JP4862415B2 - 空間光変調装置及びこれを用いた表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、空間光変調装置及びこれを用いた表示装置に関するものである。

現在、空間光変調装置として、液晶パネルが広く用いられている。この液晶パネルで構成された空間光変調装置は、投射型表示装置（プロジェクタ）に用いられたり（例えば、特許文献１の図３参照）、直視型表示装置としての液晶表示装置（ＬＣＤ）に用いられたりしている。
特開平７−１６８１４７号公報

しかしながら、従来の空間光変調装置では、液晶パネルで構成され、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するものであるため、光源の光量の半分は無駄にされる。このため、暗い光になるばかりではなく、無駄な消費電力も生じてしまう。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、液晶パネルで構成された従来の空間光変調装置に比べて光の利用効率を高めることができる空間光変調装置、及び、これを用いた表示装置を提供することを目的とする。

前記課題を解決するため、本発明の第１の態様による空間光変調装置は、入射光を受けて前記入射光を入力信号に応じて変調する空間光変調装置であって、（i）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アクチュエータを複数有し、当該複数のマイクロアクチュエータの前記可動部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ュエータアレーと、（ii）前記各マイクロアクチュエータ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タであって、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、（iii）前記入力信号に応じて前記各マイクロアクチュエータの前記可動部の姿勢を制御する制御部と、を備えたものである。

本発明の第２の態様による空間光変調装置は、前記第１の態様において、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ものである。

本発明の第３の態様による空間光変調装置は、前記第１又は第２の態様において、前記制御部は、前記各マイクロアクチュエータに関して、前記入力信号に応じて、当該マイクロアクチュエータの前記光学フィルタが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の状態及び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の状態のうちの選択された状態となるように、当該マイクロアクチュエータ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の態様による空間光変調装置は、前記第３の態様において、前記所定波長領域が可視領域であるものである。

本発明の第５の態様による空間光変調装置は、前記第３又は第４の態様において、前記制御部は、前記各マイクロアクチュエータに関して、所定周期における当該マイクロアクチュエータの前記第１の状態の積算時間と前記第２の状態の積算時間との比が前記入力信号が示す当該マイクロアクチュエータの前記光学フィルタを通過すべき光の階調に応じて設定されるように、各マイクロアクチュエータの前記可動部の姿勢を制御するものである。

本発明の第６の態様による空間光変調装置は、前記第３乃至第５のいずれかの態様において、前記各光学フィルタが前記入射光のうちの前記所定波長領域内の前記第１の状態で通過させる光は、互いに実質的に同じ波長成分の光であるものである。

本発明の第７の態様による空間光変調装置は、前記第６の態様において、前記各光学フィルタが前記入射光のうちの前記所定波長領域内の前記第１の状態で通過させる光は、赤色、緑色及び青色のうちのいずれか１つの色の波長帯の光であるか、赤色、緑色及び青色のうちのいずれか２つの色の波長帯の光であるか、あるいは、赤色、緑色及び青色の全ての色の波長帯の光であるものである。

本発明の第８の態様による空間光変調装置は、前記第６又は第７の態様において、前記各光学フィルタは、当該光学フィルタ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ものである。

本発明の第９の態様による空間光変調装置は、前記６乃至第８のいずれかの態様において、（i）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、（ii）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、（iii）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、当該光学フィルタの前記複数の通過波長帯が設定されたものである。

本発明の第１０の態様による空間光変調装置は、前記第９の態様において、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ものである。

本発明の第１１の態様による空間光変調装置は、前記第３乃至第５のいずれかの態様において、前記各光学フィルタは複数のグループに分けられ、同じグループの前記光学フィルタが前記入射光のうちの前記所定波長領域内の前記第１の状態で通過させる光は、互いに実質的に同じ波長成分の光であり、異なるグループの前記光学フィルタが前記入射光のうちの前記所定波長領域内の前記第１の状態で通過させる光は、互いに実質的に異なる波長成分の光であるものである。

本発明の第１２の態様による空間光変調装置は、前記第１１の態様において、同じグループの前記光学フィルタは、当該光学フィルタ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し、異なるグループの前記光学フィルタは、当該光学フィルタ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異なる波長選択特性を有するものである。

本発明の第１３の態様による空間光変調装置は、前記第１０又は第１１の態様において、前記各光学フィルタは第１乃至第３のグループに分けられ、前記第１のグループの前記光学フィルタが前記入射光のうちの前記所定波長領域内の前記第１の状態で通過させる光は赤色の波長帯の光であり、前記第２のグループの前記光学フィルタが前記入射光のうちの前記所定波長領域内の前記第１の状態で通過させる光は緑色の波長帯の光であり、前記第３のグループの前記光学フィルタが前記入射光のうちの前記所定波長領域内の前記第１の状態で通過させる光は青色の波長帯の光であるものである。

本発明の第１４の態様による空間光変調装置は、前記第１乃至第１３のいずれかの態様において、前記複数のマイクロアクチュエータのうちの少なくとも１つのマイクロアクチュエータの前記可動部は、トーショ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れた回転部を含み、前記少なくとも１つのマイクロアクチュエータは、前記回転部に少なくとも一方の回転方向への付勢力を付与し得る付勢力付与部を有するものである。

本発明の第１５の態様による空間光変調装置は、前記第１乃至第１３のいずれかの態様において、前記複数のマイクロアクチュエータのうちの少なくとも１つのマイクロアクチュエータ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ものである。

本発明の第１６の態様による空間光変調装置は、前記第１乃至第１５のいずれかの態様において、前記各光学フィルタ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各光学フィルタが通過させる波長成分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各光学フィルタが通過させる波長成分の光が前記基板を透過した後に前記各光学フィルタに入射するか、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各光学フィルタが通過させる波長成分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ものである。

本発明の第１７の態様による空間光変調装置は、前記第１６の態様において、前記入射光のうちの前記所定波長領域内の前記各光学フィルタが通過させる波長成分の光が前記基板を透過した後に前記各光学フィルタに入射し、前記基板における前記入射光の入射側に、前記入射光を前記光学フィルタに集光するマイクロレンズが形成されたものである。

本発明の第１８の態様による投射型又は直視型の表示装置は、前記第１乃至第１７のいずれかの態様による空間光変調装置を備えたものである。

本発明によれば、液晶パネルで構成された従来の空間光変調装置に比べて光の利用効率を高めることができる空間光変調装置、及び、これを用いた表示装置を提供することができる。

以下、本発明による空間光変調装置及びこれを用いた表示装置について、図面を参照して説明する。

［第１の実施の形態］

図１は、本発明の第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−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型表示装置は、白黒の表示装置として構成され、図１に示すように、光源１と、光源１からの光束を平行光束にするレンズ２と、空間光変調装置３と、表示画像をスクリーン５に照射する投射光学系としての投射レンズ４とを備えている。なお、本実施の形態では、空間光変調装置３として、透過型の空間光変調装置が用いられているが、反射型の空間光変調装置を用いてもよい。

本実施の形態では、光源１は、離散的な複数の波長帯の光として、赤色の波長帯の光（Ｒ光）、緑色の波長帯の光（Ｇ光）及び青色の波長帯の光（Ｂ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ＬＥＤがセットになったＬＥＤが用いられ、光源１から出射される光の３つの波長帯ΔλＲ，ΔλＧ，ΔλＢは、４７０ｎｍ付近、、５５０ｎｍ付近及び６５０ｎｍ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ペ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バンド光学フィルタとを、組み合わせたものを用いてもよい。

本実施の形態では、光源１からの光は、レンズ２により平行光束にされ、平行光束として空間光変調装置３に入射するようになっている。もっとも、空間光変調装置３に入射させる光は平行光束でなくてもよく、レンズ２は必ずしも設ける必要はない。

空間光変調装置３は、レンズ２を介して入射した光源１からの光を、外部から入力される画像信号（本実施の形態では、白黒画像を示す画像信号）によって変調して、白黒の画像光（変調光）を生成する。この画像光は、投射レンズ４によりスクリーン５上に投射される。

図２は、図１中の空間光変調装置３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１１、回転板１２及び光学フィルタ１３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（画素。以下、単に「素子」と記す。）１０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。なお、図２及び図３において、光学フィルタ１３には、ハッチングを付している。

本実施の形態では、空間光変調装置３は、透過型として構成され、かつ、基板１１側（すなわち、−Ｚ側）を光入射側としている。空間光変調装置３は、前述したＲ光、Ｇ光及びＢ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）ガラス基板やサファイヤ基板等の基板１１と、該基板１１上に２次元状に配置された４×４個の素子１０と、基板１１に搭載され外部から入力される画像信号に応じてこれらの素子１０を制御する制御部をなす駆動回路（図示せず）と、を備えている。勿論、素子１０の数は特に限定されるものではない。基板１１の＋Ｚ側の面は、ＸＹ平面と平行となっている。

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可動部としての回転板１２と、回転板１２に設けられ波長選択特性を持つ透過型の光学フィルタ１３であって当該光学フィルタ１３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１３と、を有している。各素子１０の光学フィルタ１３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１２は、ＳｉＮ（ＳｉＮｘ）膜２１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１２ａが形成されている。なお、ＳｉＮ膜は、可視領域の光に対して透明である。回転板１２の＋Ｙ側の一辺の中央部及び−Ｙ側の一辺の中央部が、基板１１から立ち上がるポスト１４にトーションヒンジ１５を介して支持され、回転板１２は、トーションヒンジ１５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１２が回転すると、回転板１２のＸＹ平面に対する傾斜角度（すなわち、基板１１の＋Ｚ側の面に対する傾斜角度）θが変化する。回転板１２に後述する静電力が付与されていない場合には、トーションヒンジ１５の復帰力によって、回転板１２がＸＹ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１２を構成するＳｉＮ膜２１は、そのままトーションヒンジ１５及びポスト１４に延在している。

回転板１２上にはＩＴＯ膜２２からなる可動電極１６が形成され、更に可動電極１６上に光学フィルタ１３が形成されている。ＩＴＯ膜２２は可視領域の光に対して透明である。光学フィルタ１３は、図３に示すように、回転板１２の周囲の段差１２ａ付近を除く回転板１２の平面部の大部分の領域に形成されている。可動電極１６も回転板１２の同様の領域に形成されている。可動電極１６を構成するＩＴＯ膜２２は、図５に示すように、可動電極１６の配線の一部として、トーションヒンジ及びポスト１４にも延在しており、ポスト１４においてＳｉＮ膜２１に形成したコンタクトホールを介してＩＴＯ膜からなる基板１１上の配線１７に接続されている。配線１７によって、全ての素子１０の可動電極１６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つのポスト１４においてそれぞれ２本の配線１７に接続されているが、可動電極１６は一本の配線１７に接続するだけでもよい。トーションヒンジ１５及びポスト１４は、回転板１２から延在するＳｉＮ膜２１及び可動電極１６から延在するＩＴＯ膜２２によって構成されている。

本実施の形態では、光学フィルタ１３は、誘電体多層膜（例えば、ＳｉＯ_２層とＮｂ_２Ｏ_５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、後述する波長選択特性を持つように構成されている。誘電体多層膜に対する入射光の入射角度が変化すると、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、誘電体多層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へシフトしていく。光学フィルタ１３の波長選択特性については、後に詳述する。なお、光学フィルタ１３は、誘電体多層膜に限定されるものではなく、例えば、フォトニック結晶により構成してもよい。

基板１１上には、可動電極１６の−Ｘ側の領域に対向するＩＴＯ膜からなる第１の固定電極１８ａと、可動電極１６の＋Ｘ側の領域に対向するＩＴＯ膜からなる第２の固定電極１８ｂとが、形成されている。第１の固定電極１８ａはそれを構成するＩＴＯ膜がそのまま延びることによって構成された配線１９ａに接続され、第２の固定電極１８ｂはそれを構成するＩＴＯ膜がそのまま延びることによって構成された配線１９ｂに接続されている。各素子１０の固定電極１８ａ，１８ｂは、配線１９ａ，１９ｂによって、各電極１８ａ，１８ｂ毎にも各素子１０毎にも独立して配線されている。

配線１７，１９ａ，１９ｂ、固定電極１８ａ，１８ｂ及び前記駆動回路は、可視領域の光に対して透明であるＳｉＮ膜又はＳｉＯ_２膜からなる絶縁膜２０で覆われている。

素子１０は、前述したように可動電極１６並びに第１及び第２の固定電極１８ａ，１８ｂを有しているので、可動電極１６と第１の固定電極１８ａとの間に電圧を印加すると、両者の間に駆動力としての静電力が作用し、回転板１２は、２つのトーションヒンジ１５を結ぶＹ軸と平行な回転軸回りに、可動電極１６の−Ｘ側の領域が基板１１側へ近づく回転方向へ回転する。そして、回転板１２は、基板１１上の絶縁膜２０に当接しその状態で保持される。この状態において、回転板１２の傾斜角度（ＸＹ平面に対する傾斜角度）θが所定の傾斜角度θ１となるように、ポスト１４の高さ等が設定されている。この傾斜角度θ１については、後に詳述するが、例えば、光学フィルタ１３が光源１からのＲ光、Ｇ光及びＢ光のいずれも透過させない傾斜角度である。

同様に、可動電極１６と第２の固定電極１８ｂとの間に電圧を印加すると、両者の間に、両者の間に駆動力としての静電力が作用し、回転板１２は、２つのトーションヒンジ１５を結ぶＹ軸と平行な回転軸回りに、可動電極１６の＋Ｘ側の領域が基板１１側へ近づく回転方向へ回転する。そして、回転板１２は、基板１１上の絶縁膜２０に当接しその状態で保持される。この状態において、回転板１２の傾斜角度θが、可動電極１６と第１の固定電極１８ａとの間に電圧を印加した場合と同じく、前記傾斜角度θ１となるようになっている。

そして、可動電極１６と第１の固定電極１８ａとの間にも可動電極１６と第２の固定電極１８ｂとの間にも電圧が印加されていない場合には、トーションヒンジ１５の復帰力によって、回転板１２がＸＹ平面と平行となる姿勢、すなわち、回転板１２の傾斜角度θが０度に復帰し、その状態を保持する。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１３が光源１からのＲ光、Ｇ光及びＢ光のいずれも透過させるように設定される。

本実施の形態では、全ての素子１０の光学フィルタ１３は全く同一に構成されており、これにより、全ての素子１０の光学フィルタ１３は、回転板１２の傾斜角度が同じである場合（すなわち、光学フィルタ１３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。また、全ての素子１０の他の構成も全く同一に構成されている。

前記駆動回路は、前記配線１７，１９ａ，１９ｂを介して、各素子１０毎に独立して、各素子１０の可動電極１６と固定電極１８ａ，１８ｂとの間に所定の電圧を印加し得るようになっている。前記駆動回路は、外部から入力される画像信号に応じて、可動電極１６と固定電極１８ａ，１８ｂとの間に印加する電圧のタイミングや期間を制御することで、回転板１２の姿勢を制御する。本実施の形態では、前記駆動回路は、各素子１０に関して、所定周期における当該素子１０の回転板１２の傾斜角度θが０度付近となって光学フィルタ１３が光源１からのＲ光、Ｇ光及びＢ光のいずれも透過する第１の状態の積算時間と、前記所定周期における当該素子１０の回転板１２の傾斜角度θが前記傾斜角度θ１付近となって光学フィルタ１３が光源１からのＲ光、Ｇ光及びＢ光のいずれも透過しない第２の状態の積算時間との比が、当該素子１０の光学フィルタ１３が通過すべき光の階調に応じて設定されるように、回転板１２の姿勢を制御する。

例えば、前記駆動回路は、前記階調がゼロである場合は、前記所定周期の全体に渡って、固定電極１８ａ，１８ｂのいずれか一方と可動電極１６との間に所定電圧を印加して回転板１２の傾斜角度θを前記傾斜角度θ１に保持し続ける。前記駆動回路は、前記階調が最大値である場合は、前記所定周期の全体に渡って、固定電極１８ａ，１８ｂの両方と可動電極１６との間に電圧を印加せずに、回転板１２の傾斜角度θを０度に保持し続ける。また、前記駆動回路は、前記階調が中間値である場合は、前記所定周期中に、固定電極１８ａと可動電極１６との間と固定電極１８ｂと可動電極１６との間に、交互に電圧を印加することで、回転板１２を０度を中心にして一方側へほぼ傾斜角度θ１回転した状態と他方側へほぼ傾斜角度θ１回転した状態との間で往復させ、前記所定周期における回転板１２の傾斜角度θが０度となる積算時間の比がその中間値に応じた値となるように印加電圧のタイミング及び期間を設定する。このようにして、前記駆動回路は、時分割による階調制御を実現する。

なお、前記駆動回路は、固定電極１８ａ，１８ｂの一方には常に電圧を印加せずに、固定電極１８ａ，１８ｂの他方に印加する電圧のみのタイミングと期間を制御することで、所定周期における前記第１の積算時間と前記第２の状態の積算時間との比を設定してもよい。この場合、固定電極１８ａ，１８ｂの一方は不要であり除去しておいてもよい。

前記駆動回路は、図面には示していないが、例えば、ＬＣＤやＤＭＤ（Digital Micro-mirror Device）などで用いられている駆動回路に準じて、走査回路や各素子に対応して設けられたトランジスタ等のスイッチング素子などを用いて構成することができる。透過型ＬＣＤで採用されている技術を利用して前記駆動回路を構成すれば、光源１からの光が前記駆動回路（特に、スイッチング素子やアドレス線等）によって遮られないようにすることも可能である。

前述したように、基板１１、絶縁膜２０、固定電極１８ａ，１８ｂ、回転板１２、可動電極１６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１１の光入射側に、オンチップで、各素子１０の光学フィルタ１３に対して対応して、入射光を当該光学フィルタ１３に集光するマイクロレンズ１１ａが形成されている。本実施の形態では、マイクロレンズ１１ａは、基板１１を加工することで基板１１と一体に同じ材料で形成されているが、基板１１とは別の材料で形成してもよい。本実施の形態では、このマイクロレンズ１１ａを採用することで、マイクロレンズ１１ａがなければ光学フィルタ１３間に入射してしまって光学フィルタ１３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１１ａとして集光率が良いレンズを用いるなら、配線や電極等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等を構成する必要はない。

もっとも、マイクロレンズ１１ａ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、光学フィルタ１３に入射しない光は図示しない遮光部で遮光すればよい。このようにマイクロレンズ１１ａを形成しない場合、本実施の形態とは逆に、光学フィルタ１３側（すなわち、＋Ｚ側）を光入射側としてもよい。ただし、光学フィルタ１３側を光入射側とする場合、空間光変調装置３とは別に構成したマイクロレンズアレイを光学フィルタ１３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、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。そして、空間光変調装置３を構成している複数の素子１０のうち各光学フィルタ１３を除いた部分が、複数のマイクロアクチュエータを備えたマイクロアクチュエータアレーを構成している。

次に、空間光変調装置３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１０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サファイヤ基板等の基板１１上に、ＬＣＤ等の駆動回路の形成方法に準じた方法で、前記駆動回路（図示せず）を形成する。このとき、基板１１上に、厚さ０．３μｍのＩＴＯ膜を形成し、このＩＴＯ膜を、固定電極１８ａ，１８ｂ及び配線１７，１９ａ，１９ｂ等の形状にパターニングしておく。そして、それらや前記駆動回路の上に基板１１上の全面に渡ってＳｉＮ膜又はＳｉＯ_２膜等からなる厚さ０．５μｍの絶縁膜２０を形成する（図６（ａ））。

次に、図６（ａ）に示す状態の基板上の全面に、犠牲層としての厚さ１２μｍのレジスト４２を塗布する（図６（ｂ））。更に、レジスト４２上に、回転板１２に合わせた犠牲層としての厚さ３μｍのレジスト４３を島状に形成する（図７（ａ））。次に、レジスト４２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５μｍの正方形状の開口）を形成する。

その後、ＳｉＮ膜２１を形成し、このＳｉＮ膜２１を、回転板１２、ポスト１４及びトーションヒンジ１５の形状にパターニングする（図７（ｂ））。このとき、このＳｉＮ膜２１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０．３μｍのＩＴＯ膜２２を形成し、このＩＴＯ膜２２を、可動電極１６及びその配線の一部の形状にパターニングする。更に、ＳｉＯ_２層とＮｂ_２Ｏ_２層との交互層を多数積層した構成の全体の層厚が約４μｍ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１３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１１の下面上に、マイクロレンズ１１ａ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８（ａ））。

その後、基板１１の下面側がマイクロレンズ１１ａとなるように、レジスト４５をマスクとして基板１１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４２〜４４をプラズマアッシング法等により除去する。これにより、空間光変調装置３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ΔλＲ，ΔλＧ，ΔλＢと、光学フィルタ１３の離散的な透過波長帯Δλ１，Δλ２，Δλ３との関係を、模式的に示す図である。図９（ａ）は回転板１２の傾斜角度θが０゜の場合、図９（ｂ）は回転板１２の傾斜角度θが前述した傾斜角度θ１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ΔλＲ，ΔλＧ，ΔλＢのみしか有していない。

そして、本実施の形態では、空間光変調装置３の各素子１０の光学フィルタ１３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Δλ１，Δλ２，Δλ３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）、光学フィルタ１３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９に示すように、透過波長帯Δλ１，Δλ２，Δλ３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１１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、θ＝０゜の場合には、図９（ａ）に示すように、３つの透過波長帯Δλ１，Δλ２，Δλ３が３つの波長帯ΔλＲ，ΔλＧ，ΔλＢとそれぞれ重なっている。一方、θ＝θ１の場合には、３つの透過波長帯Δλ１，Δλ２，Δλ３は、いずれの波長帯ΔλＲ，ΔλＧ，ΔλＢとも重ならない。本実施の形態では、空間光変調装置３の各素子１０の光学フィルタ１３は、このような関係を満たすように、傾斜角度θ１及び透過波長帯Δλ１，Δλ２，Δλ３が設定されている。なお、例えば、光学フィルタ１３を構成する層数や層厚等を適宜設定することで、光学フィルタ１３に３バンドパス特性を持たせて透過波長帯Δλ１，Δλ２，Δλ３を適宜設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θを０゜にすると、光学フィルタ１３はＲ光、Ｇ光及びＢ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θを前記傾斜角度θ１にすると、Ｒ光、Ｇ光及びＢ光のいずれの波長帯の光も透過せず、光源１からの光は完全に遮光される。

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ーション結果の一例を、図１１及び図１２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タ（入射光作製用の光学フィルタ）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タ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、光学フィルタ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１１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゜傾けて光学フィルタ１３に入射させた場合（θ＝θ１＝３０゜の場合に相当）の、光学フィルタ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１２に示す。このシミュレーションに際し、光学フィルタ１３は、３０層の積層膜であるものとし、その各層の物質及び膜厚は下記の表１に示す通りとした。なお、表１では、各層に対して積層順に層番号を付している。層番号１の層の側が基板側であり、層番号３０の層の側が光入射側である。

図１１及び図１２から、光学フィルタ１３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θ１を３０゜に設定すれば、光学フィルタ１３は、θ＝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＝θ１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、前述した空間光変調装置３が用いられており、光学フィルタ１３の波長選択特性を利用して空間光変調を行うので、空間光変調装置３の代わりに偏光を利用する液晶パネルで構成された従来の空間光変調装置を用いる場合に比べて、光の利用効率が大幅に高まる。

なお、本発明では、各素子１０の光学フィルタ１３の波長選択特性は前述した例に限定されるものではない。例えば、各素子１０の光学フィルタ１３は、θ＝０゜の場合に、Ｒ光、Ｇ光及びＢ光のうちのいずれか１つの色の波長帯の光のみを透過させるか、あるいは、Ｒ光、Ｇ光及びＢ光のうちのいずれか２つの色の波長帯の光を選択的に透過させ、θ＝θ１の場合にいずれの波長帯の光も遮光してもよい。

例えば、各素子１０の光学フィルタ１３は、θ＝０゜の場合にＧ光のみを透過させるとともにθ＝θ１の場合にいずれの光も遮光するように構成してもよい。この場合、図１に示す投射型表示装置は、白黒表示の一種として、緑の単色表示を行うことになる。この場合、光源１として、Ｇ光の波長帯ΔλＧの光のみを発するものを用いてもよい。このとき、各素子１０の光学フィルタ１３は、図１３に示すように、遮断波長以下の波長帯ΔλＳ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。なお、このようなＧ光のみを透過させ得る空間光変調装置３は、例えば、いわゆる３板式の投射型表示装置におけるＧ光用の空間光変調装置としても用いることができる。

また、本発明では、透過・遮光の関係が本実施の形態とは逆になるように、各素子１０の光学フィルタ１３は、θ＝０゜の場合にいずれの波長帯の光も遮光するとともに、θ＝θ１の場合にＲ光、Ｇ光及びＢ光のうちの１つ以上の波長帯の光を透過させる波長選択特性を持つように構成してもよい。

なお、本実施の形態では、前述したように、全ての素子１０の光学フィルタ１３が同一の波長選択特性を有しているが、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、ある素子１０の光学フィルタ１３は、図９に示す波長選択特性を有する一方、他の素子１０の光学フィルタ１３は、θ＝０゜の場合にいずれの波長帯の光も遮光するとともに、θ＝θ１の場合にＲ光、Ｇ光及びＢ光の波長帯の光を透過させる波長選択特性を有してもよい。

［第２の実施形態］

図１４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空間光変調装置５２の隣り合う２つの単位素子６０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１５は、図１４中のＣ−Ｃ’線に沿った概略断面図である。図１４及び図１５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、空間光変調装置３に代えて空間光変調装置５２が用いられ、これに伴い、駆動回路３から各素子６０に供給される信号が電圧信号ではなく、後述する電流信号である点のみである。なお、図面には示していないが、空間光変調装置５２では、単位素子１０に代わる単位素子６０が、基板１１上に２次元状に複数配置されている。

空間光変調装置５２が空間光変調装置３と基本的に異なる所は、空間光変調装置３では可動部としての回転板１２が回転可能に支持されているのに対し、空間光変調装置５２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６０は、基板１１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６２と、可動６２に設けられた光学フィルタ１３（この光学フィルタ１３は、空間光変調装置３の光学フィルタ１３と同一である。）と、を有している。ただし、前記第１の実施の形態の場合と同様に、光学フィルタ１３の構成を変形してもよい。

可動板６２は、下側のＳｉＮ膜７１と上側のＳｉＮ膜７２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６２ａが形成されている。光学フィルタ１３は、ＳｉＮ膜７２上に形成されている。

可動板６２の−Ｘ側の一辺における両側部分が、それぞれ基板１１から立ち上がるポスト６４に板ばねをなすヒンジ６５を介して支持され、可動板６２は、ヒンジ６５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６５によって一端辺が支持される片持ち梁構造が採用されている。可動板６２に後述するローレンツ力が付与されていない場合には、ヒンジ６５の復帰力（本実施の形態では、バネ力）によって、可動板６２がＸＹ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６２を構成するＳｉＮ膜７１，７２は、そのままヒンジ６５及びポスト６４に延在している。

ＳｉＮ膜７１，７２間には、図１４に示すように、＋Ｙ側のポスト６４から、＋Ｙ側のヒンジ６５、可動板６２の＋Ｙ側の辺付近、可動板６２の＋Ｘ側の辺付近、可動板６２の−Ｙ側の辺付近、−Ｙ側のヒンジ６５を通って、−Ｙ側のポスト６４に至るＡｌ膜からなる配線６３が形成されている。本実施の形態では、配線６３は光学フィルタ１３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６３をＩＴＯ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６３のうち、可動板６２の＋Ｘ側の一辺に沿ってＹ軸方向に延びた直線状の部分６３ａ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６３の他の部分は、ローレンツ力電流路６３ａに電流を供給するための供給路となっている。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６３ａに流す電流の向きに応じて、−Ｚ方向又は＋Ｚ方向のローレンツ力がローレンツ力電流路６３ａ（ひいては、可動板６２）に作用する。本実施の形態では、ローレンツ力電流路６３ａが駆動力発生部となっているが、駆動力は必ずしもローレンツ力に限定されるものではない。

なお、ヒンジ６５及びポスト６４は、可動板６２から延在するＳｉＮ膜７１，７２及び配線６３によって構成されている。

配線６３の一端は、＋Ｙ側のポスト６４において、ＳｉＮ膜７１に形成したコンタクトホールを介して、基板１１上に形成されたＡｌ膜からなる配線６６ａに接続されている。同様に、配線６３の他端は、−Ｙ側のポスト６４において、ＳｉＮ膜７１に形成したコンタクトホールを介して、基板１１上に形成されたＡｌ膜からなる配線６６ｂに接続されている。配線６６ａ，６６ｂは、ＳｉＮ膜又はＳｉＯ_２膜からなる絶縁膜８０で覆われている。

本実施の形態では、駆動回路は、前記配線６６ａ，６６ｂを介して、各素子６０毎に独立して、各素子６０のローレンツ力電流路６３ａに所定の電流を流し得るようになっている。

この空間光変調装置５２では、ローレンツ力電流路６３ａにローレンツ力用電流を流すと、ローレンツ力電流路６３ａに生ずるローレンツ力とヒンジ６５のバネ力とが釣り合う傾斜角度まで可動板６２が傾斜し、その状態を保持する。したがって、ローレンツ力電流路６３ａに電流を流す際にその大きさを設定することで、保持される可動板６２の傾きを設定することができる。なお、ローレンツ力の向きは＋Ｚ方向でもよいし、−Ｚ方向でもよい。

前記駆動回路は、外部から入力される画像信号に応じて、ローレンツ力電流路６３ａにローレンツ力用電流を流すタイミングや期間を制御することで、可動板６２の姿勢を制御する。

本実施の形態においても、光学フィルタ１３は前記第１の実施の形態の場合と同じであるので、本実施の形態では、前記駆動回路は、各素子６０に関して、所定周期における当該素子６０の可動板６２の傾斜角度θが０度付近となって光学フィルタ１３が光源１からのＲ光、Ｇ光及びＢ光のいずれも透過する第１の状態の積算時間と、前記所定周期における当該素子６０の可動板６２の傾斜角度θが前記傾斜角度θ１付近となって光学フィルタ１３が光源１からのＲ光、Ｇ光及びＢ光のいずれも透過しない第２の状態の積算時間との比が、当該素子６０の光学フィルタ１３が通過すべき光の階調に応じて設定されるように、可動板６２の姿勢を制御する。

例えば、前記駆動回路は、前記階調がゼロである場合は、前記所定周期の全体に渡って、ローレンツ力電流路６３ａに所定の大きさの電流を流して可動板６２の傾斜角度θを前記傾斜角度θ１に保持し続ける。前記駆動回路は、前記階調が最大値である場合は、前記所定周期の全体に渡って、ローレンツ力電流路６３ａに電流を流さずに、可動板６２の傾斜角度θを０度に保持し続ける。また、前記駆動回路は、前記階調が中間値である場合は、前記所定周期中に、ローレンツ力電流路６３ａへの電流のオン・オフを繰り返すことで、可動板６２の傾斜角度θがほぼ前記傾斜角度θ１の状態とほぼ０度の状態とを繰り返させ、前記所定周期における回転板１２の傾斜角度θが０度となる積算時間の比がその中間値に応じた値となるようにローレンツ力電流路６３ａに流す電流のタイミング及び期間を設定する。このようにして、前記駆動回路は、時分割による階調制御を実現する。

本実施の形態では、素子６０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。そして、空間光変調装置５２を構成している複数の素子６０のうち各光学フィルタ１３を除いた部分が、複数のマイクロアクチュエータを備えたマイクロアクチュエータアレーを構成している。

次に、空間光変調装置５２の製造方法の一例について、図１６乃至図１８を参照して説明する。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１６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やサファイヤ基板等の基板１１上に、ＬＣＤ等の駆動回路の形成方法に準じた方法で、前記駆動回路（図示せず）を形成する。このとき、基板１１上に、厚さ０．３μｍのＡｌ膜を形成し、このＡｌ膜を、配線６６ａ，６６ｂ等の形状にパターニングしておく。そして、それらや前記駆動回路の上に基板１１上の全面に渡ってＳｉＮ膜又はＳｉＯ_２膜等からなる厚さ０．５μｍの絶縁膜８０を形成する（図１６（ａ））。

次に、絶縁膜２０上の全体に、犠牲層としての厚さ３μｍのレジスト９１を形成する（図１６（ｂ））。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３μｍのレジスト９２を島状に形成する（図１６（ｃ））。

引き続いて、レジスト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５μｍの正方形状の開口）を形成する（図１６（ｄ））。

その後、ＳｉＮ膜７１を形成し、このＳｉＮ膜７１を、可動板６２、ポスト６４及びヒンジ６５の形状にパターニングする（図１７（ａ））。このとき、このＳｉＮ膜７１には、ポスト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０．３μｍのＡｌ膜を形成し、このＡｌ膜を配線６３の形状にパターニングする（図１７（ｂ））。更に、その上に厚さ０．３μｍのＳｉＮ膜７２を形成し、そのＳｉＮ膜７２を、可動板６２、ポスト６４及びヒンジ６５の形状にパターニングする（図１７（ｃ））。

次いで、ＳｉＯ_２層とＮｂ_２Ｏ_２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約４μｍ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１３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護層としてのレジスト９３を形成する。更に、基板１１の下面上に、マイクロレンズ１１ａ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９４を形成する（図１８（ａ））。

その後、基板１１の下面側がマイクロレンズ１１ａとなるように、レジスト９４をマスクとして基板１１の下面側をドライエッチングする（図１８（ｂ））。

最後に、レジスト９１〜９３をプラズマアッシング法等により除去する。これにより、空間光変調装置５２が完成する。

本実施の形態によっても、前記第１の実施の形態と同様に、光の利用効率が大幅に高まる。

［第３の実施の形態］

図１９は、本発明の第３の実施の形態による投射型表示装置で用いられる空間光変調装置のＢ光用の素子１０の光学フィルタ１３の特性を模式的に示す図である。図２０は、本発明の第３の実施の形態による投射型表示装置で用いられる空間光変調装置のＧ光用の素子１０の光学フィルタ１３の特性を模式的に示す図である。図２１は、本発明の第３の実施の形態による投射型表示装置で用いられる空間光変調装置のＲ光用の素子１０の光学フィルタ１３の特性を模式的に示す図である。

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、以下に説明する点のみである。

すなわち、前記第１の実施の形態では、全ての素子１０の光学フィルタ１３が図９に示す特性を有しているのに対し、本実施の形態では、全ての素子１０の光学フィルタ１３は、Ｒ光用、Ｇ光用及びＢ光用の３つのグループに分けられ、グループ毎に異なる波長選択特性を有している。

本実施の形態では、Ｂ光用の素子１０の光学フィルタ１３は、図１９に示すように、１つの透過波長帯Δλ２１のみを持つ単一バンドパス特性を有している。θ＝０゜の場合には、透過波長帯Δλ２１が波長帯ΔλＢと重なる（図１９（ａ））一方、θ＝θ１の場合には、両者は重ならない（図１９（ｂ））。

また、Ｇ光用の素子１０の光学フィルタ１３は、図２０に示すように、１つの透過波長帯Δλ２２のみを持つ単一バンドパス特性を有している。θ＝０゜の場合には、透過波長帯Δλ２２が波長帯ΔλＧと重なる（図２０（ａ））一方、θ＝θ１の場合には、両者は重ならない（図２０（ｂ））。

さらに、Ｒ光用の素子１０の光学フィルタ１３は、図２１に示すように、１つの透過波長帯Δλ２３のみを持つ単一バンドパス特性を有している。θ＝０゜の場合には、透過波長帯Δλ２３が波長帯ΔλＲと重なる（図２１（ａ））一方、θ＝θ１の場合には、両者は重ならない（図２１（ｂ））。

Ｒ光用、Ｇ光用及びＢ光用の素子１０は、それぞれ赤色画素、緑色画素及び青色画素に相当しているが、それらの配置としては、例えば、液晶パネルで構成された従来のフルカラーの空間光変調装置で知られている配置を採用すればよい。

以上の説明からわかるように、前記第１の実施の形態による投射型表示装置は、白黒の表示装置であるのに対し、本実施の形態による投射型表示装置は、フルカラーの表示を行うフルカラーの投射型表示装置となる。

本実施の形態によっても、前記第１の実施の形態と同様に、光の利用効率が大幅に高まる。

なお、Ｒ光用、Ｇ光用及びＢ光用の素子１０の光学フィルタ１３の特性は、図１９乃至図２１に示す例に限定されるものではない。例えば、Ｂ光用の素子の光学フィルタ１３は、図２２に示すように、遮断波長以下の波長帯Δλ３１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。

なお、前記第１の実施の形態を変形して本実施の形態を得たのと同様の変形を、前記第２の実施の形態に適用することによっても、フルカラーの表示を行うフルカラーの投射型表示装置を得ることができる。

［第４の実施の形態］

図２３は、本発明の第４の実施の形態による直視型表示装置を模式的に示す一部切欠き概略側面図である。

本実施の形態による直視型表示装置は、前記第１の実施の形態による投射型表示装置で用いられていたものと同じ構成を有する空間光変調装置３と、空間光変調装置３にその後側から照明光を照射するバックライト部１０１と、空間光変調装置３の回転板１２及び光学フィルタ１３等を保護するようにスペーサ１０２を介して設けられた透明な保護板１０３と、を備えている。

バックライト部１０１は、ＬＣＤのバックライト部と同様に構成することができ、例えば、ＬＥＤアレイを用いて構成することができる。本実施の形態では、バックライト部１０１は、前述した３つの波長帯ΔλＲ，ΔλＧ，ΔλＢの光を発するようになっている。

本実施の形態によれば、光学フィルタ１３を利用した空間光変調装置３が用いられているので、ＬＣＤに比べて光利用効率が大幅に向上した直視型表示装置を得ることができる。

なお、本実施の形態において、空間光変調装置３に代えて、前記第２の実施の形態で採用されている空間光変調装置５２や、前記第３の実施の形態で採用されている空間光変調装置を、用いてもよい。

なお、本実施の形態は、透過型の表示装置として構成されているが、空間光変調装置３を反射型として構成すれば、反射型の直視型表示装置として構成することもできる。この場合、バックライト部１０１は不要である。

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限定されるものではない。

例えば、本発明による空間光変調装置は、投射型表示装置や直視型表示装置以外の用途にも用いてもよい。

前記各実施の形態で採用されている空間光変調装置では、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。

前記各実施の形態で採用されている空間光変調装置は、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。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１３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１１側からではなく光学フィルタ側から入射させれば、基板１１等を透明材料で構成する必要はない。この場合、基板１１としてシリコン基板等を用いれば、駆動回路を容易に形成することができる。また、この場合、マイクロレンズ１１ａには光が入射しないので、マイクロレンズ１１ａを形成しておく必要はない。

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１中の空間光変調装置を模式的に示す概略平面図である。 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３中のＡ−Ａ’線に沿った概略断面図である。 図３中のＢ−Ｂ’線に沿った概略断面図である。 図１中の空間光変調装置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１中の空間光変調装置の特性を模式的に示す図である。 シミュレーションに用いた入射光作成用の光学フィルタの特性を示す図である。 シミュレーション結果の一例を示す図である。 シミュレーション結果の一例を示す他の図である。 変形例における光学フィルタの特性を模式的に示す図である。 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空間光変調装置の隣り合う２つの単位素子を模式的に示す概略平面図である。 図１４中のＣ−Ｃ’線に沿った概略断面図である。 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空間光変調装置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１６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１７に示す工程に引き続く各工程を示す概略断面図である。 本発明の第３の実施の形態による投射型表示装置で用いられる空間光変調装置のＢ光用の素子の光学フィルタの特性を模式的に示す図である。 本発明の第３の実施の形態による投射型表示装置で用いられる空間光変調装置のＧ光用の素子の光学フィルタの特性を模式的に示す図である。 本発明の第３の実施の形態による投射型表示装置で用いられる空間光変調装置のＲ光用の素子の光学フィルタの特性を模式的に示す図である。 変形例におけるＧ光用の素子の光学フィルタの特性を模式的に示す図である。 本発明の第４の実施の形態による直視型表示装置を模式的に示す一部切欠き概略側面図である。

符号の説明

１ 光源
３，５２ 空間光変調装置
４ 投射レンズ
１０，６０ 素子
１１ 基板
１１ａ マイクロレンズ
１２ 回転板
１３ 光学フィルタ
１５ トーションヒンジ
６２ 可動板

Claims (11)

1. 入射光を受けて前記入射光を入力信号に応じて変調する空間光変調装置であって、
   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アクチュエータを複数有し、当該複数のマイクロアクチュエータの前記可動部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ュエータアレーと、
   前記各マイクロアクチュエータ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タであって、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、
   前記入力信号に応じて前記各マイクロアクチュエータの前記可動部の姿勢を制御する制御部と、
   を備え、
   前記制御部は、前記各マイクロアクチュエータに関して、前記入力信号に応じて、当該マイクロアクチュエータの前記光学フィルタが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の状態及び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の状態のうちの選択された状態となるように、当該マイクロアクチュエータの前記可動部の姿勢を制御し、
   前記各光学フィルタが前記入射光のうちの前記所定波長領域内の前記第１の状態で通過させる光は、互いに実質的に同じ波長成分の光であり、
   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、当該光学フィルタの前記複数の通過波長帯が設定された、
   ことを特徴とする空間光変調装置。
2. 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記載の空間光変調装置。
3. 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又は２記載の空間光変調装置。
4. 前記制御部は、前記各マイクロアクチュエータに関して、所定周期における当該マイクロアクチュエータの前記第１の状態の積算時間と前記第２の状態の積算時間との比が前記入力信号が示す当該マイクロアクチュエータの前記光学フィルタを通過すべき光の階調に応じて設定されるように、各マイクロアクチュエータの前記可動部の姿勢を制御することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の空間光変調装置。
5. 前記各光学フィルタが前記入射光のうちの前記所定波長領域内の前記第１の状態で通過させる光は、赤色、緑色及び青色のうちのいずれか１つの色の波長帯の光であるか、赤色、緑色及び青色のうちのいずれか２つの色の波長帯の光であるか、あるいは、赤色、緑色及び青色の全ての色の波長帯の光であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の空間光変調装置。
6. 前記各光学フィルタは、当該光学フィルタ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を特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の空間光変調装置。
7. 前記複数のマイクロアクチュエータのうちの少なくとも１つのマイクロアクチュエータの前記可動部は、トーショ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れた回転部を含み、
   前記少なくとも１つのマイクロアクチュエータは、前記回転部に少なくとも一方の回転方向への付勢力を付与し得る付勢力付与部を有することを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の空間光変調装置。
8. 前記複数のマイクロアクチュエータのうちの少なくとも１つのマイクロアクチュエータ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乃至６のいずれかに記載の空間光変調装置。
9. 前記各光学フィルタ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各光学フィルタが通過させる波長成分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各光学フィルタが通過させる波長成分の光が前記基板を透過した後に前記各光学フィルタに入射するか、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各光学フィルタが通過させる波長成分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、ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の空間光変調装置。
10. 前記入射光のうちの前記所定波長領域内の前記各光学フィルタが通過させる波長成分の光が前記基板を透過した後に前記各光学フィルタに入射し、
    前記基板における前記入射光の入射側に、前記入射光を前記光学フィルタ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９記載の空間光変調装置。
11. 請求項１乃至１０のいずれかに記載の空間光変調装置を備えたことを特徴とする投射型又は直視型の表示装置。

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