JPH07168201A - 集積型電気光学液晶装置およびその装置を用いる方法 - Google Patents
集積型電気光学液晶装置およびその装置を用いる方法Info
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-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
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- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/136—Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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-
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明の目的は、対象物のエッジの位置を検
出すること、及び対象物の動きを検出することのできる
光学装置を提供することである。 【構成】 本発明の集積型電気光学装置は液晶光変調層
を有する装置であって、光電子検出器層、及び該光電子
検出器層上に重畳された光吸収手段を有している。該光
吸収手段は偏光された光を吸収する手段であって、積算
偏光検光子を形成する。該光電子検出器層は、該光吸収
手段を介して該光変調層によってなされた光学処理の結
果を検出する。
出すること、及び対象物の動きを検出することのできる
光学装置を提供することである。 【構成】 本発明の集積型電気光学装置は液晶光変調層
を有する装置であって、光電子検出器層、及び該光電子
検出器層上に重畳された光吸収手段を有している。該光
吸収手段は偏光された光を吸収する手段であって、積算
偏光検光子を形成する。該光電子検出器層は、該光吸収
手段を介して該光変調層によってなされた光学処理の結
果を検出する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、集積型電気光学液晶装
置及びその装置を用いる方法に関する。そのような装置
は、光画像の、不揮発性メモリを任意に伴う動的光フィ
ルタリングなどの画像処理、パターン認識、および光学
処理のために用いられ得る。
置及びその装置を用いる方法に関する。そのような装置
は、光画像の、不揮発性メモリを任意に伴う動的光フィ
ルタリングなどの画像処理、パターン認識、および光学
処理のために用いられ得る。
【０００２】
【従来の技術】液晶層は、隣接する電子バックプレーン
によって制御される光変調器として公知である。典型的
には、強誘電性液晶セルが用いられ、シリコンまたはガ
リウムヒ素のバックプレーンが用いられる。そのような
光変調器の並列入出力能力は同一集積回路上で局所的に
電子処理を行うことによって実現される。つまり、画像
は透明液晶を介して電子バックプレーン内へ読み込ま
れ、閾値を越えたものが、ピクセル化された変調器パッ
ドへ適切な電圧を印加することによって液晶に記録され
る。その後、閾値を越えた画像は、液晶を透過してバッ
クプレーンから反射した読み出し光によって並列的に読
み出され得る。そのような構成は、"The design of sma
rt SLMs and applications in optical systems", D. V
ass et al, Applied Optics and O-E Conf, Nottingham
[1990]において開示されている。
によって制御される光変調器として公知である。典型的
には、強誘電性液晶セルが用いられ、シリコンまたはガ
リウムヒ素のバックプレーンが用いられる。そのような
光変調器の並列入出力能力は同一集積回路上で局所的に
電子処理を行うことによって実現される。つまり、画像
は透明液晶を介して電子バックプレーン内へ読み込ま
れ、閾値を越えたものが、ピクセル化された変調器パッ
ドへ適切な電圧を印加することによって液晶に記録され
る。その後、閾値を越えた画像は、液晶を透過してバッ
クプレーンから反射した読み出し光によって並列的に読
み出され得る。そのような構成は、"The design of sma
rt SLMs and applications in optical systems", D. V
ass et al, Applied Optics and O-E Conf, Nottingham
[1990]において開示されている。
【０００３】英国特許第2,227,853号および英国特許第
2,216,280号は、アモルファスシリコンのような光導電
体を有する空間光変調器を開示している。光導電体は、
ミラーによってネマティック液晶から分離される。ミラ
ーは読み出し光と書き込み光とを分離し、読み出し光の
光導電体に対する効力を低下させる。光導電体はデータ
を空間光変調器に光学的に書き込むためにのみ用いられ
る。
2,216,280号は、アモルファスシリコンのような光導電
体を有する空間光変調器を開示している。光導電体は、
ミラーによってネマティック液晶から分離される。ミラ
ーは読み出し光と書き込み光とを分離し、読み出し光の
光導電体に対する効力を低下させる。光導電体はデータ
を空間光変調器に光学的に書き込むためにのみ用いられ
る。
【０００４】英国特許第2,227,902号は、液晶空間光変
調器が２つの光導電層の間に配された構成を開示してい
る。光導電層はこの構造の両側からデータを空間光変調
器に光学的に書き込むためにのみ用いられる。
調器が２つの光導電層の間に配された構成を開示してい
る。光導電層はこの構造の両側からデータを空間光変調
器に光学的に書き込むためにのみ用いられる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】液晶材料のほとんど
は、光変調を行うために光の偏光状態を検光するための
素子を必要とし、上述したタイプの装置は、液晶にすで
に記憶された画像を電子バックプレーン上に直接読み出
すことができなかった。
は、光変調を行うために光の偏光状態を検光するための
素子を必要とし、上述したタイプの装置は、液晶にすで
に記憶された画像を電子バックプレーン上に直接読み出
すことができなかった。
【０００６】本発明はこのような現状に鑑みてなされた
ものであり、２つの画像を液晶面内あるいはその付近で
同時に処理することが可能であり、そのことにより、対
象物のエッジ及び／または動きを高精度で検出すること
のできる小型で安価な集積型電気光学装置及び撮像装置
を提供すること、ならびにこれらを用いる方法を提供す
ることが本発明の目的である。
ものであり、２つの画像を液晶面内あるいはその付近で
同時に処理することが可能であり、そのことにより、対
象物のエッジ及び／または動きを高精度で検出すること
のできる小型で安価な集積型電気光学装置及び撮像装置
を提供すること、ならびにこれらを用いる方法を提供す
ることが本発明の目的である。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の集積型電気光学
装置は、液晶光変調層を備えた集積型電気光学装置であ
って、光電子検出器層、及び該検出器層上に重畳された
光吸収手段を有しており、該光吸収手段は偏光された光
を吸収する手段であって積算偏光検光子を形成し、該光
電子検出器層は該光吸収手段を介して該光変調層によっ
てなされた光学処理の結果を検出するように配置されて
おり、そのことにより上記目的が達成される。
装置は、液晶光変調層を備えた集積型電気光学装置であ
って、光電子検出器層、及び該検出器層上に重畳された
光吸収手段を有しており、該光吸収手段は偏光された光
を吸収する手段であって積算偏光検光子を形成し、該光
電子検出器層は該光吸収手段を介して該光変調層によっ
てなされた光学処理の結果を検出するように配置されて
おり、そのことにより上記目的が達成される。
【０００８】前記光変調層は、電気制御信号に応答して
前記光電子検出器層に入射する偏光された光の量を変化
させてもよい。
前記光電子検出器層に入射する偏光された光の量を変化
させてもよい。
【０００９】前記光変調層および前記光吸収手段は、電
気制御信号に応答して偏光された光の吸収を変化させて
もよい。
気制御信号に応答して偏光された光の吸収を変化させて
もよい。
【００１０】前記光変調層および前記光吸収手段は、異
方性色素を用いたゲストホスト型であってもよい。
方性色素を用いたゲストホスト型であってもよい。
【００１１】前記色素は二色性であってもよい。
【００１２】前記光吸収手段は偏光子であり、該偏光子
は前記光電子検出器層と組み合わせられていてもよい。
は前記光電子検出器層と組み合わせられていてもよい。
【００１３】前記偏光子と光電子検出器層との組み合わ
せは、相互嵌合された指状の金属-半導体-金属検出器の
アレイを備えていてもよい。
せは、相互嵌合された指状の金属-半導体-金属検出器の
アレイを備えていてもよい。
【００１４】前記偏光子と光電子検出器層との組み合わ
せは、前記光変調層と前記光電子検出器層との間に配さ
れる光偏光層を備えていてもよい。
せは、前記光変調層と前記光電子検出器層との間に配さ
れる光偏光層を備えていてもよい。
【００１５】前記偏光子は電極のアレイを備えており、
該電極のそれぞれが光偏光を行うように配置された電気
的伝導性を有する素子を有していてもよい。
該電極のそれぞれが光偏光を行うように配置された電気
的伝導性を有する素子を有していてもよい。
【００１６】前記光電子検出器層はシリコンを有してい
てもよい。
てもよい。
【００１７】前記シリコンはアモルファスシリコンであ
ってもよい。
ってもよい。
【００１８】前記装置はアモルファスシリコン層をさら
に備えており、前記光変調層は前記光電子検出器層と該
アモルファスシリコン層との間に配されていてもよい。
に備えており、前記光変調層は前記光電子検出器層と該
アモルファスシリコン層との間に配されていてもよい。
【００１９】前記光電子検出器層はガリウムヒ素を有し
ていてもよい。
ていてもよい。
【００２０】前記光電子検出器層は光導電体をさらに備
えていてもよい。
えていてもよい。
【００２１】前記装置は、前記光光電子検出器層と前記
光変調層との間に配された光導電体をさらに備えていて
もよい。
光変調層との間に配された光導電体をさらに備えていて
もよい。
【００２２】前記装置は、フィルタ画像を前記光変調層
に書き込むフィルタ画像書き込み手段をさらに備えてい
てもよい。
に書き込むフィルタ画像書き込み手段をさらに備えてい
てもよい。
【００２３】前記装置は、前記光変調層をピクセル化す
るためのパターン化された電極をさらに備えていてもよ
い。
るためのパターン化された電極をさらに備えていてもよ
い。
【００２４】前記光電子検出器層は光検出器のアレイを
備え、前記装置はレンズのアレイをさらに備えており、
該光検出器のうち少なくとも１つは前記光変調層および
前記光吸収手段を介して各レンズから光を受け取るよう
に配置されていてもよい。
備え、前記装置はレンズのアレイをさらに備えており、
該光検出器のうち少なくとも１つは前記光変調層および
前記光吸収手段を介して各レンズから光を受け取るよう
に配置されていてもよい。
【００２５】前記パターン化された電極は、前記光検出
器のそれぞれに隣接して配される少なくとも１つの液晶
層ピクセルを規定してもよい。
器のそれぞれに隣接して配される少なくとも１つの液晶
層ピクセルを規定してもよい。
【００２６】前記装置は、前記光導電体に画像を光学的
に与える手段、および、該画像の閾値を越えたものを前
記光変調層に記憶させるように該光変調層に電圧を印加
する手段をさらに備えていてもよい。
に与える手段、および、該画像の閾値を越えたものを前
記光変調層に記憶させるように該光変調層に電圧を印加
する手段をさらに備えていてもよい。
【００２７】前記装置は、前記光変調層に入射する光を
偏光させる入力偏光子をさらに備えていてもよい。
偏光させる入力偏光子をさらに備えていてもよい。
【００２８】前記装置は、入力画像を形成するための開
口およびフィールドレンズをさらに備えていてもよい。
口およびフィールドレンズをさらに備えていてもよい。
【００２９】前記光変調層の液晶は強誘電性液晶であっ
てもよい。
てもよい。
【００３０】前記光電子検出器層は、ピクセル化された
光電子検出器アレイを有しており、該検出器アレイの各
ピクセルには前記光変調層の複数のピクセルが対応して
もよい。
光電子検出器アレイを有しており、該検出器アレイの各
ピクセルには前記光変調層の複数のピクセルが対応して
もよい。
【００３１】前記集積型電気光学装置を備えた本発明の
撮像装置は、前記光変調層の前記ピクセルをグループと
してアドレスする手段、および、前記検出器アレイの全
てのピクセルにわたってリンクされた光シャッタをシミ
ュレートするように該グループを選択的に透過性または
吸収性とする電子制御手段を備えており、該グループの
それぞれは該検出器アレイの各ピクセルに対応する該光
変調器の該複数のピクセルのうち１つのピクセルからな
り、そのことにより上記目的を達成することができる。
撮像装置は、前記光変調層の前記ピクセルをグループと
してアドレスする手段、および、前記検出器アレイの全
てのピクセルにわたってリンクされた光シャッタをシミ
ュレートするように該グループを選択的に透過性または
吸収性とする電子制御手段を備えており、該グループの
それぞれは該検出器アレイの各ピクセルに対応する該光
変調器の該複数のピクセルのうち１つのピクセルからな
り、そのことにより上記目的を達成することができる。
【００３２】上記撮像装置は、対象物の一連の画像を取
ることによって、該対象物のエッジを検出するかまたは
該対象物の動きを検出する撮像装置であって、前記光変
調層の平面に該対象物を結像する光学装置をさらに備え
ていてもよい。
ることによって、該対象物のエッジを検出するかまたは
該対象物の動きを検出する撮像装置であって、前記光変
調層の平面に該対象物を結像する光学装置をさらに備え
ていてもよい。
【００３３】本発明の方法は、前記撮像装置を用いて対
象物のエッジ位置を検出する方法であって、前記複数の
ピクセルのピクセル間の間隔に応じて、対象物平面にお
いて間隔を有する該対象物の異なる画像を順次生成する
ように前記光変調層のピクセルの様々なグループを制御
する工程と、そのような画像のうち最初の画像を検出す
る工程と、ピクセルの他のグループに該画像を記憶する
工程と、該最初の画像に従ってすでに変調された該ピク
セルの他のグループを介して第２の画像を透過させる工
程と、該第１および第２の画像間の差を表す放射光を前
記検出器アレイ上に読み出す工程とを包含しており、そ
のことにより上記目的を達成することができる。
象物のエッジ位置を検出する方法であって、前記複数の
ピクセルのピクセル間の間隔に応じて、対象物平面にお
いて間隔を有する該対象物の異なる画像を順次生成する
ように前記光変調層のピクセルの様々なグループを制御
する工程と、そのような画像のうち最初の画像を検出す
る工程と、ピクセルの他のグループに該画像を記憶する
工程と、該最初の画像に従ってすでに変調された該ピク
セルの他のグループを介して第２の画像を透過させる工
程と、該第１および第２の画像間の差を表す放射光を前
記検出器アレイ上に読み出す工程とを包含しており、そ
のことにより上記目的を達成することができる。
【００３４】また、本発明の方法は、前記撮像装置を用
いて対象物の動きを検出する方法であって、該対象物の
異なる画像を順次生成するように前記光変調層のピクセ
ルの様々なグループを制御する工程と、そのような画像
のうち最初の画像を検出する工程と、ピクセルの他のグ
ループに該画像を記憶する工程と、該最初の画像に従っ
てすでに変調された該ピクセルの他のグループを介して
該対象物の第２の画像を透過させる工程と、該第１およ
び第２の画像間の差を表す放射光を前記検出器アレイ上
に読み出す工程とを包含しており、そのことにより上記
目的を達成することができる。。
いて対象物の動きを検出する方法であって、該対象物の
異なる画像を順次生成するように前記光変調層のピクセ
ルの様々なグループを制御する工程と、そのような画像
のうち最初の画像を検出する工程と、ピクセルの他のグ
ループに該画像を記憶する工程と、該最初の画像に従っ
てすでに変調された該ピクセルの他のグループを介して
該対象物の第２の画像を透過させる工程と、該第１およ
び第２の画像間の差を表す放射光を前記検出器アレイ上
に読み出す工程とを包含しており、そのことにより上記
目的を達成することができる。。
【００３５】また、本発明の方法は、前記撮像装置の液
晶光変調層に予め記憶された画像を読み出す方法であっ
て、前記光吸収手段によって検光された後に前記検出層
によって放出ビームが検出されるように、偏光された光
ビームを前記光変調層を透過させる工程を包含してお
り、そのことによって上記目的を達成することができ
る。
晶光変調層に予め記憶された画像を読み出す方法であっ
て、前記光吸収手段によって検光された後に前記検出層
によって放出ビームが検出されるように、偏光された光
ビームを前記光変調層を透過させる工程を包含してお
り、そのことによって上記目的を達成することができ
る。
【００３６】前記ビームを前記光変調層を透過させる前
に、テスト画像に応じて該ビームを変調し、それによっ
て該テスト画像と前記記憶された画像との間の差を検出
してもよい。
に、テスト画像に応じて該ビームを変調し、それによっ
て該テスト画像と前記記憶された画像との間の差を検出
してもよい。
【００３７】前記画像の記憶が、前記光変調層上に対象
物を光学的に結像し、該像を検出し、それによって、該
像を前記液晶光変調層に記憶させることによってなされ
てもよい。
物を光学的に結像し、該像を検出し、それによって、該
像を前記液晶光変調層に記憶させることによってなされ
てもよい。
【００３８】前記画像の記憶が、該画像を示すデータを
電子的に記憶し、そのデータを用いて前記光変調層をア
ドレスすることによって該画像をその中に記憶すること
によってなされてもよい。
電子的に記憶し、そのデータを用いて前記光変調層をア
ドレスすることによって該画像をその中に記憶すること
によってなされてもよい。
【００３９】前記装置は、前記光変調層および前記光吸
収手段と協同して、光学情報の空間的変化を前記光電子
検出器層での対応する強度パターンに変換する光学素子
をさらに備えていてもよい。
収手段と協同して、光学情報の空間的変化を前記光電子
検出器層での対応する強度パターンに変換する光学素子
をさらに備えていてもよい。
【００４０】前記光学素子は、光カラーフィルタであっ
てもよい。
てもよい。
【００４１】前記光学素子は、光干渉計であってもよ
い。
い。
【００４２】前記光学素子は、リタデーション素子およ
び偏光子を含んでもよい。
び偏光子を含んでもよい。
【００４３】前記光学素子は、光同位相波面を空間的に
サンプリングするためのマイクロオプティックアレイを
有していてもよい。
サンプリングするためのマイクロオプティックアレイを
有していてもよい。
【００４４】
【作用】液晶層と電子的検出層との間に集積偏光素子を
設けることによって、集積装置の安定性、サイズ及び解
像度という利点を維持しながら、液晶の面内で画像を処
理することができるようになる。例えば、第１の画像を
液晶層に記憶し、その層を透過する第２の画像を変調す
るためにそれを用い、検出面において放射光を検出する
ことによって、装置を新規のフィルタとして用いること
ができる。
設けることによって、集積装置の安定性、サイズ及び解
像度という利点を維持しながら、液晶の面内で画像を処
理することができるようになる。例えば、第１の画像を
液晶層に記憶し、その層を透過する第２の画像を変調す
るためにそれを用い、検出面において放射光を検出する
ことによって、装置を新規のフィルタとして用いること
ができる。
【００４５】ゲストホスト二色性色素とも呼ばれる異方
性色素を液晶に混合した液晶装置によって、液晶層は偏
光子としても機能することができる。そのような液晶材
料がダイレクトイメージングを達成するために、同様の
方法で用いられ得ることを本発明の発明者は発見した。
従って、本発明は、ピクセル化された液晶層および重畳
された電子的検出層を備えた集積型電気光学装置も提供
する。このピクセル化された液晶層のピクセルは電気制
御信号に応答して、偏光された光の吸収を変化させる。
性色素を液晶に混合した液晶装置によって、液晶層は偏
光子としても機能することができる。そのような液晶材
料がダイレクトイメージングを達成するために、同様の
方法で用いられ得ることを本発明の発明者は発見した。
従って、本発明は、ピクセル化された液晶層および重畳
された電子的検出層を備えた集積型電気光学装置も提供
する。このピクセル化された液晶層のピクセルは電気制
御信号に応答して、偏光された光の吸収を変化させる。
【００４６】現在使用可能な集積型光変調装置に伴う他
の問題点は、対象物と装置の検出器アレイとの間の光学
的リンクが変えられないことである。すなわち、装置の
空間解像度は予め決定されなくてはならない。
の問題点は、対象物と装置の検出器アレイとの間の光学
的リンクが変えられないことである。すなわち、装置の
空間解像度は予め決定されなくてはならない。
【００４７】ピクセル化された光電子的検出器アレイ上
にピクセル化された液晶光変調層を有する集積型電気光
学装置を提供することができる。この装置において、検
出器アレイの各ピクセルに対して液晶層の複数のピクセ
ルが対応している。以下に実施例を用いて説明するよう
に、このような構成によって、液晶層は検出器アレイの
ためのシャッターとして効果的に働くことができる。こ
のような構成は多くの有用な用途を有している。この装
置は対象物のエッジ位置を検出する方法において用いら
れることができる。また、この装置は対象物の動きを検
出する方法において用いられることができる。本発明の
このような局面による装置のさらに他の用途は、本願の
同時係属出願である英国特許出願第9319619.4号におい
て開示され特許請求されている。
にピクセル化された液晶光変調層を有する集積型電気光
学装置を提供することができる。この装置において、検
出器アレイの各ピクセルに対して液晶層の複数のピクセ
ルが対応している。以下に実施例を用いて説明するよう
に、このような構成によって、液晶層は検出器アレイの
ためのシャッターとして効果的に働くことができる。こ
のような構成は多くの有用な用途を有している。この装
置は対象物のエッジ位置を検出する方法において用いら
れることができる。また、この装置は対象物の動きを検
出する方法において用いられることができる。本発明の
このような局面による装置のさらに他の用途は、本願の
同時係属出願である英国特許出願第9319619.4号におい
て開示され特許請求されている。
【００４８】本発明の他の実施態様において、レンズの
アレイが提供され、検出層は光検出器のアレイを備えて
おり、少なくとも１つの光検出器が光変調層および吸収
手段を介して各レンズからの光を受け取るように配置さ
れている。
アレイが提供され、検出層は光検出器のアレイを備えて
おり、少なくとも１つの光検出器が光変調層および吸収
手段を介して各レンズからの光を受け取るように配置さ
れている。
【００４９】従って、電気光学手段によって液晶に画像
を記憶させることを可能とし、液晶に格納された各画像
によって変調された画像の並列検出も可能とする装置を
提供することができる。
を記憶させることを可能とし、液晶に格納された各画像
によって変調された画像の並列検出も可能とする装置を
提供することができる。
【００５０】各レンズは各光検出器と対応させられるこ
とができる。各光検出器に隣接する液晶光変調層は、多
ピクセル画像を記憶するように配置されることができ
る。このようにフィルタ画像は、レンズに対応する検出
器アレイの個々の検出器のそれぞれに対して記憶され
る。光検出器のアレイとフィルタ画像の並列更新との組
み合わせによって、高速の自己整合的な画像の記憶およ
び処理が可能となる。従って、高解像度を有する安価な
装置を提供することができる。
とができる。各光検出器に隣接する液晶光変調層は、多
ピクセル画像を記憶するように配置されることができ
る。このようにフィルタ画像は、レンズに対応する検出
器アレイの個々の検出器のそれぞれに対して記憶され
る。光検出器のアレイとフィルタ画像の並列更新との組
み合わせによって、高速の自己整合的な画像の記憶およ
び処理が可能となる。従って、高解像度を有する安価な
装置を提供することができる。
【００５１】光検出器は半導体から形成されることが好
ましい。適切な半導体には、アモルファスシリコン、結
晶シリコン、ガリウムヒ素および半導体の混合物が含ま
れる。光検出器は、光導電体と結合しているか、あるい
は光導電体として機能することが好ましい。
ましい。適切な半導体には、アモルファスシリコン、結
晶シリコン、ガリウムヒ素および半導体の混合物が含ま
れる。光検出器は、光導電体と結合しているか、あるい
は光導電体として機能することが好ましい。
【００５２】
【実施例】図１に示される集積型電気光学装置は、ガラ
ス基板１を有しており、ガラス基板１の上には例えばイ
ンジウム錫酸化物（ＩＴＯ）からなる透明平面電極２が
形成されている。アモルファスシリコン層３が電極２の
上に形成されており、ピクセル化されていない検出層を
構成している。もう１つのガラス基板４とアモルファス
シリコン層３との間には、ＩＴＯからなる他の透明平面
電極５が形成されている。液晶および偏光子の組み合わ
せ層６が電極５とアモルファスシリコン層３との間に挟
まれている。この組み合わせ層６は二色性色素を混合し
た強誘電性液晶（ＦＬＣ）を有している。液晶に溶解さ
れた異方性色素（ゲストホスト型液晶層）は偏光依存吸
収性を持ち、集積検光子として働く。そのようなＦＬＣ
装置は、一般的に、偏光された光に対して１０：１のオ
ン／オフコントラスト比を達成することができる。
ス基板１を有しており、ガラス基板１の上には例えばイ
ンジウム錫酸化物（ＩＴＯ）からなる透明平面電極２が
形成されている。アモルファスシリコン層３が電極２の
上に形成されており、ピクセル化されていない検出層を
構成している。もう１つのガラス基板４とアモルファス
シリコン層３との間には、ＩＴＯからなる他の透明平面
電極５が形成されている。液晶および偏光子の組み合わ
せ層６が電極５とアモルファスシリコン層３との間に挟
まれている。この組み合わせ層６は二色性色素を混合し
た強誘電性液晶（ＦＬＣ）を有している。液晶に溶解さ
れた異方性色素（ゲストホスト型液晶層）は偏光依存吸
収性を持ち、集積検光子として働く。そのようなＦＬＣ
装置は、一般的に、偏光された光に対して１０：１のオ
ン／オフコントラスト比を達成することができる。
【００５３】図１に示される装置は、新規の光学フィル
タとして用いられ得る。ＦＬＣに記憶される画像を用い
て空間的に変調された光はガラス基板１および電極２を
通ってアモルファスシリコン層３上へ向かう。アモルフ
ァスシリコンは画像に対応する電荷キャリアパターンを
生成し、電極２および電極５の間に適切な電位差を印加
することによって、電荷がＦＬＣへ注入され、記憶され
るべき画像に対応する不揮発画像がＦＬＣに記憶され
る。
タとして用いられ得る。ＦＬＣに記憶される画像を用い
て空間的に変調された光はガラス基板１および電極２を
通ってアモルファスシリコン層３上へ向かう。アモルフ
ァスシリコンは画像に対応する電荷キャリアパターンを
生成し、電極２および電極５の間に適切な電位差を印加
することによって、電荷がＦＬＣへ注入され、記憶され
るべき画像に対応する不揮発画像がＦＬＣに記憶され
る。
【００５４】フィルタされるべき画像を用いて空間的に
変調された光は基板４および電極５を通って進む。正し
い動作のために、光は適切に偏光されることが必要であ
り、これによって、空間的に変調された光が基板４上に
配置された偏光子（不図示）を通過することができる。
フィルタされるべき画像はＦＬＣに記憶された画像によ
ってフィルタされる。ＦＬＣに記憶された画像を変化さ
せないように振幅または周波数またはその両方を用いて
電極２および５の間に適切な電位差を印加する場合、ア
モルファスシリコン層３に流れる電流をモニタすること
によって、それらの画像の差分を定量的に検出すること
ができる。
変調された光は基板４および電極５を通って進む。正し
い動作のために、光は適切に偏光されることが必要であ
り、これによって、空間的に変調された光が基板４上に
配置された偏光子（不図示）を通過することができる。
フィルタされるべき画像はＦＬＣに記憶された画像によ
ってフィルタされる。ＦＬＣに記憶された画像を変化さ
せないように振幅または周波数またはその両方を用いて
電極２および５の間に適切な電位差を印加する場合、ア
モルファスシリコン層３に流れる電流をモニタすること
によって、それらの画像の差分を定量的に検出すること
ができる。
【００５５】ＦＬＣに記憶された画像は新規性が認めら
れるべきフィルタ用画像の光学的反転像である。従っ
て、記憶画像の明るい領域または透明領域は、フィルタ
用画像の暗い領域または不透明な領域に対応する。この
ようにアモルファスシリコン層３は、フィルタされるべ
き画像が明るく、且つ、フィルタ用画像が暗い領域にお
いてのみ光を受け取る。明から暗への変化を検出するた
めに、両画像は反転され、この工程は繰り返される。従
って、装置は画像間の差または変化を検出する。個々の
変化の位置は、アモルファスシリコン層３に別個の
「Ｘ］電極および「Ｙ」電極を設けることによって検出
され得る。ここで、２つの電極によって受け取られた電
流の比が変化の位置を示す。複数の変化の位置検出はア
モルファスシリコン層３にある程度のピクセル化を行う
ことによって達成され得る。
れるべきフィルタ用画像の光学的反転像である。従っ
て、記憶画像の明るい領域または透明領域は、フィルタ
用画像の暗い領域または不透明な領域に対応する。この
ようにアモルファスシリコン層３は、フィルタされるべ
き画像が明るく、且つ、フィルタ用画像が暗い領域にお
いてのみ光を受け取る。明から暗への変化を検出するた
めに、両画像は反転され、この工程は繰り返される。従
って、装置は画像間の差または変化を検出する。個々の
変化の位置は、アモルファスシリコン層３に別個の
「Ｘ］電極および「Ｙ」電極を設けることによって検出
され得る。ここで、２つの電極によって受け取られた電
流の比が変化の位置を示す。複数の変化の位置検出はア
モルファスシリコン層３にある程度のピクセル化を行う
ことによって達成され得る。
【００５６】図２に示される装置は、偏光子としてのＦ
ＬＣ６内で二色性色素を用いることに代えて、別個の金
属偏光子７がＦＬＣ６とアモルファスシリコン層３との
間に設けられている点で図１に示される装置とは異なっ
ている。金属偏光子は以下に説明されるような細長い指
状とすることができる。
ＬＣ６内で二色性色素を用いることに代えて、別個の金
属偏光子７がＦＬＣ６とアモルファスシリコン層３との
間に設けられている点で図１に示される装置とは異なっ
ている。金属偏光子は以下に説明されるような細長い指
状とすることができる。
【００５７】ピクセル化された検出を行うために、図１
および図２の装置は、アモルファスシリコン層３を検出
器アレイに置き換えることにより改造され得る。そのよ
うな構成は、記憶されるべき画像の並列読み込みを可能
としながら、検出器アレイが各変化の位置を直接示すこ
とができるという利点を有している。
および図２の装置は、アモルファスシリコン層３を検出
器アレイに置き換えることにより改造され得る。そのよ
うな構成は、記憶されるべき画像の並列読み込みを可能
としながら、検出器アレイが各変化の位置を直接示すこ
とができるという利点を有している。
【００５８】図３は、アモルファスシリコン層３を検出
器アレイ８と共に用いた装置を示している。検出器アレ
イ８は例えば電荷結合素子（ＣＣＤ）の形態をしてい
る。この装置は、ガラス基板４に代えて検出器アレイ８
が形成された半導体基板９を用いる点で図１に示す装置
とは異なっている。基板９の上表面は分極され、その上
に電極５が形成されている。
器アレイ８と共に用いた装置を示している。検出器アレ
イ８は例えば電荷結合素子（ＣＣＤ）の形態をしてい
る。この装置は、ガラス基板４に代えて検出器アレイ８
が形成された半導体基板９を用いる点で図１に示す装置
とは異なっている。基板９の上表面は分極され、その上
に電極５が形成されている。
【００５９】動作中に、記憶されるべき画像はアモルフ
ァスシリコン層３によって並列に読み込まれる。次に、
検出器アレイ８はフィルタされるべき画像とフィルタ用
画像との間の変化を検出する。検出器アレイ８は「ピク
セル化」されているので、検出された変化の位置を直接
示すことができる。
ァスシリコン層３によって並列に読み込まれる。次に、
検出器アレイ８はフィルタされるべき画像とフィルタ用
画像との間の変化を検出する。検出器アレイ８は「ピク
セル化」されているので、検出された変化の位置を直接
示すことができる。
【００６０】図１〜図３に示される装置の多くの用途に
おいて、記憶能力は十分に長い。しかしながら、アモル
ファスシリコン層３とＩＴＯ電極２との間の接合電位が
原因となってＦＬＣ内の記憶状態が消失する傾向があ
る。また、これらの装置は印加電界に対して非対称に対
応するので、これによって装置を動作させることが幾分
困難となり得る。
おいて、記憶能力は十分に長い。しかしながら、アモル
ファスシリコン層３とＩＴＯ電極２との間の接合電位が
原因となってＦＬＣ内の記憶状態が消失する傾向があ
る。また、これらの装置は印加電界に対して非対称に対
応するので、これによって装置を動作させることが幾分
困難となり得る。
【００６１】図４は、光学的に対称ではないが電気的に
はより対称的である装置を示す。光学的非対称性は、大
きな減衰を伴うことなく片側から装置への光学的アクセ
スを行うために必要である。図４に示される装置は、Ｉ
ＴＯ電極５と強誘電性液晶層６との間にアモルファスシ
リコン層１０が設けられている点で図１に示される装置
とは異なっている。反射を最小とするためには層１０の
厚さは、装置の動作波長の実質的に１／４であることが
好ましい。
はより対称的である装置を示す。光学的非対称性は、大
きな減衰を伴うことなく片側から装置への光学的アクセ
スを行うために必要である。図４に示される装置は、Ｉ
ＴＯ電極５と強誘電性液晶層６との間にアモルファスシ
リコン層１０が設けられている点で図１に示される装置
とは異なっている。反射を最小とするためには層１０の
厚さは、装置の動作波長の実質的に１／４であることが
好ましい。
【００６２】さらに電気的に対称な構造を用いることに
よって、液晶の記憶状態の消失は実質的に低減されるの
で、記憶データの実効保持時間が改善される。さらに、
装置はより電気的に対称であるので、駆動電圧の非対称
性が実質的に低減される。
よって、液晶の記憶状態の消失は実質的に低減されるの
で、記憶データの実効保持時間が改善される。さらに、
装置はより電気的に対称であるので、駆動電圧の非対称
性が実質的に低減される。
【００６３】画像を並列に読み込むためにアモルファス
シリコン層を用いる代わりに、各検出器ピクセルから電
荷が直接注入できる限り、他の形状も用いられ得る。例
えば、各検出器ピクセルは変調用パッドを伴うことが可
能である。その電圧は対応する検出器ピクセルの状態に
応じて変えられる。或いは、検出器ピクセルからメモリ
へ画像データを読み出し、その後、標準の電子的マトリ
クスアドレッシング構造を用いて液晶内へ画像を読み出
すことによって、検出の後に画像を連続的に読み込むこ
ともできる。或いは、アモルファスシリコン層は液晶／
偏光子と検出器アレイとの間に配置されることもでき
る。次に、検出モードにおいてアモルファスシリコンを
動作させることによって画像における変化の量をモニタ
することもできる。検出器アレイに記録された差分画像
のその後の読み出しは、変化量の大きさに応じたものと
されることができるので、「トリガ」信号として働く。
シリコン層を用いる代わりに、各検出器ピクセルから電
荷が直接注入できる限り、他の形状も用いられ得る。例
えば、各検出器ピクセルは変調用パッドを伴うことが可
能である。その電圧は対応する検出器ピクセルの状態に
応じて変えられる。或いは、検出器ピクセルからメモリ
へ画像データを読み出し、その後、標準の電子的マトリ
クスアドレッシング構造を用いて液晶内へ画像を読み出
すことによって、検出の後に画像を連続的に読み込むこ
ともできる。或いは、アモルファスシリコン層は液晶／
偏光子と検出器アレイとの間に配置されることもでき
る。次に、検出モードにおいてアモルファスシリコンを
動作させることによって画像における変化の量をモニタ
することもできる。検出器アレイに記録された差分画像
のその後の読み出しは、変化量の大きさに応じたものと
されることができるので、「トリガ」信号として働く。
【００６４】「異なる画像」の使用の応用を図５（ａ）
〜（ｄ）を参照して説明する。集積回路は欠陥検査を受
ける必要がある。このような検査は、例えば完全な集積
回路またはチップと比較することによって行われる。こ
のチップ検査の例は、比較工程のさらに一般的な応用の
具体例である。ここで、良好に規定された場面の欠陥ま
たは変化が検出される。例えば５０ミクロンまでの高空
間解像度で、ＶＬＳＩチップの特定層上の複合金属パタ
ーンを高速目視検査することが必要である。
〜（ｄ）を参照して説明する。集積回路は欠陥検査を受
ける必要がある。このような検査は、例えば完全な集積
回路またはチップと比較することによって行われる。こ
のチップ検査の例は、比較工程のさらに一般的な応用の
具体例である。ここで、良好に規定された場面の欠陥ま
たは変化が検出される。例えば５０ミクロンまでの高空
間解像度で、ＶＬＳＩチップの特定層上の複合金属パタ
ーンを高速目視検査することが必要である。
【００６５】検査されるべきチップの小さな領域を図５
（ａ）に示す。図５（ａ）において、暗い領域は金属が
あることを示す。完全なチップの対応する領域を図５
（ｂ）に示す。検査の目的は、過剰な金属による短絡ま
たは金属の不足による開回路に対するテストを行うこと
である。この特別なケースでは、一番下の右の四角の中
に開回路がある。チップを斜めから照射する場合、つま
り、暗フィールド照射の場合、短絡は暗いピクセルとし
て識別され、開回路は明るいピクセルとして識別され
る。各ピクセルは図示される領域の１つの四角に対応す
る。図５（ｂ）の完全なチップに対応する画像データは
反転され、電気的にロードされるか或いは光学的に読み
込まれて、図５（ｃ）に示されるようにＦＬＣに記憶さ
れる。検査中のチップは照射されて図５（ｃ）に「ＴＥ
ＳＴ」として示される光ビームを発生し、ＦＬＣの格納
画像と揃えられる。このように、テスト画像は記憶され
反転された完全な画像によってＦＬＣ内で予め処理さ
れ、放射される光ビームはＣＣＤ層による検出のための
差分画像を表す。テスト中のチップが完全であれば、検
出層は全く信号を受け取らない。しかしながら、本実施
例では図５（ｄ）に示すように開回路が異常な明るいピ
クセルを引き起こしており、これが検出層によって検出
される。この明るいピクセルの存在はそのアドレスとし
て検出されることが可能である。
（ａ）に示す。図５（ａ）において、暗い領域は金属が
あることを示す。完全なチップの対応する領域を図５
（ｂ）に示す。検査の目的は、過剰な金属による短絡ま
たは金属の不足による開回路に対するテストを行うこと
である。この特別なケースでは、一番下の右の四角の中
に開回路がある。チップを斜めから照射する場合、つま
り、暗フィールド照射の場合、短絡は暗いピクセルとし
て識別され、開回路は明るいピクセルとして識別され
る。各ピクセルは図示される領域の１つの四角に対応す
る。図５（ｂ）の完全なチップに対応する画像データは
反転され、電気的にロードされるか或いは光学的に読み
込まれて、図５（ｃ）に示されるようにＦＬＣに記憶さ
れる。検査中のチップは照射されて図５（ｃ）に「ＴＥ
ＳＴ」として示される光ビームを発生し、ＦＬＣの格納
画像と揃えられる。このように、テスト画像は記憶され
反転された完全な画像によってＦＬＣ内で予め処理さ
れ、放射される光ビームはＣＣＤ層による検出のための
差分画像を表す。テスト中のチップが完全であれば、検
出層は全く信号を受け取らない。しかしながら、本実施
例では図５（ｄ）に示すように開回路が異常な明るいピ
クセルを引き起こしており、これが検出層によって検出
される。この明るいピクセルの存在はそのアドレスとし
て検出されることが可能である。
【００６６】他の動作は新規なフィルタの実際の形状に
応じて行われることができる。例えば、液晶と検出器ア
レイとの間にアモルファスシリコンを有する装置に対し
ては、差分の「大きさ」は差分画像を読み出すべきかど
うかを決定する前にモニタされることが可能である。
応じて行われることができる。例えば、液晶と検出器ア
レイとの間にアモルファスシリコンを有する装置に対し
ては、差分の「大きさ」は差分画像を読み出すべきかど
うかを決定する前にモニタされることが可能である。
【００６７】しかしながら、ＦＬＣ平面が完全なチップ
の金属がない領域に対する遮光平面として働くので、電
気的な短絡は検出されない。従って、記憶され反転され
た画像を用い、テストチップの明フィールド照射を用い
て第２サイクルの工程を繰り返すことによって、電気的
短絡の必要な情報が提供される。厳密な空間的サイズお
よび適応性の制約を行うことにより、このタイプのテス
トは関連する他の領域にまでも拡大することができるこ
とは明らかである。
の金属がない領域に対する遮光平面として働くので、電
気的な短絡は検出されない。従って、記憶され反転され
た画像を用い、テストチップの明フィールド照射を用い
て第２サイクルの工程を繰り返すことによって、電気的
短絡の必要な情報が提供される。厳密な空間的サイズお
よび適応性の制約を行うことにより、このタイプのテス
トは関連する他の領域にまでも拡大することができるこ
とは明らかである。
【００６８】図６を参照して説明される他の実施例で
は、偏光子／電極層が検出層として同一平面に組み合わ
されている。この組み合わせ層は相互嵌合した指状の金
属-半導体-金属検出器層（ＩＭＳＭ）であり、この層に
おいて、感光性半導体部が上記ＣＣＤ構造の規則的なダ
イオードの代わりに配されている。この層の１ピクセル
を図６に示す。１ピクセルは、平行且つ相互嵌合した指
状の細長い導電体１７および１９にそれぞれ接続された
対向電極１６および１８からなる。相互嵌合した指状の
導電体の櫛形構造は光偏光子およびそれに隣接する液晶
層のための電気的変調器パッドを構成する。各ピクセル
の電圧＋Ｖおよび電圧−Ｖはその意図される使用法に応
じて変えられる。
は、偏光子／電極層が検出層として同一平面に組み合わ
されている。この組み合わせ層は相互嵌合した指状の金
属-半導体-金属検出器層（ＩＭＳＭ）であり、この層に
おいて、感光性半導体部が上記ＣＣＤ構造の規則的なダ
イオードの代わりに配されている。この層の１ピクセル
を図６に示す。１ピクセルは、平行且つ相互嵌合した指
状の細長い導電体１７および１９にそれぞれ接続された
対向電極１６および１８からなる。相互嵌合した指状の
導電体の櫛形構造は光偏光子およびそれに隣接する液晶
層のための電気的変調器パッドを構成する。各ピクセル
の電圧＋Ｖおよび電圧−Ｖはその意図される使用法に応
じて変えられる。
【００６９】画像が読み出される場合、アドレスされた
各ピクセルの電極１６、１８間に電圧が印加される。ピ
クセルは、シャッタ機能を働かせるために直列にアドレ
スされるか、或いは並列にアドレスされることができ
る。電極間に電圧が印加されると、光発生されたキャリ
アが 各電極に集められて電流を発生させる。画像が検
出されると、検出器の両電極１６、１８には適当な電圧
が印加されて、代わりに、櫛形の素子１７、１９上に均
一な電界を伴った変調器パッドとして働く。ＦＬＣおよ
びＩＭＳＭアレイは、光偏光子として働く金属指状部を
伴って上述した新規のフィルタとして働く。例えば、通
常の技術を用いて検出器アレイのピクセルからデータを
クロックすることによって、全ての差分画像データを得
ることができる。
各ピクセルの電極１６、１８間に電圧が印加される。ピ
クセルは、シャッタ機能を働かせるために直列にアドレ
スされるか、或いは並列にアドレスされることができ
る。電極間に電圧が印加されると、光発生されたキャリ
アが 各電極に集められて電流を発生させる。画像が検
出されると、検出器の両電極１６、１８には適当な電圧
が印加されて、代わりに、櫛形の素子１７、１９上に均
一な電界を伴った変調器パッドとして働く。ＦＬＣおよ
びＩＭＳＭアレイは、光偏光子として働く金属指状部を
伴って上述した新規のフィルタとして働く。例えば、通
常の技術を用いて検出器アレイのピクセルからデータを
クロックすることによって、全ての差分画像データを得
ることができる。
【００７０】上述した装置の全ては、装置を場面の変化
のみを記録するカメラとして用いることによってモーシ
ョン検出のために用いられ得る。これは、通信目的で制
限された帯域幅の制約、或いは、特に、記憶された時間
経過を後の時点で見直さなくてはならない場合の記憶制
約を満たすための情報圧縮に対して有効である。また、
装置は対象物のエッジ位置を検出するためにも用いられ
得る。なぜなら、エッジは画像が暗から明または明から
暗に変化する位置を表すからである。
のみを記録するカメラとして用いることによってモーシ
ョン検出のために用いられ得る。これは、通信目的で制
限された帯域幅の制約、或いは、特に、記憶された時間
経過を後の時点で見直さなくてはならない場合の記憶制
約を満たすための情報圧縮に対して有効である。また、
装置は対象物のエッジ位置を検出するためにも用いられ
得る。なぜなら、エッジは画像が暗から明または明から
暗に変化する位置を表すからである。
【００７１】本発明の他の実施例であるエッジ検出装置
を図７に示す。この実施例において、液晶アレイのピク
セルと検出器アレイのピクセルとは、もはや１対１対応
ではない。この実施例では、２個の隣接する液晶ピクセ
ルが検出器ピクセル毎に配されている。従って、一方向
に沿って見れば液晶ピクセルの数は二倍になっている。
他の例では、各検出器ピクセルに対して４個の液晶ピク
セルが存在し、その数は行方向および列方向の両方にお
いて二倍になる。液晶ピクセルはその透過性を変調させ
るために個々に制御されることができるので、図７に示
すように２つのピクセルＡ’およびＢ’が単一の検出器
ピクセルＡＢに隣接する場合、検出器平面の各個々のピ
クセルに達する光を効果的にシャッタすること、すなわ
ち動的に選択することが可能となる。
を図７に示す。この実施例において、液晶アレイのピク
セルと検出器アレイのピクセルとは、もはや１対１対応
ではない。この実施例では、２個の隣接する液晶ピクセ
ルが検出器ピクセル毎に配されている。従って、一方向
に沿って見れば液晶ピクセルの数は二倍になっている。
他の例では、各検出器ピクセルに対して４個の液晶ピク
セルが存在し、その数は行方向および列方向の両方にお
いて二倍になる。液晶ピクセルはその透過性を変調させ
るために個々に制御されることができるので、図７に示
すように２つのピクセルＡ’およびＢ’が単一の検出器
ピクセルＡＢに隣接する場合、検出器平面の各個々のピ
クセルに達する光を効果的にシャッタすること、すなわ
ち動的に選択することが可能となる。
【００７２】遠視野の対象物２０の隣接点ＡおよびＢは
異なる変調用ピクセルＡ’及びＢ’を通るが、レンズ２
１によって同一検出器素子ＡＢ上にフォーカスされる。
先ず、各ピクセル対の上側ピクセルのみが透過状態にあ
り、下側ピクセルは減衰する状態で、入力場面が検出器
平面上に記録される。これによって対象物２０の部分Ａ
が検出器素子ＡＢ上に記録される。次に、この第１画像
は各ピクセル対の下側ピクセルのための変調器パッドへ
電子的に送られるので、この下側ピクセル群は第１画像
を用いて変調される前処理プレーンとして働く。シャッ
タとして働く上側ピクセル群によって、減衰状態にある
同一の対象物２０がもう一度イメージ化される。部分Ｂ
が液晶アレイのピクセルＢ’を介してイメージ化され
る。次に、差分画像が検出器アレイのピクセルに到達す
る。このように、隣接点ＡおよびＢが異なる場合にの
み、検出器アレイの関連するピクセルから対応する信号
が得られる。従って、検出器アレイに到達する情報は、
入力場面２０のうち隣接するが最初の入力とは異なる点
のみに関するものである。すなわち、検出器アレイはエ
ッジ情報のみを受け取る。全てのエッジを検出するため
には、逆の観点での変化を検出するために（例えば、明
から暗へのエッジの代わりに暗から明のエッジ）この工
程の第２のサイクルが必要である。
異なる変調用ピクセルＡ’及びＢ’を通るが、レンズ２
１によって同一検出器素子ＡＢ上にフォーカスされる。
先ず、各ピクセル対の上側ピクセルのみが透過状態にあ
り、下側ピクセルは減衰する状態で、入力場面が検出器
平面上に記録される。これによって対象物２０の部分Ａ
が検出器素子ＡＢ上に記録される。次に、この第１画像
は各ピクセル対の下側ピクセルのための変調器パッドへ
電子的に送られるので、この下側ピクセル群は第１画像
を用いて変調される前処理プレーンとして働く。シャッ
タとして働く上側ピクセル群によって、減衰状態にある
同一の対象物２０がもう一度イメージ化される。部分Ｂ
が液晶アレイのピクセルＢ’を介してイメージ化され
る。次に、差分画像が検出器アレイのピクセルに到達す
る。このように、隣接点ＡおよびＢが異なる場合にの
み、検出器アレイの関連するピクセルから対応する信号
が得られる。従って、検出器アレイに到達する情報は、
入力場面２０のうち隣接するが最初の入力とは異なる点
のみに関するものである。すなわち、検出器アレイはエ
ッジ情報のみを受け取る。全てのエッジを検出するため
には、逆の観点での変化を検出するために（例えば、明
から暗へのエッジの代わりに暗から明のエッジ）この工
程の第２のサイクルが必要である。
【００７３】図７と同様の装置は光シャッタ用途におい
て幅広く用いられることができる。ＣＣＤなど下に存在
するセンサアレイの高速シャッタリングが可能であり、
このことは上述した本発明の発明者による同時係属特許
出願においてさらに詳細に説明されている。各検出器ピ
クセルに対してさらに多くの液晶ピクセルが存在する場
合、超解像シャッタリングが可能である。その数は、空
間および時間マルチプレクシングの間のトレードオフに
対して可能なスイッチング速度に比例して決定される。
このように、画像の解像度はこの光学系の時間変化要件
に従って急速に調整されることができる。本発明の発明
者による同時係属特許出願に説明されているように、電
気光学装置と共に集積されたマイクロレンズアレイの使
用は、検出器領域へ入射光を集中させることによって装
置の感度を向上させる。
て幅広く用いられることができる。ＣＣＤなど下に存在
するセンサアレイの高速シャッタリングが可能であり、
このことは上述した本発明の発明者による同時係属特許
出願においてさらに詳細に説明されている。各検出器ピ
クセルに対してさらに多くの液晶ピクセルが存在する場
合、超解像シャッタリングが可能である。その数は、空
間および時間マルチプレクシングの間のトレードオフに
対して可能なスイッチング速度に比例して決定される。
このように、画像の解像度はこの光学系の時間変化要件
に従って急速に調整されることができる。本発明の発明
者による同時係属特許出願に説明されているように、電
気光学装置と共に集積されたマイクロレンズアレイの使
用は、検出器領域へ入射光を集中させることによって装
置の感度を向上させる。
【００７４】上述した装置において、主に不揮発性とい
う利点から液晶アレイにはＦＬＣが用いられている。し
かしながら、用途によっては不揮発性であることは必要
ではなく、シャッタリングまたは他の適用に対して、よ
り通常の構造の液晶を用いることができる。
う利点から液晶アレイにはＦＬＣが用いられている。し
かしながら、用途によっては不揮発性であることは必要
ではなく、シャッタリングまたは他の適用に対して、よ
り通常の構造の液晶を用いることができる。
【００７５】本発明を具体化した装置は、例えば製造工
程における品質管理の一部としての目視テスト、セキュ
リティ認識装置、ビデオ電話方式などの画像圧縮のため
の新規のフィルタリング、並びに高速シャッタリングお
よび可変解像度が有用であるプロのビデオにおける不自
然な形状での画像処理に対して用いられ得る。
程における品質管理の一部としての目視テスト、セキュ
リティ認識装置、ビデオ電話方式などの画像圧縮のため
の新規のフィルタリング、並びに高速シャッタリングお
よび可変解像度が有用であるプロのビデオにおける不自
然な形状での画像処理に対して用いられ得る。
【００７６】図８に示す電気光学装置は、処理用電子装
置、例えば個々の光検出器の出力をアドレスするための
アドレス用電子装置を有する集積回路を備えた集積装置
３１の片側表面上に形成されている。電気光学装置の構
造のうち図８の円で囲まれた領域がさらに詳細に示され
ている。マイクロレンズ３４のアレイはガラス基板３６
の第１表面上に形成される。強誘電性液晶３８の層は、
ガラス基板３６の第２側面と光検出器４２のアレイに隣
接する偏光子４０との間に挟まれている。光検出器４２
のそれぞれは光導電性材料からなる。偏光子４０は例え
ば金属被覆された格子、液晶性の配向されたポリマーま
たはコレステリック液晶材料からなることができる。図
８に示す実施例において、偏光層４４は基板３６内に設
けられている。しかしながら、他の実施例においては、
層４４は装置から省略されることもできる。この場合、
別個の偏光子がマイクロレンズ３４のアレイの表側に設
けられ得る。
置、例えば個々の光検出器の出力をアドレスするための
アドレス用電子装置を有する集積回路を備えた集積装置
３１の片側表面上に形成されている。電気光学装置の構
造のうち図８の円で囲まれた領域がさらに詳細に示され
ている。マイクロレンズ３４のアレイはガラス基板３６
の第１表面上に形成される。強誘電性液晶３８の層は、
ガラス基板３６の第２側面と光検出器４２のアレイに隣
接する偏光子４０との間に挟まれている。光検出器４２
のそれぞれは光導電性材料からなる。偏光子４０は例え
ば金属被覆された格子、液晶性の配向されたポリマーま
たはコレステリック液晶材料からなることができる。図
８に示す実施例において、偏光層４４は基板３６内に設
けられている。しかしながら、他の実施例においては、
層４４は装置から省略されることもできる。この場合、
別個の偏光子がマイクロレンズ３４のアレイの表側に設
けられ得る。
【００７７】装置のサイズは、強誘電性液晶（ＦＬＣ）
のための記憶機構の解像度によって決定される。解像度
は光検出器において用いられる光導電性材料の特性に依
存する。アモルファスシリコンからなる光検出器の場
合、通過する光を変調するためのＦＬＣ層内での最も小
さなサイズは典型的には２０μｍである。従って、１０
０×１００個の素子の入力画像解像度に対して、アレイ
内の各光検出器（個々のマイクロレンズに対応する）の
サイズは約２０００μｍである。シリコンから形成され
る装置の場合、約５ｃｍ×５ｃｍの装置サイズが適切で
あるので、２５×２５個の光検出器のアレイが単一の装
置上に形成されることができる。
のための記憶機構の解像度によって決定される。解像度
は光検出器において用いられる光導電性材料の特性に依
存する。アモルファスシリコンからなる光検出器の場
合、通過する光を変調するためのＦＬＣ層内での最も小
さなサイズは典型的には２０μｍである。従って、１０
０×１００個の素子の入力画像解像度に対して、アレイ
内の各光検出器（個々のマイクロレンズに対応する）の
サイズは約２０００μｍである。シリコンから形成され
る装置の場合、約５ｃｍ×５ｃｍの装置サイズが適切で
あるので、２５×２５個の光検出器のアレイが単一の装
置上に形成されることができる。
【００７８】装置は非常に高速で動作することができ
る。２５×２５個の検出器からなるアレイは比較的少数
の出力を有しているので、表現方式がデジタルであって
もアナログであっても、それによって表される情報は非
常に高速に読み出され得る。装置の入力は非同期であ
り、アレイの各レンズ３４での画像を並列に直接検出す
ることができる。これによって、例えば電荷結合素子入
力を用いるシステムによって達成され得るよりも高速の
処理レートが可能となる。
る。２５×２５個の検出器からなるアレイは比較的少数
の出力を有しているので、表現方式がデジタルであって
もアナログであっても、それによって表される情報は非
常に高速に読み出され得る。装置の入力は非同期であ
り、アレイの各レンズ３４での画像を並列に直接検出す
ることができる。これによって、例えば電荷結合素子入
力を用いるシステムによって達成され得るよりも高速の
処理レートが可能となる。
【００７９】このように、上述した実施例において、各
光検出器は単一の出力を有し、結果として１ピクセルを
構成する。しかしながら、光検出器に隣接する記憶され
たフィルタ画像は、１００×１００フィルタ画像ピクセ
ルの解像度を有することができる。
光検出器は単一の出力を有し、結果として１ピクセルを
構成する。しかしながら、光検出器に隣接する記憶され
たフィルタ画像は、１００×１００フィルタ画像ピクセ
ルの解像度を有することができる。
【００８０】図９に示す実施例は、偏光層４４および４
０が省略されて液晶層３８が「ゲストホスト型液晶層」
を形成するように二色性の色素を含むことを除いては図
８に示す実施例と同じである。色素分子の配向はＦＬＣ
のスイッチングによって制御されることができる。従っ
て、ＦＬＣ／色素の組み合わせは、偏光軸がＦＬＣ３８
の状態によって決定される電気的に制御可能な巨視的偏
光子として機能する。そのようなＦＬＣ素子は１０：１
のオンオフコントラスト比を典型的には達成することが
できる。このように、偏光子４０はＦＬＣ層３８内に効
果的に含まれる。偏光子４４は外部偏光子（図１３に示
す）によって置き換えられる。外部偏光子はレンズ３４
のアレイに入射する光を偏光するように配置されてい
る。
０が省略されて液晶層３８が「ゲストホスト型液晶層」
を形成するように二色性の色素を含むことを除いては図
８に示す実施例と同じである。色素分子の配向はＦＬＣ
のスイッチングによって制御されることができる。従っ
て、ＦＬＣ／色素の組み合わせは、偏光軸がＦＬＣ３８
の状態によって決定される電気的に制御可能な巨視的偏
光子として機能する。そのようなＦＬＣ素子は１０：１
のオンオフコントラスト比を典型的には達成することが
できる。このように、偏光子４０はＦＬＣ層３８内に効
果的に含まれる。偏光子４４は外部偏光子（図１３に示
す）によって置き換えられる。外部偏光子はレンズ３４
のアレイに入射する光を偏光するように配置されてい
る。
【００８１】図１０は、偏光層４０が金属製格子である
他の実施例を示している。入力画像（装置の解像度およ
び光学結像システムの解像度によって決定される）の個
々のピクセルは、フィルタピクセル（つまり各レンズ３
４に隣接するＦＬＣ層の領域内に保持された画像）の更
新を独立して行うために電気的に分離されていなくては
ならない。従って、装置は、各個々のマイクロレンズに
対応する各画像に対してピクセル化され、さらに、図８
に示す各検出器４２を検出器のサブアレイで置き換えた
領域５０によって示されるようにサブピクセル化され
る。サブアレイの検出器の出力は単一の検出器をシミュ
レートするために合計されるか、或いは、画像の個々の
ピクセルを区別するために個々に読み出され得る。
他の実施例を示している。入力画像（装置の解像度およ
び光学結像システムの解像度によって決定される）の個
々のピクセルは、フィルタピクセル（つまり各レンズ３
４に隣接するＦＬＣ層の領域内に保持された画像）の更
新を独立して行うために電気的に分離されていなくては
ならない。従って、装置は、各個々のマイクロレンズに
対応する各画像に対してピクセル化され、さらに、図８
に示す各検出器４２を検出器のサブアレイで置き換えた
領域５０によって示されるようにサブピクセル化され
る。サブアレイの検出器の出力は単一の検出器をシミュ
レートするために合計されるか、或いは、画像の個々の
ピクセルを区別するために個々に読み出され得る。
【００８２】上述した実施例のそれぞれにおいて、光ア
ドレス用材料および光検出器の両方として機能するアモ
ルファスシリコンに代えてガリウムヒ素を用いることが
できる。フィルタ画像の更新および光検出器からのデー
タ読み出しの２つの動作を区別するために、時間多重構
造が用いられる。読み出し動作はＦＬＣのスイッチング
時間に比べて短い期間に、誘導された光電流を検出する
新規のフィルタとしての装置の動作の例を以下に説明す
る。フィルタ画像は各レンズと対応する光検出器との間
のＦＬＣ層３８内に記憶されることができる。所定のレ
ンズ／光検出器の組み合わせに対する画像は、レンズ３
４を介してフィルタ画像を光検出器の光導電性材料上へ
向かわせることによって光学的に入力され得る。光導電
体はフィルタの画像に対応した電荷パターンを生成す
る。例えば光検出器と透明電極（不図示）との間に適当
な電位差を印加してＦＬＣへ電荷を注入することによっ
て、画像はＦＬＣへ転送され得る。透明電極はガラス基
板とＦＬＣとの間に設けられている。この転送によっ
て、フィルタ画像に対応する不揮発性画像がＦＬＣ内に
記憶される。或いは、各光検出器内の個々の画像ピクセ
ルが個々にアドレスされ得る場合、または、各レンズと
光検出器対との間のＦＬＣ層内の複数のピクセル内の個
々のフィルタ画像がＦＬＣ３８へフィルタ画像を書き込
むように制御可能であるようにＦＬＣ層にパターン化さ
れた電極が設けられている場合、フィルタ画像は電気的
に書き込まれ得る。
ドレス用材料および光検出器の両方として機能するアモ
ルファスシリコンに代えてガリウムヒ素を用いることが
できる。フィルタ画像の更新および光検出器からのデー
タ読み出しの２つの動作を区別するために、時間多重構
造が用いられる。読み出し動作はＦＬＣのスイッチング
時間に比べて短い期間に、誘導された光電流を検出する
新規のフィルタとしての装置の動作の例を以下に説明す
る。フィルタ画像は各レンズと対応する光検出器との間
のＦＬＣ層３８内に記憶されることができる。所定のレ
ンズ／光検出器の組み合わせに対する画像は、レンズ３
４を介してフィルタ画像を光検出器の光導電性材料上へ
向かわせることによって光学的に入力され得る。光導電
体はフィルタの画像に対応した電荷パターンを生成す
る。例えば光検出器と透明電極（不図示）との間に適当
な電位差を印加してＦＬＣへ電荷を注入することによっ
て、画像はＦＬＣへ転送され得る。透明電極はガラス基
板とＦＬＣとの間に設けられている。この転送によっ
て、フィルタ画像に対応する不揮発性画像がＦＬＣ内に
記憶される。或いは、各光検出器内の個々の画像ピクセ
ルが個々にアドレスされ得る場合、または、各レンズと
光検出器対との間のＦＬＣ層内の複数のピクセル内の個
々のフィルタ画像がＦＬＣ３８へフィルタ画像を書き込
むように制御可能であるようにＦＬＣ層にパターン化さ
れた電極が設けられている場合、フィルタ画像は電気的
に書き込まれ得る。
【００８３】ＦＬＣに記憶されたフィルタ画像は、所定
の光検出器へ与えられるその後に続く画像を変調する。
光がフィルタ画像を透過する場合、光電流が光検出器内
に誘起される。次に、この光電流が測定されて、フィル
タ画像とをの後に続く単数または複数の画像との間の非
類似度を示す。ＦＬＣ層３８に保持されているフィルタ
画像と後の画像との比較の結果を読み出すために、光電
流が検出され得るように光導電体間にバイアス電圧が印
加される。必要であれば、バイアスはＦＬＣが状態を変
える前に取り除かれる。
の光検出器へ与えられるその後に続く画像を変調する。
光がフィルタ画像を透過する場合、光電流が光検出器内
に誘起される。次に、この光電流が測定されて、フィル
タ画像とをの後に続く単数または複数の画像との間の非
類似度を示す。ＦＬＣ層３８に保持されているフィルタ
画像と後の画像との比較の結果を読み出すために、光電
流が検出され得るように光導電体間にバイアス電圧が印
加される。必要であれば、バイアスはＦＬＣが状態を変
える前に取り除かれる。
【００８４】光導電性材料の動作が光検出器としての効
果を示さない場合、光導電体および光検出器は図１１に
示すように分離され得る。前述した実施例のように、レ
ンズ３４のアレイはガラス基板３６の第１の側面に形成
され、ガラス基板３６の第２の側面は、例えば二色性色
素を含有するＦＬＣの層３８の第１の側面と接触してい
る。ＦＬＣ層３８の第２の側面は光導電体５４のアレイ
と接触している。光導電体５４は各光検出器５６に極め
て接近しており、光導電体５４と各光検出器５６との間
の界面に各導電体５８を挟んでいる。光検出器５６は、
内蔵集積されたアドレス用電子装置を有する半導体基板
の第１の表面上に形成されている。
果を示さない場合、光導電体および光検出器は図１１に
示すように分離され得る。前述した実施例のように、レ
ンズ３４のアレイはガラス基板３６の第１の側面に形成
され、ガラス基板３６の第２の側面は、例えば二色性色
素を含有するＦＬＣの層３８の第１の側面と接触してい
る。ＦＬＣ層３８の第２の側面は光導電体５４のアレイ
と接触している。光導電体５４は各光検出器５６に極め
て接近しており、光導電体５４と各光検出器５６との間
の界面に各導電体５８を挟んでいる。光検出器５６は、
内蔵集積されたアドレス用電子装置を有する半導体基板
の第１の表面上に形成されている。
【００８５】ＦＬＣ層３８に保持されるフィルタ画像を
更新する光導電体の動作は、光検出器の動作とは切り離
されている。
更新する光導電体の動作は、光検出器の動作とは切り離
されている。
【００８６】図１１に示す実施例は、ＦＬＣ層から色素
を除去して、図８に示す偏光子４０と同等の偏光子を導
入するように修正され得る。これに加えて、またはこれ
に代えて、図６に示すタイプの微細ピッチを有する、例
えば金属-半導体-金属（ＭＳＭ）検出器などの偏光感応
性検出器（polarisation sensitive detector）を用い
ることができる。
を除去して、図８に示す偏光子４０と同等の偏光子を導
入するように修正され得る。これに加えて、またはこれ
に代えて、図６に示すタイプの微細ピッチを有する、例
えば金属-半導体-金属（ＭＳＭ）検出器などの偏光感応
性検出器（polarisation sensitive detector）を用い
ることができる。
【００８７】光導電体はＦＬＣの光学的ピクセル化を可
能とする。サブピクセル化が必要な場合、図１０および
図１１に示す実施例が図１２に示すように組み合わさ
れ、検出器の更新中に検出された信号はその検出器に隣
接する電極上にフィードバックされ得る。
能とする。サブピクセル化が必要な場合、図１０および
図１１に示す実施例が図１２に示すように組み合わさ
れ、検出器の更新中に検出された信号はその検出器に隣
接する電極上にフィードバックされ得る。
【００８８】図１３に示される画像処理システムは、マ
イクロレンズからの画像の重なりを防止する開口形態を
して光学的ストップ６０を備えている。さらに、基板３
６内に偏光層４０を有していない実施例の場合、および
偏光された光を受け取らないシステムの場合、外部偏光
子６２が設けられる。完全な視野が、規則的な格子上の
光検出器の全てに対して可視であるべき場合、フィール
ドレンズ６４も設けられる。
イクロレンズからの画像の重なりを防止する開口形態を
して光学的ストップ６０を備えている。さらに、基板３
６内に偏光層４０を有していない実施例の場合、および
偏光された光を受け取らないシステムの場合、外部偏光
子６２が設けられる。完全な視野が、規則的な格子上の
光検出器の全てに対して可視であるべき場合、フィール
ドレンズ６４も設けられる。
【００８９】上記実施例はほぼ同様の方法で動作し、デ
ータ整理を行うために用いられ得る。各レンズと検出器
対との間に介在されるＦＬＣ層は、フィルタ画像として
働く基本画像を記憶するために用いられる。集積装置３
１へ与えられる後に続く画像はフィルタによって保持さ
れる各画像との線形重畳として表されるか、或いは符号
化される。このように、各フィルタが新規のフィルタと
して働く。一連の画像を表すために必要なデータの量が
大きく低減され得る。拡張の係数はこの装置から直接得
ることができる。基本画像が２つのパーティで共有され
る場合、画像データを交換するためには係数のみがそれ
らのパーティ間で渡される必要がある。これは、低帯域
幅通信リンク上を画像データが伝送される場合には特に
有用である。しかしながら、そのような構造は、フィル
タ情報がそれらのパーティによって知られていること、
或いはそれらのパーティ間を伝送されることを必要とし
ない。
ータ整理を行うために用いられ得る。各レンズと検出器
対との間に介在されるＦＬＣ層は、フィルタ画像として
働く基本画像を記憶するために用いられる。集積装置３
１へ与えられる後に続く画像はフィルタによって保持さ
れる各画像との線形重畳として表されるか、或いは符号
化される。このように、各フィルタが新規のフィルタと
して働く。一連の画像を表すために必要なデータの量が
大きく低減され得る。拡張の係数はこの装置から直接得
ることができる。基本画像が２つのパーティで共有され
る場合、画像データを交換するためには係数のみがそれ
らのパーティ間で渡される必要がある。これは、低帯域
幅通信リンク上を画像データが伝送される場合には特に
有用である。しかしながら、そのような構造は、フィル
タ情報がそれらのパーティによって知られていること、
或いはそれらのパーティ間を伝送されることを必要とし
ない。
【００９０】非特定の基本情報が共有され、共有された
ものへの特定の基本画像の写像が装置によって実行され
る場合、その特定の写像用基本画像は局所的でよく、高
速直接入力によって直接入力されることができる。局所
的基本画像を有するそのようなシステムの一例として、
記憶画像を局所的フォントの所定順序の文字セットとし
て有するファックス伝送システムがある。このシステム
は画像平面における直接比較によって一連の文字を検出
し、遠隔端末にその検出を示す。この端末はその端末で
用いられている第２フォントの中に一連の文字を再生成
する。
ものへの特定の基本画像の写像が装置によって実行され
る場合、その特定の写像用基本画像は局所的でよく、高
速直接入力によって直接入力されることができる。局所
的基本画像を有するそのようなシステムの一例として、
記憶画像を局所的フォントの所定順序の文字セットとし
て有するファックス伝送システムがある。このシステム
は画像平面における直接比較によって一連の文字を検出
し、遠隔端末にその検出を示す。この端末はその端末で
用いられている第２フォントの中に一連の文字を再生成
する。
【００９１】さらに、例えば上述した技術を用いて画像
の変化をチェックすることができる。例えば制御された
動きを持つ対象物を含む体系の中の差異を区別するため
に、多数の比較が同時に実行される。対象物は、有限な
一連の画像によって表されることができる。回転する対
象物がこのようにしてモニタされる。
の変化をチェックすることができる。例えば制御された
動きを持つ対象物を含む体系の中の差異を区別するため
に、多数の比較が同時に実行される。対象物は、有限な
一連の画像によって表されることができる。回転する対
象物がこのようにしてモニタされる。
【００９２】他の用途にはロボットビジョンシステムが
ある。このシステムでは高解像度は必要ないが、オンラ
イン学習が要求される。また、このシステムは画像認識
システムを提供することもできる。画像認識システムで
は、例えばある対象物にどのような処理を実行すべきか
を決定するために、或いはある対象物に欠陥が発生して
いるかどうかを判別するために、各種様々なタイプの対
象物を識別することが必要である。さらに、フィルタ画
像がインクリメント式に更新され得るので、装置は、例
えば画像分類アプリケーションのためのニューラルネッ
トワークプロセッサとして働くことができる。
ある。このシステムでは高解像度は必要ないが、オンラ
イン学習が要求される。また、このシステムは画像認識
システムを提供することもできる。画像認識システムで
は、例えばある対象物にどのような処理を実行すべきか
を決定するために、或いはある対象物に欠陥が発生して
いるかどうかを判別するために、各種様々なタイプの対
象物を識別することが必要である。さらに、フィルタ画
像がインクリメント式に更新され得るので、装置は、例
えば画像分類アプリケーションのためのニューラルネッ
トワークプロセッサとして働くことができる。
【００９３】図１４は電気光学装置７０の応用例を示
す。この電気光学装置７０は光復号器７２を有してお
り、また、前述した装置を備えることもできる。光復号
器７２は、カラー、光位相、偏光、空間的および時間的
コヒーレンスなどのいずれかの適切な光符号化を用いて
符号化された光情報における空間的変化を検出するため
に用いられる。例えば、図１４に示すシステムの一形態
では、光復号器７２はカラーフィルタおよび偏光子を備
えており、これによって、特定の光スペクトルバンドを
識別することが可能となる。そのような構成は、光を比
較的狭いカラーのスペクトルバンドに通すことによっ
て、画面の中の同様な色の付いた対象物のコントラスト
を向上させるために用いられる。この目的のために、復
号器７２は、装置７０と一体となった偏光子の性能によ
って規定されるバンド内の光パスバンドを有する光ガラ
スフィルタを備えることができる。注目される光スペク
トルバンドの大きなばらつきに対して感度を必要とする
用途の場合、例えば、多くの異なるカラーフィルタが選
択的に用いられる場合、装置７０内の材料は関連するス
ペクトルバンドの中で効果的に選択される。
す。この電気光学装置７０は光復号器７２を有してお
り、また、前述した装置を備えることもできる。光復号
器７２は、カラー、光位相、偏光、空間的および時間的
コヒーレンスなどのいずれかの適切な光符号化を用いて
符号化された光情報における空間的変化を検出するため
に用いられる。例えば、図１４に示すシステムの一形態
では、光復号器７２はカラーフィルタおよび偏光子を備
えており、これによって、特定の光スペクトルバンドを
識別することが可能となる。そのような構成は、光を比
較的狭いカラーのスペクトルバンドに通すことによっ
て、画面の中の同様な色の付いた対象物のコントラスト
を向上させるために用いられる。この目的のために、復
号器７２は、装置７０と一体となった偏光子の性能によ
って規定されるバンド内の光パスバンドを有する光ガラ
スフィルタを備えることができる。注目される光スペク
トルバンドの大きなばらつきに対して感度を必要とする
用途の場合、例えば、多くの異なるカラーフィルタが選
択的に用いられる場合、装置７０内の材料は関連するス
ペクトルバンドの中で効果的に選択される。
【００９４】復号器７２は、強度の空間分布の形態をと
った情報を符号化する何らかの装置を備えることができ
る。例えば、復号器７２はマイケルソン干渉計などの光
干渉計を備えることができる。或いは、復号器７２は、
外部偏光子と組み合わせると複合光偏光（線形以外）を
検光することが可能となるリタデーション素子を備える
ことができる。他の用途において、復号器７２は光同位
相波面を空間的にサンプリングするためのマイクロオプ
ティックアレイを備えることができる。
った情報を符号化する何らかの装置を備えることができ
る。例えば、復号器７２はマイケルソン干渉計などの光
干渉計を備えることができる。或いは、復号器７２は、
外部偏光子と組み合わせると複合光偏光（線形以外）を
検光することが可能となるリタデーション素子を備える
ことができる。他の用途において、復号器７２は光同位
相波面を空間的にサンプリングするためのマイクロオプ
ティックアレイを備えることができる。
【００９５】
【発明の効果】本発明によれば、２つの画像を液晶面内
あるいはその付近で同時に処理することが可能であり、
そのことにより、対象物のエッジ及び／または動きを高
精度で検出することのできる小型で安価な集積型電気光
学装置及び撮像装置を提供すること、ならびにこれらを
用いる方法を提供することができる。
あるいはその付近で同時に処理することが可能であり、
そのことにより、対象物のエッジ及び／または動きを高
精度で検出することのできる小型で安価な集積型電気光
学装置及び撮像装置を提供すること、ならびにこれらを
用いる方法を提供することができる。
【図１】本発明の第１の実施例を構成する集積型電気光
学装置の断面図である。
学装置の断面図である。
【図２】本発明の第２の実施例を構成する集積型電気光
学装置の断面図である。
学装置の断面図である。
【図３】本発明の第３の実施例を構成する集積型電気光
学装置の断面図である。
学装置の断面図である。
【図４】本発明の第４の実施例を構成する集積型電気光
学装置の断面図である。
学装置の断面図である。
【図５】（ａ）は検査中の集積回路の配線パターンを示
し、（ｂ）は（ａ）のパターンに対応する完全に形成さ
れた集積回路の配線図を示し、（ｃ）は完全な集積回路
と検査中の集積回路とを比較するために具体化された本
発明の装置の使用を示し、（ｄ）は（ｃ）に示される工
程の間に本発明の具体化装置によって生成される異なっ
た画像を示す。
し、（ｂ）は（ａ）のパターンに対応する完全に形成さ
れた集積回路の配線図を示し、（ｃ）は完全な集積回路
と検査中の集積回路とを比較するために具体化された本
発明の装置の使用を示し、（ｄ）は（ｃ）に示される工
程の間に本発明の具体化装置によって生成される異なっ
た画像を示す。
【図６】本発明の他の実施例の検出器および偏光子の組
み合わせアレイのうち１つの変調器パッド／ピクセルを
示す。
み合わせアレイのうち１つの変調器パッド／ピクセルを
示す。
【図７】本発明のさらに他の実施例を用いて対象物にお
けるエッジ位置を検出するための光学的配置を示す。
けるエッジ位置を検出するための光学的配置を示す。
【図８】本発明の第５の実施例を構成する装置の概略図
である。
である。
【図９】本発明の第６の実施例を構成する装置であっ
て、液晶層内に色素を有する装置の概略図である。
て、液晶層内に色素を有する装置の概略図である。
【図１０】本発明の第７の実施例を構成する装置であっ
て、サブピクセルを有する装置の概略図である。
て、サブピクセルを有する装置の概略図である。
【図１１】本発明の第８の実施例を構成する装置であっ
て、切り離された電荷注入構造及び検出構造を有する装
置の概略図である。
て、切り離された電荷注入構造及び検出構造を有する装
置の概略図である。
【図１２】本発明の第９の実施例を構成する装置の概略
図である。
図である。
【図１３】電気光学装置を用いる光処理システムの概略
図である。
図である。
【図１４】電気光学装置の応用例を示す図である。
１ ガラス基板 ２ 平面電極 ３ アモルファスシリコン層 ４ ガラス基板 ５ 平面電極 ６ 液晶／偏光子 ７ 偏光子 ８ 検出器アレイ １６、１８ 電極 １７、１９ 櫛形素子 ２０ 対象物 ２１ レンズ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ミカエル ジェラン ロビンソン イギリス国 オーエックス44 ７ユーユ ー，オックスフォードシア，スタッドハン プトン，ニューイントン ロード，ブルッ クハンプトン コテージズ １ (72)発明者 エドワード ピーター レインズ イギリス国 オーエックス１ ４エルキュ ー，オックスフォードシア，オックスフォ ード，ブルック ストリート，ウォーター マンズ リーチ 12エイ (72)発明者 ジョナサン ハロルド イギリス国 オーエックス４ ４エックス エス，オックスフォード，サンフォード− オン−テムズ，イェフトリー ドライブ １
Claims (37)
- 【請求項１】 液晶光変調層を備えた集積型電気光学装
置であって、光電子検出器層、及び該検出器層上に重畳
された光吸収手段を有しており、該光吸収手段は偏光さ
れた光を吸収する手段であって積算偏光検光子を形成
し、該光電子検出器層は該光吸収手段を介して該光変調
層によってなされた光学処理の結果を検出するように配
置されている集積型電気光学装置。 - 【請求項２】 前記光変調層は、電気制御信号に応答し
て前記光電子検出器層に入射する偏光された光の量を変
化させる請求項１に記載の装置。 - 【請求項３】 前記光変調層および前記光吸収手段は、
電気制御信号に応答して偏光された光の吸収を変化させ
る請求項１に記載の装置。 - 【請求項４】 前記光変調層および前記光吸収手段は、
異方性色素を用いたゲストホスト型である請求項３に記
載の装置。 - 【請求項５】 前記色素は二色性である請求項４に記載
の装置。 - 【請求項６】 前記光吸収手段は偏光子であり、該偏光
子は前記光電子検出器層と組み合わせられている請求項
１に記載の装置。 - 【請求項７】 前記偏光子と光電子検出器層との組み合
わせは、相互嵌合された指状の金属-半導体-金属検出器
のアレイを備えている請求項６に記載の装置。 - 【請求項８】 前記偏光子と光電子検出器層との組み合
わせは、前記光変調層と前記光電子検出器層との間に配
される光偏光層を備えている請求項６に記載の装置。 - 【請求項９】 前記偏光子は電極のアレイを備えてお
り、該電極のそれぞれが光偏光を行うように配置された
電気的伝導性を有する素子を有する請求項８に記載の装
置。 - 【請求項１０】 前記光電子検出器層はシリコンを有す
る請求項１から９のいずれか１つに記載の装置。 - 【請求項１１】 前記シリコンがアモルファスシリコン
である請求項１０に記載の装置。 - 【請求項１２】 アモルファスシリコン層をさらに備え
ており、前記光変調層は前記光電子検出器層と該アモル
ファスシリコン層との間に配されている請求項１１に記
載の装置。 - 【請求項１３】 前記光電子検出器層がガリウムヒ素を
有する請求項１から１０のいずれか１つに記載の装置。 - 【請求項１４】 前記光電子検出器層は光導電体をさら
に備えている請求項１から１３のいずれか１つに記載の
装置。 - 【請求項１５】 前記光光電子検出器層と前記光変調層
との間に配された光導電体をさらに備えている請求項１
から１３のいずれか１つに記載の装置。 - 【請求項１６】 フィルタ画像を前記光変調層に書き込
むフィルタ画像書き込み手段をさらに備えている請求項
１から１５のいずれか１つに記載の装置。 - 【請求項１７】 前記光変調層をピクセル化するための
パターン化された電極をさらに備えている請求項１６に
記載の装置。 - 【請求項１８】 前記光電子検出器層は光検出器のアレ
イを備え、前記装置はレンズのアレイをさらに備えてお
り、該光検出器のうち少なくとも１つは前記光変調層お
よび前記光吸収手段を介して各レンズから光を受け取る
ように配置されている請求項１から１７のいずれか１つ
に記載の装置。 - 【請求項１９】 前記パターン化された電極は、前記光
検出器のそれぞれに隣接して配される少なくとも１つの
液晶層ピクセルを規定する請求項１７に従属する場合の
請求項１８に記載の装置。 - 【請求項２０】 前記光導電体に画像を光学的に与える
手段、および、該画像の閾値を越えたものを前記光変調
層に記憶させるように該光変調層に電圧を印加する手段
をさらに備えている請求項１４もしくは１５に記載の装
置、または請求項１４もしくは１５に従属する場合の請
求項１６から１９のいずれか１つに記載の装置。 - 【請求項２１】 前記光変調層に入射する光を偏光させ
る入力偏光子をさらに備えている請求項１から２０のい
ずれか１つに記載の装置。 - 【請求項２２】 入力画像を形成するための開口および
フィールドレンズをさらに備えている請求項１から２１
のいずれか１つに記載の装置。 - 【請求項２３】 前記光変調層の液晶は強誘電性液晶で
ある請求項１から２２のいずれか１つに記載の装置。 - 【請求項２４】 前記光電子検出器層は、ピクセル化さ
れた光電子検出器アレイを有しており、該検出器アレイ
の各ピクセルには前記光変調層の複数のピクセルが対応
する請求項１から２３のいずれか１つに記載の装置。 - 【請求項２５】 請求項２４に記載の装置を備えている
撮像装置であって、前記光変調層の前記ピクセルをグル
ープとしてアドレスする手段、および、前記検出器アレ
イの全てのピクセルにわたってリンクされた光シャッタ
をシミュレートするように該グループを選択的に透過性
または吸収性とする電子制御手段を備えており、該グル
ープのそれぞれは該検出器アレイの各ピクセルに対応す
る該光変調器の該複数のピクセルのうち１つのピクセル
からなる撮像装置。 - 【請求項２６】 前記撮像装置は、対象物の一連の画像
を取ることによって、該対象物のエッジを検出するかま
たは該対象物の動きを検出する装置であって、前記光変
調層の平面に該対象物を結像する光学装置をさらに備え
ている請求項２５に記載の装置。 - 【請求項２７】 請求項２５または２６に記載の撮像装
置を用いて対象物のエッジ位置を検出する方法であっ
て、前記複数のピクセルのピクセル間の間隔に応じて、
対象物平面において間隔を有する該対象物の異なる画像
を順次生成するように前記光変調層のピクセルの様々な
グループを制御する工程と、そのような画像のうち最初
の画像を検出する工程と、ピクセルの他のグループに該
画像を記憶する工程と、該最初の画像に従ってすでに変
調された該ピクセルの他のグループを介して第２の画像
を透過させる工程と、該第１および第２の画像間の差を
表す放射光を前記検出器アレイ上に読み出す工程とを包
含する方法。 - 【請求項２８】 請求項２５または２６に記載の撮像装
置を用いて対象物の動きを検出する方法であって、該対
象物の異なる画像を順次生成するように前記光変調層の
ピクセルの様々なグループを制御する工程と、そのよう
な画像のうち最初の画像を検出する工程と、ピクセルの
他のグループに該画像を記憶する工程と、該最初の画像
に従ってすでに変調された該ピクセルの他のグループを
介して該対象物の第２の画像を透過させる工程と、該第
１および第２の画像間の差を表す放射光を前記検出器ア
レイ上に読み出す工程とを包含する方法。 - 【請求項２９】 請求項１から２４のいずれか１つに記
載の装置の液晶光変調層に予め記憶された画像を読み出
す方法であって、前記光吸収手段によって検光された後
に前記検出層によって放出ビームが検出されるように、
偏光された光ビームを前記光変調層を透過させる工程を
包含する方法。 - 【請求項３０】 前記ビームを前記光変調層を透過させ
る前に、テスト画像に応じて該ビームを変調し、それに
よって該テスト画像と前記記憶された画像との間の差を
検出する請求項２９に記載の方法。 - 【請求項３１】 前記画像の記憶が、前記光変調層上に
対象物を光学的に結像し、該像を検出し、それによっ
て、該像を前記液晶光変調層に記憶させることによって
なされる請求項３０に記載の方法。 - 【請求項３２】 前記画像の記憶が、該画像を示すデー
タを電子的に記憶し、そのデータを用いて前記光変調層
をアドレスすることによって該画像をその中に記憶する
ことによってなされる請求項３０に記載の方法。 - 【請求項３３】 前記光変調層および前記光吸収手段と
協同して、光学情報の空間的変化を前記光電子検出器層
での対応する強度パターンに変換する光学素子をさらに
備えている請求項１から２６のいずれか１つに記載の装
置。 - 【請求項３４】 前記光学素子が光カラーフィルタであ
る請求項３３に記載の装置。 - 【請求項３５】 前記光学素子が光干渉計である請求項
３３に記載の装置。 - 【請求項３６】 前記光学素子がリタデーション素子お
よび偏光子を含む請求項３３に記載の装置。 - 【請求項３７】 前記光学素子が光同位相波面を空間的
にサンプリングするためのマイクロオプティックアレイ
を有している請求項３３に記載の装置。
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB9319614A GB2284902A (en) | 1993-09-23 | 1993-09-23 | Integrated electro-optical liquid crystal device and methods of using such a device. |
| GB9319614.5 | 1994-06-07 | ||
| GB9411330A GB2287548A (en) | 1993-09-23 | 1994-06-07 | Electro-optic device |
| GB9411330.5 | 1994-06-07 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07168201A true JPH07168201A (ja) | 1995-07-04 |
| JP3102834B2 JP3102834B2 (ja) | 2000-10-23 |
Family
ID=26303561
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06228462A Expired - Fee Related JP3102834B2 (ja) | 1993-09-23 | 1994-09-22 | 集積型電気光学液晶装置およびその装置を用いる方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5587820A (ja) |
| EP (1) | EP0645825B1 (ja) |
| JP (1) | JP3102834B2 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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| NO302987B1 (no) * | 1995-07-18 | 1998-05-11 | Opticom As | Optisk logisk element og fremgangsmåter til henholdsvis dets preparering og optiske adressering, samt anvendelse derav i en optisk logisk innretning |
| US6259506B1 (en) | 1997-02-18 | 2001-07-10 | Spectra Science Corporation | Field activated security articles including polymer dispersed liquid crystals, and including micro-encapsulated field affected materials |
| US6859229B1 (en) * | 1999-06-30 | 2005-02-22 | Canon Kabushiki Kaisha | Image pickup apparatus |
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| US6882368B1 (en) * | 1999-06-30 | 2005-04-19 | Canon Kabushiki Kaisha | Image pickup apparatus |
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| JP2013046013A (ja) * | 2011-08-26 | 2013-03-04 | Sony Corp | 固体撮像素子および電子機器 |
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Family Cites Families (13)
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|---|---|---|---|---|
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