JPS61232413A - 電気機械的光変調器 - Google Patents
電気機械的光変調器Info
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- JPS61232413A JPS61232413A JP7358585A JP7358585A JPS61232413A JP S61232413 A JPS61232413 A JP S61232413A JP 7358585 A JP7358585 A JP 7358585A JP 7358585 A JP7358585 A JP 7358585A JP S61232413 A JPS61232413 A JP S61232413A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- mirror
- reflection factor
- signal
- dmd
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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- Exposure Or Original Feeding In Electrophotography (AREA)
- Mechanical Light Control Or Optical Switches (AREA)
- Dot-Matrix Printers And Others (AREA)
- Laser Beam Printer (AREA)
- Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔技術分野〕
本発明は電気機械光変調器に関し、特に微細なミラーが
揺動する電気機械光変調器に関する。
揺動する電気機械光変調器に関する。
上記のような電気機械的光変調器としては例えばＤＲＩ
ＩＤ （Ｄｅｆｏｒｍａｂｌｅ Ｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖ
ｉｃｅ）が知られている。
ＩＤ （Ｄｅｆｏｒｍａｂｌｅ Ｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖ
ｉｃｅ）が知られている。
ＤＭＤ素子に関しては、ＩＥＥ Ｔｒａｎ＠ａｃｔｉｏ
ｎ ｏｎＥｌｅｃｔｒｏｎ Ｄｅｖｉｃｅ Ｖｏｌ、
ＥＤ−３０Ａ３５４４（１９８３）に記述がされ、又光
学系についても特開昭５９−１７５２５に開示されてい
る。
ｎ ｏｎＥｌｅｃｔｒｏｎ Ｄｅｖｉｃｅ Ｖｏｌ、
ＥＤ−３０Ａ３５４４（１９８３）に記述がされ、又光
学系についても特開昭５９−１７５２５に開示されてい
る。
以下ＤＭＤの一般的機構について図面に基づき説明する
。
。
第４図（、）にＤＭＤの拡大断面図を示す。１はミラー
構造でＡｔ、 Ａｇ等の物質で製造され入射光を反射さ
せる役割を示す。２は１のミラー構造を支持する基板で
Ａｕなどで構成される。３，４は１，２の支持部材で、
３はミラーコンタクトと呼ばれ、特に電気機械動作をす
るひんし部を受けるものであり、４はポリオキサイドＳ
ｌの絶縁物質である。
構造でＡｔ、 Ａｇ等の物質で製造され入射光を反射さ
せる役割を示す。２は１のミラー構造を支持する基板で
Ａｕなどで構成される。３，４は１，２の支持部材で、
３はミラーコンタクトと呼ばれ、特に電気機械動作をす
るひんし部を受けるものであり、４はポリオキサイドＳ
ｌの絶縁物質である。
５はポリシリコンゲートでＦＦＪＴＭＯ８トランジスタ
ーのｒ−トの役割を示す。６はエアーギャップで、０．
６μ〜数μの空どうである。７はフローティング、フィ
ールドプレートで、８の耐フローティｙグンースからト
ランジスターのＯＮ 、 ＯＦＦ情報によ＃）７の７０
−ティング、フィールドプレートに電圧がかかる。９は
耐ドレインを示す。これもＭＯ８型ＦＥＴ ）ランシス
ターの構成の役割をする。１０はダートオキサイド、１
１はＰ型シリコン基板である。
ーのｒ−トの役割を示す。６はエアーギャップで、０．
６μ〜数μの空どうである。７はフローティング、フィ
ールドプレートで、８の耐フローティｙグンースからト
ランジスターのＯＮ 、 ＯＦＦ情報によ＃）７の７０
−ティング、フィールドプレートに電圧がかかる。９は
耐ドレインを示す。これもＭＯ８型ＦＥＴ ）ランシス
ターの構成の役割をする。１０はダートオキサイド、１
１はＰ型シリコン基板である。
第４図（ｂ）は第４図（、）の入方向からの拡大正面図
で、１２はエアー空隙で１３は電気機械的に揺動するミ
ラー揺動部、１４はひんじ部分を示す、１５はＤＭＤ表
面のミラ一部１３以外のミラー表面を示す。ＤＭＤはＩ
Ｃ又はＬＳＩのプロセスと似た工程で製作される。
で、１２はエアー空隙で１３は電気機械的に揺動するミ
ラー揺動部、１４はひんじ部分を示す、１５はＤＭＤ表
面のミラ一部１３以外のミラー表面を示す。ＤＭＤはＩ
Ｃ又はＬＳＩのプロセスと似た工程で製作される。
第４図（、）はＤＭＤの電気的等価図を示す。１６は１
．２のミラー及び支持部材にかかる電圧ｖＭ を示す。
．２のミラー及び支持部材にかかる電圧ｖＭ を示す。
１７は８にかかる電圧Ｖ、を示す。１８はトランジスタ
ー構成を示しておシ、９のＤ（ドレイン）信号、５のＧ
（ダート）信号のＯＮ 、 ＯＦＦによシｖ、の電圧が
８にＯＮ 、 ＯＦＦされる。この時１゜２に電圧ｖＭ
がかかってお、ｊｌ）、１．２と８間に電位差がＯＮ
、 ＯＦＦ信号により増減されることになる。
ー構成を示しておシ、９のＤ（ドレイン）信号、５のＧ
（ダート）信号のＯＮ 、 ＯＦＦによシｖ、の電圧が
８にＯＮ 、 ＯＦＦされる。この時１゜２に電圧ｖＭ
がかかってお、ｊｌ）、１．２と８間に電位差がＯＮ
、 ＯＦＦ信号により増減されることになる。
この時、電位差に応じて６，７間につぎの式に応じた力
Ｆが生じ、 ＦｃｏＫＶ’ （Ｋ：定数 ｖ：ｖｔ電位差ａ：定数
２１曲げ力） ミラー１，２はひんじ部１４で揺動される。第４図（、
）の左図は１，２と８の間に電圧差が大きく有る場合で
、ミラー揺動部１３はひんじ部１４から折れ曲が９、こ
の作用のため入射光はミラーのふれ角の２倍角度をかえ
て反射される。
Ｆが生じ、 ＦｃｏＫＶ’ （Ｋ：定数 ｖ：ｖｔ電位差ａ：定数
２１曲げ力） ミラー１，２はひんじ部１４で揺動される。第４図（、
）の左図は１，２と８の間に電圧差が大きく有る場合で
、ミラー揺動部１３はひんじ部１４から折れ曲が９、こ
の作用のため入射光はミラーのふれ角の２倍角度をかえ
て反射される。
一方電圧差が少ない場合は第４図（、）の右図に示すよ
うに、１，２のミラー揺動部１３は７によシひりばられ
る力が少なく湾曲されない。従って入射光はミラーのふ
れない状態で反射されることとなる。ＤＭＤ素子とは電
気的ＯＮ 、 ＯＦＦ’をミラー揺動部１３の揺動のＯ
Ｎ 、 ＯＦＦに変換し、さらに光のふれ角に変換する
ものである。
うに、１，２のミラー揺動部１３は７によシひりばられ
る力が少なく湾曲されない。従って入射光はミラーのふ
れない状態で反射されることとなる。ＤＭＤ素子とは電
気的ＯＮ 、 ＯＦＦ’をミラー揺動部１３の揺動のＯ
Ｎ 、 ＯＦＦに変換し、さらに光のふれ角に変換する
ものである。
次に上記のＤＭＤ素子を利用した像出力器の一例を挙げ
る。通常第４図（、）〜（ｃ）に示したＤＭＤ素子は第
５．図のような光走査光学系１９内に用いられ又電子写
真プロセス２０と共に使用され、例えばプリンターとし
て応用される。第２図において２１はランプ、２２．２
４はＤＭＤ素子を照明するための光学系、２３はその光
学系のためのスリット板で、ＤＭＤ素子のミラーアレイ
素子のミラーアレイ部のみを照明するように構成される
。２５．２６は折シ曲げミラーで２７はＤＭＤ素子、こ
の素子は第４図（、）〜（ｃ）の原理により電気、機械
動作をするもので、かつ第６図に示す様にアレイ状に多
数の素子が配列される。（数１０〜数千個）２８はＤＭ
Ｄ素子２７を駆動する回路、２９はＤＭＤ素子２７の反
射光を３０の感光体上に結像するレンズで普通ＤＭＤ素
子２７に信号がＯＮシた時にのみ結像レンズ２９の瞳に
光が入る。３１〜３５は通常電子写真プロセスに用いら
れるもので、３１は現像器、３２は感光体３０上のトナ
ーを３３のコピー用紙に転写すべき帯電器、３４はクリ
ーナー、３５は感光体３０に帯電を与える帯電器である
。また３６はＤＭＤ素子のＯＦＦ信号光をカットすべき
遮光板である。
る。通常第４図（、）〜（ｃ）に示したＤＭＤ素子は第
５．図のような光走査光学系１９内に用いられ又電子写
真プロセス２０と共に使用され、例えばプリンターとし
て応用される。第２図において２１はランプ、２２．２
４はＤＭＤ素子を照明するための光学系、２３はその光
学系のためのスリット板で、ＤＭＤ素子のミラーアレイ
素子のミラーアレイ部のみを照明するように構成される
。２５．２６は折シ曲げミラーで２７はＤＭＤ素子、こ
の素子は第４図（、）〜（ｃ）の原理により電気、機械
動作をするもので、かつ第６図に示す様にアレイ状に多
数の素子が配列される。（数１０〜数千個）２８はＤＭ
Ｄ素子２７を駆動する回路、２９はＤＭＤ素子２７の反
射光を３０の感光体上に結像するレンズで普通ＤＭＤ素
子２７に信号がＯＮシた時にのみ結像レンズ２９の瞳に
光が入る。３１〜３５は通常電子写真プロセスに用いら
れるもので、３１は現像器、３２は感光体３０上のトナ
ーを３３のコピー用紙に転写すべき帯電器、３４はクリ
ーナー、３５は感光体３０に帯電を与える帯電器である
。また３６はＤＭＤ素子のＯＦＦ信号光をカットすべき
遮光板である。
プリンターとしての機能はＤＭＤ素子駆動回路２８に入
力した信号がＤＭＤ素子２７に指令入力を与えることに
よって行なわれる。ＤＭＤ素子２７は信号に応じて第４
図（、）〜（Ｃ）に示した動作原理に従い電気機械的に
反応し、第６図に示した様な多数配列された中の該信号
に相当するアレイミラー３７の中の１個が揺動する。ラ
ンプ２１よシ発せられた照明系の光Ａは、照明光学系２
２ 、２３ 。
力した信号がＤＭＤ素子２７に指令入力を与えることに
よって行なわれる。ＤＭＤ素子２７は信号に応じて第４
図（、）〜（Ｃ）に示した動作原理に従い電気機械的に
反応し、第６図に示した様な多数配列された中の該信号
に相当するアレイミラー３７の中の１個が揺動する。ラ
ンプ２１よシ発せられた照明系の光Ａは、照明光学系２
２ 、２３ 。
２４．２５．２６を、ＤＭＤ素子２７上をスリット状に
照明する。照射された光ＡはＤＭＤ素子２７上のミラー
アレイ３７のミラーの状況がＯＦＦの場合はＣの方向に
反射光が向い遮光板３６で遮光され、感光体３０上には
光がとどかない。ＯＮの場合にはＢ方向に光が反射され
結像レンズ２９に入射しアレイミラー１個に相応したド
ツトパターンが感光体３０上に結ばれる。従って、ライ
ン状のＯＮ 。
照明する。照射された光ＡはＤＭＤ素子２７上のミラー
アレイ３７のミラーの状況がＯＦＦの場合はＣの方向に
反射光が向い遮光板３６で遮光され、感光体３０上には
光がとどかない。ＯＮの場合にはＢ方向に光が反射され
結像レンズ２９に入射しアレイミラー１個に相応したド
ツトパターンが感光体３０上に結ばれる。従って、ライ
ン状のＯＮ 。
ＯＦＦ信号を駆動回路２８に入力すれば、電子写真プロ
セスを経て現像され、その後コピー用紙上にそのトナー
像が転写されるプリンターとしての役割を生じる。
セスを経て現像され、その後コピー用紙上にそのトナー
像が転写されるプリンターとしての役割を生じる。
さて、第２図（ｂ）でＤＭＤ素子２７に入射した光束は
必要な信号光を反射するミラー揺動部１３以外のミラー
表面部１５でもその高い反射率のためにミラー表面部１
５に入射したほとんどの光束が反射される。ＤＭＤ素子
２７への入射光束はプリンタ−の出力を高速化するため
に強い光を入射するのが普通なので不要反射光は相当強
くなる。第３図においてこの強い不要反射光Ｃは遮光板
３６でカットされるはずであるか、強い光であるために
一部遮光板３６で反射され７Ｉｃシ、ＤＭＤ駆動回路２
８等の部材で反射され、感光体３０の露光部に入射し、
ノイズ成分となってしまうことがある。さらに露光部の
みでなく他の部材よシの散乱光が感光体３０の各所に入
り Ｓ／′Ｎの劣化となる。
必要な信号光を反射するミラー揺動部１３以外のミラー
表面部１５でもその高い反射率のためにミラー表面部１
５に入射したほとんどの光束が反射される。ＤＭＤ素子
２７への入射光束はプリンタ−の出力を高速化するため
に強い光を入射するのが普通なので不要反射光は相当強
くなる。第３図においてこの強い不要反射光Ｃは遮光板
３６でカットされるはずであるか、強い光であるために
一部遮光板３６で反射され７Ｉｃシ、ＤＭＤ駆動回路２
８等の部材で反射され、感光体３０の露光部に入射し、
ノイズ成分となってしまうことがある。さらに露光部の
みでなく他の部材よシの散乱光が感光体３０の各所に入
り Ｓ／′Ｎの劣化となる。
また第３図（ａ）においてミラー揺動部１３で機構的Ｄ
ＭＤ素子２７の場合必らず空胴部６が必要となる。この
空胴部６は多くはエツチング等の手法で作られることが
多く、端部のギザギザの状況でおることが多く、このギ
ザギザの上にミラー等の反射率が高い物質がつくとＤＭ
Ｄ素子２７に入射した光束による散乱光が生じ、露光部
へノイズ光が入って同様にＳＡの劣化を招くことになる
。
ＭＤ素子２７の場合必らず空胴部６が必要となる。この
空胴部６は多くはエツチング等の手法で作られることが
多く、端部のギザギザの状況でおることが多く、このギ
ザギザの上にミラー等の反射率が高い物質がつくとＤＭ
Ｄ素子２７に入射した光束による散乱光が生じ、露光部
へノイズ光が入って同様にＳＡの劣化を招くことになる
。
次に上記の問題をＤＭＤ素子２７のパターン配列と結像
レンズ２７を含む平面での回折光の広がりという観点か
ら考える。今、ミラー揺動部１３とミラー表面部１５と
が同じ反射率の物質で構成された場合、第５図のような
回折光が感光体３０の方向に戻ってくる。第４図の中心
Ｃ′はＤＭＤ素子２７からの反射信号光である場合、矩
形開口の並びをＤＭＤ素子アレイは有するので、その信
号光の周囲に１．２．３・・・１／、Ｚ／、ａ／・・・
等の基板の目のような回折光が現われる。（２次〜高次
回折光まで）この回折光は第１図（、）においてミラー
揺動部１３の開口とミラー表面部１５の開口との双方か
ら発生するもので、もしミラー揺動部１３の開口のみな
らば、１つおきのピッチ１，３・・・Ｘ／、ａ／・・・
のような回折／母ターンとなシ、信号光以外の回折パタ
ーンを減少することができるが、ミラー揺動部１３とミ
ラー表面部１５が同じ反射率の従来のＤＭＤ素子２７で
は無理であった。
レンズ２７を含む平面での回折光の広がりという観点か
ら考える。今、ミラー揺動部１３とミラー表面部１５と
が同じ反射率の物質で構成された場合、第５図のような
回折光が感光体３０の方向に戻ってくる。第４図の中心
Ｃ′はＤＭＤ素子２７からの反射信号光である場合、矩
形開口の並びをＤＭＤ素子アレイは有するので、その信
号光の周囲に１．２．３・・・１／、Ｚ／、ａ／・・・
等の基板の目のような回折光が現われる。（２次〜高次
回折光まで）この回折光は第１図（、）においてミラー
揺動部１３の開口とミラー表面部１５の開口との双方か
ら発生するもので、もしミラー揺動部１３の開口のみな
らば、１つおきのピッチ１，３・・・Ｘ／、ａ／・・・
のような回折／母ターンとなシ、信号光以外の回折パタ
ーンを減少することができるが、ミラー揺動部１３とミ
ラー表面部１５が同じ反射率の従来のＤＭＤ素子２７で
は無理であった。
本発明においては上記Ｏような問題点を解決するために
、少なくとも２方向に偏向しうるミラー揺動部を反射面
に多数個有する電気機械的光変調器において、前記ミラ
ー揺動部以外の反射面をミラー揺動部に比べて低反射率
にする手段がとられる。
、少なくとも２方向に偏向しうるミラー揺動部を反射面
に多数個有する電気機械的光変調器において、前記ミラ
ー揺動部以外の反射面をミラー揺動部に比べて低反射率
にする手段がとられる。
以下、図面に基づき、本発明の実施例について説明する
。
。
第１図（、） 、 （ｂ）はそれぞれ本発明の電気機械
光変調器の拡大断面図、拡大正面図である。同図におい
て各番号は第２図と同じである。ミラー揺動部１３は信
号光に寄与する反射部でこの反射率は８７〜９５％の反
射率を有する。この部分は信号光の強度を上げるために
高反射率であることが望ましいが、ミラー表面部１５は
先に述べた不必要な反射光、散乱光、回折光の発生する
個所であるから反射率は低いほうがよい。そこで、ミラ
ー表面部１５、および端部１の一部分又は全部を吸光性
物質又は低反射率物質（例えばＣｒを低反射率でつける
、又はＣｒ十反射防止膜。又はＣｒとＳｉＯ□。
光変調器の拡大断面図、拡大正面図である。同図におい
て各番号は第２図と同じである。ミラー揺動部１３は信
号光に寄与する反射部でこの反射率は８７〜９５％の反
射率を有する。この部分は信号光の強度を上げるために
高反射率であることが望ましいが、ミラー表面部１５は
先に述べた不必要な反射光、散乱光、回折光の発生する
個所であるから反射率は低いほうがよい。そこで、ミラ
ー表面部１５、および端部１の一部分又は全部を吸光性
物質又は低反射率物質（例えばＣｒを低反射率でつける
、又はＣｒ十反射防止膜。又はＣｒとＳｉＯ□。
ＭｇＦ等の混合物質を同時蒸着する、又は金属散乱物質
を多層につける等）を表面にほどこし、表面反射率を下
げるようにする。
を多層につける等）を表面にほどこし、表面反射率を下
げるようにする。
第１図において３８はそのような吸光性物質又は低反射
率物質を示す。
率物質を示す。
以上説明したようにミラー揺動部以外の部分をミラー揺
動部に比べて低反射率にすることによシ、不要な反射光
、散乱光が低減でき、信号光のＳ／Ｎを高めることがで
きる。
動部に比べて低反射率にすることによシ、不要な反射光
、散乱光が低減でき、信号光のＳ／Ｎを高めることがで
きる。
第１図は本発明の電気機械的光変調器の拡大図である。
第２図、第３図、第４図はそれぞれ従来の電気機械的光
変調器の拡大図、該変調器を用いたプリンターの概略図
、該光変調器の正面図である。 第５図は回折光の分布を示した図である。 １２：エアー空隙、１３：ミラー揺動部、１４：ヒンジ
部、１５：ミラー表面部、３８：吸光性物質又は低反射
率物質。 代理人 弁理士 山 下 穣 平 第１図 第４図
変調器の拡大図、該変調器を用いたプリンターの概略図
、該光変調器の正面図である。 第５図は回折光の分布を示した図である。 １２：エアー空隙、１３：ミラー揺動部、１４：ヒンジ
部、１５：ミラー表面部、３８：吸光性物質又は低反射
率物質。 代理人 弁理士 山 下 穣 平 第１図 第４図
Claims (1)
- （１）少なくとも２方向に偏向しうるミラー揺動部を反
射面に多数個有する電気機械的光変調器において、前記
ミラー揺動部以外の反射面がミラー揺動部に比べて低反
射率であることを特徴とする電気機械的光変調器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7358585A JPS61232413A (ja) | 1985-04-09 | 1985-04-09 | 電気機械的光変調器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7358585A JPS61232413A (ja) | 1985-04-09 | 1985-04-09 | 電気機械的光変調器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61232413A true JPS61232413A (ja) | 1986-10-16 |
Family
ID=13522528
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7358585A Pending JPS61232413A (ja) | 1985-04-09 | 1985-04-09 | 電気機械的光変調器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61232413A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5061049A (en) * | 1984-08-31 | 1991-10-29 | Texas Instruments Incorporated | Spatial light modulator and method |
| US5469302A (en) * | 1993-05-21 | 1995-11-21 | Daewoo Electronics Co., Ltd. | Electrostrictive mirror actuator for use in optical projection system |
| CN100357786C (zh) * | 2004-10-29 | 2007-12-26 | 富士通株式会社 | 镜面、镜面单元和光开关 |
| WO2013027336A1 (en) * | 2011-08-22 | 2013-02-28 | Canon Kabushiki Kaisha | Microscope, objective optical system, and image acquisition apparatus |
-
1985
- 1985-04-09 JP JP7358585A patent/JPS61232413A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5061049A (en) * | 1984-08-31 | 1991-10-29 | Texas Instruments Incorporated | Spatial light modulator and method |
| US5469302A (en) * | 1993-05-21 | 1995-11-21 | Daewoo Electronics Co., Ltd. | Electrostrictive mirror actuator for use in optical projection system |
| CN100357786C (zh) * | 2004-10-29 | 2007-12-26 | 富士通株式会社 | 镜面、镜面单元和光开关 |
| WO2013027336A1 (en) * | 2011-08-22 | 2013-02-28 | Canon Kabushiki Kaisha | Microscope, objective optical system, and image acquisition apparatus |
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