【手続補正書】
【提出日】平成20年3月7日(2008.3.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部からの光の入射および外部への光の出射を行う光入出射手段と、
一対の電極の間に挟持され、該電極間に印加される電圧の制御により複屈折特性を制御可能な液晶を備え、前記液晶の複屈折特性を制御することにより前記光入出射手段を介して入射された光を前記光入出射手段側に反射させる液晶偏光回転素子と、
前記光入出射手段と前記液晶偏光回転素子との間に配置され、前記光入出射手段を介して入射された光を偏光分離するとともに前記液晶偏光回転素子で反射された光を偏光合成して前記光入出射手段に導く複屈折板であって、分離された各偏光の該複屈折板内の各光路における光路長の差を補正可能に構成された光路長差補正複屈折板と、を備え、
前記液晶偏光回転素子の前記液晶の複屈折特性を制御することにより、前記光入出射手段から出射される光の光量が制御されることを特徴とする可変光減衰器。
【請求項２】
前記光路長差補正複屈折板が、サバール板で構成されることを特徴とする請求項１に記載の可変光減衰器。
【請求項３】
前記光路長差補正複屈折板が、前記光入出射手段と前記液晶偏光回転素子との間に配置され、前記光入出射手段を介して入射された光を偏光分離するとともに前記液晶偏光回転素子で反射された光を偏光合成して前記光入出射手段に導く複屈折板と、１／２波長板とを組み合わせ、分離された各偏光の該複屈折板内の各光路における光路長の差を補正可能に構成されることを特徴とする請求項１に記載の可変光減衰器。
【請求項４】
前記光路長差補正複屈折板が、２枚の前記複屈折板の間に前記１／２波長板を挟持した変形サバール板で構成されることを特徴とする請求項３に記載の可変光減衰器。
【請求項５】
前記光路長差補正複屈折板と液晶偏光回転素子との間に、偏光を回転させる偏光回転用１／２波長板をさらに有することを特徴とする請求項３または４に記載の可変光減衰器。
【請求項６】
前記液晶偏光回転素子が、一軸性可変波長板であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の可変光減衰器。
【請求項７】
前記液晶偏光回転素子の前面に、前記液晶の残留複屈折特性を打ち消す方向に結晶軸を有する残留複屈折補正板をさらに有することを特徴とする請求項６に記載の可変光減衰器。
【請求項８】
前記液晶偏光回転素子は、第１の電圧が印加されている時に、該液晶の前記複屈折特性により、前記反射されて該液晶から出射する光の偏光方向を９０°回転させる１／４波長板となり、
前記第１の電圧より大きい第２の電圧が印加された時に、該液晶の前記複屈折特性が消失するため前記偏光方向の回転が起こらず、よって波長板として機能せず、
前記第２の電圧以下で前記第１の電圧以上の範囲で前記電圧を調整することにより該液晶の前記複屈折特性を調整して前記液晶の複屈折特性を調整し、それにより、所望の波長板とすることが可能な前記一軸性可変波長板であることを特徴とする請求項６または７に記載の可変光減衰器。
【請求項９】
前記液晶偏光回転素子は、第１の電圧が印加されている時に、該液晶の前記複屈折特性が消失するため、波長板として機能せず、
第２の電圧が印加された時に、該液晶の前記複屈折特性により、前記反射されて該液晶から出射する光の偏光方向を９０°回転させる１／４波長板となり、
前記第２の電圧以下で前記第１の電圧以上の範囲で前記電圧を調整することにより該液晶の前記複屈折特性を調整して前記液晶の複屈折特性を調整し、それにより、所望の波長板とすることが可能な前記一軸性可変波長板であることを特徴とする請求項６または７に記載の可変光減衰器。
【請求項１０】
前記液晶偏光回転素子の前方に入射偏光の偏光状態を変換する液晶偏光回転素子の複屈折特性を打ち消す方向に結晶軸を有するスイッチングモード反転波長板をさらに有し、
前記液晶偏光回転素子は、第１の電圧が印加されている時に、該液晶と波長板との合成複屈折特性が消失するため前記偏光方向の回転が起こらず、よって波長板として機能せず、
前記第１の電圧より大きい第２の電圧が印加された時に、該液晶の前記複屈折特性と波長板との合成複屈折により、前記反射されて該液晶から出射する光の偏光方向を９０°回転させる１／４波長板となり、
前記第２の電圧以下で前記第１の電圧以上の範囲で前記電圧を調整することにより該液晶の前記複屈折特性を調整して前記液晶の複屈折特性を調整し、それにより、所望の波長板とすることが可能な前記一軸性可変波長板であることを特徴とする請求項６または７に記載の可変光減衰器。
【請求項１１】
前記液晶偏光回転素子の前記一対の電極の一方がＳｉ基板上に形成され、かつ、該Ｓｉ基板上に、前記電圧の制御を行う駆動用回路が配設されたことを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに一つに記載の可変光減衰器。
【請求項１２】
前記駆動用回路が、相補型金属酸化物半導体集積回路であることを特徴とする請求項１１に記載の可変光減衰器。
【請求項１３】
前記一対の電極が、透明導電膜から構成される透明電極と、反射導電膜から構成される反射電極とから構成され、
前記透明電極が、ＩＴｉＯ膜から構成されたことを特徴とする請求項１〜１２のいずれか一つに記載の可変光減衰器。
【請求項１４】
前記液晶偏光回転素子は、複数の液晶偏光回転素子ピクセルがアレイ化された構成を有し、各前記液晶偏光回転素子ピクセルの各前記液晶にピクセル毎に独立して前記電圧を印加可能に構成されたことを特徴とする請求項１〜１３のいずれか一つに記載の可変光減衰器。
【請求項１５】
前記液晶偏光回転素子は、アレイ配列の長手方向に対して平行、または垂直の角度で前記液晶偏光回転素子ピクセル内のリタデーションが大きくなるときの液晶ダイレクタを配向することを特徴とする請求項１３に記載の可変光減衰器。
【請求項１６】
前記液晶偏光回転素子では、共通の前記Ｓｉ基板上に前記液晶偏光回転素子ピクセルと該液晶偏光回転素子ピクセルの駆動回路とが配設されたことを特徴とする請求項１３に記載の可変光減衰器。
【請求項１７】
前記駆動回路を駆動させるドライバをさらに備え、該ドライバは、前記液晶偏光回転素子ピクセルの配設領域の上方と下方とにそれぞれ配設され、前記駆動回路が、隣接する前記液晶偏光回転素子ピクセルにおいて交互に上方のドライバおよび下方のドライバに接続されたことを特徴とする請求項１３に記載の可変光減衰器。
【請求項１８】
前記光入出射手段が光ファイバで構成され、光の入射用の該光ファイバの配設数が前記液晶偏光回転素子の前記液晶偏光回転素子ピクセルの配設数と同じか、または、これよりも少ないことを特徴とする請求項１４〜１７のいずれか一つに記載の可変光減衰器。
【請求項１９】
請求項１〜１８のいずれか一つに記載の可変光減衰器を備えたことを特徴とする光学フィルタ。
【請求項２０】
請求項１４〜１８のいずれか一つに記載の可変光減衰器を備えるとともに、前記可変光減衰器の前記光入出射手段を介して入射した光を波長毎に分光する分光手段をさらに備え、該分光手段により分光された各波長の光が、前記可変光減衰器の前記光路長差補正複屈折板を介して前記液晶偏光回転素子の所定の前記液晶偏光回転素子ピクセルに入射されることを特徴とする請求項１９に記載の光学フィルタ。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、本発明の可変光減衰器は、外部からの光の入射および外部への光の出射を行う光入出射手段と、一対の電極の間に挟持され、該電極間に印加される電圧の制御により複屈折特性を制御可能な液晶を備え、前記液晶の複屈折特性を制御することにより前記光入出射手段を介して入射された光を前記光入出射手段側に反射させる液晶偏光回転素子と、前記光入出射手段と前記液晶偏光回転素子との間に配置され、前記光入出射手段を介して入射された光を偏光分離するとともに前記液晶偏光回転素子で反射された光を偏光合成して前記光入出射手段に導く複屈折板であって、分離された各偏光の該複屈折板内の各光路における光路長の差を補正可能に構成された光路長差補正複屈折板と、を備え、前記液晶偏光回転素子の前記液晶の複屈折特性を制御することにより、前記光入出射手段から出射される光の光量が制御されることを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
具体例として、本発明の可変光減衰器は、上記の可変光減衰器において、前記光路長差補正複屈折板が、サバール板で構成されることを特徴とする。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
また、本発明の可変光減衰器は、上記の可変光減衰器において、前記光路長差補正複屈折板が、前記光入出射手段と前記液晶偏光回転素子との間に配置され、前記光入出射手段を介して入射された光を偏光分離するとともに前記液晶偏光回転素子で反射された光を偏光合成して前記光入出射手段に導く複屈折板と、１／２波長板とを組み合わせ、分離された各偏光の該複屈折板内の各光路における光路長の差を補正可能に構成されることを特徴とする。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
具体例として、本発明の可変光減衰器は、上記の可変光減衰器において、前述した光路長差補正複屈折板が、２枚の複屈折板板の間に前述した１／２波長板を挟持した変形サバール板で構成されることを特徴とする。この変形サバール板は一般に知られている（例えば文献：鶴田匡夫著「応用光学２」培風館（１９９０年）１５７〜１５８頁）に構成が記載されているものを用いることができる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
さらに本発明の可変光減衰器において、光路長差補正複屈折板と液晶偏光回転素子との間に、偏光を回転させる偏光回転用１／２波長板をさらに有することを特徴とする。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
また、本発明の可変光減衰器は、上記の可変光減衰器において、前記液晶偏光回転素子が、一軸性可変波長板であることを特徴とする。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
また、本発明の可変光減衰器は、上記の可変光減衰器において、前記液晶偏光回転素子の前面に、前記液晶の残留複屈折特性を打ち消す方向に結晶軸を有する残留複屈折補正板をさらに有することを特徴とする。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
具体的には、本発明の可変光減衰器は、上記の可変光減衰器において、前記液晶偏光回転素子は、第１の電圧が印加されている時に、該液晶の前記複屈折特性により、前記反射されて該液晶から出射する光の偏光方向を９０°回転させる１／４波長板となり、前記第１の電圧より大きい第２の電圧が印加された時に、該液晶の前記複屈折特性が消失するため前記偏光方向の回転が起こらず、よって波長板として機能せず、前記第２の電圧以下で前記第１の電圧以上の範囲で前記電圧を調整することにより該液晶の前記複屈折特性を調整して前記液晶の複屈折特性を調整し、それにより、所望の波長板とすることが可能な前記一軸性可変波長板であることを特徴とする。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
また、本発明の可変光減衰器は、上記の可変光減衰器において、前記液晶偏光回転素子は、第１の電圧が印加されている時に、該液晶の前記複屈折特性が消失するため、波長板として機能せず、第２の電圧が印加された時に、該液晶の前記複屈折特性により、前記反射されて該液晶から出射する光の偏光方向を９０°回転させる１／４波長板となり、前記第２の電圧以下で前記第１の電圧以上の範囲で前記電圧を調整することにより該液晶の前記複屈折特性を調整して前記液晶の複屈折特性を調整し、それにより、所望の波長板とすることが可能な前記一軸性可変波長板であることを特徴とする。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
また、本発明の可変光減衰器は、上記の可変光減衰器において、前記液晶偏光回転素子の前方に入射偏光の偏光状態を変換する液晶偏光回転素子の複屈折特性を打ち消す方向に結晶軸を有するスイッチングモード反転波長板をさらに有し、前記液晶偏光回転素子は、第１の電圧が印加されている時に、該液晶と波長板との合成複屈折特性が消失するため前記偏光方向の回転が起こらず、よって波長板として機能せず、前記第１の電圧より大きい第２の電圧が印加された時に、該液晶の前記複屈折特性と波長板との合成複屈折により、前記反射されて該液晶から出射する光の偏光方向を９０°回転させる１／４波長板となり、前記第２の電圧以下で前記第１の電圧以上の範囲で前記電圧を調整することにより該液晶の前記複屈折特性を調整して前記液晶の複屈折特性を調整し、それにより、所望の波長板とすることが可能な前記一軸性可変波長板であることを特徴とする。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】
また、本発明の可変光減衰器は、上記の可変光減衰器において、前記液晶偏光回転素子は、前記液晶がホモジニアス配向または垂直配向であり、該液晶への前記電圧印加により、該液晶の厚み方向に電界が形成されることを特徴とする。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２８】
また、本発明の可変光減衰器は、上記の可変光減衰器において、前記液晶偏光回転素子は、前記液晶がホモジニアス配向または垂直配向であり、該液晶への前記電圧印加により、該液晶のラテラル方向に電界が形成されることを特徴とする。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】
また、本発明の可変光減衰器は、上記の可変光減衰器において、前記液晶偏光回転素子は、前記液晶がホモジニアス配向または垂直配向であり、該液晶への前記電圧印加により、該液晶の厚み方向とラテラル方向とに電界が形成されることを特徴とする。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３１】
また、本発明の可変光減衰器は、上記の可変光減衰器において、前記液晶偏光回転素子の前記一対の電極の一方がＳｉ基板上に形成され、かつ、該Ｓｉ基板上に、前記電圧の制御を行う駆動用回路が配設されたことを特徴とする。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３２】
例えば、本発明の可変光減衰器は、上記の可変光減衰器において、前記駆動用回路が、相補型金属酸化物半導体集積回路であることを特徴とする。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３３】
また、本発明の可変光減衰器は、上記の可変光減衰器において、パルス幅変調方式により前記電圧の制御が行われることを特徴とする。
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３４】
また、本発明の可変光減衰器は、上記の可変光減衰器において、前記一対の電極が、透明導電膜から構成される透明電極と、反射導電膜から構成される反射電極とから構成され、前記透明電極が、ＩＴｉＯ膜から構成されたことを特徴とする。透明電極が構成される場合よりもプラズマ反射を抑制することが可能となる。したがって、光減衰特性がさらに向上する。
【手続補正１９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３５】
また、本発明の可変光減衰器は、上記の可変光減衰器において、前記光入出射手段は光ファイバで構成され、かつ、光の入射用の光ファイバと光の出射用の光ファイバとが別個に配設されたことを特徴とする。
【手続補正２０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３６】
また、本発明の可変光減衰器は、上記の可変光減衰器において、前記光入出射手段は光ファイバで構成され、かつ、光の入射と光の出射とが共通の光ファイバにより行われることを特徴とする。
【手続補正２１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３７】
例えば、本発明の可変光減衰器は、上記の可変光減衰器において、前記光ファイバに、入射した光と出射する光とを分離する光サーキュレータが接続されたことを特徴とする。
【手続補正２２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３８】
また、本発明の可変光減衰器は、上記の可変光減衰器において、前記光ファイバの先端にファイバコリメータが取り付けられたことを特徴とする。
【手続補正２３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３９】
また、本発明の可変光減衰器は、上記の可変光減衰器において、前記光ファイバと前記光路長差補正板との間に集光用の光学レンズが配設されたことを特徴とする。
【手続補正２４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４０】
また、本発明の可変光減衰器は、上記の可変光減衰器において、前記ファイバコリメータから入出射する光のビーム径が５０μｍ以下に設定され、前記ファイバコリメータと前記光路長差補正板との間で、直接、光の入出射が行われることを特徴とする。
【手続補正２５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４１】
また、本発明の可変光減衰器は、上記の可変光減衰器において、前記液晶偏光回転素子は、複数の液晶偏光回転素子ピクセルがアレイ化された構成を有し、各前記液晶偏光回転素子ピクセルの各前記液晶にピクセル毎に独立して前記電圧を印加可能に構成されたことを特徴とする。
【手続補正２６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４２】
また、本発明の可変光減衰器は、上記の可変光減衰器において、液晶偏光回転素子が、アレイ配列の長手方向に対して平行、または垂直の角度で液晶偏光回転素子ピクセル内のリタデーションが大きくなるときの液晶ダイレクタを配向することを特徴とする。
【手続補正２７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４３】
また、本発明の可変光減衰器は、上記の可変光減衰器において、前記液晶偏光回転素子では、共通の前記Ｓｉ基板上に前記液晶偏光回転素子ピクセルと該液晶偏光回転素子ピクセルの駆動回路とが配設されたことを特徴とする。
【手続補正２８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４４】
また、本発明の可変光減衰器は、上記の可変光減衰器において、前記駆動回路を駆動させるドライバをさらに備え、該ドライバは、前記液晶偏光回転素子ピクセルの配設領域の上方と下方とにそれぞれ配設され、前記駆動回路が、隣接する前記液晶偏光回転素子ピクセルにおいて交互に上方のドライバおよび下方のドライバに接続されたことを特徴とする。
【手続補正２９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４５】
また、本発明の可変光減衰器は、上記の可変光減衰器において、前記光入出射手段が光ファイバで構成され、光の入射用の該光ファイバの配設数が前記液晶偏光回転素子の前記液晶偏光回転素子ピクセルの配設数と同じか、または、これよりも少ないことを特徴とする。
【手続補正３０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４７】
また、本発明の光学フィルタは、上記の可変光減衰器を備えたことを特徴とする。
【手続補正３１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４８】
例えば、本発明の光学フィルタは、上記の光学フィルタにおいて、上記の可変光減衰器を備えるとともに、前記可変光減衰器の前記光入出射手段を介して入射した光を波長毎に分光する分光手段をさらに備え、該分光手段により分光された各波長の光が、前記可変光減衰器の前記光路長差補正複屈折板を介して前記液晶偏光回転素子の所定の前記液晶偏光回転素子ピクセルに入射されることを特徴とする。