JP2008052008A - 光偏光器、光走査装置及び走査型画像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】入射する光束径が反射部より大きい場合や反射部と入射光束とに位置ずれがある場合でに、反射部の背後の部材による不要な反射を回避する。
【解決手段】光偏向器１０１は、基板部１０３と、該基板部に対して揺動可能な反射部１０２と、該偏光器への入射光束のうち、反射部に向かって入射して該反射部で反射されて射出する光束を通過させるための開口１０７が形成され、入射光束のうち該開口に入射する光束以外の光束の少なくとも一部を遮る絞り部１０６とを有する。絞り部の開口縁３０１のうち少なくとも一部を、該絞り部において入射光束が入射してくる前面１０６ａ側から反射部側に向かって開口幅を狭める形状とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、光束を反射して偏向する光偏向器及びこれを用いた光走査装置や走査型画像表示装置に関する。

光偏向器は、光源からの光束を反射する方向を変化させるデバイスであり、これを用いて光束を走査することで画像を形成することができる。そして。このような光偏向器を用いて構成された光走査装置や走査型画像表示装置が従来提案されている（例えば、特許文献１）。

光偏向器（走査デバイス）としては、半導体プロセスを用いて製作される微小機械システム（MicroElectro Mechanical System : MEMS）が使用されることが多い（特許文献２，３参照）。一般的には、光偏向器は、基板部とこれにトーションバーを介して保持された反射面（ミラー面）とを有する。反射面は、アクチュエータから電磁力又は静電気力が加えられることでトーションバーのねじれとともに揺動する。このような光偏向器は、きわめて小型で、高速動作が可能である。
米国特許５，４６７，１０４号（Ｆｉｇ．２等） 特開平０７−１７５００５公報（段落００１４〜００４０、図１等） 特開平０８−３３４７２３公報（段落００１０〜００２３、図１等）

上記のような光偏向器において、反射面の大きさを該偏向器に入射する光束の径よりも大きくすると、光束と反射面との間に位置誤差があっても、すべての光束を反射面に入射させることができる。一方、反射面が大きいと機械的特性の悪化や消費電力の増加を招くため、反射面はできるだけ小さい方が好ましい。

ここで、図１５に示すように、反射面１５０１をここに入射する光束１５０２の径よりも小さくすると、光束１５０２のうち反射面１５０１に入射しない光束が生じ、反射面１５０１の背後に配置された部材によって反射されてしまう。このような不要な反射光は、画像上にフレアとなって表れ、画質の低下を招く。このため、反射面の大きさは、ここに入射する光束径と同じとすることが望ましい。

しかしながら、反射面の大きさと光束径とが同じである場合において、部品公差や組立て時の誤差により光束と反射面の位置関係がずれると、前述した反射面が光束径より小さい場合と同様に、反射面から外れた光束がその背後に配置された部材で反射する。このため、フレアの発生が問題となる。

一方、光偏向器に入射する光束（ビーム）は、図１６に示すように、光源１６０３を含む光源ユニット１６０５に設けられたビーム整形用の絞り１６０４によってその径が絞られることが一般的である。絞り部１６０４の開口形状によって整形された入射光束１６０６を光偏向器１６０１の反射面１６０２に確実に入射させるためには、光源ユニット１６０５と反射面１６０２とに要求される位置決め精度が厳しくなる。

また、光源１６０３から光偏向器１６０１までの距離が長いと、絞り部１６０４の開口部縁での回折の影響が問題となる。すなわち、絞り部１６０４から射出した直後の光束１６０６の径に比べて、光偏向器１６０１に到達したときの光束１６０６の径が大きくなり、この結果、反射面１６０２に入射しない光束が増加して、上述した不要な反射光が増加する。

本発明は、入射する光束径が反射部のサイズより大きい場合や反射部と入射光束とに位置ずれがある場合でも、反射部の背後の部材による不要な反射を回避できるようにした光偏向器を提供することを目的の１つとしている。また、このような光偏向器を用いることで、画質が良好な光走査装置及び走査型画像表示装置を実現することを目的の１つとしている。

本発明の一側面としての光偏向器は、基板部と、該基板部に対して揺動可能な反射部と、該偏光器への入射光束のうち、反射部に向かって入射して該反射部で反射されて射出する光束を通過させるための開口が形成され、入射光束のうち該開口に入射する光束以外の光束の少なくとも一部を遮る絞り部とを有する。そして、絞り部の開口縁のうち少なくとも一部を、該絞り部において入射光束が入射する前面側から反射部側に向かって開口幅を狭める形状としたことを特徴とする。

なお、上記光偏向器を用いた光走査装置及び走査型画像表示装置も本発明の他の側面を構成する。

本発明によれば、絞り部によって光偏向器への入射光束のうち反射部以外に向かう光束の少なくとも一部を遮ることができる。したがって、入射光束径が反射部より大きい場合や反射部と入射光束とに位置ずれがある場合でも、開口を通過した光束のうち反射部以外の部分で反射して開口から射出する不要光束を減少させることができる。

しかも、絞り部の開口縁を反射部に近いほど開口幅が狭くなる形状としたため、偏向器内（反射面）の近くに絞り部を設けても、反射部への入射光や反射部からの射出光が開口縁によりけられることを少なくすることができ、光利用効率の低下を防ぐことができる。また、絞り部を設けたことによる偏向器からの光束の最大射出角度が小さく制限されることを回避することもできる。

以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。

図１には、本発明の実施例１である光偏向器の構成を示している。以下の説明では、この光偏光器が、後述する走査型画像表示装置の主たる構成要素である光走査装置、すなわち光偏光器によって走査される光束により画像を形成（表示）する装置に使用されるものとして説明する。

図１は、光偏向器１０１のＭＥＭＳミラーに対して絞り部材である絞り板（請求項にいう絞り部）１０６を分離した状態を示している。

光偏向器１０１は、ＭＥＭＳミラー１００を有する。ＭＥＭＳミラー１００は、基板（請求項にいう基板部）１０３と、トーションバー１０３ａを介して基板１０３により保持された反射面（請求項にいう反射部）１０２とを有する。基板１０３、トーションバー１０３ａ及び反射面１０２は、半導体プロセスによって一体形成されたものである。

また、ＭＥＭＳミラー１００には、反射面１０２を基板１０３に対してトーションバー１０３ａ回りで揺動駆動するためのコイル１０４が形成されている。コイル１０４に交流信号を与えると、該コイル１０４と反射面１０２の裏面側に配置された不図示のマグネットとの間に作用する電磁力が変化し、反射面１０２が図中の矢印Ｒで示す方向に揺動する。

ＭＥＭＳミラー１００は、支持ベース１０５の４箇所に形成された突起形状を有する支持部１０５ａによって支持されている。ＭＥＭＳミラー１００の前方（光偏向器１０１に対して光束が入射してくる側）には、反射面１０２以外の領域に向かって入射する光束を遮る絞り板１０６が配置されている。該絞り板１０６は、支持部１０５ａの前端面に取り付けられる。絞り板１０６は、偏光器１０１への入射光束のうち、反射面１０２に向かって入射して該反射部１０２で反射されて射出する光束を通過させるための矩形の開口１０７を有する。該開口１０７は、後述する中立静止状態において、該反射面１０２に対向する。

次に、反射面１０２の中心と絞り板１０６に形成された開口１０７の中心との位置合わせについて説明する。基板１０３（ＭＥＭＳミラー１００）は、支持ベース１０５に設けられた支持部１０５ａの第１の側面である基準面１０８から、反射面１０２のＸ方向の中心までの距離がＬ１となるように支持部１０５ａに取り付けられている。また、基板１０３は、支持部１０５ａの第２の側面である基準面１０９から、反射面１０２のＹ方向の中心まで距離がＬ２となるように支持部１０５ａに取り付けられている。

また、絞り板１０６は、開口１０７の中心が、該絞り板１０６の第１の側面である基準面１１０からＸ方向にＬ１となり、第２の側面である基準面１１１からＹ方向にＬ２となるように作製されている。支持ベース１０５の基準面１０８と絞り板１０６の基準面１１０を一致させ、支持ベース１０５の基準面１０９と絞り板１０６の基準面１１１を一致させることにより、反射面１０２の中心と絞り板１０６の開口１０７の中心とを精度良く一致させることができる。

支持ベース１０５と絞り板１０６のそれぞれに設けられる基準面は、本実施例に示す面に限らず、他の面でもよい。また、基準面を設ける部分の形状を変えてもよい。さらに、反射面１０２と絞り板１０６の開口１０７の中心を一致させるために、他の構成を採用してもよい。

図２には、上記のように組み立てられた光偏向器１０１に、光束（入射光束）２０１が入射している状態を示している。絞り１０６の開口１０７と反射面１０２の中心とを一致させておくことによって、光偏向器１０１に入射する光束２０１を発光する光源（図示せず）の位置関係がずれても、必要な入射光束を開口１０７で切り出して反射面１０２に導くことができる。したがって、光偏向器１０１を、後述する光走査装置に組み込む際に、光源と反射面１０２との位置関係の公差を緩めることができる。

図２には、光偏向器１０１の反射面１０２が前方正面を向いた中立位置にある状態、すなわち中立位置から揺動していない中立静止状態を示す。この状態において、光源からの入射光束２０１は、反射面１０２の中心に立てた法線Ｎと、該反射面１０２の揺動軸Ｍ（Ｙ軸）とを含む平面内において、法線Ｎに対してある角度をなす方向から反射面１０２に入射する。なお、以下の説明において、中立静止状態での反射面１０２の中心に立てた法線を、単に反射面１０２の法線Ｎという。

図３には、図２に示した状態で、反射面１０２の中心を通り揺動軸Ｍに平行なＹ−Ｙ線に沿って切断した光偏向器１０１の断面を示す。絞り板１０６は、その厚み方向において、反射面１０２に近い側の面（反射面側の面）１０６ｂと、反射面１０２から遠い側、すなわち入射光束２０１が入射する側の面（以下、前面という）１０６ａとを有する。そして、絞り板１０６のうち開口１０７の周縁部（開口縁）３０１は、前面１０６ａ側から反射面側の面１０６ｂ側に向かって開口１０７の幅（開口幅）ＡＷを徐々に狭くするテーパ形状に形成されている。以下、このテーパ形状の開口縁３０１を、テーパ部３０１という。

テーパ部３０１は、法線Ｎに対して角度Ａ以上のテーパ角度をなすように傾いている。本実施例では、開口縁は矩形枠状に形成されており、その４つの辺部に相当する４つのテーパ部３０１はすべて同じテーパ角度を有する。但し、すべてのテーパ部に同じテーパ角度を与えなくてもよい。

ここで、本実施例では、入射光束２０１は、中立静止状態の反射面１０２に対して２８度の入射角度で入射する。このため、テーパ部３０１に２８度以上のテーパ角度を与えることによって、反射面１０２に入射する入射光束２０１と該反射面１０２で反射して射出する反射光束３０２の光路を妨げない。

さらに詳しく述べると、入射光束２０１が平行光束ではない収束光束である場合は、該入射光束２０１の収束角度を考慮したテーパ角度をテーパ部３０１に与えることによって、テーパ部３０１でけられる光束を少なくし、光利用効率の低下を防ぐことができる。

本実施例では、反射面１０２の最大揺動角（最大機械的振れ角）を１０度に設定しており、反射面１０２の最大機械的振れ角よりも入射光束２０１の反射面１０２への入射角度の方が大きい。このため、テーパ部３０１のＸ方向ではテーパ部３０１のテーパ角度は１０度以上であればよい。

但し、入射光束２０１の入射角度よりも反射面１０２の機械的振れ角の方が大きい場合は、反射光束３０２の光路を妨げないように、テーパ部３０１のＸ方向に与えるテーパ角度を反射面１０２の機械的振れ角に合わせるのがよい。

次に、絞り板１０６に形成される開口１０７の大きさについて説明する。図４Ａには、図２に示した状態で、反射面１０２の中心を通り、反射面１０２の揺動軸Ｍ及び法線Ｎに直交するＸ−Ｘ線に沿って切断した光偏向器１０１の断面を示す。また、図４Ｂには、反射面１０２が最大揺動角度まで揺動した状態（以下、最大揺動状態という）を示している。

本実施例では、図４Ａに示すように、反射面１０２の中立静止状態において、互いに対向した位置にあるテーパ部３０１間での開口幅のうち最も狭い開口幅（以下、最小開口幅という）ＡＷＳを、その開口幅の方向での反射面１０２の幅に一致させている。このため、中立静止状態においては、開口１０７を通過した光束をすべて反射面１０２で反射することができ、光利用効率の低下を防ぐことができる。

また、この場合、図４Ｂに示す最大揺動状態での反射面１０２の機械的振れ角をθとすると、法線Ｎの方向から見たときの反射面１０２の幅（以下、正射影幅という）Ｔは、ＡＷＳｃｏｓθとなり、ＡＷＳよりも小さくなる。これにより、開口１０７を通過した入射光束の一部（漏れ光束）は反射面１０２に入射せず、反射面１０２の背後のコイル１０４や支持ベース１０５で反射することになる。

ここで、漏れ光束の量は、反射面１０２の幅とその機械的振れ角に依存する。例えば、反射面１０２の揺動軸に対して直交する方向（Ｘ方向）での該反射面１０２の幅を、開口１０７の最小開口幅ＡＷＳと同じ１．５ｍｍとする。この場合、機械的振れ角１０度の最大揺動状態においては、反射面１０２の正射影幅Ｔは１．４８ｍｍとなる。本実施例では、片側１０μｍの幅の漏れ光束は画像形成上、目立つフレアを生じさせないものとみなして問題としていない。したがって、上記設定によれば、漏れ光による問題が実質的に生じない光偏向器を実現できる。

なお、漏れ光を最小限に抑えるためには、開口１０７のテーパ部３０１により形成される最小開口幅を、反射面１０２の最大揺動状態での正射影幅に一致させるとよい。

図５には、本実施例の光偏向器１０１を用いた光走査装置の構成を示す。この光走査装置は、不図示のスクリーン（被走査面）上で光偏向器１０１からの射出光を２次元方向に走査する走査型画像表示装置の画像描画系として用いられる。

半導体レーザ等の光源５０３から射出した光束は、第１の光偏向器１０１及び第２の光偏向器１０１′からなる走査ユニット５０６を介してスクリーンに向かう。第１の光偏向器１０１及び第２の光偏向器１０１′はいずれも、上述した偏向器１０１と同一構成のものである。第１の光偏向器１０１は、光源５０３からの光束を水平方向（Ｘ方向）に走査し、第２の光偏向器１０１′は、第１の光偏向器１０１からの光束を垂直方向（Ｙ方向）に走査する。

図５において、線５０１，５０２はそれぞれ、第１の光偏向器１０１の動作による水平方向の走査線の往路及び復路を示している。実際の走査線の本数は図示した本数より多い。また、線５０７は、水平走査線５０１が垂直方向での走査端５０４に達したときに、第２の光偏向器１０１′の動作によって走査開始点５０５まで戻る帰線を示している。この垂直方向での走査の繰り返し周期が、画像表示のフレームレートを決定している。このように光偏向器１０１，１０１′を２つ使用することによって、スクリーン上を２次元にラスタ走査できる。第１及び第２の光偏向器１０１′は、光源５０３からの光束がこのような走査が行われるように同期制御される。また、光偏向器１０１，１０１′の動作に同期して光源５０３を変調することで画像の表示を行う。

具体的には、光源５０１及び光偏向器１０１，１０１′は、駆動回路５０９と電気的に接続されている。駆動回路５０９には、パーソナルコンピュータ、ＤＶＤプレーヤ、テレビチューナ等の画像供給装置５１０が電気的に接続されている。駆動回路５０９は、画像供給装置５１０から入力された画像情報に応じて、該画像情報に対応する画像がスクリーンに表示されるよう光源５０１及び光偏向器１０１，１０１′を制御する。

これにより、走査型画像表示装置と画像供給装置５１０を含む画像表示システムが構成される。

なお、本発明における走査型画像表示装置の構成はこれに限らない。例えば、図５のように光束を１次元方向に走査する２つの光偏向器を用いるのではなく、光束を２次元方向に走査できる１つの光偏向器を用いてもよい。また、光束を１次元方向に走査する光偏向器とガルバノミラーとを組み合わせて２次元走査ができるようにしてもよい。

以上説明したように、本実施例では、光偏向器１０１に絞り板１０６を設けたことで、反射面１０２に向かう入射光束２０１と反射面１０２との位置決めを容易に（非常に高精度が求められることなく）行うことができる。また、反射面１０２と絞り板１０６を近接配置したことによって、絞り板１０６の開口１０７の大きさを反射面１０２とほぼ同じ大きさとすることができる。このため、開口１０７を通過したが反射面１０２に入射しない不要な光束（漏れ光束）が多く発生することを回避でき、形成する画像上にフレアを発生させることを防止できる。また、絞り板１０６の開口１０７によって、光源側から広がりながら入射してくる光束を所望の光束形状及び断面サイズに整形して反射面１０２に入射させることができる。

さらに、絞り板１０６の開口縁を反射面１０２に近いほど開口幅が狭くなるテーパ面形状としたことで、反射面１０２に対する入射光束や反射（射出）光束が開口縁によってけられることを少なくすることができ、光利用効率の低下を防ぐことができる。

図６には、本発明の実施例２である光偏向器を示している。本実施例の光偏向器６０１の基本的な構成は実施例１と同様であり、絞り板６０３の開口６０７及び開口縁７０２の形状が異なる。このため、本実施例では、絞り板６０３の形状を中心に説明する。

図６は、反射面６０２が中立静止状態にある光偏向器６０１に光束６０４が入射している状態を示している。本実施例では、不図示の光源からの入射光束６０４は、中立静止状態の反射面６０２に対して、該反射面１０２の法線Ｎと、該反射面１０２の揺動軸Ｍ（Ｙ軸）とを含む平面に対して直交する平面内において、法線Ｎに対してある角度をなす方向から入射する。

この状態において、光の利用効率を最も高くする絞り板６０３の形状について、図７Ａ及び図７Ｂを用いて説明する。これらの図は、図６に示す光偏向器６０１（但し、反射面６０２の状態は異なる）を、反射面６０２の中心を通り、該反射面６０２の揺動軸Ｍ及び法線Ｎに直交するＸ−Ｘ線に沿って切断した断面を示している。図７Ａでは、反射面６０２は、該反射面６０２への光束６０４の入射角度が小さくなる側（以下、入射光束側という）における最大揺動状態にあり、図７Ｂではその反対方向における最大揺動状態にある。

図７Ａ及び図７Ｂのそれぞれにおける反射面６０２に対する光束６０４の法線Ｎに対する入射角度をＡとし、反射面６０２の機械的振れ角をＢ（但し、方向は異なる）とする。図７Ａの状態では、反射面６０２への実際の入射光束６０４の入射角度はＡ−Ｂであり、反射光束７０１は法線Ｎに対してＡ−２Ｂの角度で反射する。図７Ｂの状態では、反射面６０２への実際の入射光束６０４の入射角度はＡ＋Ｂであり、反射光束７０１は法線Ｎに対してＡ＋２Ｂの角度で反射する。

このことより、絞り板６０３の開口縁のテーパ部７０２に、反射面６０２の法線Ｎに対して反射角度の大きい方に相当するＡ＋２Ｂのテーパ角度を与えることによって、反射面６０２に対する光束の入射出を妨げない構成とすることができる。

なお、本実施例においては、反射面６０２の揺動方向から光束６０４が入射するために、開口６０７のＹ方向においてはテーパ部７０２を設けていない。このように、テーパ部７０２を必ずしも開口縁の全周に設ける必要はなく、光束の妨げになり得る部分にのみに設ければよい。

次に、絞り板６０３の開口６０７の大きさ（テーパ部７０２による最小開口幅）について説明する。図８Ａは、反射面６０２が入射光束側における最大揺動状態にあり、図８Ｂではその反対方向における最大揺動状態にある。

反射面６０２の幅をＷ、反射面６０２から絞り板６０３の反射面側の面までの距離をＬとする。図８Ａの状態で、反射面６０２への入射光束６０４及び反射面６０２からの反射光束７０１が絞り板６０３でけられないための開口８０１の中心からテーパ部７０２の反射面側の端までの幅（最小開口幅の１／２）は、以下のようになる。

（Ｗ／２）ｃｏｓＢ＋｛Ｌ＋（Ｗ／２）ｓｉｎＢ｝ｔａｎＡ …（１）。

一方、図８Ｂの状態において、反射面６０２への入射光束６０４及び反射面６０２からの反射光束７０１が絞り板６０３でけられないための開口８０１の中心からテーパ部７０２の反射面側の端までの幅（最小開口幅の１／２）は、以下のようになる。

（Ｗ／２）ｃｏｓＢ＋｛Ｌ＋（Ｗ／２）ｓｉｎＢ｝｝ｔａｎ（Ａ＋２Ｂ） …（２）。

このことより、必要な光束が絞り板６０３でけられないためには、テーパ部７０２による開口６０７の最小開口幅を、上記（１），（２）式の値のうち大きい方である（２）式の値の２倍とすればよい。

例えば、入射光束６０４が反射面６０２の法線Ｎに対して２８度の角度で入射しているとする。また、ＭＥＭＳミラーと絞り板６０３との間に位置誤差が生じても、揺動した反射面６０２が絞り板６０３に接触しないようにするための反射面６０２と絞り板６０３の反射面側の面までの距離Ｌを０．２ｍｍとする。その他については、実施例１で例示した値と同様に、反射面６０２における揺動軸に直交する方向での幅を１．５ｍｍ、反射面６０２の最大の機械的振れ角を１０度とする。この場合、テーパ部７０２のテーパ角度を４８度とし、開口６０７の最小開口幅を２．２１ｍｍとすることによって、必要な光束の光路を遮らない構成とすることができる。

なお、上記例では、反射面６０２における揺動軸に直交する方向での幅（１．５ｍｍ）よりも開口６０７の最小開口幅（２．２１ｍｍ）の方が大きい。このため、それぞれ図８Ａ，図８Ｂに対応する図９Ａ，図９Ｂに示すように、入射光束のうち反射面６０２から外れた漏れ光束９０１は反射面６０２の背後の部材によって反射するが、絞り板６０３の反射面側の面で遮られて開口６０７から射出することはない。

以上説明したように、本実施例では、光偏向器６０１に絞り板６０３を設けたことで、反射面６０２に向かう入射光束６０４と反射面６０２との位置決めを容易に行うことができる。また、開口６０７を通過したが反射面６０２に入射しない不要な光束（漏れ光束）を開口６０７から射出することを回避でき、形成する画像上にフレアを発生させることを防止できる。

さらに、絞り板６０３の開口縁を反射面６０２に近いほど開口幅が狭くなるテーパ面形状としたことで、反射面６０２に対する入射光束や反射（射出）光束が開口縁によってけられることを少なくすることができ、光利用効率の低下を防ぐことができる。

図１０には、本発明の実施例３である光偏向器を示している。本実施例の光偏向器１００１の基本的な構成は実施例１と同様であり、絞り板１００３の前面の形状が異なる。このため、本実施例では、絞り板１００３の形状を中心に説明する。

図１０は、実施例１の図１に示した状態と同様に、反射面１００２が中立静止状態にある光偏向器１００１に光束１００４が入射している状態を示している。

図１１は、図１０に示す光偏向器１００１を、反射面１００２の中心を通り、該反射面１００２の揺動軸Ｍ及び法線Ｎに直交するＸ−Ｘ線に沿って切断した断面を示している。

図１１に示すように、絞り板１００３の前面１００３ａは、Ｙ方向視において鋸歯状の断面を有する周期形状を有する。これにより、不図示の光源から入射した入射光束１００４のうち絞り板１００３の前面１００３ａに入射した光束（開口１００７に入射しない不要光束）１１０３は、以下の角度Ｃとは異なる方向に反射する。

図１１において、反射面１００２は中立静止状態にあるが、反射面１００２が揺動することによって該反射面１００２で反射した光束（使用光束）１１０２は図中に示す角度Ｃの範囲内で反射される。

そして、絞り板１００３の前面１００３ａに入射して反射された不要光束１１０３が上記角度Ｃの範囲外の方向に反射されることにより、画像上に該不要光束１１０３によるフレアが発生することを防止できる。

以上説明したように、本実施例によれば、反射面１００２に入射しない不要光束１１０３が絞り板１００３の前面１００３ａにより反射されて、反射面１００２で反射する使用光束の反射角度範囲内に進むことを回避できる。

なお、絞り板１００３の前面１００３ａの形状は、上述したものに限られず、反射面に入射しない不要光束がここで反射されることで使用光束の反射角度範囲内に進むことを防止できる形状であれば、どのような形状でもよい。また、不要光束の一部を使用光束の反射角度範囲内に反射させる形状であっても、ほとんどの不要光束を使用光束の反射角度範囲外に反射させて、該一部の不要光束が問題となるフレアを発生させなければよい。

図１２には、本発明の実施例４である光偏向器を示している。本実施例の光偏向器１２０１の基本的な構成は実施例１と同様であり、絞り板１２０３の形状が異なる。このため、本実施例では、絞り板１２０３の形状を中心に説明する。

図１２は、実施例１の図１に示した状態と同様に、反射面１２０２が中立静止状態にある光偏向器１２０１に光束１２０４が入射している状態を示している。

図１３は、図１２に示す光偏向器１２０１を、反射面１２０２の中心を通り、該反射面１２０２の揺動軸Ｍ及び法線Ｎに直交するＸ−Ｘ線に沿って切断した断面を示している。

図１３に示すように、絞り板１２０３の前面１２０３ａは、中立静止状態の反射面１２０２及び絞り板１２０３の反射面側の面１２０３ｂに対して、傾斜角度Ｄを有する。すなわち、絞り板１２０３の前面１２０３ａは、反射面側の面１２０３ｂに対して非平行に形成されている。

傾斜角度Ｄは、反射面１２０２の最大の機械的振れ角よりも大きな角度とするのがよい。これにより、絞り板１２０３の前面１２０３ａで反射した不要光束１３０３が、反射面１２０２で反射した使用光束１３０２と同じ方向に反射することを回避できる。これにより、画像上に該不要光束１３０３によるフレアが発生することを防止できる。

なお、開口１２０７を有する絞り板１２０３の開口縁に形成されるテーパ部のテーパ角度は、実施例１，２で説明した手法により決定することができる。

また、図１３では、絞り板１２０３の前面１２０３ａを、入射光束側に向かって絞り板１２０３の厚みが薄くなるように傾けている場合を示したが、該前面の傾きの方向はこれに限られない。

以上説明したように、本実施例によれば、反射面１２０２に入射しない不要光束１３０３が、絞り板１２０３の前面１２０３ａで反射されて、反射面１２０２で反射する使用光束１３０２の反射方向に進むことを回避できる。

図１４には、本発明の実施例５である光偏向器を示している。本実施例の光偏向器１４０１の基本的な構成は実施例１と同様であり、絞り板１４０３の形状が異なる。このため、本実施例では、絞り板１４０３の形状を中心に説明する。

図１４は、実施例１の図１に示した状態と同様に、反射面１４０２が中立静止状態にある光偏向器１４０１に光束１４０４が入射している状態を分解して示している。

実施例１〜４の光偏光器では、絞り板に矩形開口を形成した場合について説明したが、本実施例では、反射面１４０２は矩形であるが、絞り板１４０３の開口１４０７は、反射面１４０２内に収まるサイズの楕円又は円形状に形成されている。これにより、開口１４０７は、反射面１４０２に向かって入射してきた光束１４０４の断面を楕円又は円形状に整形して該反射面１４０２に入射させる。これにより、光偏向器１４０１で反射されて射出した光束は、被走査面上で良好な形状のスポットを形成し、表示される画像の画質向上に有効である。

このように本実施例によれば、光偏向器１４０１の反射面１４０２の形状にかかわらず、絞り板１４０３の開口１４０７の形状を画質向上等、目的に応じて適切に設定できる。

なお、上記各実施例では、光束を一次元方向に偏向する光偏向器について説明したが、２次元方向に光束を偏向する光偏向器においても本発明を適用することができる。

また、上記各実施例では、基板部及び反射面を有するＭＥＭＳミラーとは別部材としての絞り板材を用いた場合について説明したが、ＭＥＭＳミラーに絞り板を一体形成してもよい。

本発明の実施例１である光偏光器の分解斜視図。 実施例１の光偏光器の組み立て状態を示す斜視図。 実施例１の光偏光器（中立静止状態）の断面図。 実施例１の光偏光器（中立静止状態）の断面図。 実施例１の光偏光器（最大揺動状態）の断面図。 実施例１の光偏光器を用いた光走査装置及び走査型画像表示装置の概略図。 本発明の実施例２である光偏光器の斜視図。 実施例２の光偏光器（最大揺動状態）の断面図。 実施例２の光偏光器（最大揺動状態）の断面図。 実施例２の光偏光器（最大揺動状態）の断面図。 実施例２の光偏光器（最大揺動状態）の断面図。 実施例２の光偏光器（最大揺動状態）の断面図。 実施例２の光偏光器（最大揺動状態）の断面図。 本発明の実施例３である光偏光器の斜視図。 実施例３の光偏光器（中立静止状態）の断面図。 本発明の実施例４である光偏光器の斜視図。 実施例４の光偏光器（中立静止状態）の断面図。 本発明の実施例５である光偏光器の分解斜視図。 従来の光偏光器を示す斜視図。 従来の光偏光器と光源との関係を説明する図。

符号の説明

１０１，１０１′，６０１，１００１，１２０１，１４０１ 光偏向器
１０２，６０２，１００２，１２０２，１４０２ 反射面
１０３ 基板
１０４ コイル
１０５ 支持ベース
１０６，６０３，１００３，１２０３，１４０３ 絞り板
１０６ａ，１００３ａ，１２０３ａ 前面
１０６ｂ，１２０３ｂ 反射面側の面
１０７，６０７，１００７，１２０７，１４０７ 開口部
１０９，１１０，１１１ 基準面
３０１，７０２ テーパ部（開口縁）
５０３ 光源
５０６ 走査ユニット

Claims (11)

1. 基板部と、
   該基板部に対して揺動可能な反射部と、
   該偏光器への入射光束のうち、前記反射部に向かって入射して前記反射部で反射されて射出する光束を通過させるための開口が形成され、前記入射光束のうち前記開口に入射する光束以外の光束の少なくとも一部を遮る絞り部とを有し、
   前記絞り部の開口縁のうち少なくとも一部は、該絞り部において前記入射光束が入射する前面側から反射部側に向かって開口幅を狭める形状を有することを特徴とする光偏向器。
2. 前記開口幅を狭める形状は、テーパ面であることを特徴とする請求項１に記載の光偏向器。
3. 前記テーパ面は、前記開口の中心軸に対して、前記反射面に入射する光束の入射角度以上のテーパ角度を有することを特徴とする請求項２に記載の光偏光器。
4. 前記テーパ面は、前記開口の中心軸に対して、前記反射面で反射した光束の最大射出角度以上のテーパ角度を有することを特徴とする請求項２に記載の光偏光器。
5. 前記絞り部の前面は、前記入射光束のうち該前面に入射した光束を、前記反射面で反射された光束の射出角度範囲とは異なる方向に反射する形状を有することを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載の光偏光器。
6. 前記絞り部の前面は、反射部側の面に対して傾斜していることを特徴とする請求項１から５のいずれか１つに記載の光偏光器。
7. 前記開口幅を狭める形状によって形成された最も狭い開口幅は、該開口幅の方向における前記反射部の幅に一致することを特徴とする請求項１から６のいずれか１つに記載の光偏向器。
8. 前記絞り部は、前記反射部の中心に対して前記開口の中心を合わせるための基準面を有することを特徴とする請求項１から７のいずれか１つに記載の光偏光器。
9. 光源と、
   該光源からの光束を走査する請求項１から８のいずれか１つに記載の光偏光器とを有することを特徴とする光走査装置。
10. 請求項９に記載の光走査装置により光束を走査して画像を表示することを特徴とする走査型画像表示装置。
11. 請求項１０に記載の走査型画像表示装置と、
    該走査型画像表示装置に画像情報を供給する画像供給装置とを有することを特徴とする画像表示システム。