JPS6052818A - 光スイツチ装置及び点軌跡合成装置 - Google Patents
光スイツチ装置及び点軌跡合成装置Info
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- JPS6052818A JPS6052818A JP59137057A JP13705784A JPS6052818A JP S6052818 A JPS6052818 A JP S6052818A JP 59137057 A JP59137057 A JP 59137057A JP 13705784 A JP13705784 A JP 13705784A JP S6052818 A JPS6052818 A JP S6052818A
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- G—PHYSICS
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- G02B6/24—Coupling light guides
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- G02B6/3568—Mechanical details of the actuation mechanism associated with the moving element or mounting mechanism details characterised by the actuating force
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- Physics & Mathematics (AREA)
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- Mechanical Light Control Or Optical Switches (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、特にコーr化情報を伝送する光ビームの高速
スイッチング装置に係る。本発明は特に光フアイバ間の
光交換に適用される。
スイッチング装置に係る。本発明は特に光フアイバ間の
光交換に適用される。
光交換の問題に関しては既にいくつかの解決方法が提案
されているが、多重ビーム及び小屋化装置に適用する場
合、特にこれらの装置が電気機械的パルスにより制御さ
れるミラーの運動に基づいている場合、大きな問題があ
る。
されているが、多重ビーム及び小屋化装置に適用する場
合、特にこれらの装置が電気機械的パルスにより制御さ
れるミラーの運動に基づいている場合、大きな問題があ
る。
従来技術装置の一例として、単一の多モード光ファイバ
で画像通信型の複数の異なるサービスを加入者に提供す
べく波長多重化を使用する構造が挙げられる。この構造
は、多重化機能を有するミラーによる光ビームの空間屈
折原理に基づいている。この構造は、波長の異なる複数
の光ビームと、損失の原因となりかつかなりの寸法(1
平方センチメータより小さいことは殆んどであり得ない
)を有する半反射板から構成されるミラーとを使用しな
ければならない。
で画像通信型の複数の異なるサービスを加入者に提供す
べく波長多重化を使用する構造が挙げられる。この構造
は、多重化機能を有するミラーによる光ビームの空間屈
折原理に基づいている。この構造は、波長の異なる複数
の光ビームと、損失の原因となりかつかなりの寸法(1
平方センチメータより小さいことは殆んどであり得ない
)を有する半反射板から構成されるミラーとを使用しな
ければならない。
別の型の装置では、電気光結晶内の光の全反射により光
ビームを屈折させている。このような装置は、” Li
near total 1nternal refle
ctionspatial light modula
tor for laaerprinting″Spr
ague 、Turner and Floras。
ビームを屈折させている。このような装置は、” Li
near total 1nternal refle
ctionspatial light modula
tor for laaerprinting″Spr
ague 、Turner and Floras。
5PIE review 、 vol、 299 :
Advances 1nLaser Scanning
Technology (1981) 、 p。
Advances 1nLaser Scanning
Technology (1981) 、 p。
68−75 中に開示されている。この装置の欠点は、
結晶自体が一般にニオブ酸リチウムから構成されるとい
う点にある。純度の点から見て結晶は小さい寸法しか使
用できず、従って結晶に担持されており結晶に制御電界
を印加すべく機能する電極は、非常に小さいピッチとな
る。従って、装置は外延的な光システムを備える必要が
ある。更に、結晶は電界に対して僅かにしか反応しない
ので、高い制御電圧が必要になる。
結晶自体が一般にニオブ酸リチウムから構成されるとい
う点にある。純度の点から見て結晶は小さい寸法しか使
用できず、従って結晶に担持されており結晶に制御電界
を印加すべく機能する電極は、非常に小さいピッチとな
る。従って、装置は外延的な光システムを備える必要が
ある。更に、結晶は電界に対して僅かにしか反応しない
ので、高い制御電圧が必要になる。
これらの欠点を解決するために、本発明は、装置内を伝
播される光ビームの屈折状態を局部的に変更すべく、移
動機械的素子を介さずに電気的棹制御される非常に少量
の流体の運動を使用することを提案する。屈折の変更に
より、光ビーム行路を移動させることが可能になり、従
って異なる伝播チャネル間、特に光71478間の交換
が可能になる。本発明のスイッチ装置は、制御電極に電
圧ステップを印加して局部電界変化を起こし、それによ
る電気起源の推進力の作用下で非常に小体積または小球
状の流体を一方の領域から他方の領域に流動せしめるべ
く、流体の移動を制御するための電気制御手段から構成
される。
播される光ビームの屈折状態を局部的に変更すべく、移
動機械的素子を介さずに電気的棹制御される非常に少量
の流体の運動を使用することを提案する。屈折の変更に
より、光ビーム行路を移動させることが可能になり、従
って異なる伝播チャネル間、特に光71478間の交換
が可能になる。本発明のスイッチ装置は、制御電極に電
圧ステップを印加して局部電界変化を起こし、それによ
る電気起源の推進力の作用下で非常に小体積または小球
状の流体を一方の領域から他方の領域に流動せしめるべ
く、流体の移動を制御するための電気制御手段から構成
される。
従って本発明の目的は、ビームを反射させるための第1
の流体またはビームを透過させるための第2の流体のい
ずれかを元ビームの行路に配置すべく構成された電気制
御式スイッチ手段により、少なくとも1個の入射光ビー
ムを光交換するための装置を提供することである。流体
は透明素子により規定される閉込めスペース内に収容さ
れており、非混和性であり、異なる誘電許容率を有して
いる。一方の流体は、他方の流体の侵入型構造に封入さ
れた球状構造を有する。装置は更に、電界印加閉込めス
は−スの領域に高許容率の流体を集束せしめるべく電界
勾配を誘導するための手段を備えている。
の流体またはビームを透過させるための第2の流体のい
ずれかを元ビームの行路に配置すべく構成された電気制
御式スイッチ手段により、少なくとも1個の入射光ビー
ムを光交換するための装置を提供することである。流体
は透明素子により規定される閉込めスペース内に収容さ
れており、非混和性であり、異なる誘電許容率を有して
いる。一方の流体は、他方の流体の侵入型構造に封入さ
れた球状構造を有する。装置は更に、電界印加閉込めス
は−スの領域に高許容率の流体を集束せしめるべく電界
勾配を誘導するための手段を備えている。
本発明は更に、上記光スイツチ装置と投射面に像を形成
するための光手段とを備えて成る、点軌跡合成装置に係
る。
するための光手段とを備えて成る、点軌跡合成装置に係
る。
本発明の他の特徴は以下の記載及び添付図面からより明
らかになろう。
らかになろう。
本発明の好適具体例によると、制御電極は、該当射の電
極間の電位差により形成される電界の影響量を規定する
キャノぞシタを構成すべく各封缶に相互に対向するよう
に配置されている。表面張力と毛管力とを好適に利用す
るために、本発明の好適な構成例は、好ましくは1μm
〜1mmのオーダの小さい距離を相互間に隔てて配置さ
れた制御電極対を使用している。電極対の動作により移
動する流体本積は、好ましくは制御電極を担持する閉込
め表面間で圧縮により平坦化される「滴(drops刀
に相当する分離球状に分割され得る。本発明に従う動作
は閉込め表面を非湿潤性、コーティングで被覆し得るこ
とを使用しており、それによって制御すべき位置を有す
る流体が薄膜状に過剰に伸延するのを阻止している。流
体が分離球状に分割されるので、本発明は単に電気的手
段を介して各球体をある安定位置から別の安定位置に移
動させている。これらの位置の安定性は、一方では本発
明に従って構成される装置の形状及び寸法に基づく毛管
力及び慣性力により、他方では電極対に適当な電位を印
加することにより確保される。
極間の電位差により形成される電界の影響量を規定する
キャノぞシタを構成すべく各封缶に相互に対向するよう
に配置されている。表面張力と毛管力とを好適に利用す
るために、本発明の好適な構成例は、好ましくは1μm
〜1mmのオーダの小さい距離を相互間に隔てて配置さ
れた制御電極対を使用している。電極対の動作により移
動する流体本積は、好ましくは制御電極を担持する閉込
め表面間で圧縮により平坦化される「滴(drops刀
に相当する分離球状に分割され得る。本発明に従う動作
は閉込め表面を非湿潤性、コーティングで被覆し得るこ
とを使用しており、それによって制御すべき位置を有す
る流体が薄膜状に過剰に伸延するのを阻止している。流
体が分離球状に分割されるので、本発明は単に電気的手
段を介して各球体をある安定位置から別の安定位置に移
動させている。これらの位置の安定性は、一方では本発
明に従って構成される装置の形状及び寸法に基づく毛管
力及び慣性力により、他方では電極対に適当な電位を印
加することにより確保される。
1個才たは複数の球状流体をある位置から別の位置へ移
動させる点、及び移動の形成と制御とを物理的力により
確保する点は、1983年3月23日付で出願された仏
国特許出願第8304745号中に開示されている。第
1図乃至第3図は前記特許出願の物理的説明に関する。
動させる点、及び移動の形成と制御とを物理的力により
確保する点は、1983年3月23日付で出願された仏
国特許出願第8304745号中に開示されている。第
1図乃至第3図は前記特許出願の物理的説明に関する。
第1図に示す最も基本的な構成において、流体移動用電
気制御装置は、2個の非混和性誘電流体を同時に配置し
て成る高さeの毛管スペースを備えている。毛管スは−
スは、例えばガラス製の2個の剛性閉込めプレート1及
び2により規定される。高さeの値は、毛管力が重力よ
り大となるように1ミリメータ以下に選択される。プレ
ート1及び2の内面は、適当な清浄工程と表面デポジッ
ト3及び4の形成工程とから成る予処理を施されており
、前記デポジットにより、移動を電気制御すべき流体が
毛管層を形成するのを阻止する必要がある。非限定的な
一例としてデポジット3及び4間の毛管スに一スは、誘
電許容率ε1の気体流体または蒸気f1を充填されてい
る。毛管スは−ス容積部分には液体f2が導入される。
気制御装置は、2個の非混和性誘電流体を同時に配置し
て成る高さeの毛管スペースを備えている。毛管スは−
スは、例えばガラス製の2個の剛性閉込めプレート1及
び2により規定される。高さeの値は、毛管力が重力よ
り大となるように1ミリメータ以下に選択される。プレ
ート1及び2の内面は、適当な清浄工程と表面デポジッ
ト3及び4の形成工程とから成る予処理を施されており
、前記デポジットにより、移動を電気制御すべき流体が
毛管層を形成するのを阻止する必要がある。非限定的な
一例としてデポジット3及び4間の毛管スに一スは、誘
電許容率ε1の気体流体または蒸気f1を充填されてい
る。毛管スは−ス容積部分には液体f2が導入される。
第2の液体f2はglより大きい誘電許容率ε2を有し
ており、例えば横座標A及びBの間に伸延する球状であ
る。従って、電気的手段により球体f2を軸Xの正方向
に移動させるために、プレート1及び2の内面は、特に
デポジット3及び4を被覆された1対の電極5及び6を
備えている。移動後の横座標CD間の領域に配置される
電極5及び6は、電位v2及びvlを発生する発電機7
に連結されている。この電位差により、推進力Fに等し
い体積力が界面8に形成される。
ており、例えば横座標A及びBの間に伸延する球状であ
る。従って、電気的手段により球体f2を軸Xの正方向
に移動させるために、プレート1及び2の内面は、特に
デポジット3及び4を被覆された1対の電極5及び6を
備えている。移動後の横座標CD間の領域に配置される
電極5及び6は、電位v2及びvlを発生する発電機7
に連結されている。この電位差により、推進力Fに等し
い体積力が界面8に形成される。
推進力Fは、材料媒質中に自由または結合性の正負電荷
が存在するためであると物理的に説明される。誘導電界
E、の存在下では、自由電荷は、電界を印加されるべき
材料体積中を移動することが可能であり、従って誘電現
象が生じる。使用される流体の導電率は低レイルでよい
が、この現象は本発明の範囲では使用されない。他方、
原子及び分子に結合した電荷は電気双極モーメントを生
じる。材料媒質は、誘導後の双極モーメントと分子の特
定の対称性により予め存在している双極モーメントとの
電界印加体積における和である電気この誘電作用は、イ
クトル関係式: (人中、E′ は分極Pにより生成される電界、及びE
は材料媒質中に生じる電界である)で表わされる。
が存在するためであると物理的に説明される。誘導電界
E、の存在下では、自由電荷は、電界を印加されるべき
材料体積中を移動することが可能であり、従って誘電現
象が生じる。使用される流体の導電率は低レイルでよい
が、この現象は本発明の範囲では使用されない。他方、
原子及び分子に結合した電荷は電気双極モーメントを生
じる。材料媒質は、誘導後の双極モーメントと分子の特
定の対称性により予め存在している双極モーメントとの
電界印加体積における和である電気この誘電作用は、イ
クトル関係式: (人中、E′ は分極Pにより生成される電界、及びE
は材料媒質中に生じる電界である)で表わされる。
材料媒質の誘電作用は、テンソル関係式:%式%
(式中、Xuv は電磁化率テンソル)で与えられる。
等方性誘電媒質の場合はより単純な関係式:(式中、ε
0はスイースの許容率、及びεは誘電許容率である)で
与えられる。この場合、電界EOを印加される体積Vの
媒質に加えられる力Fは、下式: %式% これは体積力であり、分極が大、及び電界勾配が大にな
るにつれて増加する。
0はスイースの許容率、及びεは誘電許容率である)で
与えられる。この場合、電界EOを印加される体積Vの
媒質に加えられる力Fは、下式: %式% これは体積力であり、分極が大、及び電界勾配が大にな
るにつれて増加する。
非均−な電界を印加された異種媒質にこの関係式を適用
すると、復元力、例えば表面張力よりも大きい体積起源
の移動力が生成され得る。
すると、復元力、例えば表面張力よりも大きい体積起源
の移動力が生成され得る。
第1図の装置において流体f1及びf2は、流体f2中
の合成電気分極が流体f1の合成電気分極よりも大とな
るように選択される。従って、流体f2について関係式
(1)により計算される力F2のモジュールは、流体f
1について同じ関係式により計算される力F1のモジュ
ールよりも大となる。従って、2個の流体の境界面8に
生じる過圧は、流体f2に対応する側の過圧P2の方が
流体f1に対応する側の過圧P1よりも大である。こう
して推進力Fが境界面8に作用する場合と同じような結
果が得られる。運動に抗して作用する力(即ち毛管力、
表面張力、内面張力及び粘着力)を越えると流体f2は
、電極5及び6間の容積部分を充填すべく流体f1を移
動させる。電極5及び6により形成されるキャパシタの
電気キャパシタンスは増加し、他方キャノぞシタプレー
ト間の電位差は一定に維持されているので、この動作は
、電位差v2−v1で電力量qを発生する発電機7によ
る電力供給に対応する。球体f2を電極間スは−スに静
電的に吸引する動作をより明確に説明するために、第1
図は、電界線を示す破線、電界ベクトルE1及びB2、
並びに流体f2の分極により形成される正及び負(+及
び−)の結合電荷を示している。
の合成電気分極が流体f1の合成電気分極よりも大とな
るように選択される。従って、流体f2について関係式
(1)により計算される力F2のモジュールは、流体f
1について同じ関係式により計算される力F1のモジュ
ールよりも大となる。従って、2個の流体の境界面8に
生じる過圧は、流体f2に対応する側の過圧P2の方が
流体f1に対応する側の過圧P1よりも大である。こう
して推進力Fが境界面8に作用する場合と同じような結
果が得られる。運動に抗して作用する力(即ち毛管力、
表面張力、内面張力及び粘着力)を越えると流体f2は
、電極5及び6間の容積部分を充填すべく流体f1を移
動させる。電極5及び6により形成されるキャパシタの
電気キャパシタンスは増加し、他方キャノぞシタプレー
ト間の電位差は一定に維持されているので、この動作は
、電位差v2−v1で電力量qを発生する発電機7によ
る電力供給に対応する。球体f2を電極間スは−スに静
電的に吸引する動作をより明確に説明するために、第1
図は、電界線を示す破線、電界ベクトルE1及びB2、
並びに流体f2の分極により形成される正及び負(+及
び−)の結合電荷を示している。
第2図は最終状態を示している。球体f2の位置は、電
極に一致する領域CDについて対称に伸延する横座標A
1及びB1により規定される領域に移行している。領域
)I B1に移動した球体は、電位差v2− Vlが維
持される結果として捕獲状態を保ち得る。
極に一致する領域CDについて対称に伸延する横座標A
1及びB1により規定される領域に移行している。領域
)I B1に移動した球体は、電位差v2− Vlが維
持される結果として捕獲状態を保ち得る。
球体を電極間ゾーン内で捕獲状態に維持するために、電
位差を抑制して復元力を維持することが望ましい。実際
にデポジット3及び4の厚さは、分子間力が電極5及び
6の材料と流体f2との間に作用して流体f2を第2図
の位置に固定し得るように、十分率さい寸法に選択され
る。発電機7は、球体f2を移動後の捕獲ゾーンから離
脱させ得ない。
位差を抑制して復元力を維持することが望ましい。実際
にデポジット3及び4の厚さは、分子間力が電極5及び
6の材料と流体f2との間に作用して流体f2を第2図
の位置に固定し得るように、十分率さい寸法に選択され
る。発電機7は、球体f2を移動後の捕獲ゾーンから離
脱させ得ない。
球体の移動可逆性は、特殊な電極構成により得られよう
。
。
第3図は、球体移動の電気制御用装置の等烏口である。
第1図及び第2図と同一の素子については同一の参照符
号を使用して6)る。プレートl及び2はスは−サ部材
9により分離されており、電極対5及び6に続いて軸X
の方向に第2の電極対10及び11が配置されている。
号を使用して6)る。プレートl及び2はスは−サ部材
9により分離されており、電極対5及び6に続いて軸X
の方向に第2の電極対10及び11が配置されている。
発電機7は、電極10及び11に電位v3及びv4を供
給する。
給する。
第3図中、11面の領域内で移動可能な球状流体f2の
円形輪郭は破線で示される。例えば電極5゜6.10及
び11は、−辺の長さが100ミクロン〜10ミリメー
タの正方形である。スイーサ部材9の高さは5〜10ミ
クロン、 電極5及び電極11間のスペースの幅は20
ミクロンである。
円形輪郭は破線で示される。例えば電極5゜6.10及
び11は、−辺の長さが100ミクロン〜10ミリメー
タの正方形である。スイーサ部材9の高さは5〜10ミ
クロン、 電極5及び電極11間のスペースの幅は20
ミクロンである。
球体f2を包囲する流体f1は空気であり、流体f2は
炭化水素、例えば炭素原子数5〜25個のアルカン、ケ
トン(アセトン、シクロヘキサノン、メチルエチルケト
ン)またはニトロ誘導体にトロはンゼン、ニトロトルエ
ン)から選択される。f2型の流体を形成するために混
合液体を使用すると、表面張力の調節、移動時の球体の
転位阻止、及び電気制御動作に対する装置の応答時間の
最適化が可能になる。
炭化水素、例えば炭素原子数5〜25個のアルカン、ケ
トン(アセトン、シクロヘキサノン、メチルエチルケト
ン)またはニトロ誘導体にトロはンゼン、ニトロトルエ
ン)から選択される。f2型の流体を形成するために混
合液体を使用すると、表面張力の調節、移動時の球体の
転位阻止、及び電気制御動作に対する装置の応答時間の
最適化が可能になる。
発電機7は、メータ当たり5X10’〜6X10’ボル
トのオーダの移動電界を生成すべく、io。
トのオーダの移動電界を生成すべく、io。
〜300ボルトのオーダの電位差v2− Vl及びv4
− vsを発生することが可能である。プレート1及び
2間に圧縮されている球状流体f2の体積は、電極5及
び6の輪郭からやや延出するような直径に選択されるが
、電極対10及び11に侵入するように増加させてもよ
い。
− vsを発生することが可能である。プレート1及び
2間に圧縮されている球状流体f2の体積は、電極5及
び6の輪郭からやや延出するような直径に選択されるが
、電極対10及び11に侵入するように増加させてもよ
い。
球体f2を電極間スぽ−ス5,6から電極間スは−ス1
0,11に転位させるためには、電位差v2− vlを
ゼロまたは減少させ、電位差V4−v3を形成する。従
って軸Xの正方向に前方向移動ステップが形成される。
0,11に転位させるためには、電位差v2− vlを
ゼロまたは減少させ、電位差V4−v3を形成する。従
って軸Xの正方向に前方向移動ステップが形成される。
球体を初期位置に戻すためには、電位差V4−v5をゼ
ロまたは減少させ、電位差v2−v1を復元する必要が
ある。ふたつの電位差が同時に印加されると球体は移動
し得ないが、球体が1組の電極から延出しているなら電
極5及び11の面積の和にできるだけ一致すべく変形を
受ける。
ロまたは減少させ、電位差v2−v1を復元する必要が
ある。ふたつの電位差が同時に印加されると球体は移動
し得ないが、球体が1組の電極から延出しているなら電
極5及び11の面積の和にできるだけ一致すべく変形を
受ける。
第4図は本発明に従う光スイツチ装置の概略断面図であ
る。第4図はa及びbの2部分から構成されており、装
置の入射光ビームの行路における球体の有無に従う前記
行路の変化を示している〇第4図中、装置は横断面で示
される。光スイツチ装置は第3図の球体移動装置を備え
ており、同一の素子は同一の参照符号を付しである。電
極5゜6.10及び11は透明材料層、例えば錫とイン
ジウムとの混合酸化物層から構成されており、第3図の
原理に従い電圧発生器に連結されている。
る。第4図はa及びbの2部分から構成されており、装
置の入射光ビームの行路における球体の有無に従う前記
行路の変化を示している〇第4図中、装置は横断面で示
される。光スイツチ装置は第3図の球体移動装置を備え
ており、同一の素子は同一の参照符号を付しである。電
極5゜6.10及び11は透明材料層、例えば錫とイン
ジウムとの混合酸化物層から構成されており、第3図の
原理に従い電圧発生器に連結されている。
球体移動用装置は、移動させるべき流体による毛管層の
形成を阻止する表面デポジット(図示せず)を更に備え
ている。移動させるべき球体15は、前出の炭化水素か
ら選択された液体である。装置の第2の流体は単に空気
から構成される。全反射プリズム20及び21は、ガラ
スプレートの外面に接着されている。接着は、プリズム
20及び21とプレート1及び2との屈折率が適合する
ように行われる。光ビーム22は、傾斜入射角度で電極
10に送られる。ビーム22の傾斜角度は、プレート2
の内面から全反射が得られるように選択される。ビーム
はプリズム21を通ってプレート2の内面に達する。こ
の場合、電極10及び11間のスは−スの性質に従って
ふたつのケースが生じ得る。
形成を阻止する表面デポジット(図示せず)を更に備え
ている。移動させるべき球体15は、前出の炭化水素か
ら選択された液体である。装置の第2の流体は単に空気
から構成される。全反射プリズム20及び21は、ガラ
スプレートの外面に接着されている。接着は、プリズム
20及び21とプレート1及び2との屈折率が適合する
ように行われる。光ビーム22は、傾斜入射角度で電極
10に送られる。ビーム22の傾斜角度は、プレート2
の内面から全反射が得られるように選択される。ビーム
はプリズム21を通ってプレート2の内面に達する。こ
の場合、電極10及び11間のスは−スの性質に従って
ふたつのケースが生じ得る。
電極10及び11により制御される容積が1のオーダの
屈折率を有する気体、例えば空気によって占められ、他
方プレート2のグラスの屈折率が1.5のオーダの時、
光ビーム22は反射してビーム23を形成する。この状
態を第4図のaに示す。
屈折率を有する気体、例えば空気によって占められ、他
方プレート2のグラスの屈折率が1.5のオーダの時、
光ビーム22は反射してビーム23を形成する。この状
態を第4図のaに示す。
電極10及び11により制御される容積が、初期に電極
5及び6間に位置する球体15によって占められる場合
、この領域の屈折率は好ましくは1.4〜1.7のオー
ダの値に変化する。従って、ガラスプレート2の内面か
らの全反射は抑制され、ビーム22は第4図のbに示す
ようなビーム24として透過される。
5及び6間に位置する球体15によって占められる場合
、この領域の屈折率は好ましくは1.4〜1.7のオー
ダの値に変化する。従って、ガラスプレート2の内面か
らの全反射は抑制され、ビーム22は第4図のbに示す
ようなビーム24として透過される。
第4図のaの場合、方向25の吸光率は入射光22の強
度の10 より小であり、反射ビーム23の強度はビー
ム22の強度の90%である。第4図のbの場合、方向
26の吸光率は入射ビーム22の強度の5χ10 のオ
ーダであり、透過ビーム24の強度はビーム22の強度
の90%である。
度の10 より小であり、反射ビーム23の強度はビー
ム22の強度の90%である。第4図のbの場合、方向
26の吸光率は入射ビーム22の強度の5χ10 のオ
ーダであり、透過ビーム24の強度はビーム22の強度
の90%である。
反射防止表面処理及び(特にガラスプレートと一般に屈
折率2以上の透明電極との間、及び電極と移動させるべ
き流体との間の)屈折率の適合化により、第4図aの場
合、方向25の吸光率が改良され、第4図すの場合、透
過ビームが増化され得る。透明電極の厚さの適合化によ
り、こうした結果が得られる。2種類の図示例のいずれ
においてもプリズム21は必須ではない。しかし乍ら、
プリズムは寄生反射を除去することにより入射光ビーム
の透過状態を改良する効果を有する。他方、光ビームを
方向25に透過させたい場合にはプリズム20が不可欠
である。同じ理由により、プリズムの面は入射及び出射
光ビームに垂直であることが好ましい。
折率2以上の透明電極との間、及び電極と移動させるべ
き流体との間の)屈折率の適合化により、第4図aの場
合、方向25の吸光率が改良され、第4図すの場合、透
過ビームが増化され得る。透明電極の厚さの適合化によ
り、こうした結果が得られる。2種類の図示例のいずれ
においてもプリズム21は必須ではない。しかし乍ら、
プリズムは寄生反射を除去することにより入射光ビーム
の透過状態を改良する効果を有する。他方、光ビームを
方向25に透過させたい場合にはプリズム20が不可欠
である。同じ理由により、プリズムの面は入射及び出射
光ビームに垂直であることが好ましい。
上述の装置は、明確に規定された2方向に光ビームを送
ることの可能な光スイツチ装置を構成するO 第5図は、光ビームを光ファイノZによって伝送する本
発明の光スイツチ装置を示している。この装置の動作は
第4図について説明した通りであり、従って同一素子に
は同一の参照符号を付した。プリズム20及び21の横
断面は直角二等辺三角形状であるので光ビームは装置か
ら該当するプリズム面に垂直に入射及び出射する。光フ
ァイバ30は、透過または反射させるべき光ビームを伝
播するための入射ファイバである。反射ビームは受容フ
ァイバ31により収集され、他方透過ビームは受容ファ
イバ32により収集される。光ビームは、プリズムに接
着されたグレーデツト9インデクス型レンズ33,34
.35によりコリメートされる。
ることの可能な光スイツチ装置を構成するO 第5図は、光ビームを光ファイノZによって伝送する本
発明の光スイツチ装置を示している。この装置の動作は
第4図について説明した通りであり、従って同一素子に
は同一の参照符号を付した。プリズム20及び21の横
断面は直角二等辺三角形状であるので光ビームは装置か
ら該当するプリズム面に垂直に入射及び出射する。光フ
ァイバ30は、透過または反射させるべき光ビームを伝
播するための入射ファイバである。反射ビームは受容フ
ァイバ31により収集され、他方透過ビームは受容ファ
イバ32により収集される。光ビームは、プリズムに接
着されたグレーデツト9インデクス型レンズ33,34
.35によりコリメートされる。
同図中、実線は(球体15が電極10及び11間に位置
する時の)透過ビームの行路を示し、破線は(球体15
が電極5及び6間に位置する時の)反射光の行路を示し
ている。同様に、ガラスプレートを使用せずに電極をプ
リズムの内面に直接堆積させた装置を構成することも可
能である。
する時の)透過ビームの行路を示し、破線は(球体15
が電極5及び6間に位置する時の)反射光の行路を示し
ている。同様に、ガラスプレートを使用せずに電極をプ
リズムの内面に直接堆積させた装置を構成することも可
能である。
本発明の範囲内で、同一の装置内に複数のビーム入力チ
ャネルと出力チャネルとを配置することも可能である。
ャネルと出力チャネルとを配置することも可能である。
第6図は、4個の入力チャネルと8個の出力チャネルと
を備える、4個の光ビームを交換するための装置を示し
ている。装置は、ススーサ部材44を介して空気薄層に
より分離された2個の平行なガラスプレート42及び4
3から構成される。先述の装置に比較すると、第6図の
装置は4個のスイッチ群47,48,49及び50を備
えている。各群は、電位差の影響下で球状流体の移動を
開始することの可能な2組の電極を備えている。各群の
特徴及び各群の動作は上述の通りである。直角二等辺三
角形の横断面を有する全反射プリズム40及び41は各
プレート42及び43に接着される。入力チャネルE1
+ E2 y K’3 。
を備える、4個の光ビームを交換するための装置を示し
ている。装置は、ススーサ部材44を介して空気薄層に
より分離された2個の平行なガラスプレート42及び4
3から構成される。先述の装置に比較すると、第6図の
装置は4個のスイッチ群47,48,49及び50を備
えている。各群は、電位差の影響下で球状流体の移動を
開始することの可能な2組の電極を備えている。各群の
特徴及び各群の動作は上述の通りである。直角二等辺三
角形の横断面を有する全反射プリズム40及び41は各
プレート42及び43に接着される。入力チャネルE1
+ E2 y K’3 。
及びE4は、ダレーデツVインデクス型レンズ46に連
結された光ファイバ45により構成される。
結された光ファイバ45により構成される。
各入力チャネルに対応して、透過出力チャネルS1゜s
2.s5及びS4と反射出力チャネル8’1 * S’
2 +S/、及びS/4とが配置される″。出力チャネ
ルと入力チャネルとは、グレーデツrインデクス型レン
ズに連結された光ファイバにより構成される。−例とし
て、入力E1.E3及びE4から出力S1 。
2.s5及びS4と反射出力チャネル8’1 * S’
2 +S/、及びS/4とが配置される″。出力チャネ
ルと入力チャネルとは、グレーデツrインデクス型レン
ズに連結された光ファイバにより構成される。−例とし
て、入力E1.E3及びE4から出力S1 。
S3及びS4に向かう3個の光ビームと入力E2から出
力S′2に向かうビームとを実線で示した。
力S′2に向かうビームとを実線で示した。
これらの方向は、光ビームの行路における陰影領域で示
す球体の有無により決定される。球体の移動時のビーム
の行路を破線で示す。この場合、El。
す球体の有無により決定される。球体の移動時のビーム
の行路を破線で示す。この場合、El。
E2rE5及びE4に入射したビームはそれぞれ出力s
’1 、 s’2 、 s’3及びS′4に向かう。
’1 、 s’2 、 s’3及びS′4に向かう。
流体の移動原理に基づく光スイツチ装置の具体例として
別の構造を勘案することも可能である。
別の構造を勘案することも可能である。
必要に応じて、光ビームが行路に沿って球体の有無の影
響を数回受けるようなシステムを勘案することも可能で
ある。
響を数回受けるようなシステムを勘案することも可能で
ある。
好ましくは電極は、球体の迅速かつ効果的な移動が可能
な形状を有する。第7図は、光ビームの伝播状態を変更
させるべ゛く装置の特定の領域に球状液体を配置するこ
との可能な電極形状の一例を示している。この型の電極
2組を対向関係に配置することζこより光スイツチ素子
が形成される。電極各組は、対応数の導体71〜77を
介して電圧発生器に連結された7個の導体セグメント6
1〜67から構成される。発生器への結線は、相互に対
向位置に配置されたセグメント間に電位差が生じ得るよ
うに形成される。セグメント61〜66及び対向位置関
係にある対応セグメント1:こより、流体槽として機能
する容積を制御することが可能になる。セグメント67
及び対向セグメントは、適当な電位差、即ち電界の印加
により入射光ビームの行路で流体を移動せしめる。これ
らのセグメント間の電位差が抑制され、セグメント61
〜66と対向セグセメトとの間に電位差が印加されると
、表面張力と電界により生成される力とは、復元力とし
て機能し、流体を光ビーム行路の外側に排出する。セグ
メント61〜66及び対向セグメントにより規定される
容積の一部のみが充填されている時、この排出は完全か
つ迅速に行われる。流体排出セグメント間の電位差の値
は等値またはステップ値であり得る。
な形状を有する。第7図は、光ビームの伝播状態を変更
させるべ゛く装置の特定の領域に球状液体を配置するこ
との可能な電極形状の一例を示している。この型の電極
2組を対向関係に配置することζこより光スイツチ素子
が形成される。電極各組は、対応数の導体71〜77を
介して電圧発生器に連結された7個の導体セグメント6
1〜67から構成される。発生器への結線は、相互に対
向位置に配置されたセグメント間に電位差が生じ得るよ
うに形成される。セグメント61〜66及び対向位置関
係にある対応セグメント1:こより、流体槽として機能
する容積を制御することが可能になる。セグメント67
及び対向セグメントは、適当な電位差、即ち電界の印加
により入射光ビームの行路で流体を移動せしめる。これ
らのセグメント間の電位差が抑制され、セグメント61
〜66と対向セグセメトとの間に電位差が印加されると
、表面張力と電界により生成される力とは、復元力とし
て機能し、流体を光ビーム行路の外側に排出する。セグ
メント61〜66及び対向セグメントにより規定される
容積の一部のみが充填されている時、この排出は完全か
つ迅速に行われる。流体排出セグメント間の電位差の値
は等値またはステップ値であり得る。
電界勾配の影響下で流体の転位を更に改良するためには
、各連続セグメントに歯列を設けることが好才しい。第
7図に示す歯列は鋸歯形である。
、各連続セグメントに歯列を設けることが好才しい。第
7図に示す歯列は鋸歯形である。
セグメントは歯列を介して相互係合されているので、球
体の転位は容易になる。
体の転位は容易になる。
第8図は、球体の移動による光交換に基づいて光点の軌
跡を合成するための装置を示している。
跡を合成するための装置を示している。
第8図は同一の装置の正面図と平面図とを示す2部分、
a及びbから構成されている。装置は、直角二等辺三角
形状の横断面を有する2個の全反射プリズム80及び8
1を備えており、プリズムはスペーサ部材84により分
離された2個のプレート82及び83に接着されている
。プレート82及び83は、電圧発生器に連結された2
個の電極列をそれぞれ支持している。電極列86及び8
7は第8図のb中、破線で略示しである。他方、列86
から列87へ移動させられ得る球体は黒い小四角形、例
えば85で示される。球体の位置は、点の軌跡を合成す
るために使用されるべき点成分を形成するものと見做さ
れる。例えば列87は所望の点軌跡を合成すべく機能す
る。シート状入射光輻射88は投射面89の方向に列8
7を照射する。電気制御動作に基づく球体の有無に応じ
て点成分は、適当な光素子の通過後、投射面89に像を
形成するビームとしてシート状光輻射部分を遮断または
透過する。球体の存在により得られる列87の点は、光
ビームの透過が可能である。他方、球体が存在しない時
、光線はプレート82から方向90に反射される。光投
射素子は、投射点93の組合わせにより投射面89に像
を形成する投射対物レンズ92に光を集光及び透過させ
るだめの集光レンズ91から構成され得る。
a及びbから構成されている。装置は、直角二等辺三角
形状の横断面を有する2個の全反射プリズム80及び8
1を備えており、プリズムはスペーサ部材84により分
離された2個のプレート82及び83に接着されている
。プレート82及び83は、電圧発生器に連結された2
個の電極列をそれぞれ支持している。電極列86及び8
7は第8図のb中、破線で略示しである。他方、列86
から列87へ移動させられ得る球体は黒い小四角形、例
えば85で示される。球体の位置は、点の軌跡を合成す
るために使用されるべき点成分を形成するものと見做さ
れる。例えば列87は所望の点軌跡を合成すべく機能す
る。シート状入射光輻射88は投射面89の方向に列8
7を照射する。電気制御動作に基づく球体の有無に応じ
て点成分は、適当な光素子の通過後、投射面89に像を
形成するビームとしてシート状光輻射部分を遮断または
透過する。球体の存在により得られる列87の点は、光
ビームの透過が可能である。他方、球体が存在しない時
、光線はプレート82から方向90に反射される。光投
射素子は、投射点93の組合わせにより投射面89に像
を形成する投射対物レンズ92に光を集光及び透過させ
るだめの集光レンズ91から構成され得る。
本発明に従う合成装置は多くの利点を有する。
まず、光効率がすぐれており単色光を必要としないため
、シート状光輻射を生成する光源は通常のランプであり
得、必ずしも従来技術装置型の特殊なレーザである必要
はない。更に、−列に配列された一連の透明電極対が長
手方向プリズムを介して光シートにより照射されるので
、列の長さは再生すべき線の長さに等しくなり得、従っ
て光システムは単純化される。更に、投射面の像の陰画
を収集するために、プリズム80から反射された光線を
使用することが可能である。
、シート状光輻射を生成する光源は通常のランプであり
得、必ずしも従来技術装置型の特殊なレーザである必要
はない。更に、−列に配列された一連の透明電極対が長
手方向プリズムを介して光シートにより照射されるので
、列の長さは再生すべき線の長さに等しくなり得、従っ
て光システムは単純化される。更に、投射面の像の陰画
を収集するために、プリズム80から反射された光線を
使用することが可能である。
写真、写真複写、写真電送等の方法による精密複写用感
光式装置を照射するために、点軌跡合成を使用すること
もできる。
光式装置を照射するために、点軌跡合成を使用すること
もできる。
第1図及び第2図は説明図、第3図は球体移勢用電気制
御装置の等内因、第4図は説明図、第5図及び第6図は
本発明に従う光スイソチ衛装置の説明図、第7図は電極
の構造図、及び第8図をま本発明に従う光点軌跡合成装
置の説明図である。 1.2,42,43,82,83・・・・・・プレート
、3.4・・・・・・デポジット、5,6,10.11
・・・・・・電極、7・・・・・・発電機、9,44,
84・・・・・・スペーサ部材、15.85・・・・・
・球体、20,21,80゜81・・・・・・プリズム
、22〜26・・・・・・光ビーム、30〜32. 4
5・・・・・・光ファイノZ133〜35゜46・・・
・・・レンズ、61〜67・・・・・・導体セグメント
、71〜77・・・・・・導体、 86.87・・・・
・・電イ返タリ、 89・・・・・・投射面、fl、f
2・・・・・・流体。 Cつ ζf
御装置の等内因、第4図は説明図、第5図及び第6図は
本発明に従う光スイソチ衛装置の説明図、第7図は電極
の構造図、及び第8図をま本発明に従う光点軌跡合成装
置の説明図である。 1.2,42,43,82,83・・・・・・プレート
、3.4・・・・・・デポジット、5,6,10.11
・・・・・・電極、7・・・・・・発電機、9,44,
84・・・・・・スペーサ部材、15.85・・・・・
・球体、20,21,80゜81・・・・・・プリズム
、22〜26・・・・・・光ビーム、30〜32. 4
5・・・・・・光ファイノZ133〜35゜46・・・
・・・レンズ、61〜67・・・・・・導体セグメント
、71〜77・・・・・・導体、 86.87・・・・
・・電イ返タリ、 89・・・・・・投射面、fl、f
2・・・・・・流体。 Cつ ζf
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 (1)電気制御スイッチ手段により少なくとも1個の入
射光ビームを光交換する光スイツチ装置において、スイ
ッチ手段の機能は、反射ビームを生成するための第1の
流体またはビームを透過させるための第2の流体のいず
れかを光ビーム行路に配置することであり、流体は透明
素子により規定される閉込めスは−ス内に収容されてお
り、非混和性であり、異なる誘電許容率を備えており、
流体の一方は、他方の流体の侵入型構造に封入された球
状構造を備えており、前記装置は更に、高許容率の流体
を電界印加閉込めスイース領域に集束せしめるべく、電
界勾配を誘導するための手段を備えている、光スイツチ
装置。 (2) 閉込めスは−スを規定する素子は2個のガラス
プレートから構成されている、特許請求の範囲第1項に
記載の装置。 (3)電界勾配を誘導するための手段は、各封缶にキャ
ノぞシタを構成する少なくとも2対の電極から成り、流
体は、電極対に対して紡電体として機能すべく構成され
ている、特許請求の範囲第1項に記載の装置。 (4)閉込めスは−スを規定する素子は非湿潤性コーテ
ィングを備えている、特許請求の範囲第1項に記載の装
置〇 (5)閉込めスは−スを規定する素子は、少なくとも1
個の全反射プリズムである、特許請求の範囲第1項に記
載の装置〇 (6)プリズムは、プリズムとプレートとの屈折率が適
合するようにプレートの1個に接着されている、特許請
求の範囲第5項に記載の装置。 (7)プリズムは反射防止表面処理を施されている、特
許請求の範囲第5項に記載の装置。 (8)プリズムは直角二等辺三角形状の断面を有する、
特許請求の範囲第5項に記載の装置。 (9)第1の流体は空気であり、第2の流体は炭化水素
である、特許請求の範囲第1項に記載の装置。 α0)第2の流体は炭素原子数5乃至25個のアルカン
型炭化水素である、特許請求の範囲第9項に記載の装置
。 (6)第2の流体はケトン塵炭化水素またはニトロ誘導
体である、特許請求の範囲第9項に記載の装置。 02 入射及び交換後の光ビームは光ファイバにより伝
送される、特許請求の範囲第1項に記載の装置。 α四 光ファイバと閉込めスイースを規定する素子との
間の光連結を確保するグレーデッドインデクス型レンズ
を備えて成る、特許請求の範囲第12項に記載の装置。 住4 電極は、歯列を介して相互係合関係に配置された
セグメント列により形成されている、特許請求の範囲第
1項に記載の装置0 (ハ)該画数の光ビームを交換すべく複数のスイッチ手
段を備えて成る、特許請求の範囲第1項に記載の装置。 ae 特許請求の範囲第15項に記載の光スイツチ装置
と、投射面に像を形成するための光手段とを備えて成る
、点軌跡合成装置。
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