JP2001255470A - 超微小空隙から内部を観察するための装置 - Google Patents
超微小空隙から内部を観察するための装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【技術課題】 超微小間隙内の物体を観察する装置を提
供する。 【解決手段】 対物レンズ３０の前方１２〜１７ｍｍの
位置に直径が０．３〜０．７ｍｍの入射瞳Ｐがくるよう
にレンズ系を設計すると共にこの入射瞳Ｐの位置に、対
物レンズ３０の前方にＶ字状に形成された反射ミラー取
付部材８、保持枠１２により反射ミラー１５を位置さ
せ、この反射ミラー１５を超微小間隙内に挿入して例え
ば１Ｃチップ５０の半田付５２部分を観察する。
供する。 【解決手段】 対物レンズ３０の前方１２〜１７ｍｍの
位置に直径が０．３〜０．７ｍｍの入射瞳Ｐがくるよう
にレンズ系を設計すると共にこの入射瞳Ｐの位置に、対
物レンズ３０の前方にＶ字状に形成された反射ミラー取
付部材８、保持枠１２により反射ミラー１５を位置さ
せ、この反射ミラー１５を超微小間隙内に挿入して例え
ば１Ｃチップ５０の半田付５２部分を観察する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、プリント基盤に半
田付けられた１Ｃの半田付け状況等を超小型近接撮影装
置等を用いて観察するための装置であって、超微小間隙
内の物体を観察することに併せて、超微小間隙内に反射
ミラーを差し込んで角度を変えながら物体を観察するこ
とが出来る装置に関するものである。
田付けられた１Ｃの半田付け状況等を超小型近接撮影装
置等を用いて観察するための装置であって、超微小間隙
内の物体を観察することに併せて、超微小間隙内に反射
ミラーを差し込んで角度を変えながら物体を観察するこ
とが出来る装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】プリント基盤上に取り付けられた１Ｃの
半田付け状況等を超小型近接撮影装置等を用いて観察す
る装置としてはドイツ国特許ＤＥ１９８４７９１３Ａ１
が公知である。この公知例は、接眼レンズユニット
（３）、対物レンズヘッド（２）、該対物レンズヘッド
（２）によって撮影された画像を接眼レンズユニット
（３）に伝送するための画像伝送ユニット（４）、およ
び検査すべき半田付け継手（２１）を照明するための照
明装置（１５、１６）を有する、とりわけプリント基板
（１９）の表面に配置された電気部品、あるいは電子部
品（２０）とプリント基板（１９）との間にある、とり
わけ覆い隠された半田付け継手（２１）を光学的に検査
するための装置において、その際に該対物レンズヘッド
（２）は、画像を偏向させるための装置（９）を有し、
該装置は、対物レンズヘッド（２）のアキシアル方向に
おいて外側の端部に至るまで延伸していて、そしてその
際に該照明装置（１５、１６）は、対物レンズヘッド
（２）からの照明装置の光の出口角度が基本的に画像偏
向装置（９）の偏向角度と等しく、かつ該光の出口箇所
が画像偏向装置（９）のそばの対物レンズヘッド（２）
のアキシアル方向において外側の端部の範囲に配置され
ているように対物レンズヘッド（２）に配置した構成で
ある。
半田付け状況等を超小型近接撮影装置等を用いて観察す
る装置としてはドイツ国特許ＤＥ１９８４７９１３Ａ１
が公知である。この公知例は、接眼レンズユニット
（３）、対物レンズヘッド（２）、該対物レンズヘッド
（２）によって撮影された画像を接眼レンズユニット
（３）に伝送するための画像伝送ユニット（４）、およ
び検査すべき半田付け継手（２１）を照明するための照
明装置（１５、１６）を有する、とりわけプリント基板
（１９）の表面に配置された電気部品、あるいは電子部
品（２０）とプリント基板（１９）との間にある、とり
わけ覆い隠された半田付け継手（２１）を光学的に検査
するための装置において、その際に該対物レンズヘッド
（２）は、画像を偏向させるための装置（９）を有し、
該装置は、対物レンズヘッド（２）のアキシアル方向に
おいて外側の端部に至るまで延伸していて、そしてその
際に該照明装置（１５、１６）は、対物レンズヘッド
（２）からの照明装置の光の出口角度が基本的に画像偏
向装置（９）の偏向角度と等しく、かつ該光の出口箇所
が画像偏向装置（９）のそばの対物レンズヘッド（２）
のアキシアル方向において外側の端部の範囲に配置され
ているように対物レンズヘッド（２）に配置した構成で
ある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記構成の観
察装置の場合、対物レンズヘッド（２）を１Ｃの半田付
に近接させて観察する方式を利用しているため、プリン
ト基盤において１Ｃが独立し、周囲に何もない場合には
ヘッド２を近接させて観察することは可能であるが、プ
リント基盤上において他の１Ｃあるいはその他の電子部
品が近接して取り付けられている場合（通常はこの例が
ほとんどである）、ヘッド（２）を部品間であって、数
ｍｍの隙間に差し込むことができない。このような場合
は、隙間から少しヘッド２を離し、斜め方向から半田付
状況を観察する以外に方法がないため、１Ｃについて、
その半田付け状況の全体を観察することができず、観察
が不十分になるという問題がある。
察装置の場合、対物レンズヘッド（２）を１Ｃの半田付
に近接させて観察する方式を利用しているため、プリン
ト基盤において１Ｃが独立し、周囲に何もない場合には
ヘッド２を近接させて観察することは可能であるが、プ
リント基盤上において他の１Ｃあるいはその他の電子部
品が近接して取り付けられている場合（通常はこの例が
ほとんどである）、ヘッド（２）を部品間であって、数
ｍｍの隙間に差し込むことができない。このような場合
は、隙間から少しヘッド２を離し、斜め方向から半田付
状況を観察する以外に方法がないため、１Ｃについて、
その半田付け状況の全体を観察することができず、観察
が不十分になるという問題がある。
【０００４】また、この公知例においては、照明装置に
ついても触れているが、この照明装置は、光の出口箇所
が画像偏向装置（９）のそばの対物レンズヘッド（２）
のアキシアル方向において外側の端部の範囲に配置され
ているため、ヘッド（２）部分は更に大型になってしま
うという欠点がある。
ついても触れているが、この照明装置は、光の出口箇所
が画像偏向装置（９）のそばの対物レンズヘッド（２）
のアキシアル方向において外側の端部の範囲に配置され
ているため、ヘッド（２）部分は更に大型になってしま
うという欠点がある。
【０００５】また、この公知例には、観察物体の背後か
ら照明するための反射光ヘッド（２３）が開示されてい
るが、この背後からの照明で観察物体の輪部（シルエッ
ト）を観察する場合、輪部の内部（陰）に位置する物体
については観察ができない。
ら照明するための反射光ヘッド（２３）が開示されてい
るが、この背後からの照明で観察物体の輪部（シルエッ
ト）を観察する場合、輪部の内部（陰）に位置する物体
については観察ができない。
【０００６】また、この公知例においては、観察物体に
対応してヘッド（２）を交換したい場合、或いは損傷し
たりした場合に、簡単に別なもの、あるいは新しいもの
に交換できるようにはなっていない。
対応してヘッド（２）を交換したい場合、或いは損傷し
たりした場合に、簡単に別なもの、あるいは新しいもの
に交換できるようにはなっていない。
【０００７】また、この公知例においては、偏光プリズ
ム（９）、あるいは偏光ミラーを用いて水平方向から観
察できるようにしているが、この偏光プリズム（９）、
あるいは偏光ミラーを組み立てるときに、微小なミスに
より組み立て精度が悪いと、偏光に狂いが生じ、この微
調整が必要になることから、組み立てには高度な技術と
豊かな技術経験が求められる。
ム（９）、あるいは偏光ミラーを用いて水平方向から観
察できるようにしているが、この偏光プリズム（９）、
あるいは偏光ミラーを組み立てるときに、微小なミスに
より組み立て精度が悪いと、偏光に狂いが生じ、この微
調整が必要になることから、組み立てには高度な技術と
豊かな技術経験が求められる。
【０００８】本発明は、斯る点に鑑みて提案されるもの
であって、その目的の第一は、超微小間隙内の物体を観
察できる装置を提供することである。更に、第二の目的
は、超微小な間隙（部品間）に差し込んで超微小間隙内
の物体を観察できる装置を提供することである。
であって、その目的の第一は、超微小間隙内の物体を観
察できる装置を提供することである。更に、第二の目的
は、超微小な間隙（部品間）に差し込んで超微小間隙内
の物体を観察できる装置を提供することである。
【０００９】更に、第三の目的は、反射ミラーのサイズ
の交換、あるいは損傷した際には反射ミラーの部分だけ
を新品に交換できるようにすることである。更に、第四
の目的は、照明を多角的にとり入れて物体をくまなく観
察できるようにすることである。
の交換、あるいは損傷した際には反射ミラーの部分だけ
を新品に交換できるようにすることである。更に、第四
の目的は、照明を多角的にとり入れて物体をくまなく観
察できるようにすることである。
【００１０】更に、第五の目的は、反射ミラーの組み立
て精度にある程度の許容を持たせることにより、豊富な
技術的経験がなくても簡単に組み立てができるようにす
ることである。
て精度にある程度の許容を持たせることにより、豊富な
技術的経験がなくても簡単に組み立てができるようにす
ることである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記第一乃至第五の目的
を達成する本発明の構成は次のとおりである。
を達成する本発明の構成は次のとおりである。
【００１２】請求項１に記載の発明においては、超微小
空隙から内部を観察するための装置において、対物レン
ズの正面側において、この対物レンズの中心を跨ぐよう
にして左右から偏平形状の反射ミラー取付部材を突設す
ると共にこの反射ミラー取付部材の先端に反射ミラーを
取り付けて成る、ことを特徴とするものである。この構
成により、狭い間隙内に反射ミラーを挿入しての観察が
可能である。
空隙から内部を観察するための装置において、対物レン
ズの正面側において、この対物レンズの中心を跨ぐよう
にして左右から偏平形状の反射ミラー取付部材を突設す
ると共にこの反射ミラー取付部材の先端に反射ミラーを
取り付けて成る、ことを特徴とするものである。この構
成により、狭い間隙内に反射ミラーを挿入しての観察が
可能である。
【００１３】更に、請求項２に記載の発明においては、
請求項１に記載の発明において、反射ミラー取付部材を
Ｖ字状に形成して成る、ことを特徴とするものである。
この構成により、狭い間隙内に反射ミラーを挿入しての
観察が可能になる。
請求項１に記載の発明において、反射ミラー取付部材を
Ｖ字状に形成して成る、ことを特徴とするものである。
この構成により、狭い間隙内に反射ミラーを挿入しての
観察が可能になる。
【００１４】更に、請求項３に記載の発明においては、
請求項２に記載の発明において、反射ミラー取付部材を
中途で上下にニ分割して反射ミラー側の保持枠を着脱自
在に構成して成る、ことを特徴とするものである。この
構成により、反射ミラーが損傷した場合、或いは間隙に
対応して反射ミラーの変換を行うことが可能である。
請求項２に記載の発明において、反射ミラー取付部材を
中途で上下にニ分割して反射ミラー側の保持枠を着脱自
在に構成して成る、ことを特徴とするものである。この
構成により、反射ミラーが損傷した場合、或いは間隙に
対応して反射ミラーの変換を行うことが可能である。
【００１５】更に、請求項４に記載の発明においては、
請求項１〜３項の何れか一つの項に該当する発明におい
て、光源から延長された光ファイバーの出光端を反射ミ
ラーに臨ませることにより、この反射ミラーを経由して
被観察物体を照明することができるように構成して成
る、ことを特徴とするものである。この構成により、照
明系を簡素化することができる。
請求項１〜３項の何れか一つの項に該当する発明におい
て、光源から延長された光ファイバーの出光端を反射ミ
ラーに臨ませることにより、この反射ミラーを経由して
被観察物体を照明することができるように構成して成
る、ことを特徴とするものである。この構成により、照
明系を簡素化することができる。
【００１６】更に、請求項５に記載の発明においては、
請求項１〜４項の何れか一つの項に該当する発明におい
て、観察装置のレンズ系は、対物レンズ群と、この対物
レンズ群の後方に配置された内部レンズ群と、内部レン
ズ群の後方に配置されたリレーレンズ群とから成り、更
に、前記内部レンズ群とリレーレンズ群との間には、光
軸を中心として回転することができると共に前記光軸か
らの半径が異なる位置に窓を明けた反射ミラー角度補正
装置が組み込まれていることを特徴とする、ことを特徴
とするものである。この構成により、入射瞳の位置調整
と、反射ミラーの角度補正が可能になる。
請求項１〜４項の何れか一つの項に該当する発明におい
て、観察装置のレンズ系は、対物レンズ群と、この対物
レンズ群の後方に配置された内部レンズ群と、内部レン
ズ群の後方に配置されたリレーレンズ群とから成り、更
に、前記内部レンズ群とリレーレンズ群との間には、光
軸を中心として回転することができると共に前記光軸か
らの半径が異なる位置に窓を明けた反射ミラー角度補正
装置が組み込まれていることを特徴とする、ことを特徴
とするものである。この構成により、入射瞳の位置調整
と、反射ミラーの角度補正が可能になる。
【００１７】更に、請求項６に記載の発明においては、
請求項５に記載の発明において、入射瞳の位置を対物レ
ンズの前面から１２〜１７ｍｍの範囲に設定し、且つ入
射瞳の直径が０．３〜０．７ｍｍとなるように設定して
成る、ことを特徴とするものである。この構成により、
観察ヘッド部分の小型化が可能になる。
請求項５に記載の発明において、入射瞳の位置を対物レ
ンズの前面から１２〜１７ｍｍの範囲に設定し、且つ入
射瞳の直径が０．３〜０．７ｍｍとなるように設定して
成る、ことを特徴とするものである。この構成により、
観察ヘッド部分の小型化が可能になる。
【００１８】更に、請求項７に記載の発明においては、
請求項１〜６項の何れか一つの項に該当する発明におい
て、照明用光ファイバーをその先端において一定の長さ
でバラし、超微小間隙内にこのバラした光ファイバーの
先端側を挿入することにより、超微小間隙内部に突深く
光ファイバーの出光端を差し込んで出光させることによ
り、超微小間隙内の被観察物体に十分な照明光が行き届
き、観察が可能なように構成して成る、ことを特徴とす
るものである。
請求項１〜６項の何れか一つの項に該当する発明におい
て、照明用光ファイバーをその先端において一定の長さ
でバラし、超微小間隙内にこのバラした光ファイバーの
先端側を挿入することにより、超微小間隙内部に突深く
光ファイバーの出光端を差し込んで出光させることによ
り、超微小間隙内の被観察物体に十分な照明光が行き届
き、観察が可能なように構成して成る、ことを特徴とす
るものである。
【００１９】更に、請求項８に記載の発明においては、
請求項７に記載の発明において、照明用光ファイバーの
先端を手で超微小間隙内に自由に差し込んで照明位置を
設定できるように構成して成る、ことを特徴とするもの
である。この構成により、照明の自由度を増すことが可
能になる。
請求項７に記載の発明において、照明用光ファイバーの
先端を手で超微小間隙内に自由に差し込んで照明位置を
設定できるように構成して成る、ことを特徴とするもの
である。この構成により、照明の自由度を増すことが可
能になる。
【００２０】更に、請求項９に記載の発明においては、
請求項１〜８に記載の何れか一つの項に該当する発明に
おいて、反射ミラーを入射瞳の位置又はこの近傍に配置
して成る、ことを特徴とするものである。この構成によ
り、観察ヘッドの小型化が可能である。
請求項１〜８に記載の何れか一つの項に該当する発明に
おいて、反射ミラーを入射瞳の位置又はこの近傍に配置
して成る、ことを特徴とするものである。この構成によ
り、観察ヘッドの小型化が可能である。
【００２１】更に、請求項１０に記載の発明において
は、請求項１〜４及び請求項６、９の何れか一つの項に
該当する発明において、光ファイバーの出光端を観察物
体の周囲において、自由に位置変更できるように構成し
て成る、ことを特徴とするものである。この構成によ
り、照明を観察物体に対して適格に照射することが可能
である。
は、請求項１〜４及び請求項６、９の何れか一つの項に
該当する発明において、光ファイバーの出光端を観察物
体の周囲において、自由に位置変更できるように構成し
て成る、ことを特徴とするものである。この構成によ
り、照明を観察物体に対して適格に照射することが可能
である。
【００２２】
【作用】反射ミラー取付部材には、観察物体に合わせた
大きさの反射ミラーを取り付けてこの反射ミラー部分を
観察対象物体である例えばプリント基盤上の１Ｃの周囲
に臨ませることにより、反射ミラーを半田付部分に対向
させる。
大きさの反射ミラーを取り付けてこの反射ミラー部分を
観察対象物体である例えばプリント基盤上の１Ｃの周囲
に臨ませることにより、反射ミラーを半田付部分に対向
させる。
【００２３】照明光は、光源からは光ファイバー束を経
由して二岐に別れて反射ミラー取付部材内の光ファイバ
ーを経由し、更に反射ミラー保持枠を経由して出光端か
ら反射ミラーに照射し、この光は反射ミラーで９０°方
向を変えて半田付部分を照明する。
由して二岐に別れて反射ミラー取付部材内の光ファイバ
ーを経由し、更に反射ミラー保持枠を経由して出光端か
ら反射ミラーに照射し、この光は反射ミラーで９０°方
向を変えて半田付部分を照明する。
【００２４】このようにして照明された半田付部分の影
像は、反射ミラーで９０°屈析してレンズ系の光軸に入
り、対象レンズ群から鏡筒内の内部レンズ群及びリレー
レンズ群を経由して結像し、この結像は超小型近接撮影
装置により撮影されて例えばモニター画面に撮し出され
るものである。
像は、反射ミラーで９０°屈析してレンズ系の光軸に入
り、対象レンズ群から鏡筒内の内部レンズ群及びリレー
レンズ群を経由して結像し、この結像は超小型近接撮影
装置により撮影されて例えばモニター画面に撮し出され
るものである。
【００２５】なお、照明光は、反射ミラーで反射させ
ず、光ファイバーの出光端（照明ヘッド）を観察物体の
周囲において任意の位置に設定し、自由な角度、方向か
ら照明光を照射するようにしてもよい。
ず、光ファイバーの出光端（照明ヘッド）を観察物体の
周囲において任意の位置に設定し、自由な角度、方向か
ら照明光を照射するようにしてもよい。
【００２６】この観察において、半田付部分を角度を変
えて観察したい場合、あるいは反射ミラーの角度が合わ
ない場合には、光学系内に組み込まれた反射ミラー角度
補正装置を駆動して光軸からの半径位置の異なる補正窓
を任意に選択し、入射光を規制して調整する。
えて観察したい場合、あるいは反射ミラーの角度が合わ
ない場合には、光学系内に組み込まれた反射ミラー角度
補正装置を駆動して光軸からの半径位置の異なる補正窓
を任意に選択し、入射光を規制して調整する。
【００２７】反射ミラー保持枠は、反射ミラー取付部材
から取り外し可能となっている場合には、観察対象物体
に応じて反射ミラーの大きさ、ミラー角度等が違うもの
を選択して使用が可能であると共に損傷した場合にはス
ペアと交換して使用することができる。
から取り外し可能となっている場合には、観察対象物体
に応じて反射ミラーの大きさ、ミラー角度等が違うもの
を選択して使用が可能であると共に損傷した場合にはス
ペアと交換して使用することができる。
【００２８】１Ｃの半田付部分において、内部が複雑
で、照明光が十分に照射しない場合には、照明装置とし
て、光ファイバー束の出光端をバラしたものを超微小間
隙から内部に差し込むと、光ファイバーは１本１本にバ
ラされているため、微小な間隙を通って内部まで入り込
み、周囲を照明する。この結果、この光ファイバーの出
光端をバラした照明装置を用いることにより、通常の照
明手段では観察できなかった内部を観察することができ
る。
で、照明光が十分に照射しない場合には、照明装置とし
て、光ファイバー束の出光端をバラしたものを超微小間
隙から内部に差し込むと、光ファイバーは１本１本にバ
ラされているため、微小な間隙を通って内部まで入り込
み、周囲を照明する。この結果、この光ファイバーの出
光端をバラした照明装置を用いることにより、通常の照
明手段では観察できなかった内部を観察することができ
る。
【００２９】
【発明の実施の形態】本発明は、プリント基盤に取り付
けられた１Ｃの半田付け部分等を観察する際に用いられ
る観察装置であって、特に超微小間隙と云われる１．５
ｍｍ以下の間隙から内部を観察する場合に有効である。
観察方向は直角方向あるいは斜め方向から行うことが原
則であるが、ミラーを取り外し、正面側から観察するこ
ともできる。
けられた１Ｃの半田付け部分等を観察する際に用いられ
る観察装置であって、特に超微小間隙と云われる１．５
ｍｍ以下の間隙から内部を観察する場合に有効である。
観察方向は直角方向あるいは斜め方向から行うことが原
則であるが、ミラーを取り外し、正面側から観察するこ
ともできる。
【００３０】レンズの光学系の設計においては、観察対
象物を超微小間隙内の観察を前提にするため、対物レン
ズの前方において７〜１７ｍｍの範囲に入射瞳を位置さ
せ、更に、この入射瞳の直径は０．３〜０．７ｍｍが観
察対象物体の多様性に合致させるために有効である。入
射瞳の位置を７ｍｍ以下に設定すると、反射ミラーの取
り付けに制約が多くなり、１７ｍｍ以上にすると大型化
するのと、実用的に不便となる。但し、この不便さは、
観察物体の形状、大きさにもよるので、５〜３２ｍｍの
範囲は、本発明の技術的な範囲内である。反射ミラー
は、入射瞳の位置で最小とすることができるが、多少前
後に位置させてもよい。
象物を超微小間隙内の観察を前提にするため、対物レン
ズの前方において７〜１７ｍｍの範囲に入射瞳を位置さ
せ、更に、この入射瞳の直径は０．３〜０．７ｍｍが観
察対象物体の多様性に合致させるために有効である。入
射瞳の位置を７ｍｍ以下に設定すると、反射ミラーの取
り付けに制約が多くなり、１７ｍｍ以上にすると大型化
するのと、実用的に不便となる。但し、この不便さは、
観察物体の形状、大きさにもよるので、５〜３２ｍｍの
範囲は、本発明の技術的な範囲内である。反射ミラー
は、入射瞳の位置で最小とすることができるが、多少前
後に位置させてもよい。
【００３１】そして、レンズの光学系をこのように設計
することによって、超微小間隙内部の観察を鮮明な画像
で行うことができると共に、特に、入射瞳の直径を実用
的に０．３ｍｍ以上、０．７ｍｍ以下に設定することに
より、反射ミラーを小型化できる。このことは、例えば
チップ等が取り付けられた微少間隙内に反射ミラーを挿
入して横又は斜め方向から半田付等の状況を観察するこ
とを可能にするものであり、本願発明の最大の特徴点で
もある。但し、この数値は、実用的に許される場合に
は、０．２〜２ｍｍまでは本発明の技術的範囲内であ
る。
することによって、超微小間隙内部の観察を鮮明な画像
で行うことができると共に、特に、入射瞳の直径を実用
的に０．３ｍｍ以上、０．７ｍｍ以下に設定することに
より、反射ミラーを小型化できる。このことは、例えば
チップ等が取り付けられた微少間隙内に反射ミラーを挿
入して横又は斜め方向から半田付等の状況を観察するこ
とを可能にするものであり、本願発明の最大の特徴点で
もある。但し、この数値は、実用的に許される場合に
は、０．２〜２ｍｍまでは本発明の技術的範囲内であ
る。
【００３２】照明用の光は、光源から光ファイバー
（束）を経由して観察装置に導入し、この光ファイバー
束は二岐の反射ミラー取付部材においてニ分割されてそ
の出光端から出光し、この出光した光は反射ミラーで反
射して観察方向、つまり観察物体を照明する。この照明
において、観察方向（光軸方向）と同一の場合もある
が、必要に応じて照明光の出光端を観察物体の周囲にお
いて任意に位置換えを行い、例えばバックライト方式で
照明を行ったり、あるいは、光ファイバーの束を１本１
本にバラしてこのバラした部分を超微小間隙内に差し込
んで内部で出光させることにより、通常では光が行き届
かない部品内部まで照明光を送り届けることができる。
（束）を経由して観察装置に導入し、この光ファイバー
束は二岐の反射ミラー取付部材においてニ分割されてそ
の出光端から出光し、この出光した光は反射ミラーで反
射して観察方向、つまり観察物体を照明する。この照明
において、観察方向（光軸方向）と同一の場合もある
が、必要に応じて照明光の出光端を観察物体の周囲にお
いて任意に位置換えを行い、例えばバックライト方式で
照明を行ったり、あるいは、光ファイバーの束を１本１
本にバラしてこのバラした部分を超微小間隙内に差し込
んで内部で出光させることにより、通常では光が行き届
かない部品内部まで照明光を送り届けることができる。
【００３３】
【実施例１】本実施例は請求項１〜６、９、１０に記載
した発明に対応するもので、図１は観察装置全体の外観
を示す説明図、図２は観察ヘッド部分の側面図、図３は
反射ミラーとこの着脱部分の説明図、図４は反射ミラー
の説明図、図５は反射ミラー取付部材部分の断面図、図
６は反射ミラー取付部材部分の断面図におけるＡ−Ａ´
線断面図、図７はＢ−Ｂ´線断面図である。
した発明に対応するもので、図１は観察装置全体の外観
を示す説明図、図２は観察ヘッド部分の側面図、図３は
反射ミラーとこの着脱部分の説明図、図４は反射ミラー
の説明図、図５は反射ミラー取付部材部分の断面図、図
６は反射ミラー取付部材部分の断面図におけるＡ−Ａ´
線断面図、図７はＢ−Ｂ´線断面図である。
【００３４】上記図１〜図７において、１は観察装置本
体であって、この観察装置本体１は、図示しない制御台
により保持されていて、上下動及び回転運動によりその
位置を任意に変えることができる。２は本体１の鏡筒部
分、３は観察ヘッド部分、４は超小型近接撮影装置（Ｃ
ＣＤカメラ）、５は光源から延長された照明用の光ファ
イバーケーブル（束）であって、この光ファイバーケー
ブル５は、コネクター６により５ａ、５ｂに分割され、
その中の１本５ａは前記観察ヘッド３内に入り、他の１
本はバックライト用照明ヘッド７に至る。
体であって、この観察装置本体１は、図示しない制御台
により保持されていて、上下動及び回転運動によりその
位置を任意に変えることができる。２は本体１の鏡筒部
分、３は観察ヘッド部分、４は超小型近接撮影装置（Ｃ
ＣＤカメラ）、５は光源から延長された照明用の光ファ
イバーケーブル（束）であって、この光ファイバーケー
ブル５は、コネクター６により５ａ、５ｂに分割され、
その中の１本５ａは前記観察ヘッド３内に入り、他の１
本はバックライト用照明ヘッド７に至る。
【００３５】８は観察ヘッド３において、対物レンズ群
３０のマウント９に形成された反射ミラー取付部材であ
って、この反射ミラー取付部材８は、対物レンズ３０の
中心の左右から偏平化された２本の脚体１０、１０ａを
逆ハ字状に突出し、下部（先端）には後述の反射ミラー
保持枠の上端を嵌合するスリット１１、１１ａが形成さ
れている。又、２本の脚体１０、１０ａのスリット１
１、１１ａの奥には、光ファイバーケーブル５ａの出光
端５ａ"が臨んでいる。
３０のマウント９に形成された反射ミラー取付部材であ
って、この反射ミラー取付部材８は、対物レンズ３０の
中心の左右から偏平化された２本の脚体１０、１０ａを
逆ハ字状に突出し、下部（先端）には後述の反射ミラー
保持枠の上端を嵌合するスリット１１、１１ａが形成さ
れている。又、２本の脚体１０、１０ａのスリット１
１、１１ａの奥には、光ファイバーケーブル５ａの出光
端５ａ"が臨んでいる。
【００３６】１２は全体形状がＶ字状を呈し、偏平化さ
れた反射ミラー保持枠であって、この反射ミラー保持枠
１２の上端１３、１３ａは前記脚体１０、１０ａのスリ
ット１１、１１ａに着脱自在に嵌合し、この上端１３、
１３ａ内には、前記脚体１０、１０ａ内の光ファイバー
ケーブル５ａの出光端５ａ"に入光端１４´、１４ａ´
が対向し、出光端１４"、１４ａ"は反射ミラー１５側に
対向して臨む光導体偏平プリズム１４、１４ａが組み込
まれている。なお、この光導体プリズム１４、１４ａ
は、光ファイバーであってもよい。
れた反射ミラー保持枠であって、この反射ミラー保持枠
１２の上端１３、１３ａは前記脚体１０、１０ａのスリ
ット１１、１１ａに着脱自在に嵌合し、この上端１３、
１３ａ内には、前記脚体１０、１０ａ内の光ファイバー
ケーブル５ａの出光端５ａ"に入光端１４´、１４ａ´
が対向し、出光端１４"、１４ａ"は反射ミラー１５側に
対向して臨む光導体偏平プリズム１４、１４ａが組み込
まれている。なお、この光導体プリズム１４、１４ａ
は、光ファイバーであってもよい。
【００３７】反射ミラー１５は前記反射ミラー保持枠１
２に対し、光軸を９０°屈析させるためのもので、実施
例はプリズムを用いているが、平面鏡を４５°傾けて取
り付けることにより、光軸を９０°変えるものであって
もよく、本発明及び実施例での反射ミラーとは、プリズ
ム及び平面鏡の双方を含む概念である。
２に対し、光軸を９０°屈析させるためのもので、実施
例はプリズムを用いているが、平面鏡を４５°傾けて取
り付けることにより、光軸を９０°変えるものであって
もよく、本発明及び実施例での反射ミラーとは、プリズ
ム及び平面鏡の双方を含む概念である。
【００３８】次に、本実施例の光学系を図８を用いて説
明する。この図８において、各レンズ群は、数個の凸レ
ンズ及び凹レンズより構成される正の焦点距離を持つ対
物レンズ群３０と、前記対物レンズ群３０の後方に位置
する、凸レンズ及び凹レンズで構成される正の焦点距離
を持つ内部レンズ群３１と、複数個のレンズ群で構成さ
れる正の焦点距離を持つリレーレンズ群３２とから成
り、これ等のレンズ群は、対物レンズ群３０の前方１０
ｍｍの位置に、直径が０．５ｍｍの入射瞳Ｐが形成され
るように設計されていて、前記反射ミラー１５は、この
入射瞳Ｐの位置において光軸ａを９０°屈析する。
明する。この図８において、各レンズ群は、数個の凸レ
ンズ及び凹レンズより構成される正の焦点距離を持つ対
物レンズ群３０と、前記対物レンズ群３０の後方に位置
する、凸レンズ及び凹レンズで構成される正の焦点距離
を持つ内部レンズ群３１と、複数個のレンズ群で構成さ
れる正の焦点距離を持つリレーレンズ群３２とから成
り、これ等のレンズ群は、対物レンズ群３０の前方１０
ｍｍの位置に、直径が０．５ｍｍの入射瞳Ｐが形成され
るように設計されていて、前記反射ミラー１５は、この
入射瞳Ｐの位置において光軸ａを９０°屈析する。
【００３９】３３は、前記内部レンズ群３１とリレーレ
ンズ群３２の間に配置されたミラー角度補正装置であっ
て、この補正装置３３は、図９に示すように回転円盤３
４に中心（光軸ａ）を中心として半径Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3、
Ｒ4、Ｒ5の異なる位置に補正窓３５…が形成してあり、
この窓３５…を選択することにより、入射光を選択して
観察角を変えたり、反射ミラー１５の反射角度を補正す
ることができる。
ンズ群３２の間に配置されたミラー角度補正装置であっ
て、この補正装置３３は、図９に示すように回転円盤３
４に中心（光軸ａ）を中心として半径Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3、
Ｒ4、Ｒ5の異なる位置に補正窓３５…が形成してあり、
この窓３５…を選択することにより、入射光を選択して
観察角を変えたり、反射ミラー１５の反射角度を補正す
ることができる。
【００４０】上記実施例において、対物レンズ群３０の
前方の物体Ａに焦点を合わせる場合は、補正装置３３の
窓３５の中から、開放しておくものを特定し、他の窓は
閉じ、補正装置３３を固定したまま内部レンズ群３１と
リレーレンズ群３２を同時に光軸ａ上を前方に移動させ
る。この結果、順次入射瞳Ｐの直前から十数ミリ程度ま
での焦点合わせが可能になる。なお、実施例の補正装置
３３の窓３５の開口直径は固定式であるが、調整自在と
しても良い。
前方の物体Ａに焦点を合わせる場合は、補正装置３３の
窓３５の中から、開放しておくものを特定し、他の窓は
閉じ、補正装置３３を固定したまま内部レンズ群３１と
リレーレンズ群３２を同時に光軸ａ上を前方に移動させ
る。この結果、順次入射瞳Ｐの直前から十数ミリ程度ま
での焦点合わせが可能になる。なお、実施例の補正装置
３３の窓３５の開口直径は固定式であるが、調整自在と
しても良い。
【００４１】上記実施例に係る観察装置を用いてプリン
ト基盤上に取り付けられたＩＣの観察状況を図１、図５
に示す。１Ｃチップ５０、５１の間の間隙Ｗ内に観察ヘ
ッド３の反射ミラー１５部分を挿入し、内部の半田付５
２の状況を横方向から観察するもので、照明光は、光フ
ァイバーケーブル５→５ａから反射ミラー取付部材８内
の光ファイバーケーブル５ａ´を通り、反射ミラー保持
枠１２の偏平プリズム１４、１４ａの出光端１４"、１
４ａ"から反射ミラー１５で反射し、半田付５２部分を
照明する。
ト基盤上に取り付けられたＩＣの観察状況を図１、図５
に示す。１Ｃチップ５０、５１の間の間隙Ｗ内に観察ヘ
ッド３の反射ミラー１５部分を挿入し、内部の半田付５
２の状況を横方向から観察するもので、照明光は、光フ
ァイバーケーブル５→５ａから反射ミラー取付部材８内
の光ファイバーケーブル５ａ´を通り、反射ミラー保持
枠１２の偏平プリズム１４、１４ａの出光端１４"、１
４ａ"から反射ミラー１５で反射し、半田付５２部分を
照明する。
【００４２】
【実施例２】実施例１は、入射瞳Ｐの部分に反射ミラー
１５を位置させた例であるが、図１０は、反射ミラー１
５を無くし、直接観察ヘッド３を物体に向けて観察する
光学系の例である。この実施例は、反射ミラー１５が無
い以外、すべての構成は実施例１と同じである。
１５を位置させた例であるが、図１０は、反射ミラー１
５を無くし、直接観察ヘッド３を物体に向けて観察する
光学系の例である。この実施例は、反射ミラー１５が無
い以外、すべての構成は実施例１と同じである。
【００４３】
【実施例３】本実施例は、請求項７、８に対応してお
り、光ファイバーケーブル５をコネクター６で二分割し
た他の一方のケーブル５ｂの先を自由端となし、この自
由端において光ファイバーケーブル５ｂを図１１に示す
ように１本ずつにバラし、図１２（Ａ）〜（Ｃ）に示す
ように、観察物体５２内にバラした先を差し込むことに
より、超微小間隙内に光ファイバー５ｃの出光端５ｄを
入り込ませて内部で照明を行い、これまで陰となって照
明が行き届かなかった部位までも観察することができる
ようにしたものである。
り、光ファイバーケーブル５をコネクター６で二分割し
た他の一方のケーブル５ｂの先を自由端となし、この自
由端において光ファイバーケーブル５ｂを図１１に示す
ように１本ずつにバラし、図１２（Ａ）〜（Ｃ）に示す
ように、観察物体５２内にバラした先を差し込むことに
より、超微小間隙内に光ファイバー５ｃの出光端５ｄを
入り込ませて内部で照明を行い、これまで陰となって照
明が行き届かなかった部位までも観察することができる
ようにしたものである。
【００４４】
【発明の効果】本発明は以上のように、光学系において
は、入射瞳の位置を対物レンズの前方７〜１７ｍｍ設定
し、更に入射瞳の直径を０．３〜０．７ｍｍに設定した
ことにより、反射ミラーを入射瞳の位置又はこの近傍に
置いて超微小間隙内の物体の観察が可能になる。
は、入射瞳の位置を対物レンズの前方７〜１７ｍｍ設定
し、更に入射瞳の直径を０．３〜０．７ｍｍに設定した
ことにより、反射ミラーを入射瞳の位置又はこの近傍に
置いて超微小間隙内の物体の観察が可能になる。
【００４５】また、入射瞳の径を小さく設計したことに
より、反射ミラーの小型化が可能であり、更に反射ミラ
ー保持枠を偏平化したことにより、微小空間内に反射ミ
ラーを挿入しての観察が可能になる。
より、反射ミラーの小型化が可能であり、更に反射ミラ
ー保持枠を偏平化したことにより、微小空間内に反射ミ
ラーを挿入しての観察が可能になる。
【００４６】また、反射ミラーは、交換自在としたこと
により、観察対象物に応じて反射ミラーを選択したり、
損傷した場合にはスペアと交換できる。また、反射ミラ
ーの角度に誤差があった場合、あるいは観察角度を変え
たい場合には、反射ミラー角度補正装置を用いることに
より、角度調整、組み立て誤差補正ができるため、反射
ミラー組み立ての精度について、高度な技術と熟練を必
要とせず、また、必要に応じて観察角度を変えることが
できるため便利である。
により、観察対象物に応じて反射ミラーを選択したり、
損傷した場合にはスペアと交換できる。また、反射ミラ
ーの角度に誤差があった場合、あるいは観察角度を変え
たい場合には、反射ミラー角度補正装置を用いることに
より、角度調整、組み立て誤差補正ができるため、反射
ミラー組み立ての精度について、高度な技術と熟練を必
要とせず、また、必要に応じて観察角度を変えることが
できるため便利である。
【００４７】また、光ファイバーケーブルの出光端をバ
ラすことにより、光ファイバーケーブルを超微小間隙内
に差し込んでこれまで照明光が行き届かず、撮影が困難
であった部分の観察が可能である。
ラすことにより、光ファイバーケーブルを超微小間隙内
に差し込んでこれまで照明光が行き届かず、撮影が困難
であった部分の観察が可能である。
【図１】観察装置全体の外観を示す説明図。
【図２】観察ヘッド部分の側面図。
【図３】反射ミラー（保持枠）とこの着脱部分の説明
図。
図。
【図４】反射ミラーの説明図。
【図５】反射ミラー取付部材部分の断面図。
【図６】Ａ−Ａ´線断面図。
【図７】Ｂ−Ｂ´線断面図。
【図８】光学系の説明図。
【図９】反射ミラー補正装置の説明図。
【図１０】反射ミラーを用いない光学系の説明図。
【図１１】光ファイバーケーブルの出光端をバラした照
明装置の説明図。
明装置の説明図。
【図１２】出光端をバラした照明装置の使用例の説明
図。
図。
８ 反射ミラー取付部材 １２ 反射ミラー保持枠 １５ 反射ミラー ３０ 対物レンズ（群） ３１ 内部レンズ（群） ３２ リレーレンズ群 ３３ 反射ミラー角度補正装置 ５０、５１ １Ｃ ５２ 半田付 ａ 光軸 Ｐ 入射瞳
Claims (10)
- 【請求項１】 対物レンズの正面側において、この対物
レンズの中心を跨ぐようにして左右から偏平形状の反射
ミラー取付部材を突設すると共にこの反射ミラー取付部
材の先端に反射ミラーを取り付けて成る超微小空隙から
内部を観察するための装置。 - 【請求項２】 反射ミラー取付部材をＶ字状に形成して
成る請求項１記載の超微小空隙から内部を観察するため
の装置。 - 【請求項３】 反射ミラー取付部材を中途で上下にニ分
割して反射ミラー側の保持枠を着脱自在に構成して成る
請求項２記載の超微小空隙から内部を観察するための装
置。 - 【請求項４】 光源から延長された光ファイバーの出光
端を反射ミラーに臨ませることにより、この反射ミラー
を経由して被観察物体を照明することができるように構
成して成る請求項１〜３項の何れか一つの項に該当する
超微小空隙から内部を観察するための装置。 - 【請求項５】 観察装置のレンズ系は、対物レンズ群
と、この対物レンズ群の後方に配置された内部レンズ群
と、内部レンズ群の後方に配置されたリレーレンズ群と
から成り、更に、前記内部レンズ群とリレーレンズ群と
の間には、光軸を中心として回転することができると共
に前記光軸からの半径が異なる位置に窓を明けた反射ミ
ラー角度補正装置が組み込まれていることを特徴とする
請求項１〜４項の何れか一つの項に該当する超微小空隙
から内部を観察するための装置。 - 【請求項６】 入射瞳の位置を対物レンズの前面から１
２〜１７ｍｍの範囲に設定し、且つ入射瞳の直径が０．
３〜０．７ｍｍとなるように設定して成る請求項５記載
の超微小空隙から内部を観察するための装置。 - 【請求項７】 照明用光ファイバーをその先端において
一定の長さでバラし、超微小間隙内にこのバラした光フ
ァイバーの先端側を挿入することにより、超微小間隙内
部に突深く光ファイバーの出光端を差し込んで出光させ
ることにより、超微小間隙内の被観察物体に十分な照明
光が行き届き、観察が可能なように構成して成る請求項
１〜６項の何れか一つの項に該当する超微小空隙から内
部を観察するための装置。 - 【請求項８】 照明用光ファイバーの先端を手で超微小
間隙内に自由に差し込んで照明位置を設定できるように
構成して成る請求項７記載の超微小空隙から内部を観察
するための装置。 - 【請求項９】 反射ミラーを入射瞳の位置又はこの近傍
に配置して成る請求項１〜８項の何れか一つの項に該当
する超微小空隙から内部を観察するための装置。 - 【請求項１０】 光ファイバーの出光端を観察物体の周
囲において、自由に位置変更できるように構成して成る
請求項１〜４及び請求項６、９の何れか一つの項に該当
する超微小空隙から内部を観察するための装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000066599A JP4063469B2 (ja) | 2000-03-10 | 2000-03-10 | 超微小空隙から内部を観察するための装置 |
| US09/639,459 US6424461B1 (en) | 2000-03-10 | 2000-08-15 | Apparatus for observing interior from an ultramicropore space |
| US09/925,987 US6522466B2 (en) | 2000-03-10 | 2001-08-09 | Apparatus for observing interior from an ultramicropore space |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000066599A JP4063469B2 (ja) | 2000-03-10 | 2000-03-10 | 超微小空隙から内部を観察するための装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001255470A true JP2001255470A (ja) | 2001-09-21 |
| JP4063469B2 JP4063469B2 (ja) | 2008-03-19 |
Family
ID=18585935
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000066599A Expired - Lifetime JP4063469B2 (ja) | 2000-03-10 | 2000-03-10 | 超微小空隙から内部を観察するための装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US6424461B1 (ja) |
| JP (1) | JP4063469B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1442285A1 (en) * | 2001-11-02 | 2004-08-04 | Delaware Capital Formation, Inc. | Device and methods for inspecting soldered connections |
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|---|---|---|---|---|
| JP3088723B1 (ja) * | 1999-02-04 | 2000-09-18 | マイクロ・スクェア株式会社 | マイクロスコープ |
| BRPI0604287A (pt) * | 2005-10-31 | 2007-08-21 | Kelsey Hayes Co | aparelho e método para inspeção de componente de veìculo e componente de freio |
| US8294761B2 (en) * | 2006-12-29 | 2012-10-23 | Kelsey-Hayes Company | Apparatus for inspecting a vehicle brake component and method for performing such inspection |
| JP2009036843A (ja) * | 2007-07-31 | 2009-02-19 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光トランシーバ |
| US8586911B2 (en) * | 2008-10-21 | 2013-11-19 | Bayer Healthcare Llc | Optical readhead and method of using the same |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2363701A (en) * | 1943-11-17 | 1944-11-28 | Oscar F Soetbeer | Inspectoscope |
| GB954629A (en) * | 1959-07-16 | 1964-04-08 | Harold Horace Hopkins | Improvements in or relating to optical systems |
| US3221593A (en) * | 1961-09-25 | 1965-12-07 | Bausch & Lomb | Borescope utilizing a stepped cone reflector |
| CH564786A5 (ja) * | 1973-03-01 | 1975-07-31 | Ciba Geigy Ag | |
| US4383761A (en) * | 1980-10-30 | 1983-05-17 | Jones Ira D | Scope for viewing the internal surface of bores and similar cavities |
| JPH0644101B2 (ja) * | 1984-10-23 | 1994-06-08 | 株式会社トプコン | 単対物手術用顕微鏡 |
| JPS62262328A (ja) * | 1986-05-06 | 1987-11-14 | オムロン株式会社 | 光電スイツチ |
| US5249077A (en) * | 1991-12-12 | 1993-09-28 | Microvideo Instruments, Inc. | Darkfield illuminator for a microscope slide |
| US5315368A (en) * | 1993-04-12 | 1994-05-24 | Winters Charles W | Optical sight enhancing blade arrangement |
| US6344039B1 (en) * | 1997-03-18 | 2002-02-05 | Lasersight Technologies, Inc. | Device for eliminating parallax of stereo microscopes during refractive laser surgery |
| US6271963B1 (en) * | 1998-01-16 | 2001-08-07 | Daniel Freifeld | Microscope illuminator for cylindrical objects |
| DE19847913B4 (de) | 1998-10-19 | 2005-09-22 | Ersa Gmbh | Vorrichtung und Verfahren zur optischen Inspektion insbesondere verdeckter Lötverbindungen |
-
2000
- 2000-03-10 JP JP2000066599A patent/JP4063469B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 2000-08-15 US US09/639,459 patent/US6424461B1/en not_active Expired - Lifetime
-
2001
- 2001-08-09 US US09/925,987 patent/US6522466B2/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1442285A1 (en) * | 2001-11-02 | 2004-08-04 | Delaware Capital Formation, Inc. | Device and methods for inspecting soldered connections |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4063469B2 (ja) | 2008-03-19 |
| US6424461B1 (en) | 2002-07-23 |
| US6522466B2 (en) | 2003-02-18 |
| US20010048550A1 (en) | 2001-12-06 |
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