JPH0233126A - ホログラフィック電気光学装置 - Google Patents
ホログラフィック電気光学装置Info
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- JPH0233126A JPH0233126A JP63183813A JP18381388A JPH0233126A JP H0233126 A JPH0233126 A JP H0233126A JP 63183813 A JP63183813 A JP 63183813A JP 18381388 A JP18381388 A JP 18381388A JP H0233126 A JPH0233126 A JP H0233126A
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Landscapes
- Liquid Crystal (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】
［産業上の利用分野］
本発明はホログラフィック素子を有した電気光学装置に
関する。
関する。
［従来の技術］
従来のホログラフィック素子を有した電気光学装置は、
特開昭６２−１５３９３６に開示されるようにスメクテ
ィク液晶の散乱によって機能するカラーフィルターとし
て用いるもので受動的、かつ単機能であった。
特開昭６２−１５３９３６に開示されるようにスメクテ
ィク液晶の散乱によって機能するカラーフィルターとし
て用いるもので受動的、かつ単機能であった。
［発明が解決しようとする課題］
しかし、従来のホログラフィック素子を有した電気光学
装置は、入射光線の分光を行うのみであり、ホログラフ
ィック素子の光学機能を十分生かしていないという課題
があった。そこで本発明では、電気光学媒体の屈折率を
制御することによってホログラフィック素子を能動化す
ることを目的とするものである。
装置は、入射光線の分光を行うのみであり、ホログラフ
ィック素子の光学機能を十分生かしていないという課題
があった。そこで本発明では、電気光学媒体の屈折率を
制御することによってホログラフィック素子を能動化す
ることを目的とするものである。
［課題を解決するための手段］
本発明の電気光学装置は、制御電界印加のための電極間
の電気光学媒体に接し、ホログラフィック素子を有する
ことを特徴とする特 さらにホログラフィック素子は電極上、もしくは電極に
近接して設置されたことを特徴とする。
の電気光学媒体に接し、ホログラフィック素子を有する
ことを特徴とする特 さらにホログラフィック素子は電極上、もしくは電極に
近接して設置されたことを特徴とする。
またホログラフィック素子はグレーティング素子である
ことを特徴とする。
ことを特徴とする。
また電極はアクティブ素子により駆動されることを特徴
とする。
とする。
以下、実施例により本発明の詳細を示す。
［実施例］
実施例１
第１図は本発明のもつとも簡単なセルの断面図である。
制御電界印加の為の電極１０１の間に電気光学媒体であ
るネマティック液晶＋０２が保持され、ネマティック液
晶に接してホログラフィック素子であるグレーティング
１０３を設置しである。１０４は支持透明基板、１０５
は外部電源である。
るネマティック液晶＋０２が保持され、ネマティック液
晶に接してホログラフィック素子であるグレーティング
１０３を設置しである。１０４は支持透明基板、１０５
は外部電源である。
液晶は基板に対して平行に配向処理されている。
液晶分子１０６は無電界の時は平行、電界がかかると液
晶の誘電異方性のために電界方向に再配向する。
晶の誘電異方性のために電界方向に再配向する。
入射レーザー光１０７は液晶の屈折率異方性（以下、Δ
ｎと称する）の変化を受ける方向に直線偏光している。
ｎと称する）の変化を受ける方向に直線偏光している。
グレーティングは偏光の電界振動に対し平行な方向に溝
を作り、電極上に設置されている。
を作り、電極上に設置されている。
これはグレーティングの回折効率を大きくするためであ
る。入射レーザー光はグレーティングで回折され０次か
ら順に回折光が透過する。液晶層に電圧をかけることに
より入射レーザー光の受ける屈折率が最大Δｎ変化する
。このΔｎの変化は入射側媒質の屈折率を変え、グレー
ティングの回折角を変化させる。次に回折角が変化する
メカニズムを説明する。
る。入射レーザー光はグレーティングで回折され０次か
ら順に回折光が透過する。液晶層に電圧をかけることに
より入射レーザー光の受ける屈折率が最大Δｎ変化する
。このΔｎの変化は入射側媒質の屈折率を変え、グレー
ティングの回折角を変化させる。次に回折角が変化する
メカニズムを説明する。
回折条件は次の２式で与えられる。
＋ ｋ、Ｉ ＝ ｌ ｋ
ｋ ｓ ＝ ｋ ＋ ｆ ｍ Ｋ
ここでｋは光線の波数ベクトル、Ｋはグレーティングの
格子ベクトル、ｍは回折の次数である。
格子ベクトル、ｍは回折の次数である。
ｉ、Ｓはそれぞれ入射波と回折波を示す。
さらに入射角θＩ、回折角θ、を加え、整合条件を書き
換えると、 ｌｋ、１ｓｉｎθ＋＋ ｌ ｋｓｌ ｓｉｎθ、＝±ｍ
１Ｋｌとなる。θ１、ｍ、 Ｋ、１に、１を固定する
とθ、は１に、１によって変えることができる。さらに
Ｉ ｋ＋ｌ ＝ｎ＋（Ｅｌｋａ であるので、結局
θＳは電界Ｅの関数となる。
換えると、 ｌｋ、１ｓｉｎθ＋＋ ｌ ｋｓｌ ｓｉｎθ、＝±ｍ
１Ｋｌとなる。θ１、ｍ、 Ｋ、１に、１を固定する
とθ、は１に、１によって変えることができる。さらに
Ｉ ｋ＋ｌ ＝ｎ＋（Ｅｌｋａ であるので、結局
θＳは電界Ｅの関数となる。
本実施例ではピッチ２μｍのりニアグレーティングをホ
トレジストで作った。入射側媒質はビフェニール系ネマ
チック液晶Ｅ−７（ＢＤＨ社製）、出射側媒質はパイレ
ックスガラスである。透明電極であるＩＴＯは１０００
人程度８薄いので無視できる。
トレジストで作った。入射側媒質はビフェニール系ネマ
チック液晶Ｅ−７（ＢＤＨ社製）、出射側媒質はパイレ
ックスガラスである。透明電極であるＩＴＯは１０００
人程度８薄いので無視できる。
ここに６３３ ａｍのＳ偏光したＨｅ−Ｎｅレーザーを
入射角２０°で照射した。この時の１次回折角は７．５
°であり、外部電圧を５ｖ以上与えると１次回折角は約
８．８°に変化した。
入射角２０°で照射した。この時の１次回折角は７．５
°であり、外部電圧を５ｖ以上与えると１次回折角は約
８．８°に変化した。
入射側媒質の屈折率を制御した例を示したが、グレーテ
ィングの位置を変え、出射側媒質の屈折率を変えても同
様に回折角を制御できる。
ィングの位置を変え、出射側媒質の屈折率を変えても同
様に回折角を制御できる。
実施例２
第２図は金属薄膜層２０１にホログラムパターンを露光
したものをホログラム素子として採用した電気光学装置
の斜視断面図である。２０２は支持基板、２０３は電源
、金属層２０１は電極上２０４にコーティングされ、も
う一方の電極との間にネマティック液晶２０５が挟持さ
れている。液晶の配向は実施例１と同様に基板に対し平
行になっている。２０６はレーザー光源である。
したものをホログラム素子として採用した電気光学装置
の斜視断面図である。２０２は支持基板、２０３は電源
、金属層２０１は電極上２０４にコーティングされ、も
う一方の電極との間にネマティック液晶２０５が挟持さ
れている。液晶の配向は実施例１と同様に基板に対し平
行になっている。２０６はレーザー光源である。
電界に対する液晶の動きは実施例１と同じである。ホロ
グラム素子の周辺媒質の屈折率が変化するために回折の
しかたが変化する。ホログラムパターンとしてゾーンプ
レートを用いたものを例として説明する。
グラム素子の周辺媒質の屈折率が変化するために回折の
しかたが変化する。ホログラムパターンとしてゾーンプ
レートを用いたものを例として説明する。
ゾーンプレートはレーザー光に対しレンズとして働き、
第２図のように集光作用を持つ。電界がない場合の焦点
をｆｌとすると電界がかかったときには光線の受ける屈
折率が小さくなり、この時の焦点ｆ２はｆｌよりも短く
なる。
第２図のように集光作用を持つ。電界がない場合の焦点
をｆｌとすると電界がかかったときには光線の受ける屈
折率が小さくなり、この時の焦点ｆ２はｆｌよりも短く
なる。
これにより、電界によって制御できる可変焦点レンズが
実現できた。
実現できた。
実施例３
第３図はグレーティングを各画素に設置したマトリクス
型電気光学装置の断面図である。各画素はアクティブ素
子であるＴ Ｐ Ｔ ３０１ （Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ
Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）で駆動される。各画素のグレー
ティング３０２は特定の方向に一次回折角が決められて
いる。
型電気光学装置の断面図である。各画素はアクティブ素
子であるＴ Ｐ Ｔ ３０１ （Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ
Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）で駆動される。各画素のグレー
ティング３０２は特定の方向に一次回折角が決められて
いる。
この方向は実施例１と同様に印加電圧によって変えられ
る。従って、画素に照射されたレーザー光３０９は出射
方向を印加電圧によって制御される。前もって１次回折
光３１Ｇの方向にディテクターアレイ３０３を設置して
いる。３０７に示す黒丸が電圧０の時に対応するディテ
クターであり、３０ｇは１次回折光の変位成分を検出す
るディテクターである。マトリクス型電気光学装置を画
像情報にしたがい２次元変調すると画像情報の振幅に対
応した変位信号を検出できる。この信号から画像情報の
相関をとることができる。
る。従って、画素に照射されたレーザー光３０９は出射
方向を印加電圧によって制御される。前もって１次回折
光３１Ｇの方向にディテクターアレイ３０３を設置して
いる。３０７に示す黒丸が電圧０の時に対応するディテ
クターであり、３０ｇは１次回折光の変位成分を検出す
るディテクターである。マトリクス型電気光学装置を画
像情報にしたがい２次元変調すると画像情報の振幅に対
応した変位信号を検出できる。この信号から画像情報の
相関をとることができる。
また画素のグレーティングの回折方向を全体として一つ
の位置に合わせ、画素全体でレンズ作用をもたせると、
画素の表示情報によってレンズの焦点位置を変えること
ができる。このように機能化したレンズを実現できる。
の位置に合わせ、画素全体でレンズ作用をもたせると、
画素の表示情報によってレンズの焦点位置を変えること
ができる。このように機能化したレンズを実現できる。
さらにシュリーレン光学系と組合せ、回折角の変調成分
を検出し、画像の強度変調をかけることもできる。これ
はデイスプレィとして応用できる。
を検出し、画像の強度変調をかけることもできる。これ
はデイスプレィとして応用できる。
実施例４
第４図は各光スイツチエレメントにグレーティングを設
置し、出射光の方向をエレメントに印加する電圧によっ
て制御する光インターコネクション装置の構成図である
。４０１は光スイツチマトリクスである。各スイッチエ
レメントは無電界時に特定のディテクターに１次回折光
４０８が当たるように近接して遮光マスク４０２を設置
されている。実施例１でも述べたように、各エレメント
のグレーティングは媒質の屈折率が変わり、１次回折光
の方向が変わる。これをＸとＹの２方向分積層し２次元
の出射方向制御をしている。４０４はディテクターマト
リクスである。ディテクターマトリクスの反対側には出
射光源であるレーザーダイオードがアレイ状に配置され
、光源マトリクス４０３を構成する。
置し、出射光の方向をエレメントに印加する電圧によっ
て制御する光インターコネクション装置の構成図である
。４０１は光スイツチマトリクスである。各スイッチエ
レメントは無電界時に特定のディテクターに１次回折光
４０８が当たるように近接して遮光マスク４０２を設置
されている。実施例１でも述べたように、各エレメント
のグレーティングは媒質の屈折率が変わり、１次回折光
の方向が変わる。これをＸとＹの２方向分積層し２次元
の出射方向制御をしている。４０４はディテクターマト
リクスである。ディテクターマトリクスの反対側には出
射光源であるレーザーダイオードがアレイ状に配置され
、光源マトリクス４０３を構成する。
これは入力情報４０５にしたがい光を変調出射する。
この入力レーザー光はコリメートされスイッチエレメン
トに入射する。これを受けるスイッチエレメントは接続
情報４０６が与えられ、この信号に従い各スイッチエレ
メントに電圧が加えられる。実施例１で述べたように透
過光線は回折角を電圧にしたがって変えられるが、ここ
では二つのスイッチエレメントを型読し、かつグレーテ
ィングの方向を９０″ずらしているため、Ｘ−Ｙの２方
向に変角できる。受信側の各ボートに配されたホトダイ
オードはディテクターアレイ４０４を形成する。そして
二つのスイッチエレメントによってボートを選択された
回折光が入射する。ディテクターの信号は最終的に各ボ
ート信号４０７どなって出力される。
トに入射する。これを受けるスイッチエレメントは接続
情報４０６が与えられ、この信号に従い各スイッチエレ
メントに電圧が加えられる。実施例１で述べたように透
過光線は回折角を電圧にしたがって変えられるが、ここ
では二つのスイッチエレメントを型読し、かつグレーテ
ィングの方向を９０″ずらしているため、Ｘ−Ｙの２方
向に変角できる。受信側の各ボートに配されたホトダイ
オードはディテクターアレイ４０４を形成する。そして
二つのスイッチエレメントによってボートを選択された
回折光が入射する。ディテクターの信号は最終的に各ボ
ート信号４０７どなって出力される。
この実施例では透過型のスイッチマトリクスを説明した
が、ディテクターアレイとレーザーダイオードアレイを
同じ基板に設置し反射型のスイッチエレメントの構成で
あっても有効である。
が、ディテクターアレイとレーザーダイオードアレイを
同じ基板に設置し反射型のスイッチエレメントの構成で
あっても有効である。
また電気光学媒体として大きな電気誘起複屈折をもつネ
マチック液晶を用いたが、他に高速応答が可能な強誘電
性液晶やＰＬＺＴの様な電気光学媒体ももちろん使用可
能である。
マチック液晶を用いたが、他に高速応答が可能な強誘電
性液晶やＰＬＺＴの様な電気光学媒体ももちろん使用可
能である。
このように従来は電圧誘起の強度変調だけであったが、
本発明により角度変調が可能となった。
本発明により角度変調が可能となった。
このためデイスプレィにとどまらず、能動的なレンズ、
光インターコネクションが実現できるようになった・ 以上実施例を述べたが、本発明は以上の実施例のみなら
ず、広く光ニューラルネットの機能光学素子などに応用
が可能である。
光インターコネクションが実現できるようになった・ 以上実施例を述べたが、本発明は以上の実施例のみなら
ず、広く光ニューラルネットの機能光学素子などに応用
が可能である。
［発明の効果］
以上述べたように本発明によれば、
ホログラフィック素子の光学機能を能動化したという画
期的な効果を有する。
期的な効果を有する。
第１図は、本発明の簡単なセルの断面図である。
第２図は金属薄膜層にホログラムパターンを露光したホ
ログラム素子による電気光学装置の斜視断面図である。 第３図はグレーティングを各画素に設置したマトリクス
型電気光学装置の断面図である。 第４図は光インターコネクション装置の構成図である。 １０１・・・電界印加の為の電極 １０２、２０５・・・電気光学媒体であるネマティック
液晶 ホログラフィック素子であるグレー ング ・・・金属薄膜 ・・・アクティブ素子であるＴＰＴ ・・・ディテクターアレイ ・・・光スイツチマトリクス ・・・光源マトリクス ・・・ディテクターマトリクス 以 上 第２図 第３図
ログラム素子による電気光学装置の斜視断面図である。 第３図はグレーティングを各画素に設置したマトリクス
型電気光学装置の断面図である。 第４図は光インターコネクション装置の構成図である。 １０１・・・電界印加の為の電極 １０２、２０５・・・電気光学媒体であるネマティック
液晶 ホログラフィック素子であるグレー ング ・・・金属薄膜 ・・・アクティブ素子であるＴＰＴ ・・・ディテクターアレイ ・・・光スイツチマトリクス ・・・光源マトリクス ・・・ディテクターマトリクス 以 上 第２図 第３図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、電気光学媒体を制御電界印加のための電極間に設置
した電気光学装置において、該電気光学媒体に接したホ
ログラフィック素子を有することを特徴とするホログラ
フィック電気光学装置。 ２、該ホログラフィック素子は該電極上、もしくは該電
極に近接して設置されたことを特徴とする請求項１記載
のホログラフィック電気光学装置。 ３、該ホログラフィック素子はグレーティング素子であ
ることを特徴とする請求項１記載のホログラフィック電
気光学装置。 ４、該電極はアクティブ素子により駆動されることを特
徴とする請求項１記載のホログラフィック電気光学装置
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63183813A JPH0233126A (ja) | 1988-07-23 | 1988-07-23 | ホログラフィック電気光学装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63183813A JPH0233126A (ja) | 1988-07-23 | 1988-07-23 | ホログラフィック電気光学装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0233126A true JPH0233126A (ja) | 1990-02-02 |
Family
ID=16142318
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63183813A Pending JPH0233126A (ja) | 1988-07-23 | 1988-07-23 | ホログラフィック電気光学装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0233126A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02181109A (ja) * | 1989-11-13 | 1990-07-13 | Nikon Corp | カメラの自動合焦装置 |
| WO1995012826A1 (en) * | 1993-11-01 | 1995-05-11 | Motorola Inc. | Liquid crystal display device comprising reflective holographic optical element |
| WO1997036206A1 (en) * | 1996-03-28 | 1997-10-02 | Motorola Inc. | Liquid crystal display device including multiple ambient light illumination modes |
| DE10343547A1 (de) * | 2003-09-19 | 2005-04-14 | Giesecke & Devrient Gmbh | Sicherheitselement |
| CN112782880A (zh) * | 2021-03-01 | 2021-05-11 | 北京理工大学 | 集成液晶与超颖表面的微型全息显示器 |
-
1988
- 1988-07-23 JP JP63183813A patent/JPH0233126A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02181109A (ja) * | 1989-11-13 | 1990-07-13 | Nikon Corp | カメラの自動合焦装置 |
| WO1995012826A1 (en) * | 1993-11-01 | 1995-05-11 | Motorola Inc. | Liquid crystal display device comprising reflective holographic optical element |
| US5663816A (en) * | 1993-11-01 | 1997-09-02 | Motorola, Inc. | Liquid crystal display device comprising reflective holographic |
| AU686279B2 (en) * | 1993-11-01 | 1998-02-05 | Motorola Mobility, Inc. | Liquid crystal display device comprising reflective holographic optical element |
| WO1997036206A1 (en) * | 1996-03-28 | 1997-10-02 | Motorola Inc. | Liquid crystal display device including multiple ambient light illumination modes |
| US5745203A (en) * | 1996-03-28 | 1998-04-28 | Motorola, Inc. | Liquid crystal display device including multiple ambient light illumination modes with switchable holographic optical element |
| DE10343547A1 (de) * | 2003-09-19 | 2005-04-14 | Giesecke & Devrient Gmbh | Sicherheitselement |
| CN112782880A (zh) * | 2021-03-01 | 2021-05-11 | 北京理工大学 | 集成液晶与超颖表面的微型全息显示器 |
| CN112782880B (zh) * | 2021-03-01 | 2022-02-15 | 北京理工大学 | 集成液晶与超颖表面的微型全息显示器 |
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