光変調素子、空間光変調器、画像生成装置、画像表示装置、光スイッチ
【課題】偏光面の回転角が大きく、小型化ができる光変調素子を提供する。
【解決手段】 グリッド部材３０４は、入射光の波長の半分以下のピッチでＸ軸方向に沿って配置されている５本のＡｌ製の線状部材を有し、電界ベクトルの振動方向がＸ軸方向に平行な直線偏光が入射される。Ｘ方向ライン状電極及びＹ方向ライン状電極に電流を供給するとグリッド部材に磁場が印加され、入射光は偏光方向が＋θＦのファラデー回転あるいは−θＦのファラデー回転してグリッド部材から射出される。検光子３０９は、＋θＦのファラデー回転した光を透過させ、−θＦのファラデー回転した光を遮光する。
【解決手段】 グリッド部材３０４は、入射光の波長の半分以下のピッチでＸ軸方向に沿って配置されている５本のＡｌ製の線状部材を有し、電界ベクトルの振動方向がＸ軸方向に平行な直線偏光が入射される。Ｘ方向ライン状電極及びＹ方向ライン状電極に電流を供給するとグリッド部材に磁場が印加され、入射光は偏光方向が＋θＦのファラデー回転あるいは−θＦのファラデー回転してグリッド部材から射出される。検光子３０９は、＋θＦのファラデー回転した光を透過させ、−θＦのファラデー回転した光を遮光する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光変調素子、空間光変調器、画像生成装置、画像表示装置、光スイッチに係り、更に詳しくは、磁気光学効果を利用した光変調素子、該光変調素子を複数有する空間光変調器、該空間光変調器を有する画像表示装置、前記光変調素子を有する光スイッチに関する。
【背景技術】
【０００２】
カメラ、プロジェクタなど光情報処理を伴う製品において、伝搬光の位相や振幅を制御する空間光変調器（ＳＬＭ、Ｓｐａｔｉａｌ Ｌｉｇｈｔ Ｍｏｄｕｌａｔｏｒ）は映像を表示するキーデバイスである。現在、液晶型やＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍ）型のＳＬＭが実用化されている。
【０００３】
近年、ＳＬＭに対して、応答速度の更なる高速化が要求されてきている。しかしながら、分子の配向を制御する液晶型やミラーの角度を変化させるＭＥＭＳ型では、応答速度がマイクロ秒レベルにとどまり、応答速度の更なる高速化を達成するには、これらとは原理的に異なる空間光変調器の開発が必要であった。
【０００４】
ところで、原理的にナノ秒からサブナノ秒の応答速度をもつ方式として磁気光学方式がある。物質に磁場をかけた際に直線偏光の偏光面が回転する効果は磁気光学効果と呼ばれている。特に、透過光へ影響を及ぼす場合はファラデー効果、反射光に影響を及ぼす場合は磁気カー効果と呼ばれている。例えば、磁性薄膜の磁気モーメントの磁化反転速度がナノ秒からサブナノ秒であることを利用して、高速スイッチングが可能とされる。
【０００５】
磁気光学効果を利用した空間光変調器が、非特許文献１、及び特許文献１〜８などに開示されている。
【０００６】
また、特許文献８には、光変調器を用いた表示装置、ホログラフィー装置、ホログラム記録装置が開示されている。
【０００７】
また、特許文献９には、光変調器を用いたホログラムデータ記録再生装置が開示されている。
【０００８】
ところで、特許文献１０には、第１の表面と屈折率とを有する基板と、該基板の第１の表面上の領域であって、基板の屈折率より小さい屈折率を有する領域と、該領域の上に配置された平行な細長い素子のアレイと、を備える広帯域ワイヤグリッド偏光子が開示されている。
【０００９】
また、特許文献１１には、非磁性基板表面の各ピクセル箇所に形成されている凹部に磁気光学結晶が埋設され、ピクセル間ギャップ位置で非磁性基板と一体の仕切り壁により磁気光学結晶同士が磁気的に分離され、表面全体が平坦化されている磁気光学デバイスが開示されている。
【００１０】
また、特許文献１２には、結晶性の良好な基板上に、熱処理により結晶性を悪化させた表面層を部分的に形成し、それらの上に磁性膜をエピタキシャル成長させることにより、表面層上の部分とそれ以外の部分とで磁性膜の結晶構造が２次元的に異なるようにした磁気光学デバイスの製造方法が開示されている。
【００１１】
また、特許文献１３には、透光性磁性体薄膜の内部に金属ナノ粒子を複合化させて形成される複合化磁性体薄膜を備える磁気光学体が開示されている。
【００１２】
また、特許文献１４には、非磁性支持体上に、少なくとも、規則的に配列した金属磁性微粒子を含む微粒子配列層を有し、金属磁性微粒子に対し外部から磁界を印加して磁化を発生せしめ、かつ直線偏光を入射し、金属磁性微粒子への入射光と金属の表面プラズモン振動との相互作用によって磁気光学効果を増大させる磁気光学素子が開示されている。
【００１３】
また、特許文献１５には、少なくとも磁気ヘッド層と、磁気光学効果を有する層と偏光子層とを構成層として含む光スイッチが開示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、特許文献１〜８に開示されている空間光変調器では、偏光面の回転角が小さく、さらに小型化が難しいという不都合があった。
【００１５】
本発明は、かかる事情の下になされたもので、その第１の目的は、偏光面の回転角が大きく、小型化ができる光変調素子を提供することにある。
【００１６】
また、本発明の第２の目的は、偏光面の回転角が大きく、高密度の光変調が可能な空間光変調器を提供することにある。
【００１７】
また、本発明の第３の目的は、高精細な画像を生成することができる画像生成装置を提供することにある。
【００１８】
また、本発明の第４の目的は、高精細な画像を表示することができる画像表示装置を提供することにある。
【００１９】
また、本発明の第５の目的は、小型で応答特性に優れた光スイッチを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明は、第１の観点からすると、入射光を変調する光変調素子であって、偏光方向が第１の方向の直線偏光が入射され、金、銀、銅、白金及びアルミニウムのいずれかを含み、前記第１の方向に直交する第２の方向を長手方向とし、前記第１の方向に沿って前記入射光の波長の半分以下の間隔で配列された複数の線状部材と；前記複数の線状部材に磁場を印加する磁場印加機構と；前記複数の線状部材を介した光の光路上に配置され、前記磁場が印加されたときの光を選択的に透過あるいは遮光する検光子と；を備える光変調素子である。
【００２１】
これによれば、偏光面の回転角が大きく、小型化を図ることができる。
【００２２】
本発明は、第２の観点からすると、複数の本発明の光変調素子が２次元的に配列された空間光変調器である。
【００２３】
これによれば、偏光面の回転角が大きく、高密度の光変調を行うことができる。
【００２４】
本発明は、第３の観点からすると、画像情報に応じた画像を生成する画像生成装置であって、光源と；前記光源から射出される光束の光路上に配置された本発明の空間光変調器と；前記画像情報に応じて、前記空間光変調器の複数の磁場印加機構を個別に制御する制御装置と；を備える画像生成装置である。
【００２５】
これによれば、本発明の空間光変調器を備えているため、高精細な画像を生成することができる。
【００２６】
本発明は、第４の観点からすると、画像情報に応じた画像を生成する本発明の画像生成装置と；該画像生成装置からの光束を被投射面に投射する投射光学系と；を備える画像表示装置である。
【００２７】
これによれば、本発明の画像生成装置を備えているため、結果として、高精細な画像を表示することができる。
【００２８】
本発明は、第５の観点からすると、光の伝送をオンオフする光スイッチであって、本発明の光変調素子と；前記オンオフの情報に応じて前記光変調素子の磁場印加機構を制御する制御装置と；を備えることを特徴とする光スイッチである。
【００２９】
これによれば、小型で優れた応答特性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の一実施形態に係るプロジェクタシステムの概略構成を説明するためのブロック図である。
【図２】図１におけるプロジェクタ装置の構成を説明するための図である。
【図３】図２における画像生成装置の構成を説明するための図である。
【図４】図３における画像形成パネルに含まれる空間光変調器を説明するための図である。
【図５】図４のＡ−Ａ断面図である。
【図６】図４のＢ−Ｂ断面図である。
【図７】空間光変調器に入射する光を説明するための図である。
【図８】図８（Ａ）は空間光変調器のグリッド部材を説明するための図であり、図８（Ｂ）は図８（Ａ）のＡ−Ａ断面図である。
【図９】選択された画素を説明するための図である。
【図１０】図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）は、それぞれ各ライン状電極に供給する電流と、グリッド部材に印加される磁場との関係を説明するための図である。
【図１１】図１１（Ａ）及び図１１（Ｂ）は、それぞれグリッド部材に印加される磁場とファラデー回転の関係を説明するための図である。
【図１２】図１２（Ａ）及び図１２（Ｂ）は、それぞれ検光子の作用を説明するための図である。
【図１３】空間光変調器を透過する光、及び空間光変調器で遮光される光を説明するための図である。
【図１４】グリッド部材に印加される磁場と回転角の関係を説明するための図である。
【図１５】グリッド部材に印加される磁場と楕円率の関係を説明するための図である。
【図１６】光変調素子を説明するための図である。
【図１７】グリッド部材の変形例１を説明するための図である。
【図１８】グリッド部材の変形例２を説明するための図である。
【図１９】画像生成装置の変形例を説明するための図である。
【図２０】図１９における画像形成パネルに含まれる空間光変調器を説明するための図である。
【図２１】図１９の空間光変調器における検光子の作用を説明するための図（その１）である。
【図２２】図１９の空間光変調器における検光子の作用を説明するための図（その２）である。
【図２３】グリッド部材の変形例３を説明するための図である。
【図２４】光スイッチを説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、本発明の一実施形態を図１〜図１６に基づいて説明する。図１には、一実施形態に係る画像表示システムとしてのプロジェクタシステム１０が示されている。
【００３２】
このプロジェクタシステム１０は、画像表示装置としてのプロジェクタ装置１０００、及び上位装置２０００を有している。
【００３３】
上位装置２０００は、プロジェクタ装置１０００に画像に関する情報を送出する画像情報管理装置であり、一例としてパソコンを用いることができる。上位装置２０００は、ネットワークを介して送られてきた画像に関する情報、及びネットワークを介して取得（ダウンロード）した画像に関する情報を、プロジェクタ装置１０００に送出することができる。
【００３４】
プロジェクタ装置１０００は、上位装置２０００から送られてきた画像に関する情報に基づいて、被投射面としてのスクリーン１１００に拡大像を表示する前方投射型のプロジェクタ装置である。
【００３５】
プロジェクタ装置１０００は、一例として図２に示されるように、画像生成装置１００、及び投射光学系２００などを備えている。なお、本明細書では、ＸＹＺ３次元直交座標系において、プロジェクタ装置１０００が載置されている平面をＸＺ面、画像生成装置１００から投射光学系２００に向けて射出される光束の方向をＺ軸方向として説明する。
【００３６】
投射光学系２００からスクリーン１１００に向かう投射光は、筐体に設けられた開口を通って射出される。
【００３７】
画像生成装置１００は、一例として図３に示されるように、光源１０１、リフレクタ１０２、カラーホイール１０３、ホイール駆動装置１０４、ロッドインテグレータ１０５、照明光学系１０６、画像形成パネル１０７、マイクロレンズアレイ１０８、通信インターフェース１３１、主制御装置１３２などを有している。
【００３８】
通信インターフェース１３１は、主制御装置１３２と上位装置２０００との通信を制御する。
【００３９】
主制御装置１３２は、通信インターフェース１３１を介して受け取った画像に関する情報に応じて、光源１０１、ホイール駆動装置１０４、及び画像形成パネル１０７を制御する。
【００４０】
光源１０１には、キセノンランプ、ハロゲンランプ、メタルハライドランプ、超高圧水銀ランプなどのランプ光源を用いることができる。なお、ＬＥＤ、ＬＤ、半導体レーザなどの固体光源を用いても良い。ここでは、一例として、光源１０１から射出される光の波長は、６９０ｎｍである。
【００４１】
この光源１０１は、主制御装置１３２の指示によって点灯される。
【００４２】
リフレクタ１０２は、光源１０１から射出された光束を集光する。
【００４３】
カラーホイール１０３は、赤、青、緑の各フィルタを有する円盤状部材であり、リフレクタ１０２からの光束の集光位置近傍に配置されている。
【００４４】
ホイール駆動装置１０４は、カラーホイール１０３を回転させるための装置である。ホイール駆動装置１０４は、主制御装置１３２からの画像の色情報に応じて、該色情報に対応するフィルタをリフレクタ１０２からの光束が通過するように、カラーホイール１０３を回転させる。
【００４５】
ロッドインテグレータ１０５は、カラーホイール１０３を通過した光束の光量分布を均一にする。
【００４６】
照明光学系１０６は、ロッドインテグレータ１０５を介した光束の光路を効率よく画像形成パネル１０７に導く。
【００４７】
照明光学系１０６からの光束は、マイクロレンズアレイ１０８を介して画像形成パネル１０７を照明する。この照明光は、画像形成パネル１０７によって、画像情報に対応して変調される。
【００４８】
画像形成パネル１０７を透過した光束は、投射光学系２００に射出される。
【００４９】
投射光学系２００は、画像形成パネル１０７上の画像の拡大像をスクリーン１１００に表示する。
【００５０】
次に、画像形成パネル１０７について説明する。
【００５１】
この画像形成パネル１０７は、一例として図４〜図６に示される空間光変調器３００を有している。
【００５２】
この空間光変調器３００は、ガラス基板３０１、樹脂層３０２、偏光子３０３、複数のグリッド部材３０４、複数のＹ方向ライン状電極３０５、絶縁層３０６、ガラス基板３０７、樹脂層３０８、検光子３０９、ガラス基板３１０、複数のＸ方向ライン状電極３１１などを有している。なお、図４は、空間光変調器３００の平面図であり、図５は、図４のＡ−Ａ断面図であり、図６は、図４のＢ−Ｂ断面図である。
【００５３】
ここでは、各ガラス基板として、０．５ｍｍ〜１ｍｍ程度の厚さの石英基板を用いている。また、各樹脂層の樹脂材料には、光硬化型樹脂を用いている。
【００５４】
ガラス基板３０１の＋Ｚ側に樹脂層３０２が設けられ、樹脂層３０２の＋Ｚ側に偏光子３０３が設けられている。
【００５５】
偏光子３０３の＋Ｚ側に絶縁層３０６が設けられ、絶縁層３０６の＋Ｚ側にガラス基板３０７が設けられている。絶縁層３０６は、ＳｉＯ２からなる層である。なお、絶縁層３０６の厚さは、１μｍ程度である。
【００５６】
ガラス基板３０７の＋Ｚ側に樹脂層３０８が設けられ、樹脂層３０８の＋Ｚ側に検光子３０９が設けられ、検光子３０９の＋Ｚ側にガラス基板３１０が設けられている。
【００５７】
そして、ガラス基板３０１の−Ｚ側から光が入射するように配置されている（図７参照）。
【００５８】
偏光子３０３は、ガラス基板３０１及び樹脂層３０２を介した入射光を、電界ベクトルの振動方向がＸ軸方向に平行な直線偏光に変換する。
【００５９】
複数のＸ方向ライン状電極３１１は、ガラス基板３０７の＋Ｚ側の面上に形成されている。また、複数のＹ方向ライン状電極３０５は、絶縁層３０６中に形成されている。従って、Ｘ方向ライン状電極３１１とＹ方向ライン状電極３０５は、接することはない。各ライン状電極は、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）からなり、そのライン幅は、約８０ｎｍである。
【００６０】
各グリッド部材３０４は、平面視で、Ｘ方向ライン状電極３１１とＹ方向ライン状電極３０５とで囲まれた領域であって、ガラス基板３０７の−Ｚ側の面上に形成されている。ここでは、Ｘ軸方向とＹ軸方向を配列方向とするマトリックス状に、１２４×１２４個のグリッド部材３０４が形成されている。そして、１つのグリッド部材３０４が画像における１画素に対応している。すなわち、ここでは、１画像は１５３７６画素から構成されている。
【００６１】
各グリッド部材３０４は、一例として図８（Ａ）に示されるように、Ｙ軸方向に延びる５本のＡｌ（アルミニウム）製の線状部材を有し、Ｘ軸方向に等間隔で配置されている。各線状部材の間は、酸化ケイ素（ＳｉＯｘ）が充填されている。
【００６２】
図８（Ａ）のＡ−Ａ断面図が図８（Ｂ）に示されている。ここでは、図８（Ｂ）における符号Ｌ１（幅）は約７０ｎｍ、符号Ｌ２（厚さ）は約１５０ｎｍ、符号Ｌ３（配列ピッチ）は約１５０ｎｍである。配列ピッチＬ３は、入射する光の波長（ここでは、６９０ｎｍ）の半分よりも小さい。このような金属細線の格子構造は、ワイヤグリッド（ｗｉｒｅ−ｇｒｉｄ）構造と呼ばれている。
【００６３】
また、一例として図９に示されるように、Ｘ方向ライン状電極３１１及びＹ方向ライン状電極３０５を選択することにより、画素を特定することができる。そして、選択された各ライン状電極に電流を流すと、特定された画素に含まれるグリッド部材３０４に磁場が印加される。なお、図９における符号Ｌ５は、約１μｍである。
【００６４】
このとき、一例として図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）に示されるように、各ライン状電極に流す電流の方向によって、グリッド部材３０４に印加される磁場の方向を規定することができる。
【００６５】
グリッド部材３０４を透過する直線偏光は、磁場が印加されると、その偏光面が回転（ファラデー回転）する。ここでは、正方向の磁場が印加されたときに＋θＦのファラデー回転が生じ（図１１（Ａ）参照）、負方向の磁場が印加されたときに−θＦのファラデー回転が生じる（図１１（Ｂ）参照）とする。
【００６６】
検光子３０９は、＋θＦのファラデー回転した光を透過させ、−θＦのファラデー回転した光を遮光するように設定されている。
【００６７】
従って、グリッド部材３０４に正方向の磁場を印加させると、図１２（Ａ）に示されるように、グリッド部材３０４に入射した光は検光子３０９を透過する。一方、グリッド部材３０４に負方向の磁場を印加させると、図１２（Ｂ）に示されるように、グリッド部材３０４に入射した光は検光子３０９で遮光される。
【００６８】
そこで、グリッド部材３０４に正の磁場が印加されるようにＸ方向ライン状電極３１１及びＹ方向ライン状電極３０５に電流を供給すると、該グリッド部材３０４に入射した光は、そのまま空間光変調器３００から射出される。一方、グリッド部材３０４に負の磁場が印加されるようにＸ方向ライン状電極３１１及びＹ方向ライン状電極３０５に電流を供給すると、該グリッド部材３０４に入射した光は、空間光変調器３００から射出されない。
【００６９】
そこで、複数の画素のうち、指定した画素のみで、光を透過させることができる（図１３参照）。
【００７０】
従って、主制御装置１３２は、１５３７６個のグリッド部材３０４に関して、画像情報に応じて、正の磁場を印加するグリッド部材３０４と負の磁場を印加するグリッド部材３０４とを決定し、その決定結果に基づいて、各ライン状電極に電流を供給する。
【００７１】
これにより、画像情報に応じて変調された光が、画像生成装置１００から投射光学系２００に向けて射出される。
【００７２】
投射光学系２００は、複数のレンズ、ミラー、絞りなどを有し、画像生成装置１００からの光を、指定された倍率で拡大して、スクリーン１１００に投射する。
【００７３】
ところで、図１４には、グリッド部材３０４に印加される磁場と偏光面の回転角との関係が示されている。印加される磁場と偏光面の回転角との間には、線形の関係がある。該線形を表す直線の傾きは、−０．３４［ｄｅｇ．／ｋＯｅ］である。
【００７４】
例えば、上記正方向の磁場を１０ｋＯｅ、上記負方向の磁場を−１０ｋＯｅとすれば、回転角の違いは約７°となる。
【００７５】
また、図１５には、グリッド部材３０４に印加される磁場と楕円率との関係が示されている。印加される磁場と楕円率との間には、線形の関係がある。該線形を表す直線の傾きは、−０．５２［ｄｅｇ．／ｋＯｅ］である。例えば、印加される磁場が１０ｋＯｅであれば、楕円率は−５．２°となる。楕円率は、λ／４板を用いれば、回転角とすることができる。
【００７６】
印加される磁場と偏光面の回転角及び楕円率との関係は、前記Ｌ１（幅）、前記Ｌ２（厚さ）、前記Ｌ３（配列ピッチ）によって異なってくる。そこで、用途に応じた設計をすることができる。
【００７７】
ここでは、計算機を用いたシミュレーションによって、指定したグリッド部材３０４に上記正方向の電場及び負方向の電場を印加するのに適した各ライン状電極への供給電流を求めた。なお、図１１（Ａ）及び図１１（Ｂ）では、説明をわかりやすくするため、ガラス基板でのファラデー回転を考慮していないが、石英のようにファラデー回転が比較的大きな材料を基板として用いる場合には、ガラス基板でのファラデー回転を考慮する必要がある。
【００７８】
すなわち、ライン状電極に流す電流の大きさを、その周囲に磁界が発生するようにシミュレーションにより求め、ＸＹ方向にて、一つのグリッド部材３０４に対して同期を取れるようにし、水平方向の発生磁界を制御した。
【００７９】
ここでは、グリッド部材３０４が長軸と短軸をもつアルミニウムからなり、変調特性（回転角、楕円率）の磁場依存性を有している。そして、グリッド部材３０４が、ワイヤグリッド構造体であるため、変調特性（回転角、楕円率）の磁場依存性が強い。すなわち、図１４及び図１５における傾きが大きい。
【００８０】
また、複数の線状部材の配列ピッチが数十〜数百ｎｍ程度であり、入射光の波長の半分以下であるため、１画素の大きさを小さくすることができる。そこで、画像生成装置１００では、高精細な画像を生成することができる。
【００８１】
次に、空間光変調器３００の製造方法について説明する。
【００８２】
まず、表面研磨を施した石英基板を用意した。これがグリッド部材の支持体としての役割をする。そして、石英基板上に蒸着装置を用いてＩＴＯ及びグリッド部材を形成した。次に、マスク形成後、反応性エッチング装置を用いてパターンを作製した。なお、Ｇａイオンビームにより試料表面の原子をはじきとばすことによって試料を削る収束イオンビームでも原理的には作製可能である。その後、珪素酸化物により微小構造体の間を埋めるとともに、再度、加工と成膜を繰り返して各ライン状電極を作製した。その後、光硬化型樹脂を用いて、偏光子及び検光子を固定した。
【００８３】
以上の説明から明らかなように、本実施形態に係る空間光変調器３００では、１画素に対応する部分によって、本発明の光変調素子が構成されている（図１６参照）。そして、グリッド部材３０４によって複数の線状部材が構成され、Ｘ方向ライン状電極３１１とＹ方向ライン状電極３０５によって磁場印加機構が構成されている。また、主制御装置１３２によって、本発明の画像生成装置における制御装置が構成されている。
【００８４】
すなわち、空間光変調器３００は、複数の光変調素子が２次元的に配列されている。
【００８５】
以上説明したように、本実施形態に係る空間光変調器３００によると、ガラス基板３０１、樹脂層３０２、偏光子３０３、複数のグリッド部材３０４、複数のＹ方向ライン状電極３０５、絶縁層３０６、ガラス基板３０７、樹脂層３０８、検光子３０９、ガラス基板３１０、複数のＸ方向ライン状電極３１１などを有している。
【００８６】
また、偏光子３０３は、入射光を電界ベクトルの振動方向がＸ軸方向に平行な直線偏光に変換する。
【００８７】
各グリッド部材３０４は、偏光子３０３を介した光が入射され、Ｙ軸方向に延びる５本のＡｌ（アルミニウム）製の線状部材を有している。該５本の線状部材は、入射光の波長の半分以下のピッチでＸ軸方向に沿って配置されている。
【００８８】
そして、Ｘ方向ライン状電極３１１及びＹ方向ライン状電極３０５に電流を供給すると、グリッド部材３０４に正の磁場あるいは負の磁場が印加される。これにより、グリッド部材３０４に入射した光は、その偏光方向が、＋θＦのファラデー回転あるいは−θＦのファラデー回転して、グリッド部材３０４を透過する。
【００８９】
そして、検光子３０９は、＋θＦのファラデー回転した光を透過させ、−θＦのファラデー回転した光を遮光するように設定されている。
【００９０】
そこで、グリッド部材３０４に正の磁場が印加されるようにＸ方向ライン状電極３１１及びＹ方向ライン状電極３０５に電流を供給することにより、該グリッド部材３０４に入射した光を、空間光変調器３００から射出することができる。一方、グリッド部材３０４に負の磁場が印加されるようにＸ方向ライン状電極３１１及びＹ方向ライン状電極３０５に電流を供給することにより、該グリッド部材３０４に入射した光を、空間光変調器３００から射出させないようにすることができる。
【００９１】
この場合は、偏光面の回転角を従来よりも大きくすることができ、入射光を確実に変調することができる。また、高速で光変調を行うことができる。さらに、１画素の大きさ、すなわち、光変調素子の大きさを小さくすることができる。
【００９２】
そして、空間光変調器３００は、複数の光変調素子が２次元配列されているため、偏光面の回転角が大きく、高密度の光変調が可能である。
【００９３】
また、グリッド部材３０４の線状部材が、Ａｌ（アルミニウム）製であるため、グリッド部材３０４での光の吸収を抑制することができる。すなわち、空間光変調器３００での光損失を最低限に抑えることができる。
【００９４】
また、有機材料を含んでいないため、耐久性に優れている。
【００９５】
また、量産性に優れており、高い製造歩留まりを得ることができた。
【００９６】
ここでは、ガラス基板に垂直な方向の磁場がワイヤグリッド構造体に印加されると、該印加された磁場に応じて、入射光の変調特性（回転角、楕円率）が変化することを利用している。このとき、線状部材が磁性体でなくても、入射光の変調特性（回転角、楕円率）は、印加磁場に対して線形に変化する。特に、ワイヤグリッド構造体を透過する光ではその変化が大きい。
【００９７】
従来の空間光変調器では、偏光面の回転角が小さく、その結果として、変調精度（Ｓ／Ｎ比）が低かった。しかしながら、空間光変調器３００では、従来よりも高い変調精度（Ｓ／Ｎ比）を得ることができた。
【００９８】
そして、本実施形態に係る画像生成装置１００によると、空間光変調器３００を有しているため、高精細な画像を生成することができる。
【００９９】
また、本実施形態に係るプロジェクタ装置１０００によると、画像生成装置１００を備えているため、結果として、高精細な画像をスクリーンに表示することができる。
【０１００】
なお、上記実施形態では、各グリッド部材３０４が５本の線状部材からなる場合について説明したが、これに限定されるものではない（図１７参照）。
【０１０１】
例えば、線状部材の寸法を変化させないで、１つのグリッド部材に含まれる線状部材の数を少なくすると、画素数を上記実施形態よりも多くすることができる。すなわち、画像生成装置は、さらに高精細な画像を生成することができる。
【０１０２】
逆に、線状部材の寸法を変化させないで、１つのグリッド部材に含まれる線状部材の数を多くすると、１画素の大きさが大きくなり、１画素あたりの光強度を大きくすることができる。
【０１０３】
そこで、必要とされる解像度及び１画素あたりの光強度に応じて、１つのグリッド部材に含まれる線状部材の数を設定しても良い。
【０１０４】
また、上記実施形態において、グリッド部材３０４の各線状部材が、一例として図１８に示されるように、Ｙ軸方向の途中で断線したような不連続形状であっても良い。但し、連続形状のほうが、変調特性（回転角、楕円率）と印加磁場との関係における傾きが大きい。
【０１０５】
また、上記実施形態では、グリッド部材３０４の各線状部材が、Ａｌ（アルミニウム）製の場合について説明したが、これに限定されるものではなく、Ａｌ合金製であっても良い。また、各線状部材の素材が、金、銀、銅、白金及びこれらの合金のいずれかであっても良い。なお、Ａｌ（アルミニウム）製が最も好ましい。また、Ａｇは化学的にやや不安定という欠点があるが、その特性に大きな経時変化はない。
【０１０６】
また、上記実施形態では、検光子３０９が、＋θＦのファラデー回転した光を透過させ、−θＦのファラデー回転した光を遮光するように設定されている場合について説明したが、これに限定されるものではない。検光子３０９が、−θＦのファラデー回転した光を透過させ、＋θＦのファラデー回転した光を遮光するように設定されていても良い。但し、この場合は、主制御装置１３２は、光を透過させたい画素のグリッド部材３０４に負の磁場を印加し、遮光したい画素のグリッド部材３０４に正の磁場を印加することとなる。
【０１０７】
また、上記実施形態において、主制御装置１３２は、光を透過させたい画素のグリッド部材３０４に正の磁場を印加し、遮光したい画素のグリッド部材３０４に磁場を印加しないこととしても良い。
【０１０８】
また、上記実施形態において、検光子３０９が、−θＦのファラデー回転した光を透過させるように設定されているときに、主制御装置１３２は、光を透過させたい画素のグリッド部材３０４に負の磁場を印加し、遮光したい画素のグリッド部材３０４に磁場を印加しないこととしても良い。
【０１０９】
また、上記実施形態において、前記画像生成装置１００に代えて、一例として図１９に示される画像生成装置１００’を用いても良い。この画像生成装置１００’は、前記画像生成装置１００に対して、空間光変調器が異なる点に特徴を有している。従って、以下では、前記画像生成装置１００との相違点を中心に説明するとともに、前述した画像生成装置１００と同一若しくは同等の構成部分については同一の符号を用い、その説明を簡略化し若しくは省略するものとする。
【０１１０】
画像生成装置１００’は、光源１０１、リフレクタ１０２、カラーホイール１０３、ホイール駆動装置１０４、ロッドインテグレータ１０５、照明光学系１０６’、画像形成パネル１０７’、全反射プリズム１０９、通信インターフェース１３１、主制御装置１３２などを有している。
【０１１１】
照明光学系１０６’は、ロッドインテグレータ１０５を介した光束の光路を効率よく全反射プリズム１０９に導く。
【０１１２】
全反射プリズム１０９は、２つの三角プリズムからなり、それらの間に微小な空気層を有している。
【０１１３】
全反射プリズム１０９に入射した照明光学系１０６’からの光束は、画像形成パネル１０７’を照明する。この照明光は、画像形成パネル１０７’によって、画像情報に対応して変調される。
【０１１４】
画像形成パネル１０７’で反射され、全反射プリズム１０９に入射した光束は、全反射プリズム１０９を通過して、投射光学系２００に射出される。
【０１１５】
次に、画像形成パネル１０７’について説明する。この画像形成パネル１０７’は、一例として図２０に示される空間光変調器３００’を有している。なお、ここでは、前記空間光変調器３００との相違点を中心に説明するとともに、前述した空間光変調器３００と同一若しくは同等の構成部分については同一の符号を用い、その説明を簡略化し若しくは省略するものとする。
【０１１６】
この空間光変調器３００’は、ガラス基板３０１、偏光子３０３、複数のグリッド部材３０４、複数のＹ方向ライン状電極３０５、絶縁層３０６、ガラス基板３０７、検光子３０９、複数のＸ方向ライン状電極３１１（不図示）などを有している。なお、図２０は、空間光変調器３００’のグリッド部材３０４を切断する断面図である。
【０１１７】
ここでは、検光子３０９は、グリッド部材３０４で反射された光の光路上に配置されている。また、偏光子３０３及び検光子３０９と複数のグリッド部材３０４との間にマイクロレンズアレイ１０８が配置されている。
【０１１８】
グリッド部材３０４で反射された直線偏光は、磁場が印加されていると、磁気カー効果を受け、その偏光面が回転（カー回転）する。ここでは、正方向の磁場が印加されたときに＋θＫのカー回転が生じ（図２１参照）、負方向の磁場が印加されたときに−θＫのカー回転が生じる（図２２参照）とする。
【０１１９】
検光子３０９は、＋θＫのカー回転した光を透過させ、−θＫのカー回転した光を遮光するように設定されている。
【０１２０】
従って、グリッド部材３０４に正方向の磁場を印加させると、グリッド部材３０４で反射された光は、図２１に示されるように、検光子３０９を透過する。一方、グリッド部材３０４に負方向の磁場を印加させると、グリッド部材３０４で反射された光は、図２２に示されるように、検光子３０９で遮光される。
【０１２１】
そこで、グリッド部材３０４に正の磁場が印加されるように対応するＸ方向ライン状電極３１１及びＹ方向ライン状電極３０５に電流を供給すると、該グリッド部材３０４に入射した光は、反射光として空間光変調器３００’から射出される。一方、グリッド部材３０４に負の磁場が印加されるように対応するＸ方向ライン状電極３１１及びＹ方向ライン状電極３０５に電流を供給すると、該グリッド部材３０４に入射した光は、空間光変調器３００’から射出されない。
【０１２２】
そこで、空間光変調器３００’では、複数の画素のうち指定した画素のみで、光を反射させることができる。
【０１２３】
従って、主制御装置１３２は、１５３７６個のグリッド部材３０４に関して、画像情報に応じて、正の磁場を印加するグリッド部材３０４と負の磁場を印加するグリッド部材３０４とを決定し、その決定結果に基づいて、対応するライン状電極に電流を供給する。
【０１２４】
これにより、画像情報に応じて変調された光が、画像生成装置１００’から投射光学系２００に向けて射出される。
【０１２５】
なお、空間光変調器３００’において、主制御装置１３２は、光を反射させたい画素のグリッド部材３０４に正の磁場を印加し、遮光したい画素のグリッド部材３０４に磁場を印加しないこととしても良い。
【０１２６】
また、空間光変調器３００’において、検光子３０９が、−θＫのカー回転した光を透過させ、＋θＫのカー回転した光を遮光するように設定されていても良い。但し、この場合は、主制御装置１３２は、空間光変調器３００’で光を反射させたい画素のグリッド部材３０４に負の磁場を印加し、遮光したい画素のグリッド部材３０４に正の磁場を印加することとなる。
【０１２７】
また、空間光変調器３００’において、検光子３０９が、−θＫのカー回転した光を透過させるように設定されているときに、主制御装置１３２は、光を反射させたい画素のグリッド部材３０４に負の磁場を印加し、遮光したい画素のグリッド部材３０４に磁場を印加しないこととしても良い。
【０１２８】
ところで、グリッド部材に磁場を印加する方法としては、ハードディスク装置に用いられる磁気ヘッド（ＴＭＲやＧＭＲ）の利用や、コイル形状と磁芯からなる微小磁気ヘッドをグリッド部材の近傍に作り込む方法や、永久磁石を近接させる方法もある。
【０１２９】
また、上記実施形態において、グリッド部材３０４は、その＋Ｚ側あるいは−Ｚ側に磁性材料層を有していても良い。
【０１３０】
この場合に、磁性材料層として、鉄（Ｆｅ）／白金（Ｐｔ）、コバルト（Ｃｏ）／白金（Ｐｔ）、及びコバルト（Ｃｏ）／パラジウム（Ｐｄ）のいずれかの多層構造を有し、垂直磁気異方性を備えているものを用いることができる。
【０１３１】
例えば、線状部材の厚さを１００ｎｍとし、該線状部材の＋Ｚ側にＣｏ／Ｐｔ多層膜を設けても良い（図２３参照）。このＣｏ／Ｐｔ多層膜としては、厚さ１ｎｍのＣｏ層と、厚さ０．５ｎｍのＣｏと厚さ１ｎｍのＰｔとからなる層が５つ積層された層と、からなる人工格子構造体を用いることができる。この人工格子構造体は、垂直磁気異方性を有している。
【０１３２】
磁性材料を用いると、回転角と印加磁場との関係及び楕円率と印加磁場との関係を示す曲線が角型のヒステリシスをもつようになる。この場合は、磁場が印加されなくなっても状態（回転角、楕円率）を保持することができる。
【０１３３】
なお、厚さ０．５ｎｍのＣｏと厚さ１ｎｍのＰｔとからなる層の層数は５層に限定されない。但し、光反射率や飽和磁化の関係から５〜７層程度が好ましい。
【０１３４】
このように、人工的な垂直磁化膜を利用することで、回転角及び楕円率を更に大きくすることができる。
【０１３５】
また、磁性材料層として、少なくともコバルトＣｏを含有し、柱状に成長した結晶粒子の間に非磁性物質が偏析したグラニュラ構造を有するものを用いることができる。
【０１３６】
例えば、ＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ２（厚さ５ｎｍ）からなるグラニュラ構造体を用いても良い。このＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ２は、垂直磁気異方性を有している。
【０１３７】
ところで、グラニュラとは「粒状の」という意味で、ナノメータスケールの粒子が他の材料のマトリックス中に分散した構造を持つ材料をいう。
【０１３８】
ここでは、Ｃｏがｈｃｐ構造（六方最密格子）の結晶を形成し、Ｃｒ（クロム）及びＳｉＯ２が偏析して粒界を形成する。ＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ２を用いることにより、ＳｉＯ２が強磁性体であるＣｏの周囲に偏析するため、物理的に孤立（分散）された微細なＣｏ粒子を形成しやすいという特徴がある。
【０１３９】
また、磁性材料層として、ハーフメタルを含む層を用いることができる。なお、ハーフメタルとは、一方の電子スピンが金属的なバンド構造を有し、他方の電子スピンが絶縁体的なバンド構造を有する物質をいう。
【０１４０】
例えば、ＰｔＭｎＳｂを用いることができる。ＰｔＭｎＳｂでは白金（Ｐｔ）、マンガン（Ｍｎ）、アンチモン（Ｓｂ）の組成比を調整することで一方向のみのスピンをもつ（理論上スピン偏極率１００％）状態を形成することができた。なお、下地層として厚み２ｎｍのＴｉ（チタン）を用いた。また、磁場印加手段としては、マイクロ磁気ヘッドを用いた。
【０１４１】
ハーフメタル材料としては、外部磁場が印加される場合にすべての電子が所定の方向にスピン分極されるホイスラー合金（Ｈｅｕｓｌｅｒ ａｌｌｏｙ）やハーフメタル強磁性膜（例えば、Ｃｏ２ＭｎＳｉ膜）が好ましい。しかし、該ホイスラー合金やハーフメタル強磁性膜と同様な他の強磁性膜から形成されても良い。
【０１４２】
ハーフメタルには、（Ｌａ，Ｓｒ）ＭｎＯ３、Ｆｅ３Ｏ４、ＣｒＯ２などの導電性強磁性酸化物、ＮｉＭｎＳｂなどのハーフホイスラー合金、Ｃｏ２ＭｎＳｉ、Ｃｏ２ＭｎＡｌ、Ｃｏ２ＭｎＧｅ、Ｃｏ２ＣｒＧａなどのフルホイスラー合金、及び閃亜鉛鉱型のＣｒＡｓなどが知られている。
【０１４３】
また、磁性材料層として、イットリウム鉄ガーネット（ＹＩＧ、Ｙ３Ｆｅ５Ｏ１２）及びその一部を他の元素で置換した材料のいずれかを含む層を用いることができる。
【０１４４】
例えば、イットリウム鉄ガーネットの一部をビスマス（Ｂｉ）で置換したビスマス置換イットリウム鉄ガーネット（ＢｉＹＩＧ）（例えば、特開２００１−１９４６３９号公報参照）を用いても良い。ＢｉＹＩＧは、比較的透過率が高いことから、透過光の光強度が大きいという利点がある。
【０１４５】
ＢｉＹＩＧの形成方法としては、スパッタリング法だけではなく、ＢｉＹＩＧの有機化合物を有機溶剤に溶解した溶液（ＭＯＤ（Ｍｅｔａｌ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ）塗布材料）を利用する方法もある。これは、例えば、溶液を石英基板に塗布し、乾燥させる作業を５回繰り返し、その後、１００℃で３０分、５００℃で１５分、７００℃で１８０分という熱処理工程を加え、ＢｉＹＩＧが焼成されることにより結晶性を向上させるという方法である。
【０１４６】
なお、イットリウムに代えて、希土類元素である、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕのいずれかを用いても良い。
【０１４７】
また、Ｂｉに代えて、Ｃｅ、Ｐｂ、Ｃａ、Ｐｔのいずれかを用いても良い。
【０１４８】
また、Ｆｅの一部を、Ａｌ、Ｇａ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｓｃ、Ｉｎ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｌｉ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｚｒ、Ｔｉのいずれかで置換しても良い。
【０１４９】
上記空間光変調器３００及び空間光変調器３００’は、光スイッチに用いることができる。図２４には、光スイッチ３０００の概略構成が示されている。この光スイッチ３０００は、空間光変調器３０１０及び制御装置３０２０などを有している。
【０１５０】
空間光変調器３０１０は、前記空間光変調器３００と同様な構造を有し、複数の光ファイバの途中に設けられている。
【０１５１】
制御装置３０２０は、各光ファイバに対応するオンオフ信号に応じて、空間光変調器３０１０のグリッド部材３０４に印加する磁場を制御する。すなわち、オンのときには、入射光を透過させ、オフのときには、入射光を遮光する。なお、光ファイバが１本であっても良い。このときは、１つの光変調素子を有していれば良い。
【０１５２】
空間光変調器３０１０では、数ナノ秒で偏光状態を変化させることができる。そこで、超高速光スイッチングが可能である。液晶フィルムを用いた従来の空間光変調器では、スイッチングに数マイクロ秒を要していた。
【０１５３】
上記空間光変調器３００は、ファラデー効果を利用して透過光をオンオフすることができる空間光変調器の一例であり、これに限定されるものではない。
【０１５４】
上記空間光変調器３００’は、磁気カー効果を利用して反射光をオンオフすることができる空間光変調器の一例であり、これに限定されるものではない。
【０１５５】
ガラス基板上に線状部材を形成する工程では、磁性体・ポリマー複合材料を用いる方法、ゾルゲル法を用いる方法、ＭＯＤ（Ｍｅｔａｌ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ）塗布型材料を用いる方法、スパッタリングを用いる方法、バナジウムクロムヘキサシアノ錯体などの分子磁性体を用いる方法、ナノシート積層を用いる方法、常温衝撃固化現象を用いるエアロゾルデポジッション法（ＡＤＭ）のいずれかを用いることができる。
【０１５６】
ゾルゲル材料は、アルコキシド等を加水分解、重合させ、コロイド状にしたものを溶液中に分散させた材料であり、低温製膜性に優れている。
【０１５７】
また、ＭＯＤ塗布型材料は、金属の有機化合物を有機溶剤に溶解した溶液であり、ガラス基板上にその溶液を塗布し、乾燥後熱処理を施すことで酸化物薄膜を簡単に形成することができる液体材料である。（Ｇａ，Ｍｎ）Ａｓ、ＧｅＦｅなどの強磁性半導体材料でも良い。
【０１５８】
また、上記空間光変調器３００及び空間光変調器３００’は、ホログラフィー装置、ホログラム記録装置に適用することができる。
【０１５９】
また、上記空間光変調器３００及び空間光変調器３００’は、磁気センサに用いることも可能である。
【０１６０】
また、上記光変調素子は、レーザ加工機にも用いることができる。この場合は、レーザ光を高速走査させながら、必要な部分のみにレーザ光を照射することができる。
【０１６１】
また、レーザ加工機において、上記光変調素子を複数個２次元的に配置した場合には、複数箇所の加工を同時に行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【０１６２】
以上説明したように、本発明の光変調素子によれば、偏光面の回転角が大きく、小型化を図るのに適している。また、本発明の空間光変調器によれば、偏光面の回転角が大きく、高密度の光変調を行うのに適している。また、本発明の画像生成装置によれば、高精細な画像を生成するのに適している。また、本発明の画像表示装置によれば、高精細な画像を表示するのに適している。また、本発明の光スイッチによれば、小型で応答特性に優れたスイッチングを行うのに適している。
【符号の説明】
【０１６３】
１０…プロジェクタシステム、１００…画像生成装置、１０１…光源、１０７…画像形成パネル、１０８…マイクロレンズアレイ、１３２…主制御装置（制御装置）、２００…投射光学系、３００…空間光変調器、３００’…空間光変調器、３０１…ガラス基板、３０２…樹脂層、３０３…偏光子、３０４…グリッド部材（複数の線状部材）、３０５…Ｙ方向ライン状電極（磁場印加機構の一部）、３０６…絶縁層、３０７…ガラス基板、３０８…樹脂層、３０９…検光子、３１０…ガラス基板、３１１…Ｘ方向ライン状電極（磁場印加機構の一部）、１０００…プロジェクタ装置、３０００…光スイッチ、３０１０…空間光変調器、３０２０…制御装置。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１６４】
【特許文献１】特開２００７−３１０１７７号公報
【特許文献２】特開２００７−１９２９２６号公報
【特許文献３】特開２００７−１７１４５０号公報
【特許文献４】特開２００６−１５４７２７号公報
【特許文献５】特開２００６−１１９３３７号公報
【特許文献６】特開２００４−３５４４４１号公報
【特許文献７】特開２００８−１４５７４８号公報
【特許文献８】特開２００８−８３６８６号公報
【特許文献９】特開２００６−１６４４８０号公報
【特許文献１０】特表２００３−５０２７０８号公報
【特許文献１１】特開２００６−２５９０７４号公報
【特許文献１２】特開２００６−８４８７１号公報
【特許文献１３】特開２００８−２６８８６２号公報
【特許文献１４】特開２００７−２１３００４号公報
【特許文献１５】特開２００４−３０９７００号公報
【非特許文献】
【０１６５】
【非特許文献１】Ｊ−ｋ．Ｃｈｏ他、「Ｄｅｓｉｇｎ，ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ，ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ，ａｎｄ ｏｐｔｉｃａｌ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｎｅｗ ｍａｇｎｅｔｏ−ｏｐｔｉｃ ｓｐａｔｉａｌ ｌｉｇｈｔ ｍｏｄｕｌａｔｏｒ」Ｊ． Ａｐｐｌ． Ｐｈｙｓ．，Ｖｏｌ．７６，ｐ１９１０−１９１９（１９９４）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光変調素子、空間光変調器、画像生成装置、画像表示装置、光スイッチに係り、更に詳しくは、磁気光学効果を利用した光変調素子、該光変調素子を複数有する空間光変調器、該空間光変調器を有する画像表示装置、前記光変調素子を有する光スイッチに関する。
【背景技術】
【０００２】
カメラ、プロジェクタなど光情報処理を伴う製品において、伝搬光の位相や振幅を制御する空間光変調器（ＳＬＭ、Ｓｐａｔｉａｌ Ｌｉｇｈｔ Ｍｏｄｕｌａｔｏｒ）は映像を表示するキーデバイスである。現在、液晶型やＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍ）型のＳＬＭが実用化されている。
【０００３】
近年、ＳＬＭに対して、応答速度の更なる高速化が要求されてきている。しかしながら、分子の配向を制御する液晶型やミラーの角度を変化させるＭＥＭＳ型では、応答速度がマイクロ秒レベルにとどまり、応答速度の更なる高速化を達成するには、これらとは原理的に異なる空間光変調器の開発が必要であった。
【０００４】
ところで、原理的にナノ秒からサブナノ秒の応答速度をもつ方式として磁気光学方式がある。物質に磁場をかけた際に直線偏光の偏光面が回転する効果は磁気光学効果と呼ばれている。特に、透過光へ影響を及ぼす場合はファラデー効果、反射光に影響を及ぼす場合は磁気カー効果と呼ばれている。例えば、磁性薄膜の磁気モーメントの磁化反転速度がナノ秒からサブナノ秒であることを利用して、高速スイッチングが可能とされる。
【０００５】
磁気光学効果を利用した空間光変調器が、非特許文献１、及び特許文献１〜８などに開示されている。
【０００６】
また、特許文献８には、光変調器を用いた表示装置、ホログラフィー装置、ホログラム記録装置が開示されている。
【０００７】
また、特許文献９には、光変調器を用いたホログラムデータ記録再生装置が開示されている。
【０００８】
ところで、特許文献１０には、第１の表面と屈折率とを有する基板と、該基板の第１の表面上の領域であって、基板の屈折率より小さい屈折率を有する領域と、該領域の上に配置された平行な細長い素子のアレイと、を備える広帯域ワイヤグリッド偏光子が開示されている。
【０００９】
また、特許文献１１には、非磁性基板表面の各ピクセル箇所に形成されている凹部に磁気光学結晶が埋設され、ピクセル間ギャップ位置で非磁性基板と一体の仕切り壁により磁気光学結晶同士が磁気的に分離され、表面全体が平坦化されている磁気光学デバイスが開示されている。
【００１０】
また、特許文献１２には、結晶性の良好な基板上に、熱処理により結晶性を悪化させた表面層を部分的に形成し、それらの上に磁性膜をエピタキシャル成長させることにより、表面層上の部分とそれ以外の部分とで磁性膜の結晶構造が２次元的に異なるようにした磁気光学デバイスの製造方法が開示されている。
【００１１】
また、特許文献１３には、透光性磁性体薄膜の内部に金属ナノ粒子を複合化させて形成される複合化磁性体薄膜を備える磁気光学体が開示されている。
【００１２】
また、特許文献１４には、非磁性支持体上に、少なくとも、規則的に配列した金属磁性微粒子を含む微粒子配列層を有し、金属磁性微粒子に対し外部から磁界を印加して磁化を発生せしめ、かつ直線偏光を入射し、金属磁性微粒子への入射光と金属の表面プラズモン振動との相互作用によって磁気光学効果を増大させる磁気光学素子が開示されている。
【００１３】
また、特許文献１５には、少なくとも磁気ヘッド層と、磁気光学効果を有する層と偏光子層とを構成層として含む光スイッチが開示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、特許文献１〜８に開示されている空間光変調器では、偏光面の回転角が小さく、さらに小型化が難しいという不都合があった。
【００１５】
本発明は、かかる事情の下になされたもので、その第１の目的は、偏光面の回転角が大きく、小型化ができる光変調素子を提供することにある。
【００１６】
また、本発明の第２の目的は、偏光面の回転角が大きく、高密度の光変調が可能な空間光変調器を提供することにある。
【００１７】
また、本発明の第３の目的は、高精細な画像を生成することができる画像生成装置を提供することにある。
【００１８】
また、本発明の第４の目的は、高精細な画像を表示することができる画像表示装置を提供することにある。
【００１９】
また、本発明の第５の目的は、小型で応答特性に優れた光スイッチを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明は、第１の観点からすると、入射光を変調する光変調素子であって、偏光方向が第１の方向の直線偏光が入射され、金、銀、銅、白金及びアルミニウムのいずれかを含み、前記第１の方向に直交する第２の方向を長手方向とし、前記第１の方向に沿って前記入射光の波長の半分以下の間隔で配列された複数の線状部材と；前記複数の線状部材に磁場を印加する磁場印加機構と；前記複数の線状部材を介した光の光路上に配置され、前記磁場が印加されたときの光を選択的に透過あるいは遮光する検光子と；を備える光変調素子である。
【００２１】
これによれば、偏光面の回転角が大きく、小型化を図ることができる。
【００２２】
本発明は、第２の観点からすると、複数の本発明の光変調素子が２次元的に配列された空間光変調器である。
【００２３】
これによれば、偏光面の回転角が大きく、高密度の光変調を行うことができる。
【００２４】
本発明は、第３の観点からすると、画像情報に応じた画像を生成する画像生成装置であって、光源と；前記光源から射出される光束の光路上に配置された本発明の空間光変調器と；前記画像情報に応じて、前記空間光変調器の複数の磁場印加機構を個別に制御する制御装置と；を備える画像生成装置である。
【００２５】
これによれば、本発明の空間光変調器を備えているため、高精細な画像を生成することができる。
【００２６】
本発明は、第４の観点からすると、画像情報に応じた画像を生成する本発明の画像生成装置と；該画像生成装置からの光束を被投射面に投射する投射光学系と；を備える画像表示装置である。
【００２７】
これによれば、本発明の画像生成装置を備えているため、結果として、高精細な画像を表示することができる。
【００２８】
本発明は、第５の観点からすると、光の伝送をオンオフする光スイッチであって、本発明の光変調素子と；前記オンオフの情報に応じて前記光変調素子の磁場印加機構を制御する制御装置と；を備えることを特徴とする光スイッチである。
【００２９】
これによれば、小型で優れた応答特性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の一実施形態に係るプロジェクタシステムの概略構成を説明するためのブロック図である。
【図２】図１におけるプロジェクタ装置の構成を説明するための図である。
【図３】図２における画像生成装置の構成を説明するための図である。
【図４】図３における画像形成パネルに含まれる空間光変調器を説明するための図である。
【図５】図４のＡ−Ａ断面図である。
【図６】図４のＢ−Ｂ断面図である。
【図７】空間光変調器に入射する光を説明するための図である。
【図８】図８（Ａ）は空間光変調器のグリッド部材を説明するための図であり、図８（Ｂ）は図８（Ａ）のＡ−Ａ断面図である。
【図９】選択された画素を説明するための図である。
【図１０】図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）は、それぞれ各ライン状電極に供給する電流と、グリッド部材に印加される磁場との関係を説明するための図である。
【図１１】図１１（Ａ）及び図１１（Ｂ）は、それぞれグリッド部材に印加される磁場とファラデー回転の関係を説明するための図である。
【図１２】図１２（Ａ）及び図１２（Ｂ）は、それぞれ検光子の作用を説明するための図である。
【図１３】空間光変調器を透過する光、及び空間光変調器で遮光される光を説明するための図である。
【図１４】グリッド部材に印加される磁場と回転角の関係を説明するための図である。
【図１５】グリッド部材に印加される磁場と楕円率の関係を説明するための図である。
【図１６】光変調素子を説明するための図である。
【図１７】グリッド部材の変形例１を説明するための図である。
【図１８】グリッド部材の変形例２を説明するための図である。
【図１９】画像生成装置の変形例を説明するための図である。
【図２０】図１９における画像形成パネルに含まれる空間光変調器を説明するための図である。
【図２１】図１９の空間光変調器における検光子の作用を説明するための図（その１）である。
【図２２】図１９の空間光変調器における検光子の作用を説明するための図（その２）である。
【図２３】グリッド部材の変形例３を説明するための図である。
【図２４】光スイッチを説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、本発明の一実施形態を図１〜図１６に基づいて説明する。図１には、一実施形態に係る画像表示システムとしてのプロジェクタシステム１０が示されている。
【００３２】
このプロジェクタシステム１０は、画像表示装置としてのプロジェクタ装置１０００、及び上位装置２０００を有している。
【００３３】
上位装置２０００は、プロジェクタ装置１０００に画像に関する情報を送出する画像情報管理装置であり、一例としてパソコンを用いることができる。上位装置２０００は、ネットワークを介して送られてきた画像に関する情報、及びネットワークを介して取得（ダウンロード）した画像に関する情報を、プロジェクタ装置１０００に送出することができる。
【００３４】
プロジェクタ装置１０００は、上位装置２０００から送られてきた画像に関する情報に基づいて、被投射面としてのスクリーン１１００に拡大像を表示する前方投射型のプロジェクタ装置である。
【００３５】
プロジェクタ装置１０００は、一例として図２に示されるように、画像生成装置１００、及び投射光学系２００などを備えている。なお、本明細書では、ＸＹＺ３次元直交座標系において、プロジェクタ装置１０００が載置されている平面をＸＺ面、画像生成装置１００から投射光学系２００に向けて射出される光束の方向をＺ軸方向として説明する。
【００３６】
投射光学系２００からスクリーン１１００に向かう投射光は、筐体に設けられた開口を通って射出される。
【００３７】
画像生成装置１００は、一例として図３に示されるように、光源１０１、リフレクタ１０２、カラーホイール１０３、ホイール駆動装置１０４、ロッドインテグレータ１０５、照明光学系１０６、画像形成パネル１０７、マイクロレンズアレイ１０８、通信インターフェース１３１、主制御装置１３２などを有している。
【００３８】
通信インターフェース１３１は、主制御装置１３２と上位装置２０００との通信を制御する。
【００３９】
主制御装置１３２は、通信インターフェース１３１を介して受け取った画像に関する情報に応じて、光源１０１、ホイール駆動装置１０４、及び画像形成パネル１０７を制御する。
【００４０】
光源１０１には、キセノンランプ、ハロゲンランプ、メタルハライドランプ、超高圧水銀ランプなどのランプ光源を用いることができる。なお、ＬＥＤ、ＬＤ、半導体レーザなどの固体光源を用いても良い。ここでは、一例として、光源１０１から射出される光の波長は、６９０ｎｍである。
【００４１】
この光源１０１は、主制御装置１３２の指示によって点灯される。
【００４２】
リフレクタ１０２は、光源１０１から射出された光束を集光する。
【００４３】
カラーホイール１０３は、赤、青、緑の各フィルタを有する円盤状部材であり、リフレクタ１０２からの光束の集光位置近傍に配置されている。
【００４４】
ホイール駆動装置１０４は、カラーホイール１０３を回転させるための装置である。ホイール駆動装置１０４は、主制御装置１３２からの画像の色情報に応じて、該色情報に対応するフィルタをリフレクタ１０２からの光束が通過するように、カラーホイール１０３を回転させる。
【００４５】
ロッドインテグレータ１０５は、カラーホイール１０３を通過した光束の光量分布を均一にする。
【００４６】
照明光学系１０６は、ロッドインテグレータ１０５を介した光束の光路を効率よく画像形成パネル１０７に導く。
【００４７】
照明光学系１０６からの光束は、マイクロレンズアレイ１０８を介して画像形成パネル１０７を照明する。この照明光は、画像形成パネル１０７によって、画像情報に対応して変調される。
【００４８】
画像形成パネル１０７を透過した光束は、投射光学系２００に射出される。
【００４９】
投射光学系２００は、画像形成パネル１０７上の画像の拡大像をスクリーン１１００に表示する。
【００５０】
次に、画像形成パネル１０７について説明する。
【００５１】
この画像形成パネル１０７は、一例として図４〜図６に示される空間光変調器３００を有している。
【００５２】
この空間光変調器３００は、ガラス基板３０１、樹脂層３０２、偏光子３０３、複数のグリッド部材３０４、複数のＹ方向ライン状電極３０５、絶縁層３０６、ガラス基板３０７、樹脂層３０８、検光子３０９、ガラス基板３１０、複数のＸ方向ライン状電極３１１などを有している。なお、図４は、空間光変調器３００の平面図であり、図５は、図４のＡ−Ａ断面図であり、図６は、図４のＢ−Ｂ断面図である。
【００５３】
ここでは、各ガラス基板として、０．５ｍｍ〜１ｍｍ程度の厚さの石英基板を用いている。また、各樹脂層の樹脂材料には、光硬化型樹脂を用いている。
【００５４】
ガラス基板３０１の＋Ｚ側に樹脂層３０２が設けられ、樹脂層３０２の＋Ｚ側に偏光子３０３が設けられている。
【００５５】
偏光子３０３の＋Ｚ側に絶縁層３０６が設けられ、絶縁層３０６の＋Ｚ側にガラス基板３０７が設けられている。絶縁層３０６は、ＳｉＯ２からなる層である。なお、絶縁層３０６の厚さは、１μｍ程度である。
【００５６】
ガラス基板３０７の＋Ｚ側に樹脂層３０８が設けられ、樹脂層３０８の＋Ｚ側に検光子３０９が設けられ、検光子３０９の＋Ｚ側にガラス基板３１０が設けられている。
【００５７】
そして、ガラス基板３０１の−Ｚ側から光が入射するように配置されている（図７参照）。
【００５８】
偏光子３０３は、ガラス基板３０１及び樹脂層３０２を介した入射光を、電界ベクトルの振動方向がＸ軸方向に平行な直線偏光に変換する。
【００５９】
複数のＸ方向ライン状電極３１１は、ガラス基板３０７の＋Ｚ側の面上に形成されている。また、複数のＹ方向ライン状電極３０５は、絶縁層３０６中に形成されている。従って、Ｘ方向ライン状電極３１１とＹ方向ライン状電極３０５は、接することはない。各ライン状電極は、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）からなり、そのライン幅は、約８０ｎｍである。
【００６０】
各グリッド部材３０４は、平面視で、Ｘ方向ライン状電極３１１とＹ方向ライン状電極３０５とで囲まれた領域であって、ガラス基板３０７の−Ｚ側の面上に形成されている。ここでは、Ｘ軸方向とＹ軸方向を配列方向とするマトリックス状に、１２４×１２４個のグリッド部材３０４が形成されている。そして、１つのグリッド部材３０４が画像における１画素に対応している。すなわち、ここでは、１画像は１５３７６画素から構成されている。
【００６１】
各グリッド部材３０４は、一例として図８（Ａ）に示されるように、Ｙ軸方向に延びる５本のＡｌ（アルミニウム）製の線状部材を有し、Ｘ軸方向に等間隔で配置されている。各線状部材の間は、酸化ケイ素（ＳｉＯｘ）が充填されている。
【００６２】
図８（Ａ）のＡ−Ａ断面図が図８（Ｂ）に示されている。ここでは、図８（Ｂ）における符号Ｌ１（幅）は約７０ｎｍ、符号Ｌ２（厚さ）は約１５０ｎｍ、符号Ｌ３（配列ピッチ）は約１５０ｎｍである。配列ピッチＬ３は、入射する光の波長（ここでは、６９０ｎｍ）の半分よりも小さい。このような金属細線の格子構造は、ワイヤグリッド（ｗｉｒｅ−ｇｒｉｄ）構造と呼ばれている。
【００６３】
また、一例として図９に示されるように、Ｘ方向ライン状電極３１１及びＹ方向ライン状電極３０５を選択することにより、画素を特定することができる。そして、選択された各ライン状電極に電流を流すと、特定された画素に含まれるグリッド部材３０４に磁場が印加される。なお、図９における符号Ｌ５は、約１μｍである。
【００６４】
このとき、一例として図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）に示されるように、各ライン状電極に流す電流の方向によって、グリッド部材３０４に印加される磁場の方向を規定することができる。
【００６５】
グリッド部材３０４を透過する直線偏光は、磁場が印加されると、その偏光面が回転（ファラデー回転）する。ここでは、正方向の磁場が印加されたときに＋θＦのファラデー回転が生じ（図１１（Ａ）参照）、負方向の磁場が印加されたときに−θＦのファラデー回転が生じる（図１１（Ｂ）参照）とする。
【００６６】
検光子３０９は、＋θＦのファラデー回転した光を透過させ、−θＦのファラデー回転した光を遮光するように設定されている。
【００６７】
従って、グリッド部材３０４に正方向の磁場を印加させると、図１２（Ａ）に示されるように、グリッド部材３０４に入射した光は検光子３０９を透過する。一方、グリッド部材３０４に負方向の磁場を印加させると、図１２（Ｂ）に示されるように、グリッド部材３０４に入射した光は検光子３０９で遮光される。
【００６８】
そこで、グリッド部材３０４に正の磁場が印加されるようにＸ方向ライン状電極３１１及びＹ方向ライン状電極３０５に電流を供給すると、該グリッド部材３０４に入射した光は、そのまま空間光変調器３００から射出される。一方、グリッド部材３０４に負の磁場が印加されるようにＸ方向ライン状電極３１１及びＹ方向ライン状電極３０５に電流を供給すると、該グリッド部材３０４に入射した光は、空間光変調器３００から射出されない。
【００６９】
そこで、複数の画素のうち、指定した画素のみで、光を透過させることができる（図１３参照）。
【００７０】
従って、主制御装置１３２は、１５３７６個のグリッド部材３０４に関して、画像情報に応じて、正の磁場を印加するグリッド部材３０４と負の磁場を印加するグリッド部材３０４とを決定し、その決定結果に基づいて、各ライン状電極に電流を供給する。
【００７１】
これにより、画像情報に応じて変調された光が、画像生成装置１００から投射光学系２００に向けて射出される。
【００７２】
投射光学系２００は、複数のレンズ、ミラー、絞りなどを有し、画像生成装置１００からの光を、指定された倍率で拡大して、スクリーン１１００に投射する。
【００７３】
ところで、図１４には、グリッド部材３０４に印加される磁場と偏光面の回転角との関係が示されている。印加される磁場と偏光面の回転角との間には、線形の関係がある。該線形を表す直線の傾きは、−０．３４［ｄｅｇ．／ｋＯｅ］である。
【００７４】
例えば、上記正方向の磁場を１０ｋＯｅ、上記負方向の磁場を−１０ｋＯｅとすれば、回転角の違いは約７°となる。
【００７５】
また、図１５には、グリッド部材３０４に印加される磁場と楕円率との関係が示されている。印加される磁場と楕円率との間には、線形の関係がある。該線形を表す直線の傾きは、−０．５２［ｄｅｇ．／ｋＯｅ］である。例えば、印加される磁場が１０ｋＯｅであれば、楕円率は−５．２°となる。楕円率は、λ／４板を用いれば、回転角とすることができる。
【００７６】
印加される磁場と偏光面の回転角及び楕円率との関係は、前記Ｌ１（幅）、前記Ｌ２（厚さ）、前記Ｌ３（配列ピッチ）によって異なってくる。そこで、用途に応じた設計をすることができる。
【００７７】
ここでは、計算機を用いたシミュレーションによって、指定したグリッド部材３０４に上記正方向の電場及び負方向の電場を印加するのに適した各ライン状電極への供給電流を求めた。なお、図１１（Ａ）及び図１１（Ｂ）では、説明をわかりやすくするため、ガラス基板でのファラデー回転を考慮していないが、石英のようにファラデー回転が比較的大きな材料を基板として用いる場合には、ガラス基板でのファラデー回転を考慮する必要がある。
【００７８】
すなわち、ライン状電極に流す電流の大きさを、その周囲に磁界が発生するようにシミュレーションにより求め、ＸＹ方向にて、一つのグリッド部材３０４に対して同期を取れるようにし、水平方向の発生磁界を制御した。
【００７９】
ここでは、グリッド部材３０４が長軸と短軸をもつアルミニウムからなり、変調特性（回転角、楕円率）の磁場依存性を有している。そして、グリッド部材３０４が、ワイヤグリッド構造体であるため、変調特性（回転角、楕円率）の磁場依存性が強い。すなわち、図１４及び図１５における傾きが大きい。
【００８０】
また、複数の線状部材の配列ピッチが数十〜数百ｎｍ程度であり、入射光の波長の半分以下であるため、１画素の大きさを小さくすることができる。そこで、画像生成装置１００では、高精細な画像を生成することができる。
【００８１】
次に、空間光変調器３００の製造方法について説明する。
【００８２】
まず、表面研磨を施した石英基板を用意した。これがグリッド部材の支持体としての役割をする。そして、石英基板上に蒸着装置を用いてＩＴＯ及びグリッド部材を形成した。次に、マスク形成後、反応性エッチング装置を用いてパターンを作製した。なお、Ｇａイオンビームにより試料表面の原子をはじきとばすことによって試料を削る収束イオンビームでも原理的には作製可能である。その後、珪素酸化物により微小構造体の間を埋めるとともに、再度、加工と成膜を繰り返して各ライン状電極を作製した。その後、光硬化型樹脂を用いて、偏光子及び検光子を固定した。
【００８３】
以上の説明から明らかなように、本実施形態に係る空間光変調器３００では、１画素に対応する部分によって、本発明の光変調素子が構成されている（図１６参照）。そして、グリッド部材３０４によって複数の線状部材が構成され、Ｘ方向ライン状電極３１１とＹ方向ライン状電極３０５によって磁場印加機構が構成されている。また、主制御装置１３２によって、本発明の画像生成装置における制御装置が構成されている。
【００８４】
すなわち、空間光変調器３００は、複数の光変調素子が２次元的に配列されている。
【００８５】
以上説明したように、本実施形態に係る空間光変調器３００によると、ガラス基板３０１、樹脂層３０２、偏光子３０３、複数のグリッド部材３０４、複数のＹ方向ライン状電極３０５、絶縁層３０６、ガラス基板３０７、樹脂層３０８、検光子３０９、ガラス基板３１０、複数のＸ方向ライン状電極３１１などを有している。
【００８６】
また、偏光子３０３は、入射光を電界ベクトルの振動方向がＸ軸方向に平行な直線偏光に変換する。
【００８７】
各グリッド部材３０４は、偏光子３０３を介した光が入射され、Ｙ軸方向に延びる５本のＡｌ（アルミニウム）製の線状部材を有している。該５本の線状部材は、入射光の波長の半分以下のピッチでＸ軸方向に沿って配置されている。
【００８８】
そして、Ｘ方向ライン状電極３１１及びＹ方向ライン状電極３０５に電流を供給すると、グリッド部材３０４に正の磁場あるいは負の磁場が印加される。これにより、グリッド部材３０４に入射した光は、その偏光方向が、＋θＦのファラデー回転あるいは−θＦのファラデー回転して、グリッド部材３０４を透過する。
【００８９】
そして、検光子３０９は、＋θＦのファラデー回転した光を透過させ、−θＦのファラデー回転した光を遮光するように設定されている。
【００９０】
そこで、グリッド部材３０４に正の磁場が印加されるようにＸ方向ライン状電極３１１及びＹ方向ライン状電極３０５に電流を供給することにより、該グリッド部材３０４に入射した光を、空間光変調器３００から射出することができる。一方、グリッド部材３０４に負の磁場が印加されるようにＸ方向ライン状電極３１１及びＹ方向ライン状電極３０５に電流を供給することにより、該グリッド部材３０４に入射した光を、空間光変調器３００から射出させないようにすることができる。
【００９１】
この場合は、偏光面の回転角を従来よりも大きくすることができ、入射光を確実に変調することができる。また、高速で光変調を行うことができる。さらに、１画素の大きさ、すなわち、光変調素子の大きさを小さくすることができる。
【００９２】
そして、空間光変調器３００は、複数の光変調素子が２次元配列されているため、偏光面の回転角が大きく、高密度の光変調が可能である。
【００９３】
また、グリッド部材３０４の線状部材が、Ａｌ（アルミニウム）製であるため、グリッド部材３０４での光の吸収を抑制することができる。すなわち、空間光変調器３００での光損失を最低限に抑えることができる。
【００９４】
また、有機材料を含んでいないため、耐久性に優れている。
【００９５】
また、量産性に優れており、高い製造歩留まりを得ることができた。
【００９６】
ここでは、ガラス基板に垂直な方向の磁場がワイヤグリッド構造体に印加されると、該印加された磁場に応じて、入射光の変調特性（回転角、楕円率）が変化することを利用している。このとき、線状部材が磁性体でなくても、入射光の変調特性（回転角、楕円率）は、印加磁場に対して線形に変化する。特に、ワイヤグリッド構造体を透過する光ではその変化が大きい。
【００９７】
従来の空間光変調器では、偏光面の回転角が小さく、その結果として、変調精度（Ｓ／Ｎ比）が低かった。しかしながら、空間光変調器３００では、従来よりも高い変調精度（Ｓ／Ｎ比）を得ることができた。
【００９８】
そして、本実施形態に係る画像生成装置１００によると、空間光変調器３００を有しているため、高精細な画像を生成することができる。
【００９９】
また、本実施形態に係るプロジェクタ装置１０００によると、画像生成装置１００を備えているため、結果として、高精細な画像をスクリーンに表示することができる。
【０１００】
なお、上記実施形態では、各グリッド部材３０４が５本の線状部材からなる場合について説明したが、これに限定されるものではない（図１７参照）。
【０１０１】
例えば、線状部材の寸法を変化させないで、１つのグリッド部材に含まれる線状部材の数を少なくすると、画素数を上記実施形態よりも多くすることができる。すなわち、画像生成装置は、さらに高精細な画像を生成することができる。
【０１０２】
逆に、線状部材の寸法を変化させないで、１つのグリッド部材に含まれる線状部材の数を多くすると、１画素の大きさが大きくなり、１画素あたりの光強度を大きくすることができる。
【０１０３】
そこで、必要とされる解像度及び１画素あたりの光強度に応じて、１つのグリッド部材に含まれる線状部材の数を設定しても良い。
【０１０４】
また、上記実施形態において、グリッド部材３０４の各線状部材が、一例として図１８に示されるように、Ｙ軸方向の途中で断線したような不連続形状であっても良い。但し、連続形状のほうが、変調特性（回転角、楕円率）と印加磁場との関係における傾きが大きい。
【０１０５】
また、上記実施形態では、グリッド部材３０４の各線状部材が、Ａｌ（アルミニウム）製の場合について説明したが、これに限定されるものではなく、Ａｌ合金製であっても良い。また、各線状部材の素材が、金、銀、銅、白金及びこれらの合金のいずれかであっても良い。なお、Ａｌ（アルミニウム）製が最も好ましい。また、Ａｇは化学的にやや不安定という欠点があるが、その特性に大きな経時変化はない。
【０１０６】
また、上記実施形態では、検光子３０９が、＋θＦのファラデー回転した光を透過させ、−θＦのファラデー回転した光を遮光するように設定されている場合について説明したが、これに限定されるものではない。検光子３０９が、−θＦのファラデー回転した光を透過させ、＋θＦのファラデー回転した光を遮光するように設定されていても良い。但し、この場合は、主制御装置１３２は、光を透過させたい画素のグリッド部材３０４に負の磁場を印加し、遮光したい画素のグリッド部材３０４に正の磁場を印加することとなる。
【０１０７】
また、上記実施形態において、主制御装置１３２は、光を透過させたい画素のグリッド部材３０４に正の磁場を印加し、遮光したい画素のグリッド部材３０４に磁場を印加しないこととしても良い。
【０１０８】
また、上記実施形態において、検光子３０９が、−θＦのファラデー回転した光を透過させるように設定されているときに、主制御装置１３２は、光を透過させたい画素のグリッド部材３０４に負の磁場を印加し、遮光したい画素のグリッド部材３０４に磁場を印加しないこととしても良い。
【０１０９】
また、上記実施形態において、前記画像生成装置１００に代えて、一例として図１９に示される画像生成装置１００’を用いても良い。この画像生成装置１００’は、前記画像生成装置１００に対して、空間光変調器が異なる点に特徴を有している。従って、以下では、前記画像生成装置１００との相違点を中心に説明するとともに、前述した画像生成装置１００と同一若しくは同等の構成部分については同一の符号を用い、その説明を簡略化し若しくは省略するものとする。
【０１１０】
画像生成装置１００’は、光源１０１、リフレクタ１０２、カラーホイール１０３、ホイール駆動装置１０４、ロッドインテグレータ１０５、照明光学系１０６’、画像形成パネル１０７’、全反射プリズム１０９、通信インターフェース１３１、主制御装置１３２などを有している。
【０１１１】
照明光学系１０６’は、ロッドインテグレータ１０５を介した光束の光路を効率よく全反射プリズム１０９に導く。
【０１１２】
全反射プリズム１０９は、２つの三角プリズムからなり、それらの間に微小な空気層を有している。
【０１１３】
全反射プリズム１０９に入射した照明光学系１０６’からの光束は、画像形成パネル１０７’を照明する。この照明光は、画像形成パネル１０７’によって、画像情報に対応して変調される。
【０１１４】
画像形成パネル１０７’で反射され、全反射プリズム１０９に入射した光束は、全反射プリズム１０９を通過して、投射光学系２００に射出される。
【０１１５】
次に、画像形成パネル１０７’について説明する。この画像形成パネル１０７’は、一例として図２０に示される空間光変調器３００’を有している。なお、ここでは、前記空間光変調器３００との相違点を中心に説明するとともに、前述した空間光変調器３００と同一若しくは同等の構成部分については同一の符号を用い、その説明を簡略化し若しくは省略するものとする。
【０１１６】
この空間光変調器３００’は、ガラス基板３０１、偏光子３０３、複数のグリッド部材３０４、複数のＹ方向ライン状電極３０５、絶縁層３０６、ガラス基板３０７、検光子３０９、複数のＸ方向ライン状電極３１１（不図示）などを有している。なお、図２０は、空間光変調器３００’のグリッド部材３０４を切断する断面図である。
【０１１７】
ここでは、検光子３０９は、グリッド部材３０４で反射された光の光路上に配置されている。また、偏光子３０３及び検光子３０９と複数のグリッド部材３０４との間にマイクロレンズアレイ１０８が配置されている。
【０１１８】
グリッド部材３０４で反射された直線偏光は、磁場が印加されていると、磁気カー効果を受け、その偏光面が回転（カー回転）する。ここでは、正方向の磁場が印加されたときに＋θＫのカー回転が生じ（図２１参照）、負方向の磁場が印加されたときに−θＫのカー回転が生じる（図２２参照）とする。
【０１１９】
検光子３０９は、＋θＫのカー回転した光を透過させ、−θＫのカー回転した光を遮光するように設定されている。
【０１２０】
従って、グリッド部材３０４に正方向の磁場を印加させると、グリッド部材３０４で反射された光は、図２１に示されるように、検光子３０９を透過する。一方、グリッド部材３０４に負方向の磁場を印加させると、グリッド部材３０４で反射された光は、図２２に示されるように、検光子３０９で遮光される。
【０１２１】
そこで、グリッド部材３０４に正の磁場が印加されるように対応するＸ方向ライン状電極３１１及びＹ方向ライン状電極３０５に電流を供給すると、該グリッド部材３０４に入射した光は、反射光として空間光変調器３００’から射出される。一方、グリッド部材３０４に負の磁場が印加されるように対応するＸ方向ライン状電極３１１及びＹ方向ライン状電極３０５に電流を供給すると、該グリッド部材３０４に入射した光は、空間光変調器３００’から射出されない。
【０１２２】
そこで、空間光変調器３００’では、複数の画素のうち指定した画素のみで、光を反射させることができる。
【０１２３】
従って、主制御装置１３２は、１５３７６個のグリッド部材３０４に関して、画像情報に応じて、正の磁場を印加するグリッド部材３０４と負の磁場を印加するグリッド部材３０４とを決定し、その決定結果に基づいて、対応するライン状電極に電流を供給する。
【０１２４】
これにより、画像情報に応じて変調された光が、画像生成装置１００’から投射光学系２００に向けて射出される。
【０１２５】
なお、空間光変調器３００’において、主制御装置１３２は、光を反射させたい画素のグリッド部材３０４に正の磁場を印加し、遮光したい画素のグリッド部材３０４に磁場を印加しないこととしても良い。
【０１２６】
また、空間光変調器３００’において、検光子３０９が、−θＫのカー回転した光を透過させ、＋θＫのカー回転した光を遮光するように設定されていても良い。但し、この場合は、主制御装置１３２は、空間光変調器３００’で光を反射させたい画素のグリッド部材３０４に負の磁場を印加し、遮光したい画素のグリッド部材３０４に正の磁場を印加することとなる。
【０１２７】
また、空間光変調器３００’において、検光子３０９が、−θＫのカー回転した光を透過させるように設定されているときに、主制御装置１３２は、光を反射させたい画素のグリッド部材３０４に負の磁場を印加し、遮光したい画素のグリッド部材３０４に磁場を印加しないこととしても良い。
【０１２８】
ところで、グリッド部材に磁場を印加する方法としては、ハードディスク装置に用いられる磁気ヘッド（ＴＭＲやＧＭＲ）の利用や、コイル形状と磁芯からなる微小磁気ヘッドをグリッド部材の近傍に作り込む方法や、永久磁石を近接させる方法もある。
【０１２９】
また、上記実施形態において、グリッド部材３０４は、その＋Ｚ側あるいは−Ｚ側に磁性材料層を有していても良い。
【０１３０】
この場合に、磁性材料層として、鉄（Ｆｅ）／白金（Ｐｔ）、コバルト（Ｃｏ）／白金（Ｐｔ）、及びコバルト（Ｃｏ）／パラジウム（Ｐｄ）のいずれかの多層構造を有し、垂直磁気異方性を備えているものを用いることができる。
【０１３１】
例えば、線状部材の厚さを１００ｎｍとし、該線状部材の＋Ｚ側にＣｏ／Ｐｔ多層膜を設けても良い（図２３参照）。このＣｏ／Ｐｔ多層膜としては、厚さ１ｎｍのＣｏ層と、厚さ０．５ｎｍのＣｏと厚さ１ｎｍのＰｔとからなる層が５つ積層された層と、からなる人工格子構造体を用いることができる。この人工格子構造体は、垂直磁気異方性を有している。
【０１３２】
磁性材料を用いると、回転角と印加磁場との関係及び楕円率と印加磁場との関係を示す曲線が角型のヒステリシスをもつようになる。この場合は、磁場が印加されなくなっても状態（回転角、楕円率）を保持することができる。
【０１３３】
なお、厚さ０．５ｎｍのＣｏと厚さ１ｎｍのＰｔとからなる層の層数は５層に限定されない。但し、光反射率や飽和磁化の関係から５〜７層程度が好ましい。
【０１３４】
このように、人工的な垂直磁化膜を利用することで、回転角及び楕円率を更に大きくすることができる。
【０１３５】
また、磁性材料層として、少なくともコバルトＣｏを含有し、柱状に成長した結晶粒子の間に非磁性物質が偏析したグラニュラ構造を有するものを用いることができる。
【０１３６】
例えば、ＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ２（厚さ５ｎｍ）からなるグラニュラ構造体を用いても良い。このＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ２は、垂直磁気異方性を有している。
【０１３７】
ところで、グラニュラとは「粒状の」という意味で、ナノメータスケールの粒子が他の材料のマトリックス中に分散した構造を持つ材料をいう。
【０１３８】
ここでは、Ｃｏがｈｃｐ構造（六方最密格子）の結晶を形成し、Ｃｒ（クロム）及びＳｉＯ２が偏析して粒界を形成する。ＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ２を用いることにより、ＳｉＯ２が強磁性体であるＣｏの周囲に偏析するため、物理的に孤立（分散）された微細なＣｏ粒子を形成しやすいという特徴がある。
【０１３９】
また、磁性材料層として、ハーフメタルを含む層を用いることができる。なお、ハーフメタルとは、一方の電子スピンが金属的なバンド構造を有し、他方の電子スピンが絶縁体的なバンド構造を有する物質をいう。
【０１４０】
例えば、ＰｔＭｎＳｂを用いることができる。ＰｔＭｎＳｂでは白金（Ｐｔ）、マンガン（Ｍｎ）、アンチモン（Ｓｂ）の組成比を調整することで一方向のみのスピンをもつ（理論上スピン偏極率１００％）状態を形成することができた。なお、下地層として厚み２ｎｍのＴｉ（チタン）を用いた。また、磁場印加手段としては、マイクロ磁気ヘッドを用いた。
【０１４１】
ハーフメタル材料としては、外部磁場が印加される場合にすべての電子が所定の方向にスピン分極されるホイスラー合金（Ｈｅｕｓｌｅｒ ａｌｌｏｙ）やハーフメタル強磁性膜（例えば、Ｃｏ２ＭｎＳｉ膜）が好ましい。しかし、該ホイスラー合金やハーフメタル強磁性膜と同様な他の強磁性膜から形成されても良い。
【０１４２】
ハーフメタルには、（Ｌａ，Ｓｒ）ＭｎＯ３、Ｆｅ３Ｏ４、ＣｒＯ２などの導電性強磁性酸化物、ＮｉＭｎＳｂなどのハーフホイスラー合金、Ｃｏ２ＭｎＳｉ、Ｃｏ２ＭｎＡｌ、Ｃｏ２ＭｎＧｅ、Ｃｏ２ＣｒＧａなどのフルホイスラー合金、及び閃亜鉛鉱型のＣｒＡｓなどが知られている。
【０１４３】
また、磁性材料層として、イットリウム鉄ガーネット（ＹＩＧ、Ｙ３Ｆｅ５Ｏ１２）及びその一部を他の元素で置換した材料のいずれかを含む層を用いることができる。
【０１４４】
例えば、イットリウム鉄ガーネットの一部をビスマス（Ｂｉ）で置換したビスマス置換イットリウム鉄ガーネット（ＢｉＹＩＧ）（例えば、特開２００１−１９４６３９号公報参照）を用いても良い。ＢｉＹＩＧは、比較的透過率が高いことから、透過光の光強度が大きいという利点がある。
【０１４５】
ＢｉＹＩＧの形成方法としては、スパッタリング法だけではなく、ＢｉＹＩＧの有機化合物を有機溶剤に溶解した溶液（ＭＯＤ（Ｍｅｔａｌ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ）塗布材料）を利用する方法もある。これは、例えば、溶液を石英基板に塗布し、乾燥させる作業を５回繰り返し、その後、１００℃で３０分、５００℃で１５分、７００℃で１８０分という熱処理工程を加え、ＢｉＹＩＧが焼成されることにより結晶性を向上させるという方法である。
【０１４６】
なお、イットリウムに代えて、希土類元素である、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕのいずれかを用いても良い。
【０１４７】
また、Ｂｉに代えて、Ｃｅ、Ｐｂ、Ｃａ、Ｐｔのいずれかを用いても良い。
【０１４８】
また、Ｆｅの一部を、Ａｌ、Ｇａ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｓｃ、Ｉｎ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｌｉ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｚｒ、Ｔｉのいずれかで置換しても良い。
【０１４９】
上記空間光変調器３００及び空間光変調器３００’は、光スイッチに用いることができる。図２４には、光スイッチ３０００の概略構成が示されている。この光スイッチ３０００は、空間光変調器３０１０及び制御装置３０２０などを有している。
【０１５０】
空間光変調器３０１０は、前記空間光変調器３００と同様な構造を有し、複数の光ファイバの途中に設けられている。
【０１５１】
制御装置３０２０は、各光ファイバに対応するオンオフ信号に応じて、空間光変調器３０１０のグリッド部材３０４に印加する磁場を制御する。すなわち、オンのときには、入射光を透過させ、オフのときには、入射光を遮光する。なお、光ファイバが１本であっても良い。このときは、１つの光変調素子を有していれば良い。
【０１５２】
空間光変調器３０１０では、数ナノ秒で偏光状態を変化させることができる。そこで、超高速光スイッチングが可能である。液晶フィルムを用いた従来の空間光変調器では、スイッチングに数マイクロ秒を要していた。
【０１５３】
上記空間光変調器３００は、ファラデー効果を利用して透過光をオンオフすることができる空間光変調器の一例であり、これに限定されるものではない。
【０１５４】
上記空間光変調器３００’は、磁気カー効果を利用して反射光をオンオフすることができる空間光変調器の一例であり、これに限定されるものではない。
【０１５５】
ガラス基板上に線状部材を形成する工程では、磁性体・ポリマー複合材料を用いる方法、ゾルゲル法を用いる方法、ＭＯＤ（Ｍｅｔａｌ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ）塗布型材料を用いる方法、スパッタリングを用いる方法、バナジウムクロムヘキサシアノ錯体などの分子磁性体を用いる方法、ナノシート積層を用いる方法、常温衝撃固化現象を用いるエアロゾルデポジッション法（ＡＤＭ）のいずれかを用いることができる。
【０１５６】
ゾルゲル材料は、アルコキシド等を加水分解、重合させ、コロイド状にしたものを溶液中に分散させた材料であり、低温製膜性に優れている。
【０１５７】
また、ＭＯＤ塗布型材料は、金属の有機化合物を有機溶剤に溶解した溶液であり、ガラス基板上にその溶液を塗布し、乾燥後熱処理を施すことで酸化物薄膜を簡単に形成することができる液体材料である。（Ｇａ，Ｍｎ）Ａｓ、ＧｅＦｅなどの強磁性半導体材料でも良い。
【０１５８】
また、上記空間光変調器３００及び空間光変調器３００’は、ホログラフィー装置、ホログラム記録装置に適用することができる。
【０１５９】
また、上記空間光変調器３００及び空間光変調器３００’は、磁気センサに用いることも可能である。
【０１６０】
また、上記光変調素子は、レーザ加工機にも用いることができる。この場合は、レーザ光を高速走査させながら、必要な部分のみにレーザ光を照射することができる。
【０１６１】
また、レーザ加工機において、上記光変調素子を複数個２次元的に配置した場合には、複数箇所の加工を同時に行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【０１６２】
以上説明したように、本発明の光変調素子によれば、偏光面の回転角が大きく、小型化を図るのに適している。また、本発明の空間光変調器によれば、偏光面の回転角が大きく、高密度の光変調を行うのに適している。また、本発明の画像生成装置によれば、高精細な画像を生成するのに適している。また、本発明の画像表示装置によれば、高精細な画像を表示するのに適している。また、本発明の光スイッチによれば、小型で応答特性に優れたスイッチングを行うのに適している。
【符号の説明】
【０１６３】
１０…プロジェクタシステム、１００…画像生成装置、１０１…光源、１０７…画像形成パネル、１０８…マイクロレンズアレイ、１３２…主制御装置（制御装置）、２００…投射光学系、３００…空間光変調器、３００’…空間光変調器、３０１…ガラス基板、３０２…樹脂層、３０３…偏光子、３０４…グリッド部材（複数の線状部材）、３０５…Ｙ方向ライン状電極（磁場印加機構の一部）、３０６…絶縁層、３０７…ガラス基板、３０８…樹脂層、３０９…検光子、３１０…ガラス基板、３１１…Ｘ方向ライン状電極（磁場印加機構の一部）、１０００…プロジェクタ装置、３０００…光スイッチ、３０１０…空間光変調器、３０２０…制御装置。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１６４】
【特許文献１】特開２００７−３１０１７７号公報
【特許文献２】特開２００７−１９２９２６号公報
【特許文献３】特開２００７−１７１４５０号公報
【特許文献４】特開２００６−１５４７２７号公報
【特許文献５】特開２００６−１１９３３７号公報
【特許文献６】特開２００４−３５４４４１号公報
【特許文献７】特開２００８−１４５７４８号公報
【特許文献８】特開２００８−８３６８６号公報
【特許文献９】特開２００６−１６４４８０号公報
【特許文献１０】特表２００３−５０２７０８号公報
【特許文献１１】特開２００６−２５９０７４号公報
【特許文献１２】特開２００６−８４８７１号公報
【特許文献１３】特開２００８−２６８８６２号公報
【特許文献１４】特開２００７−２１３００４号公報
【特許文献１５】特開２００４−３０９７００号公報
【非特許文献】
【０１６５】
【非特許文献１】Ｊ−ｋ．Ｃｈｏ他、「Ｄｅｓｉｇｎ，ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ，ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ，ａｎｄ ｏｐｔｉｃａｌ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｎｅｗ ｍａｇｎｅｔｏ−ｏｐｔｉｃ ｓｐａｔｉａｌ ｌｉｇｈｔ ｍｏｄｕｌａｔｏｒ」Ｊ． Ａｐｐｌ． Ｐｈｙｓ．，Ｖｏｌ．７６，ｐ１９１０−１９１９（１９９４）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射光を変調する光変調素子であって、
偏光方向が第１の方向の直線偏光が入射され、金、銀、銅、白金及びアルミニウムのいずれかを含み、前記第１の方向に直交する第２の方向を長手方向とし、前記第１の方向に沿って前記入射光の波長の半分以下の間隔で配列された複数の線状部材と；
前記複数の線状部材に磁場を印加する磁場印加機構と；
前記複数の線状部材を介した光の光路上に配置され、前記磁場が印加されたときの光を選択的に透過あるいは遮光する検光子と；を備える光変調素子。
【請求項２】
磁場印加機構は、前記複数の線状部材に互いに異なる第１の磁場及び第２の磁場を印加し、
前記検光子は、前記第１の磁場が印加されたときの光を透過させ、前記第２の磁場が印加されたときの光を遮光することを特徴とする請求項１に記載の光変調素子。
【請求項３】
前記入射光を偏光方向が前記第１の方向の直線偏光に変換する偏光子を備え、
前記複数の線状部材には、前記偏光子からの直線偏光が入射されることを特徴とする請求項１又は２に記載の光変調素子。
【請求項４】
前記検光子に入射する光は、前記複数の線状部材を透過した光であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の光変調素子。
【請求項５】
前記検光子に入射する光は、前記複数の線状部材で反射された光であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の光変調素子。
【請求項６】
前記磁場印加機構は、前記複数の線状部材を取り囲む複数のライン状電極を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の光変調素子。
【請求項７】
前記複数の線状部材は、ワイヤグリッド構造の部材であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の光変調素子。
【請求項８】
前記複数の線状部材における各線状部材は、長手方向において不連続な線状部材であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の光変調素子。
【請求項９】
前記複数の線状部材は、それぞれ磁性材料層を更に有し、
該磁性材料層は、前記第１の方向及び前記第２の方向のいずれにも直交する第３の方向に関して、各線状部材の一側に設けられていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の光変調素子。
【請求項１０】
前記磁性材料層は、鉄／白金、コバルト／白金、及びコバルト／パラジウムのいずれかの多層構造を有し、垂直磁気異方性を備えていることを特徴とする請求項９に記載の光変調素子。
【請求項１１】
前記磁性材料層は、少なくともコバルトを含有し、柱状に成長した結晶粒子の間に非磁性物質が偏析したグラニュラ構造を有することを特徴とする請求項９に記載の光変調素子。
【請求項１２】
前記磁性材料層は、一方の電子スピンが金属的なバンド構造を有し、他方の電子スピンが絶縁体的なバンド構造を有するハーフメタルを含む層であることを特徴とする請求項９に記載の光変調素子。
【請求項１３】
前記磁性材料層は、イットリウム鉄ガーネット及びその一部を他の元素で置換した材料の一方を含む層であることを特徴とする請求項９に記載の光変調素子。
【請求項１４】
複数の請求項１〜１３のいずれか一項に記載の光変調素子が２次元的に配列された空間光変調器。
【請求項１５】
画像情報に応じた画像を生成する画像生成装置であって、
光源と；
前記光源から射出される光束の光路上に配置された請求項１４に記載の空間光変調器と；
前記画像情報に応じて、前記空間光変調器の複数の磁場印加機構を個別に制御する制御装置と；を備える画像生成装置。
【請求項１６】
画像情報に応じた画像を生成する請求項１５に記載の画像生成装置と；
該画像生成装置からの光束を被投射面に投射する投射光学系と；を備える画像表示装置。
【請求項１７】
光の伝送をオンオフする光スイッチであって、
請求項１〜１３のいずれか一項に記載の光変調素子と；
前記オンオフの情報に応じて前記光変調素子の磁場印加機構を制御する制御装置と；を備えることを特徴とする光スイッチ。
【請求項１】
入射光を変調する光変調素子であって、
偏光方向が第１の方向の直線偏光が入射され、金、銀、銅、白金及びアルミニウムのいずれかを含み、前記第１の方向に直交する第２の方向を長手方向とし、前記第１の方向に沿って前記入射光の波長の半分以下の間隔で配列された複数の線状部材と；
前記複数の線状部材に磁場を印加する磁場印加機構と；
前記複数の線状部材を介した光の光路上に配置され、前記磁場が印加されたときの光を選択的に透過あるいは遮光する検光子と；を備える光変調素子。
【請求項２】
磁場印加機構は、前記複数の線状部材に互いに異なる第１の磁場及び第２の磁場を印加し、
前記検光子は、前記第１の磁場が印加されたときの光を透過させ、前記第２の磁場が印加されたときの光を遮光することを特徴とする請求項１に記載の光変調素子。
【請求項３】
前記入射光を偏光方向が前記第１の方向の直線偏光に変換する偏光子を備え、
前記複数の線状部材には、前記偏光子からの直線偏光が入射されることを特徴とする請求項１又は２に記載の光変調素子。
【請求項４】
前記検光子に入射する光は、前記複数の線状部材を透過した光であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の光変調素子。
【請求項５】
前記検光子に入射する光は、前記複数の線状部材で反射された光であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の光変調素子。
【請求項６】
前記磁場印加機構は、前記複数の線状部材を取り囲む複数のライン状電極を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の光変調素子。
【請求項７】
前記複数の線状部材は、ワイヤグリッド構造の部材であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の光変調素子。
【請求項８】
前記複数の線状部材における各線状部材は、長手方向において不連続な線状部材であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の光変調素子。
【請求項９】
前記複数の線状部材は、それぞれ磁性材料層を更に有し、
該磁性材料層は、前記第１の方向及び前記第２の方向のいずれにも直交する第３の方向に関して、各線状部材の一側に設けられていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の光変調素子。
【請求項１０】
前記磁性材料層は、鉄／白金、コバルト／白金、及びコバルト／パラジウムのいずれかの多層構造を有し、垂直磁気異方性を備えていることを特徴とする請求項９に記載の光変調素子。
【請求項１１】
前記磁性材料層は、少なくともコバルトを含有し、柱状に成長した結晶粒子の間に非磁性物質が偏析したグラニュラ構造を有することを特徴とする請求項９に記載の光変調素子。
【請求項１２】
前記磁性材料層は、一方の電子スピンが金属的なバンド構造を有し、他方の電子スピンが絶縁体的なバンド構造を有するハーフメタルを含む層であることを特徴とする請求項９に記載の光変調素子。
【請求項１３】
前記磁性材料層は、イットリウム鉄ガーネット及びその一部を他の元素で置換した材料の一方を含む層であることを特徴とする請求項９に記載の光変調素子。
【請求項１４】
複数の請求項１〜１３のいずれか一項に記載の光変調素子が２次元的に配列された空間光変調器。
【請求項１５】
画像情報に応じた画像を生成する画像生成装置であって、
光源と；
前記光源から射出される光束の光路上に配置された請求項１４に記載の空間光変調器と；
前記画像情報に応じて、前記空間光変調器の複数の磁場印加機構を個別に制御する制御装置と；を備える画像生成装置。
【請求項１６】
画像情報に応じた画像を生成する請求項１５に記載の画像生成装置と；
該画像生成装置からの光束を被投射面に投射する投射光学系と；を備える画像表示装置。
【請求項１７】
光の伝送をオンオフする光スイッチであって、
請求項１〜１３のいずれか一項に記載の光変調素子と；
前記オンオフの情報に応じて前記光変調素子の磁場印加機構を制御する制御装置と；を備えることを特徴とする光スイッチ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【公開番号】特開２０１１−２３７５９８（Ｐ２０１１−２３７５９８Ａ）
【公開日】平成２３年１１月２４日（２０１１．１１．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１０８９２６（Ｐ２０１０−１０８９２６）
【出願日】平成２２年５月１１日（２０１０．５．１１）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１１月２４日（２０１１．１１．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年５月１１日（２０１０．５．１１）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
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