JPH03221924A

JPH03221924A - 空間光変調器

Info

Publication number: JPH03221924A
Application number: JP1745490A
Authority: JP
Inventors: Nozomi Okochi; 大河内　望; Shigeo Shimizu; 滋雄清水; Hiromitsu Takenaka; 博満竹中; Toshio Konno; 昆野　俊男
Original assignee: Victor Company of Japan Ltd
Current assignee: Victor Company of Japan Ltd
Priority date: 1990-01-26
Filing date: 1990-01-26
Publication date: 1991-09-30

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、光情報変換処理にかかるものであり、特に、
動、静止画像のアナログ並列処理や表示に好適な空間光
変調器の改良に関するものである。

［従来の技術］従来の空間光変調器としては、例えば第５図（Ａ）　、
　　（Ｂ）に示すものがある。最初に、同図（Ａ）に示
す空間光変調器について説明する。これは、１９８９年
、秋、応用物理学会講演会で公表されたものである。同
図において、ポリマーとネマティック液晶からなる液晶
複合体１０には、誘電体ミラー１２を挟んで、ＢＳＯに
よる光導電体１４が積層されている。そして、これらは
、ＩＴＯによる透明電極１６．１８に挟まれており、透
明電極１８側には、ガラス基板２０が積層されている。

透明電極１６．１８間には、駆動用の電源２２が接続さ
れている。

情報書き込み時には、Ａｒレーザなどの書き込み光が矢
印Ｆ１で示すように光導電体１４に対して照射され、レ
ーザ光に含まれている光学情報が電荷像として蓄積され
る。他方、Ｈｅ−Ｎｅレーザなどの読み出し光は、矢印
Ｆ２で示すように液晶複合体］Ｏに入射する。この液晶
複合体１０には、光導電体１４の電荷像による電界が影
響している。このため、読み出し光は、電荷像に相当す
る変調を受けるようになる。読み出し光は、誘電体ミラ
ー１２で反射されて、矢印Ｆ３で示すように出力される
。

次に、同図ＦＢ）には、Ｊ、　Ｐｈｙｓ、　Ｄ：　Ａｐ
ｐｌ。

Ｐｈｙｓ、　２１（１９８８）３１５６−１５９　／Ｅ
Ｃ０Ｏ３Ａ’８８のＧＥＣＲｅｓｅａｒｃｈ　Ｌｔｄ、
＆　ＳＴＣＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｌｔｄ、による論文
に開示されている空間光変調器が示されている。

同図において、スメクテイツク液晶を用いた光変調体２
４には、ａ−３ｉ：Ｈ（水素を含んだアモルファスシリ
コン）による光導電体２６が積層されており、これらを
挟んで、ＩＴＯによる透明電極２８．３０が各々積層し
て設けられている。透明電極２８．３０の外側には、ガ
ラス基板３２゜３４が各々積層されている。そして、透
明電極２８．３０間には、駆動用の電源３６が接続され
ている。情報の書き込み、読み出しの手順は、前記同図
（Ａ）の従来例と同様である。

［発明が解決しようとする課題］しかしながら、以上のような従来技術には、次のような
不都合がある。

（１）同図（Ａ）の従来例においては、光導電体１４と
してＢＳＯが用いられているため、素子の製作工程で高
精度な研磨を必要とする。また、ＢＳＯが結晶材である
ため、大面積化が困難で、しかも製造コストが高い。ま
た、読出し光を強くすると、この読み出し光が誘電体ミ
ラー１２を透過して光導電体１４に到達し、電荷像を乱
して読み出し像の解像度やコン１−ラストを悪化させる
。

（２）次に、同図（Ｂ）の従来例においては、光導電体
２６にａ−３ｉを用いているため、大面積のものを容易
に製作することができる。しかし、光導電体２６に強い
書込み光が照射されると、水素（Ｈ）が分離して組成が
変化するなどの光劣化が起こり、「焼付き」の現象が生
じることとなる。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたもので、劣化が生
ずることなく読み出し像の解像度やコントラス１−の向
上を図ることができるとともに、大面積化が好適な空間
光変調器を提供することを、その目的とするものである
。

［課題を解決するための手段〕本発明の一つは、入射光学像に対応する電荷像が形成さ
れる光導電体と、この電荷像に応じた光変調が行なわれ
る光変調体とが、積層構造を持って構成されている空間
光変調器において、前記光導電体が、アモルファスシリ
コンカーバイドな主成分として前記光学像入射側に形成
された第１光導電層と、アモルファスシリコンを主成分
として前記光変調体側に形成された第２光導電層とを備
えたことを特徴とするものである。

他の発明は、前記発明において、アモルファスシリコン
カーバイドを主成分として前記第２光導電層の光変調体
側に形成された第３光導電層を備えたことを特徴とする
ものである。

［作用］本発明によれば、第１光導電層によって、入射書き込み
光の一部が吸収されるので、残りの光のみが第２光導電
層に入射する。また、光導電体に進行した読み出し光は
、第３光導電層によって吸収されるので、第２光導電層
には影響しない。

［実施例］以下、本発明にかかる空間光変調器の実施例について、
添付図面を参照しながら説明する。

く第１実施例〉最初に、第１図及び第２図を参照しながら、本発明の第
１実施例について説明する。第１図には、第１実施例の
構成が示されている。同図において、液晶などによって
構成された適宜の光変調体４０の書き込み光入射側には
、適宜の誘電体ミラー４２を挟んで光導電体４４が積層
して設けられている。これらの光変調体４０．誘電体ミ
ラー４２．光導電体４４は、適宜の透明電極４６゜４８
によって挟まれている。透明電極４６の書き込み光入射
側には、ガラス基板５０．反射防止膜５２が順に積層し
て形成されている。また、透明電極４８の読み出し光入
射側には、ガラス基板５４、反射防止膜５６が順に積層
して形成されている。

すなわち、２枚のガラス板５０．５４に各々透明電極４
６．４８と反射防止膜５２．５６が各々積層されており
、光変調体４０．誘導体ミラー４２．光導電体４４がこ
れらの２枚のガラス板５０．５４で挟まれた構成となっ
ている。

以上の各部のうち、光変調体４０としては、例えば、印
加された電界の強度分布に応じて読み出し光の強度状態
を変化させる高分子・液晶複合膜が用いられている。ま
た、透明電極４６．４８としては、例えば、Ｉ　Ｔ　Ｏ
（Ｉｎｄｉｕｍ　Ｔｉｎ　０ｘｉｄｅ）が用いられてい
る。この透明電極４６．４８間には、電源５８が接続さ
れており、これによって駆動用の交流電圧の印加が行な
われるようになっている。

次に、光導電体４４は、同図に示すように、書き込み光
入射側に形成されたａ　　Ｓ　１　＋−ｘ　Ｃｘ　’Ｈ
（水素を含んだアモルファスシリコンカーバイド、なお
、Ｏ＜　ｘ　＜　１である）による第１光導電層４４Ａ
と、これにつづいて形成されたａ−３ｉ：Ｈによる第２
光導電層４４Ｂとによって構成されている。

これらのうち、第１光導電層４°４Ａは、例えばプラズ
マＣＶＤ法によって成膜される。具体的には、Ｓ　ｉ　
Ｈ４ガス１５ｃｃに対してＣ、Ｈ２ガスを１ｃｃの割合
で流すようにして成膜が行なわれる。

これによって、３Ｘ１０”Ω・ｃｍ以上の高い体積抵抗
率を得つつ、特定波長の光のみに感度を持つ膜を得るこ
とができる（後述）。

他方、第２光導電層４４Ｂについても、同様にプラズマ
ＣＶＤ法によって成膜が行なわれる。例えば５〜１０ｐ
ｐｍのポロンドーピングを行なうことにより、１０１２
Ω・ｃｍ程度の高い体積抵抗率の膜を得ることができる
。

第２図には、以上のようにして成膜された光導電層４４
Ａ、４４Ｂの感度が示されている。同図において、グラ
フＬ１は第１光導電層４４Ａの感度特性であり、グラフ
Ｌ２は第２光導電層４４Ｂの感度特性である。これらの
グラフに示すように、第１光導電層４４Ａは、６５０ｎ
ｍ付近に感度ピークを有している。しかし、全体として
は、第２光導電層４４Ｂの方が第１光導電層４４Ａより
も感度がよい。

次に、以上のように構成された第１実施例の作用につい
て説明する。第１図に示す空間光変調器に矢印Ｆ］の如
く入射した書込み光は、反射防止膜５２．ガラス基板５
０．透明電極４６を順に透過して、光導電体４４に到達
する。すると、光導電体４４の電気抵抗値は、それに到
達した入射光による光学像に対応して変化する。別言す
れば、書き込み光によって電子−正孔対が生成され、こ
れの分離が行なわれる。分離された電荷は、光導電体４
４と誘電体ミラー４２との境界面に達し、光導電体４４
に到達した書き込み光による光学像に対応した電荷像が
その境界面に生しることとなる。

ところで、光導電体４４に入射した書き込み光は、まず
、第１光導電層４４Ａに入射し、ここで第１段階の光の
吸収が行なわれる。そして、残りの書き込み光が第２光
導電層４４Ｂに入射し、ここで第２段階の光の吸収が行
なわれる。このため、第２光導電層４４Ｂに入射する光
は、入射書き込み光の全部ではなくその一部となるので
、強い書き込み光の入射による劣化の発生は低減される
ことになる。

また、第１光導電層４４Ａ、第２光導電層４４Ｂの何れ
においても書き込み光の吸収、電荷の生成９分離が行な
われるので、電荷像は極めて効率的に生成されることと
なる。

次に、このようにして生成された電荷像による電界は、
誘電体ミラー４２を介して光変調体４０に作用する。こ
の電界の強度分布は、電荷像の分布、すなわち書き込み
光の光学像に対応する。この状態で、矢印Ｆ２で示すよ
うに読出し光を投射すると、読出し光は反射防止膜５６
．ガラス基板５４．透明電極４８を順に透過して、光変
調体４０に入射する。

光変調体４０では、作用している電界に応じて光の透過
状態が変化する。例えば、ネマティック液晶の分子の光
学軸が透明電極４８の面と垂直となるように変化し、こ
れによって光の透過状態が変化して、入射読み出し光の
変調が行なわれる。

変調された読み出し光は、更に誘電体ミラー４２に入射
し、ここで反射されて矢印Ｆ３で示すように出力される
。すなわち、書き込み光に含まれている被写体の光学像
に対応する光学像情報が、読み出し光によって読み出さ
れることとなる。

以上のように、第Ｉ実施例によれば、第１光導１電層４４Ａの作用によって、第２光導電層４４Ｂの光劣
化が良好に防止される。また、光導電体４４としてアモ
ルファス材料を用いているので、大面積化も容易である
。

〈第２実施例〉次に、第３図及び第４図を参照しながら、本発明の第２
実施例について説明する。なお、上述した第１実施例と
同様の構成部分には、同一の符号を用いる。この第２実
施例では、光導電体６０が三つの層によって構成されて
いる。すなわち、光導電体６０は、書き込み光入射側に
形成されたａ−３ｉ、−Ｃｘ　：Ｈによる第１光導電層
６０Ａと、これにつづいて形成されたａ−３ｉ：Ｈによ
る第２光導電Ｉ！６０Ｂと、ａ−３ｉＣｘ：Ｈによる第
３光導電層６０Ｇとによって構成されている。

この第１．第３光導電層６０Ａ、、６０Ｃの光透過率の
スペク１−ルは、例えば第４図に示すようになる（膜厚
２ＬＬｍ）。これを、上述した第２図の第２光導電層６
０ＢのグラフＬ２と比較すると、２第２光導電層６０Ｂで感度のある波長領域のうち５５０
ｎｍ以下で第１．第３光導電層６０Ａ。

６０Ｃはほぼ１００％光を吸収することが分かる。

次に、以上のように構成された第２実施例の作用につい
て説明する。まず、書き込み光による電荷像の生成につ
いては、上述した第１実施例と同様である。この書き込
み光としては、第１〜第３光導電層６０Ａ、６０Ｂ、６
０Ｇの何れにおいても感度のある波長の光が用いられる
。これによって、光導電体６０のいずれの光導電層にお
いても書き込み光の吸収が行なわれ、入射光学像に対応
する電荷像が形成される。

次に、読み出し光は、上述したように光変調体４０で変
調を受けて誘電体ミラー４２に入射する。この読み出し
光としては、特に第３光導電層６０Ｃによってその透過
が阻止される波長の光が用いられる。読み出し光の一部
は、誘電体ミラー４２によって反射されずに透過し、光
導電体６０に進行する。しかし、光導電体６０の第３光
導電層６０Ｇによってその透過は阻止される。すなわち
、第３光導電層６０Ｃは、読み出し光の遮光手段として
作用する。このため、読出し光によって特に第２光導電
層６０Ｂの電気抵抗値が変化することはなく、光導電体
６０と誘電体ミラー４２との境界面の電荷像を変化させ
ることはない。

以上のように、この第２実施例によれば、第３の光導電
層６０Ｃを設けるとともに、書き込み光としてａ　　Ｓ
ｉ＋−ｘ　Ｃｘ　：Ｈで感度のある波長の光を用い、読
出し光としてａ　　Ｓ１＋−ｘ　Ｃｘ　：Ｈを透過しな
い波長の光を用いることによって、光導電体６０に読み
出し光の遮光層としての作用を持たせることができる。

これによって、光導電体６０をａ−３ｉ：Ｈのみで構成
する従来の場合よりも、書込み光、読出し光を効率的に
用いることができるとともに、より高い解像度やコント
ラストを得ることができる。

く他の実施例〉なお、本発明は、何ら上記実施例に限定されるものでは
なく、例えば、ａ　　Ｓｔ＋−ｘ　Ｃｘ　：Ｈにおける
ＳｉとＣの比率は、必要に応じて適宜設定してよい。し
かし、Ｘ、すなわちＣの割合が大きくなると、膜が透明
となって光が透過しやすくなるので、好ましくは０．１
＜ｘ＜０．５の範囲とするとよい。このＸの値を、第１
．第３光導電層間で異なるようにしてもよい。

また、アモルファスシリコンやアモルファスシリコンカ
ーバイドを主成分とするのものであれば、他のもの、特
に水素以外のものを含んでいる場合であってもほぼ同様
の効果を得ることができる。

更に、前記実施例では、光導電体が２つないし３つの光
導電層を有しているが、それ以上の数の光導電層を有し
ていてもよく、それらのものも本発明に含まれる。

［発明の効果］以上説明したように、本発明によれば、次のような効果
がある。

（１）光導電体の書き込み光入射側にアモルファス５シリコンカーバイドを主成分とする第１光導電層を設け
ることとしたので、アモルファスシリコンを主成分とす
る第２光導電層の光劣化が良好に防止される。

（２）光導電体の読み出し光入射側にアモルファスシリ
コンカーバイドを主成分とする第３光導電層を設けるこ
ととしたので、読出し光の第２光導電層への進行が阻止
され、読み出し像の解像度やコントラストが向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかる空間光変調器の第１実施例を示
す構成図、第２図は前記第１実施例における各光導電層
の感度特性を示すグラフ、第３図は本発明の第２実施例
を示す構成図、第４図は前記第２実施例における第１又
は第３光導電層の光透過率を示すグラフ、第５図は従来
例を示す構成図である。４０・・・光変調体、４２・・・誘電体ミラー、４４゜
６０・・・光導電体、４４Ａ、６０Ａ・・・第１光導電
層、４４Ｂ、６０Ｂ・・・第２光導電層、６０Ｃ・・・
第６３光導電層、４６．４８・・・透明電極、５０５４・・
・ガラス基板、５２．５６・・・反射防止膜。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）入射光学像に対応する電荷像が形成される光導電
体と、この電荷像に応じた光変調が行なわれる光変調体
とが、積層構造を持って構成されている空間光変調器に
おいて、前記光導電体が、アモルファスシリコンカーバイドを主
成分として前記光学像入射側に形成された第１光導電層
と、アモルファスシリコンを主成分として前記光変調体
側に形成された第２光導電層とを少なくとも備えたこと
を特徴とする空間光変調器。
（２）入射光学像に対応する電荷像が形成される光導電
体と、この電荷像に応じた光変調が行なわれる光変調体
とが、積層構造を持って構成されている空間光変調器に
おいて、前記光導電体が、アモルファスシリコンカーバイドを主
成分として前記光学像入射側に形成された第１光導電層
と、アモルファスシリコンを主成分として前記第１光導
電層の光変調体側に形成された第２光導電層と、アモル
ファスシリコンカーバイドを主成分として前記第２光導
電層の光変調体側に形成された第３光導電層とを少なく
とも備えたことを特徴とする空間光変調器。