光扫描控制装置的制作方法

本发明涉及光扫描控制装置。
背景技术：
：已知扫描激光来显示图像的光扫描控制装置。在这种光控制装置中，为了抑制斑点噪声造成的影响，作为屏幕，有使用微透镜阵列的情况。但是，若使用微透镜阵列作为屏幕，则由于透镜排列的规律性，有视觉确认干涉条纹的情况。为了防止这种情况，例如，提出了以下技术：具有排列有多个微透镜的第一及第二微透镜阵列部，且构成为使排列于第一微透镜阵列部的微透镜彼此的间隔比排列于第二微透镜阵列部的微透镜彼此的间隔窄(例如，参照专利文献1)。但是，在上述的光扫描控制装置中，由于需要两个微透镜阵列，因此存在成本上升的问题。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2012-226303号公报技术实现要素：发明所要解决的课题鉴于上述课题，本发明的一实施例的目的在于提供一种能够抑制成本上升并降低斑点噪声及干涉条纹的光扫描控制装置。用于解决课题的方案在本发明的一实施例中，本光扫描控制装置(1)具有：扫描单元(310)，扫描从激光器(211r、211g、211b)射出的光；以及屏幕(50)，供由上述扫描单元(310)扫描出的光成像。在上述屏幕(50)的光的入射侧和射出侧的至少一方的面排列有多个微透镜(50m)。各个上述微透镜(50m)排列成在第一方向以及与上述第一方向正交的第二方向的至少一方向上中心间距离为随机。此外，上述括号内的参照符号是为了容易理解而标记的，其仅是一例，不限于图示的方式。发明效果根据本发明的实施例，能够提供一种能够既抑制成本上升，又降低斑点噪声及干涉条纹的光扫描控制装置。附图说明图1是示例本实施方式的光扫描控制装置的块图。图2是示例构成光扫描控制装置的光扫描部的平面图。图3是示例本实施方式的光扫描控制装置的外观图(其一)。图4是示例本实施方式的光扫描控制装置的外观图(其二)。图5是示例比较例的微透镜阵列的图(其一)。图6是示例本实施方式的微透镜阵列的图(其一)。图7是对基准距离进行说明的图(其一)。图8是对微透镜的坐标的偏差量的分布进行说明的图。图9是示例比较例的微透镜阵列的图(其二)。图10是示例本实施方式的微透镜阵列的图(其二)。图11是对基准距离进行说明的图(其二)。具体实施方式以下，参照附图，对用于实施发明的方式进行说明。在各附图中，对相同结构部分标记相同的符号，有省略重复的说明的情况。图1是示例本实施方式的光扫描控制装置的块图。图2是示例构成光扫描控制装置的光扫描部的平面图。图3及图4是示例本实施方式的光扫描控制装置的外观图。(光扫描控制装置的概要结构)首先，参照图1～图4，对光扫描控制装置1的概要结构进行说明。就光扫描控制装置1而言，作为主要的结构单元，具有电路部10、光源部20、光扫描部30、光学部40、屏幕50、以及光量检测传感器60，而且它们被收纳于框体100内。光扫描控制装置1例如为激光扫描型投影仪。电路部10是控制光源部20和光扫描部30的部分，例如，能够由系统控制器11、cpu(centralprocessingunit)12、以及各种驱动电路等构成。光源部20具有ld模块21、温度控制部22、温度传感器23、以及减光滤镜24。ld模块21具备射出的光量根据电流值变化的激光器211r、211g、及211b、和监测激光器211r、211g、及211b的每一个的最近的光量的光量检测传感器215等。激光器211r例如为红色半导体激光器，能够射出波长λr(例如，640nm)的光。激光器211g例如为绿色半导体激光器，能够射出波长λg(例如530nm)的光。激光器211b例如为蓝色半导体激光器，能够射出波长λb(例如445nm)的光。作为光量检测传感器215，例如能够使用光电二极管等。光量检测传感器215能够配置于能够检测通过减光滤镜24前的光量的任意的位置。温度控制部22能够将激光器211r、211g、及211b控制在规定的温度。温度传感器23能够检测激光器211r、211g、及211b的每一个的温度。作为温度控制部22，例如能够使用珀尔帖元件。作为温度传感器23，例如能够使用热敏电阻。减光滤镜24配置在镜子310的前段，且入射从激光器211r、211g、及211b射出的光(合成后的光)。减光滤镜24具有调节屏幕50上的亮度的功能。作为减光滤镜24，可以使用nd(neutraldensity)滤镜、液晶元件、偏光滤镜等。减光滤镜24相对于入射光的光轴倾斜插入，不透过的光(削减的光)被减光滤镜24吸收或者反射。光扫描部30例如为通过压电元件使镜子310驱动的mems(microelectromechanicalsystem)。镜子310作为扫描单元发挥功能，使从激光器211r、211g、及211b射出的光(合成后的光)反射，根据影像信号在水平方向及垂直方向二维地扫描入射光，使在屏幕50成像于。具体而言，如图2所示，镜子310由构成轴的螺旋梁331及332从两侧支撑。在与螺旋梁331及332正交的方向上，以夹持镜子310的方式成对地设有驱动梁351及352。通过形成于驱动梁351及352的每一个的表面的压电元件，能够使镜子310以螺旋梁331及332为轴绕轴摆动。以下，将镜子310绕螺旋梁331及332的轴摆动的方向称为水平方向。驱动梁351及352的水平驱动例如使用共振振动，能够高速驱动镜子310。水平位移传感器391是检测镜子310在水平方向上摆动的状态下的镜子310的水平方向的倾斜度情况的传感器。另外，在驱动梁351及352的外侧成对地设有驱动梁371及372。通过形成于驱动梁371及372的每一个的表面的压电元件，能够使镜子310在与水平方向垂直的方向即垂直方向上摆动。垂直位移传感器395及396是检测镜子310在垂直方向上摆动的状态下的镜子310的垂直方向的倾斜度情况的传感器。此外，光扫描部30例如在单元150(参照图3(b))中，与驱动电路等一起搭载于陶瓷箱体，并被陶瓷盖覆盖。光学部40是用于将通过光扫描部30扫描的光投射于屏幕50的光学系统，例如，如图3(b)等所示，能够包含反射镜41、反射镜42、反射镜43、凹面镜44等而构成。但是，根据需要，也可以使用透镜代替反射镜。从光扫描部30入射至光学部40的光通过凹面镜44形成为大致平行光，并在屏幕50成像，在屏幕50上描绘与影像信号相应的图像。屏幕50为了去除称为斑点的看起来呈颗粒状的图像的噪声，具备微透镜阵列。构成微透镜阵列的各微透镜相当于显示器的像素，优选的是照射的激光束与微透镜的尺寸相比相等或比其小。对于构成屏幕50的微透镜阵列的详情，后面进行叙述。光量检测传感器60能够配置于能够检测通过减光滤镜24后的光量的任意的位置。光量检测传感器60能够独立地检测通过减光滤镜24后的激光器211r、211g、及211b的每一个的光量。作为光量检测传感器60，例如能够使用一个或多个光电二极管等。(光扫描控制装置的概要动作)接下来，对光扫描控制装置1的概要动作进行说明。系统控制器11例如能够进行镜子310的偏转角控制。系统控制器11例如能够经由缓冲电路13监测由水平位移传感器391、垂直位移传感器395及396得到的镜子310的水平方向及垂直方向的倾斜度，且向镜驱动电路14供给角度控制信号。然后，镜驱动电路14能够基于来自系统控制器11的角度控制信号，向驱动梁351及352、驱动梁371及372供给预定的驱动信号，将镜子310驱动(扫描)至预定角度。另外，系统控制器11例如能够向激光器驱动电路15供给数字的影像信号。然后，激光器驱动电路15基于来自系统控制器11的影像信号，向激光器211r、211g、及211b供给预定的电流。由此，激光器211r、211g、及211b发出根据影像信号调制后的红色、绿色、及蓝色的光，通过将这些光合成，能够形成彩色的图像。cpu12例如能够通过光量检测传感器215的输出监测激光器211r、211g、及211b的基部的射出光量，向ld模块21供给光量控制信号。激光器211r、211g、及211b基于来自cpu12的光量控制信号进行电流控制，以成为预定的输出(光量)。此外，光量检测传感器215能够做成包含独立地检测激光器211r、211g、及211b的射出光量的三个传感器的结构。或者，光量检测传感器215也可以仅由一个传感器构成。在该情况下，使激光器211r、211g、及211b依次发光，用一个传感器依次进行检测，从而能够控制激光器211r、211g、及211b的射出光量。另外，cpu12能够通过温度传感器23的输出监测激光器211r、211g、及211b的温度，向温度控制电路16供给温度控制信号。然后，温度控制电路16从cpu12基于温度控制信号向温度控制部22供给规定的电流。由此，温度控制部22被加热或冷，能够控制为使各激光器成为规定的温度。光量检测传感器60检测通过减光滤镜24后的光量。如上述那样，用于实施各激光器的光量调节的光量检测传感器215安装于ld模块21中，检测激光器211r、211g、及211b的根基的(通过减光滤镜24前的)射出光量。但是，通过光扫描控制装置1实际显示的图像由在屏幕50形成的光形成，因此，在基于根基的激光器光量的调节中，有不能进行正确的调节的情况。例如，由于在光路上设有减光滤镜24，因此存在以下情况：根据减光滤镜24的特性，得不到如期待那样的减光比，因此通过减光滤镜24后的光量不如期待的那样。另外，至于减光滤镜24的r/g/b每一个的减光比存在偏差的情况，可能会破坏通过减光滤镜24后的白平衡。另外，因温度或经年劣化，也有光扫描部30的特性发生变动的情况。无论利用光量检测传感器215如何精密地控制通过光扫描部30前的光量，都不能解决这样的问题。因此，在光扫描控制装置1中，作为检测通过减光滤镜24后的光量的光量检测单元，设有光量检测传感器60。光量检测传感器60的检测结果输入作为控制单元的cpu12，cpu12能够基于由光量检测传感器60检测到的光量，向ld模块21供给控制各激光器的电流值的光量控制信号。由此，由于能够检测包含了减光滤镜24和光扫描部30的特性的变动的激光的光量，因此，能够进行与实际显示于屏幕50的图像对应的正确的光量控制。此外，光量检测传感器60能够独立地检测激光器211r、211g、及211b的每一个的光量，cpu12能够基于由光量检测传感器60检测到的各个光量，控制各个激光器的电流值。(微透镜阵列)以下，对屏幕50的微透镜阵列详细地进行说明。图5是示例比较例的微透镜阵列(现有的微透镜阵列)的图(其一)，图5(a)是立体图，图5(b)是示意性地表示各微透镜的中心位置的平面图。另外，图6是示例本实施方式的微透镜阵列的图(其一)，图6(a)是立体图，图6(b)是示意性地表示各微透镜的中心位置的平面图。如图5所示，就现有的微透镜阵列而言，例如，各个微透镜500m的平面形状为四边形，各微透镜500m的中心500c在x方向(横向)及与x方向正交的y方向(纵向)上以等间隔配置。与此相对，如图6所示，就本实施方式的微透镜阵列而言，各微透镜50m的中心50c在x方向及y方向上具有随机性地配置。也就是，各微透镜50m排列成在x方向及y方向上中心间距离为随机(在x方向及y方向上以不同的间隔配置)。在屏幕50中，形成微透镜阵列的面能够仅做成光的入射侧和者射出侧的任一面。无论将微透镜阵列形成于哪一面，保持后述的斑点降低功能并降低干涉条纹的效果都同等。但是，若将微透镜阵列形成于光的入射侧，则在能够从光的射出侧视觉确认平滑的图像这一点上较为合适。此外，即使在光的入射侧及射出侧两面形成微透镜阵列，且使至少一方的面的微透镜的配置随机化的情况下，也能够得到同样的效果。在图6(b)的各微透镜50m中，十字线的交点表示图5(b)的中心500c所在的位置，箭头表示相对于图5(a)的中心500c，中心50c偏离的方向。此外，各微透镜50m的曲率也可以是球面形状、非球面形状的任一形状，但是无论是哪一种情况，都使各微透镜50m的厚度及曲率半径统一。由此，能够使各微透镜50m的焦点距离相等。接下来，对具有随机性地配置各微透镜50m的中心50c的方法进行说明。图7是对基准距离进行说明的图(其一)，是示意性地示例微透镜阵列的平面图。在图7的各微透镜50m中，十字线的交点表示在x方向及y方向上以等间隔配置各微透镜50m的中心的情况下的位置。此时，将相邻的微透镜50m的x方向的中心间距离设为基准距离rx，将相邻的微透镜50m的y方向的中心间距离设为基准距离ry。基准距离rx、基准距离ry能够根据要求规格恰当地决定，例如，能够设为数10～数100μm程度。在此，微透镜50m设为n个，将以等间隔配置各微透镜50m的中心的情况下的中心坐标设为(x1，y1)、(x2，y2)、(x3，y3)、…(xn，yn)。此时，每隔基准距离rx、基准距离ry配置各微透镜50m，这成为微透镜50m的标准尺寸。基准距离rx和基准距离ry可以相等，也可以不同。然后，当将各微透镜50m的坐标相对于上述的中心坐标的偏差设为(δx1，δy1)、(δx2，δy2)、(δx3，δy3)、…(δxn，δyn)，则在表1表示各微透镜50m的中心坐标。表1透镜no.x坐标y坐标1x1+δx1y1+δy12x2+δx2y2+δy23x3+δx3y3+δy34x4+δx4y4+δy4·········nxn+δxnyn+δyn在此，偏差(δxi，δyi)(i＝1～n)为利用随机数设定的随机的数值。该偏差量的分布以0为中心，取正负的值，因此，优选该正负的分布比例均等。也就是，优选的是，各微透镜50m的中心间距离相对于基准距离rx、基准距离ry的偏差量的正负的分布比例均等。例如，这能够通过图8(a)例示的正态分布、或者图8(b)例示的均匀分布等来实现。通过使偏差量的分布均等，从而各微透镜50m的尺寸的平均与基准距离rx、基准距离ry大致相等。因此，能够通过由基准距离rx、基准距离ry决定大小的透镜的数值孔径na(numericalaperture)求出屏幕50的扩散角。此外，通过发明人等的研究，优选的是，偏差量相对于基准距离rx、基准距离ry设为30％以下。也就是，优选设为δx/rx≦30％、δy/ry≦30％。由此，能够既保持斑点降低功能，又降低干涉条纹。此外，参照图5～图7，对微透镜的平面形状为四边形的情况(配置成方形的四角排列的情况)进行了说明，但不限于此。例如，微透镜的平面形状也可以是六边形(配置成蜂窝状的三角排列)，也可以是除此之外的平面形状。图9～图10表示微透镜500m的平面形状为六边形的情况。图9是示例比较例的微透镜阵列(现有的微透镜阵列)的图(其二)，图9(a)是立体图，图9(b)是示意性地表示各微透镜的中心位置的平面图。另外，图10是示例本实施方式的微透镜阵列的图(其二)，图10(a)是立体图，图10(b)是示意性地表示各微透镜的中心位置的平面图。图11是对基准距离进行说明的图(其二)，是示意性地示例微透镜阵列的平面图。在微透镜500m的平面形状为六边形的情况下，也能够通过与微透镜500m的平面形状为四边形的情况相同的方法，在x方向及y方向上具有随机性地配置各微透镜50m的中心50c。对于优选将偏差量的分布设为正态分布或者均匀分布等这一点、及优选将偏差量相对于基准距离rx、基准距离ry设为30％以下这一点(也就是，优选设为δx/rx≦30％、δy/ry≦30％这一点)，也相同。这样，由微透镜阵列50m构成屏幕50，在x方向及y方向上具有随机性地配置各微透镜50m的中心50c，从而能够保持斑点降低功能并降低干涉条纹。但是，即使仅在x方向、y方向的任一方向上具有随机性地配置各微透镜50m的中心50c，也能够保持斑点降低功能并降低干涉条纹。此外，优选的是，照射至屏幕50的光束的光点直径(fwhm：半值宽度)比基准距离rx、基准距离ry小。这是因为，若照射至屏幕50的光束的光点直径比基准距离rx、基准距离ry大，则跨多个微透镜50m照射光束的概率变高，容易产生干涉条纹。此外，上述实施方式为本发明的优选的实施例，但不限于此，在不脱离本发明的主旨的范围内，能够实施多种变形。例如，在上述的实施方式中表示了将本发明的光扫描控制装置应用于激光扫描型投影仪的例。但是，本发明的光扫描控制装置不限于上述的一例。本发明的光扫描控制装置能够适用于将图像显示于屏幕的各种设备。作为这样的设备，例如能够列举车载用的平视显示器、激光打印机、激光扫描型脱毛器、激光头灯、激光雷达等。此外，通过将本发明的光扫描控制装置的屏幕作为中间屏幕，将影像间接地映射于挡风玻璃、组合器，能够构筑降低了斑点噪声和干涉条纹的车载用平视显示器。另外，在上述的实施方式中表示了具有三个激光器的例，但是激光器最低具有一个即可。在该情况下，能够实现单色的光扫描控制装置。本国际申请主张基于2015年5月29日申请的日本国专利申请第2015-109504号的优先权，并将日本国专利申请第2015-109504号的全部内容引用于本国际申请。符号说明1—光扫描控制装置，10—电路部，11—系统控制器，12—cpu，13—缓冲电路，14—镜驱动电路，15—激光器驱动电路，16—温度控制电路，20—光源部，21—ld模块，22—温度控制部，23—温度传感器，24—减光滤镜，30—光扫描部，40—光学部，41、42、43—反射镜，44—凹面镜，50—屏幕，50m—微透镜，50c—微透镜的中心，60—光量检测传感器，100—框体，150—单元，211r、211g、211b—激光器，215—光量检测传感器，310—镜子，351、352、371、372—驱动梁，391—水平位移传感器，395、396—垂直位移传感器。当前第1页12