JP6278180B2 - Optical scanning device, image display device, and moving body - Google Patents

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Description

本発明は、光走査装置、画像表示装置及び移動体に係り、更に詳しくは、レーザ光により被走査面を走査する光走査装置、該光走査装置を備える画像表示装置、該画像表示装置を備える移動体に関する。   The present invention relates to an optical scanning device, an image display device, and a moving body, and more specifically, an optical scanning device that scans a surface to be scanned with laser light, an image display device including the optical scanning device, and the image display device. Related to moving objects.

従来、両面にミラーが設けられた光走査用アクチュエータの一側のミラーに光ビーム発生装置からの光を入射させ、その反射光により被走査面を走査するとともに、該光走査用アクチュエータの他側のミラーに発光素子からの光を入射させ、その反射光を受光素子で受光する光走査装置が知られている(例えば特許文献1参照)。   Conventionally, light from a light beam generator is incident on a mirror on one side of an optical scanning actuator provided with mirrors on both sides, and the surface to be scanned is scanned by the reflected light, and the other side of the optical scanning actuator There is known an optical scanning device in which light from a light-emitting element is incident on a mirror and a reflected light is received by a light-receiving element (for example, see Patent Document 1).

しかしながら、特許文献1に開示されている光走査装置では、小型化を実現できる一方、構成の煩雑化を招いていた。   However, the optical scanning device disclosed in Patent Document 1 can achieve downsizing, but also causes a complicated configuration.

本発明は、レーザ光により被走査面を走査する光走査装置であって、レーザ光を射出する光源部と、前記光源部からのレーザ光を偏向する光偏向器を含み、該光偏向器で偏向された一部のレーザ光を前記被走査面に導く走査光学系と、前記光偏向器で偏向された他の一部のレーザ光を検出する光検出器と、を備え、前記光偏向器及び前記光検出器は、同一の保持体により保持されており、前記保持体は、前記光偏向器及び前記光検出器が実装されるパッケージと、前記光源部と前記光偏向器との間のレーザ光の光路上に位置するように前記パッケージに設けられた光透過窓部材とを含み、前記光透過窓部材には、前記偏向された他の一部のレーザ光を前記光検出器に向けて反射させる反射部が設けられており、前記偏向された他の一部のレーザ光は、前記反射部のエッジ以外の部分に入射されることを特徴とする光走査装置である。 The present invention is an optical scanning device that scans a surface to be scanned with laser light, and includes a light source unit that emits laser light and an optical deflector that deflects laser light from the light source unit. A scanning optical system for guiding a part of the deflected laser light to the surface to be scanned, and a photodetector for detecting another part of the laser light deflected by the optical deflector, the optical deflector And the photodetector is held by the same holder, the holder being between the light deflector and the package in which the photodetector is mounted, and between the light source unit and the light deflector. A light transmission window member provided in the package so as to be positioned on the optical path of the laser light, and the light transmission window member directs the other part of the deflected laser light to the photodetector. A reflecting portion for reflecting the light, and the other part of the deflected laser beam is provided. Light is an optical scanning device characterized in that it is incident on a portion other than the edge of the reflective portion.

本発明によれば、構成の煩雑化を招くことなく小型化を実現できる。   According to the present invention, it is possible to reduce the size without complicating the configuration.

一実施形態のプロジェクタ装置の構成を概略的に示す図である。It is a figure which shows schematically the structure of the projector apparatus of one Embodiment. 図1の光デバイスの構成及び動作を概略的に説明するための図である。It is a figure for demonstrating schematically the structure and operation | movement of the optical device of FIG. 光偏向器の構成を詳細に説明するための図である。It is a figure for demonstrating in detail the structure of an optical deflector. 光透過窓部材に設けられた反射膜について説明するための図である。It is a figure for demonstrating the reflecting film provided in the light transmissive window member. 有効反射領域について説明するための図である。It is a figure for demonstrating an effective reflection area | region. 有効反射領域及び拡張反射領域について説明するための図である。It is a figure for demonstrating an effective reflective area | region and an extended reflective area | region. 変形例1の反射膜について説明するための図である。It is a figure for demonstrating the reflective film of the modification 1. FIG. 変形例2の反射膜について説明するための図である。It is a figure for demonstrating the reflecting film of the modification 2. FIG. 変形例3の光デバイスについて説明するための図である。It is a figure for demonstrating the optical device of the modification 3. ヘッドアップディスプレイ装置の一例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating an example of a head-up display apparatus.

以下に、本発明の一実施形態を図1〜図6を参照して説明する。図1には、一実施形態に係る画像表示装置としてのプロジェクタ装置1000が概略的に示されている。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 schematically shows a projector apparatus 1000 as an image display apparatus according to an embodiment.

プロジェクタ装置1000は、例えば建物の床もしくは設置台に載置された状態、建物の天井から吊り下げられた状態、又は建物の壁に掛けられた状態等で用いられる。以下では、図1に示される、鉛直方向をZ軸方向とするXYZ3次元直交座標系を適宜用いて説明する。   The projector device 1000 is used, for example, in a state where it is placed on the floor or installation table of a building, a state where it is suspended from the ceiling of the building, or a state where it is hung on the wall of the building. In the following description, an XYZ three-dimensional orthogonal coordinate system shown in FIG.

プロジェクタ装置1000は、一例として、光走査装置100、画像処理部200などを備えている。   As an example, the projector apparatus 1000 includes an optical scanning device 100, an image processing unit 200, and the like.

光走査装置100は、一例として、光源装置5(光源部)と、光偏向器20及び光検出器30(図2参照)を含む光デバイス10と、コントローラ40と、LD制御部60とを有する。   The optical scanning device 100 includes, as an example, a light source device 5 (light source unit), an optical device 10 including an optical deflector 20 and a photodetector 30 (see FIG. 2), a controller 40, and an LD control unit 60. .

光源装置5は、3つのレーザダイオードLD1〜LD3と、3つのコリメートレンズCR1〜CR3と、3つのダイクロイックミラーDM1〜DM3とを有する。   The light source device 5 includes three laser diodes LD1 to LD3, three collimating lenses CR1 to CR3, and three dichroic mirrors DM1 to DM3.

レーザダイオードLD1は、一例として、赤色レーザであり、赤色光(波長640nm)を+Y方向に射出するように配置されている。   The laser diode LD1 is, for example, a red laser, and is disposed so as to emit red light (wavelength 640 nm) in the + Y direction.

レーザダイオードLD2は、一例として、青色レーザであり、青色光(波長450nm)を+Y方向に射出するように、レーザダイオードLD1の+X側に配置されている。   The laser diode LD2 is a blue laser as an example, and is disposed on the + X side of the laser diode LD1 so as to emit blue light (wavelength 450 nm) in the + Y direction.

レーザダイオードLD3は、一例として、緑色レーザであり、緑色光(波長520nm)を+Y方向に射出するように、レーザダイオードLD2の+X側に配置されている。   The laser diode LD3 is a green laser as an example, and is disposed on the + X side of the laser diode LD2 so as to emit green light (wavelength 520 nm) in the + Y direction.

各レーザダイオードは、LD制御部60によって制御される。   Each laser diode is controlled by the LD control unit 60.

コリメートレンズCR1は、一例として、レーザダイオードLD1の+Y側に配置されており、レーザダイオードLD1から射出された赤色光を略平行光とする。   As an example, the collimator lens CR1 is disposed on the + Y side of the laser diode LD1, and the red light emitted from the laser diode LD1 is substantially parallel light.

コリメートレンズCR2は、一例として、レーザダイオードLD2の+Y側に配置されており、レーザダイオードLD2から射出された青色光を略平行光とする。   As an example, the collimator lens CR2 is disposed on the + Y side of the laser diode LD2, and the blue light emitted from the laser diode LD2 is substantially parallel light.

コリメートレンズCR3は、一例として、レーザダイオードLD3の+Y側に配置されており、レーザダイオードLD3から射出された緑色光を略平行光とする。   As an example, the collimator lens CR3 is disposed on the + Y side of the laser diode LD3, and the green light emitted from the laser diode LD3 is made substantially parallel light.

3つのダイクロイックミラーDM1〜DM3は、それぞれ、例えば誘電体多層膜などの薄膜から成り、特定の波長の光を反射し、それ以外の波長の光を透過させる。   Each of the three dichroic mirrors DM1 to DM3 is made of a thin film such as a dielectric multilayer film, and reflects light of a specific wavelength and transmits light of other wavelengths.

ダイクロイックミラーDM1は、一例として、コリメートレンズCR1の+Y側に、X軸及びY軸に対して例えば45°傾斜して配置されており、コリメートレンズCR1を介した赤色光を+X方向に反射させる。   For example, the dichroic mirror DM1 is disposed on the + Y side of the collimating lens CR1 with an inclination of, for example, 45 ° with respect to the X axis and the Y axis, and reflects red light via the collimating lens CR1 in the + X direction.

ダイクロイックミラーDM2は、一例として、ダイクロイックミラーDM1の+X側、かつコリメートレンズCR2の+Y側に、X軸及びY軸に対して例えば45°傾斜して配置されており、ダイクロイックミラーDM1を介した赤色光を+X方向に透過させ、コリメートレンズCR2を介した青色光を+X方向に反射させる。   As an example, the dichroic mirror DM2 is disposed on the + X side of the dichroic mirror DM1 and the + Y side of the collimator lens CR2 at an inclination of, for example, 45 ° with respect to the X axis and the Y axis, and is red via the dichroic mirror DM1. Light is transmitted in the + X direction, and blue light via the collimating lens CR2 is reflected in the + X direction.

なお、ダイクロイックミラーDM1を介した赤色光及びコリメートレンズCR2を介した青色光は、それぞれダイクロイックミラーDM2の中央付近に入射する。   Note that the red light that has passed through the dichroic mirror DM1 and the blue light that has passed through the collimator lens CR2 respectively enter the vicinity of the center of the dichroic mirror DM2.

ダイクロイックミラーDM3は、一例として、ダイクロイックミラーDM2の+X側かつコリメートレンズCR3の+Y側に、X軸及びY軸に対して例えば45°傾斜して配置されており、ダイクロイックミラーDM2を介した赤色光及び青色光を+X方向に透過させ、コリメートレンズCR3を介した緑色光を+X方向に反射させる。   As an example, the dichroic mirror DM3 is disposed on the + X side of the dichroic mirror DM2 and the + Y side of the collimator lens CR3 with an inclination of, for example, 45 ° with respect to the X axis and the Y axis, and the red light passing through the dichroic mirror DM2 And blue light is transmitted in the + X direction, and green light via the collimating lens CR3 is reflected in the + X direction.

なお、ダイクロイックミラーDM2を介した赤色光及び青色光、並びにコリメートレンズCR3を介した緑色光は、それぞれダイクロイックミラーDM3の中央付近に入射する。   Note that red light and blue light that have passed through the dichroic mirror DM2, and green light that has passed through the collimator lens CR3 respectively enter the vicinity of the center of the dichroic mirror DM3.

ダイクロイックミラーDM3を介した3つの光(赤色光、青色光及び緑色光)は、1つの光に合成される。この場合、3つのレーザダイオードLD1〜LD3の発光強度の強弱のバランスにより、合成された光の色が表現されるようになっている。   Three lights (red light, blue light, and green light) that pass through the dichroic mirror DM3 are combined into one light. In this case, the color of the synthesized light is expressed by the balance of the emission intensity of the three laser diodes LD1 to LD3.

結果として、光源装置5は、3つのレーザダイオードLD1〜LD3からの3つのレーザ光が合成されてなるレーザ光を+X方向に、すなわち光デバイス10に向けて射出する。以下では、光源装置5から射出されたレーザ光を「射出光」とも称する。   As a result, the light source device 5 emits a laser beam formed by combining the three laser beams from the three laser diodes LD1 to LD3 in the + X direction, that is, toward the optical device 10. Hereinafter, the laser light emitted from the light source device 5 is also referred to as “emitted light”.

ここで、画像処理部200は、例えばパソコン等の上位装置からの画像情報に対して所定の処理(例えば歪み補正処理、画像サイズ変更処理、解像度変換処理等)を施し、LD制御部60に送る。   Here, the image processing unit 200 performs predetermined processing (for example, distortion correction processing, image size change processing, resolution conversion processing, etc.) on image information from a host device such as a personal computer, and sends it to the LD control unit 60. .

LD制御部60は、画像処理部200からの画像情報に基づいて、LD駆動信号(パルス信号)を強度変調して各LDに出力する。また、LD制御部60は、コントローラ40からの後述する同期信号に基づいて各LDの発光タイミング(該LDに駆動信号を供給するタイミング)を決定する。なお、LD制御部60による直接変調方式に代えて、光変調器による外部変調方式を採用しても良い。この場合、光変調器は、例えばLDとコリメートレンズとの間の光路上、もしくはコリメートレンズとダイクロイックミラーとの間の光路上に配置することができる。   Based on the image information from the image processing unit 200, the LD control unit 60 modulates the intensity of the LD drive signal (pulse signal) and outputs it to each LD. Further, the LD control unit 60 determines the light emission timing of each LD (timing for supplying a drive signal to the LD) based on a synchronization signal described later from the controller 40. In place of the direct modulation method by the LD control unit 60, an external modulation method by an optical modulator may be adopted. In this case, the light modulator can be disposed on, for example, an optical path between the LD and the collimating lens, or on an optical path between the collimating lens and the dichroic mirror.

光デバイス10は、図2に示されるように、前述した光偏向器20及び光検出器30に加えて、光偏向器20及び光検出器30を保持する保持体70を含む。なお、図2は、光デバイス10の縦断面図である。   As shown in FIG. 2, the optical device 10 includes a holder 70 that holds the optical deflector 20 and the photodetector 30 in addition to the optical deflector 20 and the photodetector 30 described above. FIG. 2 is a longitudinal sectional view of the optical device 10.

保持体70は、パッケージ70a及びカバーガラス70bを有する。   The holding body 70 includes a package 70a and a cover glass 70b.

パッケージ70aは、一例として、無蓋の箱形部材から成るフラットパッケージであり、その開口が射出光の光路上に位置するように配置されている。パッケージ70aの材料としては、例えばセラミック、樹脂、アルミニウム等が用いられる。ここでは、パッケージ70aの内部底面には、例えば2段の段部が形成されている。パッケージ70aは、単一の部材で構成されても良いし、複数の部材で構成されても良い。パッケージ70aには、後述する駆動手段に電力を供給するための配線部材(不図示)が設けられている。   The package 70a is, for example, a flat package made of an uncovered box-shaped member, and is arranged so that the opening thereof is located on the optical path of the emitted light. As a material of the package 70a, for example, ceramic, resin, aluminum or the like is used. Here, for example, two steps are formed on the inner bottom surface of the package 70a. The package 70a may be composed of a single member or a plurality of members. The package 70a is provided with a wiring member (not shown) for supplying electric power to driving means described later.

カバーガラス70bは、透明又は半透明のガラス板から成り、パッケージ70aの開口を覆うように、すなわちパッケージ70aの内部を密閉するようにパッケージ70aの開口端に接合されている。すなわち、カバーガラス70bは、射出光の光路上に配置され、光透過窓部材として機能する。ここでは、一例として、カバーガラス70bは、パッケージ70aの内部底面に略平行に配置されている。なお、光透過窓部材として、ガラス製の部材であるカバーガラス70bを用いることで、パッケージ70aとの接合の際の変形や複屈折を抑えることができる。   The cover glass 70b is made of a transparent or translucent glass plate, and is joined to the opening end of the package 70a so as to cover the opening of the package 70a, that is, to seal the inside of the package 70a. That is, the cover glass 70b is disposed on the optical path of the emitted light and functions as a light transmission window member. Here, as an example, the cover glass 70b is disposed substantially parallel to the inner bottom surface of the package 70a. In addition, the deformation | transformation and birefringence at the time of joining with the package 70a can be suppressed by using the cover glass 70b which is a glass member as a light transmissive window member.

このように、保持体70には、パッケージ70aとカバーガラス70bとにより囲まれた、密閉された内部空間が形成されている。   As described above, the holding body 70 has a sealed internal space surrounded by the package 70a and the cover glass 70b.

光偏向器20は、ミラー110(ここではMEMSミラー)を含み、パッケージ70aの内部底面に実装されている。すなわち、光偏向器20は、保持体70の密閉された内部空間に収容され(封止され)、ダストや湿気から保護されている。ここでは、保持体70の内部空間は、例えば窒素、ヘリウム、アルゴン、ネオン等の不活性ガスが充填され、もしくは真空にされている。   The optical deflector 20 includes a mirror 110 (here, a MEMS mirror), and is mounted on the inner bottom surface of the package 70a. That is, the optical deflector 20 is housed (sealed) in a sealed internal space of the holding body 70 and is protected from dust and moisture. Here, the internal space of the holder 70 is filled with an inert gas such as nitrogen, helium, argon, or neon, or is evacuated.

一般に、MEMSミラーを含む光偏向器は、小型のMEMSミラーを高速で機械的に揺動させることによりレーザ光を偏向する。この場合、MEMSミラーの長期に亘る動作信頼性を確保するためには、MEMSミラーにおける異物の付着や結露による動作不良を回避するため、光偏向器を封止することが求められる。   In general, an optical deflector including a MEMS mirror deflects laser light by mechanically swinging a small MEMS mirror at high speed. In this case, in order to ensure long-term operation reliability of the MEMS mirror, it is required to seal the optical deflector in order to avoid malfunction due to adhesion of foreign matter or condensation on the MEMS mirror.

特に、少なくとも一軸周りに関してトーションバーのねじれによる機械的共振を利用してMEMSミラーを振動させる光偏向器では、超高速でMEMSミラーを振動させるため、空気中の異物がミラーに徐々に付着していき、ミラーが汚れてしまう。   In particular, in an optical deflector that vibrates a MEMS mirror using mechanical resonance due to torsion of a torsion bar at least around one axis, the MEMS mirror is vibrated at an ultra-high speed, so foreign matter in the air gradually adheres to the mirror. The mirror gets dirty.

このミラーの汚れは、共振周波数の時間的変化やミラーの反射率の低下などを招く要因となる。このため、MEMSミラーを含む光偏向器を、密閉された空間内の清浄な環境下で動作させることが必要となる。   This contamination of the mirror causes a temporal change in the resonance frequency and a decrease in the reflectance of the mirror. For this reason, it is necessary to operate the optical deflector including the MEMS mirror in a clean environment in a sealed space.

ミラー110は、カバーガラス70bを透過した射出光の光路上に反射面が位置するように、パッケージ70aに対して、互いに直交する第1軸及び第2軸周りに独立に揺動可能に支持されている(図3参照)。   The mirror 110 is supported so as to be able to swing independently about the first axis and the second axis orthogonal to each other with respect to the package 70a so that the reflection surface is positioned on the optical path of the emitted light that has passed through the cover glass 70b. (See FIG. 3).

光偏向器20は、ミラー110を第1軸及び第2軸周りに独立に揺動させることでミラー110に入射された射出光を2次元的に偏向する。すなわち、光偏向器20は、光源装置5からのレーザ光を被走査面に導く走査光学系を構成する。   The optical deflector 20 deflects the emitted light incident on the mirror 110 two-dimensionally by swinging the mirror 110 independently around the first axis and the second axis. That is, the optical deflector 20 constitutes a scanning optical system that guides the laser light from the light source device 5 to the surface to be scanned.

そこで、光走査装置100は、射出光を光偏向器20で偏向し、偏向された一部のレーザ光により被走査面(例えばXZ平面に平行に張設されたスクリーンSの表面)の有効走査領域(画像形成領域)を2次元走査する(図4参照)。   Therefore, the optical scanning device 100 deflects the emitted light by the optical deflector 20 and effectively scans the surface to be scanned (for example, the surface of the screen S stretched parallel to the XZ plane) by the deflected laser light. The area (image forming area) is two-dimensionally scanned (see FIG. 4).

ここで、カバーガラス70bには、少なくとも有効走査領域へ向かうレーザ光が入射される領域に、両面無反射コートが施されている(両面に反射防止膜が形成されている)。このため、光利用効率の向上を図ることができる。   Here, the cover glass 70b is provided with a double-sided non-reflective coating at least in a region where the laser beam directed to the effective scanning region is incident (an anti-reflection film is formed on both sides). For this reason, the light use efficiency can be improved.

また、カバーガラス70bにおけるパッケージ70aの内部空間に臨む面(カバーガラス70bの内側の面)の、光偏向器20で偏向された他の一部のレーザ光(有効走査領域に向かわないレーザ光)の光路上の領域に、反射膜120が設けられている。なお、反射膜120は、カバーガラス70bの外側の面に設けられても良い。   Further, the other part of the laser light (laser light not directed to the effective scanning region) deflected by the optical deflector 20 on the surface of the cover glass 70b facing the internal space of the package 70a (the inner surface of the cover glass 70b). The reflective film 120 is provided in the region on the optical path. The reflective film 120 may be provided on the outer surface of the cover glass 70b.

すなわち、光走査装置100による光走査は、被走査面の有効走査領域のみならず、その外側の領域に対しても行われる。   That is, the optical scanning by the optical scanning device 100 is performed not only on the effective scanning area of the surface to be scanned but also on the outer area.

光検出器30は、例えばフォトダイオード、フォトトランジスタ等のフォトディテクタであり、パッケージ70aの内部底面における光偏向器20が実装されている領域とは異なる領域であって反射膜120で反射されたレーザ光の光路上の領域に実装されている。すなわち、光検出器30は、封止され、ダストや湿気から保護されている。上述したように、保持体70の内部空間は、不活性ガスが充填され、もしくは真空にされている。この場合、光検出器30が結露することを防止でき、光デバイス10が湿度の高い環境下にあるときでも光検出器30を正常に機能させることが可能になる。なお、光検出器30が結露すると、正確な検出信号が得られなくなり、誤動作や画像形成ができなくなるおそれがある。   The photodetector 30 is, for example, a photodetector such as a photodiode or a phototransistor, and is a laser beam reflected by the reflective film 120 that is a region different from the region where the optical deflector 20 is mounted on the inner bottom surface of the package 70a. It is mounted in the area on the optical path. That is, the photodetector 30 is sealed and protected from dust and moisture. As described above, the internal space of the holder 70 is filled with an inert gas or is evacuated. In this case, it is possible to prevent the photodetector 30 from condensing, and the photodetector 30 can function normally even when the optical device 10 is in a high humidity environment. When the light detector 30 is condensed, an accurate detection signal cannot be obtained, and there is a possibility that malfunction or image formation cannot be performed.

光検出器30は、反射膜120で反射されたレーザ光を検出し、検出信号をコントローラ40に出力する。光検出器30はミラー110が第1軸及び第2軸周りの所定範囲内の位置に位置したときにミラー110からの反射光を受光するため、光検出器30からの出力信号を、ミラー110の第1軸及び第2軸周りの位置情報を検出する基準とすることができる。   The photodetector 30 detects the laser light reflected by the reflective film 120 and outputs a detection signal to the controller 40. Since the photodetector 30 receives the reflected light from the mirror 110 when the mirror 110 is located at a position within a predetermined range around the first axis and the second axis, the output signal from the photodetector 30 is output as the mirror 110. It can be used as a reference for detecting position information about the first axis and the second axis.

ところで、MEMSミラーを含む光偏向器を用いた光走査においては、被走査面(例えばスクリーンの表面)上に形成される画像の位置やサイズを適切に保つことが必要になる。   Meanwhile, in optical scanning using an optical deflector including a MEMS mirror, it is necessary to appropriately maintain the position and size of an image formed on a surface to be scanned (for example, the surface of a screen).

このような光偏向器では、MEMSミラーを少なくとも一軸周りに機械的共振を利用して動作させる。この機械的共振は、MEMSミラーを支えるトーションバーなどに生じるねじれを利用して共振させ、MEMSミラーを揺動させる方式である。   In such an optical deflector, the MEMS mirror is operated around at least one axis by utilizing mechanical resonance. This mechanical resonance is a method in which the MEMS mirror is oscillated by resonating using a twist generated in a torsion bar or the like that supports the MEMS mirror.

この機械的共振による光走査では、環境温度や経時変化などにより画像のサイズや位置が変わってしまう問題がある。   In the optical scanning by the mechanical resonance, there is a problem that the size and position of the image change due to the environmental temperature and the change with time.

また、往復走査により(走査の往路と復路で)1つの画像を形成する場合、往路と復路で形成される画像位置を一致させる必要がある。また、カンチレバー(梁)を用いた非共振での光走査においても同様に、環境温度や経時変化に対し、画像のサイズや位置を一定に保つ必要がある。   Further, when one image is formed by reciprocating scanning (in the scanning forward path and the backward path), it is necessary to match the image positions formed in the forward path and the backward path. Similarly, in non-resonant optical scanning using a cantilever (beam), it is necessary to keep the image size and position constant with respect to environmental temperature and changes with time.

そこで、従来、MEMSミラーを含む光偏向器を備える光走査装置では、光偏向器で偏向されたレーザ光を、被走査面付近に設置したフォトダイオードで受光させ、該フォトダイオードでの受光タイミングに基づいてMEMSミラーの回転角や光源(例えばLD)の発光タイミングを制御し、画像位置やサイズを一定にすることが行われている。なお、フォトダイオードで受光される光のタイミングを処理することにより、MEMSミラーの振れ角や位相を把握することができる。これにより、温度や経時変化により振れ角の感度変動が起こった場合でも、精密に画像サイズや被走査面の有効走査領域(画像形成領域)での光源の発光タイミングを制御することが可能になる。   Therefore, conventionally, in an optical scanning device including an optical deflector including a MEMS mirror, laser light deflected by the optical deflector is received by a photodiode installed in the vicinity of the surface to be scanned, and the light reception timing at the photodiode is set. Based on the rotation angle of the MEMS mirror and the light emission timing of a light source (for example, LD), the image position and size are made constant. Note that the deflection angle and phase of the MEMS mirror can be grasped by processing the timing of light received by the photodiode. This makes it possible to precisely control the image size and the light emission timing of the light source in the effective scanning area (image forming area) of the surface to be scanned even when the sensitivity fluctuation of the shake angle occurs due to temperature and aging. .

この場合、被走査面の有効走査領域(画像形成領域)から外れた位置にフォトダイオードを設置する必要があるため、装置の大型化を招く要因となる。   In this case, since it is necessary to install a photodiode at a position outside the effective scanning area (image forming area) of the surface to be scanned, this becomes a factor in increasing the size of the apparatus.

そこで、本実施形態の光走査装置100では、前述したように光検出器30を光偏向器20と共に保持体70に保持させることで、装置の大型化を抑制している。   Therefore, in the optical scanning device 100 of the present embodiment, the optical detector 30 is held by the holding body 70 together with the optical deflector 20 as described above, thereby suppressing an increase in size of the device.

また、光走査装置100では、前述したように光偏向器20のみならず光検出器30も、保持体70の密閉された内部空間に収容されているため、光検出器30が異物の付着などにより機能しなくなるのを防止でき、ひいては装置が誤動作するのを防止できる。   In the optical scanning device 100, as described above, not only the optical deflector 20, but also the photodetector 30 are accommodated in the sealed internal space of the holding body 70. Therefore, it is possible to prevent the device from malfunctioning, and thus to prevent the device from malfunctioning.

コントローラ40は、ミラー110を所望の振れ角で周期的に振動させるためのミラー駆動信号を生成し光偏向器20に出力することでミラー110を駆動し、光検出器30からの出力信号に基づいてミラー駆動信号を補正することでミラー110の振れ角を制御(微調整)する。また、コントローラ40は、光検出器30からの出力信号に基づいて、ミラー110の振れ角とLD10の発光タイミングとの同期をとるための同期信号をLD制御部60に出力する。   The controller 40 generates a mirror drive signal for periodically oscillating the mirror 110 at a desired deflection angle and outputs the mirror drive signal to the optical deflector 20 to drive the mirror 110, and based on the output signal from the photodetector 30. Then, the deflection angle of the mirror 110 is controlled (finely adjusted) by correcting the mirror drive signal. Further, the controller 40 outputs a synchronization signal for synchronizing the deflection angle of the mirror 110 and the light emission timing of the LD 10 to the LD control unit 60 based on the output signal from the photodetector 30.

図2に示されるように、コントローラ40から光偏向器20へのミラー駆動信号の伝送は、フレキシブル基板160、ワイヤ170を介して行われる。また、光検出器30からの出力信号も、フレキシブル基板160を介して処理される。   As shown in FIG. 2, the mirror drive signal is transmitted from the controller 40 to the optical deflector 20 through the flexible substrate 160 and the wires 170. The output signal from the photodetector 30 is also processed through the flexible substrate 160.

以下に、光偏向器20について詳細に説明する。   Hereinafter, the optical deflector 20 will be described in detail.

光偏向器20は、図3に示されるように、+Y側の面が反射面であるミラー110と、該ミラー110をX軸に直交する第1軸(例えばZ軸)周りに駆動する第1駆動部150と、ミラー110及び第1駆動部150をX軸に平行な第2軸周りに駆動する第2駆動部250とを含む。   As shown in FIG. 3, the optical deflector 20 includes a mirror 110 whose surface on the + Y side is a reflecting surface, and a first driving the mirror 110 around a first axis (eg, Z axis) orthogonal to the X axis. The driving unit 150 includes a second driving unit 250 that drives the mirror 110 and the first driving unit 150 around a second axis parallel to the X axis.

光偏向器20では、一例として、MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)プロセスによって、各構成部が一体的に形成されている。簡単に言うと、光偏向器20は、1枚のシリコン基板に切れ込みを入れて複数の可動部(弾性変形部)を形成し、各可動部に圧電部材を設けることで作成される。ミラー110の反射面は、一例として、シリコン基板の+Y側の面に形成された例えばアルミニウム、金、銀等の金属薄膜である。   In the optical deflector 20, as an example, each component is integrally formed by a MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) process. In short, the optical deflector 20 is created by forming a plurality of movable parts (elastically deforming parts) by cutting a single silicon substrate, and providing each movable part with a piezoelectric member. The reflecting surface of the mirror 110 is, for example, a metal thin film such as aluminum, gold, or silver formed on the surface on the + Y side of the silicon substrate.

第1駆動部150は、一例として、ミラー110の第1軸方向の両端に個別に一端が連続し、第1軸方向に延びる2つのトーションバー105a、105bと、該2つのトーションバー105a、105bそれぞれの第1軸方向の他端に中間部が連続し、第2軸方向に延びる2つの梁106a、106bと、該2つの梁106a、106bそれぞれの第2軸方向の両端に内縁部が連続する第1矩形枠部107と、2つの梁106a、106bそれぞれの第1軸を挟む一側部及び他側部の+Y側の面に個別に設けられた2つの第1圧電部材15、16と、を有している。   As an example, the first drive unit 150 has two torsion bars 105a and 105b that are individually connected to both ends in the first axial direction of the mirror 110 and extend in the first axial direction, and the two torsion bars 105a and 105b. The middle part is continuous with the other end in the first axial direction, the inner edges are continuous with the two beams 106a and 106b extending in the second axial direction, and both ends in the second axial direction of the two beams 106a and 106b. The first rectangular frame portion 107 and the two first piezoelectric members 15 and 16 individually provided on the + Y side surfaces of the one side portion and the other side portion sandwiching the first axis of each of the two beams 106a and 106b, ,have.

ここでは、ミラー110の中心は、第1矩形枠部107の中心に位置している。2つのトーションバー105a、105bは同径かつ同長である。2つの梁106a、106bは、第2軸方向を長手方向とする矩形板状である。2つの第1圧電部材15、16は、同形かつ同大の第2軸方向を長手方向とする矩形板状である。   Here, the center of the mirror 110 is located at the center of the first rectangular frame 107. The two torsion bars 105a and 105b have the same diameter and the same length. The two beams 106a and 106b have a rectangular plate shape with the second axis direction as the longitudinal direction. The two first piezoelectric members 15 and 16 have a rectangular plate shape having the same shape and the same second axis direction as the longitudinal direction.

第1駆動部150では、2つの梁106a、106bに個別に設けられた2つの圧電部材15に電圧(駆動電圧)が並列に印加されると、該2つの圧電部材15が変形して、2つの梁106a、106bが撓み、2つのトーションバー105a、105bを介してミラー110に第1軸周りの駆動力が作用し、ミラー110が第1軸周りに揺動する。第1駆動部150は、コントローラ40によって制御される。   In the first driving unit 150, when a voltage (driving voltage) is applied in parallel to the two piezoelectric members 15 provided individually on the two beams 106 a and 106 b, the two piezoelectric members 15 are deformed, and 2 The two beams 106a and 106b bend, and the driving force around the first axis acts on the mirror 110 via the two torsion bars 105a and 105b, and the mirror 110 swings around the first axis. The first drive unit 150 is controlled by the controller 40.

また、第1駆動部150では、2つの梁106a、106bに個別に設けられた2つの圧電部材16に電圧(駆動電圧)が並列に印加されると、該2つの圧電部材16が変形して、2つの梁106a、106bが撓み、2つのトーションバー105a、105bを介してミラー110に第1軸周りの駆動力が作用し、ミラー110が第1軸周りに揺動する。   Further, in the first drive unit 150, when a voltage (drive voltage) is applied in parallel to the two piezoelectric members 16 provided individually on the two beams 106a and 106b, the two piezoelectric members 16 are deformed. The two beams 106a and 106b are bent, and the driving force around the first axis acts on the mirror 110 via the two torsion bars 105a and 105b, and the mirror 110 swings around the first axis.

そこで、コントローラ40によって、第1駆動部150の各梁に設けられた2つの圧電部材15、16に逆位相の正弦波電圧を並行して(例えば同時に)印加することで、ミラー110を、第1軸周りに該正弦波電圧の周期で効率良く振動させることができる。   Accordingly, the controller 40 applies the sine wave voltages in opposite phases to the two piezoelectric members 15 and 16 provided on each beam of the first driving unit 150 in parallel (for example, simultaneously), so that the mirror 110 is It can be vibrated efficiently with the period of the sinusoidal voltage around one axis.

ここでは、正弦波電圧の周波数が約20kHz(各トーションバーの共振周波数)に設定され、各トーションバーのねじれによる機械的共振を利用して、ミラー110を約20kHzで振動させることができる。なお、ミラー110の振動中心からの最大振れ角は、±15°程度とされている。   Here, the frequency of the sine wave voltage is set to about 20 kHz (resonance frequency of each torsion bar), and the mirror 110 can be vibrated at about 20 kHz by utilizing mechanical resonance due to torsion of each torsion bar. The maximum deflection angle from the vibration center of the mirror 110 is about ± 15 °.

第2駆動部250は、一例として、第1矩形枠部107の−Z側かつ+X側の角部に一端が連続し、蛇行するように連続する複数(例えば8つ)の梁108aを含む蛇行部210aと、第1矩形枠部107の+Z側かつ−X側の角部に一端が連続し、蛇行するように連続する複数(例えば8つ)の梁108bを含む蛇行部210bと、蛇行部210aの8つの梁108aの+Y側の面に個別に設けられた8つの第2圧電部材と、蛇行部210bの8つの梁108bの+Y側の面に個別に設けられた8つの第2圧電部材と、2つの蛇行部210a、210bそれぞれの他端に内縁部が連続する第2矩形枠部109と、を有している。   For example, the second drive unit 250 has a meander including a plurality of (for example, eight) beams 108a, one end of which is continuous with the corner of the first rectangular frame 107 on the −Z side and the + X side and meanders. Part 210a, meandering part 210b including a plurality of (e.g., eight) beams 108b, one end of which is continuous with the corner of + Z side and -X side of first rectangular frame part 107 and meanders, and meandering part Eight second piezoelectric members individually provided on the + Y side surface of the eight beams 108a of 210a, and eight second piezoelectric members individually provided on the + Y side surface of the eight beams 108b of the meandering portion 210b And a second rectangular frame portion 109 having an inner edge portion continuous with the other end of each of the two meandering portions 210a and 210b.

ここでは、ミラー110の中心は、第2矩形枠部109の中心に位置している。各蛇行部の8つの梁は、同形かつ同大の第1軸方向を長手方向とする矩形板状である。各第2圧電部材は、同形かつ同大の第1軸方向を長手方向とする矩形板状である。第2圧電部材の第1軸方向(長手方向)の長さは、該第2圧電部材が設けられた梁の第1軸方向の長さよりも幾分短い。   Here, the center of the mirror 110 is located at the center of the second rectangular frame 109. The eight beams of each meandering portion are rectangular plates having the same shape and the same first axial direction as the longitudinal direction. Each of the second piezoelectric members has a rectangular plate shape having the same shape and the same first axial direction as the longitudinal direction. The length of the second piezoelectric member in the first axial direction (longitudinal direction) is somewhat shorter than the length of the beam in which the second piezoelectric member is provided in the first axial direction.

第2駆動部250では、各蛇行部に設けられた8つの第2圧電部材のうち最も+X側又は最も−X側の端の第2圧電部材から数えて奇数番目(1番目、3番目、5番目、7番目)の4つの第2圧電部材11に電圧が並列に印加されると、該4つの第2圧電部材11及び該4つの第2圧電部材が設けられた4つの梁が第2軸周りの同一方向に撓み、ミラー110が第2軸周りに揺動する。   In the second driving unit 250, the eight piezoelectric members provided in each meandering portion are odd-numbered (first, third, fifth) from the second piezoelectric member at the end of the most + X side or the most -X side. When the voltage is applied in parallel to the four second piezoelectric members 11, the four second piezoelectric members 11 and the four beams provided with the four second piezoelectric members are in the second axis. The mirror 110 bends in the same direction around, and the mirror 110 swings around the second axis.

また、第2駆動部250では、各蛇行部の8つの第2圧電部材のうち最も+X側又は最も−X側の端の第2圧電部材から数えて偶数番目(2番目、4番目、6番目、8番目)の4つの第2圧電部材12に電圧が並列に印加されると、該4つの第2圧電部材12及び該4つの第2圧電部材12が設けられた4つの梁が第2軸周りの同一方向に撓み、ミラー110が第2軸周りに揺動する。   Further, in the second driving unit 250, among the eight second piezoelectric members of each meandering portion, the even-numbered (second, fourth, sixth) from the second piezoelectric member at the end of the most + X side or the most −X side. When the voltage is applied to the four second piezoelectric members 12 in parallel, the four second piezoelectric members 12 and the four beams provided with the four second piezoelectric members 12 are in the second axis. The mirror 110 bends in the same direction around, and the mirror 110 swings around the second axis.

以下では、便宜上、各蛇行部に設けられた奇数番目の4つの第2圧電部材11を併せて圧電部材群P1と称し、該蛇行部に設けられた偶数番目の4つの第2圧電部材12を併せて圧電部材群P2と称する。   Hereinafter, for convenience, the odd-numbered four second piezoelectric members 11 provided in each meandering portion are collectively referred to as a piezoelectric member group P1, and the even-numbered four second piezoelectric members 12 provided in the meandering portion are referred to as a piezoelectric member group P1. Also referred to as a piezoelectric member group P2.

そこで、各蛇行部に設けられた2つの圧電部材群P1、P2に鋸波電圧及び逆鋸波電圧を並行して(例えば同時に)個別に印加することで、該蛇行部の隣り合う2つの梁を第2軸周りの反対方向に撓ませて各梁の撓み量を累積させることで、ミラー110を、第2軸周りに該鋸波電圧の周期で効率良く(低電圧で大きい振れ角で)振動させることができる。   Therefore, by applying the sawtooth voltage and the inverse sawtooth voltage individually to the two piezoelectric member groups P1 and P2 provided in each meandering part in parallel (for example, simultaneously), two adjacent beams of the meandering part are provided. Is deflected in the opposite direction around the second axis and the amount of deflection of each beam is accumulated, so that the mirror 110 can be efficiently rotated at the period of the sawtooth voltage around the second axis (with a large deflection angle at a low voltage). Can be vibrated.

ここで、「鋸波電圧」とは、時間の経過につれ、徐々に高くなり、ピークに達すると、急激に低くなる電圧を意味する。「逆鋸波電圧」とは、時間の経過につれ、急激に高くなり、ピークに達すると、徐々に低くなる電圧を意味する。   Here, the “sawtooth voltage” means a voltage that gradually increases with time and rapidly decreases when a peak is reached. The “reverse sawtooth voltage” means a voltage that rapidly increases with time and gradually decreases when a peak is reached.

結果として、第1駆動部150及び第2駆動部250を含んで、ミラー110を第1軸及び第2軸周りに独立に駆動する駆動手段を含む支持部が構成されている。すなわち、ミラー110は、該支持部によって支持されている。   As a result, a support unit including the first driving unit 150 and the second driving unit 250 and including a driving unit that independently drives the mirror 110 around the first axis and the second axis is configured. That is, the mirror 110 is supported by the support portion.

第1駆動部150及び第2駆動部250の各圧電部材は、一例として、圧電材料としてのPZT(チタン酸ジルコン酸鉛)からなる。圧電部材は、分極方向に電圧が印加されると印加電圧の電位に比例した歪み(伸縮)が生じる、いわゆる逆圧電効果を発揮する。また、圧電部材は、力を加えると、該力に応じた電圧を分極方向に発生させる、いわゆる圧電効果を発揮する。   As an example, each piezoelectric member of the first drive unit 150 and the second drive unit 250 is made of PZT (lead zirconate titanate) as a piezoelectric material. The piezoelectric member exhibits a so-called reverse piezoelectric effect in which when a voltage is applied in the polarization direction, distortion (stretching) proportional to the potential of the applied voltage occurs. In addition, when a force is applied, the piezoelectric member exhibits a so-called piezoelectric effect in which a voltage corresponding to the force is generated in the polarization direction.

なお、ここでは、圧電部材がシリコン基板の一面(例えば+Y側の面)のみに設けられた場合を一例として説明したが、配線のレイアウトや圧電部材の作成上の自由度を向上させるため、シリコン基板の他面(例えば−Y側の面)にのみ設けても良いし、シリコン基板の一面及び他面(例えば+Y側及び−Y側の面)の双方に設けても良い。いずれにしても、これらの圧電部材や電極の形成はほぼ半導体プロセスに準じるものであり、大量生産によりコストダウンを図ることができる。   Here, the case where the piezoelectric member is provided only on one surface of the silicon substrate (for example, the surface on the + Y side) has been described as an example. However, in order to improve the flexibility in wiring layout and creation of the piezoelectric member, silicon is used. You may provide only in the other surface (for example, surface on the -Y side) of a board | substrate, and you may provide in both the one surface and other surface (for example, surface of + Y side and -Y side) of a silicon substrate. In any case, the formation of these piezoelectric members and electrodes is almost in accordance with the semiconductor process, and the cost can be reduced by mass production.

ここで、第1軸周りに振動するミラー110に光が入射されると、反射光が第1軸周りにスキャン(偏向走査)される。また、第2軸周りに振動するミラー110に光が入射されると、反射光が第2軸周りにスキャン(偏向走査)される。そこで、被走査面に形成される画像の高精細化、面内均一化を図るために、ミラー110に入射される光を第1軸周りに直線的にスキャンし、その走査線を第2軸周りにスキャンすること、すなわちラスタスキャンを行うことができる。   Here, when light is incident on the mirror 110 that vibrates around the first axis, the reflected light is scanned (deflection scan) around the first axis. When light is incident on the mirror 110 that vibrates around the second axis, the reflected light is scanned (deflection scan) around the second axis. Therefore, in order to increase the definition and uniformity of the image formed on the surface to be scanned, the light incident on the mirror 110 is scanned linearly around the first axis, and the scanning line is moved to the second axis. Scanning around, i.e., raster scanning, can be performed.

具体的には、第1駆動部150では各トーションバーの機械的共振を利用してできるだけ少ないエネルギーでミラー110を高周波数で振動させ、第2駆動部250では非共振でミラー110を低周波数(例えば数十Hz)で振動させることでラスタスキャンを行うことができる。   Specifically, the first drive unit 150 uses the mechanical resonance of each torsion bar to vibrate the mirror 110 at a high frequency with as little energy as possible, and the second drive unit 250 causes the mirror 110 to move at a low frequency (non-resonance). For example, raster scanning can be performed by oscillating at several tens of Hz.

しかしながら、この場合、各第2圧電部材の変位量は、各第1圧電部材の変位量よりも小さい。   However, in this case, the displacement amount of each second piezoelectric member is smaller than the displacement amount of each first piezoelectric member.

そこで、上述の如く、第2駆動部250の各蛇行部の8つの梁に個別に設けられた8つの第2圧電部材を並列に動作させることで、変位量を稼ぐことができる。   Therefore, as described above, the displacement amount can be earned by operating in parallel the eight second piezoelectric members individually provided on the eight beams of each meandering portion of the second driving unit 250.

本実施形態では、ラスタスキャンを行うために、各蛇行部に設けられた圧電部材群P1、P2に印加する駆動電圧として同一周期の鋸波電圧及び逆鋸波電圧を用いる。   In this embodiment, in order to perform a raster scan, a sawtooth voltage and a reverse sawtooth voltage having the same period are used as drive voltages applied to the piezoelectric member groups P1 and P2 provided in each meandering portion.

以上のように構成される光デバイス10は、一例として、パッケージ70aに対して光偏向器20を実装する工程(半導体製造工程に準ずる工程)、パッケージ70aに対して光検出器30を実装する工程(半導体製造工程)、並びにパッケージ70aに対してカバーガラス70bを接合する工程(封止工程)が一連に行われることで製造される。   In the optical device 10 configured as described above, for example, a process of mounting the optical deflector 20 on the package 70a (a process according to the semiconductor manufacturing process), and a process of mounting the photodetector 30 on the package 70a. (Semiconductor manufacturing process) and the process (sealing process) of joining the cover glass 70b to the package 70a are performed in series.

以上のように構成される光走査装置100では、光源装置5からのレーザ光(射出光)がカバーガラス70bに入射し、該カバーガラス70bを透過したレーザ光がミラー110の反射面に入射する。ミラー110の反射面に入射したレーザ光は、ミラー110の第1軸周り及び第2軸周りの位置に応じた方向に反射される。そして、ミラー110で反射された一部のレーザ光がカバーガラス70bに入射し、該カバーガラス70bを透過したレーザ光が被走査面(スクリーンSの表面)に導かれる。一方、ミラー110で反射された他の一部のレーザ光が反射膜120に入射し、該反射膜120で反射されたレーザ光が光検出器30で受光される。   In the optical scanning device 100 configured as described above, the laser light (emitted light) from the light source device 5 enters the cover glass 70b, and the laser light transmitted through the cover glass 70b enters the reflecting surface of the mirror 110. . The laser light incident on the reflecting surface of the mirror 110 is reflected in a direction corresponding to the positions around the first axis and the second axis of the mirror 110. A part of the laser light reflected by the mirror 110 enters the cover glass 70b, and the laser light transmitted through the cover glass 70b is guided to the surface to be scanned (the surface of the screen S). On the other hand, another part of the laser light reflected by the mirror 110 enters the reflective film 120, and the laser light reflected by the reflective film 120 is received by the photodetector 30.

この際、上述の如く、ミラー110を第1軸周りに高周波数で振動させつつ第2軸周りに低周波数で振動させることで、被走査面の有効走査領域を2次元走査することができる。すなわち、第1軸周りに対応する走査方向である主走査方向に高速で往復走査させつつ第2軸周りに対応する走査方向である副走査方向に低速で片道走査させることで、上記走査領域をラスタスキャンすることができる(図4参照)。   At this time, as described above, the effective scanning area of the scanning surface can be two-dimensionally scanned by vibrating the mirror 110 at a high frequency around the first axis and at a low frequency around the second axis. That is, the scanning region is scanned one way at a low speed in the sub-scanning direction corresponding to the second axis while being reciprocated at a high speed in the main scanning direction corresponding to the scanning direction around the first axis. Raster scanning can be performed (see FIG. 4).

ここでは、有効走査領域は、第1軸周りに対応する走査方向である主走査方向(X軸方向)を長手方向とし、第2軸周りに対応する走査方向である副走査方向(Z軸方向)を短手方向とする略矩形状とされている。   Here, the effective scanning region has a main scanning direction (X-axis direction) corresponding to the scanning direction around the first axis as a longitudinal direction, and a sub-scanning direction (Z-axis direction) corresponding to the scanning direction around the second axis. ) In the short direction.

以上のように構成されるプロジェクタ装置1000の動作を簡単に説明する。先ず、例えばパソコン等の上位装置からの画像情報が画像処理部200に入力され、該画像処理部200で所定の処理が施され、LD制御部60に送られる。   The operation of projector apparatus 1000 configured as described above will be briefly described. First, image information from a host device such as a personal computer is input to the image processing unit 200, subjected to predetermined processing by the image processing unit 200, and sent to the LD control unit 60.

LD制御部60は、画像処理部200からの画像情報に基づいて強度変調した駆動信号(パルス信号)を生成して駆動電流に変換し、コントローラ40からの同期信号に基づいて、各レーザダイオードの発光タイミングを決定し、該発光タイミングで駆動電流を供給して該レーザダイオードを駆動する。   The LD control unit 60 generates a drive signal (pulse signal) that is intensity-modulated based on the image information from the image processing unit 200 and converts the drive signal into a drive current. Based on the synchronization signal from the controller 40, the LD control unit 60 A light emission timing is determined, and a drive current is supplied at the light emission timing to drive the laser diode.

光偏向器20は、コントローラ40からの駆動信号に基づいてミラー110を駆動し、光源装置5からのレーザ光(射出光)の一部を被走査面の有効走査領域に向けて偏向するとともに、射出光の他の一部を反射膜120に向けて偏向する。   The optical deflector 20 drives the mirror 110 based on the drive signal from the controller 40, deflects a part of the laser light (emitted light) from the light source device 5 toward the effective scanning area of the scanned surface, and The other part of the emitted light is deflected toward the reflective film 120.

この結果、レーザ光により有効走査領域が互いに直交する2軸方向(ここでは、Z軸方向及びX軸方向)に2次元走査され、被走査面上に2次元のフルカラー画像が形成される。   As a result, the effective scanning area is two-dimensionally scanned in the two-axis directions (here, the Z-axis direction and the X-axis direction) perpendicular to each other by the laser beam, and a two-dimensional full-color image is formed on the surface to be scanned.

光検出器30は、反射膜120で反射されたレーザ光を受光し、受光信号(検出信号)をコントローラ40に出力する。   The photodetector 30 receives the laser light reflected by the reflective film 120 and outputs a light reception signal (detection signal) to the controller 40.

コントローラ40は、光検出器30からの出力信号に基づいて、ミラー駆動信号を補正し、補正後のミラー駆動信号を光偏向器20に出力する。   The controller 40 corrects the mirror drive signal based on the output signal from the light detector 30 and outputs the corrected mirror drive signal to the optical deflector 20.

ここで、光走査装置100を用いて例えばスクリーンSに画像を表示する場合、コントローラ40からのミラー駆動信号に応じてミラー110は周期的に振動する。スクリーンS上に画像を表示する場合、その画像位置やサイズは一定に保たれるのが望ましい。しかしながら、コントローラ40から一定条件の駆動信号を与えていても、環境温度変化や経時変化によって画像位置やサイズは変動する。これは、環境温度変化や経時変化によって、ミラー駆動信号に対するミラーの位相差やミラー駆動信号に対するミラー110の振れ角の感度が変化するためである。   Here, when an image is displayed on the screen S, for example, using the optical scanning device 100, the mirror 110 periodically vibrates according to the mirror drive signal from the controller 40. When an image is displayed on the screen S, the image position and size are preferably kept constant. However, even if a drive signal of a certain condition is given from the controller 40, the image position and size vary depending on the environmental temperature change and the change with time. This is because the phase difference of the mirror with respect to the mirror drive signal and the sensitivity of the deflection angle of the mirror 110 with respect to the mirror drive signal change due to environmental temperature changes and changes with time.

そこで、本実施形態では、光検出器30を用いて、光偏向器20及びLD制御部60を制御している。   Therefore, in the present embodiment, the optical deflector 20 and the LD control unit 60 are controlled using the photodetector 30.

光検出器30は、光偏向器20で偏向され反射膜120で反射されたレーザ光を検出し、検出信号をコントローラ40に出力する。コントローラ40は、光検出器30からの検出信号に基づいてレーザ光の走査位置や走査幅を演算し、LD制御部60に出力する。LD制御部60は、コントローラ40からの演算結果に基づいて、実際のミラー位相と同期したタイミングで、各LDの発光タイミングを制御する。また、コントローラ40は、光検出器30からの検出信号に基づいて走査幅を一定に保つようにミラー110への駆動信号を制御する。   The photodetector 30 detects the laser beam deflected by the optical deflector 20 and reflected by the reflective film 120, and outputs a detection signal to the controller 40. The controller 40 calculates the scanning position and the scanning width of the laser beam based on the detection signal from the photodetector 30 and outputs it to the LD control unit 60. The LD control unit 60 controls the light emission timing of each LD based on the calculation result from the controller 40 at a timing synchronized with the actual mirror phase. Further, the controller 40 controls the drive signal to the mirror 110 so as to keep the scanning width constant based on the detection signal from the photodetector 30.

前述したように、プロジェクタ装置1000は、レーザ光により被走査面をX軸方向、Z軸方向に2次元走査する(図4参照)。具体的には、X軸方向には相対的に高速で正弦波駆動を行い、Z軸方向には相対的に低速で鋸波及び逆鋸波による等速駆動を行う。   As described above, the projector apparatus 1000 performs two-dimensional scanning on the surface to be scanned in the X-axis direction and the Z-axis direction with the laser beam (see FIG. 4). Specifically, sine wave drive is performed at a relatively high speed in the X-axis direction, and constant speed drive is performed at a relatively low speed in the Z-axis direction by a sawtooth wave and a reverse sawtooth wave.

図4における最も外側の矩形枠内に、射出光をパッケージ70a内に入射させ、光偏向器20で偏向されたレーザ光をパッケージ70a外に出射させるための、カバーガラス70bの有効領域301(ここではパッケージ70aとの接合部を除く領域)がある。さらに、カバーガラス70bには、有効領域301内に光走査装置100による光走査用領域302があり、該光走査用領域302内に、画像形成領域(有効走査領域)に向かうレーザ光が入射する領域である画像形成用領域303がある。   In the outermost rectangular frame in FIG. 4, an effective region 301 (here,) of the cover glass 70 b for emitting the emitted light into the package 70 a and emitting the laser light deflected by the optical deflector 20 to the outside of the package 70 a. Then, there is a region excluding the joint portion with the package 70a. Further, the cover glass 70 b has an optical scanning area 302 by the optical scanning device 100 in the effective area 301, and laser light directed to the image forming area (effective scanning area) enters the optical scanning area 302. There is an image forming area 303 which is an area.

反射膜120は、少なくとも一部が、画像形成用領域303外であって光走査用領域302内に配置されている。   At least a part of the reflective film 120 is disposed outside the image forming region 303 and inside the optical scanning region 302.

光偏向器20で反射膜120に向けて偏向されたレーザ光が、反射膜120で反射され、光検出器30で受光される。光検出器30の受光信号の有無、タイミングにより、実際に光走査を行っている走査角度、入力信号(ミラー駆動信号)に対する位相差などを知ることができる。このようにしてミラーの正確な振れ角、位相を把握することで、画像形成領域に、画像情報に応じた精密で一定の画像を形成することが可能になる。   The laser light deflected toward the reflection film 120 by the optical deflector 20 is reflected by the reflection film 120 and received by the photodetector 30. Based on the presence / absence and timing of the light-receiving signal of the photodetector 30, it is possible to know the scanning angle at which optical scanning is actually performed, the phase difference with respect to the input signal (mirror drive signal), and the like. By grasping the accurate deflection angle and phase of the mirror in this way, it is possible to form a precise and constant image corresponding to the image information in the image forming area.

ここで、図4において、カバーガラス70bの符号306で示される領域は、射出光が入射される入射領域である。ここでは、射出光は、該射出光の光路と偏向されたレーザ光の光路とが交錯しないように、パッケージ70aの内部底面に対して傾斜した状態でカバーガラス70bに入射される(図2参照)。図4では、カバーガラス70bの、射出光が入射される入射領域が−Z側にあり、偏向されたレーザ光を出射する出射領域が+Z側にある。   Here, in FIG. 4, the area | region shown with the code | symbol 306 of the cover glass 70b is an incident area | region into which an emitted light injects. Here, the emitted light is incident on the cover glass 70b in an inclined state with respect to the inner bottom surface of the package 70a so that the optical path of the emitted light and the optical path of the deflected laser light do not intersect (see FIG. 2). ). In FIG. 4, the incident area of the cover glass 70 b where the emitted light is incident is on the −Z side, and the emitted area where the deflected laser light is emitted is on the + Z side.

図5には、Z軸方向の光走査位置の時間変化と、反射膜120における光検出器30への反射領域、すなわち反射膜120における光検出器30で受光されるレーザ光を反射する領域(以下では、有効反射領域とも称する)の反射膜120に対するZ軸方向の位置関係とが示されている。   In FIG. 5, the time change of the optical scanning position in the Z-axis direction and the reflection region of the reflective film 120 to the photodetector 30, that is, the region of the reflective film 120 that reflects the laser beam received by the photodetector 30 In the following, the positional relationship in the Z-axis direction with respect to the reflective film 120 is also shown.

図5では、鋸波での光走査が示されており、被走査面の+Z側の端から−Z側の端に向けて等速で光走査されている。ここで、Z軸方向の光走査範囲に対し、Z軸方向の画像形成範囲は、Z軸方向の両端が除かれている。   FIG. 5 shows optical scanning with a sawtooth wave, and optical scanning is performed at a constant speed from the + Z side end of the surface to be scanned toward the −Z side end. Here, with respect to the optical scanning range in the Z-axis direction, the image forming range in the Z-axis direction excludes both ends in the Z-axis direction.

ところで、光検出器30が光偏向器20で偏向されたレーザ光を受光するためには、光偏向器20による偏向方向(反射方向)が画像形成領域外に向いている場合にもLDを点灯させておく必要がある。画像形成領域内外でLDを常時点灯させていれば、光偏向器20で偏向されたレーザ光を反射膜120で確実に受光することはできる。   By the way, in order for the light detector 30 to receive the laser light deflected by the light deflector 20, the LD is turned on even when the deflection direction (reflection direction) by the light deflector 20 is outside the image forming area. It is necessary to keep it. If the LD is always lit inside and outside the image forming area, the laser light deflected by the optical deflector 20 can be reliably received by the reflective film 120.

しかしながら、光走査領域内かつ画像形成用領域外でLDを点灯させると、カバーガラス70bにおける反射膜120が設けられていない領域をレーザ光が透過し、該レーザ光の光路に遮光材などを設けない限り、画像形成領域外での点灯となって表示されてしまう。すなわち、不要な像が表示されてしまう。   However, when the LD is turned on within the optical scanning area and outside the image forming area, the laser light is transmitted through the area of the cover glass 70b where the reflective film 120 is not provided, and a light shielding material or the like is provided in the optical path of the laser light As long as there is not, it will be displayed as lighting outside the image forming area. That is, an unnecessary image is displayed.

また、カバーガラス70bにおける反射膜120が設けられていない領域と反射膜120との境界でレーザ光の散乱が生じ、画像形成領域への迷光となって画像品質に悪影響を及ぼす。さらに、散乱光が光検出器30に入射されると、検出精度の低下を招く。   Further, laser light is scattered at the boundary between the area where the reflective film 120 is not provided on the cover glass 70b and the reflective film 120, and stray light to the image forming area is adversely affected. Further, when scattered light is incident on the photodetector 30, the detection accuracy is lowered.

そこで、反射膜120の有効反射領域を、一例として、反射膜120のZ軸方向の中間部、すなわちZ軸方向のエッジ以外の領域(部分)に設定することが好ましい。この場合、反射膜120におけるZ軸方向の中間部で反射されたレーザ光は光検出器30に入射し、反射膜120におけるZ軸方向のエッジで反射されたレーザ光は光検出器30には入射しない。この結果、反射膜120のZ軸方向のエッジでの迷光を防止できる。   Therefore, as an example, the effective reflection region of the reflection film 120 is preferably set to an intermediate portion of the reflection film 120 in the Z-axis direction, that is, a region (part) other than the edge in the Z-axis direction. In this case, the laser light reflected by the intermediate portion of the reflective film 120 in the Z-axis direction is incident on the photodetector 30, and the laser light reflected by the edge of the reflective film 120 in the Z-axis direction is incident on the photodetector 30. Not incident. As a result, stray light at the edge of the reflective film 120 in the Z-axis direction can be prevented.

また、反射膜120の有効反射領域を、一例として、反射膜120のX軸方向の中間部、すなわちX軸方向のエッジ以外の領域(部分)に設定することが好ましい。この場合、反射膜120におけるX軸方向の中間部で反射されたレーザ光は光検出器30に入射し、反射膜120におけるX軸方向のエッジで反射されたレーザ光は光検出器30には入射しない。この結果、反射膜120のX軸方向のエッジでの迷光を防止できる。   In addition, as an example, the effective reflection region of the reflection film 120 is preferably set to an intermediate portion of the reflection film 120 in the X-axis direction, that is, a region (part) other than the edge in the X-axis direction. In this case, the laser beam reflected by the intermediate portion of the reflective film 120 in the X-axis direction enters the photodetector 30, and the laser beam reflected by the edge of the reflective film 120 in the X-axis direction enters the photodetector 30. Not incident. As a result, stray light at the edge of the reflective film 120 in the X-axis direction can be prevented.

図6には、反射膜120の有効反射領域の他の例が示されている。ここでは、有効反射領域は、反射膜120の中央部、すなわち周辺部以外の領域(部分)とされている。この場合、反射膜120の中央部で反射されたレーザ光は光検出器30に入射し、有効反射領域の周辺部の外縁(エッジ)で反射されたレーザ光は光検出器30には入射しない。この結果、反射膜120のX軸方向のエッジ及びZ軸方向のエッジでの迷光を防止することができる。   FIG. 6 shows another example of the effective reflection area of the reflection film 120. Here, the effective reflection region is a central portion of the reflective film 120, that is, a region (part) other than the peripheral portion. In this case, the laser beam reflected by the central portion of the reflective film 120 enters the photodetector 30, and the laser beam reflected by the outer edge (edge) of the peripheral portion of the effective reflection region does not enter the photodetector 30. . As a result, stray light at the edge in the X-axis direction and the edge in the Z-axis direction of the reflective film 120 can be prevented.

なお、光検出器30の位置及び受光面の大きさと、反射膜120の位置及び有効反射領域の大きさとは、光検出器30が有効反射領域で反射されたレーザ光のみを受光するように設定されている。   The position of the photodetector 30 and the size of the light receiving surface, and the position of the reflective film 120 and the size of the effective reflection area are set so that the photodetector 30 receives only the laser light reflected by the effective reflection area. Has been.

ここで、光検出器30を用いた2次元画像の表示処理の一例について説明する。先ず、各LDを点灯し、第1軸及び第2軸周りに独立に揺動するミラー110の振れ角を制御して、反射膜120にレーザ光が入射されるまで走査角を広げていく。   Here, an example of display processing of a two-dimensional image using the photodetector 30 will be described. First, each LD is turned on, the swing angle of the mirror 110 that swings independently around the first axis and the second axis is controlled, and the scanning angle is expanded until the laser light is incident on the reflection film 120.

そして、光検出器30が反射膜120で反射されたレーザ光を受光したとき、各LDの発光タイミングを制御して、光検出器30に受光用画像を描画する。   When the light detector 30 receives the laser light reflected by the reflective film 120, the light emission timing of each LD is controlled to draw a light receiving image on the light detector 30.

ここでの受光用画像は、規定サイズで描画されるが、この規定サイズは、環境温度変化や経時変化により、光偏向器20、反射膜120及び光検出器30の位置関係がずれても、光検出器30が確実に受光できるように変動分を考慮した大きめのサイズとされている。そして、反射膜120の大きさは、該規定サイズ以上に設定される。   Here, the light receiving image is drawn in a specified size. This specified size is different even if the positional relationship among the light deflector 20, the reflective film 120, and the light detector 30 is shifted due to environmental temperature change or temporal change. In order to allow the photodetector 30 to receive light with certainty, it is set to a large size in consideration of fluctuations. The size of the reflective film 120 is set to be equal to or larger than the specified size.

すなわち、反射膜120の中央部である有効反射領域を含み、かつ反射膜120の外縁を除く部分である拡張反射領域に受光用画像が描画されるため、環境温度変化や経時変化があっても、有効反射領域に受光用画像の一部を確実に描画することができる。   That is, since the light receiving image is drawn in the extended reflection area that includes the effective reflection area at the center of the reflection film 120 and excludes the outer edge of the reflection film 120, even if there is a change in environmental temperature or a change with time. A part of the light receiving image can be reliably drawn in the effective reflection area.

この結果、光検出器30は、環境温度変化や経時変化によらず、受光タイミングを安定して正確に把握でき、ひいてはミラー110を安定して精度良く制御することができる。   As a result, the photodetector 30 can stably and accurately grasp the light reception timing regardless of the environmental temperature change and the change with time, and can control the mirror 110 stably and accurately.

以上説明した本実施形態の光走査装置100は、レーザ光により被走査面を走査する光走査装置であり、レーザ光を射出する光源装置5と、該光源装置5からのレーザ光を偏向する光偏向器20を含み、該光偏向器20で偏向された一部のレーザ光を被走査面に導く走査光学系と、光偏向器20で偏向された他の一部のレーザ光を検出する光検出器30と、を備え、光偏向器20及び光検出器30は、同一の保持体により保持されている。   The optical scanning device 100 of the present embodiment described above is an optical scanning device that scans a surface to be scanned with laser light, and the light source device 5 that emits laser light and the light that deflects the laser light from the light source device 5. A scanning optical system that includes a deflector 20 and guides a part of the laser light deflected by the optical deflector 20 to the surface to be scanned, and light for detecting another part of the laser light deflected by the optical deflector 20 And the optical deflector 20 and the optical detector 30 are held by the same holder.

この場合、簡易な構成により光偏向器20及び光検出器30を互いに近接して配置できる。   In this case, the light deflector 20 and the light detector 30 can be arranged close to each other with a simple configuration.

この結果、構成の煩雑化を招くことなく小型化を実現できる。   As a result, it is possible to reduce the size without complicating the configuration.

また、光偏向器20及び光検出器30は、同一の保持体により保持されるため、両者の位置決めを容易に精度良く行うことができる。   Further, since the light deflector 20 and the light detector 30 are held by the same holding body, they can be positioned easily and accurately.

一方、特開2003−057577号公報では、以下のような方法により光走査装置の小型化を実現している。ここでは、MEMSミラーを有する2軸のスキャナとして、MEMSミラーの両面を反射面とする光アクチュエータを採用し、表面(一側の反射面)に光ビーム発生装置からの光ビームを入射させ有効走査範囲を走査する一方、裏面(他側の反射面)に発光素子からの光ビームを入射させ、受光素子からの出力信号に基づいて光ビーム発生装置を制御し、光ビームの出射、停止タイミングを制御している。   On the other hand, in Japanese Patent Laid-Open No. 2003-057577, downsizing of the optical scanning device is realized by the following method. Here, as a biaxial scanner having a MEMS mirror, an optical actuator having reflecting surfaces on both sides of the MEMS mirror is adopted, and the light beam from the light beam generator is incident on the surface (the reflecting surface on one side) for effective scanning. While scanning the range, the light beam from the light emitting element is incident on the back surface (the other reflecting surface), the light beam generator is controlled based on the output signal from the light receiving element, and the light beam emission and stop timing is set. I have control.

しかしながら、光ビーム発生装置及び発光素子を必要とするため、装置構成が複雑になり、組み付け・調整にも手間が掛かり、コストアップを招く。また、MEMSミラーの両面を反射面とする必要があるため、製造プロセス的にも工程が増え、MEMSミラーの剛性を確保することも困難となる。なお、通常、MEMSミラーでは、変形を防止するために補強用として裏面にリブが形成される。   However, since a light beam generating device and a light emitting element are required, the configuration of the device becomes complicated, and it takes time to assemble and adjust, resulting in an increase in cost. Moreover, since it is necessary to make both surfaces of a MEMS mirror into a reflective surface, a process also increases a manufacturing process and it becomes difficult to ensure the rigidity of a MEMS mirror. Normally, in the MEMS mirror, ribs are formed on the back surface for reinforcement in order to prevent deformation.

さらに、光走査装置100では、光検出器30からの検出結果に基づいて光源装置5及び光偏向器20を制御することで、被走査面を安定して精度良く走査できる。   Further, in the optical scanning device 100, the surface to be scanned can be stably and accurately scanned by controlling the light source device 5 and the optical deflector 20 based on the detection result from the photodetector 30.

また、光偏向器20及び光検出器30をユニット化(保持体70を介して一体化)できるため、両者が別体の場合に比べ、組み付けが容易である。この結果、製造コストの低減を図ることができる。   Further, since the light deflector 20 and the light detector 30 can be unitized (integrated via the holding body 70), the assembly is easier than in the case where the two are separate. As a result, the manufacturing cost can be reduced.

また、光偏向器20及び光検出器30は、保持体70に形成された密閉された内部空間に収容されているため、両者の動作信頼性を格段に向上でき、ひいては被走査面を安定して精度良く走査することができる。   Further, since the optical deflector 20 and the optical detector 30 are accommodated in a sealed internal space formed in the holding body 70, the operational reliability of both can be remarkably improved, and the surface to be scanned can be stabilized. Scanning with high accuracy.

また、保持体70は、光偏向器20及び光検出器30が実装されるパッケージ70aと、光源装置5と光偏向器20との間のレーザ光の光路上に位置するようにパッケージ70aに設けられたカバーガラス70bとを含む。この場合、光偏向器20をパッケージ70aに実装する工程(例えば半導体製造工程に準ずるプロセス)、光検出器30をパッケージ70aに実装する工程(例えば半導体製造工程)、パッケージ70aとカバーガラス70bとを接合する工程(例えば封止工程)を含む一連の工程で光デバイス10を製造できる。   The holding body 70 is provided in the package 70 a so as to be positioned on the optical path of the laser light between the light source device 5 and the optical deflector 20 and the package 70 a in which the optical deflector 20 and the optical detector 30 are mounted. Cover glass 70b. In this case, a step of mounting the optical deflector 20 on the package 70a (for example, a process according to a semiconductor manufacturing step), a step of mounting the photodetector 30 on the package 70a (for example, a semiconductor manufacturing step), the package 70a and the cover glass 70b. The optical device 10 can be manufactured through a series of steps including a step of bonding (for example, a sealing step).

また、光検出器30は、パッケージ70aに実装され、カバーガラス70bには、前記偏光された他の一部のレーザ光を光検出器30に向けて反射させる反射膜120が設けられているため、光検出器30でレーザ光を確実に受光できる。   The photodetector 30 is mounted on the package 70a, and the cover glass 70b is provided with a reflective film 120 that reflects the other part of the polarized laser light toward the photodetector 30. The laser beam can be reliably received by the photodetector 30.

また、前記偏向された他の一部のレーザ光を、反射膜120のエッジ以外の部分に入射されるため、反射膜120のエッジでの迷光を防止できる。   In addition, since the other part of the deflected laser light is incident on a portion other than the edge of the reflection film 120, stray light at the edge of the reflection film 120 can be prevented.

また、プロジェクタ装置1000は、光走査装置100を備えているため、低コストで小型化を図りつつ高品質な画像を安定して表示できる。   In addition, since the projector apparatus 1000 includes the optical scanning apparatus 100, it is possible to stably display a high-quality image while reducing the size at a low cost.

なお、図7に示される変形例1では、一例として、反射膜220が、光走査用領域802内であって画像形成用領域803外の領域、すなわち光走査用領域802における画像形成用領域803の+Z側に位置する帯状領域を含むX軸方向を長手方向とする細長い矩形状に形成されている(図7の黒塗り部分)。   In the first modification shown in FIG. 7, as an example, the reflective film 220 is within the optical scanning region 802 and outside the image forming region 803, that is, the image forming region 803 in the optical scanning region 802. 7 is formed in an elongated rectangular shape having a longitudinal direction in the X-axis direction including a band-like region located on the + Z side (blacked portion in FIG. 7).

光検出器30は、反射膜220で反射されるレーザ光の光路上に配置される。   The photodetector 30 is disposed on the optical path of the laser light reflected by the reflective film 220.

変形例1での利点は、受光用画像の点灯タイミングの調整において、相対的に高速に走査されるX軸方向への光走査に関しては、厳密に調整する必要がなくなる点である。すなわち、X軸方向への少なくとも1ラインの走査時には、反射膜220からのレーザ光が光検出器30から外れることがないので、比較的幅を持って受光用画像を設定することが可能になり、環境温度の変化及び経時変化に対する許容度が上がることになる。   The advantage of the first modification is that in the adjustment of the lighting timing of the light receiving image, it is not necessary to strictly adjust the optical scanning in the X-axis direction scanned at a relatively high speed. That is, when scanning at least one line in the X-axis direction, the laser light from the reflective film 220 does not come off the photodetector 30, so that it is possible to set a light receiving image with a relatively wide width. The tolerance for changes in environmental temperature and changes over time will increase.

また、図8に示される変形例2では、カバーガラス70bの内側の面における画像形成用領域903及び射出光が入射される入射領域906の双方以外の略全領域に、反射膜320が形成されている。光検出器30は、反射膜320で反射されたレーザ光の光路上に配置されている。   In the second modification shown in FIG. 8, the reflective film 320 is formed in substantially the entire area other than both the image forming area 903 and the incident area 906 on which the emitted light is incident on the inner surface of the cover glass 70b. ing. The photodetector 30 is disposed on the optical path of the laser light reflected by the reflective film 320.

変形例2での利点は、画像形成用のレーザ光(走査光)以外の余計なレーザ光が有効走査領域に入射するのを防止できる点である。   The advantage of the second modification is that it is possible to prevent unnecessary laser light other than the image forming laser light (scanning light) from entering the effective scanning region.

また、変形例2では、入射領域906は、射出光の断面の大きさ及び形状に応じた大きさ及び形状に形成されている。   Moreover, in the modification 2, the incident area | region 906 is formed in the magnitude | size and shape according to the magnitude | size and shape of the cross section of the emitted light.

例えば、入射領域906を、射出光を整形する(ビーム径を制限する)アパーチャとして機能させることで、射出光をミラー110にのみ入射させることが可能である。射出光のビームプロファイルが理想的なメインローブ光以外のサイドローブ光を含んでいる場合、射出光を整形してサイドローブ光を遮光しないと、光偏向器20におけるミラー110以外の部分にもレーザ光が入射され、散乱光が生じる。この散乱光は、迷光を発生させ、該迷光が被走査面に入射すると、画像品質が低下してしまう。   For example, by making the incident region 906 function as an aperture that shapes the emitted light (limits the beam diameter), the emitted light can be incident only on the mirror 110. In the case where the beam profile of the emitted light includes sidelobe light other than the ideal main lobe light, if the emitted light is shaped and the sidelobe light is not shielded, the portion other than the mirror 110 in the optical deflector 20 is also lasered. Light enters and scattered light is generated. This scattered light generates stray light, and when the stray light enters the surface to be scanned, the image quality deteriorates.

なお、サイドローブ光が反射膜320で反射し、光源装置5や画像形成領域に入射するのを防止するため、カバーガラス70bの外側の面における少なくとも入射領域906の周辺部分にレーザ光を吸収する吸収膜を設けることが好ましい。この場合、LDへの戻り光による該LDの出力変動や画像形成領域における不要な像の発生を防止できる。   In order to prevent the side lobe light from being reflected by the reflective film 320 and entering the light source device 5 and the image forming area, the laser light is absorbed at least in the peripheral portion of the incident area 906 on the outer surface of the cover glass 70b. It is preferable to provide an absorption film. In this case, it is possible to prevent the output fluctuation of the LD due to the return light to the LD and the generation of an unnecessary image in the image forming area.

また、反射膜320は、カバーガラス70bの内側の面における画像形成用領域903の周辺部にも形成されているため、上記散乱光が発生しても、迷光をある程度遮光でき、LDの出力変動や画像形成領域における不要な像の発生を抑制できる。   Further, since the reflective film 320 is also formed in the peripheral portion of the image forming region 903 on the inner surface of the cover glass 70b, even if the scattered light is generated, stray light can be shielded to some extent, and the output fluctuation of the LD And generation of unnecessary images in the image forming area can be suppressed.

結果として、変形例2では、光デバイスから画像形成領域以外に向けてレーザ光が出射されることが防止されるため、画像品質の低下を防止することができる。   As a result, in the second modification, the laser light is prevented from being emitted from the optical device to the area other than the image forming area, so that it is possible to prevent the image quality from being deteriorated.

図9には、変形例3の光デバイス300が示されている。
変形例3の光デバイス300では、カバーガラス70bをパッケージ70aの内部底面に対して角度θだけ傾斜させている。
FIG. 9 shows an optical device 300 of Modification 3.
In the optical device 300 of Modification 3, the cover glass 70b is inclined by an angle θ with respect to the inner bottom surface of the package 70a.

角度θは、射出光のうちカバーガラス70bの外側の面及び内側の面からのレーザ光の反射方向が画像形成領域から外れた方向となるように設定されている。角度θは、例えば5°〜65°が好ましく、ここでは15°とされている。この結果、射出光のうちカバーガラス70bで反射されたレーザ光が画像形成領域に入射するのを防止でき、ひいては画像品質の低下を防止できる。   The angle θ is set so that the reflection direction of the laser light from the outer surface and the inner surface of the cover glass 70b in the emitted light is in a direction away from the image forming region. The angle θ is preferably 5 ° to 65 °, for example, and is 15 ° here. As a result, it is possible to prevent the laser light reflected by the cover glass 70b from being incident on the image forming area, and thus to prevent the image quality from being deteriorated.

なお、カバーガラス70bの両面に反射防止膜が形成されている場合でも、製造上、0コンマ数パーセントの反射は発生してしまう。この場合、射出光の反射防止膜で反射したレーザ光の輝度(光量)は、光偏向器20で偏向されたレーザ光の輝度に比べて相対的に大きくなるおそれがある。そこで、上述の如く、カバーガラス70bを傾斜させることが有効である。   Even when anti-reflection films are formed on both surfaces of the cover glass 70b, reflection of 0 comma several percent occurs in manufacturing. In this case, the brightness (light quantity) of the laser light reflected by the antireflection film of the emitted light may be relatively larger than the brightness of the laser light deflected by the optical deflector 20. Therefore, it is effective to incline the cover glass 70b as described above.

変形例3でも、反射膜120は、光偏向器20で偏向されたレーザ光の光路上に配置され、光検出器30は、反射膜120で反射されたレーザ光の光路上に配置されている。ここでは、カバーガラス70bとパッケージ70aとは、軸に関して非対称な筒状のスペーサを介して接合されている。   Also in the third modification, the reflective film 120 is disposed on the optical path of the laser light deflected by the optical deflector 20, and the photodetector 30 is disposed on the optical path of the laser light reflected by the reflective film 120. . Here, the cover glass 70b and the package 70a are joined via a cylindrical spacer asymmetric with respect to the axis.

なお、カバーガラスに設けられる反射部は、カバーガラスにおける射出光の入射領域及び画像形成用領域の双方以外の少なくとも一部に設けられれば良い。例えば、カバーガラスにおける画像形成用領域の+X側の領域、−X側の領域、+Z側の領域、−Z側の領域の少なくとも1つに設けられれば良い。これら4つの領域のうち少なくとも2つの領域に反射部が設ける場合、互いに一体に設けても良いし、別体に設けても良い。また、各領域に設けられる反射部の大きさ及び形状は、適宜変更可能である。   Note that the reflection portion provided on the cover glass may be provided on at least a part of the cover glass other than both the incident light incident area and the image forming area. For example, it may be provided in at least one of the + X side area, the −X side area, the + Z side area, and the −Z side area of the image forming area in the cover glass. When the reflective portion is provided in at least two of these four regions, they may be provided integrally with each other or provided separately. In addition, the size and shape of the reflecting portion provided in each region can be changed as appropriate.

また、上記実施形態及び各変形例では、カバーガラス70bに反射部としての反射膜が形成されているが、これに限らず、例えば、カバーガラス70bの外側の面及び内側の面の少なくとも一方に鏡面加工を施しても良いし、反射ミラー(反射鏡)を取り付けても良い。   Moreover, in the said embodiment and each modification, although the reflecting film as a reflection part is formed in the cover glass 70b, it is not restricted to this, For example, on at least one of the outer surface and inner surface of the cover glass 70b A mirror finish may be applied, or a reflection mirror (reflection mirror) may be attached.

また、上記実施形態及び各変形例では、光偏向器20及び光検出器30は、保持体70の内部空間に収容されているが、これに限らず、要は、同一の保持体に保持されていれば良い。例えば、光検出器30は、保持体70の内部空間に収容されていなくても良い。具体的には、光検出器30は、カバーガラス70bの外側の面における光偏向器20で偏向されたレーザ光の光路上の領域に取り付けられても良い。この場合、反射部(例えば反射膜)は不要である。   Moreover, in the said embodiment and each modification, although the optical deflector 20 and the photodetector 30 are accommodated in the internal space of the holding body 70, it is not restricted to this, and the main point is hold | maintained at the same holding body. It should be. For example, the photodetector 30 may not be accommodated in the internal space of the holding body 70. Specifically, the photodetector 30 may be attached to a region on the optical path of the laser light deflected by the optical deflector 20 on the outer surface of the cover glass 70b. In this case, a reflection part (for example, reflection film) is unnecessary.

また、上記実施形態及び各変形例では、光検出器30は、パッケージ70aに実装されているが、これに代えて、例えばカバーガラス70bの内側の面における光偏向器20で偏向されたレーザ光の光路上の領域に取り付けられても良い。この場合、反射部(例えば反射膜)は不要である。   Moreover, in the said embodiment and each modification, although the photodetector 30 is mounted in the package 70a, it replaces with this, for example, the laser beam deflected with the optical deflector 20 in the inner surface of the cover glass 70b, for example It may be attached to the area on the optical path. In this case, a reflection part (for example, reflection film) is unnecessary.

また、保持体に内部空間が形成されていなくても良い。例えば、保持体は、パッケージ70aのみで構成されても良いし、基板で構成されても良い。   Further, the inner space may not be formed in the holding body. For example, the holding body may be composed of only the package 70a or may be composed of a substrate.

また、保持体の内部空間は、密閉されていなくても良い。すなわち、保持体の内部空間は、外部と連通していても良い。
また、保持体は、少なくとも1つの部材で構成されていれば良い。
Further, the internal space of the holding body may not be sealed. That is, the internal space of the holding body may communicate with the outside.
Moreover, the holding body should just be comprised by the at least 1 member.

また、上記実施形態及び各変形例では、保持体70の密閉された内部空間は、不活性ガスが充填され又は真空にされているが、これに限られない。例えば空気が入っていても良い。   Moreover, in the said embodiment and each modification, although the sealed internal space of the holding body 70 is filled with the inert gas or evacuated, it is not restricted to this. For example, air may be contained.

また、上記実施形態及び各変形例では、光透過窓部材として、カバーガラスが用いられているが、これに限らず、要は、レーザ光の少なくとも一部を透過させる部材であれば良い。   Moreover, in the said embodiment and each modification, although cover glass is used as a light transmissive window member, it is not restricted to this, What is necessary is just the member which permeate | transmits at least one part of a laser beam.

また、上記実施形態及び各変形例では、光走査装置の光源として、LD(レーザダイオード)、すなわち端面発光レーザを用いているが、これに限らず、例えばVCSEL(面発光レーザ)等の他のレーザを用いても良い。   In the above-described embodiment and each modification, an LD (laser diode), that is, an edge emitting laser is used as a light source of the optical scanning device. However, the present invention is not limited to this, and other devices such as a VCSEL (surface emitting laser) are used. A laser may be used.

また、上記実施形態及び各変形例では、プロジェクタ装置1000は、画像処理部200を有しているが、必ずしも有していなくても良い。   Further, in the above-described embodiment and each modification, the projector apparatus 1000 includes the image processing unit 200, but may not necessarily include the image processing unit 200.

また、上記実施形態及び各変形例では、光検出器30は、パッケージ70aの内部底面に実装されているが、これに代えて、例えばパッケージ70aの内壁面に実装しても良い。   Moreover, in the said embodiment and each modification, although the photodetector 30 is mounted in the internal bottom face of the package 70a, it may replace with this and may be mounted in the inner wall face of the package 70a, for example.

また、パッケージ70aの構成は、適宜変更可能である。例えば内部底面の段部の数を1段又は3段以上としても良い。また、内部底面に段部を形成しなくても良い。すなわち、内部底面をフラットにしても良い。   The configuration of the package 70a can be changed as appropriate. For example, the number of steps on the inner bottom surface may be one or three or more. Further, the stepped portion may not be formed on the inner bottom surface. That is, the inner bottom surface may be flat.

また、上記実施形態及び各変形例では、射出光を被走査面に導く走査光学系が光偏向器20で構成されているが、これに限られない。例えば、光源装置5と光偏向器20との間のレーザ光の光路上、及び光偏向器20と被走査面との間のレーザ光の光路上の少なくとも一方に、例えば平面鏡、凹面鏡等の反射鏡を設けても良い。   In the above embodiment and each modified example, the scanning optical system that guides the emitted light to the surface to be scanned is configured by the optical deflector 20, but is not limited thereto. For example, reflection of, for example, a plane mirror, a concave mirror, or the like on at least one of the optical path of the laser beam between the light source device 5 and the optical deflector 20 and the optical path of the laser beam between the optical deflector 20 and the surface to be scanned. A mirror may be provided.

また、上記実施形態及び各変形例では、光検出器30での検出結果に基づいて、光源装置5及び光偏向器20を制御しているが、これに限らず、要は、光源装置5及び光偏向器20の少なくとも一方を制御することとすれば良い。また、光検出器30を用いて偏向されたレーザ光の光量をモニタし、該光量に基づいて光源装置5を制御(APC制御)しても良い。   Moreover, in the said embodiment and each modification, although the light source device 5 and the optical deflector 20 are controlled based on the detection result in the photodetector 30, not only this but the light source device 5 and the point are important. It is only necessary to control at least one of the optical deflectors 20. Further, the light amount of the laser beam deflected using the photodetector 30 may be monitored, and the light source device 5 may be controlled (APC control) based on the light amount.

また、光源装置5の構成は、適宜変更可能である。例えば光源としてのレーザは、少なくとも1つ設けられれば良い。また、例えばダイクロイックミラーに代えてプリズムを用いても良い。また、コリメートレンズを設けなくても良い。なお、光源が1つの場合は、ダイクロイックミラーやプリズムは、必須ではない。   Moreover, the structure of the light source device 5 can be changed as appropriate. For example, at least one laser as a light source may be provided. Further, for example, a prism may be used instead of the dichroic mirror. Further, it is not necessary to provide a collimating lens. In addition, when there is one light source, a dichroic mirror and a prism are not essential.

また、上記実施形態及び各変形例では、RGBの3色に対応する3つのLDを使用し、2次元走査することによるカラー画像を表示する例を説明したが、本発明は、例えばLDを1つとすることでモノクロの画像を表示する例にも適用可能である。   In the above-described embodiment and each modification, an example in which three LDs corresponding to three colors of RGB are used and a color image is displayed by two-dimensional scanning has been described. This is also applicable to an example of displaying a monochrome image.

また、上記実施形態及び各変形例では、光走査装置として、被走査面を2次元走査するものが採用されているが、例えば被走査面を1次元走査するものを採用しても良い。この場合、1次元的に偏向する光偏向器として、例えばMEMSミラーを含む1次元スキャナ、ポリゴンミラー、ガルバノミラー等を用いることができる。   In the above-described embodiment and each modified example, an optical scanning device that scans a surface to be scanned two-dimensionally is employed. However, for example, a device that scans a surface to be scanned one-dimensionally may be employed. In this case, for example, a one-dimensional scanner including a MEMS mirror, a polygon mirror, a galvanometer mirror, or the like can be used as an optical deflector that deflects one-dimensionally.

また、光走査装置は、例えばポリゴンミラー、ガルバノミラー等の1次元的に偏向する光偏向器を複数組み合わせて、被走査面を2次元走査するようにしても良い。この場合、複数の光偏向器のうち少なくとも1つと光検出器とを同一の保持体に保持させることとすれば良い。   Further, the optical scanning device may be configured to two-dimensionally scan the surface to be scanned by combining a plurality of one-dimensionally deflecting optical deflectors such as a polygon mirror and a galvanometer mirror. In this case, at least one of the plurality of optical deflectors and the photodetector may be held by the same holder.

また、上記実施形態及び各変形例では、被走査面としてのスクリーンSの表面を走査する光走査装置について説明したが、本発明は、これに限らず、例えば、像担持体(例えば感光体ドラム)を光走査する光走査装置にも適用可能である。この光走査装置は、像担持体にトナー像を形成し、該トナー像を現像した画像を記録媒体に転写して表示する例えばプリンタ、複写機、光プロッタ等の画像表示装置に用いることができる。   In the above-described embodiment and each modification, the optical scanning device that scans the surface of the screen S as the surface to be scanned has been described. However, the present invention is not limited to this, and for example, an image carrier (for example, a photosensitive drum) ) Can also be applied to an optical scanning device that performs optical scanning. This optical scanning device can be used in an image display device such as a printer, a copying machine, or an optical plotter that forms a toner image on an image carrier and transfers the developed image to a recording medium for display. .

また、上記実施形態及び各変形例では、画像表示装置として、被走査面としてのスクリーン表面に画像を表示するプロジェクタ装置1000について説明したが、これに限らず、拡散板やマイクロレンズアレイの表面を被走査面とし、該被走査面に形成された画像の虚像を半透過部材を介して視認可能にするヘッドアップディスプレイ装置へ適用することもできる。この場合も、プロジェクタ装置1000と同様の効果が得られる。   In the above-described embodiment and each modification, the projector apparatus 1000 that displays an image on the screen surface as the scanning surface has been described as the image display apparatus. However, the present invention is not limited to this, and the surface of the diffusion plate or the microlens array is used. The present invention can also be applied to a head-up display device in which a surface to be scanned is used and a virtual image of an image formed on the surface to be scanned is visible through a semi-transmissive member. In this case, the same effect as the projector device 1000 can be obtained.

図10には、一例として、マイクロレンズアレイ表面を被走査面とするヘッドアップディスプレイ装置2000が示されている。ヘッドアップディスプレイ装置2000は、例えば車両、航空機、船舶等の移動体に搭載される。   FIG. 10 shows, as an example, a head-up display device 2000 that uses the surface of the microlens array as the surface to be scanned. The head-up display device 2000 is mounted on a moving body such as a vehicle, an aircraft, or a ship.

詳述すると、ヘッドアップディスプレイ装置2000は、一例として図10に示されるように、光デバイス10の光偏向器で偏向されたレーザ光の光路上に配置された、2次元配列された複数のマイクロレンズを含むマイクロレンズアレイと、該マイクロレンズアレイを介したレーザ光の光路上に配置された半透過部材(例えばコンバイナ)と、を備えている。この場合、光偏向器20による第1軸及び第2軸周りのレーザ光の偏向動作に伴い該レーザ光によりマイクロレンズアレイの表面(被走査面)が2次元走査され、該被走査面に画像が形成される。そして、マイクロレンズアレイを介したレーザ光が半透過部材に入射し、該半透明部材で反射されたレーザ光が観察者の目に到達する。この結果、観察者は、半透過部材を介して被走査面に形成された画像の虚像を視認することができる。この際、マイクロレンズアレイによってレーザ光が拡散されるため、所謂スペックルノイズを低減することができる。   More specifically, as shown in FIG. 10 as an example, the head-up display device 2000 includes a plurality of two-dimensionally arranged micro-arrays arranged on the optical path of laser light deflected by the optical deflector of the optical device 10. A microlens array including a lens, and a semi-transmissive member (for example, a combiner) disposed on the optical path of the laser light via the microlens array. In this case, the surface (scanned surface) of the microlens array is two-dimensionally scanned by the laser light along with the deflection operation of the laser light around the first axis and the second axis by the optical deflector 20, and an image is formed on the scanned surface. Is formed. Then, laser light that has passed through the microlens array enters the semi-transmissive member, and the laser light reflected by the semi-transparent member reaches the eyes of the observer. As a result, the observer can visually recognize the virtual image of the image formed on the scanned surface via the semi-transmissive member. At this time, since the laser light is diffused by the microlens array, so-called speckle noise can be reduced.

なお、マイクロレンズアレイに代えて、マイクロレンズアレイ以外の光透過部材(例えば透過スクリーン)を用いても良い。また、例えばマイクロレンズアレイ、透過スクリーン等の光透過部材と半透過部材との間の光路上に例えば凹面鏡、平面鏡等のミラーを設けても良い。また、半透過部材を例えば移動体の窓ガラスで代用しても良い。   Instead of the microlens array, a light transmitting member other than the microlens array (for example, a transmissive screen) may be used. Further, for example, a mirror such as a concave mirror or a plane mirror may be provided on the optical path between the light transmissive member such as a microlens array and a transmissive screen and the semi-transmissive member. Moreover, you may substitute a translucent member for example with the window glass of a moving body.

結果として、ヘッドアップディスプレイ装置を備え、前記虚像を視認する操縦者により操縦される移動体を提供できる。   As a result, it is possible to provide a moving body that is provided with a head-up display device and is operated by a driver who visually recognizes the virtual image.

また、ヘッドアップディスプレイ装置2000と同様の構成を有する、ヘッドマウントディスプレイ装置、プロンプタ(原稿表示装置)等の虚像を視認することを目的とした画像表示装置、及び該画像表示装置を備える移動体を提供することもできる。   In addition, a head-mounted display device, an image display device for the purpose of visually recognizing a virtual image such as a prompter (original display device), and a moving body including the image display device, which have the same configuration as the head-up display device 2000, are provided. It can also be provided.

5…光源装置(光源部)、20…光偏向器、70…保持体、70a…パッケージ、70b…カバーガラス(光透過窓部材)、100…光走査装置、110…ミラー(MEMSミラー)、120、220、320…反射膜(反射部)、1000…プロジェクタ装置(画像表示装置)、2000…ヘッドアップディスプレイ装置(画像表示装置)。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 5 ... Light source device (light source part), 20 ... Optical deflector, 70 ... Holding body, 70a ... Package, 70b ... Cover glass (light transmission window member), 100 ... Optical scanning device, 110 ... Mirror (MEMS mirror), 120 220, 320 ... reflective film (reflective portion), 1000 ... projector device (image display device), 2000 ... head-up display device (image display device).

特開2003−57577号公報JP 2003-57577 A

Claims (11)

レーザ光により被走査面を走査する光走査装置であって、
レーザ光を射出する光源部と、
前記光源部からのレーザ光を偏向する光偏向器を含み、該光偏向器で偏向された一部のレーザ光を前記被走査面に導く走査光学系と、
前記光偏向器で偏向された他の一部のレーザ光を検出する光検出器と、を備え、
前記光偏向器及び前記光検出器は、同一の保持体により保持されており、
前記保持体は、前記光偏向器及び前記光検出器が実装されるパッケージと、前記光源部と前記光偏向器との間のレーザ光の光路上に位置するように前記パッケージに設けられた光透過窓部材とを含み、
前記光透過窓部材には、前記偏向された他の一部のレーザ光を前記光検出器に向けて反射させる反射部が設けられており、
前記偏向された他の一部のレーザ光は、前記反射部のエッジ以外の部分に入射されることを特徴とする光走査装置。
An optical scanning device that scans a surface to be scanned with laser light,
A light source unit for emitting laser light;
A scanning optical system that includes an optical deflector that deflects the laser light from the light source unit, and guides a part of the laser light deflected by the optical deflector to the scanned surface;
A photodetector for detecting another part of the laser beam deflected by the optical deflector, and
The optical deflector and the photodetector are held by the same holder ,
The holder is light provided in the package so as to be positioned on a light path of a laser beam between the light source unit and the light deflector, and a package in which the light deflector and the light detector are mounted. A transparent window member,
The light transmission window member is provided with a reflecting portion that reflects the deflected other part of the laser light toward the photodetector,
The other part of the deflected laser light is incident on a part other than the edge of the reflection part .
レーザ光により被走査面を走査する光走査装置であって、
レーザ光を射出する光源部と、
前記光源部からのレーザ光を偏向する光偏向器を含み、該光偏向器で偏向された一部のレーザ光を前記被走査面に導く走査光学系と、
前記光偏向器で偏向された他の一部のレーザ光を検出する光検出器と、を備え、
前記光偏向器及び前記光検出器は、同一の保持体により保持されており、
前記保持体は、前記光偏向器及び前記光検出器が実装されるパッケージと、前記光源部と前記光偏向器との間のレーザ光の光路上に位置するように前記パッケージに設けられた光透過窓部材とを含み、
前記光透過窓部材には、前記偏向された他の一部のレーザ光を前記光検出器に向けて反射させる反射部が設けられており、
前記反射部は、前記光透過窓部材における、前記光源部からのレーザ光が入射される領域及び前記偏向された一部のレーザ光が入射される領域の双方以外の少なくとも一部の領域に設けられることを特徴とする光走査装置。
An optical scanning device that scans a surface to be scanned with laser light,
A light source unit for emitting laser light;
A scanning optical system that includes an optical deflector that deflects the laser light from the light source unit, and guides a part of the laser light deflected by the optical deflector to the scanned surface;
A photodetector for detecting another part of the laser beam deflected by the optical deflector, and
The optical deflector and the photodetector are held by the same holder ,
The holder is light provided in the package so as to be positioned on a light path of a laser beam between the light source unit and the light deflector, and a package in which the light deflector and the light detector are mounted. A transparent window member,
The light transmission window member is provided with a reflecting portion that reflects the deflected other part of the laser light toward the photodetector,
The reflection portion is provided in at least a part of the light transmission window member other than both a region where the laser beam from the light source unit is incident and a region where the deflected part of the laser beam is incident. An optical scanning device.
レーザ光により被走査面を走査する光走査装置であって、
レーザ光を射出する光源部と、
前記光源部からのレーザ光を偏向する光偏向器を含み、該光偏向器で偏向された一部のレーザ光を前記被走査面に導く走査光学系と、
前記光偏向器で偏向された他の一部のレーザ光を検出する光検出器と、を備え、
前記光偏向器及び前記光検出器は、同一の保持体により保持されており、
前記保持体は、前記光偏向器及び前記光検出器が実装されるパッケージと、前記光源部と前記光偏向器との間のレーザ光の光路上に位置するように前記パッケージに設けられた光透過窓部材とを含み、
前記光透過窓部材は、前記パッケージにスペーサを介して設けられることにより前記パッケージの前記光偏向器が実装される面に対して傾斜しており、
前記光検出器は、前記パッケージにおける前記光偏向器が実装される領域よりも前記スペーサに近い領域に実装されることを特徴とする光走査装置。
An optical scanning device that scans a surface to be scanned with laser light,
A light source unit for emitting laser light;
A scanning optical system that includes an optical deflector that deflects the laser light from the light source unit, and guides a part of the laser light deflected by the optical deflector to the scanned surface;
A photodetector for detecting another part of the laser beam deflected by the optical deflector, and
The optical deflector and the photodetector are held by the same holder ,
The holder is light provided in the package so as to be positioned on a light path of a laser beam between the light source unit and the light deflector, and a package in which the light deflector and the light detector are mounted. A transparent window member,
The light transmission window member is inclined with respect to a surface of the package on which the light deflector is mounted by being provided on the package via a spacer.
The optical detector is mounted in a region closer to the spacer than a region in which the optical deflector is mounted in the package .
前記光偏向器及び前記光検出器は、前記保持体に形成された内部空間に収容されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の光走査装置。 It said optical deflector and said photodetector, the optical scanning apparatus according to any one of claims 1-3, characterized in that it is accommodated in an inner space formed in the holding member. 前記内部空間は、密閉されていることを特徴とする請求項に記載の光走査装置。 The optical scanning device according to claim 4 , wherein the internal space is sealed. 前記内部空間は、不活性ガスが充填され又は真空にされていることを特徴とする請求項に記載の光走査装置。 The optical scanning device according to claim 5 , wherein the internal space is filled with an inert gas or evacuated. 前記光検出器での検出結果に基づいて、前記光源部及び前記光偏向器の少なくとも一方を制御することを特徴とする請求項1〜のいずれか一項に記載の光走査装置。 Based on the detection result in the photodetector, the light source unit and the optical scanning device according to any one of claims 1 to 6, characterized in that for controlling at least one of said optical deflector. 前記光偏向器は、MEMSミラーを含む1軸又は2軸のスキャナであることを特徴とする請求項1〜のいずれか一項に記載の光走査装置。 It said optical deflector, the optical scanning apparatus according to any one of claims 1 to 7, characterized in that a uniaxial or biaxial scanner including MEMS mirror. 請求項1〜のいずれか一項に記載の光走査装置を備え、
前記光源部からのレーザ光は画像情報に応じて変調され、
前記光走査装置を用いて前記被走査面を走査し、画像を表示する画像表示装置。
The optical scanning device according to any one of claims 1 to 8 , comprising:
Laser light from the light source is modulated according to image information,
An image display device that scans the surface to be scanned using the optical scanning device to display an image.
前記被走査面を走査して画像を形成し、形成された前記画像の虚像を半透過部材を介して視認可能にすることを特徴とする請求項に記載の画像表示装置。 The image display apparatus according to claim 9 , wherein the scanned surface is scanned to form an image, and a virtual image of the formed image is made visible through a semi-transmissive member. 請求項10に記載の画像表示装置を備え、前記虚像を視認する操縦者により操縦される移動体。

A moving body comprising the image display device according to claim 10 and steered by a driver who visually recognizes the virtual image.

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