JPH0588132A - 磁気光学素子 - Google Patents

磁気光学素子

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JPH0588132A
JPH0588132A JP24963691A JP24963691A JPH0588132A JP H0588132 A JPH0588132 A JP H0588132A JP 24963691 A JP24963691 A JP 24963691A JP 24963691 A JP24963691 A JP 24963691A JP H0588132 A JPH0588132 A JP H0588132A
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JP
Japan
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magnetic
light
magneto
substrate
pole plate
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP24963691A
Other languages
English (en)
Inventor
Masahiro Iizuka
雅博 飯塚
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Alps Alpine Co Ltd
Original Assignee
Alps Electric Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Alps Electric Co Ltd filed Critical Alps Electric Co Ltd
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Publication of JPH0588132A publication Critical patent/JPH0588132A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 動作応答速度が高く、かつ、コントラスト比
が大で、種々の光学機器に適用することができ、しか
も、構造も簡単であり、安価に製造することのできる磁
気光学素子を提供する。 【構成】 磁性流体の磁気光学効果を用いて光の透過、
不透過の切換えを行なうための磁気光学素子において、
透光性を有する基板1の一面側に、コイル4が巻回され
た多数のヨーク3を配列して固着し、前記基板1の他面
側に前記ヨーク3の一端部に対して所定間隙を有すると
ともに、他端部に当接して閉磁路を形成する磁性材料か
らなる磁極板2を配設し、前記基板1の前記ヨーク3と
前記磁極板2との間隙部分に、磁性流体5をカバーガラ
ス6により封入して磁性流体薄膜を形成したことを特徴
とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は磁気光学素子に係り、特
に磁性流体の磁気光学効果を用いて光の透過、不透過の
切換えを行なうための磁気光学素子に関する。
【0002】
【従来の技術】従来から、例えば、高解像度の投影型デ
ィスプレイや液晶ディスプレイ、あるいは、カメラやレ
ーザプリンタ等の光学機器においては、各画素毎におけ
る光のON、OFFの切換えや、光シャッタにより、光
の透過、不透過の切換えをすることが行なわれている。
【0003】このような光の切換えを行なう場合、従来
から、例えば、LCD素子、強誘電性LCD素子あるい
はPLZT素子等の電気光素子が多く用いられている。
【0004】そして、このようなLCD素子等の電気光
素子を通電制御して前記電気光素子を駆動することによ
り、光の透過、不透過制御を行なうようになっている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前記従来のL
CD素子および強誘電性LCD素子等の電気光素子にお
いては、通電制御に対するON、OFF動作の応答速度
が極めて遅く、しかも、ON、OFF動作時のコントラ
スト比が小さく、適正な解像度を得ることが困難である
という問題を有している。
【0006】また、前記いずれの電気光素子において
も、光のON、OFFのみの動作であり、光の透過量を
調節することができず、光源からの光を半透過させる中
間階調の光を出光させることができず、しかも、前記い
ずれの電気光素子においても、材料コストが高く、製造
コストが極めて高くなってしまうという問題を有してい
る。
【0007】本発明は前記した点に鑑みてなされたもの
で、動作応答速度が高く、かつ、コントラスト比が大
で、種々の光学機器に適用することができ、しかも、構
造も簡単であり、安価に製造することのできる磁気光学
素子を提供することを目的とするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
本発明に係る磁気光学素子は、磁性流体の磁気光学効果
を用いて光の透過、不透過の切換えを行なうための磁気
光学素子において、透光性を有する基板の一面側に、コ
イルが巻回された多数のヨークを配列して固着し、前記
基板の他面側に前記ヨークの一端部に対して所定間隙を
有するとともに、他端部に当接して閉磁路を形成する磁
性材料からなる磁極板を配設し、前記基板の前記ヨーク
と前記磁極板との間隙部分に、磁性流体を透光性部材に
より封入して磁性流体薄膜を形成したことを特徴とする
ものである。
【0009】
【作用】本発明によれば、所定の制御信号に基づいて所
望のヨークコアに対応するコイルに通電することによ
り、ヨークコアの間隙部に発生する所定方向の磁界が磁
性流体に加わることにより発生する磁気光学効果を利用
して、例えば、透過光量、透過光強度等の光の透過特性
を制御するものであり、その結果、コイルへの通電のO
N、OFF制御を行なうことにより、光のON、OFF
制御を行なうことができ、しかも、コイルへの通電電流
を調整することにより、中間階調光を透過させることが
できる。
【0010】また、基板上にヨークを多数配列してアレ
イ化するようにしているので、レーザプリンタのヘッド
や液晶ディスプレイ等の各画素に対応する光シャッタ等
に適用することが可能となり、さらに、前記磁性流体の
薄膜および磁界付与手段である多数のヨーク、コイル等
を1つの基板に一体に形成するとともに、ヨークおよび
コイルを薄膜形成技術により形成しているので、構成が
簡単で、装置の小型化、微細化を図ることができ、製造
が容易で、製造コストも低減させることができる。ま
た、ヨークから発生する磁界を磁極板を通る閉磁路とし
て形成するようにしているので、ヨークの構成を簡略化
することができ、構成が簡単で、極めて容易に製造する
ことができ、ヨークの設計の自由度の向上を図ることが
でき、しかも、磁気効率の向上を図ることができるもの
である。
【0011】
【実施例】以下、本発明の実施例を図1および図2を参
照して説明する。
【0012】図1は本発明に係る磁気光学素子の一実施
例を示したもので、ガラス等の透明な材料からなる長尺
状の基板1を設け、前記基板1の下面側には、磁性材料
からなる磁極板2が当接されている。この磁極板2の両
端部は、断面形状コ字状を有するように上方に立ち上げ
形成されており、この磁極板2の立ち上げ部分の内面が
前記基板1の両側部に当接するようになされている。
【0013】また、前記基板1の一側部には、多数のヨ
ーク3,3が、互いに所定間隔を有するように、かつ、
その一端部が前記磁極板2の一方の内面に接触するとと
もに、他端部が前記磁極板2の他方の内面に対して所定
間隙を有するように、例えば、薄膜形成技術等の手段に
より50μ以下の薄膜として形成されており、このヨー
ク3には、コイル4が薄膜形成技術により数100ター
ン程度に形成されている。すなわち、このコイル4は、
基板1の表面にヨーク3の裏面側に対応する下コイル4
aを形成し、この下コイル4aの表面にヨーク3を形成
した後、このヨーク3の表面に、上コイル4bをその端
部が前記下コイル4aの端部に接続されるとともに、そ
の他端部が隣接する下コイル4aの他端部に順次接続さ
れるように形成することにより形成されるものである。
【0014】また、前記基板1の前記ヨーク3と前記磁
極板2との間隙部分には、磁性流体5がカバーガラス6
により漏洩しないように、かつ、例えば、厚さ寸法が5
0μm以下の寸法を有するように封入されており、これ
により、基板1とカバーガラス6との間の前記ヨーク3
と磁極板2との間に前記磁性流体5による薄膜が形成さ
れるものである。前記磁性流体5は、例えば、酸化第2
鉄粉、マグネタイト(磁鉄鉱)等の磁性粉と水あるいは
シクロヘキサン、エタノール等の有機溶剤とを混合する
ことにより構成されるものである。
【0015】そして、前記コイル4に通電することによ
り、前記ヨーク3と磁極板2との間部分に磁界を発生さ
せることができるようになっている。
【0016】さらに、前記磁極板2の前記磁性流体5の
光透過位置には、この磁性流体5を透過した光を磁極板
2の下方に取出す光透過孔7が穿設されている。
【0017】次に、本実施例の作用について説明する。
【0018】本実施例においては、所定の制御信号に基
づいて所望のヨーク3に対応するコイル4に通電するこ
とにより、前記ヨーク3から磁極板2を通る閉磁路の磁
界が発生し、この磁界が磁性流体5に加わることによ
り、前記磁性流体5に磁気光学効果が発生する。そし
て、この磁気光学効果を利用して、例えば、透過光量、
透過光強度等の光の透過特性を制御するものであり、そ
の結果、コイル4への通電のON、OFF制御を行なう
ことにより、光のON、OFF制御を行なうことがで
き、しかも、コイル4への通電電流を調整することによ
り、中間階調光を透過させることができるものである。
【0019】前記磁気光学効果は、直線偏光の進行方向
に対して垂直方向から磁場が加わる際に生じる現象で、
磁場方向と垂直方向とで屈折率の差、すなわち複屈折が
生じる。この場合の磁場に垂直な偏光成分と平行な偏光
成分との位相差をδとすると、δは次式で表わすことが
できる。
【0020】δ=2π(np −nv )d/λ ここで、np 、nv はそれぞれ磁界に平行な方向と垂直
な方向の屈折率、dは磁性流体5中の光路長(磁性流体
5に垂直に入射する場合は、磁性流体5の厚さ)、λは
波長である。
【0021】また、δはH(磁界)の関数でもあり、磁
場に対して垂直方向の偏光および水平方向の偏光におけ
る光の透過率も磁界によって変化する。その結果、コイ
ル4への通電電流を制御して磁性流体5に適当な磁場を
印加することにより、この位相差あるいは光出力変化の
大きさから、光のON、OFF、透過光量の中間階調を
も制御することが可能となる。
【0022】そして、前記基板1の下面およびカバーガ
ラス6の上面に、偏光子および検光子(共に図示せず)
を配置するか、あるいは、前記基板1およびカバーガラ
ス6をそれぞれ偏光子および検光子を兼ねるように形成
し、この偏光子側から光を照射すると、前記偏光子を介
して直線偏光のみが透過されて磁性流体5へ入射される
ことになる。
【0023】この場合に、前記コイル4に通電していな
い状態では、前記磁性流体5の薄膜が複屈折性を生じて
いないので、直線偏光のまま検光子に入射し、検光子の
偏光方向を前記偏光子の偏光方向に対して垂直に配置す
れば、この光は、検光子を透過せず、遮断されることに
なる。
【0024】一方、前記コイル4に通電すると、前記磁
性流体5の薄膜に複屈折性が生じるので、前記偏光子を
透過した直線偏光が磁性流体5の薄膜を透過した際に、
楕円偏光となり、偏光子の偏光面と直交した方向に偏光
面を有する検光子を通過する偏光も生じ、この偏光が透
過されるようになる。また、透過光強度Iは、複屈折に
よる位相差δに対し、
【0025】
【0026】という関係にあり、δが磁界の関数である
から、Iも磁界、すなわち、前記コイル4の電流により
変化する。
【0027】このように前記コイル4への通電のON、
OFF制御を行なうことにより、磁性流体5を介して光
のON、OFF制御を行なうことができ、しかも、前記
コイル4への通電電流を調整することにより、前記磁性
流体5を出射した光の楕円偏光の程度を変化させること
ができるので、ON、OFFの中間程度の光量の中間階
調光を透過させることができるものである。この場合
に、本実施例においては、前記磁性流体5を透過した光
は、磁極板2に形成された光透過孔7により磁極板2の
下方に取出すことができるようになっている。
【0028】したがって、本実施例においては、コイル
4への通電制御を行なうことにより、磁性流体5に磁界
を印加して光のON、OFF制御を行なうことができる
ので、従来の電気光素子の代りに、各種光学機器に適用
することができる。また、従来のLCD素子や強誘電性
LCD素子等の電気光素子と比較して、通電制御に対す
るON、OFF動作の応答速度が極めて速く、しかも、
ON、OFF動作時のコントラスト比を大きく確保する
ことができ、ディスプレイ等に適用した場合に、中間階
調等の適正な解像度を得ることが可能となる。さらに、
主駆動材料である磁性流体5の材料コストが極めて安価
となるので、製造コストの低減を図ることができる。
【0029】また、本実施例においては、基板1上にヨ
ーク3を多数配列してアレイ化するようにしているの
で、レーザプリンタのヘッドや液晶ディスプレイ等の各
画素に対応する光シャッタ等に適用することが可能とな
る。
【0030】また、前記磁性流体5の薄膜および磁界付
与手段である多数のヨーク3、コイル4等を1つの基板
1に一体に形成するとともに、ヨーク3およびコイル4
を薄膜形成技術により形成し、構成が簡単で、装置の小
型化、微細化を図ることができ、製造が容易で、製造コ
ストも低減させることができる。
【0031】さらに、本実施例においては、ヨーク3か
ら発生する磁界を磁極板2を通る閉磁路として形成する
ようにしているので、前記ヨーク3の構成を簡略化する
ことができ、構成が簡単で、極めて容易に製造すること
ができ、ヨーク3の設計の自由度の向上を図ることがで
きる。しかも、前記磁極板2により閉磁路を形成するも
のであるため、磁気効率の向上を図ることができる。
【0032】なお、本発明は前記実施例に限定されるも
のではなく、必要に応じて種々変更することができるも
のである。
【0033】
【発明の効果】以上述べたように本発明に係る磁気光学
素子は、コイルへの通電制御を行なうことにより、磁性
流体に磁界を印加して光のON、OFF制御を行なうこ
とができるので、従来の電気光素子の代りに、各種光学
機器に適用することができる。また、従来の電気光素子
と比較して、通電制御に対するON、OFF動作の応答
速度が極めて速く、しかも、ON、OFF動作時のコン
トラスト比を大きく確保することができ、ディスプレイ
等に適用した場合に、中間階調等の適正な解像度を得る
ことが可能となる。
【0034】また、基板上にヨークを多数配列してアレ
イ化するようにしているので、レーザプリンタのヘッド
や液晶ディスプレイ等の各画素に対応する光シャッタ等
に適用することができ、しかも、構造が簡単でコンパク
トであるとともに、主駆動材料である磁性流体の材料コ
ストが極めて安価となるので、製造コストを著しく低減
させることが可能となり、さらに、前記磁性流体の薄膜
および磁界付与手段である多数のヨーク、コイル等を1
つの基板に一体に形成しているので、構成が簡単で、装
置の小型化、微細化を図ることができ、製造が容易で、
製造コストも低減させることができる。
【0035】さらに、ヨークから発生する磁界を磁極板
を通る閉磁路として形成するようにしているので、ヨー
クの構成を簡略化することができ、構成が簡単で、極め
て容易に製造することができ、ヨークの設計の自由度の
向上を図ることができ、しかも、磁気効率の向上を図る
ことができる等の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る磁気光学素子の一実施例を示す斜
視図
【図2】図1の平面図
【符号の説明】
1 基板 2 磁極板 3 ヨーク 4 コイル 5 磁性流体 6 カバーガラス 7 光透過孔

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 磁性流体の磁気光学効果を用いて光の透
    過、不透過の切換えを行なうための磁気光学素子におい
    て、透光性を有する基板の一面側に、コイルが巻回され
    た多数のヨークを配列して固着し、前記基板の他面側に
    前記ヨークの一端部に対して所定間隙を有するととも
    に、他端部に当接して閉磁路を形成する磁性材料からな
    る磁極板を配設し、前記基板の前記ヨークと前記磁極板
    との間隙部分に、磁性流体を透光性部材により封入して
    磁性流体薄膜を形成したことを特徴とする磁気光学素
    子。
JP24963691A 1991-09-27 1991-09-27 磁気光学素子 Withdrawn JPH0588132A (ja)

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Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 19981203