(57)【要約】【課題】反射角度を広角化しつつ、小型化可能な光学部品を提供する。【解決手段】光学部品３００は、入射光を所定の反射角度で反射する。光学部品３００は、ＭＥＭＳミラー３１０とパッケージ３２０とを備えている。ＭＥＭＳミラー３１０は、入射光を反射する反射面３１２ａを有し、反射角度を走査する。パッケージ３２０は、本体部３２２と蓋部３２４とを有し、内部空間にＭＥＭＳミラー３１０を収容する。蓋部３２４は、入射光及びＭＥＭＳミラー３１０が反射した反射光を透過する。蓋部３２４は、基部３３２と回折レンズ部３３４とを有している。基部３３２は、反射面３１２ａと対向する対向面３３２ａ、及び、対向面３３２ａと反対の裏面３３２ｂを有している。回折レンズ部３３４は、対向面３３２ａ及び裏面３３２ｂの少なくとも一方に設けられ、反射角度を広角化するように周期的な凹凸形状をなしている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射光を所定の反射角度で反射する光学部品であって、
前記入射光を反射する反射面（３１２ａ）を有し、前記反射角度を走査する走査部（３１０）と、
一面が開口する箱状をなす本体部（３２２）と、前記一面を閉塞するとともに前記入射光及び前記走査部が反射した反射光を透過する蓋部（３２４）と、を有し、内部空間（３２６）に前記走査部を収容するパッケージ（３２０）と、を備え、
前記蓋部は、前記反射面と対向する対向面（３３２ａ，３３２ｅ，３３２ｇ）及び該対向面と反対の裏面（３３２ｂ，３３２ｆ，３３２ｈ）を有する基部（３３２）と、前記対向面及び前記裏面の少なくとも一方に設けられ、前記反射角度を広角化するように周期的な凹凸形状をなす回折レンズ部（３３４）と、を有することを特徴とする光学部品。
【請求項２】
前記蓋部は、前記回折レンズ部が形成された複数の前記基部を有し、前記基部が積層されてなることを特徴とする請求項１に記載の光学部品。
【請求項３】
前記入射光として偏光が入射される請求項１又は請求項２に記載の光学部品であって、
前記回折レンズ部における凸部（３３６）の形状は、前記回折レンズ部が形成された前記基部の面において、前記凸部の長手方向が前記入射光の偏光方向と平行な矩形状とされていることを特徴とする光学部品。
【請求項４】
前記基部の前記裏面は、前記反射角度を広角化するように前記走査部に対して離反する方向に凸の曲面とされていることを特徴とする請求項１〜３いずれか１項に記載の光学部品。
【請求項５】
前記基部の前記対向面は、前記反射角度を広角化するように前記走査部に対して離反する方向に凹の曲面とされていることを特徴とする請求項１〜４いずれか１項に記載の光学部品。
【請求項６】
前記蓋部は、前記回折レンズ部を前記裏面に有し、且つ、前記反射光を平行光とするように周期的な凹凸形状をなすコリメートレンズ部（３４２）を前記対向面に有することを特徴とする請求項１〜４いずれか１項に記載の光学部品。
【請求項７】
前記基部は、前記回折レンズ部を前記裏面にのみ有し、
前記基部の前記対向面は、前記反射光を平行光とするように前記走査部側に凸の曲面とされていることを特徴とする請求項１〜４いずれか１項に記載の光学部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入射光を所定の反射角度で反射する光学部品に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１に記載のように、対象物までの距離を測定する距離測定装置が知られている。距離測定装置は、レーザダイオードと、ＭＥＭＳミラーと、走査角度拡大レンズと、を備えている。ＭＥＭＳミラーは、レーザダイオードが出射したレーザビームを所定のミラー角度で反射する。走査角度拡大レンズは、ＭＥＭＳミラーが反射したレーザビームの走査角度を広角化する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−２０９６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記距離測定装置において、ＭＥＭＳミラーの保護等を目的として、内部空間にＭＥＭＳミラーを収容するパッケージを設けることが知られている。しかしながら、この構成では、パッケージ及び走査角度拡大レンズが別に設けられるため、配置スペースが増大し、距離測定装置が大型化する虞がある。
【０００５】
そこで、本発明は、上記問題点に鑑み、反射角度を広角化しつつ、小型化可能な光学部品を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
ここに開示される発明は、上記目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。なお、特許請求の範囲及びこの項に記載した括弧内の符号は、ひとつの態様として下記の実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、発明の技術的範囲を限定するものではない。
【０００７】
開示された発明のひとつは、入射光を所定の反射角度で反射する光学部品であって、入射光を反射する反射面（３１２ａ）を有し、反射角度を走査する走査部（３１０）と、一面が開口する箱状をなす本体部（３２２）と、一面を閉塞するとともに入射光及び走査部が反射した反射光を透過する蓋部（３２４）と、を有し、内部空間（３２６）に走査部を収容するパッケージ（３２０）と、を備え、蓋部は、反射面と対向する対向面（３３２ａ，３３２ｅ，３３２ｇ）及び該対向面と反対の裏面（３３２ｂ，３３２ｆ，３３２ｈ）を有する基部（３３２）と、対向面及び裏面の少なくとも一方に設けられ、反射角度を広角化するように周期的な凹凸形状をなす回折レンズ部（３３４）と、を有することを特徴とする。
【０００８】
上記構成では、パッケージの蓋部において、反射角度を広角化する回折レンズ部が、基部の対向面及び裏面の少なくとも一方に設けられている。すなわち、蓋部の一部分として回折レンズ部が構成されている。これによれば、パッケージと回折レンズ部とが別に設けられる構成に較べて、回折レンズ部の配置スペースを抑制することができる。したがって、回折レンズ部により反射角度を広角化しつつ、光学部品を小型化することができる。
【０００９】
また、上記構成では、蓋部が、反射角度を広角化するレンズとして、凹凸形状をなす回折レンズ部を有している。そのため、蓋部が回折レンズ部と異なるレンズ（フレネルレンズ等）を有する構成に較べて、蓋部の厚さを薄くすることができ、光学部品を小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１実施形態に係る距離測定装置の概略構成を示す側面図である。
【図２】蓋部の詳細構造を示す平面図である。
【図３】図２のIII−III線に沿う断面図である。
【図４】第２実施形態に係る光学部品の詳細構造を示す断面図である。
【図５】第３実施形態に係る光学部品の詳細構造を示す断面図である。
【図６】第１変形例に係る光学部品の詳細構造を示す断面図である。
【図７】第４実施形態に係る光学部品の詳細構造を示す断面図である。
【図８】第２変形例に係る光学部品の詳細構造を示す断面図である。
【図９】第３変形例に係る光学部品の詳細構造を示す断面図である。
【図１０】第５実施形態に係る蓋部の詳細構造を示す平面図である。
【図１１】第４変形例に係る光学部品の詳細構造を示す断面図である。
【図１２】第５変形例に係る光学部品の詳細構造を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。なお、以下に示す各実施形態において、共通乃至関連する要素には同一の符号を付与するものとする。本体部の底部において一面と直交する方向をＺ方向、Ｚ方向に直交する特定の方向をＸ方向、Ｚ方向及びＸ方向に直交する方向をＹ方向と示す。Ｘ方向及びＹ方向により規定される平面をＸＹ平面と示す。ＸＹ平面に沿う形状を平面形状と示す。図２及び図１０の平面図では、回折レンズ部における凸部の平面形状を明確にするために、凸部にハッチングを施す。
【００１２】
（第１実施形態）
先ず、図１に基づき、本実施形態に係る光学部品３００が適用された距離測定装置１００の概略構成について説明する。
【００１３】
距離測定装置１００は、自身から測定対象７００までの距離を測定する装置である。距離測定装置１００は、レーザ２００と、光学部品３００と、受光レンズ４００と、受光素子５００と、制御部６００と、を備えている。距離測定装置１００としては、例えば前方車との車間距離を測定する車両用レーザレーダを採用することができる。
【００１４】
レーザ２００は、レーザ光を出射する光源である。レーザ２００としては、例えば波長が８００〜９００ｎｍのレーザ光を出射する光源を採用することができる。本実施形態では、レーザ２００がレーザ光として偏光を出射する。レーザ光は、光学部品３００に入射する。
【００１５】
光学部品３００は、自身に入射するレーザ光を所定の反射角度で反射する部品である。光学部品３００で反射されたレーザ光は、距離測定装置１００の測定範囲に向けて出射され、測定範囲内に位置する測定対象７００により反射される。測定対象７００が反射したレーザ光は、受光レンズ４００に入射する。光学部品３００の詳細構造については下記で説明する。
【００１６】
受光レンズ４００は、測定対象７００で反射したレーザ光を集光する光学部材である。受光レンズ４００により集光されたレーザ光は、受光素子５００に入射する。受光素子５００は、レーザ光を検出して、検出信号を制御部６００に出力する。受光素子５００としては、例えばフォトダイオードを採用することができる。
【００１７】
制御部６００は、レーザ光の出射タイミング及びレーザ光の強度を制御するとともに、下記のＭＥＭＳミラー３１０の駆動を制御する。また、制御部６００は、レーザ光の出射タイミング及び受光素子５００の受光タイミングに基づき、距離測定装置１００における測定対象７００との距離を算出する。制御部６００は、図示しない外部機器と接続され、上記距離に基づく信号を外部機器に出力する。
【００１８】
次に、図２及び図３に基づき、光学部品３００の詳細構造について説明する。
【００１９】
光学部品３００は、レーザ光を走査するＭＥＭＳミラー３１０と、ＭＥＭＳミラー３１０を内部空間３２６に収容するパッケージ３２０と、を備えている。ＭＥＭＳミラー３１０は、特許請求の範囲に記載の走査部に相当する。
【００２０】
ＭＥＭＳミラー３１０は、レーザ光を反射するミラー部３１２と、ミラー部３１２を自身に支持する支持部３１４と、を有している。ミラー部３１２は、光学部品３００に入射したレーザ光を反射する反射面３１２ａを有している。以下、光学部品３００に入射するレーザ光を、入射光とも称する。また、反射面３１２ａが反射したレーザ光を、反射光とも称する。
【００２１】
ミラー部３１２は、図示しない連結部により、支持部３１４に連結されている。なお、連結部は、弾性変形可能とされている。本実施形態において、ミラー部３１２は、連結部により、Ｙ方向周りに回動可能に支持されている。ＭＥＭＳミラー３１０は、静電気力により駆動する静電駆動型とされている。ミラー部３１２及び支持部３１４は、それぞれ電極を有している。ミラー部３１２の電極及び支持部３１４の電極の間に駆動電圧が印加されることで、電極間に静電気力が発生する。この静電気力に応じて、連結部が弾性変形するとともに、ミラー部３１２が支持部３１４に対して変位する。
【００２２】
ミラー部３１２が変位する大きさに応じて、反射面３１２ａが入射光を反射する反射角度θ１が決まる。反射角度θ１は、Ｚ方向に対して反射光がなす角度である。図３における複数の矢印は、互いに異なるタイミングにおいて反射面３１２ａで反射される反射光を示している。制御部６００は、駆動電圧の大きさを制御することで、ミラー部３１２が変位する大きさ、ひいては反射角度θ１を制御している。なお、ＭＥＭＳミラー３１０は、パッケージ３２０の内部空間３２６に収容されている。
【００２３】
パッケージ３２０は、一面が開口する箱状をなす本体部３２２と、本体部３２２の開口を閉塞する蓋部３２４と、を有している。本体部３２２及び蓋部３２４が、パッケージ３２０の内部空間３２６を規定している。なお、内部空間３２６は真空とされている。これにより、内部空間３２６が大気圧以上の圧力とされる構成に較べ、ＭＥＭＳミラー３１０の駆動電圧を抑制することができる。
【００２４】
本体部３２２は、例えばセラミック材料を用いて形成されている。また、本体部３２２は、底部３２８と側壁部３３０とを有している。底部３２８は、厚さ方向がＺ方向に平行な板状をなしている。底部３２８のうち、パッケージ３２０の内面をなす一面３２８ａ上にＭＥＭＳミラー３１０が固定されている。以下、Ｚ方向のうち、底部３２８からＭＥＭＳミラー３１０に向かう方向を上方、上方と反対の方向を下方と示す。側壁部３３０は、底部３２８の外周端から上方に延設され、筒状をなしている。側壁部３３０の内周面及び外周面の平面形状は、互いの中心が一致する正方形状である。側壁部３３０における底部３２８と反対側の開口を閉塞するように、蓋部３２４が側壁部３３０に固定されている。
【００２５】
蓋部３２４は、レーザ光が透過可能な材料を用いて形成されている。本実施形態では、蓋部３２４がガラスを用いて形成されている。蓋部３２４は、基部３３２と回折レンズ部３３４とを有している。基部３３２は、厚さ方向がＺ方向に平行な板状をなし、反射面３１２ａと対向する対向面３３２ａ、及び、対向面３３２ａと反対の裏面３３２ｂを有している。なお、対向面３３２ａは、基部３３２において、Ｚ方向におけるＭＥＭＳミラー３１０側の面である。
【００２６】
対向面３３２ａ及び裏面３３２ｂは、ＸＹ平面に沿う平面とされている。対向面３３２ａは、内部空間３２６を規定している。ＭＥＭＳミラー３１０は、ＸＹ平面において反射面３１２ａの中心が裏面３３２ｂの中心Ｏと一致するように、底部３２８に固定されている。裏面３３２ｂには、回折レンズ部３３４が設けられている。
【００２７】
回折レンズ部３３４は、反射光の反射角度を広角化する。回折レンズ部３３４は、裏面３３２ｂにおいて周期的な凹凸形状をなしている。詳しくは、回折レンズ部３３４が、裏面３３２ｂから上方に突出する複数の凸部３３６を有している。凸部３３６は、ＸＹ平面において、側壁部３３０に囲まれた範囲全体に形成されている。なお、凸部３３６は、特許請求の範囲に記載の凸部に相当する。
【００２８】
また、回折レンズ部３３４は、ＸＹ平面において側壁部３３０とほぼ同じ位置に、裏面３３２ｂから上方に突出する外周部３３８を有している。ＸＹ平面において、外周部３３８が凸部３３６を囲むように形成されている。
【００２９】
図２に示すように、凸部３３６の平面形状は、その長手方向がＹ方向に平行であって、短手方向がＸ方向に平行な矩形状とされている。回折レンズ部３３４の凹凸形状は、複数の凸部３３６がＸ方向にのみ並ぶストライプ状とされている。詳しくは、ＸＹ平面において、各凸部３３６が、外周部３３８のＹ方向における一方の内周端から他方の内周端まで、Ｙ方向に延びて外周部３３８と連結している。外周部３３８は、凸部３３６と連結することにより、凸部３３６を補強する役割を果たす。
【００３０】
回折レンズ部３３４に入射したレーザ光の位相は、裏面３３２ｂに対して上方の空間における凸部３３６が占有する割合に応じて変化する。裏面３３２ｂにおいて、その中心ＯからＸ方向に離れるほど、凸部３３６が占有する割合は小さくされている。詳しくは、Ｘ方向において、中心Ｏからに離れるほど、隣り合う凸部３３６同士の距離Ｌ１が長くされている。さらに、Ｘ方向において、中心Ｏから離れるほど、凸部３３６の平面形状における短手方向の幅Ｗ１が狭くされている。また、凹凸形状の１周期すなわち幅Ｗ１に距離Ｌ１を加えた長さは、レーザ光の波長よりも短くされている。
【００３１】
これらの構成により、回折レンズ部３３４は、広角レンズとして、上方に突出する凸レンズと同等に機能する。回折レンズ部３３４が反射光を広角化するため、回折レンズ部３３４からパッケージ３２０の外部へ出射されるレーザ光の出射角度θ２、すなわち光学部品３００の反射角度は、反射角度θ１よりも大きい。なお、出射角度θ２は、Ｚ方向に対して、回折レンズ部３３４からパッケージ３２０の外部へ出射されるレーザ光がなす角度である。以下、出射角度θ２を反射角度θ２とも称する。
【００３２】
レーザ２００は、裏面３３２ｂと直交する方向、すなわちＺ方向にレーザ光を出射する。レーザ光は、光学部品３００に対してＺ方向に入射する。なお、入射光の偏光方向は、Ｙ方向である。そのため、裏面３３２ｂにおいて、凸部３３６の長手方向及び入射光の偏光方向は平行である。
【００３３】
レーザ光は、蓋部３２４を透過して、反射面３１２ａにより反射される。なお、レーザ光は、蓋部３２４から反射面３１２ａまで、Ｚ方向に直進する。反射面３１２ａは、自身に入射した入射光を所定の反射角度θ１で反射する。反射光は、基部３３２を透過し、回折レンズ部３３４に入射する。回折レンズ部３３４は、反射光を回折し、パッケージ３２０の外部へ出射角度θ２で出射する。
【００３４】
上記した光学部品３００は、例えば以下の方法により作成することができる。先ず、周知のナノインプリント法を用いて蓋部３２４を形成する。詳しくは、ガラス基板の表面に、酸化膜の層を形成する。そして、酸化膜の層に、凹凸パターンが形成された金型を押し付け、酸化膜を硬化させる。これにより、金型の凹凸パターンに対応する凹凸パターンをガラス基板に形成する。この凹凸パターンが、回折レンズ部３３４に相当する。ガラス基板をダイシングすることにより蓋部３２４を形成することができる。
【００３５】
次に、接着等により、本体部３２２の底部３２８にＭＥＭＳミラー３１０を固定する。そして、本体部３２２の開口を塞ぐように、蓋部３２４を配置して接着等により固定する。これにより、光学部品３００を形成することができる。
【００３６】
次に、上記した光学部品３００の効果について説明する。
【００３７】
本実施形態では、パッケージ３２０の蓋部３２４において、回折レンズ部３３４が、裏面３３２ｂに設けられている。すなわち、蓋部３２４の一部分として回折レンズ部３３４が構成されている。これによれば、パッケージ３２０と回折レンズ部３３４とが別に設けられる構成に較べて、回折レンズ部３３４の配置スペースを抑制することができる。回折レンズ部３３４は、光学部品３００の反射光について、反射角度θ１を反射角度θ２に広角化する。したがって、回折レンズ部３３４により反射光の反射角度を広角化しつつ、光学部品３００を小型化することができる。
【００３８】
本実施形態では、蓋部３２４が、反射光の反射角度を広角化するレンズとして、凹凸形状をなす回折レンズ部３３４を有している。そのため、蓋部３２４が回折レンズ部３３４と異なるレンズ（フレネルレンズ等）を有する構成に較べて、蓋部３２４の厚さを薄くすることができ、光学部品３００を小型化することができる。
【００３９】
本実施形態では、凸部３３６の形状が、裏面３３２ｂにおいて、凸部３３６の長手方向が入射光の偏光方向と平行な矩形状とされている。そのため、入射光の偏光方向と異なる偏光方向の光は、回折レンズ部３３４により、蓋部３２４を透過することが抑制される。これによれば、外乱光がパッケージ３２０の内部空間３２６に入射することを抑制することができる。したがって、光学部品３００の反射光として不要な光がパッケージ３２０の外部へ出射されることを抑制することができる。
【００４０】
（第２実施形態）
本実施形態において、第１実施形態に示した光学部品３００と共通する部分についての説明は割愛する。
【００４１】
図４に示すように、蓋部３２４は、回折レンズ部３３４が形成された複数の基部３３２を有している。複数の基部３３２は、Ｚ方向に積層されている。本実施形態では、蓋部３２４が、２層の基部３３２を有している。蓋部３２４は、２層の基部３３２として、下方に位置する第１基部３３２ｃと、上方に位置する第２基部３３２ｄと、を有している。
【００４２】
第１基部３３２ｃは、反射面３１２ａと対向する対向面３３２ｅと、対向面３３２ｅと反対の裏面３３２ｆと、を有している。なお、対向面３３２ｅは、第１基部３３２ｃにおいて、Ｚ方向におけるＭＥＭＳミラー３１０側の面である。第１基部３３２ｃは、回折レンズ部３３４として、裏面３３２ｆに第１回折レンズ部３３４ａを有している。
【００４３】
第２基部３３２ｄは、裏面３３２ｆと対向する対向面３３２ｇと、対向面３３２ｇ反対の裏面３３２ｈと、を有している。なお、対向面３３２ｇは、第２基部３３２ｄにおいて、Ｚ方向におけるＭＥＭＳミラー３１０側の面である。第２基部３３２ｄは、回折レンズ部３３４として、裏面３３２ｈに第２回折レンズ部３３４ｂを有している。第１基部３３２ｃ及び第２基部３３２ｄは、その平面形状がほぼ等しく、ＸＹ平面における外周端が互いに一致するように配置されている。
【００４４】
蓋部３２４は、Ｚ方向における第１基部３３２ｃ及び第２基部３３２ｄの間に配置されるスペーサ部３４０を有している。スペーサ部３４０は、ＸＹ平面において各回折レンズ部３３４ａ，３３４ｂの外周部３３８とほぼ同じ位置に配置されている。スペーサ部３４０により、第１回折レンズ部３３４ａの凸部３３６は、裏面３３２ｈと接触していない。
【００４５】
反射面３１２ａで反射されたレーザ光は、第１基部３３２ｃを透過し、第１回折レンズ部３３４ａに入射する。第１回折レンズ部３３４ａは、レーザ光を回折し、第２基部３３２ｄへ出射角度θ３で出射する。なお、出射角度θ３は、Ｚ方向に対して、第１回折レンズ部３３４ａから第２基部３３２ｄへ出射されるレーザ光がなす角度である。第１回折レンズ部３３４ａは、反射光の反射角度を広角化するため、出射角度θ３が反射角度θ１よりも大きい。
【００４６】
第１回折レンズ部３３４ａが出射したレーザ光は、第２基部３３２ｄを透過し、第２回折レンズ部３３４ｂに入射する。第２回折レンズ部３３４ｂは、レーザ光を回折し、パッケージ３２０の外部へ出射角度θ４で出射する。なお、出射角度θ４は、Ｚ方向に対して、第２回折レンズ部３３４ｂからパッケージ３２０の外部へ出射されるレーザ光がなす角度であって、光学部品３００の反射角度である。以下、出射角度θ４を反射角度θ４とも称する。第２回折レンズ部３３４ｂは、反射光の反射角度を広角化するため、出射角度θ４が出射角度θ３よりも大きい。
【００４７】
本実施形態では、蓋部３２４が、回折レンズ部３３４が形成された複数の基部３３２を有し、基部３３２が積層されてなる。これによれば、反射光は、各回折レンズ部３３４ａ，３３４ｂを透過し、各回折レンズ部３３４ａ，３３４ｂにより反射光の反射角度が広角化される。詳しくは、各回折レンズ部３３４ａ，３３４ｂが、反射光の反射角度θ１を、反射角度θ１よりも大きい反射角度θ４とする。よって、蓋部３２４が１層の基部３３２を有する構成に較べて、反射光の反射角度をより広角化することができる。
【００４８】
（第３実施形態）
本実施形態において、第１実施形態に示した光学部品３００と共通する部分についての説明は割愛する。
【００４９】
図５に示すように、裏面３３２ｂは、反射光の反射角度を広角化するように、ＭＥＭＳミラー３１０に対して離反する方向、すなわち上方に凸の曲面とされている。すなわち、裏面３３２ｂが、反射光の反射角度を広角化する広角レンズのレンズ面として機能する。蓋部３２４は、裏面３３２ｂに回折レンズ部３３４を有している。なお、対向面３３２ａは、ＸＹ平面に沿う平面とされている。
【００５０】
反射面３１２ａにより反射されたレーザ光は、対向面３３２ａを透過し、裏面３３２ｂに入射する。反射光は、裏面３３２ｂにより屈折されるとともに、回折レンズ部３３４により回折され、パッケージ３２０の外部へ出射角度θ５で出射される。なお、出射角度θ５は、Ｚ方向に対して、回折レンズ部３３４からパッケージ３２０の外部へ出射されるレーザ光がなす角度であって、光学部品３００の反射角度である。以下、出射角度θ５を反射角度θ５とも称する。
【００５１】
裏面３３２ｂ及び回折レンズ部３３４は、反射光の反射角度を広角化するため、出射角度θ５が反射角度θ１よりも大きい。また、第１実施形態に示した出射角度θ２、及び、出射角度θ５において、反射角度θ１の大きさが同じ場合、出射角度θ２よりも出射角度θ５の方が大きい。
【００５２】
本実施形態では、裏面３３２ｂが、反射光の反射角度を広角化するようにＭＥＭＳミラー３１０に対して離反する方向に凸の曲面とされている。これによれば、回折レンズ部３３４に加えて、裏面３３２ｂにより反射光の反射角度を広角化することができる。詳しくは、裏面３３２ｂ及び回折レンズ部３３４が、反射光の反射角度θ１を、反射角度θ１よりも大きい反射角度θ５とする。したがって、蓋部３２４は反射光の反射角度をより広角化することができる。
【００５３】
なお、本実施形態では、裏面３３２ｂが上方に凸の曲面とされ、対向面３３２ａがＸＹ平面に沿う平面とされる例を示したが、これに限定するものではない。図６に示す第１変形例のように、対向面３３２ａは、反射角度を広角化するようにＭＥＭＳミラー３１０に対して離反する方向に凹の曲面とされてもよい。第１変形例では、蓋部３２４が、裏面３３２ｂにのみ回折レンズ部３３４を有している。裏面３３２ｂは、ＸＹ平面に沿う平面とされている。
【００５４】
反射面３１２ａにより反射されたレーザ光は、対向面３３２ａに入射する。対向面３３２ａは、レーザ光を屈折し、裏面３３２ｂへ出射角度θ６で出射する。なお、出射角度θ６は、Ｚ方向に対して、対向面３３２ａから裏面３３２ｂへ出射されるレーザ光がなす角度である。対向面３３２ａは、反射光の反射角度を広角化するため、出射角度θ６が反射角度θ１よりも大きい。
【００５５】
回折レンズ部３３４は、裏面３３２ｂに入射したレーザ光を回折し、パッケージ３２０の外部へ出射角度θ７で出射する。なお、出射角度θ７は、Ｚ方向に対して、回折レンズ部３３４からパッケージ３２０の外部へ出射されるレーザ光がなす角度であって、光学部品３００の反射角度である。以下、出射角度θ７を反射角度θ７とも称する。回折レンズ部３３４は、反射光の反射角度を広角化するため、出射角度θ７が出射角度θ６よりも大きい。
【００５６】
上記構成では、回折レンズ部３３４に加えて、対向面３３２ａにより反射光の反射角度を広角化することができる。詳しくは、対向面３３２ａ及び回折レンズ部３３４が、反射光の反射角度θ１を、反射角度θ１よりも大きい反射角度θ７とする。したがって、蓋部３２４は反射光の反射角度をより広角化することができる。
【００５７】
（第４実施形態）
本実施形態において、第１実施形態に示した光学部品３００と共通する部分についての説明は割愛する。
【００５８】
図７に示すように、蓋部３２４は、回折レンズ部３３４を裏面３３２ｂに有している。また、蓋部３２４は、反射光を平行光とするコリメートレンズ部３４２を対向面３３２ａに有している。
【００５９】
コリメートレンズ部３４２は、対向面３３２ａにおいて周期的な凹凸形状をなしている。詳しくは、回折レンズ部３３４が、対向面３３２ａから下方に突出する複数の凸部３４４を有している。凸部３４４は、ＸＹ平面において、側壁部３３０に囲まれた範囲全体に形成されている。
【００６０】
また、回折レンズ部３３４は、ＸＹ平面において側壁部３３０とほぼ同じ位置に、対向面３３２ａから下方に突出する外周部３４６を有している。ＸＹ平面において、外周部３４６が凸部３４４を囲むように形成されている。外周部３４６は、外周部３３８と同様に、凸部３４４を補強する役割を果たす。
【００６１】
コリメートレンズ部３４２に入射したレーザ光の位相は、対向面３３２ａに対して下方の空間における凸部３４４が占有する割合に応じて変化する。対向面３３２ａにおいて、その中心からＸ方向に離れるほど、凸部３４４が占有する割合は小さくされている。これにより、コリメートレンズ部３４２は、下方に突出する双曲面を有するコリメートレンズと同等に機能する。コリメートレンズ部３４２は、自身に反射光が入射する全ての箇所において、反射光をＺ方向に平行な光とすることができる。すなわち、対向面３３２ａは、自身にレーザ光が入射する入射角度によらず、反射光をＺ方向に平行な光とすることができる。
【００６２】
反射面３１２ａにより反射されたレーザ光は、コリメートレンズ部３４２に入射する。コリメートレンズ部３４２は、レーザ光をＺ方向に平行な光にして、裏面３３２ｂへ出射する。回折レンズ部３３４は、裏面３３２ｂに入射した光を回折し、パッケージ３２０の外部へ出射角度θ８で出射する。なお、出射角度θ８は、Ｚ方向に対して、回折レンズ部３３４からパッケージ３２０の外部へ出射されるレーザ光がなす角度であって、光学部品３００の反射角度である。回折レンズ部３３４は、反射光の反射角度を広角化するため、出射角度θ８が反射角度θ１よりも大きい。
【００６３】
本実施形態では、コリメートレンズ部３４２が、レーザ光の広がりを抑える。これによれば、測定対象７００に当たるレーザ光のビーム径を小さくすることができ、距離測定装置１００の分解能が向上することができる。
【００６４】
なお、本実施形態では、蓋部３２４がコリメートレンズ部３４２を有する例を示したが、これに限定するものではない。図８に示す第２変形例のように、対向面３３２ａが、反射光を平行光とするようにＭＥＭＳミラー３１０側、すなわち下方に凸の曲面とされてもよい。この構成では、裏面３３２ｂにのみ回折レンズ部３３４が設けられている。
【００６５】
また、本実施形態では、蓋部３２４が１層の基部３３２を有する例を示したが、これに限定するものではない。図９に示す第３変形例のように、蓋部３２４が複数の基部３３２を有するとともに、各基部３３２ｃ，３３２ｄがコリメートレンズ部３４２を有してもよい。第３変形例において、第１基部３３２ｃの対向面３３２ｅには、コリメートレンズ部３４２として、第１コリメートレンズ部３４２ａが設けられている。また、第２基部３３２ｄの対向面３３２ｇには、コリメートレンズ部３４２として、第２コリメートレンズ部３４２ｂが設けられている。
【００６６】
この構成において、反射面３１２ａで反射されたレーザ光は、対向面３３２ｅに入射する。第１コリメートレンズ部３４２ａは、対向面３３２ｅに入射したレーザ光をＺ方向に平行な光にして、裏面３３２ｆへ出射する。第１回折レンズ部３３４ａは、裏面３３２ｆに入射したレーザ光を回折して、対向面３３２ｇへ出射する。第２コリメートレンズ部３４２ｂは、対向面３３２ｇに入射したレーザ光をＺ方向に平行な光にして、裏面３３２ｈに出射する。第２回折レンズ部３３４ｂは、裏面３３２ｈに入射したレーザ光を回折して、パッケージ３２０の外部へ出射する。
【００６７】
（第５実施形態）
本実施形態において、第１実施形態に示した光学部品３００と共通する部分についての説明は割愛する。
【００６８】
図１０に示すように、裏面３３２ｂにおいて、複数の凸部３３６がマトリクス状に配置されている。Ｘ方向に隣り合う各凸部３３６が互いに距離Ｌ１を有して形成されるとともに、Ｙ方向に隣り合う各凸部３３６が互いに距離Ｌ２を有して形成されている。なお、各凸部３３６の平面形状は、長手方向がＹ方向に沿う矩形状とされている。
【００６９】
第１実施形態と同様に、裏面３３２ｂにおいて、その中心ＯからＸ方向に離れるほど、凸部３３６が占有する割合は小さくされている。さらに本実施形態では、裏面３３２ｂにおいて、その中心ＯからＹ方向に離れるほど、凸部３３６が占有する割合は小さくされている。詳しくは、裏面３３２ｂにおいて、中心ＯからＹ方向に離れるほど、隣り合う凸部３３６同士の距離Ｌ２が長くされ、凸部３３６の平面形状における長手方向の幅Ｗ２が狭くされている。
【００７０】
入射光は、第１実施形態と同様に、偏向方向がＹ方向と平行な偏光である。反射面３１２ａが反射するレーザ光は、偏光方向がＸ方向に平行なＸ成分と、偏光方向がＹ方向に平行なＹ成分と、を有している。反射面３１２ａで反射されて回折レンズ部３３４に入射するレーザ光は、反射角度θ１に応じて、Ｙ成分及びＸ成分の割合が変化する。詳しくは、反射角度θ１が大きいほど、Ｙ成分に対するＸ成分の割合が大きくなる。これによれば、反射面３１２ａから裏面３３２ｂの中心Ｏ付近に入射するレーザ光は、Ｘ成分に対するＹ成分の割合が高い。一方、反射面３１２ａから裏面３３２ｂにおいて中心Ｏと離れた位置に入射するレーザ光は、中心Ｏ付近に入射するレーザ光に対して、Ｙ成分の割合が低い。
【００７１】
偏光方向がＸ方向に平行な光は、回折レンズ部３３４を透過する際、距離Ｌ２が長く、幅Ｗ２が短い部分ほど、透過しやすい。上記したように、裏面３３２ｂにおいて中心ＯからＹ方向に離れるほど、距離Ｌ２が長く、幅Ｗ２が短くされている。これによれば、大きい反射角度θ１で反射されたＹ成分の割合が低いレーザ光であっても、強度が低下することなく回折レンズ部３３４を透過することができる。したがって、光学部品３００の反射光として不要な光がパッケージ３２０の外部へ出射されることを抑制しつつ、反射光の強度が低下することを抑制することができる。
【００７２】
本実施形態において、各凸部３３６の平面形状は、長手方向がＹ方向に沿う矩形状とされる例を示したが、これに限定するものではない。裏面３３２ｂにおいて中心Ｏから所定距離の範囲内のみ、凸部３３６の平面形状を長手方向がＹ方向に沿う矩形状とする例を採用することもできる。
【００７３】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態になんら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々変形して実施することが可能である。
【００７４】
上記実施形態では、光学部品３００が距離測定装置１００の構成要素である例を示したが、これに限定するものではない。光学部品３００をプロジェクタに用いることもできる。
【００７５】
上記実施形態では、光学部品３００に対して裏面３３２ｂと直交するＺ方向に入射光が入射する例を示したが、これに限定されるものではない。図１１に示す第４変形例のように、Ｚ方向に対して所定角度を有して、入射光が裏面３３２ｂに入射してもよい。
【００７６】
上記実施形態では、本体部３２２の底部３２８にＭＥＭＳミラー３１０を固定する例を示したが、これに限定するものではない。図１２に示す第５変形例のように、支持部３１４がパッケージ３２０の底部３２８を構成してもよい。この構成において、光学部品３００は、例えば以下の方法により作成することができる。
【００７７】
先ず、蓋部３２４を構成するガラス基板と、ＭＥＭＳミラー３１０を構成するウエハと、を準備する。次に、接着材として機能するガラスフリットを介して、ガラス基板及びウエハを互いに接合する。なお、ガラスフリットは、パッケージ３２０の側壁部３３０を構成する。次に、接合したガラス基板及びウエハを一括でダイシングすることにより、光学部品３００を形成する。
【００７８】
上記実施形態において、光学部品３００に入射する入射光は、レーザ２００が出射するレーザ光である例を示したが、これに限定するものではない。光学部品３００に入射する入射光が、ＬＥＤの出射光である例を採用することもできる。また、入射光が偏光である例を示したが、これに限定するものではない。入射光が無偏光である例を採用することもできる。
【００７９】
上記実施形態では、光学部品３００が、走査部としてＭＥＭＳミラー３１０を有する例を示したが、これに限定するものではない。光学部品３００が、走査部としてポリゴンミラーを有する例を採用することもできる。また、ＭＥＭＳミラー３１０は、静電駆動型とされる例を示したが、これに限定するものではない。ＭＥＭＳミラー３１０は、圧電薄膜を形成した圧電駆動型、磁石を配置した電磁駆動式とされてもよい。
【符号の説明】
【００８０】
１００…距離測定装置、２００…レーザ、３００…光学部品、３１０…ＭＥＭＳミラー、３１２…ミラー部、３１２ａ…反射面、３１４…支持部、３２０…パッケージ、３２２…本体部、３２４…蓋部、３２６…内部空間、３２８…底部、３３０…側壁部、３３２…基部、３３２ｃ…第１基部、３３２ｄ…第２基部、３３４…回折レンズ部、３３４ａ…第１回折レンズ部、３３４ｂ…第２回折レンズ部、３３６…凸部、３３８…外周部、３４２…コリメートレンズ部、３４２ａ…第１コリメートレンズ部、３４２ｂ…第２コリメートレンズ部、３４４…凸部、４００…受光レンズ、５００…受光素子、６００…制御部、７００…測定対象
【図１】
2016065964.tif 000003
【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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