JP2002277767A - 光変調装置及びその光変調装置の製造方法並びにその光変調装置を具備する画像形成装置及びその光変調装置を具備する画像投影表示装置 - Google Patents

光変調装置及びその光変調装置の製造方法並びにその光変調装置を具備する画像形成装置及びその光変調装置を具備する画像投影表示装置

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JP2002277767A JP2001077285A JP2001077285A JP2002277767A JP 2002277767 A JP2002277767 A JP 2002277767A JP 2001077285 A JP2001077285 A JP 2001077285A JP 2001077285 A JP2001077285 A JP 2001077285A JP 2002277767 A JP2002277767 A JP 2002277767A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 光変調を行う構造が簡単で応答も速く、使用
する入射光の波長が制限されることなく、駆動電圧が低
く作動が安定で信頼性も高く、製造工程が少なく低コス
トの光変調装置及びその製造方法並びにその光変調装置
を具備する画像形成装置及び画像投影表示装置を提供す
る。 【解決手段】 反射手段1を側面に組み合わせ構成する
薄膜で形成され両端が固定されて静電力で変形する薄膜
両端固定梁と、薄膜両端固定梁2の他方側面に形成され
る非平行な空隙を介して上記薄膜両端固定梁に対向して
駆動電圧を印加する基板電極3と、基板電極3の駆動電
圧の印加による薄膜両端固定梁2の変形を当接により規
制して光変調を行なう薄膜両端固定梁2に基板電極3が
対向する対向面4と、対向面4からなる上記基板電極3
を形成して薄膜両端固定梁2の一方の固定端2aと他方
の固定端2bの両端を固定する基板5とからなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、光変調装置及びそ
の光変調装置の製造方法並びにその光変調装置を具備す
る画像形成装置及びその光変調装置を具備する画像投影
表示装置に関し、詳しくは、入射光の反射方向を変えて
光変調を行う光変調装置及びその光変調装置の製造方法
並びにその光変調装置を具備する電子写真プロセスで光
書き込みを行なって画像を形成する画像形成装置及びそ
の光変調装置を具備する画像を投影して表示する画像投
影表示装置に関する。
【0002】
【従来の技術】静電力を利用した光スイッチデバイスの
入射光の反射方向を変えて光変調を行う光変調装置は、
電子写真プロセスで光書き込みを行なって画像を形成す
る画像形成装置、画像を投影して表示する画像投影表示
装置等に使用されている。静電力を利用した光スイッチ
デバイスの入射光の反射方向を変えて光変調を行う光変
調装置では、片持ち梁を静電力で撓ませて、入射光の反
射方向を変えてスイッチするデバイス、及び、それを用
いた光変調システムは、既に公知である。片持ち梁は、
静電力が解放されて梁の撓みが回復するときに振動す
る。これは、梁の一端のみが固定されていることによ
る、梁の自由振動が発生するためである。又、梁を薄膜
で形成する場合には、残留応力が発生する。片持ち梁の
場合、残留応力により梁が変形する。しかも、残留応力
は時間を経て緩和されるために、片持ち梁の変形状態が
経時変化する。以上の理由で片持ち梁は安定性が悪い。
又、片持ち梁の場合は、自由振動に起因して、信号応答
性が悪くなる。従って、片持ち梁の安定性の確保が難し
く、片持ち梁の固有振動数が低い為に、応答速度を速く
することが出来なかった。ミラーを細いねじり棒で保持
し、静電力によりミラーの向きを変え、光の反射方向を
変えてスイッチするデバイスも既に公知であるが、その
構造が複雑になり、歩留まりを高くすることが困難であ
るだけでなく、ミラーの保持が細いねじり棒による為
に、その寿命を長くすることが出来なかった。
【0003】回折格子を静電力で駆動して、光スイッチ
するデバイスも公知である(特許第2941952号、
特許第3016871号、特表平10−510374号
等の公報を参照)。然し、このような、回折格子を静電
力で駆動して、光スイッチするデバイスは、使用する入
射光の波長が制限されると言う欠点があった。静電力に
より梁を湾曲させ、反射光の焦点を合わせて、スリット
を通過させることで光スイッチするデバイスも公知であ
る(特開2000−2842の公報を参照)。然し、こ
のような、静電力により梁を湾曲させ、反射光の焦点を
合わせて、スリットを通過させることで光スイッチする
デバイスは、梁を湾曲する駆動電圧が高く、梁の湾曲の
度合いが不安定になり易く信頼性が低くなっていた。従
って、従来の入射光の反射方向を変えて光変調を行う光
変調装置及びその光変調装置を具備する画像形成装置及
びその光変調装置を具備する画像投影表示装置は、入射
光の反射方向を変えて光変調を行う構造が複雑で応答も
遅く、使用する入射光の波長が制限され、駆動電圧が高
く作動が不安定で信頼性も低くいと言う不具合が生じて
いた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従来の入射光束の反射
方向を変えて光変調を行う光変調装置及びその光変調装
置を具備する画像形成装置及びその光変調装置を具備す
る画像投影表示装置は、入射光束の反射方向を変えて光
変調を行う構造が複雑で応答も遅く、使用する入射光の
波長が制限され、駆動電圧が高く作動が不安定で信頼性
も低くいと言う問題が発生していた。そこで本発明の課
題は、このような問題点を解決するものである。即ち、
入射光の反射方向を変えて光変調を行う構造が簡単で応
答も速く、使用する入射光の波長が制限されることな
く、駆動電圧が低く作動が安定で信頼性も高く、製造工
程が少なく低コストの光変調装置及びその光変調装置の
製造方法並びにその光変調装置を具備する画像形成装置
及びその光変調装置を具備する画像投影表示装置を提供
することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1の本発明は、入射光の反射方向を変えて光
変調を行う光変調装置において、入射光を正反射する反
射手段と、上記反射手段を側面に組み合わせ構成する薄
膜で形成され両端が固定されて静電力で変形する薄膜両
端固定梁と、上記薄膜両端固定梁の他方側面に形成され
る非平行な空隙を介して上記薄膜両端固定梁に対向して
駆動電圧を印加する基板電極と、上記基板電極の駆動電
圧の印加による上記薄膜両端固定梁の変形を当接により
規制して上記反射手段の入射光の光変調を行なう上記薄
膜両端固定梁に上記基板電極が対向する対向面と、上記
対向面からなる上記基板電極を形成して上記薄膜両端固
定梁の一方の固定端と他方の固定端の両端を固定する基
板とからなる光変調装置であることを最も主要な特徴と
する。請求項2の本発明は、請求項1に記載の光変調装
置において、反射手段は、金属薄膜からなるなる光変調
装置であることを主要な特徴とする。請求項3の本発明
は、請求項1又は2に記載の光変調装置において、薄膜
両端固定梁は、単結晶シリコン薄膜からなる光変調装置
であることを主要な特徴とする。請求項4の本発明は、
請求項1又は2に記載の光変調装置において、薄膜両端
固定梁は、多結晶シリコン薄膜からなる光変調装置であ
ることを主要な特徴とする。請求項5の本発明は、請求
項1又は2に記載の光変調装置において、薄膜両端固定
梁は、アモルファスシリコン薄膜からなるなる光変調装
置であることを主要な特徴とする。請求項6の本発明
は、請求項1又は2に記載の光変調装置において、薄膜
両端固定梁は、窒化シリコン薄膜からなる光変調装置で
あることを主要な特徴とする。請求項7の本発明は、請
求項1、2、3、4、5又は6に記載の光変調装置にお
いて、基板に固定される薄膜両端固定梁の一方の固定端
又は他方の固定端は分割された狭隘部からなる光変調装
置であることを主要な特徴とする。請求項8の本発明
は、請求項7に記載の光変調装置において、狭隘部は、
薄膜両端固定のコーナ部に形成した光変調装置であるこ
とを主要な特徴とする。請求項9の本発明は、請求項7
又は8に記載の光変調装置において、狭隘部の接続部
は、なめらか形状である光変調装置であることを主要な
特徴とする。
【0006】請求項10の本発明は、請求項1、2、
3、4、5、6、7、8又は9に記載の光変調装置にお
いて、対向面が薄膜両端固定梁と対向して形成する、薄
膜両端固定梁の一方の固定端から他方の固定端に向かっ
て変化する非平行な空隙の大きさが、一方の固定端と他
方の固定端からの等距離で等しい光変調装置であること
を主要な特徴とする。請求項11の本発明は、請求項
1、2、3、4、5、6、7、8、9又は10に記載の
光変調装置において、薄膜両端固定梁は、基板電極の駆
動電圧の印加により変形して当接する、一方の固定端か
ら他方の固定端に向かう非平行な空隙の形状の外形に沿
う距離(L)は、上記薄膜両端固定梁の伸び係数を
(α)で、上記一方の固定端と上記他方の固定端と間の
距離を(l)としたとき、(L)≦0.75*(1+
α)*(l)、となる光変調装置であることを主要な特
徴とする。請求項12の本発明は、請求項1、2、2、
3、4、5、6、7、8、9、10又は11に記載の光
変調装置において、対向面は、上記対向面が薄膜両端固
定梁と対向して形成する、上記薄膜両端固定梁の一方の
固定端から他方の固定端と他方の固定端から一方の固定
端に向かって変化する非平行な空隙が最大となる最大部
分が、非変形時の上記薄膜両端固定梁と平行となるよう
な、平行面からなる光変調装置であることを主要な特徴
とする。請求項13の本発明は、請求項項1、2、2、
3、4、5、6、7、8、9、10又は12に記載の光
変調装置において、対向面は、凹凸形状面からなる光変
調装置であることを主要な特徴とする。請求項14の本
発明は、請求項13に記載の光変調装置において、薄膜
両端固定梁は、基板電極の駆動電圧の印加により変形し
て凹凸形状面の凸形状の頂部に当接する、一方の固定端
から他方の固定端に向かう非平行な空隙の形状の外形に
沿う距離(L)は、上記薄膜両端固定梁の伸び係数を
(α)で、一方の固定端と他方の固定端と間の距離を
(l)としたとき、(L)≦0.70*(1+(α))*
(l)、となる光変調装置であることを主要な特徴とす
る。請求項15の本発明は、請求項13又は14に記載
の光変調装置において、凹凸形状面は、一方の固定端か
ら他方の固定端に向かうスリット形状部からなる光変調
装置であることを主要な特徴とする。請求項16の本発
明は、請求項13又は14に記載の光変調装置におい
て、凹凸形状面は、一方の固定端から他方の固定端に向
かう格子形状部からなる光変調装置であることを主要な
特徴とする。請求項17の本発明は、請求項1乃至16
の何れか一項に記載の光変調装置において、基板は、単
結晶シリコンからなる光変調装置であることを主要な特
徴とする。
【0007】請求項18の本発明は、請求項1乃至16
の何れか一項に記載の光変調装置において、基板は、光
学ガラスからなる光変調装置であることを主要な特徴と
する。請求項19の本発明は、請求項18に記載の光変
調装置において、基板電極は、透明導電膜からなる光変
調装置であることを主要な特徴とする。請求項20の本
発明は、複数の光変調装置を1次元アレー形状に配列し
た光変調装置において、請求項1乃至19の何れか一項
に記載の複数の隣合った各光変調装置間は、基板上に薄
膜両端固定梁と対向面と間に形成される非平行な空隙
を、連続して形成されている光変調装置であることを主
要な特徴とする。請求項21の本発明は、入射光束の反
射方向を変えて光変調を行う請求項1乃至20の何れか
一項に記載の光変調装置の製造方法において、基板上に
薄膜両端固定梁と対向面と間に形成される非平行な空隙
を形成した後に、犠牲材料からなる犠牲材料層を形成し
て上記基板上を平坦化して、上記薄膜両端固定梁と上記
対向面を形成後に、上記犠牲材料層を除去して光変調装
置を製造する光変調装置の製造方法であることを最も主
要な特徴とする。請求項22の本発明は、請求項21に
記載の光変調装置の製造方法において、基板上に薄膜形
成方法又は微細加工方法により薄膜両端固定梁と対向面
と間に形成される非平行な空隙を形成する非平行空隙形
成工程と、上記基板上の非平行な空隙の下部に基板電極
の全部又は一部を形成する基板電極形成工程と、上記基
板上の非平行な空隙に犠牲材料からなる犠牲材料層を形
成した後に研磨して平坦化する犠牲材料層形成工程と、
上記犠牲材料層上に薄膜両端固定梁を形成する薄膜両端
固定梁成膜形成工程と、非平行な空隙の上記犠牲材料層
を除去する犠牲材料層除去工程と、上記基板電極の外部
接続用の開口部を形成する開口部形成工程とからなる光
変調装置の製造方法であることを主要な特徴とする。請
求項23の本発明は、電子写真プロセスで光書き込みを
行なって画像を形成する画像形成装置において、回動可
能に保持されて形成画像を担持する画像担持体と、上記
画像担持体上を光書き込みを行なって潜像を形成する請
求項1乃至20の何れか一項に記載の光変調装置からな
る潜像形成手段と、上記潜像形成手段の上記光変調装置
によって形成された潜像を顕像化してトナー画像を形成
する現像手段と、上記現像手段で形成されたトナー画像
を被転写体に転写する転写手段とからなる画像形成装置
であることを最も主要な特徴とする。請求項24の本発
明は、画像を投影して表示する画像投影表示装置におい
て、画像投影データの入射光の反射方向を変えて光変調
を行なって画像を投影して表示する請求項項1乃至20
の何れか一項に記載の光変調装置からなる光スイッチ手
段と、上記光スイッチ手段の上記光変調装置が投影する
画像を表示する投影スクリーンとからなる画像投影表示
装置であることを最も主要な特徴とする。
【0008】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を図面
を参照して詳細に説明する。図1と図2において、入射
光の反射方向を変えて光変調を行う光変調装置0は、入
射光を正反射する反射手段1と、上記反射手段1を側面
に組み合わせ構成する薄膜で形成され両端が固定されて
静電力で変形する薄膜両端固定梁2と、上記薄膜両端固
定梁2の他方側面に形成される非平行な空隙(G)を介
して上記薄膜両端固定梁2に対向して駆動電圧を印加す
る基板電極3と、上記基板電極3の駆動電圧の印加によ
る上記薄膜両端固定梁2の変形を当接により規制して上
記反射手段1の入射光の光変調を行なう上記薄膜両端固
定梁2に上記基板電極3が対向する対向面4と、上記対
向面4からなる上記基板電極3を形成して上記薄膜両端
固定梁2の一方の固定端2aと他方の固定端2bの両端
を固定する基板5とからなり、入射光の反射方向を変え
て光変調を行う構造が簡単で応答も速く、使用する入射
光の波長が制限されることなく、駆動電圧が低く作動が
安定で信頼性も高く、製造工程が少なく低コストであ
る。入射光を正反射する上記反射手段1を表面の側面に
組み合わせ構成する薄膜で形成された上記薄膜両端固定
梁2は、相対する一組の辺の上記一方の固定端2aと上
記他方の固定端2bの両端を、上記基板5に保持され固
定されている。上記反射手段1は、金属薄膜からなり、
上記薄膜両端固定梁2に形成した電極として作用する構
成になっている。上記基板電極3は、保護膜3aで保護
され、上記薄膜両端固定梁2を駆動する電極である。上
記薄膜両端固定梁2に作用する静電力は、非平行な空隙
(G)を介して上記薄膜両端固定梁2に対向して形成さ
れた上記基板電極3を用い、上記薄膜両端固定梁2に形
成した電極間に電圧を印加することにより発生させる。
【0009】上記基板電極3が上記薄膜両端固定梁2に
対向して非平行な空隙(G)を形成する上記対向面4
は、上記基板電極3の駆動電圧の印加による上記薄膜両
端固定梁2の変形を当接により規制するようになってい
る。上記薄膜両端固定梁2は、単結晶シリコン薄膜、多
結晶シリコン薄膜、アモルファスシリコン薄膜、又は、
窒化シリコン薄膜で形成されている。単結晶シリコン薄
膜で形成した上記薄膜両端固定梁2は、欠陥が少なく、
寿命が長い。又、多結晶シリコン薄膜、又は、アモルフ
ァスシリコン薄膜で形成した上記薄膜両端固定梁2は、
製造方法にCVD等の手法を用いることが出来るのでコ
ストが低く出来る。又、窒化シリコン薄膜で形成した上
記薄膜両端固定梁2は、窒化シリコン薄膜の引っ張り応
力の作用によりスイッチングの応答速度を速めることが
出来る。上記薄膜両端固定梁2の表面の側面に組み合わ
せ構成して入射光を正反射する上記反射手段1は、金属
薄膜が一般的であるが、誘電体材料の多層膜により反射
膜を形成してもよい。又、上記薄膜両端固定梁2には、
静電力を発生させるもう一方の電極は独立に形成しても
良いが、前述の入射光を正反射させる上記反射手段1が
金属薄膜の場合には、この金属薄膜を電極として兼用で
きる。又、上記薄膜両端固定梁2が、単結晶シリコン薄
膜、及び、多結晶シリコン薄膜で形成されている場合に
は、この単結晶シリコン薄膜、又は、多結晶シリコン薄
膜を不純物により低抵抗化し、電極として作用させて兼
用することも可能である。上記薄膜両端固定梁2の上記
一方の固定端2aと上記他方の固定端2bは、2つに分
割された複数の各狭隘部2a1と各狭隘部2b1部が上記
薄膜両端固定梁2のコーナ部になめらかな形状で接続さ
れて、上記基板5に固定されるようになっている。上記
基板5には、静電力を発生させる非平行な空隙(G)の
全部もしくは一部が形成されている。上記基板5として
は、光学ガラス、セラミックス材料、あるいは、単結晶
シリコン、金属など種々の材料を用いることが出来る。
上記基板5を光学ガラスで形成すると、上記基板5の裏
側から上記薄膜両端固定梁2の様子を観察することが可
能になり、上記光変調装置0の検査に有利である。上記
基板5を単結晶シリコンで形成すると、上記基板5中に
拡散方式で上記薄膜両端固定梁2を駆動する上記基板電
極3を形成することが出来る。又、拡散方式を組み合わ
せて、配線マトリックスが形成でき、複雑多数な配線形
成に有利である。更に、上記基板5中に上記薄膜両端固
定梁2に電圧を印加する駆動回路の一部、又は、全部を
形成する事も可能である。
【0010】図3は光変調装置の分解斜視図であり、上
記対向面4が上記薄膜両端固定梁2と対向して形成す
る、上記薄膜両端固定梁2の上記一方の固定端2aから
上記他方の固定端2bに向かって変化する非平行な空隙
(G)の大きさが、上記一方の固定端2aと上記他方の
固定端2bからの等距離で等しくなっている。即ち、非
平行な空隙(G)の大きさは、上記一方の固定端2aか
ら上記他方の固定端2bに、又は、上記他方の固定端2
bから上記一方の固定端2aに向かって変化して、且
つ、上記一方の固定端2aから上記他方の固定端2b
に、又は、上記他方の固定端2bから上記一方の固定端
2aに向かって上記薄膜両端固定梁2上で、各上記一方
の固定端2aと上記他方の固定端2bから等距離な箇所
における非平行な空隙(G)の大きさは等しくなるよう
に形成されている。上記薄膜両端固定梁2を駆動する上
記基板電極3は、Al、Cr、Ti、TiN等の金属又
は金属化合部の薄膜を用い、上記基板5上に形成された
非平行な空隙(G)内に上記基板電極3の全部または一
部が形成される。上記基板5が光学ガラスで形成する場
合、上記基板電極3に透明導電膜(ITO)を用いる
と、上記薄膜両端固定梁2の様子が上記基板5の裏側か
ら観察が可能になり検査等の時に有利である。又、上記
基板5が単結晶シリコンの場合には、上記基板5の単結
晶シリコン中に上記基板5の単結晶シリコンと異なる導
電型の不純物を拡散する方法により上記基板電極3を形
成できる。上記基板5が金属など導電性材料の場合には
絶縁材料を介して上記基板電極3を形成する。上記保護
膜3aとしては絶縁性材料が、中でも真空成膜法による
酸化膜を用いるのが一般的である。上記保護膜3aは、
上記薄膜両端固定梁2と上記基板電極3が接触し、短絡
することを防ぐ作用をする。上記保護膜3aには、上記
基板電極3と外部信号とを接続する部分として一部に開
口部7を形成することもある。
【0011】図4、図5は動作説明図であり、上記薄膜
両端固定梁2に静電力が作用していない時には、上記薄
膜両端固定梁2の相対する一組の辺の上記一方の固定端
2aと上記他方の固定端2bの両端を、上記基板5に支
持固定されている。その時の入射光束(R)は、上記薄
膜両端固定梁2の表面の側面に組み合わせ構成する上記
反射手段1で正反射し、図示の矢印で示されるように進
行する。入射光束(R)が反射した方向から眺めると、
上記薄膜両端固定梁2の表面の側面に組み合わせ構成す
る上記反射手段1での正反射により明るく、ON状態と
なる(図4を参照)。上記薄膜両端固定梁2と非平行な空
隙(G)を介して対向する上記対向面4からなる上記基
板電極3間に駆動電圧を印加し、上記薄膜両端固定梁2
に静電力を作用させると、上記薄膜両端固定梁2は、上
記基板電極3の上記対向面4側に引きつけられて変形し
て、上記基板電極3上の上記保護膜3aからなる上記対
向面4に当接し、非平行形状の空隙(G)の低部に沿っ
た形状に撓む。上記薄膜両端固定梁2が撓むために、図
示の入射光束(R)は、上記薄膜両端固定2の撓みの影
響を受け、上記薄膜両端固定2の表面の側面に組み合わ
せ構成する上記反射手段1による反射光の方向が変わ
り、入射光束(R)が反射した方向から眺めると、入射
光束(R)の反射方向が変わるために暗くなり、OFF
状態となる(図5を参照)。よって、上記光変調装置0
により光変調がなされる。上記光変調装置0は、光をス
イッチする上記薄膜両端固定梁2が上記薄膜両端固定梁
2の相対する一組の辺の上記一方の固定端2aと上記他
方の固定端2bの両端を、上記基板5に支持固定され
る、両端固定梁になっている。上記光変調装置0の両端
固定梁の上記薄膜両端固定梁2は、片持ち梁に比べて、
即ち、1.安定性と、2.応答速度の2点で優れてい
る。まず、安定性は、片持ち梁は静電力が解放されて、
片持ち梁の撓みが回復するときに振動する。これは、片
持ち梁の一端のみが固定されていることによる、片持ち
梁の自由振動が発生するためである。又、片持ち梁を薄
膜で形成する場合には、残留応力が発生する。片持ち梁
の場合、残留応力により片持ち梁が変形する。しかも、
残留応力は時間を経て緩和されるために、片持ち梁の変
形状態が経時変化する。以上の理由で片持ち梁は安定性
が悪い。
【0012】これに対して、両端固定梁の上記薄膜両端
固定梁2の場合には、上記薄膜両端固定梁2の相対する
一組の辺の上記一方の固定端2aと上記他方の固定端2
bの両端を、上記基板5に支持固定されて、拘束されて
いるので、自由振動が発生し難い。又、残留応力があっ
ても、上記薄膜両端固定梁2の位置は、両端の上記一方
の固定端2aと上記他方の固定端2bの拘束点で決めら
れているので、上記薄膜両端固定梁2が変形する事も無
く、また経時変化が少ない。次に、応答速度について、
片持ち梁の場合は自由振動に起因して、信号応答性が悪
くなる。両端固定梁の上記薄膜両端固定梁2の場合に
は、自由振動の問題が無いので応答速度も速くなる。上
記光変調装置0は、上記薄膜両端固定梁2と対向する上
記対向面4からなる上記基板電極3とで形成される空隙
(G)が非平行形状になっている。非平行の空隙(G)
の形状は、上記薄膜両端固定梁2の変形に要する電圧を
小さくするために有効である。上記薄膜両端固定梁2に
作用する静電力は、上記薄膜両端固定梁2と上記基板電
極3との間の距離の2乗に反比例する。即ち、上記薄膜
両端固定梁2と上記基板電極3との間の距離が小さいほ
ど作用する静電力が大きい。そのため、駆動電圧を印加
すると、上記薄膜両端固定梁2は、非平行の空隙(G)
の狭い部分より変形を始める。又、上記薄膜両端固定梁
2の変形により、順次非平行の空隙(G)が狭くなり、
図示しない平行な空隙(G)の場合よりも、低い電圧で
上記薄膜両端固定梁2の変形が進行して、変形した上記
薄膜両端固定梁2は非平行な空隙(G)の底部の上記対
向面4と当接している(図5を参照)。
【0013】変形した上記薄膜両端固定梁2は、非平行
な空隙(G)の底部の上記対向面4と当接しているよう
な変形状態とすることにより、変形した上記薄膜両端固
定梁2の形状は、非平行な空隙(G)の底部の上記対向
面4と当接して常に一定形状に定まり、入射光束(R)
の反射方向も一定になる。更に、上記光変調装置0にお
ける非平行の空隙(G)の形状の大きさは上記薄膜両端
固定梁2の上記一方の固定端2aから上記他方の固定端
2bに、又は、上記他方の固定端2bから上記一方の固
定端2aに向かって変化して、且つ、上記薄膜両端固定
梁2の上記一方の固定端2aから上記他方の固定端2b
に、又は、上記他方の固定端2bから上記一方の固定端
2aに向かって上記薄膜両端固定梁2上で、上記薄膜両
端固定梁2の各上記一方の固定端2aと上記他方の固定
端2bから等距離な箇所における非平行の空隙(G)の
大きさは等しくなるように形成されている。そのため
に、上記薄膜両端固定梁2が変形をするときには、上記
薄膜両端固定梁2の各上記一方の固定端2aと上記他方
の固定端2bの近くでは、上記薄膜両端固定梁2が各上
記一方の固定端2aと上記他方の固定端2bを軸に回転
する方向に変形するので、上記薄膜両端固定梁2の変形
がしやすくなり、駆動電圧が一層低くなる。加えて、上
記光変調装置0における上記薄膜両端固定梁2は、上記
薄膜両端固定梁2の上記一方の固定端2aと上記他方の
固定端2bは、2つに分割された複数の各上記狭隘部2
1と各上記狭隘部2b1が上記薄膜両端固定梁2のコー
ナ部になめらか形状で接続されて、上記基板5に固定さ
れるようになっているから、上記薄膜両端固定梁2の変
形に要する電圧を一層低くすることが出来るようになっ
た。
【0014】等分布加重Pを受けた正方形で板厚hの上
記薄膜両端固定梁2の最大撓み量(ω1)は、(ω1)=
0.025*Pa4/Eh3 で表わされる。一方固定条
件を除いた同様な梁の最大撓み量(ω2)は、(ω2)=
0.045*Pa4/Eh3 で表わされる。約2倍の撓
み量になる。上記光変調装置0における上記薄膜両端固
定梁2の上記一方の固定端2aと上記他方の固定端2b
は、複数の各上記狭隘部2a1と各上記狭隘部2b1のよ
うに2つに分割されている場合には、上記薄膜両端固定
梁2の撓み量は、上記撓み量(ω1)と撓み量(ω2)と
の合成量になり、撓み量は増加するので、静電力が小さ
くて済み、結果として撓みに要する電圧は低くなる。上
記薄膜両端固定梁2の上記一方の固定端2aと上記他方
の固定端2bの分割の方法は種々可能である。図2にお
いては、上記薄膜両端固定梁2の上記一方の固定端2a
と上記他方の固定端2bを2つに分割しているが、更
に、多くの分割数に分割することも可能である。上記薄
膜両端固定梁2の上記一方の固定端2aと上記他方の固
定端2bを分割する場合には、上記薄膜両端固定梁2の
コーナー部を固定することにより、上記光変調装置0の
動作を安定させることが可能である。上記薄膜両端固定
梁2のコーナー部が固定端でない場合には、静電力によ
り上記薄膜両端固定梁2が変形するときにコーナー部が
多く変形するために斜めに変形してしまう。これは、入
射光束(R)の反射方向が安定しない原因になる。上記
薄膜両端固定梁2の上記一方の固定端2aと上記他方の
固定端2bを複数の各上記狭隘部2a1と各上記狭隘部
2b1に分割する場合には、上記薄膜両端固定梁2のコ
ーナー部を固定することで、入射光束(R)の反射方向
を安定化させる。又、上記薄膜両端固定梁2の上記一方
の固定端2aと上記他方の固定端2bを複数の各上記狭
隘部2a1と各上記狭隘部2b1に分割する場合には、上
記一方の固定端2aと上記他方の固定端2bの各上記狭
隘部2a1と各上記狭隘部2b1は上記薄膜両端固定梁2
との接続部がなめらかな外形で接続されていることが望
ましい。これは接続部において、静電力による曲げ応力
の集中を防ぐためである。
【0015】応力を受ける上記薄膜両端固定梁2の外形
が急激に変化する場合に、その変化の一番大きな部分に
応力が集中する。こ集中により、作用している応力が破
壊応力より小さい場合でも上記薄膜両端固定梁2が破壊
する可能性が高くなる。上記光変調装置0は、上記一方
の固定端2aと上記他方の固定端2bを分割した各上記
狭隘部2a1と各上記狭隘部2b1を上記薄膜両端固定梁
2との接続部がなめらかな外形とすることにより、応力
の集中を防ぎ信頼性を向上している。上記一方の固定端
2aと上記他方の固定端2bを分割した各上記狭隘部2
1と各上記狭隘部2b1を上記薄膜両端固定梁2との接
続部がなめらか接続部の形状としては、円弧の一部形
状、もしくは長円弧の一部形状が望ましい。上記光変調
装置0の非平行な空隙(G)において、上記薄膜両端固
定梁2は、上記基板電極3の駆動電圧の印加により変形
して上記基板電極3の上記対向面4に当接する、上記一
方の固定端2aから上記他方の固定端2bに向かう非平
行な空隙(G)の形状の外形に沿う距離(L)は、上記
薄膜両端固定梁2の伸び係数を(α)とし、上記一方の
固定端2aと上記他方の固定端2bと間の距離を(l)
としたとき、L≦0.75*(1+α)*l、となる関
係にある。ここで言う伸び係数(α)とは、上記薄膜両
端固定梁2の材料が破壊することなしに変形し、加重を
除去すれば変形が完全に戻る点の弾性限界点までの上記
薄膜両端固定梁2の材料の伸び率の平均値である。上記
光変調装置0の如く、上記薄膜両端固定梁2の変形が繰
り返し行なわれる場合においては、上記薄膜両端固定梁
2の変形量を弾性限界点における変形量の0.75以下
であれば、上記薄膜両端固定梁2の寿命に変化がなく、
変形状態で上記薄膜両端固定梁2が破壊することなく、
実用的な信頼性の高い上記光変調装置0として使用でき
る。
【0016】図6、図7は他の実施形態の説明図であ
り、上記対向面4は、上記対向面4が上記薄膜両端固定
梁2と対向して形成する、上記薄膜両端固定梁2の上記
一方の固定端2aから上記他方の固定端2bに向かって
変化する非平行な空隙(G)が最大となる最大部分が、
非変形時の上記薄膜両端固定梁2と平行となるような、
平行面4aからなる。即ち、上記薄膜両端固定梁2の下
に形成されている非平行な空隙(G)の底部の上記対向
面4において、上記薄膜両端固定梁2との距離が最大部
分の周辺には、非変形時の上記薄膜両端固定梁2と平行
である上記平行面4aが形成されている。上記光変調装
置0の上記薄膜両端固定梁2は、変形時に非平行な空隙
(G)の底部の上記対向面4に当接して倣うように変形
する。そのため、非平行な空隙(G)の底部の上記対向
面4において、上記薄膜両端固定梁2との距離が最大と
なる凹形状の谷底部分は、形状の変化が大きく上記薄膜
両端固定梁2の静電力に対する抗力も大きい凹形状の谷
底部分周辺を平坦形状、即ち、非変形時の上記薄膜両端
固定梁2に平行な上記平行面4aにする事により、より
低電圧で効果的に上記薄膜両端固定梁2の変形を得るこ
とが出来るようになった。非平行な空隙(G)の底部の
上記対向面4が、上記平行面4aを有する場合と、上記
平行面4aを有しない場合(図7を参照)の2つの非平
行の空隙(G)に上記薄膜両端固定梁2を形成し、駆動
電圧を比較した。上記薄膜両端固定梁2は、窒化シリコ
ン薄膜で、ヤング率38000Kg/mm2、上記薄膜
両端固定梁2の厚さは500Å、上記薄膜両端固定梁2
の長さ、上記一方の固定端2aと上記他方の固定端2b
間の距離は20μmである。非平行の空隙(G)の大き
さは、図6の場合は上記薄膜両端固定梁2の中央部真下
で0.92μmで、図7の場合では、同様の光偏向角を
得るために、上記一方の固定端2aと上記他方の固定端
2bから9.5μmの位置で0.87μmにした。その
結果、各それぞれの上記薄膜両端固定梁2の変形電圧
は、図7の場合には35Vになり、図6の如く空隙
(G)の中央部に1.0μmの平坦部の上記平行面4a
を形成した場合には上記薄膜両端固定梁2の変形電圧は
28Vに低下した。
【0017】図8、図9、図10は他の実施形態の説明
図であり、非平行な空隙(G)の底部の上記対向面4が
凹凸形状面4bからなっている。上記薄膜両端固定梁2
が、静電力により変形し、非平行な空隙(G)の底部の
上記対向面4の上記凹凸形状面4bに当接し、上記凹凸
形状面4bの形状に倣い変形したときに、上記薄膜両端
固定梁2と非平行な空隙(G)の底部の上記対向面4の
上記凹凸形状面4bとの接触面積が小さくなり、上記薄
膜両端固定梁2が固着する事を防止して、信頼性を向上
させることが出来るようになった。上記凹凸形状面4b
は、非平行な空隙(G)を形成するときに、サンドブラ
スト等の手法により、非平行な空隙(G)の底部の上記
対向面4を荒らすことにより形成できる(図8を参
照)。又は、非平行な空隙(G)の底部の上記対向面4
の上記凹凸形状面4bが、上記一方の固定端2aから上
記他方の固定端2bに向かうスリット形状部4b2にす
ることも出来る。上記凹凸形状面4の上記スリット形状
部4b2は、フォトリソグラフィー、及び、エッチング
手法により形成する。このようにフォトリソグラフィ
ー、及び、エッチング手法により上記凹凸形状面4の上
記スリット形状部4b2を形成する場合には、形状のバ
ラツキが少なく形成することが出来るので、固着防止の
効果のバラツキも少なくなり、より信頼性を向上するこ
とが出来るようになった(図9を参照)。更に、非平行
な空隙(G)の底部の上記対向面4の上記凹凸形状面4
bが、上記一方の固定端2aから上記他方の固定端2b
に向かう格子形状部4b3に形成することによって、一
層固着防止効果を高くなり、より信頼性を向上すること
が出来るようになった(図10を参照)。非平行な空隙
(G)の底部の上記対向面4が上記凹凸形状面4bの場
合の上記薄膜両端固定梁2は、上記基板電極3の駆動電
圧の印加により変形して上記凹凸形状面4bの凸形状の
頂部4b1に当接する、上記一方の固定端2aから上記
他方の固定端2bに向かう非平行な空隙(G)の形状の
外形に沿う距離(L)は、上記薄膜両端固定梁2の伸び
係数を(α)で、上記一方の固定端2aと上記他方の固
定端2bと間の距離を(l)としたとき、(L)≦0.
70*(1+(α))*(l)、とする事により、繰り返し
変形させた場合の上記薄膜両端固定梁2の寿命を確保す
ることができる。
【0018】図11は他の実施形態の平面図であり、複
数の上記光変調装置0を1次元アレー形状に配列した上
記光変調装置0において、複数の隣合った各上記光変調
装置(0)間は、上記基板5上に上記薄膜両端固定梁2
と上記対向面4との間に形成される非平行な空隙(G)
を、連続して形成されている。複数の上記光変調装置0
を1次元アレー形状に配置した上記光変調装置0は、上
記薄膜両端固定梁2の駆動用の上記開口部7が図示の1
次元アレー形状の両端に取り出されている。複数の上記
光変調装置0を1次元アレー形状に配置した場合には、
隣り合った2つの上記光変調装置0における非平行な空
隙(G)は連続して形成することにより、製造コストの
低い1次元アレー形状に配置した上記光変調装置0を提
供することが出来るようになった。更に、複数の上記光
変調装置0を配置した1次元アレー形状を複数組み合わ
せて2次元アレー形状に配列し、2次元アレー形状の複
数の上記光変調装置0を形成することも可能になる。
【0019】図12乃至図23は本発明の一実施形態に
係る光変調装置の製造手順を示す図であり、上記光変調
装置0は、上記基板5上に上記薄膜両端固定梁2と上記
対向面4と間に形成される非平行な空隙(G)を形成し
た後に、犠牲材料からなる犠牲材料層6を形成して上記
基板5上を平坦化して、上記薄膜両端固定梁2と上記対
向面4を形成後に、上記犠牲材料層6を除去するよう
に、上記基板5上に薄膜形成方法、又は、微細加工方法
により上記薄膜両端固定梁2と上記対向面4と間に形成
される非平行な空隙(G)を形成する非平行空隙形成工
程(a)と、上記基板5上の非平行な空隙(G)の下部
に上記基板電極3の全部、又は、一部を形成する基板電
極形成工程(b)と、上記基板5上の非平行な空隙
(G)に犠牲材料からなる上記犠牲材料層6を形成した
後に研磨して平坦化する犠牲材料層形成工程(c)と、
上記犠牲材料層6上に上記薄膜両端固定梁2を形成する
薄膜両端固定梁成膜形成工程(d)と、非平行な空隙
(G)の上記犠牲材料層6を除去する犠牲材料層除去工
程(e)と、上記基板電極3の外部接続用の上記開口部
7を形成する開口部形成工程(f)とで製造される。
【0020】図12、図13に示す非平行空隙形成工程
(a)において、上記基板5は、酸化膜を形成したシリ
コン基板である。上記基板5にフォトリソグラフィー、
及び、ドライエッチングの手法により非平行な空隙
(G)を形成する。面積階調のパターンを形成したフォ
トマスクあるいはレジスト材料の熱変形手法などを用い
ることができる。非平行な空隙(G)は、幅20μm、
深さ1.0μmに形成した(図12と図13を参照)。
基板電極形成工程(b)において、非平行な空隙(G)
の底部中に、上記基板電極3をTiNの薄膜で形成す
る。TiN薄膜はTiをターゲットとしたスパッタ方に
より厚さ0.1μmに成膜した。TiN薄膜をフォトリ
ソグラフィー、及び、ドライエッチングの手法により、
上記基板電極3として、幅20μmに形成した。上記基
板電極3の一部は外部と接続するために、非平行な空隙
(G)から上記基板表面にせり出ている。更に、上記基
板電極3の上に上記保護膜3aとして、プラズマ窒化膜
を0.05μm形成した(図14と図15を参照)。犠
牲材料層形成工程(c)において、上記犠牲材料層6の
薄膜としてプラズマCVDの手法で形成した酸化膜を上
記基板電極3を覆うように上記基板5上に非平行な空隙
(G)が埋まるまで成膜した。成膜後、上記犠牲材料層
6を研磨、あるいはドライエッチングのエッチバックの
手法により平坦化して上記薄膜両端固定梁2形成の上記
犠牲材料層6とした(図16と図17を参照)。薄膜両
端固定梁成膜形成工程(d)において、平坦化した上記
犠牲材料層6の上に上記薄膜両端固定梁2の材料となる
窒化シリコン薄膜を熱CVDの手法により、厚さ0.0
4μmで全面成膜した。次いで、入射光束の反射面とな
る上記反射手段1は、Al薄膜を0.05μmの厚さ
で、窒化シリコン薄膜上にスパッタ法により形成した。
フォトリソグラフィー、及び、ドライエッチングの手法
により上記反射手段1の反射膜層も含んで窒化シリコン
薄膜の上記一方の固定端2aと上記他方の固定端2bは
2つに分割された複数の上記各狭隘部2a1と上記各狭
隘部2b1が接続部で固定された上記薄膜両端固定梁2
の形状に形成する。上記薄膜両端固定梁2の寸法は、幅
20μm、長さ20μmである。分割された複数の上記
各狭隘部2a1と上記各狭隘部2b1接続部は各々上記薄
膜両端固定梁2のコーナー部に位置し、その寸法は、幅
5μmである(図18と図19を参照)。
【0021】犠牲材料層除去工程(e)において、上記
薄膜両端固定梁2を形成後に非平行な空隙(G)を平坦
化していた上記犠牲材料層6をエッチングにより除去す
ると、上記薄膜両端固定梁2の上記一方の固定端2aと
上記他方の固定端2bは上記基板5に固定されて非平行
な空隙(G)を介して保持される(図20と図21を参
照)。開口部形成工程(f)において、最後に上記保護
膜3aに上記基板電極3の外部接続用の上記開口部7を
形成して、上記光変調装置0が完成する(図22と図2
3を参照)。従って、入射光の反射方向を変えて光変調
を行う構造が簡単で応答も速く、使用する入射光の波長
が制限されることなく、駆動電圧が低く作動が安定で信
頼性も高く、製造工程が少なく低コストの上記光変調装
置0を製造する光変調装置の製造方法を提供することが
出来るようになった。
【0022】図24において、電子写真プロセスで光書
き込みを行なって画像を形成する画像形成装置100
は、図示の矢印E方向に回動可能に保持されて形成画像
を担持する画像担持体101のドラム形状の感光体と、
帯電手段105で均一に帯電された上記画像担持体10
1のドラム形状の感光体上を上記光変調装置0からなる
潜像形成手段102で光書き込みを行なって潜像を形成
し、上記潜像形成手段102の上記光変調装置0によっ
て形成された潜像を現像手段103で顕像化してトナー
画像を形成し、上記現像手段103で形成されたトナー
画像を転写手段104で被転写体(P)に転写して、被
転写体(P)に転写されたトナー画像を定着手段106
で定着した後に、被転写体(P)を排紙トレイ107に
排紙して収納される。他方、トナー画像を上記転写手段
104で被転写体(P)に転写した後の上記画像担持体
101のドラム形状の感光体は、クリーニング手段10
8でクリーニングされて次工程の画像形成に備えるよう
になっている。上記潜像形成手段102は、光源102
aからの入射光束(R)を、第1のレンズシステム10
2bを介してアレー状に複数個配置された上記光変調装
置0に照射し、各々上記光変調装置0は画像情報に応じ
て、上記反射手段1を通じて入射光束(R)を第2のレ
ンズシステム102cを通じて上記画像担持体101の
ドラム形状の感光体上の表面に結像させるようになって
いる。従って、入射光の反射方向を変えて光変調を行う
構造が簡単で応答も速く、使用する入射光の波長が制限
されることなく、駆動電圧が低く作動が安定で信頼性も
高く、製造工程が少なく低コストの上記光変調装置0を
具備する上記画像形成装置100を提供することが出来
るようになった。
【0023】図25において、画像を投影して表示する
画像投影表示装置200は、投影画像データの入射光束
(R)の反射方向を変えて光変調を行なって画像を投影
する上記光変調装置0からなる光スイッチ手段201の
上記光変調装置0が画像を投影スクリーン202に投影
して表示するようになっている。上記光スイッチ手段2
01は、光源201aからの入射光束(R)を上記光変
調装置0に照射され、上記光変調装置0の上記反射手段
1のミラーにより反射し、投影レンズ201b、及び、
絞り201cを介して上記投影スクリーン202に投影
する。カラー表示を行うためには、上記光源201aの
前に回転カラーホール201dを設けたり、又、性能向
上のためにマイクロレンズアレー201eを用いること
も出来る。従って、入射光の反射方向を変えて光変調を
行う構造が簡単で応答も速く、使用する入射光(R)の
波長が制限されることなく、駆動電圧が低く作動が安定
で信頼性も高く、製造工程が少なく低コストの上記光変
調装置0を具備する上記画像投影表示装置200を提供
することが出来るようになった。
【0024】
【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、請求項1の発明によれば、入射光を正反射
する反射手段を側面に組み合わせ構成する薄膜で形成さ
れ両端が固定されて静電力で変形する薄膜両端固定梁の
他方側面に形成される非平行な空隙を介して、薄膜両端
固定梁に対向して駆動電圧を印加する基板電極の駆動電
圧の印加による薄膜両端固定梁の変形を当接により規制
して反射手段の入射光の光変調を行なう、薄膜両端固定
梁に基板電極が対向する対向面からなる基板電極を基板
に形成し、薄膜両端固定梁の一方の固定端と他方の固定
端の両端を基板に固定するようにしたので、入射光の反
射方向を変えて光変調を行う構造が簡単で応答も速く、
使用する入射光の波長が制限されることなく、駆動電圧
が低く作動が安定で信頼性も高く、製造工程が少なく低
コストの光変調装置を提供することが出来るようになっ
た。請求項2の発明によれば、入射光を正反射する金属
薄膜からなる反射手段を側面に組み合わせ構成する薄膜
で形成され両端が固定されて静電力で変形する薄膜両端
固定梁の他方側面に形成される非平行な空隙を介して、
薄膜両端固定梁に対向して駆動電圧を印加する基板電極
の駆動電圧の印加による薄膜両端固定梁の変形を当接に
より規制して反射手段の入射光の光変調を行なう、薄膜
両端固定梁に基板電極が対向する対向面からなる基板電
極を基板に形成し、薄膜両端固定梁の一方の固定端と他
方の固定端の両端を基板に固定するようにしたので、反
射手段が電極と兼用され、入射光の反射方向を変えて光
変調を行う構造が簡単で応答も速く、使用する入射光の
波長が制限されることなく、駆動電圧が低く作動が安定
で信頼性も高く、製造工程が少なく更に低コストの光変
調装置を提供することが出来るようになった。
【0025】請求項3の発明によれば、入射光を正反射
する反射手段を側面に組み合わせ構成する薄膜で形成さ
れ両端が固定されて静電力で変形する単結晶シリコン薄
膜からなる薄膜両端固定梁の他方側面に形成される非平
行な空隙を介して、薄膜両端固定梁に対向して駆動電圧
を印加する基板電極の駆動電圧の印加による薄膜両端固
定梁の変形を当接により規制して反射手段の入射光の光
変調を行なう、薄膜両端固定梁に基板電極が対向する対
向面からなる基板電極を基板に形成し、薄膜両端固定梁
の一方の固定端と他方の固定端の両端を基板に固定する
ようにしたので、薄膜両端固定梁は欠陥が少なく寿命も
長くなり、入射光の反射方向を変えて光変調を行う構造
が簡単で応答も速く、使用する入射光の波長が制限され
ることなく、駆動電圧が低く作動が更に安定で信頼性も
更に高く、製造工程が少なく低コストの光変調装置を提
供することが出来るようになった。請求項4の発明によ
れば、入射光を正反射する反射手段を側面に組み合わせ
構成する薄膜で形成され両端が固定されて静電力で変形
する多結晶シリコン薄膜からなる薄膜両端固定梁の他方
側面に形成される非平行な空隙を介して、薄膜両端固定
梁に対向して駆動電圧を印加する基板電極の駆動電圧の
印加による薄膜両端固定梁の変形を当接により規制して
反射手段の入射光の光変調を行なう、薄膜両端固定梁に
基板電極が対向する対向面からなる基板電極を基板に形
成し、薄膜両端固定梁の一方の固定端と他方の固定端の
両端を基板に固定するようにしたので、薄膜両端固定梁
2の製造方法にCVD等の手法を用いることが出来るの
で低コストとなり、入射光の反射方向を変えて光変調を
行う構造が簡単で応答も速く、使用する入射光の波長が
制限されることなく、駆動電圧が低く作動が安定で信頼
性も高く、製造工程が少なく更に低コストの光変調装置
を提供することが出来るようになった。
【0026】請求項5の発明によれば、入射光を正反射
する反射手段を側面に組み合わせ構成する薄膜で形成さ
れ両端が固定されて静電力で変形するアモルファスシリ
コン薄膜からなる薄膜両端固定梁の他方側面に形成され
る非平行な空隙を介して、薄膜両端固定梁に対向して駆
動電圧を印加する基板電極の駆動電圧の印加による薄膜
両端固定梁の変形を当接により規制して反射手段の入射
光の光変調を行なう、薄膜両端固定梁に基板電極が対向
する対向面からなる基板電極を基板に形成し、薄膜両端
固定梁の一方の固定端と他方の固定端の両端を基板に固
定するようにしたので、薄膜両端固定梁2の製造方法に
CVD等の手法を用いることが出来るので低コストとな
り、入射光の反射方向を変えて光変調を行う構造が簡単
で応答も速く、使用する入射光の波長が制限されること
なく、駆動電圧が低く作動が安定で信頼性も高く、製造
工程が少なく更に低コストの光変調装置を提供すること
が出来るようになった。請求項6の発明によれば、入射
光を正反射する反射手段を側面に組み合わせ構成する薄
膜で形成され両端が固定されて静電力で変形する窒化シ
リコン薄膜からなる薄膜両端固定梁の他方側面に形成さ
れる非平行な空隙を介して、薄膜両端固定梁に対向して
駆動電圧を印加する基板電極の駆動電圧の印加による薄
膜両端固定梁の変形を当接により規制して反射手段の入
射光の光変調を行なう、薄膜両端固定梁に基板電極が対
向する対向面からなる基板電極を基板に形成し、薄膜両
端固定梁の一方の固定端と他方の固定端の両端を基板に
固定するようにしたので、スイッチングの応答速度が速
くなり、入射光の反射方向を変えて光変調を行う構造が
簡単で応答も更に速く、使用する入射光の波長が制限さ
れることなく、駆動電圧が低く作動が安定で信頼性も高
く、製造工程が少なく低コストの光変調装置を提供する
ことが出来るようになった。請求項7の発明によれば、
入射光を正反射する反射手段を側面に組み合わせ構成す
る薄膜で形成され両端が固定されて静電力で変形する薄
膜両端固定梁の他方側面に形成される非平行な空隙を介
して、薄膜両端固定梁に対向して駆動電圧を印加する基
板電極の駆動電圧の印加による薄膜両端固定梁の変形を
当接により規制して反射手段の入射光の光変調を行な
う、薄膜両端固定梁に基板電極が対向する対向面からな
る基板電極を基板に形成し、薄膜両端固定梁の一方の固
定端と他方の固定端の両端が分割された狭隘部を基板に
固定するようにしたので、薄膜両端固定梁の変形に要す
る電圧が一層低くなり、入射光の反射方向を変えて光変
調を行う構造が簡単で応答も速く、使用する入射光の波
長が制限されることなく、駆動電圧が更に低く作動が安
定で信頼性も高く、製造工程が少なく低コストの光変調
装置を提供することが出来るようになった。
【0027】請求項8の発明によれば、入射光を正反射
する反射手段を側面に組み合わせ構成する薄膜で形成さ
れ両端が固定されて静電力で変形する薄膜両端固定梁の
他方側面に形成される非平行な空隙を介して、薄膜両端
固定梁に対向して駆動電圧を印加する基板電極の駆動電
圧の印加による薄膜両端固定梁の変形を当接により規制
して反射手段の入射光の光変調を行なう、薄膜両端固定
梁に基板電極が対向する対向面からなる基板電極を基板
に形成し、薄膜両端固定梁の一方の固定端と他方の固定
端の両端が分割された狭隘部を薄膜両端固定梁のコーナ
部に形成して基板に固定するようにしたので、入射光の
反射方向が安定化して、薄膜両端固定梁の変形に要する
電圧が一層低くなり、入射光の反射方向を変えて光変調
を行う構造が簡単で応答も速く、使用する入射光の波長
が制限されることなく、駆動電圧が更に低く作動が更に
安定で信頼性も更に高く、製造工程が少なく低コストの
光変調装置を提供することが出来るようになった。請求
項9の発明によれば、入射光を正反射する反射手段を側
面に組み合わせ構成する薄膜で形成され両端が固定され
て静電力で変形する薄膜両端固定梁の他方側面に形成さ
れる非平行な空隙を介して、薄膜両端固定梁に対向して
駆動電圧を印加する基板電極の駆動電圧の印加による薄
膜両端固定梁の変形を当接により規制して反射手段の入
射光の光変調を行なう、薄膜両端固定梁に基板電極が対
向する対向面からなる基板電極を基板に形成し、薄膜両
端固定梁の一方の固定端と他方の固定端の両端が分割さ
れた狭隘部を基板に固定すると共に狭隘部の接続部をは
なめらか形状にするようにしたので、応力の集中を防
ぎ、薄膜両端固定梁の変形に要する電圧が一層低くな
り、入射光の反射方向を変えて光変調を行う構造が簡単
で応答も速く、使用する入射光の波長が制限されること
なく、駆動電圧が更に低く作動が安定で信頼性も更に高
く、製造工程が少なく低コストの光変調装置を提供する
ことが出来るようになった。請求項10の発明によれ
ば、入射光を正反射する反射手段を側面に組み合わせ構
成する薄膜で形成され両端が固定されて静電力で変形す
る薄膜両端固定梁の他方側面に形成される非平行な空隙
を介して、薄膜両端固定梁に対向して駆動電圧を印加す
る基板電極の駆動電圧の印加による薄膜両端固定梁の変
形を当接により規制して反射手段の入射光の光変調を行
なう、薄膜両端固定梁に基板電極が対向する対向面から
なる基板電極を基板に形成し、薄膜両端固定梁の一方の
固定端と他方の固定端の両端を基板に固定すると共に対
向面が薄膜両端固定梁と対向して形成する、薄膜両端固
定梁の一方の固定端から他方の固定端に向かって変化す
る非平行な空隙の大きさが、一方の固定端と他方の固定
端からの等距離で等しくなるようにしたので、薄膜両端
固定梁の変形がしやすくなり、入射光の反射方向を変え
て光変調を行う構造が簡単で応答も速く、使用する入射
光の波長が制限されることなく、駆動電圧が更に低く作
動が安定で信頼性も高く、製造工程が少なく低コストの
光変調装置を提供することが出来るようになった。
【0028】請求項11の発明によれば、入射光を正反
射する反射手段を側面に組み合わせ構成する薄膜で形成
され両端が固定されて静電力で変形する薄膜両端固定梁
の他方側面に形成される非平行な空隙を介して、薄膜両
端固定梁に対向して駆動電圧を印加する基板電極の駆動
電圧の印加による薄膜両端固定梁の変形を当接により規
制して反射手段の入射光の光変調を行なう、薄膜両端固
定梁に基板電極が対向する対向面からなる基板電極を基
板に形成し、薄膜両端固定梁の一方の固定端と他方の固
定端の両端を基板に固定すると共に薄膜両端固定梁は基
板電極の駆動電圧の印加により変形して当接する一方の
固定端から他方の固定端に向かう非平行な空隙の形状の
外形に沿う距離(L)は、薄膜両端固定梁の伸び係数を
(α)で、一方の固定端と他方の固定端と間の距離を
(l)としたとき、(L)≦0.75*(1+α)*
(l) となるようにしたので、変形状態で薄膜両端固
定梁が破壊することなく、入射光の反射方向を変えて光
変調を行う構造が簡単で応答も速く、使用する入射光の
波長が制限されることなく、駆動電圧が低く作動が安定
で信頼性も更に高く、製造工程が少なく低コストの光変
調装置を提供することが出来るようになった。請求項1
2の発明によれば、入射光を正反射する反射手段を側面
に組み合わせ構成する薄膜で形成され両端が固定されて
静電力で変形する薄膜両端固定梁の他方側面に形成され
る非平行な空隙を介して、薄膜両端固定梁に対向して駆
動電圧を印加する基板電極の駆動電圧の印加による薄膜
両端固定梁の変形を当接により規制して反射手段の入射
光の光変調を行なう、薄膜両端固定梁に基板電極が対向
する対向面からなる基板電極を基板に形成し、薄膜両端
固定梁の一方の固定端と他方の固定端の両端を基板に固
定すると共に対向面は対向面が薄膜両端固定梁と対向し
て形成する薄膜両端固定梁の一方の固定端から他方の固
定端と他方の固定端から一方の固定端に向かって変化す
る非平行な空隙が最大となる最大部分が非変形時の薄膜
両端固定梁と平行となるような平行面からなるようにし
たので、薄膜両端固定梁がより低電圧で変形するように
なり、入射光の反射方向を変えて光変調を行う構造が簡
単で応答も速く、使用する入射光の波長が制限されるこ
となく、駆動電圧が更に低く作動が安定で信頼性も高
く、製造工程が少なく低コストの光変調装置を提供する
ことが出来るようになった。
【0029】請求項13の発明によれば、入射光を正反
射する反射手段を側面に組み合わせ構成する薄膜で形成
され両端が固定されて静電力で変形する薄膜両端固定梁
の他方側面に形成される非平行な空隙を介して、薄膜両
端固定梁に対向して駆動電圧を印加する基板電極の駆動
電圧の印加による薄膜両端固定梁の変形を当接により規
制して反射手段の入射光の光変調を行なう、薄膜両端固
定梁に基板電極が対向する凹凸形状面の対向面からなる
基板電極を基板に形成し、薄膜両端固定梁の一方の固定
端と他方の固定端の両端を基板に固定するようにしたの
で、薄膜両端固定梁の固着を防止して、入射光の反射方
向を変えて光変調を行う構造が簡単で応答も速く、使用
する入射光の波長が制限されることなく、駆動電圧が低
く作動が安定で信頼性も更に高く、製造工程が少なく低
コストの光変調装置を提供することが出来るようになっ
た。請求項14の発明によれば、入射光を正反射する反
射手段を側面に組み合わせ構成する薄膜で形成され両端
が固定されて静電力で変形する薄膜両端固定梁の他方側
面に形成される非平行な空隙を介して、薄膜両端固定梁
に対向して駆動電圧を印加する基板電極の駆動電圧の印
加による薄膜両端固定梁の変形を当接により規制して反
射手段の入射光の光変調を行なう、薄膜両端固定梁に基
板電極が対向する凹凸形状面の対向面からなる基板電極
を基板に形成し、薄膜両端固定梁の一方の固定端と他方
の固定端の両端を基板に固定すると共に薄膜両端固定梁
は基板電極の駆動電圧の印加により変形して凹凸形状面
の凸形状の頂部に当接する一方の固定端から他方の固定
端に向かう非平行な空隙の形状の外形に沿う距離(L)
は、薄膜両端固定梁の伸び係数を(α)で、一方の固定
端と他方の固定端と間の距離を(l)としたとき、
(L)≦0.70*(1+(α))*(l)、となるように
したので、変形状態で薄膜両端固定梁が破壊することな
く、薄膜両端固定梁の固着を防止して、入射光の反射方
向を変えて光変調を行う構造が簡単で応答も速く、使用
する入射光の波長が制限されることなく、駆動電圧が低
く作動が安定で信頼性も更に高く、製造工程が少なく低
コストの光変調装置を提供することが出来るようになっ
た。
【0030】請求項15の発明によれば、入射光を正反
射する反射手段を側面に組み合わせ構成する薄膜で形成
され両端が固定されて静電力で変形する薄膜両端固定梁
の他方側面に形成される非平行な空隙を介して、薄膜両
端固定梁に対向して駆動電圧を印加する基板電極の駆動
電圧の印加による薄膜両端固定梁の変形を当接により規
制して反射手段の入射光の光変調を行なう、薄膜両端固
定梁に基板電極が対向する凹凸形状面の対向面からなる
基板電極を基板に形成し、薄膜両端固定梁の一方の固定
端と他方の固定端の両端を基板に固定すると共に凹凸形
状面は一方の固定端から他方の固定端に向かうスリット
形状部からなるようにしたので、薄膜両端固定梁の固着
を防止して、入射光の反射方向を変えて光変調を行う構
造が簡単で応答も速く、使用する入射光の波長が制限さ
れることなく、駆動電圧が低く作動が安定で信頼性も更
に高く、製造工程が少なく低コストの光変調装置を提供
することが出来るようになった。請求項16の発明によ
れば、入射光を正反射する反射手段を側面に組み合わせ
構成する薄膜で形成され両端が固定されて静電力で変形
する薄膜両端固定梁の他方側面に形成される非平行な空
隙を介して、薄膜両端固定梁に対向して駆動電圧を印加
する基板電極の駆動電圧の印加による薄膜両端固定梁の
変形を当接により規制して反射手段の入射光の光変調を
行なう、薄膜両端固定梁に基板電極が対向する凹凸形状
面の対向面からなる基板電極を基板に形成し、薄膜両端
固定梁の一方の固定端と他方の固定端の両端を基板に固
定すると共に凹凸形状面は一方の固定端から他方の固定
端に向かう格子形状部からなるようにしたので、薄膜両
端固定梁の固着を防止して、入射光の反射方向を変えて
光変調を行う構造が簡単で応答も速く、使用する入射光
の波長が制限されることなく、駆動電圧が低く作動が安
定で信頼性も更に高く、製造工程が少なく低コストの光
変調装置を提供することが出来るようになった。請求項
17の発明によれば、入射光を正反射する反射手段を側
面に組み合わせ構成する薄膜で形成され両端が固定され
て静電力で変形する薄膜両端固定梁の他方側面に形成さ
れる非平行な空隙を介して、薄膜両端固定梁に対向して
駆動電圧を印加する基板電極の駆動電圧の印加による薄
膜両端固定梁の変形を当接により規制して反射手段の入
射光の光変調を行なう、薄膜両端固定梁に基板電極が対
向する対向面からなる基板電極を基板に形成し、薄膜両
端固定梁の一方の固定端と他方の固定端の両端を単結晶
シリコンからなる基板に固定するようにしたので、基板
中に配線マトリックすが容易に形成することが可能にな
り、入射光の反射方向を変えて光変調を行う構造が簡単
で応答も速く、使用する入射光の波長が制限されること
なく、駆動電圧が低く作動が安定で信頼性も高く、製造
工程が少なく更に低コストの光変調装置を提供すること
が出来るようになった。
【0031】請求項18の発明によれば、入射光を正反
射する反射手段を側面に組み合わせ構成する薄膜で形成
され両端が固定されて静電力で変形する薄膜両端固定梁
の他方側面に形成される非平行な空隙を介して、薄膜両
端固定梁に対向して駆動電圧を印加する基板電極の駆動
電圧の印加による薄膜両端固定梁の変形を当接により規
制して反射手段の入射光の光変調を行なう、薄膜両端固
定梁に基板電極が対向する対向面からなる基板電極を基
板に形成し、薄膜両端固定梁の一方の固定端と他方の固
定端の両端を光学ガラスからなる基板に固定するように
したので、基板の裏側から薄膜両端固定梁を観察するこ
とが可能になり検査等に便利となり、入射光の反射方向
を変えて光変調を行う構造が簡単で応答も速く、使用す
る入射光の波長が制限されることなく、駆動電圧が低く
作動が安定で信頼性も高く、製造工程が少なく低コスト
の光変調装置を提供することが出来るようになった。請
求項19の発明によれば、入射光を正反射する反射手段
を側面に組み合わせ構成する薄膜で形成され両端が固定
されて静電力で変形する薄膜両端固定梁の他方側面に形
成される非平行な空隙を介して、薄膜両端固定梁に対向
して駆動電圧を印加する透明導電膜からなる基板電極の
駆動電圧の印加による薄膜両端固定梁の変形を当接によ
り規制して反射手段の入射光の光変調を行なう、薄膜両
端固定梁に基板電極が対向する対向面からなる基板電極
を基板に形成し、薄膜両端固定梁の一方の固定端と他方
の固定端の両端を光学ガラスからなる基板に固定するよ
うにしたので、基板の裏側から薄膜両端固定梁を観察す
ることが可能になり検査等に更に便利となり、入射光の
反射方向を変えて光変調を行う構造が簡単で応答も速
く、使用する入射光の波長が制限されることなく、駆動
電圧が低く作動が安定で信頼性も高く、製造工程が少な
く低コストの光変調装置を提供することが出来るように
なった。
【0032】請求項20の発明によれば、入射光を正反
射する反射手段を側面に組み合わせ構成する薄膜で形成
され両端が固定されて静電力で変形する薄膜両端固定梁
の他方側面に形成される非平行な空隙を介して、薄膜両
端固定梁に対向して駆動電圧を印加する基板電極の駆動
電圧の印加による薄膜両端固定梁の変形を当接により規
制して反射手段の入射光の光変調を行なう、薄膜両端固
定梁に基板電極が対向する対向面からなる基板電極を基
板に形成し、薄膜両端固定梁の一方の固定端と他方の固
定端の両端を基板に固定すると共に複数の隣合った各光
変調装置間は基板上に薄膜両端固定梁と対向面と間に形
成される非平行な空隙を連続して形成するようにしたの
で、低コストで1次元アレー形状又は2次元アレー形状
を形成可能になり、入射光の反射方向を変えて光変調を
行う構造が簡単で応答も速く、使用する入射光の波長が
制限されることなく、駆動電圧が低く作動が安定で信頼
性も高く、製造工程が少なく更に低コストの光変調装置
を提供することが出来るようになった。請求項21の発
明によれば、基板上に薄膜両端固定梁と対向面と間に形
成される非平行な空隙を形成した後に犠牲材料からなる
犠牲材料層を形成して基板上を平坦化して薄膜両端固定
梁と対向面を形成後に犠牲材料層を除去して光変調装置
を製造するようにしたので、入射光の反射方向を変えて
光変調を行う構造が簡単で応答も速く、使用する入射光
の波長が制限されることなく、駆動電圧が低く作動が安
定で信頼性も高く、製造工程が少なく低コストの光変調
装置の製造方法を提供することが出来るようになった。
【0033】請求項22の発明によれば、基板上に薄膜
両端固定梁と対向面と間に形成される非平行な空隙を形
成した後に犠牲材料からなる犠牲材料層を形成して基板
上を平坦化して薄膜両端固定梁と対向面を形成後に犠牲
材料層を除去するために、基板上に薄膜形成方法又は微
細加工方法により薄膜両端固定梁と対向面と間に形成さ
れる非平行な空隙を形成する非平行空隙形成工程と、基
板上の非平行な空隙の下部に基板電極の全部又は一部を
形成する基板電極形成工程と、基板上の非平行な空隙に
犠牲材料からなる犠牲材料層を形成した後に研磨して平
坦化する犠牲材料層形成工程と、犠牲材料層上に薄膜両
端固定梁を形成する薄膜両端固定梁成膜形成工程と、非
平行な空隙の犠牲材料層を除去する犠牲材料層除去工程
と、基板電極の外部接続用の開口部を形成する開口部形
成工程とからなる光変調装置を製造するようにしたの
で、入射光の反射方向を変えて光変調を行う構造が簡単
で応答も速く、使用する入射光の波長が制限されること
なく、駆動電圧が低く作動が安定で信頼性も高く、製造
工程が少なく低コストの光変調装置の製造方法を提供す
ることが出来るようになった。請求項23の発明によれ
ば、回動可能に保持されて形成画像を担持する画像担持
体上を光書き込みを行なって潜像を形成する請求項1乃
至20の何れか一項に記載の光変調装置からなる潜像形
成手段の光変調装置によって形成された潜像を顕像化し
てトナー画像を形成する現像手段で形成されたトナー画
像を転写手段で被転写体に転写して画像を形成するよう
にしたので、入射光の反射方向を変えて光変調を行う構
造が簡単で応答も速く、使用する入射光の波長が制限さ
れることなく、駆動電圧が低く作動が安定で信頼性も高
く、製造工程が少なく低コストの光変調装置を具備する
画像形成装置を提供することが出来るようになった。請
求項24の発明によれば、画像投影データの入射光の反
射方向を変えて光変調を行なって画像を投影して表示す
る上記請求項1乃至20の何れか一項に記載の光変調装
置からなる光スイッチ手段の光変調装置が投影する画像
を投影スクリーンに表示するようにしたので、入射光の
反射方向を変えて光変調を行う構造が簡単で応答も速
く、使用する入射光の波長が制限されることなく、駆動
電圧が低く作動が安定で信頼性も高く、製造工程が少な
く低コストの光変調装置を具備する画像投影表示装置を
提供することが出来るようになった。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態例を示す光変調装置を説明
する説明図である。
【図2】図1の平面図である。
【図3】本発明の実施の形態例を示す光変調装置の主要
部を説明する説明図である。
【図4】本発明の実施の形態例を示す光変調装置の他の
主要部の状態を説明する説明図である。
【図5】本発明の実施の形態例を示す光変調装置の他の
主要部の他の状態を説明する説明図である。
【図6】本発明の他の実施の形態例を示す光変調装置を
説明する斜視図である。
【図7】本発明の実施の形態例を示す光変調装置の他の
主要部を説明する斜視図である。
【図8】本発明の実施の形態例を示す光変調装置の他の
主要部を説明する斜視図である。
【図9】本発明の他の実施の形態例を示す光変調装置の
主要部を説明する斜視図である。
【図10】本発明の他の実施の形態例を示す光変調装置
の主要部を説明する説明図である。
【図11】本発明の実施の形態例を示す光変調装置の他
の主要部の状態を説明する説明図である。
【図12】本発明の実施の形態例を示す光変調装置の製
造方法の主要部の工程を説明する説明図である。
【図13】図12の平面図である。
【図14】本発明の実施の形態例を示す光変調装置の製
造方法の他の主要部の工程を説明する説明図である。
【図15】図14の平面図である。本発明の実施の形態
例を示す光変調装置の製造方法の他の主要部の工程を説
明する説明図である。
【図16】本発明の実施の形態例を示す光変調装置の製
造方法の他の主要部の工程を説明する説明図である。
【図17】図16の平面図である。
【図18】本発明の実施の形態例を示す光変調装置の製
造方法の他の主要部の工程を説明する説明図である。
【図19】図18の平面図である。
【図20】本発明の実施の形態例を示す光変調装置の製
造方法の他の主要部の工程を説明する説明図である。
【図21】図20の平面図である。
【図22】本発明の実施の形態例を示す光変調装置の製
造方法の他の主要部の工程を説明する説明図である。
【図23】図22の平面図である。
【図24】本発明の実施の形態例を示す光変調装置を具
備する画像形成装置を説明する説明図である。
【図25】本発明の実施の形態例を示す光変調装置を具
備する画像投影表示装置を説明する説明図である。
【符号の説明】
0 光変調装置 1 反射手段 2 薄膜両端固定梁、2a 一方の固定端、2a1
隘部、2b 他方の固定端、2b1 狭隘部 3 基板電極、3a 保護膜 4 対向面、4a 平行面、4b 凹凸形状面、4b1
凸形状の頂部、4b2 スリット形状、4b3 格子形
状部 5 基板 6 犠牲材料層 7 開口部 100 画像形成装置 101 画像担持体 102 潜像形成手段、102a 光源、102b 第
1のレンズシステム、102c 第2のレンズシステム 103 現像手段 104 転写手段 105 帯電手段 106 定着手段 107 排紙トレイ 108 クリーニング手段 200 画像投影表示装置 201 光スイッチ手段、201a 光源、201b
投影レンズ、201c 絞り、201d 回転カラーホ
ール、201e マイクロレンズアレー 202 投影スクリーン (a) 非平行空隙形成工程 (b) 基板電極形成工程 (c) 犠牲材料層形成工程 (d) 薄膜両端固定梁成膜形成工程 (e) 犠牲材料層除去工程 (f) 開口部形成工程

Claims (24)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入射光の反射方向を変えて光変調を行う
    光変調装置において、入射光を正反射する反射手段と、
    上記反射手段を側面に組み合わせ構成する薄膜で形成さ
    れ両端が固定されて静電力で変形する薄膜両端固定梁
    と、上記薄膜両端固定梁の他方側面に形成される非平行
    な空隙を介して上記薄膜両端固定梁に対向して駆動電圧
    を印加する基板電極と、上記基板電極の駆動電圧の印加
    による上記薄膜両端固定梁の変形を当接により規制して
    上記反射手段の入射光の光変調を行なう上記薄膜両端固
    定梁に上記基板電極が対向する対向面と、上記対向面か
    らなる上記基板電極を形成して上記薄膜両端固定梁の一
    方の固定端と他方の固定端の両端を固定する基板とから
    なることを特徴とする光変調装置。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の光変調装置において、
    反射手段は、金属薄膜からなることを特徴とする光変調
    装置。
  3. 【請求項3】 請求項1又は2に記載の光変調装置にお
    いて、薄膜両端固定梁は、単結晶シリコン薄膜からなる
    ことを特徴とする光変調装置。
  4. 【請求項4】 請求項1又は2に記載の光変調装置にお
    いて、薄膜両端固定梁は、多結晶シリコン薄膜からなる
    ことを特徴とする光変調装置。
  5. 【請求項5】 請求項1又は2に記載の光変調装置にお
    いて、薄膜両端固定梁は、アモルファスシリコン薄膜か
    らなることを特徴とする光変調装置。
  6. 【請求項6】 請求項1又は2に記載の光変調装置にお
    いて、薄膜両端固定梁は、窒化シリコン薄膜からなるこ
    とを特徴とする光変調装置。
  7. 【請求項7】 請求項1、2、3、4、5又は6に記載
    の光変調装置において、基板に固定される薄膜両端固定
    梁の一方の固定端又は他方の固定端は分割された狭隘部
    からなることを特徴とする光変調装置。
  8. 【請求項8】 請求項7に記載の光変調装置において、
    狭隘部は、薄膜両端固定梁のコーナ部に形成したことを
    特徴とする光変調装置。
  9. 【請求項9】 請求項7又は8に記載の光変調装置にお
    いて、狭隘部の接続部は、なめらか形状であることを特
    徴とする光変調装置。
  10. 【請求項10】 請求項1、2、3、4、5、6、7、
    8又は9に記載の光変調装置において、対向面が薄膜両
    端固定梁と対向して形成する、薄膜両端固定梁の一方の
    固定端から他方の固定端に向かって変化する非平行な空
    隙の大きさが、一方の固定端と他方の固定端から等距離
    で等しいことを特徴とする光変調装置。
  11. 【請求項11】 請求項1、2、3、4、5、6、7、
    8、9又は10に記載の光変調装置において、薄膜両端
    固定梁は、基板電極の駆動電圧の印加により変形して当
    接する、一方の固定端から他方の固定端に向かう非平行
    な空隙の形状の外形に沿う距離(L)は、上記薄膜両端
    固定梁の伸び係数を(α)とし、上記一方の固定端と上
    記他方の固定端と間の距離を(l)としたとき、(L)
    ≦0.75*(1+α)*(l)、となることを特徴と
    する光変調装置。
  12. 【請求項12】 請求項1、2、2、3、4、5、6、
    7、8、9、10又は11に記載の光変調装置におい
    て、対向面は、上記対向面が薄膜両端固定梁と対向して
    形成する、上記薄膜両端固定梁の一方の固定端から他方
    の固定端と他方の固定端から一方の固定端に向かって変
    化する非平行な空隙が最大となる最大部分が、非変形時
    の上記薄膜両端固定梁と平行となるような、平行面から
    なることを特徴とする光変調装置。
  13. 【請求項13】 請求項項1、2、2、3、4、5、
    6、7、8、9、10又は12に記載の光変調装置にお
    いて、対向面は、凹凸形状面からなることを特徴とする
    光変調装置。
  14. 【請求項14】 請求項13に記載の光変調装置におい
    て、薄膜両端固定梁は、基板電極の駆動電圧の印加によ
    り変形して凹凸形状面の凸形状の頂部に当接する、一方
    の固定端から他方の固定端に向かう非平行な空隙の形状
    の外形に沿う距離(L)は、上記薄膜両端固定梁の伸び
    係数を(α)とし、一方の固定端と他方の固定端と間の
    距離を(l)としたとき、(L)≦0.70*(1+
    (α))*(l)、となることを特徴とする光変調装置。
  15. 【請求項15】 請求項13又は14に記載の光変調装
    置において、凹凸形状面は、一方の固定端から他方の固
    定端に向かうスリット形状部からなることを特徴とする
    光変調装置。
  16. 【請求項16】 請求項13又は14に記載の光変調装
    置において、凹凸形状面は、一方の固定端から他方の固
    定端に向かう格子形状部からなることを特徴とする光変
    調装置。
  17. 【請求項17】 請求項1乃至16の何れか一項に記載
    の光変調装置において、基板は、単結晶シリコンからな
    ることを特徴とする光変調装置。
  18. 【請求項18】 請求項1乃至16の何れか一項に記載
    の光変調装置において、基板は、光学ガラスからなるこ
    とを特徴とする光変調装置。
  19. 【請求項19】 請求項18に記載の光変調装置におい
    て、基板電極は、透明導電膜からなることを特徴とする
    光変調装置。
  20. 【請求項20】 複数の光変調装置を1次元アレー形状
    に配列した光変調装置において、請求項1乃至19の何
    れか一項に記載の複数の隣合った各光変調装置間は、基
    板上に薄膜両端固定梁と対向面と間に形成される非平行
    な空隙を、連続して形成されていることを特徴とする光
    変調装置。
  21. 【請求項21】 入射光束の反射方向を変えて光変調を
    行う請求項1乃至20の何れか一項に記載の光変調装置
    の製造方法において、基板上に薄膜両端固定梁と対向面
    との間に形成される非平行な空隙を形成した後に、犠牲
    材料からなる犠牲材料層を形成して上記基板上を平坦化
    して、上記薄膜両端固定梁と上記対向面を形成後に、上
    記犠牲材料層を除去して光変調装置を製造することを特
    徴とする光変調装置の製造方法。
  22. 【請求項22】 請求項21に記載の光変調装置の製造
    方法において、基板上に薄膜形成方法又は微細加工方法
    により薄膜両端固定梁と対向面との間に形成される非平
    行な空隙を形成する非平行空隙形成工程と、上記基板上
    の非平行な空隙の下部に基板電極の全部又は一部を形成
    する基板電極形成工程と、上記基板上の非平行な空隙に
    犠牲材料からなる犠牲材料層を形成した後に研磨して平
    坦化する犠牲材料層形成工程と、上記犠牲材料層上に薄
    膜両端固定梁を形成する薄膜両端固定梁成膜形成工程
    と、非平行な空隙の上記犠牲材料層を除去する犠牲材料
    層除去工程と、上記基板電極の外部接続用の開口部を形
    成する開口部形成工程とからなることを特徴とする光変
    調装置の製造方法。
  23. 【請求項23】 電子写真プロセスで光書き込みを行な
    って画像を形成する画像形成装置において、回動可能に
    保持されて形成画像を担持する画像担持体と、上記画像
    担持体上を光書き込みを行なって潜像を形成する請求項
    1乃至20の何れか一項に記載の光変調装置からなる潜
    像形成手段と、上記潜像形成手段の上記光変調装置によ
    って形成された潜像を顕像化してトナー画像を形成する
    現像手段と、上記現像手段で形成されたトナー画像を被
    転写体に転写する転写手段とからなることを特徴とする
    画像形成装置。
  24. 【請求項24】 画像を投影して表示する画像投影表示
    装置において、画像投影データの入射光の反射方向を変
    えて光変調を行なって画像を投影して表示する請求項項
    1乃至20の何れか一項に記載の光変調装置からなる光
    スイッチ手段と、上記光スイッチ手段の上記光変調装置
    が投影する画像を表示する投影スクリーンとからなるこ
    とを特徴とする画像投影表示装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2012521581A (ja) * 2009-03-23 2012-09-13 クォルコム・メムズ・テクノロジーズ・インコーポレーテッド 副画素間に開口を有するディスプレイデバイス及びその製造方法
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