JP2001066647A

JP2001066647A - 光屈折装置

Info

Publication number: JP2001066647A
Application number: JP24362799A
Authority: JP
Inventors: Masataka Shingu; 正孝新宮; Hisayoshi Yamoto; 久良矢元; Toru Sugimoto; 徹杉本
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1999-08-30
Filing date: 1999-08-30
Publication date: 2001-03-16

Abstract

(57)【要約】【課題】光透過素子を介して透過する光を所望の方向
に屈折させて、屈折光の出射先を高速かつ確実に制御す
る。【解決手段】所定の電界を印加した共役系電子を保有
する物質よりなる光透過素子２に、光源３から光Ｌを入
射し、光透過素子３に電界印加手段４により電界を印加
し、この電界の方向、強度を変化させ、共役系電子を保
有する物質の電子状態を変化させることにより、光透過
素子２の屈折率を変化させて出射光の屈折角を制御す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光屈折装置に係わ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、物質の光の屈折率は、その物質固
有の値であり、該物質に入射しここから透過した光の焦
点位置は、その物質でレンズ等を作製したときの表面の
形状によって設定されるものである。

【０００３】例えば、ガラスよりなる凸レンズに平行光
線を入射すると、凸レンズから出射した光は焦点Ｆで集
光する。焦点位置を精密に制御するためには、凸レンズ
の表面を厳密に研磨して形状を整える必要がある。ま
た、レンズによってより効率的な集光を行う場合には、
径の大きいレンズや鏡を使用する必要があるが、これら
レンズや鏡の表面形状を厳密に制御することは、技術的
に困難な点を有するため製作コスト高を招来している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ように凸レンズを研磨して形状を厳密に制御すること
は、レンズ作製や、その後このレンズを使用した場合の
作業性を低下させるおそれがあった。また、複数のレン
ズを組み合わせて使用すると、焦点がぼやけたり、視野
が狭くなったりしてさらに作業性を低下させる原因とな
った。

【０００５】焦点がぼやけないようにするためには、レ
ンズの口径の大きいものを適用することが考えられる
が、口径の大きいレンズは、曲率の精密な制御が困難で
あり、また、製作コストが高くなるという問題がある。

【０００６】そこで、本発明は、入射した光を所望の角
度をもって屈折させ、焦点位置を自在に制御できる光屈
折装置を提供するものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の光屈折装置は、
共役系電子を保有する物質よりなる光透過素子と、光透
過素子に電界を印加する電界印加手段と、光透過素子に
光を入射する光源とを有するものとし、光透過素子に印
加する電界の大きさ、あるいは向きの双方あるいはいず
れかを変化させて共役系電子を保有する物質の電子状態
を変化させ、光透過素子の屈折率を変化させるものとす
る。

【０００８】また、本発明の光屈折装置は、共役系電子
を保有する物質よりなる第１の光透過素子と、この第１
の光透過素子と同一あるいは異なる物質の共役系電子を
保有する物質よりなる第２の光透過素子と、少なくとも
第１の光透過素子、第２の光透過素子のいずれかに電界
を印加する電界印加手段と、第１の光透過素子および第
２の光透過素子に光を入射する光源とを有するものと
し、第１の光透過素子、第２の光透過素子の少なくとも
いずれかに印加する電界の大きさ、あるいは向きの変化
によって、共役系電子を保有する物質の電子状態を変化
させて、これらの屈折率を変化させ、第１の光透過素子
あるいは第２の光透過素子から出射する光の屈折角を制
御するものである。

【０００９】本発明の光屈折装置は、この装置を構成す
る光透過素子の屈折率を、これに印加した電界の大きさ
あるいは向きの双方あるいはいずれかを変化させること
により、所望の値に制御し、光透過素子から出射する光
を所望の角度をもって屈折させるものである。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明の光屈折装置は、共役系電
子を保有する物質より成る１以上の光透過素子と、この
光透過素子に電界を印加する電界印加手段と、光透過素
子に光を入射する光源により構成されるものとし、１以
上の光透過素子の内の少なくともいずれかに印加する電
界の大きさ、あるいは向きを変化させることにより、光
透過素子の共役系電子を保有する物質の電子状態を変化
させて、これらの屈折率を所要の値に変化させ、これを
制御するものである。

【００１１】以下、本発明の光屈折装置の例について、
図を参照して説明するが、本発明装置は以下に示す例に
限定されるものではない。

【００１２】図１に、本発明の光屈折装置１００の一例
の概略斜視図であって、光源３から、電界印加手段４に
より電界を印加した光透過素子２に光Ｌを入射させた状
態図を示す。図１に示す光透過素子２は、互いに非平行
な面である第１の光学面２ａと、第２の光学面２ｂとを
有する共役系電子を保有する物質よりなり、これには例
えば対の電極の第１の電極１１と第２の電極１２よりな
る電界印加手段４によって電界Ｅが印加される。

【００１３】電界印加手段４は、第１の電極１１と第２
の電極１２とが光透過素子２を挟んで対向して配置さ
れ、これらの間に所定の電圧をかけてこれを制御するこ
とによって、光透過素子２に対する印加電界Ｅを所定の
強度に制御する。このとき、印加する電界の強度、方向
を変化させることによって光透過素子２の構成物質の電
子状態が変化し、この光透過素子の屈折率を変化させる
ことができる。

【００１４】図１中、光源３からの光、例えば赤色、緑
色、青色の三原色の光が、それぞれ光透過素子２を透過
するが、このとき、光透過素子２の電子状態の変化によ
りこれの屈折率が変化すると、光透過素子２から出射す
る光の方向が電界の強度あるいは方向の変化の前後にお
いて、高速に変化する。例えば図１中に示すように、出
射光の方向をＬ₁からＬ₂のように、図１中ｚ方向にお
いて、屈折角を高速に変化させることができる。

【００１５】ここで、光透過素子２の材料である共役系
電子を保有する物質には、以下に説明する構造のものが
含まれる。

【００１６】分子理論上、二重結合と単結合とが一つお
きにつながった構造を共役二重結合の構造といい、三重
結合と単結合とが一つおきにつながった構造を共役三重
結合の構造という。これらをまとめて共役多重結合の構
造という。このような分子構造を有しているものを、光
透過性素子２を構成するものとして適用する。

【００１７】また、二重結合を一つだけ有する構造の場
合や、三重結合を一つだけ有する構造の場合も、共役多
重結合の構造に含められる。これらにおいては、同一の
原子が結合するものに限られず、異なる種類の原子が結
合して共役多重結合を形成する構造のものも含まれる。
また、例えば、アリル基のように二重結合と不対電子と
を有する構造のものや、例えばアセトアミドのように、
二重結合と孤立電子対とを有する構造のものも含まれ
る。また、例えばメチル基のように擬π（パイ）電子に
よる超共役がある場合も、ここでは、共役系電子を保有
する物質に含められる。

【００１８】すなわち、共役系電子とは、π電子であ
り、あるいは不対電子であり、あるいは孤立電子対であ
り、あるいは擬π電子である。このように、共役系電子
の少なくともいずれかの電子を含む物質を共役系電子を
保有する物質と呼称する。

【００１９】上述したような共役系電子は、外部電界の
影響を受けやすいという性質を有している。これは、外
部電界が加えられると共役系電子が原子間結合に沿って
移動するためである。特に、多くのπ電子からなる共役
系多重結合の構造を有する物質においては、π電子の広
がりが大きくなるため、π電子はそれだけ動きやすくな
り、外部電界の影響を強く受ける。

【００２０】また、分子が電気的に中性ではなく、プラ
スやマイナスの電気的な偏りを有している場合には、外
部電界の影響をさらに強く受ける。このように、共役系
電子を保有する物質に外部電界が加わると、分子内での
共役系電子の分布が、外部電界が加わらない場合と比較
して変化する。この電子状態の変化は、共役系電子を保
有する物質に加えられる外部電界の方向や強さに依存し
て変化する。すなわち、分子本来の電子状態が外部電界
の影響を受けると、異なる電子状態に変化する。このこ
とは、印加する外部電界の向き、大きさによって新たな
電気特性を有する物質となることを意味している。

【００２１】また、共役系電子を保有する物質は、外部
電界が加わると、その分子による光吸収強度も変化す
る。この分子が電気的に中性ではなく、プラスやマイナ
スの電気的な偏りがある場合には、外部電界の影響をさ
らに強く受け、光吸収強度も大きく変化する。

【００２２】ここで、上述した共役系電子を保有する物
質の分子の外部影響によって状態変化が生じる場合の、
この状態変化にかかる時間を、光吸収を例に挙げて説明
する。

【００２３】上述した共役系電子を保有する物質は、紫
外線、可視光線、赤外線等の光を、共役系電子の運動エ
ネルギーの増加として吸収し、その結果、電子の運動範
囲は広くなる。光吸収は、光が分子を通過するのに必要
な時間内に起こっている。例えば、波長が５００〔ｎ
ｍ〕の光が、一波長分進むためにかかる時間は、５００
×１０^-9〔ｍ〕／３×１０⁸〔ｍ／ｓ〕により求めら
れ、これより、１．６７×１０^-15〔ｓ〕、すなわち、
約２フェムト秒（１０^-15秒）である。すなわち、共役
系電子を保有する物質の分子の、光吸収による電子状態
変化が、約２フェムト秒（１０^-15秒）で起こることが
わかる。

【００２４】共役系電子を保有する物質の分子の、外部
影響による状態変化として、他の諸特性についても上述
した光吸収と同様のことが言える。すなわち、共役系電
子を保有する物質の分子の、外部電界による電子状態変
化は、約２フェムト秒〔１０ ^-15秒〕で起こることがわ
かる。

【００２５】上記外部影響により変化する物質の状態と
しては、例えば光学的諸特性、例えば、屈折率が挙げら
れる。物質の屈折率については、屈折率の２乗＝（誘電
率）×（透磁率）という関係があり、物質固有の物理量
である。したがって、この屈折率も、外部電界の影響に
より状態変化が起こり、その変化は２フェムト秒（１０
^-15秒）程度で起こることがわかる。このように、共役
系電子を保有する物質の外部電界による状態変化にかか
る時間が極めて短時間であることは、本発明の露光装置
においては、原子に比べて質量が１／１８００程度であ
る電子（共役系電子）を動かせばよいことに起因してい
る。

【００２６】例えば、ニオブ酸リチウム結晶が外部電界
により屈折率ｎが変化することが知られている。例え
ば、波長λ＝６８２．８〔ｎｍ〕の光を入射させ、外部
電界の強度を５〔Ｖ／μｍ〕とすると、屈折率の変化Δ
ｎ＝５×１０^-4であることが確かめられている（特開昭
５２−１１１７３９号公報）また、Ｓｒ_0.75Ｂａ_0.25Ｎｂ₂Ｏ₆についても、同様
に、外部電界の強度を０．０５〔Ｖ／μｍ〕とすると、
屈折率の変化Δｎ＝４×１０^-4であることが確かめられ
ている（特開昭５０−１１５５４７号公報）

【００２７】また、図１に示した光屈折装置１００にお
いては、光透過素子２を挟んで、紙面、すなわち、図１
中、ｙｚ平面に対して垂直に、対の電極が配置された場
合について説明したが、本発明装置は、この例に限定さ
れるものではなく、紙面、すなわち、ｙｚ平面と平行と
なるような面方向に、光透過素子２を挟んで平行に対の
電極を設けて、２対以上の電極による電界印加手段を配
置した場合にも同様に適用することができる。

【００２８】図２に、紙面、すなわち図中のｙｚ平面に
対して垂直に、対の電極が配置され、さらにｙｚ平面と
平行になるような面方向に、第３の電極１３と第４の電
極１４よりなる電界印加手段４０を、光透過素子２を挟
んで平行に配置した構成を有する光屈折装置２００の概
略図を示す。このような配置の電界印加手段４、４０が
それぞれ光透過素子２に電界を印加し、この強さ、方向
を変化させると、光透過素子２の電子状態が変化し屈折
率が変化するため出射光の屈折角が変わる。

【００２９】また、図３に示すように、３対の電極を配
置した構成とすることもできる。この場合、紙面、すな
わち図３中のｙｚ平面と垂直になるような面方向であっ
て、第１の電極１１および第２の電極１２とは垂直にな
るような位置関係に、入射光に対して透明である対の電
極の、第５の電極１５および第６の電極１６よりなる電
界印加手段５０を配置した構成に係るものである。これ
らの入射光に対して透明である電極である第５の電極１
５および第６の電極１６は、例えば、ＩＴＯやＳｉＯ_x
等を適用することができる。

【００３０】また、上述した例においては、第５の電極
１５および第６の電極１６を、入射光に対して透明であ
る対の電極とした場合について説明したが、本発明は、
この例に限定されるものではなく、入射光に対して透明
である部分を一部に有する電極や、半透明である部分を
一部に有する電極、全面的に半透明である電極について
も同様に適用することができる。

【００３１】上述したような電極対を複数配置した例に
おいては、第１の電極１１と第２の電極１２との間に所
定の電界をかけ、第３の電極１３と第４の電極１４との
間にも所定の電界をかけ、さらに、第５の電極１５と第
６の電極１６との間にも所定の電界をかけ、これらの電
界の方向、強度を調整すると、光透過素子２に入射した
光が光透過素子を透過して、これより出射する側の空間
において、自在に屈折させることができる。

【００３２】次に、光屈折素子を複数配置した光屈折装
置の例について説明する。図４に本発明の光屈折装置３
０の他の一例の概略斜視図を示す。この例においては、
共役系電子を保有する物質よりなる第１の光透過素子３
１と、第２の光透過素子３２の、２つの光透過素子が同
一直線上に配列されて成る。第２の光透過素子３２は、
この例においては、第１の光透過素子３１と、同形状の
ものを、図１中、ｙ軸回りに９０°回転させたものとす
るが、本発明装置はこのような例に限定されるものでは
なく、第１および第２の光透過素子の形状を異なるもの
とした場合についても同様に適用できる。

【００３３】第１の光透過素子３１の第１の光学面３１
ａ側には、紫外線、赤外線、可視光線、単色光、多色光
のうちのいずれかを発射する光源３３が配置され、この
光源３３から照射した光は、第１の光透過素子３１およ
び第２の光透過素子３２を介して、反対側に出射される
ようになされている。

【００３４】また、第１の光透過素子３１および第２の
光透過素子３２の双方に、あるいはいずれかに所定の大
きさ、向きの電界を印加する電界印加手段３５が設けら
れている。この電界印加手段３５は、例えば第１および
第２の光透過素子３１および３２を挟んで平行に配置さ
れた対の電極３６および３７、電極３８および電極３７
を適用することができる。

【００３５】第１の光透過素子３１の光入射面である第
１の光学面３１ａは、図４中、ｚ軸方向に傾いている。
また、第２の光透過素子３２は、第１の光透過素子３１
をｙ軸回りに９０°回転させたものであるので、第２の
光透過素子３２の光入射面である第２の光学面３２ａは
ｘ軸方向に傾いている。

【００３６】対の電極３６および３７、電極３８および
３７のそれぞれの対の電極により構成される第１の電界
印加手段３５ａ、第２の電界印加手段３５ｂにより、第
２の光透過素子３２、第１の光透過素子３１にそれぞれ
所定の電界Ｅを印加し、光源３３から光Ｌを第１の光学
面３１ａから入射する。この場合、第１の電界印加手段
３５ａと、第２の電界印加手段３５ｂとでは、それぞれ
異なる電界Ｅ₁，Ｅ₂を印加することができる。

【００３７】第１の光透過素子３１は、図４中、ｙｚ面
内で入射面と出射面とが傾いているので、第１の光透過
素子３１からの出射光は、第１の光透過素子に印加した
電界の強度、方向を変化させることにより、ｚ方向に屈
折方向が変化する。また、第２の光透過素子３２は、図
４中、ｘｙ平面で入射面と出射面とが傾いているので第
２の光透過素子３２からの出射光は、第２の光透過素子
に印加した電界の強度、方向を変化させることによりｘ
方向に屈折方向が変化する。

【００３８】このように、光透過素子３１および３２の
光の入射面と出射面とを、図４中に示すｘｙ平面、ｙｚ
平面、ｘｚ平面のいずれかにおいて傾いているようにす
ることによって、各光透過素子からの出射光を、所望の
方向に屈折させ、さらに電界Ｅ₁，Ｅ₂の強度、方向の
調整を行うことにより、光の出射方向を自在に調整する
ことができる。

【００３９】図４に示した例においては、第１の光透過
素子３１と第２の光透過素子３２とが、互いに分離され
て配置された場合について示したが、以下に示す他の一
例においては、２以上の光透過素子を互いの一主面にお
いて接し、全体としては一つの、異方性の光透過素子を
適用した場合について説明する。

【００４０】図５に本発明の光屈折装置の要部である光
透過素子の他の一例の概略斜視図を示す。また、図６Ａ
に、光透過素子１５０をｙｚ平面側から見た側面図を示
し、図６Ｂに光透過素子１５０をｘｙ平面側から見た上
面図を示す。

【００４１】図５に示した光透過素子１５０のａ面は、
図６Ａの側面図に示すように、その斜辺はｙｚ平面に対
して傾いている。また、光透過素子１５０のｂ面は、図
６Ｂの上面図に示すように、その斜辺は、ｘｚ平面に対
して傾いている。

【００４２】図７に、図５に示した光透過素子１５０
に、例えば対の電極１１１および１１２よりなるよりな
る電界印加手段１１０によって所定の強さ、方向の電界
を印加し、光源３３から光透過素子１５０に光を入射さ
せた状態の概略側面図を示す。図７に示すように、入射
光Ｌは、まずａ面によって屈折し、図７中、ｚ方向で変
化する。さらに図８に、上面図を示すようにｂ面によっ
て屈折し、図８中、ｘ方向で変化する。すなわち、図５
に示すような異方性の光透過素子１５０を用いると、最
終的に出射光をｘｚ平面内において自在に屈折光の方向
を制御することができる。

【００４３】上述した本発明の光屈折装置の各例を構成
する光透過素子は、以下に示す各種共役系電子を保有す
る物質によって構成することができる。例えば、カロチ
ノイド系の材料としては、β−カロチン、フィコキサン
チン等や、フラボン、フラボノール、アントシアン系材
料としては、フラビン、アントシアニン等や、ポルフィ
リン系材料としては、テトラピロール誘導体等を適用す
ることができる。また、アミノ酸や核酸、エチレン等の
炭化水素系化合物、その他、三重結合を有する共役系電
子保有物質としてはポリアセチレン等、超共役電子を保
有する物質として、ビタミンＡ等も適用することができ
る。

【００４４】また、いわゆる共役系電子を有する物質で
あれば、有機物に限定されることなく、無機物、例えば
ガラス、二酸化珪素についても同様に適用することがで
きる。

【００４５】また、上記各種有機物、各種無機物の混合
物、さらに、これら有機物と無機物との混合物について
も、用途に応じて適用することができる。

【００４６】また、本発明の光屈折装置の各例を構成す
る光透過素子は、上述の各実施例において示した形状に
限定されるものではなく、図９Ａ〜図９Ｈにその他の例
の一部を示すように、種々の形状に適用することができ
る。例えば、図９Ａに示す板状、四角柱状、図９Ｂに示
す多面体、図９Ｃに示す回転楕円体状、図９Ｄに示すメ
ニスカスレンズ形状、図９Ｅに示す三角柱形状、図９Ｆ
に示す球を平面で切断した形状、図９Ｇに示す半円柱形
状、図９Ｈに示す中空を有する棒状、その他球状、円錐
状、三角錐状、リング状、多角棒状、瓢箪形状、四角錐
を底面に平行な面で切った台状の立体、四角柱の側面を
外側にわん曲させた立体、多角柱の少なくとも一の側面
を外側にわん曲させた立体、円錐の母線を外側にわん曲
させた立体、その他、曲面と平面とを組み合わせた立
体、複数の曲面を組み合わせた立体等、入射光を屈折さ
せることのできる各種形状のものを適用することができ
る。

【００４７】また、上記共役系電子を保有する物質が、
固体である場合には、これらを各種形状に加工すること
ができ、液体である場合には、各種形状のガラスや石英
等の入射光に対して透明な素材からなる容器で封じるこ
とにより、光透過素子として適用できる。また、上記共
役系電子を保有する物質が、気体である場合には、上記
各種形状のガラスや石英等の、入射光に対して透明の素
材からなる容器を密閉してこれを適用することができ
る。

【００４８】なお、光透過素子に入射する光の波長は、
光透過素子に適用する物質によって選定することが必要
である。以下、これについて説明する。光透過素子２に
適用する物質として、ブタジエン、ヘキサトリエン、ト
リプトファン、フィトクロモビリンを用いた場合に、そ
れぞれにおいて適用する入射光Ｌの波長の例を（表１）
に示す。（表１）中、共役系の大きさとは、π電子の広
がり範囲であり、最長の吸収帯の波長とは、最も長波長
側にある吸収帯のピークの位置を示す波長である。

【００４９】

【表１】

【００５０】（表１）に示すように、ブタジエンにおい
ては、最長の吸収帯の波長、すなわち吸収帯の最大の吸
収を示す波長が２３５ｎｍであり、吸収帯の広がりを考
慮すると、適用する光の波長は、この１．４倍程度の長
さの３００ｎｍ以上であるものとすることができる。ヘ
キサトリエンについては、最長の吸収帯の波長が２７３
ｎｍであり、吸収帯の広がりを考慮すると、適用する光
の波長は、３５０ｎｍ以上であるものとすることができ
る。トリプトファンについては、最長の吸収帯の波長が
２８０ｎｍであり、吸収帯の広がりを考慮すると、適用
する光の波長は、４００ｎｍ以上であるものとすること
ができる。フィトクロモビリンについては、最長の吸収
帯の波長が６９０ｎｍであり、吸収帯の広がりを考慮す
ると、適用する光の波長は、８００ｎｍ以上であるもの
とすることができる。

【００５１】上述のように、適用する光の波長を最長の
吸収波長よりも長い波長に選定するのは、共役系電子を
保有する物質の吸収は、線スペクトルではなく、吸収帯
に幅があるため、少なくとも最長の吸収波長よりもさら
に吸収帯の幅の分だけ長い波長を有する光でなければ吸
収されてしまうためである。

【００５２】次に、図１０に示すように、上記共役系電
子を保有擦る物質よりなるプリズム７０に入射角＝６０
°として、光を入射させる場合であって、プリズム７０
の屈折率ｎを、１．２８〜１．３２の範囲で変化させた
場合の、出射光の屈折角ｒと、ｎが１．３０の場合を基
準とした屈折角の変化量Δｒを、（表２）に示す。

【００５３】

【表２】

【００５４】なお、入射角＝６０°、屈折角をｒ°、屈
折率をｎとした場合には、以下に示す関係式が成立す
る。ｒ＝ｓｉｎ^-1｛ｎ×ｓｉｎ〔９０°−ｓｉｎ^-1（ｓｉｎ
６０°／ｎ）〕｝

【００５５】この（表２）によれば、屈折率ｎが、０．
０１だけ変化すると、出射光の進行方向は、約３．５７
°程度も変化することがわかる。また、このとき、誘電
率の変化は、約１．６９から約１．７２のわずか０．０
３程度、すなわち、１．５％程度だけ変化した。

【００５６】上述したように、本発明の光屈折装置によ
れば、共役系電子を保有する物質よりなる光透過素子に
所定の電界を印加し、この電界の大きさあるいは方向を
変化させることにより、光透過素子の電子状態を変化さ
せ、この屈折率を変化させることができる。これにより
光透過素子に入射した光がここから屈折して出射する際
の出射光の方向を所望の方向に制御することが可能にな
る。

【００５７】

【発明の効果】本発明の光屈折装置によれば、共役系電
子を保有する物質よりなる光透過素子に所定の電界を印
加し、この電界の大きさあるいは方向を変化させること
により、光透過素子の電子状態を変化させ、この屈折率
を変化させることができ、これに応じて出射光を迅速か
つ正確に所望の方向、角度に屈折させることができた。

【００５８】本発明の光屈折装置によれば、これを構成
する光透過素子に印加する電界の強度、方向を調節する
ことにより、出射光を迅速かつ正確に所望の方向、角度
に屈折させることができ、これにより、各種表示装置、
高速スイッチ、高速メモリ、光学機器に適用するとき、
これらの機器の小型化、省エネルギー化を図ることが可
能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光屈折装置の一例の概略図を示す。

【図２】本発明の光屈折装置の他の一例の概略図を示
す。

【図３】本発明の光屈折装置の他の一例の概略図を示
す。

【図４】本発明の光屈折装置であって、光透過素子を２
個配列した例の概略図を示す。

【図５】光透過素子の一例の概略斜視図を示す。

【図６】Ａ光透過素子の概略側面図を示す。Ｂ光透過素子の概略上面図を示す。

【図７】図５に示した光屈折素子に光を入射させた概略
側面図を示す。

【図８】図５に示した光屈折素子に光を入射させた概略
上面図を示す。

【図９】Ａ〜Ｈ本発明の光屈折装置を構成する光透過
素子の形状の例を示す。

【図１０】プリズムへの光の入射角を６０°とした場合
の出射光の屈折の状態図を示す。

【符号の説明】

２，１５０光透過素子、２ａ第１の光学面、２ｂ
第２の光学面、３，３３光源、４，４０，３５，５０
電界印加手段、１１第１の電極、１２第２の電極、
１３第３の電極、１４第４の電極、１５第５の電
極、１６第６の電極、３０光屈折装置、３１第１
の光透過素子、３２第２の光透過素子、３５ａ第１
の電界印加手段、３５ｂ第２の電界印加手段、３６
第１の電極、３７第２の電極、３８第３の電極、７
０プリズム、１００，２００，３００光屈折装置、
１１１，１１２電極

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者矢元久良東京都品川区北品川６丁目７番35号ソニー株式会社内 (72)発明者杉本徹神奈川県横浜市青葉区黒須田22−15 Ｆターム(参考） 2K002 AA07 AB06 AB07 AB08 CA03 CA06 HA03

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】共役系電子を保有する物質よりなる光透
過素子と、上記光透過素子に電界を印加する電界印加手段と、上記光透過素子に光を入射する光源とを有し、上記光透過素子に印加する電界の大きさ、あるいは向き
の双方あるいはいずれかを変化させて上記共役系電子を
保有する物質の電子状態を変化させ、上記光透過素子の
屈折率を変化させ、上記光透過素子より出射する光の屈
折角を変化させることを特徴とする光屈折装置。
【請求項２】共役系電子を保有する物質よりなる第１
の光透過素子と、上記第１の光透過素子と同一あるいは異なる物質の共役
系電子を保有する物質よりなる第２の光透過素子と、上記第１の光透過素子および第２の光透過素子に電界を
印加する電界印加手段と、上記第１の光透過素子および上記第２の光透過素子に光
を入射する光源とを有し、上記第１の光透過素子、第２の光透過素子の少なくとも
いずれかに印加する電界の大きさ、あるいは向きの変化
によって、上記共役系電子を保有する物質の電子状態を
変化させ、上記第１および第２の光透過素子の屈折率を
変化させ、上記第２の光透過素子から出射する光の屈折
角を変化させることを特徴とする光屈折装置。
【請求項３】上記第１の光透過素子と上記第２の光透
過素子とが、互いの一主面において接して配置されて成
ることを特徴とする請求項２に記載の光屈折装置。
【請求項４】上記第１の光透過素子と上記第２の光透
過素子とが、互いの一主面において対向して分離されて
配置されて成ることを特徴とする請求項２に記載の光屈
折装置。
【請求項５】上記電界印加手段は、上記光透過素子を
挟み込んで平行に配列された少なくとも一対の電極であ
ることを特徴とする請求項１に記載の光屈折装置。
【請求項６】上記電界印加手段は、上記第１の光透過
素子および第２の光透過素子を挟み込んで平行に配置さ
れた少なくとも一対の電極であることを特徴とする請求
項２に記載の光屈折装置。
【請求項７】上記電界印加手段の少なくとも一部が、
入射光を透過する透明あるいは半透明となされているこ
とを特徴とする請求項１に記載の光屈折装置。
【請求項８】上記電界印加手段の少なくとも一部が、
入射光を透過する透明あるいは半透明となされているこ
とを特徴とする請求項２に記載の光屈折装置。
【請求項９】上記光透過素子に入射する光は、紫外
線、赤外線、可視光線、単色光、多色光のうちのいずれ
かであることを特徴とする請求項１に記載の光屈折装
置。
【請求項１０】上記光透過素子に入射する光は、紫外
線、赤外線、可視光線、単色光、多色光のうちのいずれ
かであることを特徴とする請求項２に記載の光屈折装
置。