JP2636037B2 - Optical image conversion device - Google Patents

Optical image conversion device

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JP2636037B2
JP2636037B2 JP6503989A JP6503989A JP2636037B2 JP 2636037 B2 JP2636037 B2 JP 2636037B2 JP 6503989 A JP6503989 A JP 6503989A JP 6503989 A JP6503989 A JP 6503989A JP 2636037 B2 JP2636037 B2 JP 2636037B2
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周平 豊田
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は光伝導効果と電気光学効果とを有する単結晶
を利用した光画像変換素子に関し、一層詳細には、前記
単結晶からなる平板の両面あるいは片面に絶縁板を介し
て電極を取り付ける際、少なくとも前記単結晶と絶縁板
とを光学的接着(オプチカルコンタクト)法によって接
着することにより光学的、電気的特性を向上することを
可能とする光画像変換素子に関する。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to an optical image conversion element using a single crystal having a photoconductive effect and an electro-optical effect, and more specifically, to a flat plate made of the single crystal. When electrodes are attached to both sides or one side via an insulating plate, at least the single crystal and the insulating plate are bonded by an optical bonding (optical contact) method so that optical and electrical characteristics can be improved. The present invention relates to an optical image conversion device.

[従来の技術] 光画像変換素子は、PRCM(Pockeles Readout Optical
Modulator)素子とも称され、空間光変調器に属する素
子である。すなわち、空間的な分布を有する入力情報、
例えば、画像等の入力光情報に所定の強度変調を与え、
出力光情報を得るように作用する素子である。
[Prior art] The optical image conversion element is a PRCM (Pockeles Readout Optical
Modulator) element, which belongs to the spatial light modulator. That is, input information having a spatial distribution,
For example, given intensity modulation to input light information such as images,
It is an element that works to obtain output light information.

さらに具体的に説明すると、光画像変換素子にX線ま
たは青色光を照射して画像情報を書き込み、記憶させ、
読み出しの際に赤色光を照射することにより記憶された
情報に応じて赤色光に変調が加えられて出力画像情報が
得られるものであり、この記憶および出力の過程は記憶
情報を消去することで何度でも繰り返し実施することが
出来る特性を有する。
More specifically, the optical image conversion element is irradiated with X-rays or blue light to write and store image information,
By irradiating the red light at the time of reading, modulation is applied to the red light in accordance with the stored information to obtain output image information, and the process of storing and outputting is performed by erasing the stored information. It has the property of being able to be repeated many times.

従って、このように動作する光画像変換素子の使用用
途としては画像の色変換、X線画像の検出、階調調整、
輪郭強調、ITC変換および並列論理演算等を掲げること
が出来る。すなわち、色変換においては、読出光に均一
な強度分布の光を使うことにより記録画像と同一の画像
が出力される特性を利用して書込光に青色、読出光に赤
色の光を使用することにより、青色から赤色への画像の
色の変換が出来る。また、X線画像の検出としては、前
記したように、書込光にX線を使用することが出来るこ
とから、この記録画像を読み出すことによりX線画像の
検出が出来る。さらに、階調調整、輪郭強調に際しては
記録画像の読出時に適当な操作を実施すると、読出画像
の濃淡の調整、ネガ/ポジの反転、輪郭の強調等の処理
が行なえる。また、ITC変換とは読出光にレーザを用
い、インコヒーレント光からなる画像をコヒーレント光
による画像へ変換出来る処理をいう。この場合、コヒー
レント光による画像はフーリエ変換、ホログラフィ処理
等、様々な光学処理が出来るので、ITC変換による処理
により幅広い有用な用途を持つに至る。また、並列論理
演算とは画像の強度をハイレベルあるいはローレベルの
2値レベルに対応させ、さらにある論理情報を読み出し
た画像を読出光とし、読出時に適当な操作を付与するこ
とにより記録情報との間に論理積、論理和等の論理演算
を行い、この演算結果を出力画像として取り出すことが
出来る処理をいう。この際、光の並列特性を利用して複
数のデータを時間的に並列して処理することが出来るこ
とから高速の論理演算を実行することが可能となる。
Therefore, the usage of the optical image conversion element operating in this way is as follows: image color conversion, X-ray image detection, gradation adjustment,
Contour enhancement, ITC conversion, parallel logic operation, etc. can be listed. That is, in color conversion, blue light is used for writing light and red light is used for reading light by utilizing the characteristic that the same image as a recorded image is output by using light having a uniform intensity distribution as reading light. This allows the color of the image to be converted from blue to red. As described above, the X-ray image can be detected by reading out the recorded image because the X-ray can be used as the writing light as described above. Further, when performing an appropriate operation at the time of reading a recorded image for tone adjustment and contour emphasis, processing such as adjustment of the density of the read image, inversion of negative / positive, and emphasis of the contour can be performed. The ITC conversion refers to a process that can convert an image composed of incoherent light into an image composed of coherent light using a laser as readout light. In this case, an image formed by coherent light can be subjected to various optical processes such as Fourier transform, holographic process, and the like, so that the process by ITC transform has a wide range of useful applications. The parallel logical operation means that the intensity of an image is made to correspond to a binary level of a high level or a low level, an image from which certain logical information is read is used as a readout light, and an appropriate operation is given at the time of readout, so that the recorded information and Means that a logical operation such as a logical product or a logical sum is performed during the operation, and the result of the operation can be extracted as an output image. At this time, a plurality of data can be processed in parallel in time using the parallel characteristics of light, so that a high-speed logical operation can be performed.

このように種々の応用分野の存在する光画像変換素子
はビスマスシリコンオキサイドBi12SiO20(以下、BSOと
いう)等の単結晶の光伝導効果、電気光学効果を利用し
た素子である。ここで、光伝導効果とは、誘電体あるい
は半導体中に光が入射すると、入射光に比例したキャリ
ヤ電荷が生成され抵抗率が下がり、電圧を印加すること
により光電流を流すことが出来る効果をいう。例えば、
単結晶がBSOである場合には、X線、青色光でこの効果
が大きく、逆に赤色光では殆ど生じない。
As described above, an optical image conversion element having various application fields is an element utilizing the photoconductive effect and electro-optical effect of a single crystal such as bismuth silicon oxide Bi 12 SiO 20 (hereinafter, referred to as BSO). Here, the photoconductive effect refers to the effect that when light enters a dielectric or semiconductor, a carrier charge proportional to the incident light is generated, the resistivity decreases, and a photocurrent can be caused to flow by applying a voltage. Say. For example,
When the single crystal is BSO, this effect is large for X-rays and blue light, and hardly occurs for red light.

一方、電気光学効果とはここではポッケルス効果を意
味し、単結晶中に電界が印加されると当該単結晶の屈折
率が電界の大きさに応じて複屈折性を示す効果をいい、
単結晶がBSOの場合には電界に垂直な方向にno、ne軸が
出来る。従って、電界に平行に入射した直線偏光は電界
の大きさに応じた楕円率をもつ楕円偏光になって透過さ
れる。
On the other hand, the electro-optic effect here means the Pockels effect, which means that when an electric field is applied to a single crystal, the refractive index of the single crystal shows birefringence according to the magnitude of the electric field,
N o, n e shaft can be in a direction perpendicular to the electric field when the single crystal is BSO. Therefore, the linearly polarized light incident parallel to the electric field is transmitted as elliptically polarized light having an ellipticity according to the magnitude of the electric field.

このような属性を有する光画像変換素子の原理的な構
成を第1図に示す。図において、参照符号2で示される
光画像変換素子は光伝導効果と電気光学効果を有する単
結晶板、例えば、BSO単結晶4を含み、当該BSO単結晶4
の両面部に絶縁板6を介して透明電極8が取着される構
成とされる。
FIG. 1 shows the basic configuration of an optical image conversion element having such an attribute. In the figure, an optical image conversion element indicated by reference numeral 2 includes a single crystal plate having a photoconductive effect and an electro-optical effect, for example, a BSO single crystal 4.
A transparent electrode 8 is attached to both sides of the substrate via an insulating plate 6.

次に、このように構成される光画像変換素子2の動作
手順を第2図a乃至eにより説明する。先ず、第2図a
に示すように、透明電極8間に電圧源10を接続し、所定
電圧の直流電圧を印加する。この場合、画像変換素子2
内の電位勾配En(n=1、2)は、図aの参照符号E1
示すように、BSO単結晶4内では空間的に一様な電界に
なる。なお、従来技術の理解を容易にするために電位勾
配Enについて当該BSO単結晶2の上下部分領域について
個別に表示し、その際、添字nの数字が同一の値である
場合には同一の電位勾配を表すものとする。
Next, the operation procedure of the optical image conversion device 2 configured as described above will be described with reference to FIGS. First, FIG. 2a
As shown in (1), a voltage source 10 is connected between the transparent electrodes 8, and a predetermined DC voltage is applied. In this case, the image conversion element 2
Potential gradient E n of the internal (n = 1, 2), as shown by reference numeral E 1 in FIG. A, become spatially uniform electric field in the BSO single crystal within 4. Incidentally, it displayed separately for the prior art top and bottom portions region of the BSO single crystal 2 about a potential gradient E n in order to facilitate understanding of that time, if the number of the subscript n have the same value the same It represents a potential gradient.

そこで、書き込みに際しては、第2図bに示すよう
に、当該光画像変換素子2の下半分領域2aを遮光し、上
半分領域2bのみに青色光あるいはX線による画像を有す
る光14を入射させる。この場合、前記光14の入射光量に
応じてBSO単結晶4内に符号またはで表す正負のキ
ャリヤ16、18が発生する。このようにして生成されたキ
ャリヤ16、18は電圧源10によって生成された外部電界に
よるクーロン力でBSO単結晶4の両端面側に移動する。
そして、絶縁板6の存在によってそれ以上の移動は妨げ
られ、キャリヤ16、18はBSO単結晶4の両端面側に蓄積
される。この分極された蓄積されたキャリア16、18の密
度は書込光の強度の情報に対応する。この場合、分極し
たキャリヤ16、18は外部電界と反対方向の電界を生成す
る。従って、結晶に印加される電界は外部電界とキャリ
ヤ16、18による電界の和となる。換言すれば、キャリヤ
密度の大きい部分ほど結晶内の電界が小さくなる(電位
勾配E2参照)。結局、書込画像の情報はBSO単結晶4内
の電界の強度分布に置き換えられることになる。この状
態で当該光画像変換素子2を暗所に保持すると、BSO単
結晶4は再び絶縁体となるため、分極したキャリヤ16、
18はそのまま保持され、画像情報は長時間記録されるこ
とになる。
Therefore, at the time of writing, as shown in FIG. 2B, the lower half area 2a of the optical image conversion element 2 is shielded, and blue light or light 14 having an image by X-rays is made incident only on the upper half area 2b. . In this case, positive and negative carriers 16 and 18 represented by reference numerals or are generated in the BSO single crystal 4 according to the amount of incident light 14. The carriers 16 and 18 thus generated move to both end surfaces of the BSO single crystal 4 by Coulomb force due to the external electric field generated by the voltage source 10.
Further, further movement is prevented by the presence of the insulating plate 6, and the carriers 16 and 18 are accumulated on both end surfaces of the BSO single crystal 4. The density of the polarized accumulated carriers 16, 18 corresponds to the information of the writing light intensity. In this case, the polarized carriers 16, 18 create an electric field in the opposite direction to the external electric field. Therefore, the electric field applied to the crystal is the sum of the external electric field and the electric field generated by carriers 16 and 18. In other words, the electric field in the crystal becomes smaller as the greater part of the carrier density (reference potential gradient E 2). As a result, the information of the written image is replaced by the electric field intensity distribution in the BSO single crystal 4. In this state, when the light image conversion element 2 is kept in a dark place, the BSO single crystal 4 becomes an insulator again, so that the polarized carriers 16 and
18 is kept as it is, and the image information is recorded for a long time.

次に、読み出しするに際して、先ず、ネガ画像を出力
する場合について説明する。この場合、第2図cに示す
ように、光伝導効果を持たない光20、従って、書込情報
を破壊しない光20、例えば、光強度の小さい赤色光20を
入射させる。そこで、図示しない偏光子を透過した直線
偏光はBSO単結晶4内の電界分布に応じた楕円偏光に変
換されて当該BSO単結晶4を通過する。次いで、前記偏
光子と直交状態に配置された検光子(図示せず)を透過
し、電界分布に応じた光強度分布を持つ画像情報を有す
る赤色光22が出力される。この画像情報を有する赤色光
22は、原画像に対してネガ画像の情報を有する。
Next, a case where a negative image is output at the time of reading will be described. In this case, as shown in FIG. 2c, light 20 having no photoconductive effect, that is, light 20 which does not destroy the written information, for example, red light 20 having a small light intensity is incident. Then, the linearly polarized light transmitted through the polarizer (not shown) is converted into elliptically polarized light according to the electric field distribution in the BSO single crystal 4 and passes through the BSO single crystal 4. Next, a red light 22 having image information having a light intensity distribution according to an electric field distribution is output through an analyzer (not shown) arranged orthogonal to the polarizer. Red light with this image information
Reference numeral 22 has information of a negative image with respect to the original image.

次に、ポジ画像を読み出す際には、第2図dに示すよ
うに、読出時に電圧源10を短絡し外部電界を零値とする
ことによりBSO単結晶4内の電界はキャリヤ16、18によ
って生成された電界のみとなる(電位勾配E3参照)。こ
の状態において、画像情報を有する赤色光22は原画像に
対してポジ画像の情報を有する。
Next, when reading a positive image, the electric field in the BSO single crystal 4 is reduced by the carriers 16 and 18 by short-circuiting the voltage source 10 and setting the external electric field to zero value at the time of reading, as shown in FIG. only it becomes generated electric field (see potentials gradient E 3). In this state, the red light 22 having image information has information of a positive image with respect to the original image.

次いで、書き込み画像を消去する際には、第2図eに
示すように、透明電極8間を短絡して光強度の大きい赤
色光24を照射すると、分極していたキャリヤ16、18は再
結合して元の状態に戻る。この場合、単結晶には電圧が
印加されていないので零レベル電位勾配E4になる。
Next, when erasing the written image, as shown in FIG. 2E, when the transparent electrodes 8 are short-circuited and irradiated with red light 24 having a high light intensity, the polarized carriers 16 and 18 are recombined. And return to the original state. In this case, the zero level potential gradient E 4 because no voltage is applied to the single crystal.

[発明が解決しようとする課題] 以上のように動作する光画像変換素子は、実際には第
3図に示すように構成される。すなわち、BSO単結晶4
の両側部に絶縁板6および透明電極8を取着する際、エ
ポキシ樹脂等の光学接着剤層32および34を介して取着さ
れる。
[Problem to be Solved by the Invention] The optical image conversion element that operates as described above is actually configured as shown in FIG. That is, BSO single crystal 4
When the insulating plate 6 and the transparent electrode 8 are attached to both sides of the substrate, they are attached via optical adhesive layers 32 and 34 such as epoxy resin.

然しながら、このような光学接着剤層32、34を介在す
ることにより、接着剤の厚みを原因として前記BSO単結
晶4に印加される電圧が低下し、画像の形成に必要な電
圧源の電圧を高くしなければならないという不都合が生
ずる。また、光学接着剤層32、34の厚みの不均一性に起
因して読出画像に明暗むらが生じる。さらに、光学接着
剤層32、34の硬化、収縮が発生し、これによってBSO単
結晶4、絶縁板6、透明電極8が歪み、結果として、読
出画像に歪が発生する。その上、光学接着剤層32、34中
に気泡が混入する場合もあり、この場合においても読出
画像が歪むことになる。その上、さらにBSO単結晶4に
電圧を印加することによって生ずる当該BSO単結晶4の
圧電効果により結晶が若干歪み、この歪を原因としてす
でに硬化している光学接着剤層32が歪応力を吸収し切れ
ず、絶縁板6がBSO単結晶4から剥がれる虞が存在す
る。さらにまた、接着剤層32および34の境界面おおびBS
O単結晶4内で光の多重反射による干渉縞の影響が出易
くなり、結果として、読出画像が劣化するという種々の
不都合が存在している。
However, by interposing such optical adhesive layers 32 and 34, the voltage applied to the BSO single crystal 4 is reduced due to the thickness of the adhesive, and the voltage of the voltage source required for forming an image is reduced. The disadvantage of having to raise it arises. In addition, unevenness in brightness of the read image occurs due to the unevenness of the thickness of the optical adhesive layers 32 and 34. Further, curing and shrinkage of the optical adhesive layers 32 and 34 occur, whereby the BSO single crystal 4, the insulating plate 6, and the transparent electrode 8 are distorted, and as a result, the read image is distorted. In addition, bubbles may be mixed in the optical adhesive layers 32 and 34, and in this case, the read image is distorted. In addition, the crystal is slightly distorted due to the piezoelectric effect of the BSO single crystal 4 caused by further applying a voltage to the BSO single crystal 4, and the optical adhesive layer 32 already hardened due to the distortion absorbs the strain stress. There is a possibility that the insulating plate 6 cannot be completely separated from the BSO single crystal 4. Furthermore, the interface between the adhesive layers 32 and 34 and BS
There are various inconveniences in that the influence of interference fringes due to multiple reflection of light in the O single crystal 4 is likely to occur, and as a result, the read image is deteriorated.

本発明は前記の不都合を悉く克服するためになされた
ものであって、少なくともBSO等の単結晶と絶縁板との
接合を光学的接着(オプチカルコンタクト)により行う
ことにより、接着剤を介することなく、従って、光学的
歪のない優れた特性の光画像変換素子を提供することを
目的とする。
The present invention has been made in order to overcome all of the above-mentioned disadvantages. At least the bonding between a single crystal such as BSO and an insulating plate is performed by optical bonding (optical contact) so that the bonding can be performed without using an adhesive. Accordingly, it is an object of the present invention to provide an optical image conversion element having excellent characteristics without optical distortion.

[課題を解決するための手段] 前記の課題を解決するために、本発明は光伝導効果と
電気光学効果を有する単結晶板と、当該単結晶板の少な
くとも一側面に取着される絶縁板と、当該絶縁板を介し
て前記単結晶板に電界を印加する電極層とを備えた光画
像変換素子において、少なくとも前記単結晶板と絶縁板
との対向する面を研磨した後、相互に圧着することによ
り当該単結晶板と絶縁板とを光学的接着状態にしたこと
を特徴とする。
Means for Solving the Problems In order to solve the above problems, the present invention provides a single crystal plate having a photoconductive effect and an electro-optic effect, and an insulating plate attached to at least one side of the single crystal plate And an electrode layer for applying an electric field to the single crystal plate via the insulating plate, wherein at least the opposing surfaces of the single crystal plate and the insulating plate are polished and then pressed against each other. In this case, the single crystal plate and the insulating plate are brought into an optically bonded state.

また、本発明は光伝導効果と電気光学効果を有する単
結晶板と、当該単結晶板の少なくとも一側面に取着され
る絶縁板と、当該絶縁板を介して前記単結晶板に電界を
印加する電極板とを備えた光画像変換素子において、前
記単結晶板と絶縁板および電極板の夫々対向する面を研
磨した後、相互に圧着することにより当該単結晶板と絶
縁板および電極板とを光学的接着状態にしたことを特徴
とする。
The present invention also provides a single crystal plate having a photoconductive effect and an electro-optic effect, an insulating plate attached to at least one side of the single crystal plate, and applying an electric field to the single crystal plate via the insulating plate. In the optical image conversion device provided with the electrode plate to perform, after polishing the respective surfaces of the single crystal plate and the insulating plate and the electrode plate, respectively, and then by pressing each other, the single crystal plate and the insulating plate and the electrode plate and Is in an optically bonded state.

[作用] 光伝導効果と電気光学効果を有する単結晶板と絶縁板
と電極層または電極板とからなる光画像変換素子を作製
する際、少なくとも単結晶板と絶縁板との接触面を研磨
し、相互に密着させた後、所定の荷重を印加することに
より光学的接着状態とし、電気的、光学的特性の優れた
光画素変換素子が得られた。
[Operation] When producing an optical image conversion element comprising a single crystal plate having a photoconductive effect and an electro-optic effect, an insulating plate and an electrode layer or an electrode plate, at least a contact surface between the single crystal plate and the insulating plate is polished. After being brought into close contact with each other, a predetermined load was applied to make an optically bonded state, whereby an optical pixel conversion element having excellent electrical and optical characteristics was obtained.

[実施例] 次に、本発明に係る光画像変換素子について好適な実
施例を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明
する。
Examples Next, preferred examples of the optical image conversion device according to the present invention will be described, and the details will be described below with reference to the accompanying drawings.

第4図において、参照符号50は光伝導効果と電気光学
効果を有する単結晶板を示し、当該単結晶板としては、
Bi12SiO20、Bi12GeO20等が採用される。この単結晶板50
の両側面部50a、50bに離間した状態で絶縁板52、54およ
び金属の酸化物等からなる透明の電極板56、58が図示し
ない加工治具を用いて平行に配設される。
In FIG. 4, reference numeral 50 denotes a single crystal plate having a photoconductive effect and an electro-optical effect.
Bi 12 SiO 20 , Bi 12 GeO 20 or the like is employed. This single crystal plate 50
The insulating plates 52 and 54 and the transparent electrode plates 56 and 58 made of a metal oxide or the like are arranged in parallel with each other using a processing jig (not shown) in a state separated from both side surfaces 50a and 50b.

ここで、絶縁板52、53としては光学ガラスあるいは単
結晶が採用され、光学ガラスとしては、ホウケイ酸ガラ
ス、石英ガラス等が採用され、一方、単結晶としては、
雲母、LiNbO3、LiTaO3等が採用される。また、前記電極
板56、58としては、その基材として光学ガラス、例え
ば、ホウケイ酸ガラスが採用され、当該電極板56、58の
側面部56a、58bにはその全面にIn2O3、SnO2等の金属酸
化物が蒸着され透明電極とされている。
Here, as the insulating plates 52 and 53, optical glass or single crystal is adopted, and as the optical glass, borosilicate glass, quartz glass, or the like is adopted.
Mica, LiNbO 3 , LiTaO 3 and the like are employed. The electrode plates 56, 58 are made of optical glass, for example, borosilicate glass as a base material, and the side surfaces 56a, 58b of the electrode plates 56, 58 are entirely made of In 2 O 3 , SnO 2. A metal oxide such as 2 is deposited to form a transparent electrode.

そして、前記単結晶板50、絶縁板52、54の側面部50
a、50b、52a、52b、54a、54bと電極板56、58の絶縁板5
2、54に対向する側面部56b、58aは夫々光学研磨されて
いる。それらの表面粗さ(中心線平均粗さ:Ra)は、0.1
μm以下とされ、光散乱を可及的に少なくするというこ
とから、好ましくは0.02μm以下が望ましい。また、そ
れらの平面度は2λ(λ=546nm)以下で可能である
が、はがれ易い、干渉縞が生じるといった問題が発生す
ることもあり、好ましくはλ以下、さらに好ましくはλ
/2以下が望ましい。
Then, the side surfaces 50 of the single crystal plate 50 and the insulating plates 52 and 54
a, 50b, 52a, 52b, 54a, 54b and the insulating plate 5 of the electrode plates 56, 58
The side surfaces 56b and 58a facing the 2 and 54 are optically polished, respectively. Their surface roughness (center line average roughness: Ra ) is 0.1
μm or less, and preferably 0.02 μm or less in order to minimize light scattering. Further, their flatness can be set to 2λ (λ = 546 nm) or less, but problems such as easy peeling and interference fringes may occur, and are preferably λ or less, more preferably λ or less.
/ 2 or less is desirable.

前記単結晶板50、絶縁板52、54および電極板56、58の
側面部50a、50b、52a、52b,54a、54b、56a、56bおよび5
8a、58bの大きさは1〜200mm角であり、好ましくは10〜
100mm角である。また、前記単結晶板50の厚みは、0.05
〜5mmとされ、好ましくは0.3〜0.8mmとされる。さら
に、前記絶縁板52、54の厚みは、その材質がガラス、雲
母の場合には0.002〜1mmとされ、好ましくは0.01〜0.03
mmとされる。また、その材質としてLiNbO3、LiTaO3単結
晶を用いる場合は0.01〜5mmとされ、好ましくは0.1〜1m
mとされる。
Side surfaces 50a, 50b, 52a, 52b, 54a, 54b, 56a, 56b and 5 of the single crystal plate 50, the insulating plates 52, 54 and the electrode plates 56, 58
The size of 8a, 58b is 1 to 200 mm square, preferably 10 to 200 mm.
100mm square. Further, the thickness of the single crystal plate 50 is 0.05
55 mm, preferably 0.3-0.8 mm. Further, the thickness of the insulating plates 52 and 54 is 0.002 to 1 mm when the material is glass or mica, preferably 0.01 to 0.03 mm.
mm. When using LiNbO 3 or LiTaO 3 single crystal as its material, the thickness is 0.01 to 5 mm, preferably 0.1 to 1 m.
m.

このような構成において、先ず、接着面としての側面
部50a、50b、52a、52b、54a、54bおよび56b、58a(以
下、これらを併せて側面部Aという)のゴミ、ほこり等
を除去する。次いで、接着する側面部A同士を接触さ
せ、相互に圧着するように保持して密着させる。これに
よって光学研磨された側面部A同士が光学的接着(オプ
チカルコンタクト)状態とされる。なお、光学的接着状
態に至らしめるための方法として、純水の中で、接着し
ようとする板同士を密着させ、次いで密着した板同士を
取り出し、水が分子膜になるまで乾燥させることで可能
となる方法を挙げることが出来る。なお、上記の実施例
において電極板56、58を省略し、絶縁板52と54の厚みを
増加して当該絶縁板52、54の側面部52a、54bに前記した
In2O3、SnO2等の金属酸化物を蒸着して電極層を形成し
てもよいことは言うまでもない。
In such a configuration, first, dirt, dust, and the like on the side surfaces 50a, 50b, 52a, 52b, 54a, 54b, 56b, and 58a (hereinafter, these are collectively referred to as a side surface A) are removed. Next, the side portions A to be bonded are brought into contact with each other, and are held and brought into close contact with each other by pressure bonding. As a result, the optically polished side portions A are brought into an optically bonded (optical contact) state. In addition, as a method for achieving an optically bonded state, it is possible to bring together the plates to be bonded in pure water, then take out the bonded plates and dry until the water becomes a molecular film. Can be mentioned. In the above-described embodiment, the electrode plates 56 and 58 are omitted, and the thickness of the insulating plates 52 and 54 is increased and the thickness of the insulating plates 52 and 54 is set to the side portions 52a and 54b.
It goes without saying that the electrode layer may be formed by depositing a metal oxide such as In 2 O 3 or SnO 2 .

このように作成された光画像変換素子は第2図a乃至
eに示した説明と略同等に作用する。この場合、本実施
例に係る光画像変換素子は接着に際しエポキシ樹脂等の
接着剤を使用しないことから、当該接着剤に起因する画
像むら等の種々の不都合を解消し得ることが出来る利点
が得られる。
The optical image conversion device thus produced operates substantially the same as the description shown in FIGS. 2A to 2E. In this case, since the optical image conversion device according to the present embodiment does not use an adhesive such as an epoxy resin for bonding, various advantages such as image unevenness caused by the adhesive can be advantageously obtained. Can be

以下、具体的な実施例について説明する。 Hereinafter, specific examples will be described.

実施例1 引上げ法により作製したBi12SiO20、単結晶から30mm
×30mm×800μmtの(100)面の単結晶板を切り出し、そ
の両面を平面度λ/4に光学研磨した。絶縁板として40mm
×40mm×30μmtのホウケイ酸ガラスを用い、電極板とし
ては40mm×40mm×4mmtの平面度λ/4に光学研磨されたホ
ウケイ酸ガラスに金属の酸化膜であるITO膜を付けたも
のを使用とした。
Example 1 Bi 12 SiO 20 produced by a pulling method, 30 mm from a single crystal
A (100) single crystal plate of × 30 mm × 800 μm t was cut out, and both surfaces were optically polished to a flatness of λ / 4. 40mm as insulating plate
Using borosilicate glass of × 40 mm × 30 μm t , as the electrode plate, a borosilicate glass optically polished to a flatness λ / 4 of 40 mm × 40 mm × 4 mm t with an ITO film which is a metal oxide film attached It was used.

上記単結晶板の両面に絶縁板を密着させ相互に圧着す
るようにして光学的接着(オプチカルコンタクト)法で
接着した後、電極板をその両側に更に密着させ相互に圧
着するようにして光学的接着法で接着し光画像変換素子
を作製した。
After bonding the insulating plates to both sides of the single crystal plate and bonding them to each other by optical bonding (optical contact), the electrode plates are further bonded to both sides and pressed to each other. The optical image conversion element was produced by bonding using a bonding method.

一方、比較のために単結晶板と絶縁板とを光学接着剤
で接着した後、電極板をその両側に光学接着剤で接着し
た従来技術に係る光画像変換素子を作製した。
On the other hand, for comparison, a single-crystal plate and an insulating plate were bonded with an optical adhesive, and then an electrode plate was bonded on both sides with an optical adhesive to produce an optical image conversion element according to the related art.

本法で作製した素子にHe−Neレーザを透過させ、透過
波面の観察および空間周波数スペクトルの観察を行った
ところ、接着剤を用いた素子に比べ、波面収差のない良
好な特性となった。その特性を表1に表に示す。
When a He-Ne laser was transmitted through the device fabricated by this method and the transmitted wavefront and the spatial frequency spectrum were observed, favorable characteristics without wavefront aberration were obtained as compared with the device using an adhesive. The characteristics are shown in Table 1.

なお、表1において、半波長電圧とは画像書込用電圧
に対応する電圧であり、解像度(lp/mm)とは1mm幅中の
確認し得る白黒の線対(line pair)数を表す。
In Table 1, the half-wavelength voltage is a voltage corresponding to the image writing voltage, and the resolution (lp / mm) indicates the number of black and white line pairs that can be confirmed in a width of 1 mm.

また、本実施例に係る光画像変換素子の熱衝撃性等の
耐久性についても接着剤を用いた従来法に比較して著し
く向上した。
In addition, the durability of the optical image conversion device according to the present example, such as thermal shock resistance, was significantly improved as compared with the conventional method using an adhesive.

実施例2 引上げ法により作製したBi12SiO20単結晶から30mm×3
0mm×800μmtの(100)面の板を切り出し、その両面を
平面度λ/4に光学研磨した。絶縁板としての40mm×40mm
×10μmtの雲母板を用い、電極板としては40mm×40mm×
4mmtの平面度λ/4に光学研磨されたホウケイ酸ガラスの
片面側面部にITO膜を付けたものを使用した。
Example 2 30 mm × 3 from Bi 12 SiO 20 single crystal produced by the pulling method
A plate of (100) plane of 0 mm × 800 μm t was cut out, and both sides were optically polished to a flatness of λ / 4. 40mm × 40mm as insulating plate
× 10μm t mica plate, electrode plate 40mm × 40mm ×
A borosilicate glass optically polished to a flatness λ / 4 of 4 mm t with an ITO film attached to one side surface was used.

上記単結晶板の両面に絶縁板を密着させ光学的接着
(オプチカルコンタクト)法で接着した後、電極板をそ
の両側に密着させて光学的接着(オプチカルコンタク
ト)法で接着し画像変換素子を作製した。その特性は表
1における素子と略同等であった。
After attaching an insulating plate to both sides of the single crystal plate and bonding them by an optical bonding (optical contact) method, bonding an electrode plate to both sides thereof and bonding them by an optical bonding (optical contact) method to produce an image conversion element. did. The characteristics were almost the same as those of the device shown in Table 1.

実施例3 引上げ法により作製したBi12SiO20、単結晶より30mm
×30mm×300μmtの(100)面の単結晶板を切り出し、そ
の両面を平面度λ/4に光学研磨した。絶縁板として40mm
×40mm×300μmtのLiNbO3を用い、電極板としては40mm
×40mm×4mmtの平面度λ/4に光学研磨されたホウケイ酸
ガラスにITO膜を付けたものを使用した。
Example 3 Bi 12 SiO 20 produced by a pulling method, 30 mm from a single crystal
A (100) single crystal plate of × 30 mm × 300 μm t was cut out and both surfaces were optically polished to a flatness of λ / 4. 40mm as insulating plate
× 40 mm × 300 μm t LiNbO 3 is used, and the electrode plate is 40 mm
A borosilicate glass optically polished to a flatness λ / 4 of × 40 mm × 4 mm t with an ITO film was used.

上記単結晶板の一側面に絶縁板を密着させ光学的接着
(オプチカルコンタクト)法で接着した後、電極板をそ
の両側に密着させて光学的接着(オプチカルコンタク
ト)法で接着し画像変換素子を作製した。
After attaching an insulating plate to one side of the single crystal plate and bonding by an optical bonding (optical contact) method, an electrode plate is bonded to both sides thereof and bonding by an optical bonding (optical contact) method to form an image conversion element. Produced.

なお、以上の実施例においてホウケイ酸ガラスとして
はパイレックスガラス(コーニング社の商品名)あるい
はBK7がガラスを用いることが出来る。
In the above embodiments, Pyrex glass (trade name of Corning) or BK7 glass can be used as the borosilicate glass.

[発明の効果] 以上のように、本発明によれば、光画像変換素子を作
製する際、光伝導効果と電気光学効果を有する単結晶板
と絶縁板との接着面を光学研磨し、光学的接着(オプチ
カルコンタクト)法により接着している。このため、接
着に際し接着剤を使用しないことから、接着剤に起因し
て発生する当該光画像変換素子を使用する際の読出画像
の歪、あるいは干渉縞等の影響が完全に排除され、さら
に、接着剤の厚みに起因する単結晶に印加される電圧の
低下をもたらすことなく画像の検出に必要な供給電源の
電圧が低く出来、光学的電気的特性の極めて向上した光
画像変換素子が得られる。
[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, when manufacturing an optical image conversion element, the bonding surface between a single crystal plate having a photoconductive effect and an electro-optical effect and an insulating plate is optically polished, Adhesion is performed by optical bonding (optical contact) method. For this reason, since an adhesive is not used for bonding, distortion of a read image when using the optical image conversion element generated due to the adhesive, or the influence of interference fringes or the like is completely eliminated. The voltage of the power supply required for image detection can be reduced without reducing the voltage applied to the single crystal due to the thickness of the adhesive, and an optical image conversion element with extremely improved optical and electrical characteristics can be obtained. .

以上、本発明について好適な実施例を挙げて説明した
が、本発明はこの実施例に限定されるものではなく、本
発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の改良並びに
設計の変更が可能なことは勿論である。
As described above, the present invention has been described with reference to the preferred embodiments. However, the present invention is not limited to these embodiments, and various improvements and design changes can be made without departing from the gist of the present invention. Of course.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は光画像変換素子の原理を説明するための構成
図、 第2図a乃至eは当該光画像変換素子の作用を説明する
図、 第3図は従来技術に係る光画像変換素子の詳細構成図、 第4図は本発明に係る光画像変換素子の分解構成説明
図、 第5図は本発明に係る光学的接着状態とされた光画像変
換素子の構成説明図である。 50……単結晶板、52、54……絶縁板 56、58……電極板 50a、50b、52a、52b、54a、54b……側面部 56a、56b、58a、58b……側面部
FIG. 1 is a configuration diagram for explaining the principle of an optical image conversion device, FIGS. 2a to 2e are diagrams for explaining the operation of the optical image conversion device, and FIG. FIG. 4 is an exploded configuration view of the optical image conversion device according to the present invention, and FIG. 5 is a configuration explanatory diagram of the optical image conversion device in an optically bonded state according to the present invention. 50 single crystal plate, 52, 54 insulating plate 56, 58 electrode plate 50a, 50b, 52a, 52b, 54a, 54b side surface 56a, 56b, 58a, 58b side surface

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】光伝導効果と電気光学効果を有する単結晶
板と、当該単結晶板の少なくとも一側面に取着される絶
縁板と、当該絶縁板を介して前記単結晶板に電界を印加
する電極層とを備えた光画像変換素子において、少なく
とも前記単結晶板と絶縁板との対向する面を研磨した
後、相互に圧着することにより当該単結晶板と絶縁板と
を光学的接着状態にしたことを特徴とする光画像変換素
子。
1. A single crystal plate having a photoconductive effect and an electro-optic effect, an insulating plate attached to at least one side of the single crystal plate, and an electric field applied to the single crystal plate via the insulating plate. In the optical image conversion device provided with an electrode layer, the surfaces of the single crystal plate and the insulating plate facing each other are polished at least, and then the single crystal plate and the insulating plate are optically bonded to each other by pressure bonding. An optical image conversion device, characterized in that:
【請求項2】請求項1記載の光画像変換素子において、
単結晶板および絶縁板の接触面の表面粗さ(Ra)は0.1
μm以下であり、且つ平面度が2λ以下であることを特
徴とする光画像変換素子。
2. The optical image conversion device according to claim 1, wherein
The surface roughness (R a ) of the contact surface between the single crystal plate and the insulating plate is 0.1
An optical image conversion device having a thickness of not more than μm and a flatness of not more than 2λ.
【請求項3】請求項1または2記載の光画像変換素子に
おいて、絶縁板の材質は光学ガラスとすることを特徴と
する光画像変換素子。
3. The optical image conversion device according to claim 1, wherein the material of the insulating plate is optical glass.
【請求項4】請求項1または2記載の光画像変換素子に
おいて、絶縁板の材質は単結晶とすることを特徴とする
光画像変換素子。
4. The optical image conversion device according to claim 1, wherein the material of the insulating plate is a single crystal.
【請求項5】光伝導効果と電気光学効果を有する単結晶
板と、当該単結晶板の少なくとも一側面に取着される絶
縁板と、当該絶縁板を介して前記単結晶板に電界を印加
する電極板とを備えた光画像変換素子において、前記単
結晶板と絶縁板および電極板の夫々対向する面を研磨し
た後、相互に圧着することにより当該単結晶板と絶縁板
および電極板とを光学的接着状態にしたことを特徴とす
る光画像変換素子。
5. A single crystal plate having a photoconductive effect and an electro-optic effect, an insulating plate attached to at least one side of the single crystal plate, and applying an electric field to the single crystal plate via the insulating plate. In the optical image conversion device provided with the electrode plate to perform, after polishing the respective surfaces of the single crystal plate and the insulating plate and the electrode plate, respectively, and then by pressing each other, the single crystal plate and the insulating plate and the electrode plate and An optical image conversion element characterized by having an optically bonded state.
【請求項6】請求項5記載の光画像変換素子において、
単結晶板と絶縁板および電極板の接触面の表面粗さ
(Ra)は0.1μm以下であり、且つ平面度が2λ以下で
あることを特徴とする光画像変換素子。
6. The optical image conversion device according to claim 5, wherein
An optical image conversion device, wherein a surface roughness (R a ) of a contact surface between a single crystal plate, an insulating plate and an electrode plate is 0.1 μm or less and a flatness is 2λ or less.
【請求項7】請求項5または6記載の光画像変換素子に
おいて、絶縁板の材質は光学ガラスとすることを特徴と
する光画像変換素子。
7. The optical image conversion device according to claim 5, wherein the insulating plate is made of optical glass.
【請求項8】請求項5または6記載の光画像変換素子に
おいて、絶縁板の材質は単結晶とすることを特徴とする
光画像変換素子。
8. The optical image converter according to claim 5, wherein the material of the insulating plate is a single crystal.
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JPH0228127B2 (en) * 1983-03-11 1990-06-21 Hamamatsu Photonics Kk KUKANHIKARIHENCHOKANNOSEIZOHOHO
JPS63110416A (en) * 1986-10-28 1988-05-14 Sumitomo Electric Ind Ltd Optical image element

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