JP2006065132A - 回折格子−光変調装置組立体 - Google Patents
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Abstract
【課題】画像に、光透過部材の表面や内部に存在するゴミや異物に起因した筋が生じ難い構造、構成を有する回折格子−光変調装置組立体を提供する。
【解決手段】回折格子−光変調装置組立体は、(A)支持体12を備えた回折格子−光変調装置11、並びに、(B)回折格子−光変調装置11の光入出射部に対向し、回折格子−光変調装置に入射する入射光及び回折格子−光変調装置から射出する射出光を透過させる光透過部材13を備えており、支持体12の表面から光透過部材13までの距離(L)は1.0mm以上である。
【選択図】 図1
【解決手段】回折格子−光変調装置組立体は、(A)支持体12を備えた回折格子−光変調装置11、並びに、(B)回折格子−光変調装置11の光入出射部に対向し、回折格子−光変調装置に入射する入射光及び回折格子−光変調装置から射出する射出光を透過させる光透過部材13を備えており、支持体12の表面から光透過部材13までの距離(L)は1.0mm以上である。
【選択図】 図1
Description
本発明は、回折格子−光変調装置組立体に関する。
プロジェクターやプリンター等の画像形成装置において、一次元的な画像生成装置からの光束を光走査手段で走査しながら画像形成手段に投影することで2次元画像を形成する装置が、例えば、特許第3401250号や特許第3164824号から周知である。この一次元的な画像生成装置は、複数の回折格子−光変調素子(GLV:Grating Light Valve)が一次元的にアレイ状に配列されて成る。尚、この一次元的な画像生成装置を、回折格子−光変調装置と呼ぶ。回折格子−光変調装置は、通常、複数の回折格子−光変調素子に対向し、回折格子−光変調装置に入射する入射光及び回折格子−光変調装置から射出する射出光を透過させるガラス板から成る光透過部材によって被覆されている。尚、回折格子−光変調装置と光透過部材とを組み立てたものを回折格子−光変調装置組立体と呼ぶ。回折格子−光変調素子は、マイクロマシン製造技術を応用して製造され、反射型の回折格子から構成されており、光スイッチング作用を有し、光のオン/オフ制御を電気的に制御することで画像を表示する。即ち、回折格子−光変調装置にあっては、回折格子−光変調素子のそれぞれから射出された光をスキャンミラーで走査して2次元画像を得る。従って、M×N(例えば1920×1080)の画素(ピクセル)から構成された2次元画像を表示するために、N個(=1080個)の回折格子−光変調素子から回折格子−光変調装置を構成すればよい。更には、カラー表示のためには、3つの回折格子−光変調装置組立体を用いればよい。
回折格子−光変調素子21を構成する下部電極22、固定電極31、可動電極32等の配置を、図6に模式的に示す。また、図6の矢印B−Bに沿った固定電極31等の模式的な一部断面図を図7の(A)に示し、図6の矢印A−Aに沿った可動電極32等の模式的な一部断面図を図7の(B)及び図8の(A)に示し、図6の矢印C−Cに沿った固定電極31及び可動電極32等の模式的な一部断面図を図8の(B)に示す。ここで、可動電極32の変位前の状態を図7の(B)及び図8の(B)の左側に示し、変位後の状態を図8の(A)及び図8の(B)の右側に示す。また、図6においては、下部電極22、固定電極31、可動電極32、支持部23,24,25,26を明示するために、これらに斜線を付した。
この回折格子−光変調素子21は、下部電極22、帯状(リボン状)の固定電極31、並びに、帯状(リボン状)の可動電極32から成る。下部電極22は支持体12上に形成されている。また、固定電極31は、支持部23,24に支持され、下部電極22の上方に支持、張架されている。更には、可動電極32は、支持部25,26に支持され、下部電極22の上方に支持、張架されており、固定電極31に対して並置されている。図示した例において、1つの回折格子−光変調素子21は、3本の固定電極31と3本の可動電極32から構成されている。3本の可動電極32は纏めて制御電極に接続され、制御電極は、図示しない接続端子部に接続されている。一方、3本の固定電極31は纏めてバイアス電極に接続されている。バイアス電極は、複数の回折格子−光変調素子21において共通とされており、図示しないバイアス電極端子部を介して接地されている。下部電極22も、複数の回折格子−光変調素子21において共通とされており、図示しない下部電極端子部を介して接地されている。
接続端子部、制御電極を介して可動電極32へ電圧を印加し、且つ、下部電極22へ電圧を印加すると(実際には、下部電極22は接地状態にある)、可動電極32と下部電極22との間に静電気力(クーロン力)が発生する。そして、この静電気力によって、下部電極22に向かって可動電極32が下方に変位する。そして、このような可動電極32の変位に基づき、可動電極32と固定電極31とによって反射型の回折格子が形成される。
ここで、隣接する固定電極31の間の距離をd(図8の(B)参照)、可動電極32及び固定電極31に入射する光(入射角:θi)の波長をλ、回折角をθmとすると、
d[sin(θi)−sin(θm)]=m・λ
で表すことができる。尚、mは次数であり、0,±1,±2・・・の値をとる。
d[sin(θi)−sin(θm)]=m・λ
で表すことができる。尚、mは次数であり、0,±1,±2・・・の値をとる。
そして、可動電極32の頂面と固定電極31の頂面の高さの差Δh1(図8の(B)参照)が(λ/4)のとき、回折光の光強度は最大の値となる。
回折格子−光変調装置11は、回折格子−光変調素子21が、複数、支持体の表面に形成されて成る。また、図9に概念的な断面図を示すように、回折格子−光変調装置組立体は、回折格子−光変調装置11とガラス板から成る光透過部材13から構成されている。尚、図9において、回折格子−光変調素子の図示は省略している。そして、支持体12と光透過部材13とは、低融点金属材料層14によって接合されている。支持体12の表面から光透過部材までの距離(L)は0.1mm程度である。
このような、回折格子−光変調装置組立体を3つ備えた画像形成装置の概念図を図10に示す。即ち、この画像形成装置は、光の3原色である赤色の光(レーザ光であり、点線で示す)、緑色の光(レーザ光であり、実線で示す)、青色の光(レーザ光であり、一点鎖線で示す)を射出する光源100R,100G,100B、これらの光源100R,100G,100Bから射出された光を集光する集光レンズ(図示せず)、これらの集光レンズを通過した各色が入射する回折格子−光変調装置組立体101R,101G,101B、回折格子−光変調装置組立体101R,101G,101Bから射出された光が入射され、1本の光束に纏めるL型プリズム102、纏められた3原色の光が通過するレンズ103及び空間フィルター104、空間フィルター104を通過した1本の光束を結像させる結像レンズ(図示せず)、結像レンズを通過した1本の光束を走査するスキャンミラー(ガルバノミラー)105、及び、スキャンミラー105で走査された光を投影するスクリーン106から構成されている。尚、集光レンズとして円筒レンズを用いることにより、X方向には所定のスポットサイズに集光され、Y方向には所定幅にコリメートされたコリメート光を回折格子−光変調装置組立体101R,101G,101Bに照射することができる。また、空間フィルター104は、例えば、フーリエ面に配置されている。
このような画像形成装置にあっては、可動電極32が図7の(B)及び図8の(B)の左側に示した状態である回折格子−光変調素子21の不作動時、可動電極32及び固定電極31の頂面で反射された光は空間フィルター104で遮られる。一方、可動電極32が図8の(A)及び図8の(B)の右側に示した状態である回折格子−光変調素子21の作動時、可動電極32及び固定電極31で回折された±1次(m=±1)の回折光は空間フィルター104を通過する。このような構成にすることで、スクリーン106に投影すべき光のオン/オフ制御を制御することができる。また、可動電極32に印加する電圧を変化させることで、可動電極32の頂面と固定電極31の頂面の高さの差Δh1を変化させることができ、その結果、回折光の強度を変化させて、階調制御を行うことができる。
可動電極32は、寸法が非常に小さいので、回折格子−光変調装置において、高い解像度、高速なスイッチング動作及び広い帯域幅の表示が可能となる。更には、低い印加電圧で動作させることができるので、非常に小型化された画像形成装置を実現することが期待されている。また、このような画像形成装置は、通常の二次元画像生成装置、例えば、液晶パネル等を用いた投射型表示装置と比べて、スキャンミラー105によってスキャンを行うので、極めて滑らかで自然な画像表現が可能となる。しかも、3原色である赤色、緑色、青色のレーザを光源とし、これらの光を混合するので、極めて広い、自然な色再現範囲の画像を表現することができるといった、従来にはない、優れた表示性能を有する。
しかしながら、従来の回折格子−光変調装置組立体にあっては、光透過部材13の表面(外面や内面)にゴミや異物が付着すると画像に筋が入ってしまうという問題がある。また、内部にゴミや異物が存在する光透過部材13を厳しく選別、除去しなければならず、光透過部材の製造コストが非常に高くなってしまうという問題を抱えている。また、回折格子−光変調装置組立体の小型化、高解像度化に伴い、鮮明、且つ、均一な画像を形成するために、光透過部材13の表面や内部におけるゴミや異物の管理基準、ゴミや異物に関する仕様も一層厳しくなっている。
従って、本発明の目的は、回折格子−光変調装置組立体によって生成される画像に、回折格子−光変調装置組立体を構成する光透過部材の表面や内部に存在するゴミや異物に起因した筋が生じ難い構造、構成を有する回折格子−光変調装置組立体を提供することにある。
上記の目的を達成するための本発明の第1の態様に係る回折格子−光変調装置組立体は、
(A)支持体を備えた回折格子−光変調装置、並びに、
(B)回折格子−光変調装置の光入出射部に対向し、回折格子−光変調装置に入射する入射光及び回折格子−光変調装置から射出する射出光を透過させる光透過部材、
を備えた回折格子−光変調装置組立体であって、
支持体の表面から光透過部材までの距離は、1.0mm以上であることを特徴とする。
(A)支持体を備えた回折格子−光変調装置、並びに、
(B)回折格子−光変調装置の光入出射部に対向し、回折格子−光変調装置に入射する入射光及び回折格子−光変調装置から射出する射出光を透過させる光透過部材、
を備えた回折格子−光変調装置組立体であって、
支持体の表面から光透過部材までの距離は、1.0mm以上であることを特徴とする。
尚、支持体の表面から光透過部材までの距離の上限に本質的な制限は無いが、上限として20mmを例示することができる。
上記の目的を達成するための本発明の第2の態様に係る回折格子−光変調装置組立体は、
(A)支持体を備えた回折格子−光変調装置、並びに、
(B)回折格子−光変調装置の光入出射部に対向し、回折格子−光変調装置に入射する入射光及び回折格子−光変調装置から射出する射出光を透過させる光透過部材、
を備えた回折格子−光変調装置組立体であって、
光透過部材の厚さは、1.5mm以上であることを特徴とする。
(A)支持体を備えた回折格子−光変調装置、並びに、
(B)回折格子−光変調装置の光入出射部に対向し、回折格子−光変調装置に入射する入射光及び回折格子−光変調装置から射出する射出光を透過させる光透過部材、
を備えた回折格子−光変調装置組立体であって、
光透過部材の厚さは、1.5mm以上であることを特徴とする。
尚、光透過部材の厚さの上限に本質的な制限は無いが、上限として20mmを例示することができる。
本発明の第1の態様若しくは第2の態様に係る回折格子−光変調装置組立体(以下、これらを総称して、単に、本発明の回折格子−光変調装置組立体と呼ぶ場合がある)にあっては支持体と光透過部材との間にはスペーサが配置され、支持体とスペーサと光透過部材とは、低融点金属材料層によって接合されている構成とすることができる。尚、このような構成を、便宜上、本発明の第1の態様における第1の構成、本発明の第2の態様における第1の構成と呼ぶ場合がある。
あるいは又、本発明の回折格子−光変調装置組立体にあっては、支持体と光透過部材とは、ビーズを含む低融点金属材料層によって接合されている構成とすることができる。尚、このような構成を、便宜上、本発明の第1の態様における第2の構成、本発明の第2の態様における第2の構成と呼ぶ場合がある。
あるいは又、本発明の回折格子−光変調装置組立体にあっては、支持体及び/又は光透過部材には突起部が形成されており、支持体と光透過部材とは突起部を介して低融点金属材料層によって接合されている構成とすることができる。尚、このような構成を、便宜上、本発明の第1の態様における第3の構成、本発明の第2の態様における第3の構成と呼ぶ場合がある。
あるいは又、本発明の回折格子−光変調装置組立体にあっては、光透過部材の端部から支持体に向かって延びる側壁部材を更に備え、支持体と側壁部材とは低融点金属材料層によって接合されている構成とすることができる。尚、このような構成を、便宜上、本発明の第1の態様における第4の構成、本発明の第2の態様における第4の構成と呼ぶ場合がある。
以上に説明した各種の構成を含む本発明の第1の態様に係る回折格子−光変調装置組立体において、光透過部材の厚さは1.5mm以上であることが好ましい。尚、光透過部材の厚さの上限に本質的な制限は無いが、上限として20mmを例示することができる。更には、光透過部材を、ガラス板やプラスチックス板[例えば、ポリメチルメタクリレート(PMMA)やポリカーボネート(PC)から成る板]から構成することができるが、中でも、ガラス板から構成することが好ましい。
また、以上に説明した各種の構成を含む本発明の第2の態様に係る回折格子−光変調装置組立体において、光透過部材を、ガラス板やプラスチックス板[例えば、ポリメチルメタクリレート(PMMA)やポリカーボネート(PC)から成る板]から構成することができるが、中でも、ガラス板から構成することが好ましい。
更には、以上に説明した各種の構成を含む本発明の第1の態様若しくは第2の態様に係る回折格子−光変調装置組立体にあっては、
回折格子−光変調装置は、
(a)下部電極、
(b)下部電極の上方に支持された帯状の固定電極、並びに、
(c)下部電極の上方に支持され、固定電極に対して並置された帯状の可動電極、
から成り、
可動電極及び下部電極への電圧の印加に基づき発生した可動電極と下部電極との間に働く静電気力によって、下部電極に向かって可動電極が変位することで、可動電極と固定電極とによって回折格子が形成される回折格子−光変調素子が、複数、支持体の表面に形成されて成り、
固定電極及び可動電極が、光入出射部に相当する構成とすることが好ましい。
回折格子−光変調装置は、
(a)下部電極、
(b)下部電極の上方に支持された帯状の固定電極、並びに、
(c)下部電極の上方に支持され、固定電極に対して並置された帯状の可動電極、
から成り、
可動電極及び下部電極への電圧の印加に基づき発生した可動電極と下部電極との間に働く静電気力によって、下部電極に向かって可動電極が変位することで、可動電極と固定電極とによって回折格子が形成される回折格子−光変調素子が、複数、支持体の表面に形成されて成り、
固定電極及び可動電極が、光入出射部に相当する構成とすることが好ましい。
本発明の回折格子−光変調装置組立体において、低融点金属材料層を構成する材料として、融点が120〜400゜C程度の所謂低融点金属材料を挙げることができる。かかる低融点金属材料として、Au80Sn20(融点260〜320゜C)等の錫−金系の低融点合金;In(インジウム:融点157゜C);Sn80Ag20(融点220〜370゜C)、Sn95Cu5(融点227〜370゜C)等の錫(Sn)系高温はんだ;Pb97.5Ag2.5(融点304゜C)、Pb94.5Ag5.5(融点304〜365゜C)、Pb97.5Ag1.5Sn1.0(融点309゜C)等の鉛(Pb)系高温はんだ;Zn95Al5(融点380゜C)等の亜鉛(Zn)系高温はんだ;Sn5Pb95(融点300〜314゜C)、Sn2Pb98(融点316〜322゜C)等の錫−鉛系標準はんだ;Au88Ga12(融点381゜C)等のろう材(以上の添字は全て原子%を表す)を例示することができる。
低融点金属材料層は、例えば、蒸着法、スパッタリング法、イオン・プレーティング法等の真空薄膜形成技術を用いて、支持体の表面の周縁部、光透過部材の周縁部、スペーサの所望の部位、突起部の所望の部位、側壁部材の所望の部位に形成すればよい。場合によっては、低融点金属材料から成る線材や箔を支持体等の所望の部位に載置したり、貼り付けてもよい。
低融点金属材料層による接合は、具体的には、低融点金属材料層を加熱することによって行われるが、低融点金属材料層の加熱は、具体的には、ランプを用いた加熱、レーザを用いた加熱、炉を用いた加熱等の公知の加熱方法により行うことができる。
本発明の第1の態様若しくは第2の態様における第1の構成において、スペーサは、低融点金属材料層を溶融させる際に、熱的に損傷を受けない材料から作製すればよく、スペーサを構成する材料として、具体的には、ガラス、低融点ガラスにアルミナ等の金属酸化物を混合した材料の焼結品、ポリイミド樹脂等の樹脂あるいはプラスチックス、各種セラミックス、各種金属(例えば、アルミニウム、銀、コバルト、タンタル、クロム、チタン、鉄、銅、ニッケル、モリブデン)を挙げることができる。スペーサをセラミックスから構成する場合、セラミックスとして、ムライトやアルミナ、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、ジルコニア、コーディオライト、硼珪酸塩バリウム、珪酸鉄、ガラスセラミックス材料、これらに、酸化チタンや酸化クロム、酸化鉄、酸化バナジウム、酸化ニッケルを添加したもの等を例示することができる。この場合、所謂グリーンシートを成形して、グリーンシートを焼成し、かかるグリーンシート焼成品を切断することによってスペーサを製造することができる。スペーサの形状として、断面形状が矩形の棒状形状、枠状形状を例示することができる。
そして、本発明の第1の態様若しくは第2の態様における第1の構成にあっては、例えば、支持体の表面に形成された低融点金属材料層とスペーサの底面に形成された低融点金属材料層とが相互に接触するように、且つ、スペーサの頂面に形成された低融点金属材料層と光透過部材に形成された低融点金属材料層とが相互に接触するように、支持体とスペーサと光透過部材とを重ね合わせた状態で、低融点金属材料層を加熱することによって、支持体と光透過部材とをスペーサを介して低融点金属材料層によって接合することができる。
また、本発明の第1の態様若しくは第2の態様における第2の構成において、ビーズは、低融点金属材料層を溶融させる際に、熱的に損傷を受けない材料から作製すればよく、ビーズを構成する材料として、具体的には、ガラス、プラスチックス、金属(アルミニウム、銀、コバルト、タンタル、クロム、チタン、鉄、銅、ニッケル、モリブデン)を挙げることができる。尚、支持体と光透過部材とがビーズを含む低融点金属材料層によって接合されているとは、支持体と光透過部材とが低融点金属材料層によって接合されており、この低融点金属材料層中にビーズが点在している状態を意味する。ビーズの大きさは、支持体の表面から光透過部材までの所望とされる距離に基づき決定すればよい。
そして、本発明の第1の態様若しくは第2の態様における第2の構成にあっては、支持体の表面に形成された低融点金属材料層と光透過部材に形成された低融点金属材料層とが対向するように、支持体と光透過部材とを配置した状態で(但し、支持体と光透過部材との間の所望の領域においてビーズが挟まれた状態にて)、低融点金属材料層を加熱することによって、支持体と光透過部材とをビーズを含む低融点金属材料層によって接合することができる。
また、本発明の第1の態様若しくは第2の態様における第3の構成において、突起部を、例えば、低融点ガラスにアルミナ等の金属酸化物を混合した材料やポリイミド樹脂に基づき、印刷法及び焼成法に基づき形成することができる。
そして、本発明の第1の態様若しくは第2の態様における第3の構成にあっては、突起部の頂面に低融点金属材料層を形成しておき、突起部が形成されていない支持体の表面若しくは光透過部材にも低融点金属材料層を形成しておき、低融点金属材料層が相互に接触するように支持体と光透過部材とを突起部を介して重ね合わせた状態で、低融点金属材料層を加熱することによって、支持体と光透過部材とを突起部を介して低融点金属材料層によって接合することができる。
また、本発明の第1の態様若しくは第2の態様における第4の構成において、側壁部材は、低融点金属材料層を溶融させる際に、熱的に損傷を受けない材料から作製すればよく、側壁部材は、具体的には、光透過部材の端部から一体に下方に延びる構成とすることができるし、あるいは又、光透過部材とは独立した部材から成り、光透過部材の端部に固定された構成とすることができる。後者の場合、側壁部材を構成する材料として、光透過部材を構成する材料、上述したスペーサを構成する材料を挙げることができ、光透過部材の端部への固定方法として、フリットガラスを用いる方法を例示することができる。
そして、本発明の第1の態様若しくは第2の態様における第4の構成にあっては、支持体の表面に形成された低融点金属材料層と側壁部材に形成された低融点金属材料層とが相互に接触するように、支持体と光透過部材とを側壁部材を介して重ね合わせた状態で、低融点金属材料層を加熱することによって、支持体と光透過部材とを側壁部材を介して接合することができる。
回折格子−光変調素子を構成する可動電極及び固定電極は、例えば、マイクロマシン技術を応用して作製することができ、可動電極と固定電極とによって形成される回折格子は、所謂反射型回折格子から構成されている。
回折格子−光変調装置における支持体を構成する材料として、シリコン半導体基板を例示することができる。
回折格子−光変調素子における下部電極やバイアス電極を構成する材料として、アルミニウム(Al)、チタン(Ti)、金(Au)、銀(Ag)、タングステン(W)、ニオブ(Nb)、タンタル(Ta)、モリブデン(Mo)、クロム(Cr)、銅(Cu)、ニッケル(Ni)、コバルト(Co)、ジルコニウム(Zr)、鉄(Fe)、白金(Pt)及び亜鉛(Zn)から成る群から選択された少なくとも1種類の金属;これらの金属元素を含む合金あるいは化合物(例えばTiN等の窒化物や、WSi2、MoSi2、TiSi2、TaSi2等のシリサイド);シリコン(Si)等の半導体;ITO(インジウム錫酸化物)、酸化インジウム、酸化亜鉛等の導電性金属酸化物を例示することができる。下部電極やバイアス電極を作製するには、CVD法、スパッタリング法、蒸着法、リフトオフ法、イオンプレーティング法、電解メッキ法、無電解メッキ法、スクリーン印刷法、レーザーアブレーション法、ゾル−ゲル法等の公知の薄膜形成技術により、上述の構成材料から成る薄膜を支持体の表面に形成すればよい。
また、回折格子−光変調素子における固定電極、可動電極は、光反射層(上層)と誘電体材料層(下層)の2層構造から成ることが好ましく、具体的には、例えば、アルミニウム層(上層)とSiN層(下層)との積層構造、アルミニウム層(上層)とSiO2層(下層)との積層構造、Siを添加したアルミニウム層(上層)とSiN層(下層)との積層構造、Siを添加したアルミニウム層(上層)とSiO2層(下層)との積層構造、Cuを添加したアルミニウム層(上層であり、アルミニウム/銅の合金層である)とSiN層(下層)との積層構造(Cuの添加率として0.1重量%乃至5重量%を例示することができ、以下の説明においても同様である)、Cuを添加したアルミニウム層(上層)とSiO2層(下層)との積層構造、酸化チタン層(上層)とSiN層(下層)との積層構造、酸化チタン層(上層)とSiO2層(下層)との積層構造から構成することができる。尚、下層をSiO2層とSiN層の2層構成とすることもできる。
更には、回折格子−光変調素子において、固定電極を支持するための支持部は、固定電極の延在部から構成することが好ましく、また、可動電極を支持するための支持部は、可動電極の延在部から構成することが好ましい。
回折格子−光変調素子において、下部電極の頂面と固定電極の頂面の高さの差Δh0として、3.0×10-7(m)乃至1.5×10-6(m)、好ましくは、4.5×10-7(m)乃至1.0×10-6(m)を例示することができる。また、回折格子−光変調素子の不作動時における可動電極の頂面と固定電極の頂面の高さの差は出来る限り0に近いことが望ましい。更には、回折格子−光変調素子の作動時における可動電極の頂面と固定電極の頂面の高さの差Δh1(可動電極の下方への変位量)の最大値Δh1-MAXは、回折格子−光変調素子あるいは回折格子−光変調装置への入射光の波長をλとしたとき、
λ/4≦Δh1-MAX
を満足することが望ましい。また、Δh1-MAXとΔh0との関係は、
Δh1-MAX≦(Δh0/3)
を満足することが望ましい。尚、可動電極に印加する電圧を変化させることで、可動電極の頂面と固定電極の頂面の高さの差Δh1(可動電極の下方への変位量)を変化させることができる。そして、これによって、回折光の強度を変化させることができるので、階調制御を行うことができる。
λ/4≦Δh1-MAX
を満足することが望ましい。また、Δh1-MAXとΔh0との関係は、
Δh1-MAX≦(Δh0/3)
を満足することが望ましい。尚、可動電極に印加する電圧を変化させることで、可動電極の頂面と固定電極の頂面の高さの差Δh1(可動電極の下方への変位量)を変化させることができる。そして、これによって、回折光の強度を変化させることができるので、階調制御を行うことができる。
また、回折格子−光変調素子において、隣接する固定電極の間の距離dは、限定するものではないが、1×10-6(m)乃至2×10-5(m)、好ましくは、2×10-6(m)乃至1×10-5(m)であることが望ましい。更には、隣接する固定電極と可動電極との間に存在する隙間SP(1つの回折格子−光変調素子内における隙間、隣接する回折格子−光変調素子間における隙間の両方)は、限定するものではないが、1×10-7(m)乃至2×10-6(m)、好ましくは、2×10-7(m)乃至5×10-7(m)であることが望ましい。また、固定電極の幅WFとして、限定するものではないが、1×10-6(m)乃至1×10-5(m)、好ましくは、2×10-6(m)乃至5×10-6(m)を例示することができ、固定電極の実効長さLFとして、限定するものではないが、2×10-5(m)乃至5×10-4(m)、好ましくは、1×10-4(m)乃至3×10-4(m)を例示することができる。一方、可動電極の幅WMとして、限定するものではないが、1×10-6(m)乃至1×10-5(m)、好ましくは、2×10-6(m)乃至5×10-6(m)を例示することができ、可動電極の実効長さLMとして、限定するものではないが、2×10-5(m)乃至5×10-4(m)、好ましくは、1×10-4(m)乃至3×10-4(m)を例示することができる。尚、固定電極の実効長さLF、可動電極の実効長さLMとは、固定電極及び可動電極が支持部によって支持されている構成において、支持部と支持部との間の固定電極の部分及び可動電極の部分の長さを意味する。
更には、回折格子−光変調装置において、1つの回折格子−光変調素子を構成する固定電極と可動電極のそれぞれの数は、1本の固定電極と1本の可動電極とを1組とした場合、最低、1組であればよく、限定するものではないが、最大、3組を挙げることができる。また、回折格子−光変調装置における複数の回折格子−光変調素子の配置状態は、一次元アレイ状とすればよい。即ち、固定電極及び可動電極の軸線方向と直角の方向に沿って、複数の回折格子−光変調素子を構成する固定電極及び可動電極を並置すればよい。回折格子−光変調素子の数は、画像生成装置に要求される画素数に基づき決定すればよい。
外部の回路と電気的に接続させるための回折格子−光変調装置における接続端子部、接続端子部と可動電極とを電気的に接続するための制御電極を構成する材料として、上述した下部電極やバイアス電極を構成する材料を例示することができるし、接続端子部、制御電極の形成方法も、上述した下部電極やバイアス電極の形成方法と同様の形成方法とすればよい。尚、下部電極、バイアス電極、接続端子部、及び、制御電極を、同時に形成することもできるし、これらの4種類の電極を任意の組合せで同時に形成することもできる。また、膜厚に関しては、別途、厚く形成することもできる。
回折格子−光変調素子において、可動電極の頂面及び固定電極の頂面は下部電極の頂面と平行であってもよいし、下部電極の頂面に対してブレーズ角θDだけ傾いたブレーズ型とし、例えば、+1次の回折光のみを射出する構成とすることもできる。ブレーズ型を採用することによって、例えば、60%以上の高い回折効率をもって画像を表示することができる。プロジェクター等の画像生成装置への適用においては、特に、印加電圧に対するダークレベルから中間階調にかけての応答特性が緩やかであって、高階調の画像表示を容易に達成することができるブレーズ型の使用が望ましい。
本発明によれば、支持体の表面から光透過部材までの距離を1.0mm以上と規定することで、あるいは又、光透過部材の厚さを1.5mm以上と規定することで、光透過部材の表面あるいは内部に存在するゴミや異物が画像へ与える影響を低減することができ、より均一性の高い画質を得ることが可能となる。また、光透過部材の管理基準や仕様を緩和できる結果、光透過部材のコスト低減に繋がる。更には、光透過部材の表面あるいは内部に存在するゴミや異物の管理基準、ゴミや異物に関する仕様を緩和することができるので、検査が簡便になると共に、回折格子−光変調装置組立体製造工程における雰囲気のクリーン度も大幅に低減でき、回折格子−光変調装置組立体製造工程における環境に費やす設備の簡素化も実現できる。
以下、図面を参照して、実施例に基づき本発明を説明するが、各実施例において共通である回折格子−光変調装置組立体、回折格子−光変調装置、回折格子−光変調素子について、先ず、説明する。
実施例における回折格子−光変調装置組立体10A,10B,10C,10D,10Eは、
(A)支持体12を備えた回折格子−光変調装置11、並びに、
(B)回折格子−光変調装置11の光入出射部に対向し、回折格子−光変調装置11に入射する入射光及び回折格子−光変調装置11から射出する射出光を透過させる光透過部材13、
を備えている。
(A)支持体12を備えた回折格子−光変調装置11、並びに、
(B)回折格子−光変調装置11の光入出射部に対向し、回折格子−光変調装置11に入射する入射光及び回折格子−光変調装置11から射出する射出光を透過させる光透過部材13、
を備えている。
そして、回折格子−光変調装置11は、図6、図7の(A)、(B)、図8の(A)、(B)に示したと同様に、複数(例えば1080個)の回折格子−光変調素子21から構成されている。また、回折格子−光変調素子21は、下部電極22、固定電極31、並びに、可動電極32から成る。
不純物がドーピングされたポリシリコンから成る下部電極22は、シリコン半導体基板から成る支持体12の表面に形成されている。尚、固定電極31及び可動電極32を形成するときに下部電極22に損傷が発生しないように、下部電極22の表面にはSiO2から成る保護絶縁膜(図示せず)が形成されている。また、帯状(リボン状)の固定電極31は、下部電極22の上方に支持、張架されており、具体的には、固定電極31の延在部である支持部23,24によって支持されている。更には、帯状(リボン状)の可動電極32は、下部電極22の上方に支持、張架され、固定電極31に対して並置されており、具体的には、可動電極32の延在部である支持部25,26によって支持されている。固定電極31及び可動電極32は、Cuを添加したアルミニウムから成る光反射層(上層)とSiNから成る誘電体材料層(下層)との積層構造(Cuの添加率:0.5重量%)を有する。尚、図面においては、固定電極31及び可動電極32を1層で表した。
ここで、固定電極31及び可動電極32が、光入出射部に相当する。また、支持体12と光透過部材13とが接合されている。回折格子−光変調装置11と光透過部材13とによって挟まれた空間は気密状態となっており、この空間には、水素ガス、ヘリウムガス、窒素ガス、あるいは、これらの混合ガス等が封入されている。そして、これによって、回折格子−光変調素子の作動時における温度上昇によって生じる温度勾配に起因する固定電極31や可動電極31の劣化を抑制し、耐久性及び信頼性の向上を図っている。
回折格子−光変調装置11における複数の回折格子−光変調素子21の配置状態は、一次元アレイ状である。具体的には、固定電極31及び可動電極32の軸線方向(X方向)と直角の方向(Y方向)に沿って、複数(例えば1080個)の回折格子−光変調素子21を構成する固定電極31及び可動電極32が並置されている。固定電極31及び可動電極32の総計は、例えば、1080×6(本)である。
尚、接続端子部(図示せず)が、駆動回路等の外部回路(図示せず)との電気的接続のために設けられ、外部に露出しており、可動電極32に電気的に接続されている。具体的には、回折格子−光変調素子21は、3本の固定電極31と3本の可動電極32から構成されている。3本の可動電極32は纏められて1本の制御電極に接続され、制御電極は、対応する接続端子部に接続されている。一方、3本の固定電極31は纏められてバイアス電極に接続されている。バイアス電極は、複数の回折格子−光変調素子21において共通とされており、バイアス電極の延在部であるバイアス電極端子部(図示せず)を介して駆動回路等の外部回路に接続され、接地される。下部電極22も、複数の回折格子−光変調素子21において共通とされており、下部電極22の延在部である下部電極端子部(図示せず)を介して駆動回路等の外部回路に接続され、接地される。
低融点金属材料層14よりも外側の支持体12の領域に、接続端子部、下部電極端子部、バイアス電極端子部が設けられている。これらの端子部と各種電極を結ぶ配線(例えば、制御電極やバイアス電極等)は、低融点金属材料層14によっては短絡しない構造(例えば、制御電極やバイアス電極が絶縁材料で被覆された構造)となっている。
そして、接続端子部を介して外部回路からの可動電極への電圧の印加、及び、下部電極22への電圧の印加に基づき発生した可動電極32と下部電極22との間に働く静電気力(クーロン力)によって、下部電極22に向かって可動電極32が変位する。即ち、外部回路から接続端子部、制御電極を介して可動電極32へ電圧を印加し、且つ、外部回路から下部電極端子部を介して下部電極22へ電圧を印加すると(実際には、下部電極22は接地状態にある)、可動電極32と下部電極22との間に静電気力(クーロン力)が発生する。そして、この静電気力によって、下部電極22に向かって可動電極32が下方に変位する。尚、可動電極32の変位前の状態を図7の(B)及び図8の(B)の左側に示し、変位後の状態を図8の(A)及び図8の(B)の右側に示す。そして、このような可動電極32の変位に基づき、可動電極32と固定電極31とによって反射型の回折格子が形成される。
下部電極22の頂面と固定電極31の頂面の高さの差Δh0を、以下の表1に示す値とした。また、回折格子−光変調素子21の不作動時における可動電極32の頂面と固定電極31の頂面の高さの差を出来る限り0に近い値とした。更には、回折格子−光変調素子21の作動時における可動電極32の頂面と固定電極31の頂面の高さの差Δh1(可動電極32の下方への変位量)の最大値Δh1-MAXは、回折格子−光変調素子21あるいは回折格子−光変調装置11への入射光の波長をλとしたとき、
Δh1-MAX=λ/4
を満足している。また、Δh1-MAXとΔh0との関係は、
Δh1-MAX≦(Δh0/3)
を満足している。尚、可動電極32に印加する電圧を変化させることで、可動電極32の頂面と固定電極31の頂面の高さの差Δh1(可動電極32の下方への変位量)を変化させることができる。そして、これによって、回折光の強度を変化させることができるので、階調制御を行うことができる。
Δh1-MAX=λ/4
を満足している。また、Δh1-MAXとΔh0との関係は、
Δh1-MAX≦(Δh0/3)
を満足している。尚、可動電極32に印加する電圧を変化させることで、可動電極32の頂面と固定電極31の頂面の高さの差Δh1(可動電極32の下方への変位量)を変化させることができる。そして、これによって、回折光の強度を変化させることができるので、階調制御を行うことができる。
また、隣接する固定電極31の間の距離d、隣接する固定電極と可動電極との間に存在する隙間SP、固定電極31の幅WF、固定電極31の実効長さLF、可動電極32の幅WM、可動電極32の実効長さLMを、以下の表1のとおりとした。表1における単位はμmである。
[表1]
Δh0= 0.85
d = 8.0
SP = 0.40
WF = 3.6
LF =200
WM = 3.6
LM =200
Δh0= 0.85
d = 8.0
SP = 0.40
WF = 3.6
LF =200
WM = 3.6
LM =200
このような回折格子−光変調装置組立体を3つ備えた画像形成装置は、概念図を図10に示したと同様の構成とすることができるし、回折格子−光変調装置組立体を3つ備えた画像形成装置の動作も、図10を参照して説明した動作と同様であるが故に、詳細な説明は省略する。
実施例1は、本発明の第1の態様に係る回折格子−光変調装置組立体に関し、より具体的には、本発明の第1の態様の第1の構成に関する。実施例1の回折格子−光変調装置組立体10Aの概念的な断面図を図1の(A)に示す。尚、図1の(A)、(B)、図2の(A)、(B)、図3においては、回折格子−光変調素子の図示は省略している。
実施例1にあっては、支持体12の表面から光透過部材13までの距離(L)は、1.0mm以上、具体的には1.2mmである。尚、光透過部材13は、厚さ(T)が1.1mmのガラス板から成る。
そして、実施例1においては、支持体12と光透過部材13とは、ガラス材から成るスペーサ15を介して、Au80Sn20から成る低融点金属材料層14によって接合されている。以下の実施例2〜実施例5においても、低融点金属材料層14はAu80Sn20から成る。具体的には、回折格子−光変調装置11を構成する支持体12に形成された低融点金属材料層14Aとスペーサ15の底面に形成された低融点金属材料層14Aとが相互に接触するように、また、スペーサ15の頂面に形成された低融点金属材料層14Bと光透過部材13に形成された低融点金属材料層14Bとが相互に接触するように、支持体12とスペーサ15と光透過部材13とを重ね合わせた状態で、低融点金属材料層14A,14Bを加熱することによって、支持体12の周縁部と光透過部材13の周縁部とをスペーサ15を介して低融点金属材料層14A,14Bによって接合することができる。
支持体12の表面から、厚さ(T)が1.1mmのガラス板から成る光透過部材13までの距離(L)を、0.1mm、0.5mm、1.0mm、1.5mmとした回折格子−光変調装置組立体を試作した。そして、5μm程度の粉をこれらの回折格子−光変調装置組立体の周辺に浮遊させて、回折格子−光変調装置組立体におけるコントラスト最悪値を測定した。その結果を、図4に示す。ここで、コントラスト最悪値とは、全白表示を行ったときの輝度値と全黒表示を行ったときの輝度の比と定義する。
本来、ゴミがない状態であれば、距離(L)とコントラスト最悪値との間には殆ど相関がない。しかしながら、図4から、5μm程度の粉を浮遊させると、距離(L)が0.1mmの回折格子−光変調装置組立体にあってはコントラスト最悪値が大きく低減していることが判る。また、図4から、5μm程度のゴミや異物が存在する環境下で、コントラスト最悪値を1800:1程度以上にするためには、距離(L)を1.0mm以上にする必要があることが判る。
また、従来の回折格子−光変調装置組立体にあっては、支持体の表面から光透過部材までの距離(L)は、約0.1mmである。ガラス板から成る光透過部材の厚さを1.1mmとすると、光透過部材の下面に位置し、画像に影響を与えるゴミあるいは異物の大きさは1μm程度である。また、光透過部材の上面に位置し、画像に影響を与えるゴミあるいは異物の大きさは2μm程度である。
一方、実施例1の回折格子−光変調装置組立体10Aにあっては、支持体12の表面から光透過部材13までの距離(L)は、1.2mmである。そして、ガラス板から成る光透過部材13の厚さを1.1mmとしても、光透過部材13の下面に位置し、画像に影響を与えるゴミあるいは異物の大きさは4μm程度となる。また、光透過部材13の上面に位置し、画像に影響を与えるゴミあるいは異物の大きさは7μm程度となる。
支持体12の表面から光透過部材13までの距離(L)と、画像に影響を与えない、ゴミあるいは異物の大きさ(但し、光透過部材13の支持体側の面に位置する)の関係を、図5に示す。
このように、支持体12の表面から光透過部材13までの距離を1.0mm以上と規定することで、回折格子−光変調装置組立体10Aの近傍に浮遊しているゴミや異物、光透過部材13の表面や内部に存在するゴミや異物に起因したコントラスト最悪値の低下を防止することができるし、光透過部材13の表面や内部に存在するゴミあるいは異物が或る程度大きくとも、画像に大きな影響を与えなくなる。
例えば、支持体の表面から光透過部材までの距離(L)が0.1mmの場合には、ガラス板の内部に存在するゴミや異物の大きさは1μm以下でなければならない。これに対して、距離(L)が1mmの場合、ガラス板の内部に存在するゴミや異物の大きさは7μm〜10μm以下でよい。前者の仕様を満足するガラス板の価格に対して、後者の仕様を満足するガラス板の価格は約1/15となり、光透過部材のコストを大幅に削減することができる。
実施例2は、実施例1の変形であり、本発明の第1の態様の第2の構成に関する。実施例2の回折格子−光変調装置組立体10Bの概念的な断面図を図1の(B)に示す。
実施例2にあっても、支持体12の表面から、実施例1と同じ厚さ(T)のガラス板から成る光透過部材13までの距離(L)は、1.0mm以上、具体的には実施例1と同じ値である。
そして、実施例2においては、回折格子−光変調装置11と光透過部材13とは、ガラス材から成る直径0.5乃至1.0mmのビーズ16を含む低融点金属材料層14によって接合されている。具体的には、支持体12の表面に形成された低融点金属材料層14と光透過部材13に形成された低融点金属材料層14とが対向するように、支持体12と光透過部材13とを配置した状態とする。但し、支持体12と光透過部材13との間の所望の領域においてビーズ16が挟まれた状態とする。そして、低融点金属材料層14を加熱することによって、支持体12の周縁部と光透過部材13の周縁部とをビーズ16を含む低融点金属材料層14によって接合することができる。
実施例3も、実施例1の変形であり、本発明の第1の態様の第3の構成に関する。実施例3の回折格子−光変調装置組立体10Cの概念的な断面図を図2の(A)に示す。
実施例3にあっても、支持体12の表面から、実施例1と同じ厚さ(T)のガラス板から成る光透過部材13までの距離(L)は、1.0mm以上、具体的には実施例1と同じ値である。
そして、実施例3においては、光透過部材13には突起部17が形成されており、支持体12と光透過部材13とは、突起部17を介して低融点金属材料層14によって接合されている。具体的には、突起部17は、低融点ガラスにアルミナ等の金属酸化物を混合した材料やポリイミド樹脂に基づき、印刷法及び焼成法に基づき、光透過部材13上に形成されている。そして、突起部17の頂面に低融点金属材料層14を形成しておき、支持体12の表面にも低融点金属材料層14を形成しておき、低融点金属材料層14が相互に接触するように、支持体12と光透過部材13とを突起部17を介して重ね合わせた状態で、低融点金属材料層14を加熱することによって、支持体12の周縁部と光透過部材13の周縁部とを突起部17を介して低融点金属材料層14によって接合することができる。
実施例4も、実施例1の変形であり、本発明の第1の態様の第4の構成に関する。実施例4の回折格子−光変調装置組立体10Dの概念的な断面図を図2の(B)に示す。
実施例4にあっても、支持体12の表面から、実施例1と同じ厚さ(T)のガラス板から成る光透過部材13までの距離(L)は、1.0mm以上、具体的には実施例1と同じ値である。
実施例4にあっては、光透過部材13の端部から下方に延びる側壁部材18を更に備えている。枠状の側壁部材18は、光透過部材13を構成する材料と同じガラスから作製されており、光透過部材13の端部にフリットガラス(図示せず)を用いて固定されている。そして、支持体12と側壁部材18とは、低融点金属材料層14によって接合されている。具体的には、支持体12の表面に形成された低融点金属材料層14と側壁部材18に形成された低融点金属材料層14とが相互に接触するように、支持体12と光透過部材13とを側壁部材18を介して重ね合わせた状態で、低融点金属材料層14を加熱することによって、支持体12の周縁部と光透過部材13の周縁部とを側壁部材18を介して低融点金属材料層14によって接合することができる。
実施例5は、本発明の第2の態様に係る回折格子−光変調装置組立体に関する。実施例5の回折格子−光変調装置組立体10Eの概念的な断面図を図3に示す。
実施例5にあっては、光透過部材13の厚さ(T)は、1.5mm以上、具体的には2.5mmであり、光透過部材13はガラス板から成る。尚、実施例5においては、支持体12の表面から光透過部材13までの距離(L)は、0.1mmである。
実施例5においては、支持体12と光透過部材13とは、Au80Sn20から成る低融点金属材料層14によって接合されている。具体的には、支持体12の表面に形成された低融点金属材料層14と光透過部材13に形成された低融点金属材料層14とが相互に接触するように、支持体12と光透過部材13とを重ね合わせた状態で、低融点金属材料層14を加熱することによって、支持体12の周縁部と光透過部材13の周縁部とを低融点金属材料層14によって接合することができる。
支持体12の表面から光透過部材13までの距離(L)を0.1mm一定とし、厚さ(T)が0.7mm、1.0mm、1.3mm、1.6mmのガラス板から成る光透過部材13を備えた回折格子−光変調装置組立体を試作した。そして、5μm程度の粉をこれらの回折格子−光変調装置組立体の周辺に浮遊させて、回折格子−光変調装置組立体におけるコントラスト最悪値を求めた。
その結果、5μm程度の粉を浮遊させると、厚さ(T)が0.7mmの回折格子−光変調装置組立体にあってはコントラスト最悪値が大きく低減していることが判った。また、5μm程度のゴミや異物が存在する環境下で、コントラスト最悪値を1800:1程度以上にするためには、ガラス板の厚さ(T)を1.5mm以上にする必要があることが判った。
先に説明したように、従来の回折格子−光変調装置組立体にあっては、支持体の表面から光透過部材までの距離(L)は、約0.1mmである。ガラス板から成る光透過部材の厚さを1.1mmとすると、光透過部材の下面に位置し、画像に影響を与えるゴミあるいは異物の大きさは1μm程度である。また、光透過部材の上面に位置し、画像に影響を与えるゴミあるいは異物の大きさは2μm程度である。
一方、実施例5の回折格子−光変調装置組立体10Eにあっては、光透過部材13の厚さは、2.5mmである。そして、支持体12の表面から光透過部材13までの距離(L)を0.1mmとしても、光透過部材13の上面に位置し、画像に影響を与えるゴミあるいは異物の大きさは8μm程度となる。
このように、光透過部材13の厚さ(T)を1.5mm以上と規定することで、回折格子−光変調装置組立体10Eの近傍に浮遊しているゴミや異物、光透過部材13の表面や内部に存在するゴミや異物に起因したコントラスト最悪値の低下を防止することができるし、光透過部材13の表面や内部に存在するゴミあるいは異物が或る程度大きくとも、画像に大きな影響を与えなくなる。
例えば、回折格子−光変調装置の光入出射部から光透過部材までの距離(L)が0.1mmの場合には、ガラス板の内部に存在するゴミや異物の大きさは1μm以下でなければならない。これに対して、光透過部材13の厚さ(T)が2.5mmの場合、ガラス板の内部に存在するゴミや異物の大きさは1.5μm〜8μm以下でよい。前者の仕様を満足するガラス板の価格に対して、後者の仕様を満足するガラス板の価格は約1/5となり、光透過部材のコストを大幅に削減することができる。
以上、本発明を、好ましい実施例に基づき説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。実施例にて説明した回折格子−光変調素子、回折格子−光変調装置、回折格子−光変調装置組立体の構成、構造は例示であり、適宜、変更することができるし、回折格子−光変調装置組立体や回折格子−光変調装置、回折格子−光変調素子における各種部材を構成する材料や部材の寸法等も例示であり、適宜、変更することができる。
実施例5と実施例1とを組み合わせることができる(本発明の第2の態様の第1の構成)。即ち、光透過部材13の厚さ(T)を1.5mm以上とし、支持体12と光透過部材13との間にはスペーサ15が配置され、支持体12とスペーサ15と光透過部材13とは低融点金属材料層14によって接合されている構成(図1の(A)参照)とすることもできる。尚、支持体12の表面から光透過部材13までの距離は1.0mm未満(例えば、0.1mm以上1.0mm未満)でよい。
あるいは又、実施例5と実施例2とを組み合わせることができる(本発明の第2の態様の第2の構成)。即ち、光透過部材13の厚さ(T)を1.5mm以上とし、支持体12と光透過部材13とはビーズ16を含む低融点金属材料層14によって接合されている構成(図1の(B)参照)とすることもできる。尚、支持体12の表面から光透過部材13までの距離は1.0mm未満(例えば、0.1mm以上1.0mm未満)でよい。
あるいは又、実施例5と実施例3とを組み合わせることができる(本発明の第2の態様の第3の構成)。即ち、光透過部材13の厚さ(T)を1.5mm以上とし、光透過部材13には突起部17が形成されており、支持体12と光透過部材13とは突起部17を介して低融点金属材料層14によって接合されている構成(図2の(A)参照)とすることもできる。尚、支持体12の表面から光透過部材13までの距離は1.0mm未満(例えば、0.1mm以上1.0mm未満)でよい。
あるいは又、実施例5と実施例4とを組み合わせることができる(本発明の第2の態様の第4の構成)。即ち、光透過部材13の厚さ(T)を1.5mm以上とし、光透過部材13の端部から支持体12に向かって延びる側壁部材18を更に備え、支持体12と側壁部材18とは低融点金属材料層14によって接合されている構成(図2の(B)参照)とすることもできる。尚、支持体12の表面から光透過部材13までの距離は1.0mm未満(例えば、0.1mm以上1.0mm未満)でよい。
また、実施例1〜実施例5においては、可動電極32の頂面及び固定電極31の頂面を下部電極22の頂面と平行としたが、その代わりに、下部電極22の頂面に対してブレーズ角θDだけ傾いたブレーズ型とし、例えば、+1次(m=+1)の回折光のみを射出する構成としてもよい。
11,11A,11B,11C,11D,11E・・・回折格子−光変調装置、12・・・支持体、13・・・光透過部材(ガラス板)、14,14A,14B・・・低融点金属材料層、15・・・スペーサ、16・・・ビーズ、17・・・突起部、18・・・側壁部材、21・・・回折格子−光変調素子、22・・・下部電極、23,24,25,26・・・支持部、31・・・固定電極、32・・・可動電極、100R,100G,100B・・・光源、101R,101G,101B・・・回折格子−光変調装置組立体、102・・・L型プリズム、103・・・レンズ、104・・・空間フィルター、105・・・スキャンミラー、106・・・スクリーン
Claims (15)
- (A)支持体を備えた回折格子−光変調装置、並びに、
(B)回折格子−光変調装置の光入出射部に対向し、回折格子−光変調装置に入射する入射光及び回折格子−光変調装置から射出する射出光を透過させる光透過部材、
を備えた回折格子−光変調装置組立体であって、
支持体の表面から光透過部材までの距離は、1.0mm以上であることを特徴とする回折格子−光変調装置組立体。 - 支持体と光透過部材との間にはスペーサが配置され、支持体とスペーサと光透過部材とは、低融点金属材料層によって接合されていることを特徴とする請求項1に記載の回折格子−光変調装置組立体。
- 支持体と光透過部材とは、ビーズを含む低融点金属材料層によって接合されていることを特徴とする請求項1に記載の回折格子−光変調装置組立体。
- 支持体及び/又は光透過部材には突起部が形成されており、支持体と光透過部材とは、突起部を介して低融点金属材料層によって接合されていることを特徴とする請求項1に記載の回折格子−光変調装置組立体。
- 光透過部材の端部から支持体に向かって延びる側壁部材を更に備え、
支持体と側壁部材とは、低融点金属材料層によって接合されていることを特徴とする請求項1に記載の回折格子−光変調装置組立体。 - 光透過部材の厚さは1.5mm以上であることを特徴とする請求項1に記載の回折格子−光変調装置組立体。
- 光透過部材はガラス板から成ることを特徴とする請求項6に記載の回折格子−光変調装置組立体。
- 回折格子−光変調装置は、
(a)下部電極、
(b)下部電極の上方に支持された帯状の固定電極、並びに、
(c)下部電極の上方に支持され、固定電極に対して並置された帯状の可動電極、
から成り、
可動電極及び下部電極への電圧の印加に基づき発生した可動電極と下部電極との間に働く静電気力によって、下部電極に向かって可動電極が変位することで、可動電極と固定電極とによって回折格子が形成される回折格子−光変調素子が、複数、支持体の表面に形成されて成り、
固定電極及び可動電極が、光入出射部に相当することを特徴とする請求項1に記載の回折格子−光変調装置組立体。 - (A)支持体を備えた回折格子−光変調装置、並びに、
(B)回折格子−光変調装置の光入出射部に対向し、回折格子−光変調装置に入射する入射光及び回折格子−光変調装置から射出する射出光を透過させる光透過部材、
を備えた回折格子−光変調装置組立体であって、
光透過部材の厚さは、1.5mm以上であることを特徴とする回折格子−光変調装置組立体。 - 支持体と光透過部材との間にはスペーサが配置され、支持体とスペーサと光透過部材とは、低融点金属材料層によって接合されていることを特徴とする請求項9に記載の回折格子−光変調装置組立体。
- 支持体と光透過部材とは、ビーズを含む低融点金属材料層によって接合されていることを特徴とする請求項9に記載の回折格子−光変調装置組立体。
- 支持体及び/又は光透過部材には突起部が形成されており、支持体と光透過部材とは、突起部を介して低融点金属材料層によって接合されていることを特徴とする請求項9に記載の回折格子−光変調装置組立体。
- 光透過部材の端部から支持体に向かって延びる側壁部材を更に備え、
支持体と側壁部材とは、低融点金属材料層によって接合されていることを特徴とする請求項9に記載の回折格子−光変調装置組立体。 - 光透過部材はガラス板から成ることを特徴とする請求項9に記載の回折格子−光変調装置組立体。
- 回折格子−光変調装置は、
(a)下部電極、
(b)下部電極の上方に支持された帯状の固定電極、並びに、
(c)下部電極の上方に支持され、固定電極に対して並置された帯状の可動電極、
から成り、
可動電極及び下部電極への電圧の印加に基づき発生した可動電極と下部電極との間に働く静電気力によって、下部電極に向かって可動電極が変位することで、可動電極と固定電極とによって回折格子が形成される回折格子−光変調素子が、複数、支持体の表面に形成されて成り、
固定電極及び可動電極が、光入出射部に相当することを特徴とする請求項9に記載の回折格子−光変調装置組立体。
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JP2004249401A JP2006065132A (ja) | 2004-08-30 | 2004-08-30 | 回折格子−光変調装置組立体 |
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JP2004249401A Pending JP2006065132A (ja) | 2004-08-30 | 2004-08-30 | 回折格子−光変調装置組立体 |
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JP (1) | JP2006065132A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007312553A (ja) * | 2006-05-20 | 2007-11-29 | Nikon Corp | マイクロアクチュエータ、光学デバイス及び表示装置 |
-
2004
- 2004-08-30 JP JP2004249401A patent/JP2006065132A/ja active Pending
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