JPH04123019A - Spatial optical modulating element, driving method for the same, and neural network circuit - Google Patents

Spatial optical modulating element, driving method for the same, and neural network circuit

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JPH04123019A
JPH04123019A JP2244296A JP24429690A JPH04123019A JP H04123019 A JPH04123019 A JP H04123019A JP 2244296 A JP2244296 A JP 2244296A JP 24429690 A JP24429690 A JP 24429690A JP H04123019 A JPH04123019 A JP H04123019A
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JP
Japan
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spatial light
photoconductive
light
neural network
photoconductive layer
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Application number
JP2244296A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Koji Akiyama
浩二 秋山
Yasunori Kuratomi
蔵富 靖規
Michihiro Miyauchi
美智博 宮内
Akio Takimoto
昭雄 滝本
Koji Nomura
幸治 野村
Kuni Ogawa
小川 久仁
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To obtain a spatial optical modulating element which can perform a threshold process at a high speed by connecting a part where plural photoconductive layers are connected in parallel electrically to a part where the transmission quantity of light is varied with an electric field. CONSTITUTION:A transparent conductive electrode 102 is formed on a transparent insulating substrate 101 and a photoconductive layer 103 which is separated by an insulating film 108 is laminated and a transparent conductive electrode 104 is further formed to sandwich a transparent conductive electrode 106 and a modulation part 107 with a transparent insulating substrate 105. When irradiated with incident light 109, the photoconductive layer 103 decreases in resistance RP1, a voltage V is applied mainly to the CL and RL of the modulation part 107, and read light 110 is transmitted through the modulation part 107 to obtain output light 111. At this time, the intensity of the incident light needs to the larger than a certain value so as to obtain the output light, so the element operates as a threshold element and this threshold value can be varied with the voltage V. Consequently, the spatial optical modulating element which can performs the threshold value processing by a fast operation is obtained.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明(よ 光演算装置あるいは投射型デイスプレィに
用いられる空間光変調素子、並びに空間光変調素子の駆
動方法 および神経系と類似な入出力動株 例えばパタ
ーン認五 連想記憶 並列演算処理などを行う神経ネッ
トワーク回路に関するものであム 従来の技術 空間光変調素子(友 光論理演算や光ニューロコンピユ
ーテイングなどの光演算を実現するための重要な素子で
ある。特番ミ 光の並列性が並列のダイナミックスによ
り演算を行うニューラルネットワークと整合しているこ
と、電気回路のような配線の必要がない光結線はニュー
ロン間の多重接続を実現し易いなど理由か収 光ニュー
ロコンピユーテイングの様々な構成が提案されていもニ
ューロコンピユーテイングの基本とも言える演算の1つ
に 多数の人力に対し和算を行1.%  その結果に対
し閾値処理するというものかあも このような演算機能
を有する空間光変調素子を実現することが、 ニューラ
ルネットワークをハードウェア化する上で最も重要であ
a しかし 光和算および光閾値処理機能をもつ空間光変調
素子 およびこれを用いた光ニューロコンピュータを提
案した例はほとんどなく、特願昭63−298701.
  特願平1−78820.  特願平1−18639
3に報告されている程度であも これらζ飄 複数の光
導電層を直列に配列したものを液晶層と電気的に接続し
た光閾値素子、あるいは複数の直列に配列した光導電層
と電界効果型トランジスタと液晶層を電気的に接続した
光閾値素子、およびこれらの光閾値素子を用いて構成し
たニューラルネットワークに関する内容であ本発明が解
決しようとする課題 第10図(a)、(b)に従来例で挙げた光閾値素子の
等価回路を示す。第10図(a)は従来例の前者、(b
)は後者のものであム 第10図(a)、 (b)の例
は共く 直列接続した光導電層1つ1つに入射する光量
に対し 分圧の法則にしたがって直列接続した光導電層
全体にかかる電圧が変化するという機能を用いて光和算
を実現していも しかし 液晶層の電気抵抗は大きく、
さらに光導電層の暗時の抵抗も液晶層のそれと同程度に
太きいた秩 直列接続している光導電層のうち1つでも
暗状態の部分があれば 直列接続している光導電層全体
の合成抵抗は非常に大きくなる。従って、回路を流れる
電流は非常に小さく、分圧の法則にしたがって電圧が配
分される定常状態になるまでにCt  秒オーダ以上の
時間を要してしまう。このた八 従来例の光閾値素子お
よびそれを用いたニューラルネットワークでは高速演算
を実行することが困難であった 従来例以外の光ニューロコンピュータで&よ 光和算お
よび閾値処理機能をもつ空間光変調素子がないたべ 閾
値処理は電子回路または計算機を用いて行っていも 人
聞のも−)、認派 連想などの高次な知的情報処理(友
 神経回路の階層構造に起因していると報告されている
力士 光和算および光閾値処理を実行する空間光変調素
子がなければこの階層構造のネットワークを実現するた
めに閾値処理にために光−電気変換を行った後、さらに
電気−光変換を行わなければならな(t そのた数 光
の並列性を活かすことができず、実効的に演算速度が低
下してしまう問題があったまた 強誘電液晶に光導電層
を積層して構成される空間光変調素子は メモリ性を有
し 画像の反転 コヒーレント/インコヒーレント変換
などの機能を実現する有用なものとして、注目されてい
も この空間光変調素子の応答速度ならびに光感度を高
めるために 光導電層にPN接合を導入する場合がある
力士 液晶が劣化し易く、寿命が短いという問題があっ
に 本願第1および第2の発明は以上のような従来の問題点
を解決するためのものて 光和算および閾値処理を高速
に実行できる空間光変調素子を提供するものであり、本
願第3の発明は整流性を有する光導電層および強誘電液
晶からなる空間光変調素子の劣化を防止し 長寿命化を
図るための空間光変調素子の駆動方法を提供するもので
あり、本願第4から6の発明(よ 学習可能で、かつ階
層型ネットワークモデルを容易に実現できる神経ネット
ワーク回路を提供することを目的とするものであム 課題を解決するための手段 第1の発明の空間光変調素子(よ 導電性電極ではさん
だ光導電層を複数個並列接続した部分と、電界によって
光の透過量が変化する部分を電気的に接続していること
を特徴とするものであ4第2の発明の空間光変調素子ζ
よ 電界によって光の透過量が変化する部分と光導電性
を有する部分と電界効果型トランジスタとを備え 前記
電界効果型トランジスタに前記光導電性を有する部分が
電気的に接続されており、かつ前記光導電性を有する部
分が、導電性電極ではさんだ光導電層を複数個並列接続
されていることを特徴とするものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Industrial fields of application The present invention relates to a spatial light modulation element used in an optical processing device or a projection type display, a method for driving the spatial light modulation element, and an input/output animal similar to the nervous system, e.g. Pattern recognition, associative memory, and related memory are related to neural network circuits that perform parallel calculation processing. There are reasons such as the parallel nature of light is compatible with neural networks that perform calculations using parallel dynamics, and optical connections that do not require wiring like electrical circuits make it easy to realize multiple connections between neurons. Although various configurations of optical neurocomputing have been proposed, one of the basic calculations of neurocomputing is to perform summation using a large number of human power and perform threshold processing on the result. Kaamo: It is most important to realize a spatial light modulation element with such arithmetic functions in order to implement a neural network into hardware. There have been few proposals for optical neurocomputers using this, and patent application No. 63-298701.
Patent application Hei 1-78820. Patent application Hei 1-18639
3, these ζ飄 are photo-threshold elements in which a plurality of photoconductive layers are arranged in series and electrically connected to a liquid crystal layer, or a plurality of photoconductive layers arranged in series and a field effect. 10(a) and (b) show the problems to be solved by the present invention, which relate to an optical threshold device in which a type transistor and a liquid crystal layer are electrically connected, and a neural network constructed using these optical threshold devices. shows an equivalent circuit of the optical threshold device mentioned in the conventional example. FIG. 10(a) shows the former of the conventional example, (b)
) is the latter. The examples in Figures 10(a) and (b) both show that the amount of light incident on each photoconductive layer connected in series corresponds to the photoconductive layer connected in series according to the law of partial pressure. Even if optical summation is realized using the function of changing the voltage applied to the entire layer, the electrical resistance of the liquid crystal layer is large,
Furthermore, the dark resistance of the photoconductive layer is as thick as that of the liquid crystal layer. The combined resistance becomes very large. Therefore, the current flowing through the circuit is very small, and it takes time of the order of Ct seconds or more to reach a steady state in which the voltage is distributed according to the law of voltage division. In addition, it has been difficult to perform high-speed calculations using conventional optical threshold elements and neural networks using them.Spatial light modulation with optical summation and threshold processing functions Although threshold processing is performed using electronic circuits or computers, it is reported that it is caused by the hierarchical structure of neural circuits. If there is no spatial light modulation element that performs optical summation and optical threshold processing, in order to realize this hierarchical network, after performing optical-to-electrical conversion for thresholding, further electrical-to-optical conversion is required. (t) There was a problem that the parallelism of light could not be taken advantage of, effectively reducing the calculation speed. Spatial light modulators have memory properties and are attracting attention as useful devices that can realize functions such as image inversion and coherent/incoherent conversion. The first and second inventions of the present application are intended to solve the above-mentioned problems of the conventional sumo wrestlers who sometimes introduce a PN junction into the conductive layer. The third invention of the present application provides a spatial light modulator that can perform optical summation and threshold processing at high speed, and the third invention prevents deterioration of the spatial light modulator that is made of a photoconductive layer having rectifying properties and a ferroelectric liquid crystal. This invention provides a method for driving a spatial light modulation element to extend its lifespan, and the fourth to sixth inventions of the present application (Providing a neural network circuit that can learn and easily realize a hierarchical network model) Means for Solving the Problem The spatial light modulator of the first invention (a part in which a plurality of photoconductive layers sandwiched between highly conductive electrodes are connected in parallel and the amount of light transmitted by an electric field) 4 Spatial light modulation element ζ of the second invention
y, comprising a portion in which the amount of light transmitted changes depending on an electric field, a photoconductive portion, and a field effect transistor, the photoconductive portion being electrically connected to the field effect transistor, and the photoconductive portion being electrically connected to the field effect transistor; The photoconductive portion is characterized in that a plurality of photoconductive layers sandwiched between conductive electrodes are connected in parallel.

第3の発明の空間光変調素子の駆動方法(よ 整流性を
有する光導電層と強誘電液晶を少なくとも有する空間光
変調素子において、印加する電圧波形が1周期(以下、
Tとする)の間にT/2未満の正および負のパルス成分
をも板 かつTに渡って前記光導電層に対し逆バイアス
になる直流成分を有することを特徴とするものであム 第4の発明の神経ネットワーク回路ζよ 導電性電極で
はさんだ光導電層を複数個並列接続した部分と、電界に
よって光の透過量が変化する部分を電気的に接続してお
り、これらを透明絶縁性基板ではさんだ空間光変調素子
および光学マスクおよび発光素子からなることを特徴と
するものであも第5の発明の神経ネットワーク回路は 
透明絶縁性基板上に形成した光導電性を有する部分と電
界によって光の透過量が変化する部分と電界効果型トラ
ンジスタとを備え 前記電界効果型トランジスタに前記
光導電性を有する部分が電気的に接続されており、かつ
前記光導電性を有する部分力上導電性電極ではさんだ光
導電層を複数個並列接続されている空間光変調素子およ
び光学マスクおよび発光素子からなることを特徴とする
ものであム第6の発明の神経ネットワーク回路は 透明
絶縁性基板上に透明導電性電極および光導電層およびア
レイ状の導電性電極を形成し さらに電界によって光の
透過量が変化する部分および透明導電性電極を積層した
構造を有する空間光変調素子および光学マスクおよび発
光素子からなることを特徴とするものである。
A method for driving a spatial light modulator according to a third aspect of the present invention (hereinafter referred to as
The photoconductive layer has positive and negative pulse components of less than T/2 between T) and has a direct current component that provides a reverse bias to the photoconductive layer across T. Neural network circuit ζ of invention No. 4 A part in which multiple photoconductive layers sandwiched between conductive electrodes are connected in parallel is electrically connected to a part in which the amount of light transmitted changes depending on the electric field, and these parts are made of transparent insulating material. The neural network circuit of the fifth invention is characterized by comprising a spatial light modulation element, an optical mask, and a light emitting element sandwiched between substrates.
A field-effect transistor includes a photoconductive portion formed on a transparent insulating substrate, a portion whose amount of light transmission changes depending on an electric field, and a field-effect transistor in which the photoconductive portion is electrically connected to the field-effect transistor. A spatial light modulator, an optical mask, and a light emitting element, each of which is connected in parallel with a plurality of photoconductive layers sandwiched between partial force conductive electrodes having photoconductivity. The neural network circuit of the sixth invention includes a transparent conductive electrode, a photoconductive layer, and an array of conductive electrodes formed on a transparent insulating substrate, and further includes a portion where the amount of light transmitted changes depending on an electric field, and a transparent conductive layer. It is characterized by comprising a spatial light modulator having a structure in which electrodes are stacked, an optical mask, and a light emitting element.

作用 光導電層が複数個並列に接続された部分と、電界によっ
て光の透過量が変化する部分(以下、変調部分と略記す
る)を直列に接続した構成において、外部から電圧が印
加されている場合 光導電層に光照射されていないとき
!友 光導電層の電気インピーダンスが大きく、外部電
圧はおもに光導電層に印加されている状態にあム 光導
電層にある一定の強度以上の光が入射すると、光導電層
の電気インピーダンスが低下し 変調部分に外部電圧が
かかるようになり変調部分を透過する光をスイチングす
a つまり、光閾値処理機能を実現できム また 光導
電層に流れる光電流は 光量にほぼ比例して増加す4 
このた数 個々の光導電層は並列に接続されているた嵌
 光導電層全体に流れる電流は 個々の光導電層に入射
する全光量に比例し ある一定時間の肌 変調部分に充
電される電荷量は電流に比例すム 従って、光和算を実
現することができも この場合、和算の演算(よ電圧の
定常状態を用いた従来例と違って瞬時に流れる電流によ
って行われるた敦 非常に高速化が期待できも また 変調部分の動作電圧あるいは電流が大きくて光導
電層と接続できない場合3表 電界効果型トランジスタ
(以下、FETと略記する)のゲト電極に光導電層を接
続し ソース電極に変調部分を接続することにより、上
記と同様な効果を実現できる。
A voltage is applied from the outside in a structure in which a part in which multiple active photoconductive layers are connected in parallel and a part in which the amount of light transmitted changes depending on the electric field (hereinafter abbreviated as the modulation part) are connected in series. Case: When the photoconductive layer is not irradiated with light! The electrical impedance of the photoconductive layer is large, and the external voltage is mainly applied to the photoconductive layer.When light with an intensity above a certain level is incident on the photoconductive layer, the electrical impedance of the photoconductive layer decreases. An external voltage is now applied to the modulation part, which switches the light that passes through the modulation parta.In other words, the optical threshold processing function can be realized.In addition, the photocurrent flowing through the photoconductive layer increases almost in proportion to the amount of light4.
Because the individual photoconductive layers are connected in parallel, the current flowing through the entire photoconductive layer is proportional to the total amount of light incident on each photoconductive layer, and the charge that is charged to the modulated area of the skin over a certain period of time is The quantity is proportional to the current. Therefore, it is possible to realize optical summation. However, when the operating voltage or current of the modulation section is too large to connect to the photoconductive layer, the photoconductive layer is connected to the gate electrode of a field effect transistor (hereinafter abbreviated as FET). Effects similar to those described above can be achieved by connecting the modulation portion to the electrodes.

神経細胞の持つ閾値処理機能をこのような空間光変調素
子を用いて実現すると、空間変調素子に加える外部電圧
によって、変調部分に電圧がかかり始める光導電層への
入射光強度、すなわち閾値を制御できも そのた数 外
部電圧を制御することによって、神経ネットワーク回路
の学習を効率よく収束することができも また これら
の空間光変調素子を複数個並列に並べることにより、並
列にしきい値処理を行うことができ、計算機を使った場
合に比べてより高速に演算を行うことができも さらに
 これらの空間光変調素子は透過型で動作することもで
き、シナプス結合パターンに対応する光学マスクと交互
に重ね合わせるだけで、階層型のニューラルネットワー
クを容易に実現できも 強誘電液晶と整流性を有する光導電層により構成される
空間光変調素子の駆動には 正負の電圧パルスを交互に
印加する方法が用いられるカミ 光導電層の整流性によ
り、常に液晶層に直流バイアスが印加されている状態と
等価になム 従って、液晶が分解し易くなり、寿命が低
下してしまう。
When the threshold processing function of neurons is realized using such a spatial light modulation element, the intensity of light incident on the photoconductive layer, in other words, the threshold value, at which the voltage begins to be applied to the modulation area, can be controlled by an external voltage applied to the spatial modulation element. By controlling the external voltage, learning of the neural network circuit can be converged efficiently.Also, by arranging multiple spatial light modulation elements in parallel, threshold processing can be performed in parallel. These spatial light modulators can also operate in transmissive mode, alternating with optical masks corresponding to synaptic connection patterns. Although it is possible to easily create a hierarchical neural network by simply overlapping each other, there is a method that alternately applies positive and negative voltage pulses to drive a spatial light modulator composed of a ferroelectric liquid crystal and a photoconductive layer with rectifying properties. Due to the rectifying properties of the photoconductive layer used, the current is equivalent to a state in which a direct current bias is always applied to the liquid crystal layer. Therefore, the liquid crystal becomes more likely to decompose, resulting in a shortened lifespan.

従って、この直流バイアスを打ち消すよう顛 正負の電
圧パルスに重畳して直流のオフセット電圧を印加すれば
 寿命の低下を抑制できも またこのような素子を光閾
値素子として用いた場合、このオフセット電圧により、
閾値特性の傾きを変えることができると共へ 閾値の制
御も可能になるた数 非常に有効であム 実施例 本発明の実施例について、図面を参照しながら説明すも 第1図に第1の発明の空間変調素子の一実施例を示す。
Therefore, by applying a DC offset voltage superimposed on the positive and negative voltage pulses in order to cancel out this DC bias, it is possible to suppress the decrease in life.Also, when such an element is used as an optical threshold element, this offset voltage ,
It is possible to change the slope of the threshold value characteristic and also to control the threshold value.A very effective embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 shows an embodiment of a spatial modulation element according to the invention.

第1図は透過型の一例を示しており、それぞれ(a)は
断面図 (b)は等価回路図であ素子の構成ζよ 透明
絶縁性基板101(例えばガラス板)上に透明導電性電
極(例えζ;U  ITOまたはS n O,) 10
2を形成しており、その上に光導電層103を積層し 
さらに透明導電性電極104を形成し これと透明絶縁
性基板105で透明導電性電極106および変調部分1
07をサンドイッチしていも 但し 光導電層103ζ
よ 絶縁膜108で分離されていも空間光変調素子の動
作について第1図(a)の断面図および(b)の回路図
を用いて述ベム 光照射前は光導電層103のCPI、
  RPI (但Li=1・・・n、  n: 光導電
層の総数)および変調部分107のCL、RLには交流
電圧Vが印加されていも この状態では電圧Vial 
 CL、  RtJ:リモcp+、  Rp+i:主に
かかム ここで光導電層】03に入射光109が照射さ
れると光導電層103の抵抗RPIが低下し 電圧Vは
CLおよびRLに主に印加されるようになム従って、変
調部分107を読み出し光110が透過し出力光111
が得られも 従って、出力光強度は入射光強度に依存し
 光書き込み型で透過型空間光変調素子として機能すも
 また 出力光が得られるにζよ ある一定値以上の入
射光強度を必要とするため閾値素子としても機能すム 
また この閾値(友 電圧Vにより変化させることがで
きも第1図の空間光変調素子を反射型で使用する場合に
!よ 透明導電性電極パターン104と変調部分107
の間に誘電体を多層に積層した誘電体ミラーあるいはA
g、AI、Cr、Ni、Moなどの反射率の高い金属薄
膜ミラーを形成すも また:友 透明導電性電極パター
ン104の代わりに上にAg、A1、  Cr、  N
i、Moなどの反射率の高い金属薄膜を代用してもよL
y  −X  解像度を上げるために入射光109の反
射を防ぐ光吸収層として、光導電層103より十分小さ
い禁止帯幅を持つ材料からなる薄膜を光導電層103と
透明導電性電極パターン104の間に挿入しても良t℃ 反射型の空間光変調素子の動作(よ 基本的には第1図
の透過型のものと同様であるが、読み出し光は透明絶縁
性基板105側から入射し 出力光は透明絶縁性基板1
05側から出射すも このよう番へ  第1の発明である空間光変調素子は 
透過型および反射型いずれの場合においても同様な動作
を得ることが出来も ここで、変調部分107L  KDePO4,B 14
Ti2Q+tなどの強誘電体結晶あるは液晶などの電界
により光の透過量が変化する材料で構成されも変調部分
107に液晶を使用する場合、液晶材料としてζよ ネ
マティック液晶を用いても良いが、カイラルスメクティ
ックC相の強誘電性液晶を用いてもよ(〜 この場合、
液晶層の厚みを小さくでき、静電容量を大きくでき、し
かも高速応答が可能で、メモリ機能ももつことか社 よ
り有効である。
FIG. 1 shows an example of a transmission type, in which (a) is a cross-sectional view, and (b) is an equivalent circuit diagram. (Example ζ; U ITO or S n O,) 10
2, and a photoconductive layer 103 is laminated thereon.
Furthermore, a transparent conductive electrode 104 is formed, and a transparent conductive electrode 106 and a modulation portion 1 are formed using this and a transparent insulating substrate 105.
Even if 07 is sandwiched, however, the photoconductive layer 103ζ
The operation of the spatial light modulator even when separated by the insulating film 108 will be described using the cross-sectional view of FIG. 1(a) and the circuit diagram of FIG. 1(b).
Even though the AC voltage V is applied to the RPI (Li=1...n, n: total number of photoconductive layers) and the CL and RL of the modulation section 107, in this state the voltage Vial
CL, RtJ: remote cp+, Rp+i: mainly cam Here, when the photoconductive layer 03 is irradiated with incident light 109, the resistance RPI of the photoconductive layer 103 decreases, and the voltage V is mainly applied to CL and RL. Therefore, the readout light 110 passes through the modulation portion 107 and the output light 111
Therefore, the output light intensity depends on the incident light intensity, and although it functions as an optical writing type and transmission type spatial light modulator, the incident light intensity must be above a certain value ζ to obtain the output light. Therefore, it also functions as a threshold element.
In addition, this threshold value can also be changed by the voltage V when using the spatial light modulator shown in FIG. 1 as a reflective type.
A dielectric mirror or A with multiple layers of dielectric material stacked between
A metal thin film mirror with high reflectance such as g, AI, Cr, Ni, or Mo is formed on the transparent conductive electrode pattern 104 instead of Ag, Al, Cr, or N.
A metal thin film with high reflectivity such as i, Mo may be used instead.
y -X In order to increase the resolution, a thin film made of a material having a band gap sufficiently smaller than that of the photoconductive layer 103 is placed between the photoconductive layer 103 and the transparent conductive electrode pattern 104 as a light absorption layer that prevents reflection of the incident light 109. The operation of the reflective spatial light modulator is basically the same as that of the transmissive type shown in Figure 1, but the readout light enters from the transparent insulating substrate 105 side and is output. Light is transparent insulating substrate 1
The first invention, the spatial light modulator, emits light from the 05 side.
Similar operation can be obtained in both transmission type and reflection type cases. Here, the modulation part 107L KDePO4,B 14
If a liquid crystal is used for the modulation section 107, which is made of a material such as a ferroelectric crystal such as Ti2Q+t or a material whose light transmission amount changes depending on an electric field, such as a liquid crystal, a nematic liquid crystal such as ζ may be used as the liquid crystal material. A chiral smectic C phase ferroelectric liquid crystal may also be used (~ In this case,
It is more effective because the thickness of the liquid crystal layer can be reduced, the capacitance can be increased, high-speed response is possible, and it also has a memory function.

光導電層103に使用する材料は 暗時では誘電体とし
て動作し 光照射時には光導電性により誘電体の特性を
失うものであム 例えficds、CdTe、  Cd
Se、  ZnS、  Zn5e、  GaAs。
The material used for the photoconductive layer 103 acts as a dielectric in the dark, but loses its dielectric properties due to photoconductivity when irradiated with light. For example, ficds, CdTe, and Cd.
Se, ZnS, Zn5e, GaAs.

GaN、GaP、GaAlAs、  InP等の化合物
半導体 Se、  5eTe、AsSe等の非晶質半導
体 S L  G e、  S I +−xcx、  
S l +−xG ex。
Compound semiconductors such as GaN, GaP, GaAlAs, InP, etc. Amorphous semiconductors such as Se, 5eTe, AsSe, SLG e, S I +-xcx,
S l +−xG ex.

G e 1−++ Cx(0<x<1)の多結晶または
非晶質半導体また (1)フタロシアニン顔料(Pcと
略す)例えば無金属Pc、  XPc (X=Cu、 
 Ni、  Co、  Tie、  Mg、  S i
  (OH)2など)、AlClPcCl、Ti0CI
PcC1,InClPcC1,InClPc、    
InBrPcBr  な ど′、(2)モノアゾ色素 
ジスアゾ色素などのアゾ系色黒 (3)ペニレン酸無水
化物およびペニレン酸イミドなどのペニレン系顔礼 (
4)インジゴイド染粁 (5)キナクリドン類It、 
 (6)アントラキノン類 ピレンキノン類などの多環
牛ノン類(7)シアニン色黒 (8)牛すンテン染礼 
(9)PVK/TNFなどの電荷移動錯体 (10)ビ
リリウム塩染料とポリカーボネイト樹脂から形成される
共晶錯&  (11)アズレニウム塩化合物など有機半
導体があa また 非晶質のS i、  Ge、  S il−xC
x。
Polycrystalline or amorphous semiconductor of G e 1-++ Cx (0<x<1) or (1) Phthalocyanine pigment (abbreviated as Pc) such as metal-free Pc, XPc (X=Cu,
Ni, Co, Tie, Mg, Si
(OH)2, etc.), AlClPcCl, Ti0CI
PcC1, InClPcC1, InClPc,
InBrPcBr etc', (2) Monoazo dye
Azo-based pigments such as disazo dyes (3) Penylene-based pigments such as penylene acid anhydride and penylene acid imide (
4) Indigoid dyed porridge (5) Quinacridones It,
(6) Anthraquinones Polycyclic beef nons such as pyrenequinones (7) Cyanine dark in color (8) Beef sustenten dyeing
(9) Charge transfer complexes such as PVK/TNF; (10) Eutectic complexes formed from beryllium salt dyes and polycarbonate resins; (11) Organic semiconductors such as azulenium salt compounds; and amorphous Si, Ge, S il-xC
x.

S I I−XG e X、  G e 1−xCx 
(以下、a−8i、a−Ge、  a−8il−*cX
、  a−8il−xGex、  aGe+−++C,
xのように略す)を光導電層103に使用する場合 水
素またはハロゲン元素を含めてもよく、誘電率を小さく
するおよび抵抗率の増加のため酸素または窒素を含めて
もよ(〜 抵抗率の制御にはp型不純物であるB、AI
、Gaなどの元素を、またはn型不純物であるP、As
、Sbなどの元素を添加してもよ(℃ このように不純
物を添加した非晶質材料を積層してp/n、  p/i
、  i/np/i/nなどの接合を形成し 光導電層
103内に空乏層を形成するようにして誘電率および暗
抵抗あるいは動作電圧極性を制御してもよ(も こうす
ることにより、光スイッチングした檄 この状態を素早
く解除することが可能になもこのような非晶質材料だけ
でなく、上記の材料を2種類以上積層してペテロ接合を
形成して光導電層103内に空乏層を形成してもよ(t
また 光導電層103の膜厚は0.01〜100μmが
望ましく、光は光導電層103の無い領域を主に透過す
るため透過光強度をできるだけ減少させないためく 光
導電層103の面積は透明導電性電極パターン104の
面積の75%以下にすることが好ましl、%絶縁膜10
8にIt  S IOx、  S iNX、  A l
 203゜ポリイミドなどの材料が有効であム 第2図に第2の発明の空間光変調素子の一例の回路図を
示す。この空間変調素子は基本的に2つのFET(FE
TI、  FET2)と変調部分(抵抗成分RL、静電
容量としてCLで表す)と複数の並列接続された光導電
層(同様にR1、C1で表す。但1、、i=1・・・n
、  n:  光導電層の総数)から成も光導電層はF
ET2のゲート電極とアース間に接続されていも この回路図を使って空間光変調素子の動作について説明
す4  FETIのゲート電極にv6が印加さFL、、
FETIが導通し光導電層CPIが充電される(但し 
暗時のR1は非常に大きいものとす4)。Cp+の充電
が終了すると、Voを小さくしてFETIの導通を遮断
する。この時、FET2のゲート電圧はほぼVDに等し
く、FET2は導通し変調部分RL、CLに交流電圧V
が印加される。次に光導電層CPIに光を照射し 光強
度が光導電層の抵抗Rplを十分減少させる程度に大き
くなると、光導電層に充電されていた電荷は中和り、、
  FET2のゲート電圧は減少する。そのた&  F
ET2の導通は遮断され 変調部分CLに交流電圧Vは
印加されなくなム このように光導電層への光照射により、変調部分にかか
る電圧を制御でき、閾値処理機能を持った空間光変調素
子として動作させることができaま7’、、、FET2
のゲート電圧の減少する速さは光導電層全体に流れる電
流に比例するので、光和算を実現できも FETは通常薄膜のTPTで構成される。TFTを構成
する半導体層としてにi、、  a−3i:Hだけでな
く、多結晶シリコン、または多結晶GaAs、aSll
 −*Cw :H,a−3i+−xGex :H(0<
x<1)などが使用される。
SII-XGeX, Ge1-xCx
(Hereinafter, a-8i, a-Ge, a-8il-*cX
, a-8il-xGex, aGe+-++C,
When using hydrogen or a halogen element in the photoconductive layer 103 (abbreviated as B and AI, which are p-type impurities, are used for control.
, Ga, or n-type impurities such as P and As.
, Sb, and other elements may be added (°C) By stacking amorphous materials doped with impurities in this way, p/n, p/i
, i/np/i/n junctions, etc. may be formed to form a depletion layer within the photoconductive layer 103 to control the dielectric constant, dark resistance, or operating voltage polarity (by doing so, This state can be quickly released by not only using such an amorphous material but also by stacking two or more of the above materials to form a Peter junction and depleting the photoconductive layer 103. You can also form layers (t
The thickness of the photoconductive layer 103 is preferably 0.01 to 100 μm, and since light mainly passes through areas where there is no photoconductive layer 103, the intensity of transmitted light is not reduced as much as possible.The area of the photoconductive layer 103 is a transparent conductive layer. It is preferable that the area of the electrode pattern 104 is 75% or less.
8 It S IOx, S iNX, A l
Materials such as 203° polyimide are effective. FIG. 2 shows a circuit diagram of an example of a spatial light modulator according to the second invention. This spatial modulation element basically consists of two FETs (FE
TI, FET2), a modulation part (represented by resistance component RL and capacitance by CL), and a plurality of parallel-connected photoconductive layers (also represented by R1 and C1, where 1, i=1...n
, n: total number of photoconductive layers).
The operation of the spatial light modulator is explained using this circuit diagram even though it is connected between the gate electrode of ET2 and the ground.4 When v6 is applied to the gate electrode of FETI, FL...
FETI conducts and the photoconductive layer CPI is charged (however,
It is assumed that R1 in the dark is very large4). When charging of Cp+ is completed, Vo is reduced to cut off conduction of FETI. At this time, the gate voltage of FET2 is approximately equal to VD, and FET2 is conductive and the alternating current voltage V is applied to the modulation portions RL and CL.
is applied. Next, the photoconductive layer CPI is irradiated with light, and when the light intensity becomes large enough to sufficiently reduce the resistance Rpl of the photoconductive layer, the charges stored in the photoconductive layer are neutralized.
The gate voltage of FET2 decreases. Sota & F
The conduction of ET2 is cut off, and the alternating current voltage V is no longer applied to the modulation part CL.In this way, by irradiating the photoconductive layer with light, the voltage applied to the modulation part can be controlled, creating a spatial light modulation element with a threshold processing function. It can be operated as ama7',,,FET2
The speed at which the gate voltage decreases is proportional to the current flowing through the entire photoconductive layer, so even though optical summation can be achieved, the FET is usually constructed from a thin film TPT. Not only i,, a-3i:H but also polycrystalline silicon, polycrystalline GaAs, aSll are used as the semiconductor layer constituting the TFT.
-*Cw :H, a-3i+-xGex :H(0<
x<1), etc. are used.

また 光導電層および変調部分は 上述の材料で構成さ
れも 第3図(a)に第3の発明の空間光変調素子の駆動方法
を説明するための回路の一例を示す。第3図(b)、 
(c)には電源電圧V、の波形を示す。
Further, the photoconductive layer and the modulation portion are made of the above-mentioned materials. FIG. 3(a) shows an example of a circuit for explaining the method for driving the spatial light modulation element of the third invention. Figure 3(b),
(c) shows the waveform of the power supply voltage V.

整流性をもつ光導電層はダイオードと静電容量C−の並
列回路で表し 強誘電液晶は静電容量Cして表す。
A photoconductive layer with rectifying properties is represented by a parallel circuit of a diode and a capacitance C-, and a ferroelectric liquid crystal is represented by a capacitance C.

通家 強誘電液晶を駆動させる波形として、強誘電液晶
のもつメモリ性を使った第3図(C)に示すような電圧
波形が用いられる。この波形は 1周期(時間Tとする
)の間にT/2未満のパルス幅の正および負のパルスか
らなる交流波形で、直流成分は持たなLc  LかL−
第3図(c)にような波形を第3図(a)の電源電圧と
すると、光導電層の整流性によって、C#とCLの間の
点Aの電位は正の電位が常に発生ずん すなわちCLの
端子間すなわち強誘電液晶セルに常に直流のバイアスが
かかつていることになり、液晶の劣化を速めてしまう。
Tsuie: As a waveform for driving the ferroelectric liquid crystal, a voltage waveform as shown in FIG. 3(C) is used, which takes advantage of the memory properties of the ferroelectric liquid crystal. This waveform is an AC waveform consisting of positive and negative pulses with a pulse width of less than T/2 during one period (time T), and has no DC component.
If the waveform shown in Fig. 3(c) is used as the power supply voltage shown in Fig. 3(a), a positive potential will always be generated at point A between C# and CL due to the rectifying property of the photoconductive layer. That is, a direct current bias is always applied between the terminals of CL, that is, to the ferroelectric liquid crystal cell, which accelerates the deterioration of the liquid crystal.

そこで、この正の電位を打ち消すような負の直流成分を
第3図(c)の波形に重畳した第3図(b)の波形を電
源電圧とすることにより、液晶の劣化を防止することが
できも ここで、第3図(a)のダイオードの向きが反
対であった場合に慰 第3図(c)の波形に正の直流成
分を重畳すれば良(t すなわ板ダイオードに対して逆
バイアスになるように直流成分を重畳すれば良し− また 正および負のパルスの数は 同数であっても異な
っていてもよく、正と負のパルスの高さも同じであって
L 違っていてもよt〜以下に具体的な実施例について
説明すも実施例1 第4図の断面図に示すように ガラス基板401上に0
.1〜0.5μm厚のITOをスパッタ法により成膜し
 透明導電性電極402を形成し九 次に プラズマC
VD法により1〜3μm厚でp/i/nダイオード構造
のa−8i:H膜を積層し パターンを形成して光導電
層403を作製し丸 続いて、絶縁膜404としてa−
5i:Hと同じ膜厚の5iN−のパターンを形成してし
た後、0.1〜0.5μm厚の工TO電極パターン40
5を形成し九 次にラビング処理を施した配向IIII
!406を積層した これとITOの透明導電性電極パ
ターン407および配向膜408を積層したガラス基板
409との間に0.5〜3μm厚の強誘電液晶層410
を封入し液晶セルを作製した このセルの両側に偏光子
411および検光子412を配置して、空間光変調素子
413を作製しな この空間光変調素子413に第3図(b)に示すような
交流電圧を印加して、入射光414に白色光を用いて動
作を確認し九 その結果 入射光414に対する出力光
415の変化は閾値特性を示すこと、並びに光和算が行
われていることが確認できた さらにこの光和算及び光
閾値処理は 毎秒lO〜10゜000回行えることを確
認しな ま?、  閾値は 交流電圧のパルス高を大きくすべ 
または負の直流成分の電圧を大きくすると減少すること
が確認でき九 また この空間光変調素子は 光論理素子としても機能
すム 例えは 簡単にするため光導電層403の数を2
個とL 2個の光導電層403に同時に光が入射しない
と液晶層410に電圧がかからない様にするとAND回
路となり、 1個でも光導電層403に光が入射すると
液晶層410に電圧がかかるようにするとOR回路とな
る。また 偏光子411および検光子412を調節する
ことにより、NANDまたはNOR回路としても働く。
Therefore, deterioration of the liquid crystal can be prevented by using the waveform of FIG. 3(b), which is obtained by superimposing a negative DC component that cancels this positive potential on the waveform of FIG. 3(c), as the power supply voltage. However, if the direction of the diode in Figure 3 (a) is opposite, it would be better to superimpose a positive DC component on the waveform in Figure 3 (c) (that is, with respect to the plate diode). All you have to do is to superimpose the DC component so that it becomes a reverse bias.Also, the number of positive and negative pulses can be the same or different, and the heights of the positive and negative pulses can also be the same and L different. A specific example will be described below.Example 1 As shown in the cross-sectional view of FIG.
.. ITO with a thickness of 1 to 0.5 μm is formed by sputtering to form a transparent conductive electrode 402. Next, plasma C is applied.
A photoconductive layer 403 was fabricated by laminating a p/i/n diode structure a-8i:H film with a thickness of 1 to 3 μm using the VD method and forming a pattern.
After forming a 5iN- pattern with the same film thickness as 5i:H, a TO electrode pattern 40 with a thickness of 0.1 to 0.5 μm was formed.
Orientation III where 5 was formed and 9 was then subjected to rubbing treatment.
! A ferroelectric liquid crystal layer 410 with a thickness of 0.5 to 3 μm is placed between this and a glass substrate 409 on which an ITO transparent conductive electrode pattern 407 and an alignment film 408 are laminated.
A polarizer 411 and an analyzer 412 are placed on both sides of this cell to fabricate a spatial light modulator 413. The operation was confirmed by applying an alternating current voltage and using white light as the incident light 414. As a result, the change in the output light 415 with respect to the incident light 414 showed a threshold characteristic, and light summation was performed. We have confirmed that this light summation and light threshold processing can be performed 10~10°000 times per second. , the threshold value should be set by increasing the pulse height of the AC voltage.
In addition, this spatial light modulator also functions as an optical logic element.For example, for simplicity, the number of photoconductive layers 403 is reduced to 2.
If light is not incident on two photoconductive layers 403 at the same time, no voltage will be applied to the liquid crystal layer 410, resulting in an AND circuit, and if light is incident on even one photoconductive layer 403, a voltage will be applied to the liquid crystal layer 410. This results in an OR circuit. Furthermore, by adjusting the polarizer 411 and analyzer 412, it also functions as a NAND or NOR circuit.

実施例2 第5図に示すような反射型空間光変調素子501を作製
した これjL  第4図の透過型のもののITO電極
パターン405をAI電極パターンに置き換えたもので
あム さらに 偏光子502および検光子503は第5
図に示すように配置し 入射光504と反対側より読み
出し光505を入射してビームスプリッタ=506より
出力光506を観測しな その結果 実施例1と同様に 光和算および光閾値特性
を観測することができた 実施例3 第6図に 本発明の一実施例の空間光変調素子601の
概略断面図を示す。この空間光変調素子はa−3i:H
を半導体層602に用いたTPTを2個片方のガラス基
板603上に形成し?、、TPTの形成は先ず、ガラス
基板603上に例えばITOまたはネサで形成した透明
アース電極604およびゲート電極605を例えばCr
で形成し その後ゲート絶縁膜60龜 半導体層602
− 半導体保護層607をプラズマCVD法で形成・パ
ターニングした そしてオーミック性を改善するために
n型半導体層608を介在させた後、ソース電極609
・ドレイン電極610を例えばAIなどで一括形成LA
 TFTを作製した 次!ミ ゲート絶縁膜606にエ
ツチングで穴を開法 そこに光導電層611として例え
ばa−3i・Hを形成・パタニングし さらに電極61
2を形成してTFTIおよびTFT2のゲート電極およ
びドレイン電極と光導電層611と接続した 次に強誘
電液晶613に電界を印加するための画素電極614を
ITOなどの透明電極で形成し九 その後、配向M61
5を塗布 ラビング処理をし九 もう一方のガラス基板
616には対向電極617と遮光層618を設置す、同
様に配向膜619を塗布 ラビング処理を行った そし
て、両系板の間に強誘電液晶613を封入し 基板の前
後にカラー偏光板620を配置した この空間光変調素子の光導電層611にTPTを形成し
たガラス基板603側から照射した入射光強度に対する
透過光強度の変化は 閾値特性を示すこと、並びに入射
光に対する光和算が行えることを確認し九 また 画素電極614をAlやCrなどの電極に換え 
かつ第5図に示すような光学系にこの空間光変調素子を
配置することにより、反射型空間光変調素子としても動
作し九 実施例4 第7図(a)に示すよう&ミ ガラス基板701上に透
明電極702. p/i/n構造a−8i:H光導電層
70次強誘電液晶層70東  透明電極705およびガ
ラス基板706を順次積層した空間光変調素子を作製し
た これ顛 第3図(c)に示すような電圧波形を印加
したとこへ 約10分度度で強誘電液晶704のメモリ
性が喪失してしまっ九 −人 第3図(b)に示すよう
な電圧を印加したとこへ 24時間以上たっても正常動
作することを確認した さらに 第3図(b)の直流成分の電圧を制御すること
により、空間光変調素子の入射光に対する感度を変化で
きることを確認しな また このような効果は光導電層703として、 a−
3i:Hの代わりに上述の材料を用いて整流性を有する
光導電層を構成してL 同様の効果が得られること、お
よびp/i/n構造a−5i:H光導電層703と強誘
電液晶層704の間に誘電体ミラーを挿入したときも同
様の効果が得られることを確認しに 実施例5 実施例4で作製した空間光変調素子において、a−3i
:H光導電層703と強誘電液晶層704の間に 例え
ばA1またはCrなどの導電性電極アレイ707を形成
し 反射型の空間光変調素子を作製し九 この素子の断
面図を第7図(b)に示す。
Example 2 A reflective spatial light modulator 501 as shown in FIG. 5 was manufactured. This jL was obtained by replacing the ITO electrode pattern 405 of the transmissive type shown in FIG. 4 with an AI electrode pattern. Furthermore, a polarizer 502 and Analyzer 503 is the fifth
Arranged as shown in the figure, input the readout light 505 from the opposite side to the incident light 504, and observe the output light 506 from the beam splitter = 506. As a result, the light sum and light threshold characteristics were observed in the same way as in Example 1. Embodiment 3 FIG. 6 shows a schematic cross-sectional view of a spatial light modulation element 601 according to an embodiment of the present invention. This spatial light modulator is a-3i:H
Two TPTs using the semiconductor layer 602 are formed on one glass substrate 603. To form TPT, first, a transparent ground electrode 604 and a gate electrode 605 made of ITO or NESA are formed on a glass substrate 603 using, for example, Cr.
After that, a gate insulating film 60 and a semiconductor layer 602 are formed.
- A semiconductor protective layer 607 was formed and patterned by plasma CVD, and an n-type semiconductor layer 608 was interposed to improve ohmic properties, and then a source electrode 609 was formed.
- Batch formation of the drain electrode 610 using AI, etc.
Next after fabricating TFT! A method of forming a hole in the gate insulating film 606 by etching, forming and patterning a photoconductive layer 611 of, for example, a-3i.H, and then forming an electrode 61.
Then, a pixel electrode 614 for applying an electric field to the ferroelectric liquid crystal 613 is formed with a transparent electrode such as ITO. Orientation M61
A counter electrode 617 and a light-shielding layer 618 are installed on the other glass substrate 616.A ferroelectric liquid crystal 613 is then applied between both plates. The change in transmitted light intensity with respect to the incident light intensity irradiated from the glass substrate 603 side with TPT formed on the photoconductive layer 611 of this spatial light modulation element in which color polarizing plates 620 are placed before and after the substrate shows a threshold characteristic. , and after confirming that light summation can be performed for the incident light, the pixel electrode 614 was replaced with an electrode made of Al, Cr, etc.
By arranging this spatial light modulator in an optical system as shown in FIG. 5, it can also operate as a reflective spatial light modulator. A transparent electrode 702. P/I/N structure a-8i:H photoconductive layer 70th order ferroelectric liquid crystal layer 70 East A spatial light modulation element was fabricated in which a transparent electrode 705 and a glass substrate 706 were sequentially laminated.This process is shown in Figure 3(c). The memory property of the ferroelectric liquid crystal 704 was lost after approximately 10 degrees when a voltage waveform like the one shown in Figure 3(b) was applied. Furthermore, we confirmed that the sensitivity of the spatial light modulator to the incident light can be changed by controlling the voltage of the DC component shown in Figure 3(b). As layer 703, a-
It is possible to obtain the same effect as L by using the above-mentioned material instead of 3i:H to form a photoconductive layer having rectifying properties, and that the p/i/n structure a-5i:H photoconductive layer 703 and strong Example 5 To confirm that the same effect can be obtained when a dielectric mirror is inserted between the dielectric liquid crystal layers 704, a-3i
A conductive electrode array 707 made of A1 or Cr, for example, is formed between the :H photoconductive layer 703 and the ferroelectric liquid crystal layer 704 to fabricate a reflective spatial light modulator. Shown in b).

この空間光変調素子に第3図(b)に示すような電圧波
形を印加したとこへ 第3図(c)の場合に比べて2,
000倍以上素子の寿命が延びたことが確認できtら 実施例6 本発明の一実施例の神経ネットワーク回路について第8
図を用いて説明す7h  (a)は神経ネットワーク回
路の構成を概略的に示したもffl  (b)は回路に
記憶させたパターンの−ff1J、  (c)は入カバ
ターンの多重&  (d)は実験に使用した不完全パタ
ーンの一例であム 2次元配列した発光ダイオード、電界発光(EL)素子
または蛍光灯と面拡散板などからなる面発光素子801
と、a−3i:Hまたは多結晶Siトランジスタアレイ
を能動素子とり、  90°ねじれネマティック液晶を
液晶として用いたアクティブマトリックス型の液晶セル
(以下、AM−LCセルと略記する)を2枚(A M 
−L C(1)802. A M −L C(2)80
3と区別する)平行に配置した ただL  AM−LC
(2)803はシナプスに対応する光学マスク素子80
2として使用しており、学習可能なものとしている。ま
?QAM−LCセル802.803の画素数は400x
400(−160000)個であり、それぞれ駆動回路
804.805により動作すム さらに実施例2で作製
した空間光変調素子において、光導電層の数を16個に
したものを縦4g&、横4個のマトリックス上に16個
平面上に配置した空間光変調素子アレイ806をAML
Cセル(1)802. (2)803と平行に配置し 
神経ネットワーク回路を構成し九 次に 神経ネットワーク回路の動作(ここでCヨ神経系
の持つ機能の1つである連想記憶を取りあげた)原理に
ついて、第8図を用いて説明する。
When a voltage waveform as shown in FIG. 3(b) is applied to this spatial light modulator, the voltage waveform shown in FIG. 3(c) is 2,
It was confirmed that the life of the element was extended by more than 1,000 times.
7h (a) schematically shows the configuration of the neural network circuit, (b) shows the -ff1J pattern stored in the circuit, (c) shows multiple input patterns & (d) is an example of an incomplete pattern used in the experiment. A surface light emitting device 801 consisting of a two-dimensional array of light emitting diodes, electroluminescent (EL) elements, or fluorescent lamps and a surface diffuser plate, etc.
and two active matrix liquid crystal cells (hereinafter abbreviated as AM-LC cells) using an a-3i:H or polycrystalline Si transistor array as an active element and a 90° twisted nematic liquid crystal as the liquid crystal. M
-LC(1)802. A M -L C (2) 80
3) Just L AM-LC arranged in parallel
(2) 803 is an optical mask element 80 corresponding to the synapse
2, and it is designed to be learnable. Ma? The number of pixels of QAM-LC cell 802.803 is 400x
400 (-160000) pieces, each operated by a drive circuit 804.805.Furthermore, in the spatial light modulation element fabricated in Example 2, the number of photoconductive layers was increased to 16, and the number of photoconductive layers was 4g vertically and 4 horizontally. AML
C cell (1) 802. (2) Placed parallel to 803
The principle of operation of the neural network circuit (here we take up associative memory, which is one of the functions of the Cyo nervous system) will be explained using FIG. 8.

4x4(=16)のマトリックス状の入カバターン(X
l)、例えば第8図(b)に示すパターンの1つ(例え
ば一番上のパターン)をテレビカメラ807で撮像し 
計算機808で処理してAM−LC(1)802に第8
図(c)に示すような16x16(=256)の多重像
(XIL)のパターンを表示L  AM−L C(2)
803に18x16  (=256)のメモリパターン
(M)を表示し九 これらXIL、Mのマトリックスの
要素ζよ 1対1対応するように配置し通 これらXI
L、Mの一要素が空間光変調素子706の1つの光導電
層を含む1つのセルに集光するように結像すム 空間光
変調素子アレイ806の読みだし光にはArレーザまた
はHe−Neレーザを用シ(シきい値処理された反射像
をテレビカメラ8゜9で撮像し 想起結果Y+(4x4
マトリツクス)を得た このYIと入力X1が等しけれ
ば次のパターンの想起を行(\ 等しくない場合学習に
よって記憶パターンMを修正し九 ここでは 学習の一
例として、直交学習法を用いt−Mの初期状態は0行列
とし ほかの全てのパターンに対しても出力Yが入力X
と等しくなるまで学習を繰り返したこうして学習の終了
した記憶パターンMとXIの不完全なパターン(例えば
第8図(d)のようなパターン)を使って、上記と同様
に想起を行ったとこへ Xlを想起することができた 
また 他のパターンについても不完全な入カバターンか
ら完全なパターンを想起することができた このように
しきい値処理機能を持った空間光変調素子を使って回路
を形成し 神経系の持つ連想記憶を行えることが確認で
きた ココテ、AM−L、Cセル(1)802.(2)803
4.t、  ヨリ高速応答を図るためにネマティック液
晶の代わりに強誘電液晶を用いてもよl、% また 第3図(b)に示すような電圧波形を空間光変調
素子アレイ806に印加したが 学習の隘 負のパルス
電圧高および直流成分電圧を変化させて閾値を制御する
ことにより、学習の収束性が向上することが確認できた
 また 不完全パターンの入力に対する認識率も向上す
ることが判ったさらζへ  人カバターンのマトリック
スサイズをより大きくし これに合わせて空間光変調素
子に含まれる光導電層を増加して、上記と同様に神経ネ
ットワーク回路を構成したとこへ より多くへより複雑
なパターンに対しても連想記憶できることを確かめた また 実施例3の反射型空間光変調素子を用いて4x4
マトリツクスの空間光変調素子アレイ8゜6を構成して
L 上記と同様な効果が得られることを確認した また 実施例5で作製した反射型空間光変調素子をもち
いて4x4マトリツクスの空間光変調素子アレイ806
を構成してL 上記と同様な効果が得られることを確認
した さら番ミ  こうような空間光変調素子アレイ806の
A M −L C(2)803側のガラス基板上に 素
子1つずつにレンズを形成すると、光の散乱による光量
の低下および光学的なりロストークを低減でき、より速
く学習が収束すると共番ミ  不完全パターンに対して
も良好な出力結果を得ることができた上記の例ではシナ
プスに対応する光学マスクに電界により光の透過量が変
化するものの1つである液晶を用いた力<、  PLZ
T、  KD2POJ、BiaT i 20+1などを
用いてもよく、あるいCヨ  光照射により光の透過量
が変化するフォトクロミック素子などを用いてもよ(− また 学習を行わない神経ネットワーク回路の場合、光
学マスクには書換え可能ではなt、%  銀塩または色
素を定着した あるいは金属を蒸着して作製されるよう
な固定マスクが用いられも この場合 固定マスクの内
容は 学習の計算機シミュレーションによって得られた
シナプスの値が盛り込まれも この隊 この固定マスク
が空間光変調素子アレイ806の外側にあると、通家 
空間光変調素子アレイ806のガラスの厚みよりも素子
サイズの方が小さいた嵌 光の散乱によって光量の低下
、および光学的なりロストークを生じてしま(\ シミ
ュレーションどうりの結果を得ることが困難になってく
る。このような事態を防ぐために 空間光変調素子アレ
イ806内に 固定マスクを形成するのが有効である。
4x4 (=16) matrix-like input cover pattern (X
l), for example, one of the patterns shown in FIG. 8(b) (for example, the top pattern) is imaged with a television camera 807.
It is processed by the computer 808 and the eighth
Displays a 16x16 (=256) multiple image (XIL) pattern as shown in figure (c) L AM-L C (2)
Display 18x16 (=256) memory patterns (M) on 803 and arrange them in a one-to-one correspondence with the elements ζ of the matrix of M.
An image is formed so that one element of L and M is focused on one cell including one photoconductive layer of the spatial light modulator 706.The readout light of the spatial light modulator array 806 is an Ar laser or a He- Using a Ne laser (threshold-processed reflected image was captured with a TV camera at 8°9), the recall result Y+(4x4
If this YI and the input The initial state is a 0 matrix, and for all other patterns, the output Y is the input X
Learning is repeated until the memory pattern M and I was able to recall Xl.
In addition, we were able to recall complete patterns from incomplete input patterns for other patterns.In this way, we formed a circuit using a spatial light modulation element with a threshold processing function, and used the associative memory of the nervous system. Kokote, AM-L, C cell (1) 802. (2)803
4. In addition, a voltage waveform as shown in FIG. 3(b) was applied to the spatial light modulation element array 806. We confirmed that the convergence of learning was improved by controlling the threshold by changing the negative pulse voltage height and DC component voltage.We also found that the recognition rate for incomplete pattern input was improved. Furthermore, the matrix size of the human covertane is increased, and the number of photoconductive layers included in the spatial light modulation element is increased accordingly, and the neural network circuit is configured in the same manner as above.More and more complex patterns It was also confirmed that associative memory can be performed even for 4x4 images using the reflective spatial light modulator of Example 3.
It was confirmed that the same effect as above was obtained by constructing a matrix spatial light modulation element array 8°6.Also, a 4x4 matrix spatial light modulation element was constructed using the reflective spatial light modulation element fabricated in Example 5. array 806
It has been confirmed that the same effect as above can be obtained by configuring L. By forming a lens, it is possible to reduce the decrease in light intensity due to light scattering and optical loss talk, and if learning converges faster, good output results can be obtained even for incomplete patterns. PLZ uses a liquid crystal, which is one of the devices that changes the amount of light transmitted by an electric field, as an optical mask corresponding to the synapse.
T, KD2POJ, BiaTi 20+1, etc. may be used, or a photochromic element that changes the amount of light transmitted by light irradiation may be used (- Also, in the case of a neural network circuit that does not perform learning, optical Although the mask is not rewritable, a fixed mask fixed with silver salt or dye or made by vapor deposition of metal is used.In this case, the contents of the fixed mask are synapses obtained by computer simulation of learning. Even if this value is included, if this fixed mask is outside the spatial light modulator array 806
If the element size is smaller than the thickness of the glass of the spatial light modulation element array 806, the light scattering will cause a decrease in the light intensity and optical loss talk. In order to prevent such a situation, it is effective to form a fixed mask within the spatial light modulation element array 806.

具体的に(よ 入射光側のガラス基板の東 入射光側の
ガラス基板と透明導電性電極との阻 あるいは入射光側
の透明導電性電極と光導電層の間である。さらく 空間
光変調素子アレイ806のガラス基板に 上述のレンズ
を付加するとより効果的であム また この様な方法に
より、シミュレーション結果と全く同じ結果を得ること
が可能になるのを確認しな 実施例7 実施例1に示す透過型空間光変調素子および実施例2の
反射型空間光変調素子を用いて、第9図(a)に示すよ
うな階層型の神経ネットワークモデルに基づく神経ネッ
トワーク回路901を構成し九先ず、この回路の構成に
ついて説明す、44x4マトリツクスの入力情報(X)
を面光源902に表示LA 4x4マトリツクス配置の
レンズアレイ903によって、実施例5と同様に多重像
(X L)をAM−LC(1)904に結像すム 面光
源902およびレンズアレイ9036よ 入力層の神経
細胞(この場合 神経細胞の数は16個)に相当L  
AM−LC(1)904は入力層と中間層との間のシナ
プスに相当する書換え可能な光学マスクとして使用し九
 面光源904はλ1、λ2の異なる波長成分を持って
おり、AM−L C(1)904をはさむ2枚の偏光子
は偏光方向が平行であるカラー偏光子を用いており、特
定の波長(例えばλ1)に対して偏光を行うものであ4
 −Xλ2の波長はほとんど透過してしまう。従って、
 λ1の光はA M −L C(1)904によって変
調を受けるがλ2の光は液晶層の動作状態に関係なく透
過すムこのA M −L C(1)904からの透過光
を、4x4のマトリックス状に実施例1の透過型空間光
変調素子(1素子当り並列接続されている光導電層の数
は4x4=16個)を並べた空間光変調素子アレイ (
以下、 SLMアレイと略記する) (1)905に照
射し九 また この光導電層を構成する材料(よλ2よ
りもλ1を主として吸収するものである。このSLMア
レイ(1)905は中間層の神経細胞に相当する(この
場合、神経細胞の数は16個)。SLMアレイ(1)9
05を透過した光(よ カラーフィルタ906を透過す
る際にλ1構成が遮断され λ2構成のみ透過すム カ
ラーフィルタ906からの透過光を、4x4マトリツク
スのレンズアレイ907で多重展開し 中間層と出力層
間のシナプスに対応する書換え可能な光学マスクとして
使用した16x16のマトリックス表示のA M −L
 C(2)908に入射すムA M −L C(2)9
08の透過光(よ 実施例2に示した反射型の4x4マ
トリツクスのSLMアレイ(2)909(1素子当りの
光導電層の数は4x4=16個)に入射すも ここで、
SLMアレイ(2)909の光導電層(よ 波長λ2の
光をよく吸収する材料で構成されてい、5  SLMア
レイ(2)909は出力層の神経細胞に相当する(この
場合、神経細胞の数は16個)。SLMアレイ(2)9
09からの出力光はビームスプリッタ−910を通して
4x4のマトリックス配置をしたフォトダイオードアレ
イ (以下、 PDAと略記する)911で受光すも 
SLMアレイ(1)905およびSLMアレイ(2)9
09fi  光和算を行うとともにその結果に対して閾
値処理した結果を出力するものであ4  P D A 
911からの信号を電子計算機912で、フィードバッ
ク型の教師有り学習法(例え(瓜誤差逆伝搬学習法)に
よるシナプスの修正量を計算り、  AM−LC(1)
904.(2)908の学習を行ったこのシステム(よ
 入力層−16仏 中間層−16i  出力層−16個
のニューロンからなるニュラルネットワークが構成され
た状態にある。
Specifically, there is a gap between the glass substrate on the incident light side and the transparent conductive electrode, or between the transparent conductive electrode on the incident light side and the photoconductive layer.Spatial light modulation It is more effective to add the above-mentioned lens to the glass substrate of the element array 806. Also, it is confirmed that by such a method, it is possible to obtain exactly the same results as the simulation results. Example 7 Example 1 First, a neural network circuit 901 based on a hierarchical neural network model as shown in FIG. 9(a) is configured using the transmissive spatial light modulator shown in FIG. , 44x4 matrix input information (X) that explains the configuration of this circuit.
LA is displayed on the surface light source 902.A multiplexed image (XL) is imaged on the AM-LC (1) 904 using the lens array 903 arranged in a 4x4 matrix, as in the fifth embodiment. Corresponds to the nerve cells in the layer (in this case, the number of nerve cells is 16) L
AM-LC (1) 904 is used as a rewritable optical mask corresponding to the synapse between the input layer and the intermediate layer. (1) The two polarizers sandwiching 904 are color polarizers whose polarization directions are parallel, and polarize light at a specific wavelength (for example, λ1).
-Xλ2 wavelength is almost transmitted. Therefore,
The light of λ1 is modulated by the A M -L C(1) 904, but the light of λ2 is transmitted regardless of the operating state of the liquid crystal layer. A spatial light modulator array in which the transmissive spatial light modulators of Example 1 (the number of photoconductive layers connected in parallel per element is 4x4=16) is arranged in a matrix of (
(hereinafter abbreviated as SLM array) (1) 905 is irradiated with light. Corresponds to neurons (in this case, the number of neurons is 16).SLM array (1) 9
When passing through the color filter 906, the λ1 configuration is blocked and only the λ2 configuration is transmitted. A M-L in a 16x16 matrix display used as a rewritable optical mask corresponding to the synapses of
M A M -L C(2)9 incident on C(2)908
The transmitted light of 0.08 is incident on the reflective 4x4 matrix SLM array (2) 909 (the number of photoconductive layers per element is 4x4 = 16) shown in Example 2. Here,
The photoconductive layer of the SLM array (2) 909 is made of a material that absorbs light with wavelength λ2 well, and the SLM array (2) 909 corresponds to the neurons of the output layer (in this case, the number of neurons is is 16 pieces).SLM array (2) 9
The output light from 09 passes through a beam splitter 910 and is received by a photodiode array (hereinafter abbreviated as PDA) 911 arranged in a 4x4 matrix.
SLM array (1) 905 and SLM array (2) 9
09fi It performs optical summation and outputs the result of threshold processing on the result.4 P D A
Using the electronic computer 912, the signal from 911 calculates the amount of synaptic correction using a feedback type supervised learning method (for example, the error backpropagation learning method), and
904. (2) This system has undergone 908 learning (input layer - 16 neurons, intermediate layer - 16i, output layer - 16 neurons).

この神経ネットワーク回路901に16種類の単一波長
の光に反応する光センサからの出力を入力情報として用
(\ −例として太陽光 蛍光灯、白熱電床 ナトリウ
ムランプ、ろうそくの炎の入力情報か収 これらを認識
区別できるように学習させたただし 学習の際 SLM
アレイ(1)905. (2)910に印加する電圧を
変化させてしきい値を変化させたその結果 学習に使っ
た入力情報に対しては認識率は100%が得られ 学習
に使用しなかった別の入力については99.5%以上の
認識率をか得られた またこの場合、 しきい値につい
て学習行わなかった場合よりL 学習の収束度は5〜1
0倍速くなったこのように 階層型ニューラルネットワ
ークに対して鯨 人力光に多数の波長を有する光を用(
\光の進行する方向にSLMアレイに使用する光導電層
の材料を順に禁止体幅の小さい材料で構成すると、AM
−LCのような透過型の空間光変調素子とSLMアレイ
を交互に積層するだけで、非常に簡単に実現できる。ま
た この神経ネットワーク回路901におけるAM−L
CおよびSLMアレイのマトリックスサイズをこの例以
上に大きくしても同様の効果が得られるし さらにAM
−LCとSLMアレイの対を増やして、階層を多くして
もより機能を向上できも このとき叡 実施例7と同様に実施例3および5の空間
光変調素子アレイを用いても同様な結果が得られること
を確認した まf、−AM−LCの代わりに実施例7で使用した他の
光学マスクを使用しても同様な結果が得られ九 さらE、SLMアレイ(1)905. (2)909の
ガラス基板にレンズを形成すると、より効率よく学習が
収束するとともに 認識率が向上した また シミュレーションで得られた学習結果を固定マス
クに作製り、、A M −L C(1)904. (2
)908の代わりに用c<SLMアレイ(1)905.
 (2)909のガラス基板と透明導電性電極の阻 あ
るいは透明導電性電極と光導電層の間に挿入したとこへ
 シミューレーションどうりの結果を得な 発明の効果 本発明によれは 高速動作で、光和算および閾値処理可
能な空間光変調素子が得られもまた 空間光変調素子の
長寿命化が可能になる駆動方法が得られも さらに 学習の収束に優れ 階層型ネットワークモデル
を容易に形成する神経ネットワーク回路が得られも
This neural network circuit 901 uses outputs from optical sensors that respond to 16 types of single wavelength light as input information (for example, input information about sunlight, fluorescent lamps, incandescent lamps, sodium lamps, and candle flames). Acquisition SLM was trained to recognize and distinguish between these.However, during learning SLM
Array (1) 905. (2) As a result of changing the threshold value by changing the voltage applied to 910, a recognition rate of 100% was obtained for the input information used for learning, and for other inputs that were not used for learning. A recognition rate of 99.5% or more was obtained.In this case, the convergence degree of learning was 5 to 1 L compared to the case where no threshold learning was performed.
In this way, the hierarchical neural network is now 0 times faster.
\If the materials of the photoconductive layer used in the SLM array are made up of materials with smaller inhibitor widths in the direction in which light travels, the AM
- It can be realized very easily by simply stacking transmissive spatial light modulators such as LC and SLM arrays alternately. Also, AM-L in this neural network circuit 901
A similar effect can be obtained by increasing the matrix size of the C and SLM arrays beyond this example.
- In this case, the functionality can be further improved by increasing the number of pairs of LC and SLM arrays and increasing the number of layers.Similar results can be obtained by using the spatial light modulator arrays of Examples 3 and 5 as in Example 7. It was confirmed that similar results were obtained by using other optical masks used in Example 7 instead of -AM-LC.SLM array (1) 905. (2) When a lens is formed on the 909 glass substrate, learning converges more efficiently and the recognition rate improves.Also, the learning results obtained in the simulation were made into a fixed mask, and A M -L C (1) 904. (2
) 908 instead of c<SLM array(1) 905.
(2) Effects of the Invention The present invention provides high-speed operation without obtaining simulation-like results when inserted between the glass substrate of 909 and the transparent conductive electrode or between the transparent conductive electrode and the photoconductive layer. This not only makes it possible to obtain a spatial light modulator capable of optical summation and threshold processing, but it also provides a driving method that makes it possible to extend the lifetime of the spatial light modulator.It also provides excellent learning convergence and facilitates the creation of hierarchical network models. Although the neural network circuits that form can be obtained

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図(a)および(b ) IL  それぞれ本発明
における空間光変調素子の一実施例の断面図および回路
図 第2図は本発明の一実施例における反射型空間光変
調素子の回路図 第3図(a)、 (b)および(C)
は それぞれ 本発明の空間光変調素子の駆動方法の一
実施例で使用した回路を示す回路図 従来例の電圧波形
医 本発明による電圧波形医 第4図は本発明における
空間光変調素子の一実施例の断面図 第5図Cよ 本発
明の反射型空間光変調素子の一実施例の断面図 第6図
1上 本発明の空間光変調素子の一実施例の断面図 第
7図(a)、 (b)iよ本発明の実施例における空間
光変調素子の断面医第8図(a)、 (b)、 (c)
および(d)(よ それぞれ 本発明の神経ネットワー
ク回路の一実施例の構成を示す概略に 回路に記憶させ
たパターンの一例を示す図 入カバターンの多重像の一
例を示す医 および不完全なパターンの一例を示す医 
第9図(a)、(b)4;L  それぞれ 本発明にお
ける階層型神経ネットワーク回路の一実施例で使用した
階層型神経ネットワークモデルの医 および神経ネット
ワーク回路の構成を示す斜視医 第10図(a)、(b
)i;&従来例の空間光変調素子の回路図である。 101、105・・・透明絶縁性基板、102.104
.106・・・透明絶縁性電極 103・・・光導重恩
 107・・・変調部分、108・・・絶縁風109・
・・入射光 110・・・読み出し光 111・・・出
力光 401.409・・・ガラス基K  402,4
07・・・透明導電外電K  403・・・光導重恩 
404・・・絶縁[205・・・I T O11i 極
バター ン、406.408・・・配向K  410・
・・強誘電液a411・・・偏光子、412・・・検光
子、413・・・空間光変調素子、414・・・入射光
415・・・出力光 601・・・空間光変調素子、6
02・・・半導体恩603,616・・・ガラス基板、
604・・・アース電極 605・・・ゲート電極60
6・・・ゲート絶縁風607・・・半導体保護恩60g
・・・n型半導体慰609・・・ソース電極610・・
・ドレイン電極611・・・光導重恩 612・・・電
極 613・・・強誘電液晶 614・・・画素電機 
615,619・・・配向風 617・・・対向電極6
18・・・遮光恩620・・・カラー偏光板、701.
706・・・ガラス基板、702.705・・・透明電
極703・・・光導電W#704・・・強誘電液晶 7
07・・・導電性電極アレイ、801・・・面発光素子
、802・・・AM−LC(1)、803・・・AM−
LC(2)、804.805・・・駆動同区806・・
・空間光変調素子アレイ、807.809・・・テレビ
カメラ、808・・・計算a  901・・・神経ネッ
トワーク同格902・・・面光#903,907・・・
レンズアレイ、904・・・AM−LC(1)、905
・・・SLMアレイ(1)、906・・・カラーフィル
久 908・・・AM−L C(2)、909・・・S
LMアレイ(2)、910・・・ビームスプリッタ−9
11・・・フォトダイオードアレイ、912・・・電子
計算隨 代理人の氏名 弁理士 小鍜治 明 ほか2名otto
s 遭θ1絶緩性暮法 区 (N シ 第 図 (Ql 4o!40q 402.407 仰3 覗込408 1O 乃  ラ  ス  基  課 透明璃′Tl牲電− 光 1lItL4 縫t4Illl I TQt昏Ifターン 配向罎 5!!胡電溝晶 1&た子 4)Δ゛−2(11丁ツー。 4I5−− 出 7] 光 4/1 空蘭光変 瘍光子 惇兇子 入射光 t1!奸田し 出73光 論 光 1↓1 \−−−〜−−−ノ 第 図 (C) rd) 号C
FIGS. 1(a) and (b) IL are a cross-sectional view and a circuit diagram of an embodiment of a spatial light modulator according to the present invention, respectively. FIG. 2 is a circuit diagram of a reflective spatial light modulator according to an embodiment of the present invention. Figure 3 (a), (b) and (C)
are respectively circuit diagrams showing circuits used in an embodiment of the method for driving a spatial light modulation element of the present invention.A voltage waveform detector of a conventional example.A voltage waveform detector of the present invention.Figure 4 is an embodiment of the spatial light modulation element of the present invention. Cross-sectional view of an example Figure 5C Cross-sectional view of an embodiment of the reflective spatial light modulator of the present invention Figure 6 Upper Cross-sectional view of an embodiment of the spatial light modulator of the present invention Figure 7(a) , (b) i Cross-sectional diagram of the spatial light modulation element in the embodiment of the present invention (a), (b), (c)
and (d) (respectively) Schematically illustrating the configuration of an embodiment of the neural network circuit of the present invention; Diagram illustrating an example of a pattern stored in the circuit; Diagram illustrating an example of a multiplex image of an input pattern; and A doctor who shows an example
FIGS. 9(a) and (b) 4;L respectively. FIG. 9(a), (b) 4; a), (b
) i;& is a circuit diagram of a conventional spatial light modulation element. 101, 105...Transparent insulating substrate, 102.104
.. 106...Transparent insulating electrode 103...Light guiding member 107...Modulation part, 108...Insulating wind 109...
...Incoming light 110...Reading light 111...Output light 401.409...Glass base K 402,4
07...Transparent conductive outer capacitor K 403...Light guide heavy-on
404...Insulation [205...IT O11i polar pattern, 406.408...Orientation K 410.
... Ferroelectric liquid a411... Polarizer, 412... Analyzer, 413... Spatial light modulation element, 414... Incident light 415... Output light 601... Spatial light modulation element, 6
02...Semiconductor 603,616...Glass substrate,
604... Earth electrode 605... Gate electrode 60
6...Gate insulation wind 607...Semiconductor protection 60g
. . . N-type semiconductor terminal 609 . . . Source electrode 610 .
・Drain electrode 611... Light guide layer 612... Electrode 613... Ferroelectric liquid crystal 614... Pixel electric machine
615,619...Oriented wind 617...Counter electrode 6
18...Shading effect 620...Color polarizing plate, 701.
706...Glass substrate, 702.705...Transparent electrode 703...Photoconductive W#704...Ferroelectric liquid crystal 7
07... Conductive electrode array, 801... Surface emitting device, 802... AM-LC (1), 803... AM-
LC (2), 804.805... Drive same section 806...
・Spatial light modulation element array, 807.809...TV camera, 808...Calculation a 901...Neural network apposition 902...Surface light #903,907...
Lens array, 904...AM-LC (1), 905
...SLM array (1), 906...Color filter 908...AM-L C (2), 909...S
LM array (2), 910...beam splitter-9
11...Photodiode array, 912...Electronic computing Name of agent: Patent attorney Akira Okaji and 2 others otto
s Encounter θ1 Absolute slowness life law area (N shi diagram (Ql 4o! 40q 402.407 Upward 3 Peeking 408 1O No Las Base Section Transparent Li'Tl Loss Electricity - Light 1lItL4 Sewing t4Ill I TQtIf Turn Orientation 5!! Hu Dengou Ching 1 & Tako 4) Δ゛-2 (11th two. 4I5-- Out 7] Light 4/1 Sky Ran Light Transformation Photon Dungeon Incident Light t1! Kaden Out 73 Light theory light 1 ↓ 1 \−−−~−−−ノFigure (C) rd) No. C

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)導電性電極ではさんだ光導電層を複数個並列接続
した部分と、電界によって光の透過量が変化する部分を
電気的に接続していることを特徴とする空間光変調素子
(1) A spatial light modulation element characterized in that a portion in which a plurality of photoconductive layers sandwiched between conductive electrodes are connected in parallel and a portion in which the amount of light transmitted changes depending on an electric field are electrically connected.
(2)電界によって光の透過量が変化する部分と光導電
性を有する部分と電界効果型トランジスタとを備え、前
記電界効果型トランジスタに前記光導電性を有する部分
が電気的に接続されており、かつ前記光導電性を有する
部分が、導電性電極ではさんだ光導電層を複数個並列接
続して構成されていることを特徴とする空間光変調素子
(2) The device includes a portion where the amount of light transmitted changes depending on an electric field, a photoconductive portion, and a field effect transistor, and the photoconductive portion is electrically connected to the field effect transistor. , and the photoconductive portion is constructed by connecting a plurality of photoconductive layers sandwiched between conductive electrodes in parallel.
(3)光導電層が整流性を有することを特徴とする請求
項1または2に記載の空間光変調素子。
(3) The spatial light modulator according to claim 1 or 2, wherein the photoconductive layer has rectifying properties.
(4)電界によって光の透過量が変化する部分が強誘電
性液晶から成ることを特徴とする請求項1または2に記
載の空間光変調素子。
(4) The spatial light modulator according to claim 1 or 2, wherein the portion whose amount of light transmission changes depending on the electric field is made of ferroelectric liquid crystal.
(5)整流性を有する光導電層と強誘電液晶を少なくと
も有する空間光変調素子において、印加する電圧波形が
1周期(以下、Tとする)の間にT/2未満の正および
負のパルス成分をもち、かつTに渡って前記光導電層に
対し逆バイアスになる直流成分を有することを特徴とす
る空間光変調素子の駆動方法。
(5) In a spatial light modulator having at least a photoconductive layer having rectifying properties and a ferroelectric liquid crystal, the applied voltage waveform has positive and negative pulses of less than T/2 during one period (hereinafter referred to as T). 1. A method for driving a spatial light modulator, comprising: a direct current component having a direct current component that is reverse biased to the photoconductive layer over T.
(6)導電性電極ではさんだ光導電層を複数個並列接続
した部分と、電界によって光の透過量が変化する部分を
電気的に接続しており、これらを透明絶縁性基板ではさ
んだ空間光変調素子および光学マスクおよび発光素子か
らなることを特徴とする神経ネットワーク回路。
(6) Spatial light modulation in which the part where multiple photoconductive layers are connected in parallel between conductive electrodes and the part where the amount of light transmitted changes depending on the electric field is electrically connected, and these are sandwiched between transparent insulating substrates. A neural network circuit comprising a device, an optical mask, and a light emitting device.
(7)透明絶縁性基板上に形成した光導電性を有する部
分と電界によって光の透過量が変化する部分と電界効果
型トランジスタとを備え、前記電界効果型トランジスタ
に前記光導電性を有する部分が電気的に接続されており
、かつ前記光導電性を有する部分が、導電性電極ではさ
んだ光導電層を複数個並列接続されている空間光変調素
子および光学マスクおよび発光素子からなることを特徴
とする神経ネットワーク回路。
(7) A part having photoconductivity formed on a transparent insulating substrate, a part whose amount of light transmission changes depending on an electric field, and a field effect transistor, wherein the part having photoconductivity is provided in the field effect transistor. are electrically connected to each other, and the photoconductive portion comprises a spatial light modulator, an optical mask, and a light emitting element, each of which has a plurality of photoconductive layers sandwiched between conductive electrodes connected in parallel. neural network circuit.
(8)透明絶縁性基板上に透明導電性電極および光導電
層およびアレイ状の導電性電極を形成し、さらに電界に
よって光の透過量が変化する部分および透明導電性電極
を積層した構造を有する空間光変調素子および光学マス
クおよび発光素子からなることを特徴とする神経ネット
ワーク回路。
(8) It has a structure in which a transparent conductive electrode, a photoconductive layer, and an array of conductive electrodes are formed on a transparent insulating substrate, and a part where the amount of light transmitted changes depending on an electric field and a transparent conductive electrode are laminated. A neural network circuit comprising a spatial light modulator, an optical mask, and a light emitting element.
(9)光学マスクが、電界または光照射によって光の透
過量が変化する空間光変調素子で構成されていることを
特徴とする請求項6から8のいずれかに記載の神経ネッ
トワーク回路。
(9) The neural network circuit according to any one of claims 6 to 8, wherein the optical mask is composed of a spatial light modulation element whose amount of light transmission changes depending on an electric field or light irradiation.
(10)光学マスクが空間光変調素子の絶縁性基板上あ
るいは前記絶縁性基板中あるいは透明導電性電極と光導
電層の間に形成されていることを特徴とする請求項6か
ら8のいずれかに記載の神経ネットワーク回路。
(10) Any one of claims 6 to 8, wherein the optical mask is formed on the insulating substrate of the spatial light modulator, in the insulating substrate, or between the transparent conductive electrode and the photoconductive layer. Neural network circuit described in.
(11)空間光変調素子の透明導電性基板上にレンズが
形成されていることを特徴とする請求項6から8のいず
れかに記載の神経ネットワーク回路。
(11) The neural network circuit according to any one of claims 6 to 8, wherein a lens is formed on the transparent conductive substrate of the spatial light modulation element.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US12124215B2 (en) 2020-06-17 2024-10-22 Hamamatsu Photonics K.K. Image output device

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