(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射された光線を反射して該光線を走査する走査ミラーと、前記走査ミラーで走査された光線が入射され、該光線を再び前記走査ミラーに入射させる伝達光学系と、を含む光走査装置において、
前記伝達光学系は、第一凹面ミラーおよび第二凹面ミラーを有し
前記第一凹面ミラーは、前記走査ミラーで走査された光線を反射して前記第二凹面ミラーに入射させ、また、前記第二凹面ミラーから入射された光線を反射して前記走査ミラーに入射させ、
前記第二凹面ミラーは、前記第一凹面ミラーから入射された光線を反射して前記第一凹面ミラーに入射させる、光走査装置。
【請求項２】
請求項１に記載の光走査装置において、
前記走査ミラーの前記光線の入射位置と、前記第二凹面ミラーの前記光線の入射位置とが共役である、光走査装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の光走査装置において、
前記伝達光学系は、
前記走査ミラーおよび前記第一凹面ミラー間の光路上に配置された第三反射ミラーと、
前記第一凹面ミラーおよび前記第二凹面ミラー間の光路上に配置された第四反射ミラーと、をさらに含む、光走査装置。
【請求項４】
請求項１ないし３に記載の光走査装置と、
画像信号に応じて、光線を前記光走査装置に入射する画像信号出力装置と、を含む画像出力装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、走査ミラーに光線を複数回入射して走査角を拡大する光走査装置および画像出力装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザプリンタ、複写機またはファクシミリ装置などの画像出力装置に用いられる光走査装置において、走査角を拡大するための技術が提案または実用化されている。
【０００３】
このような技術には、特許文献１に記載の光走査装置がある。図１は、この光走査装置の構成を示した構成図である。
【０００４】
図１において、伝達光学系は、反射面を走査ミラー６５１に向けて配置された凹面ミラー６７１と、凹面ミラー６７１と走査ミラー６５１との間に配置されたレンズ６７２とを備える。走査ミラー６５１で走査された光ビームは、レンズ６７２を介して凹面ミラー６７１に導かれる。また、凹面ミラー６７１で折り返された光ビームは、レンズ６７２を介して走査ミラー６５１に導かれる。これにより、光ビームが走査ミラー６５１で再度走査されて被走査面に向けて射出される光ビームの走査角を拡大している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−６２３５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載の光走査装置では、走査ミラー６５１で走査された光ビームは、レンズ６７２を介して、凹面ミラー６７１で折り返される。このため、走査ミラー６５１から、光ビームが折り返される折返し面までの距離が長くなる。例えば、走査ミラー６５１から折返し面までの距離は、レンズの焦点距離の４倍程度になる。
【０００７】
したがって、装置が大型化するという問題点が生じる。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、上記の課題である、装置が大型化するという問題点を解決する光走査装置および画像出力装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の光走査装置は、入射された光線を反射して該光線を走査する走査ミラーと、前記走査ミラーで走査された光線が入射されるとともに該光線を再び前記走査ミラーに入射させる伝達光学系と、を含む。また、前記伝達光学系は、少なくとも第一凹面ミラーおよび第二凹面ミラーを有し、前記走査ミラーで走査された光線を、少なくとも前記第一凹面ミラーおよび前記第二凹面ミラーを経由して前記走査ミラーに入射させる。前記走査ミラーは、前記第一凹面ミラーおよび前記第二凹面ミラーを経由して入射された光線を走査して投射面に出射する。
【００１０】
また、本発明の画像出力装置は、上記の光走査装置と、画像信号に応じて、光線を前記光走査装置に入射する画像信号出力装置と、を含む。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、装置を小型化することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】関連する光走査装置の構成を示した構成図である。
【図２】第一の実施形態の表示システムの構成を示した構成図である。
【図３】第一の実施形態の伝達光学系の構成を示した模式図である。
【図４】第一の実施形態の伝達光学系のＸ方向から見た構成図である。
【図５】第一の実施形態の伝達光学系のＺ方向から見た構成図である。
【図６】Ｘ方向のみにパワーを有する凹面ミラーを説明するための説明図である。
【図７】Ｘ方向のみにパワーを有する凹面ミラーを含む伝達光学系の構成を示した構成図である。
【図８】画像形成装置の構成を示した構成図である。
【図９】第二の実施形態の表示システムの構成を示した構成図である。
【図１０】第二の実施形態の伝達光学系の構成を示した模式図である。
【図１１】第二の実施形態の伝達光学系のＸ方向から見た構成図である。
【図１２】第二の実施形態の伝達光学系のＺ方向から見た構成図である。
【図１３】第三の実施形態の表示システムの構成を示した構成図である。
【図１４】第三の実施形態の伝達光学系の構成を示した模式図である。
【図１５】第三の実施形態の伝達光学系のＸ方向から見た構成図である。
【図１６】第三の実施形態の伝達光学系のＺ方向から見た構成図である。
【図１７】反射ミラーを一体化した伝達光学系を示した構成図である。
【図１８】第四の実施形態の表示システムの構成を示した構成図である。
【図１９】第四の実施形態の伝達光学系の構成を示した模式図である。
【図２０】第四の実施形態の伝達光学系のＸ方向から見た構成図である。
【図２１】第四の実施形態の伝達光学系のＺ方向から見た構成図である。
【図２２】第五の実施形態の表示システムの構成を示した構成図である。
【図２３】第五の実施形態の伝達光学系の構成を示した模式図である。
【図２４】第五の実施形態の伝達光学系のＸ方向から見た構成図である。
【図２５】第五の実施形態の伝達光学系のＺ方向から見た構成図である。
【図２６】第六の実施形態の表示システムの構成を示した構成図である。
【図２７】第六の実施形態の伝達光学系の構成を示した模式図である。
【図２８】第六の実施形態の伝達光学系のＸ方向から見た構成図である。
【図２９】第六の実施形態の伝達光学系のＺ方向から見た構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の説明では、各図面において、同じ機能を有する構成には同じ符号を付け、その説明を省略する場合がある。
【００１４】
（第一の実施形態）
図２は、本発明の第一の実施形態の表示システムの構成を示した構成図である。
【００１５】
図２において、表示システム１００は、画像投射装置１と、スクリーン１０１とを含む。
【００１６】
画像投射装置１は、スクリーン１０１に画像を投射する。なお、画像投射装置は、画像出力装置の一例である。
【００１７】
画像投射装置１は、画像信号出力装置２と、光走査装置３とを含む。
【００１８】
画像信号出力装置２は、入力された画像信号に応じて、レーザ光線を光走査装置３に入射する。具体的には、画像信号出力装置２は、レーザ光源４ないし６と、コリメータ７ないし９と、変調器１０ないし１２と、反射ミラー１３と、ダイクロイックミラー１４および１５とを含む。
【００１９】
レーザ光源４ないし６のそれぞれは、入力された画像信号に応じて、例えば、赤（Ｒ：６２０ｎｍ）、緑（Ｇ：５３０ｎｍ）および青（Ｂ：４７０ｎｍ）などの、互いに異なる波長のレーザ光線を出射する。
【００２０】
コリメータ７ないし９のそれぞれは、レーザ光源４ないし６のそれぞれが出射したレーザ光線を所望の径の平行光線にコリメートする。
【００２１】
変調器１０ないし１２のそれぞれは、入力された変調信号に応じて、コリメータ７ないし９のそれぞれでコリメートされたレーザ光線の強度を変調する。
【００２２】
反射ミラー１３は、変調器１０で変調されたレーザ光線を全反射する。また、ダイクロイックミラー１４は、反射ミラー１３で反射されたレーザ光線を透過し、かつ、変調器１１で変調されたレーザ光線を全反射する。さらに、ダイクロイックミラー１５は、反射ミラー１３およびダイクロイックミラー１４で反射されたレーザ光線を透過し、かつ、変調器１２で変調されたレーザ光線を全反射する。
【００２３】
ここで、レーザ光源４ないし６と、コリメータ７ないし９と、変調器１０ないし１２と、反射ミラー１３と、ダイクロイックミラー１４および１５とは、反射ミラー１３とダイクロイックミラー１４および１５とのそれぞれで反射されたレーザ光線が、同軸上に合波されて、光走査装置３に入射するように配置される。
【００２４】
光走査装置３は、画像信号出力装置２から入射されたレーザ光線を走査し、その走査したレーザ光線をスクリーン１０１に投射する。具体的には、光走査装置３は、走査ミラー１６と、伝達光学系１７と、走査ミラー１８とを含む。
【００２５】
走査ミラー１６は、予め定められた第一の回転軸を中心に往復回転動作することで、入射された光線を反射して、その光線を第一の走査方向（主走査方向）に走査する。なお、図２では、第一の走査方向をＹ方向としている。
【００２６】
例えば、走査ミラー１６は、画像信号出力装置２から入射されたレーザ光線を走査して伝達光学系１７に出射する。また、走査ミラー１６は、伝達光学系１７から入射された光線を走査して走査ミラー１８に出射する。
【００２７】
伝達光学系１７には、走査ミラー１６で走査された光線が入射される。また、伝達光学系１７は、その入射された光線を再び走査ミラー１７に入射させる。
【００２８】
走査ミラー１８は、走査ミラー１６の回転軸と異なる向きの第二の回転軸を中心に往復回転動作することで、走査ミラー１６から入射されたレーザ光線を、第一の走査方向と異なる方向の第二の走査方向（副走査方向）に走査してスクリーン１０１へ出射する。第二の走査方向は、Ｚ方向である。また、走査ミラー１８上の、走査ミラー１６から入射されたレーザ光線の入射面は、投射面の一例である。
【００２９】
これにより、強度が変調された、互いに波長の異なる３つのレーザ光線が、スクリーン１０１に２次元状に投影され、画像を形成する。
【００３０】
次に伝達光学系１７を説明する。
【００３１】
図３は、伝達光学系１７の構成を示した模式図である。
【００３２】
図３において、伝達光学系１７は、少なくとも２つの凹面ミラーを有する複数のミラーを含む。
【００３３】
また、伝達光学系１７は、走査ミラー１６で走査された光線を、その複数のミラーを経由して再び走査ミラー１６に入射させる。そして、走査ミラー１６は、その複数のミラーを経由して入射された光線を走査して走査ミラー１８に出射する。
【００３４】
具体的には、伝達光学系１７の複数のミラーは、凹面ミラー１９および２０と、反射ミラー２１とを有する。なお、凹面ミラー１９は、第一凹面ミラーの一例であり、凹面ミラー２０は、第二凹面ミラーの一例である。
【００３５】
凹面ミラー１９は、走査ミラー１６で走査された光線を反射して凹面ミラー２０に入射させ、凹面ミラー２０は、凹面ミラー１９から入射された光線を反射して反射ミラー２１に入射させる。続いて、反射ミラー２１は、凹面ミラー２０から入射された光線を反射して凹面ミラー２０に入射させる。凹面ミラー２０は、反射ミラー２１から入射された光線を反射して凹面ミラー１９に入射させる。そして、凹面ミラー１９は、凹面ミラー２０から入射された光線を反射して走査ミラー１６に入射させ、走査ミラー１６は、凹面ミラー１９から入射された光線を走査して走査ミラー１８に出射する。
【００３６】
これにより、レンズを用いなくても、走査ミラー１６の走査角を拡大することが可能になる。
【００３７】
次に伝達光学系１７の構成をより詳細に説明する。
【００３８】
走査ミラー１６のレーザ光線の入射位置と、反射ミラー２１のレーザ光線の入射位置とは、凹面ミラー１９および２０を有する光学系について、共役である。
【００３９】
物体上の一点（物点）から出射された光線が、光学系を経由して物点に対応する像平面上の一点（像点）に結像する場合、この物点と像点との関係を共役と呼ぶ。なお、ここで、共役は、厳密に共役である必要はなく、必要とされる精度で共役であれば良い。
【００４０】
走査ミラー１６のレーザ光線の入射位置と、反射ミラー２１のレーザ光線の入射位置とが共役であるためには、伝達光学系１７は、例えば、以下のように構成すればよい。なお、以下では、凹面ミラー１９の焦点距離をｆ０とし、凹面ミラー２０の焦点距離をｆ１とする。
【００４１】
先ず、走査ミラー１６および凹面ミラー１９間の光路長は、凹面ミラー１９の焦点距離ｆ０に等しく、凹面ミラー１９および２０間の光路長は、凹面ミラー１９の焦点距離ｆ０と凹面ミラー２０の焦点距離ｆ１の和（ｆ０+ｆ１）に等しく、凹面ミラー２０および反射ミラー２１の間の光路長は、凹面ミラー２０の焦点距離ｆ１に等しくする。
【００４２】
また、走査ミラー１６上の入射光線Ｄ１の入射位置および凹面ミラー１９の中心を結ぶ線に沿って、走査ミラー１６から凹面ミラー１９に入射された光線が、凹面ミラー１９の中心で反射すると、その光線は、凹面ミラー２０の中心で反射する。その後、その光線は、反射ミラー２１で反射し、凹面ミラー２０の中心で反射し、凹面ミラー１９の中心で反射し、走査ミラー１６上の入射位置に帰ってくるように構成する。
【００４３】
これにより、走査ミラー１６のレーザ光線の入射位置と、反射ミラー２１のレーザ光線の入射位置とが共役となる。
【００４４】
具体的には、伝達光学系１７は、図４および図５で示した構成を有すればよい。ここで、図４は、伝達光学系１７のＸ方向から見た構成図である。また、図５は、伝達光学系１７のＺ方向から見た構成図である。
【００４５】
先ず、図４を用いて、Ｘ方向から見たときの伝達光学系１７の構成を説明する。なお、走査ミラー１６の法線Ｅ１と、走査ミラー１６に入射する入射光線Ｄ１とのなす角をθｉとする。さらに、走査ミラー１６の法線Ｅ１と、走査ミラー１６が走査ミラー１８に出射する出射光線Ｄ８とのなす角をθｏとする。
【００４６】
走査ミラー１６の法線Ｅ１と、走査ミラー１６の中心および凹面ミラー１９の中心とを結ぶ線Ｅ２とのなす角は、（θｏ−θｉ）／２である。また、走査ミラー１６の中心と、凹面ミラー１９の中心との距離は、ｆ０である。さらに、走査ミラー１６の中心および凹面ミラー１９の中心を結ぶ線Ｅ２と、凹面ミラー１９の法線Ｅ３と、のなす角は（θｏ−θｉ）／２である。
【００４７】
また、凹面ミラー１９の法線Ｅ３と、凹面ミラー１９の中心および凹面ミラー２０の中心を結ぶ線Ｅ４とのなす角は、（θｏ−θｉ）／２である。また、凹面ミラー１９の中心と凹面ミラー２０の中心との距離は、（ｆ０+ｆ１）である。さらに、凹面ミラー１９の中心および凹面ミラー２０の中心を結ぶ線Ｅ４と、凹面ミラー２０の法線Ｅ５とのなす角は、（θｏ−θｉ）／２である。
【００４８】
また、凹面ミラー２０の法線Ｅ５と、凹面ミラー２０の中心および反射ミラー２１の中心を結ぶ線Ｅ６とのなす角は（θｏ−θｉ）／２である。また、凹面ミラー２０の中心と反射ミラー２１の中心との距離はｆ１である。
【００４９】
さらに、凹面ミラー２０の中心および反射ミラー２１の中心を結ぶ線Ｅ６と、反射ミラー２１の法線Ｅ７とのなす角は０度である。
【００５０】
次に、図５を用いて、Ｚ方向から見たときの伝達光学系１７の構成を説明する。
【００５１】
走査ミラー１６が入射光線Ｄ１を最大走査角±φｉで走査したとき、その走査された光線のそれぞれを、光線Ｄ２およびＤ２’とする。
【００５２】
光線Ｄ２およびＤ２’の中心線と、走査ミラー１６の中心および凹面ミラー１９の中心を結ぶ線Ｅ２とのなす角は０度である。また、光線Ｄ２およびＤ２’の中心線と、凹面ミラー１９の法線Ｅ３とのなす角は０度である。
【００５３】
また、凹面ミラー１９の法線Ｅ３と、凹面ミラー１９の中心および凹面ミラー２０の中心を結ぶ線Ｅ４とのなす角は０度である。
【００５４】
また、凹面ミラー１９の中心および凹面ミラー２０の中心を結ぶ線Ｅ４と、凹面ミラー２０の法線Ｅ５とのなす角は０度である。
【００５５】
また、凹面ミラー２０の法線Ｅ５と、凹面ミラー２０の中心および反射ミラー２１の中心を結ぶ線Ｅ６とのなす角は０度である。
【００５６】
そして、凹面ミラー２０の中心および反射ミラー２１の中心を結ぶ線Ｅ６と、反射ミラー２１の法線Ｅ７とのなす角は０度である。
【００５７】
（動作の説明）
先ず、図４を用いて、Ｘ方向から見た伝達光学系１７の動作を説明する。
【００５８】
入射光線Ｄ１は、走査ミラー１６の法線Ｅ１に対して角度θｉで走査ミラー１６に入射する。
【００５９】
続いて、入射光線Ｄ１が走査ミラー１６で反射された光線Ｄ２は、凹面ミラー１９の法線Ｅ３に対して角度θｉで凹面ミラー１９に入射する。
【００６０】
そして、光線Ｄ２が凹面ミラー１９で反射された光線Ｄ３は、焦点面２２で最小径に集光し、その後、凹面ミラー２０の法線Ｅ５に対して角度（θｏ−θｉ）／２で、凹面ミラー２０に入射する。なお、焦点面２２は、凹面ミラー１９から、凹面ミラー１９および２０間の光路に沿って距離ｆ０に位置する。
【００６１】
その後、光線Ｄ３が凹面ミラー２０で反射された光線Ｄ４は、反射ミラー２１に入射する。ここで、光線Ｄ４は、凹面ミラー２０にて平行光にコリメートされる。
【００６２】
また、光線Ｄ４が反射ミラー２１で反射された光線Ｄ５は、凹面ミラー２０に入射する。
【００６３】
さらに、光線Ｄ５が凹面ミラー２０で反射された光線Ｄ６は、焦点面２２で最小径に集光し、その後、凹面ミラー１９の法線Ｅ３に対して角度（θｏ−θｉ）／２で、凹面ミラー１９に入射する。なお、焦点面２２は、凹面ミラー２０から、凹面ミラー２０および１９間の光路に沿って、距離ｆ１に位置する。
【００６４】
続いて、光線Ｄ６が凹面ミラー１９で反射された光線Ｄ７は、走査ミラー１６の法線Ｅ１に対して角度θｏで走査ミラー１６に入射する。ここで、光線Ｄ７は、凹面ミラー１９によって、光線Ｄ１と同じ径の平行光にコリメートされる。
【００６５】
そして、光線Ｄ７が走査ミラー１６で反射された光線Ｄ８は、走査ミラー１６の法線Ｅ１に対して角度θｏで走査ミラー１８に出射する。
【００６６】
次に、図５を用いて、Ｚ方向から見た伝達光学系１７の動作を説明する。
【００６７】
以下、走査ミラー１６が最大に振れるときの、走査ミラー１６の法線のそれぞれを法線Ｅ１およびＥ１’とする。また、入射光線Ｄ１と走査ミラー１６の法線Ｅ１とのなす角をφｓとし、入射光線Ｄ１と走査ミラー１６の法線Ｅ１’とのなす角をφｓ’とする。
【００６８】
先ず、走査ミラー１６の法線が法線Ｅ１の場合を説明する。
【００６９】
この場合、入射光線Ｄ１は、走査ミラー１６の法線Ｅ１に対して角度φｓで走査ミラー１６に入射する。
【００７０】
続いて、入射光線Ｄ１が走査ミラー１６で反射された光線Ｄ２は、凹面ミラー１９の法線Ｅ３に対して角度φｉで凹面ミラー１９に入射する。
【００７１】
そして、光線Ｄ２が凹面ミラー１９で反射された光線Ｄ３は、焦点面２２で最小径に集光し、その後、凹面ミラー２０の法線Ｅ５に対して角度０度で凹面ミラー２０に入射する。
【００７２】
その後、光線Ｄ３が凹面ミラー２０で反射された光線Ｄ４は、反射ミラー２１に入射する。ここで、光線Ｄ４は、凹面ミラー２０にて平行光にコリメートされる。
【００７３】
また、光線Ｄ４が反射ミラー２１で反射された光線Ｄ５は、凹面ミラー２０に入射する。
【００７４】
さらに、光線Ｄ５が凹面ミラー２０で反射された光線Ｄ６は、焦点面２２で最小径に集光し、その後、凹面ミラー１９の法線Ｅ３に対して角度０度で凹面ミラー１９に入射する。
【００７５】
続いて、光線Ｄ６が凹面ミラー１９で反射された光線Ｄ７は、走査ミラー１６の法線Ｅ１に対して角度（φｓ−２φｉ）で走査ミラー１６に入射する。ここで、光線Ｄ７は、凹面ミラー１９によって、光線Ｄ１と同じ径の平行光にコリメートされる。
【００７６】
そして、光線Ｄ７が走査ミラー１６で反射された光線Ｄ８は、走査ミラー１６の法線Ｅ１に対して角度（φｓ−２φｉ）で走査ミラー１８に出射する。したがって、光線Ｄ８は、入射光線Ｄ１に対して角度２φｉで出射する。
【００７７】
次に、走査ミラー１６の法線が法線Ｅ１’の場合を説明する。
【００７８】
この場合、入射光線Ｄ１は、走査ミラー１６の法線Ｅ１’に対して角度φｓ’で走査ミラー１６に入射する。
【００７９】
続いて、入射光線Ｄ１が走査ミラー１６で反射された光線Ｄ２’は、凹面ミラー１９の法線Ｅ３に対して角度φｉで凹面ミラー１９に入射する。
【００８０】
そして、光線Ｄ２’が凹面ミラー１９で反射された光線Ｄ３’は、焦点面２２で最小径に集光し、その後、凹面ミラー２０の法線Ｅ５に対して角度０度で凹面ミラー２０に入射する。
【００８１】
その後、光線Ｄ３’が凹面ミラー２０で反射された光線Ｄ４’は、反射ミラー２１に入射する。ここで、光線Ｄ４’は、凹面ミラー２０にて平行光にコリメートされる。
【００８２】
また、光線Ｄ４’が反射ミラー２１で反射された光線Ｄ５’は、凹面ミラー２０に入射する。
【００８３】
さらに、光線Ｄ５’が凹面ミラー２０で反射された光線Ｄ６’は、焦点面２２で最小径に集光し、その後、凹面ミラー１９の法線Ｅ３に対して角度０度で凹面ミラー１９に入射する。
【００８４】
続いて、光線Ｄ６’が凹面ミラー１９で反射された光線Ｄ７’は、走査ミラー１６の法線Ｅ１に対して角度（φｓ’+２φｉ）で走査ミラー１６に入射する。ここで、光線Ｄ７'は、凹面ミラー１９によって、光線Ｄ１と同じ径の平行光にコリメートされる。
【００８５】
そして、光線Ｄ７’が走査ミラー１６で反射された光線Ｄ８’は、走査ミラー１６の法線Ｅ１に対して角度（φｓ’＋２φｉ）で出射する。
【００８６】
したがって、光線Ｄ８’は、入射光線Ｄ１に対して角度−２φｉで出射する。また、上述のように、光線Ｄ８は、入射光線Ｄ１に対して角度２φｉで出射する。よって、光線Ｄ８およびＤ８’のなす角は、４φｉとなる。したがって、走査ミラー１６の走査角度は、伝達光学系１７によって２倍に拡大することが可能になる。
【００８７】
次に、本実施形態の表示システムの他の構成例を説明する。
【００８８】
凹面ミラー１９および２０は、Ｘ方向およびＺ方向にパワーを有していたが、以下では、Ｘ方向のみにパワーを有している場合の構成例での形態について述べる。なお、Ｘ方向は、走査ミラー１６による凹面ミラー１９および２０上の走査線に沿った方向である。
【００８９】
図６は、Ｘ方向のみにパワーを有する凹面ミラーを説明するための説明図である。
【００９０】
ここでは、凹面ミラー１９を例に説明する。図６では、走査ミラー１６による凹面ミラー１９上の走査線５０１および５０２が示されている。走査線５０１は、走査ミラー１６から入射されたレーザ光線の走査線であり、走査線５０２は、凹面ミラー２０から入射されたレーザ光線の走査線である。
【００９１】
凹面ミラー１９は、Ｘ方向およびＺ方向にパワーを有する場合、球面ミラーにすることができる。この場合、凹面ミラー１９は、Ｙ方向から見ると、図６（ａ）で示したように、走査ミラー１６による凹面ミラー１９上の走査線を弦とする円となる。
【００９２】
一方、凹面ミラー１９は、Ｘ方向のみにパワーを有する場合、円筒ミラーにすることができる。この場合、凹面ミラー１９は、Ｙ方向から見ると、図６（ｂ）で示したように、凹面ミラー１９上での走査ミラー１６の走査線を辺とする長方形となる。
【００９３】
この長方形は、走査線を弦とする円より小さい。このため、Ｘ方向のみにパワーを有する凹面ミラー１９は、Ｘ方向およびＺ方向にパワーを有する凹面ミラー１９より小型化することが可能になる。
【００９４】
さらに、図６（ｃ）で示したように、走査線５０１および５０２間の距離を短縮することで、凹面ミラー１９をＺ方向に短縮することが可能になる。したがって、凹面をさらに小型化することが可能になる。
【００９５】
図７は、Ｘ方向のみにパワーを有する凹面ミラー１９および２０を含む伝達光学系１７の構成を示した構成図である。具体的には、図７は、その伝達光学系１７のＸ方向から見た構成図である。
【００９６】
図７において、凹面ミラー１９は、走査ミラー１６から入射された光線Ｄ２を凹面ミラー２０に入射させるため、および、凹面ミラー２０から入射された光線Ｄ６を走査ミラー１６に入射させるために、ＹＺ平面において、仰角を有する。
【００９７】
また、凹面ミラー２０は、凹面ミラー１９から入射された光線Ｄ３を反射ミラー２１に入射させるため、および、反射ミラー２１から入射された光線Ｄ５を凹面ミラー１９に入射させるために、ＹＺ平面において、仰角を有する。
【００９８】
また、本実施形態では、画像出力装置として画像投射装置１を例に説明したが、画像出力装置は、画像投射装置に限らず適宜変更可能である。例えば、画像出力装置は、プリンタ、複写機およびファクシミリ装置などの画像形成装置でもよい。
【００９９】
図８は、画像形成装置の構成を示した構成図である。
【０１００】
図８において、画像形成装置１０２は、画像信号出力装置２Ａと、光走査装置３Ａと、ｆθレンズ２３と、感光体２４とを含む。画像信号出力装置２Ａは、レーザ光源４と、コリメータ７と、変調器１０と、反射ミラー１３とを含む。さらに、光走査装置３Ａは、走査ミラー１６と、伝達光学系１７とを含む。
【０１０１】
走査ミラー１６は、画像信号出力装置２Ａから入射されたレーザ光線を走査して伝達光学系１７に出射する。また、走査ミラー１６は、伝達光学系１７から入射された光線を走査して、ｆθレンズ２３を介して感光体２４に出射する。なお、感光体２４上の、走査ミラー１６から入射されたレーザ光線の入射面は、投射面の一例である。
【０１０２】
（効果の説明）
本実施形態によれば、伝達光学系１７は、少なくとも凹面ミラー１９および２０を有する。また、伝達光学系１７は、走査ミラー１６で走査された光線を、少なくとも凹面ミラー１９および２０を経由して再び走査ミラーに入射させる。そして、走査ミラー１６は、凹面ミラー１９および２０を経由して入射されたレーザ光線を走査して投射面に出射する。
【０１０３】
この場合、走査ミラー１６で走査されたレーザ光線が少なくとも凹面ミラー１９および２０を経由して走査ミラー１６に入射される。また、その少なくとも凹面ミラー１９および２０を経由して走査ミラー１６に入射されたレーザ光線は、走査ミラー１６で走査されて出射される。
【０１０４】
したがって、レンズを用いなくても、走査ミラー１６で走査された光線を再び走査ミラー１６に入射することが可能になる。したがって、レンズを用いなくても、第一の走査角で走査されたレーザ光線を第一の走査角より大きい第二の走査角で出射することが可能になる。よって、装置を小型化することが可能になる。
【０１０５】
また、レンズを用いる必要がないため、例えば、ＭＥＭＳ(メムス：Micro Electro Mechanical SＹstems)で、光走査装置３を容易に作製することが可能になる。
【０１０６】
さらに、レンズを用いる必要がないため、色収差を抑制することが可能になる。したがって、例えば、光走査装置３が画像出力装置に用いられれば、画像の色ずれを抑制することが可能になる。
【０１０７】
また、本実施形態では、凹面ミラー１９は、走査ミラー１６で走査されたレーザ光線を反射して凹面ミラー２０に入射させる。また、凹面ミラー１９は、凹面ミラー２０から入射されたレーザ光線を反射して走査ミラー１６に入射させる。さらに、凹面ミラー２０は、凹面ミラー１９から入射されたレーザ光線を反射して反射ミラー２１に入射させる。また、凹面ミラー２０は、反射ミラー２１から入射されたレーザ光線を凹面ミラー１９に入射させる。そして、反射ミラー２１は、凹面ミラー２０から入射されたレーザ光線を反射して凹面ミラー２０に入射させる。
【０１０８】
この場合、走査ミラー１６で走査されたレーザ光線は、凹面ミラー１９で反射され、その後、凹面ミラー２０で反射され、さらに、反射ミラー２１で反射される。そして、その反射ミラー２１で反射されたレーザ光線は、凹面ミラー２０で反射され、その後、凹面ミラー１９で反射されて走査ミラー１６に入射する。
【０１０９】
したがって、光走査装置の大きさ（Ｙ方向の長さ）を、凹面ミラー１９および凹面ミラー２０間の光路長より小型化することが可能になる。
【０１１０】
例えば、先行技術では、光走査装置の大きさ（走査ミラー６５１から折返し面までの距離）は、レンズ６７２の焦点距離の４倍程度であった。本実施形態では、光走査装置の大きさは、凹面ミラー１９および２０のそれぞれの焦点距離の和（ｆ０＋ｆ１）以内にすることが可能になる。
【０１１１】
また、本実施形態では、凹面ミラー１９および２０は、走査ミラー１６による自ミラー上の走査線に沿った方向（Ｘ方向）のみパワーを有する。
【０１１２】
この場合、凹面ミラー１９および２０を円筒ミラーにすることが可能になり、凹面ミラー１９および２０を小型化することが可能になる。
【０１１３】
また、本実施形態では、走査ミラー１６のレーザ光線の入射位置と、反射ミラー２１のレーザ光線の入射位置とは、共役である。
【０１１４】
この場合、走査ミラー１６の特定の位置で走査されたレーザ光線は、反射ミラー２１の特定の位置に入射する。また、反射ミラー２１の特定の位置で反射されたレーザ光線は、走査ミラー１６の特定の位置に入射する。
【０１１５】
したがって、走査ミラー１６および反射ミラー２１の反射領域を小さくすることが可能になり、装置をさらに小型化することが可能になる。
【０１１６】
（第二の実施形態）
図９は、本発明の第二の実施形態の表示システムの構成を示した構成図である。
【０１１７】
図９において、光走査装置３は、走査ミラー１６と、伝達光学系１７とを含む。
【０１１８】
図１０は、本実施形態の伝達光学系１７の構成を示した模式図である。図１０において、伝達光学系１７の複数のミラーは、凹面ミラー１９および２０と、走査ミラー３１とを含む。
【０１１９】
凹面ミラー１９および２０は、Ｘ方向およびＺ方向にパワーを有する。
【０１２０】
走査ミラー３１は、凹面ミラー２０から入射されたレーザ光線を反射して第二の走査方向に走査し、凹面ミラー２０に入射させる。なお、走査ミラー３１は、第一反射ミラーの一例である。
【０１２１】
また、走査ミラー１６のレーザ光線の入射位置と、走査ミラー３１のレーザ光線の入射位置とは、共役である。
【０１２２】
次に伝達光学系１７の構成をより詳細に説明する。
【０１２３】
図１１は、伝達光学系１７のＸ方向から見た構成図である。また、図１２は、伝達光学系１７のＺ方向から見た構成図である。
【０１２４】
走査ミラー３１は、図４および図５で示した反射ミラー２１の位置に備えられる。このため、走査ミラー１６のレーザ光線の入射位置と、走査ミラー３１のレーザ光線の入射位置とは、凹面ミラー１９および２０を有する光学系について、共役である。
【０１２５】
また、走査ミラー３１は、第二の回転軸を中心に往復回転動作することで、凹面ミラー２０から入射したレーザ光線を、第二の走査方向（Ｚ方向）に走査して凹面ミラー２０に入射させる。
【０１２６】
（動作の説明）
次に、伝達光学系の動作を説明する。
【０１２７】
光線Ｄ３が凹面ミラー２０で反射された光線Ｄ４は、走査ミラー３１に入射する。光線Ｄ４は、走査ミラー３１によって走査されて凹面ミラー２０に入射する。
【０１２８】
以下、走査ミラー３１が光線Ｄ４の反射光線を最大走査角±φｖで走査したとき、その走査されたレーザ光線のそれぞれを、光線Ｄ５およびＤ５”とする。
【０１２９】
光線Ｄ５およびＤ５”のそれぞれが凹面ミラー２０で反射された光線Ｄ６およびＤ６”は、焦点面２２で最小径に集光し、その後、凹面ミラー１９に入射する。
【０１３０】
光線Ｄ６およびＤ６”のそれぞれが凹面ミラー１９で反射された光線Ｄ７およびＤ７”は、走査ミラー１６に入射する。ここで、光線Ｄ７およびＤ７”は、凹面ミラー１９によって、光線Ｄ１と同じ径の平行光にコリメートされる。
【０１３１】
そして、光線Ｄ７およびＤ７”のそれぞれが走査ミラー１６で反射された光線Ｄ８およびＤ８”がスクリーン１０１に出射される。
【０１３２】
このとき、光線Ｄ８およびＤ８”間の角度２φｖが、第二走査方向の走査角になる。
【０１３３】
（効果の説明）
互いに異なる２方向に走査する場合、先行技術では、走査ミラー１６で走査されたレーザ光線を第二の走査方向に走査する第二の走査ミラーのＹ方向の長さは、少なくとも走査ミラー１６による走査線の長さより長い必要があった。このため、通常、第二の走査ミラーは、走査ミラー１６より大型化していた。
【０１３４】
本実施形態では、走査ミラー３１は、凹面ミラー２０から入射されたレーザ光線を反射して第二の走査方向に走査し、凹面ミラー１９に入射させる。また、走査ミラー１６のレーザ光線の入射位置と、走査ミラー３１のレーザ光線の入射位置とは、共役である。
【０１３５】
この場合、走査ミラー３１は、入射されたレーザ光線を特定の位置で反射して第二走査方向に走査することが可能になる。したがって、走査ミラー３１を小型化することが可能になる。例えば、走査ミラー３１は、走査ミラー１６と同程度の大きさにすることが可能になる。
【０１３６】
（第三の実施形態）
図１３は、本発明の第三の実施形態の表示システムの構成を示した構成図である。
【０１３７】
図１３において、光走査装置３は、走査ミラー１６と、伝達光学系１７と、走査ミラー１８とを含む。
【０１３８】
図１４は、本実施形態の伝達光学系１７の構成を示した模式図である。図１４において、伝達光学系１７の複数のミラーは、凹面ミラー１９および２０と、反射ミラー２１および４１とを含む。
【０１３９】
反射ミラー４１は、凹面ミラー１９および２０の光路上に配置される。なお、反射ミラー４１は、第二反射ミラーの一例である。
【０１４０】
ここで、凹面ミラー１９および２０の焦点距離は、互いに等しい。このとき、反射ミラー４１は、凹面ミラー１９から、凹面ミラー１９および２０間の光路に沿って、凹面ミラー１９の焦点距離に配置される。
【０１４１】
凹面ミラー１９は、走査ミラー１６で走査されたレーザ光線を、反射ミラー４１を経由して凹面ミラー２０に入射させる。また、凹面ミラー２０は、反射ミラー２１から入射されたレーザ光線を、反射ミラー４１を経由して凹面ミラー１９に入射させる。
【０１４２】
次に伝達光学系１７の構成を詳細に説明する。
【０１４３】
図１５は、伝達光学系１７のＸ方向から見た構成図である。また、図１６は、伝達光学系１７のＺ方向から見た構成図である。
【０１４４】
先ず、図１５を用いて、Ｘ方向から見たときの伝達光学系１７の構成を説明する。
【０１４５】
凹面ミラー１９の法線Ｅ３と、凹面ミラー１９の中心および反射ミラー４１の中心を結ぶ線Ｅ４ａとのなす角は、（θｏ−θｉ）／２である。また、凹面ミラー１９の中心および反射ミラー４１の中心との距離は、ｆ０である。さらに、凹面ミラー１９の中心および反射ミラー４１の中心を結ぶ線Ｅ４aと、反射ミラー４１の法線Ｅ８とのなす角は、（θｏ−θｉ）／２である。
【０１４６】
また、凹面ミラー２０の法線Ｅ５と、凹面ミラー２０の中心および反射ミラー４１の中心を結ぶ線Ｅ４ｂとのなす角は（θｏ−θｉ）／２である。また、凹面ミラー２０の中心と反射ミラー４１の中心との距離はｆ０である。
【０１４７】
次に、図１６を用いて、Ｚ方向から見たときの伝達光学系１７の構成を説明する。なお、図１６では、凹面ミラー２０、反射ミラー２１および４１を便宜上記載しているが、実際には、反射ミラー２１および４１は、走査ミラー１６と重なり、凹面ミラー２０は、凹面ミラー１９と重なっている。
【０１４８】
凹面ミラー１９の法線Ｅ３と、凹面ミラー１９の中心および反射ミラー４１の中心を結ぶ線Ｅ４ａとのなす角は、０度である。また、凹面ミラー１９の中心および反射ミラー４１の中心を結ぶ線Ｅ４aと、反射ミラー４１の法線Ｅ８とのなす角は、０度である。さらに、凹面ミラー２０の法線Ｅ５と、凹面ミラー２０の中心および反射ミラー４１の中心を結ぶ線Ｅ４ｂとのなす角は、０度である。
【０１４９】
本実施形態では、凹面ミラー１９および２０は、互いの焦点距離が等しいために、Ｚ方向に並ぶ。このため、凹面ミラー１９および２０を一体化することが可能になる。
【０１５０】
また、反射ミラー２１および４１は、図１６では、分離しているが、実際には、一体化することが可能である。図１７は、反射ミラー２１および４１が一体化した伝達光学系１７を示した構成図である。
【０１５１】
図１７において、反射ミラー２１は、反射ミラー４１と一体化している。また、反射ミラー２１は、凹面ミラー２０から入射されたレーザ光線を反射して凹面ミラー２０に入射させるために、ＹＺ平面において、仰角を有する。
【０１５２】
（動作の説明）
次に伝達光学系１７の動作を説明する。
【０１５３】
先ず、図１５を用いて、Ｘ方向から見た伝達光学系１７の動作を説明する。
【０１５４】
光線Ｄ２が凹面ミラー１９で反射された光線Ｄ３は、反射ミラー４１の法線Ｅ８に対して角度（θｏ−θｉ）／２で、反射ミラー４１に入射する。なお、光線Ｄ３は、反射ミラー４１の入射位置で最小径に集光する。
【０１５５】
光線Ｄ３が反射ミラー４１で反射された光線Ｄ３ａは、凹面ミラー２０の法線Ｅ５に対して角度（θｏ−θｉ）／２で、凹面ミラー２０に入射する。
【０１５６】
また、光線Ｄ５が凹面ミラー２０で反射された光線Ｄ６は、反射ミラー４１の法線Ｅ８に対して角度（θｏ−θｉ）／２で、反射ミラー４１に入射する。なお、光線Ｄ５は、反射ミラー４１の入射位置で最小径に集光する。
【０１５７】
光線Ｄ６が反射ミラー４１で反射された光線Ｄ６ａは、凹面ミラー１９の法線Ｅ３に対して角度（θｏ−θｉ）／２で凹面ミラー１９に入射する。
【０１５８】
次に、図１６を用いて、Ｚ方向から見た伝達光学系１７の動作を説明する。
【０１５９】
光線Ｄ２が凹面ミラー１９で反射された光線Ｄ３は、反射ミラー４１の法線Ｅ８に対して角度０度で凹面ミラー２０に入射する。なお、光線Ｄ３は、反射ミラーの入射位置で最小径に集光する。
【０１６０】
光線Ｄ３が反射ミラー４１で反射された光線Ｄ３ａは、凹面ミラー２０の法線Ｅ５に対して角度０度で凹面ミラー２０に入射する。
【０１６１】
また、光線Ｄ５が凹面ミラー２０で反射された光線Ｄ６は、反射ミラー４１の法線に対して角度０度で反射ミラー４１に入射する。なお、光線Ｄ６は、反射ミラーの入射位置で最小径に集光する。
【０１６２】
光線Ｄ６が反射ミラー４１で反射された光線Ｄ６ａは、凹面ミラー１９の法線Ｅ３に対して角度０度で凹面ミラー１９に入射する。
【０１６３】
（効果の説明）
本実施形態では、反射ミラー４１は、凹面ミラー１９および２０間の光路上に配置される。
【０１６４】
この場合、凹面ミラー１９および２０間のレーザ光線を反射ミラー４１で折り返すことが可能になるので、光走査装置３の大きさをさらに小型化することが可能になる。
【０１６５】
例えば、反射ミラー４１が凹面ミラー１９から光路に沿って焦点距離ｆ０に位置に備えられれば、Ｙ方向の光走査装置の長さを、凹面ミラー１９の焦点距離ｆ０と、凹面ミラー２０の焦点距離ｆ１の長いほうの距離以内にすることが可能になる。
【０１６６】
また、本実施形態では、凹面ミラー１９および２０は、互いの焦点距離が等しい。
【０１６７】
この場合、凹面ミラー１９および２０は、Ｚ方向に並ぶ。また、反射ミラー２１および４１は、Ｚ方向に並ぶ。よって、凹面ミラー１９および２０を一体化することが可能になる。また、反射ミラー２１および４１を一体化することが可能になる。
したがって、装置構成を簡単にすることが可能になり、光走査装置３の調整などを簡潔に行うことが可能になる。
【０１６８】
（第四の実施形態）
図１８は、本発明の第四の実施形態の表示システムの構成を示した構成図である。
【０１６９】
図１８において、光走査装置３は、走査ミラー１６と、伝達光学系１７と、走査ミラー１８とを含む。
【０１７０】
図１９は、本実施形態の伝達光学系１７の構成を示した模式図である。
【０１７１】
図１９において、伝達光学系１７の複数のミラーは、凹面ミラー１９および２０と、反射ミラー２１とを含む。また、凹面ミラー１９は、凹面ミラー５１および５２を含み、凹面ミラー２０は、凹面ミラー５３および５４を含む。
【０１７２】
なお、凹面ミラー５１は、第三凹面ミラーの一例であり、凹面ミラー５２は、第四凹面ミラーの一例である。また、凹面ミラー５３は、第五凹面ミラーの一例であり、凹面ミラー５４は、第六凹面ミラーの一例である。
【０１７３】
凹面ミラー５１は、走査ミラー１６で走査されたレーザ光線を反射して凹面ミラー５３に入射させる。凹面ミラー５２は、凹面ミラー５４から入射されたレーザ光線を反射して走査ミラー１６に入射させる。
【０１７４】
凹面ミラー５３は、凹面ミラー５１から入射されたレーザ光線を反射して反射ミラー２１に入射させる。凹面ミラー５４は、反射ミラー２１から入射されたレーザ光線を反射して凹面ミラー５２に入射させる。
【０１７５】
反射ミラー２１は、凹面ミラー５３から入射されたレーザ光線を凹面ミラー５４に入射させる。
【０１７６】
次に伝達光学系１７の構成を詳細に説明する。
【０１７７】
図２０は、伝達光学系１７のＸ方向から見た構成図である。また、図２１は、伝達光学系１７のＺ方向から見た構成図である。
【０１７８】
先ず、図２０を用いて、Ｘ方向から見たときの伝達光学系１７の構成を説明する。
【０１７９】
ここで、凹面ミラー５１の焦点距離をｆ０とし、凹面ミラー５２の焦点距離をｆ３とし、凹面ミラー５３の焦点距離をｆ１とし、凹面ミラー５４の焦点距離をｆ２とする。
【０１８０】
第一の実施形態と同様に、走査ミラー１６の法線Ｅ１と、走査ミラー１６の入射光線Ｄ１とのなす角をθｉとする。また、走査ミラー１６の法線Ｅ１と、走査ミラー１６の出射光線Ｄ８とのなす角をθｏとする。
【０１８１】
また、走査ミラー１６の法線Ｅ１と、走査ミラー１６の中心と凹面ミラー５１の中心を結ぶ線Ｅ２とのなす角をθ２とする。さらに、走査ミラー１６の法線Ｅ１と、走査ミラー１６の中心および凹面ミラー５２の中心を結ぶ線Ｅ１２とのなす角をθ１２とする。
【０１８２】
走査ミラー１６の中心および凹面ミラー５１の中心を結ぶ線Ｅ２と、凹面ミラー５１の法線Ｅ３とのなす角はθ２である。凹面ミラー５４の法線Ｅ９と、凹面ミラー５４の中心および凹面ミラー５２の中心を結ぶ線Ｅ１０とのなす角は、θ１２である。
【０１８３】
走査ミラー１６の中心と、凹面ミラー５１の中心との距離は、ｆ０である。
【０１８４】
また、凹面ミラー５１の法線Ｅ３と、凹面ミラー５１の中心および凹面ミラー５３の中心を結ぶ線Ｅ４とのなす角は、θ２である。また、凹面ミラー５１の中心および凹面ミラー５３の中心との距離は、（ｆ０+ｆ１）である。また、凹面ミラー５１の中心および凹面ミラー５３の中心を結ぶ線Ｅ４と、凹面ミラー５３の法線Ｅ５とのなす角は、θ２である。
【０１８５】
凹面ミラー５３の法線Ｅ５と、凹面ミラー５３の中心および反射ミラー２１の中心を結ぶ線Ｅ６とのなす角は、θ２である。また、凹面ミラー５３の中心と、反射ミラー２１の中心との距離は、ｆ１である。
【０１８６】
反射ミラー２１の法線Ｅ７は、凹面ミラー５３の中心と反射ミラー２１の中心を結ぶ線Ｅ６と、反射ミラー２１の中心と凹面ミラー５４の中心を結ぶ線Ｅ８とのなす角の２等分線である。また、反射ミラー２１の中心と凹面ミラー５４の中心との距離は、ｆ２である。
【０１８７】
凹面ミラー５２の中心と、凹面ミラー５４の中心との距離は、（ｆ２+ｆ３）である。
【０１８８】
凹面ミラー５２の法線Ｅ１１と、凹面ミラー５２の中心および走査ミラー１６の中心を結ぶ線Ｅ１２とのなす角は、θ１２である。また、凹面ミラー５２の中心および走査ミラー１６の中心との距離は、ｆ３である。
【０１８９】
次に、図２１を用いて、Ｚ方向から見たときの伝達光学系１７の構成を説明する。
【０１９０】
光線Ｄ２およびＤ２’の中心線と、走査ミラー１６の中心および凹面ミラー５１の中心を結ぶ線Ｅ２とのなす角は、０度である。
【０１９１】
凹面ミラー５１の法線Ｅ３は、走査ミラー１６の中心および凹面ミラー５１の中心を結ぶ線Ｅ２と、凹面ミラー５１の中心および凹面ミラー５３の中心を結ぶ線Ｅ４とのなす角の２等分線である。
【０１９２】
凹面ミラー５３の法線Ｅ５は、凹面ミラー５１の中心および凹面ミラー５３の中心を結ぶ線Ｅ４と、凹面ミラー５３の中心および反射ミラー２１の中心を結ぶ線Ｅ６とのなす角の２等分線である。
【０１９３】
反射ミラー２１の法線Ｅ７は、凹面ミラー５３の中心および反射ミラー２１の中心を結ぶ線Ｅ６と、反射ミラー２１の中心および凹面ミラー５４の中心を結ぶ線Ｅ８とのなす角の２等分線である。
【０１９４】
凹面ミラー５４の法線Ｅ９は、反射ミラー２１の中心および凹面ミラー５４の中心を結ぶ線Ｅ８と、凹面ミラー５４の中心および凹面ミラー５２の中心を結ぶ線Ｅ１０とのなす角の２等分線である。
【０１９５】
凹面ミラー５２の法線Ｅ１１は、凹面ミラー５４の中心および凹面ミラー５２の中心を結ぶ線Ｅ１０と、凹面ミラー５２の中心および走査ミラー１６の中心を結ぶ線Ｅ１２とのなす角の２等分線である。
【０１９６】
（動作の説明）
次に伝達光学系１７の動作を説明する。
【０１９７】
始めに、Ｘ方向から見た伝達光学系１７の動作を説明する。
【０１９８】
入射光線Ｄ１は、走査ミラー１６の法線Ｅ１に対して角度θｉで走査ミラー１６に入射する。
【０１９９】
続いて、入射光線Ｄ１が走査ミラー１６で反射された光線Ｄ２は、凹面ミラー５１の法線Ｅ３に対して角度θｉで凹面ミラー５１に入射する。
【０２００】
そして、光線Ｄ２が凹面ミラー５１で反射された光線Ｄ３は、焦点面５５で最小径に集光し、その後、凹面ミラー５３の法線Ｅ５に対して角度θ２で凹面ミラー５３に入射する。なお、焦点面５５は、凹面ミラー５１から、凹面ミラー５１および５３間の光路に沿って距離ｆ０に位置する。
【０２０１】
その後、光線Ｄ３が凹面ミラー２０で反射された光線Ｄ４は、反射ミラー２１に入射する。ここで、光線Ｄ４は、凹面ミラー５３にて平行光にコリメートされる。
【０２０２】
また、光線Ｄ４が反射ミラー２１で反射された光線Ｄ５は、凹面ミラー５４に入射する。
【０２０３】
さらに、光線Ｄ５が凹面ミラー５４で反射された光線Ｄ６は、焦点面５５で最小径に集光し、その後、凹面ミラー５２の法線Ｅ３に対して角度θ１２で凹面ミラー５２に入射する。なお、焦点面５５は、凹面ミラー５４から、凹面ミラー５４および５２間の光路に沿って距離ｆ２に位置する。
【０２０４】
続いて、光線Ｄ６が凹面ミラー５２で反射された光線Ｄ７は、走査ミラー１６の法線Ｅ１に対して角度θｏで走査ミラー１６に入射する。ここで、光線Ｄ７は、凹面ミラー５２によって、光線Ｄ１のｆ３／ｆ０の径の平行光にコリメートされる。
【０２０５】
そして、光線Ｄ７が走査ミラー１６で反射された光線Ｄ８は、走査ミラー１６の法線Ｅ１に対して角度θｏで走査ミラー１８に出射する。
【０２０６】
次に、Ｚ方向から見たときの動作について説明する。
【０２０７】
ここで、第一の実施形態と同様に、走査ミラー１６が最大に振れるときの、走査ミラー１６の法線のそれぞれを法線Ｅ１およびＥ１’とする。また、入射光線Ｄ１と走査ミラー１６の法線Ｅ１とのなす角をφｓとし、入射光線Ｄ１と走査ミラー１６の法線Ｅ１’とのなす角をφｓ’とする。
【０２０８】
また、走査ミラー１６の中心と凹面ミラー５１の中心を結ぶ線Ｅ２と、凹面ミラー５２の中心および走査ミラー１６の中心を結ぶ線Ｅ１２とのなす角をφ１２とする。また、凹面ミラー５２の中心および走査ミラー１６の中心を結ぶ線Ｅ１２と、凹面ミラー５２で反射された光線Ｄ７とのなす角をφｉ’とする。さらに凹面ミラー５２の中心および走査ミラー１６の中心を結ぶ線Ｅ１２と、凹面ミラー５２で反射された光線Ｄ７’とのなす角をφｉ’とする。
【０２０９】
先ず、走査ミラー１６の法線が法線Ｅ１の場合を説明する。
【０２１０】
この場合、入射光線Ｄ１は、走査ミラー１６の法線Ｅ１に対して角度φｓで走査ミラー１６に入射する。
【０２１１】
続いて、入射光線Ｄ１が走査ミラー１６で反射された光線Ｄ２は、走査ミラー１６の中心と凹面ミラー５１の中心を結ぶ線Ｅ２に対して角度φｉで凹面ミラー５１に入射する。
【０２１２】
そして、光線Ｄ２が凹面ミラー５１で反射された光線Ｄ３は、焦点面５５で最小径に集光し、その後、凹面ミラー５３に入射する。なお、焦点面５５は、凹面ミラー５１から光路に沿って距離ｆ０に位置する。
【０２１３】
その後、光線Ｄ３が凹面ミラー５３で反射された光線Ｄ４は、反射ミラー２１に入射する。ここで、光線Ｄ４は、凹面ミラー５３にて平行光にコリメートされる。
【０２１４】
また、光線Ｄ４が反射ミラー２１で反射された光線Ｄ５は、凹面ミラー５４に入射する。
【０２１５】
さらに、光線Ｄ５が凹面ミラー５４で反射された光線Ｄ６は、焦点面５５で最小径に集光し、その後、凹面ミラー５２に入射する。なお、焦点面５５は、凹面ミラー５２から光路に沿って距離ｆ３に位置する。
【０２１６】
続いて、光線Ｄ６が凹面ミラー５２で反射された光線Ｄ７は、走査ミラー１６の法線Ｅ１に対して角度（φｓ−φｉ-φ１２−φｉ'）で走査ミラー１６に入射する。ここで、光線Ｄ７は、凹面ミラー５２によって、光線Ｄ１のｆ３／ｆ０の径の平行光にコリメートされる。
【０２１７】
そして、光線Ｄ７が走査ミラー１６で反射された光線Ｄ８は、走査ミラー１６の法線Ｅ１に対して角度（φｓ−φｉ-φ１２−φｉ'）で走査ミラー１８に出射する。したがって、光線Ｄ８は、入射光線Ｄ１に対して、角度（φｉ＋φ１２＋φｉ'）で出射する。
【０２１８】
次に、走査ミラー１６の法線が法線Ｅ１’の場合を説明する。
【０２１９】
この場合、入射光線Ｄ１は、走査ミラー１６の法線Ｅ１’に対して角度φｓ’で入射する。
【０２２０】
続いて、入射光線Ｄ１が走査ミラー１６で反射された光線Ｄ２’は、走査ミラー１６の中心と凹面ミラー５１の中心を結ぶ線Ｅ２に対して角度φｉで凹面ミラー５１に入射する。
【０２２１】
そして、光線Ｄ２’が凹面ミラー５１で反射された光線Ｄ３’は、焦点面５５で最小径に集光し、その後、凹面ミラー５３に入射する。
【０２２２】
その後、光線Ｄ３’が凹面ミラー５３で反射された光線Ｄ４’は、反射ミラー２１に入射する。ここで、光線Ｄ４’は、凹面ミラー５３にて平行光にコリメートされる。
【０２２３】
また、光線Ｄ４’が反射ミラー２１で反射された光線Ｄ５’は、凹面ミラー５４に入射する。
【０２２４】
さらに、光線Ｄ５’が凹面ミラー５３で反射された光線Ｄ６’は、焦点面５５で最小径に集光し、その後、凹面ミラー５２の法線Ｅ３に対して角度０度で凹面ミラー５２に入射する。
【０２２５】
続いて、光線Ｄ６’が凹面ミラー５２で反射された光線Ｄ７’は、走査ミラー１６の法線Ｅ１’に対して角度（φｓ’＋φｉ-φ１２＋φｉ'）で走査ミラー１６に入射する。ここで、光線Ｄ７'は、凹面ミラー５２にて光線Ｄ１のｆ３／ｆ０の径の平行光にコリメートされる。
【０２２６】
そして、光線Ｄ７’が走査ミラー１６で反射された光線Ｄ８は、走査ミラー１６の法線Ｅ１に対して角度（φｓ’＋φｉ-φ１２＋φｉ'）で走査ミラー１８に出射する。
【０２２７】
したがって、光線Ｄ８’は、入射光線Ｄ１に対して、角度（−φｉ＋φ１２−φｉ’）で出射する。また、上述のように、光線Ｄ８は、入射光線Ｄ１に対して角度（φｉ＋φ１２＋φｉ’）で出射する。よって、光線Ｄ８およびＤ８’のなす角は、２（φｉ＋φｉ’）となる。
【０２２８】
この場合、φｉ’がφｉより大きければ、走査ミラー１６の走査角度は、伝達光学系１７により２倍以上に拡大できる。したがって、さらに走査ミラー１６の走査角度を拡大させることが可能になる。
【０２２９】
例えば、角度φiおよびφｉ'が小さいとき、φｉ'は、ほぼ、φi×ｆ０／ｆ３と等しくなる。したがって、ｆ０＞ｆ３であれば、走査ミラー１６の走査角度を拡大させることが可能になる。
【０２３０】
なお、本実施形態において、凹面ミラー１９および２０間の光路上に反射ミラー４１を備えてもよい。この場合、反射ミラー４１は、凹面ミラー５１および５３間の光路上と、凹面ミラー５４および５２間の光路上と、の少なくともどちらか一方に配置されればよい。
【０２３１】
また、反射ミラー２１を走査ミラー３１に代えてもよい。この場合、レーザ光線を走査ミラー３１によって第二の走査方向に走査することが可能になる。また、走査ミラー１６のレーザ光線の入射位置と走査ミラー３１のレーザ光線の入射位置とが共役であれば、走査ミラー３１は、入射されたレーザ光線を特定の位置で反射して走査することが可能になる。したがって、走査ミラー３１を小型化することが可能になる。
【０２３２】
（効果の説明）
本実施形態によれば、凹面ミラー５１は、走査ミラー１６で走査されたレーザ光線を反射して凹面ミラー５３に入射させる。凹面ミラー５２は、凹面ミラー５４から入射されたレーザ光線を反射して走査ミラー１６に入射させる。凹面ミラー５３は、凹面ミラー５１から入射されたレーザ光線を反射して反射ミラー２１に入射させる。凹面ミラー５４は、反射ミラー２１から入射されたレーザ光線を反射して凹面ミラー５２に入射させる。反射ミラー２１は、凹面ミラー５３から入射されたレーザ光線を凹面ミラー５４に入射させる。
【０２３３】
この場合、凹面ミラー５２から走査ミラーに入射される光線Ｄ７’の、凹面ミラー５２の中心および走査ミラー１６の中心を結ぶ線Ｅ１２に対する角度φｉ’が、走査ミラー１６から凹面ミラー５１に入射される光線Ｄ２の、凹面ミラー５１の法線に対する角度φｉより大きくなるように、凹面ミラー５１ないし５４と、反射ミラー２１とを構成すれば、さらに走査ミラー１６の走査角度を拡大させることが可能になる。
【０２３４】
(第五の実施形態)
図２２は、本発明の第五の実施形態の表示システムの構成を示した構成図である。
【０２３５】
図２２において、光走査装置３は、走査ミラー１６と、伝達光学系１７とを含む。
【０２３６】
図２３は、本実施形態の伝達光学系１７の構成を示した模式図である。
【０２３７】
図２３において、伝達光学系１７の複数のミラーは、凹面ミラー１９および２０を含む。
【０２３８】
凹面ミラー１９および２０は、走査ミラー１６で走査されたレーザ光線を経由して走査ミラー１６に入射させる。また、走査ミラー１６は、凹面ミラー１９および２０を経由して入射されたレーザ光線を走査して走査ミラー１８に出射する。
【０２３９】
具体的には、凹面ミラー１９は、走査ミラー１６で走査されたレーザ光線を反射して凹面ミラー２０に入射させる。また、凹面ミラー１９は、凹面ミラー２０から入射されたレーザ光線を反射して走査ミラー１６に入射させる。
【０２４０】
凹面ミラー２０は、凹面ミラー１９から入射されたレーザ光線を反射して凹面ミラー１９に入射させる。
【０２４１】
また、走査ミラー１６のレーザ光線の入射位置と、凹面ミラー２０のレーザ光線の入射位置とが、凹面ミラー１９において、共役である。
【０２４２】
次に伝達光学系１７の構成を詳細に説明する。
【０２４３】
図２４は、伝達光学系１７のＸ方向から見た構成図である。また、図２５は、伝達光学系１７のＺ方向から見た構成図である。
【０２４４】
先ず、図２４を用いて、Ｘ方向から見たときの伝達光学系１７の構成を説明する。
【０２４５】
第一の実施形態と同様に、走査ミラー１６の法線Ｅ１と、走査ミラー１６の入射光線Ｄ１とのなす角をθｉとする。また、走査ミラー１６の法線Ｅ１と、走査ミラー１６の出射光線Ｄ８とのなす角をθｏとする。
【０２４６】
また、走査ミラー１６の中心と、凹面ミラー１９の中心との距離をｓ０とする。なお、ｓ０は、凹面ミラー１９の焦点距離ｆ０の２倍である。
【０２４７】
走査ミラー１６の法線Ｅ１と、走査ミラー１６の中心および凹面ミラー１９の中心を結ぶ線Ｅ２とのなす角は（θｏ−θｉ）／２である。さらに、走査ミラー１６の中心および凹面ミラー１９の中心を結ぶ線Ｅ２と、凹面ミラー１９の法線Ｅ３とのなす角は（θｏ−θｉ）／２である。
【０２４８】
凹面ミラー１９の中心および凹面ミラー２０の中心を結ぶ線Ｅ４と、凹面ミラー２０の法線Ｅ５のなす角は０度である。また、凹面ミラー１９の中心と、凹面ミラー２０の中心との距離は（ｆ０+ｓ１）である。なお、距離ｓ１は、凹面ミラー２０と焦点面６１との間の距離であり、凹面ミラー２０の焦点距離ｆ１の２倍である。
【０２４９】
次に、図２５を用いて、Ｚ方向から見たときの伝達光学系１７の構成を説明する。
【０２５０】
第一の実施形態と同様に、走査ミラー１６が入射光線Ｄ１の反射光線を最大走査角±φｉで走査したときの、その反射光線のそれぞれを、光線Ｄ２およびＤ２’とする。
【０２５１】
光線Ｄ２およびＤ２’の中心線と、走査ミラー１６の中心および凹面ミラー１９の中心を結ぶ線Ｅ２とのなす角は０度である。また、光線Ｄ２およびＤ２’の中心線と、凹面ミラー１９および法線Ｅ３とのなす角は０度である。
【０２５２】
また、凹面ミラー１９の法線Ｅ３と、凹面ミラー１９の中心および凹面ミラー２０の中心を結ぶ線Ｅ４とのなす角は０度である。
【０２５３】
さらに、凹面ミラー１９の中心および凹面ミラー２０の中心を結ぶ線Ｅ４と、凹面ミラー２０の法線Ｅ５とのなす角は０度である。
（動作の説明）
次に、伝達光学系１７の動作を説明する。
【０２５４】
始めに、図２４を用いて、Ｘ方向から見た伝達光学系１７の動作を説明する。
【０２５５】
先ず、入射光線Ｄ１は、走査ミラー１６の法線Ｅ１に対して角度θｉで走査ミラー１６に入射する。
【０２５６】
続いて、入射光線Ｄ１が走査ミラー１６で反射された光線Ｄ２は、凹面ミラー１９の法線Ｅ３に対して角度θｉで凹面ミラー１９に入射する。
【０２５７】
さらに、光線Ｄ２が凹面ミラー１９で反射された光線Ｄ３は、焦点面６１で最小径に集光し、その後、凹面ミラー２０の中心に入射する。なお、焦点面６１は、凹面ミラー１９から、凹面ミラー１９および２０間の光路に沿って距離ｆ０に位置する。
距離ｆ０に位置する。
【０２５８】
続いて、光線Ｄ３が凹面ミラー２０で反射された光線Ｄ６は、焦点面６１で最小径に集光し、その後、凹面ミラー１９に入射する。なお、焦点面６１は、凹面ミラー２０から光路に沿って距離ｓ１に位置する。
【０２５９】
その後、光線Ｄ６が凹面ミラー１９で反射された光線Ｄ７は、走査ミラー１６の法線Ｅ１に対して角度θｏで走査ミラー１６に入射する。ここで、光線Ｄ７は、凹面ミラー１９にて、光線Ｄ１と同じ径の平行光にコリメートされる。
【０２６０】
そして、光線Ｄ７が走査ミラー１６で反射された光線Ｄ８は、走査ミラー１６の法線Ｅ１に対して角度θｏで出射する。
【０２６１】
次に、図２５を用いて、Ｚ方向から見た伝達光学系１７の動作を説明する。
【０２６２】
なお、第一の実施形態と同様に、走査ミラー１６が最大に振れるときの走査ミラー１６の法線をＥ１、Ｅ１’とする。走査ミラー１６が最大に振れるときの、走査ミラー１６の法線のそれぞれを法線Ｅ１およびＥ１’とする。また、入射光線Ｄ１と走査ミラー１６の法線Ｅ１とのなす角をφｓとし、入射光線Ｄ１と走査ミラー１６の法線Ｅ１’とのなす角をφｓ’とする。
【０２６３】
先ず、走査ミラー１６の法線が法線Ｅ１の場合を説明する。
【０２６４】
先ず、入射光線Ｄ１は走査ミラー１６の法線Ｅ１に対して角度φｓで走査ミラー１６に入射する。
【０２６５】
続いて、入射光線Ｄ１が走査ミラー１６で反射された光線Ｄ２は、凹面ミラー１９の法線Ｅ３に対して角度φｉで凹面ミラー１９に入射する。
【０２６６】
さらに、光線Ｄ２が凹面ミラー１９で反射された光線Ｄ３は、焦点面６１で最小径に集光し、その後、凹面ミラー２０の中心に入射する。
【０２６７】
その後、光線Ｄ３が凹面ミラー２０で反射された光線Ｄ６は、焦点面６１で最小径に集光したのち、凹面ミラー１９に入射する。
【０２６８】
続いて、光線Ｄ６が凹面ミラー１９で反射された光線Ｄ７は、走査ミラー１６の法線Ｅ１に対して角度（φｓ−２φｉ）で走査ミラー１６に入射する。ここで、光線Ｄ７は、凹面ミラー１９にて光線Ｄ１と同じ径の平行光にコリメートされる。
【０２６９】
さらに、光線Ｄ７が走査ミラー１６で反射された光線Ｄ８は、走査ミラー１６の法線Ｅ１に対して角度（φｓ−２φｉ）で出射する。したがって、光線Ｄ８は、入射光線Ｄ１に対して角度２φｉで出射する。
【０２７０】
次に、走査ミラー１６の法線が法線Ｅ１’の場合を説明する。
【０２７１】
先ず、入射光線Ｄ１’は、走査ミラー１６の法線Ｅ１’に対して角度φｓ’で走査ミラー１６に入射する。
【０２７２】
続いて、入射光線Ｄ１が走査ミラー１６で反射された光線Ｄ２’は、凹面ミラー１９の法線Ｅ３に対して角度φｉで凹面ミラー１９に入射する。
【０２７３】
さらに、光線Ｄ２’が凹面ミラー１９で反射された光線Ｄ３’は、焦点面６１で最小径に集光し、その後、凹面ミラー２０の中心に入射する。
【０２７４】
その後、光線Ｄ３’が凹面ミラー２０で反射された光線Ｄ６’は、焦点面６１で最小径に集光したのち、凹面ミラー１９に入射する。
【０２７５】
続いて、光線Ｄ６’が凹面ミラー１９で反射された光線Ｄ７’は、走査ミラー１６の法線Ｅ１に対して角度（φｓ’＋２φｉ）で走査ミラー１６に入射する。ここで、光線Ｄ７は、凹面ミラー１９にて光線Ｄ１と同じ径の平行光にコリメートされる。
【０２７６】
そして、光線Ｄ７’が走査ミラー１６で反射された光線Ｄ８’は、走査ミラー１６の法線Ｅ１に対して角度（φｓ’＋２φｉ）で出射する。したがって、光線Ｄ８’は、入射光線Ｄ１に対して角度２φｉで出射する。また、上述のように、入射光線Ｄ１に対して角度２φｉで出射する。よって、光線Ｄ８およびＤ８’のなす角は、４φｉとなる。したがって、走査ミラー１６の走査角度は、伝達光学系１７によって２倍に拡大することが可能になる。
【０２７７】
（効果の説明）
本実施形態によれば、凹面ミラー１９は、走査ミラー１６で走査されたレーザ光線を反射して凹面ミラー２０に入射させる。また、凹面ミラー１９は、凹面ミラー２０から入射されたレーザ光線を反射して走査ミラー１６に入射させる。凹面ミラー２０は、凹面ミラー１９から入射されたレーザ光線を反射して凹面ミラー１９に入射させる。
【０２７８】
この場合、走査ミラー１６で走査されたレーザ光線は、凹面ミラー１９で反射され、さらに、凹面ミラー２０で反射される。そして、その凹面ミラー２０で反射されたレーザ光線は、凹面ミラー１９で反射された走査ミラー１６に入射する。
【０２７９】
したがって、光走査装置の大きさ（Ｙ方向の長さ）を、凹面ミラー１９および凹面ミラー２０間の光路長より小型化することが可能になる。例えば、本実施形態では、光走査装置の大きさは、（ｆ０＋２ｆ１）以内にすることが可能になる。
【０２８０】
また、反射ミラー２１がなくてもよくなるため、装置構成を簡単にすることが可能になり、光走査装置３の調整などを簡潔に行うことが可能になる。
【０２８１】
（第六の実施形態）
図２６は、本発明の第六の実施形態の表示システムの構成を示した構成図である。
【０２８２】
図２６において、光走査装置３は、走査ミラー１６と、伝達光学系１７と、走査ミラー１８とを含む。
【０２８３】
図２７は、本実施形態の伝達光学系１７の構成を示した模式図である。
【０２８４】
図２７において、伝達光学系１７の複数のミラーは、凹面ミラー１９および２０と、反射ミラー４２および４３とを含む。
【０２８５】
反射ミラー４２は、凹面ミラー１９および２０の光路上に配置される。また、反射ミラー４３は、走査ミラー１６および凹面ミラー１９の光路上に配置される。なお、反射ミラー４２は、第三反射ミラーの一例であり、反射ミラー４３は、第四反射ミラーの一例である。
【０２８６】
具体的には、反射ミラー４２は、凹面ミラー１９から光路に沿って凹面ミラー１９の焦点距離ｆ０に配置される。また、反射ミラー４３は、走査ミラー１６から光路に沿って凹面ミラー１９の焦点距離ｆ０（ｓ０／２）に配置される。
【０２８７】
反射ミラー４３は、走査ミラー１６で走査されたレーザ光線を反射して凹面ミラー１９に入射させる。また、凹面ミラー１９から入射されたレーザ光線を反射して走査ミラー１６に入射させる。
【０２８８】
凹面ミラー１９は、反射ミラー４３から入射されたレーザ光線を、反射ミラー４２を経由して凹面ミラー２０に入射させる。また、凹面ミラー２０は、反射ミラー４２から入射されたレーザ光線を、反射ミラー４２を経由して凹面ミラー１９に入射させる。
【０２８９】
なお、走査ミラー１６のレーザ光線の入射位置と、凹面ミラー２０のレーザ光線の入射位置とが、凹面ミラー１９において、共役である。
【０２９０】
次に伝達光学系１７の構成を詳細に説明する。
【０２９１】
図２８は、伝達光学系１７のＸ方向から見た構成図である。また、図２９は、伝達光学系１７のＺ方向から見た構成図である。
【０２９２】
先ず、図２８を用いて、Ｘ方向から見たときの伝達光学系１７の構成を説明する。
【０２９３】
第一の実施形態と同様に、走査ミラー１６の法線Ｅ１と、走査ミラー１６の入射光線Ｄ１とのなす角をθｉとする。また、走査ミラー１６の法線Ｅ１と、走査ミラー１６の出射光線Ｄ８とのなす角をθｏとする。
【０２９４】
また、走査ミラー１６の中心と、反射ミラー４３の中心との距離をｆ０（ｓ０／２）、反射ミラー４３の中心と、凹面ミラー１９の中心との距離をｆ０とする。
【０２９５】
走査ミラー１６の法線Ｅ１と、走査ミラー１６の中心および反射ミラー４３の中心を結ぶ線Ｅ２とのなす角は（θｏ−θｉ）／２である。さらに、走査ミラー１６の中心および反射ミラー４３の中心を結ぶ線Ｅ２と、反射ミラー４３の法線Ｅ８とのなす角は（θｏ−θｉ）／２である。
【０２９６】
反射ミラー４３の中心および凹面ミラー１９の中心を結ぶ線Ｅ４ａと、凹面ミラー１９の法線Ｅ３のなす角は（θｏ−θｉ）／２である。
【０２９７】
凹面ミラー１９の中心および反射ミラー４２の中心を結ぶ線Ｅ４ｂと、反射ミラー４２の法線Ｅ７のなす角は（θｏ−θｉ）／２である。また、凹面ミラー１９の中心と、反射ミラー４２の中心との距離はｆ０である。
【０２９８】
反射ミラー４２の中心および凹面ミラー２０の中心を結ぶ線Ｅ４ｃと、凹面ミラー２０の法線Ｅ５のなす角は０度である。また、反射ミラー４２の中心と、凹面ミラー２０の中心との距離はｓ１（２ｆ１）である。
【０２９９】
次に、図２８を用いて、Ｚ方向から見たときの伝達光学系１７の構成を説明する。
【０３００】
第一の実施形態と同様に、走査ミラー１６が入射光線Ｄ１の反射光線を最大走査角±φｉで走査したときの、その反射光線のそれぞれを、光線Ｄ２およびＤ２’とする。
【０３０１】
光線Ｄ２およびＤ２’の中心線と、走査ミラー１６の中心および反射ミラー４３の中心を結ぶ線Ｅ２とのなす角は０度である。また、光線Ｄ２およびＤ２’の中心線と、反射ミラー４３の法線Ｅ８とのなす角は０度である。
【０３０２】
また、反射ミラー４３の法線Ｅ８と、反射ミラー４３の中心および凹面ミラー１９の中心を結ぶ線Ｅ４ａとのなす角は０度である。
【０３０３】
また、凹面ミラー１９の法線Ｅ３と、凹面ミラー１９の中心および反射ミラー４２の中心を結ぶ線Ｅ４ｂとのなす角は０度である。
【０３０４】
また、反射ミラー４２の法線Ｅ７と、反射ミラー４２の中心および凹面ミラー２０の中心を結ぶ線Ｅ４ｃとのなす角は０度である。
【０３０５】
さらに、反射ミラー４２の中心および凹面ミラー２０の中心を結ぶ線Ｅ４ｃと、凹面ミラー２０の法線Ｅ５とのなす角は０度である。
【０３０６】
（動作の説明）
次に、図２８を用いて、伝達光学系１７の動作を説明する。
【０３０７】
始めに、Ｘ方向から見た伝達光学系１７の動作を説明する。
【０３０８】
先ず、入射光線Ｄ１は、走査ミラー１６の法線Ｅ１に対して角度θｉで走査ミラー１６に入射する。
【０３０９】
続いて、入射光線Ｄ１が走査ミラー１６で反射された光線Ｄ２は、反射ミラー４３の法線Ｅ８に対して角度θｉで反射ミラー４３に入射する。
【０３１０】
さらに、光線Ｄ２が反射ミラー４３で反射された光線Ｄ３は、凹面ミラー１９の法線Ｅ３に対して角度θｉで凹面ミラー１９に入射する。
【０３１１】
そして、光線Ｄ３が凹面ミラー１９で反射された光線Ｄ４は、反射ミラー４２に入射する。なお、光線Ｄ４は、反射ミラー４２の入射位置で最小径に集光する。
【０３１２】
さらに、光線Ｄ４が反射ミラー４２で反射された光線Ｄ５は、凹面ミラー２０の中心に入射する。
【０３１３】
続いて、光線Ｄ５が凹面ミラー２０で反射された光線Ｄ６は、反射ミラー４２に入射する。なお、光線Ｄ６は、反射ミラー４２の入射位置で最小径に集光する。
【０３１４】
さらに、光線Ｄ６が反射ミラー４２で反射された光線Ｄ７は、凹面ミラー１９の法線Ｅ３に対して角度θｏで凹面ミラー１９に入射する。
【０３１５】
そして、光線Ｄ７が凹面ミラー１９で反射された光線Ｄ８は、反射ミラー４３の法線Ｅ８に対して角度θｏで反射ミラー４３に入射する。ここで、光線Ｄ８は、凹面ミラー１９にて、光線Ｄ１と同じ径の平行光にコリメートされる。
【０３１６】
その後、光線Ｄ８が反射ミラー４３で反射された光線Ｄ９は、走査ミラー１６の法線Ｅ１に対して角度θｏで走査ミラー１６に入射する。
【０３１７】
そして、光線Ｄ９が走査ミラー１６で反射された光線Ｄ１０は、走査ミラー１６の法線Ｅ１に対して角度θｏで出射する。
【０３１８】
次に、図２９を用いて、Ｚ方向から見た伝達光学系１７の動作を説明する。
【０３１９】
なお、第一の実施形態と同様に、走査ミラー１６が最大に振れるときの走査ミラー１６の法線をＥ１、Ｅ１’とする。走査ミラー１６が最大に振れるときの、走査ミラー１６の法線のそれぞれを法線Ｅ１およびＥ１’とする。また、入射光線Ｄ１と走査ミラー１６の法線Ｅ１とのなす角をφｓとし、入射光線Ｄ１と走査ミラー１６の法線Ｅ１’とのなす角をφｓ’とする。
【０３２０】
先ず、走査ミラー１６の法線が法線Ｅ１の場合を説明する。
【０３２１】
先ず、入射光線Ｄ１は走査ミラー１６の法線Ｅ１に対して角度φｓで走査ミラー１６に入射する。
【０３２２】
続いて、入射光線Ｄ１が走査ミラー１６で反射された光線Ｄ２は、反射ミラー４３の法線Ｅ８に対して角度φｉで反射ミラー４３に入射する。
【０３２３】
さらに、光線Ｄ２が反射ミラー４３で反射された光線Ｄ３は、凹面ミラー１９の法線Ｅ３に対して角度φｉで凹面ミラー１９に入射する。
【０３２４】
そして、光線Ｄ３が凹面ミラー１９で反射された光線Ｄ４は、反射ミラー４２に入射する。なお、光線Ｄ４は、反射ミラー４２の入射位置で最小径に集光する。
【０３２５】
さらに、光線Ｄ４が反射ミラー４２で反射された光線Ｄ５は、凹面ミラー２０の中心に入射する。
【０３２６】
その後、光線Ｄ５が凹面ミラー２０で反射された光線Ｄ６は、反射ミラー４２に入射する。なお、光線Ｄ６は、反射ミラー４２の入射位置で最小径に集光する。
【０３２７】
続いて、光線Ｄ６が反射ミラー４２で反射された光線Ｄ７は、凹面ミラー１９の法線Ｅ３に対して角度φｉで凹面ミラー１９に入射する。
【０３２８】
さらに、光線Ｄ７が凹面ミラー１９で反射された光線Ｄ８は、反射ミラー４３の法線Ｅ８に対して角度φｉで反射ミラー４３に入射する。ここで、光線Ｄ８は、凹面ミラー１９にて、光線Ｄ１と同じ径の平行光にコリメートされる。
【０３２９】
さらに、光線Ｄ８が反射ミラー４３で反射された光線Ｄ９は、走査ミラー１６の法線Ｅ１に対して角度φｉで走査ミラー１６に入射する。
【０３３０】
その後、光線Ｄ９が走査ミラー１６で反射された光線Ｄ１０は、走査ミラー１６の法線Ｅ１に対して角度（φｓ−２φｉ）で出射する。したがって、光線Ｄ１０は、入射光線Ｄ１に対して角度２φｉで出射する。
【０３３１】
次に、走査ミラー１６の法線が法線Ｅ１’の場合を説明する。
【０３３２】
先ず、入射光線Ｄ１’は走査ミラー１６の法線Ｅ１’に対して角度φｓ’で走査ミラー１６に入射する。
【０３３３】
続いて、入射光線Ｄ１が走査ミラー１６で反射された光線Ｄ２’は、反射ミラー４３の法線Ｅ８に対して角度φｉで反射ミラー４３に入射する。
【０３３４】
さらに、光線Ｄ２’が反射ミラー４３で反射された光線Ｄ３’は、凹面ミラー１９の法線Ｅ３に対して角度φｉで凹面ミラー１９に入射する。
【０３３５】
さらに、光線Ｄ３’が凹面ミラー１９で反射された光線Ｄ４’は、反射ミラー４２に入射する。なお、光線Ｄ４は、反射ミラー４２の入射位置で最小径に集光する。
【０３３６】
さらに、光線Ｄ４’が反射ミラー４２で反射された光線Ｄ５’は、凹面ミラー２０の中心に入射する。
【０３３７】
その後、光線Ｄ５’が凹面ミラー２０で反射された光線Ｄ６’は、反射ミラー４２に入射する。なお、光線Ｄ４は、反射ミラー４２の入射位置で最小径に集光する。
【０３３８】
続いて、光線Ｄ６’が反射ミラー４２で反射された光線Ｄ７’は、凹面ミラー１９の法線Ｅ３に対して角度φｉで凹面ミラー１９に入射する。
【０３３９】
さらに、光線Ｄ７’が凹面ミラー１９で反射された光線Ｄ８’は、反射ミラー４３の法線Ｅ８に対して角度φｉで反射ミラー４３に入射する。ここで、光線Ｄ８’は、凹面ミラー１９にて、光線Ｄ１’と同じ径の平行光にコリメートされる。
【０３４０】
さらに、光線Ｄ８’が反射ミラー４３で反射された光線Ｄ９’は、走査ミラー１６の法線Ｅ１に対して角度φｉで走査ミラー１６に入射する。
【０３４１】
その後、光線Ｄ９’が走査ミラー１６で反射された光線Ｄ１０’は、走査ミラー１６の法線Ｅ１に対して角度（φｓ’−２φｉ）で出射する。したがって、光線Ｄ１０’は、入射光線Ｄ１’に対して角度２φｉで出射する。
【０３４２】
また、上述のように、光線Ｄ１０は、入射光線Ｄ１に対して角度２φｉで出射する。よって、光線Ｄ１０およびＤ１０’のなす角は、４φｉとなる。したがって、走査ミラー１６の走査角度は、伝達光学系１７によって２倍に拡大することが可能になる。
【０３４３】
（効果の説明）
本実施形態では、反射ミラー４２は、凹面ミラー１９および２０間の光路上に配置される。また、反射ミラー４３は、走査ミラー１６および凹面ミラー１９間の光路上に配置される。
【０３４４】
この場合、凹面ミラー１９および２０間のレーザ光線を反射ミラー４２で折り返すことが可能になる。また、走査ミラー１９および凹面ミラー２０間のレーザ光線を反射ミラー４３で折り返すことが可能になる。よって、光走査装置３の大きさをさらに小型化することが可能になる。
【０３４５】
例えば、反射ミラー４２が凹面ミラー１９から光路に沿って焦点距離ｆ０の位置に備えられ、反射ミラー４３が凹面ミラー１９から光路に沿って焦点距離ｆ０（Ｓ０／２）の位置に備えられるとする。この場合、Ｙ方向の光走査装置の長さを、凹面ミラー１９の焦点距離ｆ０と、凹面ミラー２０の焦点距離ｆ１の２倍（ｓ１）の長いほうの距離以内にすることが可能になる。
【０３４６】
また、本実施形態では、反射ミラー４２および４３は、共に凹面ミラー１９の焦点距離ｆ０の位置にある。この場合、反射ミラー４２および４３は、Ｚ方向に並ぶ。よって、反射ミラー４２および４３を一体化することが可能になる。したがって、装置構成を簡単にすることが可能になり、光走査装置３の調整などを簡潔に行うことが可能になる。
【０３４７】
また、本実施形態では、凹面ミラー１９の焦点距離ｆ０と、凹面ミラー２０の焦点距離ｆ１の２倍が等しい場合には、凹面ミラー１９および凹面ミラー２０は、Ｚ方向に並ぶ。この場合、凹面ミラー１９および２０を一体化することが可能になる。したがって、装置構成を簡単にすることが可能になり、光走査装置３の調整などを簡潔に行うことが可能になる。
【０３４８】
以上、実施形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は、上記実施形態に限定されたものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更を行うことができる。
【０３４９】
この出願は、２００７年１１月２８日に出願された日本出願特願２００７−３０７５１１号公報を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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