JP3109307U - 多面観察光学系 - Google Patents

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孝男 縄倉
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一 村上
孝男 縄倉
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Abstract

【課題】左右もしくは多面異なる観察が１つの前記レンズ系により同視野上に同時に観察できるようにする。
【解決手段】ランプ光源１３より光が同軸落射照明レンズ１４に入光して光束Ａをつくり、ハーフミラー１１により反射させてレンズ１０ａに導き、画角０に近い平行光束をつくりプリズム１２を置くことにより、平行光束Ｂ１と平行光束Ｂ２に２つに分離して左右の観察試料Ａ１５ａと観察試料Ｂ１５ｂの観察画面をとらえる。左右の観察画面をとらえた平行光束Ｃ１、Ｃ２は平行にプリズム１２にもどり、レンズ１０ａハーフミラー１１、を通過してレンズ１０ｂ、レンズ１０ｃにより光束Ｄとなり像面Ｅをつくる。像面Ｅをカメラ１６によりとらえて光電交換し、電気信号Ｅａとしてカメラケーブル１７を通り、観察試料Ａ１５ａ及び観察試料Ｂ１５ｂの観察視野２つを１つのテレビモニター１８上の画面１９に同時に左右２つに分けて表示を可能とする。
【選択図】図１

Description

本考案は、主光線が焦点を通るように配置され且つ画角が０°に近いレンズ系Ｔ（テレセントリックレンズ系）の観察試料側先端部に光束を多面に分離し、反射可能なプリズム系もしくはミラー系を設置することにより、左右もしくは多面異なる視野の観察が１つの前記レンズ系Ｔにより同画面上に同時に観察可能となる光学系に関するものである。
従来のレンズ系Ａでは主光線が焦点を通るよう配置されず且つ画角が０°でない光学系のため、前記従来のレンズＡの先端部に光束を多面に分離し、反射可能なプリズム系もしくはミラー系を設置してもうまく前記光束が分離出来ずに、左右もしくは多面異なる視野の観察が同画面上で同時には不可能であった。
以上に述べた前記従来のレンズ系Ａによる左右もしくは多面異なる視野の観察が同画面上は不可能なために、主光線が焦点を通るよう配置され、且つ画角が０°にちかいレンズ系Ｔ（テレセントリックレンズ系）を用いて前述の仕様内容を解決しようとするものである。
本考案は、主光線が焦点を通るよう配置され且つ画角が０°にちかいレンズ系Ｔ（テレセントリックレンズ系）の光学仕様を活かして前記レンズ系Ｔ（テレセントリックレンズ系）の観察試料側先端部に光束を左右もしくは多面に分離し、反射可能なプリズム系もしくはミラー系を設置することにより、左右もしくは多面異なる視野の観察が同画面上で同時に観察可能となった。
以上、上述のように本考案によれば、主光線が焦点を通るよう配置され、且つ画角が０°にちかいレンズ系Ｔ（テレセントリックレンズ系）の先端部（観察試料側）に光束を左右もしくは多面に分離し、反射可能なプリズム系もしくはミラー系を設置することにより、前記従来のレンズ系Ａでは不可能だった左右もしくは多面異なる視野の観察が同画面上で同時に観察可能となった。
さらに前記左右もしくは多面異なる観察視野に対して、折り返し反射可能なミラー系を設置することにより、前記レンズ系Ｔ（テレセントリックレンズ系）の光軸に近い試料の前記左右もしくは多面異なる側面視野の観察が同画面上に同時に観察可能となる光学系を可能とした。
さらに前記レンズ系Ｔ（テレセントリックレンズ系）の先端部に前記光路を左右もしくは多面に分離し、反射可能なプリズム系もしくはミラー系と前記折り返し反射可能なミラー系を同時もしくは個別に前記レンズ系Ｔ（テレセントリックレンズ系）の光軸を中心に回転可能な機構を考案することにより３６０°方向より試料の側面観察を可能とした。
さらに前記観察試料の観察目的に合わせて、前記折り返し反射可能なミラー系を角度調整及び水平移動可能な機構をもたせることにより異形試料に対して左右もしくは多面異なる側面視野の観察が同画面上に同時にマルチ観察を可能とした今までにない多面観察光学系の提供が可能となる。
以下、本考案に係る前記レンズ系Ｔをテレセントリックレンズ系とし、多面観察の実施の形態を図１、図２、図３、図４に基づいて詳細に説明する。
図１は本考案の一実施例を適用した２画面異なる観察が同画面上で同時に観察可能な２画面外側観察光学系Ａの概要を模式的に示す構成説明図である。 図２は前記図１の一実施例を適用し且つ、折り返し反射可能なミラー系を設置した２画面内側観察光学系Ｂの概要を模式的に示す構成説明図である。 図３は前記図２の一実施例を適用し且つ、レンズ系Ｔの光軸を中心に３６０°方向に観察可能な２画面多方向観察光学系Ｃの概要を模式的に示す構成説明図である。 図４は前記図３の一実施例を適用し且つ、折り返し反射可能なミラー系の角度調整及び水平移動可能な機構をもたせた２画面異形観察光学系Ｄの概要を模式的に示す構成説明図である。
即ち、図１に示す実施例、２画面外側観察光学系Ａの構成においてランプ光源１３より光が同軸落射照明レンズ１４に入光して光束Ａをつくり、前記光束Ａを物体側テレセントリックレンズ１０内にあるハーフミラー１１により前記光束Ａを反射させて前記物体側テレセントリックレンズ１０内にあるレンズ１０ａに導き、前記レンズ１０ａにより画角０°になるべく近い平行光束Ｂをつくり前記物体側テレセントリックレンズ１０内にある前記レンズ１０ａ側に前記平行光束Ｂを分けるプリズム１２を置くことにより、前記平行光束Ｂが平行光束Ｂ１と平行光束Ｂ２に２つに分離して左右の観察試料Ａ１５ａと観察試料Ｂ１５ｂの観察画面をとらえる。
さらに前記左右の観察画面をとらえた平行光束Ｃ１、Ｃ２は平行に前記プリズム１２にもどり、前記物体側テレセントリックレンズ１０内にある前記レンズ１０ａ、前記ハーフミラー１１、を通過して前記物体側テレセントリックレンズ１０内にあるレンズ１０ｂ、レンズ１０ｃにより光束Ｄとなり像面Ｅをつくる。
さらに前記像面Ｅをカメラ１６によりとらえて光電変換し、電気信号Ｅａとしてカメラケーブル１７を通り、前記観察試料Ａ１５ａ及び前記観察試料Ｂ１５ｂの観察視野２つを１つのテレビモニター１８上の画面１９に同時に左右２つに分けて表示を可能とする。
前記プリズム１２の代わりに多面あるプリズムやミラーにより多面同時観察は可能である。また前記プリズム１２の表面は全反射可能なようにミラーコートとする。
前記観察試料Ａ１５ａ及び前記観察試料Ｂ１５ｂの位置により、前記プリズム１２の角度は任意でかまわない。
前記図１の実施例では、同軸落射照明による観察であるが、補助光により観察試料に対して側射光を前記観察試料Ａ１５ａ及び前記観察試料Ｂ１５ｂに照射して観察してもかまわない。
即ち、図２に示す実施例、２画面内側観察光学系Ｂの構成においてランプ光源１３より光が同軸落射照明レンズ１４に入光して光束Ａをつくり、前記光束Ａを物体側テレセントリックレンズ１０内にあるハーフミラー１１により前記光束Ａを反射させて前記物体側テレセントリックレンズ１０内にあるレンズ１０ａに導き、前記レンズ１０ａにより画角０°になるべく近い平行光束Ｂをつくり、前記物体側テレセントリックレンズ１０内にある前記レンズ１０ａ側に前記平行光束Ｂを分けるプリズム１２を置くことにより前記平行光束Ｂが平行光束Ｂ１と平行光束Ｂ２に左右２つに分かれる。
さらに前記平行光束Ｂ１及び前記平行光束Ｂ２を、折り返し反射ミラー２０ａ及び折り返し反射ミラー２０ｂで折り返し、観察試料Ｃ１５ｃを斜め側面方向よりとらえて平行光束Ｃ１、Ｃ２は平行に前記プリズム１２にもどり、前記物体側テレセントリックレンズ１０内にある前記レンズ１０ａ、前記ハーフミラー１１、を通過して前記物体側テレセントリックレンズ１０内にあるレンズ１０ｂ、レンズ１０ｃにより光束Ｄとなり像面Ｅをつくる。
さらに前記像面Ｅをカメラ１６によりとらえて光電変換し、電気信号Ｅａとしてカメラケーブル１７を通り、前記観察試料Ｃ１５ｃの斜め側面方向にとらえた観察画面２つを１つのテレビモニター１８上の画面１９に同時に左右２つに分けて表示を可能とする。
前記プリズム１２の代わりに多面あるプリズムやミラー及び多面ある折り返し反射ミラーにより多面同時観察は可能である。また前記プリズム１２の表面は全反射可能なようにミラーコートとする。
前記観察試料Ｃ１５ｃの位置により、前記プリズム１２の角度は任意でかまわない。
前記図２の実施例では、同軸落射照明による観察であるが、補助光により観察試料に対して側射光を前記観察試料Ｃ１５ｃに照射して観察してもかまわない。
即ち、図３に示す実施例、画面多方向観察光学系Ｃの構成においてランプ光源１３より光が同軸落射照明レンズ１４に入光して光束Ａをつくり、前記光束Ａを物体側テレセントリックレンズ１０内にあるハーフミラー１１により前記光束Ａを反射させて前記物体側テンセントリックレンズ１０内にあるレンズ１０ａに導き、前記レンズ１０ａにより画角０°になるべく近い平行光束Ｂをつくり、前記物体側テレセントリックレンズ１０内にある前記レンズ１０ａ側に前記平行光束Ｂを分けるプリズム１２を置くことにより前記平行光束Ｂが平行光束Ｂ１と平行光束Ｂ２に左右２つに分かれる。
さらに前記平行光束Ｂ１及び前記平行光束Ｂ２を、折り返し反射ミラー２０ａ及び折り返し反射ミラー２０ｂで折り返し、観察試料Ｃ１５ｃを斜め側面方向よりとらえて平行光束Ｃ１、Ｃ２は平行に前記プリズム１２にもどり、前記物体側テレセントリックレンズ１０内にある前記レンズ１０ａ、前記ハーフミラー１１、を通過して前記物体側テレセントリックレンズ１０内にあるレンズ１０ｂ、レンズ１０ｃにより光束Ｄとなり像面Ｅをつくる。
さらに回転可能な機構を持つ回転機構部２１内に前記プリズム１２及び前記折り返し反射ミラー２０ａ及び前記折り返し反射ミラー２０ｂを設置して前記物体側テレセントリックレンズ１０の光軸を中心に３６０°回転可能にすることにより、前記観察試料Ｃ１５Ｃを回転させずに色々な方向からの観察を可能とする。
さらに前記像面Ｅをカメラ１６によりとらえて光電変換し、電気信号Ｅａとしてカメラケーブル１７を通り、前記観察試料Ｃ１５ｃの斜め側面方向にとらえた観察画面２つを１つのテレビモニター１８上の画面１９に同時に左右２つに分けて表示を可能とする。
前記プリズム１２の代わりに多面あるプリズムやミラー及び多面ある折り返し反射ミラーにより多面同時観察は可能である。また前記プリズム１２の表面は全反射可能なようにミラーコートとする。
前記観察試料Ｃ１５ｃの位置により、前記プリズム１２の角度は任意でかまわない。
前記図３の実施例では、同軸落射照明による観察であるが、補助光により観察試料に対して側射光を前記観察試料Ｃ１５ｃに照射して観察してもかまわない。
即ち、図４に示す実施例、２画面異形観察光学系の構成において、ランプ光源１３より光が同軸落射照明レンズ１４に入光して光束Ａをつくり、前記光束Ａを物体側テレセントリックレンズ１０内にあるハーフミラー１１により前記光束Ａを反射させて前記物体側テレセントリックレンズ１０内にあるレンズ１０ａに導き、前記レンズ１０ａにより画角０°になるべく近い平行光束Ｂをつくり、前記物体側テレセントリックレンズ１０内にある前記レンズ１０ａ側に前記平行光束Ｂを分けるプリズム１２を置くことにより前記平行光束Ｂが平行光束Ｂ１と平行光束Ｂ２に左右２つに分かれる。
さらに前記平行光束Ｂ１及び前記平行光束Ｂ２を、折り返し反射ミラー２０ａ及び折り返し反射ミラー２０ｂで折り返し、観察試料Ｄ１５ｄを斜め側面方向よりとらえて平行光束Ｃ１、Ｃ２は平行に前記プリズム１２にもどり、前記物体側テレセントリックレンズ１０内にある前記レンズ１０ａ、前記ハーフミラー１１、を通過して前記物体側テレセントリックレンズ１０内にあるレンズ１０ｂ、レンズ１０ｃにより光束Ｄとなり像面Ｅをつくる。
さらに前記折り返し反射ミラーＡ２０ａ、前記折り返し反射ミラーＢ２０ｂを調整する個別の角度調整機構２２ａ、角度調整機構２２ｂを設け、さらに前記物体側テレセントリックレンズ１０の光軸に対して前記折り返し反射ミラーＡ２０ａ、前記折り返し反射ミラーＢ２０ｂを水平移動する個別の水平移動機構２３ａ、水平移動機構２３ｂを内蔵することにより異形の観察試料Ｄ１５ｄの観察面を正確に観察することが可能となる。
さらに前記プリズム１２、前記折り返し反射ミラー２０ａ、前記折り返し反射ミラー２０ｂ、前記角度調整機構２２ａ、前記角度調整機構２２ｂ、前記水平移動機構２３ａ、前記水平移動機構２３ｂを回転機構部２１内に内蔵して前記物体側テレセントリックレンズ１０の光軸を中心に３６０°回転可能にすることにより、前記観察試料Ｄ１５ｄを回転させずに色々な方向からの観察を可能とする。
さらに前記像面Ｅをカメラ１６によりとらえて光電変換し、電気信号Ｅａとしてカメラケーブル１７を通り、前記観察試料Ｄ１５ｄの斜め側面方向にとらえた観察画面２つを１つのテレビモニター１８上の画面１９に同時に左右２つに分けて表示を可能とする。
前記観察試料Ｄ１５ｄの位置により、目的に合わせて前記プリズム１２の角度は任意でかまわない。
前記図４の実施例では、同軸落射照明による観察であるが、補助光により観察試料に対して側射光を前記観察試料Ｄ１５ｄに照射して観察してもかまわない。
前記図１・図２・図３・図４の構成により、従来の前記物体側テレセントリックレンズ系１０の光学仕様をいかして光束を左右もしくは多面に分離し、反射可能なプリズム系もしくはミラー系を設置することにより、２画面外側観察光学系の多面異なる視野の観察が同画面上で同時に観察可能となった。さらに前記図１の構成に折り返し可能なミラー系を設置することにより２画面内側観察光学系が可能となった。さらに前記図２の構成を応用して前記物体側テレセントリックレンズ系１０の前記光軸を中心に３６０°回転可能な機構を設置することで２画面多方向観察光学系を可能とした。さらに前記図２、図３の構成を応用して前記折り返し反射ミラーＡ２０ａ、前記折り返し反射ミラーＢ２０ｂに対して角度調整及び水平移動可能な機構をもたせた２画面異形観察光学系Ｄにより、異形試料による観察が可能となりマルチな観察を可能とした今までにない多面観察光学系の提供が可能となる。
本考案の一実施例を適用した光学機器：２画面異なる観察が同視野上で観察可能な２画面外側観察光学系Ａの概要を模式的に示す構成説明図である。 本考案の一実施例を適用した光学機器：前記図１の一実施例を適用し且つ、折り返し可能なミラー系を設置した２画面内側観察光学系Ｂの概要を模式的に示す構成説明図である。 本考案の一実施例を適用した光学機器：前記図２の一実施例を適用し且つ、光軸を中心に３６０°観察可能な２画面多方向観察光学系Ｃの概要を模式的に示す構成説明図である。 本考案の一実施例を適用した光学機器：前記図３の一実施例を適用し且つ、折り返し可能なミラー系の角度調整及び水平移動可能な機構をもたせた２画面異形観察光学系Ｄの概要を模式的に示す構成説明図である。
符号の説明
１０ 物体側テレセントリックレンズ系
１０ａ レンズＡ
１０ｂ レンズＢ
１０ｃ レンズＣ
１１ ハーフミラー（ビームスプリッター）
１２ プリズム（ミラーコート付）
１３ ランプ光源
１４ 同軸落射照明レンズ
１５ａ 観察試料Ａ
１５ｂ 観察試料Ｂ
１５ｃ 観察試料Ｃ
１５ｄ 観察試料Ｄ
１６ カメラ
１７ カメラケーブル
１８ テレビモニター
１９ テレビモニター画面表示
２０ａ 折り返し反射ミラーＡ
２０ｂ 折り返し反射ミラーＢ
２１ 回転機構部
２２ａ 角度調整機構Ａ
２２ｂ 角度調整機構Ｂ
２３ａ 水平移動機構Ａ
２３ｂ 水平移動機構Ｂ
Ａ 同軸落射光束
Ｂ１ 平行光束Ｂ１
Ｂ２ 平行光束Ｂ２
Ｃ１ 平行光束Ｃ１
Ｃ２ 平行光束Ｃ２
Ｄ 光束
Ｅ 像面
Ｅａ 電気信号

Claims (4)

  1. 主光線が焦点を通るように配置され且つ画角が０°に近いレンズ系Ｔ（テレセントリックレンズ系）の観察試料側に１つの光束を２方向もしくは多方向に分けられるような光束をつくるために、前記レンズ系Ｔの先端部に前記光束を反射可能な多面あるプリズム系もしくはミラー系を設置することにより、左右もしくは多面異なる視野の観察が１つの前記レンズ系Ｔにより同画面上に同時に観察可能となる光学系を考案する。
  2. 上記請求項１の考案をもとに、さらに前記左右もしくは多面異なる視野観察に対して、前記光束を折り返し反射可能なミラー系を設置することにより、前記レンズ系Ｔの光軸に近い試料の前記左右もしくは多面異なる側面視野の観察が同画面上に同時に観察可能となる光学系を考案する。
  3. 上記請求項１、請求項２の考案をもとに、前記レンズ系Ｔの先端部に前記光束を反射可能な多面あるプリズム系もしくはミラー系と、前記光速を折り返し反射可能なミラー系を同時もしくは個別に前記レンズ系Ｔの光軸を中心に回転可能な光学系により、試料をあらゆる方向から前記左右もしくは多面異なる視野の観察が可能となる光学系を考案する。
  4. 上記請求項２、請求項３の考案をもとに、前記折り返し反射可能なミラー系を前記観察試料の観察目的に合わせて、角度調整及び水平移動可能な機構によりあらゆる異形の試料を、前記左右もしくは多面異なる側面視野の観察が同画面上に同時に観察可能となる光学系を考案する。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2016004087A (ja) * 2014-06-13 2016-01-12 日本電産コパル株式会社 撮像装置、実装部品撮像装置
CN107870411A (zh) * 2017-11-15 2018-04-03 东莞市骏智机电科技有限公司 一种基于视觉定位技术的点胶机双向视觉识别装置
CN111727368A (zh) * 2018-02-14 2020-09-29 株式会社斯库林集团 检查装置、检查方法、片剂印刷装置以及片剂印刷方法

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