(57)【要約】【課題】反射光の輝度を低減し、反射光の走査によって描画される画像のコントラストを高めることのできる光スキャナー、画像表示装置、ヘッドマウントディスプレイおよび光スキャナーの製造方法を提供すること。【解決手段】光スキャナー４は、第１の軸Ｊ１周りに揺動可能な可動部４１と、可動部４１を第１の軸Ｊ１周りに揺動可能に支持する第１の軸部４２１、４２２と、を有している。また、可動部４１は、第１の軸部４２１、４２２に接続された基部４１１と、基部４１１に支持された光透過性を有する光透過部４１２と、光透過部４１２の表面に設けられ、光反射を低減する第１光反射低減部４１３と、を有している。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基部と、
前記基部を第１の軸周りに揺動可能に支持する軸部と、
前記基部に支持され光透過性を有する光透過部および前記光透過部上に設けられ光反射を低減する第１光反射低減部を含む光学部と、を備え、
前記第１光反射低減部に光が入射することを特徴とする光スキャナー。
【請求項２】
前記光学部の光反射率は、４％未満である請求項１に記載の光スキャナー。
【請求項３】
前記光学部の光透過率は、９２％以上である請求項１または２に記載の光スキャナー。
【請求項４】
前記光透過部の前記第１光反射低減部が設けられた表面と反対側には、前記第１光反射低減部および前記光透過部を透過した光の反射率を低減する第２光反射低減部が設けられている請求項１ないし３のいずれか１項に記載の光スキャナー。
【請求項５】
前記光学部は、前記光透過部の前記第１光反射低減部が設けられた表面と反対側の表面に設けられており、光反射を低減する第３光反射低減部を含む請求項１ないし４のいずれか１項に記載の光スキャナー。
【請求項６】
前記基部は、貫通孔を有しており、前記光学部を透過した光の少なくとも一部が前記貫通孔を通過する請求項１ないし５のいずれか１項に記載の光スキャナー。
【請求項７】
前記光透過部は、前記貫通孔の一方側の開口を覆うように設けられている請求項６に記載の光スキャナー。
【請求項８】
前記光透過部は、前記貫通孔内に設けられている請求項６に記載の光スキャナー。
【請求項９】
前記貫通孔の軸方向の途中には段差部が形成されており、
前記光透過部は、前記段差部に当接している請求項８に記載の光スキャナー。
【請求項１０】
前記光透過部は、前記軸部に対して前記第１光反射低減部の厚さ方向に離間するとともに、前記厚さ方向からみたときに前記軸部の少なくとも一部と重なって設けられている請求項１ないし５のいずれか１項に記載の光スキャナー。
【請求項１１】
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軸部と、を含み、
前記可動部は、前記軸部に接続された基部と、
前記基部に支持された光透過性を有する光透過部と、
前記光透過部に設けられ、光反射を低減する第１光反射低減部と、を含むことを特徴とする画像表示装置。
【請求項１２】
観察者の頭部に装着されるフレームと、
前記フレームに設けられた光スキャナーと、を備えたヘッドマウントディスプレイであって、
前記光スキャナーは、
基部と、
前記基部を第１の軸周りに揺動可能に支持する軸部と、
前記基部に支持され光透過性を有する光透過部および前記光透過部上に設けられ光反射を低減する第１光反射低減部を含む光学部と、を備え、
前記第１光反射低減部に光が入射することを特徴とするヘッドマウントディスプレイ。
【請求項１３】
板状の基部および前記基部の一方の面側に突出する突出部を有する基板と、一方の面側に凸部が形成された透明基板とを用意し、前記基板と前記透明基板とを重ね合わせて、前記突出部と前記凸部とを接合する接合工程と、
前記基部をパターニングし、前記突出部を支持する基部と、前記基部に接続された軸部とを形成するパターニング工程と、
前記凸部を残して、前記透明基板を薄肉化することによって、光透過部を形成する薄肉化工程と、
前記光透過部に、光反射を低減する光反射低減部を形成する光反射低減部形成工程と、を有していることを特徴とする光スキャナーの製造方法。
【請求項１４】
前記薄肉化工程に先立って、前記基板と前記透明基板の隙間に封止材を充填する充填工程を有し、
前記薄肉化工程では、ウエットエッチングによって前記透明基板の薄肉化を行う請求項１３に記載の光スキャナーの製造方法。
【請求項１５】
基部と、
前記基部を第１の軸周りに揺動可能に支持する軸部と、
前記基部に支持され光透過性を有する第１光学部および前記第１光学部上に設けられ前記第１光学部の光透過率よりも高い光透過率を有する第２光学部を含む光学部と、を備え、
前記第２光学部に光が入射することを特徴とする光スキャナー。
【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、ヘッドマウントディスプレイおよび光スキャナーの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、スクリーンに画像を表示するための画像表示装置として、光源と、光源からの光を２次元走査する光スキャナーとを有する構成が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の画像表示装置は、３つのレーザー光源と、３つのレーザー光源からのレーザー光を合成する合成部と、合成部によって合成されたレーザー光を２次元走査する光スキャナーとを有している。ここで、レーザー光源から出射されるレーザー光の強度は強く、さらに、レーザー光のほとんど全てが光スキャナーによって反射されるため、スクリーンに表示される画像が明るくなりすぎてしまい、高いコントラストが得られないという問題がある。なお、レーザー光源の出力（レーザー光の強度）を低下させるのには限界があり、例え出力を最低限まで低下させたとしても、コントラストを十分に高めることは困難である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平２０１１−１５４３４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、反射光の輝度を低減し、反射光の走査によって描画される画像のコントラストを高めることのできる光スキャナー、画像表示装置、ヘッドマウントディスプレイおよび光スキャナーの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
このような目的は、下記の適用例により達成される。
本適用例の光スキャナーは、基部と、
前記基部を第１の軸周りに揺動可能に支持する軸部と、
前記基部に支持され光透過性を有する光透過部および前記光透過部上に設けられ光反射を低減する第１光反射低減部を含む光学部と、を備え、
前記第１光反射低減部に光が入射することを特徴とする。
これにより、反射光の輝度を低減し、反射光の走査によって描画される画像のコントラストを高めることのできる光スキャナーが得られる。
【０００６】
本適用例の光スキャナーでは、前記光学部の光反射率は、４％未満であるのが好ましい。
これにより、より高いコントラストの画像を表示することのできる光スキャナーが得られる。
本適用例の光スキャナーでは、前記光学部の光透過率は、９２％以上であるのが好ましい。
これにより、光が光透過部を透過する際、光透過部に吸収される光の量を抑えることができ、光透過部の発熱（昇温）を抑制することができる。光透過部の発熱を抑えることによって、光スキャナーの熱歪みを抑制でき、光スキャナーの光走査特性を維持することができる。
【０００７】
本適用例の光スキャナーでは、前記光透過部の前記第１光反射低減部が設けられた表面と反対側には、前記第１光反射低減部および前記光透過部を透過した光の反射率を低減する第２光反射低減部が設けられているのが好ましい。
これにより、迷光を抑制することができる。
本適用例の光スキャナーでは、前記光学部は、前記光透過部の前記第１光反射低減部が設けられた表面と反対側の表面に設けられており、光反射を低減する第３光反射低減部を含むのが好ましい。
これにより、迷光を抑制することができる。
【０００８】
本適用例の光スキャナーでは、前記基部は、貫通孔を有しており、前記光学部を透過した光の少なくとも一部が前記貫通孔を通過するのが好ましい。
これにより、光透過部を透過した光が基部に照射されることに起因する基部の発熱を抑制することができる。基部の発熱を抑えることによって、光スキャナーの熱歪みを抑制でき、光スキャナーの光走査特性を維持することができる。
【０００９】
本適用例の光スキャナーでは、前記光透過部は、前記貫通孔の一方側の開口を覆うように設けられているのが好ましい。
これにより、光スキャナーの構成が簡単なものとなる。
本適用例の光スキャナーでは、前記光透過部は、前記貫通孔内に設けられているのが好ましい。
これにより、光スキャナーの小型化を図ることができる。
【００１０】
本適用例の光スキャナーでは、前記貫通孔の軸方向の途中には段差部が形成されており、
前記光透過部は、前記段差部に当接しているのが好ましい。
これにより、光反射層の配置を正確に制御することができる。
本適用例の光スキャナーでは、前記光透過部は、前記軸部に対して前記第１光反射低減部の厚さ方向に離間するとともに、前記厚さ方向からみたときに前記軸部の少なくとも一部と重なって設けられているのが好ましい。
これにより、光反射層の板面の面積を大きくしても、光スキャナーの小型化を図ることができる。
【００１１】
本適用例の画像表示装置は、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軸部と、を含み、
前記可動部は、前記軸部に接続された基部と、
前記基部に支持された光透過性を有する光透過部と、
前記光透過部に設けられ、光反射を低減する第１光反射低減部と、を含むことを特徴とする。
これにより、高いコントラストの画像を表示することのできる画像表示装置が得られる。
【００１２】
本適用例のヘッドマウントディスプレイは、観察者の頭部に装着されるフレームと、
前記フレームに設けられた光スキャナーと、を備えたヘッドマウントディスプレイであって、
前記光スキャナーは、
基部と、
前記基部を第１の軸周りに揺動可能に支持する軸部と、
前記基部に支持され光透過性を有する光透過部および前記光透過部上に設けられ光反射を低減する第１光反射低減部を含む光学部と、を備え、
前記第１光反射低減部に光が入射することを特徴とする。
これにより、高いコントラストの画像を表示することのできるヘッドマウントディスプレイが得られる。
【００１３】
本適用例の光スキャナーの製造方法は、板状の基部および前記基部の一方の面側に突出する突出部を有する基板と、一方の面側に凸部が形成された透明基板とを用意し、前記基板と前記透明基板とを重ね合わせて、前記突出部と前記凸部とを接合する接合工程と、
前記基部をパターニングし、前記突出部を支持する基部と、前記基部に接続された軸部とを形成するパターニング工程と、
前記凸部を残して、前記透明基板を薄肉化することによって、光透過部を形成する薄肉化工程と、
前記光透過部に、光反射を低減する光反射低減部を形成する光反射低減部形成工程と、を有していることを特徴とする。
これにより、反射光の輝度を低減し、反射光の走査によって描画される画像のコントラストを高めることのできる光スキャナーを精度よく製造することができる。
【００１４】
本適用例の光スキャナーの製造方法では、前記薄肉化工程に先立って、前記基板と前記透明基板の隙間に封止材を充填する充填工程を有し、
前記薄肉化工程では、ウエットエッチングによって前記透明基板の薄肉化を行うのが好ましい。
これにより、エッチング液による基板の損傷を防止しつつ、透明基板の薄肉化を精度よく行うことができる。
【００１５】
本適用例の光スキャナーは、基部と、
前記基部を第１の軸周りに揺動可能に支持する軸部と、
前記基部に支持され光透過性を有する第１光学部および前記第１光学部上に設けられ前記第１光学部の光透過率よりも高い光透過率を有する第２光学部を含む光学部と、を備え、
前記第２光学部に光が入射することを特徴とする。
これにより、反射光の輝度を低減し、反射光の走査によって描画される画像のコントラストを高めることのできる光スキャナーが得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の画像表示装置の第１実施形態を示す概略構成図である。
【図２】図１に示す画像表示装置が備える光スキャナーの上面図である。
【図３】図２中のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】図２に示す光スキャナーが有する電圧印加手段のブロック図である。
【図５】図４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６】本発明の第２実施形態にかかる画像表示装置が備える光スキャナーの上面図である。
【図７】図６中のＢ−Ｂ線断面図である。
【図８】本発明の第３実施形態にかかる画像表示装置が備える光スキャナーの上面図である。
【図９】図８中のＣ−Ｃ線断面図である。
【図１０】本発明の光スキャナーの製造方法を説明する断面図である。
【図１１】本発明の光スキャナーの製造方法を説明する断面図である。
【図１２】本発明の光スキャナーの製造方法を説明する断面図である。
【図１３】本発明の光スキャナーの製造方法を説明する断面図である。
【図１４】本発明の画像表示装置を応用したヘッドアップディスプレイを示す斜視図である。
【図１５】本発明のヘッドマウントディスプレイを示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、光スキャナー、画像表示装置、ヘッドマウントディスプレイおよび光スキャナーの製造方法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。
１．画像表示装置
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の画像表示装置の第１実施形態を示す概略構成図、図２は、図１に示す画像表示装置が備える光スキャナーの上面図、図３は、図２中のＡ−Ａ線断面図、図４は、図２に示す光スキャナーが有する電圧印加手段のブロック図、図５は、図４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。なお、以下では、説明の便宜上、図３中の上側を「上」、下側を「下」と言う。
【００１８】
図１に示す画像表示装置１は、スクリーン、壁面などの対象物１０に描画用レーザー光ＬＬを２次元的に走査することにより画像を表示する装置である。
図１および図４に示すように、画像表示装置１は、描画用レーザー光ＬＬを出射する描画用光源ユニット２と、描画用レーザー光ＬＬを走査する光スキャナー（本発明の光スキャナー）４と、光スキャナー４で走査した描画用レーザー光ＬＬを反射させるミラー１１と、描画用光源ユニット２および光スキャナー４の作動を制御する制御部６とを有している。なお、ミラー１１は、必要に応じて設ければよく、省略してもよい。
【００１９】
≪描画用光源ユニット≫
図１に示すように、描画用光源ユニット２は、赤色、緑色、青色、各色のレーザー光源（光源部）２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂと、レーザー光源２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂに対応して設けられたコリメーターレンズ２２Ｒ、２２Ｇ、２２Ｂおよびダイクロイックミラー２３Ｒ、２３Ｇ、２３Ｂと、を備えている。
【００２０】
レーザー光源２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂは、それぞれ、図示しない光源と駆動回路とを有している。そして、レーザー光源２１Ｒは、赤色のレーザー光ＲＲを射出し、レーザー光源２１Ｇは、緑色のレーザー光ＧＧを出射し、レーザー光源２１Ｂは、青色のレーザー光ＢＢを出射する。レーザー光ＲＲ、ＧＧ、ＢＢは、それぞれ、制御部６から送信される駆動信号に対応して出射され、コリメーターレンズ２２Ｒ、２２Ｇ、２２Ｂによって平行光または略平行光にされる。レーザー光源２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂとしては、例えば、端面発光半導体レーザー、面発光半導体レーザーなどの半導体レーザーを用いることができる。半導体レーザーを用いることにより、レーザー光源２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂの小型化を図ることができる。
【００２１】
このようなレーザー光源２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂの配置に倣って、ダイクロイックミラー２３Ｒ、ダイクロイックミラー２３Ｂ、ダイクロイックミラー２３Ｇが配置されている。ダイクロイックミラー２３Ｒは、レーザー光ＲＲを反射する特性を有している。ダイクロイックミラー２３Ｂは、レーザー光ＢＢを反射するとともに、レーザー光ＲＲを透過する特性を有している。ダイクロイックミラー２３Ｇは、レーザー光ＧＧを反射するとともに、レーザー光ＲＲ、ＢＢを透過する特性を有している。これらダイクロイックミラー２３Ｒ、２３Ｇ、２３Ｂによって、各色のレーザー光ＲＲ、ＧＧ、ＢＢが合成されて描画用レーザー光ＬＬとなる。
【００２２】
≪光スキャナー≫
光スキャナー４は、描画用光源ユニット２から描画用レーザー光ＬＬを２次元走査する機能を有している。図２および図３に示すように、光スキャナー４は、構造体４０と、永久磁石４６と、コイル４７と、磁心４８と、電圧印加部４９と、を備えている。また、構造体４０は、可動部４１と、１対の第１の軸部４２１、４２２と、枠体部４３と、１対の第２の軸部４４１、４４２と、支持部４５と、を有している。
【００２３】
これらのうち可動部４１、第１の軸部４２１、４２２は、第１の軸部４２１、４２２を軸として第１の軸Ｊ１周りに揺動（往復回動）する第１の振動系を構成する。また、可動部４１、第１の軸部４２１、４２２、枠体部４３、第２の軸部４４１、４４２および永久磁石４６は、第２の軸Ｊ２周りに揺動（往復回動）する第２の振動系を構成する。また、永久磁石４６、コイル４７、磁心４８および電圧印加部４９は、前述した第１の振動系および第２の振動系を駆動させる駆動手段を構成する。
【００２４】
可動部４１は、基部４１１と、基部４１１に設けられた光透過部４１２と、光透過部４１２に設けられた第１光反射低減部４１３とを有している。このような可動部４１には描画用レーザー光ＬＬが入射し、入射した描画用レーザー光ＬＬの一部は、第１光反射低減部４１３の表面（光反射面４１３ａ）で反射され、その他は、光透過部４１２および基部４１１を透過（通過）したり、光透過部４１２で吸収されたりする。
【００２５】
基部４１１は、環状をなしており、中央部に貫通孔４１１ａが形成されている。基部４１１は、光透過部４１２を支持する機能を有している。貫通孔４１１ａは、光透過部４１２を透過した描画用レーザー光ＬＬが通過する孔である。貫通孔４１１ａは、基部４１１の機械的強度を維持できる限り大きいのが好ましい。言い換えれば、基部４１１の機械的強度を維持できる限り、基部４１１を薄肉化するのが好ましい。このような貫通孔４１１ａを有することにより、光透過部４１２を透過した描画用レーザー光ＬＬが基部４１１に照射されることに起因する基部４１１の発熱を抑制することができる。基部４１１の発熱を抑えることによって、光スキャナー４の熱歪みを抑制でき、光スキャナー４の光走査特性を維持することができる。
【００２６】
なお、基部４１１の構成としては、本実施形態のものに限定されず、例えば、基部４１１の一部が欠損していてもよい。すなわち、貫通孔４１１ａが基部４１１の側面の一部に開放していてもよい。これにより、基部４１１の上面の面積をさらに小さくすることができるため、基部４１１の上面での描画用レーザー光ＬＬの反射をより効果的に抑制することができる。
【００２７】
このような基部４１１の上面側（描画用レーザー光ＬＬが入射する側）には、貫通孔４１１ａの上部開口を覆うように光透過部（第１光学部）４１２が設けられている。光透過部４１２をこのような配置とすることにより、光スキャナー４の構成が簡単なものとなる。光透過部４１２は、板状をなしており、その上面が平坦面で構成されている。光透過部４１２は、描画用レーザー光ＬＬに対して高い光透過性を有している。
【００２８】
また、光透過部４１２の上面には、光反射を低減する第１光反射低減部（第２光学部）４１３が設けられており、下面には、光反射を低減する第３光反射低減部４１４が設けられている。これにより、描画用光源ユニット２から出射された描画用レーザー光ＬＬの僅かしか光反射面４１３ａで反射されないため、対象物１０に表示される画像の輝度が抑えられる。そして、輝度が抑えられた分、コントラストが高められた画像を表示することができる。
【００２９】
特に、第３光反射低減部４１４を設けることによって、より優れた画像表示特性が得られる。具体的には、光透過部４１２の下面は、光反射面４１３ａと近接しかつ平行であることから、光透過部４１２の下面で反射された描画用レーザー光ＬＬと、光反射面４１３ａで反射された描画用レーザー光ＬＬは、光軸が僅かにずれ、かつ、平行である。そのため、光透過部４１２の下面で描画用レーザー光ＬＬが反射されてしまうと、光反射面４１３ａで反射された描画用レーザー光ＬＬによって描画される本来の画像と、光透過部４１２の下面で反射された描画用レーザー光ＬＬによって描画される画像とがずれ重なって表示されてしまい（いわゆるゴーストが発生してしまい）、輪郭がぼやける等の画像品質の低下を引き起こすおそれがある。そのため、光透過部４１２の下面に第３光反射低減部４１４を設けてゴーストの発生を抑制することによって、より優れた画像表示特性が得られる。
【００３０】
光透過部４１２、第１光反射低減部４１３および第３光反射低減部４１４により構成される光学部４１５の光透過率（描画用レーザー光ＬＬの透過率）は、高いほど好ましい。具体的には、９２％以上であるのが好ましく、９９％以上であるのがより好ましい。これにより、描画用レーザー光ＬＬが光学部４１５を透過する際、光学部４１５に吸収される描画用レーザー光ＬＬの量を抑えることができ、光学部４１５の発熱（昇温）を抑制することができる。光学部４１５の発熱を抑えることにより、光スキャナー４の熱歪みを抑制でき、光スキャナー４の光走査特性を維持することができる。また、第１光反射低減部４１３の光透過率は、光透過部４１２の光透過率よりも高く設定されている。これにより、描画用光源ユニット２から出射された描画用レーザー光ＬＬの僅かしか光反射面４１３ａで反射されないため、対象物１０に表示される画像の輝度が抑えられる。そして、輝度が抑えられた分、コントラストが高められた画像を表示することができる。
【００３１】
また、光学部４１５の光反射率（描画用レーザー光ＬＬの反射率）は、０％でない限りは、低いほど好ましい。具体的には、４％未満であるのが好ましく、１％未満であるのがより好ましい。これにより、描画用光源ユニット２から出射された描画用レーザー光ＬＬの僅かしか光反射面４１３ａで反射されないため、対象物１０に表示される画像の輝度が抑えられる。そして、輝度が抑えられた分、コントラストが高められた画像を表示することができる。
【００３２】
ここで、光学部４１５の光透過率および光反射率は、光透過部４１２、第１、第３光反射低減部４１３、４１４の材料によっては波長依存性を有している場合がある。この場合、レーザー光ＲＲ、ＧＧ、ＢＢ全ての光において光反射率が９２％以上であり、光透過率が４％未満であることが好ましいが、レーザー光ＲＲ、ＧＧ、ＢＢの少なくとも１つの光において、光反射率が９２％以上であり、光透過率が４％未満であってもよい。
【００３３】
光透過部４１２の構成材料としては、描画用レーザー光ＬＬに対して高い光透過性を有していれば、特に限定されないが、実質的に無色透明な材料を用いるのが好ましい。無色透明な材料としては、例えば、石英ガラス、パイレックスガラス（「パイレックス」は登録商標）、テンパックスガラス等のガラス材料や、水晶等が挙げられる。さらに、これらの中でも、基部４１１の構成材料の熱膨張係数とより近い熱膨張係数を有する材料を用いるのが好ましい。
【００３４】
光透過部４１２の厚さとしては、特に限定されないが、光透過部４１２に必要な機械的強度を維持できる限りより薄いのが好ましい。具体的には、３０μｍ以上、２００μｍ以下程度であるのが好ましい。これにより、描画用レーザー光ＬＬが光透過部４１２を通過する際、光透過部４１２に吸収される描画用レーザー光ＬＬの量を抑えることができ、光透過部４１２の発熱を抑制することができる。光透過部４１２の発熱を抑えることによって、光スキャナー４の熱歪みを抑制でき、光スキャナー４の光走査特性を維持することができる。
【００３５】
第１、第３光反射低減部４１３、４１４としては、反射を低減することができれば、特に限定されないが、例えば、公知の各種反射防止膜（ＡＲコート）を用いることができる。すなわち、第１光反射低減部４１３は、例えば、高屈折率層と低屈折率層とが交互に複数積層されてなる誘電体多層膜で構成することができる。前記高屈折率層を構成する材料としては、第１光反射低減部４１３に必要な光学特性を得ることができるものであれば、特に限定されず、Ｔｉ２Ｏ、Ｔａ２Ｏ５、酸化ニオブなどが挙げられる。一方、低屈折率層を構成する材料としては、第１光反射低減部４１３に必要な光学特性を得ることができるものであれば、特に限定されず、例えば、ＭｇＦ２、ＳｉＯ２などが挙げられる。
【００３６】
以上、可動部４１について説明した。本実施形態では、基部４１１および光透過部４１２は、平面視にて、それぞれ円形をなしているが、基部４１１および光透過部４１２の平面視形状は、これに限定されず、例えば、楕円形、三角形、四角形等の多角形であってもよい。
枠体部４３は、枠状をなし、可動部４１の基部４１１を囲んで設けられている。言い換えると、可動部４１の基部４１１は、枠状をなす枠体部４３の内側に設けられている。可動部４１の基部４１１は、１対の第１の軸部４２１、４２２を介して枠体部４３に支持されている。また、枠体部４３は、１対の第２の軸部４４１、４４２を介して支持部４５に支持されている。
【００３７】
また、枠体部４３は、第１の軸Ｊ１に沿った方向での長さが第２の軸Ｊ２に沿った方向での長さよりも長くなっている。すなわち、第１の軸Ｊ１に沿った方向における枠体部４３の長さをａとし、第２の軸Ｊ２に沿った方向における枠体部４３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、第１の軸部４２１、４２２に必要な長さを確保しつつ、第２の軸Ｊ２に沿った方向における光スキャナー４の長さを抑えることができる。
【００３８】
また、枠体部４３は、平面視にて、基部４１１および１対の第１の軸部４２１、４２２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、可動部４１、１対の第１の軸部４２１、４２２で構成された第１の振動系の振動、すなわち、可動部４１の第１の軸Ｊ１周りの揺動を許容しつつ、枠体部４３の小型化を図ることができる。なお、枠体部４３の形状は、枠状であれば、図示のものに限定されない。
【００３９】
第１の軸部４２１、４２２および第２の軸部４４１、４４２は、それぞれ、弾性変形可能である。そして、第１の軸部４２１、４２２は、可動部４１を第１の軸Ｊ１周りに揺動可能とするように、可動部４１と枠体部４３を連結している。また、第２の軸部４４１、４４２は、枠体部４３を第１の軸Ｊ１に直交する第２の軸Ｊ２周りに揺動可能とするように、枠体部４３と支持部４５を連結している。
【００４０】
第１の軸部４２１、４２２は、可動部４１の基部４１１を介して互いに対向するように配置されている。また、第１の軸部４２１、４２２は、それぞれ、第１の軸Ｊ１に沿った方向に延在する長手形状をなす。そして、第１の軸部４２１、４２２は、それぞれ、一端部が基部４１１に接続され、他端部が枠体部４３に接続されている。また、第１の軸部４２１、４２２は、それぞれ、中心軸が第１の軸Ｊ１に一致するように配置されている。このような第１の軸部４２１、４２２は、それぞれ、可動部４１の第１の軸Ｊ１周りの揺動に伴ってねじれ変形する。
【００４１】
第２の軸部４４１、４４２は、枠体部４３を介して互いに対向するように配置されている。また、第２の軸部４４１、４４２は、それぞれ、第２の軸Ｊ２に沿った方向に延在する長手形状をなす。そして、第２の軸部４４１、４４２は、それぞれ、一端部が枠体部４３に接続され、他端部が支持部４５に接続されている。また、第２の軸部４４１、４４２は、それぞれ、中心軸が第２の軸Ｊ２に一致するように配置されている。このような第２の軸部４４１、４４２は、枠体部４３の第２の軸Ｊ２周りの揺動に伴ってねじれ変形する。
【００４２】
このように、可動部４１を第１の軸Ｊ１周りに揺動可能とするとともに、枠体部４３を第２の軸Ｊ２周りに揺動可能とすることにより、可動部４１（光反射面４１３ａ）を互いに直交する第１、第２の軸Ｊ１、Ｊ２の２軸周りに揺動させることができる。
なお、第１の軸部４２１、４２２および第２の軸部４４１、４４２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。また、各軸部４２１、４２２、４４１、４４２を２本の軸部に分割してもよい。
【００４３】
以上、構造体４０について説明した。本実施形態では、平面視にて、構造体４０の光反射面４１３ａの下側および外側に位置する領域、言い換えれば、第１光反射低減部４１３、光透過部４１２を透過し貫通孔４１１ａを通過した描画用レーザー光ＬＬおよび光反射面４１３ａの周囲に照射された描画用レーザー光ＬＬが照射され得る領域に反射防止膜（反射低減部）５が設けられている。具体的には、基部４１１、第１の軸部４２１、４２２、枠体部４３、第２の軸部４４１、４４２、支持部４５の各上面、さらには、光透過部４１２の下面に、反射防止膜５が設けられている。反射防止膜５は、構造体４０の光反射面４１３ａの下側および外側に位置する領域に入射する描画用レーザー光ＬＬの反射率を低減する（好ましくは零とする）機能を有している。これにより、不要な描画用レーザー光ＬＬが迷光となるのを防止することができるため、優れた光走査特性が得られる。なお、反射防止膜５は、さらに、基部４１１の内外周面、枠体部４３の内外周面および支持部４５の内周面に設けてもよく、この場合は上記効果がより向上する。
【００４４】
なお、反射防止膜５に換えて、粗面化処理、黒色処理等を行ってもよい。これによっても、反射防止膜５と同様の効果を得ることができる。
また、構造体４０とコイル４７との間（光透過部４１２の第１光反射低減部４１３が設けられた表面と反対側）には、ベース７１に支持された第２光反射低減部７が設けられている。第２光反射低減部７は、光学部４１５を透過した描画用レーザー光ＬＬの反射率を低減する（好ましくは零とする）機能を有している。第２光反射低減部７は、可動部４１（光透過部４１２）、基部４１１と枠体部４３の隙間および枠体部４３と支持部４５の隙間の各々と対向するように配置されているため、光学部４１５を透過した不要な描画用レーザー光ＬＬや前記隙間を通過した不要な描画用レーザー光ＬＬが迷光となるのを防止することができ、優れた光走査特性が得られる。第２光反射低減部７は、前述した第１光反射低減部４１３と同様の構成（反射防止膜）とすることができる。なお、第２光反射低減部７は、反射率を低減できれば、ベース７１の表面に粗面化処理、黒色処理等を行った構成であってもよい。
【００４５】
基部４１１、第１の軸部４２１、４２２、枠体部４３、第２の軸部４４１、４４２および支持部４５は、一体的に形成されている。本実施形態では、基部４１１、第１の軸部４２１、４２２、枠体部４３、第２の軸部４４１、４４２および支持部４５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４１１、第１の軸部４２１、４２２、枠体部４３、第２の軸部４４１、４４２および支持部４５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４の小型化を図ることができる。
【００４６】
基部４１１、第１の軸部４２１、４２２および第２の軸部４４１、４４２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、第１の軸部４２１、４２２および第２の軸部４４１、４４２の弾性を優れたものとすることができる。また、基部４１１が第１の軸Ｊ１周りに回動する際に枠体部４３に接触するのを防止することができる。また、枠体部４３および支持部４５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４３および支持部４５の剛性を優れたものとすることができる。また、枠体部４３のＳｉＯ２層および第２のＳｉ層は、枠体部４３の剛性を高めるリブとしての機能だけでなく、可動部４１が永久磁石４６に接触するのを防止する機能も有する。
前述した枠体部４３の下面には、永久磁石４６が接合されている。永久磁石４６と枠体部４３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４６は、平面視にて、第１、第２の軸Ｊ１、Ｊ２に対して傾斜する方向に磁化されている。
【００４７】
本実施形態では、永久磁石４６は、第１、第２の軸Ｊ１、Ｊ２の両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４６は、その長手方向に磁化されている。すなわち、永久磁石４６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４６は、平面視にて、第１の軸Ｊ１と第２の軸Ｊ２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。
【００４８】
第２の軸Ｊ２に対する永久磁石４６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４６を設けることにより、円滑かつ確実に、可動部４１（光反射面４１３ａ）を第２の軸Ｊ２周りに揺動させることができる。
【００４９】
このような永久磁石４６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４６は、硬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４３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４６を枠体部４３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４６を所望の位置に設置できない場合があるからである。
【００５０】
永久磁石４６の直下には、コイル４７が設けられている。これにより、コイル４７から発生する磁界を効率的に永久磁石４６に作用させることができる。これにより、光スキャナー４の省電力化および小型化を図ることができる。コイル４７は、磁心４８に巻回されて設けられている。これにより、コイル４７で発生した磁界を効率的に永久磁石４６に作用させることができる。なお、磁心４８は、省略してもよい。
【００５１】
このようなコイル４７は、電圧印加部４９に電気的に接続されている。そして、電圧印加部４９によりコイル４７に電圧が印加されることで、コイル４７から第１、第２の軸Ｊ１、Ｊ２に直交する磁束を有する磁界が発生する。
電圧印加部４９は、図４に示すように、可動部４１を第１の軸Ｊ１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４９１と、可動部４１を第２の軸Ｊ２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４９２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４９３とを備え、電圧重畳部４９３で重畳した電圧をコイル４７に印加する。
【００５２】
第１の電圧発生部４９１は、図５（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（主走査用電圧）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。第１の電圧Ｖ１の周波数（１／Ｔ１）は、例えば、１０〜４０ｋＨｚであるのが好ましい。本実施形態では、第１の電圧Ｖ１の周波数は、可動部４１、１対の軸部４２１、４２２で構成される第１の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。これにより、可動部４１の第１の軸Ｊ１周りの回動角を大きくすることができる。
【００５３】
一方、第２の電圧発生部４９２は、図５（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（副走査用電圧）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。第２の電圧Ｖ２の周波数（１／Ｔ２）は、第１の電圧Ｖ１の周波数（１／Ｔ１）と異なっていればよく、例えば、３０〜１２０Ｈｚ（６０Ｈｚ程度）であるのが好ましい。本実施形態では、第２の電圧Ｖ２の周波数は、可動部４１、１対の第１の軸部４２１、４２２、枠体部４３、１対の第２の軸部４４１、４４２および永久磁石４６で構成された第２の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の周波数は、第１の電圧Ｖ１の周波数よりも小さいことが好ましい。これにより、より確実かつより円滑に、可動部４１を第１の軸Ｊ１周りに第１の電圧Ｖ１の周波数で揺動させつつ、第２の軸Ｊ２周りに第２の電圧Ｖ２の周波数で揺動させることができる。
【００５４】
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、１０ｆ２≦ｆ１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、可動部４１を、第１の軸Ｊ１周りに第１の電圧Ｖ１の周波数で回動させつつ、第２の軸Ｊ２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の電圧Ｖ２の周波数による第１の振動系の振動が発生する可能性がある。
【００５５】
このような第１の電圧発生部４９１および第２の電圧発生部４９２は、それぞれ、制御部６に接続され、この制御部６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４９１および第２の電圧発生部４９２には、電圧重畳部４９３が接続されている。
電圧重畳部４９３は、コイル４７に電圧を印加するための加算器４９３ａを備えている。加算器４９３ａは、第１の電圧発生部４９１から第１の電圧Ｖ１を受けるとともに、第２の電圧発生部４９２から第２の電圧Ｖ２を受け、これらの電圧を重畳しコイル４７に印加するようになっている。
【００５６】
次に、光スキャナー４の駆動方法について説明する。なお、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）ものとする。
【００５７】
例えば、図５（ａ）に示す第１の電圧Ｖ１と、図５（ｂ）に示す第２の電圧Ｖ２とを電圧重畳部４９３にて重畳し、重畳した電圧をコイル４７に印加する。すると、第１の電圧Ｖ１によって、永久磁石４６の一端部（Ｎ極）をコイル４７に引き付けようとするとともに、永久磁石４６の他端部（Ｓ極）をコイル４７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４６の一端部（Ｎ極）をコイル４７から離間させようとするとともに、永久磁石４６の他端部（Ｓ極）をコイル４７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。
【００５８】
このように磁界Ａ１と磁界Ａ２とが交互に切り換わることで、枠体部４３に第１の軸Ｊ１周りのねじり振動成分を有する振動が励振され、その振動に伴って、第１の軸部４２１、４２２を捩れ変形させつつ、可動部４１が第１の電圧Ｖ１の周波数で第１の軸Ｊ１周りに揺動する。なお、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ため、共振振動によって、可動部４１を大きく揺動させることができる。
【００５９】
一方、第２の電圧Ｖ２によって、永久磁石４６の一端部（Ｎ極）をコイル４７に引き付けようとするとともに、永久磁石４６の他端部（Ｓ極）をコイル４７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４６の一端部（Ｎ極）をコイル４７から離間させようとするとともに、永久磁石４６の他端部（Ｓ極）をコイル４７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。
【００６０】
このように磁界Ｂ１と磁界Ｂ２とが交互に切り換わることで、第２の軸部４４１、４４２を捩れ変形させつつ、枠体部４３が可動部４１とともに、第２の電圧Ｖ２の周波数で第２の軸Ｊ２周りに揺動する。なお、前述のように、第２の電圧Ｖ２の周波数が第１の電圧Ｖ１の周波数に比べて極めて低く設定され、第２の振動系のねじり共振周波数が第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ため、可動部４１が第２の電圧Ｖ２の周波数で第１の軸Ｊ１周りに回動してしまうことを防止することができる。
【００６１】
このように、光スキャナー４では、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４７に印加することで、可動部４１を、第１の軸Ｊ１周りに第１の電圧Ｖ１の周波数で回動させつつ、第２の軸Ｊ２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ことができる。また、電磁駆動方式（ムービングマグネット方式）を採用することによって、確実に、可動部４１を第１、第２の軸Ｊ１、Ｊ２のそれぞれの軸周りに揺動させ、第１光反射低減部４１３で反射した描画用レーザー光ＬＬを２次元走査することができる。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４７が光スキャナー４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４７の発熱による悪影響を防止することができる。
【００６２】
以上、光スキャナー４について詳細に説明した。本実施形態のようなジンバル型をなす２次元走査型の光スキャナー４によれば、１つの装置で描画用レーザー光ＬＬを２次元走査することができるため、例えば、１次元走査型の光スキャナーを２つ組み合わせて描画用レーザー光ＬＬを２次元走査させる構成と比較して、装置の小型化を図ることができるとともに、アライメントの調整も容易となる。
【００６３】
≪制御部≫
制御部６は、描画用光源ユニット２および光スキャナー４の作動を制御する機能を有している。具体的には、制御部６は、光スキャナー４を駆動して可動部４１を第１、第２の軸Ｊ１、Ｊ２周りに揺動させるとともに、可動部４１の揺動に同期させて描画用光源ユニット２から描画用レーザー光ＬＬを出射させる。制御部６は、例えば外部コンピューターから送信された画像データに基づいて、各レーザー光源２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂから所定強度のレーザー光ＲＲ、ＧＧ、ＢＢを所定のタイミングで出射させ、所定色および強度（輝度）の描画用レーザー光ＬＬを所定タイミングで出射させる。これにより、対象物１０に画像データに応じた画像が表示される。
【００６４】
以上、画像表示装置１の構成について詳細に説明した。このような画像表示装置１によれば、描画用レーザー光ＬＬの一部を光スキャナー４によって対象物１０に走査するため、描画用レーザー光ＬＬの輝度（強度）を抑えることができる。そのため、対象物１０に表示される画像のコントラストを高めることができる。このように、画像表示装置１では、対象物１０に走査される描画用レーザー光ＬＬの輝度（強度）を抑えるために、各レーザー光源２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂの出力を抑える必要がないため、各レーザー光源２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂから安定してレーザー光ＲＲ、ＧＧ、ＢＢを出射させることができ、優れた画像表示特性を発揮することができる。
【００６５】
また、光スキャナー４の光反射面４１３ａで反射されなかった描画用レーザー光ＬＬは、光透過部４１２を通過するが、光透過部４１２が高い光透過性を有しているため、光透過部４１２での描画用レーザー光ＬＬの吸収が抑制（防止）される。そのため、可動部４１の発熱が抑制され、熱応力による光スキャナー４の振動特性の低下（変化）を効果的に抑制することができる。また、光スキャナー４に反射防止膜５および第２光反射低減部７を設けているため、光スキャナー４の光反射面４１３ａで反射されなかった描画用レーザー光ＬＬが迷光となるのを防止することができる。
【００６６】
なお、従来のように、各レーザー光源２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂの出力を抑えることにより描画用レーザー光ＬＬの輝度を抑えようとしても、描画用レーザー光ＬＬの輝度を十分に落とすことができないし、各レーザー光源２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂの駆動が不安定となり、安定したレーザー光ＲＲ、ＧＧ、ＢＢの出射を行うことができないという問題がある。
【００６７】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の画像表示装置の第２実施形態について説明する。
図６は、本発明の第２実施形態にかかる画像表示装置が備える光スキャナーの上面図、図７は、図６中のＢ−Ｂ線断面図である。
以下、第２実施形態の画像表示装置について、前述した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。
本発明の第２実施形態にかかる画像表示装置は、光スキャナーの可動部の構成が異なること以外は、前述した第１実施形態と同様である。なお、前述した第１実施形態と同様の構成には、同一符号を付してある。
【００６８】
≪光スキャナー≫
図６および図７に示すように、本実施形態の光スキャナー４Ａの可動部４１Ａは、基部４１１Ａと、基部４１１Ａに嵌め込まれた光透過部４１２と、光透過部４１２に設けられた第１、第３光反射低減部４１３、４１４とを有している。
基部４１１は、環状をなし、その中央部に貫通孔４１１ａを有している。貫通孔４１１ａの軸方向の途中には段差が形成されている。具体的には、貫通孔４１１ａは、第１の貫通孔４１１ａ’と、第１の貫通孔４１１ａ’の下側に連結する第２の貫通孔４１１ａ”とを有しており、第２の貫通孔４１１ａ”は、第１の貫通孔４１１ａ’と同軸的に設けられ、かつ、第１の貫通孔４１１ａ’よりも径が小さい。そして、第１の貫通孔４１１ａ’と第２の貫通孔４１１ａ”の接続部に前記段差が形成されている。
【００６９】
このような基部４１１Ａの第１の貫通孔４１１ａ’には、光透過部４１２が嵌め込まれており、光透過部４１２の下面は前記段差部に当接している。このように、貫通孔４１１ａ内に光透過部４１２を設けることにより、例えば第１実施形態の光スキャナー４と比較して高さを抑えることができ、光スキャナー４Ａの小型化（低背化）を図ることができる。また、前記段差が、光透過部４１２を第１の貫通孔４１１ａ’に嵌め込む際のストッパー（位置決め手段）として機能するため、光透過部４１２の配置を正確に制御することができる。
【００７０】
また、基部４１１Ａは、枠体部４３や支持部４５と同様に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、基部４１１の剛性を優れたものとすることができる。また、例えば、第１のＳｉ層で第１の貫通孔４１１ａ’を形成し、ＳｉＯ２層および第２のＳｉ層で第２の貫通孔４１１ａ”を形成することによって、簡単に段差を有する貫通孔４１１ａを形成することができる。
このような第２実施形態によっても、前述した第１実施形態と同様の効果を奏することができる。
【００７１】
＜第３実施形態＞
次に、本発明の画像表示装置の第３実施形態について説明する。
図８は、本発明の第３実施形態にかかる画像表示装置が備える光スキャナーの上面図、図９は、図８中のＣ−Ｃ線断面図である。
以下、第３実施形態の画像表示装置について、前述した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。
本発明の第３実施形態にかかる画像表示装置は、光スキャナーの可動部の構成が異なること以外は、前述した第１実施形態と同様である。なお、前述した第１実施形態と同様の構成には、同一符号を付してある。
【００７２】
≪光スキャナー≫
図８および図９に示すように、本実施形態の光スキャナー４Ｂの可動部４１Ｂは、基部４１１Ｂと、スペーサー４１６Ｂを介して基部４１１Ｂに固定された板状の光透過部４１２Ｂと、光透過部４１２Ｂの上面に形成された第１光反射低減部４１３と、光透過部４１２の下面に形成された第３光反射低減部４１４とを有している。
【００７３】
第１光反射低減部４１３は、第１の軸部４２１、４２２に対して光透過部４１２Ｂの板厚方向に離間するとともに、平面視にて、第１の軸部４２１、４２２と重なって設けられている。そのため、第１の軸部４２１、４２２の間の距離を短くしつつ、光透過部４１２Ｂの板面の面積（第１光反射低減部４１３の面積）を大きくすることができる。また、第１の軸部４２１、４２２の間の距離を短くすることできることから、枠体部４３の小型化を図ることができる。さらに、枠体部４３の小型化を図ることができることから、第２の軸部４４１、４４２の間の距離を短くすることできる。このようなことから、光透過部４１２Ｂの板面の面積（第１光反射低減部４１３の面積）を大きくしても、光スキャナー４の小型化を図ることができる。
【００７４】
このような光スキャナー４Ｂでは、平面視にて、光反射面４１３ａの下側および外側に位置する領域、具体的には、基部４１１Ｂ、第１の軸部４２１、４２２、枠体部４３、第２の軸部４４１、４４２、支持部４５の上面に反射防止膜５が設けられている。これにより、第１光反射低減部４１３以外に照射された描画用レーザー光ＬＬが迷光となるのを防止することができる。なお、反射防止膜５は、例えば、スペーサー４１４Ｂ、基部４１１Ｂ、枠体部４３および支持部４５の側面にも設けてもよい。これにより、上記効果がより向上する。
このような第３実施形態によっても、前述した第１実施形態と同様の効果を奏することができる。
【００７５】
２．光スキャナーの製造方法
次に、図１０ないし図１３に基づいて、光スキャナーの製造方法について説明する。なお、以下に記載の光スキャナーの製造方法では前述の第４実施形態に似た構成の光スキャナーが得られる。
光スキャナーの製造方法は、第２のＳｉ層８４（基部）およびスペーサー９１４（突出部）を有する積層基板（基板）８と、一方の面側に凸部３１が形成されたガラス基板（透明基板）３とを用意し、積層基板８とガラス基板３をと重ね合わせて、スペーサー９１４と凸部３１とを接合する接合工程と、第２のＳｉ層８４をパターニングし、スペーサー９１４を支持する基部９１１と、第１の軸部９２１、９２２と、枠体部９３と、第２の軸部９４１、９４２と、支持部９５とを形成するパターニング工程と、積層基板８とガラス基板３の隙間に封止材１００を充填する充電工程と、凸部３１を残して、ガラス基板３を薄肉化することによって、光透過部９１２を形成する薄肉化工程と、光透過部９１２の表面に、光反射を低減する第１光反射低減部４１３を形成する光反射低減部形成工程と、を有している。以下、この製造方法について詳細に説明する。
【００７６】
［１］接合工程
［１−１］積層基板加工工程
まず、図１０（ａ）に示すように、上側から第１のＳｉＯ２層８１、第１のＳｉ層８２、第２のＳｉＯ２層８３、第２のＳｉ層８４および第３のＳｉＯ２層８５が積層してなる積層基板８を用意する。各層の厚さとしては、特に限定されないが、例えば、第１のＳｉＯ２層８１：１．６μｍ程度、第１のＳｉ層８２：２５０μｍ程度、第２のＳｉＯ２層８３：０．５μｍ程度、第２のＳｉ層８４：４０μｍ程度、第３のＳｉＯ２層８５：０．５μｍ程度とすることができる。
【００７７】
次に、図１０（ｂ）に示すように、例えばドライエッチング（２段階のドライエッチング）によって、スペーサー（支柱）９１４、枠体部９３のリブ部９３１、支持部９５のリブ部９５１および支持部９５の外周を囲む枠部９６の一部を形成する。具体的には、まずスペーサー（支柱）９１４、支持部９５のリブ部９５１および枠部９６に対応する位置に第１のＳｉＯ２層８１をパターニングして形成したＳｉＯ２マスクを、枠体部９３のリブ部９３１に対応する位置に、レジストマスクを設ける。次に、１段階目のドライエッチングを行い、レジストマスク除去後に２段階目のドライエッチングを実施する。次に、図１０（ｃ）に示すように、例えばウエットエッチングによって、第１のＳｉＯ２層８１と第１のＳｉ層８２から露出する第２のＳｉＯ２層８３を除去する。
次に、図１０（ｄ）に示すように、例えばドライエッチングによって、第３のＳｉＯ２層８５をパターニングして、基部９１１、第１の軸部９２１、９２２、枠体部９３、第２の軸部９４１、９４２、支持部９５の平面視形状に対応した形状の第３のＳｉＯ２層８５を得る。
【００７８】
［１−２］ガラス基板加工工程
まず、図１１（ａ）に示すように、実質的に無色透明なガラス基板（例えば、テンパックスガラス基板）３を準備する。ガラス基板３の厚さとしては、特に限定されないが、例えば、４００μｍ程度とすることができる。次に、図１１（ｂ）に示すように、例えばウエットエッチングによって、ガラス基板３の上面をパターニングすることにより、光透過部９１２の平面視形状に対応する凸部３１と、支持部９５の平面視形状に対応する凸部３２と、枠部９６と接合するための凸部３３とを形成する。凸部３１〜３３の高さとしては特に限定されないが、例えば、それぞれ、８０μｍ程度とすることができる。
なお、この後、必要に応じて、凸部３１の上面に反射防止膜を成膜してもよい。反射防止膜を成膜することによって、光透過部９１２の下面に反射防止膜が形成された光スキャナーが得られる。
【００７９】
［１−３］接合工程
まず、図１２（ａ）に示すように、前記工程［１−１］で得られた積層基板８と、前記工程［１−２］で得られたガラス基板３とを、凸部３１とスペーサー９１４、凸部３２とリブ部９５１、凸部３３と枠部９６とを対向させて接合する。なお、接合方法としては、特に限定されないが、陽極接合を用いるのが好ましい。これにより、積層基板８とガラス基板３とを確実かつ強固に接合することができる。
【００８０】
［２］パターニング工程（シリコンエッチング工程）
次に、図１２（ｂ）に示すように、例えばドライエッチングによって、第２のＳｉ層８４をエッチングして、基部９１１、第１の軸部９２１、９２２、枠体部９３、第２の軸部９４１、９４２、支持部９５を得る。
［３］充填工程
次に、図１２（ｃ）に示すように、第２のＳｉ層８４に形成された隙間から、ワックス等の封止材１００を供給し、ガラス基板３と積層基板８の間の隙間を封止材１００で埋める。
【００８１】
［４］薄肉化工程
次に、図１３（ａ）に示すように、積層基板８を下側にして、ガラス基板３と積層基板８の積層体を支持基板１１０に固定する。この固定には、封止材１００が用いられる。次に、図１３（ｂ）に示すように、例えばウエットエッチングによってガラス基板３をエッチングして薄肉化する。これにより、凸部３１〜３３以外の部分が除去されて、凸部３１〜３３がそれぞれ独立し、光透過部９１２、枠体部９３、支持部９５が得られる。また、凸部３１〜３３の高さが調節される。ここで、積層基板８が封止材１００で保護されているため、本工程にて、エッチング液が積層基板８に接触することがなく、積層基板８のダメージを防止することができる。
なお、ガラス基板３の加工方法としてはウエットエッチングに限定されず、例えば、研磨加工であってもよい。研磨加工の場合も封止材１００で保護することで研磨時の構造体の破損を解消できる。
【００８２】
［５］光反射層形成工程
次に、アセトンなどの溶剤を用いて封止材１００を除去し、その後、ダイシング等によって枠部９６からその内側の部分を切り取る。そして、光透過部９１２の上面に、例えば反射防止膜を成膜することによって光反射層９１３を形成する。以上により、図１３（ｃ）に示すように、光スキャナー９（構造体９０）が得られる。
このような光スキャナーの製造方法によれば、簡単かつ精度よく、光透過部を有する光スキャナーを製造することができる。
【００８３】
［ヘッドアップディスプレイ］
次に、本発明の画像表示装置の一例であるヘッドアップディスプレイについて説明する。
図１４は、本発明の画像表示装置を応用したヘッドアップディスプレイを示す斜視図である。
図１４に示すように、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１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。
【００８４】
［ヘッドマウントディスプレイ］
次に、本発明のヘッドマウントディスプレイについて説明する。
図１５は、本発明のヘッドマウントディスプレイを示す斜視図である。
図１５に示すように、ヘッドマウントディスプレイ３００は、観察者の頭部に装着されるフレーム３１０と、フレーム３１０に搭載された画像表示装置１とを有している。そして、画像表示装置１により、フレーム３１０の本来レンズである部位に設けられた表示部（光反射層材）３２０に、一方の目で視認される所定の画像を表示する。
【００８５】
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１からの情報を重ねて使用することができる。また、表示部３２０は、入射した光の少なくとも一部を反射すればよく、例えば、ハーフミラーなどを用いることができる。
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１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。
【００８６】
以上、本発明の光スキャナー、画像表示装置、ヘッドマウントディスプレイおよび光スキャナーの製造方法を、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く、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る。また、本発明に、他の任意の構成物が付加されていてもよい。
また、前述した実施形態では、光スキャナーとして描画用レーザー光を２次元走査することのできるものを１つ用いているが、１次元走査することのできる光スキャナー（本発明の光スキャナー）を２つ用意し、これらを揺動軸が直交するように配置してもよい。このような構成によっても描画用レーザー光を２次元走査することができる。
【００８７】
また、前述した実施形態では、光スキャナーの駆動方式がコイルと永久磁石を用いる電磁駆動方式であったが、駆動方式は、これに限定されず、例えば、圧電素子（ピエゾ素子）を各第１、第２の軸部に設け、圧電素子の圧縮、伸長を利用することにより光スキャナーを駆動する圧電駆動方式であってもよく、また、静電力を利用する静電駆動方式であってもよい。また、電磁駆動方式を用いる場合であっても、コイルと永久磁石の配置は、逆であってもよい。すなわち、コイルを枠体部に設け、コイルに対向させて永久磁石を配置してもよい。
【符号の説明】
【００８８】
１…画像表示装置  １０…対象物  １１…ミラー  ２…描画用光源ユニット  ２１Ｂ…レーザー光源  ２１Ｇ…レーザー光源  ２１Ｒ…レーザー光源  ２２Ｂ…コリメーターレンズ  ２２Ｇ…コリメーターレンズ  ２２Ｒ…コリメーターレンズ  ２３Ｂ…ダイクロイックミラー  ２３Ｇ…ダイクロイックミラー  ２３Ｒ…ダイクロイックミラー  ３…ガラス基板  ３１…凸部  ３２…凸部  ３３…凸部  ４…光スキャナー  ４Ａ、４Ｂ…光スキャナー  ４０…構造体  ４１、４１Ａ、４１Ｂ…可動部  ４１１、４１１Ａ、４１１Ｂ…基部  ４１１ａ…貫通孔  ４１１ａ’…第１の貫通孔  ４１１ａ”…第２の貫通孔  ４１２、４１２Ｂ…光透過部  ４１３…第１光反射低減部  ４１３ａ…光反射面  ４１４…第３光反射低減部  ４１４Ｂ…スペーサ―  ４１５…光学部  ４１６Ｂ…スペーサー  ４２１、４２２…第１の軸部  ４３…枠体部  ４４１、４４２…第２の軸部  ４５…支持部  ４６…永久磁石  ４７…コイル  ４８…磁心  ４９…電圧印加部  ４９１…第１の電圧発生部  ４９２…第２の電圧発生部  ４９３…電圧重畳部  ４９３ａ…加算器  ５…反射防止膜  ６…制御部  ７…第２光反射低減層  ７１…ベース  ８…積層基板  ８１…第１のＳｉＯ２層  ８２…第１のＳｉ層  ８３…第２のＳｉＯ２層  ８４…第２のＳｉ層  ８５…第３のＳｉＯ２層  ９…光スキャナー  ９０…構造体  ９１１…基部  ９１２…光透過部  ９１３…光反射層  ９１４…スペーサー  ９２１、９２２…第１の軸部  ９３…枠体部  ９３１…リブ部  ９４１、９４２…第２の軸部  ９５…支持部  ９５１…リブ部  ９６…枠部  １００…封止材  １１０…支持基板  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  ２２０…フロントガラス  ３００…ヘッドマウントディスプレイ  ３１０…フレーム  ３２０…表示部  Ａ１、Ａ２、Ｂ１、Ｂ２…磁界  Ｊ１…第１の軸  Ｊ２…第２の軸  ＬＬ…描画用レーザー光  ＲＲ、ＧＧ、ＢＢ…レーザー光  Ｔ１、Ｔ２…周期  Ｖ１…第１の電圧  Ｖ２…第２の電圧
【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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