KR0179043B1 - 위상형공간광변조기 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 산업용로봇등의 시각장치에 있어서, 입력화소의 공간주파수영역에 있어서의 필터링, 특징추출등의 화상처리, 또는 복수의 입력패턴으로부터 표준패턴과 일치하는 것을 식별하는 처리등을 행하는 광정보처리장치에 있어서의 위상형공간광변조기에 관한 것으로서, 액정셀에 의해 진폭변동이 적은, 위상변조를 행하는 것을 목적으로 하는 것이며, 그 구성에 있어서 액정셀(103)의 입사쪽액정배향방향을 편광판(102)의 투과축과 평행하게 하고, 사출쪽액정배향방향을 편광판(104)의 투과축과 평행하게 한것을 특징으로 하며 이로서 TN액정셀을 사용하여, 편광판의 투과축을 대향하는 액정의 배향방향과 평행하게 하므로서 진폭변동이 적은, 위상변조를 행할 수 있고, 또 이공간광변조기를 사용하여 광정보처리장치에 있어서 위상변조를 행하므로서, 홀로그램의 1샘플링점을 1화소로 나타내고, 일괄처리화소수를 향상시킬수 있는 효과가 있는 위상형공간광변조기를 제공할 수 있다.
Description
제1도는 본 발명의 제1실시예에 있어서의 위상형공간광변조기의 모식도.
제2도는 본 발명의 제1실시예에 있어서의 편광판투과축과 액정셀배향방향과의 관계를 표시한 도면.
제3도는 본 발명의 제1실시예에 있어서의 액정의 광학특성을 표시한 도면.
제4도는 본 발명의 제1실시예에 있어서의 위상형공간광변조기를 사용한 광정보처리 장치의 모식도.
제5도는 본 발명의 제2실시예에 있어서의 위상형공간광변조기의 모식도.
제6도는 본 발명의 제2실시예에 있어서의 편광판투과축과 액정셀배향방향과의 관계를 표시한 도면.
제7도는 본 발명의 제2실시예에 있어서의 위상형공간광변조기를 사용한 광정보처리 장치의 모식도.
제8도는 본 발명의 제3실시예에 있어서의 위상형공간광변조기의 모식도.
제9도는 본 발명의 제3실시예에 있어서의 편광판투과축과 액정셀배향방향과의 관계를 표시한 도면.
제10도는 본 발명의 제3실시예에 있어서의 위상형공간광변조기를 사용한 광정보처리장치의 모식도.
제11도는 종래의 광정보처리장치의 모식도.
제12도는 종래의 액정표시의 구성도.
제13도는 종래의 액정셀배향방향과 편광판투과축과의 관계를 표시한 도면.
제14도는 종래의 계산기홀로그램의 셀구성도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 반도체레이저 2 : 콜리메이터렌즈
3 : TV카메라 6 : 렌즈
11 : 렌즈 12 : 광전변환장치
101 ; 액정셀 102 : 편광판
103 : 액정셀 104 : 편광판
105 : ROM 201 : 액정셀
202 : 액정셀 203 : 편광판
301 : 액정셀
본 발명은 산업용로봇등의 시각장치에 있어서, 입력화상의 공간주파수영역에 있어서의 필터링, 특징추출등의 화상처리, 또는 복수의 입력패턴으로부터 특징의 표준패턴과 일치하는 것을 식별하는 처리등을 행하는 광정보처리장치에 있어서의 위상형공간광변조기에 관한 것이다.
먼저 일본국 특개평 2-132412호 공보에 기재된 종래의 광정보처리장치의 구성과 동작을 제11도를 사용해서 설명한다. 제11도에 있어서, (1)은 반도체레이저 (2)는 반도체레이저(1)로부터의 광을 평행광으로 변환하는 콜리메이터렌즈, (3)은 텔레비젼카메라(이하 TV카메라로 칭함), (13)은 TV카메라(3)에 의해 촬상된 화상을 표시하는 액정표시, (6)은 초점거리가 f1인 렌즈이고, 액정표시(13)는 이 렌즈(6)의 앞쪽 초점면에 배치되어 있다. (8)은 복수의 표준패턴의 프리에 변환계산기홀로그램의 데이터를 기억하고 있는 메모리, (14)는 메모리(8)에 기억되어 있는 데이터를 표시하는 액정표시이고, 렌즈(6)의 뒤쪽초점면에 배치되어 있다. (11)은 초점거리가 f2인 렌즈이고, 그 앞쪽 초점면에 액정표시(14)가 배치되어있다. (12)는 렌즈(11)의 뒤쪽초점면에 배치된 광전변환장치이다.
다음에, 상기의 구성요소의 상호관계와 동작에 대해서 설명한다. 액정표시(13)에 표시된 대상물체의 패턴은 반도체레이저(1)로부터의 코우히어런트광에 의해 조사된다. 이 대상물체상은 렌즈(6)에 의해 광학적으로 변환되고, 액정표시(14)위에 대상물체의 프리에 변환상이 형성된다. 이때, 액정표시(14)에는, ROM(8)에 기록된 표준패턴의 프리에번현상이 표시된다. 따라서 액정표시(14)의 사출광은, 대상물체와 특정의 표준패턴의 2개의 프리에변환상의 광학적 적(積)이 된다. 상기 액정표시(14)는 렌즈(11)의 앞쪽초점면에 배치되어 있으므로, 상기 상은 렌즈(11)에 의해 프리에 역변환된다. 대상물체와 표준패턴의 프리에변환상이 일치하였을때,렌즈(11)의 뒤쪽초점면에 휘점(輝点)이 발생하고, 광전변환장치(12)에 의해 검출된다. 이와같이해서, 액정표시(14)위에 표시된 계산기홀로그램에 의한 광학적필터가, 정합필터로서 작용하는 광학적 상관처리를 행하는 광정보처리장치를 실현할 수 있다.
제12도는 제11도에 표시한 액정표시(13)및 (14)의 실제의 구성을 표시한 사시도이다. 제12도에 있어서, 액정셀(16)은 비틀림네마틱액정(이하 TN액정으로칭함)이고, 투과축이 서로 평행한 편광판(15),(17)에 끼워져서 배치되어 있다. 편광판(15)의 투과축과 액정셀(16)의 입사쪽 액정배향방향과는 평행이다.
액정셀의 배향방향과 편광판투과축방향의 관계를 제13도에 표시한다. 제13도에 있어서, (50)은 액정셀(16)의 사출쪽배향방향, (51)은 액정셀(16)의 입사쪽 배향방향,(52)는 편광판(15)의 투과축방향, (53)은 편광판(17)의 투과축방향,(54)는 액정셀(16)의 비틀림 각을 각각 표시한다.
액정셀(16)에의 인가전압이 0인때, 편광판(15)의 사출광은 액정셀(16)에 의해 대략 90도 편관방향이 회전하고, 편광판(17)에 의해 차광된다. 액정셀(16)에 전압을 인가하므로서, TN액정셀의 비틀림이 해소되어 편광의 회전이 작게되고, 편광판(17)의 투과축방향의 성분이 증가한다. 따라서, 액정표시(13),(14)는 진폭변조소자로서 기능하고 있다.
제14도는 제11도에 표시한 액정표시(14)위에 표시되는 계산기홀로그램의 구성이다. 액정표시(14)는 진폭변조소자이므로, 입사광의 위상성분을 변조하기 위해서는, 셀(60)위에서 광을 투과시키는 화소군(55)~(58)의 위치를 선택하는 것이고, 또, 입사광의 진폭성분을 변조하기 위해서는, 선택된 화소군의 개수를 제어하므로서 가능하게 되고, 액정표시(14)는 계산기홀로그램의 표시매체로 할 수 있고, 패턴대칭등의 광정보처리를 실행할 수 있다.
그러나 상기와 같은 구성에서는, 액정표시(14)가 진폭변조소자이므로, 입사광의 위상성분을 변조하기 위해서는 광을 투과시키는 화소군의 공간적위치를 바꾸므로서 행하고 있다. 그 때문에, 1개의 샘플점에 복수의 화소를 대응시켜서 셀을 구성하지 않으면 안된다. 즉, 액정의 화소의 이용효율이 낮고, 일괄처리가능한 화소수가 적개된다고하는 문제가 있었다.
본 발명은 상기의 문제를 해결하는 것으로서 위상변조에 의해 홀로그램의 1샘플점을 1화소로 나타내고 일괄처리화소수를 향상시키는 위상형공간광변조기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 위상형공간광변조기는 , 제1편광판과 상기 제1편광판을 조사하는 코우히어런트광원과, 상기 제1편광판의 사출광을 입사광으로 하고 상기 제1편광판의 투과축과 평행인 입사쪽 액정배향방향의 액정셀과 상기 액정셀의 사출광을 입사광으로 하고 상기 액정셀의 사출쪽액정배향방향과 평행한 투과축의 제2편광판을 구비하고, 상기 액정셀에의 전압인가에 의해 상기 제2편광판 사출광의 광진폭변동을 작게한 광위상변조가 행해지는 것을 특징으로 하는 것이다.
또, 본 발명의 위상형공간광변조기는 , 제1편광판과 상기 제1편광판을 조사하는 코우히어런트광원과, 상기 제1편광판의 사출광을 입사광으로 하고 상기 제1편광판의 투과축과 평행인 입사쪽액정배향방향의 제1액정셀과, 상기 제1액정셀의 사출광을 입사광으로 하고 상기 제1액정셀의 사출쪽액정배향방향과 수직인 액정배향방향을 가지고 또한 상기 제1액정셀과 대략 동등한 리타데이션과 비틀림각을 가지는 동시에, 액정비틀림방향이 상기 제1액정셀과 반대인 제2액정셀과, 상기 제2액정셀의 사출광을 입사광으로하고 상기 제2액정셀의 사출쪽액정배향방향과 수직인 투과축의 제2편광판을 구비하고, 상기 제1의 액정셀과 상기 제2의 액정셀에는 대략 동일한 전압을 가하고, 상기 제2의 편광판사출광의 광진폭변동을 작게한 광위상변조가 행해지는 것을 특징으로 하는 것이다.
또, 본 발명의 위상형공간광변조기는, 제1편광판과, 상기 제1편광판을 조사하는 코우히어런트광원과, 상기 제1편광판의 사출광을 입사광으로 하고 상기 제1편광판의 투과축과 평행인 액정배향방향을 가진 호모지니어스배향의 액정셀을 구비한 것이다.
본 발명은 상기의 구성과 같이, 제1수단에서는, 액정셀의 입사쪽액정배향방향과 제1편광투과축을 평행으로 하고, 또한 액정셀의 사출쪽액정배향방향과 제2편광판투과축을 평행으로 하므로서, 또, 제2수단에서는, 제1액정셀의 입사쪽액정배향방향과 제1편광판투과축방향을 평행으로하고, 또한 제1액정셀의 사출쪽액정배향방향과 제2액정셀의 입사쪽액정배향 방향을 수직으로 하고, 또한 제2액정셀의 배향방향을 제2편광판투과축과 수직으로 하므로서, 또 제3수단에서는, 호모지니어스배향액정셀의 배향방향과 편광판투과축방향을 평행으로 하므로서, 전압인가에 의한 실효적인 액정굴절률변화에 대하여, 광로길이의 변화를 크게 할 수 있고, 위상변조를 행할 수 있다. 그리고, 이 위상형공간광변조기를 광정보처리장치에 사용하므로서 일괄처리화소수를 향상시킬 수 있다.
이하 본 발명의 제1실시예의 위상형공간광변조기에 대해서, 도면을 참조하면서 구성과 동작을 설명한다. 제1도는 제1실시예의 위상형공간광변조기의 구성을 표시한 모식도, 제2도는 액정셀(103)의 액정배향방향과 편광판(102),(104)의 투과축방향과의 관계를 표시한 도면이다.
제1도에 있어서, (103)은 액정셀이고, 본 실시예에서는 TN액정셀을 사용해서 설명한다. (102)는 제1편광판이고, 투과축은 액정셀(103)의 입사쪽액정배향방향과 평행이다. (104)는 제2편관팡이고, 투과축은 액정셀(103)의 사출쪽액정배향방향과 평행이다.
제2도에 있어서, (120)은 액정셀(103)의 사출쪽배향방향,(121)은 편광판(104)의 투과축방향, (122)는 액정셀(103)의 입사쪽배향방향, (123)은 편광판(102)의 투과축방향, (124)는 액정셀(103)의 비틀림각이다.
다음에, TN액정셀(103)과 편광판(102),(104)에 의한 위상변조를 설명한다. 편광판(102)의 사출직선편광은, TN액정셀(103)의 입사쪽액정배향방향으로 평행으로 입사하고, 액정의 복굴절성과 비틀림구조에 의해, 장축(長軸)방향이 편광판(102)의 투과축에 대해서 회전한 타원편광이 된다.
액정은 1축성복굴절재료이고, 분자장축방향으로 광학축을 가진다. 액정에의 입사광이 상기 광학축에 수직이고 또한 입사광이 진동면이 광학축에 평행인때 굴절률이 최대로 되고, 액정광학축에 대한 입사광의 각도가 수직방향으로부터 어긋나면 굴절률은 작게된다. 또 광의 진동면의 방향이 액정광학축에 대하여 평행방향으로부터 어긋나면 굴절률은 작게 된다. 또 액정은 유전율이방성을 가지게 때문에 액정의 두께방향으로 전개를 가하면, 액정분자방향이 전개방향 즉 액정두께방향으로 변한다. 따라서, 액정분자의 광학축의 방향도 액정두께방향으로 변화하기 때문에, 입사광에 대한 액정의 굴절률은 작게되며 투과광의 타원편관의 장축의 회전이 작게되고, 편광판(104)의 투과광량이 감소한다. 그러나, 인가전압이 낮은 영역에서는, 투과광의 타원편광의 장축의 회전변화에 대해서, 입사광이 광축방향의 액정굴절률의 변화가 크게 나타난다. 광의 위성변화는 광로길이 즉 굴절률과 액정두께의 적의 변화에 비례한다. 액정을 투과하는 광의 광로길이는, 액정분자의 광학축에 평행인때 최대가 된다. 이 때문에, 전압인가에 의한 입사광에 대한 굴절률 변화에 의해, 액정분자방향으로 평행인 투과광의 위상변화가 최대로 된다. 따라서, 편광판투과축방향을 각각 액정이 대향하는 배향방향과 평행으로 하므로서, 전압인가시의 투과광의 광로길이변화를 크게 잡을 수 있고, 따라서 위상변화를 크게할 수 있다.
전압인가시의 TN액정셀의 위상, 진폭특성을 제3도에 표시한다. 인가전압 V1으로부터 V2의 범위에 있어서, 액정사타원편광의 장축방향의 회전변화에 대하여 액정굴절률 변화가 크기때문에 진폭변동량이 작고, 또한 위상변조량이 크게 되어 TN액정셀(103), 편광판(102),(104)에 의한 위상변조가 가능하게 된다. 또한, 파장 514.5㎚, 액정리타데이션 1.2㎛, 비틀림각 90도에 있어서, 진폭변동량을 6%로 하면 위상변조량은 3.1㎭가 된다.
제1실시예에 있어서의 위상형공간광변조기를 사용한 광정보처리장치에 대해서 제4도를 사용하여 설명한다. 제4도에 있어서 제11도에 표시한 종래에와 동일한 구성요소에는 동일번호를 붙이고 설명을 생략한다.
(101)은 액정셀이고, 렌즈(6)의 앞쪽초점면에 배치되어 있다. (102)는 액정셀(101)의 사출쪽편광판이다. (103)은 TN액정셀이고, 입사쪽액정배향방향이 편광판(102)의 투과측과 평행이고, 렌즈(6)의 뒤쪽초점면에 배치되다. (104)는 TN액정셀(103)의 뒤쪽편광판이고, 투과측은 TN액정셀(103)의 사출쪽액정배향방향과 평행이다. (105)는 표준패턴의 프리에변환상의 위상성분으로 작성된 홀로그램을 기록한 메모리(이하 ROM)으로 칭함)이다.
다음에 이와같이 구성된 광정보처리장치에 대해서, 그 동작을 설명한다. 제4도에 있어서, 액정셀(101)에 표시된 대상물의 패턴은 반도체레이저(1)로부터의 코우히어런트광에 의해서 조사된다. 액정셀(101)의 사출광은 편광판(102)에 의해 대상 물체상이 된다. 이 사출광은 렌즈(6)에 의해 광학적으로 변환되고, TN액정셀(103)위에 대상물체의 프리에변환상이 형성된다. 이때, TN액정셀(103)에는, ROM(105)에 기록된 표준패턴의 프리에변환상이 표시된다. 편광판(104)에 의해 TN액정셀(103)의 사출광은, 대상물체와 특정의 표준패턴의 2개의 프리에변환상의 광학적 적이 된다. 상기 TN액정셀(103)은 렌즈(11)의 앞쪽초점면에 배치되어 있으므로, 상기 상은 렌즈(11)에 의해 프리에역변환된다.
대상물체와 표준패턴의 프리에번환상이 일치하였을때, 렌즈(11)의 뒤쪽초점면에 휘점이 발생하고, 광전변환장치(12)에 의해 검출된다. 이와같이해서, TN액정셀(103)위에 표시된 계산기홀로그램에 의한 광학적필터가 정합필터로서 작용하는 광학적상관처리를 행하는 광정보처리장치를 실현할 수 있다.
제11도에 표시한 종래의 홀로그램을 표시하는 액정표시(14)는 진폭변조소자로서 가능하기 때문에, 입사하는 광의 위상성분을 변조하기 위해서는 투과광의 화소군의 공간적위치를 바꾸므로서 행하고 있었다. 그 때문에, 1개의 샘플링점에 대응하는 셀을 복수개의 액정소자로 구성하지 않으면 안된다. 따라서, 1개의 셀을 구성하는 화소수를 m×n개로 하고, 한쪽 액정셀의 구성화소수를 m×n개로하면,(M/m)×(N/n)개의 샘플링상밖에 취급할 수 없었다.
광학적패턴대치에 있어서는, 광의 진폭성분보다 위상성분이 중요한 역할을 다하였다. 이 때문에, 광의 위상성분만의 변조를 행하여도, 식별정밀도의 열화는 거의 일어나지 않는다. 따라서, 위상변조를 행할 수 있는 공간광변조소자를 사용하므로서 계산기홀로그램의 1셀을 액정의 1화소로 나타낼 수 있기 때문에 일괄처리화소수를 액정셀과 동일수의 화소수로 할 수 있다. 또한, 본 실시예에서는 액정셀(103)에 TN액정셀을 사용하였으나, 호모지니어스배향액정셀을 사용해도 된다.
이하 본 발명의 제 2실시예에 대해서 도면을 참조하면서 설명한다. 제5도는 제2실시예의 위상형공간광변조기의 구성을 표시한 모식도, 제6도는 TN액정셀(201),(202)의 액정배향방향과 편광판(102),(203)의 투과축방향과의 관계를 표시한 도면이다.
제5도에 있어서, (201)은 TN액정셀이고, 입사쪽액정배향방향은 편광판(102)의 투과축과 평행이다. (202)는 TN액정셀이고, 액정의 리타데이션과 비틀림각은 TN액정셀(201)과 동등하고, 비틀림방향은 반대이고, 입사쪽액정배향방향은 액정셀(201)의 사출쪽액정배향방향과 수직이다. (203)은 편광판이고, 투과축은 TN액정셀(202)의 사출쪽배향방향과 수직이다.
제6도에 있어서, (201)은 액정셀(201)의 사출쪽배향방향, (211)은 액정(201)의 입사쪽배향방향, (212)는 편광판(102)의 투과축방향, (213)은 편광판(203)의 투과축방향, (214)는 액정셀(202)의 입사쪽배향방향, (215)는 액정(202)의 사출쪽배향방향, (216)은 액정셀(201)의 비틀림각, (217)은 액정셀(202)의 비틀림각을 각각 표시한다.
다음에 이와같이 구성된 제2실시예의 위상형공간광변조기에 대해서, 그 동작을 설명한다. TN액정셀(201)에 입사한 직선편광은, 액정의 복굴절성과 비틀림구조에 의해 장축방향이 액정입사직선편광방향에 대하여 회전한 타원편광이 된다. TN액정셀(202)는 TN액정셀(201)과 리타데이션과 비틀림각이 동등하고, 역비틀림이므로, TN액정셀(201)의 사출타원편광은 TN액정셀(202)에 의해 대략 직선편광으로 복귀한다. 전압인가시에 있어서도 TN액정셀(201),(202)에 대하여 동일한 전압을 가하므로서, TN액정셀(201)의 사출타원편광은 역비틀림의 TN액정셀(202)에 의해 대략 직선편광이 된다. 따라서 , 편광판(203)의 사출광강도는 액정셀에의 인가전압에 따르지 않고 대략 일정하게 된다.
액정은 1축성복굴절재료이고, 분자장축방향으로 광학축을 가진다. 액정에의 입사광이 상기 광학축에 수직하고 또한 입사광의 진동면이 광학축에 평행인때 굴절률이 최대로 되고, 액정광학축에 대한 입사광의 각도가 수직방향으로부터 어긋나면 굴절률은 작게 된다. 또 광의 진동면의 방향이 액정광학측에 대하여 평행방향으로부터 어긋나면 굴절률은 작게된다. 또 액정은 유전율이방성을 가지기 때문에 액정의 두께방향으로 전개를 가하면, 액정분자방향이 전개방향 즉 액정두께방향으로 변화한다. 따라서, 액정분자의 광학축의 방향도 액정두께방향으로 변화하기 때문에, 입사광에 대한 액정의 굴절률은 작게된다. 광의 위상변화는 광로길이 즉 굴절률과 액정두께의 적의 변화에 비례한다. 액정에 전압을 인가하므로서 굴절률이 변화하므로 액정셀(201),(202)을 투과하는 광의 광로길이가 변화하고 , 위상변화가 발생한다.
따라서 액정셀(201)과 역비틀림의 액정셀(202)을 사용함으로서, 액정셀(201)의 사출타원편광은 역비틀림의 액정셀(202)에 의해 직선편광으로 복귀하기 때문에 진폭변동이 적은 위상변조를 행할 수 있다.
제2실시예에 있어서의 위상형공간광변조기를 사용한 광정보처리장치를 제7도에 표시한다. 이에의해 위상변조를 행하면, 제1실시예와 마찬가지로, 계산기홀로그램의 1셀을 액정의 1화소로 나타낼 수 있기 때문에, 일괄처리화소수를 액정셀과 동수의 화소수로 할 수 있다.
이상과 같이 본 실시에에 의하면, TN액정셀(201)가 TN액정셀(202)과 편광판(203)을 배치하므로서, 제1실시예와 마찬가지의 효과를 올릴 수 있다. 또, 액정셀(201)과 액정셀(202)에 동일한 전압을 인가하므로서, 진폭변동이 적은 위상변조를 행할 수 있다. 광전변환장치(12)에서의 상관휘도레벨은, 액정셀(201),(202)에서의 진폭변동에 의해 저하하기때문에, 이 진폭변동량을 대략 0으로 하므로서, 패턴대칭에 있어서의 형상인식정밀도의 저하를 방지할 수 있다. 또, 위상변조량은 2개의 액정셀의 합으로 되기 때문에, 각각의 액정셀에서의 이상변조량을 작게할 수 있다. 위상변조량은 액정리타데이션에 비례하기 때문에, 액정층의 두께를 작게할 수 있고, 응답속도의 고속화가 가능하게 된다. 또, 위상변조에 있어서 진폭변동이 일어나지 않기 때문에 인가전압영역을 크게 잡을 수 있어, 액정리타데이션을 작게 할 수 있다. 따라서, 더욱더 응답속도의 고속화가 가능하게 된다.
이하 본 발명의 제3실시예에 대해서 도면을 참조하면서 설명한다. 제8도는 3실시예에 있어서의 위상형공간광변조기의 구성을 표시한 모식도, 제9도는 액정셀(301)의 액정배향방향과 편광판(102)의 투과축방향과의 관계를 표시한 도면이다.
제8도에 있어서, (301)은 호모지니어스배향의 액정셀이고, 액정배향방향은 편광판(102)의 투과축과 평행이다. 또, 제9도에 잇어서, (301)은 액정셀(301)의 배향방향, (311)은 편광판(102)의 투과축방향이다.
다음에 이와같이 구성된 제3실시에의 위상형공간광변조기에 대해서, 그 동작을 설명한다. 호모지니어스배향의 액정셀(301)에서는, 입사쪽과 사출쪽의 액정배향방향이 평행이므로 전압을 인가하면, 액정분자는 배향방향으로 평행인 방향을 유지하고, 액정셀의 두께방향으로 변화한다. 이때 액정배향방향으로 평행으로 직선편광을 입사하면, 액정분자방향과 광학측이 평행하기 때문에, 사출광의 편광상태는 변화하지 않는다. 그러나, 전압인가에 의해 액정분자의 광학축은 액정두께방향으로 방위를 바꾸므로, 액정투과광에 대해서 굴절률이 변화하기 때문에, 광로길이가 변화하여, 위상변화가 발생한다. 따라서, 진폭변동이 없는, 위상변조를 행할 수 있다.
제3실시예에 있어서의 위상형공간광변조기를 사용한 광정보처리장치를 제10도에 표시한다. 이에의해 위상변조를 행하면, 제1실시예와 마찬가지로, 계산기홀로그램의 1셀을 액정의 1화소로 나타낼 수 있기 때문에 일괄처리화소수를 액정셀과 동수의 화소수로할 수 있다.
이상과 같이 본 실시예에 의하면, 호모지니어스배향액정셀(301)을 형성하므로서, 제1실시예의 실시예와 마찬가지의 효과를 올릴 수 있다. 또, 액정셀(301)의 액정배향방향과 편광판(102)의 투과축방향을 평행으로 하고, 액정배향방향으로 평행으로 직선편광을 입사하므로서, 사출광의 편광상태의 변화를 방지할 수 있다. 따라서, 액정셀(301)의 뒤쪽편광판을 없앨 수 있으므로, 편광판에 의한 투과광의 감쇠를 방지할 수 있고, 광원의 소형화, 저발열화가 가능하게 된다.
이상과 같이 본 발명에 의하면, 제1수단으로서, 제1편광판과, 상기 제1편광판을 조사하는 코우히어런트광원과, 상기 제1편광판의 사출광을 입사광으로 하고 상기 제1편광판의 투과축과 평행인 입사쪽액정배향방향의 액정셀과, 상기 액정셀의 사출광을 입사광으로 하고 상기 액정셀의 사출쪽액정배향방향과 평행인 투과축의 제2편광판을 구비하므로서, 또 제2수단으로서, 제1편광판과, 상기 제1편광판을 조사하는 코우히어런트광원과 , 상기 제1편광판의 사출광을 입사광으로하고 상기 제1편광판의 투과축과 평행인 입사쪽액정배향방향의 제1액정셀과 상기제1액정셀의 사출광을 입사광으로하고 상기 제1액정셀의 사출쪽액 정배향방향과 수직인 액정배향방향을 가지고 또한 상기 제1액정셀과 대략 동등한 리타데이션과 비틀림각을 가지는 동시에, 액정비틀림방향이 상기 제1액정셀과 반대인 제2액정셀과, 상기 제2액정셀의 사출광을 입사광으로 하고 상기 제2액정셀의 사출쪽액정배향방향과 수직인 투과축의 제2편광판을 구비하므로서, 또, 제3수단으로서, 제1편광판과, 상기 제1편광판을 조사하는 코우히어런트광원과, 상기 제1편광판의 사출광을 입사광으로하고 상기 제1편광판의 투과축과 평행인 액정배향방향을 가진 호모지니어스배향의 액정셀을 구비하므로서, 진폭변동이 적은 위상변조를 행하므로서 홀로그램의 1샘플링점을 1화소로 나타내고, 일괄처리화소수를 증가시킬 수 있다.
Claims (2)
- 제1편광판과, 상기 제1편광판을 조사하는 코우히어런트광원과, 상기 제1편광판의 사출광을 입사광으로하고 상기 제1편광판의 투과축과 평행인 입사쪽액정배향방향의 액정셀과, 상기 액정셀의 사출광을 입사광으로 하고 상기 액정셀의 사출쪽액정배향방향과 평행인 투과축의 제2편광판을 구비하고, 상기 액정셀에의 전압인가에 의해 상기 제2편광판사출광의 광진폭변동을 작게한 광위상변조가 행해지는 것을 특징으로 하는 위상형공간광변조기.
- 제1편광판과 상기 제1편광판을 조사하는 코우히어런트광원과, 상기 제1편광판의 사출광을 입사광으로하고 상기 제1편광판의 투과축과 평행인 입사쪽액정배향방향의 제1액정셀과, 상기제1액정셀의 사출광을 입사광으로 하고 상기 제1액정셀의 사출쪽액정배향방향과 수직인 액정배향방향을 가지고 또한 상기 제1액정셀과 대략 동등한 리타데이션과 비틀림각을 가지는 동시에, 액정비틀림방향이 상기 제1액정셀과 반대인 제2액정셀과, 상기 제2액정셀의 사출광을 입사광으로하고 상기 제2액정셀의 사출쪽액정배향방향과 수직인 투과축의 제2편광판을 구비하고, 상기 제1의 액정셀과 상기 제2의 액정셀에는 제2편광판을 구비하고, 상기 제1의 액정셀과 상기 제2의 액정셀에는 대략 동일한 전압을 가하고, 상기 제2의 편광판사출광의 광진폭변동을 작게한 광위상변조가 행해지는 것을 특징으로 하는 위상형공간광변조기.
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