(57)【要約】      （修正有）【課題】偏向器の駆動に制約を与えずに、温度変化の影響等なしに偏向手段の走査振幅を常に最大偏向角に制御する。【解決手段】偏向光１０２、１０３は方向Ａの方向に軌跡１０４に沿って移動するとする。偏向光１０２も偏向光１０３も共に受光素子１０１上を通過する。受光素子１０１は、往路復路どちらかの１方向の複数の偏向光を検出できる（受光できる）位置に配置される。受光素子１０１上での走査速度は、受光素子１０１がある位置で固定されているとすると、偏向手段の最大偏向角と偏向手段の往復運動の周期に依存する。偏向手段の往復運動の周期を一定とした場合、位置間隔が一定であれば、偏向手段の最大偏向角も一定で変化しない。【選択図】図２
2005173438.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源からの変調光を偏向させ偏向光を走査する偏向手段を有する光偏向器であって、所定の時間間隔で変調を行う偏向光を、受光素子上での変調光の位置間隔を受光素子により検出し、所望の最大偏向角で偏向光が偏向されるように、前記偏向手段を制御する制御手段を有することを特徴とする光偏向器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光を偏向させる偏向手段を有する光偏向器に関する。
【背景技術】
【０００２】
光偏向器の一例として、図１にガルバノミラーを図示する。これは電磁力で可動するガルバノミラーである。可動部上にミラーを配置し、その可動部は軸中心に対して回動するようにトーションバーにより本体部から支持される構成になっている。図１中符号５０はシリコン基板、符号５１は上側ガラス基板、符号５２は下側ガラス基板を示す。また、符号５３は可動板、符号５４はト−ションバ−、符号５５は平面コイル、符号５６は全反射ミラー、符号５７は電極端子、符号６０〜６３は永久磁石である。この光偏向器は、平面コイル５５に駆動電流を流し、永久磁石とのロ−レンツ力を利用して駆動する電磁型である（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
また別の例として、特許文献２を挙げる。これは電磁アクチュエータに関し、電磁力によって可動部が可動する意味で、特許文献１も２も同じである。そして特許文献２の電磁アクチュエータも可動部に全反射ミラーを有している。
【０００４】
特許文献２では、その課題、目的、そして手段として次のことが記載されている、すなわち電磁アクチュエータの共振周期は温度的又は経年的にドリフトしていくのが通例であり、予め設定した共振周波数の電流を平面コイルに供給し続けるのでは、温度変化や時間経過に従って振れ角が一定に制御されないという問題が生じることに注目し、第１の目的として、別段の検出手段を設けることなく電磁アクチュエータを共振周期で往復駆動することのできる電磁アクチュエータ、及び電磁アクチュエータの駆動制御装置及び方法を提供することとし、また、第２の目的として、別段の検出手段を設けることなく電磁アクチュエータの振れ角を制御することのできる電磁アクチュエータ、及び電磁アクチュエータの駆動制御装置及び方法を提供することとし、さらに第３の目的として、電磁アクチュエータの共振周期に対応する共振周波数信号を出力することのできる電磁アクチュエータの共振周波数信号生成装置及び方法を提供することとしている。
【０００５】
そしてその解決手段として、コイルを可動部の励振用として利用するとともに検出用としても利用している。また検出にはコイルに生じる誘導起電圧又は誘導起電流である。
【特許文献１】特開平０７−１７５００５号公報（第３−４頁、図１）
【特許文献２】特開２００１−３０５４７１号公報（第３−４頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献２には、電磁アクチュエータの共振周期は温度的又は経年的にドリフトしていくことが記載されている。ここで、検出手段であるコイルは常に励起用として用いられている。そのため、電磁アクチュエータの駆動信号の印加期間に制約がある。
【０００７】
なお、特許文献１には共振周期が温度にドリフトするという課題にそもそも何ら着目していない。
【０００８】
本発明者は特許文献２とは異なる着想をした。すなわち検出手段をアクチュエータの駆動部とは別体にすることで、アクチュエータである偏向手段の駆動方法に制約を与えることなく、偏向手段の動作を観察することで偏向手段の走査振幅を適切に制御することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
よって本発明は、
光源からの変調光を偏向させ偏向光を走査する偏向手段を有する光偏向器であって、
所定の時間間隔で変調を行う偏向光を、受光素子上での変調光の位置間隔を受光素子により検出し、所望の最大偏向角で偏向光が偏向されるように、前記偏向手段を制御する制御手段を有することを特徴とする光偏向器を提供する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明により、偏向器の駆動に制約を与えずに、温度変化の影響等なしに最大偏向角を一定にする制御が出来る光偏向器を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
（第１の実施の形態）
本発明者は偏向手段を制御するにあたり、偏向手段の往復運動（揺動運動）により偏向手段にて偏向され往復走査される偏向光を利用することに着目した。
【００１２】
具体的には往路又は復路のどちらか一方の走査における複数の偏向光を受光素子によって検出し、両偏向光間の所定時間における互いの位置間隔が所定の距離となるように制御手段を介して偏向手段を制御する。
【００１３】
図２は、本発明の実施の形態に係る光偏向器の、偏向手段から偏向（反射）された偏向光が受光素子上を往復走査する内の一方向走査のみの様子をその軌跡ともに表す模式図である。
【００１４】
図２において、１０１は受光素子、１０２と１０３はそれぞれ偏向光、１０４は偏向光の軌跡である。
【００１５】
説明のためここでは、偏向光１０２、１０３は方向Ａの方向に軌跡１０４に沿って移動するとする。偏向光１０２も偏向光１０３も共に受光素子１０１上を通過する。
【００１６】
受光素子１０１は、所定位置、つまり往路復路どちらかの１方向の複数の偏向光を検出できる（受光できる）位置に配置される。所定時間において光源の変調（例えば点消灯）を行うことにより図示されるように、受光素子１０１上を通過する往路復路どちらかの１方向（図２では矢印の方向とする）の偏向光１０２、１０３により、軌跡１０４に沿って複数の偏向光の位置間隔が発生する。図２では受光素子１０１上には偏向光１０２、１０３の走査位置が発生するとしているが、２つ以上の走査位置を発生させても良い。
【００１７】
この位置間隔は、受光素子１０１上での偏向光の走査速度に依存する。受光素子１０１上での走査速度は、受光素子１０１がある配置で固定されているとすると、偏向手段の最大偏向角と偏向手段の往復運動の周期に依存する。ここで、偏向手段の往復運動の周期を一定とした場合、位置間隔から偏向手段の最大偏向角を検出することができる。そのため、位置間隔が一定であれば、偏向手段の最大偏向角も一定で変化しない。
【００１８】
本実施形態では、位置間隔を一定に保つように制御手段により偏向手段を制御する。
【００１９】
図３は、本発明の実施の形態に係る光偏向器の、偏向手段から偏向された偏向光を含む平面の断面図である。
【００２０】
図３において、２０１は光源、２０２は偏向手段、２０３は光源から出射された光線、２０４、２０５は偏向手段２０２により偏向される最大偏向角での光線、２０６は偏向手段２０２の光偏向中心軸、２０７は偏向手段２０２からＬの距離にある平面Ｐ（光偏向中心軸２０６と垂直な関係にある平面）での走査軌跡である。
【００２１】
光源２０１から出射された光線２０３は、偏向手段２０２に入射される。光源２０１は、半導体レーザのような変調可能な光源を用いる。
【００２２】
偏向手段２０２には反射面が設けられ、偏向手段２０２が可動することで、最大偏向角での光線２０４、２０５の範囲で、偏向させる。この最大偏向角の大きさをθとする。
【００２３】
以下説明のため、偏向手段２０２が可動していない状態での反射光線は、光偏向中心軸２０６と一致するとする。
【００２４】
偏向手段２０２は、回転軸を中心として回転往復運動をする。この偏向手段に、周期的な駆動波形を印加する。
【００２５】
図４に、偏向手段２０２に印加する駆動波形の一例を示す。横軸に印加時間、縦軸に印加信号の大きさを示す。（ａ）が三角波状波形、（ｂ）が鋸波状波形、（ｃ）が正弦波状波形である。偏向手段２０２は、これらの印加信号の波形と同様な偏向角の変化をする。
【００２６】
偏向手段２０２に、図４で示したような周期的な印加信号により偏向させると、偏向手段２０２からＬの距離にある平面Ｐ上での走査（以後、平面上での偏向光の移動を走査と呼ぶ）位置は、２０７で示すような走査軌跡上を往復移動する。また、この走査位置ｈ（偏向手段２０２からＬの距離にある平面Ｐ上での光偏向中心軸２０６からの距離）は、「ｈ＝Ｌ×ｔａｎ（θｔ）」・・・式（１）の式で表すことができる。ここでθｔは、ある時点で偏向手段により光線が光偏向中心軸２０６から偏向される偏向角をとする。
【００２７】
式（１）を時間微分することによりにより、平面Ｐ上の走査位置ｈでの走査速度を表すことができる。ここで、θｔは偏向手段２０２への印加波形で決まる時間関数（θｔ（ｔ））であるとして計算することができる。
【００２８】
このように、平面Ｐ上での走査速度ｖは、Ｌとｈを定数とするとθｔ（ｔ）に依存する。θｔ（ｔ）の波形の周期や形状が同じであれば、走査速度ｖは最大偏向角θに依存する。つまり、走査速度ｖを検出することにより、最大変位角θを検出することができる。
【００２９】
また、印加波形の周期に対して、時間間隔が無視できるぐらいに小さい（例えば、走査速度ｖの変化が線形であるとみなせる）場合、その時間間隔で移動した平面Ｐ上での走査幅は、走査速度ｖに比例していると言える。
【００３０】
つまり、印加波形の繰り返し周期に対して、微小な時間間隔での走査幅を検出することにより、最大偏向角を検出することができる。
【００３１】
偏向手段２０２は、温度変化による構成部材の変化により、走査特性が変化してしまう。そのため、同じ信号の大きさの印加波形を用いた場合でも、環境の条件によって最大偏向角θは異なる。
【００３２】
本実施形態では、環境等の諸条件の変化による最大変位角の変化を、ある時間間隔での走査幅を検出することにより検知する。
【００３３】
受光素子１０１は、偏向手段２０２からＬの距離にある平面Ｐ上の走査軌跡２０７上に配置される。配置される位置は、走査軌跡２０７内であればよい。ここでは説明のため、ほぼ走査中心に配置する。
【００３４】
ある時間間隔での走査幅を検出するには、光源を点灯・消灯させた変調光を偏向して、受光素子１０１で光の輝度分布を元に変調パターンの位置間隔を測定する方法を用いる。具体的には、図２で示したように、ある時間間隔で光源の点灯を行い、受光素子１０１上に複数のスポット（走査光により生成される輝度の高い部分）を形成する。この複数のスポットの間隔を測定できるような信号を出力する受光素子を用いることで、変調パターンの位置間隔を測定することができる。
【００３５】
本実施形態で用いる受光素子１０１は、変調した偏向光の位置を位置情報として検出し、その位置間隔を検出できる受光素子１０１である必要がある。
【００３６】
本実施形態において受光素子１０１には、複数の受光領域１０５から構成されたラインセンサを用いることができる。そのような構成の場合、光電変換部である受光素子と、光電変換された電荷の蓄積部と、蓄積した電荷の転送部を備えている必要がある。
【００３７】
この場合、複数の受光領域毎に偏向光の光量を検出することが出来るので受光素子上における偏向光の位置を精度よく特定することが出来る。
【００３８】
この場合、蓄積した電荷の転送は、走査速度に合わせて高速に行う必要は無く、受光素子１０１上で複数の変調スポットが生成された後に、より低速な転送を行うことができる。そのため、走査速度ｖが高速になっても、変調スポット位置間隔の検出を行うことができるため好ましい。
【００３９】
本受光素子を用いれば、変調スポットの受光素子１０１上での光量分布を電荷として蓄積し、複数の受光領域１０５毎の位置情報として出力される。そのため、走査タイミングを検出する方法で問題となる検出回路の遅延の変化などによる検出精度の低下は発生しないため、高精度に変調スポット位置を検出することができる。
【００４０】
本実施形態での変調した偏向光を受光素子で検出し、走査振幅（走査速度）を走査位置から直接測定する方法を用いることにより、検出回路の遅延などの影響による検出精度の低下が発生せず、走査振幅を高精度に検出することができる。
【００４１】
図５は本実施形態に係る光偏向器の制御を模式的にあらわす図である。
【００４２】
図５において、２０８は偏向された光線、３０１は光源２０１の変調信号発生手段、３０５は光源２０１の変調信号、３０６は受光素子からの検出信号、３０２は信号変換手段、３０７は走査位置間隔信号、３０３は制御信号発生手段、３０８は偏向手段２０２の制御信号、３０４は偏向手段２０２の駆動手段、３０９は偏向手段２０２の駆動信号である。
【００４３】
光源２０１は、変調信号発生手段３０１から、所定の周期を持った点灯と消灯の信号である変調信号２０２により、点灯と消灯が繰り返される（変調される）。この変調信号２０２により、変調した偏向光が受光素子２０１で検出される。なお、変調信号２０２は、図２で示したように往路走査または復路走査どちらかの一方向の走査において、複数の変調されたパターンが検出されるように生成される。受光素子１０１により検出された複数の変調パターンは、出力信号３０６として、信号変換手段３０２に送られる。
【００４４】
信号変換手段３０２は、受光素子からの検出信号３０６を元に変調光の走査位置間隔を算出し、変調光の走査位置間隔を表す信号として走査位置間隔信号３０７を出力する。
【００４５】
制御信号発生手段３０３は、走査間隔信号３０７を元に、変調光の走査位置間隔が一定の値になるように、偏向手段２０２の制御信号３０８を変化させる。具体的には、偏向手段２０２が有するミラー（可動板）の偏向角度を変化させるために、偏向手段２０２への駆動信号の大きさを変化させることや、可動板の揺動数を変化させるように偏向手段２０２の制御信号３０８が設定される。
【００４６】
駆動手段３０４は、制御信号３０８を元に駆動信号の振幅や周期を設定し、偏向手段２０２の駆動信号を偏向器２０２に印加する。
【００４７】
このように本実施形態に係る光偏向器は、変調した偏向光を受光素子で検出することにより検出した走査位置間隔を一定に保つ制御を行うことが出来る。
【００４８】
その結果、
光源からの変調光を偏向させる偏向手段を有する光偏向器の駆動方法であって、
受光素子上を一方向に移動する偏向光の複数の位置の間隔を測定する測定工程と、
制御手段により前記距離を所定の間隔となるように制御する制御工程を有することにより
前記偏向手段の走査振幅（偏向角）を制御することを特徴とする光偏向器の制御方法提供することが出来る。
【００４９】
なお本実施形態では、受光素子１０１を走査軌跡上に配置していたが、反射ミラーなどを用いて、走査軌跡の偏向光を反射して取り出して検出しても良い。それにより、受光素子１０１の配置に対する制約が少なくなり、本実施例の光偏向器を用いた装置を小型に構成することができる。
【００５０】
また、複数の反射ミラーを用いて、受光素子１０１内に複数の反射ミラーにより反射された偏向光が入射するようにしてもよい。この場合、偏向手段２０２の位置と複数の反射ミラーが配置された位置と受光素子１０１との位置関係などから、走査振幅を検出することができる。また、予め設定した走査振幅で、受光素子１０１上での変調スポット位置間隔を検出しておけば、その走査振幅に一定に保たれるように制御を行うことができる。
【００５１】
これにより、受光素子１０１の走査方向の幅を広げることなく、より偏向角の広い複数の変調スポットの位置の揺らぎを高精度に検出することができる。そのため、走査振幅の検出精度が向上し、高精度な制御を行うことができる。
【００５２】
なお本実施形態では、光源を１つ例示したが、本発明は例えば複数の光源を有する光偏向器にも適用できる。また、その複数の光源の内、１つを用いることもできる。
【００５３】
また本実施形態では、光源として半導体レーザー、ＬＥＤ、あるいはＡＯＭなどの変調手段を有した固体レーザー、ガスレーザなど、出射光を変調できるものであれば用いることができる。
【００５４】
また本実施形態では、偏向光が往路と復路で同一軌跡上を通過する１次元の光走査を例示して説明したが、本発明はその他に復路の軌跡が往路の軌跡と走査方向に垂直な方向において異なる軌跡を通過し、所定の垂直な方向における位置において往路と復路の軌跡が異なるいわゆる２次元の光走査にも適用できる。
【００５５】
また本実施形態では、偏向光を１次元に走査する形態を示したが、その場合、回転する円筒状の感光体の長尺方向に偏向光を走査することで、感光体表面２次元的に偏向光を走査し、静電潜像を得るいわゆる電子写真方式の画像形成装置の感光体への露光装置として適用することが出来る。
【００５６】
また本実施形態では、偏向光を２次元に走査することで、プロジェクタ等の画像表示装置（投影装置）に適用することが出来る。
【００５７】
これら画像形成装置あるいは画像表示装置において、画像を構成する画素に対応するように光が点灯あるいは消灯する。１画素の大きさは特に指定はなく、形成したい画像により決定される。走査スピードにもよるが、発光点が点灯期間中に一方向に移動するために、１画素は実際の走査スポット径に加えて、走査距離の分だけ形状が変化する。発光点の中心と周辺部とにおいて光量が異なる（例えばガウシアン分布のような異なり方）をする光源を用いる場合、点灯期間中に一方向に移動しても、実質的な画素の大きさは光量の大きな領域分だけ（例えば最大光量の半値や１／ｅ２）とみなしてもよい。例えば、人の目で直接画像を見ることが出来るプロジェクタであれば、人の視覚に応じて適宜そのようにみなして点灯期間中に移動する画素の大きさを規定すればよい。
【００５８】
また本実施形態に係る光偏向器は、受光素子上を１方向に移動する複数の偏向光の位置間隔が一定になるように制御することにより、偏向手段２０２の最大偏向角を一定値に固定させることができ、投影（光線走査）面での走査振幅を一定に保つことができる。
【００５９】
そのため、電子写真方式の画像形成装置の感光体への露光装置や、２次元上に画像を表示する上記表示装置においては、画像を所望の位置に所望の大きさで表示することが出来る。
【００６０】
（第２の実施の形態）
本実施の形態は、複数の受光領域１０５から構成された受光素子１０１上での、変調された偏向光（変調スポット）の位置（中心位置）を特定する方法に関する。その他は第１の実施形態と同じである。
【００６１】
図６は本実施の形態を説明する図である。
【００６２】
図６（ａ）は、受光素子２０１上に変調スポットが１つ形成された位置と複数の受光領域１０５の位置関係を示す図である。走査方向は、紙面に対して左（右）方向に走査されている。以下、説明のために受光素子１０１上の変調スポットを１つとして説明する。本発明で用いる場合には、複数のスポットに対しても同様の処理を複数行うことにより実施できる。
【００６３】
図６（ｂ）は、図６（ａ）で示した位置関係のとき、受光素子１０１上に照射される光量の分布を示す図である。横軸が受光素子上の位置、縦軸が光量である。このように、変調スポットは、最も光量の大きな位置Ｃに対して左右対称な分布（一例として、中心が明るく周辺が暗いいわゆるガウシアン分布型）を取る。
【００６４】
図６（ｃ）は、図６（ａ）で示した位置関係のとき、複数の受光領域１０５の各領域から検出される信号を示したものである。横軸が受光素子上の位置と対応するように示した複数の受光領域の位置、縦軸が検出される信号の大きさである。以下、図６（ｂ）で複数の受光領域の走査方向に対する幅をｗとし、左から順にｎ番目の受光領域と呼び、ｎ番目の受光領域での検出される光量をＰｎとする。
【００６５】
本実施形態では図６を用いて、２つの位置特定方法を説明する。
【００６６】
第１の位置特定方法は、複数の各受光領域において最大受光量を得た受光領域の位置をもって位置座標とみなす。例えば、図６（ｃ）においては、５番目の受光領域を位置座標とみなし、受光素子の左端から「（５−０．５）×ｗ」の位置に変調スポット中心があると検出する。
【００６７】
ここで、受光素子１０１上での走査速度ｖと、受光素子１０１が有する複数の受光領域１０５の走査方向に対する幅ｗの関係により、検出精度は決まる。走査速度ｖが一定の場合には、複数の受光領域１０５の走査方向に対する幅ｗが小さいほど検出精度が向上する。
【００６８】
第１の位置特定方法によると、受光素子上での位置の特定の処理が簡単なものででき、処理にかかる時間や、処理を行う部分への負荷を低減することができる。また、走査方向に対する複数の受光領域１０５の幅ｗを短くすることにより、検出精度を向上させることができる。
【００６９】
第２の位置特定方法は、複数の受光領域での検出信号の分布から特定する方法である。受光素子で検出される変調スポットの光量分布は、最も光量の大きな位置Ｃに対して左右対称な分布になるとみなすことができる。そのため、最も光量の大きな位置Ｃが、複数の受光領域１０５の中心又は受光領域１０５の境界と一致しない場合は、各受光領域１０５からの検出信号は左右非対称なものになる（一例として、図６（ｃ）での検出信号）。これを利用し、各受光領域の位置座標「（ｎ−１）×ｗ」と受光量Ｐｎとを積算し、スポットが存在する受光領域を対象にその積算値「Σ（ｎ−１）×ｗ×Ｐｎ」を総和する。そしてその総和をスポットが存在する受光領域における総受光量「ΣＰｎ」により除算すること（（Σ（ｎ−１）×ｗ×Ｐｎ）／ΣＰｎ）で位置座標を特定する。これにより、複数の受光領域幅ｗ以下でのスポット中心の検出を行うことができる。なお本方法では、偏向光が複数の受光部２０９にまたがる構成が偏向光の位置を特定するにあたり好ましい。また、最も光量の大きな位置Ｃが、複数の受光領域１０５の中心又は受光領域１０５の境界と一致する場合でも、本方式は用いることができる。
【００７０】
第２の位置特定方法によると、複数の受光領域１０５の幅ｖ以下の位置分解能を実現できるため、複数の受光領域１０５の幅ｖが広い（検出されるスポット幅より小さい）受光素子１０１を用いても高精度に位置を特定することができる。
【００７１】
（第３の実施の形態）
本実施の形態は、受光素子１０１が有する複数の受光領域１０５を２次元に配列した受光素子を用いた形態である。その他は第１ないし第２の実施形態のいずれかと同じである。
【００７２】
図７は本実施の形態に係る受光素子が有する複数の受光素子を説明するための模式図である。
【００７３】
図７において、受光素子１０１は等間隔に２次元状に縦横に揃って配置されている複数の受光領域１０５を有している。
【００７４】
本実施の形態のように、複数の受光領域１０５を２次元状に配置することで、変調スポットの光量分布を２次元的に検出することができるため、変調スポットの形状を正確に把握することができ、また第２の実施形態の位置特定方法などを用いる際に対象となるデータ数が増えることになる。
【００７５】
そのため、本実施形態を用いると、より高精度に変調スポットの位置を特定することができる。
【００７６】
また、複数の反射ミラーを用いて、複数の偏向光を反射し、複数の変調スポットを受光素子１０１に生成する場合、受光素子１０１上での走査軌跡を受光素子１０１の走査軌跡に対して垂直方向にずらしても良い。これにより、本実施形態の受光素子１０１を用いると、変調スポットを走査軌跡ごとに分離することができるので、受光素子１０１の走査方向の幅を短くしても検出することができる。そのため、受光素子１０１のコスト削減、配置のスペースの削減を行うことができる。
【００７７】
本実施例の受光素子１０１は、画像撮影用に用いられる汎用のＣＣＤエリアセンサや、ＣＭＯＳエリアセンサを用いることができるため、特別なセンサを設計する必要がないため低コストで実現することができる。
【００７８】
なお本実施形態では２次元状に配置した受光素子として縦横に揃って配置された受光領域を挙げたが、その他に受光領域をハニカム状としてそれぞれを配置した構成や、軌跡方向あるいは軌跡に交差する方向において列及び行が入れ子にずれた構成、あるいは受光領域が円形状、平行四辺形形状、三角形形状、ひし形形状、台形形状、その他多角形形状でも用いることができる。
【００７９】
（第４の実施の形態）
本実施の形態は、受光素子に入光する偏向光をレンズで集光する形態である。それ以外は第１から第３の実施形態のいずれかと同じである。
【００８０】
図８は本発明の実施の形態に係る光偏向器の、偏向手段から偏向された偏向光を含む平面の断面図である。図８において、２０９はレンズである。
【００８１】
レンズ２０９は、距離Ｌの位置に配置される。受光素子１０１は、レンズ２０９の焦点距離ｆの位置に配置される。偏向手段２０２により偏向された光は、レンズ２０９により集光され変調スポットの幅が縮小さる。加えて、レンズ２０９により更に偏向されるため、変調スポットの中心位置が、第１の実施形態に比べて変化する。
【００８２】
走査位置ｈとある時点での偏向角θｔは、「ｈ＝ｆ×ｔａｎ（θｔ）」・・・式（２）の式で表すことができる。式（２）から、Ｌの距離に関係なく、レンズ２０９の焦点距離ｆを大きくすることにより、受光素子１０１上での走査速度ｖを速くすることができる。そのため、同じ時間間隔で変調するとすれば、振幅の変化による変調スポットの位置間隔の変化が大きくなるため、検出精度が向上する。
【００８３】
また、Ｌの距離にスポット位置が依存しないので、Ｌを短くし焦点距離ｆの長いレンズ２０９を用いることにより、各要素の配置が容易となり小型化することができる。
【００８４】
なおレンズを本実施形態の光偏向器の構成要素としても良い。あるいはレンズを受光素子に一体に設けても良い。
【００８５】
本実施形態のようにレンズ２０９を用いて受光素子１０１に偏向光を集光すれば、受光素子１０１が偏向光の位置を精度良く特定することが出来る。あるいは、偏向器全体を小型化することが出来る。
【００８６】
（第５の実施の形態）
本実施形態は、共振現象を用いた偏向手段２０２を用いた光偏向器に係る。その他は、第１の実施の形態と同じである。
【００８７】
偏向手段２０２に共振型の偏向器を用いると、共振型偏向器の機械的共振周波数ｆｃと駆動周波数ｆｄを一致させることにより、同じ駆動エネルギーでも広い偏向角を得ることができる。しかし、偏向器の機械的共振周波数ｆｃは、温度などの偏向器の環境の変化により大きく変化し、偏向器２０２の最大偏向角（走査振幅）が変化する。
【００８８】
そのため、走査振幅を一定にするためには、共振型光偏向器の共振周波数ｆｃと駆動周波数ｆｄを一致させる制御を行う必要がある。
【００８９】
図９は、共振型偏向器の周波数特性を示すグラフである。
【００９０】
図９（ａ）で横軸は共振型偏向器を揺動させる駆動信号の周波数ｆｄ、縦軸は共振型偏向器の偏向角（揺動角）の振れ幅（最大偏向角θ）である。この図で、最大偏向角θが最大の値を取る周波数が共振周波数ｆｃである（駆動回路等での遅延を考えない理想的な場合）。
【００９１】
このように、共振型の光偏向器では、駆動周波数ｆｄと共振周波数ｆｃが異なると最大偏向角θが減少し、走査振幅が短くなる。
【００９２】
図９（ｂ）で横軸は共振型偏向器を揺動させる駆動信号の周波数ｆｄ（図９（ａ）の横軸と対応）で、縦軸を駆動周波数ｆｄの同期信号からの位相の遅れを示したものである。なお、駆動周波数ｆｄの同期信号の生成の仕方により、この位相の遅れの横軸での原点（０ｄｅｇ）は変化する。
【００９３】
両図の関係は、偏向器の共振周波数ｆｃが一定の場合には維持される。温度などの環境変化により、共振周波数ｆｃが変化した場合でも、図９のそれぞれの関係を維持したまま（各曲線の傾きや幅、ピークの高さなどの曲線の相似形形状は、ほとんど変化することなく）、図９の横軸の駆動周波数ｆｄのパラメータのみが変化する。
【００９４】
このことを用いると、最大偏向角θが常に最大になるような駆動周波数ｆｄで共振型偏向器を駆動させる（駆動周波数を変化させる）ことにより、駆動周波数ｆｄと共振周波数ｆｃを一致させることができる。
【００９５】
ここで、駆動効率を表す値（共振のＱ値）が大きい程、同じ周波数の差でも走査振幅（最大偏向角θ）に対する影響が大きくなるため、より細かい刻みで周波数を変化させる必要がある。
【００９６】
本実施形態を用いることにより、共振型光偏向器の共振周波数ｆｃに駆動周波数ｆｄを追従する制御を行い、走査振幅を一定に保つことができる。
【００９７】
図１０は、共振型光偏向器の偏向手段２０２の駆動信号３０９と、その駆動信号３０９時の偏向角の時間変化を示す図である。
【００９８】
図１０（ａ）は、横軸を時間とし、縦軸を偏向手段２０２の駆動信号３０９の信号の大きさ（例えば、電圧）としている。
【００９９】
図１０（ｂ）は、横軸を図１０（ａ）の横軸と対応する時間軸とし、縦軸を偏向手段２０２の各時間での偏向角θｔを表したグラフである。
【０１００】
図１０（ａ）のように、駆動波形を正弦波としたとき、駆動周波数ｆｄと共振周波数ｆｃが一致しているとすると、図１０（ｂ）で表すように偏向角θｔの変化は、９０ｄｅｇの位相遅れが発生する。この際、偏向手段２０２が偏向している向きの取り方（回転軸に対してどちらの方向に傾斜する場合を正・負と取ることによって）により、１８０ｄｅｇの位相のオフセットが発生する場合がある。
【０１０１】
共振型光偏向器を用いる場合には、正弦波状以外の、三角波状、矩形波状、鋸波状の駆動波形の場合にも、時間に対して偏向角θｔは正弦波状の変化となる。時間ｔでの偏向角をθｔ（ｔ）とすると、「θｔ（ｔ）＝Ａ・ｓｉｎ（ωｔ）」とする。但し、Ａは最大走査角により決まる定数、ωは偏向手段２０２の駆動周波数により決まる定数である。ここで、受光素子１０１上での偏向手段２０２による偏向角速度は、「θｔ（ｔ）／ｄｔ＝Ａω・ｃｏｓ（ωｔ）」で表すことができる。
【０１０２】
そのため、受光素子１０１上での走査速度ｖ（単位時間当たりの走査幅）は、時間と共に周期的に変化する。本実施形態では、この点を考慮して実施する必要がある。
【０１０３】
受光素子を光偏向中心軸２０６付近に配置した場合、走査速度ｖは最大偏向角θと対応して変化する。
【０１０４】
また、受光素子を光偏向中心軸２０６からｌの距離離して配置した場合、駆動周波数ｆｄの変化により、最大偏向角θと共に受光素子１０１上での走査速度が変化することを考慮して制御すればよい。その場合、距離Ｌと受光素子１０１の配置された距離ｌを用いて計算することができる。
【０１０５】
このように本実施形態を用いると、時間と共に角速度が周期的に変化する偏向手段２０２に共振型偏向器を用いた場合において、走査振幅（最大偏向角）を一定にする制御を行うことができる。これにより、走査精度が要求される用途に、低電力で高い偏向角を得ることのできる共振型偏向器を用いることができる。
【０１０６】
なお本実施形態では、駆動周波数ｆｄを共振周波数ｆｃを駆動周波数に一致させる（走査振幅が最大になる）制御について述べたが、任意の走査振幅になるように駆動周波数ｆｃと共振周波数ｆｄの差を一定値に保つ制御を行うこともできる。この場合、走査振幅の変化方向が一方向になるので周波数追従制御が容易になる。
【０１０７】
（第６の実施の形態）
本実施の形態は、位置間隔を検出する為の変調スポットを生成する方法とそれを検出する方法に関する。それ以外は第１から第５の実施形態のいずれかと同じである。
【０１０８】
図１１は本実施の形態による変調スポットの生成方法を説明する図である。
【０１０９】
図１１（ａ）は、偏向手段２０２に印加される駆動信号３０９の波形を示したものである。横軸に時間、縦軸に印加信号の大きさを示す。ここでは、一例として三角波状の駆動波形で説明する。
【０１１０】
図１１（ｂ）は、光源２０１を変調（点灯つまりＯＮ、消灯つまりＯＦＦ）するための変調信号２０２を示したものである。横軸に図１１（ａ）の横軸に対応した時間、縦軸に変調信号２０２のパターンを示す。ここでは、変調信号２０２は、定常時はＯＦＦ信号であり、変調を行って受光素子１０１上で変調スポットを生成する時、ＯＮ信号になる。
【０１１１】
変調信号２０２は、偏向手段２０２が受光素子１０１を含む平面で、ある一方向に走査されている期間に、ＯＮ信号を２回に分けて生成し、受光素子１０１上に変調スポット１０２、１０３を分離して生成する信号である。
【０１１２】
なお、以上の方法では、駆動信号を三角波状としたが、他の駆動波形も用いることができる。
【０１１３】
また、生成する変調スポットの数を２つとして説明したが、複数の変調スポットを用いることができる。複数の変調スポットが受光素子１０１で検出される場合、そのうち２点間の位置間隔を制御に用いることもできるし、複数の位置間隔を測定しそれを平均化して用いることもできる。また、変調信号のＯＮ信号の時間間隔は、ある一方向の走査において、変調スポットが受光素子１０１上に生成される範囲内であればよい。
【０１１４】
変調スポットのＯＮ信号を、ある一方向の走査期間中において、等間隔の時間繰り返しで生成することもできる。
【０１１５】
これにより、受光素子１０１の配置と変調信号の発生タイミングを調整することなく、容易に受光素子１０１上に変調スポットを生成することができる。
【０１１６】
以下に本実施形態での別の変調スポットの生成方法を述べる。本生成方法は、偏向手段２０２に共振型偏向器と、複数の受光領域を有する受光素子１０１を用いる。
【０１１７】
図１２は本実施の形態による別の変調スポットの生成方法を説明する図である。
【０１１８】
図１２（ａ）は、偏向手段２０２である共振型偏向器の偏向角の時間変化を示したものである。ここで、共振周波数ｆｃと駆動周波数ｆｄは一致しているとする。横軸に時間、縦軸にある時間での偏向角θを示す。共振型偏向器なので、正弦波状の変化をしている。
【０１１９】
図１２（ｂ）は、光源２０１を変調（点灯つまりＯＮ、消灯つまりＯＦＦ）するための変調信号２０２を示したものである。横軸に図１２（ａ）の横軸に対応した時間、縦軸に変調信号２０２のパターンを示す。
【０１２０】
変調信号２０２は、偏向手段２０２が受光素子１０１を含む平面である一方向に走査されている期間内に、等間隔の時間で繰り返し生成する信号である。この変調信号は、共振周波数ｆｃと駆動周波数ｆｄが一致している、駆動信号の同期信号と偏向角の位相差が９０ｄｅｇの場合、ある一方向の走査期間に収まるようになっている。
【０１２１】
図１３に、変調スポットの生成位置を説明する模式図を示す。１１０は走査軌跡と一致した軸、１１１は生成される変調スポットである。なお、本図の変調スポット数と、図１２（ｂ）のＯＮ信号の数は一致していないが、実際は一致する。
【０１２２】
ここで、受光素子１０１は、走査軌跡の軸１１０上の走査中心位置に配置されるとする。
【０１２３】
図１２（ａ）（ｂ）の場合は、共振型偏向角は最大偏向角を取り、位相差は９０ｄｅｇなので、生成される変調スポット１１１は、図１３（ａ）のように分布する。この場合、共振型偏向器のある一方向の走査中のみで光源が点灯されるので、変調スポット１１１が重なって生成されることはない。また、共振型偏向器を用いているため、時間に対して偏向角速度が変化するため、中央部で変調スポット１１１の間隔が広く、周辺部で狭くなっている。
【０１２４】
ここで、図１３（ｂ）のように共振周波数ｆｃと駆動周波数ｆｄが少しズレた場合を考える。この場合、偏向角が少し減少するため走査振幅が減少し、また位相差の変化も起こるため変調スポット１１１が片方の端で重なり、もう一方の端では変調スポット１１１が存在しない領域ができる。
【０１２５】
偏向手段２０２は共振型偏向器なので、共振周波数ｆｃと駆動周波数ｆｄのズレが発生すると、位相差が最大０ｄｅｇから１８０ｄｅｇの範囲で変化する可能性がある。そのため、変調スポット１１１は、走査領域の右半分又は左半分まで偏在する可能性がある。
【０１２６】
更に、図１３（ｃ）のように共振周波数ｆｃと駆動周波数ｆｄが大きくズレた場合を考える。この場合、偏向角（走査振幅）が大幅に減少している為、変調スポット１１１の間隔が狭くなり、隣同士の変調スポット１１１が重なってしまい、変調スポットが分離できなくなっている。
【０１２７】
本方法では、図１３（ｃ）のような状態では、受光素子１０１上で検出される総光量により、走査振幅を検出する。変調スポット１１１の間隔が狭いと受光素子１０１で検出される光量は多くなる。逆に、変調スポット１１１の間隔が広くなると、受光素子１０１に入る変調スポット１１１の数が減るため、検出される光量は少なくなる。これを利用して、受光素子１０１に入射した変調スポット１１１の位置間隔を検出し、その位置間隔が広がるように駆動周波数ｆｄを変化させて制御を行う。
【０１２８】
以上の制御を行い、変調スポットが受光素子１０１上で分離できる状態になってから、第１ないし第５の実施形態のいずれかで述べた制御を行う。このように、本方法では、変調スポットの状態により、二つの検出アルゴリズムを切り替えて用いる。
【０１２９】
本方法を用いれば、変調スポットが光学的に分離できない場合（変調信号２０２のＯＮの時間間隔を最大限にしても分離できない場合）でも、受光素子１０１で検出される変調スポットの位置間隔の情報を検出することができる。
【０１３０】
また、共振周波数ｆｃから初期の駆動周波数ｆｄが大幅にズレている場合でも、駆動周波数ｆｄを掃引することによって、共振周波数ｆｃの検出が行え、振幅を所望の値に制御することができる。
【０１３１】
本方法では、変調信号２０２においてＯＮ信号を図１３（ｂ）のように、位相差９０ｄｅｇの時にある一方向に走査される期間内にしか生成させない。そのため、受光部１０１を走査中心に配置することにより、位相差０ｄｅｇまたは１８０ｄｅｇの場合以外には受光素子１０１上で往復の変調スポットが重なることはない。実際の使用時には、位相差０ｄｅｇ、１８０ｄｅｇになることはない（共振周波数ｆｃと駆動周波数ｆｄが極端にズレていることはない）ので、受光素子１０１上は常にある一方向の走査による変調スポットのみが生成されることになる。
【０１３２】
そのため、走査振幅の変化から来る変調スポットの間隔減少による光量増加と、位相差の変化から来る往復走査方向の変調スポットの重なりによる光量増加を分離することができる。これにより、受光素子１０１で走査振幅（最大偏向角）を検出することができる。
【０１３３】
本方法を用いれば、複数の光電部と電荷の蓄積部と蓄積した電荷の転送部を有する受光素子１０１を、共振周波数ｆｃが駆動周波数ｆｄと近い場合と、離れた場合でも走査振幅を検出することができる。そのため、第１ないし第５の実施形態のいずれかで述べた制御で用いる受光素子１０１のみで、広い周波数範囲に対して走査振幅制御を行うことができる。
【０１３４】
本方法では、変調信号２０２の変更を行う必要がない為、変調信号２０２の生成の処理が容易となり、処理回路が簡略化できる。
【０１３５】
なお、変調信号２０２は、固定のパターンでなくてもよく、受光素子１０１での変調スポット間隔により可変にしてもよい。これにより、常に変調スポット間隔が受光素子１０１で最適な状態で検出できるため、高精度な検出を行うことができる。
【０１３６】
なお本方法では、受光素子１０１を走査中心に配置し、変調スポットのＯＮ信号をある一方向の走査期間全てで等間隔に生成した。共振周波数ｆｃと駆動周波数ｆｄのズレを検出できる範囲を限定することにより、受光素子１０１の配置をズラしたり、変調スポットのＯＮ信号を生成する期間（回数）をある一方向の走査期間内で減らした設計をすることができる。
【０１３７】
（第７の実施の形態）
本実施の形態に係る光偏向器は、偏向光を被投影面に２次元状に投射する光偏向器に係る。そしてその他については第１ないし第６の実施形態のいずれかと同じである。
【０１３８】
図１４は本実施の形態に係る光偏向器を模式的に示す図である。
【０１３９】
図１４において、２１１は第２の偏向手段、２１０は偏向手段２０２により第２の偏向手段の反射平面上での走査軌跡、２１２は第２の偏向手段２１１により偏向される光、２１３はある平面、２１４はある平面２１３において偏向光により走査される範囲、２１５はある平面２１３での走査線の軌跡を模式的に表したものである。
【０１４０】
なお、図５で示した制御に用いる構成は、図１４上には図示していない。
【０１４１】
偏向手段２０２、第２の偏向手段２１０はそれぞれが光を水平方向、垂直方向に偏向させる。したがって偏向光の広がる範囲が２次元領域になる。
【０１４２】
この偏向手段２０２と第２の偏向手段２１０は、偏向速度が異なる。具体的には、図１４では、２つの偏向手段を比較すると、偏向手段２０２は比較的高速に（高周波数で）偏向し、第２の偏向手段２１０は比較的低速な（低周波数で）偏向を行う。この両者の関係は、逆でもよい。
【０１４３】
また、比較的高速な偏向を行う方の偏向手段は、共振型偏向器を用いることにより、高精細な画像を表示することができる。これは、共振型偏向器は、高速な偏向を行うことができるからである。
【０１４４】
光源２０１で変調され、出射された光線２０３は、偏向手段２０２により最大偏向角での光線２０４と２０５の間により（最大偏向角θで）偏向される。第２の偏向手段２１１は、偏向手段２０２により第２の偏向手段２１１の反射面上に走査された軌跡２１０を、光線２１２の様に偏向し、任意の位置に配置した平面２１３上に、２１４で示す範囲に広がる走査範囲を生成するように偏向される。ここで、ある平面２１３での走査範囲２１４内での走査光の軌跡を模式的に示すと２１５の様になる。
【０１４５】
走査範囲２１４の所望の位置に受光素子１０１を配置する。具体的には、ある水平走査軌跡上に配置されればよい。
【０１４６】
図１５は本実施形態における、走査範囲２１４に配置される受光素子１０１と、表示領域とを模式的に表す図である。
【０１４７】
図１５において、２２０は画像形成に使用される表示領域である。
【０１４８】
走査範囲２１４は表示領域２２０と受光素子１０１を配置する領域とを有する。偏向光２１２は走査点Ｓ１から走査を開始するとすると、水平走査方向Ｘを往路復路と移動し、次第に垂直走査方向Ｙに向かって範囲上部から下部へ走査される。走査点Ｓ２まで走査された偏向光は、再び走査点Ｓ１に戻され、同様な走査が繰り返される。
【０１４９】
走査線２１５上に配置された受光素子１０１は、偏向光２１２が通過するように配置されている。
【０１５０】
以上のことから本実施形態に係る光偏向器は、共振型偏向器を用いた２次元画像形成装置において、画像形成を行いながら、受光素子１０１により変調光の位置間隔を検出し、走査振幅を一定にする制御を行うことができるので、共振型偏向器を用いて高画質の画像を表示することが出来る。
【０１５１】
なお本実施形態では、受光素子１０１を走査範囲２１４内に配置してたが、反射ミラーなどを用いて、ある走査範囲２１４の走査光を取り出して検出しても良い。また、偏向手段２０２と第２の偏向手段２１０の間の偏向光線を検出しても良い。
【０１５２】
なお本実施形態では、受光素子１０１が設けられる領域と表示領域２２０を別領域としたが、受光素子１０１または受光素子１０１の検出のための反射ミラーなどの存在が視覚的に画像に影響を実使用上与えなければ、表示領域２２０内に受光素子１０１や検出ミラーなどが設けられる領域を設けても良い。
【０１５３】
また、表示領域２２０以外の領域において、偏向光２１２は受光素子１０１上を通過する際にのみ発光する光であっても良い。つまり、受光素子１０１上の軌跡上において、偏向光２１２は少なくとも受光素子１０１上でのみ光ればよい。
【０１５４】
（第８の実施の形態）
本実施の形態に係る光偏向器は、受光素子１０１も有することを特徴とする。その他は第１ないし第７の実施形態のいずれかと同じである。
【０１５５】
本実施形態は、第７の実施形態で示した、２つの偏向手段を有しそれぞれが偏向光を水平走査、垂直走査させることで２次元画像を表示する画像形成装置として光偏向器を用いた形態である。以下、差異のみを述べる。
【０１５６】
図１６に本実施の形態に係る光偏向器を模式的に示す。
【０１５７】
図１６において、２１３は枠体、２１４は枠体をある平面とした時の走査領域、２２０は表示領域、２１５は表示領域での走査軌跡である。
【０１５８】
受光素子１０１は、走査領域２１４内の枠体上に配置される。これにより、表示領域を含む平面と、受光素子を含む平面を別の平面にすることができる。
【０１５９】
また、受光素子１０１と偏向手段２０２からの距離Ｌと、受光素子１０１が配置される位置の光偏向中心軸２０６からの距離を固定することができるため、制御する偏向角の絶対精度を高めることができる。
【０１６０】
本実施形態の光偏向器により、制御する走査振幅（偏向角）を任意の値に高精度で制御することができる画像表示装置を提供出来る。
【０１６１】
本実施形態によれば、表示領域２０２に形成された画像を観察者が、枠体と画像との間に位置して画像を観察できる構成であれば本実施形態の光偏向器をフロントタイプのプロジェクタのような画像表示装置として適用できる。
【０１６２】
本実施形態によれば、表示領域を任意の平面に投影することができるので、表示領域を任意に選択することができる。そのため、このプロジェクタは、画像表示を行う投影面に制約を与えることなく、任意の平面を選択できる装置として用いることができる。
【０１６３】
また、表示領域２２０に形成された画像を観察者が表示領域２２０の表示面とは反対側から観察できれば、本実施の形態の光偏向器をリアプロジェクタのような画像表示装置に用いることができる。
【０１６４】
また、網膜直描型表示装置やヘッドマウントディスプレイのような画像表示装置に適用することが出来る。
【０１６５】
なお、本実施形態の光偏向器は枠体２１３を必須の構成とはしていないものの、受光素子１０１は枠体２１３に固定配置されていれば、受光素子１０１の位置決めができるので好ましい。
【０１６６】
また、枠体２１３は表示領域２２０を制限する上で好ましい。従って、受光素子１０１を配置した枠体２１３を本実施形態の光偏向器の構成要素としてもよい。
【実施例１】
【０１６７】
実施例１は、本発明の偏向器で１次元走査を行い、電子写真方式の画像形成装置の感光体への露光光の走査手段に用いたものである。
【０１６８】
図１７に、本実施例を説明する模式図を示す。
【０１６９】
図１７（ａ）において、２２０は感光体、２２１は感光体表面上での走査軌跡を含む軸、２２２、２２２は反射ミラーである。
【０１７０】
光源２０１から出射された光線２０５は、偏向手段２０２により走査軌跡を含む軸２２１上を往復走査される。そのうち、偏向光線が反射ミラー２２２、２２３上を通過期間内に変調信号においてＯＮ信号を一度ずつ生成する。反射ミラーで反射された光線は、受光素子１０１上で変調スポットを生成するように配置されている。
【０１７１】
図１７（ｂ）は、受光素子１０１上での変調スポットの位置関係を示す模式図である。
【０１７２】
反射ミラー２２２で反射された偏向光は変調スポット１１１を生成し、反射ミラー２２３で反射された偏向光は変調スポット１１１’を生成する。また、それぞれの変調スポットを生成する偏向光は、異なる走査軌跡１０４、１０４’をたどるように、反射ミラー２２２、２２３は配置される。
【０１７３】
本実施例では、光源２０１に赤外光半導体レーザ、偏向手段２０２にガルバノミラー、受光素子１０１にＣＣＤエリアセンサを用いる。
【０１７４】
ガルバノミラーを鋸波状の駆動波形を用いて駆動する。駆動周期は、３０Ｈｚから１０ｋＨｚまで可変しても、本発明を用いて高精度な走査振幅の制御を行うことができる。
【０１７５】
また、ＣＣＤエリアセンサを用いたため、低雑音な検出信号を得ることができ、高精度な検出を行うことができる。
【０１７６】
以上のように、本実施例のように、本発明の光偏向器を用いると、高精度に画像の表示を行う１次元走査装置を実現することができる。
【実施例２】
【０１７７】
実施例２は、本発明の偏向器で２次元走査を行い、プロジェクションタイプの画像表示装置の走査手段に用いたものである。
【０１７８】
図１８に、本実施例を説明する模式図を示す。
【０１７９】
図１８において、２２２は反射ミラーである。
【０１８０】
光源２０１から出射された光線２０５は、偏向手段２０２と第２の偏向手段２１１により２次元方向に偏向される。そのうち、枠体２１３上に配置した反射ミラー２２２上を偏向光線が通過する期間内に、変調信号はＯＮ信号を一度生成する。反射ミラーで反射された光線は、集光用のレンズ２０８を通して、受光素子１０１上で変調スポットを生成するように配置されている。
【０１８１】
本実施例では、光源２０１に赤色半導体レーザ、偏向手段２０２に共振型光偏向器、受光素子１０１にＣＭＯＳエリアセンサを用いる。
【０１８２】
共振型光偏向器の共振周波数ｆｃは約２８ｋＨｚのものを用い、矩形波により駆動する。第２の偏向手段は、６０Ｈｚの鋸波状の駆動波形で駆動する。最大偏向角を、５ｄｅｇから８０ｄｅｇの範囲で可変しても、高精度な走査振幅の制御を行うことができる。
【０１８３】
本実施例を用いれば、高解像度なレーザ走査型プロジェクタの成立に必要な走査振幅の制御を行うことができる。
【０１８４】
また、共振周波数ｆｃと駆動周波数ｆｄの大きなズレが合っても、所望の走査振幅を得るように制御を行うことができる。
【０１８５】
共振型光偏向器の制御を行える為、駆動に必要なエネルギーを大きく低減することができる。
【０１８６】
また、光源２０１に半導体レーザを用いたため、光源２０１を直接変調することができるため、光源２０１を小型に実現することができる。
【０１８７】
また、光源２０１に半導体レーザを用いたため、指向性が高い変調光線を偏向できる為、受光素子１０１での変調スポットの形状が良好なため、高精度な走査振幅の検出を行うことができる。
【０１８８】
また、受光素子１０１を枠体２１３上に配置したため、検出できる絶対偏向角の精度が向上し、所望の走査振幅を実現することができるようになる。
【０１８９】
また、受光素子１０１にＣＭＯＳエリアセンサを用いたため、受光素子１０１の消費電力を低くすることができる。
【０１９０】
また、反射ミラー２２２と集光用レンズ２０８を用いたため、受光素子１０１の配置が容易に設定できるようになり、装置の小型化ができる。
【０１９１】
以上のように、本実施例のように、本発明の光偏向器を用いると、高精細に画像の表示を行う２次元走査装置を小型かつ低消費電力、つまり携帯機器に適した構成として実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１９２】
【図１】光偏向器を示す図である。
【図２】第１の実施の形態に係る光偏向器の、偏向手段から偏向（反射）された偏向光が受光素子上を往復走査する内の一方向走査のみの様子をその軌跡ともに表す模式図である。
【図３】第１の実施の形態に係る光偏向器の、偏向手段から偏向された偏向光を含む平面の断面図である。
【図４】第１の実施の形態に係る光偏向器の、偏向手段２０２に印加する駆動波形の一例を示す図である。
【図５】第１の実施の形態に係る光偏向器の、制御を模式的にあらわす図である。
【図６】第２の実施の形態を説明する図である。
【図７】第３の実施の形態に係る受光素子が有する複数の受光素子を説明するための模式図である。
【図８】第４の実施の形態に係る光偏向器の、偏向手段から偏向された偏向光を含む平面の断面図である。
【図９】第５の実施の形態に係る光偏向器の、共振型偏向器の周波数特性を示すグラフである。
【図１０】第５の実施の形態に係る光偏向器の、共振型光偏向器の偏向手段２０２の駆動信号３０９と、その駆動信号３０９時の偏向角の時間変化を示す図である。
【図１１】第６の実施の形態に係る光偏向器の、変調スポットの生成方法を説明する図である。
【図１２】第６の実施の形態に係る光偏向器の、よる別の変調スポットの生成方法を説明する図である。
【図１３】第６の実施の形態に係る光偏向器の、変調スポットの生成位置を説明する模式図を示す。
【図１４】第７の実施の形態に係る光偏向器を模式的に示す図である。
【図１５】第７の実施の形態に係る光偏向器の、走査範囲２１４に配置される受光素子１０１と、表示領域とを模式的に表す図である。
【図１６】第８の実施の形態に係る光偏向器を模式的に示す図である。
【図１７】実施例１を説明する図である。
【図１８】実施例２を説明する図である。
【符号の説明】
【０１９３】
５０  シリコン基板
５１  上側ガラス基板
５２  下側ガラス基板
５３  可動板
５４  ト−ションバ−
５５  平面コイル
５６  全反射ミラー
５７  電極端子
６０〜６３  永久磁石
１０１  受光素子
１０２、１０３  偏向光
１０４  軌跡
１０５  複数の受光領域
１１０  走査軌跡と一致した軸
１１１、１１１’  変調スポット
２０１  光源
２０２  偏向手段
２０３  出射された光線
２０４、２０５  最大偏向角での光線
２０６  光偏向中心
２０７  走査軌跡
２０８  偏向された光線
２０９  レンズ
２１０  走査軌跡
２１１  第２の変調手段
２１２  偏向される光
２１３  ある平面
２１４、２１４’  走査される範囲
２１５  走査線の軌跡
２２０  感光体
２２１  走査軌跡を含む軸
２２２、２２３  反射ミラー
３０１  変調信号発生手段
３０２  信号変換手段
３０３  制御信号発生手段
３０４  駆動手段
３０５  変調信号
３０６  検出信号
３０７  走査位置間隔信号
３０８  制御信号
３０９  駆動信号
【図１】
2005173438.tif 000003
【図２】
2005173438.tif 000004
【図３】
2005173438.tif 000005
【図４】
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【図５】
2005173438.tif 000007
【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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