JPS61292129A - 光変調装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、光記録装置、光表示装置等に好適な光変調装
置に関する。

（従来の技術） 従来、記録あるいは表示を光束を用いて行うことは広く
行われている。この目的で光束に変調を与える技術とし
ては、例えば、特開昭５６−５５２３号公報に、電気化
学効果を有する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、光の変調を行うことが示
されている。

一方、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）あるいは［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。

（発明が解決しようとしている問題点）しかしながら、
上記従来技術番とおける電気化学結晶は高価であり、ま
た使用に際しては該結晶に入射させる光束に所定の偏向
特性を与えなければならず、また、光の変調を行う場合
には、光学結晶材料の内部の電界分布発生部において光
束を全反射させ且つ回折効率を良くするため、その電極
にできる限り平行に光束を入射させる制約が課せられて
いる。

一方、熱効果を用いる方法では、熱効果媒体としてＴｉ
Ｏ２結晶あるいはイオン交換法を用いて作成したガラス
等が使用されている。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ためには電極間に印加
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
電圧を必要とする。

また、上記の各側においては、効率の良い偏向特性を得
るためには、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
述のように、屈折率の温度依存性が小さいために、光束
に適当な位相変化を与えるためには、電極あるいはヒー
ターの位置のできる限り近い部分を、■一つ電極あるい
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。

従って、本発明の目的は、−卜述した従来技術の問題点
を解決した光変調装置を提供することにある。

（発明の開示） 本発明者は、上記の如き従来技術の欠点を解決すべく鋭
意研究の結果、光変調の手段としである種の材料の電界
効果による光散乱を使用し、この光散乱性材料を、光変
調装置の光変調体として利用することによって、上記従
来技術の欠点が容易に解決し得ることを知見して本発明
を完成した。

すなわち、本発明は、信号入力部、光変調素子および受
光媒体からなり、入力信号に応じて受光媒体上に光照射
または光遮断する光変調装置において、上記光変調素子
が、入力信号に応じて電界を発生する少なくとも１対の
電極および該電極から発生する電界の作用によって光散
乱を生じる光変調体からなり、該光変調体が有機ポリマ
ーゲルからなることを特徴とする光変調装置である。

本発明を更に詳細に説明すると、本発明の光変調装置を
構成する信号入力部および受光媒体は、従来公知の構成
でよく、主として本発明を特徴づける構成は、特定の光
変調体を用いた光変調素子の構成にあり、該光変調素子
の光変調体が、電界効果に従って可逆的に透明←→収縮
白濁を繰返すことのできる有機ポリマーゲルから構成さ
れていることを特徴としている。

本発明の光変調装置の光変調体を構成する有機ポリマー
ゲルとは、適当な有機溶剤または水あるいはそれらの混
合物中に無限には溶解せず、これらの溶剤を吸収包含し
て有機ポリマーゲルを形成し得る架橋有機ポリマーから
なる。

このような性質を有する架橋ポリマーとしては、アニオ
ン性あるいはカチオン性を有する単量体を適当な架橋剤
の存在下に共重合して得られる三次元網目重合体または
、アニオン性あるいはカチオン性を有する単量体とイオ
ン性を有しない単量体とを架橋剤の存在下に共重合して
得られる三次元網目重合体を用いることができる。

係るアニオン性単量体としては、例えばアクリル酸、メ
タクリル酸、マレイン酸等のカルボキシル基を有する単
量体、スチレンスルホン酸、アリールスルホン酸等のス
ルホン酸基を有する単量体、およびそれらのナトリウム
塩、カリウム塩、アンモニウム塩等の塩類を挙げること
ができる。

また、カチオン性単量体としては、例えばアリールアミ
ン、ビニルピリジン等のアミン型単量体およびそれらの
塩酸塩、硫酸塩等の塩類、あるいは塩化トリメチルアン
モニウムエチルアクリレート、臭化トリメチルアンモニ
ウムエチルメタクリレート等のアンモニウム型単量体等
を挙げることができる。イオン性を有しない単量体とし
ては、メチルメタクリレート、メチルアクリレート、ヒ
ドロキシエチルメタクリレート、アクリルアミド、メタ
クリルアミド、ジエチルアクリルアミド、イソプロピル
アクリルアミド等のアクリル系の単量体、酢酸ビニル、
アクリロニトリルスチレン等のビニル系単量体等を挙げ
ることができる。

その他従来公知のアニオン性またはカチオン性の鎖状ポ
リマーであって、該ポリマー鎖を適度に架橋させて、溶
剤に完全には溶解せず、溶剤を吸収包含してゲルを形成
し得るようにしたものである。

このような架橋構造は従来公知の方法によって容易に形
成することができる。例えば、ポリマーの製造時に架橋
剤として、例えばジビニルベンゼン、エチレンジメタク
リレート、Ｎ、Ｎ−メチルビスアクリルアミド等の多官
能モノマーを一部併用し１重合と同時に架橋構造を形成
する方法、反応性モノマーを併用してポリマー中に架橋
点を有させ、この架橋点を利用して架橋構造を形成する
方法、放射線等を利用して架橋させる方法等従来公知の
方法はいずれも利用し得るものである。

−ｈ記の如き架橋ポリマーにより有機ポリマーゲルを形
成するのに使用する溶剤は、従来公知の有機溶剤あるい
は水またはそれらの混合物がいずれも使用でき、例えば
、水、メタノール、エタノール等のアルコール類、アセ
トン、メチルエチルケトン等のケトン類、ペンタン、シ
クロヘキサン、ベンゼン等の炭化水素類、テトラクロロ
エタン、ジクロルベンゼン等のハロゲン化炭化水素類、
ギ酸エチル、酢酸エチル、酢酸イソアミル等のエステル
類、ジオキサン、ジグリシム等のエーテル類、ジメチル
ホルムアミド、ジメチルアセトアミド等のアミド類、ジ
メチルスルホキシド等の含硫溶剤、あるいはこれらの混
合溶剤、更にはこれらの溶剤中に過塩素酸リチウム、プ
ロピオン酸アンモニウム、尿素、グリコース等の各種の
溶質を溶解した溶液等があげられる。

本発明で使用する有機ポリマーゲルは、上記の如き架橋
ポリマーと溶剤により形成されるが、特に重要な点は、
架橋ポリマーと溶剤との組合せであって、その組合せを
、架橋ポリマーがゲルを形成でき、また形成したゲルが
、電界の作用によって収縮白濁を生′じるような有機ポ
リマーゲルを形成する必要がある。

本発明者は有機ポリマーゲルの形成において、架橋ポリ
マーと溶剤を適当に組合せることによって、電界の作用
によって架橋ポリマーが、収縮白濁を生じることを見い
出したものであり、このような有機ポリマーゲルを例え
ば約１＃Ｌｍｘｌ＋ｓｍ程度の薄層とし、この薄層に局
部的に電界を印加することによって、直ちにその印加部
分に収縮白濁部分が生じ、また電界を取り去ると直ちに
収縮白濁部分が消滅することを知見し、この透明←→収
縮白濁という極めて優れた電界応答性が光変調装置の光
変調体として有用であり、この光変調体を使用すれば従
来技術の種々の欠点が解決された光変調装置が得られる
ことを知見したものである。

このような優れた電界応答性を有する有機ポリマーゲル
は、選択した架橋ポリマーに適した溶剤を選択し、架橋
ポリマーの溶剤親和性を調節することによって容易に形
成できるし、また一旦比較的良溶剤により有機ポリマー
ゲルを形成し、これに比較的性溶剤を吸収させつつ、そ
の電界応答性を調整する方法、更には種々の混合比の溶
剤を用いる等の方法によっても形成される有機ポリマー
ゲルの電界応答性を好ましい範囲に調整することもでき
る。

これらの架橋ポリマーと溶剤とからなる有機ポリマーゲ
ルは、電界の変化による透明←→収縮白濁という可逆的
変化が例えば約０．２〜５ｖで生じ、且つその電界応答
性が極めて鋭敏である点で最も優れた有機ポリマーゲル
である。

本発明において使用する光変調体すなわち有機ポリマゲ
ール薄層は、架橋ポリマー濃度約２〜５重量％の有機ポ
リマーゲルを形成し、これを透明保護板と支持体との間
に約１ｐｍ−１ｍ園程度の厚さの薄層として形成するこ
とによって得られる。

本発明の光変調装置は、前述の通り、信号入力部、上述
の如き特定の光変調体からなる光変調素子および受光媒
体からなるものであり、本発明の光変調装置を構成する
上記信号入力部、光変調素子を構成する他の部材および
受光媒体は、いずれも従来公知の構成でよく、これらの
従来公知の構成ｉも含めて、以下に添付図面を参照して
本発明の光変調装置の好ましい実施態様を詳しく説明す
ることにより本発明を更に具体的に説明する。

第１図は本発明の光変調装置を主として特徴づける光変
調素子の一実施例を示す図である。

第１図において、ｌは透明保護板、２は有機ポリマーゲ
ル薄層、３は透明性のある絶縁層、４は６ａ、６ｂ、６
ｃ、６ｄ・・・で示される個別電極が配列される電極層
、５は絶縁層３及び個別電極（６ａ、６ｂ・・・）の支
持体であり、８は個別電極（６ａ、６ｂ・・・）に対す
る透明共通対極であり、９は透明保護層１と透明共通対
極８の透明支持体である。

個別電極と共通対極との間に直流電圧が印加されると、
有機ポリマーゲル薄層２が収縮変形して白濁し、光の反
射角度を変化せしめる。

例えば第１図に示す様に、個別電極６ｂが選択されて８
の共通対極との間に直流電圧が印加されると、１と３の
保護層を介してこの間にはさまれた有機ポリマーゲル薄
層２に電界が印加される。

その結果個別電極６ｂに対向する有機ポリマーゲル薄層
２の領域に収縮白濁部分７を形成する。この収縮白濁部
分７は、電界が切れると直ちに消滅する。この収縮白濁
部分の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、ＫＨｚのオーダーで行うことが可能である。

上記個別電極（６ａ、６ｂ・・・）は、１．Ｃの製造技
術により支持体５上に形成されるものであり、隣接する
個別電極（６ａ、６ｂ・・・）の間隔をｍＩＬオーダー
で形成することができる。

この様に、入射光の波面を変形する光変調体として、有
機ポリマーゲルを用いることによって。

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、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、電
極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り、光変調素子を光変調装置に
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。

第２図は第１図に示す光変調素子の構成を示す斜視図で
あり、付番ｌ〜９は第１図に示したものと同じである。

１０．１１は信号入力部を構成する導電線であり、個別
電極（６ａ、６ｂ・・・）を各々独立に駆動できる様個
々の駆動電圧に接続され、一方透明共通電極は接地ある
いは共通の電圧に設定されている。導電線ｌＯより、個
別電極（６ａ、６ｂ・・・）に各々電圧信号が印加され
ると、各個別電極（６ａ、６ｂ・・・）の近傍の有機ポ
リマーゲル薄層２内に収縮白濁部分７が発生する。この
収縮白濁部分７は、電圧信号を零にすると再び元の収縮
白濁部分のない状態に戻る。

第３図（Ａ）は前記光散乱による光変調素子り、Ｍを使
用した本発明の光変調装置の一実施例を示す図で、光散
乱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１２を入射し、個別電極（
６ａ、６ｂ・・・）のうち任意の個別電極６Ｃが電圧Ｖ
ｉによって駆動されたとき、収縮白濁部分７が発生し、
個別電極６Ｃに入射した光束は波面が変形された光束１
４となって射出する。

個別電極の表面で正反射して、収縮白濁部分７によって
波面が変形されない光束１３は、レンズ１５ａによって
結像され、その結像位置に配した遮光フィルター１７ａ
によって遮光される。

前記波面が変形された光束１４はその遮光フィルター１
７ａによって一部分遮光されるが、遮光フィルター１７
ａの大きさを前記の波面が変形されない光束１３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
、大部分の波面変形光束１４”を受光媒体１６上に照射
することが可能である。

又、本発明は電界効果光変調体として光散乱の程度が急
激になる材料を自由に選択することができ、収縮白濁部
分による光束の発散角は、前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１７ａを使用したとしても、遮光される発散光の割
合は１本発明では非常に小さい。

以上の如く、個別電極６ｃに、入力信号に応じた電圧パ
ルスＶｉを導電線１０を通じて印加あるいは零にするこ
とにより、それに応じて収縮白濁部分７の発生あるいは
消滅が繰り返される。その場合、受光媒体１６上には、
光スポットの点滅が発生される。レンズ１５ａによって
、個別電極上の点と受光媒体１６上の点とを共役関係す
ることによって、個別電極（６ａ、６ｂ・・・）近傍に
発生した光散乱の発生部分の画像をスポットとして受光
媒体１６上に形成できる。

第３図（Ｂ）は、同じく前記光変調素子り、Ｍを使用し
た本発明の光変調装置の一実施例を示す図で、収縮白濁
部分７で散乱されない光束ｉｔを情報光として使用する
場合の例である。

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１３がレンズ１５ａで集光される位置には、
遮光板１７ｂが設けられている。

この遮光板は、前記光束１３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１４を遮光する様
に、中心部に透孔が設けられている。

以上の様にして、光散乱による発散光の大部分を遮光フ
ィルター１７ｂにより遮光し、主として波面の変形を受
けない光束１３のみが遮光フィルター１７ｂを通過する
。そして、上記レンズ１５ａによる結像スポットあるい
は遮光フィルター１７ｂと、受光媒体１６とを共役関係
にするレンズ１５ｂを配置することにより、受光媒体１
６上に、光スポットの点滅が発生する。

第４図は受光媒体１６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為の図である。

第４図（Ａ）は光変調素子り、Ｍを個別電極の配列方向
から見た図、第４図（Ｂ）は同じく個別電極の配列方向
と直交する方向から見た図である。

光散乱は個別電極に近い程光散乱の程度は急になり、そ
こに光束１８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あるいは個別電極（６ａ、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、光散乱による発散光以外の光束に関して
、遮光フィルター１７ｂによる遮光効率が悪くなり、受
光媒体１６上にノイズ光として照射される。このノイズ
光は、導電線ｌＯより印加される入力信号電圧パルスＶ
ｉとは無関係に、受光媒体１６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
、第４図（Ａ）に示すように、個別電極の近傍に入射光
束１８を線状に収束することが望ましい。１９は入射光
束１８の正反射光束（光散乱による発散を受けない光）
であり、破線で示す２０は、光散乱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、１９は入射光束１８の正反射光束、２０は
画像信号の入力された個別電極６ｃの近傍に発生した収
縮白濁部分７による発散光束であり、前記正反射光束１
９に対して異った方向に散乱される。

第５図は、第４図で説明した光利用効率を高め、受光媒
体１６上での光の点滅のコントラストを良くする場合の
本発明の光変調装置の一実施例の配置図である。

この実施例では、半導体レーザーあるいは発光ダイオー
ドの如き光源２１より出射した光束を、球面レンズ２２
ａとアナモフィックレンズ２２ｂによって構成される線
像形成光学系２２によって、前記光変調素子り、Ｍの個
別電極（６ａ、６ｂ・・・）の配列方向に線状に結像す
る。

この線状に形成される光束の、個別電極の配列方向と直
交する面内の成分は個別電極上で収斂しているが、配列
方向と線像形成光学系２２へ光軸とで定まる面内の光束
の成分は平行光束の状態である。

従って前記個別電極で発散されない光束１９は三角柱状
の光路をとり正のシリンドリカルレンズ２４ａに入射す
る。シリンドリカルレンズ２４ａは、個別電極の配列方
向にその母線を有し、その焦線面が個別電極の位置と合
致する様に設けられている。

従って前記光束１９はシリンドリカルレンズ２４ａを通
過した後に、アフォーカルな光束となり、球面レンズ２
４ｂに入射する。そして前記光束１９は球面レンズ２４
ｂにより、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１９を遮ぎるだけの大きさを有する矩形
フィルター２５が設けられており、従って該フィルター
２５により、個別電極で発散を受けなかった光束は遮光
される。

一方、個別電極で発散された光束２０は、シリンドリカ
ルレンズ２４ａにより個別電極の配列方向と直交する面
内での光束のみが平行光となり、更に前記球面レンズ２
４ｂにより前記矩形フィルター２５の近傍に線状に結像
される。

従って、発散光束２０の一部は、この矩形フィルター２
５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、前記のシリンドリカルレ
ンズ２４ａと同一方向に母線を有する正のシリンドリカ
ルレンズ２４ｃに入射し、受光媒体１６上に点像（２６
ａ、２６ｂ・・・）となって形成される。

尚、フィルター２５と受光媒体１６とは、シリンドリカ
ルレンズ２４ｃの光学的に共役な焦線面内に位置し、又
、個別電極と受光媒体とは球面レンズ系２４ｂに関して
光学的に共役な位置にある。

又、別の表現をすれば、シリンドリカルレンズ２４ａ、
２４ｃ及び球面レンズ系２４ｂで構成されるアナモフィ
ックレンズ系２４に関して、個別電極の配列方向と直交
する面内に於いては、前記個別電極（６ａ、６ｂ、・・
・）と受光媒体１６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２４の光軸と前記個別
電極の配列方向とで定まる面内に於いては、前記受光媒
体１６はアナモフィックレンズ系２４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は個
別電極の部分のみを示した。

上述した実施例では、個別電極は反射部材で構成されて
いる例を述べ、発散光束も、発散を受けない光束も、い
ずれも個別電極で反射される場合を示したが、いずれの
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′、個別電極（６ａ′、
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。

第７図（Ａ）（Ｂ）は、本発明の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内の個別電極（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２２ａで集光し、第７図（Ａ）に示す
如く、光変調素子り、Ｍとレンズ２７の間に光源の共役
像を形成し、第７図（Ｂ）に示す如く、レンズ２２ａと
アナモフィックレンズ２２ｂの合成系である線像形成光
学系２２によって、光変調素子り、Ｍの個別電極近傍に
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、個別電極
（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２５を配することにより
、収縮乳濁部分によって発散されない光束は遮光され、
収縮乳濁部分によって発散された光束は、遮光フィルタ
ー２５の周囲を通過して、個別電極（６ａ、６ｂ・・・
）と受光媒体１６を共役な位置に保つレンズ２７に入射
し、受光媒体１６上に結像スポット２８ａ、２８ｂ、・
・・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。

第８図は、カラー画像を得る為の本発明の光変調装置の
一実施例を示す図である。光源２１ａは赤色発光ダイオ
ード、２１ｂは緑色発光ダイオード、２１ｃは青色発光
ダイオードで、２８は赤色波長帯を透過し緑色波長帯を
反射するグイクロイックミラーで、２９は青色波長帯以
外を透過し、青色波長帯を反射するグイクロイックミラ
ーであり、光変調素子り、Ｍの個別電極上に、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。

この様な三色の光源と一つの光変調素子を使用して、受
光媒体１６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の個別電極
（６ａ、６ｂ・・・）に入力する電圧パ）Ｌ／　ス列を
示し、Ｖｌｉ、　Ｖ２ｉ、＝Ｖ８ｉ　（ｉ　＝　１〜３
）はそれぞれ上記個別電極（６ａ、６ｂ・・・６ｅ）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）は発光ダイオード２１ａに入力する電流信
号パルスであり、前記電圧パルス列Ｖ１１、　Ｖ２１・
・・ＶＯ２が発生する期間内発光ダイオード２１ａは発
光することを示す。

第９図（Ｃ）は発光ダイオード２１ｂに入力する電流信
号パルスであり、前記電圧パルス列Ｖ１２、　Ｖ２２・
・・ＶＳ２が発生する期間内発光することを示す。

第９図（Ｄ）は、同様に電圧パルス列Ｖ１３．Ｖ２３・
・・ＶＳ２が発生する期間内、発光ダイオード２１Ｃが
発光することを示す。

第９図（Ａ）、（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於いては、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１６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、すべての個別電極に、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、
電圧パルスを発生させることにすれば、任意のカラー画
像を受光媒体１６上に発生させることが可能となる。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
。

第１θ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３２を使用して、静止した受
光媒体１６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。

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（収縮乳濁部分の光散乱による
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」ユ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ー、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
ジタルカラー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ー及びモ
ノクロディスプレーでもよい。

なお、第５図〜第１θ図に示した実施例において信号光
として、光散乱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。

第１１図は、カラー画像を得る為の本発明の光変調装置
の更なる実施例を示す図である。

第１１図に於いて、光源３３はハロゲンランプの如き一
般の白色光ランプ、レンズ３４は集光レンズ、３５は二
次光源像を制限するピンホール板、３６はコリメーター
レンズ、３７は色分散を生せしめるプリズム、３８は収
束レンズで、４２Ｒ１４２Ｇ、４２Ｂ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個
別電極で、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４３Ｒ２４３Ｇ、４３Ｂ
に接続されている。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、」−記の個別電極部以
外は第２図に示したと同様の構成である。

上記の例においては、色分散プリズム３７及びレンズ３
８によって、個別電極４２Ｒ１４２Ｇ、４２Ｂ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、各カラー信号光を変調する
ことが可能となる。

更に第１１図に於いて、レンズ３８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、前記個別電
極４２Ｒ１４２Ｇ、４２Ｂ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。

第１２図は、本発明の光変調装置の更なる実施例で、未
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る。

第１２図（Ａ）は個別電極の配列方向より見た図であり
、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２１及び線像形成光学系２
２で構成される光束発生手段から光変調素子に入射する
光束の中心光線が個別電極層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、個別電極層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、非発散光束は遮光され、発散光束が受
光媒体面上に到達する。

第１３図は、光散乱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１３図（Ａ）は光変調素
子の側面図、第１３図（Ｂ）は光変調素子を正面から見
た場合、即ち第１３図（Ａ）をＡ１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１３図（Ａ）に於いて、透明保護板１、有機ポリマー
ゲル薄層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。３は透明絶縁層、４４．４５は各々
、線状の個別電極が複数本、同一間隔で平行に配されて
いる電極層で、第１３図（Ｂ）に示す様に、個別電極層
４４の電極（４４ａ〜４４ｆ）と個別電極層４５の電極
（４５ａ〜４５ｆ）とは角度αを成す様に設けられてい
る。

第１３図に示す光変調素子では、交叉しているいずれの
電極にも電圧が印加されている場合、この交叉する領域
で収縮白濁部分が発生する様に設計する。

例えば今、４４ｄと４５ｃ、４５ｅ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、Ｐ２で収縮白
濁部分が発生する。従って二次元の光散乱によるパター
ンを得ようとするならば、例えば、まず個別電極４４ａ
〜４４ｆの内の４４ａにのみ電圧を印加し、４４ａと交
叉する個別電極の内より所望の電極を選んで電圧を印加
し、次に４４ｂにのみ電圧を印加し、同じく４４ｂと交
叉する個別電極の内から所望の電極を選んで電圧を印加
する。この様な動作を４４ａ〜４４ｆの−通り行なえば
二次元的なパターンが得られる。

第１４図は、第１３図に示した光変調素子を用いた本発
明の光変調装置の一実施例を示すものである。

光源４６ａ及びコリメータレンズ４６ｂより成る光束発
生手段４６からの光束にて、二次元的なパターンで収縮
白濁部分を発生する事が可能な光変調素子４７は照射さ
れる。光散乱によって発散されない光束は、レンズ４８
にて収光され、レンズ４８の焦点面に設けられた遮光フ
ィルター４９にて遮光される。前記光変調素子４７の光
束散乱位置はレンズ４８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４７により発散され
る光束は、レンズ４８でほぼ平行光束となり、レンズ５
１により感光媒体面５２上に結像され、収縮白濁部分の
発生パターンに応じた二次元画像を形成する。

レンズ４８とレンズ５１の間に偏向ミラー５０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５２
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、二次元的に収縮白濁部分を発生させる
光変調素子によって各種文字パターンを光散乱によって
形成し得る様に設計すれば、ワードプロセッサーの如き
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４７により同時に全面に収縮白濁部分
が生じるのではないので、間欠回転が望ましい。

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。

以上述べた様に、従来の光変調装置に比して本発明に係
る光変調装置に於いては、 （１）電界効果を有する有機ポリマーゲルを選ぶことに
よって、収縮白濁部分の光散乱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り、発散光と非
発散光とを分離する際に、効率よく分離出来、従って光
束の利用効率が高く、且つＳ／Ｎ比も高い。

（２）光散乱によって発散される場合は、収縮白濁部分
を有する有機ポリマーゲル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
系の配置に制約が課せられることがない。

（３）光散乱により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、レーザー以外の一般
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）収縮白濁部分を発生させる為の個別電極は、１．
Ｃパターンの製法を用いて容易に形成することが出来、
１ｍ厘当り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１．Ｃ
パターンの製法を用いればｔ、ｏｏｏ個〜ｉｏ、ｏｏｏ
個の個別電極をミクロンオーダーで配列することが出来
、１９４７分の走査に必要なドツト数の個別電極を並べ
ることは容易であり、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。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明において使用する光変調素子
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装置の
他の実施例を示す図、第６図は本発明に使用する光変調
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図は本発明に係るカラー画像形成光変調装置
の一実施例を示す図、第１θ図及び第１１図は本発明に
係る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装置の他の
実施例を示す図、第１３図（Ａ）ＣＢ）は各々、本発明
に使用する光変調素子の一実施例を示す図、第１４図は
第１３図（Ａ）（Ｂ）に示す光変調素子を用いて形成し
た本発明の光変調装置の一実施例を示す図である。 ｌ・・・・・・透明保護板 ２・・・・・・有機ポリマーゲル薄層 ３・・・・・・透明絶縁層 ４・・・・・・個別電極層 ５・・・・・・支持体 ６・・・・・・個別電極 Ｌ−Ｍ・・・・・・光変調素子 ７・・・・・・収縮白濁部分 ８・・・・・・透明共通対電極 ９・・・・・・透明支持体 １３・・・・・・非発散光束 １４・・・・・・発散光束 １６・・・・・・受光媒体 １７ａ・・・・・・遮光フィルター 第３図（Ａ）” Ｌ、Ｍ Ｌ、Ｍ 第１３図（Ａ） 第１３図（Ｂ） 第１４図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）信号入力部、光変調素子および受光媒体からなり
   、入力信号に応じて受光媒体上に光照射または光遮断す
   る光変調装置において、上記光変調素子が、入力信号に
   応じて電界を発生する少なくとも１対の電極および該電
   極から発生する電界の作用によって光散乱を生じる光変
   調体からなり、該光変調体が有機ポリマーゲルからなる
   ことを特徴とする光変調装置。
2. （２）光変調素子により変調された光を受光媒体上に結
   像させる結像光学系を包含する特許請求の範囲第（１）
   項に記載の光変調装置。
3. （３）１対の電極が、ライン状に複数個配列されている
   特許請求の範囲第（１）項に記載の光変調装置。
4. （４）有機ポリマーゲルが、架橋親水性ポリマーの水性
   ゲルである特許請求の範囲第（１）項に記載の光変調装
   置。