WO2007072938A1 - 光学デバイス、可変フィルタ装置、投射型表示装置及びシャッタ装置 - Google Patents

光学デバイス、可変フィルタ装置、投射型表示装置及びシャッタ装置 Download PDF

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WO2007072938A1
WO2007072938A1 PCT/JP2006/325572 JP2006325572W WO2007072938A1 WO 2007072938 A1 WO2007072938 A1 WO 2007072938A1 JP 2006325572 W JP2006325572 W JP 2006325572W WO 2007072938 A1 WO2007072938 A1 WO 2007072938A1
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light
optical
wavelength
optical device
optical filter
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PCT/JP2006/325572
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Inventor
Yoshihiko Suzuki
Akira Izumi
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Nikon Corporation
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Definitions

  • variable fill device variable fill device
  • projection display device shirt device
  • the present invention relates to an optical device, a variable filter device using this optical device,
  • Projection type display device using variable fill device and “It relates to shirt device using optical device. + ...
  • an optical device using liquid crystal is widely used instead of the optical hand J3 ⁇ 4 using a macro mechanical mechanism.
  • a liquid crystal shirt evening is used in place of a mechanical shirt evening as a shirt evening that turns off the passage of light.
  • variable filter using liquid crystal instead of a variable filter device using a macro mechanical mechanism.
  • the use of the device is disclosed.
  • the former variable filter device is disclosed in FIG. 4 of Japanese Patent Application Laid-Open No. 7 — 1 6 8 1 4 7, and is a disc-shaped color filter in which red, green, and blue color filters are arranged in a fan shape in sequence. It is composed of an evening and a motor that rotates the disc-shaped color fill evening.
  • the latter variable fill device is disclosed in FIG. 2 of Japanese Patent Laid-Open No.
  • liquid crystals since liquid crystals are used, the light use efficiency is essentially reduced. In other words, the liquid crystal removes one polarized light and does not use the other polarized light that is transmitted or reflected. Therefore, half of the light amount of the light source is wasted. For this reason, the light is not only dark but also wasteful power consumption. ', Disclosure of the invention.
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and can achieve downsizing and speeding up operation compared to means using a macro mechanical mechanism, and the efficiency of use of light. It is an object to provide an optical device, a variable-fill evening apparatus using the optical device, a projection display apparatus, and a shirt evening apparatus.
  • the optical device includes: (i) a plurality of microactuators having a movable portion that can change a posture with respect to the T-angle with respect to the substrate; A microactuator array in which the movable cells of a plurality of microactuators are arranged one-dimensionally or two-dimensionally on one side of the substrate; and (ii) each of the microactuators A transmissive or reflective optical filter having a wavelength selection characteristic provided in the movable part of the optical filter, wherein the wavelength selection characteristic varies depending on an incident angle of incident light to the optical filter. • It is equipped with.
  • each of the optical filters of the optical device has a bandpass characteristic having one or more pass wavelength bands as the wavelength selection characteristic.
  • the optical filter preferably has substantially the same wavelength selection characteristics when the incident angles of the incident light with respect to the optical filter are the same.
  • wiring is performed so that a drive signal is supplied in common to the plurality of microactuators.
  • the movable part of at least one of the plurality of microactuators is predetermined with respect to the substrate by a hinge hinge.
  • At least one microactuator overnight is connected to the rotating part in one direction of rotation.
  • the rotating part M is rotated in the one rotational direction by the first driving force, and the rotating part is Hold against the first contacted part on the board side
  • the movable part of at least one of the plurality of microactivators has a cantilever structure, and the movable part has It is preferable that a return force for returning to a predetermined posture is generated, and the movable portion has a drive force generation portion capable of generating a drive force against the return force.
  • the driving force generation unit includes a magnetic field It is preferable that the current path be arranged inside and generate a mouth-lens force when energized. .
  • variable filter device receives incident light, and transmits light in a part of the wavelength band of the incident light that is variably selected within the predetermined wavelength region.
  • a variable filter device that selectively passes through the optical device comprising: the optical device according to the first aspect; and a control unit that controls the optical device according to a selection signal.
  • Each of the partial light beams of the incident light, the control unit, each of the light after each of the partial light beams of the incident light is transmitted or reflected by the respective optical filters of the optical device,
  • the posture of the movable part of each microactuator is controlled so that the light components have wavelength components corresponding to the selection signal and substantially the same wavelength components.
  • the predetermined wavelength region is a visible region. ⁇ '' ⁇ .
  • the predetermined amount of the incident light is
  • the light in the wavelength region consists of light in a plurality of discrete wavelength bands, and each optical filter of the optical device has a plurality of discrete passbands as the wavelength selection characteristics.
  • Each of the optical filter layers of the optical device has any one of the plurality of pass wavelength bands of the optical filter, the pass wavelength band of the plurality of wavelength bands of the incident light. Any of the optical filter bands so that when they overlap with one wavelength band, the other wavelength band of the optical filter does not substantially overlap with the other wavelength band of the incident light. It is preferable that the plurality of pass wavelength bands are set. .
  • the light of the plurality of discrete wavelength bands constituting the incident light is light of a red wavelength band, light of a green wavelength band, and blue It is preferable that the light has a wavelength band of.
  • the incident light has a continuous spectrum within the predetermined wavelength region, and the optical filters of the optical device are The optical filter has a band pass characteristic having a single pass wavelength band having a narrower bandwidth than the predetermined wavelength region as the wavelength selective characteristic, and the optical filter of the optical device It is preferable that the “passing” wavelength band of the optical filter is set so that the passing wavelength band overlaps the predetermined wavelength region.
  • each of the optical filter elements of the optical device is a transmission type light ⁇ ⁇ a film of the incident light. It is transparent to the light of the part of the wavelength range that is variably selected in the predetermined wavelength region, and the part of the wavelength band of the incident light that is variably selected within the predetermined wavelength range After the light passes through the substrate, is incident on each optical filter of the optical device, or in a part of the wavelength band that is variably selected in the predetermined wavelength region of the incident light. It is preferable that light passes through the substrate after passing through the optical filters. ⁇ .
  • variable filter device after the light in the part of the wavelength band variably selected in the predetermined wavelength region of the incident light passes through the substrate, A microphone lens that is incident on each optical filter of an optical device and collects a partial light flux of the incident light on each optical filter is formed on the incident light incident side of the substrate. Is preferred.
  • a projection display apparatus comprising: incident light including light in a red wavelength band, light in a green wavelength band, and light in a blue wavelength band; A variable filter device that sequentially and selectively passes light in a green wavelength band and light in a blue wavelength band, and sequentially receives light in each color wavelength band from the variable filter device, A spatial light modulator that modulates light in a wavelength band with an image signal of a color component synchronized with the light; and a projection optical system that projects the modulated light obtained by the spatial light modulator;
  • the variable filter according to the second aspect of the present invention The device was used. '
  • a shirt apparatus includes a first state in which incident light is received and light in at least a part of a wavelength band within a predetermined wavelength region of the incident light is transmitted; and the incident light And a second state in which light within the predetermined wavelength region is not substantially allowed to pass through, the optical device according to the first aspect, and according to a switching signal
  • each of the light after the split light beam is transmitted or reflected by the optical filter of the optical device is light in the at least part of the wavelength band. While controlling the attitude of the movable part, the switching signal is
  • the passing wavelength band of each optical filter of the optical device does not substantially overlap any wavelength band of the incident light. It controls the posture. '
  • the predetermined wavelength region is a visible region. : '' ⁇
  • the light in the predetermined wavelength region of the incident light is composed of light in a plurality of discrete wavelength bands
  • the optical device includes the optical device.
  • Each optical filter has a bandpass characteristic having a plurality of discrete pass wavelength bands as the wavelength selection characteristic, and the optical filter of the optical device is configured to transmit the incident light in the first state.
  • the plurality of pass wavelength bands of the optical filter are set so as to overlap with the plurality of pass wavelength bands, respectively.
  • the light of the plurality of discrete wavelength bands constituting the incident light includes light of a red wavelength band, light of a green wavelength band, and blue wavelength. It is preferable that the light is a band.
  • each of the optical films of the optical device is a transmission type optical filter, and the substrate is within the predetermined wavelength region of the incident light.
  • the substrate It is transparent to the light of the at least part of the wavelength band, and the light of the at least part of the wavelength band within the predetermined wavelength region of the incident light passes through the substrate, The light is incident on each optical film, or after the light in the at least part of the wavelength band within the predetermined wavelength region of the incident light has passed through each optical film. Is preferably transmitted. According to the utter device of the fourth aspect of the present invention, the small amount of the incident light.
  • At least a part of the wavelength band of light passes through the substrate and then enters the optical film of the optical device, and a partial light flux of the incident light is incident on the incident light incident side of the substrate. It is preferable to form a microphone mouth lens that collects light in the full evening. ...
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a projection type display device according to the first embodiment of the present invention. .
  • FIG. 2 is a schematic plan view schematically showing the optical device in FIG.
  • FIG. 3 is a schematic plan view schematically showing two adjacent unit elements in FIG.
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view along the line A—A ′ in FIG.
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional view along the line BB ′ in FIG.
  • FIG. 6 is a schematic cross-sectional view schematically showing each step of the manufacturing method of the optical device in FIG.
  • FIG. 7 is a schematic sectional view showing each step subsequent to the step shown in FIG.
  • FIG. 8 is a schematic sectional view showing each step subsequent to the step shown in FIG.
  • FIG. 9 is a diagram schematically showing the characteristics of the optical device in FIG.
  • FIG. 10 is a diagram showing the characteristics of the optical filter for creating incident light used in the simulation. ''.
  • Figure 11 shows an example of the simulation results. .
  • Fig. 12 is another diagram showing an example of the simulation result.
  • - Figure 13 3 is a further diagram showing an example of simulation results.
  • FIG. 14 is a schematic plan view schematically showing two adjacent unit elements of an optical device used in the projection display apparatus according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 15 is a schematic cross-sectional view taken along line C-C ′ in FIG.
  • FIG. 16 is a schematic cross-sectional view schematically showing each step of the method of manufacturing an optical device used in the projection display apparatus according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 17 is a schematic sectional view showing each step subsequent to the step shown in FIG.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing each subsequent step shown in FIG. 'Fig. 19 is a diagram schematically showing the characteristics of the optical filter in the modified example.
  • 'FIG. 20 is a diagram schematically showing the characteristics of the optical film in another modification example.
  • FIG. 21 is a schematic diagram (2) showing a shirt evening apparatus according to a third embodiment of the present invention.
  • Fig. 22 is a diagram schematically showing the characteristics of the optical film of the optical device in Fig. 21.
  • Fig. 23 shows an example of simulation results.
  • Fig. 24 is another diagram showing an example of simulation results.
  • FIG. 25 is a diagram schematically showing the characteristics of the optical film according to still another modification. .
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a projection display device (projector) according to the first embodiment of the present invention.
  • the X, Y, and Z axes that are orthogonal to each other are defined (the same applies to the figures described later).
  • the direction of the arrow in the Z-axis direction is called the + Z direction or + Z side
  • the opposite direction is called the one Z direction or the ⁇ Z side '
  • the Z axis is parallel to the optical axis of this projection display device. ⁇ . '
  • the projection according to the present embodiment includes a light source 1, an optical device 2, a variable filter device 4 having a device control circuit 3 for controlling the light source 1, a spatial light modulator 5 and the like. And an image signal control circuit 6 and a projection lens 7 as a projection optical system for irradiating the screen 8 with a display image.
  • a transmission type modulator is used as the spatial light modulator 5, but a reflection type modulation may be used.
  • a liquid crystal panel is used as the spatial light modulator 5, but other spatial light modulators may be used. '
  • the light source 1 is a light having a plurality of discrete wavelength bands, a red wavelength light (R light), a green wavelength band light (G light), and a blue wavelength band light ( Emits a light consisting of Specifically, for example, an LED in which three LEDs R, G, and B are set is used as the light source 1, and the three wavelength bands of light emitted from the light source 1 • ⁇ ⁇ R, ⁇ ⁇ G and ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ are in the relatively narrow wavelength bands around 4700 nm, around 5500 nm, and around 6500 nm.
  • the light source 1 for example, a halogen lamp that emits continuous spectrum light in the visible region, and a transmissive or reflective light that filters the light to obtain discrete R light, G light, and B light.
  • a halogen lamp that emits continuous spectrum light in the visible region
  • a transmissive or reflective light that filters the light to obtain discrete R light, G light, and B light.
  • a combination of a three-band optical philosophy of a mold may be used.
  • the light from the light source 1 is incident on the optical device 2 as a parallel light flux. If necessary, the light from the light source 1 may be converted into a parallel light beam using a collimator lens. Further, the light incident on the optical device 2 is not necessarily a parallel light beam. ..
  • the image signal control circuit 6 processes the input image signal, and sequentially supplies the R light selection signal, G light selection signal, and B light selection signal as color selection signals to the variable filter device 4 device control circuit 3 in a cyclic manner.
  • the image signal of the color component is supplied to the spatial light modulator 5 in synchronization with the selection signal of each color.
  • Device control circuit 3 is the image signal control circuit
  • the optical device 2 of the variable filter device 4 selects the light of the color indicated by the color selection signal from the light from the light source 1.
  • the light is selectively passed (in this embodiment, transmitted) and is incident on the spatial light modulator 5. Therefore, under the control of the image signal control circuit 6, the variable fill device 4 selectively passes the R light, the G light, and the B light sequentially and cyclically. For example, the variable filter device 4 does not allow the G ′ light and the B light to pass when the R light is allowed to pass.
  • the spatial light modulator 5 modulates the color light received from the optical device 2 of the variable filter device 4 with the image signal of the corresponding color component from the image signal control circuit 6, and outputs the image of the color. Modulated light). However, the spatial light modulator 5 sequentially receives the R light, G light, and B light from the variable filter device 4 and modulates the color light with an image signal of a color component synchronized with the color light, and The image light is generated.
  • the R, G, and B image lights are sequentially and cyclically sent from the spatial light modulator 5 and projected onto the screen 8 by the projection lens 7. Therefore, by switching the R light, G light, and B light at a relatively high speed, the viewer can see a full color image.
  • FIG. 2 is a schematic plan view schematically showing the optical device 2 in FIG. Note that FIG. 2 is greatly simplified and shows only the substrate 1 1, the rotating plate 1 2, and the optical filter 1 3.
  • Fig. 3 schematically shows two adjacent unit elements 10 in Fig. 2. • It is a schematic plan view shown in. Fig. 4 is a schematic cross-sectional view taken along line A— ⁇ in Fig. 3 '.
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional view along the line BB ′ in FIG. In FIGS. 2 and 3, the optical filter 13 is hatched.
  • the optical device 2 is a substrate 1 such as a Pyrex (registered trademark) glass substrate or a sapphire substrate that is transparent to the light in the visible region including the R light, G light, and fluorescence described above.
  • a substrate 1 such as a Pyrex (registered trademark) glass substrate or a sapphire substrate that is transparent to the light in the visible region including the R light, G light, and fluorescence described above.
  • 1 and 4 ⁇ 4 elements 10 arranged two-dimensionally “on the substrate 11”.
  • the surface on the + ⁇ side of the substrate 11 is parallel to the ⁇ plane. ,.
  • Each element 10 is a rotating plate 12 as a movable part that can change its attitude with respect to the substrate 11, and a wave provided on the rotating plate 12; a transmissive optical film having S selection characteristics And an optical filter 13 whose wavelength selection characteristic changes according to the incident angle of incident light with respect to the optical filter 13.
  • the optical film 1.3 of each element 10 receives the partial light flux of the incident light from the light source 1, respectively.
  • the rotating plate 12 is formed into a rectangular plate shape by the Si 2 (S ′ i ⁇ ) ⁇ ′ film 21, and a step 12 a for increasing rigidity is formed around the rotating plate 12.
  • the S i 'N film is transparent to the light in the second view region.
  • the central part of the first side of the + Y side of the rotating plate 1 2 and the center 3 ⁇ 45 of the one side of the Y side are supported by the post 14 rising from the substrate 11 1 through the torsion hinge 15 and the rotating plate 1 2 is
  • the torsion hinge 15 is rotatably supported around a rotation axis parallel to the Y axis.
  • the rotating plate 1 : 2 rotates, the tilt angle of the rotating plate 1 2 with respect to the XY plane (ie, the tilt angle with respect to the surface of the substrate 1 1 on the + Z side) 0 changes.
  • the rotating plate 12 returns to a posture parallel to the XY plane by the restoring force of the casing hinge 15.
  • the Si N film 21 constituting the rotating plate 1 2 extends to the torsion hinge 15 and the post '1.4 as it is. '
  • a movable electrode 16 made of an IT ⁇ film 22 is formed, and an optical film 13 is further formed on the movable electrode 16.
  • I ⁇ membrane 2 2 is visible light It is transparent to it.
  • the optical film 13 is formed in the most area of the plane portion of the rotating plate 12 excluding the vicinity of the step 12a around the rotating plate 12.
  • the movable electrode 16 is also formed in the same region of the rotating plate 12.
  • the IT film 2 2 constituting the movable electrode 1 6 also extends to the torsion hinge and the post 1 4 as a part of the wiring of the movable electrode 1 6.
  • the torsion hinge 1.5 and the post 1.4 are constituted by an SiN film 21 extending from the rotating plate 12 and an ITO film 22 extending from the movable electrode 16.
  • the optical film 1.3 includes a dielectric multilayer film (for example, a dielectric multilayer film having a configuration in which a number of alternating layers of Si02 layer and Nb20 layer are stacked. ), It is configured to have the wavelength selective property described later. Incidence of incident light into the dielectric multilayer ⁇ ; if the angle of incidence ⁇ ⁇ changes, the effective thickness of each layer changes according to the angle of incidence, so the wavelength selection characteristics change according to the angle of incidence. For example, when a dielectric multi-layer film has a band-pass characteristic as a wavelength selection characteristic for transmission characteristics, the transmission wavelength band becomes shorter as the inclination of incident light with respect to the normal direction of the dielectric multilayer film increases. Shift to the side. The wavelength selection characteristics of the optical filter will be described in detail later.
  • the optical film 13 is not limited to a dielectric multilayer film, and may be composed of, for example, a photonic crystal. .
  • the first fixed electrode 1 8 a composed of the I 2 film 2 2 facing the X side region of the movable electrode 1 6 and the + X side region of the movable electrode 16
  • a second fixed electrode 18 b made of an ITO film 22 is formed.
  • the first fixed electrode 1 8 a is a wiring formed by the ITO film 2 2 constituting it extending as it is
  • the 'second fixed electrode 1 8' b is connected to the wiring 19 b formed by the ITO film 22 2 constituting it extending as it is.
  • the first fixed electrode 1 8 a of all elements 10 0 is electrically connected in common by wiring 19 a
  • the second fixed electrode 1 8 b of all elements 10 0 is connected by wiring 19 b. Commonly connected electrically
  • Wiring 1 7, 1 9 a, 19 b and fixed electrode 18 8 a, 18 b are transparent to visible light and are composed of Si N film or S i O 2 film. It is covered with an insulating film 20. Since the element 10 has the movable electrode 16 and the first and second fixed electrodes 1 8 ′. A, 1 8 1? As described above, the movable electrode 16 and the first fixed electrode When an electric voltage of 10 is applied between 1 and 8a, an electrostatic force acts as a driving force between them, and 0-roller plate 1 2 rotates in parallel with the Y-axis connecting two torsion hinges 1 & Around the axis, the region on the X side of the movable electrode 1 6 approaches the substrate 11 1 side and rotates in the rotation direction.
  • the rotating plate 1 2 is in contact with the substrate 1.1 at a position facing the X side region of the movable electrode 16.
  • a stopper made of a Si N film or the like as a part 3 1 Touches a and is held in a bent state. 15 In this state, the tilt angle of the rotating plate 1 2 (the tilt angle with respect to the XY plane) is'; the height of the stopper 3 1 a is set so that the fixed first tilt angle is 0 1 .
  • the first tilt angle 0 1 will be described in detail later.
  • the first tilt angle is a tilt angle at which the optical filter 13 selectively transmits R light. .
  • the height of the stopper 31b is set so that the inclination angle ⁇ of the rotating plate 12 becomes the predetermined second inclination angle ⁇ 2.
  • the second tilt angle 0 2 is: The angle is different from the first inclination angle, and 0 2 ⁇ 0 1 is satisfied.
  • the height of the stopper 31a and the height of the stagger 31b are made different.
  • the second tilt angle 02 is, for example, the tilt angle at which the optical film 13 selectively transmits G light.
  • the voltage between the movable electrode 16 and the ⁇ -th fixed electrode 1 a When X is applied, the X-side end of the movable electrode 16 may abut against the insulating film 20 on the substrate 11 1 and be held in that state—and the movable electrode 16 If no voltage is applied between the movable electrode 1 6 and the second fixed electrode 1 8 b between the first fixed electrode ⁇ 8 a and the second fixed electrode ⁇ 8 a, the torsion hinge.
  • the return force causes the rotating plate 12 to be parallel to the XY plane, that is, the tilt angle ⁇ of the rotating plate 12 returns to 0 degrees.
  • the optical filter 13 is set so as to selectively transmit the B light. ...
  • the optical device 2 is configured as a transmission type, and the substrate 11.1 ′ side (that is, the ⁇ Z side) is the light incident side.
  • the plate 11, the insulating film 20, the fixed electrodes 1.8 a and 18 b, the rotating plate 1 2, the movable electrode 16, etc. are transparent to light in the visible region. R light, G light and B light from 1 are not blocked.
  • the incident light is condensed on the optical filter 13 corresponding to the optical filter 13 of each element 1 • 0 on-chip on the light incident side of the substrate 11.
  • Microlenses 1 1 a to be formed are formed.
  • the microlens] 1 a is formed of the same material as the substrate 11 1 by processing the substrate 1 1, but is formed of a material different from that of the substrate 1 1. May be.
  • this micro lens 1 1 a is adopted, and if there is no micro lens 1 1 a, an optical fiber is used. Light that enters the optical path 1.3 and cannot enter the optical film 13 can also be used effectively, thereby further improving the light utilization efficiency.
  • a lens having a high light collection rate is used as the microlens 11a, it is possible to avoid the portion where the electrode is arranged from the optical path. In such a case, it is not always necessary to construct a wiring or an electrode using a transparent electrode material.
  • the microlens 11a is not necessarily formed. In this case, light that does not enter the optical film 13 may be shielded by a light shielding unit (not shown) as necessary.
  • the optical “fill” side 13 that is, the + Z side
  • the optical filter side 1 3 is used as the light incident side
  • a microlens array constructed separately from the optical device 2 is placed on the + Z side of the optical filter 1 3 to improve the light utilization efficiency. May be ...
  • the movable electrodes 16 of all the elements 10 are electrically connected in common, and the first fixed electrodes 18 a ⁇ of all the elements 10 a are electrically connected in common. Since the second fixed electrode 1 8 b of all the elements 10 is electrically connected in common, the drive signal is supplied to all the elements 10 in common. Therefore, the tilt angles of the rotating plates 12 of all the “element 1.0” are always substantially the same. Further, in this embodiment, the optical fills 1 '3 of all the elements 10 are configured exactly the same. Thus, the optical fills 1 3 of all the elements 10 are the rotating plates 1 2 Have the same wavelength selectivity when the tilt angles are the same (that is, when the incident angles of the incident light on the optical film 13 are the same). +
  • the part other than the optical filter 13 in the element 10 constitutes one microactuator.
  • the portion of the plurality of elements 10 constituting the optical device 2 excluding each optical filter 13 constitutes a microactuator overnight array having a plurality of microphones Cn. ing. -Next, an example of a method for manufacturing the optical device 2 will be described with reference to FIGS. 6 to 8 are schematic cross-sectional views schematically showing the state of each process in this manufacturing method, and are cross-sections along the line A—A ′ in FIG. Corresponds to the cross section only).
  • the material and dimension in the following description are illustrations, and are not limited to them. '
  • I TQ ⁇ with a thickness of 3 '/ xm is formed on a substrate 11 such as a Pyrex glass substrate or a sapphire substrate, and this ITO film is fixed to the fixed electrode 1 8a, 1 8b. And patterning into the shape of wiring 1 7, 19 a, 19 b, etc.
  • an insulating film 20 having a thickness of 0.5 wm made of an SiN film, an Si0.2 film, or the like is formed on the entire surface of the substrate '11 on them (FIG. 6A). '.
  • a 4 lb-shaped resist is formed on the insulating film 2.0 (Fig. 6B).
  • a resist 42 having a thickness of '12 / m as a sacrificial layer is applied to the entire surface of the substrate in the state shown in FIG. 6C. (FIG. 6D). Further, a resist layer 43 having a thickness of 3 zm is formed in an island shape on the resist 42 as a sacrificial layer in accordance with the rotating plate 12 (FIG. 7A). Next, an opening (a square opening with 5 sides) corresponding to the contact hole in the post 14 is formed in the resist 43 and the insulating film 20.
  • the Si N film 21 is formed, and this Si N film 21 is patterned into the shape of the rotating plate 12, the post 14 and the case hinge 15 (FIG. 7B). At this time, an opening corresponding to the contact hole in the post 14 is formed in the Si N film 21.
  • an ITO film 22 'having a thickness of Q.3 mm is formed, and this ITO film 22 is patterned into a shape of the movable electrode ⁇ 6 and a part of its wiring.
  • a dielectric multilayer film having a total thickness of 4 is formed in a configuration in which a number of alternating layers of S102 and? ⁇ 13202 are stacked, and this dielectric multilayer is formed into an optical film. Pattern to shape 3 ( Figure 7C). ...
  • a resist 44 as a protective layer is formed on the substrate in the state shown in FIG. 7C.
  • a resist 45 exposed and developed with a gray-tone mask or the like is formed on the lower surface of the substrate 11 1 so as to have a curved surface matching the shape of the microlens 11 a (FIG. 8A).
  • dry etching is performed on the lower surface of the substrate 11 using the resist 45 as a mask so that the lower surface of the substrate 11 becomes the microlens 11a (Fig. 8B).
  • the resists 4 la, 41 and 42 to 44 are removed by a plasma ashing method or the like. Thereby, the optical device 2 is completed.
  • FIG. 9 shows the wavelength bands ⁇ , ⁇ G, ⁇ of discrete R light, G light, and B light from light source 1, and the diffuse transmission wavelength band ⁇ 1 of the optical filter.
  • ⁇ ⁇ 2, ⁇ 3 are diagrams schematically showing the relationship.
  • Fig. 9 ⁇ is rotating plate 1 '2 tilt angle is 0.0 °
  • Fig. 9 B is rotating plate 1 2 tilt angle
  • ⁇ is the second tilt angle ⁇ 2 mentioned above
  • Fig. 9 C Shows the case where the inclination angle ⁇ of the turning plate 12 is the above-described first inclination angle 0 1 ⁇ 2).
  • the wavelength component of the light from the light source 1 is only the wavelength bands ⁇ R, ⁇ G, ⁇ of the discrete R light, G light, and B light in the visible region. ⁇ I don't have it.
  • the optical filter 13 has a bandpass characteristic having three discrete transmission wavelength bands ⁇ . ⁇ , ⁇ 2, ⁇ 3 in the visible region. (So-called three-band pass characteristics).
  • the more the rotating plate 1 2 is tilted that is, the greater the tilt angle is 0), the more dielectric materials that make up the optical filter 1 3.
  • the transmission wavelength bands ⁇ 1, ' ⁇ ⁇ 2,. ⁇ ⁇ 3 shift to the short wavelength side.
  • the incident angle of the incident light with respect to the substrate 11 is unchanged.
  • the transmission wavelength band ⁇ ⁇ 1 overlaps with ⁇ ⁇ B as shown in Fig. 9 ⁇ , but the other transmission wavelength bands ⁇ ⁇ 2 and ⁇ ⁇ 3 are It does not overlap with any wavelength band ⁇ ⁇ 'R, ⁇ ⁇ G, ⁇ ⁇ ⁇ .
  • the transmission wavelength band ⁇ ⁇ 2 overlaps with ⁇ ⁇ G
  • the other transmission wavelength bands ⁇ ⁇ , ⁇ '3 , ⁇ AG, ⁇ ⁇ does not overlap.
  • the transmission wavelength band ⁇ 3 overlaps with ⁇ R, but the other transmission + over wavelength bands ⁇ ⁇ and ⁇ 2 XAR:, ⁇ G, have such overlap with ⁇ . ⁇ .
  • the first and second tilt angles 0 1, ⁇ 2 and transmission wavelength bands ⁇ ⁇ 1, ⁇ ⁇ 2, ⁇ ⁇ 3 are set so as to satisfy such a relationship. . :
  • the optical filter 1 3 has a 3-band pass characteristic and the transmission wavelength band ⁇ ⁇ ' , ⁇ ′2, ⁇ 3 can be appropriately described.
  • the tilt angle S of the rotating plate 12 is 0 ° (the optical filter 13 selectively transmits only the fluorescent light, and the tilt angle 0 of the rotating plate 12 is set to the second tilt angle.
  • the optical filter 13 selectively transmits only the G light
  • the tilt angle ⁇ of the roll 1 2 is set to the first tilt angle S1
  • the optical filter 1 3 selects only the R light. Selectively transmits.
  • the tilt angle 0 1, ⁇ 2, wavelength band ⁇ ⁇ R, ⁇ ⁇ G, ⁇ ⁇ , and transmission wavelength band The relationship between ⁇ ⁇ 1, ⁇ ⁇ 2, and ⁇ 3 is not limited to the example shown in FIG.
  • ⁇ 0 °
  • only one of the transmission wavelength bands ⁇ 1, ⁇ '2, and ⁇ e3 is in the wavelength bands ⁇ R, ⁇ G, and ⁇ .
  • the optical filter 13 is an 80-layer laminated film. The odd-numbered layers from the light incident side are all 50 nm thick Si02 layers, and the even-numbered layers from the light incident side are all 50 nm thick Nb 2 O 5 layers. It was supposed to be.
  • the 0 ′ variable filter device 4 composed of the optical device 2 and the device control circuit 3 described above is used, and the light is transmitted using the wavelength selection characteristic of the optical filter 13. Since the wavelength of the light to be changed is changed, it is the same as in the past instead of the variable filter device 4. Compared with the case where a liquid crystal device using polarized light is used, the light use efficiency is greatly improved. Then, using a single optical filter, it does not change the wavelength of light that can be passed by moving it 3 ⁇ 4 (ie, not using a macro mechanical machine :-), Individual micro-arrays of the micro-actuary-evening array.
  • the movable parts in this embodiment, the rotating plate 1 2) 'of the micro-actuating-overnight are provided with the individual optical films 1, and a plurality of these optical filters 1 3 for each microacti By driven by er evening, performing simultaneously the same color selection operation. Accordingly, 0 individual optical filters can be made small and lightweight. Therefore, the operating speed of each optical filter can be increased, and the operating speed of color selection can be increased.
  • the variable fill device 4 can be reduced in size compared to the case where the variable fill device is configured using a macro mechanical mechanism.
  • the variable filter device 4 can be reduced in size and speeded up as compared with the means using the macro 5 mechanical mechanism, and the use of light Efficiency can be increased. Therefore, according to this embodiment, As a whole, the projection type display device can be reduced in size and use efficiency of light.
  • the optical filters 13 of all the elements 10 have the same wavelength selection characteristics, and the inclination angles of the rotating plates 12 of all the elements 10 are always mutually different.
  • the present invention is not necessarily limited to this.
  • all the elements 10 are divided into several groups, and the optical filter 1 3 of the elements 10 of each group is configured to have different wavelength selection i characteristics for each group, and the device control circuit 3 When receiving the R light selection signal from the image signal control circuit 6, apply a different drive signal for each 'group' to make the tilt angle of the rotating plate 1 2 different for each group.
  • the optical filter 13 of the element 1 '0 may be configured to selectively transmit R light.
  • the fixed electrodes 18a, ⁇ 1.8b may be connected in common for each group and wired so that independent drive signals can be applied between different groups.
  • FIG. 14 is a schematic plan view schematically showing two adjacent unit elements 60 of the 'optical; device 52 used in the projection display device according to the second embodiment of the present invention; Corresponds to Figure 3.
  • Fig. 15 is a schematic cross-sectional view along the line C_C 'in Fig. 14. In FIG. 14 and FIG. 15, the same or corresponding elements as those in FIG. 3 and FIG.
  • the difference between the projection type display apparatus according to the present embodiment and the projection type display apparatus according to the first embodiment is that the optical device 52 is used instead of the optical device 2, and accordingly, the device control circuit
  • the signal supplied from 3 to the optical device 52 is not a voltage signal but a current signal described later.
  • the optical device 52 is different from the optical device 2 in the following points.
  • a plurality of unit elements 60 instead of the unit elements 10 are two-dimensionally arranged on the substrate 11.
  • the optical device 5 2 is basically different from the optical device 2 in that the rotating plate 1 2 as a movable part is rotatably supported in the optical device 2, whereas the optical device 5 2.
  • the cantilever structure is adopted.
  • Each element 60 includes a movable plate 6 2 as a movable portion that can change its attitude with respect to the substrate 11 1, and an optical filter 1 3 provided on the movable plate 62 (this optical filter 13 is It is the same as the optical filter 13 of the optical device 2).
  • the movable plate 6 2 is formed into a rectangular' flat plate shape by the lower Si N film 7 1 and the upper Si N film 7 2, and there is a step 6 2 a to increase rigidity around it. Is formed.
  • the optical film ⁇ 3 is formed on the Si N film 7 2.
  • a wiring 63 made of a film is formed.
  • the wiring 63 is arranged so as not to overlap the optical film 13, but in the case where it is arranged so as to overlap, the wiring 63 may be made of an ITO film or the like.
  • a permanent magnet (which may be an electromagnet or the like) (not shown) generates a substantially uniform magnetic field toward one side along the X-axis direction.
  • the part 6 3 a is arranged in the magnetic field of the magnet and constitutes a current path (Lorentz force current path) that generates Lorentz force as driving force when energized.
  • the other part of the wiring 6 3 is a supply path for supplying current to the Lorentz force current path 6 3 a. Since the magnetic field is generated by the magnet, the Lorentz force in either the Z direction or the + Z direction depends on the direction of the third flow flowing in the Lorentz force current path 6 3 a. (As a result, it acts on the movable plate 6 2).
  • the Lorentzka electric channel 6 3 a is the driving force generating portion, but the driving force is not necessarily limited to the “single-lens force”.
  • the mouth-to-mouth force has a good linearity with respect to the current, so the driving force can be adjusted so that the driving force and the spring force of the hinge 65 are balanced and can move stably at the desired tilt angle.
  • the hinge 65 and the post 64 are composed of Si coatings 71, 72 and wiring 63 extending from the movable plate 62. ⁇
  • One end of the wiring 6 3 is connected to the boss ⁇ 4 on the + Y side through a contact hole formed with Si N ⁇ 7 1 and is composed of an A 1 film formed on the substrate 11 1 6 6 'a It is connected to the.
  • the other end of the wiring 63 is connected to the A 1 film formed on the substrate 11 through the contact hole formed in the S.
  • the wirings 6 6 a and 6 6 b are covered with an insulating film 80 made of a SiN film or a Si02 film.
  • One end of the Lorentz force current path 6 3 a of all the elements 60 is electrically connected in common by the wiring 6 6 a.
  • the wiring 6 6 b electrically connects one end of the • one-lentz force current path 6 3 a of all the elements 60 in common.
  • the Lorentz force current paths 6 3 a of all the elements 60 are connected in parallel. Therefore, the current for the mouth / rentz force, which is the drive signal, is supplied in common to the Lorentz force current path 63a of all the elements 60.
  • the mouth-to-Lenz force current path 6 3 a of all the elements 60 has a mouth-to-lentz force in the same direction.
  • the Lorentz force current paths 6 3 a of all the elements 60 may be connected in series, or the Lorentz force for each element
  • the current paths 6 3 a may be connected in series, and the series connections may be connected in series.
  • the Lorentz force current which is a drive signal, is supplied in common to the Lorentz force current paths 63a of all the elements 60.
  • the optical filter 13 is the same as that in the first embodiment, when the device control circuit 3 receives the R light selection signal from the image signal control circuit 6, 'As a drive signal, all elements 60 0 " ⁇ [Moving plate 6' 2 tilt angle (tilt angle relative to plane ⁇ ) ⁇ is set to the first tilt angle 1 mentioned above ' To the Lorentz force current path 6 3 a of all the elements 60. Also, when the device control circuit 3 receives the G light selection signal from the image signal control circuit 6, the drive signal is The current of the magnitude that makes the inclination angle 6> of the movable plate 6 2 of all the elements 60 to the second inclination angle 0 2 described above is the same as that of all the elements 60.
  • the inclination angle ⁇ of the movable plate 6 2 of all the elements 60 is set to 0 °. Therefore, no current flows through the mouth-to-lentz force current path 6 3 a of all the elements 60.
  • the part other than the optical filter 13 in the element 60 constitutes one microactuator.
  • the portion of the plurality of elements 60 constituting the optical device 52 ′ excluding the optical filter layers 13 constitutes a microactuator / allerve array having a plurality of microactuators / events. Yes.
  • FIGS. 16 to 18 are schematic cross-sectional views schematically showing the state of each step in this manufacturing method, and correspond to the cross-sectional view shown in FIG. However, in FIGS. 16 to 18, only the cross section of one element 60 is shown.
  • the material and dimension in the following description are illustrations, and are not limited to them.
  • an A 1 film having a thickness of 0.3 m is formed on a Pyrex glass substrate or a substrate 11 such as a zafia substrate, and this A 1 film is formed into a shape of -wiring 66 a ′, 66 b, etc. In the evening.
  • an insulating film 80 having a thickness of 0.5 m made of a SiN film or a Si02 film is formed on the entire surface of the substrate 11 (FIG. 16A).
  • a resist 91 having a thickness of .3 m as a sacrificial layer is formed on the entire insulating film 80 (FIG. 16B). Further, a resist layer 92 having a thickness of 3 is formed in an island shape on the resist 91. as a sacrificial layer matching the movable plate 62 (FIG. 16C).
  • an opening corresponding to the contact hole in the post 64 (a square opening having a side of 5 ⁇ m) is formed in the resist layer 91 and the insulating film 80 (FIG. 16D).
  • Si N film 71 is formed, and this Si N film 71 is patterned into the shape of the movable plate 62, the small boss 64, and the hinge 65 (FIG. 17A). At this time, an opening corresponding to the contact hole in the post 64 is formed in the Si N film 71. Next, an A 1 film having a thickness of 0.3 xm is formed, and the A 1 film is patterned into the shape of the wiring 63 (FIG. 17B). Further, a Si / N film 72 having a thickness of 3 // m is formed thereon, and the 5 film 72 is patterned into the shape of the movable plate 62, the post 64, and the hinge 65 (Fig. 17 C).
  • a dielectric multilayer film having a total thickness of 4 is formed by laminating a number of alternating layers of Si 02 layers and Nb 202 layers, and this dielectric multilayer film is formed into the shape of the optical filter 13. Pattern to (Fig. 17D). .
  • a resist layer 93 as a security layer is formed on the substrate in the state of FIG. 17D. Furthermore, on the lower surface of the substrate 1 1 has a curved surface that matches the shape of the microlens 1 1 a In this way, form a resist 94 that has been exposed and developed with a gray tone mask, etc. (Fig. 18 A). ' ⁇ ⁇
  • the lower surface side of the substrate 11 is dry-etched using the resist 94 as a mask so that the lower surface side of the substrate 11 becomes the microlens 11 a (FIG. 18B).
  • the resists 91 to 93 are removed by a plasma ashing method or the like. This completes the optical device 52 '. .
  • variable filter device (variable filter device comprising the optical device 52 and the device control circuit) employed in the projection display device according to the present embodiment can be modified as follows depending on the application. Also good. This variation will be described with reference to Fig. 19 as well.
  • FIG. 19 shows the relationship between the wavelength band ⁇ ⁇ R GB of the light spectrum from the light source 1 ′ and the single wavelength band ⁇ ⁇ 11 of the optical filter 13 in this modification.
  • Fig. 19 ⁇ shows that when the tilt angle 0 of the movable plate 62 is 0 °
  • Fig. 1.9 B shows that when the tilt angle 0 becomes larger
  • Fig. 19 C shows that the tilt angle 6 * is further increased. When it grows, 3 ⁇ 4 is shown. '..
  • a halogen lamp that emits continuous spectrum light in the visible region is used as the light source 1, and this continuous spectrum light (in Fig. I. B) is incident on the deformed optical device 52 as follows.
  • a filter 13 of the optical device 52 a filter having a wavelength selection characteristic having a single transmission wavelength band ⁇ 1 1. is provided as shown in FIG.
  • the wavelength of the selectively transmitted light is almost continuous from G light to B light. Can be changed.
  • the movable plate 6 By continuously changing the tilt angle of 2, the wavelength of the selectively transmitted light can be continuously changed from approximately R light to fluorescent light. The Therefore, if it is modified in this way, it can be used to continuously change the passing wavelength from R light to B light.
  • the device control circuit 3 can be switched to a state in which no current flows in the Lorentz force current path 63a, a state in which a current for G light is passed, and a state in which a current for B light is passed according to the color selection signal. That's fine.
  • variable filter device employed in the first embodiment or the second embodiment may be configured to variably output by switching two colors of light 'depending on the application. Good.
  • light source 1 when configured to selectively output only one of G light and B light, as can be understood from FIG. 9, for example, light source 1 (if necessary).
  • the optical filter having an appropriate wavelength selection characteristic is included.
  • the light of the components in the two discrete wavelength bands ⁇ ⁇ G, G light and B light is transmitted to the variable filter device as the back light.
  • the optical filter 11 may be configured to have a band bus characteristic (so-called two-band pass characteristic) having two discrete transmission wavelength bands ⁇ ⁇ 1 and ⁇ ⁇ 2. At this time, for example, as shown in FIG.
  • the 60 optical filter 1 3 can be configured to have a relatively wide transmission wavelength band ⁇ ⁇ 1 ′ and ⁇ ⁇ 2 ′ instead of a relatively narrow transmission wavelength band ⁇ ⁇ 1, ⁇ ⁇ 2. Good. .
  • FIG. 21 is a schematic configuration diagram showing a shirt evening apparatus 10 04 according to the third embodiment of the present invention.
  • the shirt apparatus 10 0 4 is composed of an optical device 10 2 and a device control circuit 10 3 that controls the optical device 1 0 2, and an incident from the light source 1 0 1 according to the switching signal.
  • the on state that allows light in at least a part of the wavelength band in the visible region to pass through, and the light in the visible region out of the incident light from the light source 1 0 1 are substantially transmitted. Switch to the off state that does not pass. ⁇
  • the light source 1 0 1 is the same as the light source 1 in the first embodiment, and the wavelength band of light from the light source 1 0 1 is three discrete, relatively narrow wavelength-bands, that is, R
  • the wavelength bands of light, G light and fluorescent light are ⁇ ⁇ R,. ⁇ ⁇ G, ⁇ ⁇ ⁇ .
  • the light from the light source 1 0 1 is incident on the optical device 1 0 2 as a parallel light beam. If necessary, the light from the light source 1 may be converted into a parallel light beam using a collimator lens or the like. Further, the light incident on the optical device 102 does not necessarily have to be a parallel light beam. ...
  • optical device 1 0 2 is formed in the same manner as the optical device employed in the projection display device according to the first embodiment except for the points described below. Yes.
  • the difference between the optical device 10 2 and the optical device 2 is that the second fixed electrode 1 8. and the strobe 3 1 b are removed in each element 10 and the wiring 19 b is also removed. This is only the wavelength selection characteristic of the optical filter 13 of each element 10.
  • a voltage is applied between the fixed electrode 1 8 a and the movable electrode i. 6 so that the tilt angle 0 of the rotating plate is maintained at the tilt angle 1;
  • the voltage is not applied between the pole 18 a and the movable electrode 16, and the state is switched to one of the states in which the tilt angle ⁇ of the rotating plate 1 2 is held at 0 °. '.
  • FIG. 6 is a diagram schematically showing the relationship between discrete transmission wavelength bands 0 ⁇ ⁇ 2 1, ⁇ ⁇ . 2 2, and ⁇ ⁇ 2 3 of the filter 13.
  • Fig. 2 2 ⁇ shows the case where the tilt angle of the rotating plate 12 is 0 °
  • Fig. 2 2B shows the case where the tilt angle ⁇ of the rotating plate 12 is the tilt angle 0 1 described above.
  • the wavelength component of the light from the light source 1 is the discrete R light, G light, and B light long band ⁇ ⁇ R, ⁇ ⁇ G, ⁇ ⁇ in the visible region. Has only 5 bottles. .
  • the optical element of each element 10 of the optical device 102 is full.
  • 13 has band-bus characteristics (so-called 3-band bus characteristics) with three discrete transmission wavelength bands ⁇ ⁇ 21, ⁇ ⁇ 22, and ⁇ ⁇ 23. .
  • the effective thickness of each layer of the dielectric multilayer film constituting the optical film 13 increases, so that as shown in FIG.
  • the transmission wavelength bands ⁇ 21, ⁇ 22, and ⁇ 23 shift to the short wavelength side.
  • the three transmission wavelength bands ⁇ 8 2 ⁇ , ⁇ ⁇ 22, and ⁇ ⁇ 23 are in three wavelength bands.
  • ⁇ ⁇ R, ⁇ ⁇ G, ⁇ overlap each other.
  • the optical film 13 of each element 10 of the optical device 102 has an inclination angle ⁇ 1 and a transmission wavelength band ⁇ 2.1, ⁇ ⁇ 22, ⁇ ⁇ . 23 is set.
  • the optical filter 13 transmits all of the R light, the G light, and the fluorescent light, and the light after transmission is also the light before transmission It becomes almost the same white light.
  • the tilt angle 0 of the rotary plate 12 is set to the tilt angle 01, light in any wavelength band of R light, G light, and fluorescent light is not transmitted, and the light from the light source 101 'is completely blocked.
  • Fig. 23 and Fig. 24 show examples of simulation results when the relationship shown in Fig. 2.2 is set.
  • the light transmitted from the halogen lamp through the optical film having the three-band pass characteristic shown in FIG. 10 is incident light on the optical filter 13.
  • the simulation result of the spectrum of the light after passing through the optical film 13 is Figure 23 shows.
  • this incident light is tilted 30 ° to the normal direction of the optical filter 13.
  • the shutter device 1 0 4 uses the optical device 1 0 2 and device control circuit 1 0 3 described above, and uses the wavelength selection characteristic 'of the optical filter 1.3 As a result, the light transmission efficiency is significantly increased compared to the case of using a liquid crystal shirt that uses polarized light in the same way as before. . 'No
  • a single large optical filter is used to move it through; it does not change the wavelength of light (ie, it uses a macro mechanical mechanism).
  • the rotating plate 1 2) is provided with an individual optical filter • 1 3, and a plurality of these optical actuators are provided in the microactuator overnight array.
  • the individual optical filter 13 can be made smaller and lighter. Therefore, the operation speed of each optical filter can be increased; the operation speed of on / off can be increased.
  • using a macro mechanical mechanism Compared to the case where the shutter apparatus 104 is configured, the shirt apparatus 104 can be downsized. ' ⁇
  • the relationship between the wavelength bands A AR, ⁇ ' ⁇ G, ⁇ ' ⁇ and the discrete transmission wavelength bands ⁇ ⁇ 1, ⁇ ⁇ 2 '.. ⁇ ⁇ 3 of the optical filter 1 3' of the optical device ⁇ 02 is It is not limited to the example shown in FIG. 22.
  • the optical device 102 is a modified version of the optical device 2 previously used in the first and first embodiments, but instead of the optical device 102, the second optical device 102 is used.
  • a modified optical device 52 used in the embodiment may be used.
  • the optical filter 13 of each element 60 in the optical device 52 may be replaced with the same optical filter 13 of the optical device 102 (that is, an optical device having wavelength selection characteristics shown in FIG. 22).
  • the switching signal is in the OFF state, such as the device control circuit ⁇ 02, the tilt angle of the movable plate 62 of all the elements 60 (the tilt angle relative to the plane) as the driving signal.
  • the shirt evening apparatus 104 may be modified as follows. That is, even if the wavelength components of the light from the light source 101 are AAR, ⁇ , ⁇ , in the ON state, either one of AAR, ⁇ G, ⁇ , or light in two wavelength bands Only selective transmission may be performed. In this case, for example, when only light having a wavelength band of ⁇ ⁇ ,, ⁇ ⁇ G is selectively transmitted in the optical state, the optical film 13 of each element 10 is passed through two transmission wavelength bands ⁇ e 2 1, ⁇ ⁇ 2 2 only has a ⁇ path characteristic ⁇ ⁇
  • the wavelength component of the light from the light source 10 1 is not limited to ⁇ ⁇ R, ⁇ ⁇ ⁇ , ⁇ ⁇ '', for example, even if only one or two of them are included Good.
  • the optical filter 1.3 of each element 1 0 .1 single bandpass with only one transmission wavelength band ⁇ ⁇ 2 2 It may be configured to have characteristics. In this case, for example, as shown in FIG. 25, the optical filter of each element '10 may be configured to have a short path characteristic that transmits a wavelength band ⁇ S equal to or less than the cutoff wavelength. Good. '':
  • the first and second embodiments are examples in which the variable filter device according to the present invention is used for a projection display device.
  • the use of the variable filter device according to the present invention is determined by this.
  • it may be used to change the wavelength observed with a fluorescence microscope. .
  • each unit element is arranged two-dimensionally. However, it may be arranged in one dimension depending on the application.
  • variable filter device adopted in the first and second embodiments and the shirt device according to the third embodiment and its modification are configured as a transmission type, but are configured as a reflection type. May be.
  • a reflection type optical filter may be adopted instead of the transmission type optical filter 13 in each element.
  • the substrate 11 or the like need not be made of a transparent material. Also, in this case, no light is incident on the micro lens 1 1 a. It is not necessary to keep 1 1 .a.

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Abstract

マクロの機械的な機構を用いた手段に比べて小型化及び動作の高速化を図り、しかも、光の利用効率を高めることを目的とする。光学デバイス２は、基板１１上に２次元状に配置された複数の素子１０を有する。各素子１０は、基板１１に対して角度に関する姿勢が変化し得る回転板１２と、回転板１２に設けられた光学フィルタ１３を備える。素子１０のうち光学フィルタ１３以外の部分が１つのマイクロアクチュエータを構成している。光学フィルタ１３は、波長選択特性を持つ透過型又は反射型の光学フィルタである。光学フィルタ１３の波長選択特性は、光学フィルタ１３に対する入射光の入射角度に応じて変化する。

Description

光学デバイス、 可変フィル夕装置、 投射型表示装置及びシャツ夕装置 ，
技術分野' ' .
'本発明は、 光学デバィズ、 この光学デバイスを用いた可変フィルタ装置、 ごの 明
可変フィル夕装置を用いた投射型表示装置、 並びに、 "前記光学デバイスを用いた 、 シャツ夕装置に関するものである。 + . .. · ' . · 書 背景技術 · . '
現在、 小型化及び動作の高速化を図るために、 マクロの機械的な機構を用いた 光学手 J¾の代わりに、 液晶による光学デバイスが広く用いられている。
例えば、 光の通過を才ン ·オフするシャツ夕として、 メカニカルシャツ夕に代 えて、 液晶シャツ夕が用いら ている。
また、 例えば、 特開平 7— 1 6 8 1 4 7号公報では、 投射型表示装置 （プロジ ノエクタ）.において、マクロの機械的な機構を用いた可変フィル夕装置の代わりに、 液晶による可変フィルタ装置を用いる点が開示されている。 前者の可変フィルタ 装置は、 特開平.7— 1 6 8 1 4 7号公報の図 4に開示されており、 赤色、 緑色及 び青色のカラ一フィル夕を扇状に順次配した円盤型カラーフィル夕と、 この円盤 型カラーフィル夕を回転させるモータとから構成されている。 後者の可変フィル 夕装置は、 特開平 7— 1 6 8 1 4 7号公報の図 2に開示されており、 赤色、 緑色 及び青色のカラーフィル夕が配された液晶シャツ夕 （特開平 7— 1 6 8' 1 4 7号 公報では、 「カラ一シャツ夕」 と呼ばれている。 ）. と、 赤色、 緑色及び青色のう ちの切替信号に応じて選択された色の光が選択的に通過するように液晶シャツ 夕を制御する制御部とから構成されている。 ' 前述したように、 '液晶デバィス並びに'これを用いたシャツ夕装置や可変フィル 夕装置は、'マクロの機械的な機構を用いた光学手段に比べて、 小型化及び動作の 高速化の点で大変優れている。
しかしながら、 これらのデバイスや装置では、 液晶を用いるが故に、 本質的に 光の利用効率が低下していた。 すなわち、 液晶は、 一方の偏光光を除去し、 透過 • 又は反射される他方の偏光光を利用ずるものであるた.め、 光源の光量の半分は無 駄にされる。 ；のため、 暗い光になるばかりで ίまなく、 無駄な消費電力も生じて しまう。 .' , 発明の開示 . '
本発明は、 このような事情に鑑みてなされたもので、 マクロの機械的な機構を' 用いた手段 比べて小型化及び'動作の高速化を図ることができ、 しかも、 光の利 用効率を高めることができる、 光学デバィス並びにこれを用いた可変フィル夕装 置、 .投射型表示装置及びシャツ夕装置を提供することを目的とする
前記靜題を解決するため、 本発明の第 1の態様による光学デバイスは、 （i ) 基板に対し T-角度に関する姿勢が変化し得る可動部を有するマイクロアクチュ エー夕を複数有し、 '当該複数のマイクロアクチゴェ一夕の前記可動^が前記基板 の一方の面側に 1次元状又は 2次元状に配置されたマイクロアクチユエ一夕ァ レーと、 （i i ) 前記各マイクロアクチユエ一夕の前記可動部に設けられ波長選択 特性を持つ透過型又は反射型の光学フィル夕であって、 当該光学フィルタに対す る入射光の入射角度に応じて前記波長選択特性が変化する光学フィル夕と、 を備 • えたものである。
本発明の第 1の態様による光学デバイスによれば、 前記光学デバイスの前記各 光学フィルタは、 前記波長選択特性として 1つ以上の通過波長帯を持つバンドパ ス特性を有することが好ましい。
本発明の第' 1の態様による光学デバイスによれば、 前記光学デバイスの俞記各 光学フ.ィル夕は、 当該光学フィル夕に対する入射光の入射角度が同じである場合 において互いに実質的に同一の波長選択特性を有することが好ましい。
本発明の第 1の態様による光学デバイスによれば、 前記複数のマイクロアクチ ユエ一夕に対して共通して駆動信号が供給されるように配線されることが好ま しい。 .
' 本発明の第 1の態様による光学デバイスによれば、 前記複数のマイクロアクチ ユエ一夕のうちの少なくとも 1つのマイクロアクチユエ一夕の前記可動部は、 '卜 ーシヨンヒンジにより前記基板に対して所定の回転軸回りに回転可能に支持さ ■ - 1
" れた回転部を含むことが好ましい。 · . ' 本発明の第 1の態様による光学デバイスによれば、.俞記少なくとも 1つのマイ クロアクチユエ一夕は、 前記回転部に一方の回転方向への第 1の駆動力を付与し 得る第 1の 動力付与部と、 前記回転部に他方の回転方向^ \の第 2の駆動力を付 与し得.る第.2の駆動力付与部とを有することが好ましい。
本発明の第 1.の態様による光学デバイスによれば、 前記少なくとも 1つのマイ クロアクチユエ一夕に関して、 M記回転部が前記第 1の駆動力により前記一方の 回転方向へ回転し前記回転部が前記基板側の第 1 ·の被当接部に当^して保持さ
.れたときの前記基板の前記一方の面に対する前記回転部の角度と、 前記回転部が 前記第 2の駆動力により前記他方の回転方向へ回転.し前記回転部が前記基板側 の第 2め被当接部に当接して保持されたときの前記基板の前記一方の面に対す る前記回転部の角度とが互いに異なるように、 設定されることが好ましい。
本発明の第 1の態様による光学デバイスによれば、 前記複数のマイクロアクチ • ユエ一夕のうちの少なくとも 1つのマイ夕ロアクチユエ一夕の前記可動部は片 持ち梁構造を持ち、 当該可動部は所定の姿勢に復帰しょうとする復帰力が生ずる ように設けられ、 当該可動部は前記復帰力に抗した駆動力を生じ得る駆動力発生 部を有することが好ましい。
本発明の第 1の態様による光学デバイスによれば、 前記駆動力発生部は、 磁界 内に配置されて通電により口一レンツ力を生ずる電流経路であることが好まし い。 . .
本発明の第 2の態様による可変フィル夕装置は、 入射光を受けて、 前記入射光 のうちの所定波長領域内の可変に選択される一部の波長帯の光を、 前記所定波 A 領域内に関して選択的に通過させる可変フィルタ装置であって、 前記第 1の態様 による光学デバイスと、 選択信号に応じて前記光学デバイスを制御する制御部と、 を備え、 前記光学デバイスの前記各光学フィルタは、 前記入射光の各部分光束を それぞれ受け、 前記制御部は、 前記入射光の各部分光束が前記光学デバイスの前 ' 記各光学フィルタを透過又は反射した後の各光のいずれもが、 前記選択信号に応 . じた波長成分であって互いに実質的に同じ波長成分の光となるように、 前記各マ イクロアクチユエ一夕の前記可動部の姿勢を制御するものである。 本発明の第 2の態様による可変フィル夕装置に れば、 前記所定波長領域が可 視領域であることが好ましい。 ■ ' ' ·.
本発日 め第 2の態様による可変フィル夕装置によれば、 前記入射光の前記所定
： 波長領域内の光は、 離散的な複数の波長帯の光からなり、 前記光学デバイスの'前 記各光学フィル夕は'、 前記波長選択特性として離散的な複数の通過 長帯を持つ • バンドパス特性を有し、 前記光学デバイスの前記各光学フィル夕に関して、 当該 光学フィル夕の前記複数の通過波長帯のうちのいずれか 1つの通過波長帯が前 記入射光の前記複数の波長帯のうちのいずれか.1つの波長帯と重なるときに、 当 該光学フィル夕の他の通過波長帯が前記入射光の他の波長帯と実質的に重なら • ないように、 当該光学フィル夕の前記複数の通過波長帯が設定されることが好ま しい。 .
本発明の第 2の態様による可変フィル夕装置によれば、 前記入射光を構成する 前記離散的な複数の波長帯の光は、 赤色の波長帯の光、 緑色の波長帯の光及び青 色の波長帯の光であることが好ましい。 本発明の第 2の態様による可変フィル'夕装置によれば、 .前記入射光は、 前記所 定波長領 内において連続的なスペクトルを有し、 前記光学デバイスの前記各光 学フィ.ルタは、 前記波長選択特性として前記所定波長領域より帯域幅の狭い単一 の通過波長帯を持つバンドパス特性を有し、 前記光学デバイスの前記各光学フィ ルタに関して'、 当,該光学フィル夕の前記通過波長帯が前記所定波長領域と重なる ' ように、 当該光学フィル夕の前記通過'波長帯が設定されることが好ましい。
■ '本発明の第 2の態様による可変フィルタ装置によれば、 前記光学デバイスの前 記各光学フィル夕ば透過型の光 ^ ^フィル夕であり、 前記基板は、 前記入射光のう • ちの前記所定波長領域内の前記可変に選択される一部の波長帯の光に対して透 明であり、 前記入射光のうちの前記所定波長靖域内の前記可変に選択される一部 の波長帯の光が前記基板を透過した後に前記光学デバイスの前記各光学フィル 夕に入射す か、 あるいは、 前記入射光のうちの前記所定波長領域内の前記可変 に選択され.る一部の波長帯の光が前記各光学フィルタを透過した後に前記基板 ' を透過することが好ましい。 · .
本発明め第 2の態様による可変フィル夕装置によれば、 前記入射光のうちの前 記所定波長領域内の前記可変に選択される一部の波長帯の光が前 基板を透過 した後に前記光学デノ イスの前記各光学フィル夕に入射し、 前記基板における前 記入射光の入射側に、 前記入射光の部分光束を前記各光学フィル夕に集光するマ イク口レンズが形成されることが好ましい。
本発明の第 3の態様による投射型表示装置は、 赤色の波長帯の光、 緑色の波長 帯の光及び青色の波長帯の光を含む入射光を受けて、 前記赤色の波長帯の光、 緑 色の波長帯の光及び青色の波長帯の光を順次循環的に選択的に通過させる可変 フィルタ装置と、 前記可変フィル夕装置からの各色の波長帯の光を順次受けて、 当該色の波長帯の光をそれに同期した色成分の画像信号によって変調する空間 光変調部と、 前記空間光変調部により得られる変調光を投射する投射光学系と、 を備え、 ·前記可変フィル夕装置として、 本発明の第 2の態様に係る可変フィル夕 装置が用いられたものである。 '
本発明の第 4の態様によるシャツ夕装置は、 入射光を受けて、 前記入射光のう ちの所定波長領域内の少なくとも一部の波長帯の光を通過させる第 1の状態と、 前記入射光のうちの前記所定波長領域内の光を実質的に通過させない第 2の状 態とを切り簪ぇ得るシャツ夕装置であって、 前記第 1の態様による光学デバイス ' と、 切替信号に応じて前記光学デバイスを制御する制御部と、 を備え、 前記光学 デバイスの前記各光学フィル夕は、 前記入射光 各部分光束をそれぞれ受け、 '前 記制御部は、 前記切替信号が前記第 1の状態を示す場合には、 前記入射光の各部
― 分光束が前記光学デバイスの前記各光学フィル夕を透過又は反射した後の各光 のいずれもが、 前記少なくとも一部の波長帯の光となるように、 ，前記各マイクロ ァクチユエ一夕の前記可動部の姿勢を制御するとともに、 前記切替信号が前記第-
2の状態を示す場合には、 前記光学デバィスの前記各光学フィルタの通過波長帯 が前記入射光のいずれの波長帯とも実質的に重ならないように、 前記各マイクロ ァクチユエ一夕の前記可動部の姿勢を制御するものである。 '
本発明の第 4の態様によるシャツ夕装置によれば、 前記所定波長領域が可視領 域であることが好ましい。 ： ' ' ·
. 本発明の第 4の態様によるシャツ夕装置によれば、 前記入射光の ちの前記所' 定波長領域内の光は、 .離散的な複数の波長帯の光からなり、 前記光学デバイスの 前記各光学フィルタは、 前記波長選択特性として離散的な複数の通過波長帯を持 つバンドパス特性を有し、 前記光学デバイスの前記各光学フィルタに関して、 前 記第 1の状態で前記入射光の前記複数の波長帯の光が当該光学フィル夕の前記
' 複数の通過波長帯とそれぞれ重なるように、 当該光学フィル夕の前記複数の通過 波長帯が設定されることが好ましい。 ·
本発明の第 4の態様によるシャツ夕装置によれば、 前記入射光を構成する前記 離散的な複数の波長帯の光は、 赤色の波長帯の光、 緑色の波長帯の光及び青色の 波長帯の光であることが好ましい'。 ' • 本発明の第 4の態様によるシャツ夕装置によれば、 前記光学デバィスの前記各 光学フィル夕は透過型の光学フィルタであり、 前記基板は、 前記入射光のうちの 前記所定波長領域内の前記少なくとも一部の波長帯の光に対して透明であり、 前 記入射光のうちの前記所定波長領域内の前記少なくとも一部の波長帯の光が前 記基板を透過した後に前記光学デバイスの前記各光学フィル夕に入射するか、 あ ' るいは、 前記入射光のうちの前記所定波長領域内の前記少なくとも一部の波長帯 の光が前記各光学フィル夕を透過した後.に前記'基板を透過することが好ましい。 本発明の第 4の態様による ャッタ装置によれば、 前記入射光のうちの前記少
' なくとも一部の波長帯の光が前記基板を透過した後に前記光学デバイスの前記 各光学フィル夕に入射し、 前記基板における前記入射光の入射側に、 前記入射光 の部分光束を前記光学フ ル夕に集光するマイク口レンズが形成されることが 好ましい。 .. .
本発明によれば、 マクロの機械的な機構を用いた手段に比べて小型化及び動作 の高速化を図ることができ、 しかも、 光の利用効率を高めるととができる、 光学 デバィ 並びにこれを用いた可変フィル夕装置、 投射型表示装置及びシャツ夕装 , 置を提供することができる。 ' ■ 図面の簡単な説明 ' .
' 図.1は、'本発明の第 1の実施の形態による投射型表示装置を示す概略構成図で ある。 .
図 2は、 図 1中の光学デバイスを模式的に示す概略平面図である。
図 3は、 図 2中の隣り合う 2つの単位素子を模式的に示す概略平面図である。 図 4は、 図 3中の A— A ' 線に沿った概略断面図である。
図 5は、 図 3中の B— B ' 線に沿った概略断面図である。
' 図 6は、 図 1中の光学デバイスの製造方法の各工程をそれぞれ模式的に示す概 略断面図である。 図 7は、 図 6に示す工程に引き続く各工程を示す概略断面図である。
図' 8は、 図 7に示す工程に引き続く各工程を示す概略断面図である。
図 9は、 図 1中の光学デバイスの特性を模式的に示す図である。
図 1 0は、 シミュレーションに用いた入射光作成用の光学フィル夕の特性を示 す図である。 ' ' .
図 1 1は、 シミュレーション結果の一例.を示す図で.ある。 .
図 1 2は、 シミュレーション結果の一例を示す他の図である。 - 図 1 3はく シミュレーション結果の一例を示す更に他の図である。
図 1 4は、 本発明の第 2の実施の形態による投射型表示装置で用いられる光学 デバイスの隣り合う 2つの単位素子を模式的に示す概略平面図である。
図 1 5は、 図 1 4中の C一 C ' 線に沿った概略断面図である。
図 1 6は、，本発明の第 2の実施の形態による投射型表示装置で用いられる光学. デバイスの製造方法の.各工程をそれぞれ模式的に示す概略断面図である。
図 1 7は、 図 1 6に示す工程に引き続く各工程を示す概略断面図である。 . 図 1 は、 図 1 7に示す工程【こ引き続く各工程を示す概略断面図である。 ' 図 1 9は、 変形例における光学フィル夕の特性を模式的に示す図である。 ' 図 2 0は、 他の変形例における光学フィル夕の特性を模式的に示'す図である。 図 2 1は、 本発明の.第 3の実施の形態によるシャツ夕装置を示す概略檎成図で ■ある。
図 2 2は、 図 .2 1中の光学デバイスの光学フィル夕の特性を模式的に示す図で ある。
図 2 3は、 シミュレーション結果の 例を示す図である。
図 2 4は、 シミュレーション結果の一例を示す他の図である。
図 2 5は、.更に他の変形例における光学フィル夕の特性を模式的に示す図であ る。 . 発明の実施の形態 '
以下、 本発明による光学デバイス、 可変フィルタ装置、 投射型表示装置及び シャツ夕装置について、 図面を参照して説明する。
[第 1の実施の形態]
図 1は、 本 ¾明の第 1の実施の形態による投射型表示装置 （プロジェクタ） を 示す概略構成図である。説明の便宜上、'図 1.に示すよう.に、互いに直交する X軸、 Y軸及び Z軸を定義する （後述する図についても同様である） 。 また、 Z軸方向 のうち矢印の向きを + Z方向又は + Z側、 その反対の向きを一 Z方向又は— Z側 ' と呼び、 X軸方向及び Y軸方向についても同様とする。 Z軸がこの投射型表示装 置の光軸と平行となっている。 · .'
本実施の形態による投射 ¾1表示装置は、 図 1に示すように、 光源 1と、 光学デ- バイス 2及びこれを制御するデバイス制御回路 3を有する可変フィル夕装置 4 と、 空間光変調器 5と、 画像信号制御回路 6と、 表示画像をスクリ.ーン 8に照射 する投射光学系としての投射レンズ 7·とを備えている。なお、本実施の形態では、 空間光変調器 5として、 透過型め変調器が用いられているが、 反射型の変調 を 用いてもよい。' また、 本実施の形態では、 空間光変調器 5として液晶パネルが用 . いられているが、 他の空間光変調器を用いてもよい。 '
本実施め形^では、 光源 1は、 離散的な複数の波長帯の光として、 赤色の波長 の光 （R光） 、 緑色の波長帯の光 （G光） 及び青色の波長帯の光 （Β光） から なる光を発する。 光源 1として、 具体的には、 例えば、 R、 G、 Bの三つの L E Dがセッ卜になった L E Dが用いられ、 光源 1から出射される光の 3つの波長帯 • Δ λ R , Δ λ G, Δ λ Βは、 4 7 0 n m付近、 5 5 0 n m付近及び 6 5 0 n m付 近のそれぞれの比較的狭い波長帯となっている。 また、 光源 1として、 例えば、 可視領域内において連続的なスぺクトルの光を発するハロゲンランプ等と、 その 光を濾波して離散的な R光、 G光及び B光を得る透過型又は反射型の 3バンド光 学フィル夕とを、 組み合わせたものを用いてもよい。 本実施の形態でほ、 光源 1からの光は、 平行光束として光学デバイス 2に入射 するようになつている。 必要に応じて、 コリメ一夕レンズ等を用いて光源 1から の光を平行光束にしてもよい。また、光学デバイス 2へ入射させる光は必ずしも、 平行光束でなくてもよい。 ..
画像信号制御回路 6は、 入力される画像信号を処理して、 色選択信号として R 光選択信号、 G光選択信号及び B光選択信号を順次循環的に可変フィルタ装置 4 デバイス制御回路 3に供給する一方、 各色の選択信号に同期して当該色成分の 画像信号を空間光変調器 5に供給する。 デバイス制御回路 3が画像信号制御回路
1 o
6からの^ ^選択信号に応じて光学デバイス: 2を制御することで、 可変フィルタ装 置 4の光学デバイス 2は、 光源 1からの光のうち、.色選択信号が示す色の光を選 択的に通過 （本実施の形態では、. 透過） させて、 空間光変調器 5に入射させる。.' したがって、可変.フィル夕装置 4は、画像信号制御回路 6による制御下で、 R光、 G光及び B光を順次循環的に選択的に通過させる。 可変ブイルタ装置 4は、 例え ば、 R光を通過させている際には、 . G'光及び B光は通過させない。 空間光変調器 5は、 可変フィル夕装置 4の光学デバイス 2から受けた色光を、 画像信号制御回 路 6からの対応する色成分の画像信号によって変調して、 当該色の画像.光 ' (変調 光） を生成する。 しだがつて、 空間光変調器 5は、 可変フィル夕装置 4からの R 光、 G光及び B光を順次受けて、 当該色光をそれに同期した色成分の画像信号に よって変調して、 当該色の画像光を生成する。
このようにして、 空間光変調器 5からは、 順次循環的に R光、 G光及び B光の 各画像光が送出され、 これが投射レンズ 7によりスクリーン 8上に投射される。 したがって、 R光、 G光及び B光の切り替えを比較的高速に行うことで、 視聴者 にはフルカラー画像として観察される。
図 2は、 図. 1中の光学デバイス 2を模式的に示す概略平面図である。 なお、 図 2は大幅に簡略化して示しており、 基板 1 1、 回転板 1 2及び光学フィルタ 1 3 のみしか示していない。 図 3は、 図 2中の隣り合う 2つの単位素子 1 0を模式的 • に示す概略平面図である。 図 4は、 図 3 '中の A— Α ' 線に った概略断面図であ る。 図 5は、 図 3中の B— B ' 線に沿った概略断面図である。 なお、 図 2及び図 3において、 光学フィル夕 1 3には、 ハッチングを付している。
本実施の形態では、 光学デバイス 2は、 前述した R光、 G光及び Β光を含む可 視領域の光に対して透明であるパイレックス （登録商標） ガラス基板ゃサフアイ ― ャ基板等の基板 1 1と、'該基板 1 1上'に 2次元状に配眞された 4 X 4個の素子 1 0とを備えている。 勿論、'素子 1 0の数はこれ ίこ限定されるものではない。 基板 1 1の + Ζ側の面は、 Χ Υ平面と平行となっている。 ，.
各素子 1 0 'は'、 基板 1 1に対して角度に関する姿勢が変化し得る可動部として の回転板 1 2と、 回転板 1 2に設けられ波； S選択特性を持つ透過型の光学フィル 夕 1 3であって当該光学フィルタ 1 3に対する入射光の入射角度に応じて前記 波長選択特性が変化する光学フィルタ 1 3と、 を有している。 各素子 1 0の光学 フィル.夕 1 .3は、 光源 1からの入射光の部分光束をそれぞれ受ける。
回転板 1 2は、 S i N ( S' i Ν χ ) · '膜 2 1によって矩形の ¥板状に構成され、 その周 には剛性を高めるための段差 1 2 aが形成されている。 なお、 S i 'N膜 は、 ¾視領域の光に対して透明である。 回転板 1 2の + Y側の一辺め中央部及び . 一 Y側の一辺の中央 ¾5が、 基板 1 1から立ち上がるポスト 1 4にトーシヨンヒン · ジ 1 5を介して支持され、 回転板 1 2は、 トーシヨンヒンジ 1 5によって Y軸と 平行な回転軸回.りに回転可能に支持されている。 回転板 1 :2が回転すると、 回転 板 1 2の X Y平面に対する傾斜角度 （すなわち、. 基板 1 1の + Z側の面に対する 傾斜角度） 0が変化する。 回転板 1 2に後述する静電力が付与されていない場合 には、 卜ーシヨンヒンジ 1 5の復帰力によって、 回転板 1 2が X Y平面と平行と なる姿勢に復帰するようになっている。 回転板 1 2を構成する S i N膜 2 1は、 そのままト一シヨンヒンジ 1 5及びボスト' 1. 4に延在している。 '
回転板 1 2上には I T〇膜 2 2からなる可動電極 1 6が形成され、 更に可動電 極 1 6上に光学フィル夕 1 3が形'成されている。 I Τ〇膜 2 2は可視領域の光に 対して透明である。 光学フィル夕 1 3は'、 図 3に示すように、 回転板 1 2の周囲 の段差 1 2 a付近を除く回転板 1 2の平面部の大部分の領域に形成されている。 可動電極 1 6も回転板 1 2の同様の領域に形成されている。 可動電極 1 6を構成 する I T〇膜 2 2は、 図 5に示すように、 可動電極 1 6の配線の一部として、 ト ーションヒンジ及びボスト 1 4にも延在しており、 ポスト 1 4において S i N膜 ' 2 1に形成したコンタクトホ一ルを介して I T〇膜 らなる基板 1 1上の配線 Γ.7に接続され Τいる。 配線 1 7によって、 全 の素子 1 0の可動電極 1 6が電 気的に共通に接続されている。 なお、 本実施の形態では、， 2つのボス卜 1 4にお ' いてそれぞ'れ 2本の配線 1 7に接続されているが、 可動電極 1 6は一本の配線 1 7に接続するだけでもよい。 トーシヨンヒンジ 1 .5及びポスト 1 .4は、 回転板 1 2から延在する S i N膜 2 1及び可動電極 1 6から延 ¾Eする I T O膜 2 2によ つて構成されている。
本実.施の形態では、 光学フィル夕 1 .3は、 誘電体多層膜 （例えば、 S i〇2層 と N. b 2〇 &層との交互層を多数積層した構成の誘電体多層膜） により、 後述す る波長環択特性を持つように構成されている。 誘電体多層嫫に対する入射光の入 ； 射角虔が変化すると、 その入射角度に応じて各層の実効的な厚さが変化するため、 . その入射角度に応じて波長選択特性が変化する。 例えば、 誘電体多 ί膜が透過特 性に関する波長選択特性としてバンドパス特性を有している場合、.誘電体多層膜 の法線方向に対する入射光の傾きが大きくなるほど、 透過波長帯は短波長側ヘシ フ トしていく。 光学フィル夕 1 3の波長選択特性については、 後に詳述する。 な お、 光学フィル夕 1 3は、 誘電体多層膜に限定されるものではなく、 例えば、 フ ' オ トニック結晶により構成してもよい。 .
基板 1 1 ·上には、 可動電極 1 6の一 X側の領域に対向する I Τ〇膜 2 2からな る第 1の固定電極 1 8 aと、 可動電極 1 6の + X側の領域に対向する I T O膜 2 2からなる第 2の固定電極 1 8 bとが、 形成されている。 第 1の固定電極 1 8 a ■ はそれを構成する I T O膜 2 2がそのまま延びることによって構成された配線 1 9 aに接続され、 '第 2の固定電極 1 8 'bはそれを構'成する I T O膜 2 2がその まま延びることによって構成された配線 1 9 bに接続されている。 配線 1 9 aに よって全ての素子 1 0の第 1の固定電極 1 8 aが電気的に共通に接続され、 配線 1 9 bによって全ての素子, 1 0の第 2の固定電極 1 8 bが電気的に共通に接続
5 されている。 ' .
配線 1 7 , 1 9 a , 1 9 b及び固定電極.1 8 a , 1 8 bは.、.可視領域の光に対 して透明であ S i N膜又は S i O 2膜からな ¾絶縁膜 2 0で覆われている。. 素子 1 0は、 前述したように可動電極 1 6並びに第 1 び第 2の固定電極 1 8 '. a , 1 8 1?を有しているので、 可動電極 1 6と第 1の固定電極 1 8 aとの間に電 10 圧を印加すると、 両者の間に駆動力としての静電力が作用し、 0転板 1 2は、 2 つのトーシヨンヒンジ 1 &を結ぶ Y軸と平行な回転軸回りに、 可動電極 1 6の一' X側の領域が基板 1 1側へ近づ.く回転方向へ回転する。 そして、 回転板 1 2は、 基板 1. 1上に可動電極 1 6の一 X側の領域と対向する位置に設けられた被当接 . • 部としての S i N膜等からな 'るストッパ 3 1 aに当接し、 そめ状態で保持される。 15 この状篛において， 回転板 1 2の傾斜角度 . (X Y平面に対する傾斜角度） が所' ； 定の第 1の傾斜角度 0 1となるように、 ストッパ 3 1 aの高きが設定されている。
. この第 1の傾斜角度 0 1については、 後に詳述するが、 例えば、 光学フィル夕 1 3が R光を選択的に透過させる傾斜角度である。 .
同様に、.可動電極 1 6と第 2の固定電極 1 8 bとの間に電圧を印加すると、 両 20 者の間に、 両者の間に駆動力としての静電力が作用し、 回転板 1 2は、 2つのト ーシヨンヒンジ 1 5を結ぶ Y軸と平行な回転軸回りに、 可動電極 1 6の + X側の • 領域が基板 1 1側へ近づく回転方向へ回転する。 そして、 回転板 1 2は、 基板 1 1上に可動電極 1 6の + X側の領域と対向する位置に設けられた被当接部とし ての S i N膜等からなるストツバ 3 1 bに 接し、 その状態で保持される。 この 25 状態において、 回転板 1 2の傾斜角度 Θが所定の第 2の傾斜角度 Θ 2となるよう に、 ストッパ 3 1 bの高さが設定されている。 この第 2の傾斜角度 0 2は； 前記 第 1の傾斜角度とは異なる角度となっており、 0 2 < 0 1となっている。 本実施 の形態では、 第 1及び第 2の傾斜角度 1， 0 2を異ならせるために、 ス卜ッパ 3 1 aの高さとストツバ 3 1 bの高さとを異ならせている。 この第 2の傾斜角度 0 2についても、 後に詳述するが、 例えば、 光学フィル夕 1 3が G光を選択的に 透過させる傾斜角度である。 なお、 基板 1 1上に必ずしもストッパ 3, 1 a , 3 1 を設ける必要はなく、 例えば、 ストツパ 3 1 aを設けずに、 可動電極 1 6と第 Γの固定電極 1 aとの間に電圧を印加した場合に、 可動電極 1 6の一 X側の端 部が基板 1 1上の絶縁膜 2 0に当接して、 その状態で保持されるようにしてもよ ― そして、 可動電極 1 6と第 1の固定電極 Γ 8 aとの間にも可動電極 1 6と第 2 の固定電極 1 8 bとの間に'も電圧が印加されていない場合には、 トーシヨンヒン- ジ.1 5の復帰力によって、 回転板 1 2が X Y平面と平行となる姿勢、 すなわち、 回転板 1 2の傾斜角度 Θが 0度に復帰する。 後に詳述するが、 傾斜角度 Θが 0度 の場合には、 例えば、 光学フィルタ 1 3が B光を選択的に透過させるように設定 される。、 . . . .
本実施の形態では、 光学デバイス 2は透過型として構成され、 かづ、 基板 1 1 . '側 （すなわち、 — Z側） を光入射側としている。 前述したように、 板 1 1、 絶 縁膜 2 0、 固定電極 1.8 a , 1 8 b、 回転板 1 2、 .可動電極 1 6等は可視領域の 光に対して透明.であるので、 光源 1からの R光、 G光及び B光が遮られることは ない。
そして、 本実施の形態では、 基板 1 1の光入射側に、 オンチップで、 各素子 1 • 0の光学フィル夕 1 3に対して対応して、 入射光を当該光学フィルタ 1 3に集光 するマイクロレンズ 1 1 aが形成されている。 本実施の形態では、 マイクロレン ズ]. 1 aは、.基板 1 1を加工することで基板 1 1と一体に同じ材料で形成されて いるが、 基板 1 1とは別の材料で形成してもよい。 本実施の形態では、 このマイ ク ΰレンズ 1 1 aを採用することで、 マイクロレンズ 1 1 aがなければ光学フィ ル夕 1 .3間に入射してしまって光学フィル夕 1 3に入射し得ないような光も有 効に利用することができ、 これにより、光の利用効率をより高めることができる。 なお、 マイクロレンズ 1 1 aとして集光率が良いレンズを用いるなら、 配線ゃ電 極が配置される部分を光路から避けることも可能である。 このような場合には、 ' 必ずしも透明電極物質を用いて配線や電極を構成する必要はない。
もっとも、 マイクロレンズ 1 1 aは必ずしも形成す.る必要はなく、 この場合に は、 必要に応じて、 光学フィル夕 1 3に入射しない光は図示しない遮光部で遮光 すればよい。 このようにマイク.口レンズ 1 1 aを形成しない場合、 本実施の形態 " とは逆に、.光学'フィル夕 1 3側 （すなわち、 + Z側） を光入射側としてもよい。 ただし、 光学フィル夕 1 3側を光入射側とする場合、.光学デバイス 2とは別に構 成したマイクロレンズアレイを光学フィル夕 1 3の + Z側に配置して、 光の利用 効率を高めるようにしてもよい。.
本実施の形態では、 前述したように、 全ての素子 1 0の可動電極 1 6が電気的 に共通に接続され、 全ての素子 1 0の第 1の固定電極 1 8 a ^電気的に共通に接 続され、.全ての素子.1 0の第 2の固定電極 1 8 bが電気的に共通に接続され'てい るので、 全ての素子 1 0に対して共通して駆動信号が供給されるよ に配線され . ており、 全ての'素子 1.0の回転板 1 2の傾斜角度は常に互いに実質 に同一にな る。 また、 本実施の形態では、 全ての素子 1 0の光学フィル夕 1' 3は全く同一に 構成されており.、 これにより、 全ての素子 1 0の光学フィル夕 1 3は、 回転板 1 2の傾斜角度が同じである場合 （すなわち、 光学フィル夕 1 3に対する入射光の 入射角度が同じである場合） において互いに実質的に同一の波長選択性を有して ' いる。 +
本実施の形態では、 素子 1 0のうち光学フィルタ 1 3以外の部分が 1つのマイ クロアクチユエ一夕を構成している。 そして、 光学デバイス 2を構成している複 数の素子 1 0のうち各光学フィル夕 1 3を除いた部分が、 複数のマイク Cnァクチ ユエ一夕を備えたマイクロアクチユエ一夕アレーを構成している。 - 次に、 光学デバイス 2の製造方法の一例について、 図 6乃至図 8を参照して説 明する。 図 6乃至図 8は、' この製造方法における各工程の状態を模式的に示す概 略断面図であり、 図 3中の A— A' 線に沿った断面 （ただし、 1つの素子 1 0の 断面のみ）に相当している。なお、以下の説明における材料や寸法は例示であり、 それらに限定されるものではない。 '
まず、 パイレックスガラス基板やザファ.ィャ基板等の基板 1 1上に、 厚さ 3 '/xmの. I TQ腠を形成し、 この I TO膜を、 固定霉極 1 8 a， 1 8 b及び配線 1 7， 1 9 a, 1 9 b等の形状にパターニングする。 次いで、 それらの上に基板 ' 1 1上の全面に渡って S i N膜又は S i 0.2膜等からなる厚さ 0. 5 wmの絶縁 膜 20を形成する （図 6 A) 。 ' . '
次に、 ストツノ\°3 1 aに'合わせた犠牲層としての高さ 3 mの島状のレジスト 41 aと、 ス小ッパ 3 1 bに合わせた犠牲層としての高さ 6 xmの島状のレジス 卜 4 l bを、 絶縁膜 2.0上に形成する.（図 6 B) 。
' 次いで、 0'. 3 mの S i N膜を形成し、 この S i N膜を ストッパ 3 1 a'， 3 1 形状に合わせてパターニングする （図 6 C) 。 このとき、 後にレジスト 41 a， 4 1 bを除去することができるように、 ストッパ 3 1 a， S 2 bには図 /示しない微小な開口'を形成しておく。 '
引き続いて、 図 6 C.に示す状態の基板上の全面に、.犠牲層としての厚さ' 1 2 / mのレジスト 42を塗布する （図 6D) 。 更に、 レジスト 42上に、 回転板 1 2 に合わせた犠牲層としての厚さ 3 zmのレジス卜 43を島状に形成する （図 7 A) 。 次に、 レジスト 43及び絶縁膜 20に、 ポスト 14におけるコンタクトホ • ールに応じた開口 （一辺 5 の正方形状の開口） を形成する。
その後、 S i N膜 2 1を形成し、 この S i N膜 2 1を、 回転板 1 2、 ポスト 1 4及び卜ーシヨンヒンジ 1 5の形状にパターニングする （図 7 B) 。 このとき、 この. S i N膜 2 1には、 ポスト 14におけるコンタクトホールに.応じた開口を形 成する。 次に、 厚さ Q . 3 ΠΊの I TO膜 22'を形成し、 この I TO膜 22を、 可動電 極 Γ6及びその配線の一部の形状にパターニングする。 更に、 S 1〇2層と?^13 2〇 2層との交互層を多数積層した構成の全体の層厚が 4 の誘電体多層膜 を形成し、 この誘電体多層膜を光学フィル夕 1 3の形状にパターニングする （図 7 C) 。 . . · · ·
次いで； 図 7 Cの状態の基板上に保護層としてのレジスト 44を形成する。 更 に、 基板 1 1の下面上に、 マイクロレンズ 1 1 aの形状に合わせた曲面を持つよ うにグレイトーンマスク等で露光'現像したレジスト 45を形成する（図 8A)。 ' その後、.基板' 1 1の下面側がマイクロレンズ 1 1 aとなるように、 レジスト 4 5をマスクとして基板 1 1の下面側をドライエッチングする （図 ·8 B) 。
最後に、 レジスト 4 l a, 41 , 42〜44をプラズマアツシング法等によ り除去する。 これにより、 光学デバイス 2が完成する。
' ここ:で、光学フィルタ 13の波長選択特性について、図 9を参照して説明する。 図 9.は、 光源 1からの離散的な R光、 G光及び B光の波長帯 ΔλΚ , Δ λ G, Δ Λ Βと、.光学フィル夕.1 3の 散的な透過波長帯 Δλ 1, Δ λ 2, Δλ 3との関 係を、 模式的に示す図である。 図 9 Αは回転板 1 '2の傾斜角度 0. 0° の—場合、 '図 9 Bは回転板 1 2の.傾斜角度 Θが前述した第 2の傾斜角度 Θ 2の場合、 図 9 C は向転板 1 2の傾斜角度 Θが前述した第 1の傾斜角度 0 1 ΟΘ 2) の場合を、 .それぞれ示している。
前述したように、 本実施の形態では、 光源 1からの光の波長成分は、 可視領域 において、 離散的な R光、 G光及び B光の波長帯△ λ R, Δ λ G, ΔλΒのみし ■ か有していない。
そして、 本実施の形態では、 光学フィル夕 1 3は、 図 9に示すように、 可視領 域において、 離散的な 3つの透過波長帯 Δλ.Ι, Δ λ 2, Δλ 3を持つバンドパ ス特性 （いわゆる 3バンドパス特性） を有している。 回転板 1 2が傾くほど （す なわち、 傾斜角度 0が大きくなるほど） 、 光学フィルタ 1 3を構成する誘電体多 層膜の各層の寒効的な厚さが厚くなるだめ、 図 9に示すように、 透過波長帯 Δλ 1， 'Δ λ 2,. △ λ 3は短波長側にシフトしていく。 なお、 本実施の形態では、 基 板 1 1.に対する入射光の入射角度は不変である。
本実施の形態では、 0 = 0° の場合には、 図 9 Αに示すように、 透過波長帯△ λ 1が Δ λ Bと重なるが、 他の透過波長帯 Δ λ 2, Δ λ 3はいずれの波長帯 Δ λ ' R, △ λ G， △ λ Βとも重ならない。 'また， = 02,の場合には、 図 9 Βに示す ように、 透過波長帯 Δ λ 2が Δ λ Gと重なる力 他の透過波長帯 Δλ ΐ, Δλ'3 はいずれの波長帯 AA R, Δ AG, Δλ Βとも重ならない。 さらに、 0 = 0 1の 場合には、.図 9'Cに示すように、 透過波長帯 Δλ 3が Δλ Rと重なるが、 他の透 + 過波長帯 Δλ ΐ, Δλ 2はいずれの波長帯 XAR:， Δλ G, Δλ.Βとも重ならな い。 本実施の形態では、 このような関係を満たすように、 第 1及び第 2の傾斜角 度 0 1 , Θ 2,並びに透過波長帯△ λ 1， Δ λ 2, Δ λ 3が設定されている。 :なお、 · 例えば、 光学フィルタ.1 3を構成する層数や層厚等を適宜^定することで、 光学 フィ.ル夕 1 3に 3バンドパス特性を持たせて透過波長帯 Δλ Ι', Δλ'2, Δλ 3 を適宜言 定することができることは周知である。
したがって； 本実施の形態では、 回転板 12の傾斜角度 Sを 0 ° (こすると光学 フィルタ 1 3は Β光のみを選択的に透過し、 回転板 1 2の傾斜角度 0.を第 2の傾 斜角度 02にすると光学フィルタ 1 3は G光のみを選択的に透過し、 囱転扳 1 2 の傾斜角度 ^を第 1の傾斜角度 S 1にすると光学フィル夕 1 3は R光のみを選 択的に透過する。
もっとも、 R光、 G光及び Β光のいずれかを選択的に透過させる場合であって ' も、 傾斜角度 0 1, θ 2, 波長帯△ λ R, △ λ G， Δλ Β及び透過波長帯 Δ λ 1 , Δ λ 2, Δλ 3の関係は、 図 9に示す例に限定されるものではない。 例えば、 Θ =0° の場合に、 透過波長帯 Δλ 1， Δ λ'2, Δえ 3のうちのいずれか 1つの透 過波長帯のみが波長帯 Δ λ R, Δ λ G, ΔλΒのうちのいずれか 1つの波長帯の みと重なり、 0; » 1の場合に透過波長帯 Δλ 1, Δλ 2, Δλ 3のうちの残り . の 2つの透過 長帯のうちのいずれか Γつの透過波長帯のみが波: S帯 A 'AR, Δ λ G, △ λ'Βのうちの残りの 2つの波長帯のうちのいずれか 1つの波長帯のみと 重なり、 6 = 02の場合に透過波長帯 Δλ 1, Δ λ 2, Δλ 3のうちの残りの 1 つの透過波長帯のみが波長带△ λ R， Δ λ G, Δλ Βのうちの残りの 1つの波長 帯のみと重なるように、 前記関係を設定すればよい。
ここで'、 図 9に示すような関係に設定する場合のシミュレ:"シヨン結果の一例 を、 図 1 1乃至図 1 3に示す。 このシミュレ一 ヨンでは、 ハロゲンランプから の光を図 1 0に示す 3バンドパス特性を有する光学フィルタ （入射光作製用の光 ' 学フィルタ） をS過させた光が、 光学フィ.ル夕 1 3に対する入射光であるものと した。 そして、 この入射光を光学フィルタ' 1 3にその法線方向に入射させた場合 (0 = 0° の場合に相当） 'の、 光学フィル夕 1 3を透過した後の光のスペクトル- のシミュレ シヨン結果を、 囟.1 1に示す。 また、 この入射光を光学フィルタ 1 3の法線方向に対して 30° 傾けて光学フィルタ 1 3に入射させた場合 (θ = Θ 2 = 30° の場合に相当） の、 光学フィル夕 1 3を透過した後の光のスペクトル のシミ レーシヨン結果を、 図 12に示す。 さらに、 この入射光を光学フィル夕 1 3の法線方向に対して 40° 傾けて光学フィル夕 1 3に入射させた場合 ·（ = . 0 1 =40° の場合に相当） の、 光学フィルタ 1 3を透過した後の光のスぺクト ルのシミュレ一ション結果を、 図 1 3に示す。 このシミュレーションに嚓し、 光 .学フィル夕 1 3は、 80層の積層膜であるものとし、 光入射側から奇数番目の層 は全て厚さ 50 nmの S i〇 2層であるものと.し、 光入射側から偶数番目の層は 全て厚さ 50 nmの Nb 2 O 5層であるものとした。
図 1 0乃至図 1 3から、 光学フィル夕 1 3の構成としてそのシミュレーション 時のような構成を採用し、 第 1及び第 2の傾斜角度 Θ 1， 02を 40° 及び 3 0° にそれぞれ設定すれば、 0 = 0° の場合に B光のみが光学フィル夕 1 3を選 択的に透過し、 > = Θ 2の場合に G光のみが光学フィル夕 1 3を選択的に透過し、 Θ = θ 1の場合に R光のみが光学フィルタ 1 3を選択的に透過することがわか る。 .. .
本一実施の形態では、 図 1中のデバイス制御回路 3は、 画像信号制御回路 6から R光選択信号を受けているときには全ての素子 1 0の可動電極 1 6と第 1の固 定電極 1 8 aとの間に電圧を印加して 0 = 0 1とし、 G光選択信号を受けてい ¾ 5 ときには全ての素子 1 0の可動電極 1 6と第' 2の固定電極 1 8 bとの間に電圧 ' を印加して Θ = 0 2とし、 Β光選択信号を受けているときには全ての素子 1 0の 可動電極 1 6と固定電極 1 8 a， 1 8 bとの間には電圧を印加せず = 0 ° どす る。: . . . , . 本実施の形態では、 前述した光学デバィス 2及びデバイス制御回路 3からなる0 ' 可変フィル夕装置 4が用いられており、 光学フィルタ 1 3の波長選択特性を利用 して通過させる光の波長を'変えるので、 可変フィル夕装置 4の代わりに従来と同： 搽に偏光を利用する液晶デバィスを用いる場合に比べて、 .光の利用効率が大幅に また、 本実施の形態では、 単一の ^きな光学フィルタを用いてそれ ¾動かすこ5 とで通過きせる光の波長を変えるものではなく （すなわち、 .マクロの機械的な機 ：- 構を用いるものではなく） 、 マイクロアクチユエ一夕アレーの個々のマイクロア . クチユエ一夕の可動部 （本実施の形態では、 回転板 1 2 )'に個々の光学フィル夕 1 が設けられ、 これらの複数の光学フィル夕 1 3がそれぞれマイクロアクチュ エー夕によって動かされることで、 一斉に同じ色選択動作を行う。 したがって、0 個々の光学フィル夕 1 3は小さくすることができて軽量にすることができる。 よ つて、 個々の光学フィル夕 1 3の動作速度を高めることができ、 色選択の動作速 • 度を高めることができる。 また、 マクロの機械的な機構を用いて可変フィル夕装 置を構成する場合に比べて、 可変フィル夕装置 4の小型化を図ることができる。 このように、 本実施の形態によれば、 可変フィルタ装置 4に関して、 マクロの5 機械的な機構を用いた手段に比べて小型化及び動作の高速化を図ることができ、 しかも、 光の利用効率を高めることができる。 よって、 本実施の形態によれば、 .投射型表示装置全体としても、 小型化を図ったり光の利用効率を高めたりするこ とができる。
なお、 本実施の形態では、 前述したように、 全ての素子 1 0の光学フィル夕 1 3が同一の波長選択特性を有し、 全ての素子 1 0の回転板 1 2の傾斜角度が常に 互いに同一にされていたが、 本発明では必ずしもこれに限定されるものではない。 ' 例えば、 全ての素子 1 0をいくつかの'グループに分け 各グループの素子 1 0の 光学フィル夕 1 3をグループ毎に異なる波長選 i 特性を持つように構成し、 デバ イス制御回路 3 、 画像信号制御回路 6から R光選択信号を受けたときに、 '各グ ' ループ毎に異なる駆動信号を印加して回転板 1 2の傾斜角度を各グループ毎に 異ならせることで、 全てのグループの素子 1' 0の光学フィル夕 1 3が R光を選択 的に透過させるように、構成してもよい。 この場合は、例えば、固定電極 1 8 a， · 1 .8 bは各グループ毎に共通接続して、 異なるグループ間では独立した駆動信号 を印加.でき.るように配線すればよい。
' [第 2の実施形態] ' ノ
図 1 4は、 本発明の第 2の実施の形態による投射型表示装置で用いられる'光学 ； デバイス 5 2の隣り合う 2つの単位素子 6 0を模式的に示す'概略平面図であり、 . 図 3に対応している。 図 1 5は、 図 1 4中の C _ C ' 線に沿った概略断面図であ • る。 .図 1 4及び図 1 5-において、 図 3及び図 4中の要素と同一又は対応する要素 には同一符号を付し、 その重複する説明は省略する。
本実施の形態による投射型表示装置が前記第 1の実施の形態による投射型表 示装置と異なる所は、 光学デバイス 2に代えて光学デバイス 5 2が用いられ、 こ れに伴い、 デバイス制御回路 3から光学デバイス 5 2に供給される信号が電圧信 号ではなぐ、 後述する電流信号である点のみである。
光学デバイス 5 2が光学デバイス 2と異なる所は、 以下に説明する点である。 図面には示していないが、 光学デバイス 5 2では、 単位素子 1 0に代わる単位素 子 6 0が、 基板 1 1上に 2次元状に複数配置されている。 ■ 光学デバィス 5 2が光学デバィス 2と基本的に異なる所は、 光学デバィス 2で は可動部としての回転板 1 2が回転可能に支持されているのに対し、 光学デバィ ス 5 2.では、 以下に説明するように、 片持ち梁構造が採用されている点である。 各素子 6 0は、 基板 1 1に対して角度に関する姿勢が変化し得る可動部として の可動板 6 2と、 可動板 6 2に設けられた光学フィルタ 1 3 (この光学フィル夕 1 3は、光学デバイス 2の光学フィルタ 1 3と同一で ¾る。） と、 を有している。
'可動板 6 2は、 下側の S i N膜 7 1と上側の S i N膜 7 2とによって矩形の'平 板状に構成され、 その周囲には剛性を高めるための段差 6 2 aが形成されている。 光学フィル夕 Γ3は、 S i N膜 7 2 ·上に形成されている。
' 可動板 6 2の一 X側の一辺における両側部分が、 それぞれ基板 1 1から立ち上 がるポスト 6 4に板ばねをなすヒンジ 6 5を介して支持され、 可動板 6 2は、 ヒ - ンジ 6 5によって傾き可能に支持されている。 本実施の形態では、 このように、 ヒンジ.6 5によって一端辺が支持される片持ち梁 造が採用されている。 可動板 6 2.に後述するローレンツ力が付与されていない場合には、 tンジ 6 5の復帰力 (本実嗨の形態では、 バネ力） よって、 可動板 6 2が X Y.平面と平行となる姿 勢に復帰するようになっている。 可動板 6 2を構成する S i N膜 7 1， 7 ' 2は、 そのままヒンジ 6 5及びポスト 6 4に延在している。 ノ
S i N膜 7 1， 7 2.間には、 図 1 4に示すように、 + Y側のポスト 6 4から、 Y側のヒンジ 6 5、 可動板 6 2の + Y側の辺付近、 可動板 6 2の + X側の辺付 近、 可動板 6 2.の一 Y側の辺付近、 —Y側のヒンジ 6 5を通って、 一 Y側のボス 卜 6' 4に至る A 1膜からなる配線 6 3が形成されている。 本実施の形態では、 配 線 6 3は光学フィル夕 1 3と重ならないように配置されているが、 重なるように 配置した場合には、 配線 6 3を I T O膜等で構成すればよい。 図示していない永 久磁石 （電磁石等でもよい。 ） によって、 X軸方向に沿ってその一方側へ向かう 略均一な磁界を発生している。
配線 6 3のうち、 可動板 6 2の + X側の一辺に沿って Y軸方向に延びた直線状 の部分 6 3 aが、 前記磁石による磁界内に配置されて通電により駆動力としての ローレンツ力を生じる電流路 （ローレンツ力用電流路） を構成している。 配線 6 3の他の部分は、 ローレンツ力電流路 6 3 aに電流を供給するための供給路とな つている。 前記磁石によって前記磁界が発生しているので、 ローレンツ力電流路 6 3 aに流す ¾流の向きに応じて、 一 Z方向又は + Z方向のローレン.ッ力がロー レンツ力電流路 6 3 a (ひいては、可動板 6 2 )に作用.する。本実施の形態では、 ローレンツカ電.流路 6 3 aが駆動力発生部となっているが、 駆動力は必ずしも'口 一レンツ力に限定されるものではない。 しかしながら'、 口一レンツ力は電流に対 して直線性が良いので、 駆動力の大きさを調整して、 駆動力とヒンジ 6 5のバネ 力とが釣り合う所望の傾斜角度で安定して可動板' 6 2を保持するためには、 駆動 力として口一レンツ力を用いることが好ましい。
なお、 ヒンジ 6 5及びポスト 6 4は、 可動板 6 2から延在する S i Ν膜 7 1 , . 7 2及.び配線 6 3によって構成されている。 ■
配線 6 3の一端は、 + Y側のボス卜 4において、 S i N腠 7 1 形成したコ ン夕クトホールを介して、 基板 1 1上に形成された A 1膜からなる配線 6 6 'aに 接続されている。 同様に、 配線 6 3の他端は、 —Y側のポスト 6 4において、 S . i N膜 7 1に形成し'たコンタクトホールを介して、 基板 1 1上に形 された A 1 膜からなる配線 6 6 b.に接続されている。 配線 6 6 a , 6 6 bは、 S i N膜又は S i O 2膜からなる絶縁膜 8 0で覆われている。
配線 6 6 aによって、 全ての素子 6 0のローレンツ力電流路 6 3 aの一端が電 気的に共通に接続されている。 同様に、 配線 6 6 bによって、 全ての素子 6 0の • 口一レンツ力電流路 6 3 aの一端が電気的に共通に接続されている。 これにより、 全ての素子 6 0のローレンツ力電流路 6 3 aが並列接続されている。 したがって、 全ての素子 6 0のローレンツ力電流路 6 3 aに対して共通して、 駆動信号である 口一.レンツ力用電流が供給されるようになっている。 なお、 全ての素子 6 0の口 —レンツ力電流路 6 3 aには、 同じ向きの口一レンツ力が生ずるようになつてい る。 全ての素干 6 0のローレンツ力電流路 6 3 aが並列接続する代わりに、 全て の素子 6 0のローレンツ力電流路 6 3 aを直列接続してもよいし、 複数の素子毎 にローレンツ力電流路 6 3 aを直列接続してその直列接続体を 列接続しても よい。 これらの場合にも、 全ての素子 6 0のローレンツ力電流路 6 3 aに対して 共通して、 駆動信号であるローレンツ力用電流が供給される。 ，
' この光学デバイス 5 2では、 ローレンツ力電流路 6 3 aにローレンツ力用電流 を流すと、 ロー ンツ力電流路 6 3 aに生ずる□一レンツ力とヒンジ 6 5のバネ 力とが釣り合う傾斜角度まで可動板.6 2が傾斜し、 その状態を保持する。 したが ' つて、 口 レンツ力電流路 6 3 aに流すに流す電流の大きさを変えることで、 保 持される可動板 6 2の傾きを変えること力できる'。 なお、 口一レンツ力の向きは + Z'方向でもよいし、 一 Z'方向でもよい。 .
本実施の形態においても、 光学フィル夕 1 3は前記第 1の実施の形態の場合と 同じであるので、 デバイス制御回路 3は、 画像信号制御回路 6から R光選択信号 を受けているときには、'駆動信号として、 全ての素子 6 0の" ί [動板 6 '2の傾斜角 度 （Χ Υ平面に対する傾斜区角度) Θを前述した第 1の傾斜角度 1にする'大き ； さの電流を、 全ての素子 6 0のローレンツ力電流路 6 3 aに流す。 また、 デバイ . 'ス制御回路 3は、 画像信号制御回路 6から G光選択信号を受けてい'るときには、 駆動信号として、 全ての素子 6 0の可動板 6 2の傾斜角度 6>を前述した第 2の傾 斜角度 0 2にする大きさの電流を、 全ての素子 6 0の口一'レンツ力電流路 6 3 a に流す。 さらに、 デバイス制御回路 3は、 画像信号制御回路 6から B光選択信号 を受けているときには、 全ての素子 6 0の可動板 6 2の傾斜角度 Θを 0 ° にする ' ベく、 全ての素子 6 0の口一レンツ力電流路 6 3 aに電流を流さない。
本実施の形態では、 素子 6 0のうち光学フィル夕 1 3以外の部分が 1つのマイ クロアクチユエ一夕を構成している。 そして、 光学デバイス 5 2'を構成している 複数の素子 6 0のうち各光学フィル夕 1 3を除いた部分が、 複数のマイクロァク チユエ一夕を備えたマイクロアクチユエ一夕アレーを構成している。 次に、 光学デバイス 52の製造方法の一例について、 図 16乃至図 18を参照 して説明ずる。 図 16乃至図 18は、 この製造方法における各工程の状態を模式 的に示す概略断面図であり、 図 15に示す断面図に対応している。 ただし、 図 1 6乃至図 18では、 1つの素子 60の断面のみについて示している。 なお、 以下 の説明における材料や寸法は例示であり、 それらに限定されるものではない。 まず、 パイレックスガラス基板ゃザフアイャ基板等の基板 1 1上に、 厚さ 0. 3 mの A 1膜:を形成し、 この A 1膜を、 -配線 66 a'， 66 b等の形状にパ夕'一 ニングする。 次いで、 それらの上に基板 1 1上の全面に獰つて S i N膜又は S i 02膜等からなる厚さ 0. 5 mの絶縁膜 80を形成する （図 16 A) 。
次に、 絶縁膜 80上の全体に、 犠牲層としての厚さ.3 mのレジスト 91を形 成する （図 16B) 。 更に、 レジスト 91.上に、 可動板 62に合わせた犠牲層と しての厚さ 3 のレジス卜 92を島状に形成する （図 16 C) 。
引き'.続いて、 レジス卜 91及び絶縁膜 80に、 ポスト 64におけるコンタクト ホールに応じた開口 （一辺 5 xmの正方形状の開口） を形成する （図 16D) 。
その後、'. S i N膜 71を形成し、 この S i N膜 71を、 可動板 62、 ボス小 6 4及びヒンジ 65の形状にパターニングする （図 17A) 。 このとき、 この S i N膜 71には， ポズト 64におけるコンタクトホールに応じた開口'を形成する。 次に、 厚さ 0. 3 xmの A 1膜を形成し、 この A 1膜を配線 63の形状にパ夕 一二ングする （図 17 B) 。 更に、 その上に厚さひ. 3 //mの S i N膜 72を形 成し、 その5 膜72を、 可動板 62、 ポスト 64及びヒンジ 65の形状にパ 夕一二ングする （図 17 C) 。
次いで、 S i 02層と Nb 202層との交互層を多数積層した構成であって全 体の層厚が 4 の誘電体多層膜を形成し、 この誘電体多層膜を光学フィルタ 1 3の形状にパターニングする （図 17 D) 。.
次いで、 図 17 Dの状態の基板上に保障層としてのレジス卜 93を形成する。 更に； 基板 1 1の下面上に、 マイクロレンズ 1 1 aの形状に合わせた曲面を持つ ようにグレイトーンマスク等で露光 ·現像したレジスト 9 4を形成する （図 1 8 A) 。 ' ■·
その後、 基板 1 1の下面側がマイクロレンズ 1 1 aとなるよう.に、 レジスト 9 4をマスクとして基板 1 1の下面側をドライエッチングする （図 1 8 B ) 。
最後に、 レジスト 9 1〜9 3をプラズマアツシング法等により除去する。 これ により、 光学デバイス 5 2が完成する'。 .
本実施の形態.'によっても、 前記第 1の実施の 態と同様の利点が得られる。 ' ところで、' 本実施の形態による投射型表示装置に採用されている可変フィルタ 装置 （光学デバイス 5 2及びデバイス制御回路からなる可変フィル夕装置） は、 用途によっては、 次のように変形してもよい。 この変 例について、 図 1 9も参 照して説明する。 図 1 9は、 この変形例における光源 1'からの光のスペクトルの 波長帯 Δ λ R G Bと、 光学フィルタ 1 3の単一の波長帯 Δ λ 1 1との関係を示す 図であ.る。 図 1 9 Αは可動板 6 2の傾斜角度 0が 0 ° である場合、 .図 1 .9 Bはそ の傾斜角度 0が大きくなつた場合、 図 1 9 Cはその傾斜角度 6*が更に大きくなつ た場合 ¾、 それぞれ示している。'. .
, この変形例では、 光源 1として可視領域内において連続的なスペクトルの光を . 発するハロゲンランプ等を用い、 この連続的なスペクトルの光 （図 i. 9では、 そ の波長帯を△ λ R G B.で示している。 ） を、 次のよ.うに変形した光学デバイス 5 2に入射きせる。 この変形例では、光学デバイス 5 2の光学フィル夕 1 3として、 図 1 9に示すように単一の透過波長帯 Δ λ 1 1.を持つ波長選択特性を有するフ ィル夕を設ける。 この例では、 図 1 9 Αに示す 0 = 0 ° から図 1 9 Cに示す角度 • まで連続的に変えることで、 選択的に透過する光の波長を、 ほぼ G光から B光ま で連続的に変えることができる。 マイクロアクチユエ一夕を可動板 6 2の傾斜角 度の可変範囲がより大きくなるように構成するとともに、 0 = 0 ° の場合の厶 λ 1 1を R光付近に設定すれば、 可動板 6 2の傾斜角度を連続的に変えることで、 選択的に透過する光の波長を、 ほほ' R光から Β光まで連続的に変えることができ る。 したがって、 このように変形すれば、 R光から B光まで連続的に通過波長を 変える用 に用いることができる。 また、 マイクロアクチユエ一夕を可動板 6 2 の傾斜角度の可変範囲がより大きくなるように構成するとともに、 = 0 ° の場 合の Δ λ 1 1を R光付近に設定すれば、 この単一の透過波長帯 Δ λ 1 1を持つよ うに変形した光学デバイス 5 2は、 前記第 2の実施の形態における光学デバイス
5 2に代えて用いることができる。 この場合、 デバイス制御回路 3は、 色選択信 号に応じて、 ローレンツ力電流路 6 3 aに電流を流さない状態、 G光用の電流を 流す状態及び B光用の電流を流す状態に切り替えればよい。
、 また、 前記第 1の実施の形態や前記第 2の実施の形態において採用されている 可変フィルタ装置は、 用途によっては、 2色の光'を切り替えて可変に出力するよ うに構成してもよい。 この'変形例では、 例えば G光及び B光のうちのいずれかの みを選択的に出力するように構成する場合には、 図 9から理解できるように、 例 えば、光源 1 (必要に応じて、適当な波長選択特性を有する光学フィルタを含む。 ) かちの光として、 G光及び B光の 2つの離散的な波長帯△ λ G, の成分の 光を、 当該可変フィル夕装置に人射させ、 光学フィル夕 1 3.を、 離散的な 2つの 透過波長帯△ λ 1 , Δ λ 2を持つバンドバス特性 （いわゆる 2バンドパス特性） . を持つように構成してもよい。 このとき、 例えば.、 図 2 0に示すように、 各素子
6 0の光学フィル夕 1 3を、 比較的狭い透過波長帯 Δ λ 1 , Δ λ 2の代わりに比 交的広い透過波長帯 Δ λ 1 ' , Δ λ 2 ' を持つように構成してもよい。 .
[第 3の実施の形態]
図 2 1は、 本発明の第 3の実施の形態によるシャツ夕装置 1 0 4を示す概略構 • 成図である。
本実施の形態によるシャツ夕装置 1 0 4は、 光学デバイス 1 0 2及びこれを制 御するデバイス制御回路 1 0 3とから構成されており、 切替信号に応じて、 光源 1 0 1からの入射光のうち可視領域内の少なくとも一部の波長帯の光を通過さ せるオン状態と、. 光源 1 0 1からの入射光のうちの可視領域内の光を実質的に通 過させないオフ状態とを切り替える。 ·
' 光源 1 0 1は、. 前記第 1の実施の形態における光源 1と同じであり、 光源 1 0 1からの光の波長帯は、 離散的な 3つの比較的狭い波長-帯、 すなわち、 R光、 G 光及び Β光の波長帯△ λ R，. △ λ G, Δ λ Βである。
5 ' 本実施の形態では、'光源 1 0 1からの光は、 平行光束として光学デバィス' 1 0 ' 2に入射するようになっている。 必要に応じて、 コリメ一夕レンズ等を用いて光 源 1からの光を:平行光束にしてもよい。 また、 光学デバイス 1 0 2へ入射させる 光は必ずしも、 平行光束でなくてもよい。 . · .
' 光学デバ'ィス' 1 0 2は、 以下に説明する点を除いて、 前記第 1の実施の形態に0 よる投射型表示装置で採用されている光学デバイス .と同一に樺成されている。
光学デバィス 1 0 2が光学デバィス 2と異なる所は、 各素子 1 0において第 2の ' 固定電極 1 8. 及びストツバ 3 1 bが除去され、 更に配線 1 9 bも除去されてい ' る点と、 各素子 1 0の光学フィル夕 1 3の波長選択特性の点のみである。
' この光学デバイス 1 0 2では、 固定電極 1 8 aと可動電極 i. 6との間に電圧が5 印加されて回転板 の傾斜角度 0が傾斜角度 1に保持された状態と、 固定電 ； 極 1 8 aと可動電極 1 6との間に電圧が印加されずに回転板 1 2の傾斜角度 Θ が 0 ° に保持されだ状態との、 いずれかの状態に切り替えられる。 ' .
図 2 2は、 光源 1 0. 1からの離散的な R光、 G光及び B光の波長帯△ A' R， Δ 'λ G，. . Δ λ Bと、 光学デバィス 1 0 2の光学フィルタ 1 3の離散的な透過波長帯 0 Δ λ 2 1 , Δ λ. 2 2 , Δ λ 2 3との関係を、 模式的に示す図である。 図 2 2 Αは 回転板 1 2の傾斜角度 が 0 ° の場合、 図 2 2 Bは回転板 1 2の傾斜角度 Θが前 記傾斜角度 0 1の場合を、 それぞれ示している。
前述したように、 本実施の形態では、 光源 1からの光の波長成分は、 可視領域 において、 離散的な R光、 G光及び B光め衩長帯△ λ R , Δ λ G, Δ λ Βのみし 5 か有していない。 . '
そして、 本実施の形態では、 光学デバイス 1 0 2の各素子 1 0の光学フ ル夕 13は； 図 22に示すように、 可視領域において、 離散的な 3つの透過波長帯 Δ λ 21 , Δ λ 22, Δ λ 23を持つバンドバス特性（いわゆる 3バンドバス特性） を有している。回転板 12が傾くほど（すなわち，傾斜角度 Θが大きくなるほど）、 光学フィル夕 1 3を構成する誘電体多層膜の各層の実効的な厚さが厚くなるた め、 図 22に示すように、 透過波長帯△ λ 21, Δ λ 22 , Δλ 23は短波長側 にシフトしていく。 なお、 本実施の形態では、 基板 1 1に対する入射光の入射角 度は不変である.。 - ' + ' 本実施の形態では、 0 = 0° の場合には、 図 22 Α·に示すように、 3つの透過 波長帯 Δ八 2 Γ， Δ λ 22, △ λ 23が 3つの波長帯△ λ R, Δ λ G, ΔλΒと それぞれ重なっている。一方、 =01の場合には、 3つの透過波長帯 Δλ 21， Δ λ 22, Δ λ 23は、 ぃずれの波長帯厶人尺，.厶人0，' 久8とも重ならなぃ。 本実施の形態では、 光学デバイス 102の各素子 10の光学フィル夕 13は、 こ のよう.な関係を満たすように、傾斜角度 θ 1及び透過波長帯 Δえ 2.1， △ λ 22 , Δ λ.23が設定されている。 ' '—— ' ' '
したがって、 本実施の形態では、 回転板 12の傾斜角度 0.を 0° にすると、 光 学フィルタ 13は R光、 G光及び Β光を全て透過して透過後の光も透過前の光と ほぼ同じ白色光となる。 一方、 回転板 12の傾斜角度 0を前記傾斜 度 01にす ると、 R光、 G光及び Β光のいずれの波長帯の光も透過せず、 光源 101'からの .光は完全 遮光される。
ここで、 図 2.2に示すような関係に設定する場合のシミュレーション結果の一 例を図 23及び図 24に示す。 このシミュレーションでは、 ハロゲンランプから ' の光を図 10に示す 3バンドパス特性を有する光学フィル夕を透過させた光が、 光学フィルタ 13に対する入射光であるものとした。 そして、 この入射光を光学 フィル夕 13にその法線方向に入射させた場合 (Θ = 0。 の場合に相当） の、 光 学フィル夕 13を透過した後の光のスペクトルのシミュレーション結果を、 図 2 3に示す。 また、. この入射光を光学フィルタ 13の法線方向に対して 30°'傾け て光学フィル夕 1 3に入射させた場合 = 0 1 = 3 0 ° の場合に相当） の、 光 学フィルダ 1 3を透過した後の光のスペクトルのシミュレーション結果を、 図 2 4に示す。
図 2 3及び図 2 4から、 光学フィル夕 1 3の構成としてそのシミュレーション 時のような構成を採用し、 傾斜角度 0 1を 3 0 ° に設定すれば、 光学フィル 1 ' '3は、 = 0 " の場合に R光、 G光及び B光からなる白色光が透過し、 θ = 6» 1 の場合にいずれの波長帯の光も遮光されることがわかる。 . '， ' 本実施の形態では、 図 2 1中のデバイス制御回路 1 0？は、 外部からの切替信 ' 号を受けて、 切替信号がオン状態を示す場合には、 全ての素子 1 0の可動電極 1 6と固定電極 1 8 aとの間には電圧を印加せず ' = 0 ° とし、 切替信号がオフ状 態を示す場合には、 全ての素子 1ひの可動電極 1 6と固定電極 1 8 aとの間に電 圧を印加して 0 = θ. 1とする。 . ,
本実.施の形態による.シャッ夕装置 1 0 4では、 M述した光学デバイス 1 0 2及 びデバイス制御回路 1 0 3が用いられており ·、 光学フィル夕 1.3の波長選択特性 'を利用して光の透過をオン 'ォブさせるので、 シャツ夕装置 1 0 4の代わりに従 来と同様に偏光を利用する液晶シャツ夕を用いる場合に比べて、 光の利用効率が . 大幅に高まる。 ' ノ
また、 本実施の形態では、 単一の大きな光学フィル夕を用いてそれを動かすこ とで通過させる.光の波長を変えるものではなく （すなわち'、 マクロの機械的な機 構を用いるものではなく） 、 マイクロアクチユエ一夕アレーの個々のマイクロア クチユエ一夕の可動部 （本実施の形態では、 回転板 1 2 ) に個々の光学フィル夕 • 1 3が設けられ、 これらの複数の光学フィル夕 1 3がそれぞれマイクロアクチュ エー夕によって動かされることで、 一斉に同じオン，オフ切替動作を行う。 した がって、 個タの光学フィルタ 1 3は小さくすることができて軽量にすることがで きる.。 よって、 個々の光学フィル夕 1 3の動作速度を高めることができ； オン · オフの動作速度を高めることができる。 また、 マクロの機械的な機構を用いてシ ャッタ装置 104を構成する場合に比べて、 シャツ夕装置 104の小型化を図る ことができる。 ' ■
このように、 本実施の形態によれば、'マクロの機械的な機構を用いた手段に比 ベて小型化及び動作の高速化を図ることができ、 しかも、 光の利用効率を高める ことができる'。 ■ '
なお、 波長帯 A AR, Δ'λ G, Δλ'Βと光学デバイス Γ02の光学フィルタ 1 3'の離散的な透過波長帯 Δ λ 1， Δ λ 2 '.. Δ λ 3との関係は、 図 22に示す例に 限定されるものではなく、 例えば、 0 = 01の場合に R光、 G光及び Β光からな る白色光が透過し、 Θ = 0° の場合にいずれの波長帯の光も遮光されるように、 設定することも可能である。 ' ：
本実施の形態では、 光学デバイス 102は、 前記第, 1の実施の形態で揉用され · ていた光学デバイス 2を変形したものとされていたが、 光学デバイス 102の代 わりに、 前記第 2の実施の形態で採用されていた光学デバイス 52を変^^したも のを用いてもよい。 この場合、 光学デバイス 52における各素子 60の光学フィ ル夕 13を、 光学デバイス 102の光学フィル夕 13と同じもの （すなわち、 図 22に示す波長選択特性を有する光学デバイス）で置き換えればよい。 この場合、 . デバイス制御回路 Γ 02ほ、切替信号がオフ状態を示す場合は、駆 Κ信号として、 全ての素子 60の可動板 62の傾斜角度 （ΧΥ平面に対する傾斜 Κ角度） ' Θを前 記傾斜角度 1にする大きさの電流を、 全ての素子 60のローレンツ力電流路 6 3 aに流し、 切替信号がオン状態を示す場合は、 全ての素子 60の可動板 62の 傾斜角度 を 0° にするべく、 全ての素子 60の口一レンツ力電流路 63 aに電 ' 流を流さない。
ところで、 第 3の実施の形態によるシャツ夕装置 104を、 次のように変形し てもよい。 すなわち、， 光源 101からの光の波長成分が AAR, ΔλΘ, ΔλΒ であっても、 オン状態において、 AAR， Δ λ G, Δ λ Βのうちのいずれか 1つ 又は ·2つの波長帯の光のみを選択的透過させるようにしてもよい。 この場合、 ォ ン状態で例えば Δ λ Β , Δ λ Gの波長帯の光のみを選択的に通過させる場合には、 各素子 1 0の光学フィル夕 1 3を、 2つの透過波長帯△え 2 1 , Δ λ 2 2のみを 持つ Λンドパス特性を持つように構成すればよレ ^。
また、 光源 1 0 1からの光の波長成分は Δ λ R , Δ λ Θ, Δ λ Βに限定される ものではなく'、 例えば、 そのうちのいずれか 1つ又は 2つのみを含んでいてもよ い。 例えば、 光源 1 0 1からの光が Δ'λ G.のみを含む場合、 各素子 1 0の光学フ イリレタ 1. 3を、 .1つの透過波長帯△ λ 2 2のみを持つ単一バンドパス特性を持つ ように構成すればよい。 また、 この場合、 例えば、 図 2 5に示すように、 各素子. ' 1 0の光学フィル夕を、 遮断波長以下の波長帯 Δ λ Sを透過させるショートパス 特性を持つように構成してもよい。 ' ' ：
以上、 本発明の各実施の形態について説明したが、 本発明はこれらの実施の形- 態に琅定されるものではない。 . .
例えば、 前記第 1及び第 2の実施の形態は、 本発明による可変フィル夕装置を •投射型表示装置に用いた例であつたが、 本発明による可変フィルタ装置の用途は これに喂定されるものではなく、 .例えば、 蛍光顕 鏡において観察する波長を変 えるために用いてもよい。 .
前記第 1及び第 2の実施の形態で採用されている可変フィル夕 έ置や前記第 3の.実施の形態やその変形例によるシャツ夕装置では、 各単位素子が 2次元状に 配置されていたが、 用途によっては 1次元状に配置してもよい。
前記第 1及び第 2の実施の形態で採用されている可変フィルタ装置や前記第 3の実施の形態やその変形例によるシャツ夕装置では、 透過型として構成されて • いたが、 反射型として構成してもよい。 それらの装置において、 反射型の構成を 採用する場合には、 各素子において透過型の光学フィルタ 1 3に代えて反射型の 光学フィルタを採用すればよい。 このとき、 .入射光を基板 1 1側からではなく光 学フィルタ側から入射させれば、 基板 1 1等を透明材料で構成する必要はない。 また； この場合、. マイクロレンズ 1 1 aには光が入射しないので、 マイクロレン ズ 1 1 .aを形^しおく必要はない。

Claims

請 求 め 範 囲
1 . .基板に対して角度に関する姿勢が変化し得る可動部を有するマイクロァク チユエ一夕を複数有し、 当該複数のマイクロアクチユエ一夕の前記可動部が前記 基板の一方の面卿に 1次元状又は 2次元状に配置されたマイクロアクチユエ一
' 夕アレー'と、 ■ ' . · . . - 前記各マイクロアクチユエ一夕の前記可動部に^けられ波長選択特性を持つ 透過型又は反射型の光学フィル夕であって、 当該光学フィルタに対する入射光の .' 入射角度に応じて前記波長選択特性が変化する光学フィルタと、 .
' を備えたことを特徴とする光学デバイス。' , ：
2, 前記光学デバイスの前記各光学フィル夕は、 前記波長選択特性として 1つ 以上の通過波長帯を持つバンドバス特性を有することを特徴とする請求項 1記 載の光学デバイス。 . '· . ' ；
.
, 3 . 前記光学デバイスの前記各光学フィル夕は、 当該光学フィル夕に対する入
. 射光の入射角度が向じである場合において互いに実質的に同一の波長選択特性 を有することを特徴とする請求項 1又は 2記載の光学デバイス。 . . 4 . 前記複数のマイクロアクチユエ一夕に対して共通して駆動信号が供給され るように配線されたことを特徴とする請求項 1記載の光学デバイス。
5 . 前記複数のマイクロアクチユエ一夕のうちの少なくとも 1つのマイクロア クチユエ一夕の前記可動部は、' トーシヨンヒンジにより前記基板に対して所定の5 回転軸回りに回転可能に支持された回転部を含むことを特徴とする請求項 1に 記載の光学デバイス。
6 . 前記少なくとも 1つのマイクロアクチユエ一夕は、 前記回転部に一方の回 転方向への第 1の駆動力を付与し得る第 1の駆動力付与部と、 前記回転部に他方 の回転方向への第 2の駆動力を付与し得る第 2の駆動力付与部とを有すること 5 を特徴とする請求項 5記載の光学デバイス。 ■
7'. 前記少な とも 1つのマイクロアクチユエ一夕に関して、 前記回転部が前 記第 1の駆動力により前記一方の回転方向へ回転し前記回転部が前記基板側の 第 1の被当接部に当接して保持されたときの前記基板の前記一方の面に対する 10 前記回転部の角度と、 前記回転部が前記第 2 駆動力により前記他方の回耘方向 へ回転し前記回転部が前記基板側の第 2の被当接部に当接して保持されたとき の前記基板の前記一方の面に対する前記回転部の角度とが互いに異なるように、 設定ざれた.ことを特徴とする請求項 6記載の光学デバイス。
15. 8 . 前記複数のマイクロアクチユエ一夕のうちの少なくとも 1つのマイクロア
, クチユエ一夕の前記可動部は片持ち梁構造を持ち、 当該可動部は所定の姿勢に復 帰しようとする'復帰力が生ずるように設けられ、 当該可動部は前記復帰力に抗し た駆動力を生じ得る駆動力発生部を有することを特徴とする請求項 1に記載の 光学デバイス。 ，
20
9 . ' 前記駆動力発生部は、 磁界内に配置されて通電によりローレンツ力を生ず る電流経路であることを特徴とする請求項 8記載の光学デバィス。
1 0 . 入射光を受けて、 前記入射光のうちの所定波長領域内の可変に選択され 25 . る一部の波長帯の光を、 前記所定波長領域内に関して選択的に通過させる可変フ ィル夕装置であって、 請求項 1乃 M 9のいずれかに記載の光学デバイスと、 選択信号に応じて前記光 学デバイスを制御する制御部と、 を備え、
前記光学デバィスの前記各光学フィル夕は、 前記入射光の各部分光束をそれぞ れ受け、
前記制御部は、.前記入射光の各部分光束が前記 学デバイスの前記各光学フィ ： ル夕を透過又は反射した後の各光のいずれもが、 前記選択信号に応じた波長成分 であって互いに実質的に同じ波長成分の光となるように、 前記各マイクロアクチ ユエ一夕の前記可動部の姿勢を制御する、 '
ことを特徼とする可変フィル夕装置。
.
1 1 . 前記所定波長領域が可視領域であることを特徴とする請求項 1 0記載の.' 可変フィルタ装置。 .
1 2 : 前記入射光の前記所定波長領域内の光は、' 離散的な複数の波長帯の光か らなり、、 ■ ■ . . .
； 前記光学デバイスの前記各光学フィルタは、 前記波長選択特性として離 ¾的な . 複数の通過波長帯を'持つバンドパス特性を有し、 ' '
前記光学デバイスの前記各光学フィル夕に関して、.当該光学フィル夕の前記複 数の通過波長帯のうちのいずれか 1つの通過波長帯が前記入射光の前記複数の 波長帯のうちのいずれか 1つの波長帯と重なるときに、 当該光学フィル夕の他の 通過波長帯が前記入射光の他の波長帯と実質的に重ならないように、 当該光学フ • ィル夕の前記複数の通過波長帯が設定されたことを特徴とする請求項 1 0記載 の可変フィル夕装置。 1 3 . 前記入射光を構成する前記離散的な複数の波長帯の光は、 赤色の波長帯 の光、'緑色の波長帯の光及び青色の波長帯の光であることを特徴とする請求項 1 2記載の可変フィル夕装置。 ' .
1 4 . 前記入射光は、前記所定波長領域内において連続的なスぺクトルを有し、 前記光学デバイスの前記各光学フィルタは、 前記波長選択特性として前記所定 波長領域より帯域幅の狭い単一の通過波長帯を持つバンドパス特性を有し、
■ 前記光学デバイスの前記各光学フィルタに関して、 当該光学フィル夕の前記通 過波長帯が前記所定波長領域と重なるように、 当該光学フィルダの前記通過波長 帯が設定されたことを特徴とする請求項 1 0記載の可変フィルタ装置。 1 5 . 前記光学デバイスの前記各光学フィル夕は透過型の光学フィル夕であり、 前記基板は、 前記入射 'のうちの前記所定波長領域内の前記可変に選択される. 一部の波長帯の光に対して透明であり、
前記入射光のうちの前記所定波長領域内の前記可変に選択される一部の波長 '帯の光が前記基板を透過した後に前記光学デバイスの前記各光学フィル夕に入 射するか、 あるいは、 前記入射光のうちの前記所定波長領域内の前記可変に選択 される一部の波長帯の光が前記各光学フィル夕を透過した後に前記基板を透過 する、 ことを特徴とする請求項 1 0記載の可変フィル夕装置。
1 6 . 前記入射光のうちの前記所定波長領域内の前記可変に選択される一部の 波長帯の光が前記基板を透過した後に前記光学デバイスの前記各光学フィル夕 に入射し、
前記基板における前記入射光の入射側に、 前記入射光の部分光束を前記各光学 フィル夕に集光するマイク口レンズが形成されたことを特徴とする請求項 1 5 記載の可変フィル夕装置。
1 7 . 赤色の波長帯の光、 緑色の波長帯の光及び青色の波長帯の光を含む入射 光を受けて、 前記赤色の波長 の光、 緑色の波長帯の光及び青色の波長帯の光を 順次循環的に選択的に通過させる可変フィル夕装置と、
前記可変フィル夕装置からの各色の波長帯の光を順次受けて、 当該色の波長帯 の光をそれに同期した色成分の画像信号によって変調する空間光変調部と、 前記空間光変調部により得られる変調光を投射する投射光学系と、
' を備え、 . ■
.前記可変フィルタ装置として、 請求項.ュ 0乃至 1 6のいずれかに記載の可変フ ィル夕装置が用いられたことを特徴とする投射型表示装置。 . 1 8 . 入射光を受けて、 前記入射光のうちの所定波: ¾領域内の少なくとも一部 の波長帯の光を通過させる第 1の状態と、 前記入射光のうちの前記所定波長領域 内の光を.実質的に通過させない第 2の状態とを切り替え.得るシャツタ装置であ つて、 · ■ ■
, 請求項 1乃至 9のいずれかに記載の光学デバイスと： 切替信号に応じて前記光 学デバイスを制御する制御部とを備え、
前記光学デバィスの前記各光学フィル夕は、 前記入射光の各部分光束をそれぞ れ受け、 ■ ' '· ■ '
前記制御部は、 前記切替信号が前記第 1の状態を示す場合には、 前記入射光の 各部分光束が前記光学デバイスの前記各光学フィル夕を透過又は反射した後の 各光のいずれもが、 前記少なくとも一部の波長帯の光となるように、 前記各マイ クロアクチユエ一夕の前記可動部の姿勢を制御するとともに、 前記切替信号が前 .記第 2の状態を示す場合には、 前記光学デバイスの前記各光学フィル夕の通過波 長帯が前記入射光のいずれの波長帯とも実質的に重ならないように、 前記各マイ クロアクチユエ一夕の前記可動部の姿勢を制御する、
ことを特徴とするシャツ夕装置。
1 9 . 前記所定波長領域が可視領域であることを特徴とする請求項 1 8記載の シャッタ装置。
2 0 . 前記入射光のうちの前記所定波長領域内の光は、 離散的な複数の波長帯 の光からなり、 '
前記光学デバイスの前記各光学フィルタは、 前記波長選択 ift性として離散的な 複数の通過波長帯を持つバンドパス特性を有し、 + ' 前記光学デバイスの前記各光学フィル夕に関して、 ·前記第 1の 態で前記入 W.
• 光の前記複数の波長帯の光が当該光学フィルタの前記複数の通過波長帯とそれ ぞれ重なるように、 当該光学フィル夕の前記複数の通 ϋ波長帯が設定されたこ t を特徴とする請求項 1 8記載のシャツ夕装置。
2 1 . 前記入射光を構成する前記離散的な複数の波長帯の光は、 赤色の波長帯 .の光、 緑色の 長帯の光及び青色の波長帯の光であることを特徴とする請求項 2 0記載のシャツ夕.装置。 '·
2 2 . 前記光学デバイスの前記各光学フィル夕は透過型の光学フ ル夕であり、 前記基板は、 '前記入射光のうちの前記所定波長領域内の前記少なくとも一部の 波長帯の光に対して透明であり、
前記入射光のうちの前記所定波長領域内の前記少なくとも一部の波長帯の光 が前記基板を透過した後に前記光学デバイスの前記各光学フィル夕に入射する .か、 あるいは、 前記入射光のうちの前記所定波長領域内の前記少なくとも一部の 波長帯の光が前記各光学フィル夕を透過した後に前記基板を透過する、 ことを特 '徴とする請求項 1 8記載のシャツ夕装置。 .
2 3 . 前記入射光のうちの前記少なくとも一部の波長帯の光が前記基板を透過 した後に前記光学デバイスの前記各光学フィル夕に入射し、 前記基板における前記入射光の入射側に、 前記入射光の部分光束を前記光学フ ィル夕に集光するマイクロレンズが形成されたことを特徴とする請求項 2 2記 載のシャツ夕装置。
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