JPS5968723A - Optical modulating element - Google Patents

Optical modulating element

Info

Publication number
JPS5968723A
JPS5968723A JP57179265A JP17926582A JPS5968723A JP S5968723 A JPS5968723 A JP S5968723A JP 57179265 A JP57179265 A JP 57179265A JP 17926582 A JP17926582 A JP 17926582A JP S5968723 A JPS5968723 A JP S5968723A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
refractive index
index distribution
light beam
modulation element
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP57179265A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH0522886B2 (en
Inventor
Masao Nishimura
西村 征夫
Yuko Mochizuki
望月 祐子
Kazuo Minoura
一雄 箕浦
Takeshi Baba
健 馬場
Kazuhiko Matsuoka
和彦 松岡
Masayuki Usui
臼井 正幸
Atsushi Someya
染谷 厚
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP57179265A priority Critical patent/JPS5968723A/en
Publication of JPS5968723A publication Critical patent/JPS5968723A/en
Priority to US07/063,788 priority patent/US4848879A/en
Publication of JPH0522886B2 publication Critical patent/JPH0522886B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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 
    • G02F1/0147Devices 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 thermo-optic effects
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06KGRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K15/00Arrangements for producing a permanent visual presentation of the output data, e.g. computer output printers
    • G06K15/02Arrangements for producing a permanent visual presentation of the output data, e.g. computer output printers using printers
    • G06K15/12Arrangements for producing a permanent visual presentation of the output data, e.g. computer output printers using printers by photographic printing, e.g. by laser printers
    • G06K15/1238Arrangements for producing a permanent visual presentation of the output data, e.g. computer output printers using printers by photographic printing, e.g. by laser printers simultaneously exposing more than one point
    • G06K15/1257Arrangements for producing a permanent visual presentation of the output data, e.g. computer output printers using printers by photographic printing, e.g. by laser printers simultaneously exposing more than one point on more than one main scanning line
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06KGRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K15/00Arrangements for producing a permanent visual presentation of the output data, e.g. computer output printers
    • G06K15/02Arrangements for producing a permanent visual presentation of the output data, e.g. computer output printers using printers
    • G06K15/12Arrangements for producing a permanent visual presentation of the output data, e.g. computer output printers using printers by photographic printing, e.g. by laser printers
    • G06K15/129Colour printing

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Fax Reproducing Arrangements (AREA)
  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
  • Electrochromic Elements, Electrophoresis, Or Variable Reflection Or Absorption Elements (AREA)

Abstract

PURPOSE:To improve the utilization rate of a luminous flux and the S/N ratio, by selecting a liquid having a thermal effect and setting the divergent angle of the luminous flux to a relatively large value. CONSTITUTION:This optical modulating element is composed of a transparent protective board 1, liquid thin layer 2, insulating layer 3 having a heat conductivity, exothermic resistance body layer in which exothermic resistance bodies are arranged, supporting body 5 for the insulating layer 3 and exothermic resistance body, etc. When the exothermic resistance body emits heat, this heat is transmitted to the liquid thin layer 2 through the insulating layer 3 and produces a temperature distribution in the liquid thin layer 2 and forms a refractive index distribution. By the refractive index distribution, the liquid surface of an incident luminous flux is deformed and optical modulation is performed. When such an arrangement is used, a desired characteristic is obtained even when the incident luminous flux is used for either transmission or reflection and, therefore, the utilization rate and S/N ratio of a luminous flux can be improved.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、光記録装置、光表示装置等に好適力先変調素
子に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a force-first modulation element suitable for optical recording devices, optical display devices, and the like.

記録或いは表示を光束を用いて行なうことは、従来から
広く行なわれている。この為に、光束に変調を与える技
術が種々知られているが、特開昭56−5523号には
、電気光学効果を持つ結晶内の電界分布を変化させ、こ
の電界分布に伴って生じる結晶内の屈折率が変化してい
る部分に入射する光束を回折させて、変調を行うことが
示されている。しかしながら、電気光学結晶は高価であ
り、使用に際して該結晶に入射(1) させる光束に所定の偏光特性を与えなければならない。
2. Description of the Related Art Recording or displaying using a luminous flux has been widely practiced. For this purpose, various techniques for modulating the luminous flux are known, but Japanese Patent Application Laid-Open No. 56-5523 discloses a technique for changing the electric field distribution within a crystal that has an electro-optic effect, and for changing the electric field distribution in the crystal that is generated along with this electric field distribution. It has been shown that modulation is performed by diffracting a light beam incident on a portion of the structure where the refractive index changes. However, electro-optic crystals are expensive, and when used, the light beam incident on the crystal (1) must have predetermined polarization characteristics.

又、上述した変調を行う場合には、光学結晶材料の内部
の電界発生部において光束を全反射させ且つ回折効率を
良くするため、その電極にできる限り千行く光束を入射
させる制約が課せられる。
In addition, when performing the above-mentioned modulation, in order to completely reflect the light beam at the electric field generation part inside the optical crystal material and improve the diffraction efficiency, there is a restriction that the light beam is incident on the electrode as far as possible.

これに対して近年、熱効果による屈折率分布を利用して
光の変調を行うことが注目されている。この熱効果によ
る屈折率分布を利用した光変調に関するものとしては、
「熱による屈折率変化で光が偏向」(日経エレクトロニ
クス1982年8月16日号)或いは「Toガラス導波
型光スイッチの応答速度」(昭和57年度電子通信学会
総合全国大会)に紹介されている。
On the other hand, in recent years, attention has been focused on modulating light by utilizing the refractive index distribution due to thermal effects. Regarding light modulation using the refractive index distribution due to this thermal effect,
Introduced in "Light is deflected due to refractive index change due to heat" (Nikkei Electronics August 16, 1982 issue) or "Response speed of To glass waveguide optical switch" (1988 IEICE General Conference) There is.

これらの例において、熱効果媒体としてTlO2結晶あ
るいはイオン交換法を用いて作成したガラスなどが使用
されている。一般に固体の屈折率の温度依存性は小さく
、所望の偏向特性を得る為には電極間に印加する電圧あ
るいはヒーター抵抗に印加する電圧として高電圧を必要
とす(2) る。また、上記の各側において、効率の良い偏向特性を
得る為には電極あるいはヒーターの位置に対して、入射
光束の伝搬位置を制限する必要がある。すなわち、前述
の様に、屈折率の温度依存性が小さい為、光束に適当な
位相変化を与える為には、電極あるいはヒーターの位置
のできる限シ近い部分を且つ、電極あるいは、ヒーター
面とできる限り平行に光束を伝搬させる必要がある。
In these examples, TlO2 crystals or glass made using an ion exchange method are used as the heat effect medium. Generally, the temperature dependence of the refractive index of a solid is small, and in order to obtain the desired deflection characteristics, a high voltage is required as the voltage applied between the electrodes or the voltage applied to the heater resistor (2). Furthermore, in order to obtain efficient deflection characteristics on each of the above-mentioned sides, it is necessary to limit the propagation position of the incident light beam with respect to the position of the electrode or heater. That is, as mentioned above, since the temperature dependence of the refractive index is small, in order to give an appropriate phase change to the luminous flux, it is necessary to place the electrode or heater as close as possible to the surface of the electrode or heater. It is necessary to propagate the light beam as parallel as possible.

本発明の目的は、上述した従来の欠点を改良した光変調
素子を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a light modulation element that improves the above-mentioned conventional drawbacks.

本発明に於いては、熱効果によ)屈折率の変化を生じる
熱効果媒体として、屈折率の温度依存性が大きい液体を
使用することで、上記目的を達成したものである。即ち
、入力信号に応じて液体に熱を与えることにより、該液
体中に屈折率の分布を生ぜしめ、この屈折率分布を有す
る液体中に光束を入射させ、屈折率分布によシ入射光束
の波面を変形させることによシ変調を行うものである。
In the present invention, the above object is achieved by using a liquid whose refractive index is highly dependent on temperature as a thermal effect medium that causes a change in refractive index (by thermal effect). That is, by applying heat to a liquid in accordance with an input signal, a refractive index distribution is generated in the liquid, a light beam is made to enter the liquid having this refractive index distribution, and the incident light beam is changed according to the refractive index distribution. Modulation is performed by deforming the wavefront.

(3) 本発明に於いては、熱効果媒体として液体を使用する為
に、従来の様に高電圧を使用しなくても入射光束の波面
を充分に変形するととが出来るし、又、入射光束の伝搬
位置、即ち光束を通過せしめる熱効果媒体の位置を制限
する必要もないので、素子への入射光束が透過あるいは
反射のいずれの使用に対しても所望の特性が得られ、そ
の応用範囲が増す効果を有する。以下、図面を用いて本
発明を詳述する。
(3) In the present invention, since a liquid is used as the thermal effect medium, the wavefront of the incident light beam can be sufficiently transformed without using a high voltage as in the conventional case. Since there is no need to limit the propagation position of the light flux, that is, the position of the thermal effect medium through which the light flux passes, the desired characteristics can be obtained whether the light flux incident on the element is transmitted or reflected, and the range of application is wide. It has the effect of increasing Hereinafter, the present invention will be explained in detail using the drawings.

第1図は本発明に係る光変調素子の一実施例を示す図で
ある。第1図において、1は透明保護板、2は液体薄層
、3は熱伝導性のある絶縁層、4は6a、6b、5C,
6d・・・で示される発熱抵抗体が配列される発熱抵抗
体層、5は絶縁層3及び発熱抵抗体6a、6b、60,
6(1・・・の支持体である。
FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of a light modulation element according to the present invention. In Fig. 1, 1 is a transparent protective plate, 2 is a thin liquid layer, 3 is a thermally conductive insulating layer, 4 is 6a, 6b, 5C,
6d... is a heating resistor layer in which heating resistors are arranged, 5 is an insulating layer 3 and heating resistors 6a, 6b, 60,
6 (support for 1...).

そして発熱抵抗体が発熱すると、この熱は前記絶縁層3
を伝わシ液体薄層2に伝わし、液体薄層内に温度分布を
生ぜしめて、屈折率分布を形成する。例えば、第1図に
示す様に、発熱抵抗体6bが選択されて発熱すると、こ
の熱は抵抗(4) 体6bに隣接する絶縁層3を介して液体薄層2に伝達さ
れ、抵抗体6bに対向する液体薄層2の領域の液体を加
熱させて、この領域に屈折率分布7を形成する。この屈
折率分布7は所定の時間が経過すると、この領域の液体
が冷却するに伴って、消滅する。この屈折率分布形成か
ら消滅までの1サイクルは非常に短かい時間であり、K
Hzのオーダーで行うことが可能である。
When the heating resistor generates heat, this heat is transferred to the insulating layer 3.
is transmitted to the thin liquid layer 2, producing a temperature distribution within the thin liquid layer and forming a refractive index distribution. For example, as shown in FIG. 1, when the heating resistor 6b is selected and generates heat, this heat is transferred to the liquid thin layer 2 via the insulating layer 3 adjacent to the resistor (4) and the resistor 6b. The liquid in the region of the thin liquid layer 2 facing the is heated to form a refractive index distribution 7 in this region. This refractive index distribution 7 disappears after a predetermined period of time as the liquid in this region cools. One cycle from the formation of this refractive index distribution to its extinction is a very short time, and K
It is possible to perform on the order of Hz.

上記発熱抵抗体は、■・Cの製造技術によシ支持体5上
に形成されるものであシ、隣接する発熱抵抗体の間隔を
mμオーダーで形成している。
The heating resistors described above are formed on the support 5 using the manufacturing technique (1) and (C), and the spacing between adjacent heating resistors is on the order of mμ.

本発明の光変調素子に用いられる液体としては、水、ア
ルコール、その他側を使用しても良い。この液体の屈折
率温度依存性訂は、水では−1,OXl 0−’ 、エ
チルアルコールでは−4,0x10−4である。とれに
対して、前述した従来の熱効果型の結晶では、TlO2
が異常光に対して−7,2X 10−’ 、常光に対し
て−4゜2X10−5、PbM004  が異常光に対
して−4,1×10−5、常光に対して−7゜2 x 
10”−5、LiN’bo、が異常光に対しく5) て5゜3X10  、常光に対して0.5SX10  
であシ、いす″れも液体に比して1桁小さい値を示す。
The liquid used in the light modulation element of the present invention may be water, alcohol, or other liquids. The temperature dependence of the refractive index of this liquid is -1, OXl 0-' for water, and -4,0x10-4 for ethyl alcohol. In contrast, in the conventional thermal effect crystal described above, TlO2
is -7,2x10-' for extraordinary light, -4°2x10-5 for ordinary light, PbM004 is -4,1x10-5 for extraordinary light, -7°2x for ordinary light
10"-5, LiN'bo, against extraordinary light 5) 5゜3X10, 0.5SX10 against ordinary light
Both the liquid and the liquid show values that are one order of magnitude smaller than those of the liquid.

尚、このデータは波長6 S 2.8nmの光束に対す
る値である。
Note that this data is a value for a luminous flux with a wavelength of 6 S 2.8 nm.

この様に、入射光の波面を変換する媒体として、液体を
用いることは、従来の結晶の様に、偏光に対して特別の
注意を払う必要がなくなった。又、屈折率の温度依存性
(静)は、従来の結晶と比較するとその絶対値が大きく
、変調を受ける光束と変調を受けない光束との間の位相
差を大きくすることが出来る。このことは、従来例の様
に、電極面あるいはヒーター面と平行に光束を伝播させ
る必要がない。即ち、ヒーター面に対して垂直入射でも
或いはそれ以外の入射角でも使用することが可能とな)
、変調素子を装置に組み立てる上での、配置上の制限を
なくすることができるものである。
In this way, using a liquid as a medium for converting the wavefront of incident light eliminates the need to pay special attention to polarization, unlike conventional crystals. Furthermore, the absolute value of the temperature dependence (static) of the refractive index is larger than that of conventional crystals, and the phase difference between the modulated light beam and the unmodulated light beam can be increased. This eliminates the need for the light beam to propagate parallel to the electrode surface or the heater surface, unlike the conventional example. In other words, it can be used with normal incidence to the heater surface or with other angles of incidence.)
, it is possible to eliminate restrictions on arrangement when assembling modulation elements into a device.

第2図は第1図に示す光変調素子の構成を示す斜視概略
図であ如、付番1〜6は第1図に示したものと同じであ
る。8は導電線であり、発(6) 熱抵抗体(6a、61)、・・・・)を各々独立に駆動
できる機側々の駆動電圧に接続され、一方発熱抵抗体の
他端は接地あるいは共通の電圧に設定されている。導電
線8より、発熱抵抗体613..6b、・・・に各々電
圧信号が印加されると、各発熱抵抗体の近傍の液体薄層
内に屈折率分布が発生する。
FIG. 2 is a schematic perspective view showing the configuration of the light modulation element shown in FIG. 1, and numbered 1 to 6 are the same as shown in FIG. 1. 8 is a conductive wire, which is connected to the drive voltage of each side of the machine that can independently drive the heating resistors (6a, 61), etc., while the other end of the heating resistor is grounded. Or they are set to a common voltage. From the conductive wire 8, the heating resistor 613. .. When a voltage signal is applied to each of the heating resistors 6b, . . . , a refractive index distribution is generated in the liquid thin layer near each heating resistor.

この屈折率分布は、電圧信号を零にすると冷却され再び
元の屈折率分布のない状態に戻る。
When the voltage signal is reduced to zero, this refractive index distribution is cooled and returns to the original state without refractive index distribution.

第3図(A)は前記屈折率分布による光変調素子り、M
を使用した光変調装置の一実施例を示す図で、屈折率分
布で波面が変形される光束を情報光として使用する場合
の例である。前記光変調素子り、Mに光束1oを入射し
、発熱抵抗体(6a。
FIG. 3(A) shows the light modulation element based on the refractive index distribution, M
FIG. 2 is a diagram showing an example of a light modulation device using a refractive index distribution, and is an example in which a light beam whose wavefront is modified by a refractive index distribution is used as information light. A light beam 1o is incident on the light modulation element M, and the heating resistor (6a) is incident on the light modulation element M.

6b、・・・・)のうち任意の発熱抵抗体6cが電圧V
1によって駆動されたとき、屈折率分布7が発生し、発
熱抵抗体6cに入射した光束は波面が変形された光束1
2となって射出する。発熱抵抗体の表面で正反射して、
屈折率分布7によって波面が変形されない光束11は、
レンズ13aによって結像され、その結像位置に配した
遮光(7) フィルター15&によって遮光される。前記波面が変形
された光束12はその遮光フィルター15aによって一
部分遮光されるが、遮光フィルター15aの大きさを前
記の波面が変形されない光束11の結像スポットを遮光
する最小限の大きさにすることによって、大部分の波面
変換光束12′を受光媒体14上に照射することが可能
である。
6b,...), any heating resistor 6c has a voltage V
1, a refractive index distribution 7 occurs, and the light beam incident on the heating resistor 6c becomes the light beam 1 with a deformed wavefront.
It becomes 2 and fires. It is specularly reflected on the surface of the heating resistor,
The light beam 11 whose wavefront is not deformed by the refractive index distribution 7 is
An image is formed by the lens 13a, and the light is blocked by a light-shielding filter (7) placed at the image-forming position. The light beam 12 whose wavefront has been deformed is partially blocked by the light blocking filter 15a, but the size of the light blocking filter 15a is set to the minimum size that blocks the imaging spot of the light beam 11 whose wavefront is not deformed. Accordingly, it is possible to irradiate most of the wavefront-converted light beam 12' onto the light-receiving medium 14.

又、本発明は熱効果媒体として屈折率分布の勾配が急激
になる材料を自由に選択することができ、屈折率分布に
よる光束の発散角は、上述した電気光学結晶を用いた回
折角に比して大きいので、同じ大きさの遮光フィルター
15aを使用したとしても、遮光される発散光の割合は
、本発明では非常に小さい。
Furthermore, in the present invention, it is possible to freely select a material with a steep gradient of the refractive index distribution as the thermal effect medium, and the divergence angle of the luminous flux due to the refractive index distribution is compared to the diffraction angle using the electro-optic crystal described above. Therefore, even if a light shielding filter 15a of the same size is used, the proportion of divergent light that is shielded is very small in the present invention.

以上の如く、発熱抵抗体6Cに、画像信号に応じた電圧
パルス■1を導電線8を通じて印加あるいは零にするこ
とにより、それに応じて屈折率分布7の発生あるいは消
滅が繰υ返される。
As described above, by applying the voltage pulse 1 corresponding to the image signal to the heating resistor 6C through the conductive wire 8 or making it zero, the refractive index distribution 7 is repeatedly generated or eliminated in response.

その場合、受光媒体14上には、光スポットの点滅が発
生される。レンズ13aによって、発熱(8) 抵抗体上の点と受光媒体14上の点とを共役関係にする
ことによって、発熱抵抗体(6a、6b、・・・)近傍
に発生した屈折率分布の発生部分の像をスポットとして
受光媒体14上に形成できる。
In that case, a blinking light spot is generated on the light receiving medium 14. Heat generation (8) is generated by the lens 13a. By creating a conjugate relationship between a point on the resistor and a point on the light receiving medium 14, a refractive index distribution is generated near the heat generating resistor (6a, 6b, . . . ). An image of the portion can be formed as a spot on the light-receiving medium 14.

第3図(B)は、同じく前記光変調素子L−Mを使用し
た光変調装置の一実施例を示す図で、屈折率分布で散乱
されない光束を情報光として使用する場合の例である。
FIG. 3(B) is a diagram showing an embodiment of a light modulation device using the light modulation element LM, and is an example in which a light beam that is not scattered by the refractive index distribution is used as information light.

第3図(B)に於いては、光変調素子り、Mで変調を受
けない光束11がレンズ13aで集光される位置には、
遮光板15bが設けられている。この遮光板は、前記光
束11を通過させ、前記光変調素子り、Mで発散される
破線で示す光束12を遮断する様に、中心部に透孔が設
けられている。
In FIG. 3(B), the position where the light beam 11 that is not modulated by the light modulation element M is focused by the lens 13a is as follows.
A light shielding plate 15b is provided. This light shielding plate is provided with a through hole in its center so as to allow the light flux 11 to pass therethrough and block the light flux 12 shown by the broken line that is diverged by the light modulation element M.

以上の様にして、屈折率分布による発散光の大部分を遮
光フィルター151)にょシ遮断し、主として波面の変
形を受けない光束11のみが遮光フィルター151)を
通過する。そして、上記レンズ13aによる結像スポッ
トあるいは遮光フィルター151)と、受光媒体面14
とを共役関係に(9) するレンズ13bを配置することにより、受光媒体面1
4上に、光スポットの点滅が発生する。
As described above, most of the divergent light due to the refractive index distribution is blocked by the light blocking filter 151), and only the light beam 11 whose wavefront is not deformed passes through the light blocking filter 151). Then, the imaging spot or the light-shielding filter 151) formed by the lens 13a and the light-receiving medium surface 14
By arranging the lens 13b that has a conjugate relationship (9), the light-receiving medium surface 1
4, a flashing light spot occurs.

第4図は受光媒体上の光の点滅のコントラストを良くす
る、即ち光利用効率を最良にする為の光変調素子り、M
に入射する光束の様子を示す熱抵抗体の配列方向と直交
する方向から見た図である。屈折率分布は発熱抵抗体に
近い稈屑折率勾配は急になり、そこに光束16を集中し
て入射させるとき最も発散効率が高くなる。また支持体
5あるいは発熱抵抗体(6&、6b、・・・ )あるい
は、絶縁層3の表面の平面性あるいは粗さによっては、
屈折率分布による発散光以外の光束に関して、遮光フィ
ルター15による遮光効率が悪くなシ、受光媒体14上
にノイズ光として照射される。このノイズ光は、導電線
8よ)印加される入力信号電圧パルス■1とは無関係に
受光媒体14上に照射されるので、コントラストが低下
する。この様な不都合をなくす為にも、(10) 第4図(A)に示すように、発熱抵抗体の近傍に入射光
束16を線状に収束することが望ましい。
Figure 4 shows a light modulation element, M
FIG. 2 is a diagram showing the state of the light flux incident on the thermal resistor as seen from a direction perpendicular to the arrangement direction of the thermal resistors. Regarding the refractive index distribution, the gradient of the refractive index of the culm dust near the heating resistor is steep, and the divergence efficiency is highest when the light beam 16 is incident thereon in a concentrated manner. Also, depending on the flatness or roughness of the surface of the support 5, the heating resistor (6&, 6b, . . . ), or the insulating layer 3,
Regarding light beams other than the diverging light due to the refractive index distribution, the light shielding efficiency of the light shielding filter 15 is poor, and the light beams are irradiated onto the light receiving medium 14 as noise light. This noise light is irradiated onto the light-receiving medium 14 regardless of the input signal voltage pulse (1) applied to the conductive line (8), resulting in a decrease in contrast. In order to eliminate such inconveniences, (10) it is desirable to converge the incident light beam 16 linearly near the heating resistor as shown in FIG. 4(A).

17は入射光束16の正反射光束(屈折率分布による発
散を受けない光)であり、破線で示す18は、屈折率分
布による発散光束である。第4図(B)は、第4図(A
)のA −A’で示される断面の図で、17は入射光束
16の正反射光束、18は画像信号の入力された発熱抵
抗体6Cの近傍に発生した屈折率分布による発散光束で
あり、前記正反射光束17に対して異った方向に散乱さ
れる。
Reference numeral 17 is a specularly reflected light beam (light that is not subject to divergence due to the refractive index distribution) of the incident light beam 16, and 18 indicated by a broken line is a divergent light beam due to the refractive index distribution. Figure 4(B) is the same as Figure 4(A).
), 17 is a specularly reflected light beam of the incident light beam 16, 18 is a diverging light beam due to the refractive index distribution generated near the heating resistor 6C to which the image signal is input, The specularly reflected light beam 17 is scattered in different directions.

第5図は、第4図で説明した光利用効率を高め、受光媒
体14上での光の点滅のコントラストを良くする場合の
光変調装置の一実施例の配置図である。半導体レーザー
あるいは発光ダイオードの如き光源19よυ出射した光
束を、球面レンズ20aとアナモフィックレンズ20b
、に禿 よって構成される線像形成光学f20によって、前記光
変調素子り、Mの発熱抵抗体(61L、6b、・・・)
の配列方向に線状に結像する。この線状に形成(11) される光束の、発熱抵抗体の配列方向と直交する面内の
光束の成分は平行光束の状態である。
FIG. 5 is a layout diagram of an embodiment of a light modulation device for increasing the light utilization efficiency and improving the contrast of blinking light on the light receiving medium 14, as explained in FIG. A light beam emitted from a light source 19 such as a semiconductor laser or a light emitting diode is transmitted through a spherical lens 20a and an anamorphic lens 20b.
, the light modulating element and M heating resistors (61L, 6b, . . . )
A linear image is formed in the direction in which the images are arranged. A component of this linearly formed light beam (11) in a plane perpendicular to the arrangement direction of the heating resistors is in a parallel light beam state.

従って前記発熱抵抗体で発散されない光束17は三角柱
状の光路をとシ正のシリンドリカルレンズ22aに入射
する。シリンドリカルレンズ221!Lは発熱抵抗体の
配列方向にその母線を有し、その焦線面が発熱抵抗体の
位置と合致する様に設けられている。従って前記光束1
7はシリンドリカルレンズ22aを通過した後に、アフ
ォーカルな光束とカシ、球面レンズ221)に入射する
Therefore, the light beam 17 that is not diverged by the heating resistor enters the positive cylindrical lens 22a through a triangular prism-shaped optical path. Cylindrical lens 221! L has its generatrix in the direction in which the heating resistors are arranged, and is provided so that its focal line coincides with the position of the heating resistors. Therefore, the luminous flux 1
After passing through the cylindrical lens 22a, the light beam 7 enters the afocal light beam and the spherical lens 221).

そして前記光束17は球面レンズ221)によシ、この
レンズの焦点面に集光する。この焦点面には、前記光束
17を遮ぎるだけの大きさを有する矩形フィルター23
が設けられており、従って該フィルター23によυ、発
熱抵抗体で発散を受けなかった光束は遮光される。一方
、発熱抵抗体で発散された光束18は、シリンドリカル
レンズ22aにより発熱抵抗体の配列方向と直02) 交する面内での光束のみが平行光となり、更に前記球面
レンズ221)により前記矩形フィルター23の近傍に
線状に結像される。従って、発散光束18の一部は、こ
の矩形フィルター23により遮光されるが、大部分の光
束は、この遮光フィルターで遮ぎられることなく、前記
シリンドリカルレンズ222Lと同一方向に母線を有す
る正のシリンドリカルレンズ22Qに入射し、受光媒体
14上に点像(24a、241)・・・・)となって形
成される。尚、フィルター23と受光媒体14とは、シ
リンドリカルレンズ220の光学的に共役な焦線面内に
位置し、又、発熱抵抗体と受光媒体とは球面レンズ系2
21)に関して光学的に共役な位置におる。又、別の表
現をすれば、シリンドリカルレンズ22a、220及び
球面レンズ系22klで構成されるアナモフィックレン
ズ系22に関して、発熱抵抗体の配列方向と直交する面
内に於いては前記発熱抵抗体(”+6b+・・・)と受
光媒体14とは光学的に共役な焦線面内に配され、又、
アナモフィックレンズ系22の光軸と前記03) 発熱抵抗体の配列方向とで定まる面内に於いては、前記
受光媒体14はアナモフィックレンズ系22の焦線面上
に位置する。尚、第5図に於いては前記光変調素子り、
Mは発熱抵抗体の部分のみを示した。
The light beam 17 is then focused by a spherical lens 221) on the focal plane of this lens. At this focal plane, there is a rectangular filter 23 having a size large enough to block the light beam 17.
Therefore, the light beam that has not been diverged by the heating resistor is blocked by the filter 23. On the other hand, the light beam 18 diverged by the heat generating resistor is converted into parallel light by the cylindrical lens 22a, so that only the light beam within a plane perpendicular to the arrangement direction of the heat generating resistors becomes parallel light, and furthermore, the light beam 18 diverged by the spherical lens 221) is connected to the rectangular filter. A linear image is formed near 23. Therefore, a part of the diverging light flux 18 is blocked by this rectangular filter 23, but most of the light flux is not blocked by this light blocking filter, and is transmitted through the positive cylindrical lens 222L, which has a generatrix in the same direction as the cylindrical lens 222L. The light enters the lens 22Q and is formed as a point image (24a, 241), etc. on the light receiving medium 14. The filter 23 and the light-receiving medium 14 are located within the optically conjugate focal plane of the cylindrical lens 220, and the heating resistor and the light-receiving medium are located within the spherical lens system 2.
21) at an optically conjugate position. In other words, regarding the anamorphic lens system 22 composed of the cylindrical lenses 22a, 220 and the spherical lens system 22kl, the heating resistors (" +6b+...) and the light-receiving medium 14 are arranged in an optically conjugate focal plane, and
The light-receiving medium 14 is located on the focal line plane of the anamorphic lens system 22 in a plane defined by the optical axis of the anamorphic lens system 22 and the arrangement direction of the heating resistors (03). In addition, in FIG. 5, the light modulation element,
M shows only the part of the heating resistor.

上述した実施例では、発熱抵抗体は反射部材で構成され
ている例を述べ、発散光束も、発散を受け々い光束も、
いずれも抵抗体で反射される場合を示したが、いず些の
光束も光変調素子を通過する場合を第6図に示す。第6
図で示される光変調素子の構成自体は第1図に示すもの
と同じであるが、支持体5′、発熱抵抗体(”’+6b
′・・・)及び絶縁層3′が透明な媒体で構成されてい
る。この場合も、前述した光学系を使用して充分な実用
効果が得られる。
In the above-mentioned embodiments, the heating resistor is composed of a reflective member, and both the diverging light flux and the light flux subject to divergence,
Although the case where each light beam is reflected by a resistor is shown, FIG. 6 shows the case where any light beam passes through a light modulation element. 6th
The structure itself of the light modulation element shown in the figure is the same as that shown in FIG.
) and the insulating layer 3' are made of a transparent medium. In this case as well, sufficient practical effects can be obtained using the optical system described above.

第7図(A、) (B)は、本発明に係る光変調素子り
、Mを用いた光変調装置の他の実施例を示す図で、第5
図で示す光学系と同様に、光変調素子り、M内の発熱抵
抗体6a、6b、・・・の配列方向に線状結像が形成さ
れる。第7図(A)はその線像に直交す04) る方向からみた展開図である。第7図(B)は第7図(
A)を側面からみた図である。第5図に示す光学系との
違いは、光源から出射した光束をレンズ20aで集光し
、第7図(A)に示す如く、光変副素子り、Mとレンズ
250間に光源の共役像を形成し、第7図(B)に示す
如く、レンズ20aとアナモフィックレンズ2011の
合成系である線像形成光学系20によって、光変調素子
■・・Mの発熱抵抗体近傍に線像を形成することである
。第7図(A)において、光源の共役像位置に、発熱抵
抗体6a 、 6b・・・の配列方向と直交する方向に
長辺を有する矩形の遮光フィルター23を配することに
より、屈折率分布によって発散されない光束は遮断され
、屈折率分布によって発散された光束は、遮光フィルタ
ー23の周囲を通過して、発熱抵抗体(6a、6b、・
・・)と受光媒体14を共役な位置に保つレンズ25に
入射し、受光媒体14上に結像スボッ) 24a、24
1)、・・・を形成する・この様にすると、第5図に示
した様な光学系の構成を簡略化できる。
FIGS. 7(A) and 7(B) are diagrams showing other embodiments of the optical modulation device using the optical modulation element M according to the present invention.
Similar to the optical system shown in the figure, a linear image is formed in the arrangement direction of the heat generating resistors 6a, 6b, . . . in the light modulation element M. FIG. 7(A) is a developed view seen from the direction perpendicular to the line image. Figure 7 (B) is shown in Figure 7 (
It is a side view of A). The difference from the optical system shown in FIG. 5 is that the light beam emitted from the light source is condensed by a lens 20a, and as shown in FIG. As shown in FIG. 7(B), a line image is formed in the vicinity of the heating resistor of the light modulation elements (1)...M by the line image forming optical system 20, which is a composite system of the lens 20a and the anamorphic lens 2011. It is to form. In FIG. 7(A), by arranging a rectangular light shielding filter 23 having long sides in a direction perpendicular to the arrangement direction of the heat generating resistors 6a, 6b, etc. at the conjugate image position of the light source, the refractive index distribution is changed. The luminous flux that is not diverged by the refractive index distribution is blocked, and the luminous flux that is diverged by the refractive index distribution passes around the light shielding filter 23 and passes through the heating resistors (6a, 6b, . . .
...) enters the lens 25 that keeps the light-receiving medium 14 in a conjugate position, and the image is formed on the light-receiving medium 14) 24a, 24
1) Forming . . . By doing this, the configuration of the optical system as shown in FIG. 5 can be simplified.

(15) 第8図は、本発明に係る光変調素子を適用したカラー画
像を得る為の光変調装置の一実施例を示す図である。光
源19aは赤色発光ダイオード、19’bは緑色発光ダ
イオード、19Cは青色発光ダイオードで、26は赤色
波長帯を透過し緑色波長帯を反射するダイクロイックミ
ラーで、27は青色波長帯以外を透過し、青色波長帯を
反射するダイクロイックミラーであり、光変調素子り、
Mの発熱抵抗体上に1、各光源からの光束を到達するよ
うにしたもので、それ以外は第7図に示した光学系の構
成と同じである。この様々三色の光源と一つの光変調素
子を使用して、受光媒体上にカラー画像を発生すること
が可能である。第9図は第8図に示したカラー画゛像発
生系の一方式を示す図で、第9図(A)は、光変調素子
り、Mの発熱抵抗体(6a、6b、・・・・、6e)に
入力する電圧パルスタ(」を示し、■11v21・・・
V51(i=1〜3)はそれぞれ上記発熱抵抗体(5a
、6b、・・・・6りに印加する電圧パルスであり、1
(−1〜3)は、その周期の番号を示す。第9図(B)
は発光ダ(16) イオード19aに入力する電流信号パルスであシ、前記
電圧パルス列■11 #v2+ 1・・・v51が発生
する期間内発光ダイオード19aは発光することを示す
(15) FIG. 8 is a diagram showing an embodiment of a light modulation device for obtaining a color image to which the light modulation element according to the present invention is applied. The light source 19a is a red light emitting diode, 19'b is a green light emitting diode, 19C is a blue light emitting diode, 26 is a dichroic mirror that transmits the red wavelength band and reflects the green wavelength band, 27 transmits light other than the blue wavelength band, It is a dichroic mirror that reflects the blue wavelength band, and a light modulation element.
The optical system has the same configuration as the optical system shown in FIG. 7 except that the light beams from each light source are directed onto the heating resistor M. Using this various trichromatic light source and one light modulating element, it is possible to generate a color image on the receiving medium. FIG. 9 is a diagram showing one method of the color image generation system shown in FIG.・,6e) Indicates the voltage pulser ('' input to), ■11v21...
V51 (i=1 to 3) are the heating resistors (5a
, 6b, ... is a voltage pulse applied to 6ri, and 1
(-1 to 3) indicate the number of the period. Figure 9 (B)
is a current signal pulse input to the light emitting diode (16) diode 19a, and indicates that the light emitting diode 19a emits light during the period in which the voltage pulse train (11) #v2+1...v51 is generated.

第9図(C)は発光ダイオード191)に入力する電流
信号パルスであり、前記電圧パルス列Vj2+v221
・・・1v52が発生する期間内発光することを示す。
FIG. 9(C) shows a current signal pulse input to the light emitting diode 191), and the voltage pulse train Vj2+v221
...indicates that light is emitted during the period in which 1v52 occurs.

第9図(D)は、同様に電圧パルス列v1..v2..
・、。
FIG. 9(D) similarly shows the voltage pulse train v1. .. v2. ..
・、.

vssが発生する期間内、発光ダイオード190が発光
するととを示す。第9図(A) l (B) 、 (C
) 、 (D)において横軸は時間を示し、図示されな
い先の時間帯においては、上記の信号パルスが周期的に
発生する。第8図に示す如く、受光媒体14が矢印方向
に移動すると、受光媒体面上には、矢印方向即ち受光媒
体移動方向に並んだ、赤、緑、青のスポットが形成され
る。そして、これ等三つのスポットで一画素を形成する
ことによりカラー表示が出来る。第9図(A)に於いて
は、すべての発熱抵抗体に、同一時間間隔で電圧パルス
を入力したが、画像信号に応じて、電力パルスを発生さ
せることにすれば任意のカラー画像を(17) 受光媒体14上に発生させることが可能となる。
This indicates that the light emitting diode 190 emits light during the period in which vss occurs. Figure 9 (A) l (B), (C
), (D), the horizontal axis indicates time, and the above-mentioned signal pulses are generated periodically in a previous time period (not shown). As shown in FIG. 8, when the light-receiving medium 14 moves in the direction of the arrow, red, green, and blue spots are formed on the surface of the light-receiving medium in the direction of the arrow, that is, in the direction of movement of the light-receiving medium. Color display can be performed by forming one pixel with these three spots. In FIG. 9(A), voltage pulses were input to all heating resistors at the same time interval, but if you decide to generate power pulses according to the image signal, any color image ( 17) It becomes possible to generate light on the light-receiving medium 14.

上記のように本発明においては特別に偏光特性をもつ必
要がなく、且つ、波長の異なった光源の使用が可能であ
る。
As described above, in the present invention, it is not necessary to have special polarization characteristics, and light sources with different wavelengths can be used.

第10図は、第8図に示した装置の応用例で、第8図で
示したカラー画像を偏向器30を使用して、静止した受
光媒体14の全面を走査スポットで走査する事を可能に
した実施例である。
FIG. 10 shows an application example of the device shown in FIG. 8, in which the color image shown in FIG. 8 can be scanned with a scanning spot over the entire surface of the stationary light-receiving medium 14 using a deflector 30. This is an example in which

この受光媒体として、銀塩フィルムの如き感光記録材を
選べば、デジタルカラープリンターが実現できる。ある
いは、受光媒体として、光拡散スクリーンを選べば、カ
ラーディスプレーが実現できる。本発明においては信号
光(屈折率分布による発散光)の消光比が高く、また、
発散効率が高いので、受光媒体上の結像スポット光の輝
度を高くでき、上記の如きデジタルカラープリンタ′−
1あるいは、カラーディスプレーが実現可能となる。又
、言うまでもないが、デジタルプリンター及びディスプ
レーに於いては、前記した光源が1個の場合のモノクロ
プリンタ(18) −及びモノク四ディスプレーでも良い。
If a photosensitive recording material such as a silver halide film is selected as the light-receiving medium, a digital color printer can be realized. Alternatively, if a light diffusion screen is selected as the light receiving medium, a color display can be realized. In the present invention, the extinction ratio of the signal light (divergent light due to refractive index distribution) is high, and
Since the divergence efficiency is high, the brightness of the imaged spot light on the light-receiving medium can be increased, making it possible to increase the brightness of the imaged spot light on the light-receiving medium.
1 or a color display becomes possible. Needless to say, digital printers and displays may be monochrome printers (18) and monochrome displays with one light source as described above.

なお、第5図〜第10図に示した実施例において信号光
として、屈折率分布による発散光を使用したが、第3図
(B)に示した様に、信号光として非発散光を使用でき
ることは言う迄もないので省略する。
In addition, in the examples shown in FIGS. 5 to 10, divergent light due to refractive index distribution was used as the signal light, but as shown in FIG. 3(B), non-divergent light was used as the signal light. It goes without saying that it can be done, so I will omit it.

第11図は、カラー画像を得る為の本発明に係る光変調
素子を適用した光変調装置の更なる実施例を示す図であ
る。第11図に於いて、光源31はハロゲンランプの如
き一般の白色光ランプ、レンズ52は集光レンズ、33
は二次光源像を制限するピンホール板、34はコリメー
ターレンズ、35は色分散を生ぜしめるプリズム、36
は収束レンズで4OR,40G、40Bは、それぞれカ
ラー信号である赤、緑、青の散乱光を発生させるための
発熱抵抗体で、それぞれ、独立に入力信号に対応する電
圧パルスを発生させる電圧印加手段41R,41G、4
1Bに接続されている。
FIG. 11 is a diagram showing a further embodiment of a light modulation device to which the light modulation element according to the present invention is applied for obtaining a color image. In FIG. 11, a light source 31 is a general white light lamp such as a halogen lamp, a lens 52 is a condenser lens, and a lens 33 is a condensing lens.
34 is a collimator lens; 35 is a prism that causes chromatic dispersion; 36 is a pinhole plate that limits the secondary light source image;
is a converging lens; 4OR, 40G, and 40B are heating resistors for generating red, green, and blue scattered light, which are color signals, respectively; and voltage application that independently generates voltage pulses corresponding to input signals. Means 41R, 41G, 4
Connected to 1B.

ここで、説明の簡略化の為光変調素子の詳細は図示され
ていないが、上記の発熱抵抗体部以外(19) は第2図に示しだと同様の構成である。
Here, the details of the light modulation element are not shown to simplify the explanation, but the structure other than the heating resistor section (19) is the same as that shown in FIG. 2.

上記の例においては、色分散プリズム35及びレンズ3
6によって、発熱抵抗体40R,40G。
In the above example, the chromatic dispersion prism 35 and the lens 3
6, heating resistors 40R and 40G.

40B上にそれぞれ、赤色光束、緑色光束、青色光束の
焦光像を形成し、前記、画像信号に応じて、各カラ・−
信号光を変調することが可能となる。
A focused image of a red light beam, a green light beam, and a blue light beam are respectively formed on the 40B, and each color -
It becomes possible to modulate signal light.

更に第11図に於いて、レンズ36の代りに、紙面と垂
直方向に母線を有するシリンドリカルレンズを使用し、
赤色光束、緑色光束、青色光束が、各々線状に結像する
様にする。この時各色に対応する線状の光束が、少しづ
つ離れた状態で、並んで形成される。従って、前記発熱
抵抗体40R,40G、40Bを1ユニツトとし、この
ユニットを線像の方向に沿って複数個配列することによ
り、複数のカラー画素列が得られる。尚、第11図に於
ける光束分散手段としてのプリズムの代りに、回折格子
を使用しても同じ効果が得られる。
Furthermore, in FIG. 11, instead of the lens 36, a cylindrical lens having a generatrix in the direction perpendicular to the plane of the paper is used,
The red, green, and blue light beams are each formed into linear images. At this time, linear beams of light corresponding to each color are formed side by side, with a little distance from each other. Therefore, by making the heating resistors 40R, 40G, and 40B into one unit and arranging a plurality of these units along the direction of the line image, a plurality of color pixel rows can be obtained. Incidentally, the same effect can be obtained by using a diffraction grating instead of the prism as the beam dispersion means in FIG. 11.

第12図は、本発明の光変調素子を適用した(20) 光変調装置の更なる実施例で、本発明に於いては、光変
調素子に入射する光束の方向に制約がないことを示す図
であシ、第12図(A)は発熱抵抗体の配列方向より見
た図であシ、第12図(B)は第12図(A)を上方か
ら見た図である。構成部材は、第5図に示す光変調装置
と同じであるが、第5図に示す光学系では光源19及び
線像形成光学系20で構成される光束発生手段から光変
調素子に入射する光束の中心光線が発熱抵抗体層4に対
して成る角度を成して入射するのに対して、第12図に
示す光学系では、同じく光変調素子に入射する光束は、
発熱抵抗体層4に平行に入射する。光変調素子を通過し
た光束は、第5図に示す場合と同様に、非発散光束は遮
断され、発散光束が受光媒体面上に到達する。
FIG. 12 is a further embodiment of the light modulation device (20) to which the light modulation element of the present invention is applied, and shows that in the present invention, there is no restriction on the direction of the light beam incident on the light modulation element. FIG. 12(A) is a view seen from the arrangement direction of the heating resistors, and FIG. 12(B) is a view of FIG. 12(A) viewed from above. The constituent members are the same as the light modulation device shown in FIG. 5, but in the optical system shown in FIG. In contrast, in the optical system shown in FIG. 12, the light beam incident on the light modulation element is incident on the heating resistor layer 4 at an angle of
The light is incident parallel to the heating resistor layer 4. In the light beam that has passed through the light modulation element, the non-divergent light beam is blocked and the diverging light beam reaches the surface of the light-receiving medium, as in the case shown in FIG.

第13図及び第14図は各々、第1図に示す光変調素子
の他の変形実施例を示す図で、透明保護板1の内面に、
発熱抵抗体(”+6b+・・・)から熱を受けて、屈折
率分布を程する液体層の屈折率分布の形状を制限す石手
段1aを設けると(21) とにより、ある発熱抵抗体で発生した屈折率分布を、そ
の発熱抵抗体の近傍に滞る様にしたものである。その様
にすることにより、各発熱抵抗体で発生した屈折率分布
を互いに干渉させることなく、コントラストの良い画像
を受光媒体面上に形成することが可能である。又、液体
層の形状は、この透明保護板の内面の形状によシ所望の
形状に取ることができる。このことによ)、液体層中に
生じる屈折率分布曲線を、前記透明保護板の内面の形状
により自由に変化させることが可能である。更には透明
保護板に、熱による屈折率変化の小さいものを選ぶこと
によシ、液体層に熱を加えた場合、液体層と透明保護板
との間に生じる屈折率差を大きくすることが出来る。こ
のことは、屈折率差の大きな界面が生じることであり、
従ってこの界面に於いてより大きな光の発散を得ること
が可能である。
13 and 14 are views showing other modified embodiments of the light modulation element shown in FIG.
If a stone means 1a is provided to restrict the shape of the refractive index distribution of the liquid layer that receives heat from the heating resistor ("+6b+...) and adjusts the refractive index distribution, (21), with a certain heating resistor. The generated refractive index distribution is made to stay near the heating resistor.By doing so, the refractive index distribution generated in each heating resistor does not interfere with each other, and images with good contrast can be obtained. can be formed on the surface of the light-receiving medium.Also, the shape of the liquid layer can be formed into a desired shape depending on the shape of the inner surface of this transparent protective plate. It is possible to freely change the refractive index distribution curve generated inside the transparent protective plate by changing the shape of the inner surface of the transparent protective plate.Furthermore, by selecting a transparent protective plate that has a small change in refractive index due to heat, When heat is applied to the liquid layer, the difference in refractive index that occurs between the liquid layer and the transparent protection plate can be increased.This means that an interface with a large difference in refractive index is created.
Therefore, it is possible to obtain greater light divergence at this interface.

この場合、透明保護板1の材質の屈折率と、熱が加わら
ない場合に於いての液体薄層2中の液体の屈折率の値が
近いものを選ぶととによ)、(22) 透明保護板の内部形状1aによる光の散乱を防止するこ
とが可能である。上記の内部形状1aは球面あるいは円
筒面等積々の形状が可能である。
In this case, choose a material whose refractive index is close to the refractive index of the material of the transparent protection plate 1 and the refractive index of the liquid in the thin liquid layer 2 when no heat is applied), (22) Transparent. It is possible to prevent light scattering due to the internal shape 1a of the protection plate. The internal shape 1a described above can have a spherical surface, a cylindrical surface, or any other shape.

第14図は、発熱抵抗体層4が球面あるいは円筒面で構
成されていることを示す図である。
FIG. 14 is a diagram showing that the heating resistor layer 4 has a spherical or cylindrical surface.

との様に構成することによシ、屈折率分布で発散を受け
ない光束が、発熱抵抗体で反射した後、収斂させること
を可能にするもので、その結像位置に遮光部材を設ける
。斯様な光変調素子を用いることにより、第3図で示す
レンズ13aを省くことが可能である。
By configuring as above, it is possible to converge the light beam that is not diverged by the refractive index distribution after being reflected by the heating resistor, and a light shielding member is provided at the imaging position. By using such a light modulation element, it is possible to omit the lens 13a shown in FIG. 3.

尚、第13図及び第14図に示す光変調素子の断面は、
第4図CB)に示す断面図と同じ方向から見たものであ
シ、該手段に入射する光束は紙面に対して手前よ構成る
角度を成して入射するものである。
Note that the cross section of the light modulation element shown in FIGS. 13 and 14 is as follows:
It is viewed from the same direction as the sectional view shown in FIG. 4CB), and the light beam incident on the means is incident at an angle forming the front side with respect to the plane of the paper.

第15図は、屈折率分布の発生を行列で行うことを可能
にした光変調素子を示すもので、第15図(A)は光変
調素子の側面図、第15図(B)は(26) 光変調素子を正面から見た場合、即ち第15図(A)を
A、方向から見た場合の発熱抵抗層の配列の様子を示す
ものである。第15図(A) K於いて、透明保護板1
、液体薄層2及び支持体5は第1図に示す光変調素子と
同一のものである。5a。
Fig. 15 shows a light modulation element that makes it possible to generate a refractive index distribution in a matrix. Fig. 15 (A) is a side view of the light modulation element, and Fig. 15 (B) is a (26 ) This figure shows the arrangement of the heating resistor layers when the light modulation element is viewed from the front, that is, when viewed from the direction A in FIG. 15(A). Figure 15 (A) In K, transparent protection plate 1
, the thin liquid layer 2 and the support 5 are the same as the light modulation element shown in FIG. 5a.

5′bは熱伝導性のある絶縁層、42.43は各々、線
状の発熱抵抗体が複数本、同一間隔で平行に配されてい
る発熱抵抗体層で、第15図(B)に示す様に、発熱抵
抗体層42の抵抗体(42a〜421)と発熱抵抗体層
43の抵抗体(43a〜45k)とは角度αを成す様に
設けられている。第15図に示す光変調素子では、交叉
しているいずれの発熱抵抗体にも電圧が印加されている
場合、この交叉する領域で屈折率分布が発生する様に設
計する。例えば今、42(lと4’5Q、45@に電圧
が印加されているとすると黒く塗った交叉領域P1.P
、で屈折率分布が発生する。従って二次元の屈折率分布
によるパターンを得ようとするならば、例えば、まず発
熱抵抗体421L〜421の内の42&にのみ電圧を印
加し、42aと交叉する発熱抵抗体の(24) 内よυ所望の発熱抵抗体を選んで電圧を印加し、次に4
2bにのみ電圧を印加し、同じ<42bと交叉する発熱
抵抗体の内から所望の発熱抵抗体を選んで電圧を印加す
る。この機外動作を42a〜421の−通り行なえば二
次元的なパターンが得られる。
5'b is a thermally conductive insulating layer, and 42 and 43 are heating resistor layers each having a plurality of linear heating resistors arranged in parallel at the same interval. As shown, the resistors (42a to 421) of the heat generating resistor layer 42 and the resistors (43a to 45k) of the heat generating resistor layer 43 are provided to form an angle α. The light modulation element shown in FIG. 15 is designed so that when a voltage is applied to any of the intersecting heating resistors, a refractive index distribution occurs in the intersecting region. For example, if voltage is applied to 42(l, 4'5Q, and 45@), the intersection area P1.P painted black
, a refractive index distribution occurs. Therefore, if you want to obtain a pattern with a two-dimensional refractive index distribution, for example, first apply a voltage only to 42 & of the heating resistors 421L to 421, and then υ Select the desired heating resistor and apply voltage, then 4
A voltage is applied only to 2b, and a desired heating resistor is selected from among the heating resistors that intersect the same <42b, and a voltage is applied thereto. A two-dimensional pattern can be obtained by performing this external operation in steps 42a to 421.

第16図は、第15図に示した光変調素子を用いた光変
調装置の一実施例を示すものである。
FIG. 16 shows an embodiment of a light modulation device using the light modulation element shown in FIG. 15.

光源44&及びコリメータレンズ441)よ構成る光束
発生手段44からの光束にて、二次元的なパターンで屈
折率分布を発生する事が可能な光変調素子45は照射さ
れる。屈折率分布によって発散されない光束は、レンズ
46にて収光されレンズ46の焦点面に設けられた遮光
フィルター47にて遮断される。前記光変調素子45の
光束散乱位置はレンズ46のもう一方の焦点面とほぼ合
致させて設けである為に、光変調素子45によυ発散さ
れる光束はし/ズ46でほぼ平行光束となシ、レンズ4
9によ多感光媒体面50上に結像され、屈折率分布の発
生パターン(2の に応じた二次元画像を形成する。レンズ46とレンズ4
9の間に偏向ミラー48を配し、上記発散光束を偏向し
得るようにすれば、感光体面50上に、上記の二次元画
像の走査画像を得ることができる。例えば、上記、二次
元的に屈折率分布を発生させる光変調素子によって各種
文字パターンを屈折率分布によって形成し得る様に設計
すれば、ワードプロセサーの如きプリンタ一端末機とし
て実現できる。上記偏向ミラーの回動は光変調素子45
によシ同時に全面に屈折率分布が生じるのではないので
、間欠回転が望ましい。
A light modulation element 45 capable of generating a refractive index distribution in a two-dimensional pattern is irradiated with a light beam from a light beam generating means 44 constituted by a light source 44 & collimator lens 441). The light beam that is not diverged by the refractive index distribution is converged by the lens 46 and blocked by a light shielding filter 47 provided at the focal plane of the lens 46. Since the light beam scattering position of the light modulation element 45 is arranged to almost coincide with the other focal plane of the lens 46, the light beam diverged by the light modulation element 45 becomes a substantially parallel light beam at the angle 46. Nasi, lens 4
9 forms an image on the multi-photosensitive medium surface 50 to form a two-dimensional image according to the generation pattern of refractive index distribution (2).Lens 46 and lens 4
If a deflection mirror 48 is disposed between the mirrors 9 and 9 to deflect the diverging light beam, the two-dimensional scanning image described above can be obtained on the photoreceptor surface 50. For example, if the light modulation element that generates the refractive index distribution two-dimensionally is designed to form various character patterns using the refractive index distribution, it can be realized as a printer-like terminal such as a word processor. The rotation of the deflection mirror is controlled by the light modulation element 45.
However, intermittent rotation is desirable because a refractive index distribution does not occur over the entire surface at the same time.

尚、二次元パターンを形成出来る光変調素子に於いても
、第6図に示す如き透過光タイプの光変調素子が得られ
ることは説明するまでもない。
It goes without saying that even among light modulation elements capable of forming a two-dimensional pattern, a transmitted light type light modulation element as shown in FIG. 6 can be obtained.

上記実施例に於いては、発熱抵抗体を用いて屈折率分布
を形成する実施例を述べたが、屈折率分布を得るには、
光ビームをスキャンし、スキャンビームを熱に変換して
得ることも可能で(26) ある。第17図は光ビームをスキャンして屈折率分布を
形成する一実施例を示すもので、光変調素子L−Mは透
明保護板51、液体薄層52及び熱伝導性の絶縁層53
及び透明な支持体54より形成されており、支持体54
には熱吸収層55が設けられている。56は自己変調可
能な半導体レーザーで、該レーザー56からの光束はコ
リメーターレンズ57により平行ビームとなりガルバノ
ミラ−58を介して走査用集光レンズ59によシ前記熱
吸収層55上に結像される。この熱吸収層55は、半導
体レーザー56からの波長の光束を特によく吸収する様
な部材で構成され、従って該吸収層55を通過する光束
はほぼ零となる。前記ガルバノミラ−58を回転軸の回
シに回転させると、光ビームスポットは吸収層55に沿
って矢印A2方向に移動す不様に走査光学系を設定する
。そして、前記半導体レーザ56によるビームスポット
が形成されている吸収層55の領域では、光ビームが熱
に変換され、絶縁層53を介して、液体薄層に屈(27
) 折率分布を形成する。故に半導体レーザからの射出ビー
ムを、ガルバノミラ−58の回動に伴ってオン・オフを
することにより、所望の位置に屈折率分布を形成するこ
とが出来る。尚、該屈折率分布により発散される光束を
投射し、発散光を受光媒体に導びく為の光学系は、第5
図に示す光学系をはじめとして、上述した反射タイプの
光学系が総て使用出来ることは言うまでもないので、こ
こでは説明を省く。
In the above embodiment, an example was described in which a refractive index distribution was formed using a heating resistor, but in order to obtain a refractive index distribution,
It is also possible to obtain it by scanning a light beam and converting the scanned beam into heat (26). FIG. 17 shows an embodiment in which a refractive index distribution is formed by scanning a light beam, and the light modulation element LM includes a transparent protection plate 51, a thin liquid layer 52, and a thermally conductive insulating layer 53.
and a transparent support 54, the support 54
A heat absorbing layer 55 is provided. Reference numeral 56 denotes a self-modulating semiconductor laser, and the light beam from the laser 56 is converted into a parallel beam by a collimator lens 57, and is imaged onto the heat absorption layer 55 by a scanning condensing lens 59 via a galvanometer mirror 58. Ru. This heat absorption layer 55 is made of a material that particularly absorbs the light beam of the wavelength from the semiconductor laser 56, and therefore the light flux passing through the absorption layer 55 is approximately zero. The scanning optical system is set in such a way that when the galvanometer mirror 58 is rotated around the rotation axis, the light beam spot moves in the direction of arrow A2 along the absorption layer 55. Then, in the region of the absorption layer 55 where the beam spot by the semiconductor laser 56 is formed, the light beam is converted into heat, and is bent (27
) form a refractive index distribution. Therefore, by turning on and off the beam emitted from the semiconductor laser as the galvanomirror 58 rotates, a refractive index distribution can be formed at a desired position. Incidentally, the optical system for projecting the light beam diverging due to the refractive index distribution and guiding the diverging light to the light receiving medium is the fifth optical system.
It goes without saying that all of the above-mentioned reflective type optical systems can be used, including the optical system shown in the figure, so their explanation will be omitted here.

又、前記熱吸収層55を全面に設け、該吸収層に光ビー
ムを照射する走査光学系を二次元走査光学系とすること
で、第15図で示した二次元のパターンを有する屈折率
分布による光変調素子を得ることが出来る。
Furthermore, by providing the heat absorption layer 55 on the entire surface and using a two-dimensional scanning optical system as a scanning optical system that irradiates the absorption layer with a light beam, a refractive index distribution having the two-dimensional pattern shown in FIG. 15 can be obtained. It is possible to obtain a light modulation element according to the method.

以上述べた様に、従来の変調装置に比して本発明に係る
変調光学系に於いては、 (1)熱効果を有する液体を選ぶことによって、屈折率
分布によって発散される光束の発散角は比較的大きく取
れることによυ、発散光と非発散光とを分離する際に、
効率よく分離量(28) 来、従って光束の利用効率が高く、且つS/N比も高い
As described above, compared to conventional modulation devices, in the modulation optical system according to the present invention, (1) by selecting a liquid having a thermal effect, the divergence angle of the light beam diverged by the refractive index distribution; Since υ can be taken relatively large, when separating divergent light and non-divergent light,
Since the separation amount (28) can be efficiently achieved, the efficiency of using the luminous flux is high, and the S/N ratio is also high.

(2)屈折率分布によって発散される場合は、屈折率分
布を有する液体に入射する光束の入射角に依存すること
なく、一定の散乱特性が得られるので、光学系の配置に
制約が昧せられることがない。
(2) In the case of divergence due to a refractive index distribution, constant scattering characteristics are obtained regardless of the angle of incidence of the light beam incident on a liquid with a refractive index distribution, so there are no restrictions on the arrangement of the optical system. I can't get caught.

(3)電気光学結晶を用いた場合は、二つの電極によっ
て一つの光変調が出来るのに対して、本願の様に屈折率
分布による発散を用いる場合は一つの電極によって一つ
の光変調が出来、従って単位面積当り高密度の変調が可
能であシ、ディスプレー又は記録の際の、高品位化が可
能となる。
(3) When using an electro-optic crystal, one light modulation can be performed with two electrodes, whereas when using divergence by refractive index distribution as in the present application, one light modulation can be performed with one electrode. Therefore, high-density modulation per unit area is possible, and high-quality display or recording is possible.

(4)屈折率分布によυ光束を発散させる場合は、入射
光束を特に偏光させる必要もなく、又、レーザ以外の一
般の光源を用いても同様な効果が得られることから装置
も安価に形成出来る。
(4) When the υ luminous flux is diverged by the refractive index distribution, there is no need to particularly polarize the incident luminous flux, and the same effect can be obtained using a general light source other than a laser, making the device inexpensive. Can be formed.

(5)屈折率分布を発生させる為の発熱抵抗体は(29
) ■・Cパターンの製法を用いて容易に形成することが出
来、1闘当り100本以上の高密度な配列も容易に可能
であり、従って画像の高品位化が可能になる。更に工・
Cパターンの製法を用いれば1000個〜10000個
の発熱抵抗体をミクロンオーダーで配列することが出来
、1ライン分の走査に必要なドツト数の発熱抵抗体を並
べることは容易であシ、従って1ライン分の走査が同時
に出来るので画像記録及び画像表示のスピードアップが
可能となる、 等の優れた効果を有するものである。
(5) The heating resistor for generating the refractive index distribution is (29
) It can be easily formed using the C pattern manufacturing method, and a high-density arrangement of 100 or more lines per battle is easily possible, thus making it possible to improve the quality of the image. Further engineering/
Using the C pattern manufacturing method, it is possible to arrange 1,000 to 10,000 heating resistors on the micron order, and it is easy to arrange the heating resistors in the number of dots required for scanning one line. Since one line can be scanned at the same time, it has excellent effects such as speeding up image recording and image display.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図及び第2図は本発明に係る光変調素子の一実施例
を示す図、第3図(A) 、 (B)は各々、本発明に
係る光変調素子を用いた光変調装置の一実施例を示す図
、第4図(A) (B)は本発明に於いて、光変調素子
を照明する好ましい実施例を示す図、第5図は本発明に
係る光変調素子を用いた光変調装置の他の実施例を示す
図、第6図は本発明(30) に係る光変調素子の他の実施例を示す図、第7図(A)
 (B)は各々、本発明に係る光変v!4素子を用いた
光変調装置の他の実施例を示す図、第8図及び第9図は
本発明に係る光変調素子を用いたカラー画像形成光変調
装置の一実施例を示す図、第10図及び第11図は本発
明に係る光変調素子を用いたカラー画像形成光変調装置
の他の実施例を示す図、第12図(A> (B)は本発
明に係る光変調素子を用いた光変調装置の他の実施例を
示す図、第13図、第14図及び第15図(A) (B
)は各々、本発明に係る光変調素子の一実施例を示す図
、第16図は第15図(A) (B)に示す光変調素子
を用いて形成した光変調装置の一実施例を示す図、第1
7図は本発明に係る光変調素子を用いた光変調装置の他
の実施例を示す図。 1・・・透明保護板 2・・・液体薄層 3・・・絶縁層 4・・・発熱抵抗体層 5・・・支持体 (31) 6a、5b、5c、婬・・・発熱抵抗体り、M・・・光
変調素子 7・・・屈折率分布 11・・・非発散光束 12・・・発散光束 14・・・受光媒体 151L・・・遮光フィルター 出願人 キャノン株式会社 (32) ( \ 136− 6C6b 6α 42g 42A4;’t 42j4嘔42z第1頁の続
き 0発 明 者 臼井正幸 東京都大田区下丸子3丁目30番 2号キャノン株式会社内 0発 明 者 染谷厚 東京都大田区下丸子3丁目30番 2号キャノン株式会社内
1 and 2 are diagrams showing an embodiment of the light modulation element according to the present invention, and FIGS. 3(A) and 3(B) are diagrams showing a light modulation device using the light modulation element according to the present invention, respectively. Figures 4(A) and 4(B) are diagrams showing a preferred embodiment of illuminating a light modulation element according to the present invention, and Figure 5 is a diagram showing a preferred embodiment of illuminating a light modulation element according to the present invention. A diagram showing another embodiment of the light modulation device, FIG. 6 is a diagram showing another embodiment of the light modulation element according to the present invention (30), and FIG. 7(A)
(B) are each photochange v! according to the present invention. FIGS. 8 and 9 are diagrams showing another embodiment of a light modulation device using four elements, and FIGS. 10 and 11 are diagrams showing other embodiments of a color image forming light modulation device using the light modulation element according to the present invention, and FIG. Figures 13, 14, and 15 (A) (B) showing other examples of the optical modulation device used;
) are diagrams showing one embodiment of the light modulation element according to the present invention, and FIG. 16 shows an embodiment of the light modulation device formed using the light modulation elements shown in FIGS. 15(A) and (B). Figure shown, 1st
FIG. 7 is a diagram showing another embodiment of the light modulation device using the light modulation element according to the present invention. 1...Transparent protective plate 2...Liquid thin layer 3...Insulating layer 4...Heating resistor layer 5...Support (31) 6a, 5b, 5c, 婬...Heating resistor M...Light modulation element 7...Refractive index distribution 11...Non-diverging light flux 12...Divergent light flux 14...Light-receiving medium 151L...Light-shielding filter Applicant: Canon Corporation (32) ( \ 136- 6C6b 6α 42g 42A4;'t 42j4vo42zContinued from page 10 Author: Masayuki Usui, Canon Co., Ltd., 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Author: Atsushi Someya Atsushi Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo 3-30-2 Canon Co., Ltd.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)入力信号に応じて熱を発生する手段、該発熱手段
からの熱を受は屈折率分布を生じる液体媒体とを備え、
前記液体媒体中の屈折率分布によ多光束の波面を変形す
ることを特徴とする光変調素子。
(1) A means for generating heat in response to an input signal; a liquid medium receiving the heat from the heat generating means and generating a refractive index distribution;
A light modulation element characterized in that the wavefront of multiple light beams is modified by the refractive index distribution in the liquid medium.
JP57179265A 1982-10-09 1982-10-13 Optical modulating element Granted JPS5968723A (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP57179265A JPS5968723A (en) 1982-10-13 1982-10-13 Optical modulating element
US07/063,788 US4848879A (en) 1982-10-09 1987-06-22 Light modulating device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP57179265A JPS5968723A (en) 1982-10-13 1982-10-13 Optical modulating element

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS5968723A true JPS5968723A (en) 1984-04-18
JPH0522886B2 JPH0522886B2 (en) 1993-03-31

Family

ID=16062821

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP57179265A Granted JPS5968723A (en) 1982-10-09 1982-10-13 Optical modulating element

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS5968723A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61120114A (en) * 1984-11-16 1986-06-07 Hitachi Ltd Light information generation system
JPH0756128A (en) * 1994-06-22 1995-03-03 Hitachi Ltd Method for generating optical information
US6452710B1 (en) 1997-08-08 2002-09-17 National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology Optical element, optical control method and device using this optical element, and method of manufacturing optical element

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61120114A (en) * 1984-11-16 1986-06-07 Hitachi Ltd Light information generation system
JPH0756128A (en) * 1994-06-22 1995-03-03 Hitachi Ltd Method for generating optical information
US6452710B1 (en) 1997-08-08 2002-09-17 National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology Optical element, optical control method and device using this optical element, and method of manufacturing optical element

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0522886B2 (en) 1993-03-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR920001810B1 (en) Color display device and method using holographic lenses
JP2622185B2 (en) Color liquid crystal display
US4848879A (en) Light modulating device
TW201107676A (en) Lighting device for a direct viewing display
JP4767380B2 (en) Optical apparatus and method for increasing the intensity of a multimode laser beam, and printer for printing a lens image using the electric field of the laser beam of the present invention
JPH04298710A (en) Display device
US4796981A (en) Optical element for modulation of light by heating a monomolecular film
US4952035A (en) Optical element and device using same
JPS5968723A (en) Optical modulating element
US4641920A (en) Optical element having the function of changing the cross-sectional intensity distribution of a light beam
JP2008204570A (en) Information recording device and its light source device
JPS59204027A (en) Optical modulating device
JPH0895042A (en) Liquid crystal display device
JPS59160127A (en) Optical modulating element
JPS6014221A (en) Optical modulating method and optical modulating element
JPS61277931A (en) Optical modulator
JPS627025A (en) Light modulation device
JPS5918930A (en) Method and device for optical modulation
JPH0890831A (en) Multi-beam optical head
JPS6050518A (en) Optical modulating device
JPS59197021A (en) Optical modulator
JPS59189313A (en) Optical modulator
JPS61277930A (en) Optical modulator
JPH0522888B2 (en)
JPS60130723A (en) Optical modulating device