JP2010102150A

JP2010102150A - 光学素子、撮像素子、投影装置、及び光学素子の駆動方法

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Publication number: JP2010102150A
Application number: JP2008273877A
Authority: JP
Inventors: Makoto Oigawa; 誠大井川
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2008-10-24
Filing date: 2008-10-24
Publication date: 2010-05-06

Abstract

【課題】隣接画素との境界空地及び画素間のつなぎ目を少なくすることができると共に、外部環境からの振動の影響を抑制でき、小型集積化が可能となる光学素子等を提供する。
【解決手段】透過光の波長を可変に制御可能とした光学素子であって、
空隙間隔を隔てて対向配置されている半透明の一対のミラーと、
前記一対のミラーを空隙間隔を隔てて支持するために、前記一対のミラー間に設けられた弾性体による支持部材と、
前記一対のミラーによる前記空隙間隔を制御する空隙間隔制御手段と、
を有し、前記空隙間隔の制御による該空隙間隔の変化に対応して、前記一対のミラーの一方側より入射した光の特定波長成分を前記一対のミラーの他方側より出射させる構成とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、光学素子、撮像素子、投影装置、及び光学素子の駆動方法に関し、特に透過波長帯域を任意に可変することができる光学フィルタ等の光学素子に関するものである。

撮像素子や分光器において、可視光を色分離する手段としてカラーフィルタが用いられてきた。
このようなカラーフィルタにおいては、色素に代表される特定の波長を透過する物質を置き、透過光に波長選択性を持たせるように構成されている。
具体的には、透過光の波長は固定であるが、撮像素子においてはベイヤー配列に代表されるような色の３原色ＲＧＢを互い違いに分散させた配置を施す。
そして、各ピクセルで信号を取得し、上記３原色ＲＧＢに対応した信号強度を足し合わせることで、元の像の色を各画素で再現するようにされている。

これに対し、元の像の色におけるそのままの波長を信号として取得することが可能な波長可変透過フィルタが、特許文献１〜４等で提案されている。
これらはファブリペロー干渉計を用いたもので、微小電気機械システム（ＭｉｃｒｏＥｌｅｃｔｒｏＭｅｃｈａｎｉｃａｌＳｙｓｔｅｍ；ＭＥＭＳ）に代表されるつぎのような構造の可変波長フィルタを実現している。
すなわち、これらは微細な稼動機構により２枚の対向するミラーの空隙を制御し、透過光に波長選択性を持たせるように構成され、上記特許文献１、２では可撓性アームで支持されたメンブレン構造により、上記空隙の間隔が可変となるように構成されている。
また、上記特許文献３では、可撓部を備えた梁構造により上記空隙の間隔が可変となるように構成され、また上記特許文献４では、スライド式の構造により上記空隙の間隔が可変となるように構成されている。
特開２０００−３１５１０号公報特開２０００−２８９３１号公報特開２００４−１２６４２号公報特開２００６−３１７３６８号公報

ところで、近年においては、撮像素子における画素の小型集積化が年々向上しており、それらにあわせてカラーフィルタにも各ピクセル開口の微細化が求められている。
近い将来には開口１μｍに近づくものと想定される。
しかしながら、上記した従来例の特許文献１〜４のものでは、構造的に微細化による小型集積化に不向きである。
すなわち、これらのものは、上記したように、対向するミラーの空隙間隔を可変とするため、メンブレン構造、可撓部を備えた梁構造、あるいはスライド式の構造で構成されていることから、隣接画素との間に素子自体の構造用または稼動用空地が必要となる。
また、その空地のために画素間のつなぎ目が大きくなり、２次元像を取得する際や投影する際に、画素間の切れ目が目立つことになる。
さらに、梁やメンブレン構造により水平方向から垂直方向を支える構造であるため、外部環境からの振動の影響を受け易く、このような振動により透過光の波長がずれて信号の揺らぎが生じる。
例えば、可視光領域でファブリペロー干渉計を用いて透過フィルタを実現する際に、上部ミラーが数ｎｍ変位しただけでも透過光の波長がずれて信号の揺らぎが生じてしまうこととなる。これらは解決が求められる重要な課題である。

本発明は、上記課題に鑑み、隣接画素との境界空地及び画素間のつなぎ目を少なくすることができると共に、外部環境からの振動の影響を抑制でき、小型集積化が可能となる光学素子、撮像素子、投影装置、及び光学素子の駆動方法の提供を目的とする。

本発明は、上記課題を解決するため、つぎのように構成した光学素子、撮像素子、投影装置、及び光学素子の駆動方法を提供するものである。
本発明の光学素子は、透過光の波長を可変に制御可能とした光学素子であって、空隙間隔を隔てて対向配置されている半透明の一対のミラーと、
前記一対のミラーを空隙間隔を隔てて支持するために、前記一対のミラー間に設けられた弾性体による支持部材と、
前記一対のミラーによる前記空隙間隔を制御する空隙間隔制御手段と、
を有し、前記空隙間隔の制御による該空隙間隔の変化に対応して、前記一対のミラーの一方側より入射した光の特定波長成分を前記一対のミラーの他方側より出射させることを特徴とする。
また、本発明の光学素子は、前記空隙間隔制御手段が、
前記一対のミラーにおける一方側と前記弾性体との間、及び前記一対のミラーにおける他方側と前記弾性体との間、のそれぞれに設けられた電極と、
前記一方側と他方側とにおける前記電極の間に電圧を印加する手段と、
によって構成されていることを特徴とする。
また、本発明の光学素子は、前記弾性体が、前記電極間に電圧を印加することによって変位を生じる材料によって形成されていることを特徴とする。
また、本発明の光学素子は、前記弾性体が、前記一対のミラーの一方側より入射した光を透過する光学特性を有する材料によって形成されていることを特徴とする。
また、本発明の光学素子は、前記上部または下部ミラーの少なくとも一方のミラーが、前記弾性体と一体的に弾性変形可能な材料によって形成されていることを特徴とする。
また、本発明の光学素子は、前記電極が、前記弾性体と同一軸上に積層された積層構造を備え、該積層構造が、前記一対のミラー間に格子状または櫛状に配置されていることを特徴とする。
また、本発明の撮像素子は、上記したいずれかに記載の光学素子が、２次元面内に複数配列して構成されていることを特徴とする。
また、本発明の撮像素子は、ホワイトバランス調節手段を備え、該ホワイトバランス調節手段によってホワイトバランス調整用信号を取得し、前記光学素子を調整駆動しながら各色の透過時間を調節可能に構成したことを特徴とする。
また、本発明の投影装置は、上記したいずれかに記載の光学素子が、空間光変調器の前または後に配置され、時系列で２次元イメージを取得可能に構成されていることを特徴とする。
また、本発明の光学素子の駆動方法は、透過光の波長を可変に制御可能とした光学素子の駆動方法であって、
半透明の一対のミラー間を、空隙間隔を隔てて弾性体による支持部材により支持する一方、該一対のミラーによる前記空隙間隔を制御する手段を準備する工程と、
前記空隙間隔を制御する手段によって空隙間隔を変位させながら、前記一対のミラーの一方側より入射した光の波長を制御し、前記一対のミラーの他方側より出射させる工程と、
を有することを特徴とする。

本発明によれば、隣接画素との境界空地及び画素間のつなぎ目を少なくすることができると共に、外部環境からの振動の影響を抑制でき、小型集積化が可能となる光学素子、撮像素子、投影装置、及び光学素子の駆動方法を実現することができる。

つぎに、本発明の実施形態における光学素子について説明する。
図１に、本発明の実施形態における光学素子を説明する断面図を示す。
図１において、１０１は上部ミラー、１０２は下部ミラー、１１０は上部金属電極、１１１は下部金属電極、１２０は弾性体、１３０はエアギャップ、１４１は入射光、１４２は透過光、１５０は空隙、ｄは空隙間隔である。

本実施形態の光学素子は、半透明の上部ミラー１０１と下部ミラー１０２とによる一対のミラーを、上部金属電極１１０、弾性体１２０による支持部材及び下部金属電極１１１を介して、一定の空隙１５０による空隙間隔ｄを隔てて対向配置されている。
そして、上部金属電極１１０と下部金属電極１１１との間に電圧を印加することにより、空隙間隔ｄを変化させることが可能に構成されている。
このような構成のもとで、空隙間隔ｄを変化させることにより、透過光１４２の波長を可変に制御することが可能となる。
本発明は、このような原理にもとづいて、透過波長帯域を任意に可変することができる光学フィルタを実現したものである。

つぎに、このような本発明の原理について、更に詳細に説明する。
ファブリペロー干渉計の入射光に対する反射率Ｒは、次式で表される。

Ｒ＝Ｒ₁＋Ｒ₂−２√Ｒ₁√Ｒ₂ｃｏｓδ／１＋Ｒ₁Ｒ₂−２√Ｒ₁√Ｒ₂ｃｏｓδ

ここで、Ｒ₁は上部ミラー１０１の反射率であり、Ｒ₂は下部ミラー１０２の反射率である。
また、δは位相差であり、空隙１５０における屈折率ｎと空隙間隔ｄ、入射光１４１の波長λおよび入射角θを用いて、

δ＝４πｎｄｃｏｓθ／λ

と表される。
Ｒ＝０すなわちＲ₁＋Ｒ₂＝√Ｒ₁√Ｒ₂ｃｏｓδのとき、透過率は最大となる。

そのスペクトル形状は位相差δによって決まるピークを持ち、反射率Ｒ₁、Ｒ₂によってそのピーク幅およびピーク強度、つまり最大透過率が決まる。
ここで、屈折率ｎと入射角θが一定であるとしたとき、透過率が最大となるピークは波長λと空隙間隔ｄによってのみ決まる。
ｄを変化させることで、透過光１４２の波長を可変に制御することができる。
したがって、空隙間隔ｄを制御することにより可変波長の光学フィルタを実現することができる。

上部ミラー１０１と下部ミラー１０２の反射率Ｒ₁、Ｒ₂が共に０．９であり、空隙の屈折率が１．５、入射角θが０、空隙間隔ｄが２００ｎｍのとき、波長を変化させた反射率と透過率の計算結果を、図５に示す。
図５（ａ）は反射率を示す図であり、図５（ｂ）は透過率を示す図である。
これはピークが波長６００ｎｍにある場合を示しているが、空隙間隔ｄを２００ｎｍを中心として±５０ｎｍ変位させればこの構成の場合、ピーク波長は４００ｎｍから８００ｎｍまで変化する。
上部ミラー１０１と下部ミラー１０２の反射率Ｒ₁、Ｒ₂をより高くすれば、スペクトルのピーク幅は細くなり透過光の単色性は良くなる。

このような構成を達成するミラーとして薄くて高反射率なものが望ましい。
代表的なものとして、高屈折率材料（ＳｉＮ等）と低屈折率材料（ＳｉＯ₂等）とによる膜を交互に積層した交互膜による多層膜を形成するに際し、これらの層の屈折率をｎｄとし光学的膜厚をλ／４ｎｄとした膜による誘電体多層膜ミラーが挙げられる。
光学フィルタとして用いる場合、最適なピーク幅を持つよう上部ミラー１０１と下部ミラー１０２の反射率Ｒ₁、Ｒ₂を設計する。
このような２枚のミラーの間に、ポリフッ化ビニリデン（ＰｏｌｙＶｉｎｙｌｉｄｉｎｅＤｉＦｌｕｏｒｉｄｅ；ＰＶＤＦ）に代表される弾性体を用いて空隙を支持する構造を作成する。
そして、さらに上部ミラー１０１と下部ミラー１０２の両側の内部に、上部金属電極１１０、下部金属電極１１１を配置することで、印加電圧による静電引力で、空隙間隔を変位させる可変制御手段を作成することができる。
このとき上部金属電極１１０、下部金属電極１１１の配置は櫛状か、ミラー全面における変位の安定性から格子状に配線された電極とすることが望ましい。

上記した本実施形態の構成によれば、各ピクセルが微細で、且つ隣接画素との境界空地も少ない光学素子としての透過型の光学フィルタを実現することができ、画素の小型集積化が可能となる。
また、空隙間隔を静電引力によって変化させるように構成することで、前記空隙間隔の制御による該空隙間隔の変化に対応して、前記一対のミラーの一方側より入射した光の特定波長成分を前記一対のミラーの他方側より出射させることができる。
これにより、波長可変なフィルタとして作動させることができ、各画素で絶対波長の色信号を取得でき色再現性の良いカラー像を得られる光学素子を実現することができる。
さらに、その空隙を支持する支持部材を、弾性体による縦横に張り巡らされた柱状部材で構成することにより、外部環境からの振動にも強く、透過光の波長選択性の揺らぎの改善された光学素子を実現することができる。
また、本実施形態においては、つぎのような透過光の波長を可変に制御可能とした光学素子の駆動方法を実現することができる。
まず、第１の工程として、半透明の一対のミラー間を、空隙間隔を隔てて弾性体による支持部材により支持する一方、該一対のミラーによる前記空隙間隔を制御する手段を準備する。
そして、第２の工程において、前記空隙間隔を制御する手段によって空隙間隔を変位させながら、前記一対のミラーの一方側より入射した光の波長を制御し、前記一対のミラーの他方側より出射させるようにすることで、光学素子の駆動方法が実現できる。

つぎに、本発明の実施例について説明する。
［実施例１］
実施例１では、本発明の実施形態における図１に示された光学素子と、基本的に同一のの構成による光学素子を構成した。したがって、図１に示された光学素子の構成において、重複する部分の説明は省略する。
つぎに、本実施例における、上部金属電極１１０と下部金属電極１１１の配置における構成例について説明する。
図２に、本実施例における上部金属電極と下部金属電極とが格子状に配線された電極パターンを説明する図１を上面からみた図を示す。
図３に、本実施例における上部金属電極と下部金属電極とが櫛状に配線された電極パターンを説明する図１を上面からみた図を示す。

本実施例において、上部金属電極は上部ミラーと下部ミラーとによる一対のミラーにおける一方側である上部ミラー１０１と前記弾性体との間に設けられている。
また、下部金属電極はこれら一対のミラーにおける他方側である下部ミラー１０２と前記弾性体との間に設けられている。
そして、上部金属電極と下部金属電極との間に電圧を印加することで、上記一対のミラーによる前記空隙間隔を制御する空隙間隔制御手段を構成している。
また、上部金属電極１１０と下部金属電極１１１は前記弾性体と同一軸上に積層された積層構造を備え、該積層構造が、前記一対のミラー間に格子状に配置されている。
すなわち、図２に示すように電極パターンを格子状とすることで、ミラー全面における変位の安定性を得ることが可能となる。但し、このような構成に限定されるものではなく、図３に示すように櫛状にパターニングされた電極パターンとしてもよい。

本実施例において、上部ミラー１０１と下部ミラー１０２とが、半透明のミラーで構成され、弾性体１２０による支持部材を介して、対向配置されている。
その際、上部または下部ミラーの少なくとも一方のミラーを、弾性体１２０と一体的に弾性変形可能な、ＳＵ−８（登録商標）に代表される材料で形成するようにしてもよい。
また、この弾性体１２０は、前記電極間に電圧を印加することによって変位を生じる、ポリスチレンやＳＵ−８（登録商標）に代表される材料によって形成される。
空隙１５０一面に弾性体１２０を満たさずに、柱状にしてエアギャップ１３０が存在するように構成することで、歪んだ際の膨張した体積がエアギャップ１３０へと拡がり、変形し易くすることができる。
ここで、上部金属電極１１０、下部金属電極１１１間に電圧を印加することにより、静電引力によって空隙１５０の間隔を変化させることで、透過光１４２の波長を制御するように構成される。
すなわち、光が上面から入射してきたとき、金属電極が配線されていない窓の部分を透過して２枚のミラーの空隙１５０に入ってくる。
これは本実施例ではエアギャップ部分１３０に相当する。
このときの印加電圧に応じた空隙間隔ｄによって透過する波長が決まり、透過光１４２は波長選択性を持ったものとなる。
これにより、透過波長帯域を任意に可変することができる光学フィルタを実現することができる。

図９に、本実施例の光学素子における色表現性を説明する色度図を示す。
図９において、９０１は実施例１における計算によるＲの色度、９０２は実施例１における計算によるＧの色度、９０３は実施例１における計算によるＢの色度、６１０は色度図（ＣＩＥ１９３１）、６２０は白色光源（Ｄ６５）、６３０はＮＴＳＣ規格である。
図９は、上部ミラー１０１と下部ミラー１０２の反射率Ｒ₁、Ｒ₂が共に０．９５であり、空隙１５０の屈折率が１、入射角θが０のとき、空隙間隔ｄを色の３原色ＲＧＢに対応する値として計算した結果のスペクトルを、色度図にプロットしたものである。
それぞれの色が、Ｒのときｄ＝３２０ｎｍ、Ｇのときｄ＝２６５ｎｍ、Ｂのときｄ＝２３０ｎｍである。
映像の規格であるＮＴＳＣと、ほぼ同等のＲＧＢ色領域を表している。

［実施例２］
実施例２においては、図１に示す実施例１の構成に対して、エアギャップ１３０と弾性体１２０の配置を入れ替えた構成例について説明する。
図４に、本実施例における光学素子を説明する断面図を示す。
本実施例では、図１に示す実施例１の構成に対してエアギャップ１３０と弾性体１２０の配置を入れ替え、入射光１４１は弾性体１２０中を透過するように構成される。
その際、前記弾性体を、前記一対のミラーの一方側より入射した光を透過する光学特性を有するポリマー等の材料によって形成する。
弾性体１２０であるポリマーの屈折率が、通常は空気の屈折率１より大きいので、エアギャップ１３０と弾性体１２０の界面で起こる光の全反射を利用した弾性体１２０による導波路構造が形成される。
これにより、実施例１と比較してさらに光学的クロストークが低減し、光利用効率を向上させることが可能となる。

図６に、本実施例の光学素子における色表現性を説明する色度図を示す。
図６において、６０１は実施例２における計算によるＲの色度、６０２は実施例２における計算によるＧの色度、６０３は実施例２における計算によるＢの色度である。図６は、上部ミラー１０１と下部ミラー１０２の反射率Ｒ₁、Ｒ₂が共に０．９５であり、空隙１５０の屈折率が１．５、入射角θが０のとき、空隙間隔ｄを色の３原色ＲＧＢに対応する値として計算した結果のスペクトルを、色度図にプロットしたものである。
それぞれの色が、Ｒのときｄ＝２２０ｎｍ、Ｇのときｄ＝１７５ｎｍ、Ｂのときｄ＝１５５ｎｍである。
映像の規格であるＮＴＳＣと、ほぼ同等のＲＧＢ色領域を表している。

［実施例３］
実施例３においては、本発明の光学素子を２次元面内に複数配列して構成した撮像素子の構成例について説明する。
図７に、本実施例の撮像素子の構成例を説明する図を示す。
図７（ａ）は上面図であり、図７（ｂ）は断面図である。
図７において、７０１はＳｉ基板、７０２は光電変換部、７０３は入射光である。

本実施例において、前記光学素子を色分離フィルタとして用い、光電変換部７０２の上に開口７００が来るように搭載して２次元カラーイメージを時系列に取得する撮像素子を形成する。
また、本実施例では、Ｓｉ基板７０１直上に前記光学素子を配置したが、このような構成に限定されるものではない。
すなわち、前記光学素子と基板７０１の間および前記光学素子の上に配線層や導波構造、マイクロレンズ等を組み込むことは撮像素子において容易に想像されるので、上記した構成に限定されるものではない。

前記光学素子の上部金属電極１１０、下部金属電極１１１間への印加電圧を制御してＲＧＢの空隙間隔に変化させ、その変化に同期させて光電変換部７０２で生成された信号電荷を取得し、ＲＧＢの各色信号を取得する。
そして、ＲＧＢの信号を足し合わせることによってカラーイメージを形成する。従来のベイヤー配列にＲＧＢを配置したカラーフィルタを用いた撮像素子と異なるのは、画素領域全面においてＲ、Ｇ、Ｂ各色の像を取得し、加算することによって１枚の像を生成するところである。
また、取得する色信号はＲＧＢの３色に限定されるものではなく、上部金属電極１１０、下部金属電極１１１間への印加電圧を調整することで、空隙間隔を所望の色に対応する波長が透過する幅に制御し、任意の色信号の画像を取得することができる。

［実施例４］
実施例４においては、ホワイトバランス調節手段を備え、該ホワイトバランス調節手段によってホワイトバランス調整用信号を取得し、前記光学素子を調整駆動しながら各色の透過時間を調節可能とした構成例について説明する。
本実施例では、実施例３で説明した光学素子を含んだ撮像素子系において、ホワイトバランス調整用信号を取得し、これを元に前記光学素子を調整駆動しながら各色の透過時間を全面で調節するように構成する。
これにより、機械的なホワイトバランス調節機構を具備した撮像素子を実現することができる。ここで、ホワイトバランス調整用信号とは、ＲＧＢ信号をそれぞれ同じ露光時間で取得して撮影環境のＲＧＢ強度バランスを測定した、レファレンス信号である。
これをもとに、例えば、Ｒ信号の強い環境下では前記光学素子の空隙間隔をＲに対応する幅に合わせる時間を短くして撮影を行う。
このように機械的な前記光学素子の可動機構によって、ホワイトバランスを調整することができる。

［実施例５］
実施例５においては、本発明の光学素子を空間光変調器の前または後に配置し、時系列で２次元イメージを取得可能に構成した投影装置の構成例について説明する。
図８に、本実施例における投影装置の構成例を説明する図を示す。
図８（ａ）は光学素子を空間光変調器の前に配置した図であり、図８（ｂ）は光学素子を空間光変調器の後に配置した図である。
図８において、８０１は本発明の光学素子、８０２はＰＢＳ、８０３は空間光変調器、８１１は光源からの入射光、８１２は投影画像信号光である。

本実施例において、前記光学素子８０１を色分離フィルタとして空間光変調器８０３の前部または後部に搭載した組み合わせによって、時系列で２次元カラーイメージを生成する投影装置が構成される。
ここで、エルコス（ＬｉｑｕｉｄＣｒｙｓｔａｌｏｎＳｉｌｉｃｏｎ；ＬＣＯＳ（登録商標））に代表されるような空間光変調器８０３を用い、像生成光信号の強度スイッチングを行う。
併せて、前記光学素子８０１を透過させることで色情報を付加し投影画像の形成を行う。
前記光学素子８０１の空隙間隔をＲＧＢに変化させ、それと同期させて空間光変調器８０３にて各画素のＲＧＢに対応した色信号の強度変調を加え、それらを順に投影して重ね合わせることで時系列的にカラーイメージを投影する。

図８（ａ）に示す光学素子を空間光変調器の前に配置した構成では、光源からの光が画像信号光として投影される。
すなわち、前記光学素子８０１を透過することで波長選択され色情報を持った光源からの光８１１がその後、ＰＢＳ８０２と空間光変調器８０３の組み合わせによって、各画素の信号強度に変調をかけられ、画像信号光８１２として投影される。
また、図８（ｂ）に示す光学素子を空間光変調器の後に配置した構成では、つぎのような色信号を持った画像信号光となる。
すなわち、先にＰＢＳ８０２と空間光変調器８０３の組み合わせによって光８１１における各画素の信号強度に変調をかけられ、前記光学素子８０１を透過することで色信号を持った画像信号光８１２となる。

本発明の実施形態及び実施例１における光学素子を説明する断面図。本発明の実施例１における上部金属電極と下部金属電極とが格子状に配線された電極パターンを説明する図１を上面からみた図。本発明の実施例１における上部金属電極と下部金属電極とが櫛状に配線された電極パターンを説明する図１を上面からみた図。本発明の実施例２における光学素子を説明する断面図。本発明の実施形態の光学素子におけるフィルタ特性の計算結果を示す図であり、図５（ａ）は反射率を示す図、図５（ｂ）は透過率を示す図。本発明の実施例２の光学素子における色表現性を示す色度図。本発明の実施例３における撮像素子の構成例を説明する図であり、図７（ａ）は上面図、図７（ｂ）は断面図。本発明の実施例５における投影装置の構成例を説明する図であり、図８（ａ）は光学素子を空間光変調器の前に配置した図、図８（ｂ）は光学素子を空間光変調器の後に配置した図。本発明の実施例１の光学素子における色表現性を示す色度図。

符号の説明

１０１：上部ミラー
１０２：下部ミラー
１１０：上部金属電極
１１１：下部金属電極
１２０：弾性体
１３０：エアギャップ
１４１：入射光
１４２：透過光
１５０：空隙
６０１：実施例２における計算によるＲの色度
６０２：実施例２における計算によるＧの色度
６０３：実施例２における計算によるＢの色度
６１０：色度図（ＣＩＥ１９３１）
６２０：白色光源（Ｄ６５）
６３０：ＮＴＳＣ規格
７０１：Ｓｉ基板
７０２：光電変換部
７０３：入射光
８０１：本発明の光学素子
８０２：ＰＢＳ
８０３：空間光変調器
８１１：光源からの入射光
８１２：投影画像信号光
９０１：実施例１における計算によるＲの色度
９０２：実施例１における計算によるＧの色度
９０３：実施例１における計算によるＢの色度

Claims

透過光の波長を可変に制御可能とした光学素子であって、
空隙間隔を隔てて対向配置されている半透明の一対のミラーと、
前記一対のミラーを空隙間隔を隔てて支持するために、前記一対のミラー間に設けられた弾性体による支持部材と、
前記一対のミラーによる前記空隙間隔を制御する空隙間隔制御手段と、
を有し、前記空隙間隔の制御による該空隙間隔の変化に対応して、前記一対のミラーの一方側より入射した光の特定波長成分を前記一対のミラーの他方側より出射させることを特徴とする光学素子。
前記空隙間隔制御手段は、
前記一対のミラーにおける一方側と前記弾性体との間、及び前記一対のミラーにおける他方側と前記弾性体との間、のそれぞれに設けられた電極と、
前記一方側と他方側とにおける前記電極の間に電圧を印加する手段と、
によって構成されていることを特徴とする請求項１に記載の光学素子。
前記弾性体は、前記電極間に電圧を印加することによって変位を生じる材料によって形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光学素子。
前記弾性体が、前記一対のミラーの一方側より入射した光を透過する光学特性を有する材料によって形成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の光学素子。
前記上部または下部ミラーの少なくとも一方のミラーが、前記弾性体と一体的に弾性変形可能な材料によって形成されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の光学素子。
前記電極は、前記弾性体と同一軸上に積層された積層構造を備え、該積層構造が、前記一対のミラー間に格子状または櫛状に配置されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の光学素子。
請求項１から６のいずれか１項に記載の光学素子が、２次元面内に複数配列して構成されていることを特徴とする撮像素子。
ホワイトバランス調節手段を備え、該ホワイトバランス調節手段によってホワイトバランス調整用信号を取得し、前記光学素子を調整駆動しながら各色の透過時間を調節可能に構成したことを特徴とする請求項７に記載の撮像素子。
請求項１から６のいずれか１項に記載の光学素子が、空間光変調器の前または後に配置され、時系列で２次元イメージを取得可能に構成されていることを特徴とする投影装置。
透過光の波長を可変に制御可能とした光学素子の駆動方法であって、
半透明の一対のミラー間を、空隙間隔を隔てて弾性体による支持部材により支持する一方、該一対のミラーによる前記空隙間隔を制御する手段を準備する工程と、
前記空隙間隔を制御する手段によって空隙間隔を変位させながら、前記一対のミラーの一方側より入射した光の波長を制御し、前記一対のミラーの他方側より出射させる工程と、
を有することを特徴とする光学素子の駆動方法。