JPH0525414U - 光源装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本考案は、波長の異なる光束を短時間で切換え
て出射できる光源装置を提供することを主な目的として
いる。 【構成】本考案は、それぞれ波長の異なる光を発生する
複数の光源２１，２２と、これら複数の光源２１，２２
毎に設けられ対応する光源から発した光の透過および遮
光を制御する複数の光学シャッター２７，２８と、これ
ら光学シャッター２７，２８を通った各光を同一光路に
導く少なくとも一つのダイクロイックミラー３１とを具
備してなるものである。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、複数の光波長を使用する干渉型顕微鏡の光源部に用いることのでき る光源装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来の干渉型顕微鏡の光源部は、図４に示すように、レーザー駆動部１からレ ーザー２に対して駆動電流を供給してレーザー２を発振させ、これによってレー ザー２から放射される発散光束をコリメートレンズ３によって平行光束に変換し ている。平行光束は試料に照明光を集光させる集光レンズの開口に対応した十分 な径を持った光束に変換される。干渉型顕微鏡では、上記光源部で作成した平行 光束を用いて干渉縞が形成される。この干渉縞の間隔はレーザー光の波長λの１ ／２となるので、図４に示すようにレーザー２が一つであれば波長λも一種類と なり必然的に試料の評価に使用される干渉縞は１種類となる。

【０００３】 ところが、液体試料内部の温度および濃度の分布をそれらによる屈折率の変化 から観察する場合等、測定すべきパラメータ（温度、濃度）が複数存在する場合 には、単波長では２つのパラメータによる影響を分離測定することはできない。

【０００４】 そこで、図５に示すように、波長の異なる２種類のレーザー４，５を、要求さ れる干渉縞の間隔に応じてそれぞれ独立に駆動してレーザー光を放射し、そのレ ーザー光を対応するコリメートレンズ６または７で平行光に変換した後、ダイク ロイックミラー８でそれぞれ同一光路に導くということが考えられている。この 光源部では、干渉縞を切換えるときに、その都度、対応するレーザー駆動部９ま たは１０で該当するレーザー４または５を発振させることになる。

【０００５】 このような光源部によれば、例えば干渉型顕微鏡では波長の異なる複数の光束 によるそれぞれ間隔の異なる干渉縞を切換えながら観察できて、温度による試料 屈折率の変化と濃度による試料屈折率の変化の間にある分散の違いを利用して、 両パラメータを分離することができる。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、レーザー４，５を駆動することによって出力されるレーザー光 は、図６に示すように、光量および波長が安定するまで、半導体レーザーで５〜 １０秒程度の時間を要するため、推移の速い現象を捕らえるためには、干渉縞を 切換える速度が十分ではなかった。

【０００７】 本考案は以上のような実情に鑑みてなされたもので、レーザー出力が安定する までの時間的ロスを削減でき、波長の異なる光束を短時間で切換えて出射できる 光源装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

本考案は上記目的を達成するために光源装置を、それぞれ波長の異なる光を発 生する複数の光源と、これら複数の光源毎に設けられ対応する光源から発した光 の透過および遮光を制御する複数のシャッターと、これらシャッターを通った各 光を同一光路に導く少なくとも一つのダイクロイックミラーとを具備した構成と し、 また、種々の波長を含む白色光を発生する白色光源と、この白色光源から発し た白色光がそれぞれ入射し互いに波長範囲の異なる特定波長の光のみを透過する 複数のフィルターと、これらフィルターに入射する光または前記各フィルターを 透過した光の透過および遮光をフィルター毎に制御するシャッターと、前記各フ ィルターを透過した各光を同一光路に導くダイクロイックミラーとを具備した構 成とした。

【０００９】

【作用】

本考案によれば、複数の光源から発生した波長の異なる光は、それぞれシャッ ターを介してダイクロイックミラーへ入射され、そこから同一光路に導かれる。 従って、各シャッターを閉じておくことにより、全ての光源の出力を安定状態に 保持しておくことができ、安定状態にある光源のシャッターが開かれて、そ光源 の光がダイクロイックミラーに入射して所定光路に導かれるので、光源出力が安 定するまでの時間ロスが削減され、波長の切換えを高速に行えるものとなる。

【００１０】 また、白色光源から発した白色光は複数のフィルターによって波長の異なる複 数の光に変換され、それぞれフィルター毎に設けられている光学フィルターを介 してダイクロイックミラーへ入射されて所定光路に導かれる。よって、白色光源 を安定状態に保持しておいてシャッターにより所定の波長を有する光を選択でき るので、光源出力が安定するまでの時間ロスが削減され、波長の切換えを高速に 行えるものとなる。

【００１１】

【実施例】

以下、本考案の実施例について説明する。

【００１２】 図１には本考案の第１実施例に係る光源装置が示されている。同図に示す符号 ２１，２２は互いに波長の異なるレーザー光を発生するレーザーであり、それぞ れ対応するレーザー駆動部２３，２４によって駆動される。レーザー２１，２２ の各出射口には、対応するレーザー２１，２２から放射されるレーザー光を平行 光束に変換するコリメートレンズ２５，２６がそれぞれ配置されている。これら コリメートレンズ２５，２６から出射される平行光束は、各コリメートレンズ２ ５，２６の出射面に対向配置された光学シャッター２７，２８を介してダイクロ イックミラー３１の対応する面にそれぞれ入射する。なお、各光学シャッター２ ７，２８は、ツイストネマティック液晶フィルター，サーフェイスモード液晶フ ィルター，ＰＬＺＴシャッター等のいずれかから構成され、それぞれ光学シャッ ター駆動部２９，３０によって制御される。ＰＬＺＴシャッターを用いた場合に は、その応答速度は５０μｓ程度と非常に高速である。また、ダイクロイックミ ラー３１は、一方のレーザー２１からの光束を透過し、他方のレーザー２２から の光束を反射してそれぞれ同一光路に導くように配置されている。

【００１３】 以上のように構成された本実施例では、初期条件として両光学シャッター２７ ，２８は閉じられ、各レーザー２２，２１は発光状態に保たれる。そして、光学 シャッター２７を駆動部２９によって開けば、レーザー２１のレーザー光がダイ クロイックミラー３１に入射して所定光路に導かれる。また、もう一方のレーザ ー２２のレーザー光を同一光路に導く場合には、一方のレーザー２１の光学シャ ッター２７を閉じ、他方のレーザー２２の光学シャッター２８を開く。これによ って光路に導かれる光束がレーザー２１からレーザー２２に切換えられる。

【００１４】 この切換えに要する時間は、一つの光学シャッターの切換えに要する時間が５ ０μｓ程度と非常に高速であるので、それよりも若干長くなる程度で、従来の５ 〜１０秒に比べると大幅に短縮される。

【００１５】 この様に本実施例によれば、波長の異なるレーザー２１，２２から発生した各 レーザー光を、それぞれ光学シャッター２７，２８を介してダイクロイックミラ ー３１へ入射してそこから所定光路へ導くようにしたので、レーザー２１，２２ を予め発光状態にしておくことにより、５０μｓ程度の応答速度を有する光学シ ャッター２７，２８を切換えるだけで波長の異なる光束を所定の光路に導くこと ができ、レーザー出力の安定に要する時間を削減できることから、極めて高速度 で波長の異なる光束を出射することができる。

【００１６】 よって、この様な本実施例を干渉型顕微鏡の光源部に適用すれば、極めてレス ポンスのいい観察が可能となり、顕微鏡の観察能力を大幅に向上させることがで きる。

【００１７】 なお、上記第１実施例では２つの波長を切換える例を示したが、３つ以上の複 数波長を切換えるようにすることもでき、例えば図２に示すように構成すること により３つの波長を切換えることができる。

【００１８】 図２に示す変形例は、レーザー２１，２２とは波長の異なるレーザー３２がさ らに設けられ、このレーザー３２から発するレーザー光をコリメートレンズ３３ で平行光束に変換した後、同様に構成された光学シャッター３４を介してダイク ロイックミラー３５に入射する。このダイクロイックミラー３５は、もう一方の ダイクロイックミラー３１からの光束を透過し、かつレーザー３２からの光束を 反射してそれぞれ同一光路上に導くように配置している。

【００１９】 この様に構成された変形例によれば、各光学シャッター２７，２８，３４をそ れぞれ対応する不図示の光学シャッター駆動部で制御することにより、３つの波 長を高速に切換えて同一光路へ導くことができる。

【００２０】 次に、本考案の第２実施例について、図３を参照して説明する。

【００２１】 本実施例は、光源として種々の波長を含む白色光を発するハロゲンランプ等か らなる白色光源４０が用いられている。この白色光源４０から発した白色光はコ リメートレンズ４１で平行光束にされる。コリメートレンズ４１の出射面には、 その面を２分して２枚のフィルター４２，４３が対向配置されている。両フィル ター４２，４３は、透過光の波長範囲が互いに異なっている。この両フィルター ４２，４３の出射側にはそれぞれ光学シャッター４４，４５が配置され、さらに 各光学シャッター４４，４５の対向面にダイクロイックミラー４６が配置されて いる。なお、ダイクロイックミラー４６は、一方の光学シャッター４４を通って 入射した光束は透過し、他方の光学シャッター４５を通って入射した光束は第１ 面４６ａおよび第２面４６ｂで反射して、共に矢印方向へ導くように特性が設定 されている。

【００２２】 以上のように構成された本実施例では、白色光源４０から出射しコリメートレ ンズ４１で平行光束に変換された白色光の半分が一方のフィルター４２へ入射し てある波長範囲の光のみが抽出され、残りの半分の白色光が他方のフィルター４ ３へ入射して異なる波長範囲の光が抽出される。そして、不図示の光学フィルタ ー駆動部によって、光学フィルター４４および４５を制御して、フィルター４２ ，４３でそれぞれ抽出された異なる波長の２光束からいずれか一方の光束が選択 される。選択された光束はダイクロイックミラー４６に入射して所定の光路へ導 かれる。

【００２３】 この様に本実施例によれば、複数の波長を含んでいる白色光を透過特性の異な るフィルター４２，４３で波長の異なる光束として抽出し、この抽出した２光束 をそれぞれ光学フィルター４４，４５を介してダイクロイックミラー４６に入射 し、ここで同一光路へ導くようにしたので、波長の異なる複数の光源を設けなく とも一つの光源で、上記第１実施例と同様に、波長の異なる出射を高速に切換え ることができる。

【００２４】 なお、上記実施例およびその変形例では、光学シャッターを用いた場合を説明 したが、本考案は光学シャッターの使用に限定されるものではなく、機械的に透 過および遮光を制御し得るシャッターを用いることもできる。

【００２５】

【考案の効果】

以上詳記したように本考案によれば、レーザー出力が安定するまでの時間的ロ スを削減でき、波長の異なる光束を短時間で切換えて出射できる光源装置を提供 できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の第１実施例に係る光源装置の構成図。

【図２】３波長数を切換え可能な光源装置の構成図。

【図３】本考案の第２実施例に係る光源装置の構成図。

【図４】波長切換えできない従来の光源装置の構成図。

【図５】波長切換え可能にした従来の光源装置の構成
図。

【図６】レーザー出力特性を示す図。

【符号の説明】

２１，２２…レーザー、２３，２４…レーザー駆動部、
２５，２６…コリメートレンズ、２７，２８…光学シャ
ッター、２９，３０…光学シャッター駆動部、３１…ダ
イクロイックミラー。

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 それぞれ波長の異なる光を発生する複数
   の光源と、これら複数の光源毎に設けられ対応する光源
   から発した光の透過および遮光を制御する複数のシャッ
   ターと、これらシャッターを通った各光を同一光路に導
   く少なくとも一つのダイクロイックミラーとを具備して
   なることを特徴とする光源装置。
2. 【請求項２】 種々の波長を含む白色光を発生する白色
   光源と、この白色光源から発した白色光がそれぞれ入射
   し互いに波長範囲の異なる特定波長の光のみを透過する
   複数のフィルターと、これらフィルターに入射する光ま
   たは前記各フィルターを透過した光の透過および遮光を
   フィルター毎に制御するシャッターと、前記各フィルタ
   ーを透過した各光を同一光路に導くダイクロイックミラ
   ーとを具備してなることを特徴とする光源装置。