JP7185913B2 - 光学ユニット - Google Patents
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Description
図1から図5は、第1の実施形態を示す図であり、図1は光学ユニットが組み込まれる検査装置の一例を示す斜視図、図2は、図1に示す光学ユニットを示し、(a)は正面図、(b)は側面図、(c)は下面図、図3は、図2に示す光学ユニットの構成要素を示す分解斜視図、図4は、図2に示す光学ユニットの光学素子部分の組み込み状態を示す分解斜視図、そして、図5は、図4に示す光学ユニットの光学素子部分の分解斜視図である。
以下、照明側ユニット10及びカメラ側ユニット15の構成について説明する。
一般的に、光を物体に照射して反射光を得るとき、光の電場の振動方向が正確にそろった偏光を活用すれば対象物からも正確にそろった偏光が帰ってくる。この場合、対象物に対して円偏光や楕円偏光を照射して、光の透過にかかる時間や強度の変化を観測することによって、分子の立体的配置の差異であるキラリティの情報を得ることが可能となる。通常、対象物の表面は様々な状態となっており、その表面では、光は正反射することができずに乱反射を起こし、また、表面色によって、照射される光の波長帯域の一部は、反射または吸収されてしまい、光の色情報が失われて(コントラストが変化する)、反射光は曇った状態(濁った状態)となって見えてしまう。
上記した実施形態では、波長板12,17については、それぞれ外周側可動リング10A及び可動リング15Aを手で把持して回転操作するように構成されたが、図14に示すように、駆動手段によって回転駆動できるようにしても良い。
本実施形態に係る光学ユニット1Bは、フレキシブルに形成された管状体50の端部に設けられた接続部51に電気的かつ機械的に取り付けられており、管状体50の内部には、光学ユニット内に配設される画像取得装置を構成するカメラ(図示せず)からの画像信号を外部装置に送信する送信ケーブル及び光学ユニットを動作させるための電力を供給する電力ケーブル等が配設されている。
このため、本実施形態の光学ユニット1Bでは、外部に設置されているモニタに画像をリアルタイムに表示することができ、作業者は、モニタを観察することで、対象物に異物が付着しているか否かを目視して検査作業を行なうことが可能である。
上記した実施形態と同様、前記第1偏光素子11は、拡径部52A内に配設されたリング状の光源から射出される射出光を直線偏光にする機能を備えており、前記第2偏光素子16は、対象物からの反射光を透過させるとともに、第1偏光素子11の偏光軸に対して90°直交する偏光軸となるように配設されている。また、第1波長板12及び第2波長板17は、偏光素子11,17に対して回転可能となるように、それぞれ拡径部52A及び鏡筒53に対して回転可能に支持されている。
さらに、画像を取得する装置として、鏡筒53内にカメラを設置する以外にも、前記フレキシブルな管状体50をファイバスコープで構成すると共に、端部にアイピース等を取り付けることで、対象物からの画像を直接、視認できるように構成しても良い。或いは、鏡筒内に拡大鏡を配設して、対象物を拡大して観察できるようにしても良い。
この場合、光学ユニットを構成する光源、第1偏光素子、第1波長板については、詳細に図示しないが、頭部に装着される装着部材(キャップ、眼鏡、ベルト等)に対して固定することが可能である。また、対象物から反射される反射光については、左右の眼前に第2偏光素子及び第2波長板を配設する必要があり、左右それぞれの眼前に配設される第2波長板を回転させるのであれば、同時に回転させる同期機構を設ける必要がある。
このような構成では、いずれか一方の可動リング62を把持して回転操作すると、もう一方の可動リングも同期駆動され、左右の眼前で第2波長板17を一体的に回転駆動することが可能となる。
上記した光学ユニットの筐体については、内部に各種の光学素子が配設されるように構成されていれば良く、その形状については特に限定されることはない。また、光源は、半導体レーザ発光素子などによって構成する等、適宜変形することが可能であり、光源による照度や光野径については、発光素子の数、配置態様、及び、レンズの屈折率や配設個数等に応じて適宜変形することが可能である。
2,52 筐体
5 光源
11 第1偏光素子
12 第1波長板
16 第2偏光素子
17 第2波長板
20 カメラ
Claims (7)
- 対象物に光を照射し、対象物からの反射光を受けて前記対象物の表面状態を視認可能にする光学ユニットであって、
前記対象物に光を照射する光源と、
前記光源から射出される射出光を直線偏光にする第1偏光素子と、
前記対象物からの反射光を透過させ、前記第1偏光素子の偏光軸に対して90°直交する偏光軸となる第2偏光素子と、
前記第1偏光素子に重ねて配設され、前記光源からの射出光を円偏光又は楕円偏光にする第1波長板と、
前記第2偏光素子に重ねて配設され、第1波長板と同じ位相差の第2波長板と、
を有しており、
前記第1波長板、及び/又は、前記第2波長板は、前記重ねて配設されるそれぞれの偏光素子に対して回転可能であり、
前記光源、第1偏光素子、第2偏光素子、第1波長板、第2波長板は、筒状の筐体内に設置されており、
前記光源はリング状に構成され、
前記第2偏光素子及び第2波長板は、前記リング状の光源の径方向内側に配設されている、
ことを特徴とする光学ユニット。 - 前記リング状の光源は、周方向に沿って一定間隔をおいて配設される複数のLEDであり、
各LEDには、射出光を前記対象物に対してスポット照射・平行照射又は拡散照射を可能にするレンズが設けられていることを特徴とする請求項1に記載の光学ユニット。 - 前記筒状の筐体は、手持ち操作・スタンド支持・天吊り支持が可能であることを特徴とする請求項1又は2に記載の光学ユニット。
- 前記筐体には、前記第2偏光素子及び第2波長板を透過した対象物からの反射光を受光し、対象物の画像信号を外部装置に送信するカメラが設置されている、
ことを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の光学ユニット。 - 前記第1波長板、及び/又は、前記第2波長板は、前記筐体に設置される駆動モータによって回転制御される、
ことを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の光学ユニット。 - 前記第1波長板、及び/又は、前記第2波長板は、1/16回転ずつの操作が可能である、
ことを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の光学ユニット。 - 対象物に光を照射し、対象物からの反射光を受けて前記対象物の表面状態を視認可能にする光学ユニットであって、
前記対象物に光を照射する光源と、
前記光源から射出される射出光を直線偏光にする第1偏光素子と、
前記対象物からの反射光を透過させ、前記第1偏光素子の偏光軸に対して90°直交する偏光軸となる第2偏光素子と、
前記第1偏光素子に重ねて配設され、前記光源からの射出光を円偏光又は楕円偏光にする第1波長板と、
前記第2偏光素子に重ねて配設され、第1波長板と同じ位相差の第2波長板と、
を有しており、
前記第1波長板、及び/又は、前記第2波長板は、前記重ねて配設されるそれぞれの偏光素子に対して回転可能であり、
前記光源、第1偏光素子、第1波長板、第2偏光素子、第2波長板は、人体の頭部に装着可能であり、
前記第2偏光素子及び第2波長板は、人体の左右の眼前に夫々配置されるように、支持部材に支持されており、
前記左右の眼前に配設される第2波長板は、前記支持部材に設けられた同期機構によって同期回転可能である、ことを特徴とする光学ユニット。
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