JPS601606B2 - 画像変換素子 - Google Patents

画像変換素子

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JPS601606B2
JPS601606B2 JP4257578A JP4257578A JPS601606B2 JP S601606 B2 JPS601606 B2 JP S601606B2 JP 4257578 A JP4257578 A JP 4257578A JP 4257578 A JP4257578 A JP 4257578A JP S601606 B2 JPS601606 B2 JP S601606B2
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好郎 末元
工 「峰」本
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Sumitomo Electric Industries Ltd
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Sumitomo Electric Industries Ltd
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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL 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
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/03Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on ceramics or electro-optical crystals, e.g. exhibiting Pockels effect or Kerr effect
    • G02F1/0338Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on ceramics or electro-optical crystals, e.g. exhibiting Pockels effect or Kerr effect structurally associated with a photoconductive layer or having photo-refractive properties

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  • Optics & Photonics (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はインコヒーレント光の画像情報をコヒーレント
光の画像情報に変換する画像変換素子に関するものであ
る。
従来の画像変換素子は、例えば第1図に示すように、電
気光学効果及び波長依存性の光導電効果を有する単結晶
板1と、その両側に設けられた絶縁層2,2′及び透明
電極3,3′から構成されるものである。
単結晶板1は、ZnS、Bi,ぶ02o、Bi,2戊0
2o等の単結晶により形成されるが、書込み光に対して
光導電効果が大きいこと及び引上法により大型高品質の
単結晶が容易に得られる等の壊れた特徴を有する前記B
i,2Sj0の、Bi,2G02。がもっぱら使用され
ている。絶縁層2,2′は光導電効果により単結晶板1
内部に発生したキャリアが電源4へ流出するのを防ぐも
ので、ポリパラキシレン、フッ化マグネシウム、雲母板
又はシリコンオイル等の薄膜で構成され、又透明電極3
,3′はln203、1叱03とSn02の複合体、A
u又はPt等の薄膜で構成されている。透明電極3,3
′に接続された電源4により単結晶板1と絶縁層2,2
′とに電圧を印加すると、定常状態に於いては、電源4
の電圧Vにより、結晶板1及び絶縁層27 2′の厚さ
とその誘電率で定まる例えば第2図の実線で示すような
電位分布となる。
即ち単結晶板1にはE,の電界が印加される。このよう
な状態に於いて、単結晶板1が光導電効果を呈する波長
の光源5の書込み光により原画6を照射して、原画6の
画像をレンズ7、ハーフミラー8を介して単結晶板1に
結像させると、単結晶板1は光導電効果を有するので、
その照射領域に於いては第2図の破線で示すような電位
分布となる。即ち単結晶板1にはE2の電界が印加され
、単結晶板1は電気光学効果を有するので、非照射領域
に較べて屈折率が減少し、単結晶板1に画情報に応じた
屈折率分布が形成されることになる。このように単結晶
板1に原画6の画情報が屈折率分布として形成されたの
ち、単結晶板1の光導露効果がほとんど生じない波長を
有するコヒーレント光9を読出し光として、これを偏光
子10で直綾偏波としハーフミラー8で反射させて単結
晶板1に入射させると、単結晶板1を透過した光11は
、単結晶板1の屈折率分布に応じた光学的位相差rを受
けるものとなる。
この光11を検光子12で検出して得た出力光13は、
偏光子10と検光子12が消光位にあり、且つ議出し光
9が単結晶板1の光学軸に対して45oの角度で入射し
た場合、Sm2〈亨)に比例した光強度となるから、結
局原画6のインコヒーレンスな画情報がコヒーレント光
の画情報に変換されたことになり、フーリエ変換等の光
学的情報処理に利用可能となる。前述の単結晶板1とし
てBL2S02oの結晶を使用した場合には、Bi,2
Sの2oは紫外から青色光近傍にのみ強い光導電効果を
有するので、光源5は紫外から青色光の波長を有する光
源を使用し、又読出し光9は例えばHe−Neレーザー
の波長633柳の光を使用するものである。ところで、
単結晶板1の両側面は、読出し光の散乱によるスベック
ル・ノイズ等を除去する為、平坦度入/5〜入/10(
入は謙出し光の波長)程度に光学研摩を施こされている
が、議出し光がコヒーレントな光の為、両側面の平行性
が良いと不用な干渉縞が発生し原画を忠実に再現できな
い欠点があった。
そこで、例えば第3図に示すように、単結晶板1の片面
に数分〜数度の傾斜角を設けて両側面に角度を持たせ、
前記干渉縞の幅を実用上問題にならない程度にまで狭く
する方法が提案されている。しかし、単結晶板1に使用
するBi,2Sio幼、Bj,2戊○がこは約220/
柳の旋光熊pがあるから、同図に示すように単結晶板1
の薄い部分を透過する光31とその厚い部分を透過する
光32との間には、定常状態に於いてすらその厚みの差
による旋光角差032一13,)×p度(13,、1斑
はそれぞれ光31,32の結晶板1に於ける光路長)が
生じ、一定の偏光軸を有する検光子を介して得た出力光
に歪が生じる欠点があった。とくに議出し光の光東断面
での消光状態に不均一を発生するため、素子のダイナミ
ックレンジを劣化させるという欠点があった。また、旋
光角差以外に光路長戦地(1概−13,)x勢xn(舵
単結晶板の屈折率)だけの位相差が生じるから、位相情
報の歪が発生するため正確なコヒーレント光学情報処理
が行なえない欠点もあった。本発明は前述の如き従来の
欠点を改善したものであり、その目的は、旋光角差及び
位相差を完全に除去した高精度の画像変換素子を提供す
るものである。
以下実施例について詳細に説明する。第4図は本発明の
画像変換素子の一実施例の説明図であり、41は単結晶
板1と同一材料の第2の単結晶板、42,42′は透明
電極であって、第1図と同一符号は同一部分を示すもの
である。本実施例の画像変換素子は、同図に示すように
片側面に角度6の傾斜角を設けた単結晶板1(以下第1
の単結晶板と称す)の両側面に絶縁層2,2′及び透明
電極3,3′を設けて構成した従来の画像変換素子の出
力側に、その傾斜面と隣接する側面に前記第1の単結晶
板1の傾斜角と同一且つ逆向きの煩斜角を設けた第2の
単結晶板41を配置し、この単結晶板41の両側面に互
いに短絡された透明電極42,42′を設けたものであ
る。このような構成により、第1の単結晶板1の薄い部
分を透過した光43と厚い部分を透過した光44とが受
ける旋光角及び位相のずれは、光43が第2の単結晶板
41の厚い部分を、光44がその薄い部分を透過するこ
とにより完全に補正され、第2の単結晶板41を出射す
る光は全て旋光角及び位相の等しい光となるものである
。したがって従来の画像変換素子のような旋光角差及び
位相差による歪もなく、高精度な画像変換が可能となる
ものである。ところで、第1の単結晶板1に原画を書込
む際、その書込みを行なうインコヒーレント光は完全に
単結晶板1で吸収されずその一部が第2の単結晶板41
に入射する。原画の結像位置は単結晶板1の入射側面で
あるから、第2の単結晶板41へ入射しその光導電効果
により屈折率分布として形成される像はぼやけたものと
なる。即ち第2の単結晶板41には電圧は印加されてい
ないが、例えば単結晶板がBi,2SiO脚で形成され
ている場合、Bi,2Si○のは高抵抗(約1び40地
)であるため発生したキャリアが空間分布として残存い
まやけた像が形成される。従ってこの状態で、コヒーレ
ント光により議出した場合、第1の単結晶板1で形成さ
れた正規の像に第2の単結晶板41のぼやけた像が重畳
され、得られたコヒーレント光の画像はぼやけたものと
なる。しかし本発明に於いては、第2の単結晶板41の
両側面に互いに短絡された透明電極42,42′を設け
、第2の単結晶板41に加わる電圧を0とする構成とし
た為、単結晶板41に如何なるキャリア分布が発生しよ
うとも、単結晶板41を透過する読出し光は前記キャリ
ア分布に影響されず常に位相差0となり、前述したよう
な画像のぼけを生じない。
即ち例えばBi,2S02o、Bi,2W02oの結晶
で構成されその両側面が(100)面となる単結晶板に
電圧を印加した場合、その電気光学効果による光学的位
相差r‘ま結晶長に無関係に結晶板の両側面に印加され
る電圧Vのみにより決定されるという次式に示すような
関係がある為、単結晶板41をそのように構成し、両透
明電極42,42′を短絡して印加電圧Vを0とするこ
とにより、光学的位相差rは常に0となり、従って、議
出し光が単結晶板41内部のキャリア分布に影響されず
前述したような像のぼやけを発生しないものである。皿
=傘n3y4・V(y4・蝿気光学定数).・・.・・
.・・次に、本実施例のより具体的な構成例をその製造
工程を含めて以下説明する。
まず単結晶としてBL2Si02。
単結晶の(100)ウヱハを使用し、これを加工して、
2仇吻×2仇吻、中心厚0.8柳の第1の単結晶板1及
び20柳×20物、中心厚0.5肋の第2の単結晶板4
1を形成し、両単結晶板1,41に干渉縞のピッチが約
10叫こなるよう4扮ごの傾斜角を設けた。このとき両
単結晶板1,41の最厚部と厚薄部の厚み差は0.26
2側であり、旋光角差にして5.8oである。なお、両
単結晶板1,41の傾斜角を同一にする方法は、それぞ
れの単結晶板を同一の傾斜角を有する研摩治具に貼付け
て光学研摩を施すか、或は傾斜角を施した1枚の単結晶
板を2分割する方法が採用可能である。次に第1の単結
晶板1の両側面にポリパラキシレンを5山の厚さに設け
て絶縁層2,2′を形成し、その後スパッタ法によりl
n203を2000△の厚さに設けて透明電極3,3′
を形成した。
第2の単結晶板41には、第1の単結晶板1と同様にl
n203を厚さ2000△を設けて透明電極42,42
′を形成するが、この際マスキングを行なわずln20
3を単結晶板41の周辺部分にも充分付着するようにし
た為両電極42,42′は完全な短絡状態となった。こ
のようにして得た第1及び第2の単結晶板1,41を第
4図に示すように配置し、且つ第1図に示すような光学
装置に配置して実験を行なった結果、第1の単結晶板1
だけの従来の画像変換素子の消光比が−2母Bであるの
に対し、本実施例の画像変換素子は41船の消光比を得
、しかも第2の単結晶板41を設けたことによる画像の
ぼけは発生しなかった。
又、上記実験に於いて、第2の単結晶板41に透明電極
42,42′を設けなかった場合の分解能が75本/側
であるのに対し、透明電極42,42′を設けた場合は
100本ノ柳の分解能が得られた。以上の実験により本
発明の有用性が確認された。第5図及び第6図は本発明
のそれぞれ異なる他の実施例の構成説明図であり、各図
に於いて、第4図と同一符号は同一部分を示すものであ
る。第5図に示す実施例の画像変換素子は、第4図に於
ける透明電極3′を省略し、透明電極42を絶縁層2′
に密着させて構成したもので、電源4の電圧を透明電極
3と透明電極42,42′に加えている。このような構
成により、第1の単結晶板1に透明電極3′を設ける工
程を省略することができる。第6図に示す画像変換素子
は更に第5図に於ける絶縁層2′をも省略し第1の単結
晶板1に透明電極42を直接密着させたものであり、製
造工程がより単純化する利点がある。なお同図のように
構成しても第1の単結晶板1内部で発生したキャリアは
片側の絶縁層2により阻止されるから画像変換作用を行
なうことは勿論可能である。以上説明した如く本発明は
、画像変換作用を行なう第1の単結晶板で生ずる光路長
差による旋光角差及び位相差を、第1の単結晶板に設け
た傾斜角と同角度で且つ逆向きの傾斜角を有する第2の
単結晶板で補正する構成とした為、従来の画像変換素子
のような旋光角差及び位相差による影響を除いて、歪の
ない画像変換が行なえるものである。又、第2の単結晶
板に生じるぼけた像の影響は、第2の単結晶板の両側面
の電位を等しくすることにより完全に除去可能となるか
ら精度の高い画像変換が可能となるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図及び第3図は従来の画像変換素子の構成説明図、
第2図は第1図の画像変換素子の動作説明図、第4図、
第5図及び第6図は本発明のそれぞれ異なる実施例の構
成説明図である。 1,41は単結晶板、2,2′は絶縁層、3,3′,4
2,42′は透明電極、4は電源、5は光源、6は原画
、7はしンズ、8はハーフミラー、1川ま偏光子、12
は検光子である。 オ1図 オ2図 外3図 オ4図 牙6図 オ6図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 互いに隣接する側面に同角度で且つ逆向きの傾斜角
    を設けて配置された電気光学効果及び波長依存性の光導
    電効果を有する第1及び第2の単結晶板、該第1の単結
    晶板の少なくとも一側面に設けられた絶縁層、該絶縁層
    と前記第1の単結晶板とに電界を加える透明電極、前記
    第2の単結晶板の両側面を等電位とする手段を具備した
    ことを特徴とする画像変換素子。 2 前記第1及び第2の単結晶板はビスマスシリコンオ
    キサイド(Bi_1_2SiO_2_0)により形成さ
    れたことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の画像
    変換素子。 3 前記第1及び第2の単結晶板はビスマスゲルマニウ
    ムオキサイド(Bi_1_2GeO_2_0)により形
    成されたことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の
    画像変換素子。
JP4257578A 1978-04-11 1978-04-11 画像変換素子 Expired JPS601606B2 (ja)

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JPS5868017A (ja) * 1981-10-20 1983-04-22 Ricoh Co Ltd 画像変換素子
JPH02207539A (ja) * 1989-02-07 1990-08-17 Sanken Electric Co Ltd 半導体装置
JP2645664B2 (ja) * 1989-04-19 1997-08-25 国際電信電話株式会社 薄膜型光画像素子

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