JPH02289827A - 空間光変調素子 - Google Patents
空間光変調素子Info
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- JPH02289827A JPH02289827A JP2377090A JP2377090A JPH02289827A JP H02289827 A JPH02289827 A JP H02289827A JP 2377090 A JP2377090 A JP 2377090A JP 2377090 A JP2377090 A JP 2377090A JP H02289827 A JPH02289827 A JP H02289827A
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Landscapes
- Liquid Crystal (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野〕
本発明は、光を空間的に並列に変調し、その読み出し特
性が可変であり、かつ記憶する機能を有する空間光変調
素子及び空間光変調装置に関するものである。
性が可変であり、かつ記憶する機能を有する空間光変調
素子及び空間光変調装置に関するものである。
空間光変調素子(以下S L M (Spatial
LightModulator )と略す)の機能は、
2次元的なパターン(例えば画像)を書き込み光によっ
てSLMに書き込み、別の光(読みだし光)によってそ
の書き込まれている2次元パターンを読み出すものであ
る.これによって画像光の増幅、しきい値処理、反転あ
るいは読み出し光と書き込み光の間のインコヒーレント
・コヒーレント変m、波長変m等の処理を行うことがで
きる。
LightModulator )と略す)の機能は、
2次元的なパターン(例えば画像)を書き込み光によっ
てSLMに書き込み、別の光(読みだし光)によってそ
の書き込まれている2次元パターンを読み出すものであ
る.これによって画像光の増幅、しきい値処理、反転あ
るいは読み出し光と書き込み光の間のインコヒーレント
・コヒーレント変m、波長変m等の処理を行うことがで
きる。
従来のSLMの構造としては第11図に示すようにネマ
チソク液晶101を用いたものが知られている(OpL
ical Engineering, vol. 17
+ p.371.1978)。このSLMIOOの構造
においては、感光層102としてCdS/CdTeのフ
ォトダイオード構造が用いられ、誘電体ミラー103を
介してネマチック液晶101が充填されている。書き込
み光104が照射された部分では、そのダイオード特性
によりネマチック液晶101にかかる電圧が増加し、液
晶のしきい値電圧を越えるため、ガラス105面に沿っ
て配向していた液晶軸が電圧印加方向に向《.このため
、直線偏光の読み出し光106では偏光面の回転が起き
ない。一方、書き込み光104が照射されていない部分
では、液晶軸がガラス面105にそって配向したままの
ため、読み出し光106の偏光面が回転する。このため
、図示しないアナライザを通して読み出せば、書き込み
パターンに応じたパターンを読み出すことができる. また、他の従来例として、第12図,第13図に示すよ
うに、より速い応答速度を持つ強誘電性液晶(以下F
L C (Ferroelectric Liquid
Crystal)と記す)を用いたものも知られてい
る(SPIE,νol.684, p.60. 198
6およびMat.Res.Soc.Symp.Proc
. , vol.118、p.405. 1988)。
チソク液晶101を用いたものが知られている(OpL
ical Engineering, vol. 17
+ p.371.1978)。このSLMIOOの構造
においては、感光層102としてCdS/CdTeのフ
ォトダイオード構造が用いられ、誘電体ミラー103を
介してネマチック液晶101が充填されている。書き込
み光104が照射された部分では、そのダイオード特性
によりネマチック液晶101にかかる電圧が増加し、液
晶のしきい値電圧を越えるため、ガラス105面に沿っ
て配向していた液晶軸が電圧印加方向に向《.このため
、直線偏光の読み出し光106では偏光面の回転が起き
ない。一方、書き込み光104が照射されていない部分
では、液晶軸がガラス面105にそって配向したままの
ため、読み出し光106の偏光面が回転する。このため
、図示しないアナライザを通して読み出せば、書き込み
パターンに応じたパターンを読み出すことができる. また、他の従来例として、第12図,第13図に示すよ
うに、より速い応答速度を持つ強誘電性液晶(以下F
L C (Ferroelectric Liquid
Crystal)と記す)を用いたものも知られてい
る(SPIE,νol.684, p.60. 198
6およびMat.Res.Soc.Symp.Proc
. , vol.118、p.405. 1988)。
第12図の従来例(7)SLMIIOでは、感光層11
1にBSO (ビスマスシリコンオキサイド)を用い、
その薄片を一方のガラス基板112上に接着し、FLC
I l 3が充填されている.また、第13図の従来例
のSLM120では、感光層121としてp−i−nダ
イオード構造のa−Sl(アモルファスシリコン)膜が
用いられ、リフレクタ−122を介してFLCl23が
ガラス基Fi.124の間に充填されている。
1にBSO (ビスマスシリコンオキサイド)を用い、
その薄片を一方のガラス基板112上に接着し、FLC
I l 3が充填されている.また、第13図の従来例
のSLM120では、感光層121としてp−i−nダ
イオード構造のa−Sl(アモルファスシリコン)膜が
用いられ、リフレクタ−122を介してFLCl23が
ガラス基Fi.124の間に充填されている。
しかしながら、上記従来の技術における空間光変調素子
(SLM)では、以下のような問題点があった. (1)第11図のSLMIOOの構造では、ネマチック
液晶101の応答速度が遅いため高々数10+msのス
ピードでしかSLMIOOは動作せず、またメモリ性も
ないため書き込みと読み出しは同時に行わなければなら
ない等の欠点がある。
(SLM)では、以下のような問題点があった. (1)第11図のSLMIOOの構造では、ネマチック
液晶101の応答速度が遅いため高々数10+msのス
ピードでしかSLMIOOは動作せず、またメモリ性も
ないため書き込みと読み出しは同時に行わなければなら
ない等の欠点がある。
(2)第12図のSLMIIOの構造では、感光層11
1のBSOの応答速度が遅いため、やはり数lO鴫のス
ピードでしかSLMIIOは動作しない.そして、この
BSOは、赤色の光には感じないため、書き込み光には
アルゴンレーザ等特定の光を使わなければならないほど
の欠点がある。
1のBSOの応答速度が遅いため、やはり数lO鴫のス
ピードでしかSLMIIOは動作しない.そして、この
BSOは、赤色の光には感じないため、書き込み光には
アルゴンレーザ等特定の光を使わなければならないほど
の欠点がある。
また、BSOでは、薄片をガラス基vill2上に接着
してSLMを作製する必要があるため、製作が面倒でか
つ均一な厚みに制御しにくい等の欠点がある。さらに、
このSLMII(lにはメモリ性が無いため、常にパル
ス電圧を印加しておく必要が有り、繰り返しのない単一
パルスでは動作せず、減衰のためコントラストも低いな
どの欠点がある。
してSLMを作製する必要があるため、製作が面倒でか
つ均一な厚みに制御しにくい等の欠点がある。さらに、
このSLMII(lにはメモリ性が無いため、常にパル
ス電圧を印加しておく必要が有り、繰り返しのない単一
パルスでは動作せず、減衰のためコントラストも低いな
どの欠点がある。
(3》 第13図のSLM120の構造では、感光層
121にp−i−nダイオード構造のa −St膜を用
いているが、そのダイオード特性のため負電圧を印加し
たときのみしかパターンを書き込めず、また書き込み光
125の強度も50mev/一と強い光が必要で感度が
悪いなどの欠点がある。さらに、SLM120において
も同様にメモリ性が無いため、常にパルス電圧を印加し
ておく必要が有り、繰り返しのない単一パルスでは動作
せず、減衰のためコントラストも低いなどの欠点がある
。
121にp−i−nダイオード構造のa −St膜を用
いているが、そのダイオード特性のため負電圧を印加し
たときのみしかパターンを書き込めず、また書き込み光
125の強度も50mev/一と強い光が必要で感度が
悪いなどの欠点がある。さらに、SLM120において
も同様にメモリ性が無いため、常にパルス電圧を印加し
ておく必要が有り、繰り返しのない単一パルスでは動作
せず、減衰のためコントラストも低いなどの欠点がある
。
次に従来の他の例として、光伝導層と強誘電性液晶とを
組み合わせた「光記録素子及びその記録法」 (特開昭
59−216126)が知られている。この構造を第1
4図に示す。図中、401,401’は透明基体、40
2,402’は透明導電層、403は光伝導層、404
は遮光層、405は誘電ミラー、406,406’は絶
縁薄層、407は強誘電性液晶層、408,409は直
流電圧源、410はスイッチ、411は書き込み光、4
12は偏光板、413は読み出し光である.408ある
いは409の直流電圧源の接続をスイッチ410で切り
替えて使用し、正電圧印加または負電圧印加により双安
定スイッチングを行うものである。
組み合わせた「光記録素子及びその記録法」 (特開昭
59−216126)が知られている。この構造を第1
4図に示す。図中、401,401’は透明基体、40
2,402’は透明導電層、403は光伝導層、404
は遮光層、405は誘電ミラー、406,406’は絶
縁薄層、407は強誘電性液晶層、408,409は直
流電圧源、410はスイッチ、411は書き込み光、4
12は偏光板、413は読み出し光である.408ある
いは409の直流電圧源の接続をスイッチ410で切り
替えて使用し、正電圧印加または負電圧印加により双安
定スイッチングを行うものである。
この構成においては、素子中に配向膜が存在しないため
初期配向方向を長期に渡って安定に規定できないのでコ
ントラストの劣化が生じる。また、消去および書き込み
時に直流電圧源を印加し続ける記録法においては、消去
時と書き込み時とでは強誘電性液晶に印加される電圧ま
たは時間が異なるので液晶寿命が短くなるという欠点が
あった。
初期配向方向を長期に渡って安定に規定できないのでコ
ントラストの劣化が生じる。また、消去および書き込み
時に直流電圧源を印加し続ける記録法においては、消去
時と書き込み時とでは強誘電性液晶に印加される電圧ま
たは時間が異なるので液晶寿命が短くなるという欠点が
あった。
本発明は、上記問題点を解決するために創案されたもの
で、動作スピードが速く、十分なメモリ性を有し、かつ
正パルスおよび負パルスのいずれの印加状態においても
書き込み動作し、しかも両状態で反対のパターン(反転
パターン)を書き込み動作し得るような空間光変調素子
及び空間光変調装置を提供することを目的とする。
で、動作スピードが速く、十分なメモリ性を有し、かつ
正パルスおよび負パルスのいずれの印加状態においても
書き込み動作し、しかも両状態で反対のパターン(反転
パターン)を書き込み動作し得るような空間光変調素子
及び空間光変調装置を提供することを目的とする。
上記の目的を達成するための本発明の構成は、透明電極
を有する一方のガラス基板上に堆積した光伝導層、液晶
配向膜を配置し、透明電極を有する他方のガラス基板上
に液晶配向膜を配置し、上記両液晶配向膜を対向し、該
両液晶配向膜の隙間に強誘電性液晶を充填する構造から
成る空間光変調素子であり、又、上記空間光変調素子と
、上記両ガラス基板の透明電極に制御パルスとしてパル
ス幅と印加電圧を可変に設定できる駆動電源とを有する
ことを特徴とするものである.〔作 用〕 本発明は、空間光変調素子において、堆積により形成し
た無極性の光伝導層を感光層とすることで感光層の応答
速度を高速化することにより、かつ高速応答性を有する
強誘電性液晶を用いることにより、空間光変調素子の動
作スピードを高速にする。一方、その空間光変調素子を
書き込み時において強誘電性液晶への印加パルスが自己
保持特性を示すしきい値以上となる制御パルスで駆動す
ることにより、十分なメモリ性を持たせる。また、無極
性の光伝導層は、正の制御パルスおよび負の制御パルス
のいずれの印加状態においても書き込み動作を可能とし
、その印加状態の変化で反転パターンの書き込みを可能
とする. 〔実施例〕 以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する
。
を有する一方のガラス基板上に堆積した光伝導層、液晶
配向膜を配置し、透明電極を有する他方のガラス基板上
に液晶配向膜を配置し、上記両液晶配向膜を対向し、該
両液晶配向膜の隙間に強誘電性液晶を充填する構造から
成る空間光変調素子であり、又、上記空間光変調素子と
、上記両ガラス基板の透明電極に制御パルスとしてパル
ス幅と印加電圧を可変に設定できる駆動電源とを有する
ことを特徴とするものである.〔作 用〕 本発明は、空間光変調素子において、堆積により形成し
た無極性の光伝導層を感光層とすることで感光層の応答
速度を高速化することにより、かつ高速応答性を有する
強誘電性液晶を用いることにより、空間光変調素子の動
作スピードを高速にする。一方、その空間光変調素子を
書き込み時において強誘電性液晶への印加パルスが自己
保持特性を示すしきい値以上となる制御パルスで駆動す
ることにより、十分なメモリ性を持たせる。また、無極
性の光伝導層は、正の制御パルスおよび負の制御パルス
のいずれの印加状態においても書き込み動作を可能とし
、その印加状態の変化で反転パターンの書き込みを可能
とする. 〔実施例〕 以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する
。
第1図は本発明の一実施例を示す構成図である。
図中、1は空間光変調素子(SLM) 、2.2 ’は
リード電極、3はSLMIを保持するホルダー4はSL
MIを制御パルスで駆動し、かつ読み出し光をパルス変
調する駆動電源、5は図示しない計算機によりSLMI
を制御するための制御線(インターフェース回線)、6
はハーフミラー7はボラライザ、8はアナライザ、9は
SLM上のデータを読み出すための読み出し光を発生す
るパルス読み出し光源である。尚、図示してないがSL
M上のデータを消去するための消去光を発生するパルス
消去光源が設けられている。このパルス消去光源と前記
パルス読み出し光源9には駆動電源4から同期信号が供
給される。変調信号となる2次元パターンはSLMIの
書き込み面側に書き込み光Lwとして照射されるが、そ
のとき同時に駆動電源4からSLMIに制御パルスが印
加されて書き込まれる。駆動電源4からの制御パルス出
力は、SLMIのメモリ性を引き出すためにそのパルス
幅.電圧,極性などがマニヱアル的に設定されるか、も
しくは計算機からの命令によってプログラム的に制御さ
れる。読み出し光L.は、ボラライザ7を通って空間的
に均一な直線偏光ビームとなり、ハーフミラー6を通っ
てSLMIの読み出し面側に入射し、変調されて反射し
たのちハーフミラー6で反射され、アナライザ8を通っ
て読み出し光LR’となり強度的なパターンとして読み
出される。
リード電極、3はSLMIを保持するホルダー4はSL
MIを制御パルスで駆動し、かつ読み出し光をパルス変
調する駆動電源、5は図示しない計算機によりSLMI
を制御するための制御線(インターフェース回線)、6
はハーフミラー7はボラライザ、8はアナライザ、9は
SLM上のデータを読み出すための読み出し光を発生す
るパルス読み出し光源である。尚、図示してないがSL
M上のデータを消去するための消去光を発生するパルス
消去光源が設けられている。このパルス消去光源と前記
パルス読み出し光源9には駆動電源4から同期信号が供
給される。変調信号となる2次元パターンはSLMIの
書き込み面側に書き込み光Lwとして照射されるが、そ
のとき同時に駆動電源4からSLMIに制御パルスが印
加されて書き込まれる。駆動電源4からの制御パルス出
力は、SLMIのメモリ性を引き出すためにそのパルス
幅.電圧,極性などがマニヱアル的に設定されるか、も
しくは計算機からの命令によってプログラム的に制御さ
れる。読み出し光L.は、ボラライザ7を通って空間的
に均一な直線偏光ビームとなり、ハーフミラー6を通っ
てSLMIの読み出し面側に入射し、変調されて反射し
たのちハーフミラー6で反射され、アナライザ8を通っ
て読み出し光LR’となり強度的なパターンとして読み
出される。
第2図は上記実施例における空間光変調素子(SLM)
のより詳細な構造を示す図であって、(alは断面図、
(b)は電極パターンを示すための上面図である。11
.11’はガラス基板、l2は書き込み光に対し感光す
る光伝導層、13は誘電体ミラー l4は強誘電性液晶
(FLC) 、15.15′はFLCを配向させるため
の例えばSiOの斜方蒸着による配向膜、16.16’
,16′は透明電極、17はFLC14層の厚みを一定
に保持するための例えばセラミック球のスベーサー18
は封止かつ固定するための接着剤、19は上の透明電極
16′をリード電極2′と接続するための下側の透明電
極16″と電気的に接続するための銀ペースト層である
。書き込み側の一方のガラス基板11上には透明電極1
6.16’を形成し、その透明電極16上には無極性の
光伝導層12を膜堆積の手法によって形成し、さらに光
伝導層12上に順に誘導体ミラーl3と配向膜15を形
成する。また読み出し側の他方のガラス基板Ii上には
透明電極16′を形成し、その透明電極16′上には配
向膜15′を形成する。配向膜15,15’間は、スベ
ーサ−17によって隙間が形成され、その隙間にFLC
14を充填する。
のより詳細な構造を示す図であって、(alは断面図、
(b)は電極パターンを示すための上面図である。11
.11’はガラス基板、l2は書き込み光に対し感光す
る光伝導層、13は誘電体ミラー l4は強誘電性液晶
(FLC) 、15.15′はFLCを配向させるため
の例えばSiOの斜方蒸着による配向膜、16.16’
,16′は透明電極、17はFLC14層の厚みを一定
に保持するための例えばセラミック球のスベーサー18
は封止かつ固定するための接着剤、19は上の透明電極
16′をリード電極2′と接続するための下側の透明電
極16″と電気的に接続するための銀ペースト層である
。書き込み側の一方のガラス基板11上には透明電極1
6.16’を形成し、その透明電極16上には無極性の
光伝導層12を膜堆積の手法によって形成し、さらに光
伝導層12上に順に誘導体ミラーl3と配向膜15を形
成する。また読み出し側の他方のガラス基板Ii上には
透明電極16′を形成し、その透明電極16′上には配
向膜15′を形成する。配向膜15,15’間は、スベ
ーサ−17によって隙間が形成され、その隙間にFLC
14を充填する。
上記において、強誘電性液晶(FLC)14は、チルト
角が22.5度に近いもので、自己保持性の良いものを
使用する。自己保持性をよくするためには自発分極が小
さいものがよく、20nC/cm2以下のカイラルスメ
クティクC液晶等が望ましい。
角が22.5度に近いもので、自己保持性の良いものを
使用する。自己保持性をよくするためには自発分極が小
さいものがよく、20nC/cm2以下のカイラルスメ
クティクC液晶等が望ましい。
第3図(a), (b)にFLC14の配向状態を示す
。ガラス基板11.11’上の配向膜(ポリイミドある
いはポリビニールアルコール膜、厚さ約500オングス
トローム以下)は、第3図のように入射側のポラライザ
の偏光軸Pに対し22.5度の方向に上下ガラス基板1
1.11’上とも弱く配向処理する。このとき、液晶分
子14aは制御パルスの電界の向きに応じて、ボラライ
ザ偏光軸Pと同一方向か(up状G la) )または
それに対し45度の方向(do←nu態{b})に揃っ
て配向する。Uρ状態においては、ボラライザ7(第L
図)を通ってFLC14層に入射し反射した光は元の偏
光状態のまま戻って来る。一方down状態においては
、FLCl4の屈折率異方性のため戻って来る光は偏光
面の回転が生じる。このときFLClA層の厚みdを d=m・λ/ (4・Δn),m=1. 3,5・”
(λ:読み出し光の波長、Δn : FLC分子の長短
方向の屈折率差)に設定すれば戻って来る光は90度回
転することになる。但し、FLCの自己保持性を良《し
、かつ応答速度を上げるためにはFLC14層の厚みは
薄いほどよく、その点からm=lにdを設定することが
望ましい。通常dは2μm程度であり、この厚みに均一
に制御するために、スベーサ−17として直径の揃った
球状または棒状の粒子をFLC14層内に分散させた構
造とする。
。ガラス基板11.11’上の配向膜(ポリイミドある
いはポリビニールアルコール膜、厚さ約500オングス
トローム以下)は、第3図のように入射側のポラライザ
の偏光軸Pに対し22.5度の方向に上下ガラス基板1
1.11’上とも弱く配向処理する。このとき、液晶分
子14aは制御パルスの電界の向きに応じて、ボラライ
ザ偏光軸Pと同一方向か(up状G la) )または
それに対し45度の方向(do←nu態{b})に揃っ
て配向する。Uρ状態においては、ボラライザ7(第L
図)を通ってFLC14層に入射し反射した光は元の偏
光状態のまま戻って来る。一方down状態においては
、FLCl4の屈折率異方性のため戻って来る光は偏光
面の回転が生じる。このときFLClA層の厚みdを d=m・λ/ (4・Δn),m=1. 3,5・”
(λ:読み出し光の波長、Δn : FLC分子の長短
方向の屈折率差)に設定すれば戻って来る光は90度回
転することになる。但し、FLCの自己保持性を良《し
、かつ応答速度を上げるためにはFLC14層の厚みは
薄いほどよく、その点からm=lにdを設定することが
望ましい。通常dは2μm程度であり、この厚みに均一
に制御するために、スベーサ−17として直径の揃った
球状または棒状の粒子をFLC14層内に分散させた構
造とする。
本実施例の感光層としてはアモルファスシリコン(a−
St)などの光伝導層12が用いられる。
St)などの光伝導層12が用いられる。
−a的には、高感度な水素ドーブされた膜として、プラ
ズマCVD法等のよりガラス基板上に形成される。従来
の技術で述べたように、fir−V属元素をドーブしp
−i−nのダイオード構造にする例が知られているが、
その場合の動作は極性をもつため好ましくない.本実施
例ではp−i−n構造としない均一な光伝導層の構造と
し、正及び負の両極性の制御パルスに対して動作可能と
する。上記a−Si膜の12の厚さはその電気容量と抵
抗分とのバランスから決められ、2−7μm程度が望ま
しい。
ズマCVD法等のよりガラス基板上に形成される。従来
の技術で述べたように、fir−V属元素をドーブしp
−i−nのダイオード構造にする例が知られているが、
その場合の動作は極性をもつため好ましくない.本実施
例ではp−i−n構造としない均一な光伝導層の構造と
し、正及び負の両極性の制御パルスに対して動作可能と
する。上記a−Si膜の12の厚さはその電気容量と抵
抗分とのバランスから決められ、2−7μm程度が望ま
しい。
誘電体ミラー13は2種の誘電体膜を交互に積層した構
造からなる。誘電体膜の材質としては誘電率の大きいも
のがよく、実験例ではTiOz, SiOzを交互に1
7層積層して、反射率98%以上のミラーが得られた。
造からなる。誘電体膜の材質としては誘電率の大きいも
のがよく、実験例ではTiOz, SiOzを交互に1
7層積層して、反射率98%以上のミラーが得られた。
また、透明電極16.16’16#とじてはインジウム
ースズの酸化物の膜(I To)等を用いることができ
る。さらにまた、読み出し光Lwの強度が極端に強い場
合には、光伝導層12への読み出し光の到達を完全に遮
蔽するために、a−St膜工2と誘電体ミラー13の間
に絶縁体の薄い遮光膜を設けてもよい。この遮光膜の材
料としては例えば1μm程度の厚さのボリジアセチレン
膜や遷移金属酸化物などが適当である.以上のように構
成した実施例の動作および作用を第1図および第2図を
参照して述べる。
ースズの酸化物の膜(I To)等を用いることができ
る。さらにまた、読み出し光Lwの強度が極端に強い場
合には、光伝導層12への読み出し光の到達を完全に遮
蔽するために、a−St膜工2と誘電体ミラー13の間
に絶縁体の薄い遮光膜を設けてもよい。この遮光膜の材
料としては例えば1μm程度の厚さのボリジアセチレン
膜や遷移金属酸化物などが適当である.以上のように構
成した実施例の動作および作用を第1図および第2図を
参照して述べる。
ボラライザ7,アナライザ8の偏光軸を直交させた状B
(直交ニコル)において、FLC14のup状M(負電
圧印加状態に対応)では読み出し光L,1′が暗くなり
(dark), down状態(正電圧印加状態に対応
)では明るくなる(bright)。なお、平行ニコル
状態でも良いが、その状態では明暗が逆になる。以下は
直交ニコル状態で説明する。駆動電源4からSLMIに
印加される制御パルスと読み出し光のしM′出力強度の
動作を第4図に示す。
(直交ニコル)において、FLC14のup状M(負電
圧印加状態に対応)では読み出し光L,1′が暗くなり
(dark), down状態(正電圧印加状態に対応
)では明るくなる(bright)。なお、平行ニコル
状態でも良いが、その状態では明暗が逆になる。以下は
直交ニコル状態で説明する。駆動電源4からSLMIに
印加される制御パルスと読み出し光のしM′出力強度の
動作を第4図に示す。
ここで用いるFLC14の性質として、FLC14に印
加されるパルスの幅τと電圧vfとの積τ・Vfがしき
い値C (FLC材料に依存)以下の場合には自己保持
性が現れないが、しきい値C以上になると自己保持性が
現れる。第4図(a)のような電圧Vの制御パルスを駆
動電源4よりS L M 1に印加し、同時に消去光、
書き込み光を(bl, (Clのように印加制御パルス
に同期させてSLMIの書き込み面側に照射したとき、
該画素のFLC14に印加される電圧は!dlのように
なる。すなわち、光が照射されたときFLCI 4に印
加される電圧は、光伝導Jil2の抵抗が下がるため+
v3またはーvllとなり、光が照射されないときのF
LC14の印加電圧は光伝導層12が高抵抗のため+V
。または−vDとなる。ここでFLC14のしきい値C
に対し、 τ・Vl>c>τ・VD となるようにSLMIへの印加電圧Vを設定しておけば
、反射された読み出し光LSの強度は(e)のようにな
り、書き込み光し。に対応した出力が得られる。すなわ
ち、消去光パルスと同期して負電圧が印加されることに
よりFLC14への印加電圧はVBとなり、FLC14
はup状態となり保持されるため、SLMIの読み出し
はdark状態にリセットされる。つぎに書き込み光L
。パルスに同期して正の制御パルスが印加されるので、
書き込み光L。
加されるパルスの幅τと電圧vfとの積τ・Vfがしき
い値C (FLC材料に依存)以下の場合には自己保持
性が現れないが、しきい値C以上になると自己保持性が
現れる。第4図(a)のような電圧Vの制御パルスを駆
動電源4よりS L M 1に印加し、同時に消去光、
書き込み光を(bl, (Clのように印加制御パルス
に同期させてSLMIの書き込み面側に照射したとき、
該画素のFLC14に印加される電圧は!dlのように
なる。すなわち、光が照射されたときFLCI 4に印
加される電圧は、光伝導Jil2の抵抗が下がるため+
v3またはーvllとなり、光が照射されないときのF
LC14の印加電圧は光伝導層12が高抵抗のため+V
。または−vDとなる。ここでFLC14のしきい値C
に対し、 τ・Vl>c>τ・VD となるようにSLMIへの印加電圧Vを設定しておけば
、反射された読み出し光LSの強度は(e)のようにな
り、書き込み光し。に対応した出力が得られる。すなわ
ち、消去光パルスと同期して負電圧が印加されることに
よりFLC14への印加電圧はVBとなり、FLC14
はup状態となり保持されるため、SLMIの読み出し
はdark状態にリセットされる。つぎに書き込み光L
。パルスに同期して正の制御パルスが印加されるので、
書き込み光L。
が照射された部分ではFLC14がdown状態に保持
され、読み出し光LII′がbright状態に保持さ
れる。書き込み光賜が照射されない部分ではτ・V,が
しきい値に達せずdown状態にならないため、読み出
し光L,/はdark状態のままとなる。
され、読み出し光LII′がbright状態に保持さ
れる。書き込み光賜が照射されない部分ではτ・V,が
しきい値に達せずdown状態にならないため、読み出
し光L,/はdark状態のままとなる。
またこのとき、SLMIへの印加制御パルス波形の正負
を(a)と逆にすれば、書き込み光賜が照射された部分
に負パルスがかかるため、読みだしパターンは書き込み
パターンの反転となる。このように、本実施例のSLM
IではSLMIへの印加電圧の正負を変えることによっ
て、書き込みパターンに対し正常または反転の出力を得
るように制御できる。
を(a)と逆にすれば、書き込み光賜が照射された部分
に負パルスがかかるため、読みだしパターンは書き込み
パターンの反転となる。このように、本実施例のSLM
IではSLMIへの印加電圧の正負を変えることによっ
て、書き込みパターンに対し正常または反転の出力を得
るように制御できる。
実際に、有効面約1 ctiの作製したSLMIについ
て、書き込み光L.とじて白色光(0. 5 mw/
c+J)、読み出し光し,としてHe − Neレーザ
ー光(2+mw/cn)を用い、SLMIへの印加制御
パルスを電圧15■.幅0,2msとして動作させた実
験例では、コントラスト20:1以上、分解能30本/
11で正常パターンおよび反転パターンを読み出すこと
ができた。なお、1日以上の画像記憶が可能であった。
て、書き込み光L.とじて白色光(0. 5 mw/
c+J)、読み出し光し,としてHe − Neレーザ
ー光(2+mw/cn)を用い、SLMIへの印加制御
パルスを電圧15■.幅0,2msとして動作させた実
験例では、コントラスト20:1以上、分解能30本/
11で正常パターンおよび反転パターンを読み出すこと
ができた。なお、1日以上の画像記憶が可能であった。
第5図に消去光パルスを用いない別のSLM駆動形態を
示す。この場合は消去光パルスを用いない代わりに、(
alに示すように消去のためのSLM1への印加電圧V
,を書き込み時の印加電圧v2よりも大きくする。即ち
(C)に示すように消去光が無くともり,に対応するF
LC14への印加電圧が書き込み時の印加電圧V.と同
程度となるようにν1とvtの関係を設定すれば、消去
光が無くともSLMIの状態をリセットすることができ
、(dlに示すように第4図と同様なSLM動作が可能
となる。
示す。この場合は消去光パルスを用いない代わりに、(
alに示すように消去のためのSLM1への印加電圧V
,を書き込み時の印加電圧v2よりも大きくする。即ち
(C)に示すように消去光が無くともり,に対応するF
LC14への印加電圧が書き込み時の印加電圧V.と同
程度となるようにν1とvtの関係を設定すれば、消去
光が無くともSLMIの状態をリセットすることができ
、(dlに示すように第4図と同様なSLM動作が可能
となる。
なお、上記の2つの動作において、消去,書き込み時に
おけるSLMIへの印加制御パルス波形は両極性として
あるが、単極性でも同様な動作は可能である。但し、そ
の場合には電荷の蓄積等の影響により安定でなく、動作
上多少好ましくない点が残る.このように、本発明はそ
の主旨に沿って種々に応用され、種々の実施態様を取り
得るものである。
おけるSLMIへの印加制御パルス波形は両極性として
あるが、単極性でも同様な動作は可能である。但し、そ
の場合には電荷の蓄積等の影響により安定でなく、動作
上多少好ましくない点が残る.このように、本発明はそ
の主旨に沿って種々に応用され、種々の実施態様を取り
得るものである。
上述した説明において、この発明の空間光変調素子が十
分な双安定性を持つためには、配向膜と強誘電性液晶と
が次の条件を満たす必要がある。
分な双安定性を持つためには、配向膜と強誘電性液晶と
が次の条件を満たす必要がある。
すなわち、配向膜はその層方向の電気伝導(condu
ctance )が10−”S/cj以上であり、強誘
電性液晶はその自発分掻が20nC/cm2以下である
必要がある。これは、電圧パルス除去後の分極緩和を生
じさせないための条件である。次に、メモリー性と配向
膜の電気伝導あるいは自発分極との関係について述べる
。メモリー率を第6図fa)で説明する.空間光変調素
子に書き込み光を照射し、かつしきい値を十分越えた電
圧+20V(−20V)、1a+sのパルス印加時の読
み出し光強度をそれぞれa,cと定義し、十電圧、一電
圧印加後のメモリー状態における読み出し光強度をそれ
ぞれb, dと定義する。さらに(b−d) / (
a−c)をメモリー率と定義すると、メモリー率の配向
膜電気伝導依存性は第6図(blに示されるように、ま
たメモリー率の自発分極依存性は第6図(C)に示され
るようになる。これらより前述の条件、配向膜電気伝導
10−’S/cd以上および強誘電性液晶の自発分極2
0nC/cla以下が導かれた。
ctance )が10−”S/cj以上であり、強誘
電性液晶はその自発分掻が20nC/cm2以下である
必要がある。これは、電圧パルス除去後の分極緩和を生
じさせないための条件である。次に、メモリー性と配向
膜の電気伝導あるいは自発分極との関係について述べる
。メモリー率を第6図fa)で説明する.空間光変調素
子に書き込み光を照射し、かつしきい値を十分越えた電
圧+20V(−20V)、1a+sのパルス印加時の読
み出し光強度をそれぞれa,cと定義し、十電圧、一電
圧印加後のメモリー状態における読み出し光強度をそれ
ぞれb, dと定義する。さらに(b−d) / (
a−c)をメモリー率と定義すると、メモリー率の配向
膜電気伝導依存性は第6図(blに示されるように、ま
たメモリー率の自発分極依存性は第6図(C)に示され
るようになる。これらより前述の条件、配向膜電気伝導
10−’S/cd以上および強誘電性液晶の自発分極2
0nC/cla以下が導かれた。
尚、第7図(a). (blは誘電体ミラーがない空間
光変調素子の実施例を示す。第7図(a), (b)中
、第2図+1!11, (blと同一部分は同一符号を
付してその説明を省略する。誘電体ミラーがない場合は
、配向膜l5と光伝導7112との界面で約30%の反
射が生じる。
光変調素子の実施例を示す。第7図(a), (b)中
、第2図+1!11, (blと同一部分は同一符号を
付してその説明を省略する。誘電体ミラーがない場合は
、配向膜l5と光伝導7112との界面で約30%の反
射が生じる。
次に、この発明の他の実施例について第8図〜第10図
を参照して説明する。
を参照して説明する。
この実施例においては、自己保持性を有するFLCを用
い、更に印加電圧パルスの極性・電圧・時間や読み出し
光のタイミングを変えることにより、階調性選択をプロ
グラマブルとし、中間調表示を可能とする. 尚、この実施例における空間光変調素子及び空間光変調
装置の構成は第1図及び第2図に図示した構成と同一で
あり、その構成の説明は省略する。
い、更に印加電圧パルスの極性・電圧・時間や読み出し
光のタイミングを変えることにより、階調性選択をプロ
グラマブルとし、中間調表示を可能とする. 尚、この実施例における空間光変調素子及び空間光変調
装置の構成は第1図及び第2図に図示した構成と同一で
あり、その構成の説明は省略する。
以下、この実施例における動作及び作用について述べる
。第1図に示すように、ボラライザ7,アナライザ8の
偏光軸を直交させた状態(直交ニコル)において、FL
C15のオフ状態(負電圧印加状態に対応)では読み出
しLr’が暗くなり(dark) 、オン状態(正電圧
印加に対応)では明るくなる(bright)。オフお
よびオン状態はそれぞれ第8図+a+, (C)に相当
する.平行ニコルでも読み出し可能で、この場合明暗が
逆になる.以下、直交ニコルを例にした。まず、FLC
の印加電圧パルスと自己保持性について説明する,FL
Cはパルスの幅τと電圧Vfとの積τ・Vfがしきい値
C(FLC材料に依存)以下の場合には自己保持性が現
れないが、しきい値C以上になると自己保持性が現れる
ため、十分なメモリー性を実現するためには、 τ・Vb>c (Vb:光照射時にFLCに印加される
電圧)(1) が満たされるようにτを設定する必要がある。式(11
が満たされないとき、例えば前述のτに対してVfが十
分大きくないとき、FLCは電界印加中に遅くスイッチ
ングするが、電圧パルスはしきい値Cに達しないので電
界を除去すると状態は維持されず、再び元の状態に緩和
する。この緩和は電界印加によるスイッチングよりも遅
いので、読み出し光のタイミングを適当に設定すること
により中間鯛を表示することができる. FLCによる中間調表示のための動作を第8図と第9図
を用いて詳細に説明する。第8図はFLC14への印加
電圧と配向方向との関係を示した図である.(a)は負
電圧印加時、(C)は正電圧印加時、(blは弱い正電
圧印加時、(d)は弱い負電圧印加時を示す.以下、負
電圧で初期化、正電圧で書き込みを行い、直交ニコル読
み出しを行うモードについて述べる.第8図(alに示
される負電圧印加により、FLC分子14をボラライザ
偏光軸に平行にして出力光をオフにする。この時、電圧
パルスはしきい値C以上の電圧、パルス幅に設定し、パ
ルス除去後も自己保持性によりオフ状態を維持させる。
。第1図に示すように、ボラライザ7,アナライザ8の
偏光軸を直交させた状態(直交ニコル)において、FL
C15のオフ状態(負電圧印加状態に対応)では読み出
しLr’が暗くなり(dark) 、オン状態(正電圧
印加に対応)では明るくなる(bright)。オフお
よびオン状態はそれぞれ第8図+a+, (C)に相当
する.平行ニコルでも読み出し可能で、この場合明暗が
逆になる.以下、直交ニコルを例にした。まず、FLC
の印加電圧パルスと自己保持性について説明する,FL
Cはパルスの幅τと電圧Vfとの積τ・Vfがしきい値
C(FLC材料に依存)以下の場合には自己保持性が現
れないが、しきい値C以上になると自己保持性が現れる
ため、十分なメモリー性を実現するためには、 τ・Vb>c (Vb:光照射時にFLCに印加される
電圧)(1) が満たされるようにτを設定する必要がある。式(11
が満たされないとき、例えば前述のτに対してVfが十
分大きくないとき、FLCは電界印加中に遅くスイッチ
ングするが、電圧パルスはしきい値Cに達しないので電
界を除去すると状態は維持されず、再び元の状態に緩和
する。この緩和は電界印加によるスイッチングよりも遅
いので、読み出し光のタイミングを適当に設定すること
により中間鯛を表示することができる. FLCによる中間調表示のための動作を第8図と第9図
を用いて詳細に説明する。第8図はFLC14への印加
電圧と配向方向との関係を示した図である.(a)は負
電圧印加時、(C)は正電圧印加時、(blは弱い正電
圧印加時、(d)は弱い負電圧印加時を示す.以下、負
電圧で初期化、正電圧で書き込みを行い、直交ニコル読
み出しを行うモードについて述べる.第8図(alに示
される負電圧印加により、FLC分子14をボラライザ
偏光軸に平行にして出力光をオフにする。この時、電圧
パルスはしきい値C以上の電圧、パルス幅に設定し、パ
ルス除去後も自己保持性によりオフ状態を維持させる。
このあと、しきい値Cを越える逆極性の電圧パルスを印
加すると第8図(C)の状態にスイッチし、保持される
。FLCによる中間調表現は、しきい値Cに満たない電
圧パルスを印加し適当な時間で読み出すことによって実
現される。すなわち、第8図において(a)の状態に初
期化し、(b)のようにしきい値に満たない弱電界を印
加するとFLC分子14は電圧印加中にオンに向かうが
、自己保持に十分なパルスではないため、オフに緩和し
ていく.この緩和の途中でのみ読み出しを行うと中間調
の読み出しができる。また、しきい値Cを越える負電圧
印加により第8図(C)に示されるオン状態に初期化し
、正の弱電界で書き込みを行うと反転の中間調表示が可
能である. さて、以上の動作は、本発明によれば書き込み光L一で
中間調表示のための弱電界を制御することが可能となる
。第9図に中間調動作を可能にする印加パルスを示す。
加すると第8図(C)の状態にスイッチし、保持される
。FLCによる中間調表現は、しきい値Cに満たない電
圧パルスを印加し適当な時間で読み出すことによって実
現される。すなわち、第8図において(a)の状態に初
期化し、(b)のようにしきい値に満たない弱電界を印
加するとFLC分子14は電圧印加中にオンに向かうが
、自己保持に十分なパルスではないため、オフに緩和し
ていく.この緩和の途中でのみ読み出しを行うと中間調
の読み出しができる。また、しきい値Cを越える負電圧
印加により第8図(C)に示されるオン状態に初期化し
、正の弱電界で書き込みを行うと反転の中間調表示が可
能である. さて、以上の動作は、本発明によれば書き込み光L一で
中間調表示のための弱電界を制御することが可能となる
。第9図に中間調動作を可能にする印加パルスを示す。
第9図中、(alはSLMIへの印加電圧、(b)は書
き込み光強度Lw, (C)はSLMのうちFLC層に
印加される電圧、(d)は直交ニコル時のSLMの反射
率、(e)は読み出し光パルスLr,(Oは読み出し光
Lr’を示す。SLMIへの電圧パルスと読み出し光源
9へのパルス変調信号は駆動電源4により供給される。
き込み光強度Lw, (C)はSLMのうちFLC層に
印加される電圧、(d)は直交ニコル時のSLMの反射
率、(e)は読み出し光パルスLr,(Oは読み出し光
Lr’を示す。SLMIへの電圧パルスと読み出し光源
9へのパルス変調信号は駆動電源4により供給される。
本実施例では読み出し光!9からの読み出し光Lrはレ
ーザーダイオードの直接変調光を用いたが、ハロゲンラ
ンプ光を液晶シャッターやチョッパーで変調して用いる
こともできる。図中、3周期分が示され第1.第2,第
3周期において書き込み光Lw=0. 5 0,1
0 0μW/cjのときの応答を示したものである。第
9図(alにおいて、SLMへのパルス(電圧一Vs、
時間Tl)は初期化に対応し、パルス(電圧+Vs、時
間T2)は書き込みに対応する。これらに先立つ(電圧
+νs1時間TI)と(電圧−Vs,時間T2)のパル
スはそれぞれ、初期化、書き込みパルスの逆極性、同一
電圧、同一時間のパルスで、直流成分印加によるFLC
の劣化は防ぐことを目的としている。本実施例では、消
去光を用いない駆動方法について記述したが、初期化の
電気パルスと同朋して消去光パルスを印加しても良い。
ーザーダイオードの直接変調光を用いたが、ハロゲンラ
ンプ光を液晶シャッターやチョッパーで変調して用いる
こともできる。図中、3周期分が示され第1.第2,第
3周期において書き込み光Lw=0. 5 0,1
0 0μW/cjのときの応答を示したものである。第
9図(alにおいて、SLMへのパルス(電圧一Vs、
時間Tl)は初期化に対応し、パルス(電圧+Vs、時
間T2)は書き込みに対応する。これらに先立つ(電圧
+νs1時間TI)と(電圧−Vs,時間T2)のパル
スはそれぞれ、初期化、書き込みパルスの逆極性、同一
電圧、同一時間のパルスで、直流成分印加によるFLC
の劣化は防ぐことを目的としている。本実施例では、消
去光を用いない駆動方法について記述したが、初期化の
電気パルスと同朋して消去光パルスを印加しても良い。
この場合、消去電圧を低くしたり、消去時間を短くする
ことが可能となる。νs,Tlは第9図(Clに示され
るようにLw=0μ一/c11のときでもFLC層への
印加パルスはしきい{!!Cを越えなければならない。
ことが可能となる。νs,Tlは第9図(Clに示され
るようにLw=0μ一/c11のときでもFLC層への
印加パルスはしきい{!!Cを越えなければならない。
一方、νs,T2はLwが十分大きい(たとえばLw=
1 0 0μ一/cal)ときだけFLC層への印加
電圧がCを越え、かつLwがそれ以下の場合のときはC
以下になるように設定する。各周期におけるSLMIの
反射率は第9図(d)に示され、第1周期では書き込み
時でもほとんど反射率は上がらず、第2周期では反射率
増加のあとオフへと緩和し、また第3周期では反射率は
飽和し自己保持性によりオンが維持される。このとき第
9図(e)のL r l)に相当する読み出し光パルス
を用いると、第9図(flのLr ’ (1)のような
線形性の良い中間調が得られる一方、Lr(2)相当の
読み出し光パルスを用いるとその出力はLr(2》のよ
うに変調され強い2値化(しきい処理)が行われる。
1 0 0μ一/cal)ときだけFLC層への印加
電圧がCを越え、かつLwがそれ以下の場合のときはC
以下になるように設定する。各周期におけるSLMIの
反射率は第9図(d)に示され、第1周期では書き込み
時でもほとんど反射率は上がらず、第2周期では反射率
増加のあとオフへと緩和し、また第3周期では反射率は
飽和し自己保持性によりオンが維持される。このとき第
9図(e)のL r l)に相当する読み出し光パルス
を用いると、第9図(flのLr ’ (1)のような
線形性の良い中間調が得られる一方、Lr(2)相当の
読み出し光パルスを用いるとその出力はLr(2》のよ
うに変調され強い2値化(しきい処理)が行われる。
実際に、有効面約ledの作成したSLMIについて、
書き込み光Lwにハロゲンランプの白色光源を、読み出
し光Lrとしてヘリウムネオンレーザー(波長633μ
m)を用い、SLMIへの印加制御パルス(電圧Vs=
±20V、時間TI=1ms、時間T2=2 0 0μ
s)を用いた実施例では、コントラスl−50:1、分
解能50本/龍で読み出すことができた。このとき読み
出し光Lrのタイミングを変えることにより、第10図
(al〜(Clのようなリミフタ特性,線形特性,しき
い特性を得ることができた。
書き込み光Lwにハロゲンランプの白色光源を、読み出
し光Lrとしてヘリウムネオンレーザー(波長633μ
m)を用い、SLMIへの印加制御パルス(電圧Vs=
±20V、時間TI=1ms、時間T2=2 0 0μ
s)を用いた実施例では、コントラスl−50:1、分
解能50本/龍で読み出すことができた。このとき読み
出し光Lrのタイミングを変えることにより、第10図
(al〜(Clのようなリミフタ特性,線形特性,しき
い特性を得ることができた。
以上の説明で明らかなように、上述の実施例によれば空
間光変調素子として自己保持性を有するFLCを用い、
さらに印加電圧パルスの極性・電圧・時間や読み出し光
のタイミングを変えることによりネガ・ボジの表示モー
ド選択、しきい特性・リミッタ特性などの階調性選択が
自由にでき、ティスブレイや画像処理の分野で広く応用
することができる。
間光変調素子として自己保持性を有するFLCを用い、
さらに印加電圧パルスの極性・電圧・時間や読み出し光
のタイミングを変えることによりネガ・ボジの表示モー
ド選択、しきい特性・リミッタ特性などの階調性選択が
自由にでき、ティスブレイや画像処理の分野で広く応用
することができる。
以上の説明で明らかなように、本発明によれば、空間光
変調素子の構成として自己保持性のあるFLCと高速応
答の光伝導層を用いているため、高速で減衰のない高コ
ントラストかつメモリ機能をもつ空間光変調動作が可能
となるなどの利点があり、画像の変換,表示,光メモリ
等に利用することができる。
変調素子の構成として自己保持性のあるFLCと高速応
答の光伝導層を用いているため、高速で減衰のない高コ
ントラストかつメモリ機能をもつ空間光変調動作が可能
となるなどの利点があり、画像の変換,表示,光メモリ
等に利用することができる。
第1図は本発明の一実施例を示す構成図、第2図(al
, (blは本発明の空間光変調素子の構造図、第3図
fan, (b)は本実施例の液晶の配向状態の説明図
、第4図,第5図は本実施例における制御パルスと応答
動作を示す波形図、第6図は本実施例における配向膜抵
抗と自発分極の数値限定を説明するための特性図、第7
図は本発明の他の実施例を示す構成図、第8図〜第10
図は本発明の別の実施例を説明するための説明図、第1
1図〜第14図は従来の技術を説明するための従来例の
構造図である。 1・・・空間光変調素子(SLM) 、2.2 ’・・
・リード電極、4・・・駆動電源、6・・・ハーフミラ
ー、7・・・ポラライザ、8・・・アナライザ、11.
11’・・・ガラス基板、12・・・光伝導層、13・
・・誘電体ミラ14・・・強誘電性液晶、15.15’
・・・配向膜、16.16’,16’・・・透明電極、
17・・・スベ−サー (a)リミ・・ノ勺1)・1王 (b) 鷹さ@刑−+! ’i二葺二 (C)しモシ(ノ11シ・}l 第10図 104一書1{ i}1{ 第 11 囚 ?124 第 {{・ 剖ジト出し兄 13 図
, (blは本発明の空間光変調素子の構造図、第3図
fan, (b)は本実施例の液晶の配向状態の説明図
、第4図,第5図は本実施例における制御パルスと応答
動作を示す波形図、第6図は本実施例における配向膜抵
抗と自発分極の数値限定を説明するための特性図、第7
図は本発明の他の実施例を示す構成図、第8図〜第10
図は本発明の別の実施例を説明するための説明図、第1
1図〜第14図は従来の技術を説明するための従来例の
構造図である。 1・・・空間光変調素子(SLM) 、2.2 ’・・
・リード電極、4・・・駆動電源、6・・・ハーフミラ
ー、7・・・ポラライザ、8・・・アナライザ、11.
11’・・・ガラス基板、12・・・光伝導層、13・
・・誘電体ミラ14・・・強誘電性液晶、15.15’
・・・配向膜、16.16’,16’・・・透明電極、
17・・・スベ−サー (a)リミ・・ノ勺1)・1王 (b) 鷹さ@刑−+! ’i二葺二 (C)しモシ(ノ11シ・}l 第10図 104一書1{ i}1{ 第 11 囚 ?124 第 {{・ 剖ジト出し兄 13 図
Claims (7)
- (1)透明電極を有する一方のガラス基板上に堆積した
光伝導膜、液晶配向膜を配置し、透明電極を有する他方
のガラス基板上に液晶配向膜を配置し、前記両液晶配向
膜を対向させ、この両液晶配向膜の間隙に強誘電性液晶
を充填したことを特徴とする空間光変調素子。 - (2)前記液晶配向膜は層方向への電気伝導が10^−
^6S/cm^2以上であることを特徴とする請求項1
記載の空間光変調素子。 - (3)前記強誘電性液晶は自発分極が20nC/cm^
2以下のカイラルスメクティックC液晶を用いたことを
特徴とする請求項1記載の空間光変調素子。 - (4)前記光伝導膜と前記液晶配向膜の間に誘電体ミラ
ーを挿入したことを特徴とする請求項1記載の空間光変
調素子。 - (5)透明電極を有する一方のガラス基板上に堆積した
光伝導膜、液晶配向膜を配置し、透明電極を有する他方
のガラス基板上に液晶配向膜を配置し、前記両液晶配向
膜を対向させ、この両液晶配向膜の間隙に強誘電性液晶
を充填してなる空間光変調素子と、 前記両ガラス基板の透明電極に制御パルスとしてパルス
幅と印加電圧を可変に設定できる駆動電源とを具備した
ことを特徴とする空間光変調装置。 - (6)透明電極を有する一方のガラス基板上に堆積した
光伝導膜、液晶配向膜を配置し、透明電極を有する他方
のガラス基板上に液晶配向膜を配置し、前記両液晶配向
膜を対向させ、この両液晶配向膜の間隙に強誘電性液晶
を充填してなる空間光変調素子と、 この空間光変調素子上のデータを消去するための消去光
を発生するパルス消去光源と、 前記空間光変調素子上のデータを読み出すための読み出
し光を発生するパルス読み出し光源と、前記空間光変調
素子に駆動電気パルスを印加し、前記パルス消去光源と
前記パルス読み出し光源に同期信号を供給する駆動電源
とを具備したことを特徴とする空間光変調装置。 - (7)前記光伝導膜と前記液晶配向膜の間に誘電体ミラ
ーを挿入したことを特徴とする請求項(5)又は(6)
記載の空間光変調装置。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4571689 | 1989-02-27 | ||
JP1-45716 | 1989-02-27 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02289827A true JPH02289827A (ja) | 1990-11-29 |
Family
ID=12727074
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2377090A Pending JPH02289827A (ja) | 1989-02-27 | 1990-02-02 | 空間光変調素子 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH02289827A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04299314A (ja) * | 1991-03-28 | 1992-10-22 | Hamamatsu Photonics Kk | 空間光変調器 |
JPH05333364A (ja) * | 1992-05-27 | 1993-12-17 | Hamamatsu Photonics Kk | 空間光変調装置 |
JPH0659275A (ja) * | 1992-06-11 | 1994-03-04 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 画像表示装置の駆動方法 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5616149A (en) * | 1979-07-19 | 1981-02-16 | Fuji Xerox Co Ltd | Picture forming method |
JPS59216126A (ja) * | 1983-05-24 | 1984-12-06 | Canon Inc | 液晶装置 |
JPS63301290A (ja) * | 1987-06-01 | 1988-12-08 | Chisso Corp | スメクチック液晶混合物 |
JPH01211719A (ja) * | 1988-02-19 | 1989-08-24 | Victor Co Of Japan Ltd | 撮像装置 |
-
1990
- 1990-02-02 JP JP2377090A patent/JPH02289827A/ja active Pending
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5616149A (en) * | 1979-07-19 | 1981-02-16 | Fuji Xerox Co Ltd | Picture forming method |
JPS59216126A (ja) * | 1983-05-24 | 1984-12-06 | Canon Inc | 液晶装置 |
JPS63301290A (ja) * | 1987-06-01 | 1988-12-08 | Chisso Corp | スメクチック液晶混合物 |
JPH01211719A (ja) * | 1988-02-19 | 1989-08-24 | Victor Co Of Japan Ltd | 撮像装置 |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04299314A (ja) * | 1991-03-28 | 1992-10-22 | Hamamatsu Photonics Kk | 空間光変調器 |
JPH05333364A (ja) * | 1992-05-27 | 1993-12-17 | Hamamatsu Photonics Kk | 空間光変調装置 |
JPH0659275A (ja) * | 1992-06-11 | 1994-03-04 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 画像表示装置の駆動方法 |
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