JP4492952B2 - 光偏向装置、光偏向アレー、光学システム、画像投影表示装置および画像形成装置 - Google Patents
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Description
・支点部材と基板と板状部材の接触で傾斜角が決定されるので、ミラーの偏向角の制御が容易かつ安定である。
・支点部材を中心として対向する電極に異なる電位を印加することにより、高速に薄膜の板状部材を反転するので、応答速度が速くできる。
・板状部材が固定端を有していないので、捻り変形などの変形を伴わず、長期的な劣化が少なく、低電圧で駆動できる。
・半導体プロセスにより微細で軽量な板状部材を形成できるので、ストッパとの衝突による衝撃が少なく、長期的な劣化が少ない。
・規制部材や板状部材や光反射領域の構成を任意に決めることにより、反射光のオン/オフ比(画像機器におけるS/N比、映像機器におけるコントラスト比)を向上できる。
・半導体プロセスおよび装置を使用できるので、低コストで微細化と集積化が可能である。
・支点部材を中心として複数の電極を配置することにより、1軸2次元の光偏向および2軸3次元の光偏向が可能である。
ここで、βは両端合計で0.3〜0.5μm程度である。規制部材102の幅α(ストッパの下部:図2(f)を参照)は通常0.6〜1μm程度である。1個の光偏向装置の大きさが一辺15μmの場合には、正方形の板状部材104の一辺の板幅は約13.5〜14.1μmとなる。
本発明の目的は、板状部材の開口率を向上させる構造を備え、入射する光束の板状部材間の非反射領域での損失を低減させた光偏向装置、光偏向アレー、光学システム、画像投影表示装置および画像形成装置を提供することにある。
図1は、本発明の実施例1、2の光偏向装置を示す。なお、本発明の光偏向装置を構成する材料、製造方法および駆動方法などは、前掲した特許文献1と同様であるので説明を省略する。また、光偏向装置を構成する板状部材は電気的に浮いている場合、支点部材を経由して接触的に電位を付与する場合の何れでもよい。また、本発明は、明らかに1軸2次元の光偏向動作しか行なえないものを除いて、2軸3次元の光偏向動作を行なう光偏向装置とその応用製品を含む。
図3は、本発明の実施例3に係る光偏向アレーの構成を示す。実施例3の光偏向アレーは、実施例2の光偏向装置を複数2次元アレー状に配置している。図3は、前述した実施例2の光偏向装置を複数2次元アレー状に配置した光偏向アレーの上面図を示す。
本発明(実施例4、5)の光学システムは、実施例3の光偏向アレーと、該光偏向アレーを照明する光源とを有し、該光偏向アレーからの反射光を色情報に応じて投影する投影レンズを有する光学システムである。
本発明の画像投影表示装置は、実施例4、5の光学システムを投影光学システムとして用いた画像投影表示装置である。図6は、実施例6の画像投影表示装置を示し、図7は、実施例7の画像投影表示装置を示す。
本発明(実施例8、9)の光偏向装置は、実施例1の光偏向装置において、板状部材の光反射領域を有する上面形状が長方形であり、支点部材が尾根形状を有し、支点部材を中心に板状部材が傾斜変位することにより1軸2次元の光偏向動作を行う。
図9(a)は、実施例10の光偏向装置の上面図、図9(b)はそのA−A’断面図である。実施例8との違いは、導電体層を有する板状部材104が支点部材103を経由して接触的に電位を付与されている点にあり、対向する電極は105aおよび105bの2電極で構成される。すなわち、支点部材103を経由する電位と、2電極105a、105bの電位の組合せにより、板状部材104は支点部材103を中心に傾斜変位して、1軸2次元の光偏向動作が行なわれる。なお、実施例9に代表される板状部材の電位を接触的に付与してなる光偏向装置の駆動方法は、前掲した特許文献1に詳細が記載されている。実施例8〜実施例10に代表される光偏向装置は、板状部材が長手方向に延長されている(つまり、長方形形状)ので、光反射領域を増大させることができ、目的方向の反射光量(オン光量)を増加させることができる。
実施例11の光偏向装置は、実施例1、8の光偏向装置において、入射光束が、複数の規制部材、複数の規制部材上部に設置されたストッパ、規制部材近傍の板状部材の上面に、それぞれ入射しない、入射領域を制限した光束である。
実施例12の光偏向アレーは、実施例11の光偏向装置を、板状部材の短辺方向に複数1次元アレー状に配置している。図11は、実施例12の光偏向アレー1401の上面図である。図11では、板状部材104と規制部材102を抽出して図示している。
実施例13(図12)の光偏向アレー1501においては、実施例12の光偏向アレーを構成する個々の光偏向装置に入射する光束が、アレー列方向に長い線状光源の光束である。
実施例14(図13)の光学システムは、実施例13の光偏向アレーと、該光偏向アレーを照明する線状光源とを有し、該光偏向アレーからの反射光を画像情報に応じて投影する投影レンズを有する。
実施例15の画像形成装置(図14)は、実施例14の光学システムを光書込みユニットとして用いている。図14(a)は、光書込みの模式図であり、図14(b)は、画像形成装置の構成図である。
102 規制部材
103 支点部材
104 板状部材
105 電極
Claims (10)
- 基板と、複数の規制部材と、支点部材と、板状部材と、複数の電極を有し、前記複数の規制部材はそれぞれ十字形の支柱と該支柱の上部にストッパを有し、前記基板の複数の端部にそれぞれ設けられ、前記支点部材は頂部を有して前記基板の上面に設けられ、前記板状部材は光反射領域を有し、固定端を持たず、少なくとも一部に導電性を有する部材からなる導電体層を有し、前記基板と前記支点部材と前記ストッパの間の空間内で可動的に配置され、前記複数の電極は前記基板上にそれぞれ設けられ、前記板状部材の導電体層とほぼ対向している構成を有し、前記板状部材が前記支点部材を中心として静電引力により傾斜変位することにより、光反射領域に入射する光束が反射方向を変えて光偏向を行う光偏向装置において、前記複数の規制部材が前記板状部材の角部近傍に設置されていて、前記板状部材は、前記複数の規制部材に近接する前記板状部材の板幅に比べ、近接部以外の板幅を広く構成し、前記支柱の中心間の幅より短く、前記支柱間の遠い幅より長い幅W1、前記支柱間の近い幅より短い幅W2、前記支柱間の遠い幅より短く、近い幅より長い幅W3の3段階の板幅が形成されたことを特徴とする光偏向装置。
- 請求項1記載の光偏向装置を複数2次元アレー状に配置したことを特徴とする光偏向アレー。
- 請求項2記載の光偏向アレーと、該光偏向アレーを照明する光源と、前記光偏向アレーからの反射光を色情報に応じて投影する投影レンズとを有することを特徴とする光学システム。
- 請求項3記載の光学システムを投影光学システムとして用いることを特徴とする画像投影表示装置。
- 請求項1記載の光偏向装置において、前記板状部材の光反射領域を有する上面形状が長方形であり、前記支点部材が尾根形状を有し、前記支点部材を中心に板状部材が傾斜変位することにより1軸2次元の光偏向動作を行うことを特徴とする光偏向装置。
- 請求項1または5記載の光偏向装置において、入射光束が、複数の規制部材、該複数の規制部材上部に設置されたストッパおよび規制部材近傍の板状部材上面に入射しないように入射領域を制限した光束であることを特徴とする光偏向装置。
- 請求項6記載の光偏向装置を、板状部材の短辺方向に複数1次元アレー状に配置したことを特徴とする光偏向アレー。
- 請求項7記載の光偏向アレーにおいて、光偏向アレーを構成する個々の光偏向装置に入射する光束がアレー列方向に長い線状光源の光束であることを特徴とする光偏向アレー。
- 請求項8記載の光偏向アレーと、該光偏向アレーを照明する線状光源と、前記光偏向アレーからの反射光を画像情報に応じて投影する投影レンズとを有することを特徴とする光学システム。
- 請求項9記載の光学システムを光書込みユニットとして用いることを特徴とする画像形成装置。
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