光偏向装置、画像形成装置および画像表示装置
【課題】簡単な光学系により、光ビームの拡散を抑制し、解像度や分解能を高めることが可能な光偏向装置を提供すること。
【解決手段】曲面により形成され、光ビームを偏向可能な反射面１１と、反射面１１を搭載するステージ１２と、ステージ１２を、支持部１４に相対移動可能に連結するとともに、支持部１４に対するステージ１２の駆動方向を設定する複数のばね１３と、ステージ１２を変位させるための駆動力を提供する駆動手段と、駆動手段１６を駆動させてステージ１２が変位するのに伴って反射面１１により偏向される光ビームを、平行光へと変換可能なコリメータ１５と、を備えていることを特徴とする光偏向装置とした。
【解決手段】曲面により形成され、光ビームを偏向可能な反射面１１と、反射面１１を搭載するステージ１２と、ステージ１２を、支持部１４に相対移動可能に連結するとともに、支持部１４に対するステージ１２の駆動方向を設定する複数のばね１３と、ステージ１２を変位させるための駆動力を提供する駆動手段と、駆動手段１６を駆動させてステージ１２が変位するのに伴って反射面１１により偏向される光ビームを、平行光へと変換可能なコリメータ１５と、を備えていることを特徴とする光偏向装置とした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、曲面で形成された反射面を平行移動させて光ビームを走査させる光偏向装置ならびにこの光偏向装置を備えた画像形成装置および画像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光ビームを走査する光偏向装置は、電子写真方式の画像形成装置、プロジェクタやヘッドマウントディスプレイなどの画像表示装置、バーコードリーダ、距離センサ、光通信用装置と多岐にわたって用いられている。
【０００３】
その中でも、回転多面鏡(ポリゴンミラー)や、振動型反射鏡(ガルバノミラー)のようなミラーによる光の反射を利用した光偏向装置は、偏向角度の波長依存性が無く、温度変化など周囲の環境の変化に強いという長所から、広く使用されている。
【０００４】
最近では小型化、高速化を実現するために、マイクロマシン技術を用いて作製されたシリコン基板を用いたマイクロミラーの開発が盛んになっている。しかし、マイクロミラーは、高速で駆動させようとすると、ミラーを厚くし、トーションバーの剛性を高める必要があるため、ミラーの振れ角を大きくすることができない。
【０００５】
そこで、高速化と大走査角というトレードオフの関係にある２つを同時に満たすため、曲面で形成された反射面を平行移動することで光ビームを走査する光偏向装置が、例えば、特許文献１などにより知られている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の曲面により形成された反射面を持つ光偏向装置は、入射光のスポット径が有限であるため、１つの反射光内でも偏向角度に違いが出て、結果として、光が広がってしまうという問題があった。
【０００７】
このような光ビームの広がりは、偏向装置を、画像形成装置などに適用した場合には、画像の解像度の低下や、センサなどに適用した場合は、分解能の低下などを引き起こしてしまう。また、反射光の光路にコリメータを別途用意すると、装置が大型化し、マイクロマシン技術により小型化を実現した利点が無くなってしまう。
【０００８】
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、簡単な光学系により、光ビームの拡散を抑制でき、画像形成装置などに用いた場合などに解像度や分解能を高めることが可能な光偏向装置、ならびに、この光偏向装置を備えた画像形成装置および画像表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明の光偏向装置は、曲面により形成され、光ビームを偏向可能な反射面と、この反射面を搭載するステージと、このステージを、支持部に相対移動可能に連結するとともに、前記支持部に対する前記ステージの駆動方向を設定する複数の弾性支持体と、前記ステージを変位させるための駆動力を提供する駆動手段と、この駆動手段を駆動させて前記ステージが変位するのに伴って前記反射面により偏向される光ビームを、平行光へと変換可能なコリメート手段と、を備えていることを特徴とする光偏向装置とした。
【００１０】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の光偏向装置において、前記コリメート手段が、前記ステージあるいは前記反射面が設けられたシリコン基板に一体に設けられていることを特徴とする光偏向装置とした。
【００１１】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の光偏向装置において、前記駆動手段として、駆動力に圧電効果を用いる圧電素子を備えていることを特徴とする光偏向装置とした。
また、請求項４に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の光偏向装置において、前記駆動手段として、駆動力に静電力を用いる静電アクチュエータを備えていることを特徴とする光偏向装置とした。
また、請求項５に記載の発明は、請求項１または請求項２に光偏向装置において、前記駆動手段として、駆動力に電磁力を用いる電磁アクチュエータを備えていることを特徴とする光偏向装置とした。
【００１２】
また、請求項６に記載の発明は、請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の光偏向装置において、前記反射面が、前記ステージを形成する材料と同じ材料をエッチングすることにより作製されていることを特徴とする光偏向装置とした。
【００１３】
また、請求項７に記載の発明は、請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の光偏向装置において、前記反射面が、前記ステージ上に堆積、あるいは接合された材料をエッチングすることにより作製されていることを特徴とする光偏向装置とした。
【００１４】
また、請求項８に記載の発明は、請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載の光偏向装置において、前記反射面が凸面形状に形成され、前記コリメート手段が、一面が平面で他面が凸状面の平凸レンズ状に形成されているとともに、前記反射面の反射光を、前記平面に入射し、前記凸状面から出射するよう配置されていることを特徴とする光偏向装置とした。
【００１５】
また、請求項９に記載の発明は、光学系に、前記請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載された光偏向装置を備えていることを特徴とする画像形成装置とした。
請求項１０に記載の発明は、光学系に、前記請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載された光偏向装置を備えていることを特徴とする画像表示装置とした。
請求項１１に記載の発明は、請求項１０に記載の画像表示装置において、前記光偏向装置として、入射光を第１の方向に走査させる第１光偏向装置と、前記第１の方向に直交する第２の方向に走査させる第２光偏向装置と、を備えていることを特徴とする画像表示装置とした。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１に記載の光偏向装置にあっては、駆動手段の駆動によりステージを支持部に相対移動させることにより、反射面で偏向させる光ビームを走査させる。
この場合、本発明では、反射面で偏向された光ビームは、光偏向装置に設けたコリメート手段により平行光に変換されるため、コリメート手段を有さないものと比較して、光の広がりを抑制できる。
これにより、画像形成装置などに適用した場合、画像解像度や分解能などのスキャナ性能を向上させることが可能であり、また、光偏向装置の外部の光路にコリメータを設けたものと比較して、コンパクト化を図ることができる。
【００１７】
請求項２に記載の発明では、コリメート手段を、ステージあるいは反射面が設けられたシリコン基板に一体に設けたため、コリメート手段をシリコン基板とは別の部材で支持するものと比較して、部品点数を抑え、構造の簡略化を図ることができる。加えて、コリメート手段を、反射面の近傍に配置させるのが容易であり、反射光の拡散をいっそう抑制することが可能である。
【００１８】
請求項３に記載の発明では、ステージは、圧電素子の圧電効果により駆動される。
請求項４に記載の発明では、ステージは、静電アクチュエータの静電力で駆動される。
請求項５に記載の発明では、ステージは、電磁アクチュエータの電磁力で駆動される。
このように請求項３〜５に記載の発明では、アクチュエータの駆動源が異なっており、用途に応じアクチュエータを選択することで、最適の特性を得ることができる。
【００１９】
請求項６に記載の発明では、反射面を、ステージを形成する材料と同じ材料をエッチングすることにより作製したため、両者を別体としたものと比較して、部品点数を削減できるとともに、製造が容易となる。
【００２０】
請求項７に記載の発明では、反射面を、ステージ上に堆積、あるいは接合された材料をエッチングすることにより作製したため、反射面を形成する素材の自由度が高くなる。
【００２１】
請求項８に記載の発明では、コリメート手段が、反射面の反射光を、平面に入射し、凸状面から出射するようにしたため、凸状の反射面による反射光を平行光とすることが可能である。
【００２２】
請求項９に記載の発明では、画像形成装置が、光学系に、請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載された光偏向装置を備えているため、画像解像度が向上する。
【００２３】
請求項１０に記載の発明では、画像表示装置が、光学系に、請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載された光偏向装置を備えているため、画像解像度が向上する。
【００２４】
請求項１１に記載の発明では、第１光偏向装置により、光ビームを第１の方向に走査させ、第２光偏向装置により、光ビームを第１の方向に直交する第２の方向に走査させる。したがって、曲面を有した反射面を搭載するステージを、駆動させて走査を行なう光偏向装置を備えた画像表示装置において、光ビームを、平面上の２方向に走査させて画像表示を行なう画像表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】実施例１の光偏向装置の構成を示す斜視図である。
【図２】実施例１の光偏向装置においてコリメータを省略したものを上方から見た状態を示す平面図である。
【図３】実施例１の光偏向装置の偏向メカニズムの説明図であり、図１においてステージの平面上において駆動方向に直交する方向から見た状態を示している。
【図４】実施例１の光偏向装置を備えた画像形成装置Ａの構成の概略を示す概略図である。
【図５】実施例２の第１光偏向装置１、第２光偏向装置を備えたプロジェクタＢの構成の概略を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
本発明の実施の形態の光偏向装置（１）は、曲面により形成され、光ビームを偏向可能な反射面（１１）と、この反射面（１１）を搭載するステージ（１２）と、このステージ（１２）を、支持部（１４）に相対移動可能に連結するとともに、前記支持部（１４）に対する前記ステージ（１２）の駆動方向を設定する複数の弾性支持体（１３）と、前記ステージ（１２）を変位させるための駆動力を提供する駆動手段（１６）と、この駆動手段（１６）を駆動させて前記ステージ（１２）が変位するのに伴って前記反射面（１１）により偏向される光ビームを、平行光へと変換可能なコリメート手段（１５）と、を備えていることを特徴とする光偏向装置である。
【実施例１】
【００２７】
図１〜図４に基づき、この発明の実施例１の光偏向装置１について説明する。
【００２８】
実施例１の光偏向装置１は、電子写真方式の画像形成装置Ａに適用された例であり、まず、画像形成装置Ａの構成の概略を説明する。
【００２９】
図４に示すように、画像形成装置Ａは、レーザ光源１０１、コリメートレンズ１０２、光偏向装置１、球面レンズ１０３、ｆθレンズ１０４、反射ミラー１０５、感光体１０６を備えている。
【００３０】
レーザ光源１０１は、例えば半導体レーザであり、このレーザ光源１０１から出射された光ビームＢ１はコリメートレンズ１０２によって平行光Ｂ２となり光偏向装置１に入射される。
【００３１】
光偏向装置１に入射された平行光Ｂ２は、曲面により形成された反射面１１（図１参照）で偏向された後、平行光Ｂ４となって出射される。なお、この図では、平行光Ｂ４は、走査させた状態を示している。
【００３２】
この光偏向装置１から出射された平行光Ｂ４は、球面レンズ１０３、fθレンズ１０４、反射ミラー１０５を経て、感光体１０６に到達するようになっている。
【００３３】
なお、このような光偏向装置１の周辺の光学系は、ポリゴンスキャナ、ガルバノミラー、揺動方式のマイクロスキャナのような平面ミラーを用いたものと同様であり、光学系を複雑にすることなく、装置の性能を向上させることができる。
【００３４】
次に、光偏向装置１の構成について説明する。
図１は光偏向装置１の構成を示す斜視図であり、光偏向装置１は、１つのシリコン基板に、反射面１１、略矩形状のステージ１２、ばね（弾性支持体）１３、支持部１４を一体に形成したものである。
【００３５】
反射面１１は、マイクロマシニング技術により略長方形の薄板状に制作されたステージ１２の上の略中央位置に、図において上方（矢印Ｙ１方向）に凸となった曲面形状に形成されている。
【００３６】
なお、本実施例１では、反射面１１は、ステージ１２と一体に形成されており、ステージ１２を形成する材料（本実施例１ではシリコン）と同じ材料をエッチングすることにより作製されている。
【００３７】
ステージ１２は、本実施例１では、２対のばね１３により、支持部１４に対して図において矢印Ｙ２で示す方向に直線移動可能に連結されている。すなわち、支持部１４は、図２に示すように、略長方形の枠状に形成されており、この支持部１４に、矢印Ｙ２に沿う方向に２対の棒状の支持体１４ａ，１４ａ，１４ａ，１４ａが対向して立設されている。そして、ステージ１２の矢印Ｙ２の方向に沿う２つの辺部１２ａ，１２ａの２カ所と、支持体１４ａとがばね（弾性支持体）１３を介して矢印Ｙ２方向に移動可能に弾性支持されている。
【００３８】
これらのばね１３は、反射面１１、ステージ１２、支持部１４と共にシリコン基板に一体に形成されている。そして、ばね１３は、図２に示すように、上方から見て略Ｕ字に２箇所で直角に折曲され、かつ、図１に示すように、幅方向（矢印Ｙ２の平面方向）寸法よりも上下方向（矢印Ｙ１方向）寸法の方が大きく形成されており、上下方向よりも平面方向に変位し易い弾性特性が与えられている。
【００３９】
図２に示すように、ステージ１２の矢印Ｙ２方向に直交する方向に沿う２つの辺部１２ｂ，１２ｂと支持部１４との間には、ＭＥＭＳアクチュエータ１６が設けられている。なお、図１では、ＭＥＭＳアクチュエータ１６の図示を省略している。
【００４０】
このＭＥＭＳアクチュエータ１６としては、例えば、静電アクチュエータ、電磁気アクチュエータ、熱アクチュエータ、圧電アクチュエータなどを用いることができるが、本実施例１では、櫛歯状の第１電極１６ａおよび第２電極１６ｂを備えた静電櫛歯アクチュエータが用いられている。すなわち、ＭＥＭＳアクチュエータ１６は、ステージ１２から矢印Ｙ２方向と平行方向に支持部１４に向かって突出され、辺部１２ｂに沿って一定間隔で配置された複数の第１電極１６ａと、支持部１４の内周から矢印Ｙ２方向と平行方向にステージ１２に向かって突出され、第１電極１６ａの間に挿入されるように一定間隔で配置された複数の第２電極１６ｂとを備えている。そして、両電極１６ａ，１６ｂの間に電位差を与えることによって静電引力を発生させ、ステージ１２を、櫛歯状の両電極１６ａ，１６ｂの長手方向である矢印Ｙ２方向に直線的に駆動させることができる。
【００４１】
なお、このＭＥＭＳアクチュエータ１６の駆動において、ステージ１２の質量とばね１３のばね定数とによって、ステージ１２の直線運動の共振周波数が決定され、かつ、ＭＥＭＳアクチュエータ１６の駆動力とばね１３のばね定数とによって、ステージ１２の変位量が決定される。
【００４２】
図１に戻って、反射面１１の上方位置にコリメータ（コリメート手段）１５が設けられている。コリメータ１５は、光偏向装置１内に組み込まれたレンズであり、本実施例１では、反射面１１やステージ１２を形成したシリコン基板に接合されており、例えば、支持部１４の近傍に接合されている。
【００４３】
このコリメータ１５は、図３に示すように、この図において下側に平面１５ａを有し、上側に下方（矢印Ｙ１方向）に凸となった凸状面１５ｂを有した平凸レンズ状に形成されているとともに、反射面１１からの反射光Ｂ３が、平面１５ａに入射し、かつ、凸状面１５ｂから出射するよう配置されている。そして、凸状面１５ｂの形状は、ＭＥＭＳアクチュエータ１６を駆動させて反射面１１が矢印Ｙ２方向に平行移動するのに伴い、反射面１１により様々な偏向角を持って反射された反射光Ｂ３を、平行光Ｂ４に変換させることができる形状に形成されている。
【００４４】
なお、この平行光Ｂ４を得るためには、コリメータ１５の凸状面１５ｂの形状のみならず、反射面１１の形状、反射面１１とコリメータ１５との距離などにも基づいて、総合的に設計するものである。
【００４５】
（実施例１の作用）
次に、実施例１の作用を説明する。
図４に示すように、レーザ光源１０１から出射された光ビームＢ１は、コリメートレンズ１０２によって平行光Ｂ２となり、光偏向装置１に入射され、光偏向装置１では、平行光Ｂ２を偏向させた平行光Ｂ４を、実線と点線とで示す範囲で球面レンズ１０３の長手方向に走査させる。さらに、この走査された平行光Ｂ４は、球面レンズ１０３、ｆθレンズ１０４、反射ミラー１０５を経て感光体１０６に到達する。
【００４６】
このときの光偏向装置１の作用を説明すると、図３に示すように、コリメートレンズ１０２からの平行光Ｂ２は、反射面１１で反射されて反射光Ｂ３となる。このとき、ＭＥＭＳアクチュエータ１６の駆動によりステージ１２が矢印Ｙ２方向に平行移動すると（図において点線が平行に移動した一状態を示す）、反射面１１における平行光Ｂ２の入射位置が変化する。反射面１１は、その面の傾きが連続的に変化しているため、平行光Ｂ２の入射位置が変化すると、反射光Ｂ３の反射角も変化する。
【００４７】
よって、ステージ１２を直線駆動させることにより、反射光Ｂ３の偏向角度を変えることができ、反射光Ｂ３を走査させることができる。図３では、反射面１１が、共通する平行光Ｂ２を、実線で示す位置と、点線で示す位置とで反射させた場合の反射光Ｂ４を、それぞれ、実線と点線とで示している。なお、図３は、図１の矢印Ｙ２方向に直交する方向から見た状態を示しており、平行光Ｂ２は、コリメータ１５を通らずにコリメータ１５の手前を通過しているものとする。
【００４８】
このような反射光Ｂ３は、有限な径を持ち、また、反射面１１が凸形状であるので、反射面１１において反射光Ｂ３が照射される領域内の各点において偏向角度に違いが生じるため、反射光Ｂ３が広がってしまう。従来はこれが光偏向装置１を搭載した装置の性能の低下につながった。
【００４９】
それに対して、本実施例１では、図３に示すように、コリメータ１５により、反射面１１で反射された直後に、反射光Ｂ３が平行光Ｂ４に変換される構成であるため、この平行光Ｂ４に変換後は、長い光路を経てもその径を小さく維持できる。これにより、平面ミラーを用いた光偏向装置と同様の性能を得ることができ、従来の光学系を用いた画像形成装置Ａに、曲面で形成された反射面１１を有して高速化と大走査角を両立できる光偏向装置１を適用することができる。その結果、高速化と大走査角を維持しつつ、画像形成装置Ａ全体の性能を向上させることができる。
【００５０】
（実施例１の効果）
ａ）曲面状の反射面１１で偏向される反射光Ｂ３を、コリメータ１５により平行光Ｂ４に変換するため、コリメータ１５を有さないものと比較して、反射光Ｂ３の拡散を抑制することができる。これにより、画像形成装置Ａにおける画像解像度や分解能などの性能を向上させることが可能となる。
【００５１】
ｂ）コリメータ１５を、反射面１１の直後に配置したため、コリメート手段を光偏向装置１の出射部分に配置したものと比較して、反射光Ｂ３の拡散をより抑制して、上記ａ）の効果を高めることができる。
【００５２】
ｃ）コリメータ１５は、反射面１１、ステージ１２と一体のシリコン基板（例えば、支持部１４）に接合したため、上記ｂ）のように、コリメータ１５を反射面１１の直後に配置させるのが容易である。また、コリメータ１５を支持する部材を、シリコン基板とは別に設けるものと比較して、部品点数を抑え、構造の簡略化を図ることができる。
【００５３】
ｄ）駆動手段として、静電櫛歯アクチュエータから成るＭＥＭＳアクチュエータ１６を用いたため、ステージ１２をより高い精度で直線的に変位させることができ、走査性に優れる。
【００５４】
ｅ）反射面１１は、ステージ１２を形成するシリコンをエッチングすることにより形成したため、両者を別体としたものと比較して、部品点数を削減できるとともに、製造が容易となる。
【００５５】
（他の実施例）
以下に、他の実施例について説明するが、これら他の実施例は、実施例１の変形例であるため、その相違点についてのみ説明し、実施例１あるいは他の実施例と共通する構成については共通する符号を付けることで説明を省略する。
【実施例２】
【００５６】
実施例２は、実施例１で示した光偏向装置１と同様の第１光偏向装置２１および第２光偏向装置２２を、画像表示装置としてのプロジェクタＢに適用した例である。
【００５７】
プロジェクタＢは、赤色光源装置２０１と、青色光源装置２０２と、緑色光源装置２０３と、ダイクロイックミラー２０４，２０４，２０４と、両光偏向装置２１，２２と、スクリーン２０５とを備えている。
【００５８】
すなわち、プロジェクタＢでは、コンピュータ（図示を省略）からの画像情報に従って、各光源装置２０１，２０２，２０３から、赤色、青色、緑色の光が出射され、これら各色の光は、各ダイクロイックミラー２０４、２０４，２０４により合成される。この合成光は、まず、第１光偏向装置２１により、主走査方向（図においてＹｙ方向）に走査されて第２光偏向装置２２に入射される。さらに、第２光偏向装置２２に入射された光は、第２光偏向装置２２により、主走査方向に直行する副走査方向（図においてＹｘ方向）に走査され、スクリーン２０５で生成される。
【００５９】
このように、実施例２では、第１光偏向装置２１と第２偏向装置２２とを用い、それぞれ、スクリーン２０５の縦横方向であるＹｙ方向とＹｘ方向とに、走査するようにしたため、長方形のスクリーン２０５の全面に亘って画像を生成することができる。
【００６０】
この実施例２にあっても、実施例１と同様の各光偏向装置２１，２２を用いるため、実施例１で説明した、ａ）ｂ）ｃ）ｄ）の効果を得ることができる。
【００６１】
以上、本発明の光偏向装置を実施の形態および実施例１，２に基づき説明してきたが、具体的な構成については、この実施の形態および実施例１，２に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。
【００６２】
例えば、実施例１では、コリメータ１５は、シリコン基板に一体に形成したが、これに限定されるものではなく、光偏向装置１，２１，２２において、反射面１１で反射された反射光が出射される位置に設けてもよい。
【００６３】
また、駆動手段として、実施例１では、静電櫛歯アクチュエータを用いたＭＥＭＳアクチュエータ１６を示したが、これに限定されるものではなく、駆動力に電磁力を用いる電磁気アクチュエータ、駆動力に熱歪を用いる熱アクチュエータ、駆動力に圧電効果を用いる圧電アクチュエータなどを用いてもよい。
【００６４】
また、実施例１では、ステージ１２を支持部１４に対して変位可能に支持する手段として２対のばね１３を示したが、ばね１３の数は、ステージを直線的に変位させることが可能であれば、２対に限定されるものではなく、１対あるいは２以上の複数対設けてもよい。また、ばねの形状としても、ステージを直線的に変位可能であれば、実施例１で示した形状に限定されるものではない。
【００６５】
また、実施例１では、反射面１１、ステージ１２、ばね１３、支持部１４、コリメータ１５を、同一のシリコン基板上に一体的に形成した例を示したが、それぞれ、別体のものを接着や接合その他の手段により一体に形成してもよい。また、これら１１，１２，１３，１４，１５を形成する素材は、シリコンに限定されるものではなく、ガラスや他の有機材料などを用いることができる。
【００６６】
また、実施例１では、反射面１１は、ステージ１２を形成するシリコンをエッチングして形成した例を示したが、これに限定されるものではなく、ステージに、ステージを形成する素材とは異なる材料を堆積あるいは接合し、これをエッチングして形成してもよい。
【符号の説明】
【００６７】
１ 光偏向装置
１１ 反射面
１２ ステージ
１３ ばね（弾性支持体）
１４ 支持部
１５ コリメータ（コリメート手段）
１５ａ 平面
１５ｂ 凸状面
１６ ＭＥＭＳアクチュエータ（駆動手段）
２１ 第１光偏向装置
２２ 第２光偏向装置
Ａ 画像形成装置
Ｂ プロジェクタ（画像表示装置）
【先行技術文献】
【特許文献】
【００６８】
【特許文献１】特開２００４−１９８７１６号公報
【技術分野】
【０００１】
本発明は、曲面で形成された反射面を平行移動させて光ビームを走査させる光偏向装置ならびにこの光偏向装置を備えた画像形成装置および画像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光ビームを走査する光偏向装置は、電子写真方式の画像形成装置、プロジェクタやヘッドマウントディスプレイなどの画像表示装置、バーコードリーダ、距離センサ、光通信用装置と多岐にわたって用いられている。
【０００３】
その中でも、回転多面鏡(ポリゴンミラー)や、振動型反射鏡(ガルバノミラー)のようなミラーによる光の反射を利用した光偏向装置は、偏向角度の波長依存性が無く、温度変化など周囲の環境の変化に強いという長所から、広く使用されている。
【０００４】
最近では小型化、高速化を実現するために、マイクロマシン技術を用いて作製されたシリコン基板を用いたマイクロミラーの開発が盛んになっている。しかし、マイクロミラーは、高速で駆動させようとすると、ミラーを厚くし、トーションバーの剛性を高める必要があるため、ミラーの振れ角を大きくすることができない。
【０００５】
そこで、高速化と大走査角というトレードオフの関係にある２つを同時に満たすため、曲面で形成された反射面を平行移動することで光ビームを走査する光偏向装置が、例えば、特許文献１などにより知られている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の曲面により形成された反射面を持つ光偏向装置は、入射光のスポット径が有限であるため、１つの反射光内でも偏向角度に違いが出て、結果として、光が広がってしまうという問題があった。
【０００７】
このような光ビームの広がりは、偏向装置を、画像形成装置などに適用した場合には、画像の解像度の低下や、センサなどに適用した場合は、分解能の低下などを引き起こしてしまう。また、反射光の光路にコリメータを別途用意すると、装置が大型化し、マイクロマシン技術により小型化を実現した利点が無くなってしまう。
【０００８】
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、簡単な光学系により、光ビームの拡散を抑制でき、画像形成装置などに用いた場合などに解像度や分解能を高めることが可能な光偏向装置、ならびに、この光偏向装置を備えた画像形成装置および画像表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明の光偏向装置は、曲面により形成され、光ビームを偏向可能な反射面と、この反射面を搭載するステージと、このステージを、支持部に相対移動可能に連結するとともに、前記支持部に対する前記ステージの駆動方向を設定する複数の弾性支持体と、前記ステージを変位させるための駆動力を提供する駆動手段と、この駆動手段を駆動させて前記ステージが変位するのに伴って前記反射面により偏向される光ビームを、平行光へと変換可能なコリメート手段と、を備えていることを特徴とする光偏向装置とした。
【００１０】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の光偏向装置において、前記コリメート手段が、前記ステージあるいは前記反射面が設けられたシリコン基板に一体に設けられていることを特徴とする光偏向装置とした。
【００１１】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の光偏向装置において、前記駆動手段として、駆動力に圧電効果を用いる圧電素子を備えていることを特徴とする光偏向装置とした。
また、請求項４に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の光偏向装置において、前記駆動手段として、駆動力に静電力を用いる静電アクチュエータを備えていることを特徴とする光偏向装置とした。
また、請求項５に記載の発明は、請求項１または請求項２に光偏向装置において、前記駆動手段として、駆動力に電磁力を用いる電磁アクチュエータを備えていることを特徴とする光偏向装置とした。
【００１２】
また、請求項６に記載の発明は、請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の光偏向装置において、前記反射面が、前記ステージを形成する材料と同じ材料をエッチングすることにより作製されていることを特徴とする光偏向装置とした。
【００１３】
また、請求項７に記載の発明は、請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の光偏向装置において、前記反射面が、前記ステージ上に堆積、あるいは接合された材料をエッチングすることにより作製されていることを特徴とする光偏向装置とした。
【００１４】
また、請求項８に記載の発明は、請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載の光偏向装置において、前記反射面が凸面形状に形成され、前記コリメート手段が、一面が平面で他面が凸状面の平凸レンズ状に形成されているとともに、前記反射面の反射光を、前記平面に入射し、前記凸状面から出射するよう配置されていることを特徴とする光偏向装置とした。
【００１５】
また、請求項９に記載の発明は、光学系に、前記請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載された光偏向装置を備えていることを特徴とする画像形成装置とした。
請求項１０に記載の発明は、光学系に、前記請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載された光偏向装置を備えていることを特徴とする画像表示装置とした。
請求項１１に記載の発明は、請求項１０に記載の画像表示装置において、前記光偏向装置として、入射光を第１の方向に走査させる第１光偏向装置と、前記第１の方向に直交する第２の方向に走査させる第２光偏向装置と、を備えていることを特徴とする画像表示装置とした。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１に記載の光偏向装置にあっては、駆動手段の駆動によりステージを支持部に相対移動させることにより、反射面で偏向させる光ビームを走査させる。
この場合、本発明では、反射面で偏向された光ビームは、光偏向装置に設けたコリメート手段により平行光に変換されるため、コリメート手段を有さないものと比較して、光の広がりを抑制できる。
これにより、画像形成装置などに適用した場合、画像解像度や分解能などのスキャナ性能を向上させることが可能であり、また、光偏向装置の外部の光路にコリメータを設けたものと比較して、コンパクト化を図ることができる。
【００１７】
請求項２に記載の発明では、コリメート手段を、ステージあるいは反射面が設けられたシリコン基板に一体に設けたため、コリメート手段をシリコン基板とは別の部材で支持するものと比較して、部品点数を抑え、構造の簡略化を図ることができる。加えて、コリメート手段を、反射面の近傍に配置させるのが容易であり、反射光の拡散をいっそう抑制することが可能である。
【００１８】
請求項３に記載の発明では、ステージは、圧電素子の圧電効果により駆動される。
請求項４に記載の発明では、ステージは、静電アクチュエータの静電力で駆動される。
請求項５に記載の発明では、ステージは、電磁アクチュエータの電磁力で駆動される。
このように請求項３〜５に記載の発明では、アクチュエータの駆動源が異なっており、用途に応じアクチュエータを選択することで、最適の特性を得ることができる。
【００１９】
請求項６に記載の発明では、反射面を、ステージを形成する材料と同じ材料をエッチングすることにより作製したため、両者を別体としたものと比較して、部品点数を削減できるとともに、製造が容易となる。
【００２０】
請求項７に記載の発明では、反射面を、ステージ上に堆積、あるいは接合された材料をエッチングすることにより作製したため、反射面を形成する素材の自由度が高くなる。
【００２１】
請求項８に記載の発明では、コリメート手段が、反射面の反射光を、平面に入射し、凸状面から出射するようにしたため、凸状の反射面による反射光を平行光とすることが可能である。
【００２２】
請求項９に記載の発明では、画像形成装置が、光学系に、請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載された光偏向装置を備えているため、画像解像度が向上する。
【００２３】
請求項１０に記載の発明では、画像表示装置が、光学系に、請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載された光偏向装置を備えているため、画像解像度が向上する。
【００２４】
請求項１１に記載の発明では、第１光偏向装置により、光ビームを第１の方向に走査させ、第２光偏向装置により、光ビームを第１の方向に直交する第２の方向に走査させる。したがって、曲面を有した反射面を搭載するステージを、駆動させて走査を行なう光偏向装置を備えた画像表示装置において、光ビームを、平面上の２方向に走査させて画像表示を行なう画像表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】実施例１の光偏向装置の構成を示す斜視図である。
【図２】実施例１の光偏向装置においてコリメータを省略したものを上方から見た状態を示す平面図である。
【図３】実施例１の光偏向装置の偏向メカニズムの説明図であり、図１においてステージの平面上において駆動方向に直交する方向から見た状態を示している。
【図４】実施例１の光偏向装置を備えた画像形成装置Ａの構成の概略を示す概略図である。
【図５】実施例２の第１光偏向装置１、第２光偏向装置を備えたプロジェクタＢの構成の概略を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
本発明の実施の形態の光偏向装置（１）は、曲面により形成され、光ビームを偏向可能な反射面（１１）と、この反射面（１１）を搭載するステージ（１２）と、このステージ（１２）を、支持部（１４）に相対移動可能に連結するとともに、前記支持部（１４）に対する前記ステージ（１２）の駆動方向を設定する複数の弾性支持体（１３）と、前記ステージ（１２）を変位させるための駆動力を提供する駆動手段（１６）と、この駆動手段（１６）を駆動させて前記ステージ（１２）が変位するのに伴って前記反射面（１１）により偏向される光ビームを、平行光へと変換可能なコリメート手段（１５）と、を備えていることを特徴とする光偏向装置である。
【実施例１】
【００２７】
図１〜図４に基づき、この発明の実施例１の光偏向装置１について説明する。
【００２８】
実施例１の光偏向装置１は、電子写真方式の画像形成装置Ａに適用された例であり、まず、画像形成装置Ａの構成の概略を説明する。
【００２９】
図４に示すように、画像形成装置Ａは、レーザ光源１０１、コリメートレンズ１０２、光偏向装置１、球面レンズ１０３、ｆθレンズ１０４、反射ミラー１０５、感光体１０６を備えている。
【００３０】
レーザ光源１０１は、例えば半導体レーザであり、このレーザ光源１０１から出射された光ビームＢ１はコリメートレンズ１０２によって平行光Ｂ２となり光偏向装置１に入射される。
【００３１】
光偏向装置１に入射された平行光Ｂ２は、曲面により形成された反射面１１（図１参照）で偏向された後、平行光Ｂ４となって出射される。なお、この図では、平行光Ｂ４は、走査させた状態を示している。
【００３２】
この光偏向装置１から出射された平行光Ｂ４は、球面レンズ１０３、fθレンズ１０４、反射ミラー１０５を経て、感光体１０６に到達するようになっている。
【００３３】
なお、このような光偏向装置１の周辺の光学系は、ポリゴンスキャナ、ガルバノミラー、揺動方式のマイクロスキャナのような平面ミラーを用いたものと同様であり、光学系を複雑にすることなく、装置の性能を向上させることができる。
【００３４】
次に、光偏向装置１の構成について説明する。
図１は光偏向装置１の構成を示す斜視図であり、光偏向装置１は、１つのシリコン基板に、反射面１１、略矩形状のステージ１２、ばね（弾性支持体）１３、支持部１４を一体に形成したものである。
【００３５】
反射面１１は、マイクロマシニング技術により略長方形の薄板状に制作されたステージ１２の上の略中央位置に、図において上方（矢印Ｙ１方向）に凸となった曲面形状に形成されている。
【００３６】
なお、本実施例１では、反射面１１は、ステージ１２と一体に形成されており、ステージ１２を形成する材料（本実施例１ではシリコン）と同じ材料をエッチングすることにより作製されている。
【００３７】
ステージ１２は、本実施例１では、２対のばね１３により、支持部１４に対して図において矢印Ｙ２で示す方向に直線移動可能に連結されている。すなわち、支持部１４は、図２に示すように、略長方形の枠状に形成されており、この支持部１４に、矢印Ｙ２に沿う方向に２対の棒状の支持体１４ａ，１４ａ，１４ａ，１４ａが対向して立設されている。そして、ステージ１２の矢印Ｙ２の方向に沿う２つの辺部１２ａ，１２ａの２カ所と、支持体１４ａとがばね（弾性支持体）１３を介して矢印Ｙ２方向に移動可能に弾性支持されている。
【００３８】
これらのばね１３は、反射面１１、ステージ１２、支持部１４と共にシリコン基板に一体に形成されている。そして、ばね１３は、図２に示すように、上方から見て略Ｕ字に２箇所で直角に折曲され、かつ、図１に示すように、幅方向（矢印Ｙ２の平面方向）寸法よりも上下方向（矢印Ｙ１方向）寸法の方が大きく形成されており、上下方向よりも平面方向に変位し易い弾性特性が与えられている。
【００３９】
図２に示すように、ステージ１２の矢印Ｙ２方向に直交する方向に沿う２つの辺部１２ｂ，１２ｂと支持部１４との間には、ＭＥＭＳアクチュエータ１６が設けられている。なお、図１では、ＭＥＭＳアクチュエータ１６の図示を省略している。
【００４０】
このＭＥＭＳアクチュエータ１６としては、例えば、静電アクチュエータ、電磁気アクチュエータ、熱アクチュエータ、圧電アクチュエータなどを用いることができるが、本実施例１では、櫛歯状の第１電極１６ａおよび第２電極１６ｂを備えた静電櫛歯アクチュエータが用いられている。すなわち、ＭＥＭＳアクチュエータ１６は、ステージ１２から矢印Ｙ２方向と平行方向に支持部１４に向かって突出され、辺部１２ｂに沿って一定間隔で配置された複数の第１電極１６ａと、支持部１４の内周から矢印Ｙ２方向と平行方向にステージ１２に向かって突出され、第１電極１６ａの間に挿入されるように一定間隔で配置された複数の第２電極１６ｂとを備えている。そして、両電極１６ａ，１６ｂの間に電位差を与えることによって静電引力を発生させ、ステージ１２を、櫛歯状の両電極１６ａ，１６ｂの長手方向である矢印Ｙ２方向に直線的に駆動させることができる。
【００４１】
なお、このＭＥＭＳアクチュエータ１６の駆動において、ステージ１２の質量とばね１３のばね定数とによって、ステージ１２の直線運動の共振周波数が決定され、かつ、ＭＥＭＳアクチュエータ１６の駆動力とばね１３のばね定数とによって、ステージ１２の変位量が決定される。
【００４２】
図１に戻って、反射面１１の上方位置にコリメータ（コリメート手段）１５が設けられている。コリメータ１５は、光偏向装置１内に組み込まれたレンズであり、本実施例１では、反射面１１やステージ１２を形成したシリコン基板に接合されており、例えば、支持部１４の近傍に接合されている。
【００４３】
このコリメータ１５は、図３に示すように、この図において下側に平面１５ａを有し、上側に下方（矢印Ｙ１方向）に凸となった凸状面１５ｂを有した平凸レンズ状に形成されているとともに、反射面１１からの反射光Ｂ３が、平面１５ａに入射し、かつ、凸状面１５ｂから出射するよう配置されている。そして、凸状面１５ｂの形状は、ＭＥＭＳアクチュエータ１６を駆動させて反射面１１が矢印Ｙ２方向に平行移動するのに伴い、反射面１１により様々な偏向角を持って反射された反射光Ｂ３を、平行光Ｂ４に変換させることができる形状に形成されている。
【００４４】
なお、この平行光Ｂ４を得るためには、コリメータ１５の凸状面１５ｂの形状のみならず、反射面１１の形状、反射面１１とコリメータ１５との距離などにも基づいて、総合的に設計するものである。
【００４５】
（実施例１の作用）
次に、実施例１の作用を説明する。
図４に示すように、レーザ光源１０１から出射された光ビームＢ１は、コリメートレンズ１０２によって平行光Ｂ２となり、光偏向装置１に入射され、光偏向装置１では、平行光Ｂ２を偏向させた平行光Ｂ４を、実線と点線とで示す範囲で球面レンズ１０３の長手方向に走査させる。さらに、この走査された平行光Ｂ４は、球面レンズ１０３、ｆθレンズ１０４、反射ミラー１０５を経て感光体１０６に到達する。
【００４６】
このときの光偏向装置１の作用を説明すると、図３に示すように、コリメートレンズ１０２からの平行光Ｂ２は、反射面１１で反射されて反射光Ｂ３となる。このとき、ＭＥＭＳアクチュエータ１６の駆動によりステージ１２が矢印Ｙ２方向に平行移動すると（図において点線が平行に移動した一状態を示す）、反射面１１における平行光Ｂ２の入射位置が変化する。反射面１１は、その面の傾きが連続的に変化しているため、平行光Ｂ２の入射位置が変化すると、反射光Ｂ３の反射角も変化する。
【００４７】
よって、ステージ１２を直線駆動させることにより、反射光Ｂ３の偏向角度を変えることができ、反射光Ｂ３を走査させることができる。図３では、反射面１１が、共通する平行光Ｂ２を、実線で示す位置と、点線で示す位置とで反射させた場合の反射光Ｂ４を、それぞれ、実線と点線とで示している。なお、図３は、図１の矢印Ｙ２方向に直交する方向から見た状態を示しており、平行光Ｂ２は、コリメータ１５を通らずにコリメータ１５の手前を通過しているものとする。
【００４８】
このような反射光Ｂ３は、有限な径を持ち、また、反射面１１が凸形状であるので、反射面１１において反射光Ｂ３が照射される領域内の各点において偏向角度に違いが生じるため、反射光Ｂ３が広がってしまう。従来はこれが光偏向装置１を搭載した装置の性能の低下につながった。
【００４９】
それに対して、本実施例１では、図３に示すように、コリメータ１５により、反射面１１で反射された直後に、反射光Ｂ３が平行光Ｂ４に変換される構成であるため、この平行光Ｂ４に変換後は、長い光路を経てもその径を小さく維持できる。これにより、平面ミラーを用いた光偏向装置と同様の性能を得ることができ、従来の光学系を用いた画像形成装置Ａに、曲面で形成された反射面１１を有して高速化と大走査角を両立できる光偏向装置１を適用することができる。その結果、高速化と大走査角を維持しつつ、画像形成装置Ａ全体の性能を向上させることができる。
【００５０】
（実施例１の効果）
ａ）曲面状の反射面１１で偏向される反射光Ｂ３を、コリメータ１５により平行光Ｂ４に変換するため、コリメータ１５を有さないものと比較して、反射光Ｂ３の拡散を抑制することができる。これにより、画像形成装置Ａにおける画像解像度や分解能などの性能を向上させることが可能となる。
【００５１】
ｂ）コリメータ１５を、反射面１１の直後に配置したため、コリメート手段を光偏向装置１の出射部分に配置したものと比較して、反射光Ｂ３の拡散をより抑制して、上記ａ）の効果を高めることができる。
【００５２】
ｃ）コリメータ１５は、反射面１１、ステージ１２と一体のシリコン基板（例えば、支持部１４）に接合したため、上記ｂ）のように、コリメータ１５を反射面１１の直後に配置させるのが容易である。また、コリメータ１５を支持する部材を、シリコン基板とは別に設けるものと比較して、部品点数を抑え、構造の簡略化を図ることができる。
【００５３】
ｄ）駆動手段として、静電櫛歯アクチュエータから成るＭＥＭＳアクチュエータ１６を用いたため、ステージ１２をより高い精度で直線的に変位させることができ、走査性に優れる。
【００５４】
ｅ）反射面１１は、ステージ１２を形成するシリコンをエッチングすることにより形成したため、両者を別体としたものと比較して、部品点数を削減できるとともに、製造が容易となる。
【００５５】
（他の実施例）
以下に、他の実施例について説明するが、これら他の実施例は、実施例１の変形例であるため、その相違点についてのみ説明し、実施例１あるいは他の実施例と共通する構成については共通する符号を付けることで説明を省略する。
【実施例２】
【００５６】
実施例２は、実施例１で示した光偏向装置１と同様の第１光偏向装置２１および第２光偏向装置２２を、画像表示装置としてのプロジェクタＢに適用した例である。
【００５７】
プロジェクタＢは、赤色光源装置２０１と、青色光源装置２０２と、緑色光源装置２０３と、ダイクロイックミラー２０４，２０４，２０４と、両光偏向装置２１，２２と、スクリーン２０５とを備えている。
【００５８】
すなわち、プロジェクタＢでは、コンピュータ（図示を省略）からの画像情報に従って、各光源装置２０１，２０２，２０３から、赤色、青色、緑色の光が出射され、これら各色の光は、各ダイクロイックミラー２０４、２０４，２０４により合成される。この合成光は、まず、第１光偏向装置２１により、主走査方向（図においてＹｙ方向）に走査されて第２光偏向装置２２に入射される。さらに、第２光偏向装置２２に入射された光は、第２光偏向装置２２により、主走査方向に直行する副走査方向（図においてＹｘ方向）に走査され、スクリーン２０５で生成される。
【００５９】
このように、実施例２では、第１光偏向装置２１と第２偏向装置２２とを用い、それぞれ、スクリーン２０５の縦横方向であるＹｙ方向とＹｘ方向とに、走査するようにしたため、長方形のスクリーン２０５の全面に亘って画像を生成することができる。
【００６０】
この実施例２にあっても、実施例１と同様の各光偏向装置２１，２２を用いるため、実施例１で説明した、ａ）ｂ）ｃ）ｄ）の効果を得ることができる。
【００６１】
以上、本発明の光偏向装置を実施の形態および実施例１，２に基づき説明してきたが、具体的な構成については、この実施の形態および実施例１，２に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。
【００６２】
例えば、実施例１では、コリメータ１５は、シリコン基板に一体に形成したが、これに限定されるものではなく、光偏向装置１，２１，２２において、反射面１１で反射された反射光が出射される位置に設けてもよい。
【００６３】
また、駆動手段として、実施例１では、静電櫛歯アクチュエータを用いたＭＥＭＳアクチュエータ１６を示したが、これに限定されるものではなく、駆動力に電磁力を用いる電磁気アクチュエータ、駆動力に熱歪を用いる熱アクチュエータ、駆動力に圧電効果を用いる圧電アクチュエータなどを用いてもよい。
【００６４】
また、実施例１では、ステージ１２を支持部１４に対して変位可能に支持する手段として２対のばね１３を示したが、ばね１３の数は、ステージを直線的に変位させることが可能であれば、２対に限定されるものではなく、１対あるいは２以上の複数対設けてもよい。また、ばねの形状としても、ステージを直線的に変位可能であれば、実施例１で示した形状に限定されるものではない。
【００６５】
また、実施例１では、反射面１１、ステージ１２、ばね１３、支持部１４、コリメータ１５を、同一のシリコン基板上に一体的に形成した例を示したが、それぞれ、別体のものを接着や接合その他の手段により一体に形成してもよい。また、これら１１，１２，１３，１４，１５を形成する素材は、シリコンに限定されるものではなく、ガラスや他の有機材料などを用いることができる。
【００６６】
また、実施例１では、反射面１１は、ステージ１２を形成するシリコンをエッチングして形成した例を示したが、これに限定されるものではなく、ステージに、ステージを形成する素材とは異なる材料を堆積あるいは接合し、これをエッチングして形成してもよい。
【符号の説明】
【００６７】
１ 光偏向装置
１１ 反射面
１２ ステージ
１３ ばね（弾性支持体）
１４ 支持部
１５ コリメータ（コリメート手段）
１５ａ 平面
１５ｂ 凸状面
１６ ＭＥＭＳアクチュエータ（駆動手段）
２１ 第１光偏向装置
２２ 第２光偏向装置
Ａ 画像形成装置
Ｂ プロジェクタ（画像表示装置）
【先行技術文献】
【特許文献】
【００６８】
【特許文献１】特開２００４−１９８７１６号公報
【特許請求の範囲】
【請求項１】
曲面により形成され、光ビームを偏向可能な反射面と、
この反射面を搭載するステージと、
このステージを、支持部に相対移動可能に連結するとともに、前記支持部に対する前記ステージの駆動方向を設定する複数の弾性支持体と、
前記ステージを変位させるための駆動力を提供する駆動手段と、
この駆動手段を駆動させて前記ステージが変位するのに伴って前記反射面により偏向される光ビームを、平行光へと変換可能なコリメート手段と、
を備えていることを特徴とする光偏向装置。
【請求項２】
前記コリメート手段が、前記ステージあるいは前記反射面が設けられたシリコン基板に一体に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の光偏向装置。
【請求項３】
前記駆動手段として、駆動力に圧電効果を用いる圧電素子を備えていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光偏向装置。
【請求項４】
前記駆動手段として、駆動力に静電力を用いる静電アクチュエータを備えていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光偏向装置。
【請求項５】
前記駆動手段として、駆動力に電磁力を用いる電磁アクチュエータを備えていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光偏向装置。
【請求項６】
前記反射面が、前記ステージを形成する材料と同じ材料をエッチングすることにより作製されていることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の光偏向装置。
【請求項７】
前記反射面が、前記ステージ上に堆積、あるいは接合された材料をエッチングすることにより作製されていることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の光偏向装置。
【請求項８】
前記反射面が凸面形状に形成され、
前記コリメート手段が、一面が平面で他面が凸状面の平凸レンズ状に形成されているとともに、前記反射面の反射光を、前記平面に入射し、前記凸状面から出射するよう配置されていることを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載の光偏向装置。
【請求項９】
光学系に、前記請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載された光偏向装置を備えていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
光学系に、前記請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載された光偏向装置を備えていることを特徴とする画像表示装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の画像表示装置において、前記光偏向装置として、入射光を第１の方向に走査させる第１光偏向装置と、前記第１の方向に直交する第２の方向に走査させる第２光偏向装置と、を備えていることを特徴とする画像表示装置。
【請求項１】
曲面により形成され、光ビームを偏向可能な反射面と、
この反射面を搭載するステージと、
このステージを、支持部に相対移動可能に連結するとともに、前記支持部に対する前記ステージの駆動方向を設定する複数の弾性支持体と、
前記ステージを変位させるための駆動力を提供する駆動手段と、
この駆動手段を駆動させて前記ステージが変位するのに伴って前記反射面により偏向される光ビームを、平行光へと変換可能なコリメート手段と、
を備えていることを特徴とする光偏向装置。
【請求項２】
前記コリメート手段が、前記ステージあるいは前記反射面が設けられたシリコン基板に一体に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の光偏向装置。
【請求項３】
前記駆動手段として、駆動力に圧電効果を用いる圧電素子を備えていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光偏向装置。
【請求項４】
前記駆動手段として、駆動力に静電力を用いる静電アクチュエータを備えていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光偏向装置。
【請求項５】
前記駆動手段として、駆動力に電磁力を用いる電磁アクチュエータを備えていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光偏向装置。
【請求項６】
前記反射面が、前記ステージを形成する材料と同じ材料をエッチングすることにより作製されていることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の光偏向装置。
【請求項７】
前記反射面が、前記ステージ上に堆積、あるいは接合された材料をエッチングすることにより作製されていることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の光偏向装置。
【請求項８】
前記反射面が凸面形状に形成され、
前記コリメート手段が、一面が平面で他面が凸状面の平凸レンズ状に形成されているとともに、前記反射面の反射光を、前記平面に入射し、前記凸状面から出射するよう配置されていることを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載の光偏向装置。
【請求項９】
光学系に、前記請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載された光偏向装置を備えていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
光学系に、前記請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載された光偏向装置を備えていることを特徴とする画像表示装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の画像表示装置において、前記光偏向装置として、入射光を第１の方向に走査させる第１光偏向装置と、前記第１の方向に直交する第２の方向に走査させる第２光偏向装置と、を備えていることを特徴とする画像表示装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１０−２８１８５３（Ｐ２０１０−２８１８５３Ａ）
【公開日】平成２２年１２月１６日（２０１０．１２．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１３２６９０（Ｐ２００９−１３２６９０）
【出願日】平成２１年６月２日（２００９．６．２）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１２月１６日（２０１０．１２．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年６月２日（２００９．６．２）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
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