【手続補正書】
【提出日】平成23年1月7日(2011.1.7)
【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】
入射光の光強度を変調する光変調液晶素子であって、
前記光変調液晶素子は、偏光分離素子と、反射型液晶素子とで構成され、
前記偏光分離素子は、透光性基板上に複屈折性材料からなる断面がブレーズ形状またはブレーズ形状を階段状に近似した擬似ブレーズ形状の複屈折性材料層と光学的に透明な光学材料層からなる偏光回折素子または、複屈折性材料の遅相軸が直交するように貼り合わされてなるウォラストンプリズムであり、
前記複屈折材料層のブレーズ形状または擬似ブレーズ形状を有する格子の長手方向、または前記ウォラストンプリズムの貼り合わせの界面の長手方向が、前記複屈折材料の遅相軸方向または進相軸方向と略一致し、
前記複屈折材料層の前記長手方向または前記ウォラストンプリズムの前記長手方向と平行する、偏光方向を第１の偏光方向、前記第１の偏光方向と直交する偏光方向を第２の偏光方向として、前記第１の偏光方向に対する前記複屈折材料層の屈折率と前記光学材料層の屈折率との差、または前記第１の偏光方向に対する前記ウォラストンプリズムの屈折率の差をΔｎ１（≠０）、前記第２の偏光方向に対する前記複屈折材料層の屈折率と前記光学材料層の屈折率との差、または前記第２の偏光方向に対する前記ウォラストンプリズムの屈折率の差をΔｎ２（≠０）とするとき、Δｎ１とΔｎ２とが略等しく、
前記反射型液晶素子は、電極と、前記電極より印加される電圧の大きさによってリタデーション値を変化させる液晶層を含む偏光変調素子と、前記液晶層に入射した光を正規反射させる反射層とを備えた、光変調液晶素子。
【請求項２】
前記偏光分離素子は、前記偏光回折素子であり、
前記偏光回折素子は、１つの前記複屈折性材料層と前記複屈折材料層の少なくとも凹部を充填するように１つの前記光学材料層を有し、
前記偏光回折素子の前記光学材料層は、光学的に等方性な均質屈折率透明材料層であって、
前記複屈折材料層の常光屈折率をｎｏ、異常光屈折率をｎｅ、前記均質屈折率透明材料層の屈折率をｎｓとするとき、
ｎｓはｎｏとｎｅの実質的に中間の値を有するとともに、入射する光のうち1次回折効率が最大値となる波長を波長λ０とするとき、
前記複屈折性材料からなる断面がブレーズ形状では、
０．７×λ０／｜ｎｅ−ｎｓ｜≦ｄ≦１．３×λ０／｜ｎｅ−ｎｓ｜を満たし、
前記複屈折性材料からなる断面が擬似ブレーズ形状では、
０．８５×λ０／｜ｎｅ−ｎｓ｜≦ｄ≦１．１５×λ０／｜ｎｅ−ｎｓ｜を満たすように、前記複屈折材料層からなる偏光性回折格子の深さｄが設定されている請求項１に記載の光変調液晶素子。
【請求項３】
前記深さｄが、λ０／｜ｎｅ−ｎｓ｜に略等しいとき、
前記複屈折性材料からなる断面がブレーズ形状では、
０．７７×λ０≦λ≦１．４３×λ０を満たし、
前記複屈折性材料からなる断面が擬似ブレーズ形状では、
０．８７×λ０≦λ≦１．１８×λ０を満たすλの光が入射する請求項２に記載の光変調液晶素子。
【請求項４】
前記偏光分離素子は、前記偏光回折素子であり、
前記偏光回折素子は、前記複屈折性材料層を有する１対の前記透光性基板を有するとともに、１対の前記複屈折材料層の前記長手方向が一致し、
前記複屈折材料層の少なくとも凹部を充填する前記光学材料層を有し、
前記偏光回折素子の前記光学材料層は、光学的に等方性な均質屈折率透明材料層であって、
前記複屈折材料層の常光屈折率をｎｏ、異常光屈折率をｎｅ、前記均質屈折率透明材料層の屈折率をｎｓとするとき、
一対の前記複屈折材料層の遅相軸方向が互いに直交するとともに前記屈折率ｎｓは、前記常光屈折率ｎｏまたは異常光屈折率ｎｅのいずれか一方に実質的に等しいとともに、入射する光のうち1次回折効率が最大値となる波長を波長λ０とするとき、
前記複屈折性材料からなる断面がブレーズ形状では、
０．７×λ０／｜ｎｅ−ｎｏ｜≦ｄ≦１．３×λ０／｜ｎｅ−ｎｏ｜を満たし、
前記複屈折性材料からなる断面が擬似ブレーズ形状では、
０．８５×λ０／｜ｎｅ−ｎｏ｜≦ｄ≦１．１５×λ０／｜ｎｅ−ｎｏ｜を満たすように、前記複屈折材料層からなる記偏光回折格子の深さｄが設定されている請求項１に記載の光変調液晶素子。
【請求項５】
前記深さｄが、λ０／｜ｎｅ−ｎｏ｜に略等しいとき、
前記複屈折性材料からなる断面がブレーズ形状では、
０．７７×λ０≦λ≦１．４３×λ０を満たし、
前記複屈折性材料からなる断面が擬似ブレーズ形状では、
０．８７×λ０≦λ≦１．１８×λ０を満たすλの光が入射する請求項４に記載の光変調液晶素子。
【請求項６】
前記偏光分離素子は、前記複屈折材料層および前記光学材料からなる層がいずれも光学的に複屈折性を示す三角柱形状の直角プリズムからなり、
２つの前記直角プリズムの遅相軸が互いに直交しているウォラストンプリズムである請求項１に記載の光変調液晶素子。
【請求項７】
前記偏光変調素子は、液晶単体セルと位相板からなる液晶セルであり、
前記液晶単体セルに印加する電圧がＶ１のとき、前記波長λ０の光が前記液晶セルを往復するときのリタデーション値がλ０／２であるとともに、
前記液晶単体セルに印加する電圧がＶ２（Ｖ１≠Ｖ２）のとき、前記波長λ０の光が前記液晶セルを往復するときのリタデーション値がゼロである請求項１〜６いずれか１項に記載の光変調液晶素子。
【請求項８】
光源と、
集光レンズと、
前記集光レンズを透過した光の進行方向に請求項１〜７いずれか１項に記載の光変調液晶素子と、
前記光変調液晶素子で反射されて出射する特定の進行方向の光を受光する受光手段からなる可変光減衰器であって、
前記光変調液晶素子へ印加する電圧の大きさに応じて前記受光手段で受光する光量が変化する可変光減衰器。
【手続補正２】
【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】
また、前記偏光変調手段は、液晶単体セルと位相板からなる液晶セルであり、前記液晶単体セルに印加する電圧がＶ１のとき、前記波長λ０の光が前記液晶セルを往復するときのリタデーション値がλ０／２であるとともに、前記液晶単体セルに印加する電圧がＶ２（Ｖ１≠Ｖ２）のとき、前記波長λ０の光が前記液晶セルを往復するときのリタデーション値がゼロである上記に記載の光変調液晶素子を提供する。
【手続補正３】
【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】
本発明は、波長帯域の広い入射光において偏光状態に依存せずに印加する電圧の大きさによって特定の方向に反射して進行する光の光量の大きさを制御できるとともに、高速の応答が可能な光変調液晶素子および可変光減衰器を提供することができる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８０】
（実施例２）
実施例１で作製した光変調液晶素子１１０と、光の出射と受光の両方の機能を有する光ファイバー１８および集光レンズ１７からなる図１５に示すような可変光減衰器２００を構成する。光ファイバー１８より出射する波長１．５２μｍから１．６０μｍのランダム偏光を集光レンズ１７により平行光化して光変調液晶素子１１０に入射し、光変調液晶素子１１０で反射した出射光が集光レンズ１７により光ファイバー１８周辺に集光される。光変調液晶素子１１０の液晶層１３に印加する矩形交流電圧の振幅をＶ１＝０ＶｒｍｓからＶ２＝５Ｖｒｍｓまで変化させると集光レンズ１７および光変調液晶素子１１０を往復して光ファイバーを伝送する光強度Ｉ（Ｖ）が最大から最小まで変化する可変光減衰器が実現する。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８２】
（実施例３）
実施例３として、ウォラストンプリズムを用いた偏光分離素子による可変光減衰器を構成する。実施例３の可変光減衰器は図示しないが、実施例２の光変調液晶素子１１０における偏光回折素子１０１ａの代わりに、図７に示す複屈折結晶からなるウォラストンプリズム１０１ｄを用いる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８７】
１、１ａ、２、２ａ、２ｂ、３、３ａ  透光性基板
４、５  直角プリズム
６、８、９  偏光回折格子
７、１０  均質屈折率透明材料
１１ａ、１１ｂ  透明電極
１１ｃ、１１ｄ  取り出し電極
１２ａ、１２ｂ  配向膜
１３  液晶層
１４  シール
１５  位相板
１６  反射層
１６ａ、１６ｂ  反射層
１７  集光レンズ
１８  光ファイバー
１００、１１０、１２０、１３０  光変調液晶素子
１０１  偏光分離素子
１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｄ、１０１ｅ  偏光回折素子
１０１ｄ  ウォラストンプリズム
１０２  偏光変調素子
１０２ａ  液晶単体セル
１０２ｂ  液晶セル
１０３  電圧制御装置
１０４、１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃ  反射型液晶素子
２００  可変光減衰器
３００  液晶素子（従来）
３１０  液晶セル（従来）
３２０  第１の偏光ビームスプリッタ
３３０  第２の偏光ビームスプリッタ
４００  投影装置
４１０  レンズ
４２０  偏光分離器
４２１  偏光性の回折格子
４３０  液晶パネル
４４０  主要鏡
４５０  投射レンズ