JP6285678B2

JP6285678B2 - Spatial light modulator

Info

Publication number: JP6285678B2
Application number: JP2013202897A
Authority: JP
Inventors: 泰敬宮本; 光伸奥田
Original assignee: Japan Broadcasting Corp
Current assignee: Japan Broadcasting Corp
Priority date: 2013-09-30
Filing date: 2013-09-30
Publication date: 2018-02-28
Anticipated expiration: 2033-09-30
Also published as: JP2015068990A

Description

本発明は、空間光変調器に関する。 The present invention relates to a spatial light modulator.

空間光変調器は、画素として光学素子（光変調素子）を用い、これをマトリクス状に２次元配列して光の位相や振幅等を空間的に変調する装置であって、ディスプレイ技術や記録技術などの分野で広く利用されている。空間光変調器として、従来から液晶が用いられているが、近年では、高速処理かつ画素の１μｍ以下の微細化の可能性が期待される磁気光学材料を用いた磁気光学式の空間光変調器の開発が進められている。 A spatial light modulator is an apparatus that uses optical elements (light modulation elements) as pixels and arranges them two-dimensionally in a matrix to spatially modulate the phase, amplitude, etc. of light. Display technology and recording technology Widely used in such fields. Conventionally, liquid crystal has been used as a spatial light modulator, but in recent years, a magneto-optical spatial light modulator using a magneto-optical material that is expected to be capable of high-speed processing and pixel miniaturization of 1 μm or less. Development is underway.

磁気光学式の空間光変調器（以下、単に「空間光変調器」という）においては、磁性体に入射した光が透過する際にその偏光の向きを変化（旋光）させて出射するファラデー効果を利用している。また、磁性体に入射した光が反射する際にその偏光の向きを変化（旋光）させて出射するカー効果も利用している。磁性体材料としては、磁性体の中でも特に効果の大きい磁気光学材料を使用している。そして、明るく表示しようとする画素（選択画素）における光変調素子の磁化方向と、それ以外の画素（非選択画素）における光変調素子の磁化方向を異なるものにする。これにより、選択画素から出射した光と非選択画素から出射した光で、その偏光の回転角（旋光角）に差を生じさせ、特定の向きの偏光を透過する偏光子を介することで、選択画素のみを明るく表示する。このような光変調素子の磁化方向を変化させる手段として、光変調素子に磁界を印加する磁界印加方式の他に、近年では光変調素子に電流を供給することでスピンを注入するスピン注入方式が知られている。 In a magneto-optical spatial light modulator (hereinafter simply referred to as “spatial light modulator”), when light incident on a magnetic material is transmitted, the direction of polarization of the light is changed (rotated) and emitted. We are using. Further, when the light incident on the magnetic material is reflected, the Kerr effect is used in which the direction of the polarized light is changed (rotating) and emitted. As the magnetic material, a magneto-optical material having a particularly large effect among magnetic materials is used. Then, the magnetization direction of the light modulation element in the pixel (selected pixel) to be displayed brightly is different from the magnetization direction of the light modulation element in the other pixels (non-selected pixels). As a result, the light emitted from the selected pixel and the light emitted from the non-selected pixel cause a difference in the rotation angle (rotation angle) of the polarized light, and the light is selected via a polarizer that transmits polarized light in a specific direction. Display only pixels brightly. As means for changing the magnetization direction of such a light modulation element, in addition to a magnetic field application method for applying a magnetic field to the light modulation element, in recent years, a spin injection method for injecting spin by supplying a current to the light modulation element is available. Are known.

このような空間光変調器に関しては、特許文献１〜３の技術が知られている。特許文献１には、縦横方向にマトリックス状に画素を配置し、各画素について個別に光変調素子の磁化方向を変えるように制御することで、空間光変調器を画像表示装置に用いる点が記載されている。
特許文献２には、空間光変調器の１行における光変調素子を連続した１本の磁性細線で構成し、当該１行におけるすべての画素のデータを当該磁性細線において１画素ずつ順番に書き換えるようにした点が記載されている。
特許文献３には、磁性細線に括れを形成し、磁性細線への電流の供給を停止したときに、磁壁が括れの位置で停止するようにした点が記載されている。 With regard to such a spatial light modulator, the techniques of Patent Documents 1 to 3 are known. Patent Document 1 describes that a spatial light modulator is used in an image display device by arranging pixels in a matrix form in the vertical and horizontal directions and controlling each pixel to change the magnetization direction of the light modulation element individually. Has been.
In Patent Document 2, the light modulation elements in one row of the spatial light modulator are configured by one continuous magnetic fine line, and the data of all the pixels in the one row are rewritten in order one by one in the magnetic fine line. The point which was made is described.
Patent Document 3 describes that a constriction is formed on a magnetic thin wire, and when the supply of current to the magnetic thin wire is stopped, the domain wall is stopped at the constricted position.

特開２０１２−８８６６７号公報JP 2012-88667 A 特開２０１２−１２８３９６号公報JP 2012-128396 A 特開２０１２−１４１４０２号公報JP 2012-141402 A

しかしながら、前記特許文献１〜３の技術で可能としているのは２値の画像表示であり、磁性細線を用いて多値の画像表示（階調表現）を行うことはできなかった。
本発明は、磁性細線を用いて画像の多値の階調表現を可能とする空間光変調器を提供することを課題とする。 However, the techniques disclosed in Patent Documents 1 to 3 enable binary image display and cannot perform multi-value image display (gradation expression) using magnetic thin lines.
It is an object of the present invention to provide a spatial light modulator that enables multi-value gradation expression of an image using magnetic thin wires.

本発明の一形態は、磁性細線と、電流源と、を備えた空間光変調器である。
本発明によれば、磁性細線は磁性膜を細線状に形成してなり、その長手方向の一部に他の部分とは磁化方向の異なる磁区が形成されている。そして、電流源は磁性細線の両端側の一方又は他方から選択的に電子の供給を可能としている。その上、磁性細線には、その長手方向の一部に磁区の磁壁を保持部が形成されている。前記の電子の供給により、磁区の一方の磁壁は保持部に保持された状態で、他方の磁壁は前記磁性細線の長手方向に移動可能としている。
よって、本発明によれば、電子の供給により、磁区の磁性細線の長手方向の長さを伸縮することができるので、磁性細線を画像表示に用いるときは、磁区の長さを段階的に切り替えることができる。 One embodiment of the present invention is a spatial light modulator including a magnetic wire and a current source.
According to the present invention, the magnetic fine wire is formed by forming a magnetic film into a thin wire shape, and a magnetic domain having a different magnetization direction from other portions is formed in a part of the longitudinal direction. The current source can selectively supply electrons from one or the other end of the magnetic wire. In addition, the magnetic thin wire has a magnetic domain domain wall holding portion formed in a part of its longitudinal direction. By supplying the electrons, one domain wall of the magnetic domain is held by the holding portion, and the other domain wall is movable in the longitudinal direction of the magnetic wire.
Therefore, according to the present invention, the length of the magnetic domain in the longitudinal direction of the magnetic domain can be expanded and contracted by the supply of electrons. Therefore, when the magnetic domain is used for image display, the length of the magnetic domain is switched stepwise. be able to.

前記の構成において、前記保持部は、前記磁性細線の他の部分より当該磁性細線の長手方向と直交する方向の断面積が小さいことにより前記磁壁の保持を行うようにしてもよい。
かかる構成によれば、磁性細線における保持部の形成が容易となる。 The said structure WHEREIN: You may make it the said holding | maintenance part hold | maintain the said magnetic domain wall because the cross-sectional area of the direction orthogonal to the longitudinal direction of the said magnetic fine wire is smaller than the other part of the said magnetic fine wire.
According to this configuration, it is easy to form the holding portion in the magnetic wire.

前記の構成において、前記磁性細線の旋光される光が入射する側で前記磁区の移動範囲外の部分には遮光部材が形成されているようにしてもよい。
かかる構成によれば、磁性細線の画像の階調表示に関わる部分以外を遮光して、的確な画像表示を行うことができる。 The said structure WHEREIN: You may make it the light-shielding member be formed in the part outside the movement range of the said magnetic domain by the side in which the light by which the said magnetic fine wire rotates is incident.
According to such a configuration, it is possible to perform accurate image display by shielding light other than the portion related to the gradation display of the magnetic thin line image.

前記の構成において、前記各磁性細線によりそれぞれ表示される複数の画素が一方向又は縦横方向に複数個並列して配置されているようにしてもよい。
かかる構成によれば、画素が一方向に並列するときはライン状の画像表示が、縦横方向に並列するときは平面状の画像表示が、それぞれ可能となる。 In the above-described configuration, a plurality of pixels respectively displayed by the magnetic thin lines may be arranged in parallel in one direction or in the vertical and horizontal directions.
According to this configuration, when the pixels are arranged in one direction, a line-like image display is possible, and when the pixels are arranged in the vertical and horizontal directions, a planar image display is possible.

前記の構成において、前記各画素にはそれぞれ複数個の前記磁性細線が配置されていてもよい。
かかる構成によれば、画像の多値の階調表現を更に多段階的に行うことができる。 In the above configuration, a plurality of the magnetic thin wires may be arranged in each pixel.
According to such a configuration, multi-level gradation expression of an image can be performed in a further multistage manner.

前記の構成において、前記磁性細線は湾曲していて、当該湾曲形状の凸側が、前記磁性細線の旋光される光が入射する側であるようにしてもよい。
かかる構成によれば、磁性細線の画像の階調表示に関わる部分以外の遮光が必要な部分を減らすことができるので、画面上での画像表示に関わらない部分の面積を低減して、画質を向上させることができる。 In the above configuration, the magnetic fine wire may be curved, and the convex side of the curved shape may be a side on which light rotated by the magnetic fine wire is incident.
According to such a configuration, it is possible to reduce the portion that needs to be shielded other than the portion related to the gradation display of the magnetic thin line image. Therefore, the area of the portion not related to the image display on the screen is reduced, and the image quality is improved. Can be improved.

本発明によれば、磁性細線を用いて画像の多値の階調表現を可能とする空間光変調器を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the spatial light modulator which enables the multi-value gradation expression of an image using a magnetic fine wire can be provided.

本発明の実施形態１にかかる単位画素型空間光変調器の回路図である。1 is a circuit diagram of a unit pixel type spatial light modulator according to a first embodiment of the present invention. FIG. 本発明の実施形態１にかかる単位画素型空間光変調器で磁性細線に磁区を形成する処理について説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the process which forms a magnetic domain in a magnetic fine wire with the unit pixel type | mold spatial light modulator concerning Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施形態１にかかる単位画素型空間光変調器で磁性細線の磁区を延ばす処理について説明する説明図である。（ａ）〜（ｃ）は、この順に段階的に磁区が延びている様子を示している。It is explanatory drawing explaining the process which extends the magnetic domain of a magnetic fine wire with the unit pixel type | mold spatial light modulator concerning Embodiment 1 of this invention. (A)-(c) has shown a mode that the magnetic domain is extended in steps in this order. 本発明の実施形態１にかかる単位画素型空間光変調器で磁性細線の磁区を縮める処理について説明する説明図である。（ａ）〜（ｃ）は、この順に段階的に磁区が縮んでいる様子を示している。It is explanatory drawing explaining the process which shrinks the magnetic domain of a magnetic thin wire | line with the unit pixel type | mold spatial light modulator concerning Embodiment 1 of this invention. (A)-(c) has shown a mode that the magnetic domain has shrunk in steps in this order. 比較例となる単位画素型空間光変調器で磁性細線の磁区を移動する処理について説明する説明図である。（ａ）〜（ｃ）は、この順に段階的に磁区が移動している様子を示している。It is explanatory drawing explaining the process which moves the magnetic domain of a magnetic fine wire with the unit pixel type | mold spatial light modulator used as a comparative example. (A)-(c) has shown a mode that the magnetic domain is moving in steps in this order. 本発明の実施形態１にかかる単位画素型空間光変調器で磁性細線の磁区の伸縮の範囲内で光が入射し旋光して出射する状況を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the condition where light injects within the range of expansion and contraction of the magnetic domain of a magnetic thin wire | line, and rotates and radiate | emits with the unit pixel type | mold spatial light modulator concerning Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施形態２にかかるライン型空間光変調器の概略構成を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining schematic structure of the line type spatial light modulator concerning Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施形態２にかかるライン型空間光変調器を用いた画像表示装置の構成を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the structure of the image display apparatus using the line-type spatial light modulator concerning Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施形態３にかかる平面型空間光変調器の概略構成を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining schematic structure of the planar spatial light modulator concerning Embodiment 3 of this invention. 本発明の実施形態の変形例１にかかる磁性細線について説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the magnetic fine wire concerning the modification 1 of embodiment of this invention. 本発明の実施形態の変形例２にかかる磁性細線について説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the magnetic fine wire concerning the modification 2 of embodiment of this invention. 本発明の実施形態の変形例３にかかる磁性細線について説明する説明図である。（ａ）〜（ｃ）は、この順に段階的に磁区が延びている様子を示している。It is explanatory drawing explaining the magnetic fine wire concerning the modification 3 of embodiment of this invention. (A)-(c) has shown a mode that the magnetic domain is extended in steps in this order. 本発明の実施形態の変形例３にかかる磁性細線の形成方法について説明する説明図である。（ａ）〜（ｄ）は、この順に磁性細線の形成方法のステップを段階的に示している。It is explanatory drawing explaining the formation method of the magnetic wire concerning the modification 3 of embodiment of this invention. (A)-(d) has shown the step of the formation method of a magnetic fine wire in steps in this order.

以下、本発明の実施形態について複数例説明する。
［実施形態１］
まず、本発明の実施形態１の空間光変調器について説明する。図１は、実施形態１にかかる単位画素型空間光変調器１０の回路図である。なお、以下に説明する各図面で、ｘ方向、ｙ方向は水平方向に互いに直交する方向である。また、ｚ方向は、ｘ方向およびｙ方向と直交する方向である。
この単位画素型空間光変調器１０は、磁性細線１１、電流源１３、制御回路１４、スイッチング素子１５〜１８などから構成されている。 Hereinafter, a plurality of examples of embodiments of the present invention will be described.
[Embodiment 1]
First, the spatial light modulator according to the first embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a circuit diagram of a unit pixel type spatial light modulator 10 according to the first embodiment. In each drawing described below, the x direction and the y direction are directions orthogonal to each other in the horizontal direction. The z direction is a direction orthogonal to the x direction and the y direction.
The unit pixel spatial light modulator 10 includes a magnetic thin wire 11, a current source 13, a control circuit 14, switching elements 15 to 18, and the like.

磁性細線１１は、磁性膜を細線状に形成した部材である。一例を挙げれば、磁性細線１１は、シリコン基板上にＣｏ，Ｐｄ，Ｔａを積層して形成されている。すなわち、例えば、シリコン基板上にＴａを積層し、そのＴａの上にＣｏとＰｄとを交互に２１回積層し、さらにその上にＴａを積層してなる。磁性細線１１のサイズは、一例を挙げれば、幅が１００ｎｍオーダー、厚さが１０ｎｍオーダーで、長さは様々に実施することができる。磁性細線１１は、初期状態で、一方向、この例で図１の下側から上側に向かう方向に磁化されている。図１以下では、磁性細線１１の磁化の方向を矢印で示す（適宜、Ｎ極、Ｓ極を示すＮ，Ｓの符号も図示する）。 The magnetic fine wire 11 is a member in which a magnetic film is formed in a thin wire shape. For example, the magnetic wire 11 is formed by laminating Co, Pd, and Ta on a silicon substrate. That is, for example, Ta is laminated on a silicon substrate, Co and Pd are alternately laminated 21 times on the Ta, and Ta is further laminated thereon. As an example of the size of the magnetic wire 11, the width is on the order of 100 nm, the thickness is on the order of 10 nm, and the length can be variously implemented. In the initial state, the magnetic wire 11 is magnetized in one direction, in this example, from the lower side to the upper side in FIG. In FIG. 1 and subsequent figures, the direction of magnetization of the magnetic wire 11 is indicated by an arrow (N and S symbols indicating N and S poles are also shown as appropriate).

磁性細線１１の長さ方向の中央より一方の端部１１ａ寄り（図１で左寄り）の位置には、磁性細線１１の上側の面に磁性細線１１の幅方向を長さ方向とする溝である保持部２１が形成されている。この保持部２１の溝は、一例を挙げれば、１〜５ｎｍ程度の深さである（図１以下では、この深さを誇張して図示している）。保持部２１は、後述のとおり、磁区３１（図２）が形成された磁性細線１１に電子を供給し、当該磁区３１を磁性細線１１の軸方向に移動させる際に、当該磁区の一方の磁壁３２（図２）を当該保持部２１の位置で保持（トラップ）するために形成されている。 At the position closer to one end 11a (leftward in FIG. 1) than the center in the length direction of the magnetic wire 11, there is a groove on the upper surface of the magnetic wire 11 with the width direction of the magnetic wire 11 as the length direction. A holding portion 21 is formed. For example, the groove of the holding portion 21 has a depth of about 1 to 5 nm (this depth is exaggerated in FIG. 1 and below). As will be described later, the holding unit 21 supplies electrons to the magnetic thin wire 11 on which the magnetic domain 31 (FIG. 2) is formed, and moves the magnetic domain 31 in the axial direction of the magnetic thin wire 11. 32 (FIG. 2) is formed to hold (trap) at the position of the holding portion 21.

このように、磁区３１の一方の磁壁３２を保持させるためには、この例のように保持部２１を溝状にするなど、磁性細線１１の長手方向と直交する方向の断面を、保持部２１の部分だけ他の部分より小さくすることが考えられる。あるいは、磁性細線１１の長手方向と直交する方向の断面を保持部２１の部分だけ大きくしてもよい。要は、保持部２１の磁気的性質を、磁性細線１１の保持部２１以外の部分と異ならせることにより、磁性細線１１に電子を供給しても、磁性細線１１に形成された磁区３１の一方の磁壁３２が保持部２１の位置でとどまるようにできれば、保持部２１として様々な手段を用いることができる。 Thus, in order to hold one domain wall 32 of the magnetic domain 31, the holding section 21 has a cross section in a direction orthogonal to the longitudinal direction of the magnetic wire 11, such as the holding section 21 having a groove shape as in this example. It is conceivable that only the portion of is smaller than the other portions. Or you may enlarge only the part of the holding | maintenance part 21 the cross section of the direction orthogonal to the longitudinal direction of the magnetic fine wire 11. In short, even if electrons are supplied to the magnetic wire 11 by making the magnetic properties of the holding portion 21 different from those of the magnetic wire 11 other than the holding portion 21, one of the magnetic domains 31 formed in the magnetic wire 11 As long as the magnetic domain wall 32 can remain at the position of the holding portion 21, various means can be used as the holding portion 21.

磁気ヘッド１２は、磁性細線１１の保持部２１の近傍に設けられ、直流電源２６からの電力の供給を受けて磁界を発生することで、磁性細線１１の長手方向の一部に磁性細線１１の他の部分とは磁化方向の異なる領域である磁区３１（図２）を形成する。なお、磁気ヘッド１２に代えて公知のスピン注入磁化反転素子を設けて、磁区３１を形成するようにしてもよい。また、磁性細線１１に磁区３１を一度形成すれば、強い磁界に晒されるなどの状況が生じない限り、磁区３１は消失しない。そこで、単位画素型空間光変調器１０の製造工程で、磁気ヘッド１２や図示しないスピン注入磁化反転素子などにより、磁性細線１１に磁区３１を形成するようにして、磁気ヘッド１２や図示しないスピン注入磁化反転素子は単位画素型空間光変調器１０の備えつけとしなくともよい。
電流源１３は、後述のとおり、磁性細線１１と接続され、磁性細線１１にパルス電流を流すことで電子を供給して、磁区３１を伸縮させる機能を有する（詳細は後述）。 The magnetic head 12 is provided in the vicinity of the holding portion 21 of the magnetic wire 11, and generates a magnetic field by receiving power supplied from the DC power supply 26, so that the magnetic wire 11 has a portion in the longitudinal direction of the magnetic wire 11. The magnetic domain 31 (FIG. 2) which is an area | region where a magnetization direction differs from another part is formed. Note that the magnetic domain 31 may be formed by providing a known spin-injection magnetization switching element instead of the magnetic head 12. Further, once the magnetic domain 31 is formed in the magnetic thin wire 11, the magnetic domain 31 does not disappear unless a situation such as exposure to a strong magnetic field occurs. Therefore, in the manufacturing process of the unit pixel type spatial light modulator 10, the magnetic head 31 and the spin injection (not shown) are formed by forming the magnetic domain 31 on the magnetic thin wire 11 by the magnetic head 12 and the spin injection magnetization reversal element (not shown). The magnetization reversal element may not be provided in the unit pixel type spatial light modulator 10.
As will be described later, the current source 13 is connected to the magnetic wire 11 and has a function of supplying electrons by flowing a pulse current through the magnetic wire 11 to expand and contract the magnetic domain 31 (details will be described later).

スイッチング素子１５〜１８は、半導体スイッチなどで構成される。スイッチング素子１５は、電流源１３のマイナス側と、磁性細線１１の一方の端部１１ａとを接続しているライン２２に介装され、そのＯＮ，ＯＦＦにより、選択的に磁性細線１１にパルス電流を供給する。スイッチング素子１６は、電流源１３のマイナス側と、磁性細線１１の他方の端部１１ｂとを接続しているライン２３に介装され、そのＯＮ，ＯＦＦにより、選択的に磁性細線１１にパルス電流を供給する。スイッチング素子１７は、磁性細線１１の一方の端部１１ａとＧＮＤとを接続するライン２４に介装され、そのＯＮ，ＯＦＦにより、磁性細線１１の一方の端部１１ａをＧＮＤに選択的に接続する。スイッチング素子１８は、磁性細線１１の一方の端部１１ｂとＧＮＤとを接続するライン２５に介装され、そのＯＮ，ＯＦＦにより、磁性細線１１の一方の端部１１ｂをＧＮＤに選択的に接続する。
制御回路１４は、磁気ヘッド１２、スイッチング素子１５〜１８、電流源１３の動作を制御する回路である。 The switching elements 15 to 18 are constituted by semiconductor switches or the like. The switching element 15 is interposed in a line 22 that connects the negative side of the current source 13 and one end 11a of the magnetic wire 11 and selectively turns the magnetic wire 11 into a pulse current by turning on and off. Supply. The switching element 16 is interposed in a line 23 connecting the negative side of the current source 13 and the other end 11b of the magnetic wire 11 and selectively turns on and off the pulse current to the magnetic wire 11 by turning on and off. Supply. The switching element 17 is interposed in a line 24 that connects one end 11a of the magnetic fine wire 11 and GND, and selectively turns one end 11a of the magnetic fine wire 11 to GND by turning on and off. . The switching element 18 is interposed in a line 25 that connects one end portion 11b of the magnetic fine wire 11 and the GND, and selectively connects one end portion 11b of the magnetic fine wire 11 to the GND by turning on and off. .
The control circuit 14 is a circuit that controls operations of the magnetic head 12, the switching elements 15 to 18, and the current source 13.

次に、単位画素型空間光変調器１０の動作について説明する。まず、図２に示すように、磁性細線１１に磁区３１が形成されていないときは、制御回路１４の制御により、磁気ヘッド１２で磁界３５を発生する。この磁界３５により、磁性細線１１の長手方向の一部には局所的に磁区３１が形成される。なお、前記のとおり、磁区３１の形成は、スピン注入磁化反転素子などによって行ってもよい。
前記のとおり、磁区３１は、磁性細線１１に一度形成されれば、容易には消失しないので、すでに磁区３１が形成されているのであれば、この磁区３１を形成する処理は不要である。また、前記のとおり、磁区３１の形成を単位画素型空間光変調器１０の製造工程で行い、磁気ヘッド１２やスピン注入磁化反転素子などを単位画素型空間光変調器１０の備えつけとしなくともよい。また、後述の実施形態のように、磁性細線１１を複数個用いる場合は、複数の磁性細線１１に磁気ヘッド１２などにより一つ一つ磁区３１を形成してもよい。また、複数の磁性細線１１に一括で磁界をかけられる磁気ヘッド１２を用いて、複数の磁性細線１１に一括して磁区３１を形成してもよい。
なお、スピン注入磁化反転素子は、非常に微細な薄膜構造とすることができるので、磁性細線１１に容易に一体成型可能であり、単位画素型空間光変調器１０に備えつけとする場合に好適である。
図２に示すように、この例では、初期状態では磁性細線１１には上向きの磁化がなされている。これに対して、磁区３１には下向きの磁化がなされる。そして、磁区３１における磁性細線１１の長手方向の一端１１ａ側の端部には磁壁３２が形成され、磁区３１における磁性細線１１の長手方向に他端１１ｂ側の端部には磁壁３３が形成される。そして、磁壁３２は保持部２１の位置に形成されるように、磁気ヘッド１２、あるいはスピン注入磁化反転素子と磁性細線１１との相対位置は決められている。 Next, the operation of the unit pixel type spatial light modulator 10 will be described. First, as shown in FIG. 2, when the magnetic domain 31 is not formed on the magnetic wire 11, the magnetic head 12 generates a magnetic field 35 under the control of the control circuit 14. Due to the magnetic field 35, a magnetic domain 31 is locally formed in a part in the longitudinal direction of the magnetic wire 11. As described above, the formation of the magnetic domain 31 may be performed by a spin injection magnetization reversal element or the like.
As described above, once the magnetic domain 31 is formed on the magnetic wire 11, it does not disappear easily. Therefore, if the magnetic domain 31 has already been formed, the process of forming the magnetic domain 31 is not necessary. Further, as described above, the magnetic domain 31 may be formed in the manufacturing process of the unit pixel type spatial light modulator 10, and the unit head type spatial light modulator 10 may not be provided with the magnetic head 12, the spin injection magnetization reversal element, or the like. . When a plurality of magnetic wires 11 are used as in the embodiment described later, the magnetic domains 31 may be formed one by one on the plurality of magnetic wires 11 by the magnetic head 12 or the like. Alternatively, the magnetic domains 31 may be collectively formed on the plurality of magnetic wires 11 by using the magnetic head 12 that can apply a magnetic field to the plurality of magnetic wires 11 at once.
Since the spin injection magnetization reversal element can have a very fine thin film structure, it can be easily formed integrally with the magnetic wire 11 and is suitable for use in the unit pixel type spatial light modulator 10. is there.
As shown in FIG. 2, in this example, the magnetic fine wire 11 is upwardly magnetized in the initial state. On the other hand, the magnetic domain 31 is magnetized downward. A magnetic wall 32 is formed at the end of the magnetic domain 11 on the one end 11a side in the longitudinal direction of the magnetic wire 11, and a domain wall 33 is formed at the end of the magnetic domain 11 in the longitudinal direction of the magnetic wire 11 on the other end 11b side. The The relative position between the magnetic head 12 or the spin injection magnetization reversal element and the magnetic wire 11 is determined so that the domain wall 32 is formed at the position of the holding portion 21.

このように、磁性細線１１に磁区３１を形成すると、制御回路１４により、スイッチング素子１５〜１８、電流源１３を制御して、磁性細線１１にパルス電流により電子を供給する。具体的には、スイッチング素子１５，１８を閉じ、スイッチング素子１６，１７は開いた状態にして、電流源１３でパルス電流を発生させる。これにより、磁性細線１１の一端部１１ａから磁性細線１１に電子が供給される。 As described above, when the magnetic domain 31 is formed in the magnetic wire 11, the control circuit 14 controls the switching elements 15 to 18 and the current source 13 to supply electrons to the magnetic wire 11 with a pulse current. Specifically, the switching elements 15 and 18 are closed and the switching elements 16 and 17 are opened, and the current source 13 generates a pulse current. As a result, electrons are supplied from the one end 11 a of the magnetic wire 11 to the magnetic wire 11.

図３は、この場合の磁性細線１１の変化を、段階を追って示している。図３（ａ）は、電流源１３で電子を磁性細線１１に供給する前の状態を示している。
図３（ｂ）は、図３（ａ）の状態から、電流源１３でパルス電流を磁性細線１１に１パルス分供給したときの磁性細線１１の状態を示している。この場合には、磁性細線１１に、その一端部１１ａから電子が供給され、他端部１１ｂ側の磁壁３３が当該他端部１１ｂ側に所定距離ａだけ移動する。この際に、磁性細線１１の一端部１１ａ側の磁壁３２は、保持部２１に捉えられていて、保持部２１の位置から移動しない。そのため、磁区３１は、磁性細線１１の端部１１ｂ側に向かって長さａだけ延びることになる。 FIG. 3 shows changes in the magnetic wire 11 in this case step by step. FIG. 3A shows a state before electrons are supplied to the magnetic wire 11 by the current source 13.
FIG. 3B shows the state of the magnetic wire 11 when the pulse current is supplied to the magnetic wire 11 by the current source 13 from the state of FIG. In this case, electrons are supplied to the magnetic thin wire 11 from one end portion 11a, and the domain wall 33 on the other end portion 11b side moves to the other end portion 11b side by a predetermined distance a. At this time, the domain wall 32 on the one end portion 11 a side of the magnetic wire 11 is caught by the holding portion 21 and does not move from the position of the holding portion 21. Therefore, the magnetic domain 31 extends by a length “a” toward the end 11 b of the magnetic wire 11.

次に、図３（ｃ）に示すように、電流源１３でパルス電流をさらに１パルス分供給すると、磁壁３３が磁性細線１１の端部１１ｂ側に、さらに所定距離ａだけ移動する。この場合も、磁性細線１１の一端部１１ａ側の磁壁３２は、保持部２１に捉えられていて、保持部２１の位置から移動しない。そのため、磁区３１は、磁性細線１１の端部１１ｂ側に向かって更に長さａだけ延びることになる。
すなわち、磁区３１の長さを、図３（ａ）、図３（ｂ）、図３（ｃ）の３段階に可変することができる。この場合に、電流源１３で供給するパルス電流のパルス数をさらに増やして、４段階以上に磁区３１の長さを可変することも可能である。 Next, as shown in FIG. 3C, when one pulse current is further supplied by the current source 13, the domain wall 33 is further moved to the end 11 b side of the magnetic wire 11 by a predetermined distance a. Also in this case, the domain wall 32 on the one end portion 11 a side of the magnetic wire 11 is caught by the holding portion 21 and does not move from the position of the holding portion 21. Therefore, the magnetic domain 31 further extends by the length a toward the end 11b side of the magnetic wire 11.
That is, the length of the magnetic domain 31 can be varied in three stages of FIG. 3 (a), FIG. 3 (b), and FIG. 3 (c). In this case, it is possible to further increase the number of pulses of the pulse current supplied from the current source 13 and change the length of the magnetic domain 31 in four or more steps.

次に、図３（ｃ）の状態から、スイッチング素子１６，１７は閉じ、スイッチング素子１５，１８は開いた状態に変更して、電流源１３でパルス電流を発生させる。これにより、磁性細線１１の一端部１１ｂから磁性細線１１に電子が供給される。この場合の磁性細線１１の変化を図４に示している。図４（ａ）は、図３（ｃ）と同様の状態にある磁性細線１１である。そして、この状態から、１パルス分のパルス電流を供給することで、磁性細線１１の一端部１１ｂから磁性細線１１に電子が供給される。すると、図４（ｂ）のように、磁壁３３は図４（ａ）状態から所定距離ａだけ端部１１ａ側に移動する。この状態から、さらに１パルス分のパルス電流を供給すると、図４（ｃ）のように、さらに所定距離ａだけ端部１１ａ側に移動する。これらの場合にも、磁壁３２は、保持部２１の位置に捉られている。よって、磁区３１は磁性細線１１の長手方向に縮むことになる。
このように、電子を磁性細線１１に供給することにより、磁壁３２は保持部２１の位置に保持したまま、磁区３１を磁性細線１１の長手方向に伸縮することができる。 Next, from the state of FIG. 3C, the switching elements 16 and 17 are closed and the switching elements 15 and 18 are opened, and the current source 13 generates a pulse current. As a result, electrons are supplied from the one end 11 b of the magnetic wire 11 to the magnetic wire 11. The change of the magnetic wire 11 in this case is shown in FIG. FIG. 4A shows the magnetic wire 11 in the same state as FIG. Then, by supplying a pulse current for one pulse from this state, electrons are supplied from one end 11 b of the magnetic wire 11 to the magnetic wire 11. Then, as shown in FIG. 4B, the domain wall 33 moves from the state of FIG. 4A to the end 11a side by a predetermined distance a. In this state, when a pulse current for one pulse is further supplied, as shown in FIG. 4 (c), it further moves to the end 11a side by a predetermined distance a. Also in these cases, the domain wall 32 is caught at the position of the holding portion 21. Therefore, the magnetic domain 31 contracts in the longitudinal direction of the magnetic wire 11.
In this way, by supplying electrons to the magnetic wire 11, the magnetic domain 31 can be expanded and contracted in the longitudinal direction of the magnetic wire 11 while the domain wall 32 is held at the position of the holding portion 21.

図５は、図１〜図４に示す単位画素型空間光変調器１０の比較例となる単位画素型空間光変調器４００の動作を示す説明図である。単位画素型空間光変調器４００が単位画素型空間光変調器１０と異なるのは、磁性細線１１に保持部２１が形成されていない点である。その他の構成は、単位画素型空間光変調器１０と同じであるため、図１〜図４と同一の部材などには同一の符号を付して、詳細な説明は省略する。 FIG. 5 is an explanatory diagram showing an operation of a unit pixel type spatial light modulator 400 which is a comparative example of the unit pixel type spatial light modulator 10 shown in FIGS. The unit pixel spatial light modulator 400 is different from the unit pixel spatial light modulator 10 in that the holding portion 21 is not formed on the magnetic thin wire 11. Since other configurations are the same as those of the unit pixel type spatial light modulator 10, the same members as those in FIGS. 1 to 4 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

この比較例の単位画素型空間光変調器４００では、電流源１３からの電子の供給により、磁壁３３のみならず磁壁３２も移動する。すなわち、パルス電流を１パルス分印加することにより、図５（ａ）の状態から図５（ｂ）の状態になり、磁壁３３および磁壁３２が所定距離ａだけ磁性細線１１の長手方向に端部１１ｂ側に向けて移動する。この場合に、磁壁３３と磁壁３２との距離は不変であり、磁区３１は、その長さを変えないまま磁性細線１１の長手方向にシフト移動することになる。さらに、パルス電流を１パルス分印加することにより、図５（ｂ）の状態から図５（ｃ）の状態になり、同様に磁区３１はシフト移動する。また、図５（ｃ）の状態にあるときに、図４の例のように、端部１１ｂ側から磁性細線１１に電子を供給すると、磁区３１は、その長さを変えないまま、磁性細線１１の長手方向に端部１１ｂ側から端部１１ａ側に向けてシフト移動することになる。
このように、単位画素型空間光変調器１０では、磁性細線１１に保持部２１を１か所設けたことにより、パルス電流のパルス数、および電子の供給方向に応じて、磁区３１を段階的に伸縮することができる。そして、この伸縮の範囲は、図３、図４に示す、移動範囲ｂとなる。 In the unit pixel type spatial light modulator 400 of this comparative example, not only the domain wall 33 but also the domain wall 32 is moved by the supply of electrons from the current source 13. That is, by applying a pulse current for one pulse, the state shown in FIG. 5A is changed to the state shown in FIG. 5B, and the domain wall 33 and the domain wall 32 are end portions in the longitudinal direction of the magnetic wire 11 by a predetermined distance a. Move toward the 11b side. In this case, the distance between the domain wall 33 and the domain wall 32 is not changed, and the magnetic domain 31 shifts in the longitudinal direction of the magnetic wire 11 without changing its length. Further, by applying a pulse current for one pulse, the state of FIG. 5B is changed to the state of FIG. 5C, and the magnetic domain 31 is similarly shifted. 5C, when electrons are supplied to the magnetic wire 11 from the end portion 11b side as in the example of FIG. 4, the magnetic domain 31 does not change its length, and the magnetic wire 31 is not changed in length. 11 shifts in the longitudinal direction from the end 11b toward the end 11a.
As described above, in the unit pixel type spatial light modulator 10, by providing one holding portion 21 on the magnetic thin wire 11, the magnetic domain 31 is changed stepwise according to the number of pulses of the pulse current and the supply direction of the electrons. Can be stretched. The expansion / contraction range is a movement range b shown in FIGS. 3 and 4.

図６に示すように、この例では、光４３が、磁性細線１１で反射したときに、その偏光の向きが、磁気光学効果により、当該磁性細線１１の光が入射した領域における磁化方向に対応して一方向又はその反対方向に同じ角度で回転する（旋光する）。図６においては、光は磁性細線１１で反射したときのカー効果により、角度θ_kで旋光し、上向きの磁化方向を示す領域で反射した光は−θ_kだけ、下向きの磁化方向を示す領域で反射した光は＋θ_kだけ旋光する。 As shown in FIG. 6, in this example, when the light 43 is reflected by the magnetic wire 11, the direction of the polarization corresponds to the magnetization direction in the region where the light of the magnetic wire 11 is incident due to the magneto-optic effect. Then, they rotate (rotate) at the same angle in one direction or the opposite direction. In FIG. 6, light is optically rotated at an angle θ _k by the Kerr effect when reflected by the magnetic thin wire 11, and the light reflected by the region showing the upward magnetization direction is −θ _k and the region showing the downward magnetization direction. The light reflected by is rotated by + θ _k .

よって、偏光板を用い、入射偏光に対して−θ_k旋光した光を遮光するようにすれば、磁性細線１１の上向きの磁化方向の領域で反射した出射偏光は、偏光板で遮光される。一方、磁性細線１１の下向きの磁化方向の領域で反射した出射偏光は、偏光板を透過する。したがって、１本の磁性細線１１から出射した光は、当該磁性細線１１に形成された磁化方向の異なる領域ごとに明暗を表示することができる。
そして、この明暗は、図３、図４に示す移動範囲ｂ内で段階的に変動することになる。そのため、磁性細線１１を画像表示に用いれば、多値の階調表示を行うことができる。
この場合に、前記のとおり、保持部２１は、当該保持部２１の磁気的性質を、磁性細線１１の保持部２１以外の部分と異ならせ、電子の供給にかかわらず磁壁３２を当該保持部２１の位置に保持できる手段であれば、様々な手段を用いることができる。 Therefore, if a polarizing plate is used to block light that has been rotated by −θ _k with respect to the incident polarized light, the outgoing polarized light reflected in the upward magnetization direction region of the magnetic wire 11 is blocked by the polarizing plate. On the other hand, the outgoing polarized light reflected in the downward magnetization direction region of the magnetic wire 11 passes through the polarizing plate. Therefore, the light emitted from one magnetic wire 11 can display light and dark for each region having different magnetization directions formed on the magnetic wire 11.
The lightness and darkness fluctuate stepwise within the movement range b shown in FIGS. Therefore, if the magnetic thin wire 11 is used for image display, multi-value gradation display can be performed.
In this case, as described above, the holding unit 21 makes the magnetic property of the holding unit 21 different from that of the magnetic thin wire 11 other than the holding unit 21, and the domain wall 32 is held regardless of the supply of electrons. Various means can be used as long as it can be held at the position.

しかし、前記のように、磁性細線１１に溝を形成することなどにより、磁性細線１１の他の部分より磁性細線１１の長手方向と直交する方向の断面積を小さくすることで、保持部２１を形成するのが望ましい。すなわち、磁性細線１１に溝を形成する方が、磁性細線１１に、その長手方向と直交する方向の断面積を大きくするなどの加工を行うのに比べて、保持部２１の製造工程が容易となる。すなわち、磁性細線１１に微細な溝を形成するだけで、保持部２１を形成することができるからである。 However, as described above, by forming a groove in the magnetic wire 11, the holding portion 21 is made to have a smaller cross-sectional area in the direction perpendicular to the longitudinal direction of the magnetic wire 11 than other portions of the magnetic wire 11. It is desirable to form. That is, forming the groove in the magnetic wire 11 makes the manufacturing process of the holding portion 21 easier than performing processing such as increasing the cross-sectional area in the direction perpendicular to the longitudinal direction of the magnetic wire 11. Become. That is, the holding part 21 can be formed by simply forming a fine groove in the magnetic wire 11.

［実施形態２］
次に、本発明の実施形態２となるライン型空間光変調器、および画像表示装置について説明する。
（空間光変調器）
図７は、本実施形態２のライン型空間光変調器１００の概略構成を示す説明図である。このライン型空間光変調器１００は、複数個の単位画素型空間光変調器１０（実施形態１）と、遮光部材５１とから構成される。 [Embodiment 2]
Next, a line type spatial light modulator and an image display device according to the second embodiment of the present invention will be described.
(Spatial light modulator)
FIG. 7 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of the line-type spatial light modulator 100 according to the second embodiment. The line-type spatial light modulator 100 includes a plurality of unit pixel-type spatial light modulators 10 (Embodiment 1) and a light shielding member 51.

図７の例では、便宜上、４個の単位画素型空間光変調器１０のみを図示しているが、実際は更に多くの単位画素型空間光変調器１０が用いられている。また、図７の例では、各単位画素型空間光変調器１０の磁気ヘッド１２（本実施形態でも備えつけとする必要はなくまた、スピン注入磁化反転素子を用いてもよい）、制御回路１４、スイッチング素子１６，１７などは図示を省略している。なお、実施形態２以下の説明において、実施形態１と共通の部材などについては、前記の実施形態１と共通の符号を用い、詳細な説明は省略する。
このライン型空間光変調器１００は、各単位画素型空間光変調器１０の磁性細線１１を、その幅方向に向かって一方向に配列している。 In the example of FIG. 7, only four unit pixel spatial light modulators 10 are illustrated for convenience, but more unit pixel spatial light modulators 10 are actually used. In the example of FIG. 7, the magnetic head 12 of each unit pixel type spatial light modulator 10 (there is no need to be provided in this embodiment, and a spin injection magnetization reversal element may be used), the control circuit 14, The switching elements 16 and 17 are not shown. In the following description of the second embodiment, the same reference numerals as those in the first embodiment are used for members and the like that are the same as those in the first embodiment, and a detailed description thereof is omitted.
In the line type spatial light modulator 100, the magnetic thin wires 11 of the unit pixel type spatial light modulators 10 are arranged in one direction in the width direction.

そして、各磁性細線１１の光４３が入射し旋光して出射する側（図７で上側）で、磁区３１の移動範囲ｂ（図３、図４）を除く、その外側の部分ｃには、例えば表面が黒色の遮光部材５１が形成されている。これにより、各磁性細線１１の両端１１ａ、１１ｂ側の部分ｃは、光４３から遮られている。そして、磁区３１の移動範囲ｂに対応する部分は、光４３から遮られない開口５２をなしている。なお、電流源１３は、全磁性細線１１で共通化することができる。 Then, on the side where the light 43 of each magnetic wire 11 enters, rotates, and exits (upper side in FIG. 7), excluding the movement range b (FIGS. 3 and 4) of the magnetic domain 31, For example, a light shielding member 51 having a black surface is formed. Accordingly, the portions c on the both ends 11 a and 11 b side of each magnetic wire 11 are shielded from the light 43. A portion corresponding to the movement range b of the magnetic domain 31 forms an opening 52 that is not blocked by the light 43. The current source 13 can be shared by all the magnetic thin wires 11.

（画像表示装置）
図８は、ライン型空間光変調器１００を用いた画像表示装置２００の構成を示す説明図である。図８において、ライン型空間光変調器１００は、磁性細線１１の長手方向の切断線で切断した拡大縦断面で示している。
この画像表示装置２００は、ライン型空間光変調器１００、光学系２１１、偏光子２１２，２１３、検出器２１４などからなる。
符号１９は、各磁性細線１１が形成されているシリコン基板である。ライン型空間光変調器１００の遮光部材５１の上方には、光学系２１１と、偏光子２１２，２１３と、検出器２１４とが設けられている。 (Image display device)
FIG. 8 is an explanatory diagram showing a configuration of an image display apparatus 200 using the line type spatial light modulator 100. In FIG. 8, the line-type spatial light modulator 100 is shown in an enlarged vertical section cut along a longitudinal cutting line of the magnetic thin wire 11.
The image display device 200 includes a line type spatial light modulator 100, an optical system 211, polarizers 212 and 213, a detector 214, and the like.
Reference numeral 19 denotes a silicon substrate on which the magnetic fine wires 11 are formed. An optical system 211, polarizers 212 and 213, and a detector 214 are provided above the light blocking member 51 of the line type spatial light modulator 100.

光学系２１１は、例えばレーザー光源、及びこれに光学的に接続されてレーザー光を磁性細線１１の並びの全面に照射する大きさに拡大するビーム拡大器、さらに拡大されたレーザー光を平行光にするレンズで構成される（図示省略）。光学系２１１から照射された光（レーザー光）４３（４３ａ）は、様々な偏光成分を含んでいるため、この光４３ａはライン型空間光変調器１００の手前の偏光子２１２を透過させて、１つの偏光成分の光（偏光）４３（４３ｂ）にする。偏光子２１２，２１３はそれぞれ偏光板などであり、検出器２１４はスクリーン等の画像表示手段である。 The optical system 211 is, for example, a laser light source, a beam expander that is optically connected to the laser light source and expands the laser beam to a size that irradiates the entire surface of the magnetic thin wires 11, and further expands the laser beam into parallel light. (Not shown). Since the light (laser light) 43 (43a) emitted from the optical system 211 contains various polarization components, the light 43a is transmitted through the polarizer 212 in front of the linear spatial light modulator 100, One polarization component of light (polarized light) 43 (43b) is used. The polarizers 212 and 213 are polarizing plates, respectively, and the detector 214 is an image display means such as a screen.

光学系２１１は、平行光としたレーザー光４３ａを、ライン型空間光変調器１００へ所定の入射角で入射するように光を照射する。レーザー光４３ａは偏光子２１２を透過して偏光（入射偏光）４３ｂとなり、開口５２から各磁性細線１１に向けて入射する。入射偏光４３ｂは、磁性細線１１で反射して、ライン型空間光変調器１００から出射偏光４３（４３ｃ）として出射する。偏光子２１３はすべての出射偏光４３ｃのうちの特定の偏光を遮光し、偏光子２１３を透過した光４３（４３ｄ）が検出器２１４に入射する。 The optical system 211 irradiates the laser beam 43a, which is parallel light, so as to be incident on the line-type spatial light modulator 100 at a predetermined incident angle. The laser beam 43 a passes through the polarizer 212 to become polarized light (incident polarized light) 43 b and enters from the opening 52 toward each magnetic wire 11. The incident polarized light 43b is reflected by the magnetic thin wire 11 and is emitted from the line-type spatial light modulator 100 as the outgoing polarized light 43 (43c). The polarizer 213 shields specific polarized light from all the outgoing polarized light 43c, and light 43 (43d) transmitted through the polarizer 213 enters the detector 214.

入射偏光４３ｂは、磁性細線１１で反射したときに、その偏光の向きが、磁気光学効果により、当該磁性細線１１の入射偏光４３ｂが入射した領域における磁化方向に対応して一方向又はその反対方向に同じ角度で回転する（旋光する）。図８においては、入射偏光４３ｂは、磁性細線１１で反射したときのカー効果により角度θ_kで旋光する。すなわち、上向きの磁化方向を示す領域で反射した光は−θ_kだけ旋光し、下向きの磁化方向を示す領域で反射した光は＋θ_kだけ旋光する。偏光子２１３は、入射偏光４３ｂに対して−θ_kだけ旋光した光を遮光するものとする。そのため、上向きの磁化方向の領域で反射した出射偏光４３ｃは、偏光子２１３で遮光され、一方、下向きの磁化方向の磁区３１で反射した出射偏光４３ｃは、偏光子２１３を透過して検出器２１４に照射される（光４３ｄ）。したがって、１本の磁性細線１１（の移動範囲ｂ）から出射した光４３ｃは、当該磁性細線１１に形成された磁区３１と、それ以外の領域とで明暗（白黒）に切り分けられたパターンとなって検出器２１４へ表示される。 When the incident polarized light 43 b is reflected by the magnetic thin wire 11, the direction of the polarized light is one direction or the opposite direction corresponding to the magnetization direction in the region where the incident polarized light 43 b of the magnetic thin wire 11 is incident due to the magneto-optic effect. Rotate at the same angle. In FIG. 8, the incident polarized light 43 b is rotated at an angle θ _k by the Kerr effect when reflected by the magnetic wire 11. That is, light reflected by the region showing the upward magnetization direction is rotated by −θ _k , and light reflected by the region showing the downward magnetization direction is rotated by + θ _k . The polarizer 213 shields light rotated by −θ _{k with} respect to the incident polarized light 43b. Therefore, the outgoing polarized light 43c reflected by the region of the upward magnetization direction is shielded by the polarizer 213, while the outgoing polarized light 43c reflected by the magnetic domain 31 of the downward magnetization direction passes through the polarizer 213 and is detected by the detector 214. (Light 43d). Therefore, the light 43c emitted from one magnetic wire 11 (within its movement range b) has a pattern that is divided into light and dark (black and white) by the magnetic domain 31 formed in the magnetic wire 11 and other regions. Is displayed on the detector 214.

したがって、画像表示装置２００により、磁性細線１１の配列方向にライン状の画像を表示することができる。そして、このライン状の画像表示において、多値の階調表示を行うことができる。
また、磁性細線１１において、画像表示に関わる移動範囲ｂ以外の部分ｃを遮光部材５１で遮光するので、的確な画像表示を行うことができる。 Therefore, the image display device 200 can display a line-shaped image in the arrangement direction of the magnetic thin wires 11. In this line-like image display, multi-value gradation display can be performed.
In addition, since the portion c of the magnetic thin line 11 other than the moving range b related to image display is shielded by the light shielding member 51, accurate image display can be performed.

［実施形態３］
次に、本発明の実施形態３となる平面型空間光変調器、および画像表示装置について説明する。
（空間光変調器）
図９は、本実施形態３の平面型空間光変調器３００の概略構成を示す説明図である。なお、実施形態３以下の説明において、実施形態１，２と共通の部材などについては、前記の実施形態１，２と共通の符号を用い、詳細な説明は省略する。この平面型空間光変調器３００は、複数個の単位画素型空間光変調器１０（実施形態１）と、Ｘ電極６１と、Ｙ電極６２と、Ｘ電極選択部６３と、Ｙ電極選択部６４と、電源部６５と、画素選択部６６と、遮光部材５１とからなる。 [Embodiment 3]
Next, a planar spatial light modulator and an image display device according to Embodiment 3 of the present invention will be described.
(Spatial light modulator)
FIG. 9 is an explanatory diagram illustrating a schematic configuration of the planar spatial light modulator 300 according to the third embodiment. In the following description of the third embodiment, the same reference numerals as those in the first and second embodiments are used for members and the like common to the first and second embodiments, and the detailed description thereof is omitted. The planar spatial light modulator 300 includes a plurality of unit pixel spatial light modulators 10 (Embodiment 1), an X electrode 61, a Y electrode 62, an X electrode selector 63, and a Y electrode selector 64. And a power source unit 65, a pixel selection unit 66, and a light shielding member 51.

この平面型空間光変調器３００は、複数本のＸ電極６１と、複数本のＹ電極６２とが互いに格子状となるように配列されている。そして、各Ｘ電極６１と各Ｙ電極６２とが交差する位置には、それぞれ磁性細線１１が、一端１１ａ側をＸ電極６１に接続し、他端１１ｂ側をＹ電極６２に接続して設けられている。この例では、便宜上、Ｘ電極６１、Ｙ電極６２を各４本、磁性細線１１を１６本、図示している。これにより、磁性細線１１は、縦４列、横４列でマトリックス状に配列される。各磁性細線１１は、それぞれ画素６７を構成している。よって、図９の例では、１６画素となる。なお、例えば、スーパーハイビジョン（登録商標）の画像を表示する場合は、水平方向に約８０００、垂直方向に約４０００の画素６７が必要である。 In the planar spatial light modulator 300, a plurality of X electrodes 61 and a plurality of Y electrodes 62 are arranged in a lattice pattern. The magnetic wires 11 are provided at the positions where the X electrodes 61 and the Y electrodes 62 cross each other, with one end 11 a connected to the X electrode 61 and the other end 11 b connected to the Y electrode 62. ing. In this example, for convenience, four X electrodes 61 and four Y electrodes 62 and 16 magnetic thin wires 11 are shown. As a result, the magnetic wires 11 are arranged in a matrix with 4 columns and 4 columns. Each magnetic thin wire 11 constitutes a pixel 67. Therefore, in the example of FIG. 9, it becomes 16 pixels. For example, when displaying an image of Super Hi-Vision (registered trademark), about 8000 pixels 67 in the horizontal direction and about 4000 pixels in the vertical direction are required.

このようにマトリックス状に配置された各磁性細線１１の上には、遮光部材５１が設けられている。遮光部材５１の各画素６７において、磁区３１の移動範囲ｂの部分には、開口５２がそれぞれ形成されている。なお、図９の例では、各磁性細線１１の長手方向が図９の水平方向、垂直方向に対して斜めに傾斜しているが、各磁性細線１１の長手方向を水平方向または垂直方向とし、開口５２の向きも、その磁性細線１１の方向に対応させるようにしてもよい。すなわち、矩形状の開口５２の各辺の方向が、水平方向または垂直方向となるようにしてもよい。 A light shielding member 51 is provided on each magnetic wire 11 arranged in a matrix. In each pixel 67 of the light shielding member 51, an opening 52 is formed in the moving range b of the magnetic domain 31. In the example of FIG. 9, the longitudinal direction of each magnetic wire 11 is inclined obliquely with respect to the horizontal direction and the vertical direction in FIG. 9, but the longitudinal direction of each magnetic wire 11 is the horizontal direction or the vertical direction, The direction of the opening 52 may also correspond to the direction of the magnetic fine wire 11. That is, the direction of each side of the rectangular opening 52 may be the horizontal direction or the vertical direction.

Ｘ電極選択部６３は、各磁性細線１１に対応した（端部１１ａに接続される）スイッチング素子１５，１７（図１）をそれぞれ備えている。また、Ｙ電極選択部６４は、各磁性細線１１に対応した（端部１１ｂに接続される）スイッチング素子１６，１８（図１）をそれぞれ備えている。なお、これらのスイッチング素子は、各磁性細線１１に１対１で対応させて設けられている必要はなく、Ｘ電極６１ごとにスイッチング素子１５，１７が設けられ、Ｙ電極６２ごとにスイッチング素子１６，１８が設けられていればよい。
電源部６５には、電流源１３（図１）が設けられている。この電流源１３も各磁性細線１１に１対１で対応させて設けられている必要はなく、複数の磁性細線１１で共通化してよい。 The X electrode selector 63 includes switching elements 15 and 17 (FIG. 1) corresponding to each magnetic wire 11 (connected to the end 11a). Further, the Y electrode selection unit 64 includes switching elements 16 and 18 (FIG. 1) corresponding to each magnetic wire 11 (connected to the end portion 11b). Note that these switching elements do not have to be provided in one-to-one correspondence with the magnetic thin wires 11, and the switching elements 15 and 17 are provided for each X electrode 61, and the switching elements 16 are provided for each Y electrode 62. , 18 may be provided.
The power source unit 65 is provided with a current source 13 (FIG. 1). This current source 13 does not need to be provided in one-to-one correspondence with each magnetic wire 11, and may be shared by a plurality of magnetic wires 11.

画素選択部６６は、制御回路１４（図１）を備えている。これにより、画素選択部６６は、各磁性細線１１にそれぞれ設けられている磁気ヘッド１２（図１）、あるいはスピン注入磁化反転素子を制御して、前記のとおり、各磁性細線１１に磁区３１を形成することができる（本実施形態でも、磁気ヘッド１２、スピン注入磁化反転素子などは平面型空間光変調器３００の備えつけとする必要はない）。そして、画素選択部６６は、所望の画素６７を選択する。すなわち、所望の画素６７が接続されているＸ電極６１、Ｙ電極６２のスイッチング素子１５，１８を閉じる（磁区３１を前記のとおり延ばすとき）。または、スイッチング素子１６，１７を閉じる（磁区３１を前記のとおり縮めるとき）。これにより、所望の画素６７の磁区３１を伸縮させることができる。 The pixel selection unit 66 includes a control circuit 14 (FIG. 1). As a result, the pixel selection unit 66 controls the magnetic head 12 (FIG. 1) provided in each magnetic wire 11 or the spin injection magnetization reversal element, and, as described above, assigns the magnetic domain 31 to each magnetic wire 11. (Also in this embodiment, the magnetic head 12, the spin transfer magnetization reversal element, etc. need not be provided in the planar spatial light modulator 300). Then, the pixel selection unit 66 selects a desired pixel 67. That is, the switching elements 15 and 18 of the X electrode 61 and the Y electrode 62 to which the desired pixel 67 is connected are closed (when the magnetic domain 31 is extended as described above). Alternatively, the switching elements 16 and 17 are closed (when the magnetic domain 31 is contracted as described above). Thereby, the magnetic domain 31 of the desired pixel 67 can be expanded and contracted.

例えば、図９の最も右上の画素６７で磁区３１の長さを制御する場合は、図９で最も右のＸ電極６１と、最も上のＹ電極６２とを選択する。すなわち、当該画素６７の磁区３１を延ばすときは、最も右のＸ電極６１、最も上のＹ電極６２にそれぞれ接続されたスイッチング素子１５，１８を閉じる。また、磁区３１を縮めるときは、最も右のＸ電極６１、最も上のＹ電極６２にそれぞれ接続されたスイッチング素子１６，１７を閉じる。 For example, when the length of the magnetic domain 31 is controlled by the uppermost pixel 67 in FIG. 9, the rightmost X electrode 61 and the uppermost Y electrode 62 are selected in FIG. That is, when extending the magnetic domain 31 of the pixel 67, the switching elements 15 and 18 respectively connected to the rightmost X electrode 61 and the uppermost Y electrode 62 are closed. When the magnetic domain 31 is contracted, the switching elements 16 and 17 connected to the rightmost X electrode 61 and the uppermost Y electrode 62 are closed.

（画像表示装置）
平面型空間光変調器３００を用いた画像表示装置の構成は、前記した実施形態２の画像表示装置２００と同様である。すなわち、平面型空間光変調器３００、光学系２１１、偏光子２１２，２１３、検出器２１４（図８）などからなる。そして、実施形態２と同様、光学系２１１により各画素６７の各開口５２に入射偏光４３ｂが入射するようにすることで、平面画像を検出器２１４に表示することができる。 (Image display device)
The configuration of the image display device using the planar spatial light modulator 300 is the same as that of the image display device 200 of the second embodiment. That is, it includes a planar spatial light modulator 300, an optical system 211, polarizers 212 and 213, a detector 214 (FIG. 8), and the like. As in the second embodiment, the planar image can be displayed on the detector 214 by allowing the incident polarized light 43b to enter the openings 52 of the pixels 67 by the optical system 211.

［変形例１］
以下では、実施形態２，３のライン型空間光変調器１００、平面型空間光変調器３００の変形例を複数例説明する。以下の各変形例で、実施形態２，３のライン型空間光変調器１００、平面型空間光変調器３００と異なるのは、磁性細線１１の形状である。よって、以下では、磁性細線１１の形状を中心に図示、説明する。なお、以下の各変形例の説明において、実施形態１〜３と共通の部材などについては、前記の実施形態１〜３と共通の符号を用い、詳細な説明は省略する。 [Modification 1]
Hereinafter, a plurality of modified examples of the line type spatial light modulator 100 and the planar type spatial light modulator 300 according to the second and third embodiments will be described. The following modifications are different from the line type spatial light modulator 100 and the planar type spatial light modulator 300 of the second and third embodiments in the shape of the magnetic wire 11. Therefore, in the following, the description will be made with the shape of the magnetic wire 11 as a center. In addition, in description of each following modification, about the member etc. which are common in Embodiments 1-3, the same code | symbol as said Embodiment 1-3 is used, and detailed description is abbreviate | omitted.

図１０は、本実施形態の変形例１の磁性細線１１の説明図である。この磁性細線１１は、両端１１ａ、１１ｂ側のそれぞれ所定の長さ分は、その長さ方向が直線状で互いに平行な線状部１１ｃ、１１ｄをなしている。そして、線状部１１ｃ、１１ｄには、長さ方向がほぼ円弧状の円弧状部１１ｅが接続されている。すなわち、磁性細線１１は、ほぼＵ字形状に湾曲した形状をなしている。磁性細線１１の磁区３１の部分は、図１０の紙面の上側から下側に向かう方向に磁化されていて、他の部分は、図１０の紙面の下側から上側に向かう方向に磁化されている。
図１０（ａ）、図１０（ｂ）、図１０（ｃ）は、この順に長くなるように磁区３１が延びており、それぞれ階調０％、階調５０％、階調１００％をなしている状態を示している。すなわち、この変形例１においても、３段階に画像の階調表現を行うことができる。 FIG. 10 is an explanatory diagram of the magnetic wire 11 according to the first modification of the present embodiment. The magnetic thin wire 11 has linear portions 11c and 11d parallel to each other with a predetermined length on the both ends 11a and 11b side. The linear portions 11c and 11d are connected to an arcuate portion 11e having a substantially arcuate length direction. That is, the magnetic wire 11 has a shape that is curved in a substantially U shape. The portion of the magnetic domain 31 of the magnetic wire 11 is magnetized in the direction from the upper side to the lower side of the paper surface of FIG. 10, and the other portion is magnetized in the direction from the lower side of the paper surface of FIG. .
10 (a), 10 (b), and 10 (c), the magnetic domain 31 extends so as to be longer in this order, and has gradation 0%, gradation 50%, and gradation 100%, respectively. It shows the state. That is, also in the first modification, it is possible to perform gradation expression of an image in three stages.

［変形例２］
図１１は、本実施形態の変形例２の磁性細線１１の説明図である。この変形例２が変形例１と異なるのは、１つの画素６７に複数本、図１１の例で２本の磁性細線１１が設けられていることである。２本の磁性細線１１（磁性細線１１αと磁性細線１１β）とは、それぞれ変形例１と同様の構成である。磁性細線１１αと磁性細線１１βとの違いは、前者が後者より大きく、前者の凹部内に後者が入り込んでいることである。
このように、１つの画素６７に複数本の磁性細線１１を設けることで、１本の場合に比べて更に多段階の画像の階調表現を行うことができる。図１１の例では、各磁性細線１１で３段階に画像の階調表現を行うことができるので、２本合計で５段階の階調表現が可能となる。 [Modification 2]
FIG. 11 is an explanatory diagram of the magnetic wire 11 according to the second modification of the present embodiment. The modification 2 is different from the modification 1 in that a plurality of magnetic thin lines 11 are provided in one pixel 67, and in the example of FIG. The two magnetic wires 11 (the magnetic wire 11α and the magnetic wire 11β) have the same configuration as that of the first modification. The difference between the magnetic wire 11α and the magnetic wire 11β is that the former is larger than the latter, and the latter enters the recess of the former.
In this way, by providing a plurality of magnetic thin wires 11 in one pixel 67, it is possible to perform gradation representation of an image with more stages than in the case of one. In the example of FIG. 11, gradation representation of an image can be performed in three stages with each magnetic thin wire 11, and thus gradation expression in five stages can be performed in total.

［変形例３］
図１２は、本実施形態の変形例３の磁性細線１１の説明図である。この変形例３が変形例１と異なるのは、線状部１１ｃ、１１ｄには、円弧状部１１ｅに代えて、長さ方向が線状部１１ｃ、１１ｄと直交する直線状の線状部１１ｆが接続されている点である。すなわち、磁性細線１１は、湾曲形状が変形例１とは異なる。もう一点の相違点は、光４３（４３ｂ）の入射側が磁性細線１１の湾曲形状の凸部側になっていることである。よって、この凸部側に光４３ｂが入射して旋光し出射することになる。 [Modification 3]
FIG. 12 is an explanatory diagram of the magnetic wire 11 according to the third modification of the present embodiment. The third modification differs from the first modification in that the linear portions 11c and 11d are linear linear portions 11f whose length direction is orthogonal to the linear portions 11c and 11d, instead of the arc-shaped portions 11e. Is connected. That is, the magnetic thin wire 11 is different from the first modification in the curved shape. Another difference is that the incident side of the light 43 (43b) is the curved convex side of the magnetic wire 11. Therefore, the light 43b is incident on this convex portion side and is rotated and emitted.

図１２（ａ）、図１２（ｂ）、図１２（ｃ）は、この順に長くなるように磁区３１が延びており、それぞれ階調０％、階調５０％、階調１００％をなしている状態を示している。すなわち、この変形例３においても３段階に画像の階調表現を行うことができる。もちろん、変形例２のように複数本の磁性細線１１を用い、さらに多段階の階調表現を可能としてもよい。
この変形例３によれば、光４３（４３ｂ）の入射側が磁性細線１１の湾曲形状の凸部側になっているため、線状部１１ｃ、１１ｄを前記の遮光部材５１で遮光する必要がない。そのため、遮光部材５１において、画像の表示に関わる開口５２（移動範囲ｂ）の面積割合を高め、もって、画質を向上させることができる。 12 (a), 12 (b), and 12 (c), the magnetic domain 31 extends so as to be longer in this order, and each has a gradation of 0%, gradation 50%, and gradation 100%. It shows the state. That is, also in the third modification, the gradation expression of the image can be performed in three stages. Of course, as in the second modification, a plurality of magnetic thin wires 11 may be used to allow multi-level gradation expression.
According to the third modification, since the incident side of the light 43 (43b) is the convex side of the curved shape of the magnetic thin wire 11, it is not necessary to shield the linear portions 11c and 11d with the light shielding member 51. . Therefore, in the light shielding member 51, the area ratio of the opening 52 (moving range b) related to image display can be increased, thereby improving the image quality.

次に、変形例３の磁性細線１１の形成方法について説明する。図１３は、変形例３の磁性細線１１の形成方法について説明する説明図である。以下では、実施形態３の符号を用いて説明する。
（１）第１ステップ
まず、シリコン基板１９の上に、Ｘ電極６１、Ｙ電極６２を形成する（図１３（ａ））。なお、図１３では、Ｘ電極６１とＹ電極６２とが格子状に交差しない例で図示している。
（２）第２ステップ
次に、Ｘ電極６１とＹ電極６２との間のシリコン基板１９の上に、例えば直方体形状の、例えばＳｉＯ_２などの絶縁体９１を形成する（図１３（ｂ））。 Next, a method for forming the magnetic wire 11 of Modification 3 will be described. FIG. 13 is an explanatory diagram for explaining a method for forming the magnetic wire 11 of the third modification. Below, it demonstrates using the code | symbol of Embodiment 3. FIG.
(1) First Step First, the X electrode 61 and the Y electrode 62 are formed on the silicon substrate 19 (FIG. 13A). Note that FIG. 13 illustrates an example in which the X electrode 61 and the Y electrode 62 do not intersect in a lattice pattern.
(2) Second Step Next, an insulator 91 having a rectangular parallelepiped shape such as SiO ₂ is formed on the silicon substrate 19 between the X electrode 61 and the Y electrode 62 (FIG. 13B). .

（３）第３ステップ
次に、Ｘ電極６１上、Ｙ電極６２上に、磁性細線材料で線状部１１ｃ、１１ｄを、絶縁体９１を挟むようにそれぞれ形成する（図１３（ｃ））。
（４）第４ステップ
最後に、線状部１１ｃ、１１ｄを橋脚のようにして、線状部１１ｃ、１１ｄ、並びに絶縁体９１の上に、磁性細線材料で線状部１１ｃ、１１ｄに跨るように線状部１１ｆを形成する（図１３（ｄ））。
以上の各ステップは、公知のリソグラフィーや電子線リソグラフィーでレジストを露光し、材料をスパッタリング技術で堆積して、リフトオフやミリングなどによって前記のような所望構造に形成することで容易に実現できる。 (3) Third Step Next, the linear portions 11c and 11d are formed on the X electrode 61 and the Y electrode 62 with a magnetic wire material so as to sandwich the insulator 91 (FIG. 13C).
(4) Fourth Step Finally, the linear portions 11c and 11d are bridged, and the linear portions 11c and 11d and the insulator 91 are straddled over the linear portions 11c and 11d with a magnetic wire material. A linear portion 11f is formed on the substrate (FIG. 13D).
Each of the above steps can be easily realized by exposing the resist by known lithography or electron beam lithography, depositing the material by sputtering technique, and forming the desired structure as described above by lift-off or milling.

変形例３において、変形例２の形状の磁性細線１１を用い、当該磁性細線１１の湾曲の凸部側に入射偏光４３ｂが入射する構成としてもよい。しかし、この場合は、前記第４ステップで線状部１１ｆに代えて、線状部１１ｃ、１１ｄに跨るように円弧形状の円弧状部１１ｅ（図１２）を微細加工技術で形成しづらい場合も考えられる。
これに比べて、変形例３のように、絶縁体９１の上に磁性細線材料で線状部１１ｃ、１１ｄに跨るように線状部１１ｆを形成することは容易に行うことができる。 In Modification 3, the magnetic thin wire 11 having the shape of Modification 2 may be used, and the incident polarized light 43b may be incident on the curved convex side of the magnetic thin wire 11. However, in this case, it may be difficult to form the arc-shaped arc-shaped portion 11e (FIG. 12) so as to straddle the linear portions 11c and 11d by the microfabrication technique instead of the linear portion 11f in the fourth step. Conceivable.
Compared to this, it is possible to easily form the linear portion 11f on the insulator 91 so as to straddle the linear portions 11c and 11d on the insulator 91 as in Modification 3.

１０単位画素型空間光変調器（空間光変調器）
１１磁性細線
１１ａ端部
１１ｂ端部
１３電流源
２１保持部
３１磁区
３２磁壁
３３磁壁
４３光
５１遮光部材
１００ライン型空間光変調器（空間光変調器）
３００平面型空間光変調器（空間光変調器）
ｂ移動範囲 10 unit pixel type spatial light modulator (spatial light modulator)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Magnetic wire 11a End part 11b End part 13 Current source 21 Holding part 31 Magnetic domain 32 Domain wall 33 Domain wall 43 Light 51 Light shielding member 100 Line type spatial light modulator (spatial light modulator)
300 Planar spatial light modulator (spatial light modulator)
b Movement range

Claims

A magnetic thin film in which a magnetic film is formed in a thin line shape and a magnetic domain having a different magnetization direction from the other part is formed in a part of the longitudinal direction;
A current source capable of selectively supplying electrons from one or the other of both ends of the magnetic wire;
With
The magnetic thin wire is formed with a holding portion for holding the domain wall of the magnetic domain in a part of the longitudinal direction thereof, and by supplying the electrons, one domain wall of the magnetic domain is held by the holding unit while the other The magnetic domain wall is movable in the longitudinal direction of the magnetic wire, and the magnetic domain is expanded and contracted.

2. The spatial light modulation according to claim 1, wherein the holding unit holds the domain wall by having a cross-sectional area in a direction orthogonal to a longitudinal direction of the magnetic wire smaller than other portions of the magnetic wire. vessel.

3. The spatial light modulator according to claim 1, wherein a light shielding member is formed in a portion outside the moving range of the magnetic domain on the side where the rotated light of the magnetic thin wire is incident.

The spatial light modulation according to any one of claims 1 to 3, wherein a plurality of pixels respectively displayed by the magnetic thin lines are arranged in parallel in one direction or in a vertical and horizontal direction. vessel.

The spatial light modulator according to claim 4, wherein each of the pixels is provided with a plurality of the magnetic thin wires.

The space according to claim 1, wherein the magnetic thin wire is curved, and a convex side of the curved shape is a side on which light rotated by the magnetic thin wire is incident. Light modulator.