JP2003098447A - Optical modulator and optical modulation method - Google Patents

Optical modulator and optical modulation method

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JP2003098447A
JP2003098447A JP2001290039A JP2001290039A JP2003098447A JP 2003098447 A JP2003098447 A JP 2003098447A JP 2001290039 A JP2001290039 A JP 2001290039A JP 2001290039 A JP2001290039 A JP 2001290039A JP 2003098447 A JP2003098447 A JP 2003098447A
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light
region
substrate
fixed
optical
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Takeshi Nanjo
健 南條
Seiichi Kato
静一 加藤
Koichi Otaka
剛一 大高
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Ricoh Co Ltd
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Ricoh Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve an on-off level ratio of output light, in an optical modulator which turns on and off the output light by switching a reflection direction of incident luminous flux. SOLUTION: A driving voltage is applied, a beam fixed at both ends is deformed by electrostatic force, and is abutted on a driving electrode 403. A corresponding part of a reflecting area on the beam has an angle to reflect the incident luminous flux in the target reflecting direction by slope parts of a recessed region, and the reflected light in the region is emitted as output light (output light on). When the driving voltage is not applied, the beam and its reflecting region are parallel to a substrate plane, and the incident luminous flux is reflected in the direction largely deviated from the target reflecting direction to produce little stray light or leaked light (output light off).

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、入射光束の反射方
向を切り替えて出力光をオン,オフする光変調装置(光
スイッチデバイス)に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical modulator (optical switch device) that switches the reflection direction of an incident light beam to turn on and off output light.

【0002】[0002]

【従来の技術】静電力を利用した光スイッチデバイスと
しては、片持ち梁を静電力で撓ませて光の反射方向を変
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
テムが、K.E.Petersenにより1977年に発表されている
(Applied Physics Letters,Vol.31, No.8, pp521〜pp5
23)。また、D.M.Bloomらが、回折格子を静電力で駆動
して光スイッチする素子を発表している(Optics Lette
rs,Vol.7, No.9, pp688-690、特許第2941952号、特許第
3016871号、特表平10-510374)。
2. Description of the Related Art As an optical switch device utilizing electrostatic force, a device that bends a cantilever beam by electrostatic force to change the reflection direction of light and switches it, and an optical modulation system using the device have been proposed by KE Petersen in 1977. (Applied Physics Letters, Vol.31, No.8, pp521 ~ pp5
twenty three). In addition, DM Bloom et al. Have announced an element that drives a diffraction grating with electrostatic force to perform optical switching (Optics Lette
rs, Vol.7, No.9, pp688-690, Patent No. 2941952, Patent No.
No. 3016871, special table 10-510374).

【0003】さらに、光変調システムを用いた画像装置
としては、チボーらが、デジタルマイクロミラーデバイ
ス(一般的にDMDと称される)を一次元又は二次元に配置
したものを特開平6-138403の中で開示している。
Further, as an image device using the light modulation system, a device in which digital micromirror devices (generally referred to as DMD) are arranged one-dimensionally or two-dimensionally by Chibo et al. Is disclosed in JP-A-6-138403. Disclosed in.

【0004】さらに、上記デジタルマイクロミラーデバ
イスの素子構造として、L.J.Hornbeckが、ねじり梁型や
カンチレバー梁型のデジタルマイクロミラーデバイスを
開示している(Proc. SPIE Vol.1150,pp.86-102(198
9))。このデバイスにおいては、ミラー部は傾斜させて
用いられる。
Further, as an element structure of the above-mentioned digital micromirror device, LJ Hornbeck discloses a torsion beam type or cantilever beam type digital micromirror device (Proc. SPIE Vol.1150, pp.86-102 (198).
9)). In this device, the mirror part is used while being tilted.

【0005】さらに、ゲルバートにより、両端固定型の
梁を円筒状に撓み変形させて、高速に光変調を行う素子
が特開2000-2842に開示されている。
Further, Japanese Patent Laid-Open No. 2000-2842 discloses an element for performing high-speed light modulation by flexibly deforming a beam with fixed ends at a cylindrical shape by Gelbert.

【0006】K.E.Petersenが発表した片持ち梁を利用し
た光スイッチやL.J.Hornbeckが発表したねじり梁型やカ
ンチレバー梁型のデジタルマイクロミラーデバイスは、
梁の安定性の確保が難しく、かつ応答速度も速くできな
い欠点を有している。また、D.M.Bloomらによる第29419
52号及び同第3016871号に示された光スイッチ素子は、
入射光の波長が制限されるという欠点がある。これに対
し、ゲルバートにより特開2000-2842に開示された、平
行な空隙を電極間に有しその静電引力により両端固定梁
を円筒状に撓ませる素子は、高速に変形することが可能
なので、応答速度を速くできる利点を有している。
[0006] The optical switch using a cantilever announced by KE Petersen and the torsion beam type or cantilever beam type digital micromirror device announced by LJ Hornbeck are
It has drawbacks that it is difficult to secure the stability of the beam and the response speed cannot be increased. Also, DM Bloom et al. No. 29419
The optical switch elements shown in No. 52 and No. 3016871,
There is a drawback that the wavelength of incident light is limited. On the other hand, the element disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2000-2842 by Gerbert, which has parallel voids between the electrodes and bends the fixed beams at both ends into a cylindrical shape by its electrostatic attraction, can deform at high speed. The advantage is that the response speed can be increased.

【0007】特開2000-2842に開示の素子においては、
梁(リボン)の変形時に、対向する電極に接触しないよ
うに円筒状に撓んで反射光の焦点を空間的に配置したス
トッパのスリット部に合わせ、反射光を通過させること
を特徴としている。梁は対向する電極に接触するまで変
形させていないので、10kHz程度以上の高速動作時に梁
の停止位置が不安定になり、反射光の焦点が絞りきら
ず、通過光の光量がばらつく欠点を有している。また、
梁の非変形時においても平らな梁の反射面からの反射光
の一部がストッパのスリット部を通過するために、通過
した目的方向の反射光のS/N比(映像機器においてはコ
ントラスト比)が低下する問題を有している。
In the device disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2000-2842,
When the beam (ribbon) is deformed, it is characterized in that it is bent in a cylindrical shape so as not to come into contact with the opposing electrodes, and the focal point of the reflected light is aligned with the slit portion of the stopper that is spatially arranged to allow the reflected light to pass. Since the beam is not deformed until it touches the opposing electrodes, the stop position of the beam becomes unstable at high speed operation of about 10 kHz or more, the reflected light cannot be focused enough, and the amount of passing light varies. ing. Also,
Even when the beam is not deformed, part of the reflected light from the flat beam's reflecting surface passes through the slit part of the stopper, so the S / N ratio of the reflected light in the target direction that passed (contrast ratio in video equipment ) Is reduced.

【0008】本願発明者らは、より高速な光変調装置
と、それを用いた光変調方法を別途提案している。概略
を説明すれば、その光変調装置は、ミラーを有する両端
固定梁を基板上に設け、この両端固定梁と、それに空隙
を介して対向させた駆動用電極との間に電圧を印加する
ことにより静電力で両端固定梁を駆動する構成である。
そして、駆動電圧を印加しない状態、つまり両端固定梁
が基板表面と平行な状態において、入射光束をミラー面
で目的の光反射方向へ反射させることにより、出力光を
ONする。出力光をOFFさせる時には、駆動電圧を印
加し、両端固定梁を駆動電極に当接させるように変形さ
せ、ミラー面からの反射光を目的の光反射方向から逸ら
す。しかし、この光変調装置と光変調方法にも、後に図
面を参照して詳細に述べるように、OFF時の迷光もし
くは漏れ光によるS/N比の低下、コントラスト比の低下
が起こりやすいという問題がある。また、迷光もしくは
漏れ光を減らすためには基板表面に遮光性膜を成膜する
必要があり、これが光変調装置の製造工程増加、コスト
上昇、歩留まり低下を招くという問題がある。
The inventors of the present application have separately proposed a higher speed optical modulator and an optical modulation method using the same. In brief, the light modulator has a fixed-end beam having a mirror provided on a substrate, and a voltage is applied between the fixed-end beam and a drive electrode opposed to the fixed beam. Is a configuration in which the fixed beams at both ends are driven by electrostatic force.
Then, in a state where no driving voltage is applied, that is, in a state where the beams fixed at both ends are parallel to the surface of the substrate, the output light is turned on by reflecting the incident light flux on the mirror surface in the intended light reflection direction. When the output light is turned off, a drive voltage is applied, and the beams fixed at both ends are deformed so as to contact the drive electrodes, and the light reflected from the mirror surface is diverted from the intended light reflection direction. However, as will be described in detail later with reference to the drawings, this optical modulator and the optical modulation method also have a problem that the S / N ratio and the contrast ratio are likely to be decreased due to stray light or leaked light when OFF. is there. Further, in order to reduce stray light or leaked light, it is necessary to form a light-shielding film on the surface of the substrate, which causes problems such as an increase in manufacturing steps of the optical modulator, an increase in cost, and a decrease in yield.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上の諸点
に鑑み、高S/N比、高コントラスト比を得るための改良
した光変調方法と、そのための改良した光変調装置を提
供しようとするものである。
In view of the above points, the present invention intends to provide an improved optical modulation method for obtaining a high S / N ratio and a high contrast ratio, and an improved optical modulation device therefor. To do.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明の光変調装置は、
請求項1記載のように、入射光束の反射方向を切り替え
て出力光をオン,オフする光変調装置であって、基板に
形成された窪み部位に対向して該基板上に光反射領域を
有する両端固定梁が設けられ、該窪み部位に該両端固定
梁と対向して駆動用電極が設けられ、該窪み部位は該出
力光をオンするための特定の光反射方向を定めるための
前記基板の表面に対し所定の角度をなす斜面部を有し、
該斜面部上に該駆動電極の少なくとも一部が配設されて
なり、該駆動電極と該両端固定梁の間に電圧を印加され
た時に、該両端固定梁が静電力により変形して該駆動電
極に当接し、該斜面部に対応した該光反射領域の部分で
入射光束を該特定の光反射方向へ反射することにより該
出力光をオンし、該電圧が印加されない時に、該光反射
領域で入射光束を該特定の光反射方向と異なる方向へ反
射することにより該出力光をオフするすること特徴とす
る。
The optical modulator of the present invention comprises:
An optical modulator for switching on / off output light by switching the reflection direction of an incident light beam as described in claim 1, and having a light reflection region on the substrate facing a recessed portion formed on the substrate. Both ends fixed beams are provided, and drive electrodes are provided in the recessed portions so as to face the both ends fixed beams, and the recessed portions of the substrate for determining a specific light reflection direction for turning on the output light. It has a slope part that makes a predetermined angle to the surface,
At least a part of the drive electrode is disposed on the slope portion, and when a voltage is applied between the drive electrode and the both ends fixed beam, the both ends fixed beam is deformed by electrostatic force and the driving is performed. The output light is turned on by abutting the electrode and reflecting the incident light beam in the specific light reflection direction at the portion of the light reflection area corresponding to the inclined surface portion, and when the voltage is not applied, the light reflection area The output light is turned off by reflecting the incident light flux in a direction different from the specific light reflection direction.

【0011】本発明の光変調装置のもう1つの特徴は、
請求項2記載のように、前記窪み部位の少なくとも前記
斜面部の前記両端固定梁に対向しない部分に遮光領域が
形成されることである。
Another feature of the optical modulator of the present invention is that
According to a second aspect of the present invention, a light-shielding region is formed at least in a portion of the recessed portion that does not face the fixed beam ends.

【0012】本発明の光変調装置のもう1つの特徴は、
請求項3記載のように、前記基板に、前記両端固定梁及
び前記駆動用電極からなる同一の素子構造がアレー状に
配列して形成され、隣接する前記両端固定梁の自由端間
に形成される隙間領域に対向する前記窪み部位の前記斜
面部に遮光性を有する膜が形成されることである。
Another feature of the optical modulator of the present invention is that
The same element structure composed of the both-end fixed beams and the driving electrodes is formed in an array on the substrate, and is formed between the free ends of adjacent both-end fixed beams. That is, a film having a light-shielding property is formed on the slope portion of the recessed portion facing the gap area.

【0013】本発明の光変調装置のもう1つの特徴は、
請求項4記載のように、前記基板に、前記両端固定梁及
び前記駆動用電極からなる同一の素子構造がアレー状に
配列して形成され、前記駆動用電極上に同一領域で遮光
性を有する膜が形成されることである。
Another feature of the optical modulator of the present invention is that
The same element structure composed of the both end fixing beams and the driving electrodes is arranged in an array on the substrate, and has a light shielding property in the same region on the driving electrodes. The formation of a film.

【0014】本発明の光変調装置のもう1つの特徴は、
請求項5記載のように、前記基板に、前記両端固定梁及
び前記駆動用電極からなる同一の素子構造がアレー状に
配列して形成され、隣接する前記両端固定梁の自由端間
に形成される隙間領域の幅が、入射光束の主な強度を有
する光束の波長より狭いことである。
Another feature of the optical modulator of the present invention is that
The same element structure composed of the both ends fixed beams and the driving electrodes is formed in an array on the substrate, and is formed between the free ends of the adjacent both ends fixed beams. The width of the gap region is smaller than the wavelength of the light flux having the main intensity of the incident light flux.

【0015】また、本発明の光変調方法は、請求項6記
載のように、請求項1乃至5のいずれか1項記載の光変
調装置を用い、該光変調装置の両端固定梁の光反射領域
に向けて光束を入射させ、該光変調装置の窪み部位の斜
面部の角度で定まる特定の反射方向への該入射光束の反
射光を出力光として出射させることを特徴とする。
Further, according to a sixth aspect of the present invention, there is provided an optical modulation device according to any one of the first to fifth aspects, wherein the both ends of the optical modulation device are subjected to light reflection. It is characterized in that a light beam is made incident on a region, and the reflected light of the incident light beam in a specific reflection direction determined by the angle of the inclined surface of the recessed portion of the light modulation device is emitted as output light.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て添付図面を参照して説明する。なお、説明の重複を避
けるため、各図において対応部分には同一の参照番号を
用いる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. In addition, in order to avoid duplication of description, the same reference numerals are used for corresponding parts in each drawing.

【0017】本発明の光変調装置の第1の実施例と、そ
れを用いる光変調方法について、図1乃至図4を参照し
て説明する。
A first embodiment of an optical modulator of the present invention and an optical modulation method using the same will be described with reference to FIGS. 1 to 4.

【0018】図1は光変調装置の構成を説明するための
図であり、同図(a)はA-B線断面図、同図(b)は上
面図である。図中、401はシリコンや光学ガラス等の基
板であり、ここでは表面に(100)面を有するシリコン
基板が用いられるものとする。基板401上にシリコン酸
化膜などの絶縁膜402が形成されている。絶縁膜402に
は、リソグラフィ技術とエッチング技術を駆使して、梁
変形を容易に起こすために非平行な空隙407を構成す
る、基板表面に対し非平行な窪み部位(斜面形状)が形
成されている。このような窪み部位は、面積階調フォト
マスクを用いたリソグラフィ技術とドライエッチング技
術により形成し得る。窪み部位の一方の斜面部A(図1
(a)において右側の斜面部)は、目的の光反射方向
(光スイッチとしてのON時の光出力方向)を決定する
ために基板平面に対し所定の傾き角度に形成されてい
る。他方の斜面部の傾き角度も同じ角度としてもよい
が、異なった角度とすることも許される。
FIGS. 1A and 1B are views for explaining the structure of the optical modulator. FIG. 1A is a sectional view taken along the line AB, and FIG. 1B is a top view. In the figure, 401 is a substrate of silicon, optical glass, or the like, and here, a silicon substrate having a (100) plane on its surface is used. An insulating film 402 such as a silicon oxide film is formed on the substrate 401. The insulating film 402 is formed with a recessed portion (slope shape) that is non-parallel to the substrate surface and forms a non-parallel void 407 for easily causing beam deformation by making full use of lithography technology and etching technology. There is. Such a recessed portion can be formed by a lithography technique using an area gradation photomask and a dry etching technique. One slope portion A of the depressed portion (see FIG.
The right slope portion in (a) is formed at a predetermined inclination angle with respect to the plane of the substrate in order to determine a desired light reflection direction (light output direction when the optical switch is ON). The inclination angles of the other slope portion may be the same, but different angles are also allowed.

【0019】窪み部位を含む領域の絶縁膜402上に電極4
03が形成されている。本実施例では、非平行な空隙407
を構成する窪み部位の斜面のほぼ全面に駆動用電極403
が形成されている。この電極403の材料としては、Al、A
u、Ti、TiN、Cr等の金属、ITO等の導電性薄膜、不純物
が注入されて低抵抗化された多結晶シリコンなどを用い
ることができるが、本実施例においては、比較的高融点
な金属で作製工程の許容度が有りかつ耐薬品性の良好な
TiNを用いている。
The electrode 4 is formed on the insulating film 402 in the region including the recessed portion.
03 is formed. In this example, non-parallel voids 407
The driving electrode 403 is formed on almost the entire inclined surface of the hollow portion constituting the
Are formed. The material of this electrode 403 is Al, A
Metals such as u, Ti, TiN, and Cr, conductive thin films such as ITO, and polycrystalline silicon with reduced resistance by implantation of impurities can be used, but in this embodiment, they have a relatively high melting point. It is a metal that has tolerance in the manufacturing process and has good chemical resistance.
It uses TiN.

【0020】404はシリコン窒化膜やシリコン酸化膜等
の高い絶縁性を有する保護膜であり、電極403が梁405及
び光反射領域406と接触して短絡することを防ぐ役割を
する。保護膜404には、電極403に任意の電位を外部より
印加するためのパッド409が開口されている。窪み部位
と空隙407を介して対向する基板平面上部に梁405が形成
されている。この梁405は、その一方の両端が固定さ
れ、他方の両端は固定されない自由端となっている。梁
405は表面に光反射領域406を有する。さらに、梁405及
び光反射領域406に外部から電位を印加するためのパッ
ド408が設けられている。なお、後記実施例を含めて、
梁405上の光反射領域406は必ずしも梁とは別に堆積され
た膜に限られる訳ではなく、光反射領域406が梁405と同
一材料で一体的に形成されてもよい。ここでは、梁405
の材料として、残留引張応力を有し変形に対する応答性
の良いシリコン窒化膜を用いた。シリコン窒化膜は絶縁
性が高いので、ここでは光反射領域406として導電性が
高くかつ光反射性の良いアルミニウム(Al)系の金属膜を
形成した。
Reference numeral 404 is a protective film having a high insulating property such as a silicon nitride film or a silicon oxide film, and plays a role of preventing the electrode 403 from coming into contact with the beam 405 and the light reflection region 406 to cause a short circuit. A pad 409 for externally applying an arbitrary potential to the electrode 403 is opened in the protective film 404. A beam 405 is formed above the plane of the substrate, which faces the recessed portion via a gap 407. One end of the beam 405 is fixed, and the other end of the beam 405 is a free end that is not fixed. Beam
405 has a light reflection area 406 on the surface. Further, a pad 408 for externally applying a potential to the beam 405 and the light reflection region 406 is provided. In addition, including the examples described below,
The light reflection region 406 on the beam 405 is not necessarily limited to a film deposited separately from the beam, and the light reflection region 406 may be integrally formed of the same material as the beam 405. Here, the beam 405
A silicon nitride film having a residual tensile stress and having a good responsiveness to deformation was used as the material of. Since the silicon nitride film has a high insulating property, an aluminum (Al) -based metal film having a high conductivity and a high light reflectivity is formed here as the light reflecting region 406.

【0021】本実施例の光変調装置は、図1(b)から
明らかなように、図1(a)に示す素子構造(光変調素
子)が隣接した形で同一基板上に並べて形成されてお
り、窪み部位は各素子に共通している。つまり、1次元
の光変調素子アレーとなっている(図1(b)には隣接
する2つの光変調素子のみが示されている)。なお、光
変調素子を2次元配列した光変調アレーも同様な構造で
実現することも可能であり、これも本発明に包含され
る。
As is apparent from FIG. 1B, the optical modulator of the present embodiment is formed by arranging the element structures (optical modulators) shown in FIG. 1A adjacent to each other on the same substrate. The recessed portion is common to each element. In other words, it is a one-dimensional light modulation element array (only two adjacent light modulation elements are shown in FIG. 1B). A light modulation array in which light modulation elements are two-dimensionally arranged can be realized by the same structure, and this is also included in the present invention.

【0022】本実施例の光変調装置においては、隣接し
た光変調素子の梁405の自由端の隙間領域に対応した位
置の絶縁膜402上に、本発明の特徴の1つである遮光領
域501が設けられている。この遮光領域501は、隣接する
光変調素子の梁405の自由端の隙間領域に対向した、窪
み部位の斜面上に遮光性膜を堆積し、パターン化するこ
とによって形成される。遮光領域501を形成するための
材料としては、金属酸化膜、好ましくは酸化クロム膜が
用いられる。金属酸化膜は、薄膜であり、高い耐熱性を
有し耐薬品性も良好であり、かつ、高い遮光性を有する
ため、比較的狭い空隙内に形成する遮光領域材料とし
て、液晶デバイスなどで用いられる有機膜より有利であ
る。特に、酸化クロム膜は、より薄い膜で高い遮光性を
有する点でさらに有利である。遮光領域501は電極403と
梁405の間の空隙407には存在しないので、たとえ遮光領
域501が絶縁性で静電容量を有していても、梁405の変形
のための駆動電圧を上昇させることはない。
In the optical modulator of this embodiment, the light-shielding region 501, which is one of the features of the present invention, is formed on the insulating film 402 at a position corresponding to the free end of the beam 405 of the adjacent optical modulator. Is provided. The light-shielding region 501 is formed by depositing a light-shielding film on the slope of the recessed portion facing the gap region at the free end of the beam 405 of the adjacent light modulation element and patterning it. A metal oxide film, preferably a chromium oxide film, is used as a material for forming the light shielding region 501. The metal oxide film is a thin film, has high heat resistance and good chemical resistance, and has a high light-shielding property. Therefore, it is used as a light-shielding region material formed in a relatively narrow space in a liquid crystal device or the like. Of the organic films provided. In particular, the chromium oxide film is more advantageous in that it is a thinner film and has a high light-shielding property. Since the light-shielding region 501 does not exist in the gap 407 between the electrode 403 and the beam 405, even if the light-shielding region 501 has an insulating property and a capacitance, the driving voltage for deforming the beam 405 is increased. There is no such thing.

【0023】以上に説明した本発明の光変調装置の動作
と、同装置を用いる本発明の光変調方法について図2に
より説明する。なお、後記の第2の実施例の光変調装置
も本発明の光変調方法に同様に利用できることは明らか
である。
The operation of the optical modulator of the present invention described above and the optical modulation method of the present invention using the same will be described with reference to FIG. It is obvious that the optical modulator of the second embodiment described later can be used for the optical modulation method of the present invention as well.

【0024】不図示の集光レンズやスリットなどを介し
て、梁406の近傍にのみ図示のように光束が入射され
る。外部よりパッド408,409を介して駆動電圧が印加さ
れると、梁405と電極403の間に静電引力が作用し、図2
(a)に示すように、梁405は変形して窪み部位内の絶
縁膜404に当接し、窪み部位の目的の光反射方向を既定
するための斜面部Aと、それ対応した梁405上の光反射
領域406の部分とが平行になり、その部分で入射光束は
目的の光反射方向へ反射される。目的の光反射方向への
反射光束は、直接的に、あるいはスリットやレンズなど
の光学系100を介し、出力光として出射される。この時
に出力光はONになる(光スイッチとしてのON動作状
態)。
A light beam is incident only on the vicinity of the beam 406 as shown in the drawing through a condenser lens (not shown) and a slit. When a driving voltage is applied from the outside through the pads 408 and 409, electrostatic attraction acts between the beam 405 and the electrode 403, and
As shown in (a), the beam 405 is deformed and comes into contact with the insulating film 404 in the recessed portion, and the slope portion A for defining the intended light reflection direction of the recessed portion and the corresponding beam 405 on the beam 405. The light reflection region 406 is parallel to the portion, and the incident light flux is reflected in the target light reflection direction at that portion. The reflected light flux in the intended light reflection direction is emitted as output light directly or through the optical system 100 such as a slit or a lens. At this time, the output light is turned on (ON operation state as an optical switch).

【0025】駆動電圧が印加されない時には、梁405に
は静電引力が作用しないため、図2(b)に示すよう
に、梁405及び光反射領域406は基板表面と平行になる。
この状態では、入射光束は光反射領域406及びその近傍
で、図示のように、目的の光反射方向から大きく逸れた
方向へ反射されるため、出力光はOFFになる(光スイ
ッチとしてのOFF動作状態)。この時の反射方向は目
的の光反射方向とは大きく異なるため、目的の光反射方
向への反射成分(迷光もしくは漏れ光)は極めて少な
い。かくして、出力光のON時とOFF時のレベル比
(画像機器におけるS/N比、映像機器におけるコントラ
スト比)が大幅に向上する。
When the drive voltage is not applied, the beam 405 is not subjected to electrostatic attraction, so that the beam 405 and the light reflection region 406 are parallel to the substrate surface as shown in FIG. 2B.
In this state, the incident light flux is reflected in the light reflection area 406 and its vicinity in a direction largely deviated from the intended light reflection direction as shown in the figure, so that the output light is turned off (OFF operation as an optical switch. Status). Since the reflection direction at this time is significantly different from the target light reflection direction, the reflection component (stray light or leakage light) in the target light reflection direction is extremely small. Thus, the level ratio (S / N ratio in the image device, contrast ratio in the video device) when the output light is ON and when the output light is OFF is significantly improved.

【0026】このような本発明による光変調方法と対比
するため、本願の発明者らが別途提案済みの類似構造の
光変調装置による光変調方法を図3により説明する。な
お、図3は簡略化されている。提案済みの方法では、図
3(a)に示すように、駆動電圧を印加せず梁405が基
板表面と平行な状態での反射方向を目的の光反射方向と
し、その方向の反射光束を出力光として用いる。これが
ON動作状態である。図3(b)に示すように、駆動電
圧を印加して梁405を変形させた状態がOFF動作状態
であるが、この時にも図3(b)に点線にて示すよう
に、光反射領域406の一部やその近傍の基板表面などに
よる目的の光反射方向への反射光も少なからず生じ、こ
れが迷光もしくは漏れ光として出力されてしまうため、
出力光のON時とOFF時のレベル比が下がり、画像機
器におけるS/N比、映像機器におけるコントラスト比が
低下するという問題があった。
In order to compare with the optical modulation method according to the present invention as described above, an optical modulation method using an optical modulation device having a similar structure, which has been separately proposed by the inventors of the present application, will be described with reference to FIG. Note that FIG. 3 is simplified. In the proposed method, as shown in FIG. 3 (a), the target light reflection direction is the reflection direction when the beam 405 is parallel to the substrate surface without applying a drive voltage, and the reflected light flux in that direction is output. Used as light. This is the ON operation state. As shown in FIG. 3B, the state in which the beam 405 is deformed by applying the drive voltage is the OFF operation state. At this time, as shown by the dotted line in FIG. A considerable amount of reflected light in the intended light reflection direction due to a part of 406 or the substrate surface in the vicinity thereof is also generated, and this is output as stray light or leaked light.
There is a problem in that the level ratio of the output light when it is turned on and when it is turned off is lowered, and the S / N ratio of the image equipment and the contrast ratio of the video equipment are lowered.

【0027】この問題に対する対策としては、図4に簡
略化して示すように、基板平面上に遮光性を有する膜30
1を設ける方法がある。しかし、このような遮光性膜301
を形成するためには成膜工程、リソグラフィ工程、微細
加工工程を新たに追加する必要があり、大幅な工程の増
加による製造コストの上昇及び歩留の低下を招いてしま
う。本発明によれば、そのような遮光性膜を形成するこ
となく、S/N比、コントラスト比を大幅に向上すること
ができる。
As a countermeasure against this problem, as shown in a simplified form in FIG.
There is a way to set 1. However, such a light-shielding film 301
It is necessary to newly add a film forming step, a lithography step, and a microfabrication step in order to form the film, which causes an increase in manufacturing cost and a decrease in yield due to a large increase in steps. According to the present invention, the S / N ratio and the contrast ratio can be significantly improved without forming such a light-shielding film.

【0028】ここまでは遮光領域501を設けた効果につ
いて言及しなかった。ここで、その効果を図5を参照し
説明する。図5(a)及び(b)はともにOFF動作状態におけ
るC-D線(図1(b))断面を模式的に示した図であ
る。ただし、図5(b)は遮光領域501が設けられない場
合を示している。
Up to this point, the effect of providing the light shielding region 501 has not been mentioned. Here, the effect will be described with reference to FIG. 5 (a) and 5 (b) are each a diagram schematically showing a cross section of the CD line (FIG. 1 (b)) in the OFF operation state. However, FIG. 5B shows a case where the light shielding region 501 is not provided.

【0029】遮光領域601が配置されない場合には、図
6(b)に示すように、隣接素子の梁405の隙間領域601に
入射した光束は絶縁膜404及び402を通過し基板401に到
達して反射されるため、隙間領域601における望まれな
い反射光束がかなり発生する可能性がある。
When the light shielding area 601 is not arranged, as shown in FIG. 6 (b), the light beam incident on the gap area 601 of the beam 405 of the adjacent element passes through the insulating films 404 and 402 and reaches the substrate 401. Therefore, a considerable amount of unwanted reflected light flux in the gap area 601 may be generated.

【0030】これに対し、遮光領域601が配置された場
合には、図5(a)に示すように、隙間領域601に入射した
光束は遮光領域501により吸収され、基板401には到達し
ないため、隙間領域601における目的の光反射方向への
望まれない反射光束(迷光もしくは漏れ光)は大幅に減
少する。
On the other hand, when the light shielding area 601 is arranged, as shown in FIG. 5 (a), the light beam incident on the gap area 601 is absorbed by the light shielding area 501 and does not reach the substrate 401. The unwanted reflected light flux (stray light or leaked light) in the intended light reflection direction in the gap region 601 is greatly reduced.

【0031】このように、遮光領域501を設けることに
より、隣接素子の隙間領域からの迷光も抑えることがで
きるため、画像機器におけるS/N比、映像機器における
コントラスト比をさらに向上させることができる。また
さらに、ON動作時においても、既定の傾斜角となる光
反射領域以外の領域からの目的の光反射方向への反射が
減り、目的の光反射方向への反射光の不要な広がりが抑
制されるため、画像機器や映像機器の画像の鮮鋭性が向
上するという効果も得られる。
By providing the light shielding region 501 in this way, stray light from the gap region between adjacent elements can also be suppressed, so that the S / N ratio in the image device and the contrast ratio in the video device can be further improved. . Further, even during the ON operation, the reflection in the intended light reflection direction from the area other than the light reflection area having the predetermined inclination angle is reduced, and the unnecessary spread of the reflected light in the intended light reflection direction is suppressed. Therefore, the effect of improving the sharpness of the image of the image device or the video device can be obtained.

【0032】本発明の光変調装置の第2の実施例につい
て、図6及び図7を参照して説明する。図6(a)は光変
調装置の断面図(A-B線断面)であり、図6(b)はその上面
図である。図6において、401〜409は前記実施例と同様
の部分であるので説明を省略する。図6(b)から明ら
かなように、本実施例の光変調装置も同じ構造の光変調
素子を1次元配列した光変調アレーである。
A second embodiment of the optical modulator of the present invention will be described with reference to FIGS. 6 and 7. FIG. 6A is a cross-sectional view (cross section taken along the line AB) of the optical modulator, and FIG. 6B is a top view thereof. In FIG. 6, reference numerals 401 to 409 are the same as those in the above-described embodiment, and thus the description thereof is omitted. As is apparent from FIG. 6B, the light modulation device of this embodiment is also a light modulation array in which light modulation elements having the same structure are arranged one-dimensionally.

【0033】本実施例の構成上の特徴は、全ての駆動用
電極403が連続した膜として形成され、共通の電位を取
ることである。駆動用電極403を素子ごとに独立される
構成も本発明に包含されるが、本実施例のように全素子
の電極403を一体化し共通電位とすることにより、電極4
03を窪み部位を全面的に覆う形(すなわち梁部位近傍を
覆う形)で形成でき、後述する遮光の効果が一層得られ
る利点がある。
The structural feature of this embodiment is that all the driving electrodes 403 are formed as a continuous film and have a common potential. The present invention also includes a configuration in which the driving electrode 403 is independent for each element, but by integrating the electrodes 403 of all elements to a common potential as in the present embodiment, the electrode 4
It is possible to form 03 so as to entirely cover the recessed portion (that is, to cover the vicinity of the beam portion), and there is an advantage that the light shielding effect described later can be further obtained.

【0034】本実施例の構成のもう1つの特徴は、電極
403と同一領域に遮光性を有する膜501が形成されている
ことである。本実施例では、電極403としてTiN膜が用い
られ、これは通常スパッタリング法により形成される。
TiNのスパッタリングに引き続き、遮光性を有する膜501
の基となるCr膜をスパッタリングにより形成し、酸素雰
囲気における熱処理により酸化クロム膜(CrO)とし、
その後電極のパターン化において同時にパターン化する
ことにより、大幅な工程を増加させることなく、遮光性
を有する膜501を形成することができる。こうすること
により、より低コスト、高歩留で光変調装置を製造する
ことができる。
Another feature of the structure of this embodiment is that the electrode
That is, the film 501 having a light-blocking property is formed in the same region as 403. In this embodiment, a TiN film is used as the electrode 403, which is usually formed by the sputtering method.
Subsequent to TiN sputtering, a film 501 having a light shielding property
The Cr film that becomes the base of is formed by sputtering, and a chromium oxide film (CrO) is formed by heat treatment in an oxygen atmosphere.
Then, by patterning the electrodes at the same time, the film 501 having a light shielding property can be formed without increasing the number of steps. By doing so, the optical modulator can be manufactured at a lower cost and a higher yield.

【0035】本実施例3の光変調装置は、前述のように
同一構造の光変調素子を1次元配列した光変調アレーで
あるが、光変調素子を2次元配置することも可能であ
り、そのような2次元の光変調アレーも本発明に包含さ
れる。このような光変調アレーを用いれば、高S/N比
(高コントラスト)の画像機器及び映像機器を実現する
ことができる。
The optical modulator of the third embodiment is an optical modulation array in which the optical modulators having the same structure are one-dimensionally arranged as described above, but the optical modulators can be arranged two-dimensionally. Such a two-dimensional light modulation array is also included in the present invention. By using such an optical modulation array, it is possible to realize an image device and a video device having a high S / N ratio (high contrast).

【0036】本実施例の構成上のもう1つの特徴は、隣
接する素子の梁405の自由端間の隙間領域601の幅dが、
入射光束の主な強度を有する光束の波長λより狭くなっ
ていることである。これについて図7により説明する。
図7(a)は、隙間領域幅dが入射光束の主な強度を有する
光束の波長λより広い場合の、隙間領域601への光束の
入射の様子を模式的に表している。図7(b)は、隙間領
域幅dが入射光束の主な強度を有する光束の波長λより
狭い場合の、隙間領域601への光束の入射の様子を模式
的に表している。
Another feature of the structure of this embodiment is that the width d of the gap region 601 between the free ends of the beams 405 of the adjacent elements is
That is, it is narrower than the wavelength λ of the light flux having the main intensity of the incident light flux. This will be described with reference to FIG.
FIG. 7A schematically shows how the light flux enters the clearance region 601 when the width d of the clearance region is wider than the wavelength λ of the light flux having the main intensity of the incident light flux. FIG. 7B schematically shows how the light flux enters the clearance region 601 when the width d of the clearance region is narrower than the wavelength λ of the light flux having the main intensity of the incident light flux.

【0037】一般に、光はその波長より狭い領域を通過
しにくい性質を有する。この性質により、図8(b)に示
すd<λの場合には、図8(a)に示すd<λの場合に比
べ、隙間領域601を通過する入射光束が減少する。例え
ば入射光源として主な強度が650nmの半導体レーザー
を用いる場合には、隙間領域幅dを650nmより狭く設定
することにより、隙間領域601を入射光が通過しにくい
ため、遮光性を有する膜501への入射光が減少し、隙間
領域601における目的の光反射方向への望まれない反射
がより一層減るので、より高S/N比(高コントラスト
比)の画像機器又は映像機器を実現できる。
Generally, light has a property that it is difficult for light to pass through a region narrower than its wavelength. Due to this property, in the case of d <λ shown in FIG. 8B, the incident light flux passing through the gap region 601 is reduced as compared with the case of d <λ shown in FIG. 8A. For example, when a semiconductor laser whose main intensity is 650 nm is used as the incident light source, by setting the gap region width d to be narrower than 650 nm, it is difficult for the incident light to pass through the gap region 601. Incident light is reduced, and unwanted reflection in the intended light reflection direction in the gap region 601 is further reduced, so that it is possible to realize an image device or a video device having a higher S / N ratio (high contrast ratio).

【0038】本実施例の光変調装置の製造方法を説明す
る。この製造方法も本発明に包含されるものである。図
8の(a)乃至(g)は、代表的な工程の説明図であり、それ
ぞれの右側の図は概略上面図、左側の図はA-B線上の概
略断面図である。
A method of manufacturing the light modulator of this embodiment will be described. This manufacturing method is also included in the present invention. 8A to 8G are explanatory views of a typical process, in which the right side view is a schematic top view and the left side view is a schematic cross-sectional view taken along the line AB.

【0039】図8(a):シリコン基板401上にプラズマCV
D法によりシリコン酸化膜402が堆積され、その後、面積
階調を有するパターンを形成したフォトマスクを用いた
写真製版法や、レジストパターン形成後熱変形させる写
真製版法により、窪み部位901に対応した箇所に、任意
の膜厚を有するレジストパターンを形成し、その後ドラ
イエッ チング法の手法により非平行な窪み部位901を形
成する。この窪み部位901により非平行な空隙407が形成
されることになるが、その一方の斜面の傾斜角は目的の
光反射方向を既定するため所定の傾き角度とされる。
FIG. 8A: Plasma CV on the silicon substrate 401
A silicon oxide film 402 is deposited by the D method, and thereafter, a photoengraving method using a photomask on which a pattern having an area gradation is formed, or a photoengraving method of thermally deforming after forming a resist pattern is used to correspond to the recessed portion 901 A resist pattern having an arbitrary film thickness is formed at the location, and then a non-parallel recessed portion 901 is formed by a dry etching method. Although the non-parallel void 407 is formed by the recessed portion 901, the inclination angle of one of the slopes is set to a predetermined inclination angle in order to define the intended light reflection direction.

【0040】図8(b):窪み部位901のそれぞれの斜面を
覆うように、窒化チタン(TiN)膜及び酸化クロム(CrO)
膜の薄膜を形成する。TiN薄膜は、Tiをターゲットとし
たスパッタ法により厚さ0.1μmに成膜し、TiN膜に連続
してCr膜を同一装置内の連続処理にて0.05μmの厚さに
成膜する。その後、酸素雰囲気における熱処理により、
Cr膜を酸化クロム膜(CrO)とし、その後、同一マスク
による写真製版法及びドライエッチング法の手法によ
り、電極403及び遮光性を有する膜501として形成する。
その後、電極403の保護膜404として、プラズマCVD法に
よりシリコン窒化膜を膜厚0.2μmに成膜する。
FIG. 8B: Titanium nitride (TiN) film and chromium oxide (CrO) so as to cover the respective slopes of the recessed portion 901.
Form a thin film of the film. The TiN thin film is formed to a thickness of 0.1 μm by a sputtering method using Ti as a target, and a Cr film is successively formed to a thickness of 0.05 μm from the TiN film by continuous treatment in the same apparatus. After that, by heat treatment in an oxygen atmosphere,
The Cr film is a chromium oxide film (CrO), and thereafter, the electrode 403 and the light-shielding film 501 are formed by photolithography and dry etching using the same mask.
After that, as the protective film 404 of the electrode 403, a silicon nitride film is formed to a thickness of 0.2 μm by the plasma CVD method.

【0041】図8(c):非平行な空隙を形成するための
犠牲層として、有機膜902を2μmの厚さで、スピンコー
ト法により堆積する。なお、犠牲層としては、感光性の
有機膜や非感光性の有機膜例えばポリイミド膜、さらに
低温成膜されたアモルファスシリコン膜などを用いるこ
ともできる。
FIG. 8C: As a sacrificial layer for forming non-parallel voids, an organic film 902 having a thickness of 2 μm is deposited by spin coating. As the sacrificial layer, a photosensitive organic film, a non-photosensitive organic film such as a polyimide film, or an amorphous silicon film formed at a low temperature can be used.

【0042】図8(d):有機膜902を、CMP(chemical mec
hanical polishing)技術により平坦化する。
FIG. 8D: The organic film 902 is formed by CMP (chemical mec
It is flattened by a hanical polishing technique.

【0043】図8(e):シリコン窒化膜をプラズマCVD法
により厚さ0.03μmに堆積し、写真製版法及びドライエ
ッチング法の手法によりパターン化して梁405を形成す
る。
FIG. 8E: A silicon nitride film is deposited to a thickness of 0.03 μm by the plasma CVD method, and patterned by photolithography and dry etching to form the beam 405.

【0044】図8(f):アルミニウム膜を0.03μmの厚さ
でスパッタリング技術により堆積し、写真製版法及びド
ライエッチング法によりパターン化して、導電性を有す
る光反射領域406を形成する。この時、光反射領域406は
梁405の外側にパッド408の領域も同時に形成する。その
後、電極403のパッド409を写真製版法及びドライエッチ
ング法により開口し、同時にパッド409上の酸化クロム
膜もエッチング除去する。
FIG. 8 (f): An aluminum film having a thickness of 0.03 μm is deposited by a sputtering technique and patterned by photolithography and dry etching to form a light reflecting region 406 having conductivity. At this time, the light reflection area 406 also forms the area of the pad 408 outside the beam 405. After that, the pad 409 of the electrode 403 is opened by the photolithography method and the dry etching method, and at the same time, the chromium oxide film on the pad 409 is also removed by etching.

【0045】図8(g):窪み部位上を覆う形で形成され
ていた犠牲層902を、ドライエッチング技術により隙間
領域から除去し、非平行な空隙407を形成する。かくし
て、本発明の光変調装置が完成する。
FIG. 8G: The sacrificial layer 902 formed so as to cover the recessed portion is removed from the gap region by the dry etching technique to form the non-parallel void 407. Thus, the optical modulator of the present invention is completed.

【0046】なお、以上に説明した各実施例の光変調装
置は、いずれも同一の素子構造をアレー状に配置したも
のであったが、1素子の光変調装置も本発明に包含され
ることは言うまでもない。
The optical modulators of the respective embodiments described above all have the same element structure arranged in an array, but a single-element optical modulator is also included in the present invention. Needless to say.

【0047】[0047]

【発明の効果】以上に説明したように、(1)請求項1
乃至6記載の発明によれば、光変調装置の基板平面上に
迷光もしくは漏れ光を減らすための遮光膜を形成するよ
うなことを行わなくとも、光出力のオフ状態における迷
光もしくは漏れ光を減らし、出力光のON,OFFレベ
ル比を向上させることができ、したがって画像機器にお
けるS/N比の向上、映像機器におけるコントラスト比の
向上を達成でき、また、そのような遮光性膜を形成する
ための工程増加による光変調装置の製造コストの上昇及
び歩留の低下を回避することができる。(2)特に請求
項2乃至5記載の発明によれば、出力光のOFF時にお
ける迷光もしくは漏れ光を一層減らし、出力光のON,
OFFレベル比をさらに向上させることができるととも
に、ON時においても斜面部上の光反射領域以外の領域
における目的の光反射方向への反射を減らし、それによ
り出力光の不要な広がりが抑制され画像機器や映像機器
の画像の鮮鋭性が向上する。(3)さらに請求項3記載
の発明によれば、例え遮光領域が絶縁性で静電容量を持
っても駆動電圧の増加を回避できる。(4)さらに請求
項4記載の発明によれば、製造工程をほとんど増加させ
ることなく遮光領域を形成することができ光変調装置の
製造コスト及び歩留まりの面で有利である等々の効果を
得られる。
As described above, (1) Claim 1
According to the inventions described in (1) to (6), the stray light or the leak light in the OFF state of the optical output can be reduced without forming a light shielding film for reducing the stray light or the leak light on the substrate plane of the optical modulator. In addition, it is possible to improve the ON / OFF level ratio of the output light, and thus to improve the S / N ratio in the image equipment and the contrast ratio in the video equipment, and to form such a light-shielding film. It is possible to avoid an increase in the manufacturing cost of the optical modulator and a decrease in the yield due to the increase in the number of steps. (2) In particular, according to the invention described in claims 2 to 5, stray light or leakage light when the output light is turned off is further reduced, and the output light is turned on,
It is possible to further improve the OFF level ratio, and reduce the reflection in the intended light reflection direction in areas other than the light reflection area on the slope even when it is ON, thereby suppressing unnecessary spread of the output light. The sharpness of images on devices and video equipment is improved. (3) Further, according to the invention of claim 3, even if the light-shielding region is insulative and has a capacitance, an increase in drive voltage can be avoided. (4) Further, according to the invention of claim 4, it is possible to form the light-shielding region with almost no increase in the number of manufacturing steps, and it is possible to obtain effects such as being advantageous in terms of manufacturing cost and yield of the optical modulator. .

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明による光変調装置の第1の実施例を説明
するための断面図及び上面図である。
FIG. 1 is a sectional view and a top view for explaining a first embodiment of an optical modulator according to the present invention.

【図2】本発明の光変調装置の動作及び本発明の光変調
方法の説明図である
FIG. 2 is an explanatory diagram of the operation of the optical modulation device of the present invention and the optical modulation method of the present invention.

【図3】本発明によらない光変調方法の説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram of an optical modulation method according to the present invention.

【図4】迷光もしくは漏れ光を減らすための基板表面上
の遮光膜を説明するための断面図及び上面図である。
4A and 4B are a cross-sectional view and a top view for explaining a light-shielding film on a substrate surface for reducing stray light or leaked light.

【図5】遮光領域の効果を説明するための断面図であ
る。
FIG. 5 is a cross-sectional view for explaining the effect of the light shielding area.

【図6】本発明による光変調装置の第2の実施例を説明
するための断面図及び上面図である。
6A and 6B are a cross-sectional view and a top view for explaining a second embodiment of the light modulation device according to the present invention.

【図7】隣接した両端固定梁の自由端間の隙間領域幅と
入射光束の主な強度を有する光束の波長との関係を説明
するための断面図である。
FIG. 7 is a cross-sectional view for explaining the relationship between the width of a gap region between the free ends of adjacent fixed beam ends and the wavelength of a light beam having a main intensity of an incident light beam.

【図8】第2の実施例の光変調装置の製造方法の一例を
説明するための工程説明図である。
FIG. 8 is a process explanatory view for explaining an example of the method of manufacturing the optical modulation device according to the second embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

401 基板 402 絶縁膜 403 駆動用電極 404 保護膜 405 両端固定梁 406 光反射領域 407 空隙 501 遮光領域 401 substrate 402 insulating film 403 Driving electrode 404 protective film 405 Fixed beam at both ends 406 Light reflection area 407 void 501 shaded area

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大高 剛一 東京都大田区中馬込1丁目3番6号 株式 会社リコー内 Fターム(参考) 2H041 AA16 AB14 AC06 AZ02 AZ05   ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Goichi Otaka             1-3-3 Nakamagome, Ota-ku, Tokyo Stocks             Company Ricoh F-term (reference) 2H041 AA16 AB14 AC06 AZ02 AZ05

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 入射光束の反射方向を切り替えて出力光
をオン,オフする光変調装置であって、 基板に形成された窪み部位に対向して該基板上に光反射
領域を有する両端固定梁が設けられ、該窪み部位に該両
端固定梁と対向して駆動用電極が設けられ、該窪み部位
は該出力光をオンするための特定の光反射方向を定める
ための前記基板の表面に対し所定の角度をなす斜面部を
有し、該斜面部上に該駆動電極の少なくとも一部が配設
されてなり、 該駆動電極と該両端固定梁の間に電圧を印加された時
に、該両端固定梁が静電力により変形して該駆動電極に
当接し、該斜面部に対応した該光反射領域の部分で入射
光束を該特定の光反射方向へ反射することにより該出力
光をオンし、該電圧が印加されない時に、該光反射領域
で入射光束を該特定の光反射方向と異なる方向へ反射す
ることにより該出力光をオフすること特徴とする光変調
装置。
1. A light modulator for switching on / off output light by switching a reflection direction of an incident light beam, wherein both ends fixed beam having a light reflection region on the substrate facing a recessed portion formed on the substrate. Is provided, and a drive electrode is provided in the recessed portion so as to face the both end fixing beams, and the recessed portion is provided with respect to the surface of the substrate for determining a specific light reflection direction for turning on the output light. The driving electrode has at least a part of the drive electrode disposed on the slope, and both ends of the drive electrode when the voltage is applied between the drive electrode and the fixed beam at both ends. The fixed beam is deformed by electrostatic force and comes into contact with the drive electrode, and the output light is turned on by reflecting an incident light beam in the specific light reflection direction at a portion of the light reflection region corresponding to the slope portion, When the voltage is not applied, the incident light beam is transmitted to the specific area in the light reflection area. Optical modulator, wherein turning off the output light by reflecting the different from the direction of reflection direction.
【請求項2】 前記窪み部位の少なくとも前記斜面部の
前記両端固定梁に対向しない部分に遮光領域が形成され
たことを特徴とする請求項1記載の光変調装置。
2. The light modulation device according to claim 1, wherein a light-shielding region is formed in at least a portion of the sloped portion of the recessed portion that does not face the both-end fixing beams.
【請求項3】 前記基板に、前記両端固定梁及び前記駆
動用電極からなる同一の素子構造がアレー状に配列して
形成され、隣接する前記両端固定梁の自由端間に形成さ
れる隙間領域に対向する前記窪み部位の前記斜面部に遮
光性を有する膜が形成されたことを特徴とする請求項1
記載の光変調装置。
3. A gap region formed between the free ends of the adjacent fixed-beams, in which the same element structure including the fixed-fixed beams and the driving electrodes is formed in an array on the substrate. 2. A film having a light-shielding property is formed on the sloped portion of the recessed portion facing to each other.
The light modulator described.
【請求項4】 前記基板に、前記両端固定梁及び前記駆
動用電極からなる同一の素子構造がアレー状に配列して
形成され、前記駆動用電極上に同一領域で遮光性を有す
る膜が形成されたことを特徴とする請求項1記載の光変
調装置。
4. The same element structure composed of the both-end fixed beams and the driving electrodes is formed in an array on the substrate, and a film having a light blocking property is formed on the driving electrodes in the same region. The optical modulation device according to claim 1, wherein the optical modulation device is provided.
【請求項5】 前記基板に、前記両端固定梁及び前記駆
動用電極からなる同一の素子構造がアレー状に配列して
形成され、隣接する前記両端固定梁の自由端間に形成さ
れる隙間領域の幅が、入射光束の主な強度を有する光束
の波長より狭いことを特徴とする請求項1記載の光変調
装置。
5. A gap region formed between the free ends of the adjacent fixed beams, wherein the same element structures including the fixed beams and the driving electrodes are arranged in an array on the substrate. 2. The optical modulator according to claim 1, wherein the width of is smaller than the wavelength of the light flux having the main intensity of the incident light flux.
【請求項6】 請求項1乃至5のいずれか1項記載の光
変調装置を用い、該光変調装置の両端固定梁の光反射領
域に向けて光束を入射させ、該光変調装置の窪み部位の
斜面部の角度で定まる特定の反射方向への該入射光束の
反射光を出力光として出射させることを特徴とする光変
調方法。
6. The optical modulator according to any one of claims 1 to 5, wherein a light beam is made incident on the light reflection regions of the beam fixed at both ends of the optical modulator, and a recessed portion of the optical modulator is provided. An optical modulation method, characterized in that reflected light of the incident light flux in a specific reflection direction determined by the angle of the inclined surface is emitted as output light.
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