JPH03264930A - 光画像情報変換器 - Google Patents

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、光画像情報変換器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光画
像情報変換器の改良に関するものである。

［従来の技術］ 従来の光画像情報変換器としては、例えば第３図ｆＡｌ
　、　　ＦＢ）に示すものがある。これらのものは、１
９８９年、秋、応用物理学会講演会で公表されたもので
ある。

最初に、同図ｆＡｌ　に示す光画像情報変換器について
説明する。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ＩＯ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、Ｉ　Ｔ　Ｏ（Ｉｎｄｉｕｍ　Ｔｉｎ　０
ｘｉｄｅｌ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２１が接続
されている。

情報書込み時には、Ａｒレーザなどの書込み光が矢印Ｆ
ｌ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レーザなどの読出し光は、矢印Ｆ２で
示すように液晶複合体１０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、読出し光は、電荷像に相当する変調を受ける
ようになる。読出し光は、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）に示す光画像情報変換器について説明
する。同図において、液晶セル２２には、ｉ型の水素化
アモルファスシリコン（ａ−５ｉ：Ｈ）による光導電体
２４が積層されている。そして、これらは、ＩＴＯによ
る透明電極２６゜２８に挟まれており、更に、ガラス基
板３０゜３２が積層されている。透明電極２６．２８間
には、駆動用の電源３４が接続されている。この従来例
における情報の書込み、読出しの動作は、上述した同図
ＦＡ）のものと同様である。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、以上のような従来の光画像情報変換器で
は、電荷像生成のための光導電体や誘電体ミラーを形成
する材料の抵抗率ρが、ρ＜１０Ｉ０Ω・ｃｍと比較的
低い。このため、矢印Ｆ１の如く入射する書込み光によ
って形成される電荷が移動して、結果的に読出し像のコ
ントラストや解像度が低下することとなる。

また、特に、同図ｆＡ）のものでは、光導電体としてＢ
ＳＯが用いられているため、画像情報の書込みには青色
光のみしか用いることができない。

次に、同図ｆＢ）のものでは、水素化アモルファスシリ
コンが用いられているので、青色光に限定されることは
ない、しかし、６００ｎｍ以下の波長領域では感度が低
く、また、水素化アモルファスシリコンにおける光透過
率も第５図に示すようにほぼ０％であって、その波長域
で画像書込みを行なうことはできない。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたもので、その目的
の一つは、読出し像の解像度やコントラストの劣化を良
好に低減することである。他の目的は、特に短波長域に
おける画像の書込みを良好に行なうことである。

［課題を解決するための手段〕 本発明の一つは、駆動用電界を形成する透明電極間に、
少なくとも光導電体と光変調体とが積層構造を持って構
成されている光画像情報変換器において、前記光導電体
が、前記駆動用電界の方向に柱状構造をもった多数の導
電セグメントの集合体と、これらの導電セグメント間を
満たしている高抵抗体とを含むことを特徴とするもので
ある。

他の発明は、光導電体及び光変調体の他に誘電体ミラー
も積層されている光画像情報変換器において、前記誘電
体ミラーも、前記駆動用電界の方向に柱状構造をもった
多数の誘電セグメントの集合体と、これらの誘電セグメ
ント間を満たしている高抵抗体とを含むことを特徴とす
るものである。

更に他の発明は、駆動用電界を形成する透明電極間に、
少なくとも光導電体と光変調体とが積層構造を持って構
成されている光画像情報変換器において、前記光導電体
は、前記駆動用電界の方向に柱状構造をちった多数の導
電セグメントの集合体と、これらの導電セグメント間を
満たしている透明高抵抗体とを含み、この光導電体の光
変調体側に遮光体が形成されたことを特徴とするもので
ある。

［作用］ 本発明によれば、光導電体に生成された電荷の移動は、
光導電体ないし誘電体ミラーの高抵抗体によって妨げら
れ、導電セグメント内に留まることになる。

他の発明によれば、書込み光は、導電セグメント間の透
明高抵抗体中に侵入し、導電セグメントの側面に入射す
る。このため、書込み光に対する光導電体の面積が実質
的に増大し、感度が向上する。

［実施例］ 以下、本発明にかかる光画像情報変換器の実施例につい
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図を参照しながら、本発明の第１実施例に
ついて説明する。同図ｔＡｊには第１実施例の全体構成
が示されており、同図（Ｂ）には主要部分が拡大して示
されている。これらの図において、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。更に、透明電極４６．４８間には、駆動用
の電源５８が接続されている。

以上の各部のうち、光導電体４４は、電源５８によって
形成される電界Ｆ４方向に柱状の構造を有する多数の導
電セグメント４４ａと、これらのセグメントの隙間を満
たしている高い抵抗率を有する高抵抗体４４ｂとによっ
て構成されている（同図（Ｂ）　Ｉ’照）、このような
構成の光導電体４４は、例えば次のような方法で製造さ
れる。

（１）ガラス基板５０上に形成された透明電極４６上に
、まず、導電セグメント４４ａの材料である光導電材が
所定の厚さに積層して形成される０次に、適宜のパター
ンを有するマスクを使用して、光導電材のエツチングが
行なわれる。これによって、透明電極４６上には、多数
の導電セグメント４４ａが形成されることとなる。

次に、これらの導電セグメント４４ａ間の隙間に対し、
高抵抗率高分子材の塗布、高抵抗率無機材の蒸着などに
よって高抵抗体４４ｂの埋め込みが行なわれる。その後
、表面の研磨が行なわれると、同図（Ｂ）に示すように
なる。

（２）他の手法では、透明電極４６上に対する光導電材
の積層時に、適宜のパターンを有するマスクが使用され
る。すなわち、まず、導電セグメント４４ａが多数透明
電極４６上に形成される。この後は、前記（１３と同様
である。

（３）更に他の手法としては、最初に高抵抗体４４ｂを
形成する方法がある。例えば、まず、透明電極４６上に
高抵抗材が所定の厚さに積層して形成される。次に、適
宜のマスクで高抵抗材のエツチングが行なわれ、これに
よって形成された空洞部分に光導電材の埋め込みが行な
われる６その後、上述した方法と同様にして表面の研磨
が行なわれる。

（４）透明電極４６に対する高抵抗材の積層時に、適宜
のパターンを有するマスクが使用される。すなわち、ま
ず、柱状の高抵抗体４４ｂが透明電極４６上に形成され
る。この後は、前記（３）と同様である。

（５）透明電極４６上にアルミニウム層が蒸着などによ
って形成される。このアルミニウム層に適当な酸化を行
なうことにより、柱状の空洞を持った抵抗率ρ＝１０”
Ω・ｃｍ程度のアルミナが生成される０次−二、これに
よって形成された空洞部分に光導電材の埋め込みが行な
われる。その後は、上述した方法と同様にして表面の研
磨が行なわれる。

以上のようにして形成された光導電体４４には、更に、
誘電体ミラー４２．光変調体４０．透明電極４８．ガラ
ス基板５４１反射防止膜５６が各々積層される。これら
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、誘電体ミラ
ー４２としては、例えば、ＴｉＯｘとＳｉｎ、とによる
積層膜、ＳｌとＳ　ｉ　Ｏ＊とによる積層膜などが用い
られている。このようにして、同図ｆＡｌ　に示す光画
像情報変換器が形成される。

次に、以上のような第１実施例の作用について説明する
。同図ｆＡ）の光画像情報変換器には、矢印Ｆｌの如く
被写体（図示せず）からの書込み光が入射する。この書
込み光は、反射防止膜５２゜ガラス基板５０．透明電極
４６を順に透過して光導電体４４に入射する。すると、
光導電体４４では、入射光量に応じて電子−ホール対が
生成され、抵抗率の変化が生じる。すなわち、入射光量
に対応する電荷像が形成される。

この場合において、上述した従来技術では１強い光が入
射した部分から弱い光が入射した部分に電荷が移動する
。しかし、本実施例では、導電セグメント４４ａ間に高
抵抗体４４ｂが設けられているため、かかる電荷の移動
が妨げられることとなる。すなわち、電荷の移動は、同
一導電セグメント４４ａ内に留まることになるにのため
、導電セグメント４４ａの大きさ以上の解像度の低下や
コントラストの劣化が良好に防止されることとなる。

次に、以上のようにして形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４
８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、入射読出し光の変調が行なわれる。

変調された読出し光は、更に誘電体ミラー４２に入射し
、ここで反射されて読出し光入射側へ出力される（矢印
Ｆ３参照）。

このようにして、書き込まれた被写体の画像情報の読出
しが行なわれたことになる。

〈第２実施例〉 次に、第２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実施例と同様又は相
当する構成部分には、同一の符号を用いることとする（
後の実施例についても同様）。前記第１実施例では、光
導電体４４の部分のみをセグメント化したが、この第２
実施例では、誘電体ミラーの部分についても同様にセグ
メント化が行なわれている。

同図（Ａ）には第２実施例の全体構成が示されており、
同図ＦＢ）には主要部分が拡大して示されている。これ
らの図において、光変調体４０と光導電体４４との間に
は、誘電体ミラー６０が積層して形成されている。この
誘電体ミラー６０は、上述した光導電体４４と同様に柱
状のセグメント構造となっている。すなわち、電源５８
によって形成される電界Ｆ４方向に柱状の構造を有する
多数の誘電セグメント６０ａと、これらのセグメントの
隙間を満たしている高い抵抗率を有する高抵抗体６０ｂ
とによって構成されている（同図ＦＢ）　？照）。この
ような構成の誘電体ミラー６０は、例えば上述した光導
電体４４と同様の方法で製造される。

この第２実施例によれば、誘電体ミラーについても柱状
のセグメント構造となっているので、書込み光によって
光導電体に形成された電荷像の電荷の移動は一層良好に
抑制され、読出し像の解像度やコントラストの低下が防
止されることになる。

〈第３実施例〉 次に、第３図を参照しながら、本発明の第３実施例につ
いて説明する。この実施例では、同図（Ａｌ　に示すよ
うに、光導電体７０の部分のみがセグメント化される。

そして、この光導電体７０と誘電体ミラー４２との間に
、遮光体７２が形成されている。

これらのうち、光導電体７０は、同図ＦＢ）に拡大して
示すように、電界方向に柱状構造をもつ水素化アモルフ
ァスシリコンによる多数の導電セグメント７０ａと、そ
れらの柱状部材間を満たしている透明でかつ高抵抗率の
アルミナ（Ａ　ｌ　。

０、）による透明高抵抗体７０ｂとで構成されている。

このアルミナは、例えば、アルミニウム膜の陽極酸化で
形成され、それと同時に柱状の空洞が形成される。この
部分に、水素化アモルファスシリコンを形成すれば、本
実施例の光導電体７０を得ることができる。この水素化
アモルファスシリコンは、例えば、プラズマＣＶＤ法に
よって成膜される。具体的には、ＳｉＨ４ガス１５ｃｃ
、Ｈｚガス６０ｃｃの割合で流すようにして成膜する。

このとき、必要に応じて、５〜１０ｐｐｍのボロンドー
ピングが行なわれる場合もある。また、遮光体７２とし
ては、例えば、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｂ等の蒸＠膜が用いられる
。

次に、以上のように構成されたＩＪ３実施例の作用につ
いて説明する。矢印Ｆｌのように入射した書込み光は、
上述した実施例と同様にして光導電体７０に達する。こ
の場合において、波長６００ｎｍ以上の赤色光に対して
は、光導電体７０の導電セグメント７０ａの水素化アモ
ルファスシリコンは比較的高い透過率を有している（第
５図参照）、従って、導電セグメント７０ａの電気抵抗
値は、入射光学像に対応して変化するようになる。

これに対し、６００ｎｍ以下の光に対しては、水素化ア
モルファスシリコンは極めて透過率が低い（同図参照）
、従って、かかる波長域の光に対しては、感度が低く電
気抵抗値はあまり変化しない。

しかしながら、本実施例においては、光導電体７０の導
電セグメント７０ａ間が透明高抵抗体７０ｂによって形
成されているため、６００ｎｍ以下の光であっても光導
電体７０内に侵入するようになる。この際に、透明高抵
抗体７０ｂで散乱された光が導電セグメント７０ａの側
面に照射されるようになる。このため、導電セグメント
７０ａは、６００ｎｍ以下の光に対してもその電気抵抗
値が変化するようになる。別言すれば、本実施例では、
６００ｎｍ以上のみならずそれ以下の波長の光によって
も画像の書込みが行なわれることとなる。入射画像に対
応する電荷像は、光導電体７０と遮光体７２との界面に
形成される。

なお、光導電体７０の透明高抵抗体７０ｂを透過した光
は、遮光体７２で吸収されるので、読出し光に影響を与
えることはない。また、読出し側から透過して誘電体ミ
ラー４２で反射されなかった光も、同様に遮光体７２で
吸収される。このため、光導電体７０の電気抵抗値を変
化させることはなく、光導電体７０と遮光体７２の界面
に形成された電荷像が変化することはない、書込まれた
画像の読出し動作は、上述した実施例と同様である。

〈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、導電セグメントや誘電セグメントの大き
さは、使用する光導電体の材料や所望される解像度など
に依存するので、それらを考慮して適宜設定される。そ
の他、使用する材料、膜厚などの形状なども適宜設定し
てよい。

［発明の効果ゴ 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）光導電体あるいはこれと誘電体ミラーとが、駆動
用電界方向に柱状の構造を持つ多数の導電セグメントと
、これらの導電セグメント間を満たす高抵抗体とを含む
ようにしたので、光導電体に生成された電荷の移動が高
抵抗体によって妨げられることとなって、読出し像の解
像度やコントラストの劣化が良好に低減される。

（２）光導電体の多数の導電セグメント間を、透明であ
って且つ高抵抗体で満たすようにしたので、導電セグメ
ントに対する書込み光の照射面積が実質的に増大するこ
ととなり、全体として書込み光に対する感度が向上する
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかる光画像情報変換器の第１実施例
を示す構成図、第２図は本発明の第２実施例を示す構成
図、第３図は本発明の第３実施例を示す構成図、第４図
は従来例を示す構成図、第５図は水素化アモルファスシ
リコンの光透過特性の一例を示すグラフである。 ４０・・・光変調体、４２・・・誘電体ミラー、４４゜
７０・・−光導電体％４４ａ、７０ａ・−・導電セグメ
ント、４４ｂ−・・高抵抗体、４６．４８・・・透明電
極、５０．５４−・・ガラス基板、５２．５６−反射防
止膜、６０・・・誘電体ミラー、６０　ａ−・・誘電セ
グメント、６０ｂ−・・高抵抗体、７０　ｂ−透明高抵
抗体、７２−・・遮光体。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）駆動用電界を形成する透明電極間に、少なくとも
   光導電体と光変調体とが積層構造を持って構成されてい
   る光画像情報変換器において、 前記光導電体は、前記駆動用電界の方向に柱状構造をも
   った多数の導電セグメントの集合体と、これらの導電セ
   グメント間を満たしている高抵抗体とを含むことを特徴
   とする光画像情報変換器。
2. （２）駆動用電界を形成する透明電極間に、少なくとも
   光導電体、誘電体ミラー及び光変調体が積層構造を持っ
   て構成されている光画像情報変換器において、 前記光導電体は、前記駆動用電界の方向に柱状構造をも
   った多数の導電セグメントの集合体と、これらの導電セ
   グメント間を満たしている高抵抗体とを含み、 前記誘電体ミラーは、前記駆動用電界の方向に柱状構造
   をもった多数の誘電セグメントの集合体と、これらの誘
   電セグメント間を満たしている高抵抗体とを含むことを
   特徴とする光画像情報変換器。
3. （３）駆動用電界を形成する透明電極間に、少なくとも
   光導電体と光変調体とが積層構造を持って構成されてい
   る光画像情報変換器において、 前記光導電体は、前記駆動用電界の方向に柱状構造をも
   った多数の導電セグメントの集合体と、これらの導電セ
   グメント間を満たしている透明高抵抗体とを含み、この
   光導電体の光変調体側に遮光体が形成されたことを特徴
   とする光画像情報変換器。