(57)【要約】  電気光学結晶の内部に、同一平面上に平行に配置された複数の線状電極１３ａ、１３ｂからなる電極部１３を備え、電極部１３への電圧供給を制御することで上記電気光学結晶に入射する入射光に対する反射および透過の状態が切り替わる光スイッチであって、上記透過の状態において電極部１３からの光を上記電気光学結晶外へ出射するための出射端面を有する。出射端面は、上記入射光のうち電極部１３を通過した０次光が入射する第１の端面１ａと、上記入射光が線状電極１３ａ、１３ｂ間を通過する際に生じる１次回折光の少なくとも一部が入射する第２の端面１ｂとを有する。第１の端面１ａから出射される０次光の光軸と第２の端面１ｂから出射される１次回折光の光軸が平行であり、かつ、これら光軸の方向が同じである。
2009122939.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気光学結晶の内部に、同一平面上に平行に配置された複数の線状電極からなる電極部を備え、該電極部への電圧供給を制御することで前記電気光学結晶に入射する入射光に対する反射および透過の状態が切り替わる光スイッチであって、
前記透過の状態において前記電極部からの光を前記電気光学結晶外へ出射するための出射端面を有し、
前記出射端面は、
前記入射光のうち前記電極部を通過した０次光が入射する第１の端面と、
前記入射光が前記電極部の線状電極間を通過する際に生じる１次回折光の少なくとも一部が入射する第２の端面と、を有し、
前記第１の端面から出射される０次光の光軸と前記第２の端面から出射される１次回折光の光軸が平行であり、かつ、これら光軸の方向が同じである、光スイッチ。
【請求項２】
前記電極部における一次回折角をθdとし、前記第２の端面に対して引いた法線と前記０次光の光軸とのなす角度をθ0とするとき、角度θ0が、
【数１】
2009122939.tif 000016
で与えられる、請求の範囲第１項に記載の光スイッチ。
【請求項３】
前記電極部から前記第１の端面までの距離をＣyとし、前記入射光の直径をＤbとし、前記電極部からの電界により前記電気光学結晶中に形成される屈折率変化領域の屈折率界面によって前記入射光が全反射するときの臨界角をθmとするとき、距離Ｃyが、
【数２】
2009122939.tif 000017
で与えられる、請求の範囲第２項に記載の光スイッチ。
【請求項４】
前記複数の線状電極からなる電極面に垂直な方向から見た場合の、前記出射端面における、前記０次光の光軸の位置から端部までの長さが、Ｄb（0.5＋cos2θ0）で与えられる値以上である、請求の範囲第３項に記載の光スイッチ。
【請求項５】
前記電極部は、前記電気光学結晶内部に複数設けられており、
複数の前記電極部のそれぞれは、互いの前記複数の線状電極の長手方向が一致するように配設され、かつ、前記複数の線状電極により構成される電極面が互いに平行となるように配設されており、
複数の前記電極部のうちの隣接する電極部間において、入射光が一方の電極部の線状電極の間を通過する際に生じる一次回折光が、他方の電極部の線状電極の間を通過するように、隣接する前記電極部間の間隔が設定されている、請求の範囲第１項に記載の光スイッチ。
【請求項６】
複数の前記電極部における一次回折角をθdとし、前記第２の端面に対して引いた法線と前記０次光の光軸とのなす角度をθ0とするとき、角度θ0が、
【数３】
2009122939.tif 000018
で与えられる、請求の範囲第５項に記載の光スイッチ。
【請求項７】
複数の前記電極部のうちの前記出射端面側に位置する電極部から前記第１の端面までの距離をＣyとし、前記入射光の直径をＤbとし、前記電極部からの電界により前記電気光学結晶中に形成される屈折率変化領域の屈折率界面によって前記入射光が全反射するときの臨界角をθmとするとき、前記距離Ｃyが、
【数４】
2009122939.tif 000019
で与えられる、請求の範囲第７項に記載の光スイッチ。
【請求項８】
前記電気光学結晶の屈折率をｎとし、電界が印加された場合の前記電気光学結晶の屈折率変化をΔｎとし、前記複数の線状電極の幅および間隔をそれぞれＥw、Ｓxとするとき、前記複数の線状電極からなる電極面に垂直な方向から見た場合の、前記出射端面における、前記０次光の光軸の位置から端部までの長さが、
【数５】
2009122939.tif 000020
で与えられる値以上である、請求の範囲第８項に記載の光スイッチ。
【請求項９】
前記電極部は、平行に配置され、かつ、面積最大となる主断面が同一平面内に配置された複数の線状電極からなる、請求の範囲第１項から第８項のいずれか１項に記載の光スイッチ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気光学結晶への電界の印加を制御して、入射光に対する反射と透過の状態の切り替えを行う光スイッチに関する。
【背景技術】
【０００２】
電気光学効果を利用した光スイッチの一例として、特開２００６−２９３０１８号公報（以下、特許文献１と記す）に記載の光変調装置がある。この光変調装置は、電気光学結晶よりなる光学結晶板を第１反射層および第２反射層で挟んだ共振器構造を有する。第１および第２の電極が、光学結晶板表面に形成されている。第１および第２の電極は、複数の線状電極が等間隔で平行に配置された櫛形状電極であって、互いの櫛の歯に相当する線状電極が交互に配置されている。【０００３】
光は、第２反射層側から入射する。入射した光は、共振器内（第１反射層および第２反射層間）で反射を繰り返した後、第１反射層の表面から外部に向けて出射される。第１および第２の電極の間に電圧を印加することで、これら電極間において電界が生じ、その電界により、光学結晶板の屈折率が変化する。光学結晶板の屈折率が変化すると、共振器の共振波長が、屈折率の変化前に比べて長波長側へシフトし、その結果、共振器の反射率が変化する。【０００４】
共振器の出力光の強度は、共振器の反射率に比例する。したがって、第１および第２の電極間に電圧を印加して、共振器の反射率を変化させることで、共振器の出力光の強度を変化させることができる。これにより、光変調が可能となる。
【発明の開示】
【０００５】
しかなしながら、特許文献１に記載の光変調装置においては、入射光が櫛形状電極の線状電極間を通過する際に回折が生じる。線状電極間からの回折光は、ある角度で拡散し、共振器内で反射を繰り返した後、第１反射層の表面から外部に向けて出射される。したがって、共振器の出力光は拡散光（回折光）を含む。このように拡散光が出力される光変調装置では、出力光の一部（回折光）を利用できない場合がある。例えば、画像表示装置においては、光変調装置を光路上に配置して光変調を行うことで画像光を形成するが、光変調装置の出力光が拡散光である場合、その出力光の一部（回折光）は光路から外れることになる。光路から外れた光は、画像表示に寄与しない。このように光スイッチの出力光の一部は画像光として利用されないため、光利用効率が低下する。
【０００６】
本発明の目的は、上記課題を解決することのできる光スイッチを提供することにある。
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明の一態様による光スイッチは、電気光学結晶の内部に、同一平面上に平行に配置された複数の線状電極からなる電極部を備え、該電極部への電圧供給を制御することで上記電気光学結晶に入射する入射光に対する反射および透過の状態が切り替わる光スイッチであって、
上記透過の状態において上記電極部からの光を上記電気光学結晶外へ出射するための出射端面を有し、
上記出射端面は、
上記入射光のうち上記電極部を通過した０次光が入射する第１の端面と、
上記入射光が上記電極部の線状電極間を通過する際に生じる１次回折光の少なくとも一部が入射する第２の端面と、を有し、
上記第１の端面から出射される０次光の光軸と上記第２の端面から出射される１次回折光の光軸が平行であり、かつ、これら光軸の方向が同じである。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１Ａ】本発明の第１の実施形態である光スイッチを側面から見た状態を示す模式図である。
【図１Ｂ】本発明の第１の実施形態である光スイッチを上面から見た状態を示す模式図である。
【図２】図１Ａおよび図１Ｂに示す光スイッチの電界印加時に形成される屈折率変化領域を示す模式図である。
【図３Ａ】本発明の第１の実施形態である光スイッチのプリズム構造を側面から見た状態を示す模式図である。
【図３Ｂ】本発明の第１の実施形態である光スイッチのプリズム構造を上面から見た状態を示す模式図である。
【図４Ａ】本発明の第２の実施形態である光スイッチを側面から見た状態を示す模式図である。
【図４Ｂ】本発明の第２の実施形態である光スイッチを上面から見た状態を示す模式図である。
【図５Ａ】本発明の第２の実施形態である光スイッチの電極部の適正な配置を説明するための模式図である。
【図５Ｂ】本発明の第２の実施形態である光スイッチの電極部の適正な配置を説明するための模式図である。
【図６Ａ】本発明の第２の実施形態である光スイッチのプリズム構造を側面から見た状態を示す模式図である。
【図６Ｂ】本発明の第２の実施形態である光スイッチのプリズム構造を上面から見た状態を示す模式図である。
【図７Ａ】本発明の第１の実施例である光スイッチを側面から見た状態を示す模式図である。
【図７Ｂ】本発明の第１の実施例である光スイッチを上面から見た状態を示す模式図である。
【図８Ａ】本発明の第２の実施例である光スイッチを側面から見た状態を示す模式図である。
【図８Ｂ】本発明の第２の実施例である光スイッチを上面から見た状態を示す模式図である。
【図９】画像表示装置の一例を示す模式図である。
【図１０】画像形成装置の一例を示す模式図である。
【符号の説明】
【０００９】
１０〜１２  光学結晶板
１３  電極部
１３ａ、１３ａ  線状電極
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
次に、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。【００１１】
（第１の実施形態）
図１Ａおよび図１Ｂは、本発明の第１の実施形態である光スイッチの側面図および上面図である。図１Ａおよび図１Ｂには、光スイッチの内部の電極部が透視図的に示されている。【００１２】
図１Ａに示すように、光スイッチは、光学結晶板１０と、表面に電極部１３が形成された光学結晶板１１とを積層した構造を有する。光学結晶板１０、１１は、電気光学効果を有する結晶（電気光学結晶）よりなる。【００１３】
図１Ｂに示すように、電極部１３は、等間隔に配置され、かつ、面積最大となる主断面が同一平面内に配置された複数の線状電極１３ａ、１３ｂからなる。線状電極１３ａ、１３ｂは、交互に配置されている。各線状電極１３ａの一端は互いに接続されており、この接続部が電圧制御部５０の一方の出力線に接続されている。これと同様に、各線状電極１３ｂの一端も互いに接続されており、この接続部が電圧制御部５０の他方の出力線に接続されている。線状電極１３ａ、１３ｂの数は、適宜に設定することができる。なお、線状電極の間隔が等間隔であるとは、各線状電極間の距離が完全に一致している状態だけでなく、製造誤差等により線状電極間の間隔にズレが生じている状態をも含む。【００１４】
上記の複数の線状電極からなる電極部１３は、例えば、櫛形電極であってもよい。この場合、電極部１３は、複数の線状電極１３ａからなる第１の櫛形電極と、複数の線状電極１３ｂからなる第２の櫛形電極とから構成される。第１および第２の櫛形電極は、互いの線状電極が交互に配置され、各線状電極間の間隔は等間隔とされる。【００１５】
電圧制御部５０は、線状電極１３ａ、１３ｂ間（第１および第２の櫛形電極間）に電圧を供給するものであって、その主要部は、電源およびスイッチ回路からなる。スイッチ回路のオンオフ制御により、線状電極１３ａ、１３ｂ間への電圧供給を制御する。電圧制御部５０は、光スイッチの外部に設けられる。なお、光スイッチが、この電圧制御部５０を有していてもよい。【００１６】
図１Ａおよび図１Ｂに示した光学結晶板１０、１１を高温・高圧下で貼り合わせることで、光スイッチが形成される。高温・高圧下で貼り合わせた光学結晶板１０、１１は、１つの光学結晶（具体的には、電気光学結晶）と見なすことができる。すなわち、光学結晶板１０、１１を高温・高圧下で貼り合わせることで、内部に電極部を備える電気光学結晶を形成することができる。【００１７】
この光スイッチでは、線状電極１３ａ、１３ｂ間に電圧を印加すると、電気光学効果により、線状電極１３ａ、１３ｂを含む電極近傍領域の結晶の屈折率が変化する。【００１８】
図２に、線状電極１３ａ、１３ｂを含む電極近傍領域に形成される屈折率変化領域を模式的に示す。線状電極１３ａ、１３ｂ間に電圧を印加すると、隣接する線状電極間において電界が発生し、その電界により、各線状電極を含む電極近傍領域の結晶の屈折率が変化する。この屈折率が変化した領域が、図２に示す屈折率変化領域１６である。【００１９】
入射光（平行光束）は、屈折率変化領域１６とその周りの結晶領域との界面（屈折率界面）において全反射する。入射光の入射角度は、この界面における全反射が可能な条件を満たすように設定することが望ましい。【００２０】
なお、図２では、入射光が図面に向かって左側から屈折率変化領域に入射し、その反射光が右側へ向かう状態が示されているが、光の利用効率をより向上させるため、入射光は、図面に向かって手前側（または奥側）から屈折率変化領域に入射し、その反射光が奥側（または手前側）へ向かうことにすることが望ましい。【００２１】
また、電極として不透明な材料を用いた場合、電極自身が入射光の一部を遮ることになるため、その分、光の利用効率が低下する。電極を透明電極にすることで、光の利用効率を向上させることができる。【００２２】
線状電極１３ａ、１３ｂへ電圧を印加した場合は、屈折率変化領域１６が形成されるため、入射光は、その屈折率変化領域１６の界面で全反射される。一方、線状電極１３ａ、１３ｂへの電圧の供給を停止すると、屈折率変化領域１６が形成されず、入射光は、そのまま線状電極１３ａ、１３ｂの部分を透過する。【００２３】
光スイッチでは、入射光が反射される第１の状態と、入射光が透過する第２の状態との切り替えが可能である。第１の状態では、線状電極１３ａ、１３ｂに電圧を印加して屈折率変化領域を形成し、この屈折率変化領域の屈折率界面にて、入射光を反射する。第２の状態では、線状電極１３ａ、１３ｂへの電圧供給を停止する。電圧供給の停止により、線状電極１３ａ、１３ｂを含む領域において、電気光学効果による屈折率変化を生じなくなるため、入射光は線状電極１３ａ、１３ｂ間を透過する。【００２４】
入射光が線状電極１３ａ、１３ｂ間を通過する際に回折が生じる。線状電極１３ａ、１３ｂからの回折光は、ある角度で拡散し、光スイッチの端面（出射面）から外部に向けて出射される。【００２５】
本実施形態においては、図１Ｂに示すように、光スイッチの出射面側の端部は、線状電極１３ａ、１３ｂからの回折光を集光するためのプリズム構造を有する。プリズム構造は、電極部１３の電極面（光学結晶板１１の電極部１３が形成された面に平行な面）に垂直な方向（図１Ａおよび図１ＢにおけるＺ軸方向）から見た場合に、入射光の進行方向（より具体的には、図１Ｂに示す０次光の光軸Ａ）に対して垂直に交わる第１の端面１ａと、この第１の端面の両側に位置する第２の端面１ｂからなる。【００２６】
第２の端面１ｂと第１の端面１ａとのなす角度は、線状電極１３ａ、１３ｂからの１次回折光の少なくとも一部が第２の端面１ｂから光軸Ａと平行な方向に出射される角度とされている。より望ましくは、線状電極１３ａ、１３ｂからの１次回折光がそのビーム径を維持したまま第２の端面１ｂから出射され、かつ、第２の端面１ｂから出射された１次回折光のそれぞれの光軸が０次光の光軸Ａと平行になるように、電極部と第１の端面１ａの距離、および第２の端面１ｂと第１の端面１ａとのなす角度を設定する。ここで、１次回折光の光軸は、１次回折光をその進行方向と垂直に交わる面で切断した面（ビーム断面）の中心を通る軸である。また、０次光の光軸は、０次光をその進行方向と垂直に交わる面で切断した面（ビーム断面）の中心を通る軸である。さらに、１次回折光の光軸が０次光の光軸Ａと平行であるとは、両光軸の方向（進行方向）も一致していることを意味する。【００２７】
図３Ａおよび図３Ｂは、本発明の第１の実施形態である光スイッチのプリズム構造の条件を説明するための図である。図３Ａおよび図３Ｂに示す構成は、図１Ａおよび図１Ｂに示した構成にそれぞれ対応する。【００２８】
以下、図３Ａおよび図３Ｂを参照して、線状電極１３ａ、１３ｂからの１次回折光を集光するためのプリズム構造の具体的な条件を説明する。【００２９】
入射光の直径（ビーム径）をＤbとし、線状電極１３ａ（または線状電極１３ｂ）の長さ方向における中心位置から第１の端面１ａまでの距離をＣyとする。第２の端面１ｂの法線と０次光の光軸Ａとのなす角をθoとし、線状電極１３ａ、１３ｂで生じる回折光の１次回折角をθdとし、光学結晶板１０、１１の屈折率をｎとする。電界の印加により電気光学結晶中に形成される屈折率変化領域の屈折率界面によって入射光が全反射するときの臨界角をθmとする。線状電極１３ａ、１３ｂの長さＥl、幅Ｅw、線状電極の間隔Ｓxは、適宜に設定する。【００３０】
線状電極１３ａ、１３ｂから第１の端面１ａまでの光路長Ｃlは、以下の式（１）で与えられる。【００３１】
【数１】
2009122939.tif 000003
したがって、距離Ｃyを、以下のように展開することができる。【００３２】
【数２】
2009122939.tif 000004
１次回折光の光軸Ｂと０次光の光軸Ａが平行になるときの第１の端面１ａの法線と０次光の光軸Ａとのなす角θoは、以下の式（３）で与えられる。【００３３】
【数３】
2009122939.tif 000005
式（２）および式（３）を満たすように形成した光スイッチにおいては、線状電極１３ａ、１３ｂからの１次回折光がそのビーム径を維持したまま第２の端面１ｂから出射され、かつ、第２の端面１ｂから出射された１次回折光のそれぞれの光軸Ｂが０次光の光軸Ａと平行になる。１次回折光が０次光と平行になることで、光スイッチの出力光（平行光束）として、０次光だけでなく、１次回折光も利用することができる。例えば、画像表示装置において、光スイッチを光路上に配置して光変調を行う場合に、０次光および１次回折光の双方を画像光として利用することができる。これにより、光利用効率を改善することができる。【００３４】
なお、第２の端面１ｂからの１次回折光の出射光径Ｄb1は、以下の式（４）で与えられる。【００３５】
【数４】
2009122939.tif 000006
したがって、Ｚ軸方向（複数の線状電極１３ａ、１３ｂからなる電極面または出射された１次回折光および０次光の各軸を含む平面に垂直な方向）から見た場合に、第１および第２の端面１ａ、１ｂからなる出射面の中心位置（光軸Ａ）から端部までのＸ軸方向における距離がＤb（0.5+cos2θ0）以上であれば、線状電極１３ａ、１３ｂからの１次回折光は第２の端面１ｂから出射されることになる。【００３６】
以上説明したように、式（２）および式（３）を満たすように光スイッチを形成すれば、線状電極１３ａ、１３ｂからの１次回折光のほとんどが第２の端面１ｂに入射し、かつ、第２の端面１ｂから出射された１次回折光のそれぞれの光軸Ｂが０次光の光軸Ａと平行になる。したがって、０次光だけでなく、１次回折光も利用することができ、光利用効率を改善することができる。【００３７】
また、上記の場合、第１および第２の端面１ａ、１ｂから出射された光束（１次回折光および０次光）を、その進行方向に対して垂直に交わる平面で切断した断面において、１次回折光の領域の内側と０次光の領域の外側とが接する状態となる。出射光束の断面において、１次回折光の領域と０次光の領域の間に隙間があると、その隙間部分は、周辺領域との輝度差が大きくなる。このため、例えば、出射光束を光変調して画像光を形成する場合に、その輝度差のために、画像光に基づく表示画像の画質が低下する場合がある。１次回折光の領域の内側と０次光の領域の外側とが接する状態とすることで、そのような画質の低下を抑制することができる。【００３８】
なお、光利用効率の改善という観点からすると、式（３）のみを満たすように光スイッチを形成してもよい。この場合は、線状電極１３ａ、１３ｂの中心位置から第１の端面１ａまでの距離Ｃyは規定されない。このため、図３Ｂにおいて、第１および第２の端面１ａ、１ｂが線状電極１３ａ、１３ｂ側へシフトした第１の状態や、第１および第２の端面１ａ、１ｂが線状電極１３ａ、１３ｂ側とは反対の側へシフトした第２の状態が、光スイッチの形成条件に含まれる。【００３９】
第１の状態においては、線状電極１３ａ、１３ｂからの１次回折光は、０次光とは完全には分離されていない状態で、第１および第２の端面１ａ、１ｂに入射する。すなわち、線状電極１３ａ、１３ｂからの１次回折光の一部が第１の端面１ａに入射する。第２の端面１ｂから出射された１次回折光の光軸は０次光の光軸Ａと平行であるので、光スイッチの出力光として利用することができ、その分、光利用効率を改善することができる。一方、第１の端面１ａから出射された１次回折光は、０次光の光軸Ａに対してある角度で拡散することになるため、光スイッチの出力光として利用することは困難である。【００４０】
第２の状態においては、線状電極１３ａ、１３ｂからの１次回折光は、０次光と完全に分離した状態で第２の端面１ｂに入射することになる。第２の端面１ｂから出射された１次回折光の光軸は０次光の光軸Ａと平行であるので、光スイッチの出力光として利用することができ、その分、光利用効率を改善することができる。ただし、この場合は、１次回折光の領域と０次光の領域の間に隙間が生じる。【００４１】
（第２の実施形態）
図４Ａおよび図４Ｂは、本発明の第２の実施形態である光スイッチの側面図および上面図である。図４Ａおよび図４Ｂには、光スイッチの内部の電極部が透視図的に示されている。【００４２】
図４Ａに示すように、光スイッチは、光学結晶板１０と、表面に電極部１３が形成された光学結晶板１１と、表面に電極部１４が形成された光学結晶板１２とを積層した構造を有する。光学結晶板１０〜１２は、電気光学効果を有する結晶（電気光学結晶）よりなる。電極部１３、１４は、入射光の進行方向に沿って順に配置されている。すなわち、電極部１３、１４は光路上に位置する。【００４３】
電極部１３は、第１の実施形態のものと同様の構造であって、等間隔に配置された複数の線状電極１３ａ、１３ｂからなる。図４Ｂに示すように、電極部１４も、電極部１３と同様の構成であって、等間隔に配置された複数の線状電極１４ａ、１４ｂからなる。線状電極１４ａ、１４ｂは、交互に配置されている。各線状電極１３ａ、１４ａの一端は互いに接続されており、この接続部が電圧制御部５０の一方の出力線に接続されている。これと同様に、各線状電極１３ｂ、１４ｂの一端も互いに接続されており、この接続部が電圧制御部５０の他方の出力線に接続されている。線状電極１３ａ、１３ｂ、１４ａ、１４ｂの数は、適宜に設定することができる。【００４４】
上記の複数の線状電極からなる電極部１３、１４は、例えば、櫛形電極であってもよい。この場合、電極部１３は、複数の線状電極１３ａからなる第１の櫛形電極と、複数の線状電極１３ｂからなる第２の櫛形電極とから構成される。第１および第２の櫛形電極は、互いの線状電極が交互に配置され、各線状電極間の間隔は等間隔とされる。これと同様に、電極部１４は、複数の線状電極１４ａからなる第１の櫛形電極と、複数の線状電極１４ｂからなる第２の櫛形電極とから構成される。第１および第２の櫛形電極は、互いの線状電極が交互に配置され、各線状電極間の間隔は等間隔とされる。電極部１３、１４のそれぞれは、互いの線状電極の長手方向が一致するように配設され、かつ、線状電極により構成される電極面が互いに平行となるように配設されている。【００４５】
電圧制御部５０は、線状電極１３ａ、１３ｂ間および線状電極１４ａ、１４ｂ間に電圧をそれぞれ供給する。電圧制御部５０は、光スイッチの外部に設けられる。なお、光スイッチが、この電圧制御部５０を有していてもよい。【００４６】
図４Ａおよび図４Ｂに示した光学結晶板１０、１１、１２を高温・高圧下で貼り合わせることで、光スイッチが形成される。高温・高圧下で貼り合わせた光学結晶板１０〜１２は、１つの光学結晶（具体的には、電気光学結晶）と見なすことができる。すなわち、光学結晶板１０〜１２を高温・高圧下で貼り合わせることで、内部に複数の電極部を備える電気光学結晶を形成することができる。【００４７】
この光スイッチでは、線状電極１３ａ、１３ｂ間に電圧を印加すると、電気光学効果により、線状電極１３ａ、１３ｂを含む電極近傍領域の結晶の屈折率が変化する。これと同様に、線状電極１４ａ、１４ｂ間に電圧を印加すると、電気光学効果により、線状電極１４ａ、１４ｂを含む電極近傍領域の結晶の屈折率が変化する。【００４８】
図４Ａに示したように、電極部１３、１４は、直線上（入射光の進行方向に対応する）に沿って順次に配置されている。入射光の進行方向に沿って見た場合、線状電極１３ａ、１３ｂの位置および長手方向は、線状電極１４ａ、１４ｂの位置および長手方向と一致する。入射光は、電極部１３（または電極部１４）により形成される屈折率変化領域とその周りの結晶領域との界面（屈折率界面）において全反射する。入射光の入射角度は、この界面における全反射が可能な条件を満たすように設定することが望ましい。【００４９】
線状電極１３ａ、１３ｂへ電圧を印加した場合は、第１の屈折率変化領域が形成され、入射光は、その第１の屈折率変化領域の界面で全反射される。一方、線状電極１３ａ、１３ｂへの電圧の供給を停止すると、第１の屈折率変化領域が形成されず、入射光は、そのまま線状電極１３ａ、１３ｂの部分を透過する。これと同様に、線状電極１４ａ、１４ｂへ電圧を印加した場合は、第２の屈折率変化領域が形成され、入射光は、その第２の屈折率変化領域の界面で全反射される。線状電極１４ａ、１４ｂへの電圧の供給を停止すると、第２の屈折率変化領域が形成されず、入射光は、そのまま線状電極１４ａ、１４ｂの部分を透過する。【００５０】
光スイッチにおけるスイッチ動作では、入射光が反射される第１の状態と、入射光が透過する第２の状態との切り替えが可能である。第１の状態では、線状電極１３ａ、１３ｂおよび線状電極１４ａ、１４ｂのそれぞれに電圧を印加して第１および第２の屈折率変化領域を形成し、これら屈折率変化領域にて、入射光を反射する。第２の状態では、線状電極１３ａ、１３ｂおよび線状電極１４ａ、１４ｂへの電圧供給を停止する。電圧供給の停止により、線状電極１３ａ、１３ｂおよび線状電極１４ａ、１４ｂを含む各領域において、電気光学効果による屈折率変化を生じなくなるため、入射光はこれら領域を透過する。【００５１】
なお、屈折率変化領域の界面は、部分的に、全反射の条件を満たさない領域を含んでおり、この領域において、入射光の一部が透過する。全反射の条件を満たさない領域の範囲は、線状電極の間隔や印加電圧の大きさ（電界の大きさ）に依存する。【００５２】
本実施形態の光スイッチにおいては、線状電極１３ａ、１３ｂに電圧を印加することで形成された第１の屈折率変化領域の界面で入射光を反射し、さらに、線状電極１４ａ、１４ｂに電圧を印加することで形成された第２の屈折率変化領域の界面で、第１の屈折率変化領域を透過した光を反射する。これにより、高い消光比を得ることが可能となっている。【００５３】
入射光の進行方向に沿って形成される電極部の数（屈折率変化領域の数）を３つ以上とすることで、消光比をさらに改善することができる。ただし、屈折率変化領域の数を増大すると、それにともなって電極の数および容量も増えるため、省電力化および小型化の観点からは望ましくない。屈折率変化領域の数は、消光比と省電力化および小型化との関係を考慮して決定することが望ましい。【００５４】
また、上記のスイッチ動作の第２の状態（透過状態）において、入射光が線状電極１３ａ、１３ｂ間および線状電極１４ａ、１４ｂ間を通過する際に回折が生じる。線状電極１３ａ、１３ｂおよび線状電極１４ａ、１４ｂからの回折光は、ある角度で拡散し、光スイッチの端面（出射面）から外部に向けて出射される。【００５５】
本実施形態の光スイッチは、線状電極１３ａ、１３ｂからの１次回折光が線状電極１４ａ、１４ｂ間を通過するように構成されており、かつ、光スイッチの出射面側の端部は、図４Ｂに示すように、線状電極１３ａ、１３ｂおよび線状電極１４ａ、１４ｂからの回折光を集光するためのプリズム構造を有する。【００５６】
プリズム構造は、電極部１３、１４の電極面に垂直な方向（図４Ａおよび図４ＢにおけるＺ軸方向）から見た場合に、入射光の進行方向（より具体的には、図４Ｂに示す０次光の光軸Ａ）に対して垂直に交わる第１の端面２ａと、この第１の端面２ａの両側に位置する第２の端面２ｂからなる。【００５７】
第２の端面２ｂと第１の端面２ａとのなす角度は、線状電極１３ａ、１３ｂおよび線状電極１４ａ、１４ｂからの１次回折光の少なくとも一部が第２の端面２ｂから光軸Ａと平行な方向に出射される角度とされている。より望ましくは、線状電極１３ａ、１３ｂおよび線状電極１４ａ、１４ｂからの１次回折光がそのビーム径を維持したまま第２の端面２ｂから出射され、かつ、第２の端面２ｂから出射された１次回折光のそれぞれの光軸が０次光の光軸Ａ（方向）と平行になるように、電極部１４と第１の端面２ａの距離、および第２の端面２ｂと第１の端面２ａとのなす角度を設定する。ここで、１次回折光の光軸が０次光の光軸Ａと平行であるとは、両光軸の方向（進行方向）も一致していることを意味する。【００５８】
以下、電極部の配置およびプリズム構造に関する各条件について具体的に説明する。【００５９】
まず、線状電極１３ａ、１３ｂからの１次回折光が線状電極１４ａ、１４ｂ間を通過する電極部の適正配置の条件について説明する。【００６０】
図５Ａおよび図５Ｂは、電極部１３ａ、１３ｂ、１４ａ、１４ｂを適正な位置に形成するための条件を説明するための模式図である。図５Ａおよび図５Ｂに示す構成は、図４Ａおよび図４Ｂに示した構成にそれぞれ対応する。【００６１】
光学結晶板１０〜１２に用いる電気光学結晶の屈折率をｎ、電極部に電圧を印加したときに発生する電界をＥとする。電気光学結晶として、例えば、ＬＮ（リチウムナイオベート）を用いた場合、電界Ｅの印加時に生じる電気光学結晶の屈折率変化Δｎは、以下の式（５）で与えられる。ただし、ｒは一次電気光学定数である。【００６２】
【数５】
2009122939.tif 000007
また、電気光学結晶として、例えば、ＫＴＮ（タンタル酸ニオブ酸カリウム：KTa1-xNbxO3）を用いた場合の屈折率変化Δｎは、以下の式（６）で与えられる。【００６３】
【数６】
2009122939.tif 000008
電界Ｅの印加により電気光学結晶中に形成される屈折率変化領域の屈折率界面によって入射光が全反射するときの臨界角をθmとする。入射光の波長をλ、入射光の直径をＤbとする。線状電極１３ａ、１３ｂ、１４ａ、１４ｂの長さ、幅をそれぞれＥl、Ｅwとし、線状電極の間隔をＳxとする。一段目の線状電極１３ａ、１３ｂと二段目の線状電極１４ａ、１４ｂのＹ軸方向の間隔をＳyとする。Ｙ軸方向は、線状電極の長手方向である。【００６４】
一段目の線状電極１３ａ、１３ｂと二段目の線状電極１４ａ、１４ｂのＺ軸方向の間隔（中間層である光学結晶板１１の厚さ）をＳzとする。ここで、Ｚ軸方向は光学結晶板の厚さ方向である。一段目の線状電極１３ａ、１３ｂと二段目の線状電極１４ａ、１４ｂの間の光線の長さ（光路長）をＬlとし、線状電極１３ａ、１３ｂおよび線状電極１４ａ、１４ｂのそれぞれで生じる一次回折角をθdとする。【００６５】
臨界角θm、線状電極の長さＥl、一次回折角θdは、それぞれ以下の式（７）、式（８）、式（９）で与えられる。【００６６】
【数７】
2009122939.tif 000009
一段目の線状電極１３ａ、１３ｂからの一次回折光が、二段目の線状電極１４ａ、１４ｂ間を通るときの光路長Ｌlは、以下の式（１０）で与えられる。ただし、ｋは自然数である。【００６７】
【数８】
2009122939.tif 000010
また、一段目と二段目の線状電極のＹ軸方向の間隔ＳyとＺ軸方向の間隔Ｓzは以下の式で与えられる。【００６８】
【数９】
2009122939.tif 000011
式（７）〜（１２）より、一段目の線状電極１３ａ、１３ｂからの一次回折光が、二段目の線状電極１４ａ、１４ｂ間を通るときの、一段目と二段目の線状電極のＹ軸方向の間隔ＳyとＺ軸方向の間隔Ｓzはそれぞれ以下の式（１３）および式（１４）で表すことができる。【００６９】
【数１０】
2009122939.tif 000012
【００７０】
【数１１】
2009122939.tif 000013
この式（１３）および式（１４）を満たすように、一段目の線状電極１３ａ、１３ｂと二段目の線状電極１４ａ、１４ｂを形成することで、一段目の電極部１３ａ、１３ｂからの一次回折光は、二段目の電極部１４ａ、１４ｂの線状電極間を必ず通ることになる。なお、式（８）において、左辺の線状電極の長さＥlは右辺の値よりも大きくても良い。【００７１】
次に、プリズム構造に関する条件について具体的に説明する。【００７２】
図６Ａおよび図６Ｂは、図４Ａおよび図４Ｂに示した光スイッチのプリズム構造の条件を説明するための図である。図６Ａおよび図６Ｂに示す構成は、図４Ａおよび図４Ｂに示した構成にそれぞれ対応する。【００７３】
以下、図６Ａおよび図６Ｂを参照して、線状電極１３ａ、１３ｂおよび線状電極１４ａ、１４ｂからの１次回折光を集光するためのプリズム構造の具体的な条件を説明する。【００７４】
本実施形態の光スイッチは、線状電極１４ａ、１４ｂからの１次回折光を集光するプリズム構造として、第１の実施形態の光スイッチにおける線状電極１３ａ、１３ｂからの１次回折光を集光するプリズム構造と同様のプリズム構造を備える。すなわち、本実施形態の光スイッチも、前述の式（３）の条件または式（２）および式（３）の各条件を満たすプリズム構造を有する。第１の実施形態の光スイッチにおけるプリズム構造の条件の説明において、線状電極１３ａ、１３ｂを線状電極１４ａ、１４ｂに置き換えることで、本実施形態の光スイッチにおけるプリズム構造の条件を説明することができる。【００７５】
また、本実施形態の光スイッチのプリズム構造では、第２の端面２ｂには、線状電極１３ａ、１３ｂからの１次回折光も入射する。このため、第２の端面２ｂのＸ軸方向の長さは、線状電極１３ａ、１３ｂおよび線状電極１４ａ、１４ｂからの１次回折光の入射範囲により規定される。【００７６】
具体的に説明すると、線状電極１３ａ、１３ｂから第１の端面２ａまでのＹ軸方向における距離は（Ｅl＋Ｓy＋Ｃy）であり、線状電極１３ａ、１３ｂからの１次回折光の、０次光からの分離幅（第２の端面から出射された、線状電極１３ａ、１３ｂからの１次回折光の光軸と０次光の光軸Ａとの間隔）は、以下の式（１５）で与えられる。【００７７】
【数１２】
2009122939.tif 000014
したがって、Ｚ軸方向から見た場合に、第１および第２の端面２ａ、２ｂからなる出射面の中心位置（光軸Ａ）から端部までのＸ軸方向における距離が以下の式（１６）以上であれば、線状電極１３ａ、１３ｂおよび線状電極１４ａ、１４ｂからの１次回折光は、０次光から完全に分離されて、第２の端面２ｂから出射されることになる。【００７８】
【数１３】
2009122939.tif 000015
以上説明したように、本実施形態の光スイッチによれば、一段目の線状電極１３ａ、１３ｂからの１次回折光が二段目の線状電極１４ａ、１４ｂ間を通るように電極部１３、１４が最適位置に形成されている。加えて、線状電極１３ａ、１３ｂおよび線状電極１４ａ、１４ｂからの１次回折光がそのビーム径を維持したまま第２の端面２ｂから出射され、かつ、第２の端面２ｂから出射された１次回折光のそれぞれの光軸が０次光の光軸Ａ（方向）と平行になるように、電極部１４と第１の端面２ａの距離、および第２の端面２ｂと第１の端面２ａとのなす角度が設定されている。これにより、０次光だけでなく、１次回折光も利用することができ、光利用効率を改善することができる。【００７９】
また、上記の場合、第１および第２の端面２ａ、２ｂから出射された光束（１次回折光および０次光）を、その進行方向に対して垂直に交わる平面で切断した断面において、１次回折光の領域の内側と０次光の領域の外側とが接する状態となる。このように１次回折光の領域の内側と０次光の領域の外側とが接する状態とすることで、第１の実施形態のものと同様、画質の低下を抑制することができる。【００８０】
なお、光利用効率の改善という観点からすると、式３のみを満たすように光スイッチを形成してもよい。この場合は、線状電極１４ａ、１４ｂの中心位置から第１の端面２ａまでの距離Ｃyは規定されない。このため、図６Ｂにおいて、第１および第２の端面２ａ、２ｂが線状電極側へシフトした第１の状態や、第１および第２の端面２ａ、２ｂが線状電極側とは反対の側へシフトした第２の状態が、光スイッチの形成条件に含まれる。【００８１】
第１の状態においては、線状電極１４ａ、１４ｂからの１次回折光は、０次光とは完全には分離されていない状態で、第１および第２の端面２ａ、２ｂに入射する。すなわち、線状電極１４ａ、１４ｂからの１次回折光の一部が第１の端面２ａに入射する。第２の端面２ｂから出射された１次回折光の光軸は０次光の光軸Ａと平行であるので、光スイッチの出力光として利用することができ、その分、光利用効率を改善することができる。一方、第１の端面２ａから出射された１次回折光は、０次光の光軸Ａに対してある角度で拡散することになるため、光スイッチの出力光として利用することは困難である。【００８２】
第２の状態においては、線状電極１４ａ、１４ｂからの１次回折光は、０次光と完全に分離した状態で第２の端面２ｂに入射することになる。第２の端面２ｂから出射された１次回折光の光軸は０次光の光軸Ａと平行であるので、光スイッチの出力光として利用することができ、その分、光利用効率を改善することができる。ただし、この場合は、１次回折光の領域と０次光の領域の間に隙間が生じる。【００８３】
また、一段目の電極部１３ａ、１３ｂからの一次回折光が二段目の電極部１４ａ、１４ｂの線状電極間を通るようにするには、電極部１３ａ、１３ｂの線状電極からなる電極面（または、電極部１４ａ、１４ｂの線状電極からなる電極面）に垂直な方向から電極部を見た場合に、入射方向は、線状電極の長手方向に沿った方向とする。具体的には、図２に示した模式図において、入射光は、図面に向かって手前側（または奥側）から屈折率変化領域に入射する。【００８４】
次に、上述の第１および第２の実施形態の光スイッチの具体例について説明する。
【実施例１】
【００８５】
図７Ａおよび図７Ｂは、本発明の第１の実施例である光スイッチの構成を示す模式図である。図７Ａおよび図７Ｂに示す構成は、図１Ａおよび図１Ｂ（または図３Ａおよび図３Ｂ）に示した構成にそれぞれ対応する。【００８６】
光学結晶板１０、１１はＬＮよりなり、その屈折率ｎは約２．２８６である。線状電極１３ａ、１３ｂ間に電圧２００Ｖを印加したとき（電界印加時）のＬＮの屈折率変化Δｎは−０．０１である。なお、光学結晶板１０、１１の厚さは、適宜に設定可能である。【００８７】
入射光の波長λは４６０ｎｍである。入射光の直径Ｄbは２０μｍである。線状電極１３ａ、１３ｂの間隔Ｓxおよび幅Ｅwはともに３μｍである。線状電極１３ａ、１３ｂの電極長Ｅlは２１５μｍである。なお、電極長Ｅlは２１５μｍよりも長くても良い。線状電極１３ａ、１３ｂで生じる回折光の一次回折角θdは３．８°である。線状電極１３ａ、１３ｂから第１の端面までの光路長Ｃlは３０１μｍである。【００８８】
上記の場合において、光利用効率が高くなる条件によれば、線状電極１３ａ、１３ｂからプリズム構造の第１の端面１ａまでの距離Ｃyは２９８μｍとなり、第１の端面１ａの法線と０次光の光軸とのなす角度θ0は、６．８°となる。【００８９】
第１の端面１ａから出射される０次光の直径は２０μｍである。第２の端面１ｂから出射される１次回折光の直径はいずれも１９．７μｍである。Ｚ軸方向（出射された１次回折光および０次光の各軸を含む平面に垂直な方向）から見た場合に、第１および第２の端面１ａ、１ｂからなる出射面の中心位置（光軸Ａ）から端部までのＸ軸方向の距離は、２９．７μｍである。【００９０】
以上のような条件を満たす本実施例の光スイッチによれば、線状電極１３ａ、１３ｂからの１次回折光のほとんどが第２の端面１ｂに入射し、かつ、第２の端面１ｂから出射された１次回折光のそれぞれの光軸が０次光の光軸と平行になる。したがって、０次光だけでなく、１次回折光も利用することができ、光利用効率を改善することができる。
【実施例２】
【００９１】
図８Ａおよび図８Ｂは、本発明の第２の実施例である光スイッチの構成を示す模式図である。図８Ａおよび図８Ｂに示す構成は、図４Ａおよび図４Ｂ（または図６Ａおよび図６Ｂ）に示した構成にそれぞれ対応する。【００９２】
光学結晶板１０〜１２はＬＮよりなり、その屈折率ｎは約２．２８６である。線状電極１３ａ、１３ｂ間または線状電極１４ａ、１４ｂ間に電圧２００Ｖを印加したとき（電界印加時）のＬＮの屈折率変化Δｎは−０．０１である。なお、光学結晶板１０、１１の厚さは、適宜に設定可能である。【００９３】
入射光の波長λは４６０ｎｍである。入射光の直径Ｄbは２０μｍである。線状電極１３ａ、１３ｂ、１４ａ、１４ｂの間隔Ｓxおよび幅Ｅwはともに３μｍである。線状電極１３ａ、１３ｂ、１４ａ、１４ｂの電極長Ｅlは２１５μｍである。なお、電極長Ｅlは２１５μｍよりも長くても良い。【００９４】
線状電極１３ａ、１３ｂおよび線状電極１４ａ、１４ｂで生じる回折光の一次回折角θdは３．８°である。線状電極１３ａ、１３ｂおよび線状電極１４ａ、１４ｂによる電界印加によって屈折率が変化する電気光学結晶の屈折率変化部分の屈折率界面によって入射光が全反射するときの臨界角θmは８４．７°である。線状電極１４ａ、１４ｂから第１の端面までの光路長Ｃlは３０１μｍである。【００９５】
上記の場合において、一段目の線状電極１３ａ、１３ｂからの１次回折光が二段目の線状電極１４ａ、１４ｂ間（具体的には、４つとなりの線状電極間）を通過し、かつ、光利用効率が高くなる条件によれば、一段目の線状電極１３ａ、１３ｂと二段目の線状電極１４ａ、１４ｂのＹ軸方向の間隔をＳyは１４１μｍである。一段目の線状電極１３ａ、１３ｂと二段目の線状電極１４ａ、１４ｂのＺ軸方向の間隔Ｓzは３３μｍである。一段目の線状電極１３ａ、１３ｂと二段目の線状電極１４ａ、１４ｂの間の光線の長さ（光路長）Ｌlは３５７μｍである。【００９６】
第１の端面２ａの法線と０次光の光軸とのなす角度θ0は、６．８°である。第１の端面２ａから出射される０次光の直径は２０μｍである。第２の端面２ｂから出射される、線状電極１３ａ、１３ｂからの１次回折光の直径はいずれも１９．７μｍである。Ｚ軸方向（出射された１次回折光および０次光の各軸を含む平面に垂直な方向）から見た場合に、第１および第２の端面２ａ、２ｂからなる出射面の中心位置（光軸Ａ）から端部までのＸ軸方向の距離は、５３．２μｍである。【００９７】
上述のような条件を満たす本実施例の光スイッチによれば、線状電極１３ａ、１３ｂからの１次回折光および線状電極１４ａ、１４ｂからの１次回折光のほとんどが第２の端面２ｂに入射し、かつ、第２の端面２ｂから出射された１次回折光のそれぞれの光軸が０次光の光軸と平行になる。したがって、０次光だけでなく、１次回折光も利用することができ、光利用効率を改善することができる。【００９８】
以上説明した各実施形態の光スイッチによれば、電極部（図１Ａに示した電極１３または図４Ａに示した電極１３、１４）からの１次回折光の少なくとも一部は、０次光の光軸に沿った方向に出射される。したがって、０次光に加えて、１次回折光の少なくとも一部を利用することができるので、光利用効率を改善することができる。【００９９】
本発明の光スイッチは、光通信装置、画像表示装置や画像形成装置等に適用することができる。以下に、光スイッチの適用例として、画像表示装置および画像形成装置を説明する。【０１００】
［画像表示装置］
本発明の光スイッチを備える画像表示装置の構成について説明する。【０１０１】
図９は、画像表示装置の一例を示す模式図である。この画像表示装置は、レーザ光源１０２、１０３、１０４、コリメータレンズ１０５、１０６、１０７、反射ミラー１０８、ダイクロイックミラー１０９、１１０、水平走査ミラー１１５、垂直走査ミラー１１６、および光スイッチ１１８、１１９、１２０を収容した筐体１００を有する。光スイッチ１１８、１１９、１２０は、本発明の光スイッチである。【０１０２】
レーザ光源１０２からのレーザ光の進行方向に、コリメータレンズ１０５、光スイッチ１１８、および反射ミラー１０８が順に配置されている。コリメータレンズ１０５からの平行光束が光スイッチ１１８に入射する。光スイッチ１１８は、不図示の制御部から供給される制御信号に応じて動作する。制御信号がオンの期間（電圧供給期間）は、光スイッチ１１８の電極部に電圧が印加され、屈折率変化領域が形成されるため、その屈折率変化領域にて入射光が反射される。この反射光は、反射ミラー１０８へ向かう光路から外れる。制御信号がオフの期間（電圧供給停止期間）は、入射光は光スイッチ１１８を透過して反射ミラー１０８へ向かう。【０１０３】
レーザ光源１０３からのレーザ光の進行方向に、コリメータレンズ１０６、光スイッチ１１９、およびダイクロイックミラー１０９が順に配置されている。コリメータレンズ１０６からの平行光束が光スイッチ１１９に入射する。光スイッチ１１９においても、光スイッチ１１８と同様な動作が行われる。制御信号がオンの期間（電圧供給期間）は、屈折率変化領域にて入射光が反射され、その反射光は、ダイクロイックミラー１０９へ向かう光路から外れる。制御信号がオフの期間（電圧供給停止期間）は、入射光は光スイッチ１１９を透過してダイクロイックミラー１０９へ向かう。【０１０４】
レーザ光源１０４からのレーザ光の進行方向に、コリメータレンズ１０７、光スイッチ１２０、およびダイクロイックミラー１１０が順に配置されている。コリメータレンズ１０７からの平行光束が光スイッチ１２０に入射する。光スイッチ１２０においても、光スイッチ１１８と同様な動作が行われる。制御信号がオンの期間（電圧供給期間）は、屈折率変化領域にて入射光が反射され、その反射光は、ダイクロイックミラー１１０へ向かう光路から外れる。制御信号がオフの期間（電圧供給停止期間）は、入射光は光スイッチ１２０を透過してダイクロイックミラー１１０へ向かう。【０１０５】
ダイクロイックミラー１０９は、光スイッチ１１９からの光束と反射ミラー１０８にて反射された光束とが交差する位置に設けられている。ダイクロイックミラー１０９は、光スイッチ１１９からの光を反射し、反射ミラー１０８からの光を透過するような波長選択特性を有している。【０１０６】
ダイクロイックミラー１１０は、光スイッチ１２０からの光束とダイクロイックミラー１０９からの光束とが交差する位置に設けられている。ダイクロイックミラー１０９は、光スイッチ１２０からの光を反射し、ダイクロイックミラー１０９からの光を透過するような波長選択特性を有している。【０１０７】
水平走査ミラー１１５は、ダイクロイックミラー１１０からの光束の進行方向に配置されており、不図示の制御部からの水平走査制御信号によりその動作が制御される。垂直走査ミラー１１６は、水平走査ミラー１１５からの光束の進行方向に配置されており、不図示の制御部からの垂直走査制御信号によりその動作が制御される。【０１０８】
レーザ光源１０２、１０３、１０４として、Ｒ、Ｇ、Ｂの３原色に対応する色のレーザ光を出射する光源を用いる。光スイッチ１１８、１１９、１２０をオンオフ制御し、かつ、水平走査ミラー１１５および垂直走査ミラー１１６を制御することで、スクリーン１１７上に、カラー画像を表示することができる。【０１０９】
［画像形成装置］
本発明の光スイッチを備える画像形成装置の構成について説明する。【０１１０】
図１０は、画像形成装置の一例を示す模式図である。この画像形成装置は、筐体２００、ｆθレンズ２２３および感光体２２４を有する。レーザ光源２０２、コリメータレンズ２０５、反射ミラー２０８、走査ミラー２２２、および光スイッチ２１８が、筐体２００内に収容されている。光スイッチ２１８は、本発明の光スイッチである。【０１１１】
レーザ光源２０２からのレーザ光の進行方向に、コリメータレンズ２０５、光スイッチ２１８、および反射ミラー２０８が順に配置されている。コリメータレンズ２０５からの平行光束が光スイッチ２１８に入射する。光スイッチ２１８は、不図示の制御部から供給される制御信号に応じて動作する。制御信号がオンの期間（電圧供給期間）は、光スイッチ２１８の電極部に電圧が印加され、屈折率変化領域が形成されるため、その屈折率変化領域にて入射光が反射される。この反射光は、反射ミラー２０８へ向かう光路から外れる。制御信号がオフの期間（電圧供給停止期間）は、入射光は光スイッチ２１８を透過して反射ミラー２０８へ向かう。【０１１２】
走査ミラー２２２は、反射ミラー２０８からの光束の進行方向に配置されており、不図示の制御部からの走査制御信号によりその動作が制御される。走査ミラー２２２からの光は、ｆθレンズ２２３を介して感光体２２４に照射される。【０１１３】
光スイッチ２１８をオンオフ制御し、かつ、走査ミラー２２２を制御することで、感光体２２４上に画像を形成するができる。【０１１４】
以上説明した実施形態は、本発明の一例であり、その構成は、発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜に変更することができる。【０１１５】
以上、実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。本発明の構成および動作については、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、当業者が理解し得る様々な変更を行うことができる。【０１１６】
この出願は、２００８年４月４日に出願された日本出願特願２００８−０９８３０５を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９】
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【図１０】
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【手続補正書】
【提出日】平成22年9月14日(2010.9.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
電気光学結晶の内部に、同一平面上に平行に配置された複数の線状電極からなる電極部を備え、該電極部への電圧供給を制御することで前記電気光学結晶に入射する入射光に対する反射および透過の状態が切り替わる光スイッチであって、
前記透過の状態において前記電極部からの光を前記電気光学結晶外へ出射するための出射端面を有し、
前記出射端面は、
前記入射光のうち前記電極部を通過した０次光が出射する第１の端面と、
前記入射光が前記電極部の線状電極間を通過する際に生じる１次回折光の少なくとも一部が出射する第２の端面と、を有し、
前記第１の端面から出射される０次光の光軸と前記第２の端面から出射される１次回折光の光軸が平行であり、かつ、これら光軸の方向が同じである、光スイッチ。
【国際調査報告】
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