JPH1152111A - Light beam splitter - Google Patents
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- JPH1152111A JPH1152111A JP21461097A JP21461097A JPH1152111A JP H1152111 A JPH1152111 A JP H1152111A JP 21461097 A JP21461097 A JP 21461097A JP 21461097 A JP21461097 A JP 21461097A JP H1152111 A JPH1152111 A JP H1152111A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、光線を反射光と透
過光とに分割する光線分割器に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a beam splitter for splitting a light beam into reflected light and transmitted light.
【0002】[0002]
【従来の技術】図5(a),(b)は従来の光線分割器
の一例を示す光軸に沿う断面図である。図5(a)に示
した光線分割器は、1枚の平行平板21の第1面21a
に部分反射コート22が施されたハーフミラー型のもの
である。又、同図(b)に示した光線分割器は、直角二
等辺三角柱プリズム23を2枚を張り合わせ、この張り
合わせ面に部分反射コート22が施されたハーフプリズ
ム型のものである。これらの光線分割器に施されている
部分反射コート22は、入射光の一部を透過し一部を反
射する性質を有している。従って、前記各光線分割器
は、この部分反射コート22により入射光を透過光と反
射光とに分割できる。2. Description of the Related Art FIGS. 5A and 5B are cross-sectional views along an optical axis showing an example of a conventional beam splitter. The beam splitter shown in FIG. 5A has a first surface 21 a of one parallel flat plate 21.
Is a half mirror type in which a partial reflection coat 22 is provided. The beam splitter shown in FIG. 2B is a half prism type in which two right-angled isosceles triangular prisms 23 are bonded together and a partial reflection coat 22 is applied to the bonding surface. The partial reflection coat 22 applied to these beam splitters has a property of transmitting a part of incident light and reflecting a part of the incident light. Therefore, each of the beam splitters can split the incident light into the transmitted light and the reflected light by the partial reflection coat 22.
【0003】ところで、これらの光線分割器を用い、レ
ーザ光を分割する場合、次のような問題が発生する。即
ち、図5(a),(b)に示された光線分割器におい
て、夫々部分反射コート22が施されていない面におい
ても少量ながら反射光が生じ、これが図中破線で示され
ているような迷光となる。特に、図5(a)に示すハー
フミラー型の光線分割器の場合には、迷光24,25が
透過光及び反射光の光路に対して平行に位置的に少しず
れて発生するため、透過光及び反射光と不必要な干渉を
引き起こす。通常、光線分割器の部分反射コートが施さ
れている以外の面にも迷光防止のための反射防止コート
が施されるが、それでも入射光に対して強度比で約1%
の反射が生じる。When the laser beam is split by using these beam splitters, the following problem occurs. That is, in the light beam splitters shown in FIGS. 5A and 5B, a small amount of reflected light is generated even on the surface on which the partial reflection coating 22 is not applied, as indicated by broken lines in the figure. Stray light. In particular, in the case of the half-mirror type beam splitter shown in FIG. 5A, the stray light 24, 25 is slightly shifted in position parallel to the optical path of the transmitted light and the reflected light, so that the transmitted light And cause unnecessary interference with reflected light. Normally, an anti-reflection coating for preventing stray light is applied to the surface of the beam splitter other than the partial reflection coating, but it is still about 1% in intensity ratio with respect to the incident light.
Reflection occurs.
【0004】例えば、図5(a)に示されたハーフミラ
ー型の光線分割器において、平行平板21の第1面21
aに施された部分反射コート22は入射光を反射光と透
過光とに夫々50%ずつの強度比で分割する。ここで、
平行平板21の第2面21bに強度反射率1%の反射防
止コートが施されている場合、透過光が第2面21bで
1%更に第1面21aで50%夫々反射された後、第2
面21bを99%透過して生じる迷光24は、透過光に
対し約0.5%の強度比となる。これを振幅比に換算す
ると7%になる。そして、この迷光24は透過光と互い
に干渉し合い干渉縞を生じることになるが、この干渉縞
のコントラスト比は14%となり、測定誤差を誘発する
原因となる。一方、図5(b)に示されたようなハーフ
プリズム型の光線分割器の場合には、迷光が入射光路を
逆行し、レーザ光源の出力を不安定にさせるという問題
がある。[0004] For example, in a half mirror type beam splitter shown in FIG.
The partial reflection coat 22 applied to “a” divides incident light into reflected light and transmitted light at an intensity ratio of 50% each. here,
When an anti-reflection coating having an intensity reflectance of 1% is applied to the second surface 21b of the parallel flat plate 21, the transmitted light is reflected by 1% on the second surface 21b and further 50% on the first surface 21a, and then the second light is reflected on the second surface 21b. 2
The stray light 24 generated by transmitting 99% of the surface 21b has an intensity ratio of about 0.5% with respect to the transmitted light. This is converted to an amplitude ratio of 7%. The stray light 24 interferes with the transmitted light to generate interference fringes. The contrast ratio of the interference fringes is 14%, which causes a measurement error. On the other hand, in the case of the half-prism type beam splitter as shown in FIG. 5B, there is a problem that the stray light goes backward in the incident optical path and makes the output of the laser light source unstable.
【0005】このような迷光による悪影響を防ぐために
提案された光線分割器としては、例えば特開平4−76
513号公報に開示されたものがある。この光線分割器
は、図6(a)に示すように、楔型プリズム26の片面
に部分反射コート22を施すことにより、もう一方の面
で反射して生じる迷光の角度に関して、入射光,透過光
及び反射光の光軸に対しある程度の角度差をもたせるこ
とができる。よって、この光線分割器を適当な光学系と
共に用いることで、迷光を入射光,透過光及び反射光か
ら分割して除去することが可能となり、不必要な干渉を
防ぐことができる。[0005] A beam splitter proposed to prevent such an adverse effect due to stray light is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-76.
No. 513 is disclosed. As shown in FIG. 6 (a), this beam splitter applies the partial reflection coating 22 on one side of the wedge prism 26, thereby controlling the angle of the stray light generated by reflection on the other side. It is possible to make a certain angle difference with respect to the optical axis of the light and the reflected light. Therefore, by using this beam splitter together with an appropriate optical system, it becomes possible to separate stray light from incident light, transmitted light, and reflected light and remove it, thereby preventing unnecessary interference.
【0006】又、図6(b)に示す光線分割器は、特開
平5−127087号公報に開示されたものである。こ
の光線分割器は、非直角二等辺三角柱状プリズム27を
2つ張り合わせその張り合わせ面に部分反射コート22
が施されたハーフプリズム型のものである。この光線分
割器は、非直角二等辺三角柱状プリズム27の入射面及
び反射面で発生する迷光の角度に関して、入射光,透過
光及び反射光の光軸に対しある程度の角度差をもたせる
ことができる。従って、この光線分割器を用いても適当
な光学系を備えることで、迷光を入射光,透過光及び反
射光から分割して除去することが可能となり、不必要な
干渉を防ぐことができる。The beam splitter shown in FIG. 6 (b) is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-127087. This beam splitter comprises two non-rectangular isosceles triangular prisms 27 bonded together and a partial reflection coat 22
Is a half-prism type. This beam splitter can have a certain angle difference with respect to the optical axes of the incident light, the transmitted light and the reflected light with respect to the angles of the stray light generated on the entrance surface and the reflection surface of the non-rectangular isosceles triangular prism 27. . Therefore, even if this beam splitter is used, by providing an appropriate optical system, it becomes possible to separate stray light from incident light, transmitted light and reflected light and remove it, thereby preventing unnecessary interference.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図6
(a)に示した楔型プリズム26を用いたハーフミラー
型の光線分割器や、同図(b)に示した非直角二等辺三
角柱状プリズム27を用いたハーフミラー型の光線分割
器には、依然として以下のような不都合がある。図6
(a)に示された光線分割器では、透過光も入射光に対
し角度を有して進行するため、この光線分割器と共に用
いる光学系は構成が複雑になる。一方、図6(b)に示
された光線分割器では、非直角二等辺三角柱状プリズム
27においてその特有の構造及び加工方法から頂角付近
に内部歪みが発生しやすく、又これを除去することは困
難である。加えて、ハーフプリズム型の光線分割器の場
合、プリズム内の光路が長いため、プリズムの内部歪み
による影響を受けやすく、測定結果に誤差が含まれる虞
がある。However, FIG.
A half-mirror type beam splitter using a wedge-shaped prism 26 shown in (a) and a half-mirror type beam splitter using a non-rectangular isosceles triangular prism 27 shown in FIG. However, there are still the following disadvantages. FIG.
In the light beam splitter shown in FIG. 3A, the transmitted light also travels at an angle with respect to the incident light, so that the optical system used with this light beam splitter has a complicated configuration. On the other hand, in the light beam splitter shown in FIG. 6B, internal distortion is likely to occur near the apex angle in the non-rectangular isosceles triangular prism 27 due to its unique structure and processing method. It is difficult. In addition, in the case of the half-prism type beam splitter, since the optical path in the prism is long, the beam is easily affected by the internal distortion of the prism, and the measurement result may include an error.
【0008】そこで、上記問題点に鑑み、本発明は、透
過光を入射光に対して平行に且つ迷光を有効光の光路と
は異なる方向に射出させると共に、内部歪みによる影響
を受けにくい光線分割器を提供することを目的とする。Accordingly, in view of the above problems, the present invention provides a light beam splitting device that emits transmitted light in parallel to incident light and emits stray light in a direction different from the optical path of effective light, and is hardly affected by internal distortion. The purpose is to provide a vessel.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明による光線分割器は、全体として平行平板の
形状をなすように張り合わされた2枚以上の透明部材よ
り成り、光線分割面を形成する前記張り合わせ面の1つ
は前記平行平板の表明に対し所定の角度をなすように構
成されている。更に、本発明の光線分割器は、レーザ光
線を用いた光学顕微鏡の照明光導入手段として用いるこ
とが可能であり、この場合には発生する迷光が前記光学
顕微鏡の視野の外側に向かうように前記光線分割面と前
記平行平板の表面の角度が選定される。又、前記平行平
板は頂角の等しい2枚の楔形状の透明部材を用いて構成
し、前記楔型状の透明部材の頂角は0.5°以上5°以
下の範囲で選定されることが好ましい。In order to achieve the above object, a beam splitter according to the present invention comprises two or more transparent members bonded so as to form a parallel plate as a whole. One of the bonding surfaces to be formed is configured to make a predetermined angle with respect to the expression of the parallel plate. Furthermore, the beam splitter of the present invention can be used as illumination light introducing means for an optical microscope using a laser beam.In this case, the generated stray light is directed to the outside of the visual field of the optical microscope. The angle between the light splitting surface and the surface of the parallel plate is selected. In addition, the parallel plate is formed using two wedge-shaped transparent members having the same apex angle, and the apex angle of the wedge-shaped transparent member is selected in a range of 0.5 ° or more and 5 ° or less. Is preferred.
【0010】[0010]
【発明の実施の形態】図1は本発明による光線分割器の
構成を示す光軸に沿う断面図である。本発明の光線分割
器1は、透明部材1a,1bが張り合わされ全体として
平行平板の形状をなすように構成されている。透明部材
1a,1bの張り合わせ面(光線分割面1c)には部分
反射コート2が施されている。又、光線分割器1の第1
面(光線の入射面)1d及び第2面(光線の射出面)1
eには夫々反射防止コート3が施されている。光線分割
面1cは第1面1d及び第2面1eに対して微小な角度
を有している。FIG. 1 is a sectional view taken along the optical axis showing the configuration of a light beam splitter according to the present invention. The light beam splitter 1 of the present invention is configured such that the transparent members 1a and 1b are attached to each other and have a parallel plate shape as a whole. A partial reflection coat 2 is applied to the bonding surfaces (light beam splitting surfaces 1c) of the transparent members 1a and 1b. Also, the first of the beam splitter 1
Surface (light incident surface) 1d and second surface (light emitting surface) 1
Each of e is provided with an anti-reflection coat 3. The light splitting surface 1c has a small angle with respect to the first surface 1d and the second surface 1e.
【0011】本発明の光線分割器1は全体として平行平
板に構成されているため、第1面1dへの入射光と、光
線分割器1の内部を透過し第2面1eから射出する射出
光とが平行になる。又、光線分割面1cは第1面1d及
び第2面1eに対して微小な角度を有しているため、入
射光の一部が第1面1dで反射して生じた迷光4は、入
射光や光線分割面1cを透過又は反射した透過光,反射
光の何れに対してもある程度の角度が形成されるように
なる。よって、迷光4と入射光,透過光及び反射光との
干渉を防止できる。更に、この光線分割器1と共に適当
な光学系を用いれば、迷光4を入射光,透過光及び反射
光から分割し除去することも可能になる。又、透明部材
1a,1bに薄い透明部材を用いることにより、光線分
割器1内部の光路が短くなり、内部歪みによる影響を受
けにくくなる。Since the light beam splitter 1 of the present invention is formed as a parallel plate as a whole, light incident on the first surface 1d and light emitted through the inside of the light beam splitter 1 and emitted from the second surface 1e. And become parallel. Further, since the light beam splitting surface 1c has a small angle with respect to the first surface 1d and the second surface 1e, the stray light 4 generated by reflecting a part of the incident light on the first surface 1d is A certain angle is formed with respect to any of the transmitted light and the reflected light transmitted or reflected by the light or the light beam splitting surface 1c. Therefore, interference between the stray light 4 and the incident light, the transmitted light, and the reflected light can be prevented. Furthermore, if an appropriate optical system is used together with the light beam splitter 1, the stray light 4 can be split and removed from incident light, transmitted light and reflected light. In addition, by using thin transparent members for the transparent members 1a and 1b, the optical path inside the light beam splitter 1 is shortened, and is less affected by internal distortion.
【0012】更に、本発明の光線分割器1がレーザ光源
を用いた光学顕微鏡の照明光導入手段として用いられる
場合には、光線分割器1により発生する迷光が前記光学
顕微鏡の視野の外側に向かうように光線分割面1cと第
1面1d及び第2面1eの角度を選定すればよい。この
ようにすることで、光線分割面1cを透過した光が第2
面1eにより反射されて生じる迷光5,6や、光線分割
面1cにより反射された光が更に第1面1dにより反射
されて生じる迷光7,8を、反射光や透過光の光軸と角
度をもたせることができる。よって、この場合にも適当
な光学系を備えることにより、前記迷光5,6,7,8
を除去することが可能になる。Further, when the light beam splitter 1 of the present invention is used as illumination light introducing means for an optical microscope using a laser light source, the stray light generated by the light beam splitter 1 goes outside the field of view of the optical microscope. Thus, the angles of the light beam splitting surface 1c, the first surface 1d, and the second surface 1e may be selected. By doing so, the light transmitted through the light beam splitting surface 1c is
The stray lights 5 and 6 generated by the light reflected by the surface 1e and the stray lights 7 and 8 generated by the light reflected by the light splitting surface 1c being further reflected by the first surface 1d are converted into angles with the optical axes of the reflected light and the transmitted light. Can be given. Therefore, also in this case, by providing an appropriate optical system, the stray light 5, 6, 7, 8
Can be removed.
【0013】又、本発明の光線分割器1を構成する透明
部材1a,1bに、頂角の等しい2枚の楔形状プリズム
を用いれば、より好ましい。この場合、頂角の方向を互
い違いにしてその楔形状のプリズムを接合することで、
容易に平行平板の形状を形成することができる。このと
きの光線分割器1内部の光路を図2に示す。図2におい
て、透明部材1a,1bの頂角をΔ、屈折率をnとす
る。入射光の第1面1dへの入射角をθ、第1面1dか
らの光の射出角をθ1 とすると、部分反射コート2が施
された光線分割面1c面への入射角及びここでの反射角
は双方ともθ1 +Δとなる。そして、光線分割面1cで
反射された光線は再度第1面1dへ入射角θ1 +2Δで
入射する。又、第1面1dからの光線の射出角をθ2 と
する。以下、入射光と反射光とが直交する条件を求め
る。It is more preferable to use two wedge-shaped prisms having the same apex angle for the transparent members 1a and 1b constituting the light beam splitter 1 of the present invention. In this case, the wedge-shaped prisms are joined by staggering the direction of the apex angle,
The shape of a parallel plate can be easily formed. FIG. 2 shows an optical path inside the light beam splitter 1 at this time. In FIG. 2, the apex angle of the transparent members 1a and 1b is Δ, and the refractive index is n. Assuming that the incident angle of the incident light on the first surface 1d is θ and the emission angle of the light from the first surface 1d is θ 1 , the incident angle on the light splitting surface 1c on which the partial reflection coating 2 is applied and Are both θ 1 + Δ. Then, the light beam reflected by the light beam splitting surface 1c is incident again on the first surface 1d at an incident angle θ 1 + 2Δ. Also, the emission angle of the light beam from the first surface 1d is assumed to be θ 2 . Hereinafter, a condition that the incident light and the reflected light are orthogonal to each other will be obtained.
【0014】まず、周知のスネルの法則、即ち、 を用いると、 の関係が成立する。この式(2)を解くと、 が得られる。この式(3)において、前記頂角Δの値が
十分小さいときは、 と近似できる。First, the well-known Snell's law, With, Is established. Solving this equation (2) gives Is obtained. In this equation (3), when the value of the apex angle Δ is sufficiently small, Can be approximated.
【0015】又、第1面1dにおける入射光の反射によ
り生じる迷光4は、反射角θで射出される。よって、迷
光4と反射光とのなす角は、 となる。尚、この角度は、後述するように、他の光路で
生じる迷光の透過光又は反射光に対する角度とほぼ等し
いので、この式(5)より、各光路で生じる迷光を所定
の角度で本来の光路から除去するために必要な頂角Δの
値を求めることができる。The stray light 4 generated by the reflection of the incident light on the first surface 1d is emitted at a reflection angle θ. Therefore, the angle between the stray light 4 and the reflected light is Becomes Since this angle is substantially equal to the angle of the stray light generated in another optical path with respect to the transmitted light or the reflected light, as described later, the stray light generated in each optical path is converted into the original optical path at a predetermined angle according to Expression (5). Of the apex angle Δ required to remove the peak angle from the angle .DELTA.
【0016】又、本発明の光線分割器1を光学顕微鏡の
照明光導入手段として用いる場合、前記透明部材1a,
1bの頂角Δの値は0.5〜5°の範囲であることが望
ましい。現在市販されている光学顕微鏡の多くは、対物
レンズで物体上の一点からの光束を平行光束にし結像レ
ンズでその平行光束を像面上の一点に集光させる、所謂
無限遠光学系を採用している。このような無限遠光学系
の場合、対物レンズと結像レンズとの間の領域内を進行
する光線が光軸となす角をαとするとき、その光線の像
面上の像高hと、結像レンズの焦点距離fとの間には、 で示される関係がある。従って、対物レンズと結像レン
ズとの間の領域において、結像にかかわる光線の条件
は、結像の最大像高hmax として、 の関係が成立する。When the beam splitter 1 of the present invention is used as illumination light introducing means for an optical microscope, the transparent member 1a,
It is desirable that the value of the apex angle Δ of 1b be in the range of 0.5 to 5 °. Many optical microscopes on the market today use a so-called infinity optical system in which an objective lens converts a light beam from one point on an object into a parallel light beam and focuses the parallel light beam on a single point on the image plane with an imaging lens. doing. In the case of such an infinite optical system, when an angle formed by a light beam traveling in a region between the objective lens and the imaging lens with the optical axis is α, an image height h on the image plane of the light beam; Between the focal length f of the imaging lens, There is a relationship indicated by Accordingly, in the region between the objective lens and the imaging lens, the conditions of the light beam according to image as the maximum image height h max of the imaging, Is established.
【0017】一般に、照明光導入手段としての光線分割
器は、対物レンズと結像レンズとの間に形成される平行
光束中に配置される。従って、本発明の光線分割器1で
発生する迷光が視野から外れる条件は、 となり、この式(8)より好適な頂角Δを求めることが
できる。又、通常、照明光導入手段に用いられる透明部
材の屈折率nは1.5〜1.8程度であり、顕微鏡にお
ける結像の最大像高hmax は7〜13.25mm、結像
レンズの焦点距離fは160〜200mmであるので、
少なくとも前記Δの値は0.5°以上であることが必要
となる。尚、頂角Δを必要以上に大きくすると光線分割
器全体の厚みが増すため、5°を越える頂角Δは好まし
くない。Generally, a light beam splitter as illumination light introducing means is disposed in a parallel light beam formed between an objective lens and an imaging lens. Therefore, the condition that the stray light generated by the beam splitter 1 of the present invention deviates from the visual field is as follows. From Equation (8), a suitable apex angle Δ can be obtained. Also, the refractive index n of the transparent member used for the illumination light introducing means is usually about 1.5 to 1.8, the maximum image height h max of the microscope image is 7 to 13.25 mm, Since the focal length f is 160 to 200 mm,
At least the value of Δ needs to be 0.5 ° or more. If the vertex angle Δ is made larger than necessary, the thickness of the entire beam splitter increases, so that the vertex angle Δ exceeding 5 ° is not preferable.
【0018】以下、図3をも参照しながら、本発明の実
施例を示す。Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
【0019】実施例 本実施例の光線分割器11は、図1に示された透明部材
1a,1bに、屈折率が1.5で頂角1°の楔型プリズ
ム11a,11bを用い、これら2枚を互い違いに張り
合わせて全体として平行平板を形成して構成されてい
る。又、楔型プリズム11a,11bの接合面(光線分
割面11c)には部分反射コート2が施されている。更
に、この光線分割器11の第1面(光線の入射面)11
d及び第2面(光線の射出面)11eにも反射防止コー
ト3が施されている。以下、図3に基づき本実施例の光
線分割器11の作用を説明する。但し、図中の細線は各
境界面における法線を示すものである。[0019] Example beam splitter 11 of this embodiment, the transparent member 1a shown in FIG. 1, in 1b, apex angle 1 ° wedge prism 11a, and 11b using a refractive index of 1.5, these The two sheets are alternately stuck together to form a parallel plate as a whole. Further, a partial reflection coat 2 is applied to a joint surface (light beam dividing surface 11c) of the wedge-shaped prisms 11a and 11b. Further, the first surface (light incident surface) 11 of the light beam splitter 11
The antireflection coat 3 is also applied to d and the second surface (light emission surface) 11e. Hereinafter, the operation of the light beam splitter 11 of this embodiment will be described with reference to FIG. However, the thin line in the figure indicates a normal line at each boundary surface.
【0020】本実施例の光線分割器11の第1面11d
に対する入射光線の入射角は43.1°に設定されてい
る。又、光線分割器11の各境界面において、光線の射
出角は、前述のスネルの法則に従い反射角の大きさと等
しくなっている。本実施例の光線分割器11において、
まず、入射光は第1面11dに入射角43.1°の角度
で入射し、第1面11dから射出角27.1°の角度で
射出される。そして、この光は部分反射コート2が施さ
れた光線分割面11cに対し入射角28.1°で入射す
る。ここで、入射光は、部分反射コート2によって定め
られる所定の強度比で、透過光と反射光とに分割され
る。透過光は、射出角28.1°で光線分割面11cか
ら射出された後、入射角27.1°で第2面11eに入
射し、第2面11eからは射出角43.1°で射出され
る。一方、光線分割面11cからの反射光は、反射角2
8.1°の角度をもって光線分割面11cから射出され
た後、入射角29.1°で再度第1面11dに入射し第
1面11dからは射出角46.9°の角度で射出され
る。従って、この光線分割器11による透過光は入射光
と平行に射出され、又反射光は入射光に対し垂直な方向
へ射出されることになる。The first surface 11d of the beam splitter 11 according to the present embodiment.
Is set to 43.1 °. At each boundary surface of the light beam splitter 11, the exit angle of the light beam is equal to the magnitude of the reflection angle in accordance with Snell's law described above. In the beam splitter 11 of the present embodiment,
First, incident light enters the first surface 11d at an incident angle of 43.1 °, and is emitted from the first surface 11d at an emission angle of 27.1 °. Then, this light is incident on the light beam splitting surface 11c on which the partial reflection coating 2 is applied at an incident angle of 28.1 °. Here, the incident light is split into transmitted light and reflected light at a predetermined intensity ratio determined by the partial reflection coat 2. The transmitted light is emitted from the light splitting surface 11c at an emission angle of 28.1 °, enters the second surface 11e at an incident angle of 27.1 °, and is emitted from the second surface 11e at an emission angle of 43.1 °. Is done. On the other hand, the reflected light from the light beam splitting surface 11c has a reflection angle of 2
After being emitted from the light beam splitting surface 11c at an angle of 8.1 °, it is incident again on the first surface 11d at an incident angle of 29.1 ° and is emitted from the first surface 11d at an angle of 46.9 °. . Therefore, the light transmitted by the beam splitter 11 is emitted in parallel with the incident light, and the reflected light is emitted in a direction perpendicular to the incident light.
【0021】本実施例の光線分割器11の第1面11d
及び第2面11eにも反射防止コート3が夫々施されて
いるが、それにもかかわらずそこで約1%の光が反射し
て迷光となる。図3中の破線は、光線分割器11の各境
界面で反射されて発生する迷光のうち主なものの進行方
向を示している。The first surface 11d of the beam splitter 11 according to this embodiment
The antireflection coating 3 is also applied to the second surface 11e, and, nevertheless, about 1% of the light is reflected there and becomes stray light. The broken line in FIG. 3 indicates the traveling direction of the main one of the stray light generated by being reflected at each boundary surface of the light beam splitter 11.
【0022】入射光が光線分割器11の第1面11dで
反射されて発生する迷光4は、反射角43.1°で第1
面11dで反射されるため、反射光とは3.8°の角度
をなす。又、第1面11d及び光線分割面11cを透過
した光の一部は、第2面11eで反射角27.1°の角
度をもって反射され、入射角26.1°で光線分割面1
1cに入射する。更に、この光は光線分割面11cから
射出角29.1°で射出され第1面11dに入射角2
7.1°で入射した後、ここから射出角43.1°の角
度で射出されて迷光5となる。この迷光5は迷光4と平
行で反射光とは3.8°の角度をなす。又、前記第2面
11eから光線分割面11cへ入射角26.1°で入射
した光線は一方で反射角26.1°で反射され、第2面
11eに入射角25.1°で入射し射出角39.5°で
射出されて迷光6となる。この迷光6は透過光と3.6
°の角度をなす。The stray light 4 generated when the incident light is reflected by the first surface 11d of the light beam splitter 11 has a reflection angle of 43.1 ° and the first stray light.
Since the light is reflected by the surface 11d, it forms an angle of 3.8 ° with the reflected light. A part of the light transmitted through the first surface 11d and the light splitting surface 11c is reflected at the second surface 11e at an angle of reflection of 27.1 °, and at an incident angle of 26.1 °, the light splitting surface 1c.
1c. Further, this light is emitted from the light splitting surface 11c at an emission angle of 29.1 °, and is incident on the first surface 11d at an incident angle of 29.1 °.
After entering at an angle of 7.1 °, the light is emitted from this at an angle of 43.1 ° to become stray light 5. The stray light 5 is parallel to the stray light 4 and forms an angle of 3.8 ° with the reflected light. On the other hand, a light ray incident from the second surface 11e to the light beam splitting surface 11c at an incident angle of 26.1 ° is reflected at a reflection angle of 26.1 °, and is incident on the second surface 11e at an incident angle of 25.1 °. The light is emitted at an emission angle of 39.5 ° and becomes stray light 6. This stray light 6 is transmitted light and 3.6
Make an angle of °.
【0023】更に、反射光の一部は第1面11dにおい
て反射角29.1°で反射され光線分割面11cを透過
した後、第2面11eに入射角29.1°で入射し射出
角46.9°で射出されて迷光7となる。この迷光7は
透過光と3.8°の角度をなす。又、前記第1面11d
で反射され光線分割面11cに入射した光の一部は入射
角と同等の反射角30.1°で反射された後、第1面1
1dに入射角31.1°で入射し射出角50.8°で射
出されて迷光8となる。この迷光8は反射光と3.9°
の角度をなす。Further, a part of the reflected light is reflected at the first surface 11d at a reflection angle of 29.1 °, passes through the light beam splitting surface 11c, enters the second surface 11e at an incident angle of 29.1 °, and exits. The light is emitted at 46.9 ° and becomes stray light 7. The stray light 7 makes an angle of 3.8 ° with the transmitted light. Also, the first surface 11d
A part of the light reflected on the light splitting surface 11c is reflected at a reflection angle 30.1 °, which is equivalent to the incident angle, and then reflected on the first surface 1
The light enters 1d at an incident angle of 31.1 °, is emitted at an emission angle of 50.8 °, and becomes stray light 8. This stray light 8 is 3.9 ° with the reflected light.
At an angle.
【0024】このように、光線分割器11の光線分割面
11c,第1面11d及び第2面11e間において繰り
返される反射によって発生する迷光は、入射光に対して
はもとより透過光及び反射光に対しても3.6°以上の
角度を有している。従って、適当な光学系をこの光線分
割器11と組み合わせて用いることにより、前記迷光を
入射光,透過光及び反射光から分離し除去することがで
きる。As described above, stray light generated by repeated reflection between the light beam splitting surface 11c, the first surface 11d, and the second surface 11e of the light beam splitter 11 is not only incident light but also transmitted light and reflected light. Also, it has an angle of 3.6 ° or more. Therefore, by using an appropriate optical system in combination with the beam splitter 11, the stray light can be separated and removed from incident light, transmitted light and reflected light.
【0025】一方で、本実施例の光線分割器11におい
ても、迷光5を発生する原因となる光線の一部が第1面
11dによって反射されることにより発生する迷光9
や、迷光7を発生する原因となる光線の一部が第2面1
1eによって反射されることにより発生する迷光10
等、透過光或いは反射光と平行になる迷光も発生する。
しかし、それらは何れも部分反射コート2や反射防止コ
ート3が施されている境界面を2回以上透過又は反射さ
れて発生したものであるため、その有効光に対する強度
比は約0.0025%以下となる。これを振幅比になお
せば0.5%となる。よって、それら迷光と本実施例の
光線分割器11における透過光又は反射光とによって生
じる干渉縞のコントラスト比は前記振幅比の2倍の約1
%であり、実用上問題はない。On the other hand, also in the light beam splitter 11 of the present embodiment, the stray light 9 generated when a part of the light beam which causes the stray light 5 is reflected by the first surface 11d.
Some of the light rays that cause the stray light 7 are generated on the second surface 1.
1e is generated by being reflected by 1e
For example, stray light parallel to transmitted light or reflected light also occurs.
However, since each of them is generated by being transmitted or reflected twice or more on the boundary surface where the partial reflection coat 2 or the antireflection coat 3 is applied, the intensity ratio to the effective light is about 0.0025%. It is as follows. If this is converted into an amplitude ratio, it becomes 0.5%. Therefore, the contrast ratio of the interference fringes generated by the stray light and the transmitted light or the reflected light in the light beam splitter 11 of the present embodiment is about 1 which is twice the amplitude ratio.
%, And there is no practical problem.
【0026】更に、図4は本実施例による光線分割器1
1をレーザ偏光顕微鏡に使用した例を示す図である。こ
こに示すように、光線の進行方向に向かって順に、レー
ザ光源12,本実施例の光線分割器11,対物レンズ1
3,検光子14,結像レンズ15,絞り16,及び撮像
素子17が配置されて構成される。FIG. 4 shows a light beam splitter 1 according to this embodiment.
1 is a diagram showing an example in which No. 1 is used for a laser polarization microscope. As shown here, the laser light source 12, the light beam splitter 11 of this embodiment, and the objective lens 1 are arranged in this order in the traveling direction of the light beam.
3, an analyzer 14, an imaging lens 15, a stop 16, and an image sensor 17 are arranged and configured.
【0027】レーザ光源12は、直線偏光したコヒーレ
ントな照明光を発する。光線分割器11はレーザ光源1
2より発せられた照明光を反射して対物レンズ13へ向
かわせる。対物レンズ13は、光線分割器11より入射
した照明光を標本18上に集光させ、且つ標本18で回
折して戻ってきた結像光を平行光にして元来た光路を逆
方向に向かわせる。そして、光線分割器11は対物レン
ズ13からの結像光を透過する。更に、検光子14は光
線分割器11を透過した結像光のうち照明光と直交する
偏光成分のみの光を透過し、結像レンズ15は検光子1
4を透過した平行な結像光を結像素子17上に集光す
る。尚、絞り16は、前記結像光の光路より外れた位置
を通る光線を除去するために、撮像素子17の前面に配
置されている。ここで、結像レンズ12の焦点距離は1
80mmであり、撮像素子17上の最大像高は11mm
である。このため、対物レンズ13と結像レンズ15と
の間の領域において光軸とのなす角度が3.5°以下の
光線のみが結像に寄与し、光軸とのなす角度が3.5°
を越える光線は絞り16によって除去される。The laser light source 12 emits linearly polarized coherent illumination light. The beam splitter 11 is a laser light source 1
The illumination light emitted from 2 is reflected and directed to the objective lens 13. The objective lens 13 focuses the illumination light incident from the light beam splitter 11 on the sample 18, and converts the imaging light diffracted by the sample 18 and returned to parallel light into the original optical path in the opposite direction. Dodge. Then, the beam splitter 11 transmits the image forming light from the objective lens 13. Further, the analyzer 14 transmits only light having a polarization component orthogonal to the illumination light out of the imaging light transmitted through the light beam splitter 11, and the imaging lens 15 transmits the analyzer 1.
The parallel imaging light transmitted through 4 is focused on the imaging element 17. The stop 16 is disposed on the front surface of the image sensor 17 to remove a light beam that passes through a position deviated from the optical path of the image forming light. Here, the focal length of the imaging lens 12 is 1
80 mm, and the maximum image height on the image sensor 17 is 11 mm
It is. Therefore, in the region between the objective lens 13 and the imaging lens 15, only light rays whose angle with the optical axis is 3.5 ° or less contribute to image formation, and the angle with the optical axis is 3.5 °.
Are removed by the stop 16.
【0028】ところで、図4に示したレーザ偏光顕微鏡
においては、照明光が光線分割器11で反射される際
に、図3で示したような経路で迷光4乃至8が発生す
る。しかし、これらの迷光は何れも光軸と3.8°以上
の角度を保って進行するため、標本18上において視野
の外側に集光され、観察には直接影響しない。又、結像
光が光線分割器11を透過する際にも前記と同様に迷光
が発生するが、これは結像光と3.6°以上の角度を保
って進行するため、絞り16により除去され観察に影響
を及ぼすようなことはない。By the way, in the laser polarization microscope shown in FIG. 4, when the illumination light is reflected by the light beam splitter 11, stray lights 4 to 8 are generated along the path shown in FIG. However, since all of these stray lights travel at an angle of 3.8 ° or more with respect to the optical axis, they are condensed outside the field of view on the specimen 18 and do not directly affect observation. Also, when the imaging light passes through the beam splitter 11, stray light is generated in the same manner as described above. However, since this travels at an angle of 3.6 ° or more with the imaging light, it is removed by the stop 16. It does not affect the observation.
【0029】又、このレーザ偏光顕微鏡において、全体
として平行平板よりなる本実施例の光線分割器11を用
いることにより、入射光の光軸に対して透過光の光軸が
折れ曲がることはなく、真っ直ぐな観察系を構成でき
る。更に、この光線分割器11は薄い楔型プリズム11
a,11bにより構成されているため、光線分割器11
自身も薄い平行平板となっている。よって、この光線分
割器11を図4に示したようなレーザ偏光顕微鏡に用い
ても、光線分割器11の内部歪みによる影響は小さく、
感度の高い偏光観察をすることができる。Further, in this laser polarization microscope, by using the light beam splitter 11 of the present embodiment, which is made of a parallel plate as a whole, the optical axis of the transmitted light does not bend with respect to the optical axis of the incident light, but is straightened. A simple observation system can be configured. Furthermore, this beam splitter 11 is a thin wedge prism 11
a, 11b, the light beam splitter 11
It is itself a thin parallel plate. Therefore, even if this beam splitter 11 is used for a laser polarization microscope as shown in FIG.
Polarization observation with high sensitivity can be performed.
【0030】[0030]
【発明の効果】上述のように、本発明の光線分割器によ
れば、迷光は入射光,透過光及び反射光と一定の角度を
保って進行するため、適当な光学系構成により迷光を除
去することが可能になる。又、この光線分割器によれ
ば、入射光の光軸と透過光の光軸とを平行にすることが
でき、内部歪みを原因とする不具合もない。As described above, according to the beam splitter of the present invention, the stray light travels at a certain angle with the incident light, transmitted light and reflected light, so that the stray light is removed by an appropriate optical system configuration. It becomes possible to do. Further, according to this beam splitter, the optical axis of the incident light and the optical axis of the transmitted light can be made parallel, and there is no problem due to internal distortion.
【図1】本発明による光線分割器の構成を示す光軸に沿
う断面図である。FIG. 1 is a sectional view along an optical axis showing a configuration of a light beam splitter according to the present invention.
【図2】本発明の光線分割器内部の光路を説明するため
の図である。FIG. 2 is a diagram for explaining an optical path inside a light beam splitter according to the present invention.
【図3】本発明の実施例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an embodiment of the present invention.
【図4】図4に示した光線分割器をレーザ偏光顕微鏡に
用いた一例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an example in which the beam splitter shown in FIG. 4 is used in a laser polarization microscope.
【図5】(a)は従来のハーフミラー型の光線分割器の
構成を示す光軸に沿う断面図である。(b)は従来のハ
ーフプリズム型の光線分割器の構成を示す光軸に沿う断
面図である。FIG. 5A is a cross-sectional view along the optical axis showing a configuration of a conventional half mirror type beam splitter. (B) is a cross-sectional view along the optical axis showing the configuration of a conventional half-prism beam splitter.
【図6】(a)は従来の楔型プリズムを用いたハーフミ
ラー型の光線分割器の構成を示す光軸に沿う断面図であ
る。(b)は従来の非直角二等辺三角柱状プリズムを用
いたハーフプリズム型の光線分割器の構成を示す光軸に
沿う断面図である。FIG. 6A is a cross-sectional view along the optical axis showing a configuration of a half-mirror type beam splitter using a conventional wedge-shaped prism. (B) is a cross-sectional view along the optical axis showing a configuration of a conventional half-prism type beam splitter using a non-rectangular isosceles triangular prism.
1,11 光線分割器 1a,1b 透明部材 1c,11c 光線分割面 1d,11d,21a 第1面 1e,11e,21b 第2面 2,22 部分反射コート 3 反射防止コート 4,5,6,7,8,9,10,24,25 迷光 11a,11b,26 楔型プリズム 12 レーザ光源 13 対物レンズ 14 検光子 15 結像レンズ 16 絞り 17 撮像素子 18 標本 21 平行平板 23 直角二等辺三角柱プリズム 27 非直角二等辺三角柱プリズム 1,11 Light beam splitter 1a, 1b Transparent member 1c, 11c Light beam splitting surface 1d, 11d, 21a First surface 1e, 11e, 21b Second surface 2,22 Partial reflection coating 3 Antireflection coating 4,5,6,7 , 8, 9, 10, 24, 25 Stray light 11a, 11b, 26 Wedge prism 12 Laser light source 13 Objective lens 14 Analyzer 15 Imaging lens 16 Aperture 17 Image sensor 18 Sample 21 Parallel plate 23 Right-angled isosceles triangular prism 27 Non Right angle isosceles triangular prism
Claims (4)
張り合わされた2枚以上の透明部材より成り、光線分割
面を形成する前記張り合わせ面の1つは前記平行平板の
表面に対し所定の角度をなすように構成された光線分割
器。1. An image forming apparatus comprising: two or more transparent members bonded together so as to form a parallel plate as a whole; one of the bonding surfaces forming a light beam splitting surface having a predetermined angle with respect to the surface of the parallel plate; A beam splitter configured to form
導入手段として用いられ、発生する迷光が前記光学顕微
鏡の視野の外側に向かうように前記光線分割面と前記平
行平板の表面の角度が選定された請求項1に記載の光線
分割器。2. An angle between the light splitting surface and the surface of the parallel plate is selected so as to be used as illumination light introducing means of an optical microscope using a laser light source and to generate generated stray light to the outside of the visual field of the optical microscope. The beam splitter according to claim 1, wherein
状の透明部材により構成されている請求項1又は2に記
載の光線分割器。3. The beam splitter according to claim 1, wherein the parallel plate is formed of two wedge-shaped transparent members having the same apex angle.
0.5°以上5°以下である請求項3に記載の光線分割
器。4. The beam splitter according to claim 3, wherein a vertex angle of the wedge-shaped transparent member is 0.5 ° or more and 5 ° or less.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21461097A JPH1152111A (en) | 1997-08-08 | 1997-08-08 | Light beam splitter |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21461097A JPH1152111A (en) | 1997-08-08 | 1997-08-08 | Light beam splitter |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1152111A true JPH1152111A (en) | 1999-02-26 |
Family
ID=16658579
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP21461097A Pending JPH1152111A (en) | 1997-08-08 | 1997-08-08 | Light beam splitter |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH1152111A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008046162A (en) * | 2006-08-10 | 2008-02-28 | Canon Inc | Reflecting optical element and imaging device |
-
1997
- 1997-08-08 JP JP21461097A patent/JPH1152111A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008046162A (en) * | 2006-08-10 | 2008-02-28 | Canon Inc | Reflecting optical element and imaging device |
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