(57)【要約】【課題】可動板の垂直走査に水平走査が影響し難いように振動性能を向上させた光スキャナーを提供する。【解決手段】光を反射する反射面５ａを備える可動板２９と、可動板２９を垂直軸１２の軸まわりに揺動可能に支持する第１軸部２７及び第２軸部２８と、第１軸部２７及び第２軸部２８に接続された変位部２４と、変位部２４を垂直軸１２と交差する水平軸１１の軸まわりに揺動可能に支持する第３軸部２２及び第４軸部２３と、変位部２４に設けられた第２コイル３２と、変位部２４と隔てて設けられ、第２コイル３２に作用する垂直軸１２および水平軸１１の軸に対して傾斜する磁界を発生する磁石と、を備え、変位部２４は、可動板２９を囲む枠部２４ｂ、枠部２４ｂより厚みが薄く枠部２４ｂから第３軸部２２及び第４軸部２３が延在する方向と交差する向きに延在する薄板構造部２４ａ、を備える。【選択図】図４
2015087444.tif 000002
【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板と、
前記可動板を第１の軸まわりに揺動可能に支持する第１ねじり棒ばね部と、
前記第１ねじり棒ばね部に接続された変位部と、
前記変位部を前記第１の軸と交差する第２の軸まわりに揺動可能に支持する第２ねじり棒ばね部と、
前記変位部に設けられたコイルと、
前記変位部と隔てて設けられ、前記コイルに作用する前記第１の軸および前記第２の軸に対して傾斜する磁界を発生する磁石と、
を備え、
前記変位部は、前記可動板を囲む枠部、前記枠部より厚みが薄く前記枠部から前記第２ねじり棒ばね部が延在する方向と交差する向きに延在するダンパー部、を備えることを特徴とする光スキャナー。
【請求項２】
請求項１に記載の光スキャナーであって、
前記コイルは前記第２ねじり棒ばね部が延在する方向に延在する第１導線部を有し、前記第１導線部は前記枠部と離れた場所に位置することを特徴とする光スキャナー。
【請求項３】
請求項１または２に記載の光スキャナーであって、
前記ダンパー部は前記第２ねじり棒ばね部に近い場所の厚みより離れた場所の厚みが厚いことを特徴とする光スキャナー。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の光スキャナーであって、
前記第１ねじり棒ばね部が延在する方向の前記変位部の長さは前記第２ねじり棒ばね部が延在する方向の前記変位部の長さより長いことを特徴とする光スキャナー。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の光スキャナーであって、
前記光反射部は反射板と前記反射板を支持する支柱部とを備え、
前記反射板は前記変位部と前記反射板の厚み方向に間隔を空けて設置され、前記反射板の厚み方向から見た平面視において前記反射板の一部は前記変位部と重なることを特徴とする光スキャナー。
【請求項６】
請求項３〜５のいずれか一項に記載の光スキャナーであって、
前記ダンパー部の前記厚みが厚い場所は前記ダンパー部に対して前記枠部が厚み方向に突出する側と反対側に突出することを特徴とする光スキャナー。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載の光スキャナーであって、
前記コイルは第２導線部と第３導線部とを有し、前記第３導線部は前記第２導線部より厚みが薄く前記変位部の厚み方向から見た平面視で前記第２導線部より幅が広く、
前記枠部と前記ダンパー部とが接続する場所に前記第３導線部が位置することを特徴とする光スキャナー。
【請求項８】
光を射出する光源と、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板と、
前記可動板を第１の軸まわりに揺動可能に支持する第１ねじり棒ばね部と、
前記第１ねじり棒ばね部に接続された変位部と、
前記変位部を前記第１の軸と交差する第２の軸まわりに揺動可能に支持する第２ねじり棒ばね部と、
前記変位部に設けられたコイルと、
前記変位部と隔てて設けられ、前記コイルに作用する前記第１の軸および前記第２の軸に対して傾斜する磁界を発生する磁石と、
を備え、
前記変位部は、前記可動板を囲む枠部、前記枠部より厚みが薄く前記枠部から前記第２ねじり棒ばね部が延在する方向と交差する向きに延在するダンパー部、を備えることを特徴とする画像表示装置。
【請求項９】
観察者の頭部に装着されるフレームと、
光を射出する光源と、
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、
光を反射する光反射部を備える可動板と、
前記可動板を第１の軸まわりに揺動可能に支持する第１ねじり棒ばね部と、
前記第１ねじり棒ばね部に接続された変位部と、
前記変位部を前記第１の軸と交差する第２の軸まわりに揺動可能に支持する第２ねじり棒ばね部と、
前記変位部に設けられたコイルと、
前記変位部と隔てて設けられ、前記コイルに作用する前記第１の軸および前記第２の軸に対して傾斜する磁界を発生する磁石と、
を備え、
前記変位部は、前記可動板を囲む枠部、前記枠部より厚みが薄く前記枠部から前記第２ねじり棒ばね部が延在する方向と交差する向きに延在するダンパー部、を備え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１０】
自動車のフロントガラスに光を照射するヘッドアップディスプレイであって、
光を射出する光源と、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板と、
前記可動板を第１の軸まわりに揺動可能に支持する第１ねじり棒ばね部と、
前記第１ねじり棒ばね部に接続された変位部と、
前記変位部を前記第１の軸と交差する第２の軸まわりに揺動可能に支持する第２ねじり棒ばね部と、
前記変位部に設けられたコイルと、
前記変位部と隔てて設けられ、前記コイルに作用する前記第１の軸および前記第２の軸に対して傾斜する磁界を発生する磁石と、
を備え、
前記変位部は、前記可動板を囲む枠部、前記枠部より厚みが薄く前記枠部から前記第２ねじり棒ばね部が延在する方向と交差する向きに延在するダンパー部、を備えることを特徴とするヘッドアップディスプレイ。
【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、ヘッドマウントディスプレイおよびヘッドアップディスプレイに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
レーザープリンターや画像表示装置等には光走査により描画を行うための光スキャナーが用いられている。そして、直交する２方向にねじり棒ばねを備える光スキャナーが、特許文献１に開示されている。これによると、光スキャナーは可動板が一対の第１ねじり棒ばねにより揺動可能に支持されている。第１ねじり棒ばねの他端は枠状の変位部に接続されている。さらに、変位部は第２ねじり棒ばねにより揺動可能に支持されている。第２ねじり棒ばねの他端は枠状の支持部に接続されている。第１ねじり棒ばねが延在する方向を第１方向とし、第２ねじり棒ばねが延在する方向を第２方向とする。第１方向と第２方向とは直交している。これにより、可動板は直交する２方向を回転軸にして揺動することができる。
【０００３】
可動板の厚み方向からみた平面視において可動板及び変位部を挟んで永久磁石が設けられている。永久磁石は第１方向に対して４５°傾けて設置されている。可動板及び変位部にはそれぞれコイルが設置されている。可動板に設置されたコイルには正弦波状の約２５ＫＨｚの水平走査駆動信号が入力される。変位部に設置されたコイルには鋸波状の約６０Ｈｚの垂直走査駆動信号が入力される。これにより、可動板は変位部に対して水平走査駆動信号に対応して作動する。変位部は支持部に対して垂直走査駆動信号に対応して作動する。
【０００４】
１方向にねじり棒ばねを備える光スキャナーが、特許文献２に開示されている。これによると、光スキャナーは第１可動板が一対のねじり棒ばねにより揺動可能に支持されている。一方のねじり棒ばねは支持体に固定されている。他方のねじり棒ばねは第２可動板に接続されている。第２可動板にはコイルが設置され、コイルに磁場が作用して第２可動板が揺動される。そして、第２可動板の揺動により第１可動板が揺動する。第２可動板にはダンパー構造が設置されている。ダンパー構造により光スキャナーはＱ値が低減されている。このダンパー構造は２つの可動板の相互の影響を抑制するための機構ではない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−７５５８７号公報
【特許文献２】特開２００５−２５００７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
携帯可能な装置に光スキャナーを用いるためには光スキャナーを小型にする要望がある。特許文献１の光スキャナーを小型にするとき、変位部も小型にする必要がある。変位部に設置されたコイルは可動板に設置されたコイルが発信する電磁波を受信する。これにより、垂直走査駆動信号だけに対応して作動する予定の変位部が水平走査駆動信号の影響を受けて作動する。さらに、可動板の揺動の影響を受けて揺動し易くなっている。変位部を小型にするとき変位部は慣性モーメントが小さくなるので水平走査駆動信号の影響を受け易くなる。その結果、可動板は垂直走査に不要な揺動成分が加わった動作となる。そこで、光スキャナーを小型にしても可動板の垂直走査に水平走査が影響し難いように振動性能を向上させた光スキャナーが望まれていた。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【０００８】
［適用例１］
本適用例にかかる光スキャナーであって、光を反射する光反射部を備える可動板と、前記可動板を第１の軸まわりに揺動可能に支持する第１ねじり棒ばね部と、前記第１ねじり棒ばね部に接続された変位部と、前記変位部を前記第１の軸と交差する第２の軸まわりに揺動可能に支持する第２ねじり棒ばね部と、前記変位部に設けられたコイルと、前記変位部と隔てて設けられ、前記コイルに作用する前記第１の軸および前記第２の軸に対して傾斜する磁界を発生する磁石と、を備え、前記変位部は、前記可動板を囲む枠部、前記枠部より厚みが薄く前記枠部から前記第２ねじり棒ばね部が延在する方向と交差する向きに延在するダンパー部、を備えることを特徴とする。
【０００９】
本適用例によれば、第１ねじり棒ばね部の一端が可動板を支持し、第１ねじり棒ばね部の他端は変位部に連結されている。そして、変位部は第２ねじり棒ばね部に支持されている。第１ねじり棒ばね部が延在する方向と第２ねじり棒ばね部が延在する方向とは交差している。可動板は第１ねじり棒ばね部の軸まわりである第１の軸まわりに揺動し、変位部は第２ねじり棒ばね部の軸まわりである第２の軸まわりに揺動する。従って、光反射部は交差する２方向の軸まわりに揺動する。
【００１０】
変位部にはコイルが設けられている。そして、コイルに磁界を作用させて変位部を駆動する磁石が設置されている。コイルに通電して変位部を駆動することにより、光スキャナーは光反射部を交差する２方向の軸まわりに揺動させることができる。変位部は枠部及びダンパー部を備えている。枠部は第１ねじり棒ばね部と第２ねじり棒ばね部との相対位置を維持する。ダンパー部は枠部から第２ねじり棒ばね部が延在する方向と交差する向きに延在する。変位部が第２の軸まわりに揺動するとき、ダンパー部は周囲に気流を発生させてダンパーとして機能する。これにより、変位部を周波数の高い駆動に対して反応し難くすることができる。従って、光反射部が第２ねじり棒ばね部の軸まわりに揺動するとき周波数の高い駆動に対して反応し難くすることができる。その結果、光反射部の振動性能を向上させることができる。
【００１１】
［適用例２］
上記適用例にかかる光スキャナーにおいて、前記コイルは前記第２ねじり棒ばね部が延在する方向に延在する第１導線部を有し、前記第１導線部は前記枠部と離れた場所に位置することを特徴とする。
【００１２】
本適用例によれば、コイルは第２ねじり棒ばね部が延在する方向に延在する第１導線部を有している。変位部が第２ねじり棒ばね部を軸にして揺動するとき、枠部とダンパー部とが接続する部分で応力が変動する。第１導線部は枠部と離れている為、応力が変動する場所から離れている。従って、枠部とダンパー部とが接続する部分に第１導線部が設置されるときに比べて応力変動を小さくすることができる。その結果、第１導線部が金属疲労により断線することを抑制することができる。
【００１３】
［適用例３］
上記適用例にかかる光スキャナーにおいて、前記ダンパー部は前記第２ねじり棒ばね部に近い場所の厚みより離れた場所の厚みが厚いことを特徴とする。
【００１４】
本適用例によれば、ダンパー部は第２ねじり棒ばね部に近い場所より離れた場所の厚みが厚くなっている。従って、変位部はダンパー部の第２ねじり棒ばね部と離れた場所の厚みが薄いときに比べて慣性モーメントを大きくすることができる。これにより、変位部を周波数の高い駆動に対して反応し難くすることができる。従って、光反射部が第２の軸まわりに揺動するとき周波数の高い駆動に対して反応し難くすることができる。その結果、光反射部の振動性能を向上させることができる。
【００１５】
［適用例４］
上記適用例にかかる光スキャナーにおいて、前記第１ねじり棒ばね部が延在する方向の前記変位部の長さは前記第２ねじり棒ばね部が延在する方向の前記変位部の長さより長いことを特徴とする。
【００１６】
本適用例によれば、変位部は交差する２方向で長さが異なっている。第１ねじり棒ばね部が延在する方向の変位部の長さを第１長さとする。第２ねじり棒ばね部が延在する方向の変位部の長さを第２長さとする。そして、第１長さは第２長さより長くなっている。これにより、変位部が揺動するとき第２ねじり棒ばね部の軸まわりに揺動する方が第１ねじり棒ばね部の軸まわりに揺動するときよりダンパー部の移動量が大きい。従って、第２ねじり棒ばね部の軸まわりに揺動する方が第１ねじり棒ばね部の軸まわりに揺動するときより抵抗が大きくなる。その結果、変位部を周波数の高い駆動に対して第２ねじり棒ばね部の軸まわりに反応し難くすることができる。
【００１７】
［適用例５］
上記適用例にかかる光スキャナーにおいて、前記光反射部は反射板と前記反射板を支持する支柱部とを備え、前記反射板は前記変位部と前記反射板の厚み方向に間隔を空けて設置され、前記反射板の厚み方向から見た平面視において前記反射板の一部は前記変位部と重なることを特徴とする。
【００１８】
本適用例によれば、反射板と変位部とは間隔を空けて設置されている。そして、反射板の厚み方向から見た平面視において反射板は変位部と重なっている。この構成は、反射板と変位部とが同一平面上に位置するときに比べて変位部を短くすることができる。従って、光スキャナーを小型にすることができる。
【００１９】
［適用例６］
上記適用例にかかる光スキャナーにおいて、前記ダンパー部の前記厚みが厚い場所は前記ダンパー部に対して前記枠部が厚み方向に突出する側と反対側に突出することを特徴とする。
【００２０】
本適用例によれば、ダンパー部に対して枠部が厚み方向に突出する側とダンパー部の厚みが厚い場所が突出する側とは反対側になっている。従って、ダンパー部に対して枠部が厚み方向に突出する側とダンパー部の厚い場所が突出する側とが同じ側の構造に比べて本適用例の変位部は第２ねじり棒ばね部の軸に対する慣性モーメントのバランスがよく、第２ねじり棒ばね部の軸まわりのねじり運動に不要振動が重畳されにくくすることができる。すなわち、変位部の重心を第２ねじり棒ばね部の軸に近づけることができるため、第２ねじり棒ばね部にかかるねじり応力と曲げ応力とによる複合応力を小さくすることができる。
【００２１】
［適用例７］
上記適用例にかかる光スキャナーにおいて、前記コイルは第２導線部と第３導線部とを有し、前記第３導線部は前記第２導線部より厚みが薄く前記変位部の厚み方向から見た平面視で前記第２導線部より幅が広く、前記枠部と前記ダンパー部とが接続する場所に前記第３導線部が位置することを特徴とする。
【００２２】
本適用例によれば、コイルは第２導線部と第３導線部とを有している。第３導線部は第２導線部より厚みが薄い。変位部の厚み方向から見た平面視で第２導線部より幅が広い。従って、第２導線部の断面積と第３導線部の断面積は同様な面積となっている。第２ねじり棒ばね部を軸にして変位部が揺動する。このとき、枠部は変形が少なく、ダンパー部は枠部より薄いので撓み易くなっている。そして、枠部とダンパー部とが接続する場所の変位部には加わる応力が高いので、ダンパー部は表面が伸縮する。同様に、枠部とダンパー部とが接続する場所に位置するコイルも揺動に伴って伸縮する。この場所には第３導線部が設置されている。第２導線部に比べて第３導線部は厚みが薄いので第３導線部の内部応力が抑制される。従って、コイルが疲労破壊することを抑制することができる。
【００２３】
［適用例８］
本適用例にかかる画像表示装置であって、光を射出する光源と、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板と、前記可動板を第１の軸まわりに揺動可能に支持する第１ねじり棒ばね部と、前記第１ねじり棒ばね部に接続された変位部と、前記変位部を前記第１の軸と交差する第２の軸まわりに揺動可能に支持する第２ねじり棒ばね部と、前記変位部に設けられたコイルと、前記変位部と隔てて設けられ、前記コイルに作用する前記第１の軸および前記第２の軸に対して傾斜する磁界を発生する磁石と、を備え、前記変位部は、前記可動板を囲む枠部、前記枠部より厚みが薄く前記枠部から前記第２ねじり棒ばね部が延在する方向と交差する向きに延在するダンパー部、を備えることを特徴とする。
【００２４】
本適用例によれば、光源から射出された光を光反射部が反射する。光反射部は交差する２方向の軸まわりに揺動するので、画像表示装置は光の進行方向を変えて画像を表示することができる。そして、変位部が第２の軸まわりに揺動するとき、ダンパー部は周囲の気体を流動させてダンパーとして機能する。これにより、変位部を周波数の高い駆動に対して反応し難くすることができる。従って、光反射部が第２の軸まわりに揺動するとき周波数の高い駆動に対して反応し難くすることができる。その結果、画像表示装置は光反射部の振動性能を向上させることができる。
【００２５】
［適用例９］
本適用例にかかる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、光を射出する光源と、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、光を反射する光反射部を備える可動板と、前記可動板を第１の軸まわりに揺動可能に支持する第１ねじり棒ばね部と、前記第１ねじり棒ばね部に接続された変位部と、前記変位部を前記第１の軸と交差する第２の軸まわりに揺動可能に支持する第２ねじり棒ばね部と、前記変位部に設けられたコイルと、前記変位部と隔てて設けられ、前記コイルに作用する前記第１の軸および前記第２の軸に対して傾斜する磁界を発生する磁石と、を備え、前記変位部は、前記可動板を囲む枠部、前記枠部より厚みが薄く前記枠部から前記第２ねじり棒ばね部が延在する方向と交差する向きに延在するダンパー部、を備えることを特徴とする。
【００２６】
本適用例によれば、観察者はフレームを用いてヘッドマウントディスプレイを頭部に装着することができる。ヘッドマウントディスプレイでは光源が光を光スキャナーに射出する。光スキャナーでは光源から射出された光を光反射部が反射する。光反射部は交差する２方向の軸まわりに揺動するので、光スキャナーは光の進行方向を変えて画像を表示することができる。そして、変位部が第２の軸まわりに揺動するとき、ダンパー部は周囲の気体を流動させてダンパーとして機能する。これにより、変位部を周波数の高い駆動に対して反応し難くすることができる。従って、光反射部が第２の軸まわりに揺動するとき周波数の高い駆動に対して反応し難くすることができる。その結果、ヘッドマウントディスプレイは振動性能の良い光スキャナーを備えた装置とすることができる。
【００２７】
［適用例１０］
本適用例にかかるヘッドアップディスプレイは、自動車のフロントガラスに光を照射するヘッドアップディスプレイであって、光を射出する光源と、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板と、前記可動板を第１の軸まわりに揺動可能に支持する第１ねじり棒ばね部と、前記第１ねじり棒ばね部に接続された変位部と、前記変位部を前記第１の軸と交差する第２の軸まわりに揺動可能に支持する第２ねじり棒ばね部と、前記変位部に設けられたコイルと、前記変位部と隔てて設けられ、前記コイルに作用する前記第１の軸および前記第２の軸に対して傾斜する磁界を発生する磁石と、を備え、前記変位部は、前記可動板を囲む枠部、前記枠部より厚みが薄く前記枠部から前記第２ねじり棒ばね部が延在する方向と交差する向きに延在するダンパー部、を備えることを特徴とする。
【００２８】
本適用例によれば、ヘッドアップディスプレイでは光源が射出する光を光スキャナーが自動車のフロントガラスに照射する。光スキャナーでは光源から射出された光を光反射部が反射する。光反射部は交差する２方向の軸まわりに揺動するので、ヘッドアップディスプレイは光の進行方向を変えて画像を表示することができる。そして、変位部が第２の軸まわりに揺動するとき、ダンパー部は周囲の気体を流動させてダンパーとして機能する。これにより、変位部を周波数の高い駆動に対して反応し難くすることができる。従って、光反射部が第２の軸まわりに揺動するとき周波数の高い駆動に対して反応し難くすることができる。その結果、ヘッドアップディスプレイは振動性能の良い光スキャナーを備えた装置とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】第１の実施形態にかかわる画像表示装置の構成を示す概略斜視図。
【図２】光スキャナーの構造を示す概略斜視図。
【図３】（ａ）は光スキャナーの構造を示す模式上面図、（ｂ）は光スキャナーの構造を示す模式側断面図。
【図４】（ａ）は構造体の構造を示す模式上面図、（ｂ）は構造体の構造を示す模式底面図。
【図５】（ａ）及び（ｂ）は光スキャナーの構造を示す模式側断面図。
【図６】（ａ）は電圧印加手段の構成を示す電気ブロック図、（ｂ）は第１電圧波形を説明するための図、（ｃ）は第２電圧波形を説明するための図。
【図７】変位部の動作を説明するための模式図。
【図８】光スキャナーの製造方法を説明するための模式図。
【図９】光スキャナーの製造方法を説明するための模式図。
【図１０】第２の実施形態にかかわり、（ａ）は、光スキャナーの構造を示す模式平面図、（ｂ）は、光スキャナーの構造を示す模式側断面図。
【図１１】第３の実施形態にかかわり、（ａ）は、光スキャナーの構造を示す模式平面図、（ｂ）は、光スキャナーの構造を示す模式側断面図。
【図１２】第４の実施形態にかかわり、（ａ）は、光スキャナーの構造を示す模式平面図、（ｂ）は、光スキャナーの構造を示す模式側断面図。
【図１３】第５の実施形態にかかわり、（ａ）は、変位部の構造を示す要部模式平面図、（ｂ）及び（ｃ）はコイルの巻線の構造を示す要部模式側断面図。
【図１４】第６の実施形態にかかわり、ヘッドアップディスプレイを示す概略斜視図。
【図１５】第７の実施形態にかかわり、ヘッドマウントディスプレイを示す概略斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
本実施形態では、画像表示装置、光スキャナー、ヘッドアップディスプレイ、ヘッドマウントディスプレイ及び光スキャナーの製造方法の特徴的な例について、添付図面を参照しつつ説明する。尚、各図面における各部材は、各図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各部材毎に縮尺を異ならせて図示している。
【００３１】
（第１の実施形態）
＜画像表示装置＞
画像表示装置の構成について、図１を参照して説明する。図１は、画像表示装置の構成を示す概略斜視図である。図１に示す画像表示装置１は、スクリーンや壁面等のスクリーン２に光としての描画用レーザー光３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。画像表示装置１は、描画用レーザー光３を射出する描画用光源ユニット４と、描画用レーザー光３を走査する光スキャナー５と、光スキャナー５で走査した描画用レーザー光３を反射させるミラー６と、描画用光源ユニット４及び光スキャナー５の作動を制御する制御部７とを有している。尚、ミラー６は、必要に応じて設ければよく、省略してもよい。
【００３２】
描画用光源ユニット４は、赤色、緑色、青色の各色の光源としてのレーザー光源８ｒ、８ｇ、８ｂと、レーザー光源８ｒ、８ｇ、８ｂに対応して設けられたコリメーターレンズ９ｒ、９ｇ、９ｂ及びダイクロイックミラー１０ｒ、１０ｇ、１０ｂと、を備えている。
【００３３】
レーザー光源８ｒ、８ｇ、８ｂは、それぞれ、光源を駆動する図示しない駆動回路を有している。そして、レーザー光源８ｒは、赤色のレーザー光３ｒを射出し、レーザー光源８ｇは、緑色のレーザー光３ｇを射出し、レーザー光源８ｂは、青色のレーザー光３ｂを射出する。レーザー光３ｒ、３ｇ、３ｂは、それぞれ、制御部７から送信される駆動信号に対応して射出され、コリメーターレンズ９ｒ、９ｇ、９ｂによって平行光または略平行光にされる。レーザー光源８ｒ、８ｇ、８ｂ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等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８ｒ、８ｇ、８ｂの小型化を図ることができる。
【００３４】
このようなレーザー光源８ｒ、８ｇ、８ｂの配置に倣って、ダイクロイックミラー１０ｒ、ダイクロイックミラー１０ｇ、ダイクロイックミラー１０ｂが配置されている。ダイクロイックミラー１０ｒは、レーザー光３ｒを反射する特性を有している。ダイクロイックミラー１０ｇは、レーザー光３ｇを反射するとともに、レーザー光３ｒを透過する特性を有している。ダイクロイックミラー１０ｂは、レーザー光３ｂを反射するとともに、レーザー光３ｒ、３ｇ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１０ｒ、１０ｇ、１０ｂによって、各色のレーザー光３ｒ、３ｇ、３ｂが合成されて描画用レーザー光３となる。
【００３５】
光スキャナー５は光反射部としての反射面５ａを備え、描画用光源ユニット４が射出する描画用レーザー光３は反射面５ａを照射する。光スキャナー５は第２の軸としての水平軸１１を軸として反射面５ａを揺動し、第１の軸としての垂直軸１２を軸として反射面５ａを揺動する。これにより描画用レーザー光３は垂直及び水平の２方向に走査することができる。つまり、光スキャナー５は描画用レーザー光３を２次元走査する機能を有している。反射面５ａを反射した描画用レーザー光３はミラー６を反射してスクリーン２を照射する。これにより、スクリーン２には所定のパターンが描画される。
【００３６】
図２は光スキャナーの構造を示す概略斜視図である。図２に示すように、光スキャナー５は、有底角筒状の筐体１３を備え、筐体１３の底板１３ａの平面形状は四角形となっている。底板１３ａ上には角筒状の側板１３ｂが立設されている。筐体１３の内側には側板１３ｂに沿って底板１３ａ上に一対の磁石としての永久磁石１４が設置されている。永久磁石１４のうち図中左上の永久磁石１４を第１磁石１４ａとし、図中右下の永久磁石１４を第２磁石１４ｂとする。第１磁石１４ａと第２磁石１４ｂとは向かい合って配置されている。
【００３７】
筐体１３の内側には第１磁石１４ａと第２磁石１４ｂとの間に構造体１５が配置されている。構造体１５は直方体の形状をしている。構造体１５の側面は筐体１３の側板１３ｂに対して斜めに配置されている。構造体１５の側面の１つが延在する方向をＸ方向とする。Ｘ方向は水平軸１１が延在する方向である。構造体１５の側面においてＸ方向と直交する方向をＹ方向とする。Ｙ方向は垂直軸１２が延在する方向である。構造体１５の厚み方向をＺ方向とする。筐体１３の側板１３ｂは底板１３ａからＺ方向に延びている。Ｚ方向は反射面５ａが向く方向である。Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向はそれぞれ直交する。描画用レーザー光３はＺ方向から照射され、反射面５ａにて反射した描画用レーザー光３はＺ方向に進行する。
【００３８】
図３（ａ）は光スキャナーの構造を示す模式上面図であり、図３（ｂ）は光スキャナーの構造を示す模式側断面図である。図３（ｂ）は図３（ａ）中のＡ−Ａ線に沿う断面を示す。図３（ａ）に示すように、第１磁石１４ａは構造体１５を向く側がＮ極に着磁され、構造体１５から離れる側がＳ極に着磁されている。第２磁石１４ｂは構造体１５を向く側がＳ極に着磁され、構造体１５から離れる側がＮ極に着磁されている。これにより、構造体１５の図中上側に第１磁石１４ａのＮ極から図中下側の第２磁石１４ｂのＳ極に向かって磁力線１６が進行する。そして、磁力線１６は構造体１５を通過する。
【００３９】
永久磁石１４は水平軸１１及び垂直軸１２の両軸に対して傾斜する方向に延在する棒状をなしている。永久磁石１４は平面視にて水平軸１１及び垂直軸１２に対してＮ極とＳ極とを結ぶ線分が傾斜する方向に磁化されている。水平軸１１に対する永久磁石１４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１４を設けることにより、円滑かつ確実に、反射面５ａを水平軸１１まわりに揺動させることができる。
【００４０】
永久磁石１４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１４は硬質磁性体を着磁したものである。
【００４１】
図３（ｂ）に示すように、構造体１５は底板１３ａ上に設置され、周囲が側板１３ｂに囲まれている。従って、作業者等が光スキャナー５を把持するとき作業者等は筐体１３を把持するので、光スキャナー５は構造体１５に接触され難い構造となっている。これにより、構造体１５が壊れ易い構造であっても損傷を受け難くすることができる。
【００４２】
図４（ａ）は構造体の構造を示す模式上面図であり、図４（ｂ）は構造体の構造を示す模式底面図である。図５（ａ）及び（ｂ）は光スキャナーの構造を示す模式側断面図である。図５（ａ）は図４（ａ）中のＢ−Ｂ線に沿う断面を示し、図５（ｂ）は図４（ａ）中のＣ−Ｃ線に沿う断面を示している。
【００４３】
図４及び図５に示すように、構造体１５は角筒状の第１支持枠部１７を備えている。第１支持枠部１７は底板１３ａ上に設置されている。第１支持枠部１７上には角筒状の第２支持枠部１８が重ねて設置されている。第２支持枠部１８はシリコンからなり、第２支持枠部１８のＺ方向を向く面には酸化膜１８ａが設置されている。第２支持枠部１８のＺ方向側には四角形の枠状の支持部２１が設置されている。支持部２１と第１支持枠部１７及び第２支持枠部１８はＺ方向から見た形状が略同じ形状となっている。
【００４４】
支持部２１においてＹ方向の中央にはＸ方向に延在する第２ねじり棒ばね部としての第３軸部２２及び第４軸部２３が設置されている。第３軸部２２と第４軸部２３とは対向して水平軸１１に沿って配置されている。第３軸部２２と第４軸部２３との間には変位部２４が設置されている。変位部２４は四角形の枠状であり、Ｙ方向に長い長方形となっている。
【００４５】
第３軸部２２は一端が支持部２１と接続され、他端が変位部２４と接続されている。同様に、第４軸部２３の一端が支持部２１と接続され、他端が変位部２４と接続されている。これにより、第３軸部２２及び第４軸部２３が変位部２４を揺動可能に支持する構造となっている。
【００４６】
第３軸部２２及び第４軸部２３は一対のねじり棒ばねとして機能し、変位部２４が水平軸１１を回転軸にして揺動する。第３軸部２２及び第４軸部２３は支持部２１と接続する場所の平面形状が円弧となっている。これにより、第３軸部２２及び第４軸部２３が支持部２１と接続する場所で応力集中することを抑制することができる。同様に、第３軸部２２及び第４軸部２３は変位部２４と接続する場所の平面形状が円弧となっている。これにより、第３軸部２２及び第４軸部２３が変位部２４と接続する場所で応力集中することを抑制することができる。
【００４７】
変位部２４は板状の板状部材２５と角筒部２６とから構成されている。角筒部２６は板状部材２５の−Ｚ方向側に位置し四角形の角筒状の形状となっている。変位部２４のうち角筒部２６より＋Ｙ方向側に位置する部位をダンパー部としての薄板構造部２４ａとする。さらに、変位部２４のうち角筒部２６より−Ｙ方向側に位置する部位も薄板構造部２４ａとする。従って、変位部２４はＹ方向において薄板構造部２４ａ、枠部２４ｂ、薄板構造部２４ａの順に配置されている。薄板構造部２４ａは板状部材２５の一部分から構成されている。そして、角筒部２６を含んで角筒部２６より内側の部分を枠部２４ｂとする。枠部２４ｂは板状部材２５の一部分と角筒部２６とから構成される。角筒部２６が設置された側が薄板構造部２４ａより突出した側となっている。薄板構造部２４ａの厚みは板状部材２５の厚みであり、枠部２４ｂの厚みは板状部材２５の厚みに角筒部２６の厚みを加えた厚みになっている。従って、薄板構造部２４ａは厚みが薄く、枠部２４ｂは厚みが厚い構造となっている。
【００４８】
変位部２４においてＸ方向の中央にはＹ方向に延在する第１ねじり棒ばね部としての第１軸部２７及び第１ねじり棒ばね部としての第２軸部２８が設置されている。第１軸部２７と第２軸部２８とは対向して垂直軸１２に沿って配置されている。第１軸部２７と第２軸部２８との間には可動板２９が設置されている。可動板２９は四角形の板状であり、可動板２９のＺ方向側の面が反射面５ａとなっている。変位部２４において第１軸部２７及び第２軸部２８の＋Ｘ方向側に位置する孔を第１孔２４ｃとし、第１軸部２７及び第２軸部２８の−Ｘ方向側に位置する孔を第２孔２４ｄとする。
【００４９】
第１軸部２７では一端が板状部材２５と接続され、他端が可動板２９と接続されている。同様に、第２軸部２８では一端が板状部材２５と接続され、他端が可動板２９と接続されている。これにより、第１軸部２７及び第２軸部２８が可動板２９を揺動可能に支持する構造となっている。第１軸部２７及び第２軸部２８は一対のねじり棒ばねとして機能し、可動板２９が垂直軸１２を回転軸にして揺動する。
【００５０】
可動板２９、第１軸部２７、第２軸部２８は垂直軸１２を回転軸にして揺動または往復回動する第１の振動系を構成する。第１軸部２７及び第２軸部２８はねじり棒ばねとして機能し第１軸部２７及び第２軸部２８は所定のばね定数を有している。可動板２９が揺動するときの固有振動数は第１軸部２７及び第２軸部２８のばね定数と可動板２９の質量とにより決まる。尚、ねじり棒ばねはトーションバーとも称される。変位部２４、可動板２９、第１軸部２７、第２軸部２８、第３軸部２２、第４軸部２３は水平軸１１を回転軸にして揺動または往復回動する第２の振動系を構成する。
【００５１】
可動板２９のＺ方向を向く面には光反射部としての反射膜３０が設置され、照射する描画用レーザー光３の一部は反射膜３０の表面である反射面５ａで反射される。可動板２９及び反射膜３０により光反射部としての反射体３１が構成されている。
【００５２】
変位部２４のＺ方向を向く面には可動板２９を囲んでコイルとしての第２コイル３２が設置されている。第２コイル３２は角筒部２６と対向する場所に配置されている。第２コイル３２と接続して第２配線３３が第４軸部２３上に設置されている。第２配線３３は第２コイル３２から第４軸部２３上を通って支持部２１まで設置されている。
【００５３】
可動板２９のＺ方向を向く面には反射膜３０を囲んで第１コイル３４が設置されている。第１コイル３４は可動板２９の周囲に沿って配置されている。第１コイル３４及び第２コイル３２は導線が螺旋形に配置された平面コイルとなっている。第１コイル３４と接続して第１配線３５が第２軸部２８上に設置されている。第１配線３５は第２軸部２８から第２コイル３２上を通り第３軸部２２上を通って支持部２１まで配置されている。第２コイル３２と第１配線３５との間には絶縁膜３２ａが配置されているので、第２コイル３２と第１配線３５との間は絶縁されている。第１コイル３４及び第２コイル３２は電圧印加部３６に接続されている。そして、電圧印加部３６により第１コイル３４及び第２コイル３２に電圧が印加されることで、第１コイル３４及び第２コイル３２から水平軸１１及び垂直軸１２に直交する成分の磁束を有する磁界が発生する。永久磁石１４、第１コイル３４、第２コイル３２及び電圧印加部３６は、前述した第１の振動系及び第２の振動系を駆動させる駆動手段を構成する。
【００５４】
垂直軸１２を回転軸にして可動板２９を揺動するとともに、水平軸１１を回転軸にして変位部２４を揺動する。これにより、可動板２９及び反射面５ａを互いに直交する水平軸１１、垂直軸１２の２軸まわりに揺動させることができる。尚、第１軸部２７、第２軸部２８、第３軸部２２及び第４軸部２３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、第１軸部２７、第２軸部２８、第３軸部２２及び第４軸部２３の各軸部をそれぞれ分割して２本の軸からなるようにしてもよい。
【００５５】
変位部２４は、垂直軸１２に沿った方向の長さが水平軸１１に沿った方向の長さよりも長くなっている。すなわち、垂直軸１２に沿った方向における変位部２４の長さをａとし、水平軸１１に沿った方向における変位部２４の長さをｂとしたとき、ａ＞ｂの関係を満たす。これにより、第１軸部２７及び第２軸部２８に必要な長さを確保しつつ、水平軸１１に沿った方向における光スキャナー５の長さを抑えることができる。そして、水平軸１１を回転軸とする変位部２４の揺動を低い周波数に対して応答し易くし、垂直軸１２を回転軸とする変位部２４の揺動を高い周波数に対して応答し易くすることができる。
【００５６】
支持部２１、第３軸部２２、第４軸部２３、板状部材２５、第１軸部２７、第２軸部２８及び可動板２９は第１のＳｉ層（デバイス層）に一体的に形成されている。これらの部位と角筒部２６は、第１のＳｉ層（デバイス層）と、酸化膜１８ａ（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。第２のＳｉ層からは角筒部２６及び第２支持枠部１８が形成されている。ＳＯＩ基板は、エッチングにより微細な加工が可能である。ＳＯＩ基板を用いて支持部２１、第３軸部２２、第４軸部２３、板状部材２５、第１軸部２７、第２軸部２８、可動板２９、角筒部２６及び第２支持枠部１８を形成することにより、これらの部位の寸法精度を優れたものとすることができる。これにより、第１の振動系及び第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。
【００５７】
支持部２１の底板１３ａ側には第２支持枠部１８が配置されている。第２支持枠部１８は支持部２１の強度を高めている。さらに、第２支持枠部１８は角筒部２６のＸＹ方向を囲んでいる。これにより、操作者が構造体１５を把持するときに第２支持枠部１８を把持することにより第３軸部２２及び第４軸部２３に応力が加わることを防ぐことができる。第２支持枠部１８はシリコンにより形成され、第２支持枠部１８の支持部２１側の面には酸化膜１８ａが形成されている。
【００５８】
各部材の寸法は特に限定されないが、本実施形態では例えば、各部位の寸法は次の値に設定されている。構造体１５のＸ方向の長さは７０００μｍであり、Ｙ方向の長さは４０００μｍとなっている。光スキャナー５のＺ方向の長さは３０００μｍとなっている。第１支持枠部１７の高さは１０００μｍであり、第２支持枠部１８の高さは２００μｍ〜３００μｍとなっている。支持部２１の内側の孔はＸ方向の長さが５９００μｍとなっている。
【００５９】
板状部材２５は、Ｘ方向の長さが２３００μｍであり、Ｙ方向の長さが３５００μｍとなっている。板状部材２５は厚みが４０μｍとなっている。第１孔２４ｃ及び第２孔２４ｄのＹ方向の長さは２０００μｍとなっている。角筒部２６の幅は５０μｍ〜１００μｍであり、Ｚ方向の長さは２００μｍ〜３００μｍとなっている。角筒部２６のＹ方向側の端から変位部２４のＹ方向側の端までの長さは７５０μｍとなっている。
【００６０】
可動板２９は一辺の長さが１０００μｍの正方形となっている。永久磁石１４は幅が３０００μｍであり、長さが５０００μｍとなっている。永久磁石１４はＺ方向の長さが３０００μｍとなっている。
【００６１】
図６（ａ）は電圧印加手段の構成を示す電気ブロック図である。図６（ａ）に示すように、電圧印加部３６は、垂直軸１２を回転軸にして可動板２９を揺動させるための第１電圧波形を発生させる第１電圧発生部３７を備えている。第１電圧発生部３７は電圧を第１コイル３４に出力する。さらに、電圧印加部３６は、水平軸１１を回転軸にして可動板２９を揺動させるための第２電圧波形を発生させる第２電圧発生部３８を備えている。第２電圧発生部３８は電圧を第２コイル３２に出力する。電圧印加部３６は制御部７と接続されている。制御部７は第１電圧発生部３７及び第２電圧発生部３８を制御する。制御部７からの信号に基づき第１電圧発生部３７は第１コイル３４を駆動し、第２電圧発生部３８は第２コイル３２を駆動する。
【００６２】
図６（ｂ）は第１電圧波形を説明するための図である。図６（ｂ）において縦軸は電圧を示し、横軸は時間の経過を示す。第１電圧波形４１は第１電圧発生部３７が出力する電圧の波形を示している。第１電圧波形４１は第１周期４１ａで周期的に変化する正弦波のような波形をなしている。第１電圧波形４１の周波数は、例えば、１８〜３０ｋＨｚであるのが好ましい。本実施形態では例えば第１電圧波形４１の周波数は可動板２９、第１軸部２７、第２軸部２８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、垂直軸１２を回転軸とした可動板２９の揺動角を大きくすることができる。または、可動板２９を揺動するために用いる電力を抑制することができる。
【００６３】
図６（ｃ）は第２電圧波形を説明するための図である。図６（ｃ）において縦軸は電圧を示し、横軸は時間の経過を示す。第２電圧波形４２は第２電圧発生部３８が出力する電圧の波形を示している。第２電圧波形４２は第１周期４１ａより長い第２周期４２ａで周期的に変化する鋸波のような波形をなしている。第２電圧波形４２の周波数は、第１電圧波形４１の周波数より低く、例えば、６０〜１２０Ｈｚであるのが好ましい。本実施形態では、第２電圧波形４２の周波数は、可動板２９、第１軸部２７、第２軸部２８、変位部２４、第３軸部２２及び第４軸部２３等で構成された第２の振動系のねじり共振周波数（ｆ２）と異なる周波数となるように調整されている。このように第２電圧波形４２の周波数を第１電圧波形４１の周波数よりも小さくする。これにより、より確実かつより円滑に、垂直軸１２を回転軸にして第１電圧波形４１の周波数で可動板２９を揺動させつつ、水平軸１１を回転軸にして第２電圧波形４２の周波数で可動板２９を揺動させることができる。
【００６４】
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い。これにより、より円滑に、垂直軸１２を回転軸にして第１電圧波形４１の周波数で可動板２９を揺動させつつ、水平軸１１を回転軸にして第２電圧波形４２の周波数で可動板２９を揺動させることができる。
【００６５】
次に、光スキャナー５の駆動方法について説明する。第１電圧波形４１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いる。第２電圧波形４２の周波数は、第１電圧波形４１の周波数よりも低くなるように設定されている。
【００６６】
電圧印加部３６は第１電圧波形４１の電圧波形を第１コイル３４に出力する。第１コイル３４には磁力線１６が作用しているので、第１コイル３４には所定の方向の電磁力が作用する。これにより、可動板２９は第１軸部２７及び第２軸部２８を回転軸にして捻じれる。第１電圧波形４１は正弦波に類似した波形であり、第１コイル３４を流れる電流の向きが反転する。これにより、第１コイル３４に作用する電磁力の向きが反転する。そして、第１コイル３４に作用する電磁力の向きは第１周期４１ａの半分の時間間隔で反転するので、可動板２９は第１軸部２７及び第２軸部２８を回転軸にして揺動する。可動板２９に垂直軸１２を回転軸とするねじり振動成分を有する振動が励振される。その振動に伴って第１軸部２７及び第２軸部２８が捩れ変形されて、可動板２９が第１電圧波形４１の周波数で垂直軸１２を回転軸にして揺動する。尚、第１電圧波形４１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、共振振動によって第１コイル３４は可動板２９を大きく揺動させることができる。
【００６７】
電圧印加部３６は第２電圧波形４２の電圧波形を第２コイル３２に出力する。第２コイル３２にも磁力線１６が作用しているので、第２コイル３２には所定の方向の電磁力が作用する。これにより、変位部２４は第３軸部２２及び第４軸部２３を回転軸にして捻じれる。第２電圧波形４２は三角波であり、第２コイル３２を流れる電流の向きが反転する。これにより、第２コイル３２に作用する電磁力の向きが反転する。そして、第２コイル３２に作用する電磁力の向きは第２周期４２ａの半分の時間間隔で反転するので、可動板２９は第３軸部２２及び第４軸部２３を回転軸にして揺動する。変位部２４に水平軸１１を回転軸とするねじり振動成分を有する振動が励振される。その振動に伴って第３軸部２２及び第４軸部２３が捩れ変形されて、可動板２９が第２電圧波形４２の周波数で水平軸１１を回転軸にして揺動する。
【００６８】
第２電圧波形４２の周波数が第１電圧波形４１の周波数に比べて極めて低く設定されている。そして、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定されている。このため、可動板２９が第２電圧波形４２の周波数で垂直軸１２を回転軸にして揺動してしまうことが抑制されている。
【００６９】
以上のように、光スキャナー５では電圧印加部３６が第１電圧波形４１を第１コイル３４に出力し、第２電圧波形４２を第２コイル３２に出力している。これにより、可動板２９を垂直軸１２を回転軸にして第１電圧波形４１の周波数で揺動させ、水平軸１１を回転軸にして第２電圧波形４２の周波数で揺動させている。そして、可動板２９を水平軸１１及び垂直軸１２の軸まわりに揺動させて、反射膜３０で反射した描画用レーザー光３を２次元走査している。
【００７０】
制御部７は、描画用光源ユニット４及び光スキャナー５の作動を制御する機能を有している。具体的には、制御部７は光スキャナー５を駆動して可動板２９を水平軸１１及び垂直軸１２を回転軸として揺動させる。さらに、制御部７は可動板２９の揺動に同期させて描画用光源ユニット４から描画用レーザー光３を射出させる。制御部７は図示しないインターフェイスを備え、制御部７はインターフェイスを介して外部コンピューターから送信された画像データを入力する。制御部７は画像データに基づいて、各レーザー光源８ｒ、８ｇ、８ｂから所定の強度のレーザー光３ｒ、３ｇ、３ｂを所定のタイミングで射出させる。これにより、光スキャナー５は所定の色及び光強度の描画用レーザー光３を所定のタイミングで射出する。これにより、スクリーン２には画像データに応じた画像が表示される。
【００７１】
図７は変位部の動作を説明するための模式図である。図７（ａ）は水平軸１１を回転軸にして時計まわりに変位部２４が回転したときの図である。図７（ｂ）は変位部２４が水平となったときの図である。図７（ｃ）は水平軸１１を回転軸にして反時計まわりに変位部２４が回転したときの図である。
【００７２】
電圧印加部３６が第２コイル３２に通電するとき、変位部２４は第２電圧波形４２にて駆動される。そして、変位部２４は第３軸部２２及び第４軸部２３を回転軸にして、図７（ａ）、図７（ｂ）、図７（ｃ）、図７（ｂ）、図７（ａ）が示す順に揺動する。
【００７３】
第１軸部２７及び第２軸部２８の一端が可動板２９を支持し、第１軸部２７及び第２軸部２８の他端は変位部２４に連結されている。そして、変位部２４は第３軸部２２及び第４軸部２３に支持されている。第１軸部２７及び第２軸部２８が延在する方向と第３軸部２２及び第４軸部２３が延在する方向とは直交している。可動板２９は垂直軸１２の軸まわりに揺動し、変位部２４は水平軸１１の軸まわりに揺動する。従って、可動板２９は直交する２方向の軸まわりに揺動する。
【００７４】
筐体１３には永久磁石１４が固定されている。そして、永久磁石１４の磁界と第２コイル３２により変位部２４が駆動される。第２コイル３２に通電して変位部２４を駆動することにより、光スキャナー５は反射面５ａを有する可動板２９を交差する２方向の軸まわりに揺動させることができる。
【００７５】
変位部２４は厚い枠部２４ｂと薄い薄板構造部２４ａを備えている。枠部２４ｂは第３軸部２２及び第４軸部２３に近く薄板構造部２４ａは第３軸部２２及び第４軸部２３から離れている場所に位置している。従って、薄板構造部２４ａの厚みが枠部２４ｂと同じときに比べて光スキャナー５の変位部２４は慣性モーメントが小さくなっている。変位部２４の慣性モーメントが小さい程、変位部２４を駆動するのに消費される電力を小さくすることができる。従って、光スキャナー５を駆動するのに消費される電力を小さくすることができる。
【００７６】
変位部２４が第３軸部２２及び第４軸部２３の軸まわりに揺動するとき、枠部２４ｂ及び薄板構造部２４ａは周囲に気流４３を生じさせる。気流４３により薄板構造部２４ａは回転速度が減衰するダンパーとして機能する。これにより、変位部２４を周波数の高い第１電圧波形４１の駆動に対して反応し難くすることができる。従って、可動板２９が第３軸部２２及び第４軸部２３の軸まわりに揺動するとき、周波数の高い第１電圧波形４１の駆動に対して可動板２９が影響され難くすることができる。その結果、可動板２９の振動性能を向上させることができる。つまり、垂直軸１２を軸まわりにして可動板２９を第１電圧波形４１に対応して揺動させ、水平軸１１を軸まわりにして変位部２４を第２電圧波形４２に対応して揺動させることができる。そして、水平軸１１を軸まわりに可動板２９を揺動させるとき、第１電圧波形４１に影響されないように変位部２４を揺動させることができる。
【００７７】
図８及び図９は光スキャナーの製造方法を説明するための模式図である。次に、図８及び図９に基づいて、光スキャナー５の製造方法について説明する。まず、構造体１５の一部を製造する。図８（ａ）に示すように、図中上側から第１シリコン層４５、酸化膜１８ａ、第２シリコン層４６及びマスク酸化膜４７が積層してなる積層基板４８を用意する。酸化膜１８ａ及びマスク酸化膜４７は二酸化シリコンからなる層である。各層の厚さは、特に限定されないが、例えば本実施形態では、第１シリコン層４５が４０μｍ程度、酸化膜１８ａが０．５μｍ程度、第２シリコン層４６が２５０μｍ程度、マスク酸化膜４７が０．５μｍ程度の厚みとなっている。
【００７８】
次に、第１シリコン層４５上に第２コイル３２を設置し、第４軸部２３上から支持部２１上にかけて第２配線３３を設置する。第２コイル３２及び第２配線３３はスパッタ法や蒸着法を用いて金属膜を形成した後、レジスト膜を成膜しフォトグラフィ法とエッチング法を用いて形成することができる。金属配線を形成する方法はめっき等の公知の方法を用いて形成することができるので詳細の説明は省略する。また、金属配線は、めっき等の方法以外に、オフセット印刷、スクリーン印刷、凸版印刷の他、インクジェット法でも形成することが可能である。
【００７９】
次に、図８（ｂ）に示すように、第２コイル３２上の一部に絶縁膜３２ａを配置する。絶縁膜３２ａは第２コイル３２と第１配線３５とがＺ方向から見た平面視で重なる予定の場所に配置される。絶縁膜３２ａは絶縁性のある樹脂材料を印刷することにより形成することができる。印刷にはオフセット印刷、スクリーン印刷、凸版印刷の他インクジェット法を用いることができる。
【００８０】
次に、第１コイル３４及び第１配線３５が設置される。第１コイル３４は第１シリコン層４５上に設置される。第１配線３５は第１シリコン層４５上及び絶縁膜３２ａ上に設置される。第１コイル３４と第１配線３５とは接続されているので、第１コイル３４と第１配線３５とを同時に形成しても良い。第１コイル３４及び第１配線３５の形成方法は第２コイル３２及び第２配線３３の形成方法と同様の形成方法を用いることができる。第１コイル３４及び第１配線３５の形成方法の説明は省略する。
【００８１】
次に、第１シリコン層４５上に反射膜３０を形成する。反射膜３０の材料を蒸着またはスパッタ等の方法で成膜する。尚、反射膜３０を成膜するまえに第１シリコン層４５を研磨して鏡面にしても良い。これにより描画用レーザー光３を精度良い角度で反射させることができる。第１シリコン層４５を研磨して鏡面にする工程は特に限定されないがレジスト層４４を設置するまえに行うのが好ましい。
【００８２】
次に、図８（ｃ）に示すように、レジスト層４４を塗布する。レジスト層４４は反射膜３０、第２コイル３２、第２配線３３、第１コイル３４、第１配線３５を覆って塗布される。次に、レジスト層４４及びマスク酸化膜４７をパターニングする。レジスト層４４は可動板２９、第１軸部２７、第２軸部２８、板状部材２５、第３軸部２２、第４軸部２３及び支持部２１の形状にパターニングする。マスク酸化膜４７は第２支持枠部１８及び角筒部２６の形状にパターニングする。
【００８３】
次に、図８（ｄ）に示すように、レジスト層４４をマスクにして第１シリコン層４５をドライエッチングする。このエッチングにより可動板２９、第１軸部２７、第２軸部２８、板状部材２５、第３軸部２２、第４軸部２３及び支持部２１が形成される。
【００８４】
次に、図９（ａ）に示すように、例えばドライエッチング等のエッチング方法を用いて第２シリコン層４６をエッチングする。このときマスク酸化膜４７をマスクとして使用する。そして、第２支持枠部１８及び角筒部２６を形成する。次に、図９（ｂ）に示すように、さらに、酸化膜１８ａのうち露出している部分とマスク酸化膜４７をエッチングして除去する。さらに、レジスト層４４を剥離して除去する。
【００８５】
１枚のシリコンウエハーに複数の構造体１５を形成するときには、ダイシング等の方法を用いて構造体１５を切り取る。以上により、構造体１５の一部が得られる。
【００８６】
次に、図９（ｃ）に示すように、底板１３ａ上に永久磁石１４及び第１支持枠部１７が設置された筐体１３を用意する。永久磁石１４及び第１支持枠部１７は接着材を用いて筐体１３に接着することができる。次に、図９（ｄ）に示すように、第１支持枠部１７と第２支持枠部１８とを重ねて接着する。以上により、光スキャナー５が完成する。
【００８７】
上述したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
（１）本実施形態によれば、変位部２４は枠部２４ｂ及び薄板構造部２４ａを備えている。薄板構造部２４ａは枠部２４ｂから第３軸部２２及び第４軸部２３が延在する方向と直交する向きに延在する。変位部２４が第３軸部２２及び第４軸部２３の軸まわりに揺動するとき、薄板構造部２４ａは周囲に気流を発生させてダンパーとして機能する。これにより、変位部２４を周波数の高い駆動に対して反応し難くすることができる。従って、反射体３１が第３軸部２２及び第４軸部２３の軸まわりに揺動するとき周波数の高い駆動に対して反応し難くすることができる。その結果、反射体３１の振動性能を向上させることができる。
【００８８】
（２）本実施形態によれば、変位部２４は交差する２方向で長さが異なっている。垂直軸１２に沿った方向における変位部２４の長さをａとし、水平軸１１に沿った方向における変位部２４の長さをｂとしたとき、ａ＞ｂの関係を満たす。これにより、変位部２４が揺動するとき第３軸部２２及び第４軸部２３の軸まわりに揺動する方が第１軸部２７及び第２軸部２８の軸まわりに揺動するときより薄板構造部２４ａの移動量が大きい。従って、第３軸部２２及び第４軸部２３の軸まわりに揺動する方が第１軸部２７及び第２軸部２８の軸まわりに揺動するときより抵抗が大きくなる。その結果、変位部２４を周波数の高い駆動に対して第３軸部２２及び第４軸部２３の軸まわりに反応し難くすることができる。
【００８９】
（第２の実施形態）
次に、光スキャナーの一実施形態について図１０（ａ）の光スキャナーの構造を示す模式平面図と図１０（ｂ）の光スキャナーの構造を示す模式側断面図を用いて説明する。図１０（ｂ）は図１０（ａ）のＤ−Ｄ線に沿う断面図である。本実施形態が第１の実施形態と異なるところは、図４及び図５に示した反射体３１の形状が異なる点にある。尚、第１の実施形態と同じ点については説明を省略する。
【００９０】
すなわち、本実施形態では、図１０に示すように光スキャナー５１は構造体５２を備えている。筐体１３の底板１３ａ上には構造体５２が設置されている。構造体５２は角筒状に第１支持枠部１７、第２支持枠部１８、酸化膜１８ａ及び支持部２１が重ねて底板１３ａ上に設置されている。
【００９１】
支持部２１においてＹ方向の中央にはＸ方向に延在する第２ねじり棒ばね部としての第３軸部５３及び第４軸部５４が設置されている。第３軸部５３と第４軸部５４との間には変位部５５が設置されている。変位部５５は四角形の枠状であり、Ｙ方向に長い長方形となっている。変位部５５のＸ方向の長さは第１の実施形態の変位部２４より短い長さになっている。変位部５５のＹ方向の長さは第１の実施形態の変位部２４と同じ長さになっている。垂直軸１２に沿った方向における変位部５５の長さをｃとし、水平軸１１に沿った方向における変位部５５の長さをｄとする。
【００９２】
変位部５５は板状部材５６と角筒部５７とから構成されている。変位部５５のうち角筒部５７より＋Ｙ方向側に位置する部位を薄板構造部５５ａとする。さらに、変位部５５のうち角筒部５７より−Ｙ方向側に位置する部位も薄板構造部５５ａとする。そして、角筒部５７を含んで角筒部５７より内側の部分を枠部５５ｂとする。枠部５５ｂは板状部材５６の一部分と角筒部５７とから構成される。薄板構造部５５ａの厚みは枠部５５ｂの厚みより薄くなっている。
【００９３】
変位部５５においてＸ方向の中央にはＹ方向に延在する第１ねじり棒ばね部としての第１軸部５８及び第２軸部５９が設置されている。第１軸部５８と第２軸部５９との間には可動板６０が設置されている。可動板６０は四角形の板状であり、可動板６０の大きさは第１の実施形態における可動板２９より小さい。これにより、板状部材５６及び変位部５５はＸ方向の長さを短くすることが可能になっている。
【００９４】
変位部５５のＺ方向を向く面には可動板６０を囲んで第２コイル６１が設置されている。第２コイル６１は角筒部５７と対向する場所に配置されている。第２コイル６１と接続して第２配線６２が第４軸部５４上に設置されている。第２配線６２は第４軸部５４上を通って第２コイル６１から支持部２１まで設置されている。
【００９５】
可動板６０のＺ方向を向く面には第１コイル６３が設置されている。第１コイル６３は可動板６０の周囲に沿って配置されている。第１コイル６３及び第２コイル６１は導線が螺旋形に配置された平面コイルとなっている。第１コイル６３と接続して第１配線６４が第２軸部５９上に設置されている。第１配線６４は第２軸部５９から第２コイル６１上を通り第３軸部５３上を通って支持部２１まで配置されている。第２コイル６１と第１配線６４との間には絶縁膜６１ａが配置されているので、第２コイル６１と第１配線６４との間は絶縁されている。第１コイル６３及び第２コイル６１は電圧印加部３６に接続されている。そして、電圧印加部３６により第１コイル６３及び第２コイル６１に電圧が印加されることで、第１コイル６３及び第２コイル６１から水平軸１１及び垂直軸１２に直交する成分の磁束を有する磁界が発生する。永久磁石１４、第１コイル６３、第２コイル６１及び電圧印加部３６は、前述した第１の振動系及び第２の振動系を駆動させる駆動手段を構成する。
【００９６】
可動板６０上には光反射部６５が設置されている。光反射部６５は支柱部６６及び反射板６７を備えている。支柱部６６は可動板６０上に設置され、支柱部６６上に反射板６７が設置されている。反射板６７のＺ方向側の面には反射膜３０が設置され、反射板６７のＺ方向側の面は反射面５ａとなっている。反射板６７は変位部５５とＺ方向に間隔を空けて設置され、Ｚ方向から見た平面視において反射板６７の一部は変位部５５と重なるように配置されている。
【００９７】
変位部５５において第１軸部５８及び第２軸部５９のＸ方向側に位置する孔を第１孔５５ｃとし、第１軸部５８及び第２軸部５９の−Ｘ方向側に位置する孔を第２孔５５ｄとする。第１孔５５ｃ孔及び第２孔５５ｄを取り囲む板状部材５６は変位部５５の一部である。Ｚ方向から見た平面視において反射板６７は第１孔５５ｃよりＸ方向に突出し、第２孔５５ｄより−Ｘ方向に突出している。つまり、Ｚ方向から見た平面視において反射板６７の一部は変位部５５と重なるように配置されている。そして、反射板６７の直径は第１の実施形態における可動板２９の辺の長さと略同じ直径となっている。可動板６０及び光反射部６５により反射体６８が構成されている。
【００９８】
各部材の寸法は特に限定されないが、本実施形態では例えば、各部位の寸法は次の値に設定されている。構造体５２のＸ方向の長さは６０００μｍであり、Ｙ方向の長さは３０００μｍとなっている。第１支持枠部１７のＺ方向の長さは１０００μｍとなっている。支持部２１の厚みは４０μｍである。第２支持枠部１８はＺ方向の長さが２００μｍ〜３００μｍとなっている。
【００９９】
変位部５５はＸ方向の長さがｄ＝８００μｍであり、Ｙ方向の長さがｃ＝２２００μｍとなっている。変位部５５のＺ方向の厚みは４０μｍとなっている。第１孔５５ｃ及び第２孔５５ｄのＹ方向の長さは８４０μｍとなっている。角筒部５７のＹ方向側の端の面から変位部５５のＹ方向側の端の面までの距離は４３０μｍとなっている。角筒部５７はＺ方向の長さが２００μｍ〜３００μｍであり、厚みが５０μｍ〜１００μｍとなっている。第２配線６２及び第１配線６４の厚みは５μｍ〜１０μｍとなっている。
【０１００】
可動板６０は一辺の長さが３００μｍの正方形であり、厚みが４０μｍとなっている。支柱部６６は角柱であり断面は一辺の長さが２７０μｍとなっている。反射板６７の直径は８００μｍ〜１０００μｍとなっている。
【０１０１】
変位部５５に光反射部６５が設置されているときにおいても、薄板構造部５５ａはダンパーとして機能する。従って、変位部５５は水平軸１１の軸まわりに揺動するとき周波数の高い駆動に対して反応し難くすることができる。その結果、光反射部６５の振動性能を向上させることができる。
【０１０２】
上述したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
（１）本実施形態によれば、反射板６７と変位部５５とはＺ方向に間隔を空けて設置されている。そして、Ｚ方向から見た平面視において反射板６７は変位部５５と重なっている。この構成では反射板６７と変位部５５とが同一平面上に位置するときに比べて変位部５５を短くすることができる。従って、光スキャナー５１を小型にすることができる。
【０１０３】
（第３の実施形態）
次に、光スキャナーの一実施形態について図１１（ａ）の光スキャナーの構造を示す模式平面図と図１１（ｂ）の光スキャナーの構造を示す模式側断面図を用いて説明する。図１１（ｂ）は図１１（ａ）のＥ−Ｅ線に沿う断面図である。本実施形態が第１の実施形態と異なるところは、変位部２４の両端に錘が設置された点にある。尚、第１の実施形態と同じ点については説明を省略する。
【０１０４】
すなわち、本実施形態では、図１１に示すように光スキャナー７１の構造体７２は薄板構造部２４ａにおいて＋Ｙ方向側の端と−Ｙ方向側の端に錘部７３が設置されている。錘部７３が設置された場所では薄板構造部２４ａの厚みは板状部材２５の厚みに錘部７３の厚みが加算されているので薄板構造部２４ａは厚くなっている。つまり、薄板構造部２４ａは第３軸部２２及び第４軸部２３に近い場所より離れた場所の厚みが厚くなっている。
【０１０５】
変位部２４は薄板構造部２４ａの水平軸１１と離れた場所の厚みが薄いときに比べて水平軸１１まわりの慣性モーメントを大きくすることができる。これにより、変位部２４を周波数の高い駆動に対して反応し難くすることができる。従って、可動板２９が水平軸１１まわりに揺動するとき周波数の高い駆動に対して反応し難くすることができる。その結果、可動板２９の振動性能を向上させることができる。
【０１０６】
薄板構造部２４ａの錘部７３が設置された場所は変位部２４において角筒部２６が設置された側と反対側の面に設置されている。つまり、錘部７３は変位部２４のＺ方向側に設置されている。Ｚ方向は角筒部２６により枠部２４ｂが薄板構造部２４ａより突出する方向である。このとき、角筒部２６が設置された側と錘部７３が設置された側とが同じ側の構造に比べて、変位部２４の重心を第２ねじり棒ばね部としての第３軸部２２及び第４軸部２３の軸に近づけることができる。従って、第２ねじり棒ばね部にかかるねじり応力と曲げ応力とによる複合応力を小さくすることができ、第２ねじり棒ばね部の破壊に対する信頼性を高めることができる。
【０１０７】
錘部７３の寸法は特に限定されないが、本実施形態では例えば、錘部７３の寸法は次の値に設定されている。錘部７３は幅が５０μｍ〜１００μｍであり、Ｚ方向の長さは２００μｍ〜３００μｍとなっている。
【０１０８】
（第４の実施形態）
次に、光スキャナーの一実施形態について図１２（ａ）の光スキャナーの構造を示す模式平面図と図１２（ｂ）の光スキャナーの構造を示す模式側断面図を用いて説明する。図１２（ｂ）は図１２（ａ）のＦ−Ｆ線に沿う断面図である。本実施形態が第３の実施形態と異なるところは、錘部７３が設置された変位部２４の面が異なる点にある。尚、第３の実施形態と同じ点については説明を省略する。
【０１０９】
すなわち、本実施形態では、図１２に示すように光スキャナー７６の構造体７７は薄板構造部２４ａにおいて＋Ｙ方向側の端と−Ｙ方向側の端に錘部７８が設置されている。薄板構造部２４ａの錘部７８が設置された場所は変位部２４において角筒部２６が設置された側と同じ側の面に設置されている。つまり、錘部７８は変位部２４の−Ｚ方向側に設置されている。そして、第２支持枠部１８、角筒部２６及び錘部７８のＺ方向の長さは同じ長さであり、同じ材質となっている。
【０１１０】
従って、第２支持枠部１８、角筒部２６及び錘部７８は同じ工程でエッチングして形成することができる。従って、光スキャナー７６を製造し易い構造にすることができる。
【０１１１】
錘部７８の寸法は特に限定されないが、本実施形態では例えば、錘部７８の寸法は次の値に設定されている。錘部７８は幅が５０μｍ〜１００μｍであり、Ｚ方向の長さは２００μｍ〜３００μｍとなっている。
【０１１２】
この構造においても変位部２４は薄板構造部２４ａの水平軸１１と離れた場所の厚みが薄いときに比べて水平軸１１まわりの慣性モーメントを大きくすることができる。これにより、変位部２４を周波数の高い駆動に対して反応し難くすることができる。従って、可動板２９が水平軸１１まわりに揺動するとき周波数の高い駆動に対して反応し難くすることができる。その結果、可動板２９の振動性能を向上させることができる。
【０１１３】
（第５の実施形態）
次に、光スキャナーの一実施形態について図１３を用いて説明する。図１３（ａ）は、変位部の構造を示す要部模式平面図である。図１３（ｂ）及び図１３（ｃ）はコイルの巻線の構造を示す要部模式側断面図である。図１３（ｂ）は図１３（ａ）のＧ−Ｇ線に沿う断面図であり、図１３（ｃ）は図１３（ａ）のＨ−Ｈ線に沿う断面図である。本実施形態が第１の実施形態と異なるところは、第２コイル３２の巻線の一部が薄くなっている点にある。尚、第１の実施形態と同じ点については説明を省略する。
【０１１４】
すなわち、本実施形態では、図１３（ａ）に示すように光スキャナー８１の構造体８２は変位部８３を備えている。変位部８３は薄板構造部８３ａ及び枠部８３ｂから構成されている。変位部８３は板状部材２５を有し、板状部材２５の−Ｚ方向側には角筒部２６が設置されている。板状部材２５のＺ方向側の面には第２コイル８４が設置されている。変位部８３、薄板構造部８３ａ、枠部８３ｂ、第２コイル８４はそれぞれ第１の実施形態における変位部２４、薄板構造部２４ａ、枠部２４ｂ、第２コイル３２に相当する部位である。
【０１１５】
第２コイル８４は第２導線部８４ａと第３導線部８４ｂとからなっている。第３導線部８４ｂは第２導線部８４ａより幅が広く形成されている。図１３（ｂ）及び図１３（ｃ）に示すように第３導線部８４ｂは第２導線部８４ａより薄く形成されている。つまり、第３導線部８４ｂは第２導線部８４ａより幅が広く薄くなっている。そして、第３導線部８４ｂの断面積は第２導線部８４ａと略同じ断面積となっている。これにより、第３導線部８４ｂの抵抗値は第２導線部８４ａの抵抗値と略同じ抵抗値となっている。
【０１１６】
図１３（ａ）に戻って、薄板構造部８３ａと枠部８３ｂとが接続する場所には第３導線部８４ｂが設置されている。薄板構造部８３ａと枠部８３ｂとが接続する場所は変位部８３の厚みが変わり段差となっている場所である。そして、第３軸部２２及び第４軸部２３を軸まわりにして変位部８３が揺動するとき、薄板構造部８３ａと枠部８３ｂとが接する場所では曲げ応力がかかる。この場所にて板状部材２５が＋Ｚ方向と−Ｚ方向に繰り返して屈曲し、第２コイル８４は伸縮される。薄板構造部８３ａと枠部８３ｂとが接続する場所では厚みが薄い第３導線部８４ｂが設置されている。従って、第２コイル８４が曲がるときの応力が小さくなる為、第２コイル８４が疲労破壊し難くなっている。その結果、第２コイル８４が断線することを抑制することができる。
【０１１７】
第２コイル８４のうち第３軸部２２及び第４軸部２３が延在する方向に延在するＸ方向に延在する部分を第１導線部８４ｃとする。第１導線部８４ｃは枠部８３ｂと離れた場所に位置している。
【０１１８】
薄板構造部８３ａと枠部８３ｂとが接する場所では曲げ応力がかかる。この場所にて板状部材２５が＋Ｚ方向と−Ｚ方向に繰り返して屈曲するので変位部８３に反復応力が発生する。第１導線部８４ｃが設置された場所は薄板構造部８３ａと枠部８３ｂとが接する場所と離れている為、応力が変動する場所から離れている。従って、薄板構造部８３ａと枠部８３ｂとが接する場所に第１導線部８４ｃが設置されるときに比べて応力変動を小さくすることができる。その結果、第１導線部８４ｃが金属疲労により断線することを抑制することができる。
【０１１９】
（第６の実施形態）
次に、光スキャナーを活用したヘッドアップディスプレイの一実施形態について図１４を用いて説明する。本実施形態のヘッドアップディスプレイには第１の実施形態における画像表示装置１が活用されている。尚、第１の実施形態と同じ点については説明を省略する。
【０１２０】
図１４は、ヘッドアップディスプレイを示す概略斜視図である。図１４に示すように、ヘッドアップディスプレイシステム８７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８８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８８により、フロントガラス８９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。尚、ヘッドアップディスプレイシステム８７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】
画像表示装置１には描画用光源ユニット４と光スキャナー５が設置されている。画像表示装置１に設置された光スキャナー５では薄板構造部２４ａが周囲に気流４３を発生させてダンパーとして機能する。これにより、変位部２４の水平軸１１まわりの揺動を周波数の高い駆動に対して反応し難くすることができる。従って、反射面５ａが水平軸１１まわりに揺動するとき周波数の高い駆動に対して反応し難くすることができる。ヘッドアップディスプレイシステム８７は振動性能の良い光スキャナー５を備え、見易い画像を表示することができる。
【０１２２】
（第７の実施形態）
次に、光スキャナーを活用したヘッドマウントディスプレイの一実施形態について図１５を用いて説明する。本実施形態のヘッドマウントディスプレイには第１の実施形態における画像表示装置１が活用されている。尚、第１の実施形態と同じ点については説明を省略する。
【０１２３】
図１５は、ヘッドマウントディスプレイを示す概略斜視図である。図１５に示すように、ヘッドマウントディスプレイ９２は、観察者の頭部に装着されるフレーム９３と、フレーム９３に搭載された画像表示装置１とを有している。画像表示装置１には描画用光源ユニット４と光スキャナー５が設置されている。そして、画像表示装置１は、フレーム９３の本来レンズである部位に設けられた表示部９４に、一方の目で視認される所定の画像を表示する。もしくは、表示部９４に描画用レーザー光３を反射させて、観察者の網膜に虚像を結像させても良い。
【０１２４】
表示部９４は透明であってもよく、不透明であってもよい。表示部９４が透明な場合には表示部９４を通して見える景色と画像表示装置１からの情報とを重ねて観察者が見ることができる。また、表示部９４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、表示部９４にハーフミラー等を用いることができる。尚、ヘッドマウントディスプレイ９２に２つの画像表示装置１を設け、両方の目で視認されるように画像を２つの表示部に表示するようにしてもよい。
【０１２５】
画像表示装置１には描画用光源ユニット４と光スキャナー５が設置されている。画像表示装置１に設置された光スキャナー５では薄板構造部２４ａが周囲に気流４３を発生させてダンパーとして機能する。これにより、変位部２４の水平軸１１まわりの揺動を周波数の高い駆動に対して反応し難くすることができる。従って、反射面５ａが水平軸１１まわりに揺動するとき周波数の高い駆動に対して反応し難くすることができる。ヘッドマウントディスプレイ９２は振動性能の良い光スキャナー５を備え、見易い画像を表示することができる。
【０１２６】
以上、光スキャナー５、画像表示装置１、ヘッドアップディスプレイ８８、ヘッドマウントディスプレイ９２及び光スキャナー５の製造方法を説明したが、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。変形例を以下に述べる。
【０１２７】
（変形例１）
前記第１の実施形態では、可動板２９はＺ方向からみた平面視にて四角形をなしているが、可動板２９の平面視形状は、これに限定されず、例えば、円形、楕円形、多角形であってもよい。製造し易い形状にしても良い。
【０１２８】
さらに、前記第２の実施形態では、可動板６０、支柱部６６はＺ方向からみた平面視にて四角形をなしているが、可動板６０の平面視形状は、これに限定されず、例えば、円形、楕円形、多角形であってもよい。また、反射板６７の平面形状は円形をなしているが、これに限定されず、例えば、楕円形、四角形、多角形であってもよい。
【０１２９】
（変形例２）
前記第１の実施形態では、第１軸部２７及び第２軸部２８が延在する方向と第３軸部２２及び第４軸部２３が延在する方向とは直交していた。第１軸部２７及び第２軸部２８が延在する方向と第３軸部２２及び第４軸部２３が延在する方向とは斜めに交差しても良い。このときにも、反射面５ａを揺動して描画用レーザー光３を用いて２次元の画像を描画することができる。
【０１３０】
（変形例３）
前記第３の実施形態では、変位部２４の＋Ｚ方向側に錘部７３が設置された。前記第４の実施形態では、変位部２４の−Ｚ方向側に錘部７８が設置された。変位部２４の＋Ｚ方向側と−Ｚ方向側の両方に錘部を設置しても良い。変位部２４の動作に合わせて調整しても良い。
【０１３１】
さらに、第２の実施形態における光反射部６５が設置された光スキャナー５１において変位部５５の＋Ｚ方向側に錘部７３が設置されてもよい。また、光スキャナー５１において変位部５５の−Ｚ方向側に錘部７８が設置されてもよい。変位部５５の＋Ｚ方向側と−Ｚ方向側の両方に錘部を設置しても良い。変位部５５の動作に合わせて調整しても良い。
【０１３２】
（変形例４）
前記第５の実施形態では、板状部材２５上に第２導線部８４ａ及び第３導線部８４ｂからなる第２コイル８４が設置された。第２コイル８４は光スキャナー８１以外にも光スキャナー５１、光スキャナー７１、光スキャナー７６に用いることができる。このときにも、第２コイル８４の疲労破壊を抑制することができる。
【０１３３】
（変形例５）
前記第６の実施形態及び前記第７の実施形態では、画像表示装置１に光スキャナー５が用いられた。光スキャナー５の代わりに、光スキャナー５１、光スキャナー７１、光スキャナー７６または光スキャナー８１を用いてもよい。さらに、上記の変形例における光スキャナーを画像表示装置１に適用しても良い。このときにも品質の良い画像を描画することができる。
【０１３４】
（変形例６）
前記第２の実施形態に設置された光反射部６５は第３の実施形態の光スキャナー７１、第４の実施形態の光スキャナー７６、第５の実施形態の光スキャナー８１に適用してもよい。第３の実施形態の錘部７３は第４の実施形態の光スキャナー７６、第５の実施形態の光スキャナー８１に適用してもよい。第４の実施形態の錘部７８は第５の実施形態の光スキャナー８１に適用してもよい。上記の実施形態の特徴を組み合わせた構造にしても良い。
【符号の説明】
【０１３５】
１…画像表示装置、３…光としての描画用レーザー光、５，５１，７１，７６，８１…光スキャナー、５ａ…光反射部としての反射面、８ｂ，８ｇ、８ｒ…光源としてのレーザー光源、１１…第２の軸としての水平軸、１２…第１の軸としての垂直軸、１４…磁石としての永久磁石、２２…第２ねじり棒ばね部としての第３軸部、２３…第２ねじり棒ばね部としての第４軸部、２４ａ…ダンパー部としての薄板構造部、２４ｂ…枠部、２４…変位部、２７…第１ねじり棒ばね部としての第１軸部、２８…第１ねじり棒ばね部としての第２軸部、２９…可動板、３１…光反射部としての反射体、３２…コイルとしての第２コイル、６５…光反射部、６６…支柱部、６７…反射板、８４ａ…第２導線部、８４ｂ…第３導線部、８４ｃ…第１導線部、８８…ヘッドアップディスプレイ、８９…フロントガラス、９２…ヘッドマウントディスプレイ、９３…フレーム。
【図１】
2015087444.tif 000003
【図２】
2015087444.tif 000004
【図３】
2015087444.tif 000005
【図４】
2015087444.tif 000006
【図５】
2015087444.tif 000007
【図６】
2015087444.tif 000008
【図７】
2015087444.tif 000009
【図８】
2015087444.tif 000010
【図９】
2015087444.tif 000011
【図１０】
2015087444.tif 000012
【図１１】
2015087444.tif 000013
【図１２】
2015087444.tif 000014
【図１３】
2015087444.tif 000015
【図１４】
2015087444.tif 000016
【図１５】
2015087444.tif 000017