(57)【要約】【課題】近赤外域で広帯域な光を出力することができる光源装置を提供する。【解決手段】光源装置１は、ハロゲン光源１１、導光光学系１３、キセノン光源２１、光フィルタ２２および導光光学系２３を備える。光フィルタ２２は、キセノン光源２１から出力される光の波長帯域のうち輝線スペクトルが存在する第１帯域より長波長側の第２帯域の光を選択的に透過させるロングパスフィルタであって、第１帯域の光を選択的に遮断する。導光光学系１３，２３は、ハロゲン光源１１から出力された光と、キセノン光源２１から出力されて光フィルタ２２を透過した光とを導光して、これらの光を多重化して対象物３に照射する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハロゲン光源と、
キセノン光源と、
前記キセノン光源から出力される光の波長帯域のうち輝線スペクトルが存在する第１帯域より長波長側の第２帯域の光を選択的に透過させる光フィルタと、
前記キセノン光源から出力されて前記光フィルタを透過した光と、前記ハロゲン光源から出力された光とを導光して、これらの光を多重化して対象物に照射する導光光学系と、
を備えることを特徴とする光源装置。
【請求項２】
前記光フィルタが、前記キセノン光源から出力される光の波長帯域のうち前記第１帯域の光を選択的に遮断する、ことを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
【請求項３】
他の光源を更に備え、
前記導光光学系が、前記キセノン光源から出力されて前記光フィルタを透過した光と、前記ハロゲン光源から出力された光と、前記他の光源から出力された光とを導光して、これらの光を多重化して対象物に照射する、
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】
前記光フィルタのカットオフ波長が１５００ｎｍ〜２０００ｎｍの領域内にある、ことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の光源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
分光測定等に際しては一般に広帯域光を出力する光源装置が用いられる。また、近赤外光を用いた分光測定では、可視光を用いた分光測定では測定困難な事象を容易に測定できる場合がある。そこで、近赤外域で広帯域な光を出力することができる光源装置が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−２３５９０３号公報
【特許文献２】特開２００６−３４１０７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１，２には、複数の光源を組み合わせて広帯域光を出力することができる光源装置が開示されている。しかし、これらの文献に開示された光源装置は、紫外域または可視域の広帯域光を出力することを意図したものであって、近赤外域の広帯域光を出力することを意図したものではない。
【０００５】
本発明は、上記問題点を解消する為になされたものであり、近赤外域で広帯域な光を出力することができる光源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】
【０００６】
本発明の光源装置は、(1)ハロゲン光源と、(2) キセノン光源と、(3) キセノン光源から出力される光の波長帯域のうち輝線スペクトルが存在する第１帯域より長波長側の第２帯域の光を選択的に透過させる光フィルタと、(4) キセノン光源から出力されて光フィルタを透過した光と、ハロゲン光源から出力された光とを導光して、これらの光を多重化して対象物に照射する導光光学系と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
本発明の光源装置では、光フィルタが、キセノン光源から出力される光の波長帯域のうち第１帯域の光を選択的に遮断するのが好適である。本発明の光源装置は、他の光源を更に備え、導光光学系が、キセノン光源から出力されて光フィルタを透過した光と、ハロゲン光源から出力された光と、他の光源から出力された光とを導光して、これらの光を多重化して対象物に照射するのが好適である。本発明の光源装置では、光フィルタのカットオフ波長が１５００ｎｍ〜２０００ｎｍの領域内にあるのが好適である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の光源装置は、近赤外域で広帯域な光を出力することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１実施形態の光源装置１の構成を示す図である。
【図２】ハロゲン光源１１の出力光の強度スペクトルを示す図である。
【図３】キセノン光源２１の出力光の強度スペクトルを示す図である。
【図４】多重化されて対象物３に照射される光の強度スペクトルを示す図である。
【図５】多重化されて対象物３に照射される光の強度スペクトルを示す図である。
【図６】第２実施形態の光源装置２の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１１】
（第１実施形態）
【００１２】
図１は、第１実施形態の光源装置１の構成を示す図である。同図には、光源装置１に加えて対象物３および分光測定装置４が示されている。光源装置１は、近赤外域の広帯域光を対象物３に照射する。分光測定装置４は、対象物３への広帯域光の照射に伴って該対象物３で生じた拡散光，反射光または透過光を受光して分光測定を行う。光源装置１は、ハロゲン光源１１、導光光学系１３、キセノン光源２１、光フィルタ２２および導光光学系２３を備える。
【００１３】
ハロゲン光源１１は、近赤外光を出力することができる。図２は、ハロゲン光源１１の出力光の強度スペクトルを示す図である。なお、同図および以降の図に示される光強度スペクトルは、分光測定装置４の受光感度の波長依存性が加味されたものである。同図に示されるように、ハロゲン光源１１の出力光は、黒体放射に近似するスペクトル形状を有している。ハロゲン光源１１の出力光は、波長１６００ｎｍ以下の波長帯域では強度が比較的大きいものの、波長１６００ｎｍ以上の波長帯域では強度が小さい。例えば、波長１７００ｎｍでの光強度は光強度ピーク値の１／２以下である。長波長側の波長帯域では、波長が長いほど強度が小さくなる。出力強度を大きくしても、全体のスペクトル形状は大きく変化することはない。
【００１４】
分光測定の際のＳＮは、基本的には受光器により受光される光強度に依存する。このことから、ハロゲン光源１１のみを用いて分光測定を行う場合には、波長２０００ｎｍ近傍の長波長側のＳＮが大きく低下し、測定精度の点で一律な信頼性のある測定結果を得ることが難しい。そこで、本実施形態では、ハロゲン光源１１の他にキセノン光源２１をも用いて、これら２つの光源１１，２１それぞれの出力を多重化することで、波長域による強度差の改善を図る。
【００１５】
キセノン光源２１も、近赤外光を出力することができる。図３は、キセノン光源２１の出力光の強度スペクトルを示す図である。また、同図は、キセノン光源２１から出力されて光フィルタ２２を透過した光の強度スペクトルをも示す。キセノン光源２１の出力光の強度スペクトルは、制動放射による連続スペクトルにアーク放電による高輝度の線スペクトルが重畳された形状を有する。キセノン光源２１の出力光の強度スペクトルは、波長１６００以下の波長帯域に多数の輝線を有する。このような輝線スペクトルが存在すると、分光測定において受光器出力を飽和させてしまい、正確な分光情報が得られなくなる。このようなことを回避するために光フィルタ２２が設けられている。
【００１６】
光フィルタ２２は、キセノン光源２１から出力される光の波長帯域のうち輝線スペクトルが存在する第１帯域（波長１６００ｎｍ以下）より長波長側の第２帯域（波長１６００ｎｍ以上）の光を選択的に透過させるロングパスフィルタであって、第１帯域の光を選択的に遮断する。これにより、光フィルタ２２は、検出器出力の飽和の原因となるキセノン光源２１の出力光の輝線領域を除去する。図３に示されるように、キセノン光源２１から出力されて光フィルタ２２を透過した光は、輝線領域が除去されて長波長側の波長帯域のみに出力強度を有する。
【００１７】
導光光学系１３は、ハロゲン光源１１から出力された光を導光して対象物３に照射する。また、導光光学系２３は、キセノン光源２１から出力されて光フィルタ２２を透過した光を導光して対象物３に照射する。すなわち、導光光学系１３，２３は、ハロゲン光源１１から出力された光と、キセノン光源２１から出力されて光フィルタ２２を透過した光とを導光して、これらの光を多重化して対象物３に照射する。図４は、多重化されて対象物３に照射される光の強度スペクトルを示す図である。このように２つの光が多重化されて対象物３に照射されることにより、分光測定装置４により観測される光強度は、長波長側の波長帯域で改善される。例えば、波長１７００ｎｍでの光強度は光強度ピーク値の１／２以上となり得る。
【００１８】
図４は、共に出力１５０Ｗのハロゲン光源１１およびキセノン光源２１を用いた場合の多重化後の光強度スペクトルである。これに対して、図５は、出力１５０Ｗのハロゲン光源１１および出力３００Ｗのキセノン光源２１を用いた場合の多重化後の光強度スペクトルである。このように高出力のキセノン光源２１を用いることにより、長波長側の波長帯域での光強度は更に改善される。
【００１９】
なお、導光光学系１３，２３は、各々の光を直接に対象物４に照射してもよいし、ミラーおよびレンズなどの光部品を用いて光路を合成した後に光を対象物４に照射してもよいし、また、光学系からバンドルファイバなどの伝送系により導光して対象物４に照射してもよい。
【００２０】
（第２実施形態）
【００２１】
図６は、第２実施形態の光源装置２の構成を示す図である。同図には、光源装置２に加えて対象物３および分光測定装置４が示されている。第２実施形態の光源装置２は、第１実施形態の光源装置１の構成に加えて、他の光源３１、光フィルタ３２および導光光学系３３をも備える。
【００２２】
他の光源３１はキセノン光源であるのが好適である。光フィルタ３２は、キセノン光源３１から出力される光の波長帯域のうち輝線スペクトルが存在する第１帯域より長波長側の第２帯域の光を選択的に透過させるロングパスフィルタであって、第１帯域の光を選択的に遮断する。導光光学系３３は、導光光学系３３は、キセノン光源３１から出力されて光フィルタ３２を透過した光を導光して対象物３に照射する。すなわち、導光光学系１３，２３，３３は、ハロゲン光源１１から出力された光と、キセノン光源２１から出力されて光フィルタ２２を透過した光と、キセノン光源３１から出力されて光フィルタ３２を透過した光とを導光して、これらの光を多重化して対象物３に照射する。
【００２３】
光フィルタ２２，３２それぞれのカットオフ波長は１５００ｎｍ〜２０００ｎｍの領域内で設定されるのが好適である。また、光フィルタ２２，３２それぞれのカットオフ波長は互いに異なるのが好適である。このように３つの光が多重化されて対象物３に照射されることにより、分光測定装置４により観測される光強度は、長波長側の波長帯域で更に改善され得る。例えば、ハロゲン光源１１のみを用いた場合に波長２０００ｎｍでの光強度は光強度ピーク値の１／３以下であるのに対して、多重化後の波長２０００ｎｍでの光強度は光強度ピーク値の１／２以上となり得る。また、様々な形状の光強度スペクトルを実現することができる。
【００２４】
なお、ハロゲン光源と比べてキセノン光源は出力光のうちの中赤外域（波長２.５〜４μｍ）の熱線の発生量が小さい。したがって、このように２つ以上のキセノン光源を用いて多重化した場合であっても、対象物３や光学素子への熱的ダメージを小さく抑えることができる。
【符号の説明】
【００２５】
１，２…光源装置、３…対象物、４…分光測定装置、１１…ハロゲン光源、１３…導光光学系、２１…キセノン光源、２２…光フィルタ、２３…導光光学系、３１…キセノン光源、３２…光フィルタ、３３…導光光学系。
【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５】
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【図６】
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