JPS6231326B2 - - Google Patents

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JPS6231326B2
JPS6231326B2 JP54063103A JP6310379A JPS6231326B2 JP S6231326 B2 JPS6231326 B2 JP S6231326B2 JP 54063103 A JP54063103 A JP 54063103A JP 6310379 A JP6310379 A JP 6310379A JP S6231326 B2 JPS6231326 B2 JP S6231326B2
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JP
Japan
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single crystal
crystal plate
light
image
storage element
Prior art date
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Application number
JP54063103A
Other languages
Japanese (ja)
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JPS55155322A (en
Inventor
Koji Tada
Miki Kuhara
Masami Tatsumi
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Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
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Publication date
Application filed by Sumitomo Electric Industries Ltd filed Critical Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority to JP6310379A priority Critical patent/JPS55155322A/en
Publication of JPS55155322A publication Critical patent/JPS55155322A/en
Publication of JPS6231326B2 publication Critical patent/JPS6231326B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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【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
に記憶作用を持たせた画像記憶素子に関するもの
である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an image storage element in which an image conversion element that converts image information of incoherent light into image information of coherent light has a memory function.

従来、フーリエ変換等の光学的情報処理を行な
う為には、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ことが必要であ
るので、例えば第1図に示すような画像変換素子
を用いて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している。同図に示す
ように画像変換素子は、電気光学効果及び波長依
存性の光伝導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′から構成されている。単結晶板1として
は通常Bi12SiO20、Bi12GeO20が使用されており、
絶縁層2,2′としてはポリパラキシリレン、フ
ツ化マグネシウム、雲母等の薄膜が使用されてお
り、又、透明電極3,3′としてはIn2O3、In2O3
とSnO2の複合体、Au又はPtの薄膜等が使用され
ている。
Conventionally, in order to perform optical information processing such as Fourier transform, it is necessary to convert image information of incoherent light into image information of coherent light. is used to convert incoherent light image information into coherent light image information. As shown in the figure, the image conversion element includes a single crystal plate 1 having an electro-optic effect and a wavelength-dependent photoconductive effect, insulating layers 2, 2' provided on both sides of the single crystal plate 1, and transparent electrodes 3, 3'. It consists of Bi 12 SiO 20 and Bi 12 GeO 20 are usually used as the single crystal plate 1.
Thin films of polyparaxylylene, magnesium fluoride, mica, etc. are used as the insulating layers 2, 2', and In 2 O 3 , In 2 O 3 are used as the transparent electrodes 3, 3' .
Composites of and SnO 2 , thin films of Au or Pt, etc. are used.

透明電極3,3′に接続されている電源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
単結晶板1及び絶縁層2,2′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
分布が得られる。即ち単結晶板1にはE1の電圧
が印加される。このような状態に於いて、単結晶
板1が光伝導効果を呈する波長のインコヒーレン
ト光の光源5により原画6を照射し、原画6から
の反射光をレンズ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の電圧が印加さ
れる。この照射領域に印加された電圧E2は非照
射領域に印加された電界E1よりも遥かに弱いも
のであり、前述したように、単結晶板1は電気光
学効果を有するものであるので、単結晶板1の非
照射領域は大きな複屈折を呈するが、照射領域は
わずかな複屈折しか呈さない。すなわち単結晶板
1には画像情報に応じた屈折率分布が形成され
る。
When a voltage is applied to the single crystal plate 1 and the insulating layers 2, 2' by a power source 4 connected to the transparent electrodes 3, 3', in a steady state, the voltage V of the power source 4 causes the single crystal plate 1 and the insulating layers to For example, a potential distribution as shown by the solid line in FIG. 2 is obtained, which is determined by the thickness of the layers 2 and 2' and their dielectric constants. That is, a voltage of E1 is applied to the single crystal plate 1. In this state, the original image 6 is irradiated with a light source 5 of incoherent light of a wavelength at which the single crystal plate 1 exhibits a photoconductive effect, and the reflected light from the original image 6 is transmitted through a lens 7 and a half mirror 8 into a single crystal. When an image is formed on the crystal plate 1, the irradiated area of the single crystal plate 1 has a potential distribution as shown by the broken line in FIG. That is, a voltage of E2 is applied to the single crystal plate 1. The voltage E 2 applied to this irradiated area is much weaker than the electric field E 1 applied to the non-irradiated area, and as mentioned above, the single crystal plate 1 has an electro-optic effect. The non-irradiated area of the single crystal plate 1 exhibits large birefringence, while the irradiated area exhibits only slight birefringence. That is, a refractive index distribution corresponding to image information is formed on the single crystal plate 1.

このように、単結晶板1に原画6の画像情報が
屈折率分布として形成された後、単結晶板1の光
伝導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、これを偏光子10で
直線偏波とした後に、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を通過
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Γ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とが消光位にあり、且つ読出
し光9が単結晶板1の光学軸に対して45゜の角度
で入射した場合、sin2(Γ/2)に比例した光強度と なるから、原画6のインコヒーレントな画像情報
がコヒーレント光の画像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す
ることが可能となる。
In this way, after the image information of the original image 6 is formed as a refractive index distribution on the single crystal plate 1, the coherent light 9 having a wavelength at which almost no photoconductive effect of the single crystal plate 1 occurs is used as readout light, and this is polarized light. When the light 11 that has passed through the single crystal plate 1 is polarized into a linearly polarized wave by the half mirror 8 and then made into a linearly polarized wave by the half mirror 8, the light 11 that has passed through the single crystal plate 1 becomes an optical polarized wave according to the refractive index distribution of the single crystal plate 1. It receives a phase difference Γ. this light 11
The output light 13 obtained by detecting with the analyzer 12 is obtained when the polarizer 10 and the analyzer 12 are in the extinction position, and the readout light 9 is incident at an angle of 45° with respect to the optical axis of the single crystal plate 1. In this case, the light intensity is proportional to sin 2 (Γ/2), so the incoherent image information of the original image 6 has been converted to coherent light image information, which can be used in optical information processing such as Fourier transform. It becomes possible to use it.

しかし、単結晶板1の電界分布は、原画6から
の反射光が入射することによつて発生した、自由
電子と自由な正孔とが単結晶板1中にトラツプさ
れることにより保持されるものであるから、光源
5からの光の照射を中止すると、単結晶板1中に
トラツプされていた自由電子と自由な正孔とが
徐々に再結合したり、或は絶縁層2,2′を通つ
て流出したりすることにより減少していくので単
結晶板1内の電界分布は次第に一様となつてしま
い、これに伴つて、単結晶板1内に形成されてい
た屈折率分布は単結晶板1内に於いて一様となつ
てしまう。従つて、単結晶板1に屈折率分布とし
て書込まれていた画像情報は次第に消えてしまう
ことになる。この場合の記憶時間は単結晶板1の
抵抗率ρと誘電率εとの積ρ・εで決まるもので
あり、単結晶板1として抵抗率の高いBi12SiO20
或はBi12GeO20を用いたとしても、1時間〜2時
間程度であつた。さらに電圧の印加を中止した場
合は単結晶板1中にトラツプされていた自由電子
と自由な正孔とが速やかに再結合してしまうの
で、屈折率分布として書込まれていた画像情報は
消えてしまうことになる。即ち、このような画像
変換素子を用いた場合は、書込まれた画像情報を
長時間保持しておくということはできなかつた。
However, the electric field distribution in the single crystal plate 1 is maintained because free electrons and free holes generated by the incidence of reflected light from the original image 6 are trapped in the single crystal plate 1. Therefore, when the light irradiation from the light source 5 is stopped, the free electrons and free holes trapped in the single crystal plate 1 gradually recombine, or the insulating layers 2, 2' As the electric field distribution inside the single crystal plate 1 gradually becomes uniform, the refractive index distribution formed inside the single crystal plate 1 gradually becomes uniform. It becomes uniform within the single crystal plate 1. Therefore, the image information written on the single crystal plate 1 as a refractive index distribution gradually disappears. The storage time in this case is determined by the product ρ・ε of the resistivity ρ and dielectric constant ε of the single crystal plate 1, and the single crystal plate 1 is made of Bi 12 SiO 20 with high resistivity.
Alternatively, even if Bi 12 GeO 20 was used, the time was about 1 to 2 hours. Furthermore, when the voltage application is stopped, the free electrons and free holes trapped in the single crystal plate 1 quickly recombine, so the image information written as the refractive index distribution disappears. This will result in That is, when such an image conversion element is used, it is not possible to retain written image information for a long time.

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
に記憶作用を持たせることを目的とするものであ
る。以下実施例について詳細に説明する。
An object of the present invention is to provide a memory function to an image conversion element that converts image information of incoherent light into image information of coherent light. Examples will be described in detail below.

第3図は本発明の画像記憶素子の断面図であ
り、電気光学効果及び波長依存性の光伝導効果を
有する単結晶板14と、その両側に設けられた強
誘電性を有する絶縁層15,15′及び透明電極
16,16′より構成されている。単結晶板14
としては、書込み光に対して光伝導効果が大きい
こと、半波長電圧が比較的低いこと、チヨコラル
スキー法により大型高質品の単結晶を容易に得る
ことができる等の優れた特性を有する
Bi12SiO20,Bi12GeO20を使用し、強誘電性を有す
る絶縁層15,15′としては数100V/μmで残
留分極を生じさせることができること、比誘電率
が高く単結晶板14に高い電界分布を与えること
ができること、絶縁抵抗が高く(2×1014Ω/cm
以上)光キヤリアの流出を防ぐことができるこ
と、耐破壊電圧値が100KV/mmと高いこと、スピ
ナー等によつて比較的容易に厚みが均一な薄膜を
得ることができる等の理由によりポリフツ化ビニ
リデンを使用する。又、透明電極16,16′と
してはIn2O3、Au、Pt等の薄膜を使用する。
FIG. 3 is a cross-sectional view of the image storage element of the present invention, which includes a single crystal plate 14 having an electro-optical effect and a wavelength-dependent photoconductive effect, an insulating layer 15 having ferroelectricity provided on both sides thereof, 15' and transparent electrodes 16, 16'. Single crystal plate 14
It has excellent properties such as a large photoconductive effect for writing light, a relatively low half-wave voltage, and the ability to easily obtain large, high-quality single crystals using the Czyochoralski method.
Bi 12 SiO 20 , Bi 12 GeO 20 is used, and the insulating layers 15 and 15' having ferroelectricity can generate residual polarization at several 100 V/μm, and the monocrystalline plate 14 has a high dielectric constant. The ability to provide a high electric field distribution and high insulation resistance (2×10 14 Ω/cm
Above) Polyvinylidene fluoride is used for the following reasons: it can prevent the outflow of optical carriers, its breakdown voltage is as high as 100KV/mm, and it is relatively easy to obtain a thin film with a uniform thickness using a spinner, etc. use. Further, as the transparent electrodes 16, 16', a thin film of In 2 O 3 , Au, Pt, etc. is used.

本発明に於いては、絶縁層15,15′として
強誘電性を有する物質、即ち強誘電体を用い、強
誘電体に残留分極が生じるということを利用して
画像記憶素子に記憶作用を持たせてあるので、ま
ず強誘電体について説明する。強誘電性を有する
結晶に電界Eを印加すると、分極Pはまず曲線
OABに沿つて変化する。印加する電界Eが非常
に小さい間は、分極Pは曲線OAに沿つて変化す
るが、電界Eを増加してE=Ebとすると分極P
の方向は全て電界Eの方向と同一となり、結晶全
体が1つの分域となつてしまい、この後の電界E
の増減に対して分極Pは曲線C―B―Pr―D―
F―G―B―Cに沿つて変化する。即ち、電界E
を零としても残留分極Prが残ることになる。
又、この残留分極Prを零とする為には、結晶に
抗電界EDを印加する必要がある。
In the present invention, a material having ferroelectric properties, that is, a ferroelectric material, is used as the insulating layers 15 and 15', and the image storage element has a memory effect by utilizing the fact that residual polarization occurs in the ferroelectric material. First, I will explain about ferroelectric materials. When an electric field E is applied to a crystal with ferroelectricity, the polarization P first becomes a curve
Varies along OAB. While the applied electric field E is very small, the polarization P changes along the curve OA, but when the electric field E is increased and E=Eb, the polarization P changes.
are all the same as the direction of the electric field E, and the entire crystal becomes one domain, and the subsequent electric field E
The polarization P is the curve C-B-Pr-D- with respect to the increase or decrease of
It changes along F-G-B-C. That is, the electric field E
Even if it becomes zero, residual polarization Pr remains.
Furthermore, in order to make this residual polarization Pr zero, it is necessary to apply a coercive electric field E D to the crystal.

第5図A〜Fは、第3図に示した本発明の実施
例の画像記憶素子の動作説明図であり、17は電
源、20は偏光子、21は検光子であり、他の第
3図と同一符号は同一部分を表わしている。
5A to 5F are explanatory diagrams of the operation of the image storage device according to the embodiment of the present invention shown in FIG. The same reference numerals as in the figures represent the same parts.

第3図Aは画像記憶素子の単結晶板14に屈折
率分布として書込まれていた画像情報を消去する
場合についてのものであり、透明電極16,1
6′に電源17により電圧を加えると共に、単結
晶板14に光伝導効果を生じさせる光線18(以
下書込み光18と称す)を照射した場合について
のものである。このようにすると、単結晶板14
は顕著な光伝導効果を呈するので、印加電圧Vは
ほとんどが絶縁層15,15′にかかり、電圧V
が充分高ければ、単結晶板14に抗電界EDより
強い電界が加わり、過去の画像の濃淡に応じて絶
縁層15,15′に残つていた残留分極の分布は
消去され、全て同一方向の分極となる。即ち、過
去の記録画像が消去されたことになる。又、この
時の画像記憶素子の電位分布は、同図Aの点線で
示すものとなる。
FIG. 3A shows the case where image information written as a refractive index distribution on the single crystal plate 14 of the image storage element is erased, and the transparent electrodes 16, 1
This is for the case where a voltage is applied to 6' by a power source 17 and a light beam 18 (hereinafter referred to as writing light 18) is irradiated to produce a photoconductive effect on the single crystal plate 14. In this way, the single crystal plate 14
exhibits a remarkable photoconductive effect, the applied voltage V is mostly applied to the insulating layers 15, 15', and the voltage V
If is sufficiently high, an electric field stronger than the coercive electric field E D is applied to the single crystal plate 14, and the residual polarization distribution that remained in the insulating layers 15 and 15' depending on the shading of the past image is erased, all in the same direction. becomes polarized. In other words, the past recorded images have been erased. Further, the potential distribution of the image storage element at this time is as shown by the dotted line in FIG.

このようにして、過去の記録画像を消去した
後、同図Bに示すように、書込み光18の照射を
中止すると共に電源17の極性を反転し、画像記
憶素子の電位分布を同図Bに点線で示すものとす
る。画像記憶素子を同図Bに示す状態にした後、
画像情報を書込むわけであるが、ここでは、書込
みの動作を分り易すくする為に同図Cに示すよう
に、画像記憶素子の上半分のみに書込み光18を
照射した場合について説明する。
After erasing the past recorded image in this way, the irradiation of the writing light 18 is stopped and the polarity of the power supply 17 is reversed, as shown in FIG. It shall be indicated by a dotted line. After setting the image storage element to the state shown in FIG.
Although image information is written, here, in order to make the writing operation easier to understand, a case will be described in which only the upper half of the image storage element is irradiated with the writing light 18, as shown in FIG.

単結晶板14は前述したように光伝導効果を有
しているので書込み光18が照射された部分は顕
著な光伝導効果を呈する。従つて、画像記憶素子
の上半分に於いては電源17から印加される電圧
のほとんどが絶縁層15,15′に印加されるの
で、その電位分布は、同図Cの上半分に点線で示
すものとなる。又、画像記憶素子の下半分、即ち
非照射領域に於ける電圧分布は同図Cの下半分に
点線で示すように、同図Bに示した電位分布がそ
のまま保持される。
Since the single crystal plate 14 has a photoconductive effect as described above, the portion irradiated with the writing light 18 exhibits a remarkable photoconductive effect. Therefore, in the upper half of the image storage element, most of the voltage applied from the power supply 17 is applied to the insulating layers 15 and 15', so the potential distribution is shown by the dotted line in the upper half of the figure C. Become something. Further, the voltage distribution in the lower half of the image storage element, that is, the non-irradiated area, is maintained as it is as shown in FIG. B, as shown by the dotted line in the lower half of FIG.

従つて、単結晶板14に印加される電界は、非
照射領域である下半分の方が照射領域である上半
分よりも遥かに大きい。従つて前述したように、
単結晶板14は電気光学効果を有しているので、
画像情報が屈折率分布として書込まれたことにな
る。
Therefore, the electric field applied to the single crystal plate 14 is much larger in the lower half, which is the non-irradiated region, than in the upper half, which is the irradiated region. Therefore, as mentioned above,
Since the single crystal plate 14 has an electro-optic effect,
This means that image information has been written as a refractive index distribution.

このようにして、画像情報が屈折率分布として
書込まれたならば、第5図Dに示すように、単結
晶板14が光伝導効果を呈さない波長のコヒーレ
ント光19(以下読出し光19と称す。)を偏光
子20を介して画像記憶素子に入射させる。この
画像記憶素子からの出力光を偏光子20と消光位
にある検光子21で検出して得られた光線22
は、前述したように、インコヒーレント光の画像
情報がコヒーレント光の画像情報に変換されたも
のである。
When the image information is written as a refractive index distribution in this way, as shown in FIG. ) is made incident on the image storage element via the polarizer 20. A light beam 22 obtained by detecting the output light from this image storage element with a polarizer 20 and an analyzer 21 at the extinction position
As mentioned above, image information of incoherent light is converted into image information of coherent light.

今、第5図Cに示す状態に於いて、電圧の印加
を中止すると、屈折率分布として書込まれていた
画像情報は消去されてしまうが、絶縁層15,1
5′には、第5図Eに示すように、書込まれた画
像情報に対応した残留分極が生じる。画像記憶素
子の上半分、即ち照射領域の残留分極と画像記憶
素子の下半分、即ち非照射領域の残留分極とは、
図示の如くその方向が反対のものであるので、こ
のように残留分極が残つている画像記憶素子に、
第5図Fに示すように電源17から電圧を印加
し、さらに分極を反転させない程度の弱い書込み
光26を全面に照射すると画像記憶素子の電位分
布は発生したキヤリヤが残留分極の付近に集中す
るため同図Fの点線で示すものとなる。この電位
分布は同図Cに示した電位分布とほぼ同じもので
あり、従つて画像記憶素子に屈折率分布として書
き込まれていた画像情報を再生できたことにな
る。絶縁層15,15′に生じた残留分極は、絶
縁層15,15′の材質を適当に選定しておくこ
とにより、半永久的に保存しておくことができる
ので、書込まれた画像情報を絶縁層15,15′
に生じた残留分極の分布として半永久的に保存し
ておくことができる。従つて、同図Fに示すよう
に、書込まれた画像情報に対応した屈折率分布を
再生したならば、同図Dに示すようにして書込ま
れた画像情報をコヒーレント光の画像情報に変換
することができる。
Now, in the state shown in FIG. 5C, if the voltage application is stopped, the image information written as the refractive index distribution will be erased, but
5', residual polarization corresponding to the written image information is generated, as shown in FIG. 5E. The residual polarization of the upper half of the image storage element, that is, the irradiated area, and the residual polarization of the lower half of the image storage element, that is, the non-irradiated area, are:
As shown in the figure, the direction is opposite, so in the image storage element where residual polarization remains,
As shown in FIG. 5F, when a voltage is applied from the power supply 17 and the entire surface is irradiated with weak writing light 26 that does not reverse the polarization, the potential distribution of the image storage element is such that the generated carriers are concentrated near the residual polarization. Therefore, it is shown by the dotted line in Figure F. This potential distribution is almost the same as the potential distribution shown in Figure C, and therefore it means that the image information written in the image storage element as a refractive index distribution has been reproduced. The residual polarization generated in the insulating layers 15, 15' can be preserved semi-permanently by appropriately selecting the material of the insulating layers 15, 15'. Insulating layer 15, 15'
It can be preserved semi-permanently as the distribution of residual polarization generated in the process. Therefore, if the refractive index distribution corresponding to the written image information is reproduced as shown in F of the same figure, the image information written as shown in D of the same figure is converted into image information of coherent light. can be converted.

又、画像情報の書込みを行なう際、単結晶板1
4中に発生した光キヤリヤは、絶縁層15,1
5′に生じた分極の電気的な力によつて引きつけ
られるので、光キヤリヤが再結合せず、単結晶板
14中の電界分布を長時間保持しておくことがで
きる。従つて、長時間に亘つて、鮮明な画像を再
現することが可能である。
Also, when writing image information, the single crystal plate 1
The optical carriers generated in 4 are transferred to insulating layers 15, 1
Since the light carriers are attracted by the electric force of the polarization generated at 5', the optical carriers are not recombined, and the electric field distribution in the single crystal plate 14 can be maintained for a long time. Therefore, it is possible to reproduce clear images for a long time.

次に単結晶板14として(100)面を持つ30mm
×30mm×0.5mmのBi12SiO20を用い、この単結晶板
14の両面を平坦度λ/10(λは読出し光19の
波長)に光学研摩した後に、ポリフツ化ビニリデ
ンをジメチルホルムアルデヒドを溶媒として5重
量%の溶液としたものをスピナーを用いて単結晶
板14の両面に厚み2μmで塗布し、これをアル
ゴンガス雰囲気で140℃で30分間加熱処理をして
絶縁層15,15′を形成させ、更に、マグネト
ロンスパツタリング法を用いてIn2O3の透明電極
16,16′を形成させたのちポーリング処理を
施した画像記憶素子の動作特性の測定結果につい
て述べる。この場合、書込み光18としては
460nm光透過フイルタを通したX6ランプの光を用
い、読出し光19としてはH6―N6レーザの
633nmの光を使用し、書込み画像の原画としては
10lP/mmの矩形の濃淡を持つマスクパターンを使
用した。又電源17としては1000Vの直流電源を
使用した。
Next, as a single crystal plate 14, a 30mm plate with a (100) plane
After optically polishing both sides of this single crystal plate 14 to a flatness of λ/10 (λ is the wavelength of the readout light 19) using Bi 12 SiO 20 of ×30 mm ×0.5 mm, polyvinylidene fluoride was polished using dimethyl formaldehyde as a solvent. A 5% by weight solution is applied to both sides of the single crystal plate 14 to a thickness of 2 μm using a spinner, and this is heated at 140° C. for 30 minutes in an argon gas atmosphere to form insulating layers 15, 15'. Furthermore, the results of measuring the operating characteristics of an image storage element in which transparent electrodes 16 and 16' of In 2 O 3 were formed using the magnetron sputtering method and then subjected to poling processing will be described. In this case, the writing light 18 is
The light from an
Using 633nm light, as the original image of the written image
A mask pattern with rectangular shading of 10lP/mm was used. Further, as the power supply 17, a 1000V DC power supply was used.

このように、電源17、書込み光18、読出し
光19、原画を選定し、第5図A〜Dに示す動作
を繰返し行なつたところ、読出し画像は、原画と
同様のコントラストを持つ明瞭な画像であつた。
また読出し光19を照射したまま、6時間に亘る
読出し動作に於いても、読出し画像に劣化は見ら
れなかつた。更に記憶特性を調べる為に、電圧の
印加を中止すると共に、明中に1週間放置した後
に、再度1000Vの電圧を印加し、書込み光18の
強度を画像情報を書込む時の強度の1/10にして、
全面照射した後、第5図Dに示すように読出し光
19を照射したところ鮮明な読出し画像を得るこ
とができた。又単結晶板14としてBi12GeO20
用い、絶縁層15,15′としてポリフツ化ビニ
リデンを使用した場合もまつたく同様の特性が得
られた。
In this way, by selecting the power supply 17, the writing light 18, the reading light 19, and the original image, and repeating the operations shown in FIGS. 5A to 5D, the readout image was a clear image with the same contrast as the original It was hot.
Further, no deterioration was observed in the readout image even during the readout operation for 6 hours while the readout light 19 remained irradiated. In order to further examine the memory characteristics, we stopped applying the voltage and left it in the daylight for one week, then applied a voltage of 1000V again and changed the intensity of the writing light 18 to 1/1 of the intensity when writing image information. Make it 10,
After the entire surface was irradiated, the readout light 19 was irradiated as shown in FIG. 5D, and a clear readout image could be obtained. Also, exactly the same characteristics were obtained when Bi 12 GeO 20 was used as the single crystal plate 14 and polyvinylidene fluoride was used as the insulating layers 15 and 15'.

第6図は、本発明の他の実施例の断面図であ
り、電気光学効果及び波長依存性の光伝導効果を
有するBi12SiO20、Bi12GeO20等の単結晶板23の
一側面のみにポリフツ化ビニリデン等の強誘電性
を有する物質からなる絶縁層24を成形させ、更
に、In2O3、Au、Pt等の薄膜から成る透明電極2
5,25′を形成させたものである。
FIG. 6 is a sectional view of another embodiment of the present invention, in which only one side of a single crystal plate 23 such as Bi 12 SiO 20 or Bi 12 GeO 20 having an electro-optic effect and a wavelength-dependent photoconductive effect is used. An insulating layer 24 made of a ferroelectric substance such as polyvinylidene fluoride is formed on the substrate, and a transparent electrode 2 made of a thin film of In 2 O 3 , Au, Pt or the like is further formed.
5,25' are formed.

この画像記憶素子を用いて前記した実験を行な
つたところ、単結晶板の両面に絶縁層を設けた画
像記憶素子と全く同じ特性を得ることができた。
この第6図に示す画像記憶素子のように、単結晶
板23の一側面のみに、絶縁層24を設ける構造
とすると、画像記憶素子の製造時に強誘電体層の
形成が1回で済むと言う利点がある。
When the above-mentioned experiment was conducted using this image storage element, it was possible to obtain exactly the same characteristics as an image storage element in which insulating layers were provided on both sides of a single crystal plate.
If the structure is such that the insulating layer 24 is provided only on one side of the single crystal plate 23, as in the image memory element shown in FIG. 6, the ferroelectric layer can be formed only once during the manufacture of the image memory element. There are advantages to saying that.

以上説明したように、本発明は、電気光学効果
及び波長依存性の光伝導効果を有している単結晶
板の少なくとも一側面に強誘電体から成る絶縁層
を設けてあるので、書込まれた画像情報の濃淡に
応じた残留分極を絶縁層に生じさせることができ
ると共に、これを保存しておくことができる。従
つて、画像記憶素子に書込まれた画像情報を記憶
しておくことができる利点がある。
As explained above, in the present invention, an insulating layer made of ferroelectric material is provided on at least one side of a single crystal plate having an electro-optical effect and a wavelength-dependent photoconductive effect. It is possible to generate residual polarization in the insulating layer in accordance with the density of the image information obtained, and also to store this residual polarization. Therefore, there is an advantage that the image information written in the image storage element can be stored.

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

第1図は従来の画像変換素子の構成説明図、第
2図はその動作説明図、第3図は本発明の一実施
例の断面図、第4図は強誘電体の特性説明図、第
5図は本発明の画像記憶素子の動作説明図、第6
図は本発明の他の実施例の断面図である。 1,14,23は単結晶板、2,2′,15,
15′,24は絶縁層、3,16,16′,25,
25′は透明電極、4,17は電源、5は光源、
6は原画、7はレンズ、8はハーフミラー、9,
19は読出し光、10,20は偏光子、11は画
像変換素子からの出力光、12,21は検光子、
13,22は検光子からの出力光、26は弱い書
込み光である。
FIG. 1 is an explanatory diagram of the configuration of a conventional image conversion element, FIG. 2 is an explanatory diagram of its operation, FIG. 3 is a sectional view of an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is an explanatory diagram of the characteristics of a ferroelectric material. FIG. 5 is an explanatory diagram of the operation of the image storage element of the present invention, and FIG.
The figure is a sectional view of another embodiment of the invention. 1, 14, 23 are single crystal plates, 2, 2', 15,
15', 24 are insulating layers, 3, 16, 16', 25,
25' is a transparent electrode, 4 and 17 are power sources, 5 is a light source,
6 is the original picture, 7 is the lens, 8 is the half mirror, 9,
19 is a readout light, 10 and 20 are polarizers, 11 is output light from an image conversion element, 12 and 21 are analyzers,
13 and 22 are output lights from the analyzer, and 26 is a weak writing light.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 電気光学効果及び波長依存性の光伝導効果を
有する単結晶板、該単結晶板の少なくとも一側面
に設けられた強誘電性を有する結晶性の絶縁層、
該絶縁層と前記単結晶板とに電界を印加する透明
電極を備えていることを特徴とする画像記憶素
子。 2 前記単結晶板はビスマスシリコンオキサイド
(Bi12SiO20)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項記載の画像記憶素子。 3 前記単結晶板はビスマスゲルマニウムオキサ
イド(Bi12GeO20)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項記載の画像記憶素子。 4 前記絶縁層は、ポリフツ化ビニリデンにより
形成されたことを特徴とする特許請求の範囲第1
項記載の画像記憶素子。
[Scope of Claims] 1. A single crystal plate having an electro-optic effect and a wavelength-dependent photoconductive effect, a crystalline insulating layer having ferroelectricity provided on at least one side of the single crystal plate,
An image storage element comprising a transparent electrode that applies an electric field to the insulating layer and the single crystal plate. 2. The image storage element according to claim 1, wherein the single crystal plate is formed of bismuth silicon oxide (Bi 12 SiO 20 ). 3. The image storage element according to claim 1, wherein the single crystal plate is formed of bismuth germanium oxide (Bi 12 GeO 20 ). 4. Claim 1, wherein the insulating layer is formed of polyvinylidene fluoride.
The image storage device described in .
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