(57)【要約】    【課題】  光源として輝度の高いレーザを使用した場合でも、干渉パターンを生じさせることなく、均一な照明を可能とした照明装置を提供する。    【解決手段】  照射光軸２上に複数のレンズ９から構成されるフライアイレンズ５を具備し、該フライアイレンズに平行光束を入射させ、前記レンズにより光束を分割し、該レンズの射出端に各入射端を対峙させて長さの異なる複数の光ファイバ１２を配設し、該光ファイバの射出端を集光レンズ６の入射側焦点、略焦点に配置し、前記集光レンズにより各前記光ファイバから射出される分割光束を被照射体７に重畳して照射させる様構成した。    【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
照射光軸上に複数のレンズから構成されるフライアイレンズを具備し、該フライアイレンズに平行光束を入射させ、前記レンズにより光束を分割し、該レンズの射出端に各入射端を対峙させて長さの異なる複数の光ファイバを配設し、該光ファイバの射出端を集光レンズの入射側焦点、略焦点に配置し、前記集光レンズにより各前記光ファイバから射出される分割光束を被照射体に重畳して照射させる様構成したことを特徴とする照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、均一に照射する照明装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
均一な照明を得る為の光源としては、点光源が好ましいが、実際の光源には大きさがあり、又光源自体にむらを有している。この為、照明を行った場合にも、照明部分にむらが生じるという問題があった。例えば、顕微鏡の照明の場合は、照明むらを生じると照明むらが画像に重なり、ノイズとなってしまう。この為、従来より均一照明を行う為の照明装置が提案されている。
【０００３】
例えば、均一照明が得られる照明装置として、従来、図２に示されるものがある。
【０００４】
図２中、１は光源部、該光源部１の照射光軸２上に第１レンズ３、第２レンズ４、フライアイレンズ５、第３レンズ６、被照射体７が配設されている。
【０００５】
前記第１レンズ３は焦点ｆ1 を有し、前記第２レンズ４は焦点ｆ2 、前記第３レンズ６は焦点ｆ3 をそれぞれ有している。前記光源部１の光源８は、前記第１レンズ３の焦点ｆ1 の位置にあり、該第１レンズ３の焦点ｆ1 の位置と前記第２レンズ４の焦点ｆ2 の位置とは一致している。
【０００６】
前記フライアイレンズ５は所要数のレンズ、例えばＮ個のロッドレンズ９の集合体であり、該各ロッドレンズ９の端面はレンズとなっており、該ロッドレンズ９は焦点ｆ4 を有し、焦点ｆ4 と前記第２レンズ４の焦点ｆ2 が一致し、又焦点ｆ4 と焦点ｆ3 とが一致し、前記第３レンズ６から焦点ｆ3 の位置に前記被照射体７が位置する様な配置となっている。
【０００７】
前記光源８からの光束は、前記第１レンズ３、第２レンズ４の焦点ｆ1 、焦点ｆ2 で集光し、前記第２レンズ４を透過することで、平行光束となり前記フライアイレンズ５に入射する。
【０００８】
該フライアイレンズ５は前記ロッドレンズ９の集合体であり、該各ロッドレンズ９に前記第２レンズ４からの平行光束が分割して入射する。前記ロッドレンズ９を透過した分割光束は該ロッドレンズ９の射出側の焦点ｆ4 、即ち焦点ｆ3 で集光し、前記第３レンズ６に入射する。
【０００９】
各分割光束は前記第３レンズ６を透過することで平行光束となり、前記被照射体７の前記照射光軸２上に照射される。前記被照射体７の照射光軸２上には、Ｎの分割光束が重畳して照射される。前記光源８から発せられた光束がＮ分割され、分割されたＮの分割光束が前記被照射体７の同一部分に照射されることで、平均化され、明度むらが解消される。
【００１０】
近年では、輝度の高いレーザが光源として使用される様になっており、顕微鏡等の照明に用いると明るい像が得られ、更に紫外領域の波長の短いレーザ光線を使用すると高い分解能が得られるという利点がある。
【００１１】
ところが、上記した従来の照明装置は、前記光源８が白熱光等、光線に可干渉性がない場合は有効であるが、レーザ光線の様に可干渉性を持っている場合は、分割した光束同士が干渉し合って、干渉パターンが前記被照射体７に投影されることになる。この為、干渉パターンは照明の均一性を損い、更に干渉パターンは画像上に重畳され、画像のノイズとなる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は斯かる実情に鑑み、光源として輝度の高いレーザを使用した場合でも、干渉パターンを生じさせることなく、均一な照明を可能とした照明装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、照射光軸上に複数のレンズから構成されるフライアイレンズを具備し、該フライアイレンズに平行光束を入射させ、前記レンズにより光束を分割し、該レンズの射出端に各入射端を対峙させて長さの異なる複数の光ファイバを配設し、該光ファイバの射出端を集光レンズの入射側焦点、略焦点に配置し、前記集光レンズにより各前記光ファイバから射出される分割光束を被照射体に重畳して照射させる様構成した照明装置に係るものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、照射光軸上に複数のレンズから構成されるフライアイレンズを具備し、該フライアイレンズに平行光束を入射させ、前記レンズにより光束を分割し、該レンズの射出端に各入射端を対峙させて長さの異なる複数の光ファイバを配設し、該光ファイバの射出端を集光レンズの入射側焦点、略焦点に配置し、前記集光レンズにより各前記光ファイバから射出される分割光束を被照射体に重畳して照射させる様構成したので、光源がレーザ光線であった場合でも、干渉による照明むらを防止でき、又分割光束の重畳による平均化作用と、光ファイバによる平均化作用により、高度に平均化された照明光を得ることができる。又、光ファイバによりフライアイレンズから集光レンズ迄分割光束を導くので、被照射体がフライアイレンズの光軸上に位置してなくてもよく、配置の自由度が向上する等の優れた効果を発揮する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面を参照しつつ本発明を実施する為の最良の形態を説明する。
【００１６】
図１に於いて、本発明の実施の形態を示し、図中、図２中で示したものと同等のものには同符号を付してある。
【００１７】
光源部１はレーザである光源１１を有し、該光源１１の照射光軸２上に、第１レンズ３、第２レンズ４、フライアイレンズ５が配設されている。前記第１レンズ３は焦点ｆ1 、前記第２レンズ４は焦点ｆ2 、前記フライアイレンズ５は焦点ｆ4 をそれぞれ有し、前記光源部１、第１レンズ３、第２レンズ４、フライアイレンズ５の関係は、図２で示したと同様となっている。
【００１８】
更に、前記照射光軸２の延長上には第３レンズ６、被照射体７が配設され、前記第３レンズ６は焦点ｆ3 を有し、前記被照射体７は前記第３レンズ６に対して焦点ｆ3 の位置に設けられている。
【００１９】
前記フライアイレンズ５はＮ本のロッドレンズ９-1…９-nから構成され、該各ロッドレンズ９-1…９-nに対応してＮ本の光ファイバ１２-1…１２-nが配設され、該光ファイバ１２-1…１２-nの入射端は前記ロッドレンズ９-1…９-nの射出端側の焦点ｆ4 に合致する様に位置決めされている。又、前記光ファイバ１２-1…１２-nは、長さが異なっており、長さの差はレーザ光線の可干渉距離以上となっている。
【００２０】
該光ファイバ１２-1…１２-nの射出端部は、前記照射光軸２と平行に配設され、射出端は前記第３レンズ６の反被照射体７側の焦点ｆ3 の位置となっている。
【００２１】
尚、前記第３レンズ６の光軸と前記フライアイレンズ５の光軸（前記照射光軸２）は、必ずしも合致している必要はなく、前記光ファイバ１２-1…１２-nの入射端が前記ロッドレンズ９-1…９-nの射出端側の焦点ｆ4 に合致し、又前記光ファイバ１２-1…１２-nの射出端が前記第３レンズ６の焦点ｆ3 に合致する関係を有していればよい。
【００２２】
而して、前記光源１１と前記フライアイレンズ５の入射端側の焦点ｆ4 位置とは共役、或は略共役の関係にあり、前記フライアイレンズ５の入射端側の焦点ｆ4 位置と前記被照射体７の照射位置とは共役、或は略共役の位置となっている。
【００２３】
以下、作用について説明する。
【００２４】
前記光源部１の光源１１の光源像は、前記第１レンズ３により前記第２レンズ４の焦点ｆ2 の位置に結像され、前記第２レンズ４より平行光束として射出される。前記フライアイレンズ５のロッドレンズ９-1…９-nにより、光束がＮ等分され、Ｎ等分された分割光束は該ロッドレンズ９-1…９-nによりそれぞれ該ロッドレンズ９-1…９-nの射出端側の焦点ｆ4 の位置に結像される。
【００２５】
各分割光束は、前記光ファイバ１２-1…１２-nに入射端から入射し、該光ファイバ１２-1…１２-nを通って射出端から射出する。
【００２６】
分割光束が前記光ファイバ１２-1…１２-nを通過する過程で、該光ファイバ１２-1…１２-n内部で不規則な反射を繰返し、分割光束自体の光むらが平均化される。又、該光ファイバ１２-1…１２-nは、長さがレーザ光線の可干渉距離以上異なっているので、該光ファイバ１２-1…１２-nから射出された分割光束は相互で干渉することが抑制される。
【００２７】
該光ファイバ１２-1…１２-nの射出端は、前記第３レンズ６の入射側焦点ｆ3 に合致しているので、該第３レンズ６を透過した分割光束は平行光束となって前記被照射体７の前記第３レンズ６の光軸位置に照射され、又Ｎの分割光束が該第３レンズ６の光軸上で重畳される。
【００２８】
上記した様に、分割光束は前記光ファイバ１２-1…１２-nを通過する過程で平均化され、又分割光束相互での干渉が抑止され、重畳されることで更に平均化される。
【００２９】
而して、均一な照射光を得ることができる。
【００３０】
尚、上記実施の形態では、光源をレーザとして説明したが、発熱光等であっても同様に実施可能であることは言う迄もない。
【００３１】
又、上記実施の形態では、フライアイレンズ５を構成するＮ本のレンズとして、ロッドレンズの例で示したが、集光レンズとして機能するレンズであればよく、通常の単一凸レンズ、或は、２つの凸レンズからなるレンズ系で構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の実施の形態を示す概略構成図である。
【図２】従来例を示す概略構成図である。
【符号の説明】
【００３３】
１              光源部
２              照射光軸
３              第１レンズ
４              第２レンズ
５              フライアイレンズ
６              第３レンズ
７              被照射体
８              光源
９              ロッドレンズ
１１            光源
１２            光ファイバ
【図１】
2006234954.tif 000003
【図２】
2006234954.tif 000004