(57)【要約】      （修正有）【課題】構造が簡単にして操作性に優れた光学ユニット、およびこれを利用した光学装置を提供。【解決手段】撮像対象物からの光の一部を透過させ残りを反射させる光分割手段２と、複数の光反射手段３ａ，３ｂと、光分割手段を透過した光及び光反射手段により導かれた光が入射され、これらの光を合成して出射する光合成手段４と、光分割手段を透過した光が光分割手段及び光合成手段の間で進む第１の光路Ｌ１上に配置され撮像対象物１４の像を低倍率で結像する第１のレンズ５と、光分割手段により反射された光が光分割手段及び光合成手段の間で進む第２の光路Ｌ２上に配置され、第１のレンズと異なる高倍率で結像する第２のレンズ６と、第１の光路または第２の光路のいずれか一方の光路を選択する光路切替手段７及び、いずれか一方の光路が選択された際にレンズ倍率に光量が比例するようにレンズ倍率と光量とを連動させる制御手段１１を設ける。【選択図】  図１
2004264600.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像対象物からの光が入射され、この光の一部を透過させ、残りを反射させる光分割手段と、
該光分割手段によって反射された光を、該光分割手段を透過した光の光路に導くよう反射させる複数の光反射手段と、
該光分割手段を透過した光及び該光反射手段により導かれた光が入射され、これらの光を合成して、出射することができる光合成手段と、
該光分割手段を透過した光が該光分割手段及び該光合成手段の間で進む第１の光路上に配置され、撮像対象物の像を所定の倍率で結像する第１のレンズと、
該光分割手段により反射された光が該光分割手段及び該光合成手段の間で進む第２の光路上に配置され、撮像対象物の像を該第１のレンズと異なる所定の倍率で結像する第２のレンズと、
該第１の光路または該第２の光路のいずれか一方の光路を選択するための光路切替手段とを有した光学ユニットに、
いずれか一方の光路が選択された際にレンズ倍率に光量が比例するように、該レンズ倍率と光量とを連動させる制御手段を組み込んだことを特徴とする光学ユニット。
【請求項２】
該制御手段が、レンズ倍率切り替えスイッチの信号を光路切替手段に伝達するとともにレンズ倍率に比例した光量ないし倍率信号を発する制御回路である請求項１に記載の光学ユニット。
【請求項３】
請求項１〜２のいずれかに記載の光学ユニットに、撮像装置としてＣＣＤカメラ及び光ファイバ光源装置を装着してなることを特徴とする光学装置。
【請求項４】
制御回路からの光量ないし倍率信号が光ファイバ光源装置に入力されるようにした請求項３に記載の光学装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子部品の検査装置や実装装置あるいは精密部品の検査装置や組み立て装置に使用されるＣＣＤカメラ等の撮像装置に装着して使用する光学ユニットに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ＣＣＤカメラ等の撮像装置に装着して使用する光学ユニットに関して、倍率の異なる２個のレンズを並置し、レンズ間の切替（倍率切替）を行うようにした装置が提案されている（例えば、特許文献１参照参照）。
この装置においては、撮像対象物からの光は反射率が予め設定されたビームスプリッターを通してレンズに入射するので、いずれのレンズに切り替わっても、各レンズへの入射光量に変わりはない。ところが、実際の操作に際しては、レンズ倍率に応じて入射光量を変える必要性が生じるが、その場合は、上記のスプリッターとは反射率の異なる別のスプリッターに差し替えざるを得なくなる。つまり、従来の提案では、切り替えたレンズの倍率に応じてその都度、光量を調整しなくてはならないので、作業性や操作性の問題は未解決のまま放置されていた。
【０００３】
【特許文献１】特開平８−２１０９８８号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、本発明の課題は、従来の欠点を解消し、構造が簡単にして操作性に優れた光学ユニット、さらにはこれを利用した光学装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、レンズ倍率と光量とを連動させることにより、従来の問題を容易に解消するに至った。
【０００６】
かくして、本発明によれば、撮像対象物からの光が入射され、この光の一部を透過させ、残りを反射させる光分割手段と、
該光分割手段によって反射された光を、該光分割手段を透過した光の光路に導くよう反射させる複数の光反射手段と、該光分割手段を透過した光及び該光反射手段により導かれた光が入射され、これらの光を合成して、出射することができる光合成手段と、
該光分割手段を透過した光が該光分割手段及び該光合成手段の間で進む第１の光路上に配置され、撮像対象物の像を所定の倍率で結像する第１のレンズと、
該光分割手段により反射された光が該光分割手段及び該光合成手段の間で進む第２の光路上に配置され、撮像対象物の像を該第１のレンズと異なる所定の倍率で結像する第２のレンズと、
該第１の光路または該第２の光路のいずれか一方の光路を選択するための光路切替手段とを有した光学ユニットに、
いずれか一方の光路が選択された際にレンズ倍率に光量が比例するように、該レンズ倍率と光量とを連動させる制御手段を組み込んだことを特徴とする光学ユニット、さらにはこれを利用した光学装置が提供される。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について添付図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明に係る光学ユニットの一例を示す略線図である。
図１において、（１）は光学ユニット（一点鎖線で囲まれた部分）、（２）はハーフミラーからなる光分割手段、（３ａ）及び（３ｂ）は反射ミラーからなる光反射手段、（４）はハーフミラーからなる光合成手段、（５）は光分割手段（２）を透過した光が光合成手段（４）に進む第１の光路（Ｌ１）上に配置され、撮像対象物の像を低倍率で結像する第１のレンズ（低倍率レンズ）、（６）は光分割手段（２）により反射された光が光分割手段（２）及び光合成手段（４）の間で進む第２の光路（Ｌ２）上に配置され、撮像対象物の像を第１のレンズ（５）より大きい倍率で結像する第２のレンズ（高倍率レンズ）、（７）は第１の光路（Ｌ１）または第２の光路（Ｌ２）のいずれか一方の光路を選択するための羽根式の光路切替手段、（８）はレンズ倍率切替スイッチ、（９）は光路切替手段（７）を駆動するためのパルスモータからなるアクチュエータ、（１０）は本発明の光学ユニットの外部に接続する光源装置との間でやり取りする倍率信号あるいは光量信号である制御信号、（１１）は制御回路、（１２）は光学ユニット（１）に接続される光ファイバからなる光源装置、（１３）は光学ユニット（１）に接続される撮像装置としてのＣＣＤカメラ、（１４）は撮像対象物である。
本発明で特徴的なことは、レンズ倍率に光量を比例させて、高倍率レンズ使用時には光量を大きく他方、低倍率レンズ使用時には光量を小さくするように、レンズ倍率と光量とを連動させた点に在る。こうすることにより、レンズを切り替える度に光量をバッチ式で調整する必要が無くなり、最適な光量に自動的に設定されるので、光学ユニットの作業性が大幅に向上する。
以下、図１に基づいて、このような光学ユニット（１）の動作について説明する。
まず、レンズ倍率切替スイッチ（８）が低倍率側に設定されている場合の光の経路について述べる。
この場合には、撮像対象物（１４）から反射した光の一部は、光分割手段（２）であるハーフミラーを透過した後、光路（Ｌ１）に沿って進む。さらに低倍率レンズ（５）を通過した後光合成手段（４）を透過して撮像装置のＣＣＤカメラ（１３）に入射し、結像することになる。この時、光路切替手段（７）の羽根は実線で示したＡの位置に在る。一方、撮像対象物（１４）から反射した光の残りは光分割手段（２）で右方に反射し光反射手段（３ａ）に到達し、ここで９０度反射して光路（Ｌ２）を進み、光路切替手段（７）に至る。ところが、この時、光路切替手段（７）の羽根は光路（Ｌ２）を遮断する位置Ａに在るため、ここで光は遮断される。従って、倍率切替スイッチ（８）が低倍率側に設定されている場合は光路（Ｌ１）のみが選択されることになる。これと同時に、レンズ倍率切替スイッチ（８）が低倍率側に設定されている情報（倍率信号）は制御回路（１１）を経由し、制御信号（１０）として、光ファイバ光源装置（１２）に入力される。光ファイバ光源装置（１２）では制御信号（１０）に応じた光量、即ち、低光量側に照射光量が制御される。
次に、上記とは逆に，レンズ倍率切替スイッチ（８）を高倍率側に設定を切り替えした場合の光の経路について述べる。
この場合には、光路切替手段（７）の羽根の位置は、アクチュエータ（９）により支点Ｐを中心に回転し破線で示したＢの位置に切り替わる。従って、撮像対象物（１４）から反射した光の一部は光分割手段（２）を透過して光路（Ｌ１）に沿って進行するものの、該羽根で遮断される。
一方、撮像対象物（１４）から反射した光の残りは光分割手段（２）で右方に反射し光反射手段（３ａ）に到達し、ここで９０度反射して光路（Ｌ２）に沿って光路切替手段（７）に至る。このとき、光路切替手段（７）の羽根は前述のようにＢの位置に在るため、ここで光は遮断されずそのまま進んで高倍率レンズ（６）を通過し、光反射手段（３ｂ）に到達する。ここで、９０度反射し進路を左方に変え光合成手段（４）に至り、ここで、進路をさらに９０度変えて上方に向かって進み、ＣＣＤカメラに入射し、高倍率の像が結像される。従って、この場合には光路（Ｌ２）のみが選択されることになる。
これと同時に、倍率切替スイッチ（８）を高倍率側に設定変更した情報（倍率信号）は制御回路（１１）を経由し、制御信号（１０）として、光ファイバ光源装置（１２）に入力される。光ファイバ光源装置（１２）では制御信号（１０）に応じた光量、即ち、高光量側に照射光量が変更される。
このようにして、低倍率レンズへの切替時には低光量照射、高倍率レンズへの切替時には高光量照射が達成され、倍率と光量とを同期させることができる。
なお、上記の説明では、光学ユニット（１）側に設けた倍率切替スイッチ（８）に接続する制御手段（１１）を介して、光源装置（１２）に光量ないし倍率制御信号を入力することで、照射光量と倍率とを連動させる例を示したが、逆に、光源装置（１２）側に光量切替スイッチ（８）を設け、光学ユニット（１）側に制御信号としての光量信号を入力させ、これに基づいてレンズ倍率を切り替えるようにしてもよい。
さらに、レンズについても、必ずしも光路切替手段（７）の後方に位置する必要はなく、前方でもよく、また各光路に設置するレンズの個数についても必ずしも１枚で構成する必要はなく、複数枚以上複数箇所に配設する等、本発明の思想を逸脱しない限り、各種の態様が可能である。
以上、本発明を２つの光路間での光路切替の場合について説明したが、レンズや光路切替手段（７）を３個以上設ければ３光路以上即ち、倍率と光量を３段階以上に拡張できることは言うまでもない。
【０００８】
以下に、本発明の光学ユニット（１）の具体例を図１の場合について示す。
光分割手段（２）および光合成手段（４）として各１枚のハーフミラーを配置するとともに、光反射手段（３ａ）及び（３ｂ）として各１枚の反射ミラーを光路（Ｌ２）に配設した。
次に、低倍率の第１のレンズ（５）として、倍率２０倍、外径３０ｍｍの光学レンズを、高倍率の第２のレンズ（６）として、倍率１００倍、外径３０ｍｍの光学レンズをそれぞれ光路（Ｌ１）、（Ｌ２）の途中に配置した。次に、光路切替手段（７）としてシーソータイプの羽根板からなる切替機構を採用し、さらに羽根板を駆動するアクチュエータ（９）としてパルスモータを用いた。また、倍率切替スイッチ（８）は通常のロータリースイッチとし、該スイッチの切替に伴う制御信号（１０）は直流ＤＣ５Ｖとし制御回路（１１）にて発生させるようにした。
以上の組立体全体をポリカーボネイトからなる耐熱樹脂製のケース（幅：１１０ｍｍ、奥行：３１ｍｍ、高さ：１００ｍｍ、厚さ０．５ｍｍ）に収納して、本発明の光学ユニット（１）を完成した。
さらに、このようにして得られた光学ユニット（１）に１００Ｗの光ファイバ光源装置（１２）及びＣＣＤカメラ（１３）を接続して光学装置とし、該装置における本発明の光学ユニットの作動状況をチェックした。
この結果、高倍率、低倍率の切替が０．５秒の短時間で達成できた。同時に、光量についても倍率の切替に円滑に連動して調整され、本発明の光学ユニットの有効性が確認された。
【０００９】
【発明の効果】
本発明では、倍率と光量を連動させるようにしたので、倍率を切り替えた際のバッチ式の光量調整が不要となるので、光学ユニットの操作性や作業性が大幅に向上する。同時に組み込まれる連動制御手段の構造もシンプルであり、光学ユニットのコストダウンが実現される。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明に係る光学ユニットの一例を示す略線図である。
【符号の説明】
１          光学ユニット
２            光分割手段
３ａ、３ｂ            光反射手段
４            光合成手段
５            第１のレンズ（低倍率レンズ）
６            第２のレンズ（高倍率レンズ）
７            光路切替手段
８            レンズ倍率切替スイッチ
９            アクチュエータ
１０        制御信号
１１        制御回路
１２        光ファイバ光源装置
１３        ＣＣＤカメラ
１４        撮像対象物
Ａ            低倍率レンズに切り替えた時の光路切替手段の羽根の位置
Ｂ            高倍率レンズに切り替えた時の光路切替手段の羽根の位置
Ｌ１        低倍率レンズに切り替えた時の光路
Ｌ２        高倍率レンズに切り替えた時の光路
Ｐ            光路切替手段の支点
【図１】
2004264600.tif 000003