JP2016033529A - 光偏向器のカバー用光透過性部材、光偏向器、光学レンズ及び光学ミラー - Google Patents

Abstract

【課題】光路上に配置される光学素子の数を増加させることなく、レーザ光のスペックルを低減する光偏向器のカバー用光透過性部材を提供する。
【解決手段】光偏向器１はミラー部１１を振動させることによってミラー部１１に入射するレーザ光の反射方向を走査する。光偏向器１にカバー用光透過性部材５が装着されている。カバー用光透過性部材５には、ミラー部１１への入射光及び反射光を透過する部分の表面に、使用する光の波長よりも短い周期で繰り返して配列された溝をもち構造性複屈折を呈するサブ波長構造体領域が前記溝の配列方向である光学軸方向が互いに異なる部分をもつように配置されてなるスペックル解消パターン１７が形成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、光偏向器のカバー用光透過性部材、光偏向器、光学レンズ及び光学ミラーに関するものである。

近年、レーザ光を光源としたレーザディスプレイが次世代のディスプレイとして注目されている。レーザディスプレイは、例えば、ランプを光源としたディスプレイよりも低消費電力、超小型（薄型、軽量）、低コスト、フォーカス・フリー、綺麗な映像など特徴があり、レーザディスプレイへの期待が高まっている。

レーザディスプレイは、光源の他に、ミラー部を振動させることによってミラー部に入射するレーザ光の反射方向を走査する光偏向器を備えている。光偏向器は、光源から射出されたレーザ光を所定の角度で反射させることを連続的に行うことで、対象範囲内又は所定範囲内に存在する物体までレーザ光を飛ばす装置である。光偏向器はレーザ走査装置とも呼ばれる。光偏向器としては、例えば、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）を用いた走査ミラー（ＭＥＭＳミラー）や、ポリゴンミラー（回転多面鏡）などが知られている。

しかしながら、レーザディスプレイにはスペックルノイズの課題があり、実現が困難になっている。スペックルノイズはスクリーン上の微細な凹凸より散乱した光が干渉を起こす事で発生するものである。スペックルノイズに対してこれまで有効な防止方法や低減方法は確立されていなかった。

スペックルノイズを解消する有効な解決手段の１つとして、光軸を変調するパターンを領域の中で分割して配置して偏光を解消することで、スペックルが低減できることが知られている（例えば特許文献１，２を参照。）。

特開２００４−３４１４５３号公報 特開２０１１−１８０５８１号公報 特開２００３−５７５８６号公報 特開２０１１−１８０５８１号公報 特開２００６−１３３６０５号公報

スペックル解消素子は光路上に配置される。したがって、スペックル解消素子は光学系のスペース的な問題を発生させることがあった。このような問題は、レーザディスプレイの光学系に限らず、レーザ光を光源とする光学系全般において生じる。

本発明は、光路上に配置される光学素子の数を増加させることなく、レーザ光のペックルを低減することを目的とするものである。

本発明にかかる光偏向器のカバー用光透過性部材は、ミラー部を動作させることによって上記ミラー部に入射するレーザ光の反射方向を走査する光偏向器に装着されるカバー用光透過性部材であって、上記ミラー部の反射光を透過する部分の表面に、使用する光の波長よりも短い周期で繰り返して配列された溝をもち構造性複屈折を呈するサブ波長構造体領域が上記溝の配列方向である光学軸方向が互いに異なる部分をもつように配置されてなるスペックル解消パターンが形成されていることを特徴とするものである。

本発明にかかる光偏向器は、ミラー部を振動させることによって上記ミラー部に入射するレーザ光の反射方向を走査する光偏向器であって、上記ミラー部への入射光及び反射光の光路上に本発明の光偏向器のカバー用光透過性部材を備えていることを特徴とするものである。

本発明にかかる光学レンズは、レンズ機能を有する光透過性部材からなるレンズ部の表面に、使用する光の波長よりも短い周期で繰り返して配列された溝をもち構造性複屈折を呈するサブ波長構造体領域が上記溝の配列方向である光学軸方向が互いに異なる部分をもつように配置されてなるスペックル解消パターンが形成されていることを特徴とするものである。

本発明にかかる光学ミラーは、光反射部材の光反射面の表面に、使用する光の波長よりも短い周期で繰り返して配列された溝をもち構造性複屈折を呈するサブ波長構造体領域が上記溝の配列方向である光学軸方向が互いに異なる部分をもつように配置されてなるスペックル解消パターンが形成されていることを特徴とするものである。

本発明の光偏向器のカバー用光透過性部材、光偏向器、光学レンズ及び光学ミラーは、光路上に配置される光学素子の数を増加させることなく、レーザ光のペックルを低減することができる。

光偏向器の一実施例を説明するための概略的な図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は断面図である。 同実施例のカバー用光透過性部材を示す概略的な平面図である。 同実施例の光偏向器本体部を示す概略的な平面図である。 カバー用光透過性部材の他の実施例及び光偏向器の他の実施例を説明するための概略的な断面図である。 カバー用光透過性部材のさらに他の実施例及び光偏向器のさらに他の実施例を説明するための概略的な断面図である。 サブ波長構造体を説明するための概略的な断面図である。 スペックル解消パターンの一例を概略的に示した平面図である。 スペックル解消パターンの他の例を概略的に示した平面図である。 光偏向器の実施例を適用した光走査装置の光学系の一例を説明するための概略図である。 光偏向器の実施例を適用したレーザプリンタの光学系の一例を説明するための概略図である。 カバー用光透過性部材の他の実施例を説明するための概略的な平面図である。 光学レンズの一実施例を説明するための概略的な断面図である。 光学ミラーの一実施例を説明するための概略的な断面図である。 光偏向器の他の実施例を説明するための概略的な図である。

本発明の光偏向器のカバー用光透過性部材において、上記スペックル解消パターンは上記ミラー部への入射光を透過する部分の表面にも形成されている例を挙げることができる。これにより、ミラー部への入射光及びミラー部の反射光の両方についてレーザ光のペックルを低減することができるので、ミラー部の反射光の光路上のみにスペックル解消パターンが配置されている場合に比べて、レーザ光のペックルをより低減することができる。

また、本発明の光偏向器のカバー用光透過性部材は、上記スペックル解消パターンの周囲に遮光部を備えている例を挙げることができる。本発明の光偏向器のカバー用光透過性部材のこの態様は、上記ミラー部への入射光及び反射光について上記遮光部によって迷光を除去することができる。遮光部は、例えばクロム等の光吸収膜や、磨りガラスなどによって形成される。ただし、遮光部の構成はこれらに限定されない。また、本発明の光偏向器のカバー用光透過性部材は上記遮光部を備えていなくてもよい。

また、本発明の光偏向器のカバー用光透過性部材は、上記ミラー部に対向する面及びその反対側の面の両方に上記スペックル解消パターンをそれぞれ備えている例を挙げることができる。本発明の本発明の光偏向器のカバー用光透過性部材のこの態様は、上記ミラー部への入射光及び反射光について上記カバー用光透過性部材の両面でスペックル解消パターンを通過させることができるので、偏光状態をよりランダムにすることができ、より良くスペックルを低減できる。

本発明の光偏向器において、例えば、上記スペックル解消パターンは少なくとも上記反射光の光路上に配置されており、上記ミラー部側から上記スペックル解消パターンに入射する光の入射角θは０°≦θ≦３０°である例を挙げることができる。これにより、スペックル解消パターンのスペックル解消機能が維持される。ただし、本発明において、スペックル解消パターンに入射する光の入射角θは０°≦θ≦３０°に限定されず、３０°よりも大きくてもよい。スペックル解消パターンに入射する光の入射角が３０°を超えている場合、スペックル解消パターンのスペックル解消機能は低下するが、例えば入射角が４０°までは８５％以上の機能を維持する。

以下に本発明の実施の形態を説明する。
本発明の一態様は、ＭＥＭＳミラーやポリゴンミラーなどの光偏向器のカバー用光透過部材、例えばカバーガラスにスペックル解消パターンを構築し、スペックル解消効果と防塵効果を同時に達成する。

また、本発明は、レーザ光が透過、屈折又は反射する光学素子の表面にスペックル解消パターンを構築することで、レーザ光の光学系の省部品化を実現することが可能となる。

本発明は、これまで別体で構成していた、光偏向器とスペックル解消素子（手段）を複合化することで、部品点数の削減や、設計自由度の向上を図ることができる。

本発明の光偏向器において、スペックル低減機能を奏するスペックル解消パターンはカバー用光透過部材に形成されているので、外部衝撃などの影響を受けにくい。
また、スペックル解消パターンの周囲に使用領域以外を遮光する遮光部が形成されていることで、迷光防止効果をもたせることも可能である。

次に図面を用いて本発明の実施例を説明する。なお、本発明は以下に説明される実施例に限定されるものではない。

図１は、光偏向器の一実施例を説明するための概略的な図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は断面図である。図１（Ｂ）は図１（Ａ）のＡ−Ａ位置での断面に対応している。図２は、同実施例のカバー用光透過性部材を示す概略的な平面図である。図３は、同実施例の光偏向器本体部を示す概略的な平面図である。

光偏向器１は、大きく分けて本体部３とスペーサー４とカバーガラス５（カバー用光透過性部材）を備えている。本体部３は、枠部７とねじりバネ部９とミラー部１１とミラー１３を備えている。スペーサー４は本体部３の枠部７に沿って枠状に形成されている。カバーガラス５は光透過性基板１５とスペックル解消パターン１７を備えている。

光透過性基板１５の材料は例えばガラスである。スペックル解消パターン１７の材料は例えば石英や、Ｔａ₂Ｏ₅などの金属酸化物、樹脂などである。なお、本発明においてカバー用光透過性部材の材料は、ガラスや石英、金属酸化物などに限定されず、他の光透過性材料であってもよい。また、光透過性基板１５の表面やスペックル解消パターン１７の表面など、カバーガラス５に反射防止膜（反射防止コート）が形成されていてもよい。

本体部３はＭＥＭＳ技術によって作製されたものである。ミラー部１１は、２本のねじりバネ部９，９に支持されて枠部７の開口部に配置されている。ミラー部１１の上にミラー１３が配置されている。また、本体部３はミラー部１１を振動させるための駆動系（図示は省略）を備えている。本体部３は例えば特許文献３に開示されている。本体部３はＭＥＭＳミラーと呼ばれるものである。ＭＥＭＳミラーの駆動方式としては、例えば、磁界とコイルを用いる電磁方式や、圧電素子を用いる圧電方式、静電気を利用する静電方式などがある。

スペックル解消パターン１７は、例えば特許文献４に開示されたサブ波長構造の製造方法と同様の方法によって形成される。なお、スペックル解消パターン１７を形成するための方法は特許文献４に開示された製造方法に限定されない。また、スペックル解消パターン１７は、光透過性基板１５自体が加工されて形成されたものであってもよいし、光透過性基板１５上に形成された部材が加工されて形成されたものであってもよい。

カバーガラス５はスペーサー４を介して本体部３に装着されている。スペーサー４は本体部３の枠部７に接合されている。カバーガラス５の光透過性基板１５はスペーサー４に接合されている。スペーサー４と枠部７の接合、及びスペーサー４とカバーガラス５の接合は、例えば陽極接合などの直接接合や、接着剤などを用いた間接接合など、どのような接合であってもよい。なお、本体部３をカバーガラス５に装着する方法は、スペーサー４を用いる方法に限定されない。例えば、本体部３に対向する光透過性基板１５の面にザグリ（凹部）を形成して、光透過性基板１５と枠部７を接合してもよい。また、カバーガラス５の上面の周縁部を覆い中央部に開口をもつ筒状のカバー部材を用いてカバーガラス５を直接又はスペーサー４を介して本体部３に装着するようにしてもよい。

カバーガラス５はねじりバネ部９及びミラー部１１とは間隔をもって配置されている。カバーガラス５の光透過性基板１５の表面にスペックル解消パターン１７が形成されている。スペックル解消パターン１７はミラー部１１への入射光及び反射光を透過する部分に配置されている。

スペックル解消パターン１７は、例えば光透過性基板１５の本体部３側とは反対側の面に配置されている。ただし、スペックル解消パターン１７は、図４に示されるように光透過性基板１５の本体部３側の面に形成されていてもよいし、図５に示されるように光透過性基板１５の両面に形成されていてもよい。

スペックル解消パターン１７は、使用する光の波長よりも短い周期で繰り返して配列された溝をもち構造性複屈折を呈するサブ波長構造体領域が溝の配列方向である光学軸方向が互いに異なる部分をもつように配置されて形成されている。このようなスペックル解消パターン１７は例えば特許文献１，２に開示されている。

図６はサブ波長構造体を説明するための概略的な断面図である。サブ波長構造体の複屈折作用について、図６を参照して説明する。

図６に示された構造は一般的なサブ波長構造体を示したものである。使用する光の波長よりも短い凹凸周期（ピッチ）Ｐを有するサブ波長凹凸構造が形成されている。サブ波長凹凸構造の媒質として空気と屈折率ｎの媒質を想定する。屈折率ｎの凸条のランドの幅がＬ、空気層からなる凹条の溝の幅がＳであり、Ｐ＝Ｌ＋Ｓである。また、Ｌ／Ｐはフィリングファクタ（Ｆ）と呼ばれる。ｄは溝の深さである。

周期Ｐの目安としては、使用する最も短い入射光の波長より短い周期で、より望ましくは使用波長の半分以下の周期とする。周期Ｐが入射光の波長よりも短い周期構造は入射光を回折することはないため入射光はそのまま透過し、入射光に対して複屈折特性を示す。すなわち、入射光の偏光方向に応じて異なる屈折率を示す。その結果、構造に関するパラメータを調整することにより位相差を任意に設定することができるため各種波長板を実現できる。

構造性複屈折とは、屈折率の異なる２種類の媒質を光の波長よりも短い周期でストライプ状に配置したとき、ストライプに平行な偏光成分（ＴＥ波）とストライプに垂直な偏光成分（ＴＭ波）とで屈折率（有効屈折率と呼ぶ）が異なり、複屈折作用が生じることをいう。

サブ波長構造体の周期よりも２倍以上の波長をもつ光が垂直入射したと仮定する。このときの入射光の偏光方向がサブ波長構造体の溝に平行（ＴＥ方向）であるか垂直（ＴＭ方向）であるかによって、サブ波長構造体の有効屈折率は次の式で与えられる。
ｎ（ＴＥ）＝（Ｆ×ｎ²＋（１−Ｆ））^1/2
ｎ（ＴＭ）＝（Ｆ／ｎ²＋（１−Ｆ））^1/2

入射光の偏光方向がサブ波長構造体の溝に平行である場合の有効屈折率をｎ（ＴＥ）、垂直である場合の有効屈折率をｎ（ＴＭ）と表す。式中の符号Ｆは前述のフィリングファクタである。

このようなサブ波長構造体を透過した光のＴＥ波とＴＭ波の間の位相差（リタデーション）Δは、
Δ＝Δｎ・ｄ
である。ここで、Δｎはｎ（ＴＥ）とｎ（ＴＭ）の差、ｄは前述の溝の深さである。

サブ波長構造体領域に直線偏光の光が入射すると、この位相差によってその透過光は楕円偏光に変わる。サブ波長構造体領域において光学軸方向が互いに異なる部分に直線偏光の光がそれぞれ透過すると、光学軸方向が互いに異なる部分間で楕円率が異なる。

図７は、スペックル解消パターンの一例を概略的に示した平面図である。
スペックル解消パターン１７に複数のサブ波長構造体領域１９が配置されている。サブ波長構造体領域１９は、例えば互いに隙間のない状態に配置されている。ただし、隣り合うサブ波長構造体領域１９は間隔をもって配置されていてもよい。

ここでは８×８＝６４個のサブ波長構造体領域１９が配置されたものを示しているが、これは概略図であり、その個数に限定されるものではなく、サブ波長構造体領域１９の数は多いほどよい。例えば、スペックル解消パターン１７が５ｍｍ×５ｍｍの正方形で、サブ波長構造体領域１９が５０μｍ×５０μｍであるとすると、１００×１００＝１００００個のサブ波長構造体領域１９が配置されたスペックル解消パターン１７となる。

サブ波長構造体領域１９は使用する光の波長よりも短い周期で繰り返して配列された溝により構成されるストライプ状の凹凸構造をもっている。そのストライプ状の凹凸の配列方向が光学軸であり、図では光学軸は矢印で示されている。この実施例では各サブ波長構造体領域１９は１つずつの光学軸をもっている。

光学軸方向は隣り合うサブ波長構造体領域１９間では異なる部分をもつように、ここでは隣り合うサブ波長構造体領域１９間で光学軸方向が異なるようにサブ波長構造体領域１９が配置されている。サブ波長構造体領域１９の光学軸方向は３６０度を１５分割した方向のいずれかの方向をもつように形成されており、スペックル解消パターン１７としては光学軸方向がランダムになるようにサブ波長構造体領域１９が配置されている。

サブ波長構造体領域１９内における光学軸は１つである必要はなく、互いに直交する２つの方向の光学軸をもつようにサブ波長構造体領域１９を形成することもできる。また、さらに複数個の光学軸をもつようなサブ波長構造体領域１９であってもよく、後述のように光学軸方向が中心から放射状に広がるようにサブ波長構造体を構成する凹凸構造の溝が同心円状に配列されているようなサブ波長構造体領域１９であってもよい。

スペックル解消パターン１７は、サブ波長構造体を構成する凹凸構造の溝の深さに関し、スペックル解消パターン１７全体で溝の深さが同じであってもよいし、深さの異なるものを含んでいてもよい。

深さの異なるものを含んでいる場合、１つの形態は、各サブ波長構造体領域１９内ではその溝の深さを均一にし、その溝の深さの異なるサブ波長構造体領域１９をランダムに配置したものである。他の形態は、各サブ波長構造体領域１９内においてその溝の深さを変化させたものである。このような形態は例えば特許文献２に開示されている。

図８は、スペックル解消パターンの他の例を概略的に示した平面図である。図８のスペックル解消パターンは、複数のサブ波長構造体領域に分割されることなく、全体として１つのサブ波長構造体領域からなる。

図８のスペックル解消パターン１７では、スペックル解消パターンの全面にわたって、使用する光の波長よりも短い周期で繰り返して配列された溝２１をもち構造性複屈折を呈するサブ波長構造体が形成されている。そのサブ波長構造体はサブ波長構造体を構成する溝の配列方向である光学軸方向が中心から放射状に広がるようにその溝２１が同心円状に配列されている。したがって、図中に矢印で示される光学軸方向は３６０度にわたって分布している。

さらに、サブ波長構造体を構成する溝２１の深さは、スペックル解消パターン１７の中心（Ａ１）から半径方向の一点（Ａ２）に至る位置での断面図が、例えば、三角関数その他の任意の関数に従って連続して変化するように形成されている。

この実施例では入射光の中心が偏光解消素子の中心（Ａ１）にくるように光学系を配置するのが最も効果的な使用方法である。

図７又は図８に示されたスペックル解消パターン１７において、サブ波長構造体を構成する溝の深さが光学軸方向に沿って連続的に変化しているようにしてもよい。そのような連続的な変化を実現する１つの方法として、三角関数、指数関数又は他の任意の数式で表される関数に従うように変化させることができる。溝の深さの連続的な変化に伴って、このサブ波長構造体領域を通過する光の位相差が連続的に変化し、偏光状態が連続的に変化して種々の偏光状態を作成するのに一層寄与する。

スペックル解消パターン１７で発生する位相差Δは使用する波長λに対して、
λ／４≦Δ≦λ
となるようにサブ波長構造体が設計されていることが好ましい。これにより、この偏光解消素子の異なる場所を通過した光束同士であってもその干渉を防止することができる。

なお、本発明において、スペックル解消パターンは、図７又は図８に示されたものに限定されない。本発明において、スペックル解消パターンは、使用する光の波長よりも短い周期で繰り返して配列された溝をもち構造性複屈折を呈するサブ波長構造体領域が上記溝の配列方向である光学軸方向が互いに異なる部分をもつように配置されてなるものであれば、どのような構成であってもよい。

図１に戻って光偏向器１の説明を続ける。
光偏向器１は、ミラー部１１の振動によってミラー１３による反射方向を変化させる。これによって反射光の走査が行われる。

ミラー１３への入射光はスペックル解消パターン１７及び光透過性基板１５を通過する。また、ミラー１３の反射光は光透過性基板１５及びスペックル解消パターン１７を通過する。入射光及び反射光がスペックル解消パターン１７を通過する際に偏光状態がランダムになり、スペックルが低減される。

このように、光偏向器１にスペックル解消機能を設けることにより、別途スペックル解消素子を用いることなく、レーザ光のスペックルを低減できる。したがって、光偏向器１は、光路上に配置される光学素子の数を増加させることなく、レーザ光のペックルを低減することができる。

光偏向器１を備えた光学系の一例を説明する。
（光走査装置への適用）
図９は光走査装置の光学系の概略的な構成図である。レーザ光を平行光として射出する光源装置５６から射出されたレーザ光は全反射ミラー５７で反射されて光偏向器１に入射する。光偏向器１に入射した光は光偏向器１によって偏向走査される。光偏向器１によって偏向走査された光は射出窓５８を介して筐体５９の外部に射出される。

光偏向器１に入射する光は入射角θ１でスペックル解消パターン１７に入射する。スペックル解消パターン１７及び光透過性基板１５を透過した光はミラー部１１のミラー１３で反射される。

ミラー部１１及びミラー１３は、ミラー１３で反射された光が所定の走査角度の範囲内で走査されるように振動されている。ミラー１３で反射された光は光透過性基板１５及びスペックル解消パターン１７を介して光偏向器１の外部に射出される。このとき、ミラー１３で反射された光のスペックル解消パターン１７に対する入射角θ２は０°≦θ２の範囲内である。

光偏向器１の外部からスペックル解消パターン１７に入射する光の入射角θ１は０°≦θ１≦３０°であることが好ましい。また、ミラー部１１側からスペックル解消パターン１７に入射する光の入射角θ２は、０°≦θ２≦３０°であることが好ましい。スペックル解消パターン１７に入射する光の入射角θが０°≦θ≦３０°であれば、スペックル解消パターン１７のスペックル解消機能が維持されるからである。

図９の光学系において、射出窓５８は、光入射面もしくは光射出面又はその両方にスペックル解消パターンを備えているようにしてもよい。この場合、スペックル解消パターンに入射する光の入射角θは０°≦θ１≦３０°であることが好ましい。

（レーザプリンタへの適用）
図１０はレーザプリンタの光学系を示したものである。レーザダイオード・ユニット３１内部には、光源としてのレーザダイオードと、レーザダイオードから射出されるレーザビームは平行光線にするコリメートレンズが設けられている。レーザダイオード・ユニット３１から平行光線となって射出されるレーザ光は、光偏向器１によって偏向走査され、Ｆ−θレンズ３３やプリズム３５等から構成される結像レンズ系によってドラム状の感光体ドラム３７の帯電した表面に画像を結像する。

この光学系では、レーザダイオード・ユニット３１から射出されるレーザ光をランダムな偏光状態をもったレーザ光とするために、光偏向器１にスペックル解消パターン１７（図１を参照。）が配置されている。ここでも、光偏向器１のミラー部からスペックル解消パターンに入射する光の入射角θは０°≦θ≦３０°であることが好ましい。さらに、光偏向器１の外部からスペックル解消パターンに入射する光の入射角θは０°≦θ≦３０°であることが好ましい。

なお、光偏向器１が適用される光学系はレーザプリンタの光学系に限定されない。また、本発明の光偏向器は、ミラー部を振動させることによって上記ミラー部に入射するレーザ光の反射方向を走査する光偏向器を備えた光学系に適用可能である。

図１１はカバー用光透過性部材の他の実施例を説明するための概略的な平面図である。図１１において図２と同じ機能を果たす部分には同じ符号が付されている。

カバーガラス２３（カバー用光透過性部材）は、図２に示されたカバーガラス５と比較して、光透過性基板１５の表面に形成された遮光部２５をさらに備えている。遮光部２５はスペックル解消パターン１７の周囲に配置されている。光透過性基板１５において遮光部２５が形成される面は、スペックル解消パターン１７の形成面に対して同じ面であってもよいし、反対側の面であってもよい。

遮光部２５は、例えばクロム等の光吸収膜や、磨りガラスなどによって形成されている。
カバーガラス２３はカバーガラス５と同様にして光偏向器１の本体部３（図１及び図３を参照。）に装着されている。カバーガラス２３が配置された光偏向器１は、ミラー部１１への入射光及び反射光について遮光部２５によって迷光を除去することができる。

次に、光学レンズの実施例を説明する。
図１２は、光学レンズの一実施例を説明するための概略的な断面図である。
光学レンズ４１は、レンズ部４３とスペックル解消パターン４５を備えている。

レンズ部４３はレンズ機能を有する光透過性部材で形成されている。レンズ部４３は例えば両凸レンズである。ただし、本発明においてレンズ部は両凸レンズに限定されない。本発明においてレンズ部は、レンズ機能を有する光透過性部材からなるものであればよく、例えば平凸レンズや両凹レンズ、平凹レンズであってもよい。

スペックル解消パターン４５はレンズ部４３の一表面に形成されている。スペックル解消パターン４５の構造は、図１及び図６から図８を参照して説明したスペックル解消パターン１７の構造と同様である。

光学レンズ４１を透過するレーザ光は、スペックル解消パターン４５よって偏光状態がランダムになり、スペックルが低減される。

光学レンズ４１にスペックル解消機能を設けることにより、別途スペックル解消素子を用いることなく、レーザ光のスペックルを低減できる。したがって、光学レンズ４１は、光路上に配置される光学素子の数を増加させることなく、レーザ光のペックルを低減することができる。

図１２に示された光学レンズ４１では、スペックル解消パターン４５はレンズ部４３の光入射面に配置されているが、本発明の光学レンズはこれに限定されない。本発明の光学レンズにおいて、スペックル解消パターンは、レンズ部の光射出面に配置されていてもよいし、レンズ部の光入射面及び光射出面の両方にそれぞれ配置されていてもよい。

スペックル解消パターン４５は、例えば特許文献４に開示されたサブ波長構造の製造方法と同様の方法によって形成される。なお、スペックル解消パターン４５を形成するための方法は特許文献４に開示された製造方法に限定されない。また、スペックル解消パターン４５は、レンズ部４３自体が加工されて形成されたものであってもよいし、レンズ部４３上に形成された部材が加工されて形成されたものであってもよい。

次に、光学ミラーの実施例を説明する。
図１３は、光学ミラーの一実施例を説明するための概略的な断面図である。
光学ミラー５１は、光反射部材５３とスペックル解消パターン５５を備えている。

光反射部材５３は光反射面を備えている。光反射部材５３は例えば平面ミラーである。ただし、本発明において光反射部材は平面ミラーに限定されない。本発明において光反射部材は、光反射面を備えているものであればよく、例えば凸面ミラーや凹面ミラーであってもよい。

スペックル解消パターン５５は光反射部材５３の光反射面に形成されている。スペックル解消パターン５５の構造は、図１及び図６から図８を参照して説明したスペックル解消パターン１７の構造と同様である。

光学ミラー５１への入射光及び反射光は、スペックル解消パターン５５よって偏光状態がランダムになり、スペックルが低減される。

光学ミラー５１にスペックル解消機能を設けることにより、別途スペックル解消素子を用いることなく、レーザ光のスペックルを低減できる。したがって、光学ミラー５１は、光路上に配置される光学素子の数を増加させることなく、レーザ光のペックルを低減することができる。

スペックル解消パターン５５は、例えば特許文献４に開示されたサブ波長構造の製造方法と同様の方法によって形成される。なお、スペックル解消パターン５５を形成するための方法は特許文献４に開示された製造方法に限定されない。なお、スペックル解消パターン５５は、光反射部材５３上に形成された部材が加工されて形成されたものである。

次に、光偏向器の他の実施例を説明する。
図１４は、光偏向器の他の実施例を説明するための概略的な構成図である。
光偏向器６１は、図示されないカラー印画紙に、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３光束により光走査を行って、カラー画像書込みを行う装置である。

光偏向器６１はレーザ光源６３Ｒ，６３Ｇ，６３Ｂを備えている。レーザ光源６３Ｒ，６３Ｇ，６３Ｂから放射される各色レーザ光束は、それぞれ対応する変調手段６５Ｒ，６５Ｇ，６５Ｂを透過し、画像信号に応じて変調される。

変調手段６５Ｒ，６５Ｇ，６５Ｂで変調された各光束は光源側からの発散性の光束として、コリメートレンズ系６７Ｒ，６７Ｇ，６７Ｂに入射して平行光束化された後、ミラー６９Ｒ，６９Ｇ，６９Ｂに入射する。ミラー６９Ｒ，６９Ｇ，６９Ｂによって反射された各光束は、シリンドリカルレンズ系７１Ｒ，７１Ｇ，７１Ｂによって副走査方向へ集光され、ダイクロイック膜を有する光路合成素子７３によって１本の光束として合成される。合成された光束は、回転多面鏡７５（ミラー部）の偏向反射面に入射する。

回転多面鏡７５が等速回転すると、上記合成された光束は等角速度的に偏向しつつ、走査結像光学系であるＦθレンズを構成するレンズ７７，７９，８１を透過する。Ｆθレンズを透過した光束は、筐体８３に配置されたカバー用光透過性部材８５に形成されたスペックル解消パターン８７を介して筐体８３の外部外に射出され、図示されない被走査面、例えばカラー印画紙上に光スポットを形成する。この光スポットは、走査線８９上で等速的に光走査され、被走査面に光書込みを行う。被走査面は、走査線８９に直交する副走査方向へ等速で搬送される。この搬送に伴い、主走査が副走査方向に繰り返されて２次元的なカラー画像が被走査面に書込まれていく。光偏向器６１と同様の光学系は、例えば特許文献５に開示されている。

光偏向器６１から射出されるレーザ光は、カバー用光透過性部材８５に形成されたスペックル解消パターン８７よって偏光状態がランダムになり、スペックルが低減される。したがって、光偏向器６１は、光路上に配置される光学素子の数を増加させることなく、レーザ光のペックルを低減することができる。

なお、スペックル解消パターン８７の構造例や配置例、材料例、製造方法例などは、例えば、図１及び図６から図８を参照して説明したスペックル解消パターン１７の構造例や配置例、材料例、製造方法例と同様である。

以上、本発明の実施例が説明されたが本発明はこれらに限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の範囲内で種々の変更が可能である。

１，６１ 光偏向器
１１ ミラー部
１５，２３，８５ カバー用光透過性部材
１７，４５，５５，８７ スペックル解消パターン
２５ 遮光部
４１ 光学レンズ
４３ レンズ部
５１ 光学ミラー
５３ 光反射部材
７５ 回転多面鏡（ミラー部）

Claims (8)

1. ミラー部を動作させることによって前記ミラー部に入射するレーザ光の反射方向を走査する光偏向器に装着されるカバー用光透過性部材であって、
   前記ミラー部の反射光を透過する部分の表面に、使用する光の波長よりも短い周期で繰り返して配列された溝をもち構造性複屈折を呈するサブ波長構造体領域が前記溝の配列方向である光学軸方向が互いに異なる部分をもつように配置されてなるスペックル解消パターンが形成されていることを特徴とする光偏向器のカバー用光透過性部材。
2. 前記スペックル解消パターンは前記ミラー部への入射光を透過する部分の表面にも形成されている、請求項１に記載の光偏向器のカバー用光透過性部材。
3. 前記スペックル解消パターンの周囲に遮光部を備えている、請求項１又は２に記載の光偏向器のカバー用光透過性部材。
4. 前記ミラー部に対向する面及びその反対側の面の両方に前記スペックル解消パターンをそれぞれ備えている、請求項１から３のいずれか一項に記載の光偏向器のカバー用光透過性部材。
5. ミラー部を振動させることによって前記ミラー部に入射するレーザ光の反射方向を走査する光偏向器であって、
   前記ミラー部への入射光及び反射光の光路上に請求項１から４のいずれか一項に記載の光偏向器のカバー用光透過性部材を備えていることを特徴とする光偏向器。
6. 前記スペックル解消パターンは少なくとも前記反射光の光路上に配置されており、
   前記ミラー部側から前記スペックル解消パターンに入射する光の入射角θは０°≦θ≦３０°である、請求項５に記載の光偏向器。
7. レンズ機能を有する光透過性部材からなるレンズ部の表面に、使用する光の波長よりも短い周期で繰り返して配列された溝をもち構造性複屈折を呈するサブ波長構造体領域が前記溝の配列方向である光学軸方向が互いに異なる部分をもつように配置されてなるスペックル解消パターンが形成されていることを特徴とする光学レンズ。
8. 光反射部材の光反射面の表面に、使用する光の波長よりも短い周期で繰り返して配列された溝をもち構造性複屈折を呈するサブ波長構造体領域が前記溝の配列方向である光学軸方向が互いに異なる部分をもつように配置されてなるスペックル解消パターンが形成されていることを特徴とする光学ミラー。

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