JPH0463320A - 光―光変換素子 - 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） 本発明は光−光変換素子及び撮像装置に関する。

（従来の技術） 光学像を入力し、出力としても光学像が出力できるよう
に構成されている光−光変換素子としては、例えば液晶
型光変調器、光伝導電性ボツケルス効果素子、マイクロ
チャンネル型光変ｊｌ量などのような空間変ｓ’ｓ子、
あるいはフォトクロミック材を用いて構成された素子と
いうように各種のＩＩ成形態のものが１例えば、光書込
み役形装！。

光コンピュータの光並列処理のための素子、画像の記録
」の素子などとして従来から注目されて来ており、また
、本出願人会社では光−光変換素子を用いた高解像度の
撮像装置についての提案も行っている。

第５図は従来の光−光変換素子の構成例を示す側断面図
であり、この第５図に示されている光−光変換素子にお
いて１，２はガラス板、３，４は透明電極、５，６．１
１は端子、７は光導電層。

１２は遮光層、８は誘電体ミラー、９は印加された電界
の強度分布に応じて光の状態を変化させる光学部材（例
えば、ニオブ酸リチウム単結晶のような光変調材層、あ
るいはネマチック液晶層）、ＷＬは書込み光、ＲＬは読
出し光、ＥＬは消去光である。

第５図に示す光−光変換素子において、それの扇子３，
６閲に電属１ｏと切換スイッチＳＷとからなる回路を接
続し、切換スイッチＳＷにおける’、１１１換笥御店号
の入力端子１１に供給された切換制御信号により、切換
スイッチＳＷの可動接点を固定接だＷＲ側に切換えた状
態にし、前記した透明電極３，４間に電属１０の電圧を
与えて、印加さ九た電界の強度分布に応じて光の状態を
変化させる光学部材（例えば、ニオブ酸リチウム単結晶
のさうな光変調材層、あるいはネマチック液晶層）９の
賃端閲に電界が加わるようにしておき、また。

光−光変換素子におけるガラス板１側から書込み光Ｗ　
Ｌを入射させて、その入射した書込み光ＷＬをガラス板
１と透明電極３とに透過させて光導電層７に到達させる
と、光導電層７の電気抵抗値はそれに到達した入射光に
よる光学像と対応して変化するために、光導電層７と遮
光層１２との境界面には光導電層７に到達した入射光に
よる光学像と対応した電荷像が生じる。

また、前記のように切換スイッチＳＷの可動接点が固定
接点ＷＲ側に切換えられている状態におぃて、電属１０
の電圧が端子５，６を介して印加されている透明電極３
，４間に、前記した光導電１７；こ対して遮光層１２と
誘電体ミラー８などとともに直列的な関係に設けられて
いるニオブ酸リチウム単結晶のような光変調材層（ある
いはネマチック液晶層）９には、光導電、Ｗ７と遮光層
１２との境界面に前記のように書込み光によって生じて
いる電荷像と対応した強度分布の電界が加わるために、
ガラス板２側から入射した読出し光ＲＬは前記した光変
調材層９の電気光学効果により、光変調材層９に加わる
電界強度に応じた画像情報を含んでいる状態の反射光と
なって、ガラス板２側から出射する。

そして、前記のようにガラス板２側に投射され。

透明型！ｉ４→光変調材Ｍ９→誘電体ミラー８→遮光層
１２のように進行して行く読出し光ＲＬの内で誘電体ミ
ラー８で反射さ゛れなかった光は遮光層１２により光導
電層７側には進行しないように遮光されるために、読出
し光ＲＬがガラス板２側に投射されても、それにより光
導電層７の電気抵抗値が変化するようなことはないから
、読出し光ＲＬの投射によっても光導電層７と遮光層１
２との一１界面に入射光による光学像と対応して生じて
いる電荷像を変イヒさせることがない。

ところで、前記した第５図示の光−光度換素子で：：、
＊込み光ＷＬにより光−光変換素子に書込まれた情報を
消去するのに、前記した切換スイッチＳＷにおける切換
制御信号の入力端子１１に切換１ｆｆｌｌ信号を供給し
て切換スイッチＳＷの可動接照を固定接点Ｅ側に切換え
、光−光変換素子における端子５，６の電位を同じにし
て透明電極３゜４２に電界が生じないようにしてから、
書込み光ＷＬの入射側とされ−でいる前記したガラス板
１側から−様な強度分ｔｏ消去光ＥＬを入射させること
により、前記した消去光ＥＬをガラス板１と透明電ｌ７
４３とを介して光導電層７に与え、光導電層７の電気抵
抗値を低下させた状態にして光導電層７と遮光Ｍ１２と
の境界面に生じていた電荷像を消去させるようにしてい
た。

このように、第５−訃の従来の光−光変換素子においで
、既に書込まれている情報の消去を行う際に用いられる
消去光の入射側が薯込み光ＷＬの入射側と同じにされて
いるのは、読出し光ＲＬの入射側と光導電層７との間に
は遮光層１２があるために、読出し光ＲＬが入射される
側から消去光を入射させたところで、その消去光は前記
した遮光７１１２で■止されてしまって光導電Ｊ　７に
は到達し慢ず、したがって、読出し光ＲＬが入射される
側から消去光を入射させたところで、光導電層７と遮光
層１２との境界面に生じている電荷像を消去できないか
らである。

前記の点は、例えば、書込み光Ｗｒ４が入射される側に
撮像光学系を設けることが必要とされているような構成
の撮像装置、その他、書込み光ＷＬが入射される側に消
去光の入射装置を設けることが困難な事情のある構成態
様の装置に、光−光変換素子が用いられる際に大きな問
題になる。

前記の問題点を解決できる光−光変換素子として、本出
願人会社では先に第６図に示すような構成の光−光変換
素子、すなわち、ガラス板１と透明１１１３と、光導電
層７と、読出し光の波長域の光を反射させるとともに、
消去光の波！ｊｃ域の光を透過させうるような波長選択
性を有する光学部材８Ｒと、印加さ九た電界の強度分布
に応じて光の状態を変化させる光学部材９と、透明を極
４と、ガラス板２とを積層してなる光−光変換素子を提
案した５ 第６図において１，２はガラス板、３．４は透明を極、
５，６は端子、７は光導電層であり−また。８Ｒは読出
し光の波長域の光を反射させるとともに、消去光の波長
域の光を透過させうるような波長選択性を有する光学部
材であって、この光学部材８Ｒとしては例えば５ｉ０２
の薄膜とＴｉＯ２の薄膜との多層膜によるダイクロイッ
ク・フィルタによって構成させたものが使用できる。

また、９は印加された電界の強度分布に応じて光の状態
を変化させる光学部材（例えば、ニオブ酸リチウム単結
晶のような電気光学効果結晶、あるいはネマチック液晶
層によって構成させた光学部材）であり、図中でＷＬは
書込み光、ＲＬは読出し光、ＥＬは消去光をそれぞれ示
している。

第７舅は、前記した読出し光の波長域の光を反射させる
とともに、消去光の波長域の光を透過させうるような波
長選択性を有する光学部材８Ｒの波長選択性を例示した
曲ｍ図であり、第７図において下７図の（ａ）に示され
ている特性を有する光学部材８Ｒは光学的低域通過濾波
器として構成されていることを表わしており、また第７
図の（ｂ）に示されている特性を有する光学部材８Ｒは
光学的高域通過濾波器として構成されていることを表わ
しており、さらに５第７図の（ｃ）に示されている特性
を有する光学部材８Ｒは光学的帯域通過濾波器として構
成されていることを表わしており、さらにまた第７図の
（ｄ）に示されている特性を有する光学部材８Ｒは光学
的帯域消去濾波器として構成されていることを表わして
いる。

すなわち、第６図に示されている既提案の光−光変換素
子において、それの構成部分の一部として使用されてい
る光学部材８Ｒ１すなわち、読出し光の波長域の光を反
射させるとともに、消去光の波長域の光を透過させうる
ような波長選択性を有する光学部材８Ｒは、第７図の（
ａ）〜（ｄ）に波長遇沢￥ｆ性が例示されているような
′！ｌ畏選択性を有す乙光学部材ＳＲが使用できるので
ある。

第７図の（ａ）〜（ｄ）に例示されているような波長１
択持性を有する光学部材８Ｒを備えているミ是案の光−
光変換素子においては、そｎに入射させるへき読上し光
として光学部材８Ｒにおける光の透過率の低い波長領域
の光を用い、また、それに入射させるべき消去光として
は光学部材ＳＲにおける光の透過率の高Ｕマ波長領域の
光を用いるのであり、それにより、既提案の光−光変換
素子においては読出し光の入射側から消去光を入射させ
るようにすることを可能にしたのである。

第６ズに示されている構成を有する既提案の光−光変換
素子に光学的な情報の書込みを行う場合には、前記した
第５図示の光−光変換素子の場合と同様に、光−光変換
素子の端子５，６に電源１０と切換スイッチＳＷとから
なる回路を接続し。

切換スイッチＳＷにおける切換制御信号の入力端子１１
に供給された切換側御信号により、切換スイッチＳＷの
可動接点を固定接点ＷＲ側に切換えた状態にし、前記し
た透明重亜３，４間に電属１０の電圧を与えて、光導電
層７の両端間に電界が加わるようにしておいて、光−光
変換素子におけるガラス板１側から書込み光ＷＬを入射
させると光−光変換素子に対する光学的情報の書込みが
行われるのである。

すなわち、前記のように光−光変換素子に入射した書込
み光ＷＬがガラス板１と透明電極３とを透過して光導電
層７に到達すると、光導電層７の電気抵抗値がそれに到
達した入射光による光学像と対応して変化するために、
光導電層７と光学部材８Ｒ（読出し光の波長域の光を反
射させるとともに、消去光の波長域の光を透過させうる
ような波長選択性を有する光学部材８Ｒ）との境界面に
は光導電層７に到達した入射光による光学像と対応した
電荷像が生じる。

前記のようにして入射光による光学像と対応する電荷像
の形で書込みが行われた光学的情報を光−光変換素子か
ら再生するのには、切換スイッチＳＷ′７）可動接点を
固定接点ＷＲ側に切換えた状態として、重置１０の電圧
が端子５，６を介して透明電；１３，４間に印加されて
いる状態にしておいて、ガラス：ｆＬＺ側より図示され
ていない光源からの一定の光強度の読出し光ＲＬを投射
することによって行うことができる。

すなわち、既述のように入射光による光情報の書込みが
行われた光−光変換素子における光導電層７と光学部材
８Ｒ（読出し光の波長域の光を反射させるとともに、消
去光の波長域の光を透過させうるような波長選択性を有
する光学部材８Ｒ）との境界面には光導電層７に到達し
た入射光による光学像と対応した電荷像が生じているか
ら、前記した光導電層７に対して光学部材８Ｒとともに
直列的な関係に設けられている光学部材９（例えばニオ
ブ酸リチウム単結晶９）には、入射光による光学像と対
応した強度分布の電界が加わっている状態になされてい
る。

そして、前記したニオブ酸リチウム単結晶９の屈折率は
電気光学効果により電界に応じて変化するから、入射光
による光学像と対応した強度分布の電界が加わっている
状態に前記した光導電層７に対して光学部材８Ｒととも
に直列的な関係に設けら九ているニオブ駿リチウムの結
晶９の屈折率は、既述した入射光による光情報の書込み
により光−光変換素子における光導電Ｍ７と光学部材８
Ｒ（読出し光の波長域の光を反射させるとともに。

消去光の波長域の光を透過させうるような波長選択性を
有する光学部材８Ｒ）との境界面に光導層１７に到達し
た入射光による光学像と対応して生じた電荷像に応じて
変化しているものになる。

それで、ガラス板２側に読出し光ＲＬが投射された場合
には、前記のようにガラス板２側に投射された読出し光
ＲＬが、透明電極４→ニオブ酸リチウム単結晶９→光学
部材８Ｒ（読出し光の波長域の光を反射させるとともに
、消去光の波長域の光を透過させうるような波長選択性
を有する光学部材８Ｒ）→のように進行して行く。

前記した読出し光ＲＬは読出し光の波長域の光を反射さ
せるとともに、消去光の波長域の光を透過させうるよう
な波長選択性を有する光学部材８Ｒによって反射してガ
ラス板２側に反射光として戻って行くが、ニオブ酸リチ
ウム単結晶９の屈折率は電気光学効果によって電界に応
じて変化するから、読出し光ＲＬの反射光はニオブ酸リ
チウム単結晶９の電気光学効果によりニオブ酸リチウム
単結晶９に加わる電界の強度分布に応じた電像情報を含
むものとなって、ガラス板２側に入射光による光学像に
対応した再生光学像を生じさせる。

前記した再生動作においてガラス板２側から投射された
読出し光ＲＬは、既述のように、透明電極４→ニオブ酸
リチウム単結晶９→光学部材８Ｒ（読出し光の波長域の
光を反射させるとともに。

消去光の波長域の光を透過させうるような波長選択性を
有する光学部材８Ｒ）→のように光導電層７の方に進行
して行くが、前記の読出し光はそれが光導電層７に到達
する以前に前記の光学部材８Ｒ（読出し光の波長域の光
を反射させるとともに、消去光の波長域の光を透過させ
うるような波長選天性を有する光学部材８Ｒ）によって
反射されることにより、ニオブ酸リチウム単結晶９→透
明電填４→ガラス板２のような光路を辿るから、前記し
た読出し光ＲＬが光導電層７に到達して書込まれた入射
光による電荷像に悪影響を与えるようなことはない。

このように、既提案の光−光変換素子では、ガラス板１
側から書込み光ＷＬを入射させることにより書込み動作
が行われ、また、ガラス板２側に読出し光ＲＬを入射さ
せる二とにより光学部の再生が行われるが、次に、第６
図示の既提案の光−光変換素子に書込まれた情報の消去
法について説明すると次のとおりである。

第６図示の既提案の光−光変換素子に書込まれた情報を
消去する場合には、光−光変換素子の端子５，６間に接
続されている切換スイッチＳＷにおける切換制御信号の
入力端子１１に供給さ九た切換制御信号により、切換ス
イッチＳＷの可動接点を固定接点Ｅ側に切換えた状態に
し、前記した透明電極３，４間を電気的に短絡して透明
電極３゜４を同電位にし、光導電１１７の両端間に電界
が加わらないようにしてから、光−光変換素子における
ガラス板２＠から消去光ＥＬを入射させるのである。

前記のように光−光変換素子のガラス板２側に入射した
消去光ＥＬは、ガラス板２→透明電黍４→ニオブ酸リチ
ウム単結晶９→光学部材８Ｒ（読出し光の波長域の光を
反射させるとともに、消去光の波長域の光を透過させう
るような波長選択性を有する光学部材８Ｒ）→光導電層
７のような経路で光導電層７に到達して、その消去光Ｅ
Ｌにより光導電層７の電気抵抗値を低下させ、光導電、
ｌ１７と光学部材８Ｒ（読出し光の波長域の光を反射さ
せるとともに、消去光の波長域の光を透過させうるよう
な波長選択性を有する光学部材８Ｒ）との境界面に形成
されていた電荷像を消去させる。

このように、第６図示の既提案の光−光変換素子では署
込み動作時に光導電層７と光学部材８Ｒ（読出し光の波
長域の光を反射させるとともに、消去光の波長域の光を
透過させうるような波長選択性を有する光学部材８Ｉ？
）との境界面に形成さｉていた電？ｔＩ像が、光−光変
換素子における読出し光の入射側から光−光変換素子に
入射さ九る消去光シこよって消去させるようにしている
から、書込み光ＷＬが入射される側に撮像光学系を設け
ることが必要とされているような構成の撮像装置。

その他、書込み光ＷＬが入射される側に消去光の入射装
置を設けることが困難な事情のある構成態様の装置にも
容易に適用することができ、第５図を参照して既述した
従来の光−光変換素子における従来の問題点を良好に解
決することができる。

（発明が解決しようとする課Ｍ） ところで、これまでの既提案の光−光変換素子に関する
説明からも明らかなように、光−光変換素子ではそれの
構成部材の一つとして、印加された電界の強度分布に応
じて光の状態を変化させる光学部材９が使用されており
、既述した既提案の光−光変換素子に関する説明では、
前記の光学部材９として、例えば、ニオブ酸リチウム単
結晶のような電気光学効果結晶、あるいはネマチツク層
４．１などが使用されうるものと記載されていた。

しつ翫し、前記のニオブ酸リチウム単結晶のような異方
性Ｍ＆は、電界の印加によってＷＬ屈折を生じる池シこ
、無電界中、すなわち印加される電界が！？７）初期状
態においても結晶の異方性によって複屈折を生じるから
、結晶を通過した常光線と異常光線との位相差は異方性
結晶の厚みによっても変化するために、結晶の厚みむら
がそのまま前記した初層状態の常光線と異常光線との位
相差のむらとなる。そ九で、前記のような位相差むらを
生じさせないような光学部材９を製作する際には高精度
の光学研磨が必要とされることが間層になる。

また、印加された電界の強度分布に応じて光の状態を変
化させる光学部材９としてネマチック液晶層が用いられ
る場合には、附属特性の優れた光学部材９を得難い点が
問題になる。

さて光−光変換素子に使用される前記の光学部材９、す
なわち印加された電界の強度分布に応じて光の状態を変
化させる光学部材９としては、既提案の光−光変換素子
に関する説明中に例示されていたニオブ酸リチウム単結
晶のような電気光学効果結晶やネマチック液晶層などが
使用される他に、硅酸化ビスマス（ＢＳＯ）のように光
導電効果と１次電気光学効果とを併せ有しているととも
に。

電界中のみで異方性を示すような物質も使用されそして
、光ｓ！！効果と１次電気光学効果とを併せ有している
とともに電界中のみで異方性を示すような物質を用いて
、印加された電界の強度分布−２応じて光の状態を変化
させる光学部材９を構成した場合には、前記したニオブ
酸リチウム単結晶のような電気光学効果結晶、あるいは
ネマチック液晶層などを使用して構成された光学部材９
における前述のような問題点が生じない代わりに、前記
した硅酸化ビスマス（Ｂ　Ｓ　Ｏ）のように光導電効果
と１次電気光学効果とを併せ有している物質はそれの光
導電効果が光−光変換素子の動作に支障を与えるために
、それの解決策が求められた。

（１１題を解決するための手段） 本発明は第１の透明電極と、光導電層と、続出し光の波
長域の光を反射させるとともに消去光を透過させうるよ
うな波長選択性を有する誘電体ミラー層と、電界中のみ
で光の状態が変化する光変調材層と、第２の透明電極と
を積層してなる光−光変換素子、及び第１の透明電極と
、光導電層と、読出し光の波長域の光を反射させるとと
もに消去光を透過させうるような波長選択性を有する誘
電体ミラー層と、光導電効果と１次電気光学効果とを併
せ有しているとともに電界中のみで異方性を示す光変調
材層と、第２の透明電極とを具備し、前記した光変調材
層に大きな光導電効果を生じさせない波長域の光だけを
透過させるように構成してなる光−光変換素子、ならび
に第１の透明電極と、光導電層と、読出し光の波長域の
光を反射させるとともに消去光を透過させうるような波
長選択性を有する誘電体ミラー層と、光導電効果と１次
電気光学効果とを併せ有しているとともに電界中のみで
異方性を示す光変調材層と、第２の透明電極と、前記し
た光度調材層に大きな光導電効果を生じさせない波長域
の光だけを透過させて読取る光学フィルタとを積層して
なる光−光変換素子と、前記の光−光変換素子における
第１の透明電極側から可視域の光による被写体の光学情
報を書込み光として入射させる手段と、前記の光−光変
換素子における光学フィルタ側から読出し光と消去光と
を選択的に入射させる手段とを備えてなる′Ｊｋ像装置
を提供するものである。

（実施例） 以下、添付図面を参照しながら１本発明の光−光変換素
子及び光−光変換素子を用いて構成された撮像素子の具
体的な内容を詳側に説明する。

第１図は本発明の光−光変換素子ＰＰＣの一実施例の側
断面図であり、この第１図に示されている光−光変換素
子ＰＰＣにおいて、１，２はガラス板、３は第１の透明
電極、４は第２の透明電極、５．６は端子、ＰＣＬは光
導電層、ＷＬは書込み光、ＲＬは読出し光、ＥＬは消去
光であり、さらにＤＭＬは可視光の光と読出し光ＲＬの
波長域の光とを反射させるとともに、消去光ＥＬを透過
させうるような波長選択性を有する誘電体ミラー層であ
って、前記の波長選択性を有する誘電体ミラー層 ｉＣ２の、ｉ＊富との多重膜によるダイクロイック・フ
ィルター〇よってｌ：Ａさせたものが使用できる。

また、Ｐ　Ｍ　Ｌは印加された電界の強度分布に応じて
光の状態を変化させる光学部材とじて用いらＶ、る光１
１澗材層として、硅酸化ビスマスＣＢ　Ｓ　Ｏ）のよう
に光４鑞効果と１次電気光学効果とを併せ有していると
ともに電界中のみで異方性を示すような物質によって形
成させた光変調材層である。

さらにＰＦは必要に応じて設けられる光学フィルタであ
って、この光学フィルタＰＦは前記した光変調材層ＰＭ
Ｌに大きな光導電効果を生じさせない波長域の光だけを
透過させうるような特性のものとして構成されている。

第２図は光導電効果と１次電気光学効果とを併せ有して
いるとともに電界中のみで異方性を示すような物質によ
って形成させた光変調材層ＰＭＬが、印加さ九た電界の
強度分布に応じて光の状ｌを変化させる光学部材として
使用される場合における光変調材層ＰＭＬの構成物質の
一例として挙げた硅酸化ビスマス（ＢＳＯ）における光
の波長に対する光導電効果の関係を示している図である
。

前記した第２図に示されている硅酸化ビスマス（ＢＳＯ
）における光の波長と光導電々流（光伝導電流）との対
応関係を見ると、硅酸化ビスマス（ＢＳｏ）に大きな光
導電効果が生じない波長領域は長波長領域である二とが
判かる。

第３図は光変調材層ＰＭＬの構成物質に硅酸化ビスマス
（ＢＳＯ）を使用して本発明の光−光変換素子ＰＰＣを
構成させた場合の一実施例の光−光変換素子における各
構成部分の光波長に対する光の透過率特性を示している
図であって、この第３図中の曲線ＰＦは光学フィルタＰ
Ｆの光波長に対する光の透過率特性であり、また、第３
図中の曲線ＤＭＬは波長選択性を有する誘電体ミラーＤ
ＭＬの光波長に対する光の透過率特性であり、さらに波
長λ１は読出し光ＲＬの波長、λ２は消去光ＥＬの波長
である。なお、本発明の光−光変換素子ＰＰＣにおいて
、それの書込み光ＷＬとしては第３３！！中で可視光と
して表示されている波長域の光が受用されるものとされ
ている。

すなわち、第１図に示す本発明の光−光変換素子は、既
述のように光導電効果と１次電気光学効果とを併せ有し
ているとともに電界中のみで異方性を示すような物質を
使用して形成させである光変調材、１１　Ｐ　Ｍ　Ｌを
備えて構成されているものであるが、今、第１図示の本
発明の光−光変換素子における光変調材層ＰＭＬが、第
２図に示すような光の波長対光導電々流（光伝導電流）
特性を有する硅酸化ビスマス（Ｂ　Ｓ　Ｏ）を用いて形
成されていたとした場合には、その硅酸化ビスマス（Ｂ
ＳＯ）によって形成されている光変調材層ＰＭＬに大き
な光導電効果を生じさせない光の波長領域は、第２図示
の特性曲線からみて可視光の波長領域における長波長領
域よりも長い波長領域であるとされてもよいことが判か
る。

それで、第１図に示されている本発明の光−光変換素子
において、硅酸化ビスマス（ＢＳＯ）によって形成され
ている光変調材層ＰＭＬを通過する読出し光Ｒ，Ｌと消
去光ＥＬとしては、前記した光変調材層ＰＭＬに光導電
効果を生じさせることがないような波長の光が選択使用
されるのであり。

第３図には可視光の波長領域よりも長い波長領域で選択
使用された波長λｌの読出し光ＲＬと、波長λ２の消去
光ＥＬとが例示されているが、これらの光が光変調材層
ＰＭＬを通過したとしても、光変調材層ＰＭＬに大きな
光導電効果を生じさせることがないことは明らかである
。

また、前述したように光学フィルタＰＦは光変調材層Ｐ
ＭＬに大きな光導電効果を生じさせない波長領域の光だ
けを通過させるようにするためのものであるから、第２
の透明型ｆｆｒ１４側から光−光変換素子ＰＰＣに入射
される光の内で、光変調材層ＰＭＬに大きな光導電効果
を生じさせるような波長領域の光は前記の光学フィルタ
ＰＦによって良好に遮断されて、光変調材層ＰＭＬに大
きな光導電効果を生じさせるような波長領域の光は光変
調材層ＰＭＬに供給されないようにできる。

しかし、光変調材層ＰＭＬに大きな光導電効果！生じさ
せるような波長領域の光が入来して来ない場合には、前
記した光学フィルタＰＦが不必要であることは勿論であ
る。

′ｔＬ長選択性を有する誘電体ミラーＤＭＬは、前述も
したように可視域の光を反射させるような特性）有して
いるから、第１の透明電極３側から入射される可視域の
光による被写体の光学情報も光ｆ真材層ＰＭＬには供給
されることがなく、シたがって、光変調材ＭＰＭＬには
大きな光導電効果を生じさせるような光が入射されない
から１本発明の光−光変換素子では光導電効果と１次電
気光学効果とを併せ有しているとともに電界中のみで異
方性を示すような物質で構成した光変調材層ＰＭＬを用
いても、光−光変換素子には光導電効果による既述した
問題点は生じないのである。

第４図は第１図に示されているような構成の本発明の光
−光変換素子を用いて構成した撮像装置の概略構成を示
す斜視図であり、この第４図中に示されているＰＰＣは
第１図に示されている光−光変換素子ＰＰＣと同一の構
成の光−光変換素子ＰＰＣである。

第１ｉ！！及び第４図に示されている光−光変換素子Ｐ
ＰＣに光学像情報の書込みを行う場合には、光−光変換
素子の端子５，６に電源１０と切換スイッチＳＷとから
なる回路を接続し、切換スイッチＳＷにおける切換制御
信号の入力端子１１に供給された切換制御信号により、
切換スイッチＳＷの可動接点を固定接点ＷＲ側に切換え
た状態にし。

前記した透明電極３，４闇に電源１０の電圧を与えて、
光導電層ＰＣＬの両端間に電界が加わるようにしておい
て、光−光変換素子ＰＰＣにおけるガラス板上側から第
４図中に示されている被写体Ｏから撮像レンズＬを介し
て可視域の書込み光゛ＷＬを入射させると、光−光変換
素子ＰＰＣに対する光学的情報の書込みが行われるので
ある。

第４図において０は被写体、Ｌは撮形レンズ、ＢＳＩ、
ＢＳ２はビーム・スプリッターＰＳｒは読出し光の光源
（読出し光の光源Ｐ　Ｓ　ｒとしては１例えば、レーザ
光による飛点走査機を用いることができるのであり、以
下の記載においては読出し光の光源ＰＳｒとして、レー
ザ光による飛点走査幾が眉いられているものとされてい
る）、ＰＳｅは消去光の光源、ＰＬＰは偏光板、ＰＤは
光検出器であり１Ｍ４図に例示されている光−光度ｍ素
子ＰＰＣを眉いて構成されている′ＪＩｋ像装！におい
て。

披写＃、Ｏの光学像は搬像レンズ乙によって光−光変換
素子ＰＰＣに対して書込み光としてガラス板１側から入
射される。

すなわち、前記のように光−光変換素子ＰＰＣに入射し
た書込み光ＷＬがガラス板１ど透明電極３とを透過して
光導電層ＰＣＬに到達すると、光導ｔｌＰｃＬの電気抵
抗蓋がそれに到達した入射光による光学像と対応して変
化するために、光導電、曹ＰＣＬと波長選−択性を有す
る誘電体ミラーＤＭＬ（読出し光ＲＬの波長域の光と可
視域の光による書込み光ＷＬとを反射させるとともに、
消去光ＥＬの波長域の光ｔ−透過させうるような波長選
択性を有する誘電体ミラーＤＭＬ　）との境界面には光
導電層ＰＣＬに到達した書込み光ＷＬによる光学像と対
応した電荷像（第４１！Ｉ中では、被写体○のイの字の
光学像に対して、光−光変換素子ＰＰＣにおける光導電
層ＰＣＬとに逆さのイの字の電荷像として示しである）
を生じる。

前記のようにして書込み光ＷＬによる光学像と対応する
電荷像の形で書込みが行われた光学的情報を光−光変換
素子ＰＰＣから再生するのには。

切換スイッチＳＷの可動接点が固定接点ＷＲ側に切換え
られている状態において、電源１０の電圧が端子５，６
を介して透明電極３，４間に印加されている状態とし、
レーザ光の飛点走査機として構成されている読出し光の
光１［Ｐｓｒから放射された可干渉光の読出し光ＲＬを
ビーム・スプリッタＢＳＩを透過させた後にビーム・ス
プリッタＢＳ２で反射させて光学フィルタＰＦを介して
ガラス板２側から光−光変換素子ＰＰＣに投射すると。

読出し光ＲＬの光１［Ｐｓｒとしてレーザ光による飛点
走査機が用いられている場合に光−光変換素子ＰＰＣに
おけるガラス板２側に現われる再生光学像は飛点走査に
よって構成されたものになっているから、その再生光学
像の光がビーム・スプリ７・夕３Ｓ２と偏光板ＰＬＰと
を透過して光検出器：’　Ｄ　＞こ与えられることによ
り、光検出器ＰＤから９二被写体０の光学像に対応して
いる映像傷号が出力されジことになる。

すなわち、既述のように署込み光ＷＬによる光情報の書
込みが行われた光−光変換素子ＰＰＣにおける光導電層
ＰＣＬと誘電体ミラー（書込み光ＷＬ及び読出し光ＲＬ
の波長域の光を反射させるとともに、消去光ＥＬの波長
域の光を透過させうるような波長選択性を有する誘電体
ミラー）ＤＭＬとの境界面には光導電層ＰＣＬに到達し
た書込み光ＷＬによる光学像と対応した電荷像が生じて
いるから、前記した光導電層ＰＣＬに対して誘電体ミラ
ーＤＭＬとともに直列的な関係に設けられている光変調
材層ＰＭＬ、すなわち、光導電効果と１次電気光学効果
とを併せ有しているとともに電界中のみで異方性を示す
ような物質（硅酸化ビスマス（ＢＳＯ））によって形成
されている光変調材層ＰＭＬには、前記した書込み光Ｗ
Ｌによる光学前と対応した強度分布の電界が加わってい
る状廖になされている。

そして、前記のように光導電効果と１次電気光学効果と
を併せ有しているとともに電界中のみで異方性を示すよ
うな物質（例えば硅酸化ビスマス（ＢＳＯ））によって
形成されている光変調材層ＰＭＬの屈折率は１次電気光
学効果により電界に応じて変化するから、前記した署込
み光ＷＬによる光学像と対応した強度分布の電界が厘わ
っている状態に前記した光導電層ＰＣＬに対して波長選
択性を有する誘電体ミラーＤＭＬとともに直列的な関係
に設けられている光変調材層ＰＭＬの屈折率は、既述し
た書込み光ＷＬによる光学像情報の書込みにより光−光
変換素子ＰＰＣにおける光導電層ＰＣＬと誘電体ミラー
ＤＭＬとの境界面に光導電層ＰＣＬに到達した書込み光
ＷＬによる光学像と対応して生じた電荷像に応じて変化
しているものになる。

それで、ガラス板２側に読出し光ＲＬが投射された場合
には、前記のようにガラス板２側に投射された読出し光
ＲＬが、ガラス板２→光学フイル３？Ｆ→透明電篭４→
光導電効果と１次電気光学効果とを併せ有しているとと
もに電界中のみで異方性を示すような物質（例えば硅酸
化ビスマス（ＢＳＣ））によって形成されている光変調
材層ＰＭＬ→ｉｔ体ミラー（書込み光ＷＬ及び読出し光
Ｒ二の波長域の光を反射させるとともに、消去光ＥＬの
波長域の光を透過させうるような波長選択性を有する誘
電体ミラー）ＤＭＬ→のように進行して行く、なお、前
記した読出し光ＲＬとともに光−光変換素子ＰＰＣに入
射している光の内で、光変調材層ＰＭＬに大きな光導電
効果を生じさせるような波長領域の光が入来して来た場
合だけに、その光は前記した光学フィルタＰＦによって
除去さ九るのであり、光変調材層ＰＭＬに大きな光導電
効果を生じさせるような波長領域の光が入来して来ない
場合には、前記した光学フィルタＰＦが不必要であるこ
とはいうまでもない。

誘電体ミラーＤＭＬは可視光による書込み光ＷＬ及び読
出し光ＲＬの波長域の光を反射させるとともに、消去光
ＥＬの波長域の光を透過させうるような波長選択性を有
しているから、前記のように光、ｆｊＩＦｔｌｌ！ＰＭ
Ｌを通過して誘電体ミラーＤＭＬに到達した読出し光Ｒ
Ｌはガラス板２側に反射光として戻って行くが、光導電
効果と１次電気光学効果とを併せ有しているとともに電
界中のみで異方性を示すような物質（例えば硅酸化ビス
マス（ＢＳＯ））によって形成されている光変調材層１
ｐＭＬの屈折率は１次電気光学効果によって電界に応じ
て変化するから、読出し光ＲＬの反射光は光変調材層Ｐ
ＭＬにおける１次電気光学効果により光変調材層ＰＭＬ
に加わる電界の強度分布に応じた画像情報を含むものと
なって、ガラス板２側に入射光による光学像に対応した
再生光学像を生じさせる。

前記した再生動作においてガラス板２側から投射された
読出し光ＲＬは、既述のように、光学フィルタＰＦ→透
明電極４→光導電効果と１次電気光学効果とを併せ有し
ているとともに電界中のみで異方性を示すような物質（
例えば硅酸化ビスマス（ＢＳＯ））によって形成されて
いる光変調材層？ＭＬ−＋誘電体ミラー（書込み光ＷＬ
及び読出し光ＲＬの波長域の光を、反射させるとともに
、消去光ＥＬの波長域の光を透過させうるようなＩＩｔ
憂選沢性を有する誘電体ミラー）ＤＭＬ→の；うに光Ｊ
ｔ層ＰＣＬの方に進行して行くが、前記の読出し光ＲＬ
はそれが光導電、曹ＰＣＬに到達する以前に誘電体ミラ
ー（書込み光ＷＬ及び読出し光ＲＬの波長域の光を反射
させるとともに、消去光ＥＬの波長域の光を透過させう
るような波長選択性を有する誘電体ミラー）ＤＭＬによ
って反射されることにより、光導電効果と１次電気光学
効果とを併せ有しているとともに電界中のみで異方性を
示すような物質（例えば硅酸化ビスマス（ＢＳＯ））に
よって形成されている光変肩材層ＰＭＬ→透明電極４→
光学フィルタＰＦ→ガラス板２のような光路を辿るから
、既述した書込み光ＷＬによる電荷像に前記した読出し
光ＲＬが悪影響を与えるようなことは起こらない。

男４図示の撮像装置では時間細土で予め定めら九た時間
長毎に、それぞれ異なる被写体の画像を書込み、読出し
て映像信号を発生させることが必要とされるが、前記の
ように時間軸上で予め定められた時間長毎に、それぞれ
異なる被写体の画像を書込み、読出すようにするために
は、前記の時間棚上で予め定められた時間長毎に新らた
な被写体の光学像が書込まれる前に、それまでに書込ま
れていた光学像と対応する電荷像を消去することが必要
とされる。

そして、撮像装置における前記した消去動作は、時間軸
上で相次ぐ新らたな光学像の書込みが行われる以前にお
ける予め定められた時間中に行われるのであり、それは
光検出＠ＰＤから出力させる映像信号における垂直帰線
消去期間と対応して行わ九るように、光検出器ＰＤから
出力させる映像信号における垂直帰線消去期間と対応し
て、既述したように光−光変換素子ＰＰＣの端子５，６
間に接読されている切換スイッチＳＷにおける切換制御
信号の入力端子１１に供給された切換制御信号により、
切換スイッチＳＷの可動接点を固定接点Ｅ側に切換えた
状態にし、前記した透明電極３゜４１を電気的にｍ絡し
て透明電極３．４を同電位に巳、光導電１！ＰＣＬの両
端間に電界が加わらな、１ようにしてから、光−光変換
素子ＰＰＣにおけるガラス板２側から消去光ＥＬを入射
させるのである。前記した消去光ＥＬは第４図中の消去
光の光’ｆｌ　Ｐ　Ｓ　ａからビームスプリッタＢＳＬ
、ＢＳ２を介して光−光変換素子ＰＰＣｋこおけるガラ
ス板２側から入射されるのである４ 前記のように光−光変換素子ＰＰＣのガラス板２Ｉ！Ｉ
に入射した消去光ＥＬは、ガラス板２→光学フイルタＰ
Ｆ→透明電極４→光導電効果と１次電気光学効果とを併
せ有しているとともに電界中のみで異方性を示すような
物質（例えば硅酸化ビスマス（ＢＳ○））によって形成
されている光変調材層ＰＭＬ→誘電体ミラー（ＩＦ込み
光ＷＬ及び読出し光ＲＬの波長域の光を反射させるとと
もに、消去光ＥＬの波長域の光を透過させうるような波
長選択性を有する誘電体ミラー）ＤＭＬ→光導電１ＰＣ
Ｌのような経路で光導電ＩＦＰｃＬに到達し、その消去
光ＥＬにより光導電ｍＰｃＬの電気抵抗値を低下させて
、光導電層ＰＣＬと誘電体ミラー（書込み光ＷＬ及び読
出し光ＲＬの波長域の光を反射させるとともに、消去光
ＥＬの波長域の光を透過させうるような波長選択性を有
する誘電体ミラー）ＤＭＬとの境界面に形成されていた
電荷像を消去させる。

このように、第１図示の本発明の光−光変換素子では書
込み動作時に光導電ＩＰＣＬと誘電体ミラー（書込み光
ＷＬ及び読出し光ＲＬの波長域の光を反射させるととも
に、消去光ＥＬの波長域の光を透過させうるような波長
選択性を有する誘電体ミラー）ＤＭＬとの境界面に形成
されていた電荷像が、光−光変換素子ＰＰＣにおける読
出し光ＲＬの入射側から光−光変換素子ＰＰＣに入射さ
九る消去光ＥＬによって消去させるようにしているから
、書込み光ＷＬが入射される側に撮像光学系を設けるこ
とが必要とされているような構成の第４図示のような構
成の撮像装置、その他、書込み光ＷＬが入射される側に
消去光の入射装置を設けることが回置な事情のある構成
態様の装置にも容易シこ適用する二とができる。なお、
ｌＩ集、トリミング、その他のｍ像信号１３１Ｉが容易
であるとともに、既記録信号を消去できる可逆性２有す
る記録部材を使用して記録再生が容易に行えるという特
徴を有している映像旧号を発生させるための撮像ｉｔと
して、光−光変換素子を使用して構成された盪−＊：ｉ
菫は、従来から一般的に使用されて来ている撮像装置、
すなわち、撮像レンズによって撮像管や囲体撮像素子の
ような撮像素子における光層変換部に結像された被写体
の光学像を映像信号に変換するようにしている撮像装置
に比べて。

容易に高画質・高解像度の再生画像が得られるのである
。

なお、これまでの実施例の説明においては光−光変換素
子で変換の対象にされる光が可視光の入域を含む領域の
光であるとされていたが１本発明の光−光変換素子及び
撮像装置では広義の光、すなわち電磁波とよばれる放射
線の全スペクトル領域（γ線、ＸＳ等の領域からラジオ
波の長波までを含む領域）の電磁放射線に対して使用で
きるようにさｉでもよいことは勿論である。

（発明の効果） 思上、詳１８１−二説明したところから明らかなように
不発明は、第１の透明電極と、光導電層と、読出し光の
波長域の光を反射させるとともに消去光を透過させうる
ような波長選択性を有する誘電体ミラー層と、電界中の
みで光の状態が変化する光変調材層と、第２の透明電極
とを積層してなる光−光変換素子、及び第１の透明電極
と、光導電層と、読出し光の波長域の光を反射させると
ともに消去光を透過させうるような波長選択性を有する
！ｌ電体ミラー層と、光導電効果と１次電気光学効果と
を併せ有しているとともに電界中のみで異方性を示す光
変調材層と、第２の透明電極とを具備し、前記した光変
調材層に大きな光導電効果を生じさせない波長域の光だ
けを透過させるように構成してなる光−光変換素子、な
らびに第１の透明電極と、光導電層と、読出し光の波長
域の光を反射させるとともに消去光を透過させうるよう
な波長選択性を有する誘電体ミラー層と、光導電効果と
二次電気光学効果とを併せ有しているとともに電界中の
みで異方性を示す光変調材層と、第２のｉ１男を重と、
前記した光変調材層に大きな光導電効果に生じさせない
波長域の光だけを透過させて読取る光学フィルタとを積
層してなる光−光変換素子と、前記の光−光変換素子に
おける第１の透明電極側から可視域の光による被写体の
光学情報を書込み光として入射させる手段と、前記の光
−光変換素子における光学フィルタ側から読出し光と消
去光とを選択的に入射させる手段とを備えてなる撮像装
置であり、既述したように電界の強度分布に応じて光の
状態を変化させる光学部材として使用されるべき材料が
、例えばニオブ酸リチウム単結晶のような異方性結晶で
あって、印加された電界によって複屈折が生じる他に、
無電界中、すなわち印加される電界が零である初期状態
においても結晶の異方性によって複屈折が生じて、結晶
を通過する常光線と異常光線との位相差が異方性結晶の
厚みによっても変化して、結晶の厚みむらがそのまま前
記した初期状態の常光線と異常光線との位相差むらとし
て呪われるようなものでは。

電界の印加時だけに複屈折を起こすような特性を有する
光学部材を製作するのに高精度の光学研磨が必要とされ
るという欠点があるので、前記の欠点の烹い材料により
光−光変換素子を構成させるべく、を界の強度分布に応
じて光の状態を変化させる光学部材として、電界中のみ
で異方性を示すような物質によって形成させた光変調材
層を使用する際に、その光変調材層を光導電効果と１次
電気光学効果とを併せ有しているとともに電界中のみで
異方性を示すような物質を用いて構成させたときであっ
ても、本発明によれば光変調材層に大きな光導電効果を
生じさせるような波長領域の光が通過しないようにした
ために、光変調材層に光導電効果による悪影響が生じな
いようにできるとともに、撮像レンズ側から消去光を入
射させる必要のない構成態様の撮像装置も容易に構成で
きるという利点が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の光−光変換素子ＰＰＣの９実Ｔｉ列の
側所面Ｘ、第２図及び第３図ならびに第７図１＝説明用
の特性面Ｉ１例図、第４図は撮像装置のａｑ＊咬を示す
斜視哀、第５及び第６図は既是案７）光−光変換素子の
環４１１成の側面図である４−９２・・・ガラス板、３
・・第１の透明電極、４・・・男２の透明電極、５，６
・・・端子、７・光導電層。 ８・誘電体ミラー、９　・印加された電界の強度分布−
こｚ二ごて光の状態を変化させる光学部材、１０゜Ｌ３
．’−６・・・電源、１１・・・端子、１２・・・遮光
層。 ＰＦ３・・・光−光変換素子、？ＣＬ・・・光導電層、
ＷＬ・・・書込み光、ＲＬ・・・読出し光２ＥＬ・・・
消去光、Ｄ　Ｍ　Ｌ・・・書込み光及び読出し光ＲＬの
波長域の光を反射させるとともに消去光ＥＬを透過させ
うるような波長選択性を有する誘電体ミラー層、ＰＭＬ
・・印加された電界の強度分布に応じて光の状態を変化
させる光学部材として用いられる光変調材、ｌＦ、ＰＦ
・・光学フィルタ、ＳＷ・・・切換スイッチ、特許出頴
人　　日本ビクター株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、第１の透明電極と、光導電層と、読出し光の波長域
   の光を反射させるとともに消去光を透過させうるような
   波長選択性を有する誘電体ミラー層と、電界中のみで光
   の状態が変化する光変調材層と、第２の透明電極とを積
   層してなる光−光変換素子 ２、第１の透明電極と、光導電層と、読出し光の波長域
   の光を反射させるとともに消去光を透過させうるような
   波長選択性を有する誘電体ミラー層と、光導電効果と１
   次電気光学効果とを併せ有しているとともに電界中のみ
   で異方性を示す光変調材層と、第２の透明電極とを具備
   し、前記した光変調材層に大きな光導電効果を生じさせ
   ない波長域の光だけを透過させるように構成してなる光
   −光変換素子 ３、第１の透明電極と、光導電層と、読出し光の波長域
   の光を反射させるとともに消去光を透過させうるような
   波長選択性を有する誘電体ミラー層と、光導電効果と１
   次電気光学効果とを併せ有しているとともに電界中のみ
   で異方性を示す光変調材層と、第２の透明電極と、前記
   した光変調材層に大きな光導電効果を生じさせない波長
   域の光だけを透過させて読取る光学フィルタとを積層し
   てなる光−光変換素子と、前記の光−光変換素子におけ
   る第１の透明電極側から可視域の光による被写体の光学
   情報を書込み光として入射させる手段と、前記の光−光
   変換素子における光学フィルタ側から読出し光と消去光
   とを選択的に入射させる手段とを備えてなる撮像装置