(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
走査ミラーと、前記走査ミラーを支持する枠構造体とを有し、前記枠構造体の変形により前記走査ミラーを第１の回動軸を中心として回動させる第１の走査駆動部と、
前記第１の走査駆動部を支持する回動ホルダと、前記回動ホルダを前記第１の回動軸と直交する第２の回動軸を中心として回動可能に支持する支軸とを有し、前記回動ホルダを前記第２の回動軸を中心として回動させる第２の走査駆動部と、
光を出射する光源と、
前記光源から出射された光を前記走査ミラーに導く入射側光学素子と、
前記走査ミラーで反射された反射光を投影面に導く出射側光学素子と、
前記出射側光学素子に取り付けられ、前記反射光の一部を検出する光検出部と
を備え、
前記光検出部は、入射面の中央、並びに、前記第１の走査駆動部による走査方向の両端および前記第２の走査駆動部による走査方向の両端に対応する複数箇所に、それぞれ４分割光検知器を有すること
を特徴とする光走査装置。
【請求項２】
前記４分割光検知器が５箇所に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
【請求項３】
前記枠構造体は、前記第１の回動軸の方向に前記走査ミラーを挟むように設けられた一対の梁と、前記一対の梁のそれぞれに対して前記走査ミラーと反対の側に設けられた一対の基部とを有し、
前記一対の基部のそれぞれは、前記第２の回動軸の方向に長い長尺形状を有し、変形可能に構成されていること
を特徴とする請求項１または２に記載の光走査装置。
【請求項４】
請求項１から３までのいずれか１項に記載の光走査装置を有することを特徴とするプロジェクタ。
【請求項５】
前記光走査装置を車両のフロントガラスに向けて画像を投影するように配置したことを特徴とする請求項４に記載のプロジェクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザプロジェクタ等のプロジェクタに用いられる光走査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
スクリーン（投影面）に画像を投影するプロジェクタでは、光（例えばレーザ光）をスクリーンの水平方向および垂直方向に走査する光走査装置が用いられている。【０００３】
近年、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ）技術を用いて、走査ミラーと梁構造体とを一体に形成した光走査装置が開発されている。【０００４】
例えば、特許文献１に開示された光走査装置は、走査ミラーを、互いに直交する２方向の梁を中心として回動可能に支持する梁構造体を有している。走査ミラーを２方向の梁を中心として回動させることで、光をスクリーンの水平方向および垂直方向に走査する。【０００５】
また、特許文献１に開示された光走査装置では、梁構造体の裏側に光を照射して、反射光を検出することにより、走査ミラーの角度を検出している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−２６６５０８号公報（第４図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
走査ミラーを回動させるための梁構造体は、半導体製造技術を応用したシリコンを微細加工するマイクロマシニング技術を用いて形成される。そのため、光走査装置の小型化には有利である。しかしながら、微細な梁構造体の弾性変形（梁のねじれ）を利用して走査ミラーを２方向に回動させる構成のため、走査ミラーの回動範囲（角度）が限定されるという問題がある。【０００８】
特に、小型化に有利なレーザプロジェクタは、頻繁に持ち運びされ、様々な設置場所で使用されることが想定される。そのため、レーザプロジェクタに搭載される光走査装置は、振動や衝撃などの外力が作用し、また大きな温度変化を受けることが考えられる。【０００９】
微細な梁構造体は、振動や衝撃の影響を受けやすく、梁構造体の耐性を向上させるためには、梁の寸法を大きくし、あるいは、応力を分散するために複合的な梁構造を採用する必要がある。しかしながら、いずれの場合も、走査ミラーの回動範囲をさらに狭めるという問題がある。【００１０】
また、光走査装置が温度変化を受けると、梁構造体の変形量（梁のねじれ量）が変化し易く、走査ミラーの回動角度に影響する。加えて、上述したマイクロマシニング技術では高価な設備や装置を用いるため、ＭＥＭＳを用いた光走査装置は製造コストが高いという問題がある。【００１１】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、振動や衝撃などの外力および温度変化の影響を受けにくく、安定した光走査が可能な光走査装置およびプロジェクタを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するため、本発明の光走査装置は、走査ミラーと、走査ミラーを支持する枠構造体とを有し、枠構造体の変形により走査ミラーを第１の回動軸を中心として回動させる第１の走査駆動部と、第１の走査駆動部を支持する回動ホルダと、回動ホルダを第１の回動軸と直交する第２の回動軸を中心として回動可能に支持する支軸とを有し、回動ホルダを第２の回動軸を中心として回動させる第２の走査駆動部と、光を出射する光源と、光源から出射された光を走査ミラーに導く入射側光学素子と、走査ミラーで反射された反射光を投影面に導く出射側光学素子と、出射側光学素子に取り付けられ、反射光の一部を検出する光検出部とを備える。光検出部は、入射面の中央、並びに、第１の走査駆動部による走査方向の両端および第２の走査駆動部による走査方向の両端に対応する複数箇所に、それぞれ４分割光検知器を有する。
【００１３】
また、本発明のプロジェクタは、上記の光走査装置を備えている。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の光走査装置によると、振動や衝撃などの外力および温度変化の影響を受けにくく、安定した光走査を行うことができる。また、ＭＥＭＳ技術を用いる必要がないため、製造コストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態１における光走査装置の要部を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態１における光走査装置の要部を示す分解斜視図である。
【図３】本発明の実施の形態１における水平走査駆動部の動作を示す断面図である。
【図４】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）および（ｄ）は、本発明の実施の形態１における水平走査駆動部の枠構造体の動作を説明するための模式図である。
【図５】本発明の実施の形態１における垂直走査駆動部の動作を示す断面図である。
【図６】本発明の実施の形態１における光走査装置の全体構成を示す斜視図である。
【図７】本発明の実施の形態１における光走査装置の全体構成および光路を示す正面図である。
【図８】本発明の実施の形態１における光走査装置によるスクリーン上の光走査を説明するための模式図である。
【図９】（ａ）および（ｂ）は、本発明の実施の形態１における光走査装置のフォトディテクタの構成例を示す模式図である。
【図１０】本発明の実施の形態１における光走査装置を用いたプロジェクタをヘッドアップディスプレイに応用した例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
実施の形態１．
＜光走査装置の構成＞
図１および図２は、それぞれ、本発明の実施の形態１における光走査装置（２次元光走査装置）１０の要部の構成を示す斜視図および分解斜視図である。光走査装置１０は、例えばレーザプロジェクタ等に用いられるものである。また、光走査装置１０は、光源から出射された光（ここではレーザ光）を高速で走査する構成を有している。
【００１７】
光走査装置１０は、水平走査駆動部１００Ａ（第１の走査駆動部）と、垂直走査駆動部１００Ｂ（第２の走査駆動部）とを備えている。水平走査駆動部１００Ａは、レーザ光をスクリーンの水平方向（Ｈ方向）に走査する。垂直走査駆動部１００Ｂは、レーザ光をスクリーンの垂直方向（Ｖ方向）に走査する。
【００１８】
すなわち、水平走査駆動部１００Ａは、光源部２００（図６）から出射されたレーザ光を反射する走査ミラー１０１を有する。水平走査駆動部１００Ａは、走査ミラー１０１を、Ｙ方向の軸（第１の回動軸）を中心として回動させることにより、レーザ光をスクリーンの水平方向に走査する。
【００１９】
また、垂直走査駆動部１００Ｂは、水平走査駆動部１００Ａを含む回動体を、Ｘ方向の軸（第２の回動軸）を中心として回動させることにより、レーザ光をスクリーンの垂直方向に走査する。
【００２０】
なお、各図において、Ｘ方向およびＹ方向は、互いに直交する２方向である。また、これらＸ方向とＹ方向を含むＸＹ面に直交する方向として、Ｚ方向を規定する。これらＸ方向、Ｙ方向およびＺ方向は、あくまで説明の便宜上のものであり、光走査装置１０の動作時の向きを限定するものではない。
【００２１】
水平走査駆動部１００Ａおよび垂直走査駆動部１００Ｂは、走査ミラー１０１を、Ｘ方向およびＹ方向の回動軸を中心として２方向に回動させる二次元光走査部１００を構成している。
【００２２】
以下では、水平走査駆動部１００Ａおよび垂直走査駆動部１００Ｂのそれぞれの構成について、図１および図２を参照して説明する。
【００２３】
＜水平走査駆動部の構成＞
図２において、水平走査駆動部１００Ａは、走査ミラー１０１と、枠構造体（梁構造体）１０２と、支持体１０３と、水平走査マグネット（第１のマグネット）１１０と、水平走査コイル（第１のコイル）１１１とを備えている。枠構造体１０２は、後述するように走査ミラー１０１を支持するものである。
【００２４】
走査ミラー１０１は、例えば、Ｘ方向とＹ方向に各２辺を有する矩形状の表面（反射面）を有する。走査ミラー１０１は、例えば、薄い板状部材またはコーティング層である。走査ミラー１０１のサイズは、例えば長辺（ここではＹ方向の辺）の長さが１．５ｍｍ程度である。なお、「Ｘ方向とＹ方向に各２辺を有する」等の記載は、走査ミラー１０１が回動範囲内の基準位置にあるものとして説明している。
【００２５】
枠構造体１０２は、走査ミラー１０１を回動可能に支持するものである。枠構造体１０２は、例えば、金属の加工成型品あるいは樹脂成型品により構成される。より具体的には、枠構造体１０２は、シリコン若しくはバルクアモルファス合金、または、左記の金属材料と熱可塑性樹脂若しくは紫外線硬化型樹脂とを組み合わせた複合材料により構成される。
【００２６】
枠構造体１０２は、Ｘ方向に延在する一対の長尺部材である基部１０２ａ，１０２ｂを有している。この基部１０２ａ，１０２ｂは、Ｙ方向に互いに対向している。基部１０２ａ，１０２ｂのそれぞれＸ方向中心には、Ｙ方向に突出する梁１０２ｃ，１０２ｄが形成されている。梁１０２ｃ，１０２ｄは、Ｙ方向の同一の軸線上にある。梁１０２ｃ，１０２ｄの間には、上記の走査ミラー１０１を支持する台座１０２ｅが形成されている。
【００２７】
台座１０２ｅは、Ｘ方向とＹ方向に各２辺を有する矩形状の板状部分である。台座１０２ｅの表面には、薄い板状部材である走査ミラー１０１が固定されている。また、台座１０２ｅの表面に反射層をコーティングすることにより、走査ミラー１０１を形成してもよい。以下では、台座１０２ｅも含めて、走査ミラー１０１と称する。
【００２８】
言い換えると、枠構造体１０２は、Ｙ方向（第１の回動軸の方向）に走査ミラー１０１を挟むように設けられた一対の梁１０２ｃ，１０２ｄと、梁１０２ｃ，１０２ｄのそれぞれに対して走査ミラー１０１と反対の側に設けられた一対の基部１０２ａ，１０２ｂとを有している。基部１０２ａ，１０２ｂは、それぞれＸ方向（第２の回動軸の方向）に長い長尺形状を有しており、変形可能に構成されている。
【００２９】
支持体１０３は、図２に示すように、それぞれＸＹ面に平行な上面１０３ｃと下面１０３ｄとを有し、Ｚ方向に厚さを有するブロックである。支持体１０３の上面１０３ｃのＹ方向両端には、レール状の凸部１０３ａ，１０３ｂが形成されている。凸部１０３ａ，１０３ｂは、上方（＋Ｚ方向）に突出している。凸部１０３ａ，１０３ｂは、いずれもＸ方向に延在している。凸部１０３ａ，１０３ｂの上面に、枠構造体１０２の基部１０２ａ，１０２ｂがそれぞれ固定されている。
【００３０】
枠構造体１０２を支持体１０３の凸部１０３ａ，１０３ｂに取り付けた状態で、走査ミラー１０１の裏面（−Ｚ側の面）と、支持体１０３の上面１０３ｃとの間には所定の空間が形成される。この空間は、走査ミラー１０１の回動を可能にするためのものである。
【００３１】
また、走査ミラー１０１の裏面には、水平走査マグネット１１０が配設されている。水平走査マグネット１１０は、例えば薄いマグネット層である。水平走査マグネット１１０は、Ｙ方向に長い形状を有している。水平走査マグネット１１０は、梁１０２ｃ，１０２ｄを結ぶＹ方向の軸線上に配置されている。水平走査マグネット１１０は、走査ミラー１０１の裏面に固定されるものであってもよいし、走査ミラー１０１の裏面に磁性材料をコーティングしたものであってもよい。
【００３２】
水平走査マグネット１１０は、梁１０２ｃ，１０２ｄを結ぶＹ方向の軸線１１０ａに対して対称に２極着磁されている。すなわち、水平走査マグネット１１０は、梁１０２ｃ，１０２ｄを結ぶＹ方向の軸線１１０ａに対して＋Ｘ側がＮ極（またはＳ極）となり、−Ｘ側がＳ極（またはＮ極）となるように着磁されている。
【００３３】
支持体１０３の下面１０３ｄには、水平走査コイル１１１が固定されている。水平走査コイル１１１は、支持体１０３を挟んで水平走査マグネット１１０と対向するように配置されている。水平走査コイル１１１は、巻軸方向をＺ方向とし、Ｘ方向に延在するコイル部分とＹ方向に延在するコイル部分とを有するように略矩形状に巻き回されている。
【００３４】
また、支持体１０３の中央には、開口部１０３ｅが形成されている。開口部１０３ｅは、水平走査コイル１１１に、上記の水平走査マグネット１１０により形成される磁界が及ぶようにするためのものである。なお、水平走査コイル１１１は、例えば銅線で構成されている。また、水平走査コイル１１１をアルミニウム線で構成することにより、軽量化してもよい。
【００３５】
このように構成された水平走査駆動部１００Ａでは、枠構造体１０２の梁１０２ｃ，１０２ｄのねじれ変形により、走査ミラー１０１と枠構造体１０２と水平走査マグネット１１０とからなる振動体が、梁１０２ｃ，１０２ｄを結ぶＹ方向の回動軸を中心として回動する。
【００３６】
例えば、レーザプロジェクタ１の水平方向の走査駆動周波数は、数ｋＨｚから数十ｋＨｚである。従って、走査ミラー１０１には高速の回動動作が求められる。そのため、走査ミラー１０１と枠構造体１０２と水平走査マグネット１１０とからなる振動体は、梁１０２ｃ，１０２ｄを結ぶＹ方向の回動軸を中心とする慣性モーメントが最も小さくなるように、且つ走査ミラー１０１の回動動作に必要な耐久性を備えるように形成されている。
【００３７】
また、本実施の形態では、走査ミラー１０１と枠構造体１０２と水平走査マグネット１１０とからなる振動体は、水平方向の走査駆動周波数で、共振が励起されるように構成されている。この点については、後述する。
【００３８】
＜垂直走査駆動部の構成＞
垂直走査駆動部１００Ｂは、回動ホルダ１０４と、垂直走査コイル１０５ａ，１０５ｂ（第２のコイル）と、垂直走査マグネット１０６ａ，１０６ｂ（第２のマグネット）と、ベース１０７と、支軸１０８と、磁性片１０９ａ，１０９ｂとを備えて構成される。回動ホルダ１０４には、上記の水平走査駆動部１００Ａが取り付けられている。
【００３９】
回動ホルダ１０４は、ＸＹ面に平行な２面１０４ａ，１０４ｂと、ＹＺ面に平行な２面１０４ｃ，１０４ｄと、ＸＺ面に平行な２面１０４ｅ，１０４ｆとを有する六面体（直方体）形状を有している。なお、「ＸＹ面に平行」等の記載は、回動ホルダ１０４が回動範囲内の基準位置にあるものとして説明している。回動ホルダ１０４は、高剛性かつ摺動性に優れたエンジニアリングプラスチックなどの樹脂成型品で構成されている。
【００４０】
上記の水平走査駆動部１００Ａは、回動ホルダ１０４の上面１０４ａに固定されている。具体的には、水平走査駆動部１００Ａの支持体１０３の下面に固定された水平走査コイル１１１が、回動ホルダ１０４の上面１０４ａに固定されている。
【００４１】
また、回動ホルダ１０４のＹＺ面に平行な面１０４ｃには、軸受部１０４ｈが開口している。軸受部１０４ｈは、回動ホルダ１０４の内部にＸ方向に形成された円筒状の穴である。ここでは、軸受部１０４ｈの先端（図３参照）は、回動ホルダ１０４の反対面１０４ｄの近傍まで達している。
【００４２】
回動ホルダ１０４の軸受部１０４ｈには、ベース１０７に取り付けられた支軸１０８が係合している。支軸１０８は、Ｘ方向を軸方向とする円筒形状を有している。支軸１０８と軸受部１０４ｈとの係合により、回動ホルダ１０４は、Ｘ方向の回動軸を中心として回動可能に支持される。
【００４３】
支軸１０８は、例えばセンタレス加工を施されたステンレス軸などにより構成される。支軸１０８の先端は、回動ホルダ１０４の軸受部１０４ｈの内面に突き当てられている（図３参照）。また、支軸１０８の先端の周囲には、曲面加工（Ｒ加工）が施されている。また、予め支軸１０８に周方向に浅い溝を設け、回動ホルダ１０４と一体に成型してもよい。このようにすれば、より高い嵌合精度を得ることができる。
【００４４】
支軸１０８が支持されたベース１０７は、光走査装置１０の筐体に固定されている。ベース１０７は、例えば六面体（直方体）形状を有している。ベース１０７は、ＹＺ面に平行な面１０７ａを有している。この面１０７ａは、回動ホルダ１０４の面１０４ｃに当接している。
【００４５】
回動ホルダ１０４のＸＺ面に平行な２面１０４ｅ，１０４ｆには、それぞれ、垂直走査コイル１０５ａ，１０５ｂが固定されている。垂直走査コイル１０５ａ，１０５ｂは、巻軸方向をＹ方向とし、Ｘ方向とＺ方向のコイル部分を有するように略矩形状に巻き回されている。垂直走査コイル１０５ａ，１０５ｂは、例えば銅線で構成されている。あるいは、垂直走査コイル１０５ａ，１０５ｂをアルミニウム線で構成することにより、軽量化してもよい。
【００４６】
垂直走査コイル１０５ａにＹ方向に対向するように、垂直走査マグネット１０６ａが配置されている。垂直走査マグネット１０６ａは、回動ホルダ１０４のＺ方向中央に対向する位置に境界１０６ｃを有し、Ｚ方向（上下）に２極着磁されている。例えば、境界１０６ｃの上側（＋Ｚ側）では、回動ホルダ１０４に対向する面がＳ極、その反対面がＮ極となるように着磁されている。また、境界１０６ｃの下側（−Ｚ側）では、回動ホルダ１０４に対向する面がＮ極、その反対面がＳ極となるように着磁されている。なお、垂直走査マグネット１０６ａの着磁方向は、逆でもよい。
【００４７】
また、垂直走査コイル１０５ｂにＹ方向に対向するように、垂直走査マグネット１０６ｂが配置されている。垂直走査マグネット１０６ｂは、回動ホルダ１０４のＺ方向中央に対向する位置に境界１０６ｄを有し、Ｚ方向（上下）に２極着磁されている。例えば、境界１０６ｄの上側（＋Ｚ側）では、回動ホルダ１０４に対向する面がＮ極、その反対面がＳ極となるように着磁されている。境界１０６ｄの下側（−Ｚ側）では、回動ホルダ１０４に対向する面がＳ極、その反対面がＮ極となるように着磁されている。なお、垂直走査マグネット１０６ｂの着磁方向は、逆でもよい。
【００４８】
このように配置すると、垂直走査コイル１０５ａ，１０５ｂの駆動力発生に寄与する有効コイル長さを最も長く確保することができる。そのため、支軸１０８を中心とした回動部（水平走査駆動部１００Ａ、回動ホルダ１０４、垂直走査コイル１０５ａ，１０５ｂおよび磁性片１０９ａ，１０９ｂ）の慣性モーメントを小さくすることができる。すなわち、より小さい消費電力で、良好な回動性能を得ることができる。
【００４９】
回動ホルダ１０４の面１０４ｅには、垂直走査コイル１０５ａの内側に位置するように、磁性片１０９ａが形成されている。磁性片１０９ａは、回動ホルダ１０４の面１０４ｅのＸ方向中央に配置されている。また、磁性片１０９ａは、後述する図５に示すように、ＹＺ面に平行な表面を有する板状部材である。磁性片１０９ａの−Ｙ方向端面（Ｚ方向に長い面）で垂直走査マグネット１０６ａに対向している。
【００５０】
同様に、回動ホルダ１０４の面１０４ｆには、垂直走査コイル１０５ｂの内側に位置するように、磁性片１０９ｂが形成されている。磁性片１０９ｂは、回動ホルダ１０４の面１０４ｆのＸ方向中央に配置されている。また、磁性片１０９ｂは、後述する図５に示すように、ＹＺ面に平行な表面を有する板状部材である。磁性片１０９ｂの＋Ｙ方向端面（Ｚ方向に長い面）が、垂直走査マグネット１０６ｂに対向している。
【００５１】
＜水平走査駆動部１００Ａの動作＞
次に、光走査装置１０の水平走査駆動部１００Ａの動作について、図２および図３を参照して説明する。図３は、光走査装置１０の水平走査駆動部１００Ａの動作を模式的に示した断面図である。
【００５２】
水平走査駆動部１００Ａを動作させる際には、上述した水平走査コイル１１１に、所定の駆動電流（「水平方向の走査駆動電流」と称する）を供給する。水平方向の走査駆動電流は、所定の周波数（「水平方向の走査駆動周波数」と称する）のサイン波形電流である。
【００５３】
水平走査コイル１１１に走査駆動電流が流れると、その一対のＹ方向のコイル部分に流れる電流と、水平走査マグネット１１０により生じる磁界Ｍ（図３）との作用により、＋Ｚ方向の電磁力Ｆ１と、−Ｚ方向の電磁力Ｆ１とが生じる。すなわち、水平走査コイル１１１が固定された回動ホルダ１０４に対して、水平走査マグネット１１０が固定された振動体（走査ミラー１０１、枠構造体１０２および水平走査マグネット１１０）を、Ｙ方向の回動軸を中心として回動させる駆動力が発生する。
【００５４】
水平走査コイル１１１に流れる電流は交流（水平方向の走査駆動周波数のサイン波形電流）であるため、走査ミラー１０１を含む振動体は、Ｙ方向の回動軸（梁１０２ｃ，１０２ｄ）を中心として、高速で、すなわち水平方向の走査駆動周波数で回動する。
【００５５】
走査ミラー１０１と枠構造体１０２と水平走査マグネット１１０とからなる振動体は、上記の水平方向の走査駆動周波数で、共振が励起されるように構成されている。言い換えると、走査ミラー１０１と枠構造体１０２と水平走査マグネット１１０とからなる振動体は、上記の水平方向の走査駆動周波数において固有振動モードを有している。そのため、走査ミラー１０１は、水平走査コイル１１１に流れる電流が少なくても、水平方向の走査駆動周波数で回動する。
【００５６】
この振動特性は、梁１０２ｃ，１０２ｄを中心とした枠構造体１０２の慣性モーメント、走査ミラー１０１を支持する梁１０２ｃ，１０２ｄの機械的特性（弾性係数、断面二次モーメント、長さ）および枠構造体１０２の取り付け位置により決定される。
【００５７】
図４（ａ）〜（ｄ）は、走査ミラー１０１と枠構造体１０２と水平走査マグネット１１０とからなる振動体の振動状態を示す模式図である。なお、図４（ａ）〜（ｄ）において、水平走査マグネット１１０は図示を省略している。
【００５８】
図４（ａ）および（ｂ）は、枠構造体１０２のうち、細い梁１０２ｃ，１０２ｄに容易にねじれ変形が発生するように構成した場合の振動状態を示す。図４（ｃ）および（ｄ）は、枠構造体１０２の基部１０２ａ，１０２ｂ（図２）が、長手方向両端を節としてＳ字状に変形する共振を生じる場合の振動状態を示す。
【００５９】
図４（ａ）および（ｂ）に示した参考例では、細い梁１０２ｃ，１０２ｄのねじれ量が大きい。そのため、梁１０２ｃ，１０２ｄを構成する材料によっては、回動振幅や駆動周波数を十分に大きくすることができない。
【００６０】
これに対し、本実施の形態では、梁１０２ｃ，１０２ｄが、Ｘ方向に長い基部１０２ａ，１０２ｂと一体に形成されており、上述した水平方向の走査駆動周波数において、基部１０２ａ，１０２ｂは図４（ｃ）および（ｄ）に示すようにＳ字状に変形する。つまり、枠構造体１０２の基部１０２ａ，１０２ｂが、長手方向両端を節として変形する共振が生じる。そのため、梁１０２ｃ，１０２ｄのねじれ量は少なくて済み、それだけ梁１０２ｃ，１０２ｄの幅を大きくすることができる。その結果、梁１０２ｃ，１０２ｄの材料選択の種類が広がる。また、振動や衝撃に対する梁１０２ｃ，１０２ｄの耐性を向上することができる。
【００６１】
＜垂直走査駆動部１００Ｂの動作＞
次に、光走査装置１０の垂直走査駆動部１００Ｂの動作について、図５を参照して説明する。図５は、光走査装置１０の垂直走査駆動部１００Ｂの動作を模式的に示す断面図である。
【００６２】
図５において、回動ホルダ１０４に設けられた磁性片１０９ａ，１０９ｂは、垂直走査マグネット１０６ａ，１０６ｂのほぼ中央位置に対向している。磁性片１０９ａ，１０９ｂの板面がＹＺ面と平行であるときには、磁性片１０９ａ，１０９ｂの板面が垂直走査マグネット１０６ａ，１０６ｂの磁束の流れと平行になる。この位置で、磁性片１０９ａ，１０９ｂと垂直走査マグネット１０６ａ，１０６ｂとの吸引力が最大となる。従って、回動ホルダ１０４は安定して保持される。すなわち、磁性片１０９ａ，１０９ｂは、垂直走査マグネット１０６ａ，１０６ｂとの作用により、回動ホルダ１０４を、Ｘ方向の回動軸を中心とした回動方向の基準位置に保つ機能を有する。
【００６３】
そして、回動ホルダ１０４が、Ｘ方向の回動軸を中心として基準位置から回動すると、磁性片１０９ａ，１０９ｂと垂直走査マグネット１０６ａ，１０６ｂとの間に生じる吸引力により、回動ホルダ１０４を基準位置に戻そうとする復元力が生じる。すなわち、磁性片１０９ａ，１０９ｂにより、回動方向における安定した磁気ばね力が得られる。また、磁気ばね力は、温度変化に対して変動しにくい特性がある。
【００６４】
垂直走査駆動部１００Ｂを動作させる際には、上述した垂直走査コイル１０５ａ，１０５ｂに、所定の駆動電流（「垂直方向の走査駆動電流」と称する）を供給する。垂直方向の走査駆動電流は、所定の周波数（「垂直方向の走査駆動周波数」と称する）のサイン波形電流である。
【００６５】
垂直走査コイル１０５ａに走査駆動電流が流れると、そのＸ方向のコイル部分に流れる電流と、垂直走査マグネット１０６ａにより生じる磁界との作用により、＋Ｚ方向（または−Ｚ方向）の電磁力Ｆ２が生じる。また、垂直走査コイル１０５ｂに走査駆動電流が流れると、そのＸ方向のコイル部分に流れる電流と、垂直走査マグネット１０６ｂにより生じる磁界との作用により、−Ｚ方向（または＋Ｚ方向）の電磁力Ｆ２が生じる。
【００６６】
これにより、垂直走査コイル１０５ａ，１０５ｂが取り付けられた回動体（水平走査駆動部１００Ａ、回動ホルダ１０４、垂直走査コイル１０５ａ，１０５ｂおよび磁性片１０９ａ，１０９ｂ）を、Ｘ方向の回動軸（支軸１０８）を中心として回動させる駆動力が発生する。
【００６７】
垂直走査コイル１０５ａ，１０５ｂに流れる電流は交流（垂直方向の走査駆動周波数のサイン波形電流）であるため、垂直走査コイル１０５ａ，１０５ｂが取り付けられた回動体は、支軸１０８を中心として高速で、すなわち垂直方向の走査駆動周波数で回動する。
【００６８】
水平走査駆動部１００Ａ、回動ホルダ１０４、垂直走査コイル１０５ａ，１０５ｂおよび磁性片１０９ａ，１０９ｂからなる回動体は、上記の垂直方向の走査駆動周波数と同等の共振周波数で、共振が励起される。そのため、走査ミラー１０１は、垂直走査コイル１０５ａ，１０５ｂに流れる電流が少なくても、上記の垂直方向の走査駆動周波数で回動する。
【００６９】
なお、回動体の共振が励起される周波数は、回動体（水平走査駆動部１００Ａ、回動ホルダ１０４、垂直走査コイル１０５ａ，１０５ｂおよび磁性片１０９ａ，１０９ｂ）の支軸１０８を中心とした回転モーメントと、垂直走査マグネット１０６ａ，１０６ｂと磁性片１０９ａ，１０９ｂとにより生じる磁気ばね力とにより決定される。
【００７０】
ここでは、磁性片１０９ａ，１０９ｂと垂直走査マグネット１０６ａ，１０６ｂとの吸引力が最大となる位置を、回動ホルダ１０４を含む回動体の回動方向の基準位置としているため、基準位置の再現性（起点の精度）が高い。
【００７１】
なお、磁性片１０９ａ，１０９ｂと垂直走査マグネット１０６ａ，１０６ｂとにより、回動ホルダ１０４を−Ｘ方向に与圧し、支軸１０８の先端と回動ホルダ１０４の軸受部１０４ｈとを常に接触させるようにしてもよい。また、支軸１０８の先端と回動ホルダ１０４の軸受部１０４ｈとの接触面積を小さくし、回動ホルダ１０４の回動動作をスムースにしてもよい。
【００７２】
本実施の形態では、水平方向（すなわち主走査方向）の走査駆動周波数は、垂直方向（すなわち副走査方向）の走査駆動周波数よりも高い。
【００７３】
例えば、解像度６４０×４８０の場合、水平方向の走査駆動周波数は１８ｋＨｚであり、垂直方向の走査駆動周波数は６０Ｈｚである。解像度８００×６００の場合、水平方向の走査駆動周波数は２２．５ｋＨｚであり、垂直方向の走査駆動周波数は６０Ｈｚである。解像度１０２４×７６８の場合、水平方向の走査駆動周波数は２８．８ｋＨｚであり、垂直方向の走査駆動周波数は６０Ｈｚである。
【００７４】
このように、本実施の形態における光走査装置１０では、水平走査駆動部１００Ａが、枠構造体１０２の変形を利用して走査ミラー１０１を回動させて水平方向の走査を行う。また、垂直走査駆動部１００Ｂは、水平走査駆動部１００Ａを含む回動体を、支軸１０８を中心に回動させて垂直方向の走査を行う。そのため、振動や衝撃などの外力および温度変化の影響を受けにくく、安定した光走査を行うことができる。
【００７５】
＜光走査装置の全体構成および光学系＞
図６および図７は、本実施の形態の光走査装置１０の全体構成とその光路を示す斜視図および正面図である。なお、図６および図７に示した光走査装置１０により、レーザプロジェクタ１が構成される。
【００７６】
図６および図７に示すように、光走査装置１０は、二次元光走査部１００（水平走査駆動部１００Ａおよび垂直走査駆動部１００Ｂ）と、光源部２００と、出射側光学系３００とを備えている。
【００７７】
光源部２００は、青色光、緑色光、赤色光を出射する半導体レーザ２０１，２０３，２０５（表示用光源）と、非可視波長の赤外光を出射する半導体レーザ２０７（センシング用光源）とを有している。ここでは、半導体レーザ２０１，２０３，２０５，２０７は、Ｘ方向に並んで配置されている。半導体レーザ２０１，２０３，２０５は、出射光軸がＺ方向を向き、半導体レーザ２０７は、出射光軸がＸ方向を向くように配置されている。
【００７８】
半導体レーザ２０１，２０３，２０５の出射側には、半導体レーザ２０１，２０３，２０５から出射されたレーザ光を平行光とするためのコリメータレンズ２０２，２０４，２０６が配置されている。半導体レーザ２０７の出射側には、半導体レーザ２０７から出射されたレーザ光を平行光とするためのコリメータレンズ２０８が配置されている。
【００７９】
さらに、コリメータレンズ２０２，２０４，２０６およびコリメータレンズ２０８から出射されたレーザ光が入射する位置には、各レーザ光を合成して共通の光路に沿って出射するプリズム（入射側光学素子）２０９が配置されている。
【００８０】
プリズム２０９は、半導体レーザ２０１，２０３，２０５（コリメータレンズ２０２，２０４，２０６）から入射したレーザ光をそれぞれ−Ｘ方向に反射するプリズム面２０９ａ，２０９ｂ，２０９ｃを有している。プリズム面２０９ａは、半導体レーザ２０１からのレーザ光（青色光）を反射し、半導体レーザ２０３，２０５，２０７からのレーザ光（緑色光、赤色光、赤外光）を透過する。プリズム面２０９ｂは、半導体レーザ２０３からのレーザ光（緑色光）を反射し、半導体レーザ２０５，２０７からのレーザ光（赤色光、赤外光）を透過する。プリズム面２０９ｃは、半導体レーザ２０５からのレーザ光（赤色光）を反射し、半導体レーザ２０７からのレーザ光（赤外光）を透過する。
【００８１】
プリズム２０９は、さらに、プリズム２０９内で合成されたレーザ光（すなわち青色光、緑色光、赤色光および赤外光を合成したレーザ光）を出射する出射面２０９ｄを有している。
【００８２】
プリズム２０９の出射面２０９ｄから出射されたレーザ光が入射する位置に、プリズム（出射側光学素子）３０１が配置されている。プリズム３０１は、プリズム２０９から入射したレーザ光を、走査ミラー１０１の反射面に向けて下方に（−Ｚ方向に）反射するプリズム面３０１ａを有している。
【００８３】
プリズム３０１は、また、プリズム３０１のプリズム面３０１ａで反射されたレーザ光を走査ミラー１０１に向けて出射する入出面３０１ｃ（図７）を有している。この入出面３０１ｃと走査ミラー１０１との間には、１／４波長板３０６（図７）が配設されている。
【００８４】
プリズム３０１の入出面３０１ｃから出射され、１／４波長板３０６を経て走査ミラー１０１に入射したレーザ光は、走査ミラー１０１で反射される。走査ミラー１０１で反射されたレーザ光は、再び１／４波長板３０６を経てプリズム３０１に入射し、プリズム面３０１ａを透過して上方（＋Ｚ方向）に進行する。
【００８５】
プリズム３０１において、プリズム面３０１ａの上方（＋Ｚ方向）には、プリズム面３０１ａを透過したレーザ光のうち、赤外光のみを略９０度反射するプリズム面３０１ｂが形成されている。
【００８６】
プリズム３０１のプリズム面３０１ｂで反射されたレーザ光（赤外光）が入射する位置には、光検出器としてのフォトディテクタ３０２が配置されている。フォトディテクタ３０２は、走査ミラー１０１の水平方向および垂直方向の角度情報を検出するためのものである。
【００８７】
プリズム３０１の上面には、プリズム面３０１ｂを透過した光をプリズム３０１外に出射する出射面３０１ｄが形成されている。なお、プリズム３０１とフォトディテクタ３０２は、出射側光学系３００を構成している。
【００８８】
＜光走査装置の動作＞
半導体レーザ２０１，２０３，２０５から出射されたレーザ光（青色光、緑色光、赤色光）と、半導体レーザ２０７から出射されたレーザ光（赤外光）は、それぞれコリメータレンズ２０２，２０４，２０６，２０８を透過して平行光となり、プリズム３０１に入射する。半導体レーザ２０１からのレーザ光（青色光）は、プリズム面２０９ａで反射され、出射面２０９ｄに向かって進行する。半導体レーザ２０３からのレーザ光（緑色光）は、プリズム面２０９ｂで反射され、さらにプリズム面２０９ａを透過して、出射面２０９ｄに向かって進行する。半導体レーザ２０５からのレーザ光（赤色光）は、プリズム面２０９ｃで反射され、さらにプリズム面２０９ａ，２０９ｂを透過して、出射面２０９ｄに向かって進行する。半導体レーザ２０７からのレーザ光（赤外光）は、プリズム面２０９ａ，２０９ｂ，２０９ｃを全て透過して、出射面２０９ｄに向かって進行する。
【００８９】
プリズム２０９において合成されたレーザ光（青色光、緑色光、赤色光、赤外光）は、出射面２０９ｄから出射され、プリズム３０１に入射する。
【００９０】
プリズム３０１に入射したレーザ光は、プリズム面３０１ａで下方に反射される。プリズム面３０１ａで反射されたレーザ光は、入出面３０１ｃから出射され、１／４波長板３０６を透過して、走査ミラー１０１に入射する。そして、レーザ光は、走査ミラー１０１で反射され、再び１／４波長板３０６を透過して、入出面３０１ｃからプリズム３０１に入射する。
【００９１】
走査ミラー１０１からプリズム３０１に入射したレーザ光は、プリズム３０１内を上方（＋Ｚ方向）に進行し、プリズム面３０１ａを透過して、プリズム面３０１ｂに達する。プリズム面３０１ｂでは、赤外光のみが反射され、フォトディテクタ３０２に向かう。
【００９２】
一方、プリズム面３０１ｂを透過したレーザ光（青色光、緑色光、赤色光）は、出射面３０１ｄから出射され、スクリーン（投影面）に向かう。
【００９３】
図８に模式的に示すように、上述した水平走査駆動部１００Ａにより、走査ミラー１０１がＹ方向の回動軸を中心として回動すると、走査ミラー１０１で反射されてプリズム３０１から出射されたレーザ光が、スクリーンＳの水平方向（Ｈ方向：主走査方向）に高速で移動する。すなわち、水平方向の走査が行われる。
【００９４】
また、上述した垂直走査駆動部１００Ｂにより、走査ミラー１０１がＸ方向の回動軸を中心として回動すると、走査ミラー１０１で反射されてプリズム３０１から出射されたレーザ光が、スクリーンＳの垂直方向（Ｖ方向：副走査方向）に高速で移動する。すなわち、垂直方向の走査が行われる。
【００９５】
また、走査ミラー１０１がＹ方向の軸またはＸ方向の軸を中心として回動すると、フォトディテクタ３０２（図７）への入射位置も変化する。そのため、フォトディテクタ３０２によって、走査ミラー１０１のＹ方向の軸およびＸ方向の軸を中心とした角度情報を検出することができる。
【００９６】
図９は、フォトディテクタ３０２の動作の一例を説明するための模式図である。図９（ａ）では、フォトディテクタ３０２の入射面の中央に４分割光検知器３０３を設けた構成例を示す。図９（ｂ）は、フォトディテクタ３０２の入射面の中央の４分割光検知器３０３に加えて、入射面の４隅にそれぞれ４分割光検知器３０５を設けた構成例を示す。
【００９７】
図９（ａ）および（ｂ）のいずれにおいても、４分割光検知器３０３にレーザ光３０４が照射されると、照射された光量を検出することができる。また、水平方向および垂直方向の中心線で分割された４つの領域の光量に基づき、水平方向および垂直方向（すなわちＹ方向、Ｘ方向の回動軸を中心とする回動方向）における走査ミラー１０１の初期角度を検出することができる。
【００９８】
従って、例えばレーザプロジェクタ１の起動時に、走査ミラー１０１の水平方向および垂直方向の初期角度を確認することができる。また、フォトディテクタ３０２の出力に基づき、走査ミラー１０１の初期角度を調整することもできる。
【００９９】
本実施の形態では、さらに、図９（ｂ）に示したように、フォトディテクタ３０２の入射面の４隅に、４分割光検知器３０５を配置している。４分割光検知器３０５は、走査ミラー１０１の水平方向および垂直方向の走査範囲の両端に対応する４箇所に配置されている。
【０１００】
このように構成すれば、走査ミラー１０１の水平方向および垂直方向の走査振幅を制御することができる。すなわち、例えば、走査ミラー１０１の水平方向の走査振幅が大き過ぎた場合には、水平走査コイル１１１に供給する電流をその分だけ小さくするといった制御が可能になる。
【０１０１】
また、映像表示のタイミングや歪補正の制御を行うことも可能になる。例えば、基準とする矩形の映像信号（基準映像信号）を用意しておき、基準映像信号の矩形の４隅を構成するレーザ光が、フォトディテクタ３０２の４隅の４分割光検知器３０５の中心で検出できるように、水平走査コイル１１１および垂直走査コイル１０５ａ，１０５ｂに供給する電流を調整する。このように調整した電流を利用して映像表示を行うことにより、映像表示のタイミングや歪補正の制御を行うことができる。
【０１０２】
また、水平方向および垂直方向の走査駆動信号に対する、走査ミラー１０１の各方向の走査角度の感度（走査感度）を把握することができる。そのため、光走査装置１０の温度変化に伴って感度が変動した場合には、その変動に対応する分だけ半導体レーザ２１，２３，２５の出力を増加または減少させるといった補正を行うことができる。
【０１０３】
＜光走査装置の組立方法＞
次に、本発明による光走査装置１０の組立方法について、図２および図６を参照して説明する。光走査装置１０を収納する筐体は、例えば、高い剛性と寸法安定性を有し、高い放熱性を有する材料で構成することができる。このような材料としては、例えば、アルミニウムダイキャストやエンジニアリングプラスチックなどがある。
【０１０４】
水平走査駆動部１００Ａの要部をなす枠構造体１０２は、例えば金属の機械加工あるいは樹脂成型により、図２に示した基部１０２ａ，１０２ｂと、梁１０２ｃ，１０２ｄと、台座１０２ｅとを有する形状に形成する。台座１０２ｅの表面には、板状の走査ミラー１０１を固定するか、または反射材料をコーティングすることにより走査ミラー１０１を形成する。台座１０２ｅの裏面には、薄いマグネット層である水平走査マグネット１１０を位置決めし、角度を調整して接着により固定する。
【０１０５】
支持体１０３の裏面には、水平走査コイル１１１を位置決めし、角度を調整して固定する。枠構造体１０２の基部１０２ａ，１０２ｂを、支持体１０３に予め形成した凸部１０３ａ，１０３ｂに接着することにより、枠構造体１０２を支持体１０３に固定する。これにより、水平走査駆動部１００Ａが組み立てられる。
【０１０６】
垂直走査駆動部１００Ｂについては、回動ホルダ１０４の面１０４ｅ，１０４ｆに、垂直走査コイル１０５ａ，１０５ｂを位置決めし、角度を調整して接着により固定する。回動ホルダ１０４の面１０４ｅ，１０４ｆには、さらに磁性片１０９ａ，１０９ｂを固定する。
【０１０７】
また、垂直走査マグネット１０６ａ，１０６ｂおよびベース１０７を、光走査装置１０の筐体の所定位置に位置決めし、角度を調整して接着により固定する。さらに、回動ホルダ１０４の軸受部１０４ｈに、ベース１０７の支軸１０８を嵌合させる。これにより、垂直走査駆動部１００Ｂが組み立てられる。
【０１０８】
さらに、水平走査コイル１１１および垂直走査コイル１０５ａ，１０５ｂに、給電用の電気配線パターンを施したフレキシブルプリントシートをそれぞれ接続する。さらに、各フレキシブルプリントシートを、光走査装置１０の筐体の所定位置に位置決めして、ねじにより固定する。
【０１０９】
次いで、光走査装置１０の筐体の所定の箇所に、プリズム２０９、プリズム３０１、コリメータレンズ２０２，２０４，２０６，２０８を位置決めし、角度を調整して接着により固定する。
【０１１０】
さらに、半導体レーザ２０１，２０３，２０５，２０７およびフォトディテクタ３０２と、これらに対する給電用および信号伝達用の電気配線パターンを施したフレキシブルプリントシートとを予め接続しておき、光走査装置１０の筐体に仮固定する。仮固定とは、後から位置の微調整が可能なように固定することである。
【０１１１】
次に、各フレキシブルプリントシートを制御装置に接続し、走査ミラー１０１の回動と、半導体レーザ２０１，２０３，２０５，２０７の発光と、フォトディテクタ３０２での受光が可能な状態とする。そして、仮固定した半導体レーザ２０１，２０３，２０５，２０７およびフォトディテクタ３０２の位置を微調整する。
【０１１２】
具体的には、赤外色レーザ光源である半導体レーザ２０７を駆動し、センシング用の非可視波長のレーザ光を出射する。このレーザ光が、４分割光検知器３０３の中心に入射するように、フォトディテクタ３０２の位置を調整し、固定する。
【０１１３】
続いて、表示用レーザ光源である半導体レーザ２０１，２０３，２０５を順次駆動して、青色光、緑色光および赤色光を順次出射する。各色のレーザ光が４分割光検知器３０３の中心に入射するように、半導体レーザ２０１，２０３，２０５の位置を調整し、固定する。これにより、光走査装置１０の組立てが完了する。
【０１１４】
＜本実施の形態の効果＞
以上説明したように、本実施の形態の光走査装置１０によれば、水平走査駆動部１００Ａの枠構造体１０２は、１方向（Ｙ方向の回動軸を中心とする回動方向）の回動機能のみを備えればよい。すなわち、２方向の回動機能を備える必要はない。そのため、梁の変形を利用して２方向の走査を行うものと比較して、梁１０２ｃ，１０２ｄを太さや厚さを十分に大きくすることができる。従って、衝撃や振動に対する耐性を向上することができる。
【０１１５】
また、枠構造体１０２は、金属の加工成型品あるいは樹脂成型品を採用することができ、ＭＥＭＳ技術を用いる必要がない。そのため、ＭＥＭＳ技術に用いられる高価な製造設備が不要であり、製造コストを低減することができる。
【０１１６】
さらに、垂直走査駆動部１００Ｂは、回動ホルダ１０４を含む回動体を、支軸１０８によって回動可能に支持するため、温度変化の影響を殆ど受けることがない。そのため、梁の変形を利用して２方向の走査を行うものと比較して、より安定した回動動作を実現することができる。
【０１１７】
また、枠構造体１０２を含む水平走査駆動部１００Ａと、回動ホルダ１０４および支軸１０８を含む垂直走査駆動部１００Ｂとで、水平走査機能と垂直走査機能とを分離している。そのため、光走査装置１０の組み立ておよび分解が容易であり、製造歩留りを向上することができる。
【０１１８】
また、本実施の形態の光走査装置１０では、振動体（走査ミラー１０１、枠構造体１０２および水平走査マグネット１１０）が、水平方向の走査駆動周波数において固有振動モードを有している。そのため、振動体の共振現象を励起することにより、水平走査コイル１１１の電流を小さく抑えることができる。その結果、消費電力を低減することができ、また温度上昇を抑制して、温度変化による走査感度の変動を抑制することができる。
【０１１９】
さらに、本実施の形態の光走査装置１０では、走査ミラー１０１の裏面に薄いマグネット層である水平走査マグネット１１０を設けている。この水平走査マグネット１１０は、Ｙ方向の回動軸を挟んで異なる磁極を有するように着磁されている。このように薄いマグネット層を用いることで、振動体の回動軸（梁１０２ｃ，１０２ｄ）周りの慣性モーメントを小さくすることができ、走査ミラー１０１を高速で回動させることができる。
【０１２０】
また、本実施の形態の光走査装置１０では、走査ミラー１０１に固定された水平走査マグネット１１０に対向する位置に、水平走査コイル１１１を配置している。そのため、水平走査コイル１１１を流れる電流で発生した熱が走査ミラー１０１に直接伝わることを防止することができる。その結果、走査ミラー１０１の温度上昇による反射面の歪の発生を抑制し、投写された画像の歪やぼけを抑制することができる。
【０１２１】
さらに、本実施の形態の光走査装置１０では、回動体（水平走査駆動部１００Ａ、回動ホルダ１０４、垂直走査コイル１０５ａ，１０５ｂおよび磁性片１０９ａ，１０９ｂ）は、垂直方向の走査駆動周波数と同じ共振周波数を有している。そのため、回動体の共振現象を励起することにより、垂直走査コイル１０５ａ，１０５ｂの電流を小さく抑えることができる。その結果、消費電力を低減することができ、また温度上昇を抑制して、温度変化による走査感度の変動を抑制することができる。
【０１２２】
また、本実施の形態の光走査装置１０では、ベース１０７に固定した支軸１０８を回動ホルダ１０４の軸受部１０４ｈに嵌合させることにより、回動ホルダ１０４を含む回動体を回動可能に支持している。そのため、支軸１０８と軸受部１０４ｈとを高い精度で嵌合させることで、外部からの振動や衝撃による走査ミラー１０１の振動を抑制することができる。
【０１２３】
さらに、本実施の形態の光走査装置１０では、回動ホルダ１０４に設けた磁性片１０９ａ，１０９ｂとマグネット１０６ａ，１０６ｂとの吸引力を利用した磁気ばね力を利用する。この構成により、温度変化や振動や衝撃の影響を受けにくい走査ミラー１０１の動作を実現することができる。
【０１２４】
さらに、本実施の形態の光走査装置１０では、走査ミラー１０１から出射されたレーザ光（走査光束）の一部をフォトディテクタ３０２で受光するようにし、その中央と４隅に４分割光検知器３０５を配置している。この構成によれば、走査ミラー１０１の水平方向および垂直方向の初期角度および走査感度を検出することができ、画像投影の歪補正制御が可能になる。
【０１２５】
＜光走査装置を用いたレーザプロジェクタの応用例＞
図１０は、本実施の形態の光走査装置１０を用いたレーザプロジェクタ１を、車載用途、より具体的にはヘッドアップディスプレイに応用した例を示す図である。
【０１２６】
本実施の形態のレーザプロジェクタ１は、自動車等の車両６の例えばダッシュボード６２に取り付けられている。レーザプロジェクタ１は、フロントガラス６１に向けて画像を投影し、虚像を形成する。運転者Ｐは、フロントガラス６１を介して、車両６の前方を観察しながら、投影された画像（例えばナビゲーション情報）を視認することができる。
【０１２７】
車載用のプロジェクタは、衝撃や振動などの外力および温度変化を受けやすい。しかしながら、本実施の形態の光走査装置１０は、枠構造体１０２を含む水平走査駆動部１００Ａにより水平方向の走査を行い、回動ホルダ１０４および支軸１０８を含む垂直走査駆動部１００Ｂにより垂直方向の走査を行う構成により、上述したように衝撃および振動に対する高い耐性を有し、また温度変化の影響を受けにくいという特徴を有する。そのため、レーザプロジェクタ１は、上記のような車載用途においても良好な画像を投影することができる。
【０１２８】
なお、本実施の形態の光走査装置１０を用いたレーザプロジェクタ１は、図１０に示した用途に限らず、例えば小型で持ち運び可能なポータブルプロジェクタとしても利用することができる。
【０１２９】
なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、適宜、変形が可能である。例えば、水平走査コイル１１１および垂直走査コイル１０５ａ，１０５ｂの配置や巻線パターンは、上述した具体例に限定されるものではなく、走査ミラー１０１をＹ方向の回動軸周りに回動させ、回動ホルダ１０４をＸ方向の回動軸周りに回動させる電磁力を発生するものであればよい。水平走査マグネット１１０および垂直走査マグネット１０６ａ，１０６ｂの配置や着磁パターンについても、同様である。
【０１３０】
また、上記の実施の形態では、表示用光源として、赤色光、緑色光、青色光を出射する半導体レーザ２０１，２０３，２０５を用いたが、この組み合わせに限定されるものではない。例えば、表示用レーザ光源は、単色光を出射するものでもよい。また、レーザ光源の代わりに、例えばＬＥＤ（発光ダイオード）用いてもよい。従って、本発明におけるプロジェクタは、レーザプロジェクタ以外のプロジェクタであってもよい。
【符号の説明】
【０１３１】
１０  光走査装置、  １００  二次元光走査部、  １００Ａ  水平走査駆動部（第１の走査駆動部）、  １００Ｂ  垂直走査駆動部（第２の走査駆動部）、  １０１  走査ミラー、  １０２  枠構造体、  １０２ａ，１０２ｂ  基部、  １０２ｃ，１０２ｄ  梁、  １０３  支持体、  １０４  回動ホルダ、  １０５ａ，１０５ｂ  垂直走査コイル（第２のコイル）、  １０６ａ，１０６ｂ  垂直走査マグネット（第２のマグネット）、  １０７  ベース、  １０８  支軸、  １０９ａ，１０９ｂ  磁性片、  １１０  水平走査マグネット（第１のマグネット）、  １１１  水平走査コイル（第１のコイル）、  ２００  光源部、  ２０１，２０３，２０５  半導体レーザ、  ２０２，２０４，２０６  コリメータレンズ、  ２０７  半導体レーザ、  ２０８  コリメータレンズ、  ２０９  プリズム（入射側光学素子）、  ３０１  プリズム（出射側光学素子）、  ３０２  フォトディテクタ（光検出部）、  ３０３，３０５  ４分割光検知器、  ３０６  １／４波長板。
【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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