JPH0377926A - 双安定型空間光変調器およびその制御方法 - Google Patents

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〕 本発明は空間光変調器に係り、特に画像やデータパター
ンなどの光学的な２次元情報の２値化。

増幅、記録、アナログ・ディジタル変換、ディジタル論
理計算および表示などの諸機能を有する双安定型の空間
光変調器に関する。

〔開示の内容〕

この発明は、光の振幅あるいは偏光を制御し、画像やデ
ータパターンのような２次元情報を空間的に処理・表示
する空間光変調器に関するもので、■光学的な２次元情
報を電気的な２次元情報に変換する透明な光伝導層と、
この電気情報を光吸収や旋光能などの光学的特性に変換
するねじれた配向のゲストホスト液晶からなる電気光学
層を密着し、その両端面に透明電極を付けた空間光変調
器を用いて、光伝導層に感応するスペクトルを持つ直線
偏光の２次元の光情報を電気光学層から入射し、光伝導
層から出射する直線偏光を出力光とする、■かつ光伝導
層側から２次元のバイアス光あるいは信号光を入射する
か、あるいは■ないし■において電気光学層に吸収され
ず光伝導層に感応しない波長の光を電気光学層から入射
し光伝導層からこれを読み出すことにより、入射光のあ
る強度に対して出射光が２つの安定な状態を持つ光双安
定特性や、ある入射光強度を閾値として出力光強度が２
値化される微分利得特性などを実現し、２次元光信号の
２値化、増幅、記録、アナログ・ディジタル変換、２次
元情報間のディジタル論理演算およびデイスプレィなど
を実行できるようにしたものである。

〔従来の技術〕

双安定型空間光変調器は画像などの２次元の光信号をデ
ィジタル処理できるため、画像の論理演算９画像の記−
録、アナログ・ディジタル変換などを行う素子として信
号処理、論理処理などの分野、あるいはデイスプレィな
どに幅広い応用がある。

従来の双安定型空間光変調器としては以下に示す素子が
ある。

（１）第１４図に示すような、液晶ライトバルブ１２、
偏光子１３．鏡１４．半透過鏡１５およびレンズ１６を
組み合わせて、液晶ライトバルブ前面からの反射光を液
晶ライトバルブの裏面に帰還する素子（ｌＪ、Ｈ，Ｇｅ
ｒｌａｃｈ他：　０ｐｔｉｃａｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉ
ｎｇ；Ｖｏｌ。

１９、Ｎｏ、４．ｐｐ、４５２−４５５．１９８０参照
）。

（２）第１５図に示すような、２個の偏光子１３（ポラ
ロイドフィルム）の間に液晶セル４を挿入し、光伝導素
子３と液晶セル４の透明電極２を結線した素子（Ａ、＾
、Ｖａｓｉｌｅｖ　　他：Ｍｉｋｒｏｅｌｅｋｔｒｏｎ
ｉｋａ；Ｖｏｌ、９．Ｎｏ、１．ｐｐ、８７−８９．１
９８０または＾、Ａ、Ｖａｓｉｌｅｖ他：０ｐｔｉｋＨ
Ｖｏ１．６７、Ｎｏ、３．ｐｐ、２２３〜２３６．１９
８４参照）。

（３）第１６図に示すような、液晶層４と光伝導層３を
密着しその両端面に透明電極２を付着した素子（１，Ｎ
、にｏｍｐａｎｅｔｓ他：　０ｐｔｉｃｓ　　Ｃｏｍｍ
ｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ；Ｖｏｌ、３Ｂ、Ｎｏ、５．９ｐ
、４１５−４１６．１９８１参照）。

（４）第１７図に示すような、液晶層４の両側に誕電体
鏡１７を付着したファブリ・ベロー型共振器に光伝導層
３を密着し、その両端面に透明電極２を付着した素子（
１，Ｎ、Ｋｏｍｐａｎｅｔｓ他：前掲誌Ｖｏ１．３６．
Ｎｏ、５．ｐｐ、４１７−４１８．１９８１参照）。な
おファブリ・ベロー型共振器については、例えばＦ、＾
、Ｊｅｎｋｉｎｓ　　他：　　”　　Ｆｕｎｄａｍｅｎ
ｔａｌｓ　　ｏｆ　　０ｐｔｉｃｓｐｐ、３０１−３０
２に記載されている。

（５）第１８図に示すような、光伝導層３と液晶Ｊｉｌ
ｉ４の間に偏光フィルムｔａ（ポリビニルアルコール）
およびガラス１を挿入して、これら４層を密着しその両
端面に透明電極２を付着した素子（Ｋ、Ｔａｋｉｘａｗ
ａ他：＾ｐｐｌｉｅｄ　Ｐｈｙｓｉｃ　Ｌｅｔｔｅｒｓ
；Ｖｏｌ。

５３、Ｎｏ、２４．ｐｐ、２３５９−２３８１，１９８
８参照）。

（発明が解決しようとする課題） 上述した従来技術の双安定型空間光変調器には、以下に
記述する欠点があった。

第１４図に示した素子では鏡およびレンズを用いて光帰
還を行うため、構成が大掛かりになる、機械的な振動に
弱い、光学的な位置調整が困難である、などの欠点を持
つていた。

第１５図に示した素子では、液晶セルと光伝導素子を電
気的に結線しているため、２次元情報を処理するために
は光伝導素子を空間的に配列し、かつ膨大な配線を必要
とするなどの欠点を持っている。また＾、＾、Ｖａｓｉ
ｌｅｖらの前掲０ｐｔｉｋの論文には、液晶セルと光伝
導素子の間にポラロイドフィルムを挿入し、これらを密
着してその両端面に透明電極を設ける素子が提案されて
いるが、この素子では、光照射により光伝導層の抵抗が
低下しこの層に加えられていた電圧が減少するとき、電
圧の変動成分の大部分は液晶セルを構成するガラス層や
ポラロイドフィルムに印加されるため、液晶の電気光学
的特性を変えることは、困難であるという欠点があった
。

第１６図に示した素子では、−様方向の配向を持つゲス
トホスト型液晶が用いられているため、ある入射光強度
に対し２つの出射光強度を持ついわゆる双安定性におい
て、これら出射光強度の差（コントラスト）が小さい、
出射光は不透明な光伝導層での反射で得られるため、光
伝導層以外からの反射光が混入してコントラストが劣化
しやすい、また出射光は光伝導層による吸収と液晶層を
２度通通する際に大きな吸収を受けて、損失が大きく光
の利用効率が悪い、などの欠点があった。

第１７図に示した素子は、ファブリ・ベロー共振器と同
じ構造を有しているため、特定の波長の光しか利用でき
ない、液晶の厚さを光の波長オーダーで均一にする必要
があり素子製作が困難である、などの欠点を持っていた
。

第１８図に示した素子は、透明電極間に液晶層、配向層
および光伝導層の他に、偏光フィルムやガラス層が含ま
れ電圧の一部がこれら２層にも印加されるため、高い駆
動電圧が必要となる、柔軟な偏光フィルム（ポリビニル
アルコール）を液晶層と光伝導層の間に均一な厚みで挟
み込むことが困難、相補的な履歴特性が得られない、な
どの欠点があった。

すなわち、従来の素子は、 （１）　鏡およびレンズを用いて光帰還を行うため、コ
ンパクトな構成が困難、 （２）液晶セルと光伝導素子をセルごとに電気配線する
ため、膨大な配線を必要とし実現困難、（３）−様な配
向のゲストホスト型液晶が用いられ、しかも反射方式で
読み出しを行うため、コントラストが低く光の利用効率
が悪い、（４）光の波長オーダーの製作精度を必要とし
、製作が困難、 （５）製作において、液晶層と光伝導層の間に柔軟な偏
光フィルムを均一な厚みで挟み込むことが困難、 などの欠点を有していた。

本発明は上述した従来の欠点を解決し、特にそれを用い
て画像やデータパターンなどの光学的な２次元情報の２
値化、増幅、記録、アナログ・ディジタル変換、ディジ
タル論理演算および表示などを実行し得る素子を提供す
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〕

本発明素子は２枚の透明Ｍ、極の間に、特定波長域の光
を吸収して抵抗率が減少する透明な光伝導層、２色性色
素が液晶層中に混入され電界によって液晶層の光学的特
性が変化するねじれた配向のゲストホスト型液晶層およ
び液晶層の両面に設けられ液晶層の配向層を揃えるため
の配向層とが配設されていることを特徴とする。

本発明制御方法は２枚の透明電極の間に、特定波長域の
光を吸収して抵抗率が減少する透明な光伝導層、２色性
色素が液晶層中に混入され電界によって液晶層の光学的
特性が変化するゲストホスト型液晶層および液晶層の両
面に設けられ液晶層の配向を揃えるための配向層とが配
設されている双安定型空間光変調器の透明電極に交流電
圧を印加し、液晶層側から２次元光信号を入射すること
を特徴とする。

〔作　用〕

本発明の双安定型空間光変調器は、鏡やレンズを用いず
に帰還を行うので、第１４図に示した従来の素子の問題
点を解決し、光照射による光伝導層の電圧変化を効率的
に液晶層に伝える構造としたので第１５図に示した素子
の問題点を解決し、素子内に偏光フィルムを含まないた
め駆動電圧の低減化ができるので第１８図に示した素子
の問題点を解決できる。さらに素子製作が第１７図、第
１８図に示した従来素子と比べて容易である。さらに、
ゲストホスト液晶層をねじれた配向にしたことによりコ
ントラストが高く、透明な光伝導層を用いて透過方式と
することで光の利用効率が高く、また光伝導層や２色性
色素に吸収されない波長の光で読み出すことにより、相
補的な履歴特性が得られるなどの特徴を有する。

〔実施例〕

以下に本発明の実施例について図面を参照して説明する
。

第１図に本発明による双安定型空間光変調器の斜視図を
示す。本実施例は、透明電極２を付着したガラス基板１
１透明電極２を付着した透明な光伝導層３、ねじれた配
向を持つゲストホスト型液晶層４、および配向層５を含
む。液晶材料として、吸収異方性を持つ２色性色素を混
入したネマティックまたはコレステリック液晶を用いて
、印加電界による液晶の分子配向の変化に対し、２色性
色素の分子が追従して配向することによって生じる光吸
収率の変化、いわゆるゲストホスト効果を利用して双安
定の光変調動作を行う。２色性色素は可視光の全域を吸
収するか、あるいは光伝導層が感応する波長域のみを効
率よく吸収する特性を持つ。その−例として、試作素子
に用いた２色性色素は、第２図の吸収強度の波長依存性
に示すように、光伝導層の感度の高い青色光などの短波
長の光を最も強く吸収する。また光伝導層は、Ｂｉ１２
Ｇｅ０２ｇ、Ｂｉ＋２ＳｉＯ２ｏ、ＣｄＳ、ＣｄＳｅ、
Ｓｅ、５ｅＴｅ。

ＧａＡｓ、ＧａＰ、ＳｉおよびアモルファスＳｔ膜など
光照射により抵抗率が大きく変化する材料からなる。な
お、この中で第２図の２色性色素の光吸収スペクトルに
最もよく対応する材料として、［１ｉ１２Ｇｅ０２゜。

Ｂ１１２ＳＩＯｚｏがあげられる。

−例として、試作した本素子の主要素である光伝導層（
Ｂｉ１２Ｇｅ０２６）および電気光学層（ゲストホスト
液晶層）の厚みは、それぞれ１．７　ｍｍおよび９μ■
であり、素子面積は４　ｃｍ”である、なお液晶層は交
流駆動を必要とするため、第１図に示すように透明電極
に交流電圧６（振幅ＶＯ）を印加して本素子を使用する
。

次に本素子が双安定動作を示すことを説明する。第１図
に示すように、９０°ねじれた配向を持つゲストホスト
液晶側から、液晶前面（透明電極側）おける２色性色素
の配向方向と同じ方向に直線偏光した青色光などの短波
長の光フを入射する。その場合、このねじれた配向の液
晶層は２色性色素の吸収異方性に起因するゲストホスト
効果により、第３図の実線に示すような透過光強度対印
加電圧（Ｖ）特性（電圧変調特性）を示す、ここで第３
図の破線は平行配向の特性であり、同図より配向方向を
９０°ねじることで、印加電圧に対する立ち上がりがシ
ャープになることが分かる。電圧変調特性が鋭い閾値特
性を有することは、本素子の双安定動作のコントラスト
を高める効果がある。

入射光７（Ｐ＋）が少ない場合に駆動電圧の大部分は、
液晶層よりもはるかに抵抗の高い光伝導層に印加される
。しかし、入射光量が増してゲストホスト液晶を透過し
た光は光伝導層に入り、その抵抗率を変化させるため、
液晶層に加わる印加電圧が変化する。その結果、液晶層
の光吸収特性が変化し、従ってＢＩ＋２Ｇｅ０２゜に入
射する光量が変化し、再び液晶層の印加電圧が変化する
。この一連の帰還動作により第１図に示す本素子の透過
光すなわち出射光８は、１つの入射光７の強度（Ｐｉ）
に対して２つの安定な強度を有する双安定特性を示す。

一例として、試作素子を周波数ｆ　＝　１　ｋＨｚの交
流電圧（振幅Ｖ、＝　１４Ｖ）　”ｔ’駆動し、４８８
ｎｓ　（Ｄ波長の青色光を強度Ｐｉで入射したときの人
出力特性を第４図に示す、同図において入射光強度ＰＬ
を０から増大するときＰ、＜Ｐ、ｔでは、出射光Ｐｏ対
Ｐｉ特性は点Ａ、Ｂを結ぶ線で表されるｍ　ＰＩをさら
に増大しｐｔ≦ＰＩとなるとＰ０対ｐｔ特性は点Ｂ、Ｃ
，Ｄを結ぶ線で表される。その後Ｐ、を減少すると％　
ＰＯ対Ｐ、特性は点り、Ｅ、Ｆ、Ａを結ぶ線で表される
０以上のごとく同図は、入射光強度ｐ、と出射光強度Ｐ
０が双安定関係にあることを示している。

また第１図の入射光７　（ｈ）と同時に、光伝導層側か
ら青色光などの短波長光９　（ｐｃ）を照射することに
より、出射光ａ　（ｐｏ）を制御することも可能である
。−例として、ＰＣに４８８ｎ＋＊の青色光を用いて、
ｆ　ｗ　１　ｋＨｚ　、　Ｖ６ｘ１７．９Ｖ、　Ｐ＋−
３４，４１Ｗ／Ｃ１１’のときのＰ０対Ｐ、特性を第５
図に示す。

光伝導層側から照射する短波長光の替わりに、液晶層側
から液晶層前面（透明電極側）の２色性色素の配向方向
に垂直に直線偏光した短波長光を入射することによって
も、同様に出射光ａ　（ｐ、）を制御することが可能で
ある。このような偏光を持つ短波長光は、液晶層中の２
色性色素に吸収されずに光伝導層に達し、光伝導層の抵
抗値を変化させるため、゛バイアス光あるいは信号光と
して機能する。

さらに、ｆ＊　Ｐｌ、ｐｃを調整することで、透過率（
Ｔ）対駆動電圧（ｖｏ）特性を制御することも可能であ
る。−例として、ｆ　＝　１　ｋＨｚ　、　Ｐ１＝７６
ｓＷ／ｃｍ’。

ｐｃ＝ｏ■Ｗ／ｃｍ２のときのＴ対ｖ０特性を第６図に
示す。

こてまで述べてきた第１図における青色の出射光８　（
Ｐ、）は、液晶中でゲストホスト効果による吸収の他に
、液晶がねじれた配向を持つためにツイストネマティッ
ク効果も同時に受け、９０°旋光されて出力される。そ
のため、出射光Ｐ０を検光子に通せば、さらに高いコン
トラストの出射光を得ることも可能である。

またゲストホスト液晶中の色素に吸収されず、しかも光
伝導層であるＢｉ１２Ｇｅ０２６の光伝導効果の少ない
赤色光などの長波長光１０（Ｐ、）を液晶層側から入射
し、それを液晶層側から照射する青色光などの短波長の
信号光？　（Ｐｌ）で制御することもできる。ここでは
、その動作について説明を加える。

液晶層前面（透明電極側）の配向方向に垂直または平行
な偏光面を持つ赤色光Ｐ、を、一定の強度で液晶層側か
ら照射しておく。青色の入射光７（Ｐ＋）が小さい場合
、この赤色光は液晶中でツイストネマティック効果を受
け、９０°旋光されＢｉ、、ＧｅＯ□０を透過し出力光
１１となる。さらに青色の入射光ＰＩが大きくなり、双
安定状態になると、液晶層はねじれた配向から垂直な配
向へと変化し、赤色光は旋光を受けずに透過し出力され
る。従って、これら赤色の出力光１１を検光子に通せば
、出射光Ｐ。、が得られ、青色光で制御された双安定状
態を読み出すことができる。特に、検光子の偏光角と赤
色の読み出し光Ｐ、の偏光面のなす角度φが０°の場合
は双安定特性を示す履歴曲線が、φ＝９０°の場合はそ
の相補的な履歴曲線が得られる。なおこの方法では、読
み出し光はゲストホスト効果でなく、ツイストネマティ
ック効果により変調されるため、高いコントラストが得
られる。

−例として、読み出し光を６３３ｎｍの赤色光（強度Ｐ
、＝　２３０ｍＷ／ｃｍ２）を用いて、駆動電圧の周波
数ｆ　＝　１　ｋＨｚ　、振幅Ｖ０＝　１７Ｖ　、φ＝
０°のときのｐａｒ対Ｐｉ特性を第７図に、ｆ　＝　１
　ｋＨｚ、Ｖ、−１７Ｖ　。

φ＝９０°のときのＰｏｒ対Ｐｉ特性を第８図に示す。

また検光子の替わりに偏光プリズムを用いれば、両偏光
の出射光が分離できるため、履歴特性およびその相補的
な履歴特性が同時に得ることが可能である。

次に、これらの基本的特性を踏まえた画像処理の実施例
について述べる。第４図の閾値特性を利用して、入射光
強度Ｐ１がｖｏやｆで定まる閾値レベルＰｔ以下の場合
に出射光がなくなる、いわゆる閾値処理（２値化）を２
次元的に行うことができる。１例として、ｆ　＝　０．
５ｋＨｚ、光強度がそれぞれ０．７４＋ａｌｌ／ａｍ２
．１．４７ｍＷ／ｃｍ２．２．９４＋＋＋Ｗ／ｃ＋ｎ２
のＮ、Ｈ。

Ｌの３文字を含むパターンを本素子に入射した場合、各
駆動電圧ｖ０における出射パターンＰ０は第９図に示さ
れる。同図において、ｖｏが低いはどＰｔは高くなり、
低い入射光強度の文字は出射パターンには現れてこない
。

さらに第４図のＰ０対ＰＩ特性や第７図のＰ。ｒ対Ｐ１
特性を利用して、光論理演算を２次元的に行うことがで
きる。−例として、ｆ　＝　ｔ　ｋＨｚで、第１０図（
ａ）　に示すような、光強度がそれぞれ４・６ＩＩＩＷ
／ｃｍ”　、　４．８４ｍＷ／ｃｍ”の２つのパターン
ＰＡ、　Ｐ。

を同時に本素子に入射した場合、その出射パターンは第
１θ図（ｂ）に示される。同図において、本素子はｖｏ
が７０．３ＶおよびＶ。＝　８５．ＯＶ　（７）ときに
、それぞれ２次元のＡＮＤゲートおよびＯＲゲートとし
て働く。

第８図のＰ。ｒ対Ｐ１特性のような相補的な双安定特性
を用いれば、ＮＡＮＤあるいはＮＯＨの否定の光論理演
算も行うこともできる。さらに検光子の替わりに偏光プ
リズムを用いれば、第７図の履歴特性や第８図の相補的
な履歴特性が一度に得られるので、ＡＮＤとＮＡＮＤか
、あるいはＯＲとＮＯＲ＋７）２種の演算を同時に行う
ことができる。

また第４図のＰ０対ＰＬ特性における履歴曲線を利用す
れば、ある強度のバイアス光を信号光と共に液晶層側か
ら入射したとき、本素子は２値の画像メモリとして機能
する。

一方、第６図のＴ対ｖ０特性を利用して、適当なバイア
ス電圧を駆動電圧に加えておけば、本素子の透過率は保
持されるので、メモリ機能を持つ２次元シャッターを構
成することができる。すなわち、第１図に示す透明電極
を単純マトリックス構造にして、かつ駆動電圧の振幅を
制御するだけで、アクティブマトリックス構造の液晶デ
イスプレィなどと同様に、マトリックスの配列を増加し
ても高いコントラストを持つ高精細度デイスプレィを構
成することができる。本素子はアクティブマトリックス
構造の素子に比べて電極構造が単純であり、デイスプレ
ィの高精細度化に適している。

これまで９０°のねじれた配向を持つゲストホスト液晶
について述べてきたが、他のねじれ角を用いた場合も同
様の効果が得ることができる。

次に本発明素子の応用例を示す。

２つの２次元光信号ＰＡおよびＰ８を人力するとき、第
４図のＰ０対ＰＩ特性を利用して微弱な光パルスＰＡで
大きなパワーを持つ光パルスＰＲを制御することができ
る。具体的に説明すると、例えば第１１図（ａ）のよう
なＰ、−Ｐ、特性（第４図の特性と同等である）をもつ
素子に、第１１図（ｂ）に示すような大きなパワーの光
ｐａを入射すると、出力光Ｐ０は図（ａ）におけるＢ点
で示される値となる０次に微弱な光パルスＰＡを素子に
入射すると、出力光Ｐ０の値はＡ点で示される値となる
。そしてこの光パルスＰＡの入射が終っても、出力光Ｐ
０はＰａが接続されるかぎりＡ点とほぼ同レベルの０点
の値を維持する。その結果、出力光の強度Ｐ０の時間的
な変化は同図（Ｃ）に示すようになる。すなわち微弱な
光パルスで大きなパワーを持つ光パルスを制御すること
ができる。この結果は光増幅、光メモリ（単安定マルチ
バイブレータ）、波長や偏光方向の変換、インコヒーレ
ント光からコヒーレント光への変換、またはその逆変換
など種々な応用が可能である。また第４図の閾値特性を
利用して、閾値処理（２値化）を２次元的に行うことが
できる。

ざらに第４図のＰ０対ＰＩ特性や第７図のＰ。ｒ対Ｐ１
特性を利用して、光論理演算を行うこともできる０例え
ば第１２図（ａ）および（ｂ）に示すように、２つの光
画像あるいはデータパターンＰＡ、　Ｐ、を信号光Ｐ１
として本素子に入射すれば、ＰＡとｐＨの八ＮＯあるい
はＯＲの光論理演算を２次元的に行うことができる。

同様に、第９図のＰ６ｒ対ＰＩ特性のような相補的な双
安定特性を用いれば、第１３図（ａ）および（ｂ）に示
すように、ＰＡとｐａのＮＡＮＤあるいはＮＯＨの否定
の光論理演算も行うこともできる。

次に第５図のＰ０対Ｐｃ特性を利用すると、Ｐｅにより
出力光Ｐ０を非線形に制御できるため、２次元の光トラ
ンジスタを構成することができる。

さらに第６図のＴ対ｖ０特性を利用すると、メモリ機能
を持つ２次元シャッターを構成することができ、高精細
度デイスプレィに応用できる可能性がある。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明による素子は、レンズやセ
ル単位の配線を要せずかつコンパクトな構成をしており
、素子内に共振器構造や偏光フィルムを必要としないの
で製作も容易であり、さらにねじれた配向のゲストホス
ト液晶と透明な光伝導層を用いて透過方式を採用したた
め、コントラストが高く光の損失が少ないという特徴を
有している。

本発明素子は、光増幅、光メモリ、光論理演算に利用で
き、さらに光非線形素子、高精細度デイスプレィへの応
用が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の双安定型空間光変調器の一実施例を示
す斜視図、 第２図はゲストホスト液晶の２色性色素における吸収強
度の波長依存性を示す図、 第３図は９０＠ねじれた配向を持つゲストホスト液晶セ
ルの透過光強度の印加電圧（Ｖ）依存性を示す図、 第４図は第１図に示した素子の光入出力特性を示す図。 第５図は第１図に示した素子の出射光強度の制御光（Ｐ
Ｃ）依存性を示す図、 第６図は第１図に示した素子の透過率の駆動電圧の振幅
依存性を示す図、 第７図は第１図に示した素子の赤色光を読み出しに用い
た場合の光入出力特性を示す図、第８図は第１図に示し
た素子の赤色光を読み出しに用いた場合の光入出力特性
を示す図、第９図は第１図に示した素子の閾値処理の動
作を示す図、 第１θ図は第１図に示した素子の光論理演算の動作を示
す図、 第１１図は第１図に示した素子の光増幅や単安定マルチ
バイブレータへの応用を示す図、第１２図は第１図に示
した素子の光論理演算への応用原理を示す図、 第１３図は第１図に示した素子の否定の光論理演算への
応用原理を示す図、 ６ 第１４図ないし第２図はそれぞれ従来の双安定型空間光
変調器の構成を示す図である。 １・・・ガラス基板、 ２・・・透明電極、 ３・・・透明光伝導層、 ４・・・ねじれた配向のゲストホスト型液晶層、５・・
・配向層、 ７・・・入射光、 ８・・・出射光、 ９・・・制御光。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）２枚の透明電極の間に、特定波長域の光を吸収して
   抵抗率が減少する透明な光伝導層、２色性色素が液晶層
   中に混入され電界によって該液晶層の光学的特性が変化
   するゲストホスト型液晶層および該液晶層の両面に設け
   られ該液晶層の配向層を揃えるための配向層とが配設さ
   れていることを特徴とする双安定型光変調器。 ２）前記ゲストホスト液晶層がねじれた配向を有するこ
   とを特徴とする請求項１に記載の双安定型光変調器。 ３）前記２色性色素は、光伝導層の光伝導効果の大きな
   波長域の光のみを吸収することを特徴とする請求項１ま
   たは２に記載の双安定型空間光変調器。 ４）前記２色性色素は、可視光全域を吸収することを特
   徴とする請求項１または２に記載の双安定型空間光変調
   器。 ５）前記液晶はネマティック液晶およびコレステリック
   液晶のいずれかからなることを特徴とする請求項１ない
   し４のいずれかに記載の双安定型空間光変調器。 ６）前記光伝導層は、Ｂｉ＿１＿２ＧｅＯ＿２＿０、Ｂ
   ｉ＿１＿２ＳｉＯ＿２＿０、ＣｄＳ、ＣｄＳｅ、Ｓｅ、
   ＳｅＴｅ、ＧａＡｓ、ＧａＰ、Ｓｉおよびアモルファス
   Ｓｉ膜のいずれかであることを特徴とする請求項１ない
   し５のいずれかに記載の双安定型空間光変調器。 ７）前記透明電極が単純マトリックス構造を有し、透過
   率を記憶する機能、もしくは透過率の電圧依存性を制御
   する機能を持つことを特徴とする請求項１ないし６のい
   ずれかに記載の双安定型空間光変調器。 ８）２枚の透明電極の間に、特定波長域の光を吸収して
   抵抗率が減少する透明な光伝導層、２色性色素が液晶層
   中に混入され電界によって該液晶層の光学的特性が変化
   するゲストホスト型液晶層および該液晶層の両面に設け
   られ該液晶層の配向層を揃えるための配向層とが配設さ
   れている双安定型空間光変調器の前記透明電極に交流電
   圧を印加し、前記液晶層側から２次元光信号を入射する
   ことを特徴とする双安定型空間光変調器の制御方法。 ９）バイアスまたは信号として、複数の２次元の光を、
   前記光伝導層もしくは前記液晶層から照射することを特
   徴とする請求項８に記載の双安定型空間光変調器の制御
   方法。 １０）駆動電圧の振幅およびその周波数と前記光伝導層
   側から照射する光を変化させて、光入出力特性を制御す
   ることを特徴とする請求項８または９に記載の双安定型
   空間光変調器の制御方法。 １１）駆動電圧の振幅とその周波数および前記液晶層側
   から入射する光を変化させて、出射光強度の前記光伝導
   層側からの照射光強度に対する依存性を制御することを
   特徴とする請求項８ないし９のいずれかに記載の双安定
   型空間光変調器の制御方法。 １２）駆動電圧の周波数と前記液晶層から入射する光お
   よび前記光伝導層側から照射する光を変化させて、透過
   率の駆動電圧の振幅依存性を制御することを特徴とする
   請求項８ないし１１のいずれかに記載の双安定型空間光
   変調器の制御方法。 １３）読み出しに用いるための光として、前記光伝導層
   に感度の少ない波長の光を前記液晶層側から照射し、そ
   の透過光を出射光として用いることを特徴とする請求項
   ８ないし１２のいずれかに記載の双安定型空間光変調器
   の制御方法。