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公開番号2025079731
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-22
出願番号2023192590
出願日2023-11-10
発明の名称光スイッチング素子
出願人シンテック株式会社
代理人個人
主分類G02F 1/29 20060101AFI20250515BHJP(光学)
要約【課題】広い範囲を自在に走査でき、しかも光の伝搬効率を高めることが可能な光スイッチング素子を提供する。
【解決手段】液晶素子からなる液晶セル層11、21と、液晶セル層11、21の出射側に設けられ、偏光に応じて回折する偏光回折格子からなる回折層12、22とを有する1以上の第1基板1及び1以上の第2基板2が積層されて構成され、最下層にある基板1、2の液晶セル層11、21に光ビームを入射する光源部3と、各基板1、2における液晶セル層11,21に対して電圧をそれぞれ印加自在とした電圧印加部5とを備え、第1基板1における回折層12と第2基板2における回折層22は互いに回折方向が異なるように配置されていることを特徴とする。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
液晶素子からなる液晶セル層と、上記液晶セル層の出射側に設けられ、偏光に応じて回折する偏光回折格子からなる回折層とを有する１以上の第１基板及び１以上の第２基板が積層されて構成され、最下層にある基板の液晶セル層に光ビームを入射する光入射手段と、
上記各基板における液晶セル層に対して電圧をそれぞれ印加自在とした電圧印加手段とを備え、上記第１基板における回折層と第２基板における回折層は互いに回折方向が異なるように配置されていることを特徴とする光スイッチング素子。
続きを表示（約 450 文字）【請求項２】
上記第１基板における回折層と第２基板における回折層は互いに回折方向が直交するように配置されていることを特徴とする請求項１記載の光スイッチング素子。
【請求項３】
上記光入射手段により入射された光ビームについて上記液晶セル層に印加された電圧に応じて偏光を変化させ、その変化させた光ビームの偏光に応じて上記回折層における回折方向を変化させることを、最下層の上記基板から最上層の上記基板に至るまで順次実行することにより、最上層の上記基板の回折層から出射される光ビームの出射位置を制御することを特徴とする請求項１記載の光スイッチング素子。
【請求項４】
上記液晶セル層は、スメクチック液晶、ネマチック液晶、強誘電性液晶の何れかの液晶素子からなることを特徴とする請求項１記載の光スイッチング素子。
【請求項５】
上記液晶セル層は、位相差板が更に積層されたスメクチック液晶の液晶素子からなることを特徴とする請求項４記載の光スイッチング素子。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、出射される光ビームの出射位置を制御する光ビームステアリングデバイスに関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
従来より、液晶素子と偏光回折格子とを組み合わせた各種デバイスが提案されている。中でも自動車やロボット用ＬＩＤＡＲへの応用を前提とし、光ビームの出射位置を自在に制御可能な光スイッチング素子への応用も検討されている（例えば、特許文献１～４参照。）。
【０００３】
特許文献１の開示技術によれば、複数の透明電極と複数の透明スペーサが積層された積層体が、液晶内に正極と負極で交互に配列された電極を備えているので、電極に電圧を加える際の方向を透明電極と平行にすることができる。
【０００４】
特許文献２の開示技術によれば、液晶パネルの表裏に傾斜部材であるシリコンウェッジを点対称となるように張り付け、液晶基板に入射される光ビームＬに角度を生じさせることを特徴としている。これにより、ダイレクターに対して斜めに光ビームＬを照射し、リターデーションを生じさせることができる。
【０００５】
特許文献３の開示技術によれば、液晶材料を覆う光配向層について、円偏光の回転方向が互いに反対である２つの干渉光ビームを使用して露光されることにより物理的に変化した感光性ポリマーで構成する。これにより、光伝送ネットワーク機器用の再構築可能な光挿入／分岐マルチプレクサへ応用することができ、通信容量を動的に増減できる。
【０００６】
特許文献４の開示技術によれば、液晶と光の位相（偏光）を制御する位相パネルと光の位相（偏光）により複屈折する偏光グレーティングプレートとからなる積層構造で光偏向素子を構成することで高速スイッチを実現することもできる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
ＷＯ２０２２／１８１７８１号公報
特開２０２０－１０６６１６号公報
特表２０１５－５０５９９５号公報
ＷＯ２０１８／１１０４３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
近年において特に広い範囲を自在に走査できる光スイッチング素子に対するニーズが高まっている。これに加えて、光の伝搬効率を高めることが可能な光スイッチング素子に対する社会的な要請も高まっている。従って、上述した特許文献１～４の開示技術に加え、さらにこれらの要請に応えることができる光スイッチング素子の技術の提案が求められている。
【０００９】
そこで、本発明は、上述した問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的とするところは、広い範囲を自在に走査でき、しかも光の伝搬効率を高めることが可能な光スイッチング素子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
第１発明に係る光スイッチング素子は、液晶素子からなる液晶セル層と、上記液晶セル層の出射側に設けられ、偏光に応じて回折する偏光回折格子からなる回折層とを有する１以上の第１基板及び１以上の第２基板が積層されて構成され、最下層にある基板の液晶セル層に光ビームを入射する光入射手段と、上記各基板における液晶セル層に対して電圧をそれぞれ印加自在とした電圧印加手段とを備え、上記第１基板における回折層と第２基板における回折層は互いに回折方向が異なるように配置されていることを特徴とする。
（【００１１】以降は省略されています）

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