JP2004302394A

JP2004302394A - 棒状又は円筒状円周表面におけるキズ、打痕等を広角度で観る顕微鏡の照明方法とその装置

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Publication number: JP2004302394A
Application number: JP2003127541A
Authority: JP
Inventors: Koshiro Nakai; 興四郎中井
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2003-03-28
Filing date: 2003-03-28
Publication date: 2004-10-28

Abstract

【課題】丸棒（シャフト等）又は円筒状の表面を広角度の視野で反射像観察はできない。キズ、打痕等の検査が困難である。
【解決手段】丸棒又は円筒状の円周方向の表面反射像視野を、半円の弧を成す照明にすだれ状の明暗を施すことにより視野角約９０°を確保した。この広視野照明方法とその装置で課題を解決した。
【選択図】図４

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被写体表面の反射像を棒状又は円筒状円周にて広角度で、キズ、打痕および汚れ等を観察できる照明方法とその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の表面観察顕微鏡においては、同軸落射照明を用いた顕微鏡が対応するが何れも平面観察に適し、円形を成す表面観察には狭角度で極限られた一面しか観られず広い角度で円周の表面のキズ等を観ることは出来ない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の金属顕微鏡のように作動距離の長い対物レンズを用いた顕微鏡に於いても円周の数度以内のキズしか観えない、この観測視野を広げることによる作業性の改善を図るのが課題である。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明は、棒状（シャフト等）又は円筒状の被写体の約半円周に対比する帯状の照明を被写体を中心に照射する構造とし、照射面には被写体の軸と平行に帯状のすだれ格子縞を入れ半弧型の照明器とし、その中央にレンズの観察窓を開けてレンズを取り付け、顕微鏡として観る。
すだれ状の格子縞の明暗の照明により、被写体の円周面の視野角約９０°の範囲で被写体のキズ、打痕等の凹凸の影が形成され視野内に於いて均一に像を観ることが出来る。但し、被写体の軸に平行な明暗の縞模様も像に含まれる。
【０００５】
【発明の実態の形態】
本発明は、被写体を中心に、光源を被写体に向け半弧を描くように取り付け、光源から少々離した位置にすだれ状の明暗縞が施された遮光板を固定する。
照明器の中央には、レンズ窓を開けこの窓より顕微鏡等で被写体を観る。
レンズ窓の位置には照明は付けられないので、この中央の照明は、レンズ内部より照射する同軸落射照明を付けた対物レンズを用いる。
【０００６】
図１は、光路説明図である。被写体３は、丸棒の試料を軸方向から表した例である。図１の波線で囲まれた部分を拡大して図２に示す。光源１は列に構成されたＬＥＤ照明ａ〜ｉで複数個帯状に配列し、ａ〜ｉの矢印で表示した線はその光源の光路を示す。
光源１から照射した光は６の拡散板を通過し７のすだれ格子板を通過し３の試料を照射する。３に照射した光の反射光でレンズを通過するのは試料の表面の極限られた一部の反射条件が一致した箇所のみであり、それを試料３の表面の光路（矢印で表示）図２に示す。この場合の視野角度は１１で示すとおり約９０°が得られる。
対物レンズ４の位置は、照明の弧の中心に被写体３があり、この被写体３を観察できる位置に対物レンズ４が配置される。
レンズ直下の反射像は、光源２の光束は、ハーフミラー９により９０°で反射し対物レンズ４を通過して被写体の試料３を照らし試料３の直接反射した光線が図２で説明したａ〜ｉの反射光と一緒に対物レンズを通過しカメラ１３の撮像素子に結像する。然るにこの結像は、全て反射像が主体である。
この中で付け足す内容として、光源２のハーフミラー９を反射せず突き抜けた光線は再び反射してハーフミラーへ戻られると、ハーフミラーで９０°反射して接眼レンズへ行くと観測での影響があり、これを除去するのに光り吸収体１０を儲けてある。
【０００７】
【実施例】
実施例について図面を参照して説明すると、図４において、照明の光源１に複数のＬＥＤを用いた例であり、光源１のＬＥＤを１７列被写体を照射する様に向けて取り付けた照明配線板１２を外枠１３に適度な間隔にして固定し、その照射方向に光り拡散板６を取り付け、光むらを軽減し平滑された光源にする。
照射光線に方向性を出すために光源から離して、すだれ状の遮光板６を取り付ける。遮光板７を平面に展開した図を図３に参考として示す。
すだれ状の遮光板７は、被写体から見て等間隔の明暗の帯を成す配置とし間隔は等間隔に９本刻みにしてある。遮光板７を被写体に近すぎると明暗の縞が強調され観察しにくくなり、照明に近いと打痕等の像が薄くなる傾向になるので実施例では、被写体より約７５％離した点に取り付けてある。
レンズ１２は、照明外枠１７に固定された照明固定金具２１にレンズ固定金具２０が取り付けられ、その２０にレンズ１２が固定されている。
レンズの窓口には、遮光枠８が照明内に挿入されレンズ側への光源の漏れを防止している。レンズの観察側には、カメラ又は接眼レンズ等でもよいが実施例ではＣＣＤカメラ１３を取り付け、照明及びカメラ付きレンズが一体化した顕微鏡本体が構成される。
顕微鏡スタンド２４への取り付けは、レンズ固定金具２０とスタンド上下移動部２２に固定され、ピントの調整はスタンド２３のピント調整ツマミで調整する。
同軸落射照明は、中央の詳細観察の必要性により使用の可否にて選択されてもよい。
【０００８】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したような形態で実施され、以下に記載されるような効果を奏する。
【０００９】
広い範囲の視野で観察ができ、観察が容易になり作業効率が向上する。
【００１０】
被写体がシャフトのような丸棒の場合、非常に浅い打痕が観察できる
試料が、無歪みの丸棒であれば、照明のすだれ状の平行な明暗縞に観えるが、
浅い打痕がある場合、すだれ状の光線が打痕の曲面で反射方向が変化し打痕で曲げられた明暗縞とそれによる陰影が凹面として確認できる。
それに丸棒を軸回転することによる動画的要素が加わると、より一層明暗縞の歪みが動いて打痕の認知を広い視野内で容易に観察することができる。
【００１１】
また、観察する位置（角度を持つ点）により、キズとか打痕などの深さの見極めが付く。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を示す光路説明図である。
【図２】図１の波線枠内の部分拡大図である。
【図３】図１に於ける遮光板７の実施例を示す平面展開図である。
【図４】本発明の実施例を示す構成図である。
【符号の説明】
１光源（複数個）
２同軸落射光源
３被写体（丸棒）
４対物レンズ
５撮像素子
６光拡散板
７すだれ状遮光板
８遮光枠
９ハーフミラー
１０光吸収体（無反射材）
１１視野角度
１２レンズ
１３ＣＣＤカメラ
１４遮光面
１５レンズ窓
１６照明配線板
１７外枠
１８支柱
１９照明側面板
２０レンズ固定金具
２１照明固定金具
２２上下移動部
２３ピント調整つまみ
２４顕微鏡スタンド
ａ〜ｊ光源ＬＥＤと、その矢印は各光路を示す

Claims

被写体を中心に弧を成す帯状照明体に、弧の方向にすだれ状の明暗を施した照明装置。
被写体を中心に弧を成す照明で、弧の方向にすだれ状の照明を配列した照明装置。
請求項１の照明装置を装備した顕微鏡。
請求項２の照明装置を装備した顕微鏡。
請求項１の照明装置と同軸落射照明付き顕微鏡を組み合わせた顕微鏡。
請求項２の照明装置と同軸落射照明付き顕微鏡を組み合わせた顕微鏡。
請求項３に、カメラ撮像装置又はＣＣＤカメラ及びデジタルカメラを用いた画像表示式の顕微鏡。
請求項４に、カメラ撮像装置又はＣＣＤカメラ及びデジタルカメラを用いた画像表示式の顕微鏡。
請求項５に、カメラ撮像装置又はＣＣＤカメラおよびデジタルカメラを用いた画像表示式の顕微鏡。
請求項６に、カメラ撮像装置又はＣＣＤカメラおよびデジタルカメラを用いた画像表示式の顕微鏡。