DE69224144T2

DE69224144T2 - Flüssigkristall-Rechnergerät und darauf basierendes Bildverarbeitungssystem

Info

Publication number: DE69224144T2
Application number: DE69224144T
Authority: DE
Inventors: Yutaka Ishii; Yoshitaka Yamamoto
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1991-10-31
Filing date: 1992-11-02
Publication date: 1998-08-06
Anticipated expiration: 2012-11-03
Also published as: US5321536A; EP0540367A3; EP0540367B1; KR960012668B1; JPH05273511A; DE69224144D1; EP0540367A2; KR930008662A; JP2738613B2

Description

1. Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Flüssigkristall-Funktionsvorrichtung und ein Bildverarbeitungssystem unter Verwendung derselben für umfangreiche Verwendung in Industrieerzeugnissen, die Bildverarbeitung und Diagrammverarbeitung ausführen können, und in Erzeugnissen zur Fabrikautomatisierung.

2. Beschreibung der einschlägigen Technik

Die Einführung von computertechnologien in den letzten Jahren hat zu beachtlichen Entwicklungen bei Bildverarbeitungstechniken auf den Gebieten medizinischer Ausrüstungen, Fernerfassung, Erkennung durch Roboter und dergleichen geführt. Heutzutage werden digitale Bildverarbeitungstechniken schnell in Kombination mit den fortgeschrittenen LSI-Techniken für umfangreiche Verwendung in Verbrauchererzeugnissen einschließlich audiovisueller Geräte und Büroautomatisierungsausrüstung verbessert.
Digitale Bildverarbeitungstechniken realisieren durch Operationen unter Verwendung von Pixeln (Addition, Subtraktion usw.), Datenumsetzung, Histogrammerstellung, Toleranzverteilungserstellung, logischen Operationen (Kompression, Expansion, Konturentnahme usw.) sowie Markierung das folgende:
(1) Sichtbarmachen von Röntgenbildern, Temperaturverteilungsbildern usw.;
(2) Verdeutlichen von Bildern durch Stärsignalentfernung und Helligkeitskompensation;
(3) Entnahme und Messung von Bildmerkmalen und
(4) Bilderkennung und Verstehen von Bildern.
Fig. 10 veranschaulicht allgemeine Bildverarbeitungsschritte zur Bilderkennung. Durch eine Fernsehkamera 81 erhaltene Bilddaten (analoges Signal) werden durch einen A/D-Umsetzer 82 in ein digitales Signal umgesetzt, das in einen Bildspeicher 83 eingespeichert wird. Auf Grundlage des eingespeicherten signals führt eine externe Funktionsvorrichtung 84 eine Bildverarbeitung und Bildmessung aus, um dadurch Bilderkennung auszuführen. Die in einem derartigen System verarbeiteten Bilddaten weisen die folgenden Merkmale auf:
(1) Zweidimensional;
(2) große Menge; z.B. ungefähr 256 kB bis 1 MB pro Ebene; und
(3) unterschiedliche Graustufung (Anzahl von Bits) pro Bild.
Um eine digitale Verarbeitung von Bilddaten mit derartigen Merkmalen mit hoher Geschwindigkeit auszuführen, sollten die im Bildspeicher 83 abgespeicherten Daten mit hoher Geschwindigkeit verarbeitet werden. Um die Verarbeitungsgeschwindigkeit im Bildspeicher 83 zu verbessern, wurden verschiedene Systeme einschließlich der folgenden, repräsentativen vorgeschlagen: (1) Vollständiges Parallelverarbeitungssystem. Grundfunktionsmodule, die jeweils einem Pixel mit zweidimensionalen Bilddaten entsprechen, sind zweidimensional vorhanden, und die Module werden gleichzeitig und parallel betrieben. In diesem System wird eine Echtzeit-Bildverarbeitung erzielt.
(2) Örtliches Parallelverarbeitungssystem. Der Zugriff zu Daten und Operationen wird in einem örtlichen Bereich von 3 x 3 bis 15 x 15 Pixeln parallel ausgeführt. Derartige örtliche Verarbeitung wird für alle Pixel sequentiell ausgeführt.
(3) Pipelineverarbeitungssystem. Bilddaten werden sequentiell an Verarbeitungsmodule geliefert, die als Pipeline miteinander verbunden sind, und die Verarbeitungsergebnisse werden nach einer bestimmten Verzögerungszeit sequentiell erhalten.
Jedoch verfügt keines dieser Systeme derzeit über ausreichende Verarbeitungsfähigkeiten. Diese Systeme verfügen über Mängel dahingehend, dass es viel Zeit zum Verarbeiten einer großen Menge von Bilddaten und auch zum übertragen von Daten zwischen einer äußeren Speichervorrichtung und einer Hauptspeichervorrichtung (Bildspeicher) benötigt. Das System mit vollständiger Parallelverarbeitung weist wegen des vergrößerten Schaltungsumfangs und höherer Herstellkosten weitere Mängel auf.
Unter diesen Umständen bestand Bedarf nach einem Bildverarbeitungssystem, das eine große Menge von Bilddaten mit hoher Geschwindigkeit verarbeitet und das Bild gleichzeitig erkennt.
Um diesem Bedarf zu genügen, wurde die Anwendung einer Flüssigkristallvorrichtung bei der Bildverarbeitung vorgeschlagen (Transactions of the Institute of Electronics, Information and Communication Engineers of Japan, C- II, Vol.-J73-C-II, No. 11, S. 703 bis 712, 1990).
Fig. 11 veranschaulicht ein Bildfunktionssystem 90, wie es in der oben genannten Literaturstelle vorgeschlagen ist. Das Bildfunktionssystem 90 umfasst eine Lichtquelle 97, die rote, blaue und grüne Lichtstrahlen emittiert. Die Lichtstrahlen werden aufeinanderfolgend durch eine Farbpolarisationsplatte 91, eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung (nachfolgend als LCD-Vorrichtung bezeichnet) 92, eine Farbpolarisationsplatte 93, eine LCD- Vorrichtung 94 und eine Farbpolarisationsplatte 95 hindurchgestrahlt. Die LCD-Vorrichtungen 92 und 94 sind z.B. vom Aktivmatrixtyp und führen eine Schwarz-Weiß-Anzeige aus. Das aus der Farbpolarisationsplatte 95 austretende Licht zeigt das Funktionsergebnis. Die Farbpolarisationsplatten 91, 93 und 95 polarisieren einen Lichtstrahl mit spezieller Wellenlänge linear, lassen jedoch einen Lichtstrahl mit irgendeiner anderen Wellenlänge ohne eine derartige Polarisation hindurch.
Die Fig. 12a bis 12c veranschaulichen die Funktionsweise des Bildfunktionssystems 90. In diesen Figuren sind die schraffierten Gebiete Rotationsbereiche, die Licht unter Drehung desselben hindurchlassen, während schwarze Gebiete Transmissionsbereiche sind, die Licht ohne Rotation hindurchlassen. Fig. 12a betrifft ein Bildfunktionssystem 90a zum Erzielen einer UND-Verknüpfung (G1 G2) von Bildern G1 und G2, wie sie durch die LCD-Vorrichtungen 92 und 94 angezeigt werden. Bei dieser Operation polarisieren die Farbpolarisationsplatten 91, 93 und 95 alle Lichtstrahlen mit einer Wellenlänge λ&sub1; linear in derselben Richtung. Bei dieser Konstruktion werden durch die Farbpolarisationsplatte 91 linear polarisierte Lichtstrahlen durch einen Rotationsbereich der LCD-Vorrichtung 92 um einen speziellen Winkel gedreht, aber durch einen Transmissionsbereich der LCD-Vorrichtung 92 als linear polarisierte Lichtstrahlen hindurchgestrahlt. Die durch den Transmissionsbereich hindurchgestrahlten Lichtstrahlen werden als solche durch die Farbpolarisationsplatte 93 hindurchgestrahlt, und dann werden sie durch einen Rotationsbereich der LCD-Vorrichtung 94 gedreht, jedoch durch einen Transmissionsbereich dieser LCD-Vorrichtung 94 als solche hindurchgestrahlt. Die durch die LCD-Vorrichtung 94 gedrehten Lichtstrahlen werden durch die Farbpolarisationsplatte 95 ausgeblendet, jedoch werden die durch die LCD-Vorrichtung 94 ohne Drehung hindurchgestrahlter Lichtstrahlen durch die Farbpolaribationsplatte 95 hindurchgestrahlt. Die durch die LCD-Vorrichtung 92 gedrehten Lichtstrahlen werden durch die Farbpolarisationsplatte 93 ausgeblendet. Im Ergebnis wird auf einer Anzeigeebene 96 ein halbkreisförmiges Bild als Ergebnis der UND-Operation angezeigt.
Fig. 12b betrifft ein Bildfunktionssystem 90b zum Erzielen einer ODER-Verknüpfung (G1+G2) der Bilder G1 und G2. Es werden Lichtstrahlen mit den Wellenlängen λ&sub2; und λ&sub3; verwendet. Die Farbpolarisationsplatte 91 führt eine Linearpolarisation von Lichtstrahlen mit der Wellenlänge λ&sub2; aus. Die Farbpolarisationsplatte 93 führt eine Linearpolarisierung von Lichtstrahlen mit den Wellenlängen λ&sub2; und aus. Die Farbpolarisationsplatte 95 führt eine Linearpolarisierung von Lichtstrahlen mit der Wellenlänge λ&sub3; aus. Bei diesem Aufbau werden Lichtstrahlen mit der Wellenlänge λ&sub2; durch die Farbpolarisationsplatte 91 linear polarisiert, jedoch werden Lichtstrahlen mit der Wellenlänge λ&sub3; durch diese Farbpolarisationsplatte 91 ohne derartige Polarisation hindurchgestrahlt. Unter den Lichtstrahlen, wie sie durch die Farbpolarisationsplatte 91 linear polarisiert werden, werden nur die durch den kreisförmigen Transmissionsbereich der LCD-Vorrichtung 92 hindurchgestrahlten Lichtstrahlen aufgrund des oben genannten Prinzips durch die Farbpolarisationsplatte 93 hindurchgestrahlt. Dann werden die Lichtstrahlen ohne Drehung durch den Transmissionsbereich der LCD-Vorrichtung 94 hindurchgestrahlt, jedoch werden sie durch den Rotationsbereich dieser LCD- Vorrichtung 94 gestrahlt. Jedoch wird auf der Anzeigeebene 96 ein Kreisbild erhalten, da alle Lichtstrahlen mit der Wellenlänge λ&sub2; durch die Farbpolarisationsplatte 95 hindurchgestrahlt werden.
Die Lichtstrahlen mit der Wellenlänge λ&sub3; werden durch die Farbpolarisationsplatte 93 das erste Mal linear polarisiert. Unter den durch diese Farbpolarisationsplatte 93 linear polarisierten Lichtstrahlen werden nur die durch den rechteckigen Transmissionsbereich der LCD-Vorrichtung 94 hindurchgestrahlten Lichtstrahlen durch die Farbpolarisationsplatte 95 hindurchgestrahlt, wodurch auf der Anzeigeebene 96 ein Rechteckbild erhalten wird. Als Ergebnis der ODER-Operation wird auf der Anzeigeebene 96 ein Bild erhalten, das aus dem Kreisbild G1 und dem Rechteckbild G2 besteht.
Fig. 12c betrifft ein Bildfunktionssystem 90c zum Erhalten eines invertierten Bilds gemäß einer Exklusiv-ODER-Verknüpfung (G1 EXOR G2) der Bilder G1 und G2. Es wird monochromatisches Licht mit einer Wellenlänge λ&sub4; verwendet. Die Farbpolarisationsplatten 91 und 95 führen eine Linearpolarisation von Lichtstrahlen der Wellenlänge λ&sub4; aus. Die Farbpolarisationsplatte 93, die derartige Lichtstrahlen ohne Polarisation durchlässt, kann weggelassen werden oder aus transparentem Glas hergestellt werden. Bei diesem Aufbau werden Lichtstrahlen mit der Wellenlänge λ&sub4; durch die Farbpolarisationsplatte 91 linear polarisiert. Die Lichtstrahlen werden ohne Drehung durch den Transmissionsbereich der LCD-Vorrichtung 92 hindurchgestrahlt, jedoch werden sie durch den Rotationsbereich der LCD-Vorrichtung 92 um einen spezifizierten Winkel gedreht. Unter den durch die LCD-Vorrichtung 92 gedrehten Lichtstrahlen werden die durch den Rotationsbereich der LCD-Vorrichtung 94 hindurchgestrahlten Strahlen weiter gedreht, wodurch sie parallel zur Polarisationsrichtung der Farbpolarisationsplatte 95 verlaufen. Die durch eine der LCD-Vorrichtungen 92 oder 94 gedrehten Lichtstrahlen werden durch die Farbpolarisationsplatte 95 ausgeblendet. Die durch den Transmissionsbereich der LCD-Vorrichtung 92 und dann durch den Transmissionsbereich der LCD-Vorrichtung 94 hindurchgestrahlten Lichtstrahlen erreichen die Anzeigeebene 96. Im Ergebnis wird als Operationsergebnis auf der Anzeigeebene 96 ein invertiertes Bild zur XOR-Verknüpfung der Bilder G1 und G2 erhalten.
Beim oben genannten System 90 sind grundsätzlich zwei LCD-Vorrichtungen für eine optische Operation verwendet. Ein derartiger Aufbau erfordert eine genaue Positionsausrichtung dieser LCD-Vorrichtungen, was mühselig ist. Darüber hinaus erfordert die Erzeugung eines Bilds in jeder LCD-Vorrichtung eine Datenübertragung von einer Bilderzeugungseinrichtung. Die Datenübertragung benötigt lange Zeit, was die Verarbeitung verlängert.
Bei sequentiellen Bildverarbeitungsoperationen, wie sie durch das herkömmliche System 90 ausgeführt werden, wird Licht von einem Objekt als Bezug durch eine Bilderzeugungsvorrichtung wie ein CCD empfangen und in ein elektrisches Signal umgesetzt. Dann werden derartige elektrische Signale sequentiell an die LCD-Vorrichtung 94 geliefert, und in dieser wird das verarbeitete Bild dargestellt. Auf der LCD-Vorrichtung 92 wird ein Bild für eine Operation durch ein anderes elektrisches Signal dargestellt, und dann wird gewünschtes Licht durch das Funktionssystem hindurchgestrahlt. Auch in diesem Fall ist photoelektrische Umwandlung in einem optischen Pfad jeder der zwei LCD-Vorrichtungen 92 und 94 erforderlich. Daher kann Parallelverarbeitung nicht stabil ausgeführt werden, was den Wirkungsgrad der optischen Verarbeitung verdirbt.
Bei einem System unter Verwendung einer LSI-Schaltung, wie in Fig. 10 dargestellt, ist eine vollständig parallele Verarbeitung am erwünschtesten, vergrößert jedoch den Schaltungsumfang. Ferner ist die Chipfläche erhöht und die Herstellkosten sind beachtlich hoch.
Die Erfindung schafft eine Flüssigkristall-Funktionsvorrichtung mit: einem ersten und einem zweiten Substrat, die einander gegenüberstehen; einer Flüssigkristallschicht, die zwischen die Substrate eingefügt ist; einer Vielzahl erster Elektroden, die auf einem der Substrate vorhanden sind; einem Isolierfilm, der auf den ersten Elektroden vorhanden ist; einer Vielzahl zweiter Elektroden, die auf dem Isolierfilm vorhanden sind, wobei diese zweiten Elektroden zumindest teilweise den ersten Elektroden gegenüberstehen; einer dritten Elektrode, die auf einer Oberfläche des anderen Substrats vorhanden ist und den zweiten Elektroden gegenübersteht; einer Vielzahl photoempfindlicher Abschnitte, wobei jeder Abschnitt eine der zweiten Elektroden mit einer zugeordneten Signalleitung verbindet, wobei jeder photoempfindliche Abschnitt aus einem photoleitenden Material besteht; und einer Schwarzmaske, die über den photoempfindlichen Abschnitten vorhanden ist; wobei die Elektroden so angeordnet sind, dass sie eine erste Kapazität zwischen den ersten Elektroden und den zweiten Elektroden sowie eine zweite Kapazität zwischen den zweiten Elektroden und der dritten Elektrode bilden, und wobei jede zweite Elektrode über einen jeweiligen der photoempfindlichen Bereiche kontrollierbar elektrisch mit der zugeordneten Signalleitung verbunden oder gegen diese isoliert ist.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind die zweiten Elektroden und die Signalleitungen voneinander getrennt und sie sind in einer Richtung entlang der Oberfläche eines der Substrate angeordnet, und ein Teil eines photoempfindlichen Abschnitts ist mit einer jeweiligen der zweiten Elektrode verbunden, während ein anderer Teil des photoempfindlichen Abschnitts mit mit der Signalleitung verbunden ist, die der zweiten Elektrode zugeordnet ist.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Vorrichtung ferner eine Vielzahl von Abrasterleitungen, von denen jede einer jeweiligen der Signalleitungen gegenübersteht, wobei die photoempfindlichen Abschnitte zwischen die Abrasterleitung und die Signalleitung eingefügt sind, wobei die Abrasterleitung elektrisch gegen die zweiten Elektroden, die Signalleitung und die photoempfindlichen Abschnitte isoliert ist.
Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform ist die Signalleitung auf einem Teil der zweiten Elektroden vorhanden, wobei die photoempfindlichen Abschnitte zwischen die Signalleitung und die Abrasterelektrode eingefügt sind.
Die Erfindung schafft auch ein Bildverarbeitungssystem mit: einer Flüssigkristall-Funktionsvorrichtung, wie sie in einem der vorstehenden Ansprüche definiert ist; und einem Raumlichtmodulator zum optischen Übertragen eines Bilds an die Flüssigkristall-Funktionsvorrichtung.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist der Raumlichtmodulator eine transparente Elektrode, eine photoleitende Schicht, eine Lichtreflexionsschicht, eine Flüssigkristallschicht und eine andere transparente Elektrode auf, die in dieser Reihenfolge zwischen ein erstes und ein zweites Modulatorsubstrat laminiert sind.
Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform umfasst das Bildverarbeitungssystem ferner eine andere Flüssigkristall-Funktionsvorrichtung, die folgendes aufweist: ein drittes und ein viertes Substrat, die einander gegenüberstehen; eine weitere Flüssigkristallschicht, die zwischen das dritte und vierte Substrat eingefügt ist; eine Vielzahl vierter Elektroden, die auf dem dritten oder vierten Substrat vorhanden sind; einen Isolierfilm, der auf den vierten Elektroden vorhanden ist; eine Vielzahl fünfter Elektroden, die auf dem Isolierfilm vorhanden sind und zumindest teilweise den vierten Elektroden gegenüberstehen; eine sechste Elektrode, die auf einer Oberfläche des anderen Substrats vorhanden ist, um den fünften Elektroden gegenüberzustehen; eine Vielzahl photoempfindlicher Abschnitte, von denen jeder eine der fünften Elektroden mit einer zugeordneten Signalleitung verbindet, wobei jeder photoempfindliche Abschnitt aus einem photoleitenden Material besteht; und einer Schwarzmaske, die über den photoempfindlichen Abschnitten vorhanden ist; wobei die Elektroden so angeordnet sind, dass sie zwischen den vierten Elektroden und den fünften Elektroden eine dritte Kapazität sowie zwischen den fünften Elektroden und den sechsten Elektroden eine vierte Kapazität bilden; und wobei jede fünfte Elektrode über einen jeweiligen der photoleitenden Abschnitte kontrollierbar elektrisch mit der zugehörigen Signalleitung verbunden oder gegen diese isoliert ist.
Bei einer erfindungsgemäßen Flüssigkristall-Funktionsvorrichtung wird beispielsweise die folgende Operation ausgeführt.
Zwischen eine Signalleitung und eine erste Elektrode wird eine Spannung angelegt, und dann wird Bilddaten enthaltendes Licht von einem der Substrate emittiert. Als Ergebnis dieses Vorgangs sammelt sich in einer Kapazität durch einen photoempfindlichen Abschnitt im dem Licht ausgesetzten Bereich eine Ladung an. Dann werden die erste Elektrode und eine dritte Elektrode kurzgeschlossen, wodurch die in der ersten Kapazität angesammelte Ladung teilweise an eine zweite Kapazität übertragen wird. So werden die Bilddaten eingespeichert.
Als nächstes wird anderes Licht mit anderen Bilddaten auf dieselbe Weise emittiert. Die erste Elektrode und die dritte Elektrode werden kurzgeschlossen, wodurch die in der ersten Kapazität angesammelte Ladung teilweise an die zweite Kapazität übertragen wird. So werden die Bilddaten auf die Bilddaten geschrieben, die zuvor geschrieben wurden.
Diese Operation ist nur ein Beispiel. Durch andere Verarbeitungstypen sind andere Operationen möglich.
Ferner kann durch Kombinieren der obigen Flüssigkristall-Funktionsvorrichtung mit einem Raumlichtmodulator eine sequentielle Verarbeitung von Bilddaten ausgeführt werden.
So ermöglicht die hier beschriebene Erfindung die Vorteile, eine Flüssigkristall-Funktionsvorrichtung und ein Bildverarbeitungssystem unter Verwendung derselben zu schaffen, bei denen eine Voll- oder Teilbildoperation unmittelbar ohne Verwendung einer LSI-Schaltung mit hoher Geschwindigkeit ausgeführt wird, ohne dass eine Positionsausrichtung erforderlich ist.
Diese und andere Vorteile der Erfindung werden dem Fachmann beim Lesen und Verstehen der folgenden detaillierten Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren deutlich.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHWUNGEN

Fig. 1 ist eine Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Flüssigkristall- Funktionsvorrichtung.
Fig. 2 ist eine Teildraufsicht der Flüssigkristall-Funktionsvorrichtung von Fig. 1.
Fig. 3 ist eine Ansicht zum Veranschaulichen von Operationen, wie sie von der Flüssigkristall-Funktionsvorrichtung von Fig. 1 ausgeführt werden.
Fig. 4a bis 4e veranschaulichen Ersatzschaltungen der Flüssigkristall-Funktionsvorrichtung von Fig. 1 für jeden Schritt einer UND-Operation.
Fig. 5a und 5b veranschaulichen Ersatzschaltungen der Flüssigkristall-Funktionsvorrichtung von Fig. 1 für jeden Schritt einer ODER-Operation.
Fig. 6a bis 6c veranschaulichen Ersatzschaltbilder der Flüssigkristall- Funktionsvorrichtung von Fig. 1 für jeden Schritt einer XOR-Operation.
Fig. 7a bis 7d veranschaulichen Modifizierungen der Flüssigkristall-Funktionsvorrichtung von Fig. 1.
Fig. 8 ist eine schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen Bildverarbeitungssystems.
Fig. 9 ist eine Schnittansicht eines im Bildverarbeitungssystem von Fig. 8 verwendeten Raumlichtmodulators.
Fig. 10 ist eine schematische Ansicht eines herkömmlichen Bildverarbeitungssystems.
Fig. 11 ist eine schematische Ansicht eines anderen herkömmlichen Bildverarbeitungssystems.
Fig. 12a bis 12c sind Ansichten, die Operationen veranschaulichen, wie sie vom herkömmlichen Bildverarbeitungssystem gemäß Fig. 11 ausgeführt werden.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE

Nachfolgend wird die Erfindung mittels veranschaulichender Beispiele unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
Fig. 1 veranschaulicht eine erfindungsgemäße Flüssigkristall-Funktionsvorrichtung. Diese Flüssigkristall-Funktionsvorrichtung umfasst ein Paar einander gegenüberstehender Glassubstrate 1 und 2 sowie einen dazwischen eingeschlossenen Flüssigkristall 3. Auf einer Oberfläche einer der Glassubstrate 1 (das untere in Fig. 1) ist eine Vielzahl unterer Elektroden 4 aus Al oder dergleichen vorhanden, und auf dem Glassubstrat 1 ist ein Isolierfilm 5 vorhanden, der die unteren Elektroden 4 bedeckt. Auf dem Isolierfilm 5 ist eine Vielzahl von Pixelelektroden 6 so vorhanden, dass sie den unteren Elektroden 4 gegenüberstehen. Wie es in Fig. 2 dargestellt ist, sind die unteren Elektroden 4 mit großer Anzahl (in Fig. 2 sind nur drei dargestellt) in Streifen angeordnet, und die Pixelelektroden 6 sind in großer Anzahl (neun in Fig. 2) in einer Matrix angeordnet. Zwischen jeder Pixelelektrode 6 und der entsprechenden unteren Elektrode 4 ist eine Hilfskapazität C1 erzeugt. Zwischen den unteren Elektroden 4 sind Sourceleitungen 7 als Signalleitungen vorhanden, die sich parallel zu diesen unteren Elektroden 4 erstrecken. Die auf einer jeweils bestimmten unteren Elektrode 4 vorhandenen Pixelelektroden 6 sind über einen photoempfindlichen Abschnitt 8 aus einem photoleitenden Material, dessen Widerstand durch Lichteinstrahlung geändert wird, mit derselben Sourceleitung 7 verbunden. Die Sourceleitungen 7 sind vorhanden, um die Pixelelektroden 6 mit einem Bildsignal zu versorgen. Jeder photoempfindliche Abschnitt 8 ist mit einer Schwarzmaske 10 bedeckt, die vorhanden ist, um zu verhindern, dass der photoempfindliche Abschnitt 8 Licht für einen Bildlesevorgang ausgesetzt wird, das z.B. von oben her emittiert wird. Die Schwarzmaske 10 kann auf der Seite des anderen Glassubstrats 2 (oberes in Fig. 1) vorhanden sein.
Auf im wesentlichen der gesamten Fläche des Glassubstrats 2, die dem Glassubstrat 1 gegenübersteht, ist eine Gegenelektrode 9 vorhanden. Diese Gegenelektrode 9 steht allen Pixelelektroden 6 gegenüber, wobei der Flüssigkristall 3 dazwischen liegt. Zwischen der Gegenelektrode 9 und jeder Pixelelektrode 6 ist eine Flüssigkristallkapazität C2 gebildet, die die dielektrischen Eigenschaften des Flüssigkristalls 3 nutzt. Die Gegenelektrode 9 kann über eine spezielle Kurzschließvorrichtung (nicht dargestellt) elektrisch mit allen unteren Elektroden 4 verbunden werden.
Die Flüssigkristall-Funktionsvorrichtung mit dem oben genannten Aufbau wurde auf die folgende Weise hergestellt.
Als erstes wurde ein Al-Film mit einer Dicke von 150 nm unter Verwendung von Elektronenstrahlaufdampfung auf dem unteren Glassubstrat 1 hergestellt und dann geätzt, um die unteren Elektroden 4 in Streifenform mit jeweils einer Breite von 50 um zu erhalten. Als nächstes wurden ein Al&sub2;O&sub3;-Film und ein SiNx-Film aufeinanderfolgend unter Verwendung eines Sputtervorgangs hergestellt, um den Isolierfilm 5 mit einer Gesamtdicke von 300 nm zu erhalten.
Dann wurde ein ITO(Indiumzinnoxid)-Film unter Verwendung eines Sputtervorgangs hergestellt und dann geätzt, um die Pixelelektroden 6 und die Sourceleitungen 7 zu erhalten. Die Pixelelektroden 6 sind in einer Matrix von 120 Stück (in Längsrichtung) x 160 Stück (in Querrichtung) angeordnet. Jede Pixelelektrode 6 hat eine Größe von 300 um x 300 um. Die Anordnungsschrittweite der Pixelelektroden 6 beträgt 500 um, und der Zwischenraum zwischen benachbarten Pixelelektroden 6 beträgt 50 um.
Auf dem anderen Glassubstrat 1 mit diesem Aufbau wurde ein a-Si(amorphes Silicium)-Film unter Verwendung von Plasma-CVD mit einer Dicke von 200 nm hergestellt und dann geätzt, um die photoempfindlichen Abschnitte 8 zu erhalten. Dann wurden Schwarzmasken 10 aus einem schwarzen Pigment so hergestellt, dass sie die photoempfindlichen Abschnitte bedeckten.
Auf im wesentlichen der gesamten Fläche des unteren Glassubstrats 2 wurde ITO zum Herstellen der Gegenelektrode 9 abgeschieden.
Auf den Glassubstraten 1 und 2 wurde SiO&sub2; unter Verwendung eines Sputtervorgangs mit einer Dicke von 30 nm abgeschieden, und danach wurde darauf durch eine Schleuderbeschichtungseinrichtung ein Polyimidfilm für Horizontalausrichtung aufgetragen, und die sich ergebenden Flächen wurden gerieben, damit der einzuschließende Flüssigkristall 3 eine Verdrillung von 90º einnehmen sollte.
Die Glassubstrate 1 und 2 wurden mit dazwischenliegenden Kunststoffperlen mit einem Durchmesser von 6 pm miteinander verbunden, und dann wurde der Flüssigkristall 3 (z.B. von E. Merck hergestelltes ZLI-1565) eingefüllt, um dadurch eine Flüssigkristalltafel herzustellen. Dann wurde diese Flüssigkristalltafel zwischen ein Paar Polarisationsplatten eingefügt, wodurch eine Flüssigkristall-Funktionsvorrichtung erzeugt wurde. Als Flüssigkristall 3 wurde ein solcher verwendet, der so gereinigt war, dass er einen Widerstand von 1 x 10¹¹ Ω cm oder mehr aufwies.
Nun wird eine Grundfunktion der Flüssigkristall-Funktionsvorrichtung unter Bezugnahme auf ein Beispiel beschrieben.
Alle Sourceleitungen 7 und alle unteren Elektroden 4 werden mit einer Spannung versorgt. In diesem Zustand wird Licht von einem Bild, mit dem eine Operation auszuführen ist (z. B. ein Bild A) von der Unterseite der Flüssigkristall-Funktionsvorrichtung her emittiert. Im Ergebnis sammelt sich eine gewünschte Ladung nur durch den photoempfindlichen Abschnitt 8 hindurch in einem dem Licht ausgesetzten Bereich in einer Hilfskapazität C1 an.
Dann werden alle unteren Elektroden 4 und die Gegenelektrode 9 kurzgeschlossen. Dies führt dazu, dass die in der Hilfskapazität C1 angesammelte Ladung teilweise an eine Flüssigkristallkapazität C2 übertragen wird, die der obigen Hilfskapazität C1 entspricht (nachfolgend als Übertragung I bezeichnet). Dadurch werden die dem Bild A entsprechenden Daten in die Flüssigkristall-Funktionsvorrichtung eingespeichert.
Als nächstes werden alle Sourceleitungen 7 und alle unteren Elektroden 4 mit einer Spannung versorgt&sub1; die dieselbe Polarität wie die zuvor angelegte Spannung hat. In diesem Zustand wird Licht von einem Bild, mit dem eine Operation auszuführen ist (z.B. ein Bild B), von der Unterseite der Flüssigkristall-Funktionsvorrichtung her emittiert. Dann werden alle unteren Elektroden 4 und die Gegenelektrode 9 kurzgeschlossen. Dies führt dazu, dass die in der Hilfskapazität C1 angesammelte Ladung, wie oben angegeben, teilweise an die Flüssigkristallkapazität C2 übertragen wird (nachfolgend als Übertragung II bezeichnet), wodurch der Wert der bei der Übertragung II übertragenen Ladung zum Wert der bei der Übertragung 1 übertragenen Ladung addiert wird. Dadurch ist eine Operation ausgeführt. Danach wird Licht für einen Lesevorgang von der Oberseite der Flüssigkristall-Funktionsvorrichtung her emittiert, wodurch das Operationsergebnis ausgelesen wird. Die Oberfläche der Flüssigkristall-Funktionsvorrichtung, auf die das Funktionslicht gestrahlt wird, und die Oberfläche, von der das Operationsergebnis ausgelesen wird, sind voneinander abgewandt.
Der Widerstand des Flüssigkristalls 3 sollte ausreichend hoch dafür sein, um das Ladungs-Aufrechterhaltevermögen des Flüssigkristalls 3 zu erhöhen und so zu verhindern, dass die Ladungen innerhalb einer kurzen Zeitspanne verlorengehen, damit zwei Ladungen addiert werden können. Zu diesem Zweck wurde ein Flüssigkristall mit dem oben genannten Widerstand von 1 x 10¹¹ Ω cm verwendet.
Diese Operation ist ein Beispiel, jedoch können gemäß der Erfindung andere Operation durch andere Prozesse ausgeführt werden.
Die oben genannte Operation wird unter Bezugnahme auf UND-, ODER- und XOR- Operationen für ein sich in Querrichtung erstreckendes Rechteckbild und ein anderes, sich in Längsrichtung erstreckendes Rechteckbild detaillierter beschrieben.
Vor den Operationen werden eine sich in Querrichtung erstreckende Rechteckmaske und eine andere, sich in Längsrichtung erstreckende Rechteckmaske parallelem Licht ausgesetzt. Das auf die erstgenannte Maske emittierte Licht wird als Funktionslicht für das Bild A bezeichnet, während das auf die letztgenannte Maske emittierte Licht als Funktionslicht für das Bild B bezeichnet wird. Die Operationen werden durch sequentielles Emittieren dieser Funktionslichtbündel von der Unterseite der Flüssigkristall-Funktionsvorrichtung her ausgeführt, wobei dann Licht für einen Lesevorgang von oben her emittiert wird. Das Licht für den Lesevorgang wird von einer Lichterzeugungsvorrichtung erhalten, die z.B. einen sichtbares Licht emittierenden Halbleiterlaser und eine Linse aufweist.

UND-Operation

Alle Sourceleitungen 7 und alle unteren Elektroden 4 werden mit einer Spannung versorgt, und das Funktionslicht für das Bild A ((1) in Fig. 3) wird von der Unterseite der Flüssigkristall-Funktionsvorrichtung her emittiert. Im Ergebnis wird eine gewünschte Ladung nur durch den photoempfindlichen Abschnitt 8 in einem dem Licht ausgesetzten Bereich in der Hilfskapazität C1 angesammelt. In der Ersatzschaltung an diesem Punkt (Fig. 4a) weisen die untere Elektrode 4 und die Pixelelektrode 6, die die Hilfskapazität C1 bilden, Potentiale -Q bzw. +Q auf.
Dann werden alle unteren Elektroden 4 und die Gegenelektrode 9 kurzgeschlossen, wodurch die in der Hilfskapazität C1 angesammelte Ladung teilweise an die der obigen Hilfskapazität C1 entsprechende Flüssigkristallkapazität C2 übertragen wird (Übertragung 1). In einer Ersatzschaltung ist an diesem Punkt (Fig. 4b) das Potential der unteren Elektrode 4 von-Q auf - Q(1) geändert, und das Potential der Gegenelektrode 9 ist von 0 auf -Q(2) geändert. Die Summe von -Q(1) und-Q(2) ist -Q (oben angegeben). Die Summe von Q(1) und Q(2) an der Pixelelektrode 6 ist +Q(oben angegeben). Dies bedeutet, dass die Daten betreffend das Bild A in die Flüssigkristall-Funktionsvorrichtung eingespeichert sind.
Alle Sourceleitungen 7 und alle unteren Elektroden 4 werden mit einer Spannung derselben Polarität wie derjenigen der zuvor angelegten Spannung versorgt, und es wird das Funktionslicht für das Bild B ((2) in Fig. 3) von der Unterseite der Flüssigkristall-Funktionsvorrichtung her emittiert. Im Ergebnis wird eine gewünschte Ladung nur durch den photoempfindlichen Abschnitt 8 in einem dem Licht ausgesetzten Bereich in der Hilfskapazität C1 angesammelt. In einer Ersatzschaltung ist an diesem Punkt (Fig. 4c) die Flüssigkristallkapazität C2 nicht geändert, jedoch sind die Potentiale der unteren Elektrode 4 und der Pixelelektrode 6, die die Hilfskapazität C1 bilden, auf -Q bzw. +Q geändert.
Dann werden alle unteren Elektroden 4 und die Gegenelektrode 9 kurzgeschlossen, wodurch die in der Hilfskapazität C1 angesammelte Ladung teilweise an die Flüssigkristallkapazität C2 übertragen wird (Übertragung II). Der Wert der bei der Übertragung II übertragenen Ladung wird zum Wert der bei der Übertragung 1 übertragenen Ladung addiert. In einer Ersatzschaltung ist an diesem Punkt (Fig. 4d) das Potential der unteren Elektrode 4 von -Q auf -Q(1)' geändert, und das Potential der Gegenelektrode 9 ist von -Q(2) auf -Q(3) geändert. Die Summe von -Q(1)' und -Q(3) ist die Summe von -Q und -Q(2) (beide sind oben genannt). Die Summe von Q(1)' und +Q(3) an der Pixelelektrode 6 ist die Summe von +Q und Q(2) (beide sind oben genannt). Dies zeigt an, dass der Wert der Ladung im Abschnitt des Flüssigkristalls 3, in dem die Ladungen addiert werden, erhöht ist.
Da der Flüssigkristall 3 ausreichend hohen Widerstand aufweist, wie oben angegeben, gehen die Ladungen nicht innerhalb einer kurzen Zeitspanne verloren. Wenn die Schwellenspannung zum Wiederausrichten der Flüssigkristallmoleküle zwischen dem Pegel bei der Übertragung I und dem Pegel bei der Übertragung II eingestellt ist, werden die Flüssigkristallmoleküle durch die bei der Übertragung II übertragene Ladung nur in demjenigen Abschnitt des Flüssigkristalls 3 neu ausgerichtet, in dem die Bilder A und B überlappen. Im Ergebnis wird dieser Abschnitt optisch moduliert, um eine UND-Operation der Bilder A und B auszuführen. Das Operationsergebnis ist durch Schraffierung bei (3) von Fig. 3 angegeben.
Dann wird das Licht für den Lesevorgang emittiert, um das Operationsergebnis auszulesen.
Wenn die Schwellenspannung zur Neuausrichtung der Flüssigkristallmoleküle entsprechend dem Pegel bei der Übertragung II oder auf einen höheren Wert eingestellt wird, wird nur derjenige Abschnitt des Flüssigkristalls 3 optisch moduliert, in dem drei oder mehr Bilder überlappen, um eine UND-Operation für drei Bilder auszuführen.
Die Flüssigkristall-Funktionsvorrichtung kann dadurch initialisiert werden, dass die Sourceleitungen 7, die unteren Elektroden 4 und die Gegenelektrode 9 mit Masse verbunden werden und dann Licht auf diese Flüssigkristall-Funktionsvorrichtung emittiert wird. In einer Ersatzschaltung zu diesem Punkt (Fig. 4e) ist keine Ladung in der Hilfskapazität C1 oder der Flüssigkristallkapazität C2 angesammelt. Bei einer anschließenden Operation ist es wünschenswert, eine Spannung zu verwenden, die entgegengesetzte Polarität zur zuvor verwendeten Spannung hat, um eine Wechselspannungsansteuerung des Flüssigkristalls 3 auszuführen.

ODER-Operation

Für eine ODER-Operation werden die Sourceleitungen 7 und die Gegenelektrode 9 mit einer Spannung versorgt. Die unteren Elektroden 4 und die Gegenelektrode 9 können kurzgeschlossen werden, um jeweils dasselbe Potential aufzuweisen, so dass auch die Hilfskapazität C1 verwendet wird.
An die Sourceleitungen 7 und die Gegenelektrode 9 wird eine Spannung angelegt, die der Schwellenspannung zur Neuausrichtung der Flüssigkristallmoleküle entspricht oder höher ist als diese, und in diesem Zustand würde das Funktionslicht für das Bild A von unten her emittiert. Im Ergebnis wird nur derjenige Teil des Flüssigkristalls 3, der einer dem Licht ausgesetzten Pixelelektrode 6 entspricht, mit einer höheren Spannung versorgt und damit optisch moduliert. Eine Ersatzschaltung für diesen Punkt ist in Fig. 5a dargestellt. Selbst nachdem das Licht weggenommen ist, ist der Neuausrichtungszustand des Flüssigkristalls 3 durch die Fähigkeit dieses Flüssigkristalls 3 oder der Hilfskapazität C1, die Ladung aufrechtzuerhalten, abgespeichert. Anders gesagt, ist das Bild A im Flüssigkristall 3 aufbewahrt.
In diesem Zustand wird das Funktionslicht für das Bild B von unten her emittiert. Dann wird das Bild 8 auf dem Bild A im Flüssigkristall 3 erzeugt. Dies bedeutet, dass eine ODER-Operation für die Bilder A und B ausgeführt wird, wie es unter (4) in Fig. 3 dargestellt ist. Ein Ersatzschaltbild für diesen Punkt ist in Fig. 5b dargestellt.
Eine ODER-Bildoperation kann während der gesamten Ladungsaufrechterhaltezeit ausgeführt werden. Um das Bild B zu schreiben, ist es möglich, eine Spannung mit einer Polarität entgegengesetzt zu derjenigen der für das Bild A verwendeten Spannung zu verwenden, solange die Spannung ausreichend hoch dafür ist, den Flüssigkristall 3 anzusteuern. Das Initialisierungsverfahren und die Wirkung der Spannungspolarität bei einer folgenden Operation sind identisch mit denen im Fall der UND-Operation.

XOR-Operation

Für eine XOR-Operation wird die Spannungspolarität in effektiver Weise genutzt. Die Sourceleitungen 7 und die Gegenelektrode 9 werden mit einer Spannung versorgt. Die unteren Elektroden 4 und die Gegenelektrode 9 können kurzgeschlossen werden, um jeweils dasselbe Potential aufzuweisen, damit auch die Hilfskapazität C1 verwendet wird.
An die Sourceleitungen 7 und die Gegenelektrode 9 wird eine Spannung angelegt, die der Schwellenspannung zum Neuausrichten der Flüssigkristallmoleküle entspricht oder höher ist, und Funktionslicht für das Bild A wird in diesem Zustand von unten her emittiert. Im Ergebnis wird nur derjenige Abschnitt des Flüssigkristalls 3, der einer dem Licht ausgesetzten Pixelelektrode 6 entspricht mit einer hohen Spannung versorgt und damit optisch moduliert. Eine Ersatzschaltung für diesen Punkt ist in Fig. 6a dargestellt. Selbst nachdem das Licht weggenommen ist, bleibt der Neuausrichtungszustand des Flüssigkristalls 3 durch die Fähigkeit des Flüssigkristalls 3 oder der Hilfskapazität C1, die Ladung aufrechtzuerhalten, abgespeichert.
Dann werden die Sourceleitungen 7 und die Gegenelektrode 9 mit einer Spannung versorgt, die entgegengesetzte Polarität der zuvor angelegten Spannung hat, und das Funktionslicht für das Bild B wird von unten her emittiert. Eine Ersatzschaltung zu diesem Punkt ist in Fig. 6b dargestellt. Durch Emittieren des Funktionslichts für das Bild B wird die durch das Funktionslicht für das Bild A angesammelte Ladung auf einen Wert entladen, der niedriger als die Schwellenspannung zum Neuausrichten der Flüssigkristallmoleküle oder gleich groß ist. Daher wird der Abschnitt des Flüssigkristalls 3, der einer Pixelelektrode 6 entspricht, die sowohl dem Funktionslicht für das Bild A als auch dem Funktionslicht für das Bild B ausgesetzt wurde, d.h. die Pixelelektrode 6, bei der die Ladung entladen ist, initialisiert. Ein anderer Abschnitt des Flüssigkristalls 3, der einer Pixelelektrode 6 entspricht, die nur dem Funktionslicht für das Bild B ausgesetzt wurde, wird mit einer Spannung versorgt, die entgegengesetzte Polarität zur zuvor angelegten Spannung, jedoch einen Wert hat, der demjenigen der Schwellenspannung zum Neuausrichten der Flüssigkristallmoleküle entspricht oder höher ist, wodurch eine optische Modulation erfolgt. Noch ein anderer Abschnitt des Flüssigkristalls 3, der einer Pixelelektrode 6 entspricht, die dem Funktionslicht für das Bild A, jedoch nicht dem Funktionslicht für das Bild B ausgesetzt wurde, behält aufgrund der oben genannten Fähigkeit, die Ladung aufrechtzuerhalten, den Neuausrichtungszustand. Eine Ersatzschaltung zu diesem Punkt ist in Fig. 6c dargestellt.
Auf diese Weise wird das unter (5) von Fig. 3 dargestellte Ergebnis einer XOR-Operation erzeugt. Das Initialisierungsverfahren und die Wirkung der Spannungspolarität auf eine folgende Operation sind identisch mit denen im Fall der UND-Operation.
Bei der Flüssigkristall-Funktionsvorrichtung gemäß diesem Beispiel können die UND-, ODER- und XOR-Operationen in einer Funktionsvorrichtung ausgeführt werden, ohne dass irgendeine Positionsausrichtung erforderlich ist, wie herkömmlicherweise benötigt.
Nun werden verschiedene Modifizierungen dieses Beispiels beschrieben.
Als Material für den photeempfindlichen Abschnitt 8 können andere Materialien als a-Si verwendet werden. Zu verwendbaren Materialien gehören amorphe Siliciummaterialien wie a-SiC und a-SiN, anorganische Materialien einschließlich amorphen Chalcogeniden, wie a-Se, a-Se Te, a-Se As und a- As&sub2;Se&sub3;, anorganische Kristalle wie ZnO, CdS und BSO(Bi&sub1;&sub2;SiO&sub2;&sub0;), BGO(Bi&sub1;&sub2;GeO&sub2;&sub0;) sowie organische, photoleitende Materialien wie Polyvinylcarbazol und Bisazo-Pigment.
Der Isolierfilm 5 kann einschichtige oder dreischichtige anstelle von zweischichtiger Struktur aufweisen. Als Material für den Isolierfilm 5 kann anstelle von Al&sub2;O&sub3; und SiNx ein anorganisches Material wie SiO&sub2; oder Ta&sub2;O&sub5; oder ein organisches Material wie Polyimid, Polyvinylalkohol oder Polyamid verwendet werden.
Die Pixelelektrode 6 und die Gegenelektrode 9 können statt aus ITO aus SnO&sub2; oder dergleichen hergestellt werden.
Die Sourceleitungen 7 und die unteren Elektroden 4 können aus Al, Cr, Ta, Mc, Ti oder anderen metallischen Materialien anstelle von ITO hergestellt werden.
Die Schwarzmasken 10 können aus einem ein schwarzes Pigment oder einen schwarzen Farbstoff enthaltenden organischen Material oder einem farbigen anorganischen Material statt aus einem schwarzen Pigment hergestellt werden. Wenn die Schwarzmasken 10 an Positionen hergestellt werden, die durch das Kurzschließen zwischen den unteren Elektroden 4 und der Gegenelektrode 9 nicht beeinflusst sind, z.B. aus einer Fläche der Gegenelektrode 9, können die Schwarzmasken 10 aus Metall hergestellt werden.
Als Flüssigkristall 3 kann ein nematischer, ein smektischer oder ein chiral-nematischer Flüssigkristall verwendet werden. Als Anzeigemodus kann der TN-, STN-, Phasenübergangs-, ECB-, Gast-Wirt- oder ferroelektrische Modus verwendet werden. Es ist wünschenswert, einen Flüssigkristall mit hohem Widerstand zu verwenden, um die Fähigkeit, Ladungen aufrechtzuerhalten, zu verbessern.
Der Aufbau in der Umgebung des photoempfindlichen Abschnitts 8 ist nicht auf den in Fig. 1 dargestellten beschränkt, sondern er kann dergestalt sein, wie es in den Fig. 7a, 7b, 7c oder 7d dargestellt ist. In Fig. 7a sind ein Endabschnitt der Pixelelektrode 6 und ein Seitenumfangsabschnitt der Sourceleitung 7 auf dem photoempfindlichen Abschnitt 8 angeordnet.
In Fig. 7b sind der photoempfindliche Abschnitt 8 und die Sourceleitung 7 sequentiell auf die Pixelelektrode 6 auflaminiert.
In Fig. 7c ist ein Laminat mit dem photoempfindlichen Abschnitt 8 und einer Gateleitung 11 als Abrasterleitung mit einem dazwischen eingefügten Gateisolierfilm 11 von zwischen einem Endabschnitt der Pixelelektrode 6 und dem Isolierfilm 5 bis zwischen einem Seitenumfangsabschnitt der Sourceleitung 7 und dem Isolierfilm 5 eingefügt. Ferner ist ein anderer Isolierfilm als Ätzstoppschicht 13 von zwischen dem photoempfindlichen Abschnitt 8 und dem Endabschnitt der Pixelelektrode 6 zwischen dem photoempfindlichen Abschnitt 8 und dem Seitenumfangsabschnitt der Sourceleitung 7 eingefügt. Anders gesagt, ist dies der Aufbau eines umgekehrt geschichteten TFT.
In Fig. 7d sind ein Endabschnitt der Pixelelektrode 6 und ein Seitenumfangsabschnitt der Sourceleitung 7, die voneinander getrennt sind, durch den photoempfindlichen Abschnitt 8, den Gateisolierfilm 12 und die als Gateelektrode wirkende Gateleitung 11 bedeckt. Der photoempfindliche Abschnitt 8, der Gateisolierfilm 12 und die Gateleitung 11 sind sequentiell aufeinanderlaminiert.
Die Sourceleitung 7 in Fig. 7b und die Gateleitung 11 in den Fig. 7c und 7d können aus Metall hergestellt werden, in welchem Fall die Sourceleitung 7 und die Gateleitung 11 jeweils als Lichtausblendelement wirken, zusätzlich dazu, dass sie leitende Elemente sind. Zu verwendbaren Metallen gehören Al, Cr, Ta, Mo und Ti.
Unter den verschiedenen Modifizierungen der Flüssigkristall-Funktionsvorrichtung wurde die in Fig. 7c dargestellte Vorrichtung auf die folgende Weise hergestellt.
Ein Cr-Film wurde auf einem Glassubstrat (nicht dargestellt) mit einer Dicke von 150 nm unter Verwendung eines Sputtervorgangs hergestellt und dann geätzt, um untere Elektroden (nicht dargestellt) mit jeweils einer Breite von 50 um zu erhalten. Auf dem Glassubstrat mit den unteren Elektroden wurde unter Verwendung von Plasma-CVD ein SiNx-Film mit einer Dicke von 200 nm hergestellt um den Isolierfilm 5 zu erhalten. Dann wurde ein Ta-Film unter Verwendung eines Sputtervorgangs mit einer Dicke von 150 nm hergestellt und dann geätzt, um die Gateleitung 11 zu erhalten. Die Oberfläche der Gateleitung 11 wurde zu einer Ta&sub2;O&sub5;-Schicht anodisiert. Dann wurden eine SiNx-Schicht (als untere SiNx-Schicht bezeichnet), eine a-Si-Schicht und eine andere SiNx-Schicht (als obere SiNx-Schicht bezeichnet) sequentiell unter Verwendung von Plasma-CVD auflaminiert. Die Gesamtdicke der Ta&sub2;O&sub5;-Schicht und der unteren SiNx-Schicht beträgt ungefähr 150 nm. Die a- Si-Schicht hat eine Dicke von ungefähr 250 nm, und die obere SiNx-Schicht hat eine Dicke von ungefähr 100 nm.
Die obere SiNx-Schicht und die a-Si-Schicht wurden durch Trockenätzen behandelt, um zur Ätzstoppschicht 13 bzw. zum photoempfindlichen Abschnitt 18 (Halbleiterschicht) zu werden.
Unter Verwendung von Plasma-CVD wurde ein a-Si(n&spplus;)-Film mit einer Dicke von 30 nm hergestellt, und dann wurde ein ITO-Film unter Verwendung eines Sputtervorgangs mit einer Dicke von 150 nm hergestellt. Diese Schichten wurden geätzt, um eine Kontaktschicht (nicht dargestellt) aus a-Si(n&spplus;), die als Sourceelektrode wirkende Sourceleitung 7 und die Pixelelektrode 6, beide aus ITO, zu erhalten.
Obwohl es nicht dargestellt ist, wurde ein ITO-Film auf der gesamten Oberfläche des anderen Glassubstrats hergestellt, um eine Gegenelektrode zu erhalten.
Da die Gateleitung 11 auch als Schwarzmaske wirkt, wird das Funktionslicht von der Seite der Ätzstoppschicht 13 her emittiert, während das Licht für den Lesevorgang von der Seite der Gateleitung 11 her emittiert wird.
Nach dem Herstellen des obigen Laminats und der Gegenelektrode wurde derselbe Prozess wie beim vorangehenden Beispiel dazu verwendet, eine Flüssigkristall-Funktionsvorrichtung herzustellen. Die verwendbaren Arten des Flüssigkristalls, die Anordnungsschrittweite und die Anzahl der Pixelelektroden und dergleichen sind dieselben wie beim vorangehenden Beispiel.
Die Funktionsfähigkeit der auf diese Weise hergestellten Flüssigkristall- Funktionsvorrichtung wurde wie folgt geprüft.
Die Gateleitung 11 wurde in einen potentialungebundenen Zustand geschaltet und Diagramme wurden auf dieselbe Weise wie beim vorangehenden Beispiel verarbeitet, um klarzustellen, dass die Flüssigkristall-Funktionsvorrichtung UND-, ODER-sowie XOR-Operationen ausführen konnte.
Dann wurde ein einen Kreis angebendes Signal von der Sourceleitung 7 unter Verwendung der Gateleitung 11 in die Pixelelektrode 6 eingegeben. Die Gate leitung 11 wurde erneut in den potentialungebundenen Zustand gebracht, und es wurde ein ein Rechteck oder dergleichen anzeigendes optisches Signal eingegeben. Der Wert und die Polarität der zwischen die Sourceleitung 7 und die Gegenelektrode sowie zwischen die Sourceleitung 7 und die untere Elektrode gelegten Spannung wurden auf Grundlage des oben genannten Funktions prinzips geändert, um klarzustellen, dass die UND-, ODER- sowie XOR-Operationen ausgeführt werden konnten.
In den Fig. 1 sowie 7a bis 7d kann ein anderer Film zwischen die Pixelelektrode 6 und den photoempfindlichen Abschnitt 8 eingefügt werden, um den elektrischen Kontakt zwischen diesen zu verbessern.
Die untere Elektrode 4 muss nicht dieselbe Breite wie die Pixelelektrode 6, wie dies in Fig. 1 der Fall ist, haben. Wenn die untere Elektrode 4 mehrfach Licht ausgesetzt wird, liefert sie Ladungen zum Ansteuern des Flüssigkristalls 3. Demgemäß wird die Breite der unteren Elektrode 4 abhängig von der Fläche derselben bestimmt, die auf der Schwellenspannung, der Kapazität und dem Widerstand des Flüssigkristalls 3, der Dielektrizitätskonstante und der Dicke des Isolierfilms und dergleichen beruht.
Bei den Flüssigkristall-Funktionsvorrichtungen mit den in den Fig. 7c und 7d dargestellten TFT-Strukturen kann ein über die Sourceleitung 7 laufendes Sourcesignal mittels eines über die Gateleitung 11 laufenden Gatesignals an die Pixelelektrode 6 geliefert werden. Demgemäß kann eine Operation auf Grundlage des oben genannten Prinzips durch elektrisches Erzeugen eines Bilds A durch ein bekanntes TFT-Ansteuerverfahren mit anschließendem optischem Einschreiben eines Bilds B auf das Bild A ausgeführt werden. Anders gesagt, kann eine Operation für ein festes Muster und ein variables Muster ausgeführt werden. Z.B. wird, bei einer Maskenuntersuchung oder einer Untersuchung einer montierten Komponente, ein Originalbild durch ein TFT- Ansteuerverfahren als festes Muster in die Flüssigkristall-Funktionsvorrichtung eingegeben, und dann wird ein zu untersuchendes Bild, wie in einer Untersuchungslinie aufgenommen, optisch als variables Muster in die Flüssigkristall-Funktionsvorrichtung eingegeben. Die Spannungsanlegebedingungen, wie der Wert, die Polarität und die Zeitdauer werden so eingestellt, dass Anpassung an eine gewünschte Operation auf Grundlage des oben genannten Prinzips besteht. So können Defekte innerhalb kurzer Zeit durch eine XOR-Operation erkannt werden. Um die Empfindlichkeit des für den photoempfindlichen Abschnitt 8 verwendeten photoleitenden Materials zu verbessern, sollten die Parameter, die die Photoleitfähigkeitseigenschaften des in der Flüssigkristall-Funktionsvorrichtung verwendeten Halbleitermaterials bestimmen, viel besser als diejenigen eines Halbleitermaterials sein, das in einer üblichen LCD-Vorrichtung mit TFT-Struktur verwendet wird. Z.B. sollte eine a-Si-Schicht eine Dicke von 50 nm oder mehr aufweisen.
Fig. 8 veranschaulicht ein erfindungsgemäßes Bildverarbeitungssystem, bei dem die Flüssigkristall-Funktionsvorrichtung angewandt ist.
Das Bildverarbeitungssystem umfasst eine Flüssigkristall-Funktionsvorrichtung 30, eine Laserquelle 31 zum Emittieren eines Laserstrahls zum Lesen eines in der Flüssigkristall-Funktionsvorrichtung 30 angezeigten Bilds, einen Strahlteiler 32 zum Versorgen der Flüssigkristall-Funktionsvorrichtung 30 mit zwei Arten von Licht aus zwei Richtungen, einen Funktionslichtemitter 25, der unter dem Strahlteiler 32 vorhanden ist, um Licht einer der Lichtarten, nämlich Funktionslicht, zu emittieren, einen Bildlichtemitter 20, der links (in Fig. 8) vom Strahlteiler 32 vorhanden ist, um die andere Lichtart, nämlich das Bildlicht, zu emittieren, und einen Monitor 33 zum Übertragen des Bilds auf Grundlage des von der Oberseite des Strahlteilers 32 her emittierten Lichts.
Der Funktionslichtemitter 25 umfasst eine Lichtquelle 26 zum Emittieren des Funktionslichts sowie einen Flüssigkristallverschluss 27 zum Durchlassen oder Ausblenden des von der Lichtquelle 26 emittierten Lichts. Das von der Lichtquelle 26 emittierte Licht wird mit spezieller zeitlicher Lage durch den Strahlteiler 32 an die Flüssigkristall-Funktionsvorrichtung 30 gegeben.
Der Monitor 33 umfasst einen Spiegel 34 zum Reflektieren des von der Oberseite des Strahlteilers 32 emittierten Lichts, einen Halbspiegel 35 zum Empfangen des vom Spiegel 34 reflektierten Lichts sowie einen Schirm 36 zum Empfangen des durch den Halbspiegel 35 hindurchgestrahlten Lichts. Bei diesem Aufbau wird ein überwachtes Bild auf dem Schirm 36 angezeigt. Das vom Halbspiegel 35 reflektierte Licht wird an einen anderen Flüssigkristallverschluss 24 (der später beschrieben wird) geliefert.
Der Bildlichtemitter 20 umfasst noch einen weiteren Flüssigkristallverschluss 21, einen Raumlichtmodulator (nachfolgend als SLM = Spatial Light Modulator bezeichnet) 23 zum Erhalten von Bilddaten durch den Flüssigkristallverschluss 21, einen weiteren Halbspiegel 22 zwischen dem SLM 23 und dem Flüssigkristallverschluss 21 sowie den oberhalb des Halbspiegels 22 vorhandenen Flüssigkristallverschluss 24.
Wie es in Fig. 9 dargestellt ist, umfasst der SLM 23 ein Paar Glassubstrate 41 und 48, eine transparente Elektrode 42, eine photoleitende Schicht 43, eine Lichtabschirmungsschicht 44, eine Lichtreflexionsschicht 45, eine Flüssigkristallschicht 46 und eine weitere transparente Elektrode 47. Die obigen Elektroden und Schichten werden in der oben genannten Reihenfolge von der Seite des Glassubstrats 41 her hergestellt.
Über die photoleitende Schicht 43, die Lichtabschirmungsschicht 44 und die Lichtreflexionsschicht 45 wird eine Spannung an die Flüssigkristallschicht 46 angelegt. Dann wird Bildlicht, d.h. Licht von einem festen Bild als feste Bilddaten von der Seite des Glassubstrats 41 her emittiert. Da der Widerstand eines Abschnitts der photoleitenden Schicht 43, der dem Bildlicht ausgesetzt ist, erniedrigt ist, wird an denjenigen Abschnitt der Flüssigkristallschicht 46, der dem obigen Abschnitt der photoleitenden Schicht 43 entspricht, eine hohe Spannung angelegt, wodurch die Ausrichtung der Flüssigkristallmoleküle im obigen Abschnitt geändert wird. Funktionslicht von der Lichtquelle 46 fällt durch den Strahlteiler 32 auf die Seite des Glassubstrats 48. Das Funktionslicht wird durch die Lichtreflexionsschicht 45 reflektiert, jedoch im Abschnitt der Flüssigkristallschicht 46 moduliert, in dem die Ausrichtung geändert ist. Im Ergebnis kann das Bildlicht, das auf die Seite des Glassubstrats 41 fällt, durch das Funktionslicht, das auf die Seite des Glassubstrats 48 fällt, als reflektiertes Bildlicht entnommen werden. Das reflektierte Bildlicht kann als Bilddaten für eine Operation verwendet werden. Im Bildverarbeitungssystem werden Operationen in der Praxis auf die folgende Weise ausgeführt.
Daten betreffend ein festes Bild A in Form von Licht werden über den Flüssigkristallverschluss 21 in den SLM 23 eingegeben, wodurch der SLM 23 ein Reflexionsbild der Bilddaten erzeugt, wie oben angegeben. Funktionsucht wird durch den Flüssigkristallverschluss 27 für eine gewünschte Zeitperiode zum Strahlteiler 32 emittiert und auf den SLM 23 mit dem Reflexionsbild projiziert und dann durch den Strahlteiler 32 in die Flüssigkristall-Funktionsvorrichtung 30 geschrieben.
Daten eines Bilds B für eine Operation werden auf dieselbe Weise in die Flüssigkristall-Funktionsvorrichtung 30 eingeschrieben. Auf diese Weise wird eine Operation ausgeführt.
Dann wird Licht für einen Lesevorgang von der Laserquelle 31 zur Flüssigkristall-Funktionsvorrichtung 30 emittiert. Die als Operationsergebnis in der Flüssigkristall-Funktionsvorrichtung 30 angezeigten Bilddaten werden durch den Strahlteiler 32, den Spiegel 34 und den Halbspiegel 35 auf dem Schirm 36 angezeigt und auch auf die Eintrittsseite des SLM 23 übertragen.
Demgemäß wird bei diesem Bildverarbeitungssystem das Operationsergebnis auf Grundlage des auf dem Schirm 36 angezeigten Bilds klargestellt. Durch Liefern neuer Daten betreffend ein neues Bild durch den Flüssigkristallverschluss 21 an den SLM 23 wird die nächste Operation auf Grundlage der neuen Daten und der vorangehenden Bilddaten ausgeführt, die an die Eintrittsseite des SLM 23 übertragen wurden.
Für die Flüssigkristallverschlüsse 21, 24 und 27 wurde ein oberflächenstabilisierter ferroelektrischer Flüssigkristall (SSF-LC) unter Verwendung von CS-14 (wird später im einzelnen beschrieben) verwendet. Anstelle der Flüssigkristallverschlüsse können andere Arten von Verschlüssen verwendet werden. Es ist erwünscht, Hochgeschwindigkeitsverschlüsse zu verwenden, um Hochgeschwindigkeitsoperationen auszuführen.
Für den Monitor 33 wird ein optisches Verarbeitungssystem wie ein CCD oder eine Bildverarbeitungs-LSI-Schaltung zum elektrischen Verarbeiten von Bilddaten verwendet. Es können andere optische Systeme verwendet werden.
Wenn die Flüssigkristall-Funktionsvorrichtung mit der in Fig. 7c oder 7d dargestellten TFT-Struktur im in Fig. 8 dargestellten Bildverarbeitungssystem verwendet wird, ist eine Konstruktion anwendbar, bei der durch ein Torsignal erhaltene Bilddaten an die Flüssigkristall-Funktionsvorrichtung übertragen und auf dieser angezeigt werden und eine Operation auf Grundlage der erhaltenen Bilddaten und anderer, durch den SLM 23 erhaltener Bilddaten ausgeführt wird.
Das erfindungsgemäße Bildverarbeitungssystem ist nicht auf das in Fig. 8 Dargestellte beschränkt, sondern es kann einen beliebigen Aufbau mit der Flüssigkristall-Funktionsvorrichtung und einem SLM aufweisen, solange eine Operation auf Grundlage von Bilddaten ausgeführt wird, die durch die Flüssigkristall-Funktionsvorrichtung erhalten und an den SLM geliefert wurden, sowie auf Grundlage anderer Bilddaten, die durch ein anderes System in die Flüssigkristall-Funktionsvorrichtung eingegeben wurden.
Der SLM 23 wurde auf die folgende Weise hergestellt. Die transparenten Elektroden 42 und 47 wurden durch Abscheiden von ITO mit jeweils einer Dicke von 150 nm durch Sputtern hergestellt. Die photoleitende Schicht 43 wurde durch Abscheiden von a-Si mit einer Dicke von ungefähr 1 um unter Verwendung von Plasma-CVD hergestellt. Die Lichtabschirmungsschicht 44 wurde durch Beschichten der photoleitenden Schicht 43 mit einem ein schwarzes Pigment enthaltenden Polyimid unter Verwendung einer Schleuderbeschichtungseinrichtung mit anschließendem Erwärmen des Polyimids hergestellt. Die Lichtreflexionsschicht 45 wurde durch Auflaminieren von TiO&sub2;-Filmen und SiO&sub2;-Filmen mit einer ungefähren Gesamtzahl von 20 hergestellt. Die Flüssigkristallschicht 46 wurde z.B. aus dem Material CS-14 hergestellt, das ein von Chisso Petrochemical Corp. hergestellter ferroelektrischer Flüssigkristall ist. Die Flüssigkristallschicht 46 hat eine Dicke von ungefähr 2 um. Die Flüssigkristallmoleküle wurden durch einen aus Nylon hergestellten Ausrichtungsfilm ausgerichtet.
Da der im SLM 23 verwendete Flüssigkristall ferroelektrisch (bistabiler Modus) ist, kann das in den SLM 23 eingegebene Bild in einen Binärcode umgesetzt werden. Durch Ändern der Polarität eines initialisierenden Spannungsimpulses, nachdem Licht auf die gesamte Oberfläche der Eintrittsseite gefallen ist, kann ein positives oder negatives Bild zum eingegebenen Bild erhalten werden. Durch Erhöhen der Spannung, wenn das Bild eingegeben ist, um das Bild zu verschmieren, kann das eingegebene Bild vergrößert werden. Die Photoempfindlichkeit des SLM 23 beträgt 80 uW/cm², und die angelegte Spannung beträgt maximal ±30 V.
Wenn der Anzeigemodus der Flüssigkristallschicht 46 des SLM 23 Speicherfunktion hat, wie im Phasenübergangsmodus, im ferroelektrischen Modus (Anzeigemodus unter Verwendung eines ferroelektrischen Flüssigkristall) und dergleichen, kann ein Speicherbild des eingegebenen Bilds erhalten werden. Wenn der Anzeigemodus eine Polarisationspiatte erfordert, wie im TN-Modus, HFE-Modus (TN-Modus mit einem Verdrillungswinkel von ungefähr 45º), kann ein negatives oder positives Bild leicht dadurch hergestellt werden, dass lediglich die Polarisationsplatte um 90º gedreht wird. Insbesondere dann, wenn der ferroelektrische Modus verwendet wird, kann ein negatives oder ein positives Bild dadurch erhalten werden, dass lediglich die Polarität der angelegten Spannung umgekehrt wird. Darüber hinaus kann ein vergrößertes oder ein verkleinertes Bild dadurch erhalten werden, dass der Wert der Spannung oder der Frequenz geändert wird.
Wenn ein Anzeigemodus verwendet wird, der Stabilität nur in einem von zwei Zuständen zeigt, wie beim ferroelektrischen Modus oder einem Anzeigemodus mit einer steilen Schwellencharakteristik, wie beim STN-Modus oder beim Phasenübergangsmodus, wird ein binäres Bild zum eingegebenen Bild erhalten.
Selbstverständlich wird durch Bewegen, Verdrehen, Verkleinern oder Vergrößern des eingegebenen Bilds ein reflektiertes Bild erhalten, das einer derartigen Verarbeitung entspricht.
Wie es insoweit beschrieben wurde, ermöglicht der SLM 23 eine Verarbeitung eines Bilds, um ein vergrößertes, verkleinertes, gedrehtes, bewegtes, negativ/positiv-umgesetztes oder binäres Bild zu erhalten.
Das erfindungsgemäße Bildverarbeitungssystem kann eine Kombination aus der in Fig. 1 dargestellten Flüssigkristall-Funktionsvorrichtung und der in Fig. 7c oder 7d dargestellten enthalten. Da durch die Flüssigkristall-Funktionsvorrichtung mit TFT-Struktur, wie oben beschrieben, mehrere verschiedene Bilddaten verarbeitet werden können, können drei Bilder UND-, ODERsowie XOR-Operationen, Konturentnahme (XOR eines Bilds und eines vergrößerten Bilds desselben) sowie Vergrößerung unterzogen werden.
Demgemäß können im erfindungsgemäßen Bildverarbeitungssystem Bildkonturentnahme, Bildvergleich (XOR- oder UND-Verknüpfung eines Bilds und eines anderen Bilds), Bildvergrößerung (ODER-Verknüpfung eines Bilds und eines vergrößerten Bilds desselben), die Erzeugung eines Binärbilds (unter Verwendung eines SLM) und andere allgemeine Bildverarbeitungen mit hoher Geschwindigkeit ausgeführt werden. Daher ist das Bildverarbeitungssystem in einem umfangreichen Bereich industrieller und Verbraucheranwendungen anwendbar, einschließlich verschiedenen Untersuchungen unter Verwendung von Bildern (Prozessuntersuchung, Maskenuntersuchung usw.), bei Beschleunigungssensoren (wie zum Verhindern von Schwingungen bei Handhabung von Hand verwendet, und um eine Schräglage von Fahrzeugen im Stillstand usw. zu kontrollieren), zum Entnehmen beweglicher Objekte, zur Spracherkennung, zum Fingerabdruckvergleich und zur Zeichenerkennung.
Gemäß der Erfindung wird eine Operation dadurch ausgeführt, dass zwei oder mehr Arten von Funktionslicht zu verschiedenen Zeiten auf mindestens eine Flüssigkristall-Funktionsvorrichtung emittiert werden. Daher ist keine Positionsausrichtung erforderlich. Darüber hinaus wird, da die Operation durch zwei oder mehr Lichtemissionsvorgänge ausgeführt wird, eine Hochgeschwindigkeitsverarbeitung erzielt, die wirkungsvoll ist, um eine große Datenmenge zu handhaben.
Wenn die Flüssigkristall-Funktionsvorrichtung und ein SLM kombiniert sind, kann eine große Datenmenge, mit höherer Geschwindigkeit als durch ein herkömmliches System, unter Verwendung einer LSI-Schaltung verarbeitet werden. Dies ist auf ein breites Gebiet von Anwendungen anwendbar, wie bei Fabrikautomatisierungsausrüstungen unter Verwendung üblicher Bildverarbeitung mit verschiedenen Untersuchungsmustervergleichen, bei medizinischer Ausrüstung zum Erkennen anormaler Zellen usw., bei Beschleunigungssensoren und bei Verbrauchererzeugnissen unter Verwendung von Spracherkennung und Zeichenerkennung. In der Zukunft ist zu erwarten, dass dieses System für Neurocomputer verwendet wird.
Dem Fachmann sind verschiedene andere Modifizierungen ersichtlich, und diese können von ihm leicht ausgeführt werden, ohne vom Schutzumfang der Erfindung abzuweichen, wie sie in den beigefügten Ansprüchen definiert ist.

Claims

1. Flüssigkristall-Funktionsvorrichtung mit:

- einem ersten und einem zweiten Substrat (1, 2), die einander gegenüberstehen;

- einer Flüssigkristallschicht (3), die zwischen die Substrate eingefügt ist;

- einer Vielzahl erster Elektroden (4), die auf einem der Substrate (1) vorhanden sind;

- einem Isolierfilm (5), der auf den ersten Elektroden (4) vorhanden ist;

- einer Vielzahl zweiter Elektroden (6), die auf dem Isolierfilm vorhanden sind, wobei diese zweiten Elektroden (6) zumindest teilweise den ersten Elektroden gegenüberstehen;

- einer dritten Elektrode (9), die auf einer Oberfläche des anderen Substrats (2) vorhanden ist und den zweiten Elektroden (6) gegenübersteht;

- einer Vielzahl photoempfindlicher Abschnitte (8), wobei jeder Abschnitt eine der zweiten Elektroden (6) mit einer zugeordneten Signalleitung verbindet, wobei jeder photoempfindliche Abschnitt aus einem photoleitenden Material besteht;

- und einer Schwarzmaske (10), die über den photoempfindlichen Abschnitten (8) vorhanden ist;

- wobei die Elektroden so angeordnet sind, dass sie eine erste Kapazität (C&sub1;) zwischen den ersten Elektroden (4) und den zweiten Elektroden (6) sowie eine zweite Kapazität (C&sub2;) zwischen den zweiten Elektroden (6) und der dritten Elektrode (9) bilden, und wobei jede zweite Elektrode (6) über einen jeweiligen der photoempfindlichen Bereiche kontrollierbar elektrisch mit der zugeordneten Signalleitung verbunden oder gegen diese isoliert ist.

2. Flüssigkristall-Funktionsvorrichtung nach Anspruch 1, bei der die zweiten Elektroden (6) und die Signalleitungen (7) voneinander getrennt sind und sie in einer Richtung entlang der Oberfläche eines der Substrate angeordnet sind, und ein Teil eines photoempfindlichen Abschnitts (8) mit einer jeweiligen der zweiten Elektroden verbunden ist, während ein anderer Teil des photoempfindlichen Abschnitts mit der Signalleitung (7) verbunden ist, die der zweiten Elektrode zugeordnet ist.

3. Flüssigkristall-Funktionsvorrichtung nach Anspruch 2, ferner mit einer Vielzahl von Abrasterleitungen (11), von denen jede einer jeweiligen der Signalleitungen (7) gegenübersteht, wobei die photoempfindlichen Abschnitte zwischen die Abrasterleitung und die Signalleitung (7) eingefügt sind, wobei die Abrasterleitung elektrisch gegen die zweiten Elektroden (6), die Signalleitung (7) und die photoempfindlichen Abschnitte (8) isoliert ist.

4. Flüssigkristall-Funktionsvorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Signalleitung aüf einem Teil der zweiten Elektroden (6) vorhanden ist, wobei die photoempfindlichen Abschnitte zwischen die Signalleitung und die Abrasterelektrode eingefügt sind.

5. Bildverarbeitungssystem mit:

- einer Flüssigkristall-Funktionsvorrichtung, wie sie in einem der vorstehenden Ansprüche definiert ist; und

- einem Raumlichtmodulator (23) zum optischen Übertragen eines Bilds an die Flüssigkristall-Funktionsvorrichtung.

6. Bildverarbeitungssystem nach Anspruch 5, bei dem der Raumlichtmodulator eine transparente Elektrode (42), eine photoleitende Schicht (43), eine Lichtreflexionsschicht (45), eine Flüssigkristallschicht (46) und eine andere transparente Elektrode (47) aufweist, die in dieser Reihenfolge zwischen ein erstes und ein zweites Modulatorsubstrat (41, 42) laminiert sind.

7. Bildverarbeitungssystem nach Anspruch 5 oder 6, ferner mit einer anderen Flüssigkristall-Funktionsvorrichtung, die folgendes aufweist:

- ein drittes und ein viertes Substrat, die einander gegenüberstehen;

- eine weitere Flüssigkristallschicht, die zwischen das dritte und vierte Substrat eingefügt ist;

- eine Vielzahl vierter Elektroden, die auf dem dritten oder vierten Substrat vorhanden sind;

- einen Isolierfilm, der auf den vierten Elektroden vorhanden ist;

- eine Vielzahl fünfter Elektroden, die auf dem Isolierfilm vorhanden sind und zumindest teilweise den vierten Elektroden gegenüberstehen;

- eine sechste Elektrode, die auf einer Oberfläche des anderen Substrats vorhanden ist, um den fünften Elektroden gegenüberzustehen;

- eine Vielzahl photoempfindlicher Abschnitte, von denen jeder eine der fünften Elektroden mit einer zugeordneten Signalleitung verbindet, wobei jeder photoempfindliche Abschnitt aus einem photoleitenden Material besteht; und

- einer Schwarzmaske, die über den photoempfindlichen Abschnitten vorhanden ist;

- wobei die Elektroden so angeordnet sind, dass sie zwischen den vierten Elektroden und den fünften Elektroden eine dritte Kapazität sowie zwischen den fünften Elektroden und den sechsten Elektroden eine vierte Kapazität bilden;

- und wobei jede fünfte Elektrode über einen jeweiligen der photoleitenden Abschnitte kontrollierbar elektrisch mit der zugehörigen Signalleitung verbunden oder gegen diese isoliert ist.