JPH1031226A - 空間光変調素子と投写装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、光電変換の効率を低下させること
なく、強い入射光に対しても高い遮光度を有する空間光
変調素子と該空間光変調素子を用いた投写装置を提供す
ることを目的とする。 【解決手段】 本発明の投写装置は、読み出し側透明電
極(2a)を有する読み出し側ガラス基板(1a)と、印加電圧
に応じて入射光を変調する光変調層(6)と、複数の電極
からなり光変調層(6)に電圧を印加するとともに読み出
し側ガラス基板(1a)と読み出し側透明電極(2a)と光変調
層(6)とが透過した光を反射する反射電極(5)と、複数の
孔を有する遮光層(4)と、複数の電極からなり遮光層(4)
に設けられた孔を通して反射電極(5)の各電極と電気的
に接続される駆動電極(8)と、入力画像の各画素の明る
さに応じた電圧を駆動電極(8)の各電極に印加する電圧
印加手段（1b,2b,3）とを具備する空間光変調素子(100)
を用いて構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＣＲＴ等に表示さ
れる画像を大画面表示する投写装置において用られる空
間光変調素子と該空間光変調素子を用いる投写装置とに
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、ＣＲＴ等に表示される画像を拡大
投影する画像表示装置が注目されている。その理由とし
て、従来の直視型ＣＲＴに関しては大型化が困難である
こと、ＣＲＴや薄膜トランジスタ駆動の液晶パネル等の
液晶表示装置を用いた投写装置に関しては、明るくする
と解像度が劣化すること等の欠点が挙げられる。これら
の欠点を解決する手段として、光導電層と光変調層とを
具備する空間光変調素子を利用した投写装置の開発が行
われている。この技術は、特開平７−８４２８２号や米
国特許公報４９１３５３１号等に記載される。以下、図
面を用いて従来の技術について説明する。

【０００３】図９は、従来の空間光変調素子の一部分の
斜視図である。図９に示すように、ガラス基板９１ｂ上
には透明電極９２ｂが形成され、その上に格子状にエッ
チングされたアモルファスシリコン光導電層９３が形成
される。以下、アモルファスシリコンをａ−Ｓｉと略記
する。エッチングにより形成された格子状の溝には遮光
材が充填され、格子状の溝以外の四角形の部分にはそれ
ぞれ、分割された電極からなる反射電極９５が形成され
る。ガラス基板９１ａ上には透明電極９２ａが形成され
る。

【０００４】透明電極９２ｂとａ−Ｓｉ光導電層９３と
遮光層９４と反射電極９５とが設けられたガラス基板９
１ａと、透明電極９２ａが設けられたガラス基板９１ｂ
とが、透明電極９２ａと反射電極９５と間にビーズ９７
を用いて均一な間隙を設け、その間隙に光変調層である
液晶層９６を挟持することにより、空間光変調素子９０
が構成される。

【０００５】このように構成される空間光変調素子９０
において、ａ−Ｓｉ光導電層９３は、光電変換によっ
て、ガラス基板９１ｂ側を通して投影される入力画像の
各画素の明るさに応じた電圧を発生する。反射電極９５
は、ａ−Ｓｉ光導電層９３で発生した電圧を液晶層９６
に印加する。ガラス基板９１ａ側からの強い入射光は、
液晶層９６において反射電極９５による印加電圧に応じ
て変調され、反射電極９５によって反射される。遮光層
９４は、ガラス基板９１ａ側からの強い入射光が、反射
電極９５の電極と電極との間隙からａ−Ｓｉ光導電層９
３側に漏れ込むことを防ぐために設けられる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の構造におい
て、ガラス基板９１ａからの強い入射光が遮光層９４を
通してａ−Ｓｉ光導電層９３側に漏れ込むことを防止す
るためには、ａ−Ｓｉ光導電層９３上に形成される格子
状の溝を深く広くして遮光材を多量に充填しなければな
らない。しかしながら、このような方法では、ａ−Ｓｉ
光導電層９３の容積が減少し、光電変換の効率が低下す
るという問題が生じる。本発明は、光電変換の効率を低
下させることなく、強い入射光に対しても高い遮光度を
有する空間光変調素子を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、第１の発明に係る空間光変調素子は、読み出し側透
明電極を有する読み出し側ガラス基板と、印加電圧に応
じて入射光を変調する光変調層と、複数の電極からなり
前記光変調層に電圧を印加するとともに前記読み出し側
ガラス基板と前記読み出し側透明電極と前記光変調層と
が透過した光を反射する反射電極と、複数の孔を有する
遮光層と、複数の電極からなり前記遮光層に設けられた
孔を通して前記反射電極の各電極と電気的に接続される
駆動電極と、入力画像の各画素の明るさに応じた電圧を
前記駆動電極の各電極に印加する電圧印加手段とを具備
することを特徴とする。上記発明により、遮光層が反射
電極の内側一面に設けられる遮光度の高い空間光変調素
子を提供することができる。

【０００８】第２の発明に係る空間光変調素子は、第１
の発明の構成において、前記電圧印加手段は、書き込み
側透明電極を有する書き込み側ガラス基板と、前記書き
込み側透明電極上に設けられ、前記書き込み側ガラス基
板と前記書き込み側透明電極とを通して投影される入力
画像の各画素の明るさに応じた電荷を発生し、前記駆動
電極の各電極に印加する電圧を変化する光導電層とを具
備することを特徴とする。上記発明により、遮光層が反
射電極の内側一面に設けられる遮光度の高い光書き込み
型の空間光変調素子を提供することができる。

【０００９】第３の発明に係る空間光変調素子は、第２
の発明の構成において、前記反射電極の各電極は、前記
反射電極の間隙パターンの中心と前記駆動電極の間隙パ
ターンの中心とが重なる位置から所定方向に所定距離以
上平行移動させた位置に設けられることを特徴とする。
上記発明により、光書き込み型の空間光変調素子の遮光
度をさらに高めることができる。

【００１０】第４の発明に係る空間光変調素子は、第１
の発明の構成において、前記電圧印加手段は、マトリク
ス状に形成された複数のアクティブ素子を具備し、電気
信号として入力される前記入力画像の各画素の明るさに
応じた電圧を保持し前記駆動電極の各電極に印加する電
圧記憶回路であることを特徴とする。上記発明により、
遮光度の高い電気書き込み型の空間光変調素子を提供す
ることができる。

【００１１】第５の発明に係る空間光変調素子は、第４
の発明の構成において、前記アクティブ素子は、薄膜ト
ランジスタであることを特徴とする。上記発明により、
薄膜トランジスタを用いた電気書き込み型の空間光変調
素子を提供することができる。

【００１２】第６の発明に係る空間光変調素子は、第４
の発明の構成において、前記アクティブ素子は、ＭＯＳ
トランジスタであることを特徴とする。上記発明によ
り、ＭＯＳトランジスタを用いた電気書き込み型の空間
光変調素子を提供することができる。

【００１３】第７の発明に係る空間光変調素子は、第４
の発明の構成において、前記電圧記憶回路は、ＲＡＭで
あることを特徴とする。上記発明により、ＲＡＭを用い
た電気書き込み型の空間光変調素子を提供することがで
きる。

【００１４】第８の発明に係る空間光変調素子は、第１
から第７の発明の構成において、前記光変調層と接する
前記反射電極の表面と前記光変調層と接する前記遮光層
の表面とに誘電体多層膜を形成することを特徴とする。
上記発明により、遮光層へ漏れ込む光を低減することが
できる。

【００１５】第９の発明に係る空間光変調素子は、第１
から第８の発明の構成において、前記遮光層は、カーボ
ン、顔料、無機物の単独または混合物を主成分として含
有する樹脂からなることを特徴とする。上記発明によ
り、遮光度の高い遮光層を実現することができる。

【００１６】第１０の発明に係る空間光変調素子は、第
１から第９の発明の構成において、前記光変調層は、液
晶層であることを特徴とする。上記発明により、液晶を
用いた遮光度の高い空間光変調素子を提供することがで
きる。

【００１７】第１１の発明に係る投写装置は、スクリー
ンと、入力画像を供給する画像供給手段と、前記入力画
像の各画素の明るさに応じて読み出し側への入射光を変
調し反射する空間光変調素子と、前記入射光を発する光
源と、前記入射光を反射して前記空間光変調素子の読み
出し側に照射するとともに、前記空間光変調素子からの
反射光のうち所定の偏光成分だけを透過する偏光ビーム
スプリッタと、前記偏光ビームスプリッタが透過した光
を集光し前記スクリーンに投影する投写レンズとから構
成される投写装置であって、前記空間光変調素子は、読
み出し側透明電極を有する読み出し側ガラス基板と、印
加電圧に応じて入射光を変調する光変調層と、複数の電
極からなり前記光変調層に電圧を印加するとともに前記
読み出し側ガラス基板と前記読み出し側透明電極と前記
光変調層とが透過した光を反射する反射電極と、複数の
孔を有する遮光層と、複数の電極からなり前記遮光層に
設けられた孔を通して前記反射電極の各電極と電気的に
接続される駆動電極と、入力画像の各画素の明るさに応
じた電圧を前記駆動電極の各電極に印加する電圧印加手
段とを具備することを特徴とする。上記発明により、明
るく高画質の投写装置を提供することができる。

【００１８】第１２の発明に係る空間光変調素子は、第
１１の発明の構成において、前記画像供給手段は、前記
入力画像を表示するＣＲＴと、前記入力画像を集光する
レンズとを具備し、光書き込みを行う前記空間光変調素
子上に前記入力画像を投影することを特徴とする。上記
発明により、光書き込み型の空間光変調素子を用いた、
明るく高画質の投写装置を提供することができる。

【００１９】第１３の発明に係る空間光変調素子は、第
１１の発明の構成において、前記画像供給手段は、前記
入力画像を電気信号として出力する映像信号源であり、
前記映像信号源の出力信号を電気書き込みを行う空間光
変調素子に入力することを特徴とする。上記発明によ
り、電気書き込み型の空間光変調素子を用いた、明るく
高画質の投写装置を提供することができる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照しながら説明する。 （実施の形態１）図１は、本発明の第１の実施の形態に
おける空間光変調素子１００の一部分の断面図である。

【００２１】図１に示すように、ガラス基板１ａとガラ
ス基板１ｂとには、それぞれ透明電極２ａと透明電極２
ｂとが形成される。ａ−Ｓｉ光導電層３は透明電極２ｂ
上に形成される。駆動電極８はａ−Ｓｉ光導電層３上に
形成された複数の電極からなる。遮光層４は駆動電極８
上に形成される。反射電極５は遮光層４上に形成された
複数の電極からなる。

【００２２】透明電極２ｂとａ−Ｓｉ光導電層３と駆動
電極８と遮光層４と反射電極５とが設けられたガラス基
板１ａと、透明電極２ａが設けられたガラス基板１ｂと
は、透明電極２ａと反射電極５と間に、ビーズ７を用い
て均一な間隙を設け、その間隙に光変調層である液晶層
６を挟持することにより、空間光変調素子１００が構成
される。

【００２３】図２は、空間光変調素子１００の一部分
を、ガラス基板１ａと透明電極２ａと液晶層６とビーズ
７とから構成される層と、遮光層４と、ガラス基板１ｂ
と透明電極２ｂとａ−Ｓｉ光導電層３と駆動電極８とか
ら構成される層に分離した状態を示す斜視図である。

【００２４】図２において、ａ−Ｓｉ光導電層３は、遮
光層４側の表面に多角形の網目状（本実施の形態では正
方形の格子状）の溝を有する。駆動電極８の各電極は、
ａ−Ｓｉ光導電層３の格子状の溝以外の部分の上に設け
られた正方形の電極である。反射電極５は、図２におい
ては液晶層６の裏側に位置し、駆動電極８の電極と同じ
大きさの正方形の電極からなり、同じ幅の電極間の間隙
を有する。遮光層４は、反射電極５と駆動電極８との間
に一面に形成され、マトリクス状に配置される複数のコ
ンタクトホール９を有する。反射電極５の１つの電極と
駆動電極８の１つの電極とは、コンタクトホール９を通
して電気的に接続されている。

【００２５】ここで、図２に示すような互いに直交する
ｘ、ｙ、ｚの３つの座標軸を定義し、以下の説明におい
て、反射電極５や駆動電極８の電極間の間隙に関するｘ
ｙ平面上の構造を、反射電極５や駆動電極８の間隙パタ
ーンと呼ぶ。本実施の形態においては、反射電極５は駆
動電極８と同じ間隙パターンを有する。

【００２６】ここで、図３（ａ）から図３（ｇ）までを
参照しながら、本発明における空間光変調素子１００が
形成されるまでの製造プロセスを説明する。図３（ａ）
に示すように、ＩＴＯ（薄膜酸化インジウム）である透
明電極２ｂが形成されたガラス基板１ｂ上に、プラズマ
ＣＶＤによって厚さ２μｍのａ-Ｓｉ光導電層３が形成
される。このａ-Ｓｉ光導電層３は、透明電極２ｂ側か
ら順にｐ、ｉ、ｎの３層からなるｐｉｎ構造を有する。
このｐｉｎ構造において、ｎ層はｉ層より低抵抗であり
ｉ層はｐ層より低抵抗である。

【００２７】図３（ｂ）に示すように、ａ-Ｓｉ光導電
層３上にスパッタ法により形成された厚さ５０００オン
グストロームのクロム膜を、フォトリソグラフィのパタ
ーニングを用いて分割することにより、駆動電極８が形
成される。この駆動電極８は４０μｍピッチで形成され
る複数の正方形の電極からなり、隣り合う２つの電極の
間隙は５μｍである。図３（ｃ）に示すように、駆動電
極８の間隙パターンを利用したアクティブイオンエッチ
ングによりａ-Ｓｉ光導電層３のｐ層、ｉ層、ｎ層の内
最も低抵抗なｎ層を除去する。これによって、駆動電極
８の隣り合う２つの電極を電気的に絶縁させることがで
きる。

【００２８】図３（ｄ）に示すように、遮光層４が駆動
電極８上に形成される。遮光層４に用いる材料の一例と
しては、カーボンまたは顔料を分散させた紫外線硬化タ
イプのアクリル系樹脂がある。このような材料をスピン
ナーを用いたスピンコートにより塗布した後、紫外線重
合によって厚さ５μｍの遮光層４が形成される。ａ-Ｓ
ｉ光導電層３上の格子状の溝の幅と深さとが遮光層４の
厚さに比べて無視できる値であれば、遮光層４の表面は
平坦となる。尚、遮光層４に用いる材料は、紫外線硬化
材料でなく、熱硬化タイプのアクリル系樹脂やエポキシ
系樹脂でもよい。

【００２９】図３（ｅ）に示すように、さらに遮光層４
の表面においてフォトリソグラフィのパターニングによ
り、遮光層４の表面から駆動電極８の各電極に達するコ
ンタクトホール９が形成される。

【００３０】図３（ｆ）に示すように、コンタクトホー
ル９が設けられた遮光層４上にスパッタ法により形成さ
れた厚さ１０００オングストロームのアルミニウム膜
は、フォトリソグラフィのパターニングによって分割さ
れ、反射電極５を構成する。この反射電極５は駆動電極
８と同様に、４０μｍピッチで形成される複数の正方形
の電極からなり、隣り合う２つの電極の間隙は５μｍで
ある。また、反射電極５の各電極は、遮光層４に設けら
れたコンタクトホール９を通して、相対する駆動電極８
の電極と電気的に接続される。反射電極５には、配向膜
が塗布された後、ラビングローラを用いて配向処理が施
される。

【００３１】一方、ガラス基板１ａ上にはＩＴＯである
透明電極２ａが形成され、透明電極２ａ上には、反射電
極５と同様に配向処理が施される。図３（ｇ）に示すよ
うに、透明電極２ａと反射電極５との間にビーズ７を用
いて均一な間隙を設け、その間隙に液晶を封入して液晶
層６が形成される。本実施の形態においては、ビーズ７
により１μｍの間隙が設けられ、液晶層６に封入される
液晶として強誘電性液晶が使用される。

【００３２】以下、本実施の形態における空間光変調素
子１００の動作を説明する。図示されないＣＲＴ等に表
示される入力画像は、ガラス基板１ｂと透明電極２ｂと
を通してａ−Ｓｉ光導電層３上に投影され、ａ−Ｓｉ光
導電層３は、光電変換により入力画像の各画素の明るさ
に応じた電圧を発生する。駆動電極８の各電極は、ａ−
Ｓｉ光導電層３で発生した電圧を遮光層４のコンタクト
ホール９を通して反射電極５の各電極に印加する。つま
り、反射電極５の各電極は、ａ−Ｓｉ光導電層３上に投
影された入力画像の各画素の明るさに応じた電圧を液晶
層６に印加する。

【００３３】一方、ガラス基板１ａ側からは強い入射光
が照射され、その入射光はガラス基板１ａと透明電極２
ａとを通して液晶層６に達する。液晶層６内の液晶は、
印加された電圧に応じてその配向が変化するため、その
配向に応じて入射光を変調する。反射電極５は、液晶層
６において変調された入射光を反射する。従って、空間
光変調素子１００は、ガラス基板１ａ側からの強い入射
光を、ガラス基板１ｂ側からａ−Ｓｉ光導電層３上に投
影された画像の各画素の明るさに応じて変調し反射す
る。遮光層４は、ガラス基板１ａ側からの強い入射光が
ａ−Ｓｉ光導電層３に漏れ込むことによるａ−Ｓｉ光導
電層３の誤動作を防ぐために設けられる。

【００３４】また、本実施の形態においては、反射電極
５と駆動電極８との２つの間隙パターンのｘｙ平面上の
位置関係により遮光度を高める工夫がなされている。こ
の間隙パターンの位置関係を工夫すれば、反射電極５の
電極間の間隙から遮光層４へ漏れ込む入射光が、光を通
さない駆動電極８によって遮られ、ａ−Ｓｉ光導電層３
へ漏れ込むことを防ぐことができる。

【００３５】ここで、反射電極５の形状と駆動電極８の
形状とが同じ場合における、間隙パターンの位置関係と
遮光度との関係について、図面を用いて説明する。図４
は、２つの間隙パターンを反射電極５側からｚ軸に沿っ
て見た図であり、２つの間隙パターンが完全に重なる状
態から、反射電極５の間隙パターンを駆動電極８の間隙
パターンに対して平行移動させた状態を表している。図
４において、反射電極５の電極と駆動電極８の電極と
は、いずれも４０μｍピッチで形成され、隣り合う２つ
の電極の間隙は５μｍである。

【００３６】従って、ｘ、ｙ軸のいずれの方向にも５μ
ｍ以上平行移動させた状態、すなわち、反射電極５を図
４に示される矢印方向に約７μｍ移動させた状態におい
て、２つの間隙パターンの重なり合う部分の面積が最小
となる。以下、２つの間隙パターンの重なり合う部分を
間隙重複部分と呼ぶ。

【００３７】図５は、図４に示される矢印方向に反射電
極５を平行移動させた場合の、その移動距離と漏れ込む
光の強度との関係を表したグラフである。図５において
は、間隙重複部分の面積が最大の状態においてａ−Ｓｉ
光導電層３へ漏れ込む光の強度を１としている。

【００３８】図５に示すように、反射電極５を１０μｍ
移動させた時、すなわちｘ軸、ｙ軸方向とも約７μｍ移
動させた時、漏れ込む光の強度は１３％となり、それ以
上移動させてもその低下の割合は小さい。すなわち、間
隙重複部分が最大である状態から、反射電極５を少くと
も電極間の間隙の幅の１．５倍移動させれば、良好な遮
光度を得ることができる。

【００３９】本実施の形態によれば、反射電極５の内側
ほぼ一面に遮光層４を形成するため、遮光材の充填量を
多くしても、ａ-Ｓｉ光導電層３による光電変換の効率
を低下させることがない。また、２つの間隙パターンの
重なりを工夫することにより、反射電極５の電極間の間
隙を通り遮光層４が透過する入射光が、駆動電極８によ
って遮られ、ａ-Ｓｉ光導電層３において行われる光電
変換への影響を軽減することができる。

【００４０】尚、本実施の形態において、反射電極５と
液晶層６との間に誘電体多層膜１０を設けることも、遮
光度を高めるために有効な手段である。図６は、反射電
極５と液晶層６との間に誘電体多層膜１０を有する空間
光変調素子１０１の一部の断面図である。誘電体多層膜
１０は、ＴｉＯ2とＳｉＯ2とを幾重にも積層した構造を
有し、垂直方向、すなわちｚ軸方向の入射光に対して良
好な反射率を有している。従って、この誘電体多層膜１
０によって、間隙重複部分への垂直方向の入射光を反射
することにより、さらに遮光度を高めることができる。

【００４１】また、本実施の形態においては、反射電極
５の電極と駆動電極８の電極とは、正方形の形状とした
が、他の多面体、例えば六角形の形状としても同様の効
果が得られ、本実施の形態に留まるものではない。さら
に、反射電極５と駆動電極８との間隙の幅が異なってい
ても、反射電極５と駆動電極８とが同じピッチで形成さ
れ、反射電極５の各電極間の間隙の中心線と駆動電極８
の各電極間の間隙の中心線とが重なる位置から、反射電
極５を同様の方向に同様の距離移動させた位置に設けれ
ば、同様の効果が得られる。

【００４２】以下の説明において、駆動電極の各電極に
対して入力画像の各画素の明るさに応じた電圧を印加す
ることを、空間光変調素子への画像の書き込みと呼び、
入力画像の各画素の明るさに応じて入射光を変調を反射
して変調された反射光を得ることを、空間光変調素子か
らの画像の読み出しと呼ぶ。それに伴って、ガラス基板
１ａ側を読み出し側、ガラス基板１ｂ側を書き込み側と
呼ぶ。

【００４３】本実施の形態においては、ガラス基板１ｂ
と透明電極２ｂとａ−Ｓｉ光導電層３とが、入力画像の
各画素の明るさに応じた電圧を駆動電極８の各電極に印
加する電圧印加手段を構成し、光電変換による光書き込
みを行っている。

【００４４】（実施の形態２）以下、本発明の第２の実
施の形態を図６を用いて説明する。図７は、本発明の第
２の実施の形態における空間光変調素子１０２の一部分
の断面図である。図７において、図１、図２と同じ働き
をする部分には同じ符号を付し説明を省略する。

【００４５】図７に示すように、アクティブ素子３１
は、シリコン基板１１上にマトリクス状に配置される複
数のＴＦＴ（薄膜トランジスタ）から構成される。駆動
電極８１は、シリコン基板１１上に形成される複数の電
極からなり、遮光層４１のコンタクトホール９１を通し
てアクティブ素子３１の各ＴＦＴと反射電極５の各電極
とを電気的に接続する。

【００４６】本実施の形態においては、電圧印加手段と
して、シリコン基板１１とアクティブ素子３１とを有
し、入力画像に応じた電圧を駆動電極８の各電極に印加
する電圧記憶回路が構成され、光書き込みを行う第１の
実施の形態とは異なり、電気信号による電気書き込みを
行う。

【００４７】以下、本実施の形態における空間光変調素
子１０２の動作を説明する。アクティブ素子３１は、外
部から入力画像の各画素の明るさに応じた電圧を電気信
号として入力し各ＴＦＴにおいて蓄積する。駆動電極８
１の各電極は、アクティブ素子３１の各ＴＦＴに蓄積さ
れた電圧を遮光層４１のコンタクトホール９１を通して
反射電極５の各電極に印加する。つまり、反射電極５の
各電極は、入力画像の各画素の明るさに応じた電圧を液
晶層６に印加する。

【００４８】一方、ガラス基板１ａ側からは強い入射光
が照射され、その入射光はガラス基板１ａと透明電極２
ａとを通して液晶層６に達する。液晶層６内の液晶は、
印加された電圧に応じてその配向が変化するため、その
配向に応じて入射光を変調する。反射電極５は、液晶層
６において変調された入射光を反射する。従って、空間
光変調素子１０２は、ガラス基板１ａ側からの強い入射
光を、入力画像の各画素の明るさに応じて変調し反射す
る。本実施の形態においては、遮光層４１が反射電極５
の下でシリコン基板上のＴＦＴを覆うように設けられ、
ガラス基板１ａ側からの強い入射光が漏れ込むことによ
るＴＦＴの誤動作を防いでいる。

【００４９】尚、本実施の形態においても、図６に示さ
れる形態と同様、液晶層６と反射電極５との間に誘電体
多層膜１０を設けることにより、第１の実施の形態の場
合と同様にさらに遮光度を高めることができる。

【００５０】また、ＴＦＴの代わりのアクティブ素子と
して、ＭＯＳトランジスタを用いる場合や、電圧記憶回
路としてランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）を用いる場
合ても、同様の効果を得ることができる。 （実施の形態３）図８は、本発明の空間光変調素子１０
０を応用した投写装置のブロック図である。図８に示す
ように、本発明の投写装置は、空間光変調素子１００
と、ＣＲＴ５０と、書き込みレンズ５１と、光源５２
と、偏光ビームスプリッタ５３と、投写レンズ５４と、
スクリーン５５と、プリ偏光子５６とから構成される。

【００５１】以下、本発明の投写装置の動作を図８を参
照しながら説明する。ＣＲＴ５０に表示された画像は、
書き込みレンズ５１によって集光され、空間光変調素子
１００のガラス基板１ｂと透明電極２ｂとを通して、ガ
ラス基板２ｂ側のａ−Ｓｉ光導電層３上に投影される。

【００５２】プリ偏光子５６は、光源５２からの光をｐ
波とｓ波に分離し、ｐ波成分のみを透過する。偏光ビー
ムスプリッタ５３は、照射された光のｐ波成分のみ反射
し、ｓ波成分は透過するため、プリ偏光子５６からのｐ
波成分のみの光を反射し入射光として空間光変調素子１
００のガラス基板１ａ側に照射する。ｐ波成分のみから
なる入射光は、液晶層６において反射電極５による印加
電圧に応じてｓ波に変調された後、反射電極５によって
反射される。従って、空間光変調素子１００が反射する
反射光には、ＣＲＴ５０からの画像の各画素の明るさに
応じたｓ波成分が含まれる。

【００５３】この反射光の内、空間光変調素子１００に
よって生じたｓ波成分は、偏光ビームスプリッタ５３を
透過し、投写レンズ５４によって集光され、スクリーン
５５上に投影される。上記のように、本発明の投射装置
は、ＣＲＴ５０が表示する画像をスクリーン５５上に拡
大投影することができる。

【００５４】尚、本実施の形態において、空間光変調素
子１００の代わりに空間光変調素子１０１を用いても同
様の効果が得られる。また、光書き込み型の空間光変調
素子１００の代わりに電気書き込み型の空間光変調素子
１０２を用い、ＣＲＴ５０と書き込みレンズ５１との代
わりに、入力画像を電気信号として出力する映像信号源
を設け、映像信号源の出力信号を空間光変調素子１０２
に入力する形態としても同様の効果が得られる。

【００５５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の第１の実
施の形態に係る空間光変調素子は、反射電極の内側一面
に遮光層を形成し、２つの間隙パターンの重なりを工夫
することにより、光電変換の効率を低下させることな
く、強い入射光に対しても高い遮光度を得ることができ
る。また、本発明の第２の実施の形態に係る空間光変調
素子は、反射電極の内側一面に遮光層を形成し、電圧記
憶回路に強い入射光が漏れ込むことを防ぐことにより、
強い入射光に対しても高い遮光度を得ることができる。
さらに、本発明の投写装置は、第１または第２の実施の
形態に係る空間光変調素子を用いることにより、強い入
射光を用いて明るく高画質の画像を拡大投影することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１の実施の形態による空間光変調
素子の断面図

【図２】 本発明の第１の実施の形態による空間光変調
素子の構造を示す斜視図

【図３】 本発明の第１の実施の形態による空間光変調
素子の製造プロセスの説明図

【図４】 反射電極５と駆動電極８との間隙パターンの
重なりを図示した説明図

【図５】 反射電極５の間隙パターンの移動距離と遮光
度の関係を示すグラフ

【図６】 本発明の第１の実施の形態において誘電体多
層膜１０を設けた構造を示す断面図

【図７】 本発明の第２の実施の形態による空間光変調
素子の断面図

【図８】 本発明の投写装置のブロック図

【図９】 従来の空間光変調素子の構造を示す斜視図

【符号の説明】

１ａ…ガラス基板、 １ｂ…ガラス基板、 ２ａ…透明
電極、 ２ｂ…透明電極、 ３…ａ−Ｓｉ光導電層、
４…遮光層、 ５…反射電極、 ６…液晶層、７…ビー
ズ、 ８…駆動電極、 ９…コンタクトホール、 １０
…誘電体多層膜、 １１…シリコン基板、 ３１…Ｔ
ＦＴ、 ４１…遮光層、 ５０…ＣＲＴ、 ５１…書き
込みレンズ、 ５２…光源、 ５３…偏光ビームスプリ
ッタ、５４…投写レンズ、 ５５…スクリーン、 ５６
…プリ偏光子、 ８１…駆動電極、 ９０…空間光変調
素子、 ９１ａ…ガラス基板、 ９１ｂ…ガラス基板、
９２ａ…透明電極、 ９２ｂ…透明電極、 ９３…ａ
−Ｓｉ光導電層、 ９４…遮光層、 ９５…反射電極、
９６…液晶層、 ９７…ビーズ、 １００…空間光変
調素子、 １０１…空間光変調素子、 １０２…空間光
変調素子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藏富 靖規 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 滝本 昭雄 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 秋山 浩二 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 水口 信一 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 読み出し側透明電極を有する読み出し側
   ガラス基板と、印加電圧に応じて入射光を変調する光変
   調層と、複数の電極からなり前記光変調層に電圧を印加
   するとともに前記読み出し側ガラス基板と前記読み出し
   側透明電極と前記光変調層とが透過した光を反射する反
   射電極と、複数の孔を有する遮光層と、複数の電極から
   なり前記遮光層に設けられた孔を通して前記反射電極の
   各電極と電気的に接続される駆動電極と、入力画像の各
   画素の明るさに応じた電圧を前記駆動電極の各電極に印
   加する電圧印加手段とを具備することを特徴とする空間
   光変調素子。
2. 【請求項２】 前記電圧印加手段は、書き込み側透明電
   極を有する書き込み側ガラス基板と、前記書き込み側透
   明電極上に設けられ、前記書き込み側ガラス基板と前記
   書き込み側透明電極とを通して投影される入力画像の各
   画素の明るさに応じた電圧を発生し前記駆動電極の各電
   極に印加する光導電層とを具備することを特徴とする請
   求項１記載の空間光変調素子。
3. 【請求項３】 前記反射電極の電極は、前記反射電極の
   各電極間の間隙の中心線と前記駆動電極の各電極間の中
   心線とが重なる位置から所定方向に所定距離以上平行移
   動させた位置に設けられることを特徴とする請求項２記
   載の空間光変調素子。
4. 【請求項４】 前記電圧印加手段は、マトリクス状に形
   成された複数のアクティブ素子を具備し、電気信号とし
   て入力される前記入力画像の各画素の明るさに応じた電
   圧を保持し前記駆動電極の各電極に印加する電圧記憶回
   路であることを特徴とする請求項１記載の空間光変調素
   子。
5. 【請求項５】 前記アクティブ素子は、薄膜トランジス
   タであることを特徴とする請求項４記載の空間光変調素
   子。
6. 【請求項６】 前記アクティブ素子は、ＭＯＳトランジ
   スタであることを特徴とする請求項４記載の空間光変調
   素子。
7. 【請求項７】 前記電圧記憶回路は、ＲＡＭであること
   を特徴とする請求項４記載の空間光変調素子。
8. 【請求項８】 前記光変調層と接する前記反射電極の表
   面と前記光変調層と接する前記遮光層の表面とに誘電体
   多層膜を形成することを特徴とする請求項１から７のい
   ずれか記載の空間光変調素子。
9. 【請求項９】 前記遮光層は、カーボン、顔料、無機物
   の単独または混合物を主成分として含有する樹脂からな
   ることを特徴とする請求項１から８のいずれか記載の空
   間光変調素子。
10. 【請求項１０】 前記光変調層は、液晶層であることを
    特徴とする請求項１から９のいずれか記載の空間光変調
    素子。
11. 【請求項１１】 スクリーンと、入力画像を供給する画
    像供給手段と、前記入力画像の各画素の明るさに応じて
    読み出し側への入射光を変調し反射する空間光変調素子
    と、前記入射光を発する光源と、前記入射光を反射して
    前記空間光変調素子の読み出し側に照射するとともに、
    前記空間光変調素子からの反射光のうち所定の偏光成分
    だけを透過する偏光ビームスプリッタと、前記偏光ビー
    ムスプリッタが透過した光を集光し前記スクリーンに投
    影する投写レンズとから構成される投写装置であって、 前記空間光変調素子は、読み出し側透明電極を有する読
    み出し側ガラス基板と、印加電圧に応じて入射光を変調
    する光変調層と、複数の電極からなり前記光変調層に電
    圧を印加するとともに前記読み出し側ガラス基板と前記
    読み出し側透明電極と前記光変調層とが透過した光を反
    射する反射電極と、複数の孔を有する遮光層と、複数の
    電極からなり前記遮光層に設けられた孔を通して前記反
    射電極の各電極と電気的に接続される駆動電極と、入力
    画像の各画素の明るさに応じた電圧を前記駆動電極の各
    電極に印加する電圧印加手段とを具備することを特徴と
    する投写装置。
12. 【請求項１２】 前記画像供給手段は、前記入力画像を
    表示するＣＲＴと、前記入力画像を集光するレンズとを
    具備し、光書き込みを行う前記空間光変調素子上に前記
    入力画像を投影することを特徴とする請求項１１記載の
    投写装置。
13. 【請求項１３】 前記画像供給手段は、前記入力画像を
    電気信号として出力する映像信号源であり、前記映像信
    号源の出力信号を電気書き込みを行う空間光変調素子に
    入力することを特徴とする請求項１１記載の投写装置。