JP2006243612A

JP2006243612A - Luminous flux branching device and color separation optical system

Info

Publication number: JP2006243612A
Application number: JP2005062207A
Authority: JP
Inventors: Koichi Noguchi; 浩一野口
Original assignee: Fujinon Corp
Current assignee: Fujinon Corp
Priority date: 2005-03-07
Filing date: 2005-03-07
Publication date: 2006-09-14

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a luminous flux branching device which facilitates adjusting optical amount ratio of each branched luminous flux and has a simple constitution, and to provide a color separation optical system. <P>SOLUTION: The luminous flux branching device 12 comprises a first birefringent plate 13, a retardation plate 14 and a second birefringent plate 15. The first birefringent plate 13 branches an incident luminous flux 4 into a normal light beam 4a and an abnormal light beam 4b and emits two luminous fluxes 41, 42 consisting of respective light beams. The retardation plate 14 converts the two luminous fluxes 41, 42 from linearly polarized state to other polarized state and emits them as two luminous fluxes 51, 52. The second birefringent plate 15 branches the two luminous fluxes 51, 52 respectively into a pair of normal light beams 51a, 52a and a pair of abnormal light beams 51b, 52b and emits first, second and third luminous fluxes 61, 62, 63 toward an imaging means 16. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、１つの光束を複数の光束に分岐する光束分岐装置と、カラー画像原稿等からの光束を色分離し、色分離させた各色光をマルチラインセンサ等の撮像手段に結像させる色分離光学系装置に関し、特に、スキャナやファクシミリ等の画像読取装置に搭載するのに好適な光束分岐装置および色分離光学系装置に関する。 The present invention relates to a light beam splitting device that splits a single light beam into a plurality of light beams, and a color that separates light beams from a color image original and the like and forms an image on each imaging device such as a multi-line sensor. The present invention relates to a separation optical system device, and more particularly, to a light beam branching device and a color separation optical system device suitable for mounting on an image reading device such as a scanner or a facsimile.

カラー用の画像読取装置に搭載される色分離光学系装置としては、従来、種々のタイプのものが提案されている。例えば、下記特許文献１には、所定面に色分離膜が形成された断面五角形状のプリズムと、このプリズムの所定面と対向して配置される色分離性の反射板とを組み合わせてなる色分離光学系装置が提案されている。また、下記特許文献２には、偏光板と、位相差が所定の値に設定された２つの位相板と、２つの複屈折板を共通光軸上に配置してなる色分離光学系装置が提案されている。 Conventionally, various types of color separation optical system devices mounted on color image reading devices have been proposed. For example, in Patent Document 1 below, a color is formed by combining a prism having a pentagonal cross section with a color separation film formed on a predetermined surface and a color-separating reflector disposed to face the predetermined surface of the prism. Separation optical system devices have been proposed. Patent Document 2 below discloses a color separation optical system device in which a polarizing plate, two phase plates whose phase difference is set to a predetermined value, and two birefringent plates are arranged on a common optical axis. Proposed.

一方、常光線に対する異常光線の分離方向が互いに逆向きとなる２つの複屈折板の間に、入射された直線偏光の振動面を９０度変換する位相板を配して、常光線と異常光線との分離幅を広げるようにした偏光用の光束分岐装置（下記特許文献３参照）や、ニオブ酸リチウムからなる複数枚の複屈折板を組み合わせてローパスフィルタとする技術（下記特許文献４参照）も知られている。 On the other hand, a phase plate that converts the vibration plane of incident linearly polarized light by 90 degrees is disposed between two birefringent plates in which the extraordinary ray is separated from the ordinary ray in opposite directions. Also known is a polarization beam splitting device that expands the separation width (see Patent Document 3 below) and a technique that combines a plurality of birefringent plates made of lithium niobate to form a low-pass filter (see Patent Document 4 below). It has been.

特許第３０６１４３９号公報Japanese Patent No. 30614439 特開平１０−１２３４６４号公報JP-A-10-123464 特開平９−２１８３０８号公報JP 9-218308 A 特開２００１−３３０７９９号公報JP 2001-330799 A

ところで、光束分岐装置や色分離光学系装置は、分岐させる各光束の光量比が均等となるように設定したり、特定の光束の光量を他のものに比べて多くなるように設定したりするなど、撮像手段の受光特性に応じて各光束の光量比を調整し得るように構成されていることが望ましい。また、スキャナ等の画像読取装置に搭載されるので、小型で構成簡易であることが望ましい。 By the way, the light beam branching device and the color separation optical system device are set so that the light amount ratio of each light beam to be branched is equal, or the light amount of a specific light beam is set to be larger than other light beams. For example, it is desirable that the light quantity ratio of each light beam can be adjusted according to the light receiving characteristics of the imaging means. Further, since it is mounted on an image reading apparatus such as a scanner, it is desirable that it is small and has a simple configuration.

しかし、上記特許文献２に記載されたものは、各光束の光量比を容易に調整し得ないという問題がある。また、上記特許文献１に記載されたものは、光路の折り返し位置や各光路長の調整などが難しく構造が複雑となり小型化することが難しいという問題がある。 However, the one described in Patent Document 2 has a problem that the light quantity ratio of each light beam cannot be easily adjusted. Further, the device described in Patent Document 1 has a problem that it is difficult to adjust the turn-around position of each optical path and the length of each optical path, and the structure becomes complicated and difficult to downsize.

本発明はこのような事情に鑑みなされたもので、分岐させた各光束の光量比を容易に調整することができ、かつ構成簡易で小型化が可能な光束分岐装置および色分離光学系装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and provides a light beam branching device and a color separation optical system device that can easily adjust the light amount ratio of each branched light beam and that can be simply configured and reduced in size. The purpose is to provide.

上記目的を達成するため本発明の光束分岐装置では、２つの複屈折板の間または複屈折板と反射面との間に、直線偏光状態を他の偏光状態に変換する機能を有する位相板を配置するとともに、分岐させた各光束の光量比が所定の比率となるように、位相板の光学軸の向きを設定するようにしている。 In order to achieve the above object, in the beam splitter according to the present invention, a phase plate having a function of converting a linear polarization state into another polarization state is disposed between two birefringent plates or between a birefringent plate and a reflecting surface. At the same time, the direction of the optical axis of the phase plate is set so that the light quantity ratio of the branched light beams becomes a predetermined ratio.

すなわち、本発明に係る光束分岐装置は、入射された光束を常光線と異常光線との２つの光束に分岐し、各々を出射する第１の複屈折板と、
この第１の複屈折板から出射された前記２つの光束を直線偏光状態から他の偏光状態にそれぞれ変換して出射する位相板と、
この位相板から出射された前記２つの光束を各一対の常光線および異常光線にそれぞれ分岐して出射する第２の複屈折板と、を備え、
前記位相板は、前記第２の複屈折板から出射される各光束の光量比が所定の比率となるように、光学軸の向きが設定されていることを特徴とするものである。 That is, the light beam branching device according to the present invention branches an incident light beam into two light beams of an ordinary ray and an extraordinary ray, and emits each of the first birefringent plates;
A phase plate for converting the two light beams emitted from the first birefringent plate from a linearly polarized light state to another polarized light state and emitting them,
A second birefringent plate that divides and emits the two light beams emitted from the phase plate into a pair of ordinary rays and extraordinary rays, respectively,
The phase plate is characterized in that the direction of the optical axis is set so that the light quantity ratio of each light beam emitted from the second birefringent plate becomes a predetermined ratio.

また、本発明に係る他の光束分岐装置は、入射された光束を各々の振動面が互いに直交する直線偏光状態の常光線と異常光線との２つの光束に分岐し、各々を出射する往復光路用の複屈折板と、
この複屈折板から出射された前記２つの光束を該複屈折板に向けて反射する反射面と、
前記複屈折板と前記反射面との間の前記２つの光束の光路上に配置され、該２つの光束を前記直線偏光状態から他の偏光状態にそれぞれ変換して出射する位相板と、を備え、
前記複屈折板は、前記位相板から出射された前記２つの光束を、各一対の常光線および異常光線にそれぞれ分岐して出射するように構成され、
前記位相板は、前記複屈折板から出射される各光束の光量比が所定の比率となるように、光学軸の向きが設定されていることを特徴とするものである。 Further, another light beam branching device according to the present invention splits an incident light beam into two light beams of an ordinary ray and an extraordinary ray in a linearly polarized state in which respective vibration planes are orthogonal to each other, and outputs a reciprocating optical path that emits each of them. A birefringent plate for,
A reflecting surface that reflects the two light beams emitted from the birefringent plate toward the birefringent plate;
A phase plate disposed on an optical path of the two light fluxes between the birefringent plate and the reflecting surface, and converting the two light fluxes from the linear polarization state to another polarization state, respectively, and emitting them. ,
The birefringent plate is configured to diverge and emit the two light fluxes emitted from the phase plate into a pair of ordinary rays and extraordinary rays, respectively,
The phase plate is characterized in that the direction of the optical axis is set so that the light quantity ratio of each light beam emitted from the birefringent plate becomes a predetermined ratio.

上記「他の偏光状態」とは、前記２つの光束の直線偏光状態とは（電場の）振動方向が異なる別の直線偏光状態や、楕円偏光（円偏光を含む）状態を意味する。 The “other polarization state” means another linear polarization state in which the vibration direction (of the electric field) is different from the linear polarization state of the two light beams, or an elliptical polarization (including circular polarization) state.

前記第２の複屈折板または前記往復光路用の複屈折板は、前記位相板から出射された前記２つの光束を各一対の常光線および異常光線にそれぞれ分岐するとともに、該２つの光束のうちの一方の光束の常光線を第１の光束として、該一方の光束の異常光線と該２つの光束のうちの他方の光束の常光線とを互いに合波してなる光束を第２の光束として、該他方の光束の異常光線を第３の光束として、それぞれ出射するように構成することができる。 The second birefringent plate or the birefringent plate for the reciprocating optical path branches the two light beams emitted from the phase plate into a pair of ordinary rays and extraordinary rays, respectively, An ordinary ray of one of the luminous fluxes is defined as a first luminous flux, and an extraordinary ray of the one luminous flux is combined with an ordinary ray of the other luminous flux as the second luminous flux. The extraordinary ray of the other light beam can be emitted as a third light beam.

また、前記第１の屈折板、前記第２の複屈折板および前記往復光路用の複屈折板は、それぞれニオブ酸リチウムで構成することが好ましく、前記位相板は、その光学軸の向きを前記所定の比率の変化に応じて変えることができるように構成することが好ましい。 Preferably, each of the first refracting plate, the second birefringent plate, and the birefringent plate for the reciprocating optical path is made of lithium niobate, and the phase plate has a direction of the optical axis of the phase plate. It is preferable to configure so that it can be changed according to a change in the predetermined ratio.

また、本発明に係る色分離光学系装置は、上述の光束分岐装置と、
この光束分岐装置から出射された各光束の光路上に配置され、入射された光束から赤色光、緑色光および青色光のうちのいずれかの色光をそれぞれ選択分離して出射する各色光用のフィルタ、および該各色光用のフィルタからそれぞれ出射された前記赤色光、前記緑色光および前記青色光がそれぞれ結像せしめられる各色光用の受光素子を有してなる撮像手段と、を備えてなることを特徴とするものである。 A color separation optical system apparatus according to the present invention includes the above-described light beam branching apparatus,
A filter for each color light that is arranged on the optical path of each light beam emitted from this light beam branching device and selectively separates and emits one of red light, green light and blue light from the incident light beam. And an imaging means having a light receiving element for each color light on which the red light, the green light and the blue light respectively emitted from the filters for the respective color lights are formed. It is characterized by.

本発明の光束分岐装置および色分離光学系装置によれば、直線偏光状態を他の偏光状態に変換する機能を有する位相板の光学軸の向きを調整することにより、第２の複屈折板または往復光路用の複屈折板から出射された各光束の光量比を所定の比率となるように容易に調整することが可能である。 According to the light beam branching device and the color separation optical system device of the present invention, by adjusting the direction of the optical axis of the phase plate having a function of converting the linear polarization state into another polarization state, It is possible to easily adjust the light amount ratio of each light beam emitted from the birefringent plate for the round-trip optical path so as to be a predetermined ratio.

また、光束分岐の光学系が、１つまたは２つの複屈折板と位相板との組み合わせにより構成されているので、装置全体を構成簡易かつ小型なものとすることが可能である。また、これにより、画像読取装置等への搭載作業を容易ならしめるとともに、搭載スペースも縮小することができる。 Further, since the optical system for splitting the light beam is constituted by a combination of one or two birefringent plates and a phase plate, it is possible to make the entire apparatus simple and compact. As a result, the mounting operation on the image reading apparatus or the like can be facilitated, and the mounting space can be reduced.

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。図１は本発明の一実施形態に係る色分離光学系装置１０を概略的に示す図であり、図２は図１に示された撮像手段１６の概略構成図である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram schematically showing a color separation optical system apparatus 10 according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a schematic configuration diagram of an imaging means 16 shown in FIG.

図１に示す態様において色分離光学系装置１０は、プラテンガラス１の裏面側にセットされたカラー画像原稿１Ａ上の情報を読み取るカラースキャナ装置に搭載されている。このカラースキャナ装置は、白色光束を光源２からカラー画像原稿１Ａ上に照射し、このカラー画像原稿１Ａから反射されたカラー画像情報を担持したランダム偏光（非偏光）の光束４をスリット板３のスリットを介して、色分離光学系装置１０に入射せしめるように構成されている。 In the aspect shown in FIG. 1, the color separation optical system device 10 is mounted on a color scanner device that reads information on the color image original 1 </ b> A set on the back side of the platen glass 1. This color scanner device irradiates a color image original 1A with a white light beam from a light source 2, and applies a randomly polarized (non-polarized) light beam 4 carrying color image information reflected from the color image original 1A to a slit plate 3. It is configured to enter the color separation optical system device 10 through a slit.

この色分離光学系装置１０は、結像レンズ１１と光束分岐装置１２と撮像手段１６とを備えてなり、入射された上記光束４を３つの光束に分岐するとともに、分岐された各光束を撮像手段１６の赤色光用、緑色光用および青色光用の各ラインセンサ１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃ（図２参照）の受光素子上に結像させるようになっている。カラー画像の１ライン分の情報が１回の主走査により読み取られ、この後図１中の副走査方向Ｋにカラー画像原稿１Ａとスリット３が相対的に移動されつつ上記撮像手段１６による画像読取操作が継続して行なわれることにより、カラー画像原稿１Ａの全画像領域についての読取操作が行なわれる。なお、図２において左右方向に延びる各ラインセンサ１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃは、これらが図示されていない図１においては、紙面に垂直な方向にそれぞれ延びている。 The color separation optical system device 10 includes an imaging lens 11, a light beam branching device 12, and an image pickup means 16, and branches the incident light beam 4 into three light beams and images each branched light beam. An image is formed on the light receiving elements of the line sensors 16A, 16B and 16C (see FIG. 2) for red light, green light and blue light of the means 16. Information for one line of the color image is read by one main scanning, and thereafter, the image reading by the imaging means 16 is performed while the color image original 1A and the slit 3 are relatively moved in the sub-scanning direction K in FIG. By continuing the operation, the reading operation is performed on the entire image area of the color image original 1A. 2, each line sensor 16A, 16B, 16C extending in the left-right direction extends in a direction perpendicular to the paper surface in FIG. 1, which is not shown.

図１に示すように上記光束分岐装置１２は、それぞれ平行平板状に形成された第１の複屈折板１３、位相板１４および第２の複屈折板１５が、上記結像レンズ１１の側よりこの並び順で、また各々の面が互いに平行かつ光軸Ｌに対して垂直となるように、該光軸Ｌ上に配設されている。 As shown in FIG. 1, the beam splitter 12 includes a first birefringent plate 13, a phase plate 14, and a second birefringent plate 15 each formed in a parallel plate shape from the imaging lens 11 side. In this arrangement order, each surface is arranged on the optical axis L so as to be parallel to each other and perpendicular to the optical axis L.

この光束分岐装置１２は、本発明に係る光束分岐装置の一実施形態をなすものであり、以下その構成および作用を、図３を参照しつつ詳細に説明する。図３は本発明の一実施形態に係る光束分岐装置１２の構成および作用を示す図である。なお、図３に示す光線軌跡は概略的なものである。また、図３に示す直角座標は左手系であり、そのＺ軸の方向が図１に示す光軸Ｌの方向と一致し（Ｚ軸の正の向きが光束４の進む向き）、Ｙ軸の方向が図１に示す副走査方向Ｋと一致する。 This beam splitter 12 constitutes an embodiment of a beam splitter according to the present invention, and the configuration and operation thereof will be described in detail below with reference to FIG. FIG. 3 is a diagram showing the configuration and operation of the beam splitter 12 according to one embodiment of the present invention. The ray trajectory shown in FIG. 3 is schematic. 3 is a left-handed system, and the direction of the Z axis coincides with the direction of the optical axis L shown in FIG. 1 (the positive direction of the Z axis is the direction in which the light beam 4 travels), and the Y axis The direction coincides with the sub-scanning direction K shown in FIG.

図３に示す第１の複屈折板１３、位相板１４および第２の複屈折板１５は、いずれも複屈折性を有する平行平板状の一軸性結晶により構成されている。ただし、第１の複屈折板１３では、その光学軸ＯＡ_１（図中両矢線で示す）がその前面１３ａおよび背面１３ｂに直角な面内に位置し、かつ前面１３ａおよび背面１３ｂに対して斜交するように設定されているのに対し、位相板１４では、その光学軸（図示略）がその前面１４ａおよび背面１４ｂに対し平行な面内に位置するように設定されている。また、第２の複屈折板１５は、第１の複屈折板１３と同じ一軸性結晶を用いて同じ厚みに構成されており、その光学軸ＯＡ_２（図中両矢線で示す）は、第１の複屈折板１３の光学軸ＯＡ_１と平行となるように設定されている。 Each of the first birefringent plate 13, the phase plate 14 and the second birefringent plate 15 shown in FIG. 3 is composed of a parallel plate-shaped uniaxial crystal having birefringence. However, in the first birefringent plate 13, the optical axis OA ₁ (indicated by a double-headed arrow in the drawing) is located in a plane perpendicular to the front surface 13a and the back surface 13b, and with respect to the front surface 13a and the back surface 13b. In contrast, the phase plate 14 is set so that its optical axis (not shown) is located in a plane parallel to the front surface 14a and the back surface 14b. The second birefringent plate 15 is configured to have the same thickness using the same uniaxial crystal as the first birefringent plate 13, and its optical axis OA ₂ (indicated by a double-headed arrow in the figure) is It is set to be parallel to the optical axis OA _{1 of} the first birefringent plate 13.

なお、図３において第１および第２の複屈折板１３，１５の各光学軸ＯＡ_１，ＯＡ_２は、共に紙面に対し平行となるように設定されており、一方、位相板１４の光学軸は、紙面および上記光束４の軸方向（Ｚ軸方向）に対し垂直な面内に位置し、かつ紙面に対し所定の傾斜角度（その設定方法については後述する）をなすように設定されている。また、上記一軸性結晶としては、方解石や水晶等を用いることも可能であるが、光束分岐装置１２をコンパクトに構成するという観点から、特に第１および第２の複屈折板１３，１５には、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ_３）を用いることが好ましい。 In FIG. 3, the optical axes OA ₁ and OA ₂ of the first and second birefringent plates 13 and 15 are both set to be parallel to the paper surface, while the optical axis of the phase plate 14 is set. Is set in a plane perpendicular to the paper surface and the axial direction (Z-axis direction) of the light beam 4 and has a predetermined inclination angle (the setting method will be described later) with respect to the paper surface. . Further, as the uniaxial crystal, calcite, quartz, or the like can be used. From the viewpoint of making the light beam splitter 12 compact, the first and second birefringent plates 13 and 15 are particularly preferable. It is preferable to use lithium niobate (LiNbO ₃ ).

上記光束４は、上記第１の複屈折板１３の前面１３ａに垂直に入射し、この第１の複屈折板１３において、常光線４ａと異常光線４ｂとに分岐される。すなわち、光束４を、（電場の）振動面が紙面に対し垂直となる成分と、振動面が紙面に対し平行となる成分とに分けると、紙面に対し垂直となる成分は、上記光学軸ＯＡ_１と垂直となるので直進する常光線４ａとなり、振動面が紙面に対し平行となる成分は、上記光学軸ＯＡ_１と垂直な成分と平行な成分との両方を含むので屈折して進む異常光線４ｂとなる。そして、これら常光線４ａおよび異常光線４ｂは、各々の光路が互いに離間し、かつ各々の振動面が互いに直交する直線偏光状態の２つの光束４１，４２として、第１の複屈折板１３の背面１３ｂからそれぞれ互いに略平行に出射される。なお、分散の影響は無視し得るものとする。 The luminous flux 4 is perpendicularly incident on the front surface 13a of the first birefringent plate 13, and is split into an ordinary ray 4a and an extraordinary ray 4b in the first birefringent plate 13. That is, when the light beam 4 is divided into a component in which the vibration surface (of the electric field) is perpendicular to the paper surface and a component in which the vibration surface is parallel to the paper surface, the component perpendicular to the paper surface is the optical axis OA. ₁ is a normal ray 4a that goes straight because it is perpendicular to _1, and the component whose vibration plane is parallel to the paper surface includes both the component perpendicular to the optical axis OA ₁ and a component parallel to the optical axis OA _1, and is thus an extraordinary ray that is refracted. 4b. The ordinary ray 4a and the extraordinary ray 4b are formed on the back surface of the first birefringent plate 13 as two light beams 41 and 42 in a linearly polarized state in which the optical paths are separated from each other and the vibration planes are orthogonal to each other. The light is emitted from 13b substantially parallel to each other. Note that the influence of dispersion can be ignored.

上記第１の複屈折板１３の背面１３ｂから出射された２つの光束４１，４２は、上記位相板１４の前面１４ａにそれぞれ垂直に入射する。この位相板１４の光学軸が上述したよう設定されているので、２つの光束４１，４２は、この光学軸に対して垂直な成分と平行な成分とを共に含むことになる。このため、２つの光束４１，４２は、この位相板１４において上記直線偏光状態が解消されて他の偏光状態（例えば、楕円偏光状態）に変換され、互いに平行な２つの光束５１，５２として位相板１４の背面１４ｂからそれぞれ出射される。 The two light beams 41 and 42 emitted from the back surface 13b of the first birefringent plate 13 are perpendicularly incident on the front surface 14a of the phase plate 14, respectively. Since the optical axis of the phase plate 14 is set as described above, the two light beams 41 and 42 include both a component perpendicular to the optical axis and a component parallel to the optical axis. For this reason, the two light beams 41 and 42 are converted into another polarization state (for example, an elliptical polarization state) in the phase plate 14 and are converted into other light beams 51 and 52 in parallel with each other. The light is emitted from the back surface 14b of the plate 14, respectively.

上記位相板１４から出射された２つの光束５１，５２は、上記第２の複屈折板１５の前面１５ａにそれぞれ垂直に入射する。この２つの光束５１，５２は、振動面が紙面に対し垂直となる成分と、振動面が紙面に対し平行となる成分とを共に含むので、この第２の複屈折板１５において、直進する常光線５１ａ，５２ａと、屈折して進む異常光線５１ｂ，５２ｂとにそれぞれ分岐される。そして、光束５１の常光線５１ａは第１の光束６１として、光束５１の異常光線５１ｂと光束５２の常光線５２ａとは互いに合波され第２の光束６２として、光束５２の異常光線５２ｂは第３の光束６３として、第２の複屈折板１５の背面１５ｂからそれぞれ互いに略平行に出射される。なお、ここでも分散の影響は無視し得るものとする。 The two light beams 51 and 52 emitted from the phase plate 14 are perpendicularly incident on the front surface 15a of the second birefringent plate 15, respectively. Since the two light beams 51 and 52 include both a component in which the vibration surface is perpendicular to the paper surface and a component in which the vibration surface is parallel to the paper surface, the second birefringent plate 15 always travels straight. The light beams 51a and 52a and the extraordinary light beams 51b and 52b that refract and travel are branched. Then, the ordinary ray 51a of the light beam 51 is a first light beam 61, the extraordinary ray 51b of the light beam 51 and the ordinary ray 52a of the light beam 52 are combined with each other, and the extraordinary ray 52b of the light beam 52 is the second light beam 62. Are emitted from the back surface 15b of the second birefringent plate 15 substantially parallel to each other. In this case, the influence of dispersion can be ignored.

上記第２の複屈折板１５から出射された第１、第２および第３の光束６１，６２，６３は、上記撮像手段１６の赤色光用、緑色光用および青色光用の各ラインセンサ１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃの受光素子に入射してそれぞれ結像される。なお、赤色光用のラインセンサ１６Ａの各受光素子の前面側には、入射された第１の光束６１から赤色光を選択透過する赤色光用の波長選択フィルタ（図示略）が設けられており、緑色光用のラインセンサ１６Ｂの各受光素子の前面側には、入射された第２の光束６２から緑色光を選択透過する緑色光用の波長選択フィルタ（図示略）が、青色光用のラインセンサ１６Ｃの各受光素子の前面側には、入射された第３の光束６３から青色光を選択透過する青色光用の波長選択フィルタ（図示略）がそれぞれ設置されている。 The first, second, and third light beams 61, 62, and 63 emitted from the second birefringent plate 15 are line sensors 16A for the red light, the green light, and the blue light of the imaging unit 16, respectively. , 16B, and 16C to form images respectively. A wavelength selective filter (not shown) for red light that selectively transmits red light from the incident first light beam 61 is provided on the front side of each light receiving element of the line sensor 16A for red light. On the front side of each light receiving element of the line sensor 16B for green light, a wavelength selection filter (not shown) for green light that selectively transmits green light from the incident second light flux 62 is provided for blue light. On the front side of each light receiving element of the line sensor 16C, a blue light wavelength selection filter (not shown) that selectively transmits blue light from the incident third light beam 63 is provided.

上記位相板１４の光学軸の向き、すなわち上記傾斜角度は、上記第１、第２および第３の光束６１，６２，６３の光量比が所定の比率となるように設定される。以下、この傾斜角度の設定方法について、図４を参照しながら説明する。図４は位相板１４の光学軸の向きによる作用を示す図であり、図４中の座標の原点Ｏは、上記光束４２の入射位置を示し、円はその振幅の大きさを示している。また、図４中の座標軸Ｘ，Ｙの向きは、図３中の座標軸Ｘ，Ｙの向きと対応しており、図３においては紙面に平行となる光束４２の振動面は、図４においてはＹ軸を含みかつ紙面に垂直な面内に位置する。 The direction of the optical axis of the phase plate 14, that is, the inclination angle is set so that the light quantity ratio of the first, second, and third light beams 61, 62, 63 is a predetermined ratio. Hereinafter, a method for setting the inclination angle will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a diagram showing the action due to the orientation of the optical axis of the phase plate 14. The origin O of the coordinates in FIG. 4 indicates the incident position of the light beam 42, and the circle indicates the magnitude of the amplitude. Further, the directions of the coordinate axes X and Y in FIG. 4 correspond to the directions of the coordinate axes X and Y in FIG. 3, and the vibration plane of the light beam 42 parallel to the paper surface in FIG. It lies in a plane that includes the Y axis and is perpendicular to the page.

図４に示すように、位相板１４の光学軸Ａｘが光束４２の振動面に対して時計回りにθだけ傾斜しており、光束４２の振幅の大きさを１とすると、光束４２の、上記光学軸Ａｘ方向の成分の振幅ＯＰはｃｏｓθとなり、上記光学軸Ａｘと直角な軸Ａｙ方向の成分の振幅ＯＱはｓｉｎθとなる。 As shown in FIG. 4, when the optical axis Ax of the phase plate 14 is inclined clockwise by θ with respect to the vibration surface of the light beam 42 and the magnitude of the amplitude of the light beam 42 is 1, The amplitude OP of the component in the optical axis Ax direction is cos θ, and the amplitude OQ of the component in the axis Ay direction perpendicular to the optical axis Ax is sin θ.

さらに、光束５２の図中のＸ軸方向とＹ軸方向との各成分を求めるため、上記振幅ＯＰ，ＯＱを、さらにＸ軸方向とＹ軸方向との各成分に分解すると、振幅ＯＰのＸ軸方向成分の振幅ＯＸ_１とＹ軸方向成分の振幅ＯＹ_１は、それぞれ下式（１），（２）で表され、振幅ＯＱのＸ軸方向成分の振幅ＯＸ_２とＹ軸方向成分の振幅ＯＹ_２は、それぞれ下式（３），（４）で表される。 Further, in order to obtain the components of the light beam 52 in the X-axis direction and the Y-axis direction in the drawing, the amplitudes OP and OQ are further decomposed into components in the X-axis direction and the Y-axis direction. The amplitude OX ₁ of the axial component and the amplitude OY ₁ of the Y-axis component are expressed by the following expressions (1) and (2), respectively, and the amplitude OX ₂ of the X-axis component and the amplitude of the Y-axis component of the amplitude OQ OY ₂ is represented by the following expressions (3) and (4), respectively.

ＯＸ_１＝ｃｏｓθ・ｓｉｎθ ・・・（１）
ＯＹ_１＝ｃｏｓ^２θ ・・・（２）
ＯＸ_２＝ｓｉｎθ・ｃｏｓθ ・・・（３）
ＯＹ_２＝ｓｉｎ^２θ ・・・（４） OX ₁ = cos θ · sin θ (1)
OY ₁ = cos ² θ (2)
OX ₂ = sin θ · cos θ (3)
OY ₂ = sin ² θ (4)

これにより、図３に示す光束５２の、上記Ｘ軸方向の成分の強度ＭＸと、上記Ｙ軸方向の成分の強度ＭＹは、それぞれ下式（５），（６）で表される。 Thereby, the intensity MX of the component in the X-axis direction and the intensity MY of the component in the Y-axis direction of the light beam 52 shown in FIG. 3 are expressed by the following equations (5) and (6), respectively.

ＭＸ＝（ＯＸ_１）^２＋（ＯＸ_２）^２
＝（ｃｏｓθ・ｓｉｎθ）^２＋（ｓｉｎθ・ｃｏｓθ）^２
＝２ｃｏｓ^２θ・ｓｉｎ^２θ
＝（１／２）・ｓｉｎ^２２θ ・・・（５）
ＭＹ＝（ＯＹ_１）^２＋（ＯＹ_２）^２
＝ｃｏｓ^４θ＋ｓｉｎ^４θ
＝ｃｏｓ^２θ（１−ｓｉｎ^２θ）＋ｓｉｎ^２θ（１−ｃｏｓ^２θ）
＝１−２ｃｏｓ^２θ・ｓｉｎ^２θ
＝１−（１／２）・ｓｉｎ^２２θ ・・・（６） MX = (OX ₁ ) ² + (OX ₂ ) ²
= (Cos θ · sin θ) ² + (sin θ · cos θ) ²
= ² cos ² θ · sin ² θ
= (1/2) · sin ² 2θ (5)
MY = (OY ₁ ) ² + (OY ₂ ) ²
= Cos ⁴ θ + sin ⁴ θ
= Cos ² θ (1−sin ² θ) + sin ² θ (1−cos ² θ)
= 1-2 cos ² θ · sin ² θ
= 1- (1/2) · sin ² 2θ (6)

上記強度ＭＸは図３に示す光束５２の常光線５２ａの強度と一致し、上記強度ＭＹは同じく異常光線５２ｂの強度に一致する。したがって、位相板１４の光学軸Ａｘの傾斜角度θを変えることにより、常光線５２ａと異常光線５２ｂの強度比を変化させ得ることが分かる。上記傾斜角度θを０度から９０度まで変化させたとき、上記強度ＭＹすなわち上記異常光線５２ｂの強度がどのように変化するのかを図５に示す。ただし、図５では上記光束５２の強度を１としている。 The intensity MX coincides with the intensity of the ordinary ray 52a of the light beam 52 shown in FIG. 3, and the intensity MY coincides with the intensity of the extraordinary ray 52b. Therefore, it can be seen that the intensity ratio of the ordinary ray 52a and the extraordinary ray 52b can be changed by changing the inclination angle θ of the optical axis Ax of the phase plate 14. FIG. 5 shows how the intensity MY, that is, the intensity of the extraordinary ray 52b changes when the tilt angle θ is changed from 0 degrees to 90 degrees. However, in FIG. 5, the intensity of the light beam 52 is 1.

一方、上記光束５１の常光線５１ａと異常光線５１ｂの強度も同様に求めることができる。すなわち、位相板１４に入射する直線偏光状態の上記光束４１の振動方向は図４に示すＸ軸方向に一致するので、上記光束５１の強度を１とすれば、上記常光線５１ａの強度は上式（６）により、上記異常光線５１ｂの強度は上式（５）により、それぞれ求めることができる。 On the other hand, the intensities of the ordinary ray 51a and the extraordinary ray 51b of the light beam 51 can be obtained in the same manner. That is, since the vibration direction of the linearly polarized light beam 41 incident on the phase plate 14 coincides with the X-axis direction shown in FIG. 4, if the intensity of the light beam 51 is 1, the intensity of the ordinary light beam 51a is high. From the expression (6), the intensity of the extraordinary ray 51b can be obtained from the above expression (5).

これにより、以下のことが分かる。すなわち、図３に示す光束４がランダム偏光である場合、上記光束５１の強度と上記光束５２の強度とは互いに等しくなるので、光束５１の常光線５１ａと光束５２の異常光線５２ｂの各強度、および光束５１の異常光線５１ｂと光束５２の常光線５２ａの各強度は互いに等しくなる。また、上記第１の光束６１の強度は上記常光線５１ａの強度に、上記第３の光束６３の強度は上記異常光線５２ｂの強度にそれぞれ一致し（これらは互いに等しい）、上記第２の光束６２の強度は上記異常光線５１ｂの強度と上記常光線５２ａの強度との和に一致するので、上記位相板１４の光学軸の傾斜角度θを変えることにより、上記第１、第２および第３の光束６１，６２，６３の各強度比を所定の比率に変化させることができる。 Thereby, the following can be understood. That is, when the light beam 4 shown in FIG. 3 is randomly polarized, the intensity of the light beam 51 and the intensity of the light beam 52 are equal to each other, so that the intensities of the ordinary ray 51a of the light beam 51 and the extraordinary ray 52b of the light beam 52 are The intensities of the extraordinary ray 51b of the luminous flux 51 and the ordinary ray 52a of the luminous flux 52 are equal to each other. Further, the intensity of the first light beam 61 coincides with the intensity of the ordinary light beam 51a, and the intensity of the third light beam 63 coincides with the intensity of the extraordinary light beam 52b (they are equal to each other). Since the intensity of 62 coincides with the sum of the intensity of the extraordinary ray 51b and the intensity of the ordinary ray 52a, the first, second and third are changed by changing the inclination angle θ of the optical axis of the phase plate 14. Each intensity ratio of the luminous fluxes 61, 62, and 63 can be changed to a predetermined ratio.

上記傾斜角度θを０度から９０度まで変化させたとき、上記第１、第２および第３の光束６１，６２，６３の各強度がどのように変化するのかを図６に示す。ただし、図６では上記光束４の強度を１としている。例えば、上記第１、第２および第３の光束６１，６２，６３の各強度を互いに等しくするためには、上記傾斜角度θを２７．３７度または６２．６３度に設定すればよい。 FIG. 6 shows how the intensities of the first, second, and third light beams 61, 62, and 63 change when the tilt angle θ is changed from 0 degrees to 90 degrees. However, in FIG. 6, the intensity of the light beam 4 is 1. For example, in order to make the intensities of the first, second, and third light beams 61, 62, 63 equal to each other, the inclination angle θ may be set to 27.37 degrees or 62.63 degrees.

なお、上記位相板１４を光軸回りに回転可能に設置し、上記傾斜角度θを任意の角度に調整できるように構成してもよい。また、そのような傾斜角度θの調整を自動的に行なう制御手段を備えるようにしてもよい。 The phase plate 14 may be installed so as to be rotatable around the optical axis so that the tilt angle θ can be adjusted to an arbitrary angle. Moreover, you may make it provide the control means which adjusts such inclination-angle (theta) automatically.

上述したように本実施形態による光束分岐装置１２および色分離光学系装置１０によれば、上記位相板１４の光学軸の傾斜角度θを調整することにより、上記第１、第２および第３の光束６１，６２，６３の各強度比を所定の比率となるように容易に調整することが可能である。 As described above, according to the light beam splitting device 12 and the color separation optical system device 10 according to the present embodiment, the first, second, and third are adjusted by adjusting the tilt angle θ of the optical axis of the phase plate 14. It is possible to easily adjust the intensity ratios of the light beams 61, 62, and 63 so as to be a predetermined ratio.

また、光束分岐の光学系が、第１および第２の複屈折板１３，１５と位相板１４との組み合わせにより構成されているので、装置全体を構成簡易かつ小型なものとすることが可能である。特に、第１および第２の複屈折板１３，１５をニオブ酸リチウムにより構成した場合は小型化の効果が顕著となり、画像読取装置等への搭載スペースを格段に縮小することができる。 Further, since the optical system for splitting the light beam is composed of the combination of the first and second birefringent plates 13 and 15 and the phase plate 14, it is possible to make the entire apparatus simple and compact. is there. In particular, when the first and second birefringent plates 13 and 15 are made of lithium niobate, the effect of miniaturization becomes remarkable, and the mounting space in the image reading apparatus or the like can be remarkably reduced.

ニオブ酸リチウムを用いた場合の効果を、水晶を用いた場合と比較して示すと以下のようになる。すなわち、第１の複屈折板１３（第２の複屈折板１５でも同様）による光束の分離幅（図３に示す光束４１と光束４２との距離）をｄ、第１の複屈折板１３の厚みをｔとすると、ｄとｔの比ｄ／ｔは下式（７）で表される。 The effect of using lithium niobate is as follows when compared with the case of using quartz. That is, the separation width of the light beam (the distance between the light beam 41 and the light beam 42 shown in FIG. 3) by the first birefringent plate 13 (the same applies to the second birefringent plate 15) is d, When the thickness is t, the ratio d / t between d and t is expressed by the following formula (7).

ｄ／ｔ＝（（ｎ_ｅ ^２−ｎ_ｏ ^２）ｓｉｎφｃｏｓφ）／（ｎ_ｏ ^２ｓｉｎ^２φ−ｎ_ｅ ^２ｃｏｓ^２φ）
・・・（７）
ここで、ｎ_ｏは常光線の屈折率、ｎ_ｅは異常光線の屈折率、φは第１の複屈折板１３の光学軸ＯＡ_１と前面１３ａとのなす角度をそれぞれ示す。 _{^{_{^{d / t = ((n e}}}} 2 -n o 2) sinφcosφ) / (n o 2 sin 2 φ-n e 2 cos 2 φ)
... (7)
Here, n _o is the refractive index of the ordinary ray, n _e represents the refractive index of extraordinary ray, phi is an angle between the optical axis OA ₁ and the front 13a of the first birefringent plate 13, respectively.

φ＝４５°の場合、水晶のｄ／ｔは0.005907、ニオブ酸リチウムのｄ／ｔは0.039439なので、例えば４０μｍの分離幅を得ようとすると、水晶を用いた場合の厚みｔは6.77ｍｍ、ニオブ酸リチウムを用いた場合の厚みｔは1.01ｍｍとなり、この場合厚みを６分の１以下にすることが可能となる。 When φ = 45 °, the d / t of quartz is 0.005907 and the d / t of lithium niobate is 0.039439. For example, when trying to obtain a separation width of 40 μm, the thickness t when using quartz is 6.77 mm, niobium When lithium acid is used, the thickness t is 1.01 mm. In this case, the thickness can be reduced to 1/6 or less.

次に、本発明に係る光束分岐装置の他の実施形態について説明する。図７は本発明の他の実施形態に係る光束分岐装置の構成および作用を示す図である。なお、図７に示す光線軌跡は概略的なものである。 Next, another embodiment of the beam splitter according to the present invention will be described. FIG. 7 is a diagram showing the configuration and operation of a beam splitter according to another embodiment of the present invention. The ray trajectory shown in FIG. 7 is schematic.

図７に示す光束分岐装置１１２は、直角プリズム１０１と、この直角プリズム１０１の斜面上に配置された往復光路用の複屈折板１０２と、この複屈折板１０２との間に所定の空隙を介して配置された位相板１１４と、この位相板１１４の背面に密着させて配置された反射ミラー１０３とからなる。複屈折板１０２および位相板１１４は、ニオブ酸リチウム等の一軸性結晶により構成されており、複屈折板１０２は図中左方より入射されたランダム偏光状態の光束１０４を常光線１０４ａと異常光線１０４ｂとに分岐し、各々を振動面が互いに直交する直線偏光状態の２つの光束１４１，１４２として出射する。位相板１１４は、複屈折板１０２からの２つの光束１４１，１４２が反射ミラー１０３により反射される過程において、その直線偏光状態かを他の偏光状態（例えば、楕円偏光状態）に変換し２つの光束１５１，１５２として出射する。 7 includes a right-angle prism 101, a birefringent plate 102 for a reciprocating optical path disposed on the inclined surface of the right-angle prism 101, and a birefringence plate 102 with a predetermined gap therebetween. And the reflection mirror 103 disposed in close contact with the back surface of the phase plate 114. The birefringent plate 102 and the phase plate 114 are made of a uniaxial crystal such as lithium niobate. The birefringent plate 102 converts the light beam 104 in a randomly polarized state incident from the left side of the figure into an ordinary ray 104a and an extraordinary ray. 104b, and each of the beams is emitted as two light beams 141 and 142 in a linear polarization state in which vibration planes are orthogonal to each other. In the process in which the two light beams 141 and 142 from the birefringent plate 102 are reflected by the reflection mirror 103, the phase plate 114 converts the linear polarization state into another polarization state (for example, an elliptical polarization state) The light beams 151 and 152 are emitted.

この２つの光束１５１，１５２は上記複屈折板１０２に入射し、この複屈折板１０２において、常光線１５１ａ，１５２ａと異常光線１５１ｂ，１５２ｂとにそれぞれ分岐される。そして、光束１５１の常光線１５１ａは第１の光束１６１として、光束１５１の異常光線１５１ｂと光束１５２の常光線１５２ａとは互いに合波され第２の光束１６２として、光束１５２の異常光線１５２ｂは第３の光束１６３として、複屈折板１０２を介し直角プリズム１０１からそれぞれ互いに略平行に出射される。なお、この実施形態においても、分散の影響は無視し得るものとする。 The two light beams 151 and 152 are incident on the birefringent plate 102, where they are branched into ordinary rays 151a and 152a and extraordinary rays 151b and 152b, respectively. Then, the ordinary ray 151 a of the light beam 151 is combined as the first light beam 161, the extraordinary ray 151 b of the light beam 151 and the ordinary ray 152 a of the light beam 152 are combined with each other, and the extraordinary ray 152 b of the light beam 152 is the second light beam 162. The three light beams 163 are emitted from the right-angle prism 101 through the birefringent plate 102 so as to be substantially parallel to each other. In this embodiment as well, the influence of dispersion can be ignored.

なお、上記位相板１１４の光学軸の向きは、上記第１、第２および第３の光束１６１，１６２，１６３の光量比が所定の比率となるように設定される。 The direction of the optical axis of the phase plate 114 is set so that the light quantity ratio between the first, second, and third light beams 161, 162, and 163 is a predetermined ratio.

この実施形態による光束分岐装置１１２は、上述した光束分岐装置１２において第１および第２の複屈折板１３，１５が分担している機能を１つの複屈折板１０２に持たせるようにしているので、装置構成をより簡略化することができ、装置全体の更なるコンパクト化が可能となる。 The light beam branching device 112 according to this embodiment is configured so that one birefringent plate 102 has the function shared by the first and second birefringent plates 13 and 15 in the light beam branching device 12 described above. The apparatus configuration can be further simplified, and the entire apparatus can be further downsized.

以上、本発明に係る実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、種々に態様を変更することが可能である。 As mentioned above, although embodiment concerning this invention was described in detail, this invention is not limited to this embodiment, A mode can be variously changed.

例えば、上記実施形態では、光束５１（１５１）の異常光線５１ｂ（１５１ｂ）と光束５２（１５２）の常光線５２ａ（１５２ａ）とが互いに合波されるようにしているが、これらを合波せずに４つの光束を出力するようにすることも可能である。また、他の位相板と複屈折板とを組み合わせることにより、出力する光束の数を増やすことも可能である。 For example, in the above embodiment, the extraordinary ray 51b (151b) of the luminous flux 51 (151) and the ordinary ray 52a (152a) of the luminous flux 52 (152) are combined with each other. It is also possible to output four light fluxes without any change. In addition, the number of light beams to be output can be increased by combining other phase plates and birefringent plates.

また、上記実施形態では、本発明の光束分岐装置を色分離光学系に適用した例を示しているが、本発明の光束分岐装置はその他の分岐光学系に適用することが可能である。なお、本発明の色分離光学系装置は狭義のカラースキャナにのみ適用されるものではなく、被投光物体の光走査を行なって該被投光物体の画像情報を読み取る手段を有する種々の画像読取装置に適応可能である。 In the above embodiment, an example in which the light beam branching device of the present invention is applied to a color separation optical system is shown. However, the light beam branching device of the present invention can be applied to other branching optical systems. Note that the color separation optical system apparatus of the present invention is not applied only to a narrowly defined color scanner, but various images having means for scanning an object to be projected and reading image information of the object to be projected. It can be applied to a reader.

本発明の一実施形態に係る色分離光学系装置を示す概略図1 is a schematic diagram showing a color separation optical system apparatus according to an embodiment of the present invention. 図１に示す撮像手段の正面図Front view of the imaging means shown in FIG. 本発明の一実施形態に係る光束分岐装置を示す概略図Schematic which shows the light beam branching apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. 位相板の光学軸の向きによる作用を示す図The figure which shows the effect | action by the direction of the optical axis of a phase plate 位相板の光学軸の傾きと異常光線の光強度との関係を示すグラフA graph showing the relationship between the tilt of the optical axis of the phase plate and the light intensity of extraordinary rays 位相板の光学軸の傾きと出射光束の光強度との関係を示すグラフA graph showing the relationship between the tilt of the optical axis of the phase plate and the light intensity of the emitted light beam 本発明の他の実施形態に係る光束分岐装置を示す概略図Schematic which shows the beam splitter which concerns on other embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

１プラテンガラス
１Ａカラー画像原稿
２光源
３スリット板
４，４１，４２，５１，５２，１０４，１４１，１４２，１５１，１５２光束
４ａ，５１ａ，５２ａ，１０４ａ，１５１ａ，１５２ａ常光線
４ｂ，５１ｂ，５２ｂ，１０４ｂ，１５１ｂ，１５２ｂ異常光線
１０色分離光学系装置
１１結像レンズ
１２，１１２光束分岐装置
１３第１の複屈折板
１３ａ，１４ａ，１５ａ前面
１３ｂ，１４ｂ，１５ｂ背面
１４，１１４位相板
１５第２の複屈折板
１６撮像手段
１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃラインセンサ
６１，１６１第１の光束
６２，１６２第２の光束
６３，１６３第３の光束
１０１直角プリズム
１０２（往復光路用の）複屈折板
１０３反射ミラー
ＯＡ_１，ＯＡ_２，Ａ_Ｘ光学軸
Ｌ光軸

DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Platen glass 1A Color image original 2 Light source 3 Slit plate 4, 41, 42, 51, 52, 104, 141, 142, 151, 152 Light flux 4a, 51a, 52a, 104a, 151a, 152a Ordinary rays 4b, 51b, 52b , 104b, 151b, 152b Extraordinary ray 10 Color separation optical system device 11 Imaging lens 12, 112 Beam splitter 13 First birefringence plate 13a, 14a, 15a Front surface 13b, 14b, 15b Rear surface 14, 114 Phase plate 15 First Two birefringent plates 16 Imaging means 16A, 16B, 16C Line sensors 61, 161 First light beam 62, 162 Second light beam 63, 163 Third light beam 101 Right angle prism 102 (for reciprocating optical path) Birefringent plate 103 Reflective mirrors OA ₁ , OA ₂ , _AX optical axis L optical axis

Claims

入射された光束を常光線と異常光線との２つの光束に分岐し、各々を出射する第１の複屈折板と、
この第１の複屈折板から出射された前記２つの光束を直線偏光状態から他の偏光状態にそれぞれ変換して出射する位相板と、
この位相板から出射された前記２つの光束を各一対の常光線および異常光線にそれぞれ分岐して出射する第２の複屈折板と、を備え、
前記位相板は、前記第２の複屈折板から出射される各光束の光量比が所定の比率となるように、光学軸の向きが設定されていることを特徴とする光束分岐装置。 A first birefringent plate that divides the incident light flux into two light fluxes, an ordinary ray and an extraordinary ray, and emits each of them;
A phase plate for converting the two light beams emitted from the first birefringent plate from a linearly polarized light state to another polarized light state and emitting them,
A second birefringent plate that divides and emits the two light beams emitted from the phase plate into a pair of ordinary rays and extraordinary rays, respectively,
The light beam branching device, wherein the phase plate has an optical axis direction set so that a light quantity ratio of light beams emitted from the second birefringent plate is a predetermined ratio.

入射された光束を常光線と異常光線との２つの光束に分岐し、各々を出射する往復光路用の複屈折板と、
この複屈折板から出射された前記２つの光束を該複屈折板に向けて反射する反射面と、
前記複屈折板と前記反射面との間の前記２つの光束の光路上に配置され、該２つの光束を直線偏光状態から他の偏光状態にそれぞれ変換して出射する位相板と、を備え、
前記複屈折板は、前記位相板から出射された前記２つの光束を、各一対の常光線および異常光線にそれぞれ分岐して出射するように構成され、
前記位相板は、前記複屈折板から出射される各光束の光量比が所定の比率となるように、光学軸の向きが設定されていることを特徴とする光束分岐装置。 A birefringent plate for a reciprocating optical path that divides an incident light flux into two light fluxes of an ordinary ray and an extraordinary ray, and emits each of them;
A reflecting surface that reflects the two light beams emitted from the birefringent plate toward the birefringent plate;
A phase plate disposed on the optical path of the two light fluxes between the birefringent plate and the reflecting surface, and converting the two light fluxes from a linear polarization state to another polarization state, respectively, and emitting them.
The birefringent plate is configured to diverge and emit the two light fluxes emitted from the phase plate into a pair of ordinary rays and extraordinary rays, respectively,
The light beam branching device, wherein the phase plate has an optical axis direction set so that a light quantity ratio of each light beam emitted from the birefringent plate is a predetermined ratio.

前記第２の複屈折板は、前記位相板から出射された前記２つの光束を各一対の常光線および異常光線にそれぞれ分岐するとともに、該２つの光束のうちの一方の光束の常光線を第１の光束として、該一方の光束の異常光線と該２つの光束のうちの他方の光束の常光線とを互いに合波してなる光束を第２の光束として、該他方の光束の異常光線を第３の光束として、それぞれ出射するように構成されていることを特徴とする請求項１記載の光束分岐装置。 The second birefringent plate splits the two light beams emitted from the phase plate into a pair of ordinary rays and extraordinary rays, respectively, and the ordinary ray of one of the two light beams As the first luminous flux, the extraordinary ray of the one luminous flux and the ordinary ray of the other of the two luminous fluxes are combined with each other as the second luminous flux, and the extraordinary ray of the other luminous flux is The light beam branching device according to claim 1, wherein the light beam branching device is configured to emit each of the third light beams.

前記往復光路用の複屈折板は、前記位相板から出射された前記２つの光束を各一対の常光線および異常光線にそれぞれ分岐するとともに、該２つの光束のうちの一方の光束の常光線を第１の光束として、該一方の光束の異常光線と該２つの光束のうちの他方の光束の常光線とを互いに合波してなる光束を第２の光束として、該他方の光束の異常光線を第３の光束として、それぞれ出射するように構成されていることを特徴とする請求項２記載の光束分岐装置。 The birefringent plate for the reciprocating optical path branches the two light beams emitted from the phase plate into a pair of ordinary rays and extraordinary rays, respectively, and the ordinary ray of one of the two light fluxes. As the first light flux, the extraordinary ray of the one luminous flux is combined with the extraordinary ray of the other luminous flux and the ordinary ray of the other of the two luminous fluxes as the second luminous flux. The light beam branching device according to claim 2, wherein each of the light beam is emitted as a third light beam.

前記第１および第２の複屈折板は、ニオブ酸リチウムで構成されたものであることを特徴とする請求項１または３記載の光束分岐装置。 4. A beam splitter according to claim 1, wherein the first and second birefringent plates are made of lithium niobate.

前記往復光路用の複屈折板は、ニオブ酸リチウムで構成されたものであることを特徴とする請求項２または４記載の光束分岐装置。 5. The beam splitter according to claim 2, wherein the birefringent plate for the reciprocating optical path is made of lithium niobate.

前記位相板は、前記光学軸の向きを前記所定の比率の変化に応じて可変に構成されていることを特徴とする請求項１〜６までのうちいずれか１項記載の光束分岐装置。 The beam splitter according to any one of claims 1 to 6, wherein the phase plate is configured such that the direction of the optical axis is variable in accordance with the change in the predetermined ratio.

請求項１〜７までのうちいずれか１項記載の光束分岐装置と、
この光束分岐装置から出射された各光束の光路上に配置され、入射された光束から赤色光、緑色光および青色光のうちのいずれかの色光をそれぞれ選択分離して出射する各色光用のフィルタ、および該各色光用のフィルタからそれぞれ出射された前記赤色光、前記緑色光および前記青色光がそれぞれ結像せしめられる各色光用の受光素子を有してなる撮像手段と、を備えてなることを特徴とする色分離光学系装置。 A beam splitter according to any one of claims 1 to 7,
A filter for each color light that is arranged on the optical path of each light beam emitted from this light beam branching device and selectively separates and emits one of red light, green light and blue light from the incident light beam. And an imaging means having a light receiving element for each color light on which the red light, the green light and the blue light respectively emitted from the filters for the respective color lights are formed. A color separation optical system device.