[发明专利]远心透镜光学系统及图像测定装置

说明书

技术领域

本发明涉及远心透镜光学系统及图像测定装置。

背景技术

公知有一种这样的所谓的两侧远心透镜光学系统，即，透 镜组由前侧透镜组和后侧透镜组这两部分构成，使前侧透镜组 的后侧焦点与后侧透镜组的前侧焦点重合地排列设置，在该焦 点位置设有光圈。

远心透镜光学系统的特征在于，物体视场较宽，焦深较深， 成像倍率与物体的位置无关而由前侧透镜组和后侧透镜组的焦 距决定。因此，远心透镜光学系统大多用于观测刀刃工具类、 机械零件、已装配的电子零件等具有高度差的观测对象。

但是，远心透镜光学系统在原理上，其分辨率与焦深成反 比。即，在欲获得较大的焦深时，分辨率会变小。一旦将焦深 设定得较深之后，为了进一步利用高分辨率进行观测，需要将 透镜更换为倍率较高的透镜，或者另外利用高分辨率的显微镜 进行观测。在更换透镜或采用另外的显微镜时，会增加观测的 劳动量，产生因作业繁琐而导致工作效率降低这样的问题。另 外，由于要另外准备透镜、显微镜，会产生增加成本这样的问 题。

因此，本申请人提出了可解决这些问题的远心透镜光学系 统及图像测定装置(参照文献1：日本特开2003-232999号公 报)。

其构造为，包括前侧透镜组、前侧焦点与该前侧透镜的后 侧焦点重合地配置的后侧透镜组、和配置在前侧透镜组的后侧 焦点和后侧透镜组的前侧焦点重合的位置的光圈机构，在光圈 机构中设有可改变数值孔径的数值孔径变更机构。

采用该构造，由于在光圈机构中设有数值孔径变更机构， 因此，可以改变数值孔径。远心透镜光学系统具有焦深与分辨 率成反比的关系。在利用数值孔径变更机构减小数值孔径时， 分辨率降低，但可以加大焦深。即，可以清晰地观察测定具有 高度差的测定对象。另一方面，在利用数值孔径变更机构增大 数值孔径时，焦深变小，但可以提高分辨率。即，可以利用高 分辨率精密地观察测定测定对象。

但是，由于上述远心透镜光学系统是单倍率，因此，产生 观测对象工件受到限制这样的问题。

另外，在远心透镜光学系统中公知有变焦距构造，但在该 类型中，难以使倍率与光圈机构的光圈直径相关联。

发明内容

本发明的主要目的在于为了消除以往问题而提供这样的远 心透镜光学系统及图像测定装置，即，通过可以改变倍率，并 且可以简单地切换为与该倍率相匹配的光圈机构而进行观察， 可谋求扩大测定对象工件并提高测定工作效率。

本发明的远心透镜光学系统包括前侧透镜组、前侧焦点与 上述前侧透镜组的后侧焦点重合地配置的后侧透镜组、和配置 在上述前侧透镜组的后侧焦点与上述后侧透镜组的前侧焦点重 合的位置的光圈机构，其特征在于，上述前侧透镜组及上述后 侧透镜组中的一个由倍率不同的多组变倍透镜组构成，上述光 圈机构分别与上述各变倍透镜组相对应地设置，包括可选择地 将这些变倍透镜组及与其相对应的光圈机构中的任一对成对的 变倍透镜组和光圈机构切换到上述前侧透镜组及上述后侧透镜 组中的另一方的光轴上的倍率切换机构。

采用该构造，由于前侧透镜组及后侧透镜组中的一方由倍 率不同的多组变倍透镜组构成，光圈机构分别与各组变倍透镜 组相对应地设置，并且设有可选择地将这些变倍透镜组及与其 相对应的光圈机构中的任一对成对的变倍透镜组和光圈机构切 换到前侧透镜组及后侧透镜组中的另一方的光轴上的倍率切换 机构，因此，可在利用倍率切换机构将期望倍率的变倍透镜组 切换到前侧透镜组及后侧透镜组中的另一方的光轴上时，将与 该变倍透镜组相对应地设置的光圈机构也一起切换到光轴上。

因而，能够以期望倍率观察测定对象工件，并且可以自动 地选择与该倍率相匹配的光圈机构，因此，可谋求扩大测定对 象工件并提高测定工作效率。

本发明的远心透镜光学系统优选为，上述倍率切换机构包 括滑板、可沿与上述前侧透镜组及上述后侧透镜组中的另一方 光轴大致正交的方向滑动地支承该滑板的引导机构、和滑动操 作上述滑板的倍率切换操作部，在上述滑板上，沿着上述滑动 方向排列设置有多对成对的上述变倍透镜组及与其相对应的光 圈机构。

采用该构造，在利用倍率切换操作部滑动操作滑板时，可 将成对的设置于滑板的变倍透镜组及与其相对应的光圈机构切 换到前侧透镜组及后侧透镜组的另一方光轴上。即，通过滑动 操作滑板，可进行倍率的切换操作，因此切换操作极为简单。