[发明专利]远心光学装置

说明书

提供能够抑制部件数量的增加并且能够实现高精度光轴对准的远心光学装置。本发明的远心光学装置的特征在于其设置有：第一远心透镜面，其设置在物体侧；第二远心透镜面，其设置在像侧并且与所述第一远心透镜面共用焦点位置；和光路变更部，其在所述第一远心透镜面和所述第二远心透镜面之间设置在位于中心定位在所述焦点位置的光通过区域的外侧的外侧区域，所述光路变更部改变光路，从而防止入射至所述外侧区域的光束用于成像。

本申请是申请日为2016年5月23日、国家申请号为201610344887.5、发明名称为“远心光学装置”的申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及具有设置在物体侧和像侧这两侧的远心透镜的远心光学装置(telecentric optical apparatus)。

背景技术

具有设置在物体侧和像侧这两侧的远心透镜的远心光学装置具有产生如下效果的特征：即使当物体沿光轴方向(Z方向)移动时，像的尺寸在与Z方向垂直的X、Y方向上也保持不变。为此，远心光学装置被用作线性标尺和像测量装置用的光学系统，并且广泛用于例如具有台阶的物体的广角一次性测量(wide-field one-time measurement)等。

日本特许第3708845号公报公开了设置有前组和后组的双远心光学系统，前组整体上具有正折射力，后组整体上具有正折射力，其中前组的后侧焦点和后组的前侧焦点配置为彼此重合，并且光圈配置在焦点重合位置。由于各种光行差(aberration)和轴外光束(off-axis luminous flux)的主光线的远心度(主光线角度(the angle of principleray))受到了良好地修正，所以此双远心光学系统合适用作像处理测量设备的物镜。

发明内容

发明要解决的问题

但是，在远心透镜设置在物体侧和像侧这两侧并且光圈(远心光圈)设置在焦点位置的构造的情况下，部件的数量增加且各部分需要高精度光学对准。未能实现高精度对准会产生诸如远心度的劣化和图像锐度降低等问题。

本发明的目的在于提供能够抑制部件数量的增加并且能够实现高精度光轴对准的远心光学装置。

用于解决问题的方案

为了实现上述目的，本发明的远心光学装置的特征在于其设置有：第一远心透镜面，其设置在物体侧；第二远心透镜面，其设置在像侧并且与所述第一远心透镜面共用焦点位置；和光路变更部，其在所述第一远心透镜面和所述第二远心透镜面之间设置在位于中心定位在所述焦点位置的光通过区域的外侧的外侧区域，所述光路变更部改变光路，从而防止入射至所述外侧区域的光束用于成像。

根据此构造，由于光路变更部设置在位于中心定位在焦点位置的光通过区域的外侧的外侧区域，所以在远心光圈与焦点位置不重合的情况下，能够防止入射在外侧区域的光束用于成像。这使得通过防止光通过区域外侧的不需要的光束混入而获得具有良好的远心度的光束。

在本发明的远心光学装置中，所述光路变更部可以包括将所述光路折射至外侧的折射面。这使得入射在外侧区域的光束被折射至外侧并且使得防止光通过区域外侧的不需要的光束混入。

在本发明的远心光学装置中，所述折射面可以包括透镜曲面。这使得通过光路变更部的光束被沿透镜曲面的光轴方向聚集并且使得防止光通过区域外侧的不需要的光束混入。

在本发明的远心光学装置中，所述光路变更部可以包括使入射至所述外侧区域的光束扩散的粗糙面。这使得入射在外侧区域的光束被扩散并且使得防止光通过区域外侧的不需要的光束混入。

本发明的远心光学装置可以包括：前段透镜部，其包括所述第一远心透镜面；和后段透镜部，其包括所述第二远心透镜面，其中，所述光路变更部可以设置于所述前段透镜部和所述后段透镜部中的至少一者。这使得光路变更部设置在前段透镜部和后段透镜部之间并且使得光学装置被构成为简单地通过组合两个透镜部使两侧均具有远心透镜面。