(57)【要約】【課題】耐衝撃性が高いアクチュエーター、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３は、光反射部Ｍを有する可動部３１と、１対の軸部（第１の軸部）３２１、３２２と、支持部３３と、１対の衝撃緩和部３６１、３６２と、を有する構造体３０と、可動部３１を揺動させるための駆動手段と、衝撃緩和部３６１、３６２の過度な変位を規制（制限）する規制部３５と、を有している。また、規制部３５は、第１規制部３５１、３５２および第２規制部３５３、３５４を備えている。このうち、第１規制部３５１および第２規制部３５３は、衝撃緩和部３６１を挟むように設けられており、同様に、第１規制部３５２および第２規制部３５４は、衝撃緩和部３６２を挟むように設けられている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
可動部と、
支持部と、
前記可動部と前記支持部とを接続し、前記可動部を第１の軸まわりに揺動可能に支持する第１の軸部と、
前記可動部と前記支持部との間に設けられ、前記支持部に連結されている衝撃緩和部と、
前記可動部が前記第１の軸まわりに揺動したときに前記可動部が変位する変位方向において、前記衝撃緩和部を挟んで設けられている規制部と、
を有することを特徴とするアクチュエーター。
【請求項２】
前記規制部は、前記変位方向における前記衝撃緩和部の変位を規制する請求項１に記載のアクチュエーター。
【請求項３】
前記第１の軸を含み、かつ、前記衝撃緩和部を通過する平面を基準平面としたとき、
前記基準平面と直交する方向からの平面視において、前記規制部は、前記可動部と重ならない位置に設けられている請求項１または２に記載のアクチュエーター。
【請求項４】
前記衝撃緩和部は、第１部位と、前記第１部位よりも曲げ剛性が小さく、かつ、前記第１部位と前記支持部とを連結する第２部位と、を備えている請求項１ないし３のいずれか１項に記載のアクチュエーター。
【請求項５】
前記第１の軸を含み、かつ、前記衝撃緩和部を通過する平面を基準平面としたとき、
前記基準平面と直交する方向からの平面視において、前記第１部位の一部が前記規制部からはみ出している請求項４に記載のアクチュエーター。
【請求項６】
前記可動部、前記支持部、前記第１の軸部および前記衝撃緩和部が、一体に形成されている請求項１ないし５のいずれか１項に記載のアクチュエーター。
【請求項７】
前記可動部は、第１の可動部と、前記第１の可動部を囲むように設けられている枠状の第２の可動部と、前記第１の可動部と前記第２の可動部とを接続し、前記第１の可動部を前記第２の可動部に対して前記第１の軸に交差する第２の軸まわりに揺動可能に支持する第２の軸部と、を有する請求項１ないし６のいずれか１項に記載のアクチュエーター。
【請求項８】
光を反射する光反射部を備える可動部と、
支持部と、
前記可動部と前記支持部とを接続し、前記可動部を第１の軸まわりに揺動可能に支持する第１の軸部と、
前記可動部と前記支持部との間に設けられ、前記支持部に連結されている衝撃緩和部と、
前記可動部が前記第１の軸まわりに揺動したときに前記可動部が変位する変位方向において、前記衝撃緩和部を挟んで設けられている規制部と、
を有することを特徴とする光スキャナー。
【請求項９】
光を反射する光反射部を備える可動部と、
支持部と、
前記可動部と前記支持部とを接続し、前記可動部を第１の軸まわりに揺動可能に支持する第１の軸部と、
前記可動部と前記支持部との間に設けられ、前記支持部に連結されている衝撃緩和部と、
前記可動部が前記第１の軸まわりに揺動したときに前記可動部が変位する変位方向において、前記衝撃緩和部を挟んで設けられている規制部と、
を有することを特徴とする画像表示装置。
【請求項１０】
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、
前記光スキャナーは、
光を反射する光反射部を備える可動部と、
支持部と、
前記可動部と前記支持部とを接続し、前記可動部を第１の軸まわりに揺動可能に支持する第１の軸部と、
前記可動部と前記支持部との間に設けられ、前記支持部に連結されている衝撃緩和部と、
前記可動部が前記第１の軸まわりに揺動したときに前記可動部が変位する変位方向において、前記衝撃緩和部を挟んで設けられている規制部と、を有する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、アクチュエーター、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、光を偏向させる光偏向器として、ミラー（光反射部）を有するミラー部と、ミラー部を囲むように設けられている支持部と、ミラー部と支持部とを接続し、ミラー部を所定の軸まわりに揺動可能に支持するトーションバーと、を有する構成が知られている。このような構成の光偏向器では、例えば、落下等によって大きな衝撃が加わった場合にトーションバーが破損する等の不具合が生じ易く、機械的強度を十分に確保することができないという問題があった。
【０００３】
そこで、特許文献１には、トーションバーと直交する方向のミラー部の一対の対辺にそれぞれ対向するように、衝撃緩和部を設けた光偏向器が開示されている。この衝撃緩和部は支持部に連結されており、例えば外部から付与された衝撃や振動によって、トーションバーと直交する方向（支持部等を含むデバイス面においてトーションバーと直交する方向）にミラー部を並進させる力が作用したとき、ミラー部を衝撃緩和部に当てることによって、ミラー部が支持部に衝突することを回避する。これにより、光偏向器の破損を抑制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１６９０８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、外部からの衝撃等を受けたミラー部は、衝撃緩和部に当たった後、トーションバーまわりに揺動する可能性がある。この際、ミラー部が、一定時間、衝撃緩和部に接した状態を維持しながら揺動することが本発明者によって見出された。このような挙動に伴い、衝撃緩和部は、ミラー部の揺動に引っ張られるようにして支持部等を含むデバイス面の厚さ方向、すなわちミラー部の変位方向に変位する。その結果、衝撃緩和部が限界以上に変位し、構成材料が劣化したり、破損に至ったりするおそれがある。
本発明の目的は、耐衝撃性が高いアクチュエーター、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にある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
このような目的は、下記の適用例により達成される。
本発明のアクチュエーターは、可動部と、
支持部と、
前記可動部と前記支持部とを接続し、前記可動部を第１の軸まわりに揺動可能に支持する第１の軸部と、
前記可動部と前記支持部との間に設けられ、前記支持部に連結されている衝撃緩和部と、
前記可動部が前記第１の軸まわりに揺動したときに前記可動部が変位する変位方向において、前記衝撃緩和部を挟んで設けられている規制部と、
を有することを特徴とする。
【０００７】
このような構成によれば、アクチュエーターに加わった衝撃に応じて可動部が変位方向に変位し、それに伴って衝撃緩和部が可動部の変位方向に変位したとき、衝撃緩和部と規制部とが接触することによって、衝撃緩和部の過度な変位が抑制される。その結果、衝撃緩和部の破損が抑制され、アクチュエーターの耐衝撃性を高めることができる。よって、上記構成によれば、耐衝撃性の高いアクチュエーターが得られる。
【０００８】
本発明のアクチュエーターでは、前記規制部は、前記変位方向における前記衝撃緩和部の変位を規制することが好ましい。
これにより、可動部とともに衝撃緩和部が過度に変位するのを抑制することができ、その結果、衝撃緩和部の破損を抑制することができる。
本発明のアクチュエーターでは、前記第１の軸を含み、かつ、前記衝撃緩和部を通過する平面を基準平面としたとき、
前記基準平面と直交する方向からの平面視において、前記規制部は、前記可動部と重ならない位置に設けられることが好ましい。
これにより、可動部が揺動する際に、可動部と規制部との接触が防止される。その結果、規制部によって可動部の揺動が妨げられることが防止され、可動部の安定的な揺動が可能になる。
【０００９】
本発明のアクチュエーターでは、前記衝撃緩和部は、第１部位と、前記第１部位よりも曲げ剛性が小さく、かつ、前記第１部位と前記支持部とを連結する第２部位と、を備えていることが好ましい。
これにより、第１部位に対して可動部を接触させるようにすることで、第１部位は、第２部位に先んじて変位方向に変位し、規制部に接触する。このため、相対的に曲げ剛性が大きい第１部位を先に規制部に接触させることができるので、衝撃緩和部の破損を抑制しつつ、衝撃緩和部の変位を規制することができる。
【００１０】
本発明のアクチュエーターでは、前記第１の軸を含み、かつ、前記衝撃緩和部を通過する平面を基準平面としたとき、
前記基準平面と直交する方向からの平面視において、前記第１部位の一部が前記規制部からはみ出していることが好ましい。
これにより、第１部位をより確実に接触部に接触させることができるようになるので、第２部位が規制部に接触することによる衝撃緩和部の破損をより確実に防ぐことができる。
【００１１】
本発明のアクチュエーターでは、前記可動部、前記支持部、前記第１の軸部および前記衝撃緩和部が、一体に形成されていることが好ましい。
これにより、アクチュエーターの寸法精度が高くなり、小型化を図ることができる。
本発明のアクチュエーターでは、前記可動部は、第１の可動部と、前記第１の可動部を囲むように設けられている枠状の第２の可動部と、前記第１の可動部と前記第２の可動部とを接続し、前記第１の可動部を前記第２の可動部に対して前記第１の軸に交差する第２の軸まわりに揺動可能に支持する第２の軸部と、を有することが好ましい。
これにより、第１の可動部を２つの軸まわりに揺動させることができる。
【００１２】
本発明の光スキャナーは、光を反射する光反射部を備える可動部と、
支持部と、
前記可動部と前記支持部とを接続し、前記可動部を第１の軸まわりに揺動可能に支持する第１の軸部と、
前記可動部と前記支持部との間に設けられ、前記支持部に連結されている衝撃緩和部と、
前記可動部が前記第１の軸まわりに揺動したときに前記可動部が変位する変位方向において、前記衝撃緩和部を挟んで設けられている規制部と、
を有することを特徴とする。
【００１３】
このような構成によれば、光スキャナーに加わった衝撃に応じて可動部が変位方向に変位し、それに伴って衝撃緩和部が変位方向に変位したとき、衝撃緩和部と規制部とが接触することによって、衝撃緩和部の過度な変位が抑制される。その結果、衝撃緩和部の破損が抑制され、光スキャナーの耐衝撃性を高めることができる。よって、上記構成によれば、耐衝撃性の高い光スキャナーが得られる。
【００１４】
本発明の画像表示装置は、光を反射する光反射部を備える可動部と、
支持部と、
前記可動部と前記支持部とを接続し、前記可動部を第１の軸まわりに揺動可能に支持する第１の軸部と、
前記可動部と前記支持部との間に設けられ、前記支持部に連結されている衝撃緩和部と、
前記可動部が前記第１の軸まわりに揺動したときに前記可動部が変位する変位方向において、前記衝撃緩和部を挟んで設けられている規制部と、
を有することを特徴とする。
【００１５】
このような構成によれば、画像表示装置に加わった衝撃に応じて可動部が変位方向に変位し、それに伴って衝撃緩和部が変位方向に変位したとき、衝撃緩和部と規制部とが接触することによって、衝撃緩和部の過度な変位が抑制される。その結果、衝撃緩和部の破損が抑制され、画像表示装置の耐衝撃性を高めることができる。よって、上記構成によれば、耐衝撃性が高く信頼性の高い画像表示装置が得られる。
【００１６】
本発明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、
前記光スキャナーは、
光を反射する光反射部を備える可動部と、
支持部と、
前記可動部と前記支持部とを接続し、前記可動部を第１の軸まわりに揺動可能に支持する第１の軸部と、
前記可動部と前記支持部との間に設けられ、前記支持部に連結されている衝撃緩和部と、
前記可動部が前記第１の軸まわりに揺動したときに前記可動部が変位する変位方向において、前記衝撃緩和部を挟んで設けられている規制部と、を有することを特徴とする。
【００１７】
このような構成によれば、ヘッドマウントディスプレイに加わった衝撃に応じて可動部が変位方向に変位し、それに伴って衝撃緩和部が変位方向に変位したとき、衝撃緩和部と規制部とが接触することによって、衝撃緩和部の過度な変位が抑制される。その結果、衝撃緩和部の破損が抑制され、ヘッドマウントディスプレイの耐衝撃性を高めることができる。よって、上記構成によれば、耐衝撃性が高く信頼性の高いヘッドマウントディスプレイが得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の画像表示装置の第１実施形態を示す構成図である。
【図２】図１に示す画像表示装置が備える光スキャナーの斜視図である。
【図３】図２に示す光スキャナーの上面図である。
【図４】図３中のＡ−Ａ線断面図である。
【図５】図４に示すコイルに印加する電圧を示す図である。
【図６】図２に示す光スキャナーが有する規制部の機能を説明する（ａ）上面図および（ｂ）断面図である。
【図７】図２に示す光スキャナーが有する規制部の機能を説明する（ａ）上面図および（ｂ）断面図である。
【図８】図２に示す光スキャナーが有する規制部の機能を説明する（ａ）上面図および（ｂ）断面図である。
【図９】図２に示す光スキャナーが有する規制部の機能を説明する（ａ）上面図および（ｂ）断面図である。
【図１０】本発明の画像表示装置の第２実施形態を示す構成図である。
【図１１】図１０に示す画像表示装置が有する光スキャナーの上面図である。
【図１２】図１１中のＤ−Ｄ線断面図である。
【図１３】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１４】図１３中のＥ−Ｅ線断面図である。
【図１５】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１６】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】
【００１９】
以下、本発明のアクチュエーター、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。
１．光スキャナー（アクチュエーター）
まず、本発明の光スキャナー（本発明のアクチュエーター）について説明する。
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の画像表示装置の第１実施形態を示す構成図である。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斜視図である。図３は、図２に示す光スキャナーの上面図である。図４は、図３中のＡ−Ａ線断面図である。図５は、図４に示すコイルに印加する電圧を示す図である。図６〜９は、図２に示す光スキャナーが有する規制部の機能を説明する（ａ）上面図および（ｂ）断面図である。なお、以下では、説明の便宜上、図３中の紙面手前側を「上」と言い、図３中の紙面奥側を「下」と言う。また、図６〜９の（ｂ）断面図は、各図の（ａ）上面図のうち、図３中のＡ−Ａ線に相当する位置の断面図である。
【００２０】
図１に示すように、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を二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。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２つの光スキャナー３と、を有している。このような画像表示装置１では、２つの光スキャナー３同士で、描画用レーザー光ＬＬの走査方向（後述する第１の軸Ｊ１）が互いに直交するように配置されている。そして、例えば、一方の光スキャナー３が描画用レーザー光ＬＬを水平方向に走査し、他方の光スキャナー３が描画用レーザー光ＬＬを垂直方向に走査することにより、対象物１０に二次元画像を表示できるようになっている。なお、以下では、描画用レーザー光ＬＬを水平方向に走査する光スキャナー３を「水平走査用光スキャナー３’」とも言い、描画用レーザー光ＬＬを垂直方向に走査する光スキャナー３を「垂直走査用光スキャナー３”」とも言う。
【００２１】
≪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。
【００２２】
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、図示しない制御部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。
【００２３】
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、２３Ｇ、２３Ｂ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２３Ｇは、レーザー光ＧＧ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２３Ｂは、レーザー光ＢＢを反射するとともに、レーザー光ＲＲ、ＧＧ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。
【００２４】
≪光スキャナー≫
図２ないし図４に示す光スキャナー３は、光反射部Ｍを有する可動部３１と、１対の軸部（第１の軸部）３２１、３２２と、支持部３３と、１対の衝撃緩和部３６１、３６２と、を有する構造体３０と、可動部３１を揺動させるための駆動手段３４と、衝撃緩和部３６１、３６２の過度な変位を規制（制限）する規制部３５と、を有している。なお、このような構成の光スキャナー３から光反射部Ｍを省略した構成が本発明に係るアクチュエーターに相当する。
【００２５】
以下では、説明の便宜上、互いに直交する３軸をＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸とし、Ｚ軸方向が可動部３１（構造体３０）の板厚方向と一致し、Ｘ軸方向が第１の軸Ｊ１と一致するものとする。また、以下の説明では、Ｚ軸方向から見た平面視を単に「平面視」とも言う。さらに、構造体３０が広がっている面を含む平面を「基準平面」とも言う。なお、Ｚ軸は、この基準平面に直交している。また、図２、３では、一部を透視して図示している。
【００２６】
可動部３１は、板状をなしており、その上面には光反射性を有する光反射部Ｍが設けられている。光反射部Ｍは、例えば、アルミニウム等の金属膜によって構成することができる。このような可動部３１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は、光反射部Ｍで反射され、光反射部Ｍ（可動部３１）の姿勢に応じた方向へ走査される。
【００２７】
なお、可動部３１の平面視形状は、図示の長方形に限定されず、例えば正方形、多角形、円形等、いかなる形状であってもよい。
軸部３２１、３２２は、Ｘ軸方向において可動部３１を介して互いに対向して配置されている。また、軸部３２１、３２２は、それぞれ、第１の軸Ｊ１に沿って延在し、その一端部が可動部３１に接続されており、他端部が支持部３３に接続されている。これら軸部３２１、３２２は、それぞれ、可動部３１を第１の軸まわりに揺動可能に支持し、可動部３１の第１の軸Ｊ１まわりの揺動に伴ってねじれ変形する。なお、軸部３２１、３２２の形状としては、それぞれ、前述した形状に限定されず、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、軸部３２１、３２２は、それぞれ、２本の軸部に分割されていてもよい。
【００２８】
支持部３３は、枠状をなしており、平面視において可動部３１を囲むように配置されている。ただし、支持部３３の構成としては、これに限定されず、例えば、支持部３３が４つの部分に分割されており、このうち、２つの部分が可動部３１を介してＸ軸方向に対向配置され、これらの部分に軸部３２１、３２２が接続されており、かつ、残る２つの部分が可動部３１を介してＹ軸方向に対向配置され、これらの部分に衝撃緩和部３６１、３６２が接続されている構成であってもよい。
【００２９】
衝撃緩和部３６１、３６２は、Ｙ軸方向において可動部３１を介して互いに対向して配置されている。また、衝撃緩和部３６１、３６２は、それぞれ支持部３３に接続されているとともに、支持部３３の内側に突出するように設けられている。換言すれば、衝撃緩和部３６１、３６２は、それぞれ支持部３３から可動部３１側へ突出するように設けられている。
【００３０】
また、衝撃緩和部３６１と可動部３１との間は、空隙部３６５を介して離間しており、衝撃緩和部３６２と可動部３１との間は、空隙部３６６を介して離間している。したがって、外部からの衝撃等がない状態（以下、この状態を「定常状態」とも言う。）において可動部３１が揺動する際には、可動部３１と衝撃緩和部３６１、３６２とが接することはなく、可動部３１の揺動が衝撃緩和部３６１、３６２によって妨げられることが防止される。
【００３１】
一方、光スキャナー３に対して外部から衝撃等が加わった状態では、その衝撃に伴って可動部３１がＹ軸方向に変位することがある。そして、可動部３１は、衝撃緩和部３６１、３６２に当たることでそれ以上のＹ軸方向への変位が規制される。これにより、可動部３１が支持部３３に直接接触することによる可動部３１や支持部３３の破損や、軸部３２１、３２２が過度に引っ張られることによる特性劣化といった不具合の発生を防止することができる。
【００３２】
ここで、衝撃緩和部３６１は、Ｙ軸方向において空隙部３６５を介して可動部３１に隣り合う第１部位３６１１と、第１部位３６１１と支持部３３とを連結するように設けられ、第１部位３６１１よりも曲げ剛性が小さい第２部位３６１２と、を備えている。可動部３１がＹ軸方向うち、例えば図４の右方に変位した場合、可動部３１と第１部位３６１１とが接触することで、第１部位３６１１において可動部３１の変位のエネルギーを受け止めるとともに、第２部位３６１２において変位のエネルギーを吸収することができる。その結果、可動部３１のＹ軸方向の変位が規制され、可動部３１の破損が抑制されることとなる。
【００３３】
また、衝撃緩和部３６２も同様であり、Ｙ軸方向において空隙部３６６を介して可動部３１に隣り合う第１部位３６２１と、第１部位３６２１と支持部３３とを連結するように設けられ、第１部位３６２１よりも曲げ剛性が小さい第２部位３６２２と、を備えている。可動部３１がＹ軸方向、例えば図４の左方に変位した場合、可動部３１と第１部位３６２１とが接触することで、第１部位３６２１において可動部３１の変位のエネルギーを受け止めるとともに、第２部位３６２２において変位のエネルギーを吸収させることができる。その結果、可動部３１のＹ軸方向の変位が規制され、可動部３１の破損が抑制されることとなる。
【００３４】
なお、衝撃緩和部３６１、３６２は、少なくとも可動部３１のＹ軸方向の変位を規制する機能を有していれば良く、上述のように可動部３１が衝撃緩和部３６１、３６２に接触した時の衝撃を吸収する機能を有することは必須ではない。
このような構造体３０は、例えば、ＳＯＩ基板［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基板］をエッチングすることで一体的に形成されている。具体的には、構造体３０のうち、可動部３１と、軸部３２１、３２２と、衝撃緩和部３６１、３６２とは、それぞれＳＯＩ基板の第１のＳｉ層で構成されている。また、支持部３３は、ＳＯＩ基板の第１のＳｉ層（図４の第１支持部３３１）、ＳｉＯ２層（図４の第２支持部３３２）および第２のＳｉ層（図４の第３支持部３３３）からなる積層体で構成されている。したがって、第１のＳｉ層（デバイス層）のみ着目すれば、可動部３１、支持部３３、軸部３２１、３２２および衝撃緩和部３６１、３６２が、一体的に形成されているといえる。このように、構造体３０をＳＯＩ基板で形成することで、光スキャナー３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基板を用いて構造体３０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３の小型化を図ることができる。
【００３５】
図４に示すように、駆動手段３４は、可動部３１の下面に設けられている永久磁石３４１と、永久磁石３４１に対向配置されているコイル３４２と、を有している。永久磁石３４１は、平面視にて、第１の軸Ｊ１の一方側（＋Ｙ軸側）にＮ極が位置し、他方側（−Ｙ軸側）にＳ極が位置するように配置されている。なお、永久磁石３４１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。
【００３６】
このような駆動手段３４では、コイル３４２に交番電圧を印加することにより、可動部３１を第１の軸Ｊ１まわりに揺動させることができる。具体的には、コイル３４２に交番電圧を印加すると、コイル３４２の周囲に、永久磁石３４１のＮ極をコイル３４２に引き付けるとともに、Ｓ極をコイル３４２から離間させる第１の磁界と、反対に、永久磁石３４１のＮ極をコイル３４２から離間させるとともに、Ｓ極をコイル３４２に引き付ける第２の磁界とが交互に切り換わるように発生する。このように、第１、第２の磁界が交互に切り換わることで、軸部３２１、３２２を捩れ変形させつつ、可動部３１を第１の軸Ｊ１まわりに揺動させることができる。
なお、コイル３４２は、図示しない他の部材の上面に配置されていてもよく、また、光スキャナー３が、支持部３３の内側空間を含む下面全体を支持する基板（図示せず）を備えている場合には、その基板の上面に配置されていてもよい。
【００３７】
ここで、２つの光スキャナー３のうちの水平走査用光スキャナー３’については、可動部３１と軸部３２１、３２２とからなる振動系のねじり共振周波数と等しい周波数の交番電圧をコイル３４２に印加し、可動部３１を共振駆動させることが好ましい。これにより、可動部３１の第１の軸Ｊ１まわりの揺動角を大きくすることができる。このような交番電圧の周波数としては、特に限定されないが、例えば、１０〜４０ｋＨｚ程度であるのが好ましい。また、交番電圧の波形としては、特に限定されないが、図５（ａ）に示すような正弦波のような波形であることが好ましい。
【００３８】
一方、垂直走査用光スキャナー３”については、可動部３１と軸部３２１、３２２とからなる振動系のねじり共振周波数と異なる周波数の交番電圧をコイル３４２に印加し、可動部３１を非共振駆動させることが好ましい。このような交番電圧の周波数としては、特に限定されないが、例えば、３０〜１２０Ｈｚ程度（６０Ｈｚ程度）であるのが好ましい。また、交番電圧の波形としては、特に限定されないが、図５（ｂ）に示すような鋸波のような波形であることが好ましい。
【００３９】
規制部３５は、落下等によって光スキャナー３に衝撃（Ｙ軸方向の加速度）が加わったとき、それに伴って衝撃緩和部３６１、３６２がＺ軸方向に過度に変位するのを抑制する。これにより、光スキャナー３の破損（特に衝撃緩和部３６１、３６２の破損）を抑制することができる。このような規制部３５を設けることによって、光スキャナー３の耐衝撃性を向上させることができる。
【００４０】
本実施形態に係る規制部３５は、衝撃緩和部３６１の上方に被さるように延出した部位を有する第１規制部３５１と、同様に、衝撃緩和部３６２の上方に被さるように延出した部位を有する第１規制部３５２と、を備えている。これらの第１規制部３５１、３５２は、それぞれ、衝撃緩和部３６１、３６２が上方（＋Ｚ軸側）に過度に変位するのを規制する機能を有する。
【００４１】
一方、本実施形態に係る規制部３５は、衝撃緩和部３６１の下方に張り出すように第３支持部３３３に接続されている第２規制部３５３と、同様に、衝撃緩和部３６２の下方に張り出すように第３支持部３３３に接続されている第２規制部３５４と、を備えている。これらの第２規制部３５３、３５４は、それぞれ、衝撃緩和部３６１、３６２が下方（−Ｚ軸側）に過度に変位するのを規制する機能を有する。
第１規制部３５１、３５２は、Ｙ軸に沿って並ぶとともに、平面視で可動部３１を介して離間配置されている。
【００４２】
このうち、第１規制部３５１は、平面視において支持部３３の一部と重なっている基部３５１１と、基部３５１１からＹ軸に沿って第１規制部３５２側に延出する延出部３５１２と、に分けられる。基部３５１１は、支持部３３の上面に接合されており、第１規制部３５１の固定を担っている。また、延出部３５１２の厚さ（Ｚ軸方向における長さ）は、基部３５１１の厚さよりも薄くなっている。これにより、延出部３５１２の下方には、延出部３５１２と基部３５１１との厚さの差に応じた空隙部３５１３が形成されている。この空隙部３５１３を介して、衝撃緩和部３６１と第１規制部３５１とが離間している。
【００４３】
同様に、第１規制部３５２は、平面視において支持部３３の一部と重なっている基部３５２１と、基部３５２１からＹ軸に沿って第１規制部３５１側に延出する延出部３５２２と、に分けられる。基部３５２１は、支持部３３の上面に接合されており、第１規制部３５２の固定を担っている。また、延出部３５２２の厚さ（Ｚ軸方向における長さ）は、基部３５２１の厚さよりも薄くなっている。これにより、延出部３５２２の下方には、延出部３５２２と基部３５２１との厚さの差に応じた空隙部３５２３が形成されている。この空隙部３５２３を介して、衝撃緩和部３６２と第１規制部３５２とが離間している。
【００４４】
第２規制部３５３、３５４も、Ｙ軸に沿って並ぶとともに、平面視で可動部３１を介して離間配置されている。
このうち、第２規制部３５３は、第３支持部３３３と一体的に形成されている。そして、衝撃緩和部３６１と第２規制部３５３との間には、第２支持部３３２と同じ厚さの空隙部３５３３が設けられている。この空隙部３５３３を介して、衝撃緩和部３６１と第２規制部３５３とが離間している。
同様に、第２規制部３５４は、第３支持部３３３と一体的に形成されている。そして、衝撃緩和部３６２と第２規制部３５４との間には、第２支持部３３２と同じ厚さの空隙部３５４３が設けられている。この空隙部３５４３を介して、衝撃緩和部３６２と第２規制部３５４とが離間している。
【００４５】
したがって、第１規制部３５１および第２規制部３５３は、空隙部３５１３と空隙部３５３３とを隔てて衝撃緩和部３６１を挟むように設けられており、一方、第１規制部３５２および第２規制部３５４は、空隙部３５２３と空隙部３５４３とを隔てて衝撃緩和部３６２を挟むように設けられている。
このような構成の規制部３５を設けることにより、前述したように、衝撃緩和部３６１、３６２がＺ軸方向に過度に変位するのを防止し、光スキャナー３の破損を抑制する機能を有する。以下、この機能について詳述する。
【００４６】
ここでは、外部から受ける衝撃の一例として、図６に示すように、可動部３１が右方（＋Ｙ軸側）に変位するような衝撃を受けた場合を例に説明する。なお、以下の説明では、衝撃緩和部３６１について主に説明するが、衝撃緩和部３６２の場合も同様である。この例では、光スキャナー３が衝撃を受けると、軸部３２１、３２２が引き伸ばされるとともに、可動部３１が右方に変位し、図６に示すように、可動部３１がまず衝撃緩和部３６１の第１部位３６１１に接触する。この接触により、可動部３１が右方に変位する際の速度を低下させることができる。
【００４７】
続いて、可動部３１は、その変位の速度を落としつつ、第１部位３６１１を右方に押し続ける。これにより、第１部位３６１１は、可動部３１とともに右方に変位する。それとともに、第１部位３６１１よりも相対的に曲げ剛性が小さい第２部位３６１２は、図７に示すように、＋Ｙ軸側に圧縮されることとなる。この際、可動部３１の変位のエネルギーが第２部位３６１２の圧縮作用に一定程度吸収される。そして、可動部３１が反作用で受ける衝撃が緩和されるとともに、可動部３１がそれ以上＋Ｙ軸側に変位することが規制される。
【００４８】
ところで、図６の例では、可動部３１がＹ軸方向に沿って＋Ｙ軸側に変位する衝撃を受けた場合について図示しているが、現実的には、Ｙ軸方向に完全に平行な方向に沿って変位する（衝撃を受ける）ことはまれであり、Ｙ軸方向の成分の変位に加え、Ｘ軸方向やＺ軸方向の成分の変位が含まれる可能性が高いと考えられる。
そのような場合、上述したようにＹ軸方向の変位のエネルギーが第２部位３６１２によってある程度吸収された後、可動部３１は、今度は、Ｘ軸方向に変位したり、第１の軸Ｊ１まわりに揺動したりし始める。この際、可動部３１は、一定時間、第１部位３６１１に接した状態で変位したり揺動したりするため、可動部３１に伴って衝撃緩和部３６１もＸ軸方向やＺ軸方向に変位し始めることとなる。
【００４９】
このうち、衝撃緩和部３６１のＸ軸方向の変位のエネルギーは、同様に変位する可動部３１を支持する軸部３２１、３２２の圧縮作用や伸張作用によって吸収されたり、あるいは、衝撃緩和部３６１の曲げ作用によって吸収される。そして、可動部３１は、枠状をなす支持部３３によって囲まれていることから、Ｘ軸方向の変位は比較的規制され易いと考えられる。その結果、Ｘ軸方向の変位は、比較的早期に収束し、光スキャナー３の破損に至ることは少ない。
【００５０】
一方、Ｚ軸方向の変位のエネルギーは、軸部３２１、３２２の伸張作用、および、衝撃緩和部３６１の曲げ作用によってある程度吸収される。しかしながら、Ｚ軸方向の変位が規制されない場合には、衝撃緩和部３６１は、可動部３１が揺動する範囲内で大きく変位する可能性がある。その結果、衝撃緩和部３６１のＺ軸方向の変位量が過度に大きくなり、衝撃緩和部３６１の破損を招くおそれがある。
そこで、本発明では、規制部３５を設けることにより、衝撃緩和部３６１がＺ軸方向に過度に変位するのを防止している。
【００５１】
以下、衝撃緩和部３６１がＺ軸方向に変位する一例として、図８に示すように、可動部３１のうち、衝撃緩和部３６１側の端部が＋Ｚ軸側に変位するように揺動する場合について説明する。この例では、可動部３１の揺動に伴って衝撃緩和部３６１側の端部が＋Ｚ軸側に変位するため（すなわち、Ｚ軸方向が「変位方向」となる。）、図８に示すように、衝撃緩和部３６１も＋Ｚ軸側に変位する。このとき、衝撃緩和部３６１の第１部位３６１１は、揺動する可動部３１に接した状態を維持しながら変位するため、同時刻で比較したとき、衝撃緩和部３６１内での変位量が最も大きくなる。一方、第２部位３６１２は、第１部位３６１１の挙動に応じてＺ軸方向に曲げられる。
【００５２】
そして、＋Ｚ軸側に変位した衝撃緩和部３６１の第１部位３６１１は、空隙部３５１３に入り込み、最終的には、図８に示すように、第１規制部３５１の延出部３５１２に接触する。これにより、衝撃緩和部３６１がそれ以上＋Ｚ軸側に変位することが規制される。その結果、衝撃緩和部３６１のＺ軸方向における過度な変位が抑制され、衝撃緩和部３６１の破損を抑制することができる。そして、衝撃緩和部３６１の破損が抑制されるということは、結果的に、光スキャナー３の耐衝撃性を高めることに繋がる。
【００５３】
また、衝撃緩和部３６１のＺ軸方向における変位は、前述したように、可動部３１の揺動に伴って誘起されるものであり、したがって、衝撃緩和部３６１のＺ軸方向における過度な変位が抑制されることにより、可動部３１の過度な揺動やＺ軸方向への過度な並進が抑制されることとなる。これにより、軸部３２１、３２２の破損が抑制され、光スキャナー３の耐衝撃性を高めることができる。
【００５４】
なお、前述したように、衝撃緩和部３６１の第１部位３６１１は、第２部位３６１２に先んじて＋Ｚ軸側に変位し、第１規制部３５１に接触する。前述したように、第１部位３６１１は、第２部位３６１２に比べて相対的に曲げ剛性が大きい部位である。このため、この第１部位３６１１を第２部位３６１２に先んじて第１規制部３５１に接触させるようにすることで、接触に伴って衝撃緩和部３６１が破損するのを抑制することができる。換言すれば、第２部位３６１２に比べて第１部位３６１１の方が衝撃に対する耐久性に優れているため、第１部位３６１１を第１規制部３５１に優先的に接触させることで、衝撃緩和部３６１の破損を抑制しつつ、衝撃緩和部３６１の変位を規制することができる。
【００５５】
また、衝撃緩和部３６１の第２部位３６１２は、第１部位３６１１に比べて相対的に曲げ剛性が小さい部位である。このため、第１部位３６１１が変位して第１規制部３５１に接触するとき、第２部位３６１２が容易に曲がることによって、衝撃緩和部３６１が破損し難くなる。換言すれば、第１部位３６１１の変位に対して第２部位３６１２が容易に追従し得るため、衝撃緩和部３６１の変形許容性が高くなり、破損確率が低下するといえる。なお、衝撃緩和部３６１の追従性が高くなることで、可動部３１の過度な揺動やＺ軸方向への過度な並進が抑制されるという効果が強化される。
【００５６】
なお、第１部位３６１１および第２部位３６１２の曲げ剛性とは、例えば第１部位３６１１をＺ軸方向に変位させるときの曲げ難さであり、所定量曲げるために必要な荷重の大きさで比較、評価することができる。
また、図３に示すように、光スキャナー３に衝撃が加わっていない状態を平面視したとき、第１規制部３５１は、可動部３１と互いにずれている。また、言い換えれば、第１規制部３５１は、可動部３１と重ならない位置に設けられている。これにより、可動部３１が揺動する際に、可動部３１と第１規制部３５１との接触が防止される。その結果、第１規制部３５１によって可動部３１の揺動が妨げられることが防止され、定常状態において可動部３１の安定的な揺動が可能になる。
【００５７】
また、それとともに、光反射部Ｍに入射する光あるいは光反射部Ｍによって反射された光が第１規制部３５１に干渉し難くなる。これにより、光スキャナー３の本来の機能（光走査）が担保されるとともに、光の入射角あるいは光の反射角をより大きくとることができるので、とり得る光路の自由度が高い光スキャナー３が得られる。
また、光スキャナー３を平面視したとき、衝撃緩和部３６１の第１部位３６１１は、図３に示すように、その一部が第１規制部３５１からはみ出していることが好ましい。衝撃緩和部３６１に対して第１規制部３５１をこのように配置することで、第１部位３６１１が第１規制部３５１に接触したとき、衝撃緩和部３６１の変位をより確実に抑制しつつ、可動部３１と第１規制部３５１とが干渉することによる副作用の発生を防止することができる。すなわち、平面視において第１部位３６１１の全部が第１規制部３５１からはみ出している場合には、光スキャナー３に加わる衝撃の大きさによっては、衝撃緩和部３６１が＋Ｚ軸側に変位したとき、第１部位３６１１を第１規制部３５１に接触させることができず、代わりに第２部位３６１２が第１規制部３５１に接触することにより、衝撃緩和部３６１が破損し易くなるおそれがある。一方、平面視において第１部位３６１１の全部が第１規制部３５１に隠れている場合には、光スキャナー３に加わる衝撃の大きさによっては、可動部３１と第１規制部３５１とが接触する確率が上がり、それに伴って可動部３１が破損し易くなるおそれがある。
【００５８】
なお、第１規制部３５１からはみ出す第１部位３６１１のはみ出し量は、特に限定されないが、第１部位３６１１を第１規制部３５１に接触させる確率を十分に高めることを考慮すると、第１部位３６１１のＹ軸方向における長さの１％以上９０％以下であるのが好ましく、５％以上８０％以下であるのがより好ましい。
また、本実施形態に係る衝撃緩和部３６１の第１部位３６１１は、図３に示すように、平面視において長方形をなす板状体である。このような形状の第１部位３６１１は、図３に示すように平面視において長方形をなす板状体で構成された可動部３１の変位のエネルギーを受け止めやすく、したがって変位を規制し易いといえる。なお、第１部位３６１１の形状は、このような形状に限定されず、例えば正方形、多角形、円形等、いかなる形状であってもよい。
【００５９】
一方、本実施形態に係る衝撃緩和部３６１の第２部位３６１２は、図３に示すように、平面視においてＸ軸方向に長軸を有する細長い枠状をなす緩衝部３６１２ａと、緩衝部３６１２ａと第１部位３６１１とを連結する連結部３６１２ｂと、緩衝部３６１２ａの長辺と支持部３３とを連結する連結部３６１２ｃと、を備えている。このような形状の第２部位３６１２は、Ｙ軸方向に沿った圧縮力を受けたとき、図７に示すように容易に圧縮変形するので、変位のエネルギーを吸収し易いといえる。なお、第２部位３６１２の形状は、このような形状に限定されず、例えば緩衝部３６１２ａを複数個備えていたり、緩衝部３６１２ａと第１部位３６１１とを複数の連結部３６１２ｂで連結していたり、緩衝部３６１２ａと支持部３３とを複数の連結部３６１２ｃで連結していたりしてもよい。
【００６０】
また、図９も、衝撃緩和部３６１がＺ軸方向に変位する一例であるものの、可動部３１のうち、衝撃緩和部３６１側の端部が−Ｚ軸側に変位するように揺動する例を示す図である。この例では、可動部３１の揺動に伴って、図９に示すように、衝撃緩和部３６１が−Ｚ軸側に変位する。このとき、衝撃緩和部３６１の第１部位３６１１は、揺動する可動部３１に接した状態を維持しながら変位するため、同時刻で比較したとき、衝撃緩和部３６１内での変位量が最も大きくなる。一方、第２部位３６１２は、第１部位３６１１の挙動に応じてＺ軸方向に曲げられる。
【００６１】
そして、−Ｚ軸側に変位した衝撃緩和部３６１の第１部位３６１１は、空隙部３５３３に入り込み、最終的には、図９に示すように、第２規制部３５３に接触する。これにより、衝撃緩和部３６１がそれ以上−Ｚ軸側に変位することが規制される。
なお、衝撃緩和部３６１と第２規制部３５３との位置関係においても、第１規制部３５１との位置関係と同様のことがいえる。すなわち、光スキャナー３を平面視したとき、衝撃緩和部３６１の第１部位３６１１は、図４に示すように、その一部が第２規制部３５３からはみ出していることが好ましい。衝撃緩和部３６１に対して第２規制部３５３をこのように配置することで、第１部位３６１１が第２規制部３５３に接触したとき、衝撃緩和部３６１の変位をより確実に抑制しつつ、可動部３１と第２規制部３５３とが干渉することによる副作用の発生を抑制することができる。
【００６２】
そして、第２規制部３５３からはみ出す第１部位３６１１のはみ出し量は、上述した第１規制部３５１からはみ出す第１部位３６１１のはみ出し量と同様である。
なお、第１規制部３５１からはみ出す第１部位３６１１のはみ出し量は、第２規制部３５３からはみ出す第１部位３６１１のはみ出し量と同じであってもよいが、図４に示すように異なっているのが好ましい。換言すれば、光スキャナー３を平面視したとき、図４に示すように、第１規制部３５１の左端（可動部３１側の端）と第２規制部３５３の左端（可動部３１側の端）とが互いにずれているのが好ましい。これにより、第１部位３６１１が第１規制部３５１と第２規制部３５３とに繰り返し接触したときであっても、第１部位３６１１における接触位置が第１規制部３５１側と第２規制部３５３側とで互いにずれることになる。このため、同じ位置に接触する場合に比べて、第１部位３６１１における接触の機械的影響を緩和することができ、接触に伴う第１部位３６１１の破損確率を低下させることができる。
以上、第１規制部３５１および第２規制部３５３について説明したが、第１規制部３５２は、上述した第１規制部３５１と同様の構成、機能を有しており、第２規制部３５４も、上述した第２規制部３５３と同様の構成、機能を有している。
【００６３】
これらの規制部３５の構成材料としては、例えば、ガラス、水晶、シリコン、セラミックス、金属、樹脂等が挙げられる。このうち、ガラスや水晶等の光透過性を有する材料を用いた場合には、光反射部Ｍに入射する光と規制部３５との干渉を考慮する必要がなくなるので、例えば第１規制部３５１と第１規制部３５２とを連結して一体化してもよい。すなわち、光スキャナー３を平面視したとき、第１規制部３５１、３５３が衝撃緩和部３６１、３６２の全部と可動部３１とを覆い隠すように構成されていてもよい。
また、第１規制部３５１と第１規制部３５２とが一体化していている場合には、平面視において可動部３１と重ならないように枠状をなしていてもよい。これにより、第１規制部３５１、３５３の剛性が高まり、光スキャナー３全体の耐衝撃性を高めることができる。
【００６４】
＜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１０は、本発明の画像表示装置の第２実施形態を示す構成図である。図１１は、図１０に示す画像表示装置が有する光スキャナーの上面図である。図１２は、図１１中のＤ−Ｄ線断面図である。
【００６５】
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実施形態の画像表示装置は、光スキャナーの構成が異なる以外は、前述した第１実施形態と同様である。なお、前述した実施形態と同様の構成には、同一符号を付してある。
図１０に示すように、本実施形態に係る画像表示装置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３と、光スキャナー３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、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。
【００６６】
≪描画用光源ユニット≫
描画用光源ユニット２は、前述した第１実施形態と同様の構成であるため、その説明を省略する。
【００６７】
≪光スキャナー≫
本実施形態に係る光スキャナー３は、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を二次元走査する機能を有している。
図１１に示すように、光スキャナー３は、光反射部Ｍを有する可動部３１と、可動部３１を囲むように配置された支持部３３と、可動部３１と支持部３３とを接続し、可動部３１を第１の軸Ｊ１まわりに揺動可能に支持する軸部（第１の軸部）３２１、３２２と、１対の衝撃緩和部３６１、３６２と、可動部３１を揺動させるための駆動手段３４と、衝撃緩和部３６１、３６２の過度な変位を規制する規制部３５と、を有している。
【００６８】
また、可動部３１は、上面に光反射部Ｍが設けられた第１の可動部３１１と、第１の可動部３１１を囲むように配置された枠状の第２の可動部３１２と、第１の可動部３１１と第２の可動部３１２とを接続し、第１の可動部３１１を第１の軸Ｊ１と直交する第２の軸Ｊ２まわりに揺動可能に支持する１対の軸部（第２の軸部）３１３、３１４と、を有している。１対の軸部３１３、３１４は、第１の可動部３１１を介して互いに対向するように配置されており、また、第２の軸Ｊ２に沿った方向に延在している。
【００６９】
また、図１２に示すように、第２の可動部３１２の下面にはリブ３１２ａが設けられており、このリブ３１２ａの下面に永久磁石３４１が配置されている。リブ３１２ａは、第２の可動部３１２の機械的強度を補強する補強部としての機能と、第１の可動部３１１と永久磁石３４１との間に、これらの接触を防止するためのスペースを確保するギャップ材としての機能と、を有している。永久磁石３４１は、一端側がＳ極で他端側がＮ極となっている棒状をなし、平面視にて、第１、第２の軸Ｊ１、Ｊ２の両軸に対して傾斜するように配置されている。
【００７０】
また、図１２に示すように、衝撃緩和部３６１、３６２は、Ｙ軸方向において可動部３１を介して互いに対向するように、枠状をなす支持部３３の内側に接続されている。
したがって、衝撃緩和部３６１、３６２は、可動部３１が支持部３３に直接接触するのを防止するとともに、可動部３１がＹ軸方向に過度に変位するのを規制して、軸部３２１、３２２等の破損を抑制する。
【００７１】
そして、規制部３５は、第１規制部３５１、３５２と第２規制部３５３、３５４とを備えている。これにより、衝撃緩和部３６１、３６２のＺ軸方向における過度な変位に伴う破損を抑制することができる。
このような構成の光スキャナー３は、第１の可動部３１１、軸部３１３、３１４、第２の可動部３１２、軸部３２１、３２２および永久磁石３４１によって、第１の可動部３１１を第１の軸Ｊ１まわりに揺動させる第１の振動系を構成する。また、第１の可動部３１１および軸部３１３、３１４によって、第１の可動部３１１を第２の軸Ｊ２まわりに揺動する第２の振動系を構成する。
【００７２】
そして、第１の可動部３１１を第２の可動部３１２に対して第２の軸Ｊ２まわりに揺動させるとともに、第２の可動部３１２を支持部３３に対して第１の軸Ｊ１まわりに揺動させることで、第１の可動部３１１を第１、第２の軸Ｊ１、Ｊ２の２軸まわりに揺動させることができる。なお、本実施形態では、第１の可動部３１１の第１の軸Ｊ１まわりの揺動で描画用レーザー光ＬＬの垂直走査（副走査）が行われ、第１の可動部３１１の第２の軸Ｊ２まわりの揺動で描画用レーザー光ＬＬの水平走査（主走査）が行われるように光スキャナー３が配置されている。
【００７３】
永久磁石３４１の下側には、コイル３４２が設けられており、このコイル３４２に、第１の振動系を揺動させるための第１の交番電圧と、第２の揺動系を揺動させるための第２の交番電圧とを重畳させた重畳電圧を印加することで、第１の可動部３１１を第１、第２の軸Ｊ１、Ｊ２の２軸まわりに揺動させることができる。第１の交番電圧としては、特に限定されず、例えば、前述した第１実施形態の垂直走査用光スキャナー３”に印加する交番電圧と同様のものとすることができ、また、第２の交番電圧としては、特に限定されず、例えば、前述した第１実施形態の水平走査用光スキャナー３’に印加する交番電圧と同様のものとすることができる。この場合、第１の振動系を非共振駆動とし、第２の振動系を共振駆動とすることが好ましい。
【００７４】
以上、本実施形態の光スキャナー３について説明したが、本実施形態のようなジンバル型をなす二次元走査型の光スキャナー３によれば、１つの装置で描画用レーザー光ＬＬを二次元走査することができるため、例えば、前述した第１実施形態のような一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を二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。
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発揮することができる。
【００７５】
＜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１３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である。図１４は、図１３中のＥ−Ｅ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実施形態の画像表示装置は、光スキャナーの構成が異なる以外は、前述した第２実施形態と同様である。なお、前述した実施形態と同様の構成には、同一符号を付してある。
【００７６】
≪光スキャナー≫
本実施形態に係る光スキャナー３は、図１３に示すように、Ｙ軸方向のみならず、Ｘ軸方向において第１の可動部３１１を介して互いに対向するように設けられた衝撃緩和部３６３、３６４をさらに備えている。衝撃緩和部３６３、３６４は、それぞれ、その一端部が第２の可動部３１２に接続されており、かつ、第２の可動部３１２から第１の可動部３１１側に向かって突出するように設けられている。外部からの衝撃等により、第１の可動部３１１がＸ軸方向に変位した場合、第１の可動部３１１と衝撃緩和部３６３、３６４とが接触することで、第１の可動部３１１のＸ軸方向におけるそれ以上の変位が規制される。なお、衝撃緩和部３６３、３６４は、その配置や形状が異なる以外、衝撃緩和部３６１、３６２と同様の構成を有する。
【００７７】
また、本実施形態に係る光スキャナー３が備える規制部３５は、第１規制部３５１、３５２に加え、第１規制部３５５、３５６を備えているとともに、第２規制部３５３、３５４に加え、第２規制部３５７、３５８を備えている。なお、第２の可動部３１２の下面に設けられるリブ３１２ａが第２規制部３５７、３５８と接触しないように、リブ３１２ａには第２規制部３５７、３５８の位置に対応して、貫通孔や切欠き部が設けられている。
【００７８】
第１規制部３５１、３５２は、衝撃緩和部３６１、３６２のＺ軸方向（＋Ｚ軸側）における過度な変位を規制する機能を有する。一方、第１規制部３５５、３５６は、衝撃緩和部３６３、３６４のＺ軸方向（＋Ｚ軸側）における過度な変位を規制する機能を有する。
第１規制部３５１、３５２は、第２実施形態と同様、平面視において衝撃緩和部３６１、３６２の一部がはみ出るように構成されているのが好ましい。一方、第１規制部３５５、３５６は、衝撃緩和部３６３、３６４の一部がはみ出るように構成されているのが好ましい。なお、図１３に示す第１規制部３５５、３５６は、Ｘ軸に沿って延在する棒状をなしている。これにより、第２の可動部３１２が揺動した場合でも、第２の可動部３１２と第１規制部３５５、３５６とが接触し難くなり、第２の可動部３１２の揺動が妨げられるのを抑制することができる。すなわち、第１規制部３５５、３５６（後述する第２規制部３５７、３５８も同様）は、その形状によっては、揺動する第２の可動部３１２に接触し、揺動を妨げるおそれがあるが、形状を上述したようなＸ軸に沿った棒状とすることで、第２の可動部３１２との接触を避け易くなる。
【００７９】
なお、第１規制部３５１、３５２、３５５、３５６は、互いに別体であってもよいが、本実施形態では、第１規制部３５１、３５２、３５５、３５６のうち、隣り合うもの同士が互いに連結されており、一体的に形成されている。このため、第１規制部３５１、３５２、３５５、３５６は、実質的に平面視で枠状をなす１つの部材として取り扱うことができる。
また、第２規制部３５３、３５４は、衝撃緩和部３６１、３６２のＺ軸方向（−Ｚ軸側）における過度な変位を規制する機能を有する。一方、第２規制部３５７、３５８は、衝撃緩和部３６３、３６４のＺ軸方向（−Ｚ軸側）における過度な変位を規制する機能を有する。
【００８０】
第２規制部３５３、３５４は、第２実施形態と同様、平面視において衝撃緩和部３６１、３６２の一部がはみ出るように構成されているのが好ましい。一方、第２規制部３５７、３５８は、衝撃緩和部３６３、３６４の一部がはみ出るように構成されているのが好ましい。なお、本実施形態に係る第２規制部３５３、３５４、３５７、３５８は、平面視において、第１規制部３５１、３５２、３５５、３５６とほぼ同じ形状をなしているが、この形状は互いに異なっていてもよい。
【００８１】
また、これらの第２規制部３５３、３５４、３５７、３５８は、第１実施形態と同様、支持部３３と一体的に形成されている。なお、第２規制部３５７、３５８は、支持部３３から突出する構成としているが、リブ３１２ａから突出する構成であってもよい。
以上のような光スキャナー３によれば、４つの衝撃緩和部３６１〜３６４によって可動部３１に加わるＸ軸方向における衝撃とＹ軸方向における衝撃の双方を効果的に緩和して、耐衝撃性を高めることができる。また、４つの第１規制部３５１、３５２、３５５、３５６および４つの第２規制部３５３、３５４、３５７、３５８によって、衝撃緩和部３６１〜３６４がＺ軸方向に過度に変位するのを抑制し、衝撃緩和部３６１〜３６４の破損を抑制することができるので、かかる観点からも耐衝撃性を高めることができる。
なお、このような第３実施形態によっても、前述した第１、第２実施形態と同様の効果を発揮することができる。
【００８２】
２．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１５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１５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によれば、例えば、フロントガラス２２０に対し、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。
【００８３】
３．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１６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１６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。
【００８４】
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。
以上、本発明のアクチュエーター、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、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。
【符号の説明】
【００８５】
１……画像表示装置  ２……描画用光源ユニット  ３……光スキャナー  ３’……水平走査用光スキャナー  ３”……垂直走査用光スキャナー  １０……対象物  １１……ミラー  ２１Ｒ……レーザー光源  ２１Ｇ……レーザー光源  ２１Ｂ……レーザー光源  ２２Ｒ……コリメーターレンズ  ２２Ｇ……コリメーターレンズ  ２２Ｂ……コリメーターレンズ  ２３Ｒ……ダイクロイックミラー  ２３Ｇ……ダイクロイックミラー  ２３Ｂ……ダイクロイックミラー  ３０……構造体  ３１……可動部  ３３……支持部  ３４……駆動手段  ３５……規制部  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  ３１１……第１の可動部  ３１２……第２の可動部  ３１２ａ……リブ  ３１３……軸部  ３２０……表示部  ３２１……軸部  ３３１……第１支持部  ３３２……第２支持部  ３３３……第３支持部  ３４１……永久磁石  ３４２……コイル  ３５１……第１規制部  ３５２……第１規制部  ３５３……第２規制部  ３５４……第２規制部  ３５５……第１規制部  ３５６……第１規制部  ３５７……第２規制部  ３５８……第２規制部  ３６１……衝撃緩和部  ３６２……衝撃緩和部  ３６３……衝撃緩和部  ３６４……衝撃緩和部  ３６５……空隙部  ３６６……空隙部  ３５１１……基部  ３５１２……延出部  ３５１３……空隙部  ３５２１……基部  ３５２２……延出部  ３５２３……空隙部  ３５３３……空隙部  ３５４３……空隙部  ３６１１……第１部位  ３６１２……第２部位  ３６１２ａ  緩衝部  ３６１２ｂ  連結部  ３６１２ｃ  連結部  ３６２１……第１部位  ３６２２……第２部位  ＲＲ……レーザー光  ＧＧ……レーザー光  ＢＢ……レーザー光  Ｊ１……第１の軸  Ｊ２……第２の軸  ＬＬ……描画用レーザー光  Ｍ……光反射部
【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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