JPS6235323A - 光走査光学系 - Google Patents
光走査光学系Info
- Publication number
- JPS6235323A JPS6235323A JP17423585A JP17423585A JPS6235323A JP S6235323 A JPS6235323 A JP S6235323A JP 17423585 A JP17423585 A JP 17423585A JP 17423585 A JP17423585 A JP 17423585A JP S6235323 A JPS6235323 A JP S6235323A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- mirror
- light
- light beam
- reflected
- lattice
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- Pending
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- Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)
- Mechanical Light Control Or Optical Switches (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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は光走査光学系、特に複数の微小ミラー揺動部を
有する電気機械光変調素子を備えた光走査光学系に関す
るものである。
有する電気機械光変調素子を備えた光走査光学系に関す
るものである。
上記のような電気機械変換機能を備えた光変調素子とし
ては例えばＤＭＤ （Ｄ＠ｆｏｒｍａｂｌｅ Ｍｉｒｒ
ｏｒＤ・マｌｅ・）が知られている。
ては例えばＤＭＤ （Ｄ＠ｆｏｒｍａｂｌｅ Ｍｉｒｒ
ｏｒＤ・マｌｅ・）が知られている。
ＤＶＤに関しては、ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｅｔｉｏｎ
ｏｎ Ｅｌ＠ｃｔｒｏｎＤｅｖｉｃｅ Ｖｏｌ、 Ｅ
Ｄ−３０１６５５４４（１９８３） Ｋ記述がされ、又
光学系だついても特開昭５９−１７５２５に開示されて
いる。尚、このＤＭＤの如き素子は例えばシリコン基板
上に半導体７’ｏセス技術の工程と同じ手法によシ作成
する事が出来る。
ｏｎ Ｅｌ＠ｃｔｒｏｎＤｅｖｉｃｅ Ｖｏｌ、 Ｅ
Ｄ−３０１６５５４４（１９８３） Ｋ記述がされ、又
光学系だついても特開昭５９−１７５２５に開示されて
いる。尚、このＤＭＤの如き素子は例えばシリコン基板
上に半導体７’ｏセス技術の工程と同じ手法によシ作成
する事が出来る。
以下ＤＶＤの一般的機構について図面に基づき説明する
。
。
第４図（ａ）にＤＷｒＤの拡大断面図を示す。ｌはミラ
ー構造でＡＺ ｍ 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Ａｔ１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アシ、４は？リオキサ
イドｓ量の絶縁物質である。
ー構造でＡＺ ｍ 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Ａｔ１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アシ、４は？リオキサ
イドｓ量の絶縁物質である。
５はぼりシリコンゲートでＭＯ８型ＦＥ↑トランジスタ
ーのゲートの役割を示す、６はエアーギヤ、プで、０．
６μ〜数μの空洞である。７はフローティングフィール
ドグレートで、８の鹸フローティ／グソースからトラン
ジスターのＯＮ、ＯＦＦ情報によ＃）７のフローティン
グフィールドグレートに電圧がかかる。９はＣドレイン
を示す。これもＭＯ８型ＦＩＴトランジスターの構成の
役割をする。１０はｙ −トオキサイド、１１はＰ型シ
リコン基板である。
ーのゲートの役割を示す、６はエアーギヤ、プで、０．
６μ〜数μの空洞である。７はフローティングフィール
ドグレートで、８の鹸フローティ／グソースからトラン
ジスターのＯＮ、ＯＦＦ情報によ＃）７のフローティン
グフィールドグレートに電圧がかかる。９はＣドレイン
を示す。これもＭＯ８型ＦＩＴトランジスターの構成の
役割をする。１０はｙ −トオキサイド、１１はＰ型シ
リコン基板である。
第４図（ｂ）は第４図（ａ）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はひんし部分を示す。
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はひんし部分を示す。
１５はＤＶＤ表面のミラー揺動部１３以外のミラー表面
を示す。ＤＭＤは前述のようにＩＣ又はＬＳＩのプロセ
スと似た工程で製作される。
を示す。ＤＭＤは前述のようにＩＣ又はＬＳＩのプロセ
スと似た工程で製作される。
第４図（Ｃ）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。１
７は８にかかる電圧Ｖ、を示す。１８はトランジスター
構成を示しており、９のＤ（ドレイン）信号、５ｏａ（
ｙ−））信号ＯＯＮ、０ＦＦＫ：！シｖ、の電圧が８に
ＯＮ 、 ＯＦＦされる。この時１．２に電圧ｖＭがか
かっており、１．２と８間に電位差がＯＮ 、 ＯＦＦ
信号によシ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、 ＦＣ／） ＫＶａ（Ｋ ： 定数Ｖ ： Ｎ位差α：定
数 Ｆ：曲げ力） ミラー１．２はひんじｆｌｌｓ１４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
シ、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。
．２のミラー及び支持部材にかかる電圧ｖＭを示す。１
７は８にかかる電圧Ｖ、を示す。１８はトランジスター
構成を示しており、９のＤ（ドレイン）信号、５ｏａ（
ｙ−））信号ＯＯＮ、０ＦＦＫ：！シｖ、の電圧が８に
ＯＮ 、 ＯＦＦされる。この時１．２に電圧ｖＭがか
かっており、１．２と８間に電位差がＯＮ 、 ＯＦＦ
信号によシ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、 ＦＣ／） ＫＶａ（Ｋ ： 定数Ｖ ： Ｎ位差α：定
数 Ｆ：曲げ力） ミラー１．２はひんじｆｌｌｓ１４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
シ、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（ａ）の右図に示すよ
うに、１．２のミラー揺動部１３は７によシひっばられ
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。即ちＤＶＤとは電
気的ＯＮ 、 ＯＦＦをミラー揺動部１３の揺動のＯＮ
、 ＯＦＦに変換し、さら圧覚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によシひっばられ
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。即ちＤＶＤとは電
気的ＯＮ 、 ＯＦＦをミラー揺動部１３の揺動のＯＮ
、 ＯＦＦに変換し、さら圧覚のふれ角に変換するも
のである。
通常、ＤＭＤは第５図に示す如くミラー揺動部１３をア
レイ状に多数（数１０〜数１０００個）配列して使用し
、この様なりＶＤを用い画像表示装置やプリンタ、光ス
イッチ等を構成しようという試みがなされている。
レイ状に多数（数１０〜数１０００個）配列して使用し
、この様なりＶＤを用い画像表示装置やプリンタ、光ス
イッチ等を構成しようという試みがなされている。
しかしながら、上記ＤＭＤの如き電気機械光変調素子を
使用する場合、ミラー揺動部の振れ角が小さい為に信号
光と非信号光との分離角度が大きくとれない事や、素子
（ミラー揺動部）自体の大きさが小さい為に回折光を生
じる事で、結像面上での濃度コントラストが低下すると
いう問題が生じていた。更に、シュリーレン光学系を用
いた画像表示装置等に於ては光トラップの位置合せが難
しいという欠点もあった。
使用する場合、ミラー揺動部の振れ角が小さい為に信号
光と非信号光との分離角度が大きくとれない事や、素子
（ミラー揺動部）自体の大きさが小さい為に回折光を生
じる事で、結像面上での濃度コントラストが低下すると
いう問題が生じていた。更に、シュリーレン光学系を用
いた画像表示装置等に於ては光トラップの位置合せが難
しいという欠点もあった。
本発明は上記のような従来技術の問題点を解決するため
になされたもので、その要旨とするところは、複数のミ
ラー揺動部をアレイ状に配列した電気機械光変調素子と
、該ミラー揺動部による反射光の光路近傍に配置され該
ミラー揺動部の振れ角に従い少なくとも２方向に反射さ
れる反射光のうち所定の方向に反射され九反射光のみを
透過させる格子とを有する事を特徴としている。
になされたもので、その要旨とするところは、複数のミ
ラー揺動部をアレイ状に配列した電気機械光変調素子と
、該ミラー揺動部による反射光の光路近傍に配置され該
ミラー揺動部の振れ角に従い少なくとも２方向に反射さ
れる反射光のうち所定の方向に反射され九反射光のみを
透過させる格子とを有する事を特徴としている。
以下、図面に基づき本発明の実施例を詳述する。
第１図は本発明て係る光走査光学系の概略構成図で、２
１は光源、２２は光源２１．の光をスリ、ト板２３のラ
イン状スリツ）２３ａＫ集光する光源用レンズ、２４は
ライン状スリｙ）２３ｍからの線状光束をコリメートす
るコリメータレンズ、２５はＤＭＤ、２６は格子、２７
は投影レンズ、２８はスクリーンを示す。又、第２図は
ＤＭＤ ２５のミラー揺動部の配列状態を示す図で、第
４図で示した部材と同一部材には同一符号を符し説明は
省略する。尚、図中Ｘ及びｙはミラー揺動部１３の配列
方向を示し、ｄ ｊｒｌ ｙ方向に於るミラー揺動部１
３の間隔（ビ、チ）を示す。
１は光源、２２は光源２１．の光をスリ、ト板２３のラ
イン状スリツ）２３ａＫ集光する光源用レンズ、２４は
ライン状スリｙ）２３ｍからの線状光束をコリメートす
るコリメータレンズ、２５はＤＭＤ、２６は格子、２７
は投影レンズ、２８はスクリーンを示す。又、第２図は
ＤＭＤ ２５のミラー揺動部の配列状態を示す図で、第
４図で示した部材と同一部材には同一符号を符し説明は
省略する。尚、図中Ｘ及びｙはミラー揺動部１３の配列
方向を示し、ｄ ｊｒｌ ｙ方向に於るミラー揺動部１
３の間隔（ビ、チ）を示す。
第１図に於て、光源２１から出射した光は光源用レンズ
２２を介しライン状スリット２３ｍを備えたスリット板
２３を照明する。スリット板２３を通過しＩｌｌ状光束
はコリメータレンズ２４（Ｃよって平行光束とな、り
ＤＭＤ ２５を照明する。入力信号に従いＤＭＤ ２５
のミラー揺動部１３の角度を制御する事により、信号光
及び非信号光から成る異なる２方向に反射された反射光
は格子２３に入射し、ここで信号光は格子２３′ｔ−通
過し非信号光は格子２３によシ遮断され、格子２３を通
過した信号光は投影レンズ２７によシスクリーン２８に
結像される。即ち、ＤＭＤ ２５には第２図の如く複数
のミラー揺動部１３が２次元状に配列されており。
２２を介しライン状スリット２３ｍを備えたスリット板
２３を照明する。スリット板２３を通過しＩｌｌ状光束
はコリメータレンズ２４（Ｃよって平行光束とな、り
ＤＭＤ ２５を照明する。入力信号に従いＤＭＤ ２５
のミラー揺動部１３の角度を制御する事により、信号光
及び非信号光から成る異なる２方向に反射された反射光
は格子２３に入射し、ここで信号光は格子２３′ｔ−通
過し非信号光は格子２３によシ遮断され、格子２３を通
過した信号光は投影レンズ２７によシスクリーン２８に
結像される。即ち、ＤＭＤ ２５には第２図の如く複数
のミラー揺動部１３が２次元状に配列されており。
ミラー揺動部１３の振れの方向は全てｙ方向になってい
る。又、格子２６はＤＭＤ ２５のミラー揺動部１３の
Ｘ方向に平行な板状に配置、され、格子の内面は光吸収
性の膜などで被われている。従って。
る。又、格子２６はＤＭＤ ２５のミラー揺動部１３の
Ｘ方向に平行な板状に配置、され、格子の内面は光吸収
性の膜などで被われている。従って。
ＤＭＤ ２５のミラー揺動部１３が通常の状態の時の反
射光を非信号光、所定の角度に傾けた時の反射光を信号
光とすれば（当然逆もあシ得る。）、ミラー揺動部１３
が通常状態の時は格子２６により反射光が遮断され、傾
けられた時は格子２６を通過することになる。
射光を非信号光、所定の角度に傾けた時の反射光を信号
光とすれば（当然逆もあシ得る。）、ミラー揺動部１３
が通常状態の時は格子２６により反射光が遮断され、傾
けられた時は格子２６を通過することになる。
以下、格子２６に関して第３図を用い更に詳述する。第
３図は格子２６の拡大図であル、６１は透明部材、６２
は光吸収体を示す。格子２６は、薄い透明なガラス又は
プラスチック６１の片面に光吸収体６２を蒸着等で設け
られ、格子間隔はＤＭＤのｙ方向のミラー揺動部１３の
間隔ｄで積層されている。反射光を遮断する格子２６の
厚さｔはふれ角をθとすると ｔ≧□ ｍ２θ であればよい。ミラー揺動部１３が通常状態のまま偏角
されていない時の反射光Ａは光吸収体６２に斜めに入射
し吸収される。一方、ミラー揺動部１３が傾けられ偏角
された時の反射光Ｂは光吸収体６２に平行に入射し、殆
んど吸収されずに格子２６を通過し、投影レンズ２７に
よってスクリーン２８上に結像される。
３図は格子２６の拡大図であル、６１は透明部材、６２
は光吸収体を示す。格子２６は、薄い透明なガラス又は
プラスチック６１の片面に光吸収体６２を蒸着等で設け
られ、格子間隔はＤＭＤのｙ方向のミラー揺動部１３の
間隔ｄで積層されている。反射光を遮断する格子２６の
厚さｔはふれ角をθとすると ｔ≧□ ｍ２θ であればよい。ミラー揺動部１３が通常状態のまま偏角
されていない時の反射光Ａは光吸収体６２に斜めに入射
し吸収される。一方、ミラー揺動部１３が傾けられ偏角
された時の反射光Ｂは光吸収体６２に平行に入射し、殆
んど吸収されずに格子２６を通過し、投影レンズ２７に
よってスクリーン２８上に結像される。
またミラー揺動部１３が数１０μと小さいことによシ回
折が起シ易いという問題に対しては、第・２図に示す様
に個々のミラー揺動部１３の形状をＸ方向の長さが出来
るだけ大きくなる様にし、Ｘ方向への回折即ち格子面に
平行な回折光を最小にする事によシ格子２６を通過する
回折光を抑え、又、ｙ方向への回折光に関してはミラー
揺動部１３による非信号光（反射光）同様格子２６によ
り全て遮断出来る。
折が起シ易いという問題に対しては、第・２図に示す様
に個々のミラー揺動部１３の形状をＸ方向の長さが出来
るだけ大きくなる様にし、Ｘ方向への回折即ち格子面に
平行な回折光を最小にする事によシ格子２６を通過する
回折光を抑え、又、ｙ方向への回折光に関してはミラー
揺動部１３による非信号光（反射光）同様格子２６によ
り全て遮断出来る。
また格子２６の立置はＤＭＤ ２５と投影レンズ２７と
の傾きだけて注意すれば良く、従来に比べて容易に位置
合せ全することができる。
の傾きだけて注意すれば良く、従来に比べて容易に位置
合せ全することができる。
上記実施例においては電気機械光調素子の例としてＤＭ
Ｄを挙げたが、本発明の構成を満足しうるようなミラー
揺動部を持つ素子ならばどのような素子であっても適用
できることは明らかである。
Ｄを挙げたが、本発明の構成を満足しうるようなミラー
揺動部を持つ素子ならばどのような素子であっても適用
できることは明らかである。
又、上記実施例は本光走査光学系を投影装置に適用した
一例を示すものであって、本光走査光学系は電子写真方
式のプリンターやアライナ−等の半導体焼付装置、及び
感光フィルム等への画像の焼き付けの除用いる装置など
各種装置の光学系に適用出来、種々の応用が可能である
。更に本光走査光学系を構成する格子の構成も上記実施
例に示したものに限らない。例えば光吸収性の薄板を空
気層を介して積層したものでも良く、使用する電気機械
変換素子の仕様や性能等を考慮して最適な格子を選択す
れば良い。
一例を示すものであって、本光走査光学系は電子写真方
式のプリンターやアライナ−等の半導体焼付装置、及び
感光フィルム等への画像の焼き付けの除用いる装置など
各種装置の光学系に適用出来、種々の応用が可能である
。更に本光走査光学系を構成する格子の構成も上記実施
例に示したものに限らない。例えば光吸収性の薄板を空
気層を介して積層したものでも良く、使用する電気機械
変換素子の仕様や性能等を考慮して最適な格子を選択す
れば良い。
以上、説明したように本発明に係る光走査光学系は光学
系の位置合せが容易で、濃度コントラストの良い光学系
を提供できる。
系の位置合せが容易で、濃度コントラストの良い光学系
を提供できる。
第１図は本発明に係る光走査光学系の概略構成図であシ
、第２図は本発明に使用する電気機械変換素子の拡大正
面図である。 第３図は本発明に使用する格子の一例を示す拡大図であ
る。 第４図はＤＭＤの構造を説明するための図であシ、第５
図はＤＭＤのミラー揺動部がアレイ状に設けられている
例を示す図である。 ２１：光源、２２：光源用レンズ、２３ニスリツト、２
４：コリメータレンズ、２５：ＤＭＤ。 ２６：格子、２７二投影レンズ、２８ニスクリーン。 第１図 第２図 第３図
、第２図は本発明に使用する電気機械変換素子の拡大正
面図である。 第３図は本発明に使用する格子の一例を示す拡大図であ
る。 第４図はＤＭＤの構造を説明するための図であシ、第５
図はＤＭＤのミラー揺動部がアレイ状に設けられている
例を示す図である。 ２１：光源、２２：光源用レンズ、２３ニスリツト、２
４：コリメータレンズ、２５：ＤＭＤ。 ２６：格子、２７二投影レンズ、２８ニスクリーン。 第１図 第２図 第３図
Claims (2)
- （１）複数のミラー揺動部をアレイ状に配列した電気機
械光変調素子と、該ミラー揺動部による反射光の光路近
傍に配置され該ミラー揺動部の振れ角に従い少なくとも
２方向に反射される反射光のうち所定の方向に反射され
た反射光のみを透過させる格子とを有する事を特徴とす
る光走査光学系。 - （２）前記複数のミラー揺動部の振れる方向がミラー揺
動部の配列方向に対して略々垂直である事を特徴とする
特許請求の範囲第１項記載の光走査光学系。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17423585A JPS6235323A (ja) | 1985-08-09 | 1985-08-09 | 光走査光学系 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17423585A JPS6235323A (ja) | 1985-08-09 | 1985-08-09 | 光走査光学系 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6235323A true JPS6235323A (ja) | 1987-02-16 |
Family
ID=15975081
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17423585A Pending JPS6235323A (ja) | 1985-08-09 | 1985-08-09 | 光走査光学系 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6235323A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5256869A (en) * | 1992-06-30 | 1993-10-26 | Texas Instruments Incorporated | Free-space optical interconnection using deformable mirror device |
| KR950022934A (ko) * | 1993-12-03 | 1995-07-28 | 윌리엄 이. 힐러 | 수평 해상도를 향상시키기 위한 dmd 아키텍처 |
| US5563398A (en) * | 1991-10-31 | 1996-10-08 | Texas Instruments Incorporated | Spatial light modulator scanning system |
| US5754217A (en) * | 1995-04-19 | 1998-05-19 | Texas Instruments Incorporated | Printing system and method using a staggered array spatial light modulator having masked mirror elements |
| US7023462B2 (en) * | 2004-01-19 | 2006-04-04 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Multibeam exposure device |
-
1985
- 1985-08-09 JP JP17423585A patent/JPS6235323A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5563398A (en) * | 1991-10-31 | 1996-10-08 | Texas Instruments Incorporated | Spatial light modulator scanning system |
| US5256869A (en) * | 1992-06-30 | 1993-10-26 | Texas Instruments Incorporated | Free-space optical interconnection using deformable mirror device |
| KR950022934A (ko) * | 1993-12-03 | 1995-07-28 | 윌리엄 이. 힐러 | 수평 해상도를 향상시키기 위한 dmd 아키텍처 |
| US5754217A (en) * | 1995-04-19 | 1998-05-19 | Texas Instruments Incorporated | Printing system and method using a staggered array spatial light modulator having masked mirror elements |
| US7023462B2 (en) * | 2004-01-19 | 2006-04-04 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Multibeam exposure device |
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