[go: up one dir, main page]

JP2009069519A - Wavelength filter and optical device - Google Patents

Wavelength filter and optical device Download PDF

Info

Publication number
JP2009069519A
JP2009069519A JP2007238371A JP2007238371A JP2009069519A JP 2009069519 A JP2009069519 A JP 2009069519A JP 2007238371 A JP2007238371 A JP 2007238371A JP 2007238371 A JP2007238371 A JP 2007238371A JP 2009069519 A JP2009069519 A JP 2009069519A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
wavelength filter
light
wavelength
filter
polarizers
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Withdrawn
Application number
JP2007238371A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Mitsuru Fujita
満 藤田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Miyazaki Epson Corp
Original Assignee
Epson Toyocom Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Epson Toyocom Corp filed Critical Epson Toyocom Corp
Priority to JP2007238371A priority Critical patent/JP2009069519A/en
Publication of JP2009069519A publication Critical patent/JP2009069519A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Shutters For Cameras (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)
  • Optical Filters (AREA)
  • Polarising Elements (AREA)

Abstract

【課題】異なる波長の光を選択的に取り出し又は特定の波長の光を選択的に除くことができる波長フィルタを提供する。
【解決手段】波長フィルタ31は複数の偏光子32a〜32dの間に位相板33a〜33cが光路に沿って配置される。各位相板は透過面が複数の領域に区分され、各領域はそれぞれ透過スペクトル波長の異なる波長板として機能するように所定の異なる厚さを有する。各位相板の同じ縦横位置(i,j)にある各領域の厚さは、dij、2dij、4dijの公比2の等比数列に設定される。従って、波長フィルタに白色光を入射させると、各領域の縦横位置毎に異なる透過波長即ち異なる色の光が出射される。これにより、異なる波長の光を選択して合成し、又は光源の光から特定の波長だけを取り除くことができる。
【選択図】図1
A wavelength filter capable of selectively extracting light of different wavelengths or selectively removing light of a specific wavelength.
In a wavelength filter 31, phase plates 33a to 33c are arranged along a light path between a plurality of polarizers 32a to 32d. Each phase plate has a transmission surface divided into a plurality of regions, and each region has a predetermined different thickness so as to function as a wavelength plate having a different transmission spectrum wavelength. The thicknesses of the respective regions at the same vertical and horizontal positions (i, j) of the respective phase plates are set in a geometric sequence of a common ratio 2 of dij, 2dij, 4dij. Therefore, when white light is incident on the wavelength filter, different transmission wavelengths, that is, light of different colors are emitted for each vertical and horizontal position of each region. As a result, light of different wavelengths can be selected and synthesized, or only specific wavelengths can be removed from the light of the light source.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、透過する光の波長を制御する波長フィルタ及びそれを用いた光学装置に関する。   The present invention relates to a wavelength filter that controls the wavelength of transmitted light and an optical device using the same.

従来、所望の波長領域の光を透過するために様々なバンドパスフィルタが使用されている。例えば、複屈折板を用いて狭帯域の光のみを透過させるバンドパスフィルタとしてリオフィルタが知られている(例えば、特許文献1,2を参照)。図6は、リオフィルタの基本的構成を示している。同図に示すように、リオフィルタ1は、透過軸2a1〜2d1の平行な偏光子2a〜2dの間にそれぞれ複屈折板3a〜3cを、それらの結晶光学軸3a1〜3c1が前記偏光子の透過軸2a1〜2d1と45°をなすように配置する。複屈折板3a〜3cは、厚さdi が2i−1d(i=1〜3)となるように構成される。複屈折板には、方解石や水晶等の一軸性結晶が用いられる。 Conventionally, various band-pass filters are used to transmit light in a desired wavelength region. For example, a rio filter is known as a band-pass filter that transmits only narrow-band light using a birefringent plate (see, for example, Patent Documents 1 and 2). FIG. 6 shows a basic configuration of the Rio filter. As shown in the figure, the Rio filter 1 includes birefringent plates 3a to 3c between parallel polarizers 2a to 2d of transmission axes 2a1 to 2d1, and crystal optical axes 3a1 to 3c1 of the polarizer. It arrange | positions so that the transmission axes 2a1-2d1 may make 45 degrees. The birefringent plates 3a to 3c are configured so that the thickness di is 2 i-1 d (i = 1 to 3). A uniaxial crystal such as calcite or quartz is used for the birefringent plate.

上記リオフィルタは、使用する複屈折板によって透過スペクトルが特定の波長に固定される。そこで、複屈折板に代えて液晶セルを2枚の偏光子の間に挟んだ波長可変型オプティカル・バンドパスフィルタが知られている(例えば、特許文献1,3を参照)。図7に示すように、このバンドパスフィルタ11は、偏光子12a〜12dに挟まれた液晶セル13a〜13cへの印加電圧を適当に設定することにより、透過スペクトル波長を変化させることができる。特に図7のバンドパスフィルタは、透過軸12a1、12b1を直交させて配置した所謂クロスニコルの偏光子12a、12b間の液晶セル13aと、透過軸12b1〜12d1を平行に配置した所謂平行ニコルの偏光子12b〜12dで挟んだ2枚の液晶セル13b、13cとを組み合わせることにより、可視領域に残る2つの単色光のうち一方を除去するように構成されている。   The rio filter has its transmission spectrum fixed at a specific wavelength by the birefringent plate used. Therefore, a wavelength tunable optical bandpass filter in which a liquid crystal cell is sandwiched between two polarizers instead of a birefringent plate is known (see, for example, Patent Documents 1 and 3). As shown in FIG. 7, the band pass filter 11 can change the transmission spectrum wavelength by appropriately setting the voltage applied to the liquid crystal cells 13a to 13c sandwiched between the polarizers 12a to 12d. In particular, the band-pass filter of FIG. 7 is a so-called parallel Nicol liquid crystal cell 13a between so-called crossed Nicols polarizers 12a and 12b arranged with transmission axes 12a1 and 12b1 orthogonal to each other and transmission axes 12b1 to 12d1 arranged in parallel. By combining the two liquid crystal cells 13b and 13c sandwiched between the polarizers 12b to 12d, one of the two monochromatic lights remaining in the visible region is removed.

更に、図7の構成において液晶セルにカラーフィルタを組み合わせた波長可変フィルタが知られている(例えば、特許文献4を参照)。図8に示すように、この波長可変フィルタ21は、偏光子22a〜22dに挟まれた各液晶セル23a〜23cにそれぞれ位相差フィルム即ちカラーフィルタ24a〜24cが重ねて配置される。このカラーフィルタによって、透過スペクトルから不要なピークを吸収し、観測波長域即ち該カラーフィルタの透過波長域内に1つのピークのみを現出させることができる。   Furthermore, a wavelength tunable filter in which a color filter is combined with a liquid crystal cell in the configuration of FIG. 7 is known (see, for example, Patent Document 4). As shown in FIG. 8, in the wavelength tunable filter 21, retardation films, that is, color filters 24a to 24c are arranged so as to overlap each of the liquid crystal cells 23a to 23c sandwiched between polarizers 22a to 22d. By this color filter, an unnecessary peak can be absorbed from the transmission spectrum, and only one peak can appear in the observation wavelength range, that is, the transmission wavelength range of the color filter.

他方、住宅等の室内照明や植物栽培用の照明、車両や飛行機等の計器の照明には、その目的又は用途に適した様々な色を用いることが好ましい。一般に、このような照明の目的では、それに適した色のカラーフィルタが光源に直接用いられている。また、分光光度計等を使用する分光分析の分野では、異なる波長の光を測定するために、透過波長の異なる複数の単色光フィルタを光軸に対して垂直にかつ同一平面に配置する手法が一般的である(例えば、特許文献5,6を参照)。更に、フォトダイオードアレイの光入射面にそれぞれ光透過特性の異なるフィルタ素子を接着した受光センサが知られている(例えば、特許文献7を参照)。   On the other hand, it is preferable to use various colors suitable for the purpose or application for indoor lighting of houses, lighting for plants, and lighting of instruments such as vehicles and airplanes. In general, for the purpose of such illumination, a color filter of a color suitable for it is directly used as a light source. In addition, in the field of spectroscopic analysis using a spectrophotometer or the like, in order to measure light of different wavelengths, there is a method of arranging a plurality of monochromatic optical filters having different transmission wavelengths perpendicular to the optical axis and in the same plane. It is general (see, for example, Patent Documents 5 and 6). Furthermore, a light receiving sensor is known in which filter elements having different light transmission characteristics are bonded to the light incident surface of a photodiode array (see, for example, Patent Document 7).

特開2000−267127号公報JP 2000-267127 A 特許第3000669号公報Japanese Patent No. 3000669 特許第3102012号公報Japanese Patent No. 3102012 特開2005−115208号公報JP 2005-115208 A 特開平6−50880号公報JP-A-6-50880 特開2000−304615号公報JP 2000-304615 A 特開2001−50813号公報JP 2001-50813 A

しかしながら、上述した従来のリオフィルタや波長可変フィルタは、所望の1つの単色光のみを透過させることを目的とし、同時に波長の異なる複数の単色光を透過させたり、特定の1つ又は複数の波長の光を除くことはできない。また、上述した分光分析に使用される従来の波長フィルタは、単に個別のフィルタ同士を互いに接着したり受光素子やフレーム上に固定したものである。そのため、各フィルタを高精度に組み付けることは面倒かつ困難である。更に、特に照明に使用するためのフィルタは、光源の高熱に十分耐え得るだけの耐熱性が要求される。   However, the conventional rio filter and wavelength tunable filter described above are intended to transmit only one desired single color light, and simultaneously transmit a plurality of single color lights having different wavelengths, or one or more specific wavelengths. The light cannot be removed. Further, the conventional wavelength filter used in the above-described spectroscopic analysis is obtained by simply bonding individual filters to each other or fixing them on a light receiving element or a frame. Therefore, it is troublesome and difficult to assemble each filter with high accuracy. Furthermore, a filter particularly used for illumination is required to have heat resistance enough to withstand the high heat of the light source.

そこで本発明は、上述した従来の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、1つの光源又は入射光から同時に波長の異なる複数の光を透過させることができる高精度の波長フィルタを提供することにある。   Therefore, the present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and an object of the present invention is to provide a highly accurate wavelength filter capable of transmitting a plurality of lights having different wavelengths simultaneously from one light source or incident light. It is to provide.

更に本発明の目的は、かかる波長フィルタを用いて、異なる波長の光を選択的に取り出し又は特定の波長の光を選択的に除くことができる光学装置を提供することにある。   A further object of the present invention is to provide an optical device that can selectively extract light of different wavelengths or selectively remove light of a specific wavelength by using such a wavelength filter.

本発明によれば、上記目的を達成するために、複数の偏光子とそれらの間に配置した位相板とを有し、該位相板が透過面において互いに異なる厚さを有する複数の領域に区分された波長フィルタが提供される。   According to the present invention, in order to achieve the above object, a plurality of polarizers and a phase plate arranged between them are provided, and the phase plate is divided into a plurality of regions having different thicknesses on the transmission surface. Wavelength filters are provided.

位相板が、領域毎に位相差の異なる波長板として機能する多分割波長板を構成するので、1つの波長フィルタで同時に波長の異なる複数の光を透過させることができる。 Since the phase plate constitutes a multi-division wavelength plate that functions as a wavelength plate having a different phase difference for each region, a single wavelength filter can simultaneously transmit a plurality of lights having different wavelengths.

更に本発明によれば、2つの偏光子と該偏光子の間に配置した位相板とを1ブロックとして、光路に沿って配置したk個(k:2以上の整数)のブロックからなり、各ブロックの位相板が、それぞれ透過面において互いに異なる厚さを有する複数の領域に区分され、それら各領域が、それぞれ各位相板の同じ縦横位置に設けられ、互いに同じ縦横位置にある各領域の厚さが公比2の等比数列をなす波長フィルタが提供される。   Further, according to the present invention, two polarizers and a phase plate disposed between the polarizers are regarded as one block, and k blocks (k: an integer of 2 or more) are disposed along the optical path. The phase plate of the block is divided into a plurality of regions each having a different thickness on the transmission surface, and each of these regions is provided in the same vertical and horizontal position of each phase plate, and the thickness of each region in the same vertical and horizontal position. A wavelength filter having a geometric sequence with a common ratio of 2 is provided.

各ブロックの位相板がそれぞれ領域毎に位相差の異なる波長板として機能する多分割波長板を構成する。従って、各位相板を、互いに同じ縦横位置の領域毎にリオフィルタと同様に所定の厚さに設定しかつ配置することによって、各領域毎により急峻な狭帯域特性が得られる。   The phase plate of each block constitutes a multi-division wave plate that functions as a wave plate having a different phase difference for each region. Therefore, steep narrow band characteristics can be obtained for each region by setting and arranging each phase plate at a predetermined thickness in the same vertical and horizontal positions as in the rio filter.

或る実施例では、各位相板がそれぞれ1枚の水晶板で形成されるので、例えばフォトリソグラフィを用いたウエットエッチングによって、前記各領域をそれぞれ所定の厚さに高精度にかつ比較的簡単に加工することができる。   In one embodiment, each phase plate is formed of a single quartz plate, so that each region can be made to a predetermined thickness with high accuracy and relatively easily, for example, by wet etching using photolithography. Can be processed.

本発明の別の側面によれば、上述した本発明の波長フィルタと、該波長フィルタの入射側又は出射側に配置されたシャッタ手段とを備え、該シャッタ手段が、波長フィルタの各領域と同じ縦横位置毎に、波長フィルタに入射又はそれから出射する光を選択的に遮断する光学装置が提供される。これにより、光源から波長フィルタを透過した各波長の光を前記領域毎に選択して遮断し又は通過させ、又は特定の波長だけを除いて出射させることができる。   According to another aspect of the present invention, the wavelength filter of the present invention described above and shutter means arranged on the incident side or the emission side of the wavelength filter are provided, and the shutter means is the same as each region of the wavelength filter. An optical device is provided that selectively blocks light incident on or emitted from the wavelength filter for each longitudinal and lateral position. Thereby, the light of each wavelength which permeate | transmitted the wavelength filter from the light source can be selected for every said area | region, it can block | intermit or pass, or it can be made to radiate | emit only a specific wavelength.

或る実施例では、前記シャッタ手段が、波長フィルタの各領域と同じ縦横位置に配置された複数の液晶セルからなる液晶シャッタであることにより、機械的な制御手段を用いる必要がないので、選択的に光を遮断する動作を比較的高速でかつ簡単に高精度に制御でき、かつ装置全体を小型化することができる。   In one embodiment, the shutter means is a liquid crystal shutter composed of a plurality of liquid crystal cells arranged in the same vertical and horizontal positions as each region of the wavelength filter, so that it is not necessary to use a mechanical control means. In particular, the operation of blocking light can be controlled relatively quickly and easily with high accuracy, and the entire apparatus can be downsized.

別の実施例では、波長フィルタ及びシャッタ手段の出射側に配置された重畳レンズを更に備えることにより、互いに異なる波長で出射された複数の光を1つの光に合成することができる。   In another embodiment, by further including a superimposing lens disposed on the emission side of the wavelength filter and shutter means, a plurality of lights emitted at different wavelengths can be combined into one light.

以下に、添付図面を参照しつつ、本発明による波長フィルタの好適な実施例を詳細に説明する。
図1は、本発明による波長フィルタの実施例を示している。同図に示すように、本実施例の波長フィルタ31は、平行に配置された複数の偏光子32a〜32dを有する。前記偏光子間には、それらと平行にそれぞれ第1〜第3位相板33a〜33cが光軸4に沿って配置されている。本実施例では、2枚の前記偏光子とその間に挟まれた前記位相板とを1ブロックとして、3つのブロックを透過順に即ち光路に沿って多段に配置して構成されている。別の実施例では、透過順に4つ以上の多段ブロックを配置することもできる。
Hereinafter, preferred embodiments of a wavelength filter according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 shows an embodiment of a wavelength filter according to the present invention. As shown in the figure, the wavelength filter 31 of this embodiment includes a plurality of polarizers 32a to 32d arranged in parallel. Between the polarizers, first to third phase plates 33 a to 33 c are arranged along the optical axis 4 in parallel with each other. In this embodiment, two polarizers and the phase plate sandwiched between them are used as one block, and three blocks are arranged in multiple stages in the order of transmission, that is, along the optical path. In another embodiment, four or more multi-stage blocks can be arranged in transmission order.

第1〜第3位相板33a〜33cは、略正方形をなす1枚の水晶板で形成されている。図2(A)〜図4(A)に示すように、各位相板33a〜33cは、それぞれ透過面を縦横3×3に等分した略正方形の領域33a11〜33a33,33b11〜33b33,33c11〜33c33に区分されている。前記各領域は、それぞれ波長板として機能するように所定の厚さに形成されている。別の実施例では、前記各領域を正方形以外に長方形、三角形、六角形等の多角形や円形等の様々形状に設けることができる。   The first to third phase plates 33a to 33c are formed of a single quartz plate having a substantially square shape. As shown in FIGS. 2A to 4A, each of the phase plates 33a to 33c has a substantially square area 33a11 to 33a33, 33b11 to 33b33, 33c11 to 33.degree. 33c33. Each of the regions is formed to have a predetermined thickness so as to function as a wave plate. In another embodiment, each of the regions can be provided in various shapes such as a rectangle such as a rectangle, a triangle, and a hexagon, and a circle other than a square.

図2(B)〜(D)に示す第1位相板33aの各領域33a11〜33a33は、互いに異なる厚さd111〜d133を有する。図3(B)〜(D)に示す第2位相板33bの各領域33b11〜33b33は、互いに異なる厚さd211〜d233を有する。図4(B)〜(D)に示す第3位相板33cの各領域33c11〜33c33は、互いに異なる厚さd311〜d333を有する。従って、第1〜第3位相板33a〜33cは、それぞれ前記各領域が位相差の異なる波長板として機能する多分割波長板を構成する。   The regions 33a11 to 33a33 of the first phase plate 33a shown in FIGS. 2B to 2D have different thicknesses d1111 to d133. The regions 33b11 to 33b33 of the second phase plate 33b shown in FIGS. 3B to 3D have different thicknesses d211 to d233. The regions 33c11 to 33c33 of the third phase plate 33c shown in FIGS. 4B to 4D have different thicknesses d311 to d333. Accordingly, the first to third phase plates 33a to 33c constitute multi-divided wave plates in which the respective regions function as wave plates having different phase differences.

これら第1〜第3位相板33a〜33cは、同じ縦横位置(i,j)(i,j=1〜3)にある各領域の厚さが、従来のリオフィルタと同様に透過順にdij、2dij、4dijに、即ち公比2の等比数列をなす2h−1dij(h,i,j=1〜3)に設定される。4つ以上のブロックを配置した多段構造では、各ブロックについて前記各領域の厚さを透過順に2h−1dij(h=1〜k(k:4以上の整数);i,j=1〜3)にする。また、前記各位相板がその透過面を縦横m×n個の領域に区分したものである場合、同じ縦横位置(i,j)(i=1〜m,j=1〜n)にある各領域の厚さは、透過順に2h−1dij(h=1〜k,k:3以上の整数)に設定する。 In the first to third phase plates 33a to 33c, the thicknesses of the respective regions at the same vertical and horizontal positions (i, j) (i, j = 1 to 3) have dij, 2dij, 4dij, that is, 2h - 1dij (h, i, j = 1 to 3) forming a geometric sequence with a common ratio of 2. In a multi-stage structure in which four or more blocks are arranged, the thickness of each region for each block is 2 h−1 dij (h = 1 to k (k: integer of 4 or more); i, j = 1 to 3). Further, when each of the phase plates has a transmission surface divided into m × n regions in the vertical and horizontal directions, the phase plates are in the same vertical and horizontal positions (i, j) (i = 1 to m, j = 1 to n). The thickness of the region is set to 2 h−1 dij (h = 1 to k, k: integer of 3 or more) in the order of transmission.

偏光子32a〜32dは、従来のリオフィルタと同様に、その透過軸34a〜34dを平行にした平行ニコルに配置される。第1〜第3位相板33a〜33cは、前記各領域の結晶光学軸35a〜35cが前記各偏光子の透過軸34a〜34dと45°の角度をなすように配置される。波長フィルタ31は、第1〜第3位相板33a〜33cの前記各領域の厚さを上述したように設定することにより、縦横位置を同じくする前記領域毎に透過波長の異なる多分割波長フィルタを構成する。この波長フィルタ31に例えば白色光が入射すると、前記各領域の縦横位置毎に光路に沿って前記波長フィルタを透過した光が、異なる色の光となって出射される。   The polarizers 32a to 32d are arranged in parallel Nicols with their transmission axes 34a to 34d in parallel as in the conventional rio filter. The first to third phase plates 33a to 33c are arranged so that the crystal optical axes 35a to 35c of the respective regions form an angle of 45 ° with the transmission axes 34a to 34d of the respective polarizers. The wavelength filter 31 sets a thickness of each region of the first to third phase plates 33a to 33c as described above, thereby providing a multi-division wavelength filter having a different transmission wavelength for each region having the same vertical and horizontal positions. Constitute. For example, when white light is incident on the wavelength filter 31, the light transmitted through the wavelength filter along the optical path for each vertical and horizontal position of each region is emitted as light of a different color.

前記各位相板は、例えばフォトリソグラフィ技術を利用して1枚の水晶板をウエットエッチングすることにより、簡単にかつ正確な寸法に形成することができる。前記各位相板と偏光子とは、公知の接着剤を用いて互いに接着することができる。このようにして、高精度の多分割波長フィルタを実現することができる。   Each of the phase plates can be easily and accurately formed by wet etching a single crystal plate using, for example, a photolithography technique. Each of the phase plates and the polarizer can be bonded to each other using a known adhesive. In this way, a highly accurate multi-division wavelength filter can be realized.

上記実施例の波長フィルタ31は、第1〜第3位相板33a〜33cの同じ縦横位置にある前記各領域の厚さを、透過順に公比2の等比数列をなすように設定した。本発明によれば、公比2の等比数列をなす前記各領域の厚さは、透過順に配置する必要が無く、例えば透過方向とは逆の順に等比数列をなすように配置したり、2dij:dij:4dij等のように透過順に関係なくランダムに配置することができる。 In the wavelength filter 31 of the above embodiment, the thicknesses of the regions in the same vertical and horizontal positions of the first to third phase plates 33a to 33c are set so as to form a geometric sequence with a common ratio of 2 in the order of transmission. According to the present invention, it is not necessary to arrange the thicknesses of the regions forming the geometric sequence of the common ratio 2 in the transmission order, for example, arranging the geometric sequences in the reverse order of the transmission direction, They can be randomly arranged regardless of the transmission order, such as 2dij: dij: 4dij.

図5は、図1の波長フィルタ31を用いた光学装置の実施例を示している。本実施例の光学装置41は、例えば照明装置の一部として使用するためのものである。波長フィルタ31の入射側及び出射側に第1及び第2レンズアレイ42,43が配置されている。出射側の第2レンズアレイ43と波長フィルタ31との間には、液晶シャッタ44が配置されている。第2レンズアレイ43の出射側には重畳レンズ45が配置されている。更に、光学装置41の入射側には、例えば白色光を発生する光源46が配置される。別の実施例では、液晶シャッタ44を波長フィルタ31の入射側と第1レンズアレイ42との間に配置することができる。   FIG. 5 shows an embodiment of an optical device using the wavelength filter 31 of FIG. The optical device 41 of this embodiment is for use as a part of a lighting device, for example. First and second lens arrays 42 and 43 are arranged on the incident side and the emission side of the wavelength filter 31. A liquid crystal shutter 44 is disposed between the second lens array 43 on the emission side and the wavelength filter 31. A superimposing lens 45 is disposed on the emission side of the second lens array 43. Further, on the incident side of the optical device 41, for example, a light source 46 that generates white light is disposed. In another embodiment, the liquid crystal shutter 44 can be disposed between the incident side of the wavelength filter 31 and the first lens array 42.

第1及び第2レンズアレイ42、43は所謂フライアイレンズで、波長フィルタ31の各位相板33a〜33cの前記各領域と同じ縦横位置に複数の小凸レンズが配列されている。光源46からの光は、第1レンズアレイ42、波長フィルタ31及び第2レンズアレイ43を前記各領域の縦横位置毎にそれぞれ光路を透過して、互いに波長の異なる複数の2次光源像を形成し、これらが重畳レンズ45により重畳されて、照度分布を均一化した1つの光となる。   The first and second lens arrays 42 and 43 are so-called fly-eye lenses, and a plurality of small convex lenses are arranged in the same vertical and horizontal positions as the regions of the phase plates 33 a to 33 c of the wavelength filter 31. The light from the light source 46 is transmitted through the first lens array 42, the wavelength filter 31, and the second lens array 43 for each vertical and horizontal position of each region to form a plurality of secondary light source images having different wavelengths. These are superposed by the superimposing lens 45 to become one light with uniform illuminance distribution.

液晶シャッタ44は、波長フィルタ31の各位相板33a〜33cの前記各領域と同じ縦横位置に複数の液晶セルが配列されている。前記各液晶セルは、個別にオンオフを制御可能であり、波長フィルタ31から出射される光を前記領域毎に選択して遮断し又は通過させることができる。液晶シャッタ44を通過した光は、第2レンズアレイ43を経て、重畳レンズ45によって1つの光に合成される。   The liquid crystal shutter 44 has a plurality of liquid crystal cells arranged in the same vertical and horizontal positions as the regions of the phase plates 33 a to 33 c of the wavelength filter 31. Each of the liquid crystal cells can be individually controlled on and off, and light emitted from the wavelength filter 31 can be selected and blocked or allowed to pass for each region. The light that has passed through the liquid crystal shutter 44 passes through the second lens array 43 and is combined into one light by the superimposing lens 45.

この合成された光の色は、液晶シャッタ44により選択した前記各領域の透過波長によって決定される。別の場合には、液晶シャッタ44の特定の1つの前記液晶セルを遮断することによって、光源46の光から特定の波長だけを取り除くことができる。このように本発明の光学装置41は、機械的な制御機構を必要としないので、光を遮断又は通過させるオンオフ動作を比較的高速でかつ簡単に高精度に制御することができる。また、装置全体を小型化することができる。   The color of the synthesized light is determined by the transmission wavelength of each region selected by the liquid crystal shutter 44. In another case, only a specific wavelength can be removed from the light from the light source 46 by blocking one specific liquid crystal cell of the liquid crystal shutter 44. As described above, since the optical device 41 of the present invention does not require a mechanical control mechanism, the on / off operation for blocking or passing light can be controlled relatively quickly and easily with high accuracy. In addition, the entire apparatus can be reduced in size.

以上、本発明についてその好適な実施例を用いて詳細に説明したが、本発明はその技術的範囲において上記実施例に様々な変形・変更を加えて実施することができる。例えば、前記各位相板は、個別に形成した小波長板を相互に接合して一体化することにより、多分割波長板を構成することもできる。また、前記各位相板には、水晶以外に従来公知の一軸性結晶材料を用いることができる。図5の光学装置は、第1レンズアレイに代えてコリメータを使用し、平行光を波長フィルタに入射させることもできる。   As mentioned above, although this invention was demonstrated in detail using the suitable Example, this invention can add and implement various modifications and changes to the said Example in the technical range. For example, each of the phase plates can constitute a multi-divided wave plate by joining and integrating small wave plates formed individually. For each of the phase plates, a conventionally known uniaxial crystal material can be used in addition to quartz. The optical device shown in FIG. 5 can use a collimator instead of the first lens array to allow parallel light to enter the wavelength filter.

本発明による波長フィルタの実施例の構成図。The block diagram of the Example of the wavelength filter by this invention. (A)図は図1の第1位相板の斜視図、(B)〜(D)図はそれぞれ縦行の各領域を示す説明図。(A) is a perspective view of the first phase plate of FIG. 1, and (B) to (D) are explanatory views showing respective regions in the longitudinal direction. (A)図は図1の第2位相板の斜視図、(B)〜(D)図はそれぞれ縦行の各領域を示す説明図。(A) is a perspective view of the second phase plate of FIG. 1, and (B) to (D) are explanatory diagrams showing respective regions in the longitudinal direction. (A)図は図1の第3位相板の斜視図、(B)〜(D)図はそれぞれ縦行の各領域を示す説明図。(A) is a perspective view of the third phase plate of FIG. 1, and (B) to (D) are explanatory views showing respective regions in the longitudinal direction. 本発明の波長フィルタを用いた光学装置の構成図。The block diagram of the optical apparatus using the wavelength filter of this invention. リオフィルタの基本的構成を示す図。The figure which shows the basic composition of a Rio filter. 液晶セルを用いた波長フィルタの従来例の構成図。The block diagram of the prior art example of the wavelength filter using a liquid crystal cell. 液晶セルを用いた波長フィルタの別の従来例の構成図。The block diagram of another prior art example of the wavelength filter using a liquid crystal cell.

符号の説明Explanation of symbols

1…リオフィルタ、2,12a〜12d,22a〜22d,32a〜32d…偏光子、2a1〜2d1,12a1,12b1,3a1〜3c1,34a〜34d…透過軸、35a〜35c…光学結晶軸、3a〜3c…複屈折板、11…バンドパスフィルタ、13a〜13c,23a〜23c…液晶セル、21…波長可変フィルタ、31…波長可変フィルタ、33a〜33c…位相板、33a11〜33a33,33b11〜33b33,33c11〜33c33…領域、42,43…レンズアレイ、44…液晶シャッタ、45…重畳レンズ、46…光源。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Rio filter, 2, 12a-12d, 22a-22d, 32a-32d ... Polarizer, 2a1-2d1, 12a1, 12b1, 3a1-3c1, 34a-34d ... Transmission axis, 35a-35c ... Optical crystal axis, 3a -3c: birefringent plate, 11: band pass filter, 13a-13c, 23a-23c ... liquid crystal cell, 21 ... wavelength tunable filter, 31 ... wavelength tunable filter, 33a-33c ... phase plate, 33a11-33a33, 33b11-33b33 , 33c11 to 33c33 ... area, 42, 43 ... lens array, 44 ... liquid crystal shutter, 45 ... superimposing lens, 46 ... light source.

Claims (6)

複数の偏光子と前記偏光子の間に配置した位相板とを有し、前記位相板が透過面において互いに異なる厚さを有する複数の領域に区分されていることを特徴とする波長フィルタ。   A wavelength filter comprising: a plurality of polarizers; and a phase plate disposed between the polarizers, wherein the phase plate is divided into a plurality of regions having different thicknesses on a transmission surface. 2つの偏光子と前記偏光子の間に配置した位相板とを1ブロックとして、光路に沿って配置したk個(k:2以上の整数)のブロックからなり、前記各ブロックの前記位相板が、それぞれ透過面において互いに異なる厚さを有する複数の領域に区分され、前記各領域が、それぞれ前記各位相板の同じ縦横位置に設けられ、互いに同じ縦横位置にある前記各領域の厚さが公比2の等比数列をなすことを特徴とする波長フィルタ。   Two polarizers and a phase plate arranged between the polarizers are regarded as one block, and it is composed of k blocks (k: an integer of 2 or more) arranged along the optical path. Are divided into a plurality of regions each having a different thickness on the transmission surface, and each region is provided at the same vertical and horizontal position of each phase plate, and the thicknesses of the respective regions at the same vertical and horizontal positions are publicly known. A wavelength filter characterized by forming a geometric sequence of ratio 2. 前記各位相板がそれぞれ1枚の水晶板で形成されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の波長フィルタ。   The wavelength filter according to claim 1, wherein each of the phase plates is formed of a single quartz plate. 請求項1乃至3のいずれかに記載の波長フィルタと、前記波長フィルタの入射側又は出射側に配置されたシャッタ手段とを備え、前記シャッタ手段が、前記波長フィルタの前記各領域の縦横位置毎に、前記波長フィルタに入射又はそれから出射する光を選択的に遮断することを特徴とする光学装置。   A wavelength filter according to any one of claims 1 to 3, and shutter means disposed on an incident side or an emission side of the wavelength filter, wherein the shutter means is provided for each vertical and horizontal position of each region of the wavelength filter. In addition, the optical device is characterized in that it selectively blocks light incident on or emitted from the wavelength filter. 前記シャッタ手段が、前記波長フィルタの前記各領域と同じ縦横位置に配置された複数の液晶セルからなる液晶シャッタであることを特徴とする請求項4に記載の光学装置。   5. The optical device according to claim 4, wherein the shutter means is a liquid crystal shutter including a plurality of liquid crystal cells arranged in the same vertical and horizontal positions as the respective regions of the wavelength filter. 前記波長フィルタ及び前記シャッタ手段の出射側に配置された重畳レンズを更に備えることを特徴とする請求項4又は5に記載の光学装置。   The optical apparatus according to claim 4, further comprising a superimposing lens disposed on an emission side of the wavelength filter and the shutter unit.
JP2007238371A 2007-09-13 2007-09-13 Wavelength filter and optical device Withdrawn JP2009069519A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007238371A JP2009069519A (en) 2007-09-13 2007-09-13 Wavelength filter and optical device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007238371A JP2009069519A (en) 2007-09-13 2007-09-13 Wavelength filter and optical device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2009069519A true JP2009069519A (en) 2009-04-02

Family

ID=40605841

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007238371A Withdrawn JP2009069519A (en) 2007-09-13 2007-09-13 Wavelength filter and optical device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2009069519A (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013524835A (en) * 2010-04-30 2013-06-20 ブレック、エルエルシー Electronic smoking equipment
WO2014027458A1 (en) * 2012-08-14 2014-02-20 日本電気株式会社 Polarization element, optical device, and video display device
US11758949B2 (en) 2018-09-07 2023-09-19 Fontem Holdings 1 B.V. Charging case for electronic smoking device
US12064548B2 (en) 2014-12-25 2024-08-20 Fontem Ventures B.V. Dynamic output power management for electronic smoking device

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000267127A (en) * 1999-01-14 2000-09-29 Tatsuo Uchida Wavelength variable color filter using liquid crystal
JP2004191832A (en) * 2002-12-13 2004-07-08 Dainippon Printing Co Ltd Optical retardation element, display element provided with the same, and production method of optical retardation element

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000267127A (en) * 1999-01-14 2000-09-29 Tatsuo Uchida Wavelength variable color filter using liquid crystal
JP2004191832A (en) * 2002-12-13 2004-07-08 Dainippon Printing Co Ltd Optical retardation element, display element provided with the same, and production method of optical retardation element

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013524835A (en) * 2010-04-30 2013-06-20 ブレック、エルエルシー Electronic smoking equipment
US11154095B2 (en) 2010-04-30 2021-10-26 Fontem Holdings 4 B.V. Control for an electronic smoking device
US11406139B2 (en) 2010-04-30 2022-08-09 Fontem Holdings 4 B.V. Charging pack for an electronic smoking device
WO2014027458A1 (en) * 2012-08-14 2014-02-20 日本電気株式会社 Polarization element, optical device, and video display device
JPWO2014027458A1 (en) * 2012-08-14 2016-07-25 日本電気株式会社 Polarizing element, optical device, and image display device
US12064548B2 (en) 2014-12-25 2024-08-20 Fontem Ventures B.V. Dynamic output power management for electronic smoking device
US11758949B2 (en) 2018-09-07 2023-09-19 Fontem Holdings 1 B.V. Charging case for electronic smoking device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6386614B2 (en) Full frame programmable hyperspectral imager
KR100579333B1 (en) Projector
EP1880197B1 (en) Microfluidic device for use with a compact optical detection system
CN101398536B (en) Stereo projection optical system
JP6578631B2 (en) Lighting device and projector
EP1626585A1 (en) Illumination unit for an image projecting apparatus
KR20030010321A (en) Single panel type image display apparatus
US11054241B2 (en) Three-dimensional measurement device
US20050007591A1 (en) Instantaneous polarization measurement system and method
US9019612B2 (en) WSS using multiple technology switching elements
US20140092282A1 (en) Spectral imaging apparatus
JP2009069519A (en) Wavelength filter and optical device
JP2011223382A (en) Imaging device
WO2015143378A1 (en) Compressive sensing with illumination patterning
WO2010119922A1 (en) Imaging device
TWI534509B (en) Solid state illuminator and operating method using the same
WO2004104947A3 (en) Device for checking banknotes
JP2015056729A5 (en)
JP2017227625A (en) Brightness colorimeter with corrected measurement error caused by linearly polarized light
US20090268109A1 (en) Digital Projection System
JP2023007699A (en) Imaging element, imaging device, and imaging system
JP2017150981A (en) Spectroscope
JP7709758B2 (en) Optical activity measurement by frequency modulation
US9772225B2 (en) Spectroscopic device
US8080777B2 (en) Optical device and optical system

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20100913

A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712

Effective date: 20110729

RD03 Notification of appointment of power of attorney

Effective date: 20110729

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20110819

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20120412

A131 Notification of reasons for refusal

Effective date: 20120427

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

A761 Written withdrawal of application

Effective date: 20120608

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761