JPH11119122A

JPH11119122A - 光学素子、光学素子の駆動方法、光ヘッド及び光学式記録再生装置並びに印刷装置及び画像投影装置

Info

Publication number: JPH11119122A
Application number: JP9278787A
Authority: JP
Inventors: Hideya Seki; 秀也關
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1997-10-13
Filing date: 1997-10-13
Publication date: 1999-04-30
Anticipated expiration: 2017-10-13
Also published as: JP3588989B2

Abstract

(57)【要約】【課題】特性が可変な回折格子及び低価格かつ高性能な
ＤＶＤ／ＣＤ互換光ヘッド及び光学式記録再生装置及び
印刷装置及び画像投影装置を提供する。【解決手段】光学素子は、ガラス製の基板１、電極９、
膜１０より構成され、印加する交流電圧の制御により特
性可変な回折格子として機能する。また、前記光学素子
を用いてスポット径を切り替え、ＤＶＤ／ＣＤ互換光ヘ
ッド及び光学式記録再生装置及び印刷装置を構成する。
また、印刷装置及び画像投影装置において、前記光学素
子を用いて分光、走査するように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光学系を構成する
光学素子及び交換可能な光ディスクを用いた情報記憶装
置並びに印刷装置及び画像投影装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】まず、従来の回折格子について説明す
る。

【０００３】図１０は、従来の反射型回折格子の一例の
構成を示す説明図である。回折格子は、一定間隔に溝を
設けた基板１に、反射膜２を付けた構成を有する。前記
溝からなる表面の凹凸により入射光に位相差を発生させ
て、特定の方向に回折光を生じせしめるものである。前
記基板１は、ガラス等の光学素材を加工して作られる。
また、前記の回折の角度、効率等の光学特性は形状で決
定するため、１つの素子の特性は、言うまでもなく変更
不可能であった。

【０００４】次に、従来の光ヘッドについて説明する。

【０００５】図１１は、従来の光ヘッドの構成を示す説
明図である。前記光ヘッドは、半導体レーザ３、フォト
ダイオード１２、ホログラム４、コリメータレンズ５、
立ち上げミラー６、対物レンズ７より構成される。前記
半導体レーザ３から出射したレーザ光は、前記ホログラ
ム４を通り抜け、前記コリメータレンズ５により平行光
に変換され、前記立ち上げミラー６によって方向を変え
られ、前記対物レンズ７で集光されて光ディスク８上に
スポットを形成する。前記光ディスク８からの反射光
は、前記対物レンズ７を通り、前記立ち上げミラー６に
よって方向を変えられ、前記コリメータレンズ５と前記
ホログラム４により前記フォトダイオード１２上に集光
される。

【０００６】ところで、近年色々な規格を有する光ディ
スクが市場に出回っている。なかでも、ＤＶＤ規格の光
ディスクは、今後ＣＤに替わって市場を席巻する可能性
がある。一方で、過去のＣＤ資産の活用も求められるた
め、ＤＶＤ／ＣＤ双方のディスクに対応可能な光学式記
録再生装置が求められている。ＤＶＤ規格とＣＤ規格で
異なるのは、主にトラックピッチと基板厚である。この
違いに対応するため、色々な方法が提案されている。

【０００７】その１つに、まず対物レンズを切り替え、
基板厚ごとに設計された独立の光学系を用いる方法があ
る。この方法は、構成が大規模になり、コストアップは
まぬがれない。

【０００８】次に、２重焦点光学系を用いて、常時２種
類の基板厚に対応するスポットを形成する方法がある。
これは、使用してない方のスポットの光量を常に無駄に
することになるので、エネルギーロスが大きく、ＤＶＤ
−ＲＡＭのような記録可能な光ディスクに対応させる場
合、高出力レーザを用いなければならない。また、２重
焦点レンズは一般に製造コストが高い。よって、やはり
コストアップの原因となる。

【０００９】他に、光学系に開口制限要素を挿入する方
法がある。特開平８−３３５３３０では、あらかじめＤ
ＶＤ用に設計された光学系に環状フィルタを挿入し、開
口率を低下させてＣＤに対応させる方法が開示されてい
る。また、特開平９−５０６４７では、同様に偏光フィ
ルタを挿入する方法が開示されている。しかし、これら
の方法では、機械的にフィルタを出し入れする機構を付
加しなければならず、コストアップはもとより、光学的
な精度を実現するのも難しい。

【００１０】一方、特開平９−１６１３０６あるいは特
開平９−１６１３０７では、液晶素子による電気的に制
御する開口制限要素を用いている。よって、機械的な操
作は行われないので、前記のような弊害は避けることが
できる。

【００１１】また、従来の印刷装置について説明する。
図１２は、従来の印刷装置の構成を示す説明図である。
印刷装置は、半導体レーザ３、コリメータレンズ１４、
シリンドリカルレンズ１５、ミラー３４、ポリゴンミラ
ー１６、球面レンズ１７、トーリックレンズ１８、感光
ドラム１９、制御回路２０より構成される。前記半導体
レーザ３から出射したレーザ光２１は、コリメータレン
ズ１４により平行光のビームとなり、シリンドリカルレ
ンズ１５を経て、ポリゴンミラー１６に入射する。ポリ
ゴンミラー１６の反射光は、球面レンズ１７、トーリッ
クレンズ１８を経て、感光ドラム１９上に集光される。
ポリゴンミラー１６は、回転によりレーザビームの方向
を一定角度内で素早く変化させ、感光ドラム１９上を走
査せしめる。前記半導体レーザ３、前記ポリゴンミラー
１６、前記感光ドラム１９は、前記制御回路２０により
制御される。即ち、前記制御回路２０は、ホストコンピ
ュータよりデータを受け取り、印字データに変換後、前
記印字データに応じて前記半導体レーザ３に流れる電流
を変調し、同時に前記電流に同期させて前記ポリゴンミ
ラー１６及び前記感光ドラム１９を回転させる。これに
より前記感光ドラム１９上に画像の静電潜像が形成され
る。

【００１２】ところで、印刷装置で扱う画像は、一般に
微細な絵柄の部分と、一面を均一に着色するベタ領域に
大きく分かれる。微細な絵柄を印刷するためには、感光
ドラム１９上のレーザスポットは十分小さくなければな
らないが、逆にベタ領域を美しく印刷するためには、レ
ーザスポットを大きくすることが望ましい。しかし、従
来の印刷装置では常にスポットの径は一定であった。

【００１３】また、従来の印刷装置では、レーザビーム
の方向を一定角度内で素早く変化させ、感光ドラム１９
上を走査せしめるのに、前記ポリゴンミラー１６のよう
な、回転式のミラーを用いていた。

【００１４】また、ガスレーザを用いる方法による従来
の印刷装置では、前記レーザビームの強度変調にはＡＯ
Ｍ、液晶素子等等の素子を用いていた。

【００１５】また、従来の画像投影装置について説明す
る。図１３は、従来の画像投影装置の構成を示す説明図
である。画像投影装置は、白色光源２１、集光レンズ２
２、カラーフィルタ３５、受光レンズ２３、ミラー２
７、光変調素子２４、投影レンズ２５、制御回路２０よ
り構成される。前記白色光源２１から出射した光は、前
記集光レンズ２２を介して、前記カラーフィルタ３５に
入射する。前記カラーフィルタ３５は、緑、青、赤それ
ぞれの光のみを透過させる扇形の３つの領域からなる円
盤状の形状をしており、モータにより回転している。前
記モータは前記光変調素子２４とともに制御回路２０に
より同期的に制御される。前記光変調素子２４は、画面
のピクセル数に対応した数の微小なミラーあるいはライ
トバルブを集積したもので、前記カラーフィルタ３５と
協動して画面上の各ピクセルに色と明暗を与える。その
結果、前記投影レンズ２５を経てスクリーン２６に画面
が映し出されるような構成を有していた。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】まず、前記の光ヘッド
における前記の液晶素子による開口制限でスポットを切
り替える方法では、余分に素子を搭載しなければならな
い上、液晶素子自体が高価であるばかりか、光の損失も
大きいため、やはりＤＶＤ−ＲＡＭのような記録可能な
光ディスクに対応させる場合、高出力レーザを用いなけ
ればならないという課題を有していた。

【００１７】また、常にスポットの径は一定であった従
来の印刷装置では、ベタ領域にむらが生じ、微細な絵柄
からベタ領域まで美しく印刷するのは困難であった。さ
らに、高精細な画像への要求は今後高まると予想され、
スポットの径はさらに小さくなると予想されるが、同時
により均一なベタ領域の印刷は困難になるという課題を
有していた。

【００１８】また、前記ポリゴンミラー１６のような、
回転式のミラーを用いていた従来の印刷装置では、前記
ポリゴンミラー１６は、モーターにより回転されので、
印刷装置の大型化、大消費電力化、騒音、発熱等の原因
になっていた。同時に、高速印刷の要求に対し、ポリゴ
ンミラーによる方法は限界にきていた。

【００１９】また、前記レーザビームの強度変調にＡＯ
Ｍや液晶素子等の素子を用いていた従来の印刷装置で
は、素子が一般に高価であり、応答速度も遅かった。よ
って、高速かつローコストな印刷装置を構成するのは難
しいという課題を有していた。

【００２０】また、モーターによりカラーフィルタ３５
を回転する従来の画像投影装置では、大型であること、
消費電力、騒音、発熱等が問題になっていた。一方で、
近年、周辺機器の小型軽量化に伴い、画像投影装置の小
型化の要求が高まっており、前記問題の解決はますます
重要な課題となっている。

【００２１】そこで、本発明では、前記の諸問題を解
決した光ヘッド、光学式記録再生装置、印刷装置及び画
像投影装置並びに前記各装置に用いられる光学素子及び
前記光学素子の駆動方法を提供することを目的としてい
る。

【００２２】

【課題を解決するための手段】本発明の光学素子は、（１）凸である領域及び凹である領域を有する基板と、
前記基板を覆うように設けられた弾性変形する膜とを有
し、周期的に変化する静電力により前記膜を波状に変形
させることを特徴とする。

【００２３】（２）第１項記載の光学素子において、前
記波状の変形の振幅は、入射する光の波長の１／２から
１／４の範囲内にあることを特徴とする。

【００２４】（３）また、本発明の光学素子の駆動方法
は、前記（１）の光学素子において、前記静電力の大き
さを変化させることにより、変形させる形状の深さを変
更することを特徴とする。

【００２５】（４）さらに、前記（１）の光学素子にお
いて、前記静電力の加わる周期を変化させることによ
り、変形させる形状の間隔を変更することを特徴とす
る。

【００２６】（５）本発明の光学式記録再生装置用光ヘ
ッドは、前記（１）の光学素子を具備することを特徴と
する。

【００２７】（６）本発明の光学式記録再生装置は、前
記（５）の光ヘッドを具備することを特徴とする。

【００２８】（７）本発明の印刷装置は、光源と、電気
信号により必要に応じて入射光の一部を回折させて開口
制限する回折手段と、前記回折手段に光ビームを導く入
射手段と、感光体と、前記光ビームの方向を制御して前
記光ビームを走査する走査手段と、前記回折手段から出
射する前記光ビームのスポットを前記感光体に結像させ
る結像手段と、前記回折手段、前記走査手段及び前記感
光体を制御する制御手段を有する印刷装置において、前
記回折手段を制御することによって前記光ビームの前記
スポットの大きさを変化させることを特徴とする。

【００２９】（８）本発明の画像投影装置は、白色光源
と、電気信号により回折角を変化させる回折手段と、前
記回折手段から光を受光する受光手段と、前記受光手段
より導かれた光を変調する光変調手段と、投影手段と、
前記回折手段及び前記光変調手段を制御する制御手段を
有する画像投影装置において、前記回折手段によって白
色光を有色光に分光し、さらに前記回折手段を制御する
ことによって前記有色光を選択的に前記受光手段に入射
させることを特徴とする。

【００３０】（９）本発明の印刷装置は、光源と、電気
信号により回折角を変化させる回折手段と、前記回折手
段に光ビームを導く入射手段と、感光体と、前記回折手
段から出射する光ビームを前記感光体に結像させる結像
手段と、前記回折手段及び前記感光体を制御する制御手
段を有する印刷装置において、前記回折手段を制御する
ことによって前記光ビームを走査し、前記感光体上に静
電潜像を形成することを特徴とする印刷装置。

【００３１】（１０）本発明の印刷装置は、光源と、電
気信号により回折効率を変化させる回折手段と、前記回
折手段に光ビームを導く入射手段と、感光体と、前記光
ビームの方向を制御して前記光ビームを走査する走査手
段と、前記回折手段から出射する前記光ビームの回折光
を前記感光体に結像させる結像手段と、前記回折手段及
び前記感光体を制御する制御手段を有する印刷装置にお
いて、前記回折手段を制御することによって前記回折光
の強度を変化させ、前記感光体上に静電潜像を形成する
ことを特徴とする。

【００３２】

【発明の実施の形態】

（実施例１）以下に本発明の実施例を示し、図を用いて
説明する。

【００３３】図１は、本発明の一実施例である光学素子
の構成を示す説明図である。前記光学素子は、ガラス製
の基板１、前記基板の凹部に取り付けられた電極９、前
記基板を覆うように設けられたシリコンの膜１０より構
成される。前記電極９は、前記膜１０と前記基板１の間
に静電力を生じせしめるためのものである。具体的には
ＩＴＯを蒸着したもの等で構成される。あるいは、前記
基板をガラス−ＡｕＣｒ−ガラスの３層構造にして、エ
ッチングにより、前記凹部に一面にＡｕＣｒ電極９が存
在する構成にしてもよい。前記基板１は、中央の楕円部
分及び、凹部を除く周辺部分が同一の高さで凸になって
おり、この部分において、前記膜と陽極接合されてい
る。また、楕円状の前記凹部は当然ながら前記膜１０と
前記基板１に囲まれた空間を有する、中空な領域になっ
ている。前記膜１０はシリコンであるため導電性であ
り、静電力を働かせる際の電極を兼ねている。尚、前記
膜１０は高分子膜等の導電性でない素材に、別途電極を
つけたものでもよい。また、前記膜１０の、前記基板１
と対向する面の反対側には、前記膜に入射する光を十分
な反射率で反射するように金あるいは金クロム等の反射
膜が積層されている。尚、本文中では前記反射膜が積層
されている面を反射面と呼ぶことにする。

【００３４】まず、前記膜１０及び前記基板１の電極が
同電位であれば、両者間に引力は働かず、前記膜１０
は、自身の張力によって平坦な面を形成している。よっ
て、前記反射面に入射した光は、そのまま入射角と同じ
角度で反射する。

【００３５】次に、前記膜１０及び前記基板１の電極間
に、交流電圧を印加する。すなわち、前記基板１と前記
膜１０が周期的に電位差を持ったり同電位になったりす
るようにする。すると、両者間には、静電力により、電
位差に応じて吸引力が発生する。電位差を持った瞬間に
おいては、反射面から見て窪む方向に弾性変形する。一
方、同電位になる瞬間においては、吸引力は解除され、
前記膜１０は弾性により、再び平坦な状態に戻ろうとす
る。前記過程を繰り返すことにより、前記膜１０に振動
が発生する。

【００３６】ここで、前記交流電圧の周波数に対して前
記膜１０の剛性が十分高ければ、駆動電圧に完全に同期
して、前記膜全体が一体で振動する。しかし、剛性が十
分高くない場合、前記交流電圧の周波数が一定値を超え
ると、前記膜１０は一体で動くことが不可能になる。そ
の結果、前記電極付近で発生した波は固定端に向かって
伝播する。前記波は固定端となる前記凹部と凸部の境界
で反射され、もとの波と干渉して、定在波を前記膜上に
形成する。

【００３７】本例では、前記基板１の凹部と凸部の境界
は楕円になっており、この線に沿って同心楕円状の定在
波が生じ、破線で示したように波状に変形する。その結
果、膜面に光が入射した場合、前記定在波の波長と入射
光の波長で決まる特性を有する反射型の回折格子として
機能する。即ち、定在波のピッチをｐ、入射光の波長を
λ、整数をｎとすると、ｎλ／ｐ＝ｓｉｎθを満たすθ
の方向に光を回折させる働きを有する。ここで、前記電
極９の巾は、前記ピッチｐの１／２程度の寸法にすれ
ば、より効率的に前記定在波を生じうる。

【００３８】すなわち、装置に応用した場合、光源の波
長に前記の式で相関づけられる値に前記ピッチｐと前記
回折角を設定すべく、前記光学素子の固定端の間隔即ち
凹部の巾と前記交流電圧の周波数を決定する。また、最
も効率よく回折させるためには、前記波状の変形の振幅
が前記光源の波長の略１／４となるようにすればよい。
例えば前記光源の波長が７８０ｎｍだとすると、前記振
幅は１９５ｎｍ程度にすればよい。前記振幅は、前記光
学素子の前記膜の厚さ、凹部の深さ、前記交流電圧のレ
ベル等で決定する。

【００３９】一方、中央部は常に平面を維持するので、
交流電圧を印加するしないにかかわらず、常に平面鏡と
して働く。これにより、本光学素子全面に平行光が入射
した場合、中央部の領域にあたる光は入射角と等しい角
度で反射されるが、一方で波状に変形した領域にあたる
光は散乱されて前記の光と違う方向に導かれる。入射角
と等しい角度で反射された光のみを集光して用いるよう
に光学系を構成すれば、交流電圧の印加によって開口率
を制限する機能を有する鏡として用いることができる。

【００４０】尚、図中の破線は前記膜の変形の様子を概
念的に示したもので、山の数は３つしか描いていなが、
実際の応用では、本光学素子の実用的な大きさに対して
前記ピッチｐははるかに小さいため、山の数もまたはる
かに多くなることは言うまでもない。

【００４１】また、前記基板１の凹部と凸部の境界は楕
円になっているが、これは本光学素子に対して入射光が
斜め入射し、開口制限された後のビームが円形でなくて
はならないような光学系に用いることを想定したため
で、入射角が０ならば前記境界は真円となり、入射角が
増大するにつれて偏平率の大きな楕円となる。つまり、
前記境界の形は、求めるビームの形により任意に決めら
れる。よって、前記境界の形は、楕円に限られるもので
はない。

【００４２】図２は、本発明の光学素子を用いた光ヘッ
ドの一実施例の構成を示す説明図である。図１及び図２
を用いて、本実施例の光ヘッドの動作を説明する。

【００４３】前記光ヘッドは、半導体レーザ３、フォト
ダイオード１２、ホログラム４、コリメータレンズ５、
光学素子１１、対物レンズ７より構成される。まず、Ｄ
ＶＤ再生時には、前記光学素子の前記膜１０及び前記基
板の前記電極９は同電位になるようにする。すると、前
記膜１０は、自身の張力によって平坦な面となっている
ので、従来の立ち上げミラーと同様に機能する。尚、こ
の状態において、光学系はＤＶＤディスクに対して最適
設計しておく。すると、前記半導体レーザ３から出射し
たレーザ光は、ホログラム４を通り抜け、前記コリメー
タレンズ５により平行光に変換され、前記光学素子１１
によって方向を変えられ、対物レンズ７で集光されて光
ディスク８上にＤＶＤディスクに適したスポットを形成
する。前記光ディスクからの反射光は、対物レンズ７を
通り、光学素子１１によって方向を変えられ、コリメー
タレンズ５とホログラム４によりフォトダイオード１２
上に集光される。

【００４４】一方、ＣＤ再生時には、前記光学素子の
前記膜及び前記基板の前記電極間に、交流電圧を印加す
る。すると、前記光学素子の、前記基板が凹になってい
る領域では、同心楕円状に定在波が形成される。その結
果、中央部の前記基板が凸になっている領域は依然平坦
であるから、光は入射角と等しい角度で反射されるが、
波状に変形した領域では回折、散乱されるため、前記光
ディスクのスポットには集光されない。すなわち、前記
光学素子は、開口率を制限されたミラーとして機能す
る。この様子を図２において破線で示した。これによ
り、ＣＤ再生に適したスポットが形成される。前記中
央部の領域の大きさを調整することにより、前記スポッ
トの径を最適にすることができる。

【００４５】なおここで、前記光学素子の前記ピッチｐ
は、前記回折光が前記スポットに集光されない様な最小
の角度をθ、入射光の波長をλ、整数をｎとすると、ｎ
λ／ｐ＝ｓｉｎθを満たすように決められる。これは、
前記光学素子の固定端の間隔と前記交流電圧の周波数に
より決定する。また、最も効率よく回折させるために
は、前記波状の変形の振幅が前記光源の波長の略１／４
となるようにすればよい。例えば前記光源の波長が７８
０ｎｍだとすると、前記振幅は１９５ｎｍ程度のすれば
よい。また、前記電極９の巾は、前記ピッチｐの１／２
程度の寸法にすれば、より効率的に前記定在波を生じう
る。

【００４６】以上のように、前記光学素子への交流電圧
を印加という、電気信号のＯＮ／ＯＦＦのみの操作によ
り、ＤＶＤとＣＤを自在に再生可能な光ヘッドを構成す
ることが可能になる。本実施例では、従来の立ち上げミ
ラーに代えて前記光学素子を挿入する構成のため、部品
数は増えることはない。また、前記光学素子は、半導体
プロセスで容易に量産可能であり、素子単価も安価であ
る。また、スパッタリング等によって前記膜に反射率が
９０％以上の材質を積層するのは容易であるので、光の
損失も小さい。このため、本光ヘッドをＤＶＤ−ＲＡ
Ｍのような記録可能な光ディスクに応用する場合でも、
比較的出力の小さなレーザで済ませることができる。

【００４７】よって、本発明によれば、装置のコストア
ップを招くことなく、電気信号の切り替えのみでＣＤ／
ＤＶＤの光ディスクに対応可能な光ヘッド、光学式記録
再生装置を提供することが可能である。

【００４８】（実施例２）図３は、本発明の一実施例で
ある光学素子の構成を示す説明図である。光学素子は、
ガラス製の基板１、前記基板の凹部に取り付けられた電
極９、前記基板を覆うように設けられた膜１０、液状物
質１３より構成される。前記電極９は、前記膜１０と前
記基板１の間に静電力を生じせしめるためのものであ
り、ＩＴＯ等の透明電極である。前記基板１は、中央の
円形部分及び、凹部を除く周辺部分が同一の高さで凸に
なっており、この部分において、前記膜１０と接合され
ている。また、円形状の凹部は当然ながら前記膜と前記
基板に囲まれた空間を有する、中空な領域になってい
る。前記中空な領域には、屈折率が空気と異なる前記液
状物質１３が充填されている。前記膜１０は高分子膜等
の透明な材質で作られており、ＩＴＯ等の透明電極１
４が取り付けられている。他の動作については実施例１
と同様であるので、詳しい説明は省略する。本構成で
は、光学素子は透過型回折格子として機能する。よっ
て、実施例と同様に、交流電圧の印加によって開口率を
制限する機能を有する光学素子として用いることができ
る。

【００４９】図４は、図３の光学素子を用いた光ヘッド
の一実施例の構成を示す説明図である。図３及び図４を
用いて、本実施例の光ヘッドの動作を説明する。

【００５０】前記光ヘッドは、半導体レーザ３、フォト
ダイオード１２、ホログラム４、コリメータレンズ５、
光学素子１１、対物レンズ７より構成される。本例で
は、図２で示した様な光ヘッドとは異なる、光軸に沿っ
て直線状に光学部品を位置せしめた構成の光ヘッドを示
している。

【００５１】まず、ＤＶＤ再生時には、前記光学素子１
１の前記膜１０及び前記基板１の電極は同電位になるよ
うにする。すると、前記膜１０は、自身の張力によって
平坦な面となっているので、そのまま光を素通しする。
尚、この状態において、光学系はＤＶＤディスクに対し
て最適設計しておく。すると、前記半導体レーザ３から
出射したレーザ光は、ホログラム４を通り抜け、前記コ
リメータレンズ５により平行光に変換され、前記光学素
子１１を通り抜け、対物レンズ７で集光されて光ディス
ク８上にＤＶＤディスクに適したスポットを形成する。
光ディスク８からの反射光は、対物レンズ７を通り、前
記光学素子１１を通り抜け、コリメータレンズ５とホロ
グラム４によりフォトダイオード１２上に集光される。

【００５２】一方、ＣＤ再生時には、前記光学素子１
１の前記膜１０及び前記基板１の電極間に、交流電圧を
印加する。すると、前記光学素子１１の、前記基板１が
凹になっている領域では、同心円形状に定在波が形成さ
れる。その結果、中央部の領域にあたる光は入射角と等
しい角度で透過するが、波状に変形した領域にあたる光
は散乱されて光ディスク８のスポットには集光されな
い。すなわち、前記光学素子１１は、開口率を制限する
光学素子として機能する。これにより、スポットの径は
前記ＤＶＤ再生時より大きくなる。中央部の領域の大き
さを最適にすることにより、ＣＤ再生に適したスポッ
トを実現することができる。

【００５３】よって、実施例１と同様に、本光ヘッドに
おいても、前記光学素子１１への交流電圧を印加という
電気信号のＯＮ／ＯＦＦのみの操作により開口率を切り
替え、ＤＶＤとＣＤを自在に再生可能な光ヘッドを構
成することが可能になる。本光ヘッドでは、前記光学素
子１１を新たに挿入しなければならないが、従来同じよ
うな構成の光ヘッドで用いられていた液晶パネル等によ
る方法と比較すると、前記光学素子１１は、半導体プロ
セスで容易に量産可能であり、素子単価も安価である。
また、液晶パネル等に比べて、光の損失もはるかに小さ
い。よって、大幅な装置のコストアップを招くことな
く、電気信号の切り替えのみでＣＤ／ＤＶＤの光ディス
クに対応可能な光ヘッド、光学式記録再生装置を提供す
ることが可能である。

【００５４】（実施例３）図５は、実施例１で示したの
と同様の本発明の光学素子を用いたページプリンタの一
実施例の構成を示す説明図である。

【００５５】ページプリンタは、半導体レーザ３、コリ
メータレンズ１４、シリンドリカルレンズ１５、光学素
子１１、ポリゴンミラー１６、球面レンズ１７、トーリ
ックレンズ１８、感光ドラム１９、制御回路２０より構
成される。前記半導体レーザ３から出射したレーザ光２
１は、コリメータレンズ１４により平行光のビームとな
り、シリンドリカルレンズ１５を経て、ポリゴンミラー
１６に入射する。ポリゴンミラー１６の反射光は、球面
レンズ１７、トーリックレンズ１８を経て、感光ドラム
１９上に集光される。ポリゴンミラー１６は、回転によ
りレーザビームの方向を一定角度内で素早く変化させ、
感光ドラム１９上を走査せしめる。前記半導体レーザ
３、前記光学素子１１、前記ポリゴンミラー１６、前記
感光ドラム１９は、前記制御回路２０により制御され
る。即ち、前記制御回路２０は、ホストコンピュータよ
りデータを受け取り、印字データに変換後、前記印字デ
ータに応じて前記半導体レーザ３に流れる電流を変調
し、同時に前記電流に同期させて前記ポリゴンミラー１
６及び前記感光ドラム１９を回転させる。これにより前
記感光ドラム１９上に画像の静電潜像が形成される。

【００５６】ところで、ページプリンタで扱う画像は、
一般に微細な絵柄の部分と、一面を均一に着色するベタ
領域に大きく分かれる。微細な絵柄を印刷するために
は、感光ドラム１９上のレーザスポットは十分小さくな
ければならないが、逆にベタ領域を美しく印刷するため
には、レーザスポットを大きくすることが望ましい。す
なわち、スポットの径を切り替える手段を搭載すれば、
微細な絵柄からベタ領域まで美しく印刷可能なプリンタ
を実現できる。

【００５７】そこで、前記光ヘッドと同様の光学素子を
用いて、電気信号のＯＮ／ＯＦＦにより開口率を制限／
解除することによりスポットの径を変更し、前記のよう
なプリンタを構成することが可能である。

【００５８】前記制御回路２０は、前記光学素子１１を
も制御する。即ち、これから前記感光ドラム１９上に描
く絵柄が微細な明暗の変化を持つ画像と判断された場合
は、前記光学素子１１の前記膜１０と前記基板１を同電
位にして平坦な鏡とする。一方、ベタ領域であると判断
された場合、前記光学素子１１の前記膜１０と前記基板
１間に交流電圧を印加し、周辺部を回折格子にして散乱
させ、開口制限されたミラーとする。中央部の常に平面
ミラーとなる領域の大きさは、ベタ領域を美しく印刷す
るのに最適なスポットを形成する開口数になるように設
計する。

【００５９】以上の構成により、前記光学素子１１への
交流電圧を印加という電気信号のＯＮ／ＯＦＦのみの操
作により、スポットの径を切り替え、微細な絵柄の部分
でもベタ領域でも、美しく印刷可能なプリンタを構成す
ることが可能になる。本構成では、前記光学素子１１
は、半導体プロセスで容易に量産可能なため、素子単価
も安価であり、また比較的大型でミラーを多用するペー
ジプリンタの光学系においては、前記光学素子１１を挿
入するのは困難ではない。よって、低コストで画質の美
しいページプリンタを実現することができる。

【００６０】（実施例４）図６は、本発明の他の一実施
例で光学素子を説明するための説明図である。

【００６１】光学素子は、基板１、前記基板の凹部に取
り付けられた電極９、前記基板を覆うように設けられた
膜１０より構成される。前記電極９は、前記膜１０と前
記基板１の間に静電力を生じせしめるためのもので、Ｉ
ＴＯを蒸着したものでもよいし、基板を３層構造にし
て、凹部に一面に電極が存在する構成にしてもよい。

【００６２】前記基板１は、周辺の矩形部分が同一の高
さで凸になっており、この部分において、前記膜１０と
陽極接合されている。また、矩形状の凹部は当然ながら
前記膜１０と前記基板１に囲まれた空間を有する、中空
な領域になっている。前記膜１０はシリコン等の導電性
の膜であり、静電力を働かせる際の電極を兼ねている。
高分子膜等の導電性でない素材を用いるならば、別途電
極をつければよい。また、前記膜１０の、前記基板１と
対向しない側の面には、入射する光を十分な反射率で反
射するように金あるいは金クロム等の反射膜が積層され
ている。

【００６３】さて、前記膜１０と前記基板１の電極９を
同電位にしておけば、前記膜１０は、自身の張力によっ
て平坦な面を形成している。よって、前記膜１０に入射
した光は、そのまま入射角と同じ角度で反射する。

【００６４】次に、前記膜１０及び前記基板１の電極９
の間に、交流電圧を印加する。すなわち、電極９と膜１
０が周期的に電位差を持ったり同電位になったりするよ
うにする。すると、二者間には、静電力により、電位差
に応じて吸引力が発生する。電位差を持った瞬間におい
ては、反射面から見て窪む方向に弾性変形する。一方、
同電位になる瞬間においては、吸引力は解除され、前記
膜１０は弾性により、再び平坦な状態に戻ろうとする。
前記過程を繰り返すことにより、前記膜１０に振動が発
生する。

【００６５】ここで、前記交流電圧の周波数に対して前
記膜１０の剛性が十分高ければ、駆動電圧に完全に同期
して、前記膜１０全体が一体で振動する。しかし、剛性
が十分高くない場合、前記交流電圧の周波数が一定値を
超えると、前記膜１０は一体で動くことが不可能にな
る。その結果、変形により前記膜１０上に波が発生し、
固定端に向かって伝播する。前記波は前記固定端で反射
され、もとの波と干渉して、波の速度および固定端の距
離で決まる定在波を膜上に形成する。

【００６６】本例では、基板の凹部と凸部の境界は直線
になっており、前記膜１０上には、この線に平行線な節
と腹を持つ一定間隔の山谷が生じる。この様子を破線で
示す。前記膜１０に光が入射した場合、前記膜１０は、
前記山谷のピッチで決まる特性を有する反射型の回折格
子として機能する。即ち、山谷のピッチをｐとすると、
ｎλ／ｐ＝ｓｉｎθを満たすθの方向に光を回折させる
働きを有する。

【００６７】ところで、前記ピッチｐは、前記交流電圧
の周波数を変化させることによって、前記定在波の波長
を固定端の整数分の１の段階で、意図的に変化させるこ
とが可能である。すなわち、本光学素子を回折格子と見
た場合、その特性は変更可能であり、特定の波長に対す
る回折角を自在に制御することができる。

【００６８】たとえば、白色光を本光学素子に入射させ
ると、回折により光は各色に分光される。さらに、各色
の成分が回折する方向は、前記交流電圧の周波数により
決めることができる。よって、反射光を捕らえる窓を設
定し、前記窓の方向に目的の色成分の光を回折させるよ
うに駆動周波数を制御すれば、特定の色を選択的に取り
出すことが可能である。即ち、カラーフィルターとして
用いうる。

【００６９】図７は、本実施例の光学素子を用いたプロ
ジェクタの例である。以下図６及び図７を用いて本実施
例のプロジェクタについて説明する。

【００７０】プロジェクタは、白色光源２１、集光レン
ズ２２、光学素子２７、受光レンズ２３、光変調素子２
４、投影レンズ２５、制御回路２０より構成される。前
記白色光源２１から出射した光は、前記集光レンズ２２
を介して、前記光学素子２３に入射する。前記光学素子
２３は、ある周波数ｆｒの交流電圧で駆動されている。
よって、この状態において、前記光学素子２７の膜１０
はピッチＰrで波状に変形しているので、反射型の回折
格子として機能する。回折格子は、入射光の波長に応じ
た回折角をもって入射光を回折する。よって、入射した
白色光を、赤、緑、青等の各色に分光して反射する。受
光レンズ２３は、前記光学素子がｆｒで駆動されている
とき、赤の領域の光を捕らえるように位置決めしてお
く。

【００７１】次に、光学素子を、前記ｆｒと異なる周波
数ｆｇの交流電圧で駆動する。前記と同様に、本光学素
子は反射型の回折格子として機能するので、入射した白
色光を、赤、緑、青に分光して反射する。しかし、前記
ｆｒの場合とは周波数が異なるので、前記光学素子の表
面の波状の変形の間隔も異なり、回折角も異なる。すな
わち、分光された赤、緑、青の光が反射される方向は、
ｆｒの場合と異なる。

【００７２】ここで、前記ｆｇは、前記レンズ２３がそ
のままの位置にありながら、緑の成分の光が前記レンズ
２３に入射するような値に設定する。すると、前記光学
素子を前記ｆｒで駆動した場合は赤の光を、前記ｆｇ
で駆動した場合は緑の光を前記レンズ２３で捕らえるこ
とが可能になる。すなわち、光学系を固定したままで、
前記光学素子の駆動周波数の変更のみで、赤及び緑の光
を選択的に取り出しうる。

【００７３】さらに同様に、青の光が前記レンズ２３に
入射するような、別の周波数ｆｂを設定することができ
る。すると、今度は前記ｆbで駆動した場合は青の光を
前記レンズ２３で捕らえることが可能になる。すなわ
ち、上記のようにして、駆動周波数の切り替えのみで白
色光源から選択的に有色光を取り出しうるカラーフィル
タとして前記光学素子は機能する。

【００７４】前記光学素子２７の反射光は前記受光レン
ズ２３を経て前記光変調素子２４に入射する。さらにそ
の反射光は前記投影レンズ２５により拡大されてスクリ
ーン２６に導かれる。前記制御回路２０は、前記光変調
素子２４と同期させてｆｒ、ｆｇ、ｆｂを切り替えるこ
とで、時分割でカラー画像を生成する。

【００７５】従来のプロジェクタでは、モーターにより
カラーフィルタを回転していた。よって、大型であるこ
と、消費電力、騒音、発熱等が問題になっていた。一
方、本構成では、そうした機構部分も必要なく、小型、
超低消費電力、静粛で発熱のないカラーフィルタを実現
可能である。よって、プロジェクタを小型・軽量・ロー
コスト化することが可能である。

【００７６】尚、本実施例で示した発明の意図するとこ
ろは、電気信号により回折角を変化させる素子を用い
て、白色光を色分解することである。よって、前記光学
素子を図６で示した光学素子に限定するものではなく、
他の素子によって実現してもよい。

【００７７】（実施例５）また、実施例４と同様の、図
６に示した光学素子を用いて、走査光学系を構成するこ
とができる。即ち、前記交流電圧の周波数を連続的に変
化させることによって、前記定在波の波長を変化させ、
回折角を連続的に変化させるのは実施例４と同じである
が、入射光を単色光源にして、１つの光ビームを自在な
角度に反射させるような光学系を構成するものである。
すなわち、前記光学素子は、前記ピッチをｐ、前記回折
光の回折角をθ、入射光の波長をλ、整数をｎとする
と、ｎλ／ｐ＝ｓｉｎθを満たすような方向に入射光を
回折させる。前記ピッチｐは、前記光学素子の固定端の
間隔と前記交流電圧の周波数により決定する。入射光を
偏向させようとする角度の応じて、前記交流電圧の周波
数を変化させればよい。

【００７８】また、最も効率よく回折させるためには、
前記波状の変形の振幅が前記光源の波長の略１／４とな
るようにすればよい。例えば前記光源の波長が７８０ｎ
ｍだとすると、前記振幅は１９５ｎｍ程度のすればよ
い。前記振幅は、前記光学素子の前記膜の厚さ、凹部の
深さ、前記交流電圧のレベル等で決定する。

【００７９】また、前記電極９の巾は、前記ピッチｐの
１／２程度の寸法にすれば、より効率的に前記定在波を
生じうる。

【００８０】図８は、前記の効果を用いたページプリン
タの例である。以下、図６及び図８を用いて本実施例の
ページプリンタについて説明する。

【００８１】ページプリンタは、半導体レーザ３、コリ
メータレンズ１４、シリンドリカルレンズ１５、ミラー
３４、光学素子２７、球面レンズ１７、トーリックレン
ズ１８、感光ドラム１９、制御回路２０より構成され
る。前記半導体レーザ３から出射したレーザ光２１は、
前記コリメータレンズ１４により平行光のビームとな
り、前記シリンドリカルレンズ１５を経て、ミラー３４
で進路を変更され、前記光学素子２７に入射する。前記
光学素子２７の反射光は、前記球面レンズ１７、前記ト
ーリックレンズ１８を経て、前記感光ドラム１９上に集
光される。前記光学素子２７は、レーザビームの方向を
一定角度内で素早く変化させ、感光ドラム１９上を走査
せしめる。前記半導体レーザ３、前記光学素子２７、前
記感光ドラム１９は、前記制御回路２０により制御され
る。即ち、前記制御回路２０は、ホストコンピュータよ
りデータを受け取り、印字データに変換後、前記印字デ
ータに応じて前記半導体レーザ３に流れる電流を変調す
る一方、前記電流に同期させて前記光学素子２７の駆動
周波数を連続的に変化させ、前記感光ドラム１９を回転
させる。これにより前記感光ドラム１９上に画像の静電
潜像が形成される。

【００８２】従来のページプリンタでは、モーターによ
りポリゴンミラーを回転して、レーザビームを走査して
いた。よって、大型、消費電力、騒音、発熱等が問題に
なっていた。また、高速印刷の要求に対し、ポリゴンミ
ラーによる方法は限界にきていた。本構成では、そうし
た機構部分も必要なく、小型、超低消費電力、静粛で発
熱のない、高速の走査光学系を実現可能である。よっ
て、ページプリンタを小型・軽量・ローコスト化するこ
とが可能である。

【００８３】尚、本実施例で示した発明の意図するとこ
ろは、電気信号により回折角を変化させる素子を用い
て、レーザビームを走査することである。よって、前記
光学素子を図６で示した光学素子に限定するものではな
く、他の素子によって実現してもよい。

【００８４】（実施例６）図６で示した光学素子は、前
記交流電圧のレベルを変化させることにより、前記膜１
０上の波型の振幅を変えることができる。即ち、回折効
率を変更可能である。回折光のみを用いるような光学系
を構成すれば、光強度変調素子として用いうる。

【００８５】図９に、図６の光学素子を光強度変調素子
として用いたページプリンタの実施例を示す。以下、図
６及び図９を用いて本実施例のページプリンタについて
説明する。ページプリンタは、Ｈｅ−Ｎｅレーザ２８、
ビームコンプレッサ２９、光学素子２７、ビームエクス
パンダ３０、シリンダレンズ３１、ポリゴンミラー１
６、トロイダルレンズ３２、ｆ−θレンズ３３、感光ド
ラム１９、制御回路２０より構成される。前記Ｈｅ−
Ｎｅレーザ２８から出射したレーザ光２１は、前記ビー
ムコンプレッサ２９により前記光学素子２７に入射せし
められる。前記光学素子２７は一定周波数の交流電圧に
よって駆動されている。よって回折格子として機能し、
入射光と同じ角度で反射する０次光以外に、±１次、２
次、３次・・・等の回折光を生ずる。前記ビームエクスパ
ンダ３０は、＋１次光のみが入射するように設置されて
いる。レーザ光は、前記シリンダレンズ３１を経て、前
記ポリゴンミラーに入射する。前記ポリゴンミラーの反
射光は、前記トロイダルレンズ３２、前記ｆ−θレンズ
３３球面レンズを経て、前記感光ドラム１９上に集光さ
れる。前記ポリゴンミラー１６は、回転によりレーザビ
ームの方向を一定角度内で素早く変化させ、前記感光ド
ラム１９上を走査せしめ、前記感光ドラム１９上には静
電潜像が形成される。

【００８６】さてここで、回折効率は、光学素子の前記
膜１０上の波の深さによって決まる。よって、光学素子
を駆動している交流電圧のレベルを変化させ、前記膜１
０の変形量を操作すれば、シリンドリカルレンズに入射
している＋１次の回折光の光量を制御することができ
る。即ち、レーザビームを強度変調することが可能であ
る。

【００８７】前記制御回路２０は、ホストコンピュータ
よりデータを受け取り、印字データに変換後、前記印字
データに応じて前記光学素子２７の駆動電圧を変化さ
せ、レーザビームの強度を変調する一方、それと同期さ
せて前記ポリゴンミラー１６と前記感光ドラム１９を回
転させる。これにより前記感光ドラム１９上に画像の静
電潜像が形成される。

【００８８】従来ガスレーザを用いる機器では、強度変
調が必要な場合はＡＯＭ等を用いていた。本構成では、
ＡＯＭのような素子を用いることなく、安価な本発明の
光学素子によってレーザ光の強度変調が可能である。よ
って、機器をローコスト化することが可能である。ま
た、静電力によっている本発明の光学素子は、応答がＡ
ＯＭより１桁から２桁速い。よって、さらに高速な変調
を要求される機器を実現できる。

【００８９】尚、本実施例で示した発明の意図するとこ
ろは、電気信号により回折角を変化させる素子を用い
て、レーザ光を強度変調することである。よって、前記
光学素子を図６で示した光学素子に限定するものではな
く、他の素子によって実現してもよい。

【００９０】

【発明の効果】本発明によれば、以下に示す効果がもた
らされる。

【００９１】（１）本発明の光学素子は、交流電圧の印
加／解除という単純な制御によって平坦な鏡の状態と回
折格子の状態を切り替えることができる。一部のみ回折
格子に切り替わるように構成すれば、開口率を制限する
機能を有する鏡として用いることができる。

【００９２】前記のような光学素子を用いた光ヘッドで
は、交流電圧の印加／解除のみの操作により、ＤＶＤと
ＣＤに自在に対応可能な光ヘッドを構成することができ
る。また、従来の立ち上げミラーに代えて前記光学素子
を挿入する構成ですむため、部品数は増えることはな
い。また、前記光学素子は、半導体プロセスで容易に量
産可能であり、素子単価も安価である。また、反射率を
高くするのは容易であるので、光の損失も小さい。この
ため、本光ヘッドをＤＶＤ−ＲＡＭのような記録可能
な光ディスクに応用する場合でも、比較的出力の小さな
レーザで済ませることができる。よって、本発明によれ
ば、装置のコストアップを招くことなく、ＣＤ／ＤＶＤ
の光ディスクに対応可能な光ヘッド、光学式記録再生装
置を提供することが可能である。

【００９３】（２）本発明の光学素子を、光透過性の材
質で構成すれば、交流電圧の印加／解除という単純な制
御によって素通しの状態と透過型回折格子の状態を切り
替えることができる。一部のみ回折格子に切り替わるよ
うに構成すれば、開口率を制限する機能を有する鏡とし
て用いることができる。

【００９４】前記のような光学素子を用いた光ヘッドで
は、前記光学素子への交流電圧を印加という電気信号の
ＯＮ／ＯＦＦのみの操作により開口率を切り替え、Ｄ
ＶＤとＣＤを自在に再生可能な光ヘッドを構成すること
が可能になる。本光ヘッドでは、前記光学素子を新たに
挿入しなければならないが、従来同じような構成の光ヘ
ッドで用いられていた液晶パネル等による方法と比較す
ると、前記光学素子１１は、半導体プロセスで容易に量
産可能であり、素子単価も安価である。また、液晶パネ
ル等に比べて、光の損失もはるかに小さい。よって、大
幅な装置のコストアップを招くことなく、電気信号の切
り替えのみでＣＤ／ＤＶＤの光ディスクに対応可能な光
ヘッド、光学式記録再生装置を提供することが可能であ
る。

【００９５】（３）本発明の光学素子を用いたページプ
リンタでは、前記光学素子への交流電圧を印加という電
気信号のＯＮ／ＯＦＦのみの操作により、スポットの径
を切り替え、微細な絵柄の部分でもベタ領域でも、美し
く印刷可能なプリンタを構成することが可能になる。ま
た、スポットの径を切り替えはｎｓオーダーの高速性が
要求されるが、静電駆動される本発明の光学素子は液晶
パネル等他の素子にみられない十分な高速性を有してい
る。また、本構成では、前記光学素子１１は、半導体プ
ロセスで容易に量産可能なため、素子単価も安価であ
り、また比較的大型でミラーを多用するページプリンタ
の光学系においては、前記光学素子を挿入するのは困難
ではない。よって、低コストで画質の美しいページプリ
ンタを実現することができる。

【００９６】（４）本発明の光学素子は、駆動交流電圧
の周波数を変化させることによって、回折格子としての
特性を変更可能であり、特定の波長に対する回折角を自
在に制御することができる。たとえば、白色光を本光学
素子に入射させ、特定の方向に目的の色成分の光を回折
させるように駆動周波数を制御すれば、特定の色を選択
的に取り出すカラーフィルターとして用いうる。

【００９７】本発明の光学素子をカラーフィルタに用い
たプロジェクタでは、従来のモーターによりカラーフィ
ルタを回転するプロジェクタに比べ、小型、超低消費電
力、軽量、ローコスト化することが可能である。

【００９８】（５）また、本発明の光学素子は、駆動
交流電圧の周波数を変化させることによって、特定の波
長に対する回折角を自在に制御することができるので、
入射光を単色光源にして、走査光学系を構成することが
できる。

【００９９】従来のページプリンタでは、モーターによ
りポリゴンミラーを回転して、レーザビームを走査して
いた。よって、大型、消費電力、騒音、発熱等が問題に
なっていた。また、高速印刷の要求に対し、ポリゴンミ
ラーによる方法は限界にきていた。本発明の光学素子を
走査光学系に用いたページプリンタでは、小型、超低消
費電力、静粛で発熱のない、高速の走査光学系を実現可
能である。よって、ページプリンタを小型・軽量・ロー
コスト化することが可能である。

【０１００】（６）また、本発明の光学素子は、駆動交
流電圧のレベルを変化させることにより、回折効率を変
更可能である。回折光のみを用いるような光学系を構成
すれば、光強度変調素子として用いうる。

【０１０１】本発明の光学素子を光強度変調素子として
用いたページプリンタでは、ＡＯＭのような素子を用い
ることなく、安価な本光学素子によってレーザ光の強度
変調が可能である。よって、機器をローコスト化するこ
とが可能である。また、静電力によっている本発明の光
学素子は、応答が速いので、高速な変調を要求される機
器を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光学素子の一実施例を示す説明図。

【図２】本発明の光ヘッドの一実施例を説明するための
説明図。

【図３】本発明の光学素子の他の一実施例を説明するた
めの説明図。

【図４】本発明の光ヘッドの他の一実施例を説明するた
めの説明図。

【図５】本発明のページプリンタの一実施例を説明する
ための説明図。

【図６】本発明の光学素子の他の一実施例を説明するた
めの説明図。

【図７】本発明のプロジェクタの一実施例を説明するた
めの説明図。

【図８】本発明のページプリンタの他の一実施例を説明
するための説明図。

【図９】本発明のページプリンタの他の一実施例を説明
するための説明図。

【図１０】従来の光学素子の一例を説明するための説明
図。

【図１１】従来の光ヘッドの一例を示す説明図。

【図１２】従来のページプリンタの一例を説明するため
の説明図。

【図１３】従来のプロジェクタの一例を示す説明図。

【符号の説明】

１基板２反射膜３半導体レーザ４ホログラム５コリメータレンズ６立ち上げミラー７対物レンズ８光ディスク９電極１０膜１１光学素子１２フォトダイオード１３液状物質１４コリメータレンズ１５シリンドリカルレンズ１６ポリゴンミラー１７球面レンズ１８トーリックレンズ１９感光ドラム２０制御回路２１光源２２集光レンズ２３受光レンズ２４光変調素子２５投影レンズ２６スクリーン２７光学素子２８Ｈｅ−Ｎｅレーザ２９ビームコンプレッサ３０ビームエクスパンダ３１シリンダレンズ３２トロイダルレンズ３３ｆ−θレンズ３４ミラー３５カラーフィルター

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】凸である領域及び凹である領域を有する基
板と、前記基板を覆うように設けられた弾性変形する膜
とを有し、周期的に変化する静電力により前記膜を波状
に変形させることを特徴とする光学素子。
【請求項２】請求項１において、前記波状の変形の振幅
は、入射する光の波長の１／２から１／４の範囲内にあ
ることを特徴とする光学素子。
【請求項３】前記静電力の大きさを変化させることによ
り、変形させた形状の深さを変更することを特徴とする
請求項１記載の光学素子の駆動方法。
【請求項４】前記静電力の加わる周期を変化させること
により、変形させた形状の間隔を変更することを特徴と
する請求項１記載の光学素子の駆動方法。
【請求項５】請求項１の光学素子を具備することを特徴
とする光学式記録再生装置用光ヘッド。
【請求項６】請求項５の光ヘッドを具備することを特徴
とする光学式記録再生装置。
【請求項７】光源と、電気信号により必要に応じて入射
光の一部を回折させて開口制限する回折手段と、前記回
折手段に光ビームを導く入射手段と、感光体と、前記光
ビームの方向を制御して前記光ビームを走査する走査手
段と、前記回折手段から出射する前記光ビームのスポッ
トを前記感光体に結像させる結像手段と、前記回折手
段、前記走査手段及び前記感光体を制御する制御手段を
有する印刷装置において、前記回折手段を制御すること
によって前記光ビームの前記スポットの大きさを変化さ
せることを特徴とする印刷装置。
【請求項８】白色光源と、電気信号により回折角を変化
させる回折手段と、前記回折手段から光を受光する受光
手段と、前記受光手段より導かれた光を変調する光変調
手段と、投影手段と、前記回折手段及び前記光変調手段
を制御する制御手段を有する画像投影装置において、前
記回折手段によって白色光を有色光に分光し、さらに前
記回折手段を制御することによって前記有色光を選択的
に前記受光手段に入射させることを特徴とする画像投影
装置。
【請求項９】光源と、電気信号により回折角を変化させ
る回折手段と、前記回折手段に光ビームを導く入射手段
と、感光体と、前記回折手段から出射する光ビームを前
記感光体に結像させる結像手段と、前記回折手段及び前
記感光体を制御する制御手段を有する印刷装置におい
て、前記回折手段を制御することによって前記光ビーム
を走査し、前記感光体上に静電潜像を形成することを特
徴とする印刷装置。
【請求項１０】光源と、電気信号により回折効率を変化
させる回折手段と、前記回折手段に光ビームを導く入射
手段と、感光体と、前記光ビームの方向を制御して前記
光ビームを走査する走査手段と、前記回折手段から出射
する前記光ビームの回折光を前記感光体に結像させる結
像手段と、前記回折手段及び前記感光体を制御する制御
手段を有する印刷装置において、前記回折手段を制御す
ることによって前記回折光の強度を変化させ、前記感光
体上に静電潜像を形成することを特徴とする印刷装置。