(57)【要約】【課題】所望の波長帯に対応する光学フィルターの切り替えと、広範囲の波長帯における所望の波長の選択を容易に行うこと。【解決手段】駆動調整機構２０Ａの載置板２３の回転により、その載置板２３上に設けた波長選択体１０Ａのそれぞれ波長の透過帯域の異なる光学フィルターである干渉フィルター１０ａ〜１０ｆのいずれかが光路上に位置合わせされることで、広範囲の波長帯から所望の波長帯に合う干渉フィルター１０ａ〜１０ｆの選択が行われるようにし、また、駆動調整機構２０Ａの載置板２３の回転により、光路上に位置合わせしたいずれかの干渉フィルター１０ａ〜１０ｆの入射角度が調整されることで、所望の波長の選択が行われるようにした。【選択図】図１
2013137262.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれ波長の透過帯域の異なる複数の光学フィルターを組み合わせた波長選択体と、
前記光学フィルターのいずれかを光路上に位置合わせするとともに、該位置合わせした前記光学フィルターの入射角度を調整する駆動調整機構とを備える
ことを特徴とする波長選択装置。
【請求項２】
前記駆動調整機構は、任意方向に可動する載置板を有し、
該載置板上に前記複数の光学フィルターが同円周上で接合され、
前記載置板の所定の動きにより、前記光学フィルターの光路上における位置合わせと入射角度の調整が行われる
ことを特徴とする請求項１に記載の波長選択装置。
【請求項３】
それぞれ波長の透過帯域の異なる複数の光学フィルターを組み合わせた第１及び第２の波長選択体と、
該第１及び第２の波長選択体のそれぞれの光学フィルターのいずれかを光路上に位置合わせするとともに、該位置合わせしたそれぞれの前記光学フィルターの入射角度を調整する駆動調整機構とを備える
ことを特徴とする波長選択装置。
【請求項４】
前記駆動調整機構は、前記第１の波長選択体の前記光学フィルターの入射角度に対し、前記第２の波長選択体の入射角度を所定角度で逆方向に調整することを特徴とする請求項３に記載の波長選択装置。
【請求項５】
前記駆動調整機構は、前記第１の波長選択体と前記第２の波長選択体の屈折率が同じである場合、前記光学フィルターの入射角度に対し、前記第２の波長選択体の入射角度を同角度とすることを特徴とする請求項４に記載の波長選択装置。
【請求項６】
前記駆動調整機構は、前記第２の波長選択体の光学フィルターの入射角度を、前記第１の波長選択体の光学フィルターの入射角度より大きくかつ逆方向に調整することを特徴とする請求項３に記載の波長選択装置。
【請求項７】
前記駆動調整機構は、任意方向にそれぞれ独立して可動する載置板を有し、
それぞれの前記載置板上に前記第１及び第２の波長選択体の前記複数の光学フィルターが同円周上で接合され、
それぞれの前記載置板の所定の動きにより、それぞれの前記光学フィルターの光路上における位置合わせと入射角度の調整が行われる
ことを特徴とする請求項３に記載の波長選択装置。
【請求項８】
それぞれ波長の透過帯域の異なる複数の光学フィルターを組み合わせた第１〜第３の波長選択体と、
該第１〜第３の波長選択体のそれぞれの光学フィルターのいずれかを光路上に位置合わせするとともに、該位置合わせしたそれぞれの前記光学フィルターの入射角度を調整する駆動調整機構とを備える
ことを特徴とする波長選択装置。
【請求項９】
前記駆動調整機構は、
前記第２の波長選択体の光学フィルターの入射角度を、前記第１の波長選択体の光学フィルターの入射角度より大きくかつ逆方向に調整し、
前記第３の波長選択体の入射角度を、前記第１の波長選択体の光学フィルターの入射角度より小さくかつ同方向に調整する
ことを特徴とする請求項８に記載の波長選択装置。
【請求項１０】
前記駆動調整機構は、任意方向にそれぞれ独立して可動する載置板を有し、
それぞれの前記載置板上に前記第１〜第３の波長選択体の前記複数の光学フィルターが同円周上で接合され、
それぞれの前記載置板の所定の動きにより、それぞれの前記光学フィルターの光路上における位置合わせと入射角度の調整が行われる
ことを特徴とする請求項８に記載の波長選択装置。
【請求項１１】
前記第３の波長選択体の光学フィルターの入射角度は、前記第１の波長選択体の光学フィルターの入射角度に対し、所定角度で同方向に調整されることを特徴とする請求項８に記載の波長選択装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学フィルターの入射角度による透過波長シフトの性質を用いることで、広範囲の波長帯域から任意の波長を選択する波長選択装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光学フィルターの一つとして、干渉フィルターが知られている。この干渉フィルターは、垂直入射から斜方入射へと入射角が変化すると、中心波長が短波長側にシフトする性質を有している。また、その干渉フィルターの用途としては、疾病診断、分光放射測定、熱量測定及びテレビカメラの色分解等、多岐に渡っている。
【０００３】
このような干渉フィルターにより、波長を選択するようにしたものとして、特許文献１では、光源からの光を光拡散器により拡散した光束にして干渉フィルターに入射させ、光検出器の位置を変化させることにより干渉フィルターの透過光又は反射光のうち光検出器が検出する光の波長を所定の選択波長帯に調整するようにした波長選択装置を提案している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−２１７５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した特許文献１の波長選択装置では、光検出手段が検出する干渉フィルターの透過光又は反射光の波長を所定の選択波長帯に調整する際、干渉フィルターの傾きを変化させることなく、光検出器の位置を変化させることで調整可能となることから、調整するために必要な空間が干渉フィルターの傾きを変化させる場合よりも必要なくなり、装置の小型化が図れるようになっている。
【０００６】
ところが、このような波長選択装置では、所定の波長帯をλとすると、そのλ付近の波長を選択できるようにしたものであるため、広範囲の波長帯から所望の波長を選択できるようにするためには所望の波長帯に対応する他の干渉フィルターを複数用意しておき、所望の波長の検出を行う度に、所定位置に所望の波長帯に対応する干渉フィルターをセットし直す必要がある。
【０００７】
この場合、複数の干渉フィルターを、予めフィルターホイール等のフィールド切り替え機構にセットしておき、所望の波長帯に対応する干渉フィルターに切り替えるようにすることが考えられるが、所望の波長帯に対応する干渉フィルターの数が増えると、フィルター切り替え機構が複雑なものとなってしまい、装置の大型化や複雑化が避けられなくなる。
【０００８】
このようなことから、所望の波長帯に対応する光学フィルターの切り替えと、広範囲の波長帯における所望の波長の選択を容易に行うことができる装置の開発が望まれていた。
【０００９】
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、所望の波長帯に対応する光学フィルターの切り替えと、広範囲の波長帯における所望の波長の選択を容易に行うことができる波長選択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】
【００１０】
本発明の波長選択装置は、それぞれ波長の透過帯域の異なる複数の光学フィルターを組み合わせた波長選択体と、前記光学フィルターのいずれかを光路上に位置合わせするとともに、該位置合わせした前記光学フィルターの入射角度を調整する駆動調整機構とを備えることを特徴とする。
【００１１】
このような構成では、波長選択体のそれぞれ波長の透過帯域の異なる光学フィルターのいずれかが光路上に位置合わせされることで、広範囲の波長帯から所望の波長帯に合う光学フィルターの選択が行われることから、所望の波長帯に対応する複数の光学フィルターのセットのし直しが不要となる。また、光路上に位置合わせした光学フィルターの入射角度が調整されることで、所望の波長の選択が行われる。
【００１２】
また、前記駆動調整機構は、任意方向に可動する載置板を有し、該載置板上に前記複数の光学フィルターが同円周上で接合され、前記載置板の所定の動きにより、前記光学フィルターの光路上における位置合わせと入射角度の調整が行われるようにしてもよい。
【００１３】
このような構成では、載置板のたとえば回転により、広範囲の波長帯から所望の波長帯に合う光学フィルターの選択と、入射角度の調整とが行われる。
【００１４】
本発明の波長選択装置は、それぞれ波長の透過帯域の異なる複数の光学フィルターを組み合わせた第１及び第２の波長選択体と、該第１及び第２の波長選択体のそれぞれの光学フィルターのいずれかを光路上に位置合わせするとともに、該位置合わせしたそれぞれの前記光学フィルターの入射角度を調整する駆動調整機構とを備えることを特徴とする。
【００１５】
このような構成では、第１及び第２の波長選択体のそれぞれの光学フィルターのいずれかが光路上に位置合わせされることで、第１及び第２の波長選択体のいずれかの光学フィルターにより、広範囲の波長帯から所望の波長帯に合う光学フィルターの選択が行われることから、光学フィルターの数が増えても、所望の波長帯に対応する複数の光学フィルターのセットのし直しが不要となる。また、光路上に位置合わせしたそれぞれの光学フィルターの入射角度が調整されることで、所望の波長の選択が行われる。
【００１６】
また、前記駆動調整機構は、前記第１の波長選択体の前記光学フィルターの入射角度に対し、前記第２の波長選択体の入射角度を所定角度で逆方向に調整するようにしてもよい。
【００１７】
このような構成では、第１の波長選択体の光学フィルターの入射角度に対し、第２の波長選択体の入射角度が所定角度で逆方向に調整されることで、第２の波長選択体の光学フィルターを透過した透過光の光軸ズレが第１の波長選択体の光学フィルターを透過した透過光の光軸ズレと相殺される。
【００１８】
また、前記駆動調整機構は、前記第１の波長選択体と前記第２の波長選択体の屈折率が同じである場合、前記光学フィルターの入射角度に対し、前記第２の波長選択体の入射角度を同角度とするようにしてもよい。なお、前記第２の波長選択体は、屈折率が同じである場合のほか、厚みの調整によっても光軸ズレを解消することができる。
【００１９】
このような構成では、第１の波長選択体と第２の波長選択体の屈折率が同じである場合、光学フィルターの入射角度に対し、第２の波長選択体の入射角度を同角度で逆方向に調整されることで、第２の波長選択体の光学フィルターを透過した透過光の光軸ズレが第１の波長選択体の光学フィルターを透過した透過光の光軸ズレと相殺される。
【００２０】
また、前記駆動調整機構は、前記第２の波長選択体の光学フィルターの入射角度を、前記第１の波長選択体の光学フィルターの入射角度より大きくかつ逆方向に調整するようにしてもよい。
【００２１】
このような構成では、第１の波長選択体の光学フィルターを透過した透過光が、第２の波長選択体の光学フィルターを透過するとき、所定の強度を有する狭帯域の波長とされる。
【００２２】
また、前記駆動調整機構は、任意方向にそれぞれ独立して可動する載置板を有し、それぞれの前記載置板上に前記第１及び第２の波長選択体の前記複数の光学フィルターが同円周上で接合され、それぞれの前記載置板の所定の動きにより、それぞれの前記光学フィルターの光路上における位置合わせと入射角度の調整が行われるようにしてもよい。
【００２３】
このような構成では、独立したそれぞれの載置板のたとえば回転により、広範囲の波長帯から所望の波長帯に合う光学フィルターの選択と、入射角度の調整とが行われる。
【００２４】
本発明の波長選択装置は、それぞれ波長の透過帯域の異なる複数の光学フィルターを組み合わせた第１〜第３の波長選択体と、該第１〜第３の波長選択体のそれぞれの光学フィルターのいずれかを光路上に位置合わせするとともに、該位置合わせしたそれぞれの前記光学フィルターの入射角度を調整する駆動調整機構とを備えることを特徴とする。
【００２５】
このような構成では、第１〜第３の波長選択体のそれぞれの光学フィルターのいずれかが光路上に位置合わせされることで、第１〜第３の波長選択体のいずれかの光学フィルターにより、広範囲の波長帯から所望の波長帯に合う光学フィルターの選択が行われる。これにより、光学フィルターの数がさらに増えても、所望の波長帯に対応する複数の光学フィルターのセットのし直しが不要となる。また、光路上に位置合わせしたそれぞれの光学フィルターの入射角度が調整されることで、少なくとも所望の波長の選択が行われる。
【００２６】
また、前記駆動調整機構は、前記第２の波長選択体の光学フィルターの入射角度を、前記第１の波長選択体の光学フィルターの入射角度より大きくかつ逆方向に調整し、前記第３の波長選択体の入射角度を、前記第１の波長選択体の光学フィルターの入射角度より小さくかつ同方向に調整するようにしてもよい。
【００２７】
このような構成では、第１の波長選択体の光学フィルターを透過した透過光が、第２の波長選択体の光学フィルターを透過するとき、所定の強度を有する狭帯域の波長とされ、さらに、第３の波長選択体の光学フィルターを透過した透過光の光軸ズレが第２の波長選択体の光学フィルターを透過した透過光の光軸ズレと相殺される。
【００２８】
また、前記駆動調整機構は、任意方向にそれぞれ独立して可動する載置板を有し、それぞれの前記載置板上に前記第１〜第３の波長選択体の前記複数の光学フィルターが同円周上で接合され、それぞれの前記載置板の所定の動きにより、それぞれの前記光学フィルターの光路上における位置合わせと入射角度の調整が行われるようにしてもよい。
【００２９】
このような構成では、独立したそれぞれの載置板のたとえば回転により、広範囲の波長帯から所望の波長帯に合う光学フィルターの選択と、入射角度の調整とが行われる。
【００３０】
また、前記第３の波長選択体の光学フィルターの入射角度は、前記第１の波長選択体の光学フィルターの入射角度に対し、所定角度で同方向に調整されるようにしてもよい。
【００３１】
このような構成では、第１の波長選択体の光学フィルターを透過した透過光に光軸ズレが生じ、さらに第２の波長選択体の光学フィルターを透過した透過光に光軸ズレが生じるが、最終的に第３の波長選択体の入射角度を調整することで、第２の波長選択体の光学フィルターを透過した際の透過光の光軸ズレを相殺できる。
【発明の効果】
【００３２】
本発明の波長選択装置によれば、波長選択体のそれぞれ波長の透過帯域の異なる光学フィルターのいずれかが光路上に位置合わせされることで、広範囲の波長帯から所望の波長帯に合う光学フィルターの選択が行われることから、所望の波長帯に対応する複数の光学フィルターのセットのし直しが不要となり、また、光路上に位置合わせした光学フィルターの入射角度が調整されることで、所望の波長の選択が行われるようにしたので、所望の波長帯に対応する光学フィルターの切り替えと、広範囲の波長帯における所望の波長の選択を容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の波長選択装置の第１実施形態を説明する一部を断面した正面図である
【図２】図１の波長選択体を真上から見た場合を示す平面図である。
【図３】図１及び図２の波長選択体の干渉フィルターによる作用を説明するための図である。
【図４】図１及び図２の波長選択体の干渉フィルターによる作用を説明するための図である。
【図５】図１及び図２の波長選択体の干渉フィルターの入射角度に応じた透過光のスペクトルを示す図である。
【図６】本発明の波長選択装置の第２実施形態を説明する一部を断面した正面図である
【図７】図６の波長選択体を真上から見た場合を示す平面図である。
【図８】図６及び図７の波長選択体の干渉フィルターによる作用を説明するための図である。
【図９】本発明の波長選択装置の第３実施形態を説明する図である
【図１０】図９の波長選択体の干渉フィルターの入射角度を１５度とした場合の透過光のスペクトルを示す図である。
【図１１】図９の波長選択体の干渉フィルターの入射角度を３０度とした場合の透過光のスペクトルを示す図である。
【図１２】図９の波長選択体の干渉フィルターによる作用を説明するための図である。
【図１３】本発明の波長選択装置の第４実施形態を説明する一部を断面した正面図である
【図１４】図１３の波長選択体を真上から見た場合を示す平面図である。
【図１５】図１３及び図１４の波長選択体の干渉フィルターによる作用を説明するための正面図である。
【図１６】図１及び図２の波長選択体の構成を変えた場合の他の実施形態を説明するための図である。
【図１７】図１６の波長選択体を真上から見た場合を示す平面図である。
【図１８】図６及び図７の波長選択体の構成を変えた場合の他の実施形態を説明するための図である。
【図１９】図１８の波長選択体を真上から見た場合を示す平面図である。
【図２０】図１３及び図１４の波長選択体の構成を変えた場合の他の実施形態を説明するための正面図である。
【図２１】図２０の波長選択体を真上から見た場合を示す平面図である。
【図２２】図１及び図２の波長選択体の構成を変えた場合のさらに他の実施形態を説明するための図である。
【図２３】図２２の波長選択体を真上から見た場合を示す平面図である。
【図２４】図６及び図７の波長選択体の構成を変えた場合のさらに他の実施形態を説明するための図である。
【図２５】図２４の波長選択体を真上から見た場合を示す平面図である。
【図２６】図１３及び図１４の波長選択体の構成を変えた場合のさらに他の実施形態を説明するための図である。
【図２７】図２６の波長選択体を真上から見た場合を示す平面図である。
【図２８】図１及び図２の波長選択体と図２２及び図２３の波長選択体とを組み合わせた場合の他の実施形態を説明するための図である。
【図２９】図２８のそれぞれの波長選択体を真上から見た場合を示す平面図である。
【図３０】図１６及び図１７の波長選択体と図２２及び図２３の波長選択体とを組み合わせた場合の他の実施形態を説明するための図である。
【図３１】図３０のそれぞれの波長選択体を真上から見た場合を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、本発明の波長選択装置の実施形態の詳細について説明する。
【００３５】
（第１実施形態）
図１〜図５は、本発明の波長選択装置の第１実施形態を説明するための図である。
まず、図１及び図２（ａ）に示すように、波長選択装置は、波長選択体１０Ａと駆動調整機構２０Ａとを備えている。なお、符号３０は、駆動調整機構２０Ａを制御するパソコン等の制御装置を示している。また、符号４０は光源を示し、符号４１は反射ミラーを示し、符号４２はレンズを示している。
【００３６】
波長選択体１０Ａは、それぞれ波長の透過帯域の異なる光学フィルターである、たとえば複数の干渉フィルター１０ａ〜１０ｆを有している。これらの干渉フィルター１０ａ〜１０ｆは、垂直方向に立設され、互いの側面が接合されている。つまり、図２に示すように、干渉フィルター１０ａ〜１０ｆは、同円周上で接合されることで六角形状をなしている。これらの干渉フィルター１０ａ〜１０ｆは、後述の載置板２３に取り付けられている。
【００３７】
また、干渉フィルター１０ａ〜１０ｆの内側には、光源４０からの入射光４０ａを矢印方向に反射させるミラー４１と、このミラー４１からの入射光４０ａを収束させるレンズ４２が配置されている。なお、符号４０ｂは干渉フィルター１０ａ〜１０ｆのいずれかを透過した透過光を示している。
【００３８】
また、ここでは、干渉フィルター１０ａ〜１０ｆを６枚としているが、６枚に限定されるものではなく、広範囲の波長帯における所望の波長帯に応じた枚数とすればよい。また、干渉フィルター１０ａ〜１０ｆの配置に関しては、適宜変更可能である。また、光源４０、ミラー４１、レンズ４２の位置についても適宜変更可能である。
【００３９】
駆動調整機構２０Ａは、干渉フィルター１０ａ〜１０ｆのいずれかを入射光４０ａの進行方向（光路上）に対して位置合わせするとともに、該位置合わせした干渉フィルター１０ａ〜１０ｆのいずれかの入射角度を調整するものであり、駆動軸２２を有するステッピングモータ等の駆動装置２１と、駆動軸２２の先端側に取り付けられた載置板２３とを有している。ステッピングモータ等の駆動装置２１には、制御装置３０の通信ケーブル３１が接続されている。ステッピングモータ等の駆動装置２１は、制御装置３０からのステップ数を示す制御信号に基づいてステップ駆動する。これにより、載置板２３の矢印方向への回転によって、干渉フィルター１０ａ〜１０ｆのいずれかが入射光４０ａの矢印方向で示す進行方向（光路上）に位置合わせされるようになっている。また、いずれかの干渉フィルター１０ａ〜１０ｆが入射光４０ａの進行方向（光路上）に位置合わせされた状態で、ステッピングモータ等の駆動装置２１がステップ駆動することで、任意の角度に傾けられるようになっている。
【００４０】
このような構成の波長選択装置では、たとえば図３に示すように、干渉フィルター１０ａ〜１０ｆのうち、干渉フィルター１０ａが入射光４０ａの進行方向（光路上）に位置し、その入射光４０ａに対する入射角度が０度である場合、干渉フィルター１０ａを透過した透過光４０ｂが干渉フィルター１０ａ固有の透過波長、透過帯域、強度を有したものとなる。
【００４１】
これに対し、たとえば図４に示すように、載置板２３を介して干渉フィルター１０ａ〜１０ｆを矢印方向に所定角度回転させたとする。ここで、たとえば干渉フィルター１０ａ入射角度αとなるように入射光４０ａの進行方向に対して傾けると、透過光４０ｂの中心周波数が短波長側にシフトする。すなわち、図５に示すように、０度から、たとえば１５度、３０度、４５度、６０度というように入射角度αを変化させると、透過光４０ｂの中心周波数が短波長側にシフトする。これは、干渉フィルター１０ａ〜１０ｆが有する特性である。このように、干渉フィルター１０ａに対する入射光４０ａの入射角度αを変化させることで、それぞれの入射角度αに応じた波長から、所望の波長を選択することが可能となる。
【００４２】
なお、図２（ａ）では、それぞれの干渉フィルター１０ａ〜１０ｆが同円周上で接合される場合として示しているが、たとえば図２（ｂ）に示すように、それぞれの干渉フィルター１０ａ〜１０ｆの間に隙間４０ｓを設けておき、この隙間４０ｓを通過する入射光４０ａを検出するようにしてもよい。この場合、入射光４０ａを検出することで、その入射光４０ａの０軸を認識することができる。また、その隙間４０ｓを通過した入射光４０ａの光強度と、それぞれの干渉フィルター１０ａ〜１０ｆを透過した透過光４０ｂとの光強度を比較することで、それぞれの干渉フィルター１０ａ〜１０ｆの透過率を認識することも可能となる。
【００４３】
このように、第１実施形態では、駆動調整機構２０Ａの載置板２３の回転により、その載置板２３上に設けた波長選択体１０Ａのそれぞれ波長の透過帯域の異なる光学フィルターである干渉フィルター１０ａ〜１０ｆのいずれかが光路上に位置合わせされることで、広範囲の波長帯から所望の波長帯に合う干渉フィルター１０ａ〜１０ｆの選択が行われるようにした。これにより、所望の波長帯に対応する複数の光学フィルターのセットのし直しを行う必要がなく、所望の波長帯に対応する干渉フィルター１０ａ〜１０ｆの切り替えを容易に行うことができる。
【００４４】
また、駆動調整機構２０Ａの載置板２３の回転により、光路上に位置合わせしたいずれかの干渉フィルター１０ａ〜１０ｆの入射角度が調整されることで、所望の波長の選択が行われるようにしたので、広範囲の波長帯における所望の波長の選択を容易に行うことができる。前記干渉フィルター１０ａ〜１０ｆの入射角度の調整は、載置板２３の回転角度によって行われるが、干渉フィルター１０ａ〜１０ｆのそれぞれを独立して回転可能に載置板２３に取り付けてもよい。この場合には、干渉フィルター１０ａ〜１０ｆを独立して入射角度の調整が可能となり、光路上に各干渉フィルターの中央部を併せることができる。
【００４５】
（第２実施形態）
図６〜図８は、本発明の波長選択装置の第２実施形態を説明するための図である。なお、以下に説明する図において、図１及び図２と共通する部分には同一符号を付し、重複する説明は適宜行うものとする。
【００４６】
まず、図６及び図７に示すように、波長選択装置は、波長選択体１０Ａ、１０Ｂと駆動調整機構２０Ａ、２０Ｂを備えている。すなわち、第２実施形態では、波長選択体１０Ｂと駆動調整機構２０Ｂとを備えている点で、第１実施形態とは構成が異なっている。その他の構成は、第１実施形態と同じである。
【００４７】
ここで、波長選択体１０Ｂは、それぞれ波長の透過帯域の異なる光学フィルターである、たとえば干渉フィルター１０ｇ〜１０ｌを有している。これらの干渉フィルター１０ｇ〜１０ｌは、干渉フィルター１０ａ〜１０ｆと同様に、垂直方向に立設され、互いの側面が接合されている。つまり、図７に示すように、干渉フィルター１０ｇ〜１０ｌは、干渉フィルター１０ａ〜１０ｆと同様に、同円周上で接合されることで六角形状をなしている。また、これらの干渉フィルター１０ｇ〜１０ｌは、干渉フィルター１０ａ〜１０ｆの周囲を囲む位置に配置されている。また、これらの干渉フィルター１０ｇ〜１０ｌは、後述の載置板２６に取り付けられている。
【００４８】
なお、ここでは、干渉フィルター１０ｇ〜１０ｌを６枚としているが、６枚に限定されるものではなく、上記同様に、広範囲の波長帯における所望の波長帯に応じた枚数とすればよい。また、干渉フィルター１０ｇ〜１０ｌの配置に関しては、上記同様に、適宜変更可能である。また、光源４０、ミラー４１、レンズ４２の位置についても上記同様に、適宜変更可能である。また、波長選択体１０Ｂの干渉フィルター１０ｇ〜１０ｌは、波長選択体１０Ａの干渉フィルター１０ａ〜１０ｆと同じものであってよいし、その干渉フィルター１０ａ〜１０ｆと屈折率や厚みが同じであれば、フィルター以外のものであってもよい。
【００４９】
駆動調整機構２０Ｂは、駆動軸２５を有するステッピングモータ２４と、駆動軸２５の先端側に噛み合う載置板２６とを有している。すなわち、載置板２６は、載置板２３の周囲に配置されている。また、載置板２６の外周には、噛合溝が形成されており、その噛合溝が駆動軸２５の噛合溝と噛み合うことで、上述した載置板２３とは矢印で示すように独立して回転できるようになっている。
【００５０】
ステッピングモータ２４には、上記同様に、制御装置３０の通信ケーブル３１が接続されている。ステッピングモータ２４は、上記同様に、制御装置３０からのステップ数を示す制御信号に基づいてステップ駆動する。これにより、載置板２６の回転によって、干渉フィルター１０ｇ〜１０ｌのいずれかが透過光４０ｂの進行方向（光路上）に位置合わせされるようになっている。
【００５１】
また、いずれかの干渉フィルター１０ｇ〜１０ｌが透過光４０ｂの進行方向（光路上）に位置合わせされた状態で、ステッピングモータ２４がステップ駆動すると、任意の角度に傾けられるようになっている。なお、ここでは載置板２６が載置板２３の周囲に配置され、ステッピングモータ等の駆動装置２１とは独立したステッピングモータ２４の駆動軸２５により駆動される構成となっているが、このような構成に限定されるものではなく、適宜変更可能である。
【００５２】
このような構成の波長選択装置では、たとえば図８に示すように、干渉フィルター１０ａ〜１０ｆのうち、たとえば干渉フィルター１０ａの入射角度αが入射光４０ａの進行方向（光路上）に対してたとえば１５度である場合、干渉フィルター１０ａを透過した透過光４０ｂに光軸ズレが生じることになる。この光軸ズレは、干渉フィルター１０ａに対する入射角度αと干渉フィルター１０ａの屈折率に依存するものである。
【００５３】
そこで、たとえば干渉フィルター１０ｇに対する干渉フィルター１０ａを透過した透過光４０ｂの入射角度αを−１５度となるように、干渉フィルター１０ｇを回転させる。この場合、干渉フィルター１０ｇの屈折率が干渉フィルター１０ａと同じであれば、干渉フィルター１０ｇを透過した透過光４０ｃの光軸ズレが干渉フィルター１０ａの透過光４０ｂの光軸ズレと相殺される。これにより、干渉フィルター１０ｇを透過した透過光４０ｃは光軸ズレが補正されるため、光軸ズレの補正された波長を選択することができる。なお、干渉フィルター１０ｇの屈折率が干渉フィルター１０ａと異なる場合は、干渉フィルター１０ｇの入射角度αを適宜調整し、透過光４０ｃの光軸ズレが透過光４０ｂの光軸ズレと相殺されるようにすればよい。
【００５４】
このように、第２実施形態では、載置板２３に設けた第１の波長選択としての波長選択体１０Ａの光学フィルターである干渉フィルター１０ａ〜１０ｆの外側に、載置板２６に設けた第２の波長選択としての波長選択体１０Ｂの光学フィルターである干渉フィルター１０ｇ〜１０ｌを配置し、波長選択体１０Ａと波長選択体１０Ｂとをそれぞれ駆動調整機構２０Ａ、２０Ｂにより独立させて回転させ、第１及び第２の波長選択体１０Ａ、１０Ｂのそれぞれの光学フィルターのいずれかが光路上に位置合わせされることで、第１及び第２の波長選択体１０Ａ、１０Ｂのいずれかの光学フィルターにより、広範囲の波長帯から所望の波長帯に合う光学フィルターの選択が行われるようにしたので、光学フィルターの数が増えても、所望の波長帯に対応する複数の光学フィルターのセットのし直しを行う必要がなく、所望の波長帯に対応する光学フィルターの切り替えを容易に行うことができる。
【００５５】
また、光路上に位置合わせしたそれぞれの光学フィルターの入射角度が駆動調整機構２０Ａ、２０Ｂにより独立して調整されることで、所望の波長の選択が行われることから、広範囲の波長帯における所望の波長の選択を容易に行うことができる。この実施例においても、前記干渉フィルター１０ｇ〜１０ｌの入射角度の調整は、載置板２６の回転角度によって行われるが、干渉フィルター１０ｇ〜１０ｌのそれぞれを独立して回転可能に取り付けてもよい。この場合には、干渉フィルター１０ｇ〜１０ｌを独立して入射角度の調整が可能となり、光路上に各干渉フィルターの中央部を併せることができる。
【００５６】
また、波長選択体１０Ａの光学フィルターの入射角度に対し、波長選択体１０Ｂの入射角度が同角度で逆方向に調整されるようにし、波長選択体１０Ｂの光学フィルターを透過した透過光４０ｃの光軸ズレが波長選択体１０Ａの光学フィルターを透過した透過光４０ｂの光軸ズレと相殺されるようにしたので、透過光４０ｃの光軸ズレを補正することができる。
【００５７】
（第３実施形態）
図９〜図１２は、本発明の波長選択装置の第３実施形態を説明するための図である。なお、第３実施形態における波長選択装置は、図６及び図７に示した第２実施形態での構成と同じものを使用できるため、ここではその図示を省略し、その説明については上述した記載を引用して適宜行うものとする。
【００５８】
まず、図９に示すように、たとえば干渉フィルター１０ａと干渉フィルター１０ｇが入射光４０ａの進行方向（光路上）に位置しているものとする。また、干渉フィルター１０ａと干渉フィルター１０ｇの光学特性は同じであるものとする。すなわち、たとえば図５に示したように、それぞれの入射角度αに応じてその中心周波数が短波長側に同じ帯域でシフトするような光学特性となっているものとする。なお、干渉フィルター１０ａと干渉フィルター１０ｇの光学特性は異なっていてもよい。
【００５９】
ここで、同図に示すように、干渉フィルター１０ａに対する入射光４０ａの入射角度αが１５度である場合、干渉フィルター１０ａを透過した透過光４０ｂは図１０に示すようなスペクトルとなる。これは、図５に示した入射角度αが０度である場合に対し、その中心周波数が短波長側にシフトしていることを示している。
【００６０】
また、干渉フィルター１０ｇに対する透過光４０ｂの入射角度βが−３０度である場合、干渉フィルター１０ｇを透過した透過光４０ｃは図１１に示すようなスペクトルとなる。これは、上記同様に、図５に示した入射角度αが１５度である場合に対し、その中心周波数がさらに短波長側にシフトしていることを示している。
【００６１】
そして、干渉フィルター１０ａに対する入射光４０ａの入射角度αを１５度とし、干渉フィルター１０ｇに対する透過光４０ｂの入射角度βを−３０度とすると、干渉フィルター１０ｇを透過した透過光４０ｃは、図１２のスペクトルの斜線部分に示す狭帯域の波長となり、その狭帯域の波長を選択することができる。また、図１２の斜線部分で示されるスペクトルからその狭帯域の波長の強度を選択することができる。
【００６２】
このように、第３実施形態では、載置板２３に設けた第１の波長選択としての波長選択体１０Ａの光学フィルターである干渉フィルター１０ａ〜１０ｆの外側に、載置板２６に設けた第２の波長選択としての波長選択体１０Ｂの光学フィルターである干渉フィルター１０ｇ〜１０ｌを配置し、波長選択体１０Ａと波長選択体１０Ｂとをそれぞれ駆動調整機構２０Ａ、２０Ｂにより独立させて回転させ、波長選択体１０Ｂの光学フィルターの入射角度を、波長選択体１０Ａの入射角度より大きくかつ逆方向に調整するようにしたので、所望の波長帯に対応する光学フィルターの切り替えを容易に行うことができるばかりか、所望の狭帯域の波長と、所望の狭帯域の波長の強度とを選択することができる。
【００６３】
（第４実施形態）
図１３〜図１５は、本発明の波長選択装置の第４実施形態を説明するための図である。
【００６４】
まず、図１３及び図１４に示すように、波長選択装置は、波長選択体１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃと駆動調整機構２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃを備えている。すなわち、第４実施形態では、波長選択体１０Ｃと駆動調整機構２０Ｃとを備えている点で、第２実施形態とは構成が異なっている。その他の構成は、第２実施形態と構成は同じである。
【００６５】
ここで、波長選択体１０Ｃは、それぞれ波長の透過帯域の異なる光学フィルターである、たとえば干渉フィルター１０ｍ〜１０ｒを有している。これらの干渉フィルター１０ｍ〜１０ｒは、干渉フィルター１０ａ〜１０ｆ、１０ｇ〜１０ｌと同様に、垂直方向に立設され、互いの側面が接合されている。つまり、図１４に示すように、干渉フィルター１０ｍ〜１０ｒは、干渉フィルター１０ａ〜１０ｆ、１０ｇ〜１０ｌと同様に、同円周上で接合されることで六角形状をなしている。また、これらの干渉フィルター１０ｍ〜１０ｒは、干渉フィルター１０ａ〜１０ｆ、１０ｇ〜１０ｌの周囲を囲む位置に配置されている。また、これらの干渉フィルター１０ｍ〜１０ｒは、後述の載置板２９に取り付けられている。
【００６６】
なお、ここでは、干渉フィルター１０ｍ〜１０ｒを６枚としているが、６枚に限定されるものではなく、上記同様に、広範囲の波長帯における所望の波長帯に応じた枚数とすればよい。また、干渉フィルター１０ｍ〜１０ｒの配置に関しては、上記同様に、適宜変更可能である。また、光源４０、ミラー４１、レンズ４２の位置についても上記同様に、適宜変更可能である。また、前記干渉フィルター１０ｍ〜１０ｒの入射角度の調整は、載置板２９の回転角度によって行われるが、干渉フィルター１０ｍ〜１０ｒのそれぞれを独立して回転可能に取り付けてもよい。この場合には、干渉フィルター１０ｍ〜１０ｌを独立して入射角度の調整が可能となり、光路上に各干渉フィルターの中央部を併せることができる。
【００６７】
駆動調整機構２０Ｃは、駆動軸２８を有するステッピングモータ２７と、駆動軸２８の先端側に噛み合う載置板２９とを有している。すなわち、載置板２９は、載置板２６の周囲に配置されている。また、載置板２９の外周には、噛合溝が形成されており、その噛合溝が駆動軸２８の噛合溝と噛み合うことで、上述した載置板２３、２６とは独立して回転できるようになっている。
【００６８】
ステッピングモータ２７には、上記同様に、制御装置３０の通信ケーブル３１が接続されている。ステッピングモータ２７は、上記同様に、制御装置３０からのステップ数を示す制御信号に基づいてステップ駆動する。これにより、載置板２９の回転によって、干渉フィルター１０ｍ〜１０ｒのいずれかが透過光４０ｃの進行方向（光路上）に位置合わせされるようになっている。
【００６９】
また、いずれかの干渉フィルター１０ｍ〜１０ｒが透過光４０ｃの進行方向（光路上）に位置合わせされた状態で、ステッピングモータ２７がステップ駆動することで、任意の角度に傾けられるようになっている。なお、ここでは載置板２９が載置板２３、２６の周囲に配置され、ステッピングモータ等の駆動装置２１、２４とは独立したステッピングモータ２７の駆動軸２８により駆動される構成となっているが、このような構成に限定されるものではなく、適宜変更可能である。
【００７０】
このような構成の波長選択装置では、たとえば図１５に示すように、干渉フィルター１０ａと干渉フィルター１０ｇと干渉フィルター１０ｍとが入射光４０ａの進行方向（光路上）に位置しているものとする。また、干渉フィルター１０ａと干渉フィルター１０ｇと干渉フィルター１０ｍの光学特性は同じであるものとする。すなわち、たとえば図５に示した入射角度αが０度である場合の波長が選択されるような光学特性となっているものとする。
【００７１】
ここで、同図に示すように、干渉フィルター１０ａに対する入射光４０ａの入射角度αが１５度である場合、干渉フィルター１０ａを透過した透過光４０ｂは図１０に示したようなスペクトルとなる。これは、図５に示した入射角度αが０度である場合に対し、その中心周波数が短波長側にシフトしていることを示している。
【００７２】
また、干渉フィルター１０ｇに対する透過光４０ｂの入射角度βが−３０度である場合、干渉フィルター１０ｇを透過した透過光４０ｃは図１１に示したようなスペクトルとなる。これは、上記同様に、図５に示した入射角度αが１５度である場合に対し、その中心周波数がさらに短波長側にシフトしていることを示している。
【００７３】
なお、干渉フィルター１０ｍに対する透過光４０ｃの入射角度γについては、干渉フィルター１０ａを透過した際の透過光４０ｂの光軸ズレと、干渉フィルター１０ｇを透過した際の透過光４０ｃの光軸ズレを考慮し、最終的に透過光４０ｃの光軸ズレを相殺できる角度に設定すればよい。
【００７４】
これにより、干渉フィルター１０ｍを透過した透過光４０ｄは光軸ズレが補正されたものとなる。また、干渉フィルター１０ａに対する入射光４０ａの入射角度αを１５度とし、干渉フィルター１０ｇに対する透過光４０ｂの入射角度βを−３０度とすると、干渉フィルター１０ｍにより光軸ズレが補正された透過光４０ｄは、上述した図１２のスペクトルの斜線部分に示す狭帯域の波長となり、その狭帯域の波長を選択することができる。また、図１２の斜線部分で示されるスペクトルからその狭帯域の波長の強度を選択することができる。
【００７５】
なお、ここでは、干渉フィルター１０ａと干渉フィルター１０ｇにより、狭帯域の波長及び狭帯域の波長の強度の選択が行われ、干渉フィルター１０ｇと干渉フィルター１０ｍにより光軸ズレの補正が行われる場合として説明したが、干渉フィルター１０ａと干渉フィルター１０ｇにより光軸ズレの補正が行われ、干渉フィルター１０ｇと干渉フィルター１０ｍにより狭帯域の波長及び狭帯域の波長の強度の選択が行われるようにしてもよい。
【００７６】
このように、第４実施形態では、載置板２３に設けた第１の波長選択としての波長選択体１０Ａの光学フィルターである干渉フィルター１０ａ〜１０ｆの外側に、載置板２６に設けた第２の波長選択としての波長選択体１０Ｂの光学フィルターである干渉フィルター１０ｇ〜１０ｌを配置し、さらに、その波長選択体１０Ｂの外側に第３の波長選択としての波長選択体１０Ｃを配置し、波長選択体１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃのそれぞれを駆動調整機構２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃにより独立させて回転させ、広範囲の波長帯から所望の波長帯に合う光学フィルターの選択が行われるようにしたので、光学フィルターの数がさらに増えても、所望の波長帯に対応する複数の光学フィルターのセットのし直しを行う必要がなく、所望の波長帯に対応する光学フィルターの切り替えを容易に行うことができる。
【００７７】
また、駆動調整機構２０Ｂにより波長選択体１０Ｂの光学フィルターの入射角度を、波長選択体１０Ａの光学フィルターの入射角度より大きくかつ逆方向に調整し、駆動調整機構２０Ｃにより波長選択体１０Ｃの光学フィルターの入射角度を、波長選択体１０Ａの光学フィルターの入射角度より小さくかつ同方向に調整するようにしたので、狭帯域の波長及び狭帯域の波長の強度の選択と、光軸ズレの補正とを同時に行うことができる。
【００７８】
（その他の実施形態）
なお、上述した第１実施形態〜第４実施形態においては、波長選択体１０Ａ〜１０Ｃを、垂直方向に立設されて同円周上で互いの側面が接合された六角形状をなしているものとして説明したが、これらの例に限らず、たとえば図１６及び図１７に示すように、たとえば載置板２３上に干渉フィルター１０ａ〜１０ｆを平面かつ同円周上に並べた構成とされる波長選択体１０Ｄとしてもよい。
【００７９】
この場合、波長選択体１０Ｄを入射光４０ａの進行方向（光路上）に対して垂直となるように配置し、その波長選択体１０Ｄを矢印方向に回転させることで、その進行方向（光路上）に干渉フィルター１０ａ〜１０ｆのいずれかの位置を合わせることができる。また、波長選択体１０Ｄが所定角度傾けられるような任意の機構を設けることで、上述した第１実施形態と同様に、所望の波長を選択することができる。
【００８０】
また、図１８及び図１９に示すように、波長選択体１０Ｄ、１０Ｅを入射光４０ａの光路上に並べて配置するようにしてもよい。この場合、それぞれの波長選択体１０Ｄ、１０Ｅが矢印方向に独立して回転でき、しかも、それぞれの波長選択体１０Ｄ、１０Ｅが独立して所定角度傾けられるような任意の機構を設けることで、上述した第２実施形態と同様の光軸ズレの補正と、上述した第３実施形態での狭帯域の波長選択及び強度の選択とを行うことができる。
【００８１】
また、図２０及び図２１に示すように、波長選択体１０Ｄ、１０Ｅ、１０Ｆを入射光４０ａの光路上に並べて配置するようにしてもよい。この場合、それぞれの波長選択体１０Ｄ、１０Ｅ、１０Ｆが矢印方向に独立して回転でき、しかも、それぞれの波長選択体１０Ｄ、１０Ｅ、１０Ｆが独立して所定角度傾けられるような任意の機構を設けることで、上述した第４実施形態と同様に、波長（狭帯域）及び波長の強度の選択と、光軸ズレの補正とを行うことができる。
【００８２】
また、図２２及び図２３に示すように、スライド板２３ａに干渉フィルター１０ａ〜１０ｄを設け、さらに、駆動調整機構２０Ｅの送りネジ駆動機構２１ｃの送りネジ２１ｄを介して矢印方向にスライドさせ、ステッピングモータ等の駆動装置２１ａの駆動軸２１ｂにより矢印方向に回転させることができるような波長選択体１０Ｇとしてもよい。この場合、波長選択体１０Ｇを入射光４０ａの進行方向（光路上）に対して垂直となるように配置し、スライド板２３ａをスライドさせることで、その進行方向（光路上）に干渉フィルター１０ａ〜１０ｄのいずれかの位置を合わせることができる。また、スライド板２３ａを所定角度傾けることで、上述した第１実施形態と同様に、所望の波長を選択することができる。
【００８３】
また、図２４及び図２５に示すように、２つの波長選択体１０Ｇを入射光４０ａの光路上に並べて配置するようにしてもよい。この場合、それぞれの波長選択体１０Ｇがそれぞれの駆動調整機構２０Ｅにより矢印方向に独立してスライド及び回転でき、しかも、それぞれの波長選択体１０Ｄ、１０Ｅが独立して所定角度傾けられるようにすることで、上述した第２実施形態と同様の光軸ズレの補正と、上述した第３実施形態での狭帯域の波長選択及び強度の選択とを行うことができる。
【００８４】
また、図２６及び図２７に示すように、３つの波長選択体１０Ｇをそれぞれ入射光４０ａの光路上に並べて配置するようにしてもよい。この場合、それぞれの波長選択体１０Ｇがそれぞれの駆動調整機構２０Ｅにより矢印方向に独立してスライド及び回転でき、しかも、それぞれの波長選択体１０Ｄ、１０Ｅが独立して所定角度傾けられるようにすることで、上述した第４実施形態と同様に、波長（狭帯域）及び波長の強度の選択と、光軸ズレの補正とを行うことができる。
【００８５】
また、図２８及び図２９に示すように、上述した波長選択体１０Ａと波長選択体１０Ｇとを組み合わせ、それぞれを光路上に配置するような構成としてもよい。この場合も、上述した第２実施形態と同様の光軸ズレの補正と、上述した第３実施形態での狭帯域の波長選択及び強度の選択とを行うことができる。
【００８６】
また、図３０及び図３１に示すように、上述した波長選択体１０Ｄと波長選択体１０Ｇとを組み合わせ、それぞれを光路上に配置するような構成としてもよい。この場合も、上述した第２実施形態と同様の光軸ズレの補正と、上述した第３実施形態での狭帯域の波長選択及び強度の選択とを行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００８７】
所望の波長を選択する場合に限らず、所望の波長を検索する装置にも適用可能である。
【符号の説明】
【００８８】
１０Ａ〜１０Ｇ  波長選択体
１０ａ〜１０ｒ  干渉フィルター
２０Ａ〜２０Ｅ  駆動調整機構
２１、２１ａ、２４、２７  ステッピングモータ
２３、２６、２９  載置板
３０  制御装置
４０  光源
４０ａ  入射光
４０ｂ、４０ｃ、４０ｄ  透過光
４１  ミラー
４２  レンズ
【図１】
2013137262.tif 000003
【図２】
2013137262.tif 000004
【図３】
2013137262.tif 000005
【図４】
2013137262.tif 000006
【図５】
2013137262.tif 000007
【図６】
2013137262.tif 000008
【図７】
2013137262.tif 000009
【図８】
2013137262.tif 000010
【図９】
2013137262.tif 000011
【図１０】
2013137262.tif 000012
【図１１】
2013137262.tif 000013
【図１２】
2013137262.tif 000014
【図１３】
2013137262.tif 000015
【図１４】
2013137262.tif 000016
【図１５】
2013137262.tif 000017
【図１６】
2013137262.tif 000018
【図１７】
2013137262.tif 000019
【図１８】
2013137262.tif 000020
【図１９】
2013137262.tif 000021
【図２０】
2013137262.tif 000022
【図２１】
2013137262.tif 000023
【図２２】
2013137262.tif 000024
【図２３】
2013137262.tif 000025
【図２４】
2013137262.tif 000026
【図２５】
2013137262.tif 000027
【図２６】
2013137262.tif 000028
【図２７】
2013137262.tif 000029
【図２８】
2013137262.tif 000030
【図２９】
2013137262.tif 000031
【図３０】
2013137262.tif 000032
【図３１】
2013137262.tif 000033