JP2796224B2 - Optical device - Google Patents

Optical device

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JP2796224B2
JP2796224B2 JP4257794A JP25779492A JP2796224B2 JP 2796224 B2 JP2796224 B2 JP 2796224B2 JP 4257794 A JP4257794 A JP 4257794A JP 25779492 A JP25779492 A JP 25779492A JP 2796224 B2 JP2796224 B2 JP 2796224B2
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optical device
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は光コンピューティング、
光画像処理等に利用される光学装置、特に光供給光学装
置に関するものである。
This invention relates to optical computing,
The present invention relates to an optical device used for optical image processing and the like, particularly to a light supply optical device.

【0002】[0002]

【従来の技術】光供給光学装置は空間光変調器、特に光
書き込み型空間光変調器を用いた光コンピューティン
グ、光画像処理に必要なものであり、機械的に安定した
小型かつ軽量なものが求められている。
2. Description of the Related Art A light supply optical device is required for optical computing and optical image processing using a spatial light modulator, particularly an optical writing type spatial light modulator, and is mechanically stable, small and lightweight. Is required.

【0003】空間光変調器は、変調器に供給する光が透
過あるいは反射する際に、供給光の振幅、偏光、位相ま
たは波長等を、所定の信号により変調をおこなうもので
ある。これには、液晶、またはポッケルス効果を持つ光
学結晶等が知られている。
The spatial light modulator modulates the amplitude, polarization, phase or wavelength of the supplied light by a predetermined signal when the light supplied to the modulator is transmitted or reflected. For this purpose, a liquid crystal or an optical crystal having a Pockels effect is known.

【0004】以下、従来の空間光変調器への光供給系と
空間光変調器とを含む光供給光学装置について説明す
る。
Hereinafter, a conventional light supply optical device including a light supply system for a spatial light modulator and a spatial light modulator will be described.

【0005】図7は従来の光供給光学装置を示すもので
ある。図7において、符号71は第1レンズ、符号72
は偏光ビームスプッリタ、符号73は第2レンズ、符号
4は空間光変調器である。
FIG. 7 shows a conventional light supply optical device. In FIG. 7, reference numeral 71 denotes a first lens, and reference numeral 72 denotes a first lens.
Is a polarization beam splitter, 73 is a second lens, and 4 is a spatial light modulator.

【0006】以上のように構成された光供給光学装置に
ついて、以下その動作について詳細に説明する。
The operation of the light supply optical device configured as described above will be described in detail below.

【0007】まず、不図示の光源から射出された光は、
第1レンズ1を通り、偏光ビームスプリッタ2に入
射する。偏光ビームスプリッタ2に入射した光の例え
ばS偏光波は偏光ビームスプリッタで選択的に反射さ
れ、第2レンズ3を通って、空間光変調器4に入射す
る。
First, light emitted from a light source (not shown)
Through the first lens 71, incident on the polarization beam splitter 7 2. For example S-polarized light waves of light incident on the polarization beam splitter 7 2 is selectively reflected by the polarization beam splitter, through the second lens 7 3, incident on the spatial light modulator 4.

【0008】このとき、第1および第2レンズ1、
3は、入射光を空間光変調器上で結像させる。
At this time, the first and second lenses 71 , 7
3 focuses incident light on a spatial light modulator.

【0009】次に、空間光変調器に達した光は所定の変
調を受けた後、再び第2レンズ3を通過し、偏光ビー
ムスプリッタ2に入射する。偏光ビームスプリッタ
2に再入射した光の、例えばP偏光波は、偏光ビームス
プリッタを透過し、次の所定の処理部へと出力される。
[0009] Next, after the light reaching the spatial light modulator which receives the predetermined modulation, passes through the second lens 7 3 again enters the polarization beam splitter 7 2. Polarizing beam splitter 7
For example, a P-polarized wave of the light re-entered into 2 passes through the polarizing beam splitter and is output to the next predetermined processing unit.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来の構成では、光供給系としてレンズ系を用いるため
に、機械的安定性に欠け、また、レンズの焦点距離を一
定値以上確保する必要があるため、小型一体型光学装置
を形成することが困難である。
However, in the above-mentioned conventional configuration, since the lens system is used as the light supply system, it lacks mechanical stability, and it is necessary to secure the focal length of the lens to a certain value or more. For this reason, it is difficult to form a small integrated optical device.

【0011】しかも、広範囲の2次元面で光を変調しよ
うとした場合には、レンズに入射する光線の線径を拡大
する必要があり、光源自体の射出面積を大きくするか、
あるいは、光源からの光の線径を拡大する機構を、さら
に追加して設ける必要があり、小型一体化された構成へ
の障害になる。
Further, when light is to be modulated on a wide two-dimensional surface, it is necessary to increase the diameter of the light beam incident on the lens, and it is necessary to increase the emission area of the light source itself.
Alternatively, it is necessary to additionally provide a mechanism for expanding the diameter of the light from the light source, which is an obstacle to a small integrated structure.

【0012】そして、レンズの焦点距離を短く設定し、
光線径に応じてレンズ径を大きくとろうとすれば、収差
等による像の歪が発生し、光強度分布が不均一となる等
弊害が生じる。
Then, the focal length of the lens is set short,
If an attempt is made to increase the lens diameter in accordance with the light beam diameter, image distortion due to aberration or the like will occur, and adverse effects will occur such as non-uniform light intensity distribution.

【0013】従って、以上の課題から、機械的に安定
し、小型一体化した構成で光学装置としてまとめた例
は、従来、実質的には見られなかった。
[0013] Accordingly, from the above-mentioned problems, an example in which the optical device is mechanically stable and integrated into a small and integrated structure has not been substantially seen.

【0014】本発明は、上記従来技術の課題を解決する
もので、光供給系からレンズを排することとし、機械的
に安定した小型一体型の光学装置を提供することを目的
とする。
An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, and to provide a mechanically stable, small and integrated optical device which eliminates a lens from a light supply system.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明は、複数の光ファイバが互いに並列に配列され
て構成され、前記光ファイバの一対の端面に対応した一
対の端面を有するファイバプレートと、前記ファイバプ
レートに入射された光をファイバプレート外に出射すべ
く前記光ファイバプレートの一対の端面の少なくとも一
方の側に設けられた出射機構部とを備え、前記ファイバ
プレートには、前記光ファイバの開口角より大きい角度
で光が入射され、前記入射された光は、前記光ファイバ
プレート内で拡散されながら伝搬し、前記出射機構部か
ら出射される光学装置からなる構成を、主として有す
る。
In order to achieve the above object, the present invention is directed to an optical fiber having a plurality of optical fibers arranged in parallel with each other and having one end corresponding to a pair of end faces of the optical fibers.
A fiber plate having a pair of end faces;
The light incident on the plate should exit the fiber plate.
At least one of a pair of end faces of the optical fiber plate.
An emission mechanism provided on one side, and the fiber
The plate has an angle greater than the aperture angle of the optical fiber
Light is incident on the optical fiber.
The light propagates while being diffused in the plate, and
Mainly comprising an optical device that emits light from
You.

【0016】また、前記の構成に加え、前記ファイバプ
レートから出射する光を変調する空間光変調器等を有す
る構成である。
Further, in addition to the above configuration, a spatial light modulator for modulating light emitted from the fiber plate is provided.

【0017】[0017]

【作用】本発明は上記構成によって、光が開口角より大
きい角度でファイバプレートに入射させ、従来利用され
ていなかったファイバプレート内の均一な拡散作用と全
反射とによりファイバプレートの内部に均一拡散させた
光を閉じこめ、閉じこめた光の一部を出射機構部が全反
射条件を満たさないようにし、ファイバプレートの外部
へ光を出射する。
According to the present invention, light is incident on the fiber plate at an angle larger than the aperture angle, and the light is uniformly diffused into the fiber plate by the uniform diffusion action and total reflection in the fiber plate which have not been conventionally used. The confined light is confined, and a part of the confined light is emitted to the outside of the fiber plate so that the emission mechanism does not satisfy the condition of total reflection.

【0018】そして、外部に出射された光は、空間光変
調器で変調され開口角より小さい角度で前記ファイバプ
レートに入射し、他面へ伝搬する。
The light emitted to the outside is modulated by the spatial light modulator, enters the fiber plate at an angle smaller than the aperture angle, and propagates to the other surface.

【0019】ここで、ファイバプレートの拡散作用は、
ファイバプレートの開口角より大きい角度で光を入射さ
せることにより、ファイバプレートを構成するファイバ
のコアとクラッドの境界面で、屈折率の違いから起こる
反射を繰り返すことより生じる。例えば、光が、コア内
に入射された場合には、最初のコアとクラッドとの境界
面で、通常の全反射条件からはずれてクラッド内に屈折
されて伝搬される成分が生じ、このような成分が隣接し
たファイバのクラッドとコアの境界面で反射・屈折さ
れ、次々にこのような反射等を繰り返すことにより、入
射された光は拡散されていくことになる。
Here, the diffusion action of the fiber plate is
When light is incident at an angle larger than the aperture angle of the fiber plate, the light is caused to be repeatedly reflected at the boundary between the core and the clad of the fiber constituting the fiber plate due to the difference in the refractive index. For example, light is in the core
At the boundary between the first core and the cladding
Surface, refracted into cladding deviating from normal total reflection conditions
Components that are propagated
Reflected and refracted at the interface between the clad and core
And by repeating such reflections one after another,
The emitted light will be diffused.

【0020】また、全反射は、ファイバプレート内部の
屈折率が外部の屈折率より大きいために生じ、ある臨界
角より大きい角度でファイバプレート面に入射した光を
全反射する。全反射された光はファイバプレートの外部
に出ることができないのでファイバプレート内部に閉じ
込められる。
Further, the total reflection occurs because the refractive index inside the fiber plate is larger than the external refractive index, and the light incident on the fiber plate surface at an angle larger than a certain critical angle is totally reflected. The totally reflected light cannot escape out of the fiber plate and is confined inside the fiber plate.

【0021】さらに、光をファイバプレート内部でファ
イバ面に対し45度となるようにすると、光がファイバ
プレートを構成する全ての面に対し45度の角度を保っ
たまま全反射を繰り返すので、高効率で光が閉じこめら
れる。
Further, if the light is set at 45 degrees with respect to the fiber surface inside the fiber plate, the light is repeatedly totally reflected while maintaining an angle of 45 degrees with respect to all the surfaces constituting the fiber plate. Light is trapped with efficiency.

【0022】しかし、ファイバプレートの側面より入射
させ、光がファイバプレート内部でファイバプレート面
に対し45度とすることは、ファイバプレートの屈折率
が大きくファイバプレート内部の屈折光の屈折角が入射
角より著しく小さくなるため不可能である。
However, when the light is incident from the side surface of the fiber plate and the light is set at 45 degrees with respect to the fiber plate surface inside the fiber plate, the refractive index of the fiber plate is large, and the refraction angle of the refracted light inside the fiber plate becomes the incident angle. This is not possible because it is much smaller.

【0023】そこで、ファイバプレートの入射部面をフ
ァイバプレート面に対し45度の角度に加工し、光を屈
折させずにファイバプレートに入射する。
Therefore, the incident surface of the fiber plate is processed at an angle of 45 degrees with respect to the fiber plate surface, and the light is incident on the fiber plate without being refracted.

【0024】この場合、光の入射方向と入射部面が垂直
になるため、入射部面での反射を最小に抑えることがで
き、効率よく光を入射できる。
In this case, since the direction of incidence of the light is perpendicular to the plane of the incident part, the reflection at the plane of the incident part can be minimized and the light can be efficiently incident.

【0025】また、ファイバプレートの側面に反射膜を
施すと、側面に入射するファイバプレート内部の光を側
面に対する入射角に関係なく反射させるので、ファイバ
プレート面で全反射条件を満たす光すべてを高効率で閉
じこめることができる。
Further, when a reflection film is formed on the side surface of the fiber plate, light inside the fiber plate incident on the side surface is reflected regardless of the angle of incidence on the side surface. It can be confined with efficiency.

【0026】また、光を機械的に安定してファイバプレ
ートに入射するために、光ファイバを用い、ファイバプ
レート入射部に固定する。これによると、光源を任意の
場所に設置することができるので小型一体型の光学装置
の形成が容易になる。
Further, in order to make the light mechanically stably enter the fiber plate, an optical fiber is used and fixed to the fiber plate incidence part. According to this, since the light source can be installed at an arbitrary place, it is easy to form a small integrated optical device.

【0027】また、光をファイバプレートのファイバ軸
に対称な4つの入射部より入射し、ファイバプレート内
部の閉じ込め光の入射位置による片寄りを相殺して光強
度分布を一定にし、さらに入射部における熱を分散し温
度上昇による装置の機械的歪を軽減する。
Light is incident from four entrances symmetrical to the fiber axis of the fiber plate, offset by the incident position of the confined light inside the fiber plate is canceled out, and the light intensity distribution is made constant. Disperses heat and reduces mechanical distortion of equipment due to temperature rise.

【0028】出射機構部は、微細構造、透過膜、あるい
は反射膜を用いて構成され、出射機構部部分の面の角
度、または屈折率を変化させ、光を全反射条件から外れ
させ射出する。
The emission mechanism is formed using a fine structure, a transmission film, or a reflection film, and changes the angle of the surface of the emission mechanism or the refractive index to emit light out of the condition of total reflection.

【0029】微細構造では、ファイバプレート面に溝を
形成し、ファイバプレートの面を微小に変化させ、溝の
部分での光の入射角が全反射を起こす臨界角より小さく
するか、あるいは溝で反射した光が、出射機構部と対向
した面で臨界角より小さくなるようにする。
In the microstructure, a groove is formed in the fiber plate surface, and the surface of the fiber plate is minutely changed so that the incident angle of light at the groove portion is smaller than the critical angle at which total reflection occurs, or the groove is formed. The reflected light is made smaller than the critical angle on the surface facing the emission mechanism.

【0030】また、この微細構造は、機械的な溝でなく
ても、屈折率の異なるもので微細構造を形成し上記の動
作をさせることができる。
Further, even if the fine structure is not a mechanical groove, the fine structure having a different refractive index can be formed to perform the above operation.

【0031】透過膜は、ファイバプレートの内部と外部
の屈折率の差を小さくし、全反射の臨界角を大きくし、
光の入射角が臨界角より小さくなるようにする。
The transmission film reduces the difference in refractive index between the inside and outside of the fiber plate, increases the critical angle of total reflection,
The incident angle of light is set to be smaller than the critical angle.

【0032】反射膜は、光の反射角を屈折率の空間変化
により変え、出射機構部と対向した面で光の入射角が臨
界角より小さくなるようにし、全反射の条件をはずされ
た光は、ファイバプレートの外部へ出射される。
The reflection film changes the reflection angle of light by a spatial change in the refractive index so that the incident angle of the light is smaller than the critical angle on the surface facing the emission mechanism, and the condition of the total reflection is removed. Are emitted out of the fiber plate.

【0033】ファイバプレートの外部へ出射した光は、
空間光変調器で振幅、偏光あるいは波長変調をおこな
い、変調した光を変調器から取り出す。
The light emitted to the outside of the fiber plate is
Amplitude, polarization or wavelength modulation is performed by the spatial light modulator, and the modulated light is extracted from the modulator.

【0034】変調器からの光は開口角より小さい角度で
ファイバプレートに入射し、ファイバプレートを構成す
る光ファイバの伝搬特性により、ファイバプレート内部
で広がることなく他面へ伝搬する。
Light from the modulator is incident on the fiber plate at an angle smaller than the aperture angle, and propagates to the other surface without spreading inside the fiber plate due to the propagation characteristics of the optical fibers constituting the fiber plate.

【0035】[0035]

【実施例】【Example】

(実施例1)以下、本発明の第1の実施例について、図
面を参照しながら詳細に説明する。
Embodiment 1 Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

【0036】図1は本発明の第1実施例における光学装
置の断面図である。図1において、符号1はHe−Ne
レーザから成る光源、符号2は光源1より入射した光
を、内部で拡散しかつ内部に閉じこめ、さらに空間光変
調器4で変調した光を、一方の端面から他の端面に伝搬
するファイバプレートである。
FIG. 1 is a sectional view of an optical device according to a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes He-Ne
Reference numeral 2 denotes a light source made of a laser, which is a fiber plate that diffuses light confined from the light source 1 and confine the light inside, and further propagates light modulated by the spatial light modulator 4 from one end face to the other end face. is there.

【0037】また、符号3は、ファイバプレート2の内
部に閉じこめた光を外部に出射する出射機構部である。
またその他の符号を付した部材は、基本的に従来例と同
様である。
Reference numeral 3 denotes an emission mechanism for emitting light trapped inside the fiber plate 2 to the outside.
The other members denoted by reference numerals are basically the same as those in the conventional example.

【0038】ここで、ファイバプレート2は、複数の光
ファイバーが、図1における上下方向に互いに並列に配
列された板状の部材である。
Here, the fiber plate 2 is a plate-like member in which a plurality of optical fibers are arranged in parallel in the vertical direction in FIG.

【0039】また、ファイバプレート2のコア、クラッ
ドの屈折率は、それぞれ1.60、1.57である。ま
たファイバープレート2を構成する各光ファイバーの開
口角は、各々33度であり、図1のファイバープレート
2の上端面および下端面については、全反射の臨界角は
40度である。
The refractive indices of the core and the cladding of the fiber plate 2 are 1.60 and 1.57, respectively. The aperture angle of each optical fiber constituting the fiber plate 2 is 33 degrees, and the critical angle of total reflection is 40 degrees for the upper end surface and the lower end surface of the fiber plate 2 in FIG.

【0040】また、出射機構部3は、ファイバプレート
2の内部に閉じこめられた光を外部に出射するためのも
のであり、この出射機構部として厚さ200μmの平面
ガラスに溝を幅1−5μm、間隔10−100μmで形
成した微細構造物をファイバプレート2に、適当な接着
剤を用いて接着している。
The emitting mechanism 3 is for emitting the light confined inside the fiber plate 2 to the outside. The emitting mechanism 3 has a groove formed on a flat glass having a thickness of 200 μm and a width of 1-5 μm. The microstructure formed at an interval of 10-100 μm is bonded to the fiber plate 2 using an appropriate adhesive.

【0041】また、空間光変調器4は、ファイバプレー
ト2の外部へと出射した光を振幅変調等するものであ
り、この変調器としては液晶型の光書き込み型空間変調
器を用いている。
The spatial light modulator 4 is for modulating the amplitude of light emitted to the outside of the fiber plate 2 and the like, and a liquid crystal light-writing type spatial modulator is used as the modulator.

【0042】以上のように構成された光学装置につい
て、図1に基づき、その動作を詳細に説明する。
The operation of the optical device configured as described above will be described in detail with reference to FIG.

【0043】まず、光源1より射出された光は、光ビー
ムとして光ファイバーの開口角33度よりも大きい角度
で、ファイバプレート2に入射される。
First, the light emitted from the light source 1 is incident on the fiber plate 2 as a light beam at an angle larger than the opening angle of the optical fiber of 33 degrees.

【0044】ファイバプレート2に入射された光は、フ
ァイバプレート2の有する拡散作用と少なくとも上下面
における全反射により、ファイバプレート2の内部に拡
散されつつかつ閉じ込められる。
The light incident on the fiber plate 2 is diffused and confined inside the fiber plate 2 by the diffusion action of the fiber plate 2 and at least total reflection on the upper and lower surfaces.

【0045】このように拡散され閉じ込められた光の一
部は、出射機構部3の部分で全反射条件から外れて、空
間光変調器4側に向けて偏向され、ファイバープレート
2の出射機構部3側の面より、ファイバプレート2の外
部へと導かれ射出される。
A part of the light thus diffused and confined deviates from the total reflection condition at the emission mechanism 3 and is deflected toward the spatial light modulator 4 so that the emission mechanism of the fiber plate 2 is removed. The light is guided from the surface on the third side to the outside of the fiber plate 2 and emitted.

【0046】このように出射された光は、空間光変調器
4により振幅変調される。そして、このように変調され
た光は、開口角よりも小さい角度でファイバプレート2
に、再び入射されるため、ファイバプレート2の他面へ
と伝搬され、出力光となる。
The light thus emitted is amplitude-modulated by the spatial light modulator 4. Then, the light thus modulated is transmitted to the fiber plate 2 at an angle smaller than the aperture angle.
Is transmitted again to the other surface of the fiber plate 2 and becomes output light.

【0047】本実施例では、ファイバプレート2内部に
おいて、光の拡散と全反射を生じさせることにより、光
を拡散し閉じ込めることができ、例えば、ビーム径10
0μm−2mmの光を、ファイバプレート2に入射した
場合においては、空間光変調器4において大きさ10×
10mm以上の像を、ファイバプレート2の他面から得
ることができる。
In this embodiment, light can be diffused and confined by causing light diffusion and total reflection inside the fiber plate 2.
When light of 0 μm-2 mm is incident on the fiber plate 2, the spatial light modulator 4 has a size of 10 ×
An image of 10 mm or more can be obtained from the other surface of the fiber plate 2.

【0048】ここで特に、ファイバプレート2内部で、
光が、ファイバープレート2の上下端面であるファイバ
プレート面に対し、45度となるよう入射すると、光が
ファイバプレートを構成する全ての端面に対し、45度
の角度を保ったまま全反射を繰り返すため、ファイバー
プレート2内に高効率で光が閉じこめられ、強度の大き
い出射光を得ることができる。
Here, in particular, inside the fiber plate 2,
When light is incident on the fiber plate surface, which is the upper and lower end surfaces of the fiber plate 2, so that the angle becomes 45 degrees, the light is repeatedly reflected on all the end faces constituting the fiber plate while maintaining the angle of 45 degrees. Therefore, light is confined in the fiber plate 2 with high efficiency, and emitted light with high intensity can be obtained.

【0049】しかし単に、ファイバプレート2の側面よ
り光を所定角度で入射させた場合には、ファイバプレー
ト2の屈折率が相対的に大きく、ファイバプレート内部
の屈折光の屈折角が入射角より著しく小さくなるため、
光がファイバプレート内部でファイバプレート面に対し
45度の入射角度を有するようにすることは、不可能で
ある。
However, when light is simply incident from the side surface of the fiber plate 2 at a predetermined angle, the refractive index of the fiber plate 2 is relatively large, and the refraction angle of the refracted light inside the fiber plate is significantly larger than the incident angle. To be smaller,
It is not possible for light to have an angle of incidence of 45 degrees inside the fiber plate relative to the plane of the fiber plate.

【0050】そこで、ファイバプレート2における光の
入射部面を、ファイバプレート面に対し45度の角度を
有する面として加工し、この面に対して垂直に、光を屈
折させることなくファイバプレート2中に入射する。
Therefore, the light incident surface of the fiber plate 2 is processed as a surface having an angle of 45 degrees with respect to the fiber plate surface, and is perpendicular to this surface without refracting the light. Incident on.

【0051】さらに、光の入射方向と入射部面とが垂直
になるため、入射部面での反射を最小に抑えることがで
き、効率よく光を入射できる。
Furthermore, since the direction of incidence of light is perpendicular to the plane of the incident part, reflection at the plane of the incident part can be suppressed to a minimum and light can be incident efficiently.

【0052】また、ファイバプレート2と空間光変調器
4を固定したことにより、機械的安定性を確保しながら
小型一体化した構成を実現している。
Further, since the fiber plate 2 and the spatial light modulator 4 are fixed, it is possible to realize a compact and integrated structure while ensuring mechanical stability.

【0053】この場合、ファイバープレート2内部の伝
播条件等に対応して、入射部面がファイバプレート面に
対して45度以外の角度を有するように形成することも
でき、少なくとも、ファイバープレート面との角度が9
0度でない範囲内で適宜設定をすることができる。
In this case, it is possible to form the incident surface so as to have an angle other than 45 degrees with respect to the fiber plate surface in accordance with the propagation conditions inside the fiber plate 2 or the like. Is 9
It can be set appropriately within a range other than 0 degrees.

【0054】なお、上記実施例においては、出射機構と
して微細構造を施した素子をファイバプレートに接着し
たが、ファイバプレート2自体に微細構造を施してもよ
く、また、屈折率を変化させるように施した透過膜素子
をファイバプレートに接着するか、あるいはファイバプ
レート自体に施すこともできる。
In the above embodiment, an element having a fine structure as an emission mechanism is bonded to the fiber plate. However, a fine structure may be formed on the fiber plate 2 itself. The applied permeable membrane element can be adhered to the fiber plate or applied to the fiber plate itself.

【0055】また、微細構造に透過膜を施してもよい。 (実施例2)以下、本発明の第2の実施例について図面
を参照しながら詳細に説明する。
Further, a permeable film may be applied to the fine structure. (Embodiment 2) Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

【0056】図2は本発明の第2の実施例における光学
装置の断面図である。この実施例2は、基本的に実施例
1と同様であるが、実施例1と異なる点は、まず、光源
(不図示)からの光を、空間を介してファイバプレート
2に入射するのではなく、光ファイバ21を用いて不図
示の光源からの光を伝送し、伝送した光をファイバプレ
ート2に入射する点である。
FIG. 2 is a sectional view of an optical device according to a second embodiment of the present invention. The second embodiment is basically the same as the first embodiment, but differs from the first embodiment in that light from a light source (not shown) is first incident on the fiber plate 2 via a space. Instead, light from a light source (not shown) is transmitted using the optical fiber 21, and the transmitted light is incident on the fiber plate 2.

【0057】本実施例では、光ファイバ21にはコア径
1−100μmのものを用いている。
In this embodiment, the optical fiber 21 has a core diameter of 1-100 μm.

【0058】さらに、実施例2においては、実施例1で
ファイバープレート2に入射した光を出射機構部3が出
射機構部側の面より出射するのに対し、出射機構部3に
よりファイバープレート2内で出射機構部3と対向する
面側に偏向し、光ファイバープレート2内を伝播させ、
出射機構部3と対向する面から光を出射するものであ
る。
Further, in the second embodiment, while the light that has entered the fiber plate 2 in the first embodiment is emitted from the surface on the side of the emission mechanism by the emission mechanism 3, the emission mechanism 3 allows the light inside the fiber plate 2 to be emitted. The light is deflected toward the surface facing the light emitting mechanism 3 and propagates in the optical fiber plate 2,
The light is emitted from the surface facing the emission mechanism 3.

【0059】したがって、空間光変調器4は出射機構部
の対面に配置される。また、出射機構部3は、実施例1
と同様の微細構造を施したものである。
Therefore, the spatial light modulator 4 is arranged on the opposite side of the emission mechanism. Further, the emission mechanism 3 is the same as that of the first embodiment.
It has a fine structure similar to that described above.

【0060】実施例2の動作を以下に詳細に説明する。
不図示の光源からの光を、光ファイバ21により伝送
し、伝送した光を、入射部面からファイバプレート2に
入射する。
The operation of the second embodiment will be described in detail below.
Light from a light source (not shown) is transmitted through the optical fiber 21, and the transmitted light is incident on the fiber plate 2 from the incident surface.

【0061】ファイバプレート2の内部において、入射
光を拡散させつつ閉じ込める段階は、実施例1と同様で
ある。
The step of confining incident light while diffusing it inside the fiber plate 2 is the same as in the first embodiment.

【0062】ここで、出射機構部3においては、拡散し
つつ閉じ込められてファイバープレート2中を伝播する
光は反射角が小さくなるように反射され、射出機構部3
と反対側に向かって偏向され、その後出射機構部3との
対面に達するすると、全反射条件が満たされないため
に、この対面よりファイバプレート2の外部へと射出さ
れる。
Here, in the emission mechanism 3, the light that is confined while being diffused and propagates in the fiber plate 2 is reflected so that the reflection angle becomes smaller, and the emission mechanism 3
When the light is deflected toward the opposite side, and then reaches the face with the emission mechanism 3, the light is emitted from the face to the outside of the fiber plate 2 because the condition for total reflection is not satisfied.

【0063】次に、このように射出された光は、空間光
変調器4に入射し、この空間光変調器4で所定の変調を
受け、光ファイバーの開口角より小さな角度でファイバ
ープレート2に入射するように反射され、光ファイバー
中を伝播して、空間光変調器4とは反対側に面より、フ
ァイバープレート2から射出される。
Next, the light thus emitted enters the spatial light modulator 4, undergoes a predetermined modulation by the spatial light modulator 4, and enters the fiber plate 2 at an angle smaller than the aperture angle of the optical fiber. Then, the light is reflected in the optical fiber, propagates through the optical fiber, and is emitted from the fiber plate 2 from the surface opposite to the spatial light modulator 4.

【0064】本実施例においても、実施例1と同様に、
ファイバプレート2内部において光の拡散と全反射を生
じさせることにより、光を有効に拡散し閉じ込めること
ができ、例えば、コア径1−100μmの光ファイバか
ら光をファイバプレート2に入射した場合には、変調器
4において大きさ10×10mm以上の像をファイバプ
レート2から得ることができる。
In this embodiment, as in the first embodiment,
By causing diffusion and total reflection of light inside the fiber plate 2, light can be effectively diffused and confined. For example, when light enters the fiber plate 2 from an optical fiber having a core diameter of 1 to 100 μm. In the modulator 4, an image having a size of 10 × 10 mm or more can be obtained from the fiber plate 2.

【0065】特に、本実施例では光ファイバを用いて光
をファイバプレート2に入射しているので、光ファイバ
21とファイバプレート2を固定することにより入射部
の機械的安定性が得られており、装置全体の機械的安定
性がさらに向上する。
In particular, in this embodiment, since light is incident on the fiber plate 2 using an optical fiber, the optical fiber 21 and the fiber plate 2 are fixed to secure the mechanical stability of the incident portion. In addition, the mechanical stability of the entire device is further improved.

【0066】なお、上記実施例においては、微細構造を
施した素子をファイバプレート2に接着して出射機構部
3を形成したが、ファイバプレート自体に微細構造を施
してもよく、また反射角を変化させるように施した反射
膜素子をファイバプレートに接着するか、あるいはファ
イバプレート自体に直接施してもよい。また、微細構造
に反射膜または透過膜を施したものでもよい。
In the above embodiment, the light emitting mechanism 3 is formed by bonding the element having the fine structure to the fiber plate 2. However, the fine structure may be formed on the fiber plate itself. The reflecting film element which is applied so as to be changed may be adhered to the fiber plate, or may be applied directly to the fiber plate itself. Further, a microstructure provided with a reflective film or a transmissive film may be used.

【0067】一方で、出射機構部3と空間光変調器4と
の関係はこのままに、光源からファイバープレート2ま
での光ファイバー21を排し、実施例1と同様に、光
を、単に空間中で伝播させてもよい。
On the other hand, the optical fiber 21 from the light source to the fiber plate 2 is discharged while the relationship between the emission mechanism 3 and the spatial light modulator 4 is kept as it is, and light is simply transmitted in space as in the first embodiment. It may be propagated.

【0068】また、もちろん、光源とファイバープレー
ト2間は光ファイバー21で結合したままで、出射機構
部3と空間光変調器4を、実施例1と同様に、ファイバ
ープレート2に対して同一の側に配することも可能であ
る。
Also, of course, the light emitting mechanism 3 and the spatial light modulator 4 are connected to the same side with respect to the fiber plate 2 as in the first embodiment while the light source and the fiber plate 2 are still coupled by the optical fiber 21. It is also possible to arrange.

【0069】(実施例3)次に、本発明の第3の実施例
の光学装置について詳細に説明する。
(Embodiment 3) Next, an optical device according to a third embodiment of the present invention will be described in detail.

【0070】図3は、光源として半導体レーザ31を用
いた断面図を示す。半導体レーザ31からの光を、直
接、ファイバプレート2に入射すること以外は、実施例
2と同じ構成である。
FIG. 3 is a sectional view using a semiconductor laser 31 as a light source. The configuration is the same as that of the second embodiment except that the light from the semiconductor laser 31 is directly incident on the fiber plate 2.

【0071】すなわち、一旦、ファイバープレート2中
に入射された光は、実施例2と同様に、拡散されながら
閉じこめられ、出射機構部3において、ファイバープレ
ート2中を伝播する光の反射角が小さくなるように反射
され、射出機構部3と反対側に向かって偏向され、ファ
イバプレート2のコア中を伝播、その後出射機構部3と
の対面に達するすると、全反射条件が満たされないため
に、この対面よりファイバプレート2の外部へと射出さ
れる。
That is, the light once entering the fiber plate 2 is confined while being diffused in the same manner as in the second embodiment, and the reflection angle of the light propagating through the fiber plate 2 is reduced in the emission mechanism 3. When the light is deflected toward the side opposite to the emission mechanism 3 and propagates through the core of the fiber plate 2, and then reaches the face facing the emission mechanism 3, the total reflection condition is not satisfied. It is emitted from the opposite side to the outside of the fiber plate 2.

【0072】そして、このように射出された光は、空間
光変調器4に入射し、この空間光変調器4で所定の変調
を受け、光ファイバーの開口角より小さな角度でファイ
バープレート2に入射するように反射され、光ファイバ
ー中を伝播して、空間光変調器4とは反対側の面より、
ファイバープレート2から射出される。
The light thus emitted enters the spatial light modulator 4, undergoes a predetermined modulation by the spatial light modulator 4, and enters the fiber plate 2 at an angle smaller than the opening angle of the optical fiber. Reflected in the optical fiber, propagates through the optical fiber, and from the surface opposite to the spatial light modulator 4,
The light is emitted from the fiber plate 2.

【0073】本実施例においても、半導体レーザ31が
ファイバプレート2に直接固定されているために、光学
装置の機械的安定性の向上と小型一体化を実現してい
る。
Also in this embodiment, since the semiconductor laser 31 is directly fixed to the fiber plate 2, the mechanical stability of the optical device is improved and the optical device is compactly integrated.

【0074】また、実施例1と同様に、ファイバプレー
ト2内部において光の拡散と全反射を生じさせることに
より、光を有効に拡散し閉じ込めることができ、例え
ば、半導体レーザ31の発光径が100μm−2mmで
ある場合には、変調器4において大きさ10×10mm
以上の像をファイバプレート2から得ることができる。
Further, similarly to the first embodiment, the light can be effectively diffused and confined by causing light diffusion and total reflection inside the fiber plate 2. For example, the light emission diameter of the semiconductor laser 31 is 100 μm. -2 mm, the size of the modulator 4 is 10 × 10 mm
The above image can be obtained from the fiber plate 2.

【0075】なお、本実施例において、光源である半導
体レーザ31をファイバープレート2に直接結合したま
まで、出射機構部3と空間光変調器4を、実施例1と同
様に、ファイバープレート2に対して同一の側に配する
ことも可能である。 (実施例4)次に、本発明の第4の実施例の光学装置に
ついて詳細に説明する。
In this embodiment, the emission mechanism 3 and the spatial light modulator 4 are connected to the fiber plate 2 in the same manner as in the first embodiment while the semiconductor laser 31 as the light source is directly coupled to the fiber plate 2. It is also possible to arrange them on the same side. (Embodiment 4) Next, an optical device according to a fourth embodiment of the present invention will be described in detail.

【0076】図4は、本発明の第4の実施例における光
学装置の模式図である。本実施例は、不図示の光源から
の光を、4本の光ファイバ41を用いてファイバプレー
ト2の側面におけるファイバプレート2のファイバ軸
(図4における上下方向のファイバプレート2の中心軸
に相当する)に対称な4つの入射部から入射すること、
およびファイバプレート2においてファイバプレートの
側面に側面反射膜42を施し、出射機構部3と結合して
いる部分および空間光変調素子4と結合している部分を
除くファイバプレート面にファイバプレート面反射膜4
3を施していること以外は、実施例2と同じ構成であ
る。
FIG. 4 is a schematic view of an optical device according to a fourth embodiment of the present invention. In this embodiment, light from a light source (not shown) is transmitted to the fiber axis of the fiber plate 2 on the side surface of the fiber plate 2 (corresponding to the central axis of the fiber plate 2 in the vertical direction in FIG. ) From four symmetrical entrances,
In the fiber plate 2, a side reflection film 42 is provided on the side surface of the fiber plate, and a fiber plate surface reflection film is formed on the fiber plate surface except for a portion connected to the emission mechanism 3 and a portion connected to the spatial light modulator 4. 4
The third embodiment is the same as the second embodiment except that the third embodiment is applied.

【0077】実施例4の動作を以下に詳細に説明する。
まず、不図示の光源から、4本の光ファイバ41中をを
伝送され、ファイバープレート2中に4つの入射部から
入射された光は、ファイバプレート2中に拡散されなが
ら閉じ込められる。
The operation of the fourth embodiment will be described in detail below.
First, light transmitted through four optical fibers 41 from a light source (not shown) and entered into the fiber plate 2 from four incident portions is confined while being diffused into the fiber plate 2.

【0078】この光の閉じ込めは、側面反射膜42また
はファイバプレート面反射膜43を施したファイバプレ
ート2の部分では反射膜での反射により、また反射膜を
施していない部分では、実施例2と同様に全反射により
行う。
The light is confined by the reflection at the portion of the fiber plate 2 on which the side reflection film 42 or the fiber plate surface reflection film 43 is provided, and at the portion without the reflection film by the second embodiment. Similarly, it is performed by total reflection.

【0079】次に、出射機構部3において、ファイバー
プレート2中を伝播する光の反射角が小さくなるように
反射され、出射機構部3と反対側に向かって偏向され、
ファイバプレート2のコア中を伝播、その後出射機構部
3との対面に達すると、全反射条件が満たされないため
に、この対面よりファイバプレート2の外部へと射出さ
れる。
Next, at the emission mechanism 3, the light propagating through the fiber plate 2 is reflected so as to have a small reflection angle, and is deflected toward the side opposite to the emission mechanism 3.
When the light propagates through the core of the fiber plate 2 and then reaches the face of the emission mechanism 3, the light is emitted from the face to the outside of the fiber plate 2 because the condition for total reflection is not satisfied.

【0080】そして、この射出された光は、空間光変調
器4に入射し、この空間光変調器4で所定の変調を受
け、光ファイバーの開口角より小さな角度でファイバー
プレート2に入射するように反射され、光ファイバー中
を伝播して、空間光変調器4とは反対側の面より、ファ
イバープレート2から射出される。
The emitted light enters the spatial light modulator 4, undergoes a predetermined modulation by the spatial light modulator 4, and enters the fiber plate 2 at an angle smaller than the opening angle of the optical fiber. The light is reflected, propagates through the optical fiber, and is emitted from the fiber plate 2 from the surface opposite to the spatial light modulator 4.

【0081】本実施例でも、ファイバプレート2内部に
おいて光の拡散と、全反射または反射膜で反射を生じさ
せることにより、光を有効に拡散し閉じ込めることがで
きる。
Also in this embodiment, the light can be effectively diffused and confined by diffusing the light inside the fiber plate 2 and causing total reflection or reflection by the reflection film.

【0082】特に光源からの光を光ファイバ41を用い
てファイバプレート2の4つの入射部から入射している
ので、均一に光を閉じ込め、一様な出射光を得ることが
できる。
In particular, since the light from the light source is incident on the four incident portions of the fiber plate 2 using the optical fibers 41, the light can be confined uniformly and uniform emitted light can be obtained.

【0083】また、同じ出射光強度を得るのに、各入射
部に入射させる光の強度は入射部が1箇所の場合の1/
4となり入射光による熱が分散されるので、温度上昇に
よる光学装置の機械的歪を小さくする。
In order to obtain the same intensity of the emitted light, the intensity of the light incident on each of the incident portions is 1/1 that of the case where the number of the incident portions is one.
4, the heat due to the incident light is dispersed, so that the mechanical distortion of the optical device due to the temperature rise is reduced.

【0084】さらに、側面に入射するすべての内部光は
側面反射膜42により反射されるので、入射部面がファ
イバプレート面に対し45度の角度でなくとも効率よく
光を閉じ込めることができ、また出射機構部3および空
間光変調素子4と結合している部分を除くファイバプレ
ート面に施したファイバプレート面反射膜43により、
ファイバプレート内部で生じた不規則な散乱光のファイ
バプレート面からの出射を極力抑えることができる。
Further, since all the internal light incident on the side surface is reflected by the side reflection film 42, the light can be efficiently confined even if the incident surface is not at an angle of 45 degrees with respect to the fiber plate surface. By the fiber plate surface reflection film 43 applied to the fiber plate surface except for the portion coupled to the emission mechanism unit 3 and the spatial light modulator 4,
Emission of irregular scattered light generated inside the fiber plate from the fiber plate surface can be suppressed as much as possible.

【0085】本実施例では、例えば光ファイバのコア径
が1−100μmである場合には、変調器4において大
きさ10×10mm以上の像をファイバプレート2から
得ることができた。
In this embodiment, for example, when the core diameter of the optical fiber is 1 to 100 μm, an image having a size of 10 × 10 mm or more can be obtained from the fiber plate 2 in the modulator 4.

【0086】像の一様性は入射部が1箇所の装置に比べ
2倍に向上し、各入射部における温度上昇は1/4であ
った。
The uniformity of the image was twice as high as that of the apparatus having one incident portion, and the temperature rise at each incident portion was 1/4.

【0087】また、ファイバプレート2に側面反射膜4
2およびファイバプレート面43を施すことにより、フ
ァイバプレート入射光に対する出射光の変換効率は30
%向上した。
The side surface reflection film 4 is provided on the fiber plate 2.
2 and the fiber plate surface 43, the conversion efficiency of the outgoing light with respect to the incident light of the fiber plate is 30.
% Improved.

【0088】なお、本実施例において、光ファイバ41
をファイバープレート2の4つの側面に各々1本結合し
たが、1つの側面に2本以上の光ファイバを用いること
も可能であり、あるいはアレイ状に束ねた光ファイバを
各側面に結合してもよい。
In this embodiment, the optical fiber 41
Is connected to each of the four sides of the fiber plate 2, but it is also possible to use two or more optical fibers on one side, or to connect optical fibers bundled in an array to each side. Good.

【0089】また、出射機構部3と空間光変調器4との
関係はこのままに、光源からファイバープレート2まで
の光ファイバー41を排し、単に空間中で光を伝播させ
て、ファイバプレート2の2つ以上の点から入射しても
かまわない。
Further, while maintaining the relationship between the light emitting mechanism 3 and the spatial light modulator 4 as it is, the optical fiber 41 from the light source to the fiber plate 2 is ejected, and the light is simply propagated in the space. It may be incident from more than one point.

【0090】また、半導体レーザなどの2つ以上の発光
素子をファイバプレート2に直接結合してもかまわな
い。
Further, two or more light emitting elements such as semiconductor lasers may be directly coupled to the fiber plate 2.

【0091】さらにまた、出射機構部3と空間光変調器
4を、実施例1と同様に、ファイバープレート2に対し
て同一の側に配することも可能である。
Further, the emission mechanism 3 and the spatial light modulator 4 can be arranged on the same side of the fiber plate 2 as in the first embodiment.

【0092】(実施例5)次に、本発明の第5の実施例
の光学装置について説明する。
(Embodiment 5) Next, an optical apparatus according to a fifth embodiment of the present invention will be described.

【0093】図5は、本発明の第5の実施例における光
学装置の概略図である。また図6は図5における出射機
構部3の正面図である。図6において、符号61は出射
機構部3に施した微細構造の溝である。
FIG. 5 is a schematic view of an optical device according to a fifth embodiment of the present invention. FIG. 6 is a front view of the light emitting mechanism 3 in FIG. In FIG. 6, reference numeral 61 denotes a microstructured groove provided on the emission mechanism 3.

【0094】不図示の光源からの光を、4本の光ファイ
バ41を用いてファイバプレート2の頂角に施した4つ
の入射部から入射すること、および出射機構部3の微細
構造を部分的に変えることにより光の出射効率に分布を
持たせることを除き、実施例2と同じ構成である。
Light from a light source (not shown) is made incident from four incident portions provided at the apex angle of the fiber plate 2 using four optical fibers 41, and the fine structure of the emission mechanism 3 is partially changed. The configuration is the same as that of the second embodiment except that the light emission efficiency has a distribution by changing to.

【0095】すなわち、実施例2と同様に、ファイバー
プレート2中に4つの入射部から入射された光は拡散さ
れながら閉じこめられ、出射機構部3において、ファイ
バープレート2中を伝播する光の反射角が小さくなるよ
うに反射され、出射機構部3と反対側に向かって偏向さ
れ、ファイバプレート2中のコアを伝播その後出射機構
部3との対面に達すると、全反射条件が満たされないた
めに、この対面よりファイバプレート2の外部へと射出
される。
That is, similarly to the second embodiment, the light incident from the four incident portions into the fiber plate 2 is confined while being diffused, and the reflection angle of the light propagating through the fiber plate 2 at the emission mechanism portion 3. Is reflected so as to be smaller, is deflected toward the side opposite to the emission mechanism 3, propagates through the core in the fiber plate 2, and then reaches the face with the emission mechanism 3, since the total reflection condition is not satisfied. The light is emitted to the outside of the fiber plate 2 from this facing surface.

【0096】そして、このように射出された光は、空間
光変調器4に入射し、この空間光変調器4で所定の変調
を受け、光ファイバーの開口角より小さな角度でファイ
バープレート2に入射するように反射され、光ファイバ
ー中を伝播して、空間光変調器4とは反対側の面より、
ファイバープレート2から射出される。
The light thus emitted enters the spatial light modulator 4, undergoes a predetermined modulation by the spatial light modulator 4, and enters the fiber plate 2 at an angle smaller than the opening angle of the optical fiber. Reflected in the optical fiber, propagates through the optical fiber, and from the surface opposite to the spatial light modulator 4,
The light is emitted from the fiber plate 2.

【0097】本実施例でも実施例2と同様に、ファイバ
プレート2内部において光の拡散と全反射を生じさせる
ことにより、光を有効に拡散し閉じ込めることができ
る。
In this embodiment, as in the second embodiment, light is diffused and totally reflected inside the fiber plate 2 so that light can be effectively diffused and confined.

【0098】特に、加工の容易なファイバプレートの頂
角に入射部を形成するので、入射角精度が高く、ばらつ
きのない入射部を得ることができ、均一性の高い光をフ
ァイバプレート内部に閉じ込めることができる。
In particular, since the incident portion is formed at the apex angle of the fiber plate which is easy to process, the incident angle accuracy is high, and the incident portion with no variation can be obtained, and highly uniform light is confined inside the fiber plate. be able to.

【0099】一方、より厳密に議論すると、ファイバプ
レート2に入射した光は入射部から出射機構部までの距
離が長くなるに従い減衰するので、出射機構部の周辺部
に到達する光強度は、中央部に到達する光強度よりも大
きい。出射光の強度は、出射機構部に到達した光強度と
出射機構部の出射効率の積に比例するため、出射機構部
の出射効率が一様であれば、射出光の強度は一様でない
ことが考えられる。
On the other hand, to discuss more strictly, the light incident on the fiber plate 2 is attenuated as the distance from the incident portion to the output mechanism becomes longer, so that the light intensity reaching the peripheral portion of the output mechanism becomes the central intensity. Greater than the light intensity reaching the part. Since the intensity of the emitted light is proportional to the product of the intensity of the light reaching the emission mechanism and the emission efficiency of the emission mechanism, if the emission efficiency of the emission mechanism is uniform, the intensity of the emitted light must not be uniform. Can be considered.

【0100】そこで、本実施例においては、出射機構部
3の微細構造である溝61の分布密度を、ファイバプレ
ート2の光入射部に近い出射機構部3の周辺部では低
く、また出射機構部の中央部では高くすることにより、
周辺部の出射効率を中央部より低く設定する。
Therefore, in the present embodiment, the distribution density of the grooves 61, which are the fine structure of the emission mechanism 3, is low in the periphery of the emission mechanism 3 near the light incidence part of the fiber plate 2, and the distribution mechanism is low. By increasing the height in the center of
The emission efficiency at the periphery is set lower than at the center.

【0101】このような射出機構部3の構成にすると、
出射効率の分布とファイバプレート内部に閉じこめた光
の出射機構部における強度分布とを相殺することがで
き、一様な出射光を得ることができる。
With such a configuration of the injection mechanism 3,
The distribution of the output efficiency and the intensity distribution of the light confined in the fiber plate in the output mechanism can be canceled out, and uniform output light can be obtained.

【0102】また、本実施例では、光ファイバのコア径
が1−100μmである場合に、変調器4において大き
さ10×10 mm以上の像をファイバプレート2から
得ることができた。
In this embodiment, when the core diameter of the optical fiber is 1-100 μm, an image having a size of 10 × 10 mm or more can be obtained from the fiber plate 2 in the modulator 4.

【0103】像の一様性については、実施例2の装置の
像に比べ4倍向上した。なお、本実施例では光ファイバ
41を用いてファイバプレート2の頂角に形成した入射
部から光を入射したが、出射機構部3と空間光変調器4
との関係はこのままに、光源からファイバープレート2
までの光ファイバー41を排し、単に空間中で光を伝播
させて、ファイバプレート2の入射部から入射してもか
まわない。
The uniformity of the image was improved four times as compared with the image of the apparatus of the second embodiment. In this embodiment, light is incident from the incident portion formed at the apex angle of the fiber plate 2 using the optical fiber 41. However, the emission mechanism 3 and the spatial light modulator 4
The relationship between the light source and the fiber plate 2
The optical fiber 41 may be discharged, and the light may simply be propagated in the space, and may be incident from the incident portion of the fiber plate 2.

【0104】また、半導体レーザなどの発光素子を、フ
ァイバプレート2の入射部に直接結合してもかまわな
い。
Further, a light emitting element such as a semiconductor laser may be directly coupled to the incident part of the fiber plate 2.

【0105】さらにまた、実施例1と同様、出射機構部
3と空間光変調器4をファイバープレート2と同一の側
に配することも可能である。
Further, similarly to the first embodiment, the emission mechanism 3 and the spatial light modulator 4 can be arranged on the same side as the fiber plate 2.

【0106】そして、出射機構部3の出射効率に分布を
持たせるのに、微細構造の溝の傾斜を部分的に変化させ
てもよく、また透過膜あるいは反射膜を施した出射機構
部では、膜厚または透過率あるいは反射率の異なる材料
を部分的に施し、出射効率に分布を持たせることが可能
である。
In order to make the emission efficiency of the emission mechanism 3 have a distribution, the inclination of the groove of the fine structure may be partially changed, and in the emission mechanism provided with the transmission film or the reflection film, It is possible to partially apply materials having different film thicknesses or transmittances or reflectances so as to have a distribution in emission efficiency.

【0107】最後に、以上の実施例においては、空間光
変調器に液晶型の光書き込み型空間光変調器を使用した
が、光学結晶等を用いた空間光変調器を用いてもよく、
振幅変調以外の偏光変調、位相変調、波長変調等により
光を変調してかまわない。
Lastly, in the above embodiments, a liquid crystal light-writing type spatial light modulator is used as the spatial light modulator, but a spatial light modulator using an optical crystal or the like may be used.
The light may be modulated by polarization modulation, phase modulation, wavelength modulation, or the like other than the amplitude modulation.

【0108】[0108]

【発明の効果】以上のように本発明においては、開口角
より大きい角度で光をファイバプレートに入射し、従来
利用されていなかったファイバプレートの拡散作用と全
反射を活用することにより、ファイバプレートの内部に
光を閉じこめたまま均一に拡散させて伝搬させ、その後
その光を、例えば全反射条件を満たさないように設定さ
れ、かつ例えば入射部よりも面積を大きく設定された出
射機構部から外部へと確実に出射させることができ、次
段の空間光変調器等の光学素子に適度な照射面積の均一
化された強度を有する光を供給することができる光学装
置を、機械的安定性に優れ、かつ小型一体化するのに適
した基本構成で実現することができたものであり、光コ
ンピューティングや光画像処理等の分野において好適な
光供給光学系等として使用され得るものである。
In the present invention as described above, according to the present invention, by incident light to the fiber plate at an angle greater than the aperture angle and take advantage of diffusion action and the total reflection of the conventionally utilized it is not fiber plate, fiber plate Inside
The light is uniformly diffused and propagated while being confined, and then
The light is set, for example, so as not to satisfy the condition of total reflection.
Output that is larger than the area of the entrance
Radiation from the injection mechanism to the outside.
Uniform irradiation area suitable for optical elements such as spatial light modulators
Optical device capable of supplying light having a uniform intensity
The device has excellent mechanical stability and is suitable for compact integration.
That can be realized with the basic configuration
Suitable for computing and optical image processing
Is obtained shall be used as the light supply optical system and the like.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施例における光学装置の断面
FIG. 1 is a cross-sectional view of an optical device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第2の実施例における光学装置の断面
FIG. 2 is a sectional view of an optical device according to a second embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第3の実施例における光学装置の断面
FIG. 3 is a sectional view of an optical device according to a third embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第4の実施例における光学装置の模式
FIG. 4 is a schematic view of an optical device according to a fourth embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第5の実施例における光学装置の模式
FIG. 5 is a schematic view of an optical device according to a fifth embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第5の実施例における出射機構部の正
面図
FIG. 6 is a front view of an emission mechanism according to a fifth embodiment of the present invention.

【図7】従来の光学装置の模式図FIG. 7 is a schematic view of a conventional optical device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 光源 2 ファイバプレート 3 出射機構部 4 空間光変調器 21 光ファイバ 31 半導体レーザ 41 光ファイバ 42 側面反射膜 43 ファイバプレート面反射膜 61 溝 71 第1レンズ 72 偏光ビームスプリッタ 73 第2レンズ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Light source 2 Fiber plate 3 Emission mechanism part 4 Spatial light modulator 21 Optical fiber 31 Semiconductor laser 41 Optical fiber 42 Side reflection film 43 Fiber plate surface reflection film 61 Groove 71 First lens 72 Polarized beam splitter 73 Second lens

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−159604(JP,A) 特開 昭61−241714(JP,A) 特開 平3−48214(JP,A) 実開 昭56−117705(JP,U)Continuation of the front page (56) References JP-A-61-159604 (JP, A) JP-A-61-241714 (JP, A) JP-A-3-48214 (JP, A) , U)

Claims (15)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 複数の光ファイバが互いに並列に配列さ
れて構成され、前記光ファイバの一対の端面に対応した
一対の端面を有するファイバプレートと、前記ファイバ
プレートに入射された光をファイバプレート外に出射
べく前記光ファイバプレートの一対の端面の少なくとも
一方の側に設けられた出射機構部とを備え、前記ファイ
バプレートには、前記光ファイバの開口角より大きい角
度で光が入射され、前記入射された光は、前記光ファイ
バプレート内で拡散されながら伝搬し、前記出射機構部
から出射される光学装置。
1. A plurality of optical fibers are arranged in parallel with each other, and correspond to a pair of end faces of the optical fibers.
A fiber plate having a pair of end faces, and light incident on the fiber plate is emitted out of the fiber plate .
At least a pair of end faces of the optical fiber plate
And a emission mechanism portion provided on one side, the fiber plate is incident light at an angle greater than the aperture angle before Symbol optical fiber, the incident light is the light phi
The light propagates while being diffused in the baffle plate, and
Optical device emitted from
【請求項2】 複数の光ファイバが互いに並列に配列さ
れて構成され、前記光ファイバの一対の端面に対応した
一対の端面を有するファイバプレートと、前記ファイバ
プレートに入射された光をファイバプレート外に出射
べく前記光ファイバの一対の端面の一方側に設けられた
出射機構部と、前記ファイバプレートから出射された
を変調する空間光変調器とを備え、前記ファイバプレー
トには、前記光ファイバの開口角より大きい角度で光が
入射され、前記入射された光は、前記光ファイバプレー
ト内を拡散されながら伝搬し、前記出射機構部から前記
空間光変調器に向け出射される光学装置。
2. A plurality of optical fibers are arranged in parallel with each other, and correspond to a pair of end faces of the optical fibers.
A fiber plate having a pair of end faces, and light incident on the fiber plate is emitted out of the fiber plate .
An emission mechanism provided on one side of the pair of end faces of the optical fiber, and a spatial light modulator for modulating light emitted from the fiber plate. Light is incident at an angle greater than the aperture angle of the optical fiber, and the incident light is
The light propagates while being diffused in the
An optical device emitted toward the spatial light modulator .
【請求項3】 入射された光は、ファイバプレートの出
射機構部に対応した部分以外の一対の端面では全反射さ
れる請求項1または2記載の光学装置。
3. The incident light exits the fiber plate.
The pair of end faces other than the part corresponding to the
The optical device according to claim 1, wherein the optical device is provided.
【請求項4】 入射された光は、ファイバプレート内を
拡散しながら伝搬し、前記ファイバプレートの一対の端
面に対し45度の角度で入射する請求項1から3のいず
れかに記載の光学装置。
4. The incident light passes through the fiber plate.
Propagating while diffusing, a pair of ends of the fiber plate
4. The optical device according to claim 1, wherein the light is incident on the surface at an angle of 45 degrees .
【請求項5】 光がファイバプレートへ入射される入射
部面が、ファイバプレートの一対の端面に対して90度
でない角度を有するように形成されるべく前記ファイバ
プレートの形状を加工した請求項1から3のいずれかに
記載の光学装置。
5. An incidence where light is incident on a fiber plate.
90 degrees to the pair of end faces of the fiber plate
The optical device according to any one of claims 1 to 3, wherein the shape of the fiber plate is processed so as to have a different angle .
【請求項6】 光が光ファイバを用いてファイバプレー
トに供給される請求項1から5のいずれかに記載の光学
装置。
6. The optical device according to claim 1, wherein the light is supplied to the fiber plate using an optical fiber.
【請求項7】 光が半導体発光素子を用いてファイバプ
レートに供給される請求項1から5のいずれかに記載の
光学装置。
7. The optical device according to claim 1, wherein light is supplied to the fiber plate using a semiconductor light emitting device.
【請求項8】 出射機構部は、微細構造をファイバプレ
ートに施すか、または微細構造を施した素子を前記ファ
イバプレートに接着して形成される請求項1から7のい
ずれかに記載の光学装置。
8. emitting mechanism is an optical device according to any one or subjected to microstructure fiber plate, or elements subjected to microstructure claim 1 bonded to Ru is formed on the fiber plate 7 of .
【請求項9】 出射機構部は、透過膜をファイバプレー
トに施すか、または透過膜を施した素子を前記ファイバ
プレートに接着して形成される請求項1から7のいずれ
かに記載の光学装置。
9. emitting mechanism is an optical device according to any one or subjected to permeable membrane fiber plate, or a device which has been subjected to permeation membrane claims 1 that will be formed by bonding the fiber plate 7 of .
【請求項10】 出射機構部は、反射膜をファイバプレ
ートに施すか、または反射膜を施した素子を前記ファイ
バプレートに接着して形成される請求項1から7のいず
れかに記載の光学装置。
10. emitting mechanism is an optical device according to any one or subjected to reflection film to the fiber plate, or elements subjected to reflection film claims 1 that will be formed by bonding the fiber plate 7 of .
【請求項11】 光が少なくともファイバプレートの2
箇所に供給される請求項1から10のいずれかに記載の
光学装置。
11. Light is applied to at least two of the fiber plates.
The optical device according to any one of claims 1 to 10, which is supplied to a location.
【請求項12】 ファイバプレートの側面に反射膜を施
した請求項1から11のいずれかに記載の光学装置。
12. The optical device according to claim 1, wherein a reflection film is provided on a side surface of the fiber plate.
【請求項13】 光がファイバプレートへ入射される入
射部を、ファイバプレートの頂角部に形成した請求項1
から12のいずれかに記載の光学装置。
13. The fiber plate according to claim 1, wherein an incident portion on which the light enters the fiber plate is formed at a vertex of the fiber plate.
13. The optical device according to any one of items 1 to 12.
【請求項14】 出射機構部の出射効率に分布を持たせ
た請求項1から13のいずれかに記載の光学装置。
14. The optical device according to claim 1, wherein the emission efficiency of the emission mechanism has a distribution.
【請求項15】 ファイバプレートの一対の端面の一部
分に反射膜を施した請求項1から14のいずれかに記載
の光学装置。
15. The optical device according to claim 1, wherein a reflection film is provided on a part of the pair of end faces of the fiber plate.
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