JPS60211435A - Control element for quantity of light - Google Patents

Control element for quantity of light

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Publication number
JPS60211435A
JPS60211435A JP59067363A JP6736384A JPS60211435A JP S60211435 A JPS60211435 A JP S60211435A JP 59067363 A JP59067363 A JP 59067363A JP 6736384 A JP6736384 A JP 6736384A JP S60211435 A JPS60211435 A JP S60211435A
Authority
JP
Japan
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particles
light
liquid
fine particles
heater
Prior art date
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Pending
Application number
JP59067363A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masayuki Suzuki
雅之 鈴木
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Filing date
Publication date
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Priority to US06/616,182 priority patent/US4795243A/en
Publication of JPS60211435A publication Critical patent/JPS60211435A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • 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 
    • G02F1/17Devices 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 variable-absorption elements not provided for in groups G02F1/015 - G02F1/169

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  • Physics & Mathematics (AREA)
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  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Electrochromic Elements, Electrophoresis, Or Variable Reflection Or Absorption Elements (AREA)

Abstract

PURPOSE:To obtain an element excellent in stability and durability by varying partially the temperature of liquid in which fine particles are present and moving the fine particles, making luminous flux incident on the movement path of the fine particles, and controlling the time when the fine particles are present in the incident luminous flux. CONSTITUTION:A heat generating resistor layer 4 which contains heat generating resistors 6a, 6b... and a reflecting layer 3 which has heat conductivity are provided on an insulating base 5, and a liquid layer 2 consisting of ethyl alcohol containing the fine particles 7 formed of, for example, an air bubble is provided between the reflecting layer 3 and a transparent protection plate 1. The temperature of the liquid layer 2 is varied partially by the heat generating resistors 6a, 6b, 6c... to move the fine particles 7. Luminous flux is made incident on the movement path of the fine particles 7 and the luminous flux is transmitted only where the fine particles 7 are present. Electric feeding to the heat generating resistors 6a, 6b... is controlled to control the time when the fine particles 7 are present in the incident luminous flux.

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は微小な粒体を移動させることによシ入射光束に
影響を与え、これによシ光量制御を行なう素子に関する
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field] The present invention relates to an element that affects an incident light beam by moving minute particles and thereby controls the amount of light.

〔従来技術〕[Prior art]

近年、光とくにレーザー光を信号伝達手段として用いて
表示、記録等を行なうことが実用されている。この様な
光の利用においては光束を適宜制御するための手段が必
要である。この種の光束制御に関する技術については各
種の方式が提案されてお9、たとえば特開昭56−55
23号には、電気光学効果をもつ結晶内の電界分布を部
分的に変化させ、これにより結晶内の屈折率分布を部分
的に変化させて入射光束を適宜回折せしめる光制御方式
が開示されている。しかし々から、この方式において用
いられる電気光学結晶は高価であり、またこの方式にお
いては該結晶に入射させる光束に所定の偏光特性を与え
なければならない。更に、この方式においては光束を全
反射させ回折効率を良くするためには電界印加のための
電極にほぼ平行に光束を入射せねばならないという制約
がある。
In recent years, it has come into practical use to display, record, etc. using light, especially laser light, as a signal transmission means. When using such light, a means for appropriately controlling the luminous flux is required. Various methods have been proposed for this type of light flux control technology9, such as JP-A-56-55
No. 23 discloses a light control method that partially changes the electric field distribution within a crystal that has an electro-optic effect, thereby partially changing the refractive index distribution within the crystal to appropriately diffract an incident light flux. There is. However, the electro-optic crystal used in this method is expensive, and in this method, the light beam incident on the crystal must have predetermined polarization characteristics. Furthermore, in this method, there is a restriction that in order to completely reflect the light beam and improve the diffraction efficiency, the light beam must be incident almost parallel to the electrode for applying an electric field.

一方、特開昭58−100817号公報には、液体の内
部において蒸気泡の形成及び消滅を行なうことによシ入
射光束の制御を行なう方式が開示されている。しかしな
がら、この方式においては蒸気泡の形成及び消滅を頻繁
に繰返す必要があるので素子の動作の安定性が満足すべ
きものではなく、また蒸気泡消滅時にキャビテーション
破壊が生じ素子の耐久性が低下しやすいという問題があ
る。
On the other hand, Japanese Unexamined Patent Publication No. 58-100817 discloses a system in which the incident light flux is controlled by forming and extinguishing vapor bubbles inside a liquid. However, in this method, it is necessary to frequently repeat the formation and disappearance of vapor bubbles, so the stability of the operation of the element is not satisfactory, and when the vapor bubbles disappear, cavitation destruction occurs, which tends to reduce the durability of the element. There is a problem.

そして、更に重要なことは、この方式においては光量の
制御が極めて困難なことである。
More importantly, in this method, it is extremely difficult to control the amount of light.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明は、以上の如き従来技術に鑑み、入射する光及び
該入射光の入射様式等に特別の制約がなく且つ安定性及
び耐久性の優れた光量制御素子を提供することを目的と
する。
SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above-mentioned prior art, it is an object of the present invention to provide a light amount control element that has no particular restrictions on incident light and the manner of incidence of the incident light, and has excellent stability and durability.

〔発明の要旨〕[Summary of the invention]

本発明によれば、以上の如き目的は、液体中に粒体を存
在せしめ、該液体の温度を部分的に変えることにより粒
体を移動させ、該粒体の移動径路に光束を入射させ、該
粒体が入射光束中に滞留する時間を制御することによシ
達成される。
According to the present invention, the above object is to cause particles to exist in a liquid, to move the particles by partially changing the temperature of the liquid, to make a light beam enter the movement path of the particles, This is achieved by controlling the residence time of the particles in the incident light beam.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

以下、図面を参照しながら本発明光量制御素子の実施例
を説明する。
Embodiments of the light amount control element of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図は本発明光量制御素子の動作機構を説明するため
の概略断面図であシ、第2図はその概略斜視図である。
FIG. 1 is a schematic sectional view for explaining the operating mechanism of the light amount control element of the present invention, and FIG. 2 is a schematic perspective view thereof.

図中、1は透明保護板、2はエチルアルコールよ構成る
液体層、3は熱伝導性のある反射層で、例えばTa膜よ
構成る。4は発熱抵抗体(6m、6b。
In the figure, 1 is a transparent protective plate, 2 is a liquid layer made of ethyl alcohol, and 3 is a thermally conductive reflective layer, for example, made of a Ta film. 4 is a heating resistor (6m, 6b.

・・・、6e)を含み、且つ各抵抗体間を絶縁性の物質
5IO2で隔離した発熱抵抗体層、5は絶縁性の支持体
である。7は気泡で形成された粒体、8は導電線であシ
、発熱抵抗体(6a+6b+・・・、6e)を各々独立
に駆動できる機側々の駆動電源(V1〜Vs )に接続
され、−吉兆熱抵抗体(6a、6b、・・・、6e)の
他端9は接地あるいは共通の電圧に設定されている。従
って各々の発熱抵抗体に印加する電圧を制御することに
より、発熱抵抗体の近傍の液体層の温度を制御できる。
..., 6e), and each resistor is isolated by an insulating substance 5IO2, and 5 is an insulating support. 7 is a granule formed of air bubbles, 8 is a conductive wire, and is connected to the drive power source (V1 to Vs) on each side of the machine that can independently drive the heating resistors (6a+6b+..., 6e). - The other ends 9 of the auspicious thermal resistors (6a, 6b, . . . , 6e) are grounded or set to a common voltage. Therefore, by controlling the voltage applied to each heating resistor, the temperature of the liquid layer near the heating resistor can be controlled.

5102より成る層4に埋設された発熱抵抗体の1〕1
1は例えば20μm1発熱抵抗体の間隔!!2は50μ
mである。
1]1 of the heating resistor embedded in the layer 4 made of 5102
1 is, for example, the distance between 20 μm and 1 heating resistor! ! 2 is 50μ
It is m.

第1図に示す素子で液体内に気泡を粒体として設ける場
合には、発熱抵抗体に熱をかけて液体に蒸気泡を形成す
ることで、容易に液体内に気泡を形成することが出来る
。例えば第1図に示す構成の素子では、液体がエチルア
ルコールである場合には、発熱抵抗体の両端に約4.2
vの直流電圧を印加すると、直径150μm程度の泡が
形成され、−皮形成された蒸気泡は印加電圧を下げても
消滅しなかった。そして気泡よ構成る粒体は、発熱抵抗
体に印加する電圧を1.5v程度まで下げても、(5) 発熱抵抗体の近傍に引きつけられたままであった。
When providing bubbles as particles in a liquid using the element shown in Figure 1, the bubbles can be easily formed in the liquid by applying heat to the heating resistor and forming vapor bubbles in the liquid. . For example, in the element having the configuration shown in FIG. 1, if the liquid is ethyl alcohol, approximately 4.2
When a DC voltage of v was applied, bubbles with a diameter of about 150 μm were formed, and the formed vapor bubbles did not disappear even when the applied voltage was lowered. Even when the voltage applied to the heating resistor was lowered to about 1.5 V, the particles composed of air bubbles remained attracted to the vicinity of the heating resistor (5).

従って、このことにより、気泡の位置を保つことが出来
た。
Therefore, this made it possible to maintain the position of the bubbles.

粒体7の移動は次の様にして行なわれる。The movement of the grains 7 is carried out as follows.

即ち、第1図に示す様に発熱抵抗体6bに電圧が印加さ
れている場合には気泡の粒体7は前記発熱抵抗体の近傍
の位置に存在するが、発熱抵抗体6bに印加する電圧を
切シ、発熱抵抗体6cに電圧を印加すると粒体7は発熱
抵抗体6cの近傍に移動する。この様に、液体内で温度
差を形成することによシ粒体7は移動し、第1図で示す
様な素子であれば、発熱している抵抗体の近傍に粒体が
移動してゆく。従って電圧を印加する発熱抵抗体を選ぶ
ことにより、粒体の位置1を制御することが出来るので
ある。この場合50μm離れた隣接する発熱抵抗体に1
.5vの電圧を印加すると同時に、気泡を引きつけてい
る発熱抵抗体の電圧を切ると、気泡は隣接する発熱抵抗
体の位置へ移動した。又、120μm離れた2つ目の発
熱抵抗体へ直接移動させる場合には、発熱抵抗体に2v
の電圧を印加す(6) ることにより、気泡は移動した。
That is, when a voltage is applied to the heating resistor 6b as shown in FIG. When the voltage is applied to the heating resistor 6c, the particles 7 move to the vicinity of the heating resistor 6c. In this way, the grains 7 move by creating a temperature difference in the liquid, and in the case of an element like the one shown in FIG. 1, the grains move near the resistor that is generating heat. go. Therefore, the position 1 of the particles can be controlled by selecting the heating resistor to which voltage is applied. In this case, 1
.. When a voltage of 5 V was applied and at the same time the voltage to the heating resistor attracting the bubbles was cut off, the bubbles moved to the position of the adjacent heating resistor. Also, when moving directly to the second heating resistor 120 μm apart, apply 2V to the heating resistor.
By applying a voltage of (6), the bubbles moved.

この様な粒体の移動は液体層2内において温度差が形成
されることに基づくものであり、粒体7は低温側から高
温側へと移動する。
This movement of the particles is based on the formation of a temperature difference within the liquid layer 2, and the particles 7 move from the low temperature side to the high temperature side.

尚、第1図に示す素子では、液体内での粒体を保持する
為に、粒体を引きつけている発熱抵抗体に1液体に気泡
を生じない程度の電圧をバイアス電圧(保持電圧)とし
て印加しておくことが望ましい。又、別の駆動方法とし
ては、全ての発熱抵抗体に上記バイアス電圧を印加させ
ておき、粒体を移動させる目的の位置に存する発熱抵抗
体にバイアス電圧以上の比較的高い電圧を印加し、粒体
を引き寄せ、その後、バイアス電圧まで下げる。
In addition, in the device shown in Fig. 1, in order to hold the particles in the liquid, a bias voltage (holding voltage) is applied to the heating resistor that attracts the particles to an extent that does not cause bubbles in the liquid. It is desirable to keep it applied. Another driving method is to apply the above bias voltage to all the heat generating resistors, and apply a relatively high voltage higher than the bias voltage to the heat generating resistors located at the target position to move the particles. The particles are pulled together and then lowered to the bias voltage.

この様にして、粒体を所定の位置に保持することができ
る。
In this way, the granules can be held in place.

第3図は以上の如き粒体移動機構を有する本発明光量制
御素子の第1の実施例を示す概略平面図であシ、第4図
はその■−■断面図である。図において、11は粒体で
あυ、核粒体11は気泡からなシ透明である。12は遮
光フィルターであシ、14は透明ガラス板であり、15
は不透明な液体である。16は透明誘電体よりなる保護
層であり、17はヒーター18a、18bを含む発熱体
層であり、19は透明ガラス基板である。本実施例の素
子においては、液体層15の厚さは粒体(気泡)11の
直径よシも小さく、従って粒体11は透明ガラス板14
及び透明誘電体保護層16と比較的大きな接触面積を有
する。
FIG. 3 is a schematic plan view showing a first embodiment of the light amount control element of the present invention having the above-mentioned particle movement mechanism, and FIG. In the figure, numeral 11 is a granule, and the core granule 11 is transparent and does not contain air bubbles. 12 is a light shielding filter, 14 is a transparent glass plate, and 15
is an opaque liquid. 16 is a protective layer made of a transparent dielectric, 17 is a heating layer including heaters 18a and 18b, and 19 is a transparent glass substrate. In the device of this example, the thickness of the liquid layer 15 is smaller than the diameter of the particles (bubbles) 11, so the particles 11 are formed on the transparent glass plate 11.
and has a relatively large contact area with the transparent dielectric protective layer 16.

本実施例素子においては、ヒーター18a及び18bの
発熱温度を制御することにより粒体11をヒーター18
aの近傍即ち遮光フイにター12のかかっている部分に
位置せしめた場合には上方からの入射光束は遮光フィル
ター12のかかってい々い部分の透明ガラス板14から
不透明液体層15へと入射し、ここで吸収されて下方へ
は射出し々い。次に、ヒーター18a及び18bの発熱
温度を制御することにより粒体11をヒーター18bの
近傍即ち遮光フィルター12のかかっていない部分に位
置せしめた場合(第1図及び第2図の状態)には上方か
らの入射光束は透明ガラス板14から粒体11を透過し
て透明ガラス基板1・9を通って下方に射出される。
In the device of this embodiment, the particles 11 are heated to the heater 18 by controlling the heat generation temperature of the heaters 18a and 18b.
When the light shielding filter 12 is placed near point a, that is, in the area where the light shielding filter 12 is covered, the incident light beam from above enters the opaque liquid layer 15 through the transparent glass plate 14 in the area where the light shielding filter 12 is covered. , where it is absorbed and emitted downward. Next, when the particles 11 are positioned in the vicinity of the heater 18b, that is, in the area where the light shielding filter 12 is not covered, by controlling the heat generation temperature of the heaters 18a and 18b (the state shown in FIGS. 1 and 2), The incident light flux from above passes through the grains 11 from the transparent glass plate 14, passes through the transparent glass substrates 1 and 9, and is emitted downward.

第5図を参照しつつ本実施例の素子の動作を説明する。The operation of the device of this example will be explained with reference to FIG.

同図はヒーターに印加する電圧Vと時間Tとの関係を示
すグラフである。先ず、初期状態においてヒーター18
bには電圧ががけられヒーター18 aKは電圧はかけ
られておらず、これKよシ粒体11はヒーター18bの
近傍に位置している。次に、ヒーター18bの印加電圧
を0とし、同時にヒーター18mに電圧を印加する。こ
れによシ、粒体11はヒーター18bの近傍からヒータ
ー181Lの近傍へと移動する。ヒーター18aへの電
圧印加を時間tlだけ継続して粒体1工をヒーター18
mの近傍に時間t1だけ保持した後、印加電圧をOとす
る。同時にヒーター18bへ電圧を印加する。これによ
り、粒体11はヒーター18aの近傍からヒーター18
bの近傍へと移動する。ヒーター18bへの電圧印加を
時間t2だけ継続して粒体11をヒーター18bの近傍
に時間t、だけ保持した後、印加電圧を0とする。同(
9) 時にヒーター18aへ電圧を印加する。これにより、粒
体11はヒーター18bの近傍からヒーター18aの近
傍へと移動する。以下同様にして粒体11の移動及び保
持を行なう。第5図における時間To(−t、 +tz
 )における透過光量は遮光フィルター12のかかって
いない部分に粒体11が存在する時間t2に比例する。
The figure is a graph showing the relationship between the voltage V applied to the heater and the time T. First, in the initial state, the heater 18
A voltage is applied to the heater 18aK, and no voltage is applied to the heater 18aK, and the grain body 11 is located near the heater 18b. Next, the voltage applied to the heater 18b is set to 0, and at the same time, a voltage is applied to the heater 18m. As a result, the particles 11 move from the vicinity of the heater 18b to the vicinity of the heater 181L. Continuing to apply voltage to the heater 18a for a time tl, the grain material 1 is heated to the heater 18.
After maintaining the voltage near m for a time t1, the applied voltage is set to O. At the same time, a voltage is applied to the heater 18b. As a result, the particles 11 are moved from the vicinity of the heater 18a to the heater 18a.
Move to the vicinity of b. After continuing the voltage application to the heater 18b for a time t2 and keeping the particles 11 near the heater 18b for a time t, the applied voltage is set to zero. same(
9) At the same time, apply voltage to the heater 18a. As a result, the particles 11 move from the vicinity of the heater 18b to the vicinity of the heater 18a. Thereafter, the granules 11 are moved and held in the same manner. Time To(-t, +tz
) is proportional to the time t2 during which the particles 11 remain in the area not covered by the light shielding filter 12.

従って、たとえばToを一定としてt2を変化させるこ
とによシ透過光量の時間平均を任意の値とすることがで
きる。
Therefore, for example, by keeping To constant and varying t2, the time average of the amount of transmitted light can be set to an arbitrary value.

第6図は本実施例素子における駆動方法を実現するだめ
の駆動回路の説明図であり、図において20はヒーター
18a、18bを含む素子部であυ、21はスイッチン
グ回路であpl 22は電圧発生回路であシ、23は制
御回路であり、24は信号発生回路である。信号発生回
路24からの信号に基づき制御回路23において第4図
で示される様なヒーター通電時間制御信号が生ぜしめら
れ、該信号に基づきスイッチング回路21が電圧発生回
路22とヒーター18ay18bとの間のスイ(10) ッチングを行々う。この様な回路は容易に実現できるの
で、回路の具体的構成の説明は省略する。
FIG. 6 is an explanatory diagram of a driving circuit for realizing the driving method in the device of this embodiment. In the figure, 20 is an element section including heaters 18a and 18b, 21 is a switching circuit, and 22 is a voltage. 23 is a control circuit, and 24 is a signal generation circuit. Based on the signal from the signal generation circuit 24, the control circuit 23 generates a heater energization time control signal as shown in FIG. Sui (10) Let's do some stitching. Since such a circuit can be easily realized, a description of the specific configuration of the circuit will be omitted.

第7図は本発明の光M゛制御素子の第2の実施例を説明
するための概略平面図であり、第8図はその■−■断面
図である。図において、第1図及び第2図におけると同
様の部材には同一の符号が付されている。但し、本実施
例においては2つの遮光フィルター12及び13が適宜
の間隔をおいて配置されており、ヒーターtSaは遮光
フィルター12のかかっている部分に位置し、一方ヒー
ター18bは遮光フィルター13のかかっている部分に
位置する。
FIG. 7 is a schematic plan view for explaining a second embodiment of the light M' control element of the present invention, and FIG. 8 is a cross-sectional view taken along line 1--2. In the figures, similar members as in FIGS. 1 and 2 are given the same reference numerals. However, in this embodiment, two light-shielding filters 12 and 13 are arranged at an appropriate interval, and the heater tSa is located in the part where the light-shielding filter 12 is covered, while the heater 18b is located in the part where the light-blocking filter 13 is covered. located in the area where

本実施例素子における粒体11の移動は上記第1の実施
例と同様にして行なわれる。第9図及び第10図は本実
施例素子におけるヒーター印加電圧Vと時間Tとの関係
を示すグラフである。第9図において、先ずヒーター1
8aの印加電圧をvlとしてヒーター18mの近傍に粒
体11を保持しておき、次に該ヒーター18mの印加電
圧を0にすると同時にヒーター18bへの印加電圧を0
からVlにすると、粒体11は遮光フィルター12.1
3のかかっていない部分をある速度τlで通過し、ヒー
ター18bの近傍まで移動して保持される。第10図に
おいては、ヒーター18bへ電圧を印加する時に上記V
! より大きな電圧■2がかけられる。この場合には、
粒体11は遮光フィルター12.13のかかっていない
部分を上記ill よりも大きな速度τ2で通過する。
The movement of the particles 11 in the device of this example is carried out in the same manner as in the first example. 9 and 10 are graphs showing the relationship between heater applied voltage V and time T in the device of this example. In Fig. 9, first, heater 1
The granules 11 are held near the heater 18m with the voltage applied to the heater 8a set to vl, and then the voltage applied to the heater 18m is set to 0, and at the same time the voltage applied to the heater 18b is set to 0.
to Vl, the grains 11 become light-shielding filters 12.1
It passes through the part where No. 3 is not applied at a certain speed τl, moves to the vicinity of the heater 18b, and is held there. In FIG. 10, when applying the voltage to the heater 18b, the above V
! A larger voltage ■2 is applied. In this case,
The particles 11 pass through the portion not covered by the light blocking filters 12.13 at a speed τ2 greater than the above ill.

かくして、下方から光束を入射せしめると粒体11の移
動速度に応じた光量が上方へと透過し射出する。これは
即ち、遮光フィルターのかかっていない部分における粒
体の滞留時間によって透過光量を制御することに外なら
ない。
Thus, when a light flux is made to enter from below, the amount of light corresponding to the moving speed of the grains 11 is transmitted upward and emitted. In other words, this is nothing but controlling the amount of transmitted light by the residence time of the particles in the area where the light-shielding filter is not applied.

第11図は本発明の光量制御素子の第3の実施例を説明
するための概略平面図である。図において、第7図にお
けると同様の部材には同一の符号が付されている。但し
、本実施例において°は多数のヒーター(18at18
b+18or ”’)が設けられている。
FIG. 11 is a schematic plan view for explaining a third embodiment of the light amount control element of the present invention. In the figure, the same members as in FIG. 7 are given the same reference numerals. However, in this example, ° is a large number of heaters (18 at 18
b+18or"') is provided.

本実施例素子における粒体11の移動は上記第2の実施
例と同様にして行なわれる。第12図及び第13図は本
実施例素子におけるヒーター印加電圧Vと時間Tとの関
係を示すグラフである。即ち、ヒーター18 a 、 
18 b 、 18 c 、 −と順次一定時間づつ所
定の電圧を印加することにより、微小々粒体移動ステッ
プを連続的に行なって遮光フィルター12のかかってい
る部分から遮光フィルター13のかかっている部分へと
粒体11を移動せしめる。第12図の場合には、各ヒー
ターにかける電圧を比較的高くして通電時間を比較的短
かくして早いスイッチングにより粒体11を速く移動し
ている。一方、第13図の場合には、各ヒーターにかけ
る電圧を比較的低くして通電時間を比較的長くして、個
々のヒーターの発熱量を第12図の場合とほぼ同一にし
、遅いスイッチングにより粒体11を遅く移動している
The movement of the grains 11 in the device of this example is carried out in the same manner as in the second example. FIGS. 12 and 13 are graphs showing the relationship between heater applied voltage V and time T in the device of this example. That is, the heater 18a,
By sequentially applying a predetermined voltage 18b, 18c, - for a certain period of time, the step of moving the microscopic particles is continuously carried out from the part covered by the light-blocking filter 12 to the part covered by the light-blocking filter 13. The particles 11 are moved to In the case of FIG. 12, the voltage applied to each heater is relatively high, the energization time is relatively short, and the particles 11 are moved quickly by quick switching. On the other hand, in the case of Figure 13, the voltage applied to each heater is relatively low and the energization time is relatively long, so that the amount of heat generated by each heater is approximately the same as in the case of Figure 12, and slow switching The particles 11 are moving slowly.

本実施例の素子によれば、上記第2の実施例の素子に比
べ、各ヒーターの発熱量が少なくても高い移動速度を得
ることができる。
According to the element of this embodiment, compared to the element of the second embodiment, a high moving speed can be obtained even if the amount of heat generated by each heater is smaller.

第14図は本発明の光量制御素子の第4の実施(13) 例を説明するだめの概略断面図である。図において第8
図におけると同様の部材には同一の符号が付されている
。但し、本実施例素子においては液体層が2層となって
おシ、上層に関連する部材には枝符号−1が付されてお
り、下層に関する部材には枝符号−2が付されている。
FIG. 14 is a schematic cross-sectional view for explaining the fourth embodiment (13) of the light amount control element of the present invention. 8th in the figure
Similar members in the figures are given the same reference numerals. However, in the device of this example, there are two liquid layers, and the members related to the upper layer are given the branch code -1, and the members related to the lower layer are given the branch code -2. .

本実施例素子においてはヒーター1 ・8a−1、18
b−1とヒーター18a−2,18b−2とはもちろん
独立に通電可能である。
In this example element, heater 1, 8a-1, 18
Of course, electricity can be applied to b-1 and the heaters 18a-2 and 18b-2 independently.

本実施例素子における上下2層のそれぞれにおいて、粒
体11−1及び11−2の移動は上記第2の実施例と同
様にして行なわれる。第15図は本実施例素子における
ヒーター印加電圧Vと時間Tとの関係を示すグラフであ
る。上層における粒体11.−1の移動のタイミングと
下層における粒体11−2の移動のタイミングとは時間
1.だけずれておシ、従って素子の下方から入射した光
束は粒体11−1と11−2とが遮光フィルターのかか
っていない部分において上下方向に重複する面積の分の
みの光量が上方へと透過し射出する。
In each of the upper and lower two layers of the device of this example, movement of the grains 11-1 and 11-2 is performed in the same manner as in the second example. FIG. 15 is a graph showing the relationship between heater applied voltage V and time T in the device of this example. Granules in the upper layer 11. -1 movement timing and the movement timing of grain body 11-2 in the lower layer are time 1. Therefore, the light beam incident from below the element is transmitted upward in an amount equal to the area where the particles 11-1 and 11-2 overlap in the vertical direction in the part where the light-shielding filter is not applied. and ejects.

(14) 本実施例の素子はカメラのフォーカルプレーンシャッタ
ーと同様な作用を有する。従って、本実施例素子はシャ
ッター素子としての利用が可能である。また、本実施例
素子の如き2層構造において、各層において比較的多く
のヒーターをリング状に配列することにより粒体を円周
上に連続的に回転移動させることができ、この動作とモ
ータードライブ機構とを連動せしめることにより連続撮
影可能なシャッターを構成することもできる。
(14) The element of this example has the same effect as a focal plane shutter of a camera. Therefore, the device of this example can be used as a shutter device. In addition, in a two-layer structure like the device of this example, by arranging a relatively large number of heaters in a ring shape in each layer, it is possible to continuously rotate the particles around the circumference, and this operation and motor drive By interlocking the shutter with a mechanism, a shutter capable of continuous shooting can be constructed.

上記第1〜4の実施例においては透過型の素子を例示し
たが、これら素子において液体層15と発熱体層17と
の間に光反射層を設けておくことにより反射型の素子と
することもできる。
In the first to fourth embodiments described above, transmissive type elements are illustrated, but these elements can be made into reflective type elements by providing a light reflective layer between the liquid layer 15 and the heat generating layer 17. You can also do it.

本発明素子における液体としては有機液体や水等を必要
に応じて着色して使用することができる。
As the liquid in the device of the present invention, an organic liquid, water, or the like can be used, colored as necessary.

本発明素子における粒体としては液体の加熱により発生
せしめられた蒸気泡を用いることができ、更に粒体は外
部から導入することもできる0粒体としては、更に使用
液体に溶解しにくい気泡が例示できる。この様な具体例
として、液体として水を用いた場合における空気、酸素
、窒素、水素、ヘリウム、ネオン、アルゴン、−酸化炭
素、−酸化窒素、メタン等の気泡が例示できる。粒体と
しては更に使用液体と混り合わない様な液体を用いるこ
ともできる。この様な具体例として、液体として水を用
いた場合の油滴が例示できる。粒体としては更に比較的
低密度の固体粒子を用いることもできる。
As the particles in the device of the present invention, vapor bubbles generated by heating the liquid can be used, and the particles can also be introduced from the outside. I can give an example. Specific examples of such a liquid include bubbles of air, oxygen, nitrogen, hydrogen, helium, neon, argon, -carbon oxide, -nitrogen oxide, methane, etc. when water is used as the liquid. It is also possible to use a liquid that does not mix with the liquid used as the particles. A specific example of this is oil droplets when water is used as the liquid. Furthermore, solid particles having a relatively low density can also be used as the granules.

また、上記実施例においては光吸収性を有する液体とし
て黒色に着色されたものを用いたが、本発明素子におい
て光吸収性とは入射光束のある波長部分のみをある程度
吸収する場合をも含み、従って液体としてはたとえば赤
色染料の水溶液や緑色染料の水溶液等の有彩色透明のも
のを用いることもできる。更に、上記実施例においては
液体が光吸収性を有し粒体が光透過性を有する場合を示
したが、逆の場合も可能である。
Furthermore, in the above embodiments, a liquid colored black was used as the light-absorbing liquid, but in the device of the present invention, light-absorbing property also includes the case where only a certain wavelength portion of the incident light beam is absorbed to some extent; Therefore, as the liquid, a transparent chromatic liquid such as an aqueous solution of red dye or an aqueous solution of green dye can be used. Further, in the above embodiments, a case is shown in which the liquid has light absorbing properties and the particles have light transmitting properties, but the opposite case is also possible.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上の如き本発明の光量制御素子によれば、入射光束に
対して波長や偏光特性等の特別の制限がなくレーザー光
以外の光源を利用でき、捷だ入射光束の入射角について
も厳しい制約はない。また、本発明素子においては結晶
材料等の高価な材料を必要とせず、またその製造も容易
である。
According to the light amount control element of the present invention as described above, a light source other than a laser beam can be used without any special restrictions such as wavelength or polarization characteristics on the incident light beam, and there are no severe restrictions on the angle of incidence of the uncircumcised incident light beam. do not have. Furthermore, the device of the present invention does not require expensive materials such as crystalline materials, and is easy to manufacture.

更に、本発明素子においては光計制御のためには粒体を
移動させるだ0でよいので、素子の動作の安定性が高く
且つ素子に大きな力がかかることがないので素子の耐久
性は良好である。
Furthermore, in the device of the present invention, only zero movement of particles is required for optical meter control, so the operation of the device is highly stable and no large force is applied to the device, so the device has good durability. It is.

更に、本発明素子によれば透過光量を容易に段階的に制
御することができ、ハーフトーンを記録または表示する
のに好適であり、またシャッター素子としても利用でき
る。
Further, according to the device of the present invention, the amount of transmitted light can be easily controlled stepwise, and it is suitable for recording or displaying halftones, and can also be used as a shutter device.

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

第1図は本発明素子の動作機構を説明するだめの断面図
でおり、第2図はその斜視図である。第3図は本発明素
子の平亀1図であり、第4図はそのIV−IV断面図で
あり、第5図はその動作説明図であシ、第6図はその駆
動回路説明図である。第7図は本発明素子の平面図であ
り、第8図は七のMl+−■断面図であシ、第9図及び
第10図はその(17) 動作説明図である。第11図は本発明素子の平面図であ
り、第12図及び第13図はその動作説明図である。第
14図は本発明素子の断面図であシ、第15図はその動
作説明図である。 11:粒体、12,13:遮光フィルター、14:透明
ガラス板、15:液体、16:保護層、17;発熱体層
、18a、18b、18c:ヒーター、19:透明ガラ
ス基板、2o:素子部、21ニスイツチング回路、22
:電圧発生回路、23:制御回路、24:信号発生回路
。 (18) トトトトトト トt−ト1− トト リ ω ト ω 0 0 糎 m 11 〜 O′ ν 柵
FIG. 1 is a sectional view for explaining the operating mechanism of the device of the present invention, and FIG. 2 is a perspective view thereof. FIG. 3 is a flat diagram of the device of the present invention, FIG. 4 is a cross-sectional view along IV-IV thereof, FIG. 5 is an explanatory diagram of its operation, and FIG. 6 is an explanatory diagram of its drive circuit. be. FIG. 7 is a plan view of the device of the present invention, FIG. 8 is a sectional view of No. 7 Ml+-■, and FIGS. 9 and 10 are (17) explanatory diagrams of the operation. FIG. 11 is a plan view of the device of the present invention, and FIGS. 12 and 13 are explanatory diagrams of its operation. FIG. 14 is a sectional view of the device of the present invention, and FIG. 15 is an explanatory diagram of its operation. 11: Particles, 12, 13: Light shielding filter, 14: Transparent glass plate, 15: Liquid, 16: Protective layer, 17: Heat generating layer, 18a, 18b, 18c: Heater, 19: Transparent glass substrate, 2o: Element Part, 21 Niswitching circuit, 22
: voltage generation circuit, 23: control circuit, 24: signal generation circuit. (18) tototototototot-to1-totoriωto ω 0 0 glue m 11 ~ O' ν fence

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] (1) 液体中に粒体が存在せしめられ、該液体の温度
を部分的に変えることにより粒体を移動させることので
きる手段が設けられており、該粒体の移動径路に光束が
入射する様になっておシ、且つ該粒体が入射光束中に滞
留する時間を制御するための手段が設けられていること
を特徴とする、光量制御素子。
(1) Particles are made to exist in a liquid, and means is provided that can move the particles by partially changing the temperature of the liquid, and a beam of light is incident on the movement path of the particles. 1. A light quantity control element, characterized in that the element is configured to have a light intensity control element as shown in FIG.
(2) 液体及び粒体のうちの少なくとも一方が光吸収
性を有する、第1項の光量制御素子。
(2) The light amount control element according to item 1, wherein at least one of the liquid and the particles has light absorption properties.
(3)滞留時間制御手段が液体の所定の部分を適宜の時
間所定の温度に維持する手段である、第1項の光量制御
素子。
(3) The light amount control element according to item 1, wherein the residence time control means is means for maintaining a predetermined portion of the liquid at a predetermined temperature for an appropriate time.
(4)滞留時間制御手段が入射光束中を粒体が移動する
速度を制御する手段である、第1項の光量制御素子。
(4) The light amount control element according to item 1, wherein the residence time control means is a means for controlling the speed at which the particles move in the incident light beam.
(5)複数の粒体が入射光束の方向に対し少なくとも一
部が重複した状態を保って入射光束中を移動でき、且つ
その重複部分の面積を制御する手段が設けられている、
第1項の光量制御素子。
(5) The plurality of particles can move in the incident light beam while maintaining at least a part of them overlap in the direction of the incident light beam, and means is provided for controlling the area of the overlapping portion.
The light amount control element of the first term.
(6)重複部分の面積の制御が各粒体の移動のタイミン
グにより行なわれる、第5項の光量制御素子。
(6) The light amount control element according to item 5, wherein the area of the overlapping portion is controlled by the timing of movement of each particle.
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