(57)【要約】【課題】光の波長に依存なく、簡単な構成で、光のオン／オフのコントラスト比が高い電気機械式光スイッチ素子を提供する。【解決手段】第１電極を有する支持基板と、前記第１電極に対向する第２電極を有し前記支持基板上に両支持された中空構造の薄膜梁と、前記薄膜梁に立設され光を反射する反射板と、を備えて成る電気機械式光スイッチ素子であって、前記第１および第２電極間に電圧を印加することにより前記薄膜梁が静電気力で前記第１電極側に引き寄せられ、前記薄膜梁上の前記反射板がこれに追従してを前記第１電極側に移動して前記支持基板に対して略平行に進行する光を反射又は透過させるようにした。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１電極を有する支持基板と、前記第１電極に対向する第２電極を有し前記支持基板上に両支持された中空構造の薄膜梁と、前記薄膜梁に立設され光を吸収する吸収板と、を備えて成る電気機械式光スイッチ素子であって、前記第１および第２電極間に電圧を印加することにより前記薄膜梁が静電気力で前記第１電極側に引き寄せられ、前記薄膜梁上の前記吸収板がこれに追従してを前記第１電極側に移動して前記支持基板に対して略平行に進行する光を透過させ、前記第１および第２電極間に電圧を印加しない場合前記吸収板が光を吸収することを特徴とする電気機械式光スイッチ素子。
【請求項２】
第１電極を有する支持基板と、前記第１電極に対向する第２電極を有し前記支持基板上に両支持された中空構造の薄膜梁と、前記薄膜梁に立設され光を反射する反射板と、を備えて成る電気機械式光スイッチ素子であって、前記第１および第２電極間に電圧を印加することにより前記薄膜梁が静電気力で前記第１電極側に引き寄せられ、前記薄膜梁上の前記反射板がこれに追従してを前記第１電極側に移動して前記支持基板に対して略平行に進行する光を透過させ、前記第１および第２電極間に電圧を印加しない場合前記反射板が光を反射することを特徴とする電気機械式光スイッチ素子。
【請求項３】
前記支持基板に対して略垂直に入射する光を前記支持基板に対して略平行な光に変換する第１光路変換手段を光路上に備えたことを特徴とする請求項２記載の電気機械式光スイッチ素子。
【請求項４】
前記支持基板に対して略垂直に入射する光を前記支持基板に対して略平行な光に変換する第１光路変換手段と、前記第１光路変換手段から到来した基板平行光を前記入射方向と略平行で略同方向に進行する光に変換する第２光路変換手段とを、それぞれ前記支持基板に対して略平行に進行する光の光路上に備えたことを特徴とする請求項１又は２記載の電気機械式光スイッチ素子。
【請求項５】
前記支持基板に対して略垂直に入射する光を前記支持基板に対して略平行な光に変換する第１光路変換手段と、前記第１光路変換手段から到来した基板平行光を前記入射方向と略平行で略逆方向に戻る光に変換する第３光路変換手段とを、それぞれ前記支持基板に対して略平行に進行する光の光路上に備えたことを特徴とする請求項１記載の電気機械式光スイッチ素子。
【請求項６】
前記支持基板に対して略垂直に入射する光を前記吸収板又は反射板上に絞り込む光路絞込手段、および前記第２光路変換手段で光路変換された光を平行な光に戻す平行光戻し手段と、前記光路絞込手段および前記平行光戻し手段との間に請求項４記載の電気機械式光スイッチ素子を設けたことを特徴とするスイッチアレイ。
【請求項７】
前記支持基板に対して略垂直に入射する光を前記吸収板又は反射板上に絞り込む手段と前記第３光路変換手段で光路変換された各光をそれぞれ平行な光に戻す手段との間に請求項５記載の電気機械式光スイッチ素子を設けたことを特徴とするスイッチアレイ。
【請求項８】
前記光路絞込手段および／又は前記平行光戻し手段をマイクロレンズアレイで実現したことを特徴とする請求項６又は７記載のスイッチアレイ。
【請求項９】
第１電極を有しマイクロレンズをアレイ状に設けた基板と、前記第１電極に対向する第２電極を有し前記基板上に両支持された中空構造の薄膜梁と、前記薄膜梁に立設され光を吸収する吸収板と、を備えて成る電気機械式光スイッチ素子であって、前記第１および第２電極間に電圧を印加することにより前記薄膜梁が静電気力で前記第１電極側に引き寄せられ、前記薄膜梁上の前記吸収板がこれに追従して前記第１電極側に移動して前記基板に対して略平行に進行する光を透過させ、前記第１および第２電極間に電圧を印加しない場合前記吸収板が光を吸収する電気機械式光スイッチ素子と、前記マイクロレンズに入射した光を前記基板に対して略平行な光に変換する第１光路変換手段と、前記第１光路変換手段から到来した光を前記入射方向と略平行で略同方向に進行する光に変換する第２光路変換手段又は前記入射方向と略平行で略逆方向に戻る光に変換する第３光路変換手段と、を備え、前記第１、第２および第３光路変換手段が前記基板に対して略平行に進行する光の光路上に設けられたことを特徴とするスイッチアレイ。
【請求項１０】
第１電極を有しマイクロレンズをアレイ状に設けた基板と、前記第１電極に対向する第２電極を有し前記基板上に両支持された中空構造の薄膜梁と、前記薄膜梁に立設され光を反射する反射板と、を備えて成る電気機械式光スイッチ素子であって、前記第１および第２電極間に電圧を印加することにより前記薄膜梁が静電気力で前記第１電極側に引き寄せられ、前記薄膜梁上の前記反射板がこれに追従して前記第１電極側に移動して前記基板に対して略平行に進行する光を透過させ、前記第１および第２電極間に電圧を印加しない場合前記反射板が光を反射する電気機械式光スイッチ素子と、前記マイクロレンズに入射した光を前記基板に対して略平行な光に変換する第１光路変換手段と、前記第１光路変換手段から到来した光を前記入射方向と略平行で略同方向に進行する光に変換する第２光路変換手段と、を備え、前記第１および第２光路変換手段が前記基板に対して略平行に進行する光の光路上に設けられたことを特徴とするスイッチアレイ。
【請求項１１】
請求項１記載の電気機械式光スイッチ素子の前記支持基板を別の支持基板上に略垂直に立設したことを特徴とする電気機械式光スイッチ素子。
【請求項１２】
請求項１〜５、１１のいずれか１項記載の電気機械式光スイッチ素子を用いたことを特徴とする露光装置。
【請求項１３】
偏光変換素子および偏光ビームスプリッタを有することを特徴とする請求項１２記載の露光装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、静電気力により可動薄膜を移動させて、光の透過、遮断を行う電気機械式光スイッチ素子およびそのスイッチアレイに関する。
【０００２】
【従来技術】
この分野において、シリコン基板上に梁が垂直に動くようにした回折格子光バルブは早くから知られている（例えば、特許文献１および２参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特表平１０−５１０３７４号公報
【特許文献２】
特開平１１−２５８５５８号公報
【０００４】
特許文献１記載の光ビーム変調器は、次のａ〜ｄから構成されている。
ａ．各要素が第一の縁及び第二の縁及び光反射平面を有する複数の細長い要素と、前記要素は第一のグループの要素が第二のグループの要素と互いにかみあわされるように前記第一のグループと前記第二のグループにグループ分けされ、かつ前記要素は互いに平行に配列されている。
ｂ．それらの縁で前記第一のグループ及び前記第二のグループの要素を懸架する手段、
ｃ．前記第一のグループに第一のバイアス電圧を印加する手段及び前記反射表面が実質的に同一平面にありかつ入射光ビームを反射する第一の平面内にあるように前記第二のグループに第二のバイアス電圧を印加する手段、
ｄ．第一の平面に平行でありかつ前記入射光ビームを回折する第二の平面に向けて前記平面に垂直な前記第一のグループの前記要素を選択的に偏向させる手段。
【０００５】
一方、特許文献２記載の光変調器は、紫外線の平面光源上に、電気機械動作により平面光源からの光を光変調する一次元又は二次元マトリクス状の光変調部を配設し、この光変調部から出射される光に励起される蛍光体を光変調部に対して対向配置し、また光変調部を、導光板上に設けた一方の電極である透明な信号電極と、この信号電極に空隙を挟んで対向する透明な可撓薄膜と、可撓薄膜に設けられ信号電極に対向する他方の電極である走査電極とを具備し、信号電極と走査電極とに電界を印加することで発生した静電気力によって可撓薄膜を撓ませ、可撓薄膜を透過して出射する光を変調するものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１記載のものは、構成上反射型であり、したがって光の透過／遮断を行うことができなかった。
また、特許文献２記載のものは、光干渉を用いているため、素子を製作する上での制御が困難であった。特に薄膜梁の形状が光変調器のオン／オフに影響するため、薄膜梁を正確に製作する必要があり、これが困難であった。しかも多層構造になっているのも欠点であった。
【０００７】
本発明の目的はこれらの課題を解決するもので、光の波長に依存なく透過型で簡単な構成の電気機械式光スイッチ（透過、遮断）を行うことができ、取り出し方向（進行方向、逆方向）が選択でき、光のコントラスト比が高い電気機械式光スイッチ素子、およびこれを用いたスイッチアレイを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１記載の電気機械式光スイッチ素子の発明は、第１電極を有する支持基板と、前記第１電極に対向する第２電極を有し前記支持基板上に両支持された中空構造の薄膜梁と、前記薄膜梁に立設され光を吸収する吸収板と、を備えて成る電気機械式光スイッチ素子であって、前記第１および第２電極間に電圧を印加することにより前記薄膜梁が静電気力で前記第１電極側に引き寄せられ、前記薄膜梁上の前記吸収板がこれに追従してを前記第１電極側に移動して前記支持基板に対して略平行に進行する光を透過させ、前記第１および第２電極間に電圧を印加しない場合前記吸収板が光を吸収することを特徴とする。
【０００９】
請求項２記載の電気機械式光スイッチ素子の発明は、第１電極を有する支持基板と、前記第１電極に対向する第２電極を有し前記支持基板上に両支持された中空構造の薄膜梁と、前記薄膜梁に立設され光を反射する反射板と、を備えて成る電気機械式光スイッチ素子であって、前記第１および第２電極間に電圧を印加することにより前記薄膜梁が静電気力で前記第１電極側に引き寄せられ、前記薄膜梁上の前記反射板がこれに追従してを前記第１電極側に移動して前記支持基板に対して略平行に進行する光を透過させ、前記第１および第２電極間に電圧を印加しない場合前記反射板が光を反射することを特徴とする。
【００１０】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の電気機械式光スイッチ素子において、前記支持基板に対して略垂直に入射する光を前記支持基板に対して略平行な光に変換する第１光路変換手段を光路上に備えたことを特徴とする。
【００１１】
請求項４記載の発明は、請求項１又は２記載の電気機械式光スイッチ素子において、前記支持基板に対して略垂直に入射する光を前記支持基板に対して略平行な光に変換する第１光路変換手段と、前記第１光路変換手段から到来した基板平行光を前記入射方向と略平行で略同方向に進行する光に変換する第２光路変換手段とを、それぞれ前記支持基板に対して略平行に進行する光の光路上に備えたことを特徴とする。
【００１２】
請求項５記載の発明は、請求項１記載の電気機械式光スイッチ素子において、前記支持基板に対して略垂直に入射する光を前記支持基板に対して略平行な光に変換する第１光路変換手段と、前記第１光路変換手段から到来した基板平行光を前記入射方向と略平行で略逆方向に戻る光に変換する第３光路変換手段とを、それぞれ前記支持基板に対して略平行に進行する光の光路上に備えたことを特徴とする。
【００１３】
請求項６記載のスイッチアレイの発明は、前記支持基板に対して略垂直に入射する光を前記吸収板又は反射板上に絞り込む光路絞込手段、および前記第２光路変換手段で光路変換された光を平行な光に戻す平行光戻し手段と、前記光路絞込手段および前記平行光戻し手段との間に請求項４記載の電気機械式光スイッチ素子を設けたことを特徴とする。
【００１４】
請求項７記載のスイッチアレイの発明は、前記支持基板に対して略垂直に入射する光を前記吸収板又は反射板上に絞り込む手段と前記第３光路変換手段で光路変換された各光をそれぞれ平行な光に戻す手段との間に請求項５記載の電気機械式光スイッチ素子を設けたことを特徴とする。
【００１５】
請求項８記載のスイッチアレイの発明は、請求項６又は７記載のスイッチアレイにおいて、前記光路絞込手段および／又は前記平行光戻し手段をマイクロレンズアレイで実現したことを特徴とする。
【００１６】
請求項９記載のスイッチアレイの発明は、第１電極を有しマイクロレンズをアレイ状に設けた基板と、前記第１電極に対向する第２電極を有し前記基板上に両支持された中空構造の薄膜梁と、前記薄膜梁に立設され光を吸収する吸収板と、を備えて成る電気機械式光スイッチ素子であって、前記第１および第２電極間に電圧を印加することにより前記薄膜梁が静電気力で前記第１電極側に引き寄せられ、前記薄膜梁上の前記吸収板がこれに追従して前記第１電極側に移動して前記基板に対して略平行に進行する光を透過させ、前記第１および第２電極間に電圧を印加しない場合前記吸収板が光を吸収する電気機械式光スイッチ素子と、前記マイクロレンズに入射した光を前記基板に対して略平行な光に変換する第１光路変換手段と、前記第１光路変換手段から到来した光を前記入射方向と略平行で略同方向に進行する光に変換する第２光路変換手段又は前記入射方向と略平行で略逆方向に戻る光に変換する第３光路変換手段と、を備え、前記第１、第２および第３光路変換手段が前記基板に対して略平行に進行する光の光路上に設けられたことを特徴とする。
【００１７】
請求項１０記載のスイッチアレイの発明は、第１電極を有しマイクロレンズをアレイ状に設けた基板と、前記第１電極に対向する第２電極を有し前記基板上に両支持された中空構造の薄膜梁と、前記薄膜梁に立設され光を反射する反射板と、を備えて成る電気機械式光スイッチ素子であって、前記第１および第２電極間に電圧を印加することにより前記薄膜梁が静電気力で前記第１電極側に引き寄せられ、前記薄膜梁上の前記反射板がこれに追従して前記第１電極側に移動して前記基板に対して略平行に進行する光を透過させ、前記第１および第２電極間に電圧を印加しない場合前記反射板が光を反射する電気機械式光スイッチ素子と、前記マイクロレンズに入射した光を前記基板に対して略平行な光に変換する第１光路変換手段と、前記第１光路変換手段から到来した光を前記入射方向と略平行で略同方向に進行する光に変換する第２光路変換手段と、を備え、前記第１および第２光路変換手段が前記基板に対して略平行に進行する光の光路上に設けられたことを特徴とする。
【００１８】
請求項１１記載の電気機械式光スイッチ素子の発明は、請求項１記載の電気機械式光スイッチ素子の前記支持基板を別の支持基板上に略垂直に立設したことを特徴とする。
【００１９】
以上のように、上記構成の電気機械式光スイッチ素子によれば、干渉を用いないので光の波長に依存なく簡単な構成の電気機械式光スイッチング（透過、遮断、反射）を行うことができ、光路変換手段により取り出し方向（進行方向、逆方向）が選択（制御）できるので汎用的な光制御が行える。
さらに、液晶でなく電気機械式光スイッチを用いるので光のオン／オフのコントラスト比が高い電気機械式光スイッチ素子が得られる。
また、単純な構成であるので製作が容易となり、高密度の集積化が可能となる。
さらに、アレイ化が容易となるので、並列処理により高速な光制御が行える。
【００２０】
請求項１２記載の露光装置の発明は、請求項１〜５、１１のいずれか１項記載の電気機械式光スイッチ素子を用いたことを特徴とする。
このような電気機械式光スイッチ素子を用いることにより、高いコントラスト、高速な光制御が可能な露光装置を得ることができる。
【００２１】
請求項１３記載の露光装置の発明は、請求項１２記載の露光装置において、偏光変換素子および偏光ビームスプリッタを有することを特徴とする。
このような電気機械式光スイッチ素子、偏光変換素子および偏光ビームスプリッタを用いることにより、変調によりＯＮとされたビームとＯＦＦとされたビームが全く異なる方向へ出射されるため、露光装置への不要なビームによる装置の発熱も防ぐことができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の各実施の形態について図面に基づいて詳細に説明する。
〈第１の実施の形態〉
まず、第１の実施の形態について図１に基づいて説明する。
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る電気機械式光スイッチ素子の縦断面図で、（ａ）は電圧無印加時（反射又は吸収）、（ｂ）は電圧印加時（透過）である。
図１（ａ）および（ｂ）において、１０は第１の実施の形態に係る電気機械式光スイッチ素子、１１は支持基板である。支持基板１１はガラス又はシリコンを用いているが、この場合は透明体でなくてもよい。
【００２３】
１２は支持基板１１の上に設けられた矩形状をした第１電極である。
第１電極の形成は、洗浄・乾燥された支持基板１１の上にＡｌ、Ｎｉ等の金属を蒸着やスパッターリングで真空成膜し、フォトリソグラフィを施し、ドライ又はウエット処理をすることにより電極成膜が得られ、これをパターニングすることにより得られる。また、前記金属に代えてＩＴＯ、ＩＺＯ等によって透明電極膜を形成することもできる。第１電極は図示のないワード線又はビット線に接続される。
【００２４】
第１電極１２の表面には第１電極保護層がコーティングされているが、ここでは見易くするため図示していない。
第１電極保護層はＳｉＯ２、ＳｉＮ等の絶縁材料を蒸着やスパッターリング、ＣＶＤ等で真空成膜し、フォトリソグラフィを施し、ドライ又はウエット処理をすることにより絶縁成膜が得られる。また、必要に応じてパターニングすることもなされる。
【００２５】
１３は支持基板上に両支持された中空構造の傾斜した薄膜梁で、支持基板１１に対して垂直ではなくてある角度で傾斜した柱材（傾斜梁）１３ａと柱材１３ａ間を繋ぐ平らな上部１３ｂとから成る。
【００２６】
薄膜梁１３の製作は、（１）支持基板１１の上に薄膜梁１３の中空形状と同一形状の犠牲層（最終的に空隙を形成するために、工程の後で除去される層）を形成する。（２）は薄膜梁成膜を形成しパターニングする。（３）薄膜梁の上に必要な要素を形成する。（４）犠牲層を除去する、という手順によりなされる。
そこでまず、薄膜梁１３の製作は、ポリイミド、フォトレジスト、ポリカーボネート、ポリエチレン、ポリスチレン、その他樹脂、又はその他有機材料等の有機物で上下膜のエッチング選択性がとれる材料を塗布後、成形等により断面が台形状をした犠牲層を製作する。
薄膜梁成膜は、ＳｉＯ２、ＳｉＮの膜をＣＶＤにより形成しパターニングする。
また、引張応力の制御が可能な材料であれば他にポリイミド等の有機膜でもよい。ただし、上下材料とのエッチング選択性を考慮することが必要である。
【００２７】
１４は薄膜梁上部１３ｂの上に設けられた第２電極で、矩形状をした第１電極１２と対向した矩形状をしており、この矩形状電極からさらに柱材１３ａの一方を通って支持基板１１の上まで延設し、図示のないワード線又はビット線に接続される。
このような第２電極１４の形成は、第１電極のそれと基本的に同じである。すなわち、薄膜梁１３の上にＡｌ、Ｎｉ等の金属を蒸着やスパッターリングで真空成膜し、フォトリソグラフィを施し、ドライ又はウエット処理をすることにより電極成膜が得られ、これをパターニングすることにより得られる。
【００２８】
１５は薄膜梁１３の上部１３ｂの光路Ｌ１（光透過領域）の近傍に立設された反射板で、ここへ到来した光を反射させる機能をしている。ここでは金属反射板を用いている。金属反射板としては、金属板の他に、シリコン基板上に金、銀、パラジウム、亜鉛、アルミニウム、ニッケルを真空成膜（蒸着、スパッター）やメッキし、フォトリソグラフィ後、ドライ又はウエット処理し、パターニングしたものを反射板として用いてもよく、また金属基板あるいはシリコン基板に、屈折率の異なる複数の誘電体を積層させた誘電体多層膜を形成させたものを反射板として使用してもよい。
これで全ての要素が形成されたことになる。そこで、最後に先ほどの犠牲層を除去すれば、電気機械式光スイッチ素子１０が出来上がる。犠牲層の除去はドライ又はウエット処理で行われる。ウエット処理の場合は超臨界洗浄乾燥若しくは凍結乾燥法を採用するとステッキング防止できるので好ましい。
【００２９】
なお、上記例では１５として反射板を用いたが、反射板の代わりに、光を吸収する吸収板を用いてもよい。これによれば、光の吸収と透過による光変調を行わせるようになる。その場合の吸収板はカーボン樹脂膜等の有機膜を塗布や転写することによって得られる。
【００３０】
次に、このようにして得られた電気機械式光スイッチ素子１０の動作について説明する。
図１（ａ）のように、第１電極１２と第２電極１４との間に電圧が印加されないときは第１電極１２と第２電極１４との間に静電気力は働かないので薄膜梁１３は動かず、薄膜梁１３の上部１３ｂに立設された反射板１５も動かない。したがって支持基板１１に平行に到来した光Ｌ１は反射板１５に到来し（光Ｌ２）、反射板１５により反射されて、もと来た光路へ戻る。
【００３１】
次に、図１（ｂ）のように、第１電極１２と第２電極１４との間に電圧が印加されると、第１電極１２と第２電極１４との間に静電気力が働らき、互いに吸引し合うようになる。したがって薄膜梁１３は第１電極１２の方向（下方）に柱材１３ａが折曲がり、これに伴って薄膜梁１３の上部１３ｂに立設された反射板１５も第１電極１２の方向に移動する。したがって、支持基板１１に平行に到来した光Ｌ１は反射板１５に反射されることなく反射板１５の上を通過する（光Ｌ２参照）。
【００３２】
そして、再び第１電極１２と第２電極１４との間の電圧を無くすと、第１電極１２と第２電極１４との間に静電気力が働かなくなるので薄膜梁１３の弾性復帰力で図１（ａ）の状態に戻る。
この場合の復帰は両柱材で行われるため、片持ち支持の電気機械式光シャッタと比べて、復元力が大きくなり、高速可動に適している。また、干渉を用いないので光の波長に依存しない簡単な構成の電気機械式光スイッチングを行うことができ、液晶でなく電気機械式光スイッチ素子を用いるので光のコントラスト比が高くなる。また、単純な構成であるので製作が容易となり、高密度の集積化が可能となる。
【００３３】
この電気機械式光スイッチ素子１０を多数個、一次元又は二次元に配列することにより、シンプルな構成で製造の簡単な光スイッチアレイを得ることができる。
【００３４】
〈第２の実施の形態〉
次に、第２の実施の形態について図２に基づいて説明する。
図２は、第１の実施の形態に係る電気機械式光スイッチ素子１０の光路の上流および下流にそれぞれ第１光路変換手段２１と第２光路変換手段２２とを備えたことを特徴とするもので、（ａ）電圧無印加時（反射又は吸収）、（ｂ）は電圧印加時（透過）である。なお、図は判りやすくするために、第１光路変換手段２１と第２光路変換手段２２とをそれぞれ支持基板１１から離反させて描いているが、実際は電気機械式光スイッチ素子１０に近接している。
【００３５】
図２（ａ）および（ｂ）において、１０は第１の実施の形態に係る電気機械式光スイッチ素子であるので、その構成及び製造の説明は省略する。ただし、図１では支持基板１１は透明でなくても差し支えなかったが、ここでは光を透過させるので支持基板１１は透明基板が必須である。
２１は第１光路変換手段で、２１ａはその反射面である。第１光路変換手段２１は支持基板１１に対して略垂直に入射する光Ｌ１を支持基板１１に対して略平行な方向に反射面２１ａで反射させて反射板１５に向けて進行させるものである。
２２は第２光路変換手段で、２２ａはその反射面である。第２光路変換手段２２は第１光路変換手段２１から到来した光Ｌ２（図２（ｂ））を入射方向と略平行で略同方向へ反射面２２ａで反射させて進行させるものである。
このように第１光路変換手段２１および第２光路変換手段２２は、光の入射角を変える機能を有した構造体又は光の入射角を変える機能膜をコートした構造体でできている。
【００３６】
これの製造は、まず、透明基板を洗浄し乾燥させた後、この上に透明体成膜を形成する。感光性ポリイミド等の有機膜をスピンコートで塗布ないし転写で形成し、この上に透明体パターニング用のマスクを用いパターニングする。この場合、透明基板に斜めの傾斜を創出させるために、フォトマスクの面の濃度を変えたものを用いて露光するか斜め方向から露光するとよい。
このようにして得られた傾斜面に反射体を設けるには金属蒸着で行うのがよい。
【００３７】
次に、このようにして得られた電気機械式光スイッチ素子１０の動作について説明する。
図２（ａ）のように、第１電極１２と第２電極１４との間に電圧が印加されないときは第１電極１２と第２電極１４との間に静電気力は働かないので薄膜梁１３は動かず、薄膜梁１３の上部１３ｂに立設された反射板１５も動かず、したがって支持基板１１に対して略垂直に進行して第１光路変換手段２１で反射した支持基板１１に略平行な光Ｌ１は反射板１５に到来し（光Ｌ２参照）、反射板１５により反射して、元来た光路へ戻る。
【００３８】
次に、図２（ｂ）のように、第１電極１２と第２電極１４との間に電圧が印加されると、第１電極１２と第２電極１４との間に静電気力が働らき、薄膜梁１３は第１電極１２方向に柱材１３ａが折曲がり、これに伴って薄膜梁１３の上部１３ｂに立設された反射板１５も第１電極１２方向（下方）に移動する。したがって、第１光路変換手段２１で反射した支持基板１１に略平行な光Ｌ１は反射板１５に反射されることなく反射板１５の上を通過し、第２光路変換手段２２の反射面２２ａで反射して入射方向と略平行で略同方向へ進行し（光Ｌ２参照）、本装置の反対側へ進む。
【００３９】
そして、再び第１電極１２と第２電極１４との間の電圧を無くすと、第１電極１２と第２電極１４との間に静電気力が働かなくなるので薄膜梁１３の弾性復帰力で図２（ａ）の状態に戻る。
以上のように、電気機械式光スイッチ素子の電圧無印加で光の反射と電圧印加で光の透過による光変調を行わせることとなる。
【００４０】
このような構成にすることにより、第一の実施の形態に係る電気機械式光スイッチ素子の持つ作用効果である、光の波長に依存なく簡単な構成で光スイッチングを行うことができ、光路の選択が可能で、光のコントラスト比が高くなるという効果の他に、さらに、光路変換手段により取り出し方向が選択できるので汎用的な光制御が行えるようになる。
【００４１】
なお、上記例では１５として反射板を用いたが、反射板の代わりに、光を吸収する吸収板を用いてもよい。これによれば、電気機械式光スイッチ素子の電圧無印加で光の吸収と電圧印加で光の透過による光変調を行わせることとなる。
【００４２】
また、図２では第２光路変換手段を用いて入射方向と略平行で略同方向へ光を進行させているが、第２光路変換手段の代わりに別の方向（例えば、紙面と垂直方向）へ光路を変換させる光路変換手段を用いてもよいし、第２光路変換手段の代わりに吸収板を設けてもよい。
【００４３】
〈第３の実施の形態〉
次に、第３の実施の形態について図３に基づいて説明する。
図３は、第１の実施の形態に係る電気機械式光スイッチ素子１０の光路の上流および下流にそれぞれ第１光路変換手段２１と第３光路変換手段２３とを備えたことを特徴とするもので、（ａ）は電圧無印加時（光吸収）、（ｂ）は電圧印加時（透過）である。なお、図は判りやすくするために、第１光路変換手段２１と第３光路変換手段２３とをそれぞれ支持基板１１から離反させて描いているが、実際は電気機械式光スイッチ素子１０に近接している。
【００４４】
図３（ａ）および（ｂ）において、１０は第１の実施の形態に係る電気機械式光スイッチ素子であるので、その構成の説明は省略する。
２１は第１光路変換手段で、２１ａはその反射面である。第１光路変換手段２１は支持基板１１に対して略垂直に入射する光Ｌ１を支持基板１１に対して略平行な方向に反射面２１ａで反射させて吸収板１５に向けて進行させるものである。
２３は第３光路変換手段で、２３ａはその反射面である。第３光路変換手段２３は第１光路変換手段２１から到来した光Ｌ２（図３（ｂ））を入射方向と略平行で略逆方向へ反射面２３ａで反射させて進行させるものである。
【００４５】
そこで、図３（ａ）のように、第１電極１２と第２電極１４との間に電圧が印加されないときは、第１電極１２と第２電極１４との間に静電気力は働かないので薄膜梁１３は動かず、薄膜梁１３の上部１３ｂに立設された吸収板１５も動かず、支持基板１１に対して略垂直に進行して第１光路変換手段２１で反射した支持基板１１に略平行な光Ｌ１は吸収板１５に到来し（光Ｌ２参照）、そこで吸収される。
【００４６】
次に、図３（ｂ）のように、第１電極１２と第２電極１４との間に電圧が印加されると、第１電極１２と第２電極１４との間に静電気力が働らき、薄膜梁１３は第１電極１２方向に柱材１３ａが折曲がり、これに伴って薄膜梁１３の上部１３ｂに立設された吸収板１５も第１電極１２方向（下方）に移動する。したがって、第１光路変換手段２１で反射した支持基板１１に略平行な光Ｌ１は吸収板１５で吸収されることなく吸収板１５の上を通過し、第３光路変換手段２３の反射面２３ａで反射して入射方向と略平行で略逆方向へ進行する（光Ｌ２参照）。
【００４７】
そして、再び第１電極１２と第２電極１４との間の電圧を無くすと、第１電極１２と第２電極１４との間に静電気力が働かなくなるので薄膜梁１３の弾性復帰力で図３（ａ）の状態に戻る。
以上のように、電気機械式光スイッチ素子の電圧無印加で光の吸収と電圧印加で光の透過による光変調を行わせることとなる。
【００４８】
このような構成にすることにより、第一の実施の形態に係る電気機械式光スイッチ素子の持つ作用効果である、光の波長に依存なく簡単な構成で光スイッチングを行うことができ、光路の選択が可能で、光のコントラスト比が高くなるという効果の他に、さらに、光路変換手段により取り出し方向が選択できるので汎用的な光制御が行えるようになる。
【００４９】
〈第４の実施の形態〉
次に、第４の実施の形態について図４に基づいて説明する。
図４（ａ）は電圧無印加時（反射又は吸収）、（ｂ）は電圧印加時（透過）である。
図４（ａ）および（ｂ）において、１０は第２の実施の形態に係る電気機械式光スイッチ素子であるので、その構成の説明は省略する。
２４は第１光路変換手段で、２４ａ、ｂはその反射面である。２５は第２光路変換手段で、２５ａ、ｂはその反射面である。３０は、第２の実施の形態に係る電気機械式光スイッチ素子１０（図２）の反射板１５上に光を絞り込む光路絞込手段であり、４０は、第２光路変換手段２５の反射面２５ｂで光路変換（反射）された光を平行な光に戻す平行光戻し手段である。
そして、光路絞込手段３０および平行光戻し手段４０としてマイクロレンズアレイを用いている。
【００５０】
そこで、図４（ａ）のように、電気機械式光スイッチ素子１０に電圧が印加されないときは電気機械式光スイッチ素子１０は動かず、したがって薄膜梁１３の上部１３ｂに立設された反射板１５も動かない。光Ｌ１は光路絞込手段３０であるマイクロレンズアレイ全面に平行に入射して反射板１５上に絞り込まれ、そこで反射して、もと来た光路に戻る。
【００５１】
次に、図４（ｂ）のように、電気機械式光スイッチ素子１０に電圧が印加されると電気機械式光スイッチ素子１０は動作し、反射板１５は降下する。したがって、第２光路変換手段２４の反射面２４ａで反射して反射板１５上に絞られた光Ｌ１は、反射板１５で反射することなく反射板１５の上を通過し、次いで第２光路変換手段２５の反射面２５ｂで反射して平行光戻し手段４０であるマイクロレンズアレイに入射して平行光に戻され、本装置の反対側に出射する（光Ｌ２参照）。
【００５２】
そして、電気機械式光スイッチ素子１０の電圧を無くすと、静電気力が働かなくなるので薄膜梁１３の弾性復帰力で図４（ａ）の状態に戻る。
このように光路絞込手段３０であるマイクロレンズアレイ全面に平行に入射した光Ｌ１はその凸レンズ部分で反射板１５上に絞り込まれて細いビームとなり、反射板１５で反射したり（電圧無印加時）、反射板１５の上を通過したり（電圧印加時）するので、光の利用効率がよくなる。
【００５３】
なお、上記例では１５として反射板を用いたが、反射板の代わりに、光を吸収する吸収板を用いてもよい。これによれば、電気機械式光スイッチ素子の電圧無印加で光の吸収と電圧印加で光の透過による光変調を行わせることとなる。
【００５４】
また、図４では第２光路変換手段を用いて入射方向と略平行で略同方向へ光を進行させているが、第２光路変換手段の代わりに別の方向（例えば、紙面と垂直方向）へ光路を変換させる光路変換手段を用いてもよいし、第２光路変換手段の代わりに吸収板を設けてもよい。
【００５５】
〈第５の実施の形態〉
次に、第５の実施の形態について図５に基づいて説明する。
図５（ａ）は電圧無印加時（光吸収）、（ｂ）は電圧印加時（透過）である。
図５（ａ）および（ｂ）において、１０は第３の実施の形態に係る電気機械式光スイッチ素子であるので、その構成の説明は省略する。
３０は、第３の実施の形態に係る電気機械式光スイッチ素子１０（図３）の吸収板１５に光を絞り込む光路絞込手段であると共に、第３光路変換手段２３の反射面２３ａで光路変換（反射）された光を平行な光に戻す平行光戻し手段でもある。光路絞込手段３０としてマイクロレンズアレイを用いている。
【００５６】
そこで、図５（ａ）のように、電気機械式光スイッチ素子１０に電圧が印加されないときは電気機械式光スイッチ素子１０は動かず、したがって薄膜梁の上部１３ｂに立設された吸収板１５も動かない。光路絞込手段３０であるマイクロレンズアレイ全面に平行に入射して吸収板１５上に絞り込まれた光Ｌ１はそこで吸収される。
【００５７】
次に、図５（ｂ）のように、電気機械式光スイッチ素子１０に電圧が印加されると電気機械式光スイッチ素子１０は動作し、吸収板１５は降下する。したがって、吸収板１５上に絞られた光Ｌ１は、吸収板１５に遮られることなく吸収板１５の上を通過し、第３光路変換手段２３の反射面２３ａで反射して入射方向と略平行で略逆方向へ進行し、次いで平行光戻し手段であるマイクロレンズアレイ３０に入射して平行光に戻される（光Ｌ２参照）。
【００５８】
そして、電気機械式光スイッチ素子１０の電圧を無くすと、静電気力が働かなくなるので薄膜梁１３の弾性復帰力で図５（ａ）の状態に戻る。
以上のように、電気機械式光スイッチ素子の電圧無印加で光の吸収と電圧印加で光の透過による光変調を行わせることとなる。
【００５９】
このように光路絞込手段３０であるマイクロレンズアレイ全面に平行に入射した光Ｌ１はその凸レンズ部分で吸収板１５上に絞り込まれ、細いビームとなって吸収板１５の上を通過し、第３光路変換手段２３の反射面２３ａで反射してマイクロレンズアレイ３０に入射して平行光に戻されるので、光の利用効率がよいこととなる。
【００６０】
〈第６の実施の形態〉
次に、第６の実施の形態について図６に基づいて説明する。
図６（ａ）は電圧無印加時（光吸収）、（ｂ）は電圧印加時（透過）である。
図６が図５と異なるのは、図５では電気機械式光スイッチ素子１０が支持基板１１に設けられているのに対して、図６では電気機械式光スイッチ素子１０’がマイクロレンズアレイ３０に設けられている点であり、その他の基本的構成は同じである。
【００６１】
そこで、図６（ａ）のように、電気機械式光スイッチ素子１０’に電圧が印加されないときは電気機械式光スイッチ素子１０’は動かず、したがって薄膜梁の上部１３ｂに立設された吸収板１５も動かない。光路絞込手段３０であるマイクロレンズアレイ全面に平行に入射して吸収板１５上に絞り込まれた光Ｌ１はそこで吸収される。
【００６２】
次に、図６（ｂ）のように、電気機械式光スイッチ素子１０に電圧が印加されると電気機械式光スイッチ素子１０は動作し、吸収板１５は降下する。したがって、吸収板１５上に絞られた光Ｌ１は、そこで吸収されることなく吸収板１５の上を通過し、第３光路変換手段２３の反射面２３ａで反射して入射方向と略平行で略逆方向へ進行し、次いで平行光戻し手段であるマイクロレンズアレイ３０に入射して平行光に戻される（光Ｌ２参照）。
【００６３】
そして、電気機械式光スイッチ素子１０の電圧を無くすと、静電気力が働かなくなるので薄膜梁１３の弾性復帰力で図６（ａ）の状態に戻る。
以上のように、電気機械式光スイッチ素子の電圧無印加で光の吸収と電圧印加で光の透過による光変調を行わせることとなる。
【００６４】
このように光路絞込手段３０であるマイクロレンズアレイ全面に平行に入射した光Ｌ１はその凸レンズ部分で吸収板１５上に絞り込まれるので、光の利用効率がよいこととなる。
また、電極がマイクロレンズアレイ３０側にあるので、低電圧で駆動させることが可能になる。
【００６５】
〈第７の実施の形態〉
次に、第７の実施の形態について図７に基づいて説明する。
図７は、本発明の第７の実施の形態に係る電気機械式光スイッチ素子の図で、（ａ）は電圧無印加時で（イ）は正面図、（ロ）は（イ）のＡ−Ａ断面図、（ｂ）は電圧印加時で（イ）は正面図、（ロ）は（イ）のＡ−Ａ断面図である。
図７は図１の電気機械式光スイッチ素子１０の支持基板１１を別の支持基板１１’に対して垂直に立設しているのが特徴である。
図では２個の電気機械式光スイッチ素子１０をそれぞれその吸収板又は反射板１５が互いに若干重なり合うように支持基板１１’の上に互いに対向させて立設させ、吸収板又は反射板１５上に光を絞り込むようにするものである。
【００６６】
図７（ａ）のように、第１電極１２と第２電極１４との間に電圧が印加されないときは第１電極１２と第２電極１４との間に静電気力は働かないので薄膜梁１３は動かず、薄膜梁１３の上部１３ｂに立設された吸収板又は反射板１５も動かず、支持基板１１に平行に到来した光Ｌ１，Ｌ２は吸収板１５に吸収され、又は反射板１５に反射される（イ参照）。
【００６７】
次に、図７（ｂ）のように、第１電極１２と第２電極１４との間に電圧が印加されると第１電極１２と第２電極１４との間に静電気力が働らき、薄膜梁１３は第１電極１２方向に柱材１３ａが折曲がり、これに伴って薄膜梁１３の上部１３ｂに立設された吸収板又は反射板１５はそれぞれ第１電極１２の方向（左右方向に離間するように）に移動する。したがって、支持基板１１に平行に到来した光Ｌ１，Ｌ２は吸収板又は反射板１５に遮られことなく吸収板又は反射板１５の上を通過する（ロ参照）。
【００６８】
そして、再び第１電極１２と第２電極１４との間の電圧を無くすと、第１電極１２と第２電極１４との間に静電気力が働かなくなるので薄膜梁１３の弾性復帰力で図７（ａ）の状態に戻る。
以上のように、電気機械式光スイッチ素子の電圧無印加で光の吸収又は反射と電気機械式光スイッチ素子の電圧印加で光の透過による光変調を行わせることとなる。
【００６９】
このような構成によれば、第一の実施の形態の電気機械式光スイッチングと同じく、復帰が両柱材で行われるため、片持ち支持の電気機械式光シャッタと比べて、復元力が大きくなり、高速可動に適している。また、干渉を用いないので光の波長に依存しない簡単な構成の電気機械式光スイッチングを行うことができ、液晶でなく電気機械式光スイッチ素子を用いるので光のコントラスト比が高くなる。  また、単純な構成であるので製作が容易となり、高密度の集積化が可能となる。
さらに、薄膜梁が２個直列に設けられているので、駆動電圧が小さくできてしかも可動ストロークが小さくてよいので、高速化が可能となる。
【００７０】
〈第８の実施の形態〉
次に、第８の実施の形態について図８に基づいて説明する。
次に、本発明の第８の実施の形態による露光装置を説明する。
図８は第８の実施の形態による露光装置の構成図で、図５及び図６に示した電気機械式光スイッチ素子の応用例の１つを示すものである。図９は図８に示した露光装置のブロック図、図１０は図８に示した露光ヘッドの構成図、図１１は図１０に示した反射型電気機械式光スイッチ素子近傍の拡大図である。
上記した反射型電気機械式光スイッチアレイ３００は、例えば露光装置４００に、好適に用いることができる。
この露光装置４００は、図８に示すように、露光対象物１２１を外周面に吸着して保持するドラム１２３と、ドラム１２３の回転軸に沿って延在するガイド軸１２５に移動自在に支持される副走査ユニット１２７とを基本構成として備える。ドラム１２３は図示しない回転駆動モータによって図８の反時計回りに回転される。副走査ユニット１２７は、図示しない水平駆動モータによって図８の左右方向に移動される。ここで、露光対象物１２１は、ドラム１２３の回転によるＤ方向が主走査方向となり、副走査ユニット１２７の移動によるＬ方向が副走査方向となる。
【００７１】
副走査ユニット１２７は、図９に示すように、光源・ＳＬＭ（ＳｐａｔｉａｌＬｉｇｈｔ  ｍｏｄｕｌａｔｏｒ）ユニット１２９と、結像レンズ系１３１を備える。ドラム１２３の回転位置は主走査位置検出器１３３によって検出され、副走査ユニット１２７の移動位置は副走査位置検出器１３５によって検出される。これら主走査位置検出器１３３及び副走査位置検出器１３５によって検出された位置信号は、信号発生器１３７に入力される。信号発生器１３７は、これらの位置信号に基づき、上位制御部から送られる画像信号に応じて変調信号、光源信号を光源・ＳＬＭユニット１２９へ出力する。結像レンズ系１３１は、光源・ＳＬＭユニット１２９から変調されて出射されたレーザ光を露光対象物１２１の表面に倍率を変えて結像させる組合ズームレンズ１３１ａ、１３１ｂで構成される。
【００７２】
光源・ＳＬＭユニット１２９は、上記の反射型電気機械式光スイッチアレイ３００（図１０）において、反射型電気機械式光スイッチアレイ３００を構成する１単位としての反射型電気機械式光スイッチ素子１００が副走査方向に複数配列されている。従って、この配列方向に直行する方向（主走査方向）で露光対象物１２１と副走査ユニット１２７とを相対移動させると、反射型電気機械式光スイッチ素子１００の配列数と同数の画素数で、１ライン分を露光対象物１２１の同方向に露光することができる。
【００７３】
露光対象物１２１の主走査方向への移動と共に、画像信号が１ライン分、変調信号、光源信号として反射型電気機械式光スイッチアレイ３００へ送出され、それぞれの反射型電気機械式光スイッチ素子１００がオンオフ制御される。これにより副走査ユニット１２７から出射される露光光がオンオフされて、露光対象物１２１が、主走査方向に反射型電気機械式光スイッチ素子１００の数と同数の画素単位で露光され、１ライン分の走査露光が行われる。その後、副走査ユニット１２７が副走査方向に移動され、同様にして次の１ライン分が順次に露光されて行く。
【００７４】
ところで、光源・ＳＬＭユニット１２９（図９）は、図１０に示すように、光源と、反射型電気機械式光スイッチアレイ３００と、偏光ビームスプリッタ１４１とを備える。光源から偏光ビームスプリッタ１４１に至る光路には、光源側から順に、第一のレンズアレイ板１４３、光源からの光を全てＳ偏光に変換する偏光変換素子１４５、及び偏光変換素子１４５によって偏光光とされた光を平行光束とする第二のレンズアレイ板１４７が配置されている。光源から入射した光は、偏光変換素子１４５によって、Ｓ偏光のみの光束に変換されて、偏光ビームスプリッタ１４１へ出射されるようになっている。
また、偏光ビームスプリッタ１４１の光源光入射面と直交する隣接面には上記マイクロレンズアレイ１１３を備えた反射型電気機械式光スイッチアレイ３００が対向配置されている。
【００７５】
つまり、光源・ＳＬＭユニット１２９は、光源からの光が偏光ビームスプリッタ１４１とマイクロレンズアレイ１１３とを介して反射型電気機械式光スイッチアレイ３００に入射され、反射型電気機械式光スイッチアレイ３００によって反射された反射光が、再びマイクロレンズアレイ１１３を介して偏光ビームスプリッタ１４１へ入射されるとともに、偏光ビームスプリッタ１４１を透過して露光対象物１２１へ照射されるようになっている。
【００７６】
即ち、第一のレンズアレイ板１４３は、それぞれ、少なくとも１次元方向に延びるレンズアレイであり、図１０に示すように、光源から射出された無偏光の光（ランダム偏光）から、その後側焦点面の近傍に線状又は点状のアレイを生成するものである。第一のレンズアレイ板１４３は、例えば、略矩形形状の輪郭を有する平凸状の微小レンズを、１次元方向に、又は２次元方向にマトリクス状に配置して構成される。
【００７７】
光源からの光の光路中に配置される偏光変換素子１４５は、第一のレンズアレイ板１４３によって、その後側焦点面近傍に生成される線状又は点状のアレイのピッチに略等しいピッチを有し、上記焦点面近傍に配置され、光源から射出された光を、全てＳ偏光に変換する。図１０中の丸枠内に偏光変換素子１４５の一部を拡大して、その構成を示す。偏光変換素子１４５は、Ｐ偏光とＳ偏光を分離する誘電体多層膜をコーティングした偏光分離面１４５ａ及び全反射面１４５ｂと半波長板１４５ｃを有して構成される。両方向きの矢印の記号及び白丸の中に点を打った記号は、それぞれの光の偏光方向を表したものである。即ち、両方向きの矢印記号は、図の左右方向の偏光（Ｐ偏光光）を表し、白丸の中に点を打った記号は、図の紙面に垂直な方向の偏光（Ｓ偏光光）を表している。
【００７８】
第一のレンズアレイ板１４３を透過して偏光変換素子１４５に入射した光束１５１は、偏光分離面１４５ａで、それぞれ互いに直交する２つの直線偏光成分の光束に分離される。即ち、光束１５１のうち、Ｐ偏光１５３は偏光分離面１４５ａを透過し、Ｓ偏光１５５は偏光分離面１４５ａで反射される。偏光分離面１４５ａを透過したＰ偏光１５３は、半波長板１４５ｃを透過することにより、Ｓ偏光に変換されて偏光変換素子１４５から射出される。また、偏光分離面１４５ａで反射されたＳ偏光１５５は、反射面１４５ｂで反射された後、そのまま偏光変換素子１４５から射出される。従って、偏光変換素子１４５に入射される光束１５１は、全てＳ偏光に変換されて射出される。
【００７９】
光源からの光の光路中に配置される第二のレンズアレイ板１４７は、偏光変換素子１４５のピッチの約１／２のピッチを持ち、その前側焦点面が第一のレンズアレイ板１４３の後側焦点面に略一致するように配置される。これにより、第二のレンズアレイ板１４７からの射出光束が略平行光となり、この平行光束が偏光ビームスプリッタ１４１に入射される。
【００８０】
偏光ビームスプリッタ１４１は、光量ロスを抑制した合波を行う偏光素子であり、光源から射出され偏光変換素子１４５によりＳ偏光光に変換された光と、一旦偏光ビームスプリッタ１４１から出射され反射型電気機械式光スイッチアレイ３００によって反射された光を合波するものである。偏光ビームスプリッタ１４１は、光源からのＳ偏光光を反射し、反射型電気機械式光スイッチアレイ３００からの光を透過させる光学特性を有する偏光分離面１４１ａを有している。
【００８１】
図１１は図１０における偏光ビームスプリッタ１４１と反射型電気機械式光スイッチアレイ３００の拡大図である。
図１１において、光源側から偏光ビームスプリッタ１４１に入射されたＳ偏光光は、偏光分離面１４１ａで反射され、反射型電気機械式光スイッチアレイ３００へ向けて出射され、反射型電気機械式光スイッチ素子１００の電圧無印加時の金属反射板５７によって反射された入射光は偏光ビームスプリッタ１４１を透過して射出される。また、反射型電気機械式光スイッチ素子１００の電圧印加時は金属反射板５７が変位するので、入射光は金属反射板５７で反射されることなく、出射方向以外の方向に射出される。
【００８２】
また、偏光ビームスプリッタ１４１の反射型電気機械式光スイッチアレイ３００との対向面には１／４波長板１４１ｂが設けられている。従って、偏光分離面１４１ａで反射されたＳ偏光光は、１／４波長板１４１ｂを透過して反射型電気機械式光スイッチ素子１００で反射された後、再び１／４波長板１４１ｂを透過することで、偏光角が９０°変換され、Ｐ偏光光となって偏光ビームスプリッタ１４１から射出されることになる。
【００８３】
このようにして光変調されたＰ偏光光は、結像レンズ系１３１により、露光対象物１２１に照射される。従って、反射光を結像レンズ系１３１を介して露光対象物１２１に露光し、画像記録すれば、露光或いは画像記録が可能となる。なお、露光対象物１２１は、ドラム１２３に保持される記録媒体の他、スクリーンであってもよい。この場合、画像信号に応じて反射型電気機械式光スイッチ素子１００を駆動制御し、反射型電気機械式光スイッチ素子１００に反射される光を、投影レンズを介してスクリーンに投影すればプロジェクターが得られる。
【００８４】
この露光装置４００によれば、光源から偏光ビームスプリッタ１４１へ出射される光が、偏光変換素子１４５によってＳ偏光のみの光束に変換されるので、反射型電気機械式光スイッチ素子１００による反射光が戻り光成分を生じさせることなく偏光ビームスプリッタ１４１を透過し、露光対象物１２１に露光させる。即ち、偏光変換素子１４５によって反射型電気機械式光スイッチ素子１００に入射する光の偏光を揃えることで、入射光が無偏光光である場合に生じる偏光ビームスプリッタ１４１のミラー面（偏光分離面１４１ａ）から光源側に向かう戻り光成分の発生が防止される。これにより、光源（レーザダイオード）から出射された光の一部を、偏光ビームスプリッタ１４１を介してフォトダイオードにて検知する補償回路（図示せず）が備えられている露光装置４００においては、補償回路が上記戻り光を検出しなくなる。この結果、フォトダイオードが上記戻り光を余分な光量として受光してしまうことで生じる、補償回路によるレーザダイオードの出力制御異常を防止することができる。
【００８５】
なお、本実施例では反射型電気機械式光スイッチ素子の反射板として金属反射板を用いたが、シリコン基板上に金属コーティングしたものを反射板として用いてもよく、また金属基板あるいはシリコン基板に、屈折率の異なる複数の誘電体を積層させた誘電体多層膜を形成させたものを反射板として使用してもよい。
シリコン基板上に金属コーティングしたものを反射板として用いることで、金属反射板と比べて軽量となり、薄膜梁の応答を高速化させることができ、変調速度を向上させることができる。
一方、金属基板あるいはシリコン基板に、屈折率の異なる複数の誘電体を積層させた誘電体多層膜を形成させたものを反射板として用いることで、光の反射効率を著しく向上させることができ、反射板における光の吸収を防ぎ、素子の発熱を抑制することができる。
【００８６】
次に、上記第８の実施の形態による露光装置４００の種々の変形例を説明する。［変形例１］
図１２はマイクロレンズアレイへの入射光を傾斜させた変形例１の要部拡大である。また、下図の２つの円の図のうち、（Ａ）は反射型電気機械式光スイッチ素子１００がオンの場合、（Ｂ）はオフの場合を示す、それぞれ部分拡大図である。
この変形例では、偏光ビームスプリッタ１６３が、光源からの入射光を直角以外の角度で反射させる偏光分離面１６３ａを有している。この偏光分離面１６３ａの角度αは、図１１のように４５度ではなくて、４５度より大きく設計されている。この角度αはマイクロレンズ１１５及び反射型電気機械式光スイッチ素子１００の位置に応じて任意に設定される。
この変形例によれば、隣接するマイクロレンズ１１５に入射光路が形成されるように偏光分離面１６３ａの角度αが設定され、第１光路変換手段２１で反射した光が基板に対して平行（水平方向）に向かうように第１光路変換手段２１の傾斜を緩斜面とすることにより、第１光路変換手段２１で反射した光は金属反射板５７に向かい、反射型電気機械式光スイッチ素子１００の電圧印加時は金属反射板５７が変位するので、第３光路変換手段２３に到達し、第３光路変換手段２３で反射した光は垂直上方へ向かうようになり、反射光の取り出しが可能となる。一方、電気機械式光スイッチ素子１００のＯＦＦ時は金属反射板５７は変位しないので、第１光路変換手段２１で反射した光は金属反射板５７にて反射され、元の光路を戻るので、所望の出射方向へ向かわなくなる。
このように偏光分離面１６３ａの角度αが４５度以上に設定されれば、偏光分離面１６３ａでの反射角が鈍角となり、偏光ビームスプリッタ１６３の厚みＴが図１１のそれと比べて小さくなるので、装置の薄厚化が可能となる。
【００８７】
なお、上記例では１５として反射板を用いたが、反射板の代わりに、光を吸収する吸収板を用いてもよい。これによれば、電気機械式光スイッチ素子で電圧無印加時に光の吸収と電圧印加時に光の透過による光変調を行わせることとなる。
【００８８】
［変形例２］
図１３はビームスプリッタの光出射側にマイクロレンズアレイを設けた変形例２の構成図である。
この変形例では、偏光ビームスプリッタ１４１の露光光出射側の面に、第三のレンズアレイ板１６５が配設されている。第三のレンズアレイ板１６５は、それぞれのミラー部５７に反射され、偏光ビームスプリッタ１４１を透過した光束を集束する。
従って、この変形例によれば、変調光を露光対象物１２１に直接露光可能となり、密着露光に近い光学系が構成可能となる。
【００８９】
【発明の効果】
以上のように、本発明の電気機械式光スイッチ素子によれば、干渉を用いないので光の波長に依存なく簡単な構成の電気機械式光スイッチング（透過、遮断、反射）を行うことができ、光路変換手段により取り出し方向（進行方向、逆方向）が選択（制御）できるので汎用的な光制御が行える。
さらに、液晶でなく電気機械式光スイッチ素子を用いるので光のオン／オフのコントラスト比が高い素子が得られる。
また、単純な構成であるので製作が容易となり、高密度の集積化が可能となる。
さらに、アレイ化が容易となるので、並列処理により高速な光制御が行える。
【００９０】
本発明に係る露光装置によれば、光源から入射した光をＰ偏光のみ又はＳ偏光のみの光束に変換してビームスプリッタへ出射する偏光変換素子を備えたので、反射型光変調素子からの反射光を、戻り光成分を生じさせることなくビームスプリッタを透過し、露光対象物に露光させることができる。即ち、偏光変換素子によって反射型電気機械式光スイッチ素子に入射する光の偏光を揃えることで、入射光が無偏光光である場合に生じる偏光ビームスプリッタのミラー面（偏光分離面）から光源側に向かう戻り光成分の発生が防止される。これにより、光源（レーザダイオード）から出射された光の一部を、偏光ビームスプリッタを介してフォトダイオードにて検知する補償回路（図示せず）が備えられている露光装置においては、補償回路が上記戻り光を検出しなくなる。この結果、フォトダイオードが上記戻り光を余分な光量として受光してしまうことで生じる、補償回路によるレーザダイオードの出力制御異常を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態に係る透過型電気機械式光スイッチ素子の縦断面図で、（ａ）は電圧無印加時（反射又は吸収）、（ｂ）は電圧印加時（光透過）である。
【図２】第２の実施の形態に係る電気機械式光スイッチ素子の縦断面図で、（ａ）は電圧無印加時（反射又は吸収）、（ｂ）は電圧印加時（光透過）である。
【図３】第３の実施の形態に係る電気機械式光スイッチ素子の縦断面図で、（ａ）は電圧無印加時（光吸収）、（ｂ）は電圧印加時（光透過）である。
【図４】第４の実施の形態に係る電気機械式光スイッチ素子の縦断面図で、（ａ）は電圧無印加時（反射又は吸収）、（ｂ）は電圧印加時（光透過）である。
【図５】第５の実施の形態に係る電気機械式光スイッチ素子の縦断面図で、（ａ）は電圧無印加時（光吸収）、（ｂ）は電圧印加時（光透過）である。
【図６】第６の実施の形態に係る電気機械式光スイッチ素子の縦断面図で、（ａ）は電圧無印加時（光吸収）、（ｂ）は電圧印加時（光透過）である。
【図７】第７の実施の形態に係る電気機械式光スイッチ素子の縦断面図で、（ａ）は電圧無印加時（反射又は吸収）、（ｂ）は電圧印加時（光透過）である。
【図８】反射型電気機械式光スイッチ素子を用いた第８の実施の形態による露光装置の構成図である。
【図９】図８に示した露光装置のブロック図である。
【図１０】図８に示した露光ヘッドの構成図である。
【図１１】図１０に示した反射型電気機械式光スイッチ素子近傍の拡大図である。
【図１２】マイクロレンズアレイへの入射光を傾斜させた変形例１の要部拡大である。
【図１３】ビームスプリッタの光出射側にマイクロレンズアレイを設けた変形例２の構成図である。
【符号の説明】
１０  電気機械式光スイッチ素子
１１  支持基板
１２  第１電極
１３    薄膜梁
１３ａ  支柱
１３ｂ  上部
１４  第２電極
１５  反射板（場合によって吸収板）
２１、２４    第１光路変換手段
２２、２５  第２光路変換手段
２３  第３光路変換手段
１００  電気機械式光スイッチ素子
１２１  露光対象物
１４１  ビームスプリッタ
１４５、１６７、１８１、１８７、１９７、２０５  偏光変換素子
１７５  光源
３００  反射型電気機械式光スイッチアレイ
４００  露光装置
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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