JPH06281869A - 多相光変調の方法および装置 - Google Patents
多相光変調の方法および装置Info
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- JPH06281869A JPH06281869A JP5077112A JP7711293A JPH06281869A JP H06281869 A JPH06281869 A JP H06281869A JP 5077112 A JP5077112 A JP 5077112A JP 7711293 A JP7711293 A JP 7711293A JP H06281869 A JPH06281869 A JP H06281869A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 多相光変調の方法および装置を開示する。
【構成】 この多相光変調の方法は、少なくとも２つの
変調素子２２、２４を有する画素２０を配設するステッ
プを含む。前記方法はさらに、前記少なくとも２つの変
調素子２２、２４をアドレス指定することにより、該ア
ドレス指定された素子に入射した光をしてアドレス指定
可能状態間における不連続的位相変化を受けしめるステ
ップを含む。前記方法はさらに、前記少なくとも２つの
変調素子２２、２４からの光を、少なくとも３つの独自
の位相を有する応答に解像するステップを含む。他のデ
バイス、装置、および方法もまた開示される。
変調素子２２、２４を有する画素２０を配設するステッ
プを含む。前記方法はさらに、前記少なくとも２つの変
調素子２２、２４をアドレス指定することにより、該ア
ドレス指定された素子に入射した光をしてアドレス指定
可能状態間における不連続的位相変化を受けしめるステ
ップを含む。前記方法はさらに、前記少なくとも２つの
変調素子２２、２４からの光を、少なくとも３つの独自
の位相を有する応答に解像するステップを含む。他のデ
バイス、装置、および方法もまた開示される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、一般的には多相形空間
的光変調に関し、特に離散レベルアドレス回路によって
アドレス指定されるが、光変調のための多相状態が可能
である光変調器の動作および製造に関する。
的光変調に関し、特に離散レベルアドレス回路によって
アドレス指定されるが、光変調のための多相状態が可能
である光変調器の動作および製造に関する。
【０００２】
【従来の技術】空間的光変調器（ＳＬＭ）は、入射光
を、電気的または光学的入力に対応する空間的パターン
に変調するトランスジューサである。入射光は、その位
相、強度、偏り、または方向を変調され、その光の変調
は、さまざまな電気光学または磁気光学効果を示すさま
ざまな材料によって、また表面の変形により光を変調す
る材料によって、行なわれうる。ＳＬＭは、光情報処
理、投写ディスプレイ、および静電印刷の分野におい
て、さまざまに応用されている。３０ ＩＥＥＥ Ｔｒ
ａｎ．Ｅｌｅｃ．Ｄｅｖ．５３９（１９８３）に所載の
Ｌ．Ｈｏｒｎｂｅｃｋ著「１２８×１２８ Ｄｅｆｏｒ
ｍａｂｌｅ Ｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ」に引用され
ている参考文献を参照されたい。
を、電気的または光学的入力に対応する空間的パターン
に変調するトランスジューサである。入射光は、その位
相、強度、偏り、または方向を変調され、その光の変調
は、さまざまな電気光学または磁気光学効果を示すさま
ざまな材料によって、また表面の変形により光を変調す
る材料によって、行なわれうる。ＳＬＭは、光情報処
理、投写ディスプレイ、および静電印刷の分野におい
て、さまざまに応用されている。３０ ＩＥＥＥ Ｔｒ
ａｎ．Ｅｌｅｃ．Ｄｅｖ．５３９（１９８３）に所載の
Ｌ．Ｈｏｒｎｂｅｃｋ著「１２８×１２８ Ｄｅｆｏｒ
ｍａｂｌｅ Ｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ」に引用され
ている参考文献を参照されたい。
【０００３】従来、この分野においては、２進光変調器
によって２つより多くの位相および／または振幅状態を
実現するために、多くの方法が用いられてきた。実質的
に全てのこれらの方法は、本来２進的である磁気光学変
調器に対して適用されてきたが、あるものは、簡単に２
進的に動作する他の変調器に対して適用されうる。Ａｐ
ｐｌｉｅｄ Ｏｐｔｉｃｓ ２７，４０７９−４０８３
（１９８８）所載のＦｌａｎｎｅｒｙ 外著「Ｔｒａｎ
ｓｆｏｒｍ−ｒａｔｉｏ Ｔｅｒｎａｒｙ Ｐｈａｓｅ
−ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｆｉｌｔｅｒ Ｆｏｒｍｕｌａ
ｔｉｏｎ ｆｏｒ Ｉｍｐｒｏｖｅｄ Ｃｏｒｒｅｌａ
ｔｉｏｎ Ｄｉｓｃｒｉｍｉｎａｔｉｏｎ」およびＡｐ
ｐｌｉｅｄ Ｏｐｔｉｃｓ ２８，１０４４−１０４６
（１９８９）に所載のＫａｓｔ 外著「Ｉｍｐｌｅｍｅ
ｎｔａｔｉｏｎ ｏｆ Ｔｅｒｎａｒｙ Ｐｈａｓｅ
Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｆｉｌｔｅｒｓ Ｕｓｉｎｇ ａ
Ｍａｇｎｅｔｏｏｐｔｉｃ Ｓｐａｔｉａｌ Ｌｉｇｈ
ｔ Ｍｏｄｕｌａｔｏｒ」には、磁気光学変調器におい
てアクセスされうる３進状態を用いる方法が説明されて
いる。磁気光学デバイスは、透過性ザクロ石材料内の磁
区の方向をスイッチすることにより動作する。磁区の方
向は２状態のみを有することができ、それによってこの
デバイスの固有の２進的性質が生じる。
によって２つより多くの位相および／または振幅状態を
実現するために、多くの方法が用いられてきた。実質的
に全てのこれらの方法は、本来２進的である磁気光学変
調器に対して適用されてきたが、あるものは、簡単に２
進的に動作する他の変調器に対して適用されうる。Ａｐ
ｐｌｉｅｄ Ｏｐｔｉｃｓ ２７，４０７９−４０８３
（１９８８）所載のＦｌａｎｎｅｒｙ 外著「Ｔｒａｎ
ｓｆｏｒｍ−ｒａｔｉｏ Ｔｅｒｎａｒｙ Ｐｈａｓｅ
−ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｆｉｌｔｅｒ Ｆｏｒｍｕｌａ
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ｐｌｉｅｄ Ｏｐｔｉｃｓ ２８，１０４４−１０４６
（１９８９）に所載のＫａｓｔ 外著「Ｉｍｐｌｅｍｅ
ｎｔａｔｉｏｎ ｏｆ Ｔｅｒｎａｒｙ Ｐｈａｓｅ
Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｆｉｌｔｅｒｓ Ｕｓｉｎｇ ａ
Ｍａｇｎｅｔｏｏｐｔｉｃ Ｓｐａｔｉａｌ Ｌｉｇｈ
ｔ Ｍｏｄｕｌａｔｏｒ」には、磁気光学変調器におい
てアクセスされうる３進状態を用いる方法が説明されて
いる。磁気光学デバイスは、透過性ザクロ石材料内の磁
区の方向をスイッチすることにより動作する。磁区の方
向は２状態のみを有することができ、それによってこの
デバイスの固有の２進的性質が生じる。
【０００４】２進ホログラムおよびフィルタの主たる欠
点は、あるホログラム（またはフィルタ）およびその複
素共役の双方に対する２進表示が同じであることであ
る。これは、２進ホログラムが再生される時、所望され
る像と、その像の空間的に反転されたコピー（水平およ
び垂直方向の双方において逆にされたもの）との双方が
発生せしめられることを意味する。この再生において
は、前記像にも、その共役像も優先権は与えられていな
いので、出力の全エネルギーはこれらの像に等しく分割
され、従ってこのプロセスの効率は低下する。さらに、
空間的搬送波変調などの特殊な技術を用いてこれら２つ
の像を分離しない限り、これら２つの再生像は互いに空
間的に重なり合う。空間的搬送波変調は、再生プロセス
の全体的効率をさらに低下させる。
点は、あるホログラム（またはフィルタ）およびその複
素共役の双方に対する２進表示が同じであることであ
る。これは、２進ホログラムが再生される時、所望され
る像と、その像の空間的に反転されたコピー（水平およ
び垂直方向の双方において逆にされたもの）との双方が
発生せしめられることを意味する。この再生において
は、前記像にも、その共役像も優先権は与えられていな
いので、出力の全エネルギーはこれらの像に等しく分割
され、従ってこのプロセスの効率は低下する。さらに、
空間的搬送波変調などの特殊な技術を用いてこれら２つ
の像を分離しない限り、これら２つの再生像は互いに空
間的に重なり合う。空間的搬送波変調は、再生プロセス
の全体的効率をさらに低下させる。
【０００５】Ａｐｐｌｉｅｄ Ｏｐｔｉｃｓ ２８，４
８４０−４８４４（１９８９）に所蔵のＤｉｃｋｅｙお
よびＨａｎｓｈｅ著「Ｑｕａｄ−ｐｈａｓｅ Ｃｏｒｒ
ｅｌａｔｉｏｎ Ｆｉｌｔｅｒ Ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａ
ｔｉｏｎ」には、相関フィルタに対して４つの位相レベ
ルを実現するために、２進状態磁気光学デバイスを使用
する方法が説明されている。この方法は、わずかにオフ
アクシスにアラインされたデバイスを動作させることに
よって、迂回位相アプローチを用いる。このミスアライ
ンメントを与えるために用いられる傾斜は、傾斜方向に
おける変調器内の隣接画素間にπ／２の位相差を与え
る。隣接画素からの応答がいっしょに混合されて正味の
応答を与えるように処理解像度をセットすれば、４つの
位相状態：
８４０−４８４４（１９８９）に所蔵のＤｉｃｋｅｙお
よびＨａｎｓｈｅ著「Ｑｕａｄ−ｐｈａｓｅ Ｃｏｒｒ
ｅｌａｔｉｏｎ Ｆｉｌｔｅｒ Ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａ
ｔｉｏｎ」には、相関フィルタに対して４つの位相レベ
ルを実現するために、２進状態磁気光学デバイスを使用
する方法が説明されている。この方法は、わずかにオフ
アクシスにアラインされたデバイスを動作させることに
よって、迂回位相アプローチを用いる。このミスアライ
ンメントを与えるために用いられる傾斜は、傾斜方向に
おける変調器内の隣接画素間にπ／２の位相差を与え
る。隣接画素からの応答がいっしょに混合されて正味の
応答を与えるように処理解像度をセットすれば、４つの
位相状態：
【外１】 （すなわち、π／４、３π／４、５π／４、および７π
／４ラジアン）が可能となる。この技術は、きわどいア
ラインメント公差を要求する。
／４ラジアン）が可能となる。この技術は、きわどいア
ラインメント公差を要求する。
【０００６】１９９０年９月２８日出願の米国特許出願
第５９０，４０５号において、Ｆｌｏｒｅｎｃｅは、２
つの隣接する位相変調素子の応答をアナログアドレス指
定によって混合すれば、全複素光変調が可能であること
を示した。２つの変調素子の別々のアドレス指定は、合
成された画素応答において振幅および位相の双方を独立
してセットするのに必要な自由度２を与える。この方法
は極めて一般的なもので、振幅および位相の双方におい
て完全な変調範囲を与えるが、アナログアドレス指定回
路を必要とする。
第５９０，４０５号において、Ｆｌｏｒｅｎｃｅは、２
つの隣接する位相変調素子の応答をアナログアドレス指
定によって混合すれば、全複素光変調が可能であること
を示した。２つの変調素子の別々のアドレス指定は、合
成された画素応答において振幅および位相の双方を独立
してセットするのに必要な自由度２を与える。この方法
は極めて一般的なもので、振幅および位相の双方におい
て完全な変調範囲を与えるが、アナログアドレス指定回
路を必要とする。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来技術の
上述の困難を克服することを目的とする。
上述の困難を克服することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の実施例は、フー
リエ平面内における複素変調を用いた、像のフィルタリ
ング、相関、ホログラフ像の再生、および情報または細
部の増強の、再プログラム可能な方法を提供する。本発
明の実施例は、振幅の減衰により光が除去されないため
に全複素変調よりも高い光学的効率を有する、位相のみ
の変調を行なう。この実施例はさらに、アナログ位相表
示に比しフィルタ記憶装置のために必要とするメモリが
かなり少なく、また特定のアナログアドレッシングレベ
ルを与えなくてはならないものより製造および動作が実
質的に簡単である、２進アドレス指定回路の利点を利用
している。
リエ平面内における複素変調を用いた、像のフィルタリ
ング、相関、ホログラフ像の再生、および情報または細
部の増強の、再プログラム可能な方法を提供する。本発
明の実施例は、振幅の減衰により光が除去されないため
に全複素変調よりも高い光学的効率を有する、位相のみ
の変調を行なう。この実施例はさらに、アナログ位相表
示に比しフィルタ記憶装置のために必要とするメモリが
かなり少なく、また特定のアナログアドレッシングレベ
ルを与えなくてはならないものより製造および動作が実
質的に簡単である、２進アドレス指定回路の利点を利用
している。
【０００９】実施例はまた、複素変調において多相レベ
ルを与え、さらにゼロ振幅状態を与える。ゼロ振幅状態
を有することの利点は、フィルタ平面のある領域におい
て雑音を除去し、そこで失われる信号エネルギーを極め
て小さくするか、あるいは全くなくしうることである。
従って、光学的効率にほとんど影響を与えずに、ＳＮ比
を改善することができる。
ルを与え、さらにゼロ振幅状態を与える。ゼロ振幅状態
を有することの利点は、フィルタ平面のある領域におい
て雑音を除去し、そこで失われる信号エネルギーを極め
て小さくするか、あるいは全くなくしうることである。
従って、光学的効率にほとんど影響を与えずに、ＳＮ比
を改善することができる。
【００１０】実施例はさらに、従来技術のデバイスに関
して述べたきわどいアラインメントの困難なしに、上述
の利点を実現する。
して述べたきわどいアラインメントの困難なしに、上述
の利点を実現する。
【００１１】
【実施例】以下、添付図面を参照しつつ実施例を説明す
るが、特に断わりのない限り、異なる図内の同じ番号お
よび符号は、同じ部品に関する。
るが、特に断わりのない限り、異なる図内の同じ番号お
よび符号は、同じ部品に関する。
【００１２】信号処理の分野において、変調とは、一般
に搬送波信号の振幅、周波数、または位相を変化させる
プロセスをいう。変調されていない搬送波信号は、一定
周波数のエネルギーの波である。このエネルギーは、
音、光、または電波でありうる。エネルギー波の重要な
特徴は、該波は時には物質を通して伝達されるが、移動
するのはエネルギー自体のみであることである。例え
ば、石が池の中に落ちると、石が水に当たった点から波
紋が広がる。しかし、これらの波は、外方へ移動する水
から構成されているのではない。そうではなく、池の表
面の水は上下しているだけであり、エネルギーのみが外
方へ移動しているのである。同様にして、光波または音
波は、エネルギーの規則的な上下運動から成る。相次ぐ
エネルギーの最高点間の距離が波長であり、それらの点
が通過する頻度が波の周波数であり（音楽においては、
周波数は音の高さと同じである）、波のエネルギー状態
の高低間の差が波の振幅であり、１瞬間における波の状
態および時間的な場所が波の位相である（換言すれば、
相次ぐエネルギーの最高点間には３６０°または２πラ
ジアンの位相が存在し、エネルギーの最高点とエネルギ
ーの最低点との間には１８０°またはπラジアンの位相
が存在する）。波は、我々に向かって、また我々を通っ
て進む時、エネルギーを伝えるのみでなく、意味の通信
をも行なう。例えば、懐中電燈のビームのような一定し
た波は、なんら情報を伝達しえない。しかし、もしその
ビームが中断されるか、もしその明るさが変化せしめら
れれば、それはメッセージを搬送しうる。全ての波によ
って搬送される通信は、この方法によって行なわれる。
に搬送波信号の振幅、周波数、または位相を変化させる
プロセスをいう。変調されていない搬送波信号は、一定
周波数のエネルギーの波である。このエネルギーは、
音、光、または電波でありうる。エネルギー波の重要な
特徴は、該波は時には物質を通して伝達されるが、移動
するのはエネルギー自体のみであることである。例え
ば、石が池の中に落ちると、石が水に当たった点から波
紋が広がる。しかし、これらの波は、外方へ移動する水
から構成されているのではない。そうではなく、池の表
面の水は上下しているだけであり、エネルギーのみが外
方へ移動しているのである。同様にして、光波または音
波は、エネルギーの規則的な上下運動から成る。相次ぐ
エネルギーの最高点間の距離が波長であり、それらの点
が通過する頻度が波の周波数であり（音楽においては、
周波数は音の高さと同じである）、波のエネルギー状態
の高低間の差が波の振幅であり、１瞬間における波の状
態および時間的な場所が波の位相である（換言すれば、
相次ぐエネルギーの最高点間には３６０°または２πラ
ジアンの位相が存在し、エネルギーの最高点とエネルギ
ーの最低点との間には１８０°またはπラジアンの位相
が存在する）。波は、我々に向かって、また我々を通っ
て進む時、エネルギーを伝えるのみでなく、意味の通信
をも行なう。例えば、懐中電燈のビームのような一定し
た波は、なんら情報を伝達しえない。しかし、もしその
ビームが中断されるか、もしその明るさが変化せしめら
れれば、それはメッセージを搬送しうる。全ての波によ
って搬送される通信は、この方法によって行なわれる。
【００１３】振幅変調は、一定の音すなわち高さを吹奏
するのであるが、トロンボーンの音の音量は変化させ
る、トロンボーン奏者に類似している。周波数変調は、
一定の高さを吹奏するのであるが、トロンボーンのスラ
イドをその一定の変調されていない高さに対応する位置
の付近で振動させて、その一定の高さ付近でのビブラー
トまたはトレモロを生ぜしめるトロンボーン奏者に類似
している。遠距離におけるトロンボーンの音は、一般に
平面波、すなわちトロンボーンから遠ざかる向きの等し
い速度で進む等しいエネルギーの平面をなして、聴衆の
方へ進む。トロンボーンから等距離にいる聴取者は、同
じ位相の音を受ける。もし信号が一方の聴取者に対し
て、他の聴取者に対するよりも、やや遠くまで進む必要
があった場合、またはやや低速度で進まされた場合に
は、これらの聴取者は異なる位相の音を受ける。人の耳
は一般に位相差を検出することはできず、トロンボーン
奏者は、振幅および周波数を変調したようには、位相を
変調することはできないが、さまざまな電子デバイス
は、位相差を類似した様式により送信および検出するこ
とができる。トロンボーン奏者の場合と同様にして、光
の一定周波数の信号、すわなち搬送波信号を変調するこ
とにより、振幅、周波数、および位相の変化を与え、ま
た検出すれば、情報を送信することができる。本発明の
実施例は、光信号の位相に関してこれを行ないうる。実
施例においては、（ほぼ一定の周波数と、ほぼ一様な位
相の波頭を有する）レーザ光が空間的光変調器（ＳＬ
Ｍ）のアレイ上に入射せしめられる。情報はこのアレイ
上に、通常はコンピュータによって配置され、それによ
ってその情報は、本発明の実施例から反射された光信号
の一部となる。本発明の実施例は、入射光の連続的に変
化する位相を変調し、送信されつつある情報に依存して
不連続的な位相変化を生ぜしめる。時計の秒針の運動に
見られる通りに時間が連続的であるのと同様に、光信号
の位相も連続的である。しかし、時間は不連続的な単位
である、時間、分、秒、および秒の部分、によって測定
される。単位（時間）がもっと多くの部分単位（１／
４、１／２、３／４時間、または１／８、１／４、３／
８、１／２、５／８、３／４、７／８時間）に分解され
うれば、時間の表示はもっと正確に行なわれうる。信号
の位相に関しても同様のことがいえるので、本発明の実
施例は、位相を容易に部分単位に分解しうるようにし、
しかも通常のコンピュータから得られるような、２進ア
ドレス指定信号を典型とするディジタル信号を用いる。
単一画素の、個々にアドレス指定され、かつ単独に解像
される部分素子を用いれば、２つより多くの位相間にお
いて搬送波信号を容易に変調することができ、これは、
２進アドレス指定を用いる従来技術の空間的変調器にお
いて可能であった全てである。
するのであるが、トロンボーンの音の音量は変化させ
る、トロンボーン奏者に類似している。周波数変調は、
一定の高さを吹奏するのであるが、トロンボーンのスラ
イドをその一定の変調されていない高さに対応する位置
の付近で振動させて、その一定の高さ付近でのビブラー
トまたはトレモロを生ぜしめるトロンボーン奏者に類似
している。遠距離におけるトロンボーンの音は、一般に
平面波、すなわちトロンボーンから遠ざかる向きの等し
い速度で進む等しいエネルギーの平面をなして、聴衆の
方へ進む。トロンボーンから等距離にいる聴取者は、同
じ位相の音を受ける。もし信号が一方の聴取者に対し
て、他の聴取者に対するよりも、やや遠くまで進む必要
があった場合、またはやや低速度で進まされた場合に
は、これらの聴取者は異なる位相の音を受ける。人の耳
は一般に位相差を検出することはできず、トロンボーン
奏者は、振幅および周波数を変調したようには、位相を
変調することはできないが、さまざまな電子デバイス
は、位相差を類似した様式により送信および検出するこ
とができる。トロンボーン奏者の場合と同様にして、光
の一定周波数の信号、すわなち搬送波信号を変調するこ
とにより、振幅、周波数、および位相の変化を与え、ま
た検出すれば、情報を送信することができる。本発明の
実施例は、光信号の位相に関してこれを行ないうる。実
施例においては、（ほぼ一定の周波数と、ほぼ一様な位
相の波頭を有する）レーザ光が空間的光変調器（ＳＬ
Ｍ）のアレイ上に入射せしめられる。情報はこのアレイ
上に、通常はコンピュータによって配置され、それによ
ってその情報は、本発明の実施例から反射された光信号
の一部となる。本発明の実施例は、入射光の連続的に変
化する位相を変調し、送信されつつある情報に依存して
不連続的な位相変化を生ぜしめる。時計の秒針の運動に
見られる通りに時間が連続的であるのと同様に、光信号
の位相も連続的である。しかし、時間は不連続的な単位
である、時間、分、秒、および秒の部分、によって測定
される。単位（時間）がもっと多くの部分単位（１／
４、１／２、３／４時間、または１／８、１／４、３／
８、１／２、５／８、３／４、７／８時間）に分解され
うれば、時間の表示はもっと正確に行なわれうる。信号
の位相に関しても同様のことがいえるので、本発明の実
施例は、位相を容易に部分単位に分解しうるようにし、
しかも通常のコンピュータから得られるような、２進ア
ドレス指定信号を典型とするディジタル信号を用いる。
単一画素の、個々にアドレス指定され、かつ単独に解像
される部分素子を用いれば、２つより多くの位相間にお
いて搬送波信号を容易に変調することができ、これは、
２進アドレス指定を用いる従来技術の空間的変調器にお
いて可能であった全てである。
【００１４】実施例の位相変調は、２つまたはそれ以上
の部分素子からの光を単一画素内へ解像することによっ
て行なわれる。例えば、２つの部分素子を有する画素上
にもし光が入射して、第１部分素子上において０ラジア
ンの位相変化が与えられ、第２部分素子上においてπ／
２ラジアンの位相変化が与えられ、双方の素子から反射
された光が同じ振幅を有すれば、双方の部分素子から反
射された光はπ／４の正味の位相変化を有することにな
る。同様にして、もし第１部分素子上においてπラジア
ンの位相変化が与えられ、第２部分素子上においてπ／
２ラジアンの位相変化が与えられ、双方の素子から反射
された光が同じ振幅を有すれば、双方の部分素子から反
射された光は３π／４の正味の位相変化を有することに
なる。
の部分素子からの光を単一画素内へ解像することによっ
て行なわれる。例えば、２つの部分素子を有する画素上
にもし光が入射して、第１部分素子上において０ラジア
ンの位相変化が与えられ、第２部分素子上においてπ／
２ラジアンの位相変化が与えられ、双方の素子から反射
された光が同じ振幅を有すれば、双方の部分素子から反
射された光はπ／４の正味の位相変化を有することにな
る。同様にして、もし第１部分素子上においてπラジア
ンの位相変化が与えられ、第２部分素子上においてπ／
２ラジアンの位相変化が与えられ、双方の素子から反射
された光が同じ振幅を有すれば、双方の部分素子から反
射された光は３π／４の正味の位相変化を有することに
なる。
【００１５】図１には、本発明の実施例が示されてい
る。この実施例は、０ラジアンとπラジアンとの間でス
イッチする１つの位相変調素子２２と、π／２ラジアン
と３π／２ラジアンとの間でスイッチする第２変調素子
２４とから成る画素２０から構成される。これら２つの
素子の応答を混合するようにセットされた光学装置の解
像度によれば、該画素の正味の応答は、図２に示されて
いる４つの可能な位相状態（すわなち、π／４、３π／
４、５π／４、および７π／４）を有する。これらの位
相状態における応答の振幅は、２つの等しい成分がπ／
２ラジアンの位相差で加算されるので、
る。この実施例は、０ラジアンとπラジアンとの間でス
イッチする１つの位相変調素子２２と、π／２ラジアン
と３π／２ラジアンとの間でスイッチする第２変調素子
２４とから成る画素２０から構成される。これら２つの
素子の応答を混合するようにセットされた光学装置の解
像度によれば、該画素の正味の応答は、図２に示されて
いる４つの可能な位相状態（すわなち、π／４、３π／
４、５π／４、および７π／４）を有する。これらの位
相状態における応答の振幅は、２つの等しい成分がπ／
２ラジアンの位相差で加算されるので、
【外２】 すなわち０．７０７になる（もし２つの半部分が正確に
同じ位相にセットされているとすれば、振幅は加算され
て１になる）。さらに、位相は相対的な量であるから、
π／４状態を規準として測定することができる（すなわ
ち、π／４状態をゼロ位相状態とみなしうる）。その場
合は、この変調画素の４つの位相状態は、０、π／２、
π、および３π／２ラジアンとみなしうる。
同じ位相にセットされているとすれば、振幅は加算され
て１になる）。さらに、位相は相対的な量であるから、
π／４状態を規準として測定することができる（すなわ
ち、π／４状態をゼロ位相状態とみなしうる）。その場
合は、この変調画素の４つの位相状態は、０、π／２、
π、および３π／２ラジアンとみなしうる。
【００１６】図３には、本発明のもう１つの実施例が示
されている。この画素３０内には、４つの独立してアド
レス可能な変調素子が存在する。第１および第４素子３
２、３４は、０ラジアンとπラジアンとの間でスイッチ
する。第２素子３６および第３素子３８は、π／２ラジ
アンと３π／２ラジアンとの間でスイッチする。再び光
学装置の解像度を、これらの素子の応答が単一応答に混
合されるようにセットすれば、図４に示されているさま
ざまな位相状態が実現されうる。この画素構造の１つの
利点は、図４に示されているその変調特性が、それぞれ
ほぼ同じ振幅を有する８つの異なる位相状態を与えうる
ことである。この変調特性はさらに、ゼロ振幅状態をも
与えうる。さらに、この画素３０は、２進アドレス指定
回路を用いるディスプレイデバイスのために開発された
アドレス指定回路に直接適合できる。変調素子３２、３
４、３６、および３８の規則的な正方形配置は、基礎と
なるアドレス構造を変えることなく現在の２進アドレス
指定回路上に付加されうる。
されている。この画素３０内には、４つの独立してアド
レス可能な変調素子が存在する。第１および第４素子３
２、３４は、０ラジアンとπラジアンとの間でスイッチ
する。第２素子３６および第３素子３８は、π／２ラジ
アンと３π／２ラジアンとの間でスイッチする。再び光
学装置の解像度を、これらの素子の応答が単一応答に混
合されるようにセットすれば、図４に示されているさま
ざまな位相状態が実現されうる。この画素構造の１つの
利点は、図４に示されているその変調特性が、それぞれ
ほぼ同じ振幅を有する８つの異なる位相状態を与えうる
ことである。この変調特性はさらに、ゼロ振幅状態をも
与えうる。さらに、この画素３０は、２進アドレス指定
回路を用いるディスプレイデバイスのために開発された
アドレス指定回路に直接適合できる。変調素子３２、３
４、３６、および３８の規則的な正方形配置は、基礎と
なるアドレス構造を変えることなく現在の２進アドレス
指定回路上に付加されうる。
【００１７】上述の原理は、直角をなさない位相状態間
でスイッチするデバイスに対しても拡張されうる。図５
に示されている実施例は、その例である。この画素４０
は３つの変調素子から成り、１つの素子４２は０ラジア
ンとπラジアンとの間でスイッチし、第２素子４４はπ
／３ラジアンと４π／３ラジアンとの間でスイッチし、
第３素子４６は２π／３ラジアンと５π／３ラジアンと
の間でスイッチする。これらの素子の組合せは、適正に
解像された時には、図６に示されている７つの応答状態
を与える。この実施例における変調特性もまたゼロ振幅
状態を有し、６つの位相状態は全て正確に同じ振幅（全
てが等しい位相であると仮定した場合の応答の２／３）
を有する。
でスイッチするデバイスに対しても拡張されうる。図５
に示されている実施例は、その例である。この画素４０
は３つの変調素子から成り、１つの素子４２は０ラジア
ンとπラジアンとの間でスイッチし、第２素子４４はπ
／３ラジアンと４π／３ラジアンとの間でスイッチし、
第３素子４６は２π／３ラジアンと５π／３ラジアンと
の間でスイッチする。これらの素子の組合せは、適正に
解像された時には、図６に示されている７つの応答状態
を与える。この実施例における変調特性もまたゼロ振幅
状態を有し、６つの位相状態は全て正確に同じ振幅（全
てが等しい位相であると仮定した場合の応答の２／３）
を有する。
【００１８】実施例の多相画素は、変形可能ミラー光変
調器である。別の実施例においては、上述の画素は、２
つの位相状態間でスイッチする能力を有する任意の形式
の光変調器として実現されうる。
調器である。別の実施例においては、上述の画素は、２
つの位相状態間でスイッチする能力を有する任意の形式
の光変調器として実現されうる。
【００１９】多くの別の実施例においては、隣接素子が
直交する位相状態間でスイッチするのに必要な位相偏移
を導入するために、変調素子上にマスクを配置する必要
がある。図７のデバイス５０には、磁気光学デバイスま
たは液晶デバイスのような偏光回転形光変調器に対する
マスク構造が示されている。この構造においては、能動
素子５６および５８が偏光子５２と検光子５４との間に
介在せしめられている。マスク６０は、検光子５４の後
に付加される。部分６２は、第１の選択された厚さを有
するマスク６０の領域を含む。第１能動素子５６および
部分６２を通過した光は規準位相を有する。部分６４
は、もう１つの選択された厚さを有するマスクの領域を
含む。第２能動素子５８および部分６４を通過した光に
は、第１能動素子の位相状態と直角をなす位相状態間で
第２能動素子５８が動作するのに必要な追加の位相変化
が導入される。マスク６０は、位相変化が偏光子／検光
子対の動作を変化させないことを保証するために、検光
子の後に付加される。
直交する位相状態間でスイッチするのに必要な位相偏移
を導入するために、変調素子上にマスクを配置する必要
がある。図７のデバイス５０には、磁気光学デバイスま
たは液晶デバイスのような偏光回転形光変調器に対する
マスク構造が示されている。この構造においては、能動
素子５６および５８が偏光子５２と検光子５４との間に
介在せしめられている。マスク６０は、検光子５４の後
に付加される。部分６２は、第１の選択された厚さを有
するマスク６０の領域を含む。第１能動素子５６および
部分６２を通過した光は規準位相を有する。部分６４
は、もう１つの選択された厚さを有するマスクの領域を
含む。第２能動素子５８および部分６４を通過した光に
は、第１能動素子の位相状態と直角をなす位相状態間で
第２能動素子５８が動作するのに必要な追加の位相変化
が導入される。マスク６０は、位相変化が偏光子／検光
子対の動作を変化させないことを保証するために、検光
子の後に付加される。
【００２０】以上に略述したように、実施例の多相変調
画素すなわちマクロ素子は、２素子を含むサブユニット
であり、その第１素子は０ラジアンとπラジアンとの間
で位相をスイッチしえ、第２素子はπ／２ラジアンと３
π／２ラジアンとの間でスイッチしうる。図８は、この
原理の具体化を、変形可能ミラーデバイス（ＤＭＤ）内
の単一マクロ素子７０の部分断面図として示す。それぞ
れのマクロ素子は、第１ミラー７２および第２ミラー７
４を含む。それぞれのミラーは、入射する照明の位相の
π／２ラジアンの奇数倍に対応する距離だけ垂直方向に
移動するように構成されている。それぞれのミラーの移
動は、第１または第２梁素子１０４、１０６と、その下
にあるアドレス電極８０との間に電圧を印加することに
よって行なわれる。梁素子１０４、１０６は、ベースパ
ッド７８、ヒンジ９６、９８、およびヒンジ支持体１０
０、１０２を経て下部のバイアス回路に接続されてい
る。梁素子１０４または１０６と、下部のアドレス電極
８０とは、エアギャップキャパシタの２つの極板を形成
し、印加された電圧によりこれら２極板上に誘導された
逆符号の電荷は、梁素子１０４または１０６を下部のア
ドレス電極８０の方へ引きつける静電気力をおよぼす。
これにより、梁素子１０４または１０６は、関連のヒン
ジ９６または９８（および恐らくは図示されていない他
のヒンジ）においてねじられて、下部のアドレス電極８
０に向かって偏向せしめられる。梁素子１０４または１
０６に印加されるアドレス電圧は、梁素子１０４、１０
６を下部の絶縁停止部材８２に接触するまで偏向せしめ
るようになっている。梁素子１０４、１０６の運動は、
梁素子１０４、１０６上に形成されたミラー素子７２、
７４に反映される。その時、偏向せしめられたミラー７
２、７４は、ｎπラジアン（ただしｎは奇数）の光路の
変化を生ぜしめる。第１ミラー７２は、偏向していない
時に０ラジアンとして定められているので、０ラジアン
とｎπラジアン（ｎは奇数）との間で位相を変化させ
る。第２ミラー７４は、ＤＭＤが休止状態にある時に
は、ミラー７４の表面が第１ミラー７２の表面からπ／
４ラジアンの奇数倍だけ変位せしめられているので、や
はり２つの形式のミラー間の光路差はｍπ／２ラジアン
（ただしｍは奇数）となる。
画素すなわちマクロ素子は、２素子を含むサブユニット
であり、その第１素子は０ラジアンとπラジアンとの間
で位相をスイッチしえ、第２素子はπ／２ラジアンと３
π／２ラジアンとの間でスイッチしうる。図８は、この
原理の具体化を、変形可能ミラーデバイス（ＤＭＤ）内
の単一マクロ素子７０の部分断面図として示す。それぞ
れのマクロ素子は、第１ミラー７２および第２ミラー７
４を含む。それぞれのミラーは、入射する照明の位相の
π／２ラジアンの奇数倍に対応する距離だけ垂直方向に
移動するように構成されている。それぞれのミラーの移
動は、第１または第２梁素子１０４、１０６と、その下
にあるアドレス電極８０との間に電圧を印加することに
よって行なわれる。梁素子１０４、１０６は、ベースパ
ッド７８、ヒンジ９６、９８、およびヒンジ支持体１０
０、１０２を経て下部のバイアス回路に接続されてい
る。梁素子１０４または１０６と、下部のアドレス電極
８０とは、エアギャップキャパシタの２つの極板を形成
し、印加された電圧によりこれら２極板上に誘導された
逆符号の電荷は、梁素子１０４または１０６を下部のア
ドレス電極８０の方へ引きつける静電気力をおよぼす。
これにより、梁素子１０４または１０６は、関連のヒン
ジ９６または９８（および恐らくは図示されていない他
のヒンジ）においてねじられて、下部のアドレス電極８
０に向かって偏向せしめられる。梁素子１０４または１
０６に印加されるアドレス電圧は、梁素子１０４、１０
６を下部の絶縁停止部材８２に接触するまで偏向せしめ
るようになっている。梁素子１０４、１０６の運動は、
梁素子１０４、１０６上に形成されたミラー素子７２、
７４に反映される。その時、偏向せしめられたミラー７
２、７４は、ｎπラジアン（ただしｎは奇数）の光路の
変化を生ぜしめる。第１ミラー７２は、偏向していない
時に０ラジアンとして定められているので、０ラジアン
とｎπラジアン（ｎは奇数）との間で位相を変化させ
る。第２ミラー７４は、ＤＭＤが休止状態にある時に
は、ミラー７４の表面が第１ミラー７２の表面からπ／
４ラジアンの奇数倍だけ変位せしめられているので、や
はり２つの形式のミラー間の光路差はｍπ／２ラジアン
（ただしｍは奇数）となる。
【００２１】製造工程は、より多くの位相へのアクセス
を可能ならしめるために、１画素につき２つより多くの
ミラーを有するように拡張されうる。例えば、もし３ミ
ラーがそれぞれ０ラジアンとπ／２ラジアンとの間、π
／６ラジアンと２π／３ラジアンとの間、およびπ／３
ラジアンと５π／６ラジアンとの間で移動するように構
成されれば、３ミラー画素が製造されうる。
を可能ならしめるために、１画素につき２つより多くの
ミラーを有するように拡張されうる。例えば、もし３ミ
ラーがそれぞれ０ラジアンとπ／２ラジアンとの間、π
／６ラジアンと２π／３ラジアンとの間、およびπ／３
ラジアンと５π／６ラジアンとの間で移動するように構
成されれば、３ミラー画素が製造されうる。
【００２２】多相形空間的光変調器（ＭＰＳＬＭ）の製
造は、下部のＣＭＯＳ回路の構成から始められる。これ
は、ＤＭＤ投写ディスプレイに用いられる、「標準的」
ＤＲＡＭまたはＳＲＡＭアレイでありうる。しかし、Ｍ
ＰＳＬＭに対しては、画素はアクロ画素を形成するため
にグループ形成されているものと考えられうる。これ
は、物理的なグループ形成ではなく、動作上のグループ
形成である。物理的アレイは、ＤＲＡＭまたはＳＲＡＭ
アドレスアレイと同じである。
造は、下部のＣＭＯＳ回路の構成から始められる。これ
は、ＤＭＤ投写ディスプレイに用いられる、「標準的」
ＤＲＡＭまたはＳＲＡＭアレイでありうる。しかし、Ｍ
ＰＳＬＭに対しては、画素はアクロ画素を形成するため
にグループ形成されているものと考えられうる。これ
は、物理的なグループ形成ではなく、動作上のグループ
形成である。物理的アレイは、ＤＲＡＭまたはＳＲＡＭ
アドレスアレイと同じである。
【００２３】次に、アドレス回路の製造に続いて、米国
特許第５，０８３，８５７号に開示されている改変され
た「隠れヒンジＤＭＤ」工程の流れにより、ミラーの下
部構造が構成される。「隠れヒンジＤＭＤ」の工程およ
び構造は、改変されていない素子に対する位相変化を導
入するために、隣接ミラー素子に対して次に層を付加す
ることによって改変される。「隠れヒンジＤＭＤ」工程
の流れは、本発明の実施側に組込まれるが、本発明は、
光変調のための多くの他の方法および構造に対しても適
用されうる。
特許第５，０８３，８５７号に開示されている改変され
た「隠れヒンジＤＭＤ」工程の流れにより、ミラーの下
部構造が構成される。「隠れヒンジＤＭＤ」の工程およ
び構造は、改変されていない素子に対する位相変化を導
入するために、隣接ミラー素子に対して次に層を付加す
ることによって改変される。「隠れヒンジＤＭＤ」工程
の流れは、本発明の実施側に組込まれるが、本発明は、
光変調のための多くの他の方法および構造に対しても適
用されうる。
【００２４】図９ａにおいては、基板７６が準備され
て、金属層が形成され、かつパターン形成されて、下部
のＣＭＯＳアドレス回路と電気的に導通する支持バイア
（ｖｉａ）およびアドレス電極８０のためのベースパッ
ド７８を与える。上述のように、この下部ＣＭＯＳアド
レス回路は、ＤＲＡＭまたはＳＲＡＭアドレスアレイと
同様のものでありうる。
て、金属層が形成され、かつパターン形成されて、下部
のＣＭＯＳアドレス回路と電気的に導通する支持バイア
（ｖｉａ）およびアドレス電極８０のためのベースパッ
ド７８を与える。上述のように、この下部ＣＭＯＳアド
レス回路は、ＤＲＡＭまたはＳＲＡＭアドレスアレイと
同様のものでありうる。
【００２５】次に図９ｂにおいては、ミラー７２または
７４の移動を制御するために停止部材を製造しなくはな
らない。好ましい製造方法は、ミラー７２または７４の
下にくる電極８０上に直接１つまたはそれ以上の停止部
材８２を設置することである。このステップは、好まし
くは低温プラズマ酸化物デポジション（好ましくは５０
００Å未満のもの）を含む。次に、停止部材８２はパタ
ーン形成されてエッチングされる。
７４の移動を制御するために停止部材を製造しなくはな
らない。好ましい製造方法は、ミラー７２または７４の
下にくる電極８０上に直接１つまたはそれ以上の停止部
材８２を設置することである。このステップは、好まし
くは低温プラズマ酸化物デポジション（好ましくは５０
００Å未満のもの）を含む。次に、停止部材８２はパタ
ーン形成されてエッチングされる。
【００２６】図９ｃは、第１スペーサ層８４が付着せし
められてパターン形成された後の、実施例のＤＭＤを示
す。第１スペーサ層８４は、電極および停止部材が作る
地形を平坦化するためにスピン塗布される。全スペーサ
８４の厚さ（Ｔｓｐ）は、停止部材８２の高さ（Ｔｓ
ｐ）と、入射する照明の１／４波長の奇数倍（ｍλ／
４、ｍは奇数）との和に等しい必要がある。このように
して、梁１０４および１０６（図示されていない。図９
ｅ参照）と、梁１０４および１０６上に構成されたミラ
ー７２および７４（図示されていない。図８参照）と
は、第１スペーサ層８４（Ｌ＝ｍλ／４＝Ｔｓｐ−Ｔｓ
ｔ、ｍは奇数）の後の除去により、ヒンジ素子９６、９
８（図示されていない。図９ｅ参照）と、誘電体停止部
材８２の頂部との間に残される選択された距離Ｌを経て
偏向しうる。従って、全第１スペーサ層８４の厚さ（Ｔ
ｓｐ）は、偏向していないミラーから反射された光と、
選択された距離Ｌ（Ｌ＝ｍλ／４、ｍは奇数）を経て偏
向した同じミラーから反射された光との間の光路長差が
ｍπ／２（ｍは奇数）になるように形成されている。本
発明の実施例においては、６３２８Åの照明を仮定して
いる。ミラー間の光路長差をｍπ（ｍは奇数）にするた
めには、ミラーはｍλ／４すなわち１５８２Å、４７４
６Å、７９１０Å、等だけ移動しえなくてはならない。
実施例においては、４７４６Åの偏向のためにｍ＝３が
選択される。好ましくは、第１スペーサ層の厚さは６２
００Åとされるので、酸化物停止部材８２の好ましい厚
さは１４５４Åとなる。次に、第１スペーサ層８４に
は、バイアパッド７８上に形成されるヒンジ支持バイア
の空所８６がパターン形成され、かつＵＶ硬化される。
められてパターン形成された後の、実施例のＤＭＤを示
す。第１スペーサ層８４は、電極および停止部材が作る
地形を平坦化するためにスピン塗布される。全スペーサ
８４の厚さ（Ｔｓｐ）は、停止部材８２の高さ（Ｔｓ
ｐ）と、入射する照明の１／４波長の奇数倍（ｍλ／
４、ｍは奇数）との和に等しい必要がある。このように
して、梁１０４および１０６（図示されていない。図９
ｅ参照）と、梁１０４および１０６上に構成されたミラ
ー７２および７４（図示されていない。図８参照）と
は、第１スペーサ層８４（Ｌ＝ｍλ／４＝Ｔｓｐ−Ｔｓ
ｔ、ｍは奇数）の後の除去により、ヒンジ素子９６、９
８（図示されていない。図９ｅ参照）と、誘電体停止部
材８２の頂部との間に残される選択された距離Ｌを経て
偏向しうる。従って、全第１スペーサ層８４の厚さ（Ｔ
ｓｐ）は、偏向していないミラーから反射された光と、
選択された距離Ｌ（Ｌ＝ｍλ／４、ｍは奇数）を経て偏
向した同じミラーから反射された光との間の光路長差が
ｍπ／２（ｍは奇数）になるように形成されている。本
発明の実施例においては、６３２８Åの照明を仮定して
いる。ミラー間の光路長差をｍπ（ｍは奇数）にするた
めには、ミラーはｍλ／４すなわち１５８２Å、４７４
６Å、７９１０Å、等だけ移動しえなくてはならない。
実施例においては、４７４６Åの偏向のためにｍ＝３が
選択される。好ましくは、第１スペーサ層の厚さは６２
００Åとされるので、酸化物停止部材８２の好ましい厚
さは１４５４Åとなる。次に、第１スペーサ層８４に
は、バイアパッド７８上に形成されるヒンジ支持バイア
の空所８６がパターン形成され、かつＵＶ硬化される。
【００２７】次に、図９ｄにおいて、「隠れヒンジ」下
部構造が製造される。第１スペーサ層８４上に、薄いヒ
ンジアルミニウム合金８８がスパッタされ、ヒンジアル
ミニウム８８上に低温プラズマ酸化物が付着せしめられ
てパターン形成されることにより、埋込みヒンジのエッ
チストップ９０が形成される。
部構造が製造される。第１スペーサ層８４上に、薄いヒ
ンジアルミニウム合金８８がスパッタされ、ヒンジアル
ミニウム８８上に低温プラズマ酸化物が付着せしめられ
てパターン形成されることにより、埋込みヒンジのエッ
チストップ９０が形成される。
【００２８】図９ｅにおいては、梁アルミニウムが付着
せしめられ、その上にもう１つの低温プラズマ酸化物層
が付着せしめられてパターン形成されることにより、埋
込みヒンジのエッチストップ９０と同様にして梁アルミ
ニウムのエッチストップ９４が形成される。次に、アル
ミニウムのエッチングが行なわれて、梁アルミニウムの
エッチストップ９４により覆われていない領域の梁アル
ミニウムと、ヒンジアルミニウムのエッチストップ９０
により覆われていないヒンジアルミニウム８８とをクリ
ーニングする。このようにして、第１ヒンジ素子９６が
形成され、１つまたはそれ以上の第２ヒンジ素子９８が
形成され、１つまたはそれ以上の第１ヒンジ素子支持体
１００が形成され、１つまたはそれ以上の第２ヒンジ素
子支持体１０２が形成され、第１梁素子１０４が形成さ
れ、また第２梁素子１０６が形成される。さらにプラズ
マエッチングを用いて酸化物マスク９０および９４が除
去されるが、それはスペーサをエッチングしないように
選択的に行われなくてはならない。通常のＤＭＤ工程の
流れとは異なり、隠れヒンジの酸化物の除去後に第１ス
ペーサ層８４の除去は行なわれない。
せしめられ、その上にもう１つの低温プラズマ酸化物層
が付着せしめられてパターン形成されることにより、埋
込みヒンジのエッチストップ９０と同様にして梁アルミ
ニウムのエッチストップ９４が形成される。次に、アル
ミニウムのエッチングが行なわれて、梁アルミニウムの
エッチストップ９４により覆われていない領域の梁アル
ミニウムと、ヒンジアルミニウムのエッチストップ９０
により覆われていないヒンジアルミニウム８８とをクリ
ーニングする。このようにして、第１ヒンジ素子９６が
形成され、１つまたはそれ以上の第２ヒンジ素子９８が
形成され、１つまたはそれ以上の第１ヒンジ素子支持体
１００が形成され、１つまたはそれ以上の第２ヒンジ素
子支持体１０２が形成され、第１梁素子１０４が形成さ
れ、また第２梁素子１０６が形成される。さらにプラズ
マエッチングを用いて酸化物マスク９０および９４が除
去されるが、それはスペーサをエッチングしないように
選択的に行われなくてはならない。通常のＤＭＤ工程の
流れとは異なり、隠れヒンジの酸化物の除去後に第１ス
ペーサ層８４の除去は行なわれない。
【００２９】次に、図９ｆにおいて、第２スペーサ層１
０８がスピン塗布される。第２スペーサ層１１８は、ミ
ラー７２および７４が偏向した時にミラーがヒンジ支持
体１０２および１０４に当たらないように、十分な深さ
をもたなくてはならない。実施例においては、ミラーの
偏向距離は４７４６Åであるから、好ましいスペーサの
厚さは６２００Åあれば十分である。次に、梁１０４、
１０６上にミラー支持バイアの空所１１０がパターン形
成され、かつＵＶ硬化される。
０８がスピン塗布される。第２スペーサ層１１８は、ミ
ラー７２および７４が偏向した時にミラーがヒンジ支持
体１０２および１０４に当たらないように、十分な深さ
をもたなくてはならない。実施例においては、ミラーの
偏向距離は４７４６Åであるから、好ましいスペーサの
厚さは６２００Åあれば十分である。次に、梁１０４、
１０６上にミラー支持バイアの空所１１０がパターン形
成され、かつＵＶ硬化される。
【００３０】次に、図９ｇにおいて、ミラーアルミニウ
ム１１２が付着せしめられ、さらに低温プラズマ酸化物
が付着せしめられてエッチングされることにより「隠れ
ミラー」アルミニウムエッチマスク１１４が形成され
る。
ム１１２が付着せしめられ、さらに低温プラズマ酸化物
が付着せしめられてエッチングされることにより「隠れ
ミラー」アルミニウムエッチマスク１１４が形成され
る。
【００３１】図９ｈにおいては、休止ミラー間の位相差
の与えるための追加のアルミニウム層１１６が付着せし
められる。アルミニウム１１６の厚さは、反射に際して
の休止ミラー間の光路差がｎλ／４（ｎは奇数）になる
ように、ｎλ／８に等しい必要がある。好ましい、λ＝
６３２８Åの入射光に対しては、この厚さは、７９１
Å、２３７３Å、３９５５Å、５５３７Å、等でありう
る。好ましくは、アルミニウム１１６の厚さは、ｎ＝３
に対する２３７３Åとする。再び酸化物が付着せしめら
れてエッチングされることにより、第１ミラー７２に対
するアルミニウムエッチマスク１１８が形成される。第
１ミラー７２の全アルミニウムは、エッチマスク１１８
によって保護されている。好ましくはプラズマエッチン
グである後のエッチングは、第２ミラー７４上の酸化物
マスク１１４までエッチングし、第２ミラー７４の表面
から余分なｎλ／８のアルミニウムを除去する。
の与えるための追加のアルミニウム層１１６が付着せし
められる。アルミニウム１１６の厚さは、反射に際して
の休止ミラー間の光路差がｎλ／４（ｎは奇数）になる
ように、ｎλ／８に等しい必要がある。好ましい、λ＝
６３２８Åの入射光に対しては、この厚さは、７９１
Å、２３７３Å、３９５５Å、５５３７Å、等でありう
る。好ましくは、アルミニウム１１６の厚さは、ｎ＝３
に対する２３７３Åとする。再び酸化物が付着せしめら
れてエッチングされることにより、第１ミラー７２に対
するアルミニウムエッチマスク１１８が形成される。第
１ミラー７２の全アルミニウムは、エッチマスク１１８
によって保護されている。好ましくはプラズマエッチン
グである後のエッチングは、第２ミラー７４上の酸化物
マスク１１４までエッチングし、第２ミラー７４の表面
から余分なｎλ／８のアルミニウムを除去する。
【００３２】次に、図９ｉにおいて、半導体ウェハ（図
示されていない）が、通常のようにのこ引きされて下部
を切取られる。酸化物マスク１１４および１１８が除去
され、スペーサ層８４および１０８が除去されて、同じ
変形可能な下部構造により支持された位相ミラー７２お
よび７４からの２つが残される。
示されていない）が、通常のようにのこ引きされて下部
を切取られる。酸化物マスク１１４および１１８が除去
され、スペーサ層８４および１０８が除去されて、同じ
変形可能な下部構造により支持された位相ミラー７２お
よび７４からの２つが残される。
【００３３】図１０は、ＤＭＤのマクロ素子７０の平面
（頂面）図を示す。図９ａから図９ｉまでが作られた断
面の位置も示されている。隠れたヒンジ構造を用いる
と、表面領域の大部分が実際にミラー素子７２および７
４となることに注意すべきである。このようにして、
「隠れヒンジ」構造はかなり効率的となり、多くの入射
光エネルギーを変調する。
（頂面）図を示す。図９ａから図９ｉまでが作られた断
面の位置も示されている。隠れたヒンジ構造を用いる
と、表面領域の大部分が実際にミラー素子７２および７
４となることに注意すべきである。このようにして、
「隠れヒンジ」構造はかなり効率的となり、多くの入射
光エネルギーを変調する。
【００３４】図１１は、ＤＭＤのマクロ素子７０の斜視
図である。図１２は、実施例のＤＭＤを用いた光信号プ
ロセッサ２００のブロック図である。そこに示されてい
る実施例の光信号プロセッサは、光相関器である。以下
に説明される光相関器の動作は典型的なものである。本
発明のＤＭＤは、多くの形式の構造において利用されう
る。本発明の範囲には、説明されたものとは異なり、し
かも特許請求の範囲内にある実施例もまた含まれること
を理解すべきである。
図である。図１２は、実施例のＤＭＤを用いた光信号プ
ロセッサ２００のブロック図である。そこに示されてい
る実施例の光信号プロセッサは、光相関器である。以下
に説明される光相関器の動作は典型的なものである。本
発明のＤＭＤは、多くの形式の構造において利用されう
る。本発明の範囲には、説明されたものとは異なり、し
かも特許請求の範囲内にある実施例もまた含まれること
を理解すべきである。
【００３５】光信号プロセッサ２００においては、コヒ
ーレント光源２０２がコヒーレント光２０４で光透過／
反射素子２０６を照明する。光素子２０６は、光源２０
２からの光を実施例のＤＭＤ７０（図示されていない。
図９参照）の第１アレイ２０８上へ実質的に反射する。
この第１アレイ２０８は、入力イメージセンサ２１０に
よって与えられた入力画像を有する。この画像は、第１
アレイ２０８により光信号２０４上に変調で乗せられ、
この変調された光２１２は光素子２０６に向けて送られ
る。光素子２０６は、変調された光２０２の実質的な量
を、レンズ２１４へ向かって通過せしめる。レンズ２１
４は、本技術分野において公知のように、変調された光
２１２に対してフーリエ変換を行ない、実施例のＤＭＤ
７０（図示されていない。図９参照）の第２アレイ２１
８へ向かって送られる空間的周波数光信号２１６を生ぜ
しめる働きを有する。この第２アレイ２１８は、フィル
タデータベース２２０により与えられた選択されたフィ
ルタ画像を有する。第２アレイ２１８は、そのフィルタ
画像により空間的周波数光信号２１６を変調して、フィ
ルタされた信号２２２をレンズ２１４へ向けて送る。レ
ンズ２１４は、本技術分野において公知のように、フィ
ルタされた信号２２２の逆フーリエ変換を行ない、出力
相関信号２２４を生じる。この出力相関信号は、次に光
素子２０６によって実質的に反射されてＣＣＤイメージ
ャ２２６へ向けて送られ、ＣＣＤイメージャ２２６は光
相関マップ２２８出力する。光相関マップ２２８は、本
技術分野において公知のように、入力画像とフィルタ画
像との間の相関度、および入力画像内におけるフィルタ
対象物の位置を示す。実施例においては、光源２０２は
コヒーレント光２０４を出力するレーザダイオードであ
る。好ましくは、光素子２０６は、１つの偏りを有する
光を反射し、他の偏りを有する光を透過する働きをもつ
ものとする。光素子２０６を通過するさまざまな光信号
は、光素子２０６によって反射されるか、または透過さ
れるために必要な偏りを、必要に応じて与えられる。レ
ンズ２１４は、単または多レンズ系でありうる。
ーレント光源２０２がコヒーレント光２０４で光透過／
反射素子２０６を照明する。光素子２０６は、光源２０
２からの光を実施例のＤＭＤ７０（図示されていない。
図９参照）の第１アレイ２０８上へ実質的に反射する。
この第１アレイ２０８は、入力イメージセンサ２１０に
よって与えられた入力画像を有する。この画像は、第１
アレイ２０８により光信号２０４上に変調で乗せられ、
この変調された光２１２は光素子２０６に向けて送られ
る。光素子２０６は、変調された光２０２の実質的な量
を、レンズ２１４へ向かって通過せしめる。レンズ２１
４は、本技術分野において公知のように、変調された光
２１２に対してフーリエ変換を行ない、実施例のＤＭＤ
７０（図示されていない。図９参照）の第２アレイ２１
８へ向かって送られる空間的周波数光信号２１６を生ぜ
しめる働きを有する。この第２アレイ２１８は、フィル
タデータベース２２０により与えられた選択されたフィ
ルタ画像を有する。第２アレイ２１８は、そのフィルタ
画像により空間的周波数光信号２１６を変調して、フィ
ルタされた信号２２２をレンズ２１４へ向けて送る。レ
ンズ２１４は、本技術分野において公知のように、フィ
ルタされた信号２２２の逆フーリエ変換を行ない、出力
相関信号２２４を生じる。この出力相関信号は、次に光
素子２０６によって実質的に反射されてＣＣＤイメージ
ャ２２６へ向けて送られ、ＣＣＤイメージャ２２６は光
相関マップ２２８出力する。光相関マップ２２８は、本
技術分野において公知のように、入力画像とフィルタ画
像との間の相関度、および入力画像内におけるフィルタ
対象物の位置を示す。実施例においては、光源２０２は
コヒーレント光２０４を出力するレーザダイオードであ
る。好ましくは、光素子２０６は、１つの偏りを有する
光を反射し、他の偏りを有する光を透過する働きをもつ
ものとする。光素子２０６を通過するさまざまな光信号
は、光素子２０６によって反射されるか、または透過さ
れるために必要な偏りを、必要に応じて与えられる。レ
ンズ２１４は、単または多レンズ系でありうる。
【００３６】実施例のＤＭＤ７０においては、ミラー７
２およびミラー７０は等しい量だけ偏向せしめられる。
これらのミラーに代わりうる別のミラーは、相異なる移
動距離を有しうる。好ましくは、スペーサ層８４および
１０８は、ウェハののこ引き続きおよび下部切取りの後
に、完全に除去される。あるいは、これらの層８４およ
び１０８は、梁１０４および１０６の製造後の任意の時
点において除去されうる。実施例においては、金属バイ
アがヒンジ／梁層９６／１０４と、ミラー７２および７
４とを支持する。あるいは、ホトレジストスペーサ８
４、１０８を選択的にエッチングしてこれらの領域に支
持バイアとして残してもよい。好ましい金属構造はアル
ミニウムから構成されるが、チタン、金、ニッケル、ま
たは他の金属または金属合金など、別の金属も使用され
うる。好ましい製造方法および構造は、米国特許第５，
０８３，８５７号に開示されている「隠れヒンジ」工程
に基づく。本技術分野に習熟した者ならば、この特許の
明細書および特許請求の範囲を検討すれば、多くの他の
構造および製造方法が明らかになるはずである。実施例
においては、停止部材８２は絶縁性停止部材として説明
されたが、デバイスの構造がミラーの偏向によらずに電
気的絶縁を保持するようになっている限り、適切な耐久
性を有する任意の材料が使用されうる。下部の回路は、
ＤＲＡＭまたはＳＲＡＭ形の構造のものが好ましいが、
電荷結合デバイス（ＣＣＤ）または他の形式の回路も、
所望されるパフォーマンスの形式によってはその機能を
行ないうる。
２およびミラー７０は等しい量だけ偏向せしめられる。
これらのミラーに代わりうる別のミラーは、相異なる移
動距離を有しうる。好ましくは、スペーサ層８４および
１０８は、ウェハののこ引き続きおよび下部切取りの後
に、完全に除去される。あるいは、これらの層８４およ
び１０８は、梁１０４および１０６の製造後の任意の時
点において除去されうる。実施例においては、金属バイ
アがヒンジ／梁層９６／１０４と、ミラー７２および７
４とを支持する。あるいは、ホトレジストスペーサ８
４、１０８を選択的にエッチングしてこれらの領域に支
持バイアとして残してもよい。好ましい金属構造はアル
ミニウムから構成されるが、チタン、金、ニッケル、ま
たは他の金属または金属合金など、別の金属も使用され
うる。好ましい製造方法および構造は、米国特許第５，
０８３，８５７号に開示されている「隠れヒンジ」工程
に基づく。本技術分野に習熟した者ならば、この特許の
明細書および特許請求の範囲を検討すれば、多くの他の
構造および製造方法が明らかになるはずである。実施例
においては、停止部材８２は絶縁性停止部材として説明
されたが、デバイスの構造がミラーの偏向によらずに電
気的絶縁を保持するようになっている限り、適切な耐久
性を有する任意の材料が使用されうる。下部の回路は、
ＤＲＡＭまたはＳＲＡＭ形の構造のものが好ましいが、
電荷結合デバイス（ＣＣＤ）または他の形式の回路も、
所望されるパフォーマンスの形式によってはその機能を
行ないうる。
【００３７】実施例は、２ミラーマクロ素子を含んでい
た。３ミラー（またはそれ以上の）マクロ素子に対して
は、工程の流れは以下のように拡張されうる。
た。３ミラー（またはそれ以上の）マクロ素子に対して
は、工程の流れは以下のように拡張されうる。
【００３８】図９ａから図９ｇまでは、第３ミラーに対
する電極まよび隠れヒンジの下部構造が含まれることを
除外すれば、同様に進行する。
する電極まよび隠れヒンジの下部構造が含まれることを
除外すれば、同様に進行する。
【００３９】図９ｈにおいては、３ミラーデバイスの場
合は、最初の２ミラー間の反射に際しての光路差が、ｍ
＝１，４，７等としてｍπ／３になるように、アルミニ
ウム膜１１６の厚さを修正しなくてはならない。すなわ
ち、膜の厚さはｍπ／６ラジアンまたはｍλ／１２でな
くてはならない。実施例においては、６３２８Åの照明
に対して、これは５２７Å、２１１０Å、３６９２Å、
等に相当する。実施例においては、ｍ＝４に対する２１
１０Åの厚さのアルミニウム膜１１６が使用されうる。
合は、最初の２ミラー間の反射に際しての光路差が、ｍ
＝１，４，７等としてｍπ／３になるように、アルミニ
ウム膜１１６の厚さを修正しなくてはならない。すなわ
ち、膜の厚さはｍπ／６ラジアンまたはｍλ／１２でな
くてはならない。実施例においては、６３２８Åの照明
に対して、これは５２７Å、２１１０Å、３６９２Å、
等に相当する。実施例においては、ｍ＝４に対する２１
１０Åの厚さのアルミニウム膜１１６が使用されうる。
【００４０】図９ｈにおいては、さらに第３ミラーに対
し、追加のアルミニウムのデポジションおよび酸化物マ
スクのデポジションが必要となる。これらの層は、アル
ミニウム膜１１６および酸化物マスク１１８と同様にし
て形成される。好ましくは、アルミニウム膜は、第２ミ
ラーと第３ミラーとの間にさらに４π／３ラジアンの反
射光路差を与えるために２１１０Åとする。図９ｉに関
連する説明中の新工程は、図９ｉの前の説明におけると
同じである。
し、追加のアルミニウムのデポジションおよび酸化物マ
スクのデポジションが必要となる。これらの層は、アル
ミニウム膜１１６および酸化物マスク１１８と同様にし
て形成される。好ましくは、アルミニウム膜は、第２ミ
ラーと第３ミラーとの間にさらに４π／３ラジアンの反
射光路差を与えるために２１１０Åとする。図９ｉに関
連する説明中の新工程は、図９ｉの前の説明におけると
同じである。
【００４１】以上においては実施例を２進アドレッシン
グ構成を用いて説明してきたが、代わりに、２進アドレ
ッシングにおいて可能であるよりも多くの位相状態を可
能ならしめうる３進アドレッシング構成を得るために、
ＤＭＤの３安定動作を用いるべくＤＭＤをバイアスする
こともできる。
グ構成を用いて説明してきたが、代わりに、２進アドレ
ッシングにおいて可能であるよりも多くの位相状態を可
能ならしめうる３進アドレッシング構成を得るために、
ＤＭＤの３安定動作を用いるべくＤＭＤをバイアスする
こともできる。
【００４２】以上においては、いくつかの実施例を詳細
に説明した。説明された実施例とは異なり、しかも特許
請求の範囲内に含まれる実施例もまた本発明の範囲に含
まれることを理解すべきである。本発明は実施例に関し
て説明されたが、この説明は限定的な意味のものと解釈
されるべきではない。実施例のさまざまな改変および組
合せ、および本発明の他の実施例は、本技術分野に習熟
した者にとっては、以上の説明を参照すれば明らかにな
るはずである。従って、いかなるそのような改変または
実施例も、特許請求の範囲に含まれるように考慮されて
いる。
に説明した。説明された実施例とは異なり、しかも特許
請求の範囲内に含まれる実施例もまた本発明の範囲に含
まれることを理解すべきである。本発明は実施例に関し
て説明されたが、この説明は限定的な意味のものと解釈
されるべきではない。実施例のさまざまな改変および組
合せ、および本発明の他の実施例は、本技術分野に習熟
した者にとっては、以上の説明を参照すれば明らかにな
るはずである。従って、いかなるそのような改変または
実施例も、特許請求の範囲に含まれるように考慮されて
いる。
【００４３】以上の説明に関して更に以下の項を開示す
る。 （１）少なくとも２つのアドレス指定可能状態間でスイ
ッチしうる少なくとも２つの変調素子を有する画素を配
設するステップと、少なくとも２つのアドレス指定可能
状態間でスイッチしうる前記少なくとも２つの変調素子
をアドレス指定し、それによって該変調素子が該少なく
とも２つのアドレス指定可能状態間でスイッチした時該
変調素子に入射する光が不連続的な位相変化を受けるよ
うにするステップと、前記少なくとも２つの変調素子か
らの光を、少なくとも３つの独自の位相を有する単一の
応答に解像するステップと、を含む、画素のアレイを用
いる多相光変調の方法。
る。 （１）少なくとも２つのアドレス指定可能状態間でスイ
ッチしうる少なくとも２つの変調素子を有する画素を配
設するステップと、少なくとも２つのアドレス指定可能
状態間でスイッチしうる前記少なくとも２つの変調素子
をアドレス指定し、それによって該変調素子が該少なく
とも２つのアドレス指定可能状態間でスイッチした時該
変調素子に入射する光が不連続的な位相変化を受けるよ
うにするステップと、前記少なくとも２つの変調素子か
らの光を、少なくとも３つの独自の位相を有する単一の
応答に解像するステップと、を含む、画素のアレイを用
いる多相光変調の方法。
【００４４】（２）前記少なくとも２つの変調素子をア
ドレス指定するステップが、該少なくとも２つの変調素
子に入射した光をして前記アドレス指定可能状態間にお
ける２進的位相変化を受けしめる２進アドレス指定のス
テップである、第１項記載の方法。
ドレス指定するステップが、該少なくとも２つの変調素
子に入射した光をして前記アドレス指定可能状態間にお
ける２進的位相変化を受けしめる２進アドレス指定のス
テップである、第１項記載の方法。
【００４５】（３）前記少なくとも２つの変調素子が、
それらのそれぞれのアドレス電極に印加されたアドレス
電圧に応答して垂直方向に並進せしめられる可動反射素
子である、第１項記載の方法。
それらのそれぞれのアドレス電極に印加されたアドレス
電圧に応答して垂直方向に並進せしめられる可動反射素
子である、第１項記載の方法。
【００４６】（４）前記少なくとも２つの可動反射素子
の少なくとも１つが、選択された光の波長の１／４の奇
数倍だけ垂直方向に並進せしめられ、それによって、該
少なくとも１つの垂直方向に並進せしめられた反射素子
と、垂直方向に並進せしめられない反射素子と、からの
反射光間にπラジアンの位相差が存在する、第３項記載
の方法。
の少なくとも１つが、選択された光の波長の１／４の奇
数倍だけ垂直方向に並進せしめられ、それによって、該
少なくとも１つの垂直方向に並進せしめられた反射素子
と、垂直方向に並進せしめられない反射素子と、からの
反射光間にπラジアンの位相差が存在する、第３項記載
の方法。
【００４７】（５）前記少なくとも２つの可動反射素子
が、選択された光の波長の１／８の奇数倍だけ垂直方向
に差を与えられ、それによって、該少なくとも２つの可
動反射素子の１つと、該少なくとも２つの可動反射素子
のもう１つと、からの反射光間にπ／２ラジアンの位相
差が存在する、第３項記載の方法。
が、選択された光の波長の１／８の奇数倍だけ垂直方向
に差を与えられ、それによって、該少なくとも２つの可
動反射素子の１つと、該少なくとも２つの可動反射素子
のもう１つと、からの反射光間にπ／２ラジアンの位相
差が存在する、第３項記載の方法。
【００４８】（６）前記変調素子が、アドレス電圧に応
答してねじられる結晶方向を有する液晶である。第１項
記載の方法。
答してねじられる結晶方向を有する液晶である。第１項
記載の方法。
【００４９】（７）少なくとも２つのアドレス指定可能
状態間でスイッチしうる第１変調素子と、該第１変調素
子に隣接する、少なくとも２つのアドレス指定可能状態
間でスイッチしうる第２変調素子であって、該第２変調
素子に入射した光と、前記第１変調素子に入射してその
作用を受けた光と、の間に位相差を生ぜしめるように形
成された前記第２変調素子と、前記両変調素子を物理的
に変化せしめることにより、該両変調素子の前記少なく
とも２つのアドレス指定可能状態に対応する不連続的位
相変化を生ぜしめうる下部に存在するアドレス指定回路
と、を含む画素を有する多相光変調器。
状態間でスイッチしうる第１変調素子と、該第１変調素
子に隣接する、少なくとも２つのアドレス指定可能状態
間でスイッチしうる第２変調素子であって、該第２変調
素子に入射した光と、前記第１変調素子に入射してその
作用を受けた光と、の間に位相差を生ぜしめるように形
成された前記第２変調素子と、前記両変調素子を物理的
に変化せしめることにより、該両変調素子の前記少なく
とも２つのアドレス指定可能状態に対応する不連続的位
相変化を生ぜしめうる下部に存在するアドレス指定回路
と、を含む画素を有する多相光変調器。
【００５０】（８）前記第１変調素子に隣接する、少な
くとも２つのアドレス指定可能状態間でスイッチしうる
第３変調素子であって、該第３変調素子に入射した光
と、前記第１変調素子に入射してその作用を受けた光
と、の間に位相差を生ぜしめるように形成された前記第
３変調素子と、前記第２および第３変調素子に隣接し、
かつ前記第１変調素子の対角線的反対位置にある、少な
くとも２つのアドレス指定可能状態間でスイッチしうる
第４変調素子であって、該第４変調素子に入射した光
と、前記第２および第３変調素子に入射してその作用を
受けた光と、の間に位相差を生ぜしめるように形成され
た前記第４変調素子と、をさらに含む、第７項記載の変
調器。
くとも２つのアドレス指定可能状態間でスイッチしうる
第３変調素子であって、該第３変調素子に入射した光
と、前記第１変調素子に入射してその作用を受けた光
と、の間に位相差を生ぜしめるように形成された前記第
３変調素子と、前記第２および第３変調素子に隣接し、
かつ前記第１変調素子の対角線的反対位置にある、少な
くとも２つのアドレス指定可能状態間でスイッチしうる
第４変調素子であって、該第４変調素子に入射した光
と、前記第２および第３変調素子に入射してその作用を
受けた光と、の間に位相差を生ぜしめるように形成され
た前記第４変調素子と、をさらに含む、第７項記載の変
調器。
【００５１】（９）前記変調素子が２つのアドレス指定
可能状態間でスイッチしうる、第７項記載の変調器。 （１０）前記少なくとも２つの変調素子が、それらのそ
れぞれのアドレス電極に印加されたアドレス電圧に応答
して垂直方向に並進せしめられる可動反射素子である、
第７項記載の変調器。
可能状態間でスイッチしうる、第７項記載の変調器。 （１０）前記少なくとも２つの変調素子が、それらのそ
れぞれのアドレス電極に印加されたアドレス電圧に応答
して垂直方向に並進せしめられる可動反射素子である、
第７項記載の変調器。
【００５２】（１１）前記少なくとも２つの可動反射素
子の少なくとも１つが、選択された光の波長の１／４の
奇数倍だけ垂直方向に並進せしめられ、それによって、
該少なくとも１つの垂直方向に並進せしめられた反射素
子と、垂直方向に並進せしめられない反射素子と、から
の反射光間にπラジアンの位相差が存在する、第１０項
記載の変調器。
子の少なくとも１つが、選択された光の波長の１／４の
奇数倍だけ垂直方向に並進せしめられ、それによって、
該少なくとも１つの垂直方向に並進せしめられた反射素
子と、垂直方向に並進せしめられない反射素子と、から
の反射光間にπラジアンの位相差が存在する、第１０項
記載の変調器。
【００５３】（１２）前記少なくとも２つの可動反射素
子が、選択された光の波長の１／８の奇数倍だけ垂直方
向に差を与えられ、それによって、該少なくとも２つの
可動反射素子のもう１つと、該少なくとも２つの可動反
射素子のもう１つと、からの反射光間にπ／２ラジアン
の位相差が存在する、第１０項記載の変調器。
子が、選択された光の波長の１／８の奇数倍だけ垂直方
向に差を与えられ、それによって、該少なくとも２つの
可動反射素子のもう１つと、該少なくとも２つの可動反
射素子のもう１つと、からの反射光間にπ／２ラジアン
の位相差が存在する、第１０項記載の変調器。
【００５４】（１３）前記変調素子が、アドレス電圧に
応答してねじられる結晶方向を有する液晶である、第７
項記載の変調器。
応答してねじられる結晶方向を有する液晶である、第７
項記載の変調器。
【００５５】（１４）基板を準備するステップと、該基
板上に２進アドレス指定回路を形成するステップと、第
１梁素子が２安定アドレス指定可能状態を有するよう
に、前記２進アドレス指定回路に電気的に結合せしめら
れた該第１梁素子を形成するテスップと、第２梁素子が
２安定アドレス指定可能状態を有するように、前記２進
アドレス指定回路に電気的に結合せしめられ、前記第１
梁素子に隣接した該第２梁素子を形成するステップと、
前記第１梁素子上に第１ミラーを形成するステップと、
第２ミラーに入射した光と、前記第１ミラーに入射して
その作用を受けた光と、の間に位相差を生ぜしめるよう
に、前記第１ミラーから垂直方向に差を与えられている
前記第２ミラーを、前記第２梁素子上に形成するステッ
プと、を含む、入射光を変調するための可動ミラー素子
を有する変形可動ミラーデバイス（ＤＭＤ）の形成方
法。
板上に２進アドレス指定回路を形成するステップと、第
１梁素子が２安定アドレス指定可能状態を有するよう
に、前記２進アドレス指定回路に電気的に結合せしめら
れた該第１梁素子を形成するテスップと、第２梁素子が
２安定アドレス指定可能状態を有するように、前記２進
アドレス指定回路に電気的に結合せしめられ、前記第１
梁素子に隣接した該第２梁素子を形成するステップと、
前記第１梁素子上に第１ミラーを形成するステップと、
第２ミラーに入射した光と、前記第１ミラーに入射して
その作用を受けた光と、の間に位相差を生ぜしめるよう
に、前記第１ミラーから垂直方向に差を与えられている
前記第２ミラーを、前記第２梁素子上に形成するステッ
プと、を含む、入射光を変調するための可動ミラー素子
を有する変形可動ミラーデバイス（ＤＭＤ）の形成方
法。
【００５６】（１５）２進アドレス指定回路を有する基
板を準備するステップと、該基板上にあり、かつ該２進
アドレス指定回路に結合せしめられている第１ベースパ
ッドを形成するステップと、前記基板上にあり、かつ前
記２進アドレス指定回路に結合せしめられており、前記
第１ベースパッドとは電気的に導通していない第２ベー
スパッドを形成するステップと、前記基板上にあり、か
つ前記２進アドレス指定回路に結合せしめられている第
１アドレス電極を形成するステップと、前記基板上にあ
り、かつ前記２進アドレス指定回路に結合せしめられて
おり、前記第１アドレス電極とは電気的に導通していな
い第２アドレス電極を形成するステップと、前記第１ベ
ースパッドと接触して電気的に導通しており、かつエア
ギャップを介して前記第１アドレス電極上にある第１ヒ
ンジを形成するステップと、前記第２ベースパッドと接
触して電気的に導通しており、かつエアギャップを介し
て前記第２アドレス電極上にある第２ヒンジを形成する
ステップと、前記第１ヒンジ上に、これと電気的に導通
する第１梁素子を形成するステップと、前記第２ヒンジ
上に、これと電気的に導通する第２梁素子を形成するス
テップと、前記第１梁素子上に第１ミラーを形成するス
テップと、第２ミラーに入射した光と、前記第１ミラー
に入射してその作用を受けた光と、の間に位相差を生ぜ
しめるように、前記第１ミラーから垂直方向に差を与え
られている前記第２ミラーを、前記第２梁素子上に形成
するステップと、を含む、入射光を変調するための可動
ミラー素子を有する変形可能ミラーデバイス（ＤＭＤ）
の形成方法。
板を準備するステップと、該基板上にあり、かつ該２進
アドレス指定回路に結合せしめられている第１ベースパ
ッドを形成するステップと、前記基板上にあり、かつ前
記２進アドレス指定回路に結合せしめられており、前記
第１ベースパッドとは電気的に導通していない第２ベー
スパッドを形成するステップと、前記基板上にあり、か
つ前記２進アドレス指定回路に結合せしめられている第
１アドレス電極を形成するステップと、前記基板上にあ
り、かつ前記２進アドレス指定回路に結合せしめられて
おり、前記第１アドレス電極とは電気的に導通していな
い第２アドレス電極を形成するステップと、前記第１ベ
ースパッドと接触して電気的に導通しており、かつエア
ギャップを介して前記第１アドレス電極上にある第１ヒ
ンジを形成するステップと、前記第２ベースパッドと接
触して電気的に導通しており、かつエアギャップを介し
て前記第２アドレス電極上にある第２ヒンジを形成する
ステップと、前記第１ヒンジ上に、これと電気的に導通
する第１梁素子を形成するステップと、前記第２ヒンジ
上に、これと電気的に導通する第２梁素子を形成するス
テップと、前記第１梁素子上に第１ミラーを形成するス
テップと、第２ミラーに入射した光と、前記第１ミラー
に入射してその作用を受けた光と、の間に位相差を生ぜ
しめるように、前記第１ミラーから垂直方向に差を与え
られている前記第２ミラーを、前記第２梁素子上に形成
するステップと、を含む、入射光を変調するための可動
ミラー素子を有する変形可能ミラーデバイス（ＤＭＤ）
の形成方法。
【００５７】（１６）入射光を変調するための可動ミラ
ー素子を有するＤＭＤの形成方法であって、該方法が、
２進アドレス指定回路を有する基板を準備するステップ
と、該基板上に金属層を形成するステップと、該金属層
をパターン形成してヒンジ支持バイアのためのベースパ
ッドを配設するステップと、前記可動ミラー素子の移動
を制御しうる停止部材を形成するステップと、第１スペ
ーサ層を形成するステップと、該第１スペーサ層をパタ
ーン形成して該第１スペーサ層内にヒンジ支持バイアの
空所を形成するステップと、前記第１スペーサ層上およ
び前記ヒンジ支持バイアの空所上にヒンジ金属を形成す
るステップと、該ヒンジ金属上に埋込みヒンジエッチス
トップを形成するステップと、該埋込みヒンジエッチス
トップをパターン形成するステップと、前記ヒンジ金属
および前記埋込みヒンジエッチストップ上に梁金属を形
成するステップと、該梁金属上に梁金属エッチストップ
を形成するステップと、該梁金属エッチストップをパタ
ーン形成するステップと、該梁金属エッチストップによ
り覆われていない領域内の前記梁金属を除去するステッ
プと、前記ヒンジエッチストップにより覆われていない
領域内の前記ヒンジ金属を除去するステップと、第２ス
ペーサ層を形成するステップと、該第２スペーサ層をパ
ターン形成してミラー支持バイアの空所を形成するステ
ップと、第１ミラー金属層を形成するステップと、第１
ミラーエッチストップを形成するステップと、該第１ミ
ラーエッチストップをパターン形成することにより該第
１ミラーエッチストップが第１ミラー領域上にあるよう
にするステップと、第２ミラー金属層を形成するステッ
プと、第２ミラーエッチストップを形成するステップ
と、該第２ミラーエッチストップをパターン形成するこ
とにより該第２ミラーエッチストップが第２ミラー領域
上にあるようにするステップと、前記第２ミラーエッチ
ストップの下にない領域内の前記第２ミラー金属層を除
去するステップと、前記第１ミラーエッチストップまた
は前記第２ミラーエッチストップの下にない領域内の前
記第１ミラー金属層を除去するステップと、前記第１お
よび第２スペーサ層を除去するステップと、を含む、入
射光を変調するための可動ミラー素子を有するＤＭＤの
形成方法。
ー素子を有するＤＭＤの形成方法であって、該方法が、
２進アドレス指定回路を有する基板を準備するステップ
と、該基板上に金属層を形成するステップと、該金属層
をパターン形成してヒンジ支持バイアのためのベースパ
ッドを配設するステップと、前記可動ミラー素子の移動
を制御しうる停止部材を形成するステップと、第１スペ
ーサ層を形成するステップと、該第１スペーサ層をパタ
ーン形成して該第１スペーサ層内にヒンジ支持バイアの
空所を形成するステップと、前記第１スペーサ層上およ
び前記ヒンジ支持バイアの空所上にヒンジ金属を形成す
るステップと、該ヒンジ金属上に埋込みヒンジエッチス
トップを形成するステップと、該埋込みヒンジエッチス
トップをパターン形成するステップと、前記ヒンジ金属
および前記埋込みヒンジエッチストップ上に梁金属を形
成するステップと、該梁金属上に梁金属エッチストップ
を形成するステップと、該梁金属エッチストップをパタ
ーン形成するステップと、該梁金属エッチストップによ
り覆われていない領域内の前記梁金属を除去するステッ
プと、前記ヒンジエッチストップにより覆われていない
領域内の前記ヒンジ金属を除去するステップと、第２ス
ペーサ層を形成するステップと、該第２スペーサ層をパ
ターン形成してミラー支持バイアの空所を形成するステ
ップと、第１ミラー金属層を形成するステップと、第１
ミラーエッチストップを形成するステップと、該第１ミ
ラーエッチストップをパターン形成することにより該第
１ミラーエッチストップが第１ミラー領域上にあるよう
にするステップと、第２ミラー金属層を形成するステッ
プと、第２ミラーエッチストップを形成するステップ
と、該第２ミラーエッチストップをパターン形成するこ
とにより該第２ミラーエッチストップが第２ミラー領域
上にあるようにするステップと、前記第２ミラーエッチ
ストップの下にない領域内の前記第２ミラー金属層を除
去するステップと、前記第１ミラーエッチストップまた
は前記第２ミラーエッチストップの下にない領域内の前
記第１ミラー金属層を除去するステップと、前記第１お
よび第２スペーサ層を除去するステップと、を含む、入
射光を変調するための可動ミラー素子を有するＤＭＤの
形成方法。
【００５８】（１７）２進アドレス指定回路を有する多
相変形可能ミラーデバイスのアレイを含む光信号プロセ
ッサ装置。
相変形可能ミラーデバイスのアレイを含む光信号プロセ
ッサ装置。
【００５９】（１８）２進アドレス指定回路を有する多
相変形可能ミラーデバイスのアレイを含む光相関器装
置。
相変形可能ミラーデバイスのアレイを含む光相関器装
置。
【００６０】（１９）少なくとも２つの変調素子２２、
２４を有する画素２０を配設するステップを含む、多相
光変調の方法。該方法はさらに、前記少なくとも２つの
変調素子２２、２４をアドレス指定することにより、該
アドレス指定された素子に入射した光をしてアドレス指
定可能状態間における不連続的位相変化を受けしめるス
テップを含む。前記方法はさらに、前記少なくとも２つ
の変調素子２２、２４からの光を、少なくとも３つの独
自の位相を有する応答に解像するステップを含む。他の
デバイス、装置、および方法もまた開示される。
２４を有する画素２０を配設するステップを含む、多相
光変調の方法。該方法はさらに、前記少なくとも２つの
変調素子２２、２４をアドレス指定することにより、該
アドレス指定された素子に入射した光をしてアドレス指
定可能状態間における不連続的位相変化を受けしめるス
テップを含む。前記方法はさらに、前記少なくとも２つ
の変調素子２２、２４からの光を、少なくとも３つの独
自の位相を有する応答に解像するステップを含む。他の
デバイス、装置、および方法もまた開示される。
【図１】実施例の２素子多相形空間的光変調器（ＭＰＳ
ＬＭ）の平面図。
ＬＭ）の平面図。
【図２】図１の変調デバイスにおいて得られる位相図。
【図３】実施例の４素子ＭＰＳＬＭの平面図。
【図４】図３の変調デバイスにおいて得られる位相図。
【図５】実施例の３素子ＭＰＳＬＭの平面図。
【図６】図５の変調デバイスにおいて得られる位相図。
【図７】別の実施例の２素子ＭＰＳＬＭの平面図。
【図８】実施例のＭＰＳＬＭの部分断面図。
【図９】ａからｈまでは、実施例のＭＰＳＬＭの相次ぐ
処理ステップの後における部分断面図。
処理ステップの後における部分断面図。
【図１０】細い点線で示された下部の「隠れヒンジ」お
よび梁構造を有する実施例のＭＰＳＬＭの平面図。
よび梁構造を有する実施例のＭＰＳＬＭの平面図。
【図１１】実施例のＭＰＳＬＭの斜視図。
【図１２】実施例のＭＰＳＬＭのアレイを組込んだ光信
号プロセッサのブロック図。
号プロセッサのブロック図。
２０ 画素 ２２ 第１変調素子 ２４ 第２変調素子 ３０ 画素 ３２ 第１変調素子 ３４ 第４変調素子 ３６ 第２変調素子 ３８ 第３変調素子
Claims (2)
- 【請求項１】 少なくとも２つのアドレス指定可能状態
間でスイッチしうる少なくとも２つの変調素子を有する
画素を配設するステップと、 少なくとも２つのアドレス指定可能状態間でスイッチし
うる前期少なくとも２つの変調素子をアドレス指定し、
それによって該変調素子が該少なくとも２つのアドレス
指定可能状態間でスイッチした時該変調素子に入射する
光が不連続的な位相変化を受けるようにするステップ
と、 前記少なくとも２つの変調素子からの光を、少なくとも
３つの独自の位相を有する単一の応答に解像するステッ
プと、を含む、画素のアレイを用いる多相光変調の方
法。 - 【請求項２】 少なくとも２つのアドレス指定可能状態
間でスイッチしうる第１変調素子と、 該第１変調素子に隣接する、少なくとも２つのアドレス
指定可能状態間でスイッチしうる第２変調素子であっ
て、該第２変調素子に入射した光と、前記第１変調素子
に入射してその作用を受けた光と、の間に位相差を生ぜ
しめるように形成された前記第２変調素子と、 前記両変調素子を物理的に変化せしめることにより、該
両変調素子の前記少なくとも２つのアドレス指定可能状
態に対応する不連続的位相変化を生ぜしめうる下部に存
在するアドレス指定回路と、を含む画素を有する多相光
変調器。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/862,933 US5312513A (en) | 1992-04-03 | 1992-04-03 | Methods of forming multiple phase light modulators |
| US862933 | 1997-05-29 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06281869A true JPH06281869A (ja) | 1994-10-07 |
Family
ID=25339778
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5077112A Pending JPH06281869A (ja) | 1992-04-03 | 1993-04-02 | 多相光変調の方法および装置 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (3) | US5312513A (ja) |
| EP (1) | EP0568801B1 (ja) |
| JP (1) | JPH06281869A (ja) |
| KR (2) | KR100305157B1 (ja) |
| DE (1) | DE69311628T2 (ja) |
| TW (1) | TW222022B (ja) |
Cited By (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002506236A (ja) * | 1998-03-02 | 2002-02-26 | マイクロニック レーザー システムズ アクチボラゲット | 変調装置の設計を改良したパターン・ジェネレータ |
| JP2003322807A (ja) * | 2002-04-30 | 2003-11-14 | Hewlett Packard Co <Hp> | 超小型鏡デバイスおよびその形成方法 |
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