JP2011048282A - Spectrum light source device - Google Patents
Spectrum light source device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2011048282A JP2011048282A JP2009198641A JP2009198641A JP2011048282A JP 2011048282 A JP2011048282 A JP 2011048282A JP 2009198641 A JP2009198641 A JP 2009198641A JP 2009198641 A JP2009198641 A JP 2009198641A JP 2011048282 A JP2011048282 A JP 2011048282A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light source
- light
- liquid crystal
- crystal element
- wavelength
- 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.)
- Withdrawn
Links
Images
Landscapes
- Liquid Crystal (AREA)
- Mechanical Light Control Or Optical Switches (AREA)
- Polarising Elements (AREA)
- Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
Abstract
Description
本発明は、スペクトラム光源装置に関する。 The present invention relates to a spectrum light source device.
従来、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, 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.
従来のスペクトラム光源装置においては、出力光に、波長に依存する光強度分布、すなわち色むらを生じてしまう。このような色むらの発生は、スペクトラム光源装置の主要な用途である色の評価には不都合である。 In the conventional spectrum light source device, the output light has a light intensity distribution depending on the wavelength, that is, color unevenness. The occurrence of such color unevenness is inconvenient for the color evaluation which is the main use of the spectrum light source device.
上記課題を解決するために、本発明の第1の態様の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、光源光が照射される平面領域において、指示された特定領域が、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、特定領域で反射または透過された光源光を波長分散させる波長分散素子と、波長分散素子に対して相対的に位置決めされ、波長分散素子によって波長分散された光源光の一部の波長光を通過させるスリットと、変調素子の特定領域を制御する制御部とを備える。 In order to solve the above-described problem, the 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, and a designated specific region in a planar region irradiated with the light source light. Different from other areas, the modulation element that reflects or transmits the light source light, the wavelength dispersion element that wavelength-disperses the light source reflected or transmitted in the specific area, and the relative position with respect to the wavelength dispersion element And a slit for passing a part of the wavelength light of the light source light wavelength-dispersed by the wavelength dispersion element, and a control unit for controlling a specific region of the modulation element.
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.
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.
本実施形態を説明する前に、比較例として従来のスペクトラム光源装置について説明する。図13は、従来技術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。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1301のうち、スリット1302を通過するスリット光1303が、波長分散素子である回折格子1304に到達する。波長分散素子は、例えば白色光のような種々の波長が混在する光を、波長ごとに分散させる光学素子であり、入射角に対する反射角に応じてその反射光の波長が規定される。
Before describing this embodiment, a conventional spectrum light source device will be described as a comparative example. FIG. 13 is a conceptual diagram illustrating the principle of a spectrum light source device according to the prior art. Of the
回折格子1304に到達したスリット光1303は、回折格子1304における反射角に応じて波長ごとに分散する。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1305、波長λ2の反射光である第2反射光1306、波長λ3の反射光である第3反射光1307に分散する。それぞれの反射光は、マイクロミラーアレイデバイス1308の方向へ分散される。第1反射光1305、第2反射光1306、第3反射光1307はスリット光であるので、それぞれスリット状にマイクロミラーアレイデバイス1308の第1領域1309、第2領域1310、第3領域1311に到達する。それぞれの領域は、マイクロミラーアレイデバイス1308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。)個のマイクロミラーが対応する。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
そして、制御部は、出力させたい波長光が到達するマイクロミラーのみを、出力光学系1313方向へ反射するように駆動する。図では、波長λ1の第1反射光1305が照射される領域である第1領域1309に対応するマイクロミラーのみを駆動する。その他の波長が照射される領域に対応するマイクロミラーは、出力光学系1313以外の方向へ反射するように制御され、その他の波長の反射光はそのまま廃棄される。すると、波長λ1の光源光のみが出力光1312として出力光学系1313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。
And a control part drives so that only the micromirror which the wavelength light to make it output reaches in the output
上記のように構成された従来のスペクトラム光源装置は、マイクロミラーアレイデバイス1308の短冊領域のマイクロミラーを選択的に駆動することにより、任意の波長の出力光を出力させることができる。しかしながら、出力光学系1313とマイクロミラーアレイデバイス1308の相対的な関係から、選択される波長によって、出力光の出力光学系1313に対する入射角度、入射位置が異なる。これに起因して、出力光学系1313を経て出力される、スペクトラム光源装置としての出力光に、波長に依存する光強度分布、すなわち色むらを生じてしまう。このような色むらの発生は、スペクトラム光源装置の主要な用途である色の評価には不都合である。
The conventional spectrum light source device configured as described above can output output light having an arbitrary wavelength by selectively driving the micromirrors in the strip region of the
次に、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、λ1の波長の出力光を出力させるスペクトラム光源装置の概念図である。光源101は所定の波長領域に亘る光源光110を発する。ここでは白色光を発するものとする。光源光110は、マイクロミラーアレイデバイス102上の反射面である平面領域に、光を照射する照射領域111を形成する。
Next, the principle of the spectrum light source device according to this embodiment will be described. FIG. 1 is a conceptual diagram of a spectrum light source device that outputs output light having a wavelength of λ1. The
マイクロミラーアレイデバイス102は、制御部によって指示された特定領域が、他の領域と異なるように、光源光110を反射させる変調素子である。具体的には、複数のマイクロミラーが二次元的に配置されており、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。2方向のうちの1方向として、個々のマイクロミラーは光源光110を回折格子106の方向へ反射する角度に設定されている。なお、光源光110は回折格子106上において光源部射出瞳像を形成するよう光学系は設計される。また、光源101としては波長に依存する指向性がないものを選び、光源部射出瞳像内における光強度分布に波長による差異が発生しないように構成する。白熱ランプ、放電光源など通常使用される白色光源には波長による指向性はないので好ましい。
The
2方向のうちの他の方向として、個々のマイクロミラーは光源光110が回折格子106の方向とは異なる方向へ反射する角度に設定されている。他の方向へ反射される光源光110は、その後の反射によっても回折格子に迷光として侵入することは好ましくない。したがって、他の方向として例えば、マイクロミラーアレイデバイス102の近傍に設置されている無反射シートに向けて反射する角度に設定されている。この方向に反射される反射光は、その後用いられることの無い廃棄光である。なお、上述のように、微視的に見れば個々のマイクロミラーは2方向に制御されるので同一平面を形成するものではないが、本実施形態においては、マイクロミラーアレイデバイス102を全体的に見た場合に、その表面は反射面を形成する平面領域であるとする。
As the other of the two directions, each micromirror is set to an angle at which the
図1において、制御部は、行方向の短冊形状である第1領域103に属するマイクロミラーを、回折格子106の方向へ角度設定し、その他の領域に属するマイクロミラーを廃棄方向へ角度設定する。すると、光源光110が形成する照射領域111のうち、第1領域103のみが短冊形状に反射され、白色反射光113となって回折格子106へ向かう。
In FIG. 1, the control unit sets the angle of the micromirrors belonging to the
回折格子106は、マイクロミラーアレイデバイス102に対して相対的に位置決めされており、第1領域103で反射された白色反射光113は、第1の角度で回折格子106の受光面に入射する。回折格子106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、分散させる波長分散素子である。回折格子106は、その格子定数により、マイクロミラーアレイデバイス102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。すなわち、白色反射光113が回折格子106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123、緑色領域の波長λ2の回折光124、青色領域の波長λ3の回折光125を含むように入射光を分散させる。
The
回折格子106で反射され分散された回折光は、それぞれスリット107の方向へ向かう。このとき、スリット107は、回折格子106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1においては、波長λ1の回折光123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
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107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107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
続けて、λ2およびλ3の波長の出力光を出力させる場合について説明する。図2は、λ2の波長の出力光を出力させるスペクトラム光源装置の概念図であり、図3は、λ3の波長の出力光を出力させるスペクトラム光源装置の概念図である。図1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 with wavelengths of λ2 and λ3 is output will be described. FIG. 2 is a conceptual diagram of a spectrum light source device that outputs output light having a wavelength of λ2. FIG. 3 is a conceptual diagram of a spectrum light source device that outputs output light of a wavelength of λ3. The same elements as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and the 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104に属するマイクロミラーを、回折格子106の方向へ角度設定し、その他の領域に属するマイクロミラーを廃棄方向へ角度設定する。すると、光源光110が形成する照射領域111のうち、第2領域104のみが短冊形状に反射され、白色反射光114となって回折格子106へ向かう。
When outputting output light having a wavelength of λ2, the control unit sets the angle of the micromirror belonging to the
マイクロミラーアレイデバイス102に対して回折格子106は相対的に位置決めされており、また、第2領域104に属するマイクロミラーは回折格子106の方向へ角度設定されている。したがって、白色反射光114は、白色反射光113と同様に回折格子106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106の受光面に入射する。上述のように、回折格子106の表面の溝形状は、マイクロミラーアレイデバイス102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114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113の場合に比べてシフトする。
The
スリット107は、回折格子106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106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133、緑色領域の波長λ2の回折光134、青色領域の波長λ3の回折光135のうち、回折光134のみがスリット107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107により阻止される。
The
λ3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3領域105に属するマイクロミラーを、回折格子106の方向へ角度設定し、その他の領域に属するマイクロミラーを廃棄方向へ角度設定する。すると、光源光110が形成する照射領域111のうち、第3領域105のみが短冊形状に反射され、白色反射光115となって回折格子106へ向かう。
In the case of outputting output light having a wavelength of λ3, the control unit sets the angle of the micromirror belonging to the
マイクロミラーアレイデバイス102に対して回折格子106は相対的に位置決めされており、また、第3領域105に属するマイクロミラーは回折格子106の方向へ角度設定されている。したがって、白色反射光115は、白色反射光113と同様に回折格子106の反射面へ入射するが、その入射角が異なる。その入射角が異なる。すなわち、第1の角度ではなく第3の角度で回折格子106の受光面に入射する。上述のように、回折格子106の表面の溝形状は、マイクロミラーアレイデバイス102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115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113の場合に比べてシフトする。
The
スリット107は、回折格子106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106に対して所定の角度で反射されたもののみである。図3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143、緑色領域の波長λ2の回折光144、青色領域の波長λ3の回折光145のうち、回折光145のみがスリット107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107により阻止される。
The
逆に言えば、スリット107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マイクロミラーアレイデバイス102の対応領域として第1領域103を定め、同様に、波長λ2に対応して第2領域104を定め、波長λ3に対応して第3領域105を定める。したがって、出力させる出力光の波長は、マイクロミラーアレイデバイス102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マイクロミラー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。
In other words, the
上述のように回折格子106上には、光強度分布について波長による差異のない光源部射出瞳像が形成されており、スリット107から射出される光束はいずれの波長においても光源部射出瞳像から発している。よって、光束断面内においては光強度分布に波長による差異は発生しないし、光束進行方向も波長による差異はなくどの波長光も重なって同じ方向に進む。したがって、出力光学系に対して波長による差異なく一様に入射するので、その後の光学系での波長分布むらが生じにくい。
As described above, the light source section exit pupil image having no difference in wavelength with respect to the light intensity distribution is formed on the
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に係るスペクトラム光源装置の概略構成図である。まず、光源11によって発せられる光を、投光光学系12によって、空間変調系としてのマイクロミラーアレイデバイス2へ投射する。光源11と投光光学系12は、投光系1を構成する。投光系1は、投射される光源光の光強度が照射領域内で所定の範囲内に収まるように均一化する機能を有する。また、投光系1は、その射出瞳がマイクロミラーアレイデバイス2から無限遠位置にできるように光学設計されている。具体的な構成の例については後述する。
Example 1
FIG. 4 is a schematic configuration diagram of the spectrum light source device according to the first embodiment. First, the light emitted from the
マイクロミラーアレイデバイス2は、上述のように複数のマイクロミラーが二次元的に配列されたものであり、制御部に接続されたドライバ6に接続される。マイクロミラーアレイ面21を形成する個々のマイクロミラーは、制御部の指示に従って、2方向のいずれかを向くように独立的に駆動制御される。
The
波長分散系3は、正のパワーを持つ第1光学系31、波長分散素子である回折格子32、正のパワーを持つ第2光学系33、及びスリット34から構成される。ここでは、回折格子32として、反射型平面グレーティングを用いる。第1光学系31の一方の焦点面にはマイクロミラーアレイ面21が配され、他方の焦点面には回折格子32の反射面上が配される。したがって、マイクロミラーアレイ面21で反射されて波長分散系3へ向かう複数の光束は、回折格子32の受光面に投光系1の射出瞳像を形成する。つまり、投光系1の射出瞳位置と回折格子32の受光面は共役関係にある。また、第2光学系の一方の焦点面には、第1光学系31の他方の焦点面と一致するように回折格子32の反射面上が配され、他方の焦点面には、スリット34の入射面が配される。つまり、第1光学系31及び第2光学系33は、マイクロミラーアレイ面21と、波長分散系3のスペクトラムイメージ面であるスリット34の入射面とを共役位置とする、波長分散光学系を構成する。また、スリット34から射出される出力光束成分に着目すれば、回折格子32では、マイクロミラーアレイデバイス2からの反射光束について波長合波作用がなされると言える。このような第1光学系31及び第2光学系33の配置を採ることにより、マイクロミラーアレイデバイス2から波長分散系3へ入射されるテレセントリックな光束を、効率的に回折格子32の反射面上に集め、さらに、スリット34へもテレセントリックに出力することができる。
The
ここで実際の光路とは逆向きに辿って考えると、波長分散系3は、スリット34の入射面における共役像を、スペクトラムイメージ面としてのマイクロミラーアレイ面21に、長波長から短波長の順に波長分散方向について異なった位置に形成する。したがって、実際の光路を辿ったときには、マイクロミラーアレイ面21で波長分散系3の方向へ反射された光源光のうちスリット34のスリット開口を通過できる成分は、マイクロミラーアレイ面21の反射領域に対応した波長光のみとなり、その他の波長光はスリット34に遮られて出力されることが無い。
Here, when looking back in the opposite direction to the actual optical path, the
スリット34の出力側には出力光学系4が配される。出力光学系4は、必要に応じて設置されるライトガイドデバイス5の入力面に、スリット34の像を所定の倍率で形成する。出力光学系4は、物体側および像側の双方がテレセントリックとなる両テレセントリック光学系を採用する。具体的には、出力光学系4は、正のパワーを持つ前群光学系41、開口絞り42、及び正のパワーを持つ後群光学系43からなる。開口絞り42は波長分散素子である回折格子32の受光面と共役位置に配置されており、かつその開口形状は回折格子32の受光面の像と相似形となるように形成されている。回折格子32の受光面は、投光系1からの光源光がその全面に照射されるように、回折格子32の受光面形状、配置位置、及び第1光学系31が調整されているが、実際には受光面以外の部分に光源光が漏れることは避けられず、これにより散乱光が発生する。開口絞り42は、この散乱光の成分を出力光から除外する役割を担う。また、開口絞り42の開口断面における出力光の相対的強度分布パターンは、全ての出力光波長についてほぼ等価である。したがって、出力光学系4から射出される光束断面内には波長分布不均一性がほぼ存在しない。
The output optical system 4 is disposed on the output side of the
ライトガイドデバイス5は、出力光の均一性をさらに向上させることを目的として、または、スペクトラム光源装置の用途に合わせて利便性を高めることを目的として任意に設置される。ライトガイドデバイス5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。
The
次に、投光系1の具体例について説明する。図5は、投光系1の概略構成図である。投光系1は、図示するように、光源11と投光光学系12から構成される。光源11としては、例えばキセノンランプを用いる。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。光源11は、楕円ミラー13を備え、楕円ミラー13の一方の焦点に存在するアーク像がもう一方の焦点位置にできるように構成されている。
Next, a specific example of the light projecting
投光光学系12は、熱線反射フィルタ14、四角柱ロッドガラス15、及び投影光学系16から構成される。熱線反射フィルタ14は、光源11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14を設置し、後続の四角柱ロッドガラス15、投影光学系16の熱負荷を軽減する。
The light projecting
光源11のアーク像が四角柱ロッドガラス15の入射端面に形成され、射出端面から投影光学系16へ出力される。投影光学系16は、四角柱ロッドガラス15の射出端面像を、空間変調素子であるマイクロミラーアレイ面21上に投影する。四角柱ロッドガラス15には光強度分布を均一化する作用があり、ある程度の光路長を持たせることにより一定の均一度を確保する。なお、四角柱ロッドガラス15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。投影光学系16は、少なくとも像側がテレセントリックとなるように光学設計されており、両テレセントリック光学系を採用しても良い。像側テレセントリックであるので、マイクロミラーアレイデバイス2のいずれのマイクロミラーに到達する光束中の光線角度分布も等価となり、マイクロミラーで反射されて波長分散系3へ向かう光束の主光線も互いに平行になる。
An arc image of the
次に、スリット34からの出力光とマイクロミラーアレイ面21の関係について説明する。スリット34のスリット幅方向は、波長が変化する波長分散方向であり、幅を狭くすれば単位波長の波長領域範囲を小さくし、広くすれば波長領域範囲を大きくすることになる。マイクロミラーアレイ面21上にできるスリット34のスリット開口像は、列方向を波長分散方向とすると一般的には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。)個のマイクロミラーが対応する。したがって、列方向のマイクロミラーの個数であるn2を変化させると、単位波長要素について出力を変化させることができる。
Next, the relationship between the output light from the
上述のように、n1×n2個のマイクロミラーのうちn2の個数を変化させると単位波長の波長領域範囲を変化させることができるが、n1の個数を変化させると単位波長における光強度を変化させることができる。ある単位波長要素について半分の光強度で出力する場合に、図6は、偏りのあるマイクロミラーの角度設定を表す図であり、図7は、偏りの無いマイクロミラーの角度設定を表す図である。いずれも、斜線で示すマイクロミラーが、波長分散系3の方向へ角度設定されている。
As described above, if the number of n2 of the n1 × n2 micromirrors is changed, the wavelength region range of the unit wavelength can be changed, but if the number of n1 is changed, the light intensity at the unit wavelength is changed. be able to. FIG. 6 is a diagram showing the angle setting of a micromirror with a bias when outputting a certain unit wavelength element at half light intensity, and FIG. 7 is a diagram showing the angle setting of a micromirror with no bias. . In either case, the angle of the micromirror indicated by diagonal lines is set in the direction of the
図6に示す場合も、図7に示す場合も、波長分散系3へ向けて角度設定されているマイクロミラーの個数は同じであるが、図6に示すように、行方向に二分してしまうパターンを採用すると、スリット34上に明暗の領域に二分された像を形成してしまい、出力光学系4に光強度が均一でない光束を入射させることになる。一方、図7に示すように、波長分散系3へ向けて角度設定するマイクロミラーと、廃棄方向へ向けて角度設定するマイクロミラーとが、互いに交互に接するようなパターンを採用すると、スリット34面上における光強度分布のむらを最小限に抑えることができる。換言すれば、波長分散系3へ向ける互いに隣り合うマイクロミラーの数が最小となるように角度設定されれば良い。なお、マイクロミラーの角度設定は、制御部のプログラムに従って、ドライバ6を介して実行される。
6 and 7, the number of micromirrors whose angles are set toward the
単位波長における光強度の変化は、上述のようなマイクロミラーの角度設定による面積変調方式に限らず、時間変調方式を利用することもできる。時間変調方式は、ある単位波長領域に含まれるマイクロミラーを、単位時間内に、波長分散系3の方向への角度設定と廃棄方向への角度設定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方式である。出力される光強度は、波長分散系3の方向へ角度設定された時間の積分値に比例するので、光量減衰変調が一様となり、スリット34の開口における光強度分布に波長差を生じない。もちろん、面積変調方式と時間変調方式を組み合わせて利用することもできる。
The change in the light intensity at the unit wavelength is not limited to the area modulation method by the angle setting of the micromirror as described above, and a time modulation method can also be used. The time modulation method outputs micromirrors included in a certain unit wavelength region by repeating the angle setting in the direction of the
(実施例2)
図8は、実施例2に係るスペクトラム光源装置の概略構成図である。投光系1、波長分散型系3、出力光学系4、及びライトガイドデバイス5については、実質的に実施例1と同じであるので説明を省略する。実施例2は、実施例1のマイクロミラーアレイデバイス2に代えて変調素子として反射型液晶素子アレイデバイス73を用いる。なお、制御部に接続されたドライバ6は反射型液晶素子アレイデバイス73を駆動する。また、これに伴い、投光系1から反射型液晶素子アレイデバイス73の受光面である反射型液晶素子アレイ面76に向かって順に、第1偏光フィルタ71、偏光ビームスプリッタ72が設けられている。更に、偏光ビームスプリッタ72の反射方向であって波長分散系3との間に第2偏光フィルタ74と、偏光ビームスプリッタ72に対して第2偏光フィルタ74とは反対側にトラップ75が設けられている。第1偏光フィルタ71、偏光ビームスプリッタ72、反射型液晶素子アレイデバイス73、第2偏光フィルタ74、トラップ75は、変調系7を構成する。
(Example 2)
FIG. 8 is a schematic configuration diagram of a spectrum light source device according to the second embodiment. Since the
反射型液晶素子アレイデバイス73は、複数の反射型液晶素子が1次元または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6を介して、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、選択指示された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デバイス73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。2次元的に配列された反射型液晶素子アレイは、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
投光系1からの光源光は、第1偏光フィルタ71を通過して直線偏光化される。直線偏光の向きは、偏光ビームスプリッタ72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71を通過した光源光は、偏光ビームスプリッタ72を透過する。偏光ビームスプリッタ72を透過した直線偏光は、反射型液晶素子アレイ面76に入射し、所定のリターデーションを付加されて反射される。反射型液晶素子アレイデバイス73で反射された光束のうち、入射時とは直交する直線偏光成分が偏光ビームスプリッタ72によって反射される。そして、第2偏光フィルタ74を透過させることによって直線偏光の純度を上げた後、光源光は波長分散系3の方向へ投射される。
The light source light from the light projecting
偏光ビームスプリッタ72のみでなく、第1偏光フィルタ71、及び第2偏光フィルタ74を加えて構成するのは、偏光ビームスプリッタ72による消光比を向上させることを目的とする。また、投光系1からの光源光のうち、偏光ビームスプリッタ72によって反射される不要成分については迷光源になるおそれがあるので、トラップ75を設けて吸収させる。
The addition of not only the
ドライバ6は、ある単位波長要素における出力と廃棄の比率に関して制御部から指示を受けると、指示に応じてその単位波長要素に対応する短冊領域に含まれる複数の反射型液晶素子を駆動する。複数の反射型液晶素子のそれぞれは、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ことができる。楕円偏光化された反射光は、偏光ビームスプリッタ72に再入射し、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。偏光ビームスプリッタ72で反射された直線偏光成分は、第2偏光フィルタ74を通過して直線偏光の純度を上げた後、波長分散系3で波長合波作用を受け、スリット34を通過した波長成分が、出力光学系4、ライトガイドデバイス5を経て外部に出力される。
When the
なお、実施例1におけるマイクロミラーアレイデバイス2においては、短冊領域に属するマイクロミラーのn1の個数を変化させて単位波長における光強度を変化させた。つまり、面積変調により光強度を調整した。一方、液晶素子アレイと偏光フィルタを組み合わせた実施例2の階調変調方式においては、偏光ビームスプリッタ72に再入射させる反射光の、直交成分の比率を制御することにより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72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。もちろん、液晶素子単位で制御することにより面積変調させることもできる。
In the
また実施例1と同様に、時間変調方式を利用することもできる。液晶素子アレイと偏光フィルタを組み合わせた実施例2の時間変調方式の場合は、ある単位波長要素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、そうでない場合と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。もちろん、階調変調方式と時間変調方式を組み合わせて利用することもできる。 Further, as in the first embodiment, a time modulation method can be used. In the case of the time modulation method of the second embodiment in which the liquid crystal element array and the polarizing filter are combined, the reflective liquid crystal element included in the strip region corresponding to a certain unit wavelength element is returned to the linearly polarized light incident within the unit time. The output light intensity is adjusted by repeating the elliptical polarization by giving a foundation and the case where it is not, at a predetermined ratio. Of course, a combination of the gradation modulation method and the time modulation method can also be used.
(実施例3)
図9は、実施例3に係るスペクトラム光源装置の概略構成図である。投光系1、波長分散型系3、出力光学系4、及びライトガイドデバイス5については、実質的に実施例1、実施例2と同じであるので説明を省略する。実施例3は、実施例2の変調系7に代えて、変調素子として透過型液晶素子アレイデバイス82を用いた変調系8を備える。なお、制御部に接続されたドライバ6は透過型液晶素子アレイデバイス82を駆動する。変調系8は、透過型液晶素子アレイデバイス82の前後に設置された第1偏光フィルタ81、及び第2偏光フィルタ83を加えて構成される。
(Example 3)
FIG. 9 is a schematic configuration diagram of a spectrum light source device according to the third embodiment. Since the light projecting
透過型液晶素子アレイデバイス82は、複数の透過型液晶素子が1次元または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6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。2次元的に配列された反射型液晶素子は、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 transmissive liquid crystal
投光系1からの光源光は、第1偏光フィルタ81によって直線偏光化されてから透過型液晶素子アレイデバイス82に入射する。ドライバ6は、ある単位波長要素における出力と廃棄の比率に関して制御部から指示を受けると、指示に応じてその単位波長要素に対応する短冊領域に含まれる複数の透過型液晶素子を駆動する。複数の透過型液晶素子のそれぞれは、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ことができる。透過型液晶素子アレイデバイス82を透過した楕円変更化された透過光は、第2偏光フィルタ83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。以降は実施例1、実施例2と同様に、波長分散系3で波長合波作用を受け、スリット34を通過した波長成分が、出力光学系4、ライトガイドデバイス5を経て外部に出力される。
The light source light from the light projecting
なお、実施例3においては、第2偏光フィルタ83に入射させる透過光の直交成分の比率を制御することにより光強度を調整することができる。すなわち、第2偏光フィルタ83でより多く透過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。
In Example 3, the light intensity can be adjusted by controlling the ratio of the orthogonal components of the transmitted light incident on the second
また実施例2と同様に、時間変調方式を利用することもできる。液晶素子アレイと偏光フィルタを組み合わせた実施例3の時間変調方式の場合は、ある単位波長要素に対応する短冊領域に含まれる透過型液晶素子を、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、そうでない場合と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。もちろん、階調変調方式と時間変調方式を組み合わせて利用することもできる。 As in the second embodiment, a time modulation method can be used. In the case of the time modulation method of Example 3 in which the liquid crystal element array and the polarizing filter are combined, the transmission type liquid crystal element included in the strip region corresponding to a certain unit wavelength element is returned to the linearly polarized light incident within the unit time. The output light intensity is adjusted by repeating the elliptical polarization by giving a foundation and the case where it is not, at a predetermined ratio. Of course, a combination of the gradation modulation method and the time modulation method can also be used.
上記の実施例1から3で用いたマイクロミラーアレイデバイス2、反射型液晶素子アレイデバイス73、透過型液晶素子アレイデバイス82の各々のデバイスにおいては、光源光を完全に遮断しているはずの画素であっても僅かに迷光が発生してしまい、完全に暗黒の状態をつくりだすことが困難である。出力光においてはこれら各画素からの迷光が積分されて本来の出力光に重畳されてしまい、S/N比を悪化させる原因となる。そこで、以下にこのノイズ成分を軽減する実施例を、実施例4から6として説明する。
In each of the
(実施例4)
実施例4は、実施例1の応用例である。図10は、実施例4に係るスペクトラム光源装置の要部概略構成図である。実施例1と同一の構成については省略する。
Example 4
The fourth embodiment is an application example of the first embodiment. FIG. 10 is a schematic configuration diagram of a main part of a spectrum light source device according to the fourth embodiment. The same configuration as that of the first embodiment is omitted.
本実施例における変調系は、第1マイクロミラーアレイ面210を有する第1マイクロミラーアレイデバイス200、第2マイクロミラーアレイ面211を有する第2マイクロミラーアレイデバイス201、及び変調光学系9により構成される。第1マイクロミラーアレイ面210上において廃棄方向に設定されているマイクロミラーから発生した迷光成分は、反射されるべき反射光成分と共に、変調光学系9によって第2マイクロミラーアレイ面211上に投影される。
The modulation system in the present embodiment is configured by a first
変調光学系9は、例えば投影前群91、投影開口絞り92、及び投影後群93から構成される。光学系中の他の場所に開口絞りが設置されている場合には、投影開口絞り92を含まなくても良い。第2マイクロミラーアレイデバイス201の投影光軸(すなわち第2マイクロミラーアレイ面211に垂直な軸)と波長分散系3の光軸とを一致させる必要があるので、第1マイクロミラーアレイ面210と第2マイクロミラーアレイ面211とをあおり配置とする。変調光学系9の光軸は、互いにあおり配置された第1マイクロミラーアレイ面210と第2マイクロミラーアレイ面211のそれぞれの中心を結ぶ軸と一致させる。また、投光系1の光軸は、第1マイクロミラーアレイデバイス200の投影光軸(すなわち第1マイクロミラーアレイ面210に垂直な軸)と一致させる。
The modulation
変調光学系9は、物体側および像側の双方がテレセントリックとなる両テレセントリック光学系を採用する。また、あおり配置において像面内のすべての箇所で同一倍率を維持するには、投影前群91と投影後群93がそれぞれ2つずつ有する焦点のうち、互いに向き合っている側にできる焦点どうしが一致するように光学設計をする必要がある。これは両テレセントリック光学系を実現する必要条件でもある。
The modulation
第1マイクロミラーアレイデバイス200と第2マイクロミラーアレイデバイス201は、同一仕様のデバイスを用いる。つまり、マイクロミラーの大きさ、ピッチ、個数等が同一のものを用いる。この場合、変調光学系9の投影倍率は1倍である。同一仕様のデバイスを用いない場合でも、それぞれのマイクロミラーアレイを構成するマイクロミラー間に対応関係があれば利用することができる。この場合は、変調光学系9の投影倍率等を適宜変更する必要がある。
The first
このように構成された変調系において、制御部がドライバ6を介して、第1マイクロミラーアレイデバイス200と第2マイクロミラーアレイデバイス201を同期的に制御する。つまり、第1マイクロミラーアレイ面210と第2マイクロミラーアレイ面211は、互いに物体面と像面の関係にあるので、制御部は、波長分散系3へ向けて角度設定されるマイクロミラーと廃棄方向へ向けて角度設定される互いに対応するマイクロミラーを同一駆動する。すると、たとえ第1マイクロミラーアレイ面210からの迷光が第2マイクロミラーアレイ面211に到達したとしても、到達したマイクロミラーも廃棄方向に向けられているので、波長分散系3の方向に迷光が侵入する恐れは格段に小さくなる。第2マイクロミラーアレイ面211で波長分散系3の方向に反射された光源光は、実施例1と同様に、波長分散系3で波長合波作用を受け、スリット34を通過した波長成分が、出力光学系4、ライトガイドデバイス5を経て外部に出力される。
In the modulation system configured as described above, the control unit synchronously controls the first
(実施例5)
実施例5は、実施例2の応用例である。図11は、実施例5に係るスペクトラム光源装置の要部概略構成図である。実施例2と同一の構成については省略する。
(Example 5)
The fifth embodiment is an application example of the second embodiment. FIG. 11 is a schematic configuration diagram of a main part of a spectrum light source device according to the fifth embodiment. The same configuration as that of the second embodiment is omitted.
投光系1からの光源光は、第1偏光フィルタ71に入射し直線偏光化される。直線偏光化された光源光は、第1偏光ビームスプリッタである偏光ビームスプリッタ72を透過して第1反射型液晶素子アレイデバイス730の第1反射型液晶素子アレイ面740に入射する。そして、偏光変調を受けて反射され、再び偏光ビームスプリッタ72へ戻る。偏光ビームスプリッタ72で反射された反射成分は、第2偏光フィルタ74を透過して、変調光学系9を通過し、さらに第3偏光フィルタ78を透過する。第3偏光フィルタ78が透過する直線偏光は、第2偏光フィルタ74が透過する直線偏光に一致するように配置されている。第3偏光フィルタ78は、変調光学系9を通過するときにわずかに楕円偏光化した光を再び直線偏光化する役割を担う。この直線偏光方向は、第2偏光ビームスプリッタであるプリズム型偏光ビームスプリッタ77が反射させる偏光方向に一致しており、第3偏光フィルタ78を透過した光源光は、プリズム型偏光ビームスプリッタ77で反射する。
The light source light from the light projecting
プリズム型偏光ビームスプリッタ77で反射した光源光は、第2反射型液晶素子アレイデバイス731の第2反射型液晶素子アレイ面741に入射する。そして、偏光変調を受けて反射され、再びプリズム型偏光ビームスプリッタ77へ戻る。プリズム型偏光ビームスプリッタ77に戻って透過された光束成分は、第4偏光フィルタ80を透過し、波長分散系3へ投射される。波長分散系3の方向へ投射された光源光は、実施例2と同様に、波長分散系3で波長合波作用を受け、スリット34を通過した波長成分が、出力光学系4、ライトガイドデバイス5を経て外部に出力される。なお、偏光ビームスプリッタ72で反射された光源光成分はトラップ75で吸収される。また、変調光学系9からの光束成分のうち、プリズム型偏光ビームスプリッタ77を透過した成分は吸収フィルタ79で吸収される。
The light source light reflected by the prism type
変調光学系9は、実施例4の変調光学系9と同様である。変調光学系9は、第1反射型液晶素子アレイ面740と第2反射型液晶素子アレイ面741が互いに物体面と像面の関係となるように設計される。もちろん実施例1のようなあおり配置を取る必要はない。また、第1反射型液晶素子アレイデバイス730と第2反射型液晶素子アレイデバイス731は、同一仕様のデバイスを用いる。この場合、変調光学系9の投影倍率は1倍であり、物体側および像側の双方がテレセントリックとなる両テレセントリック光学系を採用する。
The modulation
このように構成された変調系において、制御部がドライバ6を介して、第1反射型液晶素子アレイデバイス730と第2反射型液晶素子アレイデバイス731を同期的に制御する。すると、たとえ第1反射型液晶素子アレイ面740からの迷光が第2反射型液晶素子アレイ面741に到達したとしても、到達した反射型液晶素子で反射が妨げられるので、波長分散系3の方向に迷光が侵入する恐れは格段に小さくなる。
In the modulation system configured as described above, the control unit synchronously controls the first reflective liquid crystal
なお、第1偏光フィルタ71と偏光ビームスプリッタ72は、例えば耐熱性に優れるワイヤグリッド型を採用し、熱破壊が生じないように考慮する。一方、プリズム型偏光ビームスプリッタ77の代わりに板状のワイヤグリッド型偏光ビームスプリッタを適用すると、板ブランク中を斜めに集光光束が通過するのでコマ収差、非点収差等が発生してしまう。すると、変調光学系9による第1反射型液晶素子アレイ面740と第2反射型液晶素子アレイ面741の間の投影性能を損なうことになる。また、こちら側の透過光束強度は、第1偏光フィルタ71に入射する強度に比べて半分以下に低下しており熱破壊の危険性が低くなっているので、これらを考慮してプリズム型偏光ビームスプリッタ77を採用し、コマ収差、非点収差等の発生を抑制する。
Note that the first
(実施例6)
実施例6は、実施例3の応用例である。図12は、実施例6に係るスペクトラム光源装置の要部概略構成図である。実施例3と同一の構成については省略する。
(Example 6)
The sixth embodiment is an application example of the third embodiment. FIG. 12 is a schematic configuration diagram of a main part of a spectrum light source device according to the sixth embodiment. The same configuration as that of the third embodiment is omitted.
本実施例における変調系は、第1変調系84、第2変調系85、及び変調光学系9により構成される。第1変調系84は、第1透過型液晶素子アレイデバイス802の前後に第1偏光フィルタ801と第2偏光フィルタ803が配置されて構成される。第2変調系85は、第2透過型液晶素子アレイデバイス812の前後に第3偏光フィルタ811と第4偏光フィルタ813が配置されて構成される。
The modulation system in this embodiment includes a
第1変調系84と第2変調系85は、互いに同一の仕様である。第1変調系84と第2変調系85の間に配置される変調光学系9は、実施例4及び5の変調光学系9と同様である。変調光学系9は、第1透過型液晶素子アレイデバイス802の受光面と第2透過型液晶素子アレイデバイス812の受光面が、互いに物体面と像面の関係となるように設計される。また、変調光学系9の投影倍率は1倍であり、物体側および像側の双方がテレセントリックとなる両テレセントリック光学系を採用する。
The
第4偏光フィルタ813を透過し、波長分散系3の方向へ投射された光源光は、実施例3と同様に、波長分散系3で波長合波作用を受け、スリット34を通過した波長成分が、出力光学系4、ライトガイドデバイス5を経て外部に出力される。
The light source light transmitted through the fourth
このように構成された変調系において、制御部がドライバ6を介して、第1透過型液晶素子アレイデバイス802と第2透過型液晶素子アレイデバイス812を同期的に制御する。すると、たとえ第1透過型液晶素子アレイデバイス802からの迷光が第2透過型液晶素子アレイデバイス812に到達したとしても、到達した透過型液晶素子で透過が妨げられるので、波長分散系3の方向に迷光が侵入する恐れは格段に小さくなる。
In the modulation system configured as described above, the control unit synchronously controls the first transmissive liquid crystal
以上のそれぞれの実施例においては、マイクロミラーアレイ同士、反射型液晶素子アレイ同士、透過型液晶素子アレイ同士を組み合わせて用いたが、同じ素子同士を対で用いる必要は無い。光学系を適宜修正することにより、それぞれを組み合わせた構成においても同様の効果が得られることは言うまでも無い。 In each of the above embodiments, the micromirror arrays, the reflective liquid crystal element arrays, and the transmissive liquid crystal element arrays are used in combination, but the same elements do not need to be used in pairs. It goes without saying that the same effect can be obtained even by combining the respective optical systems by appropriately modifying the optical system.
以上において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。 Although the present invention has been described above using the embodiment, the technical scope of the present invention is not limited to the scope described in the 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 投光系、2 マイクロミラーアレイデバイス、3 波長分散系、4 出力光学系、5 ライトガイドデバイス、6 ドライバ、7 変調系、8 変調系、9 変調光学系、11 光源、12 投光光学系、13 楕円ミラー、14 熱線反射フィルタ、15 四角柱ロッドガラス、16 投影光学系、21 マイクロミラーアレイ面、31 第1光学系、32 回折格子、33 第2光学系、34 スリット、41 前群光学系、42 開口絞り、43 後群光学系、71 第1偏光フィルタ、72 偏光ビームスプリッタ、73 反射型液晶素子アレイデバイス、74 第2偏光フィルタ、75 トラップ、76 反射型液晶素子アレイ面、77 プリズム型偏光ビームスプリッタ、78 第3偏光フィルタ、79 吸収フィルタ、80 第4偏光フィルタ、81 第1偏光フィルタ、82 透過型液晶素子アレイデバイス、83 第2偏光フィルタ、84 第1変調系、85 第2変調系、91 投影前群、92 投影開口絞り、93 投影後群、101 光源、102 マイクロミラーアレイデバイス、103 第1領域、104 第2領域、105 第3領域、106 回折格子、107 スリット、110 光源光、111 照射領域、113、114、115 白色反射光、123、124、125、133、134、135、143、144、145 回折光、200 第1マイクロミラーアレイデバイス、201 第2マイクロミラーアレイデバイス、210 第1マイクロミラーアレイ面、211 第2マイクロミラーアレイ面、730 第1反射型液晶素子アレイデバイス、731 第2反射型液晶素子アレイデバイス、740 第1反射型液晶素子アレイ面、741 第2反射型液晶素子アレイ面、801 第1偏光フィルタ、802 第1透過型液晶素子アレイデバイス、803 第2偏光フィルタ、811 第3偏光フィルタ、812 第2透過型液晶素子アレイデバイス、813 第4偏光フィルタ、1301 照射領域、1302 スリット、1303 スリット光、1304 回折格子、1305 第1反射光、1306 第2反射光、1307 第3反射光、1308 マイクロミラーアレイデバイス、1309 第1領域、1310 第2領域、1311 第3領域、1312 出力光、1313 出力光学系 1 light projection system, 2 micromirror array device, 3 wavelength dispersion system, 4 output optical system, 5 light guide device, 6 driver, 7 modulation system, 8 modulation system, 9 modulation optical system, 11 light source, 12 light projection optical system , 13 Elliptical mirror, 14 Heat ray reflection filter, 15 Square rod glass, 16 Projection optical system, 21 Micro mirror array surface, 31 First optical system, 32 Diffraction grating, 33 Second optical system, 34 Slit, 41 Front group optics System, 42 aperture stop, 43 rear group optical system, 71 first polarizing filter, 72 polarizing beam splitter, 73 reflective liquid crystal element array device, 74 second polarizing filter, 75 trap, 76 reflective liquid crystal element array surface, 77 prism Type polarizing beam splitter, 78 third polarizing filter, 79 absorption filter, 80 fourth polarizing filter, DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 1st polarizing filter, 82 Transmission-type liquid crystal element array device, 83 2nd polarizing filter, 84 1st modulation system, 85 2nd modulation system, 91 Pre-projection group, 92 Projection aperture stop, 93 Post-projection group, 101 Light source, 102 Micromirror array device, 103 First region, 104 Second region, 105 Third region, 106 Diffraction grating, 107 Slit, 110 Light source light, 111 Irradiation region, 113, 114, 115 White reflected light, 123, 124, 125 133, 134, 135, 143, 144, 145 Diffracted light, 200 First micromirror array device, 201 Second micromirror array device, 210 First micromirror array surface, 211 Second micromirror array surface, 730 First Reflective liquid crystal element array device, 731 Second reflective liquid crystal Element array device, 740 First reflection type liquid crystal element array surface, 741 Second reflection type liquid crystal element array surface, 801 First polarization filter, 802 First transmission type liquid crystal element array device, 803 Second polarization filter, 811 Third polarization Filter, 812 second transmission type liquid crystal element array device, 813 fourth polarizing filter, 1301 irradiation area, 1302 slit, 1303 slit light, 1304 diffraction grating, 1305 first reflected light, 1306 second reflected light, 1307 third reflected light 1308 Micromirror array device, 1309 First region, 1310 Second region, 1311 Third region, 1312 Output light, 1313 Output optical system
Claims (27)
前記光源光が照射される平面領域において、選択的に指示された特定領域が、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、
前記特定領域で反射または透過された前記光源光を波長分散させる波長分散素子と、
前記波長分散素子に対して相対的に位置決めされ、前記波長分散素子によって波長分散された前記光源光の一部の波長光を通過させるスリットと、
前記変調素子の前記特定領域を制御する制御部と
を備えるスペクトラム光源装置。 A light source that emits light source light over a predetermined wavelength region;
A modulation element that reflects or transmits the light source light so that a specific area selectively designated in a planar area irradiated with the light source light is different from other areas;
A wavelength dispersion element for wavelength-dispersing the light source light reflected or transmitted in the specific region;
A slit that is positioned relative to the wavelength dispersive element and allows a part of the wavelength light of the light source light wavelength-dispersed by the wavelength dispersive element to pass through;
A spectrum light source device comprising: a control unit that controls the specific region of the modulation element.
前記制御部は、前記スリットを通過させる波長光の強度を調整する場合には、前記波長分散素子の方向へ向ける隣り合うマイクロミラーの数が最小となるように制御する請求項3に記載のスペクトラム光源装置。 The micromirrors constituting the micromirror array are deflected in two directions, the direction of the wavelength dispersion element and the other direction, under the control of the control unit,
4. The spectrum according to claim 3, wherein, when adjusting the intensity of wavelength light that passes through the slit, the control unit performs control so that the number of adjacent micromirrors directed toward the wavelength dispersion element is minimized. Light source device.
前記制御部は、前記スリットを通過させる波長光の強度を調整する場合には、単位時間当たりの前記波長分散素子の方向へ向ける割合と他の方向へ向ける割合を調整することにより制御する請求項3に記載のスペクトラム光源装置。 The micromirrors constituting the micromirror array are deflected in two directions, the direction of the wavelength dispersion element and the other direction, under the control of the control unit,
The said control part, when adjusting the intensity | strength of the wavelength light which passes the said slit, controls by adjusting the ratio which goes to the direction of the said wavelength dispersion element per unit time, and the ratio which goes to another direction. 4. The spectrum light source device according to 3.
更に、
前記第1マイクロミラーアレイと前記第2マイクロミラーアレイの間に配され、前記第1マイクロミラーアレイの反射面と前記第2マイクロミラーアレイの反射面とが、互いに物体面と像面の関係となるように設けられた変調光学系と
を備える請求項3から5のいずれか1項に記載のスペクトラム光源装置。 The modulation element comprises a first micromirror array and a second micromirror array,
Furthermore,
The reflective surface of the first micromirror array and the reflective surface of the second micromirror array are arranged between the first micromirror array and the second micromirror array, and the relationship between the object plane and the image plane is mutually The spectrum light source device according to any one of claims 3 to 5, further comprising a modulation optical system provided to be.
前記変調光学系は、投影倍率が1倍である請求項7に記載のスペクトラム光源装置。 The first micromirror array and the second micromirror array are the same specification device,
The spectrum light source device according to claim 7, wherein the modulation optical system has a projection magnification of 1 ×.
前記光源光のうち所定方向の直線偏光成分のみを透過または反射させて前記反射型液晶素子アレイに導光し、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変調作用を受けた前記所定方向とは直交する直線偏光成分を反射または透過して前記波長分散素子へ導光する偏光ビームスプリッタを備える請求項9に記載のスペクトラム光源装置。 The liquid crystal element array is a reflective liquid crystal element array,
Only the linearly polarized light component in a predetermined direction of the light source light is transmitted or reflected and guided to the reflective liquid crystal element array, and the light source light reflected by the reflective liquid crystal element array is modulated. The spectrum light source device according to claim 9, further comprising a polarization beam splitter that reflects or transmits a linearly polarized light component orthogonal to a predetermined direction and guides the linearly polarized light component to the wavelength dispersion element.
前記制御部は、前記スリットを通過させる波長光の強度を調整する場合には、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10または11に記載のスペクトラム光源装置。 The reflective liquid crystal element array is controlled by the control unit when the modulation action is applied to the light source light and when it is not given.
The control unit according to claim 10 or 11, wherein when adjusting the intensity of the wavelength light that passes through the slit, the control unit adjusts the ratio of giving the modulation action per unit time and the ratio of not giving it. The spectrum light source device described.
前記光源光のうち所定方向の直線偏光成分のみを透過または反射して前記第1反射型液晶素子アレイへ導光し、前記第1反射型液晶素子アレイで反射された反射光を反射または透過する第1偏光ビームスプリッタと、
前記第1偏光ビームスプリッタから導光された直線偏光成分のみを反射または透過して前記第2反射型液晶素子アレイへ導光し、前記第2反射型液晶素子アレイで反射された反射光を透過または反射して前記波長分散素子へ導光する第2偏光ビームスプリッタと、
前記第1偏光ビームスプリッタと前記第2偏光ビームスプリッタの間に配され、前記第1反射型液晶素子アレイの反射面と前記第2反射型液晶素子アレイの反射面とが、互いに物体面と像面の関係となるように設けられた変調光学系と
を備える請求項9から12のいずれか1項に記載のスペクトラム光源装置。 The liquid crystal element array includes a first reflective liquid crystal element array and a second reflective liquid crystal element array,
Of the light source light, only linearly polarized light components in a predetermined direction are transmitted or reflected and guided to the first reflective liquid crystal element array, and reflected light reflected by the first reflective liquid crystal element array is reflected or transmitted. A first polarizing beam splitter;
Only the linearly polarized light component guided from the first polarizing beam splitter is reflected or transmitted and guided to the second reflective liquid crystal element array, and the reflected light reflected by the second reflective liquid crystal element array is transmitted. Or a second polarizing beam splitter that reflects and guides it to the wavelength dispersion element;
The reflective surface of the first reflective liquid crystal element array and the reflective surface of the second reflective liquid crystal element array are disposed between the first polarizing beam splitter and the second polarizing beam splitter, and the object plane and the image are mutually connected. The spectrum light source device according to claim 9, further comprising a modulation optical system provided so as to have a surface relationship.
前記変調光学系は、投影倍率が1倍である請求項13または14に記載のスペクトラム光源装置。 The first reflective liquid crystal element array and the second reflective liquid crystal element array are the same specification device,
The spectrum light source device according to claim 13 or 14, wherein the modulation optical system has a projection magnification of 1.
前記第1偏光ビームスプリッタにより反射または透過された前記光源光のうち所定方向の直線偏光成分のみを透過して前記変調光学系へ導光する第2偏光フィルタと、
前記変調光学系からの前記光源光のうち所定方向の直線偏光成分のみを透過して前記第2偏光ビームスプリッタへ導光する第3偏光フィルタと、
前記第2偏光ビームスプリッタにより反射または透過された前記光源光のうち所定方向の直線偏光成分のみを透過して前記波長分散素子へ導光する第4偏光フィルタと
を備える請求項13から15のいずれか1項に記載のスペクトラム光源装置。 A first polarizing filter that transmits only the linearly polarized light component in a predetermined direction of the light source light and guides it to the first polarizing beam splitter;
A second polarizing filter that transmits only the linearly polarized light component in a predetermined direction out of the light source light reflected or transmitted by the first polarizing beam splitter and guides it to the modulation optical system;
A third polarizing filter that transmits only the linearly polarized light component in a predetermined direction out of the light source light from the modulation optical system and guides it to the second polarizing beam splitter;
16. The fourth polarizing filter according to claim 13, further comprising: a fourth polarizing filter that transmits only the linearly polarized light component in a predetermined direction out of the light source light reflected or transmitted by the second polarizing beam splitter and guides it to the wavelength dispersion element. The spectrum light source device according to claim 1.
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偏光フィルタと、
前記第1偏光フィルタで透過され前記透過型液晶素子アレイで透過された前記光源光のうち、変調作用を受けた所定方向の直線偏光成分を透過して前記波長分散素子へ導光する第2偏光フィルタと
を備える請求項9に記載のスペクトラム光源装置。 The liquid crystal element array is a transmissive liquid crystal element array,
A first polarizing filter that transmits only a linearly polarized light component in a predetermined direction of the light source light;
Of the light source light transmitted through the first polarizing filter and transmitted through the transmissive liquid crystal element array, second polarized light that transmits a linearly polarized light component in a predetermined direction subjected to a modulation action and guides it to the wavelength dispersion element The spectrum light source device according to claim 9, further comprising a filter.
前記制御部は、前記スリットを通過させる波長光の強度を調整する場合には、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に記載のスペクトラム光源装置。 The transmissive liquid crystal element array is controlled by the control unit when the modulation action is applied to the light source light and when it is not given.
The control unit according to claim 17, wherein when adjusting the intensity of the wavelength light that passes through the slit, the control unit controls the ratio of giving the modulation action per unit time and the ratio of not giving it. Spectrum light source device.
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偏光フィルタと、
前記第1偏光フィルタで透過され前記第1透過型液晶素子アレイで透過された前記光源光のうち、所定方向の直線偏光成分を透過する第2偏光フィルタと、
前記第2偏光フィルタにより透過された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3偏光フィルタと、
前記第3偏光フィルタで透過され前記第2透過型液晶素子アレイで透過された前記光源光のうち、所定方向の直線偏光成分を透過して前記波長分散素子へ導光する第4偏光フィルタと、
前記第2偏光フィルタと前記第3偏光フィルタの間に配され、前記第1透過型液晶素子アレイの射出面と前記第2透過型液晶素子アレイの入射面とが、互いに物体面と像面の関係となるように設けられた変調光学系と
を備える請求項17または18に記載のスペクトラム光源装置。 The liquid crystal element array includes a first transmissive liquid crystal element array and a second transmissive liquid crystal element array,
A first polarizing filter that transmits only a linearly polarized light component in a predetermined direction of the light source light;
A second polarizing filter that transmits a linearly polarized light component in a predetermined direction out of the light source light transmitted through the first polarizing filter and transmitted through the first transmissive liquid crystal element array;
A third polarizing filter that transmits only a linearly polarized light component in a predetermined direction out of the light source light transmitted by the second polarizing filter;
A fourth polarizing filter that transmits a linearly polarized light component in a predetermined direction and guides it to the wavelength dispersive element among the light source light transmitted through the third polarizing filter and transmitted through the second transmissive liquid crystal element array;
The first polarizing liquid crystal element array is disposed between the second polarizing filter and the third polarizing filter, and the incident surface of the second transmissive liquid crystal element array and the incident surface of the second transmissive liquid crystal element array are arranged between the object plane and the image plane. The spectrum light source device according to claim 17 or 18, comprising a modulation optical system provided so as to be in a relation.
前記変調光学系は、投影倍率が1倍である請求項20に記載のスペクトラム光源装置。 The first transmissive liquid crystal element array and the second transmissive liquid crystal element array are devices having the same specification,
The spectrum light source device according to claim 20, wherein the modulation optical system has a projection magnification of 1.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009198641A JP2011048282A (en) | 2009-08-28 | 2009-08-28 | Spectrum light source device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009198641A JP2011048282A (en) | 2009-08-28 | 2009-08-28 | Spectrum light source device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2011048282A true JP2011048282A (en) | 2011-03-10 |
Family
ID=43834641
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009198641A Withdrawn JP2011048282A (en) | 2009-08-28 | 2009-08-28 | Spectrum light source device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2011048282A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011048285A (en) * | 2009-08-28 | 2011-03-10 | Nikon Corp | Multichannel spectrum light source device |
CN116222783A (en) * | 2023-05-08 | 2023-06-06 | 武汉精立电子技术有限公司 | Spectrum measuring device and method |
-
2009
- 2009-08-28 JP JP2009198641A patent/JP2011048282A/en not_active Withdrawn
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011048285A (en) * | 2009-08-28 | 2011-03-10 | Nikon Corp | Multichannel spectrum light source device |
CN116222783A (en) * | 2023-05-08 | 2023-06-06 | 武汉精立电子技术有限公司 | Spectrum measuring device and method |
CN116222783B (en) * | 2023-05-08 | 2023-08-15 | 武汉精立电子技术有限公司 | Spectrum measuring device and method |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10175497B2 (en) | Illumination device and projector | |
KR20240096708A (en) | Image projector | |
US10203592B2 (en) | Image projection apparatus | |
EP1750154B1 (en) | Microscopic illumination apparatus | |
US10073330B2 (en) | Illumination apparatus and projection type display apparatus | |
KR101560617B1 (en) | Light Generating Apparatus and Method For Controlling the Same | |
KR20130006308A (en) | Illumination optical system and image display apparatus | |
US10136113B2 (en) | Projection image display apparatus for reducing unnecessary light in the projected image | |
KR20120048018A (en) | Dual total internal reflection polarizing beamsplitter | |
EP2017669A2 (en) | Illumination device, projection video display device, and fly-eye lens | |
CN106569378A (en) | Laser speckle elimination light path, double color laser light source and three color laser light source | |
CN106569379A (en) | Laser speckle-removing optical path, double-color laser light source, and three-color laser light source | |
US20100321596A1 (en) | Projection optical system and projection display unit using the same | |
US20120162615A1 (en) | Image Projection Apparatus | |
JP2006285042A (en) | Light source device and combined light source apparatus | |
KR100636089B1 (en) | Reflection type color projector | |
JP2011048282A (en) | Spectrum light source device | |
JP2017053876A (en) | Projection type image display device | |
EP4066039A1 (en) | Light-source optical system, light-source device, and image display apparatus | |
JP2010091846A (en) | Projection display device | |
JP2016057644A (en) | Illumination optical system and image display apparatus | |
JP5493599B2 (en) | Multi-channel spectrum light source device | |
JP6089603B2 (en) | Pseudo-sunlight irradiation device | |
JP6711705B2 (en) | Illumination device and projection display device using the same | |
JP4407382B2 (en) | Optical filter device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20121106 |