JP2004361552A - リング照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】被測定物の観察領域における照度分布を略均一にするリング照明装置を提供する。
【解決手段】中央照明光発生手段群１３０の照明光発生手段１３１の数を、内周照明光発生手段群１２０の照明光発生手段１２１の数および外周照明光発生手段群１４０の照明光発生手段１４１の数よりも少なくすることにより、中央照明光発生手段群１３０の照明光１３１Ｌからの照度を、各照明光発生手段群１２０，１３０の照明光１２１Ｌ，１４１Ｌからの照度よりも低くする。このため、照明光１２１Ｌ，１３１Ｌが重ねて照射される照射点６１１Ａを含む内周照射領域の照度と、照明光１２１Ｌ，１３１Ｌ，１４１Ｌが重ねて照射される照射点６１２Ａを含む中央照射領域の照度と、照明光１３１Ｌ，１４１Ｌが重ねて照射される照射点６１３Ａを含む外周照射領域の照度とを略同一にできる。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光学顕微鏡や画像測定機などの光学測定機に使用されるリング照明装置に関する。
【０００２】
【背景技術】
従来、光学系によって被測定物の測定部位を光学的に結像し、その像を観察するための光学顕微鏡や、像から被測定物の形状や寸法などを検査、測定するための画像測定機が知られている。このような光学顕微鏡や画像測定機などの光学測定機では、被測定物の画像を鮮明に得る上で、被測定物に対する照明がきわめて重要な役割を果すが、特に形状が複雑な被測定物の測定においては、エッジ部の影を鮮明に検出することが重要である。そこで、被測定物のエッジ部の影を鮮明に検出できるようにした、例えば図９（Ａ），（Ｂ）に示すようなリング照明装置９００が知られている。
【０００３】
図９は、リング照明装置９００の概略構成を示す模式図で、図９（Ａ）は、リング照明装置９００の断面図であり、図９（Ｂ）は、リング照明装置９００の底面図である。リング照明装置９００は、図９（Ａ），（Ｂ）に示すように、対物レンズ１を囲むように設けられ全体リング状に形成されたケース９１０と、対物レンズ１のレンズ光軸１Ｋを中心としてそれぞれ略同心円状に配列された内周発光ダイオード群９２０と、中央発光ダイオード群９３０と、外周発光ダイオード群９４０とを備えている。
【０００４】
内周発光ダイオード群９２０には、それぞれ同じ大きさの発光ダイオード９２１が略同心円状に、かつ、隣り合う発光ダイオード９２１同士の間隔が略同一となるように配列されている。また、各発光ダイオード群９３０，９４０にも、内周発光ダイオード群９２０と同様に、それぞれ同じ大きさの発光ダイオード９３１，９４１が略同心円状に、かつ、隣り合う発光ダイオード９３１，９４１同士の間隔が発光ダイオード９２１同士の間隔と略同一となるように配列されている。このため、内周発光ダイオード群９２０は例えば１８個の発光ダイオード９２１を有し、中央発光ダイオード群９３０は例えば２４個の発光ダイオード９３１を有し、外周発光ダイオード群９４０は例えば３０個の発光ダイオード９４１を有している。
【０００５】
発光ダイオード９２１，９３１，９４１には、図９（Ａ）に示すように、これらから発せられる照明光９２１Ｌ，９３１Ｌ，９４１Ｌの発散角度、つまり照明光９２１Ｌ，９３１Ｌ，９４１Ｌの照明光軸９２１Ｋ，９３１Ｋ，９４１Ｋと照明光９２１Ｌ，９３１Ｌ，９４１Ｌの周縁９２１Ｅ，９３１Ｅ，９４１Ｅとのなす角度をＤ１にするような、集光レンズが取り付けられている。そして、発光ダイオード９２１，９３１，９４１は、照明光９２１Ｌ，９３１Ｌ，９４１Ｌの照明光軸９２１Ｋ，９３１Ｋ，９４１Ｋと被測定物６の被測定面６１上の照射点６１１Ａ，６１２Ａ，６１３Ａとが交わるように、かつ、照明光軸９２１Ｋ，９３１Ｋ，９４１Ｋとレンズ光軸１Ｋとのなす角度がＲ１となるように、ケース９１０に取り付けられている。このように、レンズ光軸１Ｋに対して所定の角度で傾斜した方向から照明光を照射することで、被測定物６のエッジ部を照射することができ、エッジ部の影を鮮明に検出できるようになる。
【０００６】
また、従来例として他の構成のリング照明装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１のリング照明装置は、ケースの内部に設けられた多数の発光ダイオードを備えている。これらの発光ダイオードは、同心円状に５つの円形列に配列されるとともに、それらの照明光軸が被測定物の被測定面上の１点に集まるように取り付けられている。さらにこのリング照明装置では、複数の発光ダイオードは、各円形列と、円周方向の扇形にゾーニングされた区画とで、マトリクス的にグルーピングされ、このグループごとに点灯または消灯の制御が可能とされている。このため、リング照明装置９００と比べて、より汎用性が高い構成となっている。
【０００７】
ところで、近年画像測定機に対して測定スループットの高速化の要求がある。この測定スループットの高速化を実現するための手法としては、光学系の倍率を低くして広い範囲を同時に測定することが挙げられる。しかしながら、光学系の倍率を低くすると、ＣＣＤカメラの各撮像素子に投影される被測定物の投影像の大きさが大きくなるため測定精度の低下が生じる。しかし、最近ＣＣＤカメラの撮像素子数が多い、いわゆるメガピクセルＣＣＤカメラの開発に伴って、低倍率測定においても各撮像素子に投影される被測定物の投影像の大きさを小さくすることができ、精度の高い測定を実現することが可能となってきた。
【特許文献１】
特開平１０−５４９４０号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、ＣＣＤカメラの高性能化に伴い、光学系の倍率を低くしても高精度の測定が可能となってきたが、一方で、広い範囲を同時に測定するためには、その範囲の照度を略同一にする必要がある。
リング照明装置９００では、例えば図９（Ｂ）に示すような分割線Ｂでそれぞれ４分の１に分割された領域Ｓ１および領域Ｓ２の発光ダイオード９２１，９３１，９４１を点灯させる。すると、図１０（Ａ）に示すように、照射点６１１Ａを含む内周照射領域６１１、照射点６１２Ａを含む中央照射領域６１２、ならびに、照射点６１３Ａを含む外周照射領域６１３が照射される。
【０００９】
内周照射領域６１１には、図９（Ａ）に示すように、発光ダイオード９２１からの照明光９２１Ｌと、発光ダイオード９３１からの照明光９３１Ｌとが重ねて照射される。また、中央照射領域６１２には、図９（Ａ）に示すように、発光ダイオード９３１からの照明光９３１Ｌと、発光ダイオード９２１からの照明光９２１Ｌと、発光ダイオード９４１からの照明光９４１Ｌとが重ねて照射される。さらに、外周照射領域６１３には、発光ダイオード９４１からの照明光９４１Ｌと、発光ダイオード９３１からの照明光９３１Ｌとが重ねて照射される。
【００１０】
このとき、各発光ダイオード９２１，９３１，９４１から発せられる照明光９２１Ｌ，９３１Ｌ，９４１Ｌの発散角度は全てＤ１とされている。また、一般的に発光ダイオードから発せられる照明光からの照度は、当該照明光の発散角度の二乗に反比例する。このため、各発光ダイオード９２１，９３１，９４１から発せられる照明光９２１Ｌ，９３１Ｌ，９４１Ｌからの照度は全て等しくなる。したがって、各内周照射領域６１１の照度は、各外周照射領域６１３の照度とほぼ等しくなるが、各中央照射領域６１２の照度は、各内周照射領域６１１および各外周照射領域６１３の照度よりも高くなる。
【００１１】
９個の発光ダイオード９２１および１５個の発光ダイオード９４１が点灯しているので、各照射領域６１１，６１３で囲まれる観察領域Ｎ９における内周照射領域６１１近傍の照度は、図１０（Ｂ）に示すように、外周照射領域６１３近傍の照度よりも高くなる。また、中央照射領域６１２近傍の照度に関しては、点灯している発光ダイオード９３１の数は、発光ダイオード９４１の数よりも少ない１２個であるが、前述したように中央照射領域６１２の照度が外周照射領域６１３の照度よりも高いので、観察領域Ｎ９における中央照射領域６１２近傍の照度は、図１０（Ｂ）に示すように、外周照射領域６１３近傍の照度よりも高くなる。このように、リング照明装置９００は、観察領域Ｎ９において照度を略同一にできないという問題がある。
【００１２】
上述したような問題を解決するために、例えば測定距離を長くする方法や、発光ダイオード９２１，９３１，９４１毎にレンズ光軸１Ｋに対する取付角度を設定して照射する領域を微調整する方法が考えられる。しかしながら、前者の方法では、照度が低くなってしまうため多くの発光ダイオードを使用する必要があり、コストアップおよび発光ダイオードによる発熱量の増加につながるという問題がある。また、後者の方法では、アッセンブリやケース９１０の加工が難しくなるという問題がある。
【００１３】
一方で、特許文献１のリング照明装置では、各発光ダイオードは、その照明光軸が１点に集まるように設けられている。このため、広い範囲での照度を略同一にするためには、例えば測定距離を長くする方法や、発散角度の大きい発光ダイオードを用いる方法が考えられる。しかしながら、前者の方法ではリング照明装置９００と同様の問題があり、後者の方法では、広い範囲を照射することができるがその分だけ照度が低くなってしまうので、多くの発光ダイオードを使用する必要があり、リング照明装置９００と同様の問題がある。
【００１４】
本発明は、被測定物の観察領域における照度分布を略均一にするリング照明装置を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、被測定物を照射する複数の照明光発生手段を備え光学系の光軸の回りにリング状に設けられたリング照明装置であって、前記光軸に対して少なくとも一重の略同心円状に配列された複数の前記照明光発生手段を有する内周照明光発生手段群と、この内周照明光発生手段群の径方向外側に設けられ前記光軸に対して少なくとも一重の略同心円状に配列された複数の前記照明光発生手段を有する中央照明光発生手段群と、この中央照明光発生手段群の径方向外側に設けられ前記光軸に対して少なくとも一重の略同心円状に配列された複数の前記照明光発生手段を有する外周照明光発生手段群とを備え、前記中央照明光発生手段群の前記照明光発生手段の数は、前記内周照明光発生手段群の前記照明光発生手段の数および前記外周照明光発生手段群の前記照明光発生手段群の数よりも少ないことを特徴とするリング照明装置である。
【００１６】
この発明によれば、このような構成のリング照明装置により被測定物を照射すると、内周照射領域と、中央照射領域と、外周照射領域とが照射される。内周照射領域には、内周照明光発生手段群の照明光発生手段からの照明光と、中央照明光発生手段群の照明光発生手段からの照明光とが重ねて照射される。中央照射領域には、中央照明光発生手段群の照明光発生手段からの照明光と、内周照明光発生手段群の照明光発生手段からの照明光と、外周照明光発生手段群の照明光発生手段からの照明光とが重ねて照射される。外周照射領域には、外周照明光発生手段群の照明光発生手段からの照明光と、中央照明光発生手段群の照明光発生手段からの照明光とが重ねて照射される。
【００１７】
本発明では、中央照明光発生手段群の照明光発生手段は、内周照明光発生手段群の照明光発生手段の数および外周照明光発生手段群の照明光発生手段の数よりも少なく設けられている。そして、各照明光発生手段群から発せられる照明光からの照度は、各照明光発生手段群が有する照明光発生手段の数に比例するので、中央照明光発生手段群から発せられる照明光からの照度は、内周照明光発生手段群および外周照明光発生手段群から発せられる照明光からの照度よりも低くなる。
このため、内周照明光発生手段群からの照明光と、中央照明光発生手段群からの照明光とが重ねて照射される内周照射領域の照度と、中央照明光発生手段群からの照明光と、内周照明光発生手段群からの照明光と、外周照明光発生手段群からの照明光とが重ねて照射される中央照射領域の照度と、外周照明光発生手段群からの照明光と、中央照明光発生手段群からの照明光とが重ねて照射される外周照射領域の照度とを略同一にすることが可能になる。したがって、内周照射領域、中央照射領域、および、外周照射領域を含む観察領域における照度分布を、略均一にするリング照明装置の提供が可能になる。
【００１８】
請求項２に記載の発明は、被測定物を照射する複数の照明光発生手段を備え光学系の光軸の回りにリング状に設けられたリング照明装置であって、前記光軸に対して少なくとも一重の略同心円状に配列された複数の前記照明光発生手段を有する内周照明光発生手段群と、この内周照明光発生手段群の径方向外側に設けられ前記光軸に対して少なくとも一重の略同心円状に配列された複数の前記照明光発生手段を有する中央照明光発生手段群と、この中央照明光発生手段群の径方向外側に設けられ前記光軸に対して少なくとも一重の略同心円状に配列された複数の前記照明光発生手段を有する外周照明光発生手段群とを備え、前記中央照明光発生手段群の前記照明光発生手段からの照明光の発散角度は、前記内周照明光発生手段群および前記外周照明光発生手段群の前記照明光発生手段からの照明光の発散角度よりも大きいことを特徴とするリング照明装置である。
【００１９】
この発明によれば、中央照明光発生手段群の照明光の発散角度は、内周照明光発生手段群および外周照明光発生手段群の照明光の発散角度よりも大きく設定されている。そして、各照明光発生手段から発せられる照明光からの照度は、当該照明光の発散角度の二乗に反比例するので、中央照明光発生手段群の照明光発生手段から発せられる照明光からの照度は、内周照明光発生手段群および外周照明光発生手段群の照明光発生手段から発せられる照明光からの照度よりも低くなる。
このため、内周照明光発生手段群の照明光発生手段からの照明光と、中央照明光発生手段群の照明光発生手段からの照明光とが重ねて照射される内周照射領域の照度と、中央照明光発生手段群の照明光発生手段からの照明光と、内周照明光発生手段群の照明光発生手段からの照明光と、外周照明光発生手段群の照明光発生手段からの照明光とが重ねて照射される中央照射領域の照度と、外周照明光発生手段群の照明光発生手段からの照明光と、中央照明光発生手段群の照明光発生手段からの照明光とが重ねて照射される外周照射領域の照度とを略同一にすることが可能になる。
したがって、内周照射領域、中央照射領域、および、外周照射領域を含む観察領域における照度分布を、略均一にするリング照明装置の提供が可能になる。
【００２０】
請求項３に記載の発明は、被測定物を照射する複数の照明光発生手段を備え光学系の光軸の回りにリング状に設けられたリング照明装置であって、前記光軸に対して少なくとも一重の略同心円状に配列された複数の前記照明光発生手段を有する内周照明光発生手段群と、この内周照明光発生手段群の径方向外側に設けられ前記光軸に対して少なくとも一重の略同心円状に配列された複数の前記照明光発生手段を有する中央照明光発生手段群と、この中央照明光発生手段群の径方向外側に設けられ前記光軸に対して少なくとも一重の略同心円状に配列された複数の前記照明光発生手段を有する外周照明光発生手段群とを備え、前記中央照明光発生手段群の前記照明光発生手段に、前記内周照明光発生手段群および前記外周照明光発生手段群の前記照明光発生手段に通電する電流の電流値よりも小さい電流値の電流を通電する電流制御手段を備えたことを特徴とするリング照明装置である。
【００２１】
この発明によれば、中央照明光発生手段群の照明光発生手段に、内周照明光発生手段群、および、外周照明光発生手段群の照明光発生手段に通電する電流の電流値よりも小さい電流値の電流を通電する電流制御手段を備えている。そして、各照明光発生手段の光度は、当該照明光発生手段に通電する電流の電流値の上昇に伴い高くなるので、中央照明光発生手段群の照明光発生手段から発せられる照明光からの照度は、内周照明光発生手段群および外周照明光発生手段群の照明光発生手段から発せられる照明光からの照度よりも低くなる。このため、請求項２に記載の発明と同様の作用を奏することができ、観察領域における照度分布を略均一にするリング照明装置の提供が可能になる。
【００２２】
請求項４に記載の発明は、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のリング照明装置において、前記照明光発生手段は、発光ダイオードであることを特徴とする。
【００２３】
この発明によれば、照明光発生手段を高速応答や長寿命などの特徴を有する発光ダイオードとする。このため、汎用性が高いリング照明装置の提供が可能になる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の各実施形態について図面に基づいて説明する。なお、後述する第２実施形態以降の実施形態について、第１実施形態の構成部品と同じ部品および同様の機能を有する部品については、同一符号または同一名称を付しその説明を省略もしくは簡略化する。
【００２５】
［第１実施形態］
〔リング照明装置の構成〕
図１は、第１実施形態に係るリング照明装置の概略構成を示す模式図であり、図１（Ａ）は、リング照明装置の断面図であり、図１（Ｂ）は、リング照明装置の底面図である。図１（Ａ）において、１００はリング照明装置であり、このリング照明装置１００は、図示しない画像測定装置の光学系としての対物レンズ１に取り付けられ、画像測定装置の測定台２に載置される被測定物６を照らす照明に用いられる。画像測定装置は、図示しない駆動装置により、測定台２を水平面内の直交二軸方向、すなわち、図１（Ａ）における左右および前後方向に駆動制御し、また、対物レンズ１を垂直方向、すなわち、図１（Ａ）における上下方向に駆動制御することで、被測定物６の被測定面６１に適した位置および測定距離を調節できるようになっている。
【００２６】
リング照明装置１００は、ケース１１０と、複数の照明光発生手段としての発光ダイオード１２１を有する内周照明光発生手段としての内周発光ダイオード群１２０と、複数の照明光発生手段としての発光ダイオード１３１を有する中央照明光発生手段としての中央発光ダイオード群１３０と、複数の照明光発生手段としての発光ダイオード１４１を有する外周照明光発生手段としての外周発光ダイオード群１４０と、図示しない分割制御手段と、図示しない電源となどを備えている。
【００２７】
ケース１１０は、対物レンズ１を囲むように画像測定装置に取り付けられている。このケース１１０は、金属などの材料により環状空間部１１１を有するとともに、図１における下側が開口されたリング状に形成されている。
【００２８】
内周発光ダイオード群１２０は、図１（Ｂ）に示すように、対物レンズ１のレンズ光軸１Ｋを中心とする略同心円状に配列され、従来のリング照明装置９００の発光ダイオード９２１と同じ部材で構成されたＸ個、例えば１８個の発光ダイオード１２１を有している。発光ダイオード１２１は、発光部１２１Ａと、配線１２１Ｂとを備えている。発光部１２１Ａは、配線１２１Ｂを介して通電される電流により白色に発光する。また、発光部１２１Ａには、この発光部１２１Ａから発せられる照明光１２１Ｌの発散角度、つまり照明光１２１Ｌの照明光軸１２１Ｋと照明光１２１Ｌの周縁１２１Ｅとのなす角度を、発光ダイオード９２１と同じＤ１にするような集光レンズが取り付けられている。配線１２１Ｂは、導電性材料により形成され、図示しない分割制御手段に接続されている。
【００２９】
発光ダイオード１２１は、発光部１２１Ａがケース１１０の開口部から突出するように、かつ、隣り合う発光ダイオード１２１同士の間隔が略同一になるように、ケース１１０に取り付けられている。また、発光ダイオード１２１は、図１（Ａ）に示すように、照明光軸１２１Ｋとレンズ光軸１Ｋとのなす角度がＲ１になるように、かつ、照明光軸１２１Ｋとレンズ光軸１Ｋとがレンズ光軸１Ｋ上の交点Ｃ１で交わるように、ケース１１０に取り付けられている。このような構成により、例えば、図１（Ａ）に示すように、レンズ光軸１Ｋよりも右側の発光ダイオード１２１からの照明光１２１Ｌの照明光軸１２１Ｋは、被測定面６１におけるレンズ光軸１Ｋよりも左側の照射点６１１Ａで被測定面６１と交わる。
【００３０】
中央発光ダイオード群１３０は、レンズ光軸１Ｋを中心とする略同心円状に、かつ、内周発光ダイオード群１２０の径方向外側に設けられている。この中央発光ダイオード群１３０は、Ｘ＞Ｙを満たすＹ個、例えば８個の発光ダイオード１３１を有している。発光ダイオード１３１は、発光部１２１Ａと配線１２１Ｂとを備えている。そして、発光ダイオード１３１は、図１（Ｂ）に示すように、発光部１２１Ａがケース１１０の開口部から突出するように、かつ、隣り合う発光ダイオード１３１同士の間隔が略同一となるように、ケース１１０に取り付けられている。また、発光ダイオード１３１は、図１（Ａ）に示すように、この発光ダイオード１３１からの照明光１３１Ｌの照明光軸１３１Ｋと照明光軸１２１Ｋとが略平行になるように、ケース１１０に取り付けられている。このような構成により、例えば、図１（Ａ）に示すように、発光ダイオード１３１からの照明光１３１Ｌの照明光軸１３１Ｋは、レンズ光軸１Ｋと被測定面６１との交点の照射点６１２Ａで交わる。
【００３１】
外周発光ダイオード群１４０は、レンズ光軸１Ｋを中心とする略同心円状に、かつ、中央発光ダイオード群１３０の径方向外側に設けられている。この外周発光ダイオード群１４０は、Ｚ＞Ｙを満たすＺ個、例えば１８個の発光ダイオード１４１を有している。発光ダイオード１４１は、発光部１２１Ａと配線１２１Ｂとを備えている。そして、発光ダイオード１４１は、図１（Ｂ）に示すように、発光部１２１Ａがケース１１０の開口部から突出するように、かつ、隣り合う発光ダイオード１４１同士の間隔が略同一となるように、ケース１１０に取り付けられている。また、発光ダイオード１４１は、図１（Ａ）に示すように、この発光ダイオード１４１から発せられる照明光１４１Ｌの照明光軸１４１Ｋと照明光軸１２１Ｋ，１３１Ｋとが略平行になるように、ケース１１０に取り付けられている。このような構成により、例えば、図１（Ａ）に示すように、レンズ光軸１Ｋよりも右側の発光ダイオード１４１からの照明光１４１Ｌの照明光軸１４１Ｋは、被測定面６１におけるレンズ光軸１Ｋよりも右側の照射点６１３Ａで被測定面６１と交わる。
【００３２】
なお、ここでは、各発光ダイオード群１２０，１３０，１４０が一重の略同心円状に配列された発光ダイオード１２１，１３１，１４１を有する構成について例示したが、これに限らず二重以上の略同心円状に配列された発光ダイオード１２１，１３１，１４１を有する構成としてもよい。また、ここでは、Ｘ＝１８、Ｙ＝８、Ｚ＝１８となる構成について例示したが、これに限らずＸ、Ｙ、および、Ｚの値は、発光ダイオード１２１，１３１，１４１の大きさ、光度、取付角度、ケース１１０の径などの条件により最適な値に設定されるものである。したがって、Ｘ＞Ｙ，Ｚ＞Ｙを満たすような、Ｘ、Ｙ、および、Ｚならば上述したような値に限らず、例えばＸ＜Ｚなどとしてもよい。
【００３３】
分割制御手段は、電源に接続されている。そして、この分割制御手段は、電源から通電される電流を配線１２１Ｂに選択的に通電することにより、発光ダイオード１２１，１３１，１４１を、図１（Ｂ）に示すような分割線Ｂでそれぞれ４分の１に分割された領域Ｓ１ないしＳ４毎に点灯または消灯する制御をする。例えば、領域Ｓ３の発光ダイオード１２１，１３１，１４１のみを点灯させたり、領域Ｓ１およびＳ４の発光ダイオード１２１，１３１，１４１を同時に点灯させたりする。
【００３４】
〔第１実施形態の作用〕
次に、第１実施形態に係るリング照明装置１００の作用について図２に基づいて説明する。図２は、リング照明装置１００の作用を示す模式図であり、図２（Ａ）は、照射領域の分布を示す模式図で、図２（Ｂ）は、観察領域の照度分布を示す模式図である。
【００３５】
電源から通電される電流を分割制御手段において制御することにより、例えば領域Ｓ１およびＳ２の発光ダイオード１２１，１３１，１４１を点灯させる。つまり、８個の発光ダイオード１２１、４個の発光ダイオード１３１、８個の発光ダイオード１４１を点灯させる。
【００３６】
すると、図２（Ａ）に示すような照射点６１１Ａを含む内周照射領域６１１には、図１に示すように発光ダイオード１２１からの照明光１２１Ｌと、発光ダイオード１３１からの照明光１３１Ｌとが重ねて照射される。また、照射点６１２Ａを含む中央照射領域６１２には、発光ダイオード１３１からの照明光１３１Ｌと、発光ダイオード１２１からの照明光１２１Ｌと、発光ダイオード１４１からの照明光１４１Ｌとが重ねて照射される。さらに、照射点６１３Ａを含む外周照射領域６１３には、発光ダイオード１４１からの照明光１４１Ｌと、発光ダイオード１３１からの照明光１３１Ｌとが重ねて照射される。
【００３７】
このとき、各発光ダイオード１２１，１３１，１４１から発せられる照明光１２１Ｌ，１３１Ｌ，１４１Ｌの発散角度は全てＤ１とされている。また、一般的に発光ダイオードから発せられる照明光からの照度は、当該照明光の発散角度の二乗に反比例するので、各発光ダイオード１２１，１３１，１４１から発せられる照明光１２１Ｌ，１３１Ｌ，１４１Ｌからの照度は全て等しくなる。このため、各内周照射領域６１１の照度は、各外周照射領域６１３の照度とほぼ等しくなるが、各中央照射領域６１２の照度は、各内周照射領域６１１および各外周照射領域６１３の照度よりも高くなる。
【００３８】
８個の発光ダイオード１２１および８個の発光ダイオード１４１が点灯しているので、各照射領域６１１，６１３はそれぞれ８箇所となる。このため、各照射領域６１１，６１３で囲まれる観察領域Ｎ１における内周照射領域６１１近傍の照度は、図２（Ｂ）に示すように、外周照射領域６１３近傍の照度とほぼ等しくなる。一方で、上述したように各中央照射領域６１２の照度は、各内周照射領域６１１および各外周照射領域６１３の照度よりも高くなっているが、従来のリング照明装置９００の場合と異なり、点灯している中央照射領域６１２の発光ダイオード１３１の数は４個で、各照射領域６１１，６１３の発光ダイオード１２１，１４１のそれよりも少ない。このため、観察領域Ｎ１の中央照射領域６１２近傍の照度は従来と比べて低くなる。したがって、観察領域Ｎ１における中央照射領域６１２近傍の照度は、図２（Ｂ）に示すように、各照射領域６１１，６１３近傍の照度とほぼ等しくなる。
【００３９】
〔第１実施形態の効果〕
上述したような第１実施形態のリング照明装置１００では、次のような効果がある。
【００４０】
（１）リング照明装置１００の中央発光ダイオード群１３０の発光ダイオード１３１の数を、内周発光ダイオード群１２０の発光ダイオード１２１の数および外周発光ダイオード群１４０の発光ダイオード１４１の数よりも少なくした。このため、このリング照明装置１００により照射される中央照射領域６１２近傍の照度を、従来のリング照明装置９００により照射される中央照射領域６１２近傍の照度よりも低くでき、各照射領域６１１，６１２，６１３近傍の照度をほぼ等しくできる。したがって、各照射領域６１１，６１２，６１３を含む観察領域Ｎ１における照度分布を略均一にするリング照明装置１００を提供できる。
【００４１】
（２）中央発光ダイオード群１３０の発光ダイオード１３１の数を、各発光ダイオード群１２０，１４０の発光ダイオード１２１，１４１の数よりも少なくすることで、観察領域Ｎ１における照度分布の略均一化を実現した。このため、リング照明装置１００に配置する発光ダイオード１２１，１３１，１４１の数を、従来の構成のリング照明装置９００と比べて減らすことができる。したがって、部材のコストダウンを図ることができるとともに、発光ダイオード１２１，１３１，１４１の点灯による発熱量を抑えられ画像測定機への熱による影響を低減できる。
【００４２】
（３）照明光発生手段を高速応答や長寿命などの特徴を有する発光ダイオード１２１，１３１，１４１とした。このため、汎用性が高いリング照明装置１００を提供できる。
【００４３】
（４）リング照明装置１００に設けられた全ての発光ダイオード１２１，１３１，１４１を点灯させずに、半分の数の発光ダイオード１２１，１３１，１４１を点灯させても観察領域Ｎ１の照度分布を略均一にできる。したがって、発光ダイオード１２１，１３１，１４１の点灯による発熱量を抑えられ画像測定機への熱による影響をより低減できる。
【００４４】
［第２実施形態］
〔リング照明装置の構成〕
次に、第２実施形態について図面に基づいて説明する。図３は、第２実施形態に係るリング照明装置の概略構成を示す模式図である。図３において、２００はリング照明装置であり、このリング照明装置２００は、ケース２１０と、複数の照明光発生手段としての発光ダイオード２２１を有する内周照明光発生手段としての内周発光ダイオード群２２０と、複数の照明光発生手段としての発光ダイオード２３１を有する中央照明光発生手段としての中央発光ダイオード群２３０と、複数の照明光発生手段としての発光ダイオード２４１を有する外周照明光発生手段としての外周発光ダイオード群２４０と、図示しない分割制御手段と、図示しない電源などを備えている。なお、このリング照明装置２００は、第１実施形態のリング照明装置１００の各発光ダイオード１２１，１３１，１４１の配置を変更したものであり、これら発光ダイオード１２１，１３１，１４１が設けられるケース２１０以外の構成についてはリング照明装置１００の構成と同一である。
【００４５】
ケース２１０は、対物レンズ１を囲むように画像測定装置に取り付けられている。このケース２１０は、金属などの材料により断面略五角形状の環状空間部２１１を有するリング状に形成されている。また、環状空間部２１１を形成する断面五角形の１辺に相当する面は開口されている。
【００４６】
内周発光ダイオード群２２０は、図１（Ｂ）に示すような、第１実施形態の発光ダイオード１２１に対応する部分に配置されたＸ個、例えば１８個の発光ダイオード２２１を有している。中央発光ダイオード群２３０は、発光ダイオード１３１に対応する部分に配置されたＹ個、例えば８個の発光ダイオード２３１を有している。外周発光ダイオード群２４０は、発光ダイオード１４１に対応する部分に配置されたＺ個、例えば１８個の発光ダイオード２４１を有している。なお、ここでは、各発光ダイオード群２２０，２３０，２４０が一重の略同心円状に配列された発光ダイオード２２１，２３１，２４１を有する構成について例示したが、これに限らず二重以上の略同心円状に配列された発光ダイオード２２１，２３１，２４１を有する構成としてもよい。また、ここではＸ＝１８、Ｙ＝８、Ｚ＝１８となる構成について例示したが、第１実施形態と同様の理由により、Ｘ＞Ｙ，Ｚ＞Ｙを満たすような、Ｘ、Ｙ、および、Ｚならば、上述したような値に限らず他の値に設定してもよい。
【００４７】
発光ダイオード２２１，２３１，２４１は、図３に示すように、発光部１２１Ａがケース２１０の開口部から突出するようにケース２１０に取り付けられている。また、発光ダイオード２２１，２３１，２４１は、リング照明装置１００のそれらと同様に、照明光２２１Ｌ，２３１Ｌ，２４１Ｌの照明光軸２２１Ｋ，２３１Ｋ，２４１Ｋとレンズ光軸１Ｋとのなす角度がＲ１となるように、かつ、照明光軸２２１Ｋ，２３１Ｋ，２４１Ｋと被測定物６の被測定面６１とが照射点６１１Ａ，６１２Ａ，６１３Ａで交わるように取り付けられている。
【００４８】
〔第２実施形態の作用効果〕
上述したような第２実施形態のリング照明装置２００では、第１実施形態のリング照明装置１００と同様の作用を奏することができる。このため、第１実施形態の（１）ないし（４）の効果を奏することができる。
【００４９】
［実験例］
〔リング照明装置の構成〕
次に、第２実施形態の効果を確認するために実施した実験例について、図面に基づいて説明する。図４は、本実験に用いられるリング照明装置の概略構成を示す模式図で、図４（Ａ）は、リング照明装置の断面図であり、図４（Ｂ）は、リング照明装置の底面図である。図４（Ａ）において、５００はリング照明装置であり、このリング照明装置５００は、ケース５１０と、複数の照明光発生手段としての発光ダイオード５２１を有する第１発光ダイオード列５２０と、複数の照明光発生手段としての発光ダイオード５３１を有する第２発光ダイオード列５３０と、複数の照明光発生手段としての発光ダイオード５４１を有する第３発光ダイオード列５４０と、複数の照明光発生手段としての発光ダイオード５５１を有する第４発光ダイオード列５５０と、複数の照明光発生手段としての発光ダイオード５６１を有する第５発光ダイオード列５６０と、複数の照明光発生手段としての発光ダイオード５７１を有する第６発光ダイオード列５７０と、図示しない分割制御手段と、図示しない電源となどを備えている。なお、以下において、各発光ダイオード列５２０，５３０，５４０，５５０，５６０，５７０の構成はほぼ同等なので、第１発光ダイオード列５２０についてのみ詳細に説明し、他の発光ダイオード列５３０，５４０，５５０，５６０，５７０については説明を簡略化する。
【００５０】
ケース５１０は、対物レンズ１１を囲むように画像測定装置に取り付けられている。このケース５１０は、金属などの材料により環状空間部５１１を有するとともに、図４における下側および対物レンズ１１に対向する面が開口された外径が１５０ｍｍのリング状に形成されている。
【００５１】
第１発光ダイオード列５２０は、各発光ダイオード列５２０，５３０，５４０，５５０，５６０，５７０のうちの最内周側に設けられている。この第１発光ダイオード列５２０は、表１に示すように２０個の発光ダイオード５２１を備えている。発光ダイオード５２１は、発光部１２１Ａと、図示しない配線とを備えている。発光部１２１Ａは、配線を介して分割制御手段に接続されている。そして、発光ダイオード５２１は、図４（Ｂ）に示すように、隣り合う発光ダイオード５２１同士の間隔が略同一になるように、ケース５１０に取り付けられている。また、発光ダイオード５２１は、図４（Ａ）に示すように、この発光ダイオード５２１から発せられる照明光の照明光軸５２１Ｋと、レンズ光軸１１Ｋとのなす角度が２７°になるように、かつ、照明光軸５２１Ｋと被測定物７の被測定面７１とが照射点７１１Ａで交わるように取り付けられている。
【００５２】
【表１】

【００５３】
第２発光ダイオード列５３０は、第１発光ダイオード列５２０の径方向外側に設けられている。この第２発光ダイオード列５３０は、４０個の発光ダイオード５３１を備えている。発光ダイオード５３１は、発光部１２１Ａと、図示しない配線とを備えている。また、発光ダイオード５３１は、この発光ダイオード５３１から発せられる照明光の照明光軸５３１Ｋと照明光軸５２１Ｋとが略平行になるように設けられている。
【００５４】
第３発光ダイオード列５４０は、第２発光ダイオード列５３０の径方向外側に設けられている。この第３発光ダイオード列５４０は、２４個の発光ダイオード５４１を備えている。発光ダイオード５４１は、発光部１２１Ａと、図示しない配線とを備えている。また、発光ダイオード５４１は、この発光ダイオード５４１から発せられる照明光の照明光軸５４１Ｋと照明光軸５３１Ｋとが略平行になるように設けられている。
【００５５】
第４発光ダイオード列５５０は、第３発光ダイオード列５４０の径方向外側に設けられている。この第４発光ダイオード列５５０は、２４個の発光ダイオード５５１を備えている。発光ダイオード５５１は、発光部１２１Ａと、図示しない配線とを備えている。また、発光ダイオード５５１は、この発光ダイオード５５１から発せられる照明光の照明光軸５５１Ｋと照明光軸５４１Ｋとが略平行になるように設けられている。
【００５６】
第５発光ダイオード列５６０は、第４発光ダイオード列５５０の径方向外側に設けられている。この第５発光ダイオード列５６０は、４０個の発光ダイオード５６１を備えている。発光ダイオード５６１は、発光部１２１Ａと、図示しない配線とを備えている。また、発光ダイオード５６１は、この発光ダイオード５６１から発せられる照明光の照明光軸５６１Ｋと照明光軸５５１Ｋとが略平行になるように設けられている。
【００５７】
第６発光ダイオード列５７０は、第５発光ダイオード列５６０の径方向外側に設けられている。この第６発光ダイオード列５７０は、６０個の発光ダイオード５７１を備えている。発光ダイオード５７１は、発光部１２１Ａと、図示しない配線とを備えている。また、発光ダイオード５７１は、この発光ダイオード５７１から発せられる照明光の照明光軸５７１Ｋと照明光軸５６１Ｋとが略平行になるように、かつ、照明光軸５７１Ｋと被測定物７の被測定面７１とが照射点７１７Ａで交わるように取り付けられている。また、照射点７１１Ａから照射点７１７までの距離は４０ｍｍとされている。
【００５８】
そして、第１発光ダイオード列５２０と第２発光ダイオード列５３０とで、第２実施形態の内周発光ダイオード群２２０が構成され、第３発光ダイオード列５４０と第４発光ダイオード列５５０とで中央発光ダイオード群２３０が構成され、第５発光ダイオード列５６０と第６発光ダイオード列５７０とで、外周発光ダイオード群２４０が構成されている。つまり、このリング照明装置５００は、表１に示すように、Ｘ＝６０，Ｙ＝４８，Ｚ＝１００となる構成の実施例である。また、発光ダイオード５２１，５３１，５４１，５５１，５６１，５７１は、図４（Ｂ）に示すような、分割線Ｂでそれぞれ４分の１に分割された領域Ｓ１ないしＳ４毎に点灯または消灯するように分割制御機構により制御されている。
【００５９】
〔実験結果〕
次に、リング照明装置５００を用いた実験結果を図面に基づいて説明する。図５は、本発明を適用した構成、つまりＸ＞Ｙ、Ｚ＞Ｙを満たす構成のリング照明装置５００を用いた観察範囲の照度分布を示すグラフで、図５（Ａ）は、全ての発光ダイオード５２１，５３１，５４１，５５１，５６１，５７１を点灯させた場合の照度分布であり、図５（Ｂ）は、領域Ｓ１の発光ダイオード５２１，５３１，５４１，５５１，５６１，５７１を点灯させた場合の照度分布である。図６は、表２に示すような個数の発光ダイオードが設けられた、本発明を適用しない構成、つまりＸ＞Ｙ、Ｚ＞Ｙを満たさない構成のリング照明装置を用いた観察範囲の照度分布を示すグラフで、図６（Ａ）は、全ての発光ダイオードを点灯させた場合の照度分布であり、図６（Ｂ）は、リング照明装置５００の領域Ｓ１に対応する領域の発光ダイオードを点灯させた場合の照度分布である。なお、ここでの観察範囲とは、レンズ光軸１Ｋと被測定面７１との交点Ｐを中心としたφ３０ｍｍの範囲である。
【００６０】
【表２】

【００６１】
これら図５（Ａ），（Ｂ）および図６（Ａ），（Ｂ）に示すように、本発明の構成を適用した構成では、発光ダイオード５２１，５３１，５４１，５５１，５６１，５７１を全点灯させた場合、および、四分割点灯させた場合のいずれにおいても、本発明の構成を適用しない構成と比べて観察範囲の照度分布を略均一化できる。
【００６２】
［第３実施形態］
〔リング照明装置の構成〕
次に、第３実施形態について図面に基づいて説明する。図７は、第３実施形態に係るリング照明装置の概略構成を示す模式図である。図７において、３００はリング照明装置であり、このリング照明装置３００は、ケース９１０と、複数の照明光発生手段としての発光ダイオード３２１を有する内周照明光発生手段としての内周発光ダイオード群３２０と、複数の照明光発生手段としての発光ダイオード３２１を有する中央照明光発生手段としての中央発光ダイオード群３３０と、複数の照明光発生手段としての発光ダイオード３３１を有する外周照明光発生手段としての外周発光ダイオード群３４０と、図示しない分割制御手段と、図示しない電源となどを備えている。なお、このリング照明装置３００は、図９（Ａ），（Ｂ）に示すような従来のリング照明装置９００に備えられた発光ダイオード９２１，９３１，９４１を、発光ダイオード３２１，３３１，３４１に変更したものであり、発光ダイオード３２１，３３１，３４１以外の構成についてはリング照明装置９００の構成と同一である。
【００６３】
ケース９１０は、対物レンズ１を囲むように画像測定装置に取り付けられている。このケース９１０は、金属などの材料により環状空間部９１１を有するとともに、図７における下側が開口されたリング状に形成されている。
【００６４】
内周発光ダイオード群３２０は、図９（Ｂ）に示すような、従来のリング照明装置９００の発光ダイオード９２１に対応する部分に配置された例えば１８個の発光ダイオード３２１を有している。発光ダイオード３２１は、発光部３２１Ａと、配線１２１Ｂとを備えている。発光部３２１Ａは、配線１２１Ｂを介して通電される電流により白色に発光する。発光ダイオード３２１には、図７に示すように、この発光ダイオード３２１から発せられる照明光３２１Ｌの発散角度、つまり照明光３２１Ｌの照明光軸３２１Ｋと照明光３２１Ｌの周縁３２１Ｅとのなす角度をＤ２にするような、集光レンズが取り付けられている。発光ダイオード３２１は、図７に示すように、発光部３２１Ａがケース９１０の開口部から突出するようにケース９１０に取り付けられている。また、発光ダイオード３２１は、照明光軸３２１Ｋとレンズ光軸１Ｋとのなす角度がＲ１になるように、かつ、照明光軸３２１Ｋと被測定物６の被測定面６１とが照射点６１１Ａで交わるように取り付けられている。
【００６５】
中央発光ダイオード群３３０は、リング照明装置９００の発光ダイオード９３１に対応する部分に配置された例えば２４個の発光ダイオード３３１を有している。発光ダイオード３３１は、発光部３３１Ａと、配線１２１Ｂとを備えている。発光部３３１Ａは、配線１２１Ｂを介して通電される電流により白色に発光する。また、発光ダイオード３３１には、この発光ダイオード３３１から発せられる照明光３３１Ｌの発散角度、つまり照明光３３１Ｌの照明光軸３３１Ｋと照明光３３１Ｌの周縁３３１Ｅとのなす角度を、Ｄ３＞Ｄ２を満たすＤ３にするような集光レンズが取り付けられている。発光ダイオード３３１は、発光部３３１Ａがケース９１０の開口部から突出するようにケース９１０に取り付けられている。また、発光ダイオード３３１は、照明光軸３３１Ｋと照明光軸３２１Ｋとが略平行になるように、かつ、照明光軸３３１Ｋと被測定面６１とが照射点６１２Ａで交わるように取り付けられている。
【００６６】
外周発光ダイオード群３４０は、リング照明装置９００の発光ダイオード９４１に対応する部分に配置された３０個の発光ダイオード３４１を有している。発光ダイオード３４１は、発光部３４１Ａと、配線１２１Ｂとを備えている。発光部３４１Ａは、配線１２１Ｂを介して通電される電流により白色に発光する。また、発光ダイオード３４１には、この発光ダイオード３４１から発せられる照明光３４１Ｌの発散角度、つまり照明光３４１Ｌの照明光軸３４１Ｋと照明光３４１Ｌの周縁３４１Ｅとのなす角度を、Ｄ３＞Ｄ４＞Ｄ２を満たすＤ４にするような集光レンズが取り付けられている。発光ダイオード３４１は、発光部３４１Ａがケース９１０の開口部から突出するようにケース９１０に取り付けられている。また、発光ダイオード３４１は、照明光３４１Ｌの照明光軸３４１Ｋと照明光軸３２１Ｋ，３３１Ｋとが略平行になるように、かつ、照明光軸３４１Ｋと被測定面６１とが照射点６１３Ａで交わるように取り付けられている。
【００６７】
なお、ここではＤ４＞Ｄ２となる構成について例示するが、Ｄ４およびＤ２の大小関係は、発光ダイオード３４１，３２１の数、大きさ、光度、取付角度や、ケース９１０の径などの条件により、最適な関係に設定されるものである。したがって、Ｄ３＞Ｄ４およびＤ３＞Ｄ２を満たすようなＤ４およびＤ２ならば、上述したような大小関係に限らず、例えばＤ４＝Ｄ２などとしてもよい。
【００６８】
〔第３実施形態の作用〕
次に、第３実施形態に係るリング照明装置３００の作用について説明する。電源から通電される電流を分割制御手段において制御することにより、例えば図９（Ｂ）に示すような領域Ｓ１およびＳ２の発光ダイオード３２１，３３１，３４１を点灯させる。
【００６９】
すると、図１０（Ａ）に示すような照射点６１１Ａを含む内周照射領域６１１には、図７に示すように発光ダイオード３２１からの照明光３２１Ｌと、発光ダイオード３３１からの照明光３３１Ｌとが重ねて照射される。また、照射点６１２Ａを含む中央照射領域６１２には、発光ダイオード３３１からの照明光３３１Ｌと、発光ダイオード３２１からの照明光３２１Ｌと、発光ダイオード３４１からの照明光３４１Ｌとが重ねて照射される。さらに、照射点６１３Ａを含む外周照射領域６１３には、発光ダイオード３４１からの照明光３４１Ｌと、発光ダイオード３３１からの照明光３３１Ｌとが重ねて照射される。
【００７０】
このとき、照明光３４１Ｌの発散角度Ｄ４は、照明光３２１Ｌの発散角度Ｄ２よりも大きく設定されている。そして、前述したように発光ダイオードから発せられる照明光からの照度は、当該照明光の発散角度の二乗に反比例するので、照明光３４１Ｌからの照度は照明光３２１Ｌからの照度よりも低くなる。このため、照明光３４１Ｌと照明光３３１Ｌとが重ねて照射される外周照射領域６１３の照度は、照明光３２１Ｌと照明光３３１Ｌとが重ねて照射される内周照射領域６１１の照度よりも低くなる。したがって、９個の発光ダイオード３２１および１５個の発光ダイオード３４１が点灯している場合でも、観察領域Ｎ９における外周照射領域６１３近傍の照度は、リング照明装置９００を用いた場合のように内周照射領域６１１近傍の照度と比べて高くならず、図２（Ｂ）に示すようにほぼ等しくなる。
【００７１】
また、照明光３３１Ｌの発散角度Ｄ３は、照明光３２１Ｌの発散角度Ｄ２および照明光３４１Ｌの発散角度Ｄ４よりも大きく設定されている。そして、発光ダイオードから発せられる照明光からの照度は、当該照明光の発散角度の二乗に反比例するので、照明光３３１Ｌからの照度は、照明光３２１Ｌ，３４１Ｌからの照度よりも低くなる。このため、照明光３３１Ｌと照明光３２１Ｌと照明光３４１Ｌとが重ねて照射される中央照射領域６１２の照度は、各照射領域６１１，６１３よりも低くなる。したがって、観察領域Ｎ９における中央照射領域６１２近傍の照度は、リング照明装置９００を用いた場合のように各照射領域６１１，６１３と比べて極端に高くならず、図２（Ｂ）に示すようにほぼ等しくなる。
【００７２】
〔第３実施形態の効果〕
上述したような第３実施形態のリング照明装置３００では、第１実施形態の（３）および（４）の効果に加え次のような効果がある。
【００７３】
（５）リング照明装置３００の中央発光ダイオード群３３０の照明光３３１Ｌの発散角度Ｄ３を、内周発光ダイオード群３２０の照明光３２１Ｌの発散角度Ｄ２および外周発光ダイオード群３４０の照明光３４１Ｌの発散角度Ｄ４よりも大きく設定した。このため、このリング照明装置３００により照射される中央照射領域６１２近傍の照度を、従来のリング照明装置９００により照射される中央照射領域６１２近傍の照度よりも低くでき、各照射領域６１１，６１２，６１３近傍の照度をほぼ等しくできる。したがって、各照射領域６１１，６１２，６１３を含む観察領域Ｎ９における照度分布を略均一にするリング照明装置３００を提供できる。
【００７４】
（６）従来のリング照明装置９００に用いられていた、照明光９２１Ｌ，９３１Ｌ，９４１Ｌの発散角度がＤ１の発光ダイオード９２１，９３１，９４１の代わりに、照明光３２１Ｌ，３３１Ｌ，３４１Ｌの発散角度がＤ２，Ｄ３，Ｄ４の発光ダイオード３２１，３３１，３４１を用いることで、観察領域Ｎ９における照度分布の略均一化を実現した。したがって、従来のリング照明装置９００に設けられた発光ダイオード９２１，９３１，９４１を、発光ダイオード３２１，３３１，３４１に交換するだけの簡単な方法で、観察領域Ｎ９における照度分布を略均一にするリング照明装置３００を提供できる。
【００７５】
［第４実施形態］
〔リング照明装置の構成〕
次に、第４実施形態について図面に基づいて説明する。図８は、第４実施形態に係るリング照明装置の概略構成を示す模式図である。図８において、４００はリング照明装置であり、このリング照明装置４００は、ケース９１０と、複数の照明光発生手段としての発光ダイオード４２１を有する内周照明光発生手段としての内周発光ダイオード群４２０と、複数の照明光発生手段としての発光ダイオード４３１を有する中央照明光発生手段としての中央発光ダイオード群４３０と、複数の照明光発生手段としての発光ダイオード４４１を有する外周照明光発生手段としての外周発光ダイオード群４４０と、電流制御手段４５０と、図示しない分割制御手段と、電源となどを備えている。なお、このリング照明装置４００は、図９（Ａ），（Ｂ）に示すような従来のリング照明装置９００に、電流制御手段４５０を新たに備えたものであり、電流制御手段４５０以外の構成についてはリング照明装置９００の構成と同一である。
【００７６】
内周発光ダイオード群４２０は、図９（Ｂ）に示すような、リング照明装置９００の発光ダイオード９２１に対応する部分に配置され、発光部１２１Ａおよび配線４２１Ｂを備えた例えば１８個の発光ダイオード４２１を有している。中央発光ダイオード群４３０は、発光ダイオード９３１に対応する部分に配置され、発光部１２１Ａおよび配線４２１Ｂを備えた例えば２４個の発光ダイオード４３１を有している。外周発光ダイオード群４４０は、発光ダイオード９４１に対応する部分に配置され、発光部１２１Ａおよび配線４２１Ｂを備えた例えば３０個の発光ダイオード４４１を有している。
【００７７】
発光ダイオード４２１，４３１，４４１の配線４２１Ｂは、導電性材料により形成されており、一端が発光部１２１Ａに他端が電流制御手段４５０に接続されている。発光ダイオード４２１，４３１，４４１は、図８に示すように、発光部１２１Ａがケース９１０の開口部から突出するようにケース９１０に取り付けられている。また、発光ダイオード４２１，４３１，４４１は、リング照明装置９００のそれらと同様に、照明光軸４２１Ｋ，４３１Ｋ，４４１Ｋとレンズ光軸１Ｋとのなす角度がＲ１となるように、かつ、照明光軸４２１Ｋ，４３１Ｋ，４４１Ｋと被測定面６１とが照射点６１１Ａ，６１２Ａ，６１３Ａで交わるように取り付けられている。また、発光ダイオード４２１，４３１，４４１からの照明光４２１Ｌ，４３１Ｌ，４４１Ｌの照明光軸４２１Ｋ，４３１Ｋ，４４１Ｋと、照明光４２１Ｌ，４３１Ｌ，４４１Ｌの周縁４２１Ｅ，４３１Ｅ，４４１Ｅとのなす角度はＤ１とされている。
【００７８】
電流制御手段４５０は、図８に示すように、分割制御手段を介して電源から通電される電流量を制御して、発光ダイオード４２１，４３１，４４１に、電流Ｉ１の電流値＞電流Ｉ３の電流値＞電流Ｉ２の電流値、を満たすような電流Ｉ１，Ｉ２，Ｉ３をそれぞれ通電する。なお、ここでは、電流Ｉ１の電流値＞電流Ｉ３の電流値、となる構成について例示するが、電流Ｉ１の電流値および電流Ｉ３の電流値の大小関係は、発光ダイオード４２１，４４１の数、大きさ、照明光の発散角度、取付角度や、ケース９１０の径などの条件により、最適な関係に設定されるものである。したがって、電流Ｉ１の電流値＞電流Ｉ２の電流値、および、電流Ｉ３の電流値＞電流Ｉ２の電流値、を満たすような電流Ｉ１の電流値および電流Ｉ３の電流値ならば、上述したような大小関係に限らず、例えば、電流Ｉ１の電流値＝電流Ｉ３の電流値などとしてもよい。
【００７９】
〔第４実施形態の作用〕
次に、第４実施形態に係るリング照明装置４００の作用について説明する。電源から通電される電流を、分割制御手段および電流制御手段４５０により制御することにより、例えば図９（Ｂ）に示すような領域Ｓ１およびＳ２の発光ダイオード４２１，４３１，４４１を点灯させる。
【００８０】
すると、図１０（Ａ）に示すような照射点６１１Ａを含む内周照射領域６１１には、図８に示すように発光ダイオード４２１からの照明光４２１Ｌと、発光ダイオード４３１からの照明光４３１Ｌとが重ねて照射される。また、照射点６１２Ａを含む中央照射領域６１２には、発光ダイオード４３１からの照明光４３１Ｌと、発光ダイオード４２１からの照明光４２１Ｌと、発光ダイオード４４１からの照明光４４１Ｌとが重ねて照射される。さらに、照射点６１３Ａを含む外周照射領域６１３には、発光ダイオード４４１からの照明光４４１Ｌと、発光ダイオード４３１からの照明光４３１Ｌとが重ねて照射される。
【００８１】
このとき、発光ダイオード４４１に通電される電流Ｉ３の電流値は、発光ダイオード４２１に通電される電流Ｉ１の電流値よりも低く設定されている。そして、一般的に発光ダイオードの光度は、通電される電流値の上昇に伴い高くなるので、照明光４４１Ｌからの照度は照明光４２１Ｌからの照度よりも低くなる。このため、照明光４４１Ｌと照明光４３１Ｌとが重ねて照射される外周照射領域６１３の照度は、照明光４２１Ｌと照明光４３１Ｌとが重ねて照射される内周照射領域６１１の照度よりも低くなる。したがって、９個の発光ダイオード４２１および１５個の発光ダイオード４４１が点灯している場合でも、観察領域Ｎ９における外周照射領域６１３近傍の照度は、リング照明装置９００を用いた場合のように内周照射領域６１１近傍の照度と比べて高くならず、図２（Ｂ）に示すようにほぼ等しくなる。
【００８２】
また、発光ダイオード４３１に通電される電流Ｉ２の電流値は、発光ダイオード４２１，４４１に通電される電流Ｉ１，Ｉ３の電流値よりも小さく設定されている。そして、発光ダイオードの光度は、通電される電流値の上昇に伴い高くなるので、照明光４３１Ｌからの照度は照明光４２１Ｌ，４４１Ｌからの照度よりも低くなる。このため、照明光４３１Ｌと照明光４２１Ｌと照明光４４１Ｌとが重ねて照射される中央照射領域６１２の照度は、各照射領域６１１，６１３よりも低くなる。したがって、観察領域Ｎ９における中央照射領域６１２近傍の照度は、リング照明装置９００を用いた場合のように各照射領域６１１，６１３と比べて極端に高くならず、図２（Ｂ）に示すようにほぼ等しくなる。
【００８３】
〔第４実施形態の効果〕
上述したような第４実施形態のリング照明装置４００では、第１実施形態の（３）および（４）の効果に加え次のような効果がある。
【００８４】
（７）リング照明装置３００の中央発光ダイオード群４３０の発光ダイオード４３１に、内周発光ダイオード群４２０の発光ダイオード４２１に通電する電流Ｉ１の電流値、および、外周発光ダイオード群４４０の発光ダイオード４４１に通電する電流Ｉ３の電流値よりも低い電流値の電流Ｉ２を通電する電流制御手段４５０を設けた。このため、このリング照明装置４００により照射される中央照射領域６１２近傍の照度を、従来のリング照明装置９００により照射される中央照射領域６１２近傍の照度よりも低くでき、各照射領域６１１，６１２，６１３近傍の照度をほぼ等しくできる。したがって、各照射領域６１１，６１２，６１３を含む観察領域Ｎ９における照度分布を略均一にするリング照明装置４００を提供できる。
【００８５】
（８）従来のリング照明装置９００に電流制御手段４５０を設けることで、観察領域Ｎ１における照度分布の略均一化を実現した。したがって、従来のリング照明装置９００に電流制御手段を設けるだけの簡単な方法で、観察領域Ｎ９における照度分布を略均一にするリング照明装置４００を提供できる。
【００８６】
なお、本発明は前述の各実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良などは本発明に含まれるものである。例えば、前述の各実施形態では、画像測定装置に用いられるリング照明装置１００，２００，３００，４００，５００について説明したが、測定顕微鏡、工具顕微鏡、投影機、三次元画像測定機などに用いてもよい。また、前述の各実施形態では、リング照明装置１００，２００，３００，４００，５００を対物レンズ１に取り付けたが、これに限らず、測定装置などの本体や測定台２に取り付けてもよく、また、これらの測定装置などとは別にリング照明装置１００，２００，３００，４００，５００を支持する部材を設け、この部材に取り付けてもよい。
【００８７】
また、第３実施形態では、内周発光ダイオード群３２０、中央発光ダイオード群３３０、外周発光ダイオード群３４０が、一重の略同心円状に配列された発光ダイオード３２１，３３１，３４１を有する構成にしたが、これに限らず、二重以上の略同心円状に配列された発光ダイオード３２１，３３１，３４１を有する構成としてもよい。また、このような構成は、第４実施形態の構成にも適用できる。
【００８８】
第３実施形態の発光ダイオード３３１を、第１，２実施形態の発光ダイオード１３１，２３１の代わりに設けてもよい。このようにすれば、発光ダイオード１３１，２３１からの照明光１３１Ｌ，２３１Ｌにより照射される中央照射領域６１２の照度をより低くすることができるので、図２（Ｂ）に示すような照度分布をより均一化できる。
【００８９】
また、第４実施形態の電流制御手段４５０を、第１，２実施形態のリング照明装置１００，２００に設けてもよい。このようにすれば、発光ダイオード１３１，２３１の照明光１３１Ｌ，２３１Ｌにより照射される中央照射領域６１２の照度をより低くすることができるので、図２（Ｂ）に示すような照度分布をより均一化することができる。
【００９０】
要するに、第１実施形態、第２実施形態、第３実施形態、第４実施形態を任意に組み合わせた構成としてもよい。
【００９１】
本発明を実施するための最良の構成、方法等は、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、かつ、説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、形状、材質、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。
したがって、上記に開示した形状、材質等を限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状、材質等の限定の一部もしくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。
【００９２】
【発明の効果】
本発明によれば、リング照明装置に設けられる中央照明光発生手段群の照明光発生手段の数を、内周照明光発生手段群の照明光発生手段の数および外周照明光発生手段群の照明光発生手段の数よりも少なくする。このような構成により、中央照明光発生手段群から発せられる照明光からの照度を、内周照明光発生手段群および外周照明光発生手段群から発せられる照明光からの照度よりも低くすることができる。このため、内周照明光発生手段群からの照明光と、中央照明光発生手段群からの照明光とが重ねて照射される内周照射領域の照度と、中央照明光発生手段群からの照明光と、内周照明光発生手段群からの照明光と、外周照明光発生手段群からの照明光とが重ねて照射される中央照射領域の照度と、外周照明光発生手段群からの照明光と、中央照明光発生手段群からの照明光とが重ねて照射される外周照射領域の照度とを略同一にすることができる。したがって、内周照射領域、中央照射領域、および、外周照射領域を含む観察領域における照度分布を略均一にするリング照明装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係るリング照明装置の概略構成を示す模式図である。
（Ａ）：リング照明装置の断面図
（Ｂ）：リング照明装置の底面図
【図２】前記実施形態に係るリング照明装置の作用を示す模式図である。
（Ａ）：照射領域の分布を示す模式図
（Ｂ）：観察領域の照度分布を示す模式図
【図３】本発明の第２実施形態に係るリング照明装置の概略構成を示す模式図である。
【図４】前記実施形態の効果を確認するための実験に用いたリング照明装置の概略構成を示す模式図である。
（Ａ）：リング照明装置の断面図
（Ｂ）：リング照明装置の底面図
【図５】前記実験に用いた本発明を適用したリング照明装置の観察範囲の照度分布を示すグラフである。
（Ａ）：全ての発光ダイオードを点灯させた場合の照度分布
（Ｂ）：四分割した領域のうちの１つの領域の発光ダイオードを点灯させた場合の照度分布
【図６】前記実験に用いた本発明を適用しないリング照明装置の観察範囲の照度分布を示すグラフである。
（Ａ）：全ての発光ダイオードを点灯させた場合の照度分布
（Ｂ）：四分割した領域のうちの１つの領域の発光ダイオードを点灯させた場合の照度分布
【図７】本発明の第３実施形態に係るリング照明装置の概略構成を示す模式図である。
【図８】本発明の第４実施形態に係るリング照明装置の概略構成を示す模式図である。
【図９】従来のリング照明装置の概略構成を示す模式図である。
（Ａ）：リング照明装置の断面図
（Ｂ）：リング照明装置の底面図
【図１０】従来のリング照明装置の作用を示す模式図である。
（Ａ）：照射領域の分布を示す模式図
（Ｂ）：観察領域の照度分布を示す模式図
【符号の説明】
１ 対物レンズ（光学系）
１Ｋ レンズ光軸（光軸）
６，７ 被測定物
１００，２００，３００，４００，５００ リング照明装置
１２０，２２０，３２０，４２０ 内周発光ダイオード群（内周照明光発生手段群）
１３０，２３０，３３０，４３０ 中央発光ダイオード群（中央照明光発生手段群）
１４０，２４０，３４０，４４０ 外周発光ダイオード群（外周照明光発生手段群）
１２１，１３１，１４１，２２１，２３１，２４１，３２１，３３１，３４１，４２１，４３１，４４１，５２１，５３１，５４１，５５１，５６１，５７１ 発光ダイオード（照明光発生手段）
４５０ 電流制御手段
５２０ 第１発光ダイオード列（内周照明光発生手段群）
５３０ 第２発光ダイオード列（内周照明光発生手段群）
５４０ 第３発光ダイオード列（中央照明光発生手段群）
５５０ 第４発光ダイオード列（中央照明光発生手段群）
５６０ 第５発光ダイオード列（外周照明光発生手段群）
５７０ 第６発光ダイオード列（外周照明光発生手段群）

Claims (4)

1. 被測定物を照射する複数の照明光発生手段を備え光学系の光軸の回りにリング状に設けられたリング照明装置であって、
   前記光軸に対して少なくとも一重の略同心円状に配列された複数の前記照明光発生手段を有する内周照明光発生手段群と、
   この内周照明光発生手段群の径方向外側に設けられ前記光軸に対して少なくとも一重の略同心円状に配列された複数の前記照明光発生手段を有する中央照明光発生手段群と、
   この中央照明光発生手段群の径方向外側に設けられ前記光軸に対して少なくとも一重の略同心円状に配列された複数の前記照明光発生手段を有する外周照明光発生手段群と、
   を備え、
   前記中央照明光発生手段群の前記照明光発生手段の数は、前記内周照明光発生手段群の前記照明光発生手段の数および前記外周照明光発生手段群の前記照明光発生手段群の数よりも少ないことを特徴とするリング照明装置。
2. 被測定物を照射する複数の照明光発生手段を備え光学系の光軸の回りにリング状に設けられたリング照明装置であって、
   前記光軸に対して少なくとも一重の略同心円状に配列された複数の前記照明光発生手段を有する内周照明光発生手段群と、
   この内周照明光発生手段群の径方向外側に設けられ前記光軸に対して少なくとも一重の略同心円状に配列された複数の前記照明光発生手段を有する中央照明光発生手段群と、
   この中央照明光発生手段群の径方向外側に設けられ前記光軸に対して少なくとも一重の略同心円状に配列された複数の前記照明光発生手段を有する外周照明光発生手段群と、
   を備え、
   前記中央照明光発生手段群の前記照明光発生手段からの照明光の発散角度は、前記内周照明光発生手段群および前記外周照明光発生手段群の前記照明光発生手段からの照明光の発散角度よりも大きいことを特徴とするリング照明装置。
3. 被測定物を照射する複数の照明光発生手段を備え光学系の光軸の回りにリング状に設けられたリング照明装置であって、
   前記光軸に対して少なくとも一重の略同心円状に配列された複数の前記照明光発生手段を有する内周照明光発生手段群と、
   この内周照明光発生手段群の径方向外側に設けられ前記光軸に対して少なくとも一重の略同心円状に配列された複数の前記照明光発生手段を有する中央照明光発生手段群と、
   この中央照明光発生手段群の径方向外側に設けられ前記光軸に対して少なくとも一重の略同心円状に配列された複数の前記照明光発生手段を有する外周照明光発生手段群と、
   を備え、
   前記中央照明光発生手段群の前記照明光発生手段に、前記内周照明光発生手段群および前記外周照明光発生手段群の前記照明光発生手段に通電する電流の電流値よりも小さい電流値の電流を通電する電流制御手段を備えたことを特徴とするリング照明装置。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のリング照明装置において、
   前記照明光発生手段は、発光ダイオードであることを特徴とするリング照明装置。

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