(57)【要約】【課題】光源の増設、出射点と被検面の位置調整を行わずに、装置コストや測定手順を増やすことなく解像度・測定精度を調整することが可能な縞投影装置を提供する。【解決手段】本発明の導波路型光位相変調器は、基板上に光導波路が設けられた導波路型光素子からなり、前記導波路型光素子は、光信号が入力される少なくとも１本の入力導波路と、前記入力導波路の出力に光学的に接続された１入力Ｎ出力（Ｎは２以上の整数）の分岐導波路と、前記分岐導波路の出力に光学的に接続された１×Ｍ（Ｍは２以上の整数）光スイッチと、前記光スイッチの出力に光学的に接続された（Ｎ×Ｍ）本の位相シフタと、前記位相シフタの出力に光学的に接続された（Ｎ×Ｍ）本の出力導波路とを備える。【選択図】図１
2020026971.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に光導波路が設けられた導波路型光素子からなり、
前記導波路型光素子は、
光信号が入力される少なくとも１本の入力導波路と、
前記入力導波路の出力に光学的に接続された１入力Ｎ出力（Ｎは２以上の整数）の分岐導波路と、
前記分岐導波路の出力に光学的に接続された１×Ｍ（Ｍは２以上の整数）光スイッチと、
前記光スイッチの出力に光学的に接続された（Ｎ×Ｍ）本の位相シフタと、前記位相シフタの出力に光学的に接続された（Ｎ×Ｍ）本の出力導波路と、
を含んでいることを特徴とする導波路型光位相変調器。
【請求項２】
前記１×Ｍ光スイッチのうち同一の1×Ｍ光スイッチから延伸した出力導波路端間の間隔の長さと、別々の1×Ｍ光スイッチから延伸し、隣接した出力導波路端間の間隔の長さとは異なっていることを特徴とする請求項１に記載の導波路型光位相変調器。
【請求項３】
前記分岐導波路の出力うち少なくとも１出力に、多段構造の１×Ｍ光スイッチが光学的に接続されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の導波路型光位相変調器。
【請求項４】
前記分岐導波路の出力うち少なくとも１出力に、多段構造の１×Ｍ光スイッチが光学的に接続され、前記分岐導波路の出力うち少なくとも１出力に、単段構造の１×Ｍ光スイッチが光学的に接続されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の導波路型光位相変調器。
【請求項５】
前記（Ｎ×Ｍ）本の位相シフタに１本以上（Ｎ×Ｍ）本未満のヒータが設けられている請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の導波路型光位相変調器。
【請求項６】
前記分岐導波路はＹ分岐導波路、方向性結合器、マルチモード干渉（ＭＭＩ）カプラ、スターカプラのいずれかにより構成される請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の導波路型光位相変調器。
【請求項７】
前記導波路型光素子の両端のうち少なくとも一方にファイバが接続されていることを特徴とする、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の導波路型光位相変調器。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか一項に記載の導波路型光位相変調器と、
前記導波路型光位相変調器の出力導波路から出力される光の干渉により生成される干渉縞の投影パターンを制御するスイッチおよび位相シフタ制御部と、
前記導波路型光位相変調器へ入力する、可干渉性のある光を出力する光源と、
を備えることを特徴とする縞投影装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、干渉縞間隔が可変な光回路および縞投影装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
非接触で物体表面の三次元形状を計測する方法として、縞走査法がある。この方法は、可干渉性の光源から生成される、明度が正弦波状に変化する干渉縞を計測物体に投影し、この干渉縞の位相を一定間隔でずらして複数回撮影した画像を解析することにより、形状計測を行う手法である。この方法では、干渉縞の走査量と投影像の各点の光強度の変化から、各点での凹凸の深さ及び高さが求められる。干渉縞の走査量は、干渉させる二以上の光束の位相差を変えることで制御される。例えば、二分岐された光導波路の一方の位相を電気光学効果等を利用して変化させることにより、投影される干渉縞の走査量が制御される（例えば、特許文献１参照）。干渉縞を走査する導波路型光位相変調器は、同一基板上に、光を入力する入力導波路、光を分岐する分岐導波路、光の位相を変化させる位相シフタ、光を出射する出力導波路から構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平５−８７５４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
光源の波長が一定で、被検面と光源およびカメラ（撮像面）の位置関係が固定された測定系において、縞走査法により３次元形状計測を行う場合を考える。
【０００５】
縞走査法における測定のダイナミックレンジは、基本的に位相が２πの範囲に限られる。測定対象のダイナミックレンジが大きく、位相値に換算して２πを越える場合、（-π、π)の主値の間に折り畳まれ、位相分布に２πの整数倍の不確定値を持つことになる。そのため、折り畳みにより生じた不連続段差を取り除き、元の位相分布を復元する位相接続法を必要とするが、この場合、干渉縞の縞間隔を変えることが考えられる。
【０００６】
また、ある測定条件にて計測した結果から、さらに測定精度または解像度（分解能）を調整したい場合も、干渉縞の縞間隔を変えることが考えられる。測定精度に着目すると、干渉縞の数が少なく縞間隔が広い間隔で配置された方が、たくさんの干渉縞が狭い間隔に配置された場合より測定精度が増す。一方、分解能を上げるには干渉縞の縞間隔を狭くする必要があるので、測定精度を上げるために縞間隔を広めると、分解能が犠牲になる。そのため、測定対象に合わせ、測定精度・分解能を調整することが必要となる。
【０００７】
干渉縞の縞間隔を変えるには、測定波長、被検面と出射点の位置関係、干渉させる光束の出射間隔を調整する方法がある。例えば、干渉縞の縞間隔を狭くするには、光源の波長を短くするか、被検面と出射点の位置関係を遠ざけるか、干渉させる光束の出射間隔を長くする必要がある。いずれにおいても、光源の増設や光学系（光源、スクリーン、カメラ）の位置調整、導波路型光位相変調器を用いる場合においては再設計・再作製が必要で、設備・稼動コストがかかるという問題あった。また、被検面と光源およびカメラの可動域が限られた条件下では、所望の縞間隔を得る位置関係を構築することが困難という問題があった。
【０００８】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、１チップ上で縞間隔が可変な導波路型光位相変調器に関するもので、三次元形状計測の測定レンジ・解像度・測定精度の制御が可能な縞投影装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
このような目的を達成するために、本発明のある態様は、導波路型光位相変調器を備える縞投影装置に関する。縞投影装置は、光源、スクリーン（被検面）、カメラ（撮像面）の他、光源からの入力光を受ける入力導波路部と、入力導波路に接続された分岐導波路と、分岐導波路に接続された光スイッチと、光スイッチに接続された位相シフタと、位相シフタに接続された出力導波路とを有する位相変調器を備える。
【００１０】
また、本発明の導波路型光位相変調器の第一の態様は、基板上に光導波路が設けられた導波路型光素子からなり、前記導波路型光素子は、光信号が入力される少なくとも１本の入力導波路と、前記入力導波路の出力に光学的に接続された１入力Ｎ出力（Ｎは２以上の整数）の分岐導波路と、前記分岐導波路の出力に光学的に接続された１×Ｍ（Ｍは２以上の整数）光スイッチと、前記光スイッチの出力に光学的に接続された（Ｎ×Ｍ）本の位相シフタと、前記位相シフタの出力に光学的に接続された（Ｎ×Ｍ）本の出力導波路と、を含んでいることを特徴とする。
【００１１】
本発明の導波路型光位相変調器の第二の態様は、前記第一の態様において、前記１×Ｍ光スイッチのうち同一の1×Ｍ光スイッチから延伸した出力導波路端間の間隔の長さと、別々の1×Ｍ光スイッチから延伸し、隣接した出力導波路端間の間隔の長さとは異なっていることを特徴とする。
【００１２】
本発明の導波路型光位相変調器の第三の態様は、前記第一の態様又は前記第二の態様において、前記分岐導波路の出力うち少なくとも１出力に、多段構造の１×Ｍ光スイッチが光学的に接続されていることを特徴とする。
【００１３】
本発明の導波路型光位相変調器の第四の態様は、前記第一の態様又は前記第二の態様において、前記分岐導波路の出力うち少なくとも１出力に、多段構造の１×Ｍ光スイッチが光学的に接続され、前記分岐導波路の出力うち少なくとも１出力に、単段構造の１×Ｍ光スイッチが光学的に接続されていることを特徴とする。
【００１４】
本発明の導波路型光位相変調器の第五の態様は、前記第一の態様から前記第四の態様のいずれか一において、前記（Ｎ×Ｍ）本の位相シフタに、１本以上（Ｎ×Ｍ）本未満のヒータが設けられていることを特徴とする。
【００１５】
本発明の導波路型光位相変調器の第六の態様は、前記第一の態様から前記第五の態様のいずれか一において、前記分岐導波路はＹ分岐導波路、方向性結合器、マルチモード干渉（ＭＭＩ）カプラ、スターカプラのいずれかにより構成されることを特徴とする。
【００１６】
本発明の導波路型光位相変調器の第七の態様は、前記第一の態様から前記第六の態様のいずれか一において、前記導波路型光素子の両端のうち少なくとも一方にファイバが接続されていることを特徴とする。
【００１７】
本発明の縞投影装置の一態様は、前記第一の態様から前記第七の態様のいずれか一に記載の導波路型光位相変調器と、前記導波路型光位相変調器の出力導波路から出力される光の干渉により生成される干渉縞の投影パターンを制御するスイッチおよび位相シフタ制御部と、前記導波路型光位相変調器へ入力する、可干渉性のある光を出力する光源と、を備えることを特徴とする。
【００１８】
なお、以上の構成要素の任意の組み合わせ、本発明の表現を方法、装置、システム、などの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、縞投影装置において、スイッチ機能を有する導波路型光位相変調器を備えることにより、光源の増設、出射点と被検面の位置調整を行わずに、装置コストや測定手順を増やすことなく解像度・測定精度を調整することが可能となり、設備・稼動コストの低減が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】実施例1に係る位相変調器の構成を模式的に示す上面図である。
【図２】実施例1に係る位相変調器の動作を模式的に示す上面図である。
【図３】変形例１に係る位相変調器の構成を模式的に示す上面図である。
【図４】変形例２に係る位相変調器の構成を模式的に示す上面図である。
【図５】変形例３に係る位相変調器の構成を模式的に示す上面図である。
【図６】変形例４に係る位相変調器の構成を模式的に示す上面図である。
【図７】変形例５に係る位相変調器の構成を模式的に示す上面図である。
【図８】変形例６に係る位相変調器の構成を模式的に示す上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の干渉縞間隔可変光回路及び縞投影装置の形態について、図を用いて説明する。但し、本発明は以下に示す実施形態及び実施例の記載内容に限定されず、本明細書等において開示する発明の趣旨から逸脱することなく形態および詳細を様々に変更し得ることは当業者にとって自明である。
【００２２】
はじめに、本発明に係る実施形態の概要を説明する。本発明の一態様は、光源、スクリーン（被検面）、カメラ（撮像面）の他、導波路型光位相変調器を備える縞投影装置に関する。ある縞投影装置において、被検面と光源およびカメラの位置関係が固定されている時、干渉縞の縞間隔は、干渉させる光束の出射間隔を短くするほど広くなり、出射間隔を長くするほど狭くなる。本発明は、光学系（光源、スクリーン、カメラなど）の位置関係を動かすことなく、１チップの導波路型光位相変調器上で干渉させる光束の出射間隔を制御することにより、縞間隔を制御するものである。
【００２３】
縞投影装置は、光源からの入力光を受ける入力導波路部と、入力導波路に接続された分岐導波路と、分岐導波路に接続された光スイッチと、光スイッチに接続された位相シフタと、位相シフタに接続された出力導波路とを有する導波路型光位相変調器を備える。なお、以上の構成要素の任意の組み合わせ、本発明の表現を方法、装置、システム、などの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【００２４】
以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための形態について詳細に説明する。以下に述べる構成は例示であり、本発明の範囲を何ら限定するものではない。
【００２５】
（実施例１）
本実施例の縞投影装置は、光源１０１、スクリーン１０９、カメラ１１０、導波路型光位相変調器１００を備える。導波路型光位相変調器１００には、干渉縞パターンを生成するため可干渉性のある光を入力する。例えば、単波長のレーザ光を入力する。入力光は、ファイバ（光ファイバ）１０２を介して光源１０１から導波路型光位相変調器１００に入力される。導波路型光位相変調器１００は、光源から出力される光を受ける１本の入力導波路１０３と、入力導波路１０３の出力に光学的に接続された分岐導波路１０４、例えば、分割比１：１のＹ分岐導波路と、Ｙ分岐導波路の各出力に光学的に接続されたスイッチ１０５の１×２のマッハツェンダ型の光スイッチと、光スイッチの出力に光学的に接続された光の位相を変化させる位相シフタ１０６と、位相シフタの出力に光学的に接続された出力導波路１０７からなる。スイッチ１０５は、配線によりスイッチ及び位相シフタ制御部１０８のスイッチ制御部と電気的に接続されている。スイッチ及び位相シフタ制御部１０８は、出力導波路１０７から出力される光の干渉により生成される干渉縞の投影パターンを制御する。
【００２６】
光導波路は、いわゆる平面型光集積回路（ＰＬＣ；Planar Light wave Circuit）であり、例えば、シリコン基板の表面には石英系ガラスで形成されたクラッド層が設けられているとともに、このクラッド層の中層には石英系ガラスで形成されたコア部が設けられ、光導波路が形成されている。また、マッハツェンダ型の光スイッチおよび位相シフタ１０６は、熱光学効果を用いた熱光学位相シフタによって構成され、クラッド層の表面に薄膜のヒータ１０６aが形成されている。
【００２７】
位相シフタ１０６において、クラッド層の表面に備えられた薄膜のヒータ１０６aは導波路を加熱し、導波路の位相を変化させる。ヒータ１０６aは、配線によりスイッチ及び位相シフタ制御部１０８の位相シフタ制御部と電気的に接続されており、位相シフタ制御部からの制御信号に基づいて動作する。縞走査法において、位相シフタは干渉させる光束の位相を変化させ、生成される干渉縞の位相を操作する役割を担う。
【００２８】
図２に示すように、マッハツェンダ型の光スイッチは、２個の３ｄＢ方向性結合器２００と、これら方向性結合器間に設けられた薄膜のヒータ２０１a〜２０１ｄを用いた相シフタで構成されている。この光スイッチが、図１の１×２光スイッチに対応する。なお、図２においては、図１の位相シフタに相当する部分を省略している。２個の方向性結合器２００を結んでいる２本の導波路の光学的な光路長差｜△Ｌopt｜は、用途に応じ、０（｜△Ｌopt｜＝０）または信号光波長λの２分の１（｜△Ｌopt｜＝λ／２）に設計されている。
【００２９】
ここで、出力導波路の間隔が５０μmの場合について、マッハツェンダ型の光スイッチにより、干渉させる光束の出射間隔を制御する（ひいては、干渉縞の縞間隔を変える）動作について説明する。
【００３０】
光路長差０のマッハツェンダ型の光スイッチの場合について、以下に説明する。光路長差｜△Ｌopt｜が０に設計されている場合、２つの１×２のマッハツェンダ型の光スイッチの両方において薄膜のヒータ２０１ａ〜２０１ｄが無通電〔オフ（ＯＦＦ）時〕のときは、公知の干渉原理によりマッハツェンダ光干渉計回路はクロス状態となるので、入力導波路端に入射された信号光は出力導波路２０２ａおよび２０２ｄ端に伝搬し、光が出射される導波路の間隔は１５０μmとなる（図２（ａ））。
【００３１】
また、２つある１×２のマッハツェンダ型の光スイッチの一方について、方向性結合器を結んでいる２本の導波路の片側の薄膜のヒータ（この場合、薄膜のヒータ２０１ａ）へ通電〔オン（ＯＮ）時〕し、熱光学効果により光学的な光路長を信号光波長の２分の１相当分位相変化させると、方向性結合器を結んでいる２本の導波路の光路長差｜△Ｌopt｜はλ／２となる。すると、マッハツェンダ光干渉計回路は、ヒータを駆動させた回路のみバー状態となるので、入力導波路端に入射された信号光は出力導波路２０２ｂおよび２０２ｄ端に伝搬し、光が出射される導波路の間隔は１００μmとなる（図２（ｂ））。
【００３２】
また、２つある１×２のマッハツェンダ型の光スイッチの両方について、方向性結合器を結んでいる２本の導波路の片側の薄膜のヒータ（この場合、薄膜のヒータ２０１ａおよび２０１ｃ）へ通電〔オン（ＯＮ）時〕し、熱光学効果により光学的な光路長を信号光波長の２分の１相当分位相変化させると、方向性結合器を結んでいる２本の導波路の光路長差｜△Ｌopt｜はλ／２となる。すると、マッハツェンダ光干渉計回路は両方バー状態となるので、入力導波路端に入射された信号光は出力導波路２０２ｂおよび２０２ｃ端に伝搬し、光が出射される導波路の間隔は５０μmとなる（図２（ｃ））。
【００３３】
このように、１チップの導波路型光位相変調器上で干渉させる光束の出射間隔を制御することで、光源の増設や光学系（光源、スクリーン、カメラ）の位置調整、導波路型光位相変調器を用いる場合においては再設計・再作製の必要なく、干渉縞の縞間隔を変えることができる。
【００３４】
一方、光路長差｜△Ｌopt｜がλ／２に設計されている場合は、２つの１×２のマッハツェンダ型光のスイッチの両方において薄膜のヒータが無通電〔オフ（ＯＦＦ）時〕のときは、公知の干渉原理によりマッハツェンダ光干渉計回路はバー状態となるので、入力導波路端に入射された信号光は出力導波路２０２ｂおよび２０２ｃ端に伝搬し、光が出射される導波路の間隔は５０μmとなる。
【００３５】
また、２つある１×２のマッハツェンダ型の光スイッチの一方について、方向性結合器を結んでいる２本の導波路の片側の薄膜のヒータ（この場合、薄膜のヒータ２０２ａ）へ通電〔オン（ＯＮ）時〕し、熱光学効果により光学的な光路長を信号光波長の２分の１相当分位相変化させると、方向性結合器を結んでいる２本の導波路の光路長差｜△Ｌopt｜は０となる。すると、マッハツェンダ光干渉計回路は、ヒータを駆動させた回路のみクロス状態となるので、入力導波路端に入射された信号光は出力導波路２０２ａおよび２０２ｃ（または２０２ｂおよび２０２ｄ）端に伝搬し、光が出射される導波路の間隔は１００μmとなる。
【００３６】
また、２つある１×２のマッハツェンダ型の光スイッチの両方について、方向性結合器を結んでいる２本の導波路の片側の薄膜のヒータ（この場合、薄膜のヒータ２０２ａおよび２０２ｃ）へ通電〔オン（ＯＮ）時〕し、熱光学効果により光学的な光路長を信号光波長の２分の１相当分位相変化させると、方向性結合器を結んでいる２本の導波路の光路長差｜△Ｌopt｜は０となる。すると、マッハツェンダ光干渉計回路は両方クロス状態となるので、入力導波路端に入射された信号光は出力導波路２０２ａおよび２０２ｄ端に伝搬し、光が出射される導波路の間隔は１５０μmとなる。
【００３７】
以上、本発明を、実施例をもとに説明した。この実施例は例示であり、それらの各構成要素の組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
【００３８】
例えば、分岐導波路の分割比は干渉縞のコントラスト比が高まるように１：１で分割させることが好ましいが、任意であっても良い。分岐導波路はＹ分岐導波路の他、方向性結合器、マルチモード干渉カプラまたはスターカプラであっても良い。
【００３９】
位相変調器は、電気光学効果、キャリアプラズマ分散効果、光弾性効果などを利用しても良い。導波路は全体が直線状に構成されなくてもよく、曲線部を含むように構成されてもよい。
【００４０】
位相変調器には、断熱のための断熱溝や、迷光を除去するための遮光剤充填溝が形成されていてもよい。位相変調器は、ファイバブロックを介して光ファイバと結合されていてもよい。位相変調器は、光源からレンズを介して光を入力させても良いし、光源から直接光を入力させても良い。位相変調器は、直接光を出力させても良いし、ファイバを介して光を出力させても良い。縞走査法のみならず、構造化照明法を利用する計測技術に上述の実施例および変形例を適用しても良い。縞投影装置にスクリーンやカメラが備わっていても良い。
【００４１】
本実施例では、光信号が入力される１本の入力導波路と、前記入力導波路の出力に光学的に接続された１入力２出力の分岐導波路と、前記分岐導波路の出力に光学的に接続された１×２光スイッチと、前記１×２光スイッチの出力に光学的に接続された４本の位相シフタと、前記位相シフタの出力に光学的に接続された４本の出力導波路とを含んでいる導波路型光素子の例を示したが、光信号が入力される少なくとも１本の入力導波路と、前記入力導波路の出力に光学的に接続された１入力Ｎ出力（Ｎは２以上の整数）の分岐導波路と、前記分岐導波路の出力に光学的に接続された１×Ｍ（Ｍは２以上の整数）光スイッチと、前記光スイッチの出力に光学的に接続された（Ｎ×Ｍ）本の位相シフタと、前記位相シフタの出力に光学的に接続された（Ｎ×Ｍ）本の出力導波路と、を含んでいる導波路型光素子も提供が可能である。
【００４２】
（変形例１）
図３に、変形例１に係る導波路型光位相変調器３００の構成を示す。導波路型光位相変調器３００は、入力導波路３０１と、分岐導波路３０２と、スイッチ３０３と、ヒータ３０４aを設けた位相シフタ３０４と、出力導波路３０５とを有する。図３に示すように、隣り合う出力導波路の間隔３０６は、非等間隔でも良い。スイッチ３０３の同一の1×２光スイッチから延伸した出力導波路端間の間隔の長さと、別々の1×２光スイッチから延伸し、隣接した出力導波路端間の間隔の長さとは異なっていてもよい。本変形例では、1×２光スイッチを用いたが、Ｍが３以上の1×Ｍ光スイッチを用いてもよい。
【００４３】
（変形例２）
図４に、変形例２に係る導波路型光位相変調器４００の構成を示す。導波路型光位相変調器４００は、入力導波路４０１と、分岐導波路４０２と、スイッチ４０３と、ヒータ４０４aを設けた位相シフタ４０４と、出力導波路４０５とを有する。スイッチ４０３の点枠内の1×Ｍ（この場合、Ｍ＝４）光スイッチは、多段構成でも良い。
【００４４】
光信号が入力される少なくとも１本の入力導波路と、前記入力導波路の出力に光学的に接続された１入力Ｎ出力（Ｎは２以上の整数）の分岐導波路と、前記分岐導波路の出力に光学的に接続された１×Ｍ（Ｍは２以上の整数）光スイッチと、前記光スイッチの出力に光学的に接続された（Ｎ×Ｍ）本の位相シフタと、前記位相シフタの出力に光学的に接続された（Ｎ×Ｍ）本の出力導波路と、を含んでいる導波路型光素子の場合には、前記分岐導波路の出力うち少なくとも１出力に、多段構造の１×Ｍ光スイッチが光学的に接続されていればよい。
【００４５】
（変形例３）
図５に、変形例３に係る導波路型光位相変調器５００の構成を示す。導波路型光位相変調器５００は、入力導波路５０１と、分岐導波路５０２と、スイッチ５０３と、ヒータ５０４aを設けた位相シフタ５０４と、出力導波路５０５とを有する。スイッチ５０３内の、各分岐導波路に接続されているスイッチのポート数は、異なっていても良い。
【００４６】
また、光信号が入力される少なくとも１本の入力導波路と、前記入力導波路の出力に光学的に接続された１入力Ｎ出力（Ｎは２以上の整数）の分岐導波路と、前記分岐導波路の出力に光学的に接続された１×Ｍ（Ｍは２以上の整数）光スイッチと、前記光スイッチの出力に光学的に接続された（Ｎ×Ｍ）本の位相シフタと、前記位相シフタの出力に光学的に接続された（Ｎ×Ｍ）本の出力導波路と、を含んでいる導波路型光素子の場合には、前記分岐導波路の出力うち少なくとも１出力に、多段構造の１×Ｍ光スイッチが光学的に接続され、前記分岐導波路の出力うち少なくとも１出力に、単段構造の１×Ｍ光スイッチが光学的に接続されている。
【００４７】
（変形例４）
図６に、変形例４に係る導波路型光位相変調器６００の構成を示す。導波路型光位相変調器６００は、入力導波路６０１と、分岐導波路６０２と、スイッチ６０３と、ヒータ６０４aを設けた位相シフタ６０４と、出力導波路６０５とを有する。位相シフタ６０４においてヒータ６０４ａが設けられていないポートがあっても良い。図６の1×２光スイッチは、ヒータが設けられていない導波路を介して出力導波路５０５端と接続し、かつ、ヒータ６０４ａが設けられた導波路を介して出力導波路５０５端と接続している。
【００４８】
また、光信号が入力される少なくとも１本の入力導波路と、前記入力導波路の出力に光学的に接続された１入力Ｎ出力（Ｎは２以上の整数）の分岐導波路と、前記分岐導波路の出力に光学的に接続された１×Ｍ（Ｍは２以上の整数）光スイッチと、前記光スイッチの出力に光学的に接続された（Ｎ×Ｍ）本の位相シフタと、前記位相シフタの出力に光学的に接続された（Ｎ×Ｍ）本の出力導波路と、を含んでいる導波路型光素子の場合には、前記（Ｎ×Ｍ）本の位相シフタに、１本以上（Ｎ×Ｍ）本未満のヒータが設けられていればよい。
【００４９】
（変形例５）
図７に、変形例５に係る導波路型光位相変調器７００の構成を示す。導波路型光位相変調器７００は、入力導波路７０１と、分岐導波路７０２と、４個の1×２光スイッチを有するスイッチ７０３と、ヒータ７０４aを設けた位相シフタ７０４と、出力導波路７０５とを有する。分岐導波路７０２は、スターカプラを用いてもよい。
【００５０】
（変形例６）
図８に、変形例６に係る導波路型光位相変調器８００の構成を示す。導波路型光位相変調器８００は、入力導波路８０３と、分岐導波路８０４と、スイッチ８０５と、ヒータ８０６aを設けた位相シフタ８０６と、出力導波路８０７とを有する。導波路型光位相変調器８００の両端にファイバ８０２、８１１が接続されており、ファイバ８０２は光源と接続する。縞投影装置は、導波路型光位相変調器８００、光源８０１と、スイッチ及び位相シフタ制御部８０８と、スクリーン８０９と、カメラ８１０とを備える。スイッチ及び位相シフタ制御部８０８は、出力導波路８０７から出力される光の干渉により生成される干渉縞の投影パターンを制御する。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明は、干渉縞を走査する導波路型光位相変調器およびそれを用いた縞投影装置に関する技術分野に適用できる。
【符号の説明】
【００５２】
１００、３００、４００、５００、６００、７００、８００  導波路型光位相変調器
１０１、８０１  光源
１０２、８０２、８１１  ファイバ
１０３、３０１、４０１、５０１、６０１、７０１、８０３  入力導波路
１０４、３０２、４０２、５０２、６０２、７０２、８０３  分岐導波路
１０５、３０３、４０３、５０３、６０３、７０３、８０５  スイッチ
１０６、３０４、４０４、５０４、６０４、７０４、８０６  位相シフタ
１０６a、２０１ａ、２０１ｂ、２０１ｃ、２０１ｄ、３０４ａ、４０４ａ、５０４ａ、６０４ａ、７０４ａ、８０６ａ  ヒータ
１０７、２０２ａ、２０２ｂ、２０２ｃ、２０２ｄ、３０５、４０５、５０５、６０５、７０５、８０７  出力導波路
１０８、８０８  スイッチ及び位相シフタ制御部
１０９、８０９  スクリーン
１１０、８１０  カメラ
２００  ３ｄＢ方向性結合器
３０６  間隔
【図１】
2020026971.tif 000003
【図２】
2020026971.tif 000004
【図３】
2020026971.tif 000005
【図４】
2020026971.tif 000006
【図５】
2020026971.tif 000007
【図６】
2020026971.tif 000008
【図７】
2020026971.tif 000009
【図８】
2020026971.tif 000010