JP2528371B2 - 多波長ビ―ムスプリッタ装置 - Google Patents
多波長ビ―ムスプリッタ装置Info
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- JP2528371B2 JP2528371B2 JP1342437A JP34243789A JP2528371B2 JP 2528371 B2 JP2528371 B2 JP 2528371B2 JP 1342437 A JP1342437 A JP 1342437A JP 34243789 A JP34243789 A JP 34243789A JP 2528371 B2 JP2528371 B2 JP 2528371B2
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- G02B27/145—Beam splitting or combining systems operating by reflection only having sequential partially reflecting surfaces
Description
【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、入射ビーム光を複数の出射ビーム光に分割
するビームスプリッタ装置に関し、特に入射白色ビーム
光を色要素別に複数の出射ビーム光に分割するビームス
プリッタ装置に関する。
するビームスプリッタ装置に関し、特に入射白色ビーム
光を色要素別に複数の出射ビーム光に分割するビームス
プリッタ装置に関する。
(従来の技術) 従来、光波長分波器として特公昭56−40321号に示さ
れるものが知られている。この光波長分波器は、ガラス
のバルクの両面に面方向に分離した誘電体干渉膜を形成
し、ガラスのバルクに入射した多重化された波長帯のう
ちから誘電体干渉膜により波長選択的に取り出すもので
ある。
れるものが知られている。この光波長分波器は、ガラス
のバルクの両面に面方向に分離した誘電体干渉膜を形成
し、ガラスのバルクに入射した多重化された波長帯のう
ちから誘電体干渉膜により波長選択的に取り出すもので
ある。
また、入射ビーム光を複数の平行なビーム光として取
り出すビーム分割装置として、特開昭52−122135号に示
されるものが知られている。このビーム分割器は、ガラ
ス体の対向する両面の一方に、高い内部反射を有する被
覆を形成するとともに、他方に一部反射用の被覆を形成
したものである。
り出すビーム分割装置として、特開昭52−122135号に示
されるものが知られている。このビーム分割器は、ガラ
ス体の対向する両面の一方に、高い内部反射を有する被
覆を形成するとともに、他方に一部反射用の被覆を形成
したものである。
そして、前記光波長分波器により分波された各色のビ
ーム光を夫々上述したビーム分割装置に入射することに
より、色要素別に夫々複数のビーム光を得ることが出来
る。
ーム光を夫々上述したビーム分割装置に入射することに
より、色要素別に夫々複数のビーム光を得ることが出来
る。
(発明が解決しようとする課題) しかしながら、上記従来の技術によれば、光波長分波
器から出射される色要素の異なるビーム光毎に夫々ビー
ム分割装置を設ける必要があり、従って光波長分波器と
複数のビーム分割装置とのアオリ機構等の位置合わせの
機構を必要とし、また装置も大型化するという不具合が
あった。
器から出射される色要素の異なるビーム光毎に夫々ビー
ム分割装置を設ける必要があり、従って光波長分波器と
複数のビーム分割装置とのアオリ機構等の位置合わせの
機構を必要とし、また装置も大型化するという不具合が
あった。
そこで本発明の目的は、位置合わせ機構を不要化する
ことが出来るとともに、装置の小型化を達成出来る多波
長ビームスプリッタ装置を提供するにある。
ことが出来るとともに、装置の小型化を達成出来る多波
長ビームスプリッタ装置を提供するにある。
(課題を解決するための手段) 上記目的を達成すべく、本発明の多波長ビームスプリ
ッタ装置は、実質的に平行な2の表面を有する第1の透
光性基板と第2の透光性基板及び第1透光性基板の第1
の面と第2透光性基板の第1の面を接合する接着部を備
え、第1透光性基板が、第2の面に、所定の入射角を有
する外光を入射させる入射領域と、第1透光性基板内部
に光を反射する第1の全反射領域を有し、接着部が、入
射もしくは反射して第1透光性基板を透過してくる光を
受光してその所定の色要素を透過し他の色成分を第1全
反射領域に向けて反射する帯域透過領域を2以上備え、
第2透光性基板が、第2の面に、接着部を透過してきた
光の一部を透過し他を第2の透光性基板内に反射する半
透過領域を有し、接着部がさらに、半透過領域から反射
してくる光を半透過領域に向けて反射する全反射領域で
あって前記2以上の帯域透過領域と交互に形成された第
2の全反射領域を有することを特徴とする。
ッタ装置は、実質的に平行な2の表面を有する第1の透
光性基板と第2の透光性基板及び第1透光性基板の第1
の面と第2透光性基板の第1の面を接合する接着部を備
え、第1透光性基板が、第2の面に、所定の入射角を有
する外光を入射させる入射領域と、第1透光性基板内部
に光を反射する第1の全反射領域を有し、接着部が、入
射もしくは反射して第1透光性基板を透過してくる光を
受光してその所定の色要素を透過し他の色成分を第1全
反射領域に向けて反射する帯域透過領域を2以上備え、
第2透光性基板が、第2の面に、接着部を透過してきた
光の一部を透過し他を第2の透光性基板内に反射する半
透過領域を有し、接着部がさらに、半透過領域から反射
してくる光を半透過領域に向けて反射する全反射領域で
あって前記2以上の帯域透過領域と交互に形成された第
2の全反射領域を有することを特徴とする。
また本発明の多波長ビームスプリッタ装置は、第2透
過性基板第2面の半透過領域のそれぞれが、反射防止膜
により所定数の領域に仕切られており、その仕切られた
半透過領域が反射光を第2全反射領域との間で所定回数
だけ往復させる長さを有し、反射防止膜がその所定回数
分の反射光を透過させるものであってよい。
過性基板第2面の半透過領域のそれぞれが、反射防止膜
により所定数の領域に仕切られており、その仕切られた
半透過領域が反射光を第2全反射領域との間で所定回数
だけ往復させる長さを有し、反射防止膜がその所定回数
分の反射光を透過させるものであってよい。
さらに、本発明の多波長ビームスプリッタ装置は、接
着部の帯域透過領域が、赤色を透過するダイクロイック
膜からなる領域と緑色を透過するダイクロイック膜から
なる領域を含むものであってよい。
着部の帯域透過領域が、赤色を透過するダイクロイック
膜からなる領域と緑色を透過するダイクロイック膜から
なる領域を含むものであってよい。
(作用) 第1の透光性基板の入射領域に複数の色要素を含む、
例えば白色レーザビームなどのビーム光を入射させる
と、接着部の帯域透過領域で第1の色要素光が透過し
て、残りの色要素光が反射し、第1の透光性基板の第1
全反射領域で再び反射して次の帯域透過領域に入射し、
第2の色要素光が透過する。さらに色要素毎に分割され
たそれぞれのビーム光は接着部の帯域透過領域を透過し
て第2透光性基板に入射して、半透過領域で一部が1本
のビーム光として出射し、残りが第2反射領域を繰り返
すことにより、複数の波長のビームを波長毎にそれぞれ
複数本生成することが出来る。
例えば白色レーザビームなどのビーム光を入射させる
と、接着部の帯域透過領域で第1の色要素光が透過し
て、残りの色要素光が反射し、第1の透光性基板の第1
全反射領域で再び反射して次の帯域透過領域に入射し、
第2の色要素光が透過する。さらに色要素毎に分割され
たそれぞれのビーム光は接着部の帯域透過領域を透過し
て第2透光性基板に入射して、半透過領域で一部が1本
のビーム光として出射し、残りが第2反射領域を繰り返
すことにより、複数の波長のビームを波長毎にそれぞれ
複数本生成することが出来る。
また、第2透光性基板第2面の半透過領域が反射防止
膜により所定数の領域に仕切られたことを特徴とするも
のは、色要素毎の不用ビーム光が第2透光性基板や第1
透光性基板に反射して戻ることなく外部に放射するた
め、別の色要素のビーム光と混色を起こすことがない。
膜により所定数の領域に仕切られたことを特徴とするも
のは、色要素毎の不用ビーム光が第2透光性基板や第1
透光性基板に反射して戻ることなく外部に放射するた
め、別の色要素のビーム光と混色を起こすことがない。
さらに、接着部の帯域透過領域が、赤色を透過するダ
イクロイック膜からなる領域と緑色を透過するダイクロ
イック膜からなる領域を含む場合には、生成するビーム
光に赤色、青色、緑色の三原色を含ませるようにするこ
とが可能である。
イクロイック膜からなる領域と緑色を透過するダイクロ
イック膜からなる領域を含む場合には、生成するビーム
光に赤色、青色、緑色の三原色を含ませるようにするこ
とが可能である。
(実施例) 以下に本発明の実施例を添付図面に基づいて説明す
る。
る。
第1図は、本発明に係わる多波長ビームスプリッタ装
置の断面図、第2図は接着部の要部拡大断面図である。
置の断面図、第2図は接着部の要部拡大断面図である。
本実施例の多波長ビームスプリッタ装置1は、第1透
光性基板2と第2透光性基板3とを接着部60を介して接
着して構成される。前記第1透光性基板2及び第2透光
性基板3は共に光学ガラスからなり、本実施例ではBSC
−7(HOYA株式会社製)を使用した。そして第1透光性
基板2の一方の主表面である入射面2A及び他方の主表面
である接着面2Bは共に光学研磨されている。また第2透
光性基板3の一方の主表面である接着面3B及び他方の主
表面である出射面3Aも共に光学研磨されている。
光性基板2と第2透光性基板3とを接着部60を介して接
着して構成される。前記第1透光性基板2及び第2透光
性基板3は共に光学ガラスからなり、本実施例ではBSC
−7(HOYA株式会社製)を使用した。そして第1透光性
基板2の一方の主表面である入射面2A及び他方の主表面
である接着面2Bは共に光学研磨されている。また第2透
光性基板3の一方の主表面である接着面3B及び他方の主
表面である出射面3Aも共に光学研磨されている。
前記第1透光性基板2の入射面2Aには、端部に位置す
る入射領域21と、この入射領域21に隣接して略中央部に
位置する第1全反射領域22とが形成される。前記入射領
域21には反射防止膜24が蒸着され、本実施例ではこの反
射防止膜24はMgF2を膜厚λ/4で真空蒸着して構成され
る。前記第1全反射領域22には全反射膜25が蒸着され
る。この全反射膜25はAlの金属層とMgF2の誘電体層から
なり、耐候性を向上させるためにSiO2層のオーバーコー
トが施されている。
る入射領域21と、この入射領域21に隣接して略中央部に
位置する第1全反射領域22とが形成される。前記入射領
域21には反射防止膜24が蒸着され、本実施例ではこの反
射防止膜24はMgF2を膜厚λ/4で真空蒸着して構成され
る。前記第1全反射領域22には全反射膜25が蒸着され
る。この全反射膜25はAlの金属層とMgF2の誘電体層から
なり、耐候性を向上させるためにSiO2層のオーバーコー
トが施されている。
前記第2透光性基板3の接着面3Bには帯域透過領域4
5,47,49と第2全反射領域46,48,50とを面方向に交互に
形成する。即ち、先ず帯域透過領域45には色の3原色の
内、赤色を透過するダイクロイック膜51を形成する。こ
のダイクロイック膜51は、19層からなり、第2透光性基
板3の接着面3B上に膜厚λ/8のTiO2層−同λ/4のSiO2層
−同λ/4のTiO2層−同λ/4のSiO2層−同λ/4のTiO2層−
同λ/4のSiO2層−同λ/4のTiO2層−同λ/4のSiO2層−同
λ/4のTiO2層−同λ/4のMgF2層−同λ/4のTiO2層−同λ
/4のSiO2層−同λ/4のTiO2層−同λ/4のSiO2層−同λ/4
のTiO2層−同λ/4のSiO2層−同λ/4のTiO2層−同λ/4の
SiO2層−同λ/8のTiO2層の順で蒸着して構成される。
尚、ここでλ=490nmである。
5,47,49と第2全反射領域46,48,50とを面方向に交互に
形成する。即ち、先ず帯域透過領域45には色の3原色の
内、赤色を透過するダイクロイック膜51を形成する。こ
のダイクロイック膜51は、19層からなり、第2透光性基
板3の接着面3B上に膜厚λ/8のTiO2層−同λ/4のSiO2層
−同λ/4のTiO2層−同λ/4のSiO2層−同λ/4のTiO2層−
同λ/4のSiO2層−同λ/4のTiO2層−同λ/4のSiO2層−同
λ/4のTiO2層−同λ/4のMgF2層−同λ/4のTiO2層−同λ
/4のSiO2層−同λ/4のTiO2層−同λ/4のSiO2層−同λ/4
のTiO2層−同λ/4のSiO2層−同λ/4のTiO2層−同λ/4の
SiO2層−同λ/8のTiO2層の順で蒸着して構成される。
尚、ここでλ=490nmである。
前記帯域透過領域45に隣接する第2全反射領域46に
は、全反射膜52を蒸着する。この全反射膜52は全反射膜
25と同様に、金属層であるAl層と、誘電体層であるMgF2
層とから構成され、オーバーコートは省略されている。
は、全反射膜52を蒸着する。この全反射膜52は全反射膜
25と同様に、金属層であるAl層と、誘電体層であるMgF2
層とから構成され、オーバーコートは省略されている。
また前記第2全反射領域46には帯域透過領域47が隣接
し、この帯域透過領域47には3原色の内、緑色を透過す
るダイクロイック膜53を形成する。このダイクロイック
膜53はダイクロック膜51と同様に構成され、膜厚は、λ
=400nmについてのものである。
し、この帯域透過領域47には3原色の内、緑色を透過す
るダイクロイック膜53を形成する。このダイクロイック
膜53はダイクロック膜51と同様に構成され、膜厚は、λ
=400nmについてのものである。
前記帯域透過領域47に隣接する第2全反射領域48には
全反射膜54が蒸着され、この全反射膜54は全反射膜52と
実質的に同一のものが使用される。
全反射膜54が蒸着され、この全反射膜54は全反射膜52と
実質的に同一のものが使用される。
前記第2全反射領域48に隣接する帯域透過領域49には
無コート部分55が形成される。そしてこの帯域透過領域
49に隣接して第2全反射領域50が形成される。この第2
全反射領域50は本実施例では全反射膜52と実質的に同一
の全反射膜56が用いられる。
無コート部分55が形成される。そしてこの帯域透過領域
49に隣接して第2全反射領域50が形成される。この第2
全反射領域50は本実施例では全反射膜52と実質的に同一
の全反射膜56が用いられる。
全反射領域52,54,56は同一の全反射膜なので、蒸着マ
スクを工夫することにより同時蒸着も可能である。
スクを工夫することにより同時蒸着も可能である。
前記第2透光性基板3の出射面3Aには半透過領域31,3
3,35と反射防止領域32,34,36とが面方向に交互に形成さ
れる。半透過領域31は、第2透光性基板3の射出面3Aに
半透過膜37を蒸着してなる。この半透過膜37は、7層か
らなり、基板3側から順にTiO2層−SiO2層−TiO2層−Si
O2層−TiO2層−MgF2層−ZrO2層を蒸着して構成され、各
層の厚さはλ/4(λ=636nm)に形成される。この半透
過膜37によれば、636nmで85%反射(P偏光)を得るこ
とが出来る。
3,35と反射防止領域32,34,36とが面方向に交互に形成さ
れる。半透過領域31は、第2透光性基板3の射出面3Aに
半透過膜37を蒸着してなる。この半透過膜37は、7層か
らなり、基板3側から順にTiO2層−SiO2層−TiO2層−Si
O2層−TiO2層−MgF2層−ZrO2層を蒸着して構成され、各
層の厚さはλ/4(λ=636nm)に形成される。この半透
過膜37によれば、636nmで85%反射(P偏光)を得るこ
とが出来る。
前記半透過膜37に隣接する反射防止領域32には反射防
止膜38が蒸着され、この反射防止膜38は反射防止膜24と
実質的に同一のものが使用される。そして前記反射防止
領域32に隣接する半透過領域33には、第2透光性基板3
の出射面3Aに半透過膜39が蒸着される。この半透過膜39
は7層からなり、基板3側から順にTiO2層−SiO2層−Ti
O2層−SiO2層−TiO2層−SiO2層−ZrO2層を蒸着して構成
され、各層の厚さはλ/4(λ=535nm)に形成される。
この半透過膜39によれば、535nmで85%反射(P偏光)
を得ることが出来る。前記半透過領域33に隣接する反射
防止領域34には、反射防止膜38と同一の反射防止膜40が
蒸着される。そして前記反射防止領域34に隣接する半透
過領域35には第2透光性基板3の射出面3Aに半透過膜41
が蒸着される。この半透過膜41は7層からなり、基板3
側から順にTiO2層−SiO2層−TiO2層−SiO2層−ZrO2層−
SiO2層−ZrO2層を蒸着して構成され、各層の厚さはλ/4
(λ=442nm)に形成される。この半透過膜41によれ
ば、442nmで81%反射(P偏光)を得ることが出来る。
止膜38が蒸着され、この反射防止膜38は反射防止膜24と
実質的に同一のものが使用される。そして前記反射防止
領域32に隣接する半透過領域33には、第2透光性基板3
の出射面3Aに半透過膜39が蒸着される。この半透過膜39
は7層からなり、基板3側から順にTiO2層−SiO2層−Ti
O2層−SiO2層−TiO2層−SiO2層−ZrO2層を蒸着して構成
され、各層の厚さはλ/4(λ=535nm)に形成される。
この半透過膜39によれば、535nmで85%反射(P偏光)
を得ることが出来る。前記半透過領域33に隣接する反射
防止領域34には、反射防止膜38と同一の反射防止膜40が
蒸着される。そして前記反射防止領域34に隣接する半透
過領域35には第2透光性基板3の射出面3Aに半透過膜41
が蒸着される。この半透過膜41は7層からなり、基板3
側から順にTiO2層−SiO2層−TiO2層−SiO2層−ZrO2層−
SiO2層−ZrO2層を蒸着して構成され、各層の厚さはλ/4
(λ=442nm)に形成される。この半透過膜41によれ
ば、442nmで81%反射(P偏光)を得ることが出来る。
前記反射防止領域35に隣接する反射防止領域36には、
反射防止膜42が蒸着され、この反射防止膜42は反射防止
膜40と実質的に同一のものが使用される。
反射防止膜42が蒸着され、この反射防止膜42は反射防止
膜40と実質的に同一のものが使用される。
反射防止領域32,34,36は、反射防止領域21に施した反
射防止膜24と同一の膜なので、蒸着工程の簡略化を目的
とし、蒸着マスク等の工夫をすることによって反射防止
領域32,34,36,21を同一ロットで処理することも可能で
ある。
射防止膜24と同一の膜なので、蒸着工程の簡略化を目的
とし、蒸着マスク等の工夫をすることによって反射防止
領域32,34,36,21を同一ロットで処理することも可能で
ある。
以上の第1透光性基板2と第2透光性基板3とを接着
するには、夫々の接着面2B,3B間を平行に対向させ、こ
れらの接着面2B,3B間に透明な有機樹脂接着材(商品名
スリーボンドMC3041)を充填して接着させる。この有機
樹脂接着層6は、第1及び第2透光性基板2,3とほぼ等
しい屈折率を有する。以上の如く接着部60が構成され
る。従って接着面2B,3Bには反射防止膜を形成する必要
がなく、また帯域透過領域49にも反射防止膜を形成しな
くても同作用のため反射光が発生しない。更に全反射膜
52,54,56は密封されるため、耐候性のオーバーコートを
省略することが出来る。
するには、夫々の接着面2B,3B間を平行に対向させ、こ
れらの接着面2B,3B間に透明な有機樹脂接着材(商品名
スリーボンドMC3041)を充填して接着させる。この有機
樹脂接着層6は、第1及び第2透光性基板2,3とほぼ等
しい屈折率を有する。以上の如く接着部60が構成され
る。従って接着面2B,3Bには反射防止膜を形成する必要
がなく、また帯域透過領域49にも反射防止膜を形成しな
くても同作用のため反射光が発生しない。更に全反射膜
52,54,56は密封されるため、耐候性のオーバーコートを
省略することが出来る。
以上の如く構成される多波長ビームスプリッタ装置1
によれば、先ず入射領域21に入射角30゜で入射された白
色レーザビーム光Iは、反射防止膜24及び第1透光性基
板2を透過し、接着部60内の帯域透過領域45のダイクロ
イック膜51に入射する。このダイクロイック膜51により
白色レーザビーム光Iの内、赤色光ビームRが色分解さ
れて透過する。即ち、ダイクロイック膜51により白色レ
ーザビーム光Iに含まれる570nm以上の光は透過し、550
nm以下の光は反射する。そして赤色光ビームRは中心波
長636nm帯の半透過膜37により約20%が透過されて第1
赤色出射ビーム光r1を出射する。また、半透明膜37で約
80%反射された赤色光ビームRは全反射膜52と半透過膜
37との間で反射を繰り返しながら第1赤色出射ビーム光
r1と互いに平行な第2〜第5赤色出射ビーム光r2〜r5を
出射する。尚、ここで残りの不用光r6は、次の緑色光ビ
ームと混色しないようにするため、反射防止領域36で透
過しビームスプリッタ装置1から放出され、第2透光性
基板3に戻らないようになっている。
によれば、先ず入射領域21に入射角30゜で入射された白
色レーザビーム光Iは、反射防止膜24及び第1透光性基
板2を透過し、接着部60内の帯域透過領域45のダイクロ
イック膜51に入射する。このダイクロイック膜51により
白色レーザビーム光Iの内、赤色光ビームRが色分解さ
れて透過する。即ち、ダイクロイック膜51により白色レ
ーザビーム光Iに含まれる570nm以上の光は透過し、550
nm以下の光は反射する。そして赤色光ビームRは中心波
長636nm帯の半透過膜37により約20%が透過されて第1
赤色出射ビーム光r1を出射する。また、半透明膜37で約
80%反射された赤色光ビームRは全反射膜52と半透過膜
37との間で反射を繰り返しながら第1赤色出射ビーム光
r1と互いに平行な第2〜第5赤色出射ビーム光r2〜r5を
出射する。尚、ここで残りの不用光r6は、次の緑色光ビ
ームと混色しないようにするため、反射防止領域36で透
過しビームスプリッタ装置1から放出され、第2透光性
基板3に戻らないようになっている。
また、前記接着部60の帯域透過領域45のダイクロイッ
ク膜51で反射された反射光である第1分波ビーム光I
1は、第1全反射領域22の全反射膜25で折り返されて帯
域透過領域47のダイクロイック膜53に入射する。このダ
イクロイック膜53に入射した第1分波ビーム光I1の内、
緑色光ビームGが分波されて透過する。即ち、ダイクロ
イック膜51により白色レーザビーム光Iに含まれる550n
m以下の光は全反射膜25で反射され、この反射した第1
分波ビーム光I1はダイクロイック膜53で440nm以下であ
って且つ380nm以上の光が反射され、460nm以上の光が透
過する。この透過した光は550nm以下であって且つ460nm
以上であり中心波長535nmの緑色光ビームGである。こ
の緑色光ビームGは中心波長535nm帯の半透過膜39によ
り約20%が透過されて第1緑色出射ビーム光g1を出射す
る。また半透過膜39で約80%反射された緑色光ビームG
は全反射膜54と半透過膜39との間で反射を繰り返しなが
ら、第1緑色出射ビームg1と互いに平行な第2〜第5緑
色出射ビーム光g2〜g5を出射する。尚、ここでg6は残り
の不用光である。
ク膜51で反射された反射光である第1分波ビーム光I
1は、第1全反射領域22の全反射膜25で折り返されて帯
域透過領域47のダイクロイック膜53に入射する。このダ
イクロイック膜53に入射した第1分波ビーム光I1の内、
緑色光ビームGが分波されて透過する。即ち、ダイクロ
イック膜51により白色レーザビーム光Iに含まれる550n
m以下の光は全反射膜25で反射され、この反射した第1
分波ビーム光I1はダイクロイック膜53で440nm以下であ
って且つ380nm以上の光が反射され、460nm以上の光が透
過する。この透過した光は550nm以下であって且つ460nm
以上であり中心波長535nmの緑色光ビームGである。こ
の緑色光ビームGは中心波長535nm帯の半透過膜39によ
り約20%が透過されて第1緑色出射ビーム光g1を出射す
る。また半透過膜39で約80%反射された緑色光ビームG
は全反射膜54と半透過膜39との間で反射を繰り返しなが
ら、第1緑色出射ビームg1と互いに平行な第2〜第5緑
色出射ビーム光g2〜g5を出射する。尚、ここでg6は残り
の不用光である。
更に前記ダイクロイック膜53で反射された反射光であ
る第2分波ビーム光I2は、第1全反射領域22の全反射膜
25で折り返されて帯域透過領域49の無コート部55に青色
光ビームBとして入射する。この帯域透過領域49に入射
した青色光ビームBは半透過領域35の半透過膜41に入射
する。そしてこの460nm以下且つ380nm以上の第2分波光
I2は中心波長442nm帯の半透過膜41により約20%が透過
されて第1青色出射ビーム光b1を出射する。また半透過
膜41で約80%反射された青色光ビームBは全反射膜56と
半透過膜41との間で反射を繰り返しながら第1青色出射
ビーム光b1と互いに平行な第2〜第5青色出射ビーム光
b2〜b5を出射する。尚、ここでb6は不用光である。
る第2分波ビーム光I2は、第1全反射領域22の全反射膜
25で折り返されて帯域透過領域49の無コート部55に青色
光ビームBとして入射する。この帯域透過領域49に入射
した青色光ビームBは半透過領域35の半透過膜41に入射
する。そしてこの460nm以下且つ380nm以上の第2分波光
I2は中心波長442nm帯の半透過膜41により約20%が透過
されて第1青色出射ビーム光b1を出射する。また半透過
膜41で約80%反射された青色光ビームBは全反射膜56と
半透過膜41との間で反射を繰り返しながら第1青色出射
ビーム光b1と互いに平行な第2〜第5青色出射ビーム光
b2〜b5を出射する。尚、ここでb6は不用光である。
尚、当設計によると半透過膜37,39,41から出射される
光はそれぞれ5本づつであり、半透過膜37,39,41と全反
射膜52,54,56との間でくり返し反射されるそれぞれ5本
以降の光は、反射防止膜38,40,42により外部に出射さ
れ、これにより不用光r6,g6,b6によるノイズを防止して
いる。
光はそれぞれ5本づつであり、半透過膜37,39,41と全反
射膜52,54,56との間でくり返し反射されるそれぞれ5本
以降の光は、反射防止膜38,40,42により外部に出射さ
れ、これにより不用光r6,g6,b6によるノイズを防止して
いる。
第3図は本発明に係わる第2実施例を示す多波長ビー
ムスプリッタ装置の断面図、第4図は同接着部の断面図
である。
ムスプリッタ装置の断面図、第4図は同接着部の断面図
である。
図中、第1実施例と実質的に同一の構成部分には同一
の符号を付し、その説明は省略する。第2実施例では中
心波長830nm帯のダイクロイック膜61、全反射膜62及び
半透過膜63をさらに設けて4色の色要素に分割するよう
にした点が異なっている。即ち、第2透光性基板3の接
着面3Bにダイクロイック膜61を形成して、これを帯域透
過領域65とし、帯域透過領域65に隣接して全反射膜62を
設けて、これを第2全反射領域64としたものである。こ
のダイクロイック膜61は誘電体多層膜からなり、800nm
以上の光は透過し、780nm以下の光は反射する特性を備
えている。
の符号を付し、その説明は省略する。第2実施例では中
心波長830nm帯のダイクロイック膜61、全反射膜62及び
半透過膜63をさらに設けて4色の色要素に分割するよう
にした点が異なっている。即ち、第2透光性基板3の接
着面3Bにダイクロイック膜61を形成して、これを帯域透
過領域65とし、帯域透過領域65に隣接して全反射膜62を
設けて、これを第2全反射領域64としたものである。こ
のダイクロイック膜61は誘電体多層膜からなり、800nm
以上の光は透過し、780nm以下の光は反射する特性を備
えている。
一方、第2透光性基板3の出射面3Aには、半透過領域
31に隣接して反射防止領域67が形成され、この反射防止
領域67は反射防止膜38と同様な反射防止膜68を出射面3A
に蒸着して構成される。この反射防止領域67の隣には半
透過領域66が形成され、この半透過領域66は中心波長83
0nmの半透過膜63を出射面3Aに蒸着して構成される。
31に隣接して反射防止領域67が形成され、この反射防止
領域67は反射防止膜38と同様な反射防止膜68を出射面3A
に蒸着して構成される。この反射防止領域67の隣には半
透過領域66が形成され、この半透過領域66は中心波長83
0nmの半透過膜63を出射面3Aに蒸着して構成される。
以上の如く構成された第2実施例によれば、白色レー
ザビーム光Iを入射領域21からダイクロイック膜61に向
かって入射することにより、このダイクロイック膜61で
800nm以上の光は透過し、780nm以下の光は反射して分波
される。そして中心波長830nmの半透過膜63と全反射膜6
2とで多重反射しながら複数の出射光t1〜t5を得ること
が出来る。そして反射した780nm以下の光iは第1全反
射領域22の全反射膜25で反射された後、第1実施例と同
様に分波されて636nm(赤色光)、535nm(緑色光)及び
442nm(青色光)の波長でそれぞれ分割される。
ザビーム光Iを入射領域21からダイクロイック膜61に向
かって入射することにより、このダイクロイック膜61で
800nm以上の光は透過し、780nm以下の光は反射して分波
される。そして中心波長830nmの半透過膜63と全反射膜6
2とで多重反射しながら複数の出射光t1〜t5を得ること
が出来る。そして反射した780nm以下の光iは第1全反
射領域22の全反射膜25で反射された後、第1実施例と同
様に分波されて636nm(赤色光)、535nm(緑色光)及び
442nm(青色光)の波長でそれぞれ分割される。
尚、以上においてダイクロイック膜51,53,61の位置を
入れ替えることにより、取り出す色要素の順番を変更す
ることが出来る。
入れ替えることにより、取り出す色要素の順番を変更す
ることが出来る。
以上の実施例によれば、白色レーザビーム光Iを第1
透光性基板2と第2透光性基板3との接着部60に施す色
要素別のダイクロイック膜51,53,61の種類によって、何
色の色要素にも分岐して取り出すことが出来、同一方向
に同間隔で容易に出射することが出来る。また半透過膜
37,39,41,63の面方向の寸法及び全反射膜46,25,52,54,5
6,62の面方向の寸法、白色レーザビーム光Iの入射角
度、第1透光性基板2の板厚、第2透光性基板3の板厚
等を変更することにより、出射ビームの本数やビームピ
ッチも容易に変更することが出来る。従って位置合わせ
機構を不要化することが出来るとともに、装置の小型化
を達成することが出来る。
透光性基板2と第2透光性基板3との接着部60に施す色
要素別のダイクロイック膜51,53,61の種類によって、何
色の色要素にも分岐して取り出すことが出来、同一方向
に同間隔で容易に出射することが出来る。また半透過膜
37,39,41,63の面方向の寸法及び全反射膜46,25,52,54,5
6,62の面方向の寸法、白色レーザビーム光Iの入射角
度、第1透光性基板2の板厚、第2透光性基板3の板厚
等を変更することにより、出射ビームの本数やビームピ
ッチも容易に変更することが出来る。従って位置合わせ
機構を不要化することが出来るとともに、装置の小型化
を達成することが出来る。
また第2透光性基板3は、ビームピッチを小さくした
場合に板厚が薄くなるが厚板の第1透光性基板2に接着
する構造としたため、必要な強度を得ることが出来る。
場合に板厚が薄くなるが厚板の第1透光性基板2に接着
する構造としたため、必要な強度を得ることが出来る。
尚、前記ダイクロイック膜、全反射膜、半透過膜の誘
電体材料としては、実施例に示したもの以外に、Al
2O3、Ta2O5、CeF2、Y2O3等でも良い。また短波長域の色
要素を取り出す場合には、HfO2等の誘電体材料を用いる
ことにより光ロスを少なくすることが出来る。
電体材料としては、実施例に示したもの以外に、Al
2O3、Ta2O5、CeF2、Y2O3等でも良い。また短波長域の色
要素を取り出す場合には、HfO2等の誘電体材料を用いる
ことにより光ロスを少なくすることが出来る。
(発明の効果) 以上の説明から明らかな如く本発明によれば、白色レ
ーザビーム光を入射する第1透光性基板及び射出側の第
2透光性基板を接着した構造を備え、前記第1透光性基
板の第2の面には入射領域と第1の全反射領域とを有
し、前記第1透光性基板の第1の面と前記第2の透光性
基板の第1の面を接合する接着部に、光を複数の色要素
光に分割する二つ以上の帯域透過領域と第2全反射領域
と形成し、前記第2透光性基板の第2の面に、前記帯域
透過領域を通過したビーム光をを前記第2全反射領域と
ともに反射を繰り返してビーム分割する半透過領域を形
成して多波長ビームスプリッタ装置を構成したため、色
要素の異なるビーム毎に夫々ビーム分割装置を設ける必
要がなく、またアオリ機構等の位置合わせ機構を不要化
することができ、従って装置の小型化を達成することが
出来る。
ーザビーム光を入射する第1透光性基板及び射出側の第
2透光性基板を接着した構造を備え、前記第1透光性基
板の第2の面には入射領域と第1の全反射領域とを有
し、前記第1透光性基板の第1の面と前記第2の透光性
基板の第1の面を接合する接着部に、光を複数の色要素
光に分割する二つ以上の帯域透過領域と第2全反射領域
と形成し、前記第2透光性基板の第2の面に、前記帯域
透過領域を通過したビーム光をを前記第2全反射領域と
ともに反射を繰り返してビーム分割する半透過領域を形
成して多波長ビームスプリッタ装置を構成したため、色
要素の異なるビーム毎に夫々ビーム分割装置を設ける必
要がなく、またアオリ機構等の位置合わせ機構を不要化
することができ、従って装置の小型化を達成することが
出来る。
第1図は多波長ビームスプリッタ装置の断面図、第2図
は同要部拡大断面図、第3図は第2実施例の断面図、第
4図は同要部拡大断面図である。 1……多波長ビームスプリッタ装置 2……第1透光性基板、2A……入射面、 2B,3B……接着面、3……第2透光性基板、 3A……出射面、21……入射領域、 22……第1全反射領域、 31,33,35……半透過領域 45,47,49……帯域透過領域 46,48,56……第2全反射領域 60……接着部 I……白色レーザビーム光
は同要部拡大断面図、第3図は第2実施例の断面図、第
4図は同要部拡大断面図である。 1……多波長ビームスプリッタ装置 2……第1透光性基板、2A……入射面、 2B,3B……接着面、3……第2透光性基板、 3A……出射面、21……入射領域、 22……第1全反射領域、 31,33,35……半透過領域 45,47,49……帯域透過領域 46,48,56……第2全反射領域 60……接着部 I……白色レーザビーム光
Claims (3)
- 【請求項1】実質的に平行な2の表面を有する第1の透
光性基板と第2の透光性基板及び該第1透光性基板の第
1の面と第2透光性基板の第1の面を接合する接着部を
備え、 前記第1透光性基板が、第2の面に、所定の入射角を有
する外光を入射させる入射領域と、該第1透光性基板内
部に光を反射する第1の全反射領域を有し、 前記接着部が、前記入射もしくは反射して第1透光性基
板を透過してくる光を受光してその所定の色要素を透過
し他を前記第1全反射領域に向けて反射する帯域透過領
域を2以上備え、 前記第2透光性基板が、第2の面に、該接着部を透過し
てきた光の一部を透過し他を該第2透光性基板内に反射
する半透過領域を有し、 前記接着部がさらに、前記半透過領域から反射してくる
前記光を前記半透過領域に向けて反射する全反射領域で
あって、前記2以上の帯域透過領域と交互に形成された
第2の全反射領域を有する、 多波長ビームスプリッタ装置。 - 【請求項2】前記半透過領域が、反射防止膜により2以
上の所定数の領域に仕切られており、該仕切られた半透
過領域のそれぞれが前記反射する光を前記第2全反射領
域との間で2以上の所定回数だけ往復させる長さを有
し、前記反射防止膜が該所定回数目の反射光を透過させ
ることを特徴とする請求項1記載の多波長ビームスプリ
ッタ装置。 - 【請求項3】前記接着部の帯域透過領域が、赤色を透過
するダイクロイック膜からなる領域と緑色を透過するダ
イクロイック膜からなる領域を含むことを特徴とする請
求項1記載の多波長ビームスプリッタ装置。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1342437A JP2528371B2 (ja) | 1989-12-29 | 1989-12-29 | 多波長ビ―ムスプリッタ装置 |
US07/635,767 US5071225A (en) | 1989-12-29 | 1990-12-28 | Beam splitter for producing a plurality of splitted light beams for each of wavelength components of an incident light beam |
DE4042296A DE4042296A1 (de) | 1989-12-29 | 1990-12-31 | Strahlenteiler zur erzeugung einer mehrzahl von geteilen lichtstrahlen fuer jede der wellenlaengenkomponente eines einfallenden lichtstrahls |
GB9028230A GB2240403B (en) | 1989-12-29 | 1990-12-31 | Beam splitter |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1342437A JP2528371B2 (ja) | 1989-12-29 | 1989-12-29 | 多波長ビ―ムスプリッタ装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03203715A JPH03203715A (ja) | 1991-09-05 |
JP2528371B2 true JP2528371B2 (ja) | 1996-08-28 |
Family
ID=18353733
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1342437A Expired - Fee Related JP2528371B2 (ja) | 1989-12-29 | 1989-12-29 | 多波長ビ―ムスプリッタ装置 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5071225A (ja) |
JP (1) | JP2528371B2 (ja) |
DE (1) | DE4042296A1 (ja) |
GB (1) | GB2240403B (ja) |
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