液晶を用いた機能性画像入力デバイスに関する研究

1991 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 02452170
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 内田 龍男 東北大学, 工学部, 教授 (60091659)
• キーワード: 液晶 / 光論理演算 / TN型液晶セル / 強誘電性液晶 / 画像処理 / 画像入力

研究概要

本研究によって、次のような成果を得た。
1.前年度の研究で、液晶を用いた並列光論理演算素子を考案し、その基本システムを確立した。これは2枚の液晶セルと3枚の二色性フィルタを交互に重ねて構成されており、入射光として4つの波長を適宜選択することによって、演算系をAND系、OR系、XOR系の間で自由に切り換え2値の論理演算のすべてを実行できるものである。しかし、この方式では4つの波長が必要とされるため二色性フィルタに著しく急峻な吸収スペクトルが要求され、現状のレベルでは実現が困難であった。OR系の演算とXOR系演算に用いる波長を共用する方式を考案し、必要な波長を合計3つに減少させた。これによって、現存する二色性フィルタの使用を可能にし、実際にデバイスの試作を行うと共に、各種の画像処理が実行できることを実証した。
2.上記の演算素子を更に発展させた光入力型演算素子を考案した。これは、光導電膜と強誘電性液晶を組み合わせて構成した液晶パネル3枚と二色性フィルタ4枚とを交互に重ねたものである。このデバイスでは、2枚の液晶パネルの画素間演算の結果を3枚目の液晶パネルに光学的に書き込むことができること、デバイスの両側から演算光を交互に入射させることによって高度な繰り返し演算が可能となることなどを示した。
3.前項で述べたデバイスの光導電膜の設計指針を明らかにすると共に、1画素分に担当するセルを作成し、これを3層積層して所望の結果が得られることを確認した。
以上の研究によって、高度な並列光論理演算を実行できるデバイスの基本的概念を確立すると共に、その動作確認を行い、実用化の可能性を明らかにした。

研究成果

• [文献書誌] Kazutoshi Sato: "Novel Multicolor LCD without A Color filter" Proceedings of the Society for Information. 32. 183-186 (1991)
• [文献書誌] Eiji Shimada: "Control of Polymer Orientation in Polymer Dispersed Liquid Crystal(PDLC)" Japanese Journal of Applied Physics. 31. L352-L354 (1992)
• [文献書誌] Yasuyuki Hanazawa: "Optical Image Processing Using Liquid Crystal Panels" Japanese Journal of Applied Physics. 31. L349-L351 (1992)
• [文献書誌] Yumiko Sato: "Relatin between Rubbing Strength and Surface Anchoring of Nematic Liquid Crystal" Technical digest JapanーKorea Joint Symposium on Information Display. EID91. 1-3 (1991)
• [文献書誌] Eiji Shimada: "Control of Polymer Orientatin in Polymer Dispersed Liquid Crystal(PDLC)" Technical Digest of JapanーKorea Joint Symposium on Information Display. EID91. 11-14 (1991)
• [文献書誌] Kimitoshi Ohgiich: "Design of Optical Properties of Reflector for Bright Reflective Liquid Crystal Displays" Technical Digest of JapanーKorea Joint Symposium on Information Display. EID91. 85-89 (1991)
• [文献書誌] Yasuyuki Hanazawa: "Optical Image Processing by Using Liquid Crystal Panels" Technical Digest of JapanーKoria Joint Symposium on Information Display. EID91. 103-106 (1991)
• [文献書誌] Tatsuo Uchida: "Present and Future Trend of Electron Device Technology in Flat Panel Display" International Electron Device Meeting. 1.2.1-1.2.6 (1991)
• [文献書誌] 韓官榮: "プレティルト角の正確な測定法" 応用物理学会東北支部第46回学術講演会. 5-6 (1991)
• [文献書誌] Yumiko Sato: "Relationship between Rubbing Strength and Surface Anchoring of Nematic Liquid Crystal" Japanese Journal of Applied Physics.