JP3176661B2 - 光書込型空間光変調器、およびその感度調整方法 - Google Patents

光書込型空間光変調器、およびその感度調整方法

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JP3176661B2 JP25681691A JP25681691A JP3176661B2 JP 3176661 B2 JP3176661 B2 JP 3176661B2 JP 25681691 A JP25681691 A JP 25681691A JP 25681691 A JP25681691 A JP 25681691A JP 3176661 B2 JP3176661 B2 JP 3176661B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、光情報処理や光計測
の分野において、光変調材料として強誘電性液晶等を用
いた光書込型空間光変調器の記録感度を、見かけ上変化
させる方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】光情報処理や光計測の分野において、研
究の進展につれて高解像度かつ高速応答性を有する空間
光変調器が必要とされるようになってきている。これま
で、光書込型の空間光変調器としては、光変調材料とし
てBSO結晶(Bi12SiO20結晶)などの電気光学結
晶を用いたものや、ネマチック液晶を用いた液晶ライト
バルブなどが多く用いられてきた。しかしこれらは、解
像度や高速応答性などの要求を十分にみたしてはいなか
った。そこで近年は、光変調材料として強誘電性液晶を
用いた光書込型の空間光変調器(以下FLC−OASL
Mと略す)が開発され、使用され始めている。
【0003】まず、FLC−OASLMの構造について
述べる。従来のネマチック液晶を用いた液晶ライトバル
ブと異なる点は、液晶層として光透過率または光反射率
と印加電圧の間に明瞭な双安定性を有する強誘電性液晶
を用いていることである。図2は、FLC−OASLM
の構造を示す断面図である。液晶分子を挟持するための
ガラスやプラスチックなどの透明基板101a、101
bは、表面に透明電極層102a、102b、透明基板
の法線方向から75度から85度の範囲の角度で一酸化
ケイ素を斜方蒸着した配向膜層103a、103bが設
けられている。透明基板101aと101bはその配向
膜層103a、103b側を、スペーサ109を介して
間隙を制御して対向させ、強誘電性液晶層104を挟持
するようになっている。また、光による書込側の透明電
極層102a上には光導電層105、遮光層106、誘
電体ミラー107が配向膜層103aとの間に積層形成
され、書込側の透明基板101aと読出側の透明基板1
01bのセル外面には、無反射コーティング層108
a、108bが形成されている。
【0004】次に、上記構造を持つFLC−OASLM
を初期化する方法を示す。第1の方法は、一度FLC−
OASLMの書込面全面を光照射し、光照射時のしきい
値電圧よりも十分に高いパルス電圧あるいは直流バイア
ス電圧あるいは100Hz〜50kHzの交流電圧を重
畳した直流バイアス電圧を消去電圧として透明電極層1
02aと102bの間に印加して、強誘電性液晶分子を
一方向の安定状態にそろえ、その状態をメモリさせる。
第2の方法は、光照射なしで、暗時のしきい値電圧より
も十分に高いパルス電圧あるいは直流バイアス電圧ある
いは100Hz〜50kHzの交流電圧を重畳した直流
バイアス電圧を消去電圧として透明電極層102aと1
02bの間に印加して強誘電性液晶分子を一方向の安定
状態にそろえ、その状態をメモリさせる。通常、暗時の
しきい値電圧は、光照射時のそれよりも大きくなってい
る。
【0005】さらにFLC−OASLMを上記のように
初期化した後の動作について示す。暗時にはしきい値電
圧以下であり、光照射時にはしきい値電圧以上となる初
期化時とは逆極性のパルス電圧あるいは直流バイアス電
圧あるいは100Hz〜50kHzの交流電圧を重畳し
た直流バイアス電圧を書込電圧として透明電極層102
aと102bの間に印加しながら、レーザー光などによ
って画像の光書込みをする。レーザー照射を受けた領域
の光導電層105にはキャリアが発生し、発生したキャ
リアは印加電圧により電界方向にドリフトし、その結果
しきい値電圧が下がり、レーザー照射が行われた領域に
はしきい値電圧以上の初期化時とは逆極性の印加電圧が
印加され、強誘電性液晶は自発分極の反転に伴う分子の
反転が起こり、もう一方の安定状態に移行するので、画
像が二値化処理されて記憶される。この記録された画像
は、駆動電圧がゼロになっても記録されたままである。
【0006】このように二値化されて記憶された画像
は、初期化によって揃えられた液晶分子の配列の方向
(またはそれに直角方向)に偏光軸を合わせた直線偏光
の読出光の照射、及び、誘電体ミラー107による反射
光の偏光方向に対し、偏光軸が直角(または平行)にな
るように配置された検光子を通すことにより、ポジ状態
またはネガ状態で読出すことができる。検光子として
は、偏光ビームスプリッタが多く用いられる。
【0007】原理的には上述の方法でFLC−OASL
Mの初期化と画像の記録が可能であるが、FLC−OA
SLMの駆動方法としては、図3に示すような駆動電圧
をFLC−OASLMに印加することによって、画像の
記録や消去、読出しを行うことが多い。図3は読出側の
透明電極層102aを接地したときのFLC−OASL
Mに印加される駆動電圧波形の一例である。従来は、書
込光と読出光は、それぞれ常にFLC−OASLMの書
込面(透明基板101a側の面)と読出面(透明基板1
01b側の面)を照射しており、FLC−OASLMは
消去電圧である正のパルス電圧(消去パルス31と呼
ぶ)が印加されることにより初期化され、書込電圧であ
る負のパルス電圧(書込パルス32と呼ぶ)で画像が記
録され、書込パルス32とゼロ電圧33の状態で記録さ
れた画像が読み出されていた。このような方法で駆動す
ると、数十Hzから数kHz程度の周波数での駆動が可
能であった。
【0008】ところが実際には、光反射分離層である誘
電体ミラー107や遮光層106を有しかつ広い領域で
均一なFLC−OASLMを作製することは、まだ困難
であるのが現状であるので、光反射分離層を有さないF
LC−OASLMが多く使われている。これは、遮光層
106や誘電体ミラー107をつけることにより、強誘
電性液晶を注入する1〜2μm程度のギャップを制御す
ること、および強誘電性液晶の配向を制御することが困
難になることなどが原因である。このようなFLC−O
ASLMでは、読出光は光導電層105の界面で反射さ
れる。光導電層105として水素化アモルファスシリコ
ンを用い、読出光の波長が633nmである場合、読出
光の反射率は20%程度になる。
【0009】また、光導電層105としては、単結晶B
SO(Bi12SiO20)や単結晶シリコンなども用いら
れているが、現状では水素化アモルファスシリコンを用
いることが多い。その理由は、空間光変調器としての応
答速度が速くできること、光導電層105の厚みが薄く
できるため解像度を高くできることや、製造が容易であ
るためなどである。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、光書込
型空間光変調器、特に上記のようなFLC−OASLM
では、以下に示すような課題があった。例えば、光導電
層105として水素化アモルファスシリコンを用いた場
合、FLC−OASLMへの記録に必要な最小スポット
面積あたりのエネルギーは0.03〜0.2pJ程度
と、光電子増倍管のような増倍作用を持たないため十分
な記録感度を持っているとはいい難い。つまり、かなり
の強度を持つ書込光なしには像の記録ができないこと
が、FLC−OASLMのアプリケーションを制約して
いる大きな要因となっていた。
【0011】アプリケーションの例として、FLC−O
ASLMをインコヒーレント/コヒーレント変換器とし
て用いる場合には、外の景色あるいは工場の製造ライン
を流れる部品などを結像レンズを用いてFLC−OAS
LMの書込面上に結像することにより、その景色や部品
などの像を記録しなければならない。しかし、通常はこ
れら書込光の強度(FLC−OASLM上に結像される
像の強度)は非常に弱く、記録することができなかっ
た。また、光学的パターン認識装置などにおいて、フー
リエ変換像をFLC−OASLMに記録する場合、フー
リエ変換像の高周波成分は低周波成分に比べて格段に光
強度が弱いため高周波成分を記録することができず、正
確なパターン認識を行うことが難しかった。
【0012】上記のような場合において像を記録するた
めには、FLC−OASLM自体の感度をあげるか、単
位面積あたりの書込光強度を強くすることが考えられ
る。そして、単位面積あたりの書込光強度を強くするた
めには、対象物を照明している光源の輝度を増大させる
か、書込像の大きさを小さくすれば良い。しかし、FL
C−OASLM自体の感度や光源の輝度については、大
幅な向上は非常に困難である。さらに、書込像の大きさ
についても、FLC−OASLMの解像度やアプリケー
ションの関係から余り小さくできないことが多い。以上
のように、書込光強度の弱い像をFLC−OASLMに
書き込むために、書込像の光強度を強くすることが困難
であったことが原因で、これまではインコヒーレント/
コヒーレント変換器への適用などへアプリケーションを
大きく広げることができなかった。
【0013】また、分光感度特性として、書込光の波長
によって感度が異なるという問題がある。例えば、水素
化アモルファスシリコンを光導電層105として用いた
場合、600nmから650nmあたりでの記録感度は
高いが他の波長ではかなり低くなってしまう。そのた
め、書込光の光源として白色光を用いている場合、全体
の光強度は強くても、水素化アモルファスシリコンにと
って記録感度が高い波長の分光強度が小さければ、やは
り像を記録することができなくなってしまう。また、ア
プリケーションによっては、記録感度の低い波長を書き
込み光として使用しなければならない場合も考えられる
が、そのような場合も像の記録は困難になる。
【0014】さらに、光学的パターン認識装置におい
て、ノイズを含んだ画像やフーリエ変換像をFLC−O
ASLMに記録する場合、書込像を記録するしきい値を
変化させることにより、パターン認識の正確さが大きく
変化することが知られている。しきい値を高くする方向
に変化させることは、書込光強度をNDフィルタ等で低
下させることと同等であるので容易であるが、逆にしき
い値を低くして書込像を記録することは、FLC−OA
SLMの記録感度の不十分さから非常に困難であるとい
う課題があった。
【0015】上記課題は、FLC−OASLMに限った
ことではなく、一般の光書込型空間光変調器に対して
も、同様の課題が存在する。
【0016】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
にこの発明は、光書込型の空間光変調器に対して、前記
空間光変調器に画像を書き込むための書込光を照射する
書込光照射手段と、前記空間光変調器に記録された画像
を読み出すための読出光を照射する読出光照射手段と、
前記空間光変調器に感度を調整するためのバイアス光を
照射するバイアス光照射手段と、前記バイアス光の照射
時間あるいは光強度の少なくとも一方を変化させるため
のバイアス光調節手段とを具備するようにした。
【0017】さらに、前記空間光変調器が光変調材料と
して強誘電性液晶を用いている場合には、前記空間光変
調器を駆動する駆動手段を具備し、前記書込光の照射時
間及び前記バイアス光の照射時間は前記空間光変調器の
書込電圧印加時間とそれぞれ少なくとも所定の時間一致
するようにした。
【0018】
【作用】上記のように構成された光書込型空間光変調器
の感度調整方法、特にFLC−OASLMの場合におい
ては、FLC−OASLMの書込電圧印加時間あるいは
その一部の期間に、補助光源からの光あるいは読出光そ
のものをバイアス光としてFLC−OASLMに照射す
る。書込光とバイアス光は、FLC−OASLMの光導
電層に対し同様の作用をするので、書込光とバイアス光
の光強度の和がFLC−OASLMのしきい値以上にな
ったとき、像を二値化して記録することが可能となる。
つまり、バイアス光によって書込光に対する見かけ上の
しきい値を変化させることが可能になる。そして、バイ
アス光の光強度やバイアス光を照射する時間を調整する
ことにより、見かけ上のしきい値を制御することも容易
である。そのため、これまでは単位面積あたりの書込光
強度が弱くて記録できなかった画像を、高速に駆動して
いるFLC−OASLM上に記録することや、しきい値
を変えた書込像を記録することが可能となった。また、
光変調材料として強誘電性液晶以外のものを用いた光書
込型空間光変調器に対しても、同様のことが言える。そ
の場合は、記録する像を二値化するしきい値ではなく、
記録感度を制御することができる。
【0019】
【実施例】以下に、この発明の実施例を図にもとづいて
説明する。図1は、本発明による光書込型空間光変調器
の感度調整方法の概念を示す図である。ここでは、光書
込型空間光変調器として、図2で説明した光反射分離層
を有するFLC−OASLMを想定して説明する。FL
C−OASLM1は駆動手段41によって駆動され、そ
の書込面2に書込光照射手段42によって書込光4が、
読出面3に読出光照射手段43によって読出光5が照射
される。さらに、バイアス光照射手段44によってバイ
アス光6が書込面2に照射されている。そして、バイア
ス光6が照射される時間や光強度は、バイアス光調整手
段45によって調整される。もし、FLC−OASLM
1が光反射分離層を有さない場合、あるいは有していて
もバイアス光6がかなり強いなどの理由から、読出面3
を照射するバイアス光6が光導電層105に影響を及ぼ
す場合には、バイアス光6は書込面2ではなく読出面3
を、あるいは両方の面を照射しても良いことは言うまで
もない。
【0020】図4は、FLC−OASLMの記録感度の
変化の様子を示す説明図である。図4中の実線はバイア
ス光6が照射されない場合、破線はバイアス光6が照射
された場合を示す。FLC−OASLM1は光変調材料
に強誘電性液晶を用いているため、通常は記録特性には
明瞭なしきい値が存在し、ポジの強度分布画像として読
み出された画像の光強度は書込光強度がIth以下では暗
状態であり、Ithを越えると明状態になる。このような
特性を持つFLC−OASLM1の書込面2に、バイア
ス光6が照射される。簡単のため、書込光4とバイアス
光6は同一の波長をもつが、コヒーレンス性は低く互い
に干渉はしないで、書込面2上での光強度は書込光4と
バイアス光6の光強度の和になるとする。コヒーレンス
性が高い場合も基本的には同様であるが、互いの干渉に
より干渉じまが形成されるので、その干渉じまの幅がF
LC−OASLM1の解像度に比べて十分小さくなるよ
うにするなどの工夫が必要となる。また、書込光4とバ
イアス光6は同一期間書込面2を照射するものとする。
さらに、FLC−OASLM1は光反射分離層を有する
と仮定しているため、読出光5による影響を無視する。
バイアス光6の書込面2上での光強度がIB である場
合、バイアス光6の光強度IB と書込光4の光強度IW
の和IB +IW が、FLC−OASLM1のしきい値I
th以上であれば画像は記録できる。そのため、FLC−
OASLM1のしきい値Ith自身は一定であっても、書
込光4に対するしきい値IthW はIth−IB となり−I
B だけ変化するので、見かけ上は書込光4に対するしき
い値IthW を変化させることができる。よって、書込光
4に対するしきい値IthW は、バイアス光6の光強度I
Bを変化させることによって容易に制御できる。
【0021】さらに、FLC−OASLM1の光導電層
105上でのバイアス光6が光強度分布を持っている場
合、書込光4に対するしきい値IthW に面内分布をもた
せることもできる。例えば、フーリエ変換像が書込光4
であるとき、書込光4の光軸から離れるほど光強度が強
いバイアス光6を照射すると、光軸から離れるほど見か
け上のしきい値IthW が低下するので、フーリエ変換像
の高周波成分を記録することができるようになる。しか
し通常は、しきい値IthW は面内で均一であることが望
ましいので、バイアス光6は光導電層105を均一に照
射するように、均一な光強度分布を持つ。
【0022】また、しきい値Ithは書込光4の強度のみ
に依存するのではなく、照射時間にも依存することか
ら、バイアス光6の照射時間を利用することができる。
つまり、書込電圧印加時間とバイアス光6の照射時間が
重なり会っている時間を調整することで、バイアス光6
の光強度IB を変えた場合と同様に、書込光4の見かけ
上のしきい値IthW を変化させることができる。ここ
で、書込光4の照射時間と書込電圧印加時間とは、少な
くとも所定の時間は一致していなければ書込像を記録で
きないことは当然であるが、書込電圧印加時間内で、書
込光4の照射時間とバイアス光6の照射時間は必ずしも
重なり会っている必要はない。
【0023】以上はFLC−OASLM1に書込像を二
値化して記録する場合について述べたが、FLC−OA
SLM1に印加する駆動電圧波形を変えることにより、
書込像を階調を持った像として記録する場合について
も、同様の方法で記録感度を変化させることができるこ
とは言うまでもない。また、この方法はFLC−OAS
LM1に対してのみ使用できる方法ではなく、光書込型
の空間光変調器であるならば、透過型でも反射型でも、
光変調材料がBSO結晶やニオブ酸リチウム結晶(Li
NbO3)等であっても、記録特性に双安定性を示さな
いものであっても、同様の方法が使用できることは言う
までもない。そして、記録特性に双安定性を示さない空
間光変調器の場合、二値化記録するしきい値ではなく、
記録感度を制御することができることになる。ただし、
ニオブ酸リチウム結晶のように、像の記録や消去に外部
から駆動電圧を必要としない場合には、駆動手段41は
不要となることは言うまでもない。
【0024】図5は、本発明による光書込型空間光変調
器の感度調整方法の一実施例の構成を示す構成図であ
る。ここでは、光反射分離層を有さないFLC−OAS
LM1を想定して説明を行う。前記空間光変調器を駆動
する駆動手段はFLC−OASLM用駆動回路19であ
り、前記空間光変調器に画像を書き込むための書込光を
照射する書込光照射手段はCRT11と結像レンズ12
であり、前記空間光変調器に記録された画像を読み出す
ための読出光を照射する読出光照射手段は読出用レーザ
ー電源21と読出用レーザー16、ビームエキスパンダ
ー17、偏光ビームスプリッタ18であり、前記空間光
変調器にバイアス光を照射するためのバイアス光照射手
段は、補助光源13と拡散板14、投影レンズ15、補
助光源用電源20であり、前記バイアス光の照射時間あ
るいは光強度の少なくとも一方を変化させるためのバイ
アス光調節手段は補助光源用電源20と同期回路22で
ある。
【0025】FLC−OASLM1の書込面2に、書込
光4としてCRT11上に表示されている画像が結像レ
ンズ12によって結像・照射されている。補助光源13
の光は、光源自身の強度分布を除去するために拡散板1
4にいったん照射されて、投影レンズ15によってバイ
アス光6として書込面2を照射している。一方読出光側
では、読出用レーザー16から出射された光束は、ビー
ムエキスパンダー17によって光束が広げられた後、偏
光ビームスプリッタ18によって反射されて読出光5と
してFLC−OASLM1の読出面3を照射する。FL
C−OASLM1で反射した読出光5が、偏光ビームス
プリッタ18を透過することによって、FLC−OAS
LM1に記録された像がポジ像またはネガ像の強度分布
画像として読み出される。ここで、各FLC−OASL
M用駆動回路19、補助光源用電源20、読出用レーザ
ー電源21は、同期回路22からの同期信号によって同
期を取りながら、各FLC−OASLM1、補助光源1
3、読出用レーザー16を駆動している。
【0026】図6に本発明による光書込型空間光変調器
の感度調整方法の一実施例の駆動方法を示す。図6
(a)は、読出側の透明電極層102aを接地したとき
のFLC−OASLM1の駆動電圧波形、図6(b)は
読出光の光強度変化、図6(c)はFLC−OASLM
1から読み出された画像の光強度変化を示す。FLC−
OASLM1には図6(a)に示すように、消去パルス
31、書込パルス32、ゼロ電圧33が順に繰り返され
る駆動電圧が印加される。まず簡単のため、書込光4と
バイアス光6は常に書込面2を照射しているものとす
る。FLC−OASLM1は光反射分離層を有さないと
仮定しているため、図6(b)に示すように、読出光5
は書込パルス32が印加されている書込電圧印加時間の
み遮断されている。この読出光5の変調は、同期回路2
2と読出用レーザー電源22によって、レーザーダイオ
ードなど読出用レーザー16の出射光を直接変調するこ
とにより行っている。これによって、読出光5は書込時
の光導電層105に影響を及ぼすことがなくなる。
【0027】このように駆動されているFLC−OAS
LM1において、書込パルス32が印加されている期間
に書込光4とバイアス光6が照射されるので、FLC−
OASLM1のしきい値が見かけ上低下し、書込光4に
含まれる画像がより低い値でしきい値処理されて記録さ
れる。そして、バイアス光6の光強度を変化させること
によって、見かけ上のしきい値を制御することができ
る。ここで、補助光源13として例えばLEDを用いれ
ば、LEDに印加される電流が変化すると、容易にLE
Dの明るさが変化する。そのため、バイアス光6の光強
度はLEDに印加される電流によって変化させることが
できるので、FLC−OASLM1の見かけ上のしきい
値はLEDの印加電流によって制御することができる。
【0028】さらに、書込光4は強度変調されていても
いなくてもどちらでも良いが、バイアス光6は常に書込
面2を照射するのではなく強度変調されている場合を考
えると、FLC−OASLM1に書込パルス32が印加
されている書込電圧印加時間にバイアス光6が照射され
る時間を変化させることにより、バイアス光6の光強度
を変化させた場合と同様のことが可能である。この方法
も、補助光源13としてLEDを用いれば容易である。
書き込まれた像は読出光5によって読み出され、消去パ
ルス31によって消去されるので、ポジ像として読み出
された画像の光強度は、図6(c)に示すように消去パ
ルス31が印加されると暗状態になる。
【0029】補助光源13としては、単色光に近いもの
では赤色のLED、白色光では通常の豆電球などが使用
可能である。補助光源13は、単色光であれ白色光であ
れ波長による感度の違いはあるが、FLC−OASLM
1の光導電層105にキャリアを発生させることができ
る波長の光を発光できる光源であるならば、これによっ
て記録感度を変化させることができることは言うまでも
ない。
【0030】また、バイアス光6を照射するのに、FL
C−OASLM1の書込面2から照射しているが、FL
C−OASLM1が光反射分離層である誘電体ミラー1
07や遮光層106を有さない、あるいは有していても
読出面3からの光が光導電層105に影響を及ぼす場合
には、バイアス光6は読出面3を照射しても記録感度を
変化させることができることは言うまでもない。
【0031】ここで、拡散板14とFLC−OASLM
1の間の光路中に液晶テレビなどをマスクとして置き、
バイアス光6に光強度分布をもたせることにより、FL
C−OASLM1の記録感度を均一にではなく、マスク
のパターンに応じて任意に変化させることができること
は言うまでもない。読出光5を強度変調するために、上
記実施例では読出用レーザー電源22によって、レーザ
ーダイオードなど読出用レーザー16からの出射光を直
接変調していたが、He−Neレーザーなどを読出用レ
ーザー16として用いる場合には、ネマティック液晶や
強誘電性液晶を光変調材料として用いた液晶シャッタな
どによって、出射されたレーザー光を強度変調して読出
光5とすることができることは言うまでもない。もし、
FLC−OASLM1が光反射分離層を有し、あるいは
読出光5の強度が弱く読出光5が光導電層105に影響
を及ぼさない場合には、読出光5を強度変調する必要が
ないことは言うまでもない。
【0032】書込光4としては、上記実施例ではCRT
11に表示した像をFLC−OASLM1に結像したも
のであったが、町を走る車を結像したものや、フーリエ
変換像を照射したものでも良く、FLC−OASLM1
の書込電圧印加時間に少なくとも所定の時間照射されて
おり、光導電層105にキャリアを発生させることがで
きる波長のものならば良いことは言うまでもない。
【0033】ところで、上記実施例では補助光源13を
別に用意しているが、FLC−OASLM1が光反射分
離層である誘電体ミラー107や遮光層106を有さな
いか、有していても読出光5の光強度が強い場合など読
出光5が光導電層105に影響を与える場合には、読出
光5自身を補助光源13の代わりに用いることができ
る。
【0034】図7に本発明による光書込型空間光変調器
の感度調整方法の他の実施例の駆動方法を示す。図7
(a)は、読出側の透明電極層102aを接地したとき
のFLC−OASLM1の駆動電圧波形、図7(b)は
読出光の光強度変化、図7(c)はFLC−OASLM
1から読み出された画像の光強度変化を示す。図6に示
した実施例と異なる点は、書込パルス32と読出光照射
34の期間とをある時間T0 だけ重ね合わせることによ
り、読出光5が書込電圧印加時間に対して前述の実施例
のバイアス光6と同様の働きをするので、見かけ上のし
きい値を下げることができる。また、T0 を変化させる
ことにより、容易に見かけ上のしきい値の変化量を制御
することができる。ただ、この場合は、通常読出光5は
均一な光を照射するので、読出光5に強度分布をもたせ
て記録感度に面内分布を生じさせることはできない。こ
のとき、ポジ像として読み出された画像の光強度は、読
出光5が照射されたときから明状態であり、消去パルス
31が印加されると暗状態になる。
【0035】図8に本発明による光書込型空間光変調器
の感度調整方法の他の実施例の駆動方法を示す。図8
(a)は、読出側の透明電極層102aを接地したとき
のFLC−OASLM1の駆動電圧波形、図8(b)は
読出光の光強度変化、図8(c)はFLC−OASLM
1から読み出された画像の光強度変化を示す。この駆動
方法では、読出光5を強度変調する場合に、書込電圧印
加時間においても読出光5が読出面3を照射するように
して、その光をバイアス光35として用いるものであ
る。この方法では、読出光5の光源としてレーザーダイ
オード等を用いる場合には、レーザーダイオードに印加
される駆動電圧を読出光5の光強度に対応するように変
化させれば容易に実施できる。つまり、バイアス光35
の光強度はレーザーダイオードの駆動電圧を調整するこ
とにより変化させることができる。あるいは、読出光5
の光路中に液晶シャッタを配置し、液晶シャッタの前後
にある偏光板や液晶シャッタ自身を回転させて、液晶シ
ャッタを透過した読出光5のコントラストを調整するこ
とによっても、バイアス光35の光強度を変化させるこ
とができる。ただしこの場合は、読出光照射34の光強
度も変化してしまう。
【0036】
【発明の効果】以上説明したように、本発明による光書
込型空間光変調器の感度調整方法、特にFLC−OAS
LMの場合には、FLC−OASLMの書込電圧印加時
間にバイアス光を照射し、そのバイアス光の光強度や照
射時間を変化させることにより、FLC−OASLMの
記録感度を容易に制御できるようにしたものである。そ
の結果、全体に光強度の弱い書込像や、書込像中の光強
度の弱い部分の記録などが可能となる。さらに、FLC
−OASLMの見かけ上のしきい値を容易に変化させる
ことができるので、二値化記録する場合のしきい値を変
えた像を得ることも可能である。
【0037】以上のことにより、例えばインコヒーレン
ト/コヒーレント変換器としての使用など、FLC−O
ASLMの適用可能な範囲を広げることができる。ま
た、パターン認識などに用いる場合には、フーリエ変換
像のより高周波成分を記録することが可能になるなど、
より正確なパターン認識が可能となる。そして、バイア
ス光を照射する手段には、特に高価のものや複雑なもの
を必要としないので、ほとんどコストアップはないとい
う利点もある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による光書込型空間光変調器の感度調整
方法の一例の概念を示すブロック図である。
【図2】FLC−OASLMの構造を示す断面図であ
る。
【図3】FLC−OASLMに印加される駆動電圧の一
例を示す波形図である。
【図4】本発明による光書込型空間光変調器の記録感度
の変化の様子を示す説明図である。
【図5】本発明による光書込型空間光変調器の感度調整
方法の一実施例の構成を示す構成図である。
【図6】本発明による光書込型空間光変調器の感度調整
方法の一実施例の駆動方法を示す波形図である。
【図7】本発明による光書込型空間光変調器の感度調整
方法の他の実施例の駆動方法を示す図である。
【図8】本発明による光書込型空間光変調器の感度調整
方法の他の実施例の駆動方法を示す波形図である。
【符号の説明】
1 FLC−OASLM 2 書込面 3 読出面 4 書込光 5 読出光 6 バイアス光 11 CRT 12 結像レンズ 13 補助光源 14 拡散板 15 投影レンズ 16 読出用レーザー 17 ビームエキスパンダー 18 偏光ビームスプリッタ 19 FLC−OASLM用駆動回路 20 補助光源用電源 21 読出用レーザー電源 22 同期回路 31 消去パルス 32 書込パルス 33 ゼロ電圧 34 読出光照射 35 バイアス光 41 駆動手段 42 書込光照射手段 43 読出光照射手段 44 バイアス光照射手段 45 バイアス光調整手段 101a、101b 透明基板 102a、102b 透明電極層 103a、103b 配向膜層 104 強誘電性液晶層 105 光導電層 106 遮光層 107 誘電体ミラー 108a、108b 無反射コーティング層 109 スペーサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平3−21926(JP,A) 欧州特許出願公開444663(EP,A 2) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02F 1/01 - 1/055 505 G02F 1/13 - 1/135 G02F 3/00 - 3/00 502 JICSTファイル(JOIS) WPI(DIALOG)

Claims (10)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 空間光変調器に画像を書き込むための書
    込光を照射する書込光照射手段と、 前記空間光変調器に記録された画像を読み出すための読
    出光を照射する読出光照射手段と、 前記空間光変調器の感度を調整するために、一様でない
    光強度分布を有するバイアス光を照射するバイアス光照
    射手段と、 前記バイアス光のバイアス光調節手段とを具備している
    ことを特徴とする光書込型空間光変調器。
  2. 【請求項2】 一対の透明基板と前記一対の透明基板の
    少なくとも1つの内側に形成される光導電層を有し、 空間光変調器に画像を書き込むための書込光を照射する
    書込光照射手段と、 前記空間光変調器に記録された画像を読み出すための読
    出光を照射する読出光照射手段と、 前記空間光変調器の前記光導電層を一様でない光強度分
    を有するバイアス光で照射して前記空間光変調器の感
    度を調整するためのバイアス光照射手段と、 前記バイアス光の照射時間あるいは光強度の少なくとも
    一方を変化させるためのバイアス光調節手段とを具備し
    ていることを特徴とする光書込型空間光変調器。
  3. 【請求項3】 前記バイアス光照射手段がバイアス光源
    と前記バイアス光源へ電力を供給するバイアス光電源を
    有することを特徴とする請求項2記載の光書込型空間光
    変調器。
  4. 【請求項4】 前記空間光変調器へ書込電圧信号を含む
    電圧信号を供給する駆動手段を具備し、 前記バイアス光調節手段が、前記駆動手段と前記バイア
    ス光電源へ印加される同期信号を制御して、前記バイア
    ス光の照射時間と前記書込電圧の印加時間の重なりを調
    整することを特徴とする請求項3記載の光書込型空間光
    変調器。
  5. 【請求項5】 前記バイアス光調節手段が、前記バイア
    ス光電源の電力を制御して前記バイアス光の強度を調整
    することを特徴とする請求項3記載の光書込型空間光変
    調器。
  6. 【請求項6】 空間光変調器に画像を書き込むための書
    込光を照射する書込光照射手段と、 前記空間光変調器に記録された画像を読み出すための読
    出光を照射する読出光照射手段と、 前記空間光変調器の感度を調整するための一様でない光
    強度分布を有するバイアス光を照射するとともに、バイ
    アス光源と前記バイアス光源へ電力を供給するバイアス
    光電源を有するバイアス光照射手段と、 前記バイアス光の照射時間あるいは光強度の少なくとも
    一方を変化させるためのバイアス光調節手段と、 前記空間光変調器へ書込電圧信号を含む電圧信号を供給
    する駆動手段を具備し、 前記バイアス光調節手段が、前記駆動手段と前記バイア
    ス光電源へ印加される同期信号を制御して、前記バイア
    ス光の照射時間と前記書込電圧の印加時間の重なりを調
    整することを特徴とする光書込型空間光変調器。
  7. 【請求項7】 空間光変調器に画像を書き込むための書
    込光を照射する書込光照射手段と、 前記空間光変調器に記録された画像を読み出すための読
    出光を照射する読出光照射手段と、 前記空間光変調器の感度を調整するための一様でない光
    強度分布を有するバイアス光を照射するとともに、バイ
    アス光源と前バイアス光源へ電力を供給するバイアス
    光電源を有するバイアス光照射手段と、 前記バイアス光電源の電力を制御して前記バイアス光の
    強度を調整するバイアス光調節手段とを具備しているこ
    とを特徴とする光書込型空間光変調器。
  8. 【請求項8】 書込光照射手段と、バイアス光源と前記
    バイアス光源へ電力を供給するバイアス光電源を有する
    バイアス光照射手段と、読出光照射手段とを有し、 前記書込光照射手段から前記空間光変調器へ画像を書き
    込むために書込光を照射する手順と、 前記書込光を前記空間光変調器へ照射している間、前記
    バイアス光照射手段から前記空間光変調器へ前記空間光
    変調器の感度を調整するために一様でない光強度分布を
    有するバイアス光を照射する手順と、 前記読出光照射手段から前記空間光変調器へ記録された
    画像を読み出すために読出光を照射する手順と、 前記バイアス光電源の電力を制御して前記バイアス光の
    強度を調整する手順とを含むことを特徴とする光書込型
    空間光変調器の感度調整方法。
  9. 【請求項9】 書込光照射手段と、バイアス光源と前記
    バイアス光源へ電力を供給するバイアス光電源を有する
    バイアス光照射手段と、読出光照射手段と、前記空間光
    変調器へ書込電圧信号を含む電圧信号を供給する駆動手
    段と、一様でない光強度分布を有するバイアス光の光強
    度を調整するバイアス光調節手段とを有し、 前記書込光照射手段から前記空間光変調器へ画像を書き
    込むために書込光を照射する手順と、 前記書込光を前記空間光変調器へ照射している間、前記
    バイアス光照射手段から前記空間光変調器へ前記空間光
    変調器の感度を調整するためにバイアス光を照射する手
    順と、 前記読出光照射手段から前記空間光変調器へ記録された
    画像を読み出すために読出光を照射する手順と、 前記バイアス光調節手段が、前記駆動手段と前記バイア
    ス光電源へ印加される同期信号を制御して、前記バイア
    ス光の照射時間と前記書込電圧の印加時間の少なくとも
    一部の時間が一致するように調整する手順とを含むこと
    を特徴とする光書込型空間光変調器の感度調整方法。
  10. 【請求項10】 空間光変調器に画像を書き込むための
    書込光を照射する書込光照射手段と、 前記空間光変調器の感度を調整する一様でない光強度分
    布を有するバイアス光を照射するため、及び、前記空間
    光変調器に記録された画像を読み出すために読出光を照
    射する読出光照射手段と、 前記空間光変調器の感度を調整するためにバイアス光を
    調整するバイアス光調節手段とを具備していることを特
    徴とする光書込型空間光変調器。
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