DE69033255T2

DE69033255T2 - Opto-optischer Wandler

Info

Publication number: DE69033255T2
Application number: DE69033255T
Authority: DE
Inventors: Tsutou Asakura; Masato Furuya; Keiichi Maeno; Shintaro Nakagaki; Tetsuji Suzuki; Itsuo Takanashi
Original assignee: Victor Company of Japan Ltd
Current assignee: Victor Company of Japan Ltd
Priority date: 1989-06-16
Filing date: 1990-06-15
Publication date: 1999-12-09
Anticipated expiration: 2010-06-16
Also published as: EP0403307A2; DE69033255D1; EP0403307B1; DE69024266D1; US5159456A; EP0403307A3; DE69024266T2

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf einen opto-optischen Wandler (auch mit PPC bezeichnet), der eine von einem elektromagnetischen Strahlenbündel, wie z. B. Licht, getragene Information in eine Form überführt, die für ein Bildaufnahmegerät, einen optischen Projektor oder einen optischen Rechner geeignet ist. Diese Erfindung bezieht sich auch auf ein Bildaufnahmegerät, welches einen opto-optischen Wandler enthält.
Ein Videosignal, welches durch die Aufnahme einer optischen Abbildung eines Objektes erhalten wurde, kann einfach durch Bearbeitung, Aufbereitung und ähnlichem verarbeitet werden. Aufzeichnung, Reproduktion und Löschung des Videosignals kann ebenfalls sehr einfach durchgeführt werden. Diese Techniken sind in den Bereichen Druck, elektronische Publikation, Meßtechnik und verwandten Gebieten sehr verbreitet.
Es bestand ein steigender Bedarf an einem Gerät, das in der Lage ist eine optische Information, wie bewegte Bilder und Abbildungen, mit einer höheren Auflösung im Vergleich zu konventionellen Geräten, abzubilden und aufzuzeichnen.
Um Abbildungen mit hoher Qualität und Auflösung zu reproduzieren, ist es für ein Bildaufnahmegerät notwendig ein Videosignal zu erzeugen, mit dem eine Abbildung mit hoher Qualität und Auflösung reproduziert werden kann. Die Verkleinerung des Elektronenstrahldurchmessers ist bei einem Bildaufnahmegerät, das eine Bildaufnahmeröhre benutzt, begrenzt. Zusätzlich erhöht sich die Kathodenkapazität, wenn man die Röhre vergrößert, was zu einer schlechten Auflösung führt.
Weiterhin wird das Frequenzband eines Videosignals für hoch aufgelöste bewegte Bilder größer als mehrere zehn bis mehrere hundert Megahertz, wodurch das Problem eines schlechten Signal-zu-Rausch-Verhältnises auftritt.
Hinsichtlich opto-optischer Wandler, die fähig sind ein optisches Abbild eines Objektes zu empfangen und das optische Abbild so auszusenden, daß es für optische Parallelverarbeitung in einem optischen Projektor, einem optischen Rechner und zur Bildaufzeichnung geeignet ist, wurden z. B. ein Abstands- Modulations-Gerät, wie ein optischer Flüssigkristall- Modulator, ein lichtleitendes Pockels-Effekt-Gerät und ein optischer Mikrokanal-Modulator oder ein Gerät aus lichtempfindlichem Material bereits bekannt gemacht.
Der Verfasser dieser Anmeldung hat ein hochauflösendes Bildaufnahmegerät unter Einsatz eines opto-optischen Wandlers vorgeschlagen, welches in Fig. 1 dargestellt ist.
Aus Gründen der Vereinfachung der Beschreibung, werden in allen Figuren gleiche Nummern und Buchstaben für gleiche oder identische Elemente verwendet.
Das Bildaufnahmegerät in Fig. 1 umfaßt eine Abbildungslinse 10, einen opto-optischen Wandler 12, einen Strahlenteiler 24, ein λ-Plättchen 26, einen Analysator 28, einen Polarisator 30 und eine Lichtquelle 32, wie z. B. einen Halbleiterlaser.
Der opto-optische Wandler 12 setzt sich aus den transparenten Elektroden 14 und 22, einer Photowiderstandsschicht 16 (auch mit PCL bezeichnet), einem dielektrischen Spiegel 18 und einer optischen Modulatorschicht 20 (auch mit PML bezeichnet), die ein optisches Bauteil (z. B. ein Lithiumniobat- Einkristall aus oder einer nematischen Feldeffekt-Flüssigkristallschicht) zur Polarisation der Schwingungsebene des Lichtes in Abhängigkeit von der Stäke eines angelegten Feldes ist, zusammen. Das Einschalten der Stromversorgung 34 über den Schalter 36 führt zu einem elektrischen Feld zwischen den transparenten Elektroden 14 und 22. Der opto-optische Wandler 12 ist in ein nicht dargestelltes schwarzes Gehäuse eingebaut, so daß die Photowiderstandsschicht 16 nicht unnötigerweise dem Umgebungslicht ausgesetzt ist.
Die transparente Elektrode 14 ist zusammengesetzt aus einem Material, wie z. B. ITO (Indium-Zinn-Oxyd), das eine spek trale Charakteristik dergestalt aufweist, daß Licht mit der Wellenlänge, die die optische Information, die photographiert werden soll enthält, durchgelassen wird.
Als Photowiderstandsschicht 16 kommt ein photoleitendes Material (wie z. B. amorphes Silizium) in Betracht, welches eine Charakteristik dergestalt aufweist, daß bei Anlegen eines elektrischen Feldes mit entsprechender Intensität, eine Feldstärkenverteilung mit hoher Auflösung von der einen Oberfläche des Bauteils generiert wird, wenn eine optische Abbildung auf die andere Oberfläche des Bauteils einfällt.
In Fig. 1, fällt Licht, welches die optische Abbildung des Objekte O trägt, durch eine Abbildungslinse 10 auf die transparente Elektrode 14. Das Licht geht durch die transparente Elektrode 14 hindurch und fällt auf die Photowiderstandsschicht 16. Der elektrische Widerstand des Photowiderstandsschicht 16 variiert in Abhängigkeit der Lichtintensität. Dementsprechend variiert der elektrische Widerstand jedes Teilbereichs der Photowiderstandsschicht 16 in Abhängigkeit der Lichtintensität jedes Teilbereichs des Objekts O.
Durch den Schalter 36 legt die Stromversorgung 34 eine spezifische Spannung zwischen den transparenten Elektroden 14 und 22 an. Über der optischen Modulatorschicht 20 liegt dann ein elektrisches Feld (eine Spannung Vm) mit einer der optischen Abbildung entsprechenden Feldstärke an, da das Feld durch die Stirnfläche der Photomodulatorschicht 16 und den dielektrischen Spiegel 18 entsprechend versorgt wird.
Wenn die optische Modulatorschicht 20 aus einem Lithiumniobat-Einkristall besteht, variiert dessen Brechungsindex durch den elektrooptischen Effekt in Abhängigkeit vom elektrischen Feld. Deshalb variiert der Brechungsindex der optischen Modulatorschicht 20 mit der impedanzabhängigen Feldstärkenverteilung der Photowiderstandsschicht 16, die ihrerseits mit der einfallenden optischen Abbildung variiert.
Ein Lichtstrahl P1, wie ein Laserstrahl, der von der Lichtquelle 32 emittiert wird, passiert den Polarisator 30, wird vom Strahlenteiler 24 reflektiert und fällt durch die transparente Elektrode 22 auf die optische Modulatorschicht 20.
Das elektrische Feld, dessen Feldstärkenverteilung in Abhängigkeit der optischen Abbildung variiert, wird an der optischen Modulatorschicht 20 erzeugt, so daß der einfallende Lichtstrahl P1 in Abhängigkeit der optischen Abbildung moduliert wird. Der so modulierte Lichtstrahl P1 wird am dielektrischen Spiegel 18 reflektiert und passiert den Strahlenteiler 24, das λ-Plättchen 26 und den Analysator 28, und wird dann als reproduzierte Abbildung aufgenommen.
Fig. 2 zeigt den Zusammenhang zwischen dem primären elektrooptischen Effekt und der Spannung Vm, die an der optischen Modulatorschicht 20 (z. B. aus einem Lithiumniobat-(LiNbO&sub3;)- Einkristall, Wismut-Silizium-Oxyd, Kalium-Dihydrogen-Phosphat und DKDP) anliegt. Die Ordinate kennzeichnet die Intensität I des Lichtstrahls P1 nach dem Passieren des λ-Plättchens 26 und des Analysators 28. Die Abszisse zeigt die Spannung Vm, die am PML Bauteil 20 anliegt. Fig. 3 zeigt den gleichen Zusammenhang wie Fig. 2. In diesem Fall besteht der optische Modulator 20 aus einer nematischen Feldefekt-Flüssigkristallschicht.
Jeder Kurvenverlauf, der in Fig. 2 und 3 dargestellt ist und der eine Zeitbasis in Richtung der Ordinate hat, stellt die Spannung, die an der optischen Modulatorschicht 20 anliegt, in Abhängigkeit von der optischen Abbildung des Objektes O dar. Im Gegensatz hierzu zeigen die Kurvenverläufe mit der Zeitbasis in Richtung der Abszissen die Lichtsintensität, die aus dem Analysator 28 emittiert wird und mit der Spannung in Richtung der Ordinate variiert.
Wie man aus Fig. 2 und 3 ersehen kann, geschieht die Einstellung des Arbeitspunktes der optischen Modulatorschicht 20 durch Anpassung des X-Plättchens 26 oder durch Umorientierung des Analysators 28, so daß der Schwarzpegel der optischen Information der optischen Abbildung des Objektes O erhalten bleibt.
Wenn man jedoch für die optische Modulatorschicht 20 Streu-Flüssigkristalle oder PLZT (Blei-Lanthan-Zirkonat- Titanat) im Steumodus einsetzt, kann dessen Arbeitspunkt nicht durch Anpassung des λ-Plättchens 26 oder durch Umorientierung des Analysators 28 erfolgen.
Außerdem benötigt das vorgeschlagene Bildaufnahmegerät in seiner Anwendung den Analysator 28 zur unvermeidlichen Abschwächung des nutzbaren Wirkungsgrades des Lichtes, da sonst eine Bildabschattung auftritt.
Ist des weiteren die optische Modulatorschicht 20 als nematischer Dreh-Flüssigkristall oder als anderer elektroopischer Flüssigkristall mit doppelstreuender Charakteristik ausgeführt, so wird der nutzbare Wirkungsgrad des Lichtes substantiell abgeschwächt, wenn das Licht P1 nicht senkrecht, auf die Oberfläche der optischen Modulatorschicht einfällt, da bei diesen die optische Modulation von der Lage der optischen Achse im Flüssigkristall abhängt.
Deshalb wird die Einfallsrichtung des Lichtes P1 auf die optische Modulatorschicht 20 in Normalenrichtung festgesetzt. Optische Bauteile wie ein halbdurchlässiger Spiegel und ein Ablenkungsstrahlenteiler befinden sich folglich auf dem optischen Reflexionsweg, so daß das Licht P1, welches auf den opto-optischen Wandler 12 eingefallen ist, abgetrennt wird.
Wird ein nematische Dreh-Flüssigkristall als optische Modulatorschicht 20 eingesetzt, werden komplexe Herstellungsverfahren benötigt, dergestalt, daß der nematischer Dreh- Flüssigkristall in eine Zelle aus Abstandshaltern eingespritzt werden muß. Des weiteren ist es schwierig bei der Produktion eines großen opto-optischen Wandlers, mit den Mitteln der nematischen Dreh-Flüssigkristallschicht einen optischen Modulator mit gleichmäßiger Schichtdicke zu herzustellen. Für den Einsatz eines Lithium-Niobat-Einkristalls oder einer anderen Festkörperkomponente als optische Modulatorschicht 20 wird des weiteren eine starkes elektrisches Feld (bzw. eine hohe Spannung) benötigt, um den gewünschten elektrooptischen Effekt zu erhalten und die opto-optischen Wandler müssen sehr vorsichtig behandelt werden.
Ist der opto-optische Wandler 12 flach ausgeführt, wird für das Schreiben der Bildinformation auf die ganze Oberfläche des Wandlers 12 eine räumliche Doppellinse benötigt.
Das US-Patent US-A-3,957,349 beschreibt eine Methode zum Betrieb eines elektrooptischen Gerätes, das eine Photowiderstandsschicht und eine Flüssigkristallschicht enthält, und folgende Schritte aufweist:
Anlegen einer Spannung mit einer Höhe, die über der Flüssigkristallschicht eine Spannung aufrechterhält, die unterhalb des Spannungsschwellwertes liegt, bei dem die Flüssigkristallschicht reagiert; Abbildung des Gerätes auf konventionelle Weise; und optional Verringerung der angelegten Spannung auf ein Maß, das über der Flüssigkristallschicht eine Spannung aufrechterhält, die unterhalb des Spannungsschwellwertes, bei dem die Flüssigkristallschicht reagiert, liegt.
Die Veröfentlichung mit dem Titel "Optically Controllable Transparencies based on Structures Consiting of a Photoconductor and a Polymer-Encapsulated Nematic Liquid Crystal" (Sov. Tech. Phys. Lett., Vol. 14, No. 1, Jan. 1988; O. A. Afonin et al.) beschreibt Experimente zum genannten Thema und stellt fest, daß die Spannungs-Kontrast-Charakteristik der untersuchten Strukturen eine klare unipolare Beschaffenheit aufweisen.
Die Veröffentlichung mit dem Titel "Photoactivated Liquid Crystal Light Values" (1972 SID International Symposium Digest of Technical Papers, First Edition, Juni 1972, Lewis Winner, New York, N. Y., U. S.) von A. D. Jacobsen beschreibt eine Zelle, mit einer angelegten Spannung über einem Paar von Elektroden, zwischen dem Schichten aus Flüssigkristall und photoleitendem Material angeordnet sind, in der optische Abbildungen augenblicklich aufgezeichnet werden.
Die Veröffentlichung mit dem Titel "AC Photoresponse of a large-area Imaging Cds/CdTe Heterojunction" (J. Appl. Phys., Vol. 47, No. 2, Feb. 1976, American Institute of Physics; L. M. Fraas et. al.) beschreibt, in bezug auf das Anlegen einer Lichtbogenspannung an die Elektroden eines Lichtventils, ein Gerät ähnlich dem oben zitierten.
Das US-Patent US-A-3,932,025 beschreibt ein Abbildungssystem zur Erzeugung einer Vielfalt von Abbildungen auf einer Oberfläche. Das Abbildungssystem enthält ein elektro-optisches Abbildungselement mit einer spannungs- oder stromempfindliche Lichtmodulationsschicht, eine Schicht aus einem photoleitenden Material, welches eine anhaltende Photoleitfähigkeit aufzeigt, und eine Schicht aus einem Material, daß fähig ist Photoinjektionsströme zu bilden, wenn sie durch eine Strahlung getroffen wird, die sie absorbiert. Über diese Schichten wird eine elektrische Spannungsquelle angeschlossen, welche, wie beschrieben, eine Wechselspannung, eine Gleichspannung oder eine Kombination aus beiden sein kann.
Die europäische Patenanmeldung EP0403307, von der die vorliegende Anmeldung eine Teilanmeldung darstellt, beschreibt ein Verfahren zur Einstellung des Schwarzpegels einer Information (einer Abbildung), die mit hohem Kontrastverhältnis gelesen werden soll, für den Betrieb eines opto-optischen Wandlers.
Nach der vorliegenden Erfindung, enthält der hier beschriebene opto-optische Wandler:
eine erste Elektrode, durch die ein elektromagnetisches Strahlenbündel, welches Information schreibt, hindurchgeht;
eine Photowiderstandsschicht, deren Impedanz durch Einstrahlung des schreibenden Strahlenbündels variiert und da durch in Gegenwart einer spezifischen Spannung elektrische Ladungen erzeugt;
eine optische Modulatorschicht, die einen Ansprechschwellwert aufweist und eine optische Modulation abhängig von den elektrischen Ladungen in der Nähe des Schwellwerts leistet, wenn eine spezifische Spannung entsprechend dem Schwarzpegel des schreibenden Strahlenbündels angelegt wird;
eine zweite Elektrode, durch die ein elektromagnetisches Strahlenbündel, welches die Information ausliest und hierzu der Photomodulation unterworfen wird, hindurchgeht, wobei die erste Elektrode, die Photowiderstandsschicht, die optische Modulatorschicht und die zweite Elektrode in dieser Reihenfolge geschichtet sind; und
Einrichtungen zum Anlegen einer dem Schwarzpegel des schreibenden Strahlenbündels entsprechenden Spannung zwischen der ersten und zweiten Elektrode, so daß dementsprechend die spezifische Spannung an der Photowiderstandsschicht und der optische Modulatorschicht anliegt.
Des weiteren wird eine Bildaufnahmegerät beschrieben, aufweisend:
einen opto-optischen Wandler bestehend aus einem schichtweisen Aufbau einer Photowiderstandsschicht und einer optischen Modulatorschicht mit Ansprechschwellwert zwischen einer ersten und einer zweiten transparenten Elektrode;
eine erste Projektionseinrichtung zum Projizieren eines elektromagnetischen Strahlenbündels, welches die Information schreibt, auf die Photowiderstandsschicht, durch die Elektrode auf deren Seite, so daß die Impedanz der Widerstandsschicht in Abhängigkeit des schreibenden Strahlenbündels variiert und dadurch bei Anwesenheit einer spezifischen Spannung elektrische Ladungen erzeugt werden;
eine zweite Projektionseinrichtung zum Projizieren eines elektromagnetischen Strahlenbündels, welches die Information liest, auf die optische Modulatorschicht, durch die Elektrode auf deren Seite, so daß die optische Modulatorschicht eine optische Modulation in Abhängigkeit von den elektrischen Ladungen in der Nähe des Ansprechschwellwertes leistet, wenn die spezifische Spannung entsprechend eines Schwarzpegels des schreibenden Strahlenbündels an dieser anliegt; und
Einrichtungen zum Anlegen einer dem Schwarzpegel des schreibenden Strahlenbündels entsprechenden Spannung zwischen der ersten und zweiten Elektrode, so daß dementsprechend die spezifische Spannung an der Photowiderstandsschicht und der optischen Modulatorschicht anliegt.
Andere Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen aus der folgenden detaillierten Beschreibung zusammen mit den beigefügten Patentansprüchen hervor.

Kurze Beschreibung der Figuren

Fig. 1 ist eine Seitenansicht im Schnitt eines Bildaufnahmegerätes mit opto-optischem Wandler nach Stand der Technik;
Die Fig. 2 und 3 zeigen die Kennlinien zur Erläuterung des Bildaufnahmegerätes mit opto-optischem Wandler nach Stand der Technik;
Fig. 4 ist eine Seitenansicht im Schnitt eines Bildaufnahmegerätes mit einem opto-optischen Wandler nach vorliegender Erfindung;
Die Fig. 3 bis 7 zeigen die Kennlinien zur Erläuterung einer Methode zum Betrieb eines opto-optischen Wandlers nach vorliegender Erfindung;
Die Fig. 8 bis 11 und 14 bis 17 sind Seitenansichten im Schnitt eines Bildaufnahmegerätes nach vorliegender Erfindung;
Fig. 12 zeigt ein Zeitdiagramm zur die Erklärung der Photographie eines bewegten Bildes;
Fig. 13 ist eine Seitenansicht im Schnitt eines optooptischen Wandlers für die Erläuterung des Bildaufnahmegerätes nach vorliegender Erfindung;
Die Fig. 18 bis 24 und 25 bis 30 sind Seitenansichten im Schnitt eines Anzeigegerätes nach vorliegender Erfindung; Die Fig. 26 und 32 sind Seitenansichten im Schnitt zur Erläuterung von opto-optischen Wandlern zum Einsatz in einem Apparat nach vorliegender Erfindung; und
Die Fig. 31 und 33 bis 38 sind Seitenansichten im Schnitt des Bildaufnahmegerätes nach vorliegender Erfindung.

Beschreibung der vorzugsweisen Ausführungsformen

Die vorliegende Erfindung wird nun im Detail und unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.
Der opto-optische Wandler 12a in Fig. 4 ist anstatt mit der optischen Modulatorschicht 20 aus Fig. 1 mit einer streuenden Flüssigkristallschicht, wie z. B. Steumodus- Flüssigkristalle oder PLZT, ausgerüstet. Zusätzlich wird eine variable Spannungsquelle 34a bereitgestellt. Verglichen mit dem herkömmlichen opto-optischen Wandler 12 aus Fig. 1, kann das Licht P1, welches am dielektrischen Spiegel 18 reflektiert wird und die optische Modulatorschicht noch einmal durchläuft, direkt als reproduzierte Abbildung ausgelesen werden.
Fig. 5 zeigt die Kennlinie der optischen Modulatorschicht 20a. Diese ist die Spannung Vm1 über der optischen Modulatorschicht 20a und die Intensität 11 des Lichtes, welches diese passiert um ausgelesen zu werden. Es existiert eine Schwellspannung VT, bei der, wenn Vm1 diese übersteigt, die optische Modulatorschicht arbeitet.
Wenn sich der Arbeitspunkt der optischen Modulatorschicht 20a durch Anpassung der Dicke der Schichten des opto-optischen Wandlers 12a, deren Impedanz und der Spannung, die zwischen den transparenten Elektroden 14 und 22 angelegt wird, bei Punkt A (Fig. 6) befindet, so kann das Schwarz der Signalkomponente A (Schwarzpegel einer optischen Abbildung eines Objektes) nicht als Schwarz reproduziert werden (Schwarzpegel der optischen Information).
Folglich wird, wenn dieses Licht direkt photoelektrisch in ein Videosignal umgewandelt und auf einem Monitor dargestellt wird, nur eine Abbildung mit geringem Kontrastverhältnis erreicht. Außerdem werden die Schwarzinformationen einer optischen Abbildung des Objektes und der Schwarzpegel des Videosignals aus der photoelektrischen Umwandlung nicht vollständig übereinstimmen.
Hierzu wird nach der vorliegenden Erfindung der Arbeitspunkt, wie in Fig. 7 gezeigt, durch Anpassung der Dicke der Schichten des opto-optischen Wandlers 12a, deren Impedanz und der Spannung, die zwischen den transparenten Elektroden 14 und 22 angelegt wird, oder der Zusammensetzung der optischen Modulatorschicht 20a, so variiert, daß sich die Schwarzinformation der Signalkomponente unter die Schwellspannung VT eingestellt und Schwarz in der reproduzierten Information (reproduzierte Abbildung) als Schwarz (Schwarzpegel der optischen Information) reproduziert wird. Wenn die optische Modulatorschicht 20a aus einer Verbundmembran aus Makromolekül- und Flüssigkristallen zusammengesetzt wird, kann über deren Mischungsverhältnis die Charakteristik der optischen Modulatorschicht (20a) geändert werden.
Der Arbeitspunkt kann, wenn Licht mit einer optischen Information auf die Photowiderstandsschicht 16 einfällt, durch Einstellung der Spannungsquelle 34a oder durch Kombination von Gleich- und Wechselspannungsanteilen der Basisspannung festgelegt werden. Es ist außerdem möglich den Arbeitspunkt durch das Anlegen einer Vorspannung über einer zwischen der optischen Modulatorschicht 20a und der Photowiderstandsschicht 16 zusätzlich angebrachten Maschenelektrode und der transparenten Elektrode 22, einzustellen.
Wie oben beschrieben, kann bei einem opto-optischen Wandler mit einer optischen Modulatorschicht mit Steumodus die ausgelesene Bildinformation (reproduzierte Abbildung) durch Betrieb der optischen Modulatorschicht unterhalb der Schwellspannung (bzw. genau bei oder direkt oberhalb dieser) mit hohem Kontrastverhältnis ausgelesen und reproduziert werden. Der in Fig. 8 abgebildete opto-optische Wandler 12b besteht aus einer transparenten Elektrode 14, einer Photowiderstandsschicht 16, einem dielektrischen Spiegel 18, einer optischen Modulatorschicht 20b bestehend aus einer Verbundmembran aus Makromolekül- und Flüssigkristallen, in der hochbeständige Flüssigkristalle im makromolekularen Material dispergiert sind, und einer transparenten Elektrode 22, die in dieser Reihenfolge miteinander verbunden sind. Jeder opto-optischer Wandler in den Fig. 9 bis 12 ist in der gleichen Weise, wie zuvor beschrieben, zusammengesetzt.
In den Fig. 8 bis 12 ist ein dielektrischer Spiegel zwischen der Photowiderstandsschicht 16 und der optischen Modulatorschicht 20b angebracht. Dieser dielektrische Spiegel 18 kann weggelassen werden, wenn die Photowiderstandsschicht so zusammengesetzt ist, daß sie das Licht zum Auslesen RL nicht registriert und das Licht RL an dieser reflektiert wird. Der dielektrische Spiegel 18 der in den Fig. 14 bis 17 gezeigt wird kann ebenfalls weggelassen werden.
Im folgenden wird die Verbundmembran, die als optische Modulatorschicht 20b in Fig. 8 eingesetzt wird, erläutert. Die Verbundmembran besteht aus nematischen Steu-Flüssigkristallen, welche eine Charakteristik wie Flüssigkristalle bei Raumtemperatur und einen hohen Durchgangswiderstand in makromolekularen Materialien wie Polyester-Harz, Polykarbonat-Harz, PVC, Polyamid-Harz, Polyethylen-Harz, Polypropylene-Harz, Polystyrol- Harz und Silikon-Harz (jedes mit einem Durchgangswiderstand von 10¹&sup4; Ω cm und mehr) aufweisen.
Es folgen Beispiele für die Herstellung des opto-optischen Wandlers 12b und der enthaltenen optischen Modulatorschicht 20b, wie sie in den Fig. 8 bis 12 eingesetzt werden.
(1) Drei Gramm des nematischen Flüssigkristalls E-44 der Firma BDH Co. (GB) werden in eine zehn-prozentige Lösung von Chloroform in 20 Gramm PMMA (Polymethylmethacrylat) eingebracht. Die Lösung wird umgerührt und stehen gelassen.
Eine auf einer Seite mit einer ITO-(Indium-Zinn-Oxyd)- Membran (in den Fig. 8 und 9 nicht dargestellt) als transparente Elektrode 22 beschichtete Glasplatte wird hinreichend gereinigt. Um die optische Modulatorschicht 20b als Verbundmembrane zu erzeugen, wird die Chloroform-Lösung in PMMA, die das Flüssigkristall enthält, mit Hilfe einer Beschichtungsanlange auf die transparente Elektrode 22 aufgebracht.
Anstelle des PMMA kann jedes andere makromolekulare Material, welches in einer Lösung aufgelöst und als Membran irgendwo aufgebracht werden kann sowie einen hohen Durchgangswiderstand aufweist, verwendet werden. So sind Polykarbonat und PEI (Polyether Imide) aufgrund ihrer besseren Transparenz besonders gut verwendbar. Dies gilt auch für die Beispiele (2) und (3), die später beschrieben werden.
Durch Verbinden eines, wie oben hergestellten, Verbundbauteils, bestehend aus der Glasplatte, wie oben beschrieben, der transparenten Elektrode 22 und der optischen Modulatorschicht 20b, mit einem Verbundbauteil, welches anders als oben beschrieben hergestellt wird, bestehend aus Schichtung einer Glasplatte (nicht dargestellt in Fig. 4 und 5), der transparenten Elektrode 14, der Photowiderstandsschicht 16 und dem dielektrischen Spiegel 18, wird der opto-optische Wandler 12b in Fig. 8 und 9 zusammengesetzt.
(2) Drei Gramm des nematischen Flüssigkristalls LIXON 501 DML (oder LIXON 5028) der Firma Chisso Co. werden in eine Lö sung von zehn Gewichtsprozent Chloroform in zwanzig Gramm PMMA eingebracht. Die Lösung wird verrührt und stehen gelassen. Die weitere Vorgehensweise entspricht der Beschreibung in (1). (3) Drei Gramm des nematischen Flüssigkristalls ZLIEt22DMLDML (das Cybotakische Strukturen aufweist) der Firma Merck Japan Ltd. werden in eine Lösung von zehn Gewichtsprozent Chloroform in zwanzig Gramm PMMA eingebracht. Die Lösung wird verrührt und stehen gelassen. Die weitere Vorgehensweise entspricht der Beschreibung in (1).
Verglichen mit herkömmlichen opto-optischen Wandlern, ist es sehr einfach die Verbundmembrane aus Makromolekular- und Flüssigkristallen mit Schichtdicken in der Größenordnung von 0.1 um herzustellen.
Die Flüssigkristalle der optischen Modulatorschicht 20b, die wie oben beschrieben hergestellt werden, befinden sich in einem Zustand, in dem die Kristalle in den unzähligen Poren des makromolekularen Materials eingeschlossen sind. Diese Poren sind größer als diejenigen, welche die Flüssigkristalle der entsprechenden Verbundmembran der optischen Modulatorschicht 20c des opto-optischen Wandlers 12c und 12d aus den Fig. 14 und 17 enthalten.
Das nematische Flüssigkristall, welches in (2) und (3) eingesetzt wird, hat einen hohen spezifischen Widerstand von 1 · 1013 Qcm. Deshalb können Bildinformationen hoher Auflösung mit Hilfe des opto-optischen Wandlers 12b, der eine optische Modulatorschicht 20b aus makromolekularen Material mit einem spezifischen Volumenwiderstand von 1 * 10¹³ Qcm oder höher in der die Flüssigkristalle verteilt sind enthält, geschrieben und ausgelesen werden.
Außerdem wird die Auflösung der Bildinformation, infolge der Hochohmigkeit des Flüssigkristalls (mit geringer Verunreinigung durch Ionen), selbst wenn das elektrische Feld, welches an der Verbundmembran, die als optische Modulatorschicht 20b eingesetzt wird, ein Gleichstromfeld ist, nicht mit fortschreitender Zeit herabgesetzt.
Wenn man für die optische Modulatorschicht 20b ein Flüssigkristall mit geringem spezifischen Volumenwiderstand eingesetzt, das viele Ionen enthält, so verringert der Ionentransport, der auf das angelegte elektrische Feld zurückzuführen ist, die Intensität des von dem Ladungsbild erzeugten elektrischen Feldes. Die Neigung der optischen Achse der Moleküle des Flüssigkristalls wird hierdurch verringert, und somit die Auflösung des Ladungsbildes, welches durch Streuung des elektrischen Feldes des Ladungsbildes entsteht, herabgesetzt.
Jedoch enthalten die nematischen Flüssigkristalle aus (2) und (3) wenige Ionen, so daß das oben beschriebene unerwünschte Phänomen nicht auftritt. Dadurch können Schreib- und Leseoperation der Bildinformation mit hoher Auflösung realisiert werden.
Wenn in dem Bildaufnahmegerät aus Fig. 8 mit der Stromquelle 22 eine Spannung über die transparenten Elektroden 14 und 22 angelegt wird und die optische Abbildung des Objektes O durch eine Abbildungslinse 10 auf die Photowiderstandsschicht 16 des opto-optischen Wandlers 12b projiziert wird, variiert der elektrische Widerstand der Photowiderstandsschicht 16 in Abhängigkeit von der optischen Abbildung. Dadurch wird in der Nähe des Übergangs zwischen der Photowiderstandsschicht 16 und dem dielektrischen Spiegel 18, ein Ladungsbild entsprechend der optischen Information generiert.
Dies verursacht ein elektrisches Feld an der optischen Modulatorschicht 20b, dessen Intensitätsverteilung der Ladungsverteilung der optischen Abbildung entspricht. In der optischen Modulatorschicht 20b richten sich die Flüssigkristalle unter Einwirkung des elektrischen Feldes aus. Dies resultiert in einer Abbildung in der optischen Modulatorschicht 20b, bei der die Umorientierung der Flüssigkristalle der optischen Abbildung entspricht.
Die so in der optischen Modulatorschicht 20b erzeugte Abbildung wird aufrechterhalten, solange ein Ladungsbild in der Nähe des Übergangs zwischen der Photowiderstandsschicht 16 und dem dielektrischen Spiegel 18 vorhanden ist.
Wie bereits beschrieben, wird durch Verwendung von hochohmigen Flüssigkristallen in der optischen Modulatorschicht die Auflösung nicht mit fortschreitender Zeit herabgesetzt, auch wenn das elektrische Feld, das an die optische Modulatorschicht 20b angelegt wird, ein Gleichstromfeld ist. Eine Wechselstromquelle könnte anstatt der Stromquelle 34 in Fig. 8 eingesetzt werden. Jedoch wird dadurch keine Schreiboperation wie oben beschrieben erreicht, so daß der Schreib- und Lesezyklus zum gleichen Zeitpunkt stattfinden muß.
Wenn das Ladungsbild, welches auf diese Weise in der Nähe des Übergangs zwischen der Photowiderstandsschicht 16 und dem dielektrischen Spiegel 18 generiert wurde, gelöscht wird (das Ladungsbild wird in der Nähe des Übergangs zwischen der Photowiderstandsschicht 16 und der optischen Modulatorschicht 20b erzeugt, falls der dielektrische Spiegel 18 weggelassen wird.), wird das elektrische Feld, welches über der optischen Modulatorschicht 20b anliegt ebenfalls gelöscht, so daß die Flüssigkristalle, die in der optischen Modulatorschicht 20b enthalten sind, wieder isotrope Orientierung aufweisen. Deshalb kann eine Bildinformation nicht ausgelesen werden, selbst wenn ein Licht RL auf die optische Modulatorschicht 20b einfällt, was bedeutet, daß eine Löschoperation durchgeführt wurde.
Dementsprechend ist es für eine Löschoperation ausreichend das Ladungsbild, welches in der Nähe des Übergangs zwischen der Photowiderstandsschicht 16 und dem dielektrischen Spiegel 18 generiert wurde, zu löschen. Wie in Fig. 9 gezeigt, wird, um das Ladungsbild zu löschen, ein Licht EL, welche für die Löschoperation von einer Lichtquelle 38 emittiert wird, durch eine Linse 40 und die transparente Elektrode 14 auf den opto-optischen Wandler 16 eingestrahlt, wo es den elektrischen Widerstand der Photowiderstandsschicht herabsetzt. Im Fall der Löschoperation können die transparenten Elektroden 14 und 22 miteinander kurzgeschlossen oder zusammen geerdet werden.
Wie oben mit bezug auf Fig. 8 beschrieben, wird durch die Schreiboperation ein Ladungsbild entsprechend der optischen Abbildung des Objektes O in der Nähe des Übergangs zwischen der Photowiderstandsschicht 16 und dem dielektrischen Spiegel 18 (oder in der Nähe des Übergangs zwischen der Photowiderstandsschicht 16 und der optischen Modulatorschicht 20b erzeugt, falls der dielektrische Spiegel 18 weggelassen wird.) erzeugt und dann das elektrische Feld, welches durch das Ladungsbild erzeugt wird, an die optische Modulatorschicht 20b angelegt.
Wenn ein Licht RL, welches von einer nicht dargestellten Lichtquelle emittiert wird, durch die transparente Elektrode 22 auf den opto-optischen Wandler einfällt, erreicht das Licht RL den dielektrischen Spiegel 18 nach passieren der transparenten Elektrode 22 und der optischen Modulatorschicht 20b. Nach Reflexion am dielektrischen Spiegel, wird das Licht RL nach passieren der optischen Modulatorschicht 20b vom optooptischen Wandler 12b durch die transparente Elektrode 22 wieder emittiert.
Die Intensität des somit vom opto-optischen Wandler emittierten Lichtes RL variiert in Abhängigkeit vom elektrischen Feld, daß durch das Ladungsbild erzeugt wurde.
Das heißt, die Flüssigkristalle werden in Abhängigkeit vom anliegenden elektrischen Feld umorientiert, wenn das elektrische Feld, dessen Intensität in Abhängigkeit von der Ladungsverteilung entsprechend der optischen Abbildung des Objektes 0 variiert, an die Flüssigkristalle, die in der Verbundmembrane enthalten sind, welche in der optischen Modulatorschicht 20b eingesetzt wird, angelegt wird.
Das Licht RL, welches wechselseitig in der optischen Modulatorschicht übertragen wird, ist einer Streuung in verschiedene Richtungen in bezug auf das auf die optische Modulatorschicht 20b einfallende und das davon emittierte Licht RL ausgesetzt. Deshalb wird durch Projektion des Lichtes RL auf die optische Modulatorschicht 20b, die Intensität des Lichtes RL, welches von dieser emittiert wird, in Abhängigkeit von der optischen Abbildung des Objektes 0 variiert.
Das Licht RL, welches so von dem opto-optischen Wandler 12b emittiert wird, kann, wie es ist, durch eine Linse auf einen Schirm projiziert, durch ein optisches System an einen photoelektrischen Konverter zur Umwandlung in ein elektrisches Signal oder durch ein optisches System an ein optisches Aufzeichnungsmedium zur Speicherung geleitet werden.
Die Lichtquelle zur Erzeugung des Lichtes RL kann eine Laserquelle, eine Glühlampe, eine elektrische Entladungslampe oder ähnliches sein. Das Licht RL kann ein Stahlenbündel mit jedem Durchmesser sein.
Wie aus dem vorstehenden ersichtlich ist, kann das Bildaufnahmegerät nach vorliegender Erfindung durch einfache Anordnung und effektive Behandlung, verglichen mit konventionellen Apparaten, in denen das Licht, welches vom opto-optischen Wandler emittiert wird, mit Hilfe eines Analysators in ein Licht, dessen Intensität entsprechend der optischen Abbildung eines Objektes variiert, konvertiert werden muß, hergestellt werden.
Fig. 10 zeigt eine Ausführung in der das vom optooptischen Wandler 12b aus Fig. 9 emittierte Licht RL in ein elektrisches Signal entsprechend der optischen Abbildung des Objektes O umgewandelt wird. Die Schreib-, Lese- und Löschoperationen sind dieselben wie die in bezug auf Fig. 9 beschriebenen.
In Fig. 10 wird ein Laserstrahl von einer Laserquelle 42 emittiert und an einer Ablenkplatte abgelenkt. Der so reflektierte Laserstrahl wird durch eine Linse 46 und die transparente Elektrode 22 auf den opto-optischen Wandler 12b eingestrahlt. Der so auf den opto-optischen Wandler 12b einfallende Laserstrahl wird von diesem durch die transparente Elektrode 22 in der gleichen Weise wie oben beschrieben wieder emittiert.
Der so vom opto-optischen Wandler 12b emittierte Laserstrahl wird durch eine Linse 48 an einen photoelektrischen Konverter 50 geleitet. Der photoelektrische Konverter generiert somit ein elektrisches Signal entsprechend der optischen Abbildung des Objektes O. Die Ablenkung der Ablenkplatte 44 hängt von dem photoelektrischen Konverter 50 ab. Für den photoelektrischen Konverter 50 können ein Phototransistor, ein Zeilen-Bildsensor, ein Matrix-Bildsensor, etc. eingesetzt werden.
Fig. 11 zeigt eine Anordnung in der anstatt des photoelektrischen Konverters 50 aus Fig. 10 ein optisches Aufzeichnungsmedium 52, wie z. B. ein fotografischer Film, eingesetzt wurde. Als optische Aufzeichnungsmedium 52 kann ebenso ein Ladungsbild-Speichermedium verwendet werden. Im Fall eines Ladungsbild-Speichermediums ohne photoleitenden Bestandteil, kann ein Ladungsbild auf das Speichermedium unter Zuhilfenahme eines Schreibgerätes mit photoleitendem Bauteil aufgezeichnet werden.
Fig. 12 ist ein Diagramm zur Erläuterung des Betriebs eines Bildaufzeichnungsgerätes bei dem die Polarität der Spannung zwischen den transparenten Elektroden 14 und 22 des optooptischen Wandlers 12b bei jedem Bild zwischen +V und -V invertiert wird. In Fig. 12 bezeichnet E die Zeit des Lichtes für die Bestrahlungsperiode zum Löschen, während W und R entsprechend die Schreib- und Leseperiode (Write/Read) bezeichnen.
Fig. 13 zeigt die Anordnung in der eine Spannung, die wie +V und -V invertiert wird, mit einer Stromquelle 34b an die transparenten Elektroden 14 und 22 angelegt wird. Wenn ein kontinuierliches Gleichstromfeld an die als optische Modulatorschicht 20b eingesetzte Verbundmembrane angelegt wird, wird dessen Modulationsfähigkeit durch die in den Flüssigkristallen enthaltenen Ionen herabgesetzt. Diese Herabsetzung wird jedoch durch den Einsatz der Stromquelle 34b begrenzt.
Im folgenden werden Anordnungen des Bildaufnahmegerätes nach vorliegender Erfindung mit bezug auf die Fig. 14 bis 17 erläutert.
Der opto-optische Wandler 12c ist durch Schichtung der transparenten Elektrode 14, der Photowiderstandsschicht 16, des dielektrischen Spiegels 18, der optischen Modulatorschicht 20c, bestehend aus einer Speichermembran aus Makromolekular- und Flüssigkristallen, die in dem makromolekularen Material verstreut sind, der transparenten Elektrode 22 und einer wärmeerzeugenden Schicht 23 in dieser Reihenfolge zusammengesetzt. Die Schicht, die als transparente Elektrode 22 fungiert sowie die wärmeerzeugende Schicht 23 können auch integriert sein.
Jede der opto-optischen Wandler 12d in den Fig. 15 und 16 bestehen aus einer Schichtung der transparenten Elektrode 14, der Photowiderstandsschicht 16, dem dielektrischen Spiegel 18, der optischen Modulatorschicht 20c, einer wärmeerzeugenden Schicht 23a und der transparenten Elektrode 22 in dieser Reihenfolge.
Der opto-optische Wandler 12e in Fig. 17 besteht aus einer Schichtung der transparenten Elektrode 14, der Photowiderstandsschicht 16, dem dielektrischen Spiegel 18, einer wärmeerzeugenden Schicht 23a, der optischen Modulatorschicht 20c und der transparenten Elektrode 22 in dieser Reihenfolge.
In den Fig. 14 bis 16 wird ein dielektrischer Spiegel 18 zwischen der Photowiderstandsschicht 16 und der optischen Modulatorschicht 20c bereitgestellt. Dieser dielektrische Spiegel kann jedoch weggelassen werden, wenn der die Photowiderstandsschicht 16 so hergestellt ist, daß sie das Licht RL nicht wahrnimmt und das Licht RL an ihr reflektiert wird.
Der dielektrische Spiegel 18 zwischen der Photowiderstandsschicht 16 und der optischen Modulatorschicht 20c in Fig. 17 kann ebenfalls weggelassen werden, wenn entweder die Photowiderstandsschicht 16 oder die wärmeerzeugende Schicht 23a so hergestellt ist, daß sie das Licht RL nicht wahrnimmt und das Licht RL an ihr reflektiert wird.
Im Falle einer Löschoperation wird die wärmeerzeugende Schicht 23 des opto-optischen Wandlers 12c in Fig. 14 mit einer Leistung, die von einer Heizleistungsquelle bereitgestellt wird, aufgeheizt, um die Flüssigkristalle, die in der optischen Modulatorschicht 20c enthalten sind, zu schmelzen. Die wärmeerzeugende Schicht 23a des opto-optischen Wandlers 12c der Fig. 15 bis 17 wird dem entgegen im Falle einer Löschoperation durch ein Löschlicht aufgeheizt, um die Flüssigkristalle, die in der optischen Modulatorschicht 20c enthalten sind, zu schmelzen.
Die Speichermembrane, die für die optische Modulatorschicht 20c eingesetzt wird, ist genauso aufgebaut wie die optische Modulatorschicht 20b aus Fig. 8, dermaßen daß nematische Flüssigkristalle, die eine Charakteristik wie Flüssigkristalle bei Raumtemperatur und einen hohen spezifischen Volumenwiderstand aufweisen, in einem makromolekularen Material wie Polyester-Harz, Polykarbonat-Harz, Polypropylene-Harz, Polystyrol-Harz und Silikon-Harz, von dem jedes einen spezifischen Volumenwiderstand von 1014 Qcm und mehr hat, dispergiert sind.
Alle Typen von Flüssigkristallen, deren Moleküle nicht in Schichten geordnet, aber alle deren Achsen bei Raumtemperatur parallel aufgerichtet sind, können für den Aufbau der optischen Modulatorschicht verwendet werden. Der Einsatz von Flüs sigkristallen mit höherem spezifischen Volumenwiderstand und höherer Viskosität führt zu einer Reproduktion der Information mit einem höheren Kontrastverhältnis oder besserer Aufnahmegüte. Die Flüssigkristalle sollten einen niedrigeren Schmelzpunkt als das makromolekulare Material aufweisen.
Die Speichermembrane, die als optische Modulatorschicht 20c eingesetzt wird, weißt eine Speicherfunktion auf, dergestalt daß wenn die Flüssigkristalle in der Speichermembrane einmal durch anlegen eines elektrischen Feldes an diese ausgerichtet wurden, dieser Zustand sich nicht ändert auch wenn das elektrische Feld entfernt wird. Dies ist anders als bei der optischen Modulatorschicht 20b aus Fig. 8, bei der die Flüssigkristalle durch das an diese angelegte elektrische Feld ausgerichtet werden.
Die oben beschriebene Speichermembrane ist so zusammengesetzt, daß die Flüssigkristalle in unzähligen zufällig im makromolekularen Material verteilen Poren eingeschossen sind. Die Flüssigkristalle können somit ihre Orientierung nicht frei wechseln. Wenn ein elektrisches Feld an diese angelegt wird, welches eine Energie, größer als die des makromolekularen Materials, an die Flüssigkristalle abgibt, werden die Flüssigkristalle reorientiert. Der Zustand der so ausgerichteten Flüssigkristalle wird durch Einwirken des makromolekularen Materials aufrechterhalten. Folglich speichert die Orientierung der Flüssigkristalle den Zustand den die Flüssigkristalle durch das elektrische Feld erfahren haben. Die Speichermembrane zeigt somit eine Speicherfunktion. Je größer die Poren, in denen sich die Flüssigkristalle befinden, sind desto größer ist der Unterschied in der Orientierung zwischen den Flüssigkristallen. Dies führt zu einer Verschlechterung des der Speicherfunktion. Dementsprechend ist es erstrebenswert einen Porendurchmesser von 0.5 um oder weniger und eine gleichmäßige Verteilung der Poren zu erreichen.
Um die Information, die durch die Reorientierung gespeichert wurde, zu löschen, werden die Flüssigkristalle in der Speichermembrane auf eine Temperatur zwischen dem Schmelzpunkt der Flüssigkristalle und dem des makromolekularen Materials aufgeheizt, und zur Erreichung der Isotropie aufgeschmolzen. Die geschmolzenen Flüssigkristalle läßt man zum Erreichen der nematischen Phase abkühlen. Die nematischen Flüssigkristalle werden so undurchsichtig.
Im Bildaufnahmegerät aus Fig. 14 wird eine Spannung an über die zwei transparenten Elektroden 14 und 22 angelegt um ein elektrisches Feld an der optischen Modulatorschicht 20c zu erzeugen. Die von einem Licht WL transportierte optische Abbildung eines Objektes wird durch eine nicht dargestellte Abbildungslinse auf die Photowiderstandsschicht projiziert. Der elektrische Widerstand der Photowiderstandsschicht 16 variiert in Abhängigkeit der auf diese einfallenden optischen Abbildung. Dadurch wird das Ladungsbild entsprechend der optischen Abbildung in der Nähe des Übergangs zwischen der Photowiderstandsschicht 16 und dem dielektrischen Spiegel 18 generiert.
Dann liegt das elektrische Feld mit einer Intensitätsverteilung entsprechend der Ladungsverteilung des Ladungsbildes an der optischen Modulatorschicht 20c an.
Die Flüssigkristalle in der optischen Modulatorschicht 20c richten sich infolge des elektrischen Feldes, welches durch das Ladungsbild der elektromagnetischen Strahlung verursacht wurde, aus. Der reorientierte Zustand wird somit gespeichert. Der gespeicherte reorientierte Zustand bleibt auch dann erhalten, wenn das Ladungsbild in der Nähe des Übergangs zwischen der Photowiderstandsschicht 16 und dem dielektrischen Spiegel 18 gelöscht wird.
Wenn ein Licht RL einer in Fig. 14 nicht dargestellten Lichtquelle von der Seite der wärmeerzeugenden Schicht 23 auf den opto-optischen Wandler 12c einfällt erreicht das Licht RL den dielektrischen Spiegel 18 durch die wärmeerzeugende Schicht 23, die transparente Elektrode 22 und die optische Modulatorschicht 20c. Das Licht RL wird hieran reflektiert und wird von dem opto-optischen Wandler 12c nach passieren der optischen Modulatorschicht 20c, der transparenten Elektrode 22 und der wärmeerzeugenden Schicht 23 emittiert.
Das von dem opto-optischen Wandler 12c emittierte Licht RL variiert in Abhängigkeit mit der Orientierung der Flüssigkristalle in der optischen Modulatorschicht 20c. Dadurch kann das von dem opto-optischen Wandler 12c emittierte Licht RL direkt durch eine Linse auf einen Schirm projiziert, durch ein optisches System zur Umwandlung in ein elektrisches Signal an einen photoelektrischen Konverter geleitet oder durch ein optisches System zur Aufnahme auf ein optisches Aufnahmemedium geführt werden.
Wie aus dem vorstehenden ersichtlich ist, kann das Bildaufnahmegerät nach vorliegender Erfindung durch einfache Anordnung und effektive Behandlung, verglichen mit herkömmlichen Apparaten, in denen das Licht, welches vom opto-optischen Wandler emittiert wird, mit Hilfe eines Analysators in ein Licht, dessen Intensität entsprechend der optischen Abbildung eines Objektes variiert, konvertiert werden muß, hergestellt werden.
Die Lichtquelle zur Erzeugung des Lichtes RL kann eine Laserquelle, eine Glühlampe, eine elektrische Entladungslampe oder ähnliches sein. Das Licht kann ein Strahlenbündel mit jedem Durchmesser sein.
Um die Information, die als Reorientierung der Flüssigkristalle in der optischen Modulatorschicht 20c gespeichert ist, zu löschen, werden die Flüssigkristalle auf eine Temperatur zwischen dem Schmelzpunkt der Flüssigkristalle und dem des makromolekularen Materials aufgeheizt, um diese aufzuschmelzen und um die Eigenschaften von Flüssigkristallen zu erreichen. Damit die wärmeerzeugende Schicht 23 Wärme erzeugt, wird in dem in Fig. 14 dargestellten Bildaufnahmegerät die wärme erzeugende Schicht 23 des opto-optischen Wandlers 12c von einer Heizleistungsquelle 54 mit einer Heizleistung versorgt (Eine Schicht die als transparente Elektrode 22 und als wärmeerzeugende Schicht 23 fungiert kann vorgesehen werden.). Die optische Modulatorschicht 20c wird dann auf eine Temperatur zwischen dem Schmelzpunkt der Flüssigkristalle der optischen Modulatorschicht 20c und dem des enthaltenen makromolekularen Materials aufgeheizt, um diese aufzuschmelzen und um die Eigenschaften von Flüssigkristallen zu erreichen.
Wenn ein in der Nähe des Übergangs zwischen der Photowiderstandsschicht 16 und dem dielektrischen Spiegel 18 (oder der optischen Modulatorschicht 20c, wenn der dielektrische Spiegel weggelassen wird) generiertes Ladungsbild im Falle des Schreibens dort verbleibt, sollte das Ladungsbild gelöscht werden, bevor die Operation zum Löschen der Information (durch Heizen) auf die optische Modulatorschicht 20c angewendet wird.
Um das Ladungsbild zu löschen, wird ein Licht zum Löschen von einer Lichtquelle durch eine Linse von der Seite der transparenten Elektrode 12 auf den opto-optischen Wandler 12c eingestrahlt, und damit in der Weise, wie mit bezug auf Fig. 9 beschrieben, der elektrische Widerstand der Photowiderstandsschicht 16 herabgesetzt. Die beiden transparenten Elektroden 14 und 22 könnten miteinander kurzgeschlossen, getrennt oder zusammen geerdet sein. Diese Löschoperation wird auf die bevorzugten Ausführungsformen der Fig. 15 bis 17 angewendet.
Jeder Aufbau der opto-optischen Wandler in den Fig. 15 bis 17 ist verschieden von dem in Fig. 14 dargestellten. Die Schreib- und Leseoperationen der Bildaufnahmegeräte aus Fig. 15 bis 17 sind jedoch dieselben, wie die mit bezug auf Fig. 14 dargestellten. Lediglich die Löschoperation ist anders. Bei einer Löschoperation zum Löschen der durch Ausrichtung der Flüssigkristalle in der optischen Modulatorschicht 20c der Fig. 15 bis 17 gespeicherten Information, ist die Heizope ration, um die Flüssigkristalle auf eine Temperatur zwischen dem Schmelzpunkt der Flüssigkristalle und dem des makromolekularen Materials, durch Erzeugung von Wärme durch Bestrahlung der wärmeerzeugenden Schicht 23a mit einem Licht zum Löschen, zu heizen verschieden von der Löschoperation, die mit bezug auf die Fig. 14 beschrieben ist.
Die Löschoperation des Bildaufnahmegerätes in Fig. 15 ist so ausgeführt, daß das Licht einer Löschlichtquelle 38 durch eine Linse 40 die wärmeerzeugende Schicht 23a bestrahlt. In Fig. 16 emittiert eine Löschlaserlichtquelle 38a ein Licht, welches von der Ablenkplatte 44 abgelenkt und am Reflektorspiegel 56 reflektiert wird, um durch die transparente Elektrode 22 auf die wärmeerzeugende Schicht 23a einzufallen. In Fig. 17 wird ein Licht von einer nicht dargestellten Lösch- Lichtquelle durch die transparente Elektrode 14 und die Photowiderstandsschicht 16 auf die wärmeerzeugende Schicht 23a eingestrahlt.
Die wärmeerzeugende Schicht 23a in den Fig. 15 bis 17 kann in jeder Position im opto-optischen Wandler 12d und 12e angebracht werden, die geeignet ist die Flüssigkristalle in der optischen Modulatorschicht 20c effektiv zu heizen.
Im folgenden wird die Ausgestaltung des Abbildungsgerätes nach vorliegender Erfindung mit bezug auf die Fig. 18 bis 30 erläutert.
Das Abbildungsgerät, welches in Fig. 18 dargestellt ist, konvertiert durch einen opto-optischen Wandler 12b (oder 12c) eine optische Abbildung eines Objektes O in ein Ladungsbild mit hoher Auflösung und liest das Ladungsbild mit einem Licht, welches moduliert und auf einen Schirm dargestellt wird, aus.
Die Schreib- und Leseoperationen des opto-optischen Wandlers 12b, dargestellt in Fig. 18, sind dieselben, wie die mit bezug auf die Fig. 8 bis 11 beschriebenen. Ein Licht fällt durch eine Kollimatorlinse 54 auf den opto-optischen Wandler 12b und wird dann wieder von dem opto-optischen Wandler 12b, wie zuvor beschrieben, emittiert. Dadurch variiert die Intensität des so emittierten Lichtes in Abhängigkeit von dem Licht, das auf den opto-optischen Wandler 12b einfällt und welches die optische Abbildung eines Objektes O transportiert.
Das so emittierte Licht wird auf einen Schirm 58 projiziert, auf dem sich die Abbildung des Objektes darstellt. Dies führt zu einer Vereinfachung des Aufbaus des Gerätes und zu einer effektiven Nutzung des Lichtes. Die so erzeugte Abbildung wird intensiver, wenn das Licht, welches die Lichtquelle 42 emittiert intensiver wird. Die Lichtquelle 42 kann eine Laserlichtquelle, eine Glühlampe, eine elektrische Entladungslampe o. ä. sein. Eine Löscheinrichtung wurde in Fig. 18 weggelassen. Es kann jedoch die zuvor beschriebene verwendet werden. (Dies gilt auch für die Abbildungsgeräte, die in den Fig. 15 bis 25 dargestellt sind.)
Das Abbildungsgerät, dargestellt in den Fig. 15 bis 25, wird im folgenden beschrieben. Die Schreiboperation auf den opto-optischen Wandler 12b erfolgt durch ein Laserlicht, dessen Intensität mit der abzubildenden Information moduliert wird. Für den opto-optischen Wandler 12g in den Fig. 31 bis 35 kann ein anderer als der opto-optische Wandler 12b (oder 12c) verwendet werden. Der opto-optische Wandler 12g beinhaltet eine optische Modulatorschicht aus PLZT-Porzellan in dem sich der Grad der Streuung fortwährend infolge des angelegten elektrischen Feldes ändert.
Wenn ein Laserlicht, dessen Intensität mit der abzubildenden Information moduliert und das von einer Laserlichtquelle 42a emittiert wird, durch die Linsen 46 und 48 und den Reflektor 44 in Fig. 19 auf den opto-optischen Wandler 12b einfällt, wird die Information, die von dem Licht transportiert wird, wie in bezug auf die Fig. 8 bis 11 beschrieben, aufgezeichnet. Dann wird ein Licht, welches von einer Lichtquelle 42 emittiert wird, auf den opto-optischen Wandler 12b eingestrahlt und von diesem, wie in bezug auf Fig. 18 beschrieben, emittiert. Die Intensität des so emittierten Lichtes variiert in Abhängigkeit von dem elektrischen Feld, welches auf das Ladungsbild in der Nähe des Übergangs zwischen der Photowiderstandsschicht und einem anderen Bestandteil (nicht dargestellt) zurückzuführen ist. Das so emittierte Licht wird durch die Linse 56 auf den Schirm 58 projiziert. Folglich wird dann die optische Abbildung des Objektes auf dem Schirm 58 dargestellt.
Jeder opto-optischer Wandler 12b (oder 12c) des Abbildungsgerätes, welches in den Fig. 20, 21 und 23 dargestellt, ist so aufgebaut, daß ein Licht zum Lesen diesen passieren kann. Das Licht zum Schreiben und das zum Lesen wird aus derselben Richtung auf den opto-optischen Wandler eingestrahlt. Zwar wird für den opto-optischen Wandler kein dielektrischer Spiegel, der das Licht zum Lesen reflektiert, jedoch eine optische Modulatorschicht, welche nicht auf das Licht zum Lesen reagiert, eingesetzt.
Die Lese- und Schreiboperationen die in Fig. 20 dargestellt sind, entsprechen denen mit bezug auf Fig. 19 beschriebenen.
Die Fig. 21 zeigt den Fall, daß eine Hintergrundbeleuchtung Lb, anstatt der Lichtquelle 42 aus Fig. 20, das Licht zum Lesen auf den opto-optischen Wandler 12b einstrahlt. Das vom opto-optischen Wandler 12b emittierte Licht, wird auf dessen gegenüberliegender Seite direkt betrachtet.
Die Fig. 22 zeigt den Fall, daß der opto-optische Wandler 12b (oder 12c) als Reflektionstyp, genauso wie in Fig. 19, aufgebaut ist. Die Schreiboperation ist dieselbe wie die zuvor beschriebene. Das Licht RL wird von der gegenüberliegenden Seite eingestrahlt. Das vom opto-optischen Wandler 12b emittierte Licht wird auf dieser gegenüberliegenden Seite direkt betrachtet.
Die Fig. 23 und 24 zeigen Abbildungsgeräte, welche die Schlieren-Methode zum Lesen einer in den opto-optischen Wandler 12b (oder 12c) geschriebenen Information benutzen.
In Fig. 23 wird ein Laserlicht, dessen Intensität mit der abzubildenden Information moduliert ist und das von einer Laserlichtquelle 42a emittiert wird, von einer Ablenkplatte 44 abgelenkt und von einem dichroitischen Reflektor 64 auf den opto-optischen Wandler 12b eingestrahlt und die Information in diesen geschrieben.
In den Fig. 23 und 24 ist jeweils eine Gleichstromquelle 34 und ein Schalter 68 vorhanden. Ein beweglicher Kontakt des Schalters 68 wird auf die Gleichstromquelle 34 geschaltet, um eine Spannung an die nicht dargestellten transparenten Elektroden anzulegen und im Falle der Schreiboperation dem opto-optischen Wandler 12b bereitzustellen. Hingegen werden beim Abschalten des beweglichen Kontaktes die transparenten Elektroden kurzgeschlossen.
Der Abbildungsapparat in Fig. 23 ist mit einem transparenten opto-optischen Wandler 12b (oder 12c) ausgerüstet. Die Schreiboperation ist dieselbe, wie die in bezug auf die Fig. 19 bis 22 beschriebene. Ein Licht RL wird durch eine Maske 60 und eine Linse 62 auf den opto-optischen Wandler eingestrahlt.
Das so eingestrahlte Licht RL wird auf der gegenüberliegenden Seite des opto-optischen Wandlers 12b durch eine Schlieren-Ausgangsmaske 66 und eine Linse 56 emittiert und auf einen Schirm 58, auf dem die Information dargestellt wird, projiziert. Die Masken 60 und 66 umschließen ein optisches Schlieren-System.
Der Abbildungsapparat, der in Fig. 24 dargestellt ist, ist mit einem reflektierenden opto-optischen Wandler 12b (oder 12c) ausgerüstet. Die Schreiboperation ist dieselbe, wie die mit bezug auf die Fig. 9 bis 22 beschriebene. Ein Licht RL wird durch eine Schlieren-Eingangsmaske 60 und eine Linse 62 von der gegenüberliegenden Seite auf den opto-optischen Wandler 12b eingestrahlt. Die Leseoperation ist dieselbe, wie in bezug auf Fig. 23 beschrieben.
Wenn ein Ladungsbild in der Nähe des Übergangs zwischen der Photowiderstandsschicht und einem anderen Bestandteil des opto-optischen Wandlers 12b generiert wird, so streut der opto-optische Wandler 12b das eingestrahlte Licht. Folglich variiert die Intensität des Lichts, welches die Maske 66 passiert, in Abhängigkeit von der optischen Abbildung des Objektes. Das Licht, welches von dem Ladungsbild moduliert wurde, wird von dem opto-optischen Wandler 12b emittiert.
Deshalb behandelt der Abbildungsapparat nach vorliegender Erfindung, verglichen mit herkömmlichen opto-optischen Wandlern, bei denen Licht, welches von dem Wandler emittiert wird, mit einem Analysator in ein Licht, dessen Intensität variiert, konvertiert werden muß, das Licht effektiver. Außerdem kann ein Licht RL von einer anderen Richtung als der Normalrichtung auf den opto-optischen Wandler eingestrahlt werden, so daß so etwas wie ein halbdurchlässiger Spiegel und ein Strahlenteiler aus dem Strahlengang des Lichtes RL weggelassen werden kann. Dies führt zu einem sehr kompakten Abbildungsgerät. Dieses kann auch auf das Bildaufnahmegerät angewandt werden, welches im folgenden beschrieben wird.
Wenn ein Licht, so wie in den Fig. 18 und 19 dargestellt, aus einer anderen Richtung, wie der Normalrichtung auf den opto-optischen Wandler 12b eingestrahlt und von diesem als Licht emittiert wird, dessen Intensität in Abhängigkeit von dem Objekt variiert und das durch die Linse 56 auf den Schirm 58 projiziert wird, ist das Licht nicht gleichmäßig auf dem ganzen Schirm 58 fokusiert und die Vergrößerung ist ebenfalls von der einen zur anderen Stelle des Schirms 58 unterschiedlich.
Die Fig. 25 zeigt den Fall, daß dieselbe Vergrößerung über den ganzen Schirm 58 erreicht wird und eine Abbildung die auf diesen vorzugsweise projiziert wird. Ein opto-optischer Wandler 12b (oder 12c), eine Projektionslinse 56 und der Schirm 58 sind so aufgebaut daß die Fokusebene des optooptischen Wandlers 12b, die Hauptebene der Linse 56 und der Schirm 58 parallel zueinander sind. Außerdem sind das Zentrum der Fokusebene des opto-optischen Wandlers 12b, der Hauptpunkt der Projektionslinse 56 und das Zentrum des Schirms 58 ausgerichtet.
Fällt bei dem oben beschriebenen Aufbau ein Licht RL, auch mit geneigter Richtung, durch die Kondensorlinse 70 auf den opto-optischen Wandler 12b, wird die Abbildung mit einer gleichbleibenden Vergrößerung auf den Schirm 58 projiziert.
Fig. 26 zeigt einen opto-optischen Wandler 12f, dessen Lichteinfall- und Ausfallflächen gekrümmt ausgeführt sind. Der opto-optische Wandler 12f wird durch Schichtung eines stützenden Substrates 72, eines Reflektorschirms 74, einer transparenten Elektrode 14a, einer optischen Modulatorschicht 20c, einer Photowiderstandsschicht 16a, einer transparenten Elektrode 22a und eines stützenden Substrates 76 in dieser Reihenfolge zusammengesetzt. Die stützenden Substrate 72 und 76 bestehen z. B. aus einer Glasplatte. Die Krümmung kann wie ein Teil einer sphärischen Oberfläche, einer rollenden elliptischen Oberfläche oder einer zylindrischen Oberfläche ausgestaltet sein, was den Aufbau des opto-optischen Wandlers 12f sehr vereinfacht. Der opto-optische Wandler 12f aus Fig. 26, der mit gekrümmten spiegelförmigen Flächen ausgeführt ist, ermöglicht es, wie in Fig. 27 dargestellt, eine Abbildung auf einen Schirm 58 ohne die Verwendung einer Projektionslinse zu projizieren.
Wenn in Fig. 27 ein Licht, welches von einer Lichtquelle 42a emittiert wurde, durch eine Kondensorlinse 70 auf den opto-optischen Wandler 12f einfällt, wird dieses, während es wechselseitig durch optische Modulatorschicht des optooptischen Wandlers 12f transportiert wird, in seiner Intensi tät moduliert, von dem opto-optischen Wandler 12f emittiert und von diesem auf den Schirm 58 fokusiert.
Fig. 28 zeigt einen Darstellungsapparat in dem das Licht zum Lesen und Schreiben auf einen opto-optischen Wandler 12f mit gekrümmten spiegelförmigen Flächen von der selben Seite einfällt. Die Photowiderstandsschicht, die in dem optooptischen Wandler 12f enthalten ist, ist so ausgestaltet, daß sie auf das Licht im Bereich des Schreiblichtes, aber nicht auf das Licht im Bereich des Leselichtes, reagiert.
Fig. 29 zeigt einen Darstellungsapparat in dem ein Licht zum Schreiben von der konkaven Seite des opto-optischen Wandlers 12f einfällt, während das Licht zum Lesen von der konvexen Seite her einfällt.
Fig. 30 zeigt einen Darstellungsapparat in dem das Licht zum Schreiben und Lesen von der konkaven Seite des optooptischen Wandlers 12f einfällt, und das Licht zum Lesen auf der konvexen Seite emittiert und durch die Projektionslinse 56 auf den Schirm 58 fokusiert wird. Die Photowiderstandsschicht, die in dem opto-optischen Wandler 12f enthalten ist, ist so ausgestaltet, daß Sie auf das Licht im Bereich des Schreiblichtes, aber nicht auf das Licht im Bereich des Leselichtes, reagiert.
Die folgenden Kombinationen der Richtungen, von denen das Licht zum Schreiben und das zum Lesen auf den opto-optischen Wandler 12f einfällt, sind andere als die in den zuvor beschrieben bevorzugten Ausführungsformen:
(1) Ein Licht zum Schreiben auf der konvexen Seite und ein Licht zum Lesen auf der konkaven Seite des opto-optischen Wandlers 12f, wenn dieser reflektierend ist.
(2) Ein Licht zum Schreiben auf der konvexen Seite und ein Licht zum Lesen auf der konkaven Seite, beide auf der konvexen oder auf der konkaven Seite des opto-optischen Wandlers 12f, wenn dieser transparent ist.
Die Lichtquelle 42 und 42a kann eine Licht emittierende Diode (LED) anders als die Laserlichtquelle sein.
Als nächstes wird ein Bildaufnahmegerät mit bezug auf die Fig. 31 bis 35 beschrieben, welches einen opto-optischen Wandler mit einer Photowiderstandsschicht und einer optische Modulatorschicht aus PLZT-Porzellan einsetzt und in dem sich der Zustand des gestreuten Lichtes wiederholt mit dem zwischen den zwei transparenten Elektroden angelegten elektrischen Feld ändert.
In Fig. 31, wird ein Licht WL, welches die optische Abbildung eines Objektes trägt, auf den opto-optischen Wandler 12g eingestrahlt und durch eine Linse 10 auf die Photowiderstandsschicht 16 fokusiert, während durch Anlegen einer Gleichspannung zwischen den transparenten Elektroden 14 und 16 von einer Gleichstromquelle 34 über einen beweglichen Kontakt V und einen festen Kontakt WR des Schalters 68, ein elektrisches Feld an der Photowiderstandsschicht 16 anliegt. Der elektrische Widerstand der Photowiderstandsschicht variiert in Abhängigkeit von der optischen Abbildung. Deshalb wird in der Nähe des Übergangs zwischen der Photowiderstandsschicht 16 und dem dielektrischen Spiegel 18 ein Ladungsbild generiert.
Damit wird ein elektrisches Feld mit einer Intensitätsverteilung in Abhängigkeit von der optischen Abbildung an die optische Modulatorschicht 20d aus PLZT-Porzellan, dessen Streugrad sich dadurch fortwährend ändert, angelegt. Dadurch ändert sich infolge des elektrooptischen Effektes der Brechungsindex der optischen Modulatorschicht 20d in Abhängigkeit von dem generierten Ladungsbild.
Wird ein Licht RL von der Seite der transparenten Elektrode 22 auf den opto-optischen Wandler 12g eingestrahlt, so trägt das Licht RL, während es die optische Modulatorschicht 20d wechselseitig passiert, die Änderungen der optischen Information in Abhängigkeit von der Intensitätsverteilung des elektrischen Feldes, welches an der optischen Modulatorschicht 20d anliegt. Hierdurch wird eine optische Abbildung der Information die das Licht WL trägt auf der Seite der transparenten Elektrode 22 erzeugt.
Der dielektrische Spiegel 18 reflektiert das Licht RL, welches auf die optische Modulatorschicht 20d einfällt dermaßen, daß das Licht RL nicht passiert und die Photowiderstandsschicht 16 nicht erreicht. Dies beugt einer Verschlechterung des Ladungsbildes, welches in der Nähe des Übergangs zwischen der Photowiderstandsschicht 16 und dem dielektrischen Spiegel 18 generiert wurde, vor.
Um die Information die als Ladungsbild in den optooptischen Wandler 12f geschrieben ist zu löschen, wird ein Licht EL mit gleichmäßiger Intensitätsverteilung von der Seite der transparenten Elektrode 14 auf den opto-optischen Wandler 12g eingestrahlt, während der bewegliche Kontakt V des Schalters 68 auf den festen Kontakt E geschaltet ist, so daß das elektrische Feld zwischen den transparenten Elektroden 14 und 22 gelöscht wird.
Die Fig. 32 zeigt ein Bildaufnahmegerät, welchen einen optischen Verschluß 78 aufweist, der verhindert, daß das Licht durch die Linse 10 auf den opto-optischen Wandler 12g einfällt. Der optische Verschluß 78 wird geöffnet um eine optische Abbildung eines Objektes auf die Photowiderstandsschicht 16 des opto-optischen Wandlers 12g zu fokusieren. Dieser wird dann geschlossen, so daß das Ladungsbild in der Nähe des Übergangs zwischen der Photowiderstandsschicht 16 und dem nicht dargestellten dielektrischen Spiegel für eine lange Zeitdauer aufrecht erhalten wird.
Der optische Verschluß 78 wird des weiteren zeitweilig geöffnet um eine optische Abbildung eines Objektes auf die optische Modulatorschicht 16 des opto-optischen Wandlers 12g zu fokusieren um ein Ladungsbild in der Nähe des Übergangs zwischen der Photowiderstandsschicht 16 und dem dielektrischen Spiegel zu generieren, und die in den opto-optischen Wandler geschriebene Information wird durch Abtastung ausgelesen.
In dem Bildaufnahmegerät, welches in Fig. 33 dargestellt ist, ist die Schreiboperation wie oben beschrieben ausgeführt. Um das Ladungsbild, welches in der Nähe des Übergangs zwischen der Photowiderstandsschicht 16 und dem dielektrischen Spiegel 18 generiert wurde, auszugelesen, wird ein Licht, wie das Licht RL, von einer Laserquelle 42b emittiert, von der Ablenkplatte 44 abgelenkt und dann durch die Linse 46 und den Strahlenteiler 80 auf der Seite der transparenten Elektrode 22 auf den opto-optischen Wandler eingestrahlt.
Das Licht RL wird dann auf der Seite der transparenten Elektrode 22 von dem opto-optischen Wandler 12g emittiert und gelangt durch die Linse 48 und den Strahlenteiler 80 in den photoelektrischen Konverter, in dem das Licht RL in ein Videosignal umgewandelt und an den Ausgangskontakten 82 bereitgestellt wird.
Für den photoelektrischen Konverter 50, kann z. B. eine Photodiode oder ein 1-dimensionaler Bildsensor eingesetzt werden. Das Licht RL, welches aus der Linse 48 heraustritt, kann ohne photoelektrische Umwandlung an einen optischen Signalprozessor für die gewünschte Signalverarbeitung übergeben werden. Dies gilt auch für das Bildaufnahmegerät in Fig. 34. Die Löschoperation wird durch Einstrahlung eines Löschlichtes EL aus einer Lichtquelle 84 realisiert. Dies gilt auch für die Bildaufnahmegeräte die in den Fig. 34 und 35 dargestellt sind.
Die Schreiboperation des in Fig. 34 gezeigten Bildaufnahmegerätes entspricht der oben beschriebenen. Um das Ladungsbild, welches in der Nähe des Übergangs zwischen der Photowiderstandsschicht 16 und dem dielektrischen Spiegel 18 generiert wurde, auszugelesen, wird ein Licht RL von einer Lichtquell 42c emittiert, mit der Linse 46a zu einem Licht mit großen Durchmesser aufgeweitet, und durch den Strahlenteiler 80 auf die Seite der transparenten Elektrode 22 des optooptischen Wandlers 12g eingestrahlt. Das Licht mit dem größeren Durchmesser wird auf der Seite der transparenten Elektrode 22 des opto-optischen Wandler 12f abgestrahlt und dann durch den Strahlenteiler 80 und die Linse 48a auf einen 2- dimensionalen Bildsensor gleitet, wo diese in ein Videosignal umgewandelt wird.
Die Schreiboperation des in Fig. 35 gezeigten Bildaufnahmegerätes entspricht der oben beschriebenen. Um das Ladungsbild, welches in der Nähe des Übergangs zwischen der Photowiderstandsschicht 16 und dem dielektrischen Spiegel 18 generiert wurde, auszugelesen, wird ein Licht RL von einer Laserlichtquelle 42b emittiert, von einer Ablenkplatte 44 abgelenkt, und durch die Linse 46 und den Strahlenteiler 80 auf die Seite der transparenten Elektrode 22 des opto-optischen Wandlers 12g eingestrahlt.
Das Licht wird auf der Seite der transparenten Elektrode 22 des opto-optischen Wandlers 12f abgestrahlt und dann durch den Strahlenteiler 80 und die Linse 48b auf ein Speichermedium 88 fokusiert und darin gespeichert. Das Speichermedium 88, daß mit zwei Spulen 90 und 92 ausgerüstet ist, wird in Richtung des abgebildeten Pfeils F transportiert.
Die Fig. 36 bis 38 zeigen Bildaufnahmegeräte, in denen ein Leselicht aus einer anderen Richtung als der Normalrichtung auf den opto-optischen Wandler einfällt.
Fig. 36 zeigt den Fall, daß ein Licht zum Lesen von einer Laserlichtquelle 42b emittiert, von einer Ablenkplatte 44 abgelenkt und von der Seite, die der Seite auf die das Licht zum Schreiben einfällt gegenüberliegt, und aus einer anderen als der Normalrichtung, auf den opto-optischen Wandler 12b (oder 12c) geworfen wird. Dies führt dazu, daß kein halbdurchlässiger Spiegel in den Strahlengang des Lichtes zum Lesen eingebracht werden muß. Damit wird das Gerät vereinfacht und die Ausbeute des Lichtes zum Lesen verbessert. Anstatt der Laser lichtquelle 42b kann auch eine andere Lichtquelle für das Leselicht verwendet werden. Außerdem kann anstatt eines Lichtstrahls zum Abtasten auch ein Licht mit großem Durchmesser auf den opto-optischen Wandler eingestrahlt werden, wenn man ein Videosignal aus einem 2-dimensionalen Bildsensor erhalten möchte.
Jeder der opto-optischen Wandler 12f in der Fig. 37 bis 39 besitzt eine gekrümmte spiegelförmige Oberfläche. Fig. 37 zeigt den Fall, daß das Licht zum Lesen und Schreiben von der selben Seite auf den opto-optischen Wandler einfällt. Die nicht dargestellte Photowiderstandsschicht des opto-optischen Wandlers 12f ist so aufgebaut, daß sie auf das Licht zum Schreiben und nicht auf das Licht zum Lesen reagiert. Fig. 38 zeigt den Fall, daß ein Licht zum Schreiben auf die konvexe Seite und ein Licht zum Lesen auf die konkave Seite des optooptischen Wandlers einfällt.

Claims

1. Ein opto-optischer Wandler, aufweisend:

eine erste Elektrode (14), durch die ein elektromagnetisches Strahlenbündel, welches Information schreibt, hindurchgeht;

eine Photowiderstandsschicht (16), deren Impedanz durch Einstrahlung des schreibenden Strahlenbündels variiert und dadurch in Gegenwart einer spezifischen Spannung elektrische Ladungen erzeugt;

eine optische Modulatorschicht (20a), die einen Ansprechschwellwert aufweist und eine optische Modulation abhängig von den elektrischen Ladungen in der Nähe des Schwellwerts leistet, wenn eine spezifische Spannung entsprechend dem Schwarzpegel des schreibenden Strahlenbündels angelegt wird;

eine zweite Elektrode (22), durch die ein elektromagnetisches Strahlenbündel, welches die Information ausliest und hierzu der Photomodulation unterworfen wird, hindurchgeht, wobei die erste Elektrode, die Photowiderstandsschicht, die optische Modulatorschicht und die zweite Elektrode in dieser Reihenfolge geschichtet sind; und

Einrichtungen zum Anlegen einer dem Schwarzpegel des schreibenden Strahlenbündels entsprechenden Spannung zwischen der ersten und zweiten Elektrode, so daß dementsprechend die spezifische Spannung an der Photowiderstandsschicht (16) und der optische Modulatorschicht (20a) anliegt.

2. Ein opto-optischer Wandler nach Anspruch 1, wobei die Oberflächen der ersten und zweiten Elektrode (14 und 22)in Kurvenform gestaltet sind.

3. Ein opto-optischer Wandler nach Anspruch 1, der zusätzlich eine wärmeerzeugende Schicht (23) zur Aufschmelzung der optischen Modulatorschicht (20a) aufweist, die Wärme erzeugt, wenn an diese eine Spannung angelegt wird.

4. Ein Aufnahmegerät, enthaltend:

einen opto-optischen Wandler (12b) bestehend aus einem schichtweisen Aufbau einer Photowiderstandsschicht (16) und einer optischen Modulatorschicht mit Ansprechschwellwert (20a) zwischen einer ersten und einer zweiten transparenten Elektrode;

eine erste Projektionseinrichtung (42a) zum Projizieren eines elektromagnetischen Strahlenbündels, welches die Information schreibt, auf die Photowiderstandsschicht, durch die Elektrode auf deren Seite, so daß die Impedanz der Widerstandsschicht in Abhängigkeit des schreibenden Strahlenbündels variiert und dadurch bei Anwesenheit einer spezifischen Spannung elektrische Ladungen erzeugt werden;

eine zweite Projektionseinrichtung (42) zum Projizieren eines elektromagnetischen Strahlenbündels, welches die Information liest, auf die optische Modulatorschicht, durch die Elektrode auf deren Seite, so daß die optische Modulatorschicht eine optische Modulation in Abhängigkeit von den elektrischen Ladungen in der Nähe des Ansprechschwellwertes leistet, wenn die spezifische Spannung entsprechend eines Schwarzpegels des schreibenden Strahlenbündels an dieser anliegt; und

Einrichtungen zum Anlegen einer dem Schwarzpegel des schreibenden Strahlenbündels entsprechenden Spannung zwischen der ersten und zweiten Elektrode, so daß dementsprechend die spezifische Spannung an der Photowiderstandsschicht (16) und der optischen Modulatorschicht (20a) anliegt.

5. Ein Bildaufnahmegerät nach Anspruch 4, des weiteren aufweisend:

Aufnahmeeinrichtungen (56) zum Herausleiten des Strahlenbündels nach der Projektion auf die Modulatorschicht; und Einrichtungen (58) zur Anzeige des herausgeleiteten Strahlenbündels.

6. Ein Bildaufnahmegerät nach Anspruch 5, des weiteren aufweisend eine Einrichtung (84) zum Löschen von Informationen, die geschrieben wurden.

7. Ein Bildaufnahmegerät nach Anspruch 4, 5 oder 6, indem der opto-optische Wandler (126) des weiteren eine wärmeerzeugende Schicht (23) zum Aufschmelzen der optischen Modulatorschicht aufweist, die Wärme erzeugt, wenn an diese eine Spannung anlegt wird.

8. Ein Bildaufnahmegerät nach Anspruch 4, 5 oder 6, indem der opto-optische Wandler des weiteren eine wärmeerzeugende Schicht (23a) zum Aufschmelzen der optischen Modulatorschicht aufweist, die Wärme erzeugt, wenn ein elektromagnetisches Strahlenbündel zum Löschen der Information auf diese auftrifft.