(57)【要約】【課題】可動部の揺動中心軸が第１の軸に対してずれるのを防止または抑制することができる光スキャナー、画像表示装置およびヘッドマウントディスプレイを提供すること。【解決手段】光スキャナー１は、枠体部１３と、枠体部１３をＹ軸に直交するＸ軸周りに揺動可能に支持する軸部１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄと、枠体部１３に設けられた永久磁石２１と、永久磁石２１に作用する磁界を発生させるコイル３１とを備え、平面視にて、Ｘ軸およびＹ軸により分割された４つの領域Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４のうち、領域Ｓ１に永久磁石２１の一方の磁極２１１が配置され、領域Ｓ１に対してＸ軸とＹ軸との交点Ｐを介して対向する領域Ｓ２に永久磁石の他方の磁極２１２が配置され、枠体部１３の領域Ｓ３、Ｓ４に位置する部分の平均厚さは、枠体部１３の領域Ｓ１、Ｓ２に位置する部分の平均厚さよりも薄い。【選択図】図１
2014126754.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光反射性を有する光反射部が設けられ、第１の軸周りに揺動可能な可動部と、
前記可動部を前記第１の軸周りに揺動可能に支持する第１軸部と、
前記第１軸部を支持するとともに、前記第１の軸に交差する第２の軸周りに揺動可能な枠体部と、
前記枠体部を前記第２の軸周りに揺動可能に支持する第２軸部と、
前記枠体部に設けられた永久磁石と、
前記永久磁石に作用する磁界を発生させるコイルと、を備え、
前記枠体部の厚さ方向からみた平面視にて、前記第１の軸および前記第２の軸により分割された４つの領域のうち、１つの領域を第１の領域とし、前記第１の領域に対して前記第１の軸と前記第２の軸との交点について点対称の位置となる領域を第２の領域とし、前記第１の領域に対して前記第２の軸について線対称の位置となる領域を第３の領域とし、前記第１の領域に対して前記第１の軸について線対称の位置となる領域を第４の領域としたとき、
前記永久磁石の一方の磁極が前記平面視にて前記第１の領域に配置され、前記永久磁石の他方の磁極が前記平面視にて前記第２の領域に配置され、
前記枠体部の前記平面視にて前記第３の領域および前記第４の領域に位置する部分の平均厚さは、前記枠体部の前記平面視にて前記第１の領域および前記第２の領域に位置する部分の平均厚さよりも薄いことを特徴とする光スキャナー。
【請求項２】
光反射性を有する光反射部が設けられ、第１の軸周りに揺動可能な可動部と、
前記可動部を前記第１の軸周りに揺動可能に支持する第１軸部と、
前記第１軸部を支持するとともに、前記第１の軸に交差する第２の軸周りに揺動可能な枠体部と、
前記枠体部を前記第２の軸周りに揺動可能に支持する第２軸部と、
前記枠体部に設けられたコイルと、
前記コイルに作用する磁界を発生させる永久磁石と、を備え、
前記枠体部の厚さ方向からみた平面視にて、前記第１の軸および前記第２の軸により分割された４つの領域のうち、１つの領域を第１の領域とし、前記第１の領域に対して前記第１の軸と前記第２の軸との交点について点対称の位置となる領域を第２の領域とし、前記第１の領域に対して前記第２の軸について線対称の位置となる領域を第３の領域とし、前記第１の領域に対して前記第１の軸について線対称の位置となる領域を第４の領域としたとき、
前記永久磁石の一方の磁極が前記平面視にて前記第１の領域に配置され、前記永久磁石の他方の磁極が前記平面視にて前記第２の領域に配置され、
前記枠体部の前記平面視にて前記第３の領域および前記第４の領域に位置する部分の平均厚さは、前記枠体部の前記平面視にて前記第１の領域および前記第２の領域に位置する部分の平均厚さよりも薄いことを特徴とする光スキャナー。
【請求項３】
前記枠体部は、前記枠体部の厚さ方向に突出したリブを有し、
前記リブは、前記枠体部の前記平面視にて前記第３の領域および前記第４の領域にそれぞれ位置する部分の少なくとも一部において、欠損しているか、または、前記リブの他の部分よりも厚さが薄くなっている請求項１または２に記載の光スキャナー。
【請求項４】
前記リブは、前記平面視にて前記第１の軸を跨る部分を有する請求項３に記載の光スキャナー。
【請求項５】
前記リブは、前記平面視にて前記第２の軸を跨る部分を有する請求項３または４に記載の光スキャナー。
【請求項６】
前記第２軸部は、前記枠体部を両側から支持するとともに、前記第２の軸上に沿って配置された１対の中心軸部と、前記枠体部を両側から支持するとともに、前記平面視にて、一方が前記第１の領域に配置され、他方が前記第２の領域に配置される１対の補助軸部とを有する請求項１ないし５のいずれか一項に記載の光スキャナー。
【請求項７】
前記第１の軸に沿った方向における前記枠体部の長さをａとし、前記第２の軸に沿った方向における前記枠体部の長さをｂとしたとき、ａ＞ｂなる関係を満たす請求項１ないし６のいずれか一項に記載の光スキャナー。
【請求項８】
光を出射する光源と、
前記光源からの光を反射する光反射部が設けられ、第１の軸周りに揺動可能な可動部と、
前記可動部を前記第１の軸周りに揺動可能に支持する第１軸部と、
前記第１軸部を支持するとともに、前記第１の軸に交差する第２の軸周りに揺動可能な枠体部と、
前記枠体部を前記第２の軸周りに揺動可能に支持する第２軸部と、
前記枠体部に設けられた永久磁石と、
前記永久磁石に作用する磁界を発生させるコイルと、を備え、
前記枠体部の厚さ方向からみた平面視にて、前記第１の軸および前記第２の軸により分割された４つの領域のうち、１つの領域を第１の領域とし、前記第１の領域に対して前記第１の軸と前記第２の軸との交点について点対称の位置となる領域を第２の領域とし、前記第１の領域に対して前記第２の軸について線対称の位置となる領域を第３の領域とし、前記第１の領域に対して前記第１の軸について線対称の位置となる領域を第４の領域としたとき、
前記永久磁石の一方の磁極が前記平面視にて前記第１の領域に配置され、前記永久磁石の他方の磁極が前記平面視にて前記第２の領域に配置され、
前記枠体部の前記平面視にて前記第３の領域および前記第４の領域に位置する部分の平均厚さは、前記枠体部の前記平面視にて前記第１の領域および前記第２の領域に位置する部分の平均厚さよりも薄いことを特徴とする画像表示装置。
【請求項９】
光を出射する光源と、
前記光源からの光を反射する光反射部が設けられ、第１の軸周りに揺動可能な可動部と、
前記可動部を前記第１の軸周りに揺動可能に支持する第１軸部と、
前記第１軸部を支持するとともに、前記第１の軸に交差する第２の軸周りに揺動可能な枠体部と、
前記枠体部を前記第２の軸周りに揺動可能に支持する第２軸部と、
前記枠体部に設けられたコイルと、
前記コイルに作用する磁界を発生させる永久磁石と、を備え、
前記枠体部の厚さ方向からみた平面視にて、前記第１の軸および前記第２の軸により分割された４つの領域のうち、１つの領域を第１の領域とし、前記第１の領域に対して前記第１の軸と前記第２の軸との交点について点対称の位置となる領域を第２の領域とし、前記第１の領域に対して前記第２の軸について線対称の位置となる領域を第３の領域とし、前記第１の領域に対して前記第１の軸について線対称の位置となる領域を第４の領域としたとき、
前記永久磁石の一方の磁極が前記平面視にて前記第１の領域に配置され、前記永久磁石の他方の磁極が前記平面視にて前記第２の領域に配置され、
前記枠体部の前記平面視にて前記第３の領域および前記第４の領域に位置する部分の平均厚さは、前記枠体部の前記平面視にて前記第１の領域および前記第２の領域に位置する部分の平均厚さよりも薄いことを特徴とする画像表示装置。
【請求項１０】
光を出射する光源と、
前記光源からの光を反射する光反射部が設けられ、第１の軸周りに揺動可能な可動部と、
前記可動部を前記第１の軸周りに揺動可能に支持する第１軸部と、
前記第１軸部を支持するとともに、前記第１の軸に交差する第２の軸周りに揺動可能な枠体部と、
前記枠体部を前記第２の軸周りに揺動可能に支持する第２軸部と、
前記枠体部に設けられた永久磁石と、
前記永久磁石に作用する磁界を発生させるコイルと、を備え、
前記枠体部の厚さ方向からみた平面視にて、前記第１の軸および前記第２の軸により分割された４つの領域のうち、１つの領域を第１の領域とし、前記第１の領域に対して前記第１の軸と前記第２の軸との交点について点対称の位置となる領域を第２の領域とし、前記第１の領域に対して前記第２の軸について線対称の位置となる領域を第３の領域とし、前記第１の領域に対して前記第１の軸について線対称の位置となる領域を第４の領域としたとき、
前記永久磁石の一方の磁極が前記平面視にて前記第１の領域に配置され、前記永久磁石の他方の磁極が前記平面視にて前記第２の領域に配置され、
前記枠体部の前記平面視にて前記第３の領域および前記第４の領域に位置する部分の平均厚さは、前記枠体部の前記平面視にて前記第１の領域および前記第２の領域に位置する部分の平均厚さよりも薄いことを特徴とするヘッドマウントディスプレイ。
【請求項１１】
光を出射する光源と、
前記光源からの光を反射する光反射部が設けられ、第１の軸周りに揺動可能な可動部と、
前記可動部を前記第１の軸周りに揺動可能に支持する第１軸部と、
前記第１軸部を支持するとともに、前記第１の軸に交差する第２の軸周りに揺動可能な枠体部と、
前記枠体部を前記第２の軸周りに揺動可能に支持する第２軸部と、
前記枠体部に設けられたコイルと、
前記コイルに作用する磁界を発生させる永久磁石と、を備え、
前記枠体部の厚さ方向からみた平面視にて、前記第１の軸および前記第２の軸により分割された４つの領域のうち、１つの領域を第１の領域とし、前記第１の領域に対して前記第１の軸と前記第２の軸との交点について点対称の位置となる領域を第２の領域とし、前記第１の領域に対して前記第２の軸について線対称の位置となる領域を第３の領域とし、前記第１の領域に対して前記第１の軸について線対称の位置となる領域を第４の領域としたとき、
前記永久磁石の一方の磁極が前記平面視にて前記第１の領域に配置され、前記永久磁石の他方の磁極が前記平面視にて前記第２の領域に配置され、
前記枠体部の前記平面視にて前記第３の領域および前記第４の領域に位置する部分の平均厚さは、前記枠体部の前記平面視にて前記第１の領域および前記第２の領域に位置する部分の平均厚さよりも薄いことを特徴とするヘッドマウントディスプレイ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光スキャナー、画像表示装置およびヘッドマウントディスプレイに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、プロジェクター、ヘッドマウントディスプレイ等に用いられ、光を２次元的に走査する光スキャナーが知られている（例えば、特許文献１参照）。
例えば、特許文献１に記載の光スキャナーは、枠状の駆動部材（枠体部）と、駆動部材をＸ軸周りに回動可能とするように支持する１対の第１の軸部材（第２軸部）と、駆動部材の内側に設けられ、光反射部を備える可動板（可動部）と、可動板を駆動部材に対してＸ軸に直交するＹ軸周りに回動可能とするように支持する１対の第２の軸部材（第１軸部）とを有する。
【０００３】
また、この光スキャナーは、駆動部材に設けられた永久磁石と、永久磁石に対向するように設けられたコイルと、該コイルに電圧を印加する電圧印加手段とを有し、永久磁石の両極を結ぶ線分が平面視にてＸ軸およびＹ軸のそれぞれの軸に対して傾斜している。
そして、電圧印加手段が互いに周波数の異なる第１の電圧と第２の電圧とを重畳してコイルに印加することにより、コイルおよび永久磁石の磁界の相互作用による駆動力をＸ軸およびＹ軸に対してずれた位置で駆動部材に作用させ、可動板を、第１の電圧の周波数でＸ軸周りに回動（揺動）させつつ、第２の電圧の周波数でＹ軸周りに回動（揺動）させる。これにより、可動板の光反射部で反射した光を２次元的に走査することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２２８４３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１に記載の光スキャナーでは、１対の第１の軸部材が平面視にてＸ軸に対して対称に配置されているため、前述したようにコイルおよび永久磁石の磁界の相互作用による駆動力をＹ軸に対してずれた位置で駆動部材に作用させると、駆動部材の回動中心軸がその理想的な回動中心軸であるＸ軸に対して傾いてずれてしまい、それに伴い、可動板の回動中心軸もその理想的な回動中心軸であるＹ軸に対してずれてしまうという問題があった。
【０００６】
本発明の目的は、コイルおよび永久磁石の磁界の相互作用による駆動力を互いに交差する第１の軸および第２の軸に対してずれた位置で枠体部に作用させる光スキャナーにおいて、可動部の揺動中心軸が第１の軸に対してずれるのを防止または抑制することができる光スキャナーを提供すること、また、この光スキャナーを備える画像表示装置およびヘッドマウントディスプレイを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
このような目的は、下記の本発明により達成される。
【０００８】
本発明の光スキャナーは、光反射性を有する光反射部が設けられ、第１の軸周りに揺動可能な可動部と、
前記可動部を前記第１の軸周りに揺動可能に支持する第１軸部と、
前記第１軸部を支持するとともに、前記第１の軸に交差する第２の軸周りに揺動可能な枠体部と、
前記枠体部を前記第２の軸周りに揺動可能に支持する第２軸部と、
前記枠体部に設けられた永久磁石と、
前記永久磁石に作用する磁界を発生させるコイルと、を備え、
前記枠体部の厚さ方向からみた平面視にて、前記第１の軸および前記第２の軸により分割された４つの領域のうち、１つの領域を第１の領域とし、前記第１の領域に対して前記第１の軸と前記第２の軸との交点について点対称の位置となる領域を第２の領域とし、前記第１の領域に対して前記第２の軸について線対称の位置となる領域を第３の領域とし、前記第１の領域に対して前記第１の軸について線対称の位置となる領域を第４の領域としたとき、
前記永久磁石の一方の磁極が前記平面視にて前記第１の領域に配置され、前記永久磁石の他方の磁極が前記平面視にて前記第２の領域に配置され、
前記枠体部の前記平面視にて前記第３の領域および前記第４の領域に位置する部分の平均厚さは、前記枠体部の前記平面視にて前記第１の領域および前記第２の領域に位置する部分の平均厚さよりも薄いことを特徴とする。
このように構成された光スキャナーによれば、コイルおよび永久磁石の磁界の相互作用による駆動力を互いに交差する第１の軸および第２の軸に対してずれた位置で枠体部に作用させる光スキャナーにおいて、可動部の揺動中心軸が第１の軸に対してずれるのを防止または抑制することができる。
【０００９】
本発明の光スキャナーは、光反射性を有する光反射部が設けられ、第１の軸周りに揺動可能な可動部と、
前記可動部を前記第１の軸周りに揺動可能に支持する第１軸部と、
前記第１軸部を支持するとともに、前記第１の軸に交差する第２の軸周りに揺動可能な枠体部と、
前記枠体部を前記第２の軸周りに揺動可能に支持する第２軸部と、
前記枠体部に設けられたコイルと、
前記コイルに作用する磁界を発生させる永久磁石と、を備え、
前記枠体部の厚さ方向からみた平面視にて、前記第１の軸および前記第２の軸により分割された４つの領域のうち、１つの領域を第１の領域とし、前記第１の領域に対して前記第１の軸と前記第２の軸との交点について点対称の位置となる領域を第２の領域とし、前記第１の領域に対して前記第２の軸について線対称の位置となる領域を第３の領域とし、前記第１の領域に対して前記第１の軸について線対称の位置となる領域を第４の領域としたとき、
前記永久磁石の一方の磁極が前記平面視にて前記第１の領域に配置され、前記永久磁石の他方の磁極が前記平面視にて前記第２の領域に配置され、
前記枠体部の前記平面視にて前記第３の領域および前記第４の領域に位置する部分の平均厚さは、前記枠体部の前記平面視にて前記第１の領域および前記第２の領域に位置する部分の平均厚さよりも薄いことを特徴とする。
このように構成された光スキャナーによれば、コイルおよび永久磁石の磁界の相互作用による駆動力を互いに交差する第１の軸および第２の軸に対してずれた位置で枠体部に作用させる光スキャナーにおいて、可動部の揺動中心軸が第１の軸に対してずれるのを防止または抑制することができる。
【００１０】
本発明の光スキャナーでは、前記枠体部は、前記枠体部の厚さ方向に突出したリブを有し、
前記リブは、前記枠体部の前記平面視にて前記第３の領域および前記第４の領域にそれぞれ位置する部分の少なくとも一部において、欠損しているか、または、前記リブの他の部分よりも厚さが薄くなっていることが好ましい。
【００１１】
これにより、枠体部の平面視にて第３の領域および第４の領域に位置する部分の曲げ剛性が、枠体部の平面視にて第１の領域および第２の領域に位置する部分の曲げ剛性よりも低くなる。そのため、枠体部を第２の軸周りに揺動させたとき、枠体部の平面視にて第３の領域および第４の領域に位置する部分の撓み量を、枠体部の平面視にて第１の領域および第２の領域に位置する部分の撓み量よりも大きくすることができる。これにより、枠体部の揺動中心軸が第２の軸に対してずれても、このずれを相殺するように、枠体部が撓み、その結果、可動部の揺動中心軸が第１の軸に対してずれるのを防止または抑制することができる。
【００１２】
本発明の光スキャナーでは、前記リブは、前記平面視にて前記第１の軸を跨る部分を有することが好ましい。
これにより、可動部が第１の軸周りに揺動する際に第１軸部の捩れ変形に伴う応力による枠体部の不本意な変形を防止または抑制することができる。
本発明の光スキャナーでは、前記リブは、前記平面視にて前記第２の軸を跨る部分を有することが好ましい。
これにより、枠体部が第２の軸周りに揺動する際に第２軸部の捩れ変形に伴う応力による枠体部の不本意な変形を防止または抑制することができる。
【００１３】
本発明の光スキャナーでは、前記第２軸部は、前記枠体部を両側から支持するとともに、前記第２の軸上に沿って配置された１対の中心軸部と、前記枠体部を両側から支持するとともに、前記平面視にて、一方が前記第１の領域に配置され、他方が前記第２の領域に配置される１対の補助軸部とを有することが好ましい。
これにより、枠体部の揺動中心軸が第２の軸に対して傾いてずれるのを抑制することができる。その結果、可動部の揺動中心軸が第１の軸に対して傾いてずれるのをより確実に防止または抑制することができる。
【００１４】
本発明の光スキャナーでは、前記第１の軸に沿った方向における前記枠体部の長さをａとし、前記第２の軸に沿った方向における前記枠体部の長さをｂとしたとき、ａ＞ｂなる関係を満たすことが好ましい。
これにより、第１軸部に必要な長さを確保しつつ、第２の軸に沿った方向における光スキャナーの長さを抑えることができる。また、このような第２の軸に沿った方向よりも第１の軸に沿った方向に長い形状をなす枠体部は、第２の軸周りに揺動したときに、所望部位の撓み変形を生じやすくすることができる。
【００１５】
本発明の画像表示装置は、光を出射する光源と、
前記光源からの光を反射する光反射部が設けられ、第１の軸周りに揺動可能な可動部と、
前記可動部を前記第１の軸周りに揺動可能に支持する第１軸部と、
前記第１軸部を支持するとともに、前記第１の軸に交差する第２の軸周りに揺動可能な枠体部と、
前記枠体部を前記第２の軸周りに揺動可能に支持する第２軸部と、
前記枠体部に設けられた永久磁石と、
前記永久磁石に作用する磁界を発生させるコイルと、を備え、
前記枠体部の厚さ方向からみた平面視にて、前記第１の軸および前記第２の軸により分割された４つの領域のうち、１つの領域を第１の領域とし、前記第１の領域に対して前記第１の軸と前記第２の軸との交点について点対称の位置となる領域を第２の領域とし、前記第１の領域に対して前記第２の軸について線対称の位置となる領域を第３の領域とし、前記第１の領域に対して前記第１の軸について線対称の位置となる領域を第４の領域としたとき、
前記永久磁石の一方の磁極が前記平面視にて前記第１の領域に配置され、前記永久磁石の他方の磁極が前記平面視にて前記第２の領域に配置され、
前記枠体部の前記平面視にて前記第３の領域および前記第４の領域に位置する部分の平均厚さは、前記枠体部の前記平面視にて前記第１の領域および前記第２の領域に位置する部分の平均厚さよりも薄いことを特徴とする。
このように構成された画像表示装置によれば、可動部の揺動中心軸が第１の軸に対してずれるのを防止または抑制することができることから、比較的簡単に、高品位の画像を表示することができる。
【００１６】
本発明の画像表示装置は、光を出射する光源と、
前記光源からの光を反射する光反射部が設けられ、第１の軸周りに揺動可能な可動部と、
前記可動部を前記第１の軸周りに揺動可能に支持する第１軸部と、
前記第１軸部を支持するとともに、前記第１の軸に交差する第２の軸周りに揺動可能な枠体部と、
前記枠体部を前記第２の軸周りに揺動可能に支持する第２軸部と、
前記枠体部に設けられたコイルと、
前記コイルに作用する磁界を発生させる永久磁石と、を備え、
前記枠体部の厚さ方向からみた平面視にて、前記第１の軸および前記第２の軸により分割された４つの領域のうち、１つの領域を第１の領域とし、前記第１の領域に対して前記第１の軸と前記第２の軸との交点について点対称の位置となる領域を第２の領域とし、前記第１の領域に対して前記第２の軸について線対称の位置となる領域を第３の領域とし、前記第１の領域に対して前記第１の軸について線対称の位置となる領域を第４の領域としたとき、
前記永久磁石の一方の磁極が前記平面視にて前記第１の領域に配置され、前記永久磁石の他方の磁極が前記平面視にて前記第２の領域に配置され、
前記枠体部の前記平面視にて前記第３の領域および前記第４の領域に位置する部分の平均厚さは、前記枠体部の前記平面視にて前記第１の領域および前記第２の領域に位置する部分の平均厚さよりも薄いことを特徴とする。
このように構成された画像表示装置によれば、可動部の揺動中心軸が第１の軸に対してずれるのを防止または抑制することができることから、比較的簡単に、高品位の画像を表示することができる。
【００１７】
本発明のヘッドマウントディスプレイは、光を出射する光源と、
前記光源からの光を反射する光反射部が設けられ、第１の軸周りに揺動可能な可動部と、
前記可動部を前記第１の軸周りに揺動可能に支持する第１軸部と、
前記第１軸部を支持するとともに、前記第１の軸に交差する第２の軸周りに揺動可能な枠体部と、
前記枠体部を前記第２の軸周りに揺動可能に支持する第２軸部と、
前記枠体部に設けられた永久磁石と、
前記永久磁石に作用する磁界を発生させるコイルと、を備え、
前記枠体部の厚さ方向からみた平面視にて、前記第１の軸および前記第２の軸により分割された４つの領域のうち、１つの領域を第１の領域とし、前記第１の領域に対して前記第１の軸と前記第２の軸との交点について点対称の位置となる領域を第２の領域とし、前記第１の領域に対して前記第２の軸について線対称の位置となる領域を第３の領域とし、前記第１の領域に対して前記第１の軸について線対称の位置となる領域を第４の領域としたとき、
前記永久磁石の一方の磁極が前記平面視にて前記第１の領域に配置され、前記永久磁石の他方の磁極が前記平面視にて前記第２の領域に配置され、
前記枠体部の前記平面視にて前記第３の領域および前記第４の領域に位置する部分の平均厚さは、前記枠体部の前記平面視にて前記第１の領域および前記第２の領域に位置する部分の平均厚さよりも薄いことを特徴とする。
このように構成されたヘッドマウントディスプレイによれば、可動部の揺動中心軸が第１の軸に対してずれるのを防止または抑制することができることから、比較的簡単に、高品位の画像を表示することができる。
【００１８】
本発明のヘッドマウントディスプレイは、光を出射する光源と、
前記光源からの光を反射する光反射部が設けられ、第１の軸周りに揺動可能な可動部と、
前記可動部を前記第１の軸周りに揺動可能に支持する第１軸部と、
前記第１軸部を支持するとともに、前記第１の軸に交差する第２の軸周りに揺動可能な枠体部と、
前記枠体部を前記第２の軸周りに揺動可能に支持する第２軸部と、
前記枠体部に設けられたコイルと、
前記コイルに作用する磁界を発生させる永久磁石と、を備え、
前記枠体部の厚さ方向からみた平面視にて、前記第１の軸および前記第２の軸により分割された４つの領域のうち、１つの領域を第１の領域とし、前記第１の領域に対して前記第１の軸と前記第２の軸との交点について点対称の位置となる領域を第２の領域とし、前記第１の領域に対して前記第２の軸について線対称の位置となる領域を第３の領域とし、前記第１の領域に対して前記第１の軸について線対称の位置となる領域を第４の領域としたとき、
前記永久磁石の一方の磁極が前記平面視にて前記第１の領域に配置され、前記永久磁石の他方の磁極が前記平面視にて前記第２の領域に配置され、
前記枠体部の前記平面視にて前記第３の領域および前記第４の領域に位置する部分の平均厚さは、前記枠体部の前記平面視にて前記第１の領域および前記第２の領域に位置する部分の平均厚さよりも薄いことを特徴とする。
このように構成されたヘッドマウントディスプレイによれば、可動部の揺動中心軸が第１の軸に対してずれるのを防止または抑制することができることから、比較的簡単に、高品位の画像を表示することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の光スキャナーの第１実施形態を示す平面図である。
【図２】図１に示す光スキャナーの断面図（Ｘ軸に沿った断面図）である。
【図３】図１に示す光スキャナーの枠体部を説明するための図（裏面側からみた図）である。
【図４】図１に示す光スキャナーの枠体部を説明するための図（図３中のＡ−Ａ線断面図）である。
【図５】図１に示す光スキャナーが備える駆動部の電圧印加部を説明するためのブロック図である。
【図６】図５に示す第１の電圧発生部および第２の電圧発生部での発生電圧の一例を示す図である。
【図７】従来の光スキャナーを説明するための図である。
【図８】図１に示す光スキャナーの作用を説明するための図である。
【図９】本発明の光スキャナーの第２実施形態を示す図（裏面側からみた図）である。
【図１０】図９に示す光スキャナーの枠体部を説明するための図である。
【図１１】本発明の光スキャナーの第３実施形態を示す平面図である。
【図１２】図１１に示す光スキャナーの第２軸部を説明するための部分拡大平面図である。
【図１３】本発明の光スキャナーの第４実施形態を示す平面図である。
【図１４】図１３に示す光スキャナーの断面図（Ｘ軸に沿った断面図）である。
【図１５】本発明の画像表示装置の実施形態を模式的に示す図である。
【図１６】本発明の画像表示装置の応用例１を示す斜視図である。
【図１７】本発明の画像表示装置の応用例２を示す斜視図である。
【図１８】本発明の画像表示装置の応用例３を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の光スキャナー、画像表示装置およびヘッドマウントディスプレイの好適な実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。
（光スキャナー）
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の光スキャナーの第１実施形態を示す平面図、図２は、図１に示す光スキャナーの断面図（Ｘ軸に沿った断面図）である。また、図３は、図１に示す光スキャナーの枠体部を説明するための図（裏面側からみた図）、図４は、図１に示す光スキャナーの枠体部を説明するための図（図３中のＡ−Ａ線断面図）である。また、図５は、図１に示す光スキャナーが備える駆動部の電圧印加部を説明するためのブロック図、図６は、図５に示す第１の電圧発生部および第２の電圧発生部での発生電圧の一例を示す図である。また、図７は、従来の光スキャナーを説明するための図、図８は、図１に示す光スキャナーの作用を説明するための図である。なお、以下では、説明の便宜上、図２中の上側を「上」、下側を「下」と言う。また、図１では、説明の便宜上、可動ミラー部を透視した状態の平面図を示す。
【００２１】
図１および図２に示すように、光スキャナー１は、可動ミラー部１１と、１対の軸部１２ａ、１２ｂ（第１軸部）と、枠体部１３と、２対の軸部１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ（第２軸部）と、支持部１５と、永久磁石２１と、コイル３１と、磁心３２と、電圧印加部４とを備える。
ここで、可動ミラー部１１、１対の軸部１２ａ、１２ｂは、Ｙ軸（第１の軸）周りに揺動（往復回動）する第１の振動系を構成する。また、可動ミラー部１１、１対の軸部１２ａ、１２ｂ、枠体部１３、２対の軸部１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄおよび永久磁石２１は、Ｘ軸（第２の軸）周りに揺動（往復回動）する第２の振動系を構成する。
【００２２】
また、永久磁石２１、コイル３１および電圧印加部４は、永久磁石２１およびコイル３１の磁界の相互作用により、前述した第１の振動系および第２の振動系を駆動（すなわち、可動ミラー部１１をＸ軸およびＹ軸周りに揺動）させる駆動部を構成する。
特に、永久磁石２１およびコイル３１の磁界の相互作用による駆動力（電磁力）は、平面視にてＸ軸およびＹ軸に対してずれた位置で枠体部１３に作用する。そのため、枠体部１３をＹ軸周りの振動成分を有しつつＸ軸周りに揺動させ、それに伴って、可動ミラー部１１をＸ軸周りおよびＹ軸周りに揺動させることができる。
【００２３】
しかし、かかる駆動力が平面視にてＸ軸に対してずれた位置で枠体部１３に作用すると、枠体部１３の揺動中心軸がＸ軸に対して傾いてずれるような不本意な力が生じてしまう。そして、本実施形態では、軸部１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄがＸ軸に対して対称に配置されているため、かかる不本意な力により、枠体部１３の揺動中心軸がＸ軸に対して傾いてずれる。
そこで、枠体部１３は、このような枠体部１３の揺動中心軸のずれを相殺または緩和する撓みモードを生じさせるように構成されており、これにより、可動ミラー部１１の揺動中心軸がＹ軸に対してずれるのを防止または抑制する。
【００２４】
以下、光スキャナー１の各部を順次詳細に説明する。
可動ミラー部１１は、基部（可動部）１１１と、スペーサー１１２を介して基部１１１に固定された光反射板１１３とを有する。
光反射板１１３の上面（一方の面）には、光反射性を有する光反射部１１４が設けられている。
【００２５】
この光反射板１１３は、軸部１２ａ、１２ｂに対して光反射板１１３の板厚方向に離間するとともに、板厚方向からみたときに（以下、「平面視」ともいう）軸部１２ａ、１２ｂと重なって設けられている。
そのため、軸部１２ａと軸部１２ｂとの間の距離を短くしつつ、光反射板１１３の板面の面積を大きくすることができる。また、軸部１２ａと軸部１２ｂとの間の距離を短くすることができることから、枠体部１３の小型化を図ることができる。さらに、枠体部１３の小型化を図ることができることから、軸部１４ａ、１４ｂと軸部１４ｃ、１４ｄとの間の距離を短くすることができる。
【００２６】
このようなことから、光反射板１１３の板面の面積を大きくしても、光スキャナー１の小型化を図ることができる。
また、光反射板１１３は、平面視にて、軸部１２ａ、１２ｂの全体を覆うように形成されている。言い換えると、軸部１２ａ、１２ｂは、それぞれ、平面視にて、光反射板１１３の外周に対して内側に位置している。これにより、光反射板１１３の板面の面積が大きくなり、その結果、光反射部１１４の面積を大きくすることができる。また、不要な光（例えば、光反射部１１４に入射できなかった光）が軸部１２ａ、１２ｂで反射して迷光となるのを防止することができる。
【００２７】
また、光反射板１１３は、平面視にて、枠体部１３の全体を覆うように形成されている。言い換えると、枠体部１３は、平面視にて、光反射板１１３の外周に対して内側に位置している。これにより、光反射板１１３の板面の面積が大きくなり、その結果、光反射部１１４の面積を大きくすることができる。また、不要な光が枠体部１３で反射して迷光となるのを防止することができる。
【００２８】
さらに、光反射板１１３は、平面視にて、軸部１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄの全体を覆うように形成されている。言い換えると、軸部１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄは、それぞれ、平面視にて、光反射板１１３の外周に対して内側に位置している。これにより、光反射板１１３の板面の面積が大きくなり、その結果、光反射部１１４の面積を大きくすることができる。また、不要な光が軸部１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄで反射して迷光となるのを防止することができる。
【００２９】
本実施形態では、光反射板１１３は、平面視にて、円形をなしている。なお、光反射板１１３の平面視形状は、これに限定されず、例えば、楕円形、四角形等の多角形であってもよい。また、光反射板１１３の平面視形状をＸ軸およびＹ軸に沿った方向に突出した形状にすることで、光反射板１１３の慣性モーメント増加を抑えることができる。
このような光反射板１１３の下面（他方の面、光反射板１１３の基部１１１側の面）には、硬質層１１５が設けられている。
【００３０】
硬質層１１５は、光反射板１１３本体の構成材料よりも硬質な材料で構成されている。これにより、光反射板１１３の剛性を高めることができる。そのため、光反射板１１３の揺動時における撓みを防止または抑制することができる。また、光反射板１１３の厚さを薄くし、光反射板１１３のＸ軸およびＹ軸周りの揺動時における慣性モーメントを抑えることができる。
【００３１】
このような硬質層１１５の構成材料としては、光反射板１１３本体の構成材料よりも硬質な材料であれば、特に限定されず、例えば、ダイヤモンド、水晶、サファイヤ、タンタル酸リチウム、ニオブ酸カリウム、カーボンナイトライド膜などを用いることができるが、特に、ダイヤモンドを用いるのが好ましい。
硬質層１１５の厚さ（平均）は、特に限定されないが、１〜１０μｍ程度であるのが好ましく、１〜５μｍ程度であるのがさらに好ましい。
【００３２】
また、硬質層１１５は、単層で構成されていてもよいし、複数の層の積層体で構成されていてもよい。また、硬質層１１５は、光反射板１１３の下面全体に設けられていてもよいし、下面の一部に設けられていてもよい。なお、硬質層１１５は、必要に応じて設けられるものであり、省略することもできる。
このような硬質層１１５の形成には、例えば、プラズマＣＶＤ、熱ＣＶＤ、レーザーＣＶＤのような化学蒸着法（ＣＶＤ）、真空蒸着、スパッタリング、イオンプレーティング等の乾式メッキ法、電解メッキ、浸漬メッキ、無電解メッキ等の湿式メッキ法、溶射、シート状部材の接合等を用いることができる。
【００３３】
また、光反射板１１３の下面は、スペーサー１１２を介して基部１１１に固定されている。これにより、軸部１２ａ、１２ｂ、枠体部１３および軸部１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄとの接触を防止しつつ、光反射板１１３をＹ軸周りに揺動させることができる。
また、基部１１１は、平面視にて、光反射板１１３の外周に対して内側に位置している。また、基部１１１の平面視での面積は、基部１１１がスペーサー１１２を介して光反射板１１３を支持することができれば、できるだけ小さいのが好ましい。これにより、光反射板１１３の板面の面積を大きくしつつ、軸部１２ａと軸部１２ｂとの間の距離を小さくすることができる。
【００３４】
枠体部１３は、枠状をなし、前述した可動ミラー部１１の基部１１１を囲んで設けられている。言い換えると、可動ミラー部１１の基部１１１は、枠状をなす枠体部１３の内側に設けられている。
この枠体部１３は、平面視にて、可動ミラー部１１の基部１１１および１対の軸部１２ａ、１２ｂからなる構造体の外形に沿った形状をなしている。これにより、可動ミラー部１１、１対の軸部１２ａ、１２ｂで構成された第１の振動系の振動、すなわち、可動ミラー部１１のＹ軸周りの揺動を許容しつつ、枠体部１３の小型化を図ることができる。
なお、枠体部１３の形状は、枠状であれば、図示のものに限定されない。
【００３５】
また、枠体部１３は、Ｙ軸に沿った方向での長さがＸ軸に沿った方向での長さよりも長くなっている。すなわち、Ｙ軸に沿った方向における枠体部１３の長さをａとし、Ｘ軸に沿った方向における枠体部１３の長さをｂとしたとき、ａ＞ｂなる関係を満たす。これにより、軸部１２ａ、１２ｂに必要な長さを確保しつつ、Ｘ軸に沿った方向における光スキャナー１の長さを抑えることができる。また、このようなＸ軸に沿った方向よりもＹ軸に沿った方向に長い形状をなす枠体部１３は、Ｘ軸周りに揺動したときに、後述する所望部位の撓み変形を生じやすくすることができる。
特に、枠体部１３は、平面視（枠体部１３の厚さ方向からみた平面視）にてＸ軸およびＹ軸により分割された４つの領域Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４を設定したとき、枠体部１３の平面視にて領域Ｓ３、Ｓ４に位置する部分の平均厚さは、枠体部１３の平面視にて領域Ｓ１、Ｓ２に位置する部分の平均厚さよりも薄い。
【００３６】
ここで、４つの領域Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４は、１つの領域Ｓ１を第１の領域とし、領域Ｓ１に対してＸ軸とＹとの交点Ｐについて点対称の位置となる領域Ｓ２を第２の領域とし、領域Ｓ１に対してＸ軸について線対称の位置となる領域Ｓ３を第３の領域とし、領域Ｓ１に対してＹ軸について線対称の位置となる領域Ｓ４を第４の領域とする。また、平面視にて、領域Ｓ１には、永久磁石２１の一方の磁極２１１が配置され、領域Ｓ２には、永久磁石２１の他方の磁極２１２が配置されている。
【００３７】
このように厚さが設定された枠体部１３によれば、枠体部１３の平面視にて領域Ｓ３、Ｓ４に位置する部分の曲げ剛性が、枠体部１３の平面視にて領域Ｓ１、Ｓ２に位置する部分の曲げ剛性よりも低くなる。そのため、枠体部１３をＸ軸周りに揺動させたとき、枠体部１３の平面視にて領域Ｓ３、Ｓ４に位置する部分の撓み量を、枠体部１３の平面視にて領域Ｓ１、Ｓ２に位置する部分の撓み量よりも大きくすることができる。これにより、枠体部１３の揺動中心軸がＸ軸に対してずれても、このずれを相殺するように、枠体部１３が撓み、その結果、可動ミラー部１１の揺動中心軸がＹ軸に対してずれるのを防止または抑制することができる。
【００３８】
本実施形態では、枠体部１３は、枠体部１３の厚さ方向に軸部１２ａ、１２ｂおよび軸部１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄよりも突出したリブ１３１を有する。このリブ１３１は、枠体部１３の剛性を高める機能を有する。また、このリブ１３１は、可動ミラー部１１が永久磁石２１に接触するのを防止する機能も有する。
特に、リブ１３１は、枠体部１３の平面視にて領域Ｓ３、Ｓ４にそれぞれ位置する部分の一部である部分１３４、１３５において、欠損している。ここで、リブ１３１は、枠体部１３の平面視にて領域Ｓ３、Ｓ４にそれぞれ位置する部分の一部である部分１３４、１３５において、図４に示すように、リブ１３１の他の部分１３２、１３３（特に平面視にて領域Ｓ１、Ｓ２に位置する部分）よりも厚さが薄くなっているともいえる。すなわち、枠体部１３のリブ１３１が欠損または薄肉化した部分１３４、１３５の厚さｔ２は、枠体部１３のリブ１３１の部分１３２、１３３が配置された部分の厚さｔ２（枠体部１３の最大厚さ）よりも薄くなっている。
【００３９】
このようにリブ１３１が欠損または薄肉化した部分１３４、１３５を枠体部１３が有することにより、枠体部１３の平面視にて領域Ｓ３、Ｓ４に位置する部分の平均厚さを、枠体部１３の平面視にて領域Ｓ１、Ｓ２に位置する部分の平均厚さよりも薄くすることができる。
このような枠体部１３は、平面視にて領域Ｓ３、Ｓ４に位置する部分１３４、１３５の曲げ剛性が他の部分（リブ１３１の部分１３２、１３３が設けられた部分）よりも低められている。その結果、枠体部１３の平面視にて領域Ｓ３、Ｓ４に位置する部分の曲げ剛性が、枠体部１３の平面視にて領域Ｓ１、Ｓ２に位置する部分の曲げ剛性よりも低くなる。
【００４０】
また、リブ１３１の部分１３２、１３３は、平面視にてＹ軸を跨っている。すなわち、リブ１３１は、平面視にてＹ軸を跨る部分を有する。これにより、可動ミラー部１１がＹ軸周りに揺動する際に軸部１２ａ、１２ｂの捩れ変形に伴う応力による枠体部１３の不本意な変形を防止または抑制することができる。
また、リブ１３１の部分１３２、１３３は、平面視にてＸ軸を跨っている。すなわち、リブ１３１は、平面視にてＸ軸を跨る部分を有する。これにより、枠体部１３がＸ軸周りに揺動する際に軸部１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄの捩れ変形に伴う応力よる枠体部１３の不本意な変形を防止または抑制することができる。
【００４１】
また、部分１３４、１３５は、枠体部１３のＹ軸方向に延びる部分に位置している。そのため、枠体部１３のＸ軸周りの動揺に伴って部分１３４、１３５を効果的に曲げ変形させる（撓ませる）ことができる。
また、部分１３４、１３５のＸ軸方向での長さおよび位置は、それぞれ、Ｘ軸に対する枠体部１３の揺動中心軸のずれ量、部分１３４、１３５の厚さｔ２、枠体部１３の厚さｔ１等に応じて決定されるものであり、特に限定されない。
なお、本実施形態では、部分１３４、１３５は、厚さが一定となっているが、厚さの異なる複数の部分を有していてもよいし、厚さが変化する部分を有していてもよい。
【００４２】
以上説明したような枠体部１３は、軸部１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄを介して支持部１５に支持されている。また、可動ミラー部１１の基部１１１は、軸部１２ａ、１２ｂを介して枠体部１３に支持されている。
軸部１２ａ、１２ｂおよび軸部１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄは、それぞれ、弾性変形可能である。
【００４３】
そして、軸部１２ａ、１２ｂ（第１軸部）は、可動ミラー部１１をＹ軸（第１の軸）周りに揺動（回動）可能とするように、可動ミラー部１１と枠体部１３を連結している。また、軸部１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ（第２軸部）は、枠体部１３をＹ軸に直交するＸ軸（第２の軸）周りに揺動（回動）可能とするように、枠体部１３と支持部１５を連結している。
【００４４】
より具体的に説明すると、軸部１２ａ、１２ｂは、可動ミラー部１１の基部１１１を介して互いに対向するように配置されている。
また、軸部１２ａ、１２ｂは、それぞれ、Ｙ軸に沿った方向に延びる長手形状（棒状）をなしている。そして、軸部１２ａ、１２ｂは、それぞれ、一端部が基部１１１に接続され、他端部が枠体部１３に接続されている。また、軸部１２ａ、１２ｂは、それぞれ、中心軸がＹ軸に一致するように配置されている。
【００４５】
このように、軸部１２ａ、１２ｂは、可動ミラー部１１の基部１１１を両側から支持している。そして、軸部１２ａ、１２ｂは、それぞれ、可動ミラー部１１のＹ軸周りの揺動に伴ってねじれ変形する。
なお、軸部１２ａ、１２ｂの形状は、それぞれ、前述したものに限定されず、例えば、途中の少なくとも１箇所に屈曲または湾曲した部分や分岐した部分を有していてもよい。
【００４６】
軸部１４ａ、１４ｂおよび軸部１４ｃ、１４ｄは、枠体部１３を介して互いに対向するように配置されている。また、軸部１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄは、それぞれ、Ｘ軸に沿った方向に延在する長手形状をなす。そして、軸部１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄは、それぞれ、一端部が枠体部１３に接続され、他端部が支持部１５に接続されている。また、軸部１４ａ、１４ｂは、Ｘ軸を介して互いに対向するように配置され、同様に、軸部１４ｃ、１４ｄは、Ｘ軸を介して互いに対向するように配置されている。
【００４７】
このような軸部１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄは、枠体部１３のＸ軸周りの揺動に伴って、軸部１４ａ、１４ｂ全体および軸部１４ｃ、１４ｄ全体がそれぞれねじれ変形する。
このように、可動ミラー部１１をＹ軸周りに揺動可能とするとともに、枠体部１３をＸ軸周りに揺動可能とすることにより、可動ミラー部１１（換言すれば光反射板１１３）を互いに直交するＸ軸およびＹ軸の２軸周りに揺動（回動）させることができる。
【００４８】
以上説明したような基部１１１、軸部１２ａ、１２ｂ、枠体部１３、軸部１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄおよび支持部１５は、一体的に形成されている。
本実施形態では、基部１１１、軸部１２ａ、１２ｂ、枠体部１３、軸部１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄおよび支持部１５は、第１のＳｉ層（デバイス層）と、ＳｉＯ２層（ボックス層）と、第２のＳｉ層（ハンドル層）とがこの順に積層したＳＯＩ基板をエッチングすることにより形成されている。これにより、第１の振動系および第２の振動系の振動特性を優れたものとすることができる。また、ＳＯＩ基板は、エッチングにより微細な加工が可能であるため、ＳＯＩ基板を用いて基部１１１、軸部１２ａ、１２ｂ、枠体部１３、軸部１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄおよび支持部１５を形成することにより、これらの寸法精度を優れたものとすることができ、また、光スキャナー１の小型化を図ることができる。
【００４９】
そして、基部１１１、軸部１２ａ、１２ｂおよび軸部１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄは、それぞれ、ＳＯＩ基板の第１のＳｉ層で構成されている。これにより、軸部１２ａ、１２ｂおよび軸部１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄの弾性を優れたものとすることができる。また、基部１１１がＹ軸周りに回動する際に枠体部１３に接触するのを防止することができる。
【００５０】
また、枠体部１３および支持部１５は、それぞれ、ＳＯＩ基板の第１のＳｉ層、ＳｉＯ２層および第２のＳｉ層からなる積層体で構成されている。これにより、枠体部１３および支持部１５の剛性を優れたものとすることができる。
また、枠体部１３のＳｉＯ２層および第２のＳｉ層、すなわち、枠体部１３の軸部１２ａ、１２ｂまたは軸部１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄよりも厚さ方向に突出した部分は、前述した枠体部１３の剛性を高めるリブ１３１を構成する。なお、枠体部１３の第２のＳｉ層で構成された部分がリブ１３１を構成していると言うこともできる。
【００５１】
また、平面視にて、光反射板１１３の外側に位置する部分（本実施形態では、支持部１５）の上面には、反射防止処理が施されているのが好ましい。これにより、光反射板１１３以外に照射された不要光が迷光となるのを防止することができる。
かかる反射防止処理としては、特に限定されないが、例えば、反射防止膜（誘電体多層膜）の形成、粗面化処理、黒色処理等が挙げられる。
【００５２】
なお、前述した基部１１１、軸部１２ａ、１２ｂ、枠体部１３、軸部１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄおよび支持部１５の構成材料および形成方法は、一例であり、本発明は、これに限定されるものではない。例えば、シリコン基板をエッチングすることにより、基部１１１、軸部１２ａ、１２ｂ、枠体部１３、軸部１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄおよび支持部１５を形成してもよい。
また、本実施形態では、スペーサー１１２および光反射板１１３も、ＳＯＩ基板をエッチングすることにより形成されている。そして、スペーサー１１２は、ＳＯＩ基板のＳｉＯ２層および第２のＳｉ層からなる積層体で構成されている。また、光反射板１１３は、ＳＯＩ基板の第１のＳｉ層で構成されている。
【００５３】
このように、ＳＯＩ基板を用いてスペーサー１１２および光反射板１１３を形成することにより、互いに接合されたスペーサー１１２および光反射板１１３を簡単かつ高精度に製造することができる。
このようなスペーサー１１２は、例えば、接着剤、ろう材等の接合材（図示せず）により基部１１１に接合されている。
【００５４】
前述した枠体部１３の下面（光反射板１１３とは反対側の面）、すなわちリブ１３１の先端面には、永久磁石２１が接合されている。
永久磁石２１と枠体部１３との接合方法としては、特に限定されないが、例えば、接着剤を用いた接合方法を用いることができる。
永久磁石２１は、平面視にて、Ｘ軸およびＹ軸に対して傾斜する方向に磁化されている。
【００５５】
本実施形態では、永久磁石２１は、Ｘ軸およびＹ軸に対して傾斜する方向に延在する長手形状（棒状）をなす。そして、永久磁石２１は、その長手方向に磁化されている。すなわち、永久磁石２１は、一端部をＳ極とし、他端部をＮ極とするように磁化されている。
また、永久磁石２１は、平面視にて、Ｘ軸とＹ軸との交点を中心として対称となるように設けられている。
【００５６】
ここで、永久磁石２１の一方の磁極２１１が平面視にて前述した領域Ｓ１に設けられ、永久磁石２１の他方の磁極２１２が平面視にて前述した領域Ｓ２に設けられている。
なお、本実施形態では、枠体部１３に１つの永久磁石の数を設置した場合を例に説明するが、これに限定されず、例えば、枠体部１３に２つの永久磁石を設置してもよい。この場合、例えば、長尺状をなす２つの永久磁石を、平面視にて基部１１１を介して互いに対向するとともに、互いに平行となるように、枠体部１３に設置すればよい。
【００５７】
Ｘ軸に対する永久磁石２１の磁化の方向（延在方向）の傾斜角θは、特に限定されないが、３０°以上６０°以下であるのが好ましく、４５°以上６０°以下であることがより好ましく、４５°であるのがさらに好ましい。このように永久磁石２１を設けることで、円滑かつ確実に可動ミラー部１１をＸ軸の周りに回動させることができる。
これに対し、傾斜角θが前記下限値未満であると、電圧印加部４によりコイル３１に印加される電圧の強さなどの諸条件によっては、可動ミラー部１１を十分にＸ軸周りに回動させることができない場合がある。一方、傾斜角θが前記上限値を超えると、諸条件によっては、可動ミラー部１１を十分にＹ軸周りに回動させることができない場合がある。
【００５８】
このような永久磁石２１としては、例えば、ネオジム磁石、フェライト磁石、サマリウムコバルト磁石、アルニコ磁石、ボンド磁石等を好適に用いることができる。このような永久磁石２１は、高磁性体を着磁したものであり、例えば、着磁前の硬磁性体を枠体部１３に設置した後に着磁することにより形成される。既に着磁がなされた永久磁石２１を枠体部１３に設置しようとすると、外部や他の部品の磁界の影響により、永久磁石２１を所望の位置に設置できない場合があるからである。
永久磁石２１の直下には、コイル３１が設けられている。すなわち、枠体部１３の下面に対向するように、コイル３１が設けられている。これにより、コイル３１から発生する磁界を効率的に永久磁石２１に作用させることができる。これにより、光スキャナー１の省電力化および小型化を図ることができる。
【００５９】
本実施形態では、コイル３１は、磁心３２に巻回されて設けられている。これにより、コイル３１で発生した磁界を効率的に永久磁石２１に作用させることができる。なお、磁心３２は、省略してもよい。
このようなコイル３１は、電圧印加部４に電気的に接続されている。
そして、電圧印加部４によりコイル３１に電圧が印加されることで、コイル３１からＸ軸およびＹ軸に直交する方向の磁界が発生する。
【００６０】
電圧印加部４は、図５に示すように、可動ミラー部１１をＹ軸周りに回動させるための第１の電圧Ｖ１を発生させる第１の電圧発生部４１と、可動ミラー部１１をＸ軸周りに回動させるための第２の電圧Ｖ２を発生させる第２の電圧発生部４２と、第１の電圧Ｖ１と第２の電圧Ｖ２とを重畳する電圧重畳部４３とを備え、電圧重畳部４３で重畳した電圧をコイル３１に印加する。
【００６１】
第１の電圧発生部４１は、図６（ａ）に示すように、周期Ｔ１で周期的に変化する第１の電圧Ｖ１（水平走査用電圧）を発生させるものである。すなわち、第１の電圧発生部４１は、第１周波数（１／Ｔ１）の第１の電圧Ｖ１を発生させるものである。
第１の電圧Ｖ１は、正弦波のような波形をなしている。そのため、光スキャナー１は効果的に光を主走査することができる。なお、第１の電圧Ｖ１の波形は、これに限定されない。
また、第１周波数（１／Ｔ１）は、水平走査に適した周波数であれば、特に限定されないが、１０〜４０ｋＨｚであるのが好ましい。
【００６２】
本実施形態では、第１周波数は、可動ミラー部１１、１対の軸部１２ａ、１２ｂで構成される第１の振動系（ねじり振動系）のねじり共振周波数（ｆ１）と等しくなるように設定されている。つまり、第１の振動系は、そのねじり共振周波数ｆ１が水平走査に適した周波数になるように設計（製造）されている。これにより、可動ミラー部１１のＹ軸周りの回動角を大きくすることができる。
【００６３】
一方、第２の電圧発生部４２は、図６（ｂ）に示すように、周期Ｔ１と異なる周期Ｔ２で周期的に変化する第２の電圧Ｖ２（垂直走査用電圧）を発生させるものである。すなわち、第２の電圧発生部４２は、第２周波数（１／Ｔ２）の第２の電圧Ｖ２を発生させるものである。
第２の電圧Ｖ２は、鋸波のような波形をなしている。そのため、光スキャナー１は効果的に光を垂直走査（副走査）することができる。なお、第２の電圧Ｖ２の波形は、これに限定されない。
【００６４】
第２周波数（１／Ｔ２）は、第１周波数（１／Ｔ１）と異なり、かつ、垂直走査に適した周波数であれば、特に限定されないが、３０〜１２０Ｈｚ（６０Ｈｚ程度）であるのが好ましい。このように、第２の電圧Ｖ２の周波数を６０Ｈｚ程度とし、前述したように第１の電圧Ｖ１の周波数を１０〜４０ｋＨｚとすることで、ディスプレイでの描画に適した周波数で、可動ミラー部１１を互いに直交する２軸（Ｘ軸およびＹ軸）のそれぞれの軸周りに回動させることができる。ただし、可動ミラー部１１をＸ軸およびＹ軸のそれぞれの軸周りに回動させることができれば、第１の電圧Ｖ１の周波数と第２の電圧Ｖ２の周波数との組み合わせは、特に限定されない。
【００６５】
本実施形態では、第２の電圧Ｖ２の周波数は、可動ミラー部１１、１対の軸部１２ａ、１２ｂ、枠体部１３、２対の軸部１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄおよび永久磁石２１で構成された第２の振動系（ねじり振動系）のねじり共振周波数（共振周波数）と異なる周波数となるように調整されている。
このような第２の電圧Ｖ２の周波数（第２周波数）は、第１の電圧Ｖ１の周波数（第１周波数）よりも小さいことが好ましい。すなわち、周期Ｔ２は、周期Ｔ１よりも長いことが好ましい。これにより、より確実かつより円滑に、可動ミラー部１１をＹ軸周りに第１周波数で回動させつつ、Ｘ軸周りに第２周波数で回動させることができる。
【００６６】
また、第１の振動系のねじり共振周波数をｆ１［Ｈｚ］とし、第２の振動系のねじり共振周波数をｆ２［Ｈｚ］としたとき、ｆ１とｆ２とが、ｆ２＜ｆ１の関係を満たすことが好ましく、ｆ１≧１０ｆ２の関係を満たすことがより好ましい。これにより、より円滑に、可動ミラー部１１を、Ｙ軸周りに第１の電圧Ｖ１の周波数で回動させつつ、Ｘ軸周りに第２の電圧Ｖ２の周波数で回動させることができる。これに対し、ｆ１≦ｆ２とした場合は、第２周波数による第１の振動系の振動が起こる可能性がある。
【００６７】
このような第１の電圧発生部４１および第２の電圧発生部４２は、それぞれ、制御部７に接続され、この制御部７からの信号に基づき駆動する。このような第１の電圧発生部４１および第２の電圧発生部４２には、電圧重畳部４３が接続されている。
電圧重畳部４３は、コイル３１に電圧を印加するための加算器４３ａを備えている。加算器４３ａは、第１の電圧発生部４１から第１の電圧Ｖ１を受けるとともに、第２の電圧発生部４２から第２の電圧Ｖ２を受け、これらの電圧を重畳しコイル３１に印加するようになっている。
【００６８】
次に、光スキャナー１の駆動方法について説明する。なお、本実施形態では、前述したように、第１の電圧Ｖ１の周波数は、第１の振動系のねじり共振周波数と等しく設定されており、第２の電圧Ｖ２の周波数は、第２の振動系のねじり共振周波数と異なる値に、かつ、第１の電圧Ｖ１の周波数よりも小さくなるように設定されている（例えば、第１の電圧Ｖ１の周波数が１８ｋＨｚ、第２の電圧Ｖ２の周波数が６０Ｈｚに設定されている）。
例えば、図６（ａ）に示すような第１の電圧Ｖ１と、図６（ｂ）に示すような第２の電圧Ｖ２とを電圧重畳部４３にて重畳し、重畳した電圧をコイル３１に印加する。
【００６９】
すると、第１の電圧Ｖ１によって、永久磁石２１の一方の磁極２１１をコイル３１に引き付けようとするとともに、永久磁石２１の他方の磁極２１２をコイル３１から離間させようとする磁界（この磁界を「磁界Ａ１」という）と、永久磁石２１の一方の磁極２１１をコイル３１から離間させようとするとともに、永久磁石２１の他方の磁極２１２をコイル３１に引き付けようとする磁界（この磁界を「磁界Ａ２」という）とが交互に切り換わる。
【００７０】
ここで、上述したように、永久磁石２１は、平面視にて、一方の磁極２１１がＹ軸に対して一方側の領域Ｓ１に配置され、他方の磁極２１２がＹ軸に対して他方側の領域Ｓ２に配置されている。すなわち、図１の平面視において、Ｙ軸を挟んで一方側に永久磁石２１のＮ極が位置し、他方側に永久磁石２１のＳ極が位置している。そのため、磁界Ａ１と磁界Ａ２とが交互に切り換わることで、枠体部１３がＹ軸周りに回動する振動が励振され、その振動に伴って、軸部１２ａ、１２ｂを捩れ変形させつつ、可動ミラー部１１が第１の電圧Ｖ１の周波数でＹ軸まわりに回動する。
また、第１の電圧Ｖ１の周波数は、第１の振動系のねじり共振周波数と等しい。そのため、第１の電圧Ｖ１によって、効率的に、可動ミラー部１１をＹ軸周りに回動させることができる。すなわち、前述した枠体部１３がＹ軸周りに回動する振動が小さくても、その振動に伴う可動ミラー部１１のＹ軸周りの回動角を大きくすることができる。
【００７１】
一方、第２の電圧Ｖ２によって、永久磁石２１の一方の磁極２１１をコイル３１に引き付けようとするとともに、永久磁石２１の他方の磁極２１２をコイル３１から離間させようとする磁界（この磁界を「磁界Ｂ１」という）と、永久磁石２１の一方の磁極２１１をコイル３１から離間させようとするとともに、永久磁石２１の他方の磁極２１２をコイル３１に引き付けようとする磁界（この磁界を「磁界Ｂ２」という）とが交互に切り換わる。
【００７２】
ここで、上述したように、永久磁石２１は、平面視にて、一方の磁極２１１がＸ軸に対して一方側の領域Ｓ１に配置され、他方の磁極２１２がＸ軸に対して他方側の領域Ｓ２に配置されている。すなわち、図１の平面視において、Ｘ軸を挟んで一方側に永久磁石２１のＮ極が位置し、他方側に永久磁石２１のＳ極が位置している。そのため、磁界Ｂ１と磁界Ｂ２とが交互に切り換わることで、軸部１４ａ、１４ｂおよび軸部１４ｃ、１４ｄをそれぞれ捩れ変形させつつ、枠体部１３が可動ミラー部１１とともに、第２の電圧Ｖ２の周波数でＸ軸周りに回動する。
また、第２の電圧Ｖ２の周波数は、第１の電圧Ｖ１の周波数に比べて極めて低く設定されている。また、第２の振動系のねじり共振周波数は、第１の振動系のねじり共振周波数よりも低く設計されている。そのため、可動ミラー部１１が第２の電圧Ｖ２の周波数でＹ軸周りに回動してしまうことを防止することができる。
【００７３】
このように、第１の電圧Ｖ１と第２の電圧Ｖ２とを重畳させた電圧をコイル３１に印加することで、可動ミラー部１１を、Ｙ軸周りに第１の電圧Ｖ１の周波数で回動させつつ、Ｘ軸周りに第２の電圧のＶ２の周波数で回動させることができる。これにより、装置の低コスト化および小型化を図るとともに、電磁駆動方式（ムービングマグネット方式）により、可動ミラー部１１をＸ軸およびＹ軸のそれぞれの軸周りに回動させることができる。また、駆動源を構成する部品（永久磁石およびコイル）の数を少なくすることができるため、簡単かつ小型な構成とすることができる。また、コイル３１が光スキャナー１の振動系と離間しているので、かかる振動系に対するコイル３１の発熱による悪影響を防止することができる。
【００７４】
このような電磁駆動方式において、磁界Ｂ１によって、永久磁石２１の一方の磁極２１１をコイル３１に引き付けようとする駆動力が枠体部１３のＸ軸に対して磁極２１１側の部分に作用するが、かかる駆動力の作用点（力が最大となる点）は、Ｙ軸に対して一方側（すなわち磁極２１１側）にずれている。そのため、かかる駆動力は、図８に示すように、Ｙ軸に対して磁極２１１側（領域Ｓ１側）の駆動力Ｚ１が磁極２１１と反対側（領域Ｓ４側）の駆動力Ｚ４に比し大きくなる。
【００７５】
また、磁界Ｂ１によって、永久磁石２１の他方の磁極２１２をコイル３１から離間させようとする駆動力が枠体部１３のＸ軸に対して磁極２１２側の部分に作用するが、かかる駆動力の作用点は、Ｙ軸に対して一方側（すなわち磁極２１２側）にずれている。そのため、かかる駆動力は、Ｙ軸に対して磁極２１２側（領域Ｓ２側）の駆動力Ｚ２が磁極２１２と反対側（領域Ｓ３側）の駆動力Ｚ３に比し大きくなる。
【００７６】
同様に、磁界Ｂ２によって、永久磁石２１の一方の磁極２１１をコイル３１から離間させようとする駆動力は、Ｙ軸に対して磁極２１１側（領域Ｓ１側）の駆動力が磁極２１１と反対側（領域Ｓ４側）の駆動力に比し大きくなる。
また、磁界Ｂ２によって、永久磁石２１の他方の磁極２１２をコイル３１に引き付けようとする駆動力は、Ｙ軸に対して磁極２１２側（領域Ｓ２側）の駆動力が磁極２１２と反対側（領域Ｓ３側）の駆動力に比し大きくなる。
【００７７】
このようなことから、枠体部１３には、枠体部１３の揺動中心軸Ｘ１がＸ軸に対して傾いてずれるような不本意な力が作用することとなる。そして、本実施形態では、軸部１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄがＸ軸に対して対称に配置されているため、かかる不本意な力により、枠体部１３の揺動中心軸Ｘ１がＸ軸に対して傾いてずれる。
【００７８】
従来では、図７に示すように、リブ１３１Ｘが設けられた枠体部１３Ｘの厚さが均一であったため、Ｘ軸に対する枠体部１３Ｘの揺動中心軸Ｘ１のずれに伴って、可動ミラー部１１の揺動中心軸Ｙ１がＹ軸に対してずれてしまう。これは、枠体部１３Ｘが揺動中心軸Ｘ１周りに揺動したときに枠体部１３Ｘの平面視にてＹ軸に対して一方側の部分と他方側の部分との撓み量が互いに等しいため、Ｘ軸に対する枠体部１３Ｘの揺動中心軸Ｘ１のずれがＹ軸に対する可動ミラー部１１の揺動中心軸Ｙ１のずれとなって現れてしまうことによるものである。
【００７９】
そこで、図８に示すように、前述したような平面視にて領域Ｓ３、Ｓ４に配置された欠損または薄肉化した部分１３４、１３５を枠体部１３に設けることにより、このような枠体部１３の揺動中心軸Ｘ１のずれを相殺または緩和する撓みモード（枠体部１３の厚さ方向に撓むモード）を枠体部１３に生じさせる。これにより、可動ミラー部１１の揺動中心軸がＹ軸に対して傾いてずれるのを防止または抑制することができる。
【００８０】
かかる撓みモードは、可動ミラー部１１の揺動中心軸がＹ軸に一致するように、枠体部１３が揺動中心軸Ｘ１周りに揺動したときに枠体部１３の平面視にてＹ軸に対して一方側の部分と他方側の部分との撓み量が互いに異なる。これにより、Ｘ軸に対する枠体部１３の揺動中心軸Ｘ１のずれがＹ軸に対する可動ミラー部１１の揺動中心軸のずれとなって現れてしまうことを防止または抑制することができる。
【００８１】
以上説明したような光スキャナー１によれば、平面視にて永久磁石２１の一方の磁極２１１が領域Ｓ１、他方の磁極２１２が領域Ｓ２に配置されているムービングマグネット方式において、枠体部１３の平面視にて領域Ｓ３、Ｓ４に位置する部分の平均厚さは、枠体部１３の平面視にて領域Ｓ１、Ｓ２に位置する部分の平均厚さよりも薄いので、可動ミラー部１１の揺動中心軸がＹ軸に対してずれるのを防止することができる。
【００８２】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態について説明する。
図９は、本発明の光スキャナーの第２実施形態を示す図（裏面側からみた図）、図１０は、図９に示す光スキャナーの枠体部を説明するための図である。
以下、第２実施形態について、前述した第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。なお、図９において、前述した実施形態と同様の構成については、同一符号を付している。
【００８３】
本実施形態の光スキャナーは、枠体部の構成が異なる以外は、前述した第１実施形態の光スキャナーと同様である。
図９に示すように、第２実施形態の光スキャナー１Ａは、枠体部１３Ａを備える。
枠体部１３Ａは、軸部１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄに支持されているとともに、軸部１２ａ、１２ｂを支持している。
【００８４】
本実施形態では、枠体部１３Ａは、枠体部１３の厚さ方向に軸部１２ａ、１２ｂおよび軸部１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄよりも突出したリブ１３１Ａを有する。
特に、リブ１３１Ａは、枠体部１３Ａの平面視にて領域Ｓ３、Ｓ４にそれぞれ位置する部分の一部である複数の部分１３４Ａおよび複数の部分１３５Ａにおいて、欠損している。ここで、リブ１３１Ａは、枠体部１３Ａの平面視にて領域Ｓ３、Ｓ４にそれぞれ位置する部分の一部である複数の部分１３４および複数の部分１３５において、図１０に示すように、リブ１３１Ａの他の部分１３２Ａ、１３３Ａ（特に平面視にて領域Ｓ１、Ｓ２に位置する部分）よりも厚さが薄くなっているともいえる。すなわち、枠体部１３Ａのリブ１３１Ａが欠損または薄肉化した各部分１３４Ａ、１３５Ａの厚さｔ２は、枠体部１３Ａのリブ１３１Ａの部分１３２Ａ、１３３Ａが配置された部分の厚さｔ２（枠体部１３Ａの最大厚さ）よりも薄くなっている。
【００８５】
このような複数の部分１３４Ａおよび複数の部分１３５Ａの位置、数および間隔等を適宜設定することにより、Ｘ軸に対する枠体部１３Ａの揺動中心軸のずれを相殺または緩和する撓みモードを枠体部１３Ａに生じさせることができる。
以上説明したような第２実施形態の光スキャナー１Ａによっても、可動ミラー部１１の揺動中心軸がＸ軸に対してずれるのを防止または抑制することができる。
【００８６】
＜第３実施形態＞
次に、本発明の第３実施形態について説明する。
図１１は、本発明の光スキャナーの第３実施形態を示す平面図、図１２は、図１１に示す光スキャナーの第２軸部を説明するための部分拡大平面図である。
以下、第３実施形態について、前述した第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。なお、図１１および図１２において、前述した実施形態と同様の構成については、同一符号を付している。
【００８７】
本実施形態の光スキャナーは、第２軸部の構成が異なる以外は、前述した第１実施形態の光スキャナーと同様である。
図１１に示すように、第３実施形態の光スキャナー１Ｂは、枠体部１３をＸ軸周りに揺動可能に支持する軸部１４ｅ、１４ｆ、１４ｇ、１４ｈを備える。
１対の軸部１４ｅ、１４ｇは、それぞれ、Ｘ軸上に沿って配置され、Ｘ軸に沿った長手形状（棒状）をなしている。そして、軸部１４ｅ、１４ｇは、それぞれ、一端部が枠体部１３に接続され、他端部が支持部１５に接続されている。
【００８８】
ここで、軸部１４ｅ、１４ｇ（中心軸部）の枠体部１３側の端部は、Ｘ軸上で枠体部１３に接続されている。
このように、１対の軸部１４ｅ、１４ｇ（中心軸部）は、枠体部１３を両側から支持している。
なお、本実施形態では、軸部１４ｅ、１４ｇは、それぞれ、幅が一定であり、かつ、中心軸がＸ軸に一致しているが、これに限定されず、中心軸がＸ軸に一致または近似していれば、幅が異なる部分を有していてもよい。
【００８９】
一方、軸部１４ｆは、枠体部１３に対して軸部１４ｅ側において、軸部１４ｅに対して永久磁石２１の一方の磁極２１１側に配置されている。また、軸部１４ｈは、枠体部１３に対して軸部１４ｇ側において、軸部１４ｇに対して永久磁石２１の他方の磁極２１２側に配置されている。
すなわち、平面視（枠体部１３の厚さ方向からみた平面視）にて、Ｘ軸およびＹ軸により分割された４つの領域Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４のうち、軸部１４ｆは、永久磁石２１の一方の磁極２１１が配置された領域Ｓ１に配置され、軸部１４ｈは、永久磁石２１の他方の磁極２１２が配置された領域Ｓ２に配置されている。
【００９０】
このように配置された軸部１４ｆ、１４ｈは、後に詳述するように、Ｘ軸に対する枠体部１３の揺動中心軸のずれを防止または抑制する機能を有する。これにより、枠体部１３の理想的な揺動中心軸であるＸ軸に対して枠体部１３の揺動中心軸が傾いてずれるのを防止または抑制することができる。その結果、可動ミラー部１１の揺動中心軸の変動を防止または抑制することができる。
また、軸部１４ｆ、１４ｈは、それぞれ、平面視にて、Ｘ軸に対して傾斜する方向に延びる長手形状（棒状）をなしている。
【００９１】
Ｘ軸に対する軸部１４ｆ、１４ｈの傾斜角は、第２の振動系の振動周波数、後述する永久磁石２１の傾斜角等に応じて決められるものであり、後述するようなＸ軸に対する枠体部１３の揺動中心軸のずれを防止または抑制する効果を奏することができれば、特に限定されない。
そして、軸部１４ｆ、１４ｈは、それぞれ、一端部が枠体部１３に接続され、他端部が支持部１５に接続されている。
【００９２】
ここで、軸部１４ｆ（補助軸部）の枠体部１３側の端部は、軸部１４ｅと枠体部１３との接続部に対して離間した位置で枠体部１３に接続されている。同様に、軸部１４ｈ（補助軸部）の枠体部１３側の端部は、軸部１４ｇと枠体部１３との接続部に対して離間した位置で枠体部１３に接続されている。
また、軸部１４ｆの枠体部１３と反対側の端部は、軸部１４ｅの枠体部１３と反対側の端部にも接続されている。すなわち、軸部１４ｆの枠体部１３と反対側の端部は、軸部１４ｅの枠体部１３と一体化した部分を有する。同様に、軸部１４ｈの枠体部１３と反対側の端部は、軸部１４ｆの枠体部１３と一体化した部分を有する。
【００９３】
そして、前述した軸部１４ｅ、１４ｆの一体化した部分には、図１２に示すように、枠体部１３のＸ軸周りの挙動を検出するためのセンサー１６（例えばピエゾ抵抗素子）が設けられている。前述した軸部１４ｅ、１４ｆの一体化した部分は、幅を広くすることができる。そのため、かかる部分に、センサー１６を容易に設置（形成）することができる。
このように、１対の軸部１４ｆ、１４ｈ（補助軸部）は、枠体部１３を両側から支持している。
【００９４】
なお、本実施形態では、軸部１４ｆ、１４ｈは、それぞれ、幅が一定であり、かつ、一方向に延びているが、これに限定されず、幅が異なる部分を有していてもよいし、途中に屈曲または湾曲した部分を有していてもよい。ただし、軸部１４ｆ、１４ｈは、それぞれ、枠体部１３全体が変位（位置が変化）するのを防止または抑制する観点から、一方向に延びていること、すなわち屈曲または湾曲した部分を有しないことが好ましい。
【００９５】
このような軸部１４ｅ、１４ｆ、１４ｇ、１４ｈは、枠体部１３のＸ軸周りの揺動に伴って、軸部１４ｅ、１４ｆ全体および軸部１４ｇ、１４ｈ全体がそれぞれねじれ変形する。より具体的には、枠体部１３のＸ軸周りの揺動に伴って、軸部１４ｅ、１４ｇがそれぞれ主にねじれ変形するとともに、軸部１４ｆ、１４ｈがそれぞれ主に曲げ変形する。
このような光スキャナー１Ｂでは、前述した第１実施形態で述べたような枠体部１３に作用する不本意な力を抗するように、前述したような平面視にて領域Ｓ１、Ｓ２に配置された１対の軸部１４ｆ、１４ｈを設けることにより、枠体部１３の揺動中心軸がＸ軸に対して傾いてずれるのを防止または抑制することができる。
【００９６】
特に、枠体部１３の揺動中心軸のずれを相殺または緩和する撓みモードを生じさせるように構成された枠体部１３との相乗効果により、可動ミラー部１１の揺動中心軸がＹ軸に対して傾いてずれるのを簡単かつ確実に防止または抑制することができる。
また、前述したような１対の軸部１４ｅ、１４ｇ（中心軸部）および１対の軸部１４ｆ、１４ｈ（補助軸部）で構成された第２軸部により枠体部１３を支持することにより、第２軸部の捩りバネ定数を抑えつつ、Ｘ軸に対して枠体部１３の揺動中心軸が傾いてずれるのを防止または抑制することができる。
【００９７】
また、本実施形態では、前述したように、軸部１４ｆ（補助軸部）の枠体部１３側の端部は、軸部１４ｅと枠体部１３との接続部に対して離間した位置で枠体部１３に接続されている。同様に、軸部１４ｈ（補助軸部）の枠体部１３側の端部は、軸部１４ｇと枠体部１３との接続部に対して離間した位置で枠体部１３に接続されている。これにより、Ｘ軸に対して枠体部１３の揺動中心軸が傾いてずれるのをより効果的に防止または抑制することができる。
【００９８】
また、前述したように、軸部１４ｅ、１４ｆ、１４ｇ、１４ｈは、それぞれ、平面視にて一方向に延びる棒状をなしている。これにより、軸部１４ｅ、１４ｆ、１４ｇ、１４ｈの撓みを低減するとともに、Ｘ軸に対して枠体部１３の揺動中心軸が傾いてずれるのをより効果的に防止または抑制することができる。
【００９９】
また、軸部１４ｆ、１４ｈは、それぞれ、Ｘ軸との間の間隔が枠体部１３側に向かうにつれ大きくなるように配置されている。すなわち、軸部１４ｅと軸部１４ｆとの間の間隔、および、軸部１４ｇと軸部１４ｈとの間の間隔は、それぞれ、枠体部１３と反対側に向かうにつれ小さくなっている。これにより、軸部１４ｅ、１４ｆ、１４ｇ、１４ｈ全体（第２軸部）のバネ定数の抑えることができる。また、軸部１４ｅ、１４ｆ、１４ｇ、１４ｈ全体が占める空間を小さくすることができ、他の部位の設計の自由度を高めたり、光スキャナー１の小型化を図ったりすることができる。
【０１００】
なお、軸部１４ｅと軸部１４ｆとの間の間隔、および、軸部１４ｇと軸部１４ｈとの間の間隔は、それぞれ、枠体部１３と反対側に向かうにつれ大きくなっていてもよいし、一定であってもよい。
以上説明したような第３実施形態の光スキャナー１Ｂによっても、可動ミラー部１１の揺動中心軸がＸ軸に対してずれるのを防止または抑制することができる。
【０１０１】
＜第４実施形態＞
次に、本発明の第４実施形態について説明する。
図１３は、本発明の光スキャナーの第４実施形態を示す平面図、図１４は、図１３に示す光スキャナーの断面図（Ｘ軸に沿った断面図）である。なお、以下では、説明の便宜上、図１４中の上側を「上」、下側を「下」と言う。
【０１０２】
以下、第４実施形態について、前述した第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。なお、図１３および図１４において、前述した実施形態と同様の構成については、同一符号を付している。
本実施形態の光スキャナーは、ムービングコイル方式を採用した以外は、前述した第１実施形態の光スキャナーと同様である。
【０１０３】
図１３に示すように、第４実施形態の光スキャナー１Ｃは、永久磁石２１Ｃおよびコイル３１Ｃを備える。
コイル３１Ｃは、枠体部１３の上面に設けられている。このコイル３１Ｃは、枠体部１３の周方向に沿って巻回された状態で、枠体部１３の上面に接合されている。
このコイル３１Ｃは、予め巻回されたコイルを枠体部１３に接着剤により接合したものであってもよいし、枠体部１３上に公知の成膜法によりパターニングされたものであってもよい。
【０１０４】
このようなコイル３１Ｃは、電圧印加部４に電気的に接続されている。
なお、コイル３１Ｃは、枠体部１３の下面（光反射板１１３とは反対側の面）に設けられていてもよいし、また、枠体部１３の上面および下面の両方に設けられていてもよい。
永久磁石２１Ｃは、平面視にて、コイル３１Ｃを介して互いに対向する１対の磁極２１３、２１４（Ｓ極およびＮ極）を有する。
【０１０５】
この永久磁石２１Ｃは、Ｘ軸およびＹ軸に対して傾斜する方向に磁界を発生させる。すなわち、永久磁石２１Ｃの一方の磁極２１３と他方の磁極２１４とを結ぶ線分がＸ軸に対して傾斜している。かかる線分のＸ軸に対する傾斜角は、前述した第１実施形態の傾斜角θと同様である。
ここで、永久磁石２１Ｃの一方の磁極２１３が平面視にて前述した領域Ｓ１に設けられ、永久磁石２１Ｃの他方の磁極２１４が平面視にて前述した領域Ｓ２に設けられている。
【０１０６】
このような永久磁石２１Ｃ、コイル３１Ｃおよび電圧印加部４は、可動ミラー部１１をＸ軸およびＹ軸周りに揺動）させる駆動部を構成する。
すなわち、電圧印加部４がコイル３１Ｃに電圧を印加することにより、コイル３１Ｃおよび永久磁石２１Ｃの磁界の相互作用により、可動ミラー部１１をＸ軸周りおよびＹ軸周りに揺動させる。これにより、小型化を図りつつ、電磁駆動方式（ムービングコイル方式）により、可動ミラー部１１をＸ軸周りおよびＹ軸周りに揺動させることができる。
【０１０７】
以上説明したような第３実施形態の光スキャナー１Ｃによっても、可動ミラー部１１の揺動中心軸がＸ軸に対してずれるのを防止または抑制することができる。
以上説明したような光スキャナー１〜１Ｃは、それぞれ、例えば、プロジェクター、ヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）、ヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）のようなイメージング用ディスプレイ等の画像表示装置が備える光スキャナーに好適に適用することができる。このような画像表示装置は、高品位な画像を表示することができる。
【０１０８】
＜画像表示装置の実施形態＞
図１５は、本発明の画像表示装置の実施形態を模式的に示す図である。
本実施形態では、画像表示装置の一例として、光スキャナー１をイメージング用ディスプレイの光スキャナーとして用いた場合を説明する。なお、スクリーンＳの長手方向を「横方向」といい、長手方向に直角な方向を「縦方向」という。また、Ｘ軸がスクリーンＳの横方向と平行であり、Ｙ軸がスクリーンＳの縦方向と平行である。
【０１０９】
画像表示装置（プロジェクター）９は、レーザーなどの光を照出する光源装置（光源）９１と、複数のダイクロイックミラー９２Ａ、９２Ｂ、９２Ｃと、光スキャナー１とを有している。
光源装置９１は、赤色光を照出する赤色光源装置９１１と、青色光を照出する青色光源装置９１２と、緑色光を照出する緑色光源装置９１３とを備えている。
【０１１０】
各ダイクロイックミラー９２Ａ、９２Ｂ、９２Ｃは、赤色光源装置９１１、青色光源装置９１２、緑色光源装置９１３のそれぞれから照出された光を合成する光学素子である。
このような画像表示装置９は、図示しないホストコンピューターからの画像情報に基づいて、光源装置９１（赤色光源装置９１１、青色光源装置９１２、緑色光源装置９１３）から照出された光をダイクロイックミラー９２Ａ、９２Ｂ、９２Ｃでそれぞれ合成し、この合成された光が光スキャナー１によって２次元走査され、スクリーンＳ上でカラー画像を形成するように構成されている。
【０１１１】
２次元走査の際、光スキャナー１の可動ミラー部１１のＹ軸周りの回動により光反射部１１４で反射した光がスクリーンＳの横方向に走査（主走査）される。一方、光スキャナー１の可動ミラー部１１のＸ軸周りの回動により光反射部１１４で反射した光がスクリーンＳの縦方向に走査（副走査）される。
なお、図１５中では、ダイクロイックミラー９２Ａ、９２Ｂ、９２Ｃで合成された光を光スキャナー１によって２次元的に走査した後、その光を固定ミラー９３で反射させてからスクリーンＳに画像を形成するように構成されているが、固定ミラー９３を省略し、光スキャナー１によって２次元的に走査された光を直接スクリーンＳに照射してもよい。
【０１１２】
以下に、画像表示装置の応用例について説明する。
＜画像表示装置の応用例１＞
図１６は、本発明の画像表示装置の応用例１を示す斜視図である。
図１６に示すように、画像表示装置９は、携帯用画像表示装置１００に適用することができる。
【０１１３】
この携帯用画像表示装置１００は、手で把持することができる寸法で形成されたケーシング１１０と、ケーシング１１０内に内蔵された画像表示装置９とを有している。この携帯用画像表示装置１００により、例えば、スクリーンや、デスク上等の所定の面に、所定の画像を表示することができる。
また、携帯用画像表示装置１００は、所定の情報を表示するディスプレイ１２０と、キーパット１３０と、オーディオポート１４０と、コントロールボタン１５０と、カードスロット１６０と、ＡＶポート１７０とを有している。
なお、携帯用画像表示装置１００は、通話機能、ＧＳＰ受信機能等の他の機能を備えていてもよい。
【０１１４】
＜画像表示装置の応用例２＞
図１７は、本発明の画像表示装置の応用例２を示す斜視図である。
図１７に示すように、画像表示装置９は、ヘッドアップディスプレイシステム２００に適用することができる。
このヘッドアップディスプレイシステム２００では、画像表示装置９は、自動車のダッシュボードに、ヘッドアップディスプレイ２１０を構成するよう搭載されている。このヘッドアップディスプレイ２１０により、フロントガラス２２０に、例えば、目的地までの案内表示等の所定の画像を表示することができる。
なお、ヘッドアップディスプレイシステム２００は、自動車に限らず、例えば、航空機、船舶等にも適用することができる。
【０１１５】
＜画像表示装置の応用例３＞
図１８は、本発明の画像表示装置の応用例３を示す斜視図である。
図１８に示すように、画像表示装置９は、ヘッドマウントディスプレイ３００に適用することができる。
すなわち、ヘッドマウントディスプレイ３００は、眼鏡３１０と、眼鏡３１０に搭載された画像表示装置９とを有している。そして、画像表示装置９により、眼鏡３１０の本来レンズである部位に設けられた表示部３２０に、一方の目で視認される所定の画像を表示する。
【０１１６】
表示部３２０は、透明であってもよく、また、不透明であってもよい。表示部３２０が透明な場合は、現実世界からの情報に画像表示装置９からの情報を重ねて使用することができる。
なお、ヘッドマウントディスプレイ３００に、２つ画像表示装置９を設け、両方の目で視認される画像を、２つの表示部に表示するようにしてもよい。
【０１１７】
以上、本発明の光スキャナー、画像表示装置およびヘッドマウントディスプレイについて、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、本発明の光スキャナー、画像表示装置およびヘッドマウントディスプレイでは、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができ、また、他の任意の構成を付加することもできる。
【０１１８】
また、本発明は、前記各実施形態のうちの、任意の２以上の構成（特徴）を組み合わせたものであってもよい。
また、前述した実施形態では、第１軸部が２つ（１対）設けられている場合を例に説明したが、これに限定されず、例えば、第１軸部が４つ（２対）以上設けられていてもよい。
【０１１９】
また、前述した実施形態では、第２軸部が４つ（２対）設けられている場合を例に説明したが、これに限定されず、例えば、第２軸部が６つ（３対）以上であってもよい。
また、前述した実施形態では、平面視にて光反射板が第１軸部全体、枠体部全体および第２軸部全体を覆う場合を例に説明したが、平面視にて光反射板が第１軸部の少なくとも一部（可動ミラー部の基部側の端部）が覆われていれば、前述したような光学デバイスの小型化、光反射板の大面積化、光反射板の動撓みの防止、第１軸部の基部側の端部による迷光の防止等の効果を奏することができる。
【０１２０】
また、前述した実施形態では、ＳＯＩ基板を加工することにより光反射板およびスペーサーを形成した場合を例に説明したが、これに限定されず、例えば、光反射板およびスペーサーを別々の基板から形成してもよい。
また、光反射板と基部との間のスペーサーは、ハンダボールであってもよい。この場合、例えば、光反射板および基部のスペーサー側の面にそれぞれ金属膜を形成しておき、これらの金属膜同士をハンダボールを介して接合すればよい。
【０１２１】
また、前述した実施形態では、光反射板に光反射部が設けられている場合を例に説明したが、これに限定されず、例えば、光反射板を省略し、基部（可動部）に光反射部を設けてもよい。
前述した実施形態では、枠体部の平面視にて第３の領域および第４の領域にそれぞれ位置する部分の一部において、リブを欠損または薄肉化した場合を例に説明したが、枠体部の平面視にて第３の領域および第４の領域にそれぞれ位置する部分の全部において、リブを欠損または薄肉化してもよい。
また、リブの欠損または薄肉化により形成された空間に樹脂材料等の柔軟な他の材料が充填されていてもよい。
【符号の説明】
【０１２２】
１‥‥光スキャナー  １Ａ‥‥光スキャナー  １Ｂ‥‥光スキャナー  １Ｃ‥‥光スキャナー  ４‥‥電圧印加部  ７‥‥制御部  ９‥‥画像表示装置  １１‥‥可動ミラー部  １２ａ‥‥軸部（第１軸部）  １２ｂ‥‥軸部（第１軸部）  １３‥‥枠体部  １３Ａ‥‥枠体部  １３Ｘ‥‥枠体部  １４ａ‥‥軸部（第２軸部）  １４ｂ‥‥軸部（第２軸部）  １４ｃ‥‥軸部（第２軸部）  １４ｄ‥‥軸部（第２軸部）  １４ｅ‥‥軸部（第２軸部（中心軸部））  １４ｆ‥‥軸部（第２軸部（補助軸部））  １４ｇ‥‥軸部（第２軸部（中心軸部））  １４ｈ‥‥軸部（第２軸部（補助軸部））  １５‥‥支持部  １６‥‥センサー  ２１‥‥永久磁石  ２１Ｃ‥‥永久磁石  ３１‥‥コイル  ３１Ｃ‥‥コイル  ３２‥‥磁心  ４１‥‥第１の電圧発生部  ４２‥‥第２の電圧発生部  ４３‥‥電圧重畳部  ４３ａ‥‥加算器  ９１‥‥光源装置  ９２Ａ‥‥ダイクロイックミラー  ９２Ｂ‥‥ダイクロイックミラー  ９２Ｃ‥‥ダイクロイックミラー  ９３‥‥固定ミラー  １００‥‥携帯用画像表示装置  １１０‥‥ケーシング  １１１‥‥基部  １１２‥‥スペーサー  １１３‥‥光反射板  １１４‥‥光反射部  １１５‥‥硬質層  １２０‥‥ディスプレイ  １３０‥‥キーパット  １３１‥‥リブ  １３１Ａ‥‥リブ  １３１Ｘ‥‥リブ  １３２‥‥部分  １３２Ａ‥‥部分  １３３‥‥部分  １３３Ａ‥‥部分  １３４‥‥部分  １３４Ａ‥‥部分  １３５‥‥部分  １３５Ａ‥‥部分  １４０‥‥オーディオポート  １５０‥‥コントロールボタン  １６０‥‥カードスロット  １７０‥‥ポート  ２００‥‥ヘッドアップディスプレイシステム  ２１０‥‥ヘッドアップディスプレイ  ２１１‥‥磁極  ２１２‥‥磁極  ２１３‥‥磁極  ２１４‥‥磁極  ２２０‥‥フロントガラス  ３００‥‥ヘッドマウントディスプレイ  ３１０‥‥眼鏡  ３２０‥‥表示部  ９１１‥‥赤色光源装置  ９１２‥‥青色光源装置  ９１３‥‥緑色光源装置  Ａ１‥‥磁界  Ｐ‥‥交点  Ｓ‥‥スクリーン  Ｓ１‥‥領域（第１の領域）  Ｓ２‥‥領域（第２の領域）  Ｓ３‥‥領域（第３の領域）  Ｓ４‥‥領域（第４の領域）  Ｔ１‥‥周期  Ｔ２‥‥周期  Ｖ１‥‥第１の電圧  Ｖ２‥‥第２の電圧  θ‥‥傾斜角
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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