JPS61145526A - 光シヤツタ素子 - Google Patents
光シヤツタ素子Info
- Publication number
- JPS61145526A JPS61145526A JP26902184A JP26902184A JPS61145526A JP S61145526 A JPS61145526 A JP S61145526A JP 26902184 A JP26902184 A JP 26902184A JP 26902184 A JP26902184 A JP 26902184A JP S61145526 A JPS61145526 A JP S61145526A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical shutter
- substrate
- shutter element
- plzt
- transmittance
- Prior art date
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- Pending
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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】
産業上の利用分野
本発明はカメラにおける高速光シャッタなどの光制御機
器に用いることが出来る光シャッタ素子に関するもので
ある。
器に用いることが出来る光シャッタ素子に関するもので
ある。
従来の技術
近年、機械的、電気的あるいは化学的な手段を用いて、
光の透過量を制御する、いわゆる光シャッタ素子が各分
野で幅広く用いられている。なかでもカー効果などの電
気光学効果を利用した固体光シャッタ素子は、応答性に
優れ、小型化が可能となることから、カメラのシャッタ
など高速性を必要とする光シャッタへの応用が考えられ
ている。
光の透過量を制御する、いわゆる光シャッタ素子が各分
野で幅広く用いられている。なかでもカー効果などの電
気光学効果を利用した固体光シャッタ素子は、応答性に
優れ、小型化が可能となることから、カメラのシャッタ
など高速性を必要とする光シャッタへの応用が考えられ
ている。
現在、上記光シャッタ素子として知られているものは、
チタン酸ジルコン酸鉛の鉛の一部をランタンで置換した
組成物（以下ＰＬＺＴと記述する）等の透光性焼結磁器
の平板上に複数個の電極を設けた基板を、上記電極に電
圧を印加した時に生じる電界ベクトル方向に対し、±４
６°の方向に偏光軸が互いに直交するように、偏光板で
挾んだ構造を有したものである。
チタン酸ジルコン酸鉛の鉛の一部をランタンで置換した
組成物（以下ＰＬＺＴと記述する）等の透光性焼結磁器
の平板上に複数個の電極を設けた基板を、上記電極に電
圧を印加した時に生じる電界ベクトル方向に対し、±４
６°の方向に偏光軸が互いに直交するように、偏光板で
挾んだ構造を有したものである。
以下、図面を参照しながら、従来の光シャッタ素子につ
いて説明する。。
いて説明する。。
第３図は、従来の光シャッタ素子の構成図の例を示した
ものであり、３１はＰＬＺＴ基板、３２ａ。
ものであり、３１はＰＬＺＴ基板、３２ａ。
３２ｂはＰＬＺＴ基板上に設けられた電橋であり３２ａ
は電圧印加用電極、３２ｂは接地側電極である。３３は
偏光子、３４は検光子であり、電圧印加用電＠３２ａと
接地側電極３２ｂに電圧を印加した時に生じる電界ベク
トルの方向に対し、±４６°の方向に、偏光軸が互いに
直交するよう構成されている。このように構成された光
シャッタ素子の動作を以下に説明する。
は電圧印加用電極、３２ｂは接地側電極である。３３は
偏光子、３４は検光子であり、電圧印加用電＠３２ａと
接地側電極３２ｂに電圧を印加した時に生じる電界ベク
トルの方向に対し、±４６°の方向に、偏光軸が互いに
直交するよう構成されている。このように構成された光
シャッタ素子の動作を以下に説明する。
第３図の偏光子３３の後部に設けられた光源３６から光
を照射した場合、ＰＬＺＴ基板３１上に形成された電圧
印加用電極３２ａと接地側電極３２ｂの電極間に電圧を
印加しない場合は、電気光学効果による複屈折は生じず
、偏光子３３及び検光子３４によって光は遮断されるが
、電圧を印加すると電気光学効果のカー効果によって複
屈折を生じ、光の偏光状態が変化し、光が透過する。こ
のような原理により、小型、高速の光シャッタ素子が可
能となる。（例えば「光学セラミックスと光ファイバー
」戸田尭三・石田宏司著、Ｐ、１１３〜Ｐ、１１７）一
方、第３図に示した光シャッタ素子の構成においては、
ＰＬＺＴ基板上に設けた交差くし型電極間に電圧を印加
した場合、電気光学効果を示す素子の有効な部分は、Ｐ
ＬＺＴ基板の表面近傍めみであるため、最大透過率を得
るに必要な印加電圧が大きいという問題がある。この解
決をはかるために、第４図に示すように、電気光学効果
を有する透光性焼結磁器層４１と導電層４２とを交互に
複数層積層した構成にし、導電層間に電圧を印加した時
に厚みｄのＰＬＺＴ基板４３の全面にほぼ一様に電界が
かかるようにし、電気光学効果を示す素子の有効厚みを
増大させ、低電圧駆動が可能な光シャッタ素子も考案さ
れている。
を照射した場合、ＰＬＺＴ基板３１上に形成された電圧
印加用電極３２ａと接地側電極３２ｂの電極間に電圧を
印加しない場合は、電気光学効果による複屈折は生じず
、偏光子３３及び検光子３４によって光は遮断されるが
、電圧を印加すると電気光学効果のカー効果によって複
屈折を生じ、光の偏光状態が変化し、光が透過する。こ
のような原理により、小型、高速の光シャッタ素子が可
能となる。（例えば「光学セラミックスと光ファイバー
」戸田尭三・石田宏司著、Ｐ、１１３〜Ｐ、１１７）一
方、第３図に示した光シャッタ素子の構成においては、
ＰＬＺＴ基板上に設けた交差くし型電極間に電圧を印加
した場合、電気光学効果を示す素子の有効な部分は、Ｐ
ＬＺＴ基板の表面近傍めみであるため、最大透過率を得
るに必要な印加電圧が大きいという問題がある。この解
決をはかるために、第４図に示すように、電気光学効果
を有する透光性焼結磁器層４１と導電層４２とを交互に
複数層積層した構成にし、導電層間に電圧を印加した時
に厚みｄのＰＬＺＴ基板４３の全面にほぼ一様に電界が
かかるようにし、電気光学効果を示す素子の有効厚みを
増大させ、低電圧駆動が可能な光シャッタ素子も考案さ
れている。
発明が解決しようとする問題点
しかしながら第３図及び第４図に示した光シャッタ素子
には、共通して透過率の温度変化が大きいという問題点
がある。
には、共通して透過率の温度変化が大きいという問題点
がある。
例えば、第６図は、第４図と同じ電極構成からなる光シ
ャッタ素子の透過率の温度変化を示したものである。す
なわち、厚み３００μｍのＰＬＺＴ基板と厚み１００μ
ｍの銅ハクを複数層積層した後、積層面に対して垂直な
面上の表裏に偏光板を配列させた構成からなる光シャッ
タの電極間に４０■印加した場合の透過率の温度変化を
示しだものである。なお、用いた光シャッタ素子の厚み
は、１龍であり、ＰＬＺＴ基板の組成は、ＰｂＯ，９１
Ｌａ （Ｚｒ Ｔｉ ０．０９ ０．６５ ０．３５）０．９８ ｏ３である
。
ャッタ素子の透過率の温度変化を示したものである。す
なわち、厚み３００μｍのＰＬＺＴ基板と厚み１００μ
ｍの銅ハクを複数層積層した後、積層面に対して垂直な
面上の表裏に偏光板を配列させた構成からなる光シャッ
タの電極間に４０■印加した場合の透過率の温度変化を
示しだものである。なお、用いた光シャッタ素子の厚み
は、１龍であり、ＰＬＺＴ基板の組成は、ＰｂＯ，９１
Ｌａ （Ｚｒ Ｔｉ ０．０９ ０．６５ ０．３５）０．９８ ｏ３である
。
第６図から明らかなように、第４図の構成からなる光シ
ャッタ素子において、導電層間に挾まれたＰＬＺＴ基板
の厚みが全て同一である場合には、光シャッタ素子の導
電層間に電圧を印加した場合光シャッタの透過率は、温
度変化により、大きく変化することがわかる。従ってカ
メラのシャッタなど使用温度域の広い装置にＰＬＺＴを
用いた光シャッタを組み込んだ場合、温度変化により透
過率が大きく変化することから、信頼性の面で大きな問
題となる。
ャッタ素子において、導電層間に挾まれたＰＬＺＴ基板
の厚みが全て同一である場合には、光シャッタ素子の導
電層間に電圧を印加した場合光シャッタの透過率は、温
度変化により、大きく変化することがわかる。従ってカ
メラのシャッタなど使用温度域の広い装置にＰＬＺＴを
用いた光シャッタを組み込んだ場合、温度変化により透
過率が大きく変化することから、信頼性の面で大きな問
題となる。
本発明は上記問題点に鑑み、透過率の温度変化きわめて
小さい光シャッタ素子を提供することにある。
小さい光シャッタ素子を提供することにある。
問題点を解決するだめの手段
本発明の光シャッタ素子は、電気光学効果を有する透光
性焼結磁器層と導電層とが交互に積層され、積層面に対
して垂直な面上の表裏に偏光板が配置され、かつ前記透
光性焼結磁器の厚みが異なるものを交互にくり返して配
列された構成にすることにより透過率の温度依存性が極
めて小さい光シャッタ素子を提供するものである。
性焼結磁器層と導電層とが交互に積層され、積層面に対
して垂直な面上の表裏に偏光板が配置され、かつ前記透
光性焼結磁器の厚みが異なるものを交互にくり返して配
列された構成にすることにより透過率の温度依存性が極
めて小さい光シャッタ素子を提供するものである。
作 用
第６図は、第４図と同一電極構成からなる光シャッタの
導電層に印加する電圧を、３０Ｖ及び６゜■とした場合
の透過率の温度変化を示したものである。なお用いたＰ
ＬＺＴの組成はＰｂＯ，９１（Ｚｒ Ｔｉ Ｌａ０．０９ ０．６５ ０．３５）０．９８０３
で・導電層間のＰＬＺＴの厚みは全て３００μｍと
し、光シャッタの厚みは１龍である。第６図から明らか
なように、導電層間のＰＬＺＴの厚みが同一の場合、印
加電圧が異なると透過率の温度依存性が異なる。このこ
とはいいかえれば、ＰＬＺＴ基板の電界強度が異なると
透過率の温度依存性が異なることを意味している。本発
明は、この現象を利用して透過率の温度依存性の小さい
光シャッタ素子を提供するものである。
導電層に印加する電圧を、３０Ｖ及び６゜■とした場合
の透過率の温度変化を示したものである。なお用いたＰ
ＬＺＴの組成はＰｂＯ，９１（Ｚｒ Ｔｉ Ｌａ０．０９ ０．６５ ０．３５）０．９８０３
で・導電層間のＰＬＺＴの厚みは全て３００μｍと
し、光シャッタの厚みは１龍である。第６図から明らか
なように、導電層間のＰＬＺＴの厚みが同一の場合、印
加電圧が異なると透過率の温度依存性が異なる。このこ
とはいいかえれば、ＰＬＺＴ基板の電界強度が異なると
透過率の温度依存性が異なることを意味している。本発
明は、この現象を利用して透過率の温度依存性の小さい
光シャッタ素子を提供するものである。
例えば、第６図において、ａ点付近の場合には３０Ｖ印
加したＰＬＺＴ基板の方が、ｓｏＶ印加したＰＬＺＴ基
板より透過率が大きいが、温度が高いｂ点付近では逆に
、ｓｏＶ印加したＰＬＺＴ基板の方が３０Ｖ印加しだＰ
ＬＺＴ基板よりも透過率が大きくなる。従って仮に３０
Ｖ−印加したＰＬＺＴ基板とｓｏＶ印加したＰＬＺＴ基
板が交互に組み合わされた光シャッタ素子が出来るなら
ば、ａ点からｂ点の温度領域では、温度が上昇するにつ
れて３０Ｖ印加したＰＬＺＴ基板の透過率は減少する傾
向にあるが、もう一方のｓｏＶ印加したＰＬＺＴ基板の
透過率は増加傾向にあるだめ、ａ点からｂ点の温度領域
内では、印加電圧の異なるＰＬＺＴ基板を組み合わせな
い光シャッタ素子に比べて、その平均透過率は著しく改
善されることになる。前述の光シャッタでは、同一厚み
のＰＬＺＴ基板に３０Ｖ及びｓｏＶそれぞれ印加した場
合であるが、このことは、電界強度の異なるＰＬＺＴ基
板を組み合わせることにより、光シャッタの平均透過率
の温度変化の改善が可能であ右ことを意味する。本発明
では、この電界強度の異なるＰＬＺＴ基板を得る方法と
して、第１図に示すように、厚みの異なるＰＬＺＴ基板
を用い、これをくり返し配列することにより、同一印加
電圧で電界強度の異なるＰＬＺＴ基板をつくり、これを
組み合わせて、光シャッタとしての平均透過率の温度変
化を改善しようとするものである。第１図において１１
Ａ（厚みをａとする）、１１Ｂ（厚みをｂとする）は互
いに厚みの異なるＰＬＺＴ基板であり ａ ） ｂとす
る。１２は導電層、１３は偏光子、１４は検光子１６は
光源である。いま導電層にある電圧を印加した場合、１
１Ａと１１Ｂは厚みが異なることから両者にかかわるＰ
ＬＺＴの電界強度は互いに異なり、１１Ｂの方が１１Ａ
よりＬ電界強度は大きくなる。この電界強度の異なる１
１Ａ、１１Ｂを交互にくり返し転倒することにより光シ
ャッタ素子全体の平均透過率の温度変化は、従来の同一
電界強度をもつＰ Ｌ Ｚ ＥＸ板三単に配列した光シ
ャッタ素子に比べて著しく、小さくすることが出来る。
加したＰＬＺＴ基板の方が、ｓｏＶ印加したＰＬＺＴ基
板より透過率が大きいが、温度が高いｂ点付近では逆に
、ｓｏＶ印加したＰＬＺＴ基板の方が３０Ｖ印加しだＰ
ＬＺＴ基板よりも透過率が大きくなる。従って仮に３０
Ｖ−印加したＰＬＺＴ基板とｓｏＶ印加したＰＬＺＴ基
板が交互に組み合わされた光シャッタ素子が出来るなら
ば、ａ点からｂ点の温度領域では、温度が上昇するにつ
れて３０Ｖ印加したＰＬＺＴ基板の透過率は減少する傾
向にあるが、もう一方のｓｏＶ印加したＰＬＺＴ基板の
透過率は増加傾向にあるだめ、ａ点からｂ点の温度領域
内では、印加電圧の異なるＰＬＺＴ基板を組み合わせな
い光シャッタ素子に比べて、その平均透過率は著しく改
善されることになる。前述の光シャッタでは、同一厚み
のＰＬＺＴ基板に３０Ｖ及びｓｏＶそれぞれ印加した場
合であるが、このことは、電界強度の異なるＰＬＺＴ基
板を組み合わせることにより、光シャッタの平均透過率
の温度変化の改善が可能であ右ことを意味する。本発明
では、この電界強度の異なるＰＬＺＴ基板を得る方法と
して、第１図に示すように、厚みの異なるＰＬＺＴ基板
を用い、これをくり返し配列することにより、同一印加
電圧で電界強度の異なるＰＬＺＴ基板をつくり、これを
組み合わせて、光シャッタとしての平均透過率の温度変
化を改善しようとするものである。第１図において１１
Ａ（厚みをａとする）、１１Ｂ（厚みをｂとする）は互
いに厚みの異なるＰＬＺＴ基板であり ａ ） ｂとす
る。１２は導電層、１３は偏光子、１４は検光子１６は
光源である。いま導電層にある電圧を印加した場合、１
１Ａと１１Ｂは厚みが異なることから両者にかかわるＰ
ＬＺＴの電界強度は互いに異なり、１１Ｂの方が１１Ａ
よりＬ電界強度は大きくなる。この電界強度の異なる１
１Ａ、１１Ｂを交互にくり返し転倒することにより光シ
ャッタ素子全体の平均透過率の温度変化は、従来の同一
電界強度をもつＰ Ｌ Ｚ ＥＸ板三単に配列した光シ
ャッタ素子に比べて著しく、小さくすることが出来る。
実施例
以下、本発明の光シャッタ素子の一実施例について詳細
に説明する。
に説明する。
ＰｂＯ，９１ＬａＯ，０９（Ｚｒ０．６５Ｔｉ０．３５
）０．９８ｏ３の組成をもつＰＬＺＴ焼結磁器を２００
μｍと４００μｍの厚みにそれぞれスライスした後、厚
みの異なるＰＬＺＴ基板を交互に、厚み１００μｍ銅は
くを介してくり返し積層した。なお銅はくとＰＬＺＴ基
板面には導電性接着剤により接着した。
）０．９８ｏ３の組成をもつＰＬＺＴ焼結磁器を２００
μｍと４００μｍの厚みにそれぞれスライスした後、厚
みの異なるＰＬＺＴ基板を交互に、厚み１００μｍ銅は
くを介してくり返し積層した。なお銅はくとＰＬＺＴ基
板面には導電性接着剤により接着した。
その後積層した素子を厚み１１１ｍに切り出し、その切
り出し面の両面を鏡面研磨処理して光シャッタ素子とし
た。かかる光シャッタ素子の積層面に対して垂直な面上
の表裏に偏光板を第１図に示すように、はり合わせた。
り出し面の両面を鏡面研磨処理して光シャッタ素子とし
た。かかる光シャッタ素子の積層面に対して垂直な面上
の表裏に偏光板を第１図に示すように、はり合わせた。
次に電圧を、導電層間に４０Ｖ印加し室温から６０℃ま
での光シャッタの透過率を測定した。その結果を、第２
図に示す。
での光シャッタの透過率を測定した。その結果を、第２
図に示す。
なお比較のため、同一組成のＰＬＺＴ基板を使用し、光
シャッタの構成も第１図と全く同様であるが、導電層間
にはさまれているＰＬＺＴ基板の淳みが全て４００μｍ
である従来の光シャッタ素子も作製し全く同一条件で、
光透過率の温度変化を測定した。その結果も第２図に示
す。第２図から明らかなように、本発明による光シャッ
タ素子は、従来品に比べ、透過率の温度変化が著しく低
減されていることがわかる。なお本実施例では、厚みの
異なるＰＬＺＴ基板を２種類用いたが、さらに厚みの異
なるＰＬＺＴ基板を数種類作成し、これらを交互にくり
返し積層すれば、より透過率の温度変化の小さいものも
可能となる。
シャッタの構成も第１図と全く同様であるが、導電層間
にはさまれているＰＬＺＴ基板の淳みが全て４００μｍ
である従来の光シャッタ素子も作製し全く同一条件で、
光透過率の温度変化を測定した。その結果も第２図に示
す。第２図から明らかなように、本発明による光シャッ
タ素子は、従来品に比べ、透過率の温度変化が著しく低
減されていることがわかる。なお本実施例では、厚みの
異なるＰＬＺＴ基板を２種類用いたが、さらに厚みの異
なるＰＬＺＴ基板を数種類作成し、これらを交互にくり
返し積層すれば、より透過率の温度変化の小さいものも
可能となる。
また本実施例では、電気光学効果を有する透光系（以下
ＰＢＺＴと記述する）などを用いても同様の効果が期特
出来る。また厚みの異なるＰＬＺＴ。
ＰＢＺＴと記述する）などを用いても同様の効果が期特
出来る。また厚みの異なるＰＬＺＴ。
ＰＬＺＮ、ＰＢＺＴを互いに組み合わせても同様の効果
が期特出来ることは言うまでもないことである。
が期特出来ることは言うまでもないことである。
発明の効果
以上のように、電気光学効果を有する透光性焼結磁器層
と導電層とが交互に複数層積層し、かつ導電層間にはさ
まれた透光性焼結磁器層の厚みが異なるものをくり返し
配列させることにより、透過率の温度変化が著しく小さ
い光シャッタ素子が可能となり、カメラのシャッタなど
、温度変化によシ、光透過光量のバラツキが問題となる
固体素子の実用化を図るうえで極めて有効である。
と導電層とが交互に複数層積層し、かつ導電層間にはさ
まれた透光性焼結磁器層の厚みが異なるものをくり返し
配列させることにより、透過率の温度変化が著しく小さ
い光シャッタ素子が可能となり、カメラのシャッタなど
、温度変化によシ、光透過光量のバラツキが問題となる
固体素子の実用化を図るうえで極めて有効である。
第１図は、本発明による光シャッタ素子の構成図、第２
図は、本発明による光シャッタ素子の透過率の温度変化
を示した図、第３図、第４図は、従来の光シャッタ素子
の構成図、第６図は、従来の光シャッタ素子の透過率の
温度変化を示した図、第６図は、従来の光シャッタ素子
において、印加電圧を変えた場合の透過率の温度変化を
示しだ図である。 １１Ａ、１１Ｂ・・・・・・ＰＩ、ＺＴ基板、１２・・
・・・・導電性薄板、１３・・・・・・偏光子、１４・
・・・・・検光子、１６・・・・・・電源。 ｔｓ−４漕、 第４図 ４３ ４（−−−ｐＬｚｒ１７ｐ＠ ４４−−一礒′ｆ−壬 ４５−ｆｔ５徹 第５ｃｇ ４ｎ＜°ｃλ
図は、本発明による光シャッタ素子の透過率の温度変化
を示した図、第３図、第４図は、従来の光シャッタ素子
の構成図、第６図は、従来の光シャッタ素子の透過率の
温度変化を示した図、第６図は、従来の光シャッタ素子
において、印加電圧を変えた場合の透過率の温度変化を
示しだ図である。 １１Ａ、１１Ｂ・・・・・・ＰＩ、ＺＴ基板、１２・・
・・・・導電性薄板、１３・・・・・・偏光子、１４・
・・・・・検光子、１６・・・・・・電源。 ｔｓ−４漕、 第４図 ４３ ４（−−−ｐＬｚｒ１７ｐ＠ ４４−−一礒′ｆ−壬 ４５−ｆｔ５徹 第５ｃｇ ４ｎ＜°ｃλ
Claims (2)
- （１）電気光学効果を有する透光性焼結磁器層と導電層
とが、交互に複数層積層し、積層面に対して、垂直な面
上の表裏に偏光板が配置され、かつ前記透光性焼結磁器
の厚みが互いに異なるものがくり返し配列されているこ
とを特徴とする光シャッタ素子。 - （２）透光性焼結磁器としてチタン酸ジルコン酸鉛の鉛
の一部をランタンで置換した組成物であることを特徴と
する特許請求の範囲第１項記載の光シャッタ素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26902184A JPS61145526A (ja) | 1984-12-19 | 1984-12-19 | 光シヤツタ素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26902184A JPS61145526A (ja) | 1984-12-19 | 1984-12-19 | 光シヤツタ素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61145526A true JPS61145526A (ja) | 1986-07-03 |
Family
ID=17466569
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26902184A Pending JPS61145526A (ja) | 1984-12-19 | 1984-12-19 | 光シヤツタ素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61145526A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03215360A (ja) * | 1989-02-02 | 1991-09-20 | Sumitomo Special Metals Co Ltd | 透明高密度磁器の製造方法 |
| US8386047B2 (en) | 2010-07-15 | 2013-02-26 | Advanced Bionics | Implantable hermetic feedthrough |
| US8552311B2 (en) | 2010-07-15 | 2013-10-08 | Advanced Bionics | Electrical feedthrough assembly |
-
1984
- 1984-12-19 JP JP26902184A patent/JPS61145526A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03215360A (ja) * | 1989-02-02 | 1991-09-20 | Sumitomo Special Metals Co Ltd | 透明高密度磁器の製造方法 |
| US8386047B2 (en) | 2010-07-15 | 2013-02-26 | Advanced Bionics | Implantable hermetic feedthrough |
| US8552311B2 (en) | 2010-07-15 | 2013-10-08 | Advanced Bionics | Electrical feedthrough assembly |
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