JP2010266476A - Color tone adjusting device, light source device, and spectrum measurement device - Google Patents

Color tone adjusting device, light source device, and spectrum measurement device Download PDF

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JP2010266476A JP2009115091A JP2009115091A JP2010266476A JP 2010266476 A JP2010266476 A JP 2010266476A JP 2009115091 A JP2009115091 A JP 2009115091A JP 2009115091 A JP2009115091 A JP 2009115091A JP 2010266476 A JP2010266476 A JP 2010266476A
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Taketoshi Negishi
武利 根岸
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a color tone adjusting device by which the color tone of a luminous flux is adjusted with a simple construction, to provide a light source device, and to provide a spectrum measurement device. <P>SOLUTION: The color tone adjusting device (10) includes a dispersion element (11) dispersing an input luminous flux (IL) for each wavelength, a first imaging optical system (12) imaging luminous fluxes dispersed by the dispersion element (11), a transmittance variable part (13) wherein a plurality of transmittance variable elements (132) variably changing transmittance (T) correspondingly to the plurality of luminous fluxes dispersed on an imaging surfaces by the imaging optical system are disposed and a composite optical system (14) combining the plurality of luminous fluxes which have passed through the transmittance variable part (13) and emitting an output luminous flux (OL). <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、多波長成分を含む光束の色調調整が行われる色調調整装置、光源装置及びスペクトル測定装置に関する。   The present invention relates to a color tone adjustment device, a light source device, and a spectrum measurement device that perform color tone adjustment of a light beam including multiple wavelength components.

現在、様々な機器の検査に単色光または所望の分光特性を持った光が必要である。このうち、単色光については白色光源などの光を分光器に導くことにより比較的簡単に作ることができる。一方、CCD(Charge Coupled Device)などの検査には、所定の波長分布を持った光が使用される。所定の波長分布を持った光を形成する方法として、従来、多層膜を用いたフィルタが用いられていた。   Currently, monochromatic light or light having desired spectral characteristics is required for inspection of various devices. Of these, monochromatic light can be made relatively easily by guiding light from a white light source or the like to the spectroscope. On the other hand, light having a predetermined wavelength distribution is used for inspection of a CCD (Charge Coupled Device) or the like. As a method for forming light having a predetermined wavelength distribution, a filter using a multilayer film has been conventionally used.

しかしながら、多層膜を用いたフィルタの場合、比較的安価に作ることができるが、自由にスペクトル分布を作ることは難しい。また、蒸着により多層膜を形成したフィルタは同じものを数多く作る場合、コストを下げることができるが、多くの種類のものを少量作る場合はコストが高くなる。また、特に開発の段階での評価では多くの種類の分光特性を持ったフィルタが要求される。   However, in the case of a filter using a multilayer film, it can be made relatively inexpensively, but it is difficult to make a spectral distribution freely. Further, when many filters having a multilayer film formed by vapor deposition are produced, the cost can be reduced. However, when many kinds of filters are produced in small quantities, the cost is increased. In addition, filters having many types of spectral characteristics are required particularly in evaluation at the development stage.

特許文献1に開示された色調調整装置は上記の問題点を克服するためのものである。当該色調調整装置は、入力光を互いに直交する振動方向を持った2つの直線偏光に分離する偏光子と、その偏光子で分離された直線偏光の各々を分光して形成したスペクトラム像を液晶空問変調素子により偏光変調し、偏光変調した直線偏光を合波して偏光子に再入射させる液晶空間変調素子を用いたゼロ分散型分光器とを有する。   The color tone adjusting device disclosed in Patent Document 1 is for overcoming the above-mentioned problems. The color tone adjusting device is configured to separate a polarizer that separates input light into two linearly polarized lights having vibration directions orthogonal to each other and a spectrum image formed by spectrally separating each of the linearly polarized lights separated by the polarizer. A zero-dispersion spectroscope using a liquid crystal spatial modulation element that is polarization-modulated by a Q-modulation element, combines the polarization-modulated linearly polarized light, and re-enters the polarizer.

特開2008−170850号公報JP 2008-170850 A

特許文献1では多層膜を用いない色調調整装置が開示されているが、その色調調整装置は偏光現像を利用し、偏光子などの偏光装置が配置されているため、全体装置が大型化になる問題がある。   Patent Document 1 discloses a color tone adjustment device that does not use a multilayer film. However, since the color tone adjustment device uses polarization development and a polarization device such as a polarizer is arranged, the overall device becomes large. There's a problem.

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、より簡易の構成で光束の色調が行われる色調調整装置、光源装置及びスペクトル測定装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide a color tone adjustment device, a light source device, and a spectrum measurement device that perform color tone of a light beam with a simpler configuration.

第1の観点の色調調整装置は、入力光束を波長ごとに分散する分散素子と、分散素子で分散された光束を結像する第1結像光学系と、結像光学系による結像面上で分散された複数の光束に対応して、透過率を可変する透過率可変素子を複数配置した透過率可変部と、透過率可変部を通過した複数の光束を合成し出力光束を射出する合成光学系とを備える。   A color tone adjusting apparatus according to a first aspect includes a dispersive element that disperses an input light beam for each wavelength, a first image forming optical system that forms an image of the light beam dispersed by the dispersive element, and an image plane formed by the image forming optical system. A transmittance variable unit having a plurality of transmittance variable elements that change the transmittance corresponding to a plurality of light beams dispersed in step synthesizes a plurality of light beams that have passed through the transmittance variable unit and emits an output light beam. And an optical system.

第2の観点の光源装置は、所定の波長幅を有する光源と、光源から射出された光束を入射光束とする第1観点の色調調整装置とを備える。   A light source device according to a second aspect includes a light source having a predetermined wavelength width and a color tone adjusting device according to the first aspect that uses a light beam emitted from the light source as an incident light beam.

第3の観点のスペクトル測定装置は、所定の波長幅の光束を発する被検物の波長ごとのスペクトルを測定するスペクトル測定装置である。当該スペクトル測定装置は被検物から光束を波長ごとに分散する分散素子と、分散素子で分散された光束を結像する第1結像光学系と、結像光学系による結像面上で分散された複数の光束に対応して、透過率を可変する透過率可変素子を複数配置した透過率可変部と、透過率可変部を通過した複数の光束を合成し出力光束を射出する合成光学系と、出力光束の光量を検出する光量検出器と、光量検出器の光量検出結果に基づいて透過率可変部の透過率可変素子を可変する制御部とを備える。   A spectrum measuring apparatus according to a third aspect is a spectrum measuring apparatus that measures a spectrum for each wavelength of a test object that emits a light beam having a predetermined wavelength width. The spectrum measuring apparatus includes a dispersive element that disperses a light beam from a test object for each wavelength, a first image forming optical system that forms an image of the light beam dispersed by the dispersive element, and a dispersion on an image forming surface by the image forming optical system. A transmittance variable section in which a plurality of transmittance variable elements that vary the transmittance corresponding to the plurality of light fluxes arranged, and a composite optical system that combines the plurality of light fluxes that have passed through the transmittance variable section and emits an output light flux And a light amount detector that detects the light amount of the output light beam, and a control unit that varies the transmittance variable element of the transmittance variable unit based on the light amount detection result of the light amount detector.

本発明は、色調調整後の光束の光量が多く、より簡易の構成で光束の色調が行われる色調調整装置、光源装置及びスペクトル測定装置が得られる。   The present invention provides a color tone adjustment device, a light source device, and a spectrum measurement device in which the light amount of the light flux after color tone adjustment is large and the color tone of the light flux is performed with a simpler configuration.

本実施形態の色調調整装置10を説明するための図である。 (a)は、本実施形態の色調調整装置10において、入射光束ILを例として説明する図である。 (b)は、色調調整装置10において、入射光束ILの波長と光強度(光量)との関係を示したグラフである。 (c)は、色調調整装置10において、エレクトロクロミック素子13に入射する直前の光束IL’の形状を示した断面図である。 (d)は、色調調整装置10において、エレクトロクロミック素子13を射出した直後の光束OL’の形状を示した断面図である。 (e)は、色調調整装置10において、射出光束OLの波長と光強度(光量)との関係を示したグラフである。It is a figure for demonstrating the color tone adjustment apparatus 10 of this embodiment. (A) is a figure explaining the incident light beam IL as an example in the color tone adjusting apparatus 10 of this embodiment. (B) is a graph showing the relationship between the wavelength of the incident light beam IL and the light intensity (light quantity) in the color tone adjusting device 10. FIG. 6C is a cross-sectional view showing the shape of the light beam IL ′ immediately before entering the electrochromic element 13 in the color tone adjusting device 10. FIG. 4D is a cross-sectional view showing the shape of the light beam OL ′ immediately after the electrochromic element 13 is emitted in the color tone adjusting device 10. (E) is the graph which showed the relationship between the wavelength of the emitted light beam OL and light intensity (light quantity) in the color tone adjustment apparatus 10. FIG. (a)は、エレクトロクロミック素子13をZ軸方向から見た平面図である。 (b)は、(a)に示されたエレクトロクロミック材132と光束の波長との対応関係を示した図である。(A) is the top view which looked at the electrochromic element 13 from the Z-axis direction. (B) is the figure which showed the correspondence of the electrochromic material 132 shown by (a), and the wavelength of a light beam. 第1の実施例の色調調整装置10において、色調調整の一例を示した図である。It is the figure which showed an example of color tone adjustment in the color tone adjustment apparatus 10 of 1st Example. 第2の実施例の色調調整装置20において、色調調整の一例を示した図である。It is the figure which showed an example of color tone adjustment in the color tone adjustment apparatus 20 of 2nd Example. 第3の実施例の光源装置30において、光学系の概要を示した図である。It is the figure which showed the outline | summary of the optical system in the light source device 30 of a 3rd Example. 第4の実施例の光源装置30’において、光学系の概要を示した図である。It is the figure which showed the outline | summary of the optical system in the light source device 30 'of a 4th Example. 第5の実施例のスペクトル測定装置40において、光学系の概要を示した図である。It is the figure which showed the outline | summary of the optical system in the spectrum measuring apparatus 40 of the 5th Example. 第6の実施例のスペクトル測定装置40’において、光学系の概要を示した図である。It is the figure which showed the outline | summary of the optical system in the spectrum measuring apparatus 40 'of a 6th Example.

<色調調整装置10>
<<色調調整装置10の概要>>
色調調整装置10の概要について、図1及び図2を参照しながら説明する。図1は本実施形態の色調調整装置10を説明するための図である。図1(a)は、入射光束ILを例として説明する図である。図1(b)は入射光束ILの波長と光強度(光量)との関係を示したグラフである。図1(c)は、エレクトロクロミック素子13に入射する直前の光束IL’の形状を示した断面図である。図1(d)はエレクトロクロミック素子13を射出した直後の光束OL’の形状を示した断面図である。図1(e)は射出光束OLの波長と光強度(光量)との関係を示したグラフである。
<Color tone adjusting device 10>
<< Overview of Color Tone Adjustment Device 10 >>
An outline of the color tone adjusting apparatus 10 will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. 1 is a diagram for explaining a color tone adjusting apparatus 10 of the present embodiment. FIG. 1A is a diagram illustrating an incident light beam IL as an example. FIG. 1B is a graph showing the relationship between the wavelength of the incident light beam IL and the light intensity (light quantity). FIG. 1C is a cross-sectional view showing the shape of the light beam IL ′ immediately before entering the electrochromic element 13. FIG. 1D is a cross-sectional view showing the shape of the light beam OL ′ immediately after emitting the electrochromic element 13. FIG. 1E is a graph showing the relationship between the wavelength of the emitted light beam OL and the light intensity (light quantity).

図1(a)に示された色調調整装置10は、透過率可変部であるエレクトロクロミック素子13を備える。また、このエレクトロクロミック素子13の入射光束IL側には分散素子11であるプリズムP及び結像光学系12が設けられている。また、エレクトロクロミック素子13の射出光束OL側にはコリメータ141及び合成素子142であるプリズムPより構成された合成光学系14が設けられている。   The color tone adjusting device 10 shown in FIG. 1A includes an electrochromic element 13 that is a transmittance variable unit. Further, a prism P that is a dispersion element 11 and an imaging optical system 12 are provided on the incident light beam IL side of the electrochromic element 13. Further, a synthesizing optical system 14 including a collimator 141 and a prism P that is a synthesizing element 142 is provided on the side of the emitted light beam OL of the electrochromic element 13.

透過率可変部であるエレクトロクロミック素子13は図1(a)に示されたようにY軸方向で並んでいる複数のエレクトロクロミック材132(132a〜132g)がZ軸方向で光学窓131a及び光学窓131bに挟んで構成されている。エレクトロクロミック素子13については図2を参照しながら後述する。プリズムP(11)及びエレクトロクロミック素子13は、結像光学系12の焦点に設けられ、エレクトロクロミック素子13及びプリズムP(142)は、コリメータ141の焦点に設けられる。   As shown in FIG. 1A, the electrochromic element 13 that is a transmittance variable portion includes a plurality of electrochromic materials 132 (132a to 132g) arranged in the Y-axis direction in the Z-axis direction. It is configured to be sandwiched between windows 131b. The electrochromic element 13 will be described later with reference to FIG. The prism P (11) and the electrochromic element 13 are provided at the focal point of the imaging optical system 12, and the electrochromic element 13 and the prism P (142) are provided at the focal point of the collimator 141.

結像光学系12及びコリメータ141は同じ形状で同じ屈折率を持ったテレセントリック光学系が好ましい。この結像光学系12及びコリメータ141が同じ凸レンズであると、本実施形態の色調調整装置10は、エレクトロクロミック素子13の中心を通過するY軸に対して対称な配置となる。なお、図1(a)では分散素子11及び合成素子142として同じ形状で同じ屈折率を持つプリズムPが用いられているが、回折格子が用いられてもよい。   The imaging optical system 12 and the collimator 141 are preferably telecentric optical systems having the same shape and the same refractive index. When the imaging optical system 12 and the collimator 141 are the same convex lens, the color tone adjusting device 10 of this embodiment is arranged symmetrically with respect to the Y axis passing through the center of the electrochromic element 13. In FIG. 1A, prisms P having the same shape and the same refractive index are used as the dispersive element 11 and the combining element 142, but a diffraction grating may be used.

図1(a)に示されたように、入射光束ILはプリズムP(11)の入射面S11から色調調整装置10に入射する。本実施形態の入射光束ILは、例えばその波長が450nm〜800nmである白色光が用いられる。   As shown in FIG. 1A, the incident light beam IL enters the color tone adjusting device 10 from the incident surface S11 of the prism P (11). For example, white light having a wavelength of 450 nm to 800 nm is used as the incident light beam IL of the present embodiment.

プリズムP(11)に入射する入射光束ILは、図1(b)に示されたように波長と光強度(光量)との関係が山形の連続な分布である。この入射光束ILは、図1(a)に示されたようにプリズムP(11)の分散作用によって波長ごとに分散される。プリズムP(11)の射出面S12から射出された各波長の光束は、結像光学系12によりエレクトロクロミック素子13上に結像し、集光される。本実施例では、点線でエレクトロクロミック材132bに入射される波長λbの光束を示し、一点鎖線でエレクトロクロミック材132dに入射される波長λdの光束を示し、破線でエレクトロクロミック材132fに入射される波長λfの光束を示している。ここで、入射光束ILが点線、一点鎖線及び破線の三本の光に分割されているが、実際は入射光束ILに含まれた波長の数量によって複数の光束に分割される。すなわち、光束がエレクトロクロミック素子13のエレクトロクロミック材132bからエレクトロクロミック材132fまでの範囲で任意のエレクトロクロミック材132を照射することができる。また、エレクトロクロミック素子13に入射する直前の光束IL’の断面形状は、図1(c)に示されたように長軸がY軸方向で伸びている。ここで、説明のため光束IL’の断面形状が幅広く描かれているが、実際にはY軸方向の直線である。また、例えば光束IL’の端部Aは波長が800nm前後である赤色光に対応し、光束IL’の端部Bは波長が450nm前後の紫色光に対応する。図1(c)では説明のため、赤色側を白で紫色側を黒で描いてある。   As shown in FIG. 1B, the incident light beam IL incident on the prism P (11) has a continuous distribution in which the relationship between the wavelength and the light intensity (light quantity) is a mountain shape. This incident light beam IL is dispersed for each wavelength by the dispersion action of the prism P (11) as shown in FIG. The light beams having the respective wavelengths emitted from the exit surface S12 of the prism P (11) are imaged and condensed on the electrochromic element 13 by the imaging optical system 12. In this embodiment, a dotted line indicates a light beam having a wavelength λb incident on the electrochromic material 132b, a dashed line indicates a light beam having a wavelength λd incident on the electrochromic material 132d, and a broken line enters the electrochromic material 132f. A light beam having a wavelength λf is shown. Here, the incident light beam IL is divided into three light beams, a dotted line, a one-dot chain line, and a broken line, but actually, it is divided into a plurality of light beams according to the number of wavelengths included in the incident light beam IL. That is, the arbitrary electrochromic material 132 can be irradiated in the range from the electrochromic material 132b of the electrochromic element 13 to the electrochromic material 132f. Further, the cross-sectional shape of the light beam IL ′ immediately before entering the electrochromic element 13 has a major axis extending in the Y-axis direction as shown in FIG. Here, for the sake of explanation, the cross-sectional shape of the light beam IL ′ is drawn widely, but it is actually a straight line in the Y-axis direction. Further, for example, the end A of the light beam IL ′ corresponds to red light having a wavelength of about 800 nm, and the end B of the light beam IL ′ corresponds to purple light having a wavelength of about 450 nm. In FIG. 1C, the red side is drawn in white and the purple side in black for the sake of illustration.

エレクトロクロミック素子13に入射した光束IL’は、エレクトロクロミック素子13の透過率を、エレクトロクロミック材132に与える電圧を符号も含めて変化することで、光量が調整される。例えば、エレクトロクロミック素子13は、波長λb、つまり、赤色に対応するエレクトロクロミック材132bに与える電圧を、符号を含めて変化させることで、波長λbの光束の光量を調整することができる。これにより、エレクトロクロミック素子13を透過した直後の光束OL’の断面形状は、図1(d)に示されたように波長λbに対応される部分の光量が変化される。   The amount of light of the luminous flux IL ′ incident on the electrochromic element 13 is adjusted by changing the transmittance of the electrochromic element 13 including the sign of the voltage applied to the electrochromic material 132. For example, the electrochromic element 13 can adjust the light quantity of the light beam having the wavelength λb by changing the wavelength λb, that is, the voltage applied to the electrochromic material 132b corresponding to red, including the sign. As a result, the light quantity at the portion corresponding to the wavelength λb of the cross-sectional shape of the light beam OL ′ immediately after passing through the electrochromic element 13 is changed as shown in FIG.

エレクトロクロミック素子13を透過した光束OL’はコリメータ141を透過し、コリメータ141を通過した光束OL’はプリズムP(142)の入射面S21に入射する。その後、図1(a)に示されたようにプリズムP(142)の合成作用によって、再び合成されて射出面S22から射出光束OLとなって射出される。このとき、射出光束OLの波長と光強度(光量)との関係は図1(e)のグラフに示されたものとなる。つまり、波長と光強度(光量)との関係は波長λbの光強度(光量)が変更されている。人間の眼で観察すれば、射出光束OLは赤色の波長λbの光強度(光量)が変更されたので、入射光束ILよりも青っぽい白色として観察される。
以上説明したように、色調調整装置10は、エレクトロクロミック素子13を使って入射光束ILの色調を調整して別の色調の射出光束OLを射出することができる。
The light beam OL ′ that has passed through the electrochromic element 13 passes through the collimator 141, and the light beam OL ′ that has passed through the collimator 141 enters the incident surface S21 of the prism P (142). Thereafter, as shown in FIG. 1A, the light is combined again by the combining action of the prism P (142), and is emitted from the exit surface S22 as an exit light beam OL. At this time, the relationship between the wavelength of the emitted light beam OL and the light intensity (light quantity) is as shown in the graph of FIG. That is, as for the relationship between the wavelength and the light intensity (light quantity), the light intensity (light quantity) of the wavelength λb is changed. Observing with the human eye, the emitted light beam OL is observed as a bluish white than the incident light beam IL because the light intensity (light quantity) of the red wavelength λb is changed.
As described above, the color tone adjusting device 10 can adjust the color tone of the incident light beam IL using the electrochromic element 13 and emit the emitted light beam OL having another color tone.

次に、エレクトロクロミック素子13について、図2を参照しながら詳述する。
図2は、エレクトロクロミック素子13と光の波長との対応関係を説明するための図である。図2(a)は、エレクトロクロミック素子13をZ軸方向から見た平面図である。図2(b)は、図2(a)に示されたエレクトロクロミック材132と光の波長との対応関係を示した図である。
Next, the electrochromic element 13 will be described in detail with reference to FIG.
FIG. 2 is a diagram for explaining the correspondence between the electrochromic element 13 and the wavelength of light. FIG. 2A is a plan view of the electrochromic element 13 viewed from the Z-axis direction. FIG. 2B is a diagram showing the correspondence between the electrochromic material 132 shown in FIG. 2A and the wavelength of light.

図2(a)に示されたように、エレクトロクロミック素子13はY軸方向で並んでいる複数のエレクトロクロミック材132を備える。本実施形態ではエレクトロクロミック素子13は7つのエレクトロクロミック材132(132a〜132g)で描かれている。各エレクトロクロミック材132のY軸方向の間隔は例えば10ミクロンメートル程度である。また、各エレクトロクロミック材132は、X軸方向で二つの電極133にそれぞれ挟まれている。   As shown in FIG. 2A, the electrochromic element 13 includes a plurality of electrochromic materials 132 arranged in the Y-axis direction. In this embodiment, the electrochromic element 13 is drawn with seven electrochromic materials 132 (132a to 132g). The distance between the electrochromic materials 132 in the Y-axis direction is, for example, about 10 micrometers. Each electrochromic material 132 is sandwiched between two electrodes 133 in the X-axis direction.

図2(a)に示されたエレクトロクロミック素子13のエレクトロクロミック材132は、電圧をかけることで、光の透過率を調整できる特性を持つ材料である。本実施形態では、エレクトロクロミック特性を示す有機/金属ハイブリッドポリマーが用いられる。この有機/金属ハイブリッドポリマーは、金属イオンと有機分子とが数珠つなぎになった新しいタイプの材料である。   The electrochromic material 132 of the electrochromic element 13 shown in FIG. 2A is a material having a characteristic that allows the light transmittance to be adjusted by applying a voltage. In this embodiment, an organic / metal hybrid polymer that exhibits electrochromic properties is used. This organic / metal hybrid polymer is a new type of material in which metal ions and organic molecules are connected in a daisy chain.

エレクトロクロミック材132はその両側に設けられた電極133によって電圧の符号と強度とを任意かつ独立に変化することができ、エレクトロクロミック材132の透過率はエレクトロクロミック材132に印加される電圧の符号(プラスマイナス)も含めた変化に基づいて変化する。   The electrochromic material 132 can arbitrarily and independently change the sign and strength of the voltage by the electrodes 133 provided on both sides thereof, and the transmittance of the electrochromic material 132 is the sign of the voltage applied to the electrochromic material 132. Changes based on changes including (plus or minus).

一方、図1(c)又は図2(b)に示されるように、エレクトロクロミック素子13に入射する光束IL’は、Y軸方向に赤色から紫色に分散される。このため、エレクトロクロミック素子13に入射した光は、各波長の光が通過する位置にあるエレクトロクロミック材132(132b〜132f)に対応させることができる。そして、エレクトロクロミック材132は印加される電圧によってそれぞれの透過率が調整される。例えば、エレクトロクロミック材132bは入射光束ILに含まれた波長λbが800nm前後である赤色光に対応し、その赤色光の光量を調整することができる。また、エレクトロクロミック材132fは入射光束ILに含まれた波長λfが450nm前後である紫色光に対応し、その紫色光の光量を調整することができる。   On the other hand, as shown in FIG. 1C or FIG. 2B, the light beam IL ′ incident on the electrochromic element 13 is dispersed from red to purple in the Y-axis direction. For this reason, the light incident on the electrochromic element 13 can be made to correspond to the electrochromic material 132 (132b to 132f) in a position where light of each wavelength passes. The transmittance of the electrochromic material 132 is adjusted by the applied voltage. For example, the electrochromic material 132b corresponds to red light having a wavelength λb of about 800 nm included in the incident light beam IL, and the amount of the red light can be adjusted. Further, the electrochromic material 132f corresponds to violet light having a wavelength λf of about 450 nm included in the incident light beam IL, and can adjust the amount of the violet light.

各エレクトロクロミック材132に入射する光の波長域と、現在設定されている透過率の情報は、記憶装置(不図示)によって記録、管理されている。これらの情報を記録装置から演算装置(不図示)は受け取り、所望の透過率に変更するためには、符号も含めていくらの電圧を印加すればよいかを計算し、その計算結果に基づき電極133に電圧が与えられる。   Information on the wavelength range of light incident on each electrochromic material 132 and the currently set transmittance is recorded and managed by a storage device (not shown). An arithmetic unit (not shown) receives these pieces of information from the recording device, calculates how much voltage should be applied to change the transmittance to a desired transmittance, and calculates the electrode based on the calculation result. A voltage is applied to 133.

つまり、エレクトロクロミック材132(132a〜132g)に印加される電圧を調整することで、所望の波長域の光量を調整することができる。なお、印加電圧に対する透過率変化の感度は波長によって異なるため、各エレクトロクロミック材132に対応する波長域での透過率変化の感度情報も記録装置に記録しておき、演算装置で波長情報と合わせて印加電圧を計算する際に使用できるようにする。
以下、色調調整装置10について図3に示された光路を参照しながら、より詳しく説明する。
That is, the amount of light in a desired wavelength region can be adjusted by adjusting the voltage applied to the electrochromic material 132 (132a to 132g). Since the sensitivity of the transmittance change with respect to the applied voltage varies depending on the wavelength, the sensitivity information of the transmittance change in the wavelength region corresponding to each electrochromic material 132 is also recorded in the recording device, and is combined with the wavelength information by the arithmetic device. To be used when calculating the applied voltage.
Hereinafter, the color tone adjusting device 10 will be described in more detail with reference to the optical path shown in FIG.

(第1の実施例)
図3は、第1の実施例の色調調整装置10において、色調調整の一例を示した図である。
<<色調調整装置10の構成>>
(First embodiment)
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of color tone adjustment in the color tone adjusting apparatus 10 according to the first embodiment.
<< Configuration of Color Tone Adjustment Device 10 >>

図3に示された色調調整装置10は、透過率可変部であるエレクトロクロミック素子13を備える。また、このエレクトロクロミック素子13入射光束IL側には分散素子11及び結像光学系12が設けられている。また、エレクトロクロミック素子13の射出光束OL側にはコリメータ141及び合成素子142より構成された合成光学系14が設けられている。図3では、分散素子11及び合成素子142として回折格子を使用している。
色調調整装置10の色調調整について、図3を参照しながら説明する。
The color tone adjusting apparatus 10 shown in FIG. 3 includes an electrochromic element 13 that is a transmittance variable unit. In addition, a dispersion element 11 and an imaging optical system 12 are provided on the electrochromic element 13 incident light beam IL side. In addition, a synthesizing optical system 14 including a collimator 141 and a synthesizing element 142 is provided on the side of the emitted light beam OL of the electrochromic element 13. In FIG. 3, diffraction gratings are used as the dispersion element 11 and the synthesis element 142.
The color tone adjustment of the color tone adjusting device 10 will be described with reference to FIG.

<<色調調整装置10の色調調整>>
図3に示されたように、入射光束ILは−Z側から色調調整装置10の分散素子11に垂直に入射する。第1の実施例では、入射光束ILは互いに異なる波長λ1、λ2からなる光である。
<< Color adjustment of the color adjustment device 10 >>
As shown in FIG. 3, the incident light beam IL enters the dispersion element 11 of the color tone adjusting device 10 perpendicularly from the −Z side. In the first embodiment, the incident light beam IL is light having different wavelengths λ1 and λ2.

図3に示されたように、入射光束ILは波長λ1および波長λ2を含んでいるため、分散素子11から射出するときに光束が波長のλ1である光Lλ1及び波長のλ2である光Lλ2に分けられて結像光学系12に入射される。なお、一点鎖線で波長のλ1である光Lλ1を示し、破線で波長のλ2である光Lλ2を示す。このとき、エレクトロクロミック素子13が結像光学系12の焦点に設けられるため、波長λ1の光は全てエレクトロクロミック素子13のエレクトロクロミック材132cに集光され、波長λ2の光は全てエレクトロクロミック素子13のエレクトロクロミック材132eに集光される。 As shown in FIG. 3, since the incident light beam IL includes the wavelength λ1 and the wavelength λ2, the light L λ1 having the wavelength λ1 and the light L having the wavelength λ2 when emitted from the dispersion element 11. The light is divided into λ2 and enters the imaging optical system 12. In addition, light L λ1 having a wavelength λ1 is indicated by a one-dot chain line, and light L λ2 having a wavelength λ2 is indicated by a broken line. At this time, since the electrochromic element 13 is provided at the focal point of the imaging optical system 12, all the light with the wavelength λ1 is condensed on the electrochromic material 132c of the electrochromic element 13, and all the light with the wavelength λ2 is collected. Is condensed on the electrochromic material 132e.

そして、必要に応じてエレクトロクロミック材132c及び132eに印加される電圧を符号も含めて調整し、エレクトロクロミック材132c及び132eの透過率を変化させることで、対応する波長域の光に対して光量調整を行った射出光束OLが得られる。   Then, if necessary, the voltage applied to the electrochromic materials 132c and 132e is adjusted including the sign, and the transmittance of the electrochromic materials 132c and 132e is changed, so that the amount of light with respect to the light in the corresponding wavelength region is changed. An adjusted exit beam OL is obtained.

例えば、図示しない制御部により図3に示されたエレクトロクロミック材132cに印加される電圧を透過率がn%になるように調整する。これにより、エレクトロクロミック材132cから射出する光Lλ1の強度(光量)が入射時のn%に調整できる。各エレクトロクロミック材に印加される電圧は別々に調整できるため、エレクトロクロミック材132eに対応する光Lλ2には異なる透過率変化を与えられる。 For example, the voltage applied to the electrochromic material 132c shown in FIG. 3 by a control unit (not shown) is adjusted so that the transmittance is n%. Thereby, the intensity | strength (light quantity) of the light L (lambda) 1 inject | emitted from the electrochromic material 132c can be adjusted to n% at the time of incidence. Since the voltage applied to each electrochromic material can be adjusted separately, the light L λ2 corresponding to the electrochromic material 132e is given different transmittance changes.

エレクトロクロミック素子13を透過した光束はコリメータ141に入射される。エレクトロクロミック素子13はコリメータ141の焦点に設けられているため、エレクトロクロミック素子13を通過した光束はコリメータ141によって再び平行光となる。   The light beam that has passed through the electrochromic element 13 is incident on the collimator 141. Since the electrochromic element 13 is provided at the focal point of the collimator 141, the light beam that has passed through the electrochromic element 13 becomes parallel light again by the collimator 141.

最後、平行光となって合成素子142に入射された光束は、合成素子142により射出光束OLになって色調調整装置10から射出される。   Finally, the light beam incident on the synthesis element 142 as parallel light is emitted from the color tone adjusting apparatus 10 as an emitted light beam OL by the synthesis element 142.

以上の説明により、色調調整装置10は入射光束ILに含まれた波長の異なる光が通過する各エレクトロクロミック材132に印加される電圧を個別に調整することで、各エレクトロクロミック材132の透過率を個別に変化させることができる。すなわち、各エレクトロクロミック材132を通過する波長域の光の強度(光量)を個別に調整することができる。これにより、所望の色調の射出光束OLが形成できる。   As described above, the color tone adjusting device 10 individually adjusts the voltage applied to each electrochromic material 132 through which light having different wavelengths included in the incident light beam IL passes, thereby allowing the transmittance of each electrochromic material 132 to be transmitted. Can be changed individually. That is, the intensity (light quantity) of light in the wavelength region that passes through each electrochromic material 132 can be individually adjusted. Thereby, the emitted light beam OL having a desired color tone can be formed.

(第2の実施例)
第2の実施例の色調調整装置20について図4を参照しながら説明する。
なお、第1の実施例と同じ構成要素については、同符号を付しその説明を省略する。
(Second embodiment)
A color tone adjusting apparatus 20 according to the second embodiment will be described with reference to FIG.
Note that the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

<<色調調整装置20の構成>>
図4は、第2の実施例の色調調整装置20の一例を示した図である。第2の実施例の色調調整装置20は、図4に示されたように第1の実施例と同じ構成である分散素子11及び結像光学系12を備えている。分散素子11の配置位置も第1の実施例と同じに結像光学系12の焦点である。また、分散素子11の入射光束IL側にはハーフミラー15が設けられ、結像光学系12の射出光束OL側には透過率可変部である反射型エレクトロクロミック素子16が設けられている。また、反射型エレクトロクロミック素子16は第1の実施例と同じように結像光学系12の焦点位置に設けられているが、その構成が第1の実施例のエレクトロクロミック素子13と異なっている。このため、以下、反射型エレクトロクロミック素子16の構成について詳述する。
<< Configuration of Color Tone Adjustment Device 20 >>
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of the color tone adjusting apparatus 20 according to the second embodiment. The color tone adjusting apparatus 20 of the second embodiment includes a dispersive element 11 and an imaging optical system 12 having the same configuration as that of the first embodiment as shown in FIG. The disposition position of the dispersive element 11 is also the focal point of the imaging optical system 12 as in the first embodiment. A half mirror 15 is provided on the incident light beam IL side of the dispersive element 11, and a reflective electrochromic element 16 that is a transmittance variable portion is provided on the outgoing light beam OL side of the imaging optical system 12. The reflective electrochromic element 16 is provided at the focal position of the imaging optical system 12 as in the first embodiment, but the configuration is different from that of the electrochromic element 13 in the first embodiment. . Therefore, the configuration of the reflective electrochromic element 16 will be described in detail below.

反射型エレクトロクロミック素子16は、図4に示されたようにY軸方向で並んでいる7個のエレクトロクロミック材132(132a〜132g)がZ軸方向で光学窓131a及び反射素子である平面鏡134に挟んで構成されている。平面鏡134は例えばガラスにアルミ蒸着したものである。また、第2の実施例の反射型エレクトロクロミック素子16の各エレクトロクロミック材132は、XY平面においてX軸方向で二つの電極133にそれぞれ挟まれている(図2(a)を参照)。   As shown in FIG. 4, the reflective electrochromic element 16 includes seven electrochromic materials 132 (132 a to 132 g) arranged in the Y-axis direction as an optical window 131 a and a plane mirror 134 that is a reflective element in the Z-axis direction. It is comprised between. The plane mirror 134 is, for example, aluminum deposited on glass. In addition, each electrochromic material 132 of the reflective electrochromic element 16 of the second embodiment is sandwiched between two electrodes 133 in the X-axis direction on the XY plane (see FIG. 2A).

このような構成によれば、結像光学系12を通過して反射型エレクトロクロミック素子16に入射した各波長の光束は、その光束の結像する位置にあるエレクトロクロミック材132(132a〜132g)の透過率を、平面鏡での反射前後での影響を考慮して印加電圧を変化させることで調整し、反射型エレクトロクロミック素子16の入射光束ILに対して光量の調整が行われる。これにより、第2の実施例でも所望の色調をもつ射出光束OLを形成できる。   According to such a configuration, each wavelength light beam that has passed through the imaging optical system 12 and entered the reflective electrochromic element 16 is electrochromic material 132 (132a to 132g) at the position where the light beam is imaged. Is adjusted by changing the applied voltage in consideration of the influence before and after reflection by the plane mirror, and the amount of light is adjusted with respect to the incident light beam IL of the reflective electrochromic element 16. As a result, the emitted light beam OL having a desired color tone can be formed also in the second embodiment.

また、第2の実施例の色調調整装置20は、第1の実施例の色調調整装置10と比べれば、Z軸方向により短縮されている。以下、色調調整装置20の色調調整について、光路を参照しながら詳述する。   Further, the color tone adjusting device 20 of the second embodiment is shortened in the Z-axis direction as compared with the color tone adjusting device 10 of the first embodiment. Hereinafter, the color tone adjustment of the color tone adjusting device 20 will be described in detail with reference to the optical path.

<<色調調整装置20の色調調整>>
第2の実施例の色調調整装置20の色調調整は、図4に示されたように入射光束ILが+Z軸方向に沿って色調調整装置20のハーフミラー15に入射する。第2の実施例でも、入射光束ILは波長λ1および波長λ2を含んでいる。
<< Color adjustment of the color adjustment device 20 >>
In the color tone adjustment of the color tone adjusting device 20 of the second embodiment, the incident light beam IL is incident on the half mirror 15 of the color tone adjusting device 20 along the + Z axis direction as shown in FIG. Also in the second embodiment, the incident light beam IL includes the wavelength λ1 and the wavelength λ2.

図4に示されたように、ハーフミラー15を透過した光束は垂直に分散素子11に入射する。入射光束ILは互いに異なる波長λ1および波長λ2を含んでいるため、分散素子11から射出するときに光束が波長のλ1である光Lλ1及び波長のλ2である光Lλ2に分けられて結像光学系12に入射される。なお、一点鎖線で波長のλ1である光Lλ1を示し、破線で波長のλ2である光Lλ2を示す。このとき、反射型エレクトロクロミック素子16が結像光学系12の焦点に設けられるため、波長λ1の光は全て反射型エレクトロクロミック素子16のエレクトロクロミック材132cに集光され、波長λ2の光は全て反射型エレクトロクロミック素子16のエレクトロクロミック材132eに集光される。 As shown in FIG. 4, the light beam that has passed through the half mirror 15 enters the dispersion element 11 vertically. Since the incident light beam IL is containing the different wavelengths .lambda.1 and wavelength .lambda.2 each other, the light beam is divided into light L .lambda.2 a light L .lambda.1 and wavelength .lambda.2 is .lambda.1 wavelength when emitted from the dispersive element 11 imaged The light enters the optical system 12. In addition, light L λ1 having a wavelength λ1 is indicated by a one-dot chain line, and light L λ2 having a wavelength λ2 is indicated by a broken line. At this time, since the reflective electrochromic element 16 is provided at the focal point of the imaging optical system 12, all the light of wavelength λ1 is condensed on the electrochromic material 132c of the reflective electrochromic element 16, and all of the light of wavelength λ2 is collected. The light is condensed on the electrochromic material 132 e of the reflective electrochromic element 16.

このとき、図示しない制御部によりエレクトロクロミック材132c及び132eに印加される電圧を調整することで、エレクトロクロミック材132c及び132eの透過率を任意に変化させることができる。したがって、エレクトロクロミック材132cに集光された波長λ1の光及びエレクトロクロミック材132eに集光された波長λ2の光束が反射型エレクトロクロミック素子16で光量調整が行われる。   At this time, the transmittance of the electrochromic materials 132c and 132e can be arbitrarily changed by adjusting the voltage applied to the electrochromic materials 132c and 132e by a control unit (not shown). Therefore, the light amount of the light having the wavelength λ1 collected on the electrochromic material 132c and the light beam having the wavelength λ2 collected on the electrochromic material 132e is adjusted by the reflective electrochromic element 16.

但し、反射型エレクトロクロミック素子16では、波長λ1の光及び波長λ2の光が平面鏡134で反射されることで2度通過することになる。そのため、例えばエレクトロクロミック材132cで透過率が50%で設定されると、波長λ1の光が平面鏡134に届くまでに50%減衰されて、さらに反射鏡134で反射された波長λ1の光が射出されるまでに50%減衰され、往復で25%に減衰される。   However, in the reflective electrochromic element 16, the light having the wavelength λ 1 and the light having the wavelength λ 2 are reflected by the plane mirror 134 and pass twice. Therefore, for example, when the transmittance of the electrochromic material 132c is set to 50%, the light having the wavelength λ1 is attenuated by 50% before reaching the plane mirror 134, and the light having the wavelength λ1 reflected by the reflecting mirror 134 is emitted. Attenuated by 50%, and reciprocated to 25%.

そして、エレクトロクロミック材132で光量調整の行われた光束は平面鏡134反射され再び結像光学系12に入射される。また、平面鏡134の反射光は元の光Lλ1及びLλ2の反対側から結像光学系12に入射するため、結像光学系12により再び平行光となって分散素子11に入射する。このときの入射光は最初の入射光束ILの反対側から分散素子11に入射するため、分散素子11は第1の実施例で説明された合成素子142(図3を参照)の役割をする。したがって、波長の異なる光束は分散素子11により合成され、−Z軸方向に沿って分散素子11から射出する。 Then, the light beam whose light amount is adjusted by the electrochromic material 132 is reflected by the plane mirror 134 and is incident on the imaging optical system 12 again. Further, since the reflected light of the plane mirror 134 enters the imaging optical system 12 from the opposite side of the original lights L λ1 and L λ2 , the reflected light again enters the dispersion element 11 as parallel light by the imaging optical system 12. Since the incident light at this time is incident on the dispersion element 11 from the opposite side of the first incident light beam IL, the dispersion element 11 serves as the synthesis element 142 (see FIG. 3) described in the first embodiment. Therefore, light beams having different wavelengths are combined by the dispersive element 11 and emitted from the dispersive element 11 along the −Z-axis direction.

その後、分散素子11から射出した光束はハーフミラー15に反射され、+Y軸方向に向かう射出光束OLとなって色調調整装置20から射出する。   Thereafter, the light beam emitted from the dispersive element 11 is reflected by the half mirror 15 and emerges from the color tone adjusting device 20 as an emitted light beam OL directed in the + Y-axis direction.

以上の説明によれば、色調調整装置20は入射光束ILに含まれた波長の異なる光が通過する各エレクトロクロミック材132に印加される電圧を調整することで、対応する波長域の光の透過率を変化させることができる。したがって、必要な色調の射出光束OLが得られる。   According to the above description, the color tone adjusting device 20 adjusts the voltage applied to each electrochromic material 132 through which light having different wavelengths included in the incident light beam IL passes, thereby transmitting light in the corresponding wavelength region. The rate can be changed. Accordingly, an emitted light beam OL having a necessary color tone can be obtained.

<光源装置30>
(第3の実施例)
第3の実施例の光源装置30について、図5を参照しながら説明する。
図5は、第3の実施例の光源装置30における光学系の概要を示した図である。以下の図5の説明において、図1〜図4に示された構成要素と同じ構成要素には、同じ符号を付して説明する。
<Light source device 30>
(Third embodiment)
A light source device 30 according to a third embodiment will be described with reference to FIG.
FIG. 5 is a diagram showing an outline of the optical system in the light source device 30 of the third embodiment. In the following description of FIG. 5, the same components as those shown in FIGS.

図5に示された光源装置30は、図3に示された第1の実施例の色調調整装置10に光源31が付属している。このため、色調調整装置10と同一の部分の説明を省略し、異なる部分についてのみ説明を行う。   In the light source device 30 shown in FIG. 5, a light source 31 is attached to the color tone adjusting device 10 of the first embodiment shown in FIG. For this reason, the description of the same part as the color tone adjusting apparatus 10 is omitted, and only a different part will be described.

光源31から出射した入射光束ILは、図示はしていないがコリメータで平行光にし、+Z軸方向に向かって色調調整装置20に入射する。色調調整装置20内での光路は第1の実施例の色調調整装置20の色調調整で説明された光路と同じであるため、ここで説明を省略する。光源装置30の光源31としては連続スペクトルを持つ白色光源でもよい。白色光源を用いた場合では、白色光に含んでいる様々な光がエレクトロクロミック素子13エレクトロクロミック材132(132a〜132g)にそれぞれ対応される。例えば、波長λbの赤色光がエレクトロクロミック材132bに対応され、波長λfの紫色光がエレクトロクロミック材132fに対応される(図2(b)を参照)。   Although not shown, the incident light beam IL emitted from the light source 31 is collimated by a collimator and enters the color tone adjusting device 20 in the + Z-axis direction. Since the optical path in the color tone adjusting device 20 is the same as the optical path described in the color tone adjustment of the color tone adjusting device 20 of the first embodiment, the description thereof is omitted here. The light source 31 of the light source device 30 may be a white light source having a continuous spectrum. When a white light source is used, various light contained in white light corresponds to the electrochromic element 13 electrochromic material 132 (132a to 132g). For example, red light having a wavelength λb corresponds to the electrochromic material 132b, and violet light having a wavelength λf corresponds to the electrochromic material 132f (see FIG. 2B).

(第4の実施例)
第4の実施例の光源装置30’について、図6を参照しながら説明する。
図6は、第4の実施例の光源装置30’における光学系の概要を示した図である。以下の図6の説明において、図4に示された構成要素と同じ構成要素には、同じ符号を付して説明する。
(Fourth embodiment)
A light source device 30 ′ according to a fourth embodiment will be described with reference to FIG.
FIG. 6 is a diagram showing an outline of an optical system in the light source device 30 ′ of the fourth embodiment. In the following description of FIG. 6, the same components as those shown in FIG.

図6に示された光源装置30’は、図4に示された第2の実施例の色調調整装置20に光源31が付属している。また、第4の実施例で用いられる光源31は第3の実施例に説明された光源31と同じく構成であり、第3の実施例と同じく図示はしていないが、光源から発した光束をコリメータで平行光にしてから色調調整装置20に入射させる。   The light source device 30 'shown in FIG. 6 has a light source 31 attached to the color tone adjusting device 20 of the second embodiment shown in FIG. Further, the light source 31 used in the fourth embodiment has the same configuration as the light source 31 described in the third embodiment, and although not shown in the same manner as the third embodiment, the light beam emitted from the light source is used. After collimated light by a collimator, the light enters the color tone adjusting device 20.

<スペクトル測定装置40>
(第5の実施例)
第5の実施例のスペクトル測定装置40について、図7を参照しながら説明する。
図7は、第5の実施例のスペクトル測定装置40において、光学系の概要を示した図である。以下の図7の説明において、図1〜図3、図5に示された構成要素と同じ構成要素には、同じ符号を付して説明する。
<Spectrum measuring device 40>
(Fifth embodiment)
A spectrum measuring apparatus 40 of the fifth embodiment will be described with reference to FIG.
FIG. 7 is a diagram showing an outline of the optical system in the spectrum measuring apparatus 40 of the fifth embodiment. In the description of FIG. 7 below, the same components as those shown in FIGS. 1 to 3 and 5 are denoted by the same reference numerals.

図7に示されたスペクトル測定装置40は、図3に示された色調調整装置10に、光量検出器42、制御部43が付属されている。スペクトル被検物41はある波長の光を発している検査対象物である。スペクトル被検物41は色調調整装置10の−Z側に配置され、スペクトル被検物41から発した光束は、図示はしていないがコリメータで平行光にしてから、色調調整装置10に入射する。スペクトル被検物41からの光束は折り曲げミラー、光ファイバーなどを介してもよいが、最終的に平行光にして色調調整装置10に入射させる。光量検出器42は色調調整装置20の射出光束OL側に設けられる。光量検出器42はCCD、CMOSなどで構成される。制御部43は演算装置及び記憶装置などを含んでおり、エレクトロクロミック素子13及び光量検出器42に接続される。制御部43は光量検出器42の出力結果に基づいてエレクトロクロミック素子13のエレクトロクロミック材132に印加される電圧の電圧を調整する。すなわち、エレクトロクロミック材132の透過率を調整することができる。   In the spectrum measuring apparatus 40 shown in FIG. 7, a light amount detector 42 and a control unit 43 are attached to the color tone adjusting apparatus 10 shown in FIG. The spectrum test object 41 is an inspection object that emits light of a certain wavelength. The spectrum test object 41 is arranged on the −Z side of the color tone adjustment device 10, and the light beam emitted from the spectrum test object 41 is collimated by a collimator (not shown) but then enters the color tone adjustment device 10. . The light beam from the spectrum test object 41 may pass through a bending mirror, an optical fiber, or the like, but is finally converted into parallel light and made incident on the color tone adjusting device 10. The light amount detector 42 is provided on the emitted light beam OL side of the color tone adjusting device 20. The light quantity detector 42 is constituted by a CCD, a CMOS, or the like. The control unit 43 includes an arithmetic device and a storage device, and is connected to the electrochromic element 13 and the light amount detector 42. The controller 43 adjusts the voltage applied to the electrochromic material 132 of the electrochromic element 13 based on the output result of the light quantity detector 42. That is, the transmittance of the electrochromic material 132 can be adjusted.

また、他の部分の構成は図3に示された色調調整装置10と同じであるため、説明を省略する。以下、スペクトル測定装置40によりスペクトルを測定する原理について説明する。   Moreover, since the structure of another part is the same as the color tone adjustment apparatus 10 shown by FIG. 3, description is abbreviate | omitted. Hereinafter, the principle of measuring the spectrum by the spectrum measuring apparatus 40 will be described.

まず、スペクトル被検物41から放出された入射光束ILが色調調整装置10に入射する。このとき、色調調整装置10を通過して光量が変化された光束が合成素子142により合成されて色調調整装置10を射出する(第5の実施例の色調調整を参照)。合成素子14から射出した射出光束OLは光量検出器42に入射し光量検出器42によって射出光束OLの光量Itotalが測定される。このとき、波長λの光束の光量をIλ、分散素子11が分光したスペクトル上、波長λの位置に配置されたエレクトロクロミック材132(132a〜132g)の透過率をTλとすると、色調調整後に合成した光束の光量Itotalは数式(1)で求められる。
…(1)
First, the incident light beam IL emitted from the spectrum test object 41 enters the color tone adjusting device 10. At this time, the luminous flux that has passed through the color tone adjusting device 10 and whose amount of light has been changed is synthesized by the synthesizing element 142 and emitted from the color tone adjusting device 10 (see the color tone adjustment in the fifth embodiment). The emitted light beam OL emitted from the combining element 14 enters the light amount detector 42, and the light amount detector 42 measures the light amount Itotal of the emitted light beam OL. At this time, if the light quantity of the light beam having the wavelength λ is I λ and the transmittance of the electrochromic material 132 (132a to 132g) disposed at the position of the wavelength λ is T λ on the spectrum dispersed by the dispersive element 11, the color tone is adjusted. The amount of light I total of the light beam synthesized later can be obtained by Expression (1).
... (1)

そして、エレクトロクロミック素子13上の測定しようとする波長λに対応する位置にあるエレクトロクロミック材132(132a〜132g)の透過率TλのみをT’λに変化させる。エレクトロクロミック材132の透過率がT’λに調整された後の射出光束OLの光量I’totalを光量検出器42により測定する。その光量I’totalは数式(2)で表現できる。
…(2)
Then, changing only the transmittance T lambda electrochromic material 132 at a position corresponding to the wavelength lambda to be measured on the electrochromic device 13 (132a~132g) to T 'lambda. The light amount detector 42 measures the light amount I ′ total of the emitted light beam OL after the transmittance of the electrochromic material 132 is adjusted to T ′ λ . The amount of light I ′ total can be expressed by Equation (2).
... (2)

数式(1)と数式(2)とを合わせると、数式(3)となり、
…(3)
Combining Equation (1) and Equation (2) yields Equation (3),
... (3)

最後に、数式(3)を整理すれば、数式(4)に示されたように測定しようとする波長λに対応する光束の光量Iλが求められる。
…(4)
Finally, In summary Equation (3), the light amount I lambda of the light beam is obtained which corresponds to the wavelength lambda to be determined as shown in equation (4).
... (4)

(第6の実施例)
第6の実施例のスペクトル測定装置40’について、図8を参照しながら説明する。
図8は、第6の実施例のスペクトル測定装置40’において、光学系の概要を示した図である。図8に示されたスペクトル測定装置40’は、図4に示された色調調整装置20に、光量検出器42、制御部43が付属されている。図示はしていないが、被検物からの光束をコリメータで平行光にしてから色調調整装置20に入射させることは、第5の実施例と同様である。
(Sixth embodiment)
A spectrum measurement apparatus 40 ′ according to the sixth embodiment will be described with reference to FIG.
FIG. 8 is a diagram showing an outline of an optical system in the spectrum measuring apparatus 40 ′ of the sixth embodiment. In the spectrum measuring apparatus 40 ′ shown in FIG. 8, a light amount detector 42 and a control unit 43 are attached to the color tone adjusting apparatus 20 shown in FIG. Although not shown in the figure, it is the same as in the fifth embodiment that the light beam from the test object is collimated by the collimator and then incident on the color tone adjusting device 20.

また、第6の実施例の光量検出器42、制御部43は第5の実施例のスペクトル測定装置40で説明された光量検出器42、制御部43と同じである。さらに、第6の実施例のスペクトル測定装置40’によりスペクトルを測定する原理は、第5の実施例で説明されたスペクトル測定原理と同じである。   Further, the light amount detector 42 and the control unit 43 in the sixth embodiment are the same as the light amount detector 42 and the control unit 43 described in the spectrum measuring apparatus 40 in the fifth embodiment. Furthermore, the principle of measuring the spectrum by the spectrum measuring apparatus 40 'of the sixth embodiment is the same as the spectrum measuring principle described in the fifth embodiment.

以上、本発明の最適な実施例について詳細に説明したが、当業者に明らかなように、本発明はその技術的範囲内において実施例に様々な変更・変形を加えて実施することができる。   The optimum embodiment of the present invention has been described in detail above. However, as will be apparent to those skilled in the art, the present invention can be implemented with various modifications and variations within the technical scope thereof.

10、20 … 色調調整装置
11 … 分散素子
12 … 結像光学系
13 … エレクトロクロミック素子
131a、131b … 光学窓
132、132a〜132g … エレクトロクロミック材
133 … 電極
134 … 平面鏡
14 … 合成光学系
141 … コリメータ、 142 … 合成素子
15 … ハーフミラー
16 … 反射エレクトロクロミック素子
30、30’ … 光源装置
31 … 光源
40、40’ … スペクトル測定装置
41 … 光量被検物
42 … 光量検出器
43 … 制御部
IL … 入射光束
λ … 波長λの光束の光量
total、I’total … 射出光束OLの光量
λ1 … 波長λ1の光、 Lλ2 … 波長λ2の光
λ、T’λ … 透過率
OL … 射出光束
P … プリズム
λ1、λ2 … 波長
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10, 20 ... Color tone adjusting device 11 ... Dispersion element 12 ... Imaging optical system 13 ... Electrochromic element 131a, 131b ... Optical window 132, 132a-132g ... Electrochromic material 133 ... Electrode 134 ... Plane mirror 14 ... Synthetic optical system 141 ... Collimator 142 ... Synthesis element 15 ... Half mirror 16 ... Reflective electrochromic element 30, 30 '... Light source device 31 ... Light source 40, 40' ... Spectrum measuring device 41 ... Light quantity test object 42 ... Light quantity detector 43 ... Control unit IL ... incident light beam I λ ... light amount of light beam of wavelength λ I total , I ' total ... light amount of emitted light beam OL L λ1 ... light of wavelength λ1 L λ2 ... light of wavelength λ2 T λ , T' λ ... transmittance OL ... Emission light beam P ... Prism λ1, λ2 ... Wavelength

Claims (11)

入力光束を波長ごとに分散する分散素子と、
前記分散素子で分散された光束を結像する第1結像光学系と、
前記結像光学系による結像面上で分散された複数の光束に対応して、透過率を可変する透過率可変素子を複数配置した透過率可変部と、
前記透過率可変部を通過した複数の光束を合成し出力光束を射出する合成光学系と、
を備える色調調整装置。
A dispersive element that disperses the input light flux for each wavelength;
A first imaging optical system for imaging the light beam dispersed by the dispersion element;
A transmittance variable portion in which a plurality of transmittance variable elements that vary the transmittance are arranged in correspondence with a plurality of light beams dispersed on the imaging surface by the imaging optical system;
A combining optical system that combines a plurality of light beams that have passed through the transmittance variable unit and emits an output light beam;
A color tone adjusting device.
前記合成光学系は、
前記第1結像光学系とは異なる位置に配置され、前記透過率可変部を通過した光束をコリメートする第2結像光学系と、
前記分散素子と同一の構成であり、前記複数の光束を合成する合成素子と、
を含む請求項1に記載の色調調整装置。
The synthetic optical system is
A second imaging optical system that is arranged at a different position from the first imaging optical system and collimates the light beam that has passed through the transmittance variable unit;
A synthesis element having the same configuration as the dispersion element, and synthesizing the plurality of light beams;
The color tone adjusting apparatus according to claim 1, comprising:
前記合成光学系は、
前記透過率可変部を通過した光束を反射する反射素子を含み、
前記反射素子で反射された複数の光束は、前記透過率可変部を通過し前記第1結像光学系でコリメートされ、前記分散素子で複数の光束を合成し出力光束を射出する請求項1に記載の色調調整装置。
The synthetic optical system is
A reflective element that reflects the light beam that has passed through the transmittance variable portion;
The plurality of light beams reflected by the reflection element pass through the transmittance variable unit, are collimated by the first imaging optical system, combine the plurality of light beams by the dispersion element, and emit an output light beam. The color tone adjusting device described.
前記入力光束と前記出力光束とをハーフミラー等で分岐させる手段を備える請求項3に記載の色調調整装置。   The color tone adjusting apparatus according to claim 3, further comprising means for branching the input light beam and the output light beam by a half mirror or the like. 前記分散素子は、光学プリズム又は回折格子を含む請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の色調調整装置。   5. The color tone adjusting apparatus according to claim 1, wherein the dispersive element includes an optical prism or a diffraction grating. 前記透過率可変部は、電界付加によって前記透過率可変素子の透過率を可変させるエレクトロクロミック素子を含む請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の色調調整装置。   6. The color tone adjusting apparatus according to claim 1, wherein the transmittance variable unit includes an electrochromic element that varies the transmittance of the transmittance variable element by applying an electric field. 前記第1結像光学系は、透過率可変部側にテレセントリックである請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の色調調整装置。   The color adjustment device according to any one of claims 1 to 6, wherein the first imaging optical system is telecentric on a transmittance variable unit side. 所定の波長幅を有する光源と、
前記光源から射出された光束を入射光束とする請求項1から請求項7のいずれか一項の色調調整装置と、
を備える光源装置。
A light source having a predetermined wavelength width;
The color adjustment device according to any one of claims 1 to 7, wherein a light beam emitted from the light source is an incident light beam;
A light source device comprising:
所定の波長幅の光束を発する被検物の波長ごとのスペクトルを測定するスペクトル測定装置において、
前記被検物から光束を波長ごとに分散する分散素子と、
前記分散素子で分散された光束を結像する第1結像光学系と、
前記結像光学系による結像面上で分散された複数の光束に対応して、透過率を可変する透過率可変素子を複数配置した透過率可変部と、
前記透過率可変部を通過した複数の光束を合成し出力光束を射出する合成光学系と、
前記出力光束の光量を検出する光量検出器と、
前記光量検出器の光量検出結果に基づいて前記透過率可変部の透過率可変素子を可変する制御部と、
を備えるスペクトル測定装置。
In a spectrum measuring apparatus that measures a spectrum for each wavelength of an object that emits a light beam having a predetermined wavelength width,
A dispersion element that disperses the light flux from the test object for each wavelength;
A first imaging optical system for imaging the light beam dispersed by the dispersion element;
A transmittance variable portion in which a plurality of transmittance variable elements that vary the transmittance are arranged in correspondence with a plurality of light beams dispersed on the imaging surface by the imaging optical system;
A combining optical system that combines a plurality of light beams that have passed through the transmittance variable unit and emits an output light beam;
A light amount detector for detecting the light amount of the output light beam;
A control unit that varies a transmittance variable element of the transmittance variable unit based on a light amount detection result of the light amount detector;
A spectrum measuring apparatus comprising:
前記分散素子は、光学プリズム又は回折格子を含む請求項9に記載のスペクトル測定装置。   The spectrum measuring apparatus according to claim 9, wherein the dispersive element includes an optical prism or a diffraction grating. 前記透過率可変部は、電界付加によって前記透過率可変素子の透過率を可変させるエレクトロクロミック素子を含む請求項9又は請求項10に記載のスペクトル測定装置。   The spectrum measurement device according to claim 9 or 10, wherein the transmittance variable unit includes an electrochromic element that varies the transmittance of the transmittance variable element by applying an electric field.
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