JPH07234366A - マイクロ機械光学シャッタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 多数個の小さなシャッタを備え、かつ光を断
続することができ、かつステップ動作または連続動作の
いずれでも動作することができ、かつ集積回路製造技術
を用いてバッチ製造することができる、マイクロ光学シ
ャッタ・アレイを提供する。 【構成】 シャッタのおのおのに対し、基板を貫通する
孔がエッチングにより作成される。少なくとも１個の開
口部を有する回転子が、この孔の上に製造される。回転
子が回転する時、孔を透過する放射光が選択的に阻止さ
れる、または阻止されないように製造が行われる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、マイクロ光学装置に関
する。さらに詳細にいえば、本発明は、その運動がマイ
クロ電動機により行われる光学シャッタに関する。

【０００２】光学装置の分野における最近の開発は、種
々の光学装置の小形化に向かっている。これらの「マイ
クロ光学」装置では、光通信および光計算機のような応
用に対して、小さな光学部品を使用する。マイクロ光学
装置の１つの例は、マイクロレンズ・アレイである。こ
のマイクロレンズ・アレイは、集積回路製造技術を用い
て製造することができる。平面導波器のような種々の導
波装置はまた、マイクロ光学装置の寸法で製造すること
ができる。これらのマイクロ光学装置と共に用いること
ができる光学スイッチに対して、その必要性が高くなっ
てきている。

【０００３】

【問題点を解決するための手段】本発明の第１の特徴
は、マイクロ光学シャッタである。これらのマイクロ光
学シャッタのおのおのは、放射光の透過を断続的に阻止
する。基板はそれを貫通する複数個の孔を有し、そして
前記放射光がこれらの孔を透過することができる。これ
らの孔のおのおのは、１つのシャッタに付随する。これ
らのシャッタのおのおのは、基板の上に製造された回転
子ハブと、回転子とを有する。回転子は、基板に平行な
平面の中で回転子ハブのまわに回転することができ、そ
して基板の上で基板から離れた位置に配置される。回転
子は少なくとも１個の開口部を有する。この開口部は、
回転子のそれぞれの回転の一部分の期間中に孔と整合す
る。回転子の周縁のまわりの基板の上で、回転子と事実
上同じ平面の中に、１組の固定子電極がまた製造され
る。これらの固定子電極に電圧を加えらることにより、
回転子を回転させる回転子トルクが得られる。制御装置
は、固定子電極に加えらる電圧のタイミングを制御す
る。

【０００４】このシャッタ・アレイの１つの技術的な利
点は、シャッタのおのおのが非常に小さな光ビームをチ
ョップする、またはスイッチすることができることであ
る。これらのシャッタは、連続動作またはステップ動作
のいずれをも、非常に大きな速度で実行することができ
る。連続動作をするシャッタは、赤外線チョッパとして
有用である。ステップ動作をするシャッタは、光スイッ
チに対して有用である。シャッタのおのおのの寸法およ
び他の特性が均一であるシャッタのアレイは、容易に製
造することができる。これらのアレイは、光ファイバ、
レンズ、および光変調器のような他のマイクロ光学部品
またはマイクロ電気部品などの種々の応用に特に適して
いる。

【０００５】

【実施例】図１および図２は、それぞれ、本発明による
光学シャッタ１０の横断面図および平面図である。シャ
ッタ１０は「マイクロ機械」装置であって、その寸法は
直径および厚さが１００ミクロンの程度である。

【０００６】シャッタ１０は、下記で詳細に説明される
半導体製造技術を用いて、基板１１の上に製造される。
これらの製造技術を用いることにより、１個の基板１１
の上に多数個のこのようなシャッタ１０のバッチ製造が
可能である。製造の後、これらのシャッタは多素子アレ
イ、または１個の装置に分離することができる。

【０００７】典型的な場合、基板１１はシリコンで作成
される。しかし基板１１は、それを貫通する孔をエッチ
ングで作成することができる、他の任意の材料であるこ
とができる。基板１１として適切である他の材料は、石
英、または酸化アルミニウム形式の材料である。この材
料に対し要求される項目は、それが製造の際の処理に耐
える材料であることと、エッチングが可能であるために
その上に沈着される層に対し十分な接着性を有すること
と、製造工程中に用いられる犠牲材料に関して選択的エ
ッチングが可能であることである。

【０００８】孔１２は基板１１を貫通している。下記で
説明されるように、孔１１によって光源からの光が基板
１１を通って下から上へ上方向に進むことができ、そし
て回転する回転子１３により、そこで断続的に阻止され
る。典型的な場合、図２に示されているように、孔１２
の形状は円柱型である。

【０００９】シャッタ１０の直径が１００ミクロン程度
である場合、孔１２の直径は２ミクロンないし５０ミク
ロンであることができる。本発明の１つの特徴は、孔１
２は光ファイバをしっかりと保持するような寸法を有す
ることができることである。

【００１０】本明細書の実施例では、シャッタ１０は、
１個の点光源を有する場合に１個の孔１２を有する。け
れども、シャッタ１０は２個以上の多数個の孔１２を有
することができる。

【００１１】シャッタ１０は回転子１３を有する。回転
子１３は、ハブ１４の回りに自由に回転することができ
る。図２に示されているように、回転子１３は、内側リ
ングから半径方向に延長されている４個の等間隔に配置
されたスポーク１３ａを有する。下記で説明されるよう
に、回転子１３の外側周縁に配置された１組の固定子電
極１５に電圧を供給することにより回転子１３を回転さ
せるための従来の技術に従う他の形状の回転子を用いる
ことができる。スポーク１３ａは回転子電極であり、９
０度の間隔で配置される。電圧が固定子電極１５に加え
られる時、固定子電極１５とそれに最も近い電極１３ａ
との間に静電気引力が働く。順次の固定子電極１５に加
えられる電圧のタイミングを適切に選ぶことにより、順
次の回転子電極１３ａに回転子トルクを与えることがで
きる。この動作原理に適合するように、回転子電極１３
ａおよび固定子電極１５は、分極可能な材料、典型的に
はシリコン、で作成される。

【００１２】固定子電極１５は、回転子電極１３の外側
周縁を取り囲んでいる。固定子電極１５のおのおのは導
線（図示されていない）に接続される。この導線を通し
て、それぞれの固定子電極１５に電圧が供給される。

【００１３】図１に示されているように、電動機制御装
置１６は、加えられる電圧のタイミングを制御する。制
御装置１６はオンチップ部品として、またはオフチップ
部品として製造することができる。

【００１４】回転子１３とバブ１４と固定子１５の結合
体は「マイクロ電動機」を構成する。このマイクロ電動
機の製造は、マイクロ機械の技術分野においてよく知ら
れている。本発明に用いるのに適しているマイクロ電動
機およびその製造法の１つの実施例は、名称「Ｍａｉｃ
ｒｏ Ｍｏｔｏｒｓ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒＴ
ｈｅｉｒ Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ」の米国特許第５，
２５２，８８１号に開示されている。この特許の内容
は、本発明の中に取り込まれている。前記で説明したよ
うに、回転子１３の回転は、連続回転またはステップ回
転であることができる。名称「Ｍａｉｃｒｏｍｅｃｈａ
ｎｉｃａｌ Ｅｌｅｍｅｎｔｓ ａｎｄＭｅｔｈｏｄ
ｆｏｒ Ｔｈｅｉｒ Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ」の米国
特許第４，７４０，４１０号はまた、マイクロ電動機の
動作およびその製造法を開示している。この特許の内容
もまた、本発明の中に取り込まれている。

【００１５】図３Ａ〜図３Ｃは、マイクロ電動機を製造
するための従来の工程が、基板１１の中に孔１２を開け
るためにどのように変更できるかを示した図面である。
回転子１３とバブ１４と固定子１５とが製造される層を
沈着する前に、製造の初期の段階において、マスク層３
１が基板１１のいずれかの面の上でパターンに作成され
る。図３Ａ〜図３Ｃでは、基板１１の下側面でこの段階
が実行される。点線で示されているように、エッチング
がこのパターンに作成された面上で実行され、孔１２が
作成される。図３Ａでは、円柱形状の孔１２がエッチン
グにより得られる。この形状の孔１２は、この孔が光フ
ァイバを保持する場合に特に適している。

【００１６】図３Ｂは、エッチング工程の１つの変更実
施例の図面であって、シャッタ１０が孔１２の中に挿入
された光ファイバ以外の光源と共に用いられる時、特に
適した実施例である。図３Ｂの工程は、エッチングは方
向性エッチング（ＯＤＥ）として知られているエッチン
グ工程である。この工程の１つの例では、基板１１は、
１、１、１シリコンとして知られている材料である。孔
１２を定める端部が、必要な深さを有する孔が得られる
ように計算され、それによりマスク３１がパターンに作
成される。単結晶シリコンの面に沿って、ＯＤＥエッチ
ングが行われる。点線で示されているように、円錐型の
孔１２が得られる。その後、図９に関連して下記で説明
されるように、シャッタ１０の下側に向かって光を進め
るレンズを用いて、孔１２の「遠方」開口部に光を集束
することができる。

【００１７】図３Ｃに示されているように、エッチング
が完了すると、孔１２はスペーサ材料３２で埋められ
る。このスペーサ材料３２は、後で除去される。例え
ば、リン酸塩ガラス、窒化シリコン、またはアモリファ
ス・シリコンの層を沈着することにより、孔１２を埋め
ることができる。マスク材料３１をこの時に除去するこ
とができる、またはいくらか後の清浄化段階の期間中に
除去することができる。

【００１８】孔１２がエッチングで作成されそして埋め
られた後、回転子１３とバブ１４と固定子１５とに対す
る層が、基板１１の上側面に沈着される。これらの種々
の部品の製造は、孔１２に関して適切な位置で行われ
る。よく知られているマイクロ電動機の製造技術に従っ
て、強化目的またはアース目的のために、基板１１の部
分層を沈着することができる。回転子１３とハブ１４と
固定子１５とが完成すると、エッチング段階によって、
孔１２を満たしているスペーサ材料が除去される。

【００１９】図３Ａ〜図３Ｃの工程とは異なるまた別の
工程として、製造の後の段階で、すなわち回転子１３お
よび固定子１５が作成される時、孔１２をエッチングで
作成しそして埋めることが可能である。この場合、孔１
２は基板１１の下側面からのエッチングで作成されるで
あろう。孔１２のエッチングの期間中保護を行うため
に、回転子１３と固定子１５との上および間に、適当な
犠牲材料が沈着されるであろう。

【００２０】再び図２において、回転子１３は連続回転
に特に適している。このような連続回転は、例えば赤外
線センサと一緒にシャッタ１０が光「チョッパ」として
動作している時に有用である。回転子１３をどのように
して連続的に回転させるかの１つの例では、固定子電極
１５を３相動作用に接続することができる。隣接する固
定子電極１５は、位相１電極、位相２電極、および位相
３電極として指定される。図２の１２個の固定子電極１
５の場合、それぞれの位相に対して４個の電極が存在す
る。固定子電極１５は制御装置１６に接続され、そして
電圧が逐次の位相で供給される。それぞれの位相がそれ
らの最大電圧に達した時、固定子電極１５はそれぞれの
回転子の腕１３ａに力を及ぼす。その結果、回転子トル
クが生じ、回転子１３が回転する。

【００２１】図４は、ステップ動作に特に適したまた別
の回転子４３および固定子４５の図面である。ステップ
動作は、連続回転とは異なる動作である。シャッタ１０
が光学スイッチとして動作する時、ステップ動作が用い
られる。回転子１３と同じように、回転子４３は腕を有
している。回転子４３が回転する時、光を断続的に阻止
するようにこれらの腕が孔１２に対して配置される。こ
の構成体では、８個の回転子電極４３ａと６個の固定子
電極４５とが配置される。加えられる電圧が、対向する
固定子電極４５に順次に供給される。固定子電極４５か
ら次の固定子電極４５へ電圧がステップ動作で供給され
る時、回転子４３はハブ４４のまわりにステップ動作で
回転する。ステップ電動機に対し、回転子４３がその動
作の光阻止位相にある時、基板１１に対して回転子４３
が配置されるように、回転子４３と基板１１との間に直
流バイアスを加えることができる。

【００２２】図５は、第２の形式の回転子５３の図面で
ある。回転子５３は「ワッブル」回転子として知られて
いる回転子である。回転子５３は連続動作用に設計され
ているが、回転子腕を有するように対向した円盤形状で
あることができる。回転子５３は、固定子電極５５に加
えられた電圧から生ずるトルクにより、ハブ５４のまわ
りに回転する。けれども、回転子５３の回転はハブ５４
に対して偏心している。回転子５３の中の開口部がエッ
チングにより作成される。回転子５３が回転する時、光
が孔１２から回転子５３を通り抜けることができる。

【００２３】図２、図４、および図５は、連続動作とス
テップ動作との両方に対し、種々の形状の回転子を用い
ることができることを示している。マイクロ電動機の技
術分野でよく知られている技術を用いることにより、回
転のスピードと滑らかさ、トルク、および電動機の他の
特徴を最適化する、種々の回転子の設計を得ることがで
きる。

【００２４】図６は、回転子が円盤形状であるかスポー
ク形状であるかにはかかわらず、どのように回転子の形
状が、阻止された光対阻止されない光の要請されたデュ
−ティ・サイクルに関係するかを示す。回転子６３は図
２および図４の回転子と同じようにスポークを有してい
るが、外側リムを加えることにより図５の「ワッブル」
回転子と類似の形状になる。図５の回転子の中の開口部
と同じように、スポークの間の開口部は、回転子６３が
回転する時、回転子６３が孔１２からの光をいつ阻止す
るかを決定する。したがって、種々の回転子設計に共通
する特性は、それぞれの回転子が少なくとも１個の開口
部を有していることであり、それにより、回転の一部分
の期間中に光が孔１２を通ることができることである。

【００２５】図２、図４、および図５は、回転子の中に
複数個の開口部を備えることにより、回転子の回転速度
を増大させないで、阻止された光対阻止されない光の周
波数を増加することができる。図２では、回転子１３は
４個の開口部を有しているので、それぞれの回転毎に、
孔１２を通る光はオンからオフに４回スイッチされる。

【００２６】図７は、シャッタ１０の光阻止性能を増強
するために、製造工程をどのように変更できるかを示し
た図面である。１個の孔１２の代わりに、多数個の孔１
２がエッチングにより作成される。これらの孔１２は、
回転子７３および固定子７５が作成された後、エッチン
グにより作成される。犠牲材料層７６が、回転子７３と
固定子７５の上に沈着される。孔１２がスペーサ層６６
を貫通するようにエッチングにより作成される時、回転
子７３の下側面の凹んだ部分７３ａがまたエッチングさ
れる。もし必要ならば、これらの凹んだ部分７３ａをス
パッタリングなどによりメタライズすることができる。
その後、スペーサ材料が沈着され、孔１２が埋められ
る。残りの製造工程は前記で説明したのと同じである
が、最後のエッチングの期間中少なくとも１個の孔１２
が埋められないままである。回転子１３がその孔１２か
らの光を阻止する時、反射表面が結果として得られる。

【００２７】図８Ａ〜図８Ｅは、回転子８３の１つの開
口部の上にフィルタを付け加えるために、製造工程に付
加される段階を示した図面である。これらの段階は回転
子８３が作成された後に行われ、そしてハブ８４および
固定子８５が作成された後に行うことができる。図８Ａ
〜図８Ｅの実施例では、回転子８３と一緒にハブ８４お
よび固定子８５を作成するために、材料が沈着されそし
てエッチングが行われる。スペーサ材料６６を除去する
ための最後の清浄化段階以外のすべての段階が実行され
る。図８Ｂは、２個の開口部を有する回転子８３の平面
図である。図８Ｃでは、フォトレジスト材料の層８６が
回転子８３の上に沈着され、そしてエッチングが行われ
て、回転子８３の１つの開口部の上に開口部が作成され
る。図８Ｄでは、フォトレジスト層８６のこの開口部の
中に、フィルタ材料８８が沈着される。フィルタ材料８
８は、それを透過する光の強度を減少させる、または透
過光の色に影響を与える。図８Ｅでは、フォトレジスト
層８６とスペーサ層６６が除去されて清浄化され、開口
部の上にフィルタ８８が残った状態が示されている。

【００２８】再び図８Ｂにおいて、フィルタ８８は理想
的には、回転子８３の中の２個の開口部のうちの大きい
方の上に作成される。これらの開口部の相対的寸法は、
フィルタにより付加される質量が回転子８３の回転を事
実上不均衡にしないように設計される。小さな寸法のフ
ィルタ作用を行わない開口部は、その開口部に質料を付
加する。

【００２９】第１開口部の上にフィルタ８８を備え、お
よびフィルタ作用を行わない第２開口部を備えた回転子
８３を有するシャッタ１０は、２状態シャッタとして動
作することができる。すなわち、フィルタ作用を行った
出力とフィルタ作用を行なわない出力とを生ずるように
動作することができる。または、３状態シャッタとして
動作する、すなわち、オフ出力、オン出力、またはフィ
ルタ作用を行った出力を生ずるように動作することがで
きる。

【００３０】図９は、本発明による光学シャッタ１０の
アレイ９２を有する光学的相関装置９０の図面である。
この応用例では、アレイ９２により複数個の点光源が得
られ、そしてこれらの点光源は選択的にオンおよびオフ
にスイッチすることができる。このスイッチングによ
り、物体の多数個の異なる基準画像を、取得された画像
と比較することができる。例えば、物体配置装置では、
異なる方位角および異なる高さからの物体の多数個の基
準画像が、監視用航空機により取得された画像と比較す
ることができる。方位角が５度はなれた角度から見た同
じ物体の２つの画像の相関関係を妥当な精度で実験的に
決定される。このように、基準画像は、もし上からまた
見るならば高所画像と共に、地上の異なる角度から見た
時の物体の７２（３６０／５）個の画像で構成される。

【００３１】この動作原理に従い、レンズの第１アレイ
９１は光源（図示されていない）からの光をシャッタ・
アレイ９２に集光する。これらのレンズのおのおのは、
それぞれのシャッタに光を集光する。図３Ｂに関連して
前記で説明したように、それぞれのシャッタ１０の孔１
２は円錐形状であることが好ましく、したがって、アレ
イ９１のレンズはそれぞれの孔１２の遠方の開口部に光
を集光することができる。または、レンズ・アレイ９１
の代わりに、シャッタ１０のそれぞれの孔１２の中に光
ファイバを挿入することができる。これらの光ファイバ
は、典型的には、１つの共通の光源から出発するであろ
う。

【００３２】アレイ９２のシャッタは、１つのシャッタ
が１つの時刻に開くように、制御装置９２ａにより制御
される。光源からの光はそのシャッタを通り、そして第
２レンズ・アレイ９３の対応するレンズに進む。第２レ
ンズ・アレイ９３は、光を平行光線にする。この平行光
線は、基準フィルム９４の対応する基準画像を透過して
進む。

【００３３】基準画像を透過した光は、変換レンズ９５
により、大きさが定められ、そしてフーリエ変換され
る。同時に、空間光変調器９７は取得された画像のフー
リエ変換の複素共役Ｆ^* （ｕ，ｖ）を表す画像を表示す
る。変換された基準画像はＳＬＭ９７の面を照射する。
その結果、ＳＬＭ９７から反射された光の全体は、基準
画像のフーリエ変換と取得された画像のフーリエ変換の
複素共役との積である。

【００３４】この結合された画像は、ビーム・スプリッ
タ９６を通り、第２フーリエ変換レンズ９８に進む。そ
の結果得られる画像は、センサ９９に入射する。センサ
９９で取得された画像データが処理され、相関因子が決
定される。

【００３５】光学的相関装置にＳＬＭ９７のような空間
光変調器を用いることは、テキサス・インスツルーメン
ツ・インコーポレーテッド社に譲渡された、名称「Ｒｅ
ａｌＴｉｍｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏ
ｎ Ｓｙｓｔｅｍ」の米国特許シリアル番号第９３７，
９８７号（１９９２年１１月２日受付）に開示されてい
る。この特許の内容は、本発明の中に取り込まれてい
る。この出願中特許はさらに、位相変調された画像がＳ
ＬＭにより表示され、そして別の変換された画像と結合
され、そして結合された画像が逆変換され、そして処理
されて相関画像が得られることを開示している。

【００３６】相関装置９０の動作の際、アレイ９２のそ
れぞれのシャッタが順次に開かれる。基準フィルム９４
の対応する画像と取得した画像とが整合するかどうかの
決定が行われる。この処理は整合が見出だされるまで、
または整合が存在しないことが決定されるまで、持続さ
れる。

【００３７】前記実施例は１個の基準画像を用いて取得
した画像との相関が行われる場合であるが、さらに高性
能の相関装置では、２個以上の画像を同時に相関させる
ことができる。この性能は、処理バンド幅と処理能力の
関数である。

【００３８】図１０は、光学シャッタ１０のアレイ１０
２が光学スイッチ１００としてどのように用いることが
できるかを示した図面である。シャッタ１０のおのおの
は、入力光ファイバ１０４および出力光ファイバ１０６
を有する。例示の目的のために、１つの行の入力ファイ
バ１０４と、１つの列の出力ファイバ１０６とだけが示
されている。それぞれのシャッタ１０のタイミングを制
御することにより、入力ファイバ１０４からの光をオン
またはオフにすることができる。このようにして、この
アレイを用いて、データのコードを出力ファイバ１０６
に通信することができる。

【００３９】図１０のシャッタ・アレイを用いてまた、
クロスバー・スイッチの場合のように、１つのチヤンネ
ルから他のチヤンネルに光を進めることができる。クロ
スバー・スイッチの場合には、入力ファイバ１０４のそ
れぞれの列が１つのソース・チヤンネルであり、そして
出力ファイバ１０４のそれぞれの行が１つの出力チヤン
ネルを提供することができる。シャッタ１０を動作させ
ることにより、入力チヤンネルからの光を必要な出力チ
ヤンネルに再び進めることができる。

【００４０】他の実施例 本発明が特定の実施例について説明されたけれども、こ
の説明は本発明の範囲がこれらの実施例に限定されるこ
とを意味するものではない。開示された実施例を種々に
変更した実施例、およびまた別の実施例が可能であるこ
とは、当業者にはすぐに分かるであろう。したがって、
請求項は、本発明の範囲内に入るすべての実施例を包含
するものであると理解しなければならない。

【００４１】以上の説明に関して更に以下の項を開示す
る。 （１） そのおのおのが放射光の透過を断続的に阻止す
るマイクロ光学シャッタのアレイであって、前記放射光
が透過することができる複数個の孔を備えかつ前記孔の
おのおのがシャッタに付随した基板を有し、前記シャッ
タのおのおのが、前記基板の上に製造された回転子ハブ
と、前記基板の上にそして前記基板から離れた位置に作
成されかつ前記基板に平行な面内で前記回転子ハブのま
わりに回転するための回転子とを有し、かつ前記回転子
が前記回転子の回転のおのおのの一部分の期間中少なく
とも１つの前記孔と整合する少なくとも１つの開口部を
有し、かつ前記基板の上でかつ前記回転子の周縁に作成
されかつ回転子トルクを与えるために電圧を供給するこ
とができる１組の固定子電極を有する、前記アレイ。

【００４２】（２） 第１項記載のアレイにおいて、前
記回転子のおのおのが半径方向の１組のスポークを有す
る、前記アレイ。 （３） 第１項記載のアレイにおいて、前記回転子のお
のおのが全体的に円盤の形状である、前記アレイ。 （４） 第１項記載のアレイにおいて、前記回転子のお
のおのがその周縁に多数個の歯状体を有する、前記アレ
イ。 （５） 第１項記載のアレイにおいて、前記回転子のお
のおのが１００ミクロンの程度の直径を有する、前記ア
レイ。 （６） 第１項記載のアレイにおいて、前記回転子のお
のおのが前記少なくとも１つの開口部の上に前記光の波
長を変えるための少なくとも１つのフィルタを有する、
前記アレイ。 （７） 第１項記載のアレイにおいて、前記回転子のお
のおのがその下側面の１個または複数個の凹んだ部分を
有する、前記アレイ。 （８） 第１項記載のアレイにおいて、前記孔の形状が
円柱型であり、かつ前記孔の寸法が光ファイバを取り付
けるのに適切な寸法である、前記アレイ。 （９） 第１項記載のアレイにおいて、前記孔の形状が
円錐型である、前記アレイ。 （１０） 第１項記載のアレイにおいて、前記固定子電
極に加えられる前記電圧のタイミングを制御するための
制御装置をさらに有する、前記アレイ。

【００４３】（１１） 基板を貫通しかつそのおのおの
が前記シャッタに付随する孔をエッチングで作成する段
階と、前記孔を犠牲材料で満たす段階と、前記基板の上
にエッチング可能な材料の層を順次に沈着する段階、お
よび前記固定子に電圧が加えられる時回転子のおのおの
が回転子ハブのまわりに回転可能であるように前記材料
から回転子と回転子ハブと固定子とをエッチングで作成
する段階と、ここで前記回転子のおのおのが前記回転子
の１回転の期間中に付随する孔と整合することができる
少なくとも１つの開口部を有し、前記孔から前記犠牲材
料を除去する段階と、を有するマイクロ光学シャッタ・
アレイの製造法。 （１２） 第１１項記載の製造法において、前記少なく
とも１つの開口部の上にフィルタ材料を沈着する段階を
さらに有する前記製造法。 （１３） 第１１項記載の製造法において、前記基板が
シリコンであり、かつ孔をエッチングで作成する前記段
階が方向性エッチングでもって実行されその際前記孔が
円錐型の形状を有するように前記エッチングが行われる
前記製造法。 （１４） 第１１項記載の製造法において、前記孔が円
柱型の形状を有するようにかつ光ファイバを挿入するの
に適切な直径を有するように前記孔をエッチングで作成
する前記段階が実行される前記製造法。 （１５） 第１１項記載の製造法において、前記回転子
を製造する前記段階の後前記孔をエッチングで作成する
前記段階が実行される前記製造法。 （１６） 第１５項記載の製造法において、前記回転子
のおのおのの下側面の凹んだ部分をエッチングする段階
をさらに有する前記製造法。

【００４４】（１７） 基板の上に製造されかつ複数個
の孔を有するマイクロ光学シャッタのアレイであって、
前記シャッタのおのおのが回転子ハブと回転子と１組の
固定子とを有し、かつ前記回転子ハブが前記基板の上に
製造され、かつ前記回転子が前記回転子ハブのまわりで
かつ前記基板に平行な平面の中で回転するために前記基
板の上でかつ前記基板から離れた位置に作成され、かつ
前記回転子の回転のおのおのの一部分に対し前記孔の１
つと整合する少なくとも１つの開口部を前記回転子が有
し、かつ前記回転子の周縁のまわりの前記基板の上にか
つ前記回転子と事実上同じ平面上に前記１組の固定子が
製造され、かつ回転子トルクを得るために前記１組の固
定子に電圧を加えることができる、前記マイクロ光学シ
ャッタの前記アレイと、対応するシャッタが開いている
時孔を透過した光をそれぞれが受け取るレンズのアレイ
と、前記シャッタの１つにそれぞれが付随する基準画像
のアレイを有する基準フィルムと、前記基準フィルムか
ら基準画像を受け取るためおよび前記画像をそのフーリ
エ変換画像に変換するための第１変換レンズと、取得さ
れた画像のフーリエ変換の複素共役を表す画像を表示す
るためおよび前記基準画像の前記フーリエ変換画像を反
射するために、反射画素のアレイを有する空間光変調器
と、前記空間光変調器により表示された画像と前記空間
光変調器により反射された画像との結合画像を受け取る
ためおよび前記結合画像をフーリエ変換するための第２
変換レンズと、前記第２変換レンズを透過した画像を受
け取るためのセンサと、を有する、１個または多数個の
取得された画像と多重基準画像を比較するための光学的
相関装置。 （１８） 第１７項記載の光学的相関装置において、前
記孔が光ファイバを挿入するために円柱型の形状を有す
る前記光学的相関装置。 （１９） 第１７項記載の光学的相関装置において、前
記孔が円錐型の形状を有し、かつ光源からの光を前記シ
ャッタのおのおのに集光するための集光レンズのアレイ
をさらに有する前記光学的相関装置。

【００４５】（２０） 多数個の小さなシャッタ１０を
有するマイクロ光学シャッタ・アレイ９２、１０２が得
られる。前記マイクロ光学シャッタ・アレイは孔１２か
らの光を断続的に阻止するように回転し、かつステップ
動作または連続動作のいずれでも動作することができ
る。前記アレイ９２、１０２は、集積回路製造技術を用
いてバッチ製造することができる。それぞれのシャッタ
に対し、基板１１を貫通する孔１２がエッチングにより
作成される。少なくとも１個の開口部を有する回転子１
３、４３、５３、６３が製造される。その際、回転子１
３、４３、５３、６３が回転する時、前記孔１２を透過
した放射光が選択的に阻止されるまたは阻止されないよ
うに製造が行われる。

【図面の簡単な説明】

【図１】光学シャッタの横断面図。

【図２】光学シャッタの平面図。

【図３】マイクロ電動機の製造の際の孔の作成の段階を
示した図であって、Ａは円柱型孔の図、Ｂは円錐型孔の
図、Ｃは孔がスペース材料で満たされた図。

【図４】また別の設計の回転子および固定子の図。

【図５】されに別の第３の設計の回転子の図。

【図６】回転子の形状が阻止された光対阻止されない光
のデューティ・サイクルがどのように決定されるかを示
した図。

【図７】シャッタの光阻止性能を改良するためにその下
側面の凹んだ部分を有する回転子の図。

【図８】孔の上にフィルタを付加するために製造工程が
どのように変更することができるかを示した図であっ
て、Ａ〜Ｅは変更された製造工程の逐次の段階の図。

【図９】光学シャッタのアレイを用いた光学的相関装置
の図。

【図１０】光学シャッタのアレイを用いた光学スイッチ
の図。

【符号の説明】

１２ 孔 １３、４３、５３、６３、７３、８３ 回転子 １４、４４、５４、８４ 回転子ハブ １５、４５、５５、８５ 固定子

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 そのおのおのが放射光の透過を断続的に
   阻止するマイクロ光学シャッタのアレイであって、 前記放射光が透過することができる複数個の孔を備えか
   つ前記孔のおのおのがシャッタに付随した基板を有し、 前記シャッタのおのおのが、前記基板の上に製造された
   回転子ハブと、前記基板の上にそして前記基板から離れ
   た位置に作成されかつ前記基板に平行な面内で前記回転
   子ハブのまわりに回転するための回転子とを有し、かつ
   前記回転子が前記回転子の回転のおのおのの一部分の期
   間中少なくとも１つの前記孔と整合する少なくとも１つ
   の開口部を有し、かつ前記基板の上でかつ前記回転子の
   周縁に作成されかつ回転子トルクを与えるために電圧を
   供給することができる１組の固定子電極を有する、前記
   アレイ。
2. 【請求項２】 基板を貫通しかつそのおのおのが前記シ
   ャッタに付随する孔をエッチングで作成する段階と、 前記孔を犠牲材料で満たす段階と、 前記基板の上にエッチング可能な材料の層を順次に沈着
   する段階、および前記固定子に電圧が加えられる時回転
   子のおのおのが回転子ハブのまわりに回転可能であるよ
   うに前記材料から回転子と回転子ハブと固定子とをエッ
   チングで作成する段階と、ここで前記回転子のおのおの
   が前記回転子の１回転の期間中に付随する孔と整合する
   ことができる少なくとも１つの開口部を有し、 前記孔から前記犠牲材料を除去する段階と、を有するマ
   イクロ光学シャッタ・アレイの製造法。