(57)【要約】      （修正有）【課題】光源の交換前後で光量測定装置に測定される光束の光量が変化するのを防止した光照射装置を提供する。【解決手段】光量測定装置は、光源と、光源から射出した光束１０の光量を測定する光量測定装置とを備え、３個以上の複数のディテクタ部２１を有し、光束１０の周部に沿ってそれぞれ配設され、複数のディテクタ部２１に測定された光束１０の光量の総和に基づいて光束１０の光量が測定されることを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源から射出した光束の光量を測定する光量測定装置であって、
前記光束の周部に沿って前記光束の光軸を中心とする等角度間隔で配設される少なくとも２個の複数のディテクタ部を有し、
前記複数のディテクタ部で測定された前記光束の光量の総和に基づいて前記光束の光量が測定されることを特徴とする光量測定装置。
【請求項２】
請求項１に記載の光量測定装置を複数備え、前記複数の光量測定装置で測定された前記光束の光量の総和に基づいて前記光束の光量が測定されることを特徴とする光量測定装置。
【請求項３】
前記ディテクタ部は、前記光束の一部を変更する光学部材と、前記光学部材によって偏向された前記光束の一部の光量を測定するディテクタとからなることを特徴とする請求項１もしくは請求項２に記載の光量測定装置。
【請求項４】
前記光源から射出した前記光束を試料に照射する光照射装置であって、請求項１から請求項３のうちいずれか一項記載の光量測定装置を備えて構成されることを特徴とする光照射装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光量測定装置とこの光量測定装置を備えた光照射装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光照射装置は、ランプ等の光源と、光源から射出した光束に種々の光学的処理を行う光学系とを備え、ターゲットの表面に所定の照度を有する均一な光束を照射するように構成される。このような光照射装置には、光照射装置から照射される光束の照度を監視するための光量測定装置が設けられている。
【０００３】
光量測定装置は、光量を測定可能なディテクタ部を主体に構成される。ディテクタ部は、光源から射出した光束の周部１箇所に配設され、このディテクタ部により測定された光束の周部１箇所における光量に基づいて光束の光量が測定されるようになっている。
【０００４】
このように構成された光量測定装置を使用する前には、まず、光照射装置の光束の照射位置に基準照度計（原器）を配置し、この基準照度計（原器）に所定の照度が測定されるように光照射装置を調整する。その後、この状態で光量測定装置（ディテクタ部）に測定された光束の光量を基準照度（光量）として定義する。そして、光照射装置の使用時には、先に定義された基準照度（光量）に基づいて光量測定装置により光照射装置から照射される光束の照度が監視される。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２６１１４１号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、光源の寿命等により光源の交換を行うと、光源の取付位置が光源の交換前に比べて若干変化するため、光源から射出する光束の位置も光源の交換前に比べて若干変化する。しかしながら、光源の交換を行ってもディテクタ部の取付位置は変化しないため、光源の交換によりディテクタ部に対する光束の相対位置が変化してしまう。
【０００７】
そのため、光束の周部１箇所に配設されたディテクタ部では、光源の交換時にディテクタ部に対する光束の相対位置が変化することにより、光束の周部において光束とディテクタ部とが重なる面積、すなわちディテクタ部における光束の検出面積が変化して、ディテクタ部により測定される光束の光量が変化する。すなわち、光源の交換前後で光量測定装置に測定される光束の光量が変化してしまう。
【０００８】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、光源の交換前後で光量測定装置に測定される光束の光量が変化するのを防止する光量測定装置及びこれを備えた光照射装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
このような目的達成のため、請求項１に係る発明の光量測定装置は、光源から射出した光束の光量を測定する光量測定装置であって、光束の周部に沿って光束の光軸を中心とする等角度間隔で配設される少なくとも２個の複数のディテクタ部を有し、複数のディテクタ部で測定された光束の光量の総和に基づいて光束の光量が測定されることを特徴とする。
【００１０】
請求項２に係る発明の光量測定装置は、請求項１に記載の光量測定装置を複数備え、複数の光量測定装置で測定された光束の光量の総和に基づいて光束の光量が測定されることを特徴とする。
【００１１】
請求項３に係る発明の光量測定装置は、請求項１もしくは請求項２に記載の光量測定装置において、ディテクタ部は、光束の一部を変更する光学部材と、光学部材によって偏向された光束の一部の光量を測定するディテクタとからなることを特徴とする。
【００１２】
請求項４に係る発明の光照射装置は、光源から射出した光束を試料に照射する光照射装置であって、請求項１から請求項３のうちいずれか一項記載の光量測定装置を備えて構成されることを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の好ましい実施形態について説明する。本発明に係る光照射装置の概略構成を図２に示している。この光照射装置１は、所定の光を発光する光源２と、光源２から射出した光束１０に所定の光学的処理を行う第１レンズ・フィルタ部３と、第１レンズ・フィルタ部３を通過した光束１０の照度を変えるＮＤ部４と、ＮＤ部４を通過した光束１０に所定の光学的処理を行う第２レンズ・フィルタ部５と、第２レンズ・フィルタ部５を通過した光束１０の向きを変えるミラー６と、ミラー６に反射された光束１０をターゲット９の表面上に導く投影レンズ部７と、これらを囲む筐体８とを備えて構成される。
【００１４】
このように概略構成される光照射装置１において、光源２から射出した光束１０は、第１レンズ・フィルタ部３、ＮＤ部４、そして第２レンズ・フィルタ部５をそれぞれ通過し、ミラー６で向きを変えたのち投影レンズ部７を通過することにより、種々の光学的処理が行われ、所定の照度を有する均一な光束となってターゲット９の表面上に照射される。
【００１５】
このような光照射装置１には、光照射装置１から照射される光束１０の照度を監視するための光量測定装置２０が設けられている。光量測定装置２０は、光束１０の光量を測定可能なディテクタ部２１を主体に構成され、ＮＤ部４と第２レンズ・フィルタ部５との間に配設される。
【００１６】
ディテクタ部２１は、光量を測定可能なディテクタ２２と、光束１０の周部に配設されて光束１０の一部をディテクタ２２に導くプリズム２３とを備え、プリズム２３によって導かれた光の光量をディテクタ２２が測定するように構成される。そして、このディテクタ部２１（ディテクタ２２）により測定された光束１０の周部における光量に基づいて、光束１０の光量が測定されるようになっている。
【００１７】
さて、光照射装置１の光源２には、例えば、ハロゲンランプやキセノンランプ等のランプが用いられ、このような光源２（ランプ）は寿命等により定期的に交換される。光源２の交換を行うと、光源２の取付位置が光源２の交換前に比べて若干変化するため、光源２から射出する光束１０の位置も光源２の交換前に比べて若干変化する。しかしながら、光源２の交換を行ってもディテクタ部の取付位置は変化しないため、光源２の交換によりディテクタ部に対する光束１０の相対位置が変化してしまう。
【００１８】
図３（ａ）に従来の光量測定装置５０を示す。光量測定装置５０のディテクタ部５１のプリズム５３が光束１０の周部の１箇所に配設されている。この光量測定装置５０では、光源２の交換時にディテクタ部５１に対する光束１０の相対位置が変化することにより、図３（ｂ）に示すように、光束１０の周部において光束１０とディテクタ部５１のプリズム５３とが重なる面積、すなわちディテクタ部５１における光束１０の検出面積が変化して、ディテクタ部５１により測定される光束１０の光量が変化するおそれがある。すなわち、光源２の交換前後で光量測定装置に測定される光束１０の光量が変化するおそれがある。
【００１９】
そこで、本実施形態に係る光量測定装置２０は、図１（ａ）に示すように、４個のディテクタ部２１を備えて構成され、これら４個のディテクタ部２１に測定された光束１０の周部における光量の総和に基づいて光束１０の光量が測定されるようになっている。このとき、４個のディテクタ部２１の４個のプリズム２３は、光束１０の周部に沿ってそれぞれ配設され、ディテクタ部２１のディテクタ２２にそれぞれ光束１０の一部を導くようになっている。また、４個のプリズム２３は、光束１０の周部において光束１０の光軸１１を中心として等角度（９０度）間隔で配設される。図１（ａ）では、光束１０の上下および左右の周部にそれぞれ互いに対向して位置している。
【００２０】
そして、４個のプリズム２３によって導かれた光の光量を４個のディテクタ２１がそれぞれ測定し、４個のディテクタ２２に測定された光の光量の総和、すなわち、４個のディテクタ２２（ディテクタ部２１）に測定された光束１０の周部における光量の総和に基づいて光束１０の光量が測定されるようになっている。
【００２１】
４個のプリズム２３が光束１０の周部に沿ってそれぞれ配設された場合、例えば、図１（ｂ）に示すように、光源２の交換時にディテクタ部２１に対する光束１０の相対位置が下方へ若干変化すると、光束１０の上周部に位置するプリズム２３と光束１０とが重なる面積は減少して、ディテクタ２２により測定される光束１０の光量が減少するが、光束１０の下周部に位置するプリズム２３と光束１０とが重なる面積は増加して、ディテクタ２２により測定される光束１０の光量は増加する。
【００２２】
また、光束１０の左右周部に位置する２個のプリズム２３と光束１０とが重なる面積は殆ど変化しないため、ディテクタ２２により測定される光束１０の光量は殆ど変化しない。この結果、ディテクタ部２１に対する光束１０の相対位置が下方へ若干変化しても、光束１０の上周部で測定される光量が減少するのに対して光束１０の下周部で測定される光量が増加し、また光束１０の左右周部で測定される光量が殆ど変化しないため、光源２の交換前後で４個のディテクタ２２（ディテクタ部２１）に測定される光束１０の周部における光量の総和は殆ど変化しない。
【００２３】
すなわち、光源２の交換により４個のディテクタ部２１に対する光束１０の相対位置が若干変化すると、光束１０の周部において光束１０と４個のディテクタ部２１のプリズム２３とが重なる面積が個々に変化し、それに伴ってディテクタ２２により測定される光束１０の光量は個々に変化するが、４個のプリズム２３が光束１０の周部に沿って光束の中心に対して等角度間隔で配設されることで、光束１０と４個のプリズム２３とがそれぞれ重なる面積の変化量、すなわち４個のディテクタ２２によりそれぞれ測定される光量の変化量は互いに相殺されるため、４個のディテクタ２２（ディテクタ部２１）に測定された光束１０の周部における光量の総和は殆ど変化しない。
【００２４】
これにより、光源２の交換により４個のディテクタ部２１に対する光束１０の相対位置が若干変化しても、４個のディテクタ２２（ディテクタ部２１）に測定された光束１０の周部における光量の総和は殆ど変化しないことから、光源２の交換前後で光量モニター２０に測定される光束１０の光量が変化するのを防止することができる。
【００２５】
光量測定装置２０を使用するときには、まず、光照射装置１の使用前に、光照射装置１の光束１０のターゲット９が置かれる照射位置に図示しない基準照度計（原器）を配置し、この基準照度計（原器）に所定の照度が測定されるように光照射装置１を調整した後、この状態で光量測定装置２０に測定された光束１０の光量を基準照度（光量）として定義する。そして、光照射装置１の使用時には、先に定義された基準照度（光量）に基づいて光量測定装置２０により光照射装置１から照射される光束１０の照度が監視される。
【００２６】
この結果、４個のディテクタ部２１のプリズム２３が光束１０の周部に沿ってそれぞれ配設されているため、光源２の交換により４個のディテクタ部２１に対する光束１０の相対位置が若干変化すると、光束１０の周部において光束１０と４個のプリズム２３とが重なる面積が個々に変化し、それに伴って４個のディテクタ部２１のディテクタ２２により測定される光束１０の光量は個々に変化するが、光束１０と４個のプリズム２３とがそれぞれ重なる面積の変化量、すなわち４個のディテクタ２２によりそれぞれ測定される光量の変化量は互いに相殺されるため、４個のディテクタ２２（ディテクタ部２１）に測定された光束１０の周部における光量の総和は殆ど変化しない。
【００２７】
これにより、光源２の交換により４個のディテクタ部２１に対する光束１０の相対位置が若干変化しても、４個のディテクタ２２（ディテクタ部２１）に測定された光束１０の周部における光量の総和は殆ど変化しないことから、光源２の交換前後で光量測定装置２０に測定される光束１０の光量が変化するのを防止することができる。
【００２８】
なお、上述の実施形態において、４個のディテクタ部２１のプリズム２３が光束１０の周部に沿ってそれぞれ配設されているが、これに限られるものではなく、２個以上のディテクタ部（プリズム）が光束１０の周部に沿ってそれぞれ配設されていればよい。なお、ディテクタ部が２個の場合、すなわちディテクタ部が光束の周部の反対側にのみ配置されている場合には、光源の交換によって光束が光軸の中心から２個のディテクタ部のいずれかの方向に相対位置が変化した場合だけ、光源の交換前後で光量測定装置に測定される光束の光量が変化するのを防止することができる。
【００２９】
また、上述の実施形態において、４個のプリズム２３によって導かれた光の光量を４個のディテクタ２２がそれぞれ測定し、ディテクタ２２（ディテクタ部２１）に測定された光の光量の総和に基づいて光束１０の光量が測定されるようになっているが、これに限られるものではなく、複数のプリズムによって導かれた光の光量をプリズムよりも数の少ないディテクタへ導き、これらのディテクタ（ディテクタ部）に測定された光の光量の総和に基づいて光束の光量が測定されるようにしてもよい。
【００３０】
さらに、上述の実施形態において、本実施形態の光量測定装置２０は、複数のディテクタ部２１を光束１０の周部に等間隔に配置したものであるが、これに限られるものではなく、複数のディテクタ部を光束の周部に等間隔に配置した光量測定装置を光束の周部に沿って複数配置しても構わない。
【００３１】
例えば、４個のディテクタ部からなる２個の光量測定装置を任意の角度だけ離して、同一の周部に配置すると、個々のディテクタ部は周部に等角度間隔に配置されないが、個々の光量測定装置を構成するディテクタ部は等角度間隔で配置されており、光束とディテクタ部との相対位置が若干変化しても、光束の周部における光量の総和は殆ど変化しない。さらに光量測定装置が複数配置されることによって、光量の変化はより少なくなる。なお、複数配置する光量測定装置のディテクタの数は同数のものに限られず、ディテクタの数が異なる光量測定装置を組み合わせても構わない。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、光源の交換前後で光量測定装置に測定される光束の光量が変化するのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は本発明に係る光照射装置に構成される光量測定装置の配置図であり、（ｂ）は光量測定装置のディテクタ部に対する光束の相対位置が若干変化した状態を示す図である。
【図２】本発明に係る光照射装置の装置構成を示す概略図である。
【図３】（ａ）は従来の光照射装置に構成される光量測定装置の配置図であり、（ｂ）は従来の光量測定装置のディテクタ部に対する光束の相対位置が若干変化した状態を示す図である。
【符号の説明】
１  光照射装置
２  光源
１０  光束
１１  光軸
２０  光量測定装置
２１  ディテクタ部
２２  ディテクタ
２３  プリズム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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