JP7024612B2 - 光偏向装置及びその製造方法、画像投影装置、物体認識装置、レーザヘッドランプ装置、光書込装置、並びに移動体 - Google Patents
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Description
以下に図面を参照して、本発明の第1実施形態について説明する。図1は、第1実施形態の光偏向装置1の構成を示す平面図である。図2は、図1のA-A'線における断面を示す断面図である。図1におけるX軸方向が光線主走査方向、Y軸方向が光線副走査方向である。図1では、レーザ光である入射光IL(図2参照)が、-Y方向(図1の左側)から入射する。
次に、第1実施形態の光偏向装置1の変形例について説明する。図3は、本変形例に係る光偏向装置1bを示す平面図である。光偏向装置1bでは、入射光ILが、+Y方向(同図下側)から光線調整部10の第1面11に入射するように光線調整部10が配置されている。図3のA-A'線における断面は、図2と同様である。本変形例においても、入射光IL、不要反射光RL2、及び反射光RL0の各通過領域に応じて第1~第3反射防止層90~92を形成すればよい。以下の各実施形態においても同様の変形が可能である。
次に、本発明の第2実施形態について説明する。図4は、第2実施形態の光偏向装置1cの構成を示す断面図である。平面図については、図1または図3と同様であるので省略する。第2実施形態の光偏向装置1cは、光線調整部の構成が一部異なること以外は、第1実施形態の光偏向装置1と同様の構成である。第1実施形態と同様の構成部については、同一の符号を付し、説明は省略する。
次に、本発明の第3実施形態について説明する。図6は、第3実施形態の光偏向装置1dの構成を示す平面図である。図7は、図6のA-A'線における断面を示す断面図である。第3実施形態の光偏向装置1dは、光線調整部及び反射防止層の構成が異なること以外は、第1実施形態の光偏向装置1と同様の構成である。第1実施形態と同様の構成部については、同一の符号を付し、説明は省略する。
次に、本発明の第4実施形態について説明する。図8は、第4実施形態の光偏向装置1eの構成を示す断面図である。平面図については、図1または図3と同様であるので省略する。第4実施形態の光偏向装置1eは、凹凸構造70に代えて遮光層80が付与された光線調整部10cを用いること以外については、第2実施形態の光偏向装置1cと同様の構成である。
次に、本発明の第5実施形態について説明する。図9は、第5実施形態の光偏向装置1fの構成を示す断面図である。平面図については、図6と同様であるので省略する。第5実施形態の光偏向装置1fは、凹凸構造70に代えて遮光層80が付与された光線調整部10dを用いること以外については、第3実施形態の光偏向装置1dと同様の構成である。
次に、本発明の第6実施形態について説明する。図10は、第6実施形態の光偏向装置1gの構成を示す平面図である。図11は、図10のA-A'線における断面を示す断面図である。第6実施形態の光偏向装置1gは、光線調整部の構成が異なること以外は、第1実施形態の光偏向装置1と同様の構成である。第1実施形態と同様の構成部については、同一の符号を付し、説明は省略する。
次に、第6実施形態の光偏向装置1gの第1及び第2変形例について説明する。図12は、第1変形例に係る光偏向装置1hを示す断面図である。光偏向装置1hは、遮光層80に代えて凹凸構造70を付与した光線調整部10fを用いること以外、第6実施形態の光偏向装置1gと同様の構成である。凹凸構造70は、反射光RL2が通過する領域62を含むように第6面16の一部もしくは全面に形成されている。光偏向装置1hでは、第3面13で全反射され、第6面16に入射した不要反射光RL2は、凹凸構造70で散乱され、散乱光RL10となって出射される。
次に、本発明の第7実施形態について説明する。図14は、第7実施形態の光偏向装置1jの構成を示す平面図である。図15は、図14のA-A'線における断面を示す断面図である。図16は、図14中の要部の拡大図である。第7実施形態の光偏向装置1jは、光線調整部の構成が異なること以外は、第1実施形態の光偏向装置1と同様の構成である。第1実施形態と同様の構成部については、同一の符号を付し、説明は省略する。
ここで、n1は、光線調整部10h内の屈折率である。n2は、空気層の屈折率である。αは不要反射光RL2と第3面13の法線とのなす角度である。γは、第2面12と第3面13とのなす角度である。δは、第3面13から出射した不要反射光RL2とスクリーン100の端部とがなす角度である。
次に、第1実施形態の光偏向装置1の製造方法について説明する。図17は、第1実施形態の光偏向装置1の製造工程を示す図である。
次に、図18~図21を参照して、上記各実施形態の光偏向装置が適用可能な光走査システムについて説明する。図18は、光走査システムの一例を示す概略図である。
次に、上記光走査システムの画像投影装置への適用例について説明する。画像投影装置とは、光走査により画像を投影する装置である。画像投影装置の一例としてヘッドアップディスプレイ(HUD)装置が挙げられる。
次に、上記光走査システムのレーザヘッドランプ装置への適用例について説明する。レーザヘッドランプ装置は、自動車のヘッドライトに搭載可能である。図24は、レーザヘッドランプ装置の構成を示す図である。
次に、上記光走査システムの画像形成装置への適用例について説明する。画像形成装置とは、光書込装置を用いて記録媒体に画像を形成する装置である。画像形成装置の一例として、レーザ光によるプリンタ機能を有するレーザプリンタが挙げられる。
次に、上記光走査システムの物体認識装置への適用例について説明する。物体認識装置とは、光走査により対象方向の物体を認識する装置である。物体認識装置の一例として、レーザレーダ装置が挙げられる。
次に、光偏向装置113に含まれる可動ミラー偏向素子40の構成について説明する。図29は、可動ミラー偏向素子40の平面図である。図30は、図29のP-P'線における断面図である。図31は、図29のQ-Q'線における断面図である。可動ミラー偏向素子40は、2軸方向に光偏向可能な偏向素子である。
次に、第1駆動部および第2駆動部を駆動するための制御装置による制御の詳細について説明する。
まず、第1駆動部を駆動させる制御装置の制御について説明する。
次に、第2駆動部を駆動させる制御装置の制御について説明する。
10,10a~10h 光線調整部
11 第1面
12 第2面
13 第3面(光線調整面)
14 第4面
15 第5面
16 第6面
20 透光部
30 スペーサ部
40 可動ミラー偏向素子
41 可動ミラー部
42 反射面
43 可動ミラー支持部
50 ベース部
70 凹凸構造
80 遮光層
100 スクリーン
110 光走査システム
113 光偏向装置
115 被走査面
400 自動車
500 ヘッドアップディスプレイ装置
550 レーザヘッドランプ装置
650 レーザプリンタ
700 レーザレーダ装置
701 自動車
Claims (21)
- 入射光が透過する透光部と、
前記透光部を透過した前記入射光を反射させる可動ミラー部と、
前記透光部が接合され、前記可動ミラー部を収容する収容部と、
前記透光部上に設けられ、前記透光部により生じた反射光の光路を調整する光線調整面を有する光線調整部と、
を備え、
前記光線調整部は、前記光線調整面を少なくとも含む複数の面を有し、前記光線調整部に入射する前記入射光の一部を、前記複数の面により透過または反射させることによって、前記入射光が前記可動ミラー部に反射して出射する光路に対し、前記透光部により生じた反射光の光路が外れるように調整する光偏向装置。 - 入射光が透過する透光部と、
前記透光部を透過した前記入射光を反射させる可動ミラー部と、
前記透光部が接合され、前記可動ミラー部を収容する収容部と、
前記透光部上に設けられ、前記透光部により生じた反射光の光路を調整する光線調整面を有する光線調整部と、を備え、
前記入射光は、前記光線調整部を透過した後、前記透光部に入射し、
前記光線調整部は、
前記入射光が入射する第1面と、
前記透光部における前記入射光が入射する面に接合される第2面と、をさらに有し、
前記光線調整面は、前記入射光が前記可動ミラー部により反射された光が投射される投射領域と、前記第1面との間に設けられ、前記透光部により生じた反射光を前記投射領域とは反対側に全反射させる光偏向装置。 - 前記光線調整面は、前記可動ミラー部に入射する前記入射光の光路と、前記可動ミラー部により反射された前記入射光の光路との間に位置する請求項1または2に記載の光偏向装置。
- 前記透光部及び前記光線調整部の材質がガラスである請求項1ないし3何れか1項に記載の光偏向装置。
- 前記透光部の材質がガラスであり、前記光線調整部の材質が樹脂である請求項1ないし3何れか1項に記載の光偏向装置。
- 前記透光部及び前記光線調整部の材質が樹脂である請求項1ないし3何れか1項に記載の光偏向装置。
- 前記光線調整部は、前記入射光の前記可動ミラー部に対する入射面に沿った断面形状が三角形である請求項1ないし6何れか一項に記載の光偏向装置。
- 前記光線調整面は、前記反射光を全反射させる請求項1ないし7何れか一項に記載の光偏向装置。
- 前記光線調整面には、前記反射光が入射する領域を含むように、前記反射光を散乱させる凹凸構造が形成されている請求項1ないし8何れか一項に記載の光偏向装置。
- 前記光線調整面には、前記反射光が入射する領域を含むように、前記反射光を遮光する遮光層が形成されている請求項1ないし8何れか一項に記載の光偏向装置。
- 前記光線調整面は、前記入射光が入射する面と同一の面であって、前記反射光が入射する領域を含むように、前記反射光を散乱させる凹凸構造が形成されている請求項1ないし8何れか一項に記載の光偏向装置。
- 前記光線調整面は、前記入射光が入射する面と同一の面であって、前記反射光が入射する領域を含むように、前記反射光を遮光する遮光層が形成されている請求項1ないし8何れか一項に記載の光偏向装置。
- 前記光線調整部は、前記入射光の前記可動ミラー部の反射面に対する入射面に沿った断面形状が四角形である請求項1ないし6何れか一項に記載の光偏向装置。
- 前記光線調整部は、前記光線調整面で前記反射光を全反射させ、
前記光線調整面で全反射された前記反射光が入射する面に、前記反射光を散乱させる凹凸構造が形成されている請求項13に記載の光偏向装置。 - 前記光線調整部は、前記光線調整面で前記反射光を全反射させ、
前記光線調整面で全反射された前記反射光が入射する面に、前記反射光を遮光する遮光層が形成されている請求項13に記載の光偏向装置。 - 複数の可動ミラー部が形成された第1ウェハを形成する工程と、
前記第1ウェハを、複数のベース部が形成された第2ウェハと、複数のスペーサ部が形成された第3ウェハとの間に挟むように接合する工程と、
前記第3ウェハ上に、複数の透光部が形成された第4ウェハを接合する工程と、
前記第4ウェハ上に、入射光が透過する前記透光部により生じた反射光の光路を調整する光線調整面を有する多面体である複数の光線調整部を、1つの前記光線調整部と1つの前記可動ミラー部とが対になるように配置して接合する工程と、
前記第1~第4ウェハが積層されてなるウェハ積層体を、光偏向装置の形成領域ごとに切断する工程と
を有する光偏向装置の製造方法。 - 請求項1ないし15何れか一項に記載の光偏向装置を有し、前記光偏向装置による光走査によって画像を投影する画像投影装置。
- 請求項1ないし15何れか一項に記載の光偏向装置を有し、前記光偏向装置による光走査によって対象方向の物体を認識する物体認識装置。
- 請求項1ないし15何れか一項に記載の光偏向装置を有し、前記光偏向装置により走査されたレーザ光を蛍光体に入射させることにより白色の照明光を生成させるレーザヘッドランプ装置。
- 請求項1ないし15何れか一項に記載の光偏向装置を有し、前記光偏向装置による光走査によって感光体に光書込みを行う光書込装置。
- 請求項17に記載の画像投影装置、請求項18に記載の物体認識装置、請求項19に記載のレーザヘッドランプ装置のうち少なくとも1つを搭載した移動体。
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