(57)【要約】【課題】光源からの出射光線に対する走査光線の光量低下を防止しつつ、光源の光軸の方向と照射領域の方向の設定の自由度を高めることができる光スキャナを提供する。【解決手段】光スキャナ１は、レーザ光源２２からの光線Ｌaが入射するマイクロミラー１２とマイクロミラー１２を所定軸線の回りに揺動させるアクチュエータ１６，１７とを有する光偏向器２を備える。光偏向器２は、光源２２からの入射光線Ｌaに対するマイクロミラー１２による反射光線を、マイクロミラー１２の揺動方向に対応する走査方向の走査光線Ｌbとして光源２２の方向とは別の方向に出射する。光偏向器２からの走査光線の進路上に配設された光反射体５が、光偏向器２からの走査光線Ｌbを光偏向器２の方向とは別の方向に出射する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一定方向へ光線を出射する光源と、
前記光源からの光線が入射するマイクロミラー及び該マイクロミラーを所定軸線の回りに揺動させるマイクロアクチュエータを有し、前記光源からの入射光線に対する前記マイクロミラーによる反射光線を、前記マイクロミラーの揺動方向に対応する走査方向の走査光線として前記光源の方向とは別の方向に出射する光偏向器と、
前記光偏向器からの走査光線の進路上に配設され、前記光偏向器からの走査光線を前記光偏向器の方向とは別の方向に出射する光反射体とを備えることを特徴とする光スキャナ。
【請求項２】
請求項１記載の光スキャナにおいて、
前記マイクロアクチュエータは前記マイクロミラーを前記所定軸線の回りに一定の周波数で往復揺動させ、
前記光偏向器における前記マイクロミラーの往復揺動は、前記光反射体からの走査光線の照射領域に該走査光線をラスタスキャンすることにより画像を生成するときのラスタスキャンを生成する往復揺動に設定され、
前記光源は、各時点で前記照射領域上の照射点に対応する画像上の画素の輝度に応じた光量の光線を出射することを特徴とする光スキャナ。
【請求項３】
請求項１記載の光スキャナにおいて、
前記マイクロアクチュエータは、前記所定軸線の回りの前記マイクロミラーの揺動角が、前記光反射体からの走査光線の照射領域に該走査光線をベクタスキャンすることにより画像を生成するときのベクタスキャンを生成する揺動角になるように、前記マイクロミラーを操作し、
前記光源は、各時点で前記照射領域上の照射点に対応する画像上の画素の輝度に応じた光量の光線を出射することを特徴とする光スキャナ。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の光スキャナにおいて、
前記光偏向器からの走査光線の進路上に前記光反射体より上流に配備され、前記マイクロミラーからの走査光線を光軸に平行に揃えて前記光反射体の方へ出射するコリメータレンズを備えることを特徴とする光スキャナ。
【請求項５】
請求項４記載の光スキャナにおいて、
前記光反射体は、凸面ミラー又は凹面ミラーであることを特徴とする光スキャナ。
【請求項６】
請求項１記載の光スキャナにおいて、
前記光源は、レーザ光を出射するレーザであり、
前記走査光線の経路上において前記光反射体より下流側に配備され前記レーザからのレーザ光の色を白色に変換する蛍光体が被覆されている光透過部材を備えることを特徴とする光スキャナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光偏向器を装備する光スキャナに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＭＥＭＳ（Micro-Electro-Mechanical Systems）による光偏向器を使用する光スキャナが知られている。例えば、特許文献１に開示された光スキャナは、ＭＥＭＳによる光偏向器のマイクロミラーを所定の軸線の回りに揺動させつつ、レーザ光源からの光線をマイクロミラーに向かって出射し、マイクロミラーにおいて反射した光線を走査光線として所定のスクリーン上に照射して、該スクリーン上に画像を表示している（特許文献１／図１５）。
【０００３】
また、特許文献１は、レーザ光源からの光線の光軸に対して直角方向に照射領域を生成する光スキャナを開示する（特許文献１／図２３）。該光スキャナによれば、ビームスプリッタが光源と光偏向器との間に配置され、光源からの光線が、ビームスプリッタ内を直進してから、光偏向器のマイクロミラーに入射するとともに、所定の軸線の回りのマイクロミラーの揺動により生成された走査光が、ビームスプリッタの方へ戻って、ビームスプリッタ内のハーフミラーにより直角方向へ向きを変更されてから、スクリーンの方へ向かう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−４０２４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１のビームスプリッタ付きの光スキャナでは、走査光線の照射先を、光源からの出射光線の光軸方向に対して直角の方向に設定することができるが、それ以外の方向に設定することは難しく、光源の光軸方向と光スキャナからの走査光線の出射方向の設定の自由度が低い。
【０００６】
また、特許文献１のビームスプリッタ付きの光スキャナでは、光源からの出射光は、照射領域へ向かうまでに、ビームスプリッタ内のハーフミラーを２回、通過又は反射するので、光スキャナから照射領域へ向かう走査光線の光量は、光源からの出射光の光量の約１／４に減少する。
【０００７】
本発明の目的は、光源からの出射光線に対する走査光線の光量低下を防止しつつ、光源の光軸の方向と照射領域の方向の設定の自由度を高めることができる光スキャナを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の光スキャナは、一定方向へ光線を出射する光源と、前記光源からの光線が入射するマイクロミラー及び該マイクロミラーを所定軸線の回りに揺動させるマイクロアクチュエータを有し、前記光源からの入射光線に対する前記マイクロミラーによる反射光線を、前記マイクロミラーの揺動方向に対応する走査方向の走査光線として前記光源の方向とは別の方向に出射する光偏向器と、前記光偏向器からの走査光線の進路上に配設され、前記光偏向器からの走査光線を前記光偏向器の方向とは別の方向に出射する光反射体とを備えることを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、光偏向器は、走査光線を光源の方向とは別の方向に出射するとともに、光偏向器からの走査光線の進路上に配設された光反射体が、光偏向器からの走査光線を光偏向器の方向とは別の方向に出射する。したがって、光偏向器及び光反射体の向きを調整することにより、光源の光軸に対する照射領域の方向を種々、設定することができるので、光源の光軸の方向と照射領域の方向の設定の自由度が高めることができる。
【００１０】
本発明によれば、光反射体は、光源からの出射光線の光軸上に配置する必要がなく、この結果、ハーフミラーとする必要がないので、光源からの出射光線に対する走査光線の光量低下を防止することができる。
【００１１】
好ましくは、前記マイクロアクチュエータは前記マイクロミラーを前記所定軸線の回りに一定の周波数で往復揺動させ、前記光偏向器における前記マイクロミラーの往復揺動は、前記光反射体からの走査光線の照射領域に該走査光線をラスタスキャンすることにより画像を生成するときのラスタスキャンを生成する往復揺動に設定され、前記光源は、各時点で前記照射領域上の照射点に対応する画像上の画素の輝度に応じた光量の光線を出射する。
【００１２】
これによれば、ラスタキャンを使用して、光スキャナを一種のプロジェクタのように使用することができる。実際のプロジェクタでは、画素数に等しいミラーを備えるＤＬＰ（Digital Light Processing）チップが使用されるが、この光スキャナでは、光源の出射光線の輝度を制御して、画像を生成するので、光偏向器自体の制御を単純化することができる。また、ハーフミラーを使用しないので、明るい画像を生成することができる。
【００１３】
好ましくは、前記マイクロアクチュエータは、前記所定軸線の回りの前記マイクロミラーの揺動角が、前記光反射体からの走査光線の照射領域に該走査光線をベクタスキャンすることにより画像を生成するときのベクタスキャンを生成する揺動角になるように、前記マイクロミラーを操作し、前記光源は、各時点で前記照射領域上の照射点に対応する画像上の画素の輝度に応じた光量の光線を出射する。
【００１４】
これによれば、ベクタスキャンを使用して、光スキャナを一種のプロジェクタのように使用することができる。マイクロアクチュエータは、所定軸線の回りのマイクロミラーの揺動角を制御することにより、照射領域における走査光線の走査をベクタスキャンで行うことができる。
【００１５】
好ましくは、前記光偏向器からの走査光線の進路上に前記光反射体より上流に配備され、前記マイクロミラーからの走査光線を光軸に平行に揃えて前記光反射体の方へ出射するコリメータレンズを備える。
【００１６】
これによれば、マイクロミラーからの走査光は、コリメータレンズの光軸に対して平行に光反射体へ進むので、進路の横断面積を小さく維持しつつ、マイクロミラーから十分に離れた光反射体に到達することができる。これにより、光偏向器及び光反射体の間の距離の自由度や、光偏向器及び光反射体の配置位置の自由度を高めることができる。
【００１７】
好ましくは、前記光反射体は、凸面ミラー又は凹面ミラーである。
【００１８】
これによれば、凸面ミラー又は凹面ミラーの採用により走査光線の走査角を増大又は縮小させて、平面ミラーの採用のときよりも照射領域を拡大又は縮小することができる。
【００１９】
好ましくは、前記光源は、レーザ光を出射するレーザであり、前記走査光線の経路上において前記光反射体より下流側に配備され前記レーザからのレーザ光の色を白色に変換する蛍光体が被覆されている光透過部材が備えられる。
【００２０】
これによれば、例えばヘッドライト等に使用できる白色の走査光線を生成することができる。また、走査光線を蛍光体被覆付き光透過部材を通過させてから照射先へ向かわせることにより、照射先における眩しさを緩和することができる。さらに、蛍光体被覆付き光透過部材は、光反射体からの走査光線を照射されるので、光偏向器からの走査光線を直接、照射されるのに比して、過熱を抑制される。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】光スキャナの全体概略図。
【図２】光源と光偏向器のマイクロミラーと光反射体との幾何学的位置関係を示す模式図。
【図３】光スキャナと該光スキャナによる走査光線の照射領域との説明図。
【図４】光反射体の回動角と照射領域との関係についての説明図。
【図５】光反射体の回動角に関係なく矩形の照射領域を生成する説明図。
【図６】マイクロミラーと凹面ミラーとの距離が凹面ミラーの焦点距離より小さいときの光スキャナと該光スキャナが生成する照射領域との説明図。
【図７】マイクロミラーと凹面ミラーとの距離が凹面ミラーの焦点距離より大きいときの光スキャナと該光スキャナが生成する照射領域との説明図。
【図８】携帯式光スキャナの斜視図。
【図９】携帯式光スキャナの使用例についての説明図。
【図１０】光スキャナを用いたヘッドライトの模式図。
【図１１】照射領域を遊技盤等に生成する光スキャナについて説明図。
【図１２】コリメータレンズを付加した光スキャナの変形例の模式図。
【図１３】図１２のコリメータレンズの正投影図。
【図１４】図１２の光スキャナを備える遊戯装置の主要部構造図。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
図１を参照して、光スキャナ１について説明する。光スキャナ１は、光偏向器２、電気装置部３及び光反射体５を備える。光偏向器２は、ＭＥＭＳチップとして創製され、所定のパッケージに収納され、パッケージの電極を介して制御電圧等が供給される。
【００２３】
光偏向器２は、中心に揺動自在に配置されるマイクロミラー１２、マイクロミラー１２を外側から包囲する内側矩形枠部１３、及び内側矩形枠部１３を外側から包囲する外側矩形枠部１４を備えている。
【００２４】
説明の便宜上、光偏向器２の縦方向及び横方向を、それぞれ外側矩形枠部１４の短辺に平行な方向及び長辺に平行な方向と定義する。図１では、左斜め下−右斜め上が光偏向器２の縦方向であり、左斜め上−右斜め下が光偏向器２の横方向となる。図１において、ｘ，ｙは、マイクロミラー１２の中心を通り、それぞれ光偏向器２の横方向及び縦方向の軸線として定義している。
【００２５】
１対のトーションバー１５は、その軸線をｙ軸線に揃えて、マイクロミラー１２に対して縦方向両側に配設され、マイクロミラー１２に先端側を結合している。トーションバー１５の基端側は内側矩形枠部１３の横辺の内周側の中心部に結合している。なお、トーションバー１５の基端側は内側矩形枠部１３から離れていてもよい。その場合、トーションバー１５の基端部は内側アクチュエータ１６のみにより内側矩形枠部１３に支持される。
【００２６】
１対の内側アクチュエータ１６は、ユニモルフカンチレバーとして構成されている圧電アクチュエータであり、各トーションバー１５の横方向両側に配設され、先端側をトーションバー１５に結合し、基端側を内側矩形枠部１３の縦辺部に結合している。内側アクチュエータ１６は、トーションバー１５をｙ軸線の回りに所定の振動数で往復揺動させて、マイクロミラー１２をｙ軸線の回りに往復揺動させる。
【００２７】
圧電式の１対の外側アクチュエータ１７は、内側矩形枠部１３に対して横方向両側に配設され、４つのユニモルフカンチレバーが直列に結合した構造となっており、基端側において外側矩形枠部１４の縦辺部に結合し、先端側において内側矩形枠部１３の縦辺部に結合している。各外側アクチュエータ１７は、基端側から奇数番目のカンチレバーの圧電膜と偶数番目のカンチレバーの圧電膜とに相互に逆位相で同一周波数の電圧を印加されることにより、内側矩形枠部１３を介してマイクロミラー１２をｘ軸線の回りに往復揺動させる。
【００２８】
電極パッド１８，１９は、外側矩形枠部１４の一方及び他方の縦辺部の表側の面にそれぞれ配備され、光偏向器２内の配線を介して内側アクチュエータ１６及び外側アクチュエータ１７の電極端子に接続されている。
【００２９】
電気装置部３は、駆動電圧生成装置２１、レーザ光源２２、制御装置２３及び電源２５を備える。電源２５は、光スキャナ１が適用される製品に応じて商用電源、繰り返し充電自在のバッテリ、又は交換可能な乾電池等から構成される。
【００３０】
駆動電圧生成装置２１は、電極パッド１８，１９へ接続され、電極パッド１８，１９を介して内側アクチュエータ１６及び外側アクチュエータ１７の圧電膜にそれぞれ第１及び第２周波数のユニポーラ（単極）駆動電圧を供給する。第１及び第２周波数は、それぞれ異なる一定周波数として設定されている。
【００３１】
レーザ光源２２は、後述の走査光線の元になる光線Ｌaをマイクロミラー１２の中心へ向かう一定方向へ出射する。マイクロミラー１２は、マイクロアクチュエータとしての内側アクチュエータ１６及び外側アクチュエータ１７により所定軸線としてのｙ軸線及びｘ軸線の回りに第１及び第２周波数で往復揺動している。マイクロミラー１２は、レーザ光源２２からの入射光線Ｌaを法線の向きに応じた角度で反射して、揺動方向に対応する走査方向の一次走査光線Ｌbとして出射する。一次走査光線Ｌbは、光偏向器２の外部の光反射体５へ向かい、光反射体５において反射し、光反射体５から二次走査光線Ｌcとして照射先へ向かう。
【００３２】
制御装置２３は、駆動電圧生成装置２１及びレーザ光源２２の作動及び停止を制御する。制御装置２３は、レーザ光源２２の光量を、例えばパルス幅変調（ＰＷＭ）や駆動電流の調整により制御することができる。
【００３３】
図２を参照して、光反射体５、マイクロミラー１２及びレーザ光源２２の幾何学的位置関係について説明する。図２において、Ａaは、入射光線Ｌaの光軸である。Ａbは、一次走査光線Ｌbの進路の中心軸である。Ａcは、二次走査光線Ｌcの進路の中心軸である。一次走査光線Ｌb及び二次走査光線Ｌcは走査光線であるので、それらの進路方向は、各時点ごとに異なるが、二次進路中心軸Ａcは、照射領域４５（図３等）の中心点を照射する時の二次走査光線Ｌcの進路方向に一致し、一次進路中心軸Ａbは、二次進路中心軸Ａcを進路方向とする二次走査光線Ｌcを生成する一次走査光線Ｌbの進路方向に一致する。
【００３４】
５ｎは、二次進路中心軸Ａcの起点における光反射体５の法線である。１２ｎは、マイクロミラー１２が光偏向器２の正面方向に向いたときのマイクロミラー１２の中心における法線である。αは、光源光軸Ａaと一次進路中心軸Ａbとの交角である。βは、一次進路中心軸Ａbと二次進路中心軸Ａcとの交角である。
【００３５】
マイクロミラー１２は、光源光軸Ａa上に配設され、光反射体５は、マイクロミラー１２からの一次走査光線Ｌbの進路上としての一次進路中心軸Ａb上に配設される。α≠０°，β≠０°に設定されている。すなわち、マイクロミラー１２において、一次走査光線Ｌbの出射方向は、レーザ光源２２の方向とは別方向に設定されている。また、光反射体５において、二次走査光線Ｌcの出射方向は、光偏向器２とは別方向に設定されている。
【００３６】
α，βを調整することにより、光源光軸Ａaに対する二次進路中心軸Ａcの方向をほぼ任意に設定することができる。なお、法線５ｎはβの二等分割線になり、法線１２ｎは、αの二等分割線になる。
【００３７】
図３を参照して、光スキャナ１が生成する照射領域４５について説明する。照射領域４５は、二次進路中心軸Ａc上の所定位置において二次進路中心軸Ａcに対して直交して配置されるスクリーンを仮定して（以下、このスクリーンを「仮想スクリーン」という。）、二次走査光線Ｌcが該仮想スクリーン上に照射される範囲と定義される。
【００３８】
図３において、マイクロミラー１２は、前述したように、内側アクチュエータ１６の作動によりｙ軸線の回りに第１周波数で揺動し、外側アクチュエータ１７の作動によりｘ軸線の回りに、第２周波数（ただし、第１周波数＞第２周波数）で揺動する。入射光線Ｌaは、レーザ光源２２からマイクロミラー１２の中心に向けて出射され、ｘ軸線及びｙ軸線の回りに揺動するマイクロミラー１２に当たって、反射し、一次走査光線Ｌbとなって、光反射体５へ向かう。さらに、一次走査光線Ｌbは、光反射体５に入射し、一次走査光線Ｌbの反射光としての二次走査光線Ｌcが光反射体５から出射される。
【００３９】
図３では、照射領域４５の中心は、二次走査光線Ｌcの光軸上にあると想定している。この場合、照射領域４５は矩形になる。
【００４０】
この光スキャナ１は、画像生成装置に適用することができる。この場合、二次走査光線Ｌcのラスタスキャンにより照射領域４５に画像（静止画又は動画）が生成されるように、前述の第１及び第２周波数はラスタスキャンの横走査及び縦走査の周波数に等しくされる。また、各時点の入射光線Ｌaの輝度は、照射領域４５を画像画面と仮定して、二次走査光線Ｌcの照射点に対応する該画像画面上の画素の輝度に対応させる。光反射体５の反射率は１００％未満であるので、各時点の入射光線Ｌaの輝度は、二次走査光線Ｌcの照射点に対応する画像画面上の画素の所望輝度より高くされる。
【００４１】
なお、照射領域４５に生成する画像をカラーにする場合には、光の三原色としての青、緑及び赤の光線を出射するレーザ光源２２を３つ用意し、各時点における各入射光線Ｌaの強度を二次走査光線Ｌcの照射点に対応する画像画面上の画素の輝度に対応させる。色ごとの入射光線Ｌaを１本の入射光線Ｌaにまとめてマイクロミラー１２に入射させるために、三原色の１つの色のレーザ光源２２からの入射光線Ｌaに対して光源光軸Ａaを設定するとともに、該光源光軸Ａa上にビームスプリッタを２つ配設し、残りの２つの色の光線を、各ビームスプリッタのハーフミラーにおいて１つずつ光源光軸Ａaに合流するように、反射させる。
【００４２】
一次走査光線Ｌbは、そのまま直進して照射領域４５へ向かうことなく、光反射体５における反射により進行方向を変更し、その反射光線としての二次走査光線Ｌcが照射領域４５の方へ向かう。この結果、二次走査光線Ｌcの向かう側とは反対側の延長方向にマイクロミラー１２を配置できない状況下でも、入射光線Ｌaを由来とする走査光線を照射領域４５に照射することができる。
【００４３】
二次走査光線Ｌcの向かう側の反対側の延長方向にマイクロミラー１２の配置できない状況の例としては、（ａ）二次走査光線Ｌcの元側の延長方向にマイクロミラー１２及びレーザ光源２２を配置するスペースがない場合、又は（ｂ）配置スペースがあっても、該スペースと照射領域４５との間に光の障害物があり、配置スペースから照射領域４５にマイクロミラー１２からの走査光線を直接照射できない場合がある。
【００４４】
図４では、光反射体５が、一方の長辺の回りのｒ方向の回動角が３段階に切替自在となる可動式とされている。光反射体５は、光スキャナ１の作動中では、いずれかの回動角度に固定状態を保持されている。
【００４５】
光反射体５の回動角の切替に伴い、一次進路中心軸Ａbに対する二次進路中心軸Ａcの角度も切り替えられる。照射領域４５ａ〜４５ｃは、光反射体５がそれぞれ第１〜第３回動角にあるときの照射領域を示している。
【００４６】
照射領域４５ａ〜４５ｃに対する仮想スクリーンは、光反射体５が第２回動角にあって二次進路中心軸Ａcが照射領域４５ｂの中心を通るときに、該二次進路中心軸Ａcに対して直交するスクリーンとされる。４５ａ，４５ｃは、該仮想スクリーンにおいて照射領域４５ｂに対して照射領域４５ａの上辺及び下辺に接してそれぞれ上側及び下側に生成される照射領域である。
【００４７】
照射領域４５ｂは、二次進路中心軸Ａcが照射領域４５ｂの中心を通る時に仮想スクリーン上に生成される照射領域であるので、照射領域４５ｂの横幅は縦方向位置に関係なくほぼ等しくなる。これに対し、照射領域４５ａ，４５ｃでは、二次進路中心軸Ａcがそれぞれ照射領域４５ａ，４５ｃの中心を通過する時に仮想スクリーン上に生成される照射領域であるので、照射領域４５ａ，４５ｃは、照射領域４５ｂから遠い縦方向位置の横幅ほど長くなる台形状になる。
【００４８】
図５は、図４の台形の照射領域４５ａ，４５ｃを矩形に補正する説明図である。光反射体５、マイクロミラー１２及びレーザ光源２２の幾何学的位置関係は、図４と図５とは同一である。照射領域４５ａ，４５ｃを図４の台形から図５の矩形に補正するために、図５の光スキャナ１では、入射光線Ｌaの出射期間及び出射停止期間を照射領域４５ａ，４５ｃにおける二次走査光線Ｌcの縦方向位置に応じて制御する。
【００４９】
具体的には、二次走査光線Ｌcが照射領域４５ａ又は４５ｃを横方向の一端から他端へ走査する各走査期間において、該走査期間の全体にわたり、入射光線Ｌaを出射せずに、入射光線Ｌaを出射すれば、該入射光線Ｌa由来の二次走査光線Ｌcが照射領域４５ｂの横幅より外側を走査することになる期間部分は、レーザ光源２２からの入射光線Ｌaの出射を停止する。
【００５０】
一方、照射領域４５ａ又は４５ｃの矩形補正において、単純に、入射光線Ｌaを出射すれば、該入射光線Ｌa由来の二次走査光線Ｌcが照射領域４５ｂの横幅より外側を走査することになる期間部分に、レーザ光源２２からの入射光線Ｌaの出射を停止することにすると、照射領域４５ａ又は４５ｃにおいて、二次走査光線Ｌcが照射領域４５ｂの横幅の外側に映される画像部分が欠落してしまう。そこで、光スキャナ１は、入射光線Ｌaについて時間軸圧縮処理を行う。
【００５１】
具体的には、光スキャナ１は、二次走査光線Ｌcが照射領域４５ａ又は４５ｃを横方向の一端から他端へ走査する時間分の入射光線Ｌaに対し、該時間分の入射光線Ｌaを、二次走査光線Ｌcが照射領域４５ｂの横幅（照射領域４５ａ又は４５ｃの最小横幅）を走査する時間分の入射光線Ｌaに時間軸方向に圧縮し、この圧縮した時間分の入射光線Ｌaを、二次走査光線Ｌcが照射領域４５ａ又は４５ｃにおいて照射領域４５ｂの横幅相当分を走査する期間部分に同期してレーザ光源２２から出射する。
【００５２】
次に、図６及び図７を参照して、光スキャナ１の変形例について説明する。なお、図６及び図７において、図３に示した要素と同一の要素については、図３に図示した要素と同一の符号で指示して、説明は省略する。
【００５３】
図６及び図７の光スキャナ１では、光反射体５に代えて凹面ミラー４９が採用されている。凹面ミラー４９は、その中心の法線方向から見た正面視は横長の矩形に形成され、側面視は円弧状に形成されている。凹面ミラー４９は、図６では、マイクロミラー１２から凹面ミラー４９の光軸方向へ凹面ミラー４９の焦点距離離れた位置より内側に配設され、図７では、凹面ミラー４９の焦点距離離れた位置より外側に配設されている。
【００５４】
図６における一次進路中心軸Ａbと二次進路中心軸Ａcとの合計長さが、図３における一次進路中心軸Ａbと二次進路中心軸Ａcとの合計長さと同一とすると、照射領域４５の縦寸法は、図６の方が図３より増大する。したがって、光反射体５に代えて凹面ミラー４９を使用することにより、縦方向に拡大した照射領域４５を得ることができる。
【００５５】
一方、図３及び図６の光スキャナ１では、マイクロミラー１２が上向きの時にレーザ光源２２から出射した入射光線Ｌaが、マイクロミラー１２が下向きの時にレーザ光源２２から出射した入射光線Ｌaより、照射領域４５において下側を照射することになる。すなわち、照射領域４５における画像が、光反射体５又は凹面ミラー４９を用いることにより、上下逆転してしまう。これに対して、図７では、凹面ミラー４９から出射したときにそれぞれ上側及び下側の上下関係にある二次走査光線Ｌcが、照射領域４５へ向かう途中で、上下関係を逆転してから、照射領域４５に照射される。これにより、照射領域４５には、上下逆転しない画像が生成される。
【００５６】
図８を参照して、光スキャナ１が適用された携帯式光スキャナ５０について説明する。携帯式光スキャナ５０において、ケース５２は、ケース本体５３と、ケース本体５３に対して所定の傾斜角度でケース本体５３の上端の一辺に結合している蓋５４とを有している。蓋５４は、ケース本体５３の開口５６を開閉自在にし、かつケース本体５３に対する傾斜角度を複数段に調整したり、不使用時はケース本体５３の開口５６を閉鎖するようになっていてもよい。
【００５７】
携帯式光スキャナ５０は、光スキャナ１が装備する全要素を装備する。図８では、図示の簡略化上、光スキャナ１の光反射体５及び光偏向器２に対応する光反射体５５及び光偏向器５７のみが図示されている。光スキャナ１のその他の要素は、光偏向器５７と同様に、ケース本体５３内に収納されている。なお、携帯式光スキャナ５０では、電源２５（図１）は、繰り返し充電可能なバッテリ又は交換可能な乾電池として装備される。
【００５８】
図９を参照して、携帯式光スキャナ５０の使用状況の一例について説明する。警備員６１は、携帯式光スキャナ５０を胸ポケット６２に入れる。携帯式光スキャナ５０の蓋５４は、胸ポケット６２から露出して、蓋５４の光反射体５５（図８）からの二次走査光線Ｌcは、警備員６１の前方の斜め下方に向かう。
【００５９】
この警備員６１は、右手６５及び左手６６に手袋を嵌めて、警備を行っており、また、右手６５は、警棒６７を持って塞がっているのに対し、左手６６は何も持たず自由になっている。携帯式光スキャナ５０からの二次走査光線Ｌcの進路に、掌が目の方に向くように、左手６６を挿入すると、左手６６の手袋の掌に二次走査光線Ｌcによる画像が表示される。警備員６１が左手６６を携帯式光スキャナ５０からの二次走査光線Ｌcの進路から抜くと、二次走査光線Ｌcは、床６９を照射し、床６９に照射領域７０が生成される。
【００６０】
照射領域７０は、静止画又は動画である。なお、静止画にはテキスト画像も含まれる。携帯式光スキャナ５０は、無線機（図示せず）を装備し、無線及びインターネットを介して警備会社のサーバに接続されているとともに、ＧＰＳやジャイロセンサ等を装備し、サーバに時々刻々の現在位置（高さ方向の現在位置も含む）を通知している。サーバは、警備員６１の現在位置に関係する警備情報、例えば現在位置の地図情報（建屋内の部屋や通路の配置の情報も含む）や、警備員６１への指示情報を携帯式光スキャナ５０へ送信し、照射領域７０には該情報が含まれる。
【００６１】
こうして、警備員６１は、警備情報を左手６６又は床６９に適宜表示しつつ、建屋内及び建屋外の警備を実施することができる。
【００６２】
なお、携帯式光スキャナ５０と警備会社のサーバとは、画像に加えて音声を授受することもできる。携帯式光スキャナ５０は、ハンズフリー用のマイクロホン（図示せず）は装備するものの、スピーカは装備しておらず、警備員６１は、警備本部からの音声を聞く場合には、イヤホンを耳に嵌めて、外へ音声を音声を漏らさずに警備を行うことができる。
【００６３】
さらに、携帯式光スキャナ５０からの二次走査光線Ｌcに、照射用とは別に、赤外線レーザの赤外線を含ませ、該赤外線が照射領域に照射して戻ってきた赤外線を携帯式光スキャナ５０において検出することにより、警備員６１が、左手６６の手袋の掌又は照射領域７０の映像上に指又は警棒６７で描いた文字や図形等を抽出し、抽出した文字や図形等をその後の二次走査光線Ｌcによる映像上に生成するようにすることもできる。
【００６４】
図１０を参照して、自動車のヘッドライトへの光スキャナ１の適用について説明する。図１０の光スキャナ１において、図１の光スキャナ１の要素と同一の要素については、図１の光スキャナ１の要素に付けた符号と同一の符号により指示する。
【００６５】
図１０において、レーザ光源２２は青色のレーザ光を出力する青色レーザとされる。光透過部材としての透明板７５は、二次走査光線Ｌcの進路において光反射体５より下流側に配置される。透明板７５は、表面又は裏面を黄色の蛍光体により被覆されている。これにより、光反射体５から出射した青色のレーザ光は、透明板７５における黄色の蛍光体の被覆を通過する際に、法規がヘッドライトの色として規定する範囲の白色に変化して、自動車前方の照射先を照射する。
【００６６】
この光スキャナ１によれば、また、レーザ光としての二次走査光線Ｌcは、透明板７５の蛍光体を通過する際の所定の散乱により、照射先における眩しさが緩和される。さらに、蛍光体は、光反射体５からの二次走査光線Ｌcを照射されるので、過熱を防止することができる。
【００６７】
光スキャナ１を自動車のヘッドライトに適用する場合、レーザ光源２２及び蛍光体の色は、それぞれ青及び黄色に限定する必要はない。例えば、レーザ光源２２は、近紫外線（波長が例えば４０５ｎｍ）にし、透明板７５は、光の三原色の青色、緑色及び赤色の各蛍光体を均一に混ぜたもので、被覆しても、透明板７５からの出射光の色を白に変換することができる。
【００６８】
光スキャナ１は、ヘッドライト以外の自動車用ランプやその他のランプにも適用することができる。その場合、用途の色に合わせて、透明板７５の蛍光体の色が選択される。
【００６９】
図１１を参照して、照射領域を遊技盤等に生成する光スキャナ１について説明する。球面スクリーン７８は、パチンコ台やスロットマシーン等の遊戯盤に装飾として配備され、スクリーンとして機能させるために、擦りガラス等の半透明材料から成る。
【００７０】
球面スクリーン７８は、遊技者に対峙する正面側を球面に形成され、裏面側を遊技盤の裏に所定の開口を有し、該開口を介して光反射体５からの二次走査光線Ｌcを内面側に入射され、二次走査光線Ｌcによる画像や色を表示する。遊技者は、球面スクリーン７８の画像や色を球面スクリーン７８の正面側から視認する。
【００７１】
図１２及び図１３を参照して、光スキャナ１の変形例について説明する。なお、図１２において、図３に図示した要素と同一の要素については、図３に図示した要素と同一の符号で指示し、説明は省略する。
【００７２】
図１２において、光スキャナ１は、本体８０と凸面ミラー８１とを備える。本体８０は、マイクロミラー１２及びレーザ光源２２の他にコリメータレンズ８３を含む。コリメータレンズ８３の光軸は、一次進路中心軸Ａbに揃えられ、コリメータレンズ８３は、一次進路中心軸Ａb上におけるマイクロミラー１２からの距離をコリメータレンズ８３の焦点距離に設定される。コリメータレンズ８３の位置は、一次進路中心軸Ａb上において光反射体としての凸面ミラー８１より上流である。マイクロミラー１２からの一次走査光線Ｌbは、コリメータレンズ８３に入射し、コリメータレンズ８３からの出射後は一次進路中心軸Ａbに対して平行に凸面ミラー８１へ進む。
【００７３】
図１３は図１２の凸面ミラー８１の正投影図である。正面図は、凸面ミラー８１を一次進路中心軸Ａbの方向から見た図であり、横長の矩形になっている。該矩形は、一次走査光線Ｌbの進路横断面以上の寸法とされ、コリメータレンズ８３からの一次走査光線Ｌbを漏れなく入射される大きさが確保されている。凸面ミラー８１の左側面図は、中心角ほぼ９０°の扇形である。凸面ミラー８１の平面図は正面側に凸の湾曲面に形成されている。
【００７４】
図１２に戻って、一次走査光線Ｌbは、凸面ミラー８１において反射して、凸面ミラー８１上の反射点における法線に関係した反射角で二次走査光線Ｌcとして照射領域４５の方へ向かう。凸面ミラー８１上の各箇所の法線は、凸面ミラー８１と二次進路中心軸Ａcとの交点から遠い法線ほど二次進路中心軸Ａcに対して外側に向く。この結果、凸面ミラー８１からの二次走査光線Ｌcは、縦横に十分に広がって、大きな照射領域４５を生成することかできる。凸面ミラー８１からの二次走査光線Ｌcの広がり角（走査角）は、凸面ミラー８１の曲率の選択により、変更することができる。図１２において、照射領域４５の面積は、本体８０と凸面ミラー８１との間の一次走査光線Ｌbの平行進路の横断面積より増大する。すなわち、照射領域４５は、本体８０と凸面ミラー８１との間の一次走査光線Ｌbの平行進路の横断面より拡大する。
【００７５】
図１４は、図１２の光スキャナ１をパチンコ台に適用した例を示している。なお、図１４において、図１２に図示した要素と同一の要素については、図１２に図示した要素と同一の符号で指示する。
【００７６】
本体８０は、パチンコ盤８７の裏面側に配設される。一次進路中心軸Ａbは、パチンコ盤８７に対して平行に設定される。窓８８は、パチンコ盤８７において二次走査光線Ｌcが通過する部位に形成される。半球面スクリーン８９は、パチンコ盤８７の表面側において窓８８を覆うようにパチンコ盤８７の表面側に固定され、スクリーンの機能を果たすために、図１１の球面スクリーン７８と同様に、半透明材料から構成される。
【００７７】
凸面ミラー８１からの二次走査光線Ｌcは、窓８８を通過して図１２の照射領域４５を半球面スクリーン８９の裏面側に生成する。なお、図１２の照射領域４５は矩形であるが、図１４では、半球面スクリーン８９における半球面の照射領域に適合させるために、凸面ミラー８１からの二次走査光線Ｌcの進路横断面積を矩形ではなく、正方形となるように、マイクロミラー１２の揺動角を調整することが好ましい。
【００７８】
間隙９３は、パチンコ盤８７の裏面側において、パチンコ盤８７と一次走査光線Ｌbの経路領域との間に形成される。パチンコ台では、パチンコ盤８７の裏面側に近接して弾球が通る道筋が必要になる。間隙９３は、この道筋の配置スペースとして使用されるとともに、凸面ミラー８１からの二次走査光線Ｌcの進路は、弾球の道筋と干渉しないように、設定される。
【００７９】
なお、本体８０及び凸面ミラー８１をパチンコ盤８７の裏面側ではなく、表面側に、表面から所定距離離して配設し、凸面ミラー８１からの二次走査光線Ｌcをパチンコ盤８７の表面の非透明スクリーンとしての立体物に照射して、該立体物の表面側に映像等を投影してもよい。
【００８０】
本発明は、実施形態に限定されることなく、種々に変形して実施することができる。
【００８１】
例えば、実施形態では、二次走査光線Ｌcのラスタスキャンにより照射領域４５に画像を生成しているが、ラスタスキャンに代えて、ベクタスキャンにより照射領域４５に画像を生成することもできる。ベクタスキャンの場合には、内側アクチュエータ１６の作動による第１周波数でのｙ軸線の回りのマイクロミラー１２の揺動、及び外側アクチュエータ１７の作動による第２周波数でのｘ軸線の回りのマイクロミラー１２の揺動は中止される。代わりに、内側アクチュエータ１６及び外側アクチュエータ１７は、二次走査光線Ｌcが照射領域４５において任意の方向に走査されて、所望の画像を生成するように、ｘ軸線及びｙ軸線の回りのマイクロミラー１２の揺動角を操作する。
【００８２】
図１２の実施形態では、凸面ミラー８１が採用されているが、凸面ミラー８１に代えて平面ミラーとしての光反射体５又は凹面ミラーを採用することもできる。凸面ミラー８１に代えて凹面ミラーを採用した場合には、照射領域４５は、本体８０と凹面ミラーとの間の一次走査光線Ｌbの平行進路の横断面より縮小する。縮小率は、凹面ミラーの曲率により調整される。
【００８３】
実施形態の光偏向器２では、マイクロミラー１２からの一次走査光線Ｌbの進路の横断面積が矩形となるように、マイクロミラー１２の揺動角が設定されているが、該横断面積が正方形となるように、マイクロミラー１２の揺動角を設定することができる。
【符号の説明】
【００８４】
１・・・光スキャナ、２，５７・・・光偏向器、５，５５・・・光反射体、１２・・・マイクロミラー、１６・・・内側アクチュエータ（マイクロアクチュエータ）、１７・・・外側アクチュエータ（マイクロアクチュエータ）、２２・・・レーザ光源（光源）、４５，７０・・・照射領域、４９・・・凹面ミラー（光反射体）、５０・・・携帯式光スキャナ（光スキャナ）、７５・・・透明板（光透過部材）、８１・・・凸面ミラー（光反射体）、８３・・・コリメータレンズ。
【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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