(57)【要約】【課題】波長が異なる複数のＬＥＤの光を混ぜる際に、各ＬＥＤの波長の中間位置に生ずる意図しない光量増の影響を低減することができる光源装置を提供する。【解決手段】この光源装置は、第１の入光面４１と、第２の入光面４２と、出光面４４とを有するダイクロイックプリズムと、前記第１の入光面に向けて第１の波長で光量が最大となる光を照射する第１の光源ユニット１０と、前記第２の入光面に向けて第２の波長で光量が最大となる光を照射する第２の光源ユニット２０とを備え、前記ダイクロイックプリズムは、前記第１の波長を含む第１の波長帯域において前記第１の入光面から前記出光面への第１光路透過率が８５％以上であり、前記第２の波長を含む第２の波長帯域において前記第２の入光面から前記出光面への第２光路透過率が８５％であり、前記第１の波長帯域の上限波長と前記第２の波長帯域の下限波長とは１０ｎｍ以上離れている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の入光面と、第２の入光面と、前記第１の入光面から入光する光および前記第２の入光面から入光する光を出光する出光面とを有するダイクロイックプリズムと、
前記第１の入光面に向けて、第１の波長で光量が最大となる光を照射する第１の光源ユニットと、
前記第２の入光面に向けて、前記第１の波長より３０ｎｍ以上長い第２の波長で光量が最大となる光を照射する第２の光源ユニットとを備え、
前記ダイクロイックプリズムは、前記第１の波長を含む第１の波長帯域において前記第１の入光面から前記出光面への第１光路透過率が８５％以上であると共に、前記第２の波長を含む第２の波長帯域において前記第２の入光面から前記出光面への第２光路透過率が８５％以上であり、
前記第１の波長帯域の上限波長と前記第２の波長帯域の下限波長とは１０ｎｍ以上離れており、
前記第１の波長帯域の上限波長と該上限波長より１０ｎｍ長い波長との間で前記第１光路透過率が２５％以上低下し、および／又は、前記上限波長と該上限波長より３０ｎｍ長い波長との間で前記第１光路透過率が７０％以上低下し、
前記第２の波長帯域の下限波長と該下限波長より１０ｎｍ短い波長との間で前記第２光路透過率が２５％以上低下し、および／又は、前記下限波長と該下限波長より３０ｎｍ短い波長との間で前記第２光路透過率が７０％以上低下する光源装置。
【請求項２】
前記ダイクロイックプリズムが第３の入光面を有すると共に、前記出光面が前記第３の入光面から入光する光も出光するものであり、
前記第３の入光面に向けて、前記第２の波長より３０ｎｍ以上長い第３の波長で光量が最大となる光を照射する第３の光源ユニットを備え、
前記ダイクロイックプリズムは、前記第３の波長を含む第３の波長帯域において前記第３の入光面から前記出光面への第３光路透過率が８５％以上であり、
前記第２の波長帯域の上限波長と前記第３の波長帯域の下限波長とは１０ｎｍ以上離れており、
前記第２の波長帯域の上限波長と該上限波長より１０ｎｍ長い波長との間で前記第２光路透過率が２５％以上低下し、および／又は、前記第２の波長帯域の前記上限波長と該上限波長より３０ｎｍ長い波長との間で前記第２光路透過率が７０％以上低下し、
前記第３の波長帯域の下限波長と該下限波長より１０ｎｍ短い波長との間で前記第３光路透過率が２５％以上低下し、および／又は、前記第３の波長帯域の下限波長と該下限波長より３０ｎｍ短い波長との間で前記第３光路透過率が７０％以上低下する請求項１に記載の光源装置。
【請求項３】
前記ダイクロイックプリズムの前記出光面からの光が入光する円柱又は角柱形状のライトガイドを備えている請求項１又は２に記載の光源装置。
【請求項４】
前記ライトガイドはその軸方向に直交する断面の形状が正ｎ角形であり、ｎは５以上である請求項３に記載の光源装置。
【請求項５】
前記複数の光源ユニットにそれぞれ対応するように設けられ、前記各光源ユニットの光量を調整する複数の調光回路と、
前記各調光回路に制御信号を送信することにより前記各光源ユニットの光量を制御する制御部とを備え、
前記制御部が、
外部信号を受付ける外部信号入力部と、
前記各光源ユニットのための光量指示情報のある組合せを第１の組合せとし、前記各光源ユニットのための光量指示情報の他の組合せを第２の組合せとして格納している格納部と、
前記各調光回路に前記各光源ユニットの光量指示情報又は当該光量指示情報に対応した電圧値を出力する処理部とを備え、
前記処理部が、所定の条件を満たすと点灯制御開始段階に戻るように構成され、
前記処理部が、前記点灯制御開始段階になった後、前記外部信号入力部が第１回目の外部信号を受付けると前記第１の組合せの光量指示情報を各調光回路に送信し、前記外部信号入力部が第２回目の外部信号を受付けると前記第２の組合せの光量指示情報を各調光回路に送信するように構成されている請求項１〜４の何れかに記載の光源装置。
【請求項６】
前記複数の光源ユニットにそれぞれ対応するように設けられ、前記各光源ユニットの光量を調整する複数の調光回路と、
前記各調光回路に制御信号を送信することにより前記各光源ユニットの光量を制御する制御部とを備え、
前記制御部が、
複数種類の外部信号を受付ける外部信号入力部と、
前記外部信号の種類と前記各光源ユニットのための光量指示情報とが関連付けられた関連付け情報を格納している格納部と、
前記関連付け情報を参照し、前記外部信号入力部で受付ける前記外部信号の種類に応じた前記各光源ユニットの光量指示情報又は当該光量指示情報に対応した電圧値を前記各調光回路に出力する処理部とを有する請求項１〜４の何れかに記載の光源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種検査に用いる照明装置に光を供給する光源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の光源装置として、ＬＥＤと、該ＬＥＤからの光を集光するレンズと、該レンズからの光が一端から入光される光ファイバー束とを備え、該光ファイバー束の他端からの光を検査用の照明装置に供給するように構成されたものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
また、赤、緑、青色等の複数の色のＬＥＤ光を混合して光ファイバー束の一端に入光し、該光ファイバー束の他端からの光を検査用の照明装置に供給するように構成された光源装置が知られている（例えば、特許文献２参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１７５６３号公報
【特許文献２】特開２００８−１０２１４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年では、様々な色の光を光源装置で作成すると共に、作成した光を光ファイバー束等を用いて光源装置とは別体の照明装置に供給し、この照明装置により検査対象物を検査部位に応じて様々な色で照明し、これにより検査精度や検査効率をより向上する試みが行われている。この試みを行う際に、検査スピードや検査精度の向上のため、光ファイバー束の各ファイバーに均等に光を分配することと各ファイバーに入光させる光量をより向上することも要求される場合が多い。
【０００５】
一方、光源である例えば赤、緑、青等のＬＥＤからの光は、それぞれ６３０ｎｍ付近（赤色）、５２０ｎｍ付近（緑色）、４６０ｎｍ付近（青色）に光量のピークがあらわれるスペクトルを有するが、スペクトル上でピークの両側（長波長側および短波長側）になだらかに光量が低下する傾斜領域を有し、両側の傾斜領域がそれぞれ５０ｎｍを超える広範な波長帯に亘ってあらわれる場合もある。この場合、上記の緑色光（５３０ｎｍにピーク）の傾斜領域と青色光（４５０ｎｍにピーク）の傾斜領域とが一部重なる。このため、単純に上記緑色と青色のＬＥＤの光を混ぜると、両方のＬＥＤのピーク波長の中間位置で意図せず光量が増加する場合がある。
【０００６】
これに対し、ピーク光量から光量ゼロまでの片側の傾斜領域が２０〜３０ｎｍ程度の波長帯域に収まるピーキーなスペクトル特性を有するＬＥＤを用いることも可能であるが、検査の目的に応じて、広範な波長帯（例えば３０〜４０ｎｍ幅の波長帯）に亘ってなだらかな光量のピークがあらわれるＬＥＤが用いられる場合もある。例えば、緑色の光は人間の目で視認し易い光であるため、この帯域のトータル光量を増加するために、５１０ｎｍ〜５４０ｎｍの波長帯に亘ってなだらかな光量のピークがあらわれる緑色のＬＥＤを用いる場合がある。
【０００７】
光量のピークがなだらかになる場合、その両側の傾斜領域もなだらかになる傾向がある。このため、例えば単純に緑色と青色のＬＥＤの光を混ぜた場合に、両ＬＥＤのピーク波長の中間位置における前記意図しない光量増が顕著になる。この中間位置における意図しない光量増は、互いに光の色が異なる複数のＬＥＤの光を混ぜて検査対象物を照明する際にノイズになる場合があり、又は、当該ノイズを低減するために各ＬＥＤの出力の微調整をすることが必要となり、各ＬＥＤの出力設置に無用に時間を費やす状況を招来する。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、供給光量を確保しながら、互いに異なる波長に光量のピークを有する複数のＬＥＤの光を混ぜる際に、各ＬＥＤのピーク波長の中間位置に生ずる意図しない光量増の影響を低減することができる光源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】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を採用する。
本発明の第１の態様に係る光源装置は、第１の入光面と、第２の入光面と、前記第１の入光面から入光する光および前記第２の入光面から入光する光を出光する出光面とを有するダイクロイックプリズムと、前記第１の入光面に向けて、第１の波長で光量が最大となる光を照射する第１の光源ユニットと、前記第２の入光面に向けて、第１の波長より３０ｎｍ以上長い第２の波長で光量が最大となる光を照射する第２の光源ユニットとを備え、前記ダイクロイックプリズムは、前記第１の波長を含む第１の波長帯域において前記第１の入光面から前記出光面への第１光路透過率が８５％以上であると共に、前記第２の波長を含む第２の波長帯域において前記第２の入光面から前記出光面への第２光路透過率が８５％以上であり、前記第１の波長帯域の上限波長と前記第２の波長帯域の下限波長とは１０ｎｍ以上離れており、前記第１の波長帯域の上限波長と該上限波長より１０ｎｍ長い波長との間で前記第１光路透過率が２５％以上低下し、および／又は、前記上限波長と該上限波長より３０ｎｍ長い波長との間で前記第１光路透過率が７０％以上低下し、前記第２の波長帯域の下限波長と該下限波長より１０ｎｍ短い波長との間で前記第２光路透過率が２５％以上低下し、および／又は、前記下限波長と該下限波長より３０ｎｍ短い波長との間で前記第２光路透過率が７０％以上低下するように構成されている。
【００１０】
上記第１の態様では、第１の波長帯域の上限波長と第２の波長帯域の下限波長とは１０ｎｍ以上離れており、また、第１の波長帯域の上限波長よりも第２の波長帯域側と、第２の波長帯域の下限波長よりも第１の波長帯域側のそれぞれで、第１および第２光路透過率が急激に低下する。このため、第１および第２の光源ユニットの光量のスペクトルの傾斜領域が第１の波長帯域の上限波長と第２の波長帯域の下限波長との間に存在する状態で、第１および第２の光源ユニットを両方点灯しても、第１の波長帯域の上限波長と第２の波長帯域の下限波長との間の中間位置に生ずる意図しない光量増を効果的に低減することができる。
【００１１】
また、各光源ユニットからの光がダイクロイックプリズムに入光し、ダイクロイックプリズム内で各光源ユニットの光が混合されるシンプルな構成なので、各光源ユニットからの光の反射、屈折、界面通過の回数を少なくすることができる。この構成は供給光量を確保する上で有利である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、供給光量を確保しながら、互いに異なる波長に光量のピークを有する複数のＬＥＤの光を混ぜる際に、各ＬＥＤのピーク波長の中間位置に生ずる意図しない光量増の影響を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る光源装置の概略構成図である。
【図２】前記光源装置と検査工程の概略構成図である。
【図３】前記光源装置の調光回路および制御部の概略構成図である。
【図４】前記光源装置のダイクロイックプリズムの特性をあらわすグラフである。
【図５】前記光源装置のライトガイドの正面図および側面図である。
【図６】前記光源装置の制御を示すタイムチャートである。
【図７】前記光源装置の光量指示情報の組合せデータの例である。
【図８】前記光源装置の処理タイミングデータの例である。
【図９】反射面モデルと発光部の概略図である。
【図１０】照射効率を示す図表である。
【図１１】出光面ムラを示す図表である。
【図１２】本発明の第２の実施形態に係る光源装置の関連付け情報の例である。
【図１３】第２の実施形態の光源装置の処理タイミングデータの例である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の第１の実施形態に係る光源装置について図面を参照して以下に説明する。
この光源装置１は、図１〜図３に示すように、光ファイバー束２を介して照明装置７０に光を供給するものである。この光源装置１は、装置本体１ａと、装置本体１ａ内に取付けられた第１の光源ユニット１０、第２の光源ユニット２０、および第３の光源ユニット３０と、装置本体１０内に取付けられ、各光源ユニット１０，２０，３０の光がそれぞれ入光するダイクロイックプリズム４０と、装置本体１０内に取付けられ、ダイクロイックプリズム４０の出光面４４からの光が入光するライトガイド５０とを有する。
【００１５】
図１および図４に示すように、第１の光源ユニット１０は４５５ｎｍ付近に光量のピークを有する青色ＬＥＤ１１と、青色ＬＥＤ１１からの光を集光する集光レンズ１２とを有し、第２の光源ユニット２０は５１０ｎｍ〜５４５ｎｍ付近になだらかな光量のピークを有する緑色ＬＥＤ２１と、緑色ＬＥＤ２１からの光を集光する集光レンズ２２とを有し、第３の光源ユニット３０は６２５ｎｍ付近に光量のピークを有する赤色ＬＥＤ３１と、赤色ＬＥＤ３１からの光を集光する集光レンズ３２とを有する。ここで言う集光とは、ＬＥＤ１１，２１，３１からの光を、収束する光、略平行光、又は平行光よりも若干広がる光に屈折することを言う。本実施形態では各集光レンズ１２，２２，３２は各ＬＥＤ１１，２１，３１からの光を平行光又は若干収束する光にする。各集光レンズ１２，２２，３２は凸レンズ、ボールレンズ、複数枚の凸レンズの組合せ等から成る。
【００１６】
図１に示すように、ダイクロイックプリズム４０は、ガラスやプラスチック等の透光性を有する材料から成りそれぞれ三角柱形状である４つのレンズを結合したものであり、第１の入光面４１と、第２の入光面４２と、第３の入光面４３と、出光面４４とを有する。第１の光源ユニット１０が第１の入光面４１に光を照射し、第２の光源ユニット２０が第２の入光面４２に光を照射し、第３の光源ユニット３０が第３の入光面４３に光を照射するよう配置されている。ダイクロイックプリズム４０は、第１の入光面４１からの光を界面４０ａで反射し、第３の入光面４３からの光を界面４０ｂで反射し、第２の入光面４２からの光を透過することにより、各入光面４１，４２，４３からの光を出光面４４から出光する。
【００１７】
図１および図５に示すように、ライトガイド５０はガラスやプラスチック等の透光性を有する材料から成り、軸方向に直交する断面の形状が正ｎ角形である角柱形状を有する。本実施形態では断面は正六角形である。ライトガイド５０の一端はダイクロイックプリズム４０の出光面４４に近接又は接触している。介在する空気による光の減衰を低減することができるので、接触させる方が好ましい。
【００１８】
図２に示すように、ライトガイド５０は装置本体１ａに固定された取付筒１ｂ内に筒状のスペーサ１ｃを介して装着される。本実施形態では、光源装置１は互いに太さが異なるライトガイド５０を複数備えており、光ファイバー束２の径に応じたライトガイド５０が取付筒１ｂ内に装着されるようになっている。また、光源装置１は互いに太さが異なる、各ライトガイド５０に応じたスペーサ１ｃを備えており、何れの太さのライトガイド５０も取付筒１ｂと同心に配置されるように各スペーサ１ｃが形成されている。
【００１９】
ライトガイド５０を取付けた後に、ライトガイド５０の他端と光ファイバー束２の一端とが対向するように、光ファーバー束２の一端側が装置本体１ａに取付けられる。ライトガイド５０の他端からの光が光ファイバー束２の一端から各光ファイバー内に入るので、光ファイバー束２の一端の全ての光ファイバーがライトガイド５０の他端面の範囲内に入ることが好ましい。また、ライトガイド５０の他端と光ファイバー束２の一端とは近接又は接触している。介在する空気による光の減衰を低減することができるので、接触させる方が好ましい。
【００２０】
ダイクロイックプリズム４０は、その特性として、図４に示すように、第１の入光面４１から出光面４４への光の透過率である第１光路透過率と、第２の入光面４２から出光面４４への光の透過率である第２光路透過率と、第３の入光面４３から出光面４４への光の透過率である第３光路透過率とを有する。各光路透過率は光の波長により透過率が図４に示すように変化するものであり、第１光路透過率は第１の波長帯域（本実施形態では略４１５ｎｍ〜略４８５ｎｍ）でその透過率が８５％以上であり、第２光路透過率は第２の波長帯域（本実施形態では略５００ｎｍ〜略５８５ｎｍ）でその透過率が８５％以上であり、第３光路透過率は第３の波長帯域（本実施形態では略６１０ｎｍ〜略６８５ｎｍ）でその透過率が８５％以上である。
【００２１】
また、第１の波長帯域の上限波長と第２の波長帯域の下限波長とは２０ｎｍ以上離れており、第２の波長帯域の上下波長と第３の波長帯域の下限波長とは２５ｎｍ以上離れている。
さらに、第１の波長帯域の上限波長と該上限波長に１０ｎｍを加えた波長との間で第１光路透過率が３０％以上低下し、第１の波長帯域の上限波長と該上限波長に３０ｎｍを加えた波長との間で第１光路透過率が７０％以上低下している。
一方、第２の波長帯域の下限波長と該下限波長から１０ｎｍを減じた波長との間で第２光路透過率が３０％以上低下し、第２の波長帯域の下限波長と該下限波長から３０ｎｍを減じた波長との間で前記第２光路透過率が７０％以上低下している。
【００２２】
さらに、第２の波長帯域の上限波長と該上限波長に１０ｎｍを加えた波長との間で第２光路透過率が３０％以上低下し、第２の波長帯域の上限波長と該上限波長に３０ｎｍを加えた波長との間で第２光路透過率が７０％以上低下している。
また、第３の波長帯域の下限波長と該下限波長から１０ｎｍを減じた波長との間で第３光路透過率が３０％以上低下し、第３の波長帯域の下限波長と該下限波長から３０ｎｍを減じた波長との間で前記第３光路透過率が７０％以上低下している。
なお、第３の波長帯域の下限波長と該下限波長から１０ｎｍを減じた波長との間で第３光路透過率が５０％程度まで下がった後、もう一度５５％程度まで上昇しているが、一度５０％まで低下しているので、第３の波長帯域の下限波長と該下限波長から１０ｎｍを減じた波長との間で前記第３光路透過率は３５％低下していると言える。このように、最も透過率が低下している部分と比較し、上記の３０％以上、又は、７０％以上であるか否かを判断する。
【００２３】
なお、ダイクロイックプリズム４０の透過率は例えば周知の分光光度計を用いて確認することができる。分光光度計は、広帯域光（白色光等）の光源からフィルタ、プリズム、グレーティング（回折格子）等によって狭い波長帯域（数ｎｍ以下又は１ｎｍ以下の波長帯域）の光を短波長側又は長波長側から順次取り出し、取り出した光を試料（ダイクロイックプリズムの入光面）に照射すると共に、各波長帯域の透過光を光半導体、光電子増倍管等の光学的なセンサで検出し、各波長帯域について透過前の光量と透過後の光量とを比較することにより、波長と透過率との関係を測定できる装置である。例えば、日立ハイテクサイエンス社製や日立ハイテクノロジーズ（登録商標）社製の分光光度計（ＵＨ４１５０、Ｕ−３９００、Ｕ−３９００Ｈ、Ｕ−４１００等）を用いて上記の透過率を確認できる。
一方、周知の分光放射照度計を用いてダイクロイックプリズム４０の透過率を確認することも可能である。この場合、ダイクロイックプリズム４０の入光面に広帯域光（白色光等）を照射すると共に、出光面からの光について分光放射照度計を用いて波長と光量との関係を測定し、一方、ダイクロイックプリズム４０を通さない前記広帯域光についても分光放射照度計を用いて波長と光量との関係を測定し、両者を比較することにより、波長と透過率との関係を測定することができる。
【００２４】
図４のように、各光源ユニット１０，２０，３０の光量のピーク（４５５ｎｍ付近のピーク、５１０ｎｍ〜５４５ｎｍ付近のなだらかなピーク、６２５ｎｍ付近のピーク）は、それぞれ第１、第２および第３の波長帯域の中に入っている。
また、各光源ユニット１０，２０，３０の光量のピークの両側（長波長側および短波長側）の光量が低下する傾斜領域は、それぞれ第１、第２および第３の波長帯域の外側まで延びている。特に、第２の光源ユニット２０の光量のスペクトルは、光量が９５％以上となる部分をピークとすると、そのピークは略３０ｎｍの幅を有し、光量が９０％以上となる部分をピークとすると、そのピークは略４８ｎｍの幅を有するなだらかなピークを有しているので、その傾斜領域は広範な範囲に亘って延びている。光量が９５％以上となる部分が２０ｎｍを超える幅を有する場合や、光量が９０％以上となる部分が２５ｎｍや３０ｎｍを超える幅を有する場合も、なだらかなピークを有するスペクトル特性であると言える。
【００２５】
ここで、第１および第２の波長帯域の上限波長より長波長側や、第２および第３の波長帯域の下限波長より短波長側は、各光路透過率が急激に低下する。このため、ダイクロイックプリズム４０の出光面４４に到達する各波長帯域外の波長の光の量は、各光路透過率が急激に低下する分だけ低下する。
【００２６】
一方、この光源装置１は、図１、図３、図６および図７に示すように、青色ＬＥＤ１１、緑色ＬＥＤ２１、および赤色ＬＥＤ３１にそれぞれ対応するように設けられ、各ＬＥＤ１１，２１，３１の光量を調整する調光回路１３，２３，３３と、各調光回路１３，２３，３３に制御信号を送信することにより各ＬＥＤ１１，２１，３１の光量を制御する制御部６０と、各調光回路１３，２３，３３に電源からの電力を供給する電力供給線４とを有する。
【００２７】
制御部６０は、図３に示すように、複数種類の外部信号を受付ける外部信号入力部６１ａと、各ＬＥＤ１１，２１，３１の光量指示情報の組合せを複数格納している格納部６１ｂと、ＣＰＵ等のプロセッサーである処理部６１ｃとを備えた点灯制御部６１と、点灯制御部６１からの信号に基づき各調光回路１３，２３，３３に調光信号を送信するＢ調光信号回路６２、Ｇ調光信号回路６３およびＲ調光信号回路６４とを有する。
【００２８】
点灯制御部６１は、外部信号入力部６１ａ、格納部６１ｂおよび処理部６１ｃを有する一体のＩＣやコンピュータであってもよく、前記３つを別体のＩＣやコンピュータとして有する装置であっても良い。また、外部信号入力部６１ａ、格納部６１ｂおよび処理部６１ｃのうち一部又は全部が装置本体１ａの外部に設けられていても良いし、全て装置本体１ａの内部に設けられていても良い。点灯制御部６１に入力部６１ｄや表示部６１ｅを設けることも可能である。さらに、点灯制御部６１の外部信号入力部６１ａ、格納部６１ｂおよび処理部６１ｃと各調光信号回路６２，６３，６４とを一つの装置や基板内に設けることも可能であり、図１の３つの基板１ｇ内に分割して配置することも可能である。図１の３つの基板１ｇを１つの基板とすることも可能である。
【００２９】
点灯制御部６１の外部信号入力部６１ａには、トリガー信号、点灯許可／禁止信号、および初期リセット信号が入力される。本実施形態では、トリガー信号および初期リセット信号は検査工程に配置されたセンサ７１からの信号である。センサ７１は外部信号入力部６１ａに接続されている。例えばこの検査工程では、ベルトコンベア７２上の検査対象物Ｗを光源装置１からの光が供給される照明装置７０によって照明し、照明された位置でセンサやカメラ等のセンシング機器７３を使って検査用の検知又は撮像が行われる。このベルトコンベア７２にはドグと呼ばれるタイミング検知用部材７４が複数取付けられ、各タイミング検知用部材７４が光電センサ等のセンサ７１によって検知される。
【００３０】
検査対象物Ｗはタイミング検知用部材７４の位置に対応するようにベルトコンベア７２上に載置される。そして、ベルトコンベアが作動すると、センサ７１によって複数のタイミング検知用部材７４が順次検知され、その検知結果を外部信号入力部６１ａが受信する。本実施形態では、図２に示すように、検査対象物Ｗよりもベルトコンベア７２の進行方向前側に２つのタイミング検知用部材７４が取付けられ、検査対象物Ｗが配置された範囲に４つのタイミング検知用部材７４が取付けられている。
【００３１】
ベルトコンベア７２の進行方向前側の２つのタイミング検知用部材７４は互いに近接して取付けられており、このため、ベルトコンベアが作動するとセンサ７１は所定の時間内に２つのタイミング検知用部材７４を検知する。このように所定の時間内に生ずる２つの検出信号を本実施形態では初期リセット信号としている。他の信号を初期リセット信号としても良い。また、本実施形態では、外部信号入力部６１ａはベルトコンベア７２上に検査対象物Ｗが正常に載置されていることを確認するカメラおよび画像処理部を有する検査対象物確認部に接続され、ベルトコンベア７２に検査対象物Ｗが正常に載置されているか否かの信号を受付ける。具体的に、正常に載置されているとの信号を点灯許可信号として受付け、正常に載置されていないとの信号を点灯禁止信号として受付ける。外部信号入力部６１ａをベルトコンベア７２の制御部に接続し、ベルトコンベア７２が正常に作動しているとの情報を点灯許可信号として受付け、正常に作動していないとの情報を点灯禁止情報として受付けるよう構成することも可能である。
【００３２】
格納部６１ｂには、例えば図７のようなテーブルの形式やその他の形式により、各ＬＥＤ１１，２１，３１の光量指示情報の組合せを複数格納している。図７では、コード番号０００にＲ、Ｇ、Ｂ調光指示（赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、青色ＬＥＤの調光指示）がそれぞれ０である光量指示情報の組合せが格納されている。つまり、３つの「０」がそれぞれ光量指示情報である。コード番号００１には、Ｒ調光指示が４、Ｇ調光指示が４、Ｂ調光指示が２である光量指示情報の組合せが格納されている。
【００３３】
格納部６１ｂ又は点灯制御部６１内のＲＡＭ等のメモリーには、図８に示すように、タイミング番号とコード番号とが対応している処理タイミングデータが格納されている。本実施形態では、表示部６１ｅに映し出される情報を見ながら、検査員が入力部６１ｄを操作して処理タイミングデータを設定することができるように構成されている。即ち、検査員は、タイミング番号の数の増減や、各タイミング番号に対応するコード番号を任意に変更することができる。
【００３４】
処理部６１ｃは、格納部６１ｂ又は点灯制御部内のメモリーに格納されたプログラムにより、処理タイミングデータに基づいて各調光信号回路６２，６３，６４にそれぞれ信号を送るように作動し、各調光信号回路６２，６３，６４は受付ける信号に応じた調光信号を各調光回路１３，２３，３３に送る。
本実施形態の処理部６１ｃの処理を図６を参照しながら説明する。先ず、ベルトコンベア７２に検査対象物Ｗが正常に載置されていることを示す点灯許可信号を外部信号入力部６１ａを介して受付け（ステップＳ１）、初期リセット信号を外部信号入力部６１ａを介して受付けると（ステップＳ２）、図８のタイミング番号１の光量指示情報に応じた信号を各調光信号回路６２，６３，６４に送る（ステップＳ３）。
【００３５】
続いて、次にセンサ７１からタイミング検知用部材７４を検知した検知信号（トリガー信号Ｔ１）を外部信号入力部６１ａを介して受付けると（ステップＳ４）、点灯トリガー信号を各調光信号回路６２，６３，６４に送ると共に（ステップＳ５）、タイミング番号２の光量指示情報に応じた信号を各調光信号回路６２，６３，６４に送る（ステップＳ６）。これにより、各調光信号回路６２，６３，６４は、各ＬＥＤ１１，２１，３１がタイミング番号１の光量指示情報に応じた光量で所定時間だけ照射を行うように各調光回路１３，２３，３３を駆動する（図６のＡ１の状態になる）。ここで、ステップＳ５の前にステップＳ３で予め各調光信号回路６２，６３，６４がタイミング番号１の光量指示情報に応じた信号を受付けているので、ステップＳ５で点灯指示信号を受けた各調光信号回路６２，６３，６４は迅速且つ確実に各調光回路１３，２３，３３の駆動を行うことができ、検査の高速化を行う上で有利である。
【００３６】
続いて、次にセンサ７１からの検知信号（トリガー信号Ｔ２）を外部信号入力部６１ａを介して受付けると（ステップＳ７）、点灯トリガー信号を各調光信号回路６２，６３，６４に送ると共に（ステップＳ８）、タイミング番号３の光量指示情報に応じた信号を各調光信号回路６２，６３，６４に送る（ステップＳ９）。これにより、各調光信号回路６２，６３，６４は、各ＬＥＤ１１，２１，３１がタイミング番号２の光量指示情報に応じた光量で所定時間だけ照射を行うように各調光回路１３，２３，３３を駆動する（図６のＡ２の状態になる）。
【００３７】
続いて、次にセンサ７１からの検知信号（トリガー信号Ｔ３）を外部信号入力部６１ａを介して受付けると（ステップＳ１０）、点灯トリガー信号を各調光信号回路６２，６３，６４に送ると共に（ステップＳ１１）、タイミング番号４の光量指示情報に応じた信号を各調光信号回路６２，６３，６４に送る（ステップＳ１２）。これにより、各調光信号回路６２，６３，６４は、各ＬＥＤ１１，２１，３１がタイミング番号３の光量指示情報に応じた光量で所定時間だけ照射を行うように各調光回路１３，２３，３３を駆動する（図６のＡ３の状態になる）。
【００３８】
続いて、次にセンサ７１からの検知信号（トリガー信号Ｔ４）を外部信号入力部６１ａを介して受付けると（ステップＳ１３）、点灯トリガー信号を各調光信号回路６２，６３，６４に送る（ステップＳ１４）。これにより、各調光信号回路６２，６３，６４は、各ＬＥＤ１１，２１，３１がタイミング番号４の光量指示情報に応じた光量で所定時間だけ照射を行うように各調光回路１３，２３，３３を駆動する（図６のＡ４の状態になる）。
【００３９】
続いて、再び初期リセット信号を外部信号入力部６１ａを介して受付けると（ステップＳ１５）、ステップＳ３〜ステップＳ１４を繰り返す（ステップＳ１６）。なお、処理部６１ｃは、ベルトコンベア７２に検査対象物Ｗが正常に載置されていないことを示す点灯禁止信号を受付けると、それ以降にトリガー信号を受付けても、各調光信号回路６２，６３，６４に点灯トリガー信号を送信しない。このため、検査対象物Ｗが正常に載置されていない状態での無用な点灯が防止される。
【００４０】
これにより、図２における検査対象物ＷのＤ１の位置は図６においてＡ１の状態で照射され、Ｄ２の位置はＡ２の状態で照射され、Ｄ３の位置はＡ３の状態で照射され、Ｄ４の位置はＡ４の状態で照射される。このため、検査対象物ＷのＤ１、Ｄ２、Ｄ３およびＤ４の位置を異なる色の光で照明して検査することができる。
また、格納部６１ａに光量指示情報の組合せを複数格納できるので、検査工程において光の色や照射タイミングを設定する際に、その設定作業を容易に行うことができる。
【００４１】
本実施形態では、第１の波長帯域の上限波長と第２の波長帯域の下限波長とは２０ｎｍ以上離れている。また、第１の波長帯域の上限波長よりも第２の波長帯域側と、第２の波長帯域の下限波長よりも第１の波長帯域側のそれぞれで、第１および第２光路透過率が急激に低下する。このため、第１および第２の光源ユニット１０，２０の光量のスペクトルの傾斜領域が第１の波長帯域の上限波長と第２の波長帯域の下限波長との間に存在する状態で、第１および第２の光源ユニット１０，２０を片方又は両方点灯しても、第１の波長帯域の上限波長と第２の波長帯域の下限波長との間の中間位置に生ずる意図しない光量増の影響を低減することができる。
【００４２】
例えば、本実施形態のように緑色ＬＥＤ２１の光量スペクトルがなだらかなピークを有し、第２の波長帯域の下限波長が第１の波長帯域の上限波長よりも短波長側に存在する場合や、第２の波長帯域の下限波長よりも短波長側で第２光路透過率が急激に低下しない場合は、緑色ＬＥＤ２１だけを点灯しても青色又は青色に近い多くの光がダイクロイックプリズム４０の出光面４４から出ることになる。又は、青色ＬＥＤ１１と緑色ＬＥＤ２１の両方を点灯させた際に青色と緑色の中間位置の波長を有する光の量をコントロールすることが難しい、またはコントロールできない。これらの状況を本実施形態の構成は改善できる。
【００４３】
また、本実施形態では、第２の波長帯域の上限波長と第３の波長帯域の下限波長とは２５ｎｍ以上離れている。また、第２の波長帯域の上限波長よりも第３の波長帯域側と、第３の波長帯域の下限波長よりも第２の波長帯域側のそれぞれで、第２および第３光路透過率が急激に低下する。このため、第２および第３の光源ユニット２０，３０の光量のスペクトルの傾斜領域が第２の波長帯域の上限波長と第３の波長帯域の下限波長との間に存在する状態で、第２および第３の光源ユニット２０，３０を片方又は両方点灯しても、第１の波長帯域の上限波長と第２の波長帯域の下限波長との間の中間位置に生ずる意図しない光量増を効果的に低減することができる。
【００４４】
なお、第１の波長帯域の上限波長と第２の波長帯域の下限波長とが１０ｎｍ以上離れており、第２の波長帯域の上限波長と第３の波長帯域の下限波長とが１０ｎｍ以上離れていれば、上記と同様の作用効果を奏する。
また、本実施形態では、透過率が８５％以上の範囲を第１、第２および第３波長帯域としたが、ダイクロイックプリズム４０の透過特性が優れている場合、透過率が９０％以上の範囲を第１、第２および第３波長帯域とすることも可能である。この場合でも、第１の波長帯域の上限波長と第２の波長帯域の下限波長とが１０ｎｍ以上離れており、第２の波長帯域の上限波長と第３の波長帯域の下限波長とが１０ｎｍ以上離れていれば、上記と同様の作用効果を奏する。
さらに言えば、第１の波長帯域の上限波長よりも第２の波長帯域の下限波長の方が長波長であり、第２の波長帯域の上限波長よりも第３の波長帯域の下限波長の方が長波長であり、前記の光路透過率の急激な低下があれば、上記と同様の作用効果を達成する可能性がある。
一方、第１の波長帯域の上限波長と第２の波長帯域の下限波長とが４０ｎｍ以下の範囲にあり、第２の波長帯域の上限波長と第３の波長帯域の下限波長とが４０ｎｍ以下の範囲にあれば、互いにピーク波長が近い光の一方又は両方を照射する制御を行い、これにより例えば光の色に敏感な検査対象物の検査を効果的に行うことも可能になる。
【００４５】
また、本実施形態では、第１、第２および第３の波長帯域の上限波長又は下限波長から１０ｎｍの範囲で第１、第２又は第３の光路透過率が３０％以上低下する条件（条件１）や、第１、第２および第３の波長帯域の上限波長又は下限波長から３０ｎｍの範囲で第１、第２又は第３の光路透過率が７０％以上低下する条件（条件２）を示した。これに対し、（条件１）のみを満たしている場合や、（条件２）のみを満たしている場合でも、使用するＬＥＤ１１，２１，３１の光量スペクトルの特性にもよるが、上記と同様の作用効果を達成することが可能である。
一方、第１、第２および第３の波長帯域の上限波長又は下限波長から１０ｎｍの範囲で第１、第２又は第３の光路透過率が２５％以上低下する場合でも、上記と同様の作用効果を達成することが可能である。
【００４６】
なお、第３の光源ユニット３０を設けずに、第１の光源ユニット１０および第２の光源ユニット２０だけを使った光源装置１とすることも可能である。又は、第１の光源ユニット１０を設けずに、第２の光源ユニット２０および第３の光源ユニット３０だけを使った光源装置１とすることも可能であり、この場合は図４の第２の波長帯域と第２光路透過率がそれぞれ第１の波長帯域と第１光路透過率になり、第３の波長帯域と第３光路透過率がそれぞれ第２の波長帯域と第２１光路透過率になる。さらに、第１、第２、および第３の光源ユニット１０，２０，３０の何れか又は全部を紫外光や赤外光を出す光源ユニットとすることも可能である。
【００４７】
本実施形態では、各光源ユニット１０，２０，３０からの光がダイクロイックプリズム４０に入光し、ダイクロイックプリズム４０内で各光源ユニット１０，２０，３０の光が混合されるシンプルな構成なので、各光源ユニット１０，２０，３０からの光の反射、屈折、界面通過の回数を少なくすることができる。この構成は供給光量を確保する上で有利である。
【００４８】
また、ダイクロイックプリズム４０の出光面４４からの光が一端から入光する角柱形状のライトガイド５０を備えている。このため、光源ユニット１０，２０，３０の各光がライトガイド５０内で反射し、これによりライトガイド５０の他端面において各光の均一性を向上することができる。また、本実施形態では、光源ユニット１０，２０，３０からの光がダイクロイックプリズムの出光面４４から出る構成なので、出光面４４における各光源ユニット１０，２０，３０からの光の光軸を互いに合わせ易く、この構成もライトガイド５０の他端面において各光の均一性を向上させる上で有利である。
【００４９】
また、ライトガイド５０はその軸方向に直交する断面の形状が正ｎ角形であることが好ましく、この場合ｎは３以上である。図１０および図１１にライトガイド５０の断面形状と光の均一性のシミュレーション結果を示す。当該シミュレーションは、図９に示すように長さ６０ｍｍの筒状の反射面モデル１００を作成し、その一端の中心部に理想的な発光部１０１を配置し、発光部１０１から反射面モデル１００内に放射状に光を照射し、反射面モデル１００の他端面における光量の分布を計算したものである。このシミュレーションでは発光部１０１は全ての方向に同じ量の光を出すように設定され、反射面モデル１００の内周面は全ての光を減衰無く全反射するように設定されている。
【００５０】
図１０および図１１において、各断面形状は直径１０ｍｍの円がぴったり入る大きさである。このため、断面が正三角形の場合が一番断面積が大きく１２９．９ｍｍ２となっている。照射効率は、ライトガイドの他端面に到達する総光量に対し、ライトガイドの他端面における直径１０ｍｍの円内に到達する光量を百分率で示したものである。この結果は、ライトガイドから出た光を直径１０ｍｍ程度の光ファイバー束に入れる際の効率を検討する上で役立つ。
【００５１】
最大照度はライトガイドの他端面における直径１０ｍｍの円内における最大照度を示し、平均照度はライトガイドの他端面における直径１０ｍｍの円内における平均照度を示し、出光面ムラは最大照度が平均照度に対しどの程度数値が高いかを百分率で示したものである。
断面が円形に対し断面が多角形であるものは出光面ムラが明らかに小さくなるので、ライトガイドは角柱形状であることが好ましいことがわかった。また、照射効率を考慮すると、ライトガイドの断面が正ｎ角形である場合、ｎは５以上であることが好ましいことがわかった。
なお、ダイクロイックプリズム４０の出光面における光のムラがある程度少ない場合や、光のムラに対する要求レベルが低い場合は、円柱状のライトガイドでも十分であり、また、ライトガイド自体を設けずにダイクロイックプリズム４０の出光面４４からの光を光ファイバー束２の一端に直接入光することも可能である。
【００５２】
本発明の第２の実施形態に係る光源装置について図面を参照して以下に説明する。
この光源装置１は第１の実施形態に対して、外部信号入力部６１ａが受付ける信号と、格納部６１ｂに格納されている情報と、処理部６１ｃの処理が異なるだけで、その他の構成は第１の実施形態と同様である。このため、第１の実施形態と同様の構成に関する説明は割愛する。
【００５３】
格納部６１ｂには、例えば図１２のようなテーブルの形式やその他の形式により、外部信号の種類と、各ＬＥＤ１１，２１，３１の光量指示情報と、を関連付けた関連付け情報を格納している。図１２では、外部信号種類Ｘ００にＲ、Ｇ、Ｂ調光指示（赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、青色ＬＥＤの調光指示）がそれぞれ０である光量指示情報が関連付けられており、外部信号種類Ｘ０１、Ｘ０２等にもそれぞれＲ、Ｇ、Ｂ調光指示が関連付けられている。なお、センサ７１は、第１の実施形態でトリガー信号Ｔ１を送信していたが、本実施形態では外部信号Ｘ０１を送信し、Ｔ２の代わりにＸ０２を送信し、Ｔ３の代わりにＸ０３を送信し、Ｔ４の代わりにＸ０４を送信する。このため、外部信号入力部６１ａはトリガー信号Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４の代わりに外部信号Ｘ０１，Ｘ０２，Ｘ０３，Ｘ０４を受付ける。
【００５４】
本実施形態の処理部６１ｃの処理を図１３を参照しながら説明する。先ず、ベルトコンベア７２に検査対象物Ｗが正常に載置されていることを示す点灯許可信号を外部信号入力部６１ａを介して受付け（ステップＳ２１）、初期リセット信号を外部信号入力部６１ａを介して受付ける（ステップＳ２２）。
【００５５】
続いて、センサ７１からの外部信号（Ｘ０１）を外部信号入力部６１ａを介して受付けると（ステップＳ２３）、関連付け情報を参照して外部信号Ｘ０１の光量指示情報に応じた信号を各調光信号回路６２，６３，６４に送ると共に（ステップＳ２４）、点灯トリガー信号を各調光信号回路６２，６３，６４に送る（ステップＳ２５）。これにより、各調光信号回路６２，６３，６４は、各ＬＥＤ１１，２１，３１がＸ０１の光量指示情報に応じた光量で所定時間だけ照射を行うように各調光回路１３，２３，３３を駆動する（図１３のＡ１の状態になる）。
【００５６】
続いて、センサ７１からの外部信号（Ｘ０２）を外部信号入力部６１ａを介して受付けると（ステップＳ２６）、関連付け情報を参照して外部信号Ｘ０２の光量指示情報に応じた信号を各調光信号回路６２，６３，６４に送ると共に（ステップＳ２７）、点灯トリガー信号を各調光信号回路６２，６３，６４に送る（ステップＳ２８）。これにより、各調光信号回路６２，６３，６４は、各ＬＥＤ１１，２１，３１がＸ０２の光量指示情報に応じた光量で所定時間だけ照射を行うように各調光回路１３，２３，３３を駆動する（図１３のＡ２の状態になる）。
【００５７】
続いて、センサ７１からの外部信号（Ｘ０３）を外部信号入力部６１ａを介して受付けると（ステップＳ２９）、関連付け情報を参照して外部信号Ｘ０３の光量指示情報に応じた信号を各調光信号回路６２，６３，６４に送ると共に（ステップＳ３０）、点灯トリガー信号を各調光信号回路６２，６３，６４に送る（ステップＳ３１）。これにより、各調光信号回路６２，６３，６４は、各ＬＥＤ１１，２１，３１がＸ０３の光量指示情報に応じた光量で所定時間だけ照射を行うように各調光回路１３，２３，３３を駆動する（図１３のＡ３の状態になる）。
【００５８】
続いて、センサ７１からの外部信号（Ｘ０４）を外部信号入力部６１ａを介して受付けると（ステップＳ３２）、関連付け情報を参照して外部信号Ｘ０４の光量指示情報に応じた信号を各調光信号回路６２，６３，６４に送ると共に（ステップＳ３３）、点灯トリガー信号を各調光信号回路６２，６３，６４に送る（ステップＳ３４）。これにより、各調光信号回路６２，６３，６４は、各ＬＥＤ１１，２１，３１がＸ０４の光量指示情報に応じた光量で所定時間だけ照射を行うように各調光回路１３，２３，３３を駆動する（図１３のＡ４の状態になる）。
【００５９】
本実施形態によれば、外部信号の種類に応じて異なる色の光を供給できるので、検査工程において光の色や照射タイミングを設定する際に、その設定作業をより容易に行うことができる。
【００６０】
上記各実施形態において、ＬＥＤ１１，２１，３１として紫外線又は赤外線を照射するＬＥＤを用いることも可能である。この場合でも、各ＬＥＤ１１，２１，３１の光量が最大となる波長が互いに３０ｎｍ以上異なっていれば、上記と同様の作用効果を奏する。
また、上記各実施形態において、直方体又は立方体形状のダイクロイックプリズム４０をではなく、その他の形状のダイクロイックプリズムを用いることも可能である。この場合でも、各光源ユニット１０，２０，３０の光がそれぞれ入光する複数の入光面と、各入光面からの光が出光する単一の出光面を備えていれば、上記と同様の作用効果を奏する。
また、各実施形態において、装置本体１ａに設けられた第１ボリュームつまみ１ｄ、第２ボリュームつまみ１ｅおよび第３ボリュームつまみ１ｆにより、第１、第２および第３光源ユニット１０，２０，３０の光量をそれぞれ手動で調整することも可能である。
【符号の説明】
【００６１】
１…光源装置、２…光ファイバー束、４…電力供給線、１０…第１の光源ユニット、１１…青色ＬＥＤ、１２…集光レンズ、２０…第２の光源ユニット、２１…緑色ＬＥＤ、２２…集光レンズ、３０…第３の光源ユニット、３１…赤色ＬＥＤ、３２…集光レンズ、４０…ダイクロイックプリズム、４０ａ…界面、４０ｂ…界面、４１…第１の入光面、４２…第２の入光面、４３…第３の入光面、４４…出光面、５０…ライトガイド、６０…制御部、６１…点灯制御部、６１ａ…外部信号入力部、６１ｂ…格納部、６１ｃ…処理部、６２…Ｂ調光信号回路、６３…Ｇ調光信号回路、６４…Ｒ調光信号回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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