JPH0357455B2 - - Google Patents

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JPH0357455B2
JPH0357455B2 JP58013563A JP1356383A JPH0357455B2 JP H0357455 B2 JPH0357455 B2 JP H0357455B2 JP 58013563 A JP58013563 A JP 58013563A JP 1356383 A JP1356383 A JP 1356383A JP H0357455 B2 JPH0357455 B2 JP H0357455B2
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JP
Japan
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light
electrodes
voltage
substrate
gate element
Prior art date
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Application number
JP58013563A
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English (en)
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JPS59139017A (ja
Inventor
Akira Oote
Sunao Sugyama
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Yokogawa Electric Corp
Original Assignee
Yokogawa Electric Corp
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Publication date
Application filed by Yokogawa Electric Corp filed Critical Yokogawa Electric Corp
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Publication of JPS59139017A publication Critical patent/JPS59139017A/ja
Publication of JPH0357455B2 publication Critical patent/JPH0357455B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/03Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on ceramics or electro-optical crystals, e.g. exhibiting Pockels effect or Kerr effect
    • G02F1/0305Constructional arrangements
    • G02F1/0316Electrodes

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、電気光学効果と圧電効果の両特性を
有する材料で構成された板状の基板を用い、光学
的手法によつて光の透過を行なう光ゲート素子に
関するものである。
一般に、光ゲート素子は、発光手段と組み合わ
せて表示装置として用いることができる。
従来、このようにして表示をするために用いる
光ゲート素子としては、例えば液晶があつた。
しかし、液晶では、文字、記号等を表示するた
めに光を透過させる位置を1方向(1次元的)ま
たは2方向(2次元的)に変えたい場合は、光を
透過するように電圧を印加する電極を、1次元的
または2次元的に複数個配置しなければならな
い。このため、配線数が多くなつて駆動回路が複
雑になり、しかも素子の構成も複雑になるという
問題点があつた。
また、従来は電気光学効果を利用した光ゲート
素子や圧電効果を用いた光ゲート素子はあつた。
しかし、これらの素子は駆動電圧に対しての光透
過率の上昇が鈍いため、各画素間の明暗比が小さ
く、鮮明な画像が得られなかつた。
本発明はこのような問題点を解決するためにな
されたものであり、光が透過する部分としない部
分の明暗比が大きく、鮮明な画像が得られる光ゲ
ート素子を実現することを目的とする。
本発明は、 電気光学効果と圧電効果の両特性を有する材料
で構成された板状の基板と、該基板に設けられて
いて電圧が印加されると基板の圧電効果により弾
性波を発生する第1の電極と、前記基板に前記第
1の電極と対応した所定の配列方向で複数個設け
られている第2の電極と、前記基板を両面から挟
んでいるハーフミラーとを具備し、前記第2の電
極に選択的に電圧を印加し、電圧を印加した電極
間と前記弾性波の交わる部分で複屈折を生じさせ
て光を透過させるFabri−Perot共振器を構成し
たことを特徴とする光ゲート素子である。
以下、図面を用いて本発明を説明する。
第1図は本発明にかかる光ゲート素子の一実施
例の構成図であり、イは上面図、ロは側面図であ
る。
第1図において、10は基板、20,21は第
1の電極例えば弾性波発生用電極、30は第2の
電極例えば画素選択用電極、100,101はハ
ーフミラーである。
基板10は電気光学効果と圧電効果の両特性を
有する材料例えばニオブ酸リチウム(LiNbO3
によつて構成されている。基板10上には、一対
になつた直線形状の弾性波発生用電極20,21
が設けられている。なお、弾性波発生用電極2
0,21はくし型の形状であつてもよい。22は
第1の電圧印加手段であり、弾性波発生用電極2
0と21の間にパルス電圧を印加して電界を発生
させている。画素選択用電極30は、301から
302まで8個設けられていて、所定の方向に配
列されている。31は第2の電圧印加手段であ
り、隣り合つた画素選択用電極301〜308に選
択的に電圧を印加する。
ハーフミラー100,101は、誘電体等によ
つて構成されていて、基板10の両面に設けられ
ている。これによつて、Fabri−Perot共振器が
構成されている。このような素子に入射する入射
光としては、コヒーレンシの高いものがよい。
第2図は第1図の光ゲート素子の光透過率の特
性を示したグラフであり、縦軸に光透過率T、横
軸に電界の強さEをとつている。グラフの実線に
示すように、光透過率Tは画素選択用電極30の
電界の強さEによつて鋭敏に変化する。
これによつて、第1図の光ゲート素子は2値的
(ON/OFF的)な動作をすることから、各画素
間の明暗比は増大し、鮮明な画像を得ることがで
きる。なお、第2図のグラフの破線は、第1図の
光ゲート素子で、ハーフミラー100,101の
代わりに偏光板を設けた場合の光透過率特性のグ
ラフである。
次に、第1図の光ゲート素子の動作について説
明する。
入射側のハーフミラー100には、光源(図示
せず)からの光が入射される。第1の電圧印加手
段22により、弾性波発生電極20,21にパル
ス電圧を印加すると、基板10の圧電効果により
弾性波が発生し、基板10内をA方向に伝わつて
いく。基板10の弾性波が伝播している部分で
は、その歪みのため電気光学効果が生じている。
第1の電圧印加手段22のパルス電圧による電気
光学効果のみでは、入射側のハーフミラー100
から入射した光が、出射側のハーフミラー101
から出射しないようにパルス電圧が設定されてい
る。次に、弾性波が基板10上の光を透過させた
い画素上に達すると同時に、その画素に対応した
画素選択用電極例えば303と304との間に第2の
電圧印加手段31によつて選択的に電圧が印加さ
れる。これによつて、画素選択用電極303,3
4間を通過する光に複屈折が生じる。この複屈
折された光は、出射側のハーフミラー101を通
過する。これによつて、光を透過させたい画素の
部分で光が透過する。そして、この部分で出射側
のハーフミラー101の光出力が増大する。
第3図は、このようなハーフミラー101の光
出力の変化を示したグラフであり、縦軸に光出力
P、横軸に電界の強さEをとつている。
第3図において、aの状態では第1の電圧印加
手段22による弾性波のみが発生していて、bの
状態では弾性波と複屈折が生じている。
光が透過する位置では、電圧を印加する画素選
択用電極301〜308の選択によつてA方向に変
えられる。これによつて、光が透過する位置は1
次元的に変えられる。
このような構成の光ゲート素子によれば、駆動
電極301〜308に選択的に電圧を印加すること
によつて、光が透過する位置を容易に1次元的に
変えることができる。また、第1および第2の電
極20,21および30は1枚の基板10上に設
けられていることから、素子の構成を簡単にする
ことができる。素子の駆動は第1および第2の電
圧印加手段22および31のみによつて行なうこ
とができるため、駆動回路が単純になる。
なお、第1図の破線で示すように、基板10の
下端付近にも弾性波発生用電極20,21と第1
の電圧印加手段22が設けられていてもよい。
このような構成の光ゲート素子では、基板10
の両端付近から弾性波を発生させて、2つの弾性
波が重なると同時に、さらに画素選択用電極30
〜308に選択的に電圧を印加し、光を通過させ
る。
第4図は、このような光ゲート素子の出射側の
ハーフミラー101における光出力の変化を示し
たグラフであり、第3図と同様に縦軸と横軸をと
つている。
第4図において、a1の状態では一端の電極から
弾性波が発生していて、a2の状態では両端の電極
から弾性波が発生している。また、bの状態では
両端からの弾性波と複屈折が生じている。
このような光ゲート素子によれば、第1図の光
ゲート素子によつて得られる効果のほかに各画素
間の明暗比を増大させることができる。
また、第1の電圧印加手段22は、印加電圧が
複数種類の電圧値に設定されるものであつてもよ
い。
第5図は第1の電圧印加手段22の印加電圧が
複数種類の電圧値に設定される場合における光ゲ
ート素子の光透過率の特性を示したグラフであ
り、縦軸に透過率T、横軸に波長λをとつてい
る。
このような素子に入射する入射光としては、白
色光が適している。
このような構成の光ゲート素子において、画素
選択用電極30に印加する電圧をV0,V1,V2
変えると、第5図のグラフに示すように光透過率
−波長特性は異なつたグラフになり、光透過率が
極大値をとる波長はそれぞれ異なる。これによつ
て、画素選択用電極30への印加電圧によつて光
ゲート素子を透過する光の色は異なる。このこと
から、異なつた色で画像表示等を行なうことがで
きる。
第6図は本発明にかかる光ゲート素子の他の実
施例の構成図であり、イは上面図、ロは側面図、
ハは下面図である。第6図において、第1図と同
一のものは同一符号を付ける。以下、図において
同様とする。
第6図において、弾性波発生用電極20,21
と画素選択用電極301〜308は、基板10の一
側に設けられている。弾性波発生用電極20,2
1の配列方向は、画素選択用電極301〜308
配列方向と直交する方向である。第1の電圧印加
手段22は、弾性波発生用電極20,21に電圧
を印加してB方向に弾性波を発生させる。第2の
電圧印加手段31は基板10上の隣り合う画素選
択電極301〜308に電圧を印加してC方向に電
界を発生させる。
このような構成の光ゲート素子において、第1
図の光ゲート素子と同様にして光が透過する。
ただし、画素選択用電極30間に生じる電界の
方向(C方向)と光の進行方向(D方向)は直交
する。このことから、素子に生じている電気光学
効果はKerr効果である。
また、光が透過する位置は、弾性波の経時的な
進行に伴つてB方向に、電圧を印加する画素選択
用電極301〜308の選択によつてC方向に、そ
れぞれ変えられる。これらによつて、光が透過す
る位置は2方向すなわち2次元的に変えられる。
このような構成の光ゲート素子によれば、第1
図の光ゲート素子によつて得られる効果のほか
に、光が透過する位置を2次元的に変えることが
できる。
第7図は本発明にかかる光ゲート素子の他の実
施例の構成図で、イは上面図、ロは側面図、ハは
下面図である。
第7図において、弾性波発生用電極20,21
は基板10の両面に互いに対向した状態で設けら
れている。第1の電圧印加手段22は、これらの
弾性波発生用電極20,21間に電圧を印加して
D方向に弾性波を発生させる。画素選択用電極3
1〜308は、基板10の上面に弾性波発生用電
極20,21の配列方向と直交する方向に設けら
れている。さらに、基板10の下面には画素選択
用電極301〜308とそれぞれ対向するように画
素選択用電極301′〜308′が設けられている。
第2の電圧印加手段31は、対向した一対の画素
選択用電極301と301′,302と302′……3
8と308′の間に選択的に電圧を印加して光の
進行方向と同方向のD方向に電界を発生させる。
このような構成の光ゲート素子において、第1
図の光ゲート素子と同様にして光が透過する。
ただし、画素選択用電極30,30′間に生じ
る電界の方向と光の進行方向は同方向である。こ
のことから、素子に生じている電気光学効果は
Pockels効果である。
また、光が透過する位置は、弾性波の経時的な
進行に伴つてB方向に、電圧を印加する画素選択
用電極301と301′,302と302′……308
308′を選択することによつてC方向に、それぞ
れ変えられる。これによつて、光が透過する位置
は2方向すなわち2次元的に変えられる。
このような構成の光ゲート素子によれば、第6
図の光ゲート素子と同様の効果が得られる。
第8図は本発明にかかる光ゲート素子を用いた
表示装置の構成図である。
第8図において、50は吸音部材、60は光
源、70は光学フイルタ、80はレンズ、90は
表示面である。
吸音部材50は、例えばシリコンゴム等で構成
されていて、光ゲート素子を保持するとともに、
素子に発生する弾性波な乱反射を防ぐ。光源60
からの光は、入射側のハーフミラー100から入
射される。光学フイルタ70は、出射側のハーフ
ミラー101から出た光を選択的に透過する。レ
ンズ80は、光学フイルタ70を透過した光を表
示面90上に収束させる。
このような構成の表示装置において、光ゲート
素子は表示をしたい画素に対応した部分で光を透
過させる。そして、光ゲート素子を透過した光
は、光学フイルタ70、レンズ80を通過した
後、表示面90上に照射させられる。これによつ
て、表示面90上には所望の画像が表示される。
なお、実施例では基板10がニオブ酸リチウム
(LiNbO3)で構成されている場合について説明
したが、基板10はこれ以外の材料例えばPLZT
セラミツクス等で構成されていてもよい。PLZT
セラミツクスは、その組成に応じてKerr効果、
Pockels効果を有し、圧電性も変化するのが知ら
れていることから、駆動電圧を小さくし、基板の
構成を大型化して大画面の表示を行なうことがで
きる。
また、実施例では第2の電極30が8個設けら
れている場合について説明したが、第2の電極は
これ以外の任意の数だけ設けられていてもよい。
また、実施例では光ゲート素子を表示装置に用
いた場合について説明したが、光ゲート素子はこ
れ以外のもの例えば第8図の表示面90の位置に
感光紙を配置し、記録装置として用いてもよい。
以上説明したように本発明によれば、光が透過
する部分としない部分の明暗比が大きく、鮮明な
画像が得られる光ゲート素子を実現することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明にかかる光ゲート素子の一実施
例の構成図、第2図乃至第5図は第1図の光ゲー
ト素子の特性を表わしたグラフ、第6図および第
7図は本発明にかかる光ゲート素子の他の実施例
の構成図、第8図は本発明にかかる光ゲート素子
を用いた表示装置の構成図である。 10……基板、20,21……第1の電極、3
0,301〜308……第2の電極、100,10
1……ハーフミラー。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 電気光学効果と圧電効果の両特性を有する材
    料で構成された板状の基板と、該基板に設けられ
    ていて電圧が印加されると基板の圧電効果により
    弾性波を発生する第1の電極と、前記基板に前記
    第1の電極と対応した所定の配列方向で複数個設
    けられている第2の電極と、前記基板を両面から
    挟んでいるハーフミラーとを具備し、前記第2の
    電極に選択的に電圧を印加し、電圧を印加した電
    極間と前記弾性波の交わる部分で複屈折を生じさ
    せて光を透過させるFabri−Perot共振器を構成
    したことを特徴とする光ゲート素子。
JP1356383A 1983-01-28 1983-01-28 光ゲ−ト素子 Granted JPS59139017A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1356383A JPS59139017A (ja) 1983-01-28 1983-01-28 光ゲ−ト素子

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JP1356383A JPS59139017A (ja) 1983-01-28 1983-01-28 光ゲ−ト素子

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Publication Number Publication Date
JPS59139017A JPS59139017A (ja) 1984-08-09
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Families Citing this family (5)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6348518A (ja) * 1986-08-18 1988-03-01 Canon Inc 光走査装置
JPS6348517A (ja) * 1986-08-18 1988-03-01 Canon Inc 光シヤツタ装置
JPS6348519A (ja) * 1986-08-18 1988-03-01 Canon Inc 光走査装置
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