WO2011152215A1

WO2011152215A1 - 光走査素子およびそれを用いた画像表示装置

Info

Publication number: WO2011152215A1
Application number: PCT/JP2011/061417
Authority: WO
Inventors: 賢司田上; 藤男奥村
Original assignee: 日本電気株式会社
Priority date: 2010-06-02
Filing date: 2011-05-18
Publication date: 2011-12-08
Also published as: US9046643B2; US20130070167A1; JPWO2011152215A1

Abstract

　光走査素子は、ミラー部１と、ミラー部１が搭載される搭載部７を備え、搭載部７が回転可能に構成された可動部２とを有する。ミラー部１は、入射光の一部が反射され、残りの光を透過する誘電体多層膜と、この誘電体多層膜が一面に形成され、上記誘電体多層膜を透過した上記残りの光を透過する第１の基板を有する。搭載部７は、上記誘電体多層膜と対向する部分に貫通穴を有する。

Description

光走査素子およびそれを用いた画像表示装置

　本発明は、光ビームでスクリーン上を走査する光走査素子に関し、特に、回転可能なミラーを備える光走査素子に関する。

　特許文献１には、ミラー部とこのミラー部を回転可能に支持する捩じりバネ部とからなる振動体と、この振動体が固定される固定部と、捩じりバネ部をその共振周波数で変形させることでミラー部を往復振動させる駆動部とを有する光偏向子が記載されている。

　ミラー部は、シリコンよりなるベース部を備え、このベース部上に、金属（Ａｌ、Ａｕなど）よりなる反射膜が形成されている。

　上記の光偏向子では、入射光の一部が反射膜にて吸収されることで、反射膜の温度が上昇し、その結果、ミラー部（特にベース部）において、熱膨張による歪みが生じる。ミラー部に歪みが生じると、光ビームの走査を正確に行うことが困難になる。

　また、温度上昇によって捩じりバネ部の剛性が変化し、それにより捩じりバネ部の共振周波数が変化する。捩じりバネ部の共振周波数が変化すると、それに伴って偏向角が変化するため、光ビームの走査を正確に行うことが困難となる。

　そこで、特許文献１には、放熱構造を有する光偏向子が記載されている。この光偏向子は、上述した振動体、固定部および駆動部に加えて、振動体を覆う固体伝熱体を備える。固体伝熱体は、Ａｌ等の金属よりなる。光吸収により生じた熱は、反射膜から固体伝熱体を通じて外部に放熱される。

　上記の他、特許文献２には、光源と、この光源からの光ビームでスクリーン上を走査するＭＥＭＳミラーと、ＭＥＭＳミラーに対して光ビームを照射する補助光源と、ＭＥＭＳミラーの温度が一定となるように、補助光源のパワーを制御する制御手段とを有する画像表示装置が記載されている。

　ＭＥＭＳミラーは、誘電体多層膜よりなるミラー部と、このミラー部が搭載される第１の基板と、この第１の基板を回転可能に支持する２つの梁と、これら梁が固定される第２の基板とを有する。これら梁および第２の基板は、上記の捩じりバネ部に対応する。

　ＭＥＭＳミラーでは、光源からの入射光の一部が誘電体多層膜にて反射され、残りの光は誘電体多層膜または第１の基板で吸収される。光源からの光の波長域における誘電体多層膜の反射率は９８％以上である。

　補助光源からの光もＭＥＭＳミラーのミラー部に照射される。補助光源の波長域は上記の光源の波長域と異なる。補助光源の波長域における誘電体多層膜の反射率は数％であるため、補助光源からの光のほとんどが誘電体多層膜または第１の基板で吸収される。

　上記の画像表示装置では、制御手段が、ミラー部で吸収される光源からの光のエネルギー量と、ミラー部で吸収される補助光源からの光のエネルギー量との総量が一定になるように、補助光源から出射される光の量を制御する。

特開２００７－２７１９０９号公報特開２００８－１５００１号公報

　しかし、特許文献１に記載の放熱構造を有する光偏向子は、ミラー部が固体伝熱体と接する構造であるため、ミラー部を固体伝熱体と一緒に往復振動させる必要がある。この場合の共振周波数は、ミラー部単独で往復振動させる場合に比較して低下する。共振周波数が低下すると、走査速度が低下するとともに偏向角が変化するため、光ビームの走査を高速かつ正確に行うことが困難となる。

　また、最近では、表示画像の高輝度化を図るために、ビームを照射する光源の出力を増大する傾向にあり、例えば、十数Ｗ～数十Ｗの光源が用いられる場合がある。固体伝熱体による放熱効果だけでは、そのような高出力の光源が用いられた場合に、ミラー部の温度上昇を抑制することは困難である。特に、特許文献１に記載の光偏向子においては、ベース部および反射膜は、入射光を吸収する材料より構成されているため、光源の出力増大による温度上昇の影響を受け易い。

　特許文献２に記載の画像表示装置においては、補助光源を用いるため、その分、装置のコストが増大するとともに装置が大掛かりなものになる。

　さらに、ＭＥＭＳミラーでは、入射光全体のうち９８％の光が誘電体多層膜で反射されるが、残りの光（２％）は、誘電体多層膜または第１の基板で吸収される。上記の高出力の光源を用いた場合、２％の光であっても、それを吸収することで、誘電体多層膜または第１の基板の温度が上昇して、前述したようなミラー部の歪みや捩じりバネ部の剛性の変化を引き起こす。

　本発明の目的は、上記の問題を解決し、ミラー部の温度上昇を抑制することができる光走査素子およびそれを用いた画像表示装置を提供することである。

　上記の目的を達成するため、本発明の光走査素子は、
　入射光の一部が反射され、残りの光を透過する誘電体多層膜と、
　前記誘電体多層膜が一面に形成され、前記誘電体多層膜を透過した前記残りの光を透過する第１の基板と、
　前記第１の基板が搭載される搭載部を備え、該搭載部が回転可能に構成された可動部と、を有し、
　前記搭載部は、前記誘電体多層膜と対向する部分に貫通穴を有する。

　本発明の画像表示装置は、
　光源と、
　前記光源からの光ビームを、スクリーン上の第１の方向に走査する第１の光走査素子と、
　前記第１の光走査素子からの光ビームを、前記スクリーン上の前記第１の方向と交差する第２の方向に走査する第２の光走査素子と、
　入力映像信号に基づいて、前記第１および第２の光走査素子を制御するとともに前記レーザー光源の照射タイミングを制御する制御部と、を有し、
　前記第１および第２の光走査素子は、上記の本発明の光走査素子よりなる。

本発明の第１の実施形態である光走査素子の構成を模式的に示す斜視図である。図１に示す光走査素子を主要な構成に分解した分解斜視図である。図１に示す光走査素子のミラー部の一例を示す模式図である。図１に示す光走査素子の誘電体多層膜の一例を示す模式図である。図４に示す誘電体多層膜の分光反射特性を示す特性図である。図１に示す光走査素子の可動部を示す上面図である。図１に示す光走査素子の可動部の第１の腕部の変形状態を示す模式図である。図１に示す光走査素子の可動部の第２の腕部の変形状態を示す模式図である。温度上昇を抑制する原理を説明するための模式図である。図１に示す光走査素子のミラー部および可動部の嵌合構造の一例を示す模式図である。図１に示す光走査素子のミラー基板の軽量化の構造の一例を示す模式図である。図１に示す光走査素子のミラー基板の軽量化の構造の別の例を示す模式図である。本発明の第２の実施形態である光走査素子の構成を模式的に示す斜視図である。本発明の第３の実施形態である光走査素子の構成を模式的に示す斜視図である。本発明の光走査素子を備える投射型表示装置の一例を示す模式図である。

１　ミラー部
２　可動部
３　ベース
４　吸収部材
５　誘電体多層膜
６　ミラー基板
７　搭載部

　以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

　（第１の実施形態）
　図１は、本発明の第１の実施形態である光走査素子の構成を模式的に示す斜視図であり、図２は、その光走査素子を主要な構成に分解した分解斜視図である。

　図１および図２を参照すると、光走査素子は、スクリーン上をレーザー光で走査して画像を形成する投射型表示装置に用いられるものであって、ミラー部１、可動部２、ベース３および吸収部材４を有する。

　図３は、ミラー部１の一例を示す模式図である。図３に示すように、ミラー部１は、入射光の一部を反射し、残りの光を透過する誘電体多層膜５と、誘電体多層膜５が一面に形成され、誘電体多層膜５を透過した上記残りの光を透過するミラー基板６とを有する。

　誘電体多層膜５は、使用されるレーザー光の波長帯域において高い反射率を有し、その波長帯域の光の吸収率はほぼ０％である。

　図４は、誘電体多層膜５の一例を示す模式図である。この例では、誘電体多層膜５は、ＺｎＳ－ＳｉＯ₂層５ａとＳｉＯ₂層５ｂとを交互に積層した構造を有する。ＺｎＳ－ＳｉＯ₂層５ａの膜厚ｔｚは、例えば４７．１ｎｍである。ＳｉＯ₂層５ｂの膜厚ｔｓは、例えば６９．１ｎｍである。

　上記の積層構造を有する誘電体多層膜５によれば、４０５ｎｍの波長帯域において、９９％程度の反射率を達成することができ、かつ、その波長帯域における光の吸収率をほぼ０％にすることができる。

　なお、一般に、誘電体多層膜は、光の入射角度によって反射率が変化する入射角依存性を有するが、使用波長帯域（入射光の波長帯域）を限定することで、入射角依存性の影響を抑制することができる。

　図５は、誘電体多層膜の分光反射特性の一例を示す特性図である。縦軸は反射率（％）を示し、横軸は波長（ｎｍ）を示す。符号Ａで示された曲線は、膜面に対して光が斜めに入射した場合（例えば、入射角度２５°）の分光反射特性を示し、符号Ｂで示された曲線は、膜面に対して光が垂直に入射した場合の分光反射特性を示す。

　図５に示すように、波長が４０５ｎｍのレーザー光を誘電体多層膜５に照射する場合、斜め入射および垂直入射ともに、９９％程度の反射率を達成することができる。また、斜め入射および垂直入射のいずれの場合も、レーザー光の吸収率は略０％であり、１％程度の光が誘電体多層膜５を透過する。

　再び、図１から図３を参照する。ミラー基板６は、板状のものであって、誘電体多層膜５に照射されるレーザー光に対して透明であるような分光透過特性を有する材料（具体的には、レーザー光の波長帯域における透過率が略１００％である材料）よりなる。例えば、４０５ｎｍの波長帯域の光に対して透明であるような分光透過特性を有する材料としては、ＳｉＯ₂、ＣａＦ₂、ＭｇＦ₂などがある。

　可動部２は、ミラー基板６が搭載される搭載部７を備え、搭載部７が回転可能なように構成されている。搭載部７は貫通穴７ａを有し、ミラー部１に照射されたレーザー光のうちの誘電体多層膜５およびミラー基板６を透過した透過ビームが貫通穴７ａを通過する。透過ビームが搭載部７で遮られないように、貫通穴７ａの位置および大きさが設計されている。

　図６は、可動部２の上面図である。図６に示すように、可動部２は、搭載部７を回転可能なように支持する２つの捻り梁１１ａ、１１ｂと、これら捻り梁１１ａ、１１ｂが固定される枠状の基板１０を有する。搭載部７、捻り梁１１ａ、１１ｂおよび基板１０は、例えばＳｉよりなり、一体成型されてもよい。捻り梁１１ａの長さおよび幅は、捻り梁１１ｂの長さおよび幅とほぼ同じである。

　基板１０の面に垂直な方向から見た場合、搭載部７は、基板１０の開口部（枠内）のほぼ中央に位置する。搭載部７は枠状のものであって、対向する第１および第２の辺部７１ａ、７１ｂを備える。第１の辺部７１ａの中央部（具体的には、重心位置）は、捻り梁１１ａを介して基板１０に固定され、第２の辺部７１ｂの中央部（具体的には、重心位置）は、捻り梁１１ｂを介して基板１０に固定されている。

　基板１０は、対向する第１および第２の腕部を有する。捻り梁１１ａの一端が第１の腕部の中央部に固定され、捻り梁１１ｂの一端が第２の腕部の中央部に固定されている。第１の腕部の長さおよび幅は、第２の腕部の長さおよび幅とほぼ同じである。

　第１の腕部は、その中央部から一方の側の方向に延伸した腕部１０ａと、他方の側の方向に延伸した腕部１０ｂを有する。圧電素子１２ａが腕部１０ａに設けられ、圧電素子１２ｂが腕部１０ｂに設けられている。

　第２の腕部は、その中央部から一方の側の方向に延伸した腕部１０ｃと、他方の側の方向に延伸した腕部１０ｄを有する。圧電素子１２ｃが腕部１０ｃに設けられ、圧電素子１２ｄが腕部１０ｄに設けられている。

　再び、図１から図３を参照する。可動部２の基板１０は、断面形状がＵ字状のベース３に固定されている。ベース３は、対向する第１および第２の凸部を有する。基板１０は、第１および第２の腕部と交差する方向に延伸した第１および第２の固定部を備える。第１の固定部は、第２の固定部と対向しており、第１の固定部が第１の凸部に固定され、第２の固定部が第２の凸部に固定されている。

　吸収部材４は、ミラー部１に照射されるレーザー光の波長帯域を含む特定の波長帯域の光を吸収する材料よりなり、ミラー部１に照射されたレーザー光のうちの誘電体多層膜５およびミラー基板６を透過した透過ビームを吸収する。吸収部材４は、ベース３の凹部の部分の誘電体多層膜５と対向する領域であって、透過ビームが照射される領域全体に設けられている。

　ベース３は、吸収部材４にて光吸収により発生した熱を放熱させることができるような材質および構造にしてもよい。

　次に、本実施形態の光走査素子の動作について説明する。

　まず、ミラー部１を往復振動させる動作について説明する。

　圧電素子１２ａ、１２ｃに第１の駆動信号に基づく電圧を供給するとともに、圧電素子１２ｂ、１２ｄに第２の駆動信号に基づく電圧を供給することで、ミラー部１を往復振動させる。ここで、第１の駆動信号は、第２の駆動信号とは逆位相の駆動信号である。

　図７Ａは、第１の駆動信号に基づく電圧が圧電素子１２ａに供給され、第２の駆動信号に基づく電圧が圧電素子１２ｂに供給された場合の基板１０の腕部１０ａ、１０ｂの変形状態を示す模式図である。図７Ｂは、第１の駆動信号に基づく電圧が圧電素子１２ｃに供給され、第２の駆動信号に基づく電圧が圧電素子１２ｄに供給された場合の基板１０の腕部１０ｃ、１０ｄの変形状態を示す模式図である。

　第１および第２の駆動信号の半周期において、腕部１０ａ、１０ｂが図７Ａに示した変形状態とされるとともに、腕部１０ｃ、１０ｄが図７Ｂに示した変形状態とされる。この状態では、搭載部７の腕部１０ａ、１０ｃ側の部分（以下、第１の端部側と記す）が、基板１０の面より高くなり、搭載部７の腕部１０ｂ、１０ｄ側の部分（以下、第２の端部側と記す）が、基板１０の面より低くなる。

　第１および第２の駆動信号の残りの半周期においては、腕部１０ａ、１０ｂの状態と腕部１０ｃ、１０ｄの状態は互いに逆の状態となる。すなわち、腕部１０ａ、１０ｂは図７Ｂに示した変形状態とされ、腕部１０ｃ、１０ｄは図７Ａに示した変形状態とされる。この状態では、搭載部７の第１の端部側が基板１０の面より低くなり、第２の端部側が基板１０の面より高くなる。

　第１および第２の駆動信号の周波数を捻り梁１１ａ、１１ｂの共振周波数とほぼ等しくなるように設定することで、捻り梁１１ａ、１１ｂをその共振周波数で変形させることができ、それにより、搭載部７に搭載されたミラー部１を往復振動させる。この往復振動により、入射したレーザー光を空間的に走査することができる。

　次に、光照射時のミラー部１および搭載部７における温度上昇が抑制される原理について説明する。

　図８は、温度上昇を抑制する原理を説明するための模式図である。図８に示すように、照射ビーム（レーザー光）１００が誘電体多層膜５に照射されると、照射ビーム（レーザー光）１００の一部の光が誘電体多層膜５で反射され、残りの光が誘電体多層膜５を透過する。

　照射ビーム１００の波長帯域において、誘電体多層膜５の光吸収率はほぼ０であるので、光吸収によって誘電体多層膜５の温度が上昇することはない。照射ビーム１００は、誘電体多層膜５にて反射ビーム１０１および透過ビーム１０２に分離される。

　透過ビーム１０２は、ミラー基板６を透過する。照射ビーム１００の波長帯域において、ミラー基板６の光吸収率はほぼ０であるので、光吸収によってミラー基板６の温度が上昇することはない。

　ミラー基板６を透過した透過ビーム１０２は、搭載部７の貫通穴７ａを通過し、その後、吸収部材４に到達する。透過ビーム１０２は、吸収部材４によって吸収される。吸収部材４では、光エネルギーが熱エネルギーに変換され、吸収部材４の温度が上昇する。熱エネルギーは、吸収部材４からベース３に伝導し、ベース３の外側の面から外部へ放射される（放熱）。

　なお、上述したミラー部１の往復振動の状態において、透過ビーム１０２が搭載部７の一部で遮られることがないように、貫通穴７ａの位置および大きさが設計されている。したがって、透過ビーム１０２は、必ず貫通穴７ａを通過し、搭載部７で吸収されることはない。

　本実施形態の光走査素子は本発明の一例であり、その構成は、発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜に変更することができる。

　例えば、ミラー基板６を搭載部７に固定するための嵌合構造を採用してもよい。図９は、そのような嵌合構造の一例を示す模式図である。

　図９を参照すると、ミラー基板６は、その両端部の搭載部７に固定される部分に、断面形状が鉤状の嵌合部６ａ、６ｂを備える。搭載部７の第１および第２の辺部７１ａ、７１ｂの断面形状は方形形状である。嵌合部６ａの形状は第１の辺部７１ａの角部の形状と合致しており、嵌合部６ｂの形状は第２の辺部７１ｂの角部の形状と合致している。

　上記のような嵌合構造によれば、ミラー基板６の嵌合部６ａ、６ｂを搭載部７の第１および第２の辺部７１ａ、７１ｂの角部に嵌め込むことで、ミラー基板６と搭載部７の位置決めを簡単かつ正確に行うことができる。

　また、本実施形態の光走査素子において、ミラー部１の軽量化のために、凹部がミラー基板６の誘電体多層膜５が形成された面とは反対側の面に設けられてもよい。

　図１０に、軽量化のためのミラー基板６の構造の一例を示す。この例では、４つの凹部６０ａが、ミラー基板６の誘電体多層膜５が形成された面とは反対側の面（裏面）に設けられている。各凹部６０ａは、同じ大きさであり、裏面に垂直な方向から見た場合の形状は長方形である。各凹部６０ａの断面形状は矩形である。このような凹部６０ａを設けたことで、ミラー基板６の重量は、図３に示したものよりも軽い。ミラー基板６の重量を軽減することで走査速度を上げることが可能である。

　また、各凹部６０ａは、格子状のリブ６０ｂにより区画されている。このリブ６０ｂにより、ミラー基板６の剛性が確保される。

　図１１に、軽量化のためのミラー基板６の構造の別の例を示す。この例では、規則的に配置された複数の凹部６１ａが、ミラー基板６の誘電体多層膜５が形成された面とは反対側の面（裏面）に設けられている。各凹部６１ａの大きさは同じである。裏面に垂直な方向から見た場合の凹部６１ａの形状は円形である。凹部６１ａの断面形状は矩形である。このような凹部６１ａを設けたことで、ミラー基板６の重量は、図３に示したものよりも軽い。

　また、凹部６１ａの配置を周期的な配置（２行５列の配置）としたことで、凹部６１ａが形成されていない部分によってミラー基板６の剛性が確保される。

　また、本実施形態の光走査素子において、搭載部７は方形形状のものに限定されない。搭載部７は、円形など他の形状のものであってもよい。ただし、加工性を考慮すると、搭載部７は方形形状のものがよい。

　また、本実施形態では、搭載部７、捻り梁１１ａ、１１ｂおよび基板１０は、例えばＳｉにより成型されたが、ステンレスなどの金属薄板でも成型は可能である。その場合は、Ｓｉよりも素子を安価にできる利点を有する。

　（第２の実施形態）
　図１２は、本発明の第２の実施形態である光走査素子の構成を模式的に示す斜視図である。

　図１２を参照すると、光走査素子は、スクリーン上をレーザー光で走査して画像を形成する投射型表示装置に用いられるものであって、その主要部は、ミラー部１および可動部２０からなる。ミラー部１は、第１の実施形態のもの（変形例を含む）と同じである。

　可動部２０は、ミラー部１が搭載される搭載部２１と、この搭載部２１が回転可能なように支持される軸２２を有する。

　搭載部２１は、貫通穴２１ａを有しており、ミラー部１に照射されたレーザー光のうちの誘電体多層膜５およびミラー基板６を透過した透過ビームが貫通穴２１ａを通過する。透過ビームが搭載部２１で遮られないように、貫通穴２１ａの位置および大きさが設計されている。

　軸２２の一端は、不図示の軸受部に回転可能に取り付けられている。軸２２の他端は、不図示のギア等の動力伝達手段を介してモータの出力軸に連結されている。軸２２は、誘電体多層膜５の膜面と平行な軸であり、誘電体多層膜５の膜面に垂直な方向から見た場合に、軸２２の断面の中心を通る線が誘電体多層膜５の膜面の重心を通る。

　本実施形態の光走査素子においては、モータを駆動することで、ミラー部１が軸２２の周りに回転する。これにより、入射したレーザー光を空間的に走査することができる。

　また、本実施形態の光走査素子においても、第１の実施形態で説明した温度上昇の抑制（図８）と同様の原理により、ミラー部１および搭載部２１の温度上昇が抑制される。

　具体的には、照射ビーム（レーザー光）１００は誘電体多層膜５にて反射ビーム１０１および透過ビーム１０２に分離される。透過ビーム１０２は、ミラー基板６を透過し、その後、搭載部２１の貫通穴２１ａを通過する。

　照射ビーム１００の波長帯域において、誘電体多層膜５およびミラー基板６の光吸収率はほぼ０であるので、光吸収によって、誘電体多層膜５およびミラー基板６の温度が上昇することはない。

　また、ミラー基板６を透過した透過ビーム１０２は、搭載部２１の貫通穴２１ａを通過するので、搭載部２１の温度が上昇することもない。

　なお、本実施形態においても、誘電体多層膜５と対向する位置に、搭載部２１の貫通穴２１ａを通過した透過ビーム１０２を吸収するための吸収部材を設けてもよい。

　（第３の実施形態）
　図１３は、本発明の第３の実施形態である光走査素子の構成を模式的に示す斜視図である。

　本実施形態の光走査素子は、搭載部が異なる以外は、第１の実施形態と同じものである。図１３において、第１の実施形態と同じ構成には同じ符号が付されている。説明の重複を避けるために、同じ構成についての詳細な説明は省略する。

　搭載部３０は、格子状の枠部よりなり、この枠部により複数の貫通穴３１が形成されている。各貫通穴３１の大きさはほぼ同じである。搭載部３０、捻り梁１１ａ、１１ｂおよび基板１０は、例えばＳｉよりなり、一体成型されてもよい。

　本実施形態の光走査素子では、ミラー部１は図３に示した誘電体多層膜５およびミラー基板６からなり、このミラー部１を透過した透過ビームは、搭載部３０の各貫通穴３１を通過する。このため、誘電体多層膜５、ミラー基板６および搭載部３０の温度が上昇することを抑制することができる。

　搭載部３０の各貫通穴３１を通過した透過ビームは、吸収部材４によって吸収される。吸収部材４では、光エネルギーが熱エネルギーに変換され、吸収部材４の温度が上昇する。熱エネルギーは、吸収部材４からベース３に伝導し、ベース３の外側の面から外部へ放射される（放熱）。

　なお、本実施形態の光走査素子においては、透過ビームの一部が、搭載部３０の格子状の部分で吸収されるが、貫通穴を有していない搭載部と比較して、以下のような効果を有する。

　貫通穴を有していない搭載部では、透過ビームのほとんどが搭載部にて吸収されるため、光吸収によって搭載部の温度が上昇して、ミラー部の歪みや捻り梁の剛性の変化を引き起こす。

　これに対して、本実施形態の光走査素子では、透過ビームの一部が搭載部３０の格子状の部分で吸収されるものの、残りの透過ビームは搭載部３０の各貫通穴３１を通過するため、その分、搭載部３０における光吸収量は、上記の貫通穴を有していない搭載部に比較して小さい。よって、上記の貫通穴を有していない搭載部に比較して、より高出力の光源を用いることができる。

　ただし、透過ビームの一部が格子状の部分で吸収されて搭載部３０の温度が上昇するため、光源の高出力化は、ミラー部の歪みや捻り梁の剛性の変化を引き起さない範囲に制限される。

　また、本実施形態の光走査素子においては、搭載部３０を格子状としたことで、搭載部３０の剛性は、第１および第２の実施形態の光走査素子の搭載部７よりも高い。

　搭載部３０の格子状の枠部は、上述した第２の実施形態の光走査素子の搭載部２１に適用することもできる。これにより、第２の実施形態の光走査素子の搭載部２１の剛性を高めることができる。

　以上説明した各実施形態の光走査素子は、スクリーン上をレーザー光で走査して画像を形成する投射型表示装置に用いることができる。

　図１４は、本発明の光走査素子を備える投射型表示装置の構成を示す模式図である。

　図１４を参照すると、投射型表示装置は、レーザー光源１００、水平方向光走査素子１０１、垂直方向光走査素子１０２、スクリーン１０３および制御部１０４を有する。ここでは、スクリーン１０３の表示面をＸＺ軸の２次元平面と仮定し、表示面上の水平方向、垂直方向をそれぞれＸ軸方向、Ｚ軸方向とする。

　水平方向光走査素子１０１および垂直方向光走査素子１０２は、上述した第１乃至第３の実施形態の光走査素子のいずれかによって構成されている。

　水平方向光走査素子１０１は、レーザー光源１００から出射したレーザー光の進行方向に配置されており、レーザー光源１００からのレーザー光を垂直方向光走査素子１０２の方向へ反射する。

　垂直方向光走査素子１０２は、水平方向光走査素子１０１で反射されたレーザー光の進行方向に配置されており、水平方向光走査素子１０１からのレーザー光をスクリーン１０３の方向へ反射する。

　制御部１０４は、外部からの入力映像信号に基づいて、レーザー光源１００の発光タイミングを制御するとともに、水平方向光走査素子１０１および垂直方向光走査素子１０２の各ミラー部の回転を制御する。水平方向光走査素子１０１によって水平方向の走査がなされると同時に垂直方向光走査素子１０２によって垂直方向の走査がなされ、スクリーン１０３上に２次元の画像が形成される。

　以上、実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。本発明の構成および動作については、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、当業者が理解し得る様々な変更を行うことができる。

　この出願は、２０１０年６月２日に出願された日本出願特願２０１０－１２６７３２を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。

Claims

　入射光の一部が反射され、残りの光を透過する誘電体多層膜と、
　前記誘電体多層膜が一面に形成され、前記誘電体多層膜を透過した前記残りの光を透過する第１の基板と、
　前記第１の基板が搭載される搭載部を備え、該搭載部が回転可能に構成された可動部と、を有し、
　前記搭載部は、前記誘電体多層膜と対向する部分に貫通穴を有する、光走査素子。
　前記第１の基板は、前記一面とは反対側の他面に凹部を有する、請求項１に記載の光走査素子。
　前記凹部は複数あり、
　前記第１の基板は、前記他面に複数の前記凹部を区画するリブを有する、請求項２に記載の光走査素子。
　前記第１の基板は、前記搭載部の所定の部位と嵌合する嵌合部を有する、請求項１から３のいずれか１項に記載の光走査素子。
　前記搭載部は格子状の枠部よりなる、請求項１から４のいずれか１項に記載の光走査素子。
　前記入射光は所定の波長帯域のレーザー光であり、
　前記第１の基板は、前記レーザー光の波長帯域で透明な材料よりなる、請求項１から５のいずれか１項に記載の光走査素子。
　前記第１の基板は、ＳｉＯ₂、ＣａＦ₂、ＭｇＦ₂のいずれかにより形成されている、請求項１から６のいずれか１項に記載の光走査素子。
　前記可動部は、
　前記搭載部を前記誘電体多層膜の膜面に平行な軸の周りに回転可能に支持する第１および第２の捻り梁と、
　前記第１および第２の捻り梁が固定される枠状の第２の基板と、を有し、
　前記第２の基板の面に垂直な方向から見た場合に、前記搭載部は前記第２の基板の開口した部分の中央に位置し、前記第１および第２の捻り梁は前記搭載部の両側に対向して設けられている、請求項１から７のいずれか１項に記載の光走査素子。
　前記可動部は、前記搭載部を回転可能に支持する軸部を有し、前記誘電体多層膜の膜面に垂直な方向から見た場合に、前記軸部の断面の中心を通る線が前記誘電体多層膜の膜面の重心を通る、請求項１から７のいずれか１項に記載の光走査素子。
　前記誘電体多層膜および第１の基板を透過して前記搭載部の前記貫通穴を通過した前記残りの光を吸収する吸収部材を、さらに有する、請求項１から９のいずれか１項に記載の光走査素子。
　光源と、
　前記光源からの光ビームを、スクリーン上の第１の方向に走査する第１の光走査素子と、
　前記第１の光走査素子からの光ビームを、前記スクリーン上の前記第１の方向と交差する第２の方向に走査する第２の光走査素子と、
　入力映像信号に基づいて、前記第１および第２の光走査素子を制御するとともに前記レーザー光源の照射タイミングを制御する制御部と、を有し、
　前記第１および第２の光走査素子は、請求項１から１０のいずれか１項に記載の光走査素子よりなる、画像表示装置。