JPH06332003A - Spatial optical modulating element - Google Patents
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Landscapes
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は撮像装置、表示装置、光
コンピュータにおける信号処理装置、ホログラム記録再
生装置などにおける構成部品として使用される空間光変
調素子に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a spatial light modulator used as a component in an image pickup device, a display device, a signal processing device in an optical computer, a hologram recording / reproducing device and the like.
【0002】[0002]
【従来の技術】被写体の光学像を撮像装置により撮像し
て得た映像信号は、編集、トリミング、その他の画像信
号処理が容易であるとともに、既記録信号を消去できる
可逆性を有する記録部材を使用して記録再生が容易に行
えるという特徴を有しているが、映像信号の発生のため
に従来から一般的に使用されて来ている撮像装置は、撮
像レンズによって撮像素子における光電変換部に結像さ
れた被写体の光学像を、撮像素子の光電変換部で被写体
の光学像に対応する電気的な画像情報に変換し、その電
気的な画像情報を時間軸上で直列的な映像信号として出
力させうるような構成形態のものであり、撮像装置の構
成に当っては前記した撮像素子として従来から各種の撮
像管や各種の固体撮像素子が使用されていることは周知
のとおりである。2. Description of the Related Art A video signal obtained by picking up an optical image of a subject with an image pickup device is easy to edit, trim, and other image signal processing, and a reversible recording member capable of erasing a recorded signal is used. Although it has the feature that recording and reproduction can be performed easily by using it, the image pickup device that has been generally used conventionally for generating a video signal has a photoelectric conversion unit in the image pickup element by an image pickup lens. The formed optical image of the subject is converted into electrical image information corresponding to the optical image of the subject by the photoelectric conversion unit of the image sensor, and the electrical image information is converted into a serial video signal on the time axis. It is well known that various image pickup tubes and various solid-state image pickup devices have been conventionally used as the above-mentioned image pickup device in the configuration of an image pickup apparatus in which the image pickup device can be output.
【0003】近年になって高画質・高解像度の再生画像
に対する要望が高まるのに応じて、テレビジョン方式に
ついても、いわゆるEDTV、HDTVなどの新しい諸
方式が提案されて来ていることも周知のとおりである
が、高画質・高解像度の再生画像が得られるようにする
ためには、高解像度の再生画像を再生できるような画像
信号の発生できる撮像装置が必要とされる。従来の撮像
管や2次元固体撮像素子等の撮像素子を使用した撮像装
置では、前記しかし、撮像素子が抱えている諸問題点の
存在によって、高解像度の再生画像を再生させうるよう
な映像信号を良好に発生させることはできなかったが、
本出願人会社では前記のような問題点を解決できる撮像
装置として、光ー光変換素子(空間光変調素子)を構成素
子に使用した撮像装置を提案している他、空間光変調素
子を構成素子に使用することによって、高精細度な表示
画像を表示できるような表示装置、あるいは光コンピュ
ータにも使用できるように、空間光変調素子を構成素子
に用いて構成した信号処理装置や、空間光変調素子を構
成素子に用いて構成したホログラム記録装置等を提案し
て来ている。It is well known that, in recent years, new demands for television systems such as so-called EDTV and HDTV have been proposed in response to a growing demand for reproduced images of high image quality and high resolution. As described above, in order to obtain a reproduced image with high image quality and high resolution, an image pickup device capable of generating an image signal capable of reproducing the reproduced image with high resolution is required. In the conventional image pickup apparatus using an image pickup device such as a pickup tube or a two-dimensional solid-state image pickup device, however, a video signal capable of reproducing a high-resolution reproduced image due to the existence of various problems that the image pickup device has. Could not be generated well,
The applicant company has proposed an imaging device using a light-light conversion element (spatial light modulation element) as a constituent element as an imaging apparatus capable of solving the above-mentioned problems, and also configured a spatial light modulation element. When used as an element, a display device that can display a high-definition display image, or a signal processing device that uses a spatial light modulator as a constituent element so that it can also be used in an optical computer, or a spatial light A hologram recording device or the like has been proposed in which a modulator is used as a constituent element.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】ところで、画像情報を
高解像度で処理できるようにする場合の空間光変調素子
としては、積層されている各構成部材が極めて薄いもの
として構成されるから、読出し光として可干渉光が用い
られる場合には、前記した構成部材における表裏面の反
射光により不要な干渉縞が現われることが問題になっ
た。前記の問題を解決するために、空間光変調素子に、
個別部品として構成された位相板(ランダム・フェーズ
・シフタ)を付加することを行なってみたが、前記の両
者が別体構成のものであるために、読出された像に位相
板(ランダム・フェーズ・シフタ)による不要な回折パ
ターンが現われるために、そのような解決手段を採用す
ることができなかった。それで、前記のような問題点の
生じない解決策が求められた。By the way, as a spatial light modulation element for processing image information with high resolution, since each of the laminated constituent members is constructed to be extremely thin, a reading light is used. When coherent light is used as the above, there is a problem that unnecessary interference fringes appear due to the reflected light on the front and back surfaces of the above-mentioned constituent member. In order to solve the above problems, the spatial light modulator,
I tried adding a phase plate (random phase shifter) that was configured as an individual component, but since the above two are separate components, the phase plate (random phase shifter) was added to the read image. It was not possible to adopt such a solution because of the appearance of unwanted diffraction patterns by the shifter. Therefore, a solution that does not cause the above-mentioned problems was sought.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】本発明は2つの透明電極
の間に少なくとも光導電層部材と光変調材層部材とを備
えて構成されている空間光変調素子における読出し光の
通路となる部分中に、読出し光の位相を通路の横断面方
向に関してランダムに変化させるランダム・フェーズ・シ
フト層を、他の構成部材と密着状態に積層させてなる空
間光変調素子を提供する。According to the present invention, a portion serving as a passage of read-out light in a spatial light modulation element constituted by at least a photoconductive layer member and a light modulation material layer member between two transparent electrodes. Provided is a spatial light modulator in which a random phase shift layer that randomly changes the phase of read light in the transverse direction of a passage is laminated in close contact with other constituent members.
【0006】[0006]
【作用】透明電極間に駆動用電圧が供給されている状態
の空間光変調素子の光導電層部材に、撮像レンズによっ
て被写体の光学像を結像させると、被写体の光学像に対
応した電界が前記した空間光変調素子における光変調材
層部材に加えられる。読出し光の光源から空間光変調素
子における光変調材層部材に入射された読出し光は、光
変調材層部材を往復する間に被写体の光学像に対応した
電界により光の状態が変化されている光として空間光変
調素子から射出するが、前記の読出し光の通路となる部
分には読出し光の位相を通路の横断面方向に関してラン
ダムに変化させるランダム・フェーズ・シフト層が、他の
構成部材と密着状態に設けられているために、読出され
た像には、前記した各構成部材における表裏面の反射光
により不要な干渉縞も現われることなく、またランダム
・フェーズ・シフタ層の不要な回折パターンも現われる
ことがない。When the optical image of the subject is formed on the photoconductive layer member of the spatial light modulator with the driving voltage being supplied between the transparent electrodes by the imaging lens, an electric field corresponding to the optical image of the subject is generated. It is added to the light modulation material layer member in the spatial light modulation element described above. The read light that has entered the light modulation material layer member in the spatial light modulation element from the light source of the read light has its light state changed by the electric field corresponding to the optical image of the subject while reciprocating through the light modulation material layer member. Light is emitted from the spatial light modulator as a light, but a random phase shift layer that randomly changes the phase of the reading light in the cross-sectional direction of the passage is provided in the portion that serves as the passage of the reading light. Since they are provided in close contact, unnecessary interference fringes do not appear in the read image due to the reflected light from the front and back surfaces of each of the above-mentioned constituent members, and the unnecessary diffraction pattern of the random phase shifter layer. Does not appear.
【0007】[0007]
【実施例】以下、添付図面を参照して本発明の空間光変
調素子の具体的な内容について詳細に説明する。図1図
乃至図5は本発明の空間光変調素子の実施例の概略構成
を示す縦断側面図であり、また図6は本発明の空間光変
調素子の一実施例中で使用されるランダム・フェーズ・
シフタ層の構成例の説明のための斜視図である。図1乃
至図5に示す空間光変調素子SLMにおいて、BP1,
BP2は透明基板(例えばガラス基板)であり、またEt
1,Et2は透明電極(例えばITO膜の電極)であって、
前記した電極Et1は書込み光WLに対して透明なものと
して構成されており、また電極Et2は読出し光RLに対
して透明なものとして構成されている。PCLは光導電
層部材、DMLは読出し光RLを反射させる誘電体ミラ
ー、PMLは電界の強度分布に応じて光の状態を変化さ
せうる光変調材によって構成されている光変調材層部材
(例えば、液晶層、あるいはニオブ酸リチウム単結晶の
ような光変調材、その他の光変調材を使用して構成され
ている光変調材層部材)、ALL1,ALL2は光変調材
層部材PMLとして液晶が用いられる場合に使用される
配向膜、RPSLは空間光変調素子SLMにおける読出
し光の通過する部分に構成されるランダム・フェーズ・
シフタ層である。また、Eは動作時に前記した透明電極
Et1,Et2間に接続される電源である。図中で、WL
は反射型空間光変調素子SLMに光学像を電荷像として
書込む書込み光、RLは反射型空間光変調素子SLMに
形成された電荷像を読出すのに使用される読出し光であ
る。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The specific contents of the spatial light modulator of the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings. 1 to 5 are longitudinal side views showing a schematic configuration of an embodiment of the spatial light modulation element of the present invention, and FIG. 6 is a random type used in one embodiment of the spatial light modulation element of the present invention. Phase
It is a perspective view for explaining an example of composition of a shifter layer. In the spatial light modulator SLM shown in FIGS. 1 to 5, BP1,
BP2 is a transparent substrate (eg glass substrate), and Et
1, Et2 are transparent electrodes (for example, electrodes of ITO film),
The electrode Et1 is transparent to the writing light WL, and the electrode Et2 is transparent to the reading light RL. PCL is a photoconductive layer member, DML is a dielectric mirror that reflects the readout light RL, and PML is a light modulation material layer member that is composed of a light modulation material that can change the light state according to the intensity distribution of the electric field.
(For example, a liquid crystal layer, a light modulating material such as a lithium niobate single crystal, or a light modulating material layer member configured by using another light modulating material), ALL1 and ALL2 are light modulating material layer members PML. The alignment film used when liquid crystal is used, RPSL, is a random phase phase filter formed in a portion of the spatial light modulator SLM through which read light passes.
It is a shifter layer. Further, E is a power source connected between the transparent electrodes Et1 and Et2 during operation. In the figure, WL
Is writing light for writing an optical image as a charge image on the reflective spatial light modulator SLM, and RL is read light used for reading the charge image formed on the reflective spatial light modulator SLM.
【0008】図1と図2とに示す空間光変調素子SLM
におけるランダム・フェーズ・シフタ層RPSLは、透
明基板BP2と透明電極Et2との間に設けられており、
また図3に示す空間光変調素子SLMにおけるランダム
・フェーズ・シフタ層RPSLは、透明基板BP2に設
けられている透明電極Et2自体に構成されており、さ
らに図4の(a)に示す空間光変調素子SLMにおける
ランダム・フェーズ・シフタ層RPSLは、光変調材層部
材として液晶を使用して構成してある空間光変調素子S
LMにおける配向膜ALL2自体に構成させてあり、さ
らにまた、図4の(b)に示す空間光変調素子SLMに
おけるランダム・フェーズ・シフタ層RPSLは、光変調
材層部材として液晶を使用して構成してある空間光変調
素子SLMにおける配向膜ALL1自体に構成されてお
り、また図5に示す空間光変調素子SLMにおけるラン
ダム・フェーズ・シフタ層RPSLは、読出し光RLの
入射側の透明基板BP2自体に構成されている。そし
て、前記したランダム・フェーズ・シフタ層RPSL
は、空間光変調素子SLMにおける読出し光の通路とな
る部分に、読出し光の位相を通路の横断面方向に関して
ランダムに変化させうるような構成態様のものとして構
成されているものである。The spatial light modulator SLM shown in FIGS. 1 and 2.
The random phase shifter layer RPSL in is provided between the transparent substrate BP2 and the transparent electrode Et2,
The random phase shifter layer RPSL in the spatial light modulator SLM shown in FIG. 3 is formed on the transparent electrode Et2 itself provided on the transparent substrate BP2, and the spatial light modulation shown in FIG. The random phase shifter layer RPSL in the element SLM is a spatial light modulation element S configured by using liquid crystal as a light modulation material layer member.
The random film shifter layer RPSL in the spatial light modulator SLM shown in FIG. 4B is formed by using liquid crystal as a light modulator material layer member. The random film shifter layer RPSL of the spatial light modulator SLM shown in FIG. 5 is formed on the alignment film ALL1 itself of the spatial light modulator SLM. Is configured. And the above-mentioned random phase shifter layer RPSL
Is configured such that the phase of the reading light can be randomly changed in the cross-sectional direction of the passage in the portion of the spatial light modulator SLM that serves as the passage of the reading light.
【0009】図1に示す空間光変調素子SLMにおい
て、読出し光の入射側の透明基板BP2と透明電極Et2
との間に設けられているランダム・フェーズ・シフタ層
RPSLは、例えば次のようにして読出し光の入射側の
透明基板BP2上に形成することができる。すなわち、
まず、読出し光側の透明基板BP2上に、例えばプラズ
マCVD法によって窒化シリコン(Si3N4)膜1を付
着形成させ、次に、前記した窒化シリコン膜1上にフォ
トリソグラフィ技術を適用して、数ミクロン〜数十ミク
ロンのピッチで所定パターンを有するマスクを順次に複
数回形成させるようにする。そして、前記した窒化シリ
コン膜1上に前記した1種類毎のマスクが形成される度
毎に、ドライエッチングによってそれぞれ異なる予め定
められた深さの孔を構成させることにより、読出し光の
通路の横断面方向に関して深さがランダムに変化されて
いる孔1a,1a,1a…が二次元的に分布している状
態の窒化シリコン(Si3N4)膜1を形成させる(図6
参照)。前記の個々の孔1a,1a,1a…の面積は、
画素の大きさよりも充分に大きい。なお、前記した孔1
a,1a,1a…として4種類の深さのものを用意し、
前記した深さの異なる4種類の孔がランダムに平面上に
配列されるように、前記したマスクとして4種類のもの
を用いて、読出し光の通路の横断面方向に関して深さが
ランダムに変化されている孔1a,1a,1a…が二次
元的に分布している状態の窒化シリコン(Si3N4)膜
1を形成させると、実用上で充分な性能を有するランダ
ム・フェーズ・シフタ層RPSLが構成できる。In the spatial light modulator SLM shown in FIG. 1, the transparent substrate BP2 and the transparent electrode Et2 on the incident side of the reading light.
The random phase shifter layer RPSL provided between and can be formed on the transparent substrate BP2 on the incident side of the reading light, for example, as follows. That is,
First, a silicon nitride (Si3N4) film 1 is adhered and formed on the transparent substrate BP2 on the read light side by, for example, a plasma CVD method, and then a photolithography technique is applied on the silicon nitride film 1 to make it several microns. ~ A mask having a predetermined pattern is sequentially formed a plurality of times at a pitch of several tens of microns. Then, every time the mask of each type is formed on the silicon nitride film 1, the holes having different predetermined depths are formed by dry etching, thereby crossing the passage of the read light. A silicon nitride (Si3N4) film 1 having two-dimensionally distributed holes 1a, 1a, 1a, ... Of which the depth is randomly changed in the plane direction is formed (FIG. 6).
reference). The area of the individual holes 1a, 1a, 1a ...
It is much larger than the pixel size. The hole 1 described above
a, 1a, 1a ... with 4 kinds of depth are prepared,
Using four masks as described above, the depths are randomly changed in the cross-sectional direction of the passage of the readout light so that the above-mentioned four kinds of holes having different depths are randomly arranged on a plane. By forming the silicon nitride (Si3N4) film 1 in which the formed holes 1a, 1a, 1a ... Are two-dimensionally distributed, a random phase shifter layer RPSL having sufficient performance in practical use can be formed. .
【0010】次に、図6のように読出し光の入射側の透
明基板BP2上に付着形成された窒化シリコン(Si3N
4)膜1における深さがランダムに変化されている状態の
孔が二次元的に分布している凹凸面側に、二酸化シリコ
ン系の物質の溶液をSOG法(Spin On Glas
s)によってスピンコートすることにより、前記した凹
凸面側が平面となるような層2を構成して、ランダム・
フェーズ・シフタ層RPSLを構成させるのであり、前
記のようにして構成されたランダム・フェーズ・シフタ
層RPSLは、前記のように深さがランダムに変化して
いる孔1a,1a,1a…の部分毎に、その部分を通過
する読出し光の位相がランダムに変化させることになる
が、前記したランダム・フェーズ・シフタ層RPSL
は、読出し光の位相の差が最大でも2πラジアン以内と
なるようなものとして構成されることが必要である。前
記したランダム・フェーズ・シフタ層RPSL上には透
明電極Et2を付着させ、さらに配向膜ALL2、液晶層
PML、配向膜ALL1,誘電体ミラーDML、光電体
層部材PCL、透明電極Et1、透明基板BP1が順次に
積層された状態として空間光変調素子SLMが構成され
るのである。Next, as shown in FIG. 6, the silicon nitride (Si3N) deposited and formed on the transparent substrate BP2 on the incident side of the reading light.
4) A solution of a silicon dioxide-based substance was applied to the uneven surface side where the holes in the film 1 in which the depths were randomly changed were two-dimensionally distributed, by the SOG method (Spin On Glass).
By spin coating with s), the layer 2 is formed so that the uneven surface side becomes a flat surface, and
The phase shifter layer RPSL is configured, and the random phase shifter layer RPSL configured as described above is a portion of the holes 1a, 1a, 1a ... In which the depth randomly changes as described above. Each time, the phase of the read light passing through that portion is changed randomly, but the random phase shifter layer RPSL described above is used.
Must be configured so that the phase difference between the read lights is at most 2π radians. A transparent electrode Et2 is attached on the above-mentioned random phase shifter layer RPSL, and further, an alignment film ALL2, a liquid crystal layer PML, an alignment film ALL1, a dielectric mirror DML, a photoelectric layer member PCL, a transparent electrode Et1, a transparent substrate BP1. Thus, the spatial light modulator SLM is configured as a state in which is sequentially stacked.
【0011】次に、図2に示す空間光変調素子SLMに
おけるランダム・フェーズ・シフタ層RPSLは、透明
基板BP2に付着形成させた透明物質層3として、それ
ぞれ屈折率を異にする微小面積の部分3a,3a,3a
…が、面方向にランダムに配列されている構成態様のも
のが用いられている。そして、前記の個々の微小面積の
部分3a,3a,3a…の面積は、画素の大きさよりも
充分に大きい。なお、前記の個々の微小面積の部分3
a,3a,3a…として、4種類の屈折率の異なる状態
のものを用意し、前記した屈折率の異なる4種類の微小
面積の部分がランダムに平面上に配列されるようにする
と、実用上で充分な性能を有するランダム・フェーズ・
シフタ層RPSLが構成できる。そして、前記したラン
ダム・フェーズ・シフタ層RPSLとしては、読出し光
の位相の差が最大でも2πラジアン以内となるようなも
のとして構成されることが必要である。前記したランダ
ム・フェーズ・シフタ層RPSLは、表面が平坦である
から、その面上に透明電極Et2を付着させ、さらに配
向膜ALL2、液晶層PML、配向膜ALL1,誘電体ミ
ラーDML、光電体層部材PCL、透明電極Et1、透
明基板BP1が順次に積層された状態として空間光変調
素子SLMが構成されるのである。Next, the random phase shifter layer RPSL in the spatial light modulator SLM shown in FIG. 2 is a transparent material layer 3 adhered and formed on the transparent substrate BP2 and has a small area having different refractive indexes. 3a, 3a, 3a
, Are arranged randomly in the surface direction. The area of each of the small areas 3a, 3a, 3a ... Is sufficiently larger than the size of the pixel. In addition, the individual minute area portions 3 described above
As a, 3a, 3a ..., four kinds of materials having different refractive indexes are prepared, and the above-mentioned four kinds of minute area portions having different refractive indexes are randomly arranged on a plane. Random phase with sufficient performance
The shifter layer RPSL can be configured. The random phase shifter layer RPSL needs to be configured such that the phase difference between the read lights is within 2π radians at the maximum. Since the surface of the random phase shifter layer RPSL is flat, the transparent electrode Et2 is attached to the surface, and the alignment film ALL2, the liquid crystal layer PML, the alignment film ALL1, the dielectric mirror DML, the photoelectric layer. The spatial light modulator SLM is configured in a state where the member PCL, the transparent electrode Et1, and the transparent substrate BP1 are sequentially laminated.
【0012】図3に示す空間光変調素子SLMにおける
ランダム・フェーズ・シフタ層RPSLは、透明基板B
P2に付着形成させた透明電極Et2自体で、ランダム・
フェーズ・シフタ層RPSLを構成するように、透明電
極Et2としてそれぞれ屈折率を異にする微小面積の部
分4a,4a,4a…が、面方向にランダムに配列され
ている構成態様のものが用いられている。そして、前記
の個々の微小面積の部分4a,4a,4a…の面積は、
画素の大きさよりも充分に大きい。なお、前記の個々の
微小面積の部分4a,4a,4a…として、4種類の屈
折率の異なる状態のものを用意し、前記した屈折率の異
なる4種類の微小面積の部分4a,4a,4a…がラン
ダムに平面上に配列されるようにすると、実用上で充分
な性能を有するランダム・フェーズ・シフタ層RPSL
が構成できる。そして、前記したランダム・フェーズ・
シフタ層RPSLとしては、読出し光の位相の差が最大
でも2πラジアン以内となるようなものとして構成され
ることが必要である。前記した透明電極Et2自体で構
成されたランダム・フェーズ・シフタ層RPSLは、表
面が平坦であるから、その面上に配向膜ALL2、液晶
層PML、配向膜ALL1,誘電体ミラーDML、光電
体層部材PCL、透明電極Et1、透明基板BP1が順次
に積層された状態として空間光変調素子SLMが構成さ
れるのである。The random phase shifter layer RPSL in the spatial light modulator SLM shown in FIG.
With the transparent electrode Et2 itself attached and formed on P2,
In order to form the phase shifter layer RPSL, the transparent electrode Et2 has a configuration in which minute areas 4a, 4a, 4a ... Having different refractive indexes are randomly arranged in the plane direction. ing. The area of each of the small areas 4a, 4a, 4a ...
It is much larger than the pixel size. It should be noted that as the individual small area portions 4a, 4a, 4a ..., four kinds of states having different refractive indexes are prepared, and the above-mentioned four kinds of minute area portions 4a, 4a, 4a having different refractive indexes are prepared. The random phase shifter layer RPSL having sufficient performance in practical use if the ... Are randomly arranged on the plane.
Can be configured. And the random phase
The shifter layer RPSL needs to be configured so that the phase difference between the read lights is within 2π radians at the maximum. Since the random phase shifter layer RPSL composed of the transparent electrode Et2 itself has a flat surface, the alignment film ALL2, the liquid crystal layer PML, the alignment film ALL1, the dielectric mirror DML, the photoelectric layer is formed on the surface. The spatial light modulator SLM is configured in a state where the member PCL, the transparent electrode Et1, and the transparent substrate BP1 are sequentially laminated.
【0013】次に図4の(a)に示す空間光変調素子S
LMにおけるランダム・フェーズ・シフタ層RPSLは、
光変調材層部材として液晶を使用して構成してある空間
光変調素子SLMにおける配向膜ALL2自体に構成さ
せるようにしたものであり、配向膜ALL2がランダム
・フェーズ・シフタ層RPSLとして機能するようにす
るために、配向膜ALL2としてそれぞれ屈折率を異に
する微小面積の部分5a,5a,5a…が、面方向にラ
ンダムに配列されている構成態様のものが用いられてい
る。そして、前記の個々の微小面積の部分5a,5a,
5a…の面積は、画素の大きさよりも充分に大きい。な
お、前記の個々の微小面積の部分5a,5a,5a…と
して、4種類の屈折率の異なる状態のものを用意し、前
記した屈折率の異なる4種類の微小面積の部分5a,5
a,5a…がランダムに平面上に配列されるようにする
と、実用上で充分な性能を有するランダム・フェーズ・
シフタ層RPSLが構成できる。そして、前記したラン
ダム・フェーズ・シフタ層RPSLとしては、読出し光
の位相の差が最大でも2πラジアン以内となるようなも
のとして構成されることが必要である。前記した配向膜
ALL2自体で構成されたランダム・フェーズ・シフタ
層RPSLは、表面が平坦であるから、その面上に液晶
層PML、配向膜ALL1,誘電体ミラーDML、光電
体層部材PCL、透明電極Et1、透明基板BP1が順次
に積層された状態として空間光変調素子SLMが構成さ
れるのである。Next, the spatial light modulator S shown in FIG.
The random phase shifter layer RPSL in LM is
The alignment film ALL2 itself in the spatial light modulator SLM configured by using liquid crystal as the light modulation material layer member is configured so that the alignment film ALL2 functions as the random phase shifter layer RPSL. In order to achieve the above, as the alignment film ALL2, there is used a configuration in which minute areas 5a, 5a, 5a ... Having different refractive indexes are randomly arranged in the plane direction. Then, the individual minute area portions 5a, 5a,
The area of 5a ... Is sufficiently larger than the size of the pixel. As the individual small area portions 5a, 5a, 5a ..., four kinds of states having different refractive indexes are prepared, and the above-mentioned four kinds of minute area portions 5a, 5 having different refractive indexes are prepared.
When a, 5a ... Are randomly arranged on a plane, a random phase
The shifter layer RPSL can be configured. The random phase shifter layer RPSL needs to be configured such that the phase difference between the read lights is within 2π radians at the maximum. Since the surface of the random phase shifter layer RPSL composed of the alignment film ALL2 itself is flat, the liquid crystal layer PML, the alignment film ALL1, the dielectric mirror DML, the photoelectric layer member PCL, and the transparent layer are formed on the surface of the random phase shifter layer RPSL. The spatial light modulator SLM is configured in a state where the electrode Et1 and the transparent substrate BP1 are sequentially stacked.
【0014】次に図4の(b)に示す空間光変調素子S
LMにおけるランダム・フェーズ・シフタ層RPSLは、
光変調材層部材として液晶を使用して構成してある空間
光変調素子SLMにおける配向膜ALL1自体に構成さ
せるようにしたものであり、配向膜ALL1がランダム
・フェーズ・シフタ層RPSLとして機能するようにす
るために、配向膜ALL1としてそれぞれ屈折率を異に
する微小面積の部分6a,6a,6a…が、面方向にラ
ンダムに配列されている構成態様のものが用いられてい
る。そして、前記の個々の微小面積の部分6a,6a,
6a…の面積は、画素の大きさよりも充分に大きい。な
お、前記の個々の微小面積の部分6a,6a,6a…と
して、4種類の屈折率の異なる状態のものを用意し、前
記した屈折率の異なる4種類の微小面積の部分6a,6
a,6a…がランダムに平面上に配列されるようにする
と、実用上で充分な性能を有するランダム・フェーズ・
シフタ層RPSLが構成できる。そして、前記したラン
ダム・フェーズ・シフタ層RPSLとしては、読出し光
の位相の差が最大でも2πラジアン以内となるようなも
のとして構成されることが必要である。前記した配向膜
ALL1自体で構成されたランダム・フェーズ・シフタ
層RPSLは、表面が平坦であるから、その面上に誘電
体ミラーDML、光電体層部材PCL、透明電極Et
1、透明基板BP1が順次に積層された状態として空間光
変調素子SLMが構成されるのである。Next, the spatial light modulator S shown in FIG. 4B.
The random phase shifter layer RPSL in LM is
The liquid crystal is used as the light modulation material layer member in the alignment film ALL1 itself in the spatial light modulation element SLM, and the alignment film ALL1 functions as a random phase shifter layer RPSL. In order to achieve the above, as the alignment film ALL1, there is used a configuration in which minute areas 6a, 6a, 6a ... Having different refractive indexes are randomly arranged in the plane direction. Then, the individual small area portions 6a, 6a,
The area of 6a is sufficiently larger than the size of the pixel. It should be noted that as the individual minute area portions 6a, 6a, 6a ..., four kinds of states having different refractive indexes are prepared, and the above-mentioned four kinds of minute area portions 6a, 6 having different refractive indexes are prepared.
When a, 6a ... Are randomly arranged on a plane, a random phase
The shifter layer RPSL can be configured. The random phase shifter layer RPSL needs to be configured such that the phase difference between the read lights is within 2π radians at the maximum. Since the surface of the random phase shifter layer RPSL composed of the alignment film ALL1 itself is flat, the dielectric mirror DML, the photoelectric layer member PCL, the transparent electrode Et are formed on the surface.
1, the spatial light modulator SLM is configured in a state where the transparent substrate BP1 is sequentially laminated.
【0015】図5に示す空間光変調素子SLMにおける
ランダム・フェーズ・シフタ層RPSLは、透明基板B
P2自体で、ランダム・フェーズ・シフタ層RPSLを
構成するように、透明基板BP2としてそれぞれ屈折率
を異にする微小面積の部分7a,7a,7a…が、面方
向にランダムに配列されている構成態様のものが用いら
れている。そして、前記の個々の微小面積の部分7a,
7a,7a…の面積は、画素の大きさよりも充分に大き
い。なお、前記の個々の微小面積の部分7a,7a,7
a…として、4種類の屈折率の異なる状態のものを用意
し、前記した屈折率の異なる4種類の微小面積の部分7
a,7a,7a…がランダムに平面上に配列されるよう
にすると、実用上で充分な性能を有するランダム・フェ
ーズ・シフタ層RPSLが構成できる。そして、前記し
たランダム・フェーズ・シフタ層RPSLとしては、読
出し光の位相の差が最大でも2πラジアン以内となるよ
うなものとして構成されることが必要である。前記した
透明基板BP2自体で、ランダム・フェーズ・シフタ層
RPSLを構成してあるランダム・フェーズ・シフタ層
RPSLは表面が平坦であるから、透明基板BP2上に
透明電極Et2、配向膜ALL2、液晶層PML、配向膜
ALL1,誘電体ミラーDML、光電体層部材PCL、
透明電極Et1、透明基板BP1が順次に積層された状態
として空間光変調素子SLMが構成されるのである。The random phase shifter layer RPSL in the spatial light modulator SLM shown in FIG.
P2 itself is a structure in which small area portions 7a, 7a, 7a ... Having different refractive indexes are randomly arranged in the plane direction as the transparent substrate BP2 so as to form the random phase shifter layer RPSL. Embodiments are used. Then, the individual minute area portions 7a,
The area of 7a, 7a ... Is sufficiently larger than the size of the pixel. In addition, the individual minute area portions 7a, 7a, 7
As a ..., four kinds of materials having different refractive indexes are prepared, and the four kinds of minute area portions 7 having different refractive indexes are provided.
By randomly arranging a, 7a, 7a ... On a plane, a random phase shifter layer RPSL having practically sufficient performance can be constructed. The random phase shifter layer RPSL needs to be configured such that the phase difference between the read lights is within 2π radians at the maximum. The above-mentioned transparent substrate BP2 itself constitutes the random phase shifter layer RPSL, and the surface of the random phase shifter layer RPSL is flat. Therefore, the transparent electrode Et2, the alignment film ALL2, and the liquid crystal layer are formed on the transparent substrate BP2. PML, alignment film ALL1, dielectric mirror DML, photoelectric layer member PCL,
The spatial light modulator SLM is configured in a state where the transparent electrode Et1 and the transparent substrate BP1 are sequentially stacked.
【0016】前記した構成を有する本発明の空間光変調
素子SLMは、それの電極Et1,Et2に電源Eを接続し
て光導電層部材PCLの両端間に電界が加わるように
し、反射型空間光変調素子SLMにおける電極Et1側か
ら書込み光WLを入射させると、反射型空間光変調素子
SLMに入射した書込み光WLは電極Et1を透過して光
導電層部材PCLに到達する。光導電層部材PCLの電
気抵抗値はそれに到達した書込み光WLの強度分布と対
応して変化するために、空間光変調素子SLMにおける
光変調材層部材PMLの両端には、書込み光WLの強度
分布と対応する電界強度分布が生じる。In the spatial light modulator SLM of the present invention having the above-mentioned structure, the power source E is connected to the electrodes Et1 and Et2 of the spatial light modulator SLM so that an electric field is applied between both ends of the photoconductive layer member PCL, and the reflection type spatial light is produced. When the writing light WL is incident from the electrode Et1 side of the modulation element SLM, the writing light WL incident on the reflective spatial light modulation element SLM passes through the electrode Et1 and reaches the photoconductive layer member PCL. Since the electric resistance value of the photoconductive layer member PCL changes corresponding to the intensity distribution of the writing light WL that has reached it, the intensity of the writing light WL is provided at both ends of the light modulation material layer member PML in the spatial light modulator SLM. A field strength distribution corresponding to the distribution is produced.
【0017】前記のようにして書込み光WLの強度分布
と対応している電界強度分布が光変調材層部材PMLの
両端に生じた空間光変調素子SLMにおける電極Et2側
から一定強度の読出し光RLを入射させると、その読出
し光RLは光変調材層部材PMLを通過した後に誘電体
ミラーDMLで反射し、再び光変調材層部材PMLを通
過して、空間光変調素子SLMにおける電極Et2から射
出することになり、空間光変調素子SLMにおける光変
調材層部材PMLが、例えば複屈折モードで動作するも
のであったとすれば、前記した読出し光RLは前記した
電荷像と対応して読出し光(直線偏光)の偏光面が変化し
ている状態の読出し光RLrを空間光変調素子SLMに
おける電極Et2側から射出させるから、前記した空間光
変調素子SLMにおける電極Et2側から射出される読出
し光RLrは、書込み光WLの強度分布と対応して読出
し光の状態が変化しているものになるが、本発明の空間
光変調素子SLMでは、読出し光RLが通過する位置の
構成部材の一つとして、読出し光の位相を読出し光の通
路の横断面方向に関してランダムに変化させる機能を有
するランダム・フェーズ・シフト層RPSLを設けている
ために、本発明の空間光変調素子SLMから射出する読
出し光は、前記したランダム・フェーズ・シフト層RP
SLによって、読出し光の断面方向における微小な面積
の領域毎に、それぞれ位相がランダムに変化している状
態のものになる。As described above, the electric field intensity distribution corresponding to the intensity distribution of the writing light WL is generated at both ends of the light modulation material layer member PML, and the reading light RL having a constant intensity from the electrode Et2 side in the spatial light modulation element SLM. When the light is incident, the read light RL passes through the light modulation material layer member PML, is reflected by the dielectric mirror DML, passes through the light modulation material layer member PML again, and is emitted from the electrode Et2 in the spatial light modulation element SLM. Therefore, if the light modulation material layer member PML in the spatial light modulator SLM operates in, for example, a birefringence mode, the read light RL corresponds to the charge image and the read light ( Since the readout light RLr in the state where the polarization plane of (linearly polarized light) is changed is emitted from the electrode Et2 side of the spatial light modulation element SLM, the spatial light modulation element SLM described above is The reading light RLr emitted from the side of the electrode Et2 that changes the state of the reading light changes corresponding to the intensity distribution of the writing light WL. However, in the spatial light modulator SLM of the present invention, the reading light RL is read. Since the random phase shift layer RPSL having a function of randomly changing the phase of the reading light with respect to the cross-sectional direction of the passage of the reading light is provided as one of the constituent members of the position where the light passes, The readout light emitted from the spatial light modulator SLM is the random phase shift layer RP described above.
With SL, the phase is randomly changed for each region having a small area in the cross-sectional direction of the reading light.
【0018】[0018]
【発明の効果】以上詳細に説明したところから明らかな
ように本発明の空間光変調素子は、透明電極間に駆動用
電圧が供給されている状態の空間光変調素子の光導電層
部材に、撮像レンズにより被写体の光学像を結像させる
と、被写体の光学像に対応した電界が、前記した空間光
変調素子における光変調材層部材に加えられ、読出し光
の光源から前記の空間光変調素子における光変調材層部
材に入射された読出し光は、光変調材層部材を往復する
間に被写体の光学像に対応した電界により光の状態が変
化されている光として空間光変調素子から射出するが、
前記の読出し光の通路となる部分には読出し光の位相を
通路の横断面方向に関してランダムに変化させるランダ
ム・フェーズ・シフト層が、他の構成部材と密着状態に積
層して設けられているために、本発明の空間光変調素子
から読出されて再生される像には、空間光変調素子の各
構成部材における表裏面の反射光によって不要な干渉縞
が現われることなく、またランダム・フェーズ・シフタ層
の不要な回折パターンも現われることがないのであり、
本発明によれば既述した問題点が良好に解決できる。As is clear from the above description, the spatial light modulation element of the present invention comprises the photoconductive layer member of the spatial light modulation element in which the driving voltage is supplied between the transparent electrodes. When an optical image of the subject is formed by the imaging lens, an electric field corresponding to the optical image of the subject is applied to the light modulation material layer member in the spatial light modulation element, and the spatial light modulation element is read from the light source of the reading light. The read light that has entered the light modulation material layer member at is emitted from the spatial light modulation element as light whose light state is changed by the electric field corresponding to the optical image of the subject while reciprocating through the light modulation material layer member. But,
Since a random phase shift layer that randomly changes the phase of the reading light in the cross-sectional direction of the passage is provided in the portion which becomes the passage of the reading light in close contact with other constituent members. In addition, in the image read and reproduced from the spatial light modulator of the present invention, unnecessary interference fringes do not appear due to the reflected light on the front and back surfaces of each component of the spatial light modulator, and the random phase shifter is used. No unnecessary diffraction pattern of the layer appears,
According to the present invention, the above-mentioned problems can be solved well.
【図1】本発明の空間光変調素子の実施例の概略構成を
示す縦断側面図である。FIG. 1 is a vertical sectional side view showing a schematic configuration of an embodiment of a spatial light modulator of the invention.
【図2】本発明の空間光変調素子の実施例の概略構成を
示す縦断側面図である。FIG. 2 is a vertical sectional side view showing a schematic configuration of an embodiment of the spatial light modulator of the invention.
【図3】本発明の空間光変調素子の実施例の概略構成を
示す縦断側面図である。FIG. 3 is a vertical sectional side view showing a schematic configuration of an embodiment of the spatial light modulator of the present invention.
【図4】本発明の空間光変調素子の実施例の概略構成を
示す縦断側面図である。FIG. 4 is a vertical sectional side view showing a schematic configuration of an embodiment of the spatial light modulation element of the present invention.
【図5】本発明の空間光変調素子の実施例の概略構成を
示す縦断側面図である。FIG. 5 is a vertical sectional side view showing a schematic configuration of an embodiment of the spatial light modulator of the invention.
【図6】本発明の空間光変調素子の一実施例中で使用さ
れるランダム・フェーズ・シフタ層の構成例の説明のた
めの斜視図である。FIG. 6 is a perspective view for explaining a configuration example of a random phase shifter layer used in an embodiment of the spatial light modulator of the present invention.
SLM…空間光変調素子、BP1,BP2…透明基板、E
t1,Et2…透明電極、PCL…光導電層部材、DML…
誘電体ミラー、PML…光変調材層部材、ALL1,A
LL2…配向膜、RPSL…空間光変調素子SLMの読
出し光の通過する部分に構成されるランダム・フェーズ
・シフタ層、SLM ... Spatial light modulator, BP1, BP2 ... Transparent substrate, E
t1, Et2 ... Transparent electrode, PCL ... Photoconductive layer member, DML ...
Dielectric mirror, PML ... Light modulation material layer member, ALL1, A
LL2 ... Alignment film, RPSL ... Random phase shifter layer formed in the portion of the spatial light modulator SLM through which the reading light passes,
フロントページの続き (72)発明者 古屋 正人 神奈川県横浜市神奈川区守屋町3丁目12番 地日本ビクター株式会社内 (72)発明者 寺井 美苗 神奈川県横浜市神奈川区守屋町3丁目12番 地日本ビクター株式会社内 (72)発明者 山崎 哲広 神奈川県横浜市神奈川区守屋町3丁目12番 地日本ビクター株式会社内Front page continuation (72) Masato Furuya, 3-12 Moriya-cho, Kanagawa-ku, Yokohama, Japan Victor Company of Japan, Ltd. (72) Minae Terai 3--12, Moriya-cho, Kanagawa-ku, Yokohama Japan Victor Co., Ltd. (72) Inventor Tetsuhiro Yamazaki 3-12 Moriya-cho, Kanagawa-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Japan Victor Co., Ltd.
Claims (1)
部材と光変調材層部材とを備えて構成されている空間光
変調素子における読出し光の通路となる部分に、読出し
光の位相を通路の横断面方向に関してランダムに変化さ
せるランダム・フェーズ・シフト層を、他の構成部材と
密着状態に積層させてなる空間光変調素子。1. A phase of read-out light is provided in a portion which becomes a passage of read-out light in a spatial light modulator including at least a photoconductive layer member and a light-modulating material layer member between two transparent electrodes. A spatial light modulation element in which a random phase shift layer that randomly changes in the cross-sectional direction of a passage is laminated in close contact with other constituent members.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14144993A JPH06332003A (en) | 1993-05-19 | 1993-05-19 | Spatial optical modulating element |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14144993A JPH06332003A (en) | 1993-05-19 | 1993-05-19 | Spatial optical modulating element |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06332003A true JPH06332003A (en) | 1994-12-02 |
Family
ID=15292183
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14144993A Pending JPH06332003A (en) | 1993-05-19 | 1993-05-19 | Spatial optical modulating element |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06332003A (en) |
-
1993
- 1993-05-19 JP JP14144993A patent/JPH06332003A/en active Pending
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