JPH07287105A

JPH07287105A - 光路変換器及び光路変換アレイ

Info

Publication number: JPH07287105A
Application number: JP10335794A
Authority: JP
Inventors: Satoru Yamaguchi; 哲山口; Tetsuo Kobayashi; 哲郎小林; Yoshimasa Saito; 吉正斉藤
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1994-04-18
Filing date: 1994-04-18
Publication date: 1995-10-31

Abstract

(57)【要約】【目的】偏平な光を９０゜回転可能な光路変換器及び
破線状に配列された複数の偏平な光を梯子状に配列して
その集光を容易にする光路変換アレイを提供する。【構成】平凸シリンドリカルレンズと等価な第１のバ
イナリオプティクスと、これと同じ焦点距離の第２のバ
イナリオプティクスとが焦点距離の２倍の距離だけ離間
して配置させた光路変換器に対して、偏平光をその長軸
が第１のバイナリオプティクスの中央線に対して４５゜
傾くように入射することで、像の長軸と短軸とが反転
し、即ち偏平光が９０゜回転したのと同様な像となる。
この光路変換器を配列方向に対して４５゜傾けて波線状
の光線の各偏平光を９０゜回転させて梯子状に配列すれ
ば、マルチストライプアレイ半導体レーザ光を高効率で
集光し、かつ細く絞ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、透過光の形状を変換す
るための光路変換器及び光路変換アレイに関し、特に半
導体レーザアレイを光源とする偏平な光の形状を変換す
るのに適した光路変換器及び光路変換アレイに関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】レーザ光を集光して光エネルギーを利用
する技術の向上は、レーザ加工分野に於て最重要課題の
一つである。通常のレーザ加工に用いられるレーザ発生
器としては、ＹＡＧレーザが多用されている。しかしな
がらＹＡＧレーザは、電気入力に対する光出力の変換効
率が低く、比較的大規模な装置と多量の冷却水が必要で
ある。

【０００３】一方、電気入力／光出力の変換効率が高
く、かつコンパクトで大がかりな冷却装置を必要としな
いレーザ装置として、半導体レーザ素子を用いたものが
知られている。また、比較的高出力が得られる半導体レ
ーザ素子としては、マルチストライプアレイ半導体レー
ザが知られている。これは１０本〜１００本のストライ
プ状活性層が半導体チップに刻まれており、１次元的に
配列した１０箇所〜１００箇所の線分状の各点からレー
ザ光が出射する破線状の光源を有している。

【０００４】ところで、レーザ光は、レーザ加工分野の
みならず、医療分野でも使用性の高いレーザ光源を提供
する要望を満たす上からは、１本の光ファイバに高効率
に導光できることが好ましい。このため、上記マルチス
トライプアレイ半導体レーザを用いる場合には、各活性
層からの出射光をそれぞれ個別の光ファイバに導光して
ファイババンドルとし、これらの光ファイバ端面からの
出射光を新たに集光するなどの措置がとられている。と
ころがこの場合、光ファイバのカプリング損失が大きい
上、破線状に出射するレーザ光を単一の光ファイバに導
光して細く高密度に絞ることが困難であった。

【０００５】他方、半導体レーザ光を励起光源として用
いた固体レーザが、高効率、長寿命、及び小型化を図れ
ることから注目を集めている。この半導体レーザ励起固
体レーザに於ける固体レーザの光軸方向から光励起する
端面励起方式によると、固体レーザ発振のモード空間に
半導体レーザ出力光による励起空間をマッチングさせる
ことによって高効率な単一基本横モード発振を実現し得
るが、例えば単レンズを用いてマルチストライプアレイ
半導体レーザ光を集光した場合、マルチストライプアレ
イ半導体レーザの光源の全長が約１０mm程もあるため、
フォーカシング時にレンズの倍率で決まる径寸法のビー
ムスポットしか得られず、端面励起方式の励起光源とし
てとして実用的な１mm以下の径寸法のビームスポットを
得ることは到底不可能であった。

【０００６】そこで、図１０に示すように、マイクロレ
ンズアレイ３１を用いてマルチストライプアレイ半導体
レーザ素子の活性層２１が出射するレーザ光をそれぞれ
個別にコリメートした後、フォーカシングレンズ２６を
用いてビームスポットＢＳを一箇所に絞って全ストライ
プ光を重畳させる方法がある。この方法によれば、マイ
クロレンズ３１とフォーカシングレンズ２６との焦点距
離で決まる倍率を各活性層２１の全幅に掛け合わせた程
度のビームスポット径が得られ、マルチストライプアレ
イ半導体レーザ発生素子の活性層２１に対して垂直成分
は細く絞ることができるが、隣合ったストライプ光同士
が重なり合わないようにするために、各ストライプ光に
対応する各マイクロレンズを、半導体レーザ発生素子の
出射面に近接配置する必要があるため、各マイクロレン
ズに焦点距離の短いものを使う必要があり、フォーカシ
ングレンズとの組合せで決まる倍率が大きくならざるを
得ず、実用的な集束スポット径にするには至らない。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】マルチストライプアレ
イ半導体レーザ素子２２は、図１１に示すように、通
常、約１００μｍ〜２００μｍ幅の活性層２１が、全幅
約１０mmの平面内に１０本〜１００本一定間隔で配列さ
れている。従って、ひとつの半導体レーザ発生素子から
１０本〜１００本のレーザ光が出射する破線状の光源が
与えられる。これらの各ストライプ光は、それぞれ偏平
な光源から発せられたものであり、ビーム放射角は活性
層に対して垂直成分θVが相対的に大きく約４０゜〜５
０゜であり、平行成分θHは相対的に小さく約１０゜で
ある。また発光源の幅は垂直成分が相対的に狭く０．１
μｍ〜１μｍであり、平行成分は相対的に広く上述のよ
うに１００μｍ〜２００μｍである。

【０００８】上記したように垂直成分θVは容易に絞る
ことができることから、絞った後にレーザ光の垂直成分
θVと平行成分θHとを入れ替えて各ビームが梯子状に配
列されれば、平行成分θHも容易に絞れ、全体として容
易に集光することができる。即ち、まず焦点距離の短い
マイクロシリンドリカルレンズアレイを用いて活性層２
１の延在方向に垂直な成分θVを集光し、次いで垂直成
分θVと平行成分θHとを入れ替えて焦点距離の長いシリ
ンドリカルレンズを用いて平行成分θHを集光する。最
後にフォーカシングレンズを用いて両成分をビームスポ
ットに集束させる。ここで垂直成分については、マイク
ロシリンドリカルレンズを光源に近接配置するので、倍
率は高くなるものの、光源の幅が極めて狭いために集束
スポット径はさほど大きくならない。また平行成分につ
いては、シリンドリカルレンズを光源から離間配置する
ので、倍率を小さく抑えることができるために集束スポ
ット径を小さくすることができる。

【０００９】本発明は、このような状況に鑑みてなされ
たものであり、その第１の目的は、半導体レーザ活性層
に対して平行な成分を集光するに際し、コリメータレン
ズを光源から離間して配置し、フォーカシングレンズと
の組合せで決まる倍率を小さくすることによって絞った
ビームスポット径を小さくすることのできる光路変換器
を提供することにある。これに加えて本発明の第２の目
的は、マルチストライプアレイ半導体レーザ素子から出
射される放射角が大きい多数のレーザビームを集光して
単一のスポットに絞り込み、レーザ加工用光源として使
用したり、光ファイバに導光したり、固体レーザ発振の
モード空間に半導体レーザ出力光による励起空間をマッ
チングしたりすることができるように、固体レーザ基本
波を高効率に生起可能な光路変換アレイを提供すること
にある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】このような目的は、本発
明によれば、偏平な透過光の光軸と直交する方向に配向
した平凸シリンドリカルレンズと等価な第１のバイナリ
オプティクスと、前記透過光の光軸と直交する前記第１
のバイナリオプティクスと同一方向に配向した平凸シリ
ンドリカルレンズと等価な第２のバイナリオプティクス
からなり、かつ前記第１のバイナリオプティクスと同じ
焦点距離の第２のバイナリオプティクスとが、前記各バ
イナリオプティクスの焦点距離の２倍の距離だけ離間し
て配置され、前記偏平な透過光を、その長軸が前記第１
の軸線に対して４５゜傾くように前記第１のバイナリオ
プティクスに入射し、前記第１及び第２の軸線を通る面
を中心に像を反転させて該透過光をその光軸周りに９０
゜回転させたのと等価な光を前記第２のバイナリオプテ
ィクスから出射することを特徴とする光路変換器、及び
偏平な透過光の光軸と直交する方向に配向した平凸シリ
ンドリカルレンズと等価な第１のバイナリオプティクス
と、前記透過光の光軸と直交する前記第１のバイナリオ
プティクスと同一方向に配向した平凸シリンドリカルレ
ンズと等価な第２のバイナリオプティクスからなり、か
つ前記第１のバイナリオプティクスと同じ焦点距離の第
２のバイナリオプティクスとが、前記各バイナリオプテ
ィクスの焦点距離の２倍の距離だけ離間して配置された
複数の光路変換器を、前記第１及び第２の軸線に対して
４５゜傾く方向に配列し、破線状をなす複数の前記偏平
な透過光を、その長軸が前記第１の軸線に対して４５゜
傾くように前記各光路変換器の前記第１のバイナリオプ
ティクスに入射し、前記第１及び第２の軸線を通る面を
中心に像を反転させて該透過光をその光軸周りに９０゜
回転させ、梯子状に配列して前記各光路変換器の前記第
２のバイナリオプティクスから出射することを特徴とす
る光路変換アレイを提供することによって達成される。

【００１１】

【作用】本発明の光路変換器によれば、入射した偏平光
は、第１のバイナリオプティクスでその入射位置の屈折
率に応じて曲げられ、全体としてレンズの中心線を中心
に反転して、丁度偏平方向が９０゜回転したねじれの状
態で第２のバイナリオプティクスから出射する。即ち、
各バイナリオプティクスがシリンドリカルレンズとして
機能すると共に、各レンズが平板状であり、従来のレン
ズに比較して取扱いが容易であり、その製作も容易にな
る。また、複数の上記光路変換器を４５゜傾けて配列
し、これらに破線状に直列する線状光を通過させれば、
梯子状に並列した光に変換される。これにより、マルチ
ストライプアレイ半導体レーザ素子からの出射光を、ま
ず垂直成分を集光して破線状に直列する線状光とし、更
に梯子状に並列した光に変換した後、平行成分をコリメ
ートする構成とすれば、レーザ素子とコリメートレンズ
との間の光学距離を長くとっても、隣同士のストライプ
光が重なり合うことがなく、マルチストライプアレイ半
導体レーザ光を重畳させて微小なスポットに絞り込むこ
とができる。

【００１２】

【実施例】以下に添付の図面に示された具体的な実施例
に基づいて本発明を詳細に説明する。

【００１３】まず、本発明の光路変換器の光路変換原理
について説明する。図１は本発明が適用された光路変換
器１の斜視図、図２（ａ）は、図１に示す光路変換器１
の側面図、図２（ｂ）は図２（ａ）の光路変換器１の正
面図である。この光路変換器１は、入射側及び出射側の
一対の後記するバイナリオプティクス２、３から構成さ
れている。

【００１４】この光路変換器１の入射側のバイナリオプ
ティクス２は、フレネルレンズを階段状に形成してなる
バイナリオプティクスにより形成されている（図２
（ａ））。このバイナリオプティクス２は、屈折率が入
射面２ａの厚さＷ方向の中央線（第１の軸線）Ｏ₁で最
も高く、この中央線Ｏ₁から入射面２ａに沿って離間す
るにつれて漸減するように一次元的に分布している。ま
た、光路変換器１の出射側のバイナリオプティクス３
は、上記第１のバイナリオプティクス２と同様にフレネ
ルレンズを階段状に形成してなるバイナリオプティクス
により形成され、屈折率が出射面３ａの厚さＷ方向の中
央、即ち中央線Ｏ₁と平行な中央線（第２の軸線）Ｏ₂で
最も高く、この中央線Ｏ₂から出射面３ａに沿って離間
するにつれて漸減するように一次元的に分布している。
尚、光路変換器１の長さ（Ｌ）、即ち各バイナリオプテ
ィクス２、３間の距離は、各バイナリオプティクス２、
３の屈折率分布特性との相関に応じて、入射光が各中央
線Ｏ₁、Ｏ₂を通る面を中心に丁度反転して同じ大きさの
像として出射するように、各バイナリオプティクス２、
３の焦点距離の２倍程度に設定されている。

【００１５】ここで、図２（ａ）に於ける右方の入射面
２ａから入射した光線ａ・ｂ・ｄ・ｅは、それぞれが通
る部分の屈折率の差に応じて光路変換器１内を進み、
ａ′・ｂ′・ｄ′・ｅ′となって左方の出射面３ａから
出射する。また中央に入射した光線ｃは、光路変換器１
内を中央面に沿って直進し、ｃ′となって出射する。即
ち、互いに焦点距離の等しい第１のバイナリオプティク
ス２と第２のバイナリオプティクス３とを焦点距離の２
倍だけ離して配置することにより、等倍の反転した像が
得られる。

【００１６】一方、この光路変換器１の第１のバイナリ
オプティクス２の入射面２ａには、該入射面と直交する
方向から偏平な光（半導体レーザ素子からの出射光）Ｂ
が入射し、その光軸は入射面２ａの中心Ｏ₀を通るよう
に、また偏平光Ｂの長軸が上記厚さＷ方向の中央線
Ｏ₁、Ｏ₂に対して４５゜傾くように設定されている。す
ると、入射面２ａから入射した偏平光Ｂは、その断面を
線分Ｐ1Ｑ1で表すと、第１のバイナリオプティクス２で
屈折して光路変換器１内の中間部で焦点を結び（線分Ｐ
2Ｑ2）、反転して第２のバイナリオプティクス３に至
る。そして、この第２のバイナリオプティクス３で屈折
して出射面３ａから出射し（線分Ｐ3Ｑ3）、元の方向に
進む。ここで、入射面２ａと偏平光Ｂの光軸とが直交
し、かつ偏平光Ｂの長軸が中央線Ｏ₁に対して４５゜傾
いていることから、偏平光Ｂが各中央線Ｏ₁、Ｏ₂を通る
面を中心に対称に反転すると、偏平光Ｂが光軸を中心に
９０゜回転した状態と同様になる。

【００１７】尚、上記したような各バイナリオプティク
スを形成するには、例えば板状のガラス体の表面をエッ
チングまたは研磨することにより階段状の面を形成すれ
ば良く、通常の光学レンズのように曲面を形成する必要
がないことからその加工性良い。

【００１８】上記した光路変換器１を複数配列してマル
チストライプアレイ半導体レーザ素子からの出射光を処
理する光路変換アレイ５を図３に示す。ここで、マルチ
ストライプアレイ半導体レーザ素子２２は、活性層２１
の発光端面が破線状に配列しており（図１１参照）、こ
れら各活性層２１の発光端面から出射した光の垂直成分
θVをシリンドリカルレンズまたはを用いて集光させて
破線状の偏平光が入射するものとする。各光路変換器１
は上記各偏平光の光軸に入射面２ａが直交し、かつ偏平
光の長軸と入射面２ａの中央線Ｏ₁とが４５゜傾くよう
に、即ち配列方向と入射面２ａの中央線Ｏ₁とが４５゜
傾くように配列している。これにより、入射した各偏平
光を９０゜回転させ、即ち、レーザ光の垂直成分θVと
水平成分θhとを入れ替えて梯子状に配列させて出射す
るようになっている。

【００１９】このようにして、一直線上に破線状に直列
した多数のストライプ光Ｂ1は、光路変換アレイ４によ
り、見かけ上梯子状に並列したストライプ光Ｂ2に変換
される。

【００２０】上記の構成に於ては、一つのストライプ光
に対して一つの光路変換器１を対応させている。従っ
て、幅寸法が小さな活性層を多数配列したものに対して
は光路変換器として極めて小さなものを用意しなければ
ならないことになる。しかしながら実用上は、複数のス
トライプ光に対して一つの光路変換器を対応させても良
い。この場合は、隣接する光路変換器の配列ピッチと同
一幅に多数のストライプを分割し、分割した要素毎に９
０度回転することになるが、この場合でも、光路変換器
の配列ピッチと同程度にレーザ光を絞ることができる。

【００２１】上記光路変換器を用い、例えば２００μｍ
幅の活性層２１を８００μｍピッチで１２本配列してな
るマルチストライプアレイ半導体レーザ素子２２が出射
するレーザ光を集光する半導体レーザ集光装置２３を図
４に示す。図４に於て、マルチストライプアレイ半導体
レーザ素子２２に近接配置した円柱レンズ２４によって
活性層２１に対する垂直成分をコリメートした後、各活
性層２１に対応して光路変換器１（各変換器が配列面に
対して４５゜で傾斜）を８００μｍピッチで配列した光
路変換アレイ５により、各ストライプ光の断面の長軸と
短軸とを反転させる。

【００２２】次いで光路変換アレイ５からの出射光を集
光するように配置されたシリンドリカルレンズ２５によ
って活性層と平行な成分をコリメートする。そして最後
にフォーカシングレンズ２６を用いてレーザ光を絞り込
む。これにより、焦点の位置に複数のストライプ光が重
畳したビームスポットＢＳを得る。

【００２３】このようにして、フォーカシングレンズ２
６とビームスポットＢＳとの間の距離と、マルチストラ
イプアレイ半導体レーザ素子２２とシリンドリカルレン
ズ２５との間の距離との比を小さくとれるので、極めて
小さな径（直径４００μｍ）に集光されたビームスポッ
トＢＳが得られる。尚、垂直成分については、フォーカ
シングレンズ２６とビームスポットＢＳとの間の距離
と、マルチストライプアレイ半導体レーザ素子２２と円
柱レンズ２４との間の距離との比が大きくなるものの、
光源の幅が十分に小さいため、絞られたビームスポット
径は大きくならない。

【００２４】上記円柱レンズに代えて、円柱レンズと同
等の働きをするシリンドリカルレンズを用いても良いこ
とは云うまでもない。

【００２５】上記半導体レーザ集光装置を用いて集光し
たレーザ光を光ファイバ（コア径４００μｍ）に導光す
ることもでき、図５に示すように、フォーカシングレン
ズ２６にて集光したレーザ光を光ファイバ２７に導光す
ると、１０Ｗの半導体レーザ出力のうち６０％の導光効
率が得られる。

【００２６】また、上記半導体レーザ集光装置にて集光
したレーザ光を用いて固体レーザを光励起することもで
き、図６に示すように、フォーカシングレンズ２６にて
集光したレーザ光にてＹＡＧレーザなどの固体レーザ素
子２８の端面励起による光励起を試みると、１０Ｗの半
導体レーザを用いて３ＷのＹＡＧレーザ出力が得られ
る。

【００２７】更に、図７に示すように、フォーカシング
レンズ２６にて集光したレーザ光を光ファイバ２７に導
光した上で固体レーザ素子２８を端面励起により光励起
すると、２ＷのＹＡＧレーザ出力が得られる。

【００２８】図８（ａ）は本発明の第２の実施例を示す
図２（ｂ）と同様な第１のバイナリオプティクス１２の
平面図であり、図８（ｂ）は第１のバイナリオプティク
ス１２の側面図である。また、第２のバイナリオプティ
クスは第１のバイナリオプティクス１２と同様の構造を
有しているのでその図示及び説明を省略する。本実施例
では、第１及び第２のバイナリオプティクスとして、第
１の実施例ののバイナリオプティクスと同様な光学的特
性を有するフレネルゾーンプレートが用いられている。
これら第１及び第２のバイナリオプティクスに偏平光を
通すことにより、第１の実施例と同様に偏平光を９０゜
回転するの同様な像を得ることができる。それ以外の構
成は第１の実施例と同様である。

【００２９】図９は本発明の第３の実施例を示す図２
（ｂ）と同様な図である。本実施例では、第１のバイナ
リオプティクスに代えて所定のパターンのスリットが形
成された第１の回折格子１４が用いられている。また、
第２のバイナリオプティクスに代えて第１の回折格子１
２と同様な構造の第２の回折格子（図示せず）が用いら
れている。これらの回折格子に光を通すことにより、そ
の干渉作用で第１の実施例と同様に偏平光を９０゜回転
するの同様な像を得ることができる。それ以外の構成は
第１の実施例と同様である。

【００３０】

【発明の効果】このように本発明によれば、第１のバイ
ナリオプティクスと、これと同じ焦点距離の第２のバイ
ナリオプティクスとが焦点距離の２倍の距離だけ離間し
て形成させた光路変換器に対して、偏平光をその長軸が
第１のバイナリオプティクスの中央線に対して４５゜傾
くように入射することで、像の長軸と短軸とが反転し、
即ち偏平光が９０゜回転したのと同様な像となる。この
とき、各バイナリオプティクスはシリンドリカルレンズ
として機能すると共に各レンズ部同士の位置関係の調整
が別々のレンズを組み合わせた場合に比較して容易にな
る。この光路変換器を配列方向に対して４５゜傾けて波
線状の光線の各偏平光を９０゜回転させて梯子状に配列
すれば、大出力のマルチストライプアレイ半導体レーザ
光を高効率で集光し、かつ細く絞ることができるので、
パワー密度の高いビームスポットを得ることができる。
これにより、レーザ加工やレーザはんだ付けに於て特に
精密な加工を実現することが可能となる。また、集光し
たマルチストライプアレイ半導体レーザ光を光ファイバ
に導光するように構成すれば、レーザ光の取扱い性が高
められる。さらに、上記構成を有する半導体レーザ励起
固体レーザによれば、従来のアレイ半導体レーザでは困
難であった端面励起が可能となり、効率並びにビーム品
質の高い固体レーザを実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用された第１の実施例に於ける光路
変換器の構成及び光路変換の様子を示す模式的斜視図。

【図２】（ａ）部及び（ｂ）部は、図１の光路変換器の
光路変換の原理を説明するための側面図及び平面図。

【図３】本発明が適用された光路変換アレイとマルチス
トライプアレイ半導体レーザ光との対応図。

【図４】本発明が適用されたレーザ装置の構成を示す模
式的側面図。

【図５】本発明が適用されたレーザ装置の構成を示す模
式的側面図。

【図６】本発明が適用されたレーザ装置の構成を示す模
式的側面図。

【図７】本発明が適用されたレーザ装置の構成を示す模
式的側面図。

【図８】本発明が適用された第２の実施例に於ける図２
（ｂ）と同様な図。

【図９】（ａ）部は、本発明が適用された第３の実施例
に於ける図２（ｂ）と同様な図、（ｂ）部は（ａ）部の
側面図。

【図１０】（ａ）部及び（ｂ）部は、従来の破線状に配
列したマルチストライプアレイ半導体レーザの集光状態
を説明する平面図及び側面図。

【図１１】マルチストライプアレイ半導体レーザ素子と
各活性層からの出射光パターンを示す模式的斜視図。

【符号の説明】

１光路変換器２第１のバイナリオプティクス２ａ入射面３第２のバイナリオプティクス３ａ出射面５光路変換アレイ１２第１のバイナリオプティクス１４第１の回折格子２１活性層２２マルチストライプアレイ半導体レーザ素子２４円柱レンズ２５シリンドリカルレンズ２６フォーカシングレンズ２７光ファイバ２８固体レーザ素子２９共振器出力鏡３０レンズ３１マイクロレンズＯ₁ 第１の軸線Ｏ₂ 第２の軸線

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】偏平な透過光の光軸と直交する方向に
配向した平凸シリンドリカルレンズと等価な第１のバイ
ナリオプティクス、前記透過光の光軸と直交する前記第１のバイナリオプテ
ィクスと同一方向に配向した平凸シリンドリカルレンズ
と等価な第２のバイナリオプティクスからなり、かつ前
記第１のバイナリオプティクスと同じ焦点距離の第２の
バイナリオプティクスとが、前記各バイナリオプティク
スの焦点距離の２倍の距離だけ離間して配置され、前記偏平な透過光を、その長軸が前記第１の軸線に対し
て４５゜傾くように前記第１のバイナリオプティクスに
入射し、前記第１及び第２の配向線を通る面を中心に像
を反転させて該透過光をその光軸周りに９０゜回転させ
たのと等価な光を前記第２のバイナリオプティクスから
出射することを特徴とする光路変換器。
【請求項２】偏平な透過光の光軸と直交する方向に
配向した平凸シリンドリカルレンズと等価な第１のバイ
ナリオプティクスと、前記透過光の光軸と直交する前記
第１のバイナリオプティクスと同一方向に配向した平凸
シリンドリカルレンズと等価な第２のバイナリオプティ
クスからなり、かつ前記第１のバイナリオプティクスと
同じ焦点距離の第２のバイナリオプティクスとが、前記
各バイナリオプティクスの焦点距離の２倍の距離だけ離
間して配置された複数の光路変換器を、前記第１及び第
２の軸線に対して４５゜傾く方向に配列し、破線状をなす複数の前記偏平な透過光を、その長軸が前
記第１の軸線に対して４５゜傾くように前記各光路変換
器の前記第１のバイナリオプティクスに入射し、前記第
１及び第２の軸線を通る面を中心に像を反転させて該透
過光をその光軸周りに９０゜回転させ、梯子状に配列し
て前記各光路変換器の前記第２のバイナリオプティクス
から出射することを特徴とする光路変換アレイ。