоконно-оптический жгут 18 проходит до линзы 12 объектива, к которой прикреплена круговая линза 16. Волоконно-оптический жгут 18 является эквивалентным «второму световому пути». В этом варианте осуществления поясняется пример, в котором первый световой путь задается волоконно-оптическим жгутом 17. Однако первый световой путь может устанавливаться акриловым волокном.

Диаметр волоконно-оптического жгута 17 является меньшим, чем диаметр волоконно-оптического жгута 18 и волоконно-оптического жгута 19. Диаметр волоконно-оптического жгута 17 установлен малым с целью подавить количество света светлопольного освещения таким образом, чтобы компонент отраженного света или рассеянного света темнопольного света надлежащим образом отражался на изображении во время смешанного светлопольного и темнопольного освещения. В этом варианте осуществления диаметр волоконно-оптического жгута 17 равен 3 мм, диаметр волоконно-оптического жгута 18 и волоконно-оптического жгута 19 равен 6 мм. Эти числовые значения являются примерами. Диаметры соответствующих волоконно-оптических жгутов 17-19 не ограничены указанными числовыми значениями. Диаметр волоконно-оптического жгута 17 предпочтительно равен 2-4 мм и еще более предпочтительно равен 2-3 мм. Диаметр волоконно-оптических жгутов 18 и 19 предпочтительно равен 6-7 мм.

Фиг. 3 является увеличенным видом, изображающим конфигурацию линзы 12 объектива. Линза 12 объектива включает в себя крепежное приспособление 23b цилиндрической линзы, которое удерживает множество линз 23а и корпус 24, который покрывает крепежное приспособление 23b линзы. Корпус 24 включает в себя верхний корпус 24а и нижний корпус 24b. Круговая линза 16 установлена внутри нижнего корпуса 24b. Другими словами, круговая линза 16 расположена в пространстве между нижним корпусом 24b и крепежным приспособлением 23b линзы. Волоконно-оптический жгут 25 вводится в полую часть верхнего корпуса 24а через прилегающее к нему отверстие 24с. Сторона ввода света волоконно-оптического жгута 25 расположена напротив стороны вывода света волоконно-оптического жгута 18. Волоконно-оптический жгут 25 разделен на части и соединен с круговой линзой 16 через пространство между крепежным приспособлением 23b линзы и корпусом 24. На Фиг. 3 показаны четыре оптических волокна. Однако может быть использован волоконно-оптический жгут 25, включающий в себя большее количество оптических волокон.

Волоконно-оптический жгут 19 удерживается крепежным приспособлением 22 (см. Фиг. 2). Крепежное приспособление 22 плавно смещается в соответствии с управлением секции 26 управления (см. Фиг. 1). Направление плавного смещения является направлением по прямой линии, которая соединяет центр входной стороны света волоконно-оптического жгута 17 и центр входной стороны света волоконно-оптического жгута 18 в плоскости, которая удерживает состояние, в котором сторона вывода света волоконно-оптического жгута 19 и стороны ввода света волоконно-оптического жгута 17 и волоконно-оптического жгута 18 расположены напротив друг друга. При такой конфигурации коэффициент смешения светлопольного света и темнопольного света может быть изменен путем изменения количества света, которое поступает из волоконно-оптического жгута 19 в волоконно-оптический жгут 17 и волоконно-оптический жгут 18. Величина смещения волоконно-оптического жгута 19 зависит от степени управления секции 26 управления, обеспеченной в устройстве 10 съема изображения. В этом варианте осуществления секция 26 управления является секцией 26 управления типа круговой шкалы, как показано на Фиг. 1.

Фиг. 4 является увеличенным видом, показывающим конфигурацию секции 26 управления. Секция 26 управления включает в себя круговую шкалу 27, регулируемую пользователем, базовую секцию 28, шарнирно удерживающую круговую шкалу 27, крышку 29 круговой шкалы 27, секцию 30 приведения в действие, включающую в себя отверстие 30а, в которое вставлено крепежное приспособление 22, и плоскую секцию 31, которая вращается вокруг выпуклой части 28а, сформированной в базовой секции 28. Выпуклая часть 31b, сформированная в плоской секции 31, вставлена в отверстие 27b, сформированное в круговой шкале 27. Эллиптическая секция 30b, присутствующая в верхней части секции 30 приведения в действие, вставляется в отверстие 29а, сформированное в нижней части крышки 29.

С конфигурацией, объясненной выше, когда круговая шкала 27 вращается, плоская секция 31 вращается вокруг вогнутой части 31а. Следовательно, секция 30 приведения в действие сдвигается на кромку отверстия 31с плоской секции 31, чтобы двигаться в прямом и обратном направлении на бумажной поверхности детали. Крепежное приспособление 22, вставленное в секцию 30 приведения в действие, также двигается в соответствии с движением секции 30 приведения в движение.

Фиг. 5А-5С являются видами в разрезе, показывающими пример положений, где располагается сторона вывода волоконно-оптического жгута 19, когда меняется коэффициент смешения светлопольного света и темнопольного света. Фиг. 6А-6С являются диаграммами, показывающими пример положений выходной стороны волоконно-оптического жгута 19. Фиг. 5А и 6А показывают пример положения выходной стороны волоконно-оптического жгута 19 во время светлопольного освещения. Фиг. 5В и 6В показывают пример положения выходной стороны волоконно-оптического жгута 19 во время темнопольного освещения. Фиг. 5С и 6С показывают пример положения выходной стороны волоконно-оптического жгута 19 во время смешанного светлопольного освещения и темнопольного освещения. Во время светлопольного освещения, как показано на Фиг. 5А и 6А, сторона вывода волоконно-оптического жгута 19 находится на стороне волоконно-оптического жгута 17. Волоконно-оптический жгут 19 подает свет только в волоконно-оптический жгут 17. Напротив, во время темнопольного освещения, как показано на Фиг. 5В и 6В, сторона вывода волоконно-оптического жгута 19 находится на стороне волоконно-оптического жгута 18. Волоконно-оптический жгут 19 обеспечивает свет только на волоконно-оптический жгут 18. Во время смешанного светлопольного и темнопольного освещения, как показано на Фиг. 5С и 6С, сторона вывода волоконно-оптического жгута 19 находится в положении, охватывающем и волоконно-оптический жгут 17, и волоконно-оптический жгут 18. Волоконно-оптический жгут 19 обеспечивает свет и волоконно-оптическому жгуту 17, и волоконно-оптическому жгуту 18.

Волоконно-оптический жгут 17 и волоконно-оптический жгут 18 выполнены с возможностью сплетения множества оптических волокон между сторонами ввода света и сторонами вывода света. При конфигурации, в которой сплетены множество оптических волокон, положения соответствующих оптических волокон на сторонах вывода света отличаются от положений тех же самых оптических волокон на сторонах света. Более конкретно, положения соответствующих оптических волокон в поперечных сечениях волоконно-оптических жгутов расположены произвольным образом в сторонах ввода света и сторонах вывода света. Следовательно, как показано на Фиг. 6С, даже если свет падает на множество оптических волокон, присутствующих в части областей сторон ввода света оптических волокон 17 и 18, поскольку оптические волокна, на которые падает свет, распределяются по всем волоконно-оптическим жгутам на сторонах вывода света, то свет может испускаться из всех сторон вывода света.

Следовательно, когда испускаемый свет излучается на образец через полупрозрачное зеркало 13 или круговую линзу 16, является возможным осуществлять облучение светом со всех направлений. Возможно предотвратить затенение из-за попадания света на часть областей волоконно-оптических жгутов 17 и 18.

Положение волоконно-оптического жгута 19 постепенно смещается от состояния, показанного на Фиг. 6А, к состоянию, показанному на Фиг. 6В, чтобы понемногу увеличивать количество темнопольного света. Это делает возможным обзор состояния поверхности образца, которое постепенно меняется.

Далее поясняется главный блок 40. Главный блок 40 включает в себя интерфейс связи, который принимает данные изображения от элемента 10 съема изображения, секцию управления, которая выполняет корректировку и управление принятым изображением, монитор 41, который отображает данные изображения, и секцию 42 управления, которая принимает управление от пользователя. Секция управления обладает функцией обработки принятых данных изображения для формирования трехмерного изображения, регулировки контраста и коррекции контуров изображения. Секция управления обладает функцией вычисления расстояния между двумя точками, когда две точки, расстояние между которыми подлежит измерению, заданы в секции 42 управления. Кроме того, главный блок 40 может выполнять различные виды обработки изображения. Цифровой микроскоп 1 в соответствии с первым вариантом осуществления раскрыт выше.

Цифровой микроскоп 1 в соответствии с первым вариантом существления может изменять коэффициент смешивания светлопольного освещения и темнопольного освещения в соответствии с управлением в секции 26 управления. Следовательно, возможно надлежащим образом отобразить текстуру и тому подобное поверхности образца, которую более сложно увидеть со светлопольным или темнопольным освещением. Фиг. 7А-7F являются диаграммами, изображающими примеры изображений, полученных путем съема изображения поверхности множества ячеек солнечной батареи путем цифрового микроскопа 1 в соответствии с настоящим вариантом осуществления. Фиг. 7А является изображением только светлопольного света. Фиг. 7F является изображением только темнопольного света. Фиг. 7B-7E являются изображениями, полученными путем постепенного изменения коэффициента смешения от светлопольного к темнопольному. Вид (характеристика) той же самой поверхности образца таким образом меняется при изменении коэффициента смешения. В этом примере изображение, показываемое на Фиг. 7D, ясно отражает неровность поверхности примера.

Цифровой микроскоп 1 в соответствии с первым вариантом осуществления может наблюдать в соответствии с управлением состояние, в котором вид образца постепенно меняется, как показано на Фиг. 7А-7F. Следовательно, информация может быть также получена из этого изменения.

Цифровой микроскоп 1 в соответствии с первым вариантом осуществления может менять коэффициент смешения светлопольного света и темнопольного света с помощью простой конфигурации, в которой сторона вывода волоконно-оптического жгута 19 и стороны ввода волоконно-оптического жгута 17 и волоконно-оптического жгута 18 установлены напротив друг друга и сторона вывода волоконно-оптического жгута 19 плавно смещается. Например, в увеличительном устройстве наблюдения, описанном в патентном документе 1, описанном выше, волоконно-оптический кабель, включающий в себя первый волоконно-оптический жгут и второй волоконно-оптический жгут, необходим для того, чтобы переключать светлопольное освещение и темнопольное освещение. Однако стоимость таких разделенных жгутов очень велика. В настоящем варианте осуществления, поскольку могут быть использованы нормальные волоконно-оптические жгуты, возможно уменьшить затраты на производство.

(Второй вариант осуществления)

Далее описывается цифровой микроскоп в соответствии со вторым вариантом осуществления. Базовая конфигурация цифрового микроскопа в соответствии со вторым вариантом осуществления является такой же, как и цифровой микроскоп 1 в соответствии с первым вариантом осуществления. Цифровой микроскоп в соответствии со вторым вариантом осуществления включает в себя множество линз 12 объектива, установленных на вращающейся детали 32. Возможно легко изменить степень увеличения путем вращения вращающейся детали 32 для изменения линзы 12 объектива.

Фиг. 8 является видом в перспективе, показывающим часть устройства съема изображения, включающего в себя вращающуюся деталь 32. На Фиг. 8 показан пример, в котором три линзы 12 объектива установлены на вращающейся детали 32. Однако количество линз 12 объектива, установленных на вращающейся детали 32, может быть равным четырем или более или может быть равным двум. Возможно менять линзу 12 объектива, используемую для наблюдения, путем вращения вращающейся детали 32.

Фиг. 9 является видом в перспективе, показывающим верхнюю поверхность вращающейся детали. На верхней поверхности вращающейся детали 32 отверстия 34 для открытия стороны ввода света волоконно-оптического жгута 25 (см. Фиг. 3) для обеспечения света на круговую линзу 16 сформированы рядом с отверстиями 33, через которые проходит оптическая ось А съема изображения. Множество волоконно-оптических жгутов, стороны ввода света которых открыты через соответствующие отверстия 34, являются эквивалентными «множеству четвертых световых путей». Отверстия 34 сформированы на равных промежутках (промежуток в 120 градусов) вокруг центра вращения О вращающейся детали 32. Следовательно, когда вращающаяся деталь 32 вращается для изменения линзы 12 объектива независимо от того, какая из линз 12 объектива используется, отверстие 34 располагается в положении, противоположном стороне вывода света волоконно-оптического жгута 18. Следовательно, даже при вращении вращающейся детали 32 для изменения линзы 12 объектива возможно обеспечить поставку темнопольного света на круговую линзу 16 и выполнить наблюдение путем смешанного света из светлопольного света и темнопольного света.

На верхней поверхности вращающейся детали 32 обеспечены идентификаторы 35 для указания линз 12 объектива в положениях, симметричных соответствующим линзам 12 объектива относительно центра вращения. Оптическое устройство 37 считывания, которое считывает идентификаторы 35, встроено в секцию 36 крышки, которая покрывает верхнюю сторону вращающейся детали 32. Возможно указывать линзу 12 объектива, используемую для наблюдения, путем считывания идентификаторов 35 с помощью оптического устройства 37 считывания. Идентификаторы 35 и оптическое устройство 37 считывания эквивалентны «блоку обнаружения линзы объектива». Оптическое устройство считывания передает данные о считанных идентификаторах главному блоку 40. Следовательно, главный блок 40 может указывать линзу 12 объектива, используемую для наблюдения.

Главный блок 40 может отображать, например, информацию для указания используемой линзы 12 объектива путем приема данных для указания линз 12 объектива. Как и информация для указания линз 12 объектива, информация, относящаяся к увеличениям линз 12 объектива, может быть отображена или набор цветов, устанавливаемых заранее в соответствии с линзами 12 объектива, может быть отображен. Путем отображения линз 12 объектива в цвете возможно интуитивное понимание, какая из линз 12 объектива используется.

Главный блок 40 может получать общее увеличение устройства 10 съема изображения путем приема информации относительно кратковременного увеличения от оптической системы 14 увеличения и информации относительно увеличений линз 12 объектива. Следовательно, возможно преобразовать расстояние между двумя точками на изображении в фактическую дистанцию. Другими словами, в цифровом микроскопе, включающем в себя множество линз объектива, возможно осуществление ACS (автоматической калибровочной системы). Подробности ACS описаны в публикации японского патента № 2008-233201.

Цифровой микроскоп в соответствии с настоящим изобретением объясняется в подробностях выше со ссылкой на варианты осуществления. Однако настоящее изобретение не ограничено вышеуказанными вариантами осуществления. В вариантах осуществления секция 26 управления типа круговой шкалы объясняется в качестве примера секции управления для указания коэффициента смешивания светлопольного света и темнопольного света. Однако секция управления не всегда должна быть типа круговой шкалы.

Фиг. 10 является увеличенным видом, показывающим другую конфигурацию секции 50 управления движкового типа. Секция 50 управления движкового типа включает в себя секцию 51 движка, управляемого пользователем, секцию 52 основы, которая подвижным образом поддерживает движок, и крышку 53 секции 51 движка. Крепежное приспособление 22, которое удерживает волоконно-оптический жгут 19, вставляется в отверстие 51а, сформированное в секции 51 движка. Секция 51 движка перемещается вперед и назад на бумажной поверхности чертежа, где также скользит крепежное приспособление 22.

Во втором варианте осуществления, описанном выше, объясняется пример, в котором идентификаторы 35 и оптическое устройство 37 считывания используются для того, чтобы указывать линзу 12 объектива. Однако средство указания линзы 12 объектива не ограничено вышеописанным средством. Например, угол поворота вращающейся детали 32 может быть обнаружен с использованием кругового кодировщика или потенциометра и линза 12 объектива может быть идентифицирована из угла поворота.

В устройстве 10 съема изображения, объясненном в вариантах осуществления, описанных выше, фильтр для улучшения резкости и контраста может быть вставлен на оптический путь для обеспечения темнопольного света. Например, фильтр может быть вставлен между волоконно-оптическим жгутом 18 и волоконно-оптическим жгутом 25 или под круговой линзой 16 (между круговой линзой 16 и предметным столиком 11). Следовательно, может быть получено изображение, в котором улучшены резкость и контраст.

В устройстве 10 съема изображения, раскрытом в вариантах воплощения, направление, в котором излучается светлопольный свет и темнопольный свет, может управляться для отображения тени образца. Например, часть света, излучаемого от круговой линзы 16, может быть отрезана путем обеспечения подвижного фильтра для отрезания света в нижней части круговой линзы 16. Путем сдвига фильтра возможно изменить направление, в котором темнопольный свет излучается на образец, и получить изображение, затененное светом с различных углов.

Предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения, возможные на настоящем этапе, разъяснены выше. Однако различные модификации возможны для вариантов осуществления изобретения. Предполагается, что прилагаемая формула изобретения включает в себя все такие модификации, находящиеся в рамках объема и диапазона настоящего изобретения.

Промышленная применимость

Как описано выше, настоящее изобретение обладает таким эффектом, что возможно правильно отобразить текстуру и тому подобное поверхности образца, которая видна менее хорошо только при светлопольном освещении либо при темнопольном освещении. Настоящее изобретение полезно в качестве цифрового микроскопа.

Список ссылочных позиций

1 цифровой микроскоп

10 устройство съема изображения

11 предметный столик

12 линзы объектива

13 полупрозрачное зеркало

14 оптическая система увеличения

15 устройство датчика изображения

16 круговая линза

17-19 волоконно-оптические жгуты

20 кабель данных

21 оптическая система излучения

22 крепежное приспособление

23а линзы

23b крепежное приспособление линзы

24 корпус

25 волоконно-оптический жгут

26 секция управления

32 вращающаяся деталь

40 главный блок

41 монитор

42 секция управления

Claims

1. Цифровой микроскоп, содержащий:
светлопольную секцию освещения, которая обеспечивает светлопольный свет на образец;
темнопольную секцию освещения, которая обеспечивает темнопольный свет на образец;
секцию управления для назначения коэффициента смешения светлопольного света и темнопольного света;
блок изменения коэффициента смешения, который изменяет коэффициент смешения светлопольного света и темнопольного света в соответствии с управлением секции управления;
оптическую систему увеличения, которая концентрирует свет, отраженный или рассеянный на образце;
секцию датчика изображения, которая фотоэлектрически преобразует свет, который проходит через оптическую систему увеличения для съема изображения образца; и
секцию отображения, которая отображает изображение, снятое секцией датчика изображения, причем
блок изменения коэффициента смешения включает в себя:
первый световой путь для обеспечения света на светлопольную секцию освещения;
второй световой путь для обеспечения света на темнопольную секцию освещения; и
третий световой путь для направления света от источника света на первый световой путь и второй световой путь, при этом
сторона ввода света первого светового пути и сторона ввода света второго светового пути установлены смежно друг к другу таким образом, чтобы быть направленными в одном направлении, сторона вывода света третьего светового пути установлена напротив обеих сторон ввода света, и блок изменения коэффициента смешения смещает сторону вывода света в соответствии с объемом управления в секции управления, в то же время сохраняя состояние, в котором сторона вывода света и обе стороны ввода света находятся напротив друг друга.

2. Цифровой микроскоп по п. 1, в котором первый световой путь или второй световой путь конфигурируется волоконно-оптическим жгутом путем связывания множества оптических волокон и множество оптических волокон сплетены между стороной ввода света и стороной вывода света светового пути.

3. Цифровой микроскоп по п. 1, в котором диаметр стороны ввода света первого светового пути является меньше, чем диаметр стороны ввода света второго светового пути.

4. Цифровой микроскоп по п. 1, в котором секция управления является круговой шкалой для управления величиной смещения стороны вывода света в соответствии с величиной вращения.

5. Цифровой микроскоп по п. 1, содержащий:
множество линз объектива, установленных на вращающейся детали;
круговые линзы, соответственно прикрепленные к множеству линз объектива; и
множество четвертых световых путей для обеспечения света на соответствующие круговые линзы, причем
стороны ввода света соответствующих четвертых световых путей установлены под равными углами вокруг центра вращения вращающейся детали, и стороны ввода четвертых световых путей и сторона вывода второго светового пути находятся напротив друг друга, когда вращающаяся деталь вращается.

6. Цифровой микроскоп по п. 5, содержащий:
блок обнаружения линзы объектива, который обнаруживает, какая линза объектива из множества линз объектива используется; и
блок излучения света, который освещает цветом, соответствующим обнаруженной линзе объектива.

7. Цифровой микроскоп по п. 5, содержащий:
блок обнаружения линзы объектива, который обнаруживает, какая линза объектива из множества линз объектива используется; и
секцию арифметической обработки, которая преобразует на основании увеличения обнаруженной линзы объектива и увеличения оптической системы увеличения расстояние на отображаемом изображении на секции отображения в фактическую дистанцию.

8. Цифровой микроскоп, содержащий:
светлопольную секцию освещения, которая обеспечивает светлопольный свет на образец;
темнопольную секцию освещения, которая обеспечивает темнопольный свет на образец;
секцию управления для назначения коэффициента смешения светлопольного света и темнопольного света;
блок изменения коэффициента смешения, который изменяет коэффициент смешения светлопольного света и темнопольного света в соответствии с управлением секции управления;
оптическую систему увеличения, которая концентрирует свет, отраженный или рассеянный на образце;
секцию датчика изображения, которая фотоэлектрически преобразует свет, который проходит через оптическую систему увеличения, для съема изображения образца; и
секцию отображения, которая отображает изображение, снятое секцией датчика изображения.