JP2005227371A - 照明装置及び画像測定機 - Google Patents

Abstract

【課題】安価、かつ、コンパクトな構成で垂直落射照明と斜め照明との切り替えが可能な照明装置、及び、その照明装置を用いた画像測定機を提供すること。
【解決手段】光源１１１から受けた光をワークＷに対して垂直に照射する対物レンズ１３１と、斜めに照射する反射鏡１３２と、照明切替プレート３０とを備え、照明切替プレート３０の基板３１上に形成される垂直落射照明パターンとリング照明パターンとのいずれか一方を光源１１１から発せられる光の光路上に位置させることによって、垂直落射照明と斜め照明との切り替えを行う。
【選択図】 図３

Description

本発明は、照明装置及び画像測定機に関する。詳しくは、垂直落射照明と斜め照明との切り替えが可能な照明装置、及び、その照明装置を用いた画像測定機に関する。

従来、垂直落射照明と斜め照明との切り替えが可能な画像処理測定機の照明装置（特許文献１）が知られている。
これは、被測定物を載置したテーブルを有する測定機本体と、光源からの光束を被測定物の真上から照射する垂直落射照明装置と、測定機本体に着脱可能に取り付けられ光源からの光束を被測定物に対して斜めから照射する斜め照明装置と、光源からの光束を垂直落射照明装置と斜め照明装置との間で切り替える切替手段とを備える構成である。
この構成によれば、切替手段を用いることによって、垂直落射照明と斜め照明との切り替えが可能である。

特開平１１−１６００２６号公報（図２、３、５参照）

しかし、特許文献１に示されるような従来の照明装置においては、斜め照明装置はファイバー照明装置やＬＥＤ照明装置で構成され、垂直落射照明装置とは別ユニットであるため、高価であり、また、取り付けスペースを確保しておく必要がある。

本発明の目的は、安価かつコンパクトな構成で垂直落射照明と斜め照明との切り替えが可能な照明装置、及び、その照明装置を用いた画像測定機を提供することである。

本発明の照明装置は、光源と、この光源から受けた光をテーブルに載置されるワークに対して垂直に照射する垂直落射照明用光学素子と、この垂直落射照明用光学素子の周囲に配置され、かつ、前記光源から受けた光を前記ワークに対して斜めに照射する斜め照明用光学素子と、前記光源から発せられる光の光路上に設けられる照明切替部材とを備え、この照明切替部材は、前記光源から前記垂直落射照明用光学素子に向けて照射される光を透過させる透光部と、この透光部の外側に形成され前記光源から前記斜め照明用光学素子に向けて照射される光を遮断する遮光部とを有する第１透光・遮光パターンと、前記光源から前記垂直落射照明用光学素子に向けて照射される光を遮断する遮光部と、この遮光部の外側に形成され前記光源から前記斜め照明用光学素子に向けて照射される光を透過させる透光部とを有する第２透光・遮光パターンとを備え、かつ、前記照明切替部材は、前記第１透光・遮光パターンと前記第２透光・遮光パターンのいずれか一方を前記光源から発せられる光の光路上に位置させることによって、前記ワークに対して照射される光のパターンの切り替えを行うことを特徴とする。

第１透光・遮光パターンを光源から発せられる光の光路上に位置させると、斜め照明用光学素子への光は遮断され、垂直落射照明用光学素子にのみ光が到達されるから、垂直落射照明となる。第２透光・遮光パターンを光源から発せられる光の光路上に位置させると、垂直落射照明用光学素子への光は遮断され、斜め照明用光学素子にのみ光が到達されるから、斜め照明となる。従って、照明切替部材を操作することにより、垂直落射照明と斜め照明との切り替えを行うことができる。

この発明では、斜め照明を得るために、照明切替部材に備えられる第２透光・遮光パターンと、斜め照明用光学素子とを用いており、ＬＥＤ照明装置やファイバー照明装置等の高価な斜め照明装置を用いていないから、安価に製造できる。また、ＬＥＤ照明装置等は複雑な構造であるため体積も大きくなりがちであるが、本発明では、斜め照明を得るためには簡素な構造の斜め照明用光学素子を用いているので体積も小さくできる。そのため、コンパクトな構成の照明装置にできる。

本発明では、前記垂直落射照明用光学素子および前記斜め照明用光学素子は、一つの格納筒内に格納されている構成が好ましい。

画像測定機等の照明装置として本発明の照明装置を使用すれば、ワークの画像測定に関与するとともに垂直落射照明用光学素子としても機能する対物レンズと、この対物レンズの周囲に配置される反射鏡等の斜め照明用光学素子とを一緒に一つの格納筒内に格納することが可能である。このような画像測定機においては、斜め照明用光学素子は、対物レンズとともに格納筒内に格納されているので、対物レンズ切替用のレボルバ等によって対物レンズを切り替えるときにも邪魔になることはない。さらに、新しく切り替わる対物レンズの格納筒内にも同様の対物レンズと斜め照明用光学素子とを設けておけば、対物レンズの切り替え毎に改めて斜め照明装置の取り付けをする必要がなく、使い勝手が向上する。

また、本発明では、前記照明切替部材は、前記光源から前記垂直落射照明用光学素子に向けて照射される光の一部を透過させる一部透光部と、この一部透光部の外側に形成され前記光源から前記斜め照明用光学素子に向けて照射される光を透過させる透光部とを有する第３透光・遮光パターンを備え、かつ、前記照明切替部材は、前記第１透光・遮光パターン、前記第２透光・遮光パターン及び前記第３透光・遮光パターンのいずれか一つを前記光源から発せられる光の光路上に位置させることによって、前記ワークに対して照射される光のパターンの切り替えを行う構成が好ましい。

第３透光・遮光パターンを光源から発せられる光の光路上に位置させると、一部透光部を透過した光が垂直落射照明用光学素子に到達され、垂直落射照明となると共に、透光部を透過した光が斜め照明用光学素子に到達され、斜め照明となる。すなわち、垂直落射照明と斜め照明とを併用した照明状態となる。

低反射率のワークへの照明を行う場合は、多くの照明光量が必要であり、垂直落射照明と、斜め照明を併用するのが好ましいこともある。つまり、垂直落射照明を用いることでワークへの照明光量を増やすと共に、斜め照明を用いることでワーク表面の突起形状等を鮮明に浮き出させることができ、画像測定上便利である。しかし、この場合、垂直落射照明と斜め照明の光量を調節する必要がある。特に、垂直落射照明の光量が多すぎると斜め照明の効果を得るのが困難となるという問題がある。

しかし、この発明では、一部透光部を設けることによって垂直落射照明用光学素子に到達される光の量を抑えることができるようになっている。そのため、垂直落射照明が強くなりすぎるのを抑えることができ、斜め照明の効果が打ち消されるのを防止できる。従って、この発明によれば、低反射率のワークに対しても、垂直落射照明と斜め照明を併用した効果的な光の照射を行うことができる。

また、本発明では、前記照明切替部材は、前記光源から前記垂直落射照明用光学素子に向けて照射される光を遮断する円形の遮光部、あるいは、一部を透過させる円形の一部透光部と、この円形の遮光部あるいは一部透光部と同心の円輪形状で前記光源から前記斜め照明用光学素子に向けて照射される光を受光する、斜め照明用受光部とを有する第４透光・遮光パターンを備え、前記斜め照明用受光部は、その円輪形状を２つの円弧部分に分割され、一方の円弧部分が透光部、他方の円弧部分が遮光部とされ、かつ、前記斜め照明用受光部を、その円輪形状の中心を回転中心として回転させる回転機構が設けられ、前記照明切替部材は、前記いずれかの透光・遮光パターンを前記光源から発せられる光の光路上に位置させることによって、前記ワークに対して照射される光のパターンの切り替えを行う構成が好ましい。

斜め照明を行うときに、ワークの種類によっては、特定の方向からのみ斜め照明光を照射したほうが、全方向（３６０°）から斜め照明光を照射するよりも、表面形状を鮮明に浮かびあがらせることが可能な場合もある。斜め照明用受光部全体が透光部であるような構成の照明装置では、斜め照明は、ワークに対して全ての方向（３６０°）から光の照射を行うリング照明となっているので、前記のようなワークの照明に用いるのには不適当である。

しかし、この発明では、一方の円弧部分が透光部であり、かつ、他方の円弧部分が遮光部であるから、一方の円弧部分としての透光部を透過した光のみが斜め照明を構成する。そのため、第４透光・遮光パターンを光源から発せられる光の光路上に位置させると、ワークに対して特定の方向から光の照射を行う斜め照明が可能となる。さらに、回転機構によって、一方の円弧部分としての透光部は円輪形状の中心を回転中心として回転できるようになっているから、斜め照明の照射方向をワークの表面形状等に応じて自由に変えることができる。

また、本発明では、前記照明切替部材は、一端にスライド操作つまみを備えるとともに、前記光源から発せられる光の光路に対してスライド可能に設けられ、前記回転機構は、前記第４透光・遮光パターンと同軸上に設けられた従動輪と、前記スライド操作つまみ近傍に回転可能に設けられた操作輪と、この操作輪および前記従動輪にかけわたされた動力伝達部材とを含んで構成されることが好ましい。

この発明では、スライダ操作つまみを手で持って照明切替部材を光源から発せられる光の光路に対してスライド移動させることができ、ワークに対して照射される光のパターンの切り替えを行うことが可能である。
また、操作輪を手指で回すと、その回転は動力伝達部材によって従動輪へと伝達されるから、従動輪と同軸上に形成されている第４透光・遮光パターンが回転される。これにより、前記のように斜め照明の照射方向を変えることができる。

この発明によれば、操作輪がスライド操作つまみの近傍に設けられているため、照明光パターンの切り替え操作と、斜め照明の照射方向を変える操作とを、片手で行うことができるから、使い勝手がよい。

また、本発明の照明装置を用いれば、前記テーブルを備えるベースと、前記テーブルに対向され前記ワークの照明を行う本発明の照明装置と、前記テーブルに対向され前記ワークの画像測定を行う画像測定手段とを備えていることを特徴とする画像測定機を構成できる。

この発明では、本発明の照明装置を用いているから、前記のように、安価でコンパクトな構成の画像測定機を製造することができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は本実施形態の照明装置を用いた測定顕微鏡の斜視図である。この測定顕微鏡は、本体１を備えている。本体１は、ベース２と、ベース２に垂直に立設されたコラム３とを有する。ベース２には、上面にワークＷを載置するテーブル４が設けられているとともに、内部に透過照明装置（図示省略）が設けられている。テーブル４は、操作ハンドル５、６の回動操作によって、水平面内における直交二軸方向、つまり、左右方向（Ｘ軸方向）および前後方向（Ｙ軸方向）へ移動可能となっている。コラム３には、操作ハンドル７の回動操作によって、上下方向（Ｚ軸方向）へ昇降可能な本体鏡筒８が設けられているとともに、各軸方向（Ｘ、Ｙ、Ｚ軸方向）の移動量を表示する表示器９が取り付けられている。

本体鏡筒８には、図２に示すように、その上面に光源ユニット１１が、正面（図２では左側面）に接眼レンズユニット１２が、下面に、テーブル４に対向される対物レンズユニット１３がそれぞれ設けられている。光源ユニット１１の内部には光源１１１（図３参照）が設けられている。接眼レンズユニット１２の内部には接眼レンズ１２１（図３参照）が設けられている。対物レンズユニット１３は、テーブル４に対向されワークＷの画像測定に関与するとともに垂直落射照明用光学素子としても機能する対物レンズ１３１（図３参照）と、対物レンズ１３１の周囲に円輪状に配置される斜め照明用光学素子としての反射鏡１３２（図３参照）と、対物レンズ１３１と反射鏡１３２とをまとめて格納する格納筒としての対物レンズ格納筒１３３とを備えている。

図３に、本体鏡筒８内部の光学部品の配置図を示す。光源１１１に対向して、対物レンズ１３１よりも径の大きい照明レンズ２１が設けられている。光源１１１は、照明レンズ２１の焦点に設けられているため、照明レンズ２１は、光源１１１からの光を平行光へと変える。照明レンズ２１の下方には照明切替部材としての照明切替プレート３０が、その長手方向を図３中紙面に垂直な方向に向けて設けられている。照明レンズ２１からの平行光は、照明切替プレート３０に対して垂直に照射されるが、後述するように、照明切替プレート３０の基板３１上に形成される透光部、一部透光部に照射される平行光だけが、照明切替プレート３０を透過される。

照明切替プレート３０の下方には、照明レンズ２１と軸を同一として、照明レンズ２１よりも径の小さく、かつ、対物レンズ１３１と同径の集光レンズ２２が設けられている。集光レンズ２２は、照明切替プレート３０を透過してきた平行光を、ミラー２３およびハーフミラー２４を経由させて、対物レンズ１３１の焦点Ｆに集光させる。この光は、対物レンズ１３１によって平行光とされるので、ワークＷに対して垂直に照射される（光路Ｌ１参照）。

一方、照明レンズ２１から出射される平行光のうち、照明切替プレート３０を透過され、かつ、集光レンズ２２の外側を通過される光は、ミラー２３およびハーフミラー２４を経由されて、平行光のまま対物レンズユニット１３に向けて照射される。対物レンズ１３１と集光レンズ２２とが互いに同径であることから、この平行光は、対物レンズ１３１の外側を通過されるようになっており、反射鏡１３２で反射され、ワークＷに対して斜めに照射される（光路Ｌ２参照）。

対物レンズ１３１、ハーフミラー２４、ミラー２５、フィールドレンズ２６、ミラー２７、リレーレンズ２８および接眼レンズ１２１は、画像測定手段を構成する。ワークＷから出射される光はこれらを順次経由されワークＷの画像測定に用いられる。

図４に、照明切替プレート３０の平面図を示す。照明切替プレート３０は、長尺板形状の基板３１と、この基板３１の上面に、その長手方向に沿って等間隔に順次形成される第１透光・遮光パターンとしての垂直落射照明パターン３２、第２透光・遮光パターンとしてのリング照明パターン３３、第３透光・遮光パターンとしての垂直落射・リング照明併用パターン３４、および、第４透光・遮光パターンとしての斜め照明パターン３５と、基板３１の一端（図４では右端）に設けられるスライド操作つまみ３６と、回転機構３７とを備える。また、照明切替プレート３０は、図４において左右方向にスライド可能に設けられており、光源１１１から発せられる光の光路に対してスライド可能である（図３参照）。

基板３１の側面（図４では下面）には、長手方向に沿って等間隔に４つの切欠３１１Ａ、３１１Ｂ、３１１Ｃ、３１１Ｄがそれぞれ設けられている。また、基板３１の上面には、その長手方向に沿って等間隔に順次形成される円形孔３１２Ａ、３１２Ｂ、３１２Ｃ、３１２Ｄがそれぞれ設けられている。

垂直落射照明パターン３２は、円形孔３１２Ａに嵌合される円柱形状のガラスと、このガラスの上面に形成され、その円形状と同心の円輪形状であるアルミニウム（Ａｌ）蒸着膜とによって形成される。この構成により、円形の透光部３２１と、透光部３２１の外側に形成され、かつ、これと同心の円輪形状の遮光部３２２（Ａｌ蒸着膜）とが形成される。円形の透光部３２１は、集光レンズ２２と同径であり、円輪形状の遮光部３２２の外円は照明レンズ２１と同径である。

リング照明パターン３３は、円形孔３１２Ｂに嵌合される円柱形状のガラスと、このガラスの上面に形成され、その円形状と同心の円形状であるＡｌ蒸着膜とによって形成される。この構成により、円形の遮光部３３１（Ａｌ蒸着膜）と、遮光部３３１の外側に形成され、かつ、これと同心の円輪形状の透光部３３２とが形成される。円形の遮光部３３１は、集光レンズ２２と同径であり、円輪形状の透光部３３２の外円は照明レンズ２１と同径である。

垂直落射・リング照明併用パターン３４は、円形孔３１２Ｃに嵌合される円柱形状のガラスと、このガラスの上面に形成され、その円形状と同心の円形状であるＮＤ（Neutral density）フィルター膜とによって形成される。この構成により、円形の一部透光部３４１（ＮＤフィルター膜）と、一部透光部３４１の外側に形成され、かつ、これと同心の円輪形状の透光部３４２とが形成される。円形の一部透光部３４１は、集光レンズ２２と同径であり、円輪形状の透光部３４２の外円は照明レンズ２１と同径である。

斜め照明パターン３５は、円形の遮光部３５１と、遮光部３５１の外側に形成され、かつ、これと同心の円輪形状の斜め照明用受光部３５２とを有する。斜め照明用受光部３５２は、その円輪形状を、円周の４分の１を覆う一方の円弧部分と、円周の４分の３を覆う他方の円弧部分とに分割され、一方の円弧部分が透光部３５２Ａ、他方の円弧部分が遮光部３５２Ｂとされている。遮光部３５１および遮光部３５２Ｂは、Ａl蒸着膜によって形成されている。円形の遮光部３５１は、集光レンズ２２と同径であり、円輪形状の斜め照明用受光部３５２の外円は照明レンズ２１と同径である。

スライド操作つまみ３６は、図１および図２に示すように、本体鏡筒８の右側面から露出されて設けられており、図４に示すように、断面矩形で中空の樹脂製の筒状体３６１と、筒状体３６１の両側面（図４では上面及び下面）に設けられる凹部３６２とを備える。

回転機構３７は、従動輪としての第１プーリ３７１と、回転可能に設けられた操作輪としてのローラ３７２と、ローラ３７２の中心に設けられる第２プーリ３７３と、第１プーリ３７１および第２プーリ３７３に架け渡される動力伝達部材としてのベルト３７４とを備える。第１プーリ３７１は、円形孔３１２Ｄに回転自在に嵌合される円柱形状のガラスであり、その上面には斜め照明パターン３５が、その軸を同じくして形成されている。なお、ガラスであるとしたのは、透光部３５２Ａを形成させるために透光性を備える必要があるからである。ローラ３７２は、筒状体３６１の内部に設けられており、その円周の一部分が筒状体３６１の外部に露出し、ローラ露出部３７２Ａを形成している。そのため、操作輪は、スライド操作つまみの近傍に設けられていることとなる。

図４において、基板３１の４つの切欠３１１Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄが設けられている面に対向して、照明切替機構４０が備えられている。照明切替機構４０は、穴４１の底に一端が固定されるばね４２と、ばね４２の他端に設けられる鋼球４３とを備える。鋼球４３は、ばね４２の弾性力によって、基板３１の前記４つの切欠が設けられている面に対して付勢されている。

続いて、本実施形態の照明装置の使用方法について説明する。スライド操作つまみ３６の凹部３６２をつまんで照明切替プレート３０をスライド移動させる。照明切替プレート３０のスライド方向は図３においては紙面に垂直な方向であり、照明切替プレート３０は光源１１１から発せられる光の光路に対して垂直にスライド移動されることとなる。これに伴い、照明切替プレート３０の基板３１上面に形成される前記各照明パターン３２、３３、３４、３５は、順次光源１１１から発せられる光の光路上に位置されることとなるから、使用者は、各照明パターンの切り替えを行うことができる。特に、図４に示すように、使用者は、照明切替プレート３０をスライド移動させる際に、鋼球４３が切欠３１１Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄのいずれかに嵌りこむのを感知することができるから、各照明パターンの切り替えを意識しながら正確に行うことができる。すなわち、鋼球４３が切欠３１１Ａに嵌りこんだときには、垂直落射照明パターン３２が、図３において照明レンズ２１とその中心軸を同じくして対向され、光源１１１から発せられる光の光路上に位置される。同様に、鋼球４３が切欠３１１Ｂに嵌りこんだときにはリング照明パターン３３が、切欠３１１Ｃに嵌りこんだときには垂直落射・リング照明併用パターン３４が、切欠３１１Ｄに嵌りこんだときには斜め照明パターン３５が、それぞれ、照明レンズ２１とその中心軸を同じくして対向され、光源１１１から発せられる光の光路上に位置されることとなる。

図５に、垂直落射照明パターン３２が照明レンズ２１に対向されているときの照明状態を示す。照明レンズ２１から出射される平行光のうち、垂直落射照明パターン３２の透光部３２１に照射される光は透過され、遮光部３２２に照射される光は遮断される。透光部３２１は、集光レンズ２２と同径であるため、垂直落射照明パターン３２を透過された平行光は全て集光レンズ２２に対して照射され、集光レンズ２２の外側を通過される光は存在しない。前記のように集光レンズ２２を透過された光は、ミラー２３、ハーフミラー２４、および、対物レンズ１３１を順次経由されて、ワークＷに対して垂直に照射される。そのため、垂直落射照明となる。

図６に、リング照明パターン３３が照明レンズ２１に対向されているときの照明状態を示す。照明レンズ２１から出射される平行光のうち、リング照明パターン３３の遮光部３３１に照射される光は遮断され、透光部３３２に照射される光は透過される。遮光部３３１は、集光レンズ２２と同径であるため、リング照明パターン３３を透過された平行光は全て集光レンズ２２の外側を通過され、集光レンズ２２に照射される光は存在しない。前記のように集光レンズ２２の外側を通過された光は、ミラー２３、ハーフミラー２４、及び、反射鏡１３２を順次経由されて、ワークＷに対して斜めに照射される。これは斜め照明のうち、ワークＷに対して全方向（３６０°）から光の照射を行うものであるから、リング照明である。

次に、垂直落射・リング照明併用パターン３４が照明レンズ２１に対向されているときは（図３、４、５、６参照）、照明レンズ２１から出射される平行光のうち、垂直落射・リング照明併用パターン３４の一部透光部３４１に照射される光は一部のみが透過され、前記のように、集光レンズ２２に照射され、垂直落射照明を形成する。一方、透光部３４２に照射される平行光は透過され、前記のように、集光レンズ２２の外側を通過され、リング照明を形成する。そのため、垂直落射照明とリング照明とを併用した照明状態となる。

斜め照明パターン３５が照明レンズ２１に対向されているときは（図３、４、５、６参照）、照明レンズ２１から出射される平行光のうち、斜め照明パターン３５の遮光部３５１に照射される光が遮断されるので、前記のように、垂直落射照明は形成されない。また、斜め照明用受光部３５２を透過される平行光は、前記のように斜め照明を形成する。ここで、斜め照明用受光部３５２は、透光部３５２Ａと遮光部３５２Ｂとを有し、透光部３５２Ａに照射される平行光のみが透過される。透光部３５２Ａは、円輪形状の円周の４分の１を覆う円弧部分であるから、ワークＷに対して９０°の範囲から光の照射を行う斜め照明が形成されている。

この斜め照明パターン３５を用いた照明にあっては、図４および図７に示すように、回転機構３７によって、斜め照明パターン３５を、その円形状の中心を回転中心として回転させることができる。そのため、ワークＷに対する斜め照明の照射方向を自由に変えることができる。

具体的には、ローラ露出部３７２Ａにおいてローラ３７２を指で押し回すことにより、第２プーリ３７３が回転される。第２プーリ３７３の回転は、ベルト３７４を介して第１プーリ３７１へと伝達される。すると、第１プーリの上面に形成されている斜め照明パターン３５が回転されるから、斜め照明の照射方向が変わる。
例えば、斜め照明パターン３５が、図７（Ａ）のときは左下からの斜め照明、図７（Ｂ）のときは右下からの斜め照明、図７（Ｃ）のときは右上からの斜め照明、図７（Ｄ）のときは左上からの斜め照明である。

本実施形態によれば、以下の作用・効果がある。
（１）斜め照明を得るためにＬＥＤ照明装置やファイバー照明装置等の高価な斜め照明装置を用いていないから、安価である。

（２）斜め照明を得るための反射鏡１３２が対物レンズ格納筒１３３内に格納されており、対物レンズユニット１３に外付けの斜め照明装置等を取り付ける必要がないから、コンパクトな構成とすることができる。また、対物レンズ切替レボルバ等によって対物レンズユニット１３を切り替えるときにも、斜め照明のセッティングをしなおす必要もないから、使い勝手がよくなる。

（３）垂直落射・リング照明併用パターン３４を用いた照明において、一部透光部３４１が設けられていることによって、垂直落射照明の光量を、リング照明の光量に合わせて抑えることが可能である。そのため、リング照明によるワークＷの表面形状を鮮明に浮き出させるという効果を打ち消すことなく、垂直落射照明光を照射することができ、低反射率のワークＷの照明に便利である。

（４）斜め照明パターン３５において、斜め照明用受光部３５２は、その円輪形状の一方の円弧部分としての透光部３５２Ａと、他方の円弧部分としての遮光部３５２Ｂとを有しているから、ワークＷに対して特定の方向から光の照明を行う斜め照明とすることができる。さらに、回転機構３７によって、斜め照明パターン３５を、その円形状の中心を回転中心として回転させることができるから、ワークＷの表面形状に応じて斜め照明の照射方向を自由に変えることができ、使い勝手が向上する。

（５）ローラ３７２のローラ露出部３７２Ａがスライド操作つまみ３６の近傍に設けられているため、照明光のパターンの切り替え操作と、斜め照明の照射方向を変える操作とを、片手で行うことができるから、使い勝手がよい。

（６）対物レンズ１３１は、ワークＷの画像測定用のレンズとしての機能を果たすとともに、光源１１１から受けた光を垂直落射照明としてワークＷに照射させる機能も果たす。従って、この二つの機能を果たすために別個のレンズを設ける必要もないから、部品点数が少なくて済み、安価に製造できる。

なお、本発明は前述の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、前記実施形態では、斜め照明パターン３５は、円形の遮光部３５１を有することとしていたが、本発明では、この代わりに円形のＮＤフィルタによって形成される一部透光部を有するものであってもよい。この構成によると、一部透光部を透過された光は垂直落射照明を形成し、かつ、斜め照明用受光部３５２の透光部３５２Ａを透過された光が特定方向からの斜め照明を形成するから、この両照明を併用した照明とすることができる。特に、照明光量が必要な低反射率のワークＷの照明に便利である。

また、前記実施形態では、透光部３５２Ａは、斜め照明用受光部３５２の円輪形状の円周の４分の１を覆う一方の円弧部分であり、遮光部３５２Ｂは、円周の４分の３を覆う他方の円弧部分であるとしていたが、本発明では、これに限らず、一方の円弧部分としての透光部は円周の８分の１を覆い、他方の円弧部分としての遮光部は円周の８分の７を覆うような構成であってもよく、要するに、斜め照明用受光部３５２の円輪形状が二つの円弧部分に分割され、一方の円弧部分が透光部、他方の円弧部分が遮光部とされるような構成であればどのようなものであってもよい。このような構成であれば、ワークＷに対して特定の方向から光の照明を行う斜め照明とすることができる。

また、前記実施形態においては、スライド操作つまみ３６を持って照明切替プレート３０をスライド移動させることにより照明パターンの切り替えを行い、ローラ３７２をローラ露出部３７２Ａにおいて押しまわすことにより斜め照明パターン３５を回転させる構成としていたが、本発明では、電動スイッチ部を設け、この電動スイッチ部に形成される各スイッチを操作することにより、照明切替プレート３０のスライド移動、および、斜め照明パターン３５の回転を行わせるような構成のものであってもよい。

また、前記実施形態では、照明切替プレート３０は、長尺板形状の基板３１を備え、基板３１の上面に、その長手方向に沿って等間隔に各照明パターン３２、３３、３４、３５が配置される構成とされており、使用者がスライド操作つまみ３６をつまんで操作することによって、照明切替プレート３０は光源１１１から発せられる光の光路に対して垂直にスライド移動され、照明パターンの切り替えがなされていた。
しかし、本発明では、照明切替プレートは、円板形状で、かつ、その円板形状の中心を回転中心として回転自在に設けられた基板を備え、この基板の上面に、その円周方向に沿って等間隔に各照明パターンが配置されるものであってもよい。この構成では、円板形状の基板を回転させることによって、各照明パターンを順次光源からの光の光路上に位置させることが可能であり、照明パターンの切り替えを行うことができる。

本発明は、画像測定機・顕微鏡等の照明装置に利用することができる。

本発明の一実施形態にかかる測定顕微鏡を示す斜視図。 同上実施形態の一部側面図。 同上実施形態の光学部品の配置図。 同上実施形態の照明切替プレートを示す平面図。 同上実施形態において垂直落射照明パターンを用いた照明状態を示す図。 同上実施形態においてリング照明パターンを用いた照明状態を示す図。 同上実施形態において斜め照明パターンの回転の様子を示す図。

符号の説明

２…ベース
４…テーブル
８…本体鏡筒
２２…集光レンズ
３０…照明切替プレート
３２…垂直落射照明パターン
３３…リング照明パターン
３４…垂直落射・リング照明併用パターン
３５…斜め照明パターン
３６…スライド操作つまみ
３７…回転機構
１１１…光源
１２１…接眼レンズ
１３１…対物レンズ
１３２…反射鏡
１３３…対物レンズ格納筒
３７１…第１プーリ
３７２…ローラ
３７２Ａ…ローラ露出部
３７３…第２プーリ
３７４…ベルト

Claims (6)

1. 光源と、
   この光源から受けた光をテーブルに載置されるワークに対して垂直に照射する垂直落射照明用光学素子と、
   この垂直落射照明用光学素子の周囲に配置され、かつ、前記光源から受けた光を前記ワークに対して斜めに照射する斜め照明用光学素子と、
   前記光源から発せられる光の光路上に設けられる照明切替部材とを備え、
   この照明切替部材は、前記光源から前記垂直落射照明用光学素子に向けて照射される光を透過させる透光部と、この透光部の外側に形成され前記光源から前記斜め照明用光学素子に向けて照射される光を遮断する遮光部とを有する第１透光・遮光パターンと、
   前記光源から前記垂直落射照明用光学素子に向けて照射される光を遮断する遮光部と、この遮光部の外側に形成され前記光源から前記斜め照明用光学素子に向けて照射される光を透過させる透光部とを有する第２透光・遮光パターンとを備え、
   かつ、
   前記照明切替部材は、前記第１透光・遮光パターンと前記第２透光・遮光パターンのいずれか一方を前記光源から発せられる光の光路上に位置させることによって、前記ワークに対して照射される光のパターンの切り替えを行うことを特徴とする照明装置。
2. 請求項１に記載の照明装置において、前記垂直落射照明用光学素子および前記斜め照明用光学素子は、一つの格納筒内に格納されていることを特徴とする照明装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の照明装置において、前記照明切替部材は、前記光源から前記垂直落射照明用光学素子に向けて照射される光の一部を透過させる一部透光部と、この一部透光部の外側に形成され前記光源から前記斜め照明用光学素子に向けて照射される光を透過させる透光部とを有する第３透光・遮光パターンを備え、かつ、前記照明切替部材は、前記第１透光・遮光パターン、前記第２透光・遮光パターン及び前記第３透光・遮光パターンのいずれか一つを前記光源から発せられる光の光路上に位置させることによって、前記ワークに対して照射される光のパターンの切り替えを行うことを特徴とする照明装置。
4. 請求項１から請求項３のいずれかに記載の照明装置において、前記照明切替部材は、前記光源から前記垂直落射照明用光学素子に向けて照射される光を遮断する円形の遮光部、あるいは、一部を透過させる円形の一部透光部と、この円形の遮光部あるいは一部透光部と同心の円輪形状で前記光源から前記斜め照明用光学素子に向けて照射される光を受光する、斜め照明用受光部とを有する第４透光・遮光パターンを備え、
   前記斜め照明用受光部は、その円輪形状を２つの円弧部分に分割され、一方の円弧部分が透光部、他方の円弧部分が遮光部とされ、
   かつ、前記斜め照明用受光部を、その円輪形状の中心を回転中心として回転させる回転機構が設けられ、
   前記照明切替部材は、前記いずれかの透光・遮光パターンを前記光源から発せられる光の光路上に位置させることによって、前記ワークに対して照射される光のパターンの切り替えを行うことを特徴とする照明装置。
5. 請求項４記載の照明装置において、前記照明切替部材は、一端にスライド操作つまみを備えるとともに、前記光源から発せられる光の光路に対してスライド可能に設けられ、
   前記回転機構は、前記第４透光・遮光パターンと同軸上に設けられた従動輪と、前記スライド操作つまみ近傍に回転可能に設けられた操作輪と、この操作輪および前記従動輪にかけわたされた動力伝達部材とを含んで構成されることを特徴とする照明装置。
6. 前記テーブルを備えるベースと、前記テーブルに対向され前記ワークの照明を行う請求項１から請求項５のいずれかに記載の照明装置と、前記テーブルに対向され前記ワークの画像測定を行う画像測定手段とを備えていることを特徴とする画像測定機。
   

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