JPH0750210B2 - 観察光学装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の技術分野） 本発明は、被検物体を互いに垂直な二つの方向から共通
の対物レンズを用いて同時に観察する観察光学装置に関
する。

（発明の背景） 従来、この種の観察光学装置は、例えば２本のオプティ
カルファイバーのコアとコアとを接続する作業に先だ
ち、該両コアの軸合わせのために、該両コアを互いに垂
直な二つの方向から共通の対物レンズを用いて同時に観
察するために用いられるものであり、このような従来の
観察光学系としては例えば第４図に示すようなものがあ
る。

すなわち、第４図に示す観察光学装置は、共通の対物レ
ンズ１の光軸に対して45゜傾けて反射部材２が設けら
れ、該対物レンズ１と反射部材２との間に被検物体とし
て接続されるべき２本のオプティカルファイバーのコア
３、４（図では該両コア３、４の接続部の断面が示され
ている）が配置されており、不図示の光源からの照明光
により照明されたコア３、４から対物レンズ１に直接入
射した第１の光束５により直接像Ａが形成され、該コア
３、４が反射部材２で反射された後対物レンズ１に入射
した第２の光束６により反射像Ｂが形成されるように構
成されたものである。

しかしながら、このような従来の観察光学装置では、物
体距離の異なる２つの物点（コア３、４および反射部材
２によるコア３、４の反射像）を共通の対物レンズ１で
同時に観察しているので、原理的に倍率差が生じ、この
倍率差により直接像Ａと反射像Ｂの間で明るさの差が生
じてしまうと共にその大きさが異なっていた。さらに、
直接像Ａのピント合せは対物レンズ１を動かすことによ
り、反射像Ｂのピント合せは反射部材２を対物レンズ１
の光軸に直角な方向に動かすことによりそれぞれ行なう
のであるが、該対物レンズ１は10倍程度の拡大光学系で
あるので、直接像Ａおよび反射像Ｂの微妙なピント調整
が難しい。したがってこれらの理由から直接像Ａおよび
反射像Ｂの観察がしにくく、前記両コア３、４の軸合わ
せに時間がかかり、作業性が悪いという問題点があっ
た。

（発明の目的） 本発明は、このような従来の問題点に着目して成された
もので、被検物体の直接像を形成するための第１の光束
とその間接像を形成するための第２の光束との間での倍
率差をなくすことにより、該両像の明るさおよび大きさ
が等しく、かつ該両像の微妙なピント調整が容易であ
り、したがって直接像Ａおよび反射像Ｂの観察がし易い
観察光学装置を提供することを目的としている。

（発明の概要） かかる目的を達成するための本発明の要旨は、被検物体
を互いに垂直な二つの方向から共通の対物レンズを用い
て同時に観察する観察光学装置において、前記対物レン
ズの光軸に対して傾けて反射部材を設けると共に該反射
部材と前記対物レンズとの間に前記被検物体を配置し、
該被検物体から直接前記対物レンズに入射して該被検物
体の直接像を形成するための第１の光束の光路と該被検
物体から前記反射部材で反射された後前記対物レンズに
入射して該被検物体の反射像を形成するための第２の光
束の光路とに分離する光路分離部材を設け、該光路分離
部材により分離された第１の光束の光路と第２の光束の
光路との少なくとも一方の光路中に倍率補正レンズを光
軸方向に移動可能に設け、さらに該第１の光束の光路に
よる直接像と第２の光束の光路による反射像とを一つの
視野に合成させる像合成部材を設けて成ることを特徴と
する観察光学装置に存する。

そして、上記観察光学装置では、前記第１の光束の光路
および第２の光束の光路の少なくとも一方の光路中に設
けられた倍率補正レンズによって該両光路の光束によっ
てそれぞれ形成される物体像の間での倍率差が補正さ
れ、これによって前記被検物体の直接像および間接像に
ついてその明るさおよび大きさが等しくなり、かつ該倍
率補正レンズを光軸方向に移動させることにより、直接
像Ａおよび反射像Ｂの少なくとも一方の微妙なピント調
整を容易に行なうことができる。

（実施例） 以下、図面に基づいて本発明の各実施例を説明する。な
お、各実施例において同様の部位には同一の符号を付し
て重複した説明を省略する。

第１図および第２図は本発明の第１実施例を示してお
り、第１図は観察光学装置の概略的な光学系の配置を示
す断面図である。

第１図に示す観察光学装置は、共通の対物レンズ１の光
軸1aに対して45゜傾けて反射部材２が設けられており、
該対物レンズ１と反射部材２との間に被検物体として接
続されるべき２本のオプティカルファイバーのコア３、
４（図では該両コア３、４の接続部の断面が示されてい
る）が対物レンズの光軸1aに対して垂直に配置されてい
る。

該対物レンズ１は、物体距離の異なる２つの物点（コア
３、４および反射部材２によるコア３、４の反射像）に
対して良好に収差補正されており、その倍率は10×〜20
×程度である。

７は該コア３、４を照明する光源である。

該対物レンズ１の後方には、コア３、４から直接前記対
物レンズ１に入射して該コア３、４の直接像Ａを形成す
るための第１の光束５の光路と、コア３、４から反射部
材２で反射された後対物レンズ１に入射して該コア３、
４の反射像Ｂを形成するための第２の光束６の光路とに
分離する光路分離部材としての接合プリズム８が設けら
れている。

該接合プリズム８は、断面が直角二等辺三角形の直角プ
リズム8aと断面が平行四辺形の菱形プリズム8bとから構
成され、この接合面は半透過面80と成っている。

該接合プリズム８から射出された第１の光束５の光路中
には、直角プリズム９、倍率補正レンズとしての凸レン
ズ10、および直角プリズム11が設けられており、接合プ
リズム８から射出された第２の光束６の光路中には直角
プリズム12が設けられている。該凸レンズ10は、直接像
Ａのほうが上記物体距離の相違により反射像Ｂよりも倍
率が大きいため、この倍率差を補正して直接像Ａと反射
像Ｂとを同じ大きさにするために設けられた縮小光学系
であり、光軸1bに沿って移動可能と成っている。

直角プリズム11と直角プリズム12との中間位置には、該
直角プリズム11から射出される第１の光束５の光路によ
る直接像と直角プリズム12から射出される第２の光束６
の光路による反射像とを一つの視野14に合致させる像合
成部材としての直角プリズム13が配置されている。そし
て、視野14の合成像は、図示なき撮影手段を介して、観
察される。

上記構成を有する観察光学装置では、反射部材２で反射
された光源７からの照明光でコア３、４を照明して対物
レンズ１に入射した第１の光束５の光路と、光源７から
の照明光でコア３、４を照明し、反射部材２で反射され
た後対物レンズ１に入射した第２の光束６の光路とは接
合プリズム８により分離される。すなわち、対物レンズ
１から射出された第１の光束５は半透過面80を透過して
第１の光束５の光路にそって進み、直角プリズム8aの反
射面で反射された後該直角プリズム8aから直角プリズム
９に向けて射出され、他方、対物レンズ１から射出され
た第２の光束６は半透過面80で反射されて第２の光束６
の光路にそって進み、菱形プリズム8bの反射面で反射さ
れた後該菱形プリズム8bから直角プリズム12に向けて射
出される。

直角プリズム8aから射出された第１の光束５は、直角プ
リズム９で反射されて凸レンズ10に入射し、該凸レンズ
10の収斂作用を受けた後、直角プリズム11により直角プ
リズム13の反射面13aに向けて反射される。

菱形プリズム8bから射出された第２の光束６は、直角プ
リズム12により直角プリズム13の反射面13bに向けて反
射される。

この直角プリズム13は、直角プリズム11からの第１の光
束５と直角プリズム12からの第２の光束６とを、直角プ
リズム13の稜線を境界として隣接するように組合せ、各
光束による直接像Ａと反射像Ｂとを第２図（ａ），
（ｂ）に示すように一つの視野14内に合成する。このた
めに、２つの光軸1bと1cとは直角プリズム11及び12との
間で一直線上に合致し、視野合成部材としての直角プリ
ズム13の稜線が光軸に対して直角に交わるように配置さ
れている。

第２図（ａ），（ｂ）において、視野14の左側半部には
直接像Ａが、視野14の右側半分には反射像Ｂがそれぞれ
形成されている。前記凸レンズ10を第１の光束５の第１
光路中に設けたことにより直接像Ａが対物レンズ１単独
によって形成される場合に比して縮され、これによって
直接像Ａと反射像Ｂとが等しい倍率となっている。該直
接像Ａにおいて、A1はコア３の直接像であり、A2はコア
４の直接像である。また、反射像Ｂにおいて、B1はコア
３の反射像であり、B2はコア４の反射像である。

該直接像Ａおよび反射像Ｂは前記凸レンズ10を第１の光
束５の光路中に設けたことによりほぼ等しい倍率となっ
ており、したがって直接像A1,A2および反射像B1、B2
は、の大きさおよび明るさが等しくなっている。

該直接像A1、A2および反射像B1、B2のピント調整につい
ては、光源７および反射部材２を除く観察光学装置全体
を図の上下方向に動かすことにより直接像A1、A2のピン
ト調整を行なうことができ、反射部材２を対物レンズ１
の光軸1aに直角な方向に動かすことにより反射像B1、B2
のピント調整を独立に行なうことができる。

また、前記凸レンズ10を光軸方向に動かすことにより直
接像A1、A2の微妙なピント調整を独立に行なうことがで
きる。

このようにしてピント調整された直接像A1、A2および反
射像B1、B2を一の視野14内で観察することにより、互い
に接続される二つのコア３、４を互いに直角な二つの方
向から同時に観察することができる。

直接像A1、A2および反射像B1、B2を視野14内で観察した
際に、第２図（ａ）に示すように直接像A1、A2および反
射像B1、B2が互いにズレている場合には、二つのコア
３、４の軸が合致していないので、第２図（ｂ）に示す
ように直接像A1が直接像A2に、反射像B1が反射像B2にそ
れぞれ合致するまで該視野14を観察しながら二つのコア
３、４を相対的に動かせばよい。

第３図は本発明の第２の実施例を示しており、この第２
の実施例に係る観察光学装置は、倍率補正レンズとして
前記凸レンズ10の代りに凹レンズ30を菱形プリズム8bと
直角プリズム12との間の光路中に、光軸1cに沿って移動
可能に配置したものであり、その他の構成は上記第１実
施例のものと同様である。

したがって、第３図に示す観察光学装置では、反射像Ｂ
は、直接像Ａの倍率とほぼ等しくなるように凹レンズ30
によって拡大されている。

直接像A1、A2および反射像B1、B2のピント調整について
は、上記第１実施例の場合と同様に、光源７および反射
部材２を除く観察光学装置全体を図の上下方向に動かす
ことにより直接像A1、A2のピント調整を行なうことがで
き、反射部材２を対物レンズ１の光軸1aに直角な方向に
動かすことにより反射像B1、B2のピント調整を行なうこ
とができる。

また、上記第２実施例によれば、ピント合わせのしにく
い反射像B1、B2についても、前記凹レンズ30を光軸方向
に動かすことにより該反射像B1、B2の微妙なピント調整
を独立に行なうことができる。

なお、前記倍率補正レンズを、直接像Ａおよび反射像Ｂ
の倍率が等しくなるように第１の光束５の光路および第
２の光束６の光路との両方に設けてもよく、このように
した場合には、各倍率補正レンズを動かすことにより直
接像A1、A2の微妙なピント調整を独立に行なうことがで
きると共に反射像B1、B2の微妙なピント調整も独立に行
なうことができる。また、このような微妙なピント調整
が可能であるのは、拡大像を形成する対物レンズ１の像
側に倍率補正レンズが設けられているからである。従来
のごとく、反射部材２の移動によって物体距離を変化さ
せてピント合せを行なう場合には、像距離が物体距離変
化に対して倍率の２乗倍だけ変化するため、反射部材２
の動きのピント変化に対するきき具合が大き過ぎて微調
整が難しくなっていたのである。

さらに、上記第１および第２実施例では、直角プリズム
９、直角プリズム11および直角プリズム12を用いること
により光束を全反射させているので、該直角プリズム
９、直角プリズム11および直角プリズム12の代りに反射
鏡を用いた場合に比べて光量の損失が少ない。

また、上記各実施例では、直接像Ａと反射像Ｂとの倍率
差がほとんどないので、上記観察光学装置を画像処理系
と連結した場合には、画像処理がしやすくなる。

なお、上記各実施例において、前記反射鏡２を対物レン
ズ１の光軸1aに対して傾ける角度は45゜に限定されるも
のではない。

（発明の効果） 本発明に係る観察光学装置によれば、被検物体の直接像
を形成する第１の光束の光路と被検物体の反射像を形成
する第２の光束の光路との少なくとも一方に設けられた
倍率補正レンズによって該両光束間の倍率差が補正さ
れ、これによって前記直接像および間接像の明るさおよ
び大きさが等しくなり、かつ該倍率補正レンズを光軸方
向に移動させることにより、該直接像および反射像の少
なくとも一方の微妙なピント調整を容易に行なうことが
でき、したがって該直接像および反射像の観察がし易く
なり、作業性が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明の第１実施例を示してお
り、第１図は観察光学装置を示す概略的な光学系の断面
図、第２図（ａ）は被検物体である２本のコアの軸が合
致してない状態を示す観察光学装置の視野図、第２図
（ｂ）は該２本のコアの軸が合致した状態を示す観察光
学装置の視野図、第３図は本発明の第２実施例に係る観
察光学装置を示す概略的な光学系の断面図、第４図は従
来例を示す概略的な光学系の断面図である。 １……対物レンズ、1a……対物レンズの光軸 ２……反射部材、３、４……コア（被検物体） ５……第１の光束、６……第２の光束 ８……接合プリズム（光束分離部材） 10……凸レンズ（倍率補正レンズ） 13……直角プリズム（像合成部材） 30……凹レンズ（倍率補正レンズ） Ａ……直接像、Ｂ……反射像

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被検物体を互いに垂直な二つの方向から共
   通の対物レンズを用いて同時に観察する観察光学装置に
   おいて、前記対物レンズの光軸に対して傾けて反射部材
   を設けると共に該反射部材と前記対物レンズとの間に前
   記被検物体を配置し、 該被検物体から直接前記対物レンズに入射して該被検物
   体の直接像を形成するための第１の光束の光路と該被検
   物体から前記反射部材で反射された後前記対物レンズに
   入射して該被検物体の反射像を形成するための第２の光
   束の光路とに分離する光路分離部材を設け、 該光路分離部材により分離された第１の光束の光路と第
   ２の光束の光路との少なくとも一方の光路中に倍率補正
   レンズを光軸方向に移動可能に設け、 さらに該第１の光束の光路による直接像と第２の光束の
   光路による反射像とを一つの視野に合成させる像合成部
   材を設けて成ることを特徴とする観察光学装置。