(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源側から照明領域に向かって順に、複数のレンズエレメントからなるフライアイインテグレータと、コンデンサレンズとが配置され、
前記コンデンサレンズの射出端面から前記照明領域までの最小の距離Ｌ0と、該照明領域の光軸方向のストロークＳと、前記コンデンサレンズの射出端面から前記フライアイインテグレータの入射端面に共役な面までの距離Ｌとは、次の条件式(１)を満足し、
Ｌ0 ≦ Ｌ ≦ Ｌ0＋Ｓ  …(１)
前記距離Ｌ0と、前記ストロークＳと、前記距離Ｌと、前記コンデンサレンズを通過した後の照明光の開口数ＮＡCと、前記照明領域の光軸方向に垂直な断面の大きさφ1と、前記フライアイインテグレータの射出端面に内接する円の直径φ2と、前記レンズエレメントの口径比Ｆ#とは、次の条件式(２)を満足する
【数１】
0004577169.tif 000005
ことを特徴とする照明光学系。
【請求項２】
請求項１に記載の照明光学系において、
前記距離Ｌ0と、前記ストロークＳと、前記距離Ｌとは、次の式(３)を満足する
Ｌ ＝ Ｌ0＋Ｓ／２  …(３)
ことを特徴とする照明光学系。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の照明光学系において、
前記フライアイインテグレータと前記コンデンサレンズとの間に、前記フライアイインテグレータの射出端面の光源像をリレーする光学系を備えた
ことを特徴とする照明光学系。
【請求項４】
請求項１から請求項３の何れか１項に記載の照明光学系において、
前記レンズエレメントの断面は四角形である
ことを特徴とする照明光学系。
【請求項５】
請求項１から請求項３の何れか１項に記載の照明光学系において、
前記レンズエレメントの断面は六角形である
ことを特徴とする照明光学系。
【請求項６】
請求項１から請求項５の何れか１項に記載の照明光学系と、
対象物を支持して前記照明領域の中に位置決めするステージと、
前記照明光によって照明されたときに前記対象物の像を形成する結像光学系とを備えた
ことを特徴とする光学装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フライアイインテグレータを用いた照明光学系および光学装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
照明ムラを低減するためにフライアイインテグレータを用いて照明光学系を構成することが知られている（例えば特許文献１を参照）。この光学系では、フライアイインテグレータの各レンズエレメントの入射端面の像をコンデンサレンズによって重畳的に投影し、像面における照明ムラを低減している。
【特許文献１】特開２００２−６２２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、上記の照明光学系では、コンデンサレンズの焦点近傍の光軸方向に垂直な面内でしか照明ムラを低減できず、略均一な照明領域を光軸方向にも拡張して三次元的な領域とすることはできなかった。
本発明の目的は、光軸方向に垂直な面内のみならず光軸方向にも略均一な照明領域を得ることができる照明光学系および光学装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の照明光学系は、光源側から照明領域に向かって順に、複数のレンズエレメントからなるフライアイインテグレータと、コンデンサレンズとが配置される。前記コンデンサレンズの射出端面から前記照明領域までの最小の距離Ｌ0と、該照明領域の光軸方向のストロークＳと、前記コンデンサレンズの射出端面から前記フライアイインテグレータの入射端面に共役な面までの距離Ｌとは、次の条件式(１)を満足する。
【０００５】
Ｌ0 ≦ Ｌ ≦ Ｌ0＋Ｓ  …(１)
前記距離Ｌ0と、前記ストロークＳと、前記距離Ｌと、前記コンデンサレンズを通過した後の照明光の開口数ＮＡCと、前記照明領域の光軸方向に垂直な断面の大きさφ1と、前記フライアイインテグレータの射出端面に内接する円の直径φ2と、前記レンズエレメントの口径比Ｆ#とは、次の条件式(２)を満足する
【０００６】
【数２】
0004577169.tif 000002
【０００７】
また、前記距離Ｌ0と、前記ストロークＳと、前記距離Ｌとは、次の式(３)を満足することが好ましい。
Ｌ ＝ Ｌ0＋Ｓ／２  …(３)
また、前記フライアイインテグレータと前記コンデンサレンズとの間に、前記フライアイインテグレータの射出端面の光源像をリレーする光学系を備えることが好ましい。
【０００８】
また、前記レンズエレメントの断面は四角形であることが好ましい。
また、前記レンズエレメントの断面は六角形であることが好ましい。
本発明の光学装置は、上記の照明光学系と、対象物を支持するステージと、前記照明光によって照明されたときに前記対象物の像を形成する結像光学系とを備えたものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の照明光学系および光学装置によれば、光軸方向に垂直な面内のみならず光軸方向にも略均一な照明領域を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を用いて本発明の実施形態を詳細に説明する。
（第１実施形態）
第１実施形態の照明光学系１０は、図１(ａ)に示す通り、光源１１側から照明領域１６に向かって順に、コレクタレンズ１２と、フライアイインテグレータ１３と、開口絞り１４と、コンデンサレンズ１５とが配置されたものである（透過型）。
【００１１】
本実施形態において要求される照明領域１６は、照明ＮＡおよび照度の均一な略柱状の領域である。すなわち、コンデンサレンズ１５の後側焦点近傍の光軸方向に垂直な面（以下「焦点面１７」）内のみならず、光軸方向にも拡張された三次元的な領域内の各点で、照明ＮＡおよび照度が均一となっている。
ここで、第１実施形態の照明光学系１０を例えば測定顕微鏡などに組み込む場合、要求される照明領域１６の光軸方向のストロークＳは２００ｍｍ、光軸方向に垂直な断面の大きさ（照野）φ1は１８ｍｍ、照明ＮＡは０.０６とすることが好ましい。
【００１２】
第１実施形態の照明光学系１０において、光源１１からの発散光束は、コレクタレンズ１２で略平行な光束に変換され、フライアイインテグレータ１３に入射する。フライアイインテグレータ１３の入射端面３Ａは、コレクタレンズ１２の後側焦点面と重なるように配置される。
また、フライアイインテグレータ１３の入射端面３Ａの大きさφ3は、コレクタレンズ１２からの略平行な光束の径φ0以下であることが望ましい（φ3≦φ0）。ここで、光束の径φ0は、コレクタレンズ１２の焦点距離ｆと光束の取り込みＮＡ0とを用い、コレクタレンズ１２が正弦条件を満足すると仮定して、次の式(４)で表される。
【００１３】
φ0＝２ｆ×ＮＡ0  …(４)
例えば、コレクタレンズ１２の焦点距離ｆを２８ｍｍ、光束の取り込みＮＡ0を０.７５とする場合、コレクタレンズ１２の後側焦点面における光束の径φ0は４２ｍｍとなる。このため、フライアイインテグレータ１３の入射端面３Ａの大きさφ3は４２ｍｍ以下（例えば４２ｍｍ）となる。
【００１４】
フライアイインテグレータ１３は、図１(ｂ)に示す通り、複数のレンズエレメント３Ｂを２次元的に束ねて、隙間なく接合したものである。各レンズエレメント３Ｂの断面は正六角形であり、フライアイインテグレータ１３の断面も略六角形となる。
また、フライアイインテグレータ１３の射出端面３Ｃ（図１(ａ)）は、光源１１と共役である。このため、射出端面３Ｃには、各レンズエレメント３Ｂごとに光源像が形成される。さらに、射出端面３Ｃには、コンデンサレンズ１５の前側焦点面が重なるように配置され、その近傍に開口絞り１４が配置される。
【００１５】
ここで、フライアイインテグレータ１３の射出端面３Ｃの大きさは、入射端面３Ａの大きさφ3と等しい。また、射出端面３Ｃに内接する円の直径φ2は、射出端面３Ｃが六角形の場合、次の式(５)で与えられる。例えば、入射端面３Ａの大きさφ3が４２ｍｍの場合、射出端面３Ｃに内接する円の直径φ2は３６.４ｍｍとなる。
φ2≒φ3×(√３／２)  …(５)
フライアイインテグレータ１３の射出端面３Ｃからの光束は、開口絞り１４とコンデンサレンズ１５とを介して照明領域１６に導かれる。このとき、フライアイインテグレータ１３の入射端面３Ａと共役な面（つまり上記の焦点面１７）には、フライアイインテグレータ１３の複数のレンズエレメント３Ｂの入射端面の像が、コンデンサレンズ１５によって重畳的に投影される。
【００１６】
コンデンサレンズ１５の焦点距離ｆ15と、コンデンサレンズ１５を通過した後の照明光の開口数ＮＡC（上記の照明ＮＡに対応する）とを用い、コンデンサレンズ１５が正弦条件を満足すると仮定して、開口絞り１４の直径φ14は、次の式(６)で表される。
φ14＝２ｆ15×ＮＡC  …(６)
例えば、コンデンサレンズ１５の焦点距離ｆ15を３００ｍｍとし、要求される照明ＮＡを０.０６とする場合、開口絞り１４の直径φ14は３６ｍｍとすればよい。
【００１７】
また、コンデンサレンズ１５の射出端面５Ａから照明領域１６までの最小の距離Ｌ0と、照明領域１６の光軸方向のストロークＳと、コンデンサレンズ１５の射出端面５Ａから上記の焦点面１７までの距離Ｌとは、次の式(７)を満足する。
Ｌ0 ≦ Ｌ ≦ Ｌ0＋Ｓ  …(７)
このため、コンデンサレンズ１５を通過した後の照明光が集中する焦点面１７を、照明領域１６の光軸方向のストロークＳの範囲内に設定することができ、照明領域１６を全体的に効率よく照明することが可能となる。
【００１８】
さらに、上記の距離Ｌ0と、ストロークＳと、距離Ｌとが、次の式(８)を満足する場合には、焦点面１７を挟んで光軸方向に等距離の範囲が、照明領域１６の光軸方向のストロークＳとなる。
Ｌ ＝ Ｌ0＋Ｓ／２  …(８)
このため、照明領域１６のうち、最もコンデンサレンズ１５の射出端面５Ａに近い面６Ａ（ストローク最小値）での周辺部の光量低下と、射出端面５ａから最も遠い面６Ｂ（ストローク最大値）での周辺部の光量低下とは、同程度になる。このように構成することで、照明領域１６のストロークＳを焦点面１７の前後に均等に振り分けて確保でき、最も効率的に照明領域１６を照明することが可能となる。
【００１９】
なお、光学系の設計においては、光学部材の寸法や照明光学系１０の全体の寸法の制限や、機械部品との干渉による制約などから、必ずしも上記の式(８)を満足できるとは限らない。式(８)を満足できない場合においても、それらの制約の範囲内で、式(７)に近づけることが好ましい。
さらに、コンデンサレンズ１５を通過した後の照明光は、図２(ａ)に示す通り、焦点面１７に開口数ＮＡCで集光した後、焦点面１７を通過して、開口数ＮＡCで発散する光となる。図２(ａ)には照明光の光路全体にハッチングを付した。焦点面１７における光束の径φ17は例えば３０ｍｍである。
【００２０】
また、照明光の光路（図２(ａ)）には、照明ＮＡおよび照度の均一な領域だけでなく、照明ＮＡおよび照度の不均一な領域も含まれている。この不均一な領域は、照明光の光路の周辺部に位置し、図２(ｂ)にハッチングを付した領域に相当する。そして、この不均一な領域の内側の略樽型の領域（太い点線枠１８で囲まれる領域）が、照明ＮＡおよび照度の均一な領域となる。
【００２１】
さらに、図２(ｂ)に示す均一な領域（点線枠１８）の大きさは、フライアイインテグレータ１３の各レンズエレメント３Ｂ（図１）の口径比Ｆ#に依存して変化する。口径比Ｆ#は、レンズエレメント３Ｂの焦点距離ｆ3Bと径φ3Bとを用い、次の式(９)で表される。
Ｆ#＝ｆ3B／φ3B  …(９)
傾向としては、口径比Ｆ#を小さくするほど、図２(ｂ)に示す均一な領域（点線枠１８）を広げることができる。ただし、口径比Ｆ#を小さくすると、口径比Ｆ#の二乗に反比例して、均一な領域（点線枠１８）の照度が低下する。
【００２２】
したがって、第１実施形態の照明光学系１０では、要求される照明領域１６（図１）と比べて、点線枠１８内の均一な領域（図２(ｂ)）の方が大きくなるように、各レンズエレメント３Ｂの口径比Ｆ#を決定し、さらに、照明領域１６における照度の低下も回避できるように、各レンズエレメント３Ｂの口径比Ｆ#を決定する。
すなわち、上記の距離Ｌ0と、ストロークＳと、距離Ｌと、照明光の開口数ＮＡC（照明ＮＡ）と、照明領域１６の光軸方向に垂直な断面の大きさ（照野）φ1と、フライアイインテグレータ１３の射出端面３Ｃに内接する円の直径φ2と、各レンズエレメント３Ｂの口径比Ｆ#とが、次の条件式(１０)を満足するように、口径比Ｆ#を決定する。
【００２３】
【数３】
0004577169.tif 000003
【００２４】
この条件式(１０)において、不等式の上限値に対応する条件は、図３(ａ),(ｂ)に示すように、要求される照明領域１６のうち、ストローク最小値およびストローク最大値の面６Ａ,６Ｂの少なくとも一方の外周が、点線枠１８と接するような条件である。本実施形態では、口径比Ｆ#を上限値より小さくするため、要求される照明領域１６を点線枠１８内の均一な領域に内包させることができる。なお、口径比Ｆ#が上限値を上回ると、照明領域１６より点線枠１８内の均一な領域の方が小さくなるため、照明領域１６において照明ＮＡまたは照度が不均一となってしまう。
【００２５】
さらに、条件式(１０)において不等式の下限値に対応する条件は、照明領域１６の照度を規定するものである。口径比Ｆ#を小さくして点線枠１８内の均一な領域を広げると、照明領域１６の照度は低下するが、口径比Ｆ#を上限値に設定したときの１／４の照度であれば許容できると考えられる。このため、口径比Ｆ#の下限値を、上限値の１／２とした。なお、口径比Ｆ#が下限値を下回ると、照度が低下して照明効率が悪くなる。
【００２６】
このように、第１実施形態の照明光学系１０では、レンズエレメント３Ｂの口径比Ｆ#を上記条件式(１０)の範囲内で構成するため、光軸方向に垂直な面（つまり焦点面１７）内のみならず光軸方向にも略均一な照明領域１６を得ることができる。そして、この三次元的な照明領域１６の全体における極めて均一な照明ＮＡと均一な照度とを実現することができ、かつ、効率的に照明領域１６を照明することが可能となる。
【００２７】
例えば、距離Ｌ0＝２００ｍｍ、ストロークＳ＝２００ｍｍ、距離Ｌ＝Ｌ0＋Ｓ／２＝３００ｍｍ、開口数ＮＡC＝０.０６、照野φ1＝１８ｍｍ、円の直径φ2＝３６.４ｍｍを上記の条件式(１０)に代入して計算すると、レンズエレメント３Ｂの口径比Ｆ#は、次の条件式(１１)を満足するように決定すればよい。
【００２８】
【数４】
0004577169.tif 000004
【００２９】
例えば、レンズエレメント３Ｂの焦点距離ｆ3Bを２０ｍｍ、径φ3Bを２ｍｍとすれば、上記の式(９)から口径比Ｆ#＝１０となり、条件式(１０)を満足することができる。
また、距離Ｌ＝３００ｍｍの場合、コンデンサレンズ１５の焦点距離ｆ15は３００ｍｍとすればよい。このとき、要求される照明ＮＡ＝０.０６を満足するためには、上記の式(６)から、開口絞り１４の直径φ14を３６ｍｍとすればよい。
【００３０】
第１実施形態の照明光学系１０の照度シミュレーションの結果を図４,図５に示す。図４(ａ)は、照明領域１６のうち、ストローク最小値の面６Ａでの照度分布を表している。また、図４(ｂ),図５(ａ)は、それぞれ、焦点面１７での照度分布と、ストローク最大値の面６Ｂでの照度分布を表している。各照度分布において、白い部分ほど照度が高い。
さらに、図４(ａ),(ｂ),図５(ａ)の各照度分布をグラフ化すると、図５(ｂ)のようになる。図５(ｂ)から分かるように、ストローク最小値の面６Ａからストローク最大値の面６Ｂまでの範囲（つまり照明領域１６のストロークＳ＝２００ｍｍの全域）で、要求される照野φ1＝１８ｍｍにおいて照度が略一定となっている。
【００３１】
なお、上記した第１実施形態では、フライアイインテグレータ１３の各レンズエレメント３Ｂの断面を正六角形としたが、本発明はこれに限定されない。レンズエレメント３Ｂの断面は、四角形（正方形や長方形）としてもよいし、円形としてもよく、照野の形状に応じて決めればよい。
このため、第１実施形態の照明光学系１０を目視観察用の光学系を備えた測定顕微鏡などに組み込む場合には、円形の照野を得るために、レンズエレメント３Ｂの断面を六角形または円形とすることが好ましい。六角形でも円形でも照明効率は略同じである。ただし六角形のように隙間なく接合した方が迷光を少なくできるため好ましい。
【００３２】
一方、目視観察を行わない画像測定装置などにおいては、画像を取り込むために用いる固体撮像素子の形状が一般に矩形である。したがって、照野も矩形とすることが好ましく、レンズエレメント３Ｂの断面も矩形（四角形）とすることが好ましい。レンズエレメント３Ｂの断面を四角形とする場合には、上記した六角形の場合と同様、隙間なくレンズエレメント３Ｂを接合することができ、迷光を少なくできる。
【００３３】
（第２実施形態）
第２実施形態の照明光学系２０は、図６に示す通り、第１実施形態の照明光学系１０のフライアイインテグレータ１３とコンデンサレンズ１５との間に等倍のリレー光学系(２１,２２)を配置し、リレー光学系(２１,２２)の中に径可変の絞り２３を配置し、上記の開口絞り１４に代えて径可変の開口絞り２４をリレー光学系(２１,２２)とコンデンサレンズ１５との間に配置したものである。
【００３４】
本実施形態において要求される照明領域２５が、第１実施形態の照明領域１６と同様、ストロークＳ＝２００ｍｍ、照野φ1＝１８ｍｍ、照明ＮＡ＝０.０６であるとすると、リレー光学系(２１,２２)以外の構成は、第１実施形態と同じになる。
リレー光学系(２１,２２)は、フライアイインテグレータ１３の射出端面３Ｃの光源像をコンデンサレンズ１５の開口絞り２４にリレーする光学系であり、焦点距離の等しい２枚のレンズ２１,２２からなる。レンズ２１,２２の焦点距離は例えば１００ｍｍである。
【００３５】
第２実施形態の照明光学系２０では、照明領域２５に対してケーラー照明を行うことができ、照明ＮＡと照野φ1とをそれぞれ独立に調整することができる。照明ＮＡの調整は、径可変の開口絞り２４によって行える。照野φ1の調整は、径可変の視野絞り２３によって行える。このため、例えば、照明領域２５の後側（図６の左側）に配置される観察部または撮像部の結像光学系の対物レンズの倍率変更に応じて、照明ＮＡや照野φ1を切り替えることが可能となる。
【００３６】
（第３実施形態）
ここでは、上記の照明光学系１０（図１）を備えた測定顕微鏡３０について説明する。
照明光学系１０は、測定顕微鏡３０のベース３１の内部に配置される。ベース３１の上面には、水平面内で移動可能なＸＹステージ３２が設置される。ＸＹステージ３２の上方には、結像光学系を有する観察部３３が配置される。
【００３７】
被測定物であるワーク(不図示)は、ＸＹステージ３２の上面に載置されて、照明光学系１０からの照明光により下方から照明される。このとき、ＸＹステージ３２上のワークを透過した光束が観察部３３の結像光学系に導かれ、結像光学系によって所定の像面にワークの像が形成される。
観察部３３は、厚みのあるワークの観察や測長などを可能とするため、ベース３１の上面に固定された支柱３４の直線案内機構によって、光軸方向（上下方向）に所定のストローク内で移動可能となっている。
【００３８】
ＸＹステージ３２のＸＹ方向の移動量は、不図示の移動量検出部（例えばリニアエンコーダなど）で検出され、測定顕微鏡３０の横に設置した表示部３５に表示される。
作業者は、ＸＹステージ３２上にワークを載置して観察を行い、手動操作によってＸＹステージ３２を移動させると共に、表示部３５に表示されたＸＹステージ３２の移動量に基づいてワークの形状寸法を測定する。
【００３９】
第３実施形態の照明光学系１０にて、フライアイインテグレータ１３（図１）のレンズエレメント３Ｂの口径比Ｆ#およびφ3Bは、ワークの寸法測定などに必要となる照野φ1や照明ＮＡやストロークＳから上記のようにして求めればよい。例えば、照野φ1は結像光学系の視野をカバーする大きさ、照明ＮＡは結像光学系に用いられる対物レンズのＮＡ、ストロークＳは観察部３４の上下動範囲とすればよい。
【００４０】
測定顕微鏡３０は主として目視観察を行う装置であるため、照明光学系１０のフライアイインテグレータ１３のレンズエレメント３Ｂの断面は正六角形とすることが好ましい。
第３実施形態の測定顕微鏡３０では、測定光学系１０を用いてワークを照明するため、光軸方向に厚みのあるワーク（例えば２００ｍｍ程度の厚みのワーク）であっても、照明ＮＡおよび照度が均一な三次元的な照明領域１６の中で効率良く照明することができる。このため、ワークの形状寸法の測定を精度よく行うことができる。
【００４１】
（第４実施形態）
ここでは、上記の照明光学系１０（図１）を備えた画像測定装置４０について説明する。
画像測定装置４０は、測定器本体(４１〜４４)と制御ユニット４５とで構成される。制御ユニット４５はコンピュータからなる。
【００４２】
照明光学系１０は、画像測定装置４０の測定器本体(４１〜４４)のベース４１の内部に配置される。ベース４１の上面には、水平面内で移動可能なＸＹステージ４２が設置される。ＸＹステージ４２の上方には、結像光学系およびＣＣＤカメラを有する撮像部４３が配置される。
被測定物であるワーク(不図示)は、ＸＹステージ４２の上面に載置されて、照明光学系１０からの照明光により下方から照明される。このとき、ＸＹステージ４２上のワークを透過した光束が撮像部４３の結像光学系に導かれ、結像光学系によってＣＣＤカメラの撮像面にワークの像が形成される。
【００４３】
撮像部４３は、厚みのあるワークの観察や測長などを可能とするため、ベース４１の上面に固定された支柱４４の直線案内機構によって、光軸方向（上下方向）に所定のストローク内で移動可能となっている。
ＸＹステージ４２のＸＹ方向の移動量は、不図示の移動量検出部（例えばリニアエンコーダなど）で検出され、制御ユニット４５に出力される。また、撮像部４３のＣＣＤカメラによって取り込まれたワークの画像も、制御ユニット４５に出力される。
【００４４】
制御ユニット４５は、測定器本体(４１〜４４)の機械駆動部（ＸＹステージ４２など）を制御すると共に、測定器本体(４１〜４４)の撮像部４３によって取り込まれたワークの画像を画像処理することで、ワークの形状寸法を自動測定する。
第４実施形態の照明光学系１０にて、フライアイインテグレータ１３（図１）のレンズエレメント３Ｂの口径比Ｆ#およびφ3Bは、ワークの寸法測定などに必要となる照野φ1や照明ＮＡやストロークＳから上記のようにして求めればよい。例えば、照野φ1は結像光学系の視野をカバーする大きさ、照明ＮＡは結像光学系に用いられる対物レンズのＮＡ、ストロークＳは撮像部４４の上下動範囲とすればよい。
【００４５】
画像測定装置４０は、矩形の固体撮像素子（例えばＣＣＤ撮像素子）によってワークを撮像するため、照明光学系１０のフライアイインテグレータ１３のレンズエレメント３Ｂの断面は四角形とすることが好ましい。
第４実施形態の画像測定装置４０では、測定光学系１０を用いてワークを照明するため、光軸方向に厚みのあるワーク（例えば２００ｍｍ程度の厚みのワーク）であっても、照明ＮＡおよび照度が均一な三次元的な照明領域１６の中で効率良く照明することができる。このため、ワークの形状寸法の測定を精度よく行うことができる。
【００４６】
（変形例）
なお、上記した実施形態では、図１に示す照明光学系１０を、図７に示す測定顕微鏡３０や図８に示す画像測定装置４０などの測定装置に組み込む例を説明したが、本発明はこれに限定されない。測定装置の他、立体物を観察する投影機などにも、本発明を適用できる。さらに、図１に示す照明光学系１０の他、図６に示す照明光学系２０を、測定装置や投影機などの光学装置に組み込んでもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】第１実施形態の照明光学系１０の構成を示す模式図である。
【図２】コンデンサレンズ１５を通過した後の照明光について説明する図である。
【図３】照明領域１６における照明ＮＡと照度の均一性について説明する図である。
【図４】照度シミュレーションの結果を示す図である。
【図５】照度シミュレーションの結果を示す図である。
【図６】第２実施形態の照明光学系２０の構成を示す模式図である。
【図７】第３実施形態の測定顕微鏡３０の構成を示す模式図である。
【図８】第４実施形態の画像測定装置４０の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００４８】
１０,２０  照明光学系  ；  １１  光源  ；  １６,２５  照明領域  ；
１３フライアイインテグレータ  ；  ３Ｂ  レンズエレメント  ；
１５コンデンサレンズ  ；  １７  焦点面  ；  ２１,２２  リレー光学系  ；
３０  測定顕微鏡  ；  ４０  画像測定装置  ；  ３１,４１  ベース  ；
３２,４２  ＸＹステージ  ；  ３３  観察部  ；  ４３  撮像部                                                                            
【図１】
0004577169.tif 000006
【図２】
0004577169.tif 000007
【図３】
0004577169.tif 000008
【図４】
0004577169.tif 000009
【図５】
0004577169.tif 000010
【図６】
0004577169.tif 000011
【図７】
0004577169.tif 000012
【図８】
0004577169.tif 000013