(57)【要約】  【課題】 試料の寸法が大きい場合であっても、試料表面の輝度ムラを低減し、従来よりも精度良く検査をすることができる照明装置を提供する。  【解決手段】  直径が約３０〜５０ｃｍの底板１の周縁には、適長の高さ寸法を有する円筒状で、内面を白色艶消し塗装してあり、入射光を乱反射する拡散反射板３を立設してある。底板１の上面中心には、光源２を取付けてある。また、底板１の中央部には、光源２を中心にして、棒体４０、４０、…、棒体４１ａ、４１ａ、…、棒体４１ｂ、４１ｂ、…、及び支持体４２により構成される支持部材４を取付けてある。支持体４２には、金属製であって適厚、適径の円形板の試料ステージ５を載上してある。試料ステージ５の下面には、支持体４２の棒体４２ａ、４２ａ、…の位置に合わせて、棒体４２ａ、４２ａ、…の他端と係合する円形状の係合溝を設けてある。【選択図】      図１
2006250584.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料を検査するために前記試料に光を照射する照明装置において、
横置きされ、試料を載置する載置板と、
該載置板の縁部から離隔して略垂直に前記載置板を間にして対向して設けられ、光を反射する拡散反射板と、
前記載置板の下側に配置された光源と
を備え、
前記載置板及び拡散反射板の間を通過した光を該拡散反射板で反射させた反射光を前記載置板上面に照射するようにしてあることを特徴とする照明装置。
【請求項２】
前記光源を間にして前記載置板と対設した反射板を備えることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
【請求項３】
前記載置板上面に照射される光の強度を調節する調節手段を備えたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の照明装置。
【請求項４】
前記調節手段は、
前記載置板の縁部と前記拡散反射板との離隔寸法が異なる載置板を着脱自在に支持するための支持部材を備え、
前記離隔寸法が異なる載置板に応じて前記光の強度を調節するようにしてあることを特徴とする請求項３に記載の照明装置。
【請求項５】
前記調節手段は、
前記載置板を支持する高さの違う支持部材を備え、
前記載置板の高さに応じて前記光の強度を調節するようにしてあることを特徴とする請求項３に記載の照明装置。
【請求項６】
前記調節手段は、
前記載置板を略水平方向に摺動可能に支持する支持部材を備え、
前記載置板の摺動に応じて前記光の強度を調節するようにしてあることを特徴とする請求項３に記載の照明装置。
【請求項７】
前記拡散反射板は、
前記載置板を囲んで周設してあることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の照明装置。
【請求項８】
前記拡散反射板の対向面同士の離隔寸法は、３０ｃｍ以上であることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、試料を検査するために試料に光を照射する照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
試料片の表面に塗膜された塗装のキズ、ムラなどの検査、濾紙上の異物検査、シャーレ上の生菌コロニー計測などでは、検査対象である試料に光を照射し、試料からの反射光を撮像装置で撮像し、撮像して得られた画像データに基づいて検査をする。
【０００３】
これらの検査では、試料表面に対して水平方向に近い斜め上方から光を照射（側射）し、試料表面の微細な凹凸により生じる輝度分布に基づいて試料の検査を行う画像処理用の照明装置が用いられている。
【０００４】
図９は従来の照明装置の構造を示す模式図である。図９（ａ）は正面図であり、図９（ｂ）は平面図である。図９において、５１は、矩形状の試料ステージ（載置板）である。試料ステージ５１は水平方向に配置してあり、その上面に試料を載置する。試料ステージ５１の上方には、適長の離隔寸法を設けてリング状蛍光灯５２を試料ステージ５１と平行して配置してある。リング状蛍光灯５２の内径は、試料ステージ５１の寸法より大きく、試料ステージ５１の周囲からリング状蛍光灯５２の光を直接に試料ステージ５１上の試料に側射するようにしてある。なお、試料からの反射光は、図示しない対物レンズを介して撮像装置で撮像される。また、リング状蛍光灯５２からの光は、直接対物レンズに入射しないようにしてある。
【０００５】
また、図１０は従来の照明装置の構造を示す模式図である。図１０（ａ）は正面図であり、図１０（ｂ）は平面図である。図１０において、５１は、矩形状の試料ステージである。試料ステージ５１は水平方向に配置してあり、その上面に試料を載置する。試料ステージ５１の上方には、適長の離隔寸法を設けて４本の直管型蛍光灯５３、５３、…夫々の端部を近接して正方形状にし、試料ステージ５１と平行して配置してある。直管型蛍光灯５３の長さは、試料ステージ５１の寸法より大きく、試料ステージ５１の周囲から直管型蛍光灯５３、５３、…の光を直接に試料ステージ５１上の試料に側射するようにしてある。なお、試料からの反射光は、図示しない対物レンズを介して撮像装置で撮像される。また、直管型蛍光灯５３、５３、…からの光は、直接対物レンズに入射しないようにしてある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の例にあっては、画像処理用に用いられるリング状蛍光灯の直径は、大きいものでも３０ｃｍ程度であるため、試料の寸法が小さい場合には、試料の検査を精度良く行うことができるが、試料の寸法が大きい場合（例えば、１０ｃｍを超えるような場合）には、試料の中心と端部とでリング状蛍光灯から側射される光の強度の差が顕著になり、試料表面に輝度ムラができ、試料表面の輝度に基づいた二値化処理を精度良く行うことができず、試料の表面を精度良く検査をすることができないという問題がある。
【０００７】
図１１は試料ステージ上の輝度分布を示す分布図である。図１１において、横軸は試料ステージ上の位置を示し、縦軸は輝度を示す。試料ステージの中心においては、輝度分布が平坦で均一な領域が存在するが、試料ステージの端部に行くに従って輝度が高くなり、試料ステージ全体で、大きな輝度ムラを生じる。
【０００８】
また、市販のリング状蛍光灯を用いた場合、リング状の一部にソケット部分があるため、リング状蛍光灯全体として均一な光を試料ステージに側射することができないという問題があり、これを解決するためにソケット部分による影響がない画像処理用のリング蛍光灯を用いる場合もあるが、市販のリング状蛍光灯に比べて高価である。
【０００９】
また、直管型蛍光灯を用いる場合は、直管型蛍光灯個々の照度差、経時変化などにより、直管型蛍光灯全体として均一な光を試料ステージに側射することができないという問題もあった。
【００１０】
また、シャーレ上の生菌コロニー計測において培地を固める際に、培地を斜めに固めてしまう結果、試料表面が傾斜してしまう場合があり、試料表面の輝度分布に傾斜が生じ、計測精度を損ねるという問題もあった。
【００１１】
また、試料表面に対して水平方向に近い斜め上方から光を試料に直接側射するため、試料表面の微細な凹凸により生じた反射光の輝度に基づいて、試料表面のエッジ部分は容易に検出することができるが、凹凸で生じた影の部分の輝度が低く、影になった部分の試料表面の情報を得ることが困難であるという問題もあった。
【００１２】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、光源の上方に横置きした載置板と、該載置板の縁部から離隔して略垂直に設けられた拡散反射板とを備え、前記載置板及び拡散反射板の間を通過した光を該拡散反射板で反射させた反射光を前記載置板上面に照射するようにしてあることにより、試料の寸法が大きい場合であっても、試料表面の輝度ムラを低減し、従来よりも精度良く検査をすることができる照明装置を提供することを目的とする。
【００１３】
また、本発明の他の目的は、前記光源を間にして前記載置板と対設した反射板を備えることにより、試料の寸法が大きい場合であっても、試料のエッジ部分と影部分との輝度ムラを低減することができる照明装置を提供することにある。
【００１４】
また、本発明の他の目的は、前記載置板上面に照射される光の強度を調節する調節手段を備えることにより、試料の寸法の大小、試料の種類に拘わらず、試料表面の輝度ムラを低減することができる照明装置を提供することにある。
【００１５】
また、本発明の他の目的は、拡散反射板と縁部との離隔寸法が異なる載置板を着脱自在に支持する支持部材を備えることにより、前記光の強度を調整することができる照明装置を提供することにある。
【００１６】
また、本発明の他の目的は、載置板の高さを可変することにより、前記光の強度を調整することができる照明装置を提供することにある。
【００１７】
また、本発明の他の目的は、載置板を略水平方向に摺動可能にすることにより、試料表面に傾きがある場合であっても、試料表面の輝度ムラを補正することができる照明装置を提供することにある。
【００１８】
また、本発明の他の目的は、拡散反射板は載置板を囲んで周設してあることにより、光源の光を載置板の周囲から均等に照射することができる照明装置を提供することにある。
【００１９】
また、本発明の他の目的は、拡散反射板の対向面同士の離隔寸法を３０ｃｍ以上にすることにより、試料の寸法が１０ｃｍ以上であっても、試料表面に均一に光を照射することができる照明装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
第１発明に係る照明装置は、試料を検査するために前記試料に光を照射する照明装置において、横置きされ、試料を載置する載置板と、該載置板の縁部から離隔して略垂直に前記載置板を間にして対向して設けられ、光を反射する拡散反射板と、前記載置板の下側に配置された光源とを備え、前記載置板及び拡散反射板の間を通過した光を該拡散反射板で反射させた反射光を前記載置板上面に照射するようにしてあることを特徴とする。
【００２１】
第２発明に係る照明装置は、第１発明において、前記光源を間にして前記載置板と対設した反射板を備えることを特徴とする。
【００２２】
第３発明に係る照明装置は、第１発明又は第２発明において、前記載置板上面に照射される光の強度を調節する調節手段を備えたことを特徴とする。
【００２３】
第４発明に係る照明装置は、第３発明において、前記調節手段は、前記載置板の縁部と前記拡散反射板との離隔寸法が異なる載置板を着脱自在に支持するための支持部材を備え、前記離隔寸法が異なる載置板に応じて前記光の強度を調節するようにしてあることを特徴とする。
【００２４】
第５発明に係る照明装置は、第３発明において、前記調節手段は、前記載置板を支持する高さの違う支持部材を備え、前記載置板の高さに応じて前記光の強度を調節するようにしてあることを特徴とする。
【００２５】
第６発明に係る照明装置は、第３発明において、前記調節手段は、前記載置板を略水平方向に摺動可能に支持する支持部材を備え、前記載置板の摺動に応じて前記光の強度を調節するようにしてあることを特徴とする。
【００２６】
第７発明に係る照明装置は、第１発明乃至第６発明のいずれかにおいて、前記拡散反射板は、前記載置板を囲んで周設してあることを特徴とする。
【００２７】
第８発明に係る照明装置は、第１発明乃至第７発明のいずれかにおいて、前記拡散反射板の対向面同士の離隔寸法は、３０ｃｍ以上であることを特徴とする。
【００２８】
第１発明にあっては、載置板の下側に光源を配置し、前記載置板の縁部から離隔して前記拡散反射板が略垂直に設けてある。前記光源から出た光は、前記載置板と拡散反射板との間隙を通過して直接前記拡散反射板に入射し、該拡散反射板で反射される。前記載置板と拡散反射板との間隙を通過して直接前記拡散反射板に入射する入射光は、前記拡散反射板に対する入射角が小さいため、前記拡散反射板の前記載置板の水平位置よりやや高い位置までしか入射しない。これにより、前記拡散反射板の前記載置板の水平位置よりやや高い位置で反射された反射光により前記載置板上面に光を照射する。光の強さは、光が進んだ距離の２乗に反比例するため、前記拡散反射板で一旦反射した反射光を前記載置板上面に照射することにより、光源から直接に前記載置板に照射する場合に比べて光の進む距離を長くし、前記載置板の中心と端部との離隔距離による前記載置板上面に照射される光の強度の差を小さくする。
【００２９】
第２発明にあっては、前記光源を間にして前記載置板と対設して反射板を設ける。前記光源から出た光は、前記載置板と拡散反射板との間隙を通過して直接前記拡散反射板に入射する入射光、及び前記反射板と載置板下面との間で反射を繰り返した後に前記載置板と拡散反射板との間隙を通過して前記拡散反射板に入射する入射光となる。
【００３０】
前記載置板と拡散反射板との間隙を通過して直接前記拡散反射板に入射する入射光は、前記拡散反射板に対する入射角が小さいため、前記拡散反射板の前記載置板の水平位置よりやや高い位置までしか入射しない。一方、前記反射板と載置板下面との間で反射を繰り返した後に前記載置板と拡散反射板との間隙を通過して前記拡散反射板に入射する入射光は、前記拡散反射板に入射する前に、前記反射板で反射される位置が前記拡散反射板に近づくに応じて、前記拡散反射板に対する入射角が大きくなり、前記拡散反射板の前記載置板の水平位置よりさらに高い位置まで入射する。
【００３１】
光の強さは、光が進んだ距離の２乗に反比例するとともに、反射によっても弱くなる。従って、前記拡散反射板に入射する入射光の強さ、すなわち、前記拡散反射板で反射される反射光の強さは、前記拡散反射板の前記載置板の水平位置から高くなるに応じて弱くなる。これにより、前記拡散反射板の前記載置板の水平位置よりやや高い位置で反射された反射光により前記載置板表面に照射される光（前記載置板上面に略平行に照射される光）は強くなり、前記拡散反射板の前記載置板の水平位置より高い位置で反射された反射光により前記載置板上面に照射される光（前記載置板上面に対して斜め上方から照射される光）は弱くなる。すなわち、前記載置板に載置した試料に対して、光の強度が大きい光を略水平方向から照射（側射）しつつ、同時に光の強度が小さい光を斜め上方から照射（落射）する。
【００３２】
第３発明にあっては、調節手段は、前記載置板上面に照射される光の強度を調節する。
【００３３】
第４発明にあっては、縁部と拡散反射板との離隔寸法が異なる載置板を着脱自在に支持する支持部材を備える。前記拡散反射板との離隔寸法が大きい載置板を取付けた場合、前記載置板と拡散反射板との間隙を通過して直接前記拡散反射板に入射する入射光、及び前記反射板と載置板下面との間で反射を繰り返した後に前記載置板と拡散反射板との間隙を通過して前記拡散反射板に入射する入射光は、前記拡散反射板のより高い位置まで到達し、前記拡散反射板で反射される。すなわち、前記載置板上面には、前記拡散反射板のより高い位置からの反射光を照射する。
【００３４】
前記拡散反射板との離隔寸法が小さい載置板を取付けた場合、前記載置板と拡散反射板との間隙を通過して直接前記拡散反射板に入射する入射光、及び前記反射板と載置板下面との間で反射を繰り返した後に前記載置板と拡散反射板との間隙を通過して前記拡散反射板に入射する入射光は、前記拡散反射板の高い位置まで到達することができずに前記拡散反射板で反射される。すなわち、前記載置板上面には、前記拡散反射板のより低い位置からの反射光を照射し、前記拡散反射板のより高い位置からの反射光を減らす。
【００３５】
第５発明にあっては、高さの違う支持部材を備える。前記載置板の高さが高い場合は、前記載置板と拡散反射板との間隙を通過して直接前記拡散反射板に入射する入射光、及び前記反射板と載置板下面との間で反射を繰り返した後に前記載置板と拡散反射板との間隙を通過して前記拡散反射板に入射する入射光は、前記拡散反射板のより高い位置まで到達し、前記拡散反射板で反射される。すなわち、前記載置板上面には、前記拡散反射板のより高い位置からの反射光を照射する。
【００３６】
前記載置板の高さが低い場合は、前記載置板と拡散反射板との間隙を通過して直接前記拡散反射板に入射する入射光、及び前記反射板と載置板下面との間で反射を繰り返した後に前記載置板と拡散反射板との間隙を通過して前記拡散反射板に入射する入射光は、前記拡散反射板の高い位置まで到達することができずに前記拡散反射板で反射される。すなわち、前記載置板上面には、前記拡散反射板のより低い位置からの反射光を照射し、前記拡散反射板のより高い位置からの反射光を減らす。
【００３７】
第６発明にあっては、前記支持部材は、載置板を略水平方向に摺動可能にしてある。前記載置板に載置した試料の表面が傾斜している場合、傾斜面に略対向している側の拡散反射板からの反射光は、前記傾斜面に対向していない側の拡散反射板からの反射光に比べて、前記傾斜面の傾斜角度だけ試料表面に対する入射角が小さく、照射される光の強度が強くなる。従って、表面が傾斜している試料の、高さが高い側に比べて低い側に照射される光の強度が強くなるため、試料表面に輝度ムラが生じる。載置板を略水平方向、自在に摺動可能にすることにより、試料の表面の高さが高い側と対向する拡散反射板から遠ざけるように水平移動させることにより、前記載置板と試料の表面の高さが高い側と対向する拡散反射板との離隔寸法を大きくし、試料の表面の高さが高い側に照射される光の強度を強くするとともに、試料の表面の高さが低い側に照射される光の強度を弱くし、表面が傾斜している試料の高さの差により生じる輝度ムラを補正する。
【００３８】
第７発明にあっては、載置板を囲んで拡散反射板を周設する。光源から拡散反射板までの距離は、全周に亘って等距離であるため、拡散反射板で反射した反射光を、前記載置板の周囲から均等に前記載置板上面に照射する。
【００３９】
第８発明にあっては、拡散反射板の対向面同士の離隔寸法を３０ｃｍ以上にする。光源から載置板に至るまでの光の進む距離を大きくすることにより、載置板の中心と端部とで照射される光の強度の差を小さくする。これにより、例えば、試料の一辺が１０ｃｍ以上、又は直径が１０ｃｍ以上の試料であっても、試料表面に略均等な光を照射する。
【発明の効果】
【００４０】
第１発明にあっては、載置板及び拡散反射板の間を通過した光を該拡散反射板で反射させた反射光を前記載置板上面に照射するようにしてあることにより、試料表面に対して略水平方向から照射する側射光を照射することができ、試料の寸法が大きい場合であっても、試料表面の輝度ムラを低減し、従来よりも精度良く検査をすることができる。
【００４１】
第２発明にあっては、光源を間にして前記載置板と対設して反射板を設けることにより、試料表面に対して略水平方向から照射する側射光と、試料表面に斜め上方から照射する落射光とを同時に照射することができ、試料の寸法が大きい場合であっても、試料表面の輝度ムラを低減し、従来よりも精度良く検査をすることができるとともに、試料のエッジ部分と影部分との輝度ムラを低減することができる。
【００４２】
第３発明にあっては、載置板上面に照射される光の強度を調節する調節手段を備えることにより、試料の大小、種類に拘わらず、多様な試料の検査を可能にする。
【００４３】
第４発明にあっては、拡散反射板と縁部との離隔寸法が異なる載置板を着脱自在に支持する支持部材を備えることにより、拡散反射板で反射される反射光の強度を、前記拡散反射板における高さに応じて変化させることができ、前記拡散反射板からの側射及び落射照明の照射高さ、照射強度、照射角度を変更することができ、多様な試料に応じた照明を簡便な構成で実現することができる。
【００４４】
第５発明にあっては、載置板の高さを可変することにより、拡散反射板で反射される反射光の強度を、前記拡散反射板における高さに応じて変化させることができ、前記拡散反射板からの側射及び落射照明の照射高さ、照射強度、照射角度を変更することができ、多様な試料に応じた照明を簡便な構成で実現することができる。
【００４５】
第６発明にあっては、載置板を略水平方向に摺動可能にすることにより、試料表面に傾きがある場合であっても、試料に対して対向する拡散反射板からの反射光の強度を変更して、試料表面の輝度ムラを補正することができる。また、試料表面における輝度分布を変更することができるため、観察し易い画像を容易に得ることを可能にする。
【００４６】
第７発明にあっては、拡散反射板は載置板を囲んで周設してあることにより、光源の光を載置板の周囲から均等に照射することができる。
【００４７】
第８発明にあっては、拡散反射板の対向面同士の離隔寸法を３０ｃｍ以上にすることにより、載置板の中心と端部とで照射される光の強度の差を小さくすることができ、従来検査が困難であった一辺が１０ｃｍ以上、又は直径が１０ｃｍ以上の試料であっても、試料表面に略均等な光を照射することができ、検査を可能にする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４８】
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて説明する。図１は本発明に係る照明装置の構成を示す一部破断模式図である。図において、１は円形状の金属製の底板である。底板１は、例えば、直径が約３０〜５０ｃｍであり、周縁には、適長の高さ寸法を有する円筒状で、内面を白色艶消し塗装してあり、入射光を乱反射する拡散反射板３を立設してある。
【００４９】
底板１の上面中心には、光源２（例えば、スパイラル型蛍光灯、カプセル型蛍光灯など）を取付けてある。底板１の、光源２の取付け位置を中心として、適長の離隔寸法を有する正方形状の頂点をなす位置には、金属製であって一端を螺刻し、他端に適径の筒状の凹部を設けた適長の棒体４０、４０、…を垂直方向に螺設してある。
【００５０】
棒体４０、４０、…夫々の他端には、金属製であって一端に適径の円柱状の凸部を設けた棒体４１ａ、４１ａ、…を、前記凸部を棒体４０、４０、…の他端に設けた凹部に嵌合して着脱自在に取付けてある。
【００５１】
棒体４１ａ、４１ａ、…の他端には、適径の筒状の凹部を設けてあり、棒体４０、４０、…に取付けた棒体４１ａ、４１ａ、…の他端に、棒体４１ａと同一構造の棒体４１ｂ、４１ｂ、…の一端を嵌合して着脱自在に取り付けることにより、２個の棒体４１ａ、４１ｂを連設してある。
【００５２】
棒体４１ｂ、４１ｂ、…夫々の他端の凹部には、金属性の支持体４２を着脱自在に取付けてある。支持体４２は、適幅の円環板に、棒体４１ｂ、４１ｂ、…に対応する４箇所に適長の棒体４２ａ、４２ａ、…を固着してあり、棒体４２ａ、４２ａ、…の一端は、棒体４１ｂ、４１ｂ、…の凹部に着脱自在に嵌合する適径の円柱状の凸部を設けてあり、棒体４２ａ、４２ａ、…の他端は、平坦に形成してある。
【００５３】
これにより、底板１の中央部には、棒体４０、４０、…、棒体４１ａ、４１ａ、…、棒体４１ｂ、４１ｂ、…、及び支持体４２により構成される支持部材４を取付けてある。連接する棒体４１ａ、又は棒体４１ｂの数を変更することにより、支持体４２の底板１からの高さ（すなわち、後述する試料ステージ５の高さ）を調節することができる。
【００５４】
支持体４２には、金属製であって適厚、適径の円形板の試料ステージ５を載上してある。試料ステージ５の下面には、支持体４２の棒体４２ａ、４２ａ、…の位置に合わせて、棒体４２ａ、４２ａ、…の他端と係合する円形状の係合溝を設けてある。これにより、試料ステージ５の中心と、光源の中心位置を合わせることができる。試料ステージ５は、載置する試料の大きさ、種類に応じて、例えば、直径が１５ｃｍ〜４０ｃｍの範囲で、適径のものを複数個用意しておき、試料に応じて、適径の試料ステージ５を支持体４２に載上できる。
【００５５】
また、試料ステージ５は、その下面を棒体４２ａ、４２ａ、…の他端に当接しながら、移動させることができ、試料の状態に応じて、支持体４２上を任意の水平方向に移動することができる。なお、直径の小さい試料ステージ５を支持体４２に載上し、その上に直径のより大きい試料ステージ５を摺動させて水平方向に移動することもできる。
【００５６】
光源２の中心から上方適高には、試料ステージ５上からの光を集光するための対物レンズ６を配置してある。対物レンズ６の視野角は、試料ステージ５の最大径に合わせてある。光源２と対物レンズ６との間に試料ステージ５が配置されるため、試料ステージ５が、光源２の光が直接対物レンズ６に入射することを防止する。対物レンズ６で集光された光は、図示しない撮像装置（例えば、カメラ）で撮像されることにより、所定の画像処理が行われる。
【００５７】
次に本発明に係る照明装置の動作について説明する。図２は拡散反射板３で反射される反射光の様子を示す説明図である。図２（ａ）に示すように、底板１の中心に光源２を配置し、光源２を間にして試料ステージ５を水平に配置してある。底板１の周縁には、内周を白色艶消しで塗装した拡散反射板３を周設してある。試料ステージ５には、試料７を載置してある。
【００５８】
光源２から出た光は、試料ステージ５と拡散反射板３との間隙を通過して直接拡散反射板３に入射し、拡散反射板３で反射される反射光Ｐ１、及び試料ステージ５と底板１との間で反射を繰り返した後に底板１で反射され（又は直接底板１で反射され）、試料ステージ５と拡散反射板３との間隙を通過して拡散反射板３に入射し、拡散反射板３で反射される反射光Ｐ２となる。
【００５９】
光源２から出る光が、試料ステージ５の縁部で遮られるため、試料ステージ５と拡散反射板３との間隙を通過して直接拡散反射板３に入射する入射光は、拡散反射板３に対する入射角が小さく、拡散反射板３の試料ステージ５と同一水平位置よりやや高い位置までしか入射しない。
【００６０】
一方、底板１と試料ステージ５との間で反射を繰り返した後に、試料ステージ５と拡散反射板３との間隙を通過して拡散反射板３に入射する入射光は、拡散反射板３に入射する前に、底板１で反射される位置が拡散反射板３に近づくに応じて、拡散反射板３に対する入射角が大きくなり、拡散反射板３の試料ステージ５と同一水平位置よりさらに高い位置まで入射する。
【００６１】
光の強さは、光が進んだ距離の２乗に反比例するとともに、反射によっても弱くなる。従って、拡散反射板３に入射する入射光の強さ、すなわち、拡散反射板３で反射される反射光の強さは、拡散反射板３の試料ステージ５と同一水平位置から高くなるに応じて弱くなる。すなわち、拡散反射板３の試料ステージ５と同一水平位置よりやや高い位置で反射された反射光Ｐ１により試料ステージ５上面に照射される光（試料ステージ５上面に略平行に照射される側射光）は強く、拡散反射板３の試料ステージ５と同一水平位置より高い位置で反射された反射光Ｐ２により試料ステージ５上面に照射される光（試料ステージ５上面に対して斜め上方から照射される落射光）は弱くなる。また、反射光Ｐ２の強さは、拡散反射板３の反射位置の高さが高くなるに応じて弱くなる。
【００６２】
図２（ｂ）は、拡散反射板３の反射面の高さに応じて反射光の強さの変化を示す。図に示すように、拡散反射板３の試料ステージ５と同一水平位置から高さ方向の距離がＬ１の範囲では、光源２から直接入射した光を反射する反射光Ｐ１を、試料ステージ５上面に対して照射する。この範囲では、反射光Ｐ１の強さは高さに応じて略一定である。
【００６３】
さらに、高さ方向の距離がＬ２の範囲では、底板１と試料ステージ５との間で反射を繰り返した光を拡散反射板３で反射する反射光Ｐ２を、試料ステージ５上面に対して照射する。この範囲では、反射光Ｐ２の強さは、高さが高くなるに応じて弱くなる。これにより、試料ステージ５上面に対して、光の強度が大きい光を略水平方向から照射（側射）しつつ、同時に光の強度が高さに応じて徐々に弱くなる光を斜め上方から照射（落射）することができる。
【００６４】
図３は試料ステージ５上の輝度分布を示す分布図である。試料ステージ５上面に対して、光の強度が大きい反射光Ｐ１を略水平方向から照射（側射）しつつ、同時に光の強度が小さい反射光Ｐ２を斜め上方から照射（落射）するとともに、光源２から出た光を拡散反射板３で一旦反射した反射光を試料ステージ５上面に照射することにより、光源から直接に試料ステージ５に照射する場合に比べて光の進む距離を長くし、試料ステージの中心と端部との間における輝度の差を小さくし、ほぼ一定にすることができる。
【００６５】
図４は試料ステージ５の大きさを変えた場合の拡散反射板３で反射される反射光の様子を示す説明図である。試料ステージ５の直径が小さい場合（例えば、１５ｃｍ）、試料ステージ５と拡散反射板３との間隙を通過して直接拡散反射板に入射し、拡散反射板３で反射する反射光Ｐ１、及び底板１と試料ステージ５との間で反射を繰り返した後に試料ステージ５と拡散反射板３との間隙を通過して拡散反射板３に入射し、拡散反射板３で反射する反射光Ｐ２は、拡散反射板３のより高い位置で反射される。すなわち、試料ステージ５上面には、拡散反射板３のより高い位置からの反射光を照射することができる。
【００６６】
これにより、試料表面の凹凸の落差が大きい場合であっても、試料の凹部にまで光を十分に照射することができ、カメラで撮像した画像データに基づいて、試料の凹部の情報を取得することができる。
【００６７】
一方、試料ステージ５の直径が大きい場合（例えば、４０ｃｍ）、試料ステージ５と拡散反射板３との間隙を通過して直接拡散反射板に入射し、拡散反射板３で反射する反射光Ｐ１、及び底板１と試料ステージ５との間で反射を繰り返した後に試料ステージ５と拡散反射板３との間隙を通過して拡散反射板３に入射し、拡散反射板３で反射する反射光Ｐ２は、拡散反射板３の高い位置まで到達することができず、拡散反射板３のより低い位置で反射される。すなわち、試料ステージ５上面には、拡散反射板３のより低い位置からの反射光を照射し、拡散反射板３のより高い位置からの反射光を減らす。
【００６８】
これにより、試料表面の凸部の輪郭を強調して、試料表面の微細なキズ又は異物などを輝度により分離して検出することが容易になる。
【００６９】
図５は試料表面の輝度分布を示す分布図である。図５（ａ）は、直径の小さい試料ステージ５を使用した場合であり、図５（ｂ）は、直径の大きい試料ステージ５を使用した場合である。図に示すように、直径の小さい試料ステージ５を使用した場合は、拡散反射板３のより高い位置から反射光を照射するため、試料の凸部の輪郭などを強調しつつ、試料の凹部にも十分に光が照射され、凹部の情報を容易に取得することができる。
【００７０】
直径の大きい試料ステージ５を使用した場合は、拡散反射板３の高い位置からの反射光を少なくするため、試料の凹部の情報を敢えて排除して、試料の凸部の輪郭などを強調することができる。また、大きさの異なる試料ステージ５を複数用いることにより、試料の凹部の情報量を段階的に変化させることもでき、多様な試料に合わせて所望の光を照射することができる。
【００７１】
図６は試料ステージ５の高さを変えた場合の拡散反射板３で反射される反射光の様子を示す説明図である。試料ステージ５の高さが高い場合（例えば、光源２から１５ｃｍ）、試料ステージ５と拡散反射板３との間隙を通過して直接拡散反射板に入射し、拡散反射板３で反射する反射光Ｐ１、及び底板１と試料ステージ５との間で反射を繰り返した後に試料ステージ５と拡散反射板３との間隙を通過して拡散反射板３に入射し、拡散反射板３で反射する反射光Ｐ２は、拡散反射板３のより高い位置で反射される。すなわち、試料ステージ５上面には、拡散反射板３のより高い位置からの反射光を照射することができる。
【００７２】
これにより、試料表面の凹凸の落差が大きい場合であっても、試料の凹部にまで光を十分に照射することができ、カメラで撮像した画像データに基づいて、試料の凹部の情報を取得することができる。
【００７３】
一方、試料ステージ５の高さが低い場合（例えば、光源２から１０ｃｍ）、試料ステージ５と拡散反射板３との間隙を通過して直接拡散反射板に入射し、拡散反射板３で反射する反射光Ｐ１、及び底板１と試料ステージ５との間で反射を繰り返した後に試料ステージ５と拡散反射板３との間隙を通過して拡散反射板３に入射し、拡散反射板３で反射する反射光Ｐ２は、拡散反射板３の高い位置まで到達することができず、拡散反射板３のより低い位置で反射される。すなわち、試料ステージ５上面には、拡散反射板３のより低い位置からの反射光を照射し、拡散反射板３のより高い位置からの反射光を減らす。
【００７４】
これにより、試料表面の凸部の輪郭を強調して、試料表面の微細なキズ又は異物などを輝度により分離して検出することが容易になる。
【００７５】
図７は試料ステージ５を水平移動する前の拡散反射板３で反射される反射光の様子を示す説明図であり、図８は試料ステージ５を水平移動した後の拡散反射板３で反射される反射光の様子を示す説明図である。試料ステージ５に載置された試料の表面は、必ずしも水平ではなく、例えば、シャーレ上で生菌コロニーを計測するような場合において、培地を固める際に斜めに固めてしまうときがある。図７において、試料７表面は傾斜しており、試料７が載置された試料ステージ５は、中心位置に配置してある。なお、図において、右方向に向かって試料７の高さが低く、左方向に向かって高さが高くなっている。
【００７６】
図７（ａ）に示すように、試料７の傾斜面に略対向している側（図において右側）の拡散反射板３からの反射光は、傾斜面に対向していない側（図において左側）の拡散反射板３からの反射光に比べて、傾斜面の傾斜角度だけ試料７表面に対する入射角が小さく、照射される光の強度が強くなる。従って、図７（ｂ）に示すように、表面が傾斜している試料７の、高さが高い側に比べて低い側に照射される光の強度が強くなるため、試料７表面に輝度ムラが生じる。
【００７７】
図８（ａ）に示すように、試料ステージ５を、試料７の表面の高さが高い側と対向する拡散反射板３から遠ざけるように水平移動させることにより、試料ステージ５と拡散反射板３との離隔寸法を大きくし、試料７の表面の高さが高い側に照射される光の強度を強くする。これにより、図８（ｂ）に示すように、表面が傾斜している試料７の高さの差により生ずる輝度ムラを補正することができる。
【００７８】
以上説明したように、本発明にあっては、試料の一辺又は直径が約１０ｃｍ以上の大きさであっても、拡散反射板３の離隔距離が３０ｃｍ以上あるため、試料全体に輝度ムラのない光を照射することができ、画像データに基づいた二値化処理を精度良く行うことができ、計測対象である試料の長さ、面積、個数などの測定を精度良く行うことができる照明装置を提供することができる。
【００７９】
また、拡散反射板３を、試料ステージ５を中心にして円形状に配置しているため、光源２からの光を、試料ステージ５の全周囲から均等に照射することができる。
【００８０】
また、試料ステージの大きさを変更することができ、試料ステージの位置を水平方向、及び垂直方向に移動させることができるため、試料表面に照射する側射光の強度を維持しつつ、落射光の強度、照射角度、照射位置を段階的に変化させることができるため、試料表面のエッジと影の調整を簡単に行うことができるとともに、多種多様な試料に対して、非常に簡便な構成で所望の光を照射することができる。さらに、試料表面の傾きにより生ずる輝度ムラを補正することができる。
【００８１】
上述の実施の形態においては、拡散反射板３の直径は、約３０ｃｍ〜５０ｃｍであったが、直径は、少なくとも３０ｃｍ以上あればよく、６０ｃｍ、７０ｃｍであってもよい。しかし、直径を大きくすると装置全体の寸法が大きくなり、また、直径が３０ｃｍより小さい場合、試料の一辺又は直径が１０ｃｍを超えたときの試料表面（試料の大きさに対応する試料ステージ上面）の輝度ムラが生じるため、好ましくは、拡散反射板３の直径は、３０ｃｍ〜５０ｃｍであるのがよい。
【００８２】
上述の実施の形態においては、拡散反射板３の内側を白色艶消し塗装したが、これに限定されるものではない。例えば、硫酸バリウムなどの拡散反射する材料を内側にコーティングしたものであってもよい。
【００８３】
上述の実施の形態においては、円形状の底板１に拡散反射板３を円状に周設する構成であったが、これに限定されるものではない。例えば、矩形状の底板の四辺夫々に拡散反射板を対向させて立設した構成であってもよい。この場合、試料ステージの平面形状も円形ではなく、矩形状であってもよい。
【００８４】
上述の実施の形態においては、試料ステージ５を支持する支持部材４は、金属性の棒体を組み合わせた構成であったが、これに限定されるものではない。例えば、中空円筒状であって、通気孔を設けた透明なガラス製又は合成樹脂製の支持部材を用いる構成であってもよい。この場合には、光源を前記中空円筒内側に配置することができる。
【００８５】
上述の実施の形態においては、光源は、スパイラル型蛍光灯、カプセル型蛍光灯などを用いる構成であったが、光源はこれに限定されるものではない。例えば、小型のハロゲンランプ、白熱電球など、光を発する部分がある程度限定されたものであれば、他の光源を使用することができる。
【００８６】
上述の実施の形態においては、試料ステージ５を支持部材４に載上し、摺動させることにより、任意の水平方向に移動させることができる構成であったが、これに限定されるものではなく、試料ステージ５を水平方向に移動させるものであれば、どのような構成であってもよい。例えば、回動自在の円形板の上面に、レール溝を平行して設け、該レール溝に摺動自在に移動できる棒体を立設して支持部材を構成するようなものであってもよい。
【００８７】
上述の実施の形態においては、試料ステージ５の高さを、金属製の棒体の数を変更することにより調節する構成であったが、これに限定されるものではない。例えば、棒体を複数連設する代わりに、複数の筒体を軸方向摺動自在に収納し、内側に収納された筒体を外側に摺動することにより、試料ステージ５を支持する支持部材を構成する筒体の長さを変えて試料ステージ５の高さを変える構成であってもよい。
【００８８】
上述の実施の形態においては、底板１が光源２からの光を反射する構成であったが、これに限定されるものではなく、底板１の上面に別体の反射板を設ける構成でもよい。
【００８９】
上述の実施の形態においては、試料ステージ５上面に照射される光の強度を輝度として調節する構成であったが、これに限定されるものではない。例えば、輝度に代えて、色情報（例えば、ＲＧＢ）などを使用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】本発明に係る照明装置の構成を示す一部破断模式図である。
【図２】拡散反射板で反射される反射光の様子を示す説明図である。
【図３】試料ステージ上の輝度分布を示す分布図である。
【図４】試料ステージの大きさを変えた場合の拡散反射板で反射される反射光の様子を示す説明図である。
【図５】試料表面の輝度分布を示す分布図である。
【図６】試料ステージの高さを変えた場合の拡散反射板で反射される反射光の様子を示す説明図である。
【図７】試料ステージを水平移動する前の拡散反射板で反射される反射光の様子を示す説明図である。
【図８】試料ステージを水平移動した後の拡散反射板で反射される反射光の様子を示す説明図である。
【図９】従来の照明装置の構造を示す模式図である。
【図１０】従来の照明装置の構造を示す模式図である。
【図１１】試料ステージ上の輝度分布を示す分布図である。
【符号の説明】
【００９１】
１  底板
２  光源
３  拡散反射板
４  支持部材
５  試料ステージ
６  対物レンズ
７  試料
４０、４１ａ、４１ｂ  棒体
４２  支持体
４２ａ  棒体
【図１】
2006250584.tif 000003
【図２】
2006250584.tif 000004
【図３】
2006250584.tif 000005
【図４】
2006250584.tif 000006
【図５】
2006250584.tif 000007
【図６】
2006250584.tif 000008
【図７】
2006250584.tif 000009
【図８】
2006250584.tif 000010
【図９】
2006250584.tif 000011
【図１０】
2006250584.tif 000012
【図１１】
2006250584.tif 000013