JP4404787B2 - 光変調素子及び画像形成装置 - Google Patents
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Description
材とを有する光変調素子であって、前記傾斜変位部材は、前記基板に入射してくる光源か
らの光を通過可能にするための少なくとも1つの開口部を備え、前記開口部に対応して前
記傾斜変位部材の表面から延設され、前記傾斜変位部材の変位に伴って前記開口部に入射
してくる光を遮ることが可能な延設部を備え、前記傾斜変位部材は、前記開口部も含めて傾斜変位する。
光変調素子100は、図4(a)に示すように、電極6と電極5aに電圧が印加されると、電極6と電極5aとの間の静電気力によって電極6が左側に傾斜した状態となるが、この状態では、光源からの光が開口部6bを通過することができるため、その光は画像形成面に出射される。以下、光源からの光が画像形成面に出射される状態を光変調素子100のON状態といい、ON状態で画像形成面に出射される光をON光という。一方、図4(b)に示すように、電極6と電極5bに電圧が印加されると、電極6と電極5bとの間の静電気力によって電極6が右側に傾斜した状態となるが、この状態では、光源からの光が開口部6bを通過した後、反射ミラー6aによって遮られるため、この光は反射ミラー6aで反射し、光変調素子100に設けられた図示しない光吸収部材によって吸収され、画像形成面には出射されない。以下、光源からの光が画像形成面に出射されない状態を光変調素子100のOFF状態といい、画像形成面に出射されない光をOFF光という。
図7は、本発明の第一実施形態を説明するための光変調素子の変形例を示す概略平面図である。図8は、図7のA−A線断面図である。図7、図8において図1〜図3と同じ構成には同一符号を付してある。
光変調素子300は、図10(a)に示すように、電極6と電極5aに電圧が印加されると、電極6と電極5aとの間の静電気力によって電極6が左側に傾斜した状態となるが、この状態では、光源からの光が開口部6bを通過することができるため、その光は画像形成面に出射される。一方、図10(b)に示すように、電極6と電極5bに電圧が印加されると、電極6と電極5bとの間の静電気力によって電極6が右側に傾斜した状態となるが、この状態では、光源からの光が開口部6bを通過する前に反射ミラー6aによって遮られるため、この光は反射ミラー6aで反射し、電極6に塗布された光吸収膜6’によって吸収され、画像形成面には出射されない。このように、光変調素子300によれば、電極6に、傾斜変位部材としての機能と、光吸収部材としての機能を兼用させているため、光吸収部材の設置スペースを別途確保する必要がなく、小型化が可能となる。
光変調素子400は、図11(a)に示すように、電極6と電極5aに電圧が印加されると、電極6と電極5aとの間の静電気力によって電極6が左側に傾斜した状態となるが、この状態では、光源からの光が開口部6bを通過することができるため、その光は画像形成面に出射される。一方、図11(b)に示すように、電極6と電極5bに電圧が印加されると、電極6と電極5bとの間の静電気力によって電極6が右側に傾斜した状態となるが、この状態では、光源からの光が開口部6bを通過した後に反射ミラー6aによって遮られるため、この光は反射ミラー6aで反射し、絶縁膜4上に設けられた光吸収膜9によって吸収され、画像形成面には出射されない。
図12は、本発明の第一実施形態を説明するための投影装置の1画素分の概略構成を示す図である。図12では、光変調素子として光変調素子100を用いた例を示した。
図12に示す投影装置の1画素は、光源からの光を光変調素子100の開口部6bに集光するマイクロレンズ21と、光変調素子100と、光変調素子100からのON光を発散するマイクロレンズ22とを備える。マイクロレンズ22は、画像形成面であるスクリーン18に対して光を投影するための投影装置用の光学系である。
光源からの光は、マイクロレンズ21により、光変調素子100の開口部6bに集光される。光変調素子100は、画像信号に応じてON状態とOFF状態のいずれかをとり、光変調素子100から出射されたON光は、マイクロレンズ22によりスクリーン18に投影露光され(図12の左図)、光変調素子100から出射されたOFF光は、図示しない光吸収膜に吸収され(図12の右図)スクリーン18には投影されない。このようにして光変調が行われる。
図13及び図14は、光変調素子100の製造工程を説明するための図であり、図1のA−A線断面図の各工程後の状態を示している。
まず、ガラス又は石英からなる透明な平面基板1上に、絶縁膜2を介して、CMOSよりなる駆動回路3a,3bが形成される。平面基板1上への駆動回路3a,3bの形成は、SOI(Si on Insulater)基板上で駆動回路3a,3bを形成した後、駆動回路3a,3b下部の絶縁層2からSi基板を剥離し、平面基板1を転写法等で置換させる方法、又は平面基板1上に駆動回路3a,3bとなるTFT(薄膜トランジスタ)を直接形成する方法により得られる。
本実施形態では、第一実施形態で説明した光変調素子を、同一平面で2次元状に複数配列した光変調素子アレイを用いた画像形成装置について説明する。以下では、画像形成装置の例として、投影装置について説明する。
図15は、本発明の第二実施形態を説明するための投影装置の概略構成を示す図である。
図15に示す投影装置500は、面光源11と、マイクロレンズアレイ12と、第一実施形態で説明した光変調素子(ここでは、図1〜図3で示した光変調素子100とした)を同一平面で2次元状に複数配列した光変調素子アレイ13と、マイクロレンズアレイ14とを備える。
面光源11からの光は、マイクロレンズアレイ12により、光変調素子100の開口部6bに集光される。光変調素子アレイ13の各光変調素子100は、画像信号に応じてON状態とOFF状態のいずれかをとり、光変調素子アレイ13から出射されたON光は、マイクロレンズアレイ14によりスクリーン18に投影露光される。このように、投影装置に光変調素子100を用いることで、投影装置の構成を簡単にすることができる。
2 絶縁層
3a,3b 駆動回路
5a,5b 電極
6 傾斜変位部材
6a 反射ミラー
6b 開口部
6c 電極
7 支持部
8 ヒンジ部
100 光変調素子
Claims (11)
- 基板と、前記基板上方に設けられた傾斜変位可能な傾斜変位部材とを有する光変調素子であって、
前記傾斜変位部材は、前記基板に入射してくる光源からの光を通過可能にするための少なくとも1つの開口部を備え、
前記開口部に対応して前記傾斜変位部材の表面から延設され、前記傾斜変位部材の変位に伴って前記開口部に入射してくる光を遮ることが可能な延設部を備え、
前記傾斜変位部材は、前記開口部も含めて傾斜変位する光変調素子。 - 請求項1記載の光変調素子であって、
前記延設部は、前記開口部の開口面に対して傾斜して設けられる光変調素子。 - 請求項2記載の光変調素子であって、
前記延設部は、前記開口部の開口面に対して垂直に設けられる光変調素子。 - 請求項1〜3のいずれか記載の光変調素子であって、
前記延設部は反射部材からなる光変調素子。 - 請求項4記載の光変調素子であって、
前記反射部材によって反射された光を吸収する光吸収部を備える光変調素子。 - 請求項5記載の光変調素子であって、
前記光吸収部は、前記傾斜変位部材の一部に設けられる光変調素子。 - 請求項1〜6のいずれか記載の光変調素子であって、
前記傾斜変位部材は、静電気力によって傾斜変位する光変調素子。 - 請求項1〜7のいずれか記載の光変調素子であって、
前記傾斜変位部材は、単方向にのみ傾斜変位可能である光変調素子。 - 請求項1〜7のいずれか記載の光変調素子であって、
前記傾斜変位部材は、双方向に傾斜変位可能である光変調素子。 - 請求項1〜9のいずれか記載の光変調素子をアレイ化した光変調素子アレイと、
前記光変調素子アレイに光を入射する光源と、
前記光変調素子アレイから出射される光を画像形成面に投影する投影光学系とを備える画像形成装置。 - 請求項10記載の画像形成装置であって、
前記光変調素子は前記開口部を1つだけ有し、
前記光源からの光を前記開口部に集光するマイクロレンズアレイを備える画像形成装置。
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