(57)【要約】【課題】測定対象物からの反射光を適切に撮像することができる光学測定装置を提供する。【解決手段】光学測定装置１Ａは、測定対象物２に対して光を照射する光源１０と、測定対象物２からの反射光Ｌｒを撮像する撮像部２０と、光源１０を制御する制御部３０と、を備え、光源１０は、１以上の発光素子１２を含む複数の領域に配置された複数の発光素子１２を有し、複数の発光素子１２は、複数の発光素子１２から照射される照射光Ｌ１〜Ｌｎの光軸が測定対象物２を向くように配置され、制御部３０は、複数の発光素子１２を複数の領域ごとに制御する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定対象物に対して光を照射する光源と、
前記測定対象物からの反射光を撮像する撮像部と、
前記光源を制御する制御部と、を備え、
前記光源は、１以上の発光素子を含む複数の領域に配置された複数の発光素子を有し、
前記複数の発光素子は、前記複数の発光素子から照射される照射光の光軸が前記測定対象物を向くように配置され、
前記制御部は、前記複数の発光素子を前記複数の領域ごとに制御する、光学測定装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記複数の発光素子の出力を前記複数の領域ごとに制御し、
前記制御部は、前記複数の領域のうち、前記照射光の光軸と、前記測定対象物から前記撮像部に向かう反射光の光軸とのなす角度が大きくなる領域ほど、当該領域における前記発光素子の出力が大きくなるように、前記複数の発光素子の出力を制御する、請求項１に記載の光学測定装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記複数の発光素子を前記撮像部のフレームレートよりも高速で点滅させると共に、前記複数の発光素子の点滅条件を前記複数の領域ごとに制御し、
前記制御部は、前記複数の領域のうち、前記照射光の光軸と、前記測定対象物から前記撮像部に向かう反射光の光軸とのなす角度が大きくなる領域ほど、当該領域における前記発光素子の所定時間あたりの点灯時間が長くなるように、前記複数の発光素子の点滅条件を制御する、請求項１に記載の光学測定装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記複数の発光素子を前記複数の領域ごとに順番に点灯させる、請求項１に記載の光学測定装置。
【請求項５】
前記複数の発光素子は、湾曲面に配置されている、請求項１〜４のいずれか一項に記載の光学測定装置。
【請求項６】
測定対象物に対して光を照射する光源と、
前記測定対象物からの反射光を撮像する撮像部と、を備え、
前記光源は、種類ごとに互いに異なる波長帯域の光を照射する複数種類の発光素子を有し、
前記複数種類の発光素子は、光軸が前記測定対象物を向くように配置されている、光学測定装置。
【請求項７】
前記複数種類の発光素子は、種類ごとに互いに異なる領域に配置され、
前記複数種類の発光素子から照射される照射光の光軸と、前記測定対象物から前記撮像部に向かう反射光の光軸とのなす角度が大きい領域ほど、前記撮像部の感度が高い波長帯域の光を照射する種類の発光素子が配置されている、請求項６に記載の光学測定装置。
【請求項８】
前記複数種類の発光素子は、互いに混在して配置されている、請求項６に記載の光学測定装置。
【請求項９】
前記複数種類の発光素子を種類ごとに順番に点灯させる制御部を更に備える、請求項８に記載の光学測定装置。
【請求項１０】
前記複数種類の発光素子は、湾曲面に配置されている、請求項６〜９のいずれか一項に記載の光学測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば特許文献１には、測定対象物に対して光を照射する光源と、測定対象物からの反射光を撮像する撮像部と、を備えた光学測定装置が開示されている。この光学測定装置では、光学特性が互いに異なる複数の背景材料を用いて繰り返し測定を行うことにより、測定対象物が背景と判定される誤判定を減らすことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−９０４７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の光学測定装置では、光源として点光源が用いられている。このため、例えば測定対象物の形状によっては、測定対象物に十分に光を照射することができず、測定対象物からの反射光を適切に撮像できない場合がある。
【０００５】
本発明は上記を鑑みてなされたものであり、測定対象物からの反射光を適切に撮像することができる光学測定装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様に係る光学測定装置は、測定対象物に対して光を照射する光源と、測定対象物からの反射光を撮像する撮像部と、光源を制御する制御部と、を備え、光源は、１以上の発光素子を含む複数の領域に配置された複数の発光素子を有し、複数の発光素子は、複数の発光素子から照射される照射光の光軸が測定対象物を向くように配置され、制御部は、複数の発光素子を複数の領域ごとに制御する。
【０００７】
本発明の一態様に係る光学測定装置は、測定対象物に対して光を照射する光源と、測定対象物からの反射光を撮像する撮像部と、を備え、光源は、種類ごとに互いに異なる波長帯域の光を照射する複数種類の発光素子を有し、複数種類の発光素子は、光軸が測定対象物を向くように配置されている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、測定対象物からの反射光を適切に撮像することができる光学測定装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１実施形態に係る光学測定装置の概略構成図である。
【図２】図１に示される光源を測定対象物側から見た図である。
【図３】第２実施形態に係る光学測定装置の光源を測定対象物側から見た図である。
【図４】第３実施形態に係る光学測定装置の光源を測定対象物側から見た図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
［本願発明の実施形態の説明］
最初に本願発明の実施態様を列記して説明する。
【００１１】
本発明の一態様に係る光学測定装置は、測定対象物に対して光を照射する光源と、測定対象物からの反射光を撮像する撮像部と、光源を制御する制御部と、を備え、光源は、１以上の発光素子を含む複数の領域に配置された複数の発光素子を有し、複数の発光素子は、複数の発光素子から照射される照射光の光軸が測定対象物を向くように配置され、制御部は、複数の発光素子を複数の領域ごとに制御する。ここで、本願において、「反射光」は「拡散反射光」を含む。
【００１２】
この光学測定装置では、複数の発光素子が複数の領域ごとに制御されるので、例えば測定対象物の形状に合わせて、測定対象物に十分に光を照射することができる。これにより、測定対象物からの反射光を適切に撮像することができる。
【００１３】
本発明の一態様に係る光学測定装置では、制御部は、複数の発光素子の出力を複数の領域ごとに制御し、制御部は、複数の領域のうち、照射光の光軸と、測定対象物から撮像部に向かう反射光の光軸とのなす角度が大きくなる領域ほど、当該領域における発光素子の出力が大きくなるように、複数の発光素子の出力を制御してもよい。反射光強度は、照射光の光軸と反射光の光軸とのなす角度により異なり、この角度が大きくなるほど低下し易い。この場合、この角度が大きくなるほど、発光素子の出力が大きくなるので、この角度による反射光強度の低下を抑制することができる。
【００１４】
本発明の一態様に係る光学測定装置では、制御部は、複数の発光素子を撮像部のフレームレートよりも高速で点滅させると共に、複数の発光素子の点滅条件を複数の領域ごとに制御し、制御部は、複数の領域のうち、照射光の光軸と、測定対象物から撮像部に向かう反射光の光軸とのなす角度が大きくなる領域ほど、当該領域における発光素子の所定時間あたりの点灯時間が長くなるように、複数の発光素子の点滅条件を制御してもよい。上述のように、反射光強度は、照射光の光軸と反射光の光軸とのなす角度により異なり、この角度が大きくなるほど低下し易い。この場合、この角度が大きくなるほど、発光素子の点灯時間が長くなるので、この角度による反射光強度の低下を抑制することができる。
【００１５】
本発明の一態様に係る光学測定装置では、制御部は、複数の発光素子を複数の領域ごとに順番に点灯させてもよい。この場合、光源の位置を変えずに複数の入射角から測定対象物に光を照射し、反射光を撮像することができるので、反射光を適切に撮像することができる。なお、入射角とは、照射光の光軸と基準面の法線とのなす角度である。
【００１６】
本発明の一態様に係る光学測定装置では、複数の発光素子は、湾曲面に配置されていてもよい。この場合、光軸が測定対象物を向くように複数の発光素子を配置し易い。
【００１７】
本発明の一態様に係る光学測定装置は、測定対象物に対して光を照射する光源と、測定対象物からの反射光を撮像する撮像部と、を備え、光源は、種類ごとに互いに異なる波長帯域の光を照射する複数種類の発光素子を有し、複数種類の発光素子は、光軸が測定対象物を向くように配置されている。
【００１８】
この光学測定装置では、複数種類の発光素子が種類ごとに互いに異なる波長帯域の光を照射するので、例えば測定対象物に合わせて測定に用いる波長帯域を選択することができる。これにより、測定対象物からの反射光を適切に撮像することができる。
【００１９】
本発明の一態様に係る光学測定装置では、複数種類の発光素子は、種類ごとに互いに異なる領域に配置され、複数種類の発光素子から照射される照射光の光軸と、測定対象物から撮像部に向かう反射光の光軸とのなす角度が大きい領域ほど、撮像部の感度が高い波長帯域の光を照射する種類の発光素子が配置されている。上述のように、反射光強度は、照射光の光軸と反射光の光軸とのなす角度により異なり、この角度が大きくなるほど低下し易い。この場合、この角度が大きい領域ほど、撮像部の感度が高い波長帯域の光を照射する種類の発光素子が配置されているので、この角度による反射光強度の低下の影響を抑制することができる。
【００２０】
本発明の一態様に係る光学測定装置では、複数種類の発光素子は、互いに混在して配置されていてもよい。この場合、測定対象物に対して、複数の波長帯域の光を混合して照射することができる。
【００２１】
本発明の一態様に係る光学測定装置では、複数種類の発光素子を種類ごとに順番に点灯させる制御部を更に備えてもよい。この場合、分光画像に相当する画像を容易に得ることができる。
【００２２】
本発明の一態様に係る光学測定装置では、複数種類の発光素子は、湾曲面に配置されていてもよい。この場合、光軸が測定対象物を向くように複数種類の発光素子を配置し易い。
【００２３】
［本願発明の実施形態の詳細］
本発明に係る光学測定装置の具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
【００２４】
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る光学測定装置の概略構成図である。図１に示されるように、光学測定装置１Ａは、光源１０と、撮像部２０と、制御部３０と、を備えている。光学測定装置１Ａは、測定対象物２に対して光を照射し、その反射光を撮像部２０で検出することで、測定対象物２に係る測定を行う装置である。測定対象物２は、特に限定されない。測定対象物２として、例えば、食品、薬品、工業製品、又は生体組織等が挙げられる。測定対象物２は、例えばステージ３上に配置されている。
【００２５】
図２は、図１に示される光源を測定対象物側から見た図である。図１及び図２に示される光源１０は、制御部３０に電気的に接続されている。光源１０は、制御部３０からの指示信号に基づいて、ステージ３上における測定対象物２に対して光を照射する。光源１０は、湾曲部材１１と、複数の発光素子１２と、を有している。
【００２６】
湾曲部材１１は、例えば矩形板をその短辺に沿って湾曲させた部材である。すなわち、湾曲部材１１は、長辺方向から見て、短辺の延在方向に沿う円弧状を呈している。なお、湾曲部材１１は、長辺方向から見て、短辺の延在方向に沿う楕円弧状を呈していてもよい。湾曲部材１１は、長辺方向には湾曲されていない。以下、湾曲部材１１の長辺方向をｘ方向とし、短辺方向をｙ方向とする。
【００２７】
湾曲部材１１は、湾曲面１１ａを有し、湾曲面１１ａが測定対象物２を向くように配置されている。湾曲面１１ａは、ｙ方向に沿って並ぶ複数（ここでは、ｎ）の領域Ｒ１〜Ｒｎを有している。領域Ｒ１〜Ｒｎは、ｘ方向に延在する帯状の領域である。湾曲部材１１は、ｙ方向の一端１１ｂが撮像部２０側、他端１１ｃがステージ３側に配置されている。一端１１ｂ及び他端１１ｃは、ステージ３に平行である。
【００２８】
発光素子１２は、例えば、高輝度及び低コヒーレンスな点光源である。発光素子１２は、例えば、ＬＥＤ（発光ダイオード）、ＬＤ（レーザダイオード）、又はＳＬＤ（スーパールミネッセントダイオード）である。複数の発光素子１２のそれぞれは、１以上の発光素子１２を含む複数の領域Ｒ１〜Ｒｎのいずれかに配置されている。各領域Ｒ１〜Ｒｎには、複数の発光素子１２がｘ方向において一列に配列されている。ここでは、複数の発光素子１２は、マトリックス状に配置されている。発光素子１２は、発光素子１２から照射される照射光Ｌの光軸が測定対象物２（具体的には、ステージ３上における測定対象物２が配置されるべき領域）を向くように配置されている。
【００２９】
複数の領域Ｒ１〜Ｒｎにおける発光素子１２から照射される照射光Ｌ１〜Ｌｎの光軸と、測定対象物２から撮像部２０に向かう反射光Ｌｒの光軸とは、角度θ１〜θｎをなしている。角度θ１〜θｎは、角度θ１からこの順に大きくなり、角度θｎで最大となる。
【００３０】
撮像部２０は、測定対象物２からの反射光Ｌｒを撮像する。撮像部２０は、制御部３０に電気的に接続され、制御部３０からの指示信号に基づいて撮像を行う。撮像部２０は、レンズ２１及びカメラ２２を有している。レンズ２１には、発光素子１２からの照射光Ｌ１〜Ｌｎが測定対象物２において反射された反射光Ｌｒが入射される。カメラ２２は、レンズ２１に入射された反射光Ｌｒを受光する。これにより、撮像部２０は、測定対象物２の撮像を行う。
【００３１】
カメラ２２は、例えば、光を電流に変換して出力する受光素子がライン状又は２次元に配置された受光面を有している。カメラ２２は、受光面において発生した電荷をＡ／Ｄ変換器によってデジタル変換し、波長領域ごとに光強度の分布を示すデジタル情報を生成する。生成されたデジタル情報は、図示しない分析部へ送られて、所望の演算処理等を行った後に出力される構成としてもよい。
【００３２】
撮像部２０は、画像を取得するイメージセンサであるが、ハイパースペクトルセンサであってもよい。ハイパースペクトル画像とは、一画素がＮ個の波長データにより構成されている画像であり、画素ごとにそれぞれ複数の波長に対応した反射強度データからなるスペクトル情報が含まれている。すなわち、ハイパースペクトル画像は、画像を構成する画素ごとに、それぞれ複数波長の強度データを持つという特徴から、画像としての二次元的要素と、スペクトルデータとしての要素をあわせ持った三次元的構成のデータである。なお、本実施形態では、ハイパースペクトル画像とは、１画素あたり少なくとも３つの波長帯域における強度データを保有している画素によって構成された画像のことをいう。
【００３３】
制御部３０は、光源１０及び撮像部２０に電気的に接続され、光源１０及び撮像部２０を制御する。制御部３０は、複数の発光素子１２の出力を領域Ｒ１〜Ｒｎごとに制御する。制御部３０は、例えば、複数の発光素子１２の駆動電流等を制御することで、複数の発光素子１２の出力を制御する。制御部３０は、複数の領域Ｒ１〜Ｒｎのうち、角度θ１〜θｎが大きくなる領域ほど、当該領域における発光素子１２の出力が大きくなるように、複数の発光素子１２の出力を制御する。上述のように、角度θ１〜θｎは、角度θ１からこの順に大きくなる。したがって、制御部３０は、複数の発光素子１２の出力が領域Ｒ１から領域Ｒｎに向かうにつれて大きくなるように、複数の発光素子１２の出力を制御する。
【００３４】
制御部３０は、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）、主記憶装置であるＲＡＭ（Random  Access  Memory）及びＲＯＭ（Read  Only  Memory）、光源１０及び撮像部２０との間の通信を行う通信モジュール、並びにハードディスク等の補助記憶装置等のハードウェアを備えるコンピュータとして構成される。そして、これらの構成要素が動作することにより、制御部３０としての機能が発揮される。
【００３５】
以上説明したように、光学測定装置１Ａでは、複数の発光素子１２が領域Ｒ１〜Ｒｎごとに制御されるので、例えば測定対象物２の形状に合わせて、測定対象物２に十分に光を照射することができる。これにより、測定対象物２からの反射光Ｌｒを適切に撮像することができる。
【００３６】
測定対象物２からの反射光には、光源１０からの照射光が測定対象物２の表面で正反射した正反射光と、光源１０からの照射光が測定対象物２の表面で拡散反射した拡散反射光と、がある。正反射光によれば、光量（強度）は多いものの測定対象物２の情報は少ないため、測定対象物２に係る情報を正確に検出することが困難である。また、撮像部２０に向かう反射光Ｌｒに正反射光が混入すると、カメラ２２のセンサ出力が飽和する場合がある。したがって、撮像部２０に向かう反射光Ｌｒは拡散反射光とし、正反射光が反射光Ｌｒに混入することを抑制する必要がある。特に、複数の領域Ｒ１〜Ｒｎのうち、照射光Ｌ１〜Ｌｎの光軸と、測定対象物２から撮像部２０に向かう反射光Ｌｒの光軸とのなす角度θ１〜θｎが小さくなる領域ほど、当該領域における発光素子１２が正反射光を反射光Ｌｒに混入させ易い。一方、複数の領域Ｒ１〜Ｒｎのうち、照射光Ｌ１〜Ｌｎの光軸と、反射光Ｌｒの光軸とのなす角度θ１〜θｎが大きくなる領域ほど、当該領域における発光素子１２による反射光Ｌｒの強度が低下し易い。このため、測定結果がダークレベル（ダークノイズ）に埋もれ易い。
【００３７】
そこで、制御部３０は、複数の領域Ｒ１〜Ｒｎのうち、照射光Ｌ１〜Ｌｎの光軸と、測定対象物２から撮像部２０に向かう反射光Ｌｒの光軸とのなす角度θ１〜θｎが大きくなる領域ほど、当該領域における発光素子１２の出力が大きくなるように、複数の発光素子１２の出力を制御する。これにより、複数の領域Ｒ１〜Ｒｎのうち、発光素子１２による正反射光が反射光Ｌｒに混入し易い領域では、発光素子１２の出力が小さくなるので、正反射光が反射光Ｌｒに混入することを抑制可能となる。一方、複数の領域Ｒ１〜Ｒｎのうち、発光素子１２による反射光Ｌｒの強度が低下し易い領域では、発光素子１２の出力が大きくなるので、反射光Ｌｒの強度が低下することを抑制可能となる。
【００３８】
また、光学測定装置１Ａでは、湾曲面１１ａに複数の発光素子１２が配置されている。このため、照射光Ｌ１〜Ｌｎの光軸が測定対象物２を向くように複数の発光素子１２を配置し易い。また、湾曲面１１ａはｘ方向には湾曲していないので、測定対象物２に対してｘ方向に沿って並んだ光源１０は、光を同方向に照射することができる。したがって、カメラ２２がラインカメラの場合に、カメラ２２の視野領域に均一な光量の光を照射することができる。
【００３９】
光学測定装置１Ａでは、制御部３０が複数の発光素子１２の出力を領域Ｒ１〜Ｒｎごとに制御する代わりに、複数の発光素子１２を点滅させると共に、複数の発光素子１２の点滅条件を領域Ｒ１〜Ｒｎごとに制御する構成としてもよい。この場合、制御部３０は、具体的には、複数の発光素子１２を撮像部２０のフレームレートよりも高速で点滅させる。制御部３０は、更に、複数の領域Ｒ１〜Ｒｎのうち、角度θ１〜θｎが大きくなる領域ほど、当該領域における発光素子１２の所定時間あたりの点灯時間が長くなるように、複数の発光素子１２の点滅条件を制御する。
【００４０】
つまり、制御部３０は、複数の発光素子１２の所定時間当たりの点灯時間が領域Ｒ１から領域Ｒｎに向かうにつれて大きくなるように、複数の発光素子１２の点滅条件を制御する。複数の発光素子１２は、撮像部２０のフレームレートよりも高速で点滅するので、このような点灯時間の制御により、照射光Ｌ１〜Ｌｎの実効的な強度（光量）が制御される。したがって、発光素子１２の出力を制御する場合と同等の効果が得られる。発光素子１２の一回あたりの点灯時間が一定値である場合、制御部３０は、点滅の周波数を制御することにより、照射光Ｌ１〜Ｌｎの実効的な強度を制御することができる。上述のように、光学測定装置１Ａでは、発光素子１２としてＬＥＤ、ＬＤ又はＳＬＤ等が用いられているため、このような高速点滅による調光が可能となる。例えばハロゲンランプを用いる光源では、電圧の変更により光量を調整することができるものの、電圧の変更後、光量が調整されるまでに時間（例えば数分以上）かかる。
【００４１】
光学測定装置１Ａでは、制御部３０が複数の発光素子１２の出力を領域Ｒ１〜Ｒｎごとに制御する代わりに、複数の発光素子１２を領域Ｒ１〜Ｒｎごとに順番に点灯（発光）させる構成としてもよい。制御部３０は、発光素子１２を点灯させる領域以外では、発光素子１２を消灯（発光停止）させる。これにより、測定対象物２に対して、複数の領域Ｒ１〜Ｒｎにおける発光素子１２から照射光Ｌ１〜Ｌｎが順番に照射される。制御部３０は、点灯させる領域の切り替えを撮像部２０のフレームレートと同期させて行う。このため、撮像部２０では、照射光Ｌ１〜Ｌｎによる反射光Ｌｒが順番に撮像される。
【００４２】
この構成によれば、照射光Ｌ１〜Ｌｎを測定対象物２に順番に照射することができる。つまり、光源１０の位置を変えずに、光源１０から複数の入射角から測定対象物２を順番に光を照射することができる。なお、入射角とは、照射光Ｌ１〜Ｌｎの光軸とステージ３の上面の法線とのなす角度である。照射光Ｌ１〜Ｌｎの入射角は、測定対象物２の直上に撮像部２０が配置されている場合θ１〜θｎに等しい。
【００４３】
例えば測定対象物２が立体物である場合、又は測定対象物２に凹凸が存在している場合、特定の入射角から測定対象物２に光を照射する光源では、撮像部２０に向かう反射光Ｌｒに正反射光が混入してセンサ出力が飽和したり、逆に反射光Ｌｒの強度が不足したりして、適切な撮像が行えない可能性がある。入射角を変更するために、光源自体を機械的に移動又は回転させる構成も考えられるが、時間、コスト及び保守の観点から望ましくない。
【００４４】
これに対して、光学測定装置１Ａでは、照射光Ｌ１〜Ｌｎを用いて複数の画像を取得することができるので、例えば、取得された複数の画像を分析し、適切な光強度の画像を測定結果として選択（ピックアップ）することができる。したがって、光学測定装置１Ａでは、測定対象物２の形状によらず、適切な撮像を行うことができる。なお、このような画像の分析処理は、例えば、図示しない分析部により行われてもよいし、制御部３０又は外部機器により行われてもよい。また、適切な光強度の画像が画素単位で選択され、計測画像として再構成されてもよい。
【００４５】
（第２実施形態）
続いて、図１及び図３を参照して、第２実施形態に係る光学測定装置１Ｂについて説明する。図３は、第２実施形態に係る光学測定装置の光源を測定対象物側から見た図である。光学測定装置１Ｂは、主に光源１０の点で、光学測定装置１Ａと相違している。以下では、光学測定装置１Ａとの相違点を中心にして、光学測定装置１Ｂについて説明する。
【００４６】
光学測定装置１Ｂの光源１０は、種類ごとに互いに異なる波長帯域λ１〜λｎの光を照射する複数種類の発光素子１２１〜１２ｎを有している。発光素子１２１〜１２ｎは、種類ごとに互いに異なる領域Ｒ１〜Ｒｎに配置され、波長帯域λ１〜λｎの照射光Ｌ１〜Ｌｎを照射する。発光素子１２１〜１２ｎは、照射光Ｌ１〜Ｌｎの光軸が測定対象物２（具体的には、ステージ３上における測定対象物２が配置されるべき領域）を向くように湾曲面１１ａに配置されている。撮像部２０の感度は、波長帯域λ１〜λｎの順で高くなり、波長帯域λ１で最も低く、波長帯域λｎで最も高い。すなわち、光学測定装置１Ｂでは、複数種類の発光素子１２１〜１２ｎから照射される照射光Ｌ１〜Ｌｎの光軸と、測定対象物２から撮像部２０に向かう反射光Ｌｒの光軸とのなす角度θ１〜θｎが大きい領域ほど、撮像部２０の感度が高い波長帯域の光を照射する種類の発光素子が配置されていると言える。
【００４７】
上述のように、角度θ１〜θｎが大きくなる領域ほど、反射光Ｌｒの強度が低下し易い。これに対して、光学測定装置１Ｂでは、角度θ１〜θｎが大きい領域ほど、撮像部２０の感度が高い波長帯域の光を照射する種類の発光素子が配置されているので、角度θ１〜θｎによる反射光強度の低下の影響を抑制することができる。
【００４８】
また、光学測定装置１Ｂでは、湾曲面１１ａに複数種類の発光素子１２１〜１２ｎが配置されている。このため、照射光Ｌ１〜Ｌｎの光軸が測定対象物２を向くように複数種類の発光素子１２１〜１２ｎを配置し易い。
【００４９】
（第３実施形態）
続いて、図１及び図４を参照して、第３実施形態に係る光学測定装置１Ｃについて説明する。図４は、第３実施形態に係る光学測定装置の光源を測定対象物側から見た図である。光学測定装置１Ｃは、主に光源１０の点で、光学測定装置１Ａと相違している。以下では、光学測定装置１Ａとの相違点を中心にして、光学測定装置１Ｃについて説明する。
【００５０】
光学測定装置１Ｃの光源１０は、種類ごとに互いに異なる波長帯域λ１〜λｎの光を照射する複数種類の発光素子１２１〜１２ｎを有している。発光素子１２１〜１２ｎは、互いに混在してマトリックス状に配置されている。ここでは、例えば、３種類の発光素子１２１〜１２３が、ｘ方向においてこの順に繰り返し配列されると共に、ｙ方向においてもこの順に繰り返し配列されている。発光素子１２１〜１２ｎは、波長帯域λ１〜λｎの照射光Ｌ１〜Ｌｎを照射する。発光素子１２１〜１２ｎは、照射光Ｌ１〜Ｌｎの光軸が測定対象物２（具体的には、ステージ３上における測定対象物２が配置されるべき領域）を向くように湾曲面１１ａに配置されている。なお、発光素子１２１〜１２ｎは、完全にランダムに配置されていてもよい。
【００５１】
このように光学測定装置１Ｃでは、種類ごとに互いに異なる波長帯域λ１〜λｎの光を照射する複数種類の発光素子１２１〜１２ｎを有し、発光素子１２１〜１２ｎが互いに混在して配置されている。このため、測定対象物２に対して、発光素子１２１〜１２ｎの照射光Ｌ１〜Ｌｎを混合して照射することができる。つまり、光学測定装置１Ｃによれば、例えば、同じ波長帯域の光を照射する１種類の発光素子を用いる場合に比べて、広帯域の光を測定対象物２に照射することができる。これにより、光源１０を実効的な白色光源とすることもできる。なお、各発光素子１２１〜１２ｎの波長帯域の幅（出力波長範囲）は、例えば１００ｎｍ程度である。
【００５２】
また、光学測定装置１Ｃでは、湾曲面１１ａに複数種類の発光素子１２１〜１２ｎが配置されている。このため、照射光Ｌ１〜Ｌｎの光軸が測定対象物２を向くように複数種類の発光素子１２１〜１２ｎを配置し易い。
【００５３】
本発明は上述した実施形態に限らず、様々な変形が可能である。
【００５４】
例えば、光学測定装置１Ａでは、湾曲面１１ａでなく１又は複数の平面に複数の発光素子１２が配置されていてもよい。光学測定装置１Ｂ，１Ｃでは、湾曲面１１ａになく１又は複数の平面に複数種類の発光素子１２１〜１２ｎが配置されていてもよい。このように平面の場合でも、複数の発光素子１２及び複数種類の発光素子１２１〜１２ｎは、照射光Ｌ１〜Ｌｎの光軸が測定対象物２を向くように配置される。
【００５５】
光学測定装置１Ａでは、各領域Ｒ１〜Ｒｎには、複数の発光素子１２が二列以上でｘ方向において配列されていてもよい。また、各領域Ｒ１〜Ｒｎには、１つ以上の発光素子１２が配置されていればよい。各領域Ｒ１〜Ｒｎに１つの発光素子１２が配置されている場合、制御部３０は、複数の発光素子１２を個別に制御することになる。
【００５６】
光学測定装置１Ｂでは、各領域Ｒ１〜Ｒｎには、複数種類の発光素子１２１〜１２ｎが二列以上でｘ方向において配列されていてもよい。また、各領域Ｒ１〜Ｒｎには、１つ以上の発光素子１２１〜１２ｎが配置されていればよい。各領域Ｒ１〜Ｒｎに１つの発光素子１２１〜１２ｎが配置されている場合、制御部３０は、発光素子１２１〜１２ｎを個別に制御することになる。
【００５７】
光学測定装置１Ｂ，１Ｃでは、制御部３０は、複数種類の発光素子１２１〜１２ｎを一斉に点灯又は消灯させる構成としてもよいが、これに限られず、例えば、複数種類の発光素子１２１〜１２ｎを種類ごとに順番に点灯させる構成としてもよい。この場合、例えば、撮像部２０が分光機能を有していなくても、分光画像に相当する画像（擬似的な分光画像）を容易に得ることができる。特に、光学測定装置１Ｃでは、複数種類の発光素子１２１〜１２ｎが互いに混在して配置されているため、複数種類の発光素子１２１〜１２ｎの配置の偏りによる照射光の波長依存性を抑制しながら（照射ムラの影響を抑えながら）、分光画像に相当する画像を得ることができる。また、光学測定装置１Ｂ，１Ｃでは、発光素子１２１〜１２ｎを一斉に点灯又は消灯させるためのスイッチを光源１０が備える構成としてもよい。
【符号の説明】
【００５８】
１Ａ〜１Ｃ…光学測定装置、２…測定対象物、１０…光源、１１ａ…湾曲面、１２，１２１〜１２ｎ…発光素子、２０…撮像部、３０…制御部、Ｌ１〜Ｌｎ…照射光、Ｌｒ…反射光、Ｒ１〜Ｒｎ…領域、θ１〜θｎ…角度、λ１〜λｎ…波長帯域。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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