JPH09218356A

JPH09218356A - 光学装置および照明ヘッド

Info

Publication number: JPH09218356A
Application number: JP8265253A
Authority: JP
Inventors: Takanori Kishimoto; 孝則岸本; Taiji Uchida; 太治内田
Original assignee: Keyence Corp
Current assignee: Keyence Corp
Priority date: 1995-12-04
Filing date: 1996-09-13
Publication date: 1997-08-19

Abstract

(57)【要約】【課題】落射光専用の拡大撮像装置を用いなくても、
鏡面に近い対象物の表面を観察でき、かつ、小型の拡大
撮像装置用の照明装置を提供する。【解決手段】第２導光手段１は第１反射面１１および
第２反射面１２を備えている。第１反射面１１は、第１
導光手段１０６の先端部から出射された照明光Ｌをケー
ス２の径方向の内方に向って反射する。第２反射面１２
は、第１反射面１１からの照明光Ｌをレンズユニット１
０３の光軸Ｌｃの近傍において、光軸Ｌｃの軸線方向に
略平行に反射して観察窓２０に向って出射する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、対象物を撮像し
て、その拡大像をモニタに映し出す光学装置に関し、特
に、対象物に光を導くための照明ヘッドに関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】この種の光学装置（拡大撮像装置）の一
般的な一例を図１６に示す。図１６において、ケース１
００は全体が筒状で、ＣＣＤ（撮像素子）１０１を収容
する撮像部１０２と、結像用のレンズユニット１０３が
取り付けられたレンズ部１０４と、該レンズ部１０４に
装着される照明ヘッド１０５とで構成されている。ケー
ス１００の後端部には、光ファイバ（第１導光手段）１
０６の束が挿入されている。該光ファイバ１０６は、撮
像部１０２において分散されて図１７のレンズ部１０４
の外周部に沿って環状に、かつ、光軸Ｌｃと略平行に配
列されていることで、軸線Ｌａと略平行な環状の光束を
出射する。光ファイバ１０６からの照明光Ｌは、たとえ
ば照明ヘッド１０５内に形成した反射面（第２導光手
段）１０７によって反射されて、照明ヘッド１０５の観
察窓１１１から対象物の表面Ｆに向って出射される。対
象物からの反射光Ｌ１は、図１６のレンズユニット１０
３を介してＣＣＤ１０１に入射し、その画像信号がケー
ブル１０８を介してモニタの制御器（図示せず）に出力
される。前記拡大撮像装置は、光ファイバ１０６をレン
ズ部１０４の外周部に環状に配設することにより、環状
の光束を得て、たとえば、対象物表面Ｆに影が生じない
ようにしている。

【０００３】ところで、この種の拡大撮像装置では、対
象物の表面の状態に応じた適切な照明を行う必要があ
り、対象物表面に対して垂直に投射する落射光と、対象
物表面に対し斜めに投射する側射光とのバランス（強度
比）を適切に設定する必要がある。そのため、前記拡大
撮像装置においては、照明ヘッド１０５をレンズユニッ
ト１０３に取外し自在に設け、照明ヘッド１０５を交換
する等により、落射光と側射光とのバランスを変えるこ
とができるようにしている。

【０００４】一方、対象物表面Ｆが鏡面に近い場合は、
図８のように、照明光Ｌが対象物表面Ｆにおいて正反射
（鏡面反射）されるので、光軸Ｌｃに対して照明光Ｌが
略平行に入射していないと、対象物表面Ｆからの反射光
Ｌ１がＣＣＤ１０１（図１６）に十分に入射せず、画面
が暗くなり、そのため、対象物表面Ｆの十分な観察がで
きない。

【０００５】そこで、従来は、図１８（ａ）に示す落射
光専用の拡大撮像装置を用いている。この図に示すよう
に、該拡大撮像装置は、光軸Ｌｃ上にハーフミラー１０
９を設けると共に、筒状のケース１００の側方から光フ
ァイバ１０６Ａでハーフミラー１０９に照明光Ｌを導い
て、対象物表面に落射光を投射する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような拡
大撮像装置では、筒状のケース１００と、光ファイバ１
０６Ａとが直交する方向に配設されるので、拡大撮像装
置が大型化する。また、光ファイバ１０６Ａからの光を
環状の光束とすることができないから、落射光専用の装
置を用意しなければならない。なお、図１８（ｂ）のよ
うに、反射ミラー１１０を設けて、光ファイバ１０６Ａ
とケーブル１０８とを平行にしたものもあるが、一般の
拡大撮像装置（図１６）に比べやや大型であるうえ、落
射光専用であるため、落射光専用の装置を用意する必要
がある。

【０００７】本発明は、前記従来の問題に鑑みてなされ
たもので、落射光専用の光学装置を別途用いなくても、
鏡面に近い対象物の表面を観察でき、かつ、小型の光学
装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の請求項１〜請求項６に係る第１発明の原理を図７を用
いて説明する。請求項１の発明は、図７（ａ）に示すよ
うに、第２導光手段１が第１反射面１１および第２反射
面１２を備えている。第１反射面１１は、図示しない第
１導光手段の先端部から出射された照明光Ｌをケースの
径方向の内方に向って反射する。第２反射面１２はレン
ズユニット１０３の光軸Ｌｃの近傍に配設され、第１反
射面１１からの照明光Ｌを反射して、反射した照明光Ｌ
の光軸Ｌがレンズユニット１０３の光軸Ｌｃに略平行と
なるように、あるいは、略平行であって光軸Ｌｃと交差
するように、照明光Ｌを対象物に向って出射する。

【０００９】レンズユニット１０３は、ある程度の口径
を有しているので、第２反射面１２からの照明光Ｌが光
軸Ｌｃ上に設定されていなくても、この図に示すよう
に、対象物表面Ｆからの反射光Ｌ１がレンズユニット１
０３で屈折されて、撮像素子１０１に入射する。したが
って、対象物表面Ｆが鏡面であっても、正反射された反
射光Ｌ１が撮像素子１０１に入射するので、十分に明る
い画像を得ることができる。

【００１０】ここで、図７（ｂ）の対象物表面Ｆにおけ
る光軸Ｌｃ上の点Ｏと、対物レンズ１０３ａの有効部分
Ａで囲まれた円錐状の空間Ｓの任意の一点Ｐから、点Ｏ
に向って出射された光は、点Ｏで正反射されると、対物
レンズ１０３ａに入射する。一方、前記円錐状の空間Ｓ
以外の点Ｐ１から点Ｏに向って出射された光は点Ｏで正
反射されると、対物レンズ１０３ａに入射しない。した
がって、第２導光手段１を対物レンズ１０３ａよりも前
方に配設する場合は、第２導光手段１における第２反射
面１２の少なくとも一部が、本来、前記円錐状の空間Ｓ
の範囲に入り込んでいる必要がある。

【００１１】しかし、点Ｏの位置は、レンズの種類によ
り変化するので、光軸Ｌｃ上の任意の位置に配設される
可能性がある。したがって、点Ｏが無限の遠方に位置す
る場合を考慮し、本発明の権利の範囲を画する上におい
て、「第２反射面１２が光軸Ｌｃの近傍に配設され」と
は、「第２反射面１２の少なくとも一部が、対物レンズ
１０３ａの有効部分（有効口径内の部分）Ａを底面と
し、光軸Ｌｃを軸線とする円柱状の空間Ｓ１内に配置さ
れている」ことを意味する。

【００１２】請求項４の発明は、照明ヘッドの外周部に
沿って円周上の少なくとも一部に配置され前記照明ヘッ
ドの軸線方向からの照明光を受けて前記照明ヘッドの径
方向の内方に向って反射する第１反射面と、前記第１反
射面からの照明光を反射し、反射した照明光の光軸が前
記軸線と略平行となるように、あるいは、略平行な方向
であって前記軸線と交差する方向に前記照明光を出射す
る第２反射面とを備え、前記第２反射面の少なくとも一
部は、前記軸線を軸線とする半径１．０ｍｍ以内の円柱
状の空間に配置されている。

【００１３】請求項４は、照明ヘッド単体について第１
発明の権利の範囲を画するために設けたものである。図
７（ａ）の対物レンズ１０３の有効口径は一般に、数ｍ
ｍよりも小さく、したがって、第２反射面１２の少なく
とも一部は、ケースの軸線を軸線とする半径１．０ｍｍ
以内の円柱状の空間Ｓ１に配置されている必要がある。

【００１４】請求項６の発明は、第２導光手段が、径方
向の外周部から内方に向って前記レンズユニットの光軸
の近傍まで配設された光ファイバで構成され、前記第１
導光手段からの照明光が入射し、該照明光の光軸が前記
レンズユニットの光軸の軸線に略平行となるように、あ
るいは、略平行な方向であってかつ前記レンズユニット
の光軸と交差するように前記照明光を導いて前記対象物
に向って出射し、前記光ファイバの先端部の少なくとも
一部は、前記レンズユニットの対物レンズの有効部分を
底面とし前記レンズユニットの光軸を軸線とする円柱状
の空間内に配置されていることを特徴とする。

【００１５】つぎに、請求項７〜請求項１１に係る第２
発明について説明する。請求項７の発明は、結像用のレ
ンズユニット、照明用の第１導光手段の先端部および第
２導光手段が筒状のケース内に設けられ、前記第１導光
手段の先端部が前記ケースの外周部に沿って円周上に配
設され、前記第１導光手段からの照明光の少なくとも一
部を前記第２導光手段を介して対象物に向って出射する
光学装置において、第２導光手段が、前記第１導光手段
の先端部から出射された照明光の一部を前記ケースの径
方向の中心に導く導光部材と、前記レンズユニットの光
軸上に設けられ、前記導光部材からの照明光の一部を反
射し、反射した照明光を前記光軸に沿って対象物に向か
わせると共に、該対象物からの反射光の一部を通過させ
るハーフミラーとを備えている。

【００１６】請求項７の発明によれば、第１導光手段か
らの照明光が第２導光手段の導光部材によってケースの
径方向の中心に導かれ、一部の照明光がハーフミラーに
よりレンズユニットの光軸に沿って対象物に向って反射
される。対象物からの反射光は、ハーフミラーを通過し
てレンズユニットに入射する。前記照明光は光軸に沿っ
て対象物に入射するので、対象物で正反射されるから、
対象物の表面が鏡面であっても、十分に明るい画像を得
ることができる。

【００１７】なお、本発明において、「照明光を前記光
軸に沿って対象物に向かわせる」とは、照明光をレンズ
ユニットの光軸と平行ないし略平行にハーフミラーから
出射して、対象物に落射光を投射するという意味であ
る。

【００１８】また、第１導光手段からの照明光の一部を
遮光する遮光部材を設ければ、第１導光手段から第２導
光手段に入射しない照明光を遮光することで、余分な光
が撮像素子に入射するのを防止し得るから、画像が白っ
ぽくなって画質が劣化するのを防止し得る。

【００１９】また、前記ハーフミラーを照明ヘッドに設
ければ、側射光を必要とする場合には、照明ヘッドを交
換することにより、対象物を観察することができると共
に、側射光による観察時には、ハーフミラーが取り外さ
れているので、映像が鮮明になる。

【００２０】請求項１０の発明は、径方向の中心に設け
た観察窓を一端部に有し、装着部を他端部に有する照明
ヘッドであって、径方向の内方に向って照明光を導く導
光部材と、照明ヘッドの径方向の中心を通る軸線上に設
けられ、前記導光部材からの照明光の一部を反射して、
反射した照明光を前記軸線に沿って対象物に向かわせる
と共に、該対象物からの反射光の一部を通過させるハー
フミラーとを備えている。なお、請求項１０は、照明ヘ
ッド単体について第２発明の権利の範囲を画するために
設けたものである。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本出願の第１発明にかかる
実施形態を図面にしたがって説明する。図１は第１実施
形態の拡大撮像装置の先端部を拡大して示す断面図であ
る。図１のレンズ部１０４には、その外周部に沿って、
光ファイバ（第１導光手段）１０６が、図２のように、
円周上に配設されている。図１の光ファイバ１０６から
の照明光Ｌは、少なくともその一部が、第２導光手段１
を介して、照明ヘッド２の観察窓２０から対象物表面Ｆ
に向って出射される。前記照明ヘッド２は、観察窓２０
とは反対側の端部に設けた雌ねじ部（装着部）２１によ
って、レンズ部１０４に装着されている。

【００２２】第２導光手段１は、図３（ａ），（ｂ）に
示すように、平面視が扇状の透明部材（たとえばアクリ
ル）に金属膜が蒸着されてなる。金属膜は、上面の入射
端面１０と下面の出射端面１６を除く部分に形成されて
いる。第２導光手段１は、第１および第２反射面１１，
１２と、第１、第２および第３導光部１３，１４，１５
とが一体に形成されている。第２導光手段１は、第１反
射面１１が図１の照明ヘッド２に接着されていることに
より、照明ヘッド２に固定されている。第１反射面１１
は、照明ヘッド２内の外周部に配置され、一方、第２反
射面１２は光軸Ｌｃの近傍に配置されている。なお、第
１および第２反射面１１，１２は、たとえば円錐状の曲
面の一部で形成されている。

【００２３】光ファイバ１０６から出射された照明光Ｌ
は、第２導光手段１の入射端面１０から入射し、第１導
光部１３によって光軸Ｌｃに略平行に導かれ、更に第１
反射面１１によって照明ヘッド２の径方向の内方に向っ
て反射される。第１反射面１１からの照明光Ｌは、第２
導光部１４によって第２反射面１２に導かれる。第２反
射面１２は、少なくともその一部が図７（ｂ）に示す円
錐状の空間Ｓ内に配置されており、図１の照明光Ｌは光
軸Ｌｃの近傍において、第２反射面１２によって光軸Ｌ
ｃと略平行ないしは略平行な方向であって光軸Ｌｃと交
差する方向に反射され、第３導光部１５を通って対象物
表面Ｆにおける光軸Ｌｃ上の一点Ｏに向かう。つまり、
第２反射面１２は、第１反射面１１からの照明光Ｌを反
射し、反射した照明光Ｌの光軸Ｌがレンズユニット１０
３の光軸Ｌｃに略平行となるように、あるいは、略平行
であってかつレンズユニット１０３の光軸Ｌｃと交差す
るように、照明光Ｌを対象物表面Ｆに向って出射する。

【００２４】したがって、照明光Ｌは対象物表面Ｆにお
ける光軸Ｌｃ上の点Ｏおよびその近傍に投射される。な
お、光は、ある程度の立体角をもって出射されるので、
図面上の矢印Ｌ，Ｌ１は光束の中心線（光軸）を示して
いる。

【００２５】前記第３導光部１５および第２反射面１２
は、光軸Ｌｃよりも照明ヘッド２の径方向の外方に配設
されている。第２導光手段１が光軸Ｌｃ上まで入り込ん
でいると、画質が劣化するからである。

【００２６】また、第３導光部１５からの照明光Ｌの光
軸Ｌは、レンズユニット１０３の光軸Ｌｃ側に向って点
Ｏで光軸Ｌｃと交差するように光軸Ｌｃと略平行に出射
するのが好ましい。つまり、対象物表面Ｆにおける光軸
Ｌｃとの交点Ｏに向って照明光Ｌを投射するのが好まし
い。これは、観察点付近の光量を多くするためである。
なお、前述のように、光は立体角を持って出射されるの
で、破線で示すように、第３導光部１５から光軸Ｌｃに
完全に平行に照明光Ｌを出射してもよい。

【００２７】その他の構成は、図１６の従来例と同様で
あり、その詳しい説明および図示を省略する。

【００２８】つぎに、本拡大撮像装置の用い方について
説明する。対象物表面Ｆが鏡面状態である場合は、図１
の照明ヘッド２をレンズ部１０４にねじ込んで固定し、
この図に示すような完全な落射光に近い照明光Ｌによっ
て対象物表面Ｆを照らして、対象物表面Ｆを画像に映し
出す。一方、拡散反射によって観察できる通常の表面を
有する場合等には、図１７の照明ヘッド１０５をレンズ
部１０４に取り付けて対象物表面Ｆの観察を行う。

【００２９】このように、本照明装置は、図１の光ファ
イバ１０６からの照明光Ｌを用いているので、落射光専
用の拡大撮像装置を必要としない。したがって、使用者
においても落射光専用の拡大撮像装置を購入する必要が
ない。

【００３０】特に、本照明装置は、光ファイバ１０６か
らの照明光Ｌを照明ヘッド２の内部において反射させて
いるので、つまり、ケース１００の径方向から光を導い
ていないから、図１６のように、拡大撮像装置が小型に
なる。

【００３１】また、図１の第２反射面１２はハーフミラ
ーではなく、対象物表面Ｆからの反射光Ｌ１を通過させ
ない通常の反射面で構成されているから、第２反射面１
２の構造が簡素になる。

【００３２】なお、本発明では、第２反射面１２をハー
フミラーとしてもよく、この場合、第２反射面１２は光
軸Ｌｃに配設されていてもよい。また、第１導光手段１
０６から第２導光手段１に入射しない照明光Ｌを遮光す
る遮光手段を設けてもよい。

【００３３】また、本発明において、第１反射面１１
は、照明光Ｌを光軸Ｌｃに対して直角に反射する必要は
なく、図４のように、光軸Ｌｃ方向の成分を有する方向
に反射してもよい。また、第２導光手段１の入射端面１
０は光ファイバ１０６から離れていても、あるいは、光
ファイバ１０６に接触していてもよい。

【００３４】また、図３（ａ），（ｂ）の第２導光手段
１は、平面視が扇状である必要はなく、つまり、図３
（ａ）の中心角φを限定するものではなく、半円状や円
環状であってもよく、さらに、図３（ｃ）のように、ク
ランク状に形成されていてもよい。また、本発明では、
少なくとも２つの反射面１１，１２を有していればよ
く、たとえば、図５のように、照明ヘッド２に第１反射
面１１を形成し、第２反射面１２を有する円錐状の部材
を設けてもよい。また、本発明は第１および第２反射面
１１，１２を有していればよく、第１および第２の反射
面１１，１２の間に１つ以上の他の反射面を介挿しても
よい。

【００３５】また、図６のように光ファイバ１Ａで第２
導光手段を構成してもよい。この図において、光ファイ
バ１Ａは、照明ヘッド２の径方向の外周部から内方に向
って光軸Ｌｃの近傍まで１本ないし複数本配設され、光
ファイバ１０６からの照明光Ｌを受けて、光軸Ｌｃの近
傍において、第１実施形態と同様に照明光Ｌを光軸Ｌｃ
に略平行に出射する。なお、光ファイバ１Ａの先端部１
ａの少なくとも一部は、図７（ｂ）の円錐状の空間Ｓに
配置されている。

【００３６】また、前記各実施形態では、第２導光手段
１を照明ヘッド２に取り付けた構造としたが、本発明で
は、第２導光手段１をレンズ部１０４に固定してもよい
し、あるいは、照明ヘッド２を一体に形成したレンズ部
１０４に第２導光手段１を設けてもよい。さらに、第１
導光手段１０６は、光ファイバである必要はなく、ケー
ス１００の外周部から円弧状ないし環状の光束を、光軸
Ｌｃに沿って出射するものであればよい。

【００３７】つぎに、本出願の第２発明にかかる実施形
態について説明する。図９〜図１２は第５実施形態を示
す。図９のレンズ部１０４および照明ヘッド２は、図１
６のレンズ部１０４および照明ヘッド１０５と異なって
おり、用途に応じて同一の撮像部１０２に装着されて用
いられる。図１０の拡大断面図に示すように、照明ヘッ
ド２は、下端部（一端部）における径方向の中心に観察
窓２０を有すると共に、上端部（他端部）に設けた雌ね
じ部（装着部）２１によってレンズ部１０４に装着され
ている。

【００３８】レンズ部１０４には、その外周部に沿って
光ファイバ（第１導光手段）１０６が円周上（図２参
照）に配設されている。光ファイバ１０６からの照明光
Ｌは、その一部が第２導光手段３を介して、照明ヘッド
２の観察窓２０から対象物表面Ｆに向って出射される。

【００３９】第２導光手段３は、導光部材３０とハーフ
ミラー３１とで構成されている。導光部材３０は、図１
２に示す透明部材（たとえばアクリル）に金属膜が蒸着
されてなる。金属膜は、照明光Ｌを反射するためのもの
で、図面に斜線を施した入射端面３２および出射端面３
３を除く表面に形成されている。前記導光部材３０は、
前述のように透明部材に金属膜が蒸着されていること
で、反射面３４と第１および第２導光部３５，３６とが
一体に形成されており、図１０の光ファイバ１０６の先
端面から出射された照明光Ｌの一部を照明ヘッド２の径
方向の中心に導くものである。

【００４０】図１１は照明ヘッドの分解斜視図である。
この図に示すように、前記導光部材３０には第１遮光部
材４１が皿状に組み合わされる。第１遮光部材４１は、
照明光を吸収するように、表面がつや消しの黒色になっ
ており、上端面４１ａが図１０の光ファイバ１０６の出
射端面に対向していることで、導光部材３０に入射しな
い光ファイバ１０６からの照明光Ｌを遮光すると共に吸
収する。図１１の皿状に組み合わされた導光部材３０お
よび第１遮光部材４１の中央には、立方体状の装着孔３
７が形成されている。該装着孔３７には前記ハーフミラ
ー３１が装着される。

【００４１】該ハーフミラー３１は、図１０のレンズユ
ニット１０３の光軸Ｌｃ上に設けられ、導光部材３０か
らの照明光Ｌの一部を反射し、反射した照明光Ｌを光軸
Ｌｃに沿って対象物表面Ｆに向かわせると共に、対象物
表面Ｆからの反射光Ｌ１の一部を通過させる。

【００４２】前記ハーフミラー３１の上方には、第２遮
光部材４２が配設されている。該第２遮光部材４２は、
図１１のように、中心に反射光Ｌ１の通過孔４２ａを有
する円盤状で、表面がつや消しの黒色になっており、図
１０のハーフミラー３１と導光部材３０との間の微小な
隙間Ｓを上方から覆うことで、後述するように、照明光
Ｌがレンズユニット１０３に入射しないようにするもの
である。

【００４３】なお、前記図１１の導光部材３０、第１遮
光部材４１、ハーフミラー３１および第２遮光部材４２
は、接着により照明ヘッド２に固定される。

【００４４】図１０において、光ファイバ１０６から出
射された照明光Ｌの一部は、第１遮光部材４１に遮光さ
れると共に吸収される。一方、他の一部の照明光Ｌは、
導光部材３０の入射端面３２から第２導光部３５に入射
し、反射面３４によって照明ヘッド２の径方向の中心に
向って反射される。反射面３４からの照明光Ｌは、第２
導光部３６によってハーフミラー３１に導かれ、その一
部がハーフミラー３１によって光軸Ｌｃと平行に反射さ
れ、落射光となって対象物表面Ｆを照らす。対象物表面
Ｆで反射された反射光Ｌ１は、その一部がハーフミラー
３１を通過しレンズユニット１０３を通ってＣＣＤ（撮
像素子）１０１に向かう。したがって、対象物表面Ｆが
鏡面であっても、対象物表面Ｆの観察を行うことができ
る。

【００４５】ところで、ＣＣＤ１０１に照明光Ｌが入射
すると、映像が白っぽくなって画質が劣化する。かかる
劣化を防止するために、本実施形態では、第１および第
２遮光部材４１，４２を設けている。すなわち、第１遮
光部材４１は導光部材３０の入射端面３２に入射しない
光ファイバ１０６からの照明光Ｌを遮光すると共に吸収
して、該照明光ＬがＣＣＤ１０１に入射するのを防止し
ている。また、導光部材３０と立方体状のハーフミラー
３１との間Ｓにおいては、導光部材３０からハーフミラ
ー３１に向かう照明光Ｌの一部が繰り返し反射されレン
ズユニット１０３に向かおうとするのであるが、第２遮
光部材４２が該照明光Ｌを遮光すると共に吸収する。

【００４６】なお、本発明において、図１２の導光部材
３０は中心角φを限定するものではなく、図１３のよう
に、棒状などであってもよい。また、図１４のように、
導光部材３０は光ファイバ１０６からの照明光Ｌを反射
する反射面３４のみで形成してもよく、該反射面３４は
照明ヘッド２の内面を鏡面に仕上げて構成してもよい。
更に、図１５のように、導光部材３０を、第１導光手段
である光ファイバ１０６に連なる他の光ファイバで構成
してもよい。また、図１４および図１５のように、第１
遮光部材４１は、照明光Ｌの一部および反射光Ｌ１を通
過させる通過孔４１ａ，４１ｂを有する円盤状としても
よい。

【００４７】

【発明の効果】以上説明したように、本出願の第１発明
によれば、円筒状のケースの外周部に沿って配設された
第１導光手段からの光を第２導光手段の第１および第２
反射面によって、光軸の近傍において光軸方向に略平行
に反射して投射するので、同軸落射光に近い照明によっ
て鏡面状態の対象物表面を観察することができると共
に、落射光専用の光学装置を用いる必要がない。特に、
従来と異なり、ケースの径方向から照明光を導くもので
はないから、光学装置が小型になる。また、請求項２の
発明によれば、第２導光手段が一体に形成されているの
で、第２導光手段の取付構造が簡単になる。さらに、請
求項５の発明によれば、ハーフミラーを用いていないの
で、第２導光手段の構造が簡素になる。

【００４８】また、第２発明によれば、レンズユニット
の光軸上に設けたハーフミラーにより、照明光を光軸に
沿って対象物表面に投射するので、同軸落射光によって
対象物表面を観察することができる。特に、円筒状のケ
ースの外周部に沿って円周上に配設された第１導光手段
からの照明光の一部を対象物に投射するので、落射光専
用の光学装置を用いる必要がない。さらに、従来と異な
り、ケースの外方から照明光を導くものではないから、
光学装置が小型になる。また、第２導光手段に入射しな
い照明光を遮光する遮光部材を設ければ、余分な光がレ
ンズユニットから撮像素子に入射しないので、映像の劣
化を防止することができる。また、ハーフミラーを照明
ヘッドに設ければ、照明ヘッドを交換することによって
高価なレンズ部を落射光専用ではなく、落射光および側
射光の双方のタイプに共用することができると共に側射
光による観察時には、ハーフミラーが取り外されている
ので、映像が鮮明になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１発明の第１実施形態を示す拡大撮像装置の
先端部の概略拡大断面図である。

【図２】光ファイバの配列状態を示す拡大平面図であ
る。

【図３】（ａ）は第１導光手段を示す拡大平面図、
（ｂ）は同拡大斜視図、（ｃ）は第１導光手段の変形例
を示す拡大斜視図である。

【図４】第２実施形態を示す要部の拡大断面図である。

【図５】第３実施形態を示す要部の拡大断面図である。

【図６】第４実施形態を示す要部の拡大断面図である。

【図７】本発明の原理を示す模式図である。

【図８】正反射の状態を示す模式図である。

【図９】第２発明にかかる第５実施形態を示す拡大撮像
装置の概略側面図である。

【図１０】同要部を示す拡大断面図である。

【図１１】照明ヘッドの拡大分解斜視図である。

【図１２】導光部材の拡大斜視図である。

【図１３】第２導光手段の変形例を示す拡大斜視図であ
る。

【図１４】第６実施形態を示す要部の拡大断面図であ
る。

【図１５】第７実施形態を示す要部の拡大断面図であ
る。

【図１６】本発明を適用できる拡大撮像装置の一例を示
す側面図である。

【図１７】同先端部を示す断面図である。

【図１８】従来の落射光専用の拡大撮像装置を示す側面
図である。

【符号の説明】

１：第２導光手段１１：第１反射面１２：第２反射面１３：第１導光部１４：第２導光部１５：第３導光部２：照明ヘッド２０：観察窓２１：装着部３：第２導光手段３０：導光部材３１：ハーフミラー４１：遮光部材１００：ケース１０１：撮像素子１０３：レンズユニット１０６：第１導光手段Ｌ：照明光（光軸）Ｌ１：反射光Ｌａ：軸線Ｌｃ：光軸

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】結像用のレンズユニット、照明用の第１
導光手段の先端部および第２導光手段が筒状のケース内
に設けられ、前記第１導光手段の先端部が前記ケースの
外周部に沿って円周上に配設され、前記第１導光手段か
らの照明光の少なくとも一部を前記第２導光手段を介し
て対象物に向って出射する光学装置において、前記第２導光手段が、前記第１導光手段の先端部から出
射された照明光をケースの径方向の内方に向って反射す
る第１反射面と、前記レンズユニットの光軸の近傍に配
設され、前記第１反射面からの照明光を反射し、反射し
た照明光の光軸が前記レンズユニットの光軸に略平行と
なるように、あるいは、略平行であってかつ前記レンズ
ユニットの光軸と交差するように、前記照明光を前記対
象物に向って出射する第２反射面とを備えていることを
特徴とする光学装置。
【請求項２】請求項１において、前記第２導光手段は、前記第１導光手段からの照明光を
該照明光の光軸方向に導く第１導光部と、該第１導光部
からの照明光をケースの径方向の内方に向って反射する
前記第１反射面と、該第１反射面からの照明光を前記第
２反射面に導く第２導光部と、前記第２反射面からの照
明光を前記レンズユニットの光軸に略平行に導く第３導
光部とを有し、前記２つの反射面を備えていることによ
って、前記第２導光手段の各導光部と各反射面とが一体
に形成されている光学装置。
【請求項３】請求項１もしくは２において、前記第２反射面の少なくとも一部は、前記対象物表面に
おけるレンズユニットの光軸上の点で正反射された反射
光が、前記レンズユニットを介して、レンズユニットの
前記光軸上に装着される撮像素子に入射する範囲に配設
されていると共に、前記第２反射面は前記レンズユニッ
トの光軸よりも径方向の外方に配設されている光学装
置。
【請求項４】径方向の中心に設けた観察窓を一端部に
有し、装着部を他端部に有する照明ヘッドであって、該
照明ヘッドの外周部に沿って円周上の少なくとも一部に
配置され前記照明ヘッドの軸線方向からの照明光を受け
て前記照明ヘッドの径方向の内方に向って反射する第１
反射面と、前記第１反射面からの照明光を反射し、反射した照明光
の光軸が前記軸線と略平行となるように、あるいは、略
平行な方向であって前記軸線と交差する方向に前記照明
光を出射する第２反射面とを備え、前記第２反射面の少なくとも一部は、前記軸線を軸線と
する半径１．０ｍｍの円柱状の空間内に配置されている
照明ヘッド。
【請求項５】請求項１，２，３もしくは４において、前記第２反射面は、対象物からの反射光を通過させない
反射面で構成されている光学装置または照明ヘッド。
【請求項６】結像用のレンズユニット、照明用の第１
導光手段の先端部および第２導光手段が筒状のケース内
に設けられ、前記第１導光手段の先端部が前記ケースの
外周部に沿って円周上に配設され、前記第１導光手段か
らの照明光の少なくとも一部を前記第２導光手段を介し
て対象物に向って出射する光学装置において、前記第２導光手段は、径方向の外周部から内方に向って
前記レンズユニットの光軸の近傍まで配設された光ファ
イバで構成され、前記第１導光手段からの照明光が入射
し、該照明光の光軸が前記レンズユニットの光軸に略平
行となるように、あるいは、略平行な方向であってかつ
前記レンズユニットの光軸と交差するように前記照明光
を導いて前記対象物に向って出射し、前記光ファイバの先端部の少なくとも一部は、前記レン
ズユニットの対物レンズの有効部分を底面とし、前記レ
ンズユニットの光軸を軸線とする円柱状の空間内に配置
されていることを特徴とする光学装置。
【請求項７】結像用のレンズユニット、照明用の第１
導光手段の先端部および第２導光手段が筒状のケース内
に設けられ、前記第１導光手段の先端部が前記ケースの
外周部に沿って円周上に配設され、前記第１導光手段か
らの照明光の少なくとも一部を前記第２導光手段を介し
て対象物に向って出射する光学装置において、前記第２導光手段が、前記第１導光手段の先端部から出
射された照明光の一部を前記ケースの径方向の中心に導
く導光部材と、前記レンズユニットの光軸上に設けられ
前記導光部材からの照明光の一部を反射し反射した照明
光を前記光軸に沿って対象物に向かわせると共に該対象
物からの反射光の一部を通過させるハーフミラーとを備
えていることを特徴とする光学装置。
【請求項８】請求項７において、前記第１導光手段からの照明光の一部を遮光する遮光部
材を有する光学装置。
【請求項９】請求項７もしくは８において、前記レンズユニットを取り付けたレンズ部に装着される
照明ヘッドに前記ハーフミラーが設けられている光学装
置。
【請求項１０】径方向の中心に設けた観察窓を一端部
に有し、装着部を他端部に有する照明ヘッドであって、前記装着部側からの照明光を径方向の内方に向って導く
導光部材と、照明ヘッドの径方向の中心を通る軸線上に設けられ、前
記導光部材からの照明光の一部を反射して、反射した照
明光を前記軸線に沿って対象物に向かわせると共に、該
対象物からの反射光の一部を通過させるハーフミラーと
を備えた照明ヘッド。
【請求項１１】請求項１０において、前記装着部側からの照明光の一部を遮光する遮光部材を
有する照明ヘッド。