光偏转装置，光偏转阵列，光学系统及图像投影显示装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及光偏转装置，光偏转阵列，光学系统及图像投影显示装置。向电极ｂ施加固定电位Ｖ１，向电极ｃ施加固定电位Ｖ２。若设定电极ａ的电位为Ｖ１，电极ｄ的电位为Ｖ２，电极１０６的电位为Ｖ２，则板状部件１０７ａ朝电极ａ，ｂ侧倾斜。若设定电极ａ的电位为Ｖ１，电极ｄ的电位为Ｖ２，电极１０６的电位为Ｖ１，则板状部件１０７ａ朝电极ｃ，ｄ侧倾斜。若设定电极ａ的电位为Ｖ２，电极ｄ的电位为Ｖ１，电极１０６的电位为Ｖ２，则板状部件１０７ａ朝电极ｂ，ｄ侧倾斜。若设定电极ａ的电位为Ｖ２，电极ｄ的电位为Ｖ１，电极１０６的电位为Ｖ１，则板状部件１０７ａ朝电极ａ，ｃ侧倾斜。将与板状部件对向设置的若干电极的一部分电极的电位固定，与板状部件导电体层电连接的电极的电位切换为两种电平，能确实使板状部件倾斜变位。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及能够改变相对于入射光的出射光方向的光偏转装置(optical deflection device)。更具体地说，涉及能够朝两轴四方向进行光偏转的光偏转装置，将若干所述光偏转装置排列成二维阵列状的光偏转阵列(optical deflection array)，以及使用所述光偏转阵列的光学系统。本技术适用例如电子照相方式的打印机或复印机等图像形成装置，应用投影光学系统的机器，例如，投影器或背面投影电视等影像装置。
技术介绍
以往，由L.J.Hornbeck在Proc.SPIE Vol.1150，pp.86-102(1989)(以下简记为“非专利文献1”)中公开了一种设有扭梁铰链的数字式微型反射镜装置。另外，在例如Proc.of THEIEEE，vol.86，No.8，pp1687-1704(1998)(以下简记为“非专利文献2”)中，公开了被称为DMD(Digital MicromirrorDevice)的设有微型反射镜群的空间光调制装置，其是由上述数字式微型反射镜发展而来的，使用在图像投影装置中。在这些装置中，通常，反射镜由被称作“铰链”的扭梁支承。也有如日本特开平5-150173号公报(以下简记为“专利文献1”)中公开的使得反射镜电位变化的驱动方法。与单稳定动作相比，偏转角更大的反射镜双向动作有利。为了得到双稳定动作，在反射镜上使用具有刚性的铰链，因此，在上述驱动方法中，提出使得与反射镜对向的电极电位与反射镜电位同时变化的方法。另外，本专利技术人在日本特开2004-78136号公报(以下简记为“专利文献2”)中提出下述光偏转装置向具有光反射区域的部件提供电位，根据与该电位相对应的静电引力进行变位，使得入射至所述光反射区域的光束改变反射方向偏转，其特征在于，包括衬底，若干限制部件，支点部件及板状部件。所述若干限制部件分别设置在所述衬底的若干端部，分别在其上部设有阻挡部；所述支点部件设置在衬底的上面，其顶部由具有导电性的部件构成；所述板状部件没有固定端，其上面具有所述光反射区域，至少一部分设有导电体层，该导电体层由具有导电性部件构成，板状部件背面的至少与所述顶部相接的接触点由具有导电性的部件构成，该板状部件可动地设置于所述衬底，支点部件及阻挡部之间的空间内，通过与所述支点部件的接触，给予所述板状部件电位。另外，向所述若干电极分别给予任意电位，使得其最大电位差成为所定值以上，使得给予所述顶部的电位与给予所述若干电极的电位的最大值或最小值相等。使用所述刚性铰链的空间光调制器或光偏转装置具有复原力，因此，驱动电压提高为数十伏。若希望降低驱动电压，减弱刚性，则铰链不能维持挠性反射镜的中心位置。于是，进行双稳定动作场合，如专利文献1中公开的技术，成为使反射镜的第一电位与电极电位同时动作切换反射镜的倾斜角度的复杂装置，且其构造上只能使光朝一轴方向偏转。因此，需要例如色轮等选择颜色的装置。在所述专利文献2中，公开了一种驱动方法，分别向若干电极提供任意电位，使得最大电位差成为所定值以上，向板状部件导电体层提供与上述最大或最小电位值相等的电位。但是，在这样的驱动方法中，电极面积不相等场合，电位为最大值的电极面积小场合，电位为最小值的电极面积小场合，会产生这样的问题即使向与板状部件导电体层电气连接的电极提供与上述最大电位值或最小电位值相等的电位，也不能产生充足的静电力转矩。
技术实现思路
在本专利技术的光偏转装置中，具有光反射区域的板状部件没有铰链等固定端，能够容易地切换双稳定动作。将与板状部件导电体层电气连接的电极以及与板状部件对向的电极相对支点部件分割成两组电极群，分别向各电极群给予任意电位，切换与板状部件导电体层电气连接的电极的电位，能够容易地切换板状部件的倾斜。再有，板状部件上没有铰链等固定端，能够朝两轴方向偏转。将与板状部件导电体层电气连接的电极以及与板状部件对向的若干电极，例如四电极内，对角的两电极的电位固定为两电平，使得另一组对角的两电极的电位变化为两电平，切换轴方向，将与板状部件导电体层电气连接的电极电位切换为两电平，能够使得板状部件在两轴倾斜变位，进行光偏转。由此，能通过一个光偏转装置使得两种光进行偏转。本专利技术就是为解决上述先有技术所存在的问题而提出来的，本专利技术的目的在于，提供光偏转装置，光偏转阵列，光学系统以及图像投影显示装置，将与板状部件对向设置的若干电极中的一部分电极的电位固定，将与板状部件导电体层电气连接的电极的电位切换成两电平，能够确实得到板状部件的倾斜变位。为实现上述目的，本专利技术提出以下方案在本专利技术的光偏转装置中，将与板状部件对向设置的若干电极中的一部分电极的电位固定，将与板状部件导电体层电连接的电极的电位切换为两种电平。即，板状部件以支点部件为支点作回转运动，若干电极中，设定第一电极群的电位与第二电极群的电位，将与板状部件导电体层电连接的电极的电位设为第一电平，使得作用在第一电极群与板状部件导电体层之间的静电力转矩比作用在第二电极群与板状部件导电体层之间的静电力转矩大，将与板状部件导电体层电连接的电极的电位设为第二电平，使得作用在第二电极群与板状部件导电体层之间的静电力转矩比作用在第一电极群与板状部件导电体层之间的静电力转矩大。由此，能可靠地使板状部件倾斜变位。能有效地使板状部件在两轴倾斜变位。在同一衬底的下层设置驱动电路，将所述板状部件与若干电极形成在所述衬底上层，下层的每个装置由至少一个有源元件控制倾斜变位，能够用最低限度的驱动元件数有效地驱动二维阵列的光偏转装置。在本专利技术中，在与板状部件对向设置的四个电极中，将以支点部件为中心处于对角位置的两个电极分别与外部电位供给线电连接，将处于另一对角位置的两个电极与半导体存储装置的两个互补的输出电位连接，与具有光反射区域的板状部件接触实现电连接的电极用于控制偏转方向，使得该电极与另一个半导体存储装置的任意一输出电位连接。由此，与配置为阵列状的各光偏转装置的所述两电极连接的外部电位供给线能为光偏转装置所共用，能大幅度减少所述光偏转阵列所包含的外部电位供给线的总数以及占有面积。另外，使得从两半导体装置的输出电位与处于另一对角位置的两个电极以及赋予板状部件电位的电极连接，通过这种构成，能将关于包含偏向轴在内的光偏转方向的数据(以下简记为“光偏转数据”)作为电位存储在该半导体存储装置中。提供数据后，该存储的数据仍能作为电位保持，因此，能将该光偏转装置的光偏转动作(倾斜变位)保持任何长时间。这样，能够使与该半导体存储装置连接的外部电位供给线按二维阵列各行各列配置为矩阵状，可大幅度减少阵列内所包含的外部电位供给线的总数以及占有面积，提供能朝两轴四方向进行光偏转的高集成化的光偏转阵列。在本专利技术中，向在衬底上构成的另一处于对角位置的两个电极提供的半导体装置的两互补的输出电位，是根据决定光偏转轴方向的信息的电位，向与板状部件电连接的电极提供的另一半导体存储装置的一输出电位，是根据决定光偏转方向的信息的电位，所述光偏转方向是板状部件在任意光偏转轴的倾斜方向。由此，可以输入2位信息信号，控制朝四方向的光偏转，减少光偏转数据量，因此，能够降低向该光偏转阵列芯片传送数据的速度，能使用价格便宜的控制芯片。本专利技术的光偏转装置包括衬底，若干限制部件，支点部件，板状本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光偏转装置，包括：衬底；若干限制部件，分别设置在所述衬底的若干端部，每个限制部件的上部分别设有阻挡部；支点部件，设置在所述衬底上面，具有顶部作为电极，能确立电位；板状部件，包括不固定的端部，设置在其上面的 光反射区域，与支点部件电连接的导电体层，该板状部件可动地配置在所述衬底，支点部件，阻挡部之间的空间内；若干电极，分别与所述板状部件的导电体层大致对向地设置在衬底上；其中，当所述若干电极中的至少一部分电极的电位固定，所述支点部 件的电位被切换时，所述板状部件以所述支点部件为中心，因静电引力倾斜变位，沿着第一方向入射到所述光反射区域的光被偏转，沿着不同于第一方向的第二方向反射。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：加藤静一，南条健，大高刚一，
申请(专利权)人：株式会社理光，
类型：发明
国别省市：JP[日本]