(57)【要約】    【課題】  弱い照明光であっても照度を正確にモニタすることができる光源装置を提供する。    【解決手段】  光の透過強度を調節し得るＮＤフィルタ４と、このＮＤフィルタ４と撮像素子との光路に挿脱可能に配置され、ＮＤフィルタ４を透過した光を遮断するシャッタ１と、ＮＤフィルタ４を透過した光を検出する照度センサ３と、この照度センサ３の出力に基づいてＮＤフィルタ４を動かしてＮＤフィルタ４を透過する光の透過強度を制御する照度制御装置８とを備えている光源装置において、照度センサ３へ光を導く全反射プリズム９をシャッタ１に設けた。【選択図】      図１
2006138643.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光の透過強度を調節し得る調節手段と、この調節手段と光照射対象との光路に挿脱可能に配置され、前記調節手段を透過した光を遮断するシャッタと、前記調節手段を透過した光を検出する検出手段と、この検出手段の出力に基づいて前記調節手段を動かして前記調節手段を透過する光の透過強度を制御する制御手段とを備えている光源装置において、
前記シャッタに、前記検出手段へ光を導く全反射光学部材を設けたことを特徴とする光源装置。
【請求項２】
光の透過強度を調節し得る調節手段と、この調節手段と光照射対象との光路に挿脱可能に配置され、前記調節手段を透過した光を遮断するシャッタと、前記調節手段を透過した光を検出する検出手段と、この検出手段の出力に基づいて前記調節手段を動かして前記調節手段を透過する光の透過強度を制御する制御手段とを備えている光源装置において、
前記シャッタに前記検出手段を設けたことを特徴とする光源装置。
【請求項３】
光の透過強度を調節し得る調節手段と、光照射対象にチャート像を投影するための複数のチャートを有し、前記調節手段と前記光照射対象との光路に前記複数のチャートのうちのいずれかを選択的に配置し得るチャートターレットと、前記調節手段を透過した光を検出する検出手段と、この検出手段の出力に基づいて前記調節手段を動かして前記調節手段を透過する光の透過強度を制御する制御手段とを備えている光源装置において、
前記チャートターレットに、前記検出手段へ光を導く全反射光学部材を設けたことを特徴とする光源装置。
【請求項４】
光の透過強度を調節し得る調節手段と、光照射対象にチャート像を投影するための複数のチャートを有し、前記調節手段と前記光照射対象との光路に前記複数のチャートのうちのいずれかを選択的に配置し得るチャートターレットと、前記調節手段を透過した光を検出する検出手段と、この検出手段の出力に基づいて前記調節手段を動かして前記調節手段を透過する光の透過強度を制御する制御手段とを備えている光源装置において、
前記チャートターレットに前記検出手段を設けたことを特徴とする光源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、光源装置に関し、例えばさまざまな条件の光を撮像素子へ向けて発し、撮像素子が設計通りに反応するかどうかを調べるのに適した光源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図８、９は従来の光源装置の概念図である。
【０００３】
光源装置は光源５０６とレンズ５２０，５２１，５２２とＮＤ（Ｎｅｕｔｒａｌ  Ｄｅｎｓｉｔｙ）フィルタ５０４と照度平坦化光学系５０７とハーフミラー５０５と照度センサ５０３と照度制御装置５０８とチャートターレット５０２とを備えている。
【０００４】
ＮＤフィルタ５０４はガラス基板上に厚みに勾配をつけたアルミニウム等の蒸着膜を形成し、この勾配によって入射光の吸収率を変えるものである。
【０００５】
チャートターレット５０２は例えば円板の同一半径上にレチクル等の複数のパターンチャート（図示せず）を配置したものである。
【０００６】
照度センサ５０３はハーフミラー５０５で反射された光を受光し、受光面の照度に対応する照度モニタ信号５０３ａを出力する。
【０００７】
照度制御装置５０８は光学装置を含むシステム全体を制御する制御装置（図示せず）によって制御され、照度センサ５０３からの照度モニタ信号５０３ａに基づいてＮＤフィルタ５０４の動作を制御するＮＤフィルタ移動指令信号５０８ｃを出力する。
【０００８】
また、照度制御装置５０８はシステム全体を制御する制御装置（図示せず）からの指令によってシャッタ５０１及びチャートターレット５０２の動作を制御するシャッタ開閉指令信号５０８ａ及びチャートターレット回転指令信号５０８ｂを出力する。
【０００９】
この光源装置の動作を説明する。
【００１０】
照度設定を行う場合（図８参照）、照度制御装置５０８からシャッタ開閉指令信号５０８ａが出力され、シャッタ５０１が閉じる。
【００１１】
光源５０６から出射された光はレンズ５２０で平行光とされ、ＮＤフィルタ５０４に入射する。
【００１２】
光はＮＤフィルタ５０４で吸収され、減衰した光はレンズ５２１によって集光されて照度平坦化光学系５０７に入射する。
【００１３】
照度平坦化光学系５０７を通過した光はハーフミラー５０５で反射され、照度センサ５０３で照度が検出され、照度に対応した照度モニタ信号５０３ａが出力される。
【００１４】
照度センサ５０３で検出された照度と予め設定された撮像素子の受光面５１５の照度とが等しくなるように、ＮＤフィルタ５０４を移動させるＮＤフィルタ移動指令信号５０８ｃが照度制御装置５０８から出力される。
【００１５】
ＮＤフィルタ移動指令信号５０８ｃに基づいて、ＮＤフィルタ５０４が所定量だけ移動する。
【００１６】
上記照度設定動作が完了した後、照度制御装置５０８からシャッタ開閉指令信号５０８ａが出力され、シャッタ５０１が開く（図９参照）。
【００１７】
光源５０６から出射された光はレンズ５２０で平行光とされ、ＮＤフィルタ５０４、レンズ５２１を介して照度平坦化光学系５０７に入射する。
【００１８】
照度平坦化光学系５０７を通過した光の一部はハーフミラー５０５を透過し、投影レンズ５２２によってチャートターレット５０２に照射され、パターンチャートが撮像素子の受光面５１５に投影される。
【００１９】
照度平坦化光学系５０７で平坦化された残りの光はハーフミラー５０５で反射され、照度センサ５０３で照度が検出され、照度に対応する照度モニタ信号５０３ａが出力される。
【００２０】
照度モニタ信号５０３ａに基づいて照度センサ５０３で検出された照度と予め設定された撮像素子の受光面５１５の照度とが等しくなるようにＮＤフィルタ５０４を移動させるＮＤフィルタ移動指令信号５０８ｃが照度制御装置５０８から出力される。
【非特許文献１】Ｎｉｋｏｎ  Ｔｏｄａｙ  Ｖｏｌ．５９（２００３．０４．１８発行）、Ｐ１６〜１７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
この光源装置では、上述したようにハーフミラー５０５が用いられているので、照度設定時に全ての光を照度センサ５０３に向けることができず、光量損失が発生する。したがって、特に弱い照明光の照度を検出する際、その検出に必要な光量を得られないことがある。そのため、照度を正確にモニタできないという問題があった。
【００２２】
この発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、その課題は弱い照明光であっても照度を正確にモニタすることができる光源装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
上記課題を解決するため請求項１記載の発明は、光の透過強度を調節し得る調節手段と、この調節手段と光照射対象との光路に挿脱可能に配置され、前記調節手段を透過した光を遮断するシャッタと、前記調節手段を透過した光を検出する検出手段と、この検出手段の出力に基づいて前記調節手段を動かして前記調節手段を透過する光の透過強度を制御する制御手段とを備えている光源装置において、前記シャッタに、前記検出手段へ光を導く全反射光学部材を設けたことを特徴とする。
【００２４】
請求項２記載の発明は、光の透過強度を調節し得る調節手段と、この調節手段と光照射対象との光路に挿脱可能に配置され、前記調節手段を透過した光を遮断するシャッタと、前記調節手段を透過した光を検出する検出手段と、この検出手段の出力に基づいて前記調節手段を動かして前記調節手段を透過する光の透過強度を制御する制御手段とを備えている光源装置において、前記シャッタに前記検出手段を設けたことを特徴とする。
【００２５】
請求項３記載の発明は、光の透過強度を調節し得る調節手段と、光照射対象にチャート像を投影するための複数のチャートを有し、前記調節手段と前記光照射対象との光路に前記複数のチャートのうちのいずれかを選択的に配置し得るチャートターレットと、前記調節手段を透過した光を検出する検出手段と、この検出手段の出力に基づいて前記調節手段を動かして前記調節手段を透過する光の透過強度を制御する制御手段とを備えている光源装置において、前記チャートターレットに、前記検出手段へ光を導く全反射光学部材を設けたことを特徴とする。
【００２６】
請求項４記載の発明は、光の透過強度を調節し得る調節手段と、光照射対象にチャート像を投影するための複数のチャートを有し、前記調節手段と前記光照射対象との光路に前記複数のチャートのうちのいずれかを選択的に配置し得るチャートターレットと、前記調節手段を透過した光を検出する検出手段と、この検出手段の出力に基づいて前記調節手段を動かして前記調節手段を透過する光の透過強度を制御する制御手段とを備えている光源装置において、前記チャートターレットに前記検出手段を設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２７】
この発明の光源装置によれば、弱い照明光であっても照度を正確にモニタすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２９】
図１、２はこの発明の第１実施形態に係る光源装置の概念図である。
【００３０】
光源装置は光源６とレンズ２０，２１，２２とＮＤフィルタ（調節手段）４と照度平坦化光学系７とシャッタ１と全反射プリズム（全反射光学部材）９と照度センサ（検出手段）３と照度制御装置（制御手段）８とチャートターレット２とを備えている。なお、全反射光学部材は全反射ミラーであってもよい。
【００３１】
ＮＤフィルタ４はガラス基板（図示せず）上に厚みに勾配をつけたアルミニウム等の蒸着膜を形成し、この勾配によって入射光の吸収率を変えるものである。このＮＤフィルタ４によって光の透過強度が調節される。
【００３２】
照度平坦化光学系７はフライアイレンズ等の光学部材を有し、照度の一様性を確保する。
【００３３】
シャッタ１は例えばティアドロップ形のシャッタであり、一端を中心として回転し、光路を閉じることができる。
【００３４】
全反射プリズム９はシャッタ１に設けられ、入射光軸を照度センサ３に向けて９０°曲げる。
【００３５】
チャートターレット２は例えば円板の同一半径上にレチクル等の複数のパターンチャート（図示せず）を配置したものである。
【００３６】
照度センサ３は全反射ミラー９で反射された光を受光し、受光面の照度に対応する照度モニタ信号３ａを出力する。照度センサ３としてフォトダイオード、フォトトランジスタ、イメージセンサ等のフォトセンサを用いることができる。
【００３７】
照度制御装置８は光学装置を含むシステム全体を制御する制御装置（図示せず）によって制御され、照度センサ３からの照度モニタ信号３ａに基づいてＮＤフィルタ４の動作を制御するＮＤフィルタ移動指令信号８ｃを出力する。
【００３８】
また、照度制御装置８はシステム全体を制御する制御装置（図示せず）からの指令によってシャッタ１及びチャートターレット２の動作を制御するシャッタ開閉指令信号８ａ及びチャートターレット回転指令信号８ｂを出力する。
【００３９】
前述のＮＤフィルタ４及びシャッタ１がそれぞれ図示しない駆動装置を有する。
【００４０】
この光源装置の動作を説明する。
【００４１】
照度設定を行う場合（図１参照）、照度制御装置８からシャッタ開閉指令信号８ａが出力され、シャッタ１が閉じる。
【００４２】
光源６から出射された光はレンズ２０で平行光とされ、ＮＤフィルタ４に入射する。光はＮＤフィルタ４で吸収され、減衰した光がレンズ２１によって集光されて照度平坦化光学系７に入射する。
【００４３】
照度平坦化光学系７を通過した光はシャッタ１で遮断され、全反射プリズム９で照度センサ３に向けて反射される。照度センサ３で照度が検出され、照度に対応した照度モニタ信号３ａが出力される。
【００４４】
照度センサ３で検出された照度と予め設定された撮像素子（光照射対象）の受光面１５の照度とが等しくなるように、ＮＤフィルタ４を移動させるＮＤフィルタ移動指令信号８ｃが照度制御装置８から出力される。
【００４５】
ＮＤフィルタ移動指令信号８ｃに基づいて、ＮＤフィルタ４が所定量だけ移動する。
【００４６】
上記照度設定動作が完了した後、照度制御装置８からシャッタ開閉指令信号８ａが出力され、シャッタ１が開く（図２参照）。
【００４７】
光源６から出射された光はレンズ２０で平行光とされ、ＮＤフィルタ４、レンズ２１を介して照度平坦化光学系７に入射する。
【００４８】
照度平坦化光学系７を通過した光はレンズ２２によってチャートターレット２に照射され、パターンチャートが撮像素子の受光面１５に投影される。
【００４９】
このとき、撮像素子の受光面１５には所定の光量の光が照射される。
【００５０】
この実施形態によれば、照度設定時に光路に挿入される全反射プリズム９によって全ての光を照度センサ３に向けることができるため、光量損失を従来例より抑えることができ、弱い照明光であっても照度を正確にモニタすることができる。
【００５１】
図３はこの発明の第２実施形態に係る光源装置の概念図であり、第１実施形態と共通する部分には同一符号を付してその説明を省略する。
【００５２】
この実施形態は、シャッタ１に全反射プリズム９に代えて照度センサ３を設けた点で第１実施形態と相違する。
【００５３】
図３は照度設定を行う状態を示し、シャッタ１は閉じている。
【００５４】
光源６から出射された光はレンズ２０で平行光とされ、ＮＤフィルタ４、レンズ２１を介して照度平坦化光学系７に入射する。
【００５５】
照度平坦化光学系７を通過した光はシャッタ１で遮断され、シャッタ１上の照度センサ３で照度が直接（全反射プリズム９を介さずに）検出され、照度に対応した照度モニタ信号３ａが出力される。
【００５６】
照度センサ３で検出された照度と予め設定された撮像素子の受光面１５の照度とが等しくなるように、ＮＤフィルタ４を移動させるＮＤフィルタ移動指令信号８ｃが照度制御装置８から出力される。
【００５７】
ＮＤフィルタ移動指令信号８ｃに基づいて、ＮＤフィルタ４が所定量だけ移動する。
【００５８】
なお、図示しないが、照度設定動作が完了した後、シャッタ１は開く。
【００５９】
この実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果を奏するとともに、全反射プリズム９を用いない分、光源装置の製造コストの低減を図ることができる。
【００６０】
図４はこの発明の第３実施形態に係る光源装置の概念図、図５（ａ）はチャートターレットの平面図、図５（ｂ）は図５（ａ）のＡ矢視図であり、第１実施形態と共通する部分には同一符号を付してその説明を省略する。
【００６１】
この実施形態は、シャッタ１に全反射プリズム９を設ける代わりにチャートターレット１０２に全反射プリズム９を設け、シャッタ１を削除した点で第１実施形態と相違する。
【００６２】
チャートターレット１０２は円板１０２ａとこの円板１０２ａを回転させるモータ１１１とで構成される。チャートターレット１０２の円板１０２ａ上には４つのパターンチャート１０と４つの全反射プリズム９とが交互かつ等間隔で配置されている（図５（ａ）参照）。なお、図５（ａ）に示す状態では全反射プリズム９が光路Ｌ上に位置している。
【００６３】
全反射プリズム９の断面形状は直角三角形であり、全反射プリズム９は照度センサ３に向けて光を反射できる反射面を有している（図５（ｂ）参照）。
【００６４】
照度設定を行う場合には、照度制御装置８からチャートターレット回転指令信号８ｂが出力され、４つの全反射プリズム９のうちの１つの全反射プリズム９が光路Ｌ上に配置される（図７（ａ）参照）。
【００６５】
光源６から出射された光はレンズ２０で平行光とされ、ＮＤフィルタ４、レンズ２１を介して照度平坦化光学系７に入射する。
【００６６】
照度平坦化光学系７を通過した光はレンズ２２を介して全反射ミラー９に入射し、全反射ミラー９で照度センサ３に向けて反射される。照度センサ３で照度が検出され、照度に対応した照度モニタ信号３ａが出力される。
【００６７】
照度センサ３で検出された照度と予め設定された撮像素子の受光面１５の照度とが等しくなるように、ＮＤフィルタ４を移動させるＮＤフィルタ移動指令信号８ｃが照度制御装置８から出力される。
【００６８】
ＮＤフィルタ移動指令信号８ｃに基づいて、ＮＤフィルタ４が所定量だけ移動する。
【００６９】
上記照度設定動作が完了した後、照度制御装置８からチャートターレット回転指令信号８ｂが出力され、チャートターレット１０２の円板１０２ａが回転して４つのパターンチャート１０のうちの１つのパターンチャート１０が光路Ｌ上に配置される。
【００７０】
光源６から出射された光はレンズ２０で平行光とされ、ＮＤフィルタ４、レンズ２１を介して照度平坦化光学系７に入射する。
【００７１】
照度平坦化光学系７を通過した光はレンズ２２によってチャートターレット１０２のパターンチャート１０に照射され、パターンチャート１０が撮像素子の受光面１５に投影される。
【００７２】
このとき、撮像素子の受光面１５には所定の光量の光が照射される。
【００７３】
この実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果を奏するとともに、シャッタ１を用いない分、光源装置の製造コストの低減を図ることができる。
【００７４】
図６はこの発明の第３実施形態に係る光源装置のブロック構成図、図７（ａ）はチャートターレットの平面図、図７（ｂ）は図７（ａ）のＢ矢視図であり、第１実施形態と共通する部分には同一符号を付してその説明を省略する。
【００７５】
この実施形態は、シャッタ１に全反射プリズム９を設ける代わりにチャートターレット２０２に照度センサ３を設け、シャッタ１を削除した点で第１実施形態と相違する。
【００７６】
チャートターレット２０２は円板２０２ａとこの円板２０２ａを回転させるモータ２１１とで構成される。チャートターレット２０２の円板２０２ａ上には４つのパターンチャート１０と１つの照度センサ３とが配置されている。パターンチャート１０は等間隔で配置されている（図７（ａ）参照）。図７（ａ）に示す状態では照度センサ３が光路Ｌ上に位置している。
【００７７】
照度設定を行う場合、照度制御装置８からャートターレット回転指令信号８ｂが出力され、チャートターレット２０２の円板２０２ａが回転して照度センサ３が光路上に配置される（図７（ａ）参照）。
【００７８】
光源６から出射された光はレンズ２０で平行光とされ、ＮＤフィルタ４、レンズ２１を介して照度平坦化光学系７に入射する。
【００７９】
照度平坦化光学系７を通過した光はレンズ２２によってチャートターレット２０２上の照度センサ３に照射され、照度センサ３で照度が検出され、照度に対応した照度モニタ信号３ａが出力される。
【００８０】
照度センサ３で検出された照度と予め設定された撮像素子の受光面１５の照度とが等しくなるように、ＮＤフィルタ４を移動させるＮＤフィルタ移動指令信号８ｃが照度制御装置８から出力される。
【００８１】
ＮＤフィルタ移動指令信号８ｃに基づいて、ＮＤフィルタ４が所定量だけ移動する。
【００８２】
上記照度設定動作が完了した後、照度制御装置８からチャートターレット回転指令信号８ｂが出力され、チャートターレット２０２の円板２０２ａが回転して４つのパターンチャート１０のうちの１つのパターンチャート１０が光路Ｌ上に配置される。
【００８３】
光源６から出射された光はレンズ２０で平行光とされ、ＮＤフィルタ４、レンズ２１を介して照度平坦化光学系７に入射する。
【００８４】
照度平坦化光学系７を通過した光はレンズ２２によってチャートターレット２０２のパターンチャート１０に照射され、パターンチャート１０が撮像素子の受光面１５に投影される。
【００８５】
このとき、撮像素子の受光面１５には所定の光量の光が照射される。
【００８６】
この実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果を奏するとともに、シャッタ１、全反射プリズム９を用いない分、光源装置の製造コストの低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】図１はこの発明の第１実施形態に係る光源装置の概念図である。
【図２】図２はこの発明の第１実施形態に係る光源装置の概念図である。
【図３】図３はこの発明の第２実施形態に係る光源装置の概念図である。
【図４】図４はこの発明の第３実施形態に係る光源装置の概念図である。
【図５】図５（ａ）はチャートターレットの平面図、図５（ｂ）は図５（ａ）のＡ矢視図である。
【図６】図６はこの発明の第３実施形態に係る光源装置の概念図である。
【図７】図７（ａ）はチャートターレットの平面図、図７（ｂ）は図７（ａ）のＢ矢視図である。
【図８】図８は従来の光源装置の概念図である。
【図９】図９は従来の光源装置の概念図である。
【符号の説明】
【００８８】
１  シャッタ
２，１０２，２０２  チャートターレット
３  照度センサ（検出手段）
４  ＮＤフィルタ（調節手段）
８  照度制御装置（制御手段）
９  全反射プリズム（全反射光学部材）
１０  パターンチャート
【図１】
2006138643.tif 000003
【図２】
2006138643.tif 000004
【図３】
2006138643.tif 000005
【図４】
2006138643.tif 000006
【図５】
2006138643.tif 000007
【図６】
2006138643.tif 000008
【図７】
2006138643.tif 000009
【図８】
2006138643.tif 000010
【図９】
2006138643.tif 000011