(57)【要約】【課題】所定の形状が得やすく、また、可動部の過度な変位を規制して破損を抑制することの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。【解決手段】光スキャナー３は、可動部３１と、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３２１、３２２と、軸部３２１、３２２を支持する支持部３３と、支持部３３に設けられ、支持部３３の一方の面に開口を有し、かつ、支持部３３の側面に開放する開放部５１１を有する凹部５１と、凹部５１内に設けられ、一部が開放部５１１から突出し、突出した部位が支持部３３と可動部３１との間に位置している規制部材３５と、を有している。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を反射する光反射部を備える可動部と、
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、
前記第１の軸部を支持する支持部と、
前記支持部に設けられ、前記支持部の一方の面に開口部を有し、かつ、前記支持部の前記一方の面に接続される前記支持部の側面に側面開口部を有する凹部と、
前記凹部に設けられ、一部が前記側面開口部から突出し、当該突出した部位が前記支持部と前記可動部との間に位置している規制部材と、を有することを特徴とする光スキャナー。
【請求項２】
前記規制部材は、前記光スキャナーに衝撃が加わった際に、前記可動部と接触することで前記可動部の変位を規制する請求項１に記載の光スキャナー。
【請求項３】
光を反射する光反射部を備える可動部と、
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、
前記第１の軸部を支持する支持部と、
前記支持部に設けられ、前記支持部の一方の面に開口部を有し、かつ、前記支持部の前記一方の面に接続される前記支持部の側面に側面開口部を有する凹部と、
前記凹部に設けられ、一部が前記側面開口部から突出し、当該突出した部位が前記支持部と前記第１の軸部との間に位置している規制部材と、を有することを特徴とする光スキャナー。
【請求項４】
前記規制部材は、前記光スキャナーに衝撃が加わった際に、前記第１の軸部と接触することで前記第１の軸部の変位を規制する請求項３に記載の光スキャナー。
【請求項５】
前記規制部材と前記軸部とを接続する接続部を有し、
前記接続部のヤング率は、前記第１の軸部のヤング率の１／５０以下である請求項３または４に記載の光スキャナー。
【請求項６】
前記接続部は、シリコーン樹脂で構成されている請求項５に記載の光スキャナー。
【請求項７】
前記規制部材のヤング率は、前記可動部または前記第１の軸部のヤング率の１／５０以下である請求項１ないし６のいずれか１項に記載の光スキャナー。
【請求項８】
前記規制部材は、金属ろう材で構成されている請求項１ないし６のいずれか１項に記載の光スキャナー。
【請求項９】
前記規制部材は、樹脂で構成されている請求項１ないし６のいずれか１項に記載の光スキャナー。
【請求項１０】
前記規制部材は、コア部と、前記コア部を覆う樹脂層とを有している請求項１ないし６のいずれか１項に記載の光スキャナー。
【請求項１１】
前記凹部は、平面視で前記側面開口部の箇所で欠損した円形をなしている請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の光スキャナー。
【請求項１２】
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１１のいずれか１項に記載の光スキャナー。
【請求項１３】
前記第１の可動部は、
前記第２の軸部に揺動可能に支持される基部と、
基部に固定され、かつ、前記一方の面側に位置し、平面視で前記基部を覆うように配置されている保持部と、を有し、
前記保持部に前記光反射部が設けられている請求項１２に記載の光スキャナー。
【請求項１４】
前記保持部は、平面視で、前記規制部材と重なり、
前記規制部材は、前記開口部から前記保持部側へ突出している請求項１３に記載の光スキャナー。
【請求項１５】
請求項１ないし１４のいずれか１項に記載の光スキャナーを有することを特徴とする画像表示装置。
【請求項１６】
請求項１ないし１４のいずれか１項に記載の光スキャナーと、
前記光スキャナーを搭載し、観察者の頭部に装着されるフレームと、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、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、特許文献１には、反射面を有するミラー部と、ミラー部を揺動可能に支持するトーションバーと、トーションバーを支持する支持部と、を有する光スキャナーが開示されている。また、特許文献１の光スキャナーは、ミラー部と支持部との間の空隙に設けられる衝撃緩和部を有し、この衝撃緩和部によって、ミラー部が支持部に衝突して破損することが回避されている。また、これら各部は、シリコン基板をエッチング技法を用いてパターニングすることで一体的に形成されている。
【０００３】
しかしなら、特許文献１の光スキャナーでは、ミラー部周囲のスペースにバラつきがある。すなわち、ミラー部と支持部との間のスペースに対して、ミラー部と衝撃緩和部との間のスペースが小さいし、また、衝撃緩和部の形状も他の部分に対して非常に細かい。そのため、シリコン基板をエッチングでパターニングすると、シリコン基板の各所でエッチング開口サイズの違いによる加工量のばらつきが生じ、光スキャナーを製造することが困難となる。
【０００４】
具体的に説明すると、衝撃緩和部を精度よく形成しようとすると、エッチング時間が長くなる。そうすると、ミラー部およびトーションバーが過度にエッチングされ、ミラー部が小さくなったり、トーションバーが細くなったりする。反対に、ミラー部およびトーションバーを精度よく形成しようとすると、エッチング時間が短くなる。そうすると、衝撃緩和部が形成される前にエッチングが終了してしまう場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−１０９３５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、所定の形状が得やすく、また、可動部の過度な変位を規制して破損を抑制することの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、下記の発明により達成される。
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、
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、
前記第１の軸部を支持する支持部と、
前記支持部に設けられ、前記支持部の一方の面に開口部を有し、かつ、前記支持部の前記一方の面に接続される前記支持部の側面に側面開口部を有する凹部と、
前記凹部に設けられ、一部が前記側面開口部から突出し、当該突出した部位が前記支持部と前記可動部との間に位置している規制部材と、を有することを特徴とする。
【０００８】
これにより、可動部周囲のスペースのバラつきが抑えられるため、すなわち、他の部分に対して過度に細かい部位を形成する必要がない。そのため、所定の形状が得やすく、また、可動部の過度な変位を規制して破損を抑制することのできる光スキャナーが得られる。
【０００９】
本発明の光スキャナーでは、前記規制部材は、前記光スキャナーに衝撃が加わった際に、前記可動部と接触することで前記可動部の変位を規制することが好ましい。
【００１０】
これにより、可動部の過度な変位を規制でき、光スキャナーの破損を低減することができる。
【００１１】
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、
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、
前記第１の軸部を支持する支持部と、
前記支持部に設けられ、前記支持部の一方の面に開口部を有し、かつ、前記支持部の前記一方の面に接続される前記支持部の側面に側面開口部を有する凹部と、
前記凹部に設けられ、一部が前記側面開口部から突出し、当該突出した部位が前記支持部と前記第１の軸部との間に位置している規制部材と、を有することを特徴とする。
【００１２】
これにより、可動部周囲のスペースのバラつきが抑えられるため、すなわち、他の部分に対して過度に細かい部位を形成する必要がない。そのため、所定の形状が得やすく、また、可動部の過度な変位を規制して破損を抑制することのできる光スキャナーが得られる。
【００１３】
本発明の光スキャナーでは、前記規制部材は、前記光スキャナーに衝撃が加わった際に、前記第１の軸部と接触することで前記第１の軸部の変位を規制することが好ましい。
【００１４】
これにより、第１の軸部の過度な変位・変形を規制でき、光スキャナーの破損を低減することができる。
【００１５】
本発明の光スキャナーでは、前記規制部材と前記軸部とを接続する接続部を有し、
前記接続部のヤング率は、前記第１の軸部のヤング率の１／５０以下であることが好ましい。
【００１６】
これにより、規制部材と接続部との相乗効果によって、第１の軸部の過度な変位・変形をより効果的に規制することができる。また、接続部が十分に柔らかくなり、実質的に振動特性に影響を与えなくすることができる。
【００１７】
本発明の光スキャナーでは、前記接続部は、シリコーン樹脂で構成されていることが好ましい。
これにより、接続部の構成が簡単となる。
【００１８】
本発明の光スキャナーでは、前記規制部材のヤング率は、前記可動部または前記第１の軸部のヤング率の１／５０以下であることが好ましい。
【００１９】
これにより、可動部や軸部が規制部にぶつかったときの衝撃を緩和することができるので、より破損し難い光スキャナーとなる。また、可動部や軸部が規制部にぶつかって生じる不要振動も低減することができる。
【００２０】
本発明の光スキャナーでは、前記規制部材は、金属ろう材で構成されていることが好ましい。
【００２１】
これにより、規制部材の構成が簡単となる。また、規制部材の形状精度が高くなり、例えば、可動部や軸部と規制部材との離間距離を高精度に制御することができる。
【００２２】
本発明の光スキャナーでは、前記規制部材は、樹脂で構成されていることが好ましい。
これにより、規制部材の構成が簡単となる。また、規制部材を十分に柔らかくすることができる。
【００２３】
本発明の光スキャナーでは、前記規制部材は、コア部と、前記コア部を覆う樹脂層とを有していることが好ましい。
これにより、規制部材の構成が簡単となる。
【００２４】
本発明の光スキャナーでは、前記凹部は、平面視で前記側面開口部の箇所で欠損した円形をなしていることが好ましい。
これにより、凹部の形状が簡単となり、形成し易くなる。
【００２５】
本発明の光スキャナーでは、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、第２の軸の２軸まわりに可動部を揺動させることができる。
【００２６】
本発明の光スキャナーでは、前記第１の可動部は、
前記第２の軸部に揺動可能に支持される基部と、
基部に固定され、かつ、前記一方の面側に位置し、平面視で前記基部を覆うように配置されている保持部と、を有し、
前記保持部に前記光反射部が設けられていることが好ましい。
これにより、光反射部を大きくすることができる。
【００２７】
本発明の光スキャナーでは、前記保持部は、平面視で、前記規制部材と重なり、
前記規制部材は、前記開口部から前記保持部側へ突出していることが好ましい。
【００２８】
これにより、可動部の、その板厚方向での過度な変位が規制されるため、より破損し難い光スキャナーとなる。
【００２９】
本発明の画像表示装置は、本発明の光スキャナーを有することを特徴とする。
これにより、信頼性の高い画像表示装置が得られる。
【００３０】
本発明のヘッドマウントディスプレイは、本発明の光スキャナーと、
前記光スキャナーを搭載し、観察者の頭部に装着されるフレームと、を有することを特徴とする。
これにより、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】
【００３１】
【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上面図である。
【図３】図２に示す光スキャナーの下面図である。
【図４】図２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】規制部材の機能を説明する平面図である。
【図７】規制部材の機能を説明する平面図である。
【図８】可動部用規制部材を示す平面図および断面図である。
【図９】軸部用規制部材を示す平面図および断面図である。
【図１０】可動部用規制部材の形成方法を説明する断面図である。
【図１１】本発明の画像表示装置の第２実施形態が有する光スキャナーの平面図である。
【図１２】図１１中のＤ−Ｄ線断面図である。
【図１３】本発明の画像表示装置の第３実施形態が有する光スキャナーの断面図である。
【図１４】本発明の画像表示装置の第４実施形態が有する光スキャナーの平面図である。
【図１５】本発明の画像表示装置の第５実施形態を示す構成図である。
【図１６】図１５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１７】図１６中のＥ−Ｅ線断面図である。
【図１８】本発明の第６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１９】図１８中のＦ−Ｆ線断面図である。
【図２０】図１８中のＧ−Ｇ線断面図である。
【図２１】図１８中のＨ−Ｈ線断面図である。
【図２２】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２３】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】
【００３２】
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。
【００３３】
１．画像表示装置
まず、本発明の画像表示装置について説明する。
【００３４】
＜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上面図である。図３は、図２に示す光スキャナーの下面図である。図４は、図２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および図７は、規制部材の機能を説明する平面図である。図８は、可動部用規制部材を示す平面図および断面図である。図９は、軸部用規制部材を示す平面図および断面図である。図１０は、可動部用規制部材の形成方法を説明する断面図である。なお、以下では、説明の便宜上、＋Ｚ軸側を「上」とも言い、−Ｚ軸側を「下」とも言う。
【００３５】
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が、描画用レーザー光ＬＬの走査方向（または、後述する第１の軸Ｊ１）が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。
【００３６】
≪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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
≪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、１対の軸部（第１の軸部）３２１、３２２、および、支持部３３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、可動部３１の過度な変位や軸部３２１、３２２の過度な変形を規制（制限）する規制部材３５と、を有している。
【００４０】
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、Ｚ軸方向から見た平面視を単に「平面視」とも言う。
【００４１】
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。図１に示すように、このような可動部３１に描画用レーザー光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。
【００４２】
軸部３２１、３２２は、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Ｊ１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捩れ変形する。なお、軸部３２１、３２２の形状は、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。
【００４３】
支持部３３は、枠状をなし、平面視で、可動部３１を囲むように配置されている。また、図４に示すように、支持部３３は、可動部３１および軸部３２１、３２２よりも厚くなっている。これにより、支持部３３の剛性を高めることができ、可動部３１および軸部３２１、３２２をより安定して支持することができる。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２つに分割されており、これら２つの支持部３３が可動部３１を介してＸ軸方向に対向配置されていてもよい。なお、以下では、説明の便宜上、支持部３３と可動部３１および軸部３２１、３２２との間に形成された開口を「空隙Ｓ」とも言う。
【００４４】
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）３０１と、ＳｉＯ２層（ボックス層）３０２と、第２のＳｉ層（ハンドル層）３０３とがこの順に積層した基板］をウエットエッチング、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）等の各種エッチング技法を用いて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とは、ＳＯＩ基板の第１のＳｉ層３０１で構成されている。また、支持部３３は、第１のＳｉ層３０１、ＳｉＯ２層３０２および第２のＳｉ層３０３からなる積層体で構成されている。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。
【００４５】
また、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、図３に示すように、平面視にて、第１の軸Ｊ１の一方側（＋Ｙ軸側）にＳ極が位置し、他方側（−Ｙ軸側）にＮ極が位置するように配置されている。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。
【００４６】
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。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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
規制部材３５は、落下等によって光スキャナー３に衝撃（ＸＹ平面内方向の加速度）が加わったときの支持部３３に対する可動部３１の過度な変位に伴う軸部３２１、３２２の過度な変形を抑制するために設けられている。このような規制部材３５を設けることで、軸部３２１、３２２の破損（損傷、断裂）を抑制することができる。そのため、光スキャナー３の機械的強度（耐衝撃性）が高まる。
【００５０】
このような規制部材３５は、図２に示すように、可動部３１の過度な変位を規制する可動部用規制部材３６と、軸部３２１、３２２の過度な変形を規制する軸部用規制部材３７と、を有している。可動部用規制部材３６は、支持部３３の内側面から可動部３１に向けて突出しており、突出した部分が、支持部３３と可動部３１との間（空隙Ｓ）に位置している。そのため、可動部用規制部材３６と可動部３１との離間距離Ｄ１が、他の部分（可動部用規制部材３６が設けられていない部分）よりも短くなっている。一方、軸部用規制部材３７は、支持部３３の内側面から軸部３２１、３２２に向けて突出しており、突出した部分が、支持部３３と軸部３２１、３２２との間（空隙Ｓ内）に位置している。そのため、軸部用規制部材３７と軸部３２１、３２２との離間距離Ｄ２が、他の部分（軸部用規制部材３７が設けられていない部分）よりも短くなっている。
【００５１】
なお、離間距離Ｄ１、Ｄ２としては、特に限定されず、光スキャナー３のサイズによっても異なるが、例えば、５μｍ以上、３０μｍ以下程度であることが好ましい。
【００５２】
また、可動部用規制部材３６は、可動部３１の周囲に複数（本実施形態では８個）設けられている。具体的には、規制部材３５は、図２に示すように、可動部３１の＋Ｙ軸側の外側面に対向して配置されている１対の可動部用規制部材３６Ａ、３６Ｂと、可動部３１の−Ｙ軸側の外側面に対向して配置されている１対の可動部用規制部材３６Ｃ、３６Ｄと、可動部３１の＋Ｘ軸側の外側面に対向して配置されている１対の可動部用規制部材３６Ｅ、３６Ｆと、可動部３１の−Ｘ軸側の外側面に対向して配置されている１対の可動部用規制部材３６Ｇ、３６Ｈと、を有している。また、可動部用規制部材３６Ａ、３６Ｂや可動部用規制部材３６Ｃ、３６Ｄは、可動部３１の重心と交わるＹ軸に対して互いに反対側に設けられており、可動部用規制部材３６Ｅ、３６Ｆや可動部用規制部材３６Ｇ、３６Ｈは、第１の軸Ｊ１に対して互いに反対側に設けられている。ただし、可動部用規制部材３６の配置や数は、上記のものに限定されない。
【００５３】
同様に、軸部用規制部材３７も、軸部３２１、３２２の周囲に複数（本実施形態では４個）設けられている。具体的には、規制部材３５は、軸部３２１を介してＹ軸方向に対向配置された１対の軸部用規制部材３７Ａ、３７Ｂと、軸部３２２を介してＹ軸方向に対向配置された１対の軸部用規制部材３７Ｃ、３７Ｄと、を有している。ただし、軸部用規制部材３７の配置や数は、上記のものに限定されない。
【００５４】
このような規制部材３５（可動部用規制部材３６および軸部用規制部材３７）によれば、例えば、−Ｙ軸方向に過度な加速度が加わった場合には、図６に示すように、可動部３１が＋Ｙ軸方向に変位し、可動部用規制部材３６Ａ、３６Ｂにぶつかる。これにより、可動部３１のそれ以上の変位が規制される。また、軸部３２１、３２２が＋Ｙ軸方向に屈曲変形し、軸部用規制部材３７Ａ、３７Ｃにぶつかる。これにより、軸部３２１、３２２のそれ以上の変形が規制される。このようにして、可動部３１の過度な変位が規制されるとともに、軸部３２１、３２２の過度な変形が抑制される。これと同様に、例えば、−Ｘ軸方向に過度な速度が加わった場合には、図７に示すように、可動部３１が＋Ｘ軸方向に変位し、可動部用規制部材３６Ｅ、３６Ｆにぶつかる。これにより、可動部３１のそれ以上の変位が規制され、それに伴って軸部３２１、３２２の過度な変形（伸縮、圧縮）が抑制される。このようにして、軸部３２１、３２２の破損が抑制されることから、機械的強度（耐衝撃性）の高い光スキャナー３が得られる。
【００５５】
以上、規制部材３５について簡単に説明した。次に、可動部用規制部材３６および軸部用規制部材３７の具体的な構成を詳細に説明する。なお、可動部用規制部材３６Ａ〜３８Ｈおよび軸部用規制部材３７Ａ〜３７Ｄは、配設位置が異なる以外は、互いに同様の構成となっている。
【００５６】
図８に示すように、支持部３３は、その上面に開放する凹部５１を有し、この凹部５１は、支持部３３の上面に接続する内側面であって可動部３１の周囲に沿って延在する内側面３３１に開放する開放部（側面開口部）５１１を有している。言い換えれば、凹部５１は、支持部３３の上面に開口部を有し、支持部３３の上面に接続する内側面３３１に開口部（側面開口部）を有している。可動部用規制部材３６は、この凹部５１内に設けられているとともに、その一部が開放部５１１から空隙Ｓにはみ出すようにして突出し、この突出した部分である突出部３６１が内側面３３１と可動部３１との間に位置している。これにより、前述したように、可動部用規制部材３６と可動部３１との離間距離Ｄ１を他の部分よりも短くすることができる。なお、凹部５１は、ＳＯＩ基板の第１のＳｉ層３０１に形成されているため、可動部用規制部材３６の高さ（Ｚ軸方向の位置）を可動部３１の高さと一致させることができる。すなわち、突出部３６１を可動部３１の側面に対向させることができる。
【００５７】
同様に、図９に示すように、支持部３３は、その上面に開放する凹部５２を有し、この凹部５２は、支持部３３の上面に接続する内側面であって軸部３２１、３２２に沿って延在する内側面３３２に開放する開放部（側面開口部）５２１を有している。言い換えれば、凹部５２は、支持部３３の上面に開口部を有し、支持部３３の上面に接続する内側面３３２に開口部（側面開口部）を有している。
【００５８】
軸部用規制部材３７は、この凹部５２内に設けられているとともに、その一部が開放部５２１から空隙Ｓにはみ出すようにして突出し、この突出した部分である突出部３７１が内側面３３２と軸部３２１、３２２との間に位置している。これにより、前述したように、軸部用規制部材３７と軸部３２１、３２２との離間距離Ｄ２を他の部分よりも短くすることができる。なお、凹部５２も、ＳＯＩ基板の第１のＳｉ層３０１に形成されているため、軸部用規制部材３７の高さ（Ｚ軸方向の位置）を軸部３２１、３２２の高さと一致させることができる。すなわち、突出部３７１を軸部３２１、３２２の側面と対向させることができる。
【００５９】
このように、可動部用規制部材３６および軸部用規制部材３７を構造体３０と別体として構造体３０に設けることで、次のような効果が発揮される。第１の効果として、エッチング技法によって、構造体３０のパターニングを高精度で行うことができる。すなわち、可動部用規制部材３６および軸部用規制部材３７を有していない構造体３０では、空隙Ｓの各箇所で幅（可動部３１や軸部３２１、３２２と支持部３３との離間距離）の差を小さく抑えることができるので、前記各箇所での加工時間（エッチングに必要な時間）の差が小さくなる。そのため、構造体３０の各部の寸法精度をより高めることができる。さらに、第２の効果として、可動部用規制部材３６および軸部用規制部材３７を別体とする分、構造体３０の小型化を図ることができる。
【００６０】
このような可動部用規制部材３６としては、その機能を果たすことができる限り柔らかいのが好ましく、具体的には、ヤング率が可動部３１のヤング率の１／５０以下でることが好ましく、１／１００以下であることがより好ましい。同様に、軸部用規制部材３７としては、その機能を果たすことができる限り柔らかいのが好ましく、具体的には、ヤング率が軸部３２１、３２２のヤング率の１／５０以下でることが好ましく、１／１００以下であることがより好ましい。このように、可動部用規制部材３６および軸部用規制部材３７を柔らかくすることで、可動部３１および軸部３２１、３２２が可動部用規制部材３６および軸部用規制部材３７にぶつかった際の衝撃を緩和することができ、可動部３１および軸部３２１、３２２の破損を効果的に抑制することができる。また、ぶつかった際の衝撃を緩和することで、ぶつかったことにより発生する振動系の不要振動を抑制することができる。
【００６１】
また、可動部用規制部材３６および軸部用規制部材３７の材料としては、特に限定されないが、金ろう、銀ろう、銅ろう、半田（特に鉛フリー半田）等の金属ろう材を用いることが好ましい。これらの中でも作業性の良さから半田を用いることがより好ましい。半田としては、特に限定されず、例えば、Ａｕ−Ｓｎ系、Ｓｎ−Ｃｕ系、Ｓｎ−Ａｇ系等の公知の半田を用いることができる。このように、可動部用規制部材３６および軸部用規制部材３７を金属ろう材で構成することで、可動部用規制部材３６および軸部用規制部材３７の寸法精度を高精度に制御することができる。そのため、可動部３１や軸部３２１、３２２との離間距離Ｄ１、Ｄ２を高精度に制御でき、上述した効果をより確実に発揮することができる。
【００６２】
可動部用規制部材３６および軸部用規制部材３７を金属ろう材で構成する場合には、可動部用規制部材３６および軸部用規制部材３７は、次のようにして形成することができる。なお、可動部用規制部材３６および軸部用規制部材３７は、互いに同様にして形成することができるため、以下では、可動部用規制部材３６の形成方法について代表して説明し、軸部用規制部材３７の形成方法については、その説明を省略する。
【００６３】
まず、図１０（ａ）に示すように、半田ボール３６０を凹部５１に配置する。本実施形態では、半田ボール３６０の転がりを防止するために、予め凹部５１の底面にフラックスＦを塗布してあり、このフラックスＦの粘度を利用して半田ボール３６０を仮止めしている。また、フラックスＦを塗布することで、半田ボール３６０の濡れ性が高まり、所望の形状の可動部用規制部材３６を得易くなる。なお、図１０（ａ）では、比較的大きな１つの半田ボール３６０を凹部５１に配置しているが、半田ボール３６０の大きさや数は、これに限定されず、例えば、比較的小さい複数の半田ボール３６０を凹部５１に配置してもよい。次に、この半田ボール３６０をリフロー（溶融）する。すると、図１０（ｂ）に示すように、溶融した半田ボール３６０が凹部５１内に濡れ広がるとともに、その一部が開放部５１１から空隙Ｓ内に突出する。これにより、突出部３６１を有する可動部用規制部材３６が形成される。このような方法によれば、溶融した半田の表面張力を利用して突出部３６１の突出量や形状を高精度に制御することができるため、高い寸法精度で可動部用規制部材３６を形成することができる。また、表面張力を利用することで、自然に突出部３６１が略球状に丸み付けされるので、可動部３１に与えるダメージを低減することができる。
【００６４】
特に、本実施形態では、図８に示すように、凹部５１の平面視形状が開放部（側面開口部）５１１の箇所で欠損した略円形をなしているため、凹部５１内で半田をより均一に濡れ広がらせることができる。そのため、突出部３６１の寸法精度をより高めることができる。また、本実施形態では、凹部５１の外縁に沿う円弧の中心角θが１８０°以上となっており、凹部５１の最大幅Ｗ１よりも開放部５１１の幅Ｗ２の方が小さくなっている。このように、凹部５１内に開放部５１１よりも幅広な部分が存在することで、開放部５１１が若干閉じたようになり、溶融した半田の開放部５１１からの過度なはみ出しを効果的に防止することができる。そのため、突出部３６１の寸法精度をさらに高めることができる。また、半田ボール３６０を凹部５１内に配置し易くなる。なお、凹部５１の平面視形状としては、これに限定されず、例えば、開放部５１１の箇所で欠損した略三角形、略四角形等であってもよい。なお、ここでは凹部５１について説明したが、凹部５２についても同様である。
【００６５】
なお、上述したように、本実施形態の光スキャナー３では、可動部用規制部材３６および軸部用規制部材３７を、金属ろう材で構成しているが、この他、可動部用規制部材３６および軸部用規制部材３７を、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、シリコーン樹脂、ポリウレタン等の樹脂材料で構成してもよい。これにより、可動部用規制部材３６および軸部用規制部材３７をより柔らかくすることができる。そのため、可動部３１および軸部３２１、３２２が可動部用規制部材３６および軸部用規制部材３７にぶつかった際の衝撃をより効果的に緩和することができ、可動部３１および軸部３２１、３２２の破損をより効果的に抑制することができる。また、ぶつかった際の衝撃を緩和することで、ぶつかったことにより発生する振動系の不要振動をより効果的に抑制することができる。
【００６６】
なお、可動部用規制部材３６および軸部用規制部材３７を樹脂材料で構成する場合、例えば、個体の樹脂材料を若干圧縮させた状態で凹部５１、５２に嵌め込み、その一部を開放部５１１、５２１から突出させることで簡単に形成することができる。この場合には、前述したように開放部５１１、５２１が若干閉じていることで、凹部５１、５２内に樹脂材料を確実に留めておくことができ、凹部５１、５２からの樹脂材料の離脱を効果的に防止することができる。また、樹脂材料をリフローすることでも形成することができる。この方法は、材料を半田から樹脂に替えた以外は、上述した方法と同様であるため、その説明を省略する。
【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。
【００６８】
図１１は、本発明の画像表示装置の第２実施形態が有する光スキャナーの平面図である。図１２は、図１１中のＤ−Ｄ線断面図である。
【００６９】
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。
【００７０】
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、前述した実施形態と同様の構成には、同一符号を付してある。
【００７１】
≪光スキャナー≫
図１１および図１２に示すように、本実施形態の光スキャナー３は、軸部用規制部材３７Ａ、３７Ｂと軸部３２１とを接続する接続部３８１と、軸部用規制部材３７Ｃ、３７Ｄと軸部３２２とを接続する接続部３８２と、をさらに有している。接続部３８１は、軸部用規制部材３７Ａ、３７Ｂに跨って配置され、その中央部で軸部３２１を保持している。同様に、接続部３８２は、軸部用規制部材３７Ｃ、３７Ｄに跨って配置され、その中央部で軸部３２２を保持している。このような接続部３８１、３８２によって、軸部３２１、３２２のＺ軸方向の変位が規制されるため、ＸＹ面内方向の衝撃のみならず、Ｚ軸方向の衝撃に対しても耐衝撃性を高めることができる。
【００７２】
なお、接続部３８１、３８２は、軸部３２１、３２２の捩り変形を実質的に阻害しない程に柔らかく形成されている。具体的には、接続部３８１、３８２のヤング率は、軸部３２１、３２２のヤング率の１／５０以下でることが好ましく、１／１００以下であることがより好ましい。これにより、光スキャナー３の振動特性の変化を小さく（好ましくはほぼゼロ）に留めることができる。そのため、振動特性を維持しつつ、Ｚ軸方向の衝撃にも強い光スキャナー３となる。
【００７３】
このような接続部３８１、３８２の構成材料としては、特に限定されず、各種樹脂材料を用いることができる。また、樹脂材料の中でも、シリコーン樹脂を用いることが好ましく、さらには、シリコーン樹脂としてＰＤＭＳ（ジメチルポリシロキサン）を用いることが好ましい。これにより、十分に柔らかい接続部３８１、３８２を簡単に形成することができる。
【００７４】
なお、本実施形態では、接続部３８１が軸部用規制部材３７Ａ、３７Ｂと軸部３２１とを接続しているが、少なくとも軸部用規制部材３７Ａ、３７Ｂの一方と軸部３２１とを接続していればよい。接続部３８２についても同様である。
【００７５】
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。
【００７６】
＜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。
【００７７】
図１３は、本発明の画像表示装置の第３実施形態が有する光スキャナーの断面図である。
【００７８】
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。
【００７９】
本発明の第３実施形態の画像表示装置は、光スキャナーが有する規制部材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。
【００８０】
図１３（ａ）、（ｂ）に示すように、本実施形態の光スキャナー３では、可動部用規制部材３６は、コア部３６２と、コア部３６２を覆う樹脂層３６３と、で構成され、軸部用規制部材３７は、コア部３７２と、コア部３７２を覆う樹脂層３７３と、で構成されている。コア部３６２、３７２は、樹脂層３６３、３７３よりも硬い（すなわち、ヤング率が高い）ことが好ましい。このようなコア部３６２、３７２としては、特に限定されないが、例えば、各種金属材料、特に、前述した第１実施形態で述べたような金属ろう材を用いることができる。これにより、前述したようなリフローによって高い寸法精度でコア部３６２、３７２を形成することができる。一方、樹脂層３６３、３７３としては、特に限定されず、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、シリコーン樹脂、ポリウレタン等の樹脂材料を用いることができる。これにより、十分に柔らかい樹脂層３６３、３７３が得られる。なお、樹脂層３６３、３７３は、例えば、リフローによって得られたコア部３６２、３７２の表面に樹脂を皮膜することで形成することができる。
【００８１】
このように、可動部用規制部材３６、軸部用規制部材３７を、コア部３６２、３７２と、樹脂層３６３、３７３と、の複合材料で構成することにより、寸法精度が良くかつ柔らかい可動部用規制部材３６、軸部用規制部材３７を得ることができる。
【００８２】
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発揮することができる。
【００８３】
＜第４実施形態＞
次に、本発明の画像表示装置の第４実施形態について説明する。
【００８４】
図１４は、本発明の画像表示装置の第４実施形態が有する光スキャナーの平面図である。
【００８５】
以下、第４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。
【００８６】
本発明の第４実施形態の画像表示装置は、光スキャナーが有する規制部材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。
【００８７】
図１４に示すように、本実施形態の光スキャナー３では、軸部用規制部材３７が省略されている。そして、可動部用規制部材３６Ａ、３６Ｂ、３６Ｃ、３６Ｄは、それぞれ、可動部３１の４つの角部と対向して配置されている。これら可動部用規制部材３６Ａ〜３６Ｄの突出部３６１は、それぞれ、可動部３１が支持部３３に対してＸ軸方向およびＹ軸方向のいずれの方向に変位しても、可動部３１とぶつかるように配置されている。
【００８８】
また、可動部用規制部材３６Ｅ、３６Ｆ、３６Ｇ、３７Ｈは、それぞれ、内側面３３１と内側面３３２との境界部に位置している。これら可動部用規制部材３６Ｅ〜３６Ｈの突出部３６１は、それぞれ、支持部３３と可動部３１との間に位置するとともに、支持部３３と軸部３２１、３２２との間にも位置している。そのため、可動部用規制部材３６Ｅ〜３６Ｈは、それぞれ、軸部用規制部材を兼ねていると言える。このように、可動部用規制部材３６Ｅ〜３６Ｈが軸部用規制部材を兼ねることで、例えば、前述した第１実施形態と比較して規制部材３５の数を減らすことができる。
【００８９】
このような第４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。
【００９０】
＜第５実施形態＞
次に、本発明の画像表示装置の第５実施形態について説明する。
【００９１】
図１５は、本発明の画像表示装置の第５実施形態を示す構成図である。図１６は、図１５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１７は、図１６中のＥ−Ｅ線断面図である。
【００９２】
以下、第５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。
【００９３】
本発明の第５実施形態の画像表示装置は、光スキャナーの数および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。
【００９４】
図１５に示すように、本実施形態の画像表示装置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。
【００９５】
≪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。
【００９６】
≪光スキャナー≫
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。
【００９７】
図１６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、支持部３３および軸部３２１、３２２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、可動部３１の過度な変位や軸部３２１、３２２の過度な変形を規制する規制部材３５と、を有している。
【００９８】
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。
【００９９】
また、可動部用規制部材３６は、第２の可動部３１２の周囲に複数設けられている。具体的には、第２の可動部３１２の＋Ｙ軸側の外側面に対向して配置されている１対の可動部用規制部材３６Ａ、３６Ｂと、第２の可動部３１２の−Ｙ軸側の外側面に対向して配置されている１対の可動部用規制部材３６Ｃ、３６Ｄと、第２の可動部３１２の＋Ｘ軸側の外側面に対向して配置されている１対の可動部用規制部材３６Ｅ、３６Ｆと、第２の可動部３１２の−Ｘ軸側の外側面に対向して配置されている１対の可動部用規制部材３６Ｇ、３６Ｈと、が設けられている。また、可動部用規制部材３６Ａ、３６Ｂや可動部用規制部材３６Ｃ、３６Ｄは、それぞれ、第２の軸Ｊ２に対して互いに反対側に設けられており、可動部用規制部材３６Ｅ、３６Ｆや可動部用規制部材３６Ｇ、３６Ｈは、それぞれ、第１の軸Ｊ１に対して互いに反対側に設けられている。ただし、可動部用規制部材３６の配置や数は、上記のものに限定されない。
【０１００】
同様に、軸部用規制部材３７も、軸部３２１、３２２の周囲に複数設けられている。具体的には、軸部３２１を介してＹ軸方向に対向配置された１対の軸部用規制部材３７Ａ、３７Ｂと、軸部３２２を介してＹ軸方向に対向配置された１対の軸部用規制部材３７Ｃ、３７Ｄと、が設けられている。ただし、軸部用規制部材３７の配置や数は、上記のものに限定されない。
【０１０１】
また、図１７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。
【０１０２】
このような構成の光スキャナー３では、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。
【０１０３】
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。
【０１０４】
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。
【０１０５】
以上、本実施形態の光スキャナー３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。
【０１０６】
このような第５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。
【０１０７】
なお、本実施形態では、例えば、第２の可動部３１２にも支持部３３と同様にして規制部材３５を設けてもよい。この場合、規制部材３５を、その一部が第２の可動部３１２の内側面から突出するように設け、この突出した部分を第２の可動部３１２と軸部３１３、３１４との間に位置させればよい。これにより、第２の可動部３１２に対する第１の可動部３１１の過度な変位が抑制され、軸部３１３、３１４の破損を効果的に抑制することができる。
【０１０８】
＜第６実施形態＞
次に、本発明の画像表示装置の第６実施形態について説明する。
【０１０９】
図１８は、本発明の第６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１９は、図１８中のＦ−Ｆ線断面図である。図２０は、図１８中のＧ−Ｇ線断面図である。図２１は、図１８中のＨ−Ｈ線断面図である。
【０１１０】
以下、第６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。
【０１１１】
本発明の第６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５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。
【０１１２】
図１８および図１９に示すように、本実施形態の光スキャナー３では、第１の可動部３１１が、基部３１１１と、基部３１１１の上面に設けられた保持部３１１２と、を有し、保持部３１１２の上面に光反射部Ｍが設けられている。
【０１１３】
また、保持部３１１２は、軸部３１３、３１４に対してＺ軸方向に離間するとともに、平面視で、基部３１１１および軸部３１３、３１４と重なって設けられている。そのため、軸部３１３、３１４の間の距離を短くしつつ、保持部３１１２の上面の面積（すなわち、光反射部Ｍの面積）を大きくすることができる。また、軸部３１３、３１４の間の距離を短くすることができることから、第２の可動部３１２の小型化を図ることができる。
【０１１４】
また、平面視で、可動部用規制部材３６（３６Ａ〜３６Ｈ）および軸部用規制部材３７（３７Ａ〜３７Ｄ）がそれぞれ保持部３１１２と重なるように位置している。また、図２０に示すように、可動部用規制部材３６は、凹部５１の開口（支持部３３の上面）から上方に突出する突出部３６４を有し、同様に、図２１に示すように、軸部用規制部材３７は、凹部５２の開口（支持部３３の上面）から上方に突出する突出部３７４を有している。すなわち、突出部３６４、３７４は、それぞれ、支持部３３と保持部３１１２との間に位置している。
【０１１５】
可動部用規制部材３６および軸部用規制部材３７をこのような構成および配置とすることで、ＸＹ面内方向の衝撃のみならず、Ｚ軸方向の衝撃に対しても耐衝撃性を高めることができる。例えば、＋Ｚ軸方向に過度な加速度が加わった場合には、可動部３１が−Ｚ軸方向に変位し、保持部３１１２が突出部３６４、３７４にぶつかる。これにより、可動部３１のそれ以上の変位が規制され、軸部３２１、３２２の破損が抑制される。したがって、Ｚ軸方向の衝撃に対しても耐衝撃性が高まる。
【０１１６】
このような第６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。
【０１１７】
なお、本実施形態では、可動部用規制部材３６（３６Ａ〜３６Ｈ）および軸部用規制部材３７（３７Ａ〜３７Ｄ）の全てが突出部３６４、３７４を有しているが、これに限定されず、可動部用規制部材３６（３６Ａ〜３６Ｈ）および軸部用規制部材３７（３７Ａ〜３７Ｄ）のうちの少なくとも１つが突出部３６４（３７４）を有していればよい。
【０１１８】
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。
【０１１９】
図２２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。
【０１２０】
図２２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。
【０１２１】
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。
【０１２２】
図２３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２３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。
【０１２３】
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。
【０１２４】
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。
【０１２５】
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】
【０１２６】
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、２１Ｇ、２１Ｒ……レーザー光源
２２Ｂ、２２Ｇ、２２Ｒ……コリメーターレンズ
２３Ｂ、２３Ｇ、２３Ｒ……ダイクロイックミラー
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
３０……構造体
３０１……第１のＳｉ層
３０２……ＳｉＯ２層
３０３……第２のＳｉ層
３１……可動部
３１１……第１の可動部
３１１１……基部
３１１２……保持部
３１２……第２の可動部
３１２ａ……リブ
３１３、３１４……軸部
３２１、３２２……軸部
３３……支持部
３３１、３３２……内側面
３４……駆動手段
３４１……永久磁石
３４２……コイル
３５……規制部材
３６、３６Ａ、３６Ｂ、３６Ｃ、３６Ｄ、３６Ｅ、３６Ｆ、３６Ｇ、３６Ｈ……可動部用規制部材
３６０……半田ボール
３６１……突出部
３６２……コア部
３６３……樹脂層
３６４……突出部
３７、３７Ａ、３７Ｂ、３７Ｃ、３７Ｄ……軸部用規制部材
３７１……突出部
３７２……コア部
３７３……樹脂層
３７４……突出部
３８１、３８２……接続部
５１、５２……凹部
５１１、５２１……開放部
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
３２０……表示部
ＢＢ、ＧＧ、ＲＲ……レーザー光
Ｄ１、Ｄ２……離間距離
Ｆ……フラックス
Ｊ１……第１の軸
Ｊ２……第２の軸
ＬＬ……描画用レーザー光
Ｍ……光反射部
Ｓ……空隙
Ｗ１……最大幅
Ｗ２……幅
θ……中心角
【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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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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