JP5073200B2 - 撮像装置用変倍レンズ - Google Patents
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Description
一方、生産効率を向上させるため、基板1枚の大きさは直径30〜40cmと大型化しているため、基板全体をディスプレイに映し出そうとすると、倍率は0.5〜1倍程度にしなければならない。
例えば、配線回路の太さやそのギャップを精密に寸法測定するために、ズーム操作リングの回転角に同期させて基準寸法のスケールを画面上に表示させる場合に、フォーカス操作により倍率が変化してしまうため測定結果に誤差を含むことになる。
このため、フォーカス操作リングを高倍側の回転範囲を超えた角度に位置させて基準倍率より低倍側で観察している状態から、基準倍率より高倍に倍率変化させる場合は、フォーカス操作リングを元の位置に戻してからズーム操作リングを回転しなければならず、フォーカス操作リングを戻し忘れてズーム操作リングを無理に回転しようとすると、内部機構が壊れてしまうという問題があった。
レンズ鏡筒には、画角を変化させるズームレンズ群とフォーカスを合わせるフォーカスレンズ群が、それぞれズーム用カム及びフォーカスカムにより光軸方向である前後方向に移動可能に配されると共に、
前記各カムを回転させる操作リングが、光軸に沿ってズーム操作位置とフォーカス操作位置の間を前後方向に移動可能に、且つ、夫々の位置で回転可能に外装され、
前記操作リングがズーム操作位置に位置決めされたときに当該操作リングをズーム用カム及びフォーカス用カムの双方に係合させて回転を伝達し、フォーカス操作位置に位置決めされたときに当該操作リングとズーム用カムとの係合を解除してフォーカス用カムとの係合を維持して回転を伝達する係合溝を備えたリング部材を有する回転伝達機構を備え、
前記操作リングがズーム操作位置で回転されたときは予め設定された焦点距離でフォーカスを合わせ、前記フォーカス位置で操作リングが回転されたときは焦点距離に応じてフォーカスを合わせるように前記フォーカスレンズ群がフォーカスカムにより位置決めされるようになされたことを特徴としている。
したがって、基準倍率より高倍側は、予め設定された一定の観察距離でフォーカスがあった状態で画角調整することにより撮像範囲を変化させて高倍率で観察することができる。
また、操作リングを後方のフォーカス操作位置まで移動させると、ズーム用カムとの係合が解除されてフォーカス用カムのみが操作リングに係合され、操作リングを回転させることによりズームレンズ群を固定したままフォーカスレンズ群のみを前後に移動させ、一定の画角を維持した状態でその焦点距離に応じてフォーカスが調整される。
したがって、基準倍率においては、観察距離を離すことにより撮像範囲を変化させて実質的に観察倍率を低くすることができる。
すなわち、操作リング4は、回転始端RSと切換位置RCとの間は後方のフォーカス操作位置PFで回転され(図2矢印AF図示)、切換位置RCと回転終端REとの間は前方のズーム操作位置PZで回転され(図2矢印AZ図示)ることとなる。
また、図3(b)に示すように、操作リング4を後方のフォーカス操作位置PFに移動させたときにこの操作リング4で覆われ、且つ、操作リング4を前方のフォーカス操作位置PFに移動させたときに露出される部分に、ズーム指標MZとして倍率数値(例えば、10、20、30、40、50)が表示されている。
これにより、操作リング4をフォーカス操作位置PFで回転操作するときはフォーカス指標MFのみを視認することができ、ズーム操作位置PZで回転操作するときはズーム指標MZのみを視認することができ、フォーカス指標MFとズーム指標MZが同時に視認されることがない。
また、フォーカスレンズ群LFとなる第4群のレンズL4はレンズホルダH4に装着されて、その従動ピンJ4がスライドガイド8に形成されたガイド溝S4と、フォーカス用カムCFのカム溝G4に係合されて、カムCZの回転に伴って前後に移動可能に配されている。
この係合溝6は、レンズ鏡筒3の光軸方向に係合ピンKZ及びKFの間隔より長いスリットで形成され回転伝達溝7Rと、その前端側から回転伝達溝7Rと直交するように周方向に伸びる空転溝7Sとからなり、基準倍率に合わせた状態で各係合ピンKZ及びKFが回転伝達溝7Rに係合される。
これにより、操作リング4がズーム操作位置PZに移動したときにズーム用カムCZ及びフォーカス用カムCFの双方に操作リング4の回転を伝え、操作リング4がフォーカス操作位置PFに移動したときにフォーカス用カムCFのみに操作リング4の回転を伝えることができる。
その結果、各カムCZ及びCFは一体的に回転され、ズームレンズ群LZとなる第1群及び第2群のレンズL1及びL2と、フォーカスレンズ群LFとなる第4群のレンズL4が、各カムCZ及びCFのカム溝G1、G2及びG4に従動して前後方向に移動され、一定の観察距離(例えば11cm)にフォーカスを合わせた状態で画角のみが変化して倍率調整されることとなる。
その結果、ズーム用カムCZが停止されたままフォーカス用カムCFのみが回転され、ズームレンズ群LZとなる第1群及び第2群のレンズL1及びL2は動かずに画角が一定に維持された状態で、フォーカスレンズ群LFとなる第4群のレンズL4が前後方向に移動され、撮像距離に応じてフォーカスが合わせられる。
本例の撮像装置用変倍レンズ1を撮像装置(図示せず)に装着して、直径30〜40cmのシリコンウェハ基板などの検査対象物を観察する場合について説明する。
例えば、基準倍率が10倍に設定され、最高倍率が50倍に設定されている場合に、基準倍率では全体を撮像することができないので、観察距離を離して撮像範囲を広げることにより実質的に観察倍率の調整を行う。
まず、操作リング4を基準倍率となる切換位置RCに合わせた状態で後方のフォーカス操作位置PFまで移動させ、この状態で、観察距離を遠ざけていき基板全体が画面内に入ったところで、フォーカスが合うところまで操作リング4を回転始端RS側へ回転させていく。
したがって、ズーム用カムCZが停止されたままフォーカス用カムCFのみが回転され、ズームレンズ群LZとなる第1群及び第2群のレンズL1及びL2は動かずに画角が一定に維持された状態で、フォーカスレンズ群LFとなる第4群のレンズL4が前後方向に移動され、基準倍率による観察距離から無限遠点まで撮像距離に応じてフォーカスが合わせられる。
また、操作リング4をフォーカス操作位置PFに移動させると、ズーム指標MZが隠されてフォーカス指標MFのみを視認することができるので、無用な表示がなく、指標を誤読して誤操作することもない。
そして、操作リング4を回転終端RE側に回転していき、切換位置RCに達したところで前方のズーム操作位置PZまで移動させると同時に、観察距離を11cmまで近づけることによりフォーカスを合わせた状態で、操作リング4を回転終端RE側へ回転させ、任意の観察倍率で撮像する。
また、操作リング4をズーム操作位置PZに移動させると、フォーカス指標MFが隠されてズーム指標MZのみを視認することができ、無用な表示がなく、指標を誤読して誤操作することもない。
なお、本体2に内蔵されたセンサから操作リング4の回転角に応じた検出信号が演算装置に入力されると、予め設定された回転角−倍率変換データに基づいて倍率が算出され、その倍率に基づいて基準長さのスケールをディスプレイ上に表示される。
このとき、倍率は操作リング4の回転角により一義的に定まるので、画像に映し出された検査対象物の寸法を精密測定する場合も、誤差が含まれることがない。
2 本体
3 レンズ鏡筒
4 操作リング
PZ ズーム操作位置
PF フォーカス操作位置
CZ ズーム用カム
CF フォーカス用カム
6 係合溝(回転伝達機構)
Claims (2)
- 予め設定された基準倍率よりも高倍側は画角を変化させることにより撮像範囲を変化させるズーム機能を有すると共に、基準倍率に維持したまま被観察物までの距離を変化させてフォーカスを合わせることにより撮像範囲を変化させるフォーカス機能を有する撮像装置用変倍レンズであって、
レンズ鏡筒には、画角を変化させるズームレンズ群とフォーカスを合わせるフォーカスレンズ群が、それぞれズーム用カム及びフォーカスカムにより光軸方向である前後方向に移動可能に配されると共に、
前記各カムを回転させる操作リングが、光軸に沿ってズーム操作位置とフォーカス操作位置の間を前後方向に移動可能に、且つ、夫々の位置で回転可能に外装され、
前記操作リングがズーム操作位置に位置決めされたときに当該操作リングをズーム用カム及びフォーカス用カムの双方に係合させて回転を伝達し、フォーカス操作位置に位置決めされたときに当該操作リングとズーム用カムとの係合を解除してフォーカス用カムとの係合を維持して回転を伝達する係合溝を備えたリング部材を有する回転伝達機構を備え、
前記操作リングがズーム操作位置で回転されたときは予め設定された焦点距離でフォーカスを合わせ、前記フォーカス位置で操作リングが回転されたときは焦点距離に応じてフォーカスを合わせるように前記フォーカスレンズ群がフォーカスカムにより位置決めされるようになされたことを特徴とする撮像装置用変倍レンズ。 - 前記操作リングをズーム操作位置に移動させたときに該操作リングで覆われるレンズ鏡筒の外周面に沿ってフォーカス指標が形成され、操作リングをフォーカス操作位置に移動させたときに該操作リングで覆われるレンズ鏡筒の外周面に沿ってズーム指標が形成された請求項1記載の撮像装置用変倍レンズ。
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