JPH024235A - 空間光変調装置 - Google Patents

空間光変調装置

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JPH024235A
JPH024235A JP63155430A JP15543088A JPH024235A JP H024235 A JPH024235 A JP H024235A JP 63155430 A JP63155430 A JP 63155430A JP 15543088 A JP15543088 A JP 15543088A JP H024235 A JPH024235 A JP H024235A
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JP
Japan
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optical image
optical
photoelectric conversion
image display
half mirror
Prior art date
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Pending
Application number
JP63155430A
Other languages
English (en)
Inventor
Yuji Kobayashi
祐二 小林
Tsutomu Hara
勉 原
Yoshiharu Oi
好晴 大井
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Hamamatsu Photonics KK
Original Assignee
Hamamatsu Photonics KK
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Publication date
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Priority to US07/362,551 priority patent/US5208696A/en
Publication of JPH024235A publication Critical patent/JPH024235A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/03Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on ceramics or electro-optical crystals, e.g. exhibiting Pockels effect or Kerr effect
    • G02F1/0333Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on ceramics or electro-optical crystals, e.g. exhibiting Pockels effect or Kerr effect addressed by a beam of charged particles

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  • Physics & Mathematics (AREA)
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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Optics & Photonics (AREA)
  • Cathode-Ray Tubes And Fluorescent Screens For Display (AREA)
  • Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は空間光変調管を用いて光情報処理を行なう空間
光変調装置に関するものである。
〔従来の技術〕
従来、インコヒーレント光をコヒーレント光に変換する
電子管として、空間光変調管(MSLM)が知られてい
る。そして、この空間光変調管を用いた空間光変調装置
として、例えば特開昭58−64742号、同62−4
3045号公報が知られている。
この空間光変調装置による光情報処理の原理を第4図に
より説明する。同図において、空間光変調管3は光電面
4を含む光電変換手段と、光電面4の電子放射側に設け
られた電子増幅用のマイクロチャンネルプレート(MC
P)5と、電荷蓄積モードの選択、電荷の消去のために
用いられるメツシュ電極6と、LiNbO3にオブ酸リ
チウム)などからなる電気光学結晶板7とを含み、これ
らは真空容器に封入されている。
いま光電面4にインコヒーレント光学像が入力されると
、光電面4は光電子を放出して電子像を形成する。この
電子像はMCP5で増幅されてメツシュ電極6を介して
電気光学結晶板7に当たり、ここに電荷像を形成する。
すると、電気光学結晶板7の結晶を横切る電界は電荷に
依存するため、ポッケルス効果によって屈折率が変化す
る。そこで、この電気光学結晶板7にレーザ(直線偏光
レーザ)をハーフミラ−8を介して照射すると、電気光
学結晶板7の表面(光電面4側)から反射して戻ってき
た光には位相変化が与えられる。従って、この反射光を
偏光板31に通すことにより、入力されたインコヒーレ
ント光学像で変調されたコヒーレント光学像が得られる
ことになる。
上記のように電子源に光電面4を用いたものは、光アド
レス方式の空間光変調管と呼ばれ、入力情報のしきい値
処理、論理演算、輪郭抽出などの各種の機能を有してい
る。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、上記の光アドレス方式では光電面4にイ
ンコヒーレント光学像を形成しなければならないため、
画像入力が難しく、またレンズ系などのシステムが複雑
になる欠点がある。そこで、光電面に変えて電子銃を設
けた電気アドレス方式が提案されている。しかし、これ
によっても、電子ビームの集束、偏向に電子レンズ7系
が必要になり、また電磁コイルも必要になる。更に、コ
ンピュータで計算した二次元情報を書き込むためにコン
ピュータを接続しようとすると、そのインターフェース
が必要になる。
前述の特開昭58−64742号の技術は、これを克服
することを目的としたもので、マトリクス状に配置した
発光素子を設けている。しかし、発光素子には発光効率
のばらつきがあり、その結果として出力像強度が一様で
なくなる。この出力像強度を一様にするためには、書き
込み時間を長くすればよいが、このようにすると高速処
理ができなくなる。また、発光素子のサイズに起因して
分解能を高くするのが難しくなる。この分解能を高める
ためには、発光素子のマトリクス部が大きくなりすぎ、
またレンズ系なども大きくなってしまう。
そこで本発明は、簡単な構成によって高速かつ高精度な
光情報処理が可能な空間光度調装装置を提供することを
目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
本発明に係る空間光変調装置は、真空容器中に光電変換
手段と、この光電変換手段からの電子像を蓄積して光学
的変化を生成する電気光学手段とを有する空間光変調管
と、電気光学手段にレーザ光を入射して変調された変調
レーザ光を得るレーザ手段と、光電変換手段の受光面に
対向して配設され、電気入力信号を光学像に変換して表
示する光学像表示手段と、この光学像表示手段に電気入
力信号を与える制御手段とを備える。
ここで、光学像表示手段の表示面と光電変換手段の受光
面の間に介在されたハーフミラ−と、変調レーザ光をハ
ーフミラ−に送出する送出手段とを更に備え、光学像表
示手段からの光学像はハーフミラ−を透過して光電変換
手段の受光面に入射され、送出手段からの変調レーザ光
はハーフミラ−で反射して光電変換手段の受光面に入射
されるようにしてもよい。
また、上記の空間光変調管とレーザ手段に加えて、光電
変換手段の受光面に対向して配設され、第1の電気入力
信号を第1の光学像に変換して表示する第1の光学像表
示手段と、この第1の光学像表示手段に第1の電気入力
信号を与える第1の制御手段と第1の光学像表示手段の
表示面と光電変換手段の受光面の間に介在され、第1の
光学像表示手段からの第1の光学像を透過させて光電変
換手段の受光面に入射させるハーフミラ−と、ハーフミ
ラ−の反射面側に配設され、第2の電気入力信号を第2
の光学像に変換して表示する第2の光学像表示手段と、
この第2の光学像表示手段に第2の電気入力信号を与え
る第2の制御手段とを備えるようにしてもよい。
〔作用〕
本発明の構成によれば、インコヒーレント光学像はCR
Tなどの光学像表示手段により形成され、この光学像表
示手段におけるインコヒーレント光学像はコンピュータ
などで容易に制御可能である。
従って、電気アドレス方式と同様に画像情報入力を簡便
にしながら、光アドレス方式と同様に3値画像のしきい
値処理などを実現できる。また、変調レーザ光を帰還す
れば2値画像の和算などを実現でき、光学像表示手段を
複数にすれば、シンクロナスデイテクションなどの各種
の機能を実現できることになる。
〔実施例〕
以下、添付図面の第1図ないし第3図にもとづいて、本
発明の詳細な説明する。なお、図面の説明において同一
要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
第1図は本発明の第1実施例に係る空間光変調装置の構
成図である。図示の通り、光電面4の前面側には光フア
イバプレート41が配設され、この前面にブラウン管1
1および結像レンズ12からなる書込装置1が設けられ
ている。そして、ブラウン管11における表示はコンピ
ュータとしてのCRU2により制御される。なお、結像
レンズ12の代りに光ファイバ束を設けることにより、
いわゆる光フアイバカップリングを行なってもよい。
この第1の実施例によれば、インコヒーレント光学像は
CPU2の制御によってブラウン管11の管面に形成さ
れる。そして、これは結像レンズ12および光フアイバ
プレート41を介して光電面4に結像される。従って、
光学像に対応した電荷が電気光学結晶板7に蓄積される
ので、入射レーザ光9をハーフミラ−8を介して電気光
学結晶板7に入射すると、変調レーザ光10を得ること
ができる。この場合、本実施例の装置は電気アドレス方
式の利点と光アドレス方式の利点を併有することになる
ので、簡便かつ高度な光情報処理に適している。
第2図は本発明の第2実施例に係る空間光変調装置の構
成図である。そして、これが第1実施例と異なる点は、
書込装置1の結像レンズと空間光変調管3の光フアイバ
プレート41との間にハーフミラ−30が設けられてい
ることである。このハーフミラ−30はブラウン管11
からのインコヒーレント光学像を透過させて光電面4に
与えると共に、変調レーザ光1oを反射させて光電面4
に与える。これによって、帰還ループが形成されること
になるので、位相補償を良好にすることができ、例えば
光コンピュータとして応用することができる。なお、変
調レーザ光1oをハーフミラ−30まで導く送出手段は
、例えば全反射ミラーなどで構成すればよい。
第3図は本発明の第3実施例に係る空間光変調装置の構
成図である。そして、これが第1実施例と異なる点は、
書込装置1にブラウン管11a。
11bおよび結像レンズ12a、12bが1組づつ設け
られ、これらが別々のCP02a、2bにより制御され
ていることである。この実施例では、ブラウン管11a
からのインコヒーレント光学像はハーフミラ−30を透
過して光電面4に与えられ、ブラウン管11bからのイ
ンコヒーレント光学像はハーフミラ−30で反射されて
光電面4に与えられる。従って、複数の書込装置1a、
lbの間での切り換えが可能になる。また、双方のイン
コヒーレント光学像の合成処理(2値画像の和算)やシ
ンクロナスデイテクションも可能になる。
本発明は上記実施例に限定されず、種々の変形が可能で
ある。
例えば、実施例では光学像表示手段としてブラウン管を
用いたが、イメージ管、蓄積管、液晶テレビなど、電気
信号入力によってインコヒーレント光学像を形成する各
種の手段を用いることができる。
〔発明の効果〕
以上、詳細に説明した通り、本発明の空間光変調装置で
は、光電面に対向してブラウン管等を有する書込装置を
配設し、これによって電気信号入力によるインコヒーレ
ント光学像の入力を可能にしている。従って、CPUか
らの時系列信号を容易にコヒーレント光情報と変換でき
る。そのため、電子計算機で計算した2次元情報を直接
インプットできるデバイスとして、電気系−光学系ハイ
ブリッド型の情報処理システムに広く応用できる。
また、ブラウン管をフライングスポット管のフィルム送
電に使用する光スポットの走査器として用いれば、遠隔
地よりの写真フィルム等の情報のパターンマツチング等
の操作も容易になる。この際、高輝度、高解像度、短残
光性の管を用い蛍光面上のスポット径を数十μmにすれ
ば、レンズ系によりMS LM光電面上には数μmに投
影でき、高解像度の像が得られる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の第1実施例に係る空間光変調装置の
構成図、第2図は、本発明の第2実施例に係る空間光変
調装置の構成図、第3図は、本発明の第3実施例に係る
空間光変調装置の構成図、第4図は、空間光変調・管に
よる光情報処理の原理説明図である。 1、la、lb書込装置、2−CPU、3・・・空間光
変調管、4・・・光電面、5・・・MCP、6・・・メ
ツシュ電極、7・・・電気光学結晶板、8・・・ハーフ
ミラ−30・・・ハーフミラ−9・・・入射レーザ光、
10 ・・・変調レーザ光1.11.lla、1lb−
・・ブラウン管、12,12a、12b・・・結像レン
ズ、41・・・光フアイバプレート。 第1の実施例 第1図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、真空容器中に光電変換手段と、この光電変換手段か
    らの電子像を蓄積して光学的変化を生成する電気光学手
    段とを有する空間光変調管と、前記電気光学手段にレー
    ザ光を入射して変調された変調レーザ光を得るレーザ手
    段と、 前記光電変換手段の受光面に対向して配設され、電気入
    力信号を光学像に変換して表示する光学像表示手段と、 この光学像表示手段に前記電気入力信号を与える制御手
    段と を備えることを特徴とする空間光変調装置。 2、前記光学像表示手段の表示面と前記光電変換手段の
    受光面の間に介在されたハーフミラー前記変調レーザ光
    を前記ハーフミラーに送出する送出手段とを更に備え、 前記光学像表示手段からの光学像は前記ハーフミラーを
    透過して前記光電変換手段の受光面に入射され、前記送
    出手段からの変調レーザ光は前記ハーフミラーで反射し
    て前記光電変換手段の受光面に入射されることを特徴と
    する請求項1記載の空間光変調装置。 3、真空容器中に光電変換手段と、この光電変換手段か
    らの電子像を蓄積して光学的変化を生成する電気光学手
    段とを有する空間光変調管と、前記電気光学手段にレー
    ザ光を入射して変調された変調レーザ光を得るレーザ手
    段と、 前記光電変換手段の受光面に対向して配設され、第1の
    電気入力信号を第1の光学像に変換して表示する第1の
    光学像表示手段と、 この第1の光学像表示手段に前記第1の電気入力信号を
    与える第1の制御手段と 前記第1の光学像表示手段の表示面と前記光電変換手段
    の受光面の間に介在され、前記第1の光学像表示手段か
    らの第1の光学像を透過させて前記光電変換手段の受光
    面に入射させるハーフミラーと、 前記ハーフミラーの反射面側に配設され、第2の電気入
    力信号を第2の光学像に変換して表示する第2の光学像
    表示手段と、 この第2の光学像表示手段に前記第2の電気入力信号を
    与える第2の制御手段と を備えることを特徴とする空間光変調装置。
JP63155430A 1988-06-23 1988-06-23 空間光変調装置 Pending JPH024235A (ja)

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US07/362,551 US5208696A (en) 1988-06-23 1989-06-07 Spatial light modulating device with CRT input image

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