(57)【要約】【課題】顕微鏡を含む複数の光学装置に対して光源からの光を同時に供給、かつ瞬時にその光量を変更することができる光源装置と、これを有する光学装置を提供すること。【解決手段】光源１１〜１４と、複数の光出力部４１〜４３と、それぞれの傾きが変更可能な複数の反射部材を有する反射光学部材３０と、前記複数の反射部材それぞれの傾きを制御する制御部３２とを有し、前記反射光学部材は、前記反射光学部材に入射した前記光源からの光束を、前記制御部により前記複数の反射部材それぞれの傾きを調整して前記光束を複数に分割して同時に前記複数の光出力部にそれぞれ射出することを特徴とする光源装置１と、これを有する光学装置。【選択図】図１
2011158688.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、
複数の光出力部と、
それぞれの傾きが変更可能な複数の反射部材を有する反射光学部材と、
前記複数の反射部材それぞれの傾きを制御する制御部とを有し、
前記反射光学部材は、前記反射光学部材に入射した前記光源からの光束を、前記制御部により前記複数の反射部材それぞれの傾きを調整して前記光束を複数に分割して同時に前記複数の光出力部にそれぞれ射出することを特徴とする光源装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記反射光学部材の前記複数の反射部材それぞれの傾きを調整して前記分割した光束それぞれの前記光出力部への光量を調整することを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記反射光学部材の前記複数の反射部材それぞれの傾きを調整して前記分割した光束それぞれの前記光出力部への射出時間を制御することを特徴とする請求項１または２に記載の光源装置。
【請求項４】
前記反射光学部材は、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｏｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓの略）からなることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の光源装置。
【請求項５】
前記光源は、波長の異なる複数のレーザ光源からなることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の光源装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１項に記載の光源装置を有することを特徴とする光学装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源装置とこれを有する光学装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、光源（特にレーザ光源）からの光を複数の顕微鏡機能モジュールに導く事例が増加（例えば、ツインスキャナによる共焦点＋光刺激、共焦点＋マルチフォトン、共焦点＋ＴＩＲＦ、ＴＩＲＦ＋ＴＩＲＦ、ＴＩＲＦ＋光刺激、複数のレーザートラップなど）している。また、複数の光学顕微鏡が運用される共用施設などでは、光源をハブ化する要求が多くなりつつある。この場合、それぞれの機能モジュール、複数の顕微鏡が同時に光源を必要とする場合もあるし、交互に独立して使う時に光量が半分になると困る場合もある。また同じ出力光でも、シングルモード、マルチモード、フォトニック結晶、ホローコアファイバーなどさまざまな光ファイバーを介して伝送したい場合がある。このように、１台で複数の光学装置に任意の比率で任意の光を供給できる光源が必要とされている。
【０００３】
従来の光源装置は、一般に、個別の波長をもつ複数のレーザ光をダイクロイックミラー等で光学的に結合して１本の光束とした後、ＡＯＴＦやレーザーラインフィルタなどにより任意の波長と強度を抽出して光出力部に伝送したり、ミラーの挿脱により出力先を選んだり、ハーフミラーを用いて複数同時にレーザ光を伝送するように構成されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２４８６０２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、従来の光源装置では、複数のハーフミラーを用いたとき、各光出力部への同時性は確保されるものの、各光出力部への光量の分配比率は各ハーフミラーの反射率／透過率特性によって固定（例えば、５０％:５０％）されてしまい短時間で各光出力部への光量を変えることが難しいという問題がある。
【０００６】
本発明は、上記問題に鑑みて行われたものであり、顕微鏡を含む複数の光学装置に対して光源からの光を同時に供給、かつ瞬時にその光量を変更することができる光源装置と、これを有する光学装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明は、光源と、複数の光出力部と、それぞれの傾きが変更可能な複数の反射部材を有する反射光学部材と、前記複数の反射部材それぞれの傾きを制御する制御部とを有し、前記反射光学部材は、前記反射光学部材に入射した前記光源からの光束を、前記制御部により前記複数の反射部材それぞれの傾きを調整して前記光束を複数に分割して同時に前記複数の光出力部にそれぞれ射出することを特徴とする光源装置を提供する。
【０００８】
また、本発明は、前記光源装置を有することを特徴とする光学装置を提供する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、顕微鏡を含む複数の光学装置に対して光源からの光を同時に供給、かつ瞬時にその光量を変更することができる光源装置と、これを有する光学装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施形態に係る光源装置とこれに接続された光学機器とからなる光学装置の概略構成図。
【図２】本実施形態に係る光源装置に用いられる反射光学部材を示し、（ａ）は全体模式図を、（ｂ）は反射光学部材のミラー部の拡大模式図をそれぞれ示す。
【図３】反射光学部材のミラー部の傾斜特性の一例を示す。
【図４】反射光学部材のミラー部の駆動例を示す図、（ａ）は光束を例えば３分割する際のそれぞれのミラー部の駆動状態（電圧の変化）を示し、（ｂ）は３つの内の一つの光束（Ｃ）の光量を調整する際のミラー部の駆動状態を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本願の実施形態に係る光源装置とこれを用いた光学装置について図面を参照しつつ説明する。なお、以下の実施の形態は、発明の理解を容易にするためのものに過ぎず、本願発明の技術的思想を逸脱しない範囲において当業者により実施可能な付加・置換等を施すことを排除することは意図していない。以下、代表として光束を３つの光出力部に入射・出力する場合について説明する。
【００１２】
図１〜図４において、本実施形態に係る光源装置１は、複数のレーザ光源、１１、１２、１３、１４からの光をダイクロイックミラー１５、１６、１７、およびミラー１８で光学的に結合して１本の平行光束として出力する光源部１０を有している。なお、レーザ光源１１、１２、１３、１４は、その波長が異なっていても良いし、同じ波長のレーザ光源が含まれていても良い。また、レーザ光源以外に、高輝度水銀ランプや高輝度キセノンランプなどであっても良い。
【００１３】
光源部１０から射出された光束は、光束の形状を成形する第１光学部材であるシリンドリカルレンズ２０に入射し、シリンドリカルレンズ２０で略長方形状の光束に集光されて反射光学部材であるＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｏｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓの略）３０に入射する。なお、第１光学部材２０は、シリンドリカルレンズに限られず、形成される光束に応じて適宜選択できることは言うまでもない。
【００１４】
ＭＥＭＳ３０は、図２に示すように、複数の微小なマイクロミラー３１が多数形成され、この多数のマイクロミラー３１それぞれの傾斜角度を制御電圧によって変更することができるデバイスである。
【００１５】
また、ＭＥＭＳ３０には、制御部３２が接続されている。そして各マイクロミラー３１の傾斜角度は、制御部３２からの制御電圧（図３参照）によって制御される。また、マイクロミラー３１の傾斜角度の変更は、ミリ秒単位で変更することができる。
【００１６】
なお、ＭＥＭＳ３０に付いては公知であり、その構造、動作原理、制御原理等については説明を省略する。また、反射光学部材３０は、ＭＥＭＳに限らず、複数のミラーの傾斜角度をそれぞれ変更できるデバイスであれば使用可能であることは言うまでもない。
【００１７】
シリンドリカルレンズ２０でＭＥＭＳ３０上に集光された光束は、ＭＥＭＳ３０を構成するマイクロミラー３１の各傾斜角度に応じて光出力部４１、４２、４３方向にそれぞれ反射されて光束の形状を成形する第２光学部材であるシリンドリカルレンズ５１、５２、５３にそれぞれ入射し、各光束が平行光束に戻されて光出力部４１、４２、４３それぞれに入射する。なお、光出力部の数は、３つに限定されず複数可能であることは言うまでもない。
【００１８】
光出力部４１、４２、４３それぞれに入射した光束は、光出力部４１、４２、４３それぞれに接続された光ファイバー６１、６２、６３を介して複数の光学機器にそれぞれ伝送される。光源装置１から光が伝送される光学機器は、例えば光学顕微鏡７１、蛍光顕微鏡７２、分光装置７３等各種使用可能である。伝送された光は、それぞれの光学機器において、光源光等に使用される。また、本実施形態では、光源装置１と光学機器（例えば、上記光学機器７１〜７３の少なくとも１つ）で、それぞれシステムとしての光学装置を構成することができる。なお、光ファイバーは光を伝送する部材であれば良く、光ファイバーに限定されないことは言うまでもない。また、それぞれの光学装置における光の処理（例えば、波長選択、光束成形、パワー制御等）は、それぞれの光学装置で行われることは言うまでもない。また、各光学装置への光の供給は、制御部３２でそれぞれ設定できるように構成できるし、あるいは各光学装置の近傍に配置された不図示のコントローラを介して制御部３２に制御信号を送ることで設定するように構成することができる。
【００１９】
例えば１００μｍ Ｘ 1ｍｍのマイクロミラー３１が３０枚並んで配置されているようなＭＥＭＳ３０の場合、各々のマイクロミラー３１は２軸の回転軸を持ち制御部３２からの制御電圧によってそれぞれの傾斜角度が制御される。上述のように、３つの光出力部４１、４２、４３を有する場合、図４（ａ）に示す電圧制御を用いて、マイクロミラー３１の３ｎ番目を角度Ａ（光出力部４３）、３ｎ＋１番目を角度Ｂ（光出力部４２）、３ｎ＋２番目を角度Ｃ（光出力部４１）とする（ただし、ｎ＝０、１・・・９、始めのマイクロミラー３１の番号を０番とする）ことで、ＭＥＭＳ３０に入射した光束を同時、かつ等光量で光出力部４１、４２、４３にそれぞれ３分割して入射することができる。そして、それぞれのマイクロミラー３１の傾斜角度の設定は、ミリ秒単位の時間で行われる。このように、本光源装置１は、複数のマイクロミラー３１のそれぞれの傾斜角度を等分に、かつミリ秒単位の時間で制御することで、瞬時に複数の光出力部に光束を等分に分割して射出することができる。
【００２０】
また、例えば、光出力部４１へは１５枚、光出力部４２へは１０枚、光出力部４３へは５枚と制御部３２がマイクロミラー３１の数を設定すると、ＭＥＭＳ３０は元の光束をそれぞれ３：２：１の比率に分割して光出力部４１〜４３に出力することができる。このように、光出力部４１、４２、４３への光の反射を担当するマイクロミラー３１の数の配分比を変えることで、光出力部４１、４２、４３への調光を行うことができる。またマイクロミラー３１数の配分比の変更は、上述と同様にミリ秒単位で行うことができ、各光出力部への調光を瞬時に変更することができる。
【００２１】
また、図４（ｂ）に示すように、角度Ｃ（光出力部４１）に対応するマイクロミラー３１の傾斜角度を制御する制御電圧を、制御部３２がＯＮ／ＯＦＦ制御することで光出力部４１のみに射出する光の時間制御を行うことができる。これにより、ＭＥＭＳ３０は、高速のシャッタ機能を達成することができる。
【００２２】
また、図４（ｂ）に示すように、角度Ｃに対応するマイクロミラー３１の傾斜角度を制御する制御電圧を、制御部３２がＯＮ／ＯＦＦ制御し、かつＯＮとＯＦＦとの時間比率（デュティー）を制御することで、光出力部４１のみに射出する光の光量を調整することができる。例えば、ＤＬＰプロジェクターのように要求時間分解能の範囲（ビデオレートでは３３ｍｓｅｃ）でＯＮ Ｔｉｍｅの占有時間を設定してもよい（ＯＮの時間を１１ｍｓｅｃ、 ＯＦＦの時間を２２ｍｓｅｃとすれば３３％の調光を実現したことになる。この場合１１ｍｓｅｃだけＯＮしてから２２ｍｓｅｃだけＯＦＦしてもよいし、１ｍｓｅｃだけＯＮしてから２ｍｓｅｃだけＯＦＦすることを繰り返しても良い）。なお、同様の調整は、光出力部４２、４３への射出光束でも行えることは言うまでもない。
【００２３】
また、光出力部４１、４２、４３への調光は、光出力部４１、４２、４３に向かうマイクロミラー３１の角度をそれぞれずらして光出力部４１、４２、４３に配置される光ファイバー５１、５２、５３とのカップリング効率を変更することでも可能である。
【００２４】
以上述べたように、本光源装置（１）は、制御部（３２）が反射光学部材（ＭＥＭＳ）（３０）の各マイクロミラー（３１）への制御信号を変更すれば、各マイクロミラー（３１）の傾斜角度をミリ秒単位で瞬時に変更することができ、複数の光出力部（４１〜４３）への射出光量を瞬時に変更して、光ファイバー等を介して複数の光学装置に所望の光を供給することができる。
【００２５】
また、本光源装置（１）は、複数の光出力部（４１〜４３）に同時に、かつ異なる光量の光を瞬時に出力して、光ファイバー等を介して複数の光学装置に所望の光を供給することができる。
【００２６】
このように、本光源装置は、複数の光出力部を有し、各光光出力部から光量調整された光を同時に複数の光学機器に供給するハブ光源装置として使用することができる。また、本光源装置と光学機器とでシステムとしての光学装置を構成することができる。
【符号の説明】
【００２７】
１    光源装置
１０  光源部
１１、１２、１３、１４  レーザ光源
１５、１６、１７  ダイクロイックミラー
１８  ミラー
２０、５１、５２、５３  シリンドリカルレンズ
３０  反射光学部材（ＭＥＭＳ）
３１  マイクロミラー
３２  制御部
４１、４２、４３  光出力部
６１、６２、６３  光ファイバー
７１  顕微鏡
７２  蛍光顕微鏡
７３  分光装置
【図１】
2011158688.tif 000003
【図２】
2011158688.tif 000004
【図３】
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【図４】
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