(57)【要約】【課題】複数の同心円状の輪帯電極に複数の電位が印加される光学素子を格子状に複数配置した光変調装置において、基板上を引き回す配線電極の数を削減して、輪帯電極の有効面積を増加させ、回折光学素子の収差補正性能を向上させる。【解決手段】本発明の光変調装置は、複数の同心円状の輪帯電極に複数の電位が印加される光学素子が複数配置されており、それぞれの光学素子において、同じ電位が印加される輪帯電極は同一の接続電極でつながっており、輪帯電極と接続電極の配置パターンが第１のパターンである第１光学素子Ａと、第１のパターンと略線対称となる第２のパターンである第２光学素子Ｂとを有し、第１光学素子Ａと第２光学素子Ｂとが隣接して配置されている。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の同心円状の輪帯電極に複数の電位が印加される光学素子を複数配置した光変調装置において、それぞれの前記光学素子は、同じ電位に印加する前記輪帯電極が同一の接続電極でつながっており、かつ、前記輪帯電極と前記接続電極の配置パターンは、第１のパターンである第１光学素子と、該第１のパターンと略線対称となる第２のパターンである第２光学素子とを有し、前記第１光学素子と前記第２光学素子とは、隣り合って配置されていることを特徴とする光変調装置。
【請求項２】
前記第１光学素子と前記第２光学素子とは、逆向きの渦巻き形状を有することを特徴とする請求項１に記載の光変調装置。
【請求項３】
前記光学素子を格子状に並べて配置し、それぞれの前記光学素子から引き出された前記接続電極をまとめて接続電極列を形成し、隣り合う接続電極列の間で、同一電位に印加する前記接続電極同士を共通接続することを特徴とする請求項１又は２に記載の光変調装置。
【請求項４】
それぞれの前記光学素子における最外周を構成する前記輪帯電極は、共通の接続電極として引き出されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の光変調装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の同心円状の輪帯電極に複数の電位が印加される光学素子を、格子状に複数配置した光変調装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、フレネルゾーンプレートやキノフォームのような光学素子において、渦巻き状の輪帯電極をｎ本ピッチで巻き回し、各輪帯電極から電位を印加するための接続電極を引き出す必要がある。
【０００３】
しかし、輪帯電極の巻き数が多くなると引き出し電極の数も多くなるため、多数の引き出し電極を設ける必要があり、またその引き出し領域が大きくなって輪帯電極の有効面積が減少し、回折光学素子の収差補正性能が低下する問題がある。
【０００４】
上記問題を改善する方式として例えば特許文献１に記載された対物レンズユニットがあり、以下特許文献１について説明する。
【０００５】
特許文献１における対物レンズユニットの輪帯電極の構成は、特許文献１の図６に示されているように、全ての輪帯電極は一部が欠失した略輪帯形状を有しており、１本の透明電極は内側の輪帯から外側の輪帯まで、略とぐろ状に接続されている。
【０００６】
全ての輪帯電極は欠失した端部を有しており内側の輪帯の端部と、この内側の端部と同じ電位が印加される外側の輪帯の端部とが、略半径方向に沿って引き出し線により順次接続されている。これにより、複数の同じ電位を印加する輪帯電極同士は１本の透明電極として略とぐろ状に接続され、１本の接続電極として外部に引き出されている。
【０００７】
上記のごとく特許文献１における輪帯電極は、同じ電位を印加する複数の輪帯電極を接続して１本とし、かつ異なる電位を印加する輪帯電極とは重ならないように、接続配線を配置している。一例として全輪帯電極を５種類の印加電位で駆動する場合には、５本の接続電極とすることができる。
【０００８】
したがって、全ての輪帯電極から１本ずつの接続電極を配置していた場合に比べて、著しく接続電極の数が減少する。この結果引き出し領域の減少によって輪帯電極の有効面積が増加し、回折光学素子の収差補正性能の低下を防止することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００９−１７６３４８号公報（第１４頁、図６）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
特許文献１に記載された輪帯電極の構成は、多数の輪帯電極に対して、少ない数の接続電極（例えば５本）で配線することが出来るため、接続電極の数の減少と、引き出し領域の減少による回折光学素子の収差補正性能の低下を防止する効果を有する。
【００１１】
しかし、このような輪帯電極を備えた光学素子を１つだけで使用する場合には問題ないが、マルチピックアップのような複数の光学素子を格子状に配置したときには、接続電極の数と引き出し領域が問題となる。
【００１２】
輪帯電極を構成した基板上で上記の接続電極を配線する場合、光学素子が１つだけで構成されるときには、例えば５本の接続電極でよい。しかし、光学素子を格子状にＮ個配置した光変調装置の場合には、Ｎ個×５本の接続電極が必要になり、光学素子を数個から数十個も配置した光変調装置の場合には、基板上の接続電極の数が極めて多数となる。またその接続電極が配置される領域の増加によって、光学素子が機能する有効面積が減少し、性能が低下するという問題が生ずる。
【００１３】
本発明の目的は上記問題を解決し、光学素子を格子状に複数配置した光変調装置において、基板上の隣接する輪帯電極間の配線を同一電位が印加される配線同士を出来るだけ共通接続することによって接続電極の数を減少させた光変調装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するため、本発明における光変調装置の構成は、複数の同心円状の輪帯電極に複数の電位が印加される光学素子を、複数配置した光変調装置において、それぞれの光学素子は、同じ電位に印加する輪帯電極が同一の接続電極でつながっており、かつ、輪帯電極と接続電極の配置パターンは、第１のパターンである第１光学素子と、第１のパターンと略線対称となる第２のパターンである第２光学素子とを有し、第１光学素子と第２光学素子とは、隣り合って配置されていることを特徴とする。
【００１５】
上記構成により、輪帯電極を格子状に複数配置した光変調装置において、基板上の輪帯電極間の配線を同一電位が印加される配線の一部を共通接続することによって接続電極の数を減少させ、輪帯電極の有効面積を増加させて光学素子の収差補正能の低下を防止することができる。
【００１６】
第１光学素子と第２光学素子とは、逆向きの渦巻き形状を有していても良い。
【００１７】
上記のように第１光学素子と第２光学素子とを逆向きの渦巻き形状にして交互に配置すると、隣り合う光学素子の各輪帯の電極同士を共通接続することができるので、さらに接続電極の数が減少できる。
【００１８】
光学素子を格子状に並べて配置し、それぞれの前記光学素子から引き出された接続電極をまとめて接続電極列を形成し、隣り合う接続電極列の間で、同一電位に印加する接続電極同士を共通接続しても良い。
【００１９】
上記構成により、隣接する輪帯電極同士の接続電極の共通接続に加えて、光学素子列間の接続電極群の間での接続電極の共通接続ができるため、さらに、光学素子の有効面積を増加させることができる。
【００２０】
各光学素子における各輪帯電極の最外周を構成する輪帯電極は、全て共通接続して共通の接続電極として引き出しても良い。
【発明の効果】
【００２１】
上記の通り、光学素子を格子状に複数配置した光変調装置において、基板上の光学素子間の配線を同一電位が印加される配線の一部を共通接続することによって接続電極の数を減少させ、光学素子の有効面積を増加させて性能の低下を防止した光変調装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１Ａ】本発明の第１光学素子の構成を示す平面図である。
【図１Ｂ】本発明の第２光学素子の構成を示す平面図である。
【図２】参考例である光学素子の配置を示す平面図である。
【図３】図２のＳ１部の拡大平面図である。
【図４】本発明の光学素子における配置を示す平面図である。
【図５】図４のＳ２部の拡大平面図である。
【図６】本発明の配置を示す平面図である。
【図７】図６のＳ３部の拡大平面図である。
【図８】本発明における光変調装置の平面図である。
【図９】図８のＳ４部の拡大平面図である。
【図１０】本発明における光変調装置の平面図である。
【図１１】図１０のＳ６部の拡大平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、図面に基づいて本発明の実施形態を詳述する。ただし、以下に示す実施の形態は、本発明の思想を具体化するための光変調装置を例示するものであって、本発明を以下の構成に限定しない。特に実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、特定的な記載がない限り本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。以下の説明において、同一部品、同一構成要素には同一の名称、符号を付し詳細説明を適宜省略することがある。
【００２４】
［本発明の光変調装置を構成する光学素子の説明］
図１Ａ、図１Ｂを用いて本発明の光変調装置を構成する光学素子について説明する。
【００２５】
図１Ａは第１光学素子Ａを構成する輪帯電極と接続電極の配置パターンが、第１のパターンとなる場合の平面図である。基本的に輪帯電極は４個の電位が印加される４本の輪帯電極が右回りに二重巻されている。４本の輪帯電極の二重巻の内側を輪帯電極Ａ１ｆ〜Ａ４ｆで構成し、外側の４本を輪帯電極Ａ１ｓ〜Ａ４ｓで構成する。
【００２６】
それぞれ内側の輪帯電極Ａ１ｆ〜Ａ４ｆと外側の輪帯電極Ａ１ｓ〜Ａ４ｓは接続電極で接続されることによって第１のパターンを形成している。図のように第１のパターンは、右回り方向に二重巻きされた４本の輪帯電極で構成されている。
【００２７】
つまり、輪帯電極Ａ１ｆと輪帯電極Ａ１ｓには互いにつながって、同じ電位の電圧が印加されており、同様に輪帯電極Ａ２ｆと輪帯電極Ａ２ｓ、輪帯電極Ａ３ｆと輪帯電極Ａ３ｓ、輪帯電極Ａ４ｆと輪帯電極Ａ４ｓが、それぞれ同じ電位の電圧が印加されている。
【００２８】
また、各輪帯電極から引き出されている配線を接続電極a１〜ａ４で示し、接続電極a１〜ａ４をまとめて接続電極列Ｌａとして表している。
【００２９】
この第１光学素子Ａの接続電極a１〜ａ４の引き出し順序は、最外周の輪帯電極Ａ４ｓから引き出される接続電極ａ４を一番上にして、輪帯電極Ａ１ｓから引き出される接続電極ａ１、輪帯電極Ａ２ｓから引き出される接続電極ａ２、輪帯電極Ａ３ｓから引き出される接続電極ａ３の順で配線されている。
【００３０】
図１Ｂは第２光学素子Ｂを構成する第２のパターンの平面図であり、基本的に輪帯電極は４個の電位が印加される４本の輪帯電極が左回り方向に二重巻されている。各４本の輪帯電極の内側を輪帯電極Ｂ１ｆ〜Ｂ４ｆで構成し、外側を輪帯電極Ｂ１ｓ〜Ｂ４ｓで構成する。
【００３１】
それぞれ内側の輪帯電極Ｂ１ｆ〜Ｂ４ｆと外側の輪帯電極Ｂ１ｓ〜Ｂ４ｓは接続電極で接続されることによって、第２のパターンを形成している。図のように第２のパターンは、左周り方向に二重巻きされた４本の輪帯電極で構成されている。
【００３２】
つまり、輪帯電極Ｂ１ｆと輪帯電極Ｂ１ｓには互いにつながって、同じ電位の電圧が印加されており、同様に輪帯電極Ｂ２ｆと輪帯電極Ｂ２ｓ、輪帯電極Ｂ３ｆと輪帯電極Ｂ３ｓ、輪帯電極Ｂ４ｆと輪帯電極Ｂ４ｓが、それぞれ同じ電位の電圧が印加されている。
【００３３】
また、各輪帯電極から引き出されている配線を接続電極ｂ１〜ｂ４で示し、接続電極ｂ１〜ｂ４をまとめて接続電極列Ｌｂで表している。
【００３４】
この第２光学素子Ｂの接続電極ｂ１〜ｂ４の引き出し順序は、最外周の輪帯電極Ｂ４ｓから引き出される接続電極ｂ４を一番上にして、輪帯電極Ｂ３ｓから引き出される接続電極ｂ３、輪帯電極Ｂ２ｓから引き出される接続電極ｂ２、輪帯電極Ｂ１ｓから引き出される接続電極ｂ１の順で配線されている。
【００３５】
すなわち本発明の光変調装置を構成する光学素子は、第１のパターンである右回り方向に二重巻きされた渦巻き形状の第１光学素子Ａと、第１光学素子Ａの第１のパターンに対して、略対象となる第２のパターンである左回り方向に二重巻きされた渦巻き形状の第２光学素子Ｂとによって構成されている。
【００３６】
そして、第１光学素子Ａと第２光学素子Ｂとは巻き方向を逆向きにすることによって、接続電極の配線順序を異ならせている。
【００３７】
［参考例］
本発明を詳しく説明するために、図２、図３に参考例を図示する。例えば、輪帯電極と接続電極の配置バターンが、第１のパターンの１種類の光学素子のみによって構成される光変調装置について説明する。
【００３８】
図２においては、図１Ａで図示した第１のパターンの第１光学素子を２個隣接配置している。ここでは説明の都合上、第１光学素子Ａと第１光学素子Ａ´として説明する。図１Ａで説明したように第１光学素子Ａと第１光学素子Ａ´とは接続電極ａ１〜ａ４を接続電極列Ｌａ、Ｌａ´として引き出している。図中では、点線で囲ったところの接続電極列Ｌａ、Ｌａ´における接続電極ａ１〜ａ４は、簡略化のため省略している。
【００３９】
次に図３を用いて、第１光学素子Ａと第１光学素子Ａ´との接続電極列ＬａとＬａ’とが近接配置される領域Ｓ１部での接続状態について説明する。
【００４０】
図３は、図２のＳ１部を拡大した図である。図上半分は第１光学素子Ａにおける外側に配置された輪帯電極Ａ１ｓ〜Ａ４ｓであり、各輪帯電極Ａ１ｓ〜Ａ４ｓから接続電極ａ１〜ａ４が、図中左側に接続電極列Ｌａとして引き出されている。また右側から隣の第１光学素子Ａ´の接続電極ａ１〜ａ４が接続電極列Ｌａ´として引き出されている。
【００４１】
そして、第１光学素子Ａと第１光学素子Ａ´の最外周の接続電極ａ４は、周囲に邪魔となる接続電極が存在しないため、隣り合う接続電極ａ４同士で自由に共通接続することができている。
【００４２】
ここで、第１光学素子Ａの接続電極列Ｌａの接続電極の配列は、上から順に接続電極ａ４、接続電極ａ１、接続電極ａ２、接続電極ａ３となっている。また、右側から引き出されている第１光学素子Ａ´の接続電極列Ｌａ´の接続電極の配列は、上から順に接続電極ａ４、接続電極ａ１、接続電極ａ２、接続電極ａ３となっている。
【００４３】
先に示したように、接続電極列Ｌａと接続電極列Ｌａ´における接続電極ａ４は、共通接続することができるため、右側から引き出された接続電極列Ｌａ´のうち接続電極ａ１、接続電極ａ２及び接続電極ａ３は、接続電極列Ｌａの下側を通って左側へ引き出されている。接続電極列Ｌａの一番下は接続電極ａ３であり、この接続電極ａ３の真下には、左側へ引き出された接続電極列Ｌａ´の接続電極ａ１が配置される。従って接続電極ａ１と接続電極ａ３とは同電位の印加電極ではないので共通接続することができない。
【００４４】
この結果、隣接する２個の光学素子列を構成する第１光学素子Ａと第１光学素子Ａ´から引き出される接続電極列は、第１光学素子Ａからの接続電極列Ｌａは４本の接続電極ａ１〜ａ４を有し、また第１光学素子Ａ´からの接続電極列Ｌａ´は接続電極ａ４が、第１光学素子Ａの接続電極ａ４に共通接続されることによって、３本の接続電極ａ１〜ａ３と減少する。よって、同一の配置パターンを隣接した光偏重装置の場合では、第１光学素子Ａからの４本の接続電極による接続電極列Ｌａと、第１光学素子Ａ´からの３本の接続電極による接続電極列Ｌａ´を加えた７本の接続電極が左側へ引き出されることになる。
【００４５】
［第１実施形態］
図４、図５により本発明の第１実施形態である、第１光学素子Ａと第２光学素子Ｂとを隣接配置した光変調装置１０の構成を説明する。
【００４６】
図１Ａで説明したように第１光学素子Ａは、接続電極ａ４、ａ１、ａ２、ａ３の順序で接続電極列Ｌａとして左側に引き出している。また、図１Ｂで説明したように第２光学素子Ｂは、接続電極ｂ４、ｂ３、ｂ２、ｂ１の順序で接続電極列Ｌｂとして左側に引き出している。
【００４７】
図４に示すように、第１光学素子Ａと第２光学素子Ｂとを隣接配置した光学素子列では、第２光学素子Ｂから引き出された接続電極列Ｌｂの一部の接続電極が、第１光学素子Ａの接続電極列Ｌａの下側を通って、左側へ引き出されている。
【００４８】
次に図５を用いて、第１光学素子Ａと第２光学素子Ｂとの接続電極列Ｌａと接続電極列Ｌｂとが、近接している領域のＳ２部での接続状態について説明する。図５は、図４のＳ２部の拡大図である。
【００４９】
図５の上半分は第１光学素子Ａの外側に配置された輪帯電極Ａ１ｓ〜Ａ４ｓであり、各輪帯電極Ａ１ｓ〜Ａ４ｓから接続電極ａ１〜ａ４が、図中左側に接続電極列Ｌａとして引き出されている。また右側から隣の第２光学素子Ｂの接続電極ｂ１〜ｂ４が接続電極列Ｌｂとして引き出されている。そして、第１光学素子Ａと第２光学素子Ｂの最外周の接続電極ａ４と接続電極ｂ４は、同一の電位が印加される配線であり、共通接続することができる。
【００５０】
ここで、第１光学素子Ａの接続電極列Ｌａの接続電極の配列は、上から順に接続電極ａ４、接続電極ａ１、接続電極ａ２、接続電極ａ３となっている。また、右側から引き出されている第２光学素子Ｂの接続電極列Ｌｂの接続電極の配列は、上から順に接続電極ｂ４、接続電極ｂ３、接続電極ｂ２、接続電極ｂ１となっている。
【００５１】
先に示したように、接続電極列Ｌａと接続電極列Ｌｂにおける接続電極ａ４と接続電極ｂ４は、共通接続することができるため、右側から引き出された接続電極列Ｌｂのうち、接続電極ｂ３、接続電極ｂ２及び接続電極ｂ１は、接続電極列Ｌａの下側を通って左側へ引き出される。このとき接続電極列Ｌａの接続電極ａ３は、右側から引き出されたてきた接続電極列Ｌｂと接続電極ｂ３と同一の電位が印加されるため、共通接続することができる。
【００５２】
このように、図５において、接続電極列Ｌａの接続電極ａ４と接続電極ａ３は、接続電極列Ｌｂの接続電極ｂ４と接続電極ｂ３とは、同一の電位が印加される配線で、各々対向配置となっているため、共通接続することができる。この結果、隣接する２個の光学素子列を構成する第１光学素子Ａと第２光学素子Ｂから引き出される接続電極列は、第１光学素子Ａからの接続電極列Ｌａは４本の接続電極ａ１〜ａ４を有し、また第２光学素子Ｂからの接続電極列Ｌｂは接続電極ｂ４が、第１光学素子Ａの接続電極ａ４に共通接続され、さらに接続電極ｂ３が第１光学素子Ａの接続電極ａ３に共通接続されることによって、２本の接続電極ｂ１、接続電極ｂ２のみが接続電極Ｌａの下側を通って左側へと引き出される。この結果、逆向きの方向の渦巻状である第１光学素子Ａと第２光学素子Ｂによって構成される光学素子列では、第１光学素子Ａからの４本の接続電極による接続電極列Ｌａと、第２光学素子Ｂからの２本の接続電極による接続電極列Ｌｂを加えた６本の接続電極が引き出される。
【００５３】
図２及び図３に示す参考例と、図４及び図５に示す本発明の第１実施形態を比較すると、参考例における同一の方向の渦巻状である第１光学素子Ａのみによって構成される光学素子列では、その接続電極列Ｌａと接続電極列Ｌａ´をまとめた接続電極群は７本の接続電極で構成されていたのに対し、図４及び図５に示す本発明の逆向きの方向を有する第１光学素子Ａと第２光学素子Ｂによって構成される光学素子列では、その接続電極列Ｌａと接続電極列Ｌｂをまとめた接続電極群は接続電極が６本となり、基板上の接続電極の配線数を減少させることができる。
【００５４】
すなわち、本発明のように隣接配置する光学素子における渦巻状の輪帯電極の巻き方向を略線対称とすることによって、最外周の輪帯電極同士の対向配置に加えて、外周から２番目の輪帯電極も対向配置させることができるため、２本の接続電極を削減した接続電極列を構成することができる。
【００５５】
［第２実施形態］
次に図６により本発明の第２実施形態である３個の光学素子を隣接配置した光変調装置の構成を説明する。
【００５６】
図６において３つの光学素子は、第１光学素子Ａ、第２光学素子Ｂ、第１光学素子Ａの順で光学素子列を構成している。説明を解りやすくするため３番目の第１光学素子を便宜的に第１光学素子Ａ´として以下説明する。第１光学素子Ａと第１光学素子Ａ´とは全く同じ構成である。
【００５７】
図６に示す第１光学素子Ａと第２光学素子Ｂと第１光学素子Ａ´を隣接配置した光学素子列からの接続電極の引き出し配線は、第１光学素子Ａ´から引き出された接続電極列Ｌａ´は、その一部が第２光学素子Ｂの接続電極と共通接続されることによって減少した接続電極列Ｌａ´となる。また第２光学素子Ｂから引き出された接続電極列Ｌｂはその一部が第１光学素子Ａの接続電極と共通接続されることによって減少した接続電極列Ｌｂとなる。そして第１光学素子Ａの接続電極列Ｌａと、第２光学素子Ｂの接続電極列Ｌｂと、第１光学素子Ａ´の接続電極列Ｌａ´とが一緒になって、図左側へ引き出されている。
【００５８】
次に、図７により、第２光学素子Ｂから引き出されている接続電極列Ｌｂと第１光学素子Ａ´から引き出されている接続電極列Ｌａ´とが、近接配置されているＳ３部での接続状態について説明する。図７は、図６のＳ３部の拡大図である。  図７の上半分は第２光学素子Ｂの外側に配置された輪帯電極Ｂ１ｓ〜Ｂ４ｓであり、各輪帯電極Ｂ１ｓ〜Ｂ４ｓから接続電極ｂ１〜ｂ４が、図中左側に接続電極列Ｌｂとして引き出されている。また右側から隣の第１光学素子Ａ´の接続電極ａ１〜ａ４が接続電極列Ｌａ´として引き出されている。そして、第２光学素子Ｂと第１光学素子Ａ´のそれぞれの最外周の接続電極ａ４と接続電極ｂ４は、同一の電位が印加される配線であり、共通接続することができる。
【００５９】
ここで、第２光学素子Ｂの接続電極列Ｌｂの接続電極の配列は、上から順に接続電極ｂ４、ｂ３、ｂ２、ｂ１となっている。また、右側から引き出されている第１光学素子Ａ´の接続電極列Ｌａ´の接続電極の配列は、上から順に接続電極ａ４、ａ１、ａ２、ａ３となっている。
【００６０】
先に示したように接続電極列Ｌｂと接続電極列Ｌａ´における接続電極ｂ４と接続電極ａ４は、共通接続することができるため、右側から引き出された接続電極列Ｌａ´のうち、接続電極ａ１、接続電極ａ２及び接続電極ａ３は、接続電極列Ｌｂの下側を通って左側へ引き出される。このとき接続電極列Ｌｂの接続電極ｂ１は、右側から引き出されたてきた接続電極列Ｌａ´の接続電極ａ１と同一の電位が印加されるため、共通接続することができる。
【００６１】
図７に示す通り共通の電位が印加される各接続電極同士である接続電極ａ４と接続電極ｂ４、接続電極ａ１と接続電極ｂ１とが共通接続されることによって減少し、第１光学素子Ａ´の接続電極列Ｌａ´は２本となる。よって、第２の光学素子Ｂの位置より左側へ引き出される接続電極の本数は、接続電極列Ｌｂの４本と右側から引き出されてきた接続電極列Ｌａ´の２本とをあわせた６本となる。
【００６２】
また、図６で図示する第２光学素子Ｂから引き出された接続電極列Ｌｂと、第１光学素子Ａから引き出された接続電極列Ｌａとが近接配置された領域の構成は、図５で説明した通りであるから、図６の左側に引き出された接続電極列Ｌａにおける接続電極の本数は、４本となり、第２光学素子Ｂにおける接続電極列Ｌｂは、２本となる。
【００６３】
この結果、図６に図示する第１光学素子Ａと第２光学素子Ｂと第１光学素子Ａ´で構成される３個の光学素子列の場合、図左側に引き出される接続電極の総配線数は、接続電極Ｌａの４本と接続電極列Ｌｂの２本と接続電極列Ｌａ´の２本を加えた８本となり、共通接続することによって接続電極の数を減少させることができる。
【００６４】
［第３実施形態］
図８は、第３実施形態における光変調装置３０の構成を示し、図９は図８におけるＳ４部の拡大図である。
【００６５】
本実施形態は、基板２に４個×４個で合計１６個の光学素子を配置した光変調装置３０である。電気的な接続電極の配線としては、基板２の中央で２等分し、図４で説明した第１光学素子Ａと第２光学素子Ｂとを隣接配置した光学素子を縦に４個並べた２組の光変調装置としている。そして接続電極の配線は各組ごとに左右に分けて別々に引き出している。第３実施形態の光変調装置３０の説明は、主に左半分の第１光学素子Ａと第２光学素子Ｂによる構成について説明するが、右半分の第１光学素子Ａ´と第２光学素子Ｂ´による構成についても同様である。
【００６６】
基板２上には第１光学素子Ａと第２光学素子Ｂとを隣接配置した第１光学素子行Ｒ１から第４光学素子行Ｒ４が縦に配置されている。第１光学素子行Ｒ１から光学素子行Ｒ４の接続電極の配線は、図４と図５で説明したごとく、それぞれの接続電極列がまとまって、各々６本の接続電極による接続電極群Ｇ１〜Ｇ４を形成し、それぞれの接続電極群が左右に引き出されて、さらにこれらをまとめて基板２の下辺側に引き回されている。
【００６７】
次に図９を用いて第１光学素子行Ｒ１の接続電極群Ｇ１と第２光学素子行Ｒ２の接続電極群Ｇ２とが近接配置されるところのＳ４部での接続状態について説明する。
【００６８】
図９において上方より第１光学素子行Ｒ１の接続電極群Ｇ１が引き出され、また右側より第２光学素子行Ｒ２の接続電極群Ｇ２が基板２の左側へ引き出されてＳ４部で一緒になり、基板２の下辺側へ配線されている。
【００６９】
第１光学素子行Ｒ１の接続電極群Ｇ１は、図５で図示した接続電極列Ｌａと接続電極Ｌｂをまとめたものとなり、基板２の左辺側を通って下辺側へと引き回されている。図９における接続電極群Ｇ１の接続電極の配置順序を見ると、左から順に接続電極ａ４、ａ１、ａ２、ａ３、ｂ２、ｂ１となる。また、第２光学素子行Ｒ２の接続電極群Ｇ２は、やはり図５で図示した接続電極列Ｌａと接続電極Ｌｂをまとめたものなので、接続電極群Ｇ２の接続電極の配置順序を見ると、上から順に接続電極ａ４、ａ１、ａ２、ａ３、ｂ２、ｂ１となる。
【００７０】
接続電極ａ４を点線で示したのは、前述のように接続電極ａ４は輪帯電極の最外周を構成する輪帯電極Ａ４ｓに接続されていて、他の輪帯電極の接続電極ａ４や接続電極ｂ４と自由に共通接続でき、後述するように全輪帯電極を共通接続して単独で引き出すことができる。そのため、接続電極ａ４は、この領域に配置する必要はないため点線としている。
【００７１】
接続電極群Ｇ１の一番右側に配置されているのが接続電極ｂ１で、接続電極群Ｇ２の一番上側に配置されているのが接続電極ａ１である。前述の通り接続電極ａ１と接続電極ｂ１は同電位を印加する接続電極なので、図９のＳ５で示すように共通接続することができる。
【００７２】
このように接続電極群Ｇ１の接続電極ｂ１と接続電極群Ｇ２の接続電極ａ１とを共通接続可能な対向配置にするための条件は、第１光学素子行Ｒ１の接続電極群が引き出される最後の列にある光学素子の配置パターンと第２光学素子行Ｒ２の最初の列にある光学素子が略線対称となる配置パターンの場合である。すなわち、図８に図示するように、第１光学素子行Ｒ１の接続電極群が引き出される最後の列にある光学素子の配置パターンが第２光学素子Ｂ、第２光学素子行Ｒ２の最初の列にある光学素子が第１光学素子Ａとなっている場合は、このように同じ電位の接続電極を共通接続とすることが可能な対向配置となる。又はこの逆の組み合わせで、第１光学素子行Ｒ１の接続電極群が引き出される最後の列にある光学素子の配置パターンが第１光学素子Ａ、第２光学素子行Ｒ２の最初の列にある光学素子が第２光学素子Ｂになっていても同様である。
【００７３】
このような共通接続は、第２光学素子行Ｒ２と第３光学素子行Ｒ３のそれぞれの接続電極群が引き出されて近接配置される部分でも同様となり、Ｓ４部を通過した接続電極群Ｇ２の接続電極数は４本となり、接続電極群Ｇ３の接続電極数は、もともと５本であった接続電極の１本が共通接続されて減少し４本となる。
【００７４】
さらに、第３光学素子行Ｒ３と第４光学素子行Ｒ４のそれぞれの接続電極群が引き出されて近接配置される部分でも同様にとなり、接続電極群Ｇ３の接続電極数は４本となり、接続電極群Ｇ４の接続電極数は、もともと５本であった接続電極の１本が共通接続されて１本減少し４本となる。
【００７５】
光変調装置３０の左半分の第１光学素子Ａと第２光学素子ＢによるＳ４部での共通接続は、右半分の第１光学素子Ａ´と第２光学素子Ｂ´と組み合わせでも同様である。
【００７６】
接続電極ａ４及び接続電極ｂ４は、前述のように輪帯電極の最外周を構成する輪帯電極Ａ４ｓに接続されていて、他の輪帯電極の接続電極ａ４や接続電極ｂ４と、基板２の中央部で共通接続できるので、図８に図示するように接続電極ａｂ４として、１６本全ての同電位となる接続電極ａ４、ｂ４をまとめて１本で引き出すことができる。図９では、接続電極ａ４を点線で示したが、接続電極ａ４は、基板２中央部に引き回されるので、Ｓ４部の領域において、接続電極ａ４は、配置しなくても構わない。
【００７７】
ここで本発明を採用しなかった場合について説明する。光変調装置３０を構成する１６個の光学素子のそれぞれの輪帯電極から接続電極を１本ずつ引き出した場合は、光学素子が１６個×接続電極の本数４本で、６４本の接続電極数となる。
【００７８】
しかし、本発明を採用した光変調装置３０の場合には、先に説明したように大幅に接続電極数を少なくすることができる。まず左半分の第１光学素子Ａと第２光学素子Ｂによる構成について検討する。
【００７９】
図８、図９で説明したように接続電極ａ１、ｂ１の共通接続によって第１光学素子列Ｒ１の接続電極群Ｇ１の接続電極数は５本、第２光学素子列Ｒ２の接続電極群Ｇ２の接続電極数は１本減少して４本となる。同様に先に記載したように第３光学素子列Ｒ３の接続電極群Ｇ３は、接続電極数が４本となり、第４光学素子列Ｒ４の接続電極群Ｇ４の接続電極数も４本となる。
【００８０】
したがって、基板２の左半分における第１光学素子Ａと第２光学素子Ｂの構成による接続電極数は、接続電極群Ｇ１の５本、接続電極群Ｇ２の４本、接続電極群Ｇ３の４本、接続電極群Ｇ４の４本を加えた１７本となる。
【００８１】
また、この左半分の第１光学素子Ａと第２光学素子ＢによるＳ４部での共通接続は、右半分の第１光学素子Ａ´と第２光学素子Ｂ´と組み合わせでも同様であるので、光変調装置３０の全接続電極数は、１７本×２の３４本と接続電極ａ４、ｂ４をまとめた接続電極ａｂ４の１本を加えて３５本の接続電極数となる。
【００８２】
これは、接続電極を個々に引き回した場合の６４本に比べて、大幅に本数が削減されている。
【００８３】
本実施形態においては、基板２に４個×４個で合計１６個の光学素子を配置し、電気的な接続電極の配線としては、基板２の中央で２等分し、第１光学素子Ａと第２光学素子Ｂの組と、第１光学素子Ａ´と第２光学素子Ｂ´の組に分け、接続電極の配線は各組ごとに左右に分けて別々に引き出している。
【００８４】
このように２組に分けて接続電極の配線を各組ごとに左右に分けて別々に引き出している場合には、各接続電極群の本数自体を少なくすることができるため、引き回された全部の接続電極群の幅が狭くなり各光学素子行間の間隔を狭くすることができる。
【００８５】
したがって、基板２内に無効領域となる面積が小さくなり、輪帯電極が配置される有効面積が増加して、光学素子の性能を高めることができる。
【００８６】
［第４実施形態］
図１０は、第４実施形態における光変調装置４０の構成を示し、図１１は、図１０における２つの接続電極群が近接配置されるＳ６部の拡大平面図である。
【００８７】
第４実施形態は、基板２に６個×４個で合計２４個の光学素子を配置した光変調装置４０である。電気的な接続電極の配線としては、第３実施形態の光変調装置３０と同様に基板２の中央で２等分し、第１光学素子行Ｒ１から第４光学素子行Ｒ４を縦に４個並べた光変調装置４０としている。
【００８８】
ここで光変調装置４０が光変調装置３０と異なるところは、一つの光学素子行を構成する光学素子の数が異なることである。図８に図示した光変調装置３０では、第１光学素子行Ｒ１から第４光学素子行Ｒ４が、いずれも配置パターンが略線対称となる２個の光学素子を２組ずつ計４個の光学素子で構成され、その配列が全て第１光学素子Ａと第２光学素子Ｂ、第１光学素子Ａ´と第２光学素子Ｂ´の組み合わせとしていた。それに対し、光変調装置４０を構成する第１光学素子行Ｒ１から第４光学素子行Ｒ４は、いずれも３個で１組の光学素子を２組配置し、計６個の光学素子で構成されている。その配列は、基板２の左半分において、第１光学素子行Ｒ１と第３光学素子行Ｒ３は、第１光学素子Ａ、第２光学素子Ｂ、第１光学素子Ａの順で配列されており、第２の光学素子行Ｒ２と第４光学素子行Ｒ４は、第２光学素子Ｂ、第１光学素子Ａ、第２光学素子Ｂの順に配列されている。
【００８９】
すなわち本実施形態は、接続電極群が左側へ引き出される基板２の左半分側では、奇数の光学素子行においては、接続電極群が左側へ引き出される最後の列にあたる左辺側から３番目を第１光学素子Ａとし、偶数の光学素子列では、左辺側の最初の列の光学素子を第２光学素子Ｂとしている。つまり、上下に隣り合う光学素子行の最初の光学素子と最後の光学素子の配置パターンを略線対称となる組み合わせにしている。
【００９０】
また上下に隣り合う光学素子行の最初の光学素子と最後の光学素子を略線対称となる配置パターンとすればよいので、奇数の光学素子行を第２光学素子Ｂ、第１光学素子Ａ、第２光学素子Ｂとし、偶数の光学素子行を第１光学素子Ａ、第２光学素子Ｂ、第１光学素子Ａの配列としても良い。
【００９１】
次に左側半分の第１光学素子Ａと第２光学素子Ｂと第１光学素子Ａによる構成について詳しく説明するが、右半分の構成についても同様である。
【００９２】
基板２上には第１光学素子Ａと第２光学素子Ｂと第１光学素子Ａを隣接配置した第１光学素子行Ｒ１及び第３光学素子行Ｒ３と、第２光学素子Ｂ、第１光学素子Ａ、第２光学素子Ｂを隣接配置した第２光学素子行Ｒ２及び第４光学素子行Ｒ４が、配置されている。
【００９３】
第１光学素子行Ｒ１から第４光学素子行Ｒ４の接続電極列における接続電極は、図６，図７で説明したごとく、３つの接続電極列Ｌａ、接続電極列Ｌｂ、接続電極列Ｌａ´をまとめた接続電極群となって、図１０に図示したように接続電極群Ｇ１、接続電極群Ｇ２、接続電極群Ｇ３、接続電極群Ｇ４として、基板２の左辺側へ引き出されている。一つの接続電極群は、図５及び図６で図示したように、４本の接続電極で構成される接続電極列Ｌａ、２本の接続電極で構成される接続電極列Ｌｂ、２本の接続電極で構成される接続電極列Ｌａ´をまとめたものなので、８本の接続電極で構成されている。ただし、接続電極ａ４と接続電極ｂ４は、第３実施形態と同様、基板中央部で共通接続できるので、左側に引き出される接続電極の本数は、実質的に７本である。
【００９４】
次に図１１により第１光学素子行Ｒ１の接続電極群Ｇ１と第２光学素子行Ｒ２の接続電極群Ｇ２とが近接配置されるＳ６部での共通接続状態について説明する。
【００９５】
図１１において上方より第１光学素子行Ｒ１の接続電極群Ｇ１が引き出され、また右側より第２光学素子行Ｒ２の接続電極群Ｇ２が引き出され、Ｓ６部で一緒になり、基板２の左辺側を通って下辺側へ引き回されている。
【００９６】
図１１に図示するように、接続電極群Ｇ１は左側から接続電極ａ４、ａ１、ａ２、ａ３、ｂ２，ｂ１、ａ２、ａ３の順で並び、また接続電極群Ｇ２は上から、接続電極ｂ４、ｂ３、ｂ２、ｂ１、ａ２、ａ３、ｂ２、ｂ１の順で並んでいる。
接続電極ａ４、ｂ４を点線で示したのは、図９に示す第３実施形態と同様に接続電極ａ４、ｂ４は輪帯電極の最外周を構成する輪帯電極Ａ４ｓ、輪帯電極Ｂ４ｓに接続されていて、他の輪帯電極の接続電極ａ４、ｂ４と基板２の中央部分で共通接続できるので、この位置に引き回す必要がない接続電極だからである。
【００９７】
図１１に示す接続電極群Ｇ１と接続電極群Ｇ２の接続電極の配置順序を見ると、接続電極群Ｇ１の一番右に配置しているのが接続電極ａ３で、接続電極群Ｇ２の一番上側に配置されているのが接続電極ｂ３である。前述の通り接続電極ａ３と接続電極ｂ３は同電位が印加されるので図１１のＳ７で示すように共通接続することができる。
【００９８】
このように接続電極群Ｇ１の接続電極ａ３と接続電極群Ｇ２の接続電極ｂ３とを共通接続するための条件は、第１光学素子行Ｒ１の接続電極群Ｇ１が引き出されている最後の列にある光学素子の配置パターンと第２光学素子行Ｒ２の最初の列にある光学素子の配置パターンが略線対称となっている場合である。すなわち、図１０に図示するように、第１光学素子行Ｒ１の接続電極群が左側に引き出される最後の列にある光学素子の配置パターンが第１光学素子Ａ、第２光学素子行Ｒ２の最初の列にある光学素子が第２光学素子Ｂとなっている場合は、このように同じ電位の接続電極を共通接続とすることが可能な配置となる。
【００９９】
上記の共通接続による接続電極の本数の減少は、第２の光学素子行Ｒ２の接続電極群Ｇ２と第３の光学素子行Ｒ３の接続電極群Ｇ３とが近接配置される箇所でも同様であり、さらに、第３の光学素子行Ｒ３の接続電極群Ｇ３と第４の光学素子行Ｒ４の接続電極群Ｇ４が近接配置される箇所でも同様である。当然ながら基板２の右半分でも同様である。
また先に記載したように接続電極ａｂ４は、２４個の全ての輪帯電極の同電位となる接続電極ａ４、ｂ４を基板２中央でまとめて１本とし、引き出されている。
【０１００】
ここで本発明を採用しなかった場合について説明する。
【０１０１】
光変調装置４０を構成する２４個の光学素子のそれぞれの輪帯電極から接続電極を１本ずつ引き出した場合は、光学素子が個数２４個×接続電極の本数４本で、９６本の接続電極数となる。
【０１０２】
しかし、本発明を採用した光変調装置４０の場合には、先に説明したように大幅に接続電極数を少なくすることができる。まず、基板２における左半分の第１光学素子Ａと第２光学素子Ｂと第１光学素子Ａで構成される光学素子列による構成について検討する。
【０１０３】
図１０で説明したように接続電極群Ｇ１の接続電極数は７本だが、接続電極群Ｇ２の接続電極数は、図１１で説明したように、接続電極ａ３と接続電極ｂ３を共通接続して、１本減少し、合計６本の接続電極数として、基板２における下側へ引き出される。このような共通接続は、接続電極群Ｇ２と接続電極群Ｇ３での近接領域でも行なわれ、接続電極群Ｇ３の接続電極数も６本となる。同様に、接続電極群Ｇ４の接続電極数も６本となる。
【０１０４】
したがって、左半分の第１光学素子Ａと第２光学素子Ｂと第１光学素子Ａの構成による接続電極数は、接続電極群Ｇ１の７本、接続電極群Ｇ２の６本、接続電極群Ｇ３の６本、接続電極群Ｇ４の６本を加えた２５本となる。
【０１０５】
また、この基板２における左半分での共通接続は、基板２における右半分の構成でも同様に行われるので、光変調装置４０の全接続電極数は、２５本×２の５０本に、接続電極ａ４、ｂ４をまとめた１本を加えて５１本の接続電極数となる。
【０１０６】
これは、本発明を採用しなかった場合の接続電極数９６本に比べて大幅な接続電極数の削減になっている。
【０１０７】
上記のように本発明は複数配置された光学素子間の接続電極を、出来るだけ共通接続することによって、基板上を引き回す接続電極の数を削減することができる。この結果光学素子を構成する輪帯電極が配置されていない領域の面積を極力小さく抑えることが出来、光学素子が機能する有効面積を増加させて、光変調装置の性能の低下を防止することができる。
【０１０８】
また、接続電極の削減比率は格子状に配置した光学素子の数が増加するほど多くなり、大型画面の光変調装置において効果が大きい。
【０１０９】
本発明の光変調装置を液晶パネルで実施する場合には、光学素子の輪帯電極を形成した基板に対向して、対向電極を設けたもう１枚の基板を用いる。その場合、対向電極に電圧を印加するための配線については、輪帯電極を形成した基板と導通箇所を設け、輪帯電極を形成した基板に配置した配線と共通接続することが可能である。
【符号の説明】
【０１１０】
２                              基板
１０、２０、３０，４０          光変調装置
Ａ                              第１光学素子
Ｂ                              第２光学素子
Ａ１ｆ〜Ａ４ｆ、Ａ１ｓ〜Ａ４ｓ  輪帯電極
Ｂ１ｆ〜Ｂ４ｆ、Ｂ１ｓ〜Ｂ４ｓ  輪帯電極
ａ１〜ａ４、ｂ１〜ｂ４          接続電極
Ｌａ、Ｌｂ、Ｌａ´、Ｌｂ´      接続電極列
Ｇ１〜Ｇ４                      接続電極群
【図１Ａ】
2019003094.tif 000003
【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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