(57)【要約】【課題】迷光に起因して画像のコントラストが低下するといった問題の発生を確実に抑制することができる回折格子−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）第１面１３Ａ及び第２面１３Ｂを有し、支持体１２に対して固定され、回折格子−光変調装置１３Ａに入射し、射出される光を透過させる光透過部材１３を備えており、光透過部材１３の第１面１３Ａには、遮光領域４０及び光透過領域４１が設けられており、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は光透過領域４１を透過し、遮光領域４０は、支持体１２側から、少なくとも、遮光膜５０及び迷光吸収膜５１の積層構造を有する。【選択図】  図１
2006234908.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ａ）支持体を備えた光変調装置、並びに、
（Ｂ）第１面、及び、第１面と対向した第２面を有し、第１面が支持体に対して固定され、光変調装置の光入出射部に第１面が対向し、光変調装置に入射する入射光及び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、
を備えた光変調装置組立体であって、
光透過部材の第１面には、遮光領域及び光透過領域が設けられており、
光変調装置に入射する入射光及び光変調装置から射出する射出光は、光透過領域を透過し、
遮光領域は、支持体側から、少なくとも、遮光膜及び迷光吸収膜の積層構造を有することを特徴とする光変調装置組立体。
【請求項２】
光透過部材の第２面には、第２の遮光領域及び第２の光透過領域が設けられており、
光変調装置に入射する入射光及び光変調装置から射出する射出光は、第２の光透過領域を透過し、
第２の遮光領域は、支持体側から、少なくとも、第２の遮光膜及び第２の迷光吸収膜の積層構造を有することを特徴とする請求項１に記載の光変調装置組立体。
【請求項３】
光変調装置は、支持体の表面に形成された複数の光変調素子から構成され、
光変調素子においては、静電気力によって微小可動部分が変位することで、射出光の射出角度が制御されることを特徴とする請求項１に記載の光変調装置組立体。
【請求項４】
各光変調素子は、回折格子−光変調素子から構成され、
回折格子−光変調素子は、
（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、
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３に記載の光変調装置組立体。
【請求項５】
（Ａ）支持体を備えた光変調装置、並びに、
（Ｂ）第１面、及び、第１面と対向した第２面を有し、第１面が支持体に対して固定され、光変調装置の光入出射部に第１面が対向し、光変調装置に入射する入射光及び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、
を備えた光変調装置組立体であって、
光透過部材の第２面には、遮光領域及び光透過領域が設けられており、
光変調装置に入射する入射光及び光変調装置から射出する射出光は、光透過領域を透過し、
遮光領域は、支持体側から、少なくとも、遮光膜及び迷光吸収膜の積層構造を有することを特徴とする光変調装置組立体。
【請求項６】
光変調装置は、支持体の表面に形成された複数の光変調素子から構成され、
光変調素子においては、静電気力によって微小可動部分が変位することで、射出光の射出角度が制御されることを特徴とする請求項５に記載の光変調装置組立体。
【請求項７】
各光変調素子は、回折格子−光変調素子から構成され、
回折格子−光変調素子は、
（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、
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６に記載の光変調装置組立体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、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、１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１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１次元的にアレイ状に配列されて成る。尚、この１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、Ｐ×Ｑ（例えば１９２０×１０８８）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は、Ｑ個（＝１０８８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、このような回折格子−光変調装置を３つ備えた画像形成装置を用いればよい。
【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、以下の式（１）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】
ｄ［ｓｉｎ（θi）−ｓｉｎ（θm）］＝ｍ・λ    （１）
【０００８】
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。
【０００９】
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から構成されており、光透過部材１３の外周部には枠部１５が設けられている。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に設けられた枠部１５とは、低融点金属材料層（図示せず）によって接合されている。光透過部材１３を通してレーザ光が、回折格子−光変調素子に入射し、回折格子−光変調素子から射出される。
【００１０】
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。画像形成装置は、回折格子−光変調装置組立体１０２Ｒ及びレーザ光源（赤色発光半導体レーザ）１０１Ｒから成る画像生成装置１００Ｒと、回折格子−光変調装置組立体１０２Ｇ及びレーザ光源（緑色発光半導体レーザ）１０１Ｇから成る画像生成装置１００Ｇと、回折格子−光変調装置組立体１０２Ｂ及びレーザ光源（青色発光半導体レーザ）１０１Ｂから成る画像生成装置１００Ｂを備えている。尚、レーザ光源（赤色発光半導体レーザ）１０１Ｒから射出された赤色のレーザ光を点線で示し、レーザ光源（緑色発光半導体レーザ）１０１Ｇから射出された緑色のレーザ光を実線で示し、レーザ光源（青色発光半導体レーザ）１０１Ｂから射出された青色のレーザ光を一点鎖線で示す。画像形成装置は、更に、これらのレーザ光源１０１Ｒ，１０１Ｇ，１０１Ｂから射出されたレーザ光を集光し、回折格子−光変調装置組立体１０２Ｒ，１０２Ｇ，１０２Ｂへと入射させる集光レンズ（図示せず）、回折格子−光変調装置組立体１０２Ｒ，１０２Ｇ，１０２Ｂ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１０３、纏められた３原色の光が通過するレンズ１０４及び空間フィルター１０５、空間フィルター１０５を通過した１本の光束におけるスペックルノイズを減少させるためにこの光束を拡散させる拡散板（Diffuser）１０６、拡散板１０６を通過し、拡散された光束を投影させる投影レンズ系１０７、投影レンズ系１０７を通過した光束を走査するスキャンミラー（ガルバノミラー）１０８、及び、スキャンミラー１０８で走査された光を投影するスクリーン１０９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（図６参照）には所定のスポットサイズに集光され、Ｙ方向（図６参照）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１０２Ｒ，１０２Ｇ，１０２Ｂに照射することができる。また、空間フィルター１０５は、例えば、フーリエ面に配置されており、凹面のオフナーリレーミラーと凸面のシュリーレンフィルタから構成されている。
【００１１】
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１０５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１０５を通過する。このような構成にすることで、スクリーン１０９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。即ち、レーザ光源１０１Ｒ，１０１Ｇ，１０１Ｂから射出されたレーザ光を変調させることができる。また、可動電極３２に印加する電圧（駆動電圧）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、回折光の光強度を変化させて、輝度階調の制御を行うことができる。
【００１２】
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２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１０８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。
【００１３】
ところで、このような画像形成装置にあっては、回折格子−光変調装置を構成する制御電極やバイアス電極にもレーザ光が入射し、これらの電極によって反射、散乱された（場合によっては、回折された）レーザ光が最終的にスクリーン１０９に入射し、画像のコントラストが低下するといった問題がある。
【００１４】
このような問題を解決するための手段が、特開２００４−４６０１に開示されている。この特開２００４−４６０１に開示された技術にあっては、制御電極やバイアス電極等の領域（有効照明領域以外の領域と呼ぶ）の上方に位置する光透過部材１３の部分に、アルミニウム（Ａｌ）やクロム（Ｃｒ）、ニッケル（Ｎｉ）等から成り、光の透過を抑制するマスクを形成する。
【００１５】
【特許文献１】特許第３４０１２５０号
【特許文献２】特許第３１６４８２４号
【特許文献３】特開２００４−４６０１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
特開２００４−４６０１に開示された技術は、コントラストの向上に効果がある。しかしながら、回折格子−光変調素子２１によって回折されたレーザ光や、マスクによって反射されたレーザ光が、回折格子−光変調装置より下流に位置する画像形成装置の各種光学系を通過するとき、迷光となって回折格子−光変調装置に再び入射し、回折格子−光変調装置から再び射出され、最終的にスクリーン１０９に入射し、画像のコントラストが低下するといった問題が存在する。然るに、係る問題を、特開２００４−４６０１に開示された技術によって解決することは困難である。
【００１７】
また、上述した問題は、回折格子−光変調素子（ＧＬＶ）を複数備えた回折格子−光変調装置だけでなく、光変調素子を複数備えた光変調装置、例えば、特開２００１−２１５３１７に開示された順応型回折格子装置（ＧＥＭＳとも呼ばれる）を具備した空間光変調器、デジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）といった各種の光変調装置においても、発生し得る問題である。
【００１８】
従って、本発明の目的は、光変調装置組立体から一旦射出された光が、迷光となって光変調装置組立体に再度入射し、光変調装置組立体から再び射出され、最終的にスクリーンに入射して、画像のコントラストが低下するといった問題の発生を確実に抑制することができる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】
【００１９】
上記の目的を達成するための本発明の第１の態様に係る光変調装置組立体は、
（Ａ）支持体を備えた光変調装置、並びに、
（Ｂ）第１面、及び、第１面と対向した第２面を有し、第１面が支持体に対して固定され、光変調装置の光入出射部に第１面が対向し、光変調装置に入射する入射光及び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、
を備えた光変調装置組立体であって、
光透過部材の第１面には、遮光領域及び光透過領域が設けられており、
光変調装置に入射する入射光及び光変調装置から射出する射出光は、光透過領域を透過し、
遮光領域は、支持体側から、少なくとも、遮光膜及び迷光吸収膜の積層構造を有することを特徴とする。
【００２０】
本発明の第１の態様に係る光変調装置組立体にあっては、
光透過部材の第２面には、第２の遮光領域及び第２の光透過領域が設けられており、
光変調装置に入射する入射光及び光変調装置から射出する射出光は、第２の光透過領域を透過し、
第２の遮光領域は、支持体側から、少なくとも、第２の遮光膜及び第２の迷光吸収膜の積層構造を有する構成とすることができる。
【００２１】
上記の目的を達成するための本発明の第２の態様に係る光変調装置組立体は、
（Ａ）支持体を備えた光変調装置、並びに、
（Ｂ）第１面、及び、第１面と対向した第２面を有し、第１面が支持体に対して固定され、光変調装置の光入出射部に第１面が対向し、光変調装置に入射する入射光及び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、
を備えた光変調装置組立体であって、
光透過部材の第２面には、遮光領域及び光透過領域が設けられており、
光変調装置に入射する入射光及び光変調装置から射出する射出光は、光透過領域を透過し、
遮光領域は、支持体側から、少なくとも、遮光膜及び迷光吸収膜の積層構造を有することを特徴とする。
【００２２】
本発明の第１の態様若しくは第２の態様に係る光変調装置組立体にあっては、
光変調装置は、支持体の表面に形成された複数の光変調素子から構成され、
光変調素子においては、静電気力によって微小可動部分が変位することで、射出光の射出角度が制御される構成とすることができる。
【００２３】
そして、この場合、
各光変調素子は、回折格子−光変調素子から構成され、
回折格子−光変調素子は、
（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、
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できる。
【００２４】
上述した好ましい形態を含む本発明の第１の態様若しくは第２の態様に係る光変調装置組立体において、光透過領域の幅及び長さは、光変調装置に入射する入射光及び光変調装置から射出する射出光が確実に遮られない幅及び長さである。また、上述した好ましい形態を含む本発明の第１の態様に係る光変調装置組立体において、光透過領域の幅をＷ（単位：ｍｍ）、幅をＬ（単位：ｍｍ）、支持体と対向する光透過部材の第１面と支持体との間の距離をｈ（単位：ｍｍ）としたとき、以下の式（２）を満足することが好ましい。また、可動電極の下部電極に向かって可動電極が変位する長さ（実効長さ）をＬMとしたとき、以下の式（３）を満足することが好ましい。ここで、光変調装置（より具体的には、光透過部材）への入射光の入射角をθ0、入射光の集光レンズ（図示せず）の開口数をＮＡ（集光レンズのＦナンバーを「ｆ」としたとき、ＮＡ＝１／（２ｆ）の関係にある）とする。
【００２５】
Ｗ≧２・ｈ・ｔａｎ（θ0＋ａｒｃｓｉｎ（ＮＡ））          （２）
Ｌ≧２・ｈ・ｔａｎ（θ0＋ａｒｃｓｉｎ（ＮＡ））＋ＬM     （３）
【００２６】
以上に説明した好ましい形態を含む本発明の第１の態様若しくは第２の態様に係る光変調装置組立体（以下、これらを総称して、単に、本発明と呼ぶ）において、遮光領域は、支持体側から、少なくとも、遮光膜及び迷光吸収膜の積層構造を有し、第２の遮光領域は、支持体側から、少なくとも、第２の遮光膜及び第２の迷光吸収膜の積層構造を有するが、ここで、遮光膜あるいは第２の遮光膜は、例えば、金属薄膜から構成することができ、迷光吸収膜あるいは第２の迷光吸収膜は、例えば、誘電体材料薄膜から構成することができる。金属薄膜として、アルミニウム（Ａｌ）薄膜やクロム（Ｃｒ）薄膜、ニッケル（Ｎｉ）薄膜、銀（Ａｇ）薄膜、金（Ａｕ）薄膜等といった、光の透過を抑制する遮光薄膜を例示することができる。また、誘電体材料薄膜として、Ｃｒ2Ｏ3といったクロム酸化物、ＳｉＯX（０＜Ｘ≦２）といったシリコン酸化物、チタン酸化物であるＴｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、Ｓｂ2Ｏ3、ＣａＦ2、ＣｅＯ2、ＣｅＦ3、ＡｌＦ3・３ＮａＦ、Ｎａ3ＡｌＦ6、Ｎａ5Ａｌ3Ｆ14、Ｌａ2Ｏ3、ＬａＦ3、ＰｂＦ3、ＭｇＦ2、ＮｄＦ3、Ｎｄ2Ｏ3、Ｐｒ6Ｏ11、ＴｈＯ2、ＴｈＦ4、ＢａＦ2、ＮａＦ、ＳｒＦ2、ＺｎＳ、ＺｒＯ2、Ｔａ2Ｏ5等の各種金属酸化物や金属フッ化物を例示することができる。また、本発明にあっては、遮光膜及び迷光吸収膜の積層構造が、複数、積層された構造、即ち、遮光膜、迷光吸収膜、遮光膜、迷光吸収膜・・・の積層構造とすることもできる。
【００２７】
金属薄膜及び／又は誘電体材料薄膜は、例えば、
（Ａ）電子ビーム加熱法、抵抗加熱法、フラッシュ蒸着法等の各種真空蒸着法
（Ｂ）プラズマ蒸着法
（Ｃ）２極スパッタリング法、直流スパッタリング法、高周波スパッタリング法、マグネトロンスパッタリング法、イオンビームスパッタリング法、バイアススパッタリング法等の各種スパッタリング法
（Ｄ）ＤＣ法、ＲＦ法、多陰極法、活性化反応法、ＨＣＤ法、電界蒸着法、高周波イオンプレーティング法、反応性イオンプレーティング法等の各種イオンプレーティング法
（Ｅ）ＣＶＤ法
等によって形成することができる。
【００２８】
更に、誘電体材料薄膜は、ＺｒＯ2ゾル、ＴｉＯ2ゾル、Ｓｂ2Ｏ5ゾル、ＷＯ3ゾルのような高屈折率を有する金属酸化物ゾルをシリコン系ハードコート材料や他の有機バインダー中に分散させた材料を、塗布・熱硬化させることによって形成することもできる。
【００２９】
誘電体材料薄膜の厚さは、遮光領域あるいは第２の遮光領域に入射する光の反射率が最小になるように選定される。一方、金属薄膜の厚さは、金属薄膜の光透過率が実質的に無視できる厚さに選定される。ここで、金属薄膜と誘電体材料薄膜との構成は、例えば、所謂（λ／４−λ／２）膜から成るＶ型構造やＷ型構造の２層構造、あるいは所謂（λ／４−λ／２−λ／４）膜から成る３層構造、等価膜構造、混合膜構造、低屈折率材料と高屈折率材料を組み合わせた多層構造、不均質膜構造とすることができる。
【００３０】
本発明にあっては、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。光透過部材において、第１面と第２面とは対向しているが、第１面と第２面とは平行であることが望ましい。また、第１面及び第２面には、例えば、酸化シリコン（ＳｉＯX）膜と酸化チタン（ＴｉＯY）膜の積層構造から成る反射防止膜（ＡＲ膜）が形成されていることが好ましい。
【００３１】
光透過部材の支持体の第１面に対する固定は、例えば、低融点金属材料層によって行うことができる。ここで、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。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、支持体の周縁部、あるいは、光透過部材の第１面の周縁部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。低融点金属材料層による固定は、低融点金属材料層を加熱することによって行うことができるが、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。
【００３２】
本発明において、光変調素子を回折格子−光変調素子とする場合、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、マイクロマシン製造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。尚、以下の説明において、回折格子−光変調素子を、複数、備えた光変調装置を、回折格子−光変調装置と呼ぶ。
【００３３】
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。
【００３４】
回折格子−光変調装置における下部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。
【００３５】
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。下層をＳｉＯ2層とＳｉＮ層の２層構成とすることもできる。
【００３６】
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。
【００３７】
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、以下の式（４）を満足することが望ましい。また、Δｈ1-MAXとΔｈ0との関係は、以下の式（５）を満足することが望ましい。尚、可動電極に印加する電圧（駆動電圧）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。そして、これによって、回折光の光強度を変化させることができるので、輝度階調の制御を行うことができる。
【００３８】
λ／４≦Δｈ1-MAX             （４）
Δｈ1-MAX≦（Δｈ0／３）  （５）
【００３９】
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、更には、固定電極の幅ＷFと等しいことが望ましい。また、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。
【００４０】
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、１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（Ｑ）は、回折格子−光変調装置に要求される画素数に基づき決定すればよい。
【００４１】
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、あるいは、バイアス電極を構成する材料として、上述した下部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、バイアス電極の形成方法も、上述した下部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。
【００４２】
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形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の輝度階調にかけての応答特性が緩やかであって、高輝度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】
【００４３】
本発明にあっては、光透過部材には遮光領域及び光透過領域が設けられており、遮光領域は、支持体側から、少なくとも、遮光膜及び迷光吸収膜の積層構造を有するので、光変調装置組立体から一旦射出された光が、迷光となって光変調装置組立体に再度入射しても、迷光吸収膜の干渉効果により、光変調装置組立体から射出され難くなる結果、迷光が最終的にスクリーンに入射して、画像のコントラストが低下するといった問題の発生を確実に抑制することができ、高コントラストを有する画像を表示することができる。また、遮光領域における遮光膜の存在により、遮光領域に入射した光は光変調装置に到達することがない。
【００４４】
しかも、本発明にあっては、画像形成装置の光学系の構成を簡略化することができる。従来、光変調装置組立体から一旦射出された光が、迷光となって光変調装置組立体に再度入射することを出来る限り防止し、光変調装置組立体自体の有する高コントラスト性を劣化さないことを目的として、光変調装置組立体とスクリーンとが共役の関係となる位置に光変調装置の中間像が形成されるように光学系を設計し、且つ、この位置に中間像スリットを配設している。その結果、光路長が長くなり、画像形成装置の光学系の小型化への障害となっていた。本発明では、迷光の影響を大幅に抑制することができるため、光変調装置の中間像を形成することが不要となり、中間像スリットを配設する必要が無くなる結果、光学系の短光路化、小型化を実現することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４５】
以下、図面を参照して、実施例に基づき本発明を説明する。
【実施例１】
【００４６】
実施例１は、本発明の第１の態様に係る光変調装置組立体（より具体的には、回折格子−光変調装置組立体であり、以下、回折格子−光変調装置組立体１１と呼ぶ）に関する。実施例１の回折格子−光変調装置組立体の模式的な端面図を図１の（Ａ）に示し、光透過部材を第１面側から眺めた模式的な平面図を図１の（Ｂ）に示す。
【００４７】
実施例１、あるいは、後述する実施例２〜実施例３の回折格子−光変調装置組立体は、
（Ａ）支持体１２を備えた光変調装置（より具体的には、回折格子−光変調装置１１）、並びに、
（Ｂ）第１面１３Ａ、及び、第１面１３Ａと対向した第２面１３Ｂを有し、第１面１３Ａが支持体１２に対して固定され、光変調装置（回折格子−光変調装置１１）の光入出射部に第１面１３Ａが対向し、光変調装置（回折格子−光変調装置１１）に入射する入射光及び光変調装置（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。
【００４８】
ここで、光変調装置（回折格子−光変調装置１１）は、支持体の表面に形成された複数の光変調素子から構成され、光変調素子においては、静電気力によって微小可動部分が変位することで、射出光の射出角度が制御される。より具体的には、各光変調素子は、回折格子−光変調素子２１から構成されている。即ち、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Ｑ＝１０８８個）の回折格子−光変調素子２１から構成されている。各回折格子−光変調素子２１は、
（ａ）下部電極２２、
（ｂ）下部電極２２の上方に支持された帯状の固定電極３１、並びに、
（ｃ）下部電極２２の上方に支持され、固定電極３１に対して並置された帯状の可動電極３２、
から成る。そして、可動電極３２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によって、下部電極２２に向かって可動電極３２が変位することで、可動電極３２と固定電極３１とによって回折格子が形成される。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。
【００４９】
具体的には、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が、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。
【００５０】
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１０８８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、１０８８×６（本）である。
【００５１】
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。
【００５２】
枠部１５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、枠部１５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。
【００５３】
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。
【００５４】
下部電極２２の頂面と固定電極３１の頂面の高さの差Δｈ0の一例を、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。
【００５５】
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の一例を、以下の表１に例示する。表１における単位はμｍである。
【００５６】
［表１］
Δｈ0＝    ０．８５
ｄ   ＝    ８．５
ＳＰ ＝    ０．４０
ＷF  ＝    ３．８５
ＬF  ＝２００
ＷM  ＝    ３．８５
ＬM  ＝２００
【００５７】
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とすることができるので、詳細な説明は省略する。後述する実施例２及び実施例３においても同様である。
【００５８】
実施例１にあっては、図１の（Ａ）に示すように、ガラス板から成る光透過部材１３の第１面１３Ａ及び第２面１３Ｂには、酸化シリコン（ＳｉＯX）膜と酸化チタン（ＴｉＯY）膜の積層構造から成る反射防止膜（ＡＲ膜）１４Ａ，１４Ｂが形成されている。また、光透過部材１３の第１面１３Ａの外周部には枠部１５が設けられている。枠部１５は、ニッケルから成る密着層５２、及び、金（Ａｕ）から成る枠部材層５３の積層構造を有する。尚、図１の（Ａ）あるいは後述する図４、図５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、光透過部材１３の第１面１３Ａは、シリコン半導体基板から成る支持体１２に対して固定されているが、より具体的には、支持体１２と光透過部材１３に設けられた枠部１５とは、低融点金属材料層（図示せず）によって接合されている。また、回折格子−光変調装置１１と光透過部材１３と枠部１５とによって囲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３２の劣化を抑制し、耐久性及び信頼性の向上を図っている。
【００５９】
実施例１において、光透過部材１３の第１面１３Ａには、遮光領域４０及び光透過領域４１が設けられている。そして、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は、光透過領域４１を透過する。光透過領域４１の平面形状はスリット状であり、遮光領域４０は、スリット状の光透過領域４１を取り囲むように配置されている。
【００６０】
遮光領域４０は、実施例１においては、支持体１２側から、遮光膜５０及び迷光吸収膜５１の積層構造を有する。ここで、遮光膜５０は、金属薄膜、より具体的には、厚さ２００ｎｍのクロム（Ｃｒ）薄膜から成る。一方、迷光吸収膜５１は、誘電体材料薄膜、より具体的には、厚さ５０ｎｍのＣｒ2Ｏ3薄膜から成る。
【００６１】
ガラス板から成る光透過部材１３の第２面１３Ｂから光を入射したときの反射率の測定結果を、図３に示し、併せて、以下の表２に示す。
【００６２】
比較例として、迷光吸収膜５１を形成せず、光透過部材１３の第１面１３Ａに、厚さ２００ｎｍのクロム（Ｃｒ）薄膜から成る遮光膜５０のみを形成した光透過部材を試作し、同様の反射率測定を行った。その結果を、以下の表２に示す。
【００６３】
［表２］
実施例１        比較例
青色波長（約４５０ｎｍ）      約２７％        約７０％
緑色波長（約５３２ｎｍ）      約１９％        約６７％
赤色波長（約６４２ｎｍ）      約  ９％        約６４％
【００６４】
以上の結果から、迷光吸収膜５１を設けることで、迷光吸収膜５１の干渉効果により、反射率が大幅に低下していることが判る。尚、図３に示すように、反射率が最小（約５％）となる波長は約７００ｎｍであったが、迷光吸収膜５１の膜厚を最適化することで、波長約５３２ｎｍで反射率を最小化することが可能である。即ち、光学系の迷光によるコントラスト劣化を防ぐという観点から、最も見え易い緑色波長の反射率を最小化することが可能であるし、特に有効である。
【００６５】
光透過領域４１の幅（Ｗ）及び長さ（Ｌ）は、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が確実に遮られない幅及び長さであり、しかも、真上から眺めたとき、回折格子−光変調装置１１における制御電極やバイアス電極等の領域（有効照明領域以外の領域）が見えない幅及び長さとする必要がある。
【００６６】
ここで、光透過領域４１の幅（Ｗ）及び長さ（Ｌ）は、可動電極３２の実効長さＬM、回折格子−光変調装置１１への入射光の入射角θ0、入射光の集光レンズ（図示せず）の開口数ＮＡ、及び、支持体１２と対向する光透過部材１３の第１面１３Ａと支持体１３との間の距離ｈ（図１の（Ａ）参照）に基づき決定される。例えば、Ｙ方向に沿って配列された複数の回折格子−光変調素子２１の全長を２７．７４４ｍｍ、制御電極やバイアス電極等の配線部分の間隔を０．３４１ｍｍ、ｈ＝０．１ｍｍ、入射角θ0＝１２度、開口数ＮＡ＝０．１としたとき、理想的には、Ｗ＝０．０６４ｍｍ、Ｌ＝２７．７４４ｍｍとなる。但し、これらの値では、光透過部材１３と回折格子−光変調素子２１と間の位置精度、及び、入射光の入射位置にマージンが全くない。それ故、実際の値として、それぞれ、０．１３６ｍｍ及び０．２５６ｍｍのマージンを見込んで、Ｗ＝０．２００ｍｍ、Ｌ＝２８．００ｍｍとした。尚、必要なマージンは、光透過部材１３の支持部材１２への固定方法、光学系等を考慮して、決定すればよい。以下の表３に、入射角θ0＝１２度、開口数ＮＡ＝０．１としたときの理想的なｈとＷの関係を示すが、この関係は、先に説明した式（２）から求めることができる。
【００６７】
［表３］
2006234908.tif 000003
【００６８】
以上に説明した光透過部材１３は、以下に説明する方法で作製することができる。即ち、先ず、光透過部材１３の反射防止膜１４Ａが形成された第１面１３Ａに、真空蒸着法に基づき、迷光吸収膜５１（より具体的には、厚さ５０ｎｍのＣｒ2Ｏ3薄膜から成る誘電体材料薄膜）、遮光膜５０（より具体的には、厚さ２００ｎｍのクロム（Ｃｒ）薄膜から成る金属薄膜）、ニッケルから成る密着層５２、及び、金（Ａｕ）から成る枠部材層５３の積層構造を形成する（図２の（Ａ）参照）。次いで、枠部材層５３上にエッチング用マスクを形成して、枠部材層５３、密着層５２、遮光膜５０及び迷光吸収膜５１をエッチングし、スリット状の光透過領域４１を形成した後、エッチング用マスクを除去する。こうして、図２の（Ｂ）に示す構造を得ることができる。次いで、再び、枠部材層５３上にエッチング用マスクを形成して、枠部材層５３及び密着層５２をエッチングし、遮光領域４０を形成した後、エッチング用マスクを除去する。こうして、図２の（Ｃ）に示す構造を有する光透過部材１３を得ることができる。尚、遮光領域４０を取り囲むように残された枠部材層５３と密着層５２の積層構造は、枠部１５を構成している。
【００６９】
緑色発光半導体レーザを光源とし、図１０に示した画像形成装置を使用し、スクリーン１０９における黒レベルを測定評価した。評価は、スクリーン１０９の横方向へのスキャンを行わず、回折格子−光変調装置組立体の一次元像をそのまま観察する方法とした。
【００７０】
比較例の光透過部材を組み込んだ回折格子−光変調装置組立体にあっては、光透過部材の幅（４ｍｍ）に対応して、回折格子−光変調装置組立体自体の黒レベルの約１．５倍の黒浮きが生じた。これは、画像形成装置内部の光学系で発生した弱い迷光が回折格子−光変調装置組立体に戻り、Ｃｒ膜（反射率：約６７％）で反射され、スクリーン１０９に投影された結果である。理想的には、回折格子−光変調装置組立体の有効照明領域以外の領域が真上から見えなければ、黒レベルの浮きは発生しないはずではある。しかしながら、一般に、光学系には多数のレンズ、ミラー、プリズム等々が含まれており、しかも、反射防止膜も僅かではあるが光を反射するので、迷光が必ず発生する結果、スクリーン１０９上に黒浮きが生じる。
【００７１】
一方、実施例１の光透過部材を組み込んだ回折格子−光変調装置組立体にあっては、光透過部材の反射率を、比較例と比較して、約１／６に低減させることができたので、スクリーン１０９上での黒浮きを、比較例の黒浮き（回折格子−光変調装置自体の黒レベルの約１．５倍の黒浮き）の数分の一に低減させることができる。
【００７２】
即ち、比較例にあっては、コントラストは、回折格子−光変調装置自体の値の１／２．５倍［＝１（１＋１．５）］に低下してしまう。一方、実施例１にあっては、コントラストは、１／（１＋１．５×１／６）＝１／１．２５となる。即ち、コントラストの低下を約２０％にとどめることができ、その効果は非常に大きい。
【実施例２】
【００７３】
実施例２は、本発明の第２の態様に係る光変調装置組立体に関する。光変調装置組立体（より具体的には、回折格子−光変調装置組立体）、光変調装置（より具体的には、回折格子−光変調装置１１Ａ）、光変調素子（より具体的には、回折格子−光変調素子２１）の基本的な構成は、実施例１において説明した光変調装置組立体（回折格子−光変調装置組立体）、光変調装置（回折格子−光変調装置１１Ａ）、光変調素子（回折格子−光変調素子２１）と同様とすることができるので、詳細な説明は省略する。
【００７４】
実施例２にあっては、図４に示すように、ガラス板から成る光透過部材１３の第１面１３Ａ及び第２面１３Ｂには、実施例１と同様に、酸化シリコン（ＳｉＯX）膜と酸化チタン（ＴｉＯY）膜の積層構造から成る反射防止膜１４Ａ，１４Ｂが形成されている。また、光透過部材１３の第１面１３Ａの外周部には、実施例１と同様に、枠部１５が設けられている。そして、光透過部材１３の第１面１３Ａは、実施例１と同様に、シリコン半導体基板から成る支持体１２に対して固定されている。また、回折格子−光変調装置１１Ａと光透過部材１３と枠部１５とによって囲まれた空間は、実施例１と同様に、気密状態となっている。
【００７５】
実施例２において、実施例１と異なり、光透過部材１３の第２面１３Ｂに、遮光領域４０Ａ及び光透過領域４１Ａが設けられている。そして、回折格子−光変調装置１１Ａに入射する入射光及び回折格子−光変調装置１１Ａから射出する射出光は、光透過領域４１Ａを透過する。光透過領域４１Ａの平面形状はスリット状であり、遮光領域４０Ａは、スリット状の光透過領域４１Ａを取り囲むように配置されている。
【００７６】
遮光領域４０Ａは、実施例２においても、支持体１２側から、遮光膜５０Ａ及び迷光吸収膜５１Ａの積層構造を有する。ここで、遮光膜５０Ａは、金属薄膜、より具体的には、厚さ２００ｎｍのクロム（Ｃｒ）薄膜から成る。一方、迷光吸収膜５１Ａは、誘電体材料薄膜、より具体的には、厚さ５０ｎｍのＣｒ2Ｏ3薄膜から成る。
【００７７】
光透過領域４１Ａの幅及び長さは、回折格子−光変調装置１１Ａに入射する入射光及び回折格子−光変調装置１１Ａから射出する射出光が確実に遮られない幅及び長さであり、しかも、真上から眺めたとき、回折格子−光変調装置１１Ａにおける制御電極やバイアス電極等の領域（有効照明領域以外の領域）が見えない幅及び長さとすればよい。
【００７８】
実施例２における光透過部材１３は、以下に説明する方法で作製することができる。即ち、光透過部材１３の反射防止膜１４Ｂが形成された第２面１３Ｂに、真空蒸着法に基づき、遮光膜５０Ａ（より具体的には、厚さ２００ｎｍのクロム（Ｃｒ）薄膜から成る金属薄膜）、及び、迷光吸収膜５１Ａ（より具体的には、厚さ５０ｎｍのＣｒ2Ｏ3薄膜から成る誘電体材料薄膜）の積層構造を形成する。次いで、迷光吸収膜５１Ａ上にエッチング用マスクを形成して、迷光吸収膜５１Ａ及び遮光膜５０Ａをエッチングし、スリット状の光透過領域４１Ａを形成した後、エッチング用マスクを除去する。その後、あるいは、遮光膜５０Ａ等を形成する前に、ニッケルから成る密着層５２、及び、金（Ａｕ）から成る枠部材層５３の積層構造を形成する。そして、枠部材層５３上にエッチング用マスクを形成して、枠部材層５３及び密着層５２をエッチングした後、エッチング用マスクを除去することで、枠部１５を得ることができる。
【実施例３】
【００７９】
実施例３は、本発明の第１の態様に係る光変調装置組立体の変形に関し、本発明の第１の態様に係る光変調装置組立体と本発明の第２の態様に係る光変調装置組立体との組合せに関する。光変調装置組立体（より具体的には、回折格子−光変調装置組立体）、光変調装置（より具体的には、回折格子−光変調装置１１Ａ）、光変調素子（より具体的には、回折格子−光変調素子２１）の基本的な構成は、実施例１において説明した光変調装置組立体（回折格子−光変調装置組立体）、光変調装置（回折格子−光変調装置１１Ａ）、光変調素子（回折格子−光変調素子２１）と同様とすることができるので、詳細な説明は省略する。
【００８０】
実施例３において、光透過部材１３の第１面１３Ａには、実施例１と同様に、遮光領域４０及び光透過領域４１が設けられている。そして、回折格子−光変調装置１１Ｂに入射する入射光及び回折格子−光変調装置１１Ｂから射出する射出光は、光透過領域４１を透過する。光透過領域４１の平面形状はスリット状であり、遮光領域４０は、スリット状の光透過領域４１を取り囲むように配置されている。また、光透過部材１３の第２面１３Ｂに、第２の遮光領域４０Ｂ及び第２の光透過領域４１Ｂが設けられている。そして、回折格子−光変調装置１１Ｂに入射する入射光及び回折格子−光変調装置１１Ｂから射出する射出光は、第２の光透過領域４１Ｂを透過する。第２の光透過領域４１Ｂの平面形状もスリット状であり、第２の遮光領域４０Ｂは、スリット状の第２の光透過領域４１Ｂを取り囲むように配置されている。
【００８１】
遮光領域４０は、実施例３においても、支持体１２側から、遮光膜５０及び迷光吸収膜５１の積層構造を有する。ここで、遮光膜５０は、金属薄膜、より具体的には、厚さ２００ｎｍのクロム（Ｃｒ）薄膜から成る。一方、迷光吸収膜５１は、誘電体材料薄膜、より具体的には、厚さ５０ｎｍのＣｒ2Ｏ3薄膜から成る。更には、第２の遮光領域４０Ｂは、実施例３においても、支持体１２側から、第２の遮光膜５０Ｂ及び第２の迷光吸収膜５１Ｂの積層構造を有する。ここで、第２の遮光膜５０Ｂは、金属薄膜、より具体的には、厚さ２００ｎｍのクロム（Ｃｒ）薄膜から成る。一方、第２の迷光吸収膜５１Ｂは、誘電体材料薄膜、より具体的には、厚さ５０ｎｍのＣｒ2Ｏ3薄膜から成る。
【００８２】
光透過領域４１の幅（Ｗ）及び長さ（Ｌ）、並びに、第２の光透過領域４１Ｂの幅及び長さは、回折格子−光変調装置１１Ｂに入射する入射光及び回折格子−光変調装置１１Ｂから射出する射出光が確実に遮られない幅及び長さであり、しかも、真上から眺めたとき、回折格子−光変調装置１１Ｂにおける制御電極やバイアス電極等の領域（有効照明領域以外の領域）が見えない幅及び長さとすればよい。
【００８３】
実施例３における光透過部材１３は、実施例１及び実施例２において説明した方法の組合せに基づき作製することができるので詳細な説明は省略する。
【００８４】
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光変調素子、光変調装置、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、光変調装置組立体や光変調装置、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。
【００８５】
実施例１〜実施例３においては、回折格子−光変調素子として、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。また、実施例においては、専ら、回折格子−光変調素子（ＧＬＶ）に基づき本発明を説明したが、本発明における光変調装置を、その他、特開２００１−２１５３１７に開示された順応型回折格子装置（ＧＥＭＳ）を具備した空間光変調器やデジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）といった各種の光変調装置とすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【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模式的な端面図であり、図１の（Ｂ）は、光透過部材を第１面側から眺めた模式的な平面図である。
【図２】図２の（Ａ）〜（Ｃ）は、実施例１における光透過部材の製造方法を説明するための光透過部材等の模式的な端面図である。
【図３】図３は、実施例１におけるガラス板から成る光透過部材の第２面から光を入射したときの反射率の測定結果を示すグラフである。
【図４】図４は、実施例２の回折格子−光変調装置組立体の模式的な端面図である。
【図５】図５は、実施例３の回折格子−光変調装置組立体の模式的な端面図である。
【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】
【００８７】
１１，１１Ａ，１１Ｂ・・・回折格子−光変調装置、１２・・・支持体、１３・・・光透過部材（ガラス板）、１３Ａ・・・光透過部材の第１面、１３Ｂ・・・光透過部材の第２面、１４Ａ，１４Ｂ・・・反射防止膜、１５・・・枠部、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、４０，４０Ａ，４０Ｂ・・・遮光領域、４１，４１Ａ，４１Ｂ・・・光透過領域、５０，５０Ａ，５０Ｂ・・・遮光膜、５１，５１Ａ，５１Ｂ・・・迷光吸収膜、５２・・・密着層、５３・・・枠部材層、１００Ｒ，１００Ｇ，１００Ｂ・・・画像生成装置、１０１Ｒ，１０１Ｇ，１０１Ｂ・・・レーザ光源、１０２Ｒ，１０２Ｇ，１０２Ｂ・・・回折格子−光変調装置組立体、１０３・・・Ｌ型プリズム、１０４・・・レンズ、１０５・・・空間フィルター、１０６・・・拡散板、１０７・・・結像レンズ系、１０８・・・スキャンミラー、１０９・・・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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