JP2011048285A - Multichannel spectrum light source device - Google Patents

Multichannel spectrum light source device Download PDF

Info

Publication number
JP2011048285A
JP2011048285A JP2009198681A JP2009198681A JP2011048285A JP 2011048285 A JP2011048285 A JP 2011048285A JP 2009198681 A JP2009198681 A JP 2009198681A JP 2009198681 A JP2009198681 A JP 2009198681A JP 2011048285 A JP2011048285 A JP 2011048285A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
light source
wavelength
region
liquid crystal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2009198681A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP5493599B2 (en
Inventor
Atsushi Katsunuma
淳 勝沼
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nikon Corp filed Critical Nikon Corp
Priority to JP2009198681A priority Critical patent/JP5493599B2/en
Publication of JP2011048285A publication Critical patent/JP2011048285A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5493599B2 publication Critical patent/JP5493599B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Liquid Crystal (AREA)
  • Mechanical Light Control Or Optical Switches (AREA)
  • Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To solve the following problem: output light beams with a plurality of wavelengths are not simultaneously output with one unit of a spectrum light source device using micromirrors. <P>SOLUTION: The multichannel spectrum light source device includes: a light source to emit light source light extending over a prescribed wavelength region; a slit to transmit a portion of the light source light; a wavelength dispersion element to conduct wavelength dispersion of the light source light; a modulation element to make one or more specified regions, selected from a plurality of split regions resulting from a two-dimensional split of a flat region irradiated with the light source light along a direction corresponding to a wavelength dispersion direction and a direction vertical thereto, reflect or transmit the light source light differently from other regions; and a control section to guide the light source light to each of a plurality of output regions corresponding to the vertical direction by controlling the specified regions of the modulation element. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、多チャンネルスペクトラム光源装置に関する。   The present invention relates to a multi-channel spectrum light source device.

従来、例えば特許文献1に記載されているように、所望の選択されたスペクトルの照明光が照射されるチューナブル光源が知られている。ここで示されるチューナブル光源以外にも、例えば変調素子としてマイクロミラーアレイデバイスを用いた光源装置が知られている。マイクロミラーアレイデバイスは、複数のマイクロミラーが二次元的に配列されており、個々のマイクロミラーの反射方向を2方向に制御できる。   Conventionally, as described in Patent Document 1, for example, a tunable light source that is irradiated with illumination light having a desired selected spectrum is known. In addition to the tunable light source shown here, for example, a light source device using a micromirror array device as a modulation element is known. In the micromirror array device, a plurality of micromirrors are two-dimensionally arranged, and the reflection direction of each micromirror can be controlled in two directions.

特表2007−506485号公報Special table 2007-506485 gazette

マイクロミラーアレイデバイスを用いた従来のスペクトラム光源装置は、2次元的に配列されるマイクロミラーのうち、一辺の方向を波長分散方向に取って波長選択に用い、もう一辺の方向について有効反射領域面積を調整することにより光量アッテネーションを行っていた。したがって、ひとつの装置でひとつの出力チャンネルしか持つことができなかった。すなわち、同時に複数の異なるスペクトラム出力光を出力することができなかった。   A conventional spectrum light source device using a micromirror array device uses one side of a two-dimensionally arranged micromirror as a wavelength dispersion direction for wavelength selection, and an effective reflection area in the other side. The amount of light was attenuated by adjusting. Therefore, one device can have only one output channel. That is, a plurality of different spectrum output lights could not be output at the same time.

上記課題を解決するために、本発明の第1の態様の多チャンネルスペクトラム光源装置は、所定の波長領域に亘る光源光を発する光源と、光源光の一部を通過させるスリットと、光源光を波長分散させる波長分散素子と、光源光が照射される平面領域において、波長分散方向に対応する方向とこれに直交する方向に沿って2次元的に分割された複数の分割領域から選択された一つ以上の特定領域が、他の領域と異なるように、光源光を反射または透過させる変調素子と、変調素子の特定領域を制御することにより、直交する方向に対応した複数の出力領域にそれぞれ光源光を導く制御部とを備える。   In order to solve the above problems, a multi-channel spectrum light source device according to the first aspect of the present invention includes a light source that emits light source light over a predetermined wavelength region, a slit that allows a part of the light source light to pass through, and a light source light. One selected from a wavelength dispersion element that performs wavelength dispersion and a plurality of divided regions that are two-dimensionally divided along a direction corresponding to the wavelength dispersion direction and a direction orthogonal to the direction corresponding to the wavelength dispersion direction. By controlling the modulation element that reflects or transmits the light source light so that two or more specific areas are different from the other areas, and the specific area of the modulation element, each of the light sources has a plurality of output areas corresponding to orthogonal directions. And a controller for guiding light.

なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。   The above summary of the invention does not enumerate all necessary features of the present invention. In addition, a sub-combination of these feature groups can also be an invention.

第1のレイアウトによるスペクトラム光源装置の原理を説明する概念図である。It is a conceptual diagram explaining the principle of the spectrum light source device by a 1st layout. 第2のレイアウトによるスペクトラム光源装置においてλ1の波長を出力する原理を説明する概念図である。It is a conceptual diagram explaining the principle which outputs the wavelength of (lambda) 1 in the spectrum light source device by a 2nd layout. 第2のレイアウトによるスペクトラム光源装置においてλ2の波長を出力する原理を説明する概念図である。It is a conceptual diagram explaining the principle which outputs the wavelength of (lambda) 2 in the spectrum light source device by a 2nd layout. 実施例1に係る多チャンネルスペクトラム光源装置の概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of a multi-channel spectrum light source device according to Embodiment 1. FIG. 実施例1に係る多チャンネルスペクトラム光源装置の光学系内の結像関係を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating an imaging relationship in the optical system of the multi-channel spectrum light source device according to the first embodiment. 実施例1に係る多チャンネルスペクトラム光源装置の各光束チャンネルの主光線の通過様態を示す図である。It is a figure which shows the passage mode of the chief ray of each light beam channel of the multichannel spectrum light source device which concerns on Example 1. FIG. 実施例2に係る多チャンネルスペクトラム光源装置の概略構成図である。6 is a schematic configuration diagram of a multi-channel spectrum light source device according to Embodiment 2. FIG. 実施例2に係る多チャンネルスペクトラム光源装置の光学系内の結像関係を示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating an imaging relationship in an optical system of a multi-channel spectrum light source device according to a second embodiment. 実施例2に係る多チャンネルスペクトラム光源装置の各光束チャンネルの主光線の通過様態を示す図である。It is a figure which shows the passage state of the chief ray of each light beam channel of the multichannel spectrum light source device which concerns on Example 2. FIG. 実施例3に係る多チャンネルスペクトラム光源装置の概略構成図である。6 is a schematic configuration diagram of a multi-channel spectrum light source apparatus according to Embodiment 3. FIG. 実施例4に係る多チャンネルスペクトラム光源装置の概略構成図である。6 is a schematic configuration diagram of a multi-channel spectrum light source device according to Embodiment 4. FIG.

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。   Hereinafter, the present invention will be described through embodiments of the invention, but the following embodiments do not limit the invention according to the claims. In addition, not all the combinations of features described in the embodiments are essential for the solving means of the invention.

まず、本実施形態の具体的な説明に先立って、本実施形態に係るスペクトラム光源装置の原理について説明する。図1は、第1のレイアウトによるスペクトラム光源装置の原理を説明する概念図である。   First, prior to specific description of the present embodiment, the principle of the spectrum light source device according to the present embodiment will be described. FIG. 1 is a conceptual diagram illustrating the principle of the spectrum light source device according to the first layout.

一定の波長領域に亘って発光する光源によって照射される照射領域1101のうち、スリット1102を通過するスリット光1103が、波長分散素子である回折格子1104に到達する。回折格子1104は、種々の波長が混在する光を、波長に対応した角度で反射、分散させる。回折格子1104としては、例えば反射型平面グレーティングが用いられ、その表面の溝形状は、入射される入射光の入射角に対する反射角に応じて、その反射方向の波長が規定されるように形成されている。よって、スリット光1103が回折格子1104に入射すると、その表面で回折作用を受け、反射角に応じたその方向に特有の波長を有する回折光として反射、分散する。   Of the irradiation region 1101 irradiated by the light source that emits light over a certain wavelength region, the slit light 1103 that passes through the slit 1102 reaches the diffraction grating 1104 that is a wavelength dispersion element. The diffraction grating 1104 reflects and disperses light having various wavelengths mixed at an angle corresponding to the wavelength. As the diffraction grating 1104, for example, a reflection type planar grating is used, and the groove shape on the surface thereof is formed such that the wavelength in the reflection direction is defined according to the reflection angle with respect to the incident angle of incident light. ing. Therefore, when the slit light 1103 enters the diffraction grating 1104, the slit light 1103 is diffracted on the surface, and is reflected and dispersed as diffracted light having a characteristic wavelength in the direction corresponding to the reflection angle.

スリット光1103は、例えば、図示するように、波長λ1の反射光である第1反射光1105、波長λ2の反射光である第2反射光1106、波長λ3の反射光である第3反射光1107に分散する。それぞれの反射光は、反射型液晶素子アレイ1108の方向へ分散される。第1反射光1105、第2反射光1106、第3反射光1107はスリット光であるので、それぞれスリット状に反射型液晶素子アレイ1108の第1領域1109、第2領域1110、第3領域1111に到達する。それぞれの領域は、反射型液晶素子アレイ1108の平面領域において、行方向に短冊形状をなし、n1×n2(n1、n2は共に自然数であり、n1が行方向。)個の反射型液晶素子が対応する。なお、図では便宜上3つの波長で示しているが、分散される波長は連続的に変化するものであっても良い。   The slit light 1103 includes, for example, a first reflected light 1105 that is reflected light having a wavelength λ1, a second reflected light 1106 that is reflected light having a wavelength λ2, and a third reflected light 1107 that is reflected light having a wavelength λ3, as illustrated. To disperse. Each reflected light is dispersed in the direction of the reflective liquid crystal element array 1108. Since the first reflected light 1105, the second reflected light 1106, and the third reflected light 1107 are slit lights, the first reflected light 1105, the second reflected light 1110, and the third reflected light 1107 of the reflective liquid crystal element array 1108 are slit-shaped. To reach. Each region has a strip shape in the row direction in the planar region of the reflective liquid crystal element array 1108, and n1 × n2 (n1 and n2 are both natural numbers, and n1 is in the row direction) reflective liquid crystal elements. Correspond. In the figure, for convenience, three wavelengths are shown, but the dispersed wavelengths may be continuously changed.

反射型液晶素子アレイ1108は、複数の反射型液晶素子が2次元的に配列されているもので、それぞれの液晶素子は、制御部により入射光に与えるリターデーション量が独立的に変化するように制御される。具体的には、光源光が照射される平面領域において、波長分散方向に対応する方向とこれに直交する方向に沿って2次元的に分割された複数の分割領域から選択された一つ以上の特定領域の偏光状態が他の領域の偏光状態と異なるように、個々の反射型液晶素子が独立的に制御される。これにより、反射型液晶素子アレイ1108の特定領域で反射された光源光は、他の領域で反射された光源光と異なる偏光状態を有することになる。例えば液晶プロジェクタに用いられるものと同様である。   The reflective liquid crystal element array 1108 includes a plurality of reflective liquid crystal elements that are two-dimensionally arranged. In each liquid crystal element, the amount of retardation given to incident light by the control unit is changed independently. Be controlled. Specifically, in the planar region irradiated with the light source light, one or more selected from a plurality of divided regions that are two-dimensionally divided along a direction corresponding to the wavelength dispersion direction and a direction orthogonal thereto. Each reflective liquid crystal element is independently controlled so that the polarization state of a specific region differs from the polarization state of other regions. Thereby, the light source light reflected by the specific area of the reflective liquid crystal element array 1108 has a polarization state different from that of the light source light reflected by the other area. For example, it is the same as that used for a liquid crystal projector.

制御部は、出力させたい波長光が到達する特定領域の反射型液晶素子を駆動して、特定領域の偏光状態が他の領域の変更状態と異なるように反射させる。図では、波長λ1の第1反射光1105が照射される領域である第1領域1109の一部の領域に対応する反射型液晶素子を駆動して、波長λ1の偏光状態を他の波長の偏光状態と異ならせている。反射型液晶素子アレイ1108の近傍であって、反射光路側に設置されている偏光素子は、特定領域で反射された偏光状態の光のみを透過させるように偏光方向が決められている。したがって、波長λ1の光源光のみが出力光1112として出力光学系1113に到達し、スペクトラム光源装置は、選択された波長λ1のみの光を出力する光源として機能する。また、第1領域1109を波長分散方向とは直交する方向に複数の領域に分割すれば、多チャンネル化することができる。図では左端に対応する1チャンネルに、波長λ1の光源光を出力する様子を示している。   The control unit drives the reflective liquid crystal element in the specific region where the light of the wavelength to be output reaches, and reflects the polarization state of the specific region so that it is different from the changed state of the other regions. In the figure, the reflective liquid crystal element corresponding to a part of the first region 1109, which is the region irradiated with the first reflected light 1105 having the wavelength λ1, is driven to change the polarization state of the wavelength λ1 to the polarization of another wavelength. Different from the state. The polarization direction of the polarizing element disposed in the vicinity of the reflective liquid crystal element array 1108 and on the reflection optical path side is determined so as to transmit only the light in the polarization state reflected in the specific region. Accordingly, only the light source light having the wavelength λ1 reaches the output optical system 1113 as the output light 1112, and the spectrum light source device functions as a light source that outputs light having only the selected wavelength λ1. Further, if the first region 1109 is divided into a plurality of regions in a direction orthogonal to the wavelength dispersion direction, the number of channels can be increased. In the figure, a state in which light source light having a wavelength λ1 is output to one channel corresponding to the left end is shown.

同様に、特定領域として第2領域1110に対応する反射型液晶素子を駆動して、波長λ2の偏光状態を他の波長の偏光状態と異ならせれば、波長λ2のみの光を出力させることができ、特定領域として第3領域1111に対応する反射型液晶素子を駆動して、波長λ3の偏光状態を他の波長の偏光状態と異ならせれば、波長λ3のみの光を出力させることができる。このように、スペクトラム光源装置は、反射型液晶素子アレイ1108の選択する領域に応じて任意の波長の光を、複数のチャンネルに独立的に出力させることができる。   Similarly, by driving a reflective liquid crystal element corresponding to the second region 1110 as the specific region and making the polarization state of the wavelength λ2 different from the polarization state of other wavelengths, it is possible to output light of only the wavelength λ2. If the reflective liquid crystal element corresponding to the third region 1111 is driven as the specific region and the polarization state of the wavelength λ3 is different from the polarization state of other wavelengths, the light of only the wavelength λ3 can be output. Thus, the spectrum light source device can independently output light of an arbitrary wavelength to a plurality of channels according to the region selected by the reflective liquid crystal element array 1108.

図2は、第2のレイアウトによるスペクトラム光源装置においてλ1の波長を出力する原理を説明する概念図である。光源1201は所定の波長領域に亘る光源光1210を発する。ここでは白色光を発するものとする。光源光1210は、反射型液晶素子アレイ1202上の反射面である平面領域に、光を照射する照射領域1211を形成する。   FIG. 2 is a conceptual diagram illustrating the principle of outputting a wavelength of λ1 in the spectrum light source device according to the second layout. The light source 1201 emits light source light 1210 over a predetermined wavelength region. Here, white light is emitted. The light source light 1210 forms an irradiation region 1211 that irradiates light in a planar region that is a reflection surface on the reflective liquid crystal element array 1202.

反射型液晶素子アレイ1202は、上記の反射型液晶素子アレイ1108と同様のデバイスである。図2において、制御部は、行方向の短冊形状である第1領域1203に属する反射型液晶素子を駆動して、第1領域1203の一部の領域に照射された光源光1210の偏光状態を他の領域に照射された光源光1210の偏光状態と異ならせている。反射型液晶素子アレイ1202の近傍であって、反射光路側に設置されている偏光素子は、特定領域で反射された偏光状態の光のみを透過させるように偏光方向が決められている。したがって、第1領域1203の一部の領域で反射された光源光のみが、白色反射光1213として第1の角度で回折格子1206の受光面に入射する。   The reflective liquid crystal element array 1202 is a device similar to the reflective liquid crystal element array 1108 described above. In FIG. 2, the control unit drives the reflective liquid crystal element belonging to the first region 1203 having a strip shape in the row direction, and changes the polarization state of the light source light 1210 irradiated to a part of the first region 1203. This is different from the polarization state of the light source light 1210 irradiated to other regions. The polarization direction of the polarizing element disposed in the vicinity of the reflective liquid crystal element array 1202 and on the reflection optical path side is determined so as to transmit only the light in the polarization state reflected in the specific region. Accordingly, only the light source light reflected by a part of the first region 1203 is incident on the light receiving surface of the diffraction grating 1206 at the first angle as the white reflected light 1213.

回折格子1206は、上記の回折格子1104と同様の素子である。したがって、白色反射光1213が回折格子1206に入射すると、その表面で回折作用を受け、反射角に応じたその方向に特有の波長を有する回折光として反射する。例えば、赤色領域の波長λ1の回折光1223、緑色領域の波長λ2の回折光1224、青色領域の波長λ3の回折光1225を含むように入射光を分散させる。   The diffraction grating 1206 is the same element as the diffraction grating 1104 described above. Therefore, when the white reflected light 1213 is incident on the diffraction grating 1206, it is diffracted on the surface thereof and reflected as diffracted light having a characteristic wavelength in the direction corresponding to the reflection angle. For example, the incident light is dispersed so as to include diffracted light 1223 having a wavelength λ1 in the red region, diffracted light 1224 having a wavelength λ2 in the green region, and diffracted light 1225 having a wavelength λ3 in the blue region.

回折格子1206で反射され分散された回折光は、それぞれスリット1207の方向へ向かう。このとき、スリット1207は、回折格子1206に対して相対的に位置決めされており、固定のスリット開口を有する。したがって、回折光のうち、特定の波長の回折光のみがこのスリット開口を通過することができる。図2においては、波長λ1の回折光1223がスリット開口を通過することができる。   The diffracted light reflected and dispersed by the diffraction grating 1206 is directed toward the slit 1207. At this time, the slit 1207 is positioned relative to the diffraction grating 1206 and has a fixed slit opening. Therefore, only the diffracted light having a specific wavelength among the diffracted light can pass through the slit opening. In FIG. 2, the diffracted light 1223 having the wavelength λ1 can pass through the slit opening.

スペクトラム光源装置に設けられる出力光学系は、スリット1207に対して相対的に位置決めされて設置されている。具体的には、スリット1207のスリット開口を通過する回折光が、最も好ましく出力光学系に入射するように設置されている。例えば、当該回折光が出力光学系の入射面に対して垂直かつ中心近傍で入射することが好ましい。   The output optical system provided in the spectrum light source device is positioned relative to the slit 1207 and installed. Specifically, the diffracted light passing through the slit opening of the slit 1207 is most preferably installed so as to enter the output optical system. For example, it is preferable that the diffracted light is incident perpendicular to the incident surface of the output optical system and near the center.

続けて、λ1とは異なるλ2の波長の出力光を出力させる場合について説明する。図3は、第2のレイアウトによるスペクトラム光源装置においてλ2の波長を出力する原理を説明する概念図である。図2と同じ要素については同一符号を付してその説明を省略する。   Next, a case where output light having a wavelength of λ2 different from λ1 is output will be described. FIG. 3 is a conceptual diagram illustrating the principle of outputting a wavelength of λ2 in the spectrum light source device according to the second layout. The same elements as those in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

λ2の波長の出力光を出力させる場合は、制御部は、行方向の短冊形状である第2領域1204の一部の領域に属する反射型液晶素子を駆動して、第2領域1204に照射された光源光1210の偏光状態を他の領域に照射された光源光1210の偏光状態と異ならせている。選択された特定領域の偏光状態は、第1領域1203の一部の領域が選択された場合であっても、第2領域1204の一部の領域が選択された場合であっても同じであるので、ここでは第2領域1204の一部の領域で反射された光源光のみが、白色反射光1214として偏光素子を透過する。偏光素子を透過した白色反射光1214は、第2の角度で回折格子1206の受光面に入射する。   In the case of outputting output light having a wavelength of λ2, the control unit drives a reflective liquid crystal element belonging to a part of the second region 1204 which is a strip shape in the row direction, and irradiates the second region 1204. The polarization state of the light source light 1210 is different from the polarization state of the light source light 1210 irradiated to other regions. The polarization state of the selected specific region is the same whether a partial region of the first region 1203 is selected or a partial region of the second region 1204 is selected. Therefore, here, only the light source light reflected by a part of the second region 1204 passes through the polarizing element as white reflected light 1214. The white reflected light 1214 transmitted through the polarizing element is incident on the light receiving surface of the diffraction grating 1206 at the second angle.

反射型液晶素子アレイ1202に対して回折格子1206は相対的に位置決めされている。したがって、白色反射光1214は、白色反射光1213と同様に回折格子1206の反射面へ入射するが、その入射角が異なる。すなわち、第1の角度ではなく第2の角度で回折格子1206の受光面に入射する。上述のように、回折格子1206の表面の溝形状は、反射型液晶素子アレイ1202の方向から入射される入射光の入射角に対する反射角に応じて、その反射方向の波長が規定されるように形成されているので、白色反射光1214による回折作用は、入射角が異なる分、分散する方向が白色反射光1213の場合に比べてシフトする。   The diffraction grating 1206 is positioned relative to the reflective liquid crystal element array 1202. Therefore, the white reflected light 1214 enters the reflecting surface of the diffraction grating 1206 in the same manner as the white reflected light 1213, but the incident angle is different. That is, the light is incident on the light receiving surface of the diffraction grating 1206 at a second angle instead of the first angle. As described above, the groove shape on the surface of the diffraction grating 1206 is such that the wavelength in the reflection direction is defined according to the reflection angle with respect to the incident angle of the incident light incident from the direction of the reflective liquid crystal element array 1202. As a result, the diffractive action of the white reflected light 1214 is shifted in comparison with the case of the white reflected light 1213 because the incident angle is different.

スリット1207は、回折格子1206に対して相対的に位置決めされており、そのスリット開口を通過できる回折光は、回折格子1206に対して所定の角度で反射されたもののみである。図2の場合、分散する方向が図1の場合に比べてシフトしているので、赤色領域の波長λ1の回折光1233、緑色領域の波長λ2の回折光1234、青色領域の波長λ3の回折光1235のうち、回折光1234のみがスリット1207のスリット開口を通過し、その他の波長の回折光はスリット1207により阻止される。   The slit 1207 is positioned relative to the diffraction grating 1206, and the diffracted light that can pass through the slit opening is only that reflected at a predetermined angle with respect to the diffraction grating 1206. In the case of FIG. 2, since the direction of dispersion is shifted compared to the case of FIG. 1, the diffracted light 1233 with the wavelength λ1 in the red region, the diffracted light 1234 with the wavelength λ2 in the green region, and the diffracted light with the wavelength λ3 in the blue region. Of 1235, only the diffracted light 1234 passes through the slit opening of the slit 1207, and diffracted light of other wavelengths is blocked by the slit 1207.

逆に言えば、スリット1207のスリット開口から波長λ1の出力光が出力されるような反射型液晶素子アレイ1202の対応領域として第1領域1203を定め、同様に、波長λ2に対応して第2領域1204を定める。したがって、出力させる出力光の波長は、反射型液晶素子アレイ1202の短冊領域と対応するので、制御部は、対応する短冊領域の反射型液晶素子を駆動制御することにより、任意の波長の出力光を出力させることができる。また、対応波長領域において、波長分散方向に直交する方向にも複数に領域を分割すれば、多チャンネル化することができる。図2では右端に対応する第1のチャンネルから波長λ1の出力光を出力する様子を示し、図3では左端に対応する第3のチャンネルから波長λ2の出力光を出力する様子を示している。   In other words, the first region 1203 is defined as the corresponding region of the reflective liquid crystal element array 1202 in which the output light having the wavelength λ1 is output from the slit opening of the slit 1207, and similarly, the second region corresponding to the wavelength λ2 is the second. Region 1204 is defined. Therefore, since the wavelength of the output light to be output corresponds to the strip region of the reflective liquid crystal element array 1202, the control unit drives and controls the reflective liquid crystal element in the corresponding strip region, so that output light of an arbitrary wavelength can be obtained. Can be output. Further, if the corresponding wavelength region is divided into a plurality of regions in the direction orthogonal to the chromatic dispersion direction, the number of channels can be increased. FIG. 2 shows a state in which the output light having the wavelength λ1 is output from the first channel corresponding to the right end, and FIG. 3 shows a state in which the output light having the wavelength λ2 is output from the third channel corresponding to the left end.

さらには、第2のレイアウトでは、いずれの波長の出力光が出力される場合であっても、スリット1207のスリット開口を通過する回折光は一定の角度であるので、回折光を出力光学系に理想的に入射させることができる。回折光を出力光学系の入射面に対して垂直かつ中心近傍で入射させることができれば、スペクトラム光源装置の出力光に波長分布角度むら、波長に依存する強度分布むらである色むらが生じにくい。   Furthermore, in the second layout, the diffracted light passing through the slit opening of the slit 1207 is at a constant angle regardless of the output light of any wavelength, so that the diffracted light is input to the output optical system. Ideally incident. If the diffracted light can be incident perpendicularly to the incident surface of the output optical system and in the vicinity of the center, the output light of the spectrum light source device is less likely to have uneven wavelength distribution angles and uneven color distribution, which is uneven intensity distribution depending on the wavelength.

これまで説明した原理を適用した具体的な実施例を、以下に図を用いて説明する。   A specific embodiment to which the principle described so far is applied will be described below with reference to the drawings.

(実施例1)
図4は、実施例1に係る多チャンネルスペクトラム光源装置の概略構成図である。本実施例は、上述の第1のレイアウトに則る。光源101はキセノンランプであり、アーク1011像を投影する凹面ミラー1012、開口絞り1013、及び光源正レンズ1014から構成される。キセノンランプが発する可視光域の波長分布は、太陽光の波長分布に近い。熱線反射フィルタ102は、光源101の発する熱量等に応じて設置される。特に出力光として熱線波長領域が不要の場合には、所定の分光特性を有する熱線反射フィルタ102を設置し、後続の光学系等の熱負荷を軽減する。光源101と熱線反射フィルタ102は、光源部1を構成する。
Example 1
FIG. 4 is a schematic configuration diagram of the multi-channel spectrum light source apparatus according to the first embodiment. This embodiment conforms to the first layout described above. The light source 101 is a xenon lamp, and includes a concave mirror 1012 that projects an image of the arc 1011, an aperture stop 1013, and a light source positive lens 1014. The wavelength distribution in the visible light range emitted by the xenon lamp is close to the wavelength distribution of sunlight. The heat ray reflective filter 102 is installed according to the amount of heat generated by the light source 101 or the like. In particular, when the output light does not require a heat ray wavelength region, a heat ray reflection filter 102 having a predetermined spectral characteristic is installed to reduce the heat load of the subsequent optical system and the like. The light source 101 and the heat ray reflective filter 102 constitute the light source unit 1.

スリット301は、機械的な駆動等によりスリット幅を変化することができるスリット開口を備える。アーク1011は、スリット301の最大スリット幅いっぱいに像を形成する。第1正レンズ系302で、スリット301からの発散光束をコリメートする。コリメート光束は、第1偏光フィルタ201を通過することで直線偏光化される。第1偏光フィルタ201の直線偏光の向きは、偏光ビームスプリッタ202を透過する向きに合わせて設定されており、第1偏光フィルタ201を通過した光束は、偏光ビームスプリッタ202を透過する。第1偏光フィルタ201は必須の要素ではないが、第1偏光フィルタ201を設置すれば、偏光ビームスプリッタ202との作用により、広い波長範囲にわたって純度の高い直線偏光を作り出すことができる。第1偏光フィルタ201を透過する偏光方向とは直交する方向の偏光成分が、漏れ光としてわずかに存在する。この漏れ光成分のほとんどは、偏光ビームスプリッタ202を透過することができずに反射され、トラップ204で吸収される。   The slit 301 includes a slit opening that can change the slit width by mechanical driving or the like. The arc 1011 forms an image across the maximum slit width of the slit 301. The first positive lens system 302 collimates the divergent light beam from the slit 301. The collimated light beam is linearly polarized by passing through the first polarizing filter 201. The direction of linearly polarized light of the first polarizing filter 201 is set in accordance with the direction of transmission through the polarizing beam splitter 202, and the light beam that has passed through the first polarizing filter 201 is transmitted through the polarizing beam splitter 202. The first polarizing filter 201 is not an essential element, but if the first polarizing filter 201 is installed, high-purity linearly polarized light can be created over a wide wavelength range by the action of the polarizing beam splitter 202. There is a slight amount of polarized light component in the direction orthogonal to the polarization direction transmitted through the first polarizing filter 201 as leakage light. Most of the leaked light component cannot be transmitted through the polarization beam splitter 202 but is reflected and absorbed by the trap 204.

偏光ビームスプリッタ202を透過した光束は、第2正レンズ系303を通過することによってスリット301の像を形成する。像面位置には、迷光遮断絞り304を設置する。つまり、スリット301の面と迷光遮断絞り304の面は、物体面と像面の関係にある。迷光遮断絞り304は、スリット301のスリット幅が最大となっているときでも、スリット301の像がけられない長方形開口を備える。なお、迷光遮断絞り304は必須の要素ではないが、迷光を除去する機能を担って出力光のS/N比を向上させる。   The light beam that has passed through the polarizing beam splitter 202 passes through the second positive lens system 303 to form an image of the slit 301. A stray light blocking diaphragm 304 is installed at the image plane position. That is, the surface of the slit 301 and the surface of the stray light blocking diaphragm 304 are in the relationship between the object plane and the image plane. The stray light blocking diaphragm 304 includes a rectangular opening in which an image of the slit 301 is not formed even when the slit width of the slit 301 is maximum. Although the stray light blocking stop 304 is not an essential element, it has a function of removing stray light and improves the S / N ratio of output light.

次いで、迷光遮断絞り304からの発散光束を第3正レンズ系305によりコリメートして回折格子306へ導く。回折格子306へ到達した発散光束は、その表面で回折作用を受け、反射角に応じたその方向に特有の波長を有する回折光として反射、分散する。回折格子306としては、例えば反射型平面グレーティングが用いられる。反射、分散された光束は、第4正レンズ系307を透過することにより、反射型液晶素子アレイ4の受光面401に光源光のスペクトラム像を形成する。形成されたスペクトラム像は、スリット301の像でもある。   Next, the divergent light beam from the stray light blocking diaphragm 304 is collimated by the third positive lens system 305 and guided to the diffraction grating 306. The divergent light beam reaching the diffraction grating 306 is diffracted on the surface thereof, and is reflected and dispersed as diffracted light having a specific wavelength in the direction corresponding to the reflection angle. As the diffraction grating 306, for example, a reflection type planar grating is used. The reflected and dispersed light beam passes through the fourth positive lens system 307 to form a spectrum image of the light source light on the light receiving surface 401 of the reflective liquid crystal element array 4. The formed spectrum image is also an image of the slit 301.

スリット301、第1正レンズ系302、第2正レンズ系303、迷光遮断絞り304、第3正レンズ系305、回折格子306、及び第4正レンズ系307は、波長分散系3を構成する。波長分散系3は、非点収差が所定の範囲に収まるように光学設計されており、波長分散方向のみならず、これに直交する方向についても所定の解像性能を有している。屈折レンズを用いて光学系を構成すれば、非点収差を所定の範囲内に収めることは、比較的容易である。なお、波長分散素子の例としては、反射型平面グレーティングの他にも、透過型など他の形式のグレーティングを用いることもできるし、波長分散プリズムを用いることもできる。   The slit 301, the first positive lens system 302, the second positive lens system 303, the stray light blocking diaphragm 304, the third positive lens system 305, the diffraction grating 306, and the fourth positive lens system 307 constitute the wavelength dispersion system 3. The wavelength dispersion system 3 is optically designed so that astigmatism falls within a predetermined range, and has a predetermined resolution performance not only in the wavelength dispersion direction but also in a direction orthogonal thereto. If an optical system is configured using a refractive lens, it is relatively easy to keep astigmatism within a predetermined range. As an example of the wavelength dispersion element, in addition to the reflection type planar grating, other types of gratings such as a transmission type can be used, and a wavelength dispersion prism can also be used.

反射型液晶素子アレイ4は、その受光面401が波長分散系3のスペクトラム像面となるように配置される。ドライバ5は、制御部からの指示に応じて単位波長領域及び出力チャンネルに対応する領域に含まれる複数の反射型液晶素子を駆動する。具体的には、矢印402に沿う列方向が波長分散方向に対応し、さらに個々の領域が単位波長領域に対応する。また、波長分散方行に直交する方向である矢印403に沿う方向が出力させる出力チャンネルに対応する。図では、4×4のマトリックス状に領域が定められていることを示すが、例えば左の列から右の列まで順に矢印402方向に、中心波長がλ1、λ2、λ3、λ4である単位波長領域に対応し、上の行から下の行まで順に矢印403方向に、後述の第1チャンネル701、第2チャンネル702、第3チャンネル703、第4チャンネル704が対応する。したがって、出力チャンネルごとに所望のスペクトラム光が出力するよう、ドライバ5は受光面401上における出力チャンネルに対応した複数領域に含まれる複数の反射型液晶素子を駆動する。   The reflective liquid crystal element array 4 is arranged such that the light receiving surface 401 is the spectrum image plane of the wavelength dispersion system 3. The driver 5 drives the plurality of reflective liquid crystal elements included in the unit wavelength region and the region corresponding to the output channel in accordance with an instruction from the control unit. Specifically, the column direction along the arrow 402 corresponds to the wavelength dispersion direction, and each region corresponds to a unit wavelength region. The direction along the arrow 403, which is the direction orthogonal to the chromatic dispersion direction, corresponds to the output channel to be output. In the figure, it is shown that the area is defined in a 4 × 4 matrix shape. For example, unit wavelengths whose center wavelengths are λ1, λ2, λ3, and λ4 in the direction of the arrow 402 in order from the left column to the right column. The first channel 701, the second channel 702, the third channel 703, and the fourth channel 704, which will be described later, correspond in the direction of the arrow 403 in order from the upper row to the lower row. Therefore, the driver 5 drives a plurality of reflective liquid crystal elements included in a plurality of regions corresponding to the output channels on the light receiving surface 401 so that desired spectrum light is output for each output channel.

選択された領域に含まれる複数の反射型液晶素子のそれぞれは、ドライバ5の駆動により、入射される直線偏光に独立的にリターデーションを与えて楕円偏光化する。反射型液晶素子アレイ4で反射された光束は、再び波長分散系3に進入して合波作用を受け、迷光遮断絞り304にスリット301像を再び形成する。次いで第2正レンズ系303によってコリメートされ、偏光ビームスプリッタ202へ入射する。   Each of the plurality of reflective liquid crystal elements included in the selected region is made elliptically polarized by independently providing retardation to the incident linearly polarized light by driving the driver 5. The light beam reflected by the reflective liquid crystal element array 4 again enters the wavelength dispersion system 3 and is subjected to a multiplexing action, and forms a slit 301 image in the stray light blocking diaphragm 304 again. Next, the light is collimated by the second positive lens system 303 and enters the polarization beam splitter 202.

偏光ビームスプリッタ202によって反射される方向の直線偏光成分のみが、第2偏光フィルタ203を経て出力正レンズ系6へ向かう。反射型液晶素子アレイ4の受光面401において選択された特定領域で反射された光束は楕円偏光化されており、偏光ビームスプリッタ202に入射したときに、所定の比率で直交する偏光成分が反射光と透過光に分けられる。したがって、特定領域で反射された光束のうちの透過光成分と特定領域以外の領域で反射された光束は、偏光ビームスプリッタ202を透過し、第1偏光フィルタ201を経由して再び光源部1へ戻る。なお、第1偏光フィルタ201、偏光ビームスプリッタ202、第2偏光フィルタ203、及びトラップ204は、偏光分岐光学系2を構成する。図示するように、偏光分岐光学系2は、波長分散系3に包含される関係にある。   Only the linearly polarized light component in the direction reflected by the polarization beam splitter 202 goes to the output positive lens system 6 through the second polarizing filter 203. The light beam reflected by the specific area selected on the light receiving surface 401 of the reflective liquid crystal element array 4 is elliptically polarized, and when incident on the polarization beam splitter 202, polarized light components orthogonal to each other at a predetermined ratio are reflected light. And transmitted light. Accordingly, the transmitted light component of the light beam reflected by the specific region and the light beam reflected by the region other than the specific region are transmitted through the polarization beam splitter 202 and again to the light source unit 1 via the first polarization filter 201. Return. The first polarizing filter 201, the polarizing beam splitter 202, the second polarizing filter 203, and the trap 204 constitute the polarization branching optical system 2. As shown in the figure, the polarization branching optical system 2 is in a relationship included in the wavelength dispersion system 3.

出力正レンズ系6を通過した光束は、その像面にスリット301の像を形成するが、これは受光面401の共役像でもある。したがって、この面においては、選択された単位波長の光束が選択されたチャンネル位置に、出力光として出力される。このチャンネルに合わせて、複数の出力光伝送デバイスを設置する。図において、第1チャンネル701、第2チャンネル702、第3チャンネル703、第4チャンネル704のそれぞれは出力光伝送デバイスであって、出力光学系7を構成する。出力光伝送デバイスとしては、例えば液体ライトガイドが採用される。液体ライトガイドは、一端に入力された光束が内部で反射を繰り返すうちに均質化されて他端から出力される性質を備える。また、可撓性を備えるので、出力光を照射対象まで導光する場合に好ましい。なお、波長分散系3は、非点収差が所定の範囲に収まるように光学設計がなされており、各チャンネルには対応する受光面401上の領域からの反射光しか入射せず、クロストークが発生しないように考慮されている。   The light beam that has passed through the output positive lens system 6 forms an image of the slit 301 on its image plane, which is also a conjugate image of the light receiving surface 401. Therefore, on this surface, the light beam having the selected unit wavelength is output as output light to the selected channel position. A plurality of output optical transmission devices are installed according to this channel. In the figure, each of a first channel 701, a second channel 702, a third channel 703, and a fourth channel 704 is an output optical transmission device and constitutes an output optical system 7. For example, a liquid light guide is employed as the output light transmission device. The liquid light guide has the property of being homogenized and output from the other end while the light beam input to one end is repeatedly reflected inside. Moreover, since it is flexible, it is preferable when the output light is guided to the irradiation target. The chromatic dispersion system 3 is optically designed so that astigmatism is within a predetermined range, and only reflected light from a region on the light receiving surface 401 is incident on each channel, and crosstalk occurs. It is considered not to occur.

図5は、実施例1に係る多チャンネルスペクトラム光源装置の光学系内の結像関係を示す図である。図示するように、アーク1011像として発せられた出力光が出力光学系7に到達するまでに順に、スリット301、迷光遮断絞り304、受光面401、迷光遮断絞り304、及び出力光学系7の入射端面直前のそれぞれで結像していることがわかる。   FIG. 5 is a diagram illustrating an imaging relationship in the optical system of the multi-channel spectrum light source device according to the first embodiment. As shown in the figure, the output light emitted as the arc 1011 image reaches the output optical system 7 in order of incidence of the slit 301, the stray light blocking stop 304, the light receiving surface 401, the stray light blocking stop 304, and the output optical system 7. It can be seen that the images are formed immediately before each end face.

図6は、実施例1に係る多チャンネルスペクトラム光源装置の各光束チャンネルの主光線の通過様態を示す図である。図は、開口絞り1013の開口中心を通過する光線を主光線として、出力光学系7の各チャンネルの中心に集光する光束の主光線を代表例として示す。図からわかるように、偏光分岐光学系2、波長分散系3を往復する光路において、往路、復路ともに偏光ビームスプリッタ202上及び回折格子306上で各主光線が収斂するように光学系が設計されている。また受光面401に対する入射光、反射光のどの主光線も受光面401に対して垂直となるように光学設計がされている。もちろん反射型液晶素子での入射光束主光線は液晶面に垂直であることが望ましい。また、出力光学系7へ入射するときも、互いの主光線が平行となるように設計されている。したがって、出力光伝送デバイスの各々は平行に配列される。   FIG. 6 is a diagram illustrating how the chief rays pass through the light flux channels of the multi-channel spectrum light source apparatus according to the first embodiment. The figure shows, as a representative example, a chief ray of a light beam that passes through the aperture center of the aperture stop 1013 as a principal ray and is condensed at the center of each channel of the output optical system 7. As can be seen, the optical system is designed so that each principal ray converges on the polarization beam splitter 202 and the diffraction grating 306 in both the forward path and the return path in the optical path that reciprocates between the polarization branching optical system 2 and the wavelength dispersion system 3. ing. Further, the optical design is such that any principal ray of incident light and reflected light with respect to the light receiving surface 401 is perpendicular to the light receiving surface 401. Of course, it is desirable that the incident light principal ray in the reflective liquid crystal element is perpendicular to the liquid crystal surface. In addition, it is designed such that the principal rays of each other are parallel when entering the output optical system 7. Accordingly, each of the output optical transmission devices is arranged in parallel.

以上のように構成される多チャンネルスペクトラム装置は、ひとつの装置で複数の独立した出力チャンネルを得ることができる。したがって、例えば1台の装置だけで例えば色度図上で微妙に異なる値を持つ色を同時に作り出し、目視によってその違いを確認することも簡単にできる。   The multi-channel spectrum apparatus configured as described above can obtain a plurality of independent output channels with one apparatus. Therefore, for example, it is possible to easily create colors having slightly different values on a chromaticity diagram, for example, using only one device, and to confirm the difference visually.

(実施例2)
図7は、実施例2に係る多チャンネルスペクトラム光源装置の概略構成図である。本実施例は、上述の第2のレイアウトに則る。光源部1は、実施例1と同様に光源101と熱線反射フィルタ102から構成される。キセノンランプのアーク1011の像が、ロッドガラス801の入射端面に形成され、射出端面から照明光学系802へ出力される。ロッドガラス801は、例えば四角柱形状をなし、内部を通過する光の光強度分布を均一化する作用を有する。ロッドガラス801の材料は、耐熱性と透過率に優れた石英ガラスが適している。
(Example 2)
FIG. 7 is a schematic configuration diagram of a multi-channel spectrum light source apparatus according to the second embodiment. This embodiment conforms to the second layout described above. The light source unit 1 includes a light source 101 and a heat ray reflective filter 102 as in the first embodiment. An image of the xenon lamp arc 1011 is formed on the incident end face of the rod glass 801, and is output from the exit end face to the illumination optical system 802. The rod glass 801 has, for example, a quadrangular prism shape, and has an effect of making the light intensity distribution of light passing through the inside uniform. As a material of the rod glass 801, quartz glass excellent in heat resistance and transmittance is suitable.

照明光学系802から射出された光束は、反射型液晶素子アレイ4へ向けて進行する。 照明光学系802は、第1群光学系8021、開口絞り8022、第2群光学系8023から構成され、反射型液晶素子アレイ4の受光面401に対してテレセントリックとなるように光学設計されている。ロッドガラス801と照明光学系802で、均一化光学系8を構成する。   The light beam emitted from the illumination optical system 802 travels toward the reflective liquid crystal element array 4. The illumination optical system 802 includes a first group optical system 8021, an aperture stop 8022, and a second group optical system 8023, and is optically designed to be telecentric with respect to the light receiving surface 401 of the reflective liquid crystal element array 4. . The rod glass 801 and the illumination optical system 802 constitute a uniform optical system 8.

照明光学系802と受光面401の間には、光路順に、第1偏光フィルタ201と偏光ビームスプリッタ202が設置され、受光面401に入射する光を所定方向の直線偏光にする。第1偏光フィルタ201は必須の要素ではないが、第1偏光フィルタ201を設置すれば、偏光ビームスプリッタ202との作用により、広い波長範囲にわたって純度の高い直線偏光を作り出すことができる。第1偏光フィルタ201を透過する偏光方向とは直交する方向の偏光成分が、漏れ光としてわずかに存在する。この漏れ光成分のほとんどは、偏光ビームスプリッタ202を透過することができずに反射され、トラップ204で吸収される。   Between the illumination optical system 802 and the light receiving surface 401, a first polarizing filter 201 and a polarizing beam splitter 202 are installed in order of the optical path, and the light incident on the light receiving surface 401 is converted into linearly polarized light in a predetermined direction. The first polarizing filter 201 is not an essential element, but if the first polarizing filter 201 is installed, high-purity linearly polarized light can be created over a wide wavelength range by the action of the polarizing beam splitter 202. There is a slight amount of polarized light component in the direction orthogonal to the polarization direction transmitted through the first polarizing filter 201 as leakage light. Most of the leaked light component cannot be transmitted through the polarization beam splitter 202 but is reflected and absorbed by the trap 204.

反射型液晶素子アレイ4は、その受光面401が、偏光ビームスプリッタ202を透過した光束を受ける。この段階の光束は未だ分光されておらず、白色光である。ドライバ5は、制御部からの指示に応じて単位波長領域及び出力チャンネルに対応する領域に含まれる複数の反射型液晶素子を駆動する。具体的には、矢印402に沿う列方向が波長分散方向に対応し、さらに個々の領域が単位波長領域に対応する。また、波長分散方行に直交する方向である矢印403に沿う方向が出力させる出力チャンネルに対応する。図では、4×4のマトリックス状に領域が定められていることを示すが、例えば左の列から右の列まで順に矢印402方向に、中心波長がλ1、λ2、λ3、λ4である単位波長領域に対応し、上の行から下の行まで順に矢印403方向に、第1チャンネル701、第2チャンネル702、第3チャンネル703、第4チャンネル704が対応する。したがって、出力チャンネルごとに所望のスペクトラム光が出力するよう、ドライバ5は受光面401上における出力チャンネルに対応した複数領域に含まれる複数の反射型液晶素子を駆動する。   In the reflective liquid crystal element array 4, the light receiving surface 401 receives a light beam transmitted through the polarization beam splitter 202. The luminous flux at this stage has not been split yet, and is white light. The driver 5 drives the plurality of reflective liquid crystal elements included in the unit wavelength region and the region corresponding to the output channel in accordance with an instruction from the control unit. Specifically, the column direction along the arrow 402 corresponds to the wavelength dispersion direction, and each region corresponds to a unit wavelength region. The direction along the arrow 403, which is the direction orthogonal to the chromatic dispersion direction, corresponds to the output channel to be output. In the figure, it is shown that the area is defined in a 4 × 4 matrix shape. For example, unit wavelengths whose center wavelengths are λ1, λ2, λ3, and λ4 in the direction of the arrow 402 in order from the left column to the right column. Corresponding to the region, the first channel 701, the second channel 702, the third channel 703, and the fourth channel 704 correspond in the direction of the arrow 403 in order from the upper row to the lower row. Accordingly, the driver 5 drives a plurality of reflective liquid crystal elements included in a plurality of regions corresponding to the output channels on the light receiving surface 401 so that desired spectrum light is output for each output channel.

選択された領域に含まれる複数の反射型液晶素子のそれぞれは、ドライバ5の駆動により、入射される直線偏光に独立的にリターデーションを与えて楕円偏光化する。反射型液晶素子アレイ4で反射された光束は、再び偏光ビームスプリッタ202へ入射する。   Each of the plurality of reflective liquid crystal elements included in the selected region is made elliptically polarized by independently providing retardation to the incident linearly polarized light by driving the driver 5. The light beam reflected by the reflective liquid crystal element array 4 enters the polarization beam splitter 202 again.

偏光ビームスプリッタ202によって反射される方向の直線偏光成分のみが、第2偏光フィルタ203を経て出力正レンズ系6へ向かう。反射型液晶素子アレイ4の受光面401において選択された特定領域で反射された光束は楕円偏光化されており、偏光ビームスプリッタ202に入射したときに、所定の比率で直交する偏光成分が反射光と透過光に分けられる。したがって、特定領域で反射された光束のうちの透過光成分と特定領域以外の領域で反射された光束は、偏光ビームスプリッタ202を透過し、第1偏光フィルタ201を経由して再び光源部1へ戻る。なお、第1偏光フィルタ201、偏光ビームスプリッタ202、第2偏光フィルタ203、及びトラップ204は、偏光分岐光学系2を構成する。   Only the linearly polarized light component in the direction reflected by the polarization beam splitter 202 goes to the output positive lens system 6 through the second polarizing filter 203. The light beam reflected by the specific area selected on the light receiving surface 401 of the reflective liquid crystal element array 4 is elliptically polarized, and when incident on the polarization beam splitter 202, polarized light components orthogonal to each other at a predetermined ratio are reflected light. And transmitted light. Accordingly, the transmitted light component of the light beam reflected by the specific region and the light beam reflected by the region other than the specific region are transmitted through the polarization beam splitter 202 and again to the light source unit 1 via the first polarization filter 201. Return. The first polarizing filter 201, the polarizing beam splitter 202, the second polarizing filter 203, and the trap 204 constitute the polarization branching optical system 2.

第2偏光フィルタ203を透過した光束は、第4正レンズ系307によりコリメートされて回折格子306へ入射する。回折格子306へ到達した発散光束は、その表面で回折作用を受け、反射角に応じたその方向に特有の波長を有する回折光として反射、分散する。回折格子306としては、例えば反射型平面グレーティングが用いられる。反射、分散された光束は、第3正レンズ系305を透過することにより、スリット301に光源光のスペクトラム像を形成する。第3正レンズ系305及び第4正レンズ系307の作用により、スリット301面と受光面401は共役関係となる。したがって、スリット301側から見た場合、スリット301の波長分散像が受光面401上に形成されるが、受光面401を反射した光束のうち反射位置におけるスリット301の像を形成している波長光のみがスリット301のスリット開口を通過できると言える。   The light beam transmitted through the second polarizing filter 203 is collimated by the fourth positive lens system 307 and enters the diffraction grating 306. The divergent light beam reaching the diffraction grating 306 is diffracted on the surface thereof, and is reflected and dispersed as diffracted light having a specific wavelength in the direction corresponding to the reflection angle. As the diffraction grating 306, for example, a reflection type planar grating is used. The reflected and dispersed light beam passes through the third positive lens system 305 to form a spectrum image of the light source light in the slit 301. By the action of the third positive lens system 305 and the fourth positive lens system 307, the slit 301 surface and the light receiving surface 401 are in a conjugate relationship. Therefore, when viewed from the slit 301 side, a wavelength dispersion image of the slit 301 is formed on the light receiving surface 401, but the wavelength light forming the image of the slit 301 at the reflection position among the light beams reflected by the light receiving surface 401. It can be said that only can pass through the slit opening of the slit 301.

スリット301、第3正レンズ系305、第4正レンズ系307、及び回折格子306は、波長分散系3を構成する。波長分散系3は、非点収差が所定の範囲に収まるように光学設計されており、波長分散方向のみならず、これに直交する方向についても所定の解像性能を有している。屈折レンズを用いて光学系を構成すれば、非点収差を所定の範囲内に収めることは、比較的容易である。なお、波長分散素子の例としては、反射型平面グレーティングの他にも、透過型など他の形式のグレーティングを用いることもできるし、波長分散プリズムを用いることもできる。   The slit 301, the third positive lens system 305, the fourth positive lens system 307, and the diffraction grating 306 constitute the wavelength dispersion system 3. The wavelength dispersion system 3 is optically designed so that astigmatism falls within a predetermined range, and has a predetermined resolution performance not only in the wavelength dispersion direction but also in a direction orthogonal thereto. If an optical system is configured using a refractive lens, it is relatively easy to keep astigmatism within a predetermined range. As an example of the wavelength dispersion element, in addition to the reflection type planar grating, other types of gratings such as a transmission type can be used, and a wavelength dispersion prism can also be used.

さらに、出力正レンズ系6によってスリット301の共役像を形成する。出力正レンズ系6は、スリット301の像をテレセントリックに結像する。出力正レンズ系6の像面は受光面401の共役像でもある。したがって、この面においては、選択された単位波長の光束が選択されたチャンネル位置に、出力光として出力される。このチャンネルに合わせて、複数の出力光伝送デバイスを設置する。図において、第1チャンネル701、第2チャンネル702、第3チャンネル703、第4チャンネル704のそれぞれは出力光伝送デバイスであって、出力光学系7を構成する。出力光伝送デバイスとしては、例えば液体ライトガイドが採用される。液体ライトガイドは、一端に入力された光束が内部で反射を繰り返すうちに均質化されて他端から出力される性質を備える。また、可撓性を備えるので、出力光を照射対象まで導光する場合に好ましい。なお、波長分散系3は、非点収差が所定の範囲に収まるように光学設計がなされており、各チャンネルには対応する受光面401上の領域からの反射光しか入射せず、クロストークが発生しないように考慮されている。   Further, a conjugate image of the slit 301 is formed by the output positive lens system 6. The output positive lens system 6 forms an image of the slit 301 in a telecentric manner. The image plane of the output positive lens system 6 is also a conjugate image of the light receiving surface 401. Therefore, on this surface, the light beam having the selected unit wavelength is output as output light to the selected channel position. A plurality of output optical transmission devices are installed according to this channel. In the figure, each of a first channel 701, a second channel 702, a third channel 703, and a fourth channel 704 is an output optical transmission device and constitutes an output optical system 7. For example, a liquid light guide is employed as the output light transmission device. The liquid light guide has the property of being homogenized and output from the other end while the light beam input to one end is repeatedly reflected inside. Moreover, since it is flexible, it is preferable when the output light is guided to the irradiation target. The chromatic dispersion system 3 is optically designed so that astigmatism is within a predetermined range, and only reflected light from a region on the light receiving surface 401 is incident on each channel, and crosstalk occurs. It is considered not to occur.

図8は、実施例2に係る多チャンネルスペクトラム光源装置の光学系内の結像関係を示す図である。図示するように、光源101で発せられた出力光が出力光学系7に到達するまでに順に、受光面401、スリット301、及び出力光学系7の入射端面直前のそれぞれで結像していることがわかる。   FIG. 8 is a diagram illustrating an imaging relationship in the optical system of the multi-channel spectrum light source device according to the second embodiment. As shown in the figure, the output light emitted from the light source 101 forms an image on each of the light receiving surface 401, the slit 301, and the output optical system 7 immediately before the incident end surface by the time it reaches the output optical system 7. I understand.

図9は、実施例2に係る多チャンネルスペクトラム光源装置の各光束チャンネルの主光線の通過様態を示す図である。図は、開口絞り1013の開口中心を通過する光線を主光線として、出力光学系7の各チャンネルの中心に集光する光束の主光線を代表例として示す。図からわかるように、偏光分岐光学系2内において各主光線は光軸に平行であり、受光面401に対する入射光、反射光のどの主光線も受光面401に対して垂直になるよう光学系が設計されている。もちろん反射型液晶素子での入射光束主光線は液晶面に垂直であることが望ましい。また、出力光学系7へ入射するときも、互いの主光線が平行となるように設計されている。したがって、出力光伝送デバイスの各々は平行に配列される。   FIG. 9 is a diagram illustrating a principal beam passing state of each light beam channel of the multi-channel spectrum light source device according to the second embodiment. The figure shows, as a representative example, a chief ray of a light beam that passes through the aperture center of the aperture stop 1013 as a principal ray and is condensed at the center of each channel of the output optical system 7. As can be seen from the drawing, in the polarization splitting optical system 2, the respective principal rays are parallel to the optical axis, and the principal rays of the incident light and the reflected light with respect to the light receiving surface 401 are perpendicular to the light receiving surface 401. Is designed. Of course, it is desirable that the incident light principal ray in the reflective liquid crystal element is perpendicular to the liquid crystal surface. In addition, it is designed such that the principal rays of each other are parallel when entering the output optical system 7. Accordingly, each of the output optical transmission devices is arranged in parallel.

以上のように構成される多チャンネルスペクトラム装置は、ひとつの装置で複数の独立した出力チャンネルを得ることができる。したがって、例えば1台の装置だけで例えば色度図上で微妙に異なる値を持つ色を同時に作り出し、目視によってその違いを確認することも簡単にできる。また、このレイアウトによれば、回折光が出力光学系7の入射面に対して垂直かつ中心近傍で入射するのでより好ましい。   The multi-channel spectrum apparatus configured as described above can obtain a plurality of independent output channels with one apparatus. Therefore, for example, it is possible to easily create colors having slightly different values on a chromaticity diagram, for example, using only one device, and to confirm the difference visually. Further, this layout is more preferable because the diffracted light is incident on the incident surface of the output optical system 7 perpendicularly and near the center.

上記の実施例においては、変調素子として反射型液晶素子アレイ4を用いた。反射型液晶素子アレイ4は、ある単位波長領域、チャンネルに対応する短冊領域に含まれる個々の反射型液晶素子を制御することにより、偏光ビームスプリッタ202へ入射させる反射光の、直交成分の比率を制御して光強度を調整することができる。すなわち、偏光ビームスプリッタ202でより多く反射されるように直交する直線偏光成分を増やせば、出力される光強度は大きくなる。このような方式を階調変調方式ということにする。階調変調方式により、特定領域全体に直交成分比率の調整を行えば出力光の光強度の調整を行うことができる。   In the above embodiment, the reflective liquid crystal element array 4 is used as the modulation element. The reflective liquid crystal element array 4 controls the ratio of the orthogonal component of the reflected light incident on the polarization beam splitter 202 by controlling individual reflective liquid crystal elements included in a strip region corresponding to a certain unit wavelength region and channel. The light intensity can be adjusted by control. That is, if the orthogonal linearly polarized light components are increased so as to be reflected more by the polarization beam splitter 202, the output light intensity increases. Such a method is called a gradation modulation method. The light intensity of the output light can be adjusted by adjusting the orthogonal component ratio over the entire specific region by the gradation modulation method.

光強度の調整は、上記の階調変調方式の他に時間変調方式、面積変調方式がある。時間変調方式は、ある単位波長領域、チャンネルに対応する短冊領域に含まれる反射型液晶素子を、単位時間内に、入射される直線偏光にリターデーションを与えて楕円偏光化する場合とそうでない場合を所定の比率で繰り返すことにより、出力される光強度を調整する。つまり、偏光ビームスプリッタ202へ入射させる反射光の直交成分の比率を、個々の反射型液晶素子の連続的な駆動により変更する。   The light intensity adjustment includes a time modulation method and an area modulation method in addition to the gradation modulation method described above. In the time modulation method, reflection liquid crystal elements included in a strip region corresponding to a certain unit wavelength region and channel are subjected to elliptical polarization by providing retardation to linearly polarized light incident within a unit time. Is repeated at a predetermined ratio to adjust the output light intensity. That is, the ratio of the orthogonal components of the reflected light incident on the polarizing beam splitter 202 is changed by continuous driving of the individual reflective liquid crystal elements.

面積変調方式は、ある単位波長領域、チャンネルに対応する短冊領域に含まれる反射型液晶素子のうち、入射される直線偏光にリターデーションを与えて楕円偏光化する素子とそうでない素子の個数を変更することにより出力される光強度を調整する。つまり、偏光ビームスプリッタ202へ入射させる反射光の直交成分の比率を、リターデーションを与える反射型液晶素子の面積比率により変更する。なお、反射型液晶素子アレイ4を用いる上記実施例1および実施例2の多チャンネルスペクトラム装置においては、階調変調方式および時間変調方式が比較的良好な結果が得られる。   In the area modulation method, the number of reflective liquid crystal elements included in a strip area corresponding to a certain unit wavelength region and channel is changed between an element that makes an incident linearly polarized light and makes it elliptically polarized, and a device that does not. This adjusts the output light intensity. That is, the ratio of the orthogonal components of the reflected light incident on the polarizing beam splitter 202 is changed according to the area ratio of the reflective liquid crystal element that provides retardation. In the multi-channel spectrum devices of the first embodiment and the second embodiment using the reflective liquid crystal element array 4, relatively good results are obtained in the gradation modulation method and the time modulation method.

(実施例3)
図10は、実施例3に係る多チャンネルスペクトラム光源装置の概略構成図である。本実施例は、図7に示した第2実施例における反射型液晶素子アレイ4の代わりに、マイクロミラーアレイ9を用いる。変調素子受光面を照射する光源光を矢印902および矢印903に沿って2次元的に選択する点では、マイクロミラーアレイ9であっても同様に適用できる。光学系については、図7に示した第2実施例に対して偏光分岐光学系2がなくなったのが異なるのみで、その他は同じであるので動作詳細説明は省略する。
(Example 3)
FIG. 10 is a schematic configuration diagram of a multi-channel spectrum light source apparatus according to the third embodiment. In this embodiment, a micromirror array 9 is used instead of the reflective liquid crystal element array 4 in the second embodiment shown in FIG. The micromirror array 9 can be similarly applied in that the light source light that irradiates the light receiving surface of the modulation element is selected two-dimensionally along the arrows 902 and 903. The optical system is the same as the second embodiment shown in FIG. 7 except that the polarization splitting optical system 2 is eliminated.

光量変調は時間変調方式を採用する。すなわち、ある出力チャンネルのある単位波長領域について光量変調を行う場合、出力チャンネルの単位波長領域に対応するマイクロミラーアレイ受光面901上の領域に存在する複数のマイクロミラーを一斉に駆動する。具体的には、出力光路側と廃棄光路側の2方向に対して交互に向け、所定の単位時間内における出力光路側に向けている時間の積分値と、廃棄光路側に向けている時間の積分値との比率を調整することで、短冊形開口像に対応する波長光の出力量を制御する。この方法によればマイクロミラーアレイ受光面901上の領域における光量減衰変調が一様になされ、出力チャンネル入射開口面上における光強度分布に波長差を生じにくくする。   For the light amount modulation, a time modulation method is adopted. That is, when light amount modulation is performed for a unit wavelength region of a certain output channel, a plurality of micromirrors existing in a region on the micromirror array light receiving surface 901 corresponding to the unit wavelength region of the output channel are driven at the same time. Specifically, it is alternately directed to the two directions of the output optical path side and the discard optical path side, and the integrated value of the time directed to the output optical path side within a predetermined unit time and the time directed to the discard optical path side By adjusting the ratio with the integral value, the output amount of the wavelength light corresponding to the rectangular aperture image is controlled. According to this method, the light amount attenuation modulation in the region on the light receiving surface 901 of the micromirror array is made uniform, and it is difficult to cause a wavelength difference in the light intensity distribution on the output channel entrance aperture surface.

この他面積変調方式により、出力光の光強度の調整を行うこともできる。面積変調方式の場合は、ある単位波長領域、チャンネルに含まれるマイクロミラーについて、出力光学系7の方向へ角度設定をする個数と廃棄光路側へ角度設定をする個数を変更することにより、出力される光強度を調整する。つまり、出力光学系7へ反射する反射光の割合をマイクロミラーの面積比率により変更する。ただし、マイクロミラーアレイ受光面901上の領域における光量減衰変調がより一様になされ、出力チャンネル入射開口面上における光強度分布波長差をより生じにくくする点においては、時間変調方式の方が好ましい。   In addition, the light intensity of the output light can be adjusted by the area modulation method. In the case of the area modulation method, micromirrors included in a certain unit wavelength region and channel are output by changing the number of angles set in the direction of the output optical system 7 and the number of angles set in the waste optical path side. Adjust the light intensity. That is, the ratio of the reflected light reflected to the output optical system 7 is changed according to the area ratio of the micromirror. However, the time modulation method is preferable in that the light amount attenuation modulation in the region on the micromirror array light receiving surface 901 is made more uniform, and the difference in wavelength of the light intensity distribution on the output channel incident aperture surface is less likely to occur. .

(実施例4)
図11は、実施例4に係る多チャンネルスペクトラム光源装置の概略構成図である。本実施例は、図7に示した第2実施例における反射型液晶素子アレイ4の代わりに、透過型液晶素子アレイ41を用いる。変調素子受光面を照射する光源光を2次元的に選択する点では、透過型液晶素子アレイ41であっても同様に適用できる。透過型液晶素子アレイ41は、複数の透過型液晶素子が2次元的に配列されているもので、それぞれの液晶素子は、制御部によりドライバ5を介して、透過光に与えるリターデーション量が独立的に変化するように制御される。光学系については、図7に示した第2実施例に対して偏光分岐光学系2がなくなったのが異なるのみで、その他は同じであるので動作詳細説明は省略する。
Example 4
FIG. 11 is a schematic configuration diagram of a multi-channel spectrum light source device according to the fourth embodiment. In this embodiment, a transmissive liquid crystal element array 41 is used instead of the reflective liquid crystal element array 4 in the second embodiment shown in FIG. The transmissive liquid crystal element array 41 can be similarly applied in that the light source light for irradiating the light receiving surface of the modulation element is selected two-dimensionally. The transmissive liquid crystal element array 41 includes a plurality of transmissive liquid crystal elements arranged two-dimensionally, and each liquid crystal element has an independent amount of retardation given to transmitted light via the driver 5 by the control unit. Controlled to change. The optical system is the same as the second embodiment shown in FIG. 7 except that the polarization splitting optical system 2 is eliminated.

透過型液晶素子アレイ41を用いる場合は、反射型液晶素子アレイ4を用いるときに併せて設置していた偏光分岐光学系2の代わりに、透過型液晶素子アレイ41の前後に第3偏光フィルタ414と第4偏光フィルタ415を設ける。均一化光学系8からの光源光は、第3偏光フィルタ414によって直線偏光化されてから透過型液晶素子アレイ41に入射する。透過型液晶素子アレイ41を透過し楕円偏向化された透過光は、第4偏光フィルタ415を通過できる直線偏光成分のみが波長分散系3の方向へ投射される。   When the transmissive liquid crystal element array 41 is used, the third polarizing filter 414 is provided before and after the transmissive liquid crystal element array 41 in place of the polarization branching optical system 2 that is installed when the reflective liquid crystal element array 4 is used. And a fourth polarizing filter 415 is provided. The light source light from the homogenizing optical system 8 is linearly polarized by the third polarizing filter 414 and then enters the transmissive liquid crystal element array 41. In the transmitted light that is transmitted through the transmissive liquid crystal element array 41 and is elliptically deflected, only the linearly polarized component that can pass through the fourth polarizing filter 415 is projected in the direction of the wavelength dispersion system 3.

ドライバ5は、制御部からの指示に応じて単位波長領域及び出力チャンネルに対応する領域に含まれる複数の透過型液晶素子を駆動する。具体的には、矢印412に沿う列方向が波長分散方向に対応し、さらに個々の領域が単位波長領域に対応する。また、波長分散方行に直交する方向である矢印413に沿う方向が出力させる出力チャンネルに対応する。図では、4×4のマトリックス状に領域が定められていることを示すが、例えば左の列から右の列まで順に矢印412方向に、中心波長がλ1、λ2、λ3、λ4である単位波長領域に対応し、上の行から下の行まで順に矢印413方向に、第1チャンネル701、第2チャンネル702、第3チャンネル703、第4チャンネル704が対応する。したがって、出力チャンネルごとに所望のスペクトラム光が出力するよう、ドライバ5は受光面411上における出力チャンネルに対応した複数領域に含まれる複数の透過型液晶素子を駆動する。なお、変調方式は、反射型液晶素子アレイ4の方式と同様である。   The driver 5 drives the plurality of transmissive liquid crystal elements included in the unit wavelength region and the region corresponding to the output channel in accordance with an instruction from the control unit. Specifically, the column direction along the arrow 412 corresponds to the wavelength dispersion direction, and each region corresponds to a unit wavelength region. A direction along arrow 413 that is a direction orthogonal to the chromatic dispersion direction corresponds to an output channel to be output. In the figure, it is shown that the area is defined in a 4 × 4 matrix, but for example, unit wavelengths whose center wavelengths are λ1, λ2, λ3, and λ4 in the direction of the arrow 412 in order from the left column to the right column. Corresponding to the region, the first channel 701, the second channel 702, the third channel 703, and the fourth channel 704 correspond in the direction of the arrow 413 in order from the upper row to the lower row. Therefore, the driver 5 drives a plurality of transmissive liquid crystal elements included in a plurality of regions corresponding to the output channels on the light receiving surface 411 so that desired spectrum light is output for each output channel. The modulation method is the same as that of the reflective liquid crystal element array 4.

以上のように構成される多チャンネルスペクトラム装置は、ひとつの装置で複数の独立した出力チャンネルを得ることができる。したがって、例えば1台の装置だけで例えば色度図上で微妙に異なる値を持つ色を同時に作り出し、目視によってその違いを確認することも簡単にできる。   The multi-channel spectrum apparatus configured as described above can obtain a plurality of independent output channels with one apparatus. Therefore, for example, it is possible to easily create colors having slightly different values on a chromaticity diagram, for example, using only one device, and to confirm the difference visually.

上記の各実施例においては、反射型液晶素子アレイ4、マイクロミラーアレイ9、透過型液晶素子アレイ41を4×4の領域に分割して説明した。例えば、この分割領域を明確に区切るマスクを受光面401、受光面901または受光面411上に設けても良い。このようなマスクを設けることにより、出力光学系7において、クロストークをさけることができる。マスクを設けるのではなく、分割領域間の素子に光源光を廃棄する不感帯を設定しても同様の効果が得られる。つまり、反射型液晶素子アレイ4、透過型液晶素子アレイ41は、分割領域の境界に、特定領域の偏光状態と同一の偏光状態にならない不感帯領域を設ける。マイクロミラーアレイ9であれば、分割領域の境界に、特定領域のマイクロミラー角度にならない不感帯領域を設ける。   In each of the above embodiments, the reflective liquid crystal element array 4, the micromirror array 9, and the transmissive liquid crystal element array 41 are divided into 4 × 4 regions. For example, a mask for clearly dividing the divided area may be provided on the light receiving surface 401, the light receiving surface 901, or the light receiving surface 411. By providing such a mask, crosstalk can be avoided in the output optical system 7. The same effect can be obtained even if a dead zone for discarding the light source light is set in the element between the divided regions instead of providing a mask. That is, in the reflective liquid crystal element array 4 and the transmissive liquid crystal element array 41, a dead zone region that does not have the same polarization state as the polarization state of the specific region is provided at the boundary of the divided regions. In the case of the micromirror array 9, a dead zone region that does not have the micromirror angle of the specific region is provided at the boundary between the divided regions.

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。   As mentioned above, although this invention was demonstrated using embodiment, the technical scope of this invention is not limited to the range as described in the said embodiment. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications or improvements can be added to the above-described embodiment. It is apparent from the scope of the claims that the embodiments added with such changes or improvements can be included in the technical scope of the present invention.

1 光源部、2 偏光分岐光学系、3 波長分散系、4 反射型液晶素子アレイ、5 ドライバ、6 出力正レンズ系、7 出力光学系、8 均一化光学系、9 マイクロミラーアレイ、41 透過型液晶素子アレイ、101 光源、102 熱線反射フィルタ、201 第1偏光フィルタ、202 偏光ビームスプリッタ、203 第2偏光フィルタ、204 トラップ、301 スリット、302 第1正レンズ系、303 第2正レンズ系、304 迷光遮断絞り、305 第3正レンズ系、306 回折格子、307 第4正レンズ系、401 受光面、402、403 矢印、411 受光面、412、413 矢印、414 第3偏光フィルタ、415 第4偏光フィルタ、701 第1チャンネル、702 第2チャンネル、703 第3チャンネル、704 第4チャンネル、801 ロッドガラス、802 照明光学系、901 受光面、902、903 矢印、1011 アーク、1012 凹面ミラー、1013 開口絞り、1014 光源正レンズ、1101 照射領域、1102 スリット、1103 スリット光、1104 回折格子、1105 第1反射光、1106 第2反射光、1107 第3反射光、1108 反射型液晶素子アレイ、1109 第1領域、1110 第2領域、1111 第3領域、1112 出力光、1113 出力光学系、1201 光源、1202 反射型液晶素子アレイ、1203 第1領域、1204 第2領域、1206 回折格子、1207 スリット、1210 光源光、1211 照射領域、1213、1214 白色反射光、1223、1224、1225 回折光、1233、1234、1235 回折光、8021 第1群光学系、8022 開口絞り、8023 第2群光学系 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Light source part, 2 Polarization splitting optical system, 3 Wavelength dispersion system, 4 Reflective type liquid crystal element array, 5 Driver, 6 Output positive lens system, 7 Output optical system, 8 Uniformation optical system, 9 Micro mirror array, 41 Transmission type Liquid crystal element array, 101 light source, 102 heat ray reflective filter, 201 first polarizing filter, 202 polarizing beam splitter, 203 second polarizing filter, 204 trap, 301 slit, 302 first positive lens system, 303 second positive lens system, 304 Stray light blocking diaphragm, 305 third positive lens system, 306 diffraction grating, 307 fourth positive lens system, 401 light receiving surface, 402, 403 arrow, 411 light receiving surface, 412, 413 arrow, 414 third polarizing filter, 415 fourth polarized light Filter, 701 1st channel, 702 2nd channel, 703 3rd channel 704, fourth channel, 801 rod glass, 802 illumination optical system, 901 light receiving surface, 902, 903 arrow, 1011 arc, 1012 concave mirror, 1013 aperture stop, 1014 light source positive lens, 1101 irradiation area, 1102 slit, 1103 slit light DESCRIPTION OF SYMBOLS 1104 Diffraction grating, 1105 First reflected light, 1106 Second reflected light, 1107 Third reflected light, 1108 Reflective liquid crystal element array, 1109 First region, 1110 Second region, 1111 Third region, 1112 Output light, 1113 Output optical system, 1201 light source, 1202 reflective liquid crystal element array, 1203 first region, 1204 second region, 1206 diffraction grating, 1207 slit, 1210 light source light, 1211 irradiation region, 1213, 1214 white reflected light, 1223, 1224 1225 diffracted light, 1233,1234,1235 diffracted light, 8021 first group optical system, 8022 aperture stop, 8023 second group optical system

Claims (20)

所定の波長領域に亘る光源光を発する光源と、
前記光源光の一部を通過させるスリットと、
前記光源光を波長分散させる波長分散素子と、
前記光源光が照射される平面領域において、波長分散方向に対応する方向とこれに直交する方向に沿って2次元的に分割された複数の分割領域から選択された一つ以上の特定領域が、他の領域と異なるように、前記光源光を反射または透過させる変調素子と、
前記変調素子の前記特定領域を制御することにより、前記直交する方向に対応した複数の出力領域にそれぞれ前記光源光を導く制御部と
を備える多チャンネルスペクトラム光源装置。
A light source that emits light source light over a predetermined wavelength region;
A slit that allows a portion of the light source light to pass through;
A wavelength dispersion element for wavelength-dispersing the light source light;
In the planar region irradiated with the light source light, one or more specific regions selected from a plurality of divided regions that are two-dimensionally divided along a direction corresponding to the wavelength dispersion direction and a direction perpendicular thereto. A modulation element that reflects or transmits the light source light differently from other regions;
A multi-channel spectrum light source device comprising: a control unit that guides the light source light to a plurality of output regions corresponding to the orthogonal directions by controlling the specific region of the modulation element.
前記変調素子は、前記特定領域の偏光状態が、他の領域の偏光状態と異なるように前記光源光に変調作用を与えて反射する反射型液晶素子アレイであって、
前記反射型液晶素子アレイで反射された前記光源光のうち、所定方向の偏光成分を反射し、他の方向の偏光成分を透過する偏光ビームスプリッタ
を更に備える請求項1に記載の多チャンネルスペクトラム光源装置。
The modulation element is a reflective liquid crystal element array that reflects and modulates the light source light so that the polarization state of the specific region is different from the polarization state of other regions,
2. The multi-channel spectrum light source according to claim 1, further comprising a polarization beam splitter that reflects a polarization component in a predetermined direction and transmits a polarization component in another direction out of the light source light reflected by the reflective liquid crystal element array. apparatus.
前記制御部は、出力光の強度を調整する場合には、前記特定領域において単位時間当たりの前記変調作用を与える割合と与えない場合の割合を調整することにより制御する請求項2に記載の多チャンネルスペクトラム光源装置。   The control unit according to claim 2, wherein when the intensity of the output light is adjusted, the control unit performs control by adjusting a ratio of applying the modulation action per unit time in the specific region and a ratio of not giving the modulation action. Channel spectrum light source device. 前記波長分散素子によって波長分散される分散方向に直交する方向に対応して配置されるように、前記偏光ビームスプリッタの反射側よりも後段に複数設けられる出力光伝送デバイスを備える請求項2または3に記載の多チャンネルスペクトラム光源装置。   The output optical transmission device provided with two or more back | latter stages rather than the reflective side of the said polarization beam splitter so that it may arrange | position corresponding to the direction orthogonal to the dispersion direction wavelength-dispersed by the said wavelength dispersion element. A multi-channel spectrum light source device according to claim 1. 前記光源で発せられた前記光源光が、前記スリット及び前記偏光ビームスプリッタを通過し、前記波長分散素子で波長分散され、前記反射型液晶素子アレイで反射した後に、再び波長分散素子を経由して前記偏光ビームスプリッタに到達し、さらに前記偏光ビームスプリッタで反射した前記光源光が前記出力光伝送デバイスのいずれかに入射するように、前記光源光、前記スリット、前記波長分散素子、前記反射型液晶素子アレイ、前記偏光ビームスプリッタ及び前記出力光伝送デバイスが配置される請求項4に記載の多チャンネルスペクトラム光源装置。   The light source light emitted from the light source passes through the slit and the polarization beam splitter, is wavelength-dispersed by the wavelength dispersion element, is reflected by the reflective liquid crystal element array, and then passes again through the wavelength dispersion element. The light source light, the slit, the wavelength dispersion element, and the reflective liquid crystal so that the light source light that has reached the polarization beam splitter and reflected by the polarization beam splitter is incident on any of the output light transmission devices. The multi-channel spectrum light source apparatus according to claim 4, wherein an element array, the polarization beam splitter, and the output light transmission device are arranged. 前記スリットと前記偏光ビームスプリッタの間に、前記光源光のうち所定方向の直線偏光成分のみを透過する第1偏光フィルタを備える請求項5に記載の多チャンネルスペクトラム光源装置。   The multi-channel spectrum light source device according to claim 5, further comprising a first polarizing filter that transmits only a linearly polarized light component in a predetermined direction of the light source light between the slit and the polarizing beam splitter. 前記偏光ビームスプリッタと前記出力光伝送デバイスの間に、前記光源光のうち所定方向の直線偏光成分のみを透過する第2偏光フィルタを備える請求項5または6に記載の多チャンネルスペクトラム光源装置。   7. The multi-channel spectrum light source device according to claim 5, further comprising a second polarizing filter that transmits only a linearly polarized light component in a predetermined direction of the light source light between the polarization beam splitter and the output light transmission device. 前記光源で発せられた前記光源光が、前記偏光ビームスプリッタを通過し、前記反射型液晶素子アレイで反射した後に、再び前記偏光ビームスプリッタに到達し、さらに前記偏光ビームスプリッタで反射した前記光源光が前記波長分散素子で波長分散され、波長分散された前記光源光の一部が前記スリットを通過して前記出力光伝送デバイスのいずれかに入射するように、前記光源光、前記スリット、前記波長分散素子、前記反射型液晶素子アレイ、前記偏光ビームスプリッタ及び前記出力光伝送デバイスが配置される請求項4に記載の多チャンネルスペクトラム光源装置。   The light source light emitted from the light source passes through the polarization beam splitter, is reflected by the reflective liquid crystal element array, reaches the polarization beam splitter again, and is further reflected by the polarization beam splitter. Is wavelength-dispersed by the wavelength-dispersing element, and the light source light, the slit, and the wavelength so that a part of the wavelength-distributed light source light passes through the slit and enters one of the output light transmission devices. The multi-channel spectrum light source apparatus according to claim 4, wherein a dispersion element, the reflective liquid crystal element array, the polarization beam splitter, and the output light transmission device are arranged. 前記光源と前記偏光ビームスプリッタの間に、前記光源光のうち所定方向の直線偏光成分のみを透過する第1偏光フィルタを備える請求項8に記載の多チャンネルスペクトラム光源装置。   The multi-channel spectrum light source device according to claim 8, further comprising a first polarizing filter that transmits only a linearly polarized light component in a predetermined direction of the light source light between the light source and the polarization beam splitter. 前記偏光ビームスプリッタと前記波長分散素子の間に、前記光源光のうち所定方向の直線偏光成分のみを透過する第2偏光フィルタを備える請求項8または9に記載の多チャンネルスペクトラム光源装置。   The multi-channel spectrum light source device according to claim 8 or 9, further comprising a second polarizing filter that transmits only a linearly polarized light component in a predetermined direction of the light source light between the polarizing beam splitter and the wavelength dispersion element. 前記反射型液晶素子アレイの受光面近傍に、前記複数の分割領域を互いに区切るマスクを備える請求項2から10のいずれか1項に記載の多チャンネルスペクトラム光源装置。   11. The multichannel spectrum light source device according to claim 2, further comprising a mask that divides the plurality of divided regions from each other in the vicinity of a light receiving surface of the reflective liquid crystal element array. 前記反射型液晶素子アレイは、前記複数の分割領域の境界に、前記特定領域の偏光状態と同一の偏光状態にならない不感帯領域を備える請求項2から11のいずれか1項に記載の多チャンネルスペクトラム光源装置。   The multi-channel spectrum according to any one of claims 2 to 11, wherein the reflective liquid crystal element array includes a dead zone region that does not have the same polarization state as the polarization state of the specific region at a boundary of the plurality of divided regions. Light source device. 前記変調素子は前記特定領域のマイクロミラー角度が、他の領域のマイクロミラー角度と異なるように設定されるマイクロミラーアレイである請求項1に記載の多チャンネルスペクトラム光源装置。   2. The multi-channel spectrum light source device according to claim 1, wherein the modulation element is a micromirror array that is set so that a micromirror angle of the specific region is different from a micromirror angle of another region. 前記制御部は、出力光の強度を調整する場合には、前記特定領域において、前記他の領域のマイクロミラー角度と同じ角度に設定する単位時間当たりの割合を調整することにより制御する請求項13に記載の多チャンネルスペクトラム光源装置。   The said control part, when adjusting the intensity | strength of output light, controls by adjusting the ratio per unit time set to the same angle as the micromirror angle of said other area | region in the said specific area | region. A multi-channel spectrum light source device according to claim 1. 前記マイクロミラーアレイの受光面近傍に、前記複数の分割領域を互いに区切るマスクを備える請求項13または14に記載の多チャンネルスペクトラム光源装置。   The multi-channel spectrum light source device according to claim 13 or 14, further comprising a mask that divides the plurality of divided regions from each other in the vicinity of a light receiving surface of the micromirror array. 前記マイクロミラーアレイは、前記複数の分割領域の境界に、前記特定領域のマイクロミラー角度にならない不感帯領域を備える請求項13から15のいずれか1項に記載の多チャンネルスペクトラム光源装置。   The multichannel spectrum light source device according to any one of claims 13 to 15, wherein the micromirror array includes a dead zone region that does not have a micromirror angle of the specific region at a boundary between the plurality of divided regions. 前記変調素子は、前記特定領域の偏光状態が、他の領域の偏光状態と異なるように前記光源光に変調作用を与えて透過する透過型液晶素子アレイである請求項1に記載の多チャンネルスペクトラム光源装置。   2. The multi-channel spectrum according to claim 1, wherein the modulation element is a transmissive liquid crystal element array that transmits the light source light with a modulation action so that a polarization state of the specific region is different from a polarization state of another region. Light source device. 前記制御部は、出力光の強度を調整する場合には、前記特定領域において単位時間当たりの前記変調作用を与える割合と与えない場合の割合を調整することにより制御する請求項17に記載の多チャンネルスペクトラム光源装置。   The control unit according to claim 17, wherein when the intensity of the output light is adjusted, the control is performed by adjusting a rate at which the modulation action per unit time is given and a rate at which the modulation effect is not given in the specific region. Channel spectrum light source device. 前記透過型液晶素子アレイの受光面近傍に、前記複数の分割領域を互いに区切るマスクを備える請求項17または18に記載の多チャンネルスペクトラム光源装置。   The multi-channel spectrum light source device according to claim 17 or 18, further comprising a mask that divides the plurality of divided regions from each other in the vicinity of a light receiving surface of the transmissive liquid crystal element array. 前記透過型液晶素子アレイは、前記複数の分割領域の境界に、前記特定領域の偏光状態と同一の偏光状態にならない不感帯領域を備える請求項17から19のいずれか1項に記載の多チャンネルスペクトラム光源装置。   The multi-channel spectrum according to any one of claims 17 to 19, wherein the transmissive liquid crystal element array includes a dead band region that does not have the same polarization state as the polarization state of the specific region at a boundary between the plurality of divided regions. Light source device.
JP2009198681A 2009-08-28 2009-08-28 Multi-channel spectrum light source device Active JP5493599B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009198681A JP5493599B2 (en) 2009-08-28 2009-08-28 Multi-channel spectrum light source device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009198681A JP5493599B2 (en) 2009-08-28 2009-08-28 Multi-channel spectrum light source device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2011048285A true JP2011048285A (en) 2011-03-10
JP5493599B2 JP5493599B2 (en) 2014-05-14

Family

ID=43834643

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009198681A Active JP5493599B2 (en) 2009-08-28 2009-08-28 Multi-channel spectrum light source device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5493599B2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112639447A (en) * 2018-08-27 2021-04-09 西铁城时计株式会社 Photodetection module and photodetection device

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03150528A (en) * 1989-11-08 1991-06-26 Fuji Photo Film Co Ltd Device for generating light having optional spectral distribution
JPH05224156A (en) * 1992-02-14 1993-09-03 Matsushita Electric Ind Co Ltd Optical filter
JP2000267062A (en) * 1999-03-15 2000-09-29 Hiihaisuto Seiko Kk Wide band transmittance variable filter
JP2006184234A (en) * 2004-12-28 2006-07-13 Nikon Corp Light source device and lighting system
JP2007093289A (en) * 2005-09-27 2007-04-12 Atago:Kk Polarization state measuring apparatus, circular dichroism measuring apparatus, and its method
JP2007510957A (en) * 2003-11-12 2007-04-26 エンガナ ピーティーワイ リミテッド Wavelength manipulation system and method
JP2009122492A (en) * 2007-11-16 2009-06-04 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Optical channel monitor and wavelength selection type optical switch
JP2011048282A (en) * 2009-08-28 2011-03-10 Nikon Corp Spectrum light source device

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03150528A (en) * 1989-11-08 1991-06-26 Fuji Photo Film Co Ltd Device for generating light having optional spectral distribution
JPH05224156A (en) * 1992-02-14 1993-09-03 Matsushita Electric Ind Co Ltd Optical filter
JP2000267062A (en) * 1999-03-15 2000-09-29 Hiihaisuto Seiko Kk Wide band transmittance variable filter
JP2007510957A (en) * 2003-11-12 2007-04-26 エンガナ ピーティーワイ リミテッド Wavelength manipulation system and method
JP2006184234A (en) * 2004-12-28 2006-07-13 Nikon Corp Light source device and lighting system
JP2007093289A (en) * 2005-09-27 2007-04-12 Atago:Kk Polarization state measuring apparatus, circular dichroism measuring apparatus, and its method
JP2009122492A (en) * 2007-11-16 2009-06-04 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Optical channel monitor and wavelength selection type optical switch
JP2011048282A (en) * 2009-08-28 2011-03-10 Nikon Corp Spectrum light source device

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112639447A (en) * 2018-08-27 2021-04-09 西铁城时计株式会社 Photodetection module and photodetection device
CN112639447B (en) * 2018-08-27 2023-10-13 西铁城时计株式会社 Light detection module and light detection device

Also Published As

Publication number Publication date
JP5493599B2 (en) 2014-05-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6479946B2 (en) Light source system and associated projection system
CN102650814B (en) Light source system and projection device
KR20200097289A (en) Image projector
CN109557752B (en) Light source system and projection device
US10203592B2 (en) Image projection apparatus
CN207457687U (en) Light-source system and projector equipment
US8503084B2 (en) Optical arrangement and method for controlling and influencing a light ray
US10136113B2 (en) Projection image display apparatus for reducing unnecessary light in the projected image
WO2018214289A1 (en) Light source system and display device
EP2017669A2 (en) Illumination device, projection video display device, and fly-eye lens
KR20120048018A (en) Dual total internal reflection polarizing beamsplitter
JP6856022B2 (en) Lighting device
JP5493599B2 (en) Multi-channel spectrum light source device
JP6107619B2 (en) Light source device and projection device
JP6673109B2 (en) Projection type image display device
US10746931B2 (en) Light source device and projector
JP2011048282A (en) Spectrum light source device
KR100302031B1 (en) Color display device
JP2015102866A (en) Light source device and projection device
JP6232975B2 (en) Light source device and projection device
JP2009533700A (en) Imaging device having a plurality of shutter elements
KR101916788B1 (en) Colour Synthesizing Apparatus
RU2601386C2 (en) Spectrometer, having spatial light modulator
CN114527622A (en) Light splitting element and projection device
JP5583515B2 (en) Laser microscope illumination device and laser microscope

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20120822

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20130326

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20131203

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20140120

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20140204

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20140217

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5493599

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250