JP5944736B2 - 周面立体観察装置 - Google Patents
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Description
本発明は、超小型近接撮影装置を用いて被写体をその周囲から立体観察するための装置に関する。
超小型近接撮影装置を用いて被写体をその周囲から観察する装置としては、特開平５−２５６７８５号公報に掲載のIC観察装置がある。
このIC観察装置は、超小型近接撮影装置に対して回転自在に取り付けられた回転リングと、この回転リングと一緒に回転し、且つ光軸に置かれた光軸反射ミラーと、この光軸反射ミラーに対向した位置にある周回反射ミラーでICを斜め上方から反射して、この反射像を前記光軸反射ミラーに向けて投射することにより、ICの周囲を立体観察できるものである。
ここで、さらに詳細にICの周囲を観察するためには、斜め上方から見下ろす角度を変更したい場合がある。
この場合には、まず前記周回反射ミラーの角度を変える必要があるが、単純にミラーの角度を変えるだけでは被写体にピントが合わず観察ができない。
従って、ミラーの角度の変更と同時にミラーの位置も被写体にピントが合う位置に変更する必要がある。
このような作業を観察しながら行うのはとても煩雑なため、実質上は斜め上方から見下ろす観察角度は最初に決めた一定の角度でしか観察ができなかった。
そのため、ICなどの被写体の周囲をより詳細に観察するためには、上方から見下ろす観察角度を簡単に変更できる装置が望まれている。
本発明の目的は、超小型近接撮影装置を用いた周面立体観察装置において、斜め上方から見下ろす観察角度を簡単に変更して観察できるようにすることである。
上記の目的を達成するため、請求項１に記載の発明においては、任意の光学結像倍率を持つ可変倍率レンズ又は固定倍率から成るレンズ系と小型CCDカメラもしくは小型CMOSカメラ及び照明系を一体化した超小型近接撮影装置及び前記レンズ系の最先端レンズと被写体間のレンズ系光軸上に光軸反射ミラーを配置し、この光軸反射ミラーと対面する側方の位置に周回反射ミラーを配置し、更に前記光軸反射ミラーと周回反射ミラーを前記レンズ系光軸を中心として前記超小型近接撮影装置に取り付けられた回転機構により一緒に回転する周面立体観察装置を組み合わせて成るCCDカメラもしくはCMOSカメラを用いた周面立体観察装置において、前記回転機構の正面に斜め上方からの観察角度を変更するために光軸に対する反射角度がそれぞれ異なる周回反射ミラーを光軸からの距離を変えて複数個配置し、それらの周回反射ミラーを配置する位置が、前記レンズ系を被写体に光軸反射ミラーと周回反射ミラーを介することなく直接焦点を合わせた時の前記レンズ系の最先端レンズと被写体間との光学距離をＬ0とし、前記レンズ系の最先端レンズと光軸反射ミラーとの光学距離をL1とし、光軸反射ミラーと各周回反射ミラーとの光学距離をL2とし、各周回反射ミラーから被写体との光学距離をL3とした場合、光軸反射ミラーと各周回反射ミラーを介して被写体に焦点を合わせた時に常にL0=L1+L2＋L3 となるように各周回反射ミラーが配置されており、光軸反射ミラーと各周回反射ミラーが１対１で対面するように向きを合わせるための機構を備えてあり、被写体の焦点を合わせるために超小型近接撮影装置を上下に調整した際に生じる集光プリズムの照明光の集光位置のずれを補正する補正プリズムを備えてあり、各周回反射ミラーの反射角度に応じた観察角度に可変して観察でき、その際に生じる照明の集光位置を補正できることを特徴とするものである。
更に、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の周面立体観察装置において、前記周面立体観察装置は、超小型近接撮影装置の先端に対して着脱自在の固定フレームと、この固定フレーム内に取り付けられた集光プリズムの集光部を切り替え自在に構成された補正プリズムと、前記固定フレームに対して周回自在に取り付けられたリング状の回転フレームと、前記回転フレームに対して取り付けられていると共に光軸に反射面を位置させ、かつ前記反射面の角度を変更自在に調整できる光軸反射ミラーと、前記回転フレームに対して取り付けられていると共に前記光軸反射ミラーとの対面距離を任意に設定自在に構成された周回反射ミラーと、光軸からの半径位置を異にし、前記レンズ系を被写体に光軸反射ミラーと、各周回反射ミラーを介することなく直接焦点を合わせた時の前記レンズ系の最先端レンズと被写体間との光学距離をＬ0とし、前記レンズ系の最先端レンズと光軸反射ミラーとの光学距離をL1とし、光軸反射ミラーと各周回反射ミラーとの光学距離をL2とし、各周回反射ミラーから被写体との光学距離をL3とした場合、光軸反射ミラーと各周回反射ミラーを介して被写体に焦点を合わせた時に常にL0=L1+L2＋L3 となるように各周回反射ミラーが配置されており、光軸反射ミラーと各周回反射ミラーが１対１で対向し、かつ被写体の焦点を合わせるためにレンズ系を上下に調整した際に生じる照明の集光位置のずれを前記補正プリズムで補正し、各周回反射ミラーの角度に応じた観察角度に可変して観察でき、その際に生じる照明の集光位置を補正できるように構成してなることを特徴とするものである。
更に、請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の周面立体観察装置において、前記光軸反射ミラーを固定し、各周回反射ミラーを前記光軸反射ミラーに対面させて回転するように構成してなることを特徴とするものである。
請求項１ないし３の本発明によると、以上のように、斜め上方からの観察角度を簡単に可変できるようになったことと、焦点合わせのために装置を上下に調整した際に生じる照明の集光ずれも補正できるようになったので、被写体の周囲をさまざまな角度から簡単に観察できるようになり、今までよりも、より詳細な観察ができると共に観察作業の効率も著しく改善されるようになる。
本発明の実施例を図１〜図１４に基づいて詳述する。
図１はレンズ系及び像の電子変換部を包含した超小型近接撮影装置とこれに組み付けた立体観察装置の正面図、図２は立体観察装置を用いない場合の合焦距離Ｌ０を説明する図、図３は超小型近接撮影部の先端に取り付けられた立体観察装置の周面観察時の断面図で斜め上方からの観察角度がα１となる場合、図４は図３のA矢視図、図５は同じ断面図で斜め上方からの観察角度がα２となる場合、図６は図５のＢ矢視図、図７は同じ断面図で斜め上方からの観察角度がα３となる場合、図８は図７のＣ矢視図、図９は照明補正プリズムの説明図、図１０は照明集光プリズムの説明図、図１１と図１２は最近距離での照明の集光を説明する図、図１３と図１４は最遠距離での照明の集光を説明する図である。
１は超小型近接撮影装置であって、この内部には、被写体を拡大するためのレンズ群（実施例はズームレンズ）とこのレンズ群でとらえた映像を撮影するCCD(CMOS)カメラとこのカメラでとらえた映像を電子信号に変換してモニター側に送出するための電子変換回路及び光源から送られてきた光を被写体に投射するためのリングレンズを含む照明機構が組み込まれている。
２は前記超小型近接装置１の先端に取り付けられた立体観察装置であって、この立体観察装置２は図３に示すように、超小型近接撮影装置１側に対して90°間隔で調整ねじ４により取り付けられた固定フレーム３とこの固定フレーム３に対してボールベアリング5を介して回転自在に取り付けられた回転機構（回転フレーム）６と、この回転機構６に対して前記超小型近接撮影装置１のレンズ系光軸a内に位置するように取り付けられた光軸反射ミラー７と、前記光軸反射ミラー７と対面する半径方向に位置するように半径方向の距離を変えて取り付けられた周回反射ミラー８，１２，１３とから成り、前記光軸反射ミラー７は光軸aを中心として回転可能な機構になっており、各周回反射ミラー８，１２，１３に１対１で対向するような向きの角度に固定できるクリック機構9を備えている。
このような構造により、中央の光軸反射ミラー７を回転させることで、各周回反射ミラー８，１２，１３に１対１で対向させることができるため、これにより、斜め上方からの観察角度をα１、α２、α３と可変することができる。
また、これらの観察角度に応じて、L0=L1+L2+L3が常に成立するような位置に各周回反射ミラー８，１２，１３を配置しておけば、前記超小型近接装置１を上下移動させるだけで、簡単に焦点を合わせることができる。
次に照明の集光位置を補正する必要があり、この場合を説明する。
図９は照明補正プリズム１５でドーナツ状の透明体であるが、その表面は８等分の領域に分割され、光を遮光する遮光領域１６と光を透過する透過領域１７が交互に４ケ所ずつ配置されていて、回転棒１５ａにより４５°回転できる構成となっている。
図１０は照明集光プリズム２３であって、ドーナツ状の透明体で、その表面は８等分の領域に分割され、最遠距離用に集光する角度の領域１８と最近距離用に集光する角度の領域１９が交互に４ケ所ずつ配置されている。
図１２は照明補正プリズム１５（図９）の遮光領域１６が照明集光プリズム２３（図１０）の最遠距離用の角度領域を遮光している場合で、この場合は図１１に示すように照明光２０は透過できる最近距離の角度領域で屈折されて、最近距離の光路２１で集光する。
図１４は補正プリズム１５（図９）を回転棒１５ａにより４５°回転させた場合で、この場合は照明集光プリズム２３（図１０）の最近距離領域が遮光されるため、図１３に示すように 照明光２０は透過できる最遠距離の角度領域で屈折されて最遠距離の光路２２に集光する。
照明光２０は一般的に発散角度６０°で発散するので、照明集光プリズム２３（図１０）で集光される光以外に発散して広がる光の一部も被写体の照明に寄与するので、４ケ所を遮光しても光量は半減することはなく、実質的な照明の光量は十分確保できる。
また、このように発散して広がる光の一部も照明に寄与するので、最近距離用と最遠距離用の２種類の照明の集光位置の補正ができれば、α１〜α３の観察角度の変化に応じて生じる照明の位置ずれに対してもこの補正で十分照明は可能である。
本実施例では周回反射ミラー８，１２，１３を３個配置して、観察角度が３種の場合を説明したが、周回反射ミラーは３個ではなく、物理的に干渉しなければ、何個配置してもよく、その個数分の角度の違った観察が可能である。
また、本実施例では中央の光軸反射ミラー７を回転させる例であるが、光軸反射ミラー７を固定して、周回反射ミラー８，１２，１３を円周上に回転させて、斜め上方からの観察角度を可変するような構造でもよい。
１ 本発明に係る観察装置の全体図
２ 立体観察装置
３ 固定フレーム
４ 調整ねじ
５ ボールベアリング
６ 回転機構
７ 光軸反射ミラー
８ 観察角度α１の周回反射ミラー
９ クリック機構
１０ 被写体
１２ 観察角度α2の周回反射ミラー
１３ 観察角度α3の周回反射ミラー
１５ 補正プリズム
１５ａ 回転棒
１６ 遮光領域
１７ 透過領域
１８ 最近距離の集光角度領域
１９ 最遠距離の集光角度領域
２０ 照明光
２１ 最近距離の照明の集光光路
２２ 最遠距離の照明の集光光路
２３ 集光プリズム
ａ レンズ系の光軸
２ 立体観察装置
３ 固定フレーム
４ 調整ねじ
５ ボールベアリング
６ 回転機構
７ 光軸反射ミラー
８ 観察角度α１の周回反射ミラー
９ クリック機構
１０ 被写体
１２ 観察角度α2の周回反射ミラー
１３ 観察角度α3の周回反射ミラー
１５ 補正プリズム
１５ａ 回転棒
１６ 遮光領域
１７ 透過領域
１８ 最近距離の集光角度領域
１９ 最遠距離の集光角度領域
２０ 照明光
２１ 最近距離の照明の集光光路
２２ 最遠距離の照明の集光光路
２３ 集光プリズム
ａ レンズ系の光軸
Claims (3)
- 任意の光学結像倍率を持つ可変倍率レンズ又は固定倍率から成るレンズ系と小型CCDカメラもしくは小型CMOSカメラ及び照明系を一体化した超小型近接撮影装置及び前記レンズ系の最先端レンズと被写体間のレンズ系光軸上に光軸反射ミラーを配置し、この光軸反射ミラーと対面する側方の位置に周回反射ミラーを配置し、更に前記光軸反射ミラーと周回反射ミラーを前記レンズ系光軸を中心として前記超小型近接撮影装置に取り付けられた回転機構により一緒に回転する周面立体観察装置を組み合わせて成るCCDカメラもしくはCMOSカメラを用いた周面立体観察装置において、前記回転機構の正面に斜め上方からの観察角度を変更するために光軸に対する反射角度がそれぞれ異なる周回反射ミラーを光軸からの距離を変えて複数個配置し、それらの周回反射ミラーを配置する位置が、前記レンズ系を被写体に光軸反射ミラーと周回反射ミラーを介することなく直接焦点を合わせた時の前記レンズ系の最先端レンズと被写体間との光学距離をＬ0とし、前記レンズ系の最先端レンズと光軸反射ミラーとの光学距離をL1とし、光軸反射ミラーと各周回反射ミラーとの光学距離をL2とし、各周回反射ミラーから被写体との光学距離をL3とした場合、光軸反射ミラーと各周回反射ミラーを介して被写体に焦点を合わせた時に常にL0=L1+L2＋L3 となるように各周回反射ミラーが配置されており、光軸反射ミラーと各周回反射ミラーが１対１で対面するように向きを合わせるための機構を備えてあり、被写体の焦点を合わせるために超小型近接撮影装置を上下に調整した際に生じる集光プリズムの照明光の集光位置のずれを補正する補正プリズムを備えてあり、各周回反射ミラーの反射角度に応じた観察角度に可変して観察でき、その際に生じる照明の集光位置を補正できることを特徴とする周面立体観察装置。
- 前記周面立体観察装置は、超小型近接撮影装置の先端に対して着脱自在の固定フレームと、
この固定フレーム内に取り付けられた集光プリズムの集光部を切り替え自在に構成された補正プリズムと、
前記固定フレームに対して周回自在に取り付けられたリング状の回転フレームと、
前記回転フレームに対して取り付けられていると共に光軸に反射面を位置させ、かつ前記反射面の角度を変更自在に調整できる光軸反射ミラーと、
前記回転フレームに対して取り付けられていると共に前記光軸反射ミラーとの対面距離を任意に設定自在に構成された周回反射ミラーと、
光軸からの半径位置を異にし、前記レンズ系を被写体に光軸反射ミラーと、各周回反射ミラーを介することなく直接焦点を合わせた時の前記レンズ系の最先端レンズと被写体間との光学距離をＬ0とし、前記レンズ系の最先端レンズと光軸反射ミラーとの光学距離をL1とし、光軸反射ミラーと各周回反射ミラーとの光学距離をL2とし、各周回反射ミラーから被写体との光学距離をL3とした場合、光軸反射ミラーと各周回反射ミラーを介して被写体に焦点を合わせた時に常にL0=L1+L2＋L3 となるように各周回反射ミラーが配置されており、光軸反射ミラーと各周回反射ミラーが１対１で対向し、かつ被写体の焦点を合わせるためにレンズ系を上下に調整した際に生じる照明の集光位置のずれを前記補正プリズムで補正し、各周回反射ミラーの角度に応じた観察角度に可変して観察でき、その際に生じる照明の集光位置を補正できるように構成してなる請求項１に記載の周面立体観察装置。 - 前記光軸反射ミラーを固定し、各周回反射ミラーを前記光軸反射ミラーに対面させて回転するように構成してなる請求項１又は２に記載の周面立体観察装置。
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|---|---|---|---|
| JP2012103109A JP5944736B2 (ja) | 2012-04-27 | 2012-04-27 | 周面立体観察装置 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP2012103109A Active JP5944736B2 (ja) | 2012-04-27 | 2012-04-27 | 周面立体観察装置 |
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