JP6852354B2 - 表示装置および移動体 - Google Patents

Description

本発明は、表示装置および移動体に関する。

車両の運転者が少ない視線移動で警報・情報を認知できるアプリケーションとして、車載のＨｕＤ（ヘッドアップディスプレイ）が知られている。ＨｕＤには、液晶及びＤＭＤのようなイメージングデバイスで中間像を表現する「パネル方式」と、レーザダイオードから射出したレーザビームを２次元走査デバイスで走査して中間像を形成する「レーザ走査方式」がある。

レーザ走査方式では、レーザを光源として利用するため、使用時の安定性が問題となる。特に、なんらかの不具合・故障により、２次元走査デバイスの駆動が止まってしまうと、２次元画像を描いていたレーザビームの動きが止まり、レーザ光が１点に集中し、後段の部品等に影響を及ぼす密度のレーザパワーが出力されてしまうことが考えられる。そのため、レーザ走査方式では、強いレーザ光が１点に集中して出力されることを抑える必要がある。

例えば、特許文献１には、発光手段が検査用レーザ光を出力してから所定の条件が成立するまでの間、反射手段の位置を、検査用レーザ光が筐体内に反射される不可視位置とするように角度調整手段を制御する車両用ヘッドアップディスプレイ装置が開示されている。

しかしながら、従来は、ＨｕＤにおける故障が発生してから、故障が検知されるまでの間は、ごくわずかな時間であるが、レーザ光が出力され続け、後段の部品等に悪影響を与える可能性があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、レーザ光を偏向して画像領域を走査する光偏向器が走査を停止しても、レーザ光のパワーが集中して外部に出力されることを防止することができる表示装置および光偏向器を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、レーザ光を照射するレーザ光源と、前記レーザ光源が照射するレーザ光を偏向することにより、透過反射部材に映される画像領域をスクリーンに走査する光偏向器と、前記光偏向器が走査を停止した場合に、前記光偏向器が偏向したレーザ光に対して、前記透過反射部材に映されるまでの光路内で、前記画像領域内における輝度を低下させる低輝度化部と、を有し、前記低輝度化部は前記スクリーンにおける前記画像領域内に設けられている。

本発明によれば、レーザ光を偏向して画像領域を走査する光偏向器が走査を停止しても、レーザ光のパワーが集中して外部に出力されることを防止することができるという効果を奏する。

図１は、第１実施形態にかかる表示装置の概要を示す図である。 図２は、光源部、光偏向器及びその周辺を示す図である。 図３は、ＭＥＭＳミラーの構成を示す図である。 図４は、ＭＥＭＳミラーがスクリーンにレーザ光を走査させた状態を示す図である。 図５は、スクリーンの構成を示す図である。 図６は、スクリーンのその他の構成例（変形例）を示す断面図である。 図７は、ＭＥＭＳミラーがレーザ光を走査することによって描画される画像領域に対し、ＭＥＭＳミラーが停止した場合にレーザ光が照射される位置を示す図である。 図８は、低輝度化部がより好ましい位置に配置された場合に、表示装置が表示する画像（虚像）を例示する図である。 図９は、光偏向器の詳細な構成を示す図である。 図１０は、ＭＥＭＳミラーが破壊された場合の光偏向器とレーザ光を示す図である。 図１１は、比較例のスクリーンにレーザ光を走査させた状態を示す図である。 図１２は、比較例のスクリーンの構成を示す図である。 図１３は、スクリーンの構成例を示す断面図である。 図１４は、第２実施形態にかかる遮光部がリッドに設けられた構成の光偏向器の模式図である。 図１５は、第２実施形態の変形例における光偏向器の斜視図である。 図１６は、光偏向器の断面図である。 図１７は、第３実施形態にかかる低輝度化部がパッケージの側面に設けられた構成の光偏向器の模式図である。 図１８は、傾き角が０のミラーおよび周辺部材を示す模式図である。 図１９は、傾き角が０より大きい状態のミラーおよび周辺部材を示す模式図である。 図２０は、ＭＥＭＳミラー停止時に傾いたミラーおよび周辺部材を示す模式図である。 図２１は、ＭＥＭＳミラー停止時に傾いたミラーおよび周辺部材を示す模式図である。

（第１実施形態）
以下に添付図面を参照して、表示装置の第１実施形態について説明する。図１は、第１実施形態にかかる表示装置１の概要を示す図である。表示装置１は、例えばＨｕＤ（ヘッドアップディスプレイ）であり、車両、航空機、船舶等の移動体に搭載される。

表示装置１は、光源部（レーザ光源）１０、光偏向器２、走査ミラー１２、スクリーン（被走査面）１４、及び凹面ミラー１６を有し、例えば車両のフロントガラス１８に対して光を照射することにより、観察者の視点から虚像を視認可能にする。例えば、表示装置１は、車両のフロントガラス１８（フロントウインドシールド）を介して当該車両の運転に必要なナビゲーション情報（例えば速度、走行距離等の情報）等を視認可能にする。この場合、フロントガラス１８は、入射された光の一部を透過させ、残部の少なくとも一部を反射させる透過反射部材としても機能する。以下では、表示装置１がフロントガラス１８を備える車両（自動車）に搭載される場合を例に説明する。

光源部１０は、Ｒ，Ｇ，Ｂの３色のレーザ光を合成する。ここで、３色の混合レーザ光は、光偏向器２の反射面に向かって導かれる。光偏向器２は、後述するように半導体プロセス等で作製されたＭＥＭＳであり、直交する２軸に対して揺動する単一の微小なミラーを有する。光偏向器２は、１軸に揺動／回動するミラー２つから成るミラー系であってもよい。光偏向器２は、光源部１０が出力する３色の混合レーザ光の光束を偏向させる。光偏向器２が偏向させた混合レーザ光は、走査ミラー１２により折り返され、スクリーン１４に２次元像（中間像）を描画する。

スクリーン１４は、レーザ光を予め定められた発散角で発散させる機能を有しており、例えば後述するようにマイクロレンズアレイ構造となっている。スクリーン１４を介して射出された光束は、単一の凹面ミラー１６及びフロントガラス１８によって拡大表示された虚像となる。つまり、表示装置１は、光偏向器２がスクリーン１４に走査した画像領域を拡大させる拡大光学系を備えている。

凹面ミラー１６は、フロントガラス１８の影響で中間像の水平線が上または下に凸形状となる光学歪み要素を補正するように設計・配置されている。なお、表示装置１は、フロントガラス１８と同じ機能（部分反射）を持つ別途の部分反射鏡（コンバイナ）を有した構成であってもよい。

図２は、光源部１０、光偏向器２及びその周辺を示す図である。光源部１０には、例えば複数の発光点を有する複数の光源素子１００ａ，１００ｂ，１００ｃが備えられている。光源素子１００ａ，１００ｂ，１００ｃは、それぞれＬＤ（半導体レーザ素子）であり、ＬＤ制御回路１０８の制御に応じて、互いに異なる波長λＲ，λＧ，λＢのレーザ光（光束）を照射する。例えばλＲ＝６４０ｎｍ，λＧ＝５３０ｎｍ，λＢ＝４４５ｎｍである。光源素子１００ａ，１００ｂ，１００ｃから放射された波長λＲ，λＧ，λＢのレーザ光は、それぞれコリメートレンズ１０２によりコリメートされる。

コリメートされた３つのレーザ光は、例えばダイクロイックミラー（光路合成部材）１０４によって３本の光路を１つの光路に合成される。例えばダイクロイックミラー１０４は、反射面１０６ａ，１０６ｂ，１０６ｃを有する。反射面１０６ａは、赤色の波長のレーザ光を反射し、緑色、青色の波長のレーザ光を透過するダイクロイック膜が形成されている。また、反射面１０６ｂは、緑色の波長のレーザ光を反射し、青色の波長のレーザ光を透過するダイクロイック膜が形成されている。反射面１０６ｃは、青色の波長のレーザ光を反射する。このようにして、ダイクロイックミラー１０４は、３つの光路を１つの光路に合成する。

レーザ光は、制御回路２００の制御によって動作する光偏向器２によって２次元に走査される。光偏向器２は、パッケージ２０（容器の一例）に収容された２軸のＭＥＭＳミラー３を有し、制御回路２００から得られる信号にしたがってミラーの角度を変え、画像を投影させる。このとき、光源素子１００ａ，１００ｂ，１００ｃは、ＬＤ制御回路１０８より光偏向器２の走査角度に合わせた映像信号が送られ、その信号に応じて光強度変調したレーザ光を出射する。

図３は、ＭＥＭＳミラー３の構成を示す図である。上述したように、ＭＥＭＳミラー３は、光偏向器２に収容されている。ＭＥＭＳミラー３は、半導体プロセスにより製造され、ミラー３０と、接続部３１と、一対の蛇行状梁部３２と、可動枠体３３と、枠部材３４と、を有する。なお、ミラー３０は反射部の一例、蛇行状梁部３２は駆動部の一例である。ミラー３０は、反射面を備え、可動枠体３３の中央部に設けられている。可動枠体３３は、一対の蛇行状梁部３２の間に位置する。接続部３１は、一対の蛇行状梁部３２と可動枠体３３とを接続する。蛇行状梁部３２は、複数の折り返し部を有して蛇行するように形成されている。蛇行状梁部３２は、１つおきに梁部Ａ（３２ａ）、梁部Ｂ（３２ｂ）に分けられる。枠部材３４は、各蛇行状梁部３２を支持する。

蛇行状梁部３２には、隣り合う各梁部３２ａ，３２ｂごとに独立の圧電部材（例えばＰＺＴ）３６が設けられている。これらの圧電部材３６は、１つおき（Ａ、Ｂ）に異なる電圧が印加されると、蛇行状梁部３２に反りが発生し、隣り合う梁部３２ａ，３２ｂがそれぞれたわむ。ミラー３０は、梁部３２ａ，３２ｂのたわみが累積されて、Ｘ軸周り（＝垂直方向）に大きな角度で回転することになる。よって、ミラー３０は、Ｘ軸を中心とした垂直方向への光走査が、低電圧で可能となる。一方、Ｙ軸を中心とした水平方向では、ミラー３０に接続されたトーションバーなどを利用した共振によるレーザ光走査が行われる。

図４は、ＭＥＭＳミラー３がスクリーン１４にレーザ光を走査させた状態を示す図である。図４に示すように、表示装置１は、レーザ光をＭＥＭＳミラー３によってスクリーン１４上の主走査方向及び副走査方向に走査させることにより描画（２次元画像）を行う。スクリーン１４は、図５にも示すように、複数のマイクロレンズ１４０が配列された構成となっており、例えば１つ（又は周辺数個分）のマイクロレンズ１４０ａが遮光領域となっている。

マイクロレンズ１４０ａは、例えばマイクロレンズ１４０の１つに対して黒く塗りつぶされたり、反射部材が設けられたりしたものであり、レーザ光を遮るようにされている。そして、マイクロレンズ１４０ａは、画像領域内のレーザ光の輝度を低下させる低輝度化部として機能する。また、マイクロレンズ１４０ａは、他のマイクロレンズ１４０と同じレンズ形状ではなく、平坦面で遮光するようにされてもよい。

表示装置１は、通常動作ではＭＥＭＳミラー３の駆動を停止させているときには、レーザ光を出力させない（又は直接観察者の目に届いても問題の無い程度に弱められる）。しかし、ＭＥＭＳミラー３の不具合などにより、強度の高いレーザ光が出力されたままＭＥＭＳミラー３が静止してしまうと、レーザ光はＭＥＭＳミラー３によってある１点に反射されることになる。マイクロレンズ１４０ａは、ＭＥＭＳミラー３が静止して１点に反射させたレーザ光をスクリーン１４内で遮光する位置に配置されている。つまり、マイクロレンズ１４０ａは、ＭＥＭＳミラー３が停止して、レーザ光のパワーが集中して外部に出力されることを防止する。

図６は、スクリーン１４のその他の構成例（変形例）を示す断面図である。図６（ａ）には、スクリーン１４の第１変形例（スクリーン１４ａ）が示されている。図６（ａ）に示すように、スクリーン１４ａは、例えばマイクロレンズ１４０が光学板１４１に隙間なく配列されたマイクロレンズアレイ構造をしている。また、スクリーン１４ａは、複数のマイクロレンズ１４０が配列された中に、例えば１つ（又は周辺数個分）のマイクロレンズ１５０ａが配置されている。光学板１４１上を入射光束１４２が走査するとき、光束はマイクロレンズ１４０により発散され、発散光１４３となる。つまり、スクリーン１４は、光源部１０からのレーザ光を予め定められた発散角で発散させる。

マイクロレンズ１４０は、幅が１００〜２００ｕｍ程度のレンズであり、外形が六角形の形状をしている。スクリーン１４は、マイクロレンズ１４０が六角形の形状をしていることにより、マイクロレンズ１４０が最密に配列されている。マイクロレンズ１４０の周期（幅）１４５は、入射光束の径１４６よりも大きくなるようにされており、マイクロレンズ１４０間での干渉が起きず、スペックルが生じないようにされている。なお、マイクロレンズ１４０は、六角形に限らず、四角形や三角形の形状であってもよいし、縦横比が異なる形状であってもよい。また、マイクロレンズ１４０は、凸面のレンズの形態に限らず、凹面のレンズであってもよい。

マイクロレンズ１５０ａは、周期（幅）１４５がマイクロレンズ１４０と同じにされており、マイクロレンズ１４０とは形状（曲率）が異なる。また、マイクロレンズ１５０ａは、マイクロレンズ１４０よりも広い範囲にレーザ光を拡散させるように、マイクロレンズ１４０の拡散角よりも大きな発散角１４４が予め定められている。そして、マイクロレンズ１５０ａは、ＭＥＭＳミラー３が静止して１点に反射させたレーザ光をスクリーン１４ａ内で弱める位置に配置されている。つまり、マイクロレンズ１５０ａは、ＭＥＭＳミラー３が停止して、レーザ光のパワーが集中して外部に出力されることを防止する。

図６（ｂ）には、スクリーン１４の第２変形例（スクリーン１４ｂ）が示されている。図６（ｂ）に示すように、スクリーン１４ｂは、例えばマイクロレンズ１４０が光学板１４１に隙間なく配列されたマイクロレンズアレイ構造をしている。また、スクリーン１４ｂは、複数のマイクロレンズ１４０が配列された中に、例えば１つ（又は周辺数個分）のマイクロレンズ１５０ｂが配置されている。

マイクロレンズ１５０ｂは、周期（幅）がマイクロレンズ１４０の周期１４５の２倍（１／２の幅）にされており、マイクロレンズ１４０とは形状（曲率）が異なる。また、マイクロレンズ１５０ｂは、発散光１４７、１４８によってマイクロレンズ１４０よりも広い範囲にレーザ光を拡散させるように発散範囲１４９が予め定められている。そして、マイクロレンズ１５０ｂは、ＭＥＭＳミラー３が静止して１点に反射させたレーザ光をスクリーン１４ｂ内で弱める位置に配置されている。つまり、複数のマイクロレンズ１５０ｂは、周囲のマイクロレンズ１４０よりも高い密度で設けられた低輝度化部となっており、ＭＥＭＳミラー３が停止して、レーザ光のパワーが集中して外部に出力されることを防止する。

なお、スクリーン１４及びスクリーン１４の変形例は、マイクロレンズ１４０が規則正しく並べられた構造を示しているが、これに限らず、各マイクロレンズ１４０の中心が互いに偏心させられた不規則な配列の偏心配列であってもよい。偏心配列の構成では、各マイクロレンズ１４０は互いに異なる形状となる。また、スクリーン１４及びスクリーン１４の変形例は、拡散板であってもよく、表面形状による拡散板に限らず、拡散剤による拡散板であってもよい。スクリーン１４等は、拡散剤により拡散させる場合、拡散剤の分布状態などが調整されてもよい。

表示装置１は、ＭＥＭＳミラー３の振れ角を制御するために、例えばスクリーン１４の端にＰＤ（フォトダイオード）が配置され、ＰＤによってレーザ光の２次元走査ビームを検知し、描画振れ角を制御部へフィードバックして、ＭＥＭＳミラー３への電圧を変化させている。レーザ光のビームが走査されなくなった場合、ＰＤは、ビームを検知できなくなったことにより、ＭＥＭＳミラー３に不具合が起きたことを検知する。

ＭＥＭＳミラー３は、例えば不具合として、配線のショートや断線により、電圧が印加されてもミラー３０が振れなくなる、又はミラー梁部が折れてレーザ光を反射できなくなることなどがある。例えば、ミラー３０の駆動停止時にスクリーン１４で拡散された後のレーザ光であっても、クラス３Ｒ程度の危険レベルがある。レーザ光が一定箇所に集中して照射された場合、露光時間が長いほど後段の部品等に重大な影響を与える恐れがある。

そこで、表示装置１は、ミラー３０が振れなくなって所定の位置に戻って停止した場合、高速で２次元に走査されていたレーザ光が１点に反射されることになるため、マイクロレンズ１４０ａ（マイクロレンズ１５０ａ、マイクロレンズ１５０ｂ）がレーザ光のパワーの集中を防止している。

次に、スクリーン１４におけるマイクロレンズ１４０ａの具体的な配置について説明する。図７は、ＭＥＭＳミラー３がレーザ光を走査することによって描画される画像領域（２次元画像：表示領域）に対し、ＭＥＭＳミラー３が停止した場合にレーザ光が照射される位置を示す図である。図７（ａ）には、表示装置１の正常時に描画される画像（表示領域）が示されている。図７（ｂ）には、ＭＥＭＳミラー３が停止した場合（故障時）にレーザ光が反射される位置を示している。

表示装置１は、スクリーン１４上の１点に反射されたレーザ光をマイクロレンズ１４０ａによって遮光する。つまり、マイクロレンズ１４０ａは、スクリーン１４における１点に反射されたレーザ光を遮光する位置に配置されている。

図８は、マイクロレンズ１４０ａ又はマイクロレンズ１５０ａ（低輝度化部）がより好ましい位置に配置された場合に、表示装置１が表示する画像（虚像）を例示する図である。図８（ａ）に示すように、マイクロレンズ１４０ａによってレーザ光が遮光される場合、表示装置１が表示する画像（虚像：表示領域）内に非表示領域が設けられる。マイクロレンズ１４０ａは、表示装置１の表示領域内で観察者に対して必要な画像部分が無い領域に非表示領域が配置されるように設けられることが好ましい。

また、図８（ｂ）に示すように、例えばマイクロレンズ１５０ａによってレーザ光が他のマイクロレンズ１４０よりも大きく拡散される場合、表示装置１が表示する画像（虚像：表示領域）内にぼかし領域（低輝度領域）が設けられる。マイクロレンズ１５０ａは、表示装置１の表示領域内で観察者に対して必要な画像部分が無い領域、重要度が低い画像部分、コントラストの低いコンテンツ・べた絵・グラデーション効果を持たせたい画像などの領域にぼかし領域（拡散領域）が配置されるように設けられることが好ましい。

図９は、光偏向器２の詳細な構成を示す図である。図９に示すように、光偏向器２は、例えばセラミック・樹脂などからなるパッケージ２０内に形成された反射防止面２４に対してＭＥＭＳミラー３が取付けられている。リッド２２は、パッケージ２０内に収容されたＭＥＭＳミラー３を覆うように設けられて、蓋部として機能する。リッド２２は、ガラスなどで形成されており、レーザ光を通過させる。よって、ＭＥＭＳミラー３は、リッド２２を通過したレーザ光を入射光として、予め定められた走査角でレーザ光（反射光）を走査させる。

反射防止面２４は、パッケージ内部の底面（及び側面など）に形成されており、ミラー３０の梁折れや破損時に、レーザ光がミラー３０以外のパッケージ２０内の面に入射したときに、図１０に示すようにレーザ光が描画領域内（表示領域内）へ反射されることを低減する。反射防止面２４は、例えば光を吸収する微細な凹凸構造の付与、多層膜コーティング、反射防止塗料の塗布などによって形成されている。反射防止面２４は、偏光構造などによってレーザ光が描画領域内（表示領域内）へ反射されることを低減するものであってもよい。

次に、比較例について説明する。図１１は、比較例のスクリーン４０にレーザ光を走査させた状態を示す図である。図１２は、比較例のスクリーン４０の構成を示す図である。ＭＥＭＳミラーが駆動されてスクリーン４０にレーザ光が走査されていても（図１１（ａ））、ＭＥＭＳミラーが停止するとレーザ光が１点に（例えば１つのマイクロレンズ４００）反射される（図１１（ｂ））。図１２に示すように、スクリーン４０は、マイクロレンズ４００が六角形の形状をしていることにより、マイクロレンズ４００が最密に配列されている。

図１３は、スクリーン４０の構成例を示す断面図である。図１３（ａ）に示すように、スクリーン４０は、マイクロレンズ４００が光学板４０１に隙間なく配列されたマイクロレンズアレイ構造をしている。光学板４０１上を入射光束４０２が走査するとき、光束はマイクロレンズ４００により発散され、発散光４０３となる。マイクロレンズ４００の周期（幅）４０５は、入射光束の径４０６よりも大きくなるようにされている。つまり、スクリーン４０は、レーザ光を予め定められた発散角４０４で発散させる。

入射光束４０２の径４０６が、マイクロレンズ４００の周期（幅）４０５の２倍にされると、入射光束４０２は、２つのマイクロレンズ４００に同時に入射され、それぞれ発散光束４０７、４０８を生じる。このとき、２つの発散光束が同時に存在する領域が生じ、光の干渉が生じ得る。この干渉光束が観察者の目に入ると、スペックルとして視認される。

なお、実施形態にかかる表示装置１は、車載とされることに限定されることなく、例えば対象物などに虚像を重畳させて表示を行う他の装置などを含むものとする。例えば、表示装置１は、ショーウィンドーなどを用いて虚像を表示させるものであってもよい。

また、表示装置１は、レーザ光をスクリーン１４等によって遮光（又は拡散）することに限定されることなく、例えば凹面ミラー１６の一部に反射防止塗料の塗布などを行い、ＭＥＭＳミラー３が停止した場合のレーザ光を外部へ反射させることを低減してもよい。また、リッド２２にレーザ光を遮光する領域が形成されてもよい。つまり、マイクロレンズ１４０ａ、１５０ａ、１５０ｂ（及び凹面ミラー１６及びリッド２２）などの低輝度化部は、光源部１０が照射するレーザ光の光路内でレーザ光の反射率又は透過率を変化させて、レーザ光のパワーが集中して外部に出力されることを防止する。

（第２実施形態）
以下に図面を参照して、表示装置の第２実施形態について説明する。本実施形態の説明にあたっては、第１実施形態と異なる部分（主に低輝度化部）について説明し、第１実施形態と同様の部分についての説明を省略する。

図１４は、遮光部２５がリッド２２に設けられた構成の光偏向器２の模式図である。第１実施形態においては、スクリーン１４に低輝度化部として機能するマイクロレンズ１４０ａが設けられていたが、これに代えて、本実施形態では、光偏向器２に、低輝度化部として機能する遮光部２５が設けられている。

光偏向器２は、図９で説明したようにパッケージ２０内にＭＥＭＳミラー３を備え、本実施形態においては透過性を有するリッド２２上に遮光部２５を備えている。遮光部２５は、ＭＥＭＳミラー３が停止した場合にレーザ光が反射される位置に設けられて、レーザ光を遮る。遮光部２５は、レーザ光の透過を妨げる性質を有し、例えば、黒色等の、レーザ光の透過率をリッド２２よりも低減させる色で着色されたマークである。なお、遮光部２５は、レーザ光をリッド２２よりも遮光する物性を有していればよく、例えば、拡散板や低反射膜等でもよい。ただし、遮光部が、拡散板や反射率の高い物性を有するものであると、拡散光や反射光により迷光が生じるおそれがある。このため、遮光部は、レーザ光を拡散あるいは反射するものよりも、レーザ光を吸収する（レーザ光の透過率が低い）物性を有するものであると、より好ましい。また、遮光部は、レーザ光の透過率を５０％以下に抑えるものであることが望ましい。

なお、本実施形態では遮光部２５がリッド２２上に設けられた構成の例を説明したが、遮光部２５はＭＥＭＳミラー３が停止した場合にレーザ光が反射される位置に設けられていればよく、例えばリッド２２内やパッケージ２０内に設けられていてもよい。

本実施形態によれば、ＭＥＭＳミラー３が停止した場合であっても、遮光部２５が、レーザ光の透過を抑制し、光量を低減させるため、後段部品等への影響を抑制することができる。

（変形例）
以下に図面を参照して、第２実施形態の変形例について説明する。本変形例の説明にあたっては、第２実施形態と異なる部分（主にパッケージ）について説明し、第２実施形態と同様の部分についての説明を省略する。

図１５は、本変形例における光偏向器２の斜視図であり、図１６は、光偏向器２の断面図である。図１５および図１６に示すように、本変形例の光偏向器２は、パッケージ２０とリッド２２との間に、カバー２１を備えている。カバー２１は、リッド２２の透過面がＭＥＭＳミラー３の反射面に対して平行とならないよう、リッド２２に傾斜を持たせて支える。なお、本変形例においては、カバー２１とリッド２２とで、蓋部を構成している。なお、カバー２１とパッケージ２０とは、一体のものとして構成されていてもよい。

本変形例によれば、ＭＥＭＳミラー３により反射された光のうち、リッド２２で反射された光が再度ＭＥＭＳミラー３に入射されることを抑制することができる。

（第３実施形態）
以下に図面を参照して、表示装置の第３実施形態について説明する。本実施形態の説明にあたっては、第１実施形態と異なる部分（主に低輝度化部）について説明し、第１実施形態と同様の部分についての説明を省略する。

図１７は、低輝度化部２６がパッケージ２０の側面に設けられた構成の光偏向器２の模式図である。第１実施形態においては、スクリーン１４に、低輝度化部として機能するマイクロレンズ１４０ａが設けられていたが、本実施形態では、光偏向器２のパッケージ２０の側面に、低輝度化部２６が設けられている。

ＭＥＭＳミラー３は、ＭＥＭＳミラー３が停止した場合にレーザ光が反射される位置がパッケージ２０の側面の低輝度化部２６が設けられている位置となるように配置されている。

なお、実施にあたっては、パッケージ２０の側面に配置された低反射部材により低輝度化部２６が実現されてもよいし、パッケージ２０自体を透過率の低い材質で構成することにより、パッケージ２０の側面自体を低反射部材すなわち低輝度化部２６として機能させてもよい。低反射部材は、例えば、レーザ光の反射率が２０％以下の材質で構成された膜であり、レーザ光の波長よりも小さい距離で配列された微細構造体膜や、薄膜ＳｉＯ２等で構成された多層薄膜である。

本実施形態によれば、ＭＥＭＳミラー３が停止した場合であっても、低輝度化部２６がレーザ光の光量を抑制するため、後段部品等への影響を抑制することができる。

（反射面の傾きの設定）
図１８および図１９を参照して、ＭＥＭＳミラー３停止時におけるＭＥＭＳミラー３の反射面の傾き角（パッケージ２０の底面に対する傾き角）の設定手法の一例を説明する。図１８は傾き角θｋ＝０のミラー３０および周辺部材を示す模式図であり、図１９は傾き角θｋ＞０のミラー３０および周辺部材を示す模式図である。

ＭＥＭＳミラー３の反射面の傾き角θｋは、以下の式（１），（２）で示される。
θｋ＞（θｉｎ−θｈ）／２ ・・・式（１）
ｔａｎθｈ＝Ｌ／Ｈ ・・・式（２）
ただし、θｉｎは入射角、θｈは反射面中心Ｏからパッケージ２０の側面の上端まで結んだ仮想線とパッケージ２０の側面とがなす角、Ｌは反射面中心Ｏからパッケージ２０の側面までの距離、Ｈは反射面中心Ｏからパッケージ２０の側面上端までの高さである。なお、入射角度θｉｎとしては、傾き角θｋ＝０のときの値を、固定値として使用する。

（反射面を傾ける手法の例）
図２０および図２１を参照して、ＭＥＭＳミラー３停止時にＭＥＭＳミラー３の反射面を傾ける手法について説明する。図２０および図２１は、ＭＥＭＳミラー３停止時に傾いたミラー３０および周辺部材を示す模式図である。

ＭＥＭＳミラー３停止時に反射面を傾けるには、例えば、図２０に示すように、ミラー３０の一部（反射面の裏面など）に、錘（おもり）として機能する質量部３０ａを設けることで、反射面が傾く構造としてもよい。蛇行状梁部３２は、駆動停止中はミラー３０や可動枠体３３を浮動状態で支持するので、ミラー３０が中心からずれた位置に重心を持つことでミラー３０を傾けることができる。

また、例えば、図２１に示すように、ミラー３０および可動枠体３３自体の質量によって反射面が傾くよう、ＭＥＭＳミラー３における接続部３１（図３参照）の位置が、ミラー３０の中心（反射面中心Ｏ）に対して点対象にならない設計としてもよい。

或いは、パッケージ２０によるＭＥＭＳミラー３の支え方を調整することで傾けてもよい。この場合には、ＭＥＭＳミラー３の駆動に際しては、圧電部材３６への印可電圧を他の場合に比べて高くすることにより、ミラー３０の振れ角を大きくする。

以上の実施形態は、表示装置への適用例であるが、実施にあたっては表示装置に限らず、例えば、レーザプリンタやレーザ描画装置といった、光源からの光を光偏向器により光走査することにより画像を形成する画像形成装置に適用してもよい。

１ 表示装置
２ 光偏向器
３ ＭＥＭＳミラー
１０ 光源部
１２ 走査ミラー
１４、１４ａ、１４ｂ スクリーン
１６ 凹面ミラー
１８ フロントガラス
２０ パッケージ
２２ リッド
２４ 反射防止面
３０ ミラー
１４０、１４０ａ、１５０ａ、１５０ｂ マイクロレンズ（低輝度化部）

特開２０１３−１５６３１４号公報

Claims (13)

1. レーザ光を照射するレーザ光源と、
   前記レーザ光源が照射するレーザ光を偏向することにより、透過反射部材に映される画像領域をスクリーンに走査する光偏向器と、
   前記光偏向器が走査を停止した場合に、前記光偏向器が偏向したレーザ光に対して、前記透過反射部材に映されるまでの光路内で、前記画像領域内における輝度を低下させる低輝度化部と、を有し、
   前記低輝度化部は、前記スクリーンにおける前記画像領域内に設けられている
   ことを特徴とする表示装置。
2. 前記低輝度化部は、
   前記スクリーンに設けられ、レーザ光の反射率又は透過率を変化させること
   を特徴とする請求項１に記載の表示装置。
3. 前記スクリーンは、
   複数の光学素子からなり、
   前記低輝度化部は、
   形状、反射率及び透過率の少なくともいずれかが周囲の光学素子とは異なる光学素子を有すること
   を特徴とする請求項２に記載の表示装置。
4. 前記低輝度化部は、
   周囲の光学素子とは曲率が異なる光学素子であること
   を特徴とする請求項３に記載の表示装置。
5. 前記低輝度化部は、
   周囲の光学素子よりも高い密度で設けられた複数の光学素子であること
   を特徴とする請求項３に記載の表示装置。
6. 前記光偏向器は、
   ２軸ＭＥＭＳミラーを有すること
   を特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の表示装置。
7. 前記光偏向器は、
   前記２軸ＭＥＭＳミラーを収容する収容器の内面がレーザ光の反射を防止する反射防止部材であること
   を特徴とする請求項６に記載の表示装置。
8. 前記低輝度化部は、
   前記画像領域内に非表示領域を形成すること
   を特徴とする請求項１に記載の表示装置。
9. 前記低輝度化部は、
   前記画像領域内にレーザ光の拡散を大きくした拡散領域を形成すること
   を特徴とする請求項１に記載の表示装置。
10. 前記スクリーンは、
    マイクロレンズアレイであること
    を特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の表示装置。
11. 前記レーザ光源は、
    波長が異なる複数のレーザ光を照射し、
    前記レーザ光源が照射した複数のレーザ光の光路を１つに合成する光路合成部材をさらに有すること
    を特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の表示装置。
12. 前記光偏向器が前記スクリーンに走査した画像領域を拡大させる拡大光学系をさらに有すること
    を特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の表示装置。
13. 請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の表示装置を有すること
    を特徴とする移動体。

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