(57)【要約】【課題】被走査面に異常な像が発生することを防止でき、かつ被走査面を安定して走査できる光走査装置を提供する。【解決手段】  光走査装置５は、ＬＤ１０と、該ＬＤ１０からのレーザ光（射出光）の光路上に配置されたカバーガラス２０ｂと、該カバーガラス２０ｂを透過したレーザ光をカバーガラス２０ｂに向けて反射させる反射面を有する揺動可能なミラー２０ｃとを含み、ＬＤ１０からのレーザ光を被走査面に向けて偏向する光偏向器２０と、ＬＤ１０からのレーザ光のカバーガラス２０ｂの表面での反射光（表面反射光）の光路上に配置された遮光部材３０と、を備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光により被走査面を走査する光走査装置であって、
光源と、
前記光源からの光の光路上に配置された光透過窓部材と、該光透過窓部材を透過した光を前記光透過窓部材に向けて反射させる反射面を有する揺動可能なミラーとを含み、前記光源からの光を前記被走査面に向けて偏向する光偏向器と、
前記光源からの光の前記光透過窓部材の表面での反射光の光路上に配置された遮光部と、を備えることを特徴とする光走査装置。
【請求項２】
前記ミラーは、少なくとも一軸周りの所定の揺動範囲内で揺動可能であり、
前記ミラーが前記揺動範囲内の任意の位置に位置するとき、前記反射面と前記光透過窓部材の表面とは、非平行であることを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
【請求項３】
前記光源からの光の光路及び前記反射光の光路は、前記光偏向器で偏向された光の光路に対して同じ側にあることを特徴とする請求項１又は２に記載の光走査装置。
【請求項４】
前記光源からの光の光路及び前記光偏向器で偏向された光の光路は、前記反射光の光路に対して同じ側に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走査装置。
【請求項５】
前記光源と前記光偏向器との間の光の光路上に配置されたレンズを更に備え、
前記遮光部は、前記レンズと前記光透過窓部材との間に配置されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の光走査装置。
【請求項６】
前記レンズは、カップリングレンズであり、
前記遮光部は、前記カップリングレンズと前記光偏向器との間の光の光路上に配置された、該光の一部を通過させる開口を有する開口部材の一部であることを特徴とする請求項５に記載の光走査装置。
【請求項７】
前記光偏向器は、前記ミラーを揺動可能に保持する第１の保持部と、前記光透過窓部材を保持し、前記第１の保持部と接合される第２の保持部とを更に含む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走査装置。
【請求項８】
前記ミラーは、第１軸周りの第１の揺動範囲内で揺動可能であり、かつ前記第１軸に直交する第２軸周りの、前記第１の揺動範囲とは大きさが異なる第２の揺動囲内で揺動可能であり、
前記反射光の光路は、前記第１軸周り及び第２軸周りのうち少なくとも揺動範囲が小さい方の軸周りに対応する走査方向に関して前記被走査面の走査領域から外れていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の光走査装置。
【請求項９】
前記光源は、レーザであ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走査装置。
【請求項１０】
被走査面に画像を形成する画像形成装置であって、
少なくとも１つの請求項１〜９のいずれか一項に記載の光走査装置と、
前記光走査装置の光源を画像情報に基づいて強度変調する強度変調部又は前記光源から射出された光を画像情報に基づいて変調する変調部と、を備える画像形成装置。
【請求項１１】
前記光走査装置の光偏向器で偏向された光の光路上に配置された、前記被走査面を有する光透過部材を更に備えることを特徴とする請求項１０に記載の画像形成装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の画像形成装置と、
前記画像形成装置の光偏向器で偏向され前記光透過部材を透過した光の光路上に配置された光透過窓部と、を備える車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光走査装置、画像形成装置及び車両に係り、更に詳しくは、光により被走査面を走査する光走査装置、該光走査装置を備える画像形成装置及び該画像形成装置を備える車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光源からの光により被走査面を走査する光スキャナパッケージが知られている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
この光スキャナパッケージは、光源からの光の光路上に配置された光透過窓部材と、該光透過窓部材を透過した光を光透過窓部材に向けて反射させる揺動可能なミラーとを含み、光源からの光を被走査面に向けて偏向する光偏向器を備えている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示されている光スキャナパッケージでは、光源からの光の光透過窓部材の表面での反射光の影響で、被走査面に異常な像が発生するおそれや被走査面を安定して走査できないおそれがあった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、光により被走査面を走査する光走査装置であって、光源と、前記光源からの光の光路上に配置された光透過窓部材と、該光透過窓部材を透過した光を前記光透過窓部材に向けて反射させる反射面を有する揺動可能なミラーとを含み、前記光源からの光を前記被走査面に向けて偏向する光偏向器と、前記光源からの光の前記光透過窓部材の表面での反射光の光路上に配置された遮光部と、を備えることを特徴とする光走査装置である。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、被走査面に異常な像が発生することを防止でき、かつ被走査面を安定して走査できる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】一実施形態のプロジェクタ装置の構成を概略的に示す図である。
【図２】図１の光偏向器の構成及び動作を説明するための図である。
【図３】光偏向器の構成を説明するための図である。
【図４】比較例のプロジェクタ装置を説明するための図である。
【図５】変形例１のプロジェクタ装置の構成を概略的に示す図である。
【図６】変形例２のプロジェクタ装置の構成を概略的に示す図である。
【図７】変形例３のプロジェクタ装置の構成を概略的に示す図である。
【図８】変形例４のプロジェクタ装置の構成を概略的に示す図である。
【図９】変形例５のプロジェクタ装置の構成を概略的に示す図である。
【図１０】変形例６のプロジェクタ装置の構成を概略的に示す図である。
【図１１】変形例７の光偏向器の構成を概略的に示す図である。
【図１２】ヘッドアップディスプレイ装置の一例を概略的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下に、本発明の一実施形態を図１〜図３を参照して説明する。図１には、一実施形態に係る画像形成装置としてのプロジェクタ装置１００が概略的に示されている。
【０００９】
プロジェクタ装置１００は、例えば建物の床もしくは設置台に載置された状態、建物の天井から吊り下げられた状態、又は建物の壁に掛けられた状態等で用いられる。以下では、図１に示される鉛直方向をＺ軸方向とするＸＹＺ３次元直交座標系を適宜用いて説明する。
【００１０】
プロジェクタ装置１００は、一例として、図１に示されるように、光走査装置５、制御装置７などを備えている。
【００１１】
光走査装置５は、光源としてのＬＤ１０（レーザダイオード）と、光偏向器２０と、遮光部材３０とを含む。
【００１２】
ＬＤ１０は、＋Ｘ方向にレーザ光を射出する。以下では、ＬＤ１０から射出されたレーザ光を「射出光」とも称する。
【００１３】
光偏向器２０は、パッケージ２０ａ及びカバーガラス２０ｂを含む収容体と、該収容体に収容されたミラー２０ｃとを有する。ここでは、一例として、収容体のＸＺ断面形状は、略台形状とされている。
【００１４】
パッケージ２０ａは、無蓋の箱形部材であり、開口が射出光の光路上に位置するように（−Ｘ側を向くように）配置されている。パッケージ２０ａの材料としては、例えばセラミック、樹脂、アルミニウム等が用いられる。ここでは、パッケージ２０ａは、一例として、ＸＺ断面略Ｊ字状の部材から成り、後述する駆動手段に電力を供給するための配線部材（不図示）が設けられている。
【００１５】
カバーガラス２０ｂは、透明又は半透明のガラス板から成り、パッケージ２０ａの開口を覆うように該パッケージ２０ａの開口端に接合されている。すなわち、カバーガラス２０ｂは、射出光の光路上に配置され、光透過窓部材として機能する。ここでは、一例として、カバーガラス２０ｂは、Ｙ軸に平行に配置されている。
【００１６】
ミラー２０ｃは、所謂ＭＥＭＳミラーであり、カバーガラス２０ｂを透過した射出光の光路上に反射面が位置するように、パッケージ２０ａ内で該パッケージ２０ａに互いに直交する第１軸及び第２軸周りに独立に揺動可能に支持されている。ここでは、第１軸は、ＸＺ平面に平行でＸＹ平面に対して所定角度θだけ傾斜する方向に延びている。第２軸は、Ｙ軸に平行である。ミラー２０ｃは、収容体に収容されることで、外気から遮蔽され、ダストや湿気から保護されている。
【００１７】
詳述すると、図２に示されるように、ミラー２０ｃは、第１枠部材の内側で第１軸周りに揺動可能にトーションバーを介して第１枠部材に支持され、該第１枠部材は、第２枠部材の内側で第２軸周りに揺動可能にトーションバーを介して第２枠部材に支持されている。そして、ミラー２０ｃは、不図示の駆動手段（アクチュエータ）によって第１軸周りの第１の揺動範囲内で及び第２軸周りの第２の揺動範囲内で独立に駆動されるようになっている。第２枠部材は、パッケージ２０ａに支持されている。ここでは、第１の揺動範囲（第１の角度範囲）は、第２の揺動範囲（第２の角度範囲）よりも大きく設定されている。駆動手段としては、例えば電磁方式、圧電方式などが用いられる。なお、上述したミラー２０ｃを第１軸周り及び第２軸周りに独立に揺動させる構成は、一例であって、適宜変更可能である。図２では、収容体の図示は、省略されている。
【００１８】
遮光部材３０については、後述する。
【００１９】
光偏向器２０は、パッケージ２０ａに対してミラー２０ｃを実装する工程（ＭＥＭＳプロセス）、パッケージ２０ａに対してカバーガラス２０ｂを接合する工程（封止工程）が一連に行われることで、製造される。
【００２０】
以上のように構成される光走査装置５では、ＬＤ１０からのレーザ光がカバーガラス２０ｂの表面（−Ｘ側の面）に入射し、該カバーガラス２０ｂを透過した光がミラー２０ｃの反射面に入射する。ミラー２０ｃの反射面に入射したレーザ光は、ミラー２０ｃの第１軸周り及び第２軸周りの位置に応じた方向に（カバーガラス２０ｂに向けて）反射され、カバーガラス２０ｂの裏面（＋Ｘ側の面）に入射する。カバーガラス２０ｂの裏面に入射したレーザ光のうち、カバーガラス２０ｂを透過したレーザ光が、被走査面（スクリーンＳの表面）に導かれる。
【００２１】
この際、例えば、ミラー２０ｃを第１軸周りに高周波数で振動させつつ第２軸周りに低周波数で振動させることで、被走査面の所定の走査領域を２次元走査することができる（図２参照）。すなわち、第１軸周りに対応する走査方向である主走査方向に高速で往復走査させつつ第２軸周りに対応する走査方向である副走査方向に低速で片道走査させることで、上記走査領域をラスタスキャンすることができる。
【００２２】
ここでは、走査領域は、第１軸周りに対応する走査方向である主走査方向（Ｙ軸方向）を長手方向とし、第２軸周りに対応する走査方向である副走査方向（Ｚ軸方向）を短手方向とする略矩形状とされている。
【００２３】
図１に戻り、制御装置７は、画像処理部７ａと、ＬＤ制御部７ｂと、ミラー制御部７ｃとを含む。
【００２４】
画像処理部７ａは、例えばパソコン等の上位装置からの画像情報に対して所定の処理（例えば歪み補正処理、画像サイズ変更処理、解像度変換処理等）を施し、ＬＤ制御部７ｂに送る。
【００２５】
ＬＤ制御部７ｂは、画像処理部からの画像情報に基づいて、駆動信号（パルス信号）を強度変調してＬＤ１０に出力する。また、ＬＤ制御部７ｂは、ミラー制御部７ｃからの後述する同期信号に基づいてＬＤ１０の発光タイミング（ＬＤ１０に駆動信号を供給するタイミング）を決定する。
【００２６】
ミラー制御部７ｃは、ミラー２０ｃの第１軸及び第２軸周りの位置情報を検出する不図示のセンサからの検出信号に基づいて、ミラー２０ｃの振れ角とＬＤ１０の発光タイミングとの同期をとるための同期信号をＬＤ制御部７ｂに出力する。
【００２７】
以上のように構成されるプロジェクタ装置１００では、ＬＤ１０から画像情報に基づいて変調されたレーザ光が射出され、光偏向器２０で被走査面に向けて偏向される。この結果、被走査面の所定の走査領域が主走査方向及び副走査方向に２次元走査され、該走査領域に所望の画像が形成される。
【００２８】
ところで、特に、半導体レーザ（レーザダイオード）は、射出光の高い指向性により、高い光利用効率を得られることから、本実施形態のような走査型のプロジェクタ装置の光源に適している。
【００２９】
しかしながら、射出光がカバーガラス２０ｂの表面に入射すると一部がカバーガラス２０ｂを透過し、残部（例えば数％未満）がカバーガラス２０ｂの表面で反射され迷光となる。
【００３０】
この場合、仮に射出光のカバーガラス２０ｂの表面での反射光（以下では、表面反射光とも称する）が上記走査領域に入射すると、該走査領域に形成された画像に異常な像が発生し、画像品質が低下してしまう（図４参照）。
【００３１】
すなわち、ＬＤ１０からのレーザ光により発生する迷光は、その指向性のために強度が高く視認されやすい。光偏向器２０によって偏向されたレーザ光（動的ビーム）に対し、偏向されない迷光（静止ビーム）が発生すると、わずかであっても相対的に明るくなってしまうため視認され、画像品質が低下してしまう。
【００３２】
そこで、本実施形態では、カバーガラス２０ｂとミラー２０ｃとの位置関係は、表面反射光の光路が上記走査領域から外れるように設定されている。ここでは、カバーガラス２０ｂとミラー２０ｃとの位置関係は、表面反射光の光路が副走査方向（Ｚ軸方向）に関して走査領域から外れるように設定されている。
【００３３】
詳述すると、カバーガラス２０ｂとミラー２０ｃとの位置関係は、ミラー２０ｃが第１軸周りの第１の揺動範囲内の任意の位置に位置し、かつ第２軸周りの第２の揺動範囲内の任意の位置に位置しているとき、ミラー２０ｃの反射面とカバーガラス２０ｂの表面とが、非平行となるように設定されている。この場合、ミラー２０ｃの第１軸周り及び第２軸周りの位置によらず、ミラー２０ｃの反射面とカバーガラス２０ｂの表面とが平行にならず、表面反射光が走査領域に入射するのを防止できる。
【００３４】
具体的には、図３から分かるように、ミラー２０ｃの第２軸周りの基準面（振動中心）からの最大振れ角α（鋭角）は、カバーガラス２０ｂの表面と該基準面に平行な平面との成す角β（鋭角）、すなわちカバーガラス２０ｂの基準面に対する傾け角よりも小さく設定されている。ここでは、上記基準面は、第１軸及び第２軸を含む平面とされている。
【００３５】
また、図１から分かるように、カバーガラス２０ｂとミラー２０ｃとの位置関係は、ＬＤ１０からのレーザ光（射出光）の光路及び表面反射光の光路が光偏向器２０で偏向されたレーザ光（走査光）の光路に対して−Ｙ方向から見て同じ側にあるように設定されている。すなわち、射出光の光路及び表面反射光の光路は、Ｙ軸に平行な所定の仮想平面に対して走査光の光路とは反対側にある。
【００３６】
この場合、射出光のカバーガラス２０ｂへの入射角を小さくできるため、射出光のカバーガラス２０ｂに対する透過率を高めることができる。この結果、光利用効率を向上させることができる。
【００３７】
また、図１から分かるように、カバーガラス２０ｂとミラー２０ｃとの位置関係は、射出光の光路及び走査光の光路が表面反射光の光路に対して−Ｙ方向から見て同じ側にあるように設定されている。すなわち、射出光の光路及び走査光の光路は、Ｙ軸に平行な所定の仮想平面に対して表面反射光の光路とは反対側にある。
【００３８】
この場合、表面反射光の光路を走査領域から十分に遠ざけることができる。なお、表面反射光の光路が走査領域に近いと、表面反射光が走査領域付近の装置内の他の部材で散乱されて、比較的高い強度で走査領域に入射するおそれがある。
【００３９】
ここで、仮に表面反射光がＬＤ１０に戻ると、ＬＤ１０のレーザ発振が不安定になり、出力変動が起きる。この結果、被走査面を安定して走査することができなくなる。
【００４０】
そこで、本実施形態では、射出光のカバーガラス２０ｂへの入射角が０°以外に設定され、表面反射光がＬＤ１０に直接的に戻ることを防止している。
【００４１】
しかしながら、表面反射光の光路が射出光の光路から十分離れていないと、表面反射光が装置内の他の部材で散乱され、散乱光が比較的強度が強い状態でＬＤ１０に入射するおそれがある
【００４２】
そこで、本実施形態では、図１に示されるように、表面反射光の光路上に上記遮光部材３０が配置されている。遮光部材３０は、入射された表面反射光を射出光の光路から離れる方向に反射する姿勢で配置されている。
【００４３】
なお、遮光部材３０の入射面（表面反射光が入射される面）は、光を拡散反射するような面（例えば粗い面）であることが好ましい。また、遮光部材３０は、表面反射光の少なくとも一部を吸収する機能を有していても良いし、表面反射光の一部を透過させる機能を有していても良い。なお、遮光部材３０が表面反射光の大半を吸収する機能を有する場合には、遮光部材３０の姿勢は、任意でも良い。
【００４４】
以上説明した本実施形態の光走査装置５は、ＬＤ１０と、該ＬＤ１０からのレーザ光（射出光）の光路上に配置されたカバーガラス２０ｂと、該カバーガラス２０ｂを透過したレーザ光をカバーガラス２０ｂに向けて反射させる反射面を有する揺動可能なミラー２０ｃとを含み、ＬＤ１０からのレーザ光を被走査面に向けて偏向する光偏向器２０と、ＬＤ１０からのレーザ光のカバーガラス２０ｂの表面での反射光（表面反射光）の光路上に配置された遮光部材３０と、を備えている。
【００４５】
この場合、表面反射光が遮光部材３０で遮光されるため、表面反射光が被走査面の走査領域に入射するのを防止でき、かつ表面反射光がＬＤ１０に戻るのを防止できる。
【００４６】
この結果、被走査面に異常な像が発生することを防止でき、かつ被走査面を安定して走査できる。
【００４７】
より具体的には、ミラー２０ｃは、第１軸周りの第１の揺動範囲内及び第２軸周りの第２の揺動範囲内で揺動可能であり、ミラー２０ｃが第１の揺動範囲内の任意の位置に位置し、第２の揺動範囲内の任意の位置に位置するとき、ミラー２０ｃの反射面とカバーガラス２０ｂの表面とは、非平行である。
【００４８】
一方、図４に示される比較例の光走査装置では、光偏向器が所謂フラットパッケージを有しており、揺動範囲内の所定位置に位置するミラーの反射面に対してカバーガラスの表面が平行となる。
【００４９】
この場合、表面反射光が走査領域の中央部に入射し、画像中央部での明るい点となって認識されてしまう（異常な像が発生する）。そこで、ミラーに対するカバーガラスの距離を十分に長くし、表面反射光の光路を走査光から離すことも考えられるが、パッケージの大型化を招き、コストアップを招いてしまう。また、仮にミラーに対してカバーガラスをわずかに、すなわち反射面の最大振れ角よりも小さい角度だけ傾けたとしても、表面反射光が走査領域の周辺部に入射し、画像周辺部での明るい点となって認識されてしまう（異常な像が発生する）。
【００５０】
ところで、カバーガラス２０ｂの基準面（第１軸及び第２軸を含む平面）に対する傾け角を大きくするためには、パッケージ２０ａの高さ寸法（パッケージ２０ａのＸＺ断面における互いに平行な二辺部のうち長い方の辺部の長さ）を長くする必要があり、パッケージ２０ａの加工が容易でなくなり、結果として、光偏向器２０の大型化及び高コスト化を招く。
【００５１】
そこで、光偏向器２０では、ミラー２０ｃは、表面反射光の光路は、第１軸周り及び第２軸周りのうち第２軸周り（揺動範囲が小さい方の軸周り）に対応する副走査方向（Ｚ軸方向）に関して走査領域から外れている。
【００５２】
この場合、仮に表面反射光の光路が第１軸（揺動範囲が大きい方の軸周り）に対応する主走査方向（Ｙ軸方向）に関して走査領域から外れるようにする場合に比べて、カバーガラス２０ｂの基準面に対する傾け角を小さくすることができ、ひいては光偏向器の大型化及び高コスト化を抑制できる。
【００５３】
なお、図５に示される変形例１のプロジェクタ装置２００のように、カバーガラス２２ｂとミラー２０ｃとの位置関係は、射出光の光路及び走査光の光路が、Ｙ軸に平行な所定の仮想平面に対して（−Ｙ側から見て）表面反射光の光路に対して異なる側にあるように、すなわち−Ｙ側から見て表面反射光の光路を挟むように設定されても良い。
【００５４】
変形例１でも、表面反射光が遮光部材３０で遮光されるため、表面反射光が走査領域に入射するのを防止でき、かつ表面反射光がＬＤ１０に戻るのを防止できる。また、変形例１では、上記実施形態に比べて、表面反射光の光路と走査光との光路の−Ｙ方向から見た角度差を小さくできるため、カバーガラス２０ｂの傾け角を小さくでき、光偏向器の小型化及び低コスト化を図ることができる。
【００５５】
また、図６及び図７にそれぞれ示される変形例２及び変形例３のプロジェクタ装置３００、４００のように、ＬＤ１０と光偏向器２０、２２との間の光路上に配置されたレンズ６０を備えていても良い。ここでは、レンズ６０として、一例として、射出光を平行化、弱発散又は弱収束させるカップリングレンズが用いられる。なお、レンズ６０は、カップリングレンズ以外のレンズであっても良い。
【００５６】
そして、変形例２及び変形例３では、レンズ６０と光偏向器２０、２２との間に遮光部材３０が配置されている。この結果、表面反射光がレンズ６０を介してＬＤ１０に戻るのを防止できる。
【００５７】
また、図８及び図９にそれぞれ示される変形例４及び変形例５のプロジェクタ装置５００、６００のように、ＬＤ１０と光偏向器２０、２２との間の光路上に配置されたレンズ６０と、該レンズ６０と光偏向器２０、２２との間の光路上に配置された開口部材８０とを備えていても良い。なお、プロジェクタ装置５００、６００は、遮光部材３０を備えていない。
【００５８】
開口部材８０は、レンズ６０を介した射出光の一部を通過させる開口を有しており、射出光を整形する。また、開口部材８０は、開口の周辺部が開口を通過したレーザ光のカバーガラス２０ｂ、２２ｂの表面での反射光（表面反射光）の光路上に位置している。すなわち、開口部材８０は、表面反射光を遮光する遮光部を有している。
【００５９】
変形例４及び５のプロジェクタ装置５００、６００では、開口部材８０は、射出光を整形する機能と表面反射光を遮光する機能を併有しているため、構成の簡略化及び低コスト化を図ることができる。
【００６０】
なお、開口部材８０のうち表面反射光が入射する部分は、表面反射光が光偏向器に向かわないように角度をつけても良いし、粗面にして十分に散乱させるようにしても良いし、表面反射光の少なくとも一部を吸収する材料で形成しても良い。
【００６１】
また、図１０に示される変形例６のプロジェクタ装置７００のように、カバーガラス２４ｂを基準面（第１軸及び第２軸を含む平面）に平行に配置しても良い。
【００６２】
変形例６では、光偏向器２４のパッケージ２４ａがＸＺ断面略Ｕ字状の部材から成るフラットパッケージであり、図４に示される比較例と同様に、表面反射光は、走査光の光路に向けて進行する。
【００６３】
そこで、変形例６では、表面反射光の光路上（進路上）であって走査光の光路から外れた位置に遮光部材３０が配置されている。この結果、表面反射光を遮光することができる。なお、遮光部材３０で反射（散乱）された光がＬＤ１０及び光偏向器２４に向かわないように遮光部材３０の姿勢を調整することが好ましい。
【００６４】
変形例６によると、光偏向器２４に加工が容易で小型のフラットパッケージを用いることができるため、小型化及びコストダウンを図ることができる。
【００６５】
また、図１１に示される変形例７の光偏向器２６のように、ミラー２０ｃを保持するパッケージ２６ａ（第１の保持部）と、カバーガラス２６ｂを保持する保持部材２６ｃ（第２の保持部）とを接合することとしても良い。
【００６６】
このような構成を採用することで、パッケージ２６ａとしてフラットパッケージを用いることができ、かつカバーガラス２６ｂを基準面に対して傾斜して配置することができる。
【００６７】
変形例７によると、パッケージの加工を容易化でき、かつ上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００６８】
また、上記実施形態及び各変形例では、光偏向器が画像形成装置としてのプロジェクタ装置に用いられているが、これに限らず、例えば図１２に示される画像形成装置としてのヘッドアップディスプレイ装置１０００に用いられても良い。ヘッドアップディスプレイ１０００は、例えば車両、航空機、船舶等に搭載される。
【００６９】
詳述すると、ヘッドアップディスプレイ１０００は、一例として図１２に示されるように、光偏向器で偏向されたレーザ光（走査光）の光路上に配置された、２次元配列された複数のマイクロレンズを含むマイクロレンズアレイ（光透過部材）と、該マイクロレンズアレイを介したレーザ光の光路上に配置された半透明部材（例えばコンバイナ）と、を備えている。この場合、光偏向器による第１軸及び第２軸周りのレーザ光の偏向動作に伴い該レーザ光によりマイクロレンズアレイの表面（被走査面）が２次元走査され、該被走査面に画像が形成される。そして、マイクロレンズアレイを介した画像光が半透明部材に入射し、該画像光の虚像が形成される。すなわち、観察者は、半透明部材を介して画像光の虚像を視認することができる。この際、マイクロレンズアレイによって画像光が拡散されるため、所謂スペックルノイズを低減することができる。
【００７０】
なお、マイクロレンズアレイに代えて、マイクロレンズアレイ以外の光透過部材（例えば透過スクリーン）を用いても良い。また、例えばマイクロレンズアレイ、透過スクリーン等の光透過部材と半透明部材との間の光路上に例えば凹面鏡、平面鏡等のミラーを設けても良い。また、半透明部材を例えば車両、航空機、船舶等の光透過窓部（例えば窓ガラス）で代用しても良い。
【００７１】
そこで、ヘッドアップディスプレイ１０００と、該ヘッドアップディスプレイ１０００の光偏向器で偏向され上記光透過部材を透過した光の光路上に配置された光透過窓部（例えば窓ガラス）と、を備える車両（例えば自動車、列車等）を提供することができる。この場合、上記光透過部材を透過した画像光が光透過窓部に入射し、該画像光の虚像が形成される。すなわち、観察者は、光透過窓部を介して画像光の虚像を視認することができる。
【００７２】
また、ヘッドアップディスプレイ装置１０００と同様の構成を有する、ヘッドマウントディスプレイ装置、プロンプタ（原稿表示装置）等の虚像を視認することを目的とした画像形成装置、及び該画像形成装置を備える車両を提供することもできる。
【００７３】
また、上記実施形態及び各変形例の光偏向器を備える光走査装置は、例えばプリンタ、複写機、光プロッタ等の画像形成装置にも採用でき、該画像形成装置を提供することもできる。
【００７４】
また、上記実施形態及び各変形例では、カバーガラスとミラーの位置関係は、−Ｙ方向から見て射出光の光路及び表面反射光の光路が走査光の光路に対して同じ側にあるように設定されているが、異なる側（反対側）にあるように設定されても良い。
【００７５】
また、上記実施形態及び各変形例では、カバーガラスとミラーの位置関係は、表面反射光の光路が副走査方向に関して走査領域から外れるように設定されているが、これに限られない。例えば、表面反射光の光路を、主走査方向に関して走査領域から外れるようにしても良いし、副走査方向及び主走査方向の双方に関して走査領域から外れるようにしても良い。なお、表面反射光の光路を主走査方向に関して走査領域から外れるようにするためには、ミラーの第１軸周りの基準面（振動中心）からの最大振れ角（鋭角）を、カバーガラスの表面と該基準面に平行な平面との成す角（鋭角）よりも小さく設定すれば良い。
【００７６】
この場合、カバーガラスとミラーの位置関係は、＋Ｚ方向から見て射出光の光路及び表面反射光の光路が走査光の光路に対して同じ側にあるように設定されても良いし、異なる側（反対側）にあるように設定されても良い。また、カバーガラスとミラーの位置関係は、＋Ｚ方向から見て射出光の光路及び表面反射光の光路が走査光の光路に対して同じ側にあるように設定されても良いし、異なる側（反対側）にあるように設定されても良い。また、この場合、＋Ｚ方向から見て射出光の光路及び走査光の光路が表面反射光の光路に対して同じ側にあるように設定されても良いし、異なる側（反対側）にあるように設定されても良い。
【００７７】
また、上記実施形態及び各変形例では、光透過窓部材として、カバーガラスが用いられているが、これに限らず、要は、光を透過させる部材であれば良い。
【００７８】
また、上記実施形態及び各変形例において、遮光部の形状、大きさ、数、姿勢、配置は、適宜変更可能である。
【００７９】
また、上記実施形態及び各変形例では、光走査装置の光源として、ＬＤ（レーザダイオード）、すなわち端面発光レーザを用いているが、これに限らず、例えば、ＶＣＳＥＬ（面発光レーザ）やレーザ以外の光源を用いても良い。
【００８０】
上記実施形態及び各変形例では、制御装置は、画像処理部を有しているが、必ずしも有していなくても良い。
【００８１】
また、上記実施形態及び各変形例では、ＬＤ制御部は、ＬＤ１０を画像情報に基づいて直接変調しているが、これに代えて、例えば、ＬＤ１０から射出されたレーザ光を画像情報に基づいて変調する光変調部を設けても良い。すなわち、外部変調方式を採用しても良い。
【００８２】
また、上記実施形態及び各変形例では、互いに直交する２つの走査方向（主走査方向及び副走査方向）に２次元走査するための１つの光偏向器が採用されているが、これに代えて、例えば１つの走査方向に１次元走査するための光偏向器、すなわち一軸周りにのみ揺動するミラーを含む光偏向器を採用しても良い。また、例えば一軸周りにのみ揺動するミラーを含む光偏向器を２つ組み合わせて、互いに直交する２つの走査方向に２次元走査するようにしても良い。このような一軸周りにのみ揺動するミラーを含む光偏向器であっても、上記実施形態及び各変形例と同様の構成を採用することで、被走査面に異常な像が発生することを防止でき、かつ被走査面を安定して走査することができる。
【符号の説明】
【００８３】
５…光走査装置、１０…ＬＤ（光源）、２０…光偏向器、２０ｂ、２２ｂ、２４ｂ、２６ｂ…カバーガラス（光透過窓部材）、２０ｃ…ミラー、２６ａ…パッケージ（第１の保持部）、２６ｃ…保持部材（第２の保持部）、３０…遮光部材（遮光部）、６０…レンズ、８０…開口部材、１００、２００、３００、４００、５００、６００、７００…プロジェクタ装置（画像形成装置）、１０００…ヘッドアップディスプレイ装置（画像形成装置）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００８４】
【特許文献１】特開２００６−２２１１７１号公報
【図１】
2020057007.tif 000003
【図２】
2020057007.tif 000004
【図３】
2020057007.tif 000005
【図４】
2020057007.tif 000006
【図５】
2020057007.tif 000007
【図６】
2020057007.tif 000008
【図７】
2020057007.tif 000009
【図８】
2020057007.tif 000010
【図９】
2020057007.tif 000011
【図１０】
2020057007.tif 000012
【図１１】
2020057007.tif 000013
【図１２】
2020057007.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】令和1年12月12日(2019.12.12)
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本発明は、光偏向器、光走査装置、画像形成装置及び車両に係り、更に詳しくは、光を偏向する光偏向器、該光偏向器を備える光走査装置、該光走査装置を備える画像形成装置及び該画像形成装置を備える車両に関する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
本発明は、光を通過させる開口を有する収容体と、前記収容体に収容され、基準面から所定の回転軸周りに回動することで前記開口を介して入射された光を偏向するミラーと、前記開口に取り付けられ、前記基準面に対して前記回転軸周りに傾斜した光透過板と、を備える光偏向器であって、前記ミラーは、第１軸周りに回動可能であり、前記光透過板は、前記基準面に対して前記第１軸とは直交する方向の第２軸周りに傾斜している光偏向器である。
【手続補正４】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を通過させる開口を有する収容体と、
前記収容体に収容され、基準面から所定の回転軸周りに回動することで前記開口を介して入射された光を偏向するミラーと、
前記開口に取り付けられ、前記基準面に対して前記回転軸周りに傾斜した光透過板と、を備える光偏向器であって、
前記ミラーは、第１軸周りに回動可能であり、
前記光透過板は、前記基準面に対して前記第１軸とは直交する方向の第２軸周りに傾斜している光偏向器。
【請求項２】
前記収容体は、開口面が前記基準面と平行である第１の開口を有する第１の部材と、前記第１の開口に取り付けられ、開口面が前記基準面に対して傾斜した第２の開口を有する第２の部材を含み、
前記光透過板は、前記第２の開口に取り付けられることで、前記基準面に対して前記回転軸周りに傾斜していることを特徴とする請求項１に記載の光偏向器。
【請求項３】
光源と、前記光源からの光を偏向する請求項１又は２に記載の光偏向器と、を備え、前記光偏向器で偏向された光により走査領域を走査する光走査装置であって、
前記光源からの光が前記光偏向器の光透過板の表面で反射することによる表面反射光の光路が、前記走査領域から外れるように設定されていることを特徴とする光走査装置。
【請求項４】
請求項３に記載の光走査装置と、
前記光走査装置の光源を画像情報に基づいて強度変調する強度変調部又は前記光源から射出された光を画像情報に基づいて変調する変調部と、を備える画像形成装置。
【請求項５】
前記光走査装置の光偏向器で偏向された光により走査される光透過部材を更に備えることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
請求項５に記載の画像形成装置と、
前記画像形成装置の光偏向器で偏向され前記光透過部材を透過した光の光路上に配置された光透過窓部と、を備える車両。