JPH11296900A

JPH11296900A - 光学装置

Info

Publication number: JPH11296900A
Application number: JP10098859A
Authority: JP
Inventors: Nobuyuki Hashimoto; 信幸橋本
Original assignee: Citizen Watch Co Ltd
Current assignee: Citizen Watch Co Ltd
Priority date: 1998-04-10
Filing date: 1998-04-10
Publication date: 1999-10-29
Anticipated expiration: 2018-04-10
Also published as: JP4668365B2

Abstract

(57)【要約】【課題】光学系の光利用効率をあまり下げることなく
電気的に簡単に光学系の開口数を切り替え可能な光学装
置を提供する事を目的とする。【解決手段】レーザー光を出射するレーザー光源と該
レーザー光を集光する集光光学系から構成される光学装
置において、光路中にレーザー光を回折する回折光学素
子を設置し、該回折光学素子は電気信号により回折機能
が制御され、且つ制御される領域は集光光学系で集光さ
れる光束の一部分の領域に作用する事を特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は光学系の実効的な開
口数を切り替える技術、特に最近の光ディスク装置の光
ピックアップにおいて実効的な開口数を切り替え、ＤＶ
ＤやＣＤ−ＲＯＭ用といった異なる開口数から構成され
る光ピックアップを一つの光ピックアップで共用可能と
する技術に属する。

【０００２】

【従来の技術】従来技術の理解を容易にするため、光学
系の開口数について簡単に説明する。幾何光学的にほぼ
無収差で設計された光学系においては点像は無限小のス
ポットで結像されるが、実際は光の波動性による回折の
影響でスポットは有限の広がりを持つ。この時、結像も
しくは集光に寄与する光学系の開口数をＮＡとすると、
スポットの広がりの物理的定義はｋ×λ÷ＮＡで表され
る。ここでλは光の波長、ｋは光学系に定まる定数で普
通は１から２前後の値をとる。ＮＡは光学系の有効入射
瞳直径Ｄ（一般的には有効光束の直径）と焦点距離ｆの
比Ｄ／ｆに比例する。この式で表されるスポットの広が
りが理論解像限界となり回折限界といわれる。

【０００３】先の式から明らかなように、光学系の理論
解像度は開口数に大きく左右される。一般に光ディスク
の場合の光ピックアップの集光光学系の開口数はＣＤや
ＣＤ−ＲＯＭ用では０．４５程度、ＤＶＤ（デジタルバ
ーサタイルディスク）用では０．６程度である。また光
ディスク基盤の厚さはＣＤ用が１．２ｍｍ、ＤＶＤ用が
０．６ｍｍと異なる事もありＣＤとＤＶＤとでは同一の
開口数を持つ集光光学系は共用不可能である。

【０００４】そこでこの問題を解決するため、一台の機
器の中に２台の光ピックアップを設置する方法や、光ピ
ックアップの集光レンズにホログラムを刻み二焦点にし
て同時に二種の開口を得る方法、あるいは液晶シャッタ
を用いて有効入射瞳径を切り替えて開口を切り替える方
法等が用いられている。

【０００５】次に、本発明に近い従来例を図７に示す。
これは光ディスクへの適用を前提としたものである。以
下図７に従って説明する。

【０００６】直線偏光レーザ光源７０１から出射しコリ
メートレンズ７０２で平面波にされた直線偏光７０３
は、その偏光軸７０４が紙面に平行であるＹ軸方向とす
る。直線偏光７０３は９０度ＴＮ（ツイストネマティッ
ク）型液晶素子７０５により偏光軸７０４の方向が９０
度回転しＸ軸方向となる。集光光学系７０６により直線
偏光７０３が集光される。この時、中央部が丸く切り抜
かれた偏光板７０７が集光光学系７０６の手前に設置さ
れ、その直線偏光透過軸はＹ軸方向であるとする。この
時、偏光板７０７と組み合わされた９０度ＴＮ型液晶素
子７０５の光シャッタ機能により、偏光板のくり貫かれ
た中央部を透過した直線偏光のみが集光に寄与する。Ｃ
Ｄの再生にはこの状態で使用する。

【０００７】一方、ＤＶＤの再生においては９０度ＴＮ
型液晶素子７０５にＺ方向の電界を加え、後に述べるホ
メオトロピックの状態にする。この状態では液晶素子に
旋光性が無くなるため直線偏光７０３は偏光板を透過す
る事ができ先の状態と比べ開口数が大きくなる。この状
態においても偏光板の持つ光吸収作用により光量が失わ
れる。また偏光板の中央部がくり貫かれているため、偏
光板を透過した直線偏光とそうでない直線偏光に偏光板
と空気の屈折率差に起因する光の位相差が生じ、回折限
界まで集光する事が困難となる。そのため、くり貫かれ
た中央部に直線偏光透過軸がＸ軸方向である同じ種類の
偏光板を設置すれば位相差の問題は解決するが、更に光
量が失われる事になる。

【０００８】集光光学系７０６で集光された集光スポッ
ト７０８は光ディスク７０９で反射されほぼ入射と同じ
光路をもどり、光分離素子７１０で分離された光束７１
１が別の集光光学系７１２で集光され、集光スポット７
１３が光検出素子７１４で検出される。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら一台の機
器に２つのピックアップを設置する事は機器構成が複雑
になり且つスペースの点でも不利になる。また集光レン
ズにホログラムを刻み二焦点にすると常にどちらか一方
の使われない不要な集光スポットを発生しているため、
光利用効率が低下する。これはＤＶＤ−Ｒすなわち書き
込み書き換え可能なＤＶＤのような大きな光量を必要と
する機器においては書き込み速度の低下の問題となる。
同様に液晶シャッタを用いる方法においても同じ問題が
生じる。

【００１０】そこで本発明は、レーザー光を出射するレ
ーザー光源とレーザー光を集光する集光光学系からなる
光学装置において、光路中に電気的に回折機能を制御可
能な回折光学素子を設置し且つ回折機能を集光光学系で
集光されるレーザー光束の一部分の領域に作用させる事
で、光利用効率が高く電気的に実効的な開口数を切り替
え可能な光学装置を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明における光学装置
は、少なくともレーザー光を出射するレーザー光源と該
レーザー光を回折する回折光学素子と該回折光学素子を
透過した光束を集光する集光光学系とから構成される光
学装置において、回折光学素子の回折機能は電気信号で
制御され、かつ制御される領域は集光光学系で集光され
る光束の一部分の領域に作用する事を特徴とする。

【００１２】また、前記回折光学素子は入射レーザー光
を０度回折する部位とθ度回折する部位とから構成さ
れ、該０度回折する部位は、集光光学系により利用され
る有効光束中の光軸を中心としたほぼ円形領域に作用
し、前記θ度回折する部位は、前記有効光束中の前記円
形領域以外の領域に作用し、前記回折光学素子の回折機
能は、電気信号で制御される事を特徴とする。

【００１３】また、レーザー光として直線偏光レーザー
光を、また電気信号で制御可能な回折光学素子として液
晶回折光学素子を用い、かつ該液晶回折光学素子は、平
行配向型液晶素子から構成され、前記直線偏光レーザー
光の偏光軸方向は、前記液晶回折光学素子の液晶分子配
向軸の方向とほぼ一致し、前記平行配向型液晶素子の位
相変調能力は、前記直線偏光レーザー光の波長の半波長
プラス波長の整数倍程度もしくは波長の整数倍程度とし
た事を特徴とする。

【００１４】

【発明の実施の形態】（第１の実施の形態）次に本発明
による第１の実施形態を図１に示す。簡単のため図１は
ＹＺ平面である２次元に投影して描いた。実際は光軸１
０９を回転軸とした回転対照となる。また本発明と直接
には関係しない検出光学系の部分は省いた。レーザー光
源１０１から出射し、コリメートレンズ１０２で平行平
面波にされたレーザー光１０３は回折光学素子１０４を
透過後、回折光学素子１０４の回折機能により回折す
る。回折光学素子１０４は入射光を０度回折する部位１
０５と、θ度回折する部位１０６とから構成される。

【００１５】θ度回折する部位１０６を透過しθ度回折
したレーザー光１０７は集光光学系１０８の光軸１０９
を中心としたほぼ円形領域１１０（斜線表示）以外に入
射する。この円形領域１１０は集光光学系１０８に本来
入射すべき有効光束１１１の一部分であり、有効光束１
１１による開口より小さくなっている事がわかる。ここ
では有効光束１１１による開口をＤＶＤ用に、円形領域
１１０による開口をＣＤ用に設定する。

【００１６】図１に示すようにθ度回折した領域の光束
は、光学結像の原理より光軸１０９からＹ軸方向に±ｆ
×ｔａｎ（θ）だけずれた点±Ｐ１に結像する。ここで
ｆは集光光学系１０８の焦点距離である。すなわちＣＤ
用の開口に設定した円形領域１１０を透過した光の結像
点Ｐに寄与しない。また回折角θの値が十分大きければ
θ度回折した領域の光束は集光光学系１０８にはまった
く入射しなくなる事もわかる。これらの状態での実効的
な開口はＣＤ用となる。

【００１７】次に回折光学素子１０４のθ度回折する部
位１０６の回折機能を電気信号により停止させ０度回折
する部位にする。この状態では有効光束１１１は回折光
学素子１０４をそのまま素通りし、集光光学系１０８に
より結像点Ｐに結像される。よってこの状態では実効的
な開口はＤＶＤ用となる。

【００１８】前項の説明で明らかなように、電気信号で
回折光学素子１０４の回折機能を制御することで集光光
学系１０８の実効的な開口数を切り替え可能となる。

【００１９】（第２の実施の形態）次に、図２に本発明
における第２の実施形態について説明する。基本的には
図１に示した第１の実施形態と同様であるが、電気信号
で容易に制御可能な回折光学素子として平行配向型液晶
からなる液晶回折光学素子を用いている。最初に本実施
形態の理解を容易にするため、平行配向型液晶の動作、
回折現象等について簡単に説明する。

【００２０】図３（ａ）（ｂ）は電気的に制御可能な一
般的な平行配向型液晶素子の構造と作用を模式的に表し
たものである。透明電極がコートされたガラス基盤３０
１に液晶分子３０２が挟まれている。入射側及び出射側
ガラス基盤は配向軸３０３の方向がＹ軸方向となってい
る。液晶分子３０２はその長軸方向を配向軸方向にそろ
える性質と、連続体として振る舞う性質とから図３
（ａ）に示す様に、液晶分子３０２は平行に並びこれを
平行配向もしくはホモジェニアス配向という。

【００２１】この平行配向型液晶素子に直線偏光３０４
が入射すると、その偏光軸が配向軸３０３と同方向のと
きは、液晶分子３０２の誘電異方性のため直線偏光３０
４は直線偏光を保ったまま液晶分子３０２の長軸方向に
沿って伝搬する。このさい液晶分子３０２の長軸方向の
屈折率をｎ１、液晶層厚をｄとすると液晶層内を進む直
線偏光３０４の光路長はｎ１×ｄとなる。

【００２２】次にガラス基盤３０１にコートされた透明
電極を介して液晶分子にＺ軸方向の電界を加えると、図
３（ｂ）に示す様に液晶分子３０２の長軸が電界の方向
であるＺ軸方向に並んで静止する。この状態をホメオト
ロピックという。このときは液晶層内を進む直線偏光３
０４はやはり直線偏光を保持したまま伝搬する。このと
き液晶分子３０２の短軸方向の屈折率をｎ２とすると液
晶層内を進む直線偏光３０４の光路長はｎ２×ｄとなる
事がわかる。すなわち電圧を加える前後で直線偏光３０
４に対する屈折率をｎ１からｎ２に、よって光路長を
（ｎ１-ｎ２)×ｄだけ変えたことになる。また加える電
圧を制御することでこれらの中間状態をつくる事も可能
である。また理想的に近いホモジェニアス状態にするに
は液晶層に液晶が電界で動き始める直前の微小な電圧を
加えておくと良いことも知られている。

【００２３】図４は一般的なバイナリー型のおよそ透明
な位相型回折格子による光の回折現象を表したもので、
簡単なため平面に投影した断面図で描いてある。ピッチ
Ｐで繰り返しｎ１とｎ２の異なる屈折率を持った厚さｄ
の位相型回折格子４０１にレーザー光４０２が入射する
と、回折効果により出射レーザー光が回折を起こす。こ
こでは簡単のためレーザー光４０２は位相型回折格子４
０１に対して垂直に入射するとする。このとき普通はそ
のまま素通りする光である０次光４０３と、それぞれθ
方向及び−θ方向に回折する１次光４０４及び−１次光
４０５が発生する（より回折角の大きい高次の回折光も
発生するが、割合が小さいため無視した）。このとき回
折角θはＳｉｎ（θ）＝λ／Ｐで決定される。ここでλ
はレーザー光４０２の波長である。

【００２４】このときレーザー光４０２に対するｎ１と
ｎ２の領域の面積がほぼ等しく、光路長差（ｎ１−ｎ
２）×ｄがλ／２＋ｎλ（ｎ：０，１，２・・・・）で
あるときこれをロンキー格子といい０次光４０３は消滅
する事が知られている。また光路長差（ｎ１−ｎ２）×
ｄがｍλ（ｍ：１，２，３・・・・）でかつピッチＰで
繰り返して屈折率をｎ１からｎ２まで連続的に滑らかに
変化させたとき、これをブレーズド格子といい１次光４
０４のみが発生する事が知られている。また実際はｎ１
からｎ２まで１６ステップ以上で段階的に変化させれば
ほぼ理想的なブレーズド格子になる事も知られ、これを
マルチレベルバイナリー格子という。また一般に位相型
回折格子は不透明な部分のある振幅型回折格子より光利
用効率が高く有利である。

【００２５】図５(ａ)(ｂ)は電気的に制御可能な液晶回
折光学素子５０１の断面構造を描いたものである。液晶
分子５０２はその長軸方向がＹ軸方向に一致して平行配
向され、長軸方向の屈折率をｎ１、短軸方向の屈折率を
ｎ２とする。また片側のガラス基盤にはストライプ状の
透明電極５０３がピッチＰで形成されている。またもう
片方のガラス基盤には透明電極がほぼ全面にコートされ
ている。このときこの液晶回折光学素子５０１にＹ軸方
向の直線偏光レーザー光５０４が入射する。

【００２６】このとき図５(ａ)に示すように液晶回折光
学素子５０１に電圧が加えられていないときは直線偏光
５０４に対して屈折率が一様にｎ１となる。従って回折
は起こらず直線偏光５０４は素通りして出射光５０８に
なる。厳密には透明電極５０３によりわずかな回折を生
じてしまうが、透明電極５０３の屈折率と液晶分子５０
２の長軸方向の屈折率とが同じになるようにすれば透明
電極５０３による回折は生じない。

【００２７】次に図５(ｂ)に示すように、透明電極５０
３に電源から十分な電圧を加えるとその部分の液晶分子
５０２はＺ軸方向の電界によりホメオトロピック状態と
なる。その結果、直線偏光５０４に対しピッチＰで屈折
率がｎ１とｎ２を繰り返す構造となる。従って図４とま
ったく同等なバイナリー型の位相型回折格子として機能
し、０次光５０５、１次光５０６、及び−１次光５０７
が発生する。この際、前述したロンキー格子の条件を満
たせば０次光５０５は発生しない。また同様に前述した
マルチレベルバイナリー格子の条件を満たせば１次光５
０６しか発生しない。しかしマルチレベル化のためには
透明電極５０３をより細かなピッチで刻み、かつ段階的
に電圧を変化させて加える必要がある。

【００２８】ここから図２を用いて本発明による第２の
実施形態を説明する。簡単のため図２はＹＺ平面である
２次元に投影して描いた。実際は光軸２０９を回転軸と
した回転対照となる。基本的には図１に示した実施形態
と同じであるが、電気的に制御可能な回折光学素子とし
て液晶回折光学素子２０５が用いられ、その基本的な構
造及び動作は図３及び図５と同じである。直線偏光であ
るレーザー光２０３の偏光軸の方向と液晶回折光学素子
２０５の液晶配向軸の方向はほぼ一致し共にＹ軸方向で
ある。

【００２９】直線偏光レーザー光源２０１から出射し、
コリメートレンズ２０２で平行平面波にされたレーザー
光２０３は液晶回折光学素子２０４を透過し回折を生じ
る。液晶回折光学素子２０４は入射光を０度回折する部
位２０５と、電源から電圧を加える事で回折素子として
機能し入射光をθ度回折する部位２０６とで構成され
る。

【００３０】θ度回折する部位２０６を透過しθ度回折
したレーザー光２０７は集光光学系２０８の光軸２０９
を中心としたほぼ円形領域２１０（斜線表示）以外に入
射する。この円形領域２１０は集光光学系２０８に本来
入射すべき有効光束２１１の一部分であり、有効光束２
１１によりつくられる開口より小さくなっている事がわ
かる。ここでは有効光束２１１による開口をＤＶＤ用
に、円形領域２１０による開口をＣＤ用に設定する。

【００３１】図２に示すようにθ度回折した領域の光束
は、光学結像の原理より光軸２０９からＹ軸方向に±ｆ
×ｔａｎ（θ）だけずれた点±Ｐ１に結像する。ここで
ｆは集光光学系２０８の焦点距離である。すなわちＣＤ
用の開口に設定した円形領域２１０を透過した光の結像
点Ｐに寄与しない。更にレンズ外周部に角度θで斜めに
入射する光であるから収差が大きく焦点を結ばない可能
性も考えられる。また回折角θの値が十分大きければθ
度回折した領域の光束は集光光学系２０８にはまったく
入射しなくなる事もわかる。これらの状態での実効的な
開口はＣＤ用となる。

【００３２】次に電圧印可を停止し液晶回折光学素子２
０４のθ度回折する部位２０６の回折機能を停止させ０
度回折する部位にする。この状態では有効光束２１１は
液晶回折光学素子２０４をそのまま素通りし、集光光学
系２０８により結像点Ｐに結像される。よってこの状態
では実効的な開口はＤＶＤ用となる。

【００３３】図６に液晶回折光学素子２０４の電極形状
を示す。中央に直径ｒの円形領域６０１があり、その外
周部に中心を円形領域６０１と同じくする同心円状の複
数の輪帯がピッチＰで配置された輪帯領域６０２があ
る。輪帯領域６０２には引き出し電極線６０３が配置さ
れ電極部６０４に接続される。電極部６０４から輪帯領
域６０２に適当な電圧を印可すれば輪帯領域６０２は回
折光学素子として機能する。円形領域６０１は０度回折
させる領域すなわち素通しの領域である。

【００３４】図２において０度回折する部位２０５は電
極や液晶層がなくても、また単にくり貫かれた素通しの
領域でも入射光は回折しないため基本的な効果は同じで
ある。しかしこの場合は液晶層がある領域と比べ光路長
が変わってしまうためＤＶＤ用に使用する際は入射直線
偏光の部分的な位相変調が生じる。よって集光光学系２
１０あるいはその他の光学系を用いて補正しなければな
らない可能性が生じる。

【００３５】ここで具体的な回折角θや回折した光の焦
点位置の光軸２０９からのＹ軸方向のずれ（図２でＰか
ら±Ｐ１の距離）の効果について試算する。一般的な液
晶素子の製造においては電極のピッチは２０ミクロン程
度で、また光ピックアップ用の集光レンズの焦点距離は
４ｍｍ程度、光源である半導体レーザーの波長は０．６
５ミクロン程度であるから回折角θは、前述した式（Ｓ
ｉｎ（θ）＝λ／Ｐ）より決められθの値は１．８６
度、従って前述した式（±ｆ×ｔａｎ（θ））よりずれ
量は約１３０ミクロンとなる。光ディスク装置の場合、
集光スポット直径は１ミクロン以下であるため十分なず
れ量である。

【００３６】図２で液晶回折光学素子２０４のθ度回折
する部位２０６は２１項で述べたロンキー格子の条件を
満たせば０次光は発生せず、前述したマルチレベルバイ
ナリー格子の条件を満たせば１次光しか発生しない。ロ
ンキー格子として用いた場合はそれぞれ±θ方向に回折
する±１次光が発生する。この場合は、図２や前述のず
れ量の式（±ｆ×ｔａｎ（θ））からも明らかなように
Ｐ１点には１次光と光軸２０９に対して対称な部分から
−θ方向に回折した−１次光がほぼ重なる。同様に−Ｐ
１点においては１次光と光軸２０９に対して対称な部分
から−θ方向に回折した−１次光がほぼ重なる。１次光
と−１次光は相対位相差は半波長のため両者が重なり干
渉し合うと消滅してしまう事が考えられ都合がよい。

【００３７】また液晶回折光学素子２０４は偏光板等を
必要としない位相型回折格子として用いているため原理
的には光量ロスは生じない。実際の測定においては光量
ロスは１５％程度であったが、液晶ガラス基盤に無反射
コートを施せば１０％以下にする事は可能である。

【００３８】

【発明の効果】今までの説明から明らかなように本発明
における液晶回折光学素子を用いた光学装置は簡単な構
成で且つあまり光量をロスすることなく開口数を電気的
に簡単に切り替える事ができる。この事はＤＶＤ−Ｒ、
すなわち書き込みあるいは書き換え可能なデジタルバー
サタイルディスクの光学系において、ＣＤの再生を兼ね
備えた光ピックアップに有効である。なぜなら光源とし
ての半導体レーザの光出力アップは困難な問題であるか
らである。更に回折により光を除去するため、散乱等を
用いる方法と比べて除去した光がランダムに拡散するこ
とがないので散乱ノイズすなわち迷光ノイズとなりにく
い。また、レーザー光の波長が変わっても電気信号によ
り液晶素子の位相変調量を制御することで容易に対応可
能である。

【００３９】また本発明における液晶素子は現在の複雑
なマトリクス画素構造を持ったパソコン用等の液晶表示
パネルと比べ、サイズも小さく構造も非常に簡単なため
製造も容易である。また本実施例においては電気制御可
能な回折光学素子として液晶素子を使用したがビスマス
シリコンオキサイド（ＢＳＯ）やニオブ酸リチウムなど
の固体結晶、あるいはＰＬＺＴなどの電気光学セラミク
スを用いてもよい。しかしこれらの物質は有効動作電圧
が数百から数千ボルトもあるため有効動作電圧が数ボル
トである液晶と比べて駆動が困難である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態における光学装置の構
成例である。

【図２】本発明の第２の実施形態における光学装置の構
成例である。

【図３】本発明の第２の実施形態において、電気的に制
御可能な平行配向型液晶素子の作用を表した図である。

【図４】一般的なバイナリー型の位相型回折格子による
光の回折現象を表した図である。

【図５】本発明の第２の実施形態において、電気的に制
御可能な液晶回折光学素子の基本的な断面構造を表した
図である。

【図６】本発明の第２の実施形態における液晶回折光学
素子の透明電極形状を表した図である。

【図７】従来技術における光学装置の構成例を表した図
である。

【符号の説明】

１０１、レーザー光源２０１、７０１、直線偏光レーザー光源１０２、２０２、７０２、コリーメートレンズ１０３、２０３、４０２、レーザー光７０３、直線偏光１０４、回折光学素子２０４、５０１、液晶回折光学素子７０４、偏光軸７０５、９０度ＴＮ型液晶素子１０５、２０５、０度回折する部位１０６、２０６、θ度回折する部位１０７、２０７、θ度回折したレーザー光１０８、２０８、７０６、７１２、集光光学系７０７、偏光板１０９、２０９、光軸１１０、２１０、６０１、円形領域１１１、２１１、有効光束７０８、７１３、集光スポット７０９、光ディスク７１０、光分離素子７１１、分離された光束７１４、光検出素子３０１、ガラス基盤３０２、５０２、液晶分子３０３、配向軸３０４、直線偏光４０１、位相型回折格子４０３、５０５、０次光４０４、５０６、１次光４０５、５０７、-１次光５０３、透明電極５０４、直線偏光レーザー光５０８、出射光６０２、輪帯領域６０３、引き出し電極線６０４、電極部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくともレーザー光を出射するレーザ
ー光源と該レーザー光を回折する回折光学素子と該回折
光学素子を透過した光束を集光する集光光学系とから構
成される光学装置において、回折光学素子の回折機能は
電気信号で制御され、かつ制御される領域は集光光学系
で集光される光束の一部分の領域に作用する事を特徴と
する光学装置。
【請求項２】少なくともレーザー光を出射するレーザ
ー光源と該レーザー光を回折する回折光学素子と該回折
光学素子を透過した光束を集光する集光光学系とから構
成される光学装置において、回折光学素子は入射レーザ
ー光を０度回折する部位とθ度回折する部位とから構成
され、前記０度回折する部位は集光光学系により利用さ
れる有効光束中の光軸を中心としたほぼ円形領域に作用
し、前記θ度回折する部位は前記有効光束中の前記円形
領域以外の領域に作用し、前記回折光学素子の回折機能
は電気信号で制御される事を特徴とする光学装置。
【請求項３】電気信号で制御可能な回折光学素子とし
て液晶回折光学素子を用いた事を特徴とする特許請求の
範囲第１項記載の光学装置。
【請求項４】レーザー光として直線偏光レーザー光
を、また電気信号で制御可能な回折光学素子として液晶
回折光学素子を用い、かつ該液晶回折光学素子は平行配
向型液晶素子から構成され、前記直線偏光レーザー光の
偏光軸方向は前記液晶回折光学素子の液晶分子配向軸の
方向とほぼ一致した事を特徴とする特許請求の範囲第１
項記載の光学装置。
【請求項５】レーザー光として直線偏光レーザー光
を、また電気信号で制御可能な回折光学素子として液晶
回折光学素子を用い、かつ該液晶回折光学素子は平行配
向型液晶素子から構成され、前記直線偏光レーザー光の
偏光軸方向は前記液晶回折光学素子の液晶分子配向軸の
方向とほぼ一致し、前記平行配向型液晶素子の位相変調
量は前記直線偏光レーザー光の波長の半波長プラス波長
の整数倍程度もしくは波長の整数倍程度とした事を特徴
とする特許請求の範囲第１項記載の光学装置。
【請求項６】電気信号で制御可能な回折光学素子とし
て液晶回折光学素子を用いた事を特徴とした特許請求の
範囲第２項記載の光学装置。
【請求項７】レーザー光として直線偏光レーザー光
を、また電気信号で制御可能な回折光学素子として液晶
回折光学素子を用い、かつ該液晶回折光学素子は平行配
向型液晶素子から構成され、前記直線偏光レーザー光の
偏光軸方向は前記液晶回折光学素子の液晶分子配向軸の
方向とほぼ一致した事を特徴とする特許請求の範囲第２
項記載の光学装置。
【請求項８】レーザー光として直線偏光レーザー光
を、また電気信号で制御可能な回折光学素子として液晶
回折光学素子を用い、かつ該液晶回折光学素子は平行配
向型液晶素子から構成され、前記直線偏光レーザー光の
偏光軸方向は前記液晶回折光学素子の液晶分子配向軸の
方向とほぼ一致し、前記平行配向型液晶素子の位相変調
量は前記直線偏光レーザー光の波長の半波長プラス波長
の整数倍程度もしくは波長の整数倍程度とした事を特徴
とする特許請求の範囲第２項記載の光学装置。