CN1763581A

CN1763581A - 光偏转装置，光偏转阵列，光学系统及图像投影显示装置

Info

Publication number: CN1763581A
Application number: CN200510116120.9A
Authority: CN
Inventors: 加藤静一; 南条健; 大高刚一
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2004-10-21
Filing date: 2005-10-21
Publication date: 2006-04-26
Anticipated expiration: 2025-10-21
Also published as: US7349145B2; JP4688131B2; US20060103912A1; CN100394245C; JP2006119361A

Abstract

本发明涉及光偏转装置，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。

Description

光偏转装置，光偏转阵列，光学系统及图像投影显示装置

技术领域

本发明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。

背景技术

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，本发明人在日本特开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。

发明内容

在本发明的光偏转装置中，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。

本发明就是为解决上述先有技术所存在的问题而提出来的，本发明的目的在于，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，本发明提出以下方案：

在本发明的光偏转装置中，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。

在本发明中，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。

在本发明中，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。

本发明的光偏转装置包括：衬底，若干限制部件，支点部件，板状部件，以及若干电极。所述若干限制部件分别设置在衬底的若干端部，每个限制部件的上部分别设有阻挡部，所述板状部件具有光反射区域，没有固定端，至少一部分具有导电体层，该导电体层由具有导电性部件构成，所述板状部件可动地设置在所述衬底，支点部件以及所述阻挡部之间的空间内，所述若干电极分别设置在衬底上，与板状部件的导电体层大致对向，通过静电引力使得所述板状部件以支点部件为中心倾斜变位，入射到光反射区域的光束改变反射方向，进行光偏转。因此，能容易且稳定地控制反射镜的偏转角，能高速响应，减少长期间使用引起的劣化，能用低电压驱动，提高反射光的ON/OFF比，用低成本实现微细化，集成化的两轴三维的光偏转。

在本发明中，两半导体存储装置由静态随机存取存储器构成，因此，能不受光偏转动作保持时间的影响，保持电位，能实现稳定的光偏转动作。

在本发明中，将所述光偏转装置按一维或二维阵列状配置，能实现高集成化，提供能朝两轴四方向进行光偏转的光偏转阵列。

在本发明的光偏转阵列中，与各光偏转装置连接的两根外部电位供给线，分别对构成光偏转阵列的所有光偏转装置或一部分光偏转装置进行电气配线，能实现高集成化，减少外部电位供给线，即外部控制信号线的数量，容易控制，能朝两轴四方向进行光偏转。

在本发明的光学系统中，设有所述光偏转阵列，对该光偏转阵列照明的光源，以及投影透镜，根据色信息，对从所述光偏转阵列射出的反射光进行投影，能提供具有高分辨率的光学系统。

在本发明的光学系统中，设有控制芯片，该控制芯片将色信息变换成用于决定光偏转轴方向的第一信息，以及用于决定光偏转方向的第二信息，所述光偏转方向是指在任意光偏转轴方向板状部件的倾斜方向，控制芯片将所述第一信息，第二信息分别输入所述第一半导体存储装置，第二半导体存储装置，因此，能使各光偏转装置分别朝两轴四方向进行光偏转，具有高集成化，高分辨率。

在本发明的光学系统中，从三个不同方向射出的红，绿，蓝三原色入射光分别入射至构成光偏转阵列的各光偏转装置，根据色信息，所述三方向的入射光被反射，在任意时间被导向投影透镜，因此，只需使用一个光偏转阵列，价格低，由于不使用色轮，噪音小，容易控制，体积小，能得到高分辨率。

在本发明的光学系统中，所述光偏转阵列的被导向投影透镜的反射光方向与所述光偏转阵列面垂直，因此，将反射光导入投影透镜前，不需要设置场透镜等装置，能得到更小型的具有高分辨率的光学系统。

在本发明的光学系统中，所述至少一个光源是发光二极管阵列光源，因此，能使用发热少，体积小，消耗电力少的光源，且不需要冷却用风扇，能得到更小型的具有高分辨率的光学系统。

本发明的图像投影显示装置包括投影屏及本发明的光学系统，将图像投射到所述投影屏上，因此，能提供小型，构造简单，高精细即高分辨率的图像投影显示装置。

按照本发明，包括与设有反射区域的板状部件导电体层电连接的电极，以及与所述板状部件对向设置的若干电极，将所述若干电极分成两群，分别施以任意电位固定，对与板状部件导电体层电连接的电极的电位进行切换，仅仅使得与板状部件导电体层电连接的电极的电位，切换驱动板状部件，能够简化驱动电路。另外，使用没有固定(例如用铰链等固定)轴的板状部件，容易得到双稳定。

按照本发明，仅仅使得与板状部件导电体层电连接的电极的电位变化，切换驱动板状部件，可由至少一个有源元件构成，简化驱动电路。

按照本发明，在与板状部件导电体层电连接的电极中设置SRAM，因此，在输入地址信号后，能锁住该状态。

按照本发明，使用没有固定轴的板状部件，能容易地得到两轴的偏转动作。

按照本发明，对处于对角位置电极的电位以及与板状部件导电体层电连接的电极的电位进行切换，能更容易切换板状部件的偏转轴。

按照本发明，为了切换轴，在整个二维阵列切换处于对角位置的电极的电位场合，至少一个驱动电源即可进行驱动，能降低成本。

按照本发明，只需对各行设置共用的驱动电源，可减少驱动电源。

按照本发明，能对二维阵列进行两轴分割，分割成四份以上。

按照本发明，使得处于对角位置的电极与SRAM的互补输出连接，能切换二维阵列的各元件的轴。

按照本发明，使得处于对角位置的电极与SRAM的互补输出连接，能切换二维阵列的各元件的轴。而且，使得处于对角位置的电极的电位转换和与板状部件导电体层电连接的电极的电位连动，能不延迟地进行切换。

按照本发明，通过对光偏转装置进行ON/OFF控制，能够良好地控制像素的明暗，能高速动作，长期使用可靠性高，能以低电压进行驱动，提高对比度，因此，能提供高亮度，高对比度的高分辨率的图像投影显示装置。

按照本发明，能大幅度减少用于控制朝两轴四方向光偏转的配置成二维的光偏转阵列驱动的外部电位供给线数量，能得到高集成化的光偏转阵列。

按照本发明，光偏转装置相互间能共有与配置成阵列状的各光偏转装置的两电极连接的外部电位供给线，大幅度减少阵列内所包含的外部电位供给线总数及所占面积。另外，从两半导体存储装置输出的电位与另一处于对角位置的两个电极以及向板状部件提供电位的电极连接，能将包含光偏转轴数据的光偏转数据作为电位存储在半导体存储装置，该存储数据在提供后仍能作为电位保存，因此，可将该光偏转装置的光偏转动作保存任意长时间。由此，与半导体存储装置连接的外部电位供给线能按二维阵列各行及各列配置成矩阵状，能大幅度减少阵列内所包含的外部电位供给线的总数及所占面积，提供高集成化的能朝两轴四方向进行光偏转的光偏转阵列。

按照本发明，能输入二位的信息信号控制朝四方向的光偏转，能减少光偏转的数据量，因此，能减少对光偏转阵列芯片的数据传送速度，能使用价格便宜的控制芯片。

按照本发明，光偏转装置包括衬底，若干限制部件，支点部件，板状部件，以及若干电极，所述若干限制部件分别设置在衬底的若干端部，每个限制部件的上部分别设有阻挡部，所述板状部件具有光反射区域，没有固定端，至少一部分具有导电体层，该导电体层由具有导电性部件构成，所述板状部件可动地设置在所述衬底，支点部件以及所述阻挡部之间的空间内，所述若干电极分别设置在衬底上，与板状部件的导电体层大致对向，所述板状部件通过静电引力以支点部件为中心倾斜变位，入射到光反射区域的光束改变反射方向，进行光偏转。因此，能容易且稳定进行反射镜的偏转角的控制，能进行高速响应，减少长期间使用引起的劣化，能用低电压驱动，提高反射光的ON/OFF比，能用低成本实现小型化，集成化的两轴三维光偏转。

按照本发明，两半导体存储装置是静态随机存取存储器，能不受光偏转动作保存时间的影响，保持电位，因此，能进行稳定的光偏转动作。

按照本发明，将所述光偏转装置配置为一维或二维阵列状，能提供高集成化的可朝两轴四方向进行光偏转的光偏转阵列。

按照本发明，与各光偏转装置连接的两外部电位供给线，分别对构成阵列的所有或一部分光偏转装置进行电气配线，能提供高集成化，外部电位供给线，即外部控制信号线少，控制简便，能在两轴四方向进行光偏转的光偏转阵列。

按照本发明，光学系统设有所述光偏转阵列，对该光偏转阵列照明的光源，以及投影透镜，根据色信息，对从所述光偏转阵列射出的反射光进行投影，能提供具有高分辨率的光学系统。

按照本发明，光学系统设有控制芯片，该控制芯片将色信息变换成用于决定光偏转轴方向的第一信息，以及用于决定光偏转方向的第二信息，所述光偏转方向是指在任意光偏转轴方向板状部件的倾斜方向，控制芯片将所述第一信息，第二信息分别输入所述第一半导体存储装置，第二半导体存储装置，因此，能使各光偏转装置分别朝两轴四方向进行光偏转，具有高集成化，高分辨率。

按照本发明，光学系统从三个不同方向射出的红，绿，蓝三原色入射光分别入射至构成光偏转阵列的各光偏转装置，根据色信息，所述三方向的入射光被反射，在任意时间被导向投影透镜，因此，只需使用一个光偏转阵列，价格低，由于不使用色轮，噪音小，容易控制，体积小，能得到高分辨率。

按照本发明，所述光偏转阵列的被导向投影透镜的反射光方向与所述光偏转阵列面垂直，因此，将反射光导入投影透镜前，不需要设置场透镜等装置，能得到更小型的具有高分辨率的光学系统。

按照本发明，光学系统光源是发光二极管阵列光源，因此，能使用发热少，体积小，消耗电力少的光源，且不需要冷却用风扇，能得到更小型的具有高分辨率的光学系统。

按照本发明，图像投影显示装置包括投影屏及本发明的光学系统，将图像投射到所述投影屏上，因此，能提供小型，构造简单，高精细即高分辨率的图像投影显示装置。

附图说明

图1A和图1B是表示本发明第一实施例的构成；

图2是表示将本发明的光偏转装置配置为二维阵列的一个例子；

图3A和图3B是说明本发明第一实施例动作的图；

图4A～图4C是表示本发明第二实施例的构成；

图5A～图5C是第二实施例的变形例；

图6A～图6D是说明本发明第二实施例动作的图；

图7A～图7B是说明第二实施例的两轴的光偏转动作例；

图8A～图8B是图7的接续；

图9A～图9B是表示本发明第三实施例的构成；

图10是表示本发明第四实施例的构成；

图11是表示本发明第五实施例的构成；

图12A～图12B是表示本发明第六实施例的构成；

图13是表示本发明第七实施例的构成；

图14是表示本发明第八实施例的构成；

图15是表示本发明第九实施例的构成；

图16是表示本发明第十实施例的构成；

图17A～图17D是表示以往的光偏转装置的一个例子；

图18是表示在图17的装置中，施加电压的组合与板状部件倾斜方向的关系；

图19表示以往的第二光学系统的代表例；

图20是在图19的系统中，朝方向1～方向4的光偏转分别与RGB & OFF方向的光偏转对应的图；

图21A～图21C是表示本发明第十一实施例的构成；

图22表示在第十一实施例中的电位组合与光偏转方向的关系；

图23是表示本发明第十二实施例的构成；

图24是表示本发明第十三实施例的构成；

图25是表示本发明第十四实施例的构成；

图26是表示本发明第十五实施例的构成；

图27是表示控制芯片中的处理内容；

图28是表示本发明第十六实施例的构成。

具体实施方式

下面，参照附图详细说明本发明的实施例。

第一实施例

图1是表示本发明第一实施例的结构。在衬底(substrate)101上通过绝缘膜102设置若干电极a，c，电极由绝缘膜(没有图示)覆盖。具有光反射区域的板状部件107a及其导电体层107b载置于兼作为电极的支点部件106上。支点部件106的电极顶部露出导体，与板状部件107a的导电体层107b电接触，能够从支点部件106的电极向板状部件107a的导电体层给予电位。

板状部件107a能够进行一定程度的回转(倾斜)，但其移动受到限制部件108的限制，以便使其不掉出。板状部件107a的倾斜角可以通过板状部件的1/2长度和支点部件106的与板状部件107a相接处高度，用反三角函数的正弦arcsin计算得到。

通过对导电体层107b和电极a产生的静电力，以及由导电体层107b与电极c产生的静电力进行比较，板状部件107a朝着电极a或c中某个回转，倾斜变位。即使板状部件107a的导电体层107b暂时脱离衬底上的电连接的电极，板状部件的导电体层仍能保持电荷，作用着相等的静电力，绝对不会在该时刻丧失静电力。由于静电力的作用，能够使板状部件再次与电极侧接触。

如图2所示，本发明的光偏转装置能够配置成二维阵列使用。例如，能够作为投影机等显示装置的光阀应用。

本发明光偏转装置的制造方法如上述专利文献2所公开，能够根据半导体制造工序制造。优选的是，在同一衬底下层配置驱动用有源元件群，在上层将若干电极和板状部件叠置配置。或者，也可将驱动用有源元件群的衬底与形成若干电极和板状部件的衬底粘合。

下面，参照图3对本发明第一实施例的动作进行说明。先分别向电极群提供任意电位。例如，提供两种电平的电位，向电极a提供电位V1，向电极c提供电位V2。电极106与板状部件107电连接(接触)，通过向该电极106提供所设定的电位，例如V1或V2，能够改变板状部件107的倾斜方向。

例如，若向电极106施加V1，则电极a为V1，电极c为V2，因此，板状部件107的导电体层107b与电极a电位相同，其之间不作用有静电力。但是，电极c与板状部件107的导电体层107b之间有(V2-V1)的电位差，因此，作用有静电力，板状部件107被吸引向电极c侧，朝着电极c侧倾斜变位(参照图3A)。

若向电极106施加V2，则电极a为V1，电极c为V2，板状部件107的导电体层107b与电极c电位相同，其之间不作用有静电力。但是，电极a与板状部件107的导电体层107b之间有(V2-V1)的电位差，作用有静电力，板状部件107被吸引向电极a侧，朝着电极a侧倾斜变位(参照图3B)。

另外，在以支点部件为支点的板状部件的回转运动中，将若干电极相对支点分成A群和B群。对A电极群施加电位V1，对B电极群施加电位V2，可以向与板状部件导电体层电连接的电极106施加电位V3，使得B电极群与板状部件导电体层之间作用的静电力转矩比A电极群与板状部件导电体层之间作用的静电力转矩大，板状部件朝B电极群侧倾斜，也可以向与板状部件导电体层电连接的电极106施加电位V4，使得A电极群与板状部件导电体层之间作用的静电力转矩比B电极群与板状部件导电体层之间作用的静电力转矩大，板状部件朝A电极群侧倾斜。

即，V1＜V3＜V4＜V2，例如，V1＝0V，V2＝10V场合，向电极106施加电位为0V，板状部件的导电体层107b与A电极群电位相等，因此，不作用有静电力。B电极群与板状部件的导电体层107b之间有10V的电位差，作用有静电力。

下面列举具体例。设定板状部件的导电体层107b的电位为0.1V场合，A电极群与导电体层107b之间有0.1V的电位差，B群电极与导电体层107b之间有9.9V的电位差。B电极群与导电体层107b的电位差9.9V产生的静电力转矩比A电极群与导电体层107b的电位差0.1V产生的静电力转矩大，板状部件107a朝B电极群侧倾斜。

如上所述可知，与板状部件的导电体层107b电连接的电极106的电位若与A电极群的电位V1或B电极群的电位V2不相等，也有可能改变板状部件的倾斜，例如，可以向电极106施加某电位，使得一方的静电力转矩大于另一方的静电力转矩。

第二实施例

图4表示本发明第二实施例的结构，第二实施例是进行两轴动作(第一轴倾斜变位与第二轴倾斜变位)的实施例。

电极a～d通过绝缘膜102设置在衬底101上，由绝缘膜(没有图示)覆盖所述电极。板状部件107a的导电体层107b载置在兼作为电极的支点部件106上。支点部件106的电极顶部露出导体，与板状部件107a的导电体层107b电连接，能够从支点部件106的电极向板状部件107a的导电体层107b施加电位。通过限制部件108限制板状部件107的移动范围，使其不掉出。

板状部件107设有光反射区域及导电体层107b。与板状部件107对向设置有若干电极，图中表示为电极a，b，c，d。电极106与板状部件107的导电体层电连接，或是能提供电位的其他结构。另外，电极形状并不限于第二实施例中的结构，也可以是如图5所示的电极配置和板状部件的倾斜变位。

在图4实施例中，将板状部件107a朝电极a，b侧或电极c，d侧倾斜的动作称为第一轴倾斜变位(参照图4B)，将板状部件107a朝电极b，d侧或电极a，c侧倾斜的动作称为第二轴倾斜变位(参照图4C)。所述第一轴与第二轴的倾斜变位方向大致相差90度。

图5A～图5C是第二实施例的变形例，其电极形状与图4实施例不同，图5B表示板状部件107a朝电极b，d侧或电极a，c侧倾斜的动作，图5C表示板状部件107a朝电极a，b侧或电极c，d侧倾斜的动作。

下面，参照图6说明本第二实施例的动作。

将电极分为两群，例如，设定电极b，c为第一群，用黑框表示。设定电极a，d为第二群。向第一群电极b，c施加任意电平的电位并固定，例如，设定两种电平的固定电位，向电极b施加电位V1(固定)，向电极c施加电位V2(固定)。

(a)设定电极a的电位为V1，电极d的电位为V2，与板状部件107a的导电体层107b电连接的电极106的电位为V2。由此，与图3相同，板状部件107a朝电极a，b侧倾斜(第一轴倾斜变位)。

(b)设定电极a的电位为V1，电极d的电位为V2，与板状部件107a的导电体层107b电连接的电极106的电位为V1。由此，与图3相同，板状部件107a朝电极c，d侧倾斜(第一轴倾斜变位)。

(c)设定电极a的电位为V2，电极d的电位为V1，与板状部件107a的导电体层107b电连接的电极106的电位为V2。由此，与图3相同，板状部件107a朝电极b，d侧倾斜(第二轴倾斜变位)。

(d)设定电极a的电位为V2，电极d的电位为V1，与板状部件107a的导电体层107b电连接的电极106的电位为V1。由此，与图3相同，板状部件107a朝电极a，c侧倾斜(第二轴倾斜变位)。

向电极a，电极d以及电极106提供的电位不一定非要设为V1或V2，也可以是其他电位，只要由静电力引起转矩差，使力转矩作用于板状部件就行。

另外，将各电极电位固定期间可以设为：至少板状部件从倾斜侧移动至所希望侧所需的时间。

再有，即使板状部件的导电体层暂时脱离衬底上的电连接的电极，板状部件的导电体层也能保持电荷，作用有相等的静电力，静电力不会在此时刻丧失。由于作用有静电力，能够使得板状部件再次与电极侧接触。

这样，以两种电平切换与板状部件导电体层电连接的电极的电位，即板状部件的导电体层的电位，能够改变以板状部件以支点部件顶部为中心的回转朝向与倾斜，这样，能通过板状部件的反射区域使得光偏转。

下面，参照图7，8说明本发明光偏转装置(第二实施例)的两轴的光偏转动作。

将板状部件的第一轴倾斜变位角设为θ，第二轴倾斜变位角设为φ。从两处使第一入射光，第二入射光射入。然后，通过本发明的光偏转装置能够将第一入射光和第二入射光切换成四种状态进行光偏转。

例如，入射光入射至板状部件，将朝着与衬底垂直方向的反射设为ON，将朝着相对衬底垂直方向偏离所设定角度的反射设为OFF(被遮光)。预先向电极b施加0V电位，向电极c施加10V的固定电位。

在图7A中，设定电极a为0V，电极d为10V，与板状部件导电体层电连接的电极106的电位Vm为10V，则板状部件107a的导电体层与电极a，电极b的电位差为10V，与电极c，电极d的电位差为0V，板状部件107朝电极a，b侧回转θ角。第一入射光相对衬底面的垂直线倾斜2θ，相对衬底面垂直反射，成为ON(第一轴ON)。另一方面，第二入射光相对衬底面的垂直线倾斜2φ，其反射光不垂直，成为OFF。

在图7B中，设定电极a为0V，电极d为10V，电极106的电位Vm为0V，则板状部件107a的导电体层与电极a，电极b的电位差为0V，与电极c，电极d的电位差为10V，板状部件107a朝电极c，d侧回转(-θ)角。第一入射光的反射光不垂直于衬底面，成为OFF(第一轴OFF)。另一方面，第二入射光的反射光也不垂直于衬底面，成为OFF。

在图8A中，设定电极a为10V，电极d为0V，电极106的电位Vm为10V，则板状部件107a的导电体层与电极a，电极c的电位差为0V，与电极b，电极d的电位差为10V，板状部件107a朝电极b，d侧回转φ角。第一入射光的反射光不垂直于衬底面，成为OFF。另一方面，第二轴入射光的反射光垂直于衬底面，成为ON(第二轴ON)。

在图8B中，设定电极a为10V，电极d为0V，电极106的电位Vm为0V，则板状部件107a的导电体层与电极a，电极c的电位差为10V，与电极b，电极d的电极差为0V，板状部件107a朝电极a，c侧回转(-φ)。第一及第二入射光都不垂直于衬底面，成为OFF(第二轴OFF)。

这样，通过将两电极的电位与板状部件导电体层的电位按两种电平变化，能够使板状部件朝着第一轴的θ方向或第二轴的φ方向偏转。

第三实施例

在第三实施例中，通过至少一个有三个端子的有源元件，以两种电平切换与板状部件导电体层电连接的电极的电位，即板状部件导电体层的电位。

图9表示第三实施例的构成。在图9A中，例如，可以用金属氧化物半导体(Metal Oxide Semiconductor，以下简记为“MOS”)晶体管201作为有源元件。将漏极或源极设为第一端子或第三端子，栅极设为第二端子。使得第一端子与电极106连接，所述电极106与所述板状部件107导电体层电连接。将决定电位(V1或V2)的信号施加在第三端子上。根据发送至第二端子的地址信号选择MOS晶体管201，能将板状部件107的导电体层的电位切换为V1或V2。

如图9B所示，通过行·列地址信号进行开·关(ON·OFF)的有源元件由例如MOS晶体管202，保持电位的电容器203，以及高输入阻抗有源元件(例如MOS晶体管204，205)构成。在图9B的实施例中，202为n沟道MOS晶体管，204为p沟道MOS晶体管，205为n沟道MOS晶体管。

C-MOS变换器(204，205)的输入端与电容器203连接，能将输入电位保持一定时间(在此期间，导通n沟道MOS晶体管205，向电极106施加电位V1)。因此，即使以比板状部件107进行偏转更短的时间切换地址信号，电容器203仍然能够将该电位保持一定时间，维持C-MOS变换器(204，205)的输出电位，使得板状部件107的导电体层与若干电极之间的静电力能够维持到偏转结束之后。并且，不降低地址信号的转送速度，传送信号。

第四实施例

图10表示第四实施例的构成。如图10所示，将静态随机存取存储器(SRAM)206的一输出端与电极106连接，所述电极106与所述板状部件107导电体层电连接。

根据输入到字线的信号，从SRAM 206读出的位线的信号(V1或V2)使得电极106的电位切换成V1或V2两种电平。

根据电极106的两种电位(V1或V2)，板状部件107分别向所设定方向倾斜变位。例如，在将图10纵横排列的二维阵列中，位线用于列地址信号，字线用于行地址信号。即使向SRAM 206写入的时间比板状部件107倾斜变位所需的时间短，其状态仍然存储在SRAM206中，施加驱动电位的时间超过板状部件107的倾斜变位结束的时间。

第五实施例

图11表示第五实施例的构成。在图4，5等光偏转装置的二维阵列中，表示例如将电极b和与其对角的电极c分别固定在两种电位(V1，V2)场合。

在整体中的某个范围，将行分成两区域，作为例如占1/2范围的光偏转装置群。通过各轴选择驱动电路控制分割后的这些区域的光偏转装置群。即，暂时将电极b固定为第一电平，将电极c固定为第二电平，通过驱动电路选择将电极a设为第一电平，将电极d设为第二电平场合，以及将电极a设为第二电平，电极d设为第一电平场合。这样，例如根据区域选择轴，显示从不同的两方向的光输入，并且，在某显示时间内，两光被输出，显示。

第六实施例

图12A表示第六实施例的光偏转装置，该光偏转装置包括SRAM 207。图12B表示所述图12A的光偏转装置构成的光偏转阵列，在该二维阵列中，表示例如将电极b和与其对角的电极c分别设定为两种固定电平(第一电平V1，第二电平V2)的场合。通过例如列驱动电路等按列将电极a，电极d的电位切换为第一电位，第二电位。

第七实施例

图13表示第七实施例的构成。如图13所示，在第七实施例中，使用SRAM209进行轴选择(第一轴或第二轴)。四个电极中，分别固定两个电极的电位，将其他两个电极分别与SRAM 209的互补输出(SRAM 209的两个输出为互补关系，一个为ON，另一个为OFF)输出连接。

例如，分别将电极b和电极c固定为第一电平V1与第二电平V2。使电极a与SRAM 209的一输出端连接，电极d与SRAM 209的互补输出端连接。SRAM 209的输出用于改变第一电平和第二电平的电位。在上述方法中，将与板状部件导电体层电连接的电极的电位切换成第一电平或第二电平，可以使用由有源元件构成的开关(第三实施例)或其他SRAM(第四实施例)。

第八实施例

图14表示第八实施例的构成。如图14所示，使得与板状部件导电体层电连接的电极106和有源元件208的第一端子连接，将有源元件208的第二端子与SRAM 209的字线连接，则在二维阵列中，能以同一的行地址信号(字线)写入第一轴与第二轴的切换，以及板状部件的倾斜数据(例如，使板状部件第一轴倾斜场合，将V1写入SRAM 209)。

第九实施例

图15表示第九实施例的结构。第九实施例是使用本发明光偏转装置的实施例。

从光源1202射出具有某广角的光，通过例如回转彩色滤光器1205，照射本发明的光偏转装置1001，在板状部件的第一倾斜方向，从所述板状部件反射区域射出的反射光，照射至投影屏1210，此时为ON状态。在板状部件的第二倾斜方向，反射光照射到作为光圈的遮光部件1204，不照射至投影屏上，此为OFF状态。

配置为二维阵列场合，通过所述ON，OFF，能够在投影屏1204上形成像。因此，可将光偏转装置1001作为图像投影数据的显示(像素的明暗显示)装置的光开关手段使用。因此，像素的明暗控制(光开关的ON/OFF控制)良好，能够抑制杂散光(反射方向紊乱时发生的从相邻元件射出的光)，能高速度动作，长期可靠性好，能以低电压驱动，提高对比度。

第十实施例

图16表示第十实施例的结构。第十实施例是使用二轴光偏转装置的投影装置的实施例。

在本实施例中，使用实行二轴动作的光偏转装置1201以及实行一轴动作的光偏转装置1001。

从光源1202射出的光，经过由反射镜及透镜构成光学系1203，以入射光C1，C2，C3照射至光偏转装置1201及1001上。

如在对图7，图8的说明中所述，设定入射光的角度，使得由倾斜的板状部件射出的反射光C1，C2，C3垂直于光偏转装置的衬底。作为一个特例，设定C1与C2在光偏转装置1201的衬底平面内相差90度。

C1表示任意色的入射光束，C1(ON)表示该色的ON动作时导向投影透镜1209的反射光束(以下，简记为“ON光”)，C1(OFF)表示该色的OFF动作时偏离投影镜头1209导向光吸收板1204的反射光束(以下，简记为“OFF光”)。C2表示与C1不同的任意色的入射光束，C2(ON)表示该色的ON光，C2(OFF)表示该色的OFF光。C3表示与C1，C2不同的任意色的入射光束，C3(ON)表示该色的ON光，C3(OFF)表示该色的OFF光。C1，C2，C3可以是例如三原色(红，绿，青)中的某种色，或是改变了波长的其他色。

这里用黑色箭头示意表示光束C1，C2，C3，但实际上是能照射到整个光偏转阵列面的光线。光源1202为例如氙灯，卤素灯，水银灯等白色光源。为了简化表示，只用波形线表示光学透镜与反射镜的组合1203。作为光学透镜与反射镜的组合1203，可列举切断红外线的红外线(Infrared)切断镜及红外线切断滤光器，使光源变换为平行光的组合透镜及棒形透镜，将白色光源分离成所需色的分色镜及分色棱镜，改变各色向光偏转阵列照射方向的全反射镜及总读数(Total Indicater Reading)棱镜等。使用光学透镜与反射镜的组合1203能够容易地将光源光L分离成任意色的光束C1，C2，并改变方向照射至光偏转阵列。

可以通过色合成棱镜1212将C1(ON)，C2(ON)，C3(ON)不同三色进行色合成，通过投影透镜1009将高精度图像显示在屏1210上。

将二轴光偏转装置应用在投影装置中的优点是，在投影装置使用单板式一轴光偏转装置场合，在色轮等对各色分配光偏转装置的开关时间。但在投影速度快的动画时，存在产生色混乱的问题。

针对这一点，在本发明光偏转装置的阵列驱动方法中，能够通过两轴动作实行两种光偏转，二维光偏转装置阵列中，能按例如全画面，1/2画面，1/4画面进行色切换，能按行按像素进行色切换，由于将各种颜色无遗漏地混合在一起，因此，能够大幅度抑制色乱现象。

本发明人所提出的光偏转方法，光偏转装置系朝一轴或两轴方向进行光偏转的光偏转装置，其特征在于，板状部件没有固定部，即，将反射镜关闭在某空间，通过静电引力以支点部位为中心倾斜变位，进行光偏转。

下面，对其具有代表性的结构及驱动方法进行说明。图17表示光偏转装置一例。所述光偏转装置是向作为反射镜的板状部件提供接触电位的装置，具有朝两轴四方向进行光偏转的结构。

图17A是光偏转装置的俯视图，图17B是A-A’线截面图，图17C是B-B’线截面图，图17D是C-C’线截面图。图17表示将若干光偏转装置配置为二维光偏转阵列。图中，光偏转装置设有衬底301，若干限制部件302，支点部件303，板状部件304，以及若干电极305a，305b，305c，305d。若干限制部件302分别在其上部设有阻挡部，分别设置在所述衬底301的若干端部。支点部件303设置在衬底301上，其顶部由具有导电性的部件构成。板状部件304没有固定端，其上面具有所述光反射区域，至少一部分具有导电体层，该导电体层由具有导电性的部件构成，背面的至少与所述支点部件顶部相接的接触点由具有导电性的部件构成，板状部件304可动地设置于衬底301，支点部件304，所述限制部件的阻挡部之间的空间内，通过与支点部件304的接触，向板状部件304提供电位。若干电极305a～305d分别设置在衬底301上，与板状部件304的导电体层大致对向。标号306表示接触部位，当板状部件304倾斜变位，与衬底301接触时，用于减少接触面积。

如图17C，17D所示，通过施加到电极305a～305d以及支点部件303的电位组合，使得板状部件304倾斜变位，根据该倾斜变位使得例如沿与衬底面垂直方向射入的入射光朝方向1～方向4反射。反之，从方向1～方向4入射的入射光能朝与衬底垂直的方向反射。

图18表示施加电位的组合与板状部件倾斜方向的关系。如图18所示，通过将X(V)与0(V)两种电位施加到5个电极进行组合，使得所述光偏转装置能够朝四个方向偏转。

所述光偏转装置有以下优点：

由支点部件，衬底，板状部件的接触决定倾斜角，因此，能够容易并稳定地控制反射镜的偏转角。

通过向以支点部件为中心对向设置的电极施加不同电位，使得薄膜板状部件高速反转，能够加快响应速度。

由于板状部件没有固定端，因此，没有扭曲变形，减少长期性劣化，能以低电压进行驱动。

通过半导体工艺能形成微小轻量的板状部件，因此，可减少与阻挡部碰撞引起的冲击，减少长期性劣化。

通过任意决定限制部件，板状部件，光反射区域的结构，能够提高反射光的ON/OFF比(图像机器的S/N比，影像机器的对比度比)。

由于可以使用半导体工艺及装置，能够以低成本实现微小化与集成化。

通过以支点部件为中心配置若干电极，能够实现一轴二维的光偏转以及二轴三维的光偏转。

如上所述，所述光偏转装置有许多优点，因此，比以往扭梁方式的光开关或衍射光栅方式的光开关好。

下面说明当将所述光偏转装置配置成若干二维阵列状，作为朝两轴四方向进行光偏转的光偏转阵列使用场合，尤其作为图象投影显示装置的投影光学系统使用场合。

在所述图象投影显示装置中，包括使用朝两轴四方向光偏转的光偏转阵列的光学系统，可以考虑以下两种光学系统。

作为第一光学系统，成形为平行光的白色光从大致正面入射到具有两轴四方向偏转方向的光偏转阵列，三原色中的红色信息朝特定偏转方向偏转，通过光路中的滤色器，第一场透镜，投影透镜，第二场透镜至图像显示部，一个光偏转装置作为一个像素的色信息成像在图像显示部上。其它色也分别朝特定方向实行光偏转，按时间顺次叠合在图像显示部上，作为彩色图像。该光学系统不使用色轮，通过一个光偏转阵列(显示装置)能显示三色，能以低成本提供结构简单的图像投影显示装置。

作为第二光学系统，具有三个光源，分别发出与图像信息三原色对应的光束，由该三个光源发出的光束分别从不同方向入射至一个光偏转装置，并按时间顺序通过构成该光偏转阵列的各光偏转装置实行光偏转。各色光束的反射方向都与该光偏转阵列面垂直，顺次被导向一个投影透镜，投影显示在图像显示部。在第二光学系统中，也可以不使用色轮，通过一个光偏转阵列(显示装置)显示三色，能以低成本提供结构简单的图像投影显示装置。

图19表示第二光学系统的代表性例子。在图中，15R表示三原色的红色光源，15B表示三原色的蓝色光源。16R与16B分别是聚光透镜。LR’与LB’分别是照明光束，所期望的反射光束朝法线方向反射，被导向投影透镜12，投影显示在图像显示部14。LR’b是照明光束LR’改变偏转方向进行反射的反射光束，其偏离投影透镜，由光吸收板等吸收。为了使图19简单明了，省略了三原色中与绿色相关的光源，聚光镜头，照明光束，反射光束的表示。

使用光偏转阵列作为图像投影显示装置的显示装置场合，要求光偏转阵列根据显示面分辨率，光偏转装置高集成化。例如，为了用XGA显示图像，需要1024×768像素，要求光偏转阵列根据分辨率，将1024×768个光偏转装置集成化。即，必须对总数为786432个光偏转装置分别进行独立驱动控制。在该光偏转装置中，驱动一个光偏转装置需要五个电极，若单纯考虑从光偏转阵列外部供给电位，则需要配置3932160个电位供给线，还需从外部进行控制。这是不现实的，实际上需要大幅度减少驱动控制用的电位供给线。

尤其，在图19所示的光学系统中，如图20所示，朝方向1～方向4的光偏转分别与朝RGB & OFF方向的光偏转相对应。在光学系统中构成光偏转阵列的光偏转装置在一画面时间中显示RGB三原色的时间，在各光偏转装置根据各色的色灰度表现不同。所谓色灰度表现是指通过给各色明暗改变三色合成的色调，例如，各色有256灰度的明暗场合，能表现256×256×256＝1678万色。

在本发明的反射镜型光偏转装置中，一般是通过改变各色进行ON动作的时间，累计光量，表示明暗，也可以采用调制脉冲宽度方法，或调制模拟时间方法等。

将光偏转装置使用在光学系统场合，需要在各光偏转装置分别控制光偏转轴的切换，以及光偏转方向的切换，且需要大幅度减少驱动控制用电位供给线。

本发明第十一～第十六实施例的目的在于，在将朝两轴四方向光偏转的多个光偏转装置二维配置的光偏转阵列中，大幅度减少驱动控制所述光偏转阵列需要的外部电位供给线的数量，提供高集成化的光偏转阵列。由此，提供光学系统及图像投影显示装置，从不同三方向的各色光入射至一个光偏转阵列，分别朝与阵列面垂直方向反射，被导向投影透镜，在屏幕上形成图像。

第十一实施例

图21表示本发明第十一实施例的光偏转装置，其是在衬底上部设有图17所示的光偏转装置，作为光偏转功能部。图21A是所述光偏转装置的俯视图，表示光偏转功能部，图21B是D-D’线截面图，除了光偏转功能部，还表示垂直地设置在其下部的半导体存储装置503，504及外部电位供给线505，图21C表示电极305a，305b，305c，305d以及支点303，各电极与半导体存储装置503，504以及外部电位供给线505连接。与图17相同，图21也表示多个光偏转装置(单元)二维配置形成光偏转阵列，构成一个光偏转装置。

在本发明中，与板状部件对向设置的四个电极305a～305d中，以支点部件303为中心位于对角的两电极(第十一实施例中，设为305a，305d)分别与外部电位供给线505电连接，以支点部件303为中心位于另一对角位置的电极(第十一实施例中，设为305b，305c)与半导体存储装置503的两个互补的输出电位连接。另外，与具有光反射区域的板状部件304接触或固定以实现电连接的一个电极，在第十一实施例中为303，用于控制偏转方向，该电极303与另一半导体存储装置504的两互补的输出电位中的任意一个连接。

在图21B中，光偏转功能部的电极305b通过连接孔与第二层金属配线502及第一层金属配线501电连接，与半导体存储装置503连接。另外，附图中没有表示，电极305c通过连接孔与第二层金属配线502及第一层金属配线501电连接，与半导体存储装置503连接。

电极305b，305c与半导体存储装置503的互补的输出电位连接，半导体存储装置503具有保持电位的功能，因此，当传送用于指示光偏转方向的光偏转数据时，即使该传送结束后，也能保持电位。

支点部件303也通过连接孔与第二层金属配线502及第一层金属配线501电连接，与半导体存储装置504的任意一输出电位连接。半导体存储装置504也具有保持电位的功能，因此，当传送用于指示光偏转方向的光偏转数据时，即使该传送结束后，也能保持电位。

电极305d通过连接孔与第二层金属配线502电连接，与外部电位供给线505连接。另外，附图中没有表示，电极305a也同样通过连接孔与第二层金属配线502电连接，与外部电位供给线505连接。电极305a，305d虽然与外部电位供给线505连接，但并不是双方互相电连接，处于相同电位，实际上，是分别与两种电位线相连接。较好的是，两种外部电位供给线互补。

在本发明中，所谓“互补”是表示信号1及信号0，相当于实施例中的X(V)以及0(V)。这相当于以下功能：在变换电路中，若输入信号1，则输出信号0，若输入信号0，则输出信号1，一方的信号为“1”，互补信号设定为“0”。

在图21B的截面图中，表示构成半导体存储装置503，504的一部分电路，即CMOS电路。另外，在与板状部件304对向的各电极305a～305d之间形成空间容量，能够根据电位差存储电荷。因此，也可以由一个开关(晶体管)以及该容量构成半导体存储装置504。半导体存储装置503，504的结构是根据一般的硅半导体技术制造的晶体管的组合，这里省略详细说明。

在本发明的光偏转装置中，电极305a，305d与外部电位供给线505连接，分别与X(V)，0(V)连接。即使四方向的光偏转动作，该电位也不会改变。因此，在配置成阵列状的各光偏转装置(单元)中，能相互共有与各光偏转装置(单元)的两电极连接的外部电位供给线，能大幅度减少阵列所包含的外部电位供给线的总数及占有面积。

另外，将从两组半导体装置503，504输出的电位与位于另一对角位置的两电极305b，305c以及电极303连接，通过这种结构，能够将光偏转数据作为电位存储在半导体装置503，504中，该存储的数据即使在供给数据后也能作为电位保持，因此，能够在任意长期间保持该光偏转装置的光偏转动作(倾斜变位)。这样，与半导体存储装置503，504连接的外部电位供给线能以二维阵列的各行及各列配置成矩阵状，因此，能大幅度减少阵列所包含的外部电位供给线的总数及占有面积，提供高集成化的能朝两轴四方向光偏转的光偏转阵列。

另外，在本发明中，半导体存储装置503的两互补的输出电位是根据决定光偏转轴方向信息得到的电位，所述两互补的输出电位施加到位于另一对角位置的两电极305b，305c。另一个半导体存储装置504的一输出电位是根据决定任意光偏转轴的倾斜方向(光偏转方向)信息得到的电位，所述半导体存储装置504的一输出电位施加到电极303。

将施加到图21中的电极305a～305d以及支点部件303的电位，设定成图18中的电位组合，能朝四个不同方向，即方向1～4实行光偏转，其动作原理与图6的第二实施例相同。

图22表示图21中的电位组合与光偏转方向的关系。下面，参照图22及图18，更具体地说明本发明。

将电极305a的电位固定为X(V)，电极305d的电位固定为0(V)，由所述外部电位供给线505提供所述两电极的电位。此时，若向电极305b施加X(V)，向电极305c施加互补电位0(V)，则由图22及图18可知，能朝方向1或方向2倾斜。反之，向电极305b施加0(V)，向电极305c施加互补电位X(V)，则能朝方向3或方向4倾斜。即，使用与决定光偏转轴方向的信息信号互补的输出电位，向电极305b，305c输入，能决定光偏转轴。

接着，若向支点部件303施加0(V)，则能朝方向1或方向4倾斜。反之，若向支点部件303提供X(V)，则能朝方向2或方向3倾斜。即，使用与决定光偏转方向的信息信号互补的一输出电位，向电极303输入，能够决定光偏转方向。

如图22所示，数据1表示输入电极305b，305c的决定光偏转轴数据，数据2表示输入支点部件303的决定光偏转方向的数据，通过输入所述数据1和数据2的二位信息信号，能实现朝两轴四方向的光偏转。这与分别向电极305a～305d，支点部件303五个电极传送信息信号相比，能减少光偏转数据量，降低向光偏转阵列芯片整体传送数据的速度。因此，能使用价格便宜的用于处理图像信息的控制芯片。另外，在数据传送后，输入的所述二位的信息信号保持在半导体存储装置的输出电位，因此，即使在数据传送结束后，也能持续光偏转动作，在此后的新的光偏转数据输入到该光偏转装置前，能一直保持着。

第十二实施例

图23表示本发明第十二实施例的构成。图23表示使用SRAM作为半导体存储装置设置在图21的光偏转装置中，并图示向光偏转装置的电极305a～305d，支点部件303提供电位的提供方。

图23表示构成二维光偏转阵列的位于m行n列的一个光偏转装置。将集中性良好的六个晶体管组合构成6Tr-SRAM作为上述SRAM。

由于使用没有固定端的板状部件304作为反射镜，因此，能以5(V)左右的低电压驱动本发明的光偏转装置的光偏转功能部。例如，用5(V)驱动的6Tr-SRAM的标准占有面积为100μm²，两个SRAM的标准占有面积为200μm²。即，能以15μm×15μm大小构成一个光偏转装置，若构成XGA分辨率的光偏转阵列，则其大小能集中在15.4mm×11.6mm。

在图23中，将n列偏转轴数据及其互补数据，n列偏转方向数据及其互补数据分别施加到n列外部电位供给线701，702，703，704。若选择m行选择信号线，供给任意电位，则SRAM1(半导体存储装置503)的开关(晶体管705，706)导通，SRAM2(半导体存储装置504)的开关(晶体管707，708)导通，将n列的两数据701和702输入SRAM1，两数据703和704输入SRAM2，作为电位存储。即使SRAM的开关705～708截止，该电位仍然被保持。

通过外部电位供给线1，2，向电极305a，305d供给电位，因此，如图23所示，通过使得从SRAM输出的电位分别与电极305b，305c，303连接，能够进行与光偏转数据对应的光偏转，且不受光偏转动作保持时间的影响，能进行稳定的光偏转动作。

第十三实施例

图24表示本发明第十三实施例(光偏转阵列)的构成。本发明的光偏转阵列是将所述许多光偏转装置配置成一维或二维阵列状。图24是将图21(第十一实施例)的光偏转装置m×n个配置成二维阵列的俯视图。通过这样的光偏转阵列，提供高集成化的能朝两轴四方向偏转的光偏转阵列。

第十四实施例

图25表示本发明第十四实施例(光偏转阵列)的构成。在本发明的光偏转阵列中，外部电位供给线1，2分别与构成光偏转阵列的各光偏转装置的电极305a，305d连接，所述外部电位供给线1，2对构成阵列的全部光偏转装置实行电气配线，或者光偏转装置形成群，对各光偏转装置群互相实行电气配线。

图25表示图24(第十三实施例)的m×n二维阵列，用虚线表示限制部件302，板状部件304，用实线表示电极(图中仅表示电极305a，305d)。在图中，外部电位供给线1向电极305a提供电位，对构成阵列的全部光偏转装置实行电气配线，外部电位供给线2向电极305d提供电位，对构成阵列的全部光偏转装置实行电气配线。外部电位供给线1，2的配线在构成半导体存储装置503，504的第二层进行。

通过这样的构成，能够提供高集成化的光偏转阵列，外部电位供给线，即外部控制信号线少，容易控制，能朝两轴四方向光偏转。

虽然在图25中没有表示，如图23中表示的行选择信号线，偏转轴数据线，偏转轴互补数据线，偏转方向数据线，偏转方向互补数据线也同样以行单位或列单位相互连接。

第十五实施例

图26表示本发明第十五实施例涉及的光学系统。本发明的光学系统使用能朝两轴四方向光偏转的光偏转阵列，根据图像信息使与RGB三原色对应的三个光源的光朝着阵列面的垂直方向(法线方向)反射，导向投影透镜，投影显示。

关于光学系统的光路，各色切换，OFF光的吸收等结构，可以参照特开2004-138881号公报，说明省略。

本发明的光学系统包括光偏转阵列1007(如图24，25中所示的光偏转阵列)，对光偏转阵列1007进行照明的三原色的光源，即红色光源1001，蓝色光源1002，绿色光源1003，根据色信息将从光偏转阵列1007射出的反射光进行投影的投影透镜1009。通过所述光偏转阵列，能够实现高集成化，能以小型简单的光学系统投影高清晰图像。

另外，本发明的光学系统还包括控制芯片1008，将色信息变换成决定光偏转轴方向的信息，以及决定任意的光偏转轴的倾斜方向即光偏转方向的信息，分别输入构成光偏转阵列1007的各光偏转装置的两个半导体存储装置。由此，各光偏转装置被高集成化，构成具有高分辨率的光偏转阵列，能够使得构成光偏转阵列的各光偏转装置分别朝二轴四方向进行光偏转。

图27表示控制芯片1008中的处理内容。图像信息通常包括色信息以及亮度信息。将图像信息中的色信息变换成光偏转轴信息以及光偏转方向信息，同时将亮度信息变换成与灰度相当的光偏转时间数据(模拟或数字数据)。

控制光偏转信息(数据)，传送给构成光偏转阵列的各光偏转装置的外部电位供给线1，2，以及半导体存储装置的外部电位供给线。

在本发明的光学系统中，从三个不同方向分别射出RGB三原色的光LR，LG，LB，入射至构成光偏转阵列1007的各光偏转装置，根据色信息反射所述入射光LR，LG，LB，反射光LRon，LGon，LBon分别在任意时间被导向投影透镜1009。由此，通过使用本发明的光偏转装置，只需使用一个光偏转阵列，所得到的光学系统价格便宜，由于不使用色轮，能降低噪音，控制容易，且实现小型化，获得高分辨率。

在本发明的光学系统中，光偏转阵列的被导向投影透镜的反射光LRon，LGon，LBon的方向与光偏转阵列面垂直。由此，从光偏转阵列到投影透镜之间，不需要设置场透镜等装置，能使光学系统更加小型化。

在本发明的光学系统中，用于照明光偏转阵列的红色光源1001，蓝色光源1002，绿色光源1003都是LED阵列光源。因此，发热量少，小型化，省电，不需要冷却用风扇。因此，能提供小型、低消耗电力的光学系统。

LED阵列光源是将任意的若干LED配置成二维状形成的光源，通过阵列化补充亮度。但是，也因此降低了阵列面内亮度的均匀性，例如，LED与LED之间的亮度分布。为了提高LED阵列的亮度分布，以及提高光源光的指向性，为了配置光圈将光源光成形为矩形，在图26的光学系统中，在各色光源与光偏转阵列之间的光路中配置整形透镜1004，1005，1006。

第十六实施例

图28表示本发明第十六实施例涉及的图像投影显示装置的构成。本实施例的图像投影显示装置使用所述光学系统作为投影光学系统。图像投影显示装置1101使用所述第十五实施例中记载的光学系统，通过投影透镜将图像信息投影显示在图像显示部，即屏幕1102上。由此，提供小型，结构简单，具有高分辨率的图像投影显示装置。

上面参照附图说明了本发明的实施例，但本发明并不局限于上述实施例。在本发明技术思想范围内可以作种种变更，它们都属于本发明的保护范围。

Claims

1.一种光偏转装置，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。

2.根据权利要求1中记载的光偏转装置，其特征在于：

将所述固定电位至少设为两种电平，使得所述支点部件的电位在所述至少两种电平之间变化。

3.根据权利要求1中记载的光偏转装置，其特征在于：

以所述支点部件为中心，将若干电极分为第一电极群与第二电极群；

在所述板状部件以所述支点部件的顶部为支点的回转运动中，当支点部件的电位为第一电平，在所述第一电极群和所述导电体层之间作用的静电力转矩比所述第二电极群和所述导电体层之间作用的静电力转矩大，当支点部件的电位为第二电平，在所述第二电极群和所述导电体层之间作用的静电力转矩比所述第一电极群和所述导电体层之间作用的静电力转矩大，

4.根据权利要求1-3中记载的光偏转装置，其特征在于：

所述支点部件设有至少一个有源元件，根据地址信号选择，使得所述板状部件电位变化。

5.根据权利要求4中记载的光偏转装置，其特征在于：

所述有源元件是静态随机存取存储器。

6.根据权利要求1-3中记载的光偏转装置，其特征在于：

通过施加到所述若干电极上的电位组合，所述板状部件被切换为按第一或第二光偏转轴方向回转。

7.根据权利要求1-3中记载的光偏转装置，其特征在于：

所述若干电极的数量及形状相对板状部件对角线对称地形成。

8.根据权利要求6中记载的光偏转装置，其特征在于：

所述若干电极为四个电极，围着所述支点部件；

通过分别使得板状部件导电体层的电位以及四个电极的电位变化，将板状部件倾斜变位的方向切换为所述第一或第二光偏转轴方向。

9.根据权利要求8中记载的光偏转装置，其特征在于：

所述四个电极的面积大致相等。

10.根据权利要求8中记载的光偏转装置，其特征在于：

所述四个电极大致配置在板状部件的角位置。

11.根据权利要求8中记载的光偏转装置，其特征在于：

分别向四个电极之中的处于对角位置的两个电极提供固定电位。

12.根据权利要求8中记载的光偏转装置，其特征在于：

将四个电极之中的处于对角位置的两个电极的电位切换为两种电平。

13.根据权利要求8中记载的光偏转装置，其特征在于：

将四个电极之中的第一组处于对角位置的两个电极的电位分别固定为所设定的两种固定电平；

将第二组处于对角位置的两个电极的电位按两种电平变化，同时，使得支点部件的电位在两种电平之间变化。

14.根据权利要求12中记载的光偏转装置，其特征在于：

向所述一组处于对角位置的两个电极施加来自静态随机存取存储器的互补输出。

15.根据权利要求14中记载的光偏转装置，其特征在于：

输入到所述静态随机存取存储器的地址信号是输入到所述至少一个有源元件的地址信号。

16.根据权利要求8中记载的光偏转装置，其特征在于：

进一步包括第一半导体存储装置和第二半导体存储装置；

四个电极之中的第一组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连接；

四个电极之中的第二组以支点部件为中心处于对角位置的两个电极与来自第一半导体存储装置的互补的两输出电位连接；

支点部件的电极与来自第二半导体存储装置的一任意输出电位连接。

17.根据权利要求16中记载的光偏转装置，其特征在于：

来自所述第一半导体存储装置的两互补输出电位是根据决定光偏转轴方向的信息的电位，在该光偏转轴方向实行光偏转动作；

来自所述第二半导体存储装置的所述任意输出电位是根据决定光偏转方向的信息的电位，所述板状部件在任意光偏转轴方向朝该光偏转方向倾斜。

18.根据权利要求16或17中记载的光偏转装置，其特征在于：

所述第一，第二半导体存储装置为静态随机存取存储器。

19.一种光偏转阵列，其特征在于：

以一维或二维阵列状配置多个光偏转装置；

所述光偏转装置是所述权利要求1-18中任何一项记载的光偏转装置。

20.根据权利要求19中记载的光偏转阵列，其特征在于：

光偏转装置以二维阵列状配置；

所述若干电极为四个电极；

当四个电极之中的第一组处于对角位置的两个电极的电位固定为所设定的电平，同时切换四个电极之中的第二组处于对角位置的两个电极的电位。

21.根据权利要求20中记载的光偏转阵列，其特征在于：

在光偏转阵列一列的各光偏转装置中，当四个电极之中的第一组处于对角位置的两个电极的电位固定为所设定的电平，同时切换四个电极之中的第二组处于对角位置的两个电极的电位。

22.根据权利要求20或21中记载的光偏转阵列，其特征在于：

构成光偏转阵列的许多光偏转装置分割成若干列，进行驱动。

23.根据权利要求19中记载的光偏转阵列，其特征在于：

进一步包括两根外部电位供给线；

所述若干电极为四个电极；

在构成光偏转阵列的全部或一部分的若干光偏转装置范围内，所述两根外部电位供给线分别与四个电极之中的第一组以支点部件为中心处于对角位置的两个电极连接。

24.一种光学系统，用于投影图像，该光学系统包括：

光偏转阵列；

至少一个光源，照明所述光偏转阵列；

投影透镜，根据色信息投影来自所述光偏转阵列的反射光；

所述光偏转阵列是所述权利要求19-23中任一个记载的光偏转阵列。

25.根据权利要求24中记载的光学系统，其特征在于：

进一步设有控制芯片；

各光偏转装置进一步包括第一半导体存储装置和第二半导体存储装置；

控制芯片将色信息变换成用于决定光偏转轴方向的第一信息，以及用于决定光偏转方向的第二信息，所述光偏转方向是指在任意光偏转轴方向板状部件的倾斜方向；

控制芯片将所述第一信息，第二信息分别输入所述第一半导体存储装置，第二半导体存储装置。

26.根据权利要求24或25中记载的光学系统，其特征在于：

从三个不同方向射出的红，绿，蓝三原色入射光分别入射至构成光偏转阵列的各光偏转装置；

根据色信息，所述三方向的入射光被反射，在任意时间被导向投影透镜。

27.根据权利要求26中记载的光学系统，其特征在于：

所述光偏转阵列的被导向投影透镜的反射光方向与所述光偏转阵列面垂直。

28.根据权利要求27中记载的光学系统，其特征在于：

所述至少一个光源是发光二极管(Light Emitting Diode，以下简记“LED”)阵列光源。

29.一种图像投影显示装置，包括：

投影屏；

光学系统，用于将图像投射到所述投影屏上；

其中，使用所述权利要求24-28中任何一项记载的光学系统作为本图像投影显示装置的光学系统。