JPH03287120A

JPH03287120A - 透過型空間光変調器

Info

Publication number: JPH03287120A
Application number: JP8718590A
Authority: JP
Inventors: Nozomi Okochi; 大河内　望; Hiromitsu Takenaka; 博満竹中
Original assignee: Victor Company of Japan Ltd
Current assignee: Victor Company of Japan Ltd
Priority date: 1990-03-31
Filing date: 1990-03-31
Publication date: 1991-12-17

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。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、光情報の変換処理にかかるものであり、特に
、動・静止画像のアナログ並列処理や表示に好適な透過
型空間光変調器の改良に関するちのである。

［従来の技術〕従来の透過型空間光変調器としては、例えば、１９８９
年、秋、応用物理学会講演会予稿集。

２８ｐ−２０−５に開示されたものがある。第４図には
、かかる従来技術が示されている。同図において、透過
型の空間光変調器５０は、ＢＳＯ結晶による光導電体層
５２と、ポリマ及びネマチック液晶からなる液晶複合体
による光変調体層５４とが積層された構造となっている
。そして、これらは、ＩＴＯによる透明電極５６．５８
に挟まれており、両透明電極間には、駆動用の電源６０
が接続されている。

このような空間光変調器５０には、矢印ＦＡの方向から
書込み光の入射が行なわれる。情報の書込みが行なわれ
る光導電体層５２を構成するＢＳＯ結晶は、青色光のみ
に感度を有する。このため、情報書込みには、Ａｒレー
ザ（尤＝４８８　ｎｍ）が用いられ、これがグイクロイ
ックミラー６２を介して光導電体層５２に所望の画像パ
ターンで照射される。これによって、レーザ光に含まれ
ている画像情報が電荷像として蓄積される。なお、この
情報書込みのレーザ光は、空間光変調器５０を透過する
がフィルタ６４でカットされてスクリーン側には出力さ
れない（同図点線参照）。

次に、書き込まれた情報の読出しは、矢印ＦＢの方向か
ら入射する読出し光によって行なわれる。この読出し光
としては、光導電体層５２のＢＳＯ結晶において感度の
ないＨｅ−Ｎｅレーザ光（Ｌ＝６３３ｎｍ）が用いられ
、グイクロイックミラー６２で反射されて空間光変調器
５０に入射する。ところで、上述した情報の書込みによ
って光導電体層５２に形成された電荷像に応した電界は
、光変調体層５４に作用する。このため、読出し光は光
変調体層５４によって電荷像に相当する変調を受けるこ
ととなる。

変調を受けた読出し光は、フィルタ６４を透過してレン
ズ６６で一度集光され、更に絞り６８を透過してスクリ
ーン７０に達し、読出し画像の投写が行なわれることと
なる（同図−点鎖線参照）。

［発明が解決しようとする課題］しかしながら、以上のような従来例においては、光導電
手段としてＢＳＯ結晶が用いられている。このため、■
空間光変調器の製造工程で高精度な研磨を必要とする。

■大面積化が困難で製造コストも高い、■情報の書込み
光、読出し光の波長が制限されてしまうなどの不都合が
ある。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたもので、高度な製
造技術を必要とせず、大面積化も可能で、光の波長や材
料に対する適用範囲の広い透過型空間光変調器を提供す
ることを、その目的とするちのである。

［課題を解決するための手段］本発明は、入射光像に対応する電荷像が形成される光導
電部と、前記電荷像に応じた光変調が行なわれる光変調
部とが積層されており、前記光導電部側から情報の書込
み光、読出し光の入射が行なわれる透過型空間光変調器
において、前記書込み光と読出し光との切換えに同期し
て、前記光変調部を前記光導電部に対して相対的に一定
量変位させる変位手段を備えるとともに、この変位手段
の変位方向及び変位量に対応する間隔で、前記光導電部
に感光部と透明部とを交互に配列したことを特徴とする
ちのである。

［作用］本発明によれば、情報の書込み時は、光導電部の感光部
に書込み光が入射することによって、情報の書込みが行
なわれる。情報の読出し時は、光導電部の透明部を介し
て読出し光が光変調部に入射するが、このとき、変位手
段による相対的な変位が同期して行なわれる。このため
、読出し光は、光変調部のうち前記感光部に形成された
電荷像による電界の影響を受けた部分に入射し、これに
よって情報の読出しが行なわれる。

［実施例コ以下、本発明にかかる透過型空間光変調器の一実施例に
ついて、添付図面を参照しながら説明する。最初に、第
１図を参照しながら、本実施例の構成について説明する
。

同図において、空間光変調器１０の光変調体層１２の書
込み光及び読出し光の入射側には、緩衝層１４を挟んで
光導電体層１６が積層して設けられている。これらの光
変調体層１２．緩衝層１４、光導電体層１６は、透明電
極１８．２０によって挟まれている。

これらのうち、透明電極１８の読出し光出射側には、ガ
ラス基板２２が積層して形成されている。また、他方の
透明電極２０の読出し光入射側には、ガラス基板２４１
反射防止膜２６が順に積層して形成されている。

更に、緩衝層１４からガラス基板２２に至る積層部分の
底部には、振動体２８が設けられている。この振動体２
８には、駆動用の電源３０が接続されている。なお、上
述した透明電極１８゜２０間にも、同様に駆動用の電源
３２が接続されている。

以上の各部のうち、光変調体層１２としては、例えば印
加された電界の強度分布に応じて読出し光の強度状態を
変化させる高分子・液晶複合膜が用いられている。この
高分子・液晶複合膜は、高分子マトリクス中に液晶が多
数分散して保持された散乱型の光変調体である。緩衝層
１４は、例えば体積抵抗率が１０１５Ω・ｃｍ以上、光
学的に透明で可撓性のある材料によって形成されており
、合成樹脂などが用いられている。

次に、光導電体層１６は、光の入射によって電荷像が生
成される感光部１６Ａと、入射光を透過する透明部１６
Ｂとによって構成されている。感光部１６Ａは、例えば
ａ−３ｉ：Ｈ（水素化アモルファスシリコン）が用いら
れている。感光部１６Ａと透明部１．６　Ｂとは、書込
み光（ないし読出し光）の光軸と垂直方向に縞状又は格
子状に形成されている。別置すれば、後述する振動が行
なわれる方向に交互に一定の間隔となるように、感光部
１６Ａと透明部１６Ｂとが各々配置されている。

次に、透明電極１８．２０としては、例えばＴ　Ｔ　Ｏ
（Ｉｎｄｉｕｍ　Ｔｉｎ　０ｘｉｄｅｌが用いられてい
る。

また、振動体２８としては、例えば圧電性セラミックが
用いられている。この振動体２８に電源３０によって電
圧が印加されると、前記緩衝層１４を挟んだ前後の部分
、すなわち光導電部１０Ａと光変調部１０Ｂとが相対的
に変位するようになっている。このときの変位量は、前
記光導電体層１６における感光部１６Ａと透明部１６Ｂ
との間隔ないしピッチと一致するようになっている。な
お、この電源３０の印加と、書込み光、読出し光間の変
調器入射切換えは、同期して行なわれるようになってい
る。

次に、以上のように構成された実施例の作用について、
第２図及び第３図を参照しながら説明する。最初に、第
２図を参照しながら、空間光変調器１０に対する情報の
舎込み時の動作について説明する。

この場合には、電源３０による振動体２８の駆動は行な
われない。このため、空間光変調器１０の光導電部１０
Ａと光変調部１０Ｂとの間の変位はなく、上述した第１
図と同様の状態にある。所望される情報を含む書込み光
は、同図に矢印Ｆ］で示すように、空間光変調器１０に
入射し、反射防止膜２６．ガラス基板２４．透明電極２
０を順に各々透過して光導電体層］６に到達する。

すると、光導電体層１６における感光部１６Ａの電気抵
抗値は、それに入射した書込み光による光学像に対応し
て変化する。別置すれば、書込み光によって電子−正孔
対が生成され、これの分離が行なわれる。分離された電
荷は、光導電体層１６と緩衝層１４との境界面に達し、
光導電体層１６に入射した書込み光による光学像に対応
した電荷像がその境界面に生しることとなる。

ところで、光導電体層１６に入射した書込み光のうち、
感光部１６Ａに入射した光は、上述したように吸収され
て境界面に電荷像を生しせしめる。しかし、透明部１６
Ｂに入射した光は、矢印Ｆ２で示すように、透明部１６
Ｂ、緩衝層１４を順に透過する。そして、更に光変調体
層１２に入射すると、ここで散乱・吸収される。詳述す
ると、光変調体層１２のうちの透明部１６Ｂに対応する
部分（ハツチングなし）は、前記電荷像による影響を受
けないため、液晶の分子がランダムな状態にある。この
ため、入射光は、上述したように散乱されるようになり
、空間光変調器１０から出力されることはない。

このようにして生成された電荷像による電界は、緩衝層
１４を介して光変調体層１２に作用する。この電界の強
度分布は、電荷像の分布、すなわち書込み光の光学像に
対応している。光変調体層１２では、作用している電界
に応じて光の透過状態が変化する。例えば、ネマヂック
液晶の分子の光学軸が電界方向となるように変化し、こ
れによって光の透過状態が変化する。

この状態で、書込み光の投射と読出し光の投射の切換え
が行なわれ、情報の読出しの動作が開始される。また、
かかる切換えに同期して、電源３０による振動体２８の
駆動も行なわれ、空間光変調器１０の光導電部１０Ａと
光変調部１０Ｂとの間の相対的な変位が行なわれる。第
３図には、かかる変位時の状態が示されている。

読出し光は、同図に矢印Ｆ３で示すように空間光変調器
１０に入射する。この読出し光は、反射防止膜２６．ガ
ラス基板２４．透明電極２０．光導電体層１６の透明部
１６Ｂ、緩衝層１４を順に透過して、光変調体層１２に
到達する。

ところで、この状態では、前記振動体２８による変位に
より、光導電体層１６の透明部１６Ｂを透過した光は、
光変調体層１２のうちの電荷像による電界の影響を受け
た部分に入射する（矢印Ｆ４参照）。このため、読出し
光は、光変調体層１２で変調され、更に透明電極１８．
ガラス基板２２を順に透過して、矢印Ｆ５の如く出射さ
れるようになる。すなわち、書込み光に含まれている被
写体の光学像に対応する光学像情報が、読出し光によっ
て読み出されて出力されることとなる。

なお、上述した振動体２８による変位によって、光導電
体層１６と緩衝層１４との境界面に生（１じていた電荷像は変化し、従ってその電界も変化してし
まう。しかし、光変調体層１２の高分子・液晶複合膜の
応答速度は、立ち上がりが約１ミリ秒から数十ミリ秒、
立ち下がりが数十ミリ秒以上である。従って、適宜の時
間内に読出し光の照射を行なうようにすれば、光学像情
報の読出しは十分可能である。また、読出し光照射時に
光導電体層１６の感光部１６Ａに到達した光は、感光部
１６Ａで吸収されるので、読出し光像に影響を及ぼすこ
とはない（矢印Ｆ６参照）。

以上のような書込み（第２図）、読出しく第３図）の動
作が連続して繰り返し行なわれることによって、書込み
光に含まれる光学像情報は安定に読み出される。

このように、本実施例によれば、次のような効果がある
。

＋１１光導電手段としてＢＳＯのような結晶を用いてい
ないので、製造工程における高精度な研磨などの加工を
必要とせず、大面積化も容易で製造コストも低い。

　２（２）また、読出し光の波長が光導電体層によって制限
を受けないなど、光導電体層や光変調体層として種々の
材料や特性のちのを用いることができる。従って、情報
の書込みや読出しを行なう光として種々のものが使用可
能である。特に、書込み光、読出し光として白色光を用
いるようにすると、光の利用効率が向上する。

なお、本発明は、何ら上記実施例に限定されるちのでは
なく、例えば、振動体２８を光導電部１０Ａ側に設ける
ようにしてもよい。また、各部に使用する材料も、前記
実施例に示したもの以外の６のを用いてよい。

［発明の効果］以上説明したように、本発明にかかる透過型空間光変調
器によれば、情報の書込み光と読出し光との切換えに同
期して光変調部を光導電部に対して相対的に一定量変位
させるとともに、この変位方向、変位量に対応する間隔
て光導電部に感光部と透明部とを交互に配列することと
したので、次のような効果がある。

（１１結晶を使用する場合の不都合が解消され、高度な
製造技術を必要とせず、大面積化も可能でコスト的にも
有利となる。

（２）情報の書込み、読出しに使用する光の波長や各部
に使用する材料の制限が緩和され、適用範囲が広くなる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかる透過型空間光変調器の一実施例
を示す構成図、第２図及び第３図は前記実施例の作用を
示す説明図、第４図は従来例を示す説明図である。１０・・・空間光変調器、ＩＯＡ・・・光導電部、１０
Ｂ・・・光変調部、１２・・・光変調体層、１４・・・
緩衝層、１６・・・光導電体層、１６Ａ・・・感光部、
１６Ｂ・・・透明部、１８．２０・・・透明電極、２２
゜２４・・・ガラス基板、２６・・・反射防止膜、２８
・・・振動体（変位手段）、３０．３２・・・電源。

Claims

【特許請求の範囲】入射光像に対応する電荷像が形成される光導電部と、前
記電荷像に応じた光変調が行なわれる光変調部とが積層
されており、前記光導電部側から情報の書込み光、読出
し光の入射が行なわれる透過型空間光変調器において、前記書込み光と読出し光との切換えに同期して、前記光
変調部を前記光導電部に対して相対的に一定量変位させ
る変位手段を備えるとともに、この変位手段の変位方向
及び変位量に対応する間隔で、前記光導電部に感光部と
透明部とを交互に配列したことを特徴とする透過型空間
光変調器。