照射装置
【課題】簡単かつコンパクトな構成でありながらも、照射範囲が広い照射装置を提供すること。
【解決手段】検査対象物２からの透過光に基づく検査を行うための光を前記検査対象物２に照射する照射装置１０において、前記光源たる集光型放電ランプユニット５の光を点光源形成球レンズ５１に通して点光源６を形成し、当該点光源６から発散する光を前記検査対象物２に照射する構成とした。
【解決手段】検査対象物２からの透過光に基づく検査を行うための光を前記検査対象物２に照射する照射装置１０において、前記光源たる集光型放電ランプユニット５の光を点光源形成球レンズ５１に通して点光源６を形成し、当該点光源６から発散する光を前記検査対象物２に照射する構成とした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学部材の欠陥の検査に好適に用いることができる光投射型の照射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光学ガラスや他の工業製品の検査装置として、検査対象物に光を投射する光投射型の照射装置を用いた検査装置が知られている。この種の検査装置では、照射装置の光を種々のレンズを介して検査対象物に照射しつつ、検査対象物の画像をＣＣＤカメラ等の撮像装置で取り込んで所定の画像処理及び画像解析を行い、検査対象物の良否判定を行っている。
【０００３】
また画像処理や画像解析によらずに、照射装置で照射された検査対象物を人が目視することで、検査対象物の検査が行われる場合もある。
例えば、検査対象物が眼鏡レンズなど光透過性の光学部材の場合には、照射装置の照射によって検査対象物を透過した透過光をスクリーンに投射し、スクリーン上の照度パターンを検査者が目視観察することで、レンズ表面のキズや塵の付着、レンズ内部の泡や脈理等といった各種の欠陥を検査している（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
目視観察検査のための光学系の構成は、種々提案されており、例えば、バックミラー、光源、コリメータレンズ、及びフィルタから成り、光源の光を平行光化して検査対象物に照射する光学系が提案されている（例えば、特許文献２参照）。また、最も単純には、回転放物面反射鏡とランプを組み合せたランプユニットから平行光を出射させ、検査対象物に照射する構成も考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−２６１９４８号公報
【特許文献２】実開平１−１４６１４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、検査対象物が眼鏡レンズ等のような比較的小さな物ではなくて、光学系の光照射範囲に入りきらない大きな物である場合には、検査対象物を動かしながら全体を目視観察して検査する必要があり、検査者の負担が増大するとういう問題がある。
そこで、例えば、特許文献２に開示されている上記の光学系の構成に、平行光を拡げるための投射レンズを最終段に付加する構成も考え得るが、投射レンズの作成コストが高く、装置自体の価格上昇に繋がる。
一方、回転放物面反射鏡とランプを組み合せた光学系の構成では、回転放物面反射鏡の有効反射領域の面積で、光照射範囲の面積が決定されていることから、回転放物面反射鏡を大きくし有効反射領域を拡げることで光照射範囲を拡張することも可能であるが、そうすると、装置サイズが大きくなるという欠点がある。
【０００７】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、簡単かつコンパクトな構成でありながらも、照射範囲が広い照射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】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明は、検査対象物からの透過光又は反射光に基づく検査のための光を前記検査対象物に照射する照射装置において、光源が発する光を点光源形成球レンズに通して点光源を形成し、当該点光源から発散する光を前記検査対象物に照射することを特徴とする。
【０００９】
また本発明は、上記照射装置において、前記点光源形成球レンズを収め、内部に形成された前記点光源から発散する光を端部開口から出射する筒体と、前記筒体内の点光源形成球レンズの入射側、及び前記端部開口のそれぞれに設けられ、前記筒体の内面反射によって生じた光成分を遮蔽する内面反射遮蔽部材と、を備える特徴とする。
【００１０】
また本発明は、上記照射装置において、前記点光源の形成位置を光軸に沿って可変したことを特徴とする。
【００１１】
また本発明は、上記照射装置において、前記光源と前記点光源形成球レンズの間に、周方向に沿って開口幅が漸増する調光スリットを形成した調光板を設けたことを特徴とする。
【００１２】
また本発明は、上記照射装置において、前記光源と前記点光源形成球レンズの間に、波長選択フィルタを設けたことを特徴とする。
【００１３】
また本発明は、上記照射装置において、前記光源から発せられた発散する光を光軸の方向に曲げて発散を抑えて前記点光源形成球レンズに入射する入射用球レンズを備えることを特徴とする。
【００１４】
また本発明は、上記照射装置において、第１焦点、及び第２焦点を有する回転楕円反射鏡、及び前記第１焦点に発光点を位置させた放電ランプを有する前記光源と、前記光源の第２焦点と前記点光源形成球レンズの間に設けられ、前記第２焦点で集光し発散する光のうち前記第１焦点と前記発光点のズレに起因する成分を遮蔽する入射用遮蔽部材と、を備えることを特徴とする。
【００１５】
また本発明は、上記照射装置において、把持可能な大きさの筐体に、発光素子で構成された光源を設けてハンディー型に構成したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、光源の光を点光源形成球レンズに通して点光源を形成し、当該点光源から発散する光を検査対象物に照射する構成としたため、平行光を検査対象物に照射する場合に比べて広範囲に光を照射できる。さらに、発散光が検査対象物に照射されることで、検査対象物の透過光又は反射光の投射面に照射範囲の像が拡大投射されることから、小さな欠陥でも目視で十分に確認できる。また点光源を形成する光学系として球レンズたる点光源形成球レンズを用いたため、光学系の構成を簡単かつコンパクトにできる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１実施形態に係る照射装置の全体構成を示す斜視図である。
【図２】照射装置の外観構成を示す斜視図である。
【図３】照射装置の構成を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面図、（Ｃ）は正面図、（Ｄ）は背面図である。
【図４】図３（Ａ）のＡ−Ａ断面をみた側断面視図である。
【図５】調光板の構成を示す図である。
【図６】図３（Ｂ）のＢ−Ｂ断面をみた断面視図であって光軸の近傍を示す図である。
【図７】レンズホルダーの構成を示す図であり、（Ａ）は出射側の平面図、（Ｂ）は断面図である。
【図８】レンズホルダーの分解図である。
【図９】平行光形成用球レンズの入射光と出射方向の関係を示す図である。
【図１０】平行光形成用球レンズの入射光の違いによる投射像の差異を示す図であり、（Ａ）は光軸と交差しない入射光が入射した場合、（Ｂ）は光軸と交差した入射光が入射した場合を示す。
【図１１】回転楕円反射鏡、平行光形成用球レンズ及び点光源形成球レンズの配置を模式的に示す図である。
【図１２】平行光形成用球レンズへの入射の様子を示す図である。
【図１３】照射装置による検査の説明図であり、（Ａ）は検査対象たるターゲットを示し、（Ｂ）は集光型ランプユニットの光を直接照射した場合の照度パターンを示し、（Ｃ）は照射装置の検査光を照射した場合の照度パターンを示す。
【図１４】本発明の第２実施形態に係るハンディ型照射装置の構成を示す断面図である。
【図１５】点光源形成ユニットを拡大して示す図である。
【図１６】第２実施形態の応用例に係る照射装置ユニットの構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
＜第１実施形態＞
図１は、本実施形態に係る照射装置１０を備える検査システム１の構成を模式的に示す図である。
検査システム１は、例えば液晶パネルに用いられるガラス基板、或いは各種の光学部品といった透光性材を検査対象物２とし、当該検査対象物２の表面のキズや塵等の付着、内部の気泡や脈理等の発生といった各種の欠陥を目視で観察して検査可能にするシステムである。すなわち、図１に示すように、検査システム１は、検査対象物２の少なくとも検査対象領域Ｒ１の全体に検査光３を均一な光度で出射する照射装置１０と、検査対象物２の透過光を投射するスクリーン４とを備え、このスクリーン４に投射された透過光による照度パターンを検査者が目視観察し、欠陥の有無を検査する。
【００１９】
照射装置１０は、光源の一態様たる後述する集光型放電ランプユニット５と、当該集光型放電ランプユニット５の放射光が入射され光出射口１５の手前に点光源６を形成する後述の点光源形成球レンズ５１を含む光学系７とを備え、この点光源６から発散する発散光を検査光３として光出射口１５から出射し、検査対象物２に照射する。すなわち、照射装置１０では、平行光ではなく発散光が検査光３に用いられる。
スクリーン４は、照射装置１０の光軸Ｋに対して投射面４Ａが垂直になるように、当該照射装置１０から距離Ｌ１だけ離れた位置に配置され、これら照射装置１０とスクリーン４との間に検査対象物２が配置される。照射装置１０から検査対象物２までの距離Ｌ２は、検査対象領域Ｒ１の全域に検査光３が照射され、またスクリーン４の上に目視観察に十分な照度で照度パターンが投射されるように決定される。
本実施形態の照射装置１０では、光出射口１５と点光源６との間の距離を光軸Ｋに沿って可変することで検査光３の拡がり角αが調整可能に構成されており、拡がり角αの調整により検査光３の照射範囲を拡大／縮小自在になされている。なお、係る構成については、後に詳述する。
【００２０】
図２は、照射装置１０の外観構成を示す斜視図である。また図３は、照射装置１０の構成を示す図であり、図３（Ａ）は平面図、図３（Ｂ）は側面図、図３（Ｃ）は正面図、図３（Ｄ）は背面図である。
照射装置１０は、直方の箱形の装置本体１４を有し、この正面１４Ａには、上記光出射口１５が先端面に形成された筒体１６と、集光型放電ランプユニット５をオン／オフする点灯スイッチ１８と、光量を調整するための回転操作子である調光操作子２０と、装置本体１４に外気を導入する外気導入口２２とが設けられている。また、図２に示すように、装置本体１４には電源ケーブル２３が接続され、この電源ケーブル２３には商用の交流電力を直流電力に変換して装置本体１４に供給するＡＣ／ＤＣ電源アダプタ２６が設けられている。 図３に示すように、装置本体１４の背面１４Ｂには、例えばコンピュータ端末や画像処理検査装置のコントローラとの間で通信するための信号線が接続される接続コネクタ２８と、装置本体１４の内部の熱を排気する排気口２９とが設けられている。
【００２１】
図４は、図３（Ａ）のＡ−Ａ断面をみた側断面視図である。
装置本体１４には、正面１４Ａから背面１４Ｂ側にかけて、上記筒体１６と、調光板４０と、波長選択フィルタ４２と、上記光源の一例たる集光型放電ランプユニット５と、排気ファン４６とが、当該集光型放電ランプユニット５の光軸Ｋの直線上に配置されるように光源基台２４に取り付けられている。
【００２２】
集光型放電ランプユニット５は、第１焦点ｆ１、及び第２焦点ｆ２を有する回転楕円反射鏡４７と、第１焦点ｆ１に発光点が配置された放電ランプ４８とを備え、第２焦点ｆ２で集光する光を放射する。
回転楕円反射鏡４７は、内表面に誘電体多層膜を蒸着して可視光を反射し赤外線を透過する、いわゆるコールドミラーとして構成されている。本実施形態では、その楕円面４７Ａと光軸Ｋとの交点Ｐ０から第１焦点ｆ１までの距離が８ｍｍ、第２焦点ｆ２までの距離が６８ｍｍ、有効反射面の最大径が４５ｍｍ、第２焦点ｆ２におけるマージナル光線（図６）と光軸Ｋとの角度が３０°となるように形成されている。
【００２３】
放電ランプ４８は、本実施形態では１００Ｗ直流型の超高圧水銀ランプであって、その電極間距離が１〜１.５ｍｍに形成され、陰極側を回転楕円反射鏡４７の開口端４７Ｂに向け、陽極側を回転楕円反射鏡４７の底部４７Ｃの側に向けて取り付けられている。また、放電ランプ４８の電極間に生ずるアークの発光点は、放電ランプ４８の先端側、すなわち陰極先端部近傍が最も明るいため、その部分が第１焦点ｆ１に一致するように配されている。光源に放電ランプ４８を用いることで、高出力な検査光３が得られる。
装置本体１４には、前掲図２、及び図３に示すように、集光型放電ランプユニット５を覆う位置にスライドカバー１７が設けられており、このスライドカバー１７をスライドさせて集光型放電ランプユニット５にアクセスし、適宜に交換自在に構成されている。
【００２４】
筒体１６は、円柱状の部材であって装置本体１４の正面１４Ａから光軸Ｋに同軸に突出して設けられ、検査光３の出射端として機能する。すなわち、筒体１６は、集光型放電ランプユニット５からみて第２焦点ｆ２よりも遠くに配置され、第２焦点ｆ２で集光した後の光が入射され、先端側の端部開口である光出射口１５から検査光３を出射する。この筒体１６の内面１６Ａは鏡面に仕上げられている。
この筒体１６には、上記光学系７が内設されており、光学系７は、集光型放電ランプユニット５側から順に、光学ガラス（ＢＫ７、屈折率ｎ＝１.５１７）で形成され同一球径の入射球レンズ５０、及び点光源形成球レンズ５１と、所望の光を通過させるためのアパーチャ５２とを、光軸Ｋ上に設けて構成されている。この光学系７の詳細については、後に詳述する。
【００２５】
調光板４０は、集光型放電ランプユニット５の第２焦点ｆ２よりも当該集光型放電ランプユニット５の側に配置され、筒体１６に入射する光量を調整することで出射光量を可変する光学部材である。
具体的には、図５に示すように、所定直径の円周４０Ａに沿って順次に開口幅が漸次に広がる調光スリット４１（孔でも良い）が形成されている。この調光板４０の円周４０Ａに光軸を合わせて配置し、当該調光板４０を円周４０Ａの中心Ｏを軸に回転させることで、調光板４０を透過する光量が可変される。この調光板４０の回転は、調光操作子２０の回転操作量に基づいて図示せぬモータによって制御される。
【００２６】
波長選択フィルタ４２は、赤外波長成分の光をカットする透過型フィルタであり、集光型放電ランプユニット５の第２焦点ｆ２よりも当該集光型放電ランプユニット５の側であって、本実施形態では、調光板４０と集光型放電ランプユニット５との間に配置される。
波長選択フィルタ４２は、光軸Ｋに配置されるフィルタ材４３と、このフィルタ材４３を担持する板状の担持板４５とを備えている。この担持板４５の上端には摘み部４５Ａが形成されており、この摘み部４５Ａを摘んで装置本体１４から波長選択フィルタ４２を抜き差し自在に設けられている。これにより、波長選択フィルタ４２を所望の透過特性を有するものに簡単に交換できる。
上記フィルタ材４３は、光軸Ｋに対して傾斜角βで入射面が９０度±θ（θ＞０）に傾斜して配置されており、フィルタ材４３の入射面で反射した光が集光型放電ランプユニット５の回転楕円反射鏡４７に入射しないように構成されている。これにより、フィルタ材４３から回転楕円反射鏡４７に入射した光が第１焦点ｆ１で集光し放電ランプ４８が破損されることがない。
【００２７】
排気ファン４６は、集光型放電ランプユニット５の後方に位置して光源基台２４に取り付けられ、装置本体１４の背面１４Ｂに設けられた排気口２９から外部に排気する。装置本体１４の正面１４Ａの外気導入口２２には吸気ファン（不図示）が設けられており、これら吸気ファン及び排気ファン４６によって、装置本体１４の内部が冷却される。本実施形態では、排気ファン４６が水平方向（光軸Ｋ方向）からやや下向きに排気するように傾けて配置されており、冷却の効率化が図られている。
【００２８】
係る構成の下、集光型放電ランプユニット５が放射した光は、波長選択フィルタ４２及び調光板４０を通過することで波長選択、及び光量調整されて第２焦点ｆ２で集光する。そして、この集光した光が発散しながら筒体１６の光学系７に入射し、当該光学系７が含む点光源形成球レンズ５１によって筒体１６の中に点光源６が形成される。
光学系７は、上述の通り、入射球レンズ５０、及び点光源形成球レンズ５１と、アパーチャ５２とを、光軸Ｋ上に設けて構成されている。
入射球レンズ５０は、第２焦点ｆ２で集光し拡がる光を光軸Ｋの方向に屈折させることで曲げ発散を抑えて点光源形成球レンズ５１に入射する。
点光源形成球レンズ５１は、集光型放電ランプユニット５から入射球レンズ５０を通じて入射する光を焦点Ｓで集光して仮想的な点光源６を形成する。
アパーチャ５２は、光出射口１５に設けられた絞りであり、筒体１６の先端側の端部開口に設けられ、筒体１６の内面１６Ａ等での内面反射に起因した光成分を遮蔽しつつ、点光源６から発散する光の成分を出射する内面反射遮蔽部材として機能する。
【００２９】
上記入射球レンズ５０及び点光源形成球レンズ５１は、それぞれレンズホルダー６０に着脱自在に収納されて筒体１６に取り付けられており、これら入射球レンズ５０及び点光源形成球レンズ５１を、筒体１６の設計を変更することなく所望する径のものに容易に交換可能に構成されている。
【００３０】
図６は、図３（Ｂ）のＢ−Ｂ断面をみた断面視図であって光軸Ｋの近傍を示す図である。また図７はレンズホルダー６０の構成を示す図であり、図７（Ａ）は出射側の平面図、図７（Ｂ）は断面図である。図８はレンズホルダー６０の分解図である。
レンズホルダー６０は、図７、及び図８に示すように、筒体１６に嵌合する略円柱状のホルダ本体６３を有し、ホルダ本体６３の外周面には、全周に亘ってＵ溝７４（図７（Ｂ））が形成され、また、ホルダ本体６３の背面中央に凹部を形成して入射球レンズ５０、又は点光源形成球レンズ５１を収納する収納部６４が形成されている。
ホルダ本体６３のＵ溝７４に係合する係合片（図示せず）を筒体１６の内面１６Ａに設けることで、レンズホルダー６０が筒体１６の正確な位置に位置決めされる。なお、本実施形態では、入射球レンズ５０を収めたレンズホルダー６０のみが筒体１６の内面１６Ａに設けた係止片によって決められた位置に配置され、点光源形成球レンズ５１を収めたレンズホルダー６０にあっては移動自在に構成されている。
【００３１】
ホルダ本体６３の収納部６４の開口６４Ａには蓋体６５が嵌挿され、この蓋体６５によって収納部６４で入射球レンズ５０、又は点光源形成球レンズ５１が背面側から押さえ込まれて保持される。
すなわち、上記収納部６４よりも小さな入射球レンズ５０、又は点光源形成球レンズ５１を収納部６４に収納した場合でも、入射球レンズ５０、又は点光源形成球レンズ５１が押さえ付けられるまで蓋体６５を開口６４Ａに挿入することで、しっかり固定されることから、収納可能な入射球レンズ５０、又は点光源形成球レンズ５１の大きさに、ある程度の自由度を持たせ、所望の大きさの入射球レンズ５０、又は点光源形成球レンズ５１に自由に交換可能になる。
【００３２】
レンズホルダー６０の正面側、及び背面側の中央には、光軸Ｋに対応して光の入射口／出射口として機能する第１開口６６、及び第２開口６７が形成されている。第２開口６７は、収納部６４の開口６４Ａと略同じ開口径Ｑ２に形成されており、収納部６４に収められた入射球レンズ５０、又は点光源形成球レンズ５１の径Ｄの全体に対して光を入射、或いは出射する。一方、第１開口６６は、第２開口６７よりも小さな開口径Ｑ１に形成されており、入射球レンズ５０、又は点光源形成球レンズ５１に入射、或いは出射される光を光軸Ｋを中心に制限する。
【００３３】
図６に示すように、入射球レンズ５０を収めたレンズホルダー６０にあっては、第１開口６６を入射側、第２開口６７を出射側にして筒体１６の入射端に配置される。入射側の第１開口６６は、集光型放電ランプユニット５の放射光のうち、検査光３の照度ムラの要因となる光成分を遮蔽して筒体１６に入射する入射用遮蔽部材（絞り）として機能する。
詳述すると、光源に集光型放電ランプユニット５を用いることで、高強度の検査光３が得られるものの、放電ランプ４８のアークに幅があり第１焦点ｆ１から外れた箇所での発光による光成分も含まれることに起因して、検査光３には照度ムラが生じる。この照度ムラの要因となる光成分を遮蔽すべく、筒体１６の入射側には、第１開口６６が設けられている。すなわち、この第１開口６６の開口径は、回転楕円反射鏡４７の第１焦点ｆ１にのみ発光点が点で局在していると仮定したときに、第２焦点ｆ２からの光の拡がり角、及び第２焦点ｆ２から第１開口６６までの距離に基づいて、例えばレイトレーシング等の光学的解析手法によって求められる第１開口６６の位置での光線の径と同等の大きさに形成されている。これにより、発光点が大きさを有することにより第１焦点ｆ１から外れた位置で光が発せられていても、当該光の成分を概ね第１開口６６で遮蔽し、第１焦点ｆ１で発光した光成分のみが筒体１６に入射して取り込まれることとなる。
【００３４】
また、集光型放電ランプユニット５の光には、波長選択フィルタ４２及び調光板４０を通過することで拡散光成分が生じ、この拡散光成分が光学系７に入射すると、点光源６の集光度が悪くなり、検査光３の光度の均一性に影響を及ぼす。係る拡散光成分といった、集光度を劣化させるような光成分も第１開口６６によって入射球レンズ５０への入射が規制され、これにより、点光源６の集光度の劣化が抑えられる。
第１開口６６を通過した光は入射球レンズ５０に入射し、当該入射球レンズ５０で光軸Ｋの方向に屈折により曲げられることで発散が抑えられ光軸Ｋに略平行な略平行光（より正確には、点光源形成球レンズ５１に向かって緩やかに集光する光）となって第２開口６７から出射される。
【００３５】
点光源形成球レンズ５１を収めたレンズホルダー６０にあっては、第２開口６７を入射側、第１開口６６を出射側にして筒体１６に、入射球レンズ５０と離間して配置される。
ここで、筒体１６の内面１６Ａは鏡面に仕上げられているため、入射球レンズ５０と点光源形成球レンズ５１との間の内面１６Ａでの内面反射により、光軸Ｋとの成す角度が比較的大きな光成分である拡散光成分が発生する。係る拡散光成分が点光源形成球レンズ５１に多分に入射すると点光源６の集光性を劣化させ検査光３に照度ムラを生じさせる要因となる。そこで、本実施形態では、内面反射に起因して発生し照度ムラの要因となる拡散光成分の点光源形成球レンズ５１への入射を遮蔽する内面反射遮蔽部材として第２開口６７が機能する。これにより、点光源６の集光性の劣化や照度ムラの発生が抑制される。
また点光源形成球レンズ５１を収めたレンズホルダー６０の第２開口６７は、点光源形成球レンズ５１を通った光のうち、焦点Ｓで焦点を結ぶ光成分を通すように構成されている。
【００３６】
さらに、点光源形成球レンズ５１の焦点Ｓには、上述の通り、良好な点光源６が形成されるが、この点光源６は、筒体１６の中に位置するため、当該点光源６から拡散する光の一部が筒体１６の内面１６Ａに入射して内面反射による光成分を生じる。また、点光源形成球レンズ５１には、筒体１６内での内面反射等に起因して光軸Ｋと非平行な光も入射されることから、当該点光源形成球レンズ５１から焦点Ｓとは異なる方向に向かう光成分も出射され、この光成分が筒体１６の内面１６Ａに入射し内面反射による光成分を生じる。これら点光源形成球レンズ５１と光出射口１５の間での内面反射による光成分が光出射口１５から検査光３とともに外部に照射されると、この光成分が迷光となって検査光３の光度の均一性を阻害し、また、スクリーン４上に投射される像がボケてしまったり、欠陥の像を不鮮明にする等の悪影響が生じる。
そこで本実施形態では、上記アパーチャ５２が迷光となる光成分（すなわち、点光源形成球レンズ５１と光出射口１５の間での内面反射による光成分）を遮蔽する遮蔽部材として機能し、点光源６から拡散する光のみを検査光３として取り出すこととしている。
【００３７】
このように、入射球レンズ５０の入射側に第１開口６６を配置して、第１焦点ｆ１から外れた箇所で発光した光成分や、調光板４０、及び波長選択フィルタ４２を通過する際に生じた光成分等の照度ムラの要因となる光成分を遮蔽する構成としたため、照度ムラや投射像のボケが抑えられる。
また点光源形成球レンズ５１の入射側、及び光出射口１５のそれぞれには、筒体１６の内面反射に起因し、照度ムラの要因となる光成分（上記拡散光成分や迷光成分）を遮蔽する第２開口６７、及びアパーチャ５２を設けたため、当該内面反射による照度ムラや投射像のボケの発生が抑えられる。
また、上記第１開口６６がレンズホルダー６０に形成されているため、部品点数が削減でき且つ、筒体１６の中の構造を変える事無く、レンズホルダー６０に収納する入射球レンズ５０又は点光源形成球レンズ５１の径に対応して開口径を設定作製することが可能となる。
【００３８】
ここで本実施形態では、上記点光源形成球レンズ５１を収めるレンズホルダー６０が筒体１６に光軸Ｋに沿って移動自在に構成されており、アパーチャ５２の手前で焦点Ｓの位置を変更可能に構成されている。
具体的には、前掲図２及び図３に示すように、筒体１６の外周面に光軸Ｋに平行にガイドスリット７０を形成し、このガイドスリット７０から摘み７１を有するネジ７２を挿入し、図６に示すように、レンズホルダー６０の外周面に設けたネジ孔７３に螺合して、摘み７１の操作によってレンズホルダー６０をガイドスリット７０に沿って移動し任意の位置に配置可能に成されている。
このように、点光源形成球レンズ５１の焦点Ｓの位置がアパーチャ５２の手前で変更されることで、アパーチャ５２の光出射口１５から出射される検査光３の拡がり角αが可変し、これにより検査対象物２の大きさに合わせて照射範囲の調整が可能になる。
【００３９】
ここで、入射球レンズ５０と第２焦点ｆ２との位置関係について詳述すると、図９に示すように、入射球レンズ５０に対して光線Ｌｉｎ１が光軸Ｋを交差せずに入射すると、入射球レンズ５０からは光Ｌｏｕｔ１が発散する方向（光軸Ｋから離れる方向）に出射される。一方、光軸Ｋを交差した光線Ｌｉｎ２が入射球レンズ５０に入射すると、この入射球レンズ５０からは光Ｌｏｕｔ２が光軸Ｋに沿う方向に屈折し略平行光化されて出射される。
入射球レンズ５０から発散する方向（光軸Ｋから離れる方向）の光Ｌｏｕｔ１は、スクリーン４上の分布を悪くする原因となる。すなわち、入射球レンズ５０を第２焦点ｆ２近傍に配置して、光軸Ｋと交差しない光線Ｌｉｎ１が入射球レンズ５０に入射するようにした場合、図１０（Ａ）に示すように、スクリーン４の投射像に中抜け８２や、リング状の光量集中８４が発生することから、可能な限り入射球レンズ５０に入射する光のうち、光線Ｌｉｎ１の割合を減らす必要がある。
【００４０】
このような光線Ｌｉｎ１が発生する原因としては、放電ランプ４８のアーク長が点ではなく有限の大きさを有し、第１焦点ｆ１の点からずれた位置からも放電ランプ４８が光を照射することが挙げられる。
そこで、図１１に示すように、回転楕円反射鏡４７の第１焦点ｆ１に放電ランプ４８の陰極の先端があり、また、この第１焦点ｆ１から光軸Ｋに沿って回転楕円反射鏡４７側に移動した位置に陽極の先端Ａがあると仮定し、この陽極の先端Ａから照射される光線Ｍ１が回転楕円反射鏡４７で反射されて光軸Ｋと交差する交差位置Ｃを算出し、この交差位置Ｃに基づいて、上記光線Ｌｉｎ１の割合を減らすような入射球レンズ５０の配置が決定される。
【００４１】
すなわち、この図１１に示すように、回転楕円反射鏡４７の反射面形状を規定する楕円Ｅの中心Ｏを原点とし、この楕円Ｅの長軸方向（すなわち光軸Ｋの方向）をＸ軸、短軸方向をＹ軸とした座標空間を設定する。この座標空間により、楕円Ｅは、長軸及び短軸の長さをそれぞれ２Ｔａ、２Ｔｂとすると、楕円式によって次式（１）により表される。
【００４２】
【００４３】
この図１１において、Ｂ（ｘｂ、ｙｂ）は、回転楕円反射鏡４７への光の入射位置を示し、Ｄ（ｘｂ、０）は、入射位置Ｂ（ｘｂ、ｙｂ）から長軸（Ｘ軸）に延ばした垂線と長軸が交わる位置を示す。また、Ｍ１は放電ランプ４８の陽極の先端Ａから入射位置Ｂ（ｘｂ、ｙｂ）に入射する光線を示し、Ｍ２は第１焦点ｆ１から入射位置Ｂ（ｘｂ、ｙｂ）に入射する光線を示す。Ｍ３は入射位置Ｂ（ｘｂ、ｙｂ）で反射されて第２焦点ｆ２に向かう光線、Ｍ４は入射位置Ｂ（ｘｂ、ｙｂ）で反射されて楕円Ｅの外側で光軸Ｋと交差する光線を示す。φ１は光線Ｍ１、Ｍ２が成す角、φ２は光線Ｍ３と光軸Ｋが成す角である。
光線Ｍ４と光軸Ｋとが成す角は、φ２−φ１となり、上記（１）式を用いると、次の（２）〜（４）式が導かれる。
【００４４】
【００４５】
【００４６】
【００４７】
光軸Ｋ上の中心Ｏから所望の位置Ｉ（ｘｉ、０）における光線Ｍ４の光軸Ｋからの高さｈは、次式（５）で表される。
【００４８】
【００４９】
入射球レンズ５０に入射する高さｈと、入射球レンズ５０の入射側に位置する上記第１開口６６の開口径Ｑ１との関係は次式（６）で表される。
【００５０】
【００５１】
また、入射球レンズ５０への入射角ψは、上記第１開口６６の開口径Ｑ１と、入射球レンズ５０の焦点距離ｆｂを用いて、次式（７）のように表される。
【００５２】
【００５３】
したがって、入射球レンズ５０の入射角度は、次式（８）の範囲に制限される。
【００５４】
【００５５】
（６）、（８）式を満たす位置に入射球レンズ５０の入射端を配置することで、図１０（Ｂ）に示すように、中抜け８２や、リング状の光量集中８４が発生することなく、スクリーン４に投射することができる。
本実施形態では、係る条件を満たすべく、各変数を以下のように設定している。すなわち、レンズホルダー６０の第１開口６６の開口径Ｑ１を５ｍｍ、アパーチャ５２の開口径Ｑ３（図６）を１０ｍｍ、入射球レンズ５０及び点光源形成球レンズ５１の屈折率ｎを１.５１７（材質ＢＫ７）、入射球レンズ５０及び点光源形成球レンズ５１の径Ｄを１０ｍｍ、第２焦点ｆ２から入射球レンズ５０までの距離ｄ１を４１ｍｍ、入射球レンズ５０から点光源形成球レンズ５１間の可変距離ｄ２を５〜２０ｍｍとしている。
これにより、図１２に示すように、放電ランプ４８の第２焦点ｆ２を通過する光線Ｍ３は勿論のこと、放電ランプ４８の陽極の先端Ａから出た光線Ｍ４も入射球レンズ５０の手前の交差位置Ｃで光軸Ｋと交差して入射球レンズ５０に入射する。そして、第２焦点ｆ２を通る光線Ｍ３のみならず、放電ランプ４８の陽極の先端Ａから出た光線Ｍ４（より正確にはアークの光線全部）を含め、光軸Ｋと交差した光が入射球レンズ５０に入射されることで、上述のように、中抜け８２や、リング状の光量集中８４が発生することなく、スクリーン４に投射することができる。
【００５６】
このように構成された照射装置１０を用いて検査を行う場合には、先ず、放電ランプ４８の点灯後、十分に安定させた状態、つまり放電ランプ４８に封入されている水銀等が十分蒸発した状態にする。この状態にあっては、放電ランプ４８の電極間（図示せず）に形成されるアークは、光軸Ｋに対して垂直方向の幅が収縮し、電極先端付近に形成される輝点が安定する。
上述の通り、本実施形態で用いた放電ランプ４８は、１００Ｗ直流型超高圧水銀ランプであって、電極間距離が１.０〜１.５ｍｍであり、その電極間に形成されるアークによる発光点は、理想的な点ではなく、楕円球状の立体的な領域となる。
また、電極間に生ずるアークによる発光点は、放電ランプ４８の先端側、すなわち陰極先端部近傍が最も明るく、その部分が第１焦点ｆ１に一致するように配されている。したがって、第１焦点ｆ１に位置する発光点先端側から照射された光は、回転楕円反射鏡４７の有効反射領域で反射され、第２焦点ｆ２に集光された後、再び発散されて第１開口６６を通過し入射球レンズ５０に達する。
このとき、マージナル光線ＬＭは光軸Ｋから離れる方向に進行しながら入射球レンズ５０に入射され、入射球レンズ５０の入射面と出射面で、光軸Ｋに近づく方向に２度屈折され、点光源形成球レンズ５１の有効径領域に導かれる。
【００５７】
ただし、第１焦点ｆ１から照射された光は、その光路が、放電ランプ４８の封止部等で部分的に遮られるところから、環状の光強度分布を有する光束として入射球レンズ５０に入射され、点光源形成球レンズ５１入射面上でも中央部の光強度が低い中抜けした環状の光強度分布で照射されることとなる。
【００５８】
したがって、集光型放電ランプユニット５の光を、図１３（Ａ）に示すような、同心円状に傷８１が形成された石英ガラス板のターゲット８０に直接照射すると、図１３（Ｂ）に示すように、光量が中心部分で低下して中抜けＱ１が発生する。係る中抜け８２の箇所は、光量が足りない箇所であることから欠陥との差別化が困難となり正確な検査が難しくなる。
【００５９】
また、放電ランプ４８の発光点後端側は、第１焦点ｆ１から電極間距離分だけ後方（回転楕円反射鏡４７の底部４７Ｃの側）へ偏位して配されており、この発光点後端側から照射された光は、第２焦点ｆ２に集光されず、光軸Ｋを中心に環状に連なる環状集光点に集光する成分を含む。このように、集光型放電ランプユニット５の光をターゲット８０に直接照射すると、第２焦点ｆ２で集光した光成分以外の成分も含まれることから、図１３（Ｂ）に示されるように、傷８１に対応して投射される影８３がぼけてしまうことになる。
【００６０】
これに対して、本実施形態の照射装置１０にあっては、上述の通り、入射球レンズ５０の入射側に第１開口６６が配置されているため、第１焦点ｆ１から外れた箇所で発光した光成分等に起因して第２焦点ｆ２から外れた位置で集光した光成分が遮蔽されることから影８３のぼけが抑えられる。また、第２焦点ｆ２で集光した成分、及び環状に集光した成分といった光束断面の光量分布が異なる各種の光成分が入射球レンズ５０に入射された場合、これらの光成分が入射球レンズ５０により混合されて出射される。これにより、第２焦点ｆ２から照射された光の中抜部分の光強度不足を補うような光強度分布で入射球レンズ５０から出射されることとなり、係る光が点光源形成球レンズ５１の入射面に入射される。なお、放電ランプ４８の発光点先端側と発光点後端側から照射された光のみについて述べたが、実際にはその中間から照射される光もあるため、これらの光によって、点光源形成球レンズ５１の入射面上にある程度光度が均一化された光強度分布の光像が形成される。
【００６１】
点光源形成球レンズ５１にあっては、上記入射球レンズ５０から直接に入射される光の他にも、筒体１６の内面１６Ａで反射した光成分のうち第２開口６７を通過する光成分が入射する。点光源形成球レンズ５１は、これらの光成分を混合し、点光源形成球レンズ５１とアパーチャ５２との間の光軸Ｋ上で集光して仮想的な点光源６を形成する。このように、内面反射による光成分も混合して点光源６が形成されるため、内面反射光の利用による光量の増加、及び光強度分布の更なる均一化の効果が得られ、検査光３に用いて良好な点光源６が得られる。そして点光源６から発散する光が、点光源形成球レンズ５１と光出射口１５での間で生じた内面反射による光成分を遮蔽するアパーチャ５２を通って筒体１６から検査光３として出射されることで、迷光を抑えた検査光３が照射される。
この検査光３がターゲット８０に照射することで、図１３（Ｃ）に示すように、中抜け８２の発生を防止しつつ、傷８１に対応した箇所にシャープな影８３が得られることとなる。
【００６２】
以上説明したように、本実施形態によれば、集光型放電ランプユニット５の光を点光源形成球レンズ５１に通して点光源６を形成し、当該点光源６から発散する光を検査対象物２に照射する構成としたため、平行光を検査光３に用いる構成に比べて広範囲に光を照射できる。さらに、点光源６の発散光が検査対象物２に照射されることで、スクリーン４には検査対象物２の像が拡大投射されることから、小さな欠陥でも目視で十分に確認できる。また点光源６を形成する光学系として球レンズたる点光源形成球レンズ５１を用いたため、光学系の構成を簡単かつコンパクトにできる。
【００６３】
また本実施形態によれば、照射装置１０は、点光源形成球レンズ５１を収め、内部に形成された点光源６から発散する光を端部開口たる光出射口１５から出射する筒体１６と、この筒体１６内の点光源形成球レンズ５１の入射側、及び光出射口１５のそれぞれに設けられ、筒体１６の内面反射によって生じた光成分を遮蔽する内面反射遮蔽部材としての第２開口６７、及びアパーチャ５２とを備える構成とした。これら第２開口６７とアパーチャ５２により、筒体１６の内面反射に起因して生じた上記拡散光、及び迷光が抑えられるため、照度ムラや投射像のボケを抑え、欠陥の像が不鮮明になるのを防止できる。
【００６４】
また本実施形態によれば、点光源形成球レンズ５１を光軸Ｋに沿って移動可能に設けて点光源６の形成位置を可変にしたため、検査対象物２の大きさに合わせて照射範囲の調整が簡単にでき、また照射範囲内に検査対象物２が入らなくとも検査対象物２を動かす必要が無く、検査者の負担軽減になる。特に、上記アパーチャ５２からは常に点光源６の発散光の成分のみが出力されるように光出射口１５の開口径Ｑ３が設定されているため、点光源６の形成位置を可変し照射範囲を調整した場合でも、検査光３の照度ムラや投射像のボケが抑えられる。
【００６５】
また本実施形態によれば、集光型放電ランプユニット５の第２焦点ｆ２よりも集光型放電ランプユニット５の側に、周方向に沿って開口幅が漸増する調光スリット４１を形成した調光板４０を設けたため、出射光を増減でき、検査に適した光量を投射することが可能になる。
【００６６】
また本実施形態によれば、集光型放電ランプユニット５の第２焦点ｆ２よりも集光型放電ランプユニット５の側に、波長選択フィルタ４２を設けたため、検査に好適な波長の光のみを投射することが可能である。
【００６７】
また本実施形態によれば、照射装置１０は、光源たる集光型放電ランプユニット５から発せられた発散する光を光軸Ｋの方向に曲げて発散を抑えて点光源形成球レンズ５１に入射する入射球レンズ５０を備える構成とした。
この構成によれば、集光型放電ランプユニット５から発せられて拡散する光を効率良く点光源形成球レンズ５１に入射し、点光源６の光量を上げることができる。
特に本実施形態によれば、集光型放電ランプユニット５の光を光軸Ｋに近付く方向に屈折させて発散を抑える光学系と、点光源６を形成する光学系とを、同軸に設けた一対の球レンズである入射球レンズ５０、及び点光源形成球レンズ５１により構成したため、これらの光学系をコンパクトに構成でき、入射球レンズ５０、及び点光源形成球レンズ５１を収めた筒体１６の全長（装置本体正面からの突出量）が抑えられる。
【００６８】
また本実施形態によれば、第１焦点ｆ１、及び第２焦点ｆ２を有する回転楕円反射鏡４７、及び第１焦点ｆ１に発光点を位置させた放電ランプ４８を備え、第２焦点ｆ２で集光する光を放射する集光型放電ランプユニット５を照射装置１０の光源とした。これにより、高い光強度の検査光３を得ることができる。
これに加え、照射装置１０には、第２焦点ｆ２で集光し発散する光のうち第１焦点ｆ１と発光点のズレに起因する成分を遮蔽する入射用遮蔽部材としての第１開口６６が設けられている。これにより、照度ムラの要因と成る光成分を第１開口６６で遮蔽し、照度ムラを抑えた検査光３を得ることができる。
また、当該第１開口６６が設けられることで、上記調光板４０や波長選択フィルタ４２によって第２焦点ｆ２での集光性が劣化し種々の光成分が生じたとしても、検査光３に照度ムラを生じさせるような光成分を第１開口６６で遮蔽することができる。
【００６９】
特に本実施形態によれば、集光型放電ランプユニット５の光を、筒体１６の中に同軸に設けた入射球レンズ５０、及び点光源形成球レンズ５１を通し、なおかつ、この筒体１６に上述のように第１開口６６、第２開口６７、及びアパーチャ５２が設けられることで、筒体１６の内面反射の光を有効に利用しつつ、集光型放電ランプユニット５における第１焦点ｆ１と発光点の位置ズレや、放電ランプ４８の封じ部での光ロス、光学系の光軸ズレ等による照度ムラや投射像のボケが抑えられる検査光３を得ることができる。
＜第２実施形態＞
上述した第１実施形態では、据え置き型の照射装置１０を例示した。これに対して、本実施形態では、ユーザが手で持って使用するハンディ型の照射装置について説明する。
【００７０】
図１４は、本実施形態に係るハンディ型照射装置１１０の構成を示す断面図である。なお、同図において、第１実施形態で説明した部材については同一の符号を付して、その説明を省略する。
ハンディ型照射装置１１０は、ユーザが把持可能な大きさの円筒状の筐体１９０を備え、この筐体１９０には、光源の一例たるＬＥＤ光源部１０５と、電源１０８と、光学系ヘッドユニット１０９とが設けられている。
ＬＥＤ光源部１０５は、発光素子の一例たるＬＥＤ１１１と、このＬＥＤ１１１を実装したＬＥＤ回路基板１１２とを備えている。ＬＥＤ回路基板１１２は、ＬＥＤ１１１を筐体１９０の長軸Ｇと同軸に配置するように当該筐体１９０の先端部の開口１１６Ａに嵌め込み固定されている。ＬＥＤ１１１は、砲弾型白色ＬＥＤであり、光軸Ｚが長軸Ｇと同軸となるように配置されている。なお、ＬＥＤ１１１に代えて、他の発光素子を用いて光源を構成しても良い。
電源１０８は、ＬＥＤ光源部１０５に電力を供給する一次電池又は二次電池等であり、本実施形態では、乾電池型の充電可能な二次電池が用いられている。二次電池は、筒体１１６の後端部の開口１１６Ｂから挿入され、当該開口１１６Ｂが蓋体１１３で閉じられることで筐体１９０に収められる。
【００７１】
光学系ヘッドユニット１０９は、点光源形成ユニット１３０と、反射ユニット１３１とを備えている。点光源形成ユニット１３０は、ＬＥＤ光源部１０５の光から擬似的な点光源６を形成し、この点光源６から発散する光を検査光３として出射するものである。
【００７２】
図１５は、点光源形成ユニット１３０を拡大して示す図である。
点光源形成ユニット１３０は、第１実施形態と同様に点光源形成球レンズ５１を備え、この点光源形成球レンズ５１をレンズホルダー６０に収め筒体１１６にスライド移動可能に設け、また筒体１１６の先端にキャップ状のアパーチャ１５２を冠着して構成されている。アパーチャ１５２は、第１実施形態のアパーチャ５２に相当する部材である。またアパーチャ１５２と筒体１１６の間に球レンズ保護カバー１９１が挟み込まれている。この球レンズ保護カバー１９１の両面にＡＲコートが施されている。なお、球レンズ保護カバー１９１に重ねて、或いは球レンズ保護カバー１９１に代えて、第１実施形態で説明した波長選択フィルタ４２に相当するフィルタ材を設けることもできる。
点光源形成ユニット１３０の筒体１１６は筐体１９０の先端部に同軸に装着され、ＬＥＤ１１１の光軸Ｚ上に点光源形成球レンズ５１が配置されている。これにより、ＬＥＤ１１１の光が点光源形成球レンズ５１を通って当該点光源形成球レンズ５１の焦点Ｓで集光し仮想的な点光源６が筒体１１６の中で形成され、この点光源６から発散する光がアパーチャ１５２を通って点光源形成ユニット１３０から出射される。
【００７３】
レンズホルダー６０は、第１実施形態と同様に、筒体１１６の中で光軸Ｚに沿って移動可能に構成され、アパーチャ５２の手前で焦点Ｓの位置が変更可能になっている。
具体的には、筒体１１６の外周面に光軸Ｚに平行にガイドスリット１７０を形成し、摘み７１を有するネジ７２をレンズホルダー６０の外周面に設け、この摘み７１をガイドスリット１７０から突出させることで、摘み７１の操作によってレンズホルダー６０をガイドスリット１７０に沿って任意の位置に移動可能になっている。
【００７４】
この点光源形成ユニット１３０においては、筒体１１６の内面、及びレンズホルダー６０が光の乱反射を防止すべく、黒色塗装、或いは黒色アルマイト等の処理が施され、点光源形成球レンズ５１は、約１０ｍｍ径の光学ガラス（ＢＫ７、屈折率ｎ＝１．５１７）で形成されている。また球レンズ保護カバー１９１としてＡＲコートを両面に施した約３０ｍｍ径のテンパックスガラスを用いている。
また点光源形成球レンズ５１が、第１実施形態と同様に入射側に第２開口６７を有するレンズホルダー６０に収められていることから、ＬＥＤ１１１の光のうち、光軸Ｚから大きく離れる光成分の点光源形成球レンズ５１への入射が抑制されることから、焦点Ｓでの集光性の劣化が抑えられ、照度ムラの発生が抑制される。
さらに点光源形成ユニット１３０の出射側には、約８ｍｍの開口径のアパーチャ１５２が設けられることで、焦点Ｓで集光した仮想的な点光源６からの光のみを検査光として取り出すことができ、照度ムラの発生がより確実に抑えられる。
【００７５】
なお、点光源形成球レンズ５１とＬＥＤ１１１との間に、第１実施形態で説明した入射球レンズ５０等を設けても良い。
また筒体１１６と筐体１９０とを一体に構成しても良い。
【００７６】
反射ユニット１３１は、点光源形成ユニット１３０から出射された検査光３の進行方向を略９０度折り曲げるものであり、前掲図１４に示すように、点光源形成ユニット１３０の筒体１１６の光出射端側に着脱自在に装着されるミラーホルダー１３２と、このミラーホルダー１３２に内設された反射ミラー１３３とを備えている。この反射ミラー１３３は、ミラーホルダー１３２内で光軸Ｚ上に約４５度の傾斜角度γで設けられており、光軸Ｚに沿って点光源形成ユニット１３０から入射した光を略９０度に折り曲げて光軸Ｚに垂直な方向に出射する。
【００７７】
このハンディ型照射装置１１０を用いて検査対象物２を検査する場合、検査者は、筐体１９０を把持して検査対象物２に検査光３を照射する。このとき、摘み７１の操作によって点光源形成球レンズ５１を移動することで、或いはハンディ型照射装置１１０から検査対象物２までの距離を可変することで、検査対象物２の検査対象領域Ｒ１の大きさに応じて光照射範囲（検査光３の拡がり角）を変更する。
【００７８】
このようなハンディ型照射装置１１０によれば、検査対象物２を手軽に検査することができる。また、放電ランプ４８に比べて光量が小さな発光素子が光源に用いられることで、スクリーン４に投射した際の色飛びが抑えられるため、浅い、或いは小さい欠陥についても色飛びせずに、その欠陥の影をスクリーン４に投射することができる。
【００７９】
なお、図１６に示すように、複数のハンディ型照射装置１１０を互いの光軸が平行になるように、例えば三脚等に取り付けられる支持台１９７に取り付けて、より広範囲を照射する照射装置ユニット２００を構成することもできる。これにより、ハンディ型照射装置１１０の個数を検査対象物２の大きさに応じて数だけ設けることで、より広い照明範囲に容易に拡張することが可能となる。
なお、図１６では、反射ユニット１３１を取り外した状態のハンディ型照射装置１１０を例示しているが、反射ユニット１３１を装着しても良いことは勿論である。
【００８０】
なお、上述した各実施形態は、あくまでも本発明の一態様を示すものであって、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で任意に変形及び応用が可能である。
【００８１】
例えば、上述した第１実施形態では、筒体１６の出射端にアパーチャ５２を設けたが、これに代えて、光出射口１５の開口径Ｑ３を調整可能な絞り装置を設けても良い。
また、筒体１６の内面１６Ａを鏡面に仕上げた場合を例示したが、これに限らず、内面１６Ａを非反射に加工することで、迷光を抑制しても良い。
また第１実施形態では、点光源形成球レンズ５１を光軸Ｋに沿って可変することで点光源６の位置を光軸Ｋに沿って可変し、拡がり角αを調整可能にしたが、これに限らない。すなわち、点光源形成球レンズ５１とアパーチャ５２の間の距離を可変することでも、拡がり角αを調整することができる。
具体的には、点光源形成球レンズ５１を固定しつつ、アパーチャ５２を光軸に沿って移動可能に設け、点光源形成球レンズ５１、及びアパーチャ５２の両方を光軸Ｋに沿って移動可能に設け、或いは、上述の実施形態のように、アパーチャ５２を固定しつつ、点光源形成球レンズ５１を光軸Ｋに沿って移動可能に設け、て、点光源形成球レンズ５１とアパーチャ５２の間の距離を可変し、拡がり角αを調整することができる。なお、この場合において、アパーチャ５２の絞り径を可変にしても良い。
【００８２】
上述した各実施形態では、検査対象物２を透過した透過光に基づいて欠陥の有無を判別する場合を例示したが、これに限らない。すなわち、検査対象物２の表面が金属面や鏡面等の光を反射する面であり、当該表面の検査箇所について傷や塵の付着を検査する場合には、この検査箇所に照射光を照射し、検査箇所からの反射光をスクリーン等に投射して欠陥を判別しても良い。
上述した各実施形態では、検査装置として好適な照射装置を例示したが、本発明に係る照射装置を、画像を投射するプロジェクタ装置（画像投射装置）に応用することも可能である。
【符号の説明】
【００８３】
１ 検査システム
２ 検査対象物
３ 検査光
５ 集光型放電ランプユニット（光源）
６ 点光源
７ 光学系
１０ 照射装置
１４ 装置本体
１５ 光出射口
１６、１１６ 筒体
４０ 調光板
４１ 調光スリット
４２ 波長選択フィルタ
４７ 回転楕円反射鏡
４８ 放電ランプ
５０ 平行光形成用球レンズ（平行光形成用光学系）
５１ 点光源形成球レンズ
５２ アパーチャ（第３絞り）
６６ 第１開口（第１絞り）
６７ 第２開口（第２絞り）
８０ ターゲット
１１０ ハンディ型照射装置
１１１ ＬＥＤ（発光素子、光源）
１９０ 筐体
ｆ１ 第１焦点
ｆ２ 第２焦点
Ｋ、Ｚ 光軸
Ｓ 焦点
Ｑ１〜Ｑ３ 開口径
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学部材の欠陥の検査に好適に用いることができる光投射型の照射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光学ガラスや他の工業製品の検査装置として、検査対象物に光を投射する光投射型の照射装置を用いた検査装置が知られている。この種の検査装置では、照射装置の光を種々のレンズを介して検査対象物に照射しつつ、検査対象物の画像をＣＣＤカメラ等の撮像装置で取り込んで所定の画像処理及び画像解析を行い、検査対象物の良否判定を行っている。
【０００３】
また画像処理や画像解析によらずに、照射装置で照射された検査対象物を人が目視することで、検査対象物の検査が行われる場合もある。
例えば、検査対象物が眼鏡レンズなど光透過性の光学部材の場合には、照射装置の照射によって検査対象物を透過した透過光をスクリーンに投射し、スクリーン上の照度パターンを検査者が目視観察することで、レンズ表面のキズや塵の付着、レンズ内部の泡や脈理等といった各種の欠陥を検査している（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
目視観察検査のための光学系の構成は、種々提案されており、例えば、バックミラー、光源、コリメータレンズ、及びフィルタから成り、光源の光を平行光化して検査対象物に照射する光学系が提案されている（例えば、特許文献２参照）。また、最も単純には、回転放物面反射鏡とランプを組み合せたランプユニットから平行光を出射させ、検査対象物に照射する構成も考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−２６１９４８号公報
【特許文献２】実開平１−１４６１４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、検査対象物が眼鏡レンズ等のような比較的小さな物ではなくて、光学系の光照射範囲に入りきらない大きな物である場合には、検査対象物を動かしながら全体を目視観察して検査する必要があり、検査者の負担が増大するとういう問題がある。
そこで、例えば、特許文献２に開示されている上記の光学系の構成に、平行光を拡げるための投射レンズを最終段に付加する構成も考え得るが、投射レンズの作成コストが高く、装置自体の価格上昇に繋がる。
一方、回転放物面反射鏡とランプを組み合せた光学系の構成では、回転放物面反射鏡の有効反射領域の面積で、光照射範囲の面積が決定されていることから、回転放物面反射鏡を大きくし有効反射領域を拡げることで光照射範囲を拡張することも可能であるが、そうすると、装置サイズが大きくなるという欠点がある。
【０００７】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、簡単かつコンパクトな構成でありながらも、照射範囲が広い照射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】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明は、検査対象物からの透過光又は反射光に基づく検査のための光を前記検査対象物に照射する照射装置において、光源が発する光を点光源形成球レンズに通して点光源を形成し、当該点光源から発散する光を前記検査対象物に照射することを特徴とする。
【０００９】
また本発明は、上記照射装置において、前記点光源形成球レンズを収め、内部に形成された前記点光源から発散する光を端部開口から出射する筒体と、前記筒体内の点光源形成球レンズの入射側、及び前記端部開口のそれぞれに設けられ、前記筒体の内面反射によって生じた光成分を遮蔽する内面反射遮蔽部材と、を備える特徴とする。
【００１０】
また本発明は、上記照射装置において、前記点光源の形成位置を光軸に沿って可変したことを特徴とする。
【００１１】
また本発明は、上記照射装置において、前記光源と前記点光源形成球レンズの間に、周方向に沿って開口幅が漸増する調光スリットを形成した調光板を設けたことを特徴とする。
【００１２】
また本発明は、上記照射装置において、前記光源と前記点光源形成球レンズの間に、波長選択フィルタを設けたことを特徴とする。
【００１３】
また本発明は、上記照射装置において、前記光源から発せられた発散する光を光軸の方向に曲げて発散を抑えて前記点光源形成球レンズに入射する入射用球レンズを備えることを特徴とする。
【００１４】
また本発明は、上記照射装置において、第１焦点、及び第２焦点を有する回転楕円反射鏡、及び前記第１焦点に発光点を位置させた放電ランプを有する前記光源と、前記光源の第２焦点と前記点光源形成球レンズの間に設けられ、前記第２焦点で集光し発散する光のうち前記第１焦点と前記発光点のズレに起因する成分を遮蔽する入射用遮蔽部材と、を備えることを特徴とする。
【００１５】
また本発明は、上記照射装置において、把持可能な大きさの筐体に、発光素子で構成された光源を設けてハンディー型に構成したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、光源の光を点光源形成球レンズに通して点光源を形成し、当該点光源から発散する光を検査対象物に照射する構成としたため、平行光を検査対象物に照射する場合に比べて広範囲に光を照射できる。さらに、発散光が検査対象物に照射されることで、検査対象物の透過光又は反射光の投射面に照射範囲の像が拡大投射されることから、小さな欠陥でも目視で十分に確認できる。また点光源を形成する光学系として球レンズたる点光源形成球レンズを用いたため、光学系の構成を簡単かつコンパクトにできる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１実施形態に係る照射装置の全体構成を示す斜視図である。
【図２】照射装置の外観構成を示す斜視図である。
【図３】照射装置の構成を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面図、（Ｃ）は正面図、（Ｄ）は背面図である。
【図４】図３（Ａ）のＡ−Ａ断面をみた側断面視図である。
【図５】調光板の構成を示す図である。
【図６】図３（Ｂ）のＢ−Ｂ断面をみた断面視図であって光軸の近傍を示す図である。
【図７】レンズホルダーの構成を示す図であり、（Ａ）は出射側の平面図、（Ｂ）は断面図である。
【図８】レンズホルダーの分解図である。
【図９】平行光形成用球レンズの入射光と出射方向の関係を示す図である。
【図１０】平行光形成用球レンズの入射光の違いによる投射像の差異を示す図であり、（Ａ）は光軸と交差しない入射光が入射した場合、（Ｂ）は光軸と交差した入射光が入射した場合を示す。
【図１１】回転楕円反射鏡、平行光形成用球レンズ及び点光源形成球レンズの配置を模式的に示す図である。
【図１２】平行光形成用球レンズへの入射の様子を示す図である。
【図１３】照射装置による検査の説明図であり、（Ａ）は検査対象たるターゲットを示し、（Ｂ）は集光型ランプユニットの光を直接照射した場合の照度パターンを示し、（Ｃ）は照射装置の検査光を照射した場合の照度パターンを示す。
【図１４】本発明の第２実施形態に係るハンディ型照射装置の構成を示す断面図である。
【図１５】点光源形成ユニットを拡大して示す図である。
【図１６】第２実施形態の応用例に係る照射装置ユニットの構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
＜第１実施形態＞
図１は、本実施形態に係る照射装置１０を備える検査システム１の構成を模式的に示す図である。
検査システム１は、例えば液晶パネルに用いられるガラス基板、或いは各種の光学部品といった透光性材を検査対象物２とし、当該検査対象物２の表面のキズや塵等の付着、内部の気泡や脈理等の発生といった各種の欠陥を目視で観察して検査可能にするシステムである。すなわち、図１に示すように、検査システム１は、検査対象物２の少なくとも検査対象領域Ｒ１の全体に検査光３を均一な光度で出射する照射装置１０と、検査対象物２の透過光を投射するスクリーン４とを備え、このスクリーン４に投射された透過光による照度パターンを検査者が目視観察し、欠陥の有無を検査する。
【００１９】
照射装置１０は、光源の一態様たる後述する集光型放電ランプユニット５と、当該集光型放電ランプユニット５の放射光が入射され光出射口１５の手前に点光源６を形成する後述の点光源形成球レンズ５１を含む光学系７とを備え、この点光源６から発散する発散光を検査光３として光出射口１５から出射し、検査対象物２に照射する。すなわち、照射装置１０では、平行光ではなく発散光が検査光３に用いられる。
スクリーン４は、照射装置１０の光軸Ｋに対して投射面４Ａが垂直になるように、当該照射装置１０から距離Ｌ１だけ離れた位置に配置され、これら照射装置１０とスクリーン４との間に検査対象物２が配置される。照射装置１０から検査対象物２までの距離Ｌ２は、検査対象領域Ｒ１の全域に検査光３が照射され、またスクリーン４の上に目視観察に十分な照度で照度パターンが投射されるように決定される。
本実施形態の照射装置１０では、光出射口１５と点光源６との間の距離を光軸Ｋに沿って可変することで検査光３の拡がり角αが調整可能に構成されており、拡がり角αの調整により検査光３の照射範囲を拡大／縮小自在になされている。なお、係る構成については、後に詳述する。
【００２０】
図２は、照射装置１０の外観構成を示す斜視図である。また図３は、照射装置１０の構成を示す図であり、図３（Ａ）は平面図、図３（Ｂ）は側面図、図３（Ｃ）は正面図、図３（Ｄ）は背面図である。
照射装置１０は、直方の箱形の装置本体１４を有し、この正面１４Ａには、上記光出射口１５が先端面に形成された筒体１６と、集光型放電ランプユニット５をオン／オフする点灯スイッチ１８と、光量を調整するための回転操作子である調光操作子２０と、装置本体１４に外気を導入する外気導入口２２とが設けられている。また、図２に示すように、装置本体１４には電源ケーブル２３が接続され、この電源ケーブル２３には商用の交流電力を直流電力に変換して装置本体１４に供給するＡＣ／ＤＣ電源アダプタ２６が設けられている。 図３に示すように、装置本体１４の背面１４Ｂには、例えばコンピュータ端末や画像処理検査装置のコントローラとの間で通信するための信号線が接続される接続コネクタ２８と、装置本体１４の内部の熱を排気する排気口２９とが設けられている。
【００２１】
図４は、図３（Ａ）のＡ−Ａ断面をみた側断面視図である。
装置本体１４には、正面１４Ａから背面１４Ｂ側にかけて、上記筒体１６と、調光板４０と、波長選択フィルタ４２と、上記光源の一例たる集光型放電ランプユニット５と、排気ファン４６とが、当該集光型放電ランプユニット５の光軸Ｋの直線上に配置されるように光源基台２４に取り付けられている。
【００２２】
集光型放電ランプユニット５は、第１焦点ｆ１、及び第２焦点ｆ２を有する回転楕円反射鏡４７と、第１焦点ｆ１に発光点が配置された放電ランプ４８とを備え、第２焦点ｆ２で集光する光を放射する。
回転楕円反射鏡４７は、内表面に誘電体多層膜を蒸着して可視光を反射し赤外線を透過する、いわゆるコールドミラーとして構成されている。本実施形態では、その楕円面４７Ａと光軸Ｋとの交点Ｐ０から第１焦点ｆ１までの距離が８ｍｍ、第２焦点ｆ２までの距離が６８ｍｍ、有効反射面の最大径が４５ｍｍ、第２焦点ｆ２におけるマージナル光線（図６）と光軸Ｋとの角度が３０°となるように形成されている。
【００２３】
放電ランプ４８は、本実施形態では１００Ｗ直流型の超高圧水銀ランプであって、その電極間距離が１〜１.５ｍｍに形成され、陰極側を回転楕円反射鏡４７の開口端４７Ｂに向け、陽極側を回転楕円反射鏡４７の底部４７Ｃの側に向けて取り付けられている。また、放電ランプ４８の電極間に生ずるアークの発光点は、放電ランプ４８の先端側、すなわち陰極先端部近傍が最も明るいため、その部分が第１焦点ｆ１に一致するように配されている。光源に放電ランプ４８を用いることで、高出力な検査光３が得られる。
装置本体１４には、前掲図２、及び図３に示すように、集光型放電ランプユニット５を覆う位置にスライドカバー１７が設けられており、このスライドカバー１７をスライドさせて集光型放電ランプユニット５にアクセスし、適宜に交換自在に構成されている。
【００２４】
筒体１６は、円柱状の部材であって装置本体１４の正面１４Ａから光軸Ｋに同軸に突出して設けられ、検査光３の出射端として機能する。すなわち、筒体１６は、集光型放電ランプユニット５からみて第２焦点ｆ２よりも遠くに配置され、第２焦点ｆ２で集光した後の光が入射され、先端側の端部開口である光出射口１５から検査光３を出射する。この筒体１６の内面１６Ａは鏡面に仕上げられている。
この筒体１６には、上記光学系７が内設されており、光学系７は、集光型放電ランプユニット５側から順に、光学ガラス（ＢＫ７、屈折率ｎ＝１.５１７）で形成され同一球径の入射球レンズ５０、及び点光源形成球レンズ５１と、所望の光を通過させるためのアパーチャ５２とを、光軸Ｋ上に設けて構成されている。この光学系７の詳細については、後に詳述する。
【００２５】
調光板４０は、集光型放電ランプユニット５の第２焦点ｆ２よりも当該集光型放電ランプユニット５の側に配置され、筒体１６に入射する光量を調整することで出射光量を可変する光学部材である。
具体的には、図５に示すように、所定直径の円周４０Ａに沿って順次に開口幅が漸次に広がる調光スリット４１（孔でも良い）が形成されている。この調光板４０の円周４０Ａに光軸を合わせて配置し、当該調光板４０を円周４０Ａの中心Ｏを軸に回転させることで、調光板４０を透過する光量が可変される。この調光板４０の回転は、調光操作子２０の回転操作量に基づいて図示せぬモータによって制御される。
【００２６】
波長選択フィルタ４２は、赤外波長成分の光をカットする透過型フィルタであり、集光型放電ランプユニット５の第２焦点ｆ２よりも当該集光型放電ランプユニット５の側であって、本実施形態では、調光板４０と集光型放電ランプユニット５との間に配置される。
波長選択フィルタ４２は、光軸Ｋに配置されるフィルタ材４３と、このフィルタ材４３を担持する板状の担持板４５とを備えている。この担持板４５の上端には摘み部４５Ａが形成されており、この摘み部４５Ａを摘んで装置本体１４から波長選択フィルタ４２を抜き差し自在に設けられている。これにより、波長選択フィルタ４２を所望の透過特性を有するものに簡単に交換できる。
上記フィルタ材４３は、光軸Ｋに対して傾斜角βで入射面が９０度±θ（θ＞０）に傾斜して配置されており、フィルタ材４３の入射面で反射した光が集光型放電ランプユニット５の回転楕円反射鏡４７に入射しないように構成されている。これにより、フィルタ材４３から回転楕円反射鏡４７に入射した光が第１焦点ｆ１で集光し放電ランプ４８が破損されることがない。
【００２７】
排気ファン４６は、集光型放電ランプユニット５の後方に位置して光源基台２４に取り付けられ、装置本体１４の背面１４Ｂに設けられた排気口２９から外部に排気する。装置本体１４の正面１４Ａの外気導入口２２には吸気ファン（不図示）が設けられており、これら吸気ファン及び排気ファン４６によって、装置本体１４の内部が冷却される。本実施形態では、排気ファン４６が水平方向（光軸Ｋ方向）からやや下向きに排気するように傾けて配置されており、冷却の効率化が図られている。
【００２８】
係る構成の下、集光型放電ランプユニット５が放射した光は、波長選択フィルタ４２及び調光板４０を通過することで波長選択、及び光量調整されて第２焦点ｆ２で集光する。そして、この集光した光が発散しながら筒体１６の光学系７に入射し、当該光学系７が含む点光源形成球レンズ５１によって筒体１６の中に点光源６が形成される。
光学系７は、上述の通り、入射球レンズ５０、及び点光源形成球レンズ５１と、アパーチャ５２とを、光軸Ｋ上に設けて構成されている。
入射球レンズ５０は、第２焦点ｆ２で集光し拡がる光を光軸Ｋの方向に屈折させることで曲げ発散を抑えて点光源形成球レンズ５１に入射する。
点光源形成球レンズ５１は、集光型放電ランプユニット５から入射球レンズ５０を通じて入射する光を焦点Ｓで集光して仮想的な点光源６を形成する。
アパーチャ５２は、光出射口１５に設けられた絞りであり、筒体１６の先端側の端部開口に設けられ、筒体１６の内面１６Ａ等での内面反射に起因した光成分を遮蔽しつつ、点光源６から発散する光の成分を出射する内面反射遮蔽部材として機能する。
【００２９】
上記入射球レンズ５０及び点光源形成球レンズ５１は、それぞれレンズホルダー６０に着脱自在に収納されて筒体１６に取り付けられており、これら入射球レンズ５０及び点光源形成球レンズ５１を、筒体１６の設計を変更することなく所望する径のものに容易に交換可能に構成されている。
【００３０】
図６は、図３（Ｂ）のＢ−Ｂ断面をみた断面視図であって光軸Ｋの近傍を示す図である。また図７はレンズホルダー６０の構成を示す図であり、図７（Ａ）は出射側の平面図、図７（Ｂ）は断面図である。図８はレンズホルダー６０の分解図である。
レンズホルダー６０は、図７、及び図８に示すように、筒体１６に嵌合する略円柱状のホルダ本体６３を有し、ホルダ本体６３の外周面には、全周に亘ってＵ溝７４（図７（Ｂ））が形成され、また、ホルダ本体６３の背面中央に凹部を形成して入射球レンズ５０、又は点光源形成球レンズ５１を収納する収納部６４が形成されている。
ホルダ本体６３のＵ溝７４に係合する係合片（図示せず）を筒体１６の内面１６Ａに設けることで、レンズホルダー６０が筒体１６の正確な位置に位置決めされる。なお、本実施形態では、入射球レンズ５０を収めたレンズホルダー６０のみが筒体１６の内面１６Ａに設けた係止片によって決められた位置に配置され、点光源形成球レンズ５１を収めたレンズホルダー６０にあっては移動自在に構成されている。
【００３１】
ホルダ本体６３の収納部６４の開口６４Ａには蓋体６５が嵌挿され、この蓋体６５によって収納部６４で入射球レンズ５０、又は点光源形成球レンズ５１が背面側から押さえ込まれて保持される。
すなわち、上記収納部６４よりも小さな入射球レンズ５０、又は点光源形成球レンズ５１を収納部６４に収納した場合でも、入射球レンズ５０、又は点光源形成球レンズ５１が押さえ付けられるまで蓋体６５を開口６４Ａに挿入することで、しっかり固定されることから、収納可能な入射球レンズ５０、又は点光源形成球レンズ５１の大きさに、ある程度の自由度を持たせ、所望の大きさの入射球レンズ５０、又は点光源形成球レンズ５１に自由に交換可能になる。
【００３２】
レンズホルダー６０の正面側、及び背面側の中央には、光軸Ｋに対応して光の入射口／出射口として機能する第１開口６６、及び第２開口６７が形成されている。第２開口６７は、収納部６４の開口６４Ａと略同じ開口径Ｑ２に形成されており、収納部６４に収められた入射球レンズ５０、又は点光源形成球レンズ５１の径Ｄの全体に対して光を入射、或いは出射する。一方、第１開口６６は、第２開口６７よりも小さな開口径Ｑ１に形成されており、入射球レンズ５０、又は点光源形成球レンズ５１に入射、或いは出射される光を光軸Ｋを中心に制限する。
【００３３】
図６に示すように、入射球レンズ５０を収めたレンズホルダー６０にあっては、第１開口６６を入射側、第２開口６７を出射側にして筒体１６の入射端に配置される。入射側の第１開口６６は、集光型放電ランプユニット５の放射光のうち、検査光３の照度ムラの要因となる光成分を遮蔽して筒体１６に入射する入射用遮蔽部材（絞り）として機能する。
詳述すると、光源に集光型放電ランプユニット５を用いることで、高強度の検査光３が得られるものの、放電ランプ４８のアークに幅があり第１焦点ｆ１から外れた箇所での発光による光成分も含まれることに起因して、検査光３には照度ムラが生じる。この照度ムラの要因となる光成分を遮蔽すべく、筒体１６の入射側には、第１開口６６が設けられている。すなわち、この第１開口６６の開口径は、回転楕円反射鏡４７の第１焦点ｆ１にのみ発光点が点で局在していると仮定したときに、第２焦点ｆ２からの光の拡がり角、及び第２焦点ｆ２から第１開口６６までの距離に基づいて、例えばレイトレーシング等の光学的解析手法によって求められる第１開口６６の位置での光線の径と同等の大きさに形成されている。これにより、発光点が大きさを有することにより第１焦点ｆ１から外れた位置で光が発せられていても、当該光の成分を概ね第１開口６６で遮蔽し、第１焦点ｆ１で発光した光成分のみが筒体１６に入射して取り込まれることとなる。
【００３４】
また、集光型放電ランプユニット５の光には、波長選択フィルタ４２及び調光板４０を通過することで拡散光成分が生じ、この拡散光成分が光学系７に入射すると、点光源６の集光度が悪くなり、検査光３の光度の均一性に影響を及ぼす。係る拡散光成分といった、集光度を劣化させるような光成分も第１開口６６によって入射球レンズ５０への入射が規制され、これにより、点光源６の集光度の劣化が抑えられる。
第１開口６６を通過した光は入射球レンズ５０に入射し、当該入射球レンズ５０で光軸Ｋの方向に屈折により曲げられることで発散が抑えられ光軸Ｋに略平行な略平行光（より正確には、点光源形成球レンズ５１に向かって緩やかに集光する光）となって第２開口６７から出射される。
【００３５】
点光源形成球レンズ５１を収めたレンズホルダー６０にあっては、第２開口６７を入射側、第１開口６６を出射側にして筒体１６に、入射球レンズ５０と離間して配置される。
ここで、筒体１６の内面１６Ａは鏡面に仕上げられているため、入射球レンズ５０と点光源形成球レンズ５１との間の内面１６Ａでの内面反射により、光軸Ｋとの成す角度が比較的大きな光成分である拡散光成分が発生する。係る拡散光成分が点光源形成球レンズ５１に多分に入射すると点光源６の集光性を劣化させ検査光３に照度ムラを生じさせる要因となる。そこで、本実施形態では、内面反射に起因して発生し照度ムラの要因となる拡散光成分の点光源形成球レンズ５１への入射を遮蔽する内面反射遮蔽部材として第２開口６７が機能する。これにより、点光源６の集光性の劣化や照度ムラの発生が抑制される。
また点光源形成球レンズ５１を収めたレンズホルダー６０の第２開口６７は、点光源形成球レンズ５１を通った光のうち、焦点Ｓで焦点を結ぶ光成分を通すように構成されている。
【００３６】
さらに、点光源形成球レンズ５１の焦点Ｓには、上述の通り、良好な点光源６が形成されるが、この点光源６は、筒体１６の中に位置するため、当該点光源６から拡散する光の一部が筒体１６の内面１６Ａに入射して内面反射による光成分を生じる。また、点光源形成球レンズ５１には、筒体１６内での内面反射等に起因して光軸Ｋと非平行な光も入射されることから、当該点光源形成球レンズ５１から焦点Ｓとは異なる方向に向かう光成分も出射され、この光成分が筒体１６の内面１６Ａに入射し内面反射による光成分を生じる。これら点光源形成球レンズ５１と光出射口１５の間での内面反射による光成分が光出射口１５から検査光３とともに外部に照射されると、この光成分が迷光となって検査光３の光度の均一性を阻害し、また、スクリーン４上に投射される像がボケてしまったり、欠陥の像を不鮮明にする等の悪影響が生じる。
そこで本実施形態では、上記アパーチャ５２が迷光となる光成分（すなわち、点光源形成球レンズ５１と光出射口１５の間での内面反射による光成分）を遮蔽する遮蔽部材として機能し、点光源６から拡散する光のみを検査光３として取り出すこととしている。
【００３７】
このように、入射球レンズ５０の入射側に第１開口６６を配置して、第１焦点ｆ１から外れた箇所で発光した光成分や、調光板４０、及び波長選択フィルタ４２を通過する際に生じた光成分等の照度ムラの要因となる光成分を遮蔽する構成としたため、照度ムラや投射像のボケが抑えられる。
また点光源形成球レンズ５１の入射側、及び光出射口１５のそれぞれには、筒体１６の内面反射に起因し、照度ムラの要因となる光成分（上記拡散光成分や迷光成分）を遮蔽する第２開口６７、及びアパーチャ５２を設けたため、当該内面反射による照度ムラや投射像のボケの発生が抑えられる。
また、上記第１開口６６がレンズホルダー６０に形成されているため、部品点数が削減でき且つ、筒体１６の中の構造を変える事無く、レンズホルダー６０に収納する入射球レンズ５０又は点光源形成球レンズ５１の径に対応して開口径を設定作製することが可能となる。
【００３８】
ここで本実施形態では、上記点光源形成球レンズ５１を収めるレンズホルダー６０が筒体１６に光軸Ｋに沿って移動自在に構成されており、アパーチャ５２の手前で焦点Ｓの位置を変更可能に構成されている。
具体的には、前掲図２及び図３に示すように、筒体１６の外周面に光軸Ｋに平行にガイドスリット７０を形成し、このガイドスリット７０から摘み７１を有するネジ７２を挿入し、図６に示すように、レンズホルダー６０の外周面に設けたネジ孔７３に螺合して、摘み７１の操作によってレンズホルダー６０をガイドスリット７０に沿って移動し任意の位置に配置可能に成されている。
このように、点光源形成球レンズ５１の焦点Ｓの位置がアパーチャ５２の手前で変更されることで、アパーチャ５２の光出射口１５から出射される検査光３の拡がり角αが可変し、これにより検査対象物２の大きさに合わせて照射範囲の調整が可能になる。
【００３９】
ここで、入射球レンズ５０と第２焦点ｆ２との位置関係について詳述すると、図９に示すように、入射球レンズ５０に対して光線Ｌｉｎ１が光軸Ｋを交差せずに入射すると、入射球レンズ５０からは光Ｌｏｕｔ１が発散する方向（光軸Ｋから離れる方向）に出射される。一方、光軸Ｋを交差した光線Ｌｉｎ２が入射球レンズ５０に入射すると、この入射球レンズ５０からは光Ｌｏｕｔ２が光軸Ｋに沿う方向に屈折し略平行光化されて出射される。
入射球レンズ５０から発散する方向（光軸Ｋから離れる方向）の光Ｌｏｕｔ１は、スクリーン４上の分布を悪くする原因となる。すなわち、入射球レンズ５０を第２焦点ｆ２近傍に配置して、光軸Ｋと交差しない光線Ｌｉｎ１が入射球レンズ５０に入射するようにした場合、図１０（Ａ）に示すように、スクリーン４の投射像に中抜け８２や、リング状の光量集中８４が発生することから、可能な限り入射球レンズ５０に入射する光のうち、光線Ｌｉｎ１の割合を減らす必要がある。
【００４０】
このような光線Ｌｉｎ１が発生する原因としては、放電ランプ４８のアーク長が点ではなく有限の大きさを有し、第１焦点ｆ１の点からずれた位置からも放電ランプ４８が光を照射することが挙げられる。
そこで、図１１に示すように、回転楕円反射鏡４７の第１焦点ｆ１に放電ランプ４８の陰極の先端があり、また、この第１焦点ｆ１から光軸Ｋに沿って回転楕円反射鏡４７側に移動した位置に陽極の先端Ａがあると仮定し、この陽極の先端Ａから照射される光線Ｍ１が回転楕円反射鏡４７で反射されて光軸Ｋと交差する交差位置Ｃを算出し、この交差位置Ｃに基づいて、上記光線Ｌｉｎ１の割合を減らすような入射球レンズ５０の配置が決定される。
【００４１】
すなわち、この図１１に示すように、回転楕円反射鏡４７の反射面形状を規定する楕円Ｅの中心Ｏを原点とし、この楕円Ｅの長軸方向（すなわち光軸Ｋの方向）をＸ軸、短軸方向をＹ軸とした座標空間を設定する。この座標空間により、楕円Ｅは、長軸及び短軸の長さをそれぞれ２Ｔａ、２Ｔｂとすると、楕円式によって次式（１）により表される。
【００４２】
【００４３】
この図１１において、Ｂ（ｘｂ、ｙｂ）は、回転楕円反射鏡４７への光の入射位置を示し、Ｄ（ｘｂ、０）は、入射位置Ｂ（ｘｂ、ｙｂ）から長軸（Ｘ軸）に延ばした垂線と長軸が交わる位置を示す。また、Ｍ１は放電ランプ４８の陽極の先端Ａから入射位置Ｂ（ｘｂ、ｙｂ）に入射する光線を示し、Ｍ２は第１焦点ｆ１から入射位置Ｂ（ｘｂ、ｙｂ）に入射する光線を示す。Ｍ３は入射位置Ｂ（ｘｂ、ｙｂ）で反射されて第２焦点ｆ２に向かう光線、Ｍ４は入射位置Ｂ（ｘｂ、ｙｂ）で反射されて楕円Ｅの外側で光軸Ｋと交差する光線を示す。φ１は光線Ｍ１、Ｍ２が成す角、φ２は光線Ｍ３と光軸Ｋが成す角である。
光線Ｍ４と光軸Ｋとが成す角は、φ２−φ１となり、上記（１）式を用いると、次の（２）〜（４）式が導かれる。
【００４４】
【００４５】
【００４６】
【００４７】
光軸Ｋ上の中心Ｏから所望の位置Ｉ（ｘｉ、０）における光線Ｍ４の光軸Ｋからの高さｈは、次式（５）で表される。
【００４８】
【００４９】
入射球レンズ５０に入射する高さｈと、入射球レンズ５０の入射側に位置する上記第１開口６６の開口径Ｑ１との関係は次式（６）で表される。
【００５０】
【００５１】
また、入射球レンズ５０への入射角ψは、上記第１開口６６の開口径Ｑ１と、入射球レンズ５０の焦点距離ｆｂを用いて、次式（７）のように表される。
【００５２】
【００５３】
したがって、入射球レンズ５０の入射角度は、次式（８）の範囲に制限される。
【００５４】
【００５５】
（６）、（８）式を満たす位置に入射球レンズ５０の入射端を配置することで、図１０（Ｂ）に示すように、中抜け８２や、リング状の光量集中８４が発生することなく、スクリーン４に投射することができる。
本実施形態では、係る条件を満たすべく、各変数を以下のように設定している。すなわち、レンズホルダー６０の第１開口６６の開口径Ｑ１を５ｍｍ、アパーチャ５２の開口径Ｑ３（図６）を１０ｍｍ、入射球レンズ５０及び点光源形成球レンズ５１の屈折率ｎを１.５１７（材質ＢＫ７）、入射球レンズ５０及び点光源形成球レンズ５１の径Ｄを１０ｍｍ、第２焦点ｆ２から入射球レンズ５０までの距離ｄ１を４１ｍｍ、入射球レンズ５０から点光源形成球レンズ５１間の可変距離ｄ２を５〜２０ｍｍとしている。
これにより、図１２に示すように、放電ランプ４８の第２焦点ｆ２を通過する光線Ｍ３は勿論のこと、放電ランプ４８の陽極の先端Ａから出た光線Ｍ４も入射球レンズ５０の手前の交差位置Ｃで光軸Ｋと交差して入射球レンズ５０に入射する。そして、第２焦点ｆ２を通る光線Ｍ３のみならず、放電ランプ４８の陽極の先端Ａから出た光線Ｍ４（より正確にはアークの光線全部）を含め、光軸Ｋと交差した光が入射球レンズ５０に入射されることで、上述のように、中抜け８２や、リング状の光量集中８４が発生することなく、スクリーン４に投射することができる。
【００５６】
このように構成された照射装置１０を用いて検査を行う場合には、先ず、放電ランプ４８の点灯後、十分に安定させた状態、つまり放電ランプ４８に封入されている水銀等が十分蒸発した状態にする。この状態にあっては、放電ランプ４８の電極間（図示せず）に形成されるアークは、光軸Ｋに対して垂直方向の幅が収縮し、電極先端付近に形成される輝点が安定する。
上述の通り、本実施形態で用いた放電ランプ４８は、１００Ｗ直流型超高圧水銀ランプであって、電極間距離が１.０〜１.５ｍｍであり、その電極間に形成されるアークによる発光点は、理想的な点ではなく、楕円球状の立体的な領域となる。
また、電極間に生ずるアークによる発光点は、放電ランプ４８の先端側、すなわち陰極先端部近傍が最も明るく、その部分が第１焦点ｆ１に一致するように配されている。したがって、第１焦点ｆ１に位置する発光点先端側から照射された光は、回転楕円反射鏡４７の有効反射領域で反射され、第２焦点ｆ２に集光された後、再び発散されて第１開口６６を通過し入射球レンズ５０に達する。
このとき、マージナル光線ＬＭは光軸Ｋから離れる方向に進行しながら入射球レンズ５０に入射され、入射球レンズ５０の入射面と出射面で、光軸Ｋに近づく方向に２度屈折され、点光源形成球レンズ５１の有効径領域に導かれる。
【００５７】
ただし、第１焦点ｆ１から照射された光は、その光路が、放電ランプ４８の封止部等で部分的に遮られるところから、環状の光強度分布を有する光束として入射球レンズ５０に入射され、点光源形成球レンズ５１入射面上でも中央部の光強度が低い中抜けした環状の光強度分布で照射されることとなる。
【００５８】
したがって、集光型放電ランプユニット５の光を、図１３（Ａ）に示すような、同心円状に傷８１が形成された石英ガラス板のターゲット８０に直接照射すると、図１３（Ｂ）に示すように、光量が中心部分で低下して中抜けＱ１が発生する。係る中抜け８２の箇所は、光量が足りない箇所であることから欠陥との差別化が困難となり正確な検査が難しくなる。
【００５９】
また、放電ランプ４８の発光点後端側は、第１焦点ｆ１から電極間距離分だけ後方（回転楕円反射鏡４７の底部４７Ｃの側）へ偏位して配されており、この発光点後端側から照射された光は、第２焦点ｆ２に集光されず、光軸Ｋを中心に環状に連なる環状集光点に集光する成分を含む。このように、集光型放電ランプユニット５の光をターゲット８０に直接照射すると、第２焦点ｆ２で集光した光成分以外の成分も含まれることから、図１３（Ｂ）に示されるように、傷８１に対応して投射される影８３がぼけてしまうことになる。
【００６０】
これに対して、本実施形態の照射装置１０にあっては、上述の通り、入射球レンズ５０の入射側に第１開口６６が配置されているため、第１焦点ｆ１から外れた箇所で発光した光成分等に起因して第２焦点ｆ２から外れた位置で集光した光成分が遮蔽されることから影８３のぼけが抑えられる。また、第２焦点ｆ２で集光した成分、及び環状に集光した成分といった光束断面の光量分布が異なる各種の光成分が入射球レンズ５０に入射された場合、これらの光成分が入射球レンズ５０により混合されて出射される。これにより、第２焦点ｆ２から照射された光の中抜部分の光強度不足を補うような光強度分布で入射球レンズ５０から出射されることとなり、係る光が点光源形成球レンズ５１の入射面に入射される。なお、放電ランプ４８の発光点先端側と発光点後端側から照射された光のみについて述べたが、実際にはその中間から照射される光もあるため、これらの光によって、点光源形成球レンズ５１の入射面上にある程度光度が均一化された光強度分布の光像が形成される。
【００６１】
点光源形成球レンズ５１にあっては、上記入射球レンズ５０から直接に入射される光の他にも、筒体１６の内面１６Ａで反射した光成分のうち第２開口６７を通過する光成分が入射する。点光源形成球レンズ５１は、これらの光成分を混合し、点光源形成球レンズ５１とアパーチャ５２との間の光軸Ｋ上で集光して仮想的な点光源６を形成する。このように、内面反射による光成分も混合して点光源６が形成されるため、内面反射光の利用による光量の増加、及び光強度分布の更なる均一化の効果が得られ、検査光３に用いて良好な点光源６が得られる。そして点光源６から発散する光が、点光源形成球レンズ５１と光出射口１５での間で生じた内面反射による光成分を遮蔽するアパーチャ５２を通って筒体１６から検査光３として出射されることで、迷光を抑えた検査光３が照射される。
この検査光３がターゲット８０に照射することで、図１３（Ｃ）に示すように、中抜け８２の発生を防止しつつ、傷８１に対応した箇所にシャープな影８３が得られることとなる。
【００６２】
以上説明したように、本実施形態によれば、集光型放電ランプユニット５の光を点光源形成球レンズ５１に通して点光源６を形成し、当該点光源６から発散する光を検査対象物２に照射する構成としたため、平行光を検査光３に用いる構成に比べて広範囲に光を照射できる。さらに、点光源６の発散光が検査対象物２に照射されることで、スクリーン４には検査対象物２の像が拡大投射されることから、小さな欠陥でも目視で十分に確認できる。また点光源６を形成する光学系として球レンズたる点光源形成球レンズ５１を用いたため、光学系の構成を簡単かつコンパクトにできる。
【００６３】
また本実施形態によれば、照射装置１０は、点光源形成球レンズ５１を収め、内部に形成された点光源６から発散する光を端部開口たる光出射口１５から出射する筒体１６と、この筒体１６内の点光源形成球レンズ５１の入射側、及び光出射口１５のそれぞれに設けられ、筒体１６の内面反射によって生じた光成分を遮蔽する内面反射遮蔽部材としての第２開口６７、及びアパーチャ５２とを備える構成とした。これら第２開口６７とアパーチャ５２により、筒体１６の内面反射に起因して生じた上記拡散光、及び迷光が抑えられるため、照度ムラや投射像のボケを抑え、欠陥の像が不鮮明になるのを防止できる。
【００６４】
また本実施形態によれば、点光源形成球レンズ５１を光軸Ｋに沿って移動可能に設けて点光源６の形成位置を可変にしたため、検査対象物２の大きさに合わせて照射範囲の調整が簡単にでき、また照射範囲内に検査対象物２が入らなくとも検査対象物２を動かす必要が無く、検査者の負担軽減になる。特に、上記アパーチャ５２からは常に点光源６の発散光の成分のみが出力されるように光出射口１５の開口径Ｑ３が設定されているため、点光源６の形成位置を可変し照射範囲を調整した場合でも、検査光３の照度ムラや投射像のボケが抑えられる。
【００６５】
また本実施形態によれば、集光型放電ランプユニット５の第２焦点ｆ２よりも集光型放電ランプユニット５の側に、周方向に沿って開口幅が漸増する調光スリット４１を形成した調光板４０を設けたため、出射光を増減でき、検査に適した光量を投射することが可能になる。
【００６６】
また本実施形態によれば、集光型放電ランプユニット５の第２焦点ｆ２よりも集光型放電ランプユニット５の側に、波長選択フィルタ４２を設けたため、検査に好適な波長の光のみを投射することが可能である。
【００６７】
また本実施形態によれば、照射装置１０は、光源たる集光型放電ランプユニット５から発せられた発散する光を光軸Ｋの方向に曲げて発散を抑えて点光源形成球レンズ５１に入射する入射球レンズ５０を備える構成とした。
この構成によれば、集光型放電ランプユニット５から発せられて拡散する光を効率良く点光源形成球レンズ５１に入射し、点光源６の光量を上げることができる。
特に本実施形態によれば、集光型放電ランプユニット５の光を光軸Ｋに近付く方向に屈折させて発散を抑える光学系と、点光源６を形成する光学系とを、同軸に設けた一対の球レンズである入射球レンズ５０、及び点光源形成球レンズ５１により構成したため、これらの光学系をコンパクトに構成でき、入射球レンズ５０、及び点光源形成球レンズ５１を収めた筒体１６の全長（装置本体正面からの突出量）が抑えられる。
【００６８】
また本実施形態によれば、第１焦点ｆ１、及び第２焦点ｆ２を有する回転楕円反射鏡４７、及び第１焦点ｆ１に発光点を位置させた放電ランプ４８を備え、第２焦点ｆ２で集光する光を放射する集光型放電ランプユニット５を照射装置１０の光源とした。これにより、高い光強度の検査光３を得ることができる。
これに加え、照射装置１０には、第２焦点ｆ２で集光し発散する光のうち第１焦点ｆ１と発光点のズレに起因する成分を遮蔽する入射用遮蔽部材としての第１開口６６が設けられている。これにより、照度ムラの要因と成る光成分を第１開口６６で遮蔽し、照度ムラを抑えた検査光３を得ることができる。
また、当該第１開口６６が設けられることで、上記調光板４０や波長選択フィルタ４２によって第２焦点ｆ２での集光性が劣化し種々の光成分が生じたとしても、検査光３に照度ムラを生じさせるような光成分を第１開口６６で遮蔽することができる。
【００６９】
特に本実施形態によれば、集光型放電ランプユニット５の光を、筒体１６の中に同軸に設けた入射球レンズ５０、及び点光源形成球レンズ５１を通し、なおかつ、この筒体１６に上述のように第１開口６６、第２開口６７、及びアパーチャ５２が設けられることで、筒体１６の内面反射の光を有効に利用しつつ、集光型放電ランプユニット５における第１焦点ｆ１と発光点の位置ズレや、放電ランプ４８の封じ部での光ロス、光学系の光軸ズレ等による照度ムラや投射像のボケが抑えられる検査光３を得ることができる。
＜第２実施形態＞
上述した第１実施形態では、据え置き型の照射装置１０を例示した。これに対して、本実施形態では、ユーザが手で持って使用するハンディ型の照射装置について説明する。
【００７０】
図１４は、本実施形態に係るハンディ型照射装置１１０の構成を示す断面図である。なお、同図において、第１実施形態で説明した部材については同一の符号を付して、その説明を省略する。
ハンディ型照射装置１１０は、ユーザが把持可能な大きさの円筒状の筐体１９０を備え、この筐体１９０には、光源の一例たるＬＥＤ光源部１０５と、電源１０８と、光学系ヘッドユニット１０９とが設けられている。
ＬＥＤ光源部１０５は、発光素子の一例たるＬＥＤ１１１と、このＬＥＤ１１１を実装したＬＥＤ回路基板１１２とを備えている。ＬＥＤ回路基板１１２は、ＬＥＤ１１１を筐体１９０の長軸Ｇと同軸に配置するように当該筐体１９０の先端部の開口１１６Ａに嵌め込み固定されている。ＬＥＤ１１１は、砲弾型白色ＬＥＤであり、光軸Ｚが長軸Ｇと同軸となるように配置されている。なお、ＬＥＤ１１１に代えて、他の発光素子を用いて光源を構成しても良い。
電源１０８は、ＬＥＤ光源部１０５に電力を供給する一次電池又は二次電池等であり、本実施形態では、乾電池型の充電可能な二次電池が用いられている。二次電池は、筒体１１６の後端部の開口１１６Ｂから挿入され、当該開口１１６Ｂが蓋体１１３で閉じられることで筐体１９０に収められる。
【００７１】
光学系ヘッドユニット１０９は、点光源形成ユニット１３０と、反射ユニット１３１とを備えている。点光源形成ユニット１３０は、ＬＥＤ光源部１０５の光から擬似的な点光源６を形成し、この点光源６から発散する光を検査光３として出射するものである。
【００７２】
図１５は、点光源形成ユニット１３０を拡大して示す図である。
点光源形成ユニット１３０は、第１実施形態と同様に点光源形成球レンズ５１を備え、この点光源形成球レンズ５１をレンズホルダー６０に収め筒体１１６にスライド移動可能に設け、また筒体１１６の先端にキャップ状のアパーチャ１５２を冠着して構成されている。アパーチャ１５２は、第１実施形態のアパーチャ５２に相当する部材である。またアパーチャ１５２と筒体１１６の間に球レンズ保護カバー１９１が挟み込まれている。この球レンズ保護カバー１９１の両面にＡＲコートが施されている。なお、球レンズ保護カバー１９１に重ねて、或いは球レンズ保護カバー１９１に代えて、第１実施形態で説明した波長選択フィルタ４２に相当するフィルタ材を設けることもできる。
点光源形成ユニット１３０の筒体１１６は筐体１９０の先端部に同軸に装着され、ＬＥＤ１１１の光軸Ｚ上に点光源形成球レンズ５１が配置されている。これにより、ＬＥＤ１１１の光が点光源形成球レンズ５１を通って当該点光源形成球レンズ５１の焦点Ｓで集光し仮想的な点光源６が筒体１１６の中で形成され、この点光源６から発散する光がアパーチャ１５２を通って点光源形成ユニット１３０から出射される。
【００７３】
レンズホルダー６０は、第１実施形態と同様に、筒体１１６の中で光軸Ｚに沿って移動可能に構成され、アパーチャ５２の手前で焦点Ｓの位置が変更可能になっている。
具体的には、筒体１１６の外周面に光軸Ｚに平行にガイドスリット１７０を形成し、摘み７１を有するネジ７２をレンズホルダー６０の外周面に設け、この摘み７１をガイドスリット１７０から突出させることで、摘み７１の操作によってレンズホルダー６０をガイドスリット１７０に沿って任意の位置に移動可能になっている。
【００７４】
この点光源形成ユニット１３０においては、筒体１１６の内面、及びレンズホルダー６０が光の乱反射を防止すべく、黒色塗装、或いは黒色アルマイト等の処理が施され、点光源形成球レンズ５１は、約１０ｍｍ径の光学ガラス（ＢＫ７、屈折率ｎ＝１．５１７）で形成されている。また球レンズ保護カバー１９１としてＡＲコートを両面に施した約３０ｍｍ径のテンパックスガラスを用いている。
また点光源形成球レンズ５１が、第１実施形態と同様に入射側に第２開口６７を有するレンズホルダー６０に収められていることから、ＬＥＤ１１１の光のうち、光軸Ｚから大きく離れる光成分の点光源形成球レンズ５１への入射が抑制されることから、焦点Ｓでの集光性の劣化が抑えられ、照度ムラの発生が抑制される。
さらに点光源形成ユニット１３０の出射側には、約８ｍｍの開口径のアパーチャ１５２が設けられることで、焦点Ｓで集光した仮想的な点光源６からの光のみを検査光として取り出すことができ、照度ムラの発生がより確実に抑えられる。
【００７５】
なお、点光源形成球レンズ５１とＬＥＤ１１１との間に、第１実施形態で説明した入射球レンズ５０等を設けても良い。
また筒体１１６と筐体１９０とを一体に構成しても良い。
【００７６】
反射ユニット１３１は、点光源形成ユニット１３０から出射された検査光３の進行方向を略９０度折り曲げるものであり、前掲図１４に示すように、点光源形成ユニット１３０の筒体１１６の光出射端側に着脱自在に装着されるミラーホルダー１３２と、このミラーホルダー１３２に内設された反射ミラー１３３とを備えている。この反射ミラー１３３は、ミラーホルダー１３２内で光軸Ｚ上に約４５度の傾斜角度γで設けられており、光軸Ｚに沿って点光源形成ユニット１３０から入射した光を略９０度に折り曲げて光軸Ｚに垂直な方向に出射する。
【００７７】
このハンディ型照射装置１１０を用いて検査対象物２を検査する場合、検査者は、筐体１９０を把持して検査対象物２に検査光３を照射する。このとき、摘み７１の操作によって点光源形成球レンズ５１を移動することで、或いはハンディ型照射装置１１０から検査対象物２までの距離を可変することで、検査対象物２の検査対象領域Ｒ１の大きさに応じて光照射範囲（検査光３の拡がり角）を変更する。
【００７８】
このようなハンディ型照射装置１１０によれば、検査対象物２を手軽に検査することができる。また、放電ランプ４８に比べて光量が小さな発光素子が光源に用いられることで、スクリーン４に投射した際の色飛びが抑えられるため、浅い、或いは小さい欠陥についても色飛びせずに、その欠陥の影をスクリーン４に投射することができる。
【００７９】
なお、図１６に示すように、複数のハンディ型照射装置１１０を互いの光軸が平行になるように、例えば三脚等に取り付けられる支持台１９７に取り付けて、より広範囲を照射する照射装置ユニット２００を構成することもできる。これにより、ハンディ型照射装置１１０の個数を検査対象物２の大きさに応じて数だけ設けることで、より広い照明範囲に容易に拡張することが可能となる。
なお、図１６では、反射ユニット１３１を取り外した状態のハンディ型照射装置１１０を例示しているが、反射ユニット１３１を装着しても良いことは勿論である。
【００８０】
なお、上述した各実施形態は、あくまでも本発明の一態様を示すものであって、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で任意に変形及び応用が可能である。
【００８１】
例えば、上述した第１実施形態では、筒体１６の出射端にアパーチャ５２を設けたが、これに代えて、光出射口１５の開口径Ｑ３を調整可能な絞り装置を設けても良い。
また、筒体１６の内面１６Ａを鏡面に仕上げた場合を例示したが、これに限らず、内面１６Ａを非反射に加工することで、迷光を抑制しても良い。
また第１実施形態では、点光源形成球レンズ５１を光軸Ｋに沿って可変することで点光源６の位置を光軸Ｋに沿って可変し、拡がり角αを調整可能にしたが、これに限らない。すなわち、点光源形成球レンズ５１とアパーチャ５２の間の距離を可変することでも、拡がり角αを調整することができる。
具体的には、点光源形成球レンズ５１を固定しつつ、アパーチャ５２を光軸に沿って移動可能に設け、点光源形成球レンズ５１、及びアパーチャ５２の両方を光軸Ｋに沿って移動可能に設け、或いは、上述の実施形態のように、アパーチャ５２を固定しつつ、点光源形成球レンズ５１を光軸Ｋに沿って移動可能に設け、て、点光源形成球レンズ５１とアパーチャ５２の間の距離を可変し、拡がり角αを調整することができる。なお、この場合において、アパーチャ５２の絞り径を可変にしても良い。
【００８２】
上述した各実施形態では、検査対象物２を透過した透過光に基づいて欠陥の有無を判別する場合を例示したが、これに限らない。すなわち、検査対象物２の表面が金属面や鏡面等の光を反射する面であり、当該表面の検査箇所について傷や塵の付着を検査する場合には、この検査箇所に照射光を照射し、検査箇所からの反射光をスクリーン等に投射して欠陥を判別しても良い。
上述した各実施形態では、検査装置として好適な照射装置を例示したが、本発明に係る照射装置を、画像を投射するプロジェクタ装置（画像投射装置）に応用することも可能である。
【符号の説明】
【００８３】
１ 検査システム
２ 検査対象物
３ 検査光
５ 集光型放電ランプユニット（光源）
６ 点光源
７ 光学系
１０ 照射装置
１４ 装置本体
１５ 光出射口
１６、１１６ 筒体
４０ 調光板
４１ 調光スリット
４２ 波長選択フィルタ
４７ 回転楕円反射鏡
４８ 放電ランプ
５０ 平行光形成用球レンズ（平行光形成用光学系）
５１ 点光源形成球レンズ
５２ アパーチャ（第３絞り）
６６ 第１開口（第１絞り）
６７ 第２開口（第２絞り）
８０ ターゲット
１１０ ハンディ型照射装置
１１１ ＬＥＤ（発光素子、光源）
１９０ 筐体
ｆ１ 第１焦点
ｆ２ 第２焦点
Ｋ、Ｚ 光軸
Ｓ 焦点
Ｑ１〜Ｑ３ 開口径
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査対象物からの透過光又は反射光に基づく検査のための光を前記検査対象物に照射する照射装置において、
光源が発する光を点光源形成球レンズに通して点光源を形成し、当該点光源から発散する光を前記検査対象物に照射することを特徴とする照射装置。
【請求項２】
前記点光源形成球レンズを収め、内部に形成された前記点光源から発散する光を端部開口から出射する筒体と、
前記筒体内の点光源形成球レンズの入射側、及び前記端部開口のそれぞれに設けられ、前記筒体の内面反射によって生じた光成分を遮蔽する内面反射遮蔽部材と、
を備える特徴とする請求項１に記載の照射装置。
【請求項３】
前記点光源の形成位置を光軸に沿って可変したことを特徴とする請求項１又は２のいずれかに記載の照射装置。
【請求項４】
前記光源と前記点光源形成球レンズの間に、周方向に沿って開口幅が漸増する調光スリットを形成した調光板を設けたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の照射装置。
【請求項５】
前記光源と前記点光源形成球レンズの間に、波長選択フィルタを設けたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の照射装置。
【請求項６】
前記光源から発せられた発散する光を光軸の方向に曲げて発散を抑えて前記点光源形成球レンズに入射する入射用球レンズを備えることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の照射装置。
【請求項７】
第１焦点、及び第２焦点を有する回転楕円反射鏡、及び前記第１焦点に発光点を位置させた放電ランプを有する前記光源と、
前記光源の第２焦点と前記点光源形成球レンズの間に設けられ、前記第２焦点で集光し発散する光のうち前記第１焦点と前記発光点のズレに起因する成分を遮蔽する入射用遮蔽部材と、
を備えることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の照射装置。
【請求項８】
把持可能な大きさの筐体に、発光素子で構成された光源を設けてハンディー型に構成したことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の照射装置。
【請求項１】
検査対象物からの透過光又は反射光に基づく検査のための光を前記検査対象物に照射する照射装置において、
光源が発する光を点光源形成球レンズに通して点光源を形成し、当該点光源から発散する光を前記検査対象物に照射することを特徴とする照射装置。
【請求項２】
前記点光源形成球レンズを収め、内部に形成された前記点光源から発散する光を端部開口から出射する筒体と、
前記筒体内の点光源形成球レンズの入射側、及び前記端部開口のそれぞれに設けられ、前記筒体の内面反射によって生じた光成分を遮蔽する内面反射遮蔽部材と、
を備える特徴とする請求項１に記載の照射装置。
【請求項３】
前記点光源の形成位置を光軸に沿って可変したことを特徴とする請求項１又は２のいずれかに記載の照射装置。
【請求項４】
前記光源と前記点光源形成球レンズの間に、周方向に沿って開口幅が漸増する調光スリットを形成した調光板を設けたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の照射装置。
【請求項５】
前記光源と前記点光源形成球レンズの間に、波長選択フィルタを設けたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の照射装置。
【請求項６】
前記光源から発せられた発散する光を光軸の方向に曲げて発散を抑えて前記点光源形成球レンズに入射する入射用球レンズを備えることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の照射装置。
【請求項７】
第１焦点、及び第２焦点を有する回転楕円反射鏡、及び前記第１焦点に発光点を位置させた放電ランプを有する前記光源と、
前記光源の第２焦点と前記点光源形成球レンズの間に設けられ、前記第２焦点で集光し発散する光のうち前記第１焦点と前記発光点のズレに起因する成分を遮蔽する入射用遮蔽部材と、
を備えることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の照射装置。
【請求項８】
把持可能な大きさの筐体に、発光素子で構成された光源を設けてハンディー型に構成したことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の照射装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２０１２−１５４９１８（Ｐ２０１２−１５４９１８Ａ）
【公開日】平成２４年８月１６日（２０１２．８．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２８１４７５（Ｐ２０１１−２８１４７５）
【出願日】平成２３年１２月２２日（２０１１．１２．２２）
【出願人】（００００００１９２）岩崎電気株式会社 (533)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月１６日（２０１２．８．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１２月２２日（２０１１．１２．２２）
【出願人】（００００００１９２）岩崎電気株式会社 (533)
【Ｆターム（参考）】
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