(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射光の反射方向を変えて光変調を行う光変調装置において、
入射光を正反射する反射手段と、
前記反射手段を側面に組み合わせ構成する薄膜で形成され両端が固定されて静電力で変形する薄膜両端固定梁と、
前記薄膜両端固定梁の他方側面に対向して駆動電圧を印加する基板電極と、
前記基板電極と前記薄膜両端固定梁とが対応して形成される空隙と、
前記空隙の底部に前記基板電極を形成した基板と、
前記基板が保持して固定する前記薄膜両端固定梁の固定部を分割した分割固定部とからなり、
前記分割固定部は、前記基板と前記薄膜両端固定梁との固定箇所と、前記空隙とをまたがることを特徴とする光変調装置。
【請求項２】
請求項１に記載の光変調装置において、前記反射手段は、金属薄膜からなることを特徴とする光変調装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の光変調装置において、前記薄膜両端固定梁は、単結晶シリコン薄膜からなることを特徴とする光変調装置。
【請求項４】
請求項１又は２に記載の光変調装置において、前記薄膜両端固定梁は、多結晶シリコン薄膜からなることを特徴とする光変調装置。
【請求項５】
請求項１又は２に記載の光変調装置において、前記薄膜両端固定梁は、アモルファスシリコン薄膜からなることを特徴とする光変調装置。
【請求項６】
請求項１又は２に記載の光変調装置において、前記薄膜両端固定梁は、窒化シリコン薄膜からなることを特徴とする光変調装置。
【請求項７】
請求項１、２、３、４、５又は６に記載の光変調装置において、前記分割固定部は、前記薄膜両端固定梁のコーナ部に形成したことを特徴とする光変調装置。
【請求項８】
請求項１、２、３、４、５、６又は７に記載の光変調装置において、前記分割固定部は、前記薄膜両端固定梁と、円弧の一部形状又は長円弧の一部形状を有する滑らか形状部で接続することを特徴とする光変調装置。
【請求項９】
請求項１、２、３、４、５、６、７又は８に記載の光変調装置において、前記薄膜両端固定梁と前記基板電極とが対応して形成される前記空隙は非平行であることを特徴とする光変調装置。
【請求項１０】
請求項１、２、３、４、５、６、７、８又は９に記載の光変調装置において、前記薄膜両端固定梁は、前記基板電極の駆動電圧の印加による静電力での変形時に、一部又は全部が前記基板上に形成された前記空隙の底部に当接することを特徴とする光変調装置。
【請求項１１】
請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９又は１０に記載の光変調装置において、前記薄膜両端固定梁は、前記基板上の接触面の両方又はそれらの少なくとも一方は表面が疎水性であることを特徴とする光変調装置。
【請求項１２】
請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０又は１１に記載の光変調装置において、前記薄膜両端固定梁と前記基板電極とが対応して形成される前記空隙は、前記薄膜両端固定梁の中央部において最大の空隙部を有することを特徴とする光変調装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載の光変調装置において、前記薄膜両端固定梁の中央部において最大の空隙部を有する前記空隙は、前記薄膜両端固定梁の両端の前記分割固定部から中央部に向かって対称的な形状であることを特徴とする光変調装置。
【請求項１４】
請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２又は１３に記載の光変調装置において、前記薄膜両端固定梁の両端の前記分割固定部から中央部に向かって順次増大する前記空隙の底部を形成する前記基板は、直線形状部からなることを特徴とする光変調装置。
【請求項１５】
請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２又は１３に記載の光変調装置において、前記薄膜両端固定梁の両端の前記分割固定部から中央部に向かって順次増大する前記空隙の底部を形成する前記基板の一部又は全部は、凸形状部からなることを特徴とする光変調装置。
【請求項１６】
請求項１乃至１５の何れか一項に記載の光変調装置において、前記基板は、単結晶シリコンからなることを特徴とする光変調装置。
【請求項１７】
請求項１乃至１５の何れか一項に記載の光変調装置において、前記基板は、光学ガラスからなることを特徴とする光変調装置。
【請求項１８】
請求項１７に記載の光変調装置において、前記基板電極は、透明導電膜からなることを特徴とする光変調装置。
【請求項１９】
請求項１乃至１８の何れか一項に記載の光変調装置において、複数の光変調装置を１次元アレー形状に配列したことを特徴とする光変調装置。
【請求項２０】
請求項１９に記載の光変調装置において、前記１次元アレー形状に配列された前記複数の光変調装置は、両端に前記基板電極と外部の信号とのコンタクト部分となる開口部を有することを特徴とする光変調装置。
【請求項２１】
請求項１乃至１８の何れか一項に記載の光変調装置において、複数の光変調装置を２次元アレー形状に配列したことを特徴とする光変調装置。
【請求項２２】
請求項２１に記載の光変調装置において、前記基板電極は、前記基板の層間絶縁膜を貫通して基板シリコンウエハー内で駆動信号ラインと接続されることを特徴とする光変調装置。
【請求項２３】
入射光の反射方向を変えて光変調を行う請求項１乃至２２の何れか一項に記載の光変調装置の製造方法において、前記基板上に前記薄膜両端固定梁と前記基板電極が対応して形成される前記空隙を形成した後に、犠牲材料からなる犠牲材料層を形成して前記基板上を平坦化して、前記薄膜両端固定梁と前記分割固定部を形成後に、前記犠牲材料層を除去して光変調装置を製造することを特徴とする光変調装置の製造方法。
【請求項２４】
請求項２３に記載の光変調装置の製造方法において、
前記基板上に薄膜形成方法又は微細加工方法により前記薄膜両端固定梁と前記基板電極とが対向して形成される前記空隙を形成する空隙形成工程と、
前記基板上の前記空隙の底部に前記基板電極の全部又は一部を形成する基板電極形成工程と、
前記基板上の前記空隙に前記犠牲材料からなる犠牲材料層を形成した後に研磨して平坦化する犠牲材料層形成工程と、
前記犠牲材料層上に前記薄膜両端固定梁と前記分割固定部を形成する前記薄膜両端固定梁と前記分割固定部の成膜形成工程と、
前記空隙内の前記犠牲材料層を除去する犠牲材料層除去工程と、
前記基板電極の外部接続用の開口部を形成する開口部形成工程とからなることを特徴とする光変調装置の製造方法。
【請求項２５】
電子写真プロセスで光書き込みを行なって画像を形成する画像形成装置において、
回動可能に保持されて形成画像を担持する画像担持体と、
前記画像担持体上に光書き込みを行なって潜像を形成する請求項１乃至２２の何れか一項に記載の光変調装置からなる潜像形成手段と、
前記潜像形成手段の前記光変調装置によって形成された潜像を顕像化してトナー画像を形成する現像手段と、
前記現像手段で形成されたトナー画像を被転写体に転写する転写手段とからなることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２６】
画像を投影して表示する画像投影表示装置において、
画像投影データの入射光の反射方向を変えて光変調を行なって画像を投影して表示する請求項１乃至２２の何れか一項に記載の光変調装置からなる光スイッチ手段と、
前記光スイッチ手段の前記光変調装置が投影する画像を表示する投影スクリーンとからなることを特徴とする画像投影表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光変調装置及びその光変調装置の製造方法並びにその光変調装置を具備する画像形成装置及びその光変調装置を具備する画像投影表示装置に関し、詳しくは、入射光の反射方向を変えて光変調を行う光変調装置及びその光変調装置の製造方法並びにその光変調装置を具備する電子写真プロセスで光書き込みを行なって画像を形成する画像形成装置及びその光変調装置を具備する画像を投影して表示する画像投影表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
静電力を利用した光スイッチデバイスの入射光の反射方向を変えて光変調を行う光変調装置は、電子写真プロセスで光書き込みを行なって画像を形成する画像形成装置、画像を投影して表示する画像投影表示装置等に使用されている。
静電力を利用した光スイッチデバイスの入射光の反射方向を変えて光変調を行う光変調装置では、片持ち梁を静電力で撓ませて、入射光の反射方向を変えてスイッチするデバイス、及び、それを用いた光変調システムは、既に公知である。
片持ち梁は、静電力が解放されて梁の撓みが回復するときに振動する。これは、梁の一端のみが固定されていることによる、梁の自由振動が発生するためである。
又、梁を薄膜で形成する場合には、残留応力が発生する。片持ち梁の場合、残留応力により梁が変形する。しかも、残留応力は時間を経て緩和されるために、片持ち梁の変形状態が経時変化する。以上の理由で片持ち梁は安定性が悪い。
又、片持ち梁の場合は、自由振動に起因して、信号応答性が悪くなる。
従って、片持ち梁の安定性の確保が難しく、片持ち梁の固有振動数が低い為に、応答速度を速くすることが出来なかった。
【０００３】
ミラーを細いねじり棒で保持し、静電力によりミラーの向きを変え、光の反射方向を変えてスイッチするデバイスも既に公知であるが、その構造が複雑になり、歩留まりを高くすることが困難であるだけでなく、ミラーの保持が細いねじり棒による為に、その寿命を長くすることが出来なかった。
回折格子を静電力で駆動して、光スイッチするデバイスも公知である（特許第２９４１９５２号、特許第３０１６８７１号、特表平１０−５１０３７４号等の公報を参照）。
然し、このような、回折格子を静電力で駆動して、光スイッチするデバイスは、使用する入射光の波長が制限されると言う欠点があった。
静電力により梁を湾曲させ、反射光の焦点を合わせて、スリットを通過させることで光スイッチするデバイスも公知である（特開２０００−２８４２の公報を参照）。
然し、このような、静電力により梁を湾曲させ、反射光の焦点を合わせて、スリットを通過させることで光スイッチするデバイスは、梁を湾曲する駆動電圧が高く、梁の湾曲の度合いが不安定になり易く信頼性が低くなっていた。
従って、従来の入射光の反射方向を変えて光変調を行う光変調装置及びその光変調装置を具備する画像形成装置及びその光変調装置を具備する画像投影表示装置は、入射光の反射方向を変えて光変調を行う構造が複雑で応答も遅く、使用する入射光の波長が制限され、駆動電圧が高く作動が不安定で信頼性も低いと言う不具合が生じていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の入射光束の反射方向を変えて光変調を行う光変調装置及びその光変調装置を具備する画像形成装置及びその光変調装置を具備する画像投影表示装置は、入射光束の反射方向を変えて光変調を行う構造が複雑で応答も遅く、使用する入射光の波長が制限され、駆動電圧が高く作動が不安定で信頼性も低くいと言う問題が発生していた。
そこで本発明の課題は、このような問題点を解決するものである。即ち、入射光の反射方向を変えて光変調を行う構造が簡単で応答も速く、使用する入射光の波長が制限されることなく、駆動電圧が低く作動が安定で信頼性も高く、製造工程が少なく低コストの光変調装置及びその光変調装置の製造方法並びにその光変調装置を具備する画像形成装置及びその光変調装置を具備する画像投影表示装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１の本発明は、入射光の反射方向を変えて光変調を行う光変調装置において、入射光を正反射する反射手段と、前記反射手段を側面に組み合わせ構成する薄膜で形成され両端が固定されて静電力で変形する薄膜両端固定梁と、前記薄膜両端固定梁の他方側面に対向して駆動電圧を印加する基板電極と、前記基板電極と前記薄膜両端固定梁とが対応して形成される空隙と、前記空隙の底部に前記基板電極を形成した基板と、前記基板が保持して固定する前記薄膜両端固定梁の固定部を分割した分割固定部とからなり、前記分割固定部は、前記基板と前記薄膜両端固定梁との固定箇所と、前記空隙とをまたがる光変調装置であることを最も主要な特徴とする。請求項２の本発明は、請求項１に記載の光変調装置において、前記反射手段は、金属薄膜からなる光変調装置であることを主要な特徴とする。請求項３の本発明は、請求項１又は２に記載の光変調装置において、前記薄膜両端固定梁は、単結晶シリコン薄膜からなる光変調装置であることを主要な特徴とする。請求項４の本発明は、請求項１又は２に記載の光変調装置において、前記薄膜両端固定梁は、多結晶シリコン薄膜からなる光変調装置であることを主要な特徴とする。請求項５の本発明は、請求項１又は２に記載の光変調装置において、前記薄膜両端固定梁は、アモルファスシリコン薄膜からなる光変調装置であることを主要な特徴とする。請求項６の本発明は、請求項１又は２に記載の光変調装置において、前記薄膜両端固定梁は、窒化シリコン薄膜からなる光変調装置であることを主要な特徴とする。請求項７の本発明は、請求項１、２、３、４、５又は６に記載の光変調装置において、前記分割固定部は、前記薄膜両端固定梁のコーナ部に形成した光変調装置であることを主要な特徴とする。請求項８の本発明は、請求項１、２、３、４、５、６又は７に記載の光変調装置において、前記分割固定部は、前記薄膜両端固定梁と、円弧の一部形状又は長円弧の一部形状を有する滑らか形状部で接続する光変調装置であることを主要な特徴とする。
【０００６】
請求項９の本発明は、請求項１、２、３、４、５、６、７又は８に記載の光変調装置において、前記薄膜両端固定梁と前記基板電極とが対応して形成される前記空隙は非平行である光変調装置であることを主要な特徴とする。請求項１０の本発明は、請求項１、２、３、４、５、６、７、８又は９に記載の光変調装置において、前記薄膜両端固定梁は、前記基板電極の駆動電圧の印加による静電力での変形時に、一部又は全部が前記基板上に形成された前記空隙の底部に当接する光変調装置であることを主要な特徴とする。請求項１１の本発明は、請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９又は１０に記載の光変調装置において、前記薄膜両端固定梁は、前記基板上の接触面の両方又はそれらの少なくとも一方は表面が疎水性である光変調装置であることを主要な特徴とする。請求項１２の本発明は、請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０又は１１に記載の光変調装置において、前記薄膜両端固定梁と前記基板電極とが対応して形成される前記空隙は、前記薄膜両端固定梁の中央部において最大の空隙部を有する光変調装置であることを主要な特徴とする。請求項１３の本発明は、請求項１２に記載の光変調装置において、前記薄膜両端固定梁の中央部において最大の空隙部を有する前記空隙は、前記薄膜両端固定梁の両端の前記分割固定部から中央部に向かって対称的な形状である光変調装置であることを主要な特徴とする。請求項１４の本発明は、請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２又は１３に記載の光変調装置において、前記薄膜両端固定梁の両端の前記分割固定部から中央部に向かって順次増大する前記空隙の底部を形成する前記基板は、直線形状部からなる光変調装置であることを主要な特徴とする。請求項１５の本発明は、請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２又は１３に記載の光変調装置において、前記薄膜両端固定梁の両端の前記分割固定部から中央部に向かって順次増大する前記空隙の底部を形成する前記基板の一部又は全部は、凸形状部からなる光変調装置であることを主要な特徴とする。
【０００７】
請求項１６の本発明は、請求項１乃至１５の何れか一項に記載の光変調装置において、前記基板は、単結晶シリコンからなる光変調装置であることを主要な特徴とする。請求項１７の本発明は、請求項１乃至１５の何れか一項に記載の光変調装置において、前記基板は、光学ガラスからなる光変調装置であることを主要な特徴とする。請求項１８の本発明は、請求項１７に記載の光変調装置において、前記基板電極は、透明導電膜からなる光変調装置であることを主要な特徴とする。請求項１９の本発明は、請求項１乃至１８の何れか一項に記載の光変調装置において、複数の光変調装置を１次元アレー形状に配列した光変調装置であることを主要な特徴とする。請求項２０の本発明は、請求項１９に記載の光変調装置において、前記１次元アレー形状に配列された前記複数の光変調装置は、両端に前記基板電極と外部の信号とのコンタクト部分となる開口部を有する光変調装置であることを主要な特徴とする。請求項２１の本発明は、請求項１乃至１８の何れか一項に記載の光変調装置において、複数の光変調装置を２次元アレー形状に配列した光変調装置であることを主要な特徴とする。請求項２２の本発明は、請求項２１に記載の光変調装置において、前記基板電極は、前記基板の層間絶縁膜を貫通して基板シリコンウエハー内で駆動信号ラインと接続される光変調装置であることを主要な特徴とする。請求項２３の本発明は、入射光の反射方向を変えて光変調を行う請求項１乃至２２の何れか一項に記載の光変調装置の製造方法において、前記基板上に前記薄膜両端固定梁と前記基板電極が対応して形成される前記空隙を形成した後に、犠牲材料からなる犠牲材料層を形成して前記基板上を平坦化して、前記薄膜両端固定梁と前記分割固定部を形成後に、前記犠牲材料層を除去して光変調装置を製造する光変調装置の製造方法であることを最も主要な特徴とする。請求項２４の本発明は、請求項２３に記載の光変調装置の製造方法において、前記基板上に薄膜形成方法又は微細加工方法により前記薄膜両端固定梁と前記基板電極とが対向して形成される前記空隙を形成する空隙形成工程と、前記基板上の前記空隙の底部に前記基板電極の全部又は一部を形成する基板電極形成工程と、前記基板上の前記空隙に前記犠牲材料からなる犠牲材料層を形成した後に研磨して平坦化する犠牲材料層形成工程と、前記犠牲材料層上に前記薄膜両端固定梁と前記分割固定部を形成する前記薄膜両端固定梁と前記分割固定部の成膜形成工程と、前記空隙内の前記犠牲材料層を除去する犠牲材料層除去工程と、前記基板電極の外部接続用の開口部を形成する開口部形成工程とからなる光変調装置の製造方法であることを主要な特徴とする。
【０００８】
請求項２５の本発明は、電子写真プロセスで光書き込みを行なって画像を形成する画像形成装置において、回動可能に保持されて形成画像を担持する画像担持体と、前記画像担持体上に光書き込みを行なって潜像を形成する請求項１乃至２２の何れか一項に記載の光変調装置からなる潜像形成手段と、前記潜像形成手段の前記光変調装置によって形成された潜像を顕像化してトナー画像を形成する現像手段と、前記現像手段で形成されたトナー画像を被転写体に転写する転写手段とからなる画像形成装置であることを最も主要な特徴とする。請求項２６の本発明は、画像を投影して表示する画像投影表示装置において、画像投影データの入射光の反射方向を変えて光変調を行なって画像を投影して表示する請求項１乃至２２の何れか一項に記載の光変調装置からなる光スイッチ手段と、前記光スイッチ手段の前記光変調装置が投影する画像を表示する投影スクリーンとからなる画像投影表示装置であることを最も主要な特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
図１と図２において、入射光の反射方向を変えて光変調を行う光変調装置０は、入射光を正反射する反射手段１と、上記反射手段１を側面（図面では上面）に組み合わせ構成する薄膜で形成され両端が固定されて静電力で変形する薄膜両端固定梁２と、上記薄膜両端固定梁２の他方側面に対向して駆動電圧を印加する基板電極３と、上記基板電極３と上記薄膜両端固定梁２とが対応して形成される空隙４と、上記空隙４の底部に上記基板電極３を形成した基板５と、上記基板５が保持して固定する上記薄膜両端固定梁２の固定部を分割した分割固定部６とからなり、入射光の反射方向を変えて光変調を行う構造が簡単で応答も速く、使用する入射光の波長が制限されることなく、駆動電圧が低く作動が安定で信頼性も高く、製造工程が少なく低コストである。
上記薄膜両端固定梁２に作用する静電力は、上記空隙４を介して上記薄膜両端固定梁２に対向して形成された上記基板電極３を用い、上記薄膜両端固定梁２に形成した電極として兼用する金属薄膜からなる上記反射手段１間に駆動電圧を印加することにより、上記薄膜両端固定梁２を撓ませて発生させる。
上記薄膜両端固定梁２は、単結晶シリコン薄膜、多結晶シリコン薄膜、アモルファスシリコン薄膜、又は、窒化シリコン薄膜で形成されている。
単結晶シリコン薄膜で形成した上記薄膜両端固定梁２は、欠陥が少なく、寿命が長い。
又、多結晶シリコン薄膜、又は、アモルファスシリコン薄膜で形成した上記薄膜両端固定梁２は、製造方法にＣＶＤ等の手法を用いることが出来るので低コストである。
又、窒化シリコン薄膜で形成した上記薄膜両端固定梁２は、窒化シリコン薄膜の引っ張り応力の作用により、スイッチングの応答速度を速めることが出来る。
【００１０】
上記薄膜両端固定梁２の表面に形成した入射光束を反射させる上記反射手段１としては、金属薄膜が一般的であるが、誘電体材料の多層膜により反射膜を形成してもよい。
上記薄膜両端固定梁２には、静電力を発生させるもう一方の電極は、独立に形成しても良いが、入射光束を反射させる上記反射手段１が金属薄膜の場合には、上記反射手段１の金属薄膜を電極として兼用できる。
上記薄膜両端固定梁２が単結晶、及び、多結晶シリコンで形成されている場合には、この単結晶シリコン、又は、多結晶シリコンを不純物により低抵抗化し、電極として作用させることも可能である。
上記薄膜両端固定梁２は、両端の固定端がコーナで２つに分割された上記分割固定部６で上記基板５で保持され固定されている。
上記基板５は、静電力を発生させる上記空隙４の全部もしくは一部が形成されて、光学ガラス、セラミックス、単結晶シリコン、金属など種々の材料を用いることが出来る。
上記基板５を光学ガラスで形成すると、上記基板５の裏側から上記薄膜両端固定梁２の様子の観察が可能となり、上記光変調装置０の検査に有利である。
上記基板５を単結晶シリコンで形成すると、上記基板５中に拡散方式で駆動電極を形成することが可能である。
又、拡散方式を組み合わせて、配線マトリックスが形成でき、複雑多数な配線形成に有利である。
更に、シリコン上記基板５中に上記薄膜両端固定梁２に電圧を印加する駆動回路の一部又は全部を形成する事も可能である。
上記薄膜両端固定梁２を駆動する上記電極３は、Ａｌ、Ｃｒ、Ｔｉ、ＴｉＮ等の金属、又は、金属化合部の薄膜を用い、上記基板５上に形成された上記空隙４内に上記基板電極３の全部、又は、一部が形成される。
上記基板５を、光学ガラスで形成する場合、上記基板電極３に透明導電膜（ＩＴＯ）を用いると上記薄膜両端固定梁２の様子が上記基板５の裏側からの観察が可能になり検査の時に有利である。
又、上記基板５が単結晶シリコンの場合には、上記基板５のシリコン中に異なる導電型の不純物を拡散する方法により上記基板電極３を形成できる。
上記基板５が金属など導電性材料の場合には、絶縁材料を介して上記基板電極３を形成する。
【００１１】
上記薄膜両端固定梁２と上記基板電極３が接触し短絡することを、保護膜３ａが、防ぐ作用をする。
上記保護膜３ａとしては、絶縁性材料が、中でも真空成膜法による酸化膜を用いるのが一般的である。
上記保護膜３ａには、上記基板電極３と外部信号とを接続する部分として一部に開口部９を形成することもある。
上記保護膜３ａの表面には、疎水性材料を形成する事により上記基板５上の上記保護膜３ａの表面、又は、上記薄膜両端固定梁２の表面に吸着した水分子の架橋力により、上記薄膜両端固定梁２が上記保護膜３ａ等と固着してしまうことが防止され、疎水性材料としてはフッ素を含有する材料を用いることにより、信頼性の高い上記光変調装置０を提供することが出来るようになった。
上記光変調装置０は、上記薄膜両端固定梁２の両端の固定部を分割した上記分割固定部６により、光をスイッチする上記薄膜両端固定梁２の両端を上記基板５が保持固定する、両端固定梁の上記薄膜両端固定梁２になっている。
上記光変調装置０の上記薄膜両端固定梁２は、片持ち梁に比べて、１．安定性と、２．応答速度の２点で優れている。
まず、安定性は、片持ち梁は静電力が解放されて、片持ち梁の撓みが回復するときに振動する。これは、片持ち梁の一端のみが固定されていることによる、片持ち梁の自由振動が発生するためである。
又、片持ち梁を薄膜で形成する場合には、残留応力が発生する。片持ち梁の場合、残留応力により片持ち梁が変形する。しかも、残留応力は時間を経て緩和されるために、片持ち梁の変形状態が経時変化する。
以上の理由で片持ち梁は安定性が悪い。
これに対して、両端固定梁の上記薄膜両端固定梁２の場合には、上記薄膜両端固定梁２の両端の上記分割固定部６を、上記基板５に保持固定されて、拘束されているので、自由振動が発生し難い。
又、残留応力があっても、上記薄膜両端固定梁２の位置は、両端の上記分割固定部６の拘束点で決められているので、上記薄膜両端固定梁２が変形する事も無く、また経時変化が少ない。
次に、応答速度について、片持ち梁の場合は自由振動に起因して、信号応答性が悪くなる。
両端固定梁の上記薄膜両端固定梁２の場合には、自由振動の問題が無いので応答速度も速くなる。
更に、上記光変調装置０における両端固定梁の上記薄膜両端固定梁２は、両端の上記分割固定部６の固定端が複数に分割されている。これにより変形に要する電圧を低くすることができる。
【００１２】
等分布加重Ｐを受けた正方形で板厚ｈの両端固定梁の最大たわみ量ω1は、
ω1＝０．０２５＊Ｐａ4／Ｅｈ3
で表わされる。
一方、固定条件を除いた同様な梁の最大たわみ量ω2は、
ω2＝０．０４５＊Ｐａ4／Ｅｈ3
となり、約２倍の撓み量になる。
上記光変調装置０における両端固定梁の上記薄膜両端固定梁２の両端の上記分割固定部６の固定端が複数に分割されている撓み量は、上記ω1とω2との合成量になり、撓み量は増加するので、静電力が小さくて済み、結果として撓みに要する電圧は低くなる。
上記分割固定部６の分割の方法は、種々可能であり、図示では２つに分割しているが、さらに多くの分割数に分割することも可能である。
分割する場合には、上記薄膜両端固定梁２の両端のコーナー部を固定することにより、上記光変調装置０の動作を安定させることが可能である。
上記薄膜両端固定梁２のコーナー部が上記分割固定部６でない場合には、静電力により上記薄膜両端固定梁２が変形するときに、上記薄膜両端固定梁２のコーナー部が多く変形するために斜めに変形して、入射光の反射方向が安定しない原因になる。
然し、上記光変調装置０は、両端固定梁の上記薄膜両端固定梁２の両端の固定部を複数に分割する上記分割固定部６は、上記薄膜両端固定梁２のコーナー部を固定することで、入射光の反射方向を安定化させる。
又、上記光変調装置０では、上記薄膜両端固定梁２の上記分割固定部６を複数に分割する場合に、上記分割固定部６と上記薄膜両端固定梁２との接続部が滑らか形状部７の滑らか外形で接続されている。これは接続部におい静電力による曲げ応力の集中を防ぐためである。応力を受ける上記薄膜両端固定梁２の外形が急激に変化する場合にその変化の一番大きな部分に応力が集中する。応力の集中により、作用している応力が破壊応力より小さい場合でも上記薄膜両端固定梁２が破壊する可能性が高くなる。
上記光変調装置０は、分割した上記分割固定部６と上記薄膜両端固定梁２との接続部が上記滑らか形状部７により滑らか形状にすることにより、応力の集中を防ぎ、信頼性も向上している。
上記滑らか形状部７の形状としては、図１１に図示したような円弧の一部形状７ａ、又は、図１２に図示したような長円弧の一部形状７ｂが望ましく、上記薄膜両端固定梁２と上記分割固定部６の接続部における応力の集中と破壊を確実に防ぎ信頼性も向上した上記光変調装置０を提供することが出来るようになった。
【００１３】
図３と図４において、上記薄膜両端固定梁２に静電力が作用していない時に、上記薄膜両端固定梁２は、両端の上記分割固定部６により上記基板５に保持固定されている。
その時の、入射光束（Ｒ）は上記薄膜両端固定梁２の側面に組み合わせ構成された上記反射手段１の表面で正反射し、矢印で示されるように光束（Ｒ）は進行する(図３を参照)。
この状態での入射光束（Ｒ）が反射した方向から眺めると、上記薄膜両端固定梁２の側面に組み合わせ構成された上記反射手段１の表面で正反射により明るく、ＯＮ状態となる。
上記薄膜両端固定梁２と上記基板電極３間に駆動電圧を印加し、上記薄膜両端固定梁２に静電力を作用させると、上記薄膜両端固定梁２は上記基板電極３側に引きつけられるように撓み、上記薄膜両端固定梁２の側面に組み合わせ構成された上記反射手段１の表面が撓むために、入射光束（Ｒ）は上記薄膜両端固定梁２の撓みの影響を受け、反射光の方向が乱れる（図４を参照）。
この状態は、入射光束（Ｒ）の反射方向が乱れるために暗く、ＯＦＦ状態となり、よって上記光変調装置０により光変調が行なわれる。
【００１４】
図５と図６において、上記薄膜両端固定梁２の下に形成されている上記空隙４が上記薄膜両端固定梁２に対して非平行に形成されている（図５を参照）。
上記空隙４の上記薄膜両端固定梁２に対して非平行な形状は、上記薄膜両端固定梁２の変形に有する電圧を小さくするために有効である。
上記薄膜両端固定梁２に作用する静電力は、上記薄膜両端固定梁２と上記基板電極３の間の距離の２乗に反比例する。
即ち、上記薄膜両端固定梁２と上記基板電極３間の距離が短いほど作用する静電力が大きい。そのため、駆動電圧を印加すると、上記薄膜両端固定梁２は上記空隙４の狭い部分より変形を始める。
又、上記薄膜両端固定梁２の変形により順次、上記空隙４が狭くなり、平行な場合よりも低い電圧で、上記薄膜両端固定梁２の変形が進行して、変形した上記薄膜両端固定梁２は上記空隙４の底部と接している（図６を参照）。
このような変形状態にすることにより、変形した上記薄膜両端固定梁２の形状は、上記空隙４の形状により常に一定形状に定まり、入射光束（Ｒ）の反射方向も一定になる。
【００１５】
図７と図８において、上記薄膜両端固定梁２の下に形成されている上記空隙４が、上記薄膜両端固定梁２の中央部が最大空隙部４ａになっていて、上記空隙４を形成する上記基板５の上記空隙４部分の形状は、両端の各上記固定部６から、上記薄膜両端固定梁２の中央部に向かって概ね直線の各直線形状部５ａで、各上記固定部６端からの形状が対称に形成されている。
上記薄膜両端固定梁２の中央部に相当する部分が上記最大空隙４ａになっている上記空隙４の形状では、同じ深さの上記空隙４の中では、入射光束に対する反射方向を一番大きく取れる形状である。この形状にすることで光の偏向角を大きくすることができ、反射光の広がりが押さえられ、クロストークの向上に有利な形状である。
又、上記空隙４の形状が対称形状に形成されているので、入射光束の２つの反射光束も対称になるのでシステム設計が容易である。
【００１６】
図９と図１０において、上記薄膜両端固定梁２の下に形成されている上記空隙４が、上記薄膜両端固定梁２の中央部が上記最大空隙４ａになっていて、上記空隙４を形成する上記基板５の上記空隙４部分の形状は、両端の各上記固定部６から、上記薄膜両端固定梁２の中央部に向かって概ね上記薄膜両端固定梁２側に凸形状の凸形状部５ｂで、各上記固定部６端からの形状が対象に形成されている。
従って、上記薄膜両端固定梁２が、静電力により変形を開始するときに、上記空隙４が上記凸形状部５ｂにより上記薄膜両端固定梁２側に凸形状であるので、直線形状より上記基板電極３間距離が小さくなり、変形しやすくなる。
よって、更に、上記薄膜両端固定梁２の駆動電圧の低電圧化が可能の上記変調装置０を提供することが出来るようになった。
【００１７】
図１３において、上記光変調装置０は、１次元アレー形状０ａに配列して、上記薄膜両端固定梁２を駆動する上記基板電極３と外部の図示しない駆動信号ラインとのコンタクト部分となる上記開口部９を、上記１次元アレー形状０ａの両端に配置されているので、ライン状の光変調が可能でコンパクトな上記１次元アレー形状０ａの上記光変調装置０を提供することが出来るようになった。
図１４と図１５において、上記光変調装置０は、２次元アレー形状０ｂに配列して、上記基板電極３と上記空隙４は、上記基板５のシリコンウエハー５ｃに形成した層間絶縁膜５ｄ中に形成されている。
各々の上記薄膜両端固定梁２を駆動する上記基板電極３は、上記空隙４内に形成され、上記層間絶縁膜５ｄを貫通して上記基板シリコンウエハー５ｃ内で図示しない駆動信号ラインと接続されようになっているので、平面状の光変調が可能となり、コンパクトな上記２次元アレー形状０ｂの上記光変調装置０を提供することが出来るようになった。
【００１８】
図１６乃至２７において、上記光変調装置０は、上記基板５上に上記薄膜両端固定梁２と上記基板電極３が対応して形成される上記空隙４を形成した後に、犠牲材料からなる犠牲材料層８を形成して上記基板５上を平坦化して、上記薄膜両端固定梁２と分割固定部６を形成後に、上記犠牲材料層８を除去するように、上記基板５上に薄膜形成方法又は微細加工方法により上記薄膜両端固定梁２と上記基板電極３とが対向して形成される上記空隙４を形成する空隙形成工程（ａ）と、上記基板５上の上記空隙４の底部に上記基板電極３の全部、又は、一部を形成する基板電極形成工程（ｂ）と、上記基板５上の上記空隙４に犠牲材料からなる上記犠牲材料層８を形成した後に研磨して平坦化する犠牲材料層形成工程（ｃ）と、上記犠牲材料層８上に薄膜両端固定梁２と上記分割固定部６を形成する薄膜両端固定梁と分割固定部の成膜形成工程（ｄ）と、上記空隙４内の上記犠牲材料層８を除去する犠牲材料層除去工程ｅと、上記基板電極３の外部接続用の開口部９を形成する開口部形成工程（ｆ）とで製造される。
空隙形成工程（ａ）において、上記基板５は、酸化膜を形成したシリコン基板である。上記基板５にフォトリソグラフィー、及び、ドライエッチングの手法により上記空隙４を形成する。面積階調のパターンを形成したフォトマスク、あるいは、レジスト材料の熱変形手法などを用いれば非平行な上記空隙４を形成する事が出来る。上記空隙４は、幅２０μｍ、深さ２．４μｍに形成した（図１６と図１７を参照）。
基板電極形成工程（ｂ）において、上記空隙４中に上記基板電極３をＴｉＮの薄膜で形成する。ＴｉＮ薄膜は、Ｔｉをターゲットとしたスパッタ法により厚さ０．０１μｍに成膜した。ＴｉＮ薄膜をフォトリソグラフィー、及び、ドライエッチングの手法に上記基板電極３として幅２０μｍに形成した。上記基板電極３の一部は外部と接続するために上記空隙４から上記基板５の表面にせり出ている（図１８と図１９を参照）。
犠牲材料層形成工程（ｃ）において、上記保護膜３ａとしてプラズマＣＶＤの手法で形成した酸化膜を上記基板電極３を覆うように上記基板５上に上記空隙４が埋まるまで成膜した。上記保護膜３ａを研磨、あるいはドライエッチングのエッチバックの手法により平坦化した（図２０と図２１を参照）。
【００１９】
薄膜両端固定梁と分割固定部の成膜形成工程（ｄ）において、平坦化した上記保護膜３ａの上に上記薄膜両端固定梁２の材料となる窒化シリコン膜を熱ＣＶＤの手法により厚さ０．０４μｍで全面成膜した。
次いで、入射光束の反射面となる上記反射手段１のＡｌ薄膜を０．１５μｍの厚さで窒化シリコン膜上にスパッタ法により形成した。
フォトリソグラフィー、及び、ドライエッチングの手法により上記反射手段１の反射膜層も含んで窒化シリコンの膜を上記分割固定部６の２箇所に分割された接続部で固定された上記薄膜両端固定梁２の形状に形成する。
上記薄膜両端固定梁２の寸法は、幅２０μｍ、長さ２７μｍである。上記分割固定部６の分割された接続部は各々上記薄膜両端固定梁２のコーナー部に位置し、その寸法は幅５μｍである（図２２と図２３を参照）。
犠牲材料層除去工程（ｅ）において、上記薄膜両端固定梁２を形成後に上記空隙４を平坦化していた上記保護膜３ａをエッチングにより除去すると、上記薄膜両端固定梁２は両端の上記分割固定部６の２箇所に分割された接続部で上記基板５に固定されて上記空隙４を介して保持固定される（図２４と図２５を参照）。
開口部形成工程（ｆ）において、最後に上記保護膜３ａに上記基板電極３の外部接続用の上記開口部９を形成して、上記光変調装置０が完成する（図２６と図２７を参照）。
従って、入射光の反射方向を変えて光変調を行う構造が簡単で応答も速く、使用する入射光の波長が制限されることなく、駆動電圧が低く作動が安定で信頼性も高く、製造工程が少なく低コストの上記光変調装置０を製造する光変調装置の製造方法を提供することが出来るようになった。
【００２０】
図２８において、電子写真プロセスで光書き込みを行なって画像を形成する画像形成装置１００は、図示の矢印Ａ方向に回動可能に保持されて形成画像を担持する画像担持体１０１のドラム形状の感光体と、帯電手段１０５で均一に帯電された上記画像担持体１０１のドラム形状の感光体上を上記光変調装置０からなる潜像形成手段１０２で光書き込みを行なって潜像を形成し、上記潜像形成手段１０２の上記光変調装置０によって形成された潜像を現像手段１０３で顕像化してトナー画像を形成し、上記現像手段１０３で形成されたトナー画像を転写手段１０４で被転写体（Ｐ）の転写用紙に転写して、被転写体（Ｐ）の転写用紙に転写されたトナー画像を定着手段１０６で定着した後に、被転写体（Ｐ）の転写用紙を排紙トレイ１０７に排紙して収納される。
他方、トナー画像を上記転写手段１０４で被転写体（Ｐ）の転写用紙に転写した後の上記画像担持体１０１のドラム形状の感光体は、クリーニング手段１０８でクリーニングされて次工程の画像形成に備えるようになっている。
上記潜像形成手段１０２は、光源１０２ａからの入射光束（Ｒ）を、第１のレンズシステム１０２ｂを介して上記１次元アレー形状０ａに複数個配置された上記光変調装置０に照射し、各々上記光変調装置０は画像情報に応じて、上記反射手段１を通じて入射光束（Ｒ）を第２のレンズシステム１０２ｃを通じて上記画像担持体１０１のドラム形状の感光体上の表面に結像させるようになっている。
従って、入射光の反射方向を変えて光変調を行う構造が簡単で応答も速く、使用する入射光の波長が制限されることなく、駆動電圧が低く作動が安定で信頼性も高く、製造工程が少なく低コストの上記光変調装置０を具備する上記画像形成装置１００を提供することが出来るようになった。
【００２１】
図２９において、画像を投影して表示する画像投影表示装置２００は、投影画像データの入射光束（Ｒ）の反射方向を変えて光変調を行なって画像を投影する上記２次元アレー形状０ｂに複数個配置された上記光変調装置０からなる光スイッチ手段２０１の上記光変調装置０が画像を投影スクリューン２０２に投影して表示するようになっている。
上記光スイッチ手段２０１は、光源２０１ａからの入射光束（Ｒ）を上記２次元アレー形状０ｂに複数個配置された上記光変調装置０に照射され、上記光変調装置０の上記反射手段１のミラーにより反射し、投影レンズ２０１ｂ、及び、絞り２０１ｃを介して上記投影スクリューン２０２に投影する。
カラー表示を行うためには、上記光源２０１ａの前に回転カラーホール２０１ｄを設けたり、又、性能向上のためにマイクロレンズアレー２０１ｅを用いることも出来る。
従って、入射光の反射方向を変えて光変調を行う構造が簡単で応答も速く、使用する入射光（Ｒ）の波長が制限されることなく、駆動電圧が低く作動が安定で信頼性も高く、製造工程が少なく低コストの上記光変調装置０を具備する上記画像投影表示装置２００を提供することが出来るようになった。
【００２２】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したように構成されているので、請求項１の発明によれば、入射光を正反射する反射手段を側面に組み合わせ構成する薄膜で形成され両端が固定されて静電力で変形する薄膜両端固定梁の他方側面に対向して駆動電圧を印加する基板電極と薄膜両端固定梁とが対応して形成される空隙の底部に基板電極を形成した基板が薄膜両端固定梁の固定部を分割した分割固定部を保持して固定するようにしたので、入射光の反射方向を変えて光変調を行う構造が簡単で応答も速く、使用する入射光の波長が制限されることなく、駆動電圧が低く作動が安定で信頼性も高く、製造工程が少なく低コストの光変調装置を提供することが出来るようになった。
請求項２の発明によれば、入射光を正反射する金属薄膜からなる反射手段を側面に組み合わせ構成する薄膜で形成され両端が固定されて静電力で変形する薄膜両端固定梁の他方側面に対向して駆動電圧を印加する基板電極と薄膜両端固定梁とが対応して形成される空隙の底部に基板電極を形成した基板が薄膜両端固定梁の固定部を分割した分割固定部を保持して固定するようにしたので、反射手段が電極と兼用され、入射光の反射方向を変えて光変調を行う構造が簡単で応答も速く、使用する入射光の波長が制限されることなく、駆動電圧が低く作動が安定で信頼性も高く、製造工程が少なく更に低コストの光変調装置を提供することが出来るようになった。
請求項３の発明によれば、入射光を正反射する反射手段を側面に組み合わせ構成する薄膜で形成され両端が固定されて静電力で変形する単結晶シリコン薄膜からなる薄膜両端固定梁の他方側面に対向して駆動電圧を印加する基板電極と薄膜両端固定梁とが対応して形成される空隙の底部に基板電極を形成した基板が薄膜両端固定梁の固定部を分割した分割固定部を保持して固定するようにしたので、薄膜両端固定梁は欠陥が少なく寿命も長くなり、入射光の反射方向を変えて光変調を行う構造が簡単で応答も速く、使用する入射光の波長が制限されることなく、駆動電圧が低く作動が安定で信頼性も高く、製造工程が少なく低コストの光変調装置を提供することが出来るようになった。
【００２３】
請求項４の発明によれば、入射光を正反射する反射手段を側面に組み合わせ構成する薄膜で形成され両端が固定されて静電力で変形する多結晶シリコン薄膜からなる薄膜両端固定梁の他方側面に対向して駆動電圧を印加する基板電極と薄膜両端固定梁とが対応して形成される空隙の底部に基板電極を形成した基板が薄膜両端固定梁の固定部を分割した分割固定部を保持して固定するようにしたので、薄膜両端固定梁は製造方法にＣＶＤ等の手法を用いることが出来るので低コストとなり、入射光の反射方向を変えて光変調を行う構造が簡単で応答も速く、使用する入射光の波長が制限されることなく、駆動電圧が低く作動が安定で信頼性も高く、製造工程が少なく更に低コストの光変調装置を提供することが出来るようになった。
請求項５の発明によれば、入射光を正反射する反射手段を側面に組み合わせ構成する薄膜で形成され両端が固定されて静電力で変形するアモルファスシリコン薄膜からなる薄膜両端固定梁の他方側面に対向して駆動電圧を印加する基板電極と薄膜両端固定梁とが対応して形成される空隙の底部に基板電極を形成した基板が薄膜両端固定梁の固定部を分割した分割固定部を保持して固定するようにしたので、薄膜両端固定梁は製造方法にＣＶＤ等の手法を用いることが出来るので低コストとなり、入射光の反射方向を変えて光変調を行う構造が簡単で応答も速く、使用する入射光の波長が制限されることなく、駆動電圧が低く作動が安定で信頼性も高く、製造工程が少なく更に低コストの光変調装置を提供することが出来るようになった。
請求項６の発明によれば、入射光を正反射する反射手段を側面に組み合わせ構成する薄膜で形成され両端が固定されて静電力で変形する窒化シリコン薄膜からなる薄膜両端固定梁の他方側面に対向して駆動電圧を印加する基板電極と薄膜両端固定梁とが対応して形成される空隙の底部に基板電極を形成した基板が薄膜両端固定梁の固定部を分割した分割固定部を保持して固定するようにしたので、薄膜両端固定梁は窒化シリコン薄膜の引っ張り応力の作用によりスイッチングの応答速度が速くなり、入射光の反射方向を変えて光変調を行う構造が簡単で応答も更に速く、使用する入射光の波長が制限されることなく、駆動電圧が低く作動が安定で信頼性も高く、製造工程が少なく更に低コストの光変調装置を提供することが出来るようになった。
【００２４】
請求項７の発明によれば、入射光を正反射する反射手段を側面に組み合わせ構成する薄膜で形成され両端が固定されて静電力で変形する薄膜両端固定梁の他方側面に対向して駆動電圧を印加する基板電極と薄膜両端固定梁とが対応して形成請求項７の発明によれば、入射光を正反射する反射手段を側面に組み合わせ構成する薄膜で形成され両端が固定されて静電力で変形する薄膜両端固定梁の他方側面に対向して駆動電圧を印加する基板電極と薄膜両端固定梁とが対応して形成される空隙の底部に基板電極を形成した基板が薄膜両端固定梁の固定部を分割した分割固定部を保持して固定すると共に分割固定部は薄膜両端固定梁のコーナ部に形成するようにしたので、入射光の反射方向が安定化して、入射光の反射方向を変えて光変調を行う構造が簡単で応答も速く、使用する入射光の波長が制限されることなく、駆動電圧が低く作動が更に安定で信頼性も高く、製造工程が少なく低コストの光変調装置を提供することが出来るようになった。請求項８の発明によれば、入射光を正反射する反射手段を側面に組み合わせ構成する薄膜で形成され両端が固定されて静電力で変形する薄膜両端固定梁の他方側面に対向して駆動電圧を印加する基板電極と薄膜両端固定梁とが対応して形成される空隙の底部に基板電極を形成した基板が薄膜両端固定梁の固定部を分割した分割固定部を保持して固定すると共に分割固定部は薄膜両端固定梁と滑らか形状部の円弧の一部形状又は長円弧の一部形状で接続するようにしたので、薄膜両端固定梁と分割固定部の接続部における応力の集中と破壊を確実に防ぎ信頼性も向上し、入射光の反射方向を変えて光変調を行う構造が簡単で応答も速く、使用する入射光の波長が制限されることなく、駆動電圧が低く作動が安定で更に信頼性も高く、製造工程が少なく低コストの光変調装置を提供することが出来るようになった。
【００２５】
請求項９の発明によれば、入射光を正反射する反射手段を側面に組み合わせ構成する薄膜で形成され両端が固定されて静電力で変形する薄膜両端固定梁の他方側面に対向して駆動電圧を印加する基板電極と薄膜両端固定梁とが対応して形成される空隙の底部に基板電極を形成した基板が薄膜両端固定梁の固定部を分割した分割固定部を保持して固定すると共に薄膜両端固定梁と基板電極とが対応して形成される空隙は非平行であるようにしたので、薄膜両端固定梁の変形に有する電圧が小さくなり、入射光の反射方向を変えて光変調を行う構造が簡単で応答も速く、使用する入射光の波長が制限されることなく、駆動電圧が更に低く作動が安定で信頼性も高く、製造工程が少なく低コストの光変調装置を提供することが出来るようになった。請求項１０の発明によれば、入射光を正反射する反射手段を側面に組み合わせ構成する薄膜で形成され両端が固定されて静電力で変形する薄膜両端固定梁の他方側面に対向して駆動電圧を印加する基板電極と薄膜両端固定梁とが対応して形成される空隙の底部に基板電極を形成した基板が薄膜両端固定梁の固定部を分割した分割固定部を保持して固定すると共に薄膜両端固定梁は基板電極の駆動電圧の印加による静電力での変形時に一部又は全部が基板上に形成された空隙の底部に当接するようにしたので、変形した薄膜両端固定梁の形状は空隙の形状により常に一定形状に定まり入射光束の反射方向も一定になり、入射光の反射方向を変えて光変調を行う構造が簡単で応答も速く、使用する入射光の波長が制限されることなく、駆動電圧が低く作動が更に安定で信頼性も高く、製造工程が少なく低コストの光変調装置を提供することが出来るようになった。
【００２６】
請求項１１の発明によれば、入射光を正反射する反射手段を側面に組み合わせ構成する薄膜で形成され両端が固定されて静電力で変形する薄膜両端固定梁の他方側面に対向して駆動電圧を印加する基板電極と薄膜両端固定梁とが対応して形成される空隙の底部に基板電極を形成した基板が薄膜両端固定梁の固定部を分割した分割固定部を保持して固定すると共に薄膜両端固定梁は基板上の接触面の両方又はそれらの少なくとも一方は表面が疎水性であるようにしたので、薄膜両端固定梁が保護膜等との固着が防止され、入射光の反射方向を変えて光変調を行う構造が簡単で応答も速く、使用する入射光の波長が制限されることなく、駆動電圧が低く作動が安定で信頼性も更に高く、製造工程が少なく低コストの光変調装置を提供することが出来るようになった。請求項１２の発明によれば、入射光を正反射する反射手段を側面に組み合わせ構成する薄膜で形成され両端が固定されて静電力で変形する薄膜両端固定梁の他方側面に対向して駆動電圧を印加する基板電極と薄膜両端固定梁とが対応して形成される空隙の底部に基板電極を形成した基板が薄膜両端固定梁の固定部を分割した分割固定部を保持して固定すると共に薄膜両端固定梁と基板電極とが対応して形成される空隙は薄膜両端固定梁の中央部において最大の空隙部を有するようにしたので、光の偏向角を大きくすることができクロストークの向上が有利となり、入射光の反射方向を変えて光変調を行う構造が簡単で応答も速く、使用する入射光の波長が制限されることなく、駆動電圧が低く作動が安定で信頼性も高く、製造工程が少なく低コストの光変調装置を提供することが出来るようになった。請求項１３の発明によれば、入射光を正反射する反射手段を側面に組み合わせ構成する薄膜で形成され両端が固定されて静電力で変形する薄膜両端固定梁の他方側面に対向して駆動電圧を印加する基板電極と薄膜両端固定梁とが対応して形成される空隙の底部に基板電極を形成した基板が薄膜両端固定梁の固定部を分割した分割固定部を保持して固定すると共に薄膜両端固定梁と基板電極とが対応して形成される空隙は薄膜両端固定梁の中央部において最大の空隙部を有して薄膜両端固定梁の両端の分割固定部から中央部に向かって対称的な形状にするようにしたので、光の偏向角を大きくすることができクロストークの向上が有利で入射光束の２つの反射光束も対称になるのでシステム設計が容易となり、入射光の反射方向を変えて光変調を行う構造が簡単で応答も速く、使用する入射光の波長が制限されることなく、駆動電圧が低く作動が安定で信頼性も高く、製造工程が少なく低コストの光変調装置を提供することが出来るようになった。
【００２７】
請求項１４の発明によれば、入射光を正反射する反射手段を側面に組み合わせ構成する薄膜で形成され両端が固定されて静電力で変形する薄膜両端固定梁の他方側面に対向して駆動電圧を印加する基板電極と薄膜両端固定梁とが対応して形成される空隙の底部に基板電極を形成した基板が薄膜両端固定梁の固定部を分割した分割固定部を保持して固定すると共に薄膜両端固定梁の両端の分割固定部から中央部に向かって順次増大する空隙の底部を形成する基板は直線形状部からなるようにしたので、反射光の広がりが押さえられクロストークの向上に有利となり、入射光の反射方向を変えて光変調を行う構造が簡単で応答も速く、使用する入射光の波長が制限されることなく、駆動電圧が低く作動が安定で信頼性も高く、製造工程が少なく低コストの光変調装置を提供することが出来るようになった。請求項１５の発明によれば、入射光を正反射する反射手段を側面に組み合わせ構成する薄膜で形成され両端が固定されて静電力で変形する薄膜両端固定梁の他方側面に対向して駆動電圧を印加する基板電極と薄膜両端固定梁とが対応して形成される空隙の底部に基板電極を形成した基板が薄膜両端固定梁の固定部を分割した分割固定部を保持して固定すると共に薄膜両端固定梁の両端の分割固定部から中央部に向かって順次増大する空隙の底部を形成する基板の一部又は全部は凸形状部からなるようにしたので、薄膜両端固定梁の駆動電圧の低電圧化が可能になり、入射光の反射方向を変えて光変調を行う構造が簡単で応答も速く、使用する入射光の波長が制限されることなく、駆動電圧が更に低く作動が安定で信頼性も高く、製造工程が少なく低コストの光変調装置を提供することが出来るようになった。
【００２８】
請求項１６の発明によれば、入射光を正反射する反射手段を側面に組み合わせ構成する薄膜で形成され両端が固定されて静電力で変形する薄膜両端固定梁の他方側面に対向して駆動電圧を印加する基板電極と薄膜両端固定梁とが対応して形成される空隙の底部に基板電極を形成した基板が薄膜両端固定梁の固定部を分割した分割固定部を保持して固定すると共に基板は単結晶シリコンからなるようにしたので、配線マトリックスが形成でき複雑多数な配線形成に有利となり、入射光の反射方向を変えて光変調を行う構造が簡単で応答も速く、使用する入射光の波長が制限されることなく、駆動電圧が低く作動が安定で信頼性も高く、製造工程が少なく更に低コストの光変調装置を提供することが出来るようになった。請求項１７の発明によれば、入射光を正反射する反射手段を側面に組み合わせ構成する薄膜で形成され両端が固定されて静電力で変形する薄膜両端固定梁の他方側面に対向して駆動電圧を印加する基板電極と薄膜両端固定梁とが対応して形成される空隙の底部に基板電極を形成した光学ガラスからなる基板が薄膜両端固定梁の固定部を分割した分割固定部を保持して固定するようにしたので、基板の裏側から薄膜両端固定梁の様子の観察が可能となり検査の時に有利となり、入射光の反射方向を変えて光変調を行う構造が簡単で応答も速く、使用する入射光の波長が制限されることなく、駆動電圧が低く作動が安定で信頼性も高く、製造工程が少なく更に低コストの光変調装置を提供することが出来るようになった。請求項１８の発明によれば、入射光を正反射する反射手段を側面に組み合わせ構成する薄膜で形成され両端が固定されて静電力で変形する薄膜両端固定梁の他方側面に対向して駆動電圧を印加する透明導電膜からなる基板電極と薄膜両端固定梁とが対応して形成される空隙の底部に基板電極を形成した光学ガラスからなる基板が薄膜両端固定梁の固定部を分割した分割固定部を保持して固定するようにしたので、基板の裏側から薄膜両端固定梁の様子の観察が可能となり検査の時に更に有利となり、入射光の反射方向を変えて光変調を行う構造が簡単で応答も速く、使用する入射光の波長が制限されることなく、駆動電圧が低く作動が安定で信頼性も高く、製造工程が少なく更に低コストの光変調装置を提供することが出来るようになった。請求項１９の発明によれば、入射光を正反射する反射手段を側面に組み合わせ構成する薄膜で形成され両端が固定されて静電力で変形する薄膜両端固定梁の他方側面に対向して駆動電圧を印加する基板電極と薄膜両端固定梁とが対応して形成される空隙の底部に基板電極を形成した基板が薄膜両端固定梁の固定部を分割した分割固定部を保持して固定する複数の光変調装置を１次元アレー形状に配列するようにしたので、入射光の反射方向を変えて光変調を行う構造が簡単で応答も速く、使用する入射光の波長が制限されることなく、駆動電圧が低く作動が安定で信頼性も高く、製造工程が少なく低コストのライン状の光変調が出来る光変調装置を提供することが出来るようになった。
【００２９】
請求項２０の発明によれば、入射光を正反射する反射手段を側面に組み合わせ構成する薄膜で形成され両端が固定されて静電力で変形する薄膜両端固定梁の他方側面に対向して駆動電圧を印加する基板電極と薄膜両端固定梁とが対応して形成される空隙の底部に基板電極を形成した基板が薄膜両端固定梁の固定部を分割した分割固定部を保持して固定する複数の光変調装置を１次元アレー形状に配列すると共に１次元アレー形状は両端に基板電極と外部の信号とのコンタクト部分となる開口部からなるようにしたので、入射光の反射方向を変えて光変調を行う構造が簡単で応答も速く、使用する入射光の波長が制限されることなく、駆動電圧が低く作動が安定で信頼性も高く、製造工程が少なく低コストのライン状の光変調が出来るコンパクトな光変調装置を提供することが出来るようになった。請求項２１の発明によれば、入射光を正反射する反射手段を側面に組み合わせ構成する薄膜で形成され両端が固定されて静電力で変形する薄膜両端固定梁の他方側面に対向して駆動電圧を印加する基板電極と薄膜両端固定梁とが対応して形成される空隙の底部に基板電極を形成した基板が薄膜両端固定梁の固定部を分割した分割固定部を保持して固定する複数の光変調装置を２次元アレー形状に配列するようにしたので、入射光の反射方向を変えて光変調を行う構造が簡単で応答も速く、使用する入射光の波長が制限されることなく、駆動電圧が低く作動が安定で信頼性も高く、製造工程が少なく低コストの平面状の光変調が出来る光変調装置を提供することが出来るようになった。請求項２２の発明によれば、入射光を正反射する反射手段を側面に組み合わせ構成する薄膜で形成され両端が固定されて静電力で変形する薄膜両端固定梁の他方側面に対向して駆動電圧を印加する基板電極と薄膜両端固定梁とが対応して形成される空隙の底部に基板電極を形成した基板が薄膜両端固定梁の固定部を分割した分割固定部を保持して固定する複数の光変調装置を２次元アレー形状に配列すると共に２次元アレー形状の基板電極は基板の層間絶縁膜を貫通して基板シリコンウエハー内で駆動信号ラインと接続するようにしたので、入射光の反射方向を変えて光変調を行う構造が簡単で応答も速く、使用する入射光の波長が制限されることなく、駆動電圧が低く作動が安定で信頼性も高く、製造工程が少なく低コストの平面状の光変調が出来るコンパクトな光変調装置を提供することが出来るようになった。
【００３０】
請求項２３の発明によれば、基板上に薄膜両端固定梁と基板電極が対応して形成される空隙を形成した後に、犠牲材料からなる犠牲材料層を形成して基板上を平坦化して、薄膜両端固定梁と分割固定部を形成後に、犠牲材料層を除去して光変調装置を製造するようにしたので、入射光の反射方向を変えて光変調を行う構造が簡単で応答も速く、使用する入射光の波長が制限されることなく、駆動電圧が低く作動が安定で信頼性も高く、製造工程が少なく低コストの光変調装置の製造方法を提供することが出来るようになった。請求項２４の発明によれば、基板上に薄膜両端固定梁と基板電極が対応して形成される空隙を形成した後に、犠牲材料からなる犠牲材料層を形成して基板上を平坦化して、薄膜両端固定梁と分割固定部を形成後に、犠牲材料層を除去するために、基板上に薄膜形成方法又は微細加工方法により薄膜両端固定梁と基板電極とが対向して形成される空隙を形成する空隙形成工程と、基板上の空隙の底部に基板電極の全部又は一部を形成する基板電極形成工程と、基板上の空隙に犠牲材料からなる犠牲材料層を形成した後に研磨して平坦化する犠牲材料層形成工程と、犠牲材料層上に薄膜両端固定梁と分割固定部を形成する薄膜両端固定梁と分割固定部の成膜形成工程と、空隙内の犠牲材料層を除去する犠牲材料層除去工程と、基板電極の外部接続用の開口部を形成する開口部形成工程とからなる光変調装置を製造するようにしたので、入射光の反射方向を変えて光変調を行う構造が簡単で応答も速く、使用する入射光の波長が制限されることなく、駆動電圧が低く作動が安定で信頼性も高く、製造工程が少なく低コストの光変調装置の製造方法を提供することが出来るようになった。
【００３１】
請求項２５の発明によれば、回動可能に保持されて形成画像を担持する画像担持体上を光書き込みを行なって潜像を形成する請求項１乃至２２の何れか一項に記載の光変調装置からなる潜像形成手段の光変調装置によって形成された潜像を顕像化してトナー画像を形成する現像手段で形成されたトナー画像を転写手段で被転写体に転写して画像を形成するようにしたので、入射光の反射方向を変えて光変調を行う構造が簡単で応答も速く、使用する入射光の波長が制限されることなく、駆動電圧が低く作動が安定で信頼性も高く、製造工程が少なく低コストの光変調装置を具備する画像形成装置を提供することが出来るようになった。請求項２６の発明によれば、画像投影データの入射光の反射方向を変えて光変調を行なって画像を投影して表示する上記請求項１乃至２２の何れか一項に記載の光変調装置からなる光スイッチ手段の光変調装置が投影する画像を投影スクリーンに表示するようにしたので、入射光の反射方向を変えて光変調を行う構造が簡単で応答も速く、使用する入射光の波長が制限されることなく、駆動電圧が低く作動が安定で信頼性も高く、製造工程が少なく低コストの光変調装置を具備する画像投影表示装置を提供することが出来るようになった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態例を示す光変調装置を説明する説明図である。
【図２】図１の平面図である。
【図３】本発明の実施の形態例を示す光変調装置の主要部の状態を説明する説明図である。
【図４】本発明の実施の形態例を示す光変調装置の主要部のたの状態を説明する説明図である。
【図５】本発明の他の実施の形態例を示す光変調装置の主要部の状態を説明する説明図である。
【図６】本発明の他の実施の形態例を示す光変調装置の主要部の他の状態を説明する説明図である。
【図７】本発明の他の実施の形態例を示す光変調装置の主要部を説明する説明図である。
【図８】図７の平面図である。
【図９】本発明の他の実施の形態例を示す光変調装置を説明する説明図である。
【図１０】図９の平面図である。
【図１１】本発明の他の実施の形態例を示す光変調装置の主要部を説明する拡大説明図である。
【図１２】本発明の他の実施の形態例を示す光変調装置の主要部を説明する拡大説明図である。
【図１３】本発明の他の実施の形態例を示す光変調装置を説明する説明図である。
【図１４】本発明の他の実施の形態例を示す光変調装置を説明する説明図である。
【図１５】図１４の平面図である。
【図１６】本発明の実施の形態例を示す光変調装置の製造方法の主要部の工程を説明する説明図である。
【図１７】図１６の平面図である。
【図１８】本発明の実施の形態例を示す光変調装置の製造方法の他の主要部の工程を説明する説明図である。
【図１９】図１８の平面図である。
【図２０】本発明の実施の形態例を示す光変調装置の製造方法の他の主要部の工程を説明する説明図である。
【図２１】図２０の平面図である。
【図２２】本発明の実施の形態例を示す光変調装置の製造方法の他の主要部の工程を説明する説明図である。
【図２３】図２２の平面図である。
【図２４】本発明の実施の形態例を示す光変調装置の製造方法の他の主要部の工程を説明する説明図である。
【図２５】図２４の平面図である。
【図２６】本発明の実施の形態例を示す光変調装置の製造方法の他の主要部の工程を説明する説明図である。
【図２７】図２６の平面図である。
【図２８】本発明の実施の形態例を示す光変調装置を具備する画像形成装置を説明する説明図である。
【図２９】本発明の実施の形態例を示す光変調装置を具備する画像投影表示装置を説明する説明図である。
【符号の説明】
０  光変調装置、０ａ  １次元アレー形状、
０ｂ  １次元アレー形状
１  反射手段
２  薄膜両端固定梁
３  基板電極、３ａ  保護膜
４  空隙、４ａ  最大空隙部
５  基板、５ａ  直線形状部、
５ｂ  凸形状部、
５ｃ  シリコンウエハー、
５ｄ  層間絶縁膜
６  分割固定部
７  滑らか形状部、７ａ  円弧の一部形状、
７ｂ  長円弧の一部形状
８  犠牲材料層
９  開口部
１００  画像形成装置
１０１  画像担持体
１０２  潜像形成手段、１０２ａ  光源、
１０２ｂ  第１のレンズシステム、
１０２ｃ  第２のレンズシステム
１０３  現像手段
１０４  転写手段
１０５  帯電手段
１０６  定着手段
１０７  排紙トレイ
１０８  クリーニング手段
２００  画像投影表示装置
２０１  光スイッチ手段、２０１ａ  光源、
２０１ｂ  投影レンズ、
２０１ｃ  絞り、
２０１ｄ  回転カラーホール、
２０１ｅ  マイクロレンズアレー
２０２  投影スクリーン
（ａ）  空隙形成工程
（ｂ）  基板電極形成工程
（ｃ）  犠牲材料層形成工程
（ｄ）  薄膜両端固定梁と分割固定部の成膜形成工程
（ｅ）  犠牲材料層除去工程
（ｆ）  開口部形成工程
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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