(57)【要約】【課題】色評価に用いられるスペクトラム光源装置の出力光に、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。【解決手段】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。【選択図】図４
2011048282.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の波長領域に亘る光源光を発する光源と、
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。
【請求項２】
前記光源の射出瞳位置と前記波長分散素子の波長分散面は、互いに共役関係にある請求項１に記載のスペクトラム光源装置。
【請求項３】
前記変調素子はマイクロミラーアレイである請求項１または２に記載のスペクトラム光源装置。
【請求項４】
前記マイクロミラーアレイを構成するマイクロミラーは、前記制御部の制御により前記波長分散素子の方向と他の方向の２方向に偏向され、
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。
【請求項５】
前記マイクロミラーアレイを構成するマイクロミラーは、前記制御部の制御により前記波長分散素子の方向と他の方向の２方向に偏向され、
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。
【請求項６】
前記変調素子は、第１マイクロミラーアレイと第２マイクロミラーアレイからなり、
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。
【請求項７】
前記変調光学系は、両側テレセントリックである請求項６に記載のスペクトラム光源装置。
【請求項８】
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は同一仕様デバイスであり、
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。
【請求項９】
前記変調素子は液晶素子アレイである請求項１または２に記載のスペクトラム光源装置。
【請求項１０】
前記液晶素子アレイは、反射型液晶素子アレイであり、
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。
【請求項１１】
前記偏光ビームスプリッタと前記波長分散素子の間に、調整偏光フィルタを備える請求項１０に記載のスペクトラム光源装置。
【請求項１２】
前記反射型液晶素子アレイは、前記制御部により前記光源光に前記変調作用を与える場合と与えない場合に制御され、
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。
【請求項１３】
前記液晶素子アレイは、第１反射型液晶素子アレイと第２反射型液晶素子アレイからなり、
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。
【請求項１４】
前記変調光学系は、両側テレセントリックである請求項１３に記載のスペクトラム光源装置。
【請求項１５】
前記第１反射型液晶素子アレイと前記第２反射型液晶素子アレイは同一仕様デバイスであり、
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。
【請求項１６】
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１偏光ビームスプリッタへ導光する第１偏光フィルタと、
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。
【請求項１７】
前記液晶素子アレイは、透過型液晶素子アレイであり、
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。
【請求項１８】
前記透過型液晶素子アレイは、前記制御部により前記光源光に前記変調作用を与える場合と与えない場合に制御され、
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。
【請求項１９】
前記液晶素子アレイは、第１透過型液晶素子アレイと第２透過型液晶素子アレイからなり、
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。
【請求項２０】
前記変調光学系は、両側テレセントリックである請求項１９に記載のスペクトラム光源装置。
【請求項２１】
前記第１透過型液晶素子アレイと前記第２透過型液晶素子アレイは同一仕様デバイスであり、
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。
【請求項２２】
前記光源は、前記平面領域に照射される前記光源光の強度を均一化する照明光学系を備える請求項１から２１のいずれか１項に記載のスペクトラム光源装置。
【請求項２３】
前記平面領域と、前記スリットが共役関係となるように配置される波長分散光学系を備える請求項１から２２のいずれか１項に記載のスペクトラム光源装置。
【請求項２４】
前記波長分散素子の受光面と共役位置に開口絞りを有し、前記スリットの共役像を形成する出力光学系を備える請求項１から２３のいずれか１項に記載のスペクトラム光源装置。
【請求項２５】
前記開口絞りは、前記受光面の像と相似形状の開口を有する請求項２４に記載のスペクトラム光源装置。
【請求項２６】
前記スリットは、スリット幅を変更することができる請求項１から２５のいずれか１項に記載のスペクトラム光源装置。
【請求項２７】
前記波長分散素子は回折格子である請求項１から２６のいずれか１項に記載のスペクトラム光源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スペクトラム光源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２００７−５０６４８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
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。
【０００６】
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。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】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。
【図２】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る。
【図３】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４】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。
【図５】投光系１の概略構成図である。
【図６】偏りのあるマイクロミラーの角度設定を表す図である。
【図７】偏りの無いマイクロミラーの角度設定を表す図である。
【図８】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。
【図９】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。
【図１０】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。
【図１１】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。
【図１２】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。
【図１３】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。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
（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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
（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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
（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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
（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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
（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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
（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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【符号の説明】
【００７５】
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
【図１】
2011048282.tif 000003
【図２】
2011048282.tif 000004
【図３】
2011048282.tif 000005
【図４】
2011048282.tif 000006
【図５】
2011048282.tif 000007
【図６】
2011048282.tif 000008
【図７】
2011048282.tif 000009
【図８】
2011048282.tif 000010
【図９】
2011048282.tif 000011
【図１０】
2011048282.tif 000012
【図１１】
2011048282.tif 000013
【図１２】
2011048282.tif 000014
【図１３】
2011048282.tif 000015