JP2003315678A - Ring illuminator - Google Patents

Ring illuminator

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JP2003315678A
JP2003315678A JP2002119247A JP2002119247A JP2003315678A JP 2003315678 A JP2003315678 A JP 2003315678A JP 2002119247 A JP2002119247 A JP 2002119247A JP 2002119247 A JP2002119247 A JP 2002119247A JP 2003315678 A JP2003315678 A JP 2003315678A
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JP
Japan
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light emitting
lens
ring
light
illumination
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Application number
JP2002119247A
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Japanese (ja)
Inventor
Tatsuya Nagahama
龍也 長濱
Seiji Shimokawa
清治 下川
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Mitutoyo Corp
Mitsutoyo Kiko Co Ltd
Original Assignee
Mitutoyo Corp
Mitsutoyo Kiko Co Ltd
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a ring illuminator which has a decreased number of installed light emitting diodes by improving illumination efficiency and is then made small-sized and low-cost. <P>SOLUTION: The ring illuminator is equipped with a plurality of light emitting diodes 20 which are arranged in a ring shape around the optical axis 1A of an optical system 1 and emit light in a nearly concentric shape and in a direction nearly parallel to the optical axis 1A, a lens array 30 having a plurality of condenser lenses 31 arrayed in front of and a specified interval away from the light emitting diodes 20 in the lighting direction so that they correspond to the respective light emitting diodes 31, and an optical element 40 which converges the illumination light in front of the lens array 30 in the lighting direction, thereby the illumination light can be converged within a specified lighting range. The illumination efficiency can, therefore, be improved, so that the number of installed light emitting diodes 20 is decreased to make the illuminator small-sized and low-cost. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、光学顕微鏡や画像
測定機等の光学測定機に使用されるリング照明装置に関
し、詳しくは、光源に発光ダイオード(LED)を適用
したリング照明装置の改良に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a ring illuminator used in an optical measuring instrument such as an optical microscope or an image measuring instrument, and more particularly to an improvement of a ring illuminator using a light emitting diode (LED) as a light source. .

【0002】[0002]

【背景技術】光学系によって被測定物の測定部位を光学
的に結像し、その像を観察するための光学顕微鏡や、像
から被測定物の形状や寸法等を検査、測定するための画
像処理型測定機、例えば、測定顕微鏡、工具顕微鏡、投
影機、三次元画像測定機等では、被測定物の画像を鮮明
に得る上で、被測定物に対する照明がきわめて重要な役
割を果たす。
2. Description of the Related Art An optical microscope optically forms an image of a measurement site of an object to be measured by an optical system, and an image for inspecting and measuring the shape and dimensions of the object to be measured from the image. In a processing-type measuring machine such as a measuring microscope, a tool microscope, a projector, a three-dimensional image measuring machine, etc., the illumination of the measured object plays a very important role in obtaining a clear image of the measured object.

【0003】一方、画像処理型測定機等における照明方
法として、被測定物に対して略真上から照明光を被測定
物に照射する垂直落射照明方式が知られている。しか
し、垂直落射照明方式は、形状が比較的簡単な被測定物
を測定する際に用いられる場合が多く、複雑な形状の被
測定物、例えば、エッジ部を数多く有する階段状の被測
定物の測定では、そのエッジ部の影を鮮明に検出できな
い場合がある。
On the other hand, as an illumination method in an image processing type measuring instrument or the like, a vertical epi-illumination method is known in which an illumination light is applied to an object to be measured from substantially right above. However, the vertical epi-illumination method is often used when measuring an object to be measured whose shape is relatively simple, and an object having a complicated shape, for example, a stepped object having many edge portions is measured. In the measurement, the shadow of the edge portion may not be clearly detected.

【0004】そこで、これを解決するものとして、光学
系の光軸に対して所定の角度で傾斜した方向から照明光
を被測定物に照射することで、エッジ部の影を鮮明に検
出できるようにしたリング照明装置がある。
Therefore, as a solution to this, by illuminating the object to be measured with illumination light from a direction inclined at a predetermined angle with respect to the optical axis of the optical system, the shadow of the edge portion can be clearly detected. There is a ring lighting device.

【0005】従来、リング照明装置の光源として、ハロ
ゲンランプ等の照明光をファイバにより導光する方式の
ファイバ光源が知られている。しかし、ハロゲンランプ
等は、消費電力が大きい上に、耐用寿命が短く、点灯ま
たは消灯を制御する際の応答速度が遅い等の欠点も有し
ている。また、このようなリング照明装置において、被
測定物に照射する照明光の輝度や照射角度を調節する方
法として、ファイバ光源をグルーピングし、そのグルー
プごとに点灯または消灯を制御する方法がある。この
際、光源のグループ数だけランプを用意し、グループご
とにランプの点灯または消灯を制御するか、あるいは、
ファイバの途中や端部に光を透過または遮断するシャッ
ター装置等を用意して、各グループのファイバ光源の点
灯または消灯を制御する手段が用いられる。しかし、こ
のような手段では、多数のランプが必要とされ、また、
構造が複雑化するので、照明装置が大型化し、製造コス
トが増大するという問題がある。
Conventionally, as a light source of a ring illuminator, a fiber light source of a type in which illumination light such as a halogen lamp is guided by a fiber is known. However, halogen lamps and the like have drawbacks such as high power consumption, short service life, and slow response speed when controlling lighting or extinction. Further, in such a ring illuminator, as a method of adjusting the brightness and irradiation angle of the illumination light with which the object to be measured is irradiated, there is a method of grouping fiber light sources and controlling lighting or extinction for each group. At this time, prepare lamps for the number of groups of light sources and control lighting or extinction of lamps for each group, or
A means for controlling lighting or extinguishing of the fiber light sources of each group is used by preparing a shutter device or the like for transmitting or blocking light in the middle or the end of the fiber. However, such a method requires a large number of lamps, and
Since the structure becomes complicated, there is a problem that the lighting device becomes large and the manufacturing cost increases.

【0006】一方近年、発光ダイオード(LED)は、
その高速応答性や長寿命等の特長から注目され、様々な
分野で光源として利用され始めている。そして、前述の
ハロゲンランプ等が有する欠点を解消でき、また、個々
に点灯または消灯を制御できる光源として、発光ダイオ
ードを利用したリング照明装置が考えられている。
On the other hand, in recent years, a light emitting diode (LED) has been
Due to its features such as high-speed response and long life, it is being used as a light source in various fields. Then, a ring lighting device using a light emitting diode has been considered as a light source capable of solving the above-mentioned drawbacks of the halogen lamp or the like and controlling the turning on or off individually.

【0007】例えば、特開平10−54940号公報に
示されたリング照明装置がある。このリング照明装置
は、光源として多数の発光ダイオードを備え、これらの
発光ダイオードは、同心円状に複数の円形列(同公報の
実施例では5列)に配列され、個々の発光ダイオード
は、その発光方向が被測定物に向かうように方向を決め
られて取り付けられている。また同公報には、集光方法
の変形例として、個々の発光ダイオードの発光方向を光
軸と平行に向け、発光方向前方にフレネルレンズを配置
し、被測定物に集光する方法が示されている。さらに同
公報のリング照明装置では、複数の発光ダイオードは、
各円形列と、円周方向の扇形にゾーニングされた区画
(同公報の実施例では8区画)とで、マトリクス的にグ
ルーピングされ、このグループごとに点灯または消灯の
制御が可能とされている。従って、光源に発光ダイオー
ドを使用することで、耐用寿命を長くできるとともに、
複数配列した発光ダイオードをグループごとに点灯また
は消灯制御できるので、被測定物に対する配光を適切に
調節することができる。
For example, there is a ring illuminator disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 10-54940. This ring lighting device includes a large number of light emitting diodes as a light source, and these light emitting diodes are concentrically arranged in a plurality of circular rows (five rows in the embodiment of the publication), and each light emitting diode emits light. The orientation is determined so that the direction is toward the object to be measured. As a modification of the light-collecting method, the publication discloses a method in which the light-emitting direction of each light-emitting diode is oriented parallel to the optical axis, a Fresnel lens is arranged in front of the light-emitting direction, and the light is condensed on the DUT. ing. Further, in the ring lighting device of the publication, the plurality of light emitting diodes are
Each circular row and a section (8 sections in the embodiment of the publication) zoned in a fan shape in the circumferential direction are grouped in a matrix, and it is possible to control lighting or extinguishing for each group. Therefore, by using a light emitting diode for the light source, the useful life can be extended and
Since a plurality of light emitting diodes arranged can be controlled to be turned on or off for each group, it is possible to appropriately adjust the light distribution to the object to be measured.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかし、発光ダイオー
ドは、それ自体の輝度が比較的低い上に、その出射光が
固有の発散角を持って出射されるため、被測定物に達す
るまでに照射範囲が広がってしまい、被測定物位置での
照度が低くなってしまうという欠点を有している。
However, since the light emitting diode itself has a relatively low brightness and its emitted light is emitted with a unique divergence angle, the light emitting diode is irradiated by the time it reaches the object to be measured. It has a drawback that the range is expanded and the illuminance at the position of the object to be measured becomes low.

【0009】従って、前述の公報に示された照明装置で
は、発光ダイオードの発光方向を被測定物に向ける方
法、または、フレネルレンズを用いて集光する方法のい
ずれの方法によっても、発光ダイオード固有の発散角を
補正することはできず、照明光の照射範囲が広がってし
まうため高照度を得にくい。従って、光源にハロゲンラ
ンプ等を用いたファイバ光源方式の照明装置と同程度の
照度を得るには、非常に多数の発光ダイオードを配置し
なければならず、照明装置が大型化し、製造コストが増
大するという問題がある。さらに、発光ダイオードの設
置個数が多くなると、発光ダイオードから発生する熱が
測定装置に影響を与え、測定精度が低下するという問題
とともに、消費電力が多くなるので電力コストが増大す
るという問題がある。
Therefore, in the illuminating device disclosed in the above-mentioned publication, the light emitting diode is peculiar to either the method of directing the light emitting direction of the light emitting diode to the object to be measured or the method of converging light using the Fresnel lens. It is difficult to obtain a high illuminance because the divergence angle cannot be corrected and the irradiation range of the illumination light is expanded. Therefore, in order to obtain the same level of illuminance as that of a fiber light source type lighting device using a halogen lamp or the like as a light source, a large number of light emitting diodes must be arranged, and the lighting device becomes large and the manufacturing cost increases. There is a problem of doing. Furthermore, when the number of light emitting diodes installed increases, the heat generated from the light emitting diodes affects the measuring device, resulting in a decrease in measurement accuracy and a problem that power consumption increases because power consumption increases.

【0010】本発明の目的は、照明効率を向上すること
で発光ダイオードの設置個数を低減でき、小型化および
低コスト化を図ることができるリング照明装置を提供す
ることにある。
An object of the present invention is to provide a ring illuminator which can reduce the number of light emitting diodes to be installed by improving the illumination efficiency, and can achieve downsizing and cost reduction.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明のリング照明装置は、次の構成を採用する。
本発明の請求項1に記載のリング照明装置は、光学系の
光軸の回りにリング状に配置されたリング照明装置であ
って、前記光軸に対し略同心円状に配置され、前記光軸
と略平行な一方向を発光方向として発光する複数の発光
ダイオードと、これらの発光ダイオードと所定の間隔を
離して前記発光方向の前方に配置され、前記各発光ダイ
オードに対応して配列された複数の集光レンズを有する
レンズアレイと、このレンズアレイの前記発光方向の前
方に配置され、前記集光レンズを通過した照明光を所定
の位置に集光する光学素子とを備えることを特徴とす
る。
In order to achieve the above object, the ring lighting device of the present invention adopts the following configuration.
The ring illuminator according to claim 1 of the present invention is a ring illuminator arranged in a ring shape around an optical axis of an optical system, wherein the ring illuminator is arranged substantially concentrically with respect to the optical axis. A plurality of light emitting diodes that emit light in one light emitting direction substantially parallel to the light emitting direction, and a plurality of light emitting diodes that are arranged in front of the light emitting direction at a predetermined distance from the light emitting diodes and are arranged corresponding to the respective light emitting diodes. A lens array having a condensing lens, and an optical element arranged in front of the lens array in the light emitting direction and condensing the illumination light passing through the condensing lens at a predetermined position. .

【0012】この構成の本発明によれば、発光ダイオー
ドから出射された照明光がその前方に配置したレンズア
レイの集光レンズによって集光され、さらに前方に配置
された光学素子によって所定の位置に照射されるため、
発光ダイオード固有の発散角に拘わらず、所定の範囲に
照明光を集中することができる。従って、照明効率を向
上できるので、発光ダイオードの設置個数を低減し、照
明装置の小型化および低コスト化を図ることができる。
また、発光ダイオードの設置個数を少なくすることで、
発光ダイオードから発生する熱が測定装置等に与える影
響を少なくでき、消費電力が低下するので電力コストを
低減できる。
According to the present invention having this structure, the illumination light emitted from the light emitting diode is condensed by the condenser lens of the lens array arranged in front of the light emitting diode, and is placed in a predetermined position by the optical element arranged further in front. Because it is irradiated,
Irradiation light can be concentrated in a predetermined range regardless of the divergence angle specific to the light emitting diode. Therefore, since the lighting efficiency can be improved, the number of light emitting diodes to be installed can be reduced, and the size and cost of the lighting device can be reduced.
Also, by reducing the number of light emitting diodes installed,
The influence of heat generated from the light emitting diode on the measuring device and the like can be reduced, and the power consumption is reduced, so that the power cost can be reduced.

【0013】請求項2に記載のリング照明装置は、請求
項1に記載のリング照明装置において、前記発光ダイオ
ードと前記集光レンズとの間隔は、前記集光レンズの焦
点距離と略同一とされていることを特徴とする。この構
成によれば、集光レンズの焦点位置にある発光ダイオー
ドと、光学素子の焦点位置に置かれた被照射物とが、光
学的に共役となるので、すなわち、光学素子によって集
光される照明範囲の大きさが、発光ダイオードの外径と
集光レンズの焦点距離および光学素子の焦点距離の比と
で定まるので、集光レンズおよび光学素子を適切に選択
することで、被照射物である被測定物に応じて照明範囲
を設定でき、設定した照明範囲の外側に照明光が広がら
ないので、効率よく被測定物を照明することができる。
A ring illuminator according to a second aspect is the ring illuminator according to the first aspect, wherein a distance between the light emitting diode and the condenser lens is substantially equal to a focal length of the condenser lens. It is characterized by According to this configuration, the light emitting diode at the focal position of the condenser lens and the irradiation target placed at the focal position of the optical element are optically conjugated, that is, the light is condensed by the optical element. The size of the illumination range is determined by the ratio of the outer diameter of the light emitting diode to the focal length of the condenser lens and the focal length of the optical element. The illumination range can be set according to a certain object to be measured, and since the illumination light does not spread outside the set illumination range, the object to be measured can be efficiently illuminated.

【0014】請求項3に記載のリング照明装置は、請求
項1または請求項2に記載のリング照明装置において、
前記レンズアレイと前記光学素子とは、モジュール化さ
れ、前記複数の発光ダイオードが固定された照明装置本
体に着脱自在に取り付けられることを特徴とする。この
構成によれば、被照射物である被測定物の大きさや形
状、その他の特性等および光学系を構成する対物レンズ
の種類に応じて、様々な焦点距離を有する集光レンズお
よび光学素子の組み合わせの中から選択し、モジュール
化したものを予め用意しておくことで、このモジュール
化されたレンズアレイおよび光学素子を容易に取り替え
ることができるので、測定時の照明範囲や照明角度を適
切に設定でき、測定を迅速かつ正確に行うことができ
る。
The ring illuminator according to claim 3 is the ring illuminator according to claim 1 or 2, wherein:
The lens array and the optical element are modularized, and are detachably attached to an illumination device main body to which the plurality of light emitting diodes are fixed. According to this configuration, the condenser lens and the optical element having various focal lengths have various focal lengths according to the size and shape of the object to be measured, which is the object to be irradiated, other characteristics, and the type of the objective lens that constitutes the optical system. This modularized lens array and optical element can be easily replaced by selecting from a combination and preparing a modularized one in advance, so that the illumination range and illumination angle during measurement can be adjusted appropriately. It can be set and the measurement can be performed quickly and accurately.

【0015】請求項4に記載のリング照明装置は、請求
項1ないし請求項3のいずれかに記載のリング照明装置
において、前記光学素子は、フレネルレンズであること
を特徴とする。この構成によれば、汎用的な光学素子で
あるフレネルレンズを用いることで、低コストで照明装
置を製造できるとともに、フレネルレンズは、その厚さ
が薄く、また、軽いため照明装置を小型化および軽量化
することができる。
A ring illuminator according to a fourth aspect is the ring illuminator according to any one of the first to third aspects, wherein the optical element is a Fresnel lens. According to this configuration, by using the Fresnel lens which is a general-purpose optical element, the illuminating device can be manufactured at low cost, and the Fresnel lens is thin and lightweight, so that the illuminating device can be made compact and compact. The weight can be reduced.

【0016】請求項5に記載のリング照明装置は、請求
項1ないし請求項3のいずれかに記載のリング照明装置
において、前記光学素子は、中央部に孔を有する略ドー
ナツ形状のレンズであることを特徴とする。この構成に
よれば、汎用的な光学素子であるレンズを用いること
で、低コストで照明装置を製造できるとともに、高透過
率および高精度のレンズを用いれば、照明光の透過損失
を小さく、また、照明範囲に正確に照明光を集中させる
ことができるので、より照明効率の向上を図ることがで
きる。また、レンズ中央部に設けられた孔を通して、光
学系としての対物レンズがリング照明装置を貫通でき、
または、被照射物としての被測定物からの反射光が遮ら
れることなく対物レンズまで到達できるので、被測定物
の測定を確実に行うことができる。
A ring illuminator according to a fifth aspect is the ring illuminator according to any one of the first to third aspects, wherein the optical element is a substantially donut-shaped lens having a hole in a central portion. It is characterized by According to this configuration, by using a lens that is a general-purpose optical element, a lighting device can be manufactured at low cost, and if a lens having high transmittance and high accuracy is used, the transmission loss of illumination light is small, and Since the illumination light can be accurately concentrated on the illumination range, the illumination efficiency can be further improved. Also, through the hole provided in the center of the lens, the objective lens as the optical system can penetrate the ring illuminator,
Alternatively, since the reflected light from the measured object as the irradiated object can reach the objective lens without being blocked, the measured object can be reliably measured.

【0017】請求項6に記載のリング照明装置は、請求
項1ないし請求項3のいずれかに記載のリング照明装置
において、前記光学素子は、略同心円状に形成され半径
方向の位置に応じて所定の傾きを有する入射面を備えた
プリズムであることを特徴とする。この構成によれば、
プリズムに設けられた略同心円状の入射面の角度を適切
に設定し、加工することで、プリズムの集光効率を向上
できるので、より照明効率の向上を図ることができる。
A ring illuminator according to a sixth aspect is the ring illuminator according to any one of the first to third aspects, in which the optical elements are formed in a substantially concentric shape and are arranged in accordance with a radial position. It is characterized in that it is a prism having an incident surface having a predetermined inclination. According to this configuration,
By appropriately setting and processing the angle of the substantially concentric incident surface provided on the prism, the focusing efficiency of the prism can be improved, so that the illumination efficiency can be further improved.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】以下、本発明に係るリング照明装
置の好適な実施形態を挙げ、図面に基づいて詳しく説明
する。なお、以下の説明にあたって、同一構成要件につ
いては、同一符号を付し、その説明を省略もしくは簡略
化する。図1ないし図3には、本発明の第1実施形態に
係るリング照明装置10が示され、図4および図5に
は、第2実施形態および第3実施形態に係るリング照明
装置50,60がそれぞれ示されている。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Preferred embodiments of a ring illuminating device according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. In the following description, the same constituents will be given the same reference numeral, and the description thereof will be omitted or simplified. 1 to 3 show a ring lighting device 10 according to a first embodiment of the present invention, and FIGS. 4 and 5 show ring lighting devices 50 and 60 according to the second and third embodiments. Are shown respectively.

【0019】〔第1実施形態〕図1は、リング照明装置
10の全体斜視図であり、図2は、その断面図、図3
は、その一部を断面した底面図である。図1ないし図3
において、リング照明装置10は、図示しない画像測定
装置の測定台2上の被測定物3(ワーク)を照らす照明
に用いられ、当該測定装置等の拡大光学系としての対物
レンズ1に取り付けられている。画像測定装置は、図示
しない駆動装置によって、測定台2を水平面内の直交二
軸方向、すなわち、図2中左右および前後方向に駆動制
御し、また、対物レンズ1を垂直方向、すなわち、図2
中上下方向に駆動制御することで、被測定物3の被測定
部に適した位置および測定距離を調節できるようになっ
ている。
[First Embodiment] FIG. 1 is an overall perspective view of a ring lighting device 10, FIG. 2 is a sectional view thereof, and FIG.
[FIG. 3] is a bottom view in which a part thereof is shown in cross section. 1 to 3
In the above, the ring illuminator 10 is used for illuminating an object to be measured 3 (workpiece) on a measuring table 2 of an image measuring device (not shown), and is attached to an objective lens 1 as a magnifying optical system of the measuring device or the like. There is. The image measuring device drives and controls the measuring table 2 in two orthogonal directions in the horizontal plane, that is, in the left and right and front and rear directions in FIG. 2 by a driving device (not shown), and also in the vertical direction, that is, in FIG.
By controlling the drive in the middle and up and down directions, it is possible to adjust the position and the measurement distance suitable for the measured portion of the DUT 3.

【0020】リング照明装置10は、対物レンズ1を囲
み、対物レンズ1の光軸1Aの回りに全体リング状に形
成された照明装置本体としてのケース11と、このケー
ス11の内部に配置された複数の発光ダイオード20お
よびレンズアレイ30と、ケース11の図2中下方を覆
う光学素子としてのフレネルレンズ40とを備えて構成
されている。また、図2中対物レンズ1は、被測定物3
と所定の測定距離を離して垂直方向の位置を決められて
おり、この際、対物レンズ1に取り付けられたリング照
明装置10のフレネルレンズ40は、被測定物3と距離
D2だけ離れている。
The ring illuminating device 10 surrounds the objective lens 1 and is formed inside the case 11 as an illuminating device main body formed in a ring shape around the optical axis 1A of the objective lens 1. A plurality of light emitting diodes 20 and a lens array 30 and a Fresnel lens 40 as an optical element that covers the lower part of the case 11 in FIG. 2 are provided. In addition, the objective lens 1 in FIG.
And the vertical position is determined by separating a predetermined measurement distance. At this time, the Fresnel lens 40 of the ring illumination device 10 attached to the objective lens 1 is separated from the DUT 3 by the distance D2.

【0021】ケース11は、金属板材等から円筒状に加
工された内側および外側の側板11A,11Bと、これ
らの側板11A,11Bの端縁に沿ってドーナツ状に加
工された天板11Cとを組み合わせて、図2中下方に開
口したリング状に形成されている。内側の側板11A
は、対物レンズ1を余裕を持って挿通できる内径寸法を
備えており、ケース11には、対物レンズ1を挿通した
状態でリング照明装置10を対物レンズ1に取り付ける
ための図示しない取付部が設けられている。この取付部
としては、例えば、対物レンズ1に向かって進退可能に
支持された3本のねじが適用できる。
The case 11 includes inner and outer side plates 11A and 11B which are cylindrically formed from a metal plate material and the like, and a top plate 11C which is formed into a donut shape along the edges of the side plates 11A and 11B. In combination, they are formed in a ring shape that opens downward in FIG. Inner side plate 11A
Has an inner diameter that allows the objective lens 1 to be inserted with a margin, and the case 11 is provided with a mounting portion (not shown) for mounting the ring illumination device 10 on the objective lens 1 with the objective lens 1 inserted. Has been. As this attachment part, for example, three screws supported so as to be able to move forward and backward toward the objective lens 1 can be applied.

【0022】発光ダイオード20は、その発光色が白色
で、発光する照明光の発散角が所定の角度(例えば、2
0°)になるよう発光方向(図2中下方向)先端に集光
レンズが取り付けられたもので、所定の外径(例えば、
5mm)を有した発光部22と、図示しない制御回路お
よび電源に接続される配線23とを備えている。このよ
うな発光ダイオード20は、光軸1Aに略直交した同一
平面上に、光軸1Aを中心とした三重の略同心円状に配
列されて、ケース11の内部に固定されている。
The light emitting diode 20 emits white light, and the emitted illumination light has a divergence angle of a predetermined angle (for example, 2).
A condenser lens is attached to the tip of the emission direction (downward direction in FIG. 2) so that it becomes 0 °, and a predetermined outer diameter (for example,
5 mm) and a wiring 23 connected to a control circuit and a power source (not shown). Such light-emitting diodes 20 are arranged in a triple concentric shape centered on the optical axis 1A on the same plane substantially orthogonal to the optical axis 1A and fixed inside the case 11.

【0023】個々の発光ダイオード20の発光方向前方
には、発光ダイオード20の発光点21から所定の距離
D1だけ離された位置にレンズアレイ30が配置されて
いる。このレンズアレイ30は、透明のガラス製で、焦
点距離F1を有する複数の集光レンズ31が、発光ダイ
オード20と対応した略同心円状に配列され、かつ、一
体に形成されたものである。
A lens array 30 is arranged in front of each light emitting diode 20 in the light emitting direction at a position separated from the light emitting point 21 of the light emitting diode 20 by a predetermined distance D1. The lens array 30 is made of transparent glass, and a plurality of condenser lenses 31 having a focal length F1 are arranged in a substantially concentric circle corresponding to the light emitting diode 20 and are integrally formed.

【0024】レンズアレイ30に近接した発光方向前方
には、焦点距離F2を有するフレネルレンズ40がケー
ス11の図2中下端に取り付けられている。このフレネ
ルレンズ40は、透明の合成樹脂製で、レンズアレイ3
0と対向する面(図2中上面)に、光軸1Aを略中心と
した同心円状の複数の溝が形成されたもので、入射した
照明光の角度を変化させ、焦点距離F2の位置に照明光
を集光する働きを有している。
A Fresnel lens 40 having a focal length F2 is attached to the lower end of the case 11 in FIG. The Fresnel lens 40 is made of a transparent synthetic resin and has a lens array 3
A plurality of concentric circular grooves having the optical axis 1A as the approximate center is formed on the surface facing 0 (the upper surface in FIG. 2). The angle of the incident illumination light is changed to the position of the focal length F2. It has a function of converging illumination light.

【0025】また、レンズアレイ30およびフレネルレ
ンズ40は、集光レンズ31の焦点距離F1およびフレ
ネルレンズ40の焦点距離F2に応じて予めモジュール
化され、このモジュール化された組み合わせが複数組用
意されている。これらのモジュール化されたレンズアレ
イ30およびフレネルレンズ40は、ケース11の外側
の側板11Bに設けられた3ヶ所のねじ孔12に、その
位置と対応してフレネルレンズ40の外周に設けられた
孔を通してねじ止めされる。
Further, the lens array 30 and the Fresnel lens 40 are modularized in advance according to the focal length F1 of the condenser lens 31 and the focal length F2 of the Fresnel lens 40, and a plurality of these modularized combinations are prepared. There is. These modularized lens array 30 and Fresnel lens 40 have three screw holes 12 provided on the side plate 11B outside the case 11, and holes provided on the outer periphery of the Fresnel lens 40 corresponding to their positions. Screwed through.

【0026】次に、本実施形態に係るリング照明装置1
0の作用について説明する。被測定物3の大きさや形
状、測定範囲に応じて設定される測定距離に対物レンズ
1を位置調整する。必要とされる照明範囲の設定にあた
って、まず、対物レンズ1の位置に基づきリング照明装
置10のフレネルレンズ40と被測定物3との距離D2
を決め、この距離D2と等しくなるようにフレネルレン
ズ40の焦点距離F2を設定する。次に、発光ダイオー
ド20の発光点21とレンズアレイ30との距離D1と
等しくなるように、集光レンズ31の焦点距離F1を設
定することで、被測定物3と発光ダイオード20とが光
学的に共役となる。従って、照明範囲の大きさは、発光
部22の外径と、焦点距離F2および焦点距離F1の比
との積により設定できるので、予め用意された複数組の
中から適切な焦点距離F1,F2を備えるレンズアレイ
30およびフレネルレンズ40のモジュールを選択す
る。選択したレンズアレイ30およびフレネルレンズ4
0のモジュールを取り付けたリング照明装置10を対物
レンズ1にセットし、照明を行うことで、被測定物3に
対して設定した照明範囲に照明光が集光される。
Next, the ring lighting device 1 according to the present embodiment.
The operation of 0 will be described. The position of the objective lens 1 is adjusted to a measuring distance set according to the size and shape of the DUT 3 and the measuring range. In setting the required illumination range, first, based on the position of the objective lens 1, the distance D2 between the Fresnel lens 40 of the ring illumination device 10 and the DUT 3 is measured.
And the focal length F2 of the Fresnel lens 40 is set to be equal to this distance D2. Next, by setting the focal length F1 of the condenser lens 31 so as to be equal to the distance D1 between the light emitting point 21 of the light emitting diode 20 and the lens array 30, the DUT 3 and the light emitting diode 20 are optically separated. Is conjugated to. Therefore, since the size of the illumination range can be set by the product of the outer diameter of the light emitting unit 22 and the ratio of the focal length F2 and the focal length F1, the appropriate focal lengths F1 and F2 are selected from a plurality of sets prepared in advance. The module of the lens array 30 and the Fresnel lens 40 including is selected. Selected lens array 30 and Fresnel lens 4
By setting the ring illumination device 10 with the module No. 0 attached to the objective lens 1 and performing illumination, the illumination light is condensed within the illumination range set for the DUT 3.

【0027】また、被測定物3に照射する照明光の照射
角度の調節を行うには、照射角度に応じた焦点距離F2
を有するフレネルレンズ40と、必要とされる照明範囲
に適合する焦点距離F1を有したレンズアレイ30とを
選択し、焦点距離F2と距離D2とが等しくなるよう
に、リング照明装置10を取り付ける。すなわち、照明
光の照射角度を小さくする場合には、長い焦点距離F2
を有するフレネルレンズ40を選択し、照明光の照射角
度を大きくする場合には、短い焦点距離F2を有するフ
レネルレンズ40を選択する。選択されたフレネルレン
ズ40と、設定した照明範囲に適した集光レンズ31の
焦点距離F1を有するレンズアレイ30との組み合わせ
を有するモジュールを取り付けることで、必要とされる
照明範囲に対して照射角度を調節した照明光が照射され
る。
Further, in order to adjust the irradiation angle of the illumination light with which the DUT 3 is irradiated, the focal length F2 according to the irradiation angle is adjusted.
And the lens array 30 having the focal length F1 that matches the required illumination range, and the ring lighting device 10 is attached so that the focal length F2 and the distance D2 are equal. That is, when the irradiation angle of the illumination light is reduced, the long focal length F2
When the Fresnel lens 40 having the focal length F2 is selected to increase the irradiation angle of the illumination light, the Fresnel lens 40 having the short focal length F2 is selected. By attaching a module having a combination of the selected Fresnel lens 40 and the lens array 30 having the focal length F1 of the condenser lens 31 suitable for the set illumination range, the irradiation angle with respect to the required illumination range The illumination light is adjusted.

【0028】従って、本実施形態によれば、次のような
効果が得られる。 (1)発光ダイオード20から出射された照明光がその
発光方向前方に配置したレンズアレイ30の集光レンズ
31によって集光され、さらに前方に配置されたフレネ
ルレンズ40によって被測定物3に照射されるため、発
光ダイオード20に固有の発散角に拘わらず、所定の範
囲に照明光を集中することで、照明効率を向上できるの
で、発光ダイオード20の設置個数を低減し、リング照
明装置10の小型化および低コスト化を図ることができ
る。
Therefore, according to this embodiment, the following effects can be obtained. (1) The illumination light emitted from the light emitting diode 20 is condensed by the condensing lens 31 of the lens array 30 arranged in the front in the light emitting direction, and is irradiated to the DUT 3 by the Fresnel lens 40 arranged further in the front. Therefore, regardless of the divergence angle specific to the light emitting diode 20, the illumination light can be improved by concentrating the illumination light in a predetermined range, so that the number of the light emitting diodes 20 to be installed can be reduced and the size of the ring lighting device 10 can be reduced. And cost reduction can be achieved.

【0029】(2)従来技術と比較し、発光ダイオード
20の設置個数が少ないので、発光ダイオード20から
発生する熱が画像測定装置等に与える影響を少なくでき
るとともに、消費電力が少なく電力コストを低減でき
る。
(2) Since the number of the light emitting diodes 20 installed is smaller than that in the conventional technique, the heat generated from the light emitting diodes 20 can reduce the influence on the image measuring device and the like, and the power consumption is low and the power cost is reduced. it can.

【0030】(3)照明範囲の大きさは、発光部22の
外径と、焦点距離F2および焦点距離F1の比との積に
より設定できるので、集光レンズ31およびフレネルレ
ンズ40を適切に選択することで、被測定物3に応じた
照明範囲を得られ、設定した照明範囲の外側に照明光が
広がらないので、効率よく被測定物3を照明することが
できる。
(3) Since the size of the illumination range can be set by the product of the outer diameter of the light emitting portion 22 and the ratio of the focal length F2 and the focal length F1, the condenser lens 31 and the Fresnel lens 40 are appropriately selected. By doing so, the illumination range corresponding to the DUT 3 can be obtained, and the illumination light does not spread outside the set illumination range, so that the DUT 3 can be efficiently illuminated.

【0031】(4)レンズアレイ30およびフレネルレ
ンズ40は、モジュール化されて複数組が用意され、ね
じ締めによりケース11に着脱自在に取り付け可能なの
で、必要とされる照明範囲に応じて、適切な焦点距離F
1,F2を備えるレンズアレイ30およびフレネルレン
ズ40の組を選択することで、照明範囲を適切に設定で
き、測定を迅速かつ正確に行うことができる。
(4) The lens array 30 and the Fresnel lens 40 are modularized and a plurality of sets are prepared. The lens array 30 and the Fresnel lens 40 can be detachably attached to the case 11 by screwing. Focal length F
By selecting the set of the lens array 30 including 1 and F2 and the Fresnel lens 40, the illumination range can be appropriately set, and the measurement can be performed quickly and accurately.

【0032】(5)モジュール化されたレンズアレイ3
0およびフレネルレンズ40の組から適切な焦点距離F
1,F2を備える組み合わせを選択することで、被測定
物3に応じて照明角度を適切に設定できるので、立体形
状を有する被測定物3の場合等に、そのエッジを鮮明に
浮かび上がらせることで、測定精度の向上を図ることが
できる。
(5) Modular lens array 3
0 and the appropriate focal length F from the set of Fresnel lens 40
By selecting the combination including 1 and F2, the illumination angle can be appropriately set according to the DUT 3, so that in the case of the DUT 3 having a three-dimensional shape, the edge can be clearly projected. Therefore, the measurement accuracy can be improved.

【0033】(6)被測定物3に照明光を集光する光学
素子に汎用的なフレネルレンズ40を用いることで、低
コストで照明装置を製造できるとともに、フレネルレン
ズ40は、その厚さが薄く、また、軽いためリング照明
装置10を小型化および軽量化することができる。
(6) By using the general-purpose Fresnel lens 40 as the optical element for converging the illumination light on the DUT 3, the illuminating device can be manufactured at low cost, and the Fresnel lens 40 has a large thickness. Since the ring lighting device 10 is thin and light, the size and weight of the ring lighting device 10 can be reduced.

【0034】〔第2実施形態〕次に、本発明の第2実施
形態について説明する。図4には、第2実施形態に係る
リング照明装置50の断面図が示されている。このリン
グ照明装置50において、前述の第1実施形態との相違
は、フレネルレンズ40に替えて光学素子としてのレン
ズ51を用いている部分のみであり、その他の構成は第
1実施形態の場合と同様である。図4中ケース11の下
端に取り付けられているレンズ51は、透明のガラス製
で、光軸1Aを略中心とし、外周へ向かうに従い厚さが
薄くなるレンズの略中央に孔52が設けられた略ドーナ
ツ形状に加工されている。また、レンズ51は、略同心
円状に配列された集光レンズ31を通って、各集光レン
ズ31に対応した位置から入射した照明光を屈折させて
焦点距離F3の位置に照明光を集光する働きを有してい
る。なお図4において、レンズ51と被測定物3とが距
離D3だけ離れるように、リング照明装置50は、対物
レンズ1に取り付けられている。
[Second Embodiment] Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 4 shows a cross-sectional view of the ring lighting device 50 according to the second embodiment. The ring illuminating device 50 is different from the above-described first embodiment only in that a lens 51 as an optical element is used instead of the Fresnel lens 40, and other configurations are the same as those in the first embodiment. It is the same. The lens 51 attached to the lower end of the case 11 in FIG. 4 is made of transparent glass, and the hole 52 is provided substantially at the center of the lens with the optical axis 1A as the center and the thickness becoming thinner toward the outer periphery. It is processed into a substantially donut shape. Further, the lens 51 passes through the condensing lenses 31 arranged substantially concentrically, refracts the illumination light incident from the position corresponding to each condensing lens 31, and condenses the illumination light at the position of the focal length F3. Have a function to do. In FIG. 4, the ring illumination device 50 is attached to the objective lens 1 so that the lens 51 and the DUT 3 are separated by the distance D3.

【0035】レンズアレイ30およびレンズ51は、集
光レンズ31の焦点距離F1やレンズ51の焦点距離F
3に応じて予めモジュール化され、このモジュール化さ
れた組み合わせが複数組用意されている。これらのモジ
ュール化されたレンズアレイ30およびレンズ51は、
ケース11に着脱自在に取り付けられている。また、レ
ンズ51の焦点距離F3を、被測定物3とレンズ51と
の距離D3に等しくし、集光レンズ31の焦点距離F1
を、発光点21とレンズアレイ30との距離D1に等し
くするように各焦点距離F1,F3を設定し、モジュー
ル化することで、前述の第1実施形態の場合と同様に、
被測定物3に適合した照明範囲および照明角度の調節が
できる。
The lens array 30 and the lens 51 have a focal length F1 of the condenser lens 31 and a focal length F of the lens 51.
3 is modularized in advance, and a plurality of modularized combinations are prepared. These modularized lens array 30 and lens 51 are
It is detachably attached to the case 11. Further, the focal length F3 of the lens 51 is made equal to the distance D3 between the DUT 3 and the lens 51, and the focal length F1 of the condenser lens 31 is set.
By setting each of the focal lengths F1 and F3 so as to be equal to the distance D1 between the light emitting point 21 and the lens array 30, and modularizing the same, as in the case of the first embodiment described above.
The illumination range and illumination angle suitable for the DUT 3 can be adjusted.

【0036】従って、本実施形態によれば、前述の
(2)の効果に加えて、次のような効果が得られる。 (7)発光ダイオード20から出射された照明光がその
発光方向前方に配置したレンズアレイ30の集光レンズ
31によって集光され、さらに前方に配置されたレンズ
51によって被測定物3に照射されるため、発光ダイオ
ード20に固有の発散角に拘わらず、所定の範囲に照明
光を集中することで、照明効率を向上できるので、発光
ダイオード20の設置個数を低減し、リング照明装置5
0の小型化および低コスト化を図ることができる。
Therefore, according to this embodiment, the following effect can be obtained in addition to the effect of (2) described above. (7) The illumination light emitted from the light emitting diode 20 is condensed by the condensing lens 31 of the lens array 30 arranged in the front of the light emitting direction, and irradiated to the DUT 3 by the lens 51 arranged further in the front. Therefore, regardless of the divergence angle specific to the light emitting diode 20, the illumination light can be improved by concentrating the illumination light in a predetermined range, so that the number of the light emitting diodes 20 installed can be reduced and the ring lighting device 5 can be provided.
0 size reduction and cost reduction can be achieved.

【0037】(8)照明範囲の大きさは、発光部22の
外径と、焦点距離F3および焦点距離F1の比との積に
より設定できるので、集光レンズ31およびレンズ51
を適切に選択することで、被測定物3に応じた照明範囲
を得られ、設定した照明範囲の外側に照明光が広がらな
いので、効率よく被測定物3を照明することができる。
(8) Since the size of the illumination range can be set by the product of the outer diameter of the light emitting portion 22 and the ratio of the focal length F3 and the focal length F1, the condenser lens 31 and the lens 51.
By appropriately selecting, the illumination range according to the DUT 3 can be obtained, and the illumination light does not spread outside the set illumination range, so that the DUT 3 can be illuminated efficiently.

【0038】(9)レンズアレイ30およびレンズ51
は、モジュール化されて複数組が用意され、ねじ締めに
よりケース11に着脱自在に取り付け可能なので、必要
とされる照明範囲に応じて、適切な焦点距離F1,F3
を備えるレンズアレイ30およびレンズ51の組を選択
することで、照明範囲を適切に設定でき、測定を迅速か
つ正確に行うことができる。
(9) Lens array 30 and lens 51
Are modularized and a plurality of sets are prepared, and can be detachably attached to the case 11 by screwing. Therefore, appropriate focal lengths F1 and F3 can be set according to a required illumination range.
By selecting the set of the lens array 30 and the lens 51 including the, the illumination range can be appropriately set, and the measurement can be performed quickly and accurately.

【0039】(10)モジュール化されたレンズアレイ3
0およびレンズ51の組から適切な焦点距離F1,F3
を備える組み合わせを選択することで、被測定物3に応
じて照明角度を適切に設定できるので、立体形状を有す
る被測定物3の場合等に、そのエッジを鮮明に浮かび上
がらせることで、測定精度の向上を図ることができる。
(10) Modular lens array 3
0 and lens 51 are set to appropriate focal lengths F1, F3
Since the illumination angle can be appropriately set according to the object to be measured 3 by selecting a combination including, the measurement accuracy can be improved by making the edges of the object 3 having a three-dimensional shape clearly stand out. Can be improved.

【0040】(11)汎用的な光学素子であるレンズ51
を用いることで、低コストでリング照明装置50を製造
できるとともに、高透過率および高精度のレンズ51を
用いれば、照明光の透過損失を小さく、また、照明範囲
に正確に照明光を集中させることができるので、より照
明効率の向上を図ることができる。
(11) Lens 51 which is a general-purpose optical element
The ring illuminator 50 can be manufactured at low cost by using, and if the lens 51 having high transmittance and high accuracy is used, the transmission loss of the illumination light is small and the illumination light is accurately concentrated in the illumination range. Therefore, it is possible to further improve the illumination efficiency.

【0041】(12)レンズ51の中央部に設けた孔52
を通して、対物レンズ1がリング照明装置50を貫通で
き、または、被測定物3からの反射光が遮られることな
く対物レンズ1まで到達できるので、被測定物3の測定
を確実に行うことができる。
(12) Hole 52 provided at the center of lens 51
Through, the objective lens 1 can penetrate the ring illumination device 50 or the reflected light from the DUT 3 can reach the objective lens 1 without being blocked, so that the DUT 3 can be reliably measured. .

【0042】〔第3実施形態〕次に、本発明の第3実施
形態について説明する。図5には、第3実施形態に係る
リング照明装置60の断面図が示されている。このリン
グ照明装置60において、前述の第1実施形態との相違
は、フレネルレンズ40に替えて光学素子としての断面
多角形状のプリズム61を用いている部分のみであり、
その他の構成は第1実施形態の場合と同様である。図5
中ケース11の下端に取り付けられているプリズム61
は、透明のガラス製で、光軸1Aを中心とした三重の略
同心円状に傾斜を有する入射面62が設けられた断面多
角形状に加工されている。各入射面62は、光軸1Aか
ら離れるに従って光軸1Aとの角度が小さくなるように
設定され、入射した照明光を屈折させて焦点距離F4の
位置に照明光を集光する働きを有している。なお図5に
おいて、プリズム61と被測定物3とが距離D4だけ離
れるように、リング照明装置60は、対物レンズ1に取
り付けられている。
[Third Embodiment] Next, a third embodiment of the present invention will be described. FIG. 5 shows a cross-sectional view of the ring lighting device 60 according to the third embodiment. The ring illuminator 60 is different from the first embodiment described above only in the portion using a prism 61 having a polygonal cross section as an optical element instead of the Fresnel lens 40.
Other configurations are similar to those of the first embodiment. Figure 5
The prism 61 attached to the lower end of the middle case 11
Is made of transparent glass and is processed into a polygonal cross-section provided with an entrance surface 62 having a triple concentric inclination with respect to the optical axis 1A. Each incident surface 62 is set so that the angle with the optical axis 1A becomes smaller as the distance from the optical axis 1A increases, and has a function of refracting the incident illumination light and condensing the illumination light at the position of the focal length F4. ing. In FIG. 5, the ring illumination device 60 is attached to the objective lens 1 so that the prism 61 and the DUT 3 are separated by a distance D4.

【0043】レンズアレイ30およびプリズム61は、
集光レンズ31の焦点距離F1やプリズム61の焦点距
離F4に応じて予めモジュール化され、このモジュール
化された組み合わせが複数組用意されている。これらの
モジュール化されたレンズアレイ30およびプリズム6
1は、ケース11に着脱自在に取り付けられている。ま
た、プリズム61の焦点距離F4を、被測定物3とプリ
ズム61との距離D4に等しくし、集光レンズ31の焦
点距離F1を、発光点21とレンズアレイ30との距離
D1に等しくするように各焦点距離F1,F4を設定
し、モジュール化することで、前述の第1実施形態の場
合と同様に、被測定物3に適合した照明範囲および照明
角度の調節ができる。
The lens array 30 and the prism 61 are
A plurality of modularized combinations are prepared in advance according to the focal length F1 of the condenser lens 31 and the focal length F4 of the prism 61. These modularized lens array 30 and prism 6
1 is detachably attached to the case 11. Further, the focal length F4 of the prism 61 is made equal to the distance D4 between the DUT 3 and the prism 61, and the focal length F1 of the condenser lens 31 is made equal to the distance D1 between the light emitting point 21 and the lens array 30. By setting each of the focal lengths F1 and F4 to and modularizing, the illumination range and the illumination angle suitable for the DUT 3 can be adjusted as in the case of the first embodiment described above.

【0044】従って、本実施形態によれば、前述の
(2)の効果に加えて、次のような効果が得られる。 (13)発光ダイオード20から出射された照明光がその
発光方向前方に配置したレンズアレイ30の集光レンズ
31によって集光され、さらに前方に配置されたプリズ
ム61によって被測定物3に照射されるため、発光ダイ
オード20に固有の発散角に拘わらず、所定の範囲に照
明光を集中することで、照明効率を向上できるので、発
光ダイオード20の設置個数を低減し、リング照明装置
60の小型化および低コスト化を図ることができる。
Therefore, according to this embodiment, the following effect can be obtained in addition to the effect of (2) described above. (13) The illumination light emitted from the light emitting diode 20 is condensed by the condenser lens 31 of the lens array 30 arranged in the front in the light emitting direction, and is irradiated to the DUT 3 by the prism 61 arranged further in the front. Therefore, regardless of the divergence angle specific to the light emitting diode 20, the illumination light can be improved by concentrating the illumination light in a predetermined range, so that the number of the light emitting diodes 20 installed can be reduced and the ring lighting device 60 can be miniaturized. And cost reduction can be achieved.

【0045】(14)照明範囲の大きさは、発光部22の
外径と、焦点距離F4および焦点距離F1の比との積に
より設定できるので、集光レンズ31およびプリズム6
1を適切に選択することで、被測定物3に応じた照明範
囲を得られ、設定した照明範囲の外側に照明光が広がら
ないので、効率よく被測定物3を照明することができ
る。
(14) Since the size of the illumination range can be set by the product of the outer diameter of the light emitting section 22 and the ratio of the focal length F4 and the focal length F1, the condensing lens 31 and the prism 6 can be set.
By appropriately selecting 1, the illumination range corresponding to the DUT 3 can be obtained, and the illumination light does not spread outside the set illumination range, so that the DUT 3 can be illuminated efficiently.

【0046】(15)レンズアレイ30およびプリズム6
1は、モジュール化されて複数組が用意され、ねじ締め
によりケース11に着脱自在に取り付け可能なので、必
要とされる照明範囲に応じて、適切な焦点距離F1,F
4を備えるレンズアレイ30およびプリズム61の組を
選択することで、照明範囲を適切に設定でき、測定を迅
速かつ正確に行うことができる。
(15) Lens array 30 and prism 6
1 is modularized and a plurality of sets are prepared, and can be detachably attached to the case 11 by screwing. Therefore, appropriate focal lengths F1 and F can be set according to a required illumination range.
By selecting the set of the lens array 30 and the prism 61 each including No. 4, the illumination range can be appropriately set, and the measurement can be performed quickly and accurately.

【0047】(16)モジュール化されたレンズアレイ3
0およびプリズム61の組から適切な焦点距離F1,F
4を備える組み合わせを選択することで、被測定物3に
応じて照明角度を適切に設定できるので、立体形状を有
する被測定物3の場合等に、そのエッジを鮮明に浮かび
上がらせることで、測定精度の向上を図ることができ
る。
(16) Modular lens array 3
0 and the pair of prisms 61, the appropriate focal lengths F1, F
By selecting a combination including 4, the illumination angle can be appropriately set according to the DUT 3, so that in the case of a DUT 3 having a three-dimensional shape, etc. The accuracy can be improved.

【0048】(17)プリズム61に設けられた略同心円
状の入射面62の角度を適切に設定し、加工すること
で、プリズム61の集光効率を向上でき、リング照明装
置60の照明効率の向上を図ることができる。
(17) By appropriately setting and processing the angle of the substantially concentric circular incident surface 62 provided on the prism 61, the light collection efficiency of the prism 61 can be improved and the illumination efficiency of the ring lighting device 60 can be improved. It is possible to improve.

【0049】なお、本発明は前述の各実施形態に限定さ
れるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での
変形、改良等は本発明に含まれるものである。例えば、
前述の各実施形態では、画像測定装置に用いられるリン
グ照明装置について説明を行ったが、測定顕微鏡、工具
顕微鏡、投影機、三次元画像測定機等に用いてもよい。
また、前述の各実施形態では、リング照明装置を対物レ
ンズ1に取り付けたが、これに限らず、測定装置等の本
体や測定台に取り付けてもよく、また、これらの測定装
置等とは別にリング照明装置を支持する部材を設け、こ
の部材に取り付けてもよい。また、取り付け方法は、対
物レンズ1に向かって進退可能に支持された3本のねじ
による方法に限らず、リング照明装置と被測定物との距
離を適切に設定できる方法であれば適用でき、また、光
学系の光軸に沿って移動する手段を備えたものでもよ
い。
The present invention is not limited to the above-described embodiments, but includes modifications and improvements as long as the object of the present invention can be achieved. For example,
In each of the above-described embodiments, the ring illumination device used in the image measuring device has been described, but it may be used in a measuring microscope, a tool microscope, a projector, a three-dimensional image measuring device, or the like.
Further, in each of the above-described embodiments, the ring illuminator is attached to the objective lens 1, but the present invention is not limited to this, and may be attached to the main body of the measuring device or the measuring stand, or separately from these measuring devices or the like. A member for supporting the ring lighting device may be provided and attached to this member. Further, the mounting method is not limited to the method using three screws supported so as to be able to move forward and backward toward the objective lens 1, but can be applied as long as it is a method capable of appropriately setting the distance between the ring illuminator and the object to be measured, Further, it may be provided with a means for moving along the optical axis of the optical system.

【0050】また、前述の各実施形態では、発光ダイオ
ード20の配列は、三重の略同心円状としたが、これに
限らず、単一の円形配列や二重、四重またはそれ以上に
重なった略同心円状の配列でもよく、また、放射状やグ
リッド状の配列でもよい。また、前述の各実施形態で
は、レンズアレイ30、レンズ51およびプリズム61
は、透明のガラス製としたが、これに限らず、合成樹脂
製としてもよい。また、フレネルレンズ40は、透明の
合成樹脂製としたが、これに限らず、ガラス製としても
よい。
In each of the above-described embodiments, the light emitting diodes 20 are arranged in a triple concentric shape, but the arrangement is not limited to this, and a single circular arrangement or a double, quadruple or more overlapping shape is provided. The arrangement may be substantially concentric, or may be radial or grid. Further, in each of the above-described embodiments, the lens array 30, the lens 51, and the prism 61.
Is made of transparent glass, but is not limited to this and may be made of synthetic resin. Although the Fresnel lens 40 is made of transparent synthetic resin, it is not limited to this and may be made of glass.

【0051】[0051]

【発明の効果】以上の通り、本発明のリング照明装置に
よれば、照明効率を向上することで発光ダイオードの設
置個数を低減でき、小型化および低コスト化を図ること
ができる、という効果が期待できる。
As described above, according to the ring illuminator of the present invention, it is possible to reduce the number of light emitting diodes to be installed by improving the illumination efficiency, and to reduce the size and cost. Can be expected.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1実施形態に係るリング照明装置を
示す斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view showing a ring lighting device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】前記実施形態に係るリング照明装置の断面図で
ある。
FIG. 2 is a cross-sectional view of the ring lighting device according to the embodiment.

【図3】前記実施形態に係るリング照明装置の底面図で
ある。
FIG. 3 is a bottom view of the ring lighting device according to the embodiment.

【図4】本発明の第2実施形態に係るリング照明装置の
断面図である。
FIG. 4 is a sectional view of a ring lighting device according to a second embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第3実施形態に係るリング照明装置の
断面図である。
FIG. 5 is a sectional view of a ring lighting device according to a third embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 対物レンズ(光学系) 1A 光軸 11 ケース(照明装置本体) 20 発光ダイオード 30 レンズアレイ 31 集光レンズ 40 フレネルレンズ(光学素子) 51 レンズ(光学素子) 52 孔 61 プリズム(光学素子) 62 入射面 1 Objective lens (optical system) 1A optical axis 11 Case (lighting device body) 20 light emitting diode 30 lens array 31 Condensing lens 40 Fresnel lens (optical element) 51 lens (optical element) 52 holes 61 Prism (optical element) 62 plane of incidence

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 光学系の光軸の回りにリング状に配置さ
れたリング照明装置であって、 前記光軸に対し略同心円状に配置され、前記光軸と略平
行な一方向を発光方向として発光する複数の発光ダイオ
ードと、 これらの発光ダイオードと所定の間隔を離して前記発光
方向の前方に配置され、前記各発光ダイオードに対応し
て配列された複数の集光レンズを有するレンズアレイ
と、 このレンズアレイの前記発光方向の前方に配置され、前
記集光レンズを通過した照明光を所定の位置に集光する
光学素子とを備えることを特徴とするリング照明装置。
1. A ring illuminator arranged in a ring shape around an optical axis of an optical system, wherein the ring illuminator is arranged substantially concentrically with respect to the optical axis and emits light in one direction substantially parallel to the optical axis. A plurality of light emitting diodes that emit light as a light source, and a lens array that has a plurality of condenser lenses that are arranged in front of the light emitting direction at a predetermined distance from the light emitting diodes and that are arranged corresponding to the respective light emitting diodes. A ring illuminator, comprising: an optical element that is disposed in front of the lens array in the light emitting direction and that condenses the illumination light that has passed through the condenser lens at a predetermined position.
【請求項2】 請求項1に記載のリング照明装置におい
て、 前記発光ダイオードと前記集光レンズとの間隔は、前記
集光レンズの焦点距離と略同一とされていることを特徴
とするリング照明装置。
2. The ring lighting device according to claim 1, wherein a distance between the light emitting diode and the condenser lens is substantially equal to a focal length of the condenser lens. apparatus.
【請求項3】 請求項1または請求項2に記載のリング
照明装置において、 前記レンズアレイと前記光学素子とは、モジュール化さ
れ、前記複数の発光ダイオードが固定された照明装置本
体に着脱自在に取り付けられることを特徴とするリング
照明装置。
3. The ring lighting device according to claim 1, wherein the lens array and the optical element are modularized and can be detachably attached to a lighting device main body to which the plurality of light emitting diodes are fixed. A ring illuminator characterized by being attached.
【請求項4】 請求項1ないし請求項3のいずれかに記
載のリング照明装置において、 前記光学素子は、フレネルレンズであることを特徴とす
るリング照明装置。
4. The ring illuminator according to claim 1, wherein the optical element is a Fresnel lens.
【請求項5】 請求項1ないし請求項3のいずれかに記
載のリング照明装置において、 前記光学素子は、中央部に孔を有する略ドーナツ形状の
レンズであることを特徴とするリング照明装置。
5. The ring illuminator according to claim 1, wherein the optical element is a substantially donut-shaped lens having a hole in a central portion thereof.
【請求項6】 請求項1ないし請求項3のいずれかに記
載のリング照明装置において、 前記光学素子は、略同心円状に形成され半径方向の位置
に応じて所定の傾きを有する入射面を備えたプリズムで
あることを特徴とするリング照明装置。
6. The ring illuminating device according to claim 1, wherein the optical element includes an incident surface formed in a substantially concentric shape and having a predetermined inclination according to a radial position. A ring illuminator, which is a prism.
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Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006209035A (en) * 2005-01-31 2006-08-10 Tokyoto Igaku Kenkyu Kiko Biological microscope and dark-field lighting system
JP2006296516A (en) * 2005-04-15 2006-11-02 Mitaka Koki Co Ltd Bright-field light source for fluorescence observation and surgical microscope loaded with the same
US7177033B2 (en) * 2002-03-11 2007-02-13 Mitutoyo Corporation Image processing type of measuring device, lighting system for the same, lighting system control method, lighting system control program, and a recording medium with the lighting system control program recorded therein
JP2007322579A (en) * 2006-05-31 2007-12-13 Olympus Corp Vertical illuminating optical system for microscope
JP2008161721A (en) * 2008-03-26 2008-07-17 Mitaka Koki Co Ltd Surgical microscope attachment
JP2009063856A (en) * 2007-09-07 2009-03-26 Shibuya Optical Co Ltd Dark field objective lens device
WO2010092412A1 (en) 2009-02-13 2010-08-19 Rudjer Boskovic Institute Ring illuminator with maximizing intensity of illumination
JP2010251168A (en) * 2009-04-17 2010-11-04 Mitsutoyo Corp Ring-lighting system
CN102032504A (en) * 2009-09-24 2011-04-27 鸿富锦精密工业(深圳)有限公司 Light source for image measuring apparatus
DE102011055426A1 (en) * 2011-11-16 2013-05-16 Sensovation Ag Microscopy method for the detection of biological target objects
WO2015169620A1 (en) 2014-05-05 2015-11-12 Alicona Imaging Gmbh Illumination device
JP2016530567A (en) * 2013-08-22 2016-09-29 カリフォルニア インスティチュート オブ テクノロジー Variable illumination Fourier typographic imaging apparatus, system, and method
JP2018512623A (en) * 2015-04-13 2018-05-17 カール・ツアイス・インダストリーエレ・メステクニク・ゲーエムベーハー Incident light illumination for variable working distance
WO2024004734A1 (en) * 2022-06-28 2024-01-04 株式会社ベックス Attachment and light source device

Cited By (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7177033B2 (en) * 2002-03-11 2007-02-13 Mitutoyo Corporation Image processing type of measuring device, lighting system for the same, lighting system control method, lighting system control program, and a recording medium with the lighting system control program recorded therein
JP2006209035A (en) * 2005-01-31 2006-08-10 Tokyoto Igaku Kenkyu Kiko Biological microscope and dark-field lighting system
JP2006296516A (en) * 2005-04-15 2006-11-02 Mitaka Koki Co Ltd Bright-field light source for fluorescence observation and surgical microscope loaded with the same
JP2007322579A (en) * 2006-05-31 2007-12-13 Olympus Corp Vertical illuminating optical system for microscope
JP2009063856A (en) * 2007-09-07 2009-03-26 Shibuya Optical Co Ltd Dark field objective lens device
JP2008161721A (en) * 2008-03-26 2008-07-17 Mitaka Koki Co Ltd Surgical microscope attachment
WO2010092412A1 (en) 2009-02-13 2010-08-19 Rudjer Boskovic Institute Ring illuminator with maximizing intensity of illumination
JP2010251168A (en) * 2009-04-17 2010-11-04 Mitsutoyo Corp Ring-lighting system
CN102032504A (en) * 2009-09-24 2011-04-27 鸿富锦精密工业(深圳)有限公司 Light source for image measuring apparatus
DE102011055426A1 (en) * 2011-11-16 2013-05-16 Sensovation Ag Microscopy method for the detection of biological target objects
US8879792B2 (en) 2011-11-16 2014-11-04 Sensovation Ag Microscopy method for identifying biological target objects
JP2016530567A (en) * 2013-08-22 2016-09-29 カリフォルニア インスティチュート オブ テクノロジー Variable illumination Fourier typographic imaging apparatus, system, and method
WO2015169620A1 (en) 2014-05-05 2015-11-12 Alicona Imaging Gmbh Illumination device
AT515745A1 (en) * 2014-05-05 2015-11-15 Alicona Imaging Gmbh lighting device
US10007101B2 (en) 2014-05-05 2018-06-26 Alicona Imaging Gmbh Illumination device for a microscope or an optical 3D surface measuring apparatus
JP2018512623A (en) * 2015-04-13 2018-05-17 カール・ツアイス・インダストリーエレ・メステクニク・ゲーエムベーハー Incident light illumination for variable working distance
WO2024004734A1 (en) * 2022-06-28 2024-01-04 株式会社ベックス Attachment and light source device

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