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JP4370856B2 - Hologram imaging device - Google Patents
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JP4370856B2 - Hologram imaging device - Google Patents

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Description

本発明は、フォトセンサを用いたホログラム撮像素子に関するものである。   The present invention relates to a hologram imaging element using a photosensor.

従来から、立体映像を表示する手段の一つとしてホログラムを用いるホログラフィ技術が広く用いられている。このホログラフィ技術は、二つ以上のカメラを使い視角を変えることで立体像を得る方式等に比べて、観察者に極めて自然な立体感を与えることができるという利点を備えている。   Conventionally, a holography technique using a hologram has been widely used as one of means for displaying a stereoscopic image. This holographic technique has an advantage that a very natural stereoscopic effect can be given to an observer as compared with a method of obtaining a stereoscopic image by changing the viewing angle using two or more cameras.

上述のホログラフィ技術は、例えば特許文献1に示されるように、同一光源から射出された光をハーフミラー等の光分離手段を介して2光路に分け、一方を撮像対象の物体に照射してその反射光が対象物体を表す画像信号光(以下、物体光という)とし、他方を光源の波面情報(位相情報)だけを含む参照光として、これらを被記録媒体に同時に照射し、干渉縞の形で光の強度(振幅)と位相情報をホログラム情報として記録しておき、このホログラム情報が記憶された被記録媒体に再び参照光を照射することにより、回折現象を利用してそのホログラム情報を再生するものである(特許文献1参照)。
特開平10−312147号公報
In the holography technique described above, for example, as shown in Patent Document 1, light emitted from the same light source is divided into two optical paths through a light separation means such as a half mirror, and one of the objects is imaged and irradiated. The reflected light is image signal light representing the target object (hereinafter referred to as object light), and the other is used as reference light including only wavefront information (phase information) of the light source. By recording the light intensity (amplitude) and phase information as hologram information, and irradiating the recording medium on which the hologram information is stored again with reference light, the hologram information is reproduced using the diffraction phenomenon. (See Patent Document 1).
JP 10-31147 A

上述した従来のホログラフィ技術よる場合、記録媒体上に所望の干渉縞を形成するために各種レンズやスリット等の光学素子を配置して光路調整を行うが、その場合の光路構成が複雑化し、その調整や設定が難しい。   In the case of the above-described conventional holography technology, optical elements are adjusted by arranging optical elements such as various lenses and slits in order to form a desired interference fringe on the recording medium. Adjustment and setting are difficult.

本発明は、光路構成が簡素化されてその調整や設定が容易なホログラム撮像素子を提供することを課題とする。   It is an object of the present invention to provide a hologram imaging device that has a simplified optical path configuration and can be easily adjusted and set.

本発明のホログラム撮像素子は、実質的に透明な絶縁性基板上に、光の入射により電子−正孔対を生成する半導体層と、前記半導体層の両端部に電気接続されたソース電極及びドレイン電極と、前記半導体層の少なくとも中央部に対し絶縁層を介して対向配置されたゲート電極とからなる複数個のフォトセンサが、実質的に透明な絶縁層を介在させて所定の配列で配置されてセンサアレイ面を形成するフォトセンサアレイと、可干渉光を射出し、この射出光を前記フォトセンサアレイの前記絶縁性基板に入射させ、前記フォトセンサ間を透過させて前記センサアレイ面から出射させる光源部と、前記フォトセンサアレイのセンサアレイ面に対向配置され、前記センサアレイ面から出射した光のうちの一部を前記センサアレイ面に向けて反射させる参照光と、前記出射した光のうちの他の一部を透過させて撮像対象物に照射させる照射光とに分離し、前記照射光の前記撮像対象物で反射した物体光と、前記参照光とにより前記センサアレイ面に干渉縞を形成する光分離投射手段とを、有することを特徴とするものである。   A hologram imaging element of the present invention includes a semiconductor layer that generates electron-hole pairs by incidence of light on a substantially transparent insulating substrate, and a source electrode and a drain that are electrically connected to both ends of the semiconductor layer. A plurality of photosensors each including an electrode and a gate electrode arranged to face at least a central portion of the semiconductor layer via an insulating layer are arranged in a predetermined arrangement with a substantially transparent insulating layer interposed therebetween. The photosensor array that forms the sensor array surface and coherent light are emitted, the emitted light is incident on the insulating substrate of the photosensor array, is transmitted between the photosensors, and is emitted from the sensor array surface. A light source unit to be opposed to the sensor array surface of the photosensor array, and a part of the light emitted from the sensor array surface is reflected toward the sensor array surface. The reference light and the irradiation light that transmits the other part of the emitted light and irradiates the imaging target, and the object light reflected by the imaging target of the irradiation light, and the reference And light separating and projecting means for forming interference fringes on the sensor array surface by light.

本発明のホログラム撮像素子によれば、記録媒体として部分的に光を透過可能なフォトセンサアレイを用い、センサアレイ面とは反対側の面(裏面)から光源光を入射させて表面側に出射させ、この表面側に設けた光分離投射手段により物体への照射光と参照光に分離し、参照光は前記フォトセンサアレイへ反射され、前記照射光は物体に照射されて、その反射光が物体光となってフォトセンサアレイに投射され、これらの参照光と物体光と干渉縞からなるホログラムがセンサアレイ面に形成されるから、光路構成が極めて簡素化され、操作が容易で信頼性に優れたホログラム撮像素子をより安価に提供可能となる。   According to the hologram imaging element of the present invention, a photosensor array that can partially transmit light is used as a recording medium, and light source light is incident from the surface (back surface) opposite to the sensor array surface and emitted to the surface side. The light separating and projecting means provided on the surface side separates the irradiation light on the object and the reference light, the reference light is reflected to the photosensor array, the irradiation light is irradiated on the object, and the reflected light is The object light is projected onto the photosensor array, and a hologram consisting of these reference light, object light, and interference fringes is formed on the sensor array surface, so the optical path configuration is extremely simplified, easy to operate and reliable. An excellent hologram imaging device can be provided at a lower cost.

本発明のホログラム撮像素子においては、前記光分離投射手段が、互いに直交する透過軸と反射軸を備えた反射偏光板と、この反射偏光板を透過し撮像対象物に反射した物体光を振動方向が前記反射偏光板の透過軸に沿った直線偏光とする例えば位相差板等の光学素子とを積層してなり、この積層体を前記反射偏光板が前記フォトセンサアレイのセンサアレイ面に対向するように配置することが好ましく、これにより、物体光をロス無くフォトセンサに投射させることができ、明瞭なホログラム情報を効率良く取得することができる。   In the hologram image pickup device of the present invention, the light separating and projecting means includes a reflection polarizing plate having a transmission axis and a reflection axis orthogonal to each other, and an object light transmitted through the reflection polarizing plate and reflected by the imaging object in a vibration direction. Is laminated with an optical element such as a phase difference plate that is linearly polarized along the transmission axis of the reflective polarizing plate, and the reflective polarizing plate faces the sensor array surface of the photosensor array. It is preferable to dispose the object light so that the object light can be projected onto the photosensor without loss, and clear hologram information can be efficiently obtained.

また、前記光分離投射手段が入射光の一部を反射させると共に他の一部を透過させる半透過反射板に光拡散層を積層してなり、これを前記光拡散層がフォトセンサアレイのセンサアレイ面に対向するように配置することが好ましく、これにより、ホログラム撮像素子の構造がより簡素化される。   The light separating and projecting means includes a light diffusing layer laminated on a transflective plate that reflects a part of incident light and transmits another part, and the light diffusing layer is a sensor of a photo sensor array. It is preferable to arrange so as to face the array surface, and thereby the structure of the hologram imaging element is further simplified.

さらに、前記フォトセンサをゲート電極が半導体層を挟んで1個づつ配置されたダブルゲート型薄膜トランジスタ構造とすることが好ましく、これにより、より高感度なホログラム情報の取得が可能となる。   Furthermore, it is preferable that the photosensor has a double gate type thin film transistor structure in which gate electrodes are arranged one by one with a semiconductor layer interposed therebetween, and this makes it possible to acquire hologram information with higher sensitivity.

図1は本発明の一実施形態としてのホログラム撮像素子の全体構成を示す概念図で、図2はその要部Qの詳細構成を示す部分拡大断面図である。   FIG. 1 is a conceptual diagram showing an overall configuration of a hologram imaging element as an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a partially enlarged sectional view showing a detailed configuration of a main part Q thereof.

図1に示すように、本実施形態のホログラム撮像素子は、透明なガラス基板1の一方の主面に複数のフォトセンサ2が所定の間隔を保って配置されたフォトセンサアレイ板Apsを挟んで、そのセンサアレイ面側(以下、前面側という)に、光分離投射手段として反射偏光板3とλ/2位相差板4とを積層してなる光学積層体Ospが対向配置され、ガラス基板1側つまり背面側に、可干渉光を射出する光源5、その射出光を集光する集光レンズ6、ピンホール7、及び平行光束を得るためのコリメータレンズ8とからなる光源部Lsが配置されて、構成されている。なお、このホログラム撮像素子によりホログラム情報を撮像するときは、撮像対象物の例えば人形fに対して、光学積層体Ospのλ/2位相差板4側を対向させる。   As shown in FIG. 1, the hologram imaging element of the present embodiment sandwiches a photosensor array plate Aps in which a plurality of photosensors 2 are arranged on one main surface of a transparent glass substrate 1 at a predetermined interval. On the sensor array surface side (hereinafter referred to as the front surface side), an optical laminated body Osp formed by laminating a reflective polarizing plate 3 and a λ / 2 phase difference plate 4 as a light separating and projecting means is disposed to face the glass substrate 1. A light source unit Ls including a light source 5 that emits coherent light, a condensing lens 6 that collects the emitted light, a pinhole 7, and a collimator lens 8 for obtaining a parallel light beam is disposed on the side, that is, the back side. Configured. When hologram information is picked up by this hologram image pickup element, the λ / 2 phase difference plate 4 side of the optical laminate Osp is made to face, for example, the doll f of the image pickup object.

まず、フォトセンサアレイ板Apsの構成を、図2及び図3の構成説明図に基づき説明する。
本実施形態のフォトセンサアレイ板Apsは、可視光を透過する実質的に透明なガラス基板1上に、ホログラム情報が書き込まれる各フォトセンサ2が図3に示すようにマトリクス状に所定の間隔を保って配列されてセンサアレイ部Saが形成され、このセンサアレイ部Saの周囲に各フォトセンサ2を作動させるための各種ドライバが配置されている。
First, the configuration of the photo sensor array plate Aps will be described based on the configuration explanatory diagrams of FIGS.
In the photosensor array plate Aps of this embodiment, each photosensor 2 on which hologram information is written is arranged on a substantially transparent glass substrate 1 that transmits visible light at a predetermined interval in a matrix as shown in FIG. The sensor array portion Sa is formed by being arranged so as to be arranged, and various drivers for operating the respective photosensors 2 are arranged around the sensor array portion Sa.

各フォトセンサ2は、図2に示すように、ダブルゲート型薄膜トランジスタ構造に形成されている。
すなわち、各フォトセンサ2は、光の入射により電子−正孔対を生成する半導体層20を共通のチャンネル領域として、この半導体層20、ソース電極22、ドレイン電極23、トップゲート絶縁膜25、及びトップゲート電極26により形成される上部MOSトランジスタと、半導体層20、ソース電極22、ドレイン電極23、ボトムゲート絶縁膜27、及びボトムゲート電極28により形成される下部MOSトランジスタとをガラス基板1上に形成してなる。なお、21はソース電極22、ドレイン電極23と半導体層20を電気接続するオーミックコンタクト層であり、24は半導体層20を保護するブロッキング絶縁層であり、29はセンサアレイ部Sa(図3参照)全体を覆って保護する保護絶縁膜である。
Each photosensor 2 is formed in a double gate type thin film transistor structure as shown in FIG.
That is, each photosensor 2 uses the semiconductor layer 20 that generates electron-hole pairs upon incidence of light as a common channel region, the semiconductor layer 20, the source electrode 22, the drain electrode 23, the top gate insulating film 25, and An upper MOS transistor formed by the top gate electrode 26 and a lower MOS transistor formed by the semiconductor layer 20, the source electrode 22, the drain electrode 23, the bottom gate insulating film 27, and the bottom gate electrode 28 are formed on the glass substrate 1. Formed. Reference numeral 21 denotes an ohmic contact layer that electrically connects the source electrode 22 and drain electrode 23 and the semiconductor layer 20, 24 denotes a blocking insulating layer that protects the semiconductor layer 20, and 29 denotes a sensor array portion Sa (see FIG. 3). It is a protective insulating film that covers and protects the whole.

このように、本実施形態においては、フォトセンサ2をダブルゲート型薄膜トランジスタ構造に形成したから、ボトムゲート電極28の電界による半導体層20のチャンネル形成がトップゲート電極26からの電界により制御され、半導体層20に光が照射されない時(暗時)に流れるドレイン電流が極めて小さくなり、その結果、光照射時(明時)と暗時におけるそれぞれのドレイン電流の差を充分大きく確保でき、高感度のフォトセンサとすることができる。   Thus, in the present embodiment, since the photosensor 2 is formed in a double gate type thin film transistor structure, the channel formation of the semiconductor layer 20 by the electric field of the bottom gate electrode 28 is controlled by the electric field from the top gate electrode 26, and the semiconductor The drain current flowing when the layer 20 is not irradiated with light (in the dark) becomes extremely small. As a result, a sufficiently large difference between the drain currents during the light irradiation (in the bright time) and in the dark can be ensured. It can be a photo sensor.

ここで、保護絶縁膜29、トップゲート絶縁膜25、ブロッキング絶縁層24、及びボトムゲート絶縁膜27は、窒化シリコン等の透光性絶縁膜からなり、トップゲート電極26とそのリード配線であるトップゲートラインは、ITO(Indium Tin Oxide)等の透光性導電材料からなり、ともに高い光透過率を示す。一方、ソース電極22、ドレイン電極23、ボトムゲート電極28、及びそれらのリード配線のソースライン、ドレインライン、ボトムゲートラインは、クロム、アルミニウム、或いはそれらの合金等の遮光性材料からなる。従って、各フォトセンサ2の配設部に対しては、その背面側からはボトムゲート電極28に遮断されて光が透過しないが、各フォトセンサ2の間は、光が高い透過率で透過する。   Here, the protective insulating film 29, the top gate insulating film 25, the blocking insulating layer 24, and the bottom gate insulating film 27 are made of a light-transmitting insulating film such as silicon nitride, and the top gate electrode 26 and the top that is the lead wiring thereof. The gate lines are made of a light-transmitting conductive material such as ITO (Indium Tin Oxide), and both show high light transmittance. On the other hand, the source electrode 22, the drain electrode 23, the bottom gate electrode 28, and the source lines, drain lines, and bottom gate lines of the lead wires are made of a light-shielding material such as chromium, aluminum, or an alloy thereof. Therefore, light is not transmitted to the arrangement portion of each photosensor 2 from the back side by the bottom gate electrode 28, but light is transmitted between the photosensors 2 with high transmittance. .

図3に戻って、センサアレイ部Saの周囲に配置されているドライバ部は、ボトムゲートドライバDbg、トップゲートドライバDtg、ドレインドライバDd、及びコントローラCdからなる。コントローラCdは、ボトムゲートドライバDbgとトップゲートドライバDtgに制御信号CNTをそれぞれ出力し、両ドライバから行毎に所定のタイミングで所定レベルの信号を各ゲート電極26、28にそれぞれ出力させ、各フォトセンサ2の状態を各行毎に、リセット状態、フォトセンス状態、読み出し状態に順次変化させる。そして、ドレインドライバDdにより読み出し状態のフォトセンサ2のドレインラインの電位変化を読み出し、これをホログラムデータ信号DATAとして順次取り込んでいく。   Returning to FIG. 3, the driver unit disposed around the sensor array unit Sa includes a bottom gate driver Dbg, a top gate driver Dtg, a drain driver Dd, and a controller Cd. The controller Cd outputs a control signal CNT to the bottom gate driver Dbg and the top gate driver Dtg, respectively, and causes each gate electrode 26, 28 to output a signal of a predetermined level at a predetermined timing for each row. The state of the sensor 2 is sequentially changed to a reset state, a photo sensing state, and a reading state for each row. Then, the drain driver Dd reads out the potential change of the drain line of the photosensor 2 in the readout state, and sequentially captures this as the hologram data signal DATA.

図2に戻って、上述のように構成されたフォトセンサアレイ板Apsの前面側に対向配置された反射偏光板3は、互いに直交する偏光軸と反射軸を備える光学素子であり、入射光Rの内の透過軸に沿った方向に振動する成分光R1を透過し,反射軸に沿った方向に振動する成分光R2を反射させる。   Returning to FIG. 2, the reflective polarizing plate 3 facing the front side of the photosensor array plate Aps configured as described above is an optical element having a polarization axis and a reflection axis orthogonal to each other, and the incident light R The component light R1 oscillating in the direction along the transmission axis is transmitted, and the component light R2 oscillating in the direction along the reflection axis is reflected.

反射偏光板3のフォトセンサアレイ板Apsに対向する側とは反対側の面つまり前面には、λ/2位相差板4が重畳設置されている。λ/2位相差板4は、透過光に対しその波長の1/2の位相差を付与する光学素子である。   On the surface opposite to the side facing the photo sensor array plate Aps of the reflective polarizing plate 3, that is, the front surface, the λ / 2 phase difference plate 4 is superposed. The λ / 2 phase difference plate 4 is an optical element that imparts a phase difference of ½ of its wavelength to transmitted light.

一方、フォトセンサアレイ板Apsのガラス基板1側つまり背面側には、図1に示すように、可干渉光を射出する光源5としての半導体レーザーとその射出光を集光する集光レンズ6、及び平行光束を得るためのコリメータレンズ8とが光軸を揃えて配置され、集光レンズ6とコリメータレンズ8の間には、ピンホール7が穴7aをコリメータレンズ8の焦点に位置させて配置されて、光源部Lsが構成されている。   On the other hand, on the glass substrate 1 side or back side of the photosensor array plate Aps, as shown in FIG. 1, a semiconductor laser as a light source 5 for emitting coherent light and a condenser lens 6 for condensing the emitted light, And a collimator lens 8 for obtaining a parallel beam is arranged with the optical axis aligned, and a pinhole 7 is arranged between the condenser lens 6 and the collimator lens 8 with the hole 7a positioned at the focal point of the collimator lens 8. Thus, the light source unit Ls is configured.

次に、上述のように構成されたホログラム撮像素子によるホログラム撮像動作について説明する。
半導体レーザー5から放射状に射出されたレーザー光は、集光レンズ6でピンホール7の孔7aに向けて集束され、孔7aを通過した光は再び拡散されてコリメータレンズ8に入射する。コリメータレンズ8に入射した光はここで平行光となって出射し、フォトセンサアレイ板Apsをその背面から照射する。
Next, a hologram imaging operation by the hologram imaging element configured as described above will be described.
The laser light emitted radially from the semiconductor laser 5 is focused by the condenser lens 6 toward the hole 7a of the pinhole 7, and the light passing through the hole 7a is diffused again and enters the collimator lens 8. The light incident on the collimator lens 8 is emitted as parallel light here, and irradiates the photo sensor array plate Aps from its back surface.

フォトセンサアレイ板Apsの背面に照射された光のうち、そのフォトセンサ2間に入射した光は、共に光透過率が高い、ガラス基板1とボトムゲート絶縁膜27、トップゲート絶縁膜25、及び保護絶縁膜29を順次透過し、反対側に出射する。出射した光Rは、対向配置されている反射偏光板3に入射し、ここで、入射光のうちの透過軸に沿った方向に振動する成分光の直線偏光R1が透過してその前側に重設されているλ/2位相差4に入射し、反射軸に沿った方向に振動する成分光の直線偏光R2がフォトセンサアレイ板Aps側に反射される。   Of the light irradiated on the back surface of the photosensor array plate Aps, the light incident between the photosensors 2 has a high light transmittance. The glass substrate 1 and the bottom gate insulating film 27, the top gate insulating film 25, and The protective insulating film 29 is sequentially transmitted and emitted to the opposite side. The emitted light R is incident on the reflective polarizing plate 3 disposed so as to face the light. Here, the linearly polarized light R1 of the component light that vibrates in the direction along the transmission axis of the incident light is transmitted and overlapped on the front side thereof. The linearly polarized light R2 of the component light that enters the provided λ / 2 phase difference 4 and vibrates in the direction along the reflection axis is reflected to the photosensor array plate Aps side.

反射偏光板3で反射された直線偏光R2は、フォトセンサアレイ板Apsのセンサアレイ面(前面)に参照光として投射される。   The linearly polarized light R2 reflected by the reflective polarizing plate 3 is projected as reference light on the sensor array surface (front surface) of the photosensor array plate Aps.

一方、反射偏光板3を透過しλ/2位相差板4に入射した直線偏光は、λ/2位相差板4を透過する際にその波長の1/2の位相差が付与されて偏光方向が90°異なる直線偏光R1となって出射され、撮像対象のこけし人形fに投射される。この直線偏光R1は、撮像対象物の表面で反射されて撮像対象物の画像信号を含む物体光としての直線偏光R1´となり、再度λ/2位相差板4に入射し、これを透過する際に更に波長の1/2の位相差が付与されて振動方向が反射偏光板3の透過軸に沿った方向の直線偏光となる。この直線偏光は、反射偏光板3をそのまま透過し、上記参照光が投射されているフォトセンサ2のセンサアレイ面に物体光として投射される。この場合、物体光となった直線偏光R1´の振動方向がλ/2位相差板4を介することにより反射偏光板3の透過軸方向に揃えられるから、物体光の直線偏光R1´をロスを抑えて効率良く反射偏光板3を出射させてセンサアレイ面に投射できる。   On the other hand, the linearly polarized light that has been transmitted through the reflective polarizing plate 3 and incident on the λ / 2 phase difference plate 4 is given a phase difference of ½ of its wavelength when transmitted through the λ / 2 phase difference plate 4. Is emitted as linearly polarized light R1 that differs by 90 °, and is projected onto the kokeshi doll f to be imaged. The linearly polarized light R1 is reflected by the surface of the imaging object and becomes linearly polarized light R1 ′ as object light including the image signal of the imaging object, and is incident on the λ / 2 phase difference plate 4 again and transmitted therethrough. Further, a phase difference of ½ of the wavelength is given to the linearly polarized light whose vibration direction is along the transmission axis of the reflective polarizing plate 3. The linearly polarized light passes through the reflective polarizing plate 3 as it is and is projected as object light on the sensor array surface of the photosensor 2 on which the reference light is projected. In this case, since the vibration direction of the linearly polarized light R1 ′ that has become the object light is aligned with the transmission axis direction of the reflective polarizing plate 3 through the λ / 2 phase difference plate 4, the linearly polarized light R1 ′ of the object light is lost. The reflective polarizing plate 3 can be efficiently emitted and projected onto the sensor array surface.

上述のように参照光R2と物体光R1´が投射されたセンサアレイ面では、これらが干渉して干渉光となり干渉縞が形成される。この干渉縞情報つまりホログラムデータは、個々のフォトセンサ2により検出される干渉光の光強度分布データとして取得される。即ち、干渉光が各フォトセンサ2の半導体層20を照射することによりチャンネルが形成され、その照射干渉光の強度に応じてドレイン電流の大きさが変化し、このドレイン電流の変化に基づく電位変化がドレインドライバDdによりホログラムデータ信号DATAとして読み出される。   As described above, on the sensor array surface on which the reference light R2 and the object light R1 ′ are projected, these interfere with each other to form interference light and form interference fringes. This interference fringe information, that is, hologram data is acquired as light intensity distribution data of interference light detected by each photosensor 2. That is, a channel is formed by irradiating the semiconductor layer 20 of each photosensor 2 with interference light, the magnitude of the drain current changes according to the intensity of the irradiation interference light, and the potential change based on the change in the drain current Is read out as a hologram data signal DATA by the drain driver Dd.

次に、本発明の他の実施形態について、図4に基づき説明する。
本実施形態のホログラム撮像素子は、光分離投射手段として半透過反射板30に光拡散膜31を被着した光分離投射素子Oeを配置したものである。その他の構成は、上記実施形態と同じである。
Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
In the hologram imaging element of this embodiment, a light separating / projecting element Oe having a light diffusing film 31 attached to a semi-transmissive reflecting plate 30 is disposed as light separating / projecting means. Other configurations are the same as those in the above embodiment.

本実施形態の光分離投射素子Oeを構成する半透過反射板30は、薄い金属板からなり入射光をそれぞれ所定の割合で反射させると共に透過させるものである。この薄肉金属板からなる半透過反射板30の一方の主面には、光拡散膜31が被着されており、この光拡散膜31をフォトセンサアレイ板Apsに対向させた配置で、光分離投射素子Oeが設置されている。この場合、光拡散膜31は、フォトセンサアレイ板Apsを透過し半透過反射板30で反射される光が正反射されるのを防止するために設けてある。なお、半透過反射板30に入射する光の正反射を防止するには、単に半透過反射板30のフォトセンサアレイ板Apsに対向させる表面にシボ加工等の表面処理により微細な凹凸を形成するだけでもよい。   The transflective plate 30 constituting the light separating / projecting element Oe of the present embodiment is made of a thin metal plate and reflects and transmits incident light at a predetermined ratio. A light diffusing film 31 is deposited on one main surface of the transflective plate 30 made of a thin metal plate, and the light diffusing film 31 is disposed so as to face the photosensor array plate Aps, thereby separating light. A projection element Oe is installed. In this case, the light diffusion film 31 is provided in order to prevent regular reflection of light that is transmitted through the photosensor array plate Aps and reflected by the transflective plate 30. In order to prevent regular reflection of light incident on the transflective plate 30, fine irregularities are simply formed on the surface of the transflective plate 30 facing the photo sensor array plate Aps by surface treatment such as embossing. Just be fine.

本実施形態によれば、半導体レーザー光源5から射出されフォトセンサアレイ板Apsを透過した光Rが、拡散膜31を介して半透過反射板30に入射し、そのうちの所定の割合の光が反射され、他の所定の割合の光が透過して撮像対象物のこけし人形fに投射される。   According to the present embodiment, the light R emitted from the semiconductor laser light source 5 and transmitted through the photosensor array plate Aps enters the transflective plate 30 via the diffusion film 31, and a predetermined proportion of the light is reflected. Then, another predetermined ratio of light is transmitted and projected onto the kokeshi doll f of the imaging object.

反射された光R2は拡散膜31を介することにより拡散されて対応するフォトセンサ2に参照光として投射される。一方、半透過反射板30を透過し撮像対象物のこけし人形fに投射された光R1は、その表面で反射されて物体光となり、再度半透過反射板30に入射しこれを透過する。この半透過反射板30を透過して出射する物体光は撮像対象物の非平滑表面で反射された拡散光であるから、フォトセンサ2に投射される参照光と物体光は共に拡散反射された略同じ強度の光となり、これにより双方の光の干渉作用が円滑に進行する。   The reflected light R 2 is diffused through the diffusion film 31 and projected as a reference light to the corresponding photo sensor 2. On the other hand, the light R1 transmitted through the semi-transmissive reflector 30 and projected onto the kokeshi doll f of the object to be imaged is reflected on the surface thereof to become object light, and enters the semi-transmissive reflector 30 again and is transmitted therethrough. Since the object light transmitted through the transflective reflector 30 is diffused light reflected by the non-smooth surface of the object to be imaged, both the reference light and object light projected on the photosensor 2 are diffusely reflected. The lights have substantially the same intensity, and the interference action of both lights proceeds smoothly.

この後は、共に拡散反射光である参照光と物体光とからなる干渉光が対応するフォトセンサ2に投射され、上記実施形態の場合と同様に干渉光の光強度分布つまり干渉縞を表すホログラムデータ信号DATAがドレインドライバDdにより読み出される。   Thereafter, interference light composed of reference light and object light, both of which are diffusely reflected light, is projected onto the corresponding photosensor 2, and similarly to the above embodiment, a hologram representing the light intensity distribution of interference light, that is, interference fringes. The data signal DATA is read by the drain driver Dd.

以上のように、本実施形態によれば、光分離投射手段として、入射光の一部を反射させると共に他の一部を透過させる半透過反射板30に光散層を積層してなる光分離投射素子Oeを配置したから、ホログラム撮像素子の構造がより簡素化される。   As described above, according to the present embodiment, as the light separating and projecting means, the light separating layer in which the light scattering layer is laminated on the transflective reflector 30 that reflects a part of the incident light and transmits the other part. Since the projection element Oe is arranged, the structure of the hologram imaging element is further simplified.

なお、本発明は上記の特定の実施形態に限定されるものではない。
例えば、光分離投射手段は、入射光を反射光と透過光に分離し、反射光を参照光としてフォトセンサに投射し、透過光を撮像対象物に投射して反射させて物体光とした後、参照光を投射した同じフォトセンサに投射できるものであればよく、従って、図2に示す実施形態では、光分離投射手段を、λ/2位相差4を省略して反射偏光板3のみとしてもよい。
The present invention is not limited to the specific embodiment described above.
For example, after separating incident light into reflected light and transmitted light, projecting the reflected light onto a photosensor as reference light, projecting the reflected light onto an object to be imaged, and reflecting it as object light 2, so long as it can be projected onto the same photosensor that has projected the reference light. Therefore, in the embodiment shown in FIG. Also good.

また、光源光としては、レーザー光に限らず、LED(Light-Emitting Diode)光のような準単色光も好適に用いることができる。   Further, the light source light is not limited to laser light, and quasi-monochromatic light such as LED (Light-Emitting Diode) light can also be suitably used.

本発明の一実施形態としてのホログラム撮像素子の全体概念を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the whole concept of the hologram imaging element as one Embodiment of this invention. 上記ホログラム撮像素子の詳細構成を示す要部拡大断面図である。It is a principal part expanded sectional view which shows the detailed structure of the said hologram imaging element. 上記ホログラム撮像素子の全体構成を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the whole structure of the said hologram imaging element. 本発明の他の実施形態としてのホログラム撮像素子を示す要部拡大断面図である。It is a principal part expanded sectional view which shows the hologram imaging element as other embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 ガラス基板
2 フォトセンサ
3 反射偏光板
4 λ/2位相差板
5 光源(半導体レーザー)
6 集光レンズ
7 ピンホール
8 コリメータレンズ
20 半導体層
22 ソース電極
23 ドレイン電極
26 トップゲート電極
28 ボトムゲート電極
29 保護絶縁膜
30 半透過反射板
31 拡散層
Aps フォトセンサアレイ板
Osp 光学積層体
Oe 光分離投射素子
Dd ドレインドライバ
Cd コントローラ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Glass substrate 2 Photosensor 3 Reflective polarizing plate 4 λ / 2 phase difference plate 5 Light source (semiconductor laser)
6 Condensing Lens 7 Pinhole 8 Collimator Lens 20 Semiconductor Layer 22 Source Electrode 23 Drain Electrode 26 Top Gate Electrode 28 Bottom Gate Electrode 29 Protective Insulating Film 30 Transflective Reflector 31 Diffusion Layer Aps Photosensor Array Plate Osp Optical Laminate Oe Light Separate projection element Dd Drain driver Cd controller

Claims (4)

実質的に透明な絶縁性基板上に、光の入射により電子−正孔対を生成する半導体層と、前記半導体層の両端部に電気接続されたソース電極及びドレイン電極と、前記半導体層の少なくとも中央部に対し絶縁層を介して対向配置されたゲート電極とからなる複数個のフォトセンサが、実質的に透明な絶縁層を介在させて所定の配列で配置されてセンサアレイ面を形成するフォトセンサアレイと、
可干渉光を射出し、この射出光を前記フォトセンサアレイの前記絶縁性基板に入射させ、前記フォトセンサ間を透過させて前記センサアレイ面から出射させる光源部と、
前記フォトセンサアレイのセンサアレイ面に対向配置され、前記フォトセンサアレイのセンサアレイ面から出射した光のうちの一部を前記センサアレイ面に向けて反射させる参照光と、前記出射した光のうちの他の一部を透過させて撮像対象物に照射させる照射光とに分離し、前記照射光の前記撮像対象物で反射した物体光と、前記参照光とにより前記センサアレイ面に干渉縞を形成する光分離投射手段とを、
有することを特徴とするホログラム撮像素子。
On a substantially transparent insulating substrate, a semiconductor layer that generates electron-hole pairs by incidence of light, a source electrode and a drain electrode that are electrically connected to both ends of the semiconductor layer, and at least the semiconductor layer A photo in which a plurality of photosensors including gate electrodes arranged opposite to each other via an insulating layer with respect to the central portion are arranged in a predetermined arrangement with a substantially transparent insulating layer interposed therebetween to form a sensor array surface A sensor array;
A light source unit that emits coherent light, causes the emitted light to be incident on the insulating substrate of the photosensor array, transmits between the photosensors, and emits the light from the sensor array surface;
Reference light that is disposed opposite to the sensor array surface of the photosensor array and reflects part of the light emitted from the sensor array surface of the photosensor array toward the sensor array surface, and of the emitted light Is separated into irradiation light that transmits the other part of the image and irradiates the imaging target, and interference fringes are formed on the sensor array surface by the object light reflected by the imaging target of the irradiation light and the reference light. A light separating projection means to be formed;
A hologram imaging element comprising:
前記光分離投射手段は、互いに直交する透過軸と反射軸を備えた反射偏光板と、この反射偏光板を透過し撮像対象物に投射されて反射した物体光の偏光方向を前記反射偏光板の透過軸に沿った直線偏光とする光学素子とを積層してなり、前記反射偏光板を前記フォトセンサアレイのセンサアレイ面に対向させて配置したことを特徴とする請求項1に記載のホログラム撮像素子。   The light separating and projecting means includes a reflective polarizing plate having a transmission axis and a reflection axis orthogonal to each other, and the polarization direction of the object light transmitted through the reflective polarizing plate and projected and reflected by the imaging object. 2. The hologram imaging according to claim 1, wherein an optical element that is linearly polarized along a transmission axis is laminated, and the reflective polarizing plate is disposed to face a sensor array surface of the photosensor array. element. 前記光分離投射手段は、入射光の一部を反射させると共に他の一部を透過させる半透過反射板に拡散反射層を積層してなり、前記拡散反射層を前記フォトセンサアレイのセンサアレイ面に対向させて配置したことを特徴とする請求項1に記載のホログラム撮像素子。   The light separating and projecting unit is formed by laminating a diffuse reflection layer on a transflective plate that reflects a part of incident light and transmits another part, and the diffuse reflection layer is formed on the sensor array surface of the photosensor array. The hologram imaging element according to claim 1, wherein the hologram imaging element is disposed so as to face the surface. 前記フォトセンサを、前記ゲート電極が前記半導体層を挟んで1個づつ配置されたダブルゲート型薄膜トランジスタ構造に形成したことを特徴とする請求項1乃至請求項3の何れかに記載のホログラム撮像素子。
4. The hologram imaging element according to claim 1, wherein the photosensor is formed in a double gate type thin film transistor structure in which the gate electrodes are arranged one by one with the semiconductor layer interposed therebetween. .
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