JPS60212736A - Optical control element - Google Patents

Optical control element

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Publication number
JPS60212736A
JPS60212736A JP59067365A JP6736584A JPS60212736A JP S60212736 A JPS60212736 A JP S60212736A JP 59067365 A JP59067365 A JP 59067365A JP 6736584 A JP6736584 A JP 6736584A JP S60212736 A JPS60212736 A JP S60212736A
Authority
JP
Japan
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light
heating resistor
incident
particles
liquid
Prior art date
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Pending
Application number
JP59067365A
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
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
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Priority to US06/616,182 priority patent/US4795243A/en
Publication of JPS60212736A publication Critical patent/JPS60212736A/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 
    • G02F1/0147Devices 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
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/004Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements based on a displacement or a deformation of a fluid

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

Abstract

PURPOSE:To form an optical control element which has no special restriction in an incident form, etc. of an incident light, and also is excellent in stability and durability, by moving granules by changing partially the temperature of a liquid, and providing a light shielding body on a part of a moving path. CONSTITUTION:Since light shielding filters 35, 35' are provided, a luminous flux 101 which advances so as to pass through in a liquid layer 33 being in the vicinity of a heating resistor 34a is made incident on the liquid layer 33, but a luminous flux 102 which advances so as to pass through in the liquid layer 33 being in the vicinity of a heating resistor 34b, and a luminous flux which advances in order to pass through other part are shielded by a light shielding body and are not made incident on the element. Accordingly, when a granule 30 is held in the vicinity of the heating resistor 34b, the incident luminous flux 101 transmits the light transmitting liquid layer 33, travels straight as it is and is emitted. On the other hand, in when the granule 30 is held in the vicinity of the heating resistor 34a, the incident luminous flux 101 is effected by the granule and emitted in a wave front state different from the straight traveling. The incident luminous flux 101 can be controlled by controlling the position of the granule 30 in the liquid layer 33.

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り入射光束に
影響を与え、これにより光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, thereby controlling 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シ、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。しかしながら、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 technology, for example,
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チー7、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, the cavity 7 is destroyed, which reduces the durability of the element. There is a problem that it is easy to decrease.

〔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制御素子を提供する仁とを目的とす
る。
SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above-mentioned prior art, an object of the present invention is to provide a light 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Kより粒
体を移動させ、該粒体の移動経路に光束を入射させ、該
移動経路の一部に光束を入射させない様に遮光体を設け
ることにより達成される。
According to the present invention, the above purpose is to cause particles to exist in a liquid, to move the particles by partially changing the temperature of the liquid, and to make a beam of light enter the moving path of the particles. This is achieved by providing a light shield so that the light beam does not enter a part of the moving path.

〔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制御素子の実施例を
説明する。
Embodiments of the light control element of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図は本発明光制御素子の第1の動作機構を説明する
だ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 first operating mechanism of the light 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り成る
液体層、3は熱伝導性のある反射層で、例えばTa膜よ
り成る。4は発熱抵抗体(6&。
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, which is made of, for example, a Ta film. 4 is a heating resistor (6&.

6b、・・・、6e)を含み、且つ各抵抗体間を絶縁性
の物質810□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(sa、sb、・・・。
6b, . . . , 6e), and each resistor is isolated by an insulating material 810□, and 5 is an insulating support. 7 is a particle formed of air bubbles, 8 is a conductive wire, and a heating resistor (sa, sb, . . . ).

6e)を各々独立に駆動できる機側々の駆動電源(V□
〜vs )に接続され、一方発熱抵抗体(6a。
6e) can be driven independently (V□
~vs), while the heating resistor (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シ、発熱抵抗体の近傍の液体
層の温度を制御できる。5io2よ構成る層4に埋設さ
れた発熱抵抗体の巾t8は例えば20μm1発熱抵抗体
の間隔t8は50μmである。
The other ends 9 of the terminals 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. The width t8 of the heating resistor embedded in the layer 4 composed of 5io2 is, for example, 20 μm, and the interval t8 between the heating resistors is 50 μm.

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、一度形成された蒸気泡は印加電圧を下げても
消滅しなかりた。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、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 once formed, the vapor bubbles did not disappear even if the applied voltage was lowered. Even when the voltage applied to the heating resistor was lowered to about 1.5V, the particles composed of air bubbles remained attracted to the vicinity of the heating resistor.

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。即ち、第1図
に示すように発熱抵抗体6bに電圧が印加されている場
合には気泡の粒体7#′i前記発熱抵抗体の近傍の位置
に存在するが、発熱抵抗体6bt’C印加する電圧を切
プ、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、液体内で温に差
を形成することにより粒体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仁
とにより、粒体の位置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1.5
v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
圧を印加することによシ、気泡は移動した。
The movement of the grains 7 is carried out as follows. That is, when a voltage is applied to the heating resistor 6b as shown in FIG. When the applied voltage is cut off and a voltage is applied to the heating resistor 6c, the particles 7 move to the vicinity of the heating resistor 6C. In this way, by creating a temperature difference within the liquid, the particles 7 move, and in the case of an element like the one shown in Figure 1, the particles move near the resistor that is generating heat. . Therefore, the position of the particles can be controlled by selecting the heating resistor to which voltage is applied. In this case, 1.5
When a voltage of 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. When the bubbles were moved directly to a second heating resistor 120 μm apart, the bubbles were moved by applying a voltage of 2 V to the heating resistor.

この様な粒体7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ラシ、粒体7は低温側から
高温側へと移動する。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、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、総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。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。
This movement of the particles 7 is based on the temperature difference formed within the liquid layer 2, and the particles 7 move from the low temperature side to the high temperature side. In addition, in the device shown in Figure 1, in order to hold the particles in the liquid, a bias voltage (holding voltage) that does not create bubbles in the liquid is applied to the heating resistor that attracts the particles. It is desirable to keep it. Another driving method is to apply the above bias voltage to all the heat generating resistors, and then apply a relatively high voltage higher than the bias voltage to the heat generating resistors located at the target position to move the particles. , attracts the particles and then lowers the bias voltage. In this way, the granules can be held in place.

第3図は本発明光制御素子の第2の動作機構を説明する
ための概略断面図である。図中、11は透明保護板、1
2は液体層、】3は保護層、14は光エネルギー吸収層
、15は透明基板、16はハーフミラ−117は粒体、
18はガルバノミラ−11saはガルバノミラ−の回転
軸、19は半導体レーザの如き光源部、20は結像光学
系、21は透光部(21m、21b、21c、21d。
FIG. 3 is a schematic sectional view for explaining the second operating mechanism of the light control element of the present invention. In the figure, 11 is a transparent protection plate, 1
2 is a liquid layer; 3 is a protective layer; 14 is a light energy absorption layer; 15 is a transparent substrate; 16 is a half mirror; 117 is a grain;
18 is a galvano mirror; 11sa is a rotation axis of the galvano mirror; 19 is a light source section such as a semiconductor laser; 20 is an imaging optical system; and 21 is a transparent section (21m, 21b, 21c, 21d).

21・)を有するスリット板、22a 、22b 。21.) Slit plates, 22a, 22b.

22 c 122 d r 22 aは結像光学系20
による前記スリット板の透光部(21a〜2]e)の像
、23は棒状光源である。
22 c 122 d r 22 a is the imaging optical system 20
23 is a rod-shaped light source.

棒状光源20は前記スリット板21を照明し、スリット
板21の各透光部(21a〜21e)を通過する光束は
結像光学系20により前記光エネルギー吸収層14上に
集光され、該層14で熱に変換され、保護層を介して液
体層12をあたためる。この光エネルギー吸収層14に
形成されるスリ、ト板の透光部の像(22息〜226)
は、粒体17をこの像が形成される位置に対応する液体
層140位置く保持するだけの熱量を液体層に与える働
きをする。換言すれば、第1図に示す発熱抵抗体にバイ
アス電圧をかけた時の状態と同じ働きをするもので、粒
体17を保持することの出来る液体層内の位置は、スリ
、ト板21の開口部のパターンを選ぶことにより自由に
選択することができる。一方、光源部】9からの光束L
1は、ガルバノミラ−18及びハーフミラ−16を介し
て光エネルギー吸収層14に入射する。この光束L1は
、粒体17を移動させるに足る光量を有するもので、光
エネルギー吸収層14で吸収された光束は熱に変換され
、保護層13を介して液体層】2に伝達され、この光束
L□の入射した位置に粒体が移動してくる。この光束り
、が光エネルギー吸114に入射する位置は、ガルバノ
ミラ−】8を回転させることにより自由に制御すること
ができる。
The rod-shaped light source 20 illuminates the slit plate 21, and the light beams passing through each light-transmitting part (21a to 21e) of the slit plate 21 are focused by the imaging optical system 20 onto the light energy absorption layer 14, and the light energy absorption layer 14 is It is converted into heat at 14 and warms the liquid layer 12 through the protective layer. Image of the light-transmitting part of the pick-up and top plate formed in this light energy absorption layer 14 (22 breath to 226)
acts to provide the liquid layer with enough heat to hold the particles 17 in the liquid layer 140 at the position corresponding to the position where this image is formed. In other words, it functions in the same way as when a bias voltage is applied to the heating resistor shown in FIG. can be freely selected by selecting the opening pattern. On the other hand, the luminous flux L from the light source section】9
1 enters the optical energy absorption layer 14 via the galvanometer mirror 18 and the half mirror 16. This luminous flux L1 has enough light intensity to move the particles 17, and the luminous flux absorbed by the optical energy absorption layer 14 is converted into heat and transmitted to the liquid layer 2 via the protective layer 13. The particles move to the position where the light beam L□ is incident. The position where this light beam is incident on the light energy absorber 114 can be freely controlled by rotating the galvanometer mirror 8.

第4図は本発明光制御素子の第3の動作機構を説明する
ための概略断面図である。図において、第3図における
と同様の部材には同一符号を付し、説明を省略する。2
4m、24b、24c、24d。
FIG. 4 is a schematic sectional view for explaining the third operating mechanism of the light control element of the present invention. In the figure, the same members as in FIG. 3 are designated by the same reference numerals, and their explanations will be omitted. 2
4m, 24b, 24c, 24d.

24eは各々、発熱抵抗体を示すもので、この発熱抵抗
体は光エネルギー吸収層14の中に埋設されている。こ
の発熱抵抗体は、前述した様に粒体の位置を保持する為
のもので、各発熱抵抗体には粒体を保持するにたる電圧
が印加される。一方、粒体を移動させる為の熱量は、第
3図に示される素子と同様に光源19からの光束によっ
て与えられる。
24e each indicates a heating resistor, which is embedded in the optical energy absorbing layer 14. These heating resistors are for holding the position of the particles as described above, and a voltage sufficient to hold the particles is applied to each heating resistor. On the other hand, the amount of heat for moving the particles is provided by the light flux from the light source 19, similar to the element shown in FIG.

第5図は以上の如き粒体移動機構を有する本発明光制御
素子の第1の実施例を示す概略断面図である。図におい
て、30は粒体であfi、31&及び31bは支持基板
であり、32a及び32bはその内部にそれぞれ発熱抵
抗体34&及び34bを内蔵する発熱抵抗体ノーである
。33は透光性を有する液体層である。また35及び3
5′は遮光体である。本実施例素子においては、発熱抵
抗体34m及び34bへの印加電圧を制御することによ
り液体層33内において発熱抵抗体34&の近傍と発熱
抵抗体34bの近傍との間で粒体30を移動させ、これ
ら発熱抵抗体の近傍に保持することができる。
FIG. 5 is a schematic sectional view showing a first embodiment of the light control element of the present invention having the particle movement mechanism as described above. In the figure, 30 is a particle fi, 31& and 31b are support substrates, and 32a and 32b are heat generating resistors 34 & and 34b built therein, respectively. 33 is a liquid layer having translucency. Also 35 and 3
5' is a light shielding body. In the device of this example, the particles 30 are moved within the liquid layer 33 between the vicinity of the heating resistor 34& and the vicinity of the heating resistor 34b by controlling the voltage applied to the heating resistors 34m and 34b. , can be held near these heating resistors.

本実施例素子においては透光フィルター35゜35′が
設けられているために発熱抵抗体34&の近傍の液体層
33中を通過する様に進行する光束101は液体層33
中に入射するが、発熱抵抗体34bの近傍の液体層33
中を通過する様に進行する光束102及びその他の部分
を通過すべく進行する光束は遮光体によシ遮られ素子内
には入射しない。従って、本実施例素子においては粒体
30が発熱抵抗体34bの近傍に保持されている場合に
は入射光束101は透光性液体層33中を透過してその
it直進射出する。これに対し、粒体30が発熱抵抗体
34&の近傍に保持されている場合には入射光束101
は粒体によシ影響を受け(即ち屈折または全反射され)
上記直進射出光束とは異なる波面状態にて射出する。
In the device of this embodiment, since the light transmitting filter 35°35' is provided, the light beam 101 traveling through the liquid layer 33 near the heating resistor 34& is transmitted through the liquid layer 33.
However, the liquid layer 33 near the heating resistor 34b
The light flux 102 that travels through the interior and the light flux that travels through other parts are blocked by the light shield and do not enter the element. Therefore, in the element of this embodiment, when the particles 30 are held near the heating resistor 34b, the incident light beam 101 passes through the translucent liquid layer 33 and exits directly therefrom. On the other hand, when the particles 30 are held near the heating resistor 34&, the incident light beam 101
is affected by the particles (i.e. refracted or totally reflected)
The light beam is emitted in a wavefront state different from that of the straight emitted light beam.

かくして、液体層33中の粒体30の位置を制御すると
とKより入射光束101を制御することができる。
Thus, by controlling the position of the particles 30 in the liquid layer 33, the incident light beam 101 can be controlled by K.

第6図は本発明光制御素子の第2の実施例を示す概略断
面図である。本実施例素子においては、光束入射側とは
反対側に光反射層36が設けられている点のみが上記第
1の実施例と異なる。従って、本実施例素子においては
射出光束は入射側へと進行する。
FIG. 6 is a schematic sectional view showing a second embodiment of the light control element of the present invention. The element of this example differs from the first example only in that a light reflecting layer 36 is provided on the side opposite to the light beam incidence side. Therefore, in the element of this embodiment, the emitted light beam travels toward the incident side.

第7図は本発明光制御素子の第3の実施例を示す概略断
面図である。本実施例素子においては、発熱抵抗体34
&及び34bが同一の部材中に並列配置せしめられてお
り、粒体30は液体層33内において発熱抵抗体341
の近傍と発熱抵抗体34bの近傍との間で移動可能であ
る。また、本実施例素子においては基板311L、31
b、発熱抵抗体7%l132及び発熱抵抗体341は透
光性を有する。そして、入射光束101及び102に対
して上記第】の実施例と同様の制御が行なわれる。
FIG. 7 is a schematic sectional view showing a third embodiment of the light control element of the present invention. In this example element, the heating resistor 34
& and 34b are arranged in parallel in the same member, and the particles 30 are connected to the heating resistor 341 in the liquid layer 33.
It is movable between the vicinity of the heating resistor 34b and the vicinity of the heating resistor 34b. In addition, in the device of this example, the substrates 311L, 31
b. Heat generating resistor 7%l132 and heat generating resistor 341 have translucency. Then, the same control as in the above embodiment #1 is performed on the incident light beams 101 and 102.

第8図は本発明光制御素子の第4の実施例を示す概略断
面図である。本実施例素子においては、基板31bと液
体層33との間に光反射層36が設けられている点のみ
が上記第3の実施例と異なる。従って、本実施例素子に
おいては射出光束は入射側へと進行する。
FIG. 8 is a schematic sectional view showing a fourth embodiment of the light control element of the present invention. The device of this example differs from the third example only in that a light reflection layer 36 is provided between the substrate 31b and the liquid layer 33. Therefore, in the element of this embodiment, the emitted light beam travels toward the incident side.

第9図は本発明光制御素子の第5の実施例を示す概略平
面図である。本実施例素子においては第7図に示される
如き第3の実施例の素子を】つのユニットとして、該ユ
ニットU1 + Uz +・・・を複数個プレイ状に配
列してなるものである。各粒体30は各ユニット内にお
いて遮光体35のかかつている部分と遮光体35のかか
つていない部分との間で移動可能である。
FIG. 9 is a schematic plan view showing a fifth embodiment of the light control element of the present invention. In the device of this embodiment, the device of the third embodiment as shown in FIG. 7 is used as one unit, and a plurality of units U1 + Uz + . . . are arranged in a play shape. Each grain 30 is movable within each unit between a portion where the light shield 35 is present and a portion where the light shield 35 is not present.

第10図は本発明光制御素子の第6の実施例を示す概略
断面図である。図において、第5図におけると同様の部
材には同一符号を付し、説明を省略する。38は透明な
支持基板であり、41及び41’Fi遮光体でおる。本
実施例素子においては支持基板38内において遮光体と
して光反射層42が斜めに設けられている。該光反射層
42は発熱抵抗体34mの上方に位置し、該光反射層4
2の上方には遮光体が存在しない(即ち、遮光体41と
41′との間隙に位置する)。
FIG. 10 is a schematic sectional view showing a sixth embodiment of the light control element of the present invention. In the figure, members similar to those in FIG. 5 are designated by the same reference numerals, and explanations thereof will be omitted. 38 is a transparent support substrate, which is covered with 41 and 41'Fi light shields. In the device of this example, a light reflecting layer 42 is provided obliquely within the support substrate 38 as a light shield. The light reflecting layer 42 is located above the heating resistor 34m, and the light reflecting layer 42 is located above the heating resistor 34m.
There is no light shielding body above the light shielding body 2 (that is, it is located in the gap between the light shielding bodies 41 and 41').

本実施例素子においては発熱抵抗体341へと向かう様
に進行する入射嘉束102は支持基板38内において光
反射層42により反射されて発熱抵抗体34bの近傍の
液体層部分へと進行する。
In the device of this embodiment, the incident chia flux 102 traveling toward the heating resistor 341 is reflected by the light reflecting layer 42 within the support substrate 38 and travels to the liquid layer near the heating resistor 34b.

従って、本実施例素子によれば上記第I〜5の実施例に
おけるよシもよシ多くの光量を光制御に利用することが
でき、光の利用率が高まる。
Therefore, according to the device of this embodiment, a much larger amount of light can be used for light control than in the above-mentioned embodiments I to 5, and the light utilization rate is increased.

第11図は本発明光制御素子の第7の実施例を示す断面
概略図である。本実施例素子においては、支持基板38
上に遮光体が設けられておらず、また支持基板38内に
おける光反射層42が比較的水平に近くなりている点の
みが上記第6の実施例と異なる。本実施例素子において
は入射光束102は光反射層42で反射した後に支持基
板38の上面にて全反射して発熱抵抗体34bの近傍の
液体層33中へと進行する。本実施例素子においても上
記第6の実施例と同様、光の利用率が高い。
FIG. 11 is a schematic cross-sectional view showing a seventh embodiment of the light control element of the present invention. In the device of this example, the support substrate 38
The only difference from the sixth embodiment is that a light shield is not provided above and the light reflecting layer 42 within the support substrate 38 is relatively horizontal. In the device of this embodiment, the incident light beam 102 is reflected by the light reflecting layer 42, and then totally reflected by the upper surface of the support substrate 38, and travels into the liquid layer 33 near the heating resistor 34b. Similarly to the sixth embodiment, the element of this embodiment also has a high light utilization rate.

第12図は本発明光制御素子の第8の実施例を示す概略
断面図である。本実施例素子においては支持基板38の
側面に光反射層43が設けられており、また支持基板3
8内の光反射層42の角度が少し異なる点のみが上記第
7の実施例と異なる。
FIG. 12 is a schematic sectional view showing an eighth embodiment of the light control element of the present invention. In the device of this example, a light reflecting layer 43 is provided on the side surface of the support substrate 38, and a light reflection layer 43 is provided on the side surface of the support substrate 38.
The only difference from the seventh embodiment is that the angle of the light reflecting layer 42 in the second embodiment is slightly different.

本実施例素子においては入射光束102は光反射層42
で反射した後に支持基板38の上面にて全反射して更に
光反射層43により反射して発熱抵抗体34bの近傍の
液体層33中へと進行する。
In this example element, the incident light beam 102 is transmitted to the light reflecting layer 42.
After being reflected by the light, it is totally reflected by the upper surface of the support substrate 38, further reflected by the light reflection layer 43, and proceeds into the liquid layer 33 near the heating resistor 34b.

本実施例素子においても上記第6の実施例と同様光の利
用率が高い。
The element of this example also has a high light utilization rate as in the sixth example.

第13図は本発明光制御素子の第9の実施例を示す概略
断面図である。図において、第5図におけると同様の部
材に岐同−符号を付し、説明を省略する。本実施例素子
においては上方の支持基板31bは比較的薄く構成され
ており、該基板31bと液体層33との間には、発熱抵
抗体34aの上方に遮光体として光反射層44が設けら
れている。
FIG. 13 is a schematic sectional view showing a ninth embodiment of the light control element of the present invention. In the figure, the same members as in FIG. 5 are given the same reference numerals, and their explanations will be omitted. In this embodiment, the upper support substrate 31b is relatively thin, and a light reflecting layer 44 is provided between the substrate 31b and the liquid layer 33 as a light shield above the heating resistor 34a. ing.

本実施例素子においては、光束101は基板31bの側
面から少し斜めに入射せしめられ、光反射層44による
反射と基板31bの上面による全反射とを繰り返しなが
ら進行し、図示の如く、“光反射/#44の存在しない
基板−液体境界面から斜めに発熱抵抗体34bの近傍の
液体層33中へと進行する。
In the device of this embodiment, a light beam 101 is made to enter at a slight angle from the side surface of the substrate 31b, and travels while repeating reflection by the light reflection layer 44 and total reflection by the upper surface of the substrate 31b, resulting in "light reflection" as shown in the figure. The liquid flows obliquely from the substrate-liquid interface where #44 does not exist into the liquid layer 33 near the heating resistor 34b.

本実施例素子においては光束が側面から入射せしめられ
るため、照明光学系と組合わせる際に薄型化及び小型化
が容易であるという利点を有する。
In the element of this embodiment, since the light beam is incident from the side, it has the advantage that it can be easily reduced in thickness and size when combined with an illumination optical system.

尚、以上の実施例においては液体33と粒体30との屈
折率差に基づき光制御を行なう例を示したが、本発明素
子には液体33及び粒体30として光吸収性の異なるも
の(たとえば、一方が透光性で他方が遮光性のもの)を
用いて粒体の有無による吸光度の差を利用して光制御を
行なうものも含まれる。
Incidentally, in the above embodiment, an example was shown in which light control is performed based on the difference in refractive index between the liquid 33 and the particles 30; For example, it includes one in which one side is translucent and the other is light-blocking, and light control is performed by utilizing the difference in absorbance depending on the presence or absence of particles.

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)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。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、−\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 element of the present invention, vapor bubbles generated by heating a liquid can be used, and the particles can also be introduced from the outside. Examples of particles include air bubbles that are difficult to dissolve in the liquid used. Specific examples of this include bubbles of air, oxygen, nitrogen, hydrogen, -\lium, 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.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上の如き本発明の光制御素子によれは、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、また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。更に、本発明素子においては光制御は粒体と液体
との屈折率差または粒体と液体との光吸収性の差にもと
づき行なわれるので、S/N比を高くすることができる
。更に1本発明素子においては光制御のためKは粒体を
移動させるだけでよいので、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。
According to the light control element of the present invention as described above, there are no special restrictions on the wavelength or polarization characteristics of the incident light beam, and light sources other than laser light can be used, and there are no strict restrictions on the angle of incidence of the incident light beam. . Furthermore, the device of the present invention does not require expensive materials such as crystalline materials, and is easy to manufacture. Furthermore, in the device of the present invention, light control is performed based on the difference in refractive index between the particles and the liquid or the difference in light absorption between the particles and the liquid, so that the S/N ratio can be increased. Furthermore, in the device of the present invention, K only needs to move the particles for light 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. .

また、本発明素子においては遮光体を設けて光制御を行
なう部分以外へは光束を入射させない様にしているので
、それらの部分からのノイズ光の影響がなく、目的とす
る光制御を正確に行なうことができる。
In addition, in the device of the present invention, a light shield is provided to prevent the light beam from entering areas other than those where light control is to be performed, so there is no influence of noise light from those areas, and the desired light control can be performed accurately. can be done.

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

第1図は本発明素子の動作機構を説明するための断面図
であり、第2図はその斜視図である。第3図及び第4図
は本発明素子の動作機構を説明するための断面図である
。第5〜8図及び第10〜13図は本発明素子の断面図
である。第9図は本発明素子の平面図である。 30:粒体、31m、31b:支持基板、32+113
2b:発熱抵抗体層、33:液体層、34&。 34b=発熱抵抗体、35 、35’ :遮光体、36
二光反射層、38:支持基板、41.41’:遮光体、
42.43,44:光反射層。 第1図 1N 2 図 ↓ 1に3図 1141図 @5図 音6図 917 図 0 118図 19 rM ul LJ2 U3 L、+4 us us@10図 11 図 」 34a 34b
FIG. 1 is a sectional view for explaining the operating mechanism of the element of the present invention, and FIG. 2 is a perspective view thereof. FIGS. 3 and 4 are cross-sectional views for explaining the operating mechanism of the device of the present invention. 5-8 and 10-13 are cross-sectional views of the device of the present invention. FIG. 9 is a plan view of the device of the present invention. 30: Granules, 31m, 31b: Support substrate, 32+113
2b: heating resistor layer, 33: liquid layer, 34 &. 34b = heating resistor, 35, 35': light shielding body, 36
two-light reflective layer, 38: support substrate, 41.41': light shielding body,
42.43,44: Light reflecting layer. Figure 1 1N 2 Figure ↓ 1 to 3 Figure 1141 Figure @ 5 Diagram 6 Figure 917 Figure 0 118 Figure 19 rM ul LJ2 U3 L, +4 us us @ 10 Figure 11 Figure 34a 34b

Claims (2)

【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シ粒体を移動させることのでき
る手段が設けられており、該粒体の移動経路に光束が入
射する様になっており、該粒体の移動経路の一部が遮光
体によシ光束入射しない様になっていることを特徴とす
る、光制御素子。
(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 light beam is directed along the movement path of the particles. 1. A light control element, characterized in that a part of the moving path of the particles is prevented from being incident on a light shielding member.
(2)遮光体として光反射層が含まれる、第1項の光制
御素子。
(2) The light control element according to item 1, which includes a light reflective layer as a light shield.
JP59067365A 1983-06-10 1984-04-06 Optical control element Pending JPS60212736A (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP59067365A JPS60212736A (en) 1984-04-06 1984-04-06 Optical control element
US06/616,182 US4795243A (en) 1983-06-10 1984-06-01 Granular member moving method and apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP59067365A JPS60212736A (en) 1984-04-06 1984-04-06 Optical control element

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ID=13342910

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JP59067365A Pending JPS60212736A (en) 1983-06-10 1984-04-06 Optical control element

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