WO2021010480A1 - 光偏向装置 - Google Patents

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WO2021010480A1
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lens
optical
deflection
liquid crystal
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佐藤　寛
齊藤　之人
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富士フイルム株式会社
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    • G02B26/08—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
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    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
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    • G02F1/29—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the position or the direction of light beams, i.e. deflection

Definitions

  • the present invention relates to an optical deflector capable of high deflection angle, which can have a simple structure suitable for miniaturization and weight reduction, and an optical apparatus using this optical deflector.
  • gimbal mirrors, galvano mirrors, and the like are often used as optical deflectors for laser light and optical systems for pointing. These methods are direct and simple methods because the mirror is mechanically moved to control the light direction of the laser beam.
  • An object of the present invention is to solve such a problem of the prior art, an optical deflector having a simple structure suitable for miniaturization and weight reduction, and capable of high deflection angle, and an optical deflector thereof.
  • An object of the present invention is to provide an optical device using a light deflector.
  • the light deflector of the present invention has the following configuration.
  • optical deflector according to any one of [1] to [2], wherein the optical deflection element is an optical phase modulation element.
  • optical deflector according to any one of [1] to [3], wherein the optical deflection element is a liquid crystal optical phase modulation element.
  • an optical deflector having a simple structure suitable for miniaturization and weight reduction and capable of high deflection angle, and an optical apparatus using this optical deflector.
  • the numerical range represented by using “-” means a range including the numerical values before and after “-” as the lower limit value and the upper limit value. Further, the terms “orthogonal” and “parallel” with respect to the angle mean a range of a strict angle of ⁇ 10 °.
  • Re ( ⁇ ) represents in-plane retardation at wavelength ⁇ . Unless otherwise specified, the wavelength ⁇ is 550 nm.
  • Light deflector The configuration of the light deflector according to the embodiment of the present invention will be described with reference to the conceptual diagrams of FIGS. 1 to 3.
  • the optical deflector 100 of the present invention diverges from the upstream side (left side in FIG. 1) in the traveling direction of light (light beam) with the condenser lens 131, the liquid crystal optical phase modulation element 101, and the like. It has a lens 121 and.
  • the liquid crystal optical phase modulation element 101 is an optical deflection element according to the present invention, to which a driving device 141 is connected.
  • upstream and downstream are upstream and downstream in the traveling direction of light.
  • the divergence lens 121 is arranged on the exit side (downstream) of the liquid crystal optical phase modulation element 101.
  • the liquid crystal optical phase modulation element 101 and the divergence lens 121 may be arranged in contact with each other, or may be fixed by using an adhesive or the like.
  • the liquid crystal optical phase modulation element 101 and the divergence lens 121 may be arranged at intervals 102 so as not to deviate from the deflection angle of the light emitted from the liquid crystal optical phase modulation element 101. ..
  • heat may be generated when passing through, but by providing the interval 102, the heat generated by the passing light is an adhesive that fixes the liquid crystal optical phase modulation element 101 and the divergent lens 121. You can avoid problems such as melting.
  • the interval 102 is preferably 0.1 to 100 mm.
  • the incident surface 103 of the divergent lens 121 is in contact with the air layer, so that a non-reflective coating may be formed on the exit surface 161 and / or the incident surface 103, if necessary.
  • the medium in contact with the divergent lens is an air layer, so that the difference in refractive index between the divergent lens and the medium can be increased, as compared with the case where the difference in refractive index is small. , The refraction angle of the transmitted light can be increased.
  • FIG. 3 is a conceptual diagram for explaining the operation of the light deflector 100 according to the embodiment of the present invention.
  • the liquid crystal optical phase modulation element 101 deflects the incident light 151 emitted from a light source (not shown) and condensed by the condenser lens 131 (not shown) by a predetermined angle ⁇ (solid line). See the arrow).
  • the polarization angle ⁇ by the liquid crystal optical phase modulation element 101 is changed by the drive device 141 described later. That is, as shown by the arrow of the broken line in FIG. 3, the polarization angle ⁇ by the liquid crystal optical phase modulation element 101 is appropriately changed by the driving device 141 to change the traveling direction of the light.
  • the light deflected by the liquid crystal optical phase modulation element 101 is then refracted by the divergent lens 121 to increase the deflection angle.
  • the liquid crystal optical phase is positive when the angle ⁇ of the deflection by the liquid crystal optical phase modulation element 101 is counterclockwise with respect to the traveling direction of the light 151 when FIG. 3 is viewed from the direction perpendicular to the paper surface.
  • the maximum value of the variable range of the angle ⁇ in the modulation element 101 is defined as the maximum deflection angle ⁇ max.
  • the divergence lens 121 is provided so that the emission angle when light having a maximum deflection angle ⁇ max is incident on the divergence lens 121 is the maximum emission angle ⁇ maxout desired by the light deflection device 10. Determine the curved surface. In this way, even if the maximum deflection angle ⁇ max of the liquid crystal optical phase modulation element 101 is small, the divergence lens 121 causes the maximum deflection angle ⁇ max of the liquid crystal optical phase modulation element 101 to be set to the maximum output desired by the optical deflection device 100. It is possible to expand to the angle ⁇ maxout.
  • the emission angle is the maximum emission target in the optical deflection device 100.
  • the refraction angle of the divergent lens 121 is gradually increased from the center of the deflection (deflection direction) by the liquid crystal optical phase modulation element 101 toward the outside (both ends). To increase.
  • the angle when it is finally emitted to the air can be up to an absolute value of about 80 °, so it is possible to expand the angle ⁇ to a very large angle.
  • the light deflector 100 includes a condenser lens 131 as a condenser element in the present invention, a liquid crystal optical phase modulation element 101, and a divergence lens 121 from the upstream side in the traveling direction of light.
  • the condensing lens 131 is a known condensing lens that slightly condenses the light incident on the liquid crystal optical phase modulation element 101.
  • the condenser lens 131 By having the condenser lens 131, the light deflector 100 of the present invention can improve the straightness by making the light (light beam) emitted from the light deflector 100 (divergent lens 121) into appropriate parallel light.
  • the operation of the condenser lens 131 will be described in detail later.
  • the condensing element is not limited to the condensing lens 131, and all known optical elements capable of condensing light (light beam) can be used.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view showing an example of the structure of the liquid crystal optical phase modulation element according to the embodiment of the present invention.
  • the liquid crystal optical phase modulation element exemplified here the liquid crystal optical phase modulation element of Example 1 of JP-A-2003-295153 is cited.
  • the liquid crystal optical phase modulation element is not limited to the one shown in the illustrated example, and all known liquid crystal optical phase modulation elements used as optical deflection elements can be used.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view showing an example of the structure of the liquid crystal optical phase modulation element according to the embodiment of the present invention.
  • the liquid crystal optical phase modulation element exemplified here, the liquid crystal optical phase modulation element of Example 1 of JP-A-2003-295153 is cited.
  • the liquid crystal optical phase modulation element is not limited to the one shown in the illustrated example, and all known liquid crystal optical phase modulation elements used as optical deflection elements can be used.
  • FIG. 1 the liquid crystal optical phase modulation element
  • the nematic liquid crystal layer 501 shown as an example of the liquid crystal layer includes an alignment layer 209 formed by covering the composite electrode 211 of the first transparent substrate 201 of the liquid crystal optical phase modulation element 101, and a second transparent substrate 203.
  • the orientation layer 209 formed over the common electrode 213 of the above is homogenically oriented so that the tilt angle ⁇ of the director 207 of the p-type (positive type) liquid crystal molecule when no electric field is applied is 5 ° or less.
  • the incident light 151 which is linearly polarized in the direction indicated by the arrow 171 is set to be linearly polarized in the direction of deflection of the light by the liquid crystal optical phase modulation element 101.
  • the incident light 151 is P-polarized when viewed from the exit surface 161 of the divergent lens 121.
  • the first transparent substrate 201 and the second transparent substrate 203 are fixed via spacers (not shown) so that the nematic liquid crystal layer 501 holds a predetermined constant thickness of several ⁇ m to several tens of ⁇ m. Further, although not shown in FIG. 4, tantalum pentoxide, silicon dioxide, etc. are placed on at least one of the composite electrode 211 and the common electrode 213 in order to prevent the composite electrode 211 and the common electrode 213 from being short-circuited.
  • the transparent insulating film of the above may be formed. It is also desirable to improve the transmittance by forming the transparent insulating film into a multilayer film composed of a high refractive index film and a low refractive index film.
  • the common electrode 213 formed on the second transparent substrate 203 may be a full-face electrode made of a transparent conductive film.
  • the number of liquid crystal optical phase modulation elements 101 is one, but the present invention is not limited to this, and a plurality of such liquid crystal optical phase modulation elements 101 are provided. You may do so.
  • the orientation direction of the liquid crystal cell may be either parallel or vertical. When the orientation directions of the liquid crystal cells are parallel, it contributes to increasing the maximum deflection angle ⁇ max, and contributes to the expansion of the deflection angle by the liquid crystal optical phase modulation element 101, that is, the deflection angle by the optical knitting device 100.
  • a drive device 141 is connected to the liquid crystal optical phase modulation element 101.
  • the drive device 141 is a known drive device that drives the liquid crystal optical phase modulation element 101 according to the configuration of the liquid crystal optical phase modulation element 101.
  • the deflection angle ⁇ by the liquid crystal optical phase modulation element 101 can be changed.
  • the light deflector 100 can perform scanning using light by sequentially changing the deflection angle ⁇ by the liquid crystal optical phase modulation element 101 by the drive device 141.
  • the divergent lens 121 is conceptually shown in FIGS. 5 (a) and 5 (b).
  • 5 (a) and 5 (b) are views of the divergent lens 121 viewed in the same direction as in FIGS. 1 to 3, and are side views of the divergent lens 121.
  • the single-sided concave lens of FIG. 5 (a) and the double-sided concave lens of FIG. 5 (b) can be used.
  • the divergence lens 121 further deflects the light deflected by the liquid crystal optical phase modulation element 101 by refracting the light deflected by the liquid crystal optical phase modulation element 101 in the deflection direction by the liquid crystal optical phase modulation element. Is what you do.
  • the optical deflection device 100 depends on the deflection angle of the maximum emission angle ⁇ maxout, which is much larger than the maximum deflection angle ⁇ max of the liquid crystal optical phase modulation element 101. It enables the deflection of light.
  • the divergence lens 121 various lenses can be used as long as they further deflect the incident light. Further, a plurality of lenses may be combined and used as the divergence lens 121.
  • the surface direction of the divergent lens 121 is defined as the xy direction
  • the thickness direction is defined as the z direction. Further, in FIGS.
  • the vertical direction in the figure corresponds to the x direction
  • the direction orthogonal to the paper surface corresponds to the y direction
  • the horizontal direction in the figure corresponds to the z direction.
  • the x direction coincides with the deflection direction of the liquid crystal optical phase modulation element 101. In this regard, the same applies to FIG. 6, which will be described later.
  • the material of the divergent lens 121 various materials such as various optical glasses, optical plastics, and crystal materials that can be used as lens materials can be used as long as they can appropriately refract light.
  • the optical glass include various glass materials such as materials used for crown glass and flint glass.
  • the optical plastic is preferably transparent, and examples thereof include a polyacrylic resin such as polymethylmethacrylate, polycarbonate, polystyrene, and a cycloolefin polymer.
  • the light deflected by the liquid crystal optical phase modulation element 101 is refracted by the divergent lens 121, which is far larger than the maximum deflection angle ⁇ max of the liquid crystal optical phase modulation element 101. It enables the deflection of light by a large, maximum emission angle of ⁇ maxout.
  • the optical deflector 100 of the illustrated example has a condenser lens 131 on the upstream side of the liquid crystal optical phase modulation element 101.
  • the refraction of light by the divergent lens 121 gradually increases from the center of the deflection direction (the center of the divergent lens 121) toward the outside.
  • the light deflected by the light deflector 100 that is, the light beam
  • the amount of refraction of light by the divergent lens 121 differs between the inside (center side of deflection) and the outside in the deflection direction, and the amount of refraction is larger on the outside. Therefore, the light refracted by the divergent lens 121 becomes light whose diameter is slightly expanded so as to be diffused.
  • the condenser lens 131 by providing the condenser lens 131 and making the light incident on the divergence lens 121 slightly reduced in diameter, the light emitted from the light deflector 100 (divergence lens 121) is made parallel light. Therefore, straightness can be improved. As a result, by providing the condenser lens 131, the light can be accurately scanned by the light deflector 100 even if the object to be scanned by the light is far from the light deflector 100.
  • the refractive power of the condenser lens 131 is the amount of light refracted by the divergent lens 121 and the curved shape in the plane thereof, the deflection angle of light by the light deflector 100, the distance between the light deflector 100 and the light scanning target, and the incident.
  • the refractive power capable of emitting suitable light may be appropriately set.
  • the position of the condenser lens 131 may be upstream of the divergence lens 121, but the condenser lens 131 can be miniaturized and the condenser lens 131 can be easily designed. It is preferably upstream from the element 101 (light deflection element).
  • the optical path length of light passing through the center of each element of the condenser lens 131 and the divergence lens 121 is shorter than the focal length of the condenser lens 131.
  • the optical deflection element is not limited to the liquid crystal optical phase modulation element 101, and is an optical phase modulation element of another type, a galvano mirror, a polygon mirror, and a MEMS (Micro Electro Mechanical Systems). (Electrical system)
  • Various known light deflection elements such as light deflection elements can be used.
  • the optical phase modulation element including the liquid crystal optical phase modulation element 101 and the MEMS optical deflection element described above are examples of the optical deflection element in that the mechanical movable portion is small and the mechanical movable portion is small. It is preferably used.
  • FIG. 6 conceptually shows an example of the optical deflector of the present invention using the MEMS optical deflector. Since the light deflector 130 shown in FIG. 6 frequently uses the same members as the above-mentioned optical deflector 100, the same members are designated by the same reference numerals, and the following description mainly describes different parts.
  • reference numeral 134 is a driving device for the MEMS optical deflection element 132.
  • the drive device 134 a known one may be used according to the configuration of the MEMS optical deflection element 132 and the like.
  • the MEMS optical deflection element 132 is not limited, and the MEMS optical deflection element described in JP2012-208352A and the MEMS optical deflection described in JP2014-134642A.
  • the light deflected by the MEMS light deflection element 132 is refracted by the divergence lens 121 as in the previous light deflection device 100, the deflection angle is expanded as described above, and the light is more than the maximum deflection angle ⁇ max of the MEMS light deflection element 132. It is emitted from the light deflector 130 at a large, desired maximum emission angle ⁇ maxout.
  • the light deflector of the present invention described above uses the divergent lens 121 as a refracting element as a preferred embodiment, but the present invention is not limited thereto. That is, the optical deflector of the present invention may be any as long as it changes so that the refraction angle increases from the center of the deflection by the optical deflector toward the outside, and all known divergent lenses such as diffraction lenses are used. It is available.
  • the optical deflector of the present invention has a simple structure, is simply driven, and is mechanically suitable for free space optical communication, laser radar, or optical scanner capable of deflecting a large angle. It is possible to realize a lightweight and compact optical deflection device without any moving parts.
  • a highly functional optical deflector can be realized by a simple drive method with a simple configuration.
  • FIG. 7 conceptually shows an example of an optical device using the light deflector of the present invention.
  • the optical device 110 shown in FIG. 7 includes a light source 112, a light deflector 100 of the present invention, and a light receiving element 114.
  • the light emitted by the light source 112 is deflected by the light deflector 100 of the present invention.
  • the deflected light is emitted from the optical device 110 and reflected by the measurement target O.
  • the reflected light from the measurement target O again enters the optical device 110, is received by the light receiving element 114, and is photometrically measured.
  • Such an optical device 110 of the present invention is used as various sensors.
  • a sensor that uses the optical device 110 it is used as a distance measuring sensor using so-called LiDAR, a shape measuring sensor, and a recognition sensor.
  • the light source 112 is not limited, and may be appropriately selected depending on the measurement target, the application of the optical device 110, and the like.
  • the light source 112 include a semiconductor laser, a laser diode (LD), a light emitting diode (LED), and the like.
  • a light source that emits infrared rays is preferably exemplified as the light source 112.
  • a visible light laser light source may be used.
  • the light receiving element 114 is also not limited, and various known light receiving elements can be used as long as the light emitted from the light source 112 can be measured. Examples of the light receiving element 114 include a CCD (Charge Coupled Device) sensor, a photomultiplier, and the like.
  • CCD Charge Coupled Device
  • the optical deflector of the present invention has a simple structure, a simple drive, and a large angle deflection, so that it can be applied to all applications for scanning light for which light weight and miniaturization are desired.
  • a drawing device using a beam scan a beam scan type projection display, a beam scan type head-up display, a beam scan type AR (Augmented Reality) glass, and the like.
  • it can be applied as a device that deflects light in a wide wavelength range including visible light.
  • Example 1 ⁇ Manufacturing of liquid crystal optical phase modulation element>
  • the liquid crystal optical phase modulation element the one described in JP-A-2003-295153 was used. That is, a nematic liquid crystal layer is provided between a transparent substrate having a plurality of individual ITO electrodes made of transparent conductors arranged in a parallel stripe shape and a transparent substrate having a common ITO electrode made of transparent conductors, and each individual electrode has a nematic liquid crystal layer. By applying a predetermined voltage, the nematic liquid crystal layer is configured to cause modulation of the refractive electrode.
  • the light of the infrared laser (wavelength 940 nm, linearly polarized light, the direction of the polarization axis is the abnormal light direction of the liquid crystal) incident from the front is bent in the direction perpendicular to the direction of the band of the parallel stripes.
  • the deflection angle was about ⁇ 3 °.
  • ⁇ Assembly of light deflector> From the front, a condenser lens (convex lens), a liquid crystal optical phase modulation element, and a divergent lens (concave lens) were arranged in this order to produce a light deflector as shown in FIG. Further, a drive device was connected to the liquid crystal optical phase modulation element. At this time, the center of the deflection direction of the liquid crystal optical phase modulation element was aligned with the center of the divergence lens so that the effect of amplifying the deflection angle of light was maximized.
  • the optical diameter of the laser light is 7 mm
  • the focal length of the condenser lens (convex lens) is 82 mm (for a diameter of 7 mm)
  • the distance between the condenser lens and the liquid crystal phase modulator is 18 mm
  • the distance between the liquid crystal optical phase modulator and the divergent lens was 57 mm.
  • a concave lens having a focal length of -6 mm (relative to a diameter of 6 mm) was used as the divergent lens.
  • an infrared laser (wavelength 940 nm, linearly polarized light) was prepared.
  • infrared laser light is incident from the front of the liquid crystal optical phase modulator side of the optical deflector, and a predetermined voltage is applied to individual electrodes so as to change the liquid crystal optical phase modulator by ⁇ 3 °.
  • the angle of the emitted light from the divergent lens was confirmed.
  • the deflection angle (argument amount) by the liquid crystal optical phase modulation element was greatly enlarged by the divergence lens and increased to about ⁇ 30 °.
  • Example 1 a light deflector from which the condenser lens (convex lens) of the light deflector of Example 1 was removed was produced, and the same evaluation as in Example 1 was performed. As a result, it was confirmed that the optical deflector of Example 1 improved the straightness of the deflected light with respect to the optical deflector of Comparative Example 1.
  • Example 2 instead of the liquid crystal optical phase modulation element, the micromirror device described in JP-A-2014-134642 is used as the optical deflection element to produce an optical deflection device having the configuration shown in FIG. 6, and the same evaluation is performed. Was done. In this example, the divergent lens was also changed to the following.
  • each optical component shown in FIG. 6 is as follows.
  • the diameter of the laser beam is 3 mm
  • the focal length of the condenser lens (convex lens) is 35 mm (for a diameter of 3 mm)
  • the distance between the condenser lens and the micromirror device is 15 mm
  • the distance between the micromirror device and the divergent lens is 7 mm.
  • a concave lens having a focal length of -12 mm (for a diameter of 10 mm) was used as the divergent lens.
  • the deflection angle of the emitted light by the micromirror device was ⁇ 35 °.
  • Example 2 With respect to the light deflector of Example 2, the angle of the light emitted from the divergent lens was confirmed and evaluated in the same manner as in Example 1. As a result of the evaluation, it was also confirmed that the deflection angle of the micromirror device was greatly magnified by the divergent lens and the light was emitted at the deflection angle of ⁇ 70 °. [Comparative Example 2]
  • Example 2 a light deflector from which the condenser lens (convex lens) of the light deflector of Example 2 was removed was produced, and the same evaluation as in Example 1 was performed. As a result, it was confirmed that the optical deflector of Example 2 improved the straightness of the deflected light with respect to the optical deflector of Comparative Example 2.

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Abstract

小型および軽量化に適した単純な構造で、かつ、高偏向角化が可能な光偏向装置の提供を目的とする。入射された光を一方向に偏向して出射する光偏向素子（１０１）と、光偏向素子の駆動手段（１４１）と、光偏向素子の光出射側に配置される、発散レンズ（１２１）と、発散レンズよりも、光の進行方向の上流側に配置される、集光素子（１３１）と、を有することにより、課題を解決する。

Description

光偏向装置
　本発明は、小型化および軽量化に適した単純な構造にできる高偏向角化が可能な光偏向装置、および、この光偏向装置を利用する光学装置に関する。
　今日、レーザ光の光偏向の技術は、様々な分野で応用されている。例えば、自由空間光通信用の光行差補正、および、レーザレーダ用の走査系などが例として挙げられる。
　従来、レーザ光の光偏向器およびポインティング用光学系などとして、ジンバルミラーおよびガルバノミラー等が多く用いられている。これらの方法は、ミラーを機械的に動かしてレーザ光の光方向制御をおこなうため、直接的でかつ簡単な方法である。
　また、光偏向器としては、特許文献１に記載されるような、光源と受光器を回転ステージに設け、光学系全体を回転させる構成も知られている。
米国特許７９６９５５８号
　しかしながら、上記従来の方法にあっては、比較的大きなミラーおよび回転ステージを大きな物理的動作を伴って制御する必要があることから、軽量化および小型化が必要なシステム、および、低消費電力を必要とする用途には適していないという問題点があった。
　本発明の目的は、このような従来技術の問題点を解決することにあり、小型化および軽量化に適した単純な構造で、かつ、高偏向角化が可能な光偏向装置、および、この光偏向装置を用いる光学装置を提供することにある。
　この課題を解決するために、本発明の光偏向装置は、以下の構成を有する。
　［１］　入射された光を偏向して出射する光偏向素子と、
　光偏向素子を駆動する駆動手段と、
　光偏向素子の光出射側に配置される、発散レンズと、
　発散レンズよりも、光の進行方向の上流側に配置される、集光素子と、
を備えたことを特徴とする光偏向装置。
　［２］集光素子が集光レンズであり、集光レンズと発散レンズの素子中心間の光路長が集光レンズの焦点距離よりも短い、［１］に記載の光偏向装置。
　［３］光偏向素子が、光位相変調素子である、［１］～［２］のいずれかに記載の光偏向装置。
　［４］　光偏向素子が、液晶光位相変調素子である、［１］～［３］のいずれかに記載の光偏向装置。
　［５］　光偏向素子が、ＭＥＭＳ光偏向素子である、［１］～［２］のいずれかに記載の光偏向装置。
　［６］　集光素子を、光偏向素子よりも光の進行方向の上流側に有する、［１］～［５］のいずれかに記載の光偏向装置。
　本発明によれば、小型化および軽量化に適した単純な構造で、かつ、高偏向角化が可能な光偏向装置、および、この光偏向装置を用いる光学装置を提供できる。
本発明の光偏向装置の一例の概念図である。 本発明の光偏向装置の別の例の概念図である。 図１に示す光偏向装置の作用を説明するための概念図である。 液晶光位相変調素子の概念図である。 発散レンズの概念図である。 本発明の光偏向装置の別の例の概念図である。 本発明の光偏向装置を用いる、光学装置の一例を概念的に示す図である。
　以下、本発明の光偏向装置について図面を参照して説明する。
　なお、各図面においては、視認しやすくするため、構成要素の縮尺は実際のものとは適宜、異ならせてある。
　本明細書において「～」を用いて表される数値範囲は、「～」の前後に記載される数値を下限値および上限値として含む範囲を意味する。
　また、角度について「直交」および「平行」とは、厳密な角度±１０°の範囲を意味するものとする。
　本明細書において、Ｒｅ（λ）は、波長λにおける面内のリターデーションを表す。特に記載がないときは、波長λは、５５０ｎｍとする。
　本明細書において、Ｒｅ（λ）は、ＡｘｏＳｃａｎ（Ａｘｏｍｅｔｒｉｃｓ社製）において、波長λで測定した値である。ＡｘｏＳｃａｎにて平均屈折率（（ｎｘ＋ｎｙ＋ｎｚ）／３）と膜厚（ｄ（μｍ））を入力することにより、
　　　遅相軸方向（°）
　　　Ｒｅ（λ）＝Ｒ０（λ）
が算出される。
　なお、Ｒ０（λ）は、ＡｘｏＳｃａｎで算出される数値として表示されるものであるが、Ｒｅ（λ）を意味している。
（光偏向装置）
　本発明の実施の形態にかかる光偏向装置の構成を、図１～図３の概念図を用いて説明する。
　図１に示すように、本発明の光偏向装置１００は、光（光ビーム）の進行方向の上流側（図１中左側）から、集光レンズ１３１と、液晶光位相変調素子１０１と、発散レンズ１２１と、を有する。液晶光位相変調素子１０１は、本発明における光偏向素子であって、駆動装置１４１が接続されている。
　以下の説明では、上流および下流とは、光の進行方向の上流および下流とする。
　発散レンズ１２１は、図１に示すように、液晶光位相変調素子１０１の出射側（下流）に配置する。
　液晶光位相変調素子１０１と、発散レンズ１２１とは、図１に示すように、当接して配置してもよく、さらに、接着剤などを用いて固定してもよい。
　また、液晶光位相変調素子１０１、発散レンズ１２１は、図２に示すように、液晶光位相変調素子１０１から出射される光の偏向角から外れない程度に間隔１０２を空けて配置してもよい。
　光の種類によっては、通過する際に熱を発する場合が有るが、間隔１０２を設けることにより、通過する光によって発せられる熱が、液晶光位相変調素子１０１と発散レンズ１２１とを固定した接着剤などを溶かすといった問題を回避できる。この間隔１０２は、０．１～１００ｍｍが好ましい。
　この間隔１０２を有する場合には、発散レンズ１２１の入射面１０３が空気層と接するため、出射面１６１および／または入射面１０３に、必要に応じて無反射コートを形成するとよい。
　また、一般に、この間隔１０２を有する場合には、発散レンズと接する媒体が空気層となるため、発散レンズと媒体との屈折率差を大きくすることができ、屈折率差が小さい場合に比べて、透過する光の屈折角を大きくすることができる。
　図３は、本発明の実施の形態における光偏向装置１００の作用を説明するための概念図である。
　図３に示すように、液晶光位相変調素子１０１は、図示しない光源から出射され、集光レンズ１３１（図示せず）によって集光された入射光１５１を、所定の角度θだけ偏向する（実線の矢印参照）。液晶光位相変調素子１０１による偏光角θは、後述する駆動装置１４１によって変更される。すなわち、図３中破線の矢印で示すように、液晶光位相変調素子１０１による偏光角θは、駆動装置１４１によって適宜変更され光の進行方向が変えられる。
　液晶光位相変調素子１０１によって偏向された光は、次いで、発散レンズ１２１によって屈折されて、偏向角を拡大される。
　図３において、液晶光位相変調素子１０１による偏向の角度θが、図３を紙面に垂直な方向から見て光１５１の進行方向に対して反時計方向である場合をプラス方向として、液晶光位相変調素子１０１における角度θの可変範囲の最大値を最大偏向角θmaxとする。本発明の光偏向装置１００では、最大偏向角θmaxの光が発散レンズ１２１に入射する際における出射角度が、光偏向装置１０において目的とする最大の出射角度θmaxoutになるように、発散レンズ１２１の曲面を決める。
　この様にすると、液晶光位相変調素子１０１の最大偏向角θmaxが小さくても、発散レンズ１２１によって、液晶光位相変調素子１０１による最大偏向角θmaxを、光偏向装置１００において目的とする最大の出射角度θmaxoutに拡大することが可能となる。
　同様に、角度θがマイナス方向すなわち時計方向である場合にも、角度θの可変範囲の最大値である最大偏向角θmaxの際に、出射角度が、光偏向装置１００において目的とする最大の出射角度θmaxoutになるように、発散レンズ１２１の曲面を決めることで、角度θがマイナス方向の場合にも最大偏向角θmaxを目的とする最大の出射角度θmaxoutに拡大することが可能となる。
　光偏向装置１００においては、出射光の偏向角度を大きくするために、液晶光位相変調素子１０１による偏向（偏向方位）の中心から外側（両端部）に向かって、漸次、発散レンズ１２１の屈折角度を大きくする。
　この様に、角度θの絶対値が０から最大偏向角θmaxの間の場合は、液晶光位相変調素子１０１から出射される光の角度θが小さい場合には、光が発散レンズ１２１で小さく屈折するように光と光の入射面における法線方向との相対角を小さくしておき、液晶光位相変調素子１０１から出射される光の角度θが最大偏向角θmaxに近づくにしたがって、光が発散レンズ１２１で大きく屈折するように光と光の入射面における法線方向との相対角を大きくする。
　このようにすると、液晶光位相素子の出射光の角度範囲が±θmaxだったのに対し、液晶回折素子１２１を出射する時には±θmaxoutに拡大されることになる。
　スネル則を考慮すると、最終的に空気に出射されるときの角度は絶対値８０°程度まで可能であるため、非常に大きな角度まで角度θを拡大することが可能である。
（集光レンズ）
　前述のように、光偏向装置１００は、光の進行方向の上流側から、本発明における集光素子としての集光レンズ１３１と、液晶光位相変調素子１０１と、発散レンズ１２１とを有する。
　集光レンズ１３１は、公知の集光レンズであって、液晶光位相変調素子１０１に入射する光を、若干、集光するものである。
　本発明の光偏向装置１００は、集光レンズ１３１を有することにより、光偏向装置１００（発散レンズ１２１）から出射する光（光ビーム）を、適正な平行光にして、直進性を向上できる。集光レンズ１３１の作用に関しては、後に詳述する。
　本発明において、集光素子は、集光レンズ１３１に制限はされず、光（光ビーム）を集光可能な公知の光学素子が、全て、利用可能である。
（光偏向素子）
　［液晶光位相変調素子］
　液晶光位相変調素子１０１の構造を説明する。
　図４は、本発明の実施の形態における液晶光位相変調素子の構造の一例を示す断面図である。ここで例示する液晶光位相変調素子は、特開２００３－２９５１５３号公報の実施例１の液晶光位相変調素子を引用している。なお、本発明において、液晶光位相変調素子は、図示例のものに制限はされず、光偏向素子として利用される公知の液晶光位相変調素子が、全て、利用可能である。
　図４において、液晶層の一例として示すネマティック液晶層５０１は、液晶光位相変調素子１０１の第１の透明基板２０１の複合電極２１１を覆って形成した配向層２０９、および、第２の透明基板２０３の共通電極２１３を覆って形成した配向層２０９によって電場無印加時のｐ型（ポジ型）液晶分子のダイレクタ２０７のティルト角γが５°以下となるようにホモジニアス配向させる。
　図４で示す液晶光位相変調素子１０１の場合、矢印１７１で示す方向の直線偏光である入射光１５１は、液晶光位相変調素子１０１による光の偏向方向に平行な直線偏光となるようにする。この入射光１５１は、発散レンズ１２１の出射面１６１からみるとＰ偏光となる。
　ネマティック液晶層５０１が数μｍから数十μｍの所定の一定厚さを保持するように、第１の透明基板２０１と第２の透明基板２０３とは、図示しないスペーサを介して固定する。
　また、図４には示していないが、複合電極２１１と共通電極２１３とが短絡するのを防ぐために、複合電極２１１の上および共通電極２１３の上の少なくとも一方に、五酸化タンタルおよび二酸化シリコン等の透明絶縁膜を形成してもよい。また、透明絶縁膜を高屈折率膜と低屈折率膜からなる多層膜化して、透過率を向上することも望ましい。
　第２の透明基板２０３上に形成する共通電極２１３は透明導電膜からなる全面電極であってよい。
　この様な構造にすると、透明電極に別々の電圧をかけることができる。そのため、電場を印加して、所定の屈折率分布となるように液晶分子のダイレクタ２０７の面内分布を制御することにより、レンズの効果によって、入射光を所定の角度θだけ偏向して出射させることができる。
　この原理は液晶レンズとして知られており、本態様以外の構造でも様々な構造で同様な効果を得ることができる。
　図１に示す光偏向装置１００においては、液晶光位相変調素子１０１は１つであるが、本発明は、これに制限はされず、このような液晶光位相変調素子１０１を、複数個、備えるようにしてもよい。
　また、液晶光位相変調素子１０１において、液晶セル（液晶化合物）の配向方向は平行、垂直のどちらでもよい。液晶セルの配向方向が平行の場合は、最大偏向角θmaxを増やすことに寄与し、液晶光位相変調素子１０１による偏向角、すなわち、光編子装置１００による偏向角の拡大に寄与する。
（駆動装置）
　液晶光位相変調素子１０１には、駆動装置１４１が接続される。
　駆動装置１４１は、液晶光位相変調素子１０１を駆動する、液晶光位相変調素子１０１の構成に応じた公知の駆動装置である。駆動装置１４１が液晶光位相変調素子１０１を駆動することによって、液晶光位相変調素子１０１による偏向角θを変更することができる。光偏向装置１００は、駆動装置１４１が液晶光位相変調素子１０１による偏向角θを順次変更することで、光を用いた走査を行うことができる。
（発散レンズ）
　図５（ａ）および図５（ｂ）に、発散レンズ１２１を概念的に示す。図５（ａ）および図５（ｂ）は、発散レンズ１２１を、図１～図３と同方向に見た図であり、発散レンズ１２１の側面図である。発散レンズの一例として、図５（ａ）の片面凹レンズや図５（ｂ）の両面凹レンズを用いることができる。
　上述したように、発散レンズ１２１は、液晶光位相変調素子１０１が偏向した光を、液晶光位相変調素子による偏向方向に屈折することにより、液晶光位相変調素子１０１が偏向した光を、さらに偏向するものである。光偏向装置１００は、液晶光位相変調素子１０１に、このような発散レンズ１２１を組み合わせるにより、液晶光位相変調素子１０１の最大偏向角θmaxよりも遥かに大きい、最大の出射角度θmaxoutの偏向角による光の偏向を可能にしている。
　発散レンズ１２１は、入射する光を、さらに偏向するものであれば種々のレンズを用いることができる。また、複数のレンズを組み合わせて発散レンズ１２１として用いてもよい。
　なお、図示例においては、発散レンズ１２１の面方向をｘ－ｙ方向、厚さ方向をｚ方向として定義している。
　また、図１～図３においては、図中上下方向がｘ方向に、紙面と直交する方向がｙ方向に、図中横方向がｚ方向に、それぞれ、対応する。ｘ方向は、液晶光位相変調素子１０１による偏向方向と一致する。この点に関しては、後述する図６も同様である。
　＜レンズ材料＞
　発散レンズ１２１の材料は、光を適切に屈折できるものであれば、各種の光学ガラス、光学プラスチックおよび結晶材料等レンズ材料として用いられるものは種々材料が利用可能である。
　光学ガラスとしてはクラウンガラスやフリントガラス等に使われる材料等、種々のガラス材料を挙げることができる。
　光学プラスチックとしては、透明なものが好ましく、ポリメチルメタクリレート等のポリアクリル系樹脂、ポリカーボネート、ポリスチレンおよびシクロオレフィンポリマー等を挙げることができる。
　上述したように、本発明の光偏向装置１００は、液晶光位相変調素子１０１が偏向した光を、発散レンズ１２１によって屈折することで、液晶光位相変調素子１０１の最大偏向角θmaxよりも遥かに大きい、最大の出射角度θmaxoutの偏向角による光の偏向を可能にしている。
　［集光レンズの作用］
　上述したように、図示例の光偏向装置１００は、液晶光位相変調素子１０１の上流側に、集光レンズ１３１を有する。
　発散レンズ１２１による光の屈折は、偏向方向の中心（発散レンズ１２１の中心）から外側に向かって、漸次、大きくなる。
　一方で、光偏向装置１００が偏向する光すなわち光ビームは、実際には太さを有する。そのため、発散レンズ１２１による光の屈折量は、厳密には、偏向方向の内側（偏向の中心側）と外側とで異なり、屈折量は外側の方が、大きい。そのため、発散レンズ１２１によって屈折された光は、若干、拡散するように拡径する光になってしまう。
　これに対して、集光レンズ１３１を設け、発散レンズ１２１に入射する光を、若干、縮径した光とすることで、光偏向装置１００（発散レンズ１２１）から出射する光を、平行光にして、直進性を向上できる。
　その結果、集光レンズ１３１を設けることで、光による走査対象が、光偏向装置１００から遠方であっても、光偏向装置１００による光の走査を、正確に行うことができる。
　集光レンズ１３１の屈折力（レンズパワー）には、制限はない。
　すなわち、集光レンズ１３１の屈折力は、発散レンズ１２１による光の屈折量とその面内の曲面形状、光偏向装置１００による光の偏向角、光偏向装置１００と光走査対象との距離、入射光の光径（ビーム径）等に応じて、好適な光を出射できる屈折力を、適宜、設定すればよい。
　また、集光レンズ１３１の位置は、発散レンズ１２１よりも上流であればよいが、集光レンズ１３１を小型化できる、集光レンズ１３１の設計を容易にできる等の点で、液晶光位相変調素子１０１（光偏向素子）よりも上流であるのが好ましい。
　集光レンズ１３１と発散レンズ１２１の互いの素子中心を通る光の光路長は集光レンズ１３１の焦点距離よりも短いことが好ましい。集光レンズ１３１と発散レンズ１２１の光路長を集光レンズ１３１の焦点距離よりも短くすることで、光偏向装置１００（発散レンズ１２１）から出射する光を直進性を好適に向上できる。
　本発明の光偏向装置において、光偏向素子は、液晶光位相変調素子１０１に制限はされず、他方式の光位相変調素子、ガルバノミラー、ポリゴンミラー、および、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems、微小機器電気システム）光偏向素子等、公知の光偏向素子が、各種、利用可能である。
　中でも、機械的な可動部が小さく、かつ、機械的な可動部が少ないという点で、光偏向素子としては、上述した液晶光位相変調素子１０１を含む光位相変調素子およびＭＥＭＳ光偏向素子が、好適に利用される。
　図６に、ＭＥＭＳ光偏向素子を用いる本発明の光偏向装置の一例を概念的に示す。
　なお、図６に示す光偏向装置１３０は、上述した光偏向装置１００と同じ部材を多用するので、同じ部材には同じ符号を付し、以下の説明は、異なる部位を主に行う。
　図６に示す光偏向装置１３０において、図示しない光源から出射された光は、集光レンズ１３１によって、若干、集光され、次いで、ＭＥＭＳ光偏向素子１３２によって偏向される。
　図６において、符号１３４は、ＭＥＭＳ光偏向素子１３２の駆動装置である。駆動装置１３４は、ＭＥＭＳ光偏向素子１３２の構成等に応じた、公知のものを用いればよい。
　本発明の光偏向装置１３０において、ＭＥＭＳ光偏向素子１３２には制限はなく、特開２０１２－２０８３５２号公報に記載されるＭＥＭＳ光偏向素子、特開２０１４－１３４６４２号公報に記載されるＭＥＭＳ光偏向素子、および、特開２０１５－２２０６４号公報に記載されるＭＥＭＳ光偏向素子等、圧電アクチュエータ等を用いてミラー（鏡）を揺動させることにより、光を偏向（偏向走査）する、公知のＭＥＭＳ光偏向素子（ＭＥＭＳ（光）スキャナー、ＭＥＭＳ光偏向器、ＭＥＭＳミラー、ＤＭＤ（Digital Micromirror Device））が、全て、利用可能である。
　ＭＥＭＳ光偏向素子１３２によって偏向された光は、先の光偏向装置１００と同様、発散レンズ１２１によって屈折され、上述したように偏向角を拡大され、ＭＥＭＳ光偏向素子１３２の最大偏向角θmaxよりも大きな、目的とする最大の出射角度θmaxoutで、光偏向装置１３０から出射される。
　以上、説明した本発明の光偏向装置は、好ましい態様として、発散レンズ１２１を屈折素子として用いているが、本発明は、これに制限はされない。
　すなわち、本発明の光偏向装置は、光偏向素子による偏向の中心から外側に向かって、屈折角が大きくなるように、変化する物であればよく、回折レンズなど公知の発散レンズが、全て、利用可能である。
　以上の説明から明らかなように、本発明の光偏向装置は、単純な構造を持ち、駆動も単純に、大きな角度の偏向が可能な自由空間光通信やレーザレーダまたは、光スキャナに適する機械的な可動部の無い、軽量小型化の光偏向装置を実現することができる。
　このように本実施の形態にかかる本発明の光偏向装置では、単純な構成で簡便な駆動方法により高機能な光偏向装置を実現できる。
　このような本発明の光偏向装置は、各種の光学装置に利用可能である。
　図７に本発明の光偏向装置を用いる、光学装置の一例を概念的に示す。
　図７に示す光学装置１１０は、光源１１２と、本発明の光偏向装置１００と、受光素子１１４とを有する。
　光学装置１１０においては、光源１１２が出射した光を、本発明の光偏向装置１００によって偏向する。偏向された光は、光学装置１１０から出射され、測定対象Ｏによって反射される。測定対象Ｏによる反射光は、再度、光学装置１１０に入射して、受光素子１１４によって受光され、測光される。
　このような本発明の光学装置１１０は、各種のセンサとして利用される。光学装置１１０を利用するセンサとしては、一例として、いわゆるＬｉＤＡＲを用いた測距センサ、形状計測センサ、認識センサとして利用される。
　光学装置１１０において、光源１１２には制限はなく、測定対象、および、光学装置１１０の用途等に応じて、適宜、選択すればよい。光源１１２としては、一例として、半導体レーザ、レーザーダイオード（ＬＤ）、発光ダイオード（ＬＥＤ）等が例示される。一例として、光学装置１１０を測距センサとして利用する場合には、光源１１２として、赤外線を出射する光源が好ましく例示される。また、測定する対象や環境によっては、赤外線以外の波長の光または電磁波を用いることも好ましく例示される。例えば、可視光のレーザー光源を用いても良い。
　受光素子１１４にも、制限はなく、光源１１２が出射した光を測光可能なものであれば、公知の受光素子が、各種、利用可能である。受光素子１１４としては、一例として、ＣＣＤ(Charge Coupled Device)センサ、フォトマルチプライヤ等が例示される。
　また、本発明の光偏向装置は、単純構造、単純駆動で、大きな角度偏向可能なため、軽量小型化が望まれる光をスキャンするあらゆる用途に応用が可能である。例えば、ビームスキャンを用いた描画装置、ビームスキャン型プロジェクションディスプレイ、ビームスキャン型ヘッドアップディスプレイ、ビームスキャン型ＡＲ（Augmented Reality）グラス等である。この場合、可視光をはじめ広い波長域で光を光偏向させる装置として応用することができる。
　以下に実施例を挙げて本発明の特徴をさらに具体的に説明する。以下の実施例に示す材料、試薬、使用量、物質量、割合、処理内容、および、処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更することができる。したがって、本発明の範囲は以下に示す具体例により限定的に解釈されるべきものではない。
　［実施例１］
　＜液晶光位相変調素子の作製＞
　液晶光位相変調素子は、特開２００３－２９５１５３号公報に記載のものを用いた。
　すなわち、平行ストライプ状に配した透明導電体からなる複数の個別のＩＴＯ電極を有する透明基板と、透明導電体からなる共通ＩＴＯ電極を有する透明基板の間にネマティック液晶層を備え、各個別電極に所定の電圧を印加することにより、ネマティック液晶層に屈折率の変調を生じさせるように構成した。
　これにより、正面から入射した赤外線レーザ(波長９４０ｎｍ、直線偏光、偏光軸の方位は液晶の異常光方位)の光が平行ストライプの帯の方位に対して垂直な方位に曲げられることを確認した。偏向角度は±３°程度であった。
＜光偏向装置の組み立て＞
　手前から、集光レンズ（凸レンズ）、液晶光位相変調素子、および、発散レンズ（凹レンズ）、の順番で配置し、図２に示すような光偏向装置を作製した。また、液晶光位相変調素子には、駆動装置を接続した。この際に、液晶光位相変調素子の偏向方位の中心を、発散レンズの中心と合わせて、光の偏向角の増幅効果が最も大きくなるように配置した。
　レーザー光の光径は７ｍｍ、集光レンズ（凸レンズ）の焦点距離は８２ｍｍ（径７ｍｍに対し）、集光レンズと液晶位相変調素子との距離は１８ｍｍ、液晶光位相変調素子と発散レンズの距離は５７ｍｍとした。発散レンズとして焦点距離が－６ｍｍ（径６ｍｍに対し）の凹レンズを用いた。
　また、光源として、赤外線レーザ(波長９４０ｎｍ、直線偏光）を用意した。
［評価］
　実施例１の光偏向装置について、赤外線レーザ光を光偏向装置の液晶光位相変調素子側の正面から入射し、液晶光位相変調素子を±３°角度変化させるよう個別電極に所定の電圧を印加させ、発散レンズからの出射光の角度を確認した。
　その結果、液晶光位相変調素子による偏向角（偏角量）が、発散レンズで大きく拡大され、±３０°程度まで大きくなっていることが確認できた。
　［比較例１］
　比較例１として、実施例１の光偏向装置の集光レンズ（凸レンズ）を外した光偏向装置を作製して、実施例１と同様の評価を行った。その結果、実施例１の光偏向装置は比較例１の光偏向装置に対し偏向した光の直進性が向上したことを確認できた。
　［実施例２］
　液晶光位相変調素子に変えて、特開２０１４－１３４６４２号公報に記載されるマイクロミラーデバイスを、光偏向素子として用い、図６に示すような構成の光偏向装置を作製して、同様の評価を行った。
　本例では、発散レンズも、以下のものに変更した。
　その他の図６に示す各光学部品の特性値は以下のとりである。
　レーザー光の光径は３ｍｍ、集光レンズ（凸レンズ）の焦点距離は３５ｍｍ（径３ｍｍに対し）、集光レンズとマイクロミラーデバイスとの距離は１５ｍｍ、マイクロミラーデバイスと発散レンズの距離は７ｍｍとした。発散レンズとして焦点距離が－１２ｍｍ（径１０ｍｍに対し）の凹レンズを用いた。
　マイクロミラーデバイスによる出射光の偏向角度は±３５°であった。
　実施例２の光偏向装置について、実施例１と同様にして、発散レンズからの出射光の角度を確認、評価した。
　評価の結果、同様に、マイクロミラーデバイスによる偏向角が、発散レンズで大きく拡大され、±７０°の偏向角で光を出射されることが確認できた。
　［比較例２］
　比較例２として、実施例２の光偏向装置の集光レンズ（凸レンズ）を外した光偏向装置を作製して実施例１と同様の評価を行った。その結果、実施例２の光偏向装置は比較例２の光偏向装置に対し偏向した光の直進性が向上したことを確認できた。
　以上、説明したように、本発明によれば、小型化および軽量化に適した単純な構造にできる高偏向角化が可能な光偏向装置が得られるという効果を奏することを確認できた。
　１００、１３０　　光偏向装置
　１０１　　液晶光位相変調素子
　１０２　　間隔
　１０３　　入射面
　１１０　　光学装置
　１１２　　光源
　１１４　　受光素子
　１２１　　発散レンズ
　１３１　　集光レンズ
　１３２　　ＭＥＭＳ光偏向素子
　１３４，１４１　　駆動装置
　１５１　　入射光
　１６１　　出射面
　１７１　　矢印
　２０１　　第１の透明基板
　２０３　　第２の透明基板
　２０７　　ダイレクタ
　２０９　　配向層
　２１１　　複合電極
　２１３　　共通電極
　５０１　　ネマティック液晶層

Claims (6)

  1. 　入射された光を偏向して出射する光偏向素子と、
    　前記光偏向素子を駆動する駆動手段と、
    　前記光偏向素子の光出射側に配置される、発散レンズと、
    　発散レンズよりも、光の進行方向の上流側に配置される、集光素子と、
    を備えたことを特徴とする光偏向装置。
  2. 　前記集光素子が集光レンズであり、集光レンズと発散レンズの素子中心間の光路長が集光レンズの焦点距離よりも短い、請求項１に記載の光偏向装置。
  3. 　前記光偏向素子が、光位相変調素子である、請求項１～２のいずれか１項に記載の光偏向装置。
  4. 　前記光偏向素子が、液晶光位相変調素子である、請求項１～３のいずれか１項に記載の光偏向装置。
  5. 　前記光偏向素子が、ＭＥＭＳ光偏向素子である、請求項１～２のいずれか１項に記載の光偏向装置。
  6. 　前記集光素子を、前記光偏向素子よりも光の進行方向の上流側に有する、請求項１～５のいずれか１項に記載の光偏向装置。
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