(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源からの光を互いに直交する第１及び第２の直線偏光成分に分離する偏光分離素子と、
前記偏光分離素子によって分離された前記第１及び第２の直線偏光成分のうちのいずれかの直線偏光成分を、前記偏光分離素子に戻すように反射させるミラー部材と、
前記偏光分離素子と前記ミラー部材との間に設けられたフィルタ部と、
前記偏光分離素子と前記ミラー部材との間に設けられた１／４波長板とを備え、
前記フィルタ部は、
前記偏光分離素子からの前記直線偏光成分に基づく光成分を、前記光成分の入射角に応じた波長範囲で選択的に透過させ、前記入射角が変更可能なように回転可能に支持された誘電体薄膜干渉フィルタを有する、
ことを特徴とする分光装置。
【請求項２】
前記フィルタ部は、
ｎ個（ｎは３以上の整数）の前記誘電体薄膜干渉フィルタと、
前記誘電体薄膜干渉フィルタが主面上に立設され、前記主面に沿って所定点の周りを回転可能にされた平板状の回転支持部材とを有し、
前記ｎ個の誘電体薄膜干渉フィルタは、それぞれ、光入射側或いは光出射側の端面が、前記回転支持部材の前記表面上の前記所定点と前記主面上の該誘電体薄膜干渉フィルタの中心点とを結ぶ線に対して傾斜するように配置されている、
ことを特徴とする請求項１記載の分光装置。
【請求項３】
前記ｎ個の誘電体薄膜干渉フィルタは、前記主面と前記端面とで形成されるそれぞれの交線が１つの内接円に接するように搭載されている、
ことを特徴とする請求項２記載の分光装置。
【請求項４】
前記ｎ個の誘電体薄膜干渉フィルタは、それぞれ、前記主面上において前記内接円の外側に位置するように配置されている、
ことを特徴とする請求項３記載の分光装置。
【請求項５】
前記ｎ個の誘電体薄膜干渉フィルタは、前記主面上の前記所定点と前記主面上の該誘電体薄膜干渉フィルタの中心点とを結ぶ線が互いに等角度を成すように配置されている、
ことを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の分光装置。
【請求項６】
前記ｎ個の誘電体薄膜干渉フィルタは、前記主面上において前記所定点を中心にしてｎ回回転対称となるように配置されている、
ことを特徴とする請求項５記載の分光装置。
【請求項７】
前記１／４波長板は、前記フィルタ部と前記ミラー部材との間に設けられている
ことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の分光装置。
【請求項８】
前記１／４波長板は、前記偏光分離素子と前記フィルタ部との間に設けられている
ことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の分光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、所定波長域の光を選択する分光装置に関するものであり、特に誘電体薄膜干渉フィルタを内蔵する分光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、屈折率の異なる誘電体薄膜を交互に積層し、その中間のキャビティ層を中間の屈折率を有する誘電体薄膜で形成される干渉フィルタを利用した分光装置が知られている（下記特許文献１参照。）。この分光装置は、回動自在に設けられた干渉フィルタを有し、平行光線を干渉フィルタに入射させる際に干渉フィルタに対する入射角を変化させることによって透過波長を連続的に変化させている。
【０００３】
同様な構成を有するものとして、誘電体多層膜フィルタが設けられた回転テーブルを回転させることによって誘電体多層膜フィルタに対する平行光の入射角度を制御することによって、入射角度に応じた波長可変性を実現する波長可変フィルタが知られている（下記特許文献２参照。）。この波長可変フィルタは、回転テーブル上に４つのフィルタが回転対称に配置された構成を採用することにより、より広い波長範囲を持つ透過光の出力を実現している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭６２−２２０３４号公報
【特許文献２】特開２００４−１８４６７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した従来の波長可変フィルタでは、入射光がフィルタに対して斜めに入射する場合、フィルタを透過後の入射光の光軸が入射角に応じて変化する結果、出力光の光軸ずれが発生する傾向にあった。この傾向は、透過波長の可変範囲を広く設定するためにフィルタへの入射角の可変範囲を大きく取ろうとする場合に顕著となる。
【０００６】
そこで、本発明は、かかる課題に鑑みて為されたものであり、出力光の光軸ずれを低減しつつ、選択波長の可変範囲を容易に広げることが可能な分光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】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明の分光装置は、光源からの光を互いに直交する第１及び第２の直線偏光成分に分離する偏光分離素子と、偏光分離素子から出力された第１及び第２の直線偏光成分のうちのいずれかの直線偏光成分を、偏光分離素子に向けて反射させるミラーと、偏光分離素子とミラー部材との間に設けられたフィルタ部と、偏光分離素子とミラー部材との間に設けられた１／４波長板とを備え、フィルタ部は、偏光分離素子からの直線偏光成分に基づく光成分を、光成分の入射角に応じた波長範囲で選択的に透過させ、入射角が変更可能なように回転可能に支持された誘電体薄膜干渉フィルタを有する。なお、「誘電体薄膜干渉フィルタ」とは、フィルタへの入射角度に応じてフィルタの性能を表す中心波長がシフトするフィルタのことをいう。
【０００８】
このような分光装置によれば、光源からの光のうち偏光分離素子によって分離された直線偏光成分が、ミラー部材によって偏光分離素子に向けて戻されることにより、偏光分離素子とミラー部材との間に配置されたフィルタ部及び１／４波長板を往復して透過された後に、偏光分離素子を介して光源からの光と分離して取り出される。これにより、フィルタ部を構成する誘電体薄膜干渉フィルタに対する入射角に関わらず出力光の光軸ずれが低減される。このとき、分離された直線偏光成分に基づく光成分がフィルタ部を往復して入射されて、その光成分が誘電体薄膜干渉フィルタへの入射角に応じた波長範囲で選択的に誘電体薄膜干渉フィルタを透過されて出力される。この際、誘電体薄膜干渉フィルタを回転させることによって、誘電体薄膜干渉フィルタに対する光成分の入射角が変更可能にされる。従って、光成分の透過波長を自在に変更することが可能になる。その結果、出力光の光軸ずれを低減しつつ、選択波長の可変範囲を容易に広くすることができる。
【０００９】
フィルタ部は、ｎ個（ｎは３以上の整数）の誘電体薄膜干渉フィルタと、誘電体薄膜干渉フィルタが主面上に立設され、主面に沿って所定点の周りを回転可能にされた平板状の回転支持部材とを有し、ｎ個の誘電体薄膜干渉フィルタは、それぞれ、光入射側或いは光出射側の端面が、回転支持部材の表面上の所定点と主面上の該誘電体薄膜干渉フィルタの中心点とを結ぶ線に対して傾斜するように配置されていることが好ましい。
【００１０】
この場合、回転支持部材を主面の所定点を中心に回転させることによって、光が透過するｎ個の誘電体薄膜干渉フィルタを交互に切り替えることができると共に、それぞれのｎ個の誘電体薄膜干渉フィルタへの光の入射角も変化させることができる。従って、透過波長を連続的に変更することが可能になる。特に、誘電体薄膜干渉フィルタを、その端面が主面上の所定点と誘電体薄膜干渉フィルタの中心点とを結ぶ線に対して傾斜するように配置することで、複数の誘電体薄膜干渉フィルタ間の干渉が広い回転角の範囲で低減される。その結果、出力光の光軸ずれを低減しつつ、選択波長の可変範囲をより広くすることができる。
【００１１】
また、ｎ個の誘電体薄膜干渉フィルタは、主面と端面とで形成されるそれぞれの交線が１つの内接円に接するように搭載されている、ことが好適である。この場合、それぞれの誘電体薄膜干渉フィルタの光の入射角の範囲を均等にすることができ、限られた回転支持部材の主面の面積に対して選択波長の可変範囲を効率良く広げることが出来る。
【００１２】
また、ｎ個の誘電体薄膜干渉フィルタは、それぞれ、主面上において内接円の外側に位置するように配置されている、ことも好適である。かかる構成を採れば、複数の誘電体薄膜干渉フィルタ間の干渉をより一層低減することが出来る。
【００１３】
さらに、ｎ個の誘電体薄膜干渉フィルタは、主面上の所定点と主面上の該誘電体薄膜干渉フィルタの中心点とを結ぶ線が互いに等角度を成すように配置されている、ことも好適である。かかる誘電体薄膜干渉フィルタを用いれば、それぞれの誘電体薄膜干渉フィルタの光の入射角の範囲を均等にすることができ、限られた回転支持部材の面積に対して選択波長の可変範囲を効率良く広げることが出来る。
【００１４】
またさらに、ｎ個の誘電体薄膜干渉フィルタは、主面上において所定点を中心にしてｎ回回転対称となるように配置されている、ことも好適である。かかる構成を採れば、限られた回転支持部材の面積に対して選択波長の可変範囲をより一層広げることが出来る。
【００１５】
さらにまた、１／４波長板は、フィルタ部とミラーとの間に設けられていることも好適である。このような１／４波長板を備えることで、フィルタ部を往復入射された直線偏光成分を、偏光分離素子によって光源からの光と分離して取り出すことができる。
【００１６】
また、１／４波長板は、偏光分離素子とフィルタ部との間に設けられていることも好適である。このような１／４波長板を備えることで、フィルタ部を往復入射された円偏光成分を、偏光分離素子によって光源からの光と分離して取り出すことができるとともに、円偏光成分を誘電体薄膜干渉フィルタに対して垂直に入射させることにより、出力光の波長域を広帯域化することもできる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、出力光の光軸ずれを低減しつつ、選択波長の可変範囲を容易に広げることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１実施形態に係る光源装置の概略構成を示す平面図である。
【図２】図１のフィルタ回転体の平面図である。
【図３】図２のフィルタ回転体に含まれるバンドパスフィルタの透過波長域のピーク波長の入射角依存性を示すグラフである。
【図４】（ａ）〜（ｄ）は、それぞれ、図２の４枚のバンドパスフィルタの光透過率の波長特性を示すグラフである。
【図５】図２のバンドパスフィルタへの光の入射状態を示す図であり、（ａ）は入射角が０度の場合、（ｂ）は入射角が２５度の場合、（ｃ）は入射角が５０度の場合を示す図である。
【図６】図１の光源装置の出力における光透過率の波長特性を示すグラフである。
【図７】図２のバンドパスフィルタに対する光入射時の光路を示す図である。
【図８】本発明の第２実施形態に係る光源装置の概略構成を示す平面図である。
【図９】図８の光源装置の出力における光透過率の波長特性を示すグラフであり、（ａ）は、バンドパスフィルタへの垂直入射時の波長特性、（ｂ）は、バンドパスフィルタへの斜入射時の波長特性を示す。
【図１０】本発明の第３実施形態に係る光源装置の概略構成を示す平面図である。
【図１１】本発明の第４実施形態に係る光源装置の概略構成を示す平面図である。
【図１２】本発明の第５実施形態に係る光源装置の概略構成を示す平面図である。
【図１３】図１２の光源装置の出力における光透過率の波長特性を示すグラフである。
【図１４】本発明の変形例であるフィルタ回転体の平面図である。
【図１５】本発明の変形例であるフィルタ回転体の平面図である。
【図１６】本発明の変形例であるフィルタ回転体の平面図である。
【図１７】本発明の変形例であるフィルタ回転体の平面図であり、（ａ）は入射角が２０度の場合、（ｂ）は入射角が３５度の場合、（ｃ）は入射角が５０度の場合を示す図である。
【図１８】本発明の変形例であるバンドパスフィルタの透過波長域特性を示すグラフである。
【図１９】本発明の比較例であるフィルタ回転体の平面図である。
【図２０】本発明の比較例であるフィルタ回転体の平面図である。
【図２１】本発明の比較例であるフィルタ回転体の平面図である。
【図２２】本発明の比較例であるフィルタ回転体の平面図である。
【図２３】本発明の比較例であるフィルタ回転体の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図面を参照しつつ本発明に係る分光装置の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明においては同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。また、各図面は説明用のために作成されたものであり、説明の対象部位を特に強調するように描かれている。そのため、図面における各部材の寸法比率は、必ずしも実際のものとは一致しない。
【００２０】
［第１実施形態］
図１は、本発明の第１実施形態に係る光源装置の概略構成を示す平面図である。同図に示す光源装置１は、半導体検査装置等の各種検査装置において、特定の発光波長域を有する光源として用いられる装置である。この光源装置１は、光源からの光のうちの特定の波長域を選択する分光装置の一態様であり、放熱機構としてのヒートシンク２上に取り付けられた光源３と、その光源３から照射された光が入射されて、その光を変換して光ファイバ４を経由して外部出力する光変換光学系５と、光源３及び光変換光学系５を制御する制御系３０とから構成されている。ここで、図１においては、紙面上において光源３の光軸に沿った方向にＸ軸をとり、紙面上においてＸ軸に垂直な方向に沿ってＹ軸、Ｘ軸及びＹ軸に垂直な方向に沿ってＺ軸をとるものとする。
【００２１】
光源３は、発光波長域として可視光成分から赤外成分までの所定波長域を広く含むハロゲンランプ、キセノンランプ、白色ＬＥＤ等の光源装置であり、＋Ｘ軸方向に位置する光変換光学系５に向けて非偏光状態の拡散光を出射する。
【００２２】
まず、光変換光学系５の構成について説明する。この光変換光学系５には、光源３の近傍から＋Ｘ軸方向に沿って順に、コリメートレンズ６、波長選択素子７、偏光分離素子８、フィルタ回転体（フィルタ部）９、１／４波長板１０、及び高反射ミラー（ミラー部材）１１が設けられている。
【００２３】
光源３からの拡散光はコリメートレンズ６によって平行光Ｌ１に変換され、波長選択素子７に入射する。波長選択素子７は、光源３の発光波長域を波長域として有する平行光Ｌ１のうち、所定の波長範囲（例えば、350nm〜750nm）の光を選択するための素子であり、例えば、上記所定の波長範囲の光を透過し、その波長範囲以外の光を反射させるダイクロイックミラーである。この波長選択素子７はその反射面をＸ軸に対して傾斜させて配置されている。コリメートレンズ６から平行光Ｌ１が入射すると、波長選択素子７は、所定の波長範囲を有する光Ｌ２を偏光分離素子８に向けて＋Ｘ軸方向に透過させ、それ以外の波長成分の光を不必要な光として−Ｙ軸方向に反射させてビームダンパー１２で消失させる。なお、波長選択素子７が選択する波長範囲は、光源装置１から最終的に出力される光の波長可変範囲（例えば、400nm〜700nm。以下、「想定波長範囲」と呼ぶ。）を少なくとも含むように設定されている。
【００２４】
偏光分離素子８は、波長選択素子７を透過した光Ｌ２を受け、光Ｌ２を互いに直交する第１及び第２の直線偏光成分に分離するための光学素子であり、例えば、キューブ状の偏光ビームスプリッタ（PBS）である。具体的には、この偏光分離素子８は、光Ｌ２からＹ軸に沿った偏光方向を有する第１の偏光成分Ｌ３（以下、「水平偏光成分」とも言う。）を分離して＋Ｘ軸方向に透過させると同時に、光Ｌ２からＺ軸に沿った偏光方向を有する第２の偏光成分Ｌ４（以下「垂直偏光成分」とも言う。）を分離して＋Ｙ軸方向に反射させる。この偏光分離素子８を透過した第１の偏光成分Ｌ３は、フィルタ回転体９に入射すると同時に、偏光分離素子８を反射した第２の偏光成分Ｌ４は、ビームダンパー１３に入射することにより消失する。
【００２５】
ここで、図２を参照して、フィルタ回転体９の構造について詳細に述べる。
【００２６】
フィルタ回転体９は、Ｚ軸に沿った回転軸を有する回転機構９４によって回転可能に支持された円板状部材である回転テーブル（回転支持部材）９０と、回転テーブル９０の主面９０ａ上にその周縁に沿って回転対称となるように立設された４枚のバンドパスフィルタ９１ａ，９１ｂ，９１ｃ，９１ｄとによって構成されている。
【００２７】
これらのバンドパスフィルタ９１ａ，９１ｂ，９１ｃ，９１ｄは、光入射面９２と光出射面９３との間に公知の誘電体薄膜の積層構造を含む平板状の形状を有する、いわゆる誘電体薄膜干渉型フィルタである。このような構造により、バンドパスフィルタ９１ａ，９１ｂ，９１ｃ，９１ｄは、光入射面９２に対する光の入射角に応じた波長範囲で光を選択的に透過することができる。そして、４枚のバンドパスフィルタ９１ａ〜９１ｄ間で入射角に対する透過波長域の特性が異なるように、それぞれの誘電体薄膜の材料や膜厚が設定されている。
【００２８】
図３には、入射光に対するバンドパスフィルタ９１ａ〜９１ｄの透過波長域のピーク波長の入射角依存性、図４（ａ）〜（ｄ）には、それぞれのバンドパスフィルタ９１ａ〜９１ｄの入射角毎の光透過率の波長特性を示している。例えば、バンドパスフィルタ９１ａは、光入射面９２に対する光の入射角が０度（垂直入射）の場合は、中心波長が約700nmで半値幅が数nmの透過波長域の特性を有し、入射角を大きくするに従って透過波長域が短波長側にシフトし、入射角が５０度の場合は中心波長が約610nmの透過波長域の特性を有する。また、バンドパスフィルタ９１ｂ，９１ｃ，９１ｄは、それぞれ、入射角が０度の場合に中心波長が約610nm、約530nm、約460nm、入射角が５０度の場合に中心波長が約530nm、約460nm、約400nmとなり、バンドパスフィルタ９１ａとは異なる透過波長域特性を有する。つまり、入射角が０度のピーク波長を基準にして入射角の絶対値が大きくなるに従ってピーク波長が短くなり、入射角が４５度でその変化率は最大となり、それよりも大きくなると変化率は減少する。
【００２９】
図２に戻って、上記構成のバンドパスフィルタ９１ａ〜９１ｄは、回転テーブル９０の主面９０ａに対して、その光入射面９２および光出射面９３がほぼ垂直になるように固定されている。詳細には、バンドパスフィルタ９１ａ〜９１ｄの主面９０ａ上の中心点９５ａ〜９５ｄと主面９０ａの回転中心Ｃ１とを結んだ線が、それぞれ、バンドパスフィルタ９１ａ〜９１ｄの光入射面９２および光出射面９３に対して傾斜し、その傾斜角が互いに等しくなるように設定されている。さらに、それぞれの光出射面９３と主面９０ａとで形成される４つの交線９６ａ〜９６ｄが、１つの仮想的な内接円９７に接し、かつ、バンドパスフィルタ９１ａ〜９１ｄの中心点９５ａ〜９５ｄがこの内接円９７の外側に位置するように設定されている。加えて、バンドパスフィルタ９１ａ〜９１ｄは、その中心点９５ａ〜９５ｄと回転中心Ｃ１とを結ぶ４つの線が互いに等角度、すなわち９０度を成すように配置されている。すなわち、４つのバンドパスフィルタ９１ａ〜９１ｄは、主面９０ａ上において回転中心Ｃ１を中心にして４回回転対称となるように配置されることになる。
【００３０】
また、バンドパスフィルタ９１ａ〜９１ｄには、その中心点９５ａ〜９５ｄの近傍に
その中心点９５ａ〜９５ｄと回転中心Ｃ１とを結んだ線に対する光入射面９２および光出射面９３の傾斜角を微調整するためにシャフト部材やネジ部材等の回転軸部材９８ａ〜９８ｄが取り付けられていてもよい。
【００３１】
上記構造のフィルタ回転体９は、主面９０ａがＸＹ平面に平行となり、主面９０ａ上の回転中心Ｃ１と主面９０ａの周縁部との間に水平偏光成分Ｌ３が入射するように配置される。これにより、バンドパスフィルタ９１ａ〜９１ｄのいずれかを偏光成分Ｌ３の光路上に位置するように回転させて選択的に偏光成分Ｌ３を入射させることが可能になるとともに、バンドパスフィルタ９１ａ〜９１ｄに対する入射角を所定の角度範囲で変更可能にされる。この場合の各バンドパスフィルタの入射角の可変範囲は、偏光成分Ｌ３のビーム径、バンドパスフィルタの枚数、及びバンドパスフィルタの形状や配置によって決まる。
【００３２】
図１に戻って、フィルタ回転体９と高反射ミラー１１との間に配置された１／４波長板１０は、フィルタ回転体９を＋Ｘ軸方向に透過してきた偏光成分Ｌ３を、水平偏光から円偏光に変換する。高反射ミラー１１は、円偏光に変換された偏光成分Ｌ３を、−Ｘ軸方向に沿って１／４波長板１０、フィルタ回転体９、及び偏光分離素子８に戻すように反射させる。そして、１／４波長板１０は、高反射ミラー１１によって反射された偏光成分Ｌ３を、円偏光から垂直偏光に変換する。垂直偏光に変換された偏光成分Ｌ３は、−Ｘ軸方向に沿って、再びフィルタ回転体９を透過した後に偏光分離素子８に入射し、偏光分離素子８によって−Ｙ軸方向に反射されることによって光源３からの光Ｌ２と分離される。
【００３３】
さらに、光変換光学系５には、偏光分離素子８に対して−Ｙ軸方向に順に並ぶように、ビームサンプラー１４、偏光解消板１５、シャッタ１６、及び集光レンズ１７が設けられている。偏光分離素子８において−Ｙ軸方向に反射された偏光成分Ｌ３は、その一部がビームサンプラー１４によって反射されて、パワーモニタ１８に導かれてその光強度がモニタされる。その一方で、偏光成分Ｌ３は、ビームサンプラー１４、偏光解消板１５、シャッタ１６、集光レンズ１７を介して光ファイバ４に導光されることにより、外部に出射される。この偏光解消板１５は、直線偏光である偏光成分Ｌ３をランダムな偏光成分（非偏光）に変更するための素子である。
【００３４】
次に、制御系３０の構成について説明すると、制御系３０は、光源３を給電する光源用電源３１と、回転機構９４を回転駆動する駆動回路３２と、光源用電源３１、駆動回路３２、及びパワーモニタ１８に接続された制御回路３３とから構成されている。
【００３５】
この制御回路３３にはコンピュータ端末３４が接続され、コンピュータ端末３４に対してパワーモニタ１８によってモニタされた光強度値が出力可能にされるとともに、コンピュータ端末３４からの制御信号に応じて光源用電源３１の出力を調整することにより、光源３の光量調整も可能にされる。
【００３６】
また、制御回路３３は、コンピュータ端末３４からの制御信号に応じて、回転機構９４の回転角を制御する機能も有する。このとき、制御回路３３は、バンドパスフィルタ９１ａ〜９１ｄに対する入射角が所定の角度になるように回転機構９４の回転角を変更制御する。この回転角は、光源装置１から最終的に出力される発光波長域の中心波長に対応して定められる。
【００３７】
図５を参照して、バンドパスフィルタ９１ａの入射角の可変範囲について例示する。同図では、偏光成分Ｌ３のビーム径が5mm、バンドパスフィルタ９１ａの主面９０ａに沿った幅及び厚さが11mm、2mm、回転中心Ｃ１からバンドパスフィルタ９１ａまでの最短距離Ｒ１が16.6mmの場合のバンドパスフィルタ９１ａへの偏光成分Ｌ３の入射状態を示している。まず、図５（ａ）には、バンドパスフィルタ９１ａの入射角が０度の場合を示しており、このとき偏光成分Ｌ３の光路上には他のバンドパスフィルタが位置しないために、バンドパスフィルタ９１ａ〜９１ｄ間で干渉することはない。また、図５（ｂ）には、バンドパスフィルタ９１ａ〜９１ｄを反時計回りに回転させてバンドパスフィルタ９１ａへの入射角を２５度に設定した状態、図５（ｃ）には、バンドパスフィルタ９１ａ〜９１ｄを反時計回りにさらに回転させてバンドパスフィルタ９１ａへの入射角を５０度に設定した状態を示しており、どちらの場合もバンドパスフィルタ９１ａ〜９１ｄ間で干渉することはない。図５（ｃ）の状態からさらに回転させると、バンドパスフィルタ９１ｂが偏光成分Ｌ３の光路上に入ってきてしまうため、２つのバンドパスフィルタ９１ａ，９１ｂ間で互いの透過特性が干渉し合って安定した出力波長が得られなくなる。従って、この場合の各バンドパスフィルタ９１ａ〜９１ｄの入射角の可変範囲は０度〜５０度ということになる。
【００３８】
図６には、本実施形態においてバンドパスフィルタ９１ａ〜９１ｄへの入射角を０度〜５０度の範囲で変更した場合の光透過率の波長特性を簡略化して示している。このように、バンドパスフィルタ９１ａ〜９１ｄを切り替えながらそれらに関する入射角も制御することで、光源装置１の発光波長の可変域として約４００ｎｍ〜７００ｎｍまでの広い範囲が実現されることがわかる。
【００３９】
以上説明した光源装置１によれば、光源３からの光のうち偏光分離素子８によって分離された直線偏光成分Ｌ３が、高反射ミラー１１によって偏光分離素子８に向けて戻されることにより、偏光分離素子８と高反射ミラー１１との間に配置されたフィルタ回転体９及び１／４波長板１０を往復して透過された後に、偏光分離素子８を介して光源３からの光と分離して取り出される。これにより、フィルタ回転体９を構成するバンドパスフィルタ９１ａ〜９１ｄに対する入射角に関わらず出力光の光軸ずれが低減される。すなわち、図７に示すように、偏光成分Ｌ３が、屈折率ｎ、厚さｔのバンドパスフィルタ９１ａの端面９２に対して入射角θ、屈折角θ’で入射する場合を想定すると、端面９２から出射する際の光軸ずれＤは、下記式（１）；
Ｄ＝ｔ×ｓｉｎθ×｛１−ｃｏｓθ／（ｎ×ｃｏｓθ’）｝
で計算される。ここで、偏光成分Ｌ３は、バンドパスフィルタ９１ａを端面９２側から入射して透過した後、高反射ミラー１１によって反射されて、バンドパスフィルタ９１ａを端面９３側から再度入射して透過する。その結果、偏光分離素子８に戻される際には偏光成分Ｌ３の光軸ずれはキャンセルされることになる。
【００４０】
また、偏光成分Ｌ３がフィルタ回転体９を往復して透過することにより、バンドパスフィルタでの二乗の光阻止効果が得られ、従来に斜入射時に発生していた光阻止性能の低下を低減することができる。
【００４１】
さらに、光源装置１では、フィルタ回転体９の回転テーブル９０の主面９０ａに沿って偏光成分Ｌ３が往復して入射されて、その偏光成分Ｌ３がバンドパスフィルタ９１ａ〜９１ｄへの入射角に応じた波長範囲で選択的にバンドパスフィルタ９１ａ〜９１ｄを透過されて出力される。この際、回転テーブル９０を主面９０ａの回転中心Ｃ１を中心に回転させることによって、偏光成分Ｌ３が透過する４個のバンドパスフィルタ９１ａ〜９１ｄを交互に切り替えることができると共に、それぞれの４個のバンドパスフィルタ９１ａ〜９１ｄへの光の入射角も変化させることができる。従って、透過波長を連続的に変更することが可能になる。特に、バンドパスフィルタ９１ａ〜９１ｄを、その端面９２，９３が主面９０ａ上の回転中心Ｃ１とバンドパスフィルタ９１ａ〜９１ｄの主面９０ａ上の中心点９５ａ〜９５ｄとを結ぶ線に対して傾斜するように配置することで、複数のバンドパスフィルタ間の干渉が広い回転角の範囲で低減される。その結果、バンドパスフィルタへの入射角の可変範囲を大きくした場合の出力光の光軸ずれを低減しつつ、選択波長の可変範囲を容易に広くすることができる。
【００４２】
特に、バンドパスフィルタ９１ａ〜９１ｄを、その光入射面９２が主面９０ａ上の回転中心Ｃ１とバンドパスフィルタ９１ａ〜９１ｄの中心点９５ａ〜９５ｄとを結ぶ線に対して傾斜するように配置することで、複数のバンドパスフィルタ９１ａ〜９１ｄ間の干渉が広い回転角（入射角）の範囲で低減される結果、回転テーブル９０を大きくすること無しに発光波長の可変範囲を容易に広くすることができる。
【００４３】
また、４個のバンドパスフィルタ９１ａ〜９１ｄは、主面９０ａと光入射面９２又は光出射面９３とで形成されるそれぞれの交線９６ａ〜９６ｄが１つの内接円９７に接するように搭載されているので、それぞれのバンドパスフィルタ９１ａ〜９１ｄの光の入射角の可変範囲を均等にすることができ、限られた回転テーブル９０の面積に対して発光波長の可変範囲を効率良く広げることが出来る。
【００４４】
また、４個のバンドパスフィルタ９１ａ〜９１ｄは、それぞれ、主面９０ａ上において内接円９７の外側に位置するので、バンドパスフィルタ９１ａ〜９１ｄ間の干渉をより一層低減することが出来る。
【００４５】
さらに、４個のバンドパスフィルタ９１ａ〜９１ｄは、回転中心Ｃ１とバンドパスフィルタ９１ａ〜９１ｄの中心点９５ａ〜９５ｄとを結ぶ線が互いに等角度を成しており、主面９０ａ上において回転中心Ｃ１を中心にして４回回転対称となるように配置されているので、それぞれのバンドパスフィルタ９１ａ〜９１ｄの光の入射角の可変範囲を均等にすることができ、限られた回転テーブル９０の面積に対して発光波長の可変範囲をさらに効率良く広げることが出来る。
【００４６】
ここで、本実施形態による発光波長の可変範囲の拡大効果を、比較例と比較することにより説明する。図１９及び図２０は、本発明の比較例であるフィルタ回転体の構造を示す平面図である。
【００４７】
図１９に示すフィルタ回転体９０９Ａは、バンドパスフィルタ９１ａ〜９１ｄの主面９０ａに沿った幅及び厚さが10mm、2mmであって、バンドパスフィルタ９１ａ〜９１ｄが、回転中心Ｃ１からの最短距離が1mm、回転中心Ｃ１と中心点９５ａ〜９５ｄとを結ぶ線に対する光入射面９２の傾斜角が０度となるように配置された例である。このフィルタ回転体９０９Ａを回転させた場合は、バンドパスフィルタ９１ａ〜９１ｄ間で干渉を生じないためには、ビーム径が5mmの偏光成分Ｌ３の入射角の可変範囲が０度（図１９の実線で示す状態）〜２１度（図１９の点線で示す状態）に制限される。
【００４８】
また、図２０（ａ）に示すフィルタ回転体９０９Ｂは、フィルタ回転体９０９Ａの回転中心Ｃ１からの最短距離を5mmに広げた場合の例である。この場合、ビーム径が5mmの偏光成分Ｌ３の入射角の可変範囲が０度〜２７度となりやや拡がるが、本実施形態のフィルタ回転体９に比較するとかなり制限されている。
【００４９】
また、図２０（ｂ）に示すフィルタ回転体９０９Ｃは、フィルタ回転体９０９Ａに対して、バンドパスフィルタ９１ａ〜９１ｄの幅及び厚さを18mm、2mmに変更し、回転中心Ｃ１からの最短距離を32mmに広げた場合の例である。この場合、ビーム径が5mmの偏光成分Ｌ３の入射角の可変範囲が０度〜３９度と拡大されるが、本実施形態のフィルタ回転体９に比較すると狭くなっている。それにもかかわらず、フィルタ回転体９の回転テーブル９０の直径約30mmに比較して、フィルタ回転体９０９Cの回転テーブル９０の直径を102mm程度にかなり大きくする必要がある。
【００５０】
このように、バンドパスフィルタ９１ａ〜９１ｄを回転中心Ｃ１と中心点９５ａ〜９５ｄとを結ぶ線に沿って配置した場合は、隣接するフィルタ間の干渉によりフィルタ１枚あたりに割り当てられる入射角度に制約が発生してしまう。また、バンドパスフィルタ９１ａ〜９１ｄへの入射角が０度を跨った正負の角度の範囲となるため（例えば、フィルタ回転体９０９Ａの場合、±２１度の範囲）、実質的な入射角変化量が角度可変範囲の半分の角度となってしまう。これに対して、バンドパスフィルタ９１ａ〜９１ｄを回転中心Ｃ１と中心点９５ａ〜９５ｄとを結ぶ線に傾斜させて配置した本実施形態の場合は、フィルタ１枚あたりに割り当てられる入射角度を効率的に広げることが出来ると共に、その入射角度の可変範囲を有効に利用して実質的な入射角を変化させることができる。さらに、本実施形態の場合は、そのようなメリットをフィルタ回転体９を大型化することなく実現することができる。
【００５１】
ここで、図１において、波長選択素子７からビームダンパー１２に導かれる波長成分に関しても、フィルタ回転体および回転機構を含む同様な構成の波長選択機構を設けることで、異なる波長域の２つの波長の光を同時に出力可能となる。また、この場合に波長選択素子７をハーフミラーとすれば、同じ波長域において2つの波長の光を同時に出力可能となる。更にこの場合に、波長選択素子７の透過率を適宜選択して複数段配置し、それに対応して波長選択機構を設けることで、多波長出力を得ることも可能になる。
【００５２】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について説明する。図８は、本発明の第２実施形態に係る光源装置の概略構成を示す平面図である。同図に示す光源装置１０１と第１実施形態にかかる光源装置１との相違点は、１／４波長板１０が偏光分離素子８とフィルタ回転体９との間に配置され、水平偏光成分Ｌ３を基に円偏光に変換された光成分がフィルタ回転体９を往復するように構成されている点である。
【００５３】
このような光源装置１０１では、光源３側から偏光分離素子８を透過した水平偏光成分Ｌ３は、１／４波長板１０を透過することによって円偏光に変換されてフィルタ回転体９に入射する。フィルタ回転体９を透過した偏光成分Ｌ３は、高反射ミラー１１によって反射されて再びフィルタ回転体９を透過した後、１／４波長板１０で垂直偏光に変換される。垂直偏光に変換された偏光成分Ｌ３は偏光分離素子８によって反射されて光源３からの光と分離されて出力される。ここで、フィルタ回転体９におけるバンドパスフィルタ９１ａ〜９１ｄに対する偏光成分Ｌ３の入射角が０度になるように設定した場合は、バンドパスフィルタ９１ａ〜９１ｄの光入射面９２で反射された波長成分と、バンドパスフィルタ９１ａ〜９１ｄを透過して高反射ミラー１１で反射されて戻された波長成分とが、１／４波長板で垂直偏光に変換されて偏光分離素子８に同時に入射された後に、偏光分離素子８により光ファイバ４側に反射される。これにより、光源３から出射されて波長選択素子７によって選択された波長範囲の光を、そのまま広帯域の光（白色出力）として取り出すことができる。
【００５４】
図９（ａ）には、本実施形態においてバンドパスフィルタ９１ａ〜９１ｄへの入射角が０度（垂直入射）の場合の光透過率の波長特性を、図９（ｂ）には、バンドパスフィルタ９１ａ〜９１ｄへの入射角を０度〜５０度の範囲で変更した（斜入射）場合の光透過率の波長特性を簡略化して示している。このように、バンドパスフィルタ９１ａ〜９１ｄを切り替えながらそれらに関する入射角も制御することで、光源装置１０１の発光波長の可変域として約４００ｎｍ〜７００ｎｍまでの広い範囲が実現されるとともに、白色出力も容易に実現することができる。
【００５５】
［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態について説明する。図１０は、本発明の第３実施形態に係る光源装置の概略構成を示す平面図である。同図に示す光源装置２０１と第１実施形態にかかる光源装置１との相違点は、光源装置１のフィルタ回転体９、１／４波長板１０、及び高反射ミラー（ミラー部材）１１と同一の構成要素を、２系統有する点である。
【００５６】
具体的には、偏光分離素子８から＋Ｘ軸方向に沿って順に配置されたフィルタ回転体９Ａ、１／４波長板１０Ａ、及び高反射ミラー１１Ａに加えて、偏光分離素子８から＋Ｙ軸方向に沿って順に、フィルタ回転体９Ｂ、１／４波長板１０Ｂ、及び高反射ミラー１１Ｂが設けられている。
【００５７】
このような構成の光源装置２０１においては、偏光分離素子８によって反射されて＋Ｙ軸方向に進行した垂直偏光成分Ｌ４が、高反射ミラー１１Ｂによって反射されることによって、フィルタ回転体９Ｂ及び１／４波長板１０Ｂを往復して透過する。これにより、偏光成分Ｌ４から所望の波長成分を選択することができるとともに、水平偏光の状態で偏光分離素子８に入射されることで光源３からの光と分離して光ファイバ４側に取り出すことができる。従って、２系統のフィルタ回転体９Ａ，９Ｂを備えて、それぞれのフィルタ回転体９Ａ，９Ｂの回転角を制御回路３３に接続されたコンピュータ端末３４によって制御することにより、２波長を同時に光ファイバ４に出力することもできるし、２系統の出力光を重ね合わせて帯域幅を拡大させることもできる。また、２つのフィルタ回転体９Ａ，９Ｂのバンドパスフィルタの回転角を一致させることで、エネルギ損失が少ない状態で単波長出力を自在に得ることができる。
【００５８】
［第４実施形態］
次に、本発明の第４実施形態について説明する。図１１は、本発明の第４実施形態に係る光源装置の概略構成を示す平面図である。同図に示す光源装置３０１と第２実施形態にかかる光源装置１０１との相違点は、光源装置１０１の１／４波長板１０、フィルタ回転体９、及び高反射ミラー（ミラー部材）１１と同一の構成要素を、２系統有する点である。
【００５９】
具体的には、偏光分離素子８から＋Ｘ軸方向に沿って順に配置された１／４波長板１０Ａ、フィルタ回転体９Ａ、及び高反射ミラー１１Ａに加えて、偏光分離素子８から＋Ｙ軸方向に沿って順に、１／４波長板１０Ｂ、フィルタ回転体９Ｂ、及び高反射ミラー１１Ｂが設けられている。
【００６０】
このような構成の光源装置３０１においては、偏光分離素子８によって反射されて＋Ｙ軸方向に進行した垂直偏光成分Ｌ４が、高反射ミラー１１Ｂによって反射されることによって、１／４波長板１０Ｂ及びフィルタ回転体９Ｂを往復して透過する。これにより、偏光成分Ｌ４から所望の波長成分を選択することができるとともに、水平偏光の状態で偏光分離素子８に入射されることで光源３からの光と分離して光ファイバ４側に取り出すことができる。さらには、フィルタ回転体９Ｂのバンドパスフィルタ９１ａ〜９１ｄへの偏光成分Ｌ４の入射角が０度になるように制御することにより、光ファイバ４から広帯域の光を出力させることも可能である。従って、２系統のフィルタ回転体９Ａ，９Ｂを備えて、それぞれのフィルタ回転体９Ａ，９Ｂの回転角を制御回路３３に接続されたコンピュータ端末３４によって制御することにより、２波長を同時に光ファイバ４に出力することもできるし、白色出力も容易に得ることができる。また、２つのフィルタ回転体９Ａ，９Ｂのバンドパスフィルタの回転角を一致させることで、エネルギ損失が少ない状態で単波長出力及び白色出力を自在に得ることができる。
【００６１】
［第５実施形態］
次に、本発明の第５実施形態について説明する。図１２は、本発明の第５実施形態に係る光源装置の概略構成を示す平面図である。同図に示す光源装置４０１と第３実施形態にかかる光源装置２０１との相違点は、フィルタ回転体９Ｂの代わりにフィルタ１９Ｂが設けられている点である。
【００６２】
具体的には、フィルタ１９Ｂは、偏光成分Ｌ４に含まれる波長帯域のうち所定の波長帯域を透過するための光学素子である。このフィルタ１９Ｂの透過率特性により所定波長範囲のスペクトル形状を決定することができる。
【００６３】
本実施形態の光源装置４０１においては、フィルタ１９Ｂ、１／４波長板１０Ｂを往復する偏光成分Ｌ４と、フィルタ回転体９Ａ、１／４波長板１０Ａを往復する偏光成分Ｌ３とが合成されて光ファイバ４から出射される。これにより、広い波長帯域を有する白色光の偏光成分Ｌ４と、フィルタ回転体９Ａの回転角を制御することで所望の狭帯域の波長成分を有する偏光成分Ｌ３とが重畳された光出力を得ることができる。
【００６４】
図１３には、本実施形態においてフィルタ回転体９Ａのバンドパスフィルタ９１ａ〜９１ｄへの入射角を０度〜５０度の範囲で変更した場合の光透過率の波長特性を簡略化して示している。このように、フィルタ回転体９Ａの回転角を制御することで、白色光に約４００ｎｍ〜７００ｎｍの範囲で変化する狭帯域成分が重畳された出力光を実現することができる。
【００６５】
なお、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではない。例えば、フィルタ回転体９，９Ａ，９Ｂに搭載するバンドパスフィルタの枚数としては特定の枚数に限定されるものではなく、想定波長範囲およびフィルタ回転体９，９Ａ，９Ｂの面積に応じて３以上の任意の枚数を選択してよい。
【００６６】
図１４には、５枚のバンドパスフィルタ９１ａ〜９１ｅを有するフィルタ回転体１０９の構造を示している。この場合、偏光成分Ｌ３のビーム径が5mm、バンドパスフィルタ９１ａ〜９１ｅの主面９０ａに沿った幅及び厚さが10mm、2mm、回転中心Ｃ１からバンドパスフィルタ９１ａ〜９１ｅまでの最短距離Ｒ１が15.3mmとなっており、バンドパスフィルタ９１ａ〜９１ｅを反時計回りに回転させると、各バンドパスフィルタ９１ａ〜９１ｅの入射角の可変範囲は０度〜４５度に設定される。
【００６７】
また、図１５には、６枚のバンドパスフィルタ９１ａ〜９１ｆを有するフィルタ回転体２０９の構造を示している。この場合、偏光成分Ｌ３のビーム径が5mm、バンドパスフィルタ９１ａ〜９１ｆの主面９０ａに沿った幅及び厚さが12mm、2mm、回転中心Ｃ１からバンドパスフィルタ９１ａ〜９１ｆまでの最短距離Ｒ１が39.4mmとなっており、バンドパスフィルタ９１ａ〜９１ｆを反時計回りに回転させると、各バンドパスフィルタ９１ａ〜９１ｆの入射角の可変範囲は０度〜４５度に設定される。
【００６８】
また、図１６には、３枚のバンドパスフィルタ９１ａ〜９１ｃを有するフィルタ回転体３０９の構造を示している。この場合、偏光成分Ｌ３のビーム径が10mm、バンドパスフィルタ９１ａ〜９１ｃの主面９０ａに沿った幅及び厚さが18mm、2mm、回転中心Ｃ１からバンドパスフィルタ９１ａ〜９１ｃまでの最短距離Ｒ１が3.16mmとなっており、バンドパスフィルタ９１ａ〜９１ｃを反時計回りに回転させると、各バンドパスフィルタ９１ａ〜９１ｃの入射角の可変範囲は０度〜５０度に設定される。
【００６９】
これに対して、図２１（ａ）に示す本発明の比較例であるフィルタ回転体９０９Ｄは、バンドパスフィルタ９１ａ〜９１ｅの主面９０ａに沿った幅及び厚さが10mm、2mmであって、バンドパスフィルタ９１ａ〜９１ｅが、回転中心Ｃ１からの最短距離が1.38mm、回転中心Ｃ１とバンドパスフィルタ９１ａ〜９１ｅの中心点とを結ぶ線に対する光入射面の傾斜角が０度となるように配置された例である。このフィルタ回転体９０９Ｄを回転させた場合は、バンドパスフィルタ９１ａ〜９１ｅ間で干渉を生じないためには、ビーム径が5mmの偏光成分Ｌ３の入射角の可変範囲が０度〜９度に制限される。また、図２１（ｂ）に示す本発明の比較例であるフィルタ回転体９０９Ｅは、バンドパスフィルタ９１ａ〜９１ｅの主面９０ａに沿った幅及び厚さが10mm、2mmであって、バンドパスフィルタ９１ａ〜９１ｅが、回転中心Ｃ１からの最短距離が16.38mm、回転中心Ｃ１とバンドパスフィルタ９１ａ〜９１ｅの中心点とを結ぶ線に対する光入射面の傾斜角が０度となるように配置された例である。このフィルタ回転体９０９Ｅを回転させた場合は、ビーム径が5mmの偏光成分Ｌ３の入射角の可変範囲が０度〜２４度に制限される。さらに、図２１（ｃ）に示す本発明の比較例であるフィルタ回転体９０９Ｆは、バンドパスフィルタ９１ａ〜９１ｅの主面９０ａに沿った幅及び厚さが12mm、2mmであって、バンドパスフィルタ９１ａ〜９１ｅが、回転中心Ｃ１からの最短距離が32mm、回転中心Ｃ１とバンドパスフィルタ９１ａ〜９１ｅの中心点とを結ぶ線に対する光入射面の傾斜角が０度となるように配置された例である。このフィルタ回転体９０９Ｆを回転させた場合は、回転テーブル９０の径が大きくなるにも関わらず、ビーム径が5mmの偏光成分Ｌ３の入射角の可変範囲が０度〜２９度に制限される。このように、同じ枚数のバンドパスフィルタを用いた図１４のフィルタ回転体１０９に比較して、入射角の可変範囲が大きく制限される。
【００７０】
また、図２２に示す本発明の比較例であるフィルタ回転体９０９Ｇは、バンドパスフィルタ９１ａ〜９１ｆの主面９０ａに沿った幅及び厚さが12mm、2mmであって、バンドパスフィルタ９１ａ〜９１ｆが、回転中心Ｃ１からの最短距離が32mm、回転中心Ｃ１とバンドパスフィルタ９１ａ〜９１ｆの中心点とを結ぶ線に対する光入射面の傾斜角が０度となるように配置された例である。このフィルタ回転体９０９Ｇを回転させた場合は、ビーム径が5mmの偏光成分Ｌ３の入射角の可変範囲が０度〜２３度に制限される。このように、同じ枚数のバンドパスフィルタを用いた図１５のフィルタ回転体２０９に比較して、入射角の可変範囲が大きく制限される。
【００７１】
また、図２３（ａ）に示す本発明の比較例であるフィルタ回転体９０９Ｈは、バンドパスフィルタ９１ａ〜９１ｃの主面９０ａに沿った幅及び厚さが18mm、2mmであって、バンドパスフィルタ９１ａ〜９１ｃが、回転中心Ｃ１からの最短距離が0.577mm、回転中心Ｃ１とバンドパスフィルタ９１ａ〜９１ｃの中心点とを結ぶ線に対する光入射面の傾斜角が０度となるように配置された例である。このフィルタ回転体９０９Ｈを回転させた場合は、ビーム径が10mmの偏光成分Ｌ３の入射角の可変範囲が０度〜３８度に制限され、図１６のフィルタ回転体３０９に比較して、入射角の可変範囲が大きく制限される。また、図２３（ｂ）に示す本発明の比較例であるフィルタ回転体９０９Ｉは、バンドパスフィルタ９１ａ〜９１ｃの主面９０ａに沿った幅及び厚さが26mm、2mmであって、バンドパスフィルタ９１ａ〜９１ｃが、回転中心Ｃ１からの最短距離が14.577mm、回転中心Ｃ１とバンドパスフィルタ９１ａ〜９１ｃの中心点とを結ぶ線に対する光入射面の傾斜角が０度となるように配置された例である。このフィルタ回転体９０９Ｉを回転させた場合は、ビーム径が10mmの偏光成分Ｌ３の入射角の可変範囲が０度〜５０度となるが、図１６のフィルタ回転体３０９に比較して回転テーブル９０の径が２倍以上に大きくなる。
【００７２】
フィルタ回転体９，９Ａ，９Ｂのバンドパスフィルタ９１ａ〜９１ｄに関する入射角度の可変範囲は、バンドパスフィルタ９１ａ〜９１ｄの傾斜角を変更することで様々な範囲に設定することができる。
【００７３】
例えば、入射角度の可変範囲に含まれる最小角度は０度に限定されるものではない。具体的には、図１７に示すように、バンドパスフィルタ９１ａ〜９１ｆを、主面９０ａ上の回転中心Ｃ１とバンドパスフィルタ９１ａ〜９１ｆの中心点とを結ぶ線に対する光入射面の傾斜角が大きくなるように配置して、バンドパスフィルタ９１ａ〜９１ｆに関する入射角の可変範囲を例えば２０度〜５０度になるように設定してもよい。同図では、バンドパスフィルタ９１ａ〜９１ｆの主面９０ａに沿った幅及び厚さが11mm、2mmであって、バンドパスフィルタ９１ａ〜９１ｆが、回転中心Ｃ１からの最短距離が16.6mmとなるように設定され、偏光成分Ｌ３のビーム径が5mmと設定された例を示している。このように、入射角度の可変範囲に含まれる最小角度を０度より大きくすることで、入射角度変化に対する透過波長域の変化を大きくすることができ、全体の波長可変範囲を大幅に広げることができる。例えば、図３に示すような透過波長域のピーク波長の入射角依存性を有するバンドパスフィルタ９１ａの場合に、入射角を０度〜３０度で変化させた場合では、ピーク波長の変化幅が最大ピーク波長に対して5.43％となる。それに対して、バンドパスフィルタ９１ａの入射角を２０度〜５０度で変化させた場合では、ピーク波長の変化幅が11.18％となり、同じ入射角の変化で透過波長域の変化を大きくとることができることがわかる。
【００７４】
また、本実施形態の光源装置１，１０１，２０１，３０１，４０１に内蔵されるバンドパスフィルタ９１ａ〜９１ｄは、同一入射角に対する透過波長域における中心波長が互いに異なっていたが、中心波長が同一で半値幅が異なるように構成されていてもよい。図１８（ａ）〜（ｄ）には、それぞれ、バンドパスフィルタ９１ａ〜９１ｄにおいて入射角を０度〜５０度の範囲を５度間隔で変化させた場合の透過波長域の特性の一例を示している。このように中心波長が等しいバンドパスフィルタ９１ａ〜９１ｄを用いた場合は、帯域幅を切り換えながら選択波長の可変範囲を容易に広くすることができる。
【００７５】
本発明の分光装置の実施形態としては、上述した光源装置以外に、外部から入力された光のうちで所定の波長成分を分光するための分光装置であってもよいし、分光された光を検出する検出器を内蔵する光検出装置であってもよい。
【００７６】
本発明の上述した各実施形態で用いる誘電体薄膜干渉フィルタは、バンドパスフィルタの他、ハイパスフィルタ、ローパスフィルタ、ノッチフィルタ等を適用しても良い。
【符号の説明】
【００７７】
１，１０１，２０１，３０１，４０１…光源装置、３…光源、８…偏光分離素子、９，９Ａ，９Ｂ，１０９，２０９，３０９…フィルタ回転体（フィルタ部）、１０，１０Ａ，１０Ｂ…１／４波長板、１１，１１Ａ，１１Ｂ…高反射ミラー（ミラー部材）、９０…回転テーブル（回転支持部材）、９０ａ…主面、９１ａ〜９１f…バンドパスフィルタ（誘電体薄膜干渉フィルタ）、９２…光入射面（端面）、９３…光出射面（端面）、９５ａ〜９５ｄ…中心点、９６ａ〜９６ｄ…交線、９７…内接円、Ｃ１…回転中心、Ｌ３，Ｌ４…直線偏光成分。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図５】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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