JPH0231475B2 - Jinkokogensochi - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は人工光源装置に関し、特に、被照射面
における光強度を常に予定値に保持することので
きる人工光源装置に関する。

人工光源装置は、ソーラシユミレータや焼付用
光源として最近広く実用されるようになつたが、
これを要求される重要な特性として、被照射面の
光強度を常に予定値に保持できることがあげられ
る。

このような光強度制御手段を備えた従来の人工
光源装置の一例を、第１図に示す。図において、
１はキセノンランプ等の人工光源、２はその背後
に設けられた集光ミラー（例えば惰円反射鏡）、
３は、前記人工光源１からの光を反射して光路を
折り曲げる反射鏡である。

４は、反射鏡３からの反射光を、被照射面５上
に指向させ、投射するための積分光学系、６は積
分光学系４から投射される光を平行光線化するた
めのコリメータレンズ、６１はコリメータレンズ
６の外周に設けられた遮光板である。

また、７は反射鏡３と積分光学系４との間に配
置されたズームレンズ系、８は積分光学系４の入
射面に配置されたアパーチヤである。なお、アパ
ーチヤ８の、特に光入射側の面は無反射性とする
のが望ましい。

１０は、集光ミラー２の範囲外へ放射される人
工光源１からの光−すなわち、人工光源として
は、有効に利用されない光−を検出する光検出
器、１１はそのリード線である。

キセノンランプ等の人工光源１から発せられた
光は、集光ミラー２および反射鏡３によつて反射
され、ズームレンズ系７の入射面に光源１の実像
を形成する。ズームレンズ系７は、さらに積分光
学系４の入射面に、人工光源１の縮少／拡大像を
結ばせる。前記入射面上の像は、従来技術におけ
ると同様に、積分光学系４によつて被照射面５に
投射される。

ズームレンズ系７の焦点距離を、公知の適当な
手段によつて調整すると、倍率が変化し、積分光
学系４の入射面に形成される人工光源１の像の大
きさが変化する。像の大きさが大きくなつた場
合、前記入射面には一定の大きさのアパーチヤ８
が設けられているので、積分光学系４の実際に入
射する光強度が減少する。これによつて、被照射
面５上における光強度が減少する。

ここで、人工光源１の発光強度が変化した場合
は、光検出器１０の検出出力が変化する。

したがつて、光検出器１０の検出出力を、人工
光源１の電源装置（図示せず）、またはズームレ
ンズ系７の駆動装置（図示せず）に負帰還し、前
記電源装置から人工光源１に供給される電流、ま
たはズームレンズ系７の焦点距離を制御するよう
にすれば、人工光源１の発光強度を一定に保持す
ることができる。

なお、ズームレンズ系７は必ずしも必要ではな
く、省略することができるものであることは明ら
かであろう。

しかしながら、人工光源として放電灯を用いる
場合においては、たとえその放電電流を一定に制
御していても、放電路の周辺では放電が不安定と
なり、いわゆる「ゆらぎ」現象を生ずることが多
い。また、実質上の光源とみなされる放電灯の輝
点が電極にそつて移動する現象もある。

これらの現象が発生すると、集光ミラー２によ
つて反射される光の光路が微妙に変化するめに、
ズームレンズ系７への光の入射角度が変化してズ
ームレンズ系７から出る光の照射角度が変化し、
アパーチヤ８によつて遮蔽される光の量が変化す
る。遮蔽される光の量が変化すると積分光学系４
に入射される光の総量が変化して被照射面５上の
照度は変動する。しかし、この場合でも、放電電
流が一定に保持されており、放電灯から放出され
る光の総量はほとんど変化しないので、光検出器
１０の検出出力はほとんど変動しない。

以上のことから明らかなように、前述のような
「ゆらぎ」や輝点の移動現象を生じた場合には、
第１図に示した従来装置では、光検出器１０の出
力と被照射面５上の照度とが正確に対応しないこ
とになる。

それ故に、被照射面５上の照度が変化している
にもかかわらず、光検出器１０の出力は変化せ
ず、このために、放電電流やズームレンズ焦点距
離が適正に制御されず、被照射面５上の照度が設
定値から外れるという欠点を生ずる。

前述の欠点を改善し、被照射面５上の照度変化
を正しく検出するために、第２図および第３図に
示すように、光検出器を被照射面上に配置するこ
とが考えられる。

第２図および第３図において、第１図と同一の
符号は同一部分をあらわしている。１０Ａは被照
射面５上に配置された光検出器である。なお、第
３図は第２図の−線にそう被照射面５の平面
図である。

このような構成および配置にすれば、光検出器
１０Ａによつて、被照射面５上の照度を正しく検
出することができる。したがつて、放電灯（人工
光源）１から放射される光強度が変動した場合は
もちろんのこと、前述の「ゆらぎ」や輝点移動の
現像が発生した場合にも、被照射面５上の照度を
設定値に確実に保持することができる。

しかし、この場合は、 (1) 被照射面の有効面積が減少する。

(2) 試料を被照射面に載置する際に、光検出器を
覆わないように注意する必要があり、作業性が
低下する。

などの別の欠点を生ずる。

本発明の目的は、前述の欠点をすべて解消し、
被照射面の有効面積減少や作業性低下などを伴な
うことなしに、被照射面の照度を正確に測定する
ことのできる光検出器を備えた人工光源装置を提
供することにある。

前記の目的を達成するために、本発明において
は、積分光学系から投射される光のうち、被照射
面に至る光路外のものを受光する位置に、光検出
器を配置するようにしている。

以下に、図面を参照して本発明を詳細に説明す
る。

第４図は本発明の一実施例の概略構成図であ
る。図において、第１、第２図と同一の符号は同
一または同等部分をあらわす。１０Ｂは、積分光
学系４から被照射面５へ投射される光束外の光を
受光できる位置に配置された光検出器、１１Ｂは
その出力リード線である。

積分光学系４は、良く知られているように、多
数のエレメントレンズの集合体として構成されて
いる。そして、実際上、積分光学系の各エレメン
トレンズに入射された光のうちには、その両端面
で、複数回の反射をくり返してから、放出される
ものが存在する。

それ故に、前記光検出器１０Ｂを、積分光学系
４から投射される光が被照射面に到達する光路の
外側−換言すれば、積分光学系４から被照射面５
へ投射される光束の外側近くに配置しておけば、
この光検出器１０Ｂは、積分光学系４の事実上す
べてのエレメントレンズからの放出光を受光する
ことができる。

すなわち、前記のような構成および配置にして
おけば、被照射面５上における光強度の変化と全
く同じように、その強度が変化する光を、前記光
検出器１０Ｂは受光することができる。

したがつて、この光検出器１０Ｂの検出出力を
用いて、第１図に関して前述したように、放電灯
（人工光源）１の電源装置（図示せず）、またはズ
ームレンズ系７の駆動装置（図示せず）を制御
し、放電灯１への供給電流またはズームレンズ系
７の焦点距離を調節すれば、被照射面５上におけ
る照度を常に設定値に正しく保持することができ
るようになる。

また、良く知られているように、光学レンズの
表面においては、幾分かの光反射が必ず存在する
ものである。したがつて、積分光学系４から放出
されてコリメータレンズ６に向う光線も、その表
面において、反射光を生じている。この反射光の
強さは、被照射面５における光強度に比例してい
ることは明らかである。

それ故に、第４図に、点線１０Ｃで示したよう
に、前記コリメータレンズ６の入射光側表面で反
射された光を受光できる位置に、光検出器を配置
すれば、前述と全く同様の、光検出および被照射
面上の照度の一定値制御が実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の人工光源装置の一例を示す概略
構成図、第２図は従来の人工光源装置の他の例の
要部を示す概略構成図、第３図は第２図の−
線にそう平面図、第４図は本発明の一実施例の概
略構成図である。 １……人工光源（放電灯）、２……集光ミラー、
３……反射鏡、４……積分光学系、５……被照射
面、６……コリメータレンズ、７……ズームレン
ズ系、１０，１０Ｂ……光検出器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 人工光源と、前記人工光源の背後に配置され
   た集光ミラーと、前記集光ミラーで収れんされた
   光を入射され、ほぼ均質の光を被照射面に投射す
   る積分光学系と、被照射面における光強度を制御
   する手段と、積分光学系から投射された光を平行
   光線化するコリメータレンズと、コリメータレン
   ズの光入射面側における反射光を受光する位置お
   よび積分光学系から投射される光のうち、被照射
   面に至る光路外へ投射された光を受光する位置の
   いずれか一方に配置された光検出器と、光検出器
   の出力を、前記被照射面における光強度制御手段
   に負帰還する手段とを具備し、被照射面における
   照度を設定値に保持するように制御することを特
   徴とする人工光源装置。 ２ 被照射面における光強度制御手段が、人工光
   源への供給電流を制御する手段であることを特徴
   とする前記特許請求の範囲第１項記載の人工光源
   装置。 ３ 被照斜面における光強度制御手段が、集光ミ
   ラーと積分光学系との間に配置されたズームレン
   ズ系の駆動装置であることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載の人工光源装置。