[发明专利]光调制元件

权利要求书

1.一种光调制元件，其特征在于，具有：

选择衍射元件，使作为具有沿着第1偏振方向的偏振面的直线偏振光的照明光沿着多个方向中的某一个方向进行衍射而生成多个级数的衍射光，并且使所述多个级数的衍射光之间产生相位差；以及

偏振面旋转元件，使所述多个级数的衍射光的偏振面旋转到与自光轴起的放射方向正交的方向。

2.根据权利要求1所述的光调制元件，其特征在于，

所述选择衍射元件包括所述照明光所入射的液晶层，通过该液晶层使所述多个级数的衍射光之间产生相位差。

3.根据权利要求1或者2所述的光调制元件，其特征在于，

所述选择衍射元件具有表示衍射光栅的空间光调制元件，该衍射光栅使所述照明光在所述多个方向中的被选择的一个方向上进行衍射，且使所述多个级数的衍射光之间产生相位差。

4.根据权利要求3所述的光调制元件，其特征在于，

所述选择衍射元件还具有光闸元件，在该光闸元件中，光透过的区域被分割成关于所述多个方向的各个方向的所述多个级数的衍射光各自透过的多个部分区域，并且使透过所述多个部分区域中的、沿着所述被选择的一个方向进行衍射的多个级数的衍射光各自透过的部分区域以外的部分区域的光衰减。

5.根据权利要求1或者2所述的光调制元件，其特征在于，

所述选择衍射元件具有：

衍射元件，使所述照明光沿着所述多个方向的各个方向进行衍射；

光闸元件，使沿着所述多个方向中的所述一个方向进行衍射的多个级数的衍射光透过；以及

相位调制元件，具有使透过了所述光闸元件的所述多个级数的衍射光之间产生相位差的、至少一个第1液晶元件。

6.根据权利要求5所述的光调制元件，其特征在于，

所述至少一个第1液晶元件具有：

第1液晶层，封入有与透过了所述光闸元件的所述多个级数的衍射光各自的偏振方向平行地被取向了的液晶分子，

所述至少一个第1液晶元件使所述第1级数的衍射光与所述第2级数的衍射光之间产生相位差，该相位差是和对所述多个级数的衍射光中的第1级数的衍射光所通过的所述第1液晶层的第1部分区域施加的第1电压、与对所述多个级数的衍射光中的第2级数的衍射光所通过的所述第1液晶层的第2部分区域施加的第2电压之差相应的相位差。

7.根据权利要求5或者6所述的光调制元件，其特征在于，

所述相位调制元件具有沿着所述光轴配置的两个所述第1液晶元件，该两个第1液晶元件的所述第1液晶层各自的厚度是使得在该第1液晶层中在所述第1级数的衍射光与所述第2级数的衍射光之间产生的光程长之差的最大值低于所述照明光的波长的厚度。

8.根据权利要求5～7中的任一项所述的光调制元件，其特征在于，

所述光闸元件具有：

第2液晶元件，具有封入有液晶分子的第2液晶层，所述第2液晶层的液晶分子在对所述第1偏振方向与第2偏振方向所构成的角进行2等分的方向上被取向；以及

检偏振器，沿着所述光轴被配置在所述第2液晶元件的所述相位调制元件侧，使具有沿着所述第2偏振方向的偏振面的直线偏振光透过，遮挡具有沿着与所述第2偏振方向不同的方向的偏振面的直线偏振光，

通过对沿着所述多个方向中的某一个方向进行衍射的所述多个级数的衍射光所通过的所述第2液晶层的部分区域施加与所述照明光的波长相应的规定的电压，来使通过该部分区域的衍射光的偏振面旋转成与所述第2偏振方向平行，从而使沿着该方向进行衍射的所述多个级数的衍射光透过。

9.根据权利要求1～8中的任一项所述的光调制元件，其特征在于，

所述偏振面旋转元件具有第3液晶元件，该第3液晶元件具有封入有液晶分子的第3液晶层，所述第3液晶层的液晶分子沿着对透过了所述相位调制元件的所述多个级数的衍射光的偏振面、和与所述放射方向正交的方向进行2等分的方向被取向，

所述第3液晶元件通过对所述第3液晶层施加与所述照明光的波长相应的规定的电压，来使通过该第3液晶层的所述多个级数的衍射光的偏振面旋转到与所述放射方向正交的方向。

10.根据权利要求1～8中的任一项所述的光调制元件，其特征在于，

所述偏振面旋转元件具有方位角偏振光转换元件，该方位角偏振光转换元件将具有与透过了所述相位调制元件的所述多个级数的衍射光的偏振面平行的偏振面的直线偏振光转换成方位角偏振光。