(57)【要約】【課題】画像に、光透過部材の表面や内部に存在するゴミや異物に起因した筋が生じ難い構造、構成を有する回折格子−光変調装置組立体を提供する。【解決手段】回折格子−光変調装置組立体は、（Ａ）支持体１２を備えた回折格子−光変調装置１１、並びに、（Ｂ）回折格子−光変調装置１１の光入出射部に対向し、回折格子−光変調装置に入射する入射光及び回折格子−光変調装置から射出する射出光を透過させる光透過部材１３を備えており、支持体１２の表面から光透過部材１３までの距離（Ｌ）は１．０ｍｍ以上である。【選択図】  図１
2006065132.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ａ）支持体を備えた回折格子−光変調装置、並びに、
（Ｂ）回折格子−光変調装置の光入出射部に対向し、回折格子−光変調装置に入射する入射光及び回折格子−光変調装置から射出する射出光を透過させる光透過部材、
を備えた回折格子−光変調装置組立体であって、
支持体の表面から光透過部材までの距離は、１．０ｍｍ以上であることを特徴とする回折格子−光変調装置組立体。
【請求項２】
支持体と光透過部材との間にはスペーサが配置され、支持体とスペーサと光透過部材とは、低融点金属材料層によって接合されていることを特徴とする請求項１に記載の回折格子−光変調装置組立体。
【請求項３】
支持体と光透過部材とは、ビーズを含む低融点金属材料層によって接合されていることを特徴とする請求項１に記載の回折格子−光変調装置組立体。
【請求項４】
支持体及び／又は光透過部材には突起部が形成されており、支持体と光透過部材とは、突起部を介して低融点金属材料層によって接合されていることを特徴とする請求項１に記載の回折格子−光変調装置組立体。
【請求項５】
光透過部材の端部から支持体に向かって延びる側壁部材を更に備え、
支持体と側壁部材とは、低融点金属材料層によって接合されていることを特徴とする請求項１に記載の回折格子−光変調装置組立体。
【請求項６】
光透過部材の厚さは１．５ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１に記載の回折格子−光変調装置組立体。
【請求項７】
光透過部材はガラス板から成ることを特徴とする請求項６に記載の回折格子−光変調装置組立体。
【請求項８】
回折格子−光変調装置は、
（ａ）下部電極、
（ｂ）下部電極の上方に支持された帯状の固定電極、並びに、
（ｃ）下部電極の上方に支持され、固定電極に対して並置された帯状の可動電極、
から成り、
可動電極及び下部電極への電圧の印加に基づき発生した可動電極と下部電極との間に働く静電気力によって、下部電極に向かって可動電極が変位することで、可動電極と固定電極とによって回折格子が形成される回折格子−光変調素子が、複数、支持体の表面に形成されて成り、
固定電極及び可動電極が、光入出射部に相当することを特徴とする請求項１に記載の回折格子−光変調装置組立体。
【請求項９】
（Ａ）支持体を備えた回折格子−光変調装置、並びに、
（Ｂ）回折格子−光変調装置の光入出射部に対向し、回折格子−光変調装置に入射する入射光及び回折格子−光変調装置から射出する射出光を透過させる光透過部材、
を備えた回折格子−光変調装置組立体であって、
光透過部材の厚さは、１．５ｍｍ以上であることを特徴とする回折格子−光変調装置組立体。
【請求項１０】
支持体と光透過部材との間にはスペーサが配置され、支持体とスペーサと光透過部材とは、低融点金属材料層によって接合されていることを特徴とする請求項９に記載の回折格子−光変調装置組立体。
【請求項１１】
支持体と光透過部材とは、ビーズを含む低融点金属材料層によって接合されていることを特徴とする請求項９に記載の回折格子−光変調装置組立体。
【請求項１２】
支持体及び／又は光透過部材には突起部が形成されており、支持体と光透過部材とは、突起部を介して低融点金属材料層によって接合されていることを特徴とする請求項９に記載の回折格子−光変調装置組立体。
【請求項１３】
光透過部材の端部から支持体に向かって延びる側壁部材を更に備え、
支持体と側壁部材とは、低融点金属材料層によって接合されていることを特徴とする請求項９に記載の回折格子−光変調装置組立体。
【請求項１４】
光透過部材はガラス板から成ることを特徴とする請求項９に記載の回折格子−光変調装置組立体。
【請求項１５】
回折格子−光変調装置は、
（ａ）下部電極、
（ｂ）下部電極の上方に支持された帯状の固定電極、並びに、
（ｃ）下部電極の上方に支持され、固定電極に対して並置された帯状の可動電極、
から成り、
可動電極及び下部電極への電圧の印加に基づき発生した可動電極と下部電極との間に働く静電気力によって、下部電極に向かって可動電極が変位することで、可動電極と固定電極とによって回折格子が形成される回折格子−光変調素子が、複数、支持体の表面に形成されて成り、
固定電極及び可動電極が、光入出射部に相当することを特徴とする請求項９に記載の回折格子−光変調装置組立体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回折格子−光変調装置組立体に関する。
【背景技術】
【０００２】
プロジェクターやプリンター等の画像形成装置において、一次元的な画像生成装置からの光束を光走査手段で走査しながら画像形成手段に投影することで２次元画像を形成する装置が、例えば、特許第３４０１２５０号や特許第３１６４８２４号から周知である。この一次元的な画像生成装置は、複数の回折格子−光変調素子（ＧＬＶ：Grating Light Valve）が一次元的にアレイ状に配列されて成る。尚、この一次元的な画像生成装置を、回折格子−光変調装置と呼ぶ。回折格子−光変調装置は、通常、複数の回折格子−光変調素子に対向し、回折格子−光変調装置に入射する入射光及び回折格子−光変調装置から射出する射出光を透過させるガラス板から成る光透過部材によって被覆されている。尚、回折格子−光変調装置と光透過部材とを組み立てたものを回折格子−光変調装置組立体と呼ぶ。回折格子−光変調素子は、マイクロマシン製造技術を応用して製造され、反射型の回折格子から構成されており、光スイッチング作用を有し、光のオン／オフ制御を電気的に制御することで画像を表示する。即ち、回折格子−光変調装置にあっては、回折格子−光変調素子のそれぞれから射出された光をスキャンミラーで走査して２次元画像を得る。従って、Ｍ×Ｎ（例えば１９２０×１０８０）の画素（ピクセル）から構成された２次元画像を表示するために、Ｎ個（＝１０８０個）の回折格子−光変調素子から回折格子−光変調装置を構成すればよい。更には、カラー表示のためには、３つの回折格子−光変調装置組立体を用いればよい。
【０００３】
回折格子−光変調素子２１を構成する下部電極２２、固定電極３１、可動電極３２等の配置を、図６に模式的に示す。また、図６の矢印Ｂ−Ｂに沿った固定電極３１等の模式的な一部断面図を図７の（Ａ）に示し、図６の矢印Ａ−Ａに沿った可動電極３２等の模式的な一部断面図を図７の（Ｂ）及び図８の（Ａ）に示し、図６の矢印Ｃ−Ｃに沿った固定電極３１及び可動電極３２等の模式的な一部断面図を図８の（Ｂ）に示す。ここで、可動電極３２の変位前の状態を図７の（Ｂ）及び図８の（Ｂ）の左側に示し、変位後の状態を図８の（Ａ）及び図８の（Ｂ）の右側に示す。また、図６においては、下部電極２２、固定電極３１、可動電極３２、支持部２３，２４，２５，２６を明示するために、これらに斜線を付した。
【０００４】
この回折格子−光変調素子２１は、下部電極２２、帯状（リボン状）の固定電極３１、並びに、帯状（リボン状）の可動電極３２から成る。下部電極２２は支持体１２上に形成されている。また、固定電極３１は、支持部２３，２４に支持され、下部電極２２の上方に支持、張架されている。更には、可動電極３２は、支持部２５，２６に支持され、下部電極２２の上方に支持、張架されており、固定電極３１に対して並置されている。図示した例において、１つの回折格子−光変調素子２１は、３本の固定電極３１と３本の可動電極３２から構成されている。３本の可動電極３２は纏めて制御電極に接続され、制御電極は、図示しない接続端子部に接続されている。一方、３本の固定電極３１は纏めてバイアス電極に接続されている。バイアス電極は、複数の回折格子−光変調素子２１において共通とされており、図示しないバイアス電極端子部を介して接地されている。下部電極２２も、複数の回折格子−光変調素子２１において共通とされており、図示しない下部電極端子部を介して接地されている。
【０００５】
接続端子部、制御電極を介して可動電極３２へ電圧を印加し、且つ、下部電極２２へ電圧を印加すると（実際には、下部電極２２は接地状態にある）、可動電極３２と下部電極２２との間に静電気力（クーロン力）が発生する。そして、この静電気力によって、下部電極２２に向かって可動電極３２が下方に変位する。そして、このような可動電極３２の変位に基づき、可動電極３２と固定電極３１とによって反射型の回折格子が形成される。
【０００６】
ここで、隣接する固定電極３１の間の距離をｄ（図８の（Ｂ）参照）、可動電極３２及び固定電極３１に入射する光（入射角：θi）の波長をλ、回折角をθmとすると、
ｄ［ｓｉｎ（θi）−ｓｉｎ（θm）］＝ｍ・λ
で表すことができる。尚、ｍは次数であり、０，±１，±２・・・の値をとる。
【０００７】
そして、可動電極３２の頂面と固定電極３１の頂面の高さの差Δｈ1（図８の（Ｂ）参照）が（λ／４）のとき、回折光の光強度は最大の値となる。
【０００８】
回折格子−光変調装置１１は、回折格子−光変調素子２１が、複数、支持体の表面に形成されて成る。また、図９に概念的な断面図を示すように、回折格子−光変調装置組立体は、回折格子−光変調装置１１とガラス板から成る光透過部材１３から構成されている。尚、図９において、回折格子−光変調素子の図示は省略している。そして、支持体１２と光透過部材１３とは、低融点金属材料層１４によって接合されている。支持体１２の表面から光透過部材までの距離（Ｌ）は０．１ｍｍ程度である。
【０００９】
このような、回折格子−光変調装置組立体を３つ備えた画像形成装置の概念図を図１０に示す。即ち、この画像形成装置は、光の３原色である赤色の光（レーザ光であり、点線で示す）、緑色の光（レーザ光であり、実線で示す）、青色の光（レーザ光であり、一点鎖線で示す）を射出する光源１００Ｒ，１００Ｇ，１００Ｂ、これらの光源１００Ｒ，１００Ｇ，１００Ｂから射出された光を集光する集光レンズ（図示せず）、これらの集光レンズを通過した各色が入射する回折格子−光変調装置組立体１０１Ｒ，１０１Ｇ，１０１Ｂ、回折格子−光変調装置組立体１０１Ｒ，１０１Ｇ，１０１Ｂから射出された光が入射され、１本の光束に纏めるＬ型プリズム１０２、纏められた３原色の光が通過するレンズ１０３及び空間フィルター１０４、空間フィルター１０４を通過した１本の光束を結像させる結像レンズ（図示せず）、結像レンズを通過した１本の光束を走査するスキャンミラー（ガルバノミラー）１０５、及び、スキャンミラー１０５で走査された光を投影するスクリーン１０６から構成されている。尚、集光レンズとして円筒レンズを用いることにより、Ｘ方向には所定のスポットサイズに集光され、Ｙ方向には所定幅にコリメートされたコリメート光を回折格子−光変調装置組立体１０１Ｒ，１０１Ｇ，１０１Ｂに照射することができる。また、空間フィルター１０４は、例えば、フーリエ面に配置されている。
【００１０】
このような画像形成装置にあっては、可動電極３２が図７の（Ｂ）及び図８の（Ｂ）の左側に示した状態である回折格子−光変調素子２１の不作動時、可動電極３２及び固定電極３１の頂面で反射された光は空間フィルター１０４で遮られる。一方、可動電極３２が図８の（Ａ）及び図８の（Ｂ）の右側に示した状態である回折格子−光変調素子２１の作動時、可動電極３２及び固定電極３１で回折された±１次（ｍ＝±１）の回折光は空間フィルター１０４を通過する。このような構成にすることで、スクリーン１０６に投影すべき光のオン／オフ制御を制御することができる。また、可動電極３２に印加する電圧を変化させることで、可動電極３２の頂面と固定電極３１の頂面の高さの差Δｈ1を変化させることができ、その結果、回折光の強度を変化させて、階調制御を行うことができる。
【００１１】
可動電極３２は、寸法が非常に小さいので、回折格子−光変調装置において、高い解像度、高速なスイッチング動作及び広い帯域幅の表示が可能となる。更には、低い印加電圧で動作させることができるので、非常に小型化された画像形成装置を実現することが期待されている。また、このような画像形成装置は、通常の二次元画像生成装置、例えば、液晶パネル等を用いた投射型表示装置と比べて、スキャンミラー１０５によってスキャンを行うので、極めて滑らかで自然な画像表現が可能となる。しかも、３原色である赤色、緑色、青色のレーザを光源とし、これらの光を混合するので、極めて広い、自然な色再現範囲の画像を表現することができるといった、従来にはない、優れた表示性能を有する。
【００１２】
【特許文献１】特許第３４０１２５０号
【特許文献２】特許第３１６４８２４号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、従来の回折格子−光変調装置組立体にあっては、光透過部材１３の表面（外面や内面）にゴミや異物が付着すると画像に筋が入ってしまうという問題がある。また、内部にゴミや異物が存在する光透過部材１３を厳しく選別、除去しなければならず、光透過部材の製造コストが非常に高くなってしまうという問題を抱えている。また、回折格子−光変調装置組立体の小型化、高解像度化に伴い、鮮明、且つ、均一な画像を形成するために、光透過部材１３の表面や内部におけるゴミや異物の管理基準、ゴミや異物に関する仕様も一層厳しくなっている。
【００１４】
従って、本発明の目的は、回折格子−光変調装置組立体によって生成される画像に、回折格子−光変調装置組立体を構成する光透過部材の表面や内部に存在するゴミや異物に起因した筋が生じ難い構造、構成を有する回折格子−光変調装置組立体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記の目的を達成するための本発明の第１の態様に係る回折格子−光変調装置組立体は、
（Ａ）支持体を備えた回折格子−光変調装置、並びに、
（Ｂ）回折格子−光変調装置の光入出射部に対向し、回折格子−光変調装置に入射する入射光及び回折格子−光変調装置から射出する射出光を透過させる光透過部材、
を備えた回折格子−光変調装置組立体であって、
支持体の表面から光透過部材までの距離は、１．０ｍｍ以上であることを特徴とする。
【００１６】
尚、支持体の表面から光透過部材までの距離の上限に本質的な制限は無いが、上限として２０ｍｍを例示することができる。
【００１７】
上記の目的を達成するための本発明の第２の態様に係る回折格子−光変調装置組立体は、
（Ａ）支持体を備えた回折格子−光変調装置、並びに、
（Ｂ）回折格子−光変調装置の光入出射部に対向し、回折格子−光変調装置に入射する入射光及び回折格子−光変調装置から射出する射出光を透過させる光透過部材、
を備えた回折格子−光変調装置組立体であって、
光透過部材の厚さは、１．５ｍｍ以上であることを特徴とする。
【００１８】
尚、光透過部材の厚さの上限に本質的な制限は無いが、上限として２０ｍｍを例示することができる。
【００１９】
本発明の第１の態様若しくは第２の態様に係る回折格子−光変調装置組立体（以下、これらを総称して、単に、本発明の回折格子−光変調装置組立体と呼ぶ場合がある）にあっては支持体と光透過部材との間にはスペーサが配置され、支持体とスペーサと光透過部材とは、低融点金属材料層によって接合されている構成とすることができる。尚、このような構成を、便宜上、本発明の第１の態様における第１の構成、本発明の第２の態様における第１の構成と呼ぶ場合がある。
【００２０】
あるいは又、本発明の回折格子−光変調装置組立体にあっては、支持体と光透過部材とは、ビーズを含む低融点金属材料層によって接合されている構成とすることができる。尚、このような構成を、便宜上、本発明の第１の態様における第２の構成、本発明の第２の態様における第２の構成と呼ぶ場合がある。
【００２１】
あるいは又、本発明の回折格子−光変調装置組立体にあっては、支持体及び／又は光透過部材には突起部が形成されており、支持体と光透過部材とは突起部を介して低融点金属材料層によって接合されている構成とすることができる。尚、このような構成を、便宜上、本発明の第１の態様における第３の構成、本発明の第２の態様における第３の構成と呼ぶ場合がある。
【００２２】
あるいは又、本発明の回折格子−光変調装置組立体にあっては、光透過部材の端部から支持体に向かって延びる側壁部材を更に備え、支持体と側壁部材とは低融点金属材料層によって接合されている構成とすることができる。尚、このような構成を、便宜上、本発明の第１の態様における第４の構成、本発明の第２の態様における第４の構成と呼ぶ場合がある。
【００２３】
以上に説明した各種の構成を含む本発明の第１の態様に係る回折格子−光変調装置組立体において、光透過部材の厚さは１．５ｍｍ以上であることが好ましい。尚、光透過部材の厚さの上限に本質的な制限は無いが、上限として２０ｍｍを例示することができる。更には、光透過部材を、ガラス板やプラスチックス板［例えば、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）やポリカーボネート（ＰＣ）から成る板］から構成することができるが、中でも、ガラス板から構成することが好ましい。
【００２４】
また、以上に説明した各種の構成を含む本発明の第２の態様に係る回折格子−光変調装置組立体において、光透過部材を、ガラス板やプラスチックス板［例えば、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）やポリカーボネート（ＰＣ）から成る板］から構成することができるが、中でも、ガラス板から構成することが好ましい。
【００２５】
更には、以上に説明した各種の構成を含む本発明の第１の態様若しくは第２の態様に係る回折格子−光変調装置組立体にあっては、
回折格子−光変調装置は、
（ａ）下部電極、
（ｂ）下部電極の上方に支持された帯状の固定電極、並びに、
（ｃ）下部電極の上方に支持され、固定電極に対して並置された帯状の可動電極、
から成り、
可動電極及び下部電極への電圧の印加に基づき発生した可動電極と下部電極との間に働く静電気力によって、下部電極に向かって可動電極が変位することで、可動電極と固定電極とによって回折格子が形成される回折格子−光変調素子が、複数、支持体の表面に形成されて成り、
固定電極及び可動電極が、光入出射部に相当する構成とすることが好ましい。
【００２６】
本発明の回折格子−光変調装置組立体において、低融点金属材料層を構成する材料として、融点が１２０〜４００゜Ｃ程度の所謂低融点金属材料を挙げることができる。かかる低融点金属材料として、Ａｕ80Ｓｎ20（融点２６０〜３２０゜Ｃ）等の錫−金系の低融点合金；Ｉｎ（インジウム：融点１５７゜Ｃ）；Ｓｎ80Ａｇ20（融点２２０〜３７０゜Ｃ）、Ｓｎ95Ｃｕ5（融点２２７〜３７０゜Ｃ）等の錫（Ｓｎ）系高温はんだ；Ｐｂ97.5Ａｇ2.5（融点３０４゜Ｃ）、Ｐｂ94.5Ａｇ5.5（融点３０４〜３６５゜Ｃ）、Ｐｂ97.5Ａｇ1.5Ｓｎ1.0（融点３０９゜Ｃ）等の鉛（Ｐｂ）系高温はんだ；Ｚｎ95Ａｌ5（融点３８０゜Ｃ）等の亜鉛（Ｚｎ）系高温はんだ；Ｓｎ5Ｐｂ95（融点３００〜３１４゜Ｃ）、Ｓｎ2Ｐｂ98（融点３１６〜３２２゜Ｃ）等の錫−鉛系標準はんだ；Ａｕ88Ｇａ12（融点３８１゜Ｃ）等のろう材（以上の添字は全て原子％を表す）を例示することができる。
【００２７】
低融点金属材料層は、例えば、蒸着法、スパッタリング法、イオン・プレーティング法等の真空薄膜形成技術を用いて、支持体の表面の周縁部、光透過部材の周縁部、スペーサの所望の部位、突起部の所望の部位、側壁部材の所望の部位に形成すればよい。場合によっては、低融点金属材料から成る線材や箔を支持体等の所望の部位に載置したり、貼り付けてもよい。
【００２８】
低融点金属材料層による接合は、具体的には、低融点金属材料層を加熱することによって行われるが、低融点金属材料層の加熱は、具体的には、ランプを用いた加熱、レーザを用いた加熱、炉を用いた加熱等の公知の加熱方法により行うことができる。
【００２９】
本発明の第１の態様若しくは第２の態様における第１の構成において、スペーサは、低融点金属材料層を溶融させる際に、熱的に損傷を受けない材料から作製すればよく、スペーサを構成する材料として、具体的には、ガラス、低融点ガラスにアルミナ等の金属酸化物を混合した材料の焼結品、ポリイミド樹脂等の樹脂あるいはプラスチックス、各種セラミックス、各種金属（例えば、アルミニウム、銀、コバルト、タンタル、クロム、チタン、鉄、銅、ニッケル、モリブデン）を挙げることができる。スペーサをセラミックスから構成する場合、セラミックスとして、ムライトやアルミナ、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、ジルコニア、コーディオライト、硼珪酸塩バリウム、珪酸鉄、ガラスセラミックス材料、これらに、酸化チタンや酸化クロム、酸化鉄、酸化バナジウム、酸化ニッケルを添加したもの等を例示することができる。この場合、所謂グリーンシートを成形して、グリーンシートを焼成し、かかるグリーンシート焼成品を切断することによってスペーサを製造することができる。スペーサの形状として、断面形状が矩形の棒状形状、枠状形状を例示することができる。
【００３０】
そして、本発明の第１の態様若しくは第２の態様における第１の構成にあっては、例えば、支持体の表面に形成された低融点金属材料層とスペーサの底面に形成された低融点金属材料層とが相互に接触するように、且つ、スペーサの頂面に形成された低融点金属材料層と光透過部材に形成された低融点金属材料層とが相互に接触するように、支持体とスペーサと光透過部材とを重ね合わせた状態で、低融点金属材料層を加熱することによって、支持体と光透過部材とをスペーサを介して低融点金属材料層によって接合することができる。
【００３１】
また、本発明の第１の態様若しくは第２の態様における第２の構成において、ビーズは、低融点金属材料層を溶融させる際に、熱的に損傷を受けない材料から作製すればよく、ビーズを構成する材料として、具体的には、ガラス、プラスチックス、金属（アルミニウム、銀、コバルト、タンタル、クロム、チタン、鉄、銅、ニッケル、モリブデン）を挙げることができる。尚、支持体と光透過部材とがビーズを含む低融点金属材料層によって接合されているとは、支持体と光透過部材とが低融点金属材料層によって接合されており、この低融点金属材料層中にビーズが点在している状態を意味する。ビーズの大きさは、支持体の表面から光透過部材までの所望とされる距離に基づき決定すればよい。
【００３２】
そして、本発明の第１の態様若しくは第２の態様における第２の構成にあっては、支持体の表面に形成された低融点金属材料層と光透過部材に形成された低融点金属材料層とが対向するように、支持体と光透過部材とを配置した状態で（但し、支持体と光透過部材との間の所望の領域においてビーズが挟まれた状態にて）、低融点金属材料層を加熱することによって、支持体と光透過部材とをビーズを含む低融点金属材料層によって接合することができる。
【００３３】
また、本発明の第１の態様若しくは第２の態様における第３の構成において、突起部を、例えば、低融点ガラスにアルミナ等の金属酸化物を混合した材料やポリイミド樹脂に基づき、印刷法及び焼成法に基づき形成することができる。
【００３４】
そして、本発明の第１の態様若しくは第２の態様における第３の構成にあっては、突起部の頂面に低融点金属材料層を形成しておき、突起部が形成されていない支持体の表面若しくは光透過部材にも低融点金属材料層を形成しておき、低融点金属材料層が相互に接触するように支持体と光透過部材とを突起部を介して重ね合わせた状態で、低融点金属材料層を加熱することによって、支持体と光透過部材とを突起部を介して低融点金属材料層によって接合することができる。
【００３５】
また、本発明の第１の態様若しくは第２の態様における第４の構成において、側壁部材は、低融点金属材料層を溶融させる際に、熱的に損傷を受けない材料から作製すればよく、側壁部材は、具体的には、光透過部材の端部から一体に下方に延びる構成とすることができるし、あるいは又、光透過部材とは独立した部材から成り、光透過部材の端部に固定された構成とすることができる。後者の場合、側壁部材を構成する材料として、光透過部材を構成する材料、上述したスペーサを構成する材料を挙げることができ、光透過部材の端部への固定方法として、フリットガラスを用いる方法を例示することができる。
【００３６】
そして、本発明の第１の態様若しくは第２の態様における第４の構成にあっては、支持体の表面に形成された低融点金属材料層と側壁部材に形成された低融点金属材料層とが相互に接触するように、支持体と光透過部材とを側壁部材を介して重ね合わせた状態で、低融点金属材料層を加熱することによって、支持体と光透過部材とを側壁部材を介して接合することができる。
【００３７】
回折格子−光変調素子を構成する可動電極及び固定電極は、例えば、マイクロマシン技術を応用して作製することができ、可動電極と固定電極とによって形成される回折格子は、所謂反射型回折格子から構成されている。
【００３８】
回折格子−光変調装置における支持体を構成する材料として、シリコン半導体基板を例示することができる。
【００３９】
回折格子−光変調素子における下部電極やバイアス電極を構成する材料として、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、タングステン（Ｗ）、ニオブ（Ｎｂ）、タンタル（Ｔａ）、モリブデン（Ｍｏ）、クロム（Ｃｒ）、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、鉄（Ｆｅ）、白金（Ｐｔ）及び亜鉛（Ｚｎ）から成る群から選択された少なくとも１種類の金属；これらの金属元素を含む合金あるいは化合物（例えばＴｉＮ等の窒化物や、ＷＳｉ2、ＭｏＳｉ2、ＴｉＳｉ2、ＴａＳｉ2等のシリサイド）；シリコン（Ｓｉ）等の半導体；ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）、酸化インジウム、酸化亜鉛等の導電性金属酸化物を例示することができる。下部電極やバイアス電極を作製するには、ＣＶＤ法、スパッタリング法、蒸着法、リフトオフ法、イオンプレーティング法、電解メッキ法、無電解メッキ法、スクリーン印刷法、レーザーアブレーション法、ゾル−ゲル法等の公知の薄膜形成技術により、上述の構成材料から成る薄膜を支持体の表面に形成すればよい。
【００４０】
また、回折格子−光変調素子における固定電極、可動電極は、光反射層（上層）と誘電体材料層（下層）の２層構造から成ることが好ましく、具体的には、例えば、アルミニウム層（上層）とＳｉＮ層（下層）との積層構造、アルミニウム層（上層）とＳｉＯ2層（下層）との積層構造、Ｓｉを添加したアルミニウム層（上層）とＳｉＮ層（下層）との積層構造、Ｓｉを添加したアルミニウム層（上層）とＳｉＯ2層（下層）との積層構造、Ｃｕを添加したアルミニウム層（上層であり、アルミニウム／銅の合金層である）とＳｉＮ層（下層）との積層構造（Ｃｕの添加率として０．１重量％乃至５重量％を例示することができ、以下の説明においても同様である）、Ｃｕを添加したアルミニウム層（上層）とＳｉＯ2層（下層）との積層構造、酸化チタン層（上層）とＳｉＮ層（下層）との積層構造、酸化チタン層（上層）とＳｉＯ2層（下層）との積層構造から構成することができる。尚、下層をＳｉＯ2層とＳｉＮ層の２層構成とすることもできる。
【００４１】
更には、回折格子−光変調素子において、固定電極を支持するための支持部は、固定電極の延在部から構成することが好ましく、また、可動電極を支持するための支持部は、可動電極の延在部から構成することが好ましい。
【００４２】
回折格子−光変調素子において、下部電極の頂面と固定電極の頂面の高さの差Δｈ0として、３．０×１０-7（ｍ）乃至１．５×１０-6（ｍ）、好ましくは、４．５×１０-7（ｍ）乃至１．０×１０-6（ｍ）を例示することができる。また、回折格子−光変調素子の不作動時における可動電極の頂面と固定電極の頂面の高さの差は出来る限り０に近いことが望ましい。更には、回折格子−光変調素子の作動時における可動電極の頂面と固定電極の頂面の高さの差Δｈ1（可動電極の下方への変位量）の最大値Δｈ1-MAXは、回折格子−光変調素子あるいは回折格子−光変調装置への入射光の波長をλとしたとき、
λ／４≦Δｈ1-MAX
を満足することが望ましい。また、Δｈ1-MAXとΔｈ0との関係は、
Δｈ1-MAX≦（Δｈ0／３）
を満足することが望ましい。尚、可動電極に印加する電圧を変化させることで、可動電極の頂面と固定電極の頂面の高さの差Δｈ1（可動電極の下方への変位量）を変化させることができる。そして、これによって、回折光の強度を変化させることができるので、階調制御を行うことができる。
【００４３】
また、回折格子−光変調素子において、隣接する固定電極の間の距離ｄは、限定するものではないが、１×１０-6（ｍ）乃至２×１０-5（ｍ）、好ましくは、２×１０-6（ｍ）乃至１×１０-5（ｍ）であることが望ましい。更には、隣接する固定電極と可動電極との間に存在する隙間ＳＰ（１つの回折格子−光変調素子内における隙間、隣接する回折格子−光変調素子間における隙間の両方）は、限定するものではないが、１×１０-7（ｍ）乃至２×１０-6（ｍ）、好ましくは、２×１０-7（ｍ）乃至５×１０-7（ｍ）であることが望ましい。また、固定電極の幅ＷFとして、限定するものではないが、１×１０-6（ｍ）乃至１×１０-5（ｍ）、好ましくは、２×１０-6（ｍ）乃至５×１０-6（ｍ）を例示することができ、固定電極の実効長さＬFとして、限定するものではないが、２×１０-5（ｍ）乃至５×１０-4（ｍ）、好ましくは、１×１０-4（ｍ）乃至３×１０-4（ｍ）を例示することができる。一方、可動電極の幅ＷMとして、限定するものではないが、１×１０-6（ｍ）乃至１×１０-5（ｍ）、好ましくは、２×１０-6（ｍ）乃至５×１０-6（ｍ）を例示することができ、可動電極の実効長さＬMとして、限定するものではないが、２×１０-5（ｍ）乃至５×１０-4（ｍ）、好ましくは、１×１０-4（ｍ）乃至３×１０-4（ｍ）を例示することができる。尚、固定電極の実効長さＬF、可動電極の実効長さＬMとは、固定電極及び可動電極が支持部によって支持されている構成において、支持部と支持部との間の固定電極の部分及び可動電極の部分の長さを意味する。
【００４４】
更には、回折格子−光変調装置において、１つの回折格子−光変調素子を構成する固定電極と可動電極のそれぞれの数は、１本の固定電極と１本の可動電極とを１組とした場合、最低、１組であればよく、限定するものではないが、最大、３組を挙げることができる。また、回折格子−光変調装置における複数の回折格子−光変調素子の配置状態は、一次元アレイ状とすればよい。即ち、固定電極及び可動電極の軸線方向と直角の方向に沿って、複数の回折格子−光変調素子を構成する固定電極及び可動電極を並置すればよい。回折格子−光変調素子の数は、画像生成装置に要求される画素数に基づき決定すればよい。
【００４５】
外部の回路と電気的に接続させるための回折格子−光変調装置における接続端子部、接続端子部と可動電極とを電気的に接続するための制御電極を構成する材料として、上述した下部電極やバイアス電極を構成する材料を例示することができるし、接続端子部、制御電極の形成方法も、上述した下部電極やバイアス電極の形成方法と同様の形成方法とすればよい。尚、下部電極、バイアス電極、接続端子部、及び、制御電極を、同時に形成することもできるし、これらの４種類の電極を任意の組合せで同時に形成することもできる。また、膜厚に関しては、別途、厚く形成することもできる。
【００４６】
回折格子−光変調素子において、可動電極の頂面及び固定電極の頂面は下部電極の頂面と平行であってもよいし、下部電極の頂面に対してブレーズ角θDだけ傾いたブレーズ型とし、例えば、＋１次の回折光のみを射出する構成とすることもできる。ブレーズ型を採用することによって、例えば、６０％以上の高い回折効率をもって画像を表示することができる。プロジェクター等の画像生成装置への適用においては、特に、印加電圧に対するダークレベルから中間階調にかけての応答特性が緩やかであって、高階調の画像表示を容易に達成することができるブレーズ型の使用が望ましい。
【発明の効果】
【００４７】
本発明によれば、支持体の表面から光透過部材までの距離を１．０ｍｍ以上と規定することで、あるいは又、光透過部材の厚さを１．５ｍｍ以上と規定することで、光透過部材の表面あるいは内部に存在するゴミや異物が画像へ与える影響を低減することができ、より均一性の高い画質を得ることが可能となる。また、光透過部材の管理基準や仕様を緩和できる結果、光透過部材のコスト低減に繋がる。更には、光透過部材の表面あるいは内部に存在するゴミや異物の管理基準、ゴミや異物に関する仕様を緩和することができるので、検査が簡便になると共に、回折格子−光変調装置組立体製造工程における雰囲気のクリーン度も大幅に低減でき、回折格子−光変調装置組立体製造工程における環境に費やす設備の簡素化も実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４８】
以下、図面を参照して、実施例に基づき本発明を説明するが、各実施例において共通である回折格子−光変調装置組立体、回折格子−光変調装置、回折格子−光変調素子について、先ず、説明する。
【００４９】
実施例における回折格子−光変調装置組立体１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ，１０Ｅは、
（Ａ）支持体１２を備えた回折格子−光変調装置１１、並びに、
（Ｂ）回折格子−光変調装置１１の光入出射部に対向し、回折格子−光変調装置１１に入射する入射光及び回折格子−光変調装置１１から射出する射出光を透過させる光透過部材１３、
を備えている。
【００５０】
そして、回折格子−光変調装置１１は、図６、図７の（Ａ）、（Ｂ）、図８の（Ａ）、（Ｂ）に示したと同様に、複数（例えば１０８０個）の回折格子−光変調素子２１から構成されている。また、回折格子−光変調素子２１は、下部電極２２、固定電極３１、並びに、可動電極３２から成る。
【００５１】
不純物がドーピングされたポリシリコンから成る下部電極２２は、シリコン半導体基板から成る支持体１２の表面に形成されている。尚、固定電極３１及び可動電極３２を形成するときに下部電極２２に損傷が発生しないように、下部電極２２の表面にはＳｉＯ2から成る保護絶縁膜（図示せず）が形成されている。また、帯状（リボン状）の固定電極３１は、下部電極２２の上方に支持、張架されており、具体的には、固定電極３１の延在部である支持部２３，２４によって支持されている。更には、帯状（リボン状）の可動電極３２は、下部電極２２の上方に支持、張架され、固定電極３１に対して並置されており、具体的には、可動電極３２の延在部である支持部２５，２６によって支持されている。固定電極３１及び可動電極３２は、Ｃｕを添加したアルミニウムから成る光反射層（上層）とＳｉＮから成る誘電体材料層（下層）との積層構造（Ｃｕの添加率：０．５重量％）を有する。尚、図面においては、固定電極３１及び可動電極３２を１層で表した。
【００５２】
ここで、固定電極３１及び可動電極３２が、光入出射部に相当する。また、支持体１２と光透過部材１３とが接合されている。回折格子−光変調装置１１と光透過部材１３とによって挟まれた空間は気密状態となっており、この空間には、水素ガス、ヘリウムガス、窒素ガス、あるいは、これらの混合ガス等が封入されている。そして、これによって、回折格子−光変調素子の作動時における温度上昇によって生じる温度勾配に起因する固定電極３１や可動電極３１の劣化を抑制し、耐久性及び信頼性の向上を図っている。
【００５３】
回折格子−光変調装置１１における複数の回折格子−光変調素子２１の配置状態は、一次元アレイ状である。具体的には、固定電極３１及び可動電極３２の軸線方向（Ｘ方向）と直角の方向（Ｙ方向）に沿って、複数（例えば１０８０個）の回折格子−光変調素子２１を構成する固定電極３１及び可動電極３２が並置されている。固定電極３１及び可動電極３２の総計は、例えば、１０８０×６（本）である。
【００５４】
尚、接続端子部（図示せず）が、駆動回路等の外部回路（図示せず）との電気的接続のために設けられ、外部に露出しており、可動電極３２に電気的に接続されている。具体的には、回折格子−光変調素子２１は、３本の固定電極３１と３本の可動電極３２から構成されている。３本の可動電極３２は纏められて１本の制御電極に接続され、制御電極は、対応する接続端子部に接続されている。一方、３本の固定電極３１は纏められてバイアス電極に接続されている。バイアス電極は、複数の回折格子−光変調素子２１において共通とされており、バイアス電極の延在部であるバイアス電極端子部（図示せず）を介して駆動回路等の外部回路に接続され、接地される。下部電極２２も、複数の回折格子−光変調素子２１において共通とされており、下部電極２２の延在部である下部電極端子部（図示せず）を介して駆動回路等の外部回路に接続され、接地される。
【００５５】
低融点金属材料層１４よりも外側の支持体１２の領域に、接続端子部、下部電極端子部、バイアス電極端子部が設けられている。これらの端子部と各種電極を結ぶ配線（例えば、制御電極やバイアス電極等）は、低融点金属材料層１４によっては短絡しない構造（例えば、制御電極やバイアス電極が絶縁材料で被覆された構造）となっている。
【００５６】
そして、接続端子部を介して外部回路からの可動電極への電圧の印加、及び、下部電極２２への電圧の印加に基づき発生した可動電極３２と下部電極２２との間に働く静電気力（クーロン力）によって、下部電極２２に向かって可動電極３２が変位する。即ち、外部回路から接続端子部、制御電極を介して可動電極３２へ電圧を印加し、且つ、外部回路から下部電極端子部を介して下部電極２２へ電圧を印加すると（実際には、下部電極２２は接地状態にある）、可動電極３２と下部電極２２との間に静電気力（クーロン力）が発生する。そして、この静電気力によって、下部電極２２に向かって可動電極３２が下方に変位する。尚、可動電極３２の変位前の状態を図７の（Ｂ）及び図８の（Ｂ）の左側に示し、変位後の状態を図８の（Ａ）及び図８の（Ｂ）の右側に示す。そして、このような可動電極３２の変位に基づき、可動電極３２と固定電極３１とによって反射型の回折格子が形成される。
【００５７】
下部電極２２の頂面と固定電極３１の頂面の高さの差Δｈ0を、以下の表１に示す値とした。また、回折格子−光変調素子２１の不作動時における可動電極３２の頂面と固定電極３１の頂面の高さの差を出来る限り０に近い値とした。更には、回折格子−光変調素子２１の作動時における可動電極３２の頂面と固定電極３１の頂面の高さの差Δｈ1（可動電極３２の下方への変位量）の最大値Δｈ1-MAXは、回折格子−光変調素子２１あるいは回折格子−光変調装置１１への入射光の波長をλとしたとき、
Δｈ1-MAX＝λ／４
を満足している。また、Δｈ1-MAXとΔｈ0との関係は、
Δｈ1-MAX≦（Δｈ0／３）
を満足している。尚、可動電極３２に印加する電圧を変化させることで、可動電極３２の頂面と固定電極３１の頂面の高さの差Δｈ1（可動電極３２の下方への変位量）を変化させることができる。そして、これによって、回折光の強度を変化させることができるので、階調制御を行うことができる。
【００５８】
また、隣接する固定電極３１の間の距離ｄ、隣接する固定電極と可動電極との間に存在する隙間ＳＰ、固定電極３１の幅ＷF、固定電極３１の実効長さＬF、可動電極３２の幅ＷM、可動電極３２の実効長さＬMを、以下の表１のとおりとした。表１における単位はμｍである。
【００５９】
［表１］
Δｈ0＝    ０．８５
ｄ   ＝    ８．０
ＳＰ ＝    ０．４０
ＷF  ＝    ３．６
ＬF  ＝２００
ＷM  ＝    ３．６
ＬM  ＝２００
【００６０】
このような回折格子−光変調装置組立体を３つ備えた画像形成装置は、概念図を図１０に示したと同様の構成とすることができるし、回折格子−光変調装置組立体を３つ備えた画像形成装置の動作も、図１０を参照して説明した動作と同様であるが故に、詳細な説明は省略する。
【実施例１】
【００６１】
実施例１は、本発明の第１の態様に係る回折格子−光変調装置組立体に関し、より具体的には、本発明の第１の態様の第１の構成に関する。実施例１の回折格子−光変調装置組立体１０Ａの概念的な断面図を図１の（Ａ）に示す。尚、図１の（Ａ）、（Ｂ）、図２の（Ａ）、（Ｂ）、図３においては、回折格子−光変調素子の図示は省略している。
【００６２】
実施例１にあっては、支持体１２の表面から光透過部材１３までの距離（Ｌ）は、１．０ｍｍ以上、具体的には１．２ｍｍである。尚、光透過部材１３は、厚さ（Ｔ）が１．１ｍｍのガラス板から成る。
【００６３】
そして、実施例１においては、支持体１２と光透過部材１３とは、ガラス材から成るスペーサ１５を介して、Ａｕ80Ｓｎ20から成る低融点金属材料層１４によって接合されている。以下の実施例２〜実施例５においても、低融点金属材料層１４はＡｕ80Ｓｎ20から成る。具体的には、回折格子−光変調装置１１を構成する支持体１２に形成された低融点金属材料層１４Ａとスペーサ１５の底面に形成された低融点金属材料層１４Ａとが相互に接触するように、また、スペーサ１５の頂面に形成された低融点金属材料層１４Ｂと光透過部材１３に形成された低融点金属材料層１４Ｂとが相互に接触するように、支持体１２とスペーサ１５と光透過部材１３とを重ね合わせた状態で、低融点金属材料層１４Ａ，１４Ｂを加熱することによって、支持体１２の周縁部と光透過部材１３の周縁部とをスペーサ１５を介して低融点金属材料層１４Ａ，１４Ｂによって接合することができる。
【００６４】
支持体１２の表面から、厚さ（Ｔ）が１．１ｍｍのガラス板から成る光透過部材１３までの距離（Ｌ）を、０．１ｍｍ、０．５ｍｍ、１．０ｍｍ、１．５ｍｍとした回折格子−光変調装置組立体を試作した。そして、５μｍ程度の粉をこれらの回折格子−光変調装置組立体の周辺に浮遊させて、回折格子−光変調装置組立体におけるコントラスト最悪値を測定した。その結果を、図４に示す。ここで、コントラスト最悪値とは、全白表示を行ったときの輝度値と全黒表示を行ったときの輝度の比と定義する。
【００６５】
本来、ゴミがない状態であれば、距離（Ｌ）とコントラスト最悪値との間には殆ど相関がない。しかしながら、図４から、５μｍ程度の粉を浮遊させると、距離（Ｌ）が０．１ｍｍの回折格子−光変調装置組立体にあってはコントラスト最悪値が大きく低減していることが判る。また、図４から、５μｍ程度のゴミや異物が存在する環境下で、コントラスト最悪値を１８００：１程度以上にするためには、距離（Ｌ）を１．０ｍｍ以上にする必要があることが判る。
【００６６】
また、従来の回折格子−光変調装置組立体にあっては、支持体の表面から光透過部材までの距離（Ｌ）は、約０．１ｍｍである。ガラス板から成る光透過部材の厚さを１．１ｍｍとすると、光透過部材の下面に位置し、画像に影響を与えるゴミあるいは異物の大きさは１μｍ程度である。また、光透過部材の上面に位置し、画像に影響を与えるゴミあるいは異物の大きさは２μｍ程度である。
【００６７】
一方、実施例１の回折格子−光変調装置組立体１０Ａにあっては、支持体１２の表面から光透過部材１３までの距離（Ｌ）は、１．２ｍｍである。そして、ガラス板から成る光透過部材１３の厚さを１．１ｍｍとしても、光透過部材１３の下面に位置し、画像に影響を与えるゴミあるいは異物の大きさは４μｍ程度となる。また、光透過部材１３の上面に位置し、画像に影響を与えるゴミあるいは異物の大きさは７μｍ程度となる。
【００６８】
支持体１２の表面から光透過部材１３までの距離（Ｌ）と、画像に影響を与えない、ゴミあるいは異物の大きさ（但し、光透過部材１３の支持体側の面に位置する）の関係を、図５に示す。
【００６９】
このように、支持体１２の表面から光透過部材１３までの距離を１．０ｍｍ以上と規定することで、回折格子−光変調装置組立体１０Ａの近傍に浮遊しているゴミや異物、光透過部材１３の表面や内部に存在するゴミや異物に起因したコントラスト最悪値の低下を防止することができるし、光透過部材１３の表面や内部に存在するゴミあるいは異物が或る程度大きくとも、画像に大きな影響を与えなくなる。
【００７０】
例えば、支持体の表面から光透過部材までの距離（Ｌ）が０．１ｍｍの場合には、ガラス板の内部に存在するゴミや異物の大きさは１μｍ以下でなければならない。これに対して、距離（Ｌ）が１ｍｍの場合、ガラス板の内部に存在するゴミや異物の大きさは７μｍ〜１０μｍ以下でよい。前者の仕様を満足するガラス板の価格に対して、後者の仕様を満足するガラス板の価格は約１／１５となり、光透過部材のコストを大幅に削減することができる。
【実施例２】
【００７１】
実施例２は、実施例１の変形であり、本発明の第１の態様の第２の構成に関する。実施例２の回折格子−光変調装置組立体１０Ｂの概念的な断面図を図１の（Ｂ）に示す。
【００７２】
実施例２にあっても、支持体１２の表面から、実施例１と同じ厚さ（Ｔ）のガラス板から成る光透過部材１３までの距離（Ｌ）は、１．０ｍｍ以上、具体的には実施例１と同じ値である。
【００７３】
そして、実施例２においては、回折格子−光変調装置１１と光透過部材１３とは、ガラス材から成る直径０．５乃至１．０ｍｍのビーズ１６を含む低融点金属材料層１４によって接合されている。具体的には、支持体１２の表面に形成された低融点金属材料層１４と光透過部材１３に形成された低融点金属材料層１４とが対向するように、支持体１２と光透過部材１３とを配置した状態とする。但し、支持体１２と光透過部材１３との間の所望の領域においてビーズ１６が挟まれた状態とする。そして、低融点金属材料層１４を加熱することによって、支持体１２の周縁部と光透過部材１３の周縁部とをビーズ１６を含む低融点金属材料層１４によって接合することができる。
【実施例３】
【００７４】
実施例３も、実施例１の変形であり、本発明の第１の態様の第３の構成に関する。実施例３の回折格子−光変調装置組立体１０Ｃの概念的な断面図を図２の（Ａ）に示す。
【００７５】
実施例３にあっても、支持体１２の表面から、実施例１と同じ厚さ（Ｔ）のガラス板から成る光透過部材１３までの距離（Ｌ）は、１．０ｍｍ以上、具体的には実施例１と同じ値である。
【００７６】
そして、実施例３においては、光透過部材１３には突起部１７が形成されており、支持体１２と光透過部材１３とは、突起部１７を介して低融点金属材料層１４によって接合されている。具体的には、突起部１７は、低融点ガラスにアルミナ等の金属酸化物を混合した材料やポリイミド樹脂に基づき、印刷法及び焼成法に基づき、光透過部材１３上に形成されている。そして、突起部１７の頂面に低融点金属材料層１４を形成しておき、支持体１２の表面にも低融点金属材料層１４を形成しておき、低融点金属材料層１４が相互に接触するように、支持体１２と光透過部材１３とを突起部１７を介して重ね合わせた状態で、低融点金属材料層１４を加熱することによって、支持体１２の周縁部と光透過部材１３の周縁部とを突起部１７を介して低融点金属材料層１４によって接合することができる。
【実施例４】
【００７７】
実施例４も、実施例１の変形であり、本発明の第１の態様の第４の構成に関する。実施例４の回折格子−光変調装置組立体１０Ｄの概念的な断面図を図２の（Ｂ）に示す。
【００７８】
実施例４にあっても、支持体１２の表面から、実施例１と同じ厚さ（Ｔ）のガラス板から成る光透過部材１３までの距離（Ｌ）は、１．０ｍｍ以上、具体的には実施例１と同じ値である。
【００７９】
実施例４にあっては、光透過部材１３の端部から下方に延びる側壁部材１８を更に備えている。枠状の側壁部材１８は、光透過部材１３を構成する材料と同じガラスから作製されており、光透過部材１３の端部にフリットガラス（図示せず）を用いて固定されている。そして、支持体１２と側壁部材１８とは、低融点金属材料層１４によって接合されている。具体的には、支持体１２の表面に形成された低融点金属材料層１４と側壁部材１８に形成された低融点金属材料層１４とが相互に接触するように、支持体１２と光透過部材１３とを側壁部材１８を介して重ね合わせた状態で、低融点金属材料層１４を加熱することによって、支持体１２の周縁部と光透過部材１３の周縁部とを側壁部材１８を介して低融点金属材料層１４によって接合することができる。
【実施例５】
【００８０】
実施例５は、本発明の第２の態様に係る回折格子−光変調装置組立体に関する。実施例５の回折格子−光変調装置組立体１０Ｅの概念的な断面図を図３に示す。
【００８１】
実施例５にあっては、光透過部材１３の厚さ（Ｔ）は、１．５ｍｍ以上、具体的には２．５ｍｍであり、光透過部材１３はガラス板から成る。尚、実施例５においては、支持体１２の表面から光透過部材１３までの距離（Ｌ）は、０．１ｍｍである。
【００８２】
実施例５においては、支持体１２と光透過部材１３とは、Ａｕ80Ｓｎ20から成る低融点金属材料層１４によって接合されている。具体的には、支持体１２の表面に形成された低融点金属材料層１４と光透過部材１３に形成された低融点金属材料層１４とが相互に接触するように、支持体１２と光透過部材１３とを重ね合わせた状態で、低融点金属材料層１４を加熱することによって、支持体１２の周縁部と光透過部材１３の周縁部とを低融点金属材料層１４によって接合することができる。
【００８３】
支持体１２の表面から光透過部材１３までの距離（Ｌ）を０．１ｍｍ一定とし、厚さ（Ｔ）が０．７ｍｍ、１．０ｍｍ、１．３ｍｍ、１．６ｍｍのガラス板から成る光透過部材１３を備えた回折格子−光変調装置組立体を試作した。そして、５μｍ程度の粉をこれらの回折格子−光変調装置組立体の周辺に浮遊させて、回折格子−光変調装置組立体におけるコントラスト最悪値を求めた。
【００８４】
その結果、５μｍ程度の粉を浮遊させると、厚さ（Ｔ）が０．７ｍｍの回折格子−光変調装置組立体にあってはコントラスト最悪値が大きく低減していることが判った。また、５μｍ程度のゴミや異物が存在する環境下で、コントラスト最悪値を１８００：１程度以上にするためには、ガラス板の厚さ（Ｔ）を１．５ｍｍ以上にする必要があることが判った。
【００８５】
先に説明したように、従来の回折格子−光変調装置組立体にあっては、支持体の表面から光透過部材までの距離（Ｌ）は、約０．１ｍｍである。ガラス板から成る光透過部材の厚さを１．１ｍｍとすると、光透過部材の下面に位置し、画像に影響を与えるゴミあるいは異物の大きさは１μｍ程度である。また、光透過部材の上面に位置し、画像に影響を与えるゴミあるいは異物の大きさは２μｍ程度である。
【００８６】
一方、実施例５の回折格子−光変調装置組立体１０Ｅにあっては、光透過部材１３の厚さは、２．５ｍｍである。そして、支持体１２の表面から光透過部材１３までの距離（Ｌ）を０．１ｍｍとしても、光透過部材１３の上面に位置し、画像に影響を与えるゴミあるいは異物の大きさは８μｍ程度となる。
【００８７】
このように、光透過部材１３の厚さ（Ｔ）を１．５ｍｍ以上と規定することで、回折格子−光変調装置組立体１０Ｅの近傍に浮遊しているゴミや異物、光透過部材１３の表面や内部に存在するゴミや異物に起因したコントラスト最悪値の低下を防止することができるし、光透過部材１３の表面や内部に存在するゴミあるいは異物が或る程度大きくとも、画像に大きな影響を与えなくなる。
【００８８】
例えば、回折格子−光変調装置の光入出射部から光透過部材までの距離（Ｌ）が０．１ｍｍの場合には、ガラス板の内部に存在するゴミや異物の大きさは１μｍ以下でなければならない。これに対して、光透過部材１３の厚さ（Ｔ）が２．５ｍｍの場合、ガラス板の内部に存在するゴミや異物の大きさは１．５μｍ〜８μｍ以下でよい。前者の仕様を満足するガラス板の価格に対して、後者の仕様を満足するガラス板の価格は約１／５となり、光透過部材のコストを大幅に削減することができる。
【００８９】
以上、本発明を、好ましい実施例に基づき説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。実施例にて説明した回折格子−光変調素子、回折格子−光変調装置、回折格子−光変調装置組立体の構成、構造は例示であり、適宜、変更することができるし、回折格子−光変調装置組立体や回折格子−光変調装置、回折格子−光変調素子における各種部材を構成する材料や部材の寸法等も例示であり、適宜、変更することができる。
【００９０】
実施例５と実施例１とを組み合わせることができる（本発明の第２の態様の第１の構成）。即ち、光透過部材１３の厚さ（Ｔ）を１．５ｍｍ以上とし、支持体１２と光透過部材１３との間にはスペーサ１５が配置され、支持体１２とスペーサ１５と光透過部材１３とは低融点金属材料層１４によって接合されている構成（図１の（Ａ）参照）とすることもできる。尚、支持体１２の表面から光透過部材１３までの距離は１．０ｍｍ未満（例えば、０．１ｍｍ以上１．０ｍｍ未満）でよい。
【００９１】
あるいは又、実施例５と実施例２とを組み合わせることができる（本発明の第２の態様の第２の構成）。即ち、光透過部材１３の厚さ（Ｔ）を１．５ｍｍ以上とし、支持体１２と光透過部材１３とはビーズ１６を含む低融点金属材料層１４によって接合されている構成（図１の（Ｂ）参照）とすることもできる。尚、支持体１２の表面から光透過部材１３までの距離は１．０ｍｍ未満（例えば、０．１ｍｍ以上１．０ｍｍ未満）でよい。
【００９２】
あるいは又、実施例５と実施例３とを組み合わせることができる（本発明の第２の態様の第３の構成）。即ち、光透過部材１３の厚さ（Ｔ）を１．５ｍｍ以上とし、光透過部材１３には突起部１７が形成されており、支持体１２と光透過部材１３とは突起部１７を介して低融点金属材料層１４によって接合されている構成（図２の（Ａ）参照）とすることもできる。尚、支持体１２の表面から光透過部材１３までの距離は１．０ｍｍ未満（例えば、０．１ｍｍ以上１．０ｍｍ未満）でよい。
【００９３】
あるいは又、実施例５と実施例４とを組み合わせることができる（本発明の第２の態様の第４の構成）。即ち、光透過部材１３の厚さ（Ｔ）を１．５ｍｍ以上とし、光透過部材１３の端部から支持体１２に向かって延びる側壁部材１８を更に備え、支持体１２と側壁部材１８とは低融点金属材料層１４によって接合されている構成（図２の（Ｂ）参照）とすることもできる。尚、支持体１２の表面から光透過部材１３までの距離は１．０ｍｍ未満（例えば、０．１ｍｍ以上１．０ｍｍ未満）でよい。
【００９４】
また、実施例１〜実施例５においては、可動電極３２の頂面及び固定電極３１の頂面を下部電極２２の頂面と平行としたが、その代わりに、下部電極２２の頂面に対してブレーズ角θDだけ傾いたブレーズ型とし、例えば、＋１次（ｍ＝＋１）の回折光のみを射出する構成としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００９５】
【図１】図１の（Ａ）は、実施例１の回折格子−光変調装置組立体の概念的な断面図であり、図１の（Ｂ）は、実施例２の回折格子−光変調装置組立体の概念的な断面図である。
【図２】図２の（Ａ）は、実施例３の回折格子−光変調装置組立体の概念的な断面図であり、図１の（Ｂ）は、実施例４の回折格子−光変調装置組立体の概念的な断面図である。
【図３】図３は、実施例５の回折格子−光変調装置組立体の概念的な断面図である。
【図４】図４は、実施例１において、支持体の表面から光透過部材までの距離（Ｌ）を変えた回折格子−光変調装置組立体におけるコントラスト最悪値の測定結果を示すグラフである。
【図５】図５は、実施例１において、支持体の表面から光透過部材までの距離（Ｌ）と、画像に影響を与えない、ゴミあるいは異物の大きさとの関係を示すグラフである。
【図６】図６は、回折格子−光変調素子を構成する下部電極、固定電極、可動電極の配置を模式的に示す図である。
【図７】図７の（Ａ）は、図６の矢印Ｂ−Ｂに沿った固定電極等の模式的な断面図であり、図７の（Ｂ）は、図６の矢印Ａ−Ａに沿った可動電極等の模式的な断面図（但し、回折格子−光変調素子が作動していない状態にある）である。
【図８】図８の（Ａ）は、図６の矢印Ａ−Ａに沿った可動電極等の模式的な断面図であり（但し、回折格子−光変調素子が作動している状態にある）、図８の（Ｂ）は、図６の矢印Ｃ−Ｃに沿った固定電極、可動電極等の模式的な断面図である。
【図９】図９は、回折格子−光変調装置組立体の概念的な断面図である。
【図１０】図１０は、３つの回折格子−光変調装置組立体が組み合わされた画像形成装置の概念図である。
【符号の説明】
【００９６】
１１，１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄ，１１Ｅ・・・回折格子−光変調装置、１２・・・支持体、１３・・・光透過部材（ガラス板）、１４，１４Ａ，１４Ｂ・・・低融点金属材料層、１５・・・スペーサ、１６・・・ビーズ、１７・・・突起部、１８・・・側壁部材、２１・・・回折格子−光変調素子、２２・・・下部電極、２３，２４，２５，２６・・・支持部、３１・・・固定電極、３２・・・可動電極、１００Ｒ，１００Ｇ，１００Ｂ・・・光源、１０１Ｒ，１０１Ｇ，１０１Ｂ・・・回折格子−光変調装置組立体、１０２・・・Ｌ型プリズム、１０３・・・レンズ、１０４・・・空間フィルター、１０５・・・スキャンミラー、１０６・・・スクリーン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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