JPH0521157A - Space light modulating element and optical arithmetic device - Google Patents

Space light modulating element and optical arithmetic device

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JPH0521157A
JPH0521157A JP3175429A JP17542991A JPH0521157A JP H0521157 A JPH0521157 A JP H0521157A JP 3175429 A JP3175429 A JP 3175429A JP 17542991 A JP17542991 A JP 17542991A JP H0521157 A JPH0521157 A JP H0521157A
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spatial light
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optical
light
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幸治 野村
Yasunori Kuratomi
靖規 蔵富
Koji Akiyama
浩二 秋山
Michihiro Miyauchi
美智博 宮内
Akio Takimoto
昭雄 滝本
Kuni Ogawa
久仁 小川
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Abstract

PURPOSE:To provide an optical arithmetic device of large quenching ratio of modulated light and of excellent arithmetic processes such as optical summation and binarizing function, by constructing a space light modulating element with a phosphor thin film mainly composed of zinc sulfide containing luminous active materials such as Mn or the like and a composite oxide thin film mainly composed of Bi and Si. CONSTITUTION:On an insulating substrate 1 such as glass or the like a transparent electrode consisting of ITO or the like is evaporated, on which a BSO thin film is laminated by sputtering, on which a phosphor thin film of ZnS:Mn is provided with electron beam evaporation method, on which an insulating film 5 of alumina or the like is laminated by sputtering, and at last on which an electrode 6 of aluminum or the like is evaporated and deposited.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、光デジタル演算、光ア
ナログ演算等に用いられる空間光変調素子に関し、特に
光導電層と蛍光体層とを組み合わせた空間光変調素子に
関するものである。また、本発明の空間光変調素子を用
いてパターン認識、連想記憶等の光ニューロコンピュー
ティングを行う光演算装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a spatial light modulator used for optical digital calculation, optical analog calculation and the like, and more particularly to a spatial light modulator in which a photoconductive layer and a phosphor layer are combined. The present invention also relates to an optical arithmetic device for performing optical neurocomputing such as pattern recognition and associative memory using the spatial light modulator of the present invention.

【0002】[0002]

【従来の技術】空間光変調素子は、入射光の有する画像
情報に対して、予め記録された2次元情報に基づき、元
の入射光、別の入射光又は発光光の強度、偏光角、位相
等を制御することにより、空間画像情報を変調する装置
であり、ポッケルス効果を利用した光学結晶を用いたも
のや、屈折率の異方性を利用した液晶を用いたもの等
が、従来から知られている。
2. Description of the Related Art Spatial light modulators are based on two-dimensional information recorded in advance with respect to image information contained in incident light, and the intensity, polarization angle, phase of original incident light, other incident light or emitted light. A device that modulates spatial image information by controlling, for example, an optical crystal that utilizes the Pockels effect, a liquid crystal that utilizes the anisotropy of the refractive index, etc. Has been.

【0003】また、Bi12SiO20(以下、「BSO」
と略す。)やアモルファスSi(a−Si)等の光導電
層と液晶セルを積層して、受光部と空間光変調部とを一
体化することにより、光閾値処理機能を持たせて、その
結果を光により出力する空間光変調素子が提案されてい
る(滝沢國治他、第35回応用物理学会関係連合講演会
講演予稿集 昭和63年春季30P−ZF−3,30P
−ZF−4)。この素子の光導電層は、約900℃のB
SO融液よりチョコラルスキー法によってBSO単結晶
を育成したのち、これを任意の厚さに切り出し、研磨に
より厚さ約500μmに加工したBSO単結晶が用いら
れている。
Bi 12 SiO 20 (hereinafter referred to as "BSO")
Abbreviated. ) Or amorphous Si (a-Si) or the like and a liquid crystal cell are laminated, and the light receiving portion and the spatial light modulating portion are integrated with each other, thereby providing an optical threshold processing function, and the results are A spatial light modulator for output has been proposed (Kuniharu Takizawa et al., Proceedings of the 35th Joint Lecture Meeting of the Japan Society of Applied Physics, Spring 1988 30P-ZF-3, 30P).
-ZF-4). The photoconductive layer of this device has a B of about 900 ° C.
A BSO single crystal obtained by growing a BSO single crystal from an SO melt by the Czochralski method, cutting this to an arbitrary thickness, and processing it by polishing to a thickness of about 500 μm is used.

【0004】また、受光部と発光部を積層した空間光変
調素子として、アモルファスSiCとエレクトロルミネ
ッセンス(以下、「EL」と称する。)層を用いたもの
も、従来提案されている。
Further, as a spatial light modulator in which a light receiving part and a light emitting part are laminated, a device using amorphous SiC and an electroluminescence (hereinafter referred to as “EL”) layer has been proposed.

【0005】次に、従来の光演算装置としては、空間光
変調素子を複数個重ね合わせ、更にこれらの透過光を受
ける受光素子アレイを整合させて、光の積演算を並列処
理で行うことが提案されている。これは、従来のフォン
・ノイマン型のコンピュータでは実現が困難であった連
想、曖昧処理、プログラム・レスなどの機能を有するも
のであって、生物の神経回路網をモデルとしたニューロ
コンピュータと称される。特に、光ニューロコンピュー
タは、シナプスに相当するニュ−ロン間の多重接続が光
結線により容易に実現するため、LSI等のような複雑
な配線の必要が無く、情報媒体として電気信号を使用し
たものには見られない優れた特徴を備えている。従っ
て、高速情報処理が可能な光ニュ−ロコンピュ−タにつ
いて、従来から様々な構成が提案されている。
Next, as a conventional optical arithmetic device, a plurality of spatial light modulators are superposed, and further, a light receiving element array which receives the transmitted light is aligned and the product calculation of light is performed by parallel processing. Proposed. This has functions such as association, fuzzy processing, and program-less, which were difficult to realize with conventional von Neumann computers, and is called a neurocomputer modeled on the neural network of living organisms. It In particular, the optical neurocomputer does not require complicated wiring such as LSI, because multiple connections between neurons corresponding to synapses are easily realized by optical connection, and electric signals are used as an information medium. It has excellent features not found in. Therefore, various configurations have been conventionally proposed for optical neurocomputers capable of high-speed information processing.

【0006】中でも、ニュ−ロコンピュ−ティングの基
本とも言える演算機能の1つに、ニューロンに入ってく
る多数の入力情報に対し和算を行い、その演算結果と所
定の基準値とを比較して2値化又は多値化する閾値処理
機能がある。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−ラルネットワ−クをハ−ド
ウェア化する上で最も重要である。
Among them, one of the arithmetic functions which can be said to be the basis of neuro-computing is to perform summation on a large number of input information coming into a neuron and compare the arithmetic result with a predetermined reference value. There is a threshold processing function of binarizing or multi-valued. The realization of a spatial light modulator having such a calculation function is the most important for making the neural network into hardware.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、光導電
層と液晶を用いた従来の空間光変調素子では、被変調光
が液晶面からしか入射できず光変調層が反射型に限定さ
れるため、階層構造の光演算装置を構築するのには光学
系が複雑になってしまうという課題があった。
However, in the conventional spatial light modulator using the photoconductive layer and the liquid crystal, the modulated light can enter only from the liquid crystal surface, and the light modulator layer is limited to the reflective type. There is a problem that the optical system becomes complicated to construct the optical operation device having the hierarchical structure.

【0008】また、液晶の印加電圧に対する光変調特性
は、一般に緩やかであるため、正確な閾値処理が困難で
あるという課題があった。図6は、各種材料を用いて光
導電層と光変調層を組み合わせた空間光変調素子の入出
力特性を示すグラフである。従来の空間光変調素子は、
それぞれBSO+液晶、a−Si+液晶、a−S
i+ELの組み合わせであるのに対して、本発明の空間
光変調素子は、BSO+ELの組み合わせである。な
お、比較容易のために、各入出力特性が同じ閾値となる
ように、横軸をリニアの任意単位で、縦軸を対数の任意
単位でグラフ化している。図6を見ると、、、の
グラフは、横軸目盛40から50付近で緩やかな傾きを
有する入出力特性を示し、且つ光出力の消光比も10の
ベキ乗で2桁程度が限度であることが理解される。
Further, since the light modulation characteristic of the liquid crystal with respect to the applied voltage is generally gradual, there is a problem that it is difficult to perform accurate threshold processing. FIG. 6 is a graph showing the input / output characteristics of a spatial light modulation element in which a photoconductive layer and a light modulation layer are combined using various materials. The conventional spatial light modulator is
BSO + liquid crystal, a-Si + liquid crystal, a-S, respectively
In contrast to the i + EL combination, the spatial light modulator of the present invention is a BSO + EL combination. For ease of comparison, the horizontal axis is plotted in linear arbitrary units and the vertical axis is plotted in logarithmic arbitrary units so that the input and output characteristics have the same threshold value. Looking at FIG. 6, the graph of, shows the input / output characteristics having a gradual slope in the vicinity of the horizontal axis scales 40 to 50, and the extinction ratio of the light output is limited to about 10 to the power of 2 digits. Be understood.

【0009】また、空間光変調素子の光導電層の厚さは
薄いほど、入力光の散乱やフレアによる像のにじみやボ
ケが減少して、素子の空間分解能が向上することが知ら
れているが、従来の空間光変調素子は光導電層としてB
SO単結晶を用いているため、単結晶薄膜の製造におい
ては機械的強度の面から厚さ200μm程度までしか薄
く加工することができないという課題があった。そのた
め、素子の空間分解能も20[lp/mm]程度までし
か達成できなかった。
It is also known that the thinner the thickness of the photoconductive layer of the spatial light modulator, the more the image bleeding and blurring due to scattering of input light and flare are reduced, and the spatial resolution of the device is improved. However, the conventional spatial light modulator uses B as the photoconductive layer.
Since the SO single crystal is used, there is a problem in manufacturing the single crystal thin film that it can be processed only to a thickness of about 200 μm in terms of mechanical strength. Therefore, the spatial resolution of the device could be achieved only up to about 20 [lp / mm].

【0010】一方、光導電層とEL層を用いた発光型の
空間光変調素子では、EL発光を得るための電界強度は
106 [V/cm]という高い電界を印加する必要があ
り、発光層に効率良く電界を印加するためには、光導電
層としては高耐圧で且つ比誘電率の高い材料が要求さ
れ、従来のアモルファスSi系の材料では不十分である
という課題があった。また、アモルファスSi系の材料
では電気的絶縁性も不十分なため、別の絶縁層を設ける
必要があり、形成工程が余分に付加され工程数が増し
て、製造歩留まりの悪化やコストアップにつながるとい
う課題があった。
On the other hand, in a light emitting type spatial light modulator using a photoconductive layer and an EL layer, it is necessary to apply a high electric field of 10 6 [V / cm] to obtain EL light emission. In order to efficiently apply an electric field to the layer, a material having a high breakdown voltage and a high relative dielectric constant is required for the photoconductive layer, and there is a problem that the conventional amorphous Si-based material is insufficient. In addition, since the amorphous Si-based material is insufficient in electrical insulation, it is necessary to provide another insulating layer, and an additional forming step is added to increase the number of steps, which leads to deterioration of manufacturing yield and increase in cost. There was a problem.

【0011】次に、従来の空間光変調素子においては、
光導電層に入力光が入射する場合、、所定の領域に入射
する光に対して光の和算等の演算処理を行うことはでき
ないという課題があった。
Next, in the conventional spatial light modulator,
When the input light is incident on the photoconductive layer, there is a problem that arithmetic processing such as light addition cannot be performed on the light incident on a predetermined area.

【0012】また、光の演算処理を行うために、例えば
光導電層と液晶層の間に和算を行うべき領域に対応する
形状の導電性電極を設けることが想定されるが、従来の
空間光変調素子では、光導電層の入射光強度依存性を考
慮して正確に光の和算を行っても、液晶の持つ非線形特
性のバラツキのために、閾値処理の精度が低いという課
題があった。
In order to perform light calculation processing, for example, it is assumed that a conductive electrode having a shape corresponding to a region to be summed is provided between the photoconductive layer and the liquid crystal layer. In the light modulation element, even if the light is accurately summed in consideration of the incident light intensity dependency of the photoconductive layer, there is a problem that the threshold processing accuracy is low due to the variation in the nonlinear characteristic of the liquid crystal. It was

【0013】本発明は、上述の課題を解決するため、高
精度で安定した閾値処理を行うことができる空間光変調
素子を提供すると共に、この空間光変調素子を使用した
演算精度の高い光演算装置を提供することを目的として
いる。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a spatial light modulation element capable of performing highly accurate and stable threshold value processing, and at the same time, an optical calculation with high calculation accuracy using this spatial light modulation element. The purpose is to provide a device.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明の空間光変調素子は、蛍光体薄膜の少なくと
も一方の面に、少なくともビスマスとシリコンとを主成
分とする複合酸化物薄膜を設けることを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problems, the spatial light modulator of the present invention has a composite oxide thin film containing at least bismuth and silicon as main components on at least one surface of a phosphor thin film. It is characterized in that it is provided.

【0015】また、本発明の空間光変調素子は、蛍光体
薄膜の少なくとも一方の面に絶縁物薄膜を設け、前記絶
縁物薄膜の面に島状の導電膜を少なくとも一個設け、前
記絶縁物薄膜又は前記導電膜の面に少なくともビスマス
とシリコンとを主成分とする複合酸化物薄膜を設けるこ
とを特徴とする。
Further, in the spatial light modulator of the present invention, an insulator thin film is provided on at least one surface of the phosphor thin film, and at least one island-shaped conductive film is provided on the surface of the insulator thin film. Alternatively, a complex oxide thin film containing at least bismuth and silicon as main components is provided on the surface of the conductive film.

【0016】前記構成において、蛍光体薄膜が、発光活
性物質を含む硫化亜鉛を主成分とする発光体層であるこ
とが好ましい。また、前記構成において、発光活性物質
が、Mn,Cu,Ag,Al,Tb,Dy,Er,P
r,Sm,Ho,Tm及びこれらのハロゲン化物からな
るグループのなかから選ばれた少なくとも一種であるこ
とが好ましい。
In the above structure, it is preferable that the phosphor thin film is a light emitting layer whose main component is zinc sulfide containing a light emitting active substance. Further, in the above structure, the luminescent active material is Mn, Cu, Ag, Al, Tb, Dy, Er, P.
It is preferably at least one selected from the group consisting of r, Sm, Ho, Tm and their halides.

【0017】また、前記構成において、複合酸化物薄膜
の中の酸化シリコンの分子比率が4%から20%の範囲
であることが好ましい。
Further, in the above structure, the molecular ratio of silicon oxide in the complex oxide thin film is preferably in the range of 4% to 20%.

【0018】また、本発明の光演算装置は、蛍光体薄膜
の少なくとも一方の面に絶縁物薄膜を設け、前記絶縁物
薄膜の面に島状の導電膜を少なくとも一個設け、前記絶
縁物薄膜又は前記導電膜の面に少なくともビスマスとシ
リコンとを主成分とする複合酸化物薄膜を設けた空間光
変調素子と、光学マスクと、二次元レンズアレイとを少
なくとも備えることを特徴とする。
In the optical arithmetic unit of the present invention, an insulator thin film is provided on at least one surface of the phosphor thin film, and at least one island-shaped conductive film is provided on the surface of the insulator thin film. At least a spatial light modulator having a complex oxide thin film containing at least bismuth and silicon as main components on the surface of the conductive film, an optical mask, and a two-dimensional lens array.

【0019】[0019]

【作用】前記構成によれば、空間光変調素子の光導電層
として、ビスマスとシリコンとを主成分とする複合酸化
物薄膜を用いることにより、複合酸化物の高抵抗性及び
高絶縁性のため、EL層等の蛍光体薄膜に高い電界を印
加することが可能になる。従って、電気的絶縁性を維持
するための絶縁層を新たに形成する必要が無くなり、素
子構成の簡素化を図ることができる。また、ビスマスと
シリコンとを主成分とする複合酸化物の比誘電率は50
以上で、アモルファスSiの比誘電率と比べてより大き
くなるため、光導電層と蛍光体薄膜層を積層して電圧を
印加する場合、両者の比誘電率の比例配分により、大部
分の電圧が蛍光体薄膜層に分配され、蛍光体に高い電界
を印加することが容易になる。
According to the above structure, since the composite oxide thin film containing bismuth and silicon as the main components is used as the photoconductive layer of the spatial light modulator, the high resistance and high insulation of the composite oxide are achieved. , A high electric field can be applied to the phosphor thin film such as the EL layer. Therefore, it is not necessary to newly form an insulating layer for maintaining electrical insulation, and the element structure can be simplified. Further, the relative permittivity of the composite oxide containing bismuth and silicon as main components is 50.
As described above, since the relative dielectric constant becomes larger than that of amorphous Si, when a voltage is applied by laminating the photoconductive layer and the phosphor thin film layer, most of the voltage is proportionally distributed by the relative dielectric constants of both layers. It is distributed to the phosphor thin film layer, and it becomes easy to apply a high electric field to the phosphor.

【0020】また、ビスマスとシリコンとを主成分とす
る複合酸化物の高抵抗性及び高比誘電率により、光導電
層の厚さを例えば約2μm程度に薄く形成しても空間変
調性能を十分維持することができると共に、光導電層を
薄くすることにより入力画像のボケやにじみが減って、
空間分解能が向上する。
Also, due to the high resistance and high relative permittivity of the complex oxide containing bismuth and silicon as the main components, sufficient spatial modulation performance can be obtained even if the photoconductive layer is made thin, for example, about 2 μm. It can be maintained, and the thin photoconductive layer reduces blurring and blurring of the input image.
Spatial resolution is improved.

【0021】また、蛍光体薄膜が発光活性物質を含む硫
化亜鉛を主成分とする発光体層であることにより、EL
発光の閾値特性が急峻なために、空間光変調素子の閾値
処理が安定し且つ高精度となる。図6を見ると、従来の
空間光変調素子の入出力特性である、、のグラフ
と比較して、本発明に係るのグラフは、横軸目盛40
付近で急激に立ち上がる入出力特性を示し、且つ光出力
の消光比も10のベキ乗で3桁以上有することが理解さ
れる。
Further, since the phosphor thin film is a light emitting layer mainly containing zinc sulfide containing a light emitting active substance,
Since the threshold characteristic of light emission is steep, the threshold processing of the spatial light modulator is stable and highly accurate. Referring to FIG. 6, in comparison with the graph of, which is the input / output characteristic of the conventional spatial light modulator, the graph of the present invention shows that the horizontal scale 40
It is understood that it exhibits an input / output characteristic that sharply rises in the vicinity, and has an extinction ratio of light output of 10 to the power of 3 or more.

【0022】また、発光活性物質が、Mn,Cu,A
g,Al,Tb,Dy,Er,Pr,Sm,Ho,Tm
及びこれらのハロゲン化物からなるグループのなかから
選ばれた少なくとも一種であることにより、ELの発光
強度を大きくすることができ、又は所望の発光スペクト
ルを任意選択することができる。
The luminescent active material is Mn, Cu, A.
g, Al, Tb, Dy, Er, Pr, Sm, Ho, Tm
And, by being at least one selected from the group consisting of these halides, the emission intensity of EL can be increased, or a desired emission spectrum can be arbitrarily selected.

【0023】また、前記複合酸化物薄膜の中の酸化シリ
コンの分子比率が4%から20%の範囲であることによ
り、変調光消光比(ON/OFF比)の大きな空間光変
調素子を得ることができる。
Further, since the molecular ratio of silicon oxide in the composite oxide thin film is in the range of 4% to 20%, a spatial light modulator having a large modulated light extinction ratio (ON / OFF ratio) can be obtained. You can

【0024】また、蛍光体薄膜の少なくとも一方の面に
絶縁物薄膜を設け、前記絶縁物薄膜の面に島状の導電膜
を少なくとも一個設け、前記絶縁物薄膜又は前記導電膜
の面に少なくともビスマスとシリコンとを主成分とする
複合酸化物薄膜を設けることにより、複合酸化物薄膜か
らなる光導電層に入力光が入射する場合、島状の導電膜
が形成された領域に関する入力光の積分作用を示し、光
の和算処理を行うことが可能になる。従って、島状の導
電膜を所望の形状に形成することにより、所望の積分領
域を設定することができる。そして、光の和算処理によ
る積分値が閾値処理の入力値となると共に、硫化亜鉛等
の蛍光体薄膜が急俊なEL発光特性を有するため、高精
度で安定した閾値処理を行うことができる。
Further, an insulator thin film is provided on at least one surface of the phosphor thin film, at least one island-shaped conductive film is provided on the surface of the insulator thin film, and at least bismuth is provided on the surface of the insulator thin film or the conductive film. By providing a composite oxide thin film containing silicon and silicon as the main components, when the input light is incident on the photoconductive layer made of the composite oxide thin film, the integral action of the input light on the region where the island-shaped conductive film is formed , And it becomes possible to perform light addition processing. Therefore, a desired integration region can be set by forming the island-shaped conductive film into a desired shape. Then, the integrated value of the light summing process becomes the input value of the threshold value process, and since the phosphor thin film of zinc sulfide or the like has abrupt EL emission characteristics, highly accurate and stable threshold value process can be performed. .

【0025】本発明の光演算装置の構成によれば、光演
算装置の階層化が簡単な光学系で容易に実現することが
可能になる。特に、ニュ−ロコンピュ−ティングに必要
な閾値処理機能を有する新規な光演算装置を提供するこ
とができる。
According to the configuration of the optical operation device of the present invention, it is possible to easily realize the hierarchical structure of the optical operation device with an optical system. In particular, it is possible to provide a novel optical arithmetic device having a threshold processing function necessary for neurocomputing.

【0026】[0026]

【実施例】以下、本発明の実施例について、図面を用い
て詳しく説明する。 (実施例1)図1は、本発明の空間光変調素子の一実施
例の断面図である。光を透過するガラス等の絶縁性基板
3の上に、ITO等からなる透明電極4を200nm程
度の膜厚になるように、電子ビーム蒸着法等を用いて形
成する。次に、ビスマスとシリコンを適当な面積比に配
したメタルターゲットをアルゴンガス及び酸素ガス中で
スパッタして、BSO薄膜5を500nm程度の膜厚に
なるように形成する。このとき、基板温度を400℃以
上に設定するか、又は後工程で酸素雰囲気中で400℃
以上の温度でアニールすることにより、結晶性が増し光
導電層として機能するようになる。
Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. (Embodiment 1) FIG. 1 is a sectional view of an embodiment of the spatial light modulator of the present invention. A transparent electrode 4 made of ITO or the like is formed on the insulating substrate 3 made of glass or the like through which light is transmitted so as to have a film thickness of about 200 nm by an electron beam evaporation method or the like. Next, a metal target in which bismuth and silicon are arranged in an appropriate area ratio is sputtered in argon gas and oxygen gas to form the BSO thin film 5 with a film thickness of about 500 nm. At this time, the substrate temperature is set to 400 ° C. or higher, or 400 ° C. in an oxygen atmosphere in a later process.
By annealing at the above temperature, the crystallinity increases and the film functions as a photoconductive layer.

【0027】次に、この上にZnS:Mnの蛍光体薄膜
6を200nm程度の膜厚になるように、電子ビーム蒸
着法等の方法を用いて形成する。更に、この上にアルミ
ナ等の絶縁膜7を500nm程度の膜厚になるようにス
パッタ法等を用いて形成する。
Next, a phosphor thin film 6 of ZnS: Mn is formed on this by a method such as electron beam evaporation so as to have a film thickness of about 200 nm. Further, an insulating film 7 made of alumina or the like is formed thereon by sputtering or the like so as to have a film thickness of about 500 nm.

【0028】最後に、アルミ等の電極8を200nm程
度の膜厚になるように真空蒸着法等を用いて形成する。
なお、図2に電極8の平面図の一例を示す。図2では2
×2マトリクス電極を示しているが、n×mマトリクス
電極(n、mは自然数)でも同様に形成することができ
る。このようにして、本発明の空間光変調素子1を得る
ことができる。
Finally, the electrode 8 made of aluminum or the like is formed to have a film thickness of about 200 nm by a vacuum vapor deposition method or the like.
Note that FIG. 2 shows an example of a plan view of the electrode 8. 2 in FIG.
Although a × 2 matrix electrode is shown, an n × m matrix electrode (n and m are natural numbers) can be similarly formed. In this way, the spatial light modulator 1 of the present invention can be obtained.

【0029】以下、得られた空間光変調素子1の動作を
説明する。透明電極4と電極8との間に、交流電源9に
より5kHzの交流電圧を印加する。光照射前は光導電
層であるBSO薄膜5は高抵抗であるため、大部分の電
圧がBSO薄膜5に印加されて蛍光体薄膜6の中の電界
強度がそれほど高くならず、蛍光体薄膜6は発光しな
い。ここで、BSO薄膜5に十分な強度の光入力10が
入射されると、光キャリアの発生によりBSO薄膜5の
電気抵抗が低下して大部分の電圧が蛍光体薄膜6に印加
される。そのため、発光閾値を越えて電界が印加された
領域においてEL発光が生じ、出力光が得られる。従っ
て、光入力画像情報のうち、入力光強度が所定の基準値
以上となる部分について外部に光を出力し、所定の基準
値未満となる部分については光を出力しない2値化機能
を有する空間光変調素子1が得られる。
The operation of the obtained spatial light modulator 1 will be described below. An AC voltage of 5 kHz is applied between the transparent electrode 4 and the electrode 8 by an AC power supply 9. Since the BSO thin film 5 which is a photoconductive layer has a high resistance before light irradiation, most of the voltage is applied to the BSO thin film 5 and the electric field strength in the phosphor thin film 6 does not become so high. Does not emit light. Here, when the optical input 10 having a sufficient intensity is incident on the BSO thin film 5, the electrical resistance of the BSO thin film 5 is lowered by the generation of photocarriers, and most of the voltage is applied to the phosphor thin film 6. Therefore, EL light emission occurs in a region where an electric field is applied exceeding the light emission threshold, and output light is obtained. Therefore, in the light input image information, a space having a binarizing function that outputs light to a portion where the input light intensity is equal to or higher than a predetermined reference value and does not output light to a portion that is lower than the predetermined reference value. The light modulation element 1 is obtained.

【0030】次に、図1に示す空間光変調素子1は、出
力光がBSO薄膜3を介して入力光側へ出射される反射
型素子であるため、光導電層の感度波長と蛍光体薄膜の
発光波長との関係が重要となる。
Next, since the spatial light modulator 1 shown in FIG. 1 is a reflective element in which output light is emitted to the input light side through the BSO thin film 3, the sensitivity wavelength of the photoconductive layer and the phosphor thin film. The relationship with the emission wavelength of is important.

【0031】BSO薄膜5の光導電特性は、例えば図7
に示すような光の波長依存性を有する。例えば、蛍光体
薄膜6がZnS:Mnの場合は、図8に示すように約5
50nmにピークを有する発光スペクトルが得られる一
方、BSO薄膜5の光導電特性にはほとんど影響を与え
ないため、光入力10に対して忠実に動作する。
The photoconductive characteristics of the BSO thin film 5 are shown in FIG.
It has the wavelength dependency of light as shown in. For example, when the phosphor thin film 6 is ZnS: Mn, as shown in FIG.
While an emission spectrum having a peak at 50 nm can be obtained, the photoconductive characteristics of the BSO thin film 5 are hardly affected, so that the BSO thin film 5 operates faithfully with respect to the optical input 10.

【0032】また、BSO薄膜5は、絶縁性も高く、誘
電率が大きいため、素子の信頼性が高く、効率よく蛍光
体薄膜6に電圧を印加することができる。なお、図1に
示す空間光変調素子の電極8として、ITO等の透明性
電極を用いることにより、入力光側の反対側より出力光
を取り出す透過型の変調素子を構成することができ、こ
れを用いて階層型の光演算装置を構築できる。また、本
実施例ではBSO薄膜5を一層だけ形成したが、蛍光体
薄膜6を挟むように二層設けることも好ましい。また、
蛍光体薄膜6とBSO薄膜5との間に、他の絶縁層を形
成することも好ましい。
Further, since the BSO thin film 5 has a high insulating property and a large dielectric constant, the device reliability is high and a voltage can be efficiently applied to the phosphor thin film 6. By using a transparent electrode such as ITO as the electrode 8 of the spatial light modulator shown in FIG. 1, it is possible to construct a transmissive modulator which takes out output light from the side opposite to the input light side. Can be used to construct a hierarchical optical operation device. Although only one BSO thin film 5 is formed in this embodiment, it is also preferable to provide two layers so as to sandwich the phosphor thin film 6 therebetween. Also,
It is also preferable to form another insulating layer between the phosphor thin film 6 and the BSO thin film 5.

【0033】発光活性物質としてMn以外に,Cu,A
g,Al,Tb,Dy,Er,Pr,Sm,Ho,Tm
及びこれらのハロゲン化物からなるグループのなかから
選ばれた少なくとも一種を用いることにより所望の発光
スペクトルを出力する空間光変調素子を構成することが
できる。
In addition to Mn as the luminescent active substance, Cu, A
g, Al, Tb, Dy, Er, Pr, Sm, Ho, Tm
Also, by using at least one selected from the group consisting of these halides, it is possible to configure a spatial light modulator that outputs a desired emission spectrum.

【0034】図3は、BSO薄膜3に関して、酸化シリ
コンの分子比率を変化させたときの光導電率と暗導電率
の比を示すグラフである。このグラフから、BSOの複
合酸化物薄膜中の酸化シリコンの分子比率が4%から2
0%の範囲であるとき、10倍以上のON/OFF比と
なることが理解される。従って、変調消光比の大きな空
間光変調素子を得るためには、4%から20%の範囲の
酸化シリコンの分子比率を有する複合酸化物薄膜を形成
することが好ましい。
FIG. 3 is a graph showing the ratio of the photoconductivity and the dark conductivity of the BSO thin film 3 when the molecular ratio of silicon oxide is changed. From this graph, the molecular ratio of silicon oxide in the BSO composite oxide thin film is 4% to 2%.
It is understood that when the range is 0%, the ON / OFF ratio becomes 10 times or more. Therefore, in order to obtain a spatial light modulator having a large modulation extinction ratio, it is preferable to form a complex oxide thin film having a molecular ratio of silicon oxide in the range of 4% to 20%.

【0035】(実施例2)図4は、本発明の空間光変調
素子の他の一実施例の断面図である。光を透過するガラ
ス等の絶縁性基板3の上に、ITO等からなる第1の透
明電極4を200nm程度の膜厚になるように、電子ビ
ーム蒸着法等を用いて形成する。次に、ビスマスとシリ
コンを適当な面積比に配したメタルターゲットをアルゴ
ンガス及び酸素ガス中でスパッタして、BSO薄膜5を
500nm程度の膜厚になるように形成する。このと
き、基板温度を400℃以上に設定するか、又は後工程
で酸素雰囲気中で400℃以上の温度でアニールするこ
とにより、結晶性が増し光導電層として機能するように
なる。
(Embodiment 2) FIG. 4 is a sectional view of another embodiment of the spatial light modulator of the present invention. A first transparent electrode 4 made of ITO or the like is formed on the insulating substrate 3 made of glass or the like through which light is transmitted so as to have a film thickness of about 200 nm by an electron beam evaporation method or the like. Next, a metal target in which bismuth and silicon are arranged in an appropriate area ratio is sputtered in argon gas and oxygen gas to form the BSO thin film 5 with a film thickness of about 500 nm. At this time, if the substrate temperature is set to 400 ° C. or higher, or annealing is performed at a temperature of 400 ° C. or higher in an oxygen atmosphere in a later step, the crystallinity is increased and the layer functions as a photoconductive layer.

【0036】次に、この上にアルミ等の導電膜13を2
00nm程度の膜厚になるように、所定の形状のメタル
マスクを介して真空蒸着法等を用いて形成する。なお、
図5に導電膜13の平面図の一例を示す。図5では2×
2マトリクス電極を示しているが、n×mマトリクス電
極(n、mは自然数)でも同様に形成することができ
る。
Next, a conductive film 13 of aluminum or the like is formed on top of this by 2
It is formed by a vacuum deposition method or the like through a metal mask having a predetermined shape so as to have a film thickness of about 00 nm. In addition,
FIG. 5 shows an example of a plan view of the conductive film 13. 2 × in FIG.
Although two matrix electrodes are shown, an n × m matrix electrode (n and m are natural numbers) can be similarly formed.

【0037】更に、この上にアルミナ等の第1の絶縁膜
14を500nm程度の膜厚になるようにスパッタ法等
を用いて形成する。次に、この上にZnS:Mnの蛍光
体薄膜6を200nm程度の膜厚になるように、電子ビ
ーム蒸着法等を用いて形成する。
Further, a first insulating film 14 made of alumina or the like is formed thereon by sputtering or the like so as to have a film thickness of about 500 nm. Then, a ZnS: Mn phosphor thin film 6 is formed thereon by electron beam evaporation or the like so as to have a film thickness of about 200 nm.

【0038】更に、その上にアルミナ等の第2の絶縁膜
7を500nm程度の膜厚になるように、スパッタ法等
を用いて形成する。最後に、ITO等の第2の透明電極
15を200nm程度の膜厚になるように、真空蒸着等
を用いて形成して、空間光変調素子が完成する。
Further, a second insulating film 7 made of alumina or the like is formed thereon by a sputtering method or the like so as to have a film thickness of about 500 nm. Finally, the second transparent electrode 15 such as ITO is formed by vacuum vapor deposition or the like so as to have a film thickness of about 200 nm, and the spatial light modulator is completed.

【0039】以下、得られた空間光変調素子の動作を説
明する。第1の透明電極4と第2の透明電極15との間
に、交流電源9により5kHzの交流電圧を印加する。
光照射前は光導電層であるBSO薄膜5は高抵抗である
ため、大部分の電圧がBSO薄膜5に印加されて蛍光体
薄膜6の中の電界強度がそれほど高くならず、蛍光体薄
膜6は発光しない。ここで、BSO薄膜5に十分な強度
の光入力10が入射されると、光キャリアの発生により
BSO薄膜5の電気抵抗が光強度に応じて低下して導電
膜13の電位が変化し、その上の蛍光体薄膜6にかかる
電圧が変化する。そのため、発光閾値を越えて電界が印
加された領域においてEL発光が生じ、出力光が得られ
る。従って、光入力画像情報のうち、島状の導電膜13
が形成された領域について光入力の総和量が所定の基準
値以上となれば、その領域に対応する蛍光体がEL発光
して光出力を行う。このようにして、光和算処理及び2
値化機能を有する空間光変調素子が得られる。
The operation of the obtained spatial light modulator will be described below. An AC voltage of 5 kHz is applied from the AC power supply 9 between the first transparent electrode 4 and the second transparent electrode 15.
Since the BSO thin film 5 which is a photoconductive layer has a high resistance before light irradiation, most of the voltage is applied to the BSO thin film 5 and the electric field strength in the phosphor thin film 6 does not become so high. Does not emit light. Here, when the optical input 10 having a sufficient intensity is incident on the BSO thin film 5, the electrical resistance of the BSO thin film 5 is lowered according to the light intensity due to the generation of photocarriers, and the potential of the conductive film 13 is changed. The voltage applied to the upper phosphor thin film 6 changes. Therefore, EL light emission occurs in a region where an electric field is applied exceeding the light emission threshold, and output light is obtained. Therefore, of the light input image information, the island-shaped conductive film 13
When the total amount of light input in the area where the light emitting diode is formed is equal to or larger than a predetermined reference value, the phosphor corresponding to the area emits EL to emit light. In this way, the light summing process and the two
A spatial light modulator having a binarizing function can be obtained.

【0040】図4に示す空間光変調素子は、光出力11
がBSO薄膜5の反対側に取り出される透過型素子であ
るが、導電膜13としてITO等の透明性電極を用いれ
ば、光出力を光入力と同じ側より取り出す反射型素子に
構成することもできる。BSO薄膜の光導電特性の波長
依存性、高い絶縁性、及び大きい誘電率による特徴は、
実施例1に示す空間光変調素子と同様である。
The spatial light modulator shown in FIG. 4 has an optical output 11
Is a transmissive element that is taken out on the opposite side of the BSO thin film 5, but if a transparent electrode such as ITO is used as the conductive film 13, it can be configured as a reflective element that takes out the light output from the same side as the light input. . The characteristics of BSO thin film due to its wavelength dependence of photoconductivity, high insulation, and large dielectric constant are as follows.
This is the same as the spatial light modulator according to the first embodiment.

【0041】次に、本発明の光演算装置の一実施例につ
いて説明する。 (実施例3)図9に示すような階層型の神経ネットワー
クモデルに基づいて、実施例2で説明した空間光変調素
子を用いて、光演算装置21を構成した。図10は、光
演算装置の一実施例の概略的斜視図である。例えば文字
「A」のような入力文字20を、例えば4×4マトリク
ス配置の第1のレンズアレイ22により第1の光学マス
ク23上に結像させて、4×4マトリクス配置の多重像
を得る。入力文字20及び第1のレンズアレイ22は、
神経ネットワークモデルにおける入力層の神経細胞(こ
の場合、神経細胞の数は16個)に相当し、第1の光学
マスク23は入力層と中間層との間のシナプスに相当す
る。
Next, an embodiment of the optical arithmetic unit of the present invention will be described. (Embodiment 3) Based on a hierarchical neural network model as shown in FIG. 9, an optical arithmetic unit 21 was constructed using the spatial light modulator described in Embodiment 2. FIG. 10 is a schematic perspective view of an embodiment of the optical arithmetic unit. For example, the input character 20 such as the character “A” is imaged on the first optical mask 23 by the first lens array 22 having a 4 × 4 matrix arrangement to obtain a multiple image having a 4 × 4 matrix arrangement. . The input character 20 and the first lens array 22 are
It corresponds to the nerve cells in the input layer (in this case, the number of nerve cells is 16) in the neural network model, and the first optical mask 23 corresponds to the synapse between the input layer and the intermediate layer.

【0042】シナプスに対応する光学マスク23、26
は、電界により光の透過量が変化する液晶を用いてもよ
く、光照射量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い。また、学習を行わない神
経ネットワーク回路の場合、光学マスクとして、書換え
不可能であって、銀塩又は色素を定着した固定マスク、
又は金属を蒸着して作製されるような固定マスクが用い
られる。この場合、固定マスクの処理内容は、計算機シ
ミュレーションによって学習して得られたシナプスの値
が盛り込まれる。
Optical masks 23, 26 corresponding to synapses
A liquid crystal whose light transmission amount changes depending on an electric field may be used, or a photochromic element whose light transmission amount changes depending on a light irradiation amount may be used. Also, in the case of a neural network circuit that does not perform learning, a fixed mask that is non-rewritable and has silver salt or dye fixed, as an optical mask,
Alternatively, a fixed mask formed by vapor deposition of metal is used. In this case, the processing content of the fixed mask includes the synapse value obtained by learning by computer simulation.

【0043】第1の光学マスク23の透過光は、実施例
2の空間光変調素子において導電膜13を4×4のマト
リクス状に形成した第1の空間光変調素子24に入射す
る。第1の空間光変調素子24は神経ネットワークモデ
ルにおける中間層の神経細胞(この場合、神経細胞の数
は16個)に相当し、各導電膜上でそれぞれ光和算を行
うと共に、2値化処理を行って、光出力する。
The transmitted light of the first optical mask 23 is incident on the first spatial light modulating element 24 in which the conductive film 13 is formed in a 4 × 4 matrix in the spatial light modulating element of the second embodiment. The first spatial light modulator 24 corresponds to a nerve cell in the intermediate layer (in this case, the number of nerve cells is 16) in the neural network model, performs optical summation on each conductive film, and binarizes it. It is processed and output as light.

【0044】第1の空間光変調素子24からの出力光
は、4×4マトリクスの第2のレンズアレイ25で多重
像に展開され、中間層と出力層間のシナプスに対応する
第2の光学マスク26(16×16マトリクス)に入射
する。第2の光学マスク26の透過光は、たとえば、光
導電層(第1の空間光変調素子24の出力光の波長に感
度を有する)と反射型の液晶層の4×4マトリクスから
なる第2の空間光変調素子27に入射する。第2の空間
光変調素子27は出力層の神経細胞(この場合、神経細
胞の数は16個)に相当する。このようにして、第2の
空間光変調素子27から光演算結果として出力光が得ら
れる。第2の空間光変調素子27も、光和算を行うと共
に、2値化処理を行って、光出力する。なお、図11a
に光導電層と反射型液晶層の4×4マトリクスの組み合
わせからなる第2の空間光変調素子27の一例の断面図
を示し、図11bに電極33の平面図の一例を示す。
The output light from the first spatial light modulator 24 is expanded into a multiple image by the second lens array 25 of 4 × 4 matrix, and the second optical mask corresponding to the synapse between the intermediate layer and the output layer. 26 (16 × 16 matrix). The transmitted light of the second optical mask 26 is, for example, a second 4 × 4 matrix composed of a photoconductive layer (having sensitivity to the wavelength of the output light of the first spatial light modulator 24) and a reflective liquid crystal layer. Is incident on the spatial light modulator 27. The second spatial light modulator 27 corresponds to the nerve cells in the output layer (in this case, the number of nerve cells is 16). In this way, the output light is obtained from the second spatial light modulator 27 as the light calculation result. The second spatial light modulator 27 also performs optical summation and binarization processing, and outputs light. Note that FIG.
FIG. 11 shows a cross-sectional view of an example of the second spatial light modulation element 27 formed of a combination of a 4 × 4 matrix of a photoconductive layer and a reflective liquid crystal layer, and FIG. 11b shows an example of a plan view of the electrode 33.

【0045】第2の空間光変調素子27からの信号を電
子計算機で、フィ−ドバック型の教師有り学習法(例え
ば、誤差逆伝搬学習法)によるシナプスの修正量を計算
し、第1の光学マスク23、第2の光学マスク26の学
習を行った。
The signal from the second spatial light modulator 27 is calculated by an electronic computer for the correction amount of the synapse by the feedback type supervised learning method (for example, error back-propagation learning method), and the first optical The mask 23 and the second optical mask 26 were learned.

【0046】本実施例の光演算装置21は、入力層が1
6個のニュ−ロン、中間層が16個のニュ−ロン、出力
層が16個のニュ−ロン、からなるニュ−ラルネットワ
−クが構成されたことに相当する。
The optical arithmetic unit 21 of this embodiment has an input layer of 1
This corresponds to the construction of a neural network composed of 6 neurons, 16 intermediate layers and 16 output layers.

【0047】この光演算装置21を用いて、入力文字の
認識をさせたところ、ほぼ100%の認識率が得られ、
学習の収束度も5〜10倍速くなった。このように、本
発明の光演算装置を用いることにより、容易に階層型ニ
ューラルネットワークを構成することが可能になる。
When the input character is recognized using this optical arithmetic unit 21, a recognition rate of almost 100% is obtained,
The degree of convergence of learning is also 5 to 10 times faster. As described above, by using the optical arithmetic unit of the present invention, it becomes possible to easily construct a hierarchical neural network.

【0048】[0048]

【発明の効果】以上詳説したように、本発明の空間光変
調素子によれば、ビスマスとシリコンとを主成分とする
複合酸化物薄膜の高抵抗性、高絶縁性及び高誘電率のた
め、EL層等の蛍光体薄膜に高い電界を印加することが
でき、光変調効率を向上させることができる。また、複
合酸化物薄膜の中の酸化シリコンの分子比率が4%から
20%の範囲であることにより、変調光消光比(ON/
OFF比)が大きくなり、光の利用効率が向上する。
As described above in detail, according to the spatial light modulator of the present invention, due to the high resistance, high insulation and high dielectric constant of the complex oxide thin film containing bismuth and silicon as the main components, A high electric field can be applied to the phosphor thin film such as the EL layer, and the light modulation efficiency can be improved. Further, since the molecular ratio of silicon oxide in the composite oxide thin film is in the range of 4% to 20%, the modulated light extinction ratio (ON / ON
The OFF ratio) is increased, and the light utilization efficiency is improved.

【0049】また、光導電層を薄く形成することによ
り、素子の空間分解能が向上して、入力画像に対して忠
実で高精度な画像演算処理を行うことができる。また、
蛍光体薄膜の少なくとも一方の面に設けられた絶縁物薄
膜の面に島状の導電膜を少なくとも一個設けることによ
り、島状の導電膜が形成された領域に関する入力光の積
分作用を示し、光の和算処理を行うことが可能になるた
め、所望の積分領域を設定することができ、画像演算対
象となる空間領域設定の自由度が高くなる。
Further, by forming the photoconductive layer thinly, the spatial resolution of the element is improved, and it is possible to perform a faithful and highly accurate image calculation process for the input image. Also,
By providing at least one island-shaped conductive film on the surface of the insulator thin film provided on at least one surface of the phosphor thin film, the integrated action of the input light on the region where the island-shaped conductive film is formed is shown. Since it is possible to perform the summation processing of, the desired integration area can be set, and the degree of freedom in setting the spatial area to be the image calculation target increases.

【0050】また、蛍光体薄膜が発光活性物質を含む硫
化亜鉛を主成分とする発光体層であることにより、光変
調層が急俊な閾値特性となり、安定で且つ精度の良い閾
値処理が可能となる。また、発光活性物質として前記グ
ループの中から選択することにより、ELの発光強度が
大きくなって効率の良い演算処理が可能になると共に、
所望の発光スペクトルを任意選択することにより、複数
の空間光変調素子を使用する場合に各素子間の光分離特
性が向上し、階層型ニューラルネットワークを構成する
ことが容易になる。また、本発明の光演算装置によれ
ば、光演算装置の階層化が、簡単な光学系で容易に実現
することが可能になり、ニュ−ロコンピュ−ティングに
必要な光和算及び閾値処理機能を高速に行うことができ
る。
Further, since the phosphor thin film is a light emitting layer containing zinc sulfide containing a light emitting active substance as a main component, the light modulating layer has abrupt threshold characteristics, and stable and accurate threshold processing is possible. Becomes Further, by selecting from the above-mentioned group as the luminescent active substance, the luminescence intensity of EL becomes large and efficient calculation processing becomes possible.
By arbitrarily selecting a desired emission spectrum, when a plurality of spatial light modulators are used, the light separation characteristic between the respective devices is improved, and it becomes easy to construct a hierarchical neural network. Further, according to the optical arithmetic device of the present invention, the hierarchical structure of the optical arithmetic device can be easily realized by a simple optical system, and the optical summing and threshold processing functions required for neurocomputing are provided. Can be done at high speed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の空間光変調素子の一実施例の断面図で
ある。
FIG. 1 is a sectional view of an embodiment of a spatial light modulator of the present invention.

【図2】図1に示す電極8の平面図の一例である。FIG. 2 is an example of a plan view of an electrode 8 shown in FIG.

【図3】本発明の空間光変調素子のBSO薄膜に関し
て、酸化シリコンの分子比率を変化させたときの光導電
率と暗導電率の比を示すグラフである。
FIG. 3 is a graph showing the ratio of photoconductivity to dark conductivity when the molecular ratio of silicon oxide is changed in the BSO thin film of the spatial light modulator of the present invention.

【図4】本発明の空間光変調素子の他の一実施例の断面
図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view of another embodiment of the spatial light modulator of the present invention.

【図5】図4に示す導電膜13の平面図の一例である。5 is an example of a plan view of a conductive film 13 shown in FIG.

【図6】各種材料を用いて光導電層と光変調層を組み合
わせた空間光変調素子の入出力特性を示すグラフであ
る。
FIG. 6 is a graph showing input / output characteristics of a spatial light modulation element in which a photoconductive layer and a light modulation layer are combined using various materials.

【図7】BSO薄膜の光導電率の波長依存性を示すグラ
フである。
FIG. 7 is a graph showing wavelength dependence of photoconductivity of a BSO thin film.

【図8】ZnS:Mnの発光スペクトルを示すグラフで
ある。
FIG. 8 is a graph showing an emission spectrum of ZnS: Mn.

【図9】神経ネットワークモデルの説明図である。FIG. 9 is an explanatory diagram of a neural network model.

【図10】本発明の光演算装置の一実施例の概略的斜視
図である。
FIG. 10 is a schematic perspective view of an embodiment of the optical arithmetic unit of the present invention.

【図11】図11aは光導電層と反射型液晶層の4×4
マトリクスの組み合わせからなる第2の空間光変調素子
27の一例の断面図であり、図11bは電極33の平面
図の一例である。
FIG. 11a is a 4 × 4 photoconductive layer and a reflective liquid crystal layer.
FIG. 11B is a cross-sectional view of an example of the second spatial light modulator 27 formed of a combination of matrices, and FIG. 11B is an example of a plan view of the electrode 33.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 空間光変調素子 3 絶縁性基板 4 透明電極 5 BSO薄膜 6 蛍光体薄膜 7 絶縁膜 8 電極 9 交流電源 10 光入力 11 光出力 13 導電膜 14 絶縁膜 15 透明電極 20 入力文字 21 光演算装置 22 第1のレンズアレイ 23 第1の光学マスク 24 第1の空間光変調素子 25 第2のレンズアレイ 26 第2の光学マスク 27 第2の空間光変調素子 30、38 ガラス基板 31、37 ITO透明電極 32 a−Si:H光導電層 33 Al電極 34、36 配向膜 35 強誘電性液晶 1 Spatial light modulator 3 Insulating substrate 4 transparent electrodes 5 BSO thin film 6 Phosphor thin film 7 Insulating film 8 electrodes 9 AC power supply 10 optical input 11 optical output 13 Conductive film 14 Insulating film 15 Transparent electrode 20 input characters 21 Optical computing device 22 First lens array 23 First optical mask 24 First spatial light modulator 25 Second lens array 26 Second optical mask 27 Second spatial light modulator 30, 38 glass substrate 31, 37 ITO transparent electrode 32 a-Si: H photoconductive layer 33 Al electrode 34, 36 Alignment film 35 Ferroelectric liquid crystal

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宮内 美智博 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 滝本 昭雄 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 小川 久仁 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内   ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Michihiro Miyauchi             1006 Kadoma, Kadoma-shi, Osaka Matsushita Electric             Sangyo Co., Ltd. (72) Inventor Akio Takimoto             1006 Kadoma, Kadoma-shi, Osaka Matsushita Electric             Sangyo Co., Ltd. (72) Inventor Kuni Ogawa             1006 Kadoma, Kadoma-shi, Osaka Matsushita Electric             Sangyo Co., Ltd.

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 蛍光体薄膜の少なくとも一方の面に、少
なくともビスマスとシリコンとを主成分とする複合酸化
物薄膜を設けることを特徴とする空間光変調素子。
1. A spatial light modulator comprising a phosphor thin film and a composite oxide thin film containing at least bismuth and silicon as main components provided on at least one surface of the phosphor thin film.
【請求項2】 蛍光体薄膜の少なくとも一方の面に絶縁
物薄膜を設け、前記絶縁物薄膜の面に島状の導電膜を少
なくとも一個設け、前記絶縁物薄膜又は前記導電膜の面
に少なくともビスマスとシリコンとを主成分とする複合
酸化物薄膜を設けることを特徴とする空間光変調素子。
2. An insulator thin film is provided on at least one surface of a phosphor thin film, at least one island-shaped conductive film is provided on the surface of the insulator thin film, and at least bismuth is provided on the surface of the insulator thin film or the conductive film. A spatial light modulator comprising: a composite oxide thin film containing silicon and silicon as main components.
【請求項3】 蛍光体薄膜が、発光活性物質を含む硫化
亜鉛を主成分とする発光体層である請求項1又は2に記
載の空間光変調素子。
3. The spatial light modulator according to claim 1, wherein the phosphor thin film is a light emitting layer whose main component is zinc sulfide containing a light emitting active substance.
【請求項4】 発光活性物質が、Mn,Cu,Ag,A
l,Tb,Dy,Er,Pr,Sm,Ho,Tm及びこ
れらのハロゲン化物からなるグループのなかから選ばれ
た少なくとも一種である請求項3に記載の空間光変調素
子。
4. The luminescent active material is Mn, Cu, Ag, A
The spatial light modulator according to claim 3, wherein the spatial light modulator is at least one selected from the group consisting of 1, Tb, Dy, Er, Pr, Sm, Ho, Tm and their halides.
【請求項5】 複合酸化物薄膜の中の酸化シリコンの分
子比率が4%から20%の範囲である請求項1又は2に
記載の空間光変調素子。
5. The spatial light modulator according to claim 1, wherein the molecular ratio of silicon oxide in the composite oxide thin film is in the range of 4% to 20%.
【請求項6】 蛍光体薄膜の少なくとも一方の面に絶縁
物薄膜を設け、前記絶縁物薄膜の面に島状の導電膜を少
なくとも一個設け、前記絶縁物薄膜又は前記導電膜の面
に少なくともビスマスとシリコンとを主成分とする複合
酸化物薄膜を設けた空間光変調素子と、光学マスクと、
二次元レンズアレイとを少なくとも備えることを特徴と
する光演算装置。
6. An insulator thin film is provided on at least one surface of the phosphor thin film, at least one island-shaped conductive film is provided on the surface of the insulator thin film, and at least bismuth is provided on the surface of the insulator thin film or the conductive film. A spatial light modulator provided with a composite oxide thin film containing silicon and silicon as main components, an optical mask,
An optical arithmetic device comprising at least a two-dimensional lens array.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023139922A1 (en) * 2022-01-20 2023-07-27 株式会社フジクラ Optical computation device and optical computation method

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