(57)【要約】【課題】光変調を行って画像を形成するに当たり、光源から射出される光と光変調装置との相対的な位置調整の作業を簡易化することを目的とする。【解決手段】光源２Ｒ，２Ｇ，２Ｂと、光源からの入射される光を変調する光変調装置４Ｒ，４Ｇ，４Ｂと、光変調装置に画像信号に対応した駆動信号を出力する制御部１３と、光変調装置により変調された光を表示面に対して走査する走査光学部８と、走査光学部により走査された光を表示面に投影する投影光学部９とを備える。光変調装置４Ｒ，４Ｇ，４Ｂにおいて変調された光を検出する光強度検出部１２ｂと、光強度検出部１２ｂにおいて検出された光強度信号から、光変調装置４Ｒ，４Ｇ，４Ｂに照射される光の照射位置を検出する演算処理部１２と、演算処理部１２における検出結果に基づいて駆動制御信号を生成する照射位置制御部１５と、照射位置制御部１５からの駆動制御信号により駆動され、光変調装置に照射される光の位置を調整する駆動部と、を有する。【選択図】図１
2010060727.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、
前記光源からの入射される光を変調する光変調装置と、
前記光変調装置の光変調装置に画像信号に対応した駆動信号を出力する制御部と、
前記光変調装置により変調された光を表示面に対して走査する走査光学部と、
前記走査光学部により走査された光を表示面に投影する投影光学部と、を備え、
前記光変調装置において変調された光を検出する光強度検出部と、
前記光強度検出部において検出された光強度信号から、前記光変調装置に照射される光の照射位置を検出する演算処理部と、
前記演算処理部における検出結果に基づいて駆動制御信号を生成する照射位置制御部と、
前記照射位置制御部からの駆動制御信号により駆動され、前記光変調装置に照射される光の位置を調整する駆動部と、を有する
画像形成装置。
【請求項２】
前記光変調装置が回折格子型の１次元光変調装置より成り、
前記光源から線状の光が前記１次元光変調装置に入射される請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記１次元光変調装置に対して線状の光が照射される光照射位置のうち、両端部の測定結果から、前記光変調装置に照射される光の照射位置が検出される請求項１記載の画像形成装置。
【請求項４】
画像情報に対応して光を変調する光変調装置に光を入射し、
前記光変調装置の所定の駆動電圧を印加した状態での一部の画素に対応する光変調素子の変調光強度を測定し、
前記駆動電圧と前記変調光強度との関係から、前記光変調装置に照射される光の照射位置を検出し、
前記光の照射位置に基づいて、前記光変調装置の位置、又は前記光変調装置に光源からの光を導く光学素子の位置を移動して、前記光変調装置に光が照射される位置を補正する
光変調装置の光学調整方法。
【請求項５】
前記光変調装置として、回折格子型の１次元光変調装置を用いる請求項４記載の光変調装置の光学調整方法。
【請求項６】
前記光変調装置の変調光強度を測定する光変調素子として、前記光変調装置の両端の光変調素子を用いる請求項５記載の光変調装置の光学調整方法。
【請求項７】
前記光変調装置の変調光強度を測定する光変調素子として、前記光変調装置の両端を含む３箇所の光変調素子を用いる請求項５記載の光変調装置の光学調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば１次元回折格子型の光変調装置によって光を変調する画像形成装置及び光変調装置の光学調整方法に関する。
に関する。
【背景技術】
【０００２】
プロジェクターやプリンター等の画像形成装置において、１次元的な光変調手段からの光束を光走査手段で走査しながら画像形成手段に投影することで２次元画像を形成する装置が提案されている（例えば、特許文献１及び２参照）。この１次元的な光変調手段としては、回折格子より成る光変調素子が１次元的にアレイ状に配列されたいわゆる１次元回折格子型の例えばＧＬＶ（Grating Light Valve）や、その他レーザアレイ、液晶型変調装置等が挙げられる。ＧＬＶ等の光変調装置は、通常、赤、緑及び青色等に対応して複数個設けられ、光変調装置に入射する入射光並びに光変調装置から射出する変調された射出光を透過させるガラス板等から成る光透過部材を更に備えている。ＧＬＶ型の光変調装置の各光変調素子は、マイクロマシン製造技術を応用して製造される。回折格子型の光変調素子は、反射型の素子から構成されており、光スイッチング作用を有し、光のオン／オフ制御を電気的に制御することができ、これにより画像信号に対応した変調光を射出する。したがって、この光変調素子から射出された光をスキャンミラーで走査することで２次元画像が形成される。例えばＭ×Ｎ（例えば１９２０×１０８０）の画素（ピクセル）から構成された２次元画像を表示するために、Ｎ個（＝１０８０個）の光変調素子から光変調装置を構成すればよい。更には、カラー表示のためには、３つの光変調装置を用いればよい。
【０００３】
一例として図１２に、１次元回折格子型の光変調素子１２１を構成する下部電極１２２、固定電極１３１、可動電極１３２等の配置を模式的に示す。また、図１２の矢印Ｂ−Ｂに沿った固定電極１３１等の模式的な一部断面図を図１３Ａに示し、図１２の矢印Ａ−Ａに沿った可動電極１３２等の模式的な一部断面図を図１３Ｂ及び図１４Ａに示し、図１２の矢印Ｃ−Ｃに沿った固定電極１３１及び可動電極１３２等の模式的な一部断面図を図１４Ｂに示す。ここで、可動電極１３２の変位前の状態を図１３Ｂ及び図１４Ｂの左側に示し、変位後の状態を図１４Ａ及び図１４Ｂの右側に示す。また、図１２においては、下部電極１２２、固定電極１３１、可動電極１３２、支持部１２３〜１２６を明示するために、これらに斜線等を付して示す。
【０００４】
この光変調素子１２１は、Ｓｉ等より成る支持体１１２上に下部電極１２２、帯状（リボン状）の固定電極１３１、並びに帯状（リボン状）の可動電極１３２が形成されて構成される。下部電極１２２は不純物がドープされたポリシリコン等より形成される。また、固定電極１３１は、支持部１２３，１２４に支持され、下部電極１２２の上方に支持、張架される。更には、可動電極１３２は、支持部１２５，１２６に支持され、下部電極１２２の上方に支持、張架されており、固定電極１３１に対して並置される。固定電極１３１及び可動電極１３２は、例えばＳｉＮから成る誘電体材料層（下層）とＣｕを添加したＡｌから成る光反射層（上層）との積層構造として構成される。支持部１２３〜１２６は図示の例では内部を空洞とする場合を示すが、その他の種々の構成とし得る。
【０００５】
そして、１つの光変調素子１２１は、１〜３本の固定電極１３１と可動電極１３２（図示の例では３本ずつとする）から構成される。一組の（この場合３本の）可動電極１３２は共に制御電極に接続され、制御電極は、図示しない接続端子部に接続される。一方、固定電極１３１はバイアス電極に接続される。バイアス電極は、複数の光変調素子１２１において共通とされ、図示しないバイアス電極端子部を介して接地される。下部電極１２２も、複数の光変調素子１２１において共通とされ、図示しない下部電極端子部を介して例えば接地される。
【０００６】
なお、図１２〜図１４において、帯状の固定電極１３１及び可動電極１３２の長手方向をＸ方向、これとは直交する各電極１３１及び１３２の幅方向をＹ方向として示す。上述したように１０８０ピクセル分の光変調素子１２１をＹ方向に配置する場合、１０８０×６本の電極が配置されることとなる。
【０００７】
このような構成とする光変調素子１２１において、接続端子部、制御電極を介して可動電極１３２へ電圧を印加し、且つ、下部電極１２２にも適当な電圧を印加（例えば接地電位としてもよい）すると、可動電極１３２と下部電極１２２との間に静電気力（クーロン力）が発生する。そして、この静電気力によって、下部電極１２２に向かって可動電極１３２が下方に変位する。そして、このような可動電極１３２の変位に基づき、可動電極１３２と固定電極１３１とによって反射型の回折格子が形成される。
【０００８】
ここで、図１４Ｂに示すように隣接する固定電極１３１の間の距離をｄ、また可動電極１３２及び固定電極１３１に入射する光の入射角をθｉ、波長をλ、回折角をθｍとすると、
ｄ×［ｓｉｎ（θｉ）−ｓｉｎ（θｍ）］＝ｍ×λ
で表すことができる。尚、ｍは次数であり、０，±１，±２．の値をとる。
そして、可動電極１３２の頂面と固定電極１３１の頂面の高さの差Δｈ１（図１４Ｂ参照）が（λ／４）のとき、回折光の光強度は最大の値となる。
【０００９】
この光変調装置を使用した画像形成装置の一例の概略構成図を図１５に示す。この画像形成装置１００は、例えば半導体レーザより成る赤色光源１００Ｒ、緑色光源１００Ｇ及び青色光源１００Ｂを備える。そして各光源１００Ｒ，１００Ｇ及び１００Ｂから射出された光をそれぞれ、図示しない制御部により制御される光変調装置１０５Ｒ，１０５Ｇ及び１０５Ｂが設けられ、光変調装置１０５Ｒ，１０５Ｇ及び１０５Ｂにより変調された変調光の光路を合成するＬ型プリズム等の光合成部１０６が設けられる。更に、光合成部１０６において光路を合成された３色の光Ｌの回折光を選択するシュリーレンフィルター等の空間フィルター１０７、選択された回折光を表示面１１０に向けて光を走査する走査光学部１０８、投影光学部１０９が設けられる。
【００１０】
この画像形成装置２００において、各光源１００Ｒ，１００Ｇ及び１００Ｂから射出された赤色レーザ光Ｌｒ１、緑色レーザ光Ｌｇ１及び青色レーザ光Ｌｂ１は、図示しないミラーを介して光変調装置１０５Ｒ，１０５Ｇ及び１０５Ｂによって画像信号に対応して変調され、ミラー（図示せず）を介してＬ型プリズム１０６により１本の光束のレーザ光Ｌ１に合成され、空間フィルター１０７に入射される。空間フィルター１０７を通過したレーザ光Ｌは、結像レンズ（図示せず）を介して、ガルバノミラー、ポリゴンミラー等より成る走査光学部１０８に入射される。そして走査光学部１０８の矢印ｒ１で示す回転又は回動によって、投影光学部１０９を介して矢印ｌ１、ｌ２、ｌ３、・・・で示すように走査され、スクリーン等の表示面１１０に矢印ｓ１で示す走査方向に投影される。これにより表示面１１０において画像が形成される。
【００１１】
ここで、各光源１００Ｒ，１００Ｇ及び１００Ｂから光変調装置１０５Ｒ，１０５Ｇ及び１０５Ｂに向かうレーザ光は、前述の図１２〜図１４に示すＸ方向には所定のスポットサイズに集光され、Ｙ方向には所定幅にコリメートされた線状のコリメート光とされる。
【００１２】
そして光変調装置１０５Ｒ，１０５Ｇ及び１０５Ｂにおける前述した各光変調素子１２１内の可動電極１３２に駆動電圧が印加されず不作動状態の時は、可動電極１３２及び固定電極１３１の頂面で反射された光は空間フィルター１０７で遮られる。一方、可動電極１３２が駆動されて図１４Ａ、また図１４Ｂの右側に示す動作状態の時は、可動電極１３２及び固定電極１３１で回折された±１次（ｍ＝±１）の回折光が空間フィルター１０７を通過する。このような構成にすることで、スクリーン１０９に投影される光のオン／オフ制御が行われる。また可動電極１３２に印加する電圧を制御することで、可動電極１３２の頂面と固定電極１３１の頂面との高さの差Δｈ１を変化させて回折光強度を変化させることができるので、これにより階調制御を精度よく行うことができる。
【００１３】
このような回折格子型の光変調装置は、可動電極１３２の寸法を適切に選定することによって、高い解像度、高速なスイッチング動作及び広い帯域幅の表示が可能となる。更に、比較的低い印加電圧で動作させることができるので、非常に小型化された投影型の画像形成装置を実現することが期待できる。また、このような画像形成装置は、通常の２次元画像表示装置、例えば、液晶パネル等を用いた投射型表示装置と比べて、スキャンミラー１０５によってスキャンを行うので、極めて滑らかで自然な画像表現が可能となる。しかも３原色である赤、緑及び青色のレーザを光源とし、これらの光を混合するので、色際限範囲が極めて広く、また自然な色調の画像を表現することができるといった、従来にはない優れた表示性能を有する。
【００１４】
また、図１６に示すように、各電極１３１及び１３２が一方向に角度θｂをもって傾斜するいわゆるブレーズ型ＧＬＶも提案されている。この場合は、可動電極１３２を図１６に示すように固定電極１３１と同一平面を構成するように変位させることで、動作状態では入射光Ｌｉに対し１次回折光Ｌ＋１のみを反射する構成とし、より階調制御を精度よくできる光変調装置を提供できるという利点がある。図１６においては、不動作状態での可動電極１３２を破線で示す。
【００１５】
【特許文献１】特許第３４０１２５０号公報
【特許文献２】特許第３１６４８２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
上述した従来のプロジェクター等の用途の画像形成装置においては、通常赤、緑及び青色の３色の光強度を変調するために３個の光変調装置を個別に配置して使用している。これら各光変調装置に対して、光源からの光が照射される位置がずれると光変調特性が変動してしまうので、光変調装置における光照射位置は精度よく光学的に調整する必要がある。このような光照射位置の光学調整方法としては、例えば光変調装置に対して所定の駆動電圧（例えば全白レベル）を印加し、スクリーン等の表示面上における各色光の輝度を確認して、光変調装置の画像形成装置内での位置を微調整する方法が考えられる。
【００１７】
例えば上述したＧＬＶ等の１次元回折格子型の光変調装置を用いる場合、各電極の表面領域における長手方向の長さは２００μｍ程度とされ、また電極幅を３〜４μｍとすると、１０８０ピクセル分の電極幅方向の長さは４ｍｍ程度となる。これに対し幅２０μｍ程度、長さ４ｍｍ程度の線状光を、各電極の長手方向中央部に照射することが望ましい。照射位置が各電極の長手方向中央部から両端部側（図１４Ａにおいて支持部１２５，１２６に近づく方向）にずれてしまうと、光変調特性が変動してしまう。特に、図１５において説明したブレーズ型ＧＬＶのように、可動電極１３２が傾斜している光変調装置を用いる場合は、光照射位置の許容範囲が極めて狭くなってしまうので、精度よく光学調整することが必要となる。
【００１８】
光学調整を精度よく行うためには、例えば光照射位置に画像表示用ピクセル以外に光変調素子を余分に設け、画像表示用ピクセルの外部の特定位置に例えば光を散乱する位置合わせ用マークを形成する方法が考えられる。この場合、この位置合わせ用マークに光を照射して、プロジェクター上、もしくは専用装置にて位置合わせ用マークから散乱される光を検出して、位置調整を行えばよい。
【００１９】
しかしながらこのような位置合わせ用マークを用いた位置合わせでは、位置決め精度をそれ程高くすることができない。また、この位置決め用マークに対しても光源から射出される光の光路を確保する必要があるため、装置全体のサイズが大型化してしまうという不都合がある。また、位置決め用マークとして光を散乱する部分を設ける場合は、実際にプロジェクターとして使用する際には光を遮るか、或いはこの位置決め用マークを画像表示用ピクセルから離間して配置する必要がある。遮光部材を設けることは、部品点数も増加するし、光学系が複雑となるため好ましくない。一方、位置決め用マークを画像表示用ピクセルから離れた位置に設ける場合は、光変調装置が大型化してしまい、小型化の要請に反するという問題が生じる。
【００２０】
以上の問題に鑑みて、本発明は、光変調を行って画像を形成するに当たり、光源から射出される光と光変調装置との相対的な位置調整の作業を簡易化することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
上記課題を解決するため、本発明による画像形成装置は、光源と、光源からの入射される光を変調する光変調装置と、光変調装置に画像信号に対応した駆動信号を出力する制御部と、光変調装置により変調された光を表示面に対して走査する走査光学部と、走査光学部により走査された光を表示面に投影する投影光学部と、を備える。そして、光変調装置において変調された光を検出する光強度検出部と、光強度検出部において検出された光強度信号から、光変調装置に照射される光の照射位置を検出する演算処理部と、演算処理部における検出結果に基づいて駆動制御信号を生成する照射位置制御部と、照射位置制御部からの駆動制御信号により駆動され、光変調装置に照射される光の位置を調整する駆動部と、を有する。
【００２２】
また、本発明による光変調装置の光学調整方法は、画像情報に対応して光を変調する光変調装置に光を入射し、光変調装置に所定の駆動電圧を印加した状態での一部の画素に対応する光変調素子の変調光強度を測定し、駆動電圧と変調光強度との関係から、光変調装置に照射される光の照射位置を検出する。そして、光の照射位置に基づいて、光変調装置の位置、又は光変調装置に光源からの光を導く光学素子の位置を移動して、光変調装置に光が照射される位置を補正する。
【００２３】
上述したように本発明によれば、光変調装置に光を照射して得られる変調光を検出し、変調高強度に基づいて光の照射位置を検出し、この検出結果に基づいて光変調装置に光源からの光が照射される位置を補正するものである。
光変調装置において光が照射される位置が適正な位置からずれると、所定の駆動電圧を印加した状態で光を照射しても変調光の強度が目的とする強度とならない。このことを利用して、所定の駆動電圧を印加した状態で光を照射して変調光強度を測定すれば、変調光強度の変化量に対応して光変調装置上の光の照射位置がわかることとなる。したがって、この検出結果に基づいて光変調装置を移動するか、又は光変調装置に光を導くミラー等の光学素子を移動することによって、光照射位置を適正な位置に調整することが可能となる。この場合、手動や目視等によることなく、自動的に光変調装置に対する光照射位置を光学調整することができることとなり、調整作業が簡易化される。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、光変調を行って画像を形成するに当たり、光源から射出される光と光変調装置との相対的な位置調整の作業を簡易化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下本発明を実施するための最良の形態の例を説明するが、本発明は以下の例に限定されるものではない。なお、以下に示した最良の形態は、本発明の画像形成装置を投射型の装置であり光を走査することにより画像を表示するプロジェクターに適用し、本発明光変調装置の光学調整方法をこのプロジェクターにおいて用いられる光変調装置の光学調整方法に適用したものである。
本発明の画像形成装置の適用範囲は、プロジェクターに限られることはなく、光の照射位置によって変調特性が変動する光変調装置を用いて画像を形成する画像形成装置に広く適用することができ、例えば、表示面の背面側から映像光を投射するいわゆるリアプロジェクター型の画像形成装置にも適用することができる。
【００２６】
また、本発明の光変調装置の光学調整方法の適用範囲は上記したプロジェクターにおいて用いられる光変調装置の光学調整方法に限られることはなく、光の照射位置によって変調特性が変動する光変調装置を用いる各種の光学装置において、光変調装置の光学調整方法に広く適用することができる。
【００２７】
［画像形成装置の構成例］
先ず、本形態に係る画像形成装置の概略構成図を図１に示す。
この画像形成装置１は、例えば赤、緑及び青色のレーザ光を射出する光源２Ｒ，２Ｇ及び２Ｂと、これら光源２Ｒ，２Ｇ及び２Ｂから射出される光を変調する光変調装置４Ｒ，４Ｇ及び４Ｂ及び４Ｇを備える。光変調装置４Ｒ，４Ｇ及び４Ｂに用いる光変調素子としては、前述の図１２〜１４において説明した回折格子型の１次元構成の光変調素子を用いることができる。各光変調装置４Ｒ，４Ｇ及び４Ｂは後述する光変調装置組立体３Ｒ，３Ｇ及び３Ｂに組み込まれる。光変調装置４Ｒ，４Ｇ及び４Ｂにより変調される光の光路上に、シュリーレンフィルターやオフナーリレー等を有する空間フィルター７と、ガルバノミラーやポリゴンミラー等より成る走査光学部８とが配置される。また走査光学部７において走査される光の光路上に、投射光学部９が配置される。投射光学部９には、図示しないが積分球、フォトディテクター等より成る受光部１０が配置される。受光部１０は投射光学部９内に限定されず、走査光学部８と空間フィルター７との間等に配置してもよい。
【００２８】
回折格子型の光変調素子を用いる場合は、前述したようにリボン状の可動電極と固定電極とを備える。そして１画素に対して複数のリボン状の電極が１セットとして用いられ、例えば２〜６本の電極によって１画素が表示される。したがって、１０８０画素を表示する光変調装置の場合は、１０８０画素分の多数のリボン状電極が配列される。
【００２９】
そして可動電極に駆動電圧が印加されると、可動電極が移動又は変形して反射面が変位し、光束が入射されたときに可動電極で反射される光束と固定電極で反射される光束間に光路差が生じることにより光が回折され、±１次光、±３次光等の奇数次数の回折光が生じる。
【００３０】
このようにして生じた回折光のうち±１次光を空間フィルター７で選択することによって、映像情報に対応する１次元状（線状）の画像光が走査光学部８に射出される。この画像光は、走査光学部８により矢印ｒで示すように走査され、投射光学部９によって表示面１００へ向けて投射される。投射された光は走査光学部８によって表示面１００上を走査され、１次元画像が展開されて２次元画像が形成される。
【００３１】
そして、本例の画像形成装置１においては、受光部１０で検出された変調光強度は演算処理部１２に入力される。
演算処理部１２はＣＰＵ（Central Processing Unit）１２ａと光強度検出部１２ｂとを備える。ＣＰＵ１２ａにはビデオ回路部１１から映像情報に対応した信号が出力され、演算処理部１２により制御部１３に出力される。そして制御部１３において、各光変調装置４Ｒ，４Ｇ及び４Ｂの各画素に対応する光変調素子の可動電極に駆動電圧が出力される。
【００３２】
一方、受光部１０によって検出された変調光の光強度信号が演算処理部１２の光強度検出部１２ｂに入力され、この光強度信号に応じた所定の処理が行われる。
【００３３】
ＣＰＵ１２ａによって処理された光強度信号は、予め光照射位置の変動によって生じる光強度データが記録されているＬＵＴ（Look Up Table）１４のデータと参照される。このＬＵＴ１４のデータを参照し、比較することで、光変調装置４Ｒ，４Ｇ及び４Ｂの光照射位置のずれ状態を検出することができる。光照射位置のずれ状態が検出されると、この情報が照射位置制御部１５に出力され、光変調装置４Ｒ，４Ｇ及び４Ｂに対する光照射位置が移動される。
【００３４】
光照射位置の移動は、例えば光変調装置４Ｒ，４Ｇ及び４Ｂをアクチュエータ等の駆動手段に載置する場合はこの駆動手段に駆動信号を出力することによって行うことができる。また、光変調装置４Ｒ，４Ｇ及び４Ｂに光源２Ｒ，２Ｇ及び２Ｂからの光を導く光学素子、例えばミラーを駆動手段に載置してもよく、この場合はこの駆動手段に駆動信号を出力することでも、光照射位置の移動を達成できる。
【００３５】
［光変調装置の構成例］
図２に、本例の画像形成装置１に利用可能な光変調装置組立体３の概略断面構成図を示す。図２に示すように、この光変調装置組立体３は、支持部材３０上に、線状の光を変調する光変調装置４を有する。光変調装置４としては、例えば前述の図１２〜図１４に示す１次元回折格子型の光変調装置を用いることができる。また、その他１次元状に配列した可動ミラー等より構成することも可能である。図２においては、光変調装置４の各光変調素子の電極等は図示を省略する。
【００３６】
光変調装置４の上部は、図示しない光変調素子の保護のために支持部３２を介して光透過部材３１が光変調素子の上部に気密性をもって設けられ、ガス等が充填されていてもよい。例えば水素ガス、ヘリウムガス、窒素ガス、或いは、これらの混合ガス等を封入する場合は、光変調素子の作動時における温度上昇によって生じる温度勾配に起因する固定電極や可動電極の劣化を抑制し、耐久性及び信頼性の向上を図ることができる。支持部材３０は例えばセラミック積層体より構成され、内部に配線回路等が形成されるものが望ましい。そして図２に示す例のように、内側に凹部を有し、凹部内に光変調装置４等を設ける構成としてもよい。支持部材３０には他に、光変調装置４の各光変調素子（図示せず）の駆動に必要とされる回路が形成された半導体装置等より成る駆動部３４が設けられる。
【００３７】
これら光変調装置４及び駆動部３４はそれぞれ接着剤３５によって支持部材３０に固定される。光変調装置４と駆動部３４とは、例えばワイヤボンディングにより配線３６で電気的に接続され、駆動部３４は更に支持部材３０に例えば内蔵される配線回路部に接続される。光変調装置４及び駆動部３４はこの場合支持部材３０の凹部内に配置され、ワイヤボンディング等の保護のために、ポッティング樹脂４０によって封止される。また支持部材３０の縁部にフレキシブル配線基板３７が接続される。フレキシブル配線基板３７と支持部材３０の側面とは樹脂等の接着剤３８により固定されていてもよい。
【００３８】
図３に、この光変調装置組立体３の概略平面構成図を示す。この場合、セラミック等より成る支持部材３０上に光変調素子５を備える光変調装置４と、駆動部３４とを設ける例を示す。図２に示すように、一つの支持部材３０上に例えば単一の波長帯域の光に対応する光変調装置４が設けられる。この例では、一つの光変調装置４に対して４つの駆動部３４を設ける例で、ワイヤボンディング等の配線３６によって光変調装置４が駆動部３４に、駆動部３４が支持部材３０上の配線回路（図示せず）に接続される。また支持部材３０にはフレキシブル配線基板３７が接続される。
【００３９】
［光変調装置の光学調整方法の例］
次に、このような光変調装置組立体３に配設された光変調装置４に対し、光照射位置を調整する光変調装置の光学調整方法について説明する。
図４は、図３において説明した光変調装置４の光変調素子５に対して、線状のレーザ光等のスポットＳが照射されている状態の平面構成図を示す。この例においては、６本の電極を１ピクセルとして構成する例で、１ピクセル目Ｐ１、２ピクセル目Ｐ２、・・・（Ｎ−１）ピクセル目ＰＮ−１、Ｎピクセル目ＰＮに対して適切な位置にスポットＳが照射されている状態を示す。ピクセル数Ｎは例えば１０８０乃至１０８８とし得る。
【００４０】
図５に、各光変調素子５における可動電極５１の作動状態の断面構成図を示す。図５に示すように、作動状態の可動電極５１の長手方向中央部と中央部から外れた端部側とでは、静電力により沈み込む変位量が異なる。このため、中央部にスポットＳ１が照射される場合と、端部側にスポットＳ２が照射される場合とでは、回折状態が変わるので、検出される変調光の強度が変化する。したがって、このように変位量が異なることを逆に利用し、変調光強度に対するＸ軸方向の変位依存性をモニターすることによって、照射位置を検出することができ、検出した位置に基づいて駆動制御することで、照射位置を補正することが可能となる。
【００４１】
そしてこのようなスポットの照射位置の位置ずれは、例えば図６に示すように、線状の入射光のスポットＳが、光変調素子５の各電極の長手方向に沿って一方の端部に平行移動してずれる場合や、図７に示すように、各電極の幅方向及び長手方向に対して斜めにずれる場合等がある。図６及び図７においては、各電極の長手方向をＸ軸、幅方向をＹ軸として示し、Ｘ軸及びＹ軸と直交する方向（紙面垂直方向）をＺ軸として示す。
【００４２】
したがって、光変調装置５のうち複数箇所のピクセルの変調光強度を検出すれば、光変調装置４全体に対してどのようにスポットＳが照射されているかを検出することができる。検出位置としては、例えば両端のピクセルに対応する光変調素子の変調光強度を検出すればよい。
【００４３】
図８に、電極中央部を照射位置（Ｘ軸方向のスポット中心とする）の基点として、基点からの変位量が−９０μｍ〜９０μｍまでの範囲とする場合における、印加電圧に対し変調光強度が変化する様子を示す。図８においては、前述の図１６に示すブレーズ型の回折格子型光変調素子の場合であり、各電極の長さを２００μｍ、電極幅を３μｍ、電極間の間隔を０．６μｍとして、回折光強度をシミュレーションした結果を示す。図８中実線ａ０，ａ２０，ａ−３５，ａ３５等から明らかなように、印加電圧の変化に対して変調光強度が極大値となる電圧が存在する。この電圧をロールオーバー電圧といい、この例では、照射位置がずれていない場合（実線ａ０）は１８Ｖであることがわかる。
【００４４】
このロールオーバー電圧を、照射位置に対してプロットした結果を図９に示す。図９の結果から、レーザ照射位置に対してロールオーバー電圧は、基点（０μｍ）を中心軸としてほぼ対称であることがわかる。
図１０に位置ずれ量に対する変調光強度の変化を示す。図１０から明らかなように、変調光強度は、位置ずれに対応して一義的に変化するので、例えば特定の光変調素子を選択しておき、この光変調素子において、予め照射位置を変化させたときの変調光強度を測定又は解析しておくことで、図１に示すＬＵＴ１４のデータとして作成しておける。また、図９に示すロールオーバー電圧の特性曲線を４次の関数でフィッティングして、データを作成することも可能である。
このようにデータを予め作成しておき、例えば選択した光変調素子に対して白レベル（最大変調光強度）となるロールオーバー電圧（例えば１８Ｖ）に対応する駆動電圧を測定用に印加して変調光強度を測定する。その結果とＬＵＴ１４のデータとを参照することで、確実に照射位置を検出することが可能となる。
【００４５】
ここで、測定用として使用する光変調素子は、例えば図４に示す光変調素子Ｐ１及びＰＮ、または両端のｎ個分のピクセルに対応する光変調素子Ｐ１〜Ｐｎ、ＰＮ−ｎ〜ＰＮ等を選択することができる。
このように光変調素子の電極幅方向における両端の光変調素子を用いることによって、精度よく照射位置の位置ずれを検出することができ、良好に光学調整を行うことが可能となる。
【００４６】
なお、このように両端の光変調素子を測定用とする場合、図７に示すように、電極幅方向に対して斜めに照射位置がずれたときに、右方向斜めか左方向斜めかを一回の測定で特定できない恐れがある。この場合は、例えば両端の光変調素子に加えて、電極幅方向における例えば一方の端部から３分の１とか４分の１ずれた位置（電極幅方向の中央部からずれた位置であればよい）の光変調素子を測定用として用いてもよい。この場合、３箇所での測定となるので、右方向斜めか左方向斜めか一回の測定で特定することが可能である。
或いは、１回の測定で所定の方向に駆動して調整した後、変調光強度の変化を再び測定し、適正な位置における変調光強度に戻ったか否かを判断し、戻らない場合は逆方向に照射位置を移動するように駆動するなど、数回の測定と判断を行うように予めＣＰＵ１２ａにおいて設定することも可能である。
【００４７】
以上説明した光学調整方法を採用することによって、図６及び図７に示すＸ軸方向、Ｙ軸方向、更にＺ軸を中心とする回転軸方向に関して、照射位置のすべてを一意に決めることが可能となる。特に、両端と、電極幅方向（線状の光の長手方向）の中央からずれた位置との３点で変調強度を測定することによって、一回の測定でＸ軸方向のみならず、Ｙ軸方向、Ｚ軸を中心とする回転軸方向において共に、一意に照射位置を決めることができる。
【００４８】
［比較例］
上述したように、本発明の実施の形態に係る光変調装置の光学調整方法では、通常の画像形成に用いる光変調素子を用いて、変調光強度を測定することによって照射位置の状態を調整するものである。
これに対し、光変調素子の外部に測定用のマークを設ける方法が考えられる。この方法を比較例として、図１１の平面構成図を参照して説明する。図１１に示すように、この場合光変調装置６４の光変調素子６５の両ピクセル端の外側に、十字状等の反射板や散乱体より成る位置合わせマーク６６が設けられる。この位置合わせマーク６６に、光変調素子６５の両端を超えて光を照射する構成としておくことによって、位置合わせマーク６６からの反射光・散乱光を測定すれば照射位置が検出される。
【００４９】
この場合は位置合わせマーク６６を設ける領域が必要であり、装置の小型化に不利となる。例えば位置合わせマーク６６を十字状とし、マークサイズが１５０μｍとする。画像形成時にはこの位置合わせマーク６６へ照射する光を遮光する必要があり、この遮光板の位置決め精度を３００μｍとすると、およそ上下で９００μｍの余分な領域が必要となる。すなわち、光変調装置６４に照射する線状光の長手方向の長さも同様に９００μｍ分余計に長く必要となる。
また、画像に影響のない領域に設ける場合は、余計に位置合わせマーク６６を光変調素子６５から離間する必要があるので、より光変調装置６４が長くなり、照射する線状光の長さも余分に必要となってしまうこととなる。
【００５０】
これに対し、本発明を採用することによって、このような位置合わせマーク６６を設ける場合と比較して、９００μｍ程度の小型化が可能となる。また、照射する線状光の長さも不必要に長くする必要がないので、光利用効率を高めるという効果も得られる。
【００５１】
また、このように照射位置測定用の位置合わせマークを光変調素子とは別途設ける場合、その位置決め精度はせいぜい１０μｍ程度である。
これに対し、本形態の光変調装置の光学調整方法による場合は、１μｍ程度の精度を確保することができた。
【００５２】
このように、本発明においては、実際に駆動するピクセルをそのまま照射位置測定用として使用し、駆動状態で変調光強度をいわばフィードバックして光照射位置を検出し、それに基づいて照射位置の調整を行うものである。このため、ピクセル外に位置決めマークを作製しなくてもよいため、光変調装置の小型化、光利用効率の向上、照射位置測定精度の向上を同時に実現することができることとなる。
【００５３】
なお、本発明は上述の実施形態例において説明した構成に限定されるものではなく、その他本発明構成を逸脱しない範囲において種々の変形、変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の実施の形態に係る画像形成装置の概略構成図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る画像形成装置に設ける光変調装置組立体の概略断面構成図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る光変調装置組立体の概略平面構成図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る光変調装置の光学調整方法の説明図である。
【図５】光変調装置の一例における光照射位置の説明図である。
【図６】光変調装置の一例における光照射位置の説明図である。
【図７】光変調装置の一例における光照射位置の説明図である。
【図８】光変調装置の一例における印加電圧に対する変調光強度の変化を示す図である。
【図９】光変調装置の一例におけるレーザ照射位置に対するロールオーバー電圧の変化を示す図である。
【図１０】光変調装置の一例における照射位置の位置ずれ量に対する変調光強度の変化を示す図である。
【図１１】比較例における光変調装置の光学調整方法の説明に供する光変調装置の概略平面構成図である。
【図１２】回折格子型の光変調装置の概略平面構成図である。
【図１３】Ａ及びＢは回折格子型の光変調装置の要部の概略断面構成図である。
【図１４】Ａ及びＢは回折格子型の光変調装置の要部の概略断面構成図である。
【図１５】従来の画像形成装置の概略構成図である。
【図１６】回折格子型の光変調装置の概略断面構成図である。
【符号の説明】
【００５５】
１．画像形成装置、２Ｒ，２Ｇ，２Ｂ．光源、３，３Ｒ，３Ｇ，３Ｂ．光変調装置組立体、４，４Ｒ，４Ｇ，４Ｂ．光変調装置、５．光変調素子、７．空間フィルター、８．走査光学部、９．投影光学部、１０．受光部、１１．ビデオ回路部、１２．演算処理部、１２ａ．ＣＰＵ、１２ｂ．光強度検出部、１３．制御部、１４．ＬＵＴ、１５．照射位置制御部、３０．支持部材、３１．透明部材、３２．支持部、３４．駆動部、３５．接着剤、３６．配線、３７．フレキシブル配線基板、３８．樹脂、４０．ポッティング樹脂、１００．表示面
【図１】
2010060727.tif 000003
【図２】
2010060727.tif 000004
【図３】
2010060727.tif 000005
【図４】
2010060727.tif 000006
【図５】
2010060727.tif 000007
【図６】
2010060727.tif 000008
【図７】
2010060727.tif 000009
【図８】
2010060727.tif 000010
【図９】
2010060727.tif 000011
【図１０】
2010060727.tif 000012
【図１１】
2010060727.tif 000013
【図１２】
2010060727.tif 000014
【図１３】
2010060727.tif 000015
【図１４】
2010060727.tif 000016
【図１５】
2010060727.tif 000017
【図１６】
2010060727.tif 000018