(57)【要約】【課題】ミラー或いは遮光膜における吸収が極めて少なく、高出力のレーザ光に耐えることが可能な光変調素子を得、動作信頼性の向上を図る。【解決手段】微小な反射体１０１を変位させることにより、光の反射光路を変化させる微小電気機械式の反射型光変調素子１００において、少なくとも反射体１０１の光入射領域に、入射する光のスペクトル域に渡って光非吸収性を有する干渉ミラー１１１を設けた。【選択図】        図１
2004317653.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
微小な反射体を変位させることにより、光の反射光路を変化させる微小電気機械式の反射偏向型光変調素子であって、
少なくとも前記反射体の光入射領域に、入射する光のスペクトル域に渡って光非吸収性を有する干渉ミラーが設けられたことを特徴とする光変調素子。
【請求項２】
請求項１記載の光変調素子であって、
少なくとも光の入射側に、集光領域を有するマイクロレンズが設けられ、該集光領域に、前記反射体が配設されたことを特徴とする光変調素子。
【請求項３】
微小な遮光体を変位させることにより、入射する光の透過度を制御する微小電気機械式の透過型光変調素子であって、
少なくとも前記遮光体の光入射領域に、入射する光のスペクトル域に渡って光非吸収性を有する干渉ミラーが設けられたことを特徴とする光変調素子。
【請求項４】
請求項３記載の光変調素子であって、
少なくとも光の入射側に、集光領域を有するマイクロレンズが設けられ、該集光領域に、前記遮光体が配設されたことを特徴とする光変調素子。
【請求項５】
請求項１又は請求項３記載の光変調素子であって、
光変調領域以外の光入射領域に、入射する光のスペクトル域に渡って光非吸収性を有する干渉ミラーが設けられたことを特徴とする光変調素子。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フォトリソグラフィ工程に使用されるオンデマンドのデジタル露光装置、デジタル露光による画像形成装置、プロジェクタ等の投影表示装置、或いはヘッドマウントディスプレイ等のマイクロディスプレイ装置等に用いて好適な光変調素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の光変調素子としては例えば液晶素子や、微小電気機械式（ＭＥＭＳ）の光変調素子などが知られている。特に、微小電気機械式の光変調素子は、解像度、応答性に優れ、上記分野への応用に好適である。例えば、反射型の光変調素子としては偏向ミラー方式のＤＭＤ素子が既知であり、プロジェクタ表示装置やデジタル露光装置に実用されている。また、透過型の光変調素子としては機械式シャッタ方式であるスライド式、フラップ式などのものが知られている。
【０００３】
この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては次のものがある。
【特許文献１】
特開２０００−１３１６２８号公報
【特許文献２】
特開２０００−１３１６３０号公報
【０００４】
上記特許文献１に開示される光変調素子を用いた画像記録装置は、図６に示すように、光源１からの出射光を光変調素子にて変調して記録用回転ドラム３上の記録媒体５に画像を形成する画像記録装置において、光源１に、高出力レーザを用い、且つ光変調素子を、複数のグレイティングライトバルブ素子を少なくとも記録用回転ドラム３の幅方向に配列した反射回折格子型の光変調アレイ素子７として構成している。
なお、図６において図中符号９〜１５は光ヘッドの光学系を示し、９は第１レンズ（シリンドリカルレンズ）、１１は第２レンズ、１３は第３レンズ、１５は第４レンズであり、１７は光変調アレイ素子７によって反射された光（０次反射光）を、第３レンズ１３の入射光路から外すスリット板を示す。
【０００５】
この画像記録装置によれば、反射回折格子型の光変調アレイ素子７を光変調部に有するので、高出力のレーザ光に耐え、ヒートモードの記録媒体に対しても高速に画像記録を行うことが可能な高信頼性の画像記録装置を得ることができる。
【０００６】
また、上記特許文献２に開示されるミラーデバイスを具備する光学ピックアップ装置は、図７に示すように、第１の電極２１が形成された第１の基板２３と、少なくとも第１の基板２３に一端が固着され、第１の電極２１と空隙を挟む対向面に形成された第２の電極２５と反対面に形成されたミラー膜２７とを有するミラー部２９とを有し、第１の電極２１と第２の電極２５との間に電圧差を印加するとともに発生する静電力によりミラー部２９が変位するミラーデバイスにおいて、ミラー膜２７が銀、金、アルミニウムのうちの何れか一種を含むミラー金属膜と、ミラー金属膜上に形成された誘電体膜、例えば厚さが１００ｎｍのＳｉＯ２  膜と、このＳｉＯ２  膜上に、例えば厚さが７５ｎｍのＳｉ３  Ｎ４  膜を有することを特徴としている。
【０００７】
そして、この光学ピックアップ装置によれば、変位するミラー部２９が十分な剛性を有するとともに、９５％以上、望ましくは９８％以上の反射率を保有することができるので、高出力レーザに対する耐高出力特性を高めることができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、光変調素子の上記分野における利用においては、さらなる高解像度化、高速化の要求があり、入射光パワーの増大化に伴い、光変調素子の高パワー耐性が求められている。例えば光変調素子を用いた従来の画像記録装置では、光源としての半導体レーザに通常のパワーのものを使用している。記録媒体が高感度のもの（ホトモード）、例えば写真フィルムや、印刷用ではリスフィルム（感光材として銀塩を使用）等に対しては、この通常パワーの半導体レーザで十分実用的な画像記録を行うことが可能であるが、転写タイプの記録媒体のもの（ヒートモード）に対しては、感度が３桁〜５桁も低下することから、通常のパワーの半導体レーザでは長時間の照射（露光）が必要となり、数千倍から数十万倍もの処理時間を要することとなって実用的でないという事情があった。このため、記録媒体がヒートモードの場合には、光源として高出力の半導体レーザを使用することが望まれる。
また、最近は、高密度プリント回路基板の配線、回路パターニング、フラットパネルディスプレイの配線・回路パターニング、半導体回路のパターニングなどにおけるフォトリソグラフィ工程で、従来のマスクを使用しないオンデマンドのデジタル露光が期待されている。この場合、従来のマスク露光と同等以上の露光タクト時間で高解像度の露光を行う必要がある。そのため、光変調素子に入射される光のパワー密度は増大し、光変調素子には高光パワー耐性が求められる。さらに、入射光の波長はＵＶ光（エキシマレーザ等のＤｅｅｐ  ＵＶ光から、水銀ランプ等の近ＵＶ光まで）から可視光（〜５５０ｎｍ）に亘り、それぞれの使用波長に対して殆ど吸収が無く動作信頼性の高い光変調素子が要求される。
しかしながら、従来の光変調素子は、例えば偏向ミラー方式の場合、ミラーとしてＡｌ、Ｎｉ等の金属や反射性の半導体が使用され、機械式シャッタ方式の場合、可動遮光膜としてＡｌ、Ｎｉ等の金属やＳｉ、Ｃ系の半導体が使用されている。これらのミラー材料、或いは遮光材料は、上記分野の対象となるＵＶ光、可視光、近赤外光では少なくとも数％に及ぶ光吸収が存在する。また、上記特許文献１に開示される光変調素子を用いた画像記録装置では、反射回折格子型光変調素子が、入射光の波長λに対し変位部をλ／４変位させることにより干渉を生じさせて、入射光を変調しているが、各素子の複数の変位部あるいは各素子毎に、変位部をλ／４に精密に変位させる必要がある。しかし、複数の変位部等を精密にλ／４変位させることは困難である。このため、素子のバラツキや経時的バラツキを考慮するとコントラストが落ちた。また精密にλ／４の変位の制御ができない場合、高パワー光入射した際の光利用効率が低下するという問題があった。また、特許文献２に開示されるミラーデバイスを具備する光学ピックアップ装置では、ミラー金属膜上に反射増強膜（ＳｉＯ２  、Ｓｉ３Ｎ４）を設けて光吸収の低減を図っているが、１〜２％の吸収の存在することが開示されている。高出力レーザ系では、数％の吸収でも顕著な効果を引き起こすことになる。このようなこととなれば、素子温度が過度に上昇し、最悪の状態では、光変調素子に故障が生じ、動作信頼性を低下させる虞があった。
本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、ミラー或いは遮光膜における吸収が極めて少なく、高出力のレーザ光に耐えることが可能な（即ち、高パワー耐性を有する）光変調素子を提供し、光利用効率を高めると共に、動作信頼性の向上を図ることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明に係る請求項１記載の光変調素子は、微小な反射体を変位させることにより、光の反射光路を変化させる微小電気機械式の反射偏向型光変調素子であって、少なくとも前記反射体の光入射領域に、入射する光のスペクトル域に渡って光非吸収性を有する干渉ミラーが設けられたことを特徴とする。
【００１０】
この光変調素子では、吸収を示す金属フィルターを反射膜として用いた場合に比べ、レーザービームの照射にさらされる反射体の光吸収が極めて少なくなり、反射体の光吸収による発熱が低減される。これにより、光変調素子においての高出力レーザに対する高パワー耐性がより高まり、動作信頼性の向上が可能となる。
また、反射偏向型の光変調素子は、反射回折格子型のような精密な変位を必要とする変位部を不用とし、機構を単純化させて素子毎に発生するバラツキ等を低減できる。
さらに、光を直接反射するためコントラストは高いが、誘電体ミラーを付けることで反射面での光吸収が無くなり、反射率が向上して光利用効率を高めることができる。
【００１１】
請求項２記載の光変調素子は、請求項１記載の光変調素子であって、少なくとも光の入射側に、集光領域を有するマイクロレンズが設けられ、該集光領域に、前記反射体が配設されたことを特徴とする。
【００１２】
この光変調素子では、反射偏向型の光変調素子において、光の利用効率が高まり、小さな開口面積においても、高効率で明るい変調光が得られるようになる。また、光の利用効率が高まり、マイクロレンズを設けない場合に対し、反射体が小さく形成可能となり、これによっても、反射体の光吸収による発熱が低減され、さらには、反射体の駆動エネルギーが低減されて変調動作の高速化も可能となる。
【００１３】
請求項３記載の光変調素子は、微小な遮光体を変位させることにより、入射する光の透過度を制御する微小電気機械式の透過型光変調素子であって、少なくとも前記遮光体の光入射領域に、入射する光のスペクトル域に渡って光非吸収性を有する干渉ミラーが設けられたことを特徴とする。
【００１４】
この光変調素子では、吸収を示す金属フィルターを反射膜として用いた場合に比べ、レーザービームの照射にさらされる遮光体の光吸収が極めて少なくなり、遮光体の光吸収による発熱が低減される。これにより、透過型の光変調素子においての高出力レーザに対する高パワー耐性がより高まり、動作信頼性の向上が可能となる。
【００１５】
請求項４記載の光変調素子は、請求項３記載の光変調素子であって、少なくとも光の入射側に、集光領域を有するマイクロレンズが設けられ、該集光領域に、前記遮光体が配設されたことを特徴とする。
【００１６】
この光変調素子では、透過型の光変調素子において、光の利用効率が高まり、小さな開口面積においても、高効率で明るい変調光が得られるようになる。また、光の利用効率が高まり、マイクロレンズを設けない場合に対し、遮光体が小さく形成可能となり、これによっても、遮光体の光吸収による発熱が低減され、さらには、遮光体の駆動エネルギーが低減されて変調動作の高速化も可能となる。
【００１７】
請求項５記載の光変調素子は、請求項１又は請求項３記載の光変調素子であって、光変調領域以外の光入射領域に、入射する光のスペクトル域に渡って光非吸収性を有する干渉ミラーが設けられたことを特徴とする。
【００１８】
この光変調素子では、反射型、透過型のいずれの光変調素子においても、レーザービームに照射される光変調領域以外の部位における光吸収が極めて少なくなり、素子全体の光吸収による発熱が低減される。これにより、光変調素子の高出力レーザに対する高パワー耐性がより高まり、光利用効率を高めると共に、動作信頼性の向上が可能となる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る光変調素子の好適な実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明に係る反射型の光変調素子の光変調部を表す構成図、図２は図１に示した光変調素子の動作説明図である。なお、以下の本明細書中でいう反射型の光変調素子とは反射偏向型光変調素子（主にＤＭＤ素子）を指しており、この反射偏向型光変調素子とは、グレイティングライトバルブ素子に代表される反射回折格子型光変調素子とは異なり、反射体により直接入射光の光路を変化させて偏向する変調素子である。具体的には、偏向ミラー方式の光変調素子などを指すものとする。
【００２０】
本実施の形態による光変調素子１００は、微小な反射体１０１を変位させることにより、光の反射光路を変化させる微小電気機械式の反射型の光変調素子を構成している。即ち、透明基板１０３にはＣＭＯＳからなる画素回路１０５が一画素領域ごとに形成される。透明基板１０３の画素回路１０５には、一対の固定電極１０７ａ、１０７ｂが形成されている。
【００２１】
透明基板１０３の上方には可動部である反射体１０１が設けられている。反射体１０１は、ヒンジ１０７に固定される可動板１０９と、可動板１０９の表面に形成された干渉ミラー１１１と、ヒンジ１０７に翼状に張り出して固着された可動電極１１３とからなる。ヒンジ１０７は、可撓材料からなり、図１の紙面垂直方向の両端部が透明基板１０３等に固着して支持される。したがって、ヒンジ１０７と一体となる可動板１０９、干渉ミラー１１１は、ヒンジ１０７の断面中心を通る図１の紙面垂直方向の回動軸回りに揺動自在に支持されている。
【００２２】
光変調素子１００は、画素回路１０５からの電気信号によって可動電極１１３と、固定電極１０７ａ又は固定電極１０７ｂとの間に電圧が印加されることで、静電気によるクーロン力によって図２に示すように反射体１０１が揺動変位（電気機械動作）して、この反射体１０１に入射する光の反射光路を変化させるように動作する。つまり、偏向ミラー機構を構成している。
【００２３】
この光変調素子１００は、一次元又は二次元状に複数のものを配設した光変調素子アレイとすることができる。このように複数の光変調素子１００からなる行を、多数行配設した二次元マトリクス状の光変調素子アレイによれば、そのミラー密度により解像度において陰極線管に匹敵する画像を表示することができる。
【００２４】
また、光変調素子１００は、少なくとも光の入射側に、集光領域を有するマイクロレンズ１１５が設けられ、この集光領域には、上記の反射体１０１が配設されている。図１、図２の場合には、簡略のため一つのマイクロレンズ１１５を図示しているが、マイクロレンズ１１５は、反射体１０１の揺動によって異なる単一又は複数の反射光路に対応させて配設される。また、マイクロレンズ１１５は、反射光路のみならず、入射光路に対応させて配設するものであってもよい。なお、マイクロレンズ１１５は、光変調素子１００を、一次元又は二次元状の光変調素子アレイとした場合には、複数のものを反射体１０１に対応させて配設したマイクロレンズアレイとすることができる。
【００２５】
ところで、光変調素子１００の反射体１０１には、上記の干渉ミラー１１１が設けられている。干渉ミラー１１１は、少なくとも反射体１０１の光入射領域に、入射する光のスペクトル域に渡って光非吸収性を有する。干渉ミラー１１１は、光波長程度の薄膜による干渉を利用し、特定の波長域を反射させる誘電体薄膜である。また、この誘電体薄膜は、厚さや屈折率の異なる誘電体を多層に形成した誘電体多層膜とすることができる。
【００２６】
この誘電体多層膜としては、可視光、赤外線用、又は紫外線用として下記の材料を用いることができる。
［可視光、赤外線用］
ａ．高い屈折率材料（屈折率が概ね１．８以上の材料）として、
ＴｉＯ２，ＣｅＯ２，Ｔａ２Ｏ５，ＺｒＯ２，Ｓｂ２Ｏ３，ＨｆＯ２，Ｌａ２Ｏ３，ＮｄＯ３，Ｙ２Ｏ３，ＺｎＯ，Ｎｂ２Ｏ５
ｂ．比較的高い屈折率材料（屈折率が概ね１．６〜１．８以上の材料）として、
ＭｇＯ，Ａｌ２Ｏ３，ＣｅＦ３，ＬａＦ３，ＮｄＦ３
ｃ．低い屈折率材料（屈折率が概ね１．５以下の材料）として、
ＳｉＯ２，ＡｌＦ３，ＭｇＦ２，Ｎａ３ＡｌＦ６，ＮａＦ，ＣａＦ２，ＢａＦ２
［紫外線用］
ａ．高い屈折率材料（屈折率が概ね１．８以上の材料）として、
ＺｒＯ２，ＨｆＯ２，Ｌａ２Ｏ３，ＮｄＯ３，Ｙ２Ｏ３，
又は、
ＴｉＯ２，Ｔａ２Ｏ５，ＺｒＯ２
（但し、光の波長が概ね３６０ｎｍ〜４００ｎｍ）
ｂ．比較的高い屈折率材料（屈折率が概ね１．６〜１．８以上の材料）として、
ＭｇＯ，Ａｌ２Ｏ３，ＬａＦ３，ＮｄＦ３
ｃ．低い屈折率材料（屈折率が概ね１．５以下の材料）として、
ＳｉＯ２，ＡｌＦ３，ＭｇＦ２，Ｎａ３ＡｌＦ６，ＮａＦ，ＬｉＦ，ＣａＦ２
【００２７】
このような誘電体多層膜からなる干渉ミラー１１１は、入射する光のスペクトル域に渡って極めて少ない光吸収性を有する。例えば１００万分の数オーダー程度の光吸収となる。本明細書中においては、このような極めて少ない光吸収性を有することを、「光非吸収性を有する」と称す。光非吸収性を有する干渉ミラー１１１は、光吸収を示す金属ミラーとは区別される。ここで、光非吸収性とは、限定されたスペクトル域に限り適用可能である。なぜなら、あらゆる物質はどこかの波長で必ず吸収を示すためである。
【００２８】
さらに、光変調素子１００では、光変調領域以外の光入射領域に、入射する光のスペクトル域に渡って光非吸収性を有する上記同様の干渉ミラー１１１が設けられている。光変調素子１００の場合、光変調領域以外の光入射領域としては、マイクロレンズ１１５と反射体１０１との間に設けられ、反射体１０１に対しての光入反射開口を有するとともに、隣接する反射体１０１同士の間隙を覆って迷光の進入を防止するマスク手段や、隣接するマイクロレンズ１１５同士の間に形成されて迷光の進入を防止するマスク手段等が挙げられる。
【００２９】
このような光変調領域以外の光入射領域に干渉ミラー１１１が設けられることで、レーザービームに照射される光変調領域以外の部位における光吸収が極めて少なくなり、素子全体の光吸収による発熱が低減される。これにより、光変調素子１００の高出力レーザに対する高パワー耐性がより高まり、動作信頼性が向上することになる。
【００３０】
このように、上記の光変調素子１００によれば、吸収を示す金属フィルターを反射膜として用いた場合に比べ、レーザービームの照射にさらされる反射体１０１の光吸収が極めて少なくなり、反射体１０１の光吸収による発熱が低減される。これにより、反射型の光変調素子１００においての高出力レーザに対する高パワー耐性がより高まり、動作信頼性の向上が可能となる。
【００３１】
また、マイクロレンズ１１５を備えることで、光の利用効率が高まり、小さな開口面積においても、高効率で明るい変調光が得られるようになる。また、光の利用効率が高まり、マイクロレンズ１１５を設けない場合に対し、反射体１０１が小さく形成可能となり、これによっても、反射体１０１の光吸収による発熱が低減され、さらには、反射体１０１の駆動エネルギーが低減されて変調動作の高速化も可能となる。
なお、前記では反射型の光変調素子を実施例として示したが、変調素子を構成する要素として反射体を変位させる透過型光変調素子においても本発明は適用可能である。即ち、光変調素子内おいて光が反射される部位に干渉ミラーを設けた透過型光変調素子が適用可能である。
【００３２】
次に、本発明に係る光変調素子の第二の実施の形態を説明する。
図３は本発明に係る透過型の光変調素子の光変調部を表す構成図、図４は図３に示した光変調素子の平面図、図５は図３に示した光変調素子の動作説明図である。なお、図１に示した部材と同一の部材には同一の符号を付し、重複する説明は省略するものとする。
【００３３】
この実施の形態による光変調素子２００は、微小な遮光体２０１を変位させることにより、入射する光の透過度を制御する透過型の光変調素子となっている。即ち、透明基板２０３上には、遮光体２０１を図３の左右方向に挟んで一対の固定電極２０５ａ、２０５ｂが配置される。遮光体２０１は、図４に示すように、可撓性を有する梁２０７を介して透明基板２０３上の支持部２０９に固定される。これにより、遮光体２０１は、左右方向に移動可能に構成されている。
【００３４】
遮光体２０１には、図４に示す可動電極２１２ａ、２１２ｂが形成されている。固定電極２０５ａ、２０５ｂは、対向面から歯２０５ｃが突設されている。また、遮光体２０１は、左右端から、歯２０１ａが突設されている。これら固定電極２０５ａ、２０５ｂ及び可動電極２１２ａ、２１２ｂの歯２０５ｃ及び歯２０１ａは、交互に噛み合わさるようになっている。
【００３５】
固定電極２０５ａ、２０５ｂの間には、透過開口２１１が形成される。遮光体２０１は、この透過開口２１１に重なる位置と、重ならない位置とに移動される。つまり、遮光体２０１と透過開口２１１とは、機械式シャッタ機構を構成している。
【００３６】
光変調素子２００は、画素回路１０５からの電気信号によって可動電極２１２ａと固定電極２０５ａ、又は可動電極２１２ｂと固定電極２０５ｂとの間に電圧が印加されることで、静電気によるクーロン力によって遮光体２０１が左右に変位（電気機械動作）して、透過開口２１１を透過しようとする光の透過度を変化させるように動作する。
【００３７】
この光変調素子２００は、光変調素子１００と同様に、一次元又は二次元状に複数のものを配設した光変調素子アレイとすることができる。また、光変調素子２００は、少なくとも光の入射側に、集光領域を有するマイクロレンズ１１５が設けられ、この集光領域には、遮光体２０１が配設されるようになっている。なお、マイクロレンズ１１５は、光変調素子２００を、一次元又は二次元状の光変調素子アレイとした場合には、複数のものを透過開口２１１に対応させて配設したマイクロレンズアレイとすることができる。
【００３８】
そして、この光変調素子２００においても、遮光体２０１に、上記と同様の干渉ミラー１１１が設けられている。干渉ミラー１１１は、少なくとも遮光体２０１の光入射領域に、入射する光のスペクトル域に渡って光非吸収性を有する。
【００３９】
また、光変調素子２００では、光変調領域以外の光入射領域に、遮光膜２１３が設けられている。この遮光膜２１３には、透過開口２１１に対応する開口２１５が穿設されている。この遮光膜２１３の表面にも、入射する光のスペクトル域に渡って光非吸収性を有する上記同様の干渉ミラー１１１が設けられている。これにより、上記の光変調素子１００の場合と同様に、光変調素子２００の高出力レーザに対する高パワー耐性がより高まり、動作信頼性が向上することになる。
【００４０】
この光変調素子２００の光変調動作としては、図４（ａ）に示すように、固定電極２０５ａと可動電極２１２ａへ電圧を印加した状態のときは、遮光体２０１は左側に移動され、透過開口２１１を遮って遮光効果により不透明となる。一方、図４（ｂ）、図５に示すように、固定電極２０５ｂと可動電極２１２ｂへ電圧を印加した状態のときは、遮光体２０１は右側に移動され、遮光体２０１が透過開口２１１を開き、光透過率が高くなる。
【００４１】
この光変調素子２００によれば、吸収を示す金属フィルターを反射膜として用いた場合に比べ、レーザービームの照射にさらされる遮光体の光吸収が極めて少なくなり、遮光体の光吸収による発熱が低減される。これにより、透過型の光変調素子においての高出力レーザに対する高パワー耐性がより高まり、動作信頼性の向上が可能となる。
【００４２】
そして、マイクロレンズ１１５を設けたので、透過型の光変調素子２００において、光の利用効率が高まり、小さな開口面積においても、高効率で明るい変調光が得られるようになる。また、光の利用効率が高まり、マイクロレンズ１１５を設けない場合に対し、遮光体２０１が小さく形成可能となり、これによっても、遮光体２０１の光吸収による発熱が低減され、さらには、遮光体２０１の駆動エネルギーが低減されて変調動作の高速化も可能となる。
【００４３】
また、この光変調素子２００によれば、固定電極２０５ａ、２０５ｂと可動電極２１２ａ、２１２ｂとを櫛歯型で形成することにより、遮光体２０１の変位量を増大させることができ、電圧による位置制御を容易にすることができる。
【００４４】
なお、上記の実施の形態では、本発明を偏向ミラー機構、機械式シャッタ機構に採用した場合を例に説明したが、本発明は、この他、支柱上端に設けて片持ち梁状の遮光体を可撓させて透過光を制御する所謂フラップ式の機械式シャッタ機構に採用しても同様の効果を奏するものである。
【００４５】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明に係る請求項１記載の光変調素子によれば、静電気によるクーロン力によって反射体を変位（電気機械動作）させて、この反射体に入射する光の反射光路を変化させる反射偏向型の光変調素子において、少なくとも反射体の光入射領域に、入射する光のスペクトル域に渡って光非吸収性を有する干渉ミラーを設けたので、吸収を示す金属フィルターを反射膜として用いた場合に比べ、レーザービームの照射にさらされる反射体の光吸収が極めて少なくなり、反射体の光吸収による発熱が低減される。この結果、反射型の光変調素子においての高出力レーザに対する高パワー耐性をより高めることができ、動作信頼性を向上させることができる。
また、反射偏向型光変調素子は、反射回折格子型に較べて機構の単純化により素子毎のバラツキを低減できる。さらに、反射偏向型光変調素子では、光を直接反射するためコントラストが高いが、誘電体ミラーを付けることで反射面での光吸収が無く反射率が向上して光利用効率が高められる。
【００４６】
請求項２記載の光変調素子によれば、反射偏向型の光変調素子において、少なくとも光の入射側に、集光領域を有するマイクロレンズを設け、この集光領域に反射体を配設したので、光の利用効率が高まり、小さな開口面積においても、高効率で明るい変調光を得ることができる。また、光の利用効率が高まり、マイクロレンズを設けない場合に対し、反射体が小さく形成可能となるので、これによっても、反射体の光吸収による発熱が低減され、さらには、反射体の駆動エネルギーを低減して、変調動作の高速化も可能にすることができる。
【００４７】
請求項３記載の光変調素子によれば、静電気によるクーロン力によって遮光体を変位（電気機械動作）させて、入射する光の透過度を制御する透過型の光変調素子において、少なくとも遮光体の光入射領域に、入射する光のスペクトル域に渡って光非吸収性を有する干渉ミラーを設けたので、吸収を示す金属フィルターを反射膜として用いた場合に比べ、レーザービームの照射にさらされる遮光体の光吸収が極めて少なくなり、遮光体の光吸収による発熱が低減される。この結果、透過型の光変調素子においての高出力レーザに対する高パワー耐性をより高めることができ、動作信頼性を向上させることができる。
【００４８】
請求項４記載の光変調素子によれば、透過型の光変調素子において、少なくとも光の入射側に、集光領域を有するマイクロレンズを設け、この集光領域に遮光体を配設したので、光の利用効率が高まり、小さな開口面積においても、高効率で明るい変調光を得ることができる。また、光の利用効率が高まり、マイクロレンズを設けない場合に対し、遮光体が小さく形成可能となるので、これによっても、遮光体の光吸収による発熱が低減され、さらには、遮光体の駆動エネルギーを低減して、変調動作の高速化も可能にすることができる。
【００４９】
請求項５記載の光変調素子によれば、光変調領域以外の光入射領域に、入射する光のスペクトル域に渡って光非吸収性を有する干渉ミラーを設けたので、反射型、透過型のいずれの光変調素子においても、レーザービームに照射される光変調領域以外の部位における光吸収が極めて少なくなり、素子全体の光吸収による発熱が低減され、光変調素子の高出力レーザに対する高パワー耐性をより高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る反射型の光変調素子の光変調部を表す構成図である。
【図２】図１に示した光変調素子の動作説明図である。
【図３】本発明に係る透過型の光変調素子の光変調部を表す構成図である。
【図４】図３に示した光変調素子の平面図である。
【図５】図３に示した光変調素子の動作説明図である。
【図６】従来の反射回折格子型の光変調アレイ素子を光変調部に有する画像記録装置の構成図である。
【図７】従来のミラーデバイスを具備する光学ピックアップ装置の構成図である。
【符号の説明】
１００、２００…光変調素子
１０１…反射体
１１１…干渉ミラー
１１５…マイクロレンズ
２０１…遮光体
【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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