JPH07509572A - 光放射装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 光放射装置 本発明は遠隔地ターゲット領域を照射するために光放射線のビームを放射する装 置、特にアンテナ装置に関する。本発明はまたアンテナ装置が１／２メートル程 度から数キロメートルの範囲の距離にわたって信号を伝送し、遠隔地ターゲラト 領域が少なくとも０．５ｍ　である光自由空間通信システムに関する。

レーザは、明確に輪郭を定められた強い赤外線のビームを生成するために使用さ れることが可能であり、通常のレンズがターゲット領域にわたってこのビームを 広げることができることが良く知られている。赤外線発光ダイオードのような別 の点光源もまた例えば遠隔地のテレビジョンおよびビデオ制御装置におけるター ゲット領域を照明するために使用されることができる。

しかしながら、一般に光放射線により遠隔地のターゲット領域を照射した場合、 元の光源からの放射線の多くが必然的にターゲット領域の外側に落ちて無駄にさ れる。さらに、ビームの発散の角度は制御されることが可能であるが、ビーム内 の強度分布またはビームエンベロープの形状に対する制御はほとんど或は全く行 われない。方形、長方形またはその他の非円形のターゲット領域を均一な強度の ビームで照明することは特に困難である。放射線が通信信号を搬送してい、る光 自由空間通信システムにおいて、エネルギの漏洩はまた結果的にターゲット領域 の外側の検出器により信号を偶然検出させる可能性が高い。

レーザのような非常に明るい光源では、赤外線放射線が例えば双眼鏡レンズ等の レンズによって皮膚、或はさらに有害に網膜に偶然に焦点を合わせられて永久的 な傷害を生じさせる危険性がある。この後者の問題は、特に高パワーレベル、す なわち数ミリワットを越えたレベルで深刻であり、光自由空間通信システムまた は光放射線が居住領域中に放射される任意の適用において発光ダイオード（ＬＥ Ｄ）およびレーザエミッタの両者を含む高パワー光源を使用する可能性を制限す る。

文献（”Ｅｒｆｉｃｉｅｎｆ　ｏｐｔｉｃａｌ　ｅｌｅｍｅｎｊｓ　ｔｏ　ｇｅ ｎｅｒａｌｒ　ｉｎｔ＊ｎ５ａｙ　ｗｅｉｇｈｔｅｄ　５ｐｏｔ　ａｒｒａｙｓ ：　ｄｅｓｉｇｎ　ａｎｄ　ｆｉｂｒｉｃａ目ｏｎ　”　。

Ａｐｐｌｉｅｄ　０ｐｔｉｃｓ　Ｖｏｌ　３０．Ｎｏ、　１９．２６８５乃至２ ６９１頁）において、単一のコヒーレントなビームから多数のビームを生成する ためのホログラフィックビーム分割器の設計および製造が記載されている。コン ピュータ発生パターンは、石英ガラス中へのプラズマエツチングにより後続され る電子ビームリソグラフィによって表面レリーフ回折素子または位相格子中に形 成される。したがって、このような素子は製作するのに高価であり、実験室用お よび多数のビームが変調器または論理装置のアレイへの光パワー供給を行う光学 並列計算システムでの使用のためのものである。

本発明の１つの観点によると、このような素子は、ホログラムパターンが定めら れた波長帯域を有する点光源から生じたビームの通路中に位置されたときに、単 一の点またはスポット中に再度焦点を結ばせることができないコヒーレントでな い複合ビームが生成されるようにして、パターンが入射した波頭の各成分の位相 を選択的に変えるように設計されている。

さらに、またはその代わりとして本発明の別の観点によると、素子が光自由空間 通信システムにおいて使用されたとき、ホログラムパターンは遠いフィールドに おいて特定の形状または強度分布を何する複合ビームを生成するように設計され ることができる。

したがって、装置は高パワーレベルにおいてでも使用が安全であり、および、ま たは特定の形状の遠隔地のターゲット領域に光を正確に導き、一方において領域 にわたって強度分布を制御する（要求された場合に）能力を有する。光自由空間 通信システムにおいて、光源からのターゲ・ント領域の距離は０．５メートルか ら数キロメートルの範囲であることができる。

したかって、装置の潜在的な応用は多数考えられる。さらに、例えば石英ガラス にエツチングされたオリジナルの表面レリーフホログラムパターンは、設定され た大量生産圧印（浮き彫り）加工技術を使用して低価格の基体において満足でき る程度に複製されることができることが認められている。

したがって、低価格の基体上にマスターパターンをステ・ノブアウトするか、或 は１つのマスターから得られた複数の複製パターンを組合わせることによって大 きい表面領域のホログラムパターンを構成することが可能になる。これは、実験 室およびコンピュータ生成ホログラムが一般にほぼ２ｃｍ“の表面領域を有する 特別なコンピュータ適用にこれまで限定されていた技術および装置が、広範囲に わたる消費者製品および通信システムにおいて、ｌ（１（１ｃｍ２程度の表面領 域を典型的に有するホログラムによりはるかに大きいスケールで使用されること ができることを意味する。

このような適用の１つは、装置が大幅に増加したパワー量の安全な伝送を可能に し、一方においてレーザまたはＬＥＤ光源の利点を保持しているため、光自由空 間通信システムにおける実施である。この場合、装置は室内または１以上のビル ディングの外側のいずれかでアンテナとして動作することが６１能であり、ター ゲット領域は部屋またはビルディングの少なくとも一部分の特定のセクタである 。例えば、それはオフィスビルの１フロア、ビルディングまたはビルディングの ブロックの個々の窓、或は街路の単一のビルディングまたはビルディングの並び またはブロックである。アンテナは、存在する電柱システムのような街路の１つ または一連の電柱の上部に位置されることは有効である。

別の可能な適用は、光がほぼＴＶまたはビデオレコーダ上の検出器の方向を少な くとも向かなければならないテレビジョンおよびビデオ遠隔地制御装置、光がほ ぼ後方を向かなけ　゛ればならない自動車制動灯、および特定の絵画または美術 品に関する信号伝達情報がパーソナルヘッドセットを装着した人によって検出さ れるために絵画または美術品の直ぐ前の領域に赤外線ビームによって導がれるこ とかできる美術館またはアートギャラリイにおいて実施される。

光が焦点を結ぶことを阻止するためにホログラムパターンが主に使用されている 場合、遠いフィールドの光の幅または゛　ビームの広がりはホログラムなしの場 合より必ずしも大きくない。この場合、ホログラムの効果は、ビームの形状また は方向を変化させる必要はなく光が焦点を結ぶことを不可能にするだけである。

ホログラムは、拡散器として効果的に動作している。パターンを形成するセルの 反復しているパターン中の個々のセルの寸法は、ホログラムが特定のターゲット 領域中にビームを導くために使用されている場合より大きい。

ＪＩしているビームの波頭を調整するために、ポログラムパターンは単一のセル の周期的な反復パターンを形成するために都合良く反復され、各セルはビームの アレイを生成する。

反復しているパターンは、ターゲット領域における強度の分布を個々のスポット のパターンに分解するが、これらのスポットは入射したビームが発散している場 合には、互いに混合して同化することができる。この場合、各セルのディメンシ ョンはビームのアレイの角度的な広がりを制御し、セルが小さくなると、それだ け角度的な広がりは大きくなる。角度的な拡散は、光が通過するセルまたは開口 の寸法によって除算された光の波長に等しい。

定められた波長帯域とは、上限および下限を有する帯域を意味し、特に上限の波 長は下限の波長の２倍より小さい。さらに、“光″という用語は、一般に可視領 域として知られている電磁スペクトルのその部分だけでなく、可視領域の両端の 赤外線および紫外線領域もまた含むものである。

本発明のいくつかの実施例は、添付図面に単なる例示として示されている。

図１は、本発明を実施する光放射装置の概略図である。

図２は、３つの異なる形状の遠いフィールドパターンを生成するために図１の装 置において使用される３つの可能なホログラム位相パターンを示す。

図３は、図１の放射装置のうちのグループにされた４つを使用して４個の並設さ れた方形セルからなるターゲット領域を照明する構造を概略的に示す。

図４は、ビルディングの列の中の単一のビルディングを照明するためのアンテナ 装置として図１の装置を使用する構造を概略的に示す。

図５は図４に類似しており、街路のビルディングの列を照明するための構造を示 す。

図６は、街路中の選択された家屋を照明するための構造を示す。

図７は、ターゲット領域における３つの隣接したセルをそれぞれ照明するための 異なる波長の多数の光源を有する構造を示す。

最初に図１を参照すると、放射線エミッタはハウジング１１に包囲されたレーザ ダイオード光源１０を含んでいる。ハウジングの１１力面は光源ｌＯからの光が 前面に位置されたホログラム１２に入射するように開放しているか、或は透明で ある。ハウジング１１は、ビームがホログラムを照射する前にそれを拡大するか 、或は少なくとも部分的にコリメートするための１以上のレンズ１３を所望によ り含んでいる。

ホログラム１２は、表面レリーフ干渉パターン１４の複製がオリジナルのマスタ ーから圧印加工された透明なプラスチックプレート１８から構成されている。パ ターン自身は別の透明なスクリーン１５によって保護されている。

パターン１４は、数学的なモデルから導出されたコンピュータ生成干渉パターン であり、通常反復したセルまたは単位パターン２２から成る。このようなパター ンの生成に関する詳細な論文は、上記の文献（Ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ　ｏｐｔｉｃ ａｌ　ｓｌｅｍｕ＋ｆｓ　ｔ。

ｇｅｎｅｒａｔｅ　１ｎｔｅｎｓｉｔｙ　ｗｅｉｇｈｔｅｄ　５ｐｏｔ　ａｒｒ ａｙｓ：　ｄｅｓｉｇｎ　ａｎｄｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ”、＾ｐｐｌｉｅｄ　 ０ｐｔｉｃｓ　Ｖｏｌ　３０．　Ｎｏ、　１９．２６８５乃至２６９１頁）に記 載されている。

各セルパターン２２は、遠いフィールドにおいて予め定められた形状および、ま たは分布を有する複合ビームを形成するビームのアレイを生成するように設計さ れている。本発明の１実施例において、各セル中の干渉パターン１４は、入射し た光の位相を選択的に遅延する２進位相パターンである。入射した光の位相を変 化することによって、伝播の方向は、ホログラムから現れた光の多数のビームが 複合ビームの角度内の異なる散乱方向に伝播されるために変化され、ビームが再 度焦点を結ぶことを不可能にする。最適な特性のために、ホログラム１２はでき るだけ多量の入射光をターゲット領域中に導入し、この領域の外側のより高い角 度中に散乱する光ができるだけ少ないように設計されなければならない。

パターン２２は、要求される遠いフィールドパターンを最初に設定し、画素のラ ンダムなパターンとそれを比較し、適合の近さを評価するアルゴリズムから導出 される。その後、各画素は位相の変化が近い適合を生成するために必要とされる か否かを決定するために試験される。十分に近い適合が達成されるまで、過程が 何回も反復される。

パターン２２は２進位相パターンであるため、各画素は２つの位相のうちの１つ だけを有することができる。全体的にランダムな位相パターンにより、遠いフィ ールドは均一に照明され、ホログラムは単に拡散器として動作する。しかしなが ら、パターンが方形または円形等の特定の形状に一致するように遠いフィールド パターンに対してアルゴリズムを最初に設定することによって、ホログラムパタ ーンはランダムなパターンから要求された形状を生成するパターンに漸次的に変 化される。同時に、ホログラムから現れた光の多数のビームは依然として異なる 角度で散乱されるため、複合ビームは再度焦点を結んで、点光源ｌＯのシャープ なイメージを生成することができない。

図２において、干渉パターン１４における単一のセルの３つの可能な例が結果的 な光分布と共に示されている。認められるように、セル２２ａは円形の遠いフィ ールド強度パターン３０ａを生成し、セル２２ｂは方形パターン３０ｂを生成し 、セル２２ｃは長方形パターン３０ｃを生成する。各セル２２中の黒色領域は、 白色領域に比較して１／２波長の位相遅延を受けた領域を示す。各セルからのビ ームの角度的な広がりは、セルの寸法によって除算された光の波長に等しい。

図２は、単一のセル２２が均一の強度のコヒーレントな平行な光ビームによって 照明された場合に得られる光の遠いフィールドパターンを示す。遠いフィールド パターン３０は、位相ホログラムパターン１４のある単一の分離されたセルから のフーリエ変換の強度を表わし、約７５％の光エネルギが明るい領域に達し、残 りの２５％は外側に到達する。実際には、２次元アレイ中の約２０個の以上のセ ルに対してセルパターン２２を反復することによって、フーリエ変換は各セルパ ターン２２ａ。

２２ｂおよび２２ｃに対する図２に示された各間るい成形領域３０　ａ　、　３ ０　ｂおよび３０ｃ内のスポットのアレイになる。

セルのこの大きい２次元アレイは、図１の干渉パターン１４を形成する。遠いフ ィールドパターン中の各スポットの寸法は、発散しているビーム（平行なビーム 以外の）によって照明されたときに、スポット間の間隔は影響を受けないが、ス ポットの寸法が増加されるために、ホログラムなしで遠いフィールドに現れるス ポットの寸法に等しい。ビームの発散が十分に大きい（或はスポット間の間隔が 十分に小さい）場合、スポットは互いに混合して同化し、連続した強度分布を形 成する。

干渉パターン２２は、位相のみのパターンであることが好ましい。すなわち、そ れは同等光を遮断しないで、位相だけを変化する。オリジナルの位相のみのパタ ーンは、例えば黒色・白色パターンマスクを通して石英ガラス中に反応イオンエ ツチングするか、或は電子ビームリソグラフィによりガラス上に直接印刷された フォトレジストマスクを通してエツチングすることによって生成される。パター ンがマスタープレート上に記録されると、任意の数の複製が低価格のプラスチッ ク基体上に直接パターンを圧印加工するか、或は例えば銀およびニッケルで石英 ガラスをめっきすることにより金属ネガを最初に処理して、その後ニッケルを剥 離してシム（ｓｈｉｍ）を形成し、圧印加工ローラにシムを固定することによっ て形成されることができる。

その代わりとして、干渉パターン１４は反射ホログラムとして形成されることが でき、この場合エツチングの深さは１／４波長だけ位相を遅延するように選択さ れ、これは光がその後干渉パターン１４を両方向に通過し、位相が２度シフトさ れるためである。

光源１０からのターゲット領域の距離は、０．５メートルから数キロメートルま で変化することができる。

図３乃至図７は、アンテナ装置として使用された場合の図１に示された装置の種 々の適用を示し、同じ参照符号は同じ素子を示すために使用されている。これら の各適用は、光がテレビジョン信号のような通信信号を搬送している光自由空間 通信システムにおいて実施される。

図３において、４個のレーザダイオード光源１０ａ、１０ｂ。

１０ｃおよび１０ｄが４個の並置されたターゲットセル２３ａ。

２３ｂ、２３ｃおよび２３ｄを照明するために各ホログラム１２ａ。

１２ｂ、１２ｃおよび１２ｄにより使用されている。

図４において、ホログラム１２はビルディング２５ａ、２５ｂ。

２５ｃおよび２５ｄの列の中の単一のビルディング２５ｄを照明するために使用 される長方形の垂直ビーム２４を生成するように設計された干渉パターン１４を 有している。

図５において、ホログラムパターン１４は再度長方形のビームを生成するが。こ の場合ビーム２０はそれが街路の家屋の並びを照明するように垂直ではなく水平 である。

図６において、ホログラフィックパターン１４は、個々のターゲット領域を選び 出して、街路の３個の家屋２６のグループおよび街路の単一の個々の家屋２７の 両方を照明するために長方形の垂直ビームおよび方形のビームを組合わせたもの を生成する。同じ原理は、例えばビルディングの中の個々のオフィスを照明する ために使用されることができる。

図７において、多数のレーザダイオード光源１０ａ、ｌＯｂおよびｌｏｃは単一 のホログラム１２を通して光を導く。各光源は、ホログラムパターンが異なる波 長に対応した隣接したセル２９ａ１２９ｂ、２９ｃ中に光を分離するように異な る特性の波長を有する。この場合、回折格子の偏光角度は波長に比例しているた め、ホログラム１２は簡単な回折格子である。この構造は、波長分割多重化（Ｗ ＤＭ）が個別のデータチャンネルに使用された場合に特に有効である。隣接した セルに分離するために共通素子としてこのような格子を使用するだけでなく、異 なる波長を放射する多数の光源１０からの出力を使用して、格子は個別のセルか らの異なる波長の復帰光を単一の検出器で収集するか、或は同じセルまたは特別 な位置から放射された全てのいくつかの異なる波長の光を異なる検出器に分離す るために使用されることができる。

別の可能性は、単一の光源ｌＯを使用してホログラム１２を照明し、その後ホロ グラムから現れたビームがターゲット領域を走査するように、光源の周波数を掃 引することである。

上記の各適用においてビームの形状を制御するためにホログラムを使用すること は、重要な付加的な利点を有する。干渉パターン１４の各セルから現れた多数の ビームは異なる角度で散乱され、したがって異なる方向に向くため、ホログラム からの結果的な複合ビームは単一のポイントまたはスポットに再度焦点を結ぶこ とができない。これは、目または皮膚を損傷する危険を伴わずに、大幅に増加し た量のパワーが伝送されることかできることを意味する。

例えば、図１を参照すると、集束レンズ１６（目のレンズ等）がホログラム１２ から現れる複合ビーム２０の通路に位置された場合、光源１０のイメージの２次 元アレイはレンズの後方焦点平面１９において形成される。これらのイメージに おける強度の分布は、個々のセルパターン２２によって決定される。イメージは 距離（Ｄλ）／Ｌによって分離され、ここでλは光源１０の波長であり、Ｄはレ ンズからの焦点平面の動作距離であり、Ｌは反復しているホログラムパターン１ ４中の単一のセルまたはユニットの幅である。

光源１０は一般に単一の波長より狭い波長の範囲を放射するため、後方焦点平面 １９中のイメージは汚される。波長の範囲が大きくなると、それだけさらに汚れ は広くなる。

良好な近似の結果、後方焦点平面１９中のイメージは、ホログラムからのレンズ １６の距離によって決定された位相係数とホログラム１２の位相透過率との積の フーリエ変換によって与えられる。フーリエ変換が例えば後方焦点平面１９にお いて拡大されたイメージを生成する場合、光はそれが拡大された対象物から生じ たかのように観察者に見える。実効的な対象物の大きさはレンズ構造の拡大率に よって除算されたイメージの大きさによって与えられる。

ホログラム１２がビームの均一なＮｘＮ方形アレイを生成した場合、後方焦点平 面１９中のイメージ（すなわち、アレイによってカバーされたターゲット領域） は、寸法Ｎ　（Ｄλ）／Ｌを有する。Ｐがレンズによって収集される入射したパ ワーであり、動作距離りが１０ｍｍ　（近い焦点における目のレンズから網膜の 距離である）である場合、網膜におけるパワー密度はＰ×（Ｌ２／λ２／Ｎ２） ×１０４Ｗ／ｍ２によって与えられる。したがって、パワー密度はホログラムパ ターンによって制御されることができる。単位セルの寸法りが小さくなるか、或 は発生されるビームの数が多くなると、それだけパワー密度は低くなる。ホログ ラムなしで同じ合計パワーを伝送するシステムに比較して、網膜中の最大パワー 密度の２５００分の１の減少を達成することが可能である。

光を拡散する時のホログラム１２の効率に対する制限は、光源１０の実効帯域幅 である。さらに、ホログラム中の小さい位相エラーはホログラムによって屈折さ れない光の小さい一部分を生じさせる。この部分は、レンズ１６によって焦点を 結ばれることができる。位相エラーは表面におけるパターンの深さのエラー、光 源波長の設計値との差または処理工程におけるリソグラフィツクエラーのいずれ かによって発生させられる可能性が高い。しかしながら、その影響は小さく、プ ロフィールの深さまたは光源波長の１０％のエラーは１％以下の偏向されないパ ワーを生じさせるだけであり、したがって依然として安全に放射されることがで きるパワー墓において１００倍の改良を可能にしている。

Ｃさ Ｆ旧３ 特表千７−５０９５７２　（７） Ｉｒ３４ 補正書の翻訳文提出書（特許法第１８４条の８）平成７年１月２６日し］ 才！Ｉ’；’Ｉ″庁長官　高尚　章　殿１、国際出願番号 ＰＣＴ／ＧＢ９３１０１５９１ 、発明の名称 光放射装置 ３、特許出願人 名称ブリティッシュ・テレコミュニケーションズ・パブリック・リミテッド・住 所　東京都千代田区霞が関３丁目７番２号５、補正の提出年月口 １９９４年７月２７日 ６、添付書類の目録 （１）補正書の翻訳文　１通 自由空間通信システムにおいて、エネルギの漏洩はまた結果的にターゲット領域 の外側の検出器により信号を偶然検出させる可能性が高い。

レーザのような非常に明るい光源では、赤外線放射線が例えば双眼鏡レンズ等の レンズによって皮膚、或はさらに有害に網膜に偶然に焦点を合わせられて永久的 な傷害を生じさせる危険性がある。この後者の問題は、特に高パワーレベル、す なわち数ミリワットを越えたレベルで深刻であり、光自由空間通信システムまた は光放射線が居住領域中に放射される任意の適用において発光ダイオード（ＬＥ Ｄ）およびレーザエミッタの両者を含む高パワー光源を使用する可能性を制限す る。

文献（”Ｔ＋ａｎｓｌｏ＋ｍｉｎｇ　ａ　ｃｉｒｃｕｌａｒ　１ａｓｅｒ　ｂｅ ａｍ　１ｎｔｏ　ａ　５ｑｕａ＋ｅ　ｏｒ　ｔｒａｐｅｘｏｉｄ−ａｌｍｏｓｔ ”　（Ｏｐｔｉｃａｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｖｏｌｊｌ。

Ｎｏ、　２　、１９９２年２月、２４５乃至２５０頁）には、レーザビームの通 路に位置されたコンピュータ発生ホログラムは、例えば円形ビームから角を取ら れたコーナーを有する方形ビームにビームの形状を変形するようにどのように構 成されることができるかが記載されている。

別の文献（Ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ　ｏｐｔｉｃａｌ　ｓｌｅｍｅｎｔｓ　ｔｏ　ｇ ｅｎｅｒａｔ！１ｎｔｔｎｓｉｌｙ　ｗｅｉｇｈｔｅｄ　５ｐｏｔ　ａｒｒａｙ ｓ：　ｄｅｓｉｇｎ　ａｎｄ　ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ　”、　Ａｐｐｌｉｅｄ 　０ｐｔｉｃｓ　Ｖｏｌ　３０．　Ｎｏ、　１９．２６８５乃至２６９１頁）に おいて、単一のコヒーレントなビームから多数のビームを生成するためのホログ ラフィックビーム分割器の設計および製造が記載されている。コンピュータ発生 パターンは、石英ガラス中へのプラズマエツチングにより後続される電子ビーム リソグラフィによって表面レリーフ回折素子または位相格子中に形成される。し たがって、このような素子は製作するのに高価であり、実験室用および多数のビ ームが変調器または論理装置のアレイへの光パワー供給を行う光学並列計算シス テムでの使用のためのものである。

本発明によると、このような素子は、ビーム分割器のホログラムパターンが主に 下限の２倍より小さい上限を有する波長帯域において放射線を放射するコヒーレ ントな光源から生じたビームの通路に位置されたときに、ビームが光源のイメー ジを再度生成するようにレンズによって再度焦点を結ばれることができないよう に、パターンが異なる角度で互いに位相をずらして多数のビームに入射した波頭 を散乱するように設計されている。

さらに、素子が光自由空間通信システムにおいて使用されたとき、光放射線は通 信信号により変調され、ホログラムパターンは、ホログラムパターンから少なく とも０．５ｍにあるターゲット領域に一致した特定の形状を有する複合ビームを 生成するように設計されている。

したがって、装置は高パワーレベルにおいてでも使用が安全であり、および、ま たは特定の形状の遠隔地のタープ・ント領域に光を正確に導き、一方において領 域にわたって強度分布を制御する（要求された場合に）能力を有する。光自由空 間通信システムにおいて、光源からのターゲット領域の距離は０．５メートルか ら数キロメートルの範囲であることができしたがって、装置の潜在的な応用は多 数考えられる。さらに、例えば石英ガラスにエツチングされた万すジナルの表面 レリーフホログラムパターンは、設定された大量生産圧印（浮き彫り）加工技術 を使用して低価格の基体において満足できる程度に複製されることができること が認められている。

したがって、低価格の基体上にマスターパターンをステップアウトするか、或は １つのマスターから得られた複数の複製補正書の駐訳文提出書（特許法第１８４ 条の８）゛１′成７年１月２６１Ｊ’■

Claims (24)

【特許請求の範囲】
1. １．限定された波長帯域を有する点光源と、光源から生じる光ビームの通路に位 置されたホログラムパターンとを含んでいる遠隔地ターゲット領域を照射するた めに光放射線のビームを放射する装置において、 パターンは、個々の成分が単一の点またはスポットに再度焦点を結ぶことができ ないコヒーレントでない複合ビームを生成するように入射した波頭の各成分の位 相を選択的に変化させることを特徴とする装置。
2. ２．ホログラムパターンは２進位相パターンである請求項１記載の装置。
3. ３．ホログラムパターンは表面レリーフパターンである請求項１または２記載の 装置。
4. ４．表面レリーフパターンはオリジナルのマスターパターンから導出された複製 である請求項３記載の装置。
5. ５．オリジナルのマスターパターンは第１の基体上で処理され、複製は第２の基 体上に形成される請求項４記載の装置。
6. ６．ホログラムパターンは、領域の連続部分上にマスターパターンを反復的に形 成することによって第２の基体の領域上に形成される請求項５記載の装置。
7. ７．ホログラムパターンは、１つのオリジナルのマスターから導出された複数の 複製パターンを結合することによって形成される請求項５記載の装置。
8. ８．通信信号を搬送する光放射線がアンテナ装置から放射されて遠隔地のターゲ ット領域を照射し、アンテナ装置が限定された波長帯域を有する光源を含み、シ ステムは光源から生じた光ビームの通路に位置されたホログラムパターンによっ て特徴付けられ、パターンはターゲット領域に一致する予め定められた形状また は遠いフィールドパターンを有する複合ビームを生成するように選択されている 光自由空間通信システム。
9. ９．通信信号を搬送する光放射線のビームはアンテナ装置から放射され、遠隔地 のターゲット領域を照射し、装置は限定された波長帯域を有する光源を含み、シ ステムは光源から生じた光ビームの通路に位置されたホログラムパターンによっ て特徴付けられ、パターンはターゲット領域において予め定められた光強度の分 布を提供する複合ビームを生成するように選択される光自由空間通信システム。
10. １０．ホログラムパターンは、複合ビームの個々の成分が単一の点またはスポッ トに再度焦点を結ぶことができないように、入射した波頭の各成分の位相を選択 的に遅延する請求項８または９記載のシステム。
11. １１．ホログラムパターンは２進位相パターンである請求項８乃至１０のいずれ か１項記載のシステム。
12. １２．ホログラムパターンは表面レリーフパターンである請求項８乃至１１のい ずれか１項記載のシステム。
13. １３．表面レリーフパターンはオリジナルのマスターパターンから導出された複 製である請求項１２記載のシステム。
14. １４．オリジナルのマスターパターンは第１の基体上で処理され、複製は第２の 基体上に形成される請求項１３記載のシステム。
15. １５．ホログラムパターンは、領域の連続部分上にマスターパターンを反復的に 加工することによって第２の基体の領域上に形成される請求項１４記載のシステ ム。
16. １６．ホログラムパターンは、１つのオリジナルのマスターから導出された複数 の複製パターンを結合することによって形成される請求項１４記載のシステム。
17. １７．節２の基体は透明なプラスチック基体である請求項１４乃至１６のいずれ か１項記載のシステム。
18. １８．ホログラムパターンは単一のセルの反復するパターンである請求項８乃至 １７のいずれか１項記載のシステム。
19. １９．異なる波長帯域を有する複数の光源を含み、ホログラムパターンは各光源 から光を受けて、異なる波長帯域に対応した各複合ビームに入射した光を分離し 、それぞれ各ターゲット領域を照明する請求項８乃至１８のいずれか１項記載の システム。
20. ２０．さらに、連続した周波数範囲を通って光源の周波数を掃引する手段を含み 、それによってホログラムパターンから現れた複合ビームがターゲット領域を走 査する請求項８乃至１９のいずれか１項記載のシステム。
21. ２１．アンテナ装置は１以上のビルディングの外側に配置され、ターゲット領域 は前記ビルディングの少なくとも一部分を含んでいる請求項８乃至２０のいずれ か１項記載のシステム。
22. ２２．アンテナ装置は空間または部屋内に配置され、ターゲット領域は空間また は部屋の予め定められたセクタを含んでいる請求項８乃至２０のいずれか１項記 載のシステム。
23. ２３．ターゲット領域は少なくとも０．５ｍ２である請求項８乃至２２のいずれ か１項記載のシステム。
24. ２４．アンテナ装置とターゲット領域との間の距離は、少なくとも０．５ｍであ る請求項８乃至２３のいずれか１記載のシステム。