(57)【要約】【課題】簡略な構成により入射光束と走査光束とを光走査装置を中心にしてほぼ対称に位置させるとともに、光学補正部を構成することにより、光走査装置を組み込む装置の設計自由度を拡大させる。【解決手段】反射面を有する振動ミラー部２と、振動ミラー部２を保持する枠部３とを備え、入射光束１３を前記反射面により反射して走査光束１４に変換する光走査装置１において、第１の反射面１０と第２の反射面１１とが略Ｖ字形状の傾斜面に配置された反射部６を更に備え、第１の反射面は、入射窓１２０から入射した入射光を反射して振動ミラー部２に出射し、第２の反射面１１は、前記振動ミラー部２の揺動により走査された反射光を反射して出射窓１２１から走査光束１４として出射するとともに、入射窓と出射窓との間に光学補正用の補正部が挿入されている光走査装置。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
反射面が揺動する振動ミラー部と、前記振動ミラー部を保持する枠部と、前記振動ミラー部の反射面に対向して設置され、略Ｖ字形状の傾斜面に形成された第１の反射面と第２の反射面とを有する反射部とを備え、入射窓から入射した入射光が前記第１の反射面において反射されて前記振動ミラー部の反射面に向けて出射され、前記振動ミラー部の揺動により走査された反射光が前記第２の反射面において反射して出射窓から出射される光走査装置であって、
前記入射窓へ入射し前記出射窓から出射される光の光路中に光学補正用の補正部が設けられていることを特徴とする光走査装置。
【請求項２】
前記補正部は、前記振動ミラー部の反射面に入射し前記出射窓から出射される光の光路中に設置されており、正弦的な走査角速度の走査光を、平面上又は曲面上で略等速度の走査光となるように変換する走査速度補正機能を有する第１補正部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】
前記第１補正部は、前記走査速度補正機能を有する反射面が形成された前記第２の反射面であることを特徴とする請求項２に記載の光走査装置。
【請求項４】
前記反射部は、その表面に前記略Ｖ字形状を有する凸部を備え、前記第１の反射面及び前記第２の反射面は前記凸部の傾斜面に形成されており、
前記反射部と前記枠部との間であって、前記第２の反射面へ入射し前記出射窓から出射される光の光路中には透光部が設置されており、
前記第１補正部は、前記透光部に形成された前記走査速度補正機能を有するレンズであることを特徴とする請求項２に記載の光走査装置。
【請求項５】
前記反射部は、透光性部材から成り、かつ、その表面に前記略Ｖ字形状を有する凹部を備え、前記第１の反射面及び前記第２の反射面は前記凹部の傾斜面に形成されており、
前記第１補正部は、前記反射部の表面であって、前記振動ミラー部の反射面へ入射し前記第２の反射面から出射される光の光路中、又は前記第２の反射面へ入射し前記出射窓から出射される光の光路中に形成された前記走査速度補正機能を有するレンズであることを特徴とする請求項２に記載の光走査装置。
【請求項６】
前記補正部は、前記入射窓へ入射し前記出射窓から出射される光の光路中に設置された、入射光を前記振動ミラー部の反射面近傍に一度線上に集光し、かつ前記振動ミラー部の反射面において反射された走査光を所望の形状に変換する機能を有する第２補正部であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光走査装置。
【請求項７】
前記第２補正部は、前記第１の反射面及び前記第２の反射面であることを特徴とする請求項６に記載の光走査装置。
【請求項８】
前記反射部は、その表面に前記略Ｖ字形状を有する凸部を備え、前記第１の反射面及び前記第２の反射面は前記凸部の傾斜面に形成されており、
前記反射部と前記枠部との間であって、前記入射窓へ入射し前記第１の反射面から出射される光の光路中及び前記第２の反射面へ入射し前記出射窓から出射される光の光路中には透光部が設置されており、
前記第２補正部は、前記透光部に形成されていることを特徴とする請求項６に記載の光走査装置。
【請求項９】
前記反射部は、透光性部材から成り、かつ、その表面に前記略Ｖ字形状を有する凹部を備え、前記第１の反射面と前記第２の反射面とは前記凹部の傾斜面に形成されており、
前記第２補正部は、前記反射部の表面であって、前記入射窓へ入射し前記振動ミラー部の反射面から出射される光の光路中、及び、前記振動ミラー部の反射面へ入射し前記出射窓から出射される光の光路中に形成されていることを特徴とする請求項６に記載の光走査装置。
【請求項１０】
前記補正部は、前記振動ミラー部の反射面へ入射し前記出射窓から出射される光の光路中に設置され、前記反射部にて反射され出射される走査光が、略同一平面上に有るように変換する機能を有する第３補正部であることを特徴とする請求項１、２、６のいずれか１項に記載の光走査装置。
【請求項１１】
前記第３補正部は、前記反射部にて反射され出射される走査光が、略同一平面上に有るように変換する機能を有する前記第２の反射面であることを特徴とする請求項１０に記載の光走査装置。
【請求項１２】
前記請求項１〜１１のいずれか１項に記載の光走査装置を備え、画像信号に応じて変調された光束を前記光走査装置により２次元方向に走査して画像を形成し、前記画像を網膜上に投影表示する網膜走査型表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザープリンタや投影型表示装置に用いられる光走査装置に関する。特に、振動体に設けた反射ミラーを揺動させることにより入射光を走査する光走査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、投影型表示装置等においては画像信号により変調されたレーザー光を走査して画像を形成するための光走査装置が知られている。この種の光走査装置の光走査部として、例えば回転多面鏡（ポリゴンミラー）や振動反射鏡（ガルバノミラー）が用いられている。回転多面鏡を使用する場合は、回転する回転多面鏡に画像信号により変調されたレーザー光を照射することで該入射光を走査し、レーザープリンタでは、感光体が塗布されたドラムを被走査面としてレーザー光を照射することで静電潜像を形成し、トナーをドラムの前記静電潜像箇所に付着させ、その後印字紙に転写して加熱、加圧し定着させる。また、振動駆動型反射鏡を使用する画像表示装置においては、ミラーを圧電ユニモルフや静電気力を利用した電極対、磁場と電流を用いたいわゆる電磁方式の駆動源等といったアクチュエータにより高速振動させ、画像信号により変調されたレーザー光をこの振動ミラーに照射し、反射光をスクリーンや直接網膜に照射して、画像表示装置とする。振動駆動型反射鏡は回転多面鏡と比較して駆動部を小型化することができ、軽量小型の光走査装置に適する。
【０００３】
図１５は、振動駆動型反射鏡による光走査装置１１０を用いて投影画像装置１００を構成した概念図である。レーザー光源１０２は、画像データにより変調された光束を集光レンズ系１０３に向けて出射する。集光レンズ系１０３は光走査装置１１０の振動ミラー１０１に光束を略コリメートもしくは収束光束として出射する。光走査装置１１０の振動ミラー１０１はＸ軸及びＹ軸を中心として揺動する。これにより振動ミラー１０１から反射された走査光束は、Ｙ軸方向及びＸ軸方向に走査される。走査された走査光束は、投影レンズ系１０４によりスクリーン１０５に結像され、画像が表示される。この場合に、レーザー光源１０２、集光レンズ系１０３、投影レンズ系１０４及びスクリーン１０５は、光走査装置１１０の反射面側に配置されている。
【０００４】
また、振動駆動型反射鏡による光走査装置を用いて画像形成装置を構成する際に、可動ミラーと反射面との間で多重反射を起こさせて、大きな走査角を得る画像形成装置が知られている。特に、反射面を光走査装置の可動ミラーに近接させて一体的に構成した光走査装置が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。可動ミラーと反射面とを一体的に構成することにより、部品点数を削減させることができると共に、組み立て精度の向上を図ることができる、というものである。
【特許文献１】特開２００２−２７７８０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
図１５に示すように、光走査装置１１０は、入射光束を振動する振動ミラーにより反射して、その反射光を走査する。即ち、レーザー光源やレーザー光を集光させる集光レンズ系、反射した走査光束を走査して投影する投影レンズ系配置光走査装置のミラー表面側になければならない。そのために、これらの光学系部材の配置が混雑し、結果光学系の大型化を招くという問題を生じていた。この課題を解決するため、光源及び集光レンズ系と光走査装置、あるいは光走査装置と投影レンズ系との間に反射鏡を設置して光路を折り曲げて設計することが考えられる。このことで装置のレイアウトの自給度は確保される。しかし、そのような光学部材を新たに設ける場合、部品点数が増加して装置全体の重量が大きくなると共に、それぞれの光学部材を装置内の平面基準に対して角度の付いた姿勢で高精度に位置合わせする必要が生じるため、部材費および工数の増加、調整機構の導入を伴いコスト高となった。
【０００６】
また、振動ミラーにより反射光を走査して投影画像を形成する場合には、投影される画像において走査線の曲がりからなる光学歪が生ずる。これを除去するために振動ミラーと画像投影面との間、又は入射光束と振動ミラーの間に補正部材を形成する必要があった。そのため、上記と同様に部品点数が増加して装置全体の体積が大きくなり、位置合わせ等の製造工程数も増加した。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、以下にその詳細を示す。
【０００８】
請求項１に係る発明においては、反射面が揺動する振動ミラー部と、前記振動ミラー部を保持する枠部と、前記振動ミラー部の反射面に対向して設置され、略Ｖ字形状の傾斜面に形成された第１の反射面と第２の反射面とを有する反射部とを備え、入射窓から入射した入射光が前記第１の反射面において反射されて前記振動ミラー部の反射面に向けて出射され、前記振動ミラー部の揺動により走査された反射光が前記第２の反射面において反射して出射窓から出射される光走査装置であって、前記入射窓へ入射し前記出射窓から出射される光の光路中に光学補正用の補正部が設けられていることを特徴とする光走査装置とした。
【０００９】
請求項２に係る発明においては、前記補正部は、前記振動ミラー部の反射面に入射し前記出射窓から出射される光の光路中に設置されており、正弦的な走査角速度の走査光を、平面上又は曲面上で略等速度の走査光となるように変換する走査速度補正機能を有する第１補正部であることを特徴とする請求項１に記載の光走査装置とした。
【００１０】
請求項３に係る発明においては、前記第１補正部は、前記走査速度補正機能を有する反射面が形成された前記第２の反射面であることを特徴とする請求項２に記載の光走査装置とした。
【００１１】
請求項４に係る発明においては、前記反射部は、その表面に前記略Ｖ字形状を有する凸部を備え、前記第１の反射面及び前記第２の反射面は前記凸部の傾斜面に形成されており、前記反射部と前記枠部との間であって、前記第２の反射面へ入射し前記出射窓から出射される光の光路中には透光部が設置されており、前記第１補正部は、前記透光部に形成された前記走査速度補正機能を有するレンズであることを特徴とする請求項２に記載の光走査装置とした。
【００１２】
請求項５に係る発明においては、前記反射部は、透光性部材から成り、かつ、その表面に前記略Ｖ字形状を有する凹部を備え、前記第１の反射面及び前記第２の反射面は前記凹部の傾斜面に形成されており、前記第１補正部は、前記反射部の表面であって、前記振動ミラー部の反射面へ入射し前記第２の反射面から出射される光の光路中、又は前記第２の反射面へ入射し前記出射窓から出射される光の光路中に形成された前記走査速度補正機能を有するレンズであることを特徴とする請求項２に記載の光走査装置とした。
【００１３】
請求項６に係る発明においては、前記補正部は、前記入射窓へ入射し前記出射窓から出射される光の光路中に設置された、入射光を前記振動ミラー部の反射面近傍に一度線上に集光し、かつ前記振動ミラー部の反射面において反射された走査光を所望の形状に変換する機能を有する第２補正部であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光走査装置とした。
【００１４】
請求項７に係る発明においては、前記第２補正部は、前記第１の反射面及び前記第２の反射面であることを特徴とする請求項６に記載の光走査装置とした。
【００１５】
請求項８に係る発明においては、前記反射部は、その表面に前記略Ｖ字形状を有する凸部を備え、前記第１の反射面及び前記第２の反射面は前記凸部の傾斜面に形成されており、前記反射部と前記枠部との間であって、前記入射窓へ入射し前記第１の反射面から出射される光の光路中及び前記第２の反射面へ入射し前記出射窓から出射される光の光路中には透光部が設置されており、前記第２補正部は、前記透光部に形成されていることを特徴とする請求項６に記載の光走査装置とした。
【００１６】
請求項９に係る発明においては、前記反射部は、透光性部材から成り、かつ、その表面に前記略Ｖ字形状を有する凹部を備え、前記第１の反射面と前記第２の反射面とは前記凹部の傾斜面に形成されており、前記第２補正部は、前記反射部の表面であって、前記入射窓へ入射し前記振動ミラー部の反射面から出射される光の光路中、及び、前記振動ミラー部の反射面へ入射し前記出射窓から出射される光の光路中に形成されていることを特徴とする請求項６に記載の光走査装置とした。
【００１７】
請求項１０に係る発明においては、前記補正部は、前記振動ミラー部の反射面へ入射し前記出射窓から出射される光の光路中に設置され、前記反射部にて反射され出射される走査光が、略同一平面上に有るように変換する機能を有する第３補正部であることを特徴とする請求項１、２、６のいずれか１項に記載の光走査装置とした。
【００１８】
請求項１１に係る発明においては、前記第３補正部は、前記反射部にて反射され出射される走査光が、略同一平面上に有るように変換する機能を有する前記第２の反射面であることを特徴とする請求項１０に記載の光走査装置とした。
【００１９】
請求項１２に係る発明においては、前記請求項１〜１１のいずれか１項に記載の光走査装置を備え、画像信号に応じて変調された光束を前記光走査装置により２次元方向に走査して画像を形成し、前記画像を網膜上に投影表示する網膜走査型表示装置とした。
【発明の効果】
【００２０】
請求項１、１２の光走査装置によれば、反射面を有する振動ミラー部と当該振動ミラー部を保持する枠部とを備えて、入射光束を走査する光走査装置において、第１の反射面と第２の反射面とが略Ｖ字形状の傾斜面に配置された反射部を振動ミラー部の上方に設置して、入射光束を第１の反射面により反射して振動ミラー部に出射し、振動ミラー部からの走査光束を第２の反射面により反射して、更に、入射窓へ入射し出射窓から出射される光の光路中には光学補正用の補正部を挿入した。そのために、簡易且つ省スペースで、入射光束の入射方向と略同じ方向に、前記走査光束を出射できるとともに、当該光走査装置の外部に光学的な補正部を付加する必要がなくなり、装置全体をコンパクトに、かつ、この光走査装置を使用する装置のレイアウト上の設計自由度が確保される、という利点を有する。
【００２１】
請求項２の光走査装置によれば、正弦的な走査角速度の走査光を、平面上又は曲面上で略等速度の走査光となるように変換する走査速度補正機能（以下、アークサイン補正機能という）を有する第１補正部を振動ミラー部の反射面に入射し出射窓から出射される光の光路中に設置した。これにより、アークサイン補正用の光学部材を外部に構成する必要がなくなる、という利点を有する。
【００２２】
請求項３の光走査装置によれば、アークサイン補正機能を有する第１補正部を第２の反射面に構成した。これにより、アークサイン補正機能を有する光学部材を別体で構成する必要がなく、光走査装置をコンパクトに構成することができる、という利点を有する。
【００２３】
請求項４の光走査装置によれば、反射部は略Ｖ字状凸部の傾斜面を備え、この傾斜面には第１の反射面及び第２の反射面が形成され、また、反射部と枠部との間であり、第２の反射面へ入射し出射窓から出射される光の光路中に透光部が設置され、この透光部に第１補正部であるアークサイン補正機能を有するレンズを構成した。これにより、アークサイン補正機能を有する光学部材を外部に構成する必要がなく、光走査装置をコンパクトに構成することができる、という利点を有する。
【００２４】
請求項５の光走査装置によれば、反射部は、透光性部材から成り、略Ｖ字状凹部の傾斜面を備え、この傾斜面には第１の反射面及び第２の反射面が形成され、また、振動ミラー部の反射面へ入射し出射窓から出射される光の光路中に介在するこの反射部の表面に、第１項補正部であるアークサイン補正機能を有するレンズを構成した。即ち、反射部自体にアークサイン補正機能を構成したので、アークサイン補正機能を有する光学部材を別体で構成する必要がなく、光学装置をコンパクトに構成することができる、という利点を有する。
【００２５】
請求項６の光走査装置によれば、入射光を前記振動ミラー部の反射面近傍に一度線上に集光し、かつ前記振動ミラー部の反射面において反射された走査光を所望の形状に変換する機能（以下、面倒れ補正機能という）を有する第２補正部を入射窓へ入射し出射窓から出射される光の光路中に設置した。これにより、面倒れ補正用の光学部材を外部に構成する必要がない、という利点を有する。
【００２６】
請求項７の光走査装置によれば、面倒れ補正機能を有する第２補正部を、第１の反射面及び第２の反射面とした。これにより、面倒れ補正機能を有する光学部材を別体で構成する必要がなく、光走査装置をコンパクトに構成することができる、という利点を有する。
【００２７】
請求項８の光走査装置によれば、反射部は略Ｖ字状凸部の傾斜面を備え、この傾斜面には第１の反射面及び第２の反射面が形成され、また、反射部と枠部との間であり、入射窓へ入射し第１の反射面から出射される光の光路中、及び、第２の反射面へ入射し出射窓から出射される光の光路中に透光部が設置され、この透光部に第２補正部である面倒れ補正機能を有するレンズを構成した。これにより、面倒れ補正機能を有する光学部材を外部に構成する必要がなく、光走査装置をコンパクトに構成することができる、という利点を有する。
【００２８】
請求項９の光走査装置によれば、反射部は、透光性部材から成り、略Ｖ字状凹部の傾斜面を備え、この傾斜面には第１の反射面及び第２の反射面が形成され、また、入射窓へ入射し振動ミラー部の反射面から出射される光の光路中、及び、振動ミラー部の反射面へ入射し出射窓から出射される光の光路中に介在するこの反射部の表面に、第２補正部である面倒れ補正機能を有するレンズを構成した。即ち、反射部自体に面倒れ補正機能を構成したので、面倒れ補正機能を有する光学部材を別体で構成する必要がなく、光学装置をコンパクトに構成することができる、という利点を有する。
【００２９】
請求項１０の光走査装置によれば、前記反射部にて反射され出射される走査光が、略同一平面上に有るよう変換する機能（以下、ボウ補正機能という）を有する第３補正部を振動ミラー部の反射面へ入射し出射窓から出射される光の光路中に設置した。これにより、ボウ補正機能を有する光学部材を外部に構成する必要がなくなる、という利点を有する。
【００３０】
請求項１１の光走査装置によれば、ボウ補正機能を有する第３補正部を第２の反射面に構成した。これにより、ボウ補正機能を有する光学部材を別体で構成する必要がなく、光走査装置をコンパクトに構成することができる、という利点を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。
【００３２】
＜光走査装置の第１実施形態＞
図１（ａ）は、本発明の第１実施形態に係る光走査装置１を表す分解斜視図であり、図１（ｂ）は、上記光走査装置１のＸ軸に沿った縦断面図である。同一の部分又は同一の機能を表す部分は同一の符号を付した。
【００３３】
光走査装置１は、揺動運動を行う振動ミラー部２と、振動ミラー部２の揺動軸（又は振動軸、以下同様）をなす支持部４と、支持部４を保持する梁部１２と、梁部１２を固定する枠部３と、枠部３を保持し、揺動空間を構成する保持部５と、断面が略Ｖ字形状の凸部からなるＶ字形状部８が形成されており、振動ミラー部２の上方に設置される反射部６と、反射部６を保持して振動ミラー部２の揺動空間を構成し、入射光束１３が入射し、走査光束１４が出射する透光部７とから構成されている。振動ミラー部２の表面には反射面９が形成されており、Ｖ字形状部８の傾斜面には第１の反射面１０と第２の反射面１１とが形成されている。また、透光部７の入射光束１３が入射する領域を入射窓１２０とし、走査光束１４が出射する領域を出射窓１２１とし、この２つの窓の間の光路中には光学補正用の補正部が挿入されている。
【００３４】
入射光束１３は光走査装置１の入射窓１２０から入射し、走査光束１４は出射窓１２１から出射する。光走査装置１内においては、入射窓１２０から入射した入射光はＶ字形状部８の第１の反射面１０において反射して振動ミラー部２の反射面に出射される。そして、振動ミラー部２の反射面９において反射した反射光はＶ字形状部８の第２の反射面１１において反射して出射窓１２１から走査光束１４として出射される。この光路中には、光学補正用の補正部が挿入されている。
【００３５】
上記光走査装置１において、振動ミラー部２と、支持部４と、梁部１２と、枠部３とは一体的に形成されている。具体的には、半導体基板をフォトリソグラフィー工程及びエッチング工程を通して一括形成している。枠部３は、振動ミラー部２の周囲を囲むように形成して保持部５の側壁上面に固定される。なお、保持部５の側壁には段差部１９が形成され、この段差部１９に対応する枠部３の領域を梁部１２としている。
【００３６】
梁部１２と枠部３の境界には図示しない圧電体が接着固定されており、この圧電体に交番電圧を印加して振動させることにより梁部１２がネジレ振動する。この梁部１２のネジレ振動が支持部４に伝達され、支持部４を揺動軸（Ｘ軸）として振動ミラー部２が揺動運動を行う。これにより、第１の反射面１０から振動ミラー部２の反射面９に入射した光は、反射面９の揺動運動により走査されて反射する。この走査された反射光（以下、特に断らない限り、走査光という。）が第２の反射面１１において反射して、出射窓１２１から走査光束１４として出射される。振動ミラー部２の揺動軸はＸ軸であり、入射光束１３はＸ軸方向から入射するので、走査光束１４の走査方向はおおむねＹ軸方向となる。なお、図１に示す光走査装置１においては、走査光束１４と入射光束１３とは略同一の平面内に位置するように設定されている。また、光学補正用の補正部は、透光部７や、第１の反射面又は第２の反射面に形成されている。補正部として、正弦的な走査角速度を平面上又は曲面上で略等角速度となるように変換する走査速度補正機能としてのアークサイン補正機能、振動ミラー部２の面倒れを補正するための面倒れ補正機能、反射部にて反射され出射される走査光が、略同一平面上に有るように変換するボウ補正機能等を付与することができる。
【００３７】
光走査装置１を上記のように構成することにより、入射光束１３と走査光束１４とは略同一平面上に位置することとなり、光走査装置１を組み込む装置の設計自由度が確保される、という利点を有する。また、反射部６を、振動ミラー部２を保持する枠部３に一体的に固定することにより、入射端に関連する光学系及び出射端に関連する光学系の位置合わせが容易になると共に、光走査装置１及びこれを組み込む装置をコンパクトに構成することができる。また、光学補正部が組み込まれているので、光走査装置１の外部に光学的な補正部を構成する必要がなくなり、光走査装置１を使用する装置の設計の自由度を確保してコンパクトに構成することができる。
【００３８】
上記第１実施形態において、振動ミラー部２、支持部４、梁部１２及び枠部３は、既に説明したように半導体基板を用いて一体的に形成している。保持部５及び透光部７はガラス材料を使用しているが、ガラスに変えて透光性のプラスチック材料を使用することができる。振動ミラー部２は、半導体基板の他に金属材料等から形成してもよい。反射部６は、半導体基板を用いて半導体プロセスにより形成することができる。また、振動ミラー部２上の反射面９、反射部６の第１の反射面１０及び第２の反射面１１として、アルミニウム、銀等からなる金属薄膜を形成している。
【００３９】
また、上記実施の形態においては、透光部７を入射光束１３側、走査光束１４側に設置したが、これに変えて、反射部６のＶ字形状部８側に設けてもよい。また、反射部６を、透光部７を介して枠部３に一体的に固定したが、反射部６を枠部３に一体的に固定しないで他の部分に分離して取り付けた構成としてもよい。また、振動ミラー部２の揺動を、圧電体を用いて行うようにしているが、これに限定されない。振動ミラー部２の下部の保持部５又は保持部５の下部にマグネットを配置し、振動ミラー部２の上面又は裏面で反射面でない領域に平面コイルパタンを形成し、このコイルに交番電流を流して、ローレンツ力により振動ミラー部２を揺動させるようにしてもよい。あるいは、保持部５の内底部又は内側壁面に振動ミラー部２に近接して電極を設け、対向する振動ミラー部２にも電極を設ける。この電極対に交番電圧を印加して、静電気力により振動ミラー部２を揺動させるようにしてもよい。
【００４０】
＜光走査装置の第２実施形態＞
図２は、本発明の第２実施形態に係る光走査装置２０のＸ軸に沿った縦断面図である。同一の部分又は同一の機能を表す部分は同一の符号を付した。
【００４１】
図２において、図１（ｂ）と異なる部分は反射部６の上面に形成したＶ字形状部８が凹部をなす点である。また、反射部６と透光部７は透光性材料により一体的に構成されている点である。具体的には、反射部６はガラスやプラスチック材料からなる透光性材料により形成されている。反射部６のＶ字形状部８には、第１の反射面１０及び第２の反射面１１が形成され、互いに鈍角で交差している。入射窓１２０に入射した入射光束１３は透光性材料からなる反射部６の内部に入る。入射窓１２０に入射した入射光は第１の反射面１０により全反射して振動ミラー部２の反射面９に出射される。振動ミラー部２の反射面９において反射した走査光は第２の反射面１１において全反射して出射窓１２１から走査光束１４として出射される。
【００４２】
また、入射窓１２０と出射窓１２１との間の光路中には補正部が構成されている。補正部は、第１の反射面や第２の反射面の他に、透光性材料からなる反射部６に形成されている。補正部として、アークサイン補正機能、振動ミラー部２の面倒れを補正するための面倒れ補正機能、ボウ補正機能等を付与することができる。
【００４３】
次に、図３から図７を用いて、振動ミラー部２の反射面と出射窓１２１との間の光路中に、アークサイン補正機能からなる第１補正部を構成した光走査装置の実施の形態を説明する。共振振動に基づく揺動運動を行う反射面で光が反射すると、その反射光は走査角が時間とともに正弦的に変動する走査光に変換される。この走査光を用いて略球面である網膜や、平面スクリーンを走査して当該面に画像を形成する場合を考えると、走査角θが小さいときは被走査面における走査スポット光の移動速度が大きくなり、走査角θが大きくなるほど移動速度が遅くなる。そのために、画像データを構成する各画素データを順次読み出し、光源を変調し画像を形成するための画像信号を形成するための画像形成クロックの周期を固定とすると、走査角が大きい領域で形成したい画像が縮小してかつ輝度が高くなり、走査角が小さい領域においては形成したい画像が伸張してかつ輝度が下がるといった現象が現れる。これを電気的に補正しようとすると、前記走査角に応じて画像形成クロックの周期を可変とする必要があり、結果として回路構成が複雑となり、駆動回路が大規模になって、そのため消費する電力が大きくなる、発熱量が大きい、回路外形が大型化するなどの不具合を生じる。そこで、振動ミラー部２の反射面と出射窓１２１との間の光路中に、第１補正部としてアークサイン補正機能を有するレンズを設置する。これにより、走査光束１４が被走査面上で形成する走査スポット光の移動速度を略一定に変換して出射するようにする。
【００４４】
＜光走査装置の第３実施形態＞
図３は、Ｖ字形状部８の第２の反射面１１ａを、アークサイン補正反射面からなる第１補正部とした本発明の第３実施形態に係る光走査装置１５０の説明図である。図３（ａ）が、光走査装置１５０の縦断面図であり、図３（ｂ）が、光走査装置１５０の上面図であり、図３(ｃ)が、領域Ａｒの拡大図である。同一の部分又は同一の機能を有する部分は同一の符号を付した。なお、図３に示す光走査装置１５０が図１に示す光走査装置１と異なる部分は、第２の反射面１１ａの形状である。その他の構成は図１に示す光走査装置１と同様なので、説明を省略する。
【００４５】
図３（ａ）及び図３（ｂ）において、反射部６は凸状のＶ字形状部８を備えており、その傾斜面には入射側の第１の反射面１０と出射側の第２の反射面１１ａとが形成されている。入射光束１３は入射窓１２０から光走査装置１５０に入射する。入射窓１２０から入射した入射光は第１の反射面１０により反射して振動ミラー部２の反射面９に出射される。反射面９において反射した光は第２の反射面１１ａに出射される。反射面９はＸ軸を揺動軸として揺動運動を行う。従って、反射面９において反射した走査光はＹ軸方向に走査される。この走査光は更に第２の反射面１１ａにおいて反射して、走査角範囲Ｗθの走査光Ｐ（Ｐθ＋、Ｐｏ、Ｐθ−、以下同様）として出射窓１２１に向けて出射され、走査光束１４として出射窓１２１から出射される。
【００４６】
ここで、第２の反射面１１ａは、少なくとも走査角範囲Ｗθ領域では走査光束１４が出射する方向に凸となる形状を有する。図３（ｂ）の領域Ａｒを拡大した図３（ｃ）を用いてより具体的に説明する。曲線Ｃｒ１は、走査光が照射される領域における第２の反射面１１ａの表面形状を表している。この表面形状は、走査角θ（走査角θは、走査角範囲Ｗθにおける中心走査光束Ｐｏ方向からの角度をいう。以下同様である。）が小さい領域では曲線Ｃｒ１の曲率は小さく、走査角θが大きくなるにつれて曲線Ｃｒ１の曲率が大きくなる。第２の反射面１１ａを曲線Ｃｒ１のような形状にすることにより、走査角θが増加するにつれて、曲面が形成されていない直線Ｃｒ’１の場合と比較して（走査光、Ｐ’θ＋、Ｐ’θ−、走査角θ’）、その走査角が走査最外角に近づくにつれより大きな走査角（θ）の走査光（Ｐθ＋、Ｐθ−）に変換される。その結果、走査角θが大きくなるにつれて角速度が遅くなることを補正して、略等角速度で走査光Ｐを走査することができる。これにより、複雑な駆動回路等を要せずに、形成画像の歪を補正することができ、輝度バランスのとれた自然な投影像を得ることができる。
【００４７】
なお、上記実施の形態においては、反射部６に凸部からなるＶ字形状部８を設けたが、これに代えて、反射部６として透光性部材を使用し、その表面に凹部からなるＶ字形状部８を設け、その傾斜面を第１の反射面及び第２の反射面とし、当該第２の反射面を上記凸状の反射面としてもよい。
【００４８】
＜光走査装置の第４実施形態＞
図４は、走査光束１４が出射する側の出射側透光部７ｂに、第１補正部としてのアークサイン補正機能を有するレンズを構成した本発明の第４実施形態に係る光走査装置１５５の説明図である。図４（ａ）が光走査装置１５５の縦断面図、図４（ｂ）が光走査装置１５５の上面図である。なお、図４（ａ）に示す光走査装置１５５と図１（ｂ）に示す光走査装置１と異なる部分は、走査光束１４が出射される出射側の出射側透光部７ｂにアークサイン補正レンズ１２４を構成した点である。その他の構成は図１（ｂ）に示す光走査装置と同様なので、説明を省略する。同一の部分又は同一の機能を有する部分は同一の符号を付した。
【００４９】
図４（ａ）において、入射光束１３は入射窓１２０から光走査装置１５５に入射する。入射窓１２０から入射した入射光は、第１の反射面１０により反射して振動ミラー部２の反射面９に向けて出射される。揺動運動を行う反射面９から反射した走査光Ｐは、第２の反射面１１において反射して出射側透光部７ｂに向けて出射される。出射側透光部７ｂにはアークサイン補正機能を有するアークサイン補正レンズ１２４が形成されている。出射側透光部７ｂを通過した走査光はアークサイン補正が行われ、走査角範囲Ｗθの走査光束１４として光走査装置１５５から出射される。
【００５０】
図４（ｂ）において、曲線Ｃｒ２は、走査光Ｐが照射される領域における出射側透光部７ｂの外側表面の形状を表している。外側表面の形状は、走査角θが小さい領域では曲率が小さく、走査角θが大きくなるにつれて曲率が大きくなる。これにより、同じ走査角を有する走査光Ｐが入射した場合に、曲面が形成されている場合の走査光束１４θ＋、１４θ−のほうが、曲面が形成されていない場合の走査光束１４’θ＋、１４’θ−よりも、走査角θが走査最外角に近づくにつれより大きな走査角の走査光に変換される。その結果、走査角θが大きい場合に角速度が遅くなるのを補正して、略等角速度で走査光束１４を走査することができ、複雑な駆動回路等を要せずに、形成画像の歪を補正することができ、輝度バランスのとれた自然な投影像を得ることができる。
【００５１】
＜光走査装置の第５実施形態＞
図５は、走査光束１４が出射する側の出射側透光部７ｂに、第１補正部としてのアークサイン補正機能を有するレンズを構成した本発明の第５実施形態に係る光走査装置１６０の説明図である。図５（ａ）が光走査装置１６０の縦断面図、図５（ｂ）が光走査装置１６０の上面図である。なお、本実施の形態において図４で説明した第４実施形態に係る光走査装置１５５と異なる部分は、アークサイン補正機能を出射側透光部７ｂの外側表面に代えて内側表面に構成した点である。その他の部分は図４に示した第４実施形態と同様なので説明を省略する。また、同一の部分又は同一の機能を有する部分は同一の符号を付した。
【００５２】
図５（ｂ）において、曲線Ｃｒ３は走査光Ｐが照射される領域における出射側透光部７ｂの内側表面の形状を表している。内側表面は、走査角θが小さい領域では曲率が小さく、走査角θが大きくなるにつれて曲率が大きくなる。即ち、走査角θが大きくなるにつれて、出射側透光部７ｂから出射される走査光束１４θ＋、１４θ−は、曲面が形成されていない場合の走査光束１４’θ＋、１４’θ−よりも、走査角θが走査最外角に近づくにつれより大きな走査角の走査光に変換される。これにより、走査光束１４を略等角速度で走査することができ、複雑な駆動回路等を要せずに、形成画像の歪みや輝度を補正することができる。なお、上記図４及び図５の実施の形態においては、アークサイン補正機能を出射側透光部７ｂの外側表面又は内側表面に付与するようにしたが、これを両側表面に形成してもよいことはいうまでもない。
【００５３】
＜光走査装置の第６実施形態＞
図６は、反射部６の端部に第１補正部としてのアークサイン補正レンズ１２４を構成した、本発明の第６実施形態に係る光走査装置１６５の説明図である。図６（ａ）が光走査装置１６５の縦断面図であり、図６（ｂ）が光走査装置１６５の上面図である。本実施の形態においては、Ｖ字形状部８は透光性部材からなる反射部６に形成したＶ字状溝からなり、その傾斜部に第１の反射面１０及び第２の反射面１１が形成されている。図２に示す第２実施形態に係る光走査装置２０と異なる部分は、反射部６の出射窓１２１側の側面にアークサイン補正レンズ１２４を形成した点である。その他の構成は図２に示した実施の形態と同様である。従って、以下図２と異なる部分について説明し、その他同一の構成についての説明は省略する。また、同一の部分又は同一の機能を有する部分には同一の符号を付した。
【００５４】
図６（ａ）及び図６（ｂ）において、第２の反射面１１により反射された走査光Ｐは、反射部６の出射側の側面から出射し、出射窓１２１から走査光束１４として出射される。走査光Ｐが通過する反射部６の出射側の側面は、曲線Ｃｒ４の形状を有している。この側面の形状は、走査角θが小さい領域では曲率が小さく、走査角θが大きくなるにつれて曲率が大きくなる。これにより、同じ走査角を有する走査光Ｐが入射した場合に、走査角θが大きくなるにつれて、曲面が形成されている場合の走査光束１４θ＋、θ−のほうが、曲面が形成されていない場合の走査光束１４’θ＋、１４’θ−よりも、走査角θが走査最外角に近づくにつれより大きな走査角の走査光に変換される。その結果、走査角θが大きい場合に角速度が遅くなるのを補正して、略等角速度で走査光束１４を走査することができる。これにより、複雑な駆動回路等を要せずに、形成画像の歪を補正することができ、輝度バランスのとれた自然な投影像を得ることができる。また、アークサイン補正レンズ１２４を反射部６の側面に一体的に構成しているので、部品点数を減少させて部品間の調整等の組立工程数が減少し、製造コストを低減させることができる。
【００５５】
＜光走査装置の第７実施形態＞
図７は、走査光Ｐが反射部６に入射する表面に第１補正部としてのアークサイン補正レンズ１２４を構成した、本発明の第７実施形態に係る光走査装置１７０の模式的な断面図である。本実施の形態においては、反射部６の表面であって振動ミラー部２の反射面９から反射した反射光Ｑが入射する領域にアークサイン補正レンズ１２４を形成した。その他の構成は図２に示す実施の形態と同様である。従って、以下図２と異なる部分について説明し、その他同一の構成についての説明は省略する。また、同一の部分又は同一の機能を有する部分には同一の符号を付した。
【００５６】
図７に示すように、振動ミラー部２の反射面９により反射された反射光Ｑは、透光性部材からなる反射部６の底面から入射し、第２の反射面１１で反射して出射窓１２１から走査光束１４として出射される。反射部６の底面に形成するアークサイン補正レンズ１２４の形状は、図６（ｂ）において示した曲線Ｃｒ４と同様の形状を有する。即ち、走査光Ｐの走査角の小さな領域では曲線の曲率が小さく、走査角が大きくなるに従い曲率が大きくなるように形成されている。これにより、複雑な駆動回路等を要せずに、形成画像の歪を補正することができ、輝度バランスのとれた自然な投影像を得ることができる。また、アークサイン補正レンズ１２４を反射部６の底面に一体的に構成しているので、部品点数を減少させて部品間の調整等の組立工程数を減ずることができ、製造コストを低減させることができる。
【００５７】
なお、図４から図７を用いて、振動ミラー部２の反射面９と出射窓１２１との間の光路中に表面が所定の曲率を有するアークサイン補正レンズ１２４を形成した実施形態について説明してきたが、これに限定されない。図４から図７に示す実施形態において、アークサイン補正レンズ１２４を屈折率分布型のレンズとすることができる。例えば、図６又は図７において、反射部６の第２の反射面１１と出射側側面との間、又は反射部６の底面と第２の反射面１１との間であって走査光Ｐ又は反射光Ｑが通過する反射部６のそれぞれ近傍の材料中に、走査角θが増加するに伴い屈折率が漸次増加する屈折率勾配をイオン交換法などの製法にて形成する。これにより、走査光Ｐの走査角θは屈折率が増加する方向に屈折し、走査角θの増加に伴う角速度の低下を補正することができる。図４及び図５においても同様に、走査光Ｐが通過する出射側透光部７ｂの材料に、走査角θが増加するに伴い屈折率が漸次増加する屈折率勾配を形成すればよい。その結果、複雑な駆動回路等を要せずに、形成画像の歪を補正することができ、輝度バランスのとれた自然な投影像を得ることができる。
【００５８】
次に、図８から図１０を用いて、振動ミラー部２の反射面９に生ずる面倒れについて、第２補正部としての面倒れ補正機能が構成された光走査装置の実施の形態を説明する。すでに説明したように、振動ミラー部２はシリコン基板等からなる半導体単結晶基板を用いて、支持部４、梁部１２及び枠部３とともに一体的に形成する。そして、振動ミラー部２の表面に、アルミニウム、銀等の薄膜等を堆積して光反射率の反射面９を形成し、更に保護膜として酸化膜等を形成する。加えて枠部のトーションバー近傍に圧電駆動体を同じく薄膜として形成するので、これら各種薄膜製作プロセス中で内部応力が残留する。このことにより、反射面９はトーションバー方向においてその反射面形成方向に凸となる。トーションバー方向の歪みと比較して、トーションバーと直行する方向の面歪みは小さいため、ここでは議論しない。さて、トーションバー方向に歪みが生じ、該方向の反射面の平坦性が損なわれ、光学的なパワーを持つようになる。このため、良好に被走査面上でビームを結像させるためには、走査ミラー面歪みまで考慮した光学系が必要となり装置の大型化、コスト増、歩留まり減少を引き起こす問題を生じる。また、先に述べたように、デバイス製作において製膜回数が非常に多いため、誘起されるミラー歪みもかなりのばらつきをもつ。従ってそれらの歪みに応じて光学系を最適化しなければならないが非現実的である。以下、このような反射面９のトーションバー方向の歪み（以降、面倒れと呼ぶ）を補正する面倒れ補正機能を備えた光走査装置について説明する。
【００５９】
＜光走査装置の第８実施形態＞
図８は、第２補正部としての面倒れ補正機能を備えた本発明の第８実施形態に係る光走査装置１７５の縦断面図である。図８に示す第８実施形態においては、入射側透光部７ａの入射側表面と出射側透光部７ｂの出射側表面の光が通過する領域に、面倒れ補正機能を有するシリンドリカルレンズ１２５ａ及びシリンドリカルレンズ１２５ｂをそれぞれ構成している。その他の部分については、図１に記載した第１実施形態と同様である。従って、以下図１と異なる部分について説明し、同様の構成については説明を省略する。なお、同一の部分又は同一の機能を有する部分には同一の符号を付した。
【００６０】
図８において、各シリンドリカルレンズ１２５ａ、１２５ｂは、紙面の表裏方向のｙ方向において入射窓１２０及び出射窓１２１に対応する長さを少なくとも有する。また、ｙ方向においては同一の断面形状を有する。即ち、各シリンドリカルレンズ１２５ａ、１２５ｂは入射光又は走査光のｚ方向に対して正のパワーを有するが、ｙ方向に対してはパワーを有しない。従って、光束径δを有する入射光束１３が入射窓１２０に入射すると、シリンドリカルレンズ１２５ａを透過し、第１の反射面１０で反射して、振動ミラー部２の反射面９上に照射される。更に反射面９からの反射光Ｑは、第２の反射面１１で反射し、シリンドリカルレンズ１２５ｂにより平行光となって、出射窓１２１から光束径δの走査光束１４として出射される。各シリンドリカルレンズ１２５ａ、１２５ｂのそれぞれその焦点を振動ミラー部２の反射面９上に設定しておく。従って、反射面９上で入射光Ｉはｘ方向に収束するがｙ方向には収束せず、トーションバーと直行方向に線状に結像する。このため、反射面９上の収束点からずれたｘ方向周辺部に面倒れが生じていても、走査光束１４の方向や形状に与える影響はわずかである。即ち、入射光Ｉをｘ方向に絞ることによって、面倒れを補正することができる。
【００６１】
なお、シリンドリカルレンズ１２５ａ、１２５ｂは入射側透光部７ａ、出射側透光部７ｂの外側表面に形成したが、これに代えて、内側表面に形成してもよいし、両側表面に形成してもよい。また、入射側透光部７ａ、出射側透光部７ｂの表面を通常の平面とし、その入射光Ｉ又は走査光Ｐが通過する領域に屈折率分布型のシリンドリカルレンズを形成してもよい。
【００６２】
＜光走査装置の第９実施形態＞
図９は、第２補正部としての面倒れ補正機能を備えた本発明の第９実施形態に係る光走査装置１８０の縦断面図である。図９に示す第９実施形態においては、Ｖ字形状部８の第１の反射面１０と第２の反射面１１に、シリンドリカル反射鏡１２６ａ及びシリンドリカル反射鏡１２６ｂを形成している。その他の部分は図１に記載した第１実施形態と同様である。従って、以下図１と異なる部分について説明し、同様の構成については説明を省略する。なお、同一の部分又は同一の機能を有する部分には同一の符号を付した。
【００６３】
図９において、各シリンドリカル反射鏡１２６ａ、１２６ｂは、紙面表裏方向であるｙ方向においてそれぞれ入射窓１２０及び出射窓１２１に対応する長さを少なくとも有する。また、各シリンドリカル反射鏡１２６ａ、１２６ｂは、ｘｚ平面内においては凹面を有し、ｙ方向において同一の断面形状を有する。また、各シリンドリカル反射鏡１２６ａ、１２６ｂは、そのｘｚ平面において振動ミラー部２の反射面９に焦点を有する。
【００６４】
光束径δを有する入射光束１３が入射窓１２０に照射され、入射側透光部７ａを通過した入射光Ｉは第１の反射面１０により反射して振動ミラー部２の反射面９に収束する。反射面９により走査された反射光Ｑは、シリンドリカル反射鏡１２６ｂにより平行な走査光Ｐに変換され、出射側透光部７ｂ及び出射窓１２１を通過して、光束径δの走査光束１４として出射される。従って、図８に示した光走査装置１７５と同様に、反射面９上では入射光Ｉはｘ方向に収束するがｙ方向には収束せず、トーションバーと直行方向に線状に結像する。このため、反射面９の収束点からｘ方向の周辺部に面倒れが生じていても、走査光束１４の方向や形状に与える影響はわずかである。
【００６５】
＜光走査装置の第１０実施形態＞
図１０は、第２補正部としての面倒れ補正機能を備えた本発明の第１０実施形態に係る光走査装置１８５の縦断面図である。本第１０実施形態においては、Ｖ字状溝からなるＶ字形状部８が透光性部材からなる反射部６の表面に形成され、その傾斜部に第１の反射面１０及び第２の反射面１１が形成されている。図２に示す第２実施形態と異なる部分は、反射部６の入射側の側面と出射側の側面にそれぞれ面倒れ補正用のシリンドリカルレンズ１２５ａ及びシリンドリカルレンズ１２５ｂを形成した点である。その他の構成は、図２に示した第２実施形態と同様である。従って、以下、図２と異なる部分について説明し、その他同一の構成についての説明は省略する。また、同一の部分又は同一の機能を有する部分には同一の符号を付した。
【００６６】
図１０において、各シリンドリカルレンズ１２５ａ、１２５ｂは、紙面の表裏方向であるｙ方向において入射窓１２０及び出射窓１２１に対応する長さを少なくとも有する。また、ｙ方向においては同一の断面形状を有する。即ち、各シリンドリカルレンズ１２５ａ、１２５ｂは入射光Ｉ又は走査光Ｐのｚ方向に対して正のパワーを有するが、ｙ方向に対してはパワーを有しない。従って、光束径δを有する入射光束１３が入射窓１２０に入射すると、シリンドリカルレンズ１２５ａを透過し、第１の反射面１０で反射して、振動ミラー部２の反射面９上に照射される。更に反射面９からの反射光Ｑは、第２の反射面１１で反射し、シリンドリカルレンズ１２５ｂにより平行な走査光Ｐに変換されて、出射窓１２１から光束径δの走査光束１４として出射される。各シリンドリカルレンズ１２５ａ、１２５ｂのそれぞれその焦点を振動ミラー部２の反射面９上に設定しておく。従って、反射面９上で入射光Ｉはｘ方向に収束するがｙ方向には収束せず、トーションバーと直行方向に線状に結像する。このため、反射面９上の収束点からずれたｘ方向周辺部に面倒れが生じていても、走査光束１４の方向や形状に与える影響はわずかである。即ち、入射光Ｉをｘ方向に絞ることによって、面倒れを補正を行うことができる。
【００６７】
また、上記図１０に示す光走査装置１８５においては、シリンドリカルレンズ１２５ａ、１２５ｂを反射部６の側面に形成したが、これに代えて、第１の反射面１０と振動ミラー部２の反射面９との間の反射部６の底面、及び、第２の反射面１１と反射面９との間の反射部６の底面にそれぞれ設けるようにしてもよい。要は、振動ミラー部２の反射面９上に光束を収束させて、走査光束１４によって形成される投影像の品質劣化を抑制しようというものである。
【００６８】
以上、図８から図１０を用いて第３補正部としての面倒れ補正機能を付与した第８実施形態から第１０実施形態について説明してきたが、図３から図７を用いて説明したアークサイン補正機能も同時に付加することができる。例えば、図８に示した光走査装置１７５の第２の反射面１１に、図３において説明した第１補正部としてのアークサイン補正機能を付加すれば、面倒れ補正機能に加えてアークサイン補正機能を有する光走査装置を形成することができる。また、図９に示した光走査装置１８０の出射側透光部７ｂに、図４において説明したアークサイン補正機能を付加してもよいし、図１０に示した光走査装置１８５の、第２の反射面１１を図３に示した凸状の曲面からなる反射面とする、或いは、反射部６の下部を図７に示した凹状の表面にすれば、同様に、面倒れ補正機能に加えてアークサイン補正機能を有する光走査装置を形成することができる。
【００６９】
更に、図８から図１０に示した面倒れ補正機能を有する第２補正部のうち、反射面９から出射窓１２１の間に構成した面倒れ補正機能を有する第２補正部と、図３から図７に示したアークサイン補正機能を有する第１補正部とを、同一の表面に形成することができる。即ち、図３から図７に示したアークサイン補正は全てｙ方向に曲率を有する曲面（又は屈折率分布を有する部材）から構成されるのに対して、図８から図１０に示した面倒れ補正はｙ方向に直行するｚ方向に曲率を有する曲面から構成される。従って、例えば図８に示す出射側透光部７ｂに形成したシリンドリカルレンズ１２５ｂに、図４に示すアークサイン補正レンズ１２４の機能を付加することができる。その他の構成も同様である。
【００７０】
次に、図１１を用いて、揺動運動を行う反射面に入射光が斜めに入射して走査光に変換される場合に、走査光に現れるボウについて説明する。説明を簡単にするために、第１の反射面１０及び第２の反射面１１を有するＶ字形状部８と、Ｘ軸を揺動軸として揺動運動を行う振動ミラー部２のみを用いて説明する。Ｘ軸方向から入射する入射光Ｉは第１の反射面１０により反射して、振動ミラー部２の反射面９に斜めに入射する。反射面９から反射された反射光Ｑは第２の反射面１１により反射して走査光Ｐとして出射する。この場合、第２の反射面１１上での反射光Ｑ（Ｑθ＋、Ｑｏ、Ｑθ−）の軌跡は、弓状（ボウ）曲線Ｃｒｘとなる。そのため、この走査光Ｐを球面上又は平面上に投影すると、直線状の軌跡を得ることができず、投影像は歪むことになる。
【００７１】
＜光走査装置の第１１実施形態＞
図１２は、第３補正部としてのボウ補正機能を有する本発明の第１１実施形態に係る光走査装置１９０の、Ｖ字形状部８の模式的斜視図である。同一の部分又は同一の機能を有する部分には同一の符号を付している。
【００７２】
図１２において、Ｖ字形状部８の第２の反射面１１ｃは、走査角θが大きくなるにつれてＸ軸方向の走査光Ｐ方向に突出している。即ち、Ｘ軸を揺動軸として揺動運動する反射面９から反射した反射光Ｑ（Ｑθ＋、Ｑｏ、Ｑθ−）が第２の反射面１１ｃに照射されたときの軌跡について、この軌跡による曲線Ｃｒ３をｙｚ平面へ投影したときに直線となるように第２の反射面を湾曲させて形成する。そして、第２の反射面１１ｃにより反射される走査光Ｐ（Ｐθ＋、Ｐｏ、Ｐθ−）をｘｙ平面と平行な一平面内に含まれるようにする。このように、第２の反射面１１ｃにボウ補正機能を付与することにより、走査光Ｐを球面上又は平面上に投影した投影像からボウによる歪みを除去することができる。なお、Ｖ字形状部８は反射部６に一体的に形成されており、その他の光走査装置の構成は、図１に示した第１実施形態と同様なので、説明を省略する。
【００７３】
上記図１２においては、Ｖ字形状部８が反射部６から凸状に形成されている場合であるが、これに代えて、透光性部材による反射部６の上面に凹状のＶ字形状部８からなる溝を形成し、その出射側の傾斜面である第２の反射面１１を上記図１２のように湾曲させてボウ補正機能を付与した第３補正部としてもよい。また、Ｖ字形状部８の第２の反射面１１にボウ補正機能を付与し（第３補正部）、出射側透光部７ｂ又は透光性部材からなる反射部６の出射側側面にアークサイン補正レンズ１２４（第１補正部）を形成してボウ補正とアークサイン補正を同時に行うようにしてもよい。また、入射側透光部７ａ及び出射側透光部７ｂに、又は、透光性部材からなる反射部６の入射側側面及び出射側側面に面倒れ補正用のレンズ（第２補正部）を形成し、ボウ補正と面倒れ補正を同時に行うようにしてもよい。更に、入射側透光部７ａのいずれかの表面、及び、出射側透光部７ｂの一方の表面に面倒れ補正用のレンズ（第２補正部）を形成し、出射側透光部７ｂの他方の表面にアークサイン補正用のレンズ（第１補正部）を形成すれば、ボウ補正、面倒れ補正及びアークサイン補正を同時に行うことができる。透光性部材からなる反射部６の上面に凹状のＶ字形状部８からなる溝を形成した場合も同様である。要するに、光路中の各表面又は透光性部材に第１補正部、第２補正部及び第３補正部を組み合わせて構成することができる。
【００７４】
＜光走査装置の第１２実施形態＞
図１３は、第３補正部としてのボウ補正機能を有する本発明の第１２実施形態に係る光走査装置１９５の説明図である。ボウとは、Ｘ方向から斜入射してくる光束を走査するときに観測される走査線の湾曲のことである。図１３（ａ）は光走査装置１９５の縦断面図であり、図１３（ｂ）は上面図である。本実施形態においては、出射側透光部７ｂに形成している。図５と異なるのは、出射側透光部７ｂに形成した曲面が、アークサイン補正用の曲面に代えてボウ補正用の曲面とした点である。その他の部分は図５と同様なので、説明を省略する。同一の部分又は同一の機能を有する部分には同一の符号を付している。
【００７５】
図１３（ａ）及び図１３（ｂ）において、第２補正部としてのボウ補正機能を出射側透光部７ｂの入射表面１２７に形成した。入射表面１２７が平面である場合は、第２の反射面１１から反射した走査光Ｐの光軸の軌跡は、図１１において示した略曲線Ｃｒｘのカーブを描く。そこで、入射表面１２７を走査光Ｐの走査角θが大きくなるにつれてｘ方向に突出させる。そして、走査光Ｐが当該入射表面１２７に照射されたときの、走査光Ｐの光軸の軌跡を曲線Ｃｒｙとすると、その曲線Ｃｒｙをｙｚ平面に投影したときに直線となるように入射表面１２７を湾曲させて形成する。そして、入射表面１２７を通過する走査光Ｐをｘｙ平面と平行な一平面内に含まれるようにする。これにより、走査光束１４を直線状に走査することが可能となり、投影される画像のボウによる歪を除去することができる。
【００７６】
なお、上記実施の形態においては、入射表面１２７に第３補正部としてのボウ補正機能を付与したが、出射側透光部７ｂの出射側表面に形成してもよい。また、反射部６を透光性部材とし、略Ｖ字状溝の傾斜面に第１の反射面及び第２の反射面を構成する場合には、振動ミラー部２の反射面９と第２の反射面１１との間の反射部６の下部表面に形成することもできる。また、アークサイン補正機能を有する第１補正部や面倒れ補正機能を有する第２補正部と組み合わせて構成することができることは、第１２実施形態において説明したとおりである。
【００７７】
＜網膜走査型表示装置の実施形態＞
図１４は、上記本発明に係る光走査装置１、２０、１５０、１５５、１６０、１６５、１７０、１７５、１８０、１８５、１９０又は１９５を用いた網膜走査型表示装置３０の実施の形態を表すブロック図である。同一の部分又は同一の機能の部分には同一の符号を付した。
【００７８】
図１４において、網膜走査型表示装置３０は観察者の眼球４８内の網膜５０上に映像を直接結像させている。青色の光を発光するＢレーザー３７、緑色の光を発光するＧレーザー３８及び赤色に光を発光するＲレーザー３９から出射した映像光はコリメート光学系４０により平行光となり、ダイクロイックミラー４１により合成され、結合光学系４２により集光されて光ファイバー４９内に入射される。光ファイバー４９から出射した映像光は上記図１から図３を用いて説明した光走査装置１の振動ミラー部２に照射される。振動ミラー部２は水平走査駆動回路４４により駆動されて揺動し、反射光を水平走査させる。水平走査された映像光はリレー光学系４５を介してガルバノミラー５１に照射される。ガルバノミラー５１は磁界の変動により鏡面が揺動して反射光を垂直方向に走査する。ガルバノミラー５１から反射された映像光は第２のリレー光学系５３を介して眼球４８の瞳孔内に入射され、網膜５０上に結像される。
【００７９】
映像信号供給回路３３は、外部から映像信号を入力され、青（Ｂ）色、緑（Ｇ）色及び赤（Ｒ）色に対応する画像信号をＢレーザー駆動回路３４、Ｇレーザー駆動回路３５及びＲレーザー駆動回路３６のそれぞれに出力する。Ｂレーザー３７はＢレーザー駆動回路３４からの駆動信号に基づいて光強度が変調されたＢ色のレーザー光を出射する。Ｇレーザー３８及びＲレーザー３９も同様に各画像信号に応じて光強度が変調された各色のレーザー光を出射する。
【００８０】
映像信号供給回路３３は画像信号に同期した同期信号を水平走査駆動回路４４及び垂直走査駆動回路４６に出力する。水平同期信号回路３１は水平走査駆動回路に水平同期信号を出力し、垂直同期信号回路３２は垂直走査駆動回路４６に垂直同期信号を出力する。水平走査駆動回路４４は光走査装置１に駆動信号を出力して振動ミラー部２を揺動させる。この場合の揺動は振動ミラー部２の共振振動に基づく。フォトセンサー５５は水平走査駆動回路４４により水平走査された光の一部を受光して電気信号に変換し、ＢＤ信号検出回路４７に出力する。ＢＤ信号検出回路４７は水平走査のタイミングを検出して映像信号供給回路３３にタイミング信号を出力し、映像信号供給回路３３は入力したタイミング信号により映像信号の開始タイミングを正確に決定する。なお、上記網膜走査型表示装置３０において、垂直走査を磁界の変動により揺動するガルバノミラー５１としたが、これに上記光走査装置１、２０、１５０、１５５、１６０、１６５、１７０、１７５、１８０、１８５、１９０又は１９５を用いることができる。
【００８１】
また、図１４においては光走査装置１を網膜走査型表示装置３０に適用した例を説明したが、第２のリレー光学系５３を投射レンズ系に変更し、眼球４８に変えて投影スクリーンあるいは建物の壁などとすれば、投射型の光走査型表示装置（レーザーディスプレイ）とすることができる。図１４の実施の形態においてはＲＧＢフルカラーの表示装置であるが、例えば１色又は２色のレーザー光源を走査して大画面用の光走査型表示装置を得ることができる。
【００８２】
なお、以上の説明において、Ｖ字形状部８として主に三角形の形状について説明してきたが、この三角形の頂点が平坦な台形形状あるいは概ねＶ字形状も本発明の趣旨に含まれる。従って上記の説明においてＶ字形状部とは、Ｖ字型形状、逆Ｖ字型形状、台形形状、逆台形形状およびこれらに類似する略Ｖ字形状部を含む。また、三角形や台形の形状において、頂角が丸みを帯びた形状も含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】本発明の第１実施形態に係る光走査装置を表す分解斜視図及び縦断面図である。
【図２】本発明の第２実施形態に係る光走査装置の縦断面図である。
【図３】本発明の第３実施形態に係る光走査装置の縦断面図及び上面図である。
【図４】本発明の第４実施形態に係る光走査装置の縦断面図及び上面図である。
【図５】本発明の第５実施形態に係る光走査装置の縦断面図及び上面図である。
【図６】本発明の第６実施形態に係る光走査装置の縦断面図及び上面図である。
【図７】本発明の第７実施形態に係る光走査装置の縦断面図である。
【図８】本発明の第８実施形態に係る光走査装置の縦断面図である。
【図９】本発明の第９実施形態に係る光走査装置の縦断面図である。
【図１０】本発明の第１０実施形態に係る光走査装置の縦断面図である。
【図１１】走査光に現れるボウを説明するための説明図である。
【図１２】本発明の第１１実施形態に係る光走査装置の説明図である。
【図１３】本発明の第１２実施形態に係る光走査装置の縦断面図及び上面図である。
【図１４】本発明の実施形態に係る網膜走査型表示装置を表すブロック図である。
【図１５】従来公知の光走査装置を用いた投影画像装置を表す概念図である。
【符号の説明】
【００８４】
１、２０、１５０、１５５、１６０、１６５、１７０、１７５、１８０、１８５、１９０、１９５  光走査装置
２  振動ミラー部
３  枠部
４  支持部
５  保持部
６  反射部
７  透光部
８  Ｖ字形状部
９  反射面
１０  第１の反射面
１１  第２の反射面
１２  梁部
１３  入射光束
１４  走査光束
１２０  入射窓
１２１  出射窓
１２４  アークサイン補正レンズ
１２５ａ、１２５ｂ  シリンドリカルレンズ
１２６ａ、１２６ｂ  シリンドリカル反射面
【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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