專利名稱：遠心透鏡光學系統及圖像測定裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及遠心透鏡光學系統及圖像測定裝置。
背景技術：
/>知有一種這樣的所謂的兩側遠心透4竟光學系統，即，透 鏡組由前側透4竟組和后側透鏡組這兩部分構成， <吏前側透鏡組 的后側焦點與后側透鏡組的前側焦點重合地排列設置，在該焦 點位置設有光圈。
遠心透鏡光學系統的特征在于，物體視場較寬，焦深較深， 成像倍率與物體的位置無關而由前側透4竟組和后側透鏡組的焦 距決定。因此，遠心透4竟光學系統大多用于Xil測刀刃工具類、 機械零件、已裝配的電子零件等具有高度差的觀測對象。
但是，遠心透鏡光學系統在原理上，其分辨率與焦深成反 比。即，在欲獲得較大的焦深時，分辨率會變小。 一旦將焦深 設定得較深之后，為了進一步利用高分辨率進行觀測，需要將 透鏡更換為倍率較高的透鏡，或者另外利用高分辨率的顯微鏡 進行觀測。在更換透鏡或采用另外的顯微鏡時，會增加觀測的 勞動量，產生因作業(yè)繁瑣而導致工作效率降低這樣的問題。另 外，由于要另外準備透鏡、顯微鏡，會產生增加成本這樣的問 題。
因此，本申請人提出了可解決這些問題的遠心透鏡光學系 統及圖像測定裝置(參照文獻l:日本特開2003 - 232999號公報)。
其構造為，包括前側透鏡組、前側焦點與該前側透鏡的后 側焦點重合地配置的后側透鏡組、和配置在前側透鏡組的后側
4焦點和后側透鏡組的前側焦點重合的位置的光圏機構，在光圏 機構中設有可改變凄t值孔徑的數值孔徑變更才幾構。
采用該構造，由于在光圈機構中設有數值孔徑變更機構， 因此，可以改變數值孔徑。遠心透鏡光學系統具有焦深與分辨 率成反比的關系。在利用數值孔徑變更機構減小數值孔徑時， 分辨率降低，j旦可以加大焦深。即，可以清晰地觀察測定具有
高度差的測定對象。另一方面，在利用數值孔徑變更機構增大 數值孔徑時，焦深變小，但可以提高分辨率。即，可以利用高 分辨率精密地》見察觀，J定測定對象。
但是，由于上述遠心透鏡光學系統是單倍率，因此，產生 觀須'J對象工件受到限制這樣的問題。
另外，在遠心透鏡光學系統中公知有變焦距構造，但在該 類型中，難以使倍率與光圈機構的光圈直徑相關聯。

發(fā)明內容
本發(fā)明的主要目的在于為了消除以往問題而提供這樣的遠 心透鏡光學系統及圖像測定裝置，即，通過可以改變倍率，并 且可以簡單地切換為與該倍率相匹配的光圈才幾構而進行觀察， 可謀求擴大測定對象工件并提高測定工作效率。
本發(fā)明的遠心透4竟光學系統包括前側透4竟組、前側焦點與 上述前側透鏡組的后側焦點重合地配置的后側透鏡組、和配置 在上述前側透4竟組的后側焦點與上述后側透4竟組的前側焦點重 合的位置的光圏機構，其特征在于，上述前側透鏡組及上述后 側透鏡組中的一個由倍率不同的多組變倍透鏡組構成，上述光 圏機構分別與上述各變倍透鏡組相對應地設置，包括可選擇地 將這些變倍透鏡組及與其相對應的光圈機構中的任一對成對的 變倍透鏡組和光圈機構切換到上述前側透鏡組及上述后側透鏡組中的另 一方的光軸上的倍率切換機構。
采用該構造，由于前側透4竟組及后側透4竟組中的一方由倍 率不同的多組變倍透鏡組構成，光圏機構分別與各組變倍透鏡 組相對應地設置，并且設有可選擇地將這些變倍透鏡組及與其 相對應的光圏機構中的任一對成對的變倍透鏡組和光圏機構切 換到前側透鏡組及后側透鏡組中的另 一方的光軸上的倍率切換 機構，因此，可在利用倍率切換機構將期望倍率的變倍透鏡組 切換到前側透鏡組及后側透鏡組中的另 一方的光軸上時，將與 該變倍透鏡組相對應地設置的光圈機構也一起切換到光軸上。
因而，能夠以期望倍率觀察測定對象工件，并且可以自動 地選擇與該倍率相匹配的光圏才幾構，因此，可i某求擴大測定對 象工件并提高測定工作效率。
本發(fā)明的遠心透鏡光學系統優(yōu)選為，上述倍率切換機構包 括滑板、可沿與上述前側透鏡組及上述后側透鏡組中的另 一方 光軸大致正交的方向滑動地支承該滑板的引導機構、和滑動操 作上述滑板的倍率切換操作部，在上述滑板上，沿著上述滑動 方向排列設置有多對成對的上述變倍透鏡組及與其相對應的光 圈才幾構。
采用該構造，在利用倍率切換操作部滑動操作滑板時，可 將成對的設置于滑4反的變倍透鏡組及與其相對應的光圈機構切 換到前側透鏡組及后側透鏡組的另一方光軸上。即，通過滑動 操作滑板，可進行倍率的切換操作，因此切換操作極為簡單。
本發(fā)明的遠心透鏡光學系統優(yōu)選為，上述各光圈機構由可 改變數值孔徑的數值孔徑變更機構構成。
采用該構造，由于各光圏機構由數值孔徑變更機構構成， 因此，可以改變各光圈機構的數值孔徑。遠心透鏡光學系統具 有焦深與分辨率成反比的關系。在利用數值孔徑變更機構減小數值孔徑時，分辨率降低，但可以加大焦深。即，可以清晰地 觀察具有高度差的測定對象。另一方面，在利用數值孔徑變更 機構增大數值孔徑時，焦深變小，但可以提高分辨率。即，可 以利用高分辨率精密地觀測測定測定對象。
因而，通過由數值孔徑變更機構改變數值孔徑，可以廣泛 地應對從要求大焦深的用途到要求高分辨率的用途。因此，可 以利用 一 個遠心透鏡光學系統連續(xù)地進行用途不同的觀測。結 果，起到顯著提高工作效率的效果。并且，由于也可以不必根 據用途而另外準備顯微鏡等，因此，也有助于削減成本。
本發(fā)明的遠心透鏡光學系統優(yōu)選為，上述數值孔徑變更機
構包括2個以上的具有階段性地不同的數值孔徑的光圈，通過 改變上述光圏來改變上述數值孔徑。
采用該結構，通過改為數值孔徑不同的光圈，可以改變數 值孔徑。因此，可以利用 一個遠心透4竟光學系統連續(xù)地進行用 途不同的觀測(大焦深、高分辨率等)，從而可以提高工作效率。 由于也可以不必另外準備顯微鏡，因此，可以削減成本。
只要預先準備多個具有規(guī)定的數值孔徑的光圏，并將與各 個數值孔徑相對應的光學性能(焦深、分辨率等)做成已知狀 態(tài)，就可以根據各種觀測對象、各種用途容易地選擇最佳的數 值孔徑。在處理觀測到的圖像而進行圖像測定的情況下等時， 由于光學性能已知，因此可以進行最佳的圖像測定。
本發(fā)明的遠心透鏡光學系統優(yōu)選為，上述各光圈機構包括 配置在上述前側透鏡組及上述后側透鏡組的另 一 方光軸上的第 l光圈、以中間部分可擺動且前端可自上述第l光圏的位置退出 的方式被支承的擺動桿、和形成在該擺動桿的前端且直徑小于 上述第l光圈的直徑的第2光圈而構成，設有可轉動地連結上述 各光圏機構的擺動桿的基端、且以擺動支點為中心使這些擺動桿擺動的數值孔徑切換操作部。
采用該結構，通過使擺動桿擺動工作，可以改變位于光軸 上的光圈的數值孔徑。通過根據觀測對象、用途選擇數值孔徑， 可以利用 一個遠心透鏡光學系統連續(xù)地進行用途不同的觀測， 從而可以#是高工作效率。
而且，通過數值孔徑切換操作部，各光圈機構的擺動桿的 基端可轉動地被連結，各光圏機構的擺動桿能以擺動支點為中 心擺動，因此，在將變倍透鏡組及與其相對應的光圏機構中的 任 一 對成對的變倍透鏡組和光圈機構切換到前側透鏡組及后側 透鏡組的另 一 方的光軸上的狀態(tài)下，只要操作數值孔徑切換操 作部，就可以改變位于光軸上的光圈機構的數值孔徑。即，通 過操作1個數值孔徑切換操作部，可以改變位于光軸上的光圈 機構的數值孔徑，因此使用方便性優(yōu)良。
本發(fā)明的遠心透鏡光學系統優(yōu)選為，上述倍率切換操作部 和上述數值孔徑切換操作部與上述滑板的滑動方向平行且互相 向同一方向突出地設置在上述滑板上。
采用該結構，由于倍率切換操作部和數值孔徑切換操作部 與滑板的滑動方向平行且互相向同一方向突出地設置，因此， 對于在首先利用倍率切換操作部切換為期望的倍率的切換操作 之后，利用數值孔徑切換操作部改變數值孔徑，也易于從倍率 切換操作部更換為數值孔徑切換操作部。即，眼睛不必離開觀 察光學系統，就可以通過移動正在操作倍率切換操作部的 一 只 手來進行更換。
本發(fā)明的圖像測定裝置的特征在于，包括上述任 一 項所述 的遠心透鏡光學系統、和連結于上述遠心透鏡光學系統的攝像 光學系統。
采用該結構，可以做成起到上述效果的圖像測定裝置。即，可以利用 一個圖像測定裝置連續(xù)地進行用途不同的觀測。結果， 起到顯著提高工作效率的效果。并且，由于也可以不必根據用 途而另外準備圖像測定裝置等，因此，也有助于削減成本。
本發(fā)明的圖像測定裝置包括各光圈機構由可改變數值孔徑 的數值孔徑變更機構構成的遠心透鏡光學系統、將光導入到該 遠心透鏡光學系統中的照明光學系統、4全測由上述倍率切換機 構切換后的倍率的倍率檢測部件、 一全測由上述數值孔徑變更機 構切換后的數值孔徑的數值孔徑檢測部件、連結于上述遠心透 鏡光學系統的攝像光學系統、和處理由該攝像光學系統獲得的 圖像信息的圖像處理部，上述圖像處理部根據由上述倍率檢測 部件檢測出的倍率及由上述數值孔徑檢測部件檢測出的數值孔 徑，進行上述照明光學系統的照明條件修正、上述變倍透鏡組 的倍率修正、同軸修正中的至少l種修正。
采用該結構，利用倍率檢測部件檢測由倍率切換機構切換 后的倍率，并且，利用數值孔徑檢測部件檢測由數值孔徑切換
機構切換后的數值孔徑，在圖像處理部中，可根據這些檢測出 的倍率及數值孔徑來執(zhí)行照明光學系統的照明條件修正、變倍 透鏡組的倍率修正、同軸修正中的至少l種修正，因此，可以 實現高精度的測定。


圖l是表示本發(fā)明的實施方式的圖。
圖2是表示上述實施方式的遠心透鏡光學系統的圖。 圖3是表示上述實施方式的光圏機構的圖。 圖4是上述實施方式的光圏機構的動作說明圖。 圖5是表示上述實施方式的圖像處理的框圖。 圖6是在上述實施方式中將小開口光圈組裝于光圏機構的圖。
圖7是表示上述實施方式的光圈機構的第l變型例的圖。 圖8是表示上述實施方式的光圏機構的第2變型例的圖。
具體實施例方式
參照

本發(fā)明的實施方式。 實施方式的結構
圖l表示采用本發(fā)明的遠心透鏡光學系統的圖像測定裝置 的實施方式。
本實施方式的圖像測定裝置1包括在內部具有空間的筒狀 的鏡筒2、構成于鏡筒2的內部的遠心透鏡光學系統3、垂直地 設置于鏡筒2上的照明光學系統4、倍率切換機構5和與遠心透 鏡光學系統3連結的CCD照相機等攝像光學系統6。
鏡筒2包括前筒部21、中筒部22和2個后筒部23A、 23B而 構成。
在前筒部21的后側連結有可裝卸的中筒部22。
在中筒部2 2的后側，借助倍率切換機構5可選擇地連結有2 個后筒部23A、 23B中的任一個。
在后筒部23A、 23B中的與中筒部22連結的后筒部23A、 2 3 B的后側以光學的方式連結有攝像光學系統6 。
遠心透鏡光學系統3包括容納配置在前筒部21內的前側透 鏡組31、容納配置在后筒部23A、 23B內的2組后側透鏡組32A、 32B、和與各組后側透鏡組32A、 32B相對應地設置的光圏機構 33A、 33B。
如圖2所示，前側透鏡組31由凸透鏡、凹透鏡及它們的接 合透鏡構成。如圖2所示，后側透鏡組32A、 32B由凸透鏡、凹 透鏡及它們的接合透鏡構成。在此，后側透鏡組32A、 32B由倍率不同的多組變4咅透4竟組構成。
前側透鏡組31與后側透鏡組32A、 32B配置為，前側透鏡 組31的后側焦點位置與后側透鏡組32A、 32B的前側焦點位置 重合，在該焦點重合的位置配置有光圈機構33A、 33B。
另外，在前側透鏡組31、后側透鏡組32A、 32B中，用于 修正遠心度及各像差的透鏡的組合例如提示于本申請人提出的 曰本特愿2001 _ 185241號中。
照明光學系統4由一端與中筒部22垂直且貫穿地設置在中 筒部22的內部的照明用筒部41、連結于該照明用筒部41的另一 端的光纖維4 2 、設置在中筒部2 2內且朝向前側透鏡組31反射來 自照明用筒部41的光的光束分離器43、使光匯聚的轉像透鏡 (省略圖示)等構成。
光纖維42連接于未圖示的光源，將來自光源的光導入到照 明用筒部41內。
倍率切換機構5包括滑板51、固定在中筒部22的后側、能 向與前側透鏡組31的光軸大致正交且與照明用筒部41正交的 方向滑動地支承滑板51的引導機構52、和滑動操作滑板51的倍 率切換操作部55。
在滑板51上，沿著滑動方向隔開規(guī)定間隔地排列配置多對 (2對)成對的作為變倍透鏡組的后側透鏡組32A及與其相對應 的光圈機構33A、以及作為變倍透鏡組的后側透鏡組32B及與 其相對應的光圏;^L構33B。
在引導機構52中設置有倍率檢測開關53、 54(另外，由于 倍率檢測開關53在圖l中隱藏在滑板51之下，因此未圖示。請 參照圖5)。其中，該倍率檢測開關53、 54作為對自滑板51的切 換位置切換的倍率進行檢測的倍率檢測部件。即，設有在作為 第1變倍透鏡組的后側透鏡組32A位于前側透鏡組31的光軸上時利用滑板51打開的第l倍率檢測開關53、和在作為第2變倍透 鏡組的后側透鏡組32B位于前側透鏡組31的光軸上時利用滑板 51打開的第2倍率檢測開關54。
倍率切換操作部55由在滑板51的滑動方向端面中央沿著 滑動方向突出的操作桿5 6 、和設置在該操作桿5 6的前端的把手 57構成。
光圏才幾構33A、 33B設置在倍率切換機構5與后筒部23A、 23B之間，由具有2個以上光圏的數值孔徑變更機構構成，這些 光圈具有階段性不同的數值孔徑。
具體地講，如圖3及圖4所示，光圏才幾構33A、 33B包括大 開口光圏34、擺動桿35和小開口光圏36而構成；上述大開口光 圈34作為第1光圈，配置在前側透鏡組31的光軸上；上述擺動 桿35以中間部分可擺動且前端可自大開口光圏34的位置退出 的方式被支承；上述小開口光圈36作為第2光圈，形成在該擺 動桿35的前端，其直徑小于大開口光圏34的直徑。
在各光圈機構33A、 33B的擺動桿35的基端設有可轉動地 連結這些擺動桿35、且以擺動支點為中心使這些擺動桿35擺動 的數值孔徑切換操作部7 0 。
如圖1及圖3、 4所示，數值孔徑切換操作部70由可轉動地 連結光圈機構33A、 33B的擺動桿35的基端的連桿片71、可轉 動地連結于該連桿片71的滑片72、能沿與滑板51的滑動方向平 行的方向滑動地支承該滑片72的引導機構73 、與操作桿56平行 地突出于滑片72的滑動方向端面上的操作桿74、和設置在該操 作桿74的前端的把手75構成。
引導機構73包括自滑板51 —體地彎曲形成的支承板76、和 設置于該支承板76且引導滑片72的導軌77。
如圖l所示，在支承板76上設有數值孔徑檢測開關78、 79,該數值孔徑檢測開關78、 79作為對通過光圈^/U勾33A、 33B切 換的數值孔徑進行檢測的數值孔徑檢測部件。即，設有在小開 口光圏36自大開口光圏34的位置退出時利用滑片72打開的第1 數值孔徑;險測開關78、和在小開口光圈36位于大開口光圈34 時利用滑片72打開的第2數值孔徑檢測開關79。
如圖5所示，在攝像光學系統6上連接有圖像處理部61。圖 像處理部61處理由攝像光學系統6獲得的圖像信息，將其輸出 到輸出部62，并且，根據由倍率檢測開關53、 54檢測出的倍率 和由數值孔徑檢測開關78、 79檢測出的數值孔徑的組合條件進 行修正處理。在此，對照明光學系統4的照明條件進行修正。
實施方式的作用
在這樣的結構中，例如將觀測對象配置在圖2中的點P處。 自光纖維42發(fā)出的光被光束分離器43反射之后，通過前側透鏡 組31而照射到測定對象。于是，來自觀測對象的光在通過前側 透鏡組31、光束分離器43之后，被光圈機構33A的大開口光圏 3 4集中而入射到后側透鏡組3 2 A,被攝像光學系統6拍攝。
在此，使倍率切換機構5工作，將后側透鏡組32B切換到前 側透鏡組31的光軸上。為此，在抓住把手57向圖l中的左方拉 倍率切換操作部55時，滑板51滑動。由此，后側透鏡組32B及 光圏機構33B位于前側透鏡組31的光軸上，因此，可以根據該 切換后的后側透鏡組32B的倍率觀察測定對象。
在切換為任一變倍透鏡組的狀態(tài)下，使光圈機構33A、 33B 的擺動桿3 5擺動，如圖2所示地將大開口光圏3 4定位在光軸上 時，即，使小開口光圈36自光軸上退出時，數值孔徑較大，因
此可獲得分辨率較高的圖像。
另一方面，在使光圈機構33A、 33B的擺動桿35擺動，如 圖6所示地將小開口光圏36定位在光軸上時，由于數值孔徑較小，因此可獲得焦深較深的圖像。 實施方式的效果
(1)后側透鏡組32A、 32B由倍率不同的多組變倍透鏡組 構成，光圏機構33A、 33B與各變倍透鏡組相對應地設有多個， 由于設有可選擇地將這些變倍透鏡組及與其相對應的光圏機構 3 3 A 、 3 3 B的任 一 對切換到前側透鏡組31的光軸上的倍率切換 機構5,因此，在利用倍率切換機構5將期望倍率的變倍透鏡組 切換到前側透鏡組31的光軸上時，與該變倍透鏡組相對應地設 置的光圈一幾構33A、 33B也一起被切換到光軸上。
因而，可以用期望的倍率觀察測定對象工件，并可以自動 地選擇與該倍率相匹配的光圈機構33A、 33B,因此，可謀求 擴大測定對象工件并提高測定工作效率。
(2 )通過倍率切換操作部55,使滑板51滑動時，可將成 對的設置于滑板51的變倍透鏡組及與其相對應的光圈機構 33A、 33B切換到前側透鏡組31的光軸上。即，僅通過滑動操 作滑板51，可以進行倍率的切換操作，因此，切換操作極為簡 單。
(3) 由于各光圈機構33A、 33B由數值孔徑變更機構構成， 因此，可以改變數值孔徑。遠心透鏡光學系統3具有焦深與分 辨率成反比的關系。在利用數值孔徑變更機構減小數值孔徑時， 分辨率降低，但可以加大焦深。即，可以清晰地觀察測定具有
高度差的測定對象。另一方面，在利用數值孔徑變更機構增大 數值孔徑時，焦深變小，但可以提高分辨率。即，可以利用高 分辨率精密地觀察測定測定對象。
(4) 通過由數值孔徑變更機構改變數值孔徑，可以廣泛 地應對從要求大焦深的用途到要求高分辨率的用途。因此，可 以利用 一個遠心透鏡光學系統3連續(xù)地進行用途不同的觀測。結果，起到顯著提高工作效率的效果。并且，由于也可以不必 根據用途而另外準備顯微鏡等，因此，也有助于削減成本。
(5) 通過改為數值孔徑不同的光圏，可以改變數值孔徑。 因此，可以利用 一個遠心透鏡光學系統連續(xù)地進行用途不同的 觀測(大焦深、高分辨率等)，從而可以提高工作效率。由于也 可以不必另外準備顯微鏡，因此，可以削減成本。
只要預先準備多個具有規(guī)定的數值孔徑的光圈，并將與各 個數值孔徑相對應的光學性能(焦深、分辨率等)做成已知狀 態(tài)，就可以容易根據各種觀測對象、各種用途選擇最佳的數值 孔徑。在處理觀測到的圖像而進行圖像測定的情況下等時，由 于光學性能已知，因此可以進行最佳的圖像測定。
(6) 由于光圈機構33A、 33B包括配置在前側透鏡組31的 光軸上的大開口光圈34、以中間部分可擺動且前端可自大開口 光圈34的位置退出的方式被支承的擺動桿35、和形成在該擺動 桿35的前端且其直徑小于大開口光圏34的直徑的小開口光圈 36而構成，因此，只要移動擺動桿35而將小開口光圏36配置在 光線軸上、或使其退出，就可改變數值孔徑。通過根據觀測對 象、用途選擇數值孔徑，可以利用一個遠心透鏡光學系統連續(xù) 地進行用途不同的^L測，從而可以4是高工作效率。
(7) 在光圏機構33A、 33B中，擺動桿35的基端可轉動地 連結，各光圈機構33A、 33B的擺動桿35能以擺動支點為中心 擺動，因此，在將變倍透鏡組及與其相對應的光圈機構中的任 一對成對的變倍透鏡組和光圏才幾構切換到前側透鏡組31的光 軸上的狀態(tài)下，只要操作光圈機構33A、 33B,就可以改變位 于光軸上的光圏機構的數值孔徑。即，通過操作l個數值孔徑 切換操作部70，可以改變位于光軸上的光圏機構的數值孔徑， 因此使用方便性優(yōu)良。(8 )由于倍率切換操作部55和數值孔徑切換操作部70與 滑板51的滑動方向平行且互相向同 一方向突出地設置，因此， 對于在首先利用倍率切換操作部55切換為期望的倍率的操作 之后，利用數值孔徑切換操作部70改變數值孔徑，也易于從倍 率切換操作部55更換為數值孔徑切換操作部70。即，眼睛不必 離開觀察光學系統，就可以通過移動操作倍率切換操作部5 5的 一只手來進行更換。
(9) 采用圖像測定裝置l，可以利用 一個圖像測定裝置連 續(xù)地進行用途不同的觀測。結果，起到顯著提高工作效率的效 果。并且，由于也可以不根據用途而另外準備圖像測定裝置， 因此，也有助于削減成本。
(10) 特別是，利用構成倍率檢測部件的倍率檢測開關53、 54來檢測由倍率切換機構5切換后的倍率，并且，利用數值孔 徑檢測開關78 、 79檢測由數值孔徑切換操作部70切換后的數值 孔徑，在圖像處理部61中，根據這些倍率與數值孔徑的組合條 件修正照明光學系統4的照明條件，因此，可以實現高精度的 測定。
變形例的說明
不言而喻，本發(fā)明的遠心透鏡光學系統及圖像測定裝置并 不僅限定于上述實施方式，可以在不脫離本發(fā)明主旨的范圍內 實施各種變更。
在上述實施方式中，倍率切換機構5通過使滑板51沿與前 側透鏡組31的光軸正交的方向直線地滑動，來切換作為變倍透 鏡組的后側透鏡組32A、 32B,但并不限定于滑板51的滑動。
例如，即使以圓板狀板的外周部分的一部分與前側透鏡組 31的光軸重疊的方式配置，而且可旋轉地構成圓板狀的板，在 將從該圓板狀板的旋轉中心到光軸的距離作為半徑的圓周上配
16置作為變倍透鏡組的后側透鏡組3 2 A 、 3 2 B及與其相對應的光 圈機構33A、 33B，也可以期待同樣的效果。
對于光圏機構33A、 33B,也不限定于上述數值孔徑切換 才幾構，也可以是其^也的結構。
例如圖7所示，即 -使配置可以沿與前側透組31的光軸正 交的方向滑動地設置的滑板81,并沿著該滑板81的滑動方向排 列大開口光圈82、中開口光圏83、小開口光圈84,通過^f吏該滑 板81滑動來切換光圈，也可以期待同樣的效果。在這種情況下， 只要在滑板81中形成V形槽85，并在引導滑板81的引導壁上形 成向利用彈簧8 7突出的方向容納滾珠8 6的引導槽8 8,就可以將 滑板81定位在各位置。
或者，也可以如圖8所示地由虹彩光圈90構成。該構造為， 使多個葉片91重合，并且，將葉片91的一端可滑動地卡合于引 導壁的內周的圓周槽中。
采用該構造，可以通過由連結于葉片91的杠桿92改變葉片 91的角度來連續(xù)地改變數值孔徑，因此，可以根據觀測對象、 用途調整為最佳的數值孔徑。
或者，也可以在數值孔徑變更機構中設置電動機等驅動源， 利用該驅動源來改變數值孔徑。并且，也可以利用計算機等控 制驅動源的驅動。若這樣設置，就可以應用于自動觀測、聯機 測定等。
總之，光圏4幾構33A、 33B并不限定于上述實施方式，只 要是可以改變數值孔徑的光圏機構33A、 33B即可。
在上述實施方式中，將前側透鏡組31及后側透鏡組中的后 側透鏡組構成為倍率不同的變倍透鏡組(32A、 32B),但也可 以將前側透鏡組31構成為倍率不同的多組變倍透鏡組。
另外，變倍透4免組并不限定為2組，也可以是3組以上。在上述實施方式中，圖像處理部6W艮據由倍率檢測開關 53、 54檢測出的倍率、和由數值孔徑沖全測開關78、 79才全測出的 數值孔徑的組合條件來修正照明光學系統4的照明條件，但并 不限定于此。
例如，也可以#>據由倍率4全測開關53、 544全測出的倍率， 來進行變倍透鏡組32A、 32B的倍率修正、修正切換變倍透鏡 組32A、 32B時產生的圖像錯位的同軸修正等。
另外，透鏡倍率相對于標稱值具有若干誤差，因此，通過 基于測定已知長度的結果(測定校正用標尺的結果)來校正倍 率，利用該校正后的倍率修正圖像的像素值來進行?；蛘?，也 可以由變倍透鏡組32A、 32B拍攝網格狀的各晶格節(jié)點的坐標 已知(作為校正數據而儲存)的平面狀校正用標尺，自該拍攝 圖像數據中抽取各格子節(jié)點的坐標，基于該抽取的坐標與校正 數據的差對圖像內的每個部位校正倍率，利用該校正后的倍率 修正圖像的像素值。
另外，在同軸修正中，有時會在切換變倍透鏡組32A、 32B 后產生圖像錯位。在該狀態(tài)下使用十字線進行測定的情況下， 會由已切換的變倍透鏡組導致位置變化錯位的量，因此，進行 對圖像的像素實施偏置等的修正，或者，在包括電動工作臺自 動測定裝置的情況下，通過工作臺的移動來修正由變倍透鏡組 導致的錯位量。
權利要求
1.一種遠心透鏡光學系統，該遠心透鏡光學系統包括前側透鏡組、前側焦點與上述前側透鏡組的后側焦點重合地配置的后側透鏡組、和配置在上述前側透鏡組的后側焦點與上述后側透鏡組的前側焦點重合的位置的光圈機構，其特征在于，上述前側透鏡組及上述后側透鏡組中的一方由倍率不同的多組變倍透鏡組構成；上述光圈機構分別與上述各變倍透鏡組相對應地設置；包括可選擇地將這些變倍透鏡組及與其相對應的光圈機構中的任一對成對的變倍透鏡組和光圈機構切換到上述前側透鏡組及上述后側透鏡組中的另一方光軸上的倍率切換機構。
2. 根據權利要求1所述的遠心透鏡光學系統，其特征在于， 上述倍率切換機構包括滑板、可沿與上述前側透鏡組及上述后側透鏡組中的另 一方光軸大致正交的方向滑動地支承上述 滑板的引導機構、和滑動操作上述滑板的倍率切換操作部；在上述滑板上，沿著上述滑動方向排列配置多對成對的上 述變倍透4竟組及與其相對應的光圈才幾構。
3. 根據權利要求l所述的遠心透鏡光學系統，其特征在于， 上述各光圈機構由可改變數值孔徑的數值孔徑變更機構構成。
4. 根據權利要求3所述的遠心透鏡光學系統，其特征在于， 上述數值孔徑變更機構包括2個以上具有階段性不同的數值孔徑的光圈，通過改變上述光圈來改變上述數值孔徑。
5. 根據權利要求2所述的遠心透鏡光學系統，其特征在于， 上述各光圈機構包括配置在上述前側透鏡組及上述后側透鏡組中的另 一方的光軸上的第l光圏、以中間部分可擺動且前 端可自上述第l光圈的位置退出的方式被支承的擺動桿、和形 成在該擺動桿的前端且直徑小于上述第l光圏的直徑的第2光圈而構成；設有可轉動地連結上述各光圈機構的擺動桿的基端、且以 擺動支點為中心使這些擺動桿擺動的數值孔徑切換操作部。
6. 根據權利要求5所述的遠心透鏡光學系統，其特征在于， 上述倍率切換操作部和上述數值孔徑切換操作部與上述滑板的滑動方向平行且互相向同 一方向突出地設置在上述滑板 上。
7. —種圖像測定裝置，其特征在于，包括權利要求1 ~ 6中任 一 項所述的遠心透鏡光學系統、和 連結于上述遠心透鏡光學系統的攝像光學系統。
8. —種圖像測定裝置，其特征在于，包括權利要求3或4所述的遠心透鏡光學系統、將光導入到 該遠心透鏡光學系統中的照明光學系統、檢測由上述倍率切換 機構切換后的倍率的倍率測部件、4企測由上述數值孔徑變更 機構切換后的數值孔徑的數值孔徑檢測部件、連結于上述遠'"、 透鏡光學系統的攝像光學系統、和處理由該攝像光學系統獲得 的圖像信息的圖像處理部；由上述數值孔徑檢測部件檢測出的數值孔徑，進行上述照明光 學系統的照明條件修正、上述變倍透鏡組的倍率修正、同軸修 正中的至少1種》務正。
全文摘要
本發(fā)明提供遠心透鏡光學系統及圖像測定裝置。該遠心透鏡光學系統包括前側透鏡組(31)、前側焦點與前側透鏡組(31)的后側焦點重合地配置的后側透鏡組(32A、32B)、和配置在前側透鏡組的后側焦點與上述后側透鏡組的前側焦點重合的位置的光圈機構(33A、33B)。前側透鏡組及上述后側透鏡組中的一方由倍率不同的多組變倍透鏡組構成，光圈機構與各變倍透鏡組相對應地設有多個，包括可選擇地將這些變倍透鏡組及與其相對應的光圈機構中的任一對成對的變倍透鏡組和光圈機構切換到前側透鏡組及上述后側透鏡組中的另一方的光軸上的倍率切換機構(5)。
文檔編號G02B5/00GK101515056SQ20091000658
公開日2009年8月26日 申請日期2009年2月19日 優(yōu)先權日2008年2月21日
發(fā)明者有澤勝義, 磯部仁志 申請人:株式會社三豐