JP2006227364A - 画像形成装置における光強度補正方法 - Google Patents

Abstract

【課題】隣接する回折格子−光変調素子から射出された回折光同士に干渉が存在する結果、スクリーン上の画像の不均一が残ってしまうといった問題を解決し得る画像形成装置における輝度補正方法を提供する。
【解決手段】光強度補正方法は、（Ａ）全ての回折格子−光変調素子において、独立して、各回折格子−光変調素子の回折光の光強度と駆動電圧との関係を測定し、全ての回折格子−光変調素子の回折光の光強度が第１の所定の光強度と略等しくなるように各回折格子−光変調素子における駆動電圧第１補正値を設定した後、（Ｂ）全ての回折格子−光変調素子において、同時に、駆動電圧第１補正値を印加して、各回折格子−光変調素子からの回折光の光強度を測定し、（Ｃ）工程（Ｂ）における光強度が第２の所定の光強度と略等しくなるように各回折格子−光変調素子の駆動電圧第２補正値を決定する工程から成る。
【選択図】 図１

Description

本発明は、画像形成装置における光強度補正方法に関する。

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、１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１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１次元的にアレイ状に配列された回折格子−光変調装置から成る。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−光変調装置における回折格子−光変調素子のそれぞれから射出された回折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、Ｐ×Ｑ（例えば１９２０×１０８８）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は、Ｑ個（＝１０８８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、このような回折格子−光変調装置を３つ備えた画像形成装置を用いればよい。

従来の回折格子−光変調素子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１３に模式的に示す。また、図１３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１１の（Ａ）に示し、図１３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１１の（Ｂ）及び図１２の（Ａ）に示し、図１３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１２の（Ｂ）に示す。ここで、可動電極３２の変位前の状態を図１１の（Ｂ）に示し、変位後の状態を図１２の（Ａ）に示す。また、図１３においては、下部電極２２、固定電極３１、可動電極３２、固定電極支持部２３，２４、可動電極支持部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、支持体１２に固定された固定電極支持部２３，２４によって下部電極２２の上方に支持、張架されている。更には、可動電極３２は、支持体１２に固定された可動電極支持部２５，２６によって下部電極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。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１２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：θ_i）の波長をλ、回折角をθ_mとすると、
ｄ［ｓｉｎ（θ_i）−ｓｉｎ（θ_m）］＝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１２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−光変調装置は、このような回折格子−光変調素子を、複数、具備して成る。尚、回折格子−光変調装置にはシールガラス（図示せず）が備えられており、シールガラスを通してレーザ光が、回折格子−光変調素子に入射し、回折格子−光変調素子から射出される。

画像形成装置の概念図を図１４に示す。画像形成装置は、回折格子−光変調装置１０２Ｒ及びレーザ光源（赤色発光半導体レーザ）１０１Ｒから成る画像生成装置１００Ｒと、回折格子−光変調装置１０２Ｇ及びレーザ光源（緑色発光半導体レーザ）１０１Ｇから成る画像生成装置１００Ｇと、回折格子−光変調装置１０２Ｂ及びレーザ光源（青色発光半導体レーザ）１０１Ｂから成る画像生成装置１００Ｂを備えている。尚、レーザ光源（赤色発光半導体レーザ）１０１Ｒから射出された赤色のレーザ光を点線で示し、レーザ光源（緑色発光半導体レーザ）１０１Ｇから射出された緑色のレーザ光を実線で示し、レーザ光源（青色発光半導体レーザ）１０１Ｂから射出された青色のレーザ光を一点鎖線で示す。画像形成装置は、更に、これらのレーザ光源１０１Ｒ，１０１Ｇ，１０１Ｂから射出されたレーザ光を集光し、回折格子−光変調装置１０２Ｒ，１０２Ｇ，１０２Ｂへと入射させる集光レンズ（図示せず）、回折格子−光変調装置１０２Ｒ，１０２Ｇ，１０２Ｂ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１０３、纏められた３原色の光が通過するレンズ１０４及び空間フィルター１０５、空間フィルター１０５を通過した１本の光束におけるスペックルノイズを減少させるためにこの光束を拡散させる拡散板（Diffuser）１０６、拡散板１０６を通過し、拡散された光束を投影させる投影レンズ系１０７、投影レンズ系１０７を通過した光束を走査するスキャンミラー（ガルバノミラー）１０８、及び、スキャンミラー１０８で走査された光を投影するスクリーン１０９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（図１３参照）には所定のスポットサイズに集光され、Ｙ方向（図１３参照）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１０２Ｒ，１０２Ｇ，１０２Ｂに照射することができる。また、空間フィルター１０５は、例えば、フーリエ面に配置されており、凹面のオフナーリレーミラーと凸面のシュリーレンフィルタから構成されている。

このような画像形成装置にあっては、可動電極３２が図１１の（Ｂ）及び図１２の（Ｂ）の左側に示した状態である回折格子−光変調素子の不作動時、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１０５で遮られる。一方、可動電極３２が図１２の（Ａ）及び図１２の（Ｂ）の右側に示した状態である回折格子−光変調素子の作動時、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１０５を通過する。このような構成にすることで、スクリーン１０９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。即ち、レーザ光源１０１Ｒ，１０１Ｇ，１０１Ｂから射出されたレーザ光を変調させることができる。また、可動電極３２に印加する電圧（駆動電圧）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、回折光の光強度を変化させて、輝度階調の制御を行うことができる。

しかしながら、実際に、例えば１０８８個の回折格子−光変調素子を有する画像形成装置において、良好な画像表示を全画素において実現することは容易ではない。その理由は、全ての回折格子−光変調素子において、固定電極３１や可動電極３２の形状や表面状態を均一に作製することが難しい点にある。即ち、回折格子−光変調素子を動作させない状態にあってもナノ・メートルのオーダーの凹凸が存在し得るため、回折格子−光変調素子毎に変調特性（駆動電圧−回折光の光強度特性）が変動する。その結果、スクリーン上において輝度が不均一となり、例えば、均一な黒画像を得ることができないといった問題が生じる。

また、回折格子−光変調素子毎に設けられ、輝度の階調を制御する駆動電圧印加回路の特性自体にもバラツキが存在し得るが故にも、回折格子−光変調素子の変調特性を均一にすることは容易ではない。例えば、可動電極３２をナノ・メートルのオーダーで移動させる駆動電圧の誤差によって、可動電極３２の移動量がばらつき、変調特性に変動が生じる虞がある。

そして、以上に説明した変調特性のバラツキが、スクリーン上において１画素から数画素単位の横縞として認識される結果、画質の劣化を招く。

また、回折格子−光変調素子へ入射するレーザ光を射出するレーザ光源１０１Ｒ，１０１Ｇ，１０１Ｂの全回折格子−光変調素子に対する照明強度を均一にすることも容易ではない。光学設計並びに初期調整で均一照明を実現できたとしても、温度変化や経時変化によってレーザ光源１０１Ｒ，１０１Ｇ，１０１Ｂや光学系１０３，１０４，１０５，１０６，１０７，１０８に変動が生じる虞がある。このような照明の不均一さや、レーザ光源、光学系の変動は、単色では比較的目立たないが、カラー画像のように３原色を重ねた場合、画面全体で色異常として認識され得る。

また、回折格子−光変調素子を制御するための駆動信号の処理に起因して画質が劣化する可能性がある。通常、前段の回路から入力されたディジタル駆動信号は、Ｄ／Ａ変換回路でアナログ信号に変換され、駆動電圧印加回路に入力され、駆動電圧印加回路からの駆動電圧が回折格子−光変調素子に印加される。ところで、Ｄ／Ａ変換回路におけるビット幅が前段回路より小さい場合、前段のビット幅の大きいデジタル信号がＤ／Ａ変換回路に入力されると、このデジタル信号の下位ビットはカットされて、信号が間引きされ、信号の値は比較的に不連続になる。このように量子化された駆動信号によっては輝度の階調が粗くなり、前段回路での駆動信号に比べて量子化誤差が生じる。この量子化誤差によって、スクリーン上では画素間に不連続が生じる。人間の目の感度は高いので、このような画素間の僅かな不連続も、不自然な表示として人間に認識される。特に、回折格子−光変調素子からの回折光を走査して２次元画像を形成する画像形成装置において，１次元画像をスクリーン上に走査するので、１次元画像での異常な点は、スクリーン上にあっては横縞になり、一層感知され易くなる。

以上に説明した種々の問題点を解決するための手段である光強度補正方法が、例えば、特開２００１−２９６４８２、特開２００３−１９５４１７、特開２００４−１５７５２２に開示されている。

特許第３４０１２５０号 特許第３１６４８２４号 特開２００１−２９６４８２ 特開２００３−１９５４１７ 特開２００４−１５７５２２

これらの特許公開公報に開示された光強度補正方法にあっては、全ての回折格子−光変調素子において、独立して、各回折格子−光変調素子から射出された回折光のスクリーン上における光強度と、この回折格子−光変調素子を駆動する駆動電圧との関係を測定する。そして、全ての回折格子−光変調素子から射出される回折光のスクリーン上における光強度が所定の光強度と略等しくなるように各回折格子−光変調素子を駆動するために、駆動電圧を補正する。

ところで、このような各回折格子−光変調素子を駆動する駆動電圧の補正は、隣接する回折格子−光変調素子等から射出された回折光間に干渉が無いことを前提としている。しかしながら、回折格子−光変調装置においては、光源としてレーザ光を使用していること、レンズ、ミラー、プリズム等、多数の光学部品を使用していること等に起因して、通常、僅かではあるが、隣接する回折格子−光変調素子等から射出された回折光間に干渉が存在し、その結果、上述した特許公開公報に開示された従来の補正方法では解決できない、スクリーン上の画像の不均一が残ってしまう。

また、上述した問題は、回折格子−光変調素子（ＧＬＶ）を複数備えた回折格子−光変調装置だけでなく、光変調素子を複数備えた光変調装置、例えば、特開２００１−２１５３１７に開示された順応型回折格子装置（ＧＥＭＳとも呼ばれる）を具備した空間光変調器、デジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）、ＬＣＯＳ（Liquid Crystal On Silicon）といった各種の光変調装置においても、発生し得る問題である。

従って、本発明の目的は、隣接する光変調素子等から射出された射出光間に干渉が存在し、その結果、上述した特許公開公報に開示された従来の補正方法では解決できない、スクリーン上の画像の不均一が残ってしまうといった問題を解決し得る、画像形成装置における光強度補正方法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画像形成装置における光強度補正方法は、
（ａ）光源、
（ｂ）光源から射出された光が入射され、射出光として射出する光変調素子を、複数（Ｑ個）、備えた光変調装置、
（ｃ）スクリーン、並びに、
（ｄ）光変調素子から射出された射出光をスクリーン上に結像させる光学系、
を備えた画像形成装置における光強度補正方法であって、
（Ａ）全ての光変調素子ＬＭ_Qにおいて、独立して、各光変調素子ＬＭ_q（ｑ＝１，２・・・Ｑ）から射出された射出光のスクリーン上における光強度Ｄ_q-Aと、該光変調素子ＬＭ_qを駆動する駆動電圧Ｖ_q-Aとの関係を測定し、全ての光変調素子ＬＭ_Qから射出される射出光のスクリーン上における光強度Ｄ_Q-Aが第１の所定の光強度Ｄ₁と略等しくなるように各光変調素子ＬＭ_qを駆動するために、光変調素子ＬＭ_qのそれぞれにおける駆動電圧第１補正値Ｖ_q-C1を設定した後、
（Ｂ）全ての光変調素子ＬＭ_Qにおいて、同時に、各光変調素子ＬＭ_qに該駆動電圧第１補正値Ｖ_q-C1を印加して、各光変調素子ＬＭ_qから射出された射出光のスクリーン上における光強度Ｄ_q-Bを測定し、
（Ｃ）工程（Ｂ）において測定された光強度Ｄ_q-Bが第２の所定の光強度Ｄ₂と略等しくなるように、各光変調素子ＬＭ_qを駆動するための駆動電圧第２補正値Ｖ_q-C2を決定する、
工程から成ることを特徴とする。

本発明の画像形成装置における光強度補正方法において、第２の所定の光強度Ｄ₂を、前記工程（Ｂ）において測定された光強度の平均値［Σ（Ｄ_q-B）／Ｑ］とすることもできるし、第１の所定の光強度Ｄ₁と等しい光強度とすることもできるし、更には、本質的に、任意の光強度とすることができる。尚、記号「Σ」は、光強度Ｄ_1-Bから光強度Ｄ_Q-Bまでの光強度の総和を意味する。

上記の好ましい形態を含む本発明の画像形成装置における光強度補正方法において、前記工程（Ｂ）において求められた光強度Ｄ_q-Bと第２の所定の光強度Ｄ₂の差が概ね０となるように、前記工程（Ａ）において測定された光強度Ｄ_q-Aと駆動電圧Ｖ_q-Aとの関係に基づき、駆動電圧第２補正値Ｖ_q-C2を決定する構成とすることができる。

上記の各種の好ましい形態を含む本発明の画像形成装置における光強度補正方法において、
光変調素子は、射出角度を制御した状態で射出光を射出し、
光学系は、光変調素子から所定の射出角度で射出された射出光をスクリーン上に結像させる構成とすることができる。尚、このような構成を有する光変調素子を、便宜上、射出角度制御光変調素子と呼ぶ場合がある。射出角度制御光変調素子は、限定するものではないが、シリコン基板に形成されていることが好ましい。

そして、このような射出角度制御光変調素子にあっては、静電気力によって微小可動部分が変位することで、射出光の射出角度が制御される構成とすることが望ましい。

あるいは又、このような射出角度制御光変調素子は、
（ａ−１）下部電極、
（ａ−２）下部電極の上方に支持された帯状の固定電極、及び、
（ａ−３）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、
から構成された回折格子−光変調素子であり、
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、以て、射出光としての回折光の射出角度（回折角）が制御される構成とすることができる。但し、射出角度制御光変調素子は、このような回折格子−光変調素子（ＧＬＶ）及び順応型回折格子装置（ＧＥＭＳ）に限定されるものではなく、その他、例えば、デジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）を例示することもできる。

尚、以下の説明において、本発明の画像形成装置における光強度補正方法を、単に、本発明と呼ぶ場合がある。また、前記工程（Ａ）において、光変調素子ＬＭ_qから射出された射出光のスクリーン上における光強度Ｄ_q-Aと、この光変調素子ＬＭ_qを駆動する駆動電圧Ｖ_q-Aとの関係を測定するが、この測定を、便宜上、「光強度Ｄ_q-A／駆動電圧Ｖ_q-Aの測定」と呼ぶ場合がある。更には、光変調素子ＬＭ_qから射出された射出光のスクリーン上における光強度Ｄ_q-Aと、この光変調素子ＬＭ_qを駆動する駆動電圧Ｖ_q-Aとの関係を、便宜上、「光強度Ｄ_q-A／駆動電圧Ｖ_q-A特性」と呼ぶ場合がある。

本発明において、前記工程（Ａ）での射出光のスクリーン上における光強度Ｄ_q-Aの測定は、スクリーンを配置すべき位置に光検出器を、例えば、線状（１次元状）に配置することで行うことができる。また、独立して光強度Ｄ_q-A／駆動電圧Ｖ_q-Aの測定を行うが、具体的には、少なくとも隣接する光変調素子ＬＭ_q-1，ＬＭ_q+1からは射出光が射出されない状態で、光強度Ｄ_q-A／駆動電圧Ｖ_q-Aの測定を実行すればよい。光変調素子ＬＭ_qを駆動する駆動電圧Ｖ_q-Aの印加は、画像形成装置に備えられた駆動電圧印加回路から印加してもよいし、画像形成装置から独立した駆動電圧印加回路から印加してもよい。駆動電圧Ｖ_q-Aは、２^Nの輝度階調（例えば、２¹⁰の輝度階調）を表示するためのパルス状の電圧とすればよい。通常、駆動電圧Ｖ_q-Aを増加させても、或る駆動電圧（駆動電圧閾値）までは光強度は「０」であり、駆動電圧Ｖ_q-Aが駆動電圧閾値を超えると、光強度Ｄ_q-Aは、非線形に、しかも、急激に増加する。ここで、駆動電圧の変化量の１単位をΔＶ₀とすれば、駆動電圧Ｖ_q-Aを、２^Nの輝度階調（例えば、２¹⁰の輝度階調）を表示すると想定した場合、Ｖ_q-A＝０，ΔＶ₀，２ΔＶ₀，３ΔＶ₀，・・・，ｎΔＶ₀，・・・，（２^N−１）ΔＶ₀である。

本発明にあっては、前記工程（Ａ）における第１の所定の光強度Ｄ₁として、画像形成装置における設計最大光強度Ｄ_MAXの１／１０倍、１／８倍、１／６倍、１／４倍、１／２倍を例示することができる。各光変調素子ＬＭ_qにおける駆動電圧第１補正値Ｖ_q-C1は、光強度Ｄ_q-A／駆動電圧Ｖ_q-A特性に基づき、光強度Ｄ_q-A＝Ｄ₁となるときの駆動電圧Ｖ_q-Aの値とすればよい。全ての光変調素子ＬＭ_Qから射出される射出光のスクリーン上における光強度Ｄ_Qが第１の所定の光強度Ｄ₁と「略等しい」とは、光変調素子の全個数の９５％の個数において、０．９５≦Ｄ_Q／Ｄ₁≦１．０５を満足することを意味する。

また、本発明の前記工程（Ｂ）にあっては、全ての光変調素子ＬＭ_Qにおいて、同時に、各光変調素子ＬＭ_qに駆動電圧第１補正値Ｖ_q-C1を印加して、各光変調素子ＬＭ _qから射出された射出光のスクリーン上における光強度Ｄ_q-Bを測定するが、この状態において、光強度Ｄ_q-Bは、隣接する光変調素子ＬＭ_q-1，ＬＭ_q+1等からの射出光によって干渉された状態にある。光強度Ｄ_q-Bの測定は、スクリーンを配置すべき位置に光検出器を、例えば、線状（１次元状）に配置することで行うことができるし、スクリーンの手前に反射ミラーを配置し、この反射ミラーによって反射（分岐）された射出光を積分球やＣＣＤ等の光検出器によって測定することで行うこともできる。積分球を用いる場合にあっては、入力された光を外部に漏出させないように積分球内部で反射させ、入射された光の全てを集め、そのエネルギー、即ち、入射された光の光量を測定する。尚、前記工程（Ａ）での射出光のスクリーン上における光強度Ｄ_q-Aの測定を、前記工程（Ｂ）での射出光の光強度Ｄ_q-Bの測定と同様に、スクリーンの手前に反射ミラーを配置し、この反射ミラーによって反射（分岐）された射出光を積分球やＣＣＤ等の光検出器によって測定することで行うこともできる。

本発明にあっては、前記工程（Ｃ）において、光強度Ｄ_q-Bが第２の所定の光強度Ｄ₂と略等しくなるように、各光変調素子ＬＭ_qを駆動するための駆動電圧第２補正値Ｖ_q-C2を決定するが、ここで、「略等しい」とは、光変調素子の全個数の９５％の個数において、０．９８≦Ｄ_q-B／Ｄ₂≦１．０２を満足することを意味する。また、好ましい形態にあっては、工程（Ｂ）において求められた光強度Ｄ_q-Bと第２の所定の光強度Ｄ₂の差が概ね０となるように、前記工程（Ａ）において測定された光強度Ｄ_q-Aと駆動電圧Ｖ_q-Aに基づき、駆動電圧第２補正値Ｖ_q-C2を決定するが、ここで、「概ね０」とは、光変調素子の全個数の９５％の個数において、｜Ｄ_q-B−Ｄ₂｜／Ｄ₂≦０．０２を満足することを意味する。

本発明において、光変調素子を回折格子−光変調素子とする場合、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、マイクロマシン製造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。尚、以下の説明において、回折格子−光変調素子を、複数、備えた光変調装置を、回折格子−光変調装置と呼ぶ。

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−光変調装置における下部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。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Δｈ_1-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≦Δｈ_1-MAX
を満足することが望ましい。また、Δｈ_1-MAXとΔｈ₀との関係は、
Δｈ_1-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（駆動電圧）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。そして、これによって、回折光の光強度を変化させることができるので、輝度階調の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Ｗ_F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Ｌ_F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Ｗ_M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、更には、固定電極の幅Ｗ_Fと等しいことが望ましい。また、可動電極の実効長さＬ_M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Ｌ_F、可動電極の実効長さＬ_M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、１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（Ｑ）は、回折格子−光変調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、あるいは、バイアス電極を構成する材料として、上述した下部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、バイアス電極の形成方法も、上述した下部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θ_D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形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の輝度階調にかけての応答特性が緩やかであって、高輝度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。

本発明の画像形成装置における光強度補正方法にあっては、前記工程（Ｂ）では、全ての光変調素子において、同時に、各光変調素子に駆動電圧第１補正値を印加して、各光変調素子から射出された射出光のスクリーン上における光強度を測定するので、得られた光強度には、隣接する光変調素子から射出された射出光の影響が及ぼされる。この状態で、前記工程（Ｃ）において、各光変調素子を駆動するための駆動電圧第２補正値を決定するので、隣接する光変調素子等から射出された射出光間の干渉に起因してスクリーン上の画像の不均一が残ってしまうといった問題を確実に解決することができる。それ故、光源、レンズ、ミラー、プリズム等、多数の光学部品に多少のバラツキが存在していても、これらのバラツキに起因したスクリーン上の画像の不均一を解消することができる。

以下、図面を参照して、実施例に基づき本発明を説明する。

実施例１は、本発明の画像形成装置における光強度補正方法に関する。実施例１の画像形成装置は、
（ａ）光源、
（ｂ）光源から射出された光が入射され、射出光として射出する光変調素子を、複数、備えた光変調装置、
（ｃ）スクリーン、並びに、
（ｄ）光変調素子から射出された射出光をスクリーン上に結像させる光学系、
から構成されている。

ここで、光変調素子は、射出角度を制御した状態で射出光を射出し、光学系は、光変調素子から所定の射出角度で射出された射出光をスクリーン上に結像させる。具体的には、光変調素子（射出角度制御光変調素子）においては、静電気力によって微小可動部分（実施例１にあっては、具体的には、以下に説明する可動電極３２）が変位することで、射出光の射出角度が制御される。より具体的には、実施例１の光変調素子（射出角度制御光変調素子）は、
（ａ−１）下部電極２２、
（ａ−２）下部電極２２の上方に支持された帯状の固定電極３１、及び、
（ａ−３）下部電極２２の上方に支持され、固定電極３１に対して並置された帯状の可動電極３２、
から構成された回折格子−光変調素子２１である。そして、可動電極３２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によって下部電極２２に向かって可動電極３２が変位することで、可動電極３２と固定電極３１とによって回折格子が形成され、以て、射出光としての回折光の射出角度（回折角）が制御される。

即ち、実施例１の光変調装置は、回折格子−光変調素子を、複数、備えた回折格子−光変調装置から成る。また、実施例１にあっては、光変調素子から射出される射出光は、上述したとおり、具体的には、回折格子−光変調素子から射出される（回折格子−光変調素子によって回折される）０次、あるいは、±１次以上（ｍ＝±１以上）の回折光である。そして、光変調素子から射出される射出光であって、所定の射出角度を有する射出光は、実施例１にあっては、具体的には、±１次（ｍ＝±１）の回折光である。

具体的には、実施例１の画像形成装置は、図１及び図２に概念図を示すように、光変調装置である回折格子−光変調装置１０２Ｒ，１０２Ｇ，１０２Ｂを備えている。そして、各回折格子−光変調装置１０２Ｒ，１０２Ｇ，１０２Ｂは、光変調素子である回折格子−光変調素子２１が、複数（Ｑ＝１０８８個）、支持体１２の表面に形成されて成る。尚、回折格子−光変調素子２１の具体的な構成、構造、動作は、図１１の（Ａ）、（Ｂ）、図１２の（Ａ）、（Ｂ）、図１３に示した回折格子−光変調素子２１の構成、構造、動作と同様であるが故に、詳細な説明は省略する。

また、実施例１の画像形成装置は、上述したとおり、更に、回折格子−光変調素子２１へ入射する光を射出する光源１０１Ｒ，１０１Ｇ，１０１Ｂ、スクリーン１０９、並びに、回折格子−光変調素子２１から所定の射出角度（具体的には、±１次（ｍ＝±１）の回折光を含む）にて射出された回折光（射出光に相当する）をスクリーン１０９上に結像させる光学系１０３，１０４，１０５，１０６，１０７，１０８を備えている。尚、光学系１０３，１０４，１０５，１０６，１０７，１０８の構成、構造、動作は、図１４に示した光学系１０３，１０４，１０５，１０６，１０７，１０８の構成、構造、動作と同様とすることができるが故に、詳細な説明は省略する。

実施例１の画像形成装置は、更に、光検出装置１２０を備えている。この光検出装置１２０は、投影レンズ系１０７とスキャンミラー（ガルバノミラー）１０８との間に配置された反射ミラー１２１と、この反射ミラー１２１によって進行方向を変更された回折光が入射する光検出器１２２から構成されている。ここで、光検出器１２２は、積分球あるいはＣＣＤから構成されている。尚、反射ミラー１２１は移動可能であり、画像形成装置の通常の作動時、即ち、スクリーン１０９への実際の画像の投影中には、投影レンズ系１０７とスキャンミラー１０８との間の光路から外れた位置に配置される。また、回折光のスクリーン１０９上における光強度Ｄ_q-Aの測定を行うために、光検出器１２３を、スクリーン１０９を配置すべき位置に線状（１次元状）に配置することができる構成、構造となっている。

図２に示すように、信号処理部１１０は、映像信号入力処理部１１１と、駆動電圧印加回路１１２と、システム制御部１１３と、スキャン制御部１１４とを有する。映像信号入力処理部１１１において、例えば、ＤＶＤ等の映像再生機器から入力された映像信号は、色差信号ＹＣｂＣｒ（ＹＰｂＰｒ）からＲＧＢ信号に変換される。尚、非線形特性（γ特性）が付加されているので、映像信号入力処理部１１１では、逆ガンマ補正処理が行われ、線形特性に変換された後、画像形成装置の色再現範囲に対応させるために、色空間変換処理が実施される。そして、このように処理された映像信号（処理後の映像信号と呼ぶ）は、後述する補正回路部１１７を経由して、駆動電圧印加回路１１２に送出される。駆動電圧印加回路１１２は、処理後の映像信号に基づき実駆動電圧（画像形成装置において、実際の画像表示動作を行うために回折格子−光変調装置１０２Ｒ，１０２Ｇ，１０２Ｂを構成する回折格子−光変調素子２１の可動電極３２に印加される駆動電圧）を生成し、所定のタイミングで回折格子−光変調装置１０２Ｒ，１０２Ｇ，１０２Ｂにこの実駆動電圧を印加し、レーザ光源１０１Ｒ，１０１Ｇ，１０１Ｂから出射されたレーザ光を変調する。スキャン制御部１１４は、スキャンミラー１０８の回転を制御する回転駆動信号をスキャンミラー１０８に出力する。システム制御部１１３は、映像信号入力処理部１１１、駆動電圧印加回路１１２、及び、スキャン制御部１１４、並びに、後述する、駆動電圧生成部１１５、検出信号処理部１１６、及び、補正回路部１１７を制御し、駆動電圧印加回路１１２から回折格子−光変調装置１０２Ｒ，１０２Ｇ，１０２Ｂに印加する駆動電圧、スキャン制御部１１４の出力する回転駆動信号、回折格子−光変調装置１０２Ｒ，１０２Ｇ，１０２Ｂの動作タイミング、及び、スキャンミラー１０８の回転タイミングを同期させる。

信号処理部１１０は、更に、光強度補正方法を実行するために、回折格子−光変調装置１０２Ｒ，１０２Ｇ，１０２Ｂにおける回折格子−光変調素子ＬＭ_Qを駆動する駆動電圧（テスト用駆動電圧）Ｖ_q-Aを生成するための駆動電圧生成部１１５と、光検出装置１２０にて検出された信号を処理する検出信号処理部１１６と、処理後の映像信号に対して、決定された駆動電圧第２補正値Ｖ_q-C2に基づき補正処理を実行し、補正処理後の映像信号を駆動電圧印加回路１１２に送出する補正回路部１１７とを備えている。

画像形成装置は、次のように動作して２次元カラー画像を表示する。即ち、光源に相当するレーザ光源１０１Ｒ，１０１Ｇ，１０１Ｂから出射された光（３原色のレーザ光）がそれぞれ１次元方向に集光され、回折格子−光変調装置１０２Ｒ，１０２Ｇ，１０２Ｂを照射する。各回折格子−光変調装置１０２Ｒ，１０２Ｇ，１０２Ｂにおける回折格子−光変調素子２１は、駆動電圧印加回路１１２から印加された実駆動電圧に応じて入射レーザ光に基づく回折光の光強度を制御し、入射レーザ光を変調する。変調された入射レーザ光［変調素子から射出される射出光であって、所定の射出角度を有する射出光であり、±１次（ｍ＝±１）の回折光を含む］は、Ｌ型プリズム１０３によって集光され、所望色の変調光に合成される。その後、空間フィルター１０５で不要な回折光（±１次の回折光以外の回折光）が取り除かれ、拡散板１０６にて拡散光に変換される。得られた１次元拡散光は投影レンズ系１０７を通過し、スキャンミラー１０８に入射される。スキャン制御部１１４からの回転駆動信号に従って、スキャンミラー１０８は、映像信号並びに駆動電圧印加回路１１２から各回折格子−光変調装置１０２Ｒ，１０２Ｇ，１０２Ｂに入力された実駆動電圧に同期して、スクリーン１０９上に１次元拡散光を走査し、スクリーン１０９上に２次元カラー画像が形成される。

以下、画像形成装置における光強度補正方法を説明する。尚、以下の説明においては、１つの回折格子−光変調装置（回折格子−光変調装置１０２Ｒ，１０２Ｇ，１０２Ｂのいずれか１つ）に関する説明を行うが、残りの回折格子−光変調装置に関しても、同様の光強度補正方法を実行すればよい。

［ステップ−１０］
先ず、全ての回折格子−光変調素子ＬＭ_Qにおいて、独立して、各回折格子−光変調素子ＬＭ_q（ｑ＝１，２・・・Ｑ）から射出された回折光のスクリーン上における光強度Ｄ_q-Aと、この回折格子−光変調素子ＬＭ_qを駆動する駆動電圧Ｖ_q-Aとの関係を測定する。即ち、光強度Ｄ_q-A／駆動電圧Ｖ_q-Aの測定を実行する。このときには、反射ミラー１２１を、投影レンズ系１０７とスキャンミラー１０８との間の光路から外れた位置に配置しておく。

具体的には、回折光のスクリーン１０９上における光強度Ｄ_q-Aの測定を行うために、スクリーン１０９を配置すべき位置に光検出器１２３を線状（１次元状）に配置する。そして、第１番目の回折格子−光変調素子ＬＭ₁から第Ｑ番目（具体的には、第１０８８番目）の回折格子−光変調素子ＬＭ_Q（ＬＭ₁₀₈₈）まで、順次、１つ１つの回折格子−光変調素子ＬＭ_qにおいて、例えば、駆動電圧Ｖ_q-Aを２^Nの輝度階調（例えば、２¹⁰の輝度階調）を表示するためのパルス状の電圧とするとき、Ｖ_q-A＝０，ΔＶ₀，２ΔＶ₀，３ΔＶ₀，・・・，ｎΔＶ₀，・・・，（２^N−１）ΔＶ₀の駆動電圧Ｖ_q-Aを駆動電圧生成部１１５において生成させ、生成した駆動電圧Ｖ_q-Aを駆動電圧印加回路１１２を介して回折格子−光変調素子ＬＭ_qに順次、印加する（その一部を図３に示す）。

そして、回折格子−光変調素子ＬＭ_qからの±１次の回折光の光強度Ｄ_q-A（その一部を図３に示す）を、スクリーン１０９を配置すべき位置に配置された光検出器１２３によって測定する。光検出器１２３によって得られた信号は検出信号処理部１１６に送られ、検出信号処理部１１６において信号処理がなされ、システム制御部１１３に送出され、システム制御部１１３において、回折格子−光変調素子ＬＭ_qから射出された回折光のスクリーン上における光強度Ｄ_q-Aと、この回折格子−光変調素子ＬＭ_qを駆動する駆動電圧Ｖ_q-Aとの関係である光強度Ｄ_q-A／駆動電圧Ｖ_q-A特性（総計、１０８８本の光強度Ｄ_q-A／駆動電圧Ｖ_q-A特性の曲線）が求められ、システム制御部１１３に記憶される。１０８８本の光強度Ｄ_q-A／駆動電圧Ｖ_q-A特性を平均した曲線を、図４の（Ａ）に示す。尚、図４の（Ａ）の横軸は、駆動電圧Ｖ_q-A（＝０，ΔＶ₀，２ΔＶ₀，３ΔＶ₀，・・・，ｎΔＶ₀，・・・，（２^N−１）ΔＶ₀）であり、縦軸は、光強度Ｄ（単位は任意）である。また、図４の（Ｂ）には、ΔＶ₀当たりの回折光の光強度変化量ΔＤ（光強度の微分値）を示す。尚、図４の（Ｂ）の横軸は、駆動電圧Ｖ_q-A（＝０，ΔＶ₀，２ΔＶ₀，３ΔＶ₀，・・・，ｎΔＶ₀，・・・，（２^N−１）ΔＶ₀）であり、縦軸は、回折光の光強度変化量ΔＤ（単位は任意）である。

［ステップ−２０］
次いで、全ての回折格子−光変調素子ＬＭ_Qから射出される回折光のスクリーン上における光強度Ｄ_Q-Aが第１の所定の光強度Ｄ₁と略等しくなるように各回折格子−光変調素子ＬＭ_qを駆動するために、駆動電圧第１補正値Ｖ_q-C1を設定する。ここで、実施例１においては、第１の所定の光強度Ｄ₁を、画像形成装置における設計最大光強度Ｄ_MAXの１／２倍とする。尚、第１の所定の光強度Ｄ₁は、画像形成装置における設計最大光強度Ｄ_MAXの１／２倍に限定されず、例えば、設計最大光強度Ｄ_MAXの１／１０倍、１／８倍、１／６倍、１／４倍とすることもできる。具体的には、［ステップ−１０］にて得られた各回折格子−光変調素子ＬＭ_qにおける光強度Ｄ_q-A／駆動電圧Ｖ_q-A特性の曲線に基づき、第１の所定の光強度Ｄ₁がこの曲線と交わる点における駆動電圧ｎ’ΔＶ₀を求める。この処理はシステム制御部１１３において行われる。この駆動電圧ｎ’ΔＶ₀が駆動電圧第１補正値Ｖ_q-C1である。そして、このような操作をＱ回、繰り返し、全ての回折格子−光変調素子ＬＭ_Qにおいて、回折格子−光変調素子ＬＭ_qのそれぞれにおける駆動電圧第１補正値Ｖ_q-C1を求める。そして、求められた回折格子−光変調素子ＬＭ_qのそれぞれにおける駆動電圧第１補正値Ｖ_q-C1を、システム制御部１１３において、一種のテーブルとして記憶する。

［ステップ−３０］
その後、全ての回折格子−光変調素子ＬＭ_Qにおいて、同時に、各回折格子−光変調素子ＬＭ_qに該駆動電圧第１補正値Ｖ_q-C1を印加して、各回折格子−光変調素子ＬＭ_qから射出された回折光のスクリーン上における光強度Ｄ_q-Bを測定する。

具体的には、システム制御部１１３において一種のテーブルとして記憶された駆動電圧第１補正値Ｖ_q-C1の値に基づき、係る駆動電圧第１補正値Ｖ_q-C1を駆動電圧生成部１１５において生成させ、生成した駆動電圧第１補正値Ｖ_q-C1を駆動電圧印加回路１１２を介して回折格子−光変調素子ＬＭ_qに印加する。この操作は、全ての回折格子−光変調素子ＬＭ_qにおいて、同時になされる。

このときには、投影レンズ系１０７とスキャンミラー（ガルバノミラー）１０８との間に反射ミラー１２１を配置する。そして、この反射ミラー１２１によって進行方向を変更された回折光を、積分球から構成された光検出器１２２に入射させ、各回折格子−光変調素子ＬＭ_qから射出された回折光の光強度Ｄ_q-Bを測定する。尚、このような操作は、スクリーン上における光強度Ｄ_q-Bを測定することと等価である。この状態において、光強度Ｄ_q-Bは、隣接する回折格子−光変調素子ＬＭ_q-1，ＬＭ_q+1等からの回折光によって干渉された状態にある。こうして得られた光強度Ｄ_q-Bを、図５の（Ａ）に示し、周知のスムージング処理後の光強度Ｄ_q-Bを、図５の（Ｂ）に示す。図５の（Ａ）及び（Ｂ）において、横軸は、回折格子−光変調素子ＬＭ_qの番号であり、縦軸は、光強度Ｄ_q-B（規格化された値）である。尚、奇数番目の回折格子−光変調素子のみを動作させて、奇数番目の回折格子−光変調素子のみから回折光を射出させることで同様にして得られた光強度Ｄ_q-B（但し、ｑは奇数）は、図５の（Ａ）における光強度１．０００±０．００５の範囲内に位置しており、偶数番目の回折格子−光変調素子のみを動作させて、偶数番目の回折格子−光変調素子のみから回折光を射出させることで同様にして得られた光強度Ｄ_q-B（但し、ｑは偶数）も、図５の（Ａ）における光強度１．０００±０．０１の範囲内に位置していた。即ち、隣接する回折格子−光変調素子ＬＭ_q-1，ＬＭ_q+1からの回折光に基づく干渉が存在しない状態における光強度Ｄ_q-Bは、［ステップ−１０］において測定された光強度Ｄ_q-Aとほぼ等しい。

隣接する回折格子−光変調素子ＬＭ_q-1，ＬＭ_q+1等からの回折光による干渉が無い場合には光強度Ｄ_q-Bのバラツキは極めて狭い範囲内にあるものの、画像形成装置の実際の画像表示動作にあっては、実際の光強度Ｄ_q-Bは、隣接する回折格子−光変調素子ＬＭ_q-1，ＬＭ_q+1等からの回折光によって干渉された状態にある。そして、図５の（Ａ）及び（Ｂ）からも、それぞれの回折格子−光変調素子から回折光を射出させることで得られた光強度Ｄ_q-Bは４％程度もばらついていることが判る。

測定された光強度Ｄ_q-Bはシステム制御部１１３に送出され、システム制御部１１３において光強度Ｄ_q-Bは一種のテーブルとして記憶される。

［ステップ−４０］
次に、［ステップ−３０］において測定された光強度Ｄ_q-Bが第２の所定の光強度Ｄ₂と略等しくなるように、各回折格子−光変調素子ＬＭ_qを駆動するための駆動電圧第２補正値Ｖ_q-C2を決定する。具体的には、システム制御部１１３において、［ステップ−１０］において測定された光強度Ｄ_q-Aと駆動電圧Ｖ_q-Aとの関係である光強度Ｄ_q-A／駆動電圧Ｖ_q-A特性に基づき、第２の所定の光強度Ｄ₂が得られる駆動電圧Ｖ_q-D2を求める。そして、システム制御部１１３において、各回折格子−光変調素子ＬＭ_qを駆動するための駆動電圧第２補正値Ｖ_q-C2を以下のように決定し、システム制御部１１３において駆動電圧第２補正値Ｖ_q-C2を一種のテーブルとして記憶する。以上で、画像形成装置における光強度補正方法は完了する。

Ｖ_q-C2＝Ｖ_q-C1−Ｖ_q-D2

縦軸を駆動電圧第２補正値Ｖ_q-C2とし、横軸を回折格子−光変調素子ＬＭ_qの番号としてプロットしたグラフを図６に示す。尚、駆動電圧第２補正値Ｖ_q-C2は、ΔＶ₀の整数倍（１若しくは１を順次に加えて成る自然数、及び、これに対応する負数、並びに、零の倍数）であり、図６の縦軸の数字は、係る整数を示す。

尚、［ステップ−１０］において測定された光強度Ｄ_q-Aと駆動電圧Ｖ_q-Aとの関係である光強度Ｄ_q-A／駆動電圧Ｖ_q-A特性に基づき、上記の操作を行う代わりに、図４の（Ａ）に示した光強度Ｄ_q-A／駆動電圧Ｖ_q-A特性を平均した曲線を用いてもよい。

［ステップ−５０］
画像形成装置における光強度補正方法の妥当性を検証した。即ち、画像形成装置における設計最大光強度Ｄ_MAXの１／２倍の光強度の画像がスクリーン１０９上で形成されるような映像信号を入力したときの、映像信号入力処理部１１１、システム制御部１１３、補正回路部１１７及び駆動電圧印加回路１１２における処理による、駆動電圧第２補正値Ｖ_q-C2に基づき実駆動電圧を補正した結果（実駆動電圧からＶ_q-C2を減じた電圧値を求める処理であり、この補正処理は補正回路部１１７によって行われる）に基づく、スクリーン１０９上での光強度を測定した結果を図７の（Ａ）に示し、第１番目から第２００番目までの回折格子−光変調素子に基づく光強度を拡大した図を図７の（Ｂ）に示す。更には、比較のために、駆動電圧第２補正値Ｖ_q-C2に基づく補正を行わずに得られた同様のスクリーン１０９上での光強度を測定した結果を図８の（Ａ）に示し、第１番目から第２００番目までの回折格子−光変調素子に基づく光強度を拡大した図を図８の（Ｂ）に示す。ここで、図７の（Ａ）、（Ｂ）及び図８の（Ａ）、（Ｂ）において、縦軸は、光強度Ｄ_q-B（規格化された値）であり、横軸は、回折格子−光変調素子ＬＭ_qの番号である。

図７の（Ａ）及び（Ｂ）に示した結果から、光強度の均一性が向上していることが判る。尚、図７に示した光強度における大きなうねりは、レンズ、ミラー等の光学部品に起因し、小さな周期的変動は、回折格子−光変調素子とシールガラス間の干渉効果に起因していると考えられる。

画像形成装置における設計最大光強度Ｄ_MAXの１／１０倍、１／８倍、１／６倍、１／４倍の光強度の画像がスクリーン１０９上で形成されるような映像信号が入力したときの、駆動電圧第２補正値Ｖ_q-C2により駆動電圧を補正した結果に基づく、スクリーン１０９上での光強度を測定し、これらの光強度を重ね合わせてプロットしたグラフを図９に示す。図９からも、映像信号の大きさに拘わらず、即ち、画像の明るさに依存することなく光強度の均一性が向上していることが判る。

尚、図７の（Ａ）に示した光強度の結果を、図５の（Ａ）に示した［ステップ−３０］において測定された光強度Ｄ_q-Bとみなして、更に、［ステップ−４０］〜［ステップ−５０］を実行するといった操作を、少なくとも１回、繰り返してもよい。

実施例２は実施例１の変形である。実施例２にあっては、駆動電圧Ｖ_q-Aを、２⁸の輝度階調を表示するためのパルス状の電圧とする。そして、実施例１と同様の画像形成装置における光強度補正方法を実行した。

画像形成装置における設計最大光強度Ｄ_MAXの１／２倍の光強度の画像がスクリーン１０９上で形成されるような映像信号が入力したときの、駆動電圧第２補正値Ｖ_q-C2により実駆動電圧を補正した結果（実駆動電圧からＶ_q-C2を減じた電圧値を求める処理）に基づく、スクリーン１０９上での光強度を測定した結果を図１０に「Ａ」で示す。一方、比較のために、駆動電圧第２補正値Ｖ_q-C2に基づく補正を行わずに得られた同様のスクリーン１０９上での光強度を測定した結果を図１０に「Ｂ」で示す。「Ａ」に示した実施例２の結果においては、光強度のバラツキを表す標準偏差σは０．００６１であり、「Ｂ」に示した比較例の結果においては、光強度のバラツキを表す標準偏差σは０．０１６１であり、光強度の均一性が格段に向上していることが判る。

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−光変調素子から成る光変調素子、回折格子−光変調装置から成る光変調装置、画像形成装置の構成、構造、動作は例示であり、適宜、変更することができるし、画像形成装置や光変調装置、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。場合によっては、光学系における拡散板１０６は不要である。

また、実施例においては、回折格子−光変調素子として、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θ_D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。

実施例において説明した画像形成装置における光強度補正方法を実行するための光検出装置１２０（反射ミラー１２１及び光検出器１２２）を画像形成装置を構成する光学系に組み込んでもよいし、光検出器１２３を画像形成装置を構成する光学系に組み込んでもよい。そして、画像形成装置における光強度補正方法を適切な期間間隔を置いて実行してもよいし、あるいは又、画像形成装置における光強度補正方法［工程（Ａ）〜工程（Ｃ）］を１回、行い、更には、適切な期間間隔を置いて工程（Ｂ）及び工程（Ｃ）を実行してもよい。また、実施例においては、専ら、回折格子−光変調素子（ＧＬＶ）に基づき本発明を説明したが、本発明の画像形成装置における光強度補正方法を、その他、特開２００１−２１５３１７に開示された順応型回折格子装置（ＧＥＭＳ）を具備した空間光変調器における光強度補正、デジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）における光強度補正に対して適用することができるだけでなく、ＬＣＯＳにおける光強度補正に対して適用することもできる。

図１は、実施例１の画像形成装置の概念図である。 図２も、実施例１の画像形成装置の概念図である。 図３は、回折格子−光変調素子に順次、印加する駆動電圧の一部、及び、回折格子−光変調素子からの±１次の回折光の光強度Ｄ_q-Aの一部を模式的に示すグラフである。 図４の（Ａ）は、１０８８本の光強度Ｄ_q-A／駆動電圧Ｖ_q-A特性を平均した曲線を示し、図４の（Ｂ）は、パルス状の駆動電圧の１単位ΔＶ₀当たりの回折光の光強度変化量ΔＤを示すグラフである。 図５の（Ａ）及び（Ｂ）は、実施例１の［ステップ−３０］にて、全ての回折格子−光変調素子において、同時に、各回折格子−光変調素子に該駆動電圧第１補正値を印加して、各回折格子−光変調素子から射出された回折光のスクリーン上における光強度を測定した結果を示すグラフである。 図６は、縦軸を駆動電圧第２補正値とし、横軸を回折格子−光変調素子の番号としてプロットしたグラフである。 図７の（Ａ）は、画像形成装置における設計最大光強度の１／２倍の光強度の画像がスクリーン上で形成されるような映像信号が入力したときの、駆動電圧第２補正値により実駆動電圧を補正した結果に基づく、スクリーン上での光強度の測定結果であり、図７の（Ｂ）は、第１番目から第２００番目までの回折格子−光変調素子に基づく光強度を拡大した図である。 図８の（Ａ）は、何ら駆動電圧の補正を行わずに、画像形成装置における設計最大光強度の１／２倍の光強度の画像がスクリーン上で形成されるような映像信号が入力したときのスクリーン上での光強度の測定結果であり、図８の（Ｂ）は、第１番目から第２００番目までの回折格子−光変調素子に基づく光強度を拡大した図である。 図９は、画像形成装置における設計最大光強度の１／１０倍、１／８倍、１／６倍、１／４倍の光強度の画像がスクリーン上で形成されるような映像信号が入力したときの、駆動電圧第２補正値Ｖ_q-C2により実駆動電圧を補正した結果に基づく、スクリーン上での光強度を測定した結果を重ね合わせたグラフである。 図１０は、実施例２において、画像形成装置における設計最大光強度の１／２倍の光強度の画像がスクリーン上で形成されるような映像信号が入力したときの、駆動電圧第２補正値により実駆動電圧を補正した結果に基づく、スクリーン上での光強度の測定結果を示すグラフ、及び、何ら駆動電圧の補正を行わずに、画像形成装置における設計最大光強度の１／２倍の光強度の画像がスクリーン上で形成されるような映像信号が入力したときのスクリーン上での光強度の測定結果を示すグラフである。 図１１の（Ａ）は、図１３の矢印Ｂ−Ｂに沿った固定電極等の模式的な断面図であり、図１１の（Ｂ）は、図１３の矢印Ａ−Ａに沿った可動電極等の模式的な断面図（但し、回折格子−光変調素子が作動していない状態にある）である。 図１２の（Ａ）は、図１３の矢印Ａ−Ａに沿った可動電極等の模式的な断面図であり（但し、回折格子−光変調素子が作動している状態にある）、図１２の（Ｂ）は、図１３の矢印Ｃ−Ｃに沿った固定電極、可動電極等の模式的な断面図である。 図１３は、回折格子−光変調素子を構成する下部電極、固定電極、可動電極の配置を模式的に示す図である。 図１４は、３つの回折格子−光変調装置が組み合わされた従来の画像形成装置の概念図である。

符号の説明

１１・・・回折格子−光変調装置、１２・・・支持体、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・・・画像生成装置、１０１Ｒ，１０１Ｇ，１０１Ｂ・・・レーザ光源、１０２Ｒ，１０２Ｇ，１０２Ｂ・・・回折格子−光変調装置、１０３・・・Ｌ型プリズム、１０４・・・レンズ、１０５・・・空間フィルター、１０６・・・拡散板、１０７・・・結像レンズ系、１０８・・・スキャンミラー、１０９・・・スクリーン、１１０・・・信号処理部、１１１・・・映像信号入力処理部、１１２・・・駆動電圧印加回路、１１３・・・システム制御部、１１４・・・スキャン制御部、１１５・・・駆動電圧生成部、１１６・・・検出信号処理部、１１７・・・補正回路部、１２０・・・光検出装置、１２１・・・反射ミラー、１２２，１２３・・・光検出器

Claims (6)

1. （ａ）光源、
   （ｂ）光源から射出された光が入射され、射出光として射出する光変調素子を、複数、備えた光変調装置、
   （ｃ）スクリーン、並びに、
   （ｄ）光変調素子から射出された射出光をスクリーン上に結像させる光学系、
   を備えた画像形成装置における光強度補正方法であって、
   （Ａ）全ての光変調素子において、独立して、各光変調素子から射出された射出光のスクリーン上における光強度と、該光変調素子を駆動する駆動電圧との関係を測定し、全ての光変調素子から射出される射出光のスクリーン上における光強度が第１の所定の光強度と略等しくなるように各光変調素子を駆動するために、光変調素子のそれぞれにおける駆動電圧第１補正値を設定した後、
   （Ｂ）全ての光変調素子において、同時に、各光変調素子に該駆動電圧第１補正値を印加して、各光変調素子から射出された射出光のスクリーン上における光強度を測定し、
   （Ｃ）工程（Ｂ）において測定された光強度が第２の所定の光強度と略等しくなるように、各光変調素子を駆動するための駆動電圧第２補正値を決定する、
   工程から成ることを特徴とする画像形成装置における光強度補正方法。
2. 第２の所定の光強度は、前記工程（Ｂ）において測定された光強度の平均値であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置における光強度補正方法。
3. 前記工程（Ｂ）において求められた光強度と第２の所定の光強度の差が概ね０となるように、前記工程（Ａ）において測定された光強度と駆動電圧との関係に基づき、駆動電圧第２補正値を決定することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置における光強度補正方法。
4. 光変調素子は、射出角度を制御した状態で射出光を射出し、
   光学系は、光変調素子から所定の射出角度で射出された射出光をスクリーン上に結像させることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置における光強度補正方法。
5. 光変調素子においては、静電気力によって微小可動部分が変位することで、射出光の射出角度が制御されることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置における光強度補正方法。
6. 光変調素子は、
   （ａ−１）下部電極、
   （ａ−２）下部電極の上方に支持された帯状の固定電極、及び、
   （ａ−３）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、
   から構成された回折格子−光変調素子であり、
   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、以て、射出光としての回折光の射出角度が制御されることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置における光強度補正方法。
   

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