(57)【要約】【課題】  電気的な配線や機械的な駆動部を配設することなく、全光学的な走査により高速かつ大容量で高密度な光情報を出力することのできる光アドレス装置を提供する。【解決手段】  光アドレス装置１００のパネル１０１は、２枚の基板１１１、１２１と、基板１１１に積層された光スイッチ層１３１とを有している。基板１１１、１２１内には、内部を伝播する光に対しこの光を光スイッチ層１３１側に向けて垂直に出力する構造を有するｘ方向光導波路１１３及びｙ方向光導波路１２３がそれぞれ形成されている。ｘ方向光導波路１１３には、光スイッチ層１３１の感度波長領域内の波長を有するデータ光１６３が入射され、ｙ方向光導波路１２３には、光スイッチ層１３１の感度波長領域外の波長を有するアドレス光１７３が入射されるようになっている。【選択図】        図１
2005338176.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一定方向に複数形成され、所定の時間変化をもつ第１の変調光が入射される第１の光導波路と、
該第１の光導波路と交差する方向に複数形成され、前記第１の変調光と異なる第２の変調光が入射される第２の光導波路と、
前記第１の光導波路内を伝播する第１の変調光及び前記第２の光導波路内を伝播する第２の変調光から、それぞれ所定の割合の光を第１の出力光及び第２の出力光として各々の光導波路と垂直な方向に出力する光出力手段と、
前記第２の出力光の照射により不透明部分が透明に変化され、該透明にされた部分を通過して前記第１の出力光が外部に出力される光スイッチ層とを備えたことを特徴とする光アドレス装置。
【請求項２】
一経路で形成され、一端から所定の時間変化をもつ第１の変調光が入射されるとともに、他端から該第１の変調光と異なる第２の変調光が入射される光導波路と、
該光導波路内を伝播する第１の変調光及び第２の変調光から、それぞれ独立に所定の割合の光を第１の出力光及び第２の出力光として該光導波路と垂直な方向に出力する光出力手段と、
前記第２の出力光の照射により不透明部分が透明に変化され、該透明にされた部分を通過して前記第１の出力光が外部に出力される光スイッチ層とを備えたことを特徴とする光アドレス装置。
【請求項３】
一定方向に複数形成され、所定の時間変化をもつ第１の変調光が入射される第１の光導波路と、
該第１の光導波路と交差する方向に複数形成され、前記第１の変調光と異なる第２の変調光が入射される第２の光導波路と、
前記第１の光導波路内を伝播する第１の変調光及び前記第２の光導波路内を伝播する第２の変調光から、それぞれ所定の割合の光を第１の出力光及び第２の出力光として各々の光導波路と垂直な方向に出力する光出力手段と、
前記第１の出力光及び前記第２の出力光が入射されることで励起発光する２光子吸収体とを備えたことを特徴とする光アドレス装置。
【請求項４】
シリアルに光情報を出力するシリアル光情報出力手段と、
該シリアル光情報出力手段から出力された光情報を光学的に広げる光学的手段と、
該光学的手段により広げられた光情報が照射される光スイッチデバイスと、
該光スイッチデバイスを通過した光情報が出力される出力面とを備え、
前記光スイッチデバイスは、
異なる伝播方向をもち、かつ所定の時間変化をもつ複数の制御光が交差するように入射される光導波層と、
該光導波層内を伝播する制御光から、それぞれ独立に所定の割合の光を出力光として各々の光導波路と垂直な方向に出力する光出力手段と、
前記制御光が交差した部分からの前記出力光の照射により不透明部分が透明に変化される光スイッチ層とを有し、
前記シリアル光情報出力手段から出力される光情報の出力タイミング及び該光情報の前記出力面への出力位置に応じて、前記各制御光の入射タイミングが制御されることを特徴とする光アドレス装置。
【請求項５】
シリアルに光情報を出力するシリアル光情報出力手段と、
該シリアル光情報出力手段から出力された光情報を光学的に第１の方向に広げる第１の光学的手段と、
該第１の光学的手段により第１の方向に広げられた光情報が照射される第１の光スイッチデバイスと、
該第１の光スイッチデバイスを通過した光情報を光学的に前記第１の方向へ集光しつつ、該第１の方向と異なる第２の方向に広げる第２の光学的手段と、
該第２の光学的手段により第２の方向に広げられた光情報が照射される第２の光スイッチデバイスと、
該第２の光スイッチデバイスを通過した光情報が出力される出力面とを備え、
前記第１の光スイッチデバイスは、
所定の時間変化をもつ第１の変調光が入射される第１の光導波路と、
該第１の光導波路内を伝播する第１の変調光から、所定の割合の光を第１の出力光として該第１の光導波路と垂直な方向に出力する第１の光出力手段と、
前記第１の出力光の照射により不透明部分が透明に変化される第１の光スイッチ層とを有し、
前記第２の光スイッチデバイスは、
所定の時間変化をもつ第２の変調光が入射される第２の光導波路と、
該第２の光導波路内を伝播する第２の変調光から、所定の割合の光を第２の出力光として該第２の光導波路と垂直な方向に出力する第２の光出力手段と、
前記第２の出力光の照射により不透明部分が透明に変化される第２の光スイッチ層とを有し、
前記シリアル光情報出力手段から出力される光情報の出力タイミング及び該光情報の前記出力面への出力位置に応じて、前記第１の変調光の入射タイミング及び前記第２の変調光の入射タイミングが制御されることを特徴とする光アドレス装置。
【請求項６】
前記光出力手段はグレーティング構造又は散乱構造からなることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の光アドレス装置。
【請求項７】
前記光導波路から出力される光量は、該光導波路のいずれの地点においても均一であることを特徴とする請求項１、２、３、４又は６に記載の光アドレス装置。
【請求項８】
前記第１の光出力手段及び前記第２の光出力手段は、それぞれがグレーティング構造又は散乱構造からなることを特徴とする請求項５に記載の光アドレス装置。
【請求項９】
前記第１の光導波路及び前記第２の光導波路から出力されるそれぞれの光量は、該各光導波路のいずれの地点においても均一であることを特徴とする請求項５又は請求項８に記載の光アドレス装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光アドレス装置に係わり、特に、電気的な配線や機械的な駆動部を配設することなく、全光学的な走査により高速かつ大容量で高密度な光情報を出力することのできる光アドレス装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光ファイバ通信技術の進展により、情報の伝送容量は急速に増大している。そして、高速かつ大容量の情報伝達が進むに連れて、その情報端末装置であるディスプレイ、記憶装置や印刷装置等への情報の高密度化、高速化及び大容量化の要求が高まっている。現在、情報端末の一種であるフラットパネルディスプレイでは、画素毎に電気配線が施され、かつ画素毎に薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を配設することで、画像の表示を行っている。
例えば、液晶ディスプレイでは、対向する絶縁基板間に液晶が挟まれ、この液晶に選択的に電圧が印加される構成となっている。これら基板の少なくとも一方にはＴＦＴによるスイッチング素子、及びこれと接続する画素電極が形成されている。このＴＦＴアレイ基板には、スイッチング素子に信号を与えるための電気信号配線がマトリクス状に形成されている（特許文献１参照）。
また、一方でレーザ光を２次元面内を走査し画像表示を行う方法がある。例えば、グレーティングライトバルブプロジェクターである（非特許文献１参照）。
【特許文献１】特願２００３−３１５８３１号公報
【非特許文献１】Grating Light Valve Technology for Projection Displays, R.W. Corrigan, D.T. Amm, and C.S. Gudeman, International Display Workshop, Kobe Japan, 9 Dec 1998, Paper Number LAD5-1
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記のフラットパネルディスプレイでは、画素毎に配線及びトランジスタを駆動するため、消費電力が大きくなるおそれがあった。また、上述の機械的な駆動部をもつレーザスキャニング画像出力装置では、装置が大型化したり、書き込みの高速度化や解像度の向上が困難となるおそれがあった。
【０００４】
本発明はこのような従来の課題に鑑みてなされたもので、電気的な配線や機械的な駆動部を配設することなく、全光学的な走査により高速かつ大容量で高密度な光情報を出力することのできる光アドレス装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
このため本発明は、一定方向に複数形成され、所定の時間変化をもつ第１の変調光が入射される第１の光導波路と、該第１の光導波路と交差する方向に複数形成され、前記第１の変調光と異なる第２の変調光が入射される第２の光導波路と、前記第１の光導波路内を伝播する第１の変調光及び前記第２の光導波路内を伝播する第２の変調光から、それぞれ所定の割合の光を第１の出力光及び第２の出力光として各々の光導波路と垂直な方向に出力する光出力手段と、前記第２の出力光の照射により不透明部分が透明に変化され、該透明にされた部分を通過して前記第１の出力光が外部に出力される光スイッチ層とを備えて構成した。
【０００６】
第１の光導波路及び第２の光導波路は交差するように形成される。第１の変調光及び第２の変調光が交差した部分では、第２の出力光の照射により光スイッチ層の不透明部分が透明に変化される。そのため、この透明にされた部分を通過して第１の出力光が外部に出力される。従って、第１の変調光及び第２の変調光それぞれの入力タイミングを調整することで、全光学的な走査により特定のアドレスから光を出力することができる。
【０００７】
このことにより、機械的な駆動部を配設することなく光を出力することができるので、第１の光導波路及び第２の光導波路の幅と同程度の小さな画素を実現することができる。そのため、大容量でかつ高密度な光の出力が可能となる。
電気的な配線やトランジスタのスイッチング、機械的な駆動を介在することなく光を出力することができるので、高速表示が可能となる。また、第１の光導波路及び第２の光導波路を長くすることで、大型の超多画素な２次元画像の高速表示が可能となる。
【０００８】
さらに、電気的な配線やトランジスタの駆動によらず、第１の変調光及び第２の変調光の伝播により全光学的な走査で光の出力が行われるため、消費電力を低くでき、光アドレス装置からの発熱を抑えることができる。
なお、第２の変調光には、例えば光スイッチ層の感度波長領域内の波長を有する光が用いられる。また、第１の変調光には、例えば光スイッチ層の感度波長領域外の波長を有する光が用いられる。
【０００９】
また、本発明は、一経路で形成され、一端から所定の時間変化をもつ第１の変調光が入射されるとともに、他端から該第１の変調光と異なる第２の変調光が入射される光導波路と、該光導波路内を伝播する第１の変調光及び第２の変調光から、それぞれ独立に所定の割合の光を第１の出力光及び第２の出力光として該光導波路と垂直な方向に出力する光出力手段と、前記第２の出力光の照射により光スイッチ層の不透明部分が透明に変化され、該透明にされた部分を通過して前記第１の出力光が外部に出力される光スイッチ層とを備えて構成した。
【００１０】
第１の変調光及び第２の変調光は、一経路で構成された光導波路内を伝播する。第１の変調光及び第２の変調光が交差した部分では、第２の出力光の照射により光スイッチ層の不透明部分が透明に変化される。そのため、この透明にされた部分を通過して第１の出力光が外部に出力される。従って、第１の変調光及び第２の変調光それぞれの入力タイミングを調整することで、全光学的な走査により特定のアドレスから光を出力することができる。
【００１１】
このことにより、画素毎に電気的な配線や機械的な駆動部等を配設することなく光を出力することができるので、上記と同様に高速かつ大容量で高密度な光の出力が可能となる。また、第１の変調光及び第２の変調光の入力箇所を光導波路の両端の２箇所のみとしているので、光アドレス装置の構成を簡略化して部品コストを低減することができる。
【００１２】
さらに、本発明は、一定方向に複数形成され、所定の時間変化をもつ第１の変調光が入射される第１の光導波路と、該第１の光導波路と交差する方向に複数形成され、前記第１の変調光と異なる第２の変調光が入射される第２の光導波路と、前記第１の光導波路内を伝播する第１の変調光及び前記第２の光導波路内を伝播する第２の変調光から、それぞれ所定の割合の光を第１の出力光及び第２の出力光として各々の光導波路と垂直な方向に出力する光出力手段と、前記第１の出力光及び前記第２の出力光が入射されることで励起発光する２光子吸収体とを備えて構成した。
【００１３】
第１の光導波路及び第２の光導波路は交差するように形成されるため、この交差した部分では第１の出力光及び第２の出力光が２光子吸収体に入射される。そのため、２光子吸収体が励起発光され、この２光子吸収体の面から光が垂直に出力される。従って、第１の変調光及び第２の変調光それぞれの入力タイミングを調整することで、全光学的な走査により特定のアドレスから光を出力することができる。
【００１４】
このことにより、画素毎に電気的な配線や機械的な駆動部等を配設することなく光を出力することができるので、上記と同様に高速かつ大容量で高密度な光の出力が可能となる。また、光スイッチ層を備えずに光の出力ができるので、材料選択の自由度等を上げることができる。
【００１５】
さらに、本発明は、シリアルに光情報を出力するシリアル光情報出力手段と、該シリアル光情報出力手段から出力された光情報を光学的に広げる光学的手段と、該光学的手段により広げられた光情報が照射される光スイッチデバイスと、該光スイッチデバイスを通過した光情報が出力される出力面とを備え、前記光スイッチデバイスは、異なる伝播方向をもち、かつ所定の時間変化をもつ複数の制御光が交差するように入射される光導波層と、該光導波層内を伝播する制御光から、それぞれ独立に所定の割合の光を出力光として各々の光導波路と垂直な方向に出力する光出力手段と、前記制御光が交差した部分からの前記出力光の照射により不透明部分が透明に変化される光スイッチ層とを有し、前記シリアル光情報出力手段から出力される光情報の出力タイミング及び該光情報の前記出力面への出力位置に応じて、前記各制御光の入射タイミングが制御されることを特徴とする。
【００１６】
光スイッチ層は、制御光が交差した部分でのみ不透明部分が透明に変化される。そして、交差部分で制御光が重畳されたときの光強度のピーク値が、光スイッチ層の応答する光強度のしきい値を超えるように、光スイッチ層の感度や制御光の強度が最適化される。
【００１７】
シリアル光情報出力手段から出力された光情報は、光スイッチ層の透明に変化された部分を通過することで、出力面に出力される。そのため、シリアル光情報出力手段の出力タイミングと光情報の出力面への位置に応じて、各制御光の入射タイミングを制御することで、全光学的な走査により光スイッチデバイス上の特定のアドレスから光情報を出力することができる。
【００１８】
このことにより、画素毎に電気的な配線や機械的な駆動部等を配設することなく光情報を出力することができるので、高速かつ大容量で高密度な光情報の出力が可能となる。
また、複数の制御光を有し、制御光の交差部分で光スイッチ層を透明に切りかえる構成であるため、交差部分での光強度のピーク値等を高くすることができる。そのため、光スイッチ層の切りかえに必要な光強度等を容易に得ることができる。
【００１９】
さらに、本発明は、シリアルに光情報を出力するシリアル光情報出力手段と、該シリアル光情報出力手段から出力された光情報を光学的に第１の方向に広げる第１の光学的手段と、該第１の光学的手段により第１の方向に広げられた光情報が照射される第１の光スイッチデバイスと、該第１の光スイッチデバイスを通過した光情報を光学的に前記第１の方向へ集光しつつ、該第１の方向と異なる第２の方向に広げる第２の光学的手段と、該第２の光学的手段により第２の方向に広げられた光情報が照射される第２の光スイッチデバイスと、該第２の光スイッチデバイスを通過した光情報が出力される出力面とを備え、前記第１の光スイッチデバイスは、所定の時間変化をもつ第１の変調光が入射される第１の光導波路と、該第１の光導波路内を伝播する第１の変調光から、所定の割合の光を第１の出力光として該第１の光導波路と垂直な方向に出力する第１の光出力手段と、前記第１の出力光の照射により不透明部分が透明に変化される第１の光スイッチ層とを有し、前記第２の光スイッチデバイスは、所定の時間変化をもつ第２の変調光が入射される第２の光導波路と、該第２の光導波路内を伝播する第２の変調光から、所定の割合の光を第２の出力光として該第２の光導波路と垂直な方向に出力する第２の光出力手段と、前記第２の出力光の照射により不透明部分が透明に変化される第２の光スイッチ層とを有し、前記シリアル光情報出力手段から出力される光情報の出力タイミング及び該光情報の前記出力面への出力位置に応じて、前記第１の変調光の入射タイミング及び前記第２の変調光の入射タイミングが制御されることを特徴とする。
【００２０】
シリアル光情報出力手段から出力された光情報は、第１の光スイッチ層及び第２の光スイッチ層の透明に変化された部分を通過することで、出力面に出力される。そのため、シリアル光情報出力手段の出力タイミングと光情報の出力面への位置に応じて、第１の変調光及び第２の変調光の入射タイミングを制御することで、全光学的な走査により第１の光スイッチデバイス及び第２の光スイッチデバイス上の特定のアドレスから光情報を出力することができる。
【００２１】
このことにより、画素毎に電気的な配線や機械的な駆動部等を配設することなく光情報を出力することができるので、上記と同様に高速かつ大容量で高密度な光情報の出力が可能となる。
【００２２】
また、第１の光スイッチデバイス及び第２の光スイッチデバイスとして、例えば一画素程度の幅を有する棒状の光スイッチデバイスを用いることができる。そのため、両光導波路内での光の拡散が抑えられ、効率良く十分な強度の光で光スイッチデバイスを制御することができ、十分な変調特性を得ることができる。また、第１の変調光及び第２の変調光の光源等の低出力化を図ることができるので、ハンドリングが容易で小型な光源等を使用できる。さらに、棒状の光スイッチデバイスの幅を細くすることで簡単に画素の微細化を図ることができる。
【００２３】
さらに、本発明は、前記光出力手段はグレーティング構造又は散乱構造からなることを特徴とする。
【００２４】
このことにより、効率良く、かつ簡単な構成で光を光導波路と垂直な方向に出力することができる。
【００２５】
さらに、本発明は、前記光導波路から出力される光量は、該光導波路のいずれの地点においても均一であることを特徴とする。
【００２６】
このことにより、光量の場所むらを無くすことができる。また、光スイッチ層、第１の光スイッチ層、第２の光スイッチ層を確実に透明にしたり、２光子吸収体を確実に励起発光させることができる。
さらに、本発明は、前記第１の光出力手段及び前記第２の光出力手段は、それぞれがグレーティング構造又は散乱構造からなることを特徴とする。
さらに、本発明は、前記第１の光導波路及び前記第２の光導波路から出力されるそれぞれの光量は、該各光導波路のいずれの地点においても均一であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２７】
第２の出力光の照射により不透明部分が透明に変化され、この透明にされた部分を通過して第１の出力光が外部に出力される光スイッチ層を備えて構成したので、第１の変調光及び第２の変調光それぞれの入力タイミングを調整することで、全光学的な走査により特定のアドレスから光を出力することができる。従って、画素毎に電気的な配線や機械的な駆動部等を配設することなく光を出力することができるので、高速かつ大容量で高密度な光の出力が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明の第１実施形態（請求項１に相当する）について説明する。
本発明の第１実施形態である光アドレス装置の構成図を図１に、パネルの部分拡大断面図を図２に示す。
図１及び図２において、光アドレス装置１００は平板状のパネル１０１を備えている。このパネル１０１は、それぞれが数μｍ厚で積層された２枚の基板１１１、１２１と、一方の基板１１１に積層された光スイッチ層１３１とを有している。
【００２９】
基板１１１内には、導波方向が基板１１１の一辺と平行（以下本実施形態でｘ方向という）になるように形成されたｘ方向光導波路１１３が敷設されている。このｘ方向光導波路１１３は、基板１１１の厚さと同程度の直径が数μｍで形成され、一定のピッチで多数本設けられている。ｘ方向光導波路１１３には、例えば平板（図示略）上に配置された石英やポリマー材料が用いられたり、光ファイバ、プラスティックファイバ、フォトニックファイバ、ロッドレンズ等や、導波路機能を有するフォトニック結晶等が用いられる。
【００３０】
さらに、ｘ方向光導波路１１３は、内部を伝播する光に対し、この光を光スイッチ層１３１側に向けて垂直に出力する構造を有している。
例えば、図３に示すようにｘ方向光導波路１１３内には、光の伝播方向に対して約４５°の回折格子１１５が形成されている。そして、この回折格子１１５には入力光（後述するデータ光１６３）の波長に対してブラッグ回折条件を満たすようにグレーティングのピッチ間隔が設定されており、このピッチ間隔が例えば入力光の波長の１／（２1/2）とされている。これにより、ｘ方向光導波路１１３には、入力光（図中データ光１６３で示す）の波長の光のみを選択的に回折して垂直方向に出力する波長選択性が生じている。
また、回折格子１１５は、その位相分布がｘ方向光導波路１１３の入口１１３ａ付近と出口１１３ｂ付近とで調整されることで、入力光（データ光１６３）の入口１１３ａ付近での出力光量１６３ａと出口１１３ｂ付近での出力光量１６３ｂとの差を小さくし、ｘ方向光導波路１１３内の各位置からの均一な光出力が行えるようになっている。
【００３１】
ただし、回折格子１１５以外にも、図４に示すようにｘ方向光導波路１１３の表面やその内部に散乱構造１１６を形成することで、内部を伝播する光を光スイッチ層１３１側に向けて垂直に出力できるようにしても良い。この場合も、入口１１３ａ付近と出口１１３ｂ付近とで散乱の強さ等を変化させることで、ｘ方向光導波路１１３内の各位置からの均一な光出力が行える。回折格子１１５、散乱構造１１６は光出力手段に相当する。
【００３２】
さらに、隣接するｘ方向光導波路１１３間には、互いの間の光漏れを防止するために、光を透過しない吸収体（図示略）が設けられている。この吸収体の材料としては、導波する光の波長に対して吸収特性の大きいものを選択する。例えば、アゾ系、インジゴ系、ペリレン系、フタロシアニン系、アントラキノン系、キナクリドン系の有機顔料等が使用できる。また、カドミウム、コバルト、酸化クロム等の無機顔料も使用できる。
【００３３】
一方、図２に示すように、基板１２１内には、導波方向がｘ方向光導波路１１３と垂直（以下本実施形態でｙ方向という）になるように形成されたｙ方向光導波路１２３が敷設されている。このｙ方向光導波路１２３も、基板１２１の厚さと同程度の直径が数μｍで形成され、一定のピッチで多数本設けられている。また、ｙ方向光導波路１２３も、ｘ方向光導波路１１３と同じ材料で構成されている。さらに、ｙ方向光導波路１２３にも、内部を伝播する光（後述するアドレス光１７３）を選択的に光スイッチ層１３１側に向けて垂直に出力する構造等が形成されている（図３又は図４参照）。
【００３４】
光スイッチ層１３１は、光の照射又は非照射に伴い、数十ｐｓ〜数ｐｓ以下の応答速度で透明又は不透明が切りかえられるようになっている。この光スイッチ層１３１には、光制御型の高速応答スイッチが用いられ、例えば材料として化合物半導体や、大面積化が容易な有機色素膜等が用いられる。また、特に３次の非線形光学効果の大きい有機材料であるフタロシアニンやメロシアニン、ポリシアン、ポリジアセチレン、ポリアリーレンビニレン、ジエチルアミノニトロスチルベン、スクエアリリウム色素等が利用される。
【００３５】
そして、図１に示すように、各ｘ方向光導波路１１３には、パネル１０１の出力点から出力されるデータに相当する光パルス１６１が、光分配器１６２を経由して、データ光１６３として入力されるようになっている。このデータ光１６３には、数百〜数十フェムト秒の短パルス光等が使用される。また、データ光１６３は、光スイッチ層１３１の感度波長領域内の波長を有する光となっており、例えば近赤外光や赤外光等である。
【００３６】
一方、各ｙ方向光導波路１２３には、光源１７１から出力されたパルス光（図示略）が、光分配器１７２で分配されて、アドレス光１７３として入力されるようになっている。アドレス光１７３には、ｙ方向光導波路毎に適当な遅延が設けられている。そして、光源１７１にはナノ秒〜ピコ秒オーダーのパルスレーザが使用される。また、アドレス光１７３は、光スイッチ層１３１の感度波長領域外の波長を有する光である。
【００３７】
次に、データ光１６３及びアドレス光１７３の交差部分１３３から光が出力される原理について説明する。データ光１６３及びアドレス光１７３の交差部分１３３の機能説明図を図５に示す。
【００３８】
図５において、ｘ方向光導波路１１３に入力されたデータ光１６３は、ある割合の光を光スイッチ層１３１側に出力し続けながら、ｘ方向光導波路１１３内を伝播する。光スイッチ層１３１のうちデータ光１６３が照射された部分には、透明部分１３２が形成される。
【００３９】
一方、ｙ方向光導波路１２３に入力されたアドレス光１７３も、ある割合の光を光スイッチ層１３１側に出力し続けながら、ｙ方向光導波路１２３内を伝播する。そして、データ光１６３及びアドレス光１７３の交差部分１３３では、光スイッチ層１３１の透明部分１３２から、アドレス光１７３がｘ方向光導波路１１３及び透明とされた光スイッチ層１３１の部分を透過して、パネル１０１から垂直に出力される。結果として、アドレス光１７３はデータ光１６３により変調された光となって出力される。
【００４０】
このとき、アドレス光１７３がｘ方向光導波路１１３を透過するに際しては、ｘ方向光導波路１１３には、例えばデータ光１６３の波長の光のみを選択的に回折する回折格子１１５が形成されているため、データ光１６３と波長の異なるアドレス光１７３はｘ方向光導波路１１３を透過することができる。
また、ｘ方向光導波路１１３に例えば散乱構造１１６を形成した場合にも、パネル１０１の出力側に図示しない結像光学系（レンズ）を別途配設することで、光を集光できる。
【００４１】
以上により、データ光１６３及びアドレス光１７３の交差部分１３３から光を出力することができる。そのため、データ光１６３及びアドレス光１７３それぞれの入力タイミングを調整することで、全光学的な走査によりパネル１０１上の特定のアドレスから光を出力することができる。
【００４２】
従って、機械的な駆動部を配設することなく光を出力することができるので、ｘ方向光導波路１１３及びｙ方向光導波路１２３の直径と同程度の数μｍ角の小さな画素を実現できる。そのため、大容量でかつ高密度な光の出力が可能となる。
【００４３】
電気的な配線やトランジスタのスイッチング、機械的な駆動を介在することなく光を出力することができるので、高速表示が可能となる。また、ｘ方向光導波路１１３及びｙ方向光導波路１２３を長くすることで、大型の超多画素な２次元画像の高速表示が可能となる。
【００４４】
さらに、電気的な配線やトランジスタの駆動によらず、データ光１６３及びアドレス光１７３の伝播により全光学的な走査で光の出力が行われるため、消費電力を低くでき、パネル１０１等からの発熱を抑えることができる。
【００４５】
ここで、上記第１実施形態で用いたパネル１０１の実施例を図６に示す。
図６において、ｘ方向長１０ｃｍ及びｙ方向長１０ｃｍのパネル１０１を想定する。そして、このパネル１０１内に直径３μｍのｘ方向光導波路１１３及び直径３μｍのｙ方向光導波路１２３を、それぞれ６μｍのピッチで縦横に配置する。ｘ方向光導波路１１３はｘ方向長１０ｃｍ中に１６６６６本形成され、ｙ方向光導波路１２３はｙ方向長１０ｃｍ中に１６６６６本形成される。この結果、パネル１０１の出力点数は２億７７７５万点となる。
【００４６】
そして、パネル１０１の各ｙ方向光導波路１２３に対して図６中左方から順次アドレス光１７３を走査しつつ、多数本のｘ方向光導波路１１３に対して図６中左方から並列にデータ光１６３を入力する。この面内走査を例えば３０ｍｓで１回を行うと、１ラインの書き込みに使用する時間は最大１．８μｓとなる。
【００４７】
ここで、パネル１０１からの出力光度を見積もる。まず、データ光１６３の出力光量を算出する。
通常、光ファイバ中では、数１に示すように、光は指数関数的にＢｅｅｒ’ｓ則に従って減衰する。
【００４８】
【数１】
2005338176.tif 000003
【００４９】
ここでＩは光量、ｚ（ｍ）は伝播距離、Γ（ｄＢ／ｍ）は単位距離あたりの減衰係数である。
しかしながら、上述したようにｘ方向光導波路１１３内に回折格子１１５（図３）や散乱構造１１６（図４）を形成することで、ｘ方向光導波路１１３内の各位置からの出力光量を均一化できる。そのため、以下ではｘ方向光導波路１１３内の各位置からの出力光量が均一化されたと仮定して計算を行う。
【００５０】
データ光１６３として入力光強度１００ｍＷの光を入力する。また、光スイッチ層１３１として、スクエアリリウム色素Ｊ−会合体[Makoto Furuki, et.al. "Terahertz demultiplexing by a signal-shot time-to-space conversion using a film of squarylium dye J aggregates" Appl. Phys. lett., Vol.77, No.4, 24 July 2000]を想定する。さらに、データ光１６３として、光スイッチ層１３１のピーク感度波長である波長７８０ｎｍ近辺を使用する。
【００５１】
そして、上記条件（ｘ方向光導波路１１３の直径３μｍ、長さ１０ｃｍ、データ光１６３の入力光強度１００ｍＷ）に基づき、ｘ方向光導波路１１３からの出力光量が均一化されているとすれば、データ光１６３の単位面積当たりの出力光強度Ｅは数２のようになる。
【００５２】
【数２】
2005338176.tif 000004
【００５３】
そして、１ラインの書き込み時間を１．８μｓとすれば、その間に光スイッチ層１３１に照射できるエネルギーＰは数３のようになる。
【００５４】
【数３】
2005338176.tif 000005
【００５５】
想定した光スイッチ層１３１の感度は８００（ｆＪ／μｍ2）である。しかしながら、ピーク出力値が大きな短パルス光を使用することで、１〜２桁以上大きな光パワー照射となることを考慮すれば、変調制御が可能な範囲と予想される。
【００５６】
次に、最背面のアドレス光１７３の前面への出力光量を算出する。
アドレス光１７３として入力光強度１００ｍＷの光を入力する。また、アドレス光１７３として、光スイッチ層１３１の感度より低い波長領域を使用する。例えば、アドレス光１７３の波長は５５０ｎｍとする。
【００５７】
そして、上記条件（ｙ方向光導波路１２３の直径３μｍ、長さ１０ｃｍ、及びアドレス光１７３の入力光強度１００ｍＷ）に基づき、ｙ方向光導波路１２３からの出力光量も均一化されているとすれば、データ光１６３の場合と同様に、１回当たりのエネルギーＰは０．５９４（Ｊ／ｍ2）となる。
【００５８】
以上から、パネル１０１全体からの出力光束を求めると、開口率が２５％の場合、光出力部の総面積は２５ｃｍ2となるため、全出力光束は３０．３（ｌｍ）となる。仮に、出力端面で空間に均一に拡散したとすれば、パネル１０１からの出力光度は４．８（ｃｄ）となる。
【００５９】
次に、本発明の第２実施形態（請求項２に相当する）について説明する。
第１実施形態である光アドレス装置１００は、ｘ方向光導波路１１３及びｙ方向光導波路１２３が多数本存在するため、光分配器１６２、１７２を必要としたが、第２実施形態である光アドレス装置は、データ光及びアドレス光の入力箇所をそれぞれ１箇所とし、光分配器１６２、１７２を不要としたものである。
【００６０】
本発明の第２実施形態である光アドレス装置の構成図を図７に、パネルの部分拡大断面図を図８に示す。なお、図１及び図２と同一要素のものについては同一符号を付して説明は省略する。
図７及び図８において、光アドレス装置２００のパネル２０１は、１枚の基板（図示略）と、この基板に積層された光スイッチ層１３１とを有している。基板内には、導波方向が基板の一辺と略平行になるように形成された光導波路２１３が多数本敷設されている。
【００６１】
そして、光導波路２１３は、内部を伝播するデータ光２６３（後述する）及びアドレス光２７３（後述する）を、それぞれ独立に光スイッチ層１３１側に向けて垂直に出力するため、基板に対して約４５°の傾斜をもつグレーティング構造２１５にて形成されている。このグレーティング構造２１５は、第１実施形態の回折格子１１５と異なり、光導波路２１３内を互いに逆方向に伝播するデータ光２６３及びアドレス光２７３に対応するため、両導波方向（図８中紙面左右方向）に対して傾斜が形成されている。
【００６２】
グレーティング構造２１５の具体例としては、データ光２６３の進行方向に対しておよそ４５°の傾斜をもたせた周期構造がある。このとき、グレーティングの周期構造をデータ光２６３の波長に対してブラッグ回折条件になるように設定すれば、データ光２６３の波長の光のみを選択的に回折して垂直方向に出力することができる。そのためには、グレーティングのピッチ間隔をおよそデータ光２６３の波長の１／（２1/2）とすれば良い。
また、後述するように反対方向から入射し進行するアドレス光２７３に対しても、アドレス光２７３の進行方向に対して４５°の傾斜をもたせてアドレス光２７３の波長の光のみを選択的に回折するグレーティング構造を作製することで、データ光２６３と同じ方向の垂直方向へ光を出力できる。
【００６３】
さらに、グレーティング構造２１５以外にも光導波路２１３の表面に散乱を生じる構造（図示略）が形成されても良い。このグレーティング構造２１５等は光出力手段に相当する。
【００６４】
各光導波路２１３の両端部２１３ａ、２１３ｂには、折り返し構造２１７が形成されている。この折り返し構造２１７は、図７に示すように光導波路２１３の細線が１８０°折り返す構造や、折り返し部にミラーをもち１８０°光を反射する構造（図示略）若しくはフォトニック結晶（図示略）により効率的に、光導波路２１３内を伝播する光を１８０°折り返すようになっている。そのため、多数本の光導波路２１３は、折り返し構造２１７により一経路とされ、光がジグザグ状に伝播する光導波路束２１８を構成するようになっている。
【００６５】
そして、ジグザグ状の光導波路束２１８の一端部２１８ａはパネル２０１の一の頂点付近に形成され、この一端部２１８ａからはデータ光２６３が入力されるようになっている。データ光２６３は、光スイッチ層１３１の感度波長領域外の波長を有する光となっている。
【００６６】
一方、光導波路束２１８の他端部２１８ｂは一端部２１８ａの対角位置に配置され、この他端部２１８ｂからはアドレス光２７３が入力されるようになっている。アドレス光２７３は、光スイッチ層１３１の感度波長領域内の波長を有する光となっており、一般に近赤外光や赤外光等が使用される。
【００６７】
次に、データ光２６３及びアドレス光２７３の交差部分１３３から光が出力される原理を図８を用いて説明する。なお、図８（ａ）〜図８（ｃ）はデータ光２６３及びアドレス光２７３が交差する瞬間を時系列に順に示している。
【００６８】
図８（ａ）において、光導波路束２１８の一端部２１８ａから入力されたデータ光２６３は、ある割合の光を光スイッチ層１３１側に出力し続けながら、光導波路束２１８内を伝播する。
【００６９】
一方、光導波路束２１８の他端部２１８ｂから入力されたアドレス光２７３も、ある割合の光を光スイッチ層１３１側に出力し続けながら、光導波路束２１８内を伝播する。このとき、アドレス光２７３は光スイッチ層１３１の感度波長領域内の波長を有する光であるため、アドレス光２７３が照射された部分には、透明部分１３２が形成される。光スイッチ層１３１の応答速度はピコ秒オーダーと十分に速いため、透明部分１３２はアドレス光２７３の伝播に連れてパネル２０１内を移動する。
【００７０】
そして、図８（ｂ）及び図８（ｃ）において、データ光２６３及びアドレス光２７３の交差部分１３３では、光スイッチ層１３１の透明部分１３２から、データ光２６３が光スイッチ層１３１を透過して、パネル２０１から垂直に出力される。
【００７１】
このことにより、データ光２６３及びアドレス光２７３の交差部分１３３から光を出力することができる。そのため、データ光２６３及びアドレス光２７３それぞれの入力タイミングを調整することで、全光学的な走査によりパネル２０１上の特定のアドレスから光を出力することができる。
【００７２】
従って、画素毎に電気的な配線や機械的な駆動部等を配設することなく光を出力することができるので、第１実施形態と同様に高速かつ大容量で高密度な光の出力が可能となる。
また、本実施形態である光アドレス装置２００は、データ光２６３及びアドレス光２７３の入力箇所を光導波路束２１８の両端部２１８ａ、２１８ｂの２箇所のみとしているので、第１実施形態のように光分配器１６２、１７２を設ける必要がない。そのため、光アドレス装置２００の構成を簡略化して部品コストを低減できる。
【００７３】
次に、本発明の第３実施形態（請求項３に相当する）について説明する。
第１実施形態である光アドレス装置１００のパネル１０１や第２実施形態である光アドレス装置２００のパネル２０１では、光スイッチ層１３１が透明に切りかえられることでデータ光及びアドレス光の交差部分から光が出力されていたが、第３実施形態である光アドレス装置では、光スイッチ層１３１を備えずに光の出力を行うものである。
【００７４】
本発明の第３実施形態である光アドレス装置のパネルの構成図を図９に示す。
図９において、光アドレス装置のパネル３０１は、２枚の基板（図示略）を有している。一方の基板内には、導波方向が基板の一辺と平行（以下本実施形態でｘ方向という）になるように形成されたｘ方向光導波路３１３が多数本敷設されている。また、他方の基板内には、導波方向がｘ方向光導波路３１３と垂直（以下本実施形態でｙ方向という）になるように形成されたｙ方向光導波路３２３が多数本敷設されている。
【００７５】
さらに、この２枚の基板の間には、２光子吸収体３３１が挟装されている。２光子吸収体３３１は、周波数の異なる光が同時に吸収されることで、励起状態となり、光を放出して遷移するようになっている。そのため、この２光子過程で発生する蛍光を利用することで、異なる波長の光が同時に照射した部分（後述する交差部分３３３）でのみ発光させることができる。２光子吸収体３３１の材料としては、フォトポリマー、有機フォトクロミック材料のスピロラン系、フルギド系、ジアリールエテン系、ナフタセンキノン系材料、フォトリフラクティプ材料等がある。
【００７６】
ｘ方向光導波路３１３及びｙ方向光導波路３２３内には、それぞれｘ方向光信号３６３及びｙ方向光信号３７３が伝播されるようになっており、ｙ方向光信号３７３はｘ方向光信号３６３と波長が異なっている。
また、ｘ方向光導波路３１３及びｙ方向光導波路３２３は、例えば第１実施形態のｘ方向光導波路１１３等と同様の材料で形成され、例えば第１実施形態等と同様に内部を伝播する光を２光子吸収体３３１側に向けて垂直に出力する構造（例えばグレーティング構造や散乱構造等）を有している。
【００７７】
かかる構成において、ｘ方向光導波路３１３内を伝播するｘ方向光信号３６３とｙ方向光導波路３２３内を伝播するｙ方向光信号３７３との交差部分３３３では、ｘ方向光導波路３１３及びｙ方向光導波路３２３からの出力光が２光子吸収体３３１に吸収される。そのため、２光子吸収体３３１は交差部分３３３でのみ励起発光され、光がパネル３０１のｙ方向光導波路３２３側からｙ方向光導波路３２３を透過して垂直に出力される。
【００７８】
なお、ｙ方向光導波路３２３内を伝播するｙ方向光信号３７３は、ｙ方向光導波路３２３により２光子吸収体３３１側に垂直に出力されるため、図９中紙面手前側にｙ方向光信号３７３が直接出力されることはない。また、２光子吸収体３３１からの出力光がｙ方向光導波路３２３を透過するに際しては、第１実施形態等で説明したように、ｙ方向光導波路３２３にｙ方向光信号３７３のみを選択的に回折するグレーティング構造等を形成しておくことで、ｙ方向光信号３７３と波長の異なる２光子吸収体３３１からの出力光はｙ方向光導波路３２３を透過することができる。さらに、ｙ方向光導波路３２３に散乱構造を施した場合にも、出力側に図示しない結像光学系（レンズ）を別途配設することで、出力光を集光することができる。
【００７９】
このことにより、ｘ方向光信号３６３及びｙ方向光信号３７３の交差部分３３３のみから光を出力することができる。そのため、ｘ方向光信号３６３及びｙ方向光信号３７３それぞれの入力タイミングを調整することで、全光学的な走査によりパネル２０１上の特定のアドレスから光を出力することができる。
【００８０】
従って、画素毎に電気的な配線や機械的な駆動部等を配設することなく光を出力することができるので、第１実施形態と同様に高速かつ大容量で高密度な光の出力が可能となる。また、光スイッチ層１３１を備えずに光の出力ができるので、材料選択の自由度等を上げることができる。
【００８１】
次に、本発明の第４実施形態（請求項４に相当する）について説明する。
本発明の第４実施形態である光アドレス装置の構成図を図１０に示す。なお、図１及び図２と同一要素のものについては同一符号を付して説明は省略する。
図１０において、光アドレス装置４００は、四角形の平板状の光スイッチデバイス４０１を有している（以下本実施形態で光スイッチデバイス４０１の各辺に沿ってｘ方向、ｙ方向を定義する）。この光スイッチデバイス４０１は、基板（図示略）内に形成された光導波層４１３と、この基板に積層された光スイッチ層１３１とを備えている。なお、光導波層４１３とは、例えば第１実施形態と同様のｘ方向光導波路１１３及びｙ方向光導波路１２３を意味する。
【００８２】
この光導波層４１３には、ｙ方向に延びる１つの側面４１３ａから、レンズ４６５により光学的に広げられ、かつ平行光に近い形のｘ方向制御光信号４６３が入力されるようになっている。また、ｘ方向に延びる１つの側面４１３ｂからも、レンズ４７５により光学的に広げられ、かつ平行光に近い形のｙ方向制御光信号４７３が入力されるようになっている。これらのｘ方向制御光信号４６３及びｙ方向軸制御光信号４７３は、例えばフェムト秒レーザのような超短パルス光が用いられ、光導波層４１３への入力にはプリズムカップリング（図示略）等が利用されている。また、光導波層４１３は、例えば第１実施形態等と同様に内部を伝播する光を光スイッチ層１３１側に向けて垂直に出力する構造（例えばグレーティング構造や散乱構造等）を有している。
【００８３】
光スイッチ層１３１は、ｘ方向制御光信号４６３及びｙ方向軸制御光信号４７３の交差部分４３３でのみ不透明から透明に切りかえられるようになっている。そのため、交差部分４３３での両制御光信号４６３、４７３の重畳された光強度のピーク値が、光スイッチ層１３１の応答する光強度のしきい値を超えるように、光スイッチ層１３１の感度や両制御光信号４６３、４７３の強度が最適化されている。一方、交差部分４３３以外でのｘ方向制御光信号４６３又はｙ方向軸制御光信号４７３の光強度のピーク値が光スイッチ層１３１の応答する光強度のしきい値を超えないようにも、光スイッチ層１３１の感度や両制御光信号４６３、４７３の強度が最適化されている。
【００８４】
光スイッチデバイス４０１には、光スイッチ層１３１側で、かつこれと垂直な方向から、出力面４８３の画素Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅに相当する光情報がシリアル光信号列４８１としてシリアルに入力されるようになっている。このシリアル光信号列４８１は、レンズ４８５により光束が広げられ、光スイッチデバイス４０１全面に照射されるようになっている。光スイッチデバイス４０１に照射された光情報は、光スイッチデバイス４０１を透過したものが２次元の出力面４８３に出力されるようになっている。
【００８５】
かかる構成において、シリアル光信号列４８１に基づく光情報を出力面４８３に出力する原理について説明する。
例えば出力面４８３の画素Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅに光情報を出力する場合、各画素Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅに相当する光情報としてデジタルな光パルス列からなるシリアル光信号列４８１が生成される。そして、このシリアル光信号列４８１が順に光スイッチデバイス４０１に照射される。
【００８６】
そして、出力面４８３の画素Ａに光情報を出力する場合（図１０中出力部分４８３ａと示す）には、この出力部分４８３ａに対応する光スイッチデバイス４０１内の対応部分４０１ａを透明に切りかえる。具体的には、画素Ａに出力する光情報が光スイッチデバイス４０１に照射されているときに、このタイミングと同期して、ｘ方向制御光信号４６３及びｙ方向軸制御光信号４７３のそれぞれが対応部分４０１ａに到達するように（すなわち対応部分４０１ａに両制御光信号４６３、４７３の交差部分４３３が形成されるように）、ｘ方向制御光信号４６３及びｙ方向軸制御光信号４７３の入力タイミングを調整する。
【００８７】
これにより、画素Ａに対応する光情報が、光スイッチデバイス４０１内の交差部分４３３（すなわち対応部分４０１ａ）を透過する。なお、交差部分４３３において、光情報が光導波層４１３を透過するに際しては、第１実施形態等で説明したように、光導波層４１３に両制御光信号４６３、４７３のみを選択的に回折するグレーティング構造等を形成しておくことで、両制御光信号４６３、４７３と波長の異なる光情報（シリアル光信号列４８１）は光導波層４１３を透過することができる。また、光導波層４１３に散乱構造を施した場合にも、出力側に図示しない結像光学系（レンズ）を別途配設することで、光情報を結像することができる。
【００８８】
従って、光スイッチデバイス４０１内の交差部分４３３を透過した画素Ａに対応する光情報が、出力面４８３内の出力部分４８３ａに出力される。そして、他の画素Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅでも同様の動作を高速に行うことで、画素Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅに対応する光情報を出力面４８３に出力することができる。
【００８９】
このことにより、シリアル光信号列４８１に基づく光情報を出力面４８３にパラレルに変換して出力することができる。すなわち、ｘ方向制御光信号４６３及びｙ方向軸制御光信号４７３それぞれの入力タイミングを調整することで、全光学的な走査により光スイッチデバイス４０１上の特定のアドレスから光情報を出力することができる。
【００９０】
従って、機械的な駆動部を配設することなく光情報を出力することができるので、ｘ方向制御光信号４６３及びｙ方向軸制御光信号４７３のパルス幅程度の小さな画素を実現できる。そのため、大容量でかつ高密度な光情報の出力が可能となる。
【００９１】
電気的な配線やトランジスタのスイッチング、機械的な駆動を介在することなく光を出力することができるので、高速表示が可能となる。また、光スイッチデバイス４０１を大型化することで、大型の超多画素な２次元画像の高速表示が可能となる。
【００９２】
さらに、電気的な配線やトランジスタの駆動によらず、ｘ方向制御光信号４６３及びｙ方向軸制御光信号４７３の伝播により全光学的な走査で光情報の出力が行われるため、消費電力を低くでき、光スイッチデバイス４０１からの発熱を抑えることができる。
【００９３】
また、ｘ方向制御光信号４６３及びｙ方向軸制御光信号４７３の２本の制御光を有するため、光スイッチデバイス４０１内の各点を任意にかつ自由に、透明に切りかえることができる。そのため、交差部分４３３での光強度のピーク値を高くすることができ、光スイッチ層１３１の切りかえに必要な光強度を容易に得ることができる。
【００９４】
次に、本発明の第５実施形態（請求項５に相当する）について説明する。
第４実施形態である光アドレス装置４００は、平板状の光スイッチデバイス４０１を有していたが、第５実施形態である光アドレス装置は、棒状の光スイッチデバイスを用いて光情報の出力を行うものである。
【００９５】
本発明の第５実施形態である光アドレス装置の構成図を図１１に示す。なお、図１０と同一要素のものについては同一符号を付して説明は省略する。
図１１において、光アドレス装置５００は、一画素分の幅で形成された２本の棒状の光スイッチデバイス５０１、５０２を有している。これらの光スイッチデバイス５０１、５０２は、互いの長手方向が垂直となるように配置されている（以下本実施形態で光スイッチデバイス５０１の長手方向をｘ方向といい、光スイッチデバイス５０２の長手方向をｙ方向という）。
【００９６】
ｘ方向に向けられた光スイッチデバイス５０１（以下ｘ方向光スイッチデバイス５０１という）は、基板（図示略）内に形成された一画素分の幅のｘ方向光導波路５１３と、この基板に積層された光スイッチ層１３１Ｘとを備えている。また、ｙ方向光スイッチデバイス５０２も、ｘ方向光スイッチデバイス５０１と同一構造を有し、ｙ方向光導波路５２３と光スイッチ層１３１Ｙとを備えている。
【００９７】
ｘ方向光導波路５１３及びｙ方向光導波路５２３内には、それぞれ短パルスのｘ方向アドレス光５６３及びｙ方向アドレス光５７３が入力されるようになっている。また、ｘ方向光導波路５１３及びｙ方向光導波路５２３のそれぞれは、例えば第１実施形態のｘ方向光導波路１１３等と同様の材料で形成され、例えば第１実施形態等と同様に内部を伝播する光を光スイッチ層１３１Ｘ、１３１Ｙ側に向けて垂直に出力する構造（例えばグレーティング構造や散乱構造等）を有している。
【００９８】
光スイッチ層１３１Ｘ、１３１Ｙは、それぞれｘ方向アドレス光５６３及びｙ方向アドレス光５７３の伝播に連れて不透明から透明に切りかえられるようになっている。すなわちｘ方向アドレス光５６３やｙ方向アドレス光５７３が存在する位置に透明部分１３２Ｘ、１３２Ｙが形成されるようになっている。
【００９９】
そのため、第４実施形態と異なり、両アドレス光５６３、５７３それぞれの単独での光強度のピーク値が、光スイッチ層１３１Ｘ、１３１Ｙの応答する光強度のしきい値を超えるように、光スイッチ層１３１Ｘ、１３１Ｙの感度や両アドレス光５６３、５７３の強度が最適化されている。
【０１００】
そして、ｘ方向光スイッチデバイス５０１には、光スイッチ層１３１Ｘ側で、かつこれと垂直な方向から、シリアル光信号列４８１が入力されるようになっている。このシリアル光信号列４８１は、レンズ５８５により光学的にｘ方向に光束が広げられ、さらにレンズ５８６により光学的にｘ方向への平行光とされて、ｘ方向光スイッチデバイス５０１に照射されるようになっている。
【０１０１】
また、ｘ方向光スイッチデバイス５０１を透過した光は、レンズ５８７により光学的にｙ方向光スイッチデバイス５０２の配設位置に集光されるように光束が狭められ、その途中でレンズ５８８により光学的にｙ方向に光束が広げられて、ｙ方向光スイッチデバイス５０２の光スイッチ層１３１Ｙ側に照射されるようになっている。
【０１０２】
そして、ｙ方向光スイッチデバイス５０２を透過したものがレンズ５８９により光学的にｙ方向への平行光とされて、２次元の出力面４８３に出力されるようになっている。
【０１０３】
かかる構成において、シリアル光信号列４８１に基づく光情報を出力面４８３に出力する原理について説明する。
例えば出力面４８３の画素Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅに光情報を出力する場合、本実施形態でも各画素Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅに相当する光情報としてデジタルな光パルス列からなるシリアル光信号列４８１が生成される。そして、このシリアル光信号列４８１が順にｘ方向光スイッチデバイス５０１に照射される。
【０１０４】
そして、出力面４８３の画素Ａに光情報を出力する場合（図１１中出力部分４８３ａと示す）には、出力部分４８３ａとｙ方向光スイッチデバイス５０２を挟んで光学的に見てｘ方向の対角位置にあるｘ方向光スイッチデバイス５０１内の対応部分５０１ａを透明に切りかえる。具体的には、画素Ａに出力する光情報がｘ方向光スイッチデバイス５０１に照射されているときに、このタイミングと同期して、光スイッチ層１３１Ｘの透明部分１３２Ｘが対応部分５０１ａで形成されるように（すなわち対応部分５０１ａにｘ方向アドレス光５６３が存在するように）、ｘ方向アドレス光５６３の入力タイミングを調整する。
【０１０５】
これにより、ｘ方向光スイッチデバイス５０１内の対応部分５０１ａから画素Ａに対応する光情報が透過される。なお、対応部分５０１ａにおいて、光情報がｘ方向光導波路５１３を透過するに際しては、第４実施形態で説明したように、ｘ方向光導波路５１３にｘ方向アドレス光５６３のみを選択的に回折するグレーティング構造等を形成しておくことで、ｘ方向アドレス光５６３と波長の異なる光情報（シリアル光信号列４８１）はｘ方向光導波路５１３を透過することができる。また、ｘ方向光導波路５１３に散乱構造を施した場合にも、出力側に図示しない結像光学系（レンズ）を別途配設することで、光情報を結像できる。
そして、このｘ方向光スイッチデバイス５０１の対応部分５０１ａを透過した画素Ａに対応する光情報は、レンズ５８７、５８８により、ｙ方向光スイッチデバイス５０２に照射される。
【０１０６】
このとき、ｙ方向光スイッチデバイス５０２では、出力部分４８３ａとｙ方向位置が対応する対応部分５０２ａが、透明に切りかえられる。具体的には、画素Ａに出力する光情報がｙ方向光スイッチデバイス５０２に照射されているときに、このタイミングと同期して、光スイッチ層１３１Ｙの透明部分１３２Ｙが対応部分５０２ａで形成されるように、ｙ方向アドレス光５７３の入力タイミングを調整する。
【０１０７】
これにより、ｙ方向光スイッチデバイス５０２内の対応部分５０２ａを透過した画素Ａに対応する光情報が、出力面４８３内の出力部分４８３ａに出力される（光情報がｙ方向光導波路５２３を透過する原理は上記のｘ方向光スイッチデバイス５０１側と同様である）。そして、他の画素Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅでも同様の動作を高速に行うことで、画素Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅに対応する光情報を出力面４８３に出力することができる。
【０１０８】
このことにより、シリアル光信号列４８１に基づく光情報を出力面４８３にパラレルに変換して出力することができる。すなわち、ｘ方向アドレス光５６３及びｙ方向アドレス光５７３それぞれの入力タイミングを調整することで、全光学的な走査により光スイッチデバイス５０１、５０２上の特定のアドレスから光情報を出力することができる。
【０１０９】
従って、画素毎に電気的な配線や機械的な駆動部等を配設することなく光情報を出力することができるので、第４実施形態と同様に高速かつ大容量で高密度な光情報の出力が可能となる。
【０１１０】
また、第４実施形態と比べ棒状の光スイッチデバイス５０１、５０２により光アドレス装置５００が構成されるため、部品の作製が容易であり、コストを低減できる。さらに、本実施形態では、棒状の細い両光導波路５１３、５２３の中にアドレス光５６３、５７３を閉じ込めるため、光の拡散が抑えられ、効率良く十分な強度の光で光スイッチデバイス５０１、５０２が制御でき、十分な変調特性が得られる。また、光アドレスの光源（図示略）の低出力化が図られるので、ハンドリングが容易で小型なファイバ出力のパルスレーザ光源が使用できる。さらに、棒状の光スイッチデバイス５０１、５０２の幅が出力画像の画素幅を決定するため、この幅を細くすることで簡単に出力画像の画素の微細化が図れる。
【図面の簡単な説明】
【０１１１】
【図１】本発明の第１実施形態である光アドレス装置の構成図
【図２】パネルの部分拡大断面図
【図３】光導波路の一例
【図４】図３の別例
【図５】データ光及びアドレス光の交差部分の機能説明図
【図６】パネルの実施例
【図７】本発明の第２実施形態である光アドレス装置の構成図
【図８】パネルの部分拡大断面図
【図９】本発明の第３実施形態である光アドレス装置のパネルの構成図
【図１０】本発明の第４実施形態である光アドレス装置の構成図
【図１１】本発明の第５実施形態である光アドレス装置の構成図
【符号の説明】
【０１１２】
１００、２００、４００、５００  光アドレス装置
１０１、２０１、３０１  パネル
１１１、１２１  基板
１１３、１２３、２１３、３１３、３２３、５１３、５２３  光導波路
１１５  回折格子
１１６  散乱構造
１３１  光スイッチ層
１６３、２６３  データ光
１７３、２７３、５６３、５７３  アドレス光
２１５  グレーティング構造
３３１  ２光子吸収体
３６３、３７３  光信号
４０１、５０１、５０２  光スイッチデバイス
４１３  光導波層
４６３、４７３  制御光信号
４８１  シリアル光信号列
４８３  出力面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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