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1. WO2020161946 - MIROIR DICHROÏQUE, DISPOSITIF DE SOURCE LUMINEUSE, ET DISPOSITIF DE DÉTECTION DE LUMIÈRE

Document

明 細 書

発明の名称 ダイクロイックミラー、光源装置及び光検出装置

技術分野

0001  

背景技術

0002   0003   0004   0005   0006   0007   0008   0009  

先行技術文献

特許文献

0010  

発明の概要

発明が解決しようとする課題

0011   0012  

課題を解決するための手段

0013   0014   0015   0016   0017   0018   0019   0020   0021   0022   0023  

図面の簡単な説明

0024  

発明を実施するための形態

0025   0026   0027   0028   0029   0030   0031   0032   0033   0034   0035   0036   0037   0038   0039   0040   0041   0042   0043   0044   0045   0046   0047   0048   0049   0050   0051   0052   0053   0054   0055   0056   0057   0058   0059   0060   0061   0062   0063   0064   0065   0066   0067   0068   0069   0070   0071   0072   0073   0074   0075   0076   0077   0078   0079   0080   0081   0082   0083   0084   0085   0086   0087   0088   0089  

符号の説明

0090  

請求の範囲

1   2   3   4  

図面

1   2   3   4   5   6  

明 細 書

発明の名称 : ダイクロイックミラー、光源装置及び光検出装置

技術分野

[0001]
 本発明は、ダイクロイックコーティング層が形成されるダイクロイックミラー、並びに、当該ダイクロイックミラーを備える光源装置及び光検出装置に関するものである。

背景技術

[0002]
 従来より、プロジェクタ装置などにおいて、ダイクロイックミラーが利用されている。ダイクロイックミラーは、特定波長の光を透過し、特定波長以外の光を反射するミラーである。例えば、プロジェクタ装置では、光の三原色(RGB)に対応する波長の光源を用いて、その光量を調整することで多彩な色調を表現することができる。
[0003]
 図6は、従来のダイクロイックミラー100を用いた光源装置200の構成を示した概略図である。
[0004]
 光源装置200は、波長の異なる2つの光を合成して出力するための装置である。光源装置200は、ダイクロイックミラー100と、光源素子110,111とを備えている。ダイクロイックミラー100は、平板状の本体101と、本体101の一方の面に形成される反射防止膜102と、本体101の他方の面に形成されるダイクロイックコーティング層103とを備えている。
[0005]
 ダイクロイックコーティング層103は、特定の波長の光を透過し、特定の波長以外の光を反射する。例えば、ダイクロイックコーティング層103は、波長aの光を透過し、波長a以外の光を反射する。光源素子110は、本体101と間隔を隔てて配置されており、反射防止膜102(一方の面)と対向している。光源素子110は、波長aの光を出射する。光源素子111は、本体101と間隔を隔てて配置されており、ダイクロイックコーティング層103(他方の面)と対向している。光源素子111は、波長b(波長a以外)の光を出射する。
[0006]
 光源装置200では、光源素子110から波長aの光が出射される。光源素子110からの光は、反射防止膜102を透過し、本体101に入射する。このとき、光源素子110からの光は、本体101の一方の面で屈折しながら、本体101に入射する。そして、本体101を通過した光は、本体101の他方の面で屈折しながら、本体101から出射し、ダイクロイックコーティング層103を通過する。
[0007]
 また、光源素子111から波長bの光が出射される。光源素子111からの光は、波長bの光であるため、ダイクロイックコーティング層103で反射される。そして、光源素子111からの光(波長bの光)と、光源素子110からの光(波長aの光)とが合成されて出力される。
[0008]
 このように、図6に示す光源装置200では、ダイクロイックコーティング層103を備えるダイクロイックミラー100を用いることで、波長の異なる2つの光が合成されて出力される。
 また、従来より、波長の異なる3つの光を合成して出力する装置も利用されている(例えば、下記特許文献1参照)。
[0009]
 特許文献1には、波長の異なる3つの光を合成して出力するプロジェクタ装置が記載されている。特許文献1に記載のプロジェクタ装置では、クロスダイクロイックミラーや、クロスダイクロイックプリズムを用いることで、波長の異なる3つの光を合成して出力している。

先行技術文献

特許文献

[0010]
特許文献1 : 特開平07-301778号公報

発明の概要

発明が解決しようとする課題

[0011]
 しかしながら、クロスダイクロイックミラーやクロスダイクロイックプリズムは、組立品であるため、構造が複雑であり、小型化が困難であるという不具合が生じてた。
[0012]
 本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、波長の異なる少なくとも3つの光を合成でき、かつ、小型化を実現できるダイクロイックミラー及び光源装置を提供することを目的とする。
 また、本発明は、波長の異なる少なくとも3つの光を検出でき、かつ、小型化を実現できる光検出装置を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

[0013]
(1)本発明に係るダイクロイックミラーは、本体と、第1ダイクロイックコーティング層と、第2ダイクロイックコーティング層とを備える。前記本体は、平板状に形成され、光を透過する。前記第1ダイクロイックコーティング層は、前記本体の一方の面に形成される。前記第2ダイクロイックコーティング層は、前記本体の他方の面に形成される。前記第1ダイクロイックコーティング層は、特定の波長を透過するとともに、当該波長以外の光を反射する。前記第2ダイクロイックコーティング層は、前記第1ダイクロイックコーティング層とは異なる特定の波長を透過するとともに、当該波長以外の光を反射する。
[0014]
 このような構成によれば、ダイクロイックミラーに対して、一方の面から、第1ダイクロイックコーティング層及び第2ダイクロイックコーティング層を通過する波長の光を入射させると、その光は、第1ダイクロイックコーティング層、本体及び第2ダイクロイックコーティング層を順々に通過する。
[0015]
 また、ダイクロイックミラーに対して、他方の面から、第2ダイクロイックコーティング層を通過し、かつ、第1ダイクロイックコーティング層を通過しない波長の光を入射させると、その光は、第2ダイクロイックコーティング層及び本体を通過した後、第1ダイクロイックコーティング層で反射する。そして、第1ダイクロイックコーティング層で反射した光は、本体を通過した後、第2ダイクロイックコーティング層を通過する。
[0016]
 また、ダイクロイックミラーに対して、他方の面から、第2ダイクロイックコーティング層を通過しない波長の光を入射させると、その光は、第2ダイクロイックコーティング層で反射する。
 これにより、ダイクロイックミラーから、波長の異なる3つの光が合成されて出力される。
[0017]
 すなわち、本体の一方の面に、特定の波長を透過するとともに、当該波長以外の光を反射する第1ダイクロイックコーティング層を形成し、本体の他方の面に、第1ダイクロイックコーティング層とは異なる特定の波長を透過するとともに、当該波長以外の光を反射する第2ダイクロイックコーティング層を形成するという簡易な構成で、波長の異なる3つの光を合成して出力できる。
 そのため、ダイクロイックミラーの小型化を実現できる。
[0018]
(2)また、前記第1ダイクロイックコーティング層及び前記第2ダイクロイックコーティング層は、それぞれ透過する光の波長が異なる複数の領域を有してもよい。
[0019]
 このような構成によれば、ダイクロイックミラーを用いて波長の異なる4つ以上の光を合成できる。そして、ダイクロイックミラーの小型化を実現できる。
 例えば、第1ダイクロイックコーティング層において透過する光の波長が異なる2つの領域を形成し、第2ダイクロイックコーティング層において透過する光の波長が異なる2つの領域を形成すれば、ダイクロイックミラーを用いて波長の異なる4つの光を合成できる。そして、ダイクロイックミラーの小型化を実現できる。
[0020]
(3)本発明に係る光源装置は、前記ダイクロイックミラーと、少なくとも3つの光源素子光源素子とを備える。前記少なくとも3つの光源素子光源素子は、それぞれ異なる波長の光を出射する。前記光源装置では、前記少なくとも3つの光源素子から出射される各波長の光を、前記第1ダイクロイックコーティング層及び前記第2ダイクロイックコーティング層により合成して出力する。
[0021]
 このような構成によれば、光源装置を用いることで波長の異なる少なくとも3つの光を合成して出力できる。また、光源装置の小型化を実現できる。
[0022]
(4)本発明に係る光検出装置は、前記ダイクロイックミラーと、少なくとも3つの検出素子とを備える。前記少なくとも3つの検出素子は、それぞれ光を検出する。前記光検出装置では、前記ダイクロイックミラーに入射する光を、前記第1ダイクロイックコーティング層及び前記第2ダイクロイックコーティング層により少なくとも3つの波長の光に分離して各検出素子で検出する。
[0023]
 このような構成によれば、光検出装置を用いることで波長の異なる少なくとも3つの光を検出できる。また、光検出装置の小型化を実現できる。

図面の簡単な説明

[0024]
[図1] 本発明の第1実施形態に係る光源装置の構成を示した概略図である。
[図2] 図1に示すダイクロイックミラーの第1ダイクロイックコーティング層及び第2ダイクロイックコーティング層における光の透過率を示したグラフである。
[図3] 本発明の第2実施形態に係る光検出装置の構成を示した概略図である。
[図4] 本発明の第3実施形態に係る光源装置の構成を示した概略図である。
[図5] 本発明の第4実施形態に係る光検出装置の構成を示した概略図である。
[図6] 従来のダイクロイックミラーを用いた光源装置の構成を示した概略図である。

発明を実施するための形態

[0025]
<第1実施形態>
1.光源装置の構成
 図1は、本発明の第1実施形態に係る光源装置1の構成を示した概略図である。
 光源装置1は、波長の異なる3つの光を合成して出力するための装置である。光源装置1は、ダイクロイックミラー2と、第1光源素子11と、第2光源素子12と、第3光源素子13とを備えている。
 ダイクロイックミラー2は、本体20と、第1ダイクロイックコーティング層21と、第2ダイクロイックコーティング層22とを備えている。
[0026]
 本体20は、平板状に形成されている。本体20は、例えば、合成石英基板である。
 第1ダイクロイックコーティング層21は、本体20の一方の面に形成されている。第1ダイクロイックコーティング層21は、特定の波長の光を透過し、当該特定の波長以外の光を反射する。後述するように、この例では、第1ダイクロイックコーティング層21は、赤色の光を透過し、他の光を反射する。
[0027]
 第2ダイクロイックコーティング層22は、本体20の他方の面に形成されている。第2ダイクロイックコーティング層22は、第1ダイクロイックコーティング層21とは異なる特定の波長の光を透過し、当該特定の波長以外の光を反射する。後述するように、この例では、第2ダイクロイックコーティング層22は、赤色の光、及び、緑色の光を透過し、他の光を反射する。
[0028]
 第1光源素子11は、ダイクロイックミラー2と間隔を隔てて配置されており、第1ダイクロイックコーティング層21(一方の面)と対向している。第1光源素子11は、ダイクロイックミラー2の第1ダイクロイックコーティング層21の中央部に向けて、赤色の光を出射する。第1光源素子11からダイクロイックミラー2(第1ダイクロイックコーティング層21)に入射する光の入射角は、約45°である。
[0029]
 第2光源素子12は、ダイクロイックミラー2と間隔を隔てて配置されており、第2ダイクロイックコーティング層22(他方の面)と対向している。第2光源素子12は、ダイクロイックミラー2の第2ダイクロイックコーティング層22における中央部からやや一端部側(図1における左下端部側)の部分に向けて、緑色の光を出射する。第2光源素子12からダイクロイックミラー2(第2ダイクロイックコーティング層22)に入射する光の入射角は、約45°である。
[0030]
 第3光源素子13は、ダイクロイックミラー2と間隔を隔てて配置されており、第2ダイクロイックコーティング層22(他方の面)と対向している。第3光源素子13は、ダイクロイックミラー2の第2ダイクロイックコーティング層22における中央部からやや他端部側(図1における右上端部側)の部分に向けて、青色の光を出射する。第3光源素子13からダイクロイックミラー2に向かう光の光軸は、第2光源素子12からダイクロイックミラー2に向かう光の光軸と平行である。第3光源素子13からダイクロイックミラー2(第2ダイクロイックコーティング層22)に入射する光の入射角は、約45°である。
[0031]
2.各ダイクロイックコーティング層における光の透過率
 図2は、ダイクロイックミラー2の第1ダイクロイックコーティング層21及び第2ダイクロイックコーティング層22における光の透過率を示したグラフである。図2では、各ダイクロイックコーティング層に対してS偏光レーザからの光を照射した際の光の透過率を示している。図2では、上方側に示すグラフAが、第1ダイクロイックコーティング層21における光の透過率を示しており、下方側に示すグラフBが、第2ダイクロイックコーティング層22における光の透過率を示している。なお、図2では、各グラフにおいて、横軸が光の波長を表しており、縦軸が光の透過率を示している。
[0032]
 図2においてグラフAで示すように、第1ダイクロイックコーティング層21は、赤色の光を透過する。具体的には、第1ダイクロイックコーティング層21は、580~680nmの波長範囲にピーク波長を有する光(赤色の光)を透過し、当該波長以外の光を反射する。
[0033]
 また、図2においてグラフBで示すように、第2ダイクロイックコーティング層22は、赤色の光、及び、緑色の光を透過する。具体的には、第2ダイクロイックコーティング層22は、500~680nmの波長範囲にピーク波長を有する光(赤色の光、及び、緑色の光)を透過し、当該波長以外の光を反射する。
[0034]
3.光源装置による光の合成
 図1に示すように、光源装置1では、第1光源素子11からダイクロイックミラー2(第1ダイクロイックコーティング層21)に向けて赤色の光が出射される。例えば、この例では、第1光源素子11から630nmの波長の光が出射される。第1光源素子11からの光は、第1ダイクロイックコーティング層21を透過し、本体20に入射する。このとき、第1光源素子11からの光は、本体20の一方の面で屈折しながら、本体20に入射する。なお、第1ダイクロイックコーティング層21は、その厚みが極めて薄いため、第1ダイクロイックコーティング層21における光の屈折はないものとして扱うことができる。本体20を通過した光(赤色の光)は、本体20の他方の面で屈折しながら本体20から出射し、第2ダイクロイックコーティング層22を通過する。
[0035]
 また、第2光源素子12からダイクロイックミラー2(第2ダイクロイックコーティング層22)に向けて緑色の光が出射される。例えば、この例では、第2光源素子12から515nmの波長の光が出射される。第2光源素子12からの光は、第2ダイクロイックコーティング層22を透過し、本体20に入射する。このとき、第2光源素子12からの光は、本体20の他方の面で屈折しながら、本体20に入射する。なお、第2ダイクロイックコーティング層22は、その厚みが極めて薄いため、第2ダイクロイックコーティング層22における光の屈折はないものとして扱うことができる。本体20を通過した光(緑色の光)は、第1ダイクロイックコーティング層21で反射し、本体20を通過する。そして、本体20を通過した光(緑色の光)は、本体20の他方の面で屈折しながら本体20から出射し、第2ダイクロイックコーティング層22を通過する。
[0036]
 また、第3光源素子13からダイクロイックミラー2(第2ダイクロイックコーティング層22)に向けて青色の光が出射される。例えば、この例では、第3光源素子13から450nmの波長の光が出射される。第3光源素子13からの光(青色の光)は、第2ダイクロイックコーティング層22で反射する。
[0037]
 これにより、光源装置1では、各光源素子からの光(第1光源素子11から出射される赤色の光、第2光源素子12から出射される緑色の光、及び、第3光源素子13から出射される青色の光)が合成された光L1が出力される。
 このようにして、光源装置1では、波長の異なる3つの光が合成されて出力される。
[0038]
 なお、第1ダイクロイックコーティング層21及び第2ダイクロイックコーティング層22の光の透過率、並びに、第1光源素子11、第2光源素子12及び第3光源素子13から出射される光の波長は、上記したものに限らず種々に変更可能である。
[0039]
 すなわち、第1ダイクロイックコーティング層21は、緑色の光を透過するものであってもよく、青色の光を透過するものであってもよく、赤色及び緑色の光を透過するものであってもよく、青色及び緑色の光を透過するものであってもよく、青色及び赤色の光を透過するものであってもよい。
[0040]
 また、第2ダイクロイックコーティング層22は、赤色の光の光を透過するものであってもよく、緑色の光を透過するものであってもよく、青色の光を透過するものであってもよく、青色及び緑色の光を透過するものであってもよく、青色及び赤色の光を透過するものであってもよい。
 また、第1光源素子11は、緑色の光を出射するものであってもよく、青色の光を出射するものであってもよい。
 また、第2光源素子12は、赤色の光を出射するものであってもよく、青色の光を出射するものであってもよい。
 また、第3光源素子13は、赤色の光を出射するものであってもよく、緑色の光を出射するものであってもよい。
[0041]
4.作用効果
(1)本実施形態によれば、図1に示すように、ダイクロイックミラー2は、本体20と、本体20の一方の面に形成される第1ダイクロイックコーティング層21と、本体20の他方の面に形成される第2ダイクロイックコーティング層22とを備えている。第1ダイクロイックコーティング層21は、特定の波長を透過するとともに、当該波長以外の光を反射する。第2ダイクロイックコーティング層22は、第1ダイクロイックコーティング層とは異なる特定の波長を透過するとともに、当該波長以外の光を反射する。
[0042]
 そのため、ダイクロイックミラー2に対して、第1光源素子11から、第1ダイクロイックコーティング層21及び第2ダイクロイックコーティング層22を通過する波長の光(例えば、赤色の光)を入射させると、その光は、第1ダイクロイックコーティング層21、本体20及び第2ダイクロイックコーティング層22を順々に通過する。
[0043]
 また、ダイクロイックミラーに対して、第2光源素子12から、第2ダイクロイックコーティング層22を通過し、かつ、第1ダイクロイックコーティング層21を通過しない波長の光(例えば、緑色の光)を入射させると、その光は、第2ダイクロイックコーティング層22及び本体20を通過した後、第1ダイクロイックコーティング層21で反射する。そして、第1ダイクロイックコーティング層21で反射した光は、本体20を通過した後、第2ダイクロイックコーティング層22を通過する。
[0044]
 また、ダイクロイックミラー2に対して、第3光源素子13から、第2ダイクロイックコーティング層22を通過しない波長の光(例えば、青色の光)を入射させると、その光は、第2ダイクロイックコーティング層22で反射する。
 これにより、ダイクロイックミラー2からは、波長の異なる3つの光が合成されて出力される。
[0045]
 このように、本体20の一方の面に第1ダイクロイックコーティング層21を形成し、本体20の他方の面に、第2ダイクロイックコーティング層22を形成するという簡易な構成で、波長の異なる3つの光を合成して出力できる。
 そのため、ダイクロイックミラー2を用いて波長の異なる3つの光を合成できる。そして、ダイクロイックミラー2の小型化を実現できる。
[0046]
(2)また、本実施形態によれば、ダイクロイックミラー2は、光源装置1に用いられる。
 そのため、光源装置1を用いて波長の異なる3つの光を合成して出力できる。また、光源装置1の小型化を実現できる。
[0047]
<第2実施形態>
 以下では、図3~図5を用いて、本発明の他の実施形態について説明する。なお、第1実施形態と同様の構成については、上記と同一の符号を用いることにより説明を省略する。
[0048]
5.光検出装置
 図3は、本発明の第2実施形態に係る光検出装置3の構成を示した概略図である。
 光検出装置3は、入射する光を波長の異なる3つの光に分離するための装置である。光検出装置3は、上記したダイクロイックミラー2と、第1検出素子31と、第2検出素子32と、第3検出素子33とを備えている。
[0049]
 光検出装置3におけるダイクロイックミラー2と各検出素子との配置関係は、第1実施形態の光源装置1におけるダイクロイックミラー2と各光源素子との配置関係に対応している。
[0050]
 すなわち、第1検出素子31は、ダイクロイックミラー2と間隔を隔てて配置されており、第1ダイクロイックコーティング層21(一方の面)と対向している。また、第2検出素子32は、ダイクロイックミラー2と間隔を隔てて配置されており、第2ダイクロイックコーティング層22(他方の面)と対向している。また、第3検出素子33は、ダイクロイックミラー2と間隔を隔てて配置されており、第2ダイクロイックコーティング層22(他方の面)と対向している。第2ダイクロイックコーティング層22から第2検出素子32に向かう光の光軸は、第2ダイクロイックコーティング層22から第3検出素子33に向かう光の光軸よりも、本体20の一端部側(図3における左下端部側)に位置している。
[0051]
 光検出装置3は、例えば、試料を分析するための分析装置に用いられる。この場合、試料からの光L2が、ダイクロイックミラー2(第2ダイクロイックコーティング層22)に向けて出射される。
[0052]
 光L2がダイクロイックミラー2(第2ダイクロイックコーティング層22)に照射されると、青色の光が第2ダイクロイックコーティング層22で反射する。そして、第2ダイクロイックコーティング層22で反射した光(青色の光)は、第3検出素子33で検出される。
[0053]
 光L2に含まれる緑色及び赤色の光は、第2ダイクロイックコーティング層22を透過し、本体20に入射する。このとき、本体20に入射する光は、本体20の他方の面で屈折しながら、本体20に入射し、本体20を透過する。本体20を通過した光のうち緑色の光は、第1ダイクロイックコーティング層21で反射し、本体20を通過する。そして、本体20を通過した光は、本体20の他方の面で屈折しながら本体20から出射し、第2ダイクロイックコーティング層22を通過して、第2検出素子32で検出される。
[0054]
 光L2に含まれる赤色の光は、本体20を通過した後、本体20の一方の面で屈折しながら、本体20から出射し、第1ダイクロイックコーティング層21を通過して、第1検出素子31で検出される。
[0055]
 このように、第2実施形態によれば、ダイクロイックミラー2を設けた光検出装置3を用いて波長の異なる3つの光を検出できる。そして、光検出装置3の小型化を実現できる。
[0056]
 なお、第1ダイクロイックコーティング層21及び第2ダイクロイックコーティング層22を透過する光の種類(透過する光の波長)は、上記したものに限らず種々に変更可能である。
[0057]
<第3実施形態>
6.光源装置
 図4は、本発明の第3実施形態に係る光源装置4の構成を示した概略図である。
 光源装置4は、波長の異なる4つの光を合成して出力するための装置である。光源装置4は、ダイクロイックミラー5と、第1光源素子61と、第2光源素子62と、第3光源素子63と、第4光源素子64とを備えている。
 ダイクロイックミラー5は、上記した本体20と、第1ダイクロイックコーティング層51と、第2ダイクロイックコーティング層52とを備えている。
[0058]
 第1ダイクロイックコーティング層51は、本体20の一方の面に形成されている。第1ダイクロイックコーティング層51は、第1領域511及び第2領域512の2つの領域に分割されている。
[0059]
 第1領域511は、本体20の一方の面において、他端部側(図4における右上端部側)の部分、及び、中央部に位置している。この例では、第1ダイクロイックコーティング層51の第1領域511は、赤色の光を透過し、他の光を反射する。
[0060]
 第2領域512は、本体20の一方の面において、一端部側(図4における左下端部側)の部分に位置している。この例では、第1ダイクロイックコーティング層51の第2領域512は、赤外光を透過し、他の光を反射する。
[0061]
 第2ダイクロイックコーティング層52は、本体20の他方の面に形成されている。第2ダイクロイックコーティング層52は、第3領域523及び第4領域524の2つの領域に分割されている。
[0062]
 第3領域523は、本体20の他方の面において、他端部側(図4における右上端部側)の部分、及び、中央部に位置している。この例では、第2ダイクロイックコーティング層52の第3領域523は、赤外光、赤色の光、緑色の光を透過し、他の光を反射する。
[0063]
 第4領域524は、本体20の一方の面において、一端部側(図4における左下端部側)の部分に位置している。この例では、第2ダイクロイックコーティング層52の第4領域524は、緑色の光を透過し、他の光を反射する。
[0064]
 第1光源素子61は、ダイクロイックミラー5と間隔を隔てて配置されており、第1ダイクロイックコーティング層51の第1領域511と対向している。第1光源素子61は、第1ダイクロイックコーティング層51の第1領域511に向けて赤色の光を出射する。第1光源素子61からダイクロイックミラー5(第1ダイクロイックコーティング層51の第1領域511)に入射する光の入射角は、約45°である。
[0065]
 第2光源素子62は、ダイクロイックミラー5と間隔を隔てて配置されており、第1ダイクロイックコーティング層51の第2領域512と対向している。第2光源素子62は、第1ダイクロイックコーティング層51の第2領域512に向けて赤外光を出射する。第2光源素子62からダイクロイックミラー5(第1ダイクロイックコーティング層51の第2領域512)に入射する光の入射角は、約45°である。第2光源素子62から第2領域512に向かう光の光軸と、第1光源素子61から第1領域511に向かう光の光軸とは平行である。
[0066]
 第3光源素子63は、ダイクロイックミラー5と間隔を隔てて配置されており、第2ダイクロイックコーティング層52の第4領域524と対向している。第3光源素子63は、第2ダイクロイックコーティング層52の第4領域524に向けて緑色の光を出射する。第3光源素子63からダイクロイックミラー5(第2ダイクロイックコーティング層52の第4領域524)に入射する光の入射角は、約45°である。
[0067]
 第4光源素子64は、ダイクロイックミラー5と間隔を隔てて配置されており、第2ダイクロイックコーティング層52の第3領域523と対向している。第4光源素子64は、第2ダイクロイックコーティング層52の第3領域523に向けて青色の光を出射する。第4光源素子64からダイクロイックミラー5(第2ダイクロイックコーティング層52の第3領域523)に入射する光の入射角は、約45°である。第4光源素子64から第3領域523に向かう光の光軸と、第3光源素子63から第4領域524に向かう光の光軸とは平行である。
[0068]
 光源装置4では、第1光源素子61からダイクロイックミラー5(第1ダイクロイックコーティング層51の第1領域511)に向けて赤色の光が出射される。第1光源素子61からの光は、第1ダイクロイックコーティング層51の第1領域511を透過し、本体20に入射する。このとき、第1光源素子61からの光は、本体20の一方の面で屈折しながら、本体20に入射する。本体20に入射した光(赤色の光)は、本体20を透過し、本体20の他方の面で屈折しながら本体20から出射して、第2ダイクロイックコーティング層52の第3領域523を通過する。
[0069]
 また、第2光源素子62からダイクロイックミラー5(第1ダイクロイックコーティング層51の第2領域512)に向けて赤外光が出射される。第2光源素子62からの光は、第1ダイクロイックコーティング層51の第2領域512を透過し、本体20に入射する。このとき、第2光源素子62からの光は、本体20の一方の面で屈折しながら、本体20に入射する。本体20に入射した光(赤外光)は、本体20を透過し、第2ダイクロイックコーティング層52の第4領域524で反射した後、本体20を通過し、さらに、第1ダイクロイックコーティング層51の第1領域511で反射した後、本体20を通過し、本体20の他方の面で屈折しながら本体20から出射して、第2ダイクロイックコーティング層52の第3領域523を通過する。
[0070]
 また、第3光源素子63からダイクロイックミラー5(第2ダイクロイックコーティング層52の第4領域524)に向けて緑色の光が出射される。第3光源素子63からの光は、第2ダイクロイックコーティング層52の第4領域524を透過し、本体20に入射する。このとき、第3光源素子63からの光は、本体20の他方の面で屈折しながら、本体20に入射する。本体20に入射した光(緑色の光)は、本体20を透過し、第1ダイクロイックコーティング層51の第1領域511で反射した後、本体20を通過し、本体20の他方の面で屈折しながら本体20から出射して、第2ダイクロイックコーティング層52の第3領域523を通過する。
[0071]
 また、第4光源素子64からダイクロイックミラー5(第2ダイクロイックコーティング層52の第3領域523)に向けて青色の光が出射される。第4光源素子64からの光(青色の光)は、第2ダイクロイックコーティング層52の第3領域523で反射する。
[0072]
 これにより、光源装置4では、各光源素子からの光(第1光源素子61から出射される赤色の光、第2光源素子62から出射される赤外光、第3光源素子63から出射される緑色の光、及び、第4光源素子64から出射される青色の光)が合成された光L3が出力される。
 このようにして、光源装置4では、波長の異なる4つの光が合成されて出力される。
[0073]
 なお、第1ダイクロイックコーティング層51及び第2ダイクロイックコーティング層52の各領域の光の透過率、並びに、第1光源素子61、第2光源素子62、第3光源素子63及び第4光源素子64から出射される光の波長は、上記したものに限らず種々に変更可能である。
[0074]
 また、第1ダイクロイックコーティング層51及び第2ダイクロイックコーティング層52では、透過する光の波長が異なる3つ以上の領域に分割されていてもよい。この場合、光源装置4では、各領域に対応する光源素子が設けられる。
[0075]
 このように、第3実施形態によれば、ダイクロイックミラー5において、第1ダイクロイックコーティング層51及び第2ダイクロイックコーティング層52は、それぞれ透過する光の波長が異なる2つの領域を有している。そして、ダイクロイックミラー5を用いることで、波長の異なる4つの光を合成できる。
[0076]
 すなわち、本体20の一方の面に、透過する光の波長が異なる2つの領域(第1領域511及び第2領域512)を有する第1ダイクロイックコーティング層51を形成し、さらに、本体の他方の面に、透過する波長が異なる2つの領域(第3領域523及び第4領域524)を有する第2ダイクロイックコーティング層52を形成するという簡易な構成で、波長の異なる4つの光を合成して出力できる。
[0077]
 そのため、ダイクロイックミラー5を用いて波長の異なる4つの光を合成できるとともに、ダイクロイックミラー5の小型化を実現できる。
 また、第3実施形態によれば、ダイクロイックミラー5は、光源装置4に用いられる。
 そのため、光源装置4を用いて波長の異なる4つの光を合成して出力できるとともに、光源装置4の小型化を実現できる。
[0078]
 また、第1ダイクロイックコーティング層51及び第2ダイクロイックコーティング層52において、それぞれ透過する光の波長が異なる3つ以上の領域に分割されていてもよい。このようにすれば、ダイクロイックミラー5を用いて波長の異なる4つ以上の光を合成できる。
[0079]
<第4実施形態>
7.光検出装置
 図5は、本発明の第4実施形態に係る光検出装置6の構成を示した概略図である。
 光検出装置6は、入射する光を波長の異なる4つの光に分離するための装置である。光検出装置6は、上記したダイクロイックミラー5と、第1検出素子71と、第2検出素子72と、第3検出素子73と、第4検出素子74とを備えている。
[0080]
 光検出装置6におけるダイクロイックミラー5と各検出素子との配置関係は、第3実施形態の光源装置4におけるダイクロイックミラー5と各光源素子との配置関係に対応している。
[0081]
 すなわち、第1検出素子71は、ダイクロイックミラー5と間隔を隔てて配置されており、第1ダイクロイックコーティング層51の第1領域511と対向している。また、第2検出素子72は、ダイクロイックミラー5と間隔を隔てて配置されており、第1ダイクロイックコーティング層51の第2領域512と対向している。また、第3検出素子73は、ダイクロイックミラー5と間隔を隔てて配置されており、第2ダイクロイックコーティング層52の第4領域524と対向している。第4検出素子74は、ダイクロイックミラー5と間隔を隔てて配置されており、第2ダイクロイックコーティング層52の第3領域523と対向している。
[0082]
 光検出装置6は、例えば、試料を分析するための分析装置に用いられる。この場合、試料からの光L4が、ダイクロイックミラー5(第2ダイクロイックコーティング層52の第3領域523)に向けて出射される。
[0083]
 光L2が第2ダイクロイックコーティング層52の第3領域523に照射されると、青色の光が第2ダイクロイックコーティング層52の第3領域523で反射する。そして、第2ダイクロイックコーティング層52の第3領域523で反射した光(青色の光)は、第4検出素子74で検出される。
[0084]
 光L4に含まれる赤外光、緑色の光、及び、赤色の光は、第2ダイクロイックコーティング層52の第3領域523を透過し、本体20に入射する。このとき、本体20に入射する光は、本体20の他方の面で屈折しながら、本体20に入射する。本体20を通過した光のうち赤色の光は、第1ダイクロイックコーティング層51の第1領域511を透過して、第1検出素子71で検出される。
[0085]
 また、光L4に含まれる赤外光及び緑色の光は、本体20を通過した後、第1ダイクロイックコーティング層51の第1領域511で反射し、本体20を通過して、第2ダイクロイックコーティング層52の第4領域524に向かう。第2ダイクロイックコーティング層52の第4領域524に向かう光のうち緑色の光は、第2ダイクロイックコーティング層52の第4領域524を通過して、第3検出素子73で検出される。
[0086]
 第2ダイクロイックコーティング層52の第4領域524に向かう光のうち赤外光は、第2ダイクロイックコーティング層52の第4領域524で反射し、本体20を通過した後、第1ダイクロイックコーティング層51の第2領域512を透過して、第2検出素子72で検出される。
[0087]
 このように、第4実施形態によれば、ダイクロイックミラー5を設けた光検出装置6を用いて波長の異なる4つの光を検出できる。そして、光検出装置6の小型化を実現できる。
[0088]
 なお、第1ダイクロイックコーティング層51及び第2ダイクロイックコーティング層52の各領域を透過する光の種類(透過する光の波長)は、上記したものに限らず種々に変更可能である。
[0089]
 また、第1ダイクロイックコーティング層51及び第2ダイクロイックコーティング層52の各領域を、透過する光の波長が異なる3つ以上の領域に分割してもよい。その際には、光検出装置6において、各領域に対応するように複数の検出素子を設けてもよい。このようにすれば、光検出装置6を用いて波長の異なる4つ以上の光を検出できる。

符号の説明

[0090]
   1    光源装置
   2    ダイクロイックミラー
   3    光検出装置
   4    光源装置
   5    ダイクロイックミラー
   6    光検出装置
   11   第1光源素子
   12   第2光源素子
   13   第3光源素子
   20   本体
   21   第1ダイクロイックコーティング層
   22   第2ダイクロイックコーティング層
   31   第1検出素子
   32   第2検出素子
   33   第3検出素子
   51   第1ダイクロイックコーティング層
   52   第2ダイクロイックコーティング層
   61   第1光源素子
   62   第2光源素子
   63   第3光源素子
   64   第4光源素子
   71   第1検出素子
   72   第2検出素子
   73   第3検出素子
   74   第4検出素子
   511  第1領域
   512  第2領域
   523  第3領域
   524  第4領域

請求の範囲

[請求項1]
 平板状に形成され、光を透過する本体と、
 前記本体の一方の面に形成された第1ダイクロイックコーティング層と、
 前記本体の他方の面に形成された第2ダイクロイックコーティング層とを備え、
 前記第1ダイクロイックコーティング層は、特定の波長を透過するとともに、当該波長以外の光を反射し、
 前記第2ダイクロイックコーティング層は、前記第1ダイクロイックコーティング層とは異なる特定の波長を透過するとともに、当該波長以外の光を反射することを特徴とするダイクロイックミラー。
[請求項2]
 前記第1ダイクロイックコーティング層及び前記第2ダイクロイックコーティング層は、それぞれ透過する光の波長が異なる複数の領域を有することを特徴とする請求項1に記載のダイクロイックミラー。
[請求項3]
 請求項1に記載のダイクロイックミラーと、
 それぞれ異なる波長の光を出射する少なくとも3つの光源素子とを備え、
 前記少なくとも3つの光源素子から出射される各波長の光を、前記第1ダイクロイックコーティング層及び前記第2ダイクロイックコーティング層により合成して出力することを特徴とする光源装置。
[請求項4]
 請求項1に記載のダイクロイックミラーと、
 それぞれ光を検出する少なくとも3つの検出素子とを備え、
 前記ダイクロイックミラーに入射する光を、前記第1ダイクロイックコーティング層及び前記第2ダイクロイックコーティング層により少なくとも3つの波長の光に分離して各検出素子で検出することを特徴とする光検出装置。

図面

[ 図 1]

[ 図 2]

[ 図 3]

[ 図 4]

[ 図 5]

[ 図 6]