KR940010415B1

KR940010415B1 - 광-광 변환 소자와 영상 표시 장치

Info

Publication number: KR940010415B1
Application number: KR1019900003942A
Authority: KR
Inventors: 이쯔오 다가나시; 신다로오 나까가끼; 히로히꼬 시노나가; 마사도 후루야; 쓰도우 아사구라; 데쓰지 스즈기
Original assignee: 닛뽕 비구다 가부시기가이샤; 다가노 시즈오
Priority date: 1989-03-23
Filing date: 1990-03-23
Publication date: 1994-10-22
Also published as: KR900014914A; EP0394674A3; US5124545A; EP0394674B1; DE69026861D1; EP0394674A2; DE69026861T2; USRE34947E

Abstract

내용 없음.

Description

광-광 변환 소자와 영상 표시 장치

제 1 도는 본 발명에 따른 광-광 변환 장치의 기본 구조를 나타내는 도면.

제 2 도와 제 3 도는 본 발명의 제1실시예의 구조를 나타내는 도면.

제 4 도는 제2실시예의 구조를 나타내는 도면.

제 5 도는 제3실시예의 구조를 나타내는 도면.

제 6 도는 제4실시예의 구조를 나타내는 도면.

제 7a 도 및 제 7b 도는 제5실시예의 구조를 나타내는 도면.

제 8 도는 종래 기술의 광-광 변환 장치의 구조를 나타내는 도면.

제 9 도는 본 발명의 실시예에 의한 다른 광-광 변환 소자와 구조를 나타내는 도면.

제 10 도와 제 11 도는 제 9 도의 광-광 변환 소자들을 사용하는 광-광 변환 장치의 구조를 나타내는 블록선도.

제 12 도는 본 발명의 실시예에 의한 또다른 광-광 변환 소자와 구조를 나타내는 개략 블록선도.

제 13 도는 제 12 도의 광-광 변환 소자를 사용하는 구성된 영상 장치를 나타내는 도면.

제 14 도는 종래 기술의 다른 광-광 변환 소자의 구조를 나타내는 개략 블록선도.

제 15 도는 본 발명의 광-광 변환 소자의 유전체 거울의 투과율 특성을 나타내는 도표.

제 16 도는 본 발명의 광-광 변환 소자의 광전도층 부재의 재료로 쓰이는 CdS의 감도 특성을 나타내는 도표.

제 17 도는 광전도층 부재의 재료로서 CdS를 사용할 경우에 있어서 본 발명의 광-광 변환 소자의 구조를 나타내는 개략 블록선도.

제 18 도는 본 발명의 광-광 변환 소자의 광전도층 부재의 재료로 쓰이는 Bi₁₂SiO₂₀의 단결정의 특성을 나타내는 도표.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

20 : 광전도층 22 : 광변조층

24 : 유전체 거울 26, 28 : 전극

30 : 전원 32 : 평광판

40R, 40G, 40B : 광-광 변환 소자 46, 50, 56, 58 : 색선별 거울

68 : 투사 광학 계통

본 발명은 광-광 변환 소자와 영상 표시 장치에 관한 것으로서, 특히 광(光) 등의 전자파 신호(電磁波信號 : electromagnetic wave signal)로 나타내어지는 정보를 전하에 대응시켜 축적하고, 이 정보를 전자파 신호로서 읽는 고해상도의 화상 표시 장치 또는 영상 표시 장치용의 광-광 변환 소자와, 이 광-광 변환 소자를 사용하는 영상 표시 장치에 관한 것이다.

우선, 제 8 도를 참조하면, 정보에 상응하는 전하를 발생시켜 광등의 전자파 신호로 표현된 정보를 축적하고, 광등의 전자파 신호를 이용하여 그 정보를 읽는 종래 기술의 광-광 변환 장치의 예가 도시되어 있다. 이 예는 본 출원인에 의한 1989.5.16자 일본 특허출원에 개시되어 있다.

이 도면에서 광-광 변환 소자는 면 변환 소자(10)와 광-광 변환 소자(12)를 포함한다. 또한, 시계열(time series) 정보를 포함한 각종 정보를 나타내는 전자기 플럭스 신호(electromagnetic flux signal)들은 화살표(F1)로 표시한 바와 같이 주사되어 면 변환 소자(10)에 입사되고, 이때 시계열 정보가 기록되고 면 정보로 변환된다. 이어서, 소자(10)의 각 기록된 면상의 면 정보가 화살표(F2)로 표시한 바와 같이 광-광 변환 소자(12)로 출력된다.

광-광 변환 소자(12)로 부터 소자(10)의 각 면에 입력되어 기록된 면 정보는 화살표(F3)로 표시한 바와 같이 입력된 읽기광을 사용하여 독취된다. 따라서, 화살표(F₁)로 표시한 바와 같이 광-광 변환 장치에 입사한 광이 화살표(F4)로 표시된 다른 광으로 변환되어 그로부터 출력된다. 그리하여 시계열 정보가 면 정보로 변환된다.

화살표(F4)로 표시된 읽기광이 스크린(도시안됨)위에 투사되어 해당 영상이 그 위에 표시된다.

그러나, 전술한 종래 기술의 광-광 변환 장치에 있어서, 읽기광의 반사는 항상 양호하게 이루어지는 것은 아니다. 예컨대, 종래 장치의 단점으로서 읽기광의 파장과 다른 파장의 광이 입사된 때라도 그러한 광의 반사가 일어나서 높은 콘트라스트(contrast)를 얻을 수 없다는 것이다.

본 발명은 종래 기술의 이와 같은 단점을 제거하는 것이다. 그러므로, 본 발명의 목적은 색채 정보와 같은 영상 정보로부터 얻어진 영상에 높은 콘트라스트를 줄 수 있는 광-광 변환 소자를 제공하는 것이다.

추가로, 광과 같은 비가시 영역의 전자 방사선(electromagnetic radiation beam)을 가시 영역의 전자 방사선으로 변환하는 통상의 파장 변환 장치 또는 소자의 예로서는 영국 특허 제66339호의 명세서에 개시된 장치가 인용될 수 있는데, 여기서 파장 변환 장치를 사용하여 X선 영상을 TV모니터링 수상기에 표시할 수 있다. 또 다른 것으로 공지의 암시 장치가 인용될 수 있다. 그러나, 그러한 파장 변환 장치 또는 소자의 결점으로서 그 구조가 복잡하다는 것과 고정밀도의 섬세한 가시 화상을 얻기가 힘들다는 것이다.

본 발명은 통상의 장치의 그러한 결점을 제거하고자 완성된 것이다. 그러므로, 본 발명의 다른 목적은 구조가 간단하고 고정밀도의 섬세한 가시 화상을 얻을 수 있는 광-광 변환 장치를 제공하는 것이다.

또한, 광학 영상을 입력하고 출력하는 식으로 구성된 종래 기술의 광-광 변환 소자의 예로서, 액정식 광 변조 장치와, 광전도성 포켈 효과(Pockels effect)소자 및 마이크로 채널형 광변조 장치 등의 마이크로 채널 공간 광변조기 및 포토크로믹(photochromic)재료로 구성된 소자 등이 있다. 그러한 광-광 변환 소자들은 포토라이팅(photo-writing) 투명기, 광학 컴퓨터 등에 사용하는 소자들로 알려져 왔다. 또, 본 출원의 회사에서는 광-광 변환 소자를 사용한 고해상도의 영상 표시 장치를 제안한 바도 있다.

제 14 도는 종래 기술의 광-광 변환 장치의 개략적인 측단면도인데, 이 장치는 바로 전에 설명한 종래의 소자 또는 장치의 결점을 제거하기 위해 제안한 것이다. (전술한 통상의 장치나 소자의 결점을 제거하기 위해 완성된 본 발명의 광-광 변환 소자의 더 상세한 실제적 구조는 나중에 설명된다.)

이 도면에서, (201). (202)는 유리판을 나타내고, (203), (204)는 투명전극을 나타내며, (205), (206) 및 (211)은 단자이고, (207)은 광전도층 부재이며, (208)은 유전체 거울(dielectric mirror)이고, (209)는 인가된 전계의 강도분포에 대응하여 광의 상태를 변화시킬 수 있는 광학 부재(optical member)(예컨대, 리튬 니오베이트 단결정 등의 광변조 물질 혹은 네마틱 액정)이고, WL은 쓰기광을 나타내고, RL은 읽기광을 EL은 광-광 변환 장치(PPC)에서 발생된 전하의 소거를 위한 소거광을 나타낸다.

제 14 도에서, 발생된 전하의 소거를 위한 광(이하 "소거광"이라 한다)(EL)의 방향은 읽기광(RL)의 방향과 같다. 이는 제 15 도에 도시한 광투과특성을 갖는 유전체 거울(208)이 사용되는 경우에 소거광이 변환 소자 위에 입사하는 방향을 나타낸다. 또한, 전하 영상의 소거에 쓰이는 광의 입사방향이 쓰기광의 입사방향과 같은 방향으로 변환 소자들에 입사하도록 구성된 변환 소자들의 경우에 있어서 전하 영상 소거광의 입사방향과 쓰기광의 입사방향이 같다는 것은 분명하다.

광학 정보를 제 14 도의 변환 소자안에 기입할 경우에는 전원(210)과 스위치(SW)를 구성하는 회로를 광-광 변환 소자의 단자(205), (206)에 접속하고, 또한 스위치(SW)의 가동접점을 스위치(SW)의 입력단자(211)에 공급된 스위치 제어 신호에 따라 고정접점(WR)의 위치로 절환된 상태로 하며, 전원(210)의 전압이 투명전극(203), (204) 사이에 전원(210)의 전압을 인가하여 광전도층 부재(207)의 양단간에 전계가 인가되도록 한 다음, 이때 쓰기광(WL)을 변환 소자의 유리판(201)에 입사되게 함으로써 광학 정보를 변환 소자안에 써넣는 쓰기 동작이 수행된다.

즉, 전술한 대로 변환 소자에 입사한 쓰기광(WL)은 유리판(201)과 투명전극(203)을 투과하여 광전도층 부재(207)에 도달한다. 이와 동시에, 광전도층 부재(207)의 전기 저항은 거기에 도달한 입사광(WL)에 의해 형성된 광학 영상과 대응하여 변하기 때문에 광전도층 부재(207)와 유전체 거울(208) 사이의 경계면에는 광전도층 부재(207)에 도달한 입사광에 의해 형성된 광학 영상과 대응하는 영상이 생긴다.

변환 소자에 기입된 광학 정보를 입사광에 의해 형성된 광학 영상에 상응하는 전하 영상의 형태로 재생하려면, 스위치(SW)의 가동접점을 그 고정접점(WR)쪽으로 절환한 상태로 하고, 전원(210)의 전압이 투명전극(203), (204) 사이에 인가되는 상태에서 광원(도시안됨)으로부터 유리판(202)위로 일정 강도의 읽기광(RL)을 투사시킴으로써 재생이 이루어진다.

전술한 대로, 입사광에 의해 형성된 광학 영상에 상응하는 전하 영상은 이 입사광에 의해 광학 정보가 기입되는 변환 소자의 광전도층 부재(207)와 유전체 거울(208) 사이의 경계면에 발생되기 때문에 광학 영상에 상응하는 강도 분포를 갖는 전계는 유전체 거울(208)과 함께 광전도층 부재(207)에 직렬로 접속한 광변조층 부재(209)[예컨대, 리튬 니오베이트 단결정(209)]에 인가된다.

그리고, 리튬 니오베이트 단결정(209)의 굴절율은 전자 광학 효과로 인하여 전계에 상응하게 변화하기 때문에 전하 영상에 상응한 강도 분포를 갖는 전계가 유전체 거울(208)과 함께 광전도층 부재(207)에 직렬로 접속된 리튬 니오베이트 단결정(209)에 인가되면, 리튬 니오베이트 단결정(209)의 굴절율은 단결정에 도달한 입사광에 의해 형성된 광학 영상에 상응하는 전하 영상에 따라 변화한다.

더욱이, 읽기광(RL)이 유리판(202)에 투사되면, 그 읽기광(RL)은 투명전극(204), 리튬 니오베이트 단결정(209) 및 유전체 거울(208)을 통해 차례로 전파한다. 이어서, 읽기광(RL)은 유전체 거울(208)에 의해 반사되어 반사광으로서 유리판(202)에 되돌아온다. 그러나, 전술한 대로 리튬 니오베이트 단결정(209)의 굴절율은 전기 광학 효과로 인하여 전계에 상응하게 변화한다. 따라서, 반사된 읽기광(RL)은 리튬 니오베이트 단결정(209)의 전기 광학 효과로 인하여 그 단결정에 인가된 전계의 강도 분포에 상응하는 정보를 포함하게 되고, 또 유리판(202)위에 입사되는 광에 의해 형성된 광학 영상에 상응하는 재생 광학 영상을 형성한다.

전술한 설명으로부터 명백하듯이, 변환 소자의 유전체 거울(208)은 투명전극(204)쪽으로 부터 광변조층 부재(209)에 입사된 읽기광(RL)을 반사시켜, 그 읽기광(RL)이 광변조층 부재(209)와 광전도층 부재(207)를 통해 투과하지 못하게 된다.

또한, 읽기광(RL)이 광변조층 부재(209)와 광전도층 부재(207)를 투과하지 못하여 생기는 문제, 즉 광변조층 부재(209)와 광전도층 부재(207)를 투과함으로써 전하 영상이 교란되는 문제가 방지될 수 있다. 더욱이, 종래의 광-광 변환 장치에 있어서는 유전체 거울 대신에 광차단 필름을 설치하고 있다.

쓰기광을 사용하여 기입된 정보를 소거하기 위해서는 스위치(SW)의 입력 단자(211)에 스위치 제어신호를 공급하여 스위치의 가동접점을 고정접점(E)쪽으로 절환한 다음 전기장이 발생하지 못하도록 광-광 변환 소자의 단자들(205), (206)의 전위를 같게 하여 쓰기광(WL)이 입사되어 유리판(201)위에 균일한 강도분포를 갖는 소거광(EL)이 입사하도록 하면 된다. 또한, 유전체 거울(208)의 광 파장에 대한 광의 투과 특성이 읽기광(RL)과 쓰기광(WL)에 대하여 제 15 도에 도시한 바와 같은 경우에는 쓰기광을 사용하여 기입된 정보를 소거하려면 제 14 도에 도시한 바와 같이 균일한 강도 분포를 소거광(EL)이 유리판(202)에 입사하게 하면 된다.

전술한 대로 종래 기술의 광-광 변환 소자에 있어서 광변조층 부재(209)와 광전도층 부재(207) 사이에 유전체 거울(또는 광차단 필름)을 설치하여 광변조층 부재(209)와 광전도층 부재(207)를 읽기광(RL)이 투과함으로써 전하영상이 교란되지 않도록 하고 있으나, 광변도층 부재(209)와 광전도층 부재(207) 사이에 유전체 거울(또는 광차단 필름)을 설치할 경우에는 유전체 거울(208)과 광전도층 부재(207) 사이의 경계면상의 전하 영상으로 인하여 발생한 전계가 필름 두께를 가진 유전체 거울(또는 광차단 필름)의 존재로 인하여 확장되고, 이 확장된 전계가 광변조층 부재(209)에 가해진다. 또한, 광변조층 부재(209)와 광전도층 부재(207) 사이의 경계면상의 전하 영상으로 인하여 발생한 전계는 유전체 거울(또는 광차단 필름)의 임피이던스가 유한하다는 사실로 인하여 확장되기도 한다. 그 결과 장치의 해상도는 감소된다.

본 발명은 종래 기술의 이러한 장치의 문제점을 해결하는 것이다. 따라서, 본 발명의 또 다른 목적은 해상도 열화(劣化)와 콘트라스트 감소의 주요인이 되는 유전체 거울을 생략하고 광전도층 부재를 광변조층 부재 위에 직접 밀착시켜서 된 광-광 변환 장치를 제공하는 것이다.

전술한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 제1특징에 따른 광-광 변환 소자는 적어도 광전도층과 광변조층을 포함하고, 이들 층에 입사한 광이 반사층에 의해 반사되고 색채 분해에 상응하는 선택적인 반사 특성을 반사층에 부여한 것이다. 즉, 특정 파장 범위의 광을 반사하는 특성이 반사층에 부여된다.

본 발명의 제2특징에 따르면, 이 광-광 변환 소자는 적어도 광전도층과 광변조층을 포함하고, 이들 층에 입사한 광이 반사층에 의해 반사되고 색채 분리에 상응하는 선택적인 반사 특성이 반사층에 부여되며, 선택된 파장 범위에서 영상 정보를 포함하는 쓰기광을 광-광 변환 소자에 입사시켜 이 쓰기광을 이용하여 영상 정보를 광-광 변환 소자에 기입하고, 선택된 파장 범위를 갖는 읽기광을 광-광 변환 소자에 입사시켜 이 읽기광을 이용하여 영상 정보를 광-광 변환 소자로부터 읽어넣는 영상 장치 또는 화상 표시 장치를 제공한다. 따라서, 광전도층과 광변조층에 입사한 광 중에서 특정 범위의 파장을 가진 광을 반사층에 의해 선택적으로 반사시키므로 정보의 쓰기 및 읽기 동작이 선택된 광에 대해 실행된다.

또한, 본 발명의 제3특징에 따라 적어도 비가시 영역의 전자(電磁) 방사선에 감응하는 광전도층 부재와, 전계의 강도 분포에 따라 적어도 가시 영역의 전자(電磁) 방사선의 상태를 변화사킬 수 있는 광변조층 부재를 두 전극 사이에 구성해서 된 광-광 변환 소자를 제공한다.

본 발명의 제4특징에 따라 적어도 비가시 영역의 전자 방사선에 대해 감응하는 광전도층 부재와, 전계 강도 분포에 따라 적어도 가시 영역의 전자 방사선의 상태를 변환시킬 수 있는 광변조층 부재를 두 전극 사이에 구성하여서 된 광-광 변환 소자와, 비가시 영역의 전자 방사선을 광전도층 부재에 입사시켜 전하 분포를 나타내어지는 전기 전하(즉, 전하 영상)를 발생하는 비가시 영역의 비임 입사수단과, 전기 전하에 의해 야기된 전계가 인가되는 광변조층 부재에 가시 영역의 전자 방사선을 입사시키는 가시 영역의 비임 입사수단 및 광변조층 부재가 가시 영역의 전자 방사선을 출력하게 하는 가시 영역의 비임 출력수단을 포함하는 광-광 변환 장치가 제공된다. 따라서, 소정 전압이 변환 소자의 전극들에 인가되면 비가시 영역의 전자 방사선을 광전도층 부재에 입사시켜 비가시 영역의 전자 방사선에 상응하는 전기 전하(및 전기 전하 분포로 나타내어지는 영상)를 발생시키고, 전기 전하로 야기된 전계가 인가되는 광변조층 부재에 가시 영역의 전자 방사선을 입사시켜 광변조층 부재로부터 출력한다.

따라서, 구조가 간단하며 높은 해상도를 가진 광학 영상을 용이하게 얻을 수 있는 광-광 변환 소자 또는 장치를 제공할 수 있다. 그리고, 본 발명의 제1특징에 따른 광-광 변환 소자 또는 장치와는 대조적으로, 본 발명의 제3 또는 제4특징에 따른 광-광 변환 소자 또는 장치는 본 발명의 제1특징에 의한 광-광 변환 소자의 경우보다 그 제작이 훨씬 용이하다. 그 이유는 본 발명의 제3특징에 따른 광-광 변환 소자의 중간 반사층이 선택적인 반사 특성은 없으나, 전반사(total reflection)를 하기 때문에 본 발명의 제3특징에 따른 광-광 변환 소자의 중간 반사층에 대한 소정의 선택적인 반사 특성을 가진 물질을 선택할 필요가 없기 때문이다. 더욱이, 본 발명의 제3 및 제4특징에 따른 광-광 변환 소자를 사용함으로써 비가시 영역의 전자 방사선으로 형성된 영상을 가시 영상으로 표시할 수 있다.

또한, 본 발명의 제5특징에 따라 적어도 정보 쓰기용 전자 방사선에 대하여 감응하고 적어도 정보 읽기용 전자 방사선에 대하여 감응하지 않는 광전도층 부재와, 전계 강도 분포에 따라 적어도 정보 읽기용 전자 방사선의 상태를 변화시킬 수 있는 광변조층 부재를 두 전극 사이에 설치한 광-광 변환 소자를 제공한다.

그리고, 본 발명의 제6특징에 따라 적어도 정보 쓰기용 전자 방사선에 감응하고 적어도 정보 읽기용 전자 방사선에 감응하지 않는 광전도층 부재와, 전계 강도 분포에 따라 적어도 정보 읽기용 전자 방사선의 상태를 변화시킬 수 있는 광변조층 부재를 두 전극 사이에 설치한 광-광 변환 소자와, 정보 쓰기용 전자 방사선을 광전도층 부재에 입사시켜 정보 쓰기용 전자 방사선에 상응하는 전하 영상을 발생하는 전하 영상 발생수단과, 전하 영상으로 인하여 발생한 전계가 인가되는 광변조층 부재에 정보 읽기용 전자 방사선을 입사시키는 읽기 비임 입력 수단 및 광변조층 부재로부터 정보 읽기용 전자 방사선을 출사시키는 읽기 비임 출력 수단을 포함하는 영상 표시 장치를 제공한다.

따라서, 적어도 정보 쓰기용 전자 방사선에 감응하고 적어도 정보 읽기용 전자 방사선에 감응하지 않는 광전도층 부재와, 전계 강도 분포에 따라 적어도 정보 읽기용 전자 방사선의 상태를 변화시킬 수 있는 광변조층 부재를 두 전극 사이에 설치하고 있는 광-광 변환 소자에 있어서, 정보 쓰기용 전자 방사선이 광전도층 부재에 입사하게 되고, 정보 쓰기용 전자 방사선에 상응하는 전하 영상이 발생된다. 이어서, 정보 읽기용 전자 방사선은 전하 영상으로 인하여 발생한 전계가 인가되는 광변조층 부재에 입사하여 광변조층 부재로부터 출사하게 된다.

따라서, 필름 두께를 가진 유전체 거울(또는 광차단 필름)의 존재로 인하여 발생되는 광전도층 부재와 광변조층 부재 사이의 경계면상의 전하 영상에 의하여 발생하는 전계가 확장되고, 그리고 필름 두께를 가진 유전체 거울(또는 광차단 필름)을 광변조층 부재와 광전도층 부재 사이에 설치한 통상의 광-광 변환 소자를 사용하는 경우에 있어서의 광변조층 부재에 확장된 전계가 인가되기 때문에 생기는 영상 장치의 해상도 감소를 방지할 수 있다. 또한, 유전체 거울(또는 광차단 필름)의 임피이던스가 유한하다는 사실로 인하여 야기된 광전도층 부재와 광변조층 부재 사이의 경계면상의 전하 영상으로 인하여 발생한 전계가 확장되기 때문에 영상장치의 해상도 감소를 방지할 수 있다. 따라서, 본 발명은 고해상도 및 높은 콘트라스트로 재생된 영상을 용이하게 얻을 수 있는 영상 장치를 제공할 수 있다. 더욱이, 본 발명의 제1특징에 따른 광-광 변환 소자와는 대조적으로 본 발명의 제3특징에 따른 광-광 변환 소자에 대해 전술한 바와 동일한 이유로서 본 발명의 제5특징에 따른 광-광 변환 소자의 제작이 제1특징에 비해 더 용이하다. 또한, 본 발명의 제5특징에 따른 광-광 변환 소자 또는 장치를 사용함으로써 비가시 영역의 전자 방사선에 의해 형성된 영상을 가시 영상으로 표시할 수 있다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

각각의 바람직한 실시예들을 설명하기 전에 우선 이들 실시예의 기본적인 구조를 제 1 도를 참조하여 설명한다.

도시된 바와 같이 특정 영역의 파장을 가진 광을 반사하는 유전체 거울(24)을 광전도층(20)과 광변조층(22) 사이에 설치한다. 이러한 유전체 거울의 실제적인 예들은 미합중국 특허출원 제313,073호와 문헌[Hiroshi Kubota, "Applied Optics", pp.95∼98, 岩波書店(1959. 12. 19)]에 개시되어 있다. 이 적층제를 전극(26)과 (28) 사이에 삽입하고, 여기에 읽기 동작(특히 액정 방식의 경우)에 사용할 교류전원(30)를 접속한다.

이들 구성요소들 중에서 광전도층(20)은 예컨대 무정형 실리콘, 비스무트실리케이트 등으로 되어 있다. 따라서, 입사광의 양에 상응하는 전하가 형성된다. 또한, 광변조층(22)은 예컨대 리튬 니오베이트의 전기 광학 결정으로 되어 있거나, 트위스티드 네마틱(twisted nematic : TN) 액정 중합체 및 다이내믹 스캐터링(dynamic scattering : DS) 액정 중합체 등의 액정 중합체로 되어 있다. 광변조층(22)은 광전도층(20)에 생긴 전하로 야기된 전계의 영향에 상응하는 전기 광학 효과를 이용하여 입사광을 변조시킨다.

더욱이, 유전체 거울(24)은 예컨대 TiO₂-SiO₂및 ZnS-MgF₂의 ; 적층체로 되어 있고, 필요한 파장을 가진 빛을 반사하는 파장 선택성을 가지고 있다. 또한, 필요하다면 전극(28)쪽에 편광판(32)을 설치한다.

이어서, 전술한 변환요소의 동작에 대한 개요를 설명한다. 우선, 쓰기광이 제 1 도의 화살표(F10)로 표시된 광전도층(20)에 입사되면 전자-호울(hole)쌍이 입사광의 강도에 대응하여 생성한다. 이 전자-호울 쌍은 전극(26), (28)에 인가된 직류전압(도시안됨)에 의해 생긴 전계에 의해 서로 분리되어 호울파 전자중의 어느 하나는 유전체 거울(24)과 광전도층(20) 사이의 경계쪽으로 이동한다.

그러면, 전하들에 의한 광변조층(22)에 전계가 생기고, 결국 장치는 전하량에 상응하는 전기 광학 효과가 발생하는 상태로 된다. 이때, 읽기광이 제 1 도의 화살표(F11)로 표시된 바와 같이 광변조층(22)에 입사되면, 이 입사광은 그 전기 광학 효과에 의해 변조된 다음, 변조광은 유전체 거울(24)에 의해 반사되어 화살표(F12)로 표시된 바와 같이 출력된다.

즉, 쓰기광에 포함된 영상 정보는 분리된 전하 형태로 광전도층(20)에 저장된다. 따라서, 이 저장된 영상 정보는 광변조층(22)에서의 광변조에 의해 읽기광에 포함됨으로써 화상의 광-광 변환이 수행되는 것이다.

전술한 바와 같이 본 발명의 장치에 있어서, 유전체 거울(24)은 소정의 파장 선택 특성을 가지도록 형성되어 있다. 예컨대, 적색광(R)만이 입사광에서 선택되어 반사되도록 되어 있다. 따라서, 쓰기광이나 읽기광으로서 장치에 입사된 적색광은 유전체 거울(24)에 의해 양호하게 반사된다. 즉, 본 발명의 장치에 있어서, 정보의 쓰기 및 읽기 동작은 특정 파장을 가진 광에 대해서만 선택적으로 실행된다. 따라서, 녹색광(G)이나 청색광(B)이 장치에 잘못 입사된다 할지라도, 입사광은 반사되지 않기 때문에 최종 화상에 높은 콘트라스트를 얻을 수 있다. 분명히 적색광 대신에 녹색광이나 청색광이 쓰기광이나 읽기광으로 사용되는 경우에도 마찬가지이다.

이어서, 본 발명의 제1실시예를 설명하면, 제 2 도는 제1실시예의 주요부를 나타내고, 제 3 도는 제1실시예의 전체 구조를 나타낸다.

제 2 도에서 광-광 변환 소자들(40R), (40G), (40B)의 유전체 거울의 파장 선택특성이 서로 상이할지라도 각 소자들은 기본적으로 제 1 도에 도시한 구성으로 되어 있다.

우선, 광-광 변환소자(40R)의 유전체 거울은 도표에서 LR로 나타낸 바와 같이 적색광(R)을 투과시키지 않지만 반사하는 파장 선택성을 가지고 있다. 다음에, 광-광 변환 소자(40G)의 유전체 거울은 도표에서 LG로 나타낸 바와 같이 녹색광(G)을 투과시키지 않지만 반사하는 파장 선택성을 가지고 있다. 또, 광-광 변환 소자(40B)의 유전체 거울은 도표에서 LB로 나타낸 바와 같이 청색광(B)을 투과시키지 않지만 반사하는 파장 선택성을 가지고 있다.

정보를 읽을 때에 이들 광-광 변환 소자들(40R), (40G), (40B)에는 교류전원(30)으로부터 전압이 인가된다. 제 2 도의 화살표(F13R), (F13G), 및 (F13B)로 표시된 방향으로부터 읽기광이 이들 소자(40R), (40G) 및 (40B)에 각각 입사하면서 동시에 화살표(F14) 방향으로부터 또 다른 읽기광이 소자들(40R), (40G) 및 (40B)에 입사한다. 이 읽기광은 광-광 변환 소자(40R), (40G) 및 (40B)의 유전체 거울들에 의해 선택적으로 반사되어 화살표(F15R), (F15G), 및 (F15B)와 같이 출력된다. 마찬가지로 쓰기광에 대해서도 선택적으로 반사된다.

이 실시예의 전체 구성을 제 3 도로 설명한다. 소정의 피사체(42)에서 나온 쓰기광이 이색성 적당한 광학계통(44)을 통해 색선별 거울(dichroic mirror)(46)에 입사되고, 이로부터 청색광(B)이 분리된다. 이 분리된 청색광(B)은 반사거울(48)에서 반사된 다음 광-광 변환 소자(40B)에 입사된다.

다음에, 색선별 거울(46)을 투과한 광 중에서 적색광(R)이 색선별 거울(50)에서 반사되고, 다시 반사거울(52)에서 반사되어 마지막으로 광-광 변환 소자(40R)에 입사된다. 한편, 녹색광(G)은 색선별 거울(50)을 투과한 다음 광-광 변환 소자(40G)에 입사된다.

전술한 구성에 의해서 피사체(42)에서 나온 쓰기광은 광(R), (G) 및 (B)로 분리되어 각각 해당하는 광-광 변환 소자들(40R), (40G) 및 (40B)에 입사된다.

다음에, 광-광 변환 소자(40R)에 대한 적색 읽기광(R), 광-광 변환소자(40G)에 대한 녹색 읽기광(R) 및 광-광 변환 소자(40B)에 대한 청색 읽기광(B)은 광원(54)으로부터 출력된 백색광(또는 적색, 녹색 및 청색광의 혼합광)을 색선별 거울(56, 58)로 색분해하여 얻는다. 그리고, 적색광(R)은 반투명 거울(60)에 의해 반사된 다음 광-광 변환 소자(40R)에 입사된다.

다음에, 광-광 변환 소자(40R), (40G) 및 (40B)에 의해 반사된 읽기광들은 반투명 거울(60)과 색선별 거울(58), (56)을 각각 투과한다. 읽기광(R, G, B) 중에서 반투명 거울(60)을 투과한 적색 읽기광(R)은 반사거울(62)과 반투명 거울(64)에 의해 각각 반사된 다음 반투명 거울(66)을 투과하여 투사 광학계통(68)에 입사한다. 또한, 색선별 거울(56)을 투과한 녹색 읽기광(G)은 반투명 거울(64), (66)을 각각 투과하고 나서 투사 광학 계통(68)에 입사한다. 그리고, 색선별 거울(56)을 투과한 청색(B) 읽기광은 반사거울(70)과 반투명 거울(66)에 의해 반사되어 투사 광학 계통(68)에 입사한다.

이와 같은 장치의 각 구성부분을 사용함으로써 광-광 변환 소자들(40R, 40G, 40B)에 대한 읽기광(R, G, B)의 입사와, 광-광 변환 소자들에 의해 각각 반사된 읽기광(R, G, B)의 합성이 이루어진다. 그리고, 이 합성된 읽기광이 스크린(도시안됨)에 투사된다.

위와 같이 구성된 제1실시예의 작용은 다음과 같다. 우선, 피사체(42)에서 나온 쓰기광이 거울(46, 48, 50, 42)에 의해 적색, 녹색 및 청색광(R, G 및 B)으로 색분해되고, 이 쓰기광(R,G,B)들이 광-광 변환 소자들(40R, 40G, 40B)에 각각 입사한다. 이렇게 함으로써 광-광 변환 소자(40R, 40G, 40B)에는 피사체(42)의 적, 녹 및 청색 각 영상 정보들이 전하에 대응하여 쓰기가 이루어진다. 이때, 광(R, G, B)은 광-광 변환 소자(40R, 40G, 40BN)의 유전체 거울들 각각에 의해 각각 선택적으로 반사되기 때문에 정보의 쓰기도 선택적으로 이루어진다.

거울들(56, 58, 60)에 의해 광원(54)에서 나온 광을 색분리하여 얻은 읽기광(R, G, B)은 정보의 쓰기가 이루어진 광-광 변환 소자(40R, 40G, 40B)에 각각 입사한다. 이들 읽기광 중에서 적색 읽기광(R)은 광-광 변환 소자(40R)에 입사하지만, 소자(40R)의 유전체 거울은 읽기광을 선택적으로 반사하도록, 즉 적색 읽기광(R)을 반사하도록 구성되어 있기 때문에 적색 읽기광(R)은 소자(40R)에 의해 효과적으로 반사된다. 읽기광이 녹색 읽기광(G) 또는 청색 읽기광(B)인 경우에 대해서도 마찬가지이다. 읽기광이 거울들(62, 64, 66, 70)에 의해 합성되고, 투사 광학 계통(68)에서 색채 화상이 소정의 스크린에 투사된다.

전술한 대로, 정보를 광-광 변환 소자(40R, 40G, 40B)에 대한 정보의 쓰기와 읽기가 광(R), (G), (B)에 대해 선택적으로 이루어지기 때문에 적색, 녹색 및 청색의 화상 정보가 높은 콘트라스트로 표시될 수 있다.

본 발명의 제2실시예를 제 4 도를 참조하여 상세히 설명한다. 이 도면에서는 유사한 참고번호는 제1실시예의 구성부위들에 대응하거나 일치하는 것을 나타낸다. 후술하는 다른 도면들에 대해서도 마찬가지이다.

제2실시예는 쓰기광을 편향시킴으로써 주사(scan)하여 시계열 정보를 처리하는데 적합하다. 이 도면에서 레이저 광원(72R, 72G, 72B)에서 출력된 읽기 레이저광을 편향 장치(74R, 74G, 74B)를 사용하여 편향시켜 주사함으로써 피사체의 적색, 녹색 및 청색 화상 정보를 광-광 변환 소자(40R, 40G, 40B)에 써넣는 동작이 이루어진다. 이 정보는 시계열 방식으로 적색, 녹색, 청색 레이저광(R, G, B)에 부여된다. 또한, 이 실시예의 광-광 변환 소자(40R, 40G, 40B)로부터 정보를 읽어내는 읽기 동작은 제1실시예의 경우와 마찬가지로 수행된다.

이어서, 제3실시예를 제 5 도를 참조하여 설명한다. 이 제3실시예는 스크린에 읽기광(R, G, B)을 투사하여 스크린위에서 색채 합성을 하는데 적합하다.

제 5 도에서는 제1실시예의 경우와 마찬가지 방식으로 쓰기광이 광-광 변환 소자(40R, 40G, 40B)에 입사한다. 이와 대조적으로, 광원(76R, 76G, 76B)에서 나온 읽기광(R, G, B)을 반투명 거울(78R, 78G, 78B)로 각각 반사시킴으로써 읽기광이 광-광 변환 소자(40R, 40G, 40B)에 입사한다. 광-광 변환 소자(40R, 40G, 40B)에서 반사되어 출력된 읽기광(R, G, B)은 각각 반투명 거울들(78R, 78G, 78B)을 투과하여 투사 광학 계통(80R, 80G, 80B)에 각각 입사함으로써 읽기광을 스크린에 투사한다. 또한, 스크린상에서 색채 합성이 이루어진다.

제 6 도에는 본 발명의 제4실시예가 도시되어 있다. 상술한 제1, 제2, 제3실시예에서는 분해된 광 성분들(R, G, B)의 각각에 대해 광-광 변환 소자를 설치하였으나, 제4실시예에서는 광 성분(R, G, B)에 대한 그러한 광-광 변환 소자들이 하나의 유니트로 구성되어 있다.

제 6 도에 도시한 대로 광-광 변환 소자(82)는 직사각형으로 형성되어 있다. 이 광-광 변환 소자(82)에는 광전도층(84), 광변조층(86), 유전체 거울(88) 및 전극들(90), (92)이 적층된 구성으로 되어 있다. 이 도면에서 편의상 광변조층(86)과 전극(92)은 파선으로 표시되어 있다.

이상의 각 부분의 기본적인 작용은 제 1 도의 실시예와 마찬가지이다. 유전체 거울(88)은 파장 선택 특성이 미리 설정되어 있는 3개의 분할 영역(88R, 88G, 88B)을 가지고 있어, 이 분할 영역(88R, 88G, 88B)은 각각 분해된 광선들(R, G, B)을 반사한다.

또한, 쓰기광(R), 쓰기광(G) 및 쓰기광(B)은 제 6 도의 화살표(F20R), (F20G), (F20B)로 표시한 대로 분할 영역(88R, 88G, 88B)에 대응하여 각각 광-광 변환 소자(82)에 입사한다. 한편, 읽기광(R, G, B)이 광-광 변환 소자에 입사하는 것은 화살표(F21)로 표시한 방향으로 일어난다. 또, 읽기광(R, G, B)은 유전체 거울(88)의 분할 영역(88R, 88G, 88B)에 의해 선택적으로 반사되어 화살표(F22R, F22G, F22B)로 표시한 방향으로 출력된다.

제 7 도를 참조하면서 본 발명의 제5실시예를 설명한다. 우선, 제 7a 도에 도시한 대로 하나의 구성예로서 광-광 변환 소자는 유전체 거울(94)을 스트라이프(stripe)영역을 분할하여 이것이 광 성분(R, G, B)의 분해광을 선택적으로 반사하도록 되어 있다. 또 다른 구성예로서 제 7b 도에 도시한 대로 광-광 변환 소자는 유전체 거울(96)을 매트릭스(matrix)형상으로 분할하여 이것이 광성분(R, G, B)의 분해광을 선택적으로 반사하도록 되어 있다.

이 실시예에서 적, 녹 및 청색광 성분들을 혼합하여 얻어진 광, 즉 백색광이 전체 유전체 거울에 입사하고, 이 거울의 분할 영역에 해당하는 파장을 가진 광을 선택적으로 반사함으로써 정보를 장치에 써넣고 읽어내는 동작들이 수행된다. 더욱이, 이 실시예에서는 색채 합성을 할 필요가 없다.

본 발명은 전술한 실시예들에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 편광판(32)은 장치에 반드시 구성하는 것은 아니며 필요에 따라 설치하여도 좋다. 또한, 제5실시예는 광-광 변환 소자를 직접 바라봄으로써 표시 장치로서 사용될 수 있다. 더구나, 전술한 실시예들을 서로 조합함으로써 장치의 설계를 여러가지로 변형시킴으로써 각종의 변경이 가해질 수도 있다.

전술한 실시예들은 본 발명을 표시 장치에 응용하는 것이었으나, 본 발명은 영상 감지 장치에도 응용될 수 있다. 예컨대, 본 발명의 광-광 변환 장치에 광전 변환 소자를 갖고, 펜슬 비임(pencil beam)의 편향에 의한 주사(scan)를 함으로써 영상 감지 장치로 사용하여도 좋다. 또, 전술한 실시예들이 색채 화상을 표시하는데 사용되었으나, 유전체 거울에 의해 선택되는 파장을 적절히 설정함으로써 그 외의 파장을 가진 전자 방사선 플럭스에 대한 정보를 처리하게끔 실시할 수도 있다.

본 발명의 다른 바람직한 실시예가 제 9 도에 도시되어 있는데, 이 도면은 본 발명의 광-광 변환 소자의 구조를 나타내는 개략적인 블록선도이다.

제 9 도에 PPC는 광-광 변환 소자(이하, 때때로 "파장 변환 소자"라고도 함)를 나타내고, Et1 및 Et2는 전극을, PCL은 적어도 비가시 영역의 전자 방사선에 감도를 가진 광전도층 부재를, DML은 소정 영역의 파장을 가진 전자 방사선을 반사하는 유전체 거울(이 유전체 거울(DML)은 이하 설명에서 가시 영역의 전자 방사선을 반사한다고 가정한다)을, PML은 적어도 가시 영역의 전자 방사선의 상태를 변화시킬 수 있는 광변조층 부재(예컨대, 리튬 니오베이트 단결정 등의 광변조층 또는 네마틱 액정층)를, WL은 변환 소자(PPC)에 의해 파장이 변환되는 비가시 영역의 전자 방사선을, 그리고 RL은 가시 영역의 전자 방사선을 나타낸다. 또한, 전극(Et1)은 적어도 파장이 변환하는 비가시 영역의 전자 방사선에 대해 "투명"한 것으로 구성된다(즉, 전극(Et1)은 적어도 파장이 변환될 비가시 영역의 전자 방사선을 투과하도록 구성된다). 한편, 전극(Et2)은 적어도 가시 영역의 전자 방사선에 대해 "투명"한 것으로 구성된다(즉, 전극(Et2)은 적어도 가시 영역의 전자 방사선을 투과하도록 구성된다).

제 9 도에 도시한 대로, 전원(104)과 스위치(SW)로 구성된 회로를 광-광 변화 소자(PPC)의 전극(Et1) 및 (Et2)에 접속한다. 또, 스위치(SW)의 가동접점은 스위치(SW)의 입력단자(115)에 공급된 스위치 제어 신호에 따라 고정접점(WR)쪽으로 절환한 상태로 한다. 전원(104)의 전압을 전극(Et1), (Et2)에 인가하여 광전도층 부재(PCL)에 전계가 가해지도록 하고, 변환될 비가시 영역의 전자 방사선(WL)이 변환 소자(PPC)의 전극(Et1)에 입사하면, 이 비가시 영역의 전자 방사선(WL)은 전극(Et1)을 투과하여 광전도층 부재(PCL)에 도달한다.

광전도층 부재(PCL)의 전기 저항이 거기에 도달한 파장 변환될 비가시 영역의 전자 방사선(WL)의 강도 분포에 대응하여 변화하기 때문에, 이 비가시 영역의 전자 방사선(WL)의 강도 분포에 상응하는 강도 분포를 가진 전기 전하(즉, 전하 영상)가 광전도층 부재(PCL)와 유전체 거울(DML) 사이의 경계면에 생성된다. 이어서, 스위치(SW)의 가동접점이 그 고정접점(WR)쪽으로 절환된 상태에 있고, 전원(104)의 전압이 전극(Et1 및 Et2)에 인가된 상태에서 전자 방사선원(도시안됨)에서 나온 균일 강도의 가시 영역의 전자 방사선(RL)을 전극(Et2)에 입사하면, 가시 영역의 전자 방사선(RL)은 광변조층 부재(PML)(예컨대, 리튬 니오베이트 단결정)을 통과한 후에 유전체 거울(DML)에서 반사되어, 또 다시 광변조층 부재(PML)을 퉁과하여 변환 소자(PPC)의 전극(Et2)으로부터 출력된다. 이때, 가시 영역의 전자 방사선(RL)의 상태는 광전도층 부재(PCL)와 유전체 거울(DML) 사이의 경계면에 발생한 전하 영상의 전하 분포에 상응하게 변화한다.

즉, 이미 나온 바와 같이 비가시 영역의 전자 방사선(WL)이 변환 소자(PPC)에 입사하고, 이 비가시 영역의 전자 방사선(WL)의 강도 분포에 상응하는 전하 영상이 광전도층 부재(PCL)와 유전체 거울(DML) 사이의 경계면에 발생되어 있는 상태에서, 전하 영상의 전하 분포에 상응하는 강도 분포를 가진 전계는 유전체 거울(DML)과 함께 광전도층 부재(PCL)에 직렬로 접속되어 있는 광변조층 부재(PML)(예컨대, 리튬 니오베이트 단결정)에 인가된다.

또, 광변조층 부재(PML)가 예컨대 리튬 니오베이트 단결정인 경우에는 광변조층 부재(PML)의 굴절율은 전계에 상응하는 전기 광학 효과로 인하여 변화하기 때문에, 전하 영상에 상응하는 강도 분포를 가진 전계가 리튬 니오베이트 단결정에 인가되면, 광변조층 부재(PML)로 사용된 리튬 니오베이트 단결정의 굴절율은 전하 영상의 전하 분포에 따라 변한다.

또한, 가시 영역의 전자 방사선(RL)이 전극(Et2)에 투사된 경우에 있어서, 이 가시 영역의 전자 방사선(RL)은 차례로 전극(Et2), 광변조층 부재로 사용된 리튬 니오베이트 단결정(PML), 그리고 유전체 거울(DML)을 통해 전파된다. 이어서, 가시 영역의 전자 방사선(RL)은 유전체 거울(DML)에서 반사되어 전극(Et2)으로 되돌아간다. 그러나, 전술한 대로 광변조층 부재로 쓰인 리튬 니오베이트 단결정(PML)의 굴절율은 전기 광학 효과로 인하여 전계에 따라 변화하기 때문에 유전체 거울(DML)에서 반사된 가시 영역의 전자 방사선(RL)은 리튬 니오베이트 단결정(PML)의 전기 광학 효과에 의하여 광변조층 부재로 사용된 리튬 니오베이트 단결정(PML)에 인가되는 전계의 강도 분포에 상응한 정보를 포함하게 되고, 다시 전극(Et2)으로부터 출력된다. 즉, 제 9 도의 변환 소자(PPC)는 거기에 입사된 비가시 영역의 전자 방사선을 가시 영역의 전자 방사선으로 파장 변환을 한 다음 출력한다.

또한, 비가시 영역의 전자 방사선(WL)에 의해 형성된 전하 영상을 소거하려면, 스위치(SW)의 입력단자(15)에 스위치 제어신호를 공급하여 스위치(SW)의 가동접점을 고정접점쪽으로 절환하고, 변화 소자 전극(Et1 및 Et2)의 전위들을 같게 한 다음 균일한 강도 분포를 가진 전자 방사선을 입사시켜, 입사한 전자 방사선이 광전도층 부재(PCL)를 통과하게 하면 된다.

본 발명의 또다른 바람직한 실시예들을 제 10 도와 제 11 도를 참조하여 설명한다. 제 10 도와 제 11 도는 영상장치로 쓰이는 제 9 도의 광-광 변환 소자를 이용하는 각기 다른 광-광 변환 장치의 구성을 나타내는 개략적인 블록선도이다. 제 10 도와 제 11 도에서 (0)은 피사체, (1)은 영상렌즈, (PPC)는 제 9 도의 변환 소자, 즉 적어도 비가시 영역의 전자 방사선에 감응하는 광전도층 부재와 전계 강도 분포에 따라 적어도 가시 영역의 전자 방사선의 상태를 변화시킬 수 있는 광변조층 부재를 두 전극 사이에 설치한 변환 소자이다.

그리고, (102)는 소거용의 전자 방사선을 발사하는 전자 방사선원, (103)과 (108)은 콜리메이터 렌즈(collimator lens), (104)는 전원, (105)는 가시 영역의 전자 방사선원, (106)은 필요에 따라 설치되는 편광기, (109)는 분석기, (BS1) 및 (BS2)는 비임 분할기, (115)는 비임 분할기에서 나온 절환용 신호들을 입력하는 입력단자, (SW)는 스위치를 나타낸다.

그리고, 제 10 도에서 (BS3)는 비임 분할기, (107)은 전자 방사선을 편향시키는 편향 장치, (110)은 투사렌즈, (111)은 스크린, (112)는 집광렌즈, (113)은 광전기 변환 장치를 나타낸다. 또, 제 11 도에서 (114)는 화상 처리 장치를 나타낸다.

제 10 도와 제 11 도에 도시한 대로 본 발명의 광-광 변환 소자들을 이용하여 각각 구성된 변환 장치들에 있어서, 변환될 비가시 영역의 전자 방사선이 피사체(0)에서 방출되어 영상렌즈(101)를 통해 변환 소자(PPC)로 공급되고, 또한 소거광(EL)은 전하 영상 소거를 위한 전자 방사선원(102), 콜리메이터 렌즈(103) 및 비임 분할기(BS1)로 구성된 경로를 통해 변환 소자(PPC)에 공급될 수 있도록 되어 있다.

또한, 제 10 도의 본 발명의 변환 장치에 있어서, 소정의 2차원 편향방식으로 편향되는 가시 영역의 전자 방사선(RL)은 가시 영역의 전자 방사선원(105), 필요에 따라 설치되는 편광기(106), 전자 방사선을 편향시키는 편향장치(107), 콜리메이터 렌즈(108) 및 비임 부할기(BS2)로 구성된 경로를 통해 변환 소자(PPC)에 공급된다. 한편, 제 11 도의 본 발명의 변환 장치에 있어서, 변환 소자(PPC)의 전극 면적과 거의 같거나 그 보다 큰 유효 단면적을 가진 가시영역의 전자 방사선 플럭스(RL)는 가시 영역의 전자 방사선원(105), 필요에 따라 설치되는 편광기(106), 콜리메이터 렌즈(108) 및 비임 분할기(BS2)로 구성되는 경로를 통해 변환 소자(PPC)에 공급된다.

더욱이, 제 10 도와 제 11 도의 본 발명의 변환 장치에 있어서, 전원(104)과 스위치(SW)로 구성되어 있고, 변환 소자(PPC)의 전극(Et1 및 Et2)에 접속되어 있는 회로의 스위치(SW)의 가동접점을 그 입력단자(115)에 공급된 절환 신호에 따라 고정접점(WR)쪽으로 절환된 상태로 하고, 또한 전원(104)의 전압을 전극(Et1 및 Et2)에 인가하여 광전도층 부재(PCL)의 양단에 전계가 인가되는 상태에서 변환될 비가시 영역의 전자 방사선(WL)이 피사체(0)에서 나와 영상렌즈(101)를 통해 변환 소자(PPC)의 전극(Et1)에 입사하면, 비가시 영역의 전자 방사선(WL)은 전극(Et1)을 통과하여 광전도층 부재(PCL)에 도달한다.

더욱이, 전술한 대로 광전도층 부재(PCL)의 전기 저항은 거기에 도달한 파장 변환이 대상이 되고 있는 비가시 영역의 전자 방사선(WL)의 강도 분포에 상응하게 변환하기 때문에, 전자 방사선(WL)의 강도 분포에 상응하는 강도분포를 가진 전하 영상은 광전도층 부재(PCL)와 유전체 거울(DML) 사이의 경계면에 형성된다.

위에 나온 바와 같이, 스위치(SW)의 가동접점을 스위치의 고정접점(WR)위치로 절환하여 두고, 전원(104)의 전압을 전극(Et1 및 Et2)에 인가한 상태에서 균일 강도의 전자 방사선(RL)을 제 10 도의 본 발명의 변환 장치에서의 가시 영역의 전자 방사선원(105), 필요에 따라 설치되는 편광기(106), 전자 방사선을 편향시키는 편향 장치(107), 콜리메이터 렌즈(108) 및 비임 분할기(BS2)로 구성된 경로를 통해 소정의 2차원 편향방식으로 공급된다.

또한, 제 11 도의 본 발명의 변환 장치에 있어서, 변환 소자(PCL)의 전극 면적과 거의 같거나, 그보다 큰 유효 면적을 지닌 가시 영역의 전자 방사선 플럭스(RL)는 가시 영역의 전자 방사선원(105), 필요에 따라 설치되는 편광기(106), 콜리메이터 렌즈(108) 및 비임 분할기(BS2)로 구성된 경로를 통해 전극(Et2)에 입사된다.

더욱이, 제 10 도와 제 11 도의 실시예에 있어서, 전극(Et2)에 입사한 가시 영역의 전자 방사선(RL)이 광변조층 부재(PML)[예컨대, 리튬 니오베이트 단결정(PML)]을 통과한 후 유전체 거울(DML)에서 반사되고, 다시 광변조층 부재(PML)를 통과하여 변환 소자(PPC)의 전극(Et2)에서 발사된다. 이때, 가시 영역의 전자 방사선(RL)은 광전도층 부재(PCL)와 유전체 거울(DML) 사이의 경계면에 발생된 전하 영상의 전하 분포에 상응하게 그 상태가 변하도록 되어 있다.

즉, 가시 영역의 전자 방사선 (RL)이 전극(Et2)에 투사된 경우에는 가시 영역의 방사선(RL)은 전극(Et2)과 광변조층 부재로 사용된 리튬 니오베이트 단결정(PML)을 통해 차례로 전파된다. 이어서, 가시 영역의 전자 방사선(RL)은 유전체 거울(DML)에서 반사되고 나서 전극(Et2)으로 복귀한다. 그러나, 전술한 대로 광변조층 부재(PML)로 사용된 리튬 니오베이트 단결정의 굴절율은 전기 광학 효과로 인하여 전계에 따라 상응하게 변하기 때문에 유전체 거울(DML)에 의해 반사된 가시 영역의 전자 방사선(RL)은 광변조층 부재로 사용된 리튬 니오베이트 단결정(PML)에 가하는 전계의 강도 분포에 상응한 정보를 포함하게 되어 다시 전극(Et2)에서 발사되고, 발사된 가시 영역의 전자 방사선은 비임 분할기(BS2)를 투과한 후 분석기(109)에 공급된다.

전술한 바와 같이 분석기(109)를 통과한 가시 영역의 전자 방사선(RL)의 강도는 변환 소자(PPC)의 광전도층 부재(PCL)와 유전체 거울(DML) 사이의 경계면에 발생된 전하 영상의 전하 분포에 상응하게 변화한다.

제 10 도의 본 발명의 변환 장치에 있어서, 전술한 대로 분석기(109)를 통과한 가시 영역의 전자 방사선(RL)은 비임 분할기(BS3)에 의해 반사된 다음 가시적인 광학 영상이 투사렌즈(110)를 통해 스크린 위에 형성된다. 더욱이, 전술한 대로 분석기(109)를 통과한 가시 영역의 전자 방사선(RL)은 비임 분할기(BS3) 및 집광렌즈(112)를 통해 광전기 변환 장치(113)에 공급된 다음 광전기 변환 장치(113)로부터 전기신호로서 출력된다.

제 11 도의 본 발명의 변환 장치에 있어서, 전술한 대로 분석기(109)를 통과한 가시 영역의 전자 방사선(RL)은 여러가지 광학적인 화상 처리(예컨대, 매트릭스 승산과 같은 매트릭스 처리, 비선형 처리, 윤곽 강조 처리 및 이득 조절 처리)를 위한 화상 처리 장치(114)에 공급되어 소정의 화상 처리가 이루어져 가시광으로 출력된다. 더욱이, 이 광학 화상 처리 장치는 그 부속품으로 광-광 변환 소자, 편광기, 광량을 조절할 수 있는 광원, 비임 분할기 및 광학 저역통과 필터를 사용하여 구성하여도 좋다.

또한, 본 발명에 따른 제 10 도의 변환 장치에 있어서, 가시 영역의 전자 방사선은 편향 장치(107)에 의해 2차원 방식으로 편향된 가시 영역의 전자 방사선(RL)을 사용하여 변환 소자(PPC)로부터 파장 변환시킴을써 얻어진다. 그와 대조적으로, 본 발명에 따른 제 11 도의 변환 장치에 있어서, 가시 영역의 전자 방사선은 큰 단면적을 가진 가시 영역의 전자 방사선(RL)을 사용하여 변환 소자(PPC)로부터 파장 변환시킴으로써 얻어진다. 그러나, 이들 실시예에서 제 10 도의 편향 장치(107)를 제외하고 제 10 도의 광전기 변환 장치(113) 대신에 2차원 영상 센서를 사용하여도 좋고, 또한 제 11 도의 콜리메이터 렌즈(108) 바로 앞에 편향 장치(107)를 설치하여 본 발명을 실시하여도 좋다. 여기서, 여러가지 다른 변형이나 수정이 가해질 수 있다.

다음에, 제 10 도 및 제 11 도에 도시한 바와 같은 본 발명의 광-광 변환 소자들을 사용함으로써 구성된 변환 장치들에 있어서, 변환될 비가시 영역의 전자 방사선(WL)에 의해 형성된 전하 영상을 소거하기 위해서는 스위치(SW)의 입력단자(115)에 스위치 제어신호를 공급하여 스위치(SW)의 가동접점을 그 고정접점(E)에 놓고, 변환 소자의 전극(Et1 및 Et2)의 전위들을 같게한 다음 균일한 강도 분포의 전자 방사선을 전하 영상 소거용 전자 방사선원(102), 콜리메이터 렌즈(103) 및 비임 분할기(BS1)로 구성된 경로를 통해 입사시키고, 이어서 입사한 전자 방사선을 광전도층 부재(PCL)를 통과하게 하면 된다.

그리고, 가시 영역의 전자 방사선을 반사하고 소거용 전자 방사선을 통과시키는 파장 선택 특성이 있는 유전체 거울(DML)을 이용하는 경우에 있어서는 전자 방사선의 입사방향과 소거용 가시 영역의 전자 방사선의 입사방향을 동일하게 하도록 변환 장치를 구성한다. 또한, 본 발명의 변환 장치는 광전기 변환 소자를 설치하고 펜슬 비임을 편향시켜 주사를 함으로써 화상 감지 장치로 사용될 수도 있다.

제 12 도를 참조하여 본 발명에 따른 또 다른 광-광 변환 소자를 상세히 설명한다.

제 12 도에서 (PPC)는 광-광 변환 소자를 나타내고, (Et1) 및 (Et2)는 전극들은, (PCL)은 적어도 정보 쓰기용 전자 방사선에는 감응하고 정보 읽기용 전자 방사선에는 실제로 감응하지 않는 광도전층 부재를, (PWM)은 적어도 정보 읽기용 전자 방사선의 상태를 변화시킬 수 있는 광변조층 부재(예컨대, 리튬 니오베이트 단결정과 같은 광변조층이나 네마틱 액정층)을, (WL)은 정보 쓰기용 전자 방사선을, 그리고 (RL)은 정보 읽기용 전자 방사선을 각각 나타낸다. 또, 전극(Et1)은 적어도 정보 쓰기용 전자 방사선(이후, 간단히 "쓰기용 전자 방사선"이라 한다)에 대해 "투명"한 것으로 구성한다. 한편, 전극(Et2)은 적어도 정보 읽기용 전자 방사선(이후, 간단히 "읽기용 전자 방사선"이라 한다)에 대해 "투명"한 것으로 구성한다.

제 12 도에 도시한 바와 같이 회로를 전원(210)에 접속하고, 스위치(SW)를 광-광 변환 소자(PPC)의 전극(Et1 및 Et2)에 접속한다. 또, 스위치(SW)의 가동접점은 그 입력단자(211)에 공급된 스위치 제어신호에 따라 고정접점(WR)쪽으로 절환한 상태로 한다. 전원(210)의 전압을 전극(Et1 및 Et2)에 인가하여 광전도층(PCL)에 전계가 인가되도록 하여 두고, 쓰기용 전자 방사선(WL)을 변환 소자(PPC)의 전극(Et1)에 입사시키면, 쓰기용 전자 방사선(WL)은 전극(Et1)을 통과하여 광전도층 부재(PCL)에 도달한다.

그리고, 광전도층 부재(PCL)의 전기 저항은 거기에 도달한 쓰기용 전자 방사선(WL)의 강도 분포에 따라 상응하게 변화되므로, 광전도층 부재(PCL)에 도달한 쓰기용 전자방사선(WL)의 강도 분포에 상응하는 강도 분포를 가진 전하 영상이 광전도층 부재(PCL)와 광변조층 부재(PML) 사이의 경계면에서 발생한다.

스위치(SW)의 가동접점이 그 고정접점(WR)쪽으로 절환되어 있고, 전원(210)의 전압이 전극들(Et1 및 Et2)에 인가된 전술한 상태에서 전자 방사선원(도시안됨)에서 나오는 일정 강도의 읽기용 전자 방사선(RL)이 전극( Et2)에 입사하게 된다. 읽기용 전자 방사선(RL)은 광전도층 부재(PCL)와 광변조층 부재(PML)[예컨대, 리튬 니오베이트 단결정(PML)]를 통과한 다음 변환 소자(PPC)의 전극(Et2)으로부터 출력된다. 이때, 읽기용 전자 방사선(RL)의 상태는 광전도층 부재(PCL)와 광변조층 부재(PML)[예컨대, 리튬 니오베이트 단결정(PML)] 사이의 경계면에 발생한 전하 영상의 전하 분포에 따라 상응하게 변화한다.

즉, 쓰기용 전자 방사선(WL)이 변환 소자(PPC)에 입사하고 쓰기용 전자 방사선(WL)의 강도 분포에 상응하는 전하 영상이 광전도층 부재(PCL)와 광변조층 부재(PML)[예컨대, 리튬 니오베이트 단결정(PML)] 사이의 경계면에 발생한 전술한 상태하에서 전하 영상의 전하 분포에 상응하는 강도 분포를 가진 전계가 유전체 거울(DML)과 함께 광전도층 부재(PCL)에 직렬로 접속된 광변조층 부재(PML)[예컨대, 리튬 니오베이트 단결정(PML)]에 인가된다.

또한, 광변조층 부재(PML)가 예컨대 리튬 니오베이트 단결정인 경우에는 광변조층 부재(PML)의 굴절율은 전기 광학 효과로 인하여 전계에 상응하게 변화한다. 따라서, 전하 영상에 상응하는 강도 분포를 가진 전계가 리튬 니오베이트 단결정에 인가되면, 광변조층 부재(PML)로 사용된 리튬 니오베이트 단결정의 굴절율은 전하 영상의 전하 분포에 따라 상응하게 변화한다.

더욱이, 읽기용 전자 방사선(RL)이 전극(Et1)에 입사한 경우에는 읽기용 전자 방사선(RL)은 차례로 전극(Et1), 광전도층 부재(PCL), 리튬 니오베이트 단결정(PML) 및 전극(Et2)을 통해 전파된다. 그러나, 전술한 대로 광변조층 부재(PML)로 사용된 리튬 니오베이트 단결정이 굴절율은 전기 광학 효과로 인하여 전계에 따라 상응하게 변화한다. 따라서, 읽기용 전자 방사선(RL)은 리튬 니오베이트 단결정(PML)의 전기 광학 효과로 인하여 광변조층 부재(PML)로 사용된 리튬 니오베이트 단결정(PML)에 인가된 전계의 강도분포에 상응하는 정보를 포함하게 되고, 전극(Et2)으로부터 다시 출력된다.

제 12 도의 변환 소자(PPC)에 있어서, 그 광전도층 부재(PCL)는 읽기용 전자 방사선(RL)에 실제로 감응하지 않는다. 그러므로, 읽기용 전자 방사선(RL)이 광전도층 부재(PCL)를 통과하더라도 광전도 효과는 생기지 않는다. 따라서, 읽기용 전자 방사선(RL)이 광전도층 부재(PCL)를 통과하더라도 광전도층 부재(PCL)와 광변조층 부재(PML) 사이의 경계면에 있는 전하 영상은 결코 교란되지 않는다.

더욱이, 쓰기용 전자 방사선(WL)에 의해 형성된 전하 영상을 소거하자면, 스위치(SW)의 입력단자(211)에 스위치 제어신호를 공급하여 스위치(SW)의 가동접점을 그 고정접점(E)으로 절환시킨 다음, 변환 소자의 전극(Et1 및 Et2)의 전위들을 같게 하여, 광전도층 부재(PCL)가 감응하는 균일한 강도 분포의 전자 방사선을 이 광전도층 부재(PCL)에 입사시킨 다음, 입사한 전자 방사선을 광전도층 부재(PCL)에 통과시키면 된다.

또한, 광전도층 부재의 재료로서 액정이 사용되는 광-광 변환 소자의 경우에 있어서 전극(Et1 및 Et2)에 교류전압을 공급함으로써 전하 영상을 소거한다.

그리고, 제 12 도의 변환 장치는 광전기 변환 소자를 설치하고 펜슬 비임의 편향에 의한 주사를 함으로써 화상 감지 장치를 사용하여도 좋다.

또한, 광전도층 부재의 재료로서 예컨대 카드뮴 설파이드(CdS) 및 비스무트 실리콘 옥사이드(Bi₁₂SiO₂₀)를 사용하여도 좋다.

예컨대, CdS는 제 16 도에 도시한 바와 같은 감도 특성이 있으므로, 가시광에는 감응하나 파장이 750나노미터(nm) 또는 그 이상인 적외선에는 실제로 감응하지 않는다. 제 17 도는 광전도층 부재(PCL)의 재료로서 CdS를 사용하는 광-광 변환 소자의 구조를 나타낸다. 이런 변환 소자의 경우에는 가시광을 쓰기용 전자 방사선(WL)으로 사용하고, 파장의 750nm 또는 그 이상인 적외선을 읽기용 전자 방사선(RL)으로 사용한다. 또, 변환 소자(PPC)에 쓰여진 정보는 읽기용 전자 방사선을 전극(Et1)과 광전도층 부재(PCL)를 투과하게 함으로써 읽게 된다 또, 변환 소자(PPC)에 쓰여진 정보를 광전도층 부재(PCL)와 광변조층 부재(PML) 사이의 굴절율 차이를 이용하고, 그 사이의 경계면상에 읽기용 전자 방사선(RL)을 반사시킴으로써 광변조층 부재(PML)쪽에서 읽게 된다.

한편, 제 18 도는 Bi₁₂SiO₂₀(이하, 간단히 "BSO"라 함)의 광전도 효과와 파장 사이의 관계를 나타낸다. 도시된 바와같이 BSO는 근자외선과 청색광의 파장 범위에서 특별히 극적인 광전도 효과를 나타내지만, 적색광의 파장 범위에서는 광전도 효과를 거의 나타내지 않는다. 파장 630nm에서의 광전도 효과의 크기에 대한 파장 370nm에서의 광전도 효과의 크기의 비는 약 10³∼10⁴이다. 따라서, 이 경우에 있어서, 근자외선에서 청색광가지 범위의 파장을 가진 광은 쓰기용 전자 방사선(WL)으로 사용되는 반면에 600nm 또는 그 이상의 파장을 가진 광은 읽기용 전자 방사선(RL)으로 사용된다. 따라서, 이러한 변환소자를 사용하는 변환 장치에 의해서 고해상도 화상의 쓰기나 읽기가 가능하다.

다음은 제 13 도를 참조하여 제 12 도의 본 발명의 광-광 변환 소자를 사용하여 구성된 영상 장치를 더 상세히 설명하는데, 제 13 도는 이 영상 장치의 구조를 나타낸 개략적인 블록선도이다. 제 13 도에서 (0)은 피사체를 나타내고, (212)는 영상렌즈를, (PPC)는 제 12 도의 변환 소자, 즉 적어도 쓰기용 전자 방사선에 감응하고 읽기용 전자 방사선에 실제로 감응하지 않는 광전도층 부재와 전계 강도 분포에 따라 적어도 읽기용 전자 방사선의 상태를 변화시킬 수 있는 광변조층 부재를 두 전극 사이에 설치한 변환 소자를 나타낸다.

제 13 도에서 (217)은 전하 영상을 소거하는데 사용되는 전자 방사선(이하, 가끔 "소거용 전자 방사선"이라고 한다)을 방출하는 전자 방사선원을 나타내고, (216) 및 (218)은 콜리메이터 렌즈를, (210)은 전원을, (213)은 읽기용 전자 방사선원을, (214)는 필요에 따라 설치되는 편광기를, (219)는 분석기를, (BS1) 및 (BS2)는 비임 분할기를, (211)은 비임 분할기의 절환용 신호를 입력시키는 입력단자를, (220)은 집광렌즈를, 그리고 (221)은 광전기 변환 장치를 각각 나타낸다.

본 발명의 광-광 변환 소자들을 사용하여 구성된 제 13 도의 영상 장치에 있어서, 피사체(0)에서 나온 전자 방사선은 영상렌즈(212) 및 비임 분할기(BS1)를 통해 변환 소자(PPC)에 공급된다.

또, 소정의 2차원 편향방식으로 편향되는 읽기용 전자 방사선(RL)은 읽기용 전자 방사선원(213), 필요에 따라 설치되는 편광기(214), 전자 방사선을 편향시키는 편향 장치(215), 콜리메이터 렌즈(216) 및 비임 분할기(BS1)로 구성된 경로를 통해 변환 소자(PPC)에 공급된다.

더욱이, 소거용 광 또는 전자 방사선(EL)은 소거용 전자 방사선원(217), 콜리메이터 렌즈(218) 및 비임 분할기(BS2)로 구성된 경로를 통해 변환 소자(PPC)에 공급된다.

또한, 제 13 도의 본 발명의 영상 장치에 있어서, 전원(210) 및 스위치(SW)로 구성되고, 변환 소자(PPC)의 전극(Et1 및 Et2)에 접속된 회로의 스위치(SW)의 가동접점을 스위치의 입력단자(211)에 공급된 절환용 신호에 따라 고정접점(WR)쪽으로 절환된 상태로 하고, 또한 전원(210)의 전압을 전극(Et1 및 Et2)에 인가하여 광전도층 부재(PCL)의 양단에 전계를 인가한 상태에서 피사체(0)에서 나온 쓰기용 전자 방사선(WL)이 영상렌즈(212) 및 비임 분할기(BS1)를 통해 변환 소자(PPC)의 전극(Et1)에 입사하면, 쓰기용 전자 방사선(WL)은 전극(Et1)을 통과하여 전술한 바와 같이 광전도층 부재(PCL)에 도달한다.

그리고, 광전도층 부재(PCL)는 쓰기용 전자 방사선에 감응하기 때문에 쓰기용 전자 방사선(WL)이 전극(Et1)을 통과하여 광전도층 부재(PCL)에 도달하면, 광전도층 부재(PCL)의 전기 저항은 거기에 도달한 쓰기용 전자 방사선(WL)의 강도 분포에 따라 상응하게 변화한다. 따라서, 광전도층 부재(PCL)에 도달한 쓰기용 전자 방사선(WL)의 강도 분포에 상응하는 강도분포를 갖는 전하 영상이 광전도층 부재(PCL)와 광변조층 부재(PML) 사이의 경계면에 형성된다.

스위치(SW)의 가동접점을 그 고정접점(WR)쪽으로 절환된 상태로 하고, 또한 전원(210)의 전압을 전극(Et1 및 Et2)에 인가한 전술한 상태하에서 일정한 가도를 가지며 전자 방사선원(213)으로부터 방출되는 읽기용 전자 방사선(RL)을 필요에 따라 설치된 편광기(214), 전자 방사선을 편향시키는 편향 장치(215), 콜리메이터 렌즈(216) 및 비임 분할기(BS1)로 구성된 경로를 통해 소정의 2차원 편향 방식으로 전극(Et1)에 입사한다.

그리고, 전극(Et1)에 입사한 읽기용 전자 방사선(RL)은 차례로 전극(Et1), 광전도층 부재(PCL), 광변조층 부재(PML)로 사용된 리튬 니오베이트 단결정 및 전극(Et2)을 통해 전파된다. 그러나, 전술한 바와같이 광변조층 부재(PML)로 사용되는 리튬 니오베이트 단결정의 굴절율은 전기 광학 효과로 인하여 전계에 상응하게 변화한다. 따라서, 읽기용 전자 방사선(RL)은 리튬 니오베이트 단결정의 전기 광학 효과로 인하여 광변조층 부재(PML)로 사용된 리튬 니오베이트 단결정에 인가된 전계의 강도 분포에 상응하는 정보를 포함하게 되고, 다시 전극(Et2)에서 방출된다. 이렇게 방출된 읽기용 전자방사선(RL)은 비임 분할기(BS2)를 통과한 후 분석기(210)에 공급된다.

그리고, 전술한 바와 같이 분석기(109)를 통과한 읽기용 전자 방사선(RL)의 강도는 변환 소자(PPC)의 광전도층 부재(PCL)와 광변조층 부재 (PML) 사이의 경계면에 발생한 전하 영상의 전하 분포에 따라 상응하게 변화한다.

또한, 전술한 바와 같이 분석기(109)를 통과한 읽기용 전자 방사선(RL)은 집광렌즈(220)에 의해 집광되어 광전기 변화 장치(221)에 공급되어 전기신호로 변환된다. 이 전기신호는 광전기 변환 장치(221)로 부터 출력된다.

이어서, 쓰기용 전자 방사선(WL)에 의해 형성된 전하 영상의 소거를 위해서는 스위치(SW)의 입력단자(211)에 스위치 제어신호를 공급하여 스위치(SW)의 가동접점을 그 고정접점(E)쪽으로 절환하여 놓고, 변환 소자의 전극(Et1 및 Et2)의 전위들을 같게 하여 광전도층 부재(PCL)가 감응하게 하고, 소거용 전자 방사선원(217)에 의해 발생한 균일한 강도 분포를 가진 소거용 전자 방사선(E2)을 광-광 변환 소자(PPC)의 전극(Et2)에 입사시키며, 입사한 전자 방사선을 광변조층 부재(PML) 및 광전도층 부재(PCL)를 통과하도록 하면 된다.

전술한 대로, 광전도층 부재의 재로로서 액정이 사용되는 광-광 변환 영상 장치의 경우에 있어서, 변환 장치의 전극(Et1 및 Et2)에 교류전압을 인가함으로써 전하 영상의 소거가 이루어진다.

또한, 제 13 도를 참조하여 설명한 영상 장치는 읽기용 전자 방사선(RL)을 광-광 변환 소자(PPC)의 전극(Et1)에 입사시키고, 전극(Et1), 광전도층 부재(PCL), 광변조층 부재(PML) 및 전극(Et2)으로 구성된 경로를 통해 전극(Et2)으로 방출시키도록 구성되어 있다. 그러나, 본 발명의 영상 장치를 광-광 변환 소자에 설치된 광전도층 부재는 적어도 쓰기용 전자 방사선에 감응하고, 읽기용 전자 방사선에 감응하지 않으며, 읽기용 전자 방사선을 반사할 수 있는 광전도층 부재가 설치된 광-광 변환 소자를 사용하고, 읽기용 전자 방사선(RL)을 광-광 변환 소자(PPC)의 전극(Et2)에 입사시켜 광변조층 부재를 통과시킨 후 광전도층 부재(PCL)와 광변조층 부재(PML)사이의 경계면에서 반시시킨 다음, 광변조층 부재(PML)를 통과시켜 전극(Et2)으로 부터 방출시키도록 구성하여도 좋다.

추가로, 본 발명의 영상 장치는 정보를 쓰고 읽는 동작을 넓은 의미에서 광, 즉 스펙트럼의 전부 혹은 일부의 전자 방사선(γ 및 X선과 같은 단파에서 부터 장파에 이르는 전자파들을 포함)을 사용하여 구성할 수 있다는 것은 물론이다.

본 발명은 전술한 바람직한 실시예들에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 개념과 첨부한 청구범위내에서 여러가지 변경과 수정을 가할 수 있음은 당분야의 기술에 숙달된 자들에게는 분명한 사실이다.

Claims

(a) 광에 감응하여 광량에 상응하는 전기 전하를 발생하는 광전도층과, 상기 광전도층에 발생한 전기 전하에 의한 전계의 영향에 상응한 전기 광학 효과를 사용하여 입사광을 변조시키는 광변조층과, 그리고 상기 광전도층과 상기 광변조층 사이에 삽입되고 광을 선택적으로 반사하는 소정의 선택적인 반사 특성을 가진 광반사층을 각각 포함하는 제1, 제2 및 제3광-광 변환 소자들로서, 상기 제1광-광 변환 소자의 상기 반사층은 적색광을 반사하는 선택적인 반사 특성을 가지며, 상기 제2광-광 변환 소자의 상기 반사층은 녹색광을 반사하는 선택적인 반사 특성을 가지며, 상기 제3광-광 변환 소자의 상기 반사층은 청색광을 반사하는 선택적인 반사 특성에 가지는 상기 제1, 제2 및 제3광-광 변환 소자들과, (b) 상기 제1, 제2 및 제3광-광 변환 소자들에 써넣어질 영상 정보를 포함한 제1입사광과, 쓰여진 영상 정보를 읽고 광을 구성하는 적색, 녹색 및 청색을 얻어 이 광을 구성하는 적색, 녹색 및 청색을 상기 제1, 제2 및 제3광-광 변환 소자들에 각각 도입하는데 이용하는 제2입사광의 색채 분해를 하는 색분해 수단을 포함하는 영상 표시 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 색분해 수단은 제1입사광을 색분해하여 광을 구성하는 적색, 녹색 및 청색을 얻어 이 광을 구성하는 적색, 녹색 및 청색을 상기 제1, 제2 및 제3광-광 변환 소자에 도입하는 제1분해 수단과, 제2입사광을 색분해하여 광을 구성하는 적색, 녹색 및 청색을 얻어 이 광을 구성하는 적색, 녹색 및 청색을 상기 제1, 제2 및 제3광-광 변환 소자에 도입하는 제2분해수단으로 구성되는 것을 특징으로 하는 영상 표시 장치.
제 2 항에 있어서, 상기 제1분해수단은 제1입사광으로부터 광을 구성하는 일정한 한가지 색을 분해하는 제1색선별 거울과, 광을 구성하는 나머지 색을 서로 분해하는 제2색선별 거울을 포함하는 영상 표시 장치.
제 2 항에 있어서, 상기 제2분해수단은 제2입사광으로부터 광을 구성하는 적색, 녹색 및 청색중 일정한 한가지 색을 분해하는 제1색선별 거울과, 광을 구성하는 나머지 두가지 색을 서로 분해하는 제2색선별 거울과, 상기 제2색선별 거울에 의해 분해된 구성 광 중의 한가 색을 상응하는 광-광 변환 소자에 도입하는 제1반투명 거울을 포함하는 영상 표시 장치.
(a) 광에 감응하여 광량에 상응하는 전기 전하를 발생하는 광전도층과, 상기 광전도층에 발생한 전기 전하에 의한 전계의 영향에 상응한 전기 광학 효과를 사용하여 입사광을 변조시키는 광변조층과, 그리고 상기 광전도층과 상기 광변조층 사이에 삽입되고 광을 선택적으로 반사하는 소정의 선택적인 반사 특성을 가진 광반사층을 각각 포함하는 제1, 제2 및 제3광-광 변환 소자들로서, 상기 제1광-광 변환 소자의 상기 반사층은 적색광을 반사하는 선택적인 반사 특성을 가지며, 상기 제2광-광 변환 소자의 상기 반사층은 녹색광을 반사하는 선택적인 반사 특성을 가지며, 상기 제3광-광 변환 소자의 상기 반사층은 청색광을 반사하는 선택적인 반사 특성에 가지는 상기 제1, 제2 및 제3광-광 변환 소자들과, (b) 상기 제1, 제2 및 제3광-광 변환 소자들에 써넣어질 영상 정보를 포함하는 쓰기광을 상기 제1, 제2 및 제3변환 소자에 각각 도입하는 영상 정보 입력 수단과, (c) 쓰여진 영상 정보를 읽어 적색, 녹색 및 청색 읽기광을 얻어 이 적색, 녹색 및 청색 읽기광을 상기 제1, 제2 및 제3광-광 변환 소자들에 각각 도입하는데 사용하는 제1입사광을 분해하는 색분해 수단을 포함하는 영상 표시 장치.
제 5 항에 있어서, 적색, 녹색 및 청색 쓰기광 각각을 상응하는 레이저 광원에서 방출하고, 상기 영상 정보 입력 수단은 적색 쓰기광을 편향시킴으로써 적색 쓰기광을 상기 제1광-광 변환 수단에 도입하는 제1입력 수단과, 녹색 쓰기광을 편향시킴으로써 녹색 쓰기광을 상기 제1광-광 변환 수단에 도입하는 제2입력 수단과, 청색 쓰기광을 편향시킴으로써 청색 쓰기광을 상기 제1광-광 변환 수단에 도입하는 제3입력 수단을 포함하는 영상 표시 장치.
제 5 항에 있어서, 상기 색분해 수단은 상기 제1입사광으로부터 적색, 녹색 및 청색 읽기광 중 정해진 한가지 읽기광을 분해하는 제1색선별 거울과, 나머지 두가지 읽기광을 서로 분해하는 제2색선별 거울과, 상기 제2색선별 거울에 의해 분해된 한가지 읽기광을 상응한 광-광 변환 소자에 도입하는 제1반투명 거울을 포함하는 영상 표시 장치.
제 2 항에 있어서, 상기 제2분해수단은 광을 구성하는 적색, 녹색 및 청색을 해당 광-광 변환 소자에 각각 도입하는 제1, 제2 및 제3반투명 거울을 포함하는 영상 표시장치.
제 1 항 또는 제 5 항에 있어서, 상기 제1, 제2 및 제3광-광 변환 소자들을 단일 유니트로 조합한 영상 표시 장치.
제 9 항에 있어서, 단일 유니트로 조합된 상기 제1, 제2 및 제3광-광 변환 소자들의 반사층들을 1차원으로 배열한 영상 표시 장치.
제 9 항에 있어서, 단일 유니트로 조합된 상기 제1, 제2 및 제3광-광 변환 소자들의 반사층을 2차원으로 배열한 영상 표시 장치.