JP2018156059A5 - - Google Patents

Description

本開示の第１の項目に係る光スキャンシステムは、光スキャンデバイスと、受光デバイスと、を備える。複数の第１の導波路を含む第１の導波路アレイと、前記複数の第１の導波路の各々を伝搬する光の位相を調整することにより、前記複数の第１の導波路からの出射光の出射方向を変化させる第１の位相シフタと、を備える。前記受光デバイスは、反射光を受光して伝搬光として伝搬させる複数の第２の導波路を含む第２の導波路アレイと、前記複数の第２の導波路の各々を伝搬する前記伝搬光の位相を調整することにより、前記複数の第２の導波路による前記反射光の受光方向を変化させる第２の位相シフタと、を備える。前記光スキャンデバイスにおける前記複数の第１の導波路の配列間隔は、前記受光デバイスにおける前記複数の第２の導波路の配列間隔とは異なっている。

この光スキャンシステムでは、複数の第１の導波路が光を伝搬させることによって光を出射光として出射し、第１の位相シフタが伝搬する光の位相を調整することによって出射光の出射方向を変化させる。出射光が対象物によって反射された場合に、複数の第１の導波路が反射光を受光して伝搬光として伝搬させ、第２の位相シフタが伝搬光の位相を調整することによって反射光の受光方向を変化させる。

本開示の第２の項目に係る光スキャンシステムは、第１の項目に係る光スキャンシステムにおいて、前記光スキャンデバイスおよび前記受光デバイスを同期して制御する制御回路をさらに備える。前記制御回路は、前記第１の位相シフタを制御して前記出射方向を変化させ、前記第２の位相シフタを制御して前記受光方向を変化させる。

本開示の第１１の項目に係る光スキャンシステムは、第１から第１０の項目のいずれかに係る光スキャンシステムにおいて、前記複数の第１の導波路が、第１の方向に配列されている。前記複数の第１の導波路の各々における前記光の伝搬方向は、前記第１の方向に交差する第２の方向である。前記出射光の前記出射方向は、前記第１および第２の方向に平行な仮想的な平面に交差する第３の方向である。前記複数の第１の導波路の各々は、グレーティングを有する誘電体導波路である。

本開示の第１２の項目に係る光スキャンシステムは、第１から第１０の項目のいずれかに係る光スキャンシステムにおいて、前記複数の第１の導波路が、第１の方向および第２の方向に２次元的に配列されている。前記複数の第１の導波路の各々における光の前記伝搬方向は前記第２の方向である。前記出射光の前記出射方向は、前記第１および第２の方向に平行な仮想的な平面に交差する第３の方向である。前記複数の第１の導波路の各々は、グレーティングを有する誘電体導波路である。

本開示の第１３の項目に係る光スキャンシステムは、第１から第１０の項目のいずれかに係る光スキャンシステムにおいて、前記複数の第１の導波路が、第１の方向に配列されており、前記複数の第１の導波路の各々における前記光の伝搬方向が、前記第１の方向に交差する第２の方向であり、前記出射光の前記出射方向が、前記第１および第２の方向に平行な仮想的な平面に交差する第３の方向であり、前記複数の第１の導波路のそれぞれが、前記第３の方向に交差する反射面を有する第１のミラーであって、前記第２の方向に延びる第１のミラーと、前記第１のミラーの前記反射面に対向する反射面を有し、前記第２の方向に延びる第２のミラーと、前記第１のミラーと前記第２のミラーの間に位置し、前記光が伝搬する光導波層と、を備える。前記第１のミラーは、前記第２のミラーよりも高い光透過率を有し、前記光が当該第１のミラーを透過して前記出射光として出射する。前記第１の位相シフタは、前記複数の第１の導波路の各々において、前記光導波層の屈折率および厚さの少なくとも一方を変化させることにより、前記光の前記位相調整を行う。

本開示の第１４の項目に係る光スキャンシステムは、第１３の項目に係る光スキャンシステムにおいて、前記第１の位相シフタが、さらに、前記複数の第１の導波路の各々を伝搬する光に位相シフトを与えることにより、前記複数の第１の導波路から出射される光の方向を変化させる。

本開示の第１７の項目に係る光スキャンシステムは、第１から１４の項目のいずれかに係る光スキャンシステムにおいて、前記複数の第２の導波路が、第１の方向に配列されており、前記複数の第２の導波路の各々における前記伝搬光の伝搬方向が、前記第１の方向に交差する第２の方向であり、前記反射光の前記受光方向が、前記第１および第２の方向に平行な仮想的な平面に交差する第３の方向であり、前記複数の第２の導波路のそれぞれが、前記第３の方向に交差する反射面を有し、前記第２の方向に延びる第１のミラーと、前記第１のミラーの前記反射面に対向する反射面を有し、前記第２の方向に延びる第２のミラーと、前記第１のミラーと前記第２のミラーの間に位置し、前記伝搬光が伝搬する光導波層と、を備える。前記第２の位相シフタは、前記複数の第２の導波路の各々において、前記光導波層の屈折率および厚さの少なくとも一方を変化させることにより、前記伝搬光の前記位相調整を行う。

本開示の第２７の項目に係る光スキャンシステムは、第２６の項目に係る光スキャンシステムにおいて、前記材料が、前記隣接する２つの第２の導波路の前記光導波層に直接接触する。
この光スキャンシステムでは、上記の材料が、隣接する２つの第１の導波路の光導波層に直接接触していても、第２６の項目に係る光スキャンシステムと同じ作用効果が得られる。
本開示の第２８の項目に係る光スキャンシステムは、光スキャンデバイスと、受光デバイスと、を備える。前記光スキャンデバイスは、複数の第１の導波路を含む第１の導波路アレイと、前記複数の第１の導波路の各々を伝搬する光の位相を調整することにより、前記複数の第１の導波路からの出射光の出射方向を変化させる第１の位相シフタと、を備える。前記受光デバイスは、反射光を受光して伝搬光として伝搬させる複数の第２の導波路を含む第２の導波路アレイと、前記複数の第２の導波路の各々を伝搬する前記伝搬光の位相を調整することにより、前記複数の第２の導波路による前記反射光の受光方向を変化させる第２の位相シフタと、を備える。前記受光デバイスにおける前記複数の第２の導波路の各々の配列方向における幅は、前記光スキャンデバイスにおける前記複数の第１の導波路の各々の配列方向における幅とは異なっている、
この光スキャンシステムでは、微細加工の条件が緩和され、第２の導波路アレイにおける各第２の導波路の作製が比較的容易になる。

Claims (28)

1. 光スキャンデバイスと、
   受光デバイスと、
   を備え、
   前記光スキャンデバイスは、
   複数の第１の導波路を含む第１の導波路アレイと、
   前記複数の第１の導波路の各々を伝搬する光の位相を調整することにより、前記複数の第１の導波路からの出射光の出射方向を変化させる第１の位相シフタと、
   を備え、
   前記受光デバイスは、
   反射光を受光して伝搬光として伝搬させる複数の第２の導波路を含む第２の導波路アレイと、
   前記複数の第２の導波路の各々を伝搬する前記伝搬光の位相を調整することにより、前記複数の第２の導波路による前記反射光の受光方向を変化させる第２の位相シフタと、
   を備え、
   前記光スキャンデバイスにおける前記複数の第１の導波路の配列間隔は、前記受光デバイスにおける前記複数の第２の導波路の配列間隔とは異なっている、
   光スキャンシステム。
2. 前記光スキャンデバイスおよび前記受光デバイスを同期して制御する制御回路をさらに備え、
   前記制御回路は、前記第１の位相シフタを制御して前記出射方向を変化させ、前記第２の位相シフタを制御して前記受光方向を変化させる、
   請求項１に記載の光スキャンシステム。
3. 前記制御回路は、前記複数の第１の導波路から出射される前記出射光の出射角度と、前記複数の第２の導波路によって受光される前記反射光の入射角度とを実質的に一致させる、
   請求項２に記載の光スキャンシステム。
4. 前記複数の第２の導波路に接続され、前記複数の第２の導波路からの前記伝搬光の合成光を検出する光検出器をさらに備える、
   請求項１から３のいずれかに記載の光スキャンシステム。
5. 前記受光デバイスにおける前記複数の第２の導波路の前記配列間隔は、前記光スキャンデバイスにおける前記複数の第１の導波路の前記配列間隔よりも大きい、
   請求項１から４のいずれかに記載の光スキャンシステム。
6. 前記受光デバイスにおける前記複数の第２の導波路の各々の配列方向における幅は、前記光スキャンデバイスにおける前記複数の第１の導波路の各々の配列方向における幅よりも大きい、
   請求項１から５のいずれかに記載の光スキャンシステム。
7. 前記光スキャンデバイスにおいて、前記複数の第１の導波路の各々は、前記出射光が出射される側に位置する光出射面を有し、
   前記複数の第１の導波路の各々の前記光出射面は、実質的に、同一の仮想的な第１の平面内にあり、
   前記受光デバイスにおいて、前記複数の第２の導波路の各々は、前記反射光が入射する側に位置する光入射面を有し、
   前記複数の第２の導波路の各々の前記光入射面は、実質的に、同一の仮想的な第２の平面内にあり、
   前記第１の平面内で前記複数の第１の導波路を囲む最小の仮想的な四角形の中心と前記第２の平面内で前記複数の第２の導波路を囲む最小の仮想的な四角形の中心の間の距離は、２０ｍｍ以下である、
   請求項１から６のいずれかに記載の光スキャンシステム。
8. 前記光スキャンデバイスにおいて、前記複数の第１の導波路の各々は、前記出射光が出射される側に位置する光出射面を有し、
   前記複数の第１の導波路の各々の前記光出射面は、実質的に、同一の仮想的な第１の平面内にあり、
   前記受光デバイスにおいて、前記複数の第２の導波路の各々は、前記反射光が入射する側に位置する光入射面を有し、
   前記複数の第２の導波路の各々の前記光入射面は、実質的に、同一の仮想的な第２の平面内にあり、
   前記第２の平面内で前記複数の第２の導波路を囲む最小の仮想的な四角形の面積は、前記第１の平面内で前記複数の第１の導波路を囲む最小の仮想的な四角形の面積よりも大きい、
   請求項１から６のいずれかに記載の光スキャンシステム。
9. 前記光スキャンデバイスの前記複数の第１の導波路から出射された前記出射光が前記反射光として前記受光デバイスの前記複数の第２の導波路によって受光される光経路上に配置され、前記出射光の波長域に含まれる特定の波長域の光を選択的に透過させるフィルタをさらに備える、
   請求項１から８のいずれかに記載の光スキャンシステム。
10. 前記フィルタは、前記第１の導波路アレイおよび前記第２の導波路アレイの両方を覆っている、
    請求項９に記載の光スキャンシステム。
11. 前記複数の第１の導波路は、第１の方向に配列されており、
    前記複数の第１の導波路の各々における前記光の伝搬方向は、前記第１の方向に交差する第２の方向であり、
    前記出射光の前記出射方向は、前記第１および第２の方向に平行な仮想的な平面に交差する第３の方向であり、
    前記複数の第１の導波路の各々は、グレーティングを有する誘電体導波路である、
    請求項１から１０のいずれかに記載の光スキャンシステム。
12. 前記複数の第１の導波路は、第１の方向および第２の方向に２次元的に配列されており、
    前記複数の第１の導波路の各々における前記光の伝搬方向は前記第２の方向であり、
    前記出射光の前記出射方向は、前記第１および第２の方向に平行な仮想的な平面に交差する第３の方向であり、
    前記複数の第１の導波路の各々は、グレーティングを有する誘電体導波路である、
    請求項１から１０のいずれかに記載の光スキャンシステム。
13. 前記複数の第１の導波路は、第１の方向に配列されており、
    前記複数の第１の導波路の各々における前記光の伝搬方向は、前記第１の方向に交差する第２の方向であり、
    前記出射光の前記出射方向は、前記第１および第２の方向に平行な仮想的な平面に交差する第３の方向であり、
    前記複数の第１の導波路のそれぞれは、
    前記第３の方向に交差する反射面を有する第１のミラーであって、前記第２の方向に延びる第１のミラーと、
    前記第１のミラーの前記反射面に対向する反射面を有し、前記第２の方向に延びる第２のミラーと、
    前記第１のミラーと前記第２のミラーの間に位置し、前記光が伝搬する光導波層と、
    を備え、
    前記第１のミラーは、前記第２のミラーよりも高い光透過率を有し、前記光が当該第１のミラーを透過して前記出射光として出射し、
    前記第１の位相シフタは、前記複数の第１の導波路の各々において、前記光導波層の屈折率および厚さの少なくとも一方を変化させることにより、前記光の前記位相調整を行う、請求項１から１０のいずれかに記載の光スキャンシステム。
14. 前記第１の位相シフタは、さらに、前記複数の第１の導波路の各々を伝搬する光に位相シフトを与えることにより、前記複数の第１の導波路から出射される光の方向を変化させる、請求項１３に記載の光スキャンシステム。
15. 前記複数の第２の導波路は、第１の方向に配列されており、
    前記複数の第２の導波路の各々における前記伝搬光の伝搬方向は、前記第１の方向に交差する第２の方向であり、
    前記複数の第２の導波路の各々は、グレーティングを有する誘電体導波路である、
    請求項１から１４のいずれかに記載の光スキャンシステム。
16. 前記複数の第２の導波路は、第１の方向および第２の方向に２次元的に配列されており、
    前記複数の第２の導波路の各々における前記伝搬光の伝搬方向は前記第２の方向であり、
    前記複数の第２の導波路の各々は、グレーティングを有する誘電体導波路である、
    請求項１から１４のいずれかに記載の光スキャンシステム。
17. 前記複数の第２の導波路は、第１の方向に配列されており、
    前記複数の第２の導波路の各々における前記伝搬光の伝搬方向は、前記第１の方向に交差する第２の方向であり、
    前記反射光の前記受光方向は、前記第１および第２の方向に平行な仮想的な平面に交差する第３の方向であり、
    前記複数の第２の導波路のそれぞれは、
    前記第３の方向に交差する反射面を有し、前記第２の方向に延びる第１のミラーと、
    前記第１のミラーの前記反射面に対向する反射面を有し、前記第２の方向に延びる第２のミラーと、
    前記第１のミラーと前記第２のミラーの間に位置し、前記伝搬光が伝搬する光導波層と、
    を備え、
    前記第２の位相シフタは、前記複数の第２の導波路の各々において、前記光導波層の屈折率および厚さの少なくとも一方を変化させることにより、前記伝搬光の前記位相調整を行う、
    請求項１から１４のいずれかに記載の光スキャンシステム。
18. 前記複数の第１の導波路のそれぞれにおいて、前記第１のミラーの前記第１の方向の幅および／または前記第２のミラーの前記第１の方向の幅は、前記光導波層の前記第１の方向の幅よりも幅より長い、
    請求項１３または１４に記載の光スキャンシステム。
19. 前記光スキャンデバイスは、一体に構成された第３のミラーをさらに備え、
    前記複数の第１の導波路の各々の前記第１のミラーは、前記第３のミラーの一部である、
    請求項１８に記載の光スキャンシステム。
20. 前記光スキャンデバイスは、一体に構成された第４のミラーをさらに備え、
    前記複数の第１の導波路の各々の前記第２のミラーは、前記第４のミラーの一部である、
    請求項１８または１９に記載の光スキャンシステム。
21. 前記光スキャンデバイスは、前記複数の第１の導波路のうちの隣接する２つの第１の導波路の前記光導波層の間に配置され、前記光導波層よりも屈折率が低い材料をさらに備える、
    請求項１８から２０のいずれかに記載の光スキャンシステム。
22. 前記材料は、前記隣接する２つの第１の導波路の前記光導波層に直接接触する、
    請求項２１に記載の光スキャンシステム。
23. 前記複数の第２の導波路のそれぞれにおいて、前記第１のミラーの前記第１の方向の幅および／または前記第２のミラーの前記第１の方向の幅は、前記光導波層の前記第１の方向の幅よりも幅より長い、
    請求項１７に記載の光スキャンシステム。
24. 前記受光デバイスは、一体に構成された第３のミラーをさらに備え、
    前記複数の第２の導波路の各々の前記第１のミラーは、前記第３のミラーの一部である、
    請求項２３に記載の光スキャンシステム。
25. 前記受光デバイスは、一体に構成された第４のミラーをさらに備え、
    前記複数の第２の導波路の各々の前記第２のミラーは、前記第４のミラーの一部である、
    請求項２３または２４に記載の光スキャンシステム。
26. 前記受光デバイスは、前記複数の第２の導波路のうちの隣接する２つの第２の導波路の前記光導波層の間に配置され、前記光導波層よりも屈折率が低い材料をさらに備える、
    請求項２３から２５のいずれかに記載の光スキャンシステム。
27. 前記材料は、前記隣接する２つの第２の導波路の前記光導波層に直接接触する、
    請求項２６に記載の光スキャンシステム。
28. 光スキャンデバイスと、
    受光デバイスと、
    を備え、
    前記光スキャンデバイスは、
    複数の第１の導波路を含む第１の導波路アレイと、
    前記複数の第１の導波路の各々を伝搬する光の位相を調整することにより、前記複数の第１の導波路からの出射光の出射方向を変化させる第１の位相シフタと、
    を備え、
    前記受光デバイスは、
    反射光を受光して伝搬光として伝搬させる複数の第２の導波路を含む第２の導波路アレイと、
    前記複数の第２の導波路の各々を伝搬する前記伝搬光の位相を調整することにより、前記複数の第２の導波路による前記反射光の受光方向を変化させる第２の位相シフタと、
    を備え、
    前記受光デバイスにおける前記複数の第２の導波路の各々の配列方向における幅は、前記光スキャンデバイスにおける前記複数の第１の導波路の各々の配列方向における幅とは異なっている、
    光スキャンシステム。