(57)【要約】【課題】可搬性に優れ、大情報量を扱え、且つ観察者が表示装置の装着に違和感を覚えることの無い表示装置を提供する。【解決手段】水平方向に光を走査する光走査装置１ａと、光を集光する集光レンズ８０と、集光レンズ８０の後側焦点位置に配置され、水平方向に走査された光を２次元光束にする２次走査装置８１と、２次元光束を眼球８４の網膜上に結像させる投影対象８３とを備える。【選択図】      図１
2005031211.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水平方向に光を走査する光走査装置と、
前記光を集光する集光レンズと、
前記集光レンズの後側焦点位置に配置され、前記水平方向に走査された前記光を２次元光束にする２次走査装置と、
前記２次元光束を眼球の網膜上に結像させる投影対象
とを備えることを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記投影対象は回折及び反射機能を有することを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
片持ち梁部を有する半導体基板と、
前記片持ち梁部を前記片持ち梁部の付け根を支点として前記水平方向に振動させる動力機構と、
一部が前記片持ち梁部上に設けられ、前記一部を前記片持ち梁部と共に前記水平方向に振動させ、前記光を出射する光導波部と、
前記光導波部から出射した前記光を入射し、前記支点に虚像を結ぶことで前記支点を前記光の放射点とするレンズ
とを備えることを特徴とする光走査装置。
【請求項４】
前記水平方向以外に発散した前記光を前記支点に集光する集光構造を更に備えることを特徴とする請求項３に記載の光走査装置。
【請求項５】
光走査装置で水平方向に光を走査するステップと、
前記光を集光レンズで集光するステップと、
前記集光レンズの後側焦点位置に配置された２次走査装置で、前記水平方向に走査された前記光を２次元光束にするステップと、
前記２次元光束を眼球の網膜上に結像させるステップ
とを含むことを特徴とする表示方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は可搬な表示装置に関し、特に光走査により２次元画像を表示可能な表示装置、光走査装置及び表示方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子書籍及び携帯型電子機器等の表示装置は、可搬な大きさで大情報量の画像を扱うことが難しい。一般的な表示装置の構造としては、マトリックス電極等の電子的な情報の２次元化装置と、液晶分子及び発光性材料等の電子的情報の可視化媒体とで構成されている。大画面及び高精細の表示をする場合、マトリックス電極は、それに見合った大きさ及び細かさで画素を作りこまなければならない。その結果、大画面表示を行う際には、表示装置はマトリックス電極構造の規模に依存した大きなものとなる。また、限られた表示面積で大情報量画像を扱うためには、そのマトリックス電極構造は非常に高精細化されたものとなる。このように、マトリックス構造を機能発現の根幹とする表示装置では、すぐれた可搬性能と大きな画像情報を扱う性能とは矛盾したものとなる。
【０００３】
表示装置が用いられているものとしては、ポータブルコンピュータ、携帯電話、及びＰＤＡ等がある。また、表示装置としてレーザ光を映像信号により変調して走査すると共に、光学系を介してレーザ光を目の網膜上に直接結像するようにした装置がある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平４−１０００８８号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
大情報量を扱えるポータブルコンピュータは、コンピュータとしての基本機能を一体化した製品であるために、観察者が手で保持しつつ閲覧するには重すぎる。また、携帯電話及びＰＤＡ等の表示装置は可搬性に優れているが、表示面積及び情報量が小さくなってしまう。また、従来のレーザ走査により作製した２次元像を直接網膜に描画し、観察者に表示するという手法の表示装置は、装置自体が大きなものであり、装着感に違和感を覚える。
【０００６】
そこで、本発明は上記課題を解決するためになされたものであって、可搬性に優れ、大情報量を扱え、且つ観察者が表示装置の装着に違和感を覚えることの無い表示装置、光走査装置及び表示方法を提案するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の第１の特徴は、（イ）水平方向に光を走査する光走査装置と、（ロ）光を集光する集光レンズと、（ハ）集光レンズの後側焦点位置に配置され、水平方向に走査された光を２次元光束にする２次走査装置と、（ニ）２次元光束をを眼球の網膜上に結像させる投影対象とを備える表示装置であることを要旨とする。
【０００８】
本発明の第２の特徴は、（イ）片持ち梁部を有する半導体基板と、（ロ）片持ち梁部を片持ち梁部の付け根を支点として水平方向に振動させる動力機構と、（ハ）一部が片持ち梁部上に設けられ、一部を片持ち梁部と共に水平方向に振動させ、光を出射する光導波部と、（ニ）光導波部から出射した光を入射し、支点に虚像を結ぶことで支点を光の放射点とするレンズとを備える光走査装置であることを要旨とする。
【０００９】
本発明の第３の特徴は、（イ）光走査装置で水平方向に光を走査するステップと、（ロ）光を集光レンズで集光するステップと、（ハ）集光レンズの後側焦点位置に配置された２次走査装置で、水平方向に走査された光を２次元光束にするステップと、（ニ）２次元光束を眼球の網膜上に結像させるステップとを含む表示方法であることを要旨とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号で表している。但し、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各層の厚みの比率等は現実のものとは異なる。したがって、具体的な厚みや寸法は以下の説明を照らし合わせて判断するべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
【００１１】
（実施の形態）
本発明の実施の形態に係る表示装置は、図１に示すように、水平方向に光を走査する光走査装置１ａと、光を集光する集光レンズ８０と、集光レンズ８０の後側焦点位置に配置され、水平方向に走査された光を２次元光束にする２次走査装置８１と、２次元光束を眼球８４の網膜上に結像させる投影対象８３とを備える。
【００１２】
光走査装置１ａは、図２及び図３に示すように、片持ち梁部２０を有する半導体基板２と、片持ち梁部２０を片持ち梁部２０の付け根を支点として水平方向に振動させる動力機構５と、一部が片持ち梁部２０上に設けられ、一部を片持ち梁部２０と共に水平方向に振動させ、光を出射する光導波部３と、光導波部３から出射した光を入射し、支点３６に虚像を結ぶことで支点３６を光の放射点とするレンズ４１とを備える。光走査装置１ａは、ガラス及びアルミニウム（Ａｌ）等を加工したケーシング７０に配置する。ケーシング７０内には、光源３０及び動力機構５を制御する制御部６０を更に備える。また、ケーシング７０内に配置した光走査装置１ａは真空に密封される場合には、ケーシング７０の歪みを防ぐためにゴム等の絶縁性材料のスペーサ７１を配置することが好ましい。
【００１３】
半導体基板２は、図３に示すように、支持基板２１、絶縁膜２２、及び半導体層２３とからなる。半導体基板２としては、例えばシリコン（Ｓｉ）からなる支持基板２１上に、絶縁膜２２としてのシリコン酸化膜（ＳｉＯ２膜）を介して半導体層２３としてＳｉ活性層を有した構造のＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ  Ｏｎ  Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）基板を用いることができる。半導体層２３の一部は延在し、絶縁膜２２から遊離している。この遊離した半導体層２３の一部が片持ち梁部２０である。例えば、片持ち梁部２０の幅は１０μｍ程度、長さは１３００μｍ程度にする。
【００１４】
動力機構５は、図２の点線で囲んだ箇所を拡大した図４に示すように、櫛歯型機構５０ａ，５０ｂと、櫛歯型機構５０ａ，５０ｂと片持ち梁部２０の間にそれぞれ配置された蛇腹ばね構造５１ａ，５１ｂと、櫛歯型機構５０ａ，５０ｂと蛇腹ばね構造５１ａ，５１ｂとの間にそれぞれ配置された安定化ばね構造５２ａ，５２ｂとを備えるＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ）である。動力機構５は、例えば２組が片持ち梁部２０を基準に線対称に配置されている。櫛歯型機構５０ａ，５０ｂは、図２及び図３に示した制御部６０から電圧が配線６１を介して印加されることで櫛歯の間に生じる静電容量から静電駆動力を発生する。蛇腹ばね構造５１ａ，５１ｂは、櫛歯型機構５０ａ，５０ｂで発生した静電駆動力を片持ち梁部２０に伝える。更に、蛇腹ばね構造５１ａ，５１ｂは蛇腹構造を有することで、図５に示すように、櫛歯型機構５０ａ，５０ｂの少ない振幅を増幅して、水平方向に大きな弧状の片持ち梁部２０の振幅へとすることができる。安定化ばね構造５２ａ，５２ｂは、一方を光走査装置１ａのいずれかの固定部分と接続されることで、櫛歯型機構５０ａ，５０ｂの噛み合っている櫛歯同士が互いに垂直に動くようにする。片持ち梁部２０の振動速度（走査速度）は、動力機構５のそれぞれの構成部材の物理定数を勘案することによって一意的に決められる共振周波数に依存する。
【００１５】
光導波部３は、図２又は図３に示すように、光を出射する光源３０と、光源３０と隣接して設けられ、第１入射端３１ａから光を入射して導波し、第１出射端３１ｂから光を出射する第１光導波路３２と、第１出射端３１ｂから出射した光を支点３６に集光する集光部４０と、集光された光を第２入射端３３ａから入射して導波し、第２出射端３３ｂから光を出射する第２光導波路３４とを備える。
【００１６】
光源３０には、半導体レーザ及び発光ダイオード（ＬＥＤ）等の発光素子を用いることができる。光源３０は、制御部６０から電圧が配線６１を介して印加されることで発光する。光源３０は、赤（Ｒ）・緑（Ｇ）・青（Ｂ）等のように複数備えることでカラー表示を可能とする。
【００１７】
第１及び第２光導波路３２，３４は、図３に示すように、半導体層２３上に設けられる。特に、第２光導波路３４の一部は片持ち梁部２０上に設けられていることで、片持ち梁部２０が動作すると第２光導波路３４の一部も同時に動作する。ここで一般的に、第１及び第２光導波路３２，３４の厚さは１０μｍ程度である。つまり、第２光導波路３４の第２出射端３３ｂは、約１０μｍ四方の断面形状の出射口から光を出射する。第１及び第２光導波路３２，３４には、透光性に優れたポリメタクリレート樹脂、ポリカーボネイト系樹脂、ポリスチレン系樹脂、及びポリオレフィン類等の高分子材料を用いることができる。また、第１及び第２光導波路３２，３４には、半導体酸化物、半導体窒化物、各種金属酸化物、及び金属窒化物等を用いることもできる。
【００１８】
集光部４０は、図６に示すように、光源３０から出射され、第１光導波路３２を導波した光を一度平行光束に変換し、片持ち梁部２０の付け根（支点）３６に集光する光学系である。
【００１９】
レンズ４１は、第２光導波路３４の第２出射端３３ｂから出射される光を片持ち梁部２０の支点３６から出射されたようにみなす位置に配置された光学系である。つまり、レンズ４１は第２入射端３３ａに虚像を結ぶことで片持ち梁部２０の支点３６を光の放射点として考えることができる。レンズ４１としては、例えば溶融石英の平凸シリンドリカルレンズを用いることができる。
【００２０】
ここで、レンズ４１が配置される箇所について説明する。図７に示すように、レンズ４１として用いる平凸シリンドリカルレンズの厚さをｔｃ、前側のレンズ面位置をＡ１、後側レンズ面位置をＡ２、前側主点をＨ、後側主点をＨ’’、入射光側媒体の屈折率をｎ、レンズ屈折率をｎ’、出射光側媒体の屈折率をｎ’’、前側焦点位置をＦ、後側焦点位置をＦ’’、レンズ４１の入射光側曲率半径をｒ１、及びレンズ４１の出射光側曲率半径をｒ２とする。第２光導波路３４の第２出射端３３ｂの位置をＺとおき、片持ち梁部２０の支点３６の位置をＺ’’とおく。また、これらの位置関係としてＦＺ間の距離をｄ、ＨＺ間の距離をｓ、ＦＨ間の距離（前側焦点距離）をｆ、Ｈ’’Ｆ’’間の距離（後側焦点距離）をｆ’’、Ｈ’Ｚ’’間の距離をｓ’’、Ｆ’’Ｚ’’間の距離をｄ’’とおく。ＺからＡ１までの距離ｌは、第２光導波路３４の第２出射端３３ｂからレンズ４１までの距離である。ＺＺ’’の距離Ｌは、片持ち梁部２０上に配置された第２光導波路３４の長さである。
【００２１】
以下に、レンズ４１の前側焦点距離ｆを図７を参照しながら求める。結像の式より、
−  ｆｆ  ’  ’  ＝  ｄｄ  ’  ’  ・・・・・（１）
である。ここで大気中及び真空中であるので、ｆ  ＝  ｆ  ’  ’  となる。したがって、式（１）は、
−ｆ  ２＝ｄｄ  ’  ’  ・・・・・（２）
となる。次にＦＺ間の距離ｄとＦ’’Ｚ’’間の距離ｄ’’は図７より、
ｄ  ＝ｆ  ＋ｓ  ＝ｆ  ＋（−ｌ−Ａ１Ｈ）＝ｆ−（ｌ  ＋Ａ１Ｈ  ）＝ｆ−（ｌ  ＋  ｔｃ／ｎ  ’）  ・・・・・（３）
ｄ  ’  ’  ＝ｓ  ’  ’  −ｆ  ’  ’  ＝−（−ｔｃ  −ｌ  −Ｌ）−ｆ  ’  ’  ＝−（ｆ  ’  ’  ＋ｔｃ  ＋ｌ  ＋Ｌ）  ・・・・・（４）
と表される。そして、式（２）に式（３）及び式（４）を代入すると、
−ｆ  ２＝ｄ  ｄ  ’  ’  ＝｛ｆ  −（ｌ  ＋ｔｃ／ｎ  ’）｝｛−（ｆ  ＋ｔｃ  ＋ｌ  ＋Ｌ）｝  ・・・・・（５）
となる。式（５）を計算して整理することにより、
ｆ  ＝（ｌ  ＋ｔｃ／ｎ  ’）（ｔｃ  ＋ｌ  ＋Ｌ）／（ｔｃ  −ｔｃ／ｎ  ’＋Ｌ）・・・・・（６）
が得られる。ここで、レンズ４１のレンズ定数ｋは、
ｋ  ＝（ｎ  ’  −ｎ  ）／ｒ１＋（ｎ  ’  ’  −ｎ  ’  ）／ｒ２−｛ｔｃ  （ｎ  ’  −ｎ  ）（ｎ  ’  ’  −ｎ  ’  ）／ｎ  ’  ｒ１  ｒ２・・・・・（７）
で表される。ここで図５に示すシリンドリカルレンズ（前側平面）は、ｒ１  ＝＋∞となる。そして、光走査装置１ａが動作する雰囲気は大気中であるのでｎ  ＝  ｎ  ’  ’  ＝１となり、式（７）は、
ｋ  ＝−（ｎ  ’  −１）／ｒ２  ・・・・・（８）
となる。レンズ定数ｋ  を用いると、レンズの前側焦点距離ｆは、
ｆ  ＝  ｎ／ｋ  ・・・・・（９）
である。ここで式（８）を式（９）に代入し、ｎ＝１より、
ｆ  ＝−ｒ２（ｎ  ’  −１）  ・・・・・（１０）
が得られる。
【００２２】
レンズ４１は、式（６）及び式（１０）を満たす位置に配置された光学系を設計すれば良い。一例として具体的なサイズを図８及び図９に示す。片持ち梁部２０の長さが１３００μｍの場合、レンズ４１は曲率半径２５００μｍ、厚さ３０００μｍ、高さ４０００μｍ、幅９０００μｍのシリンドリカルレンズを用いることができる。このときの光走査装置１ａのサイズは、長さ１２０００μｍ、幅１３０００μｍ、厚さ７０００μｍ程度に収めることができ、第２出射端３３ｂより５００μｍ離して配置する。
【００２３】
集光レンズ８０は、光走査装置１ａから出射される光を集光させる光学系である。集光レンズ８０は、例えば平凸レンズを二枚用いて光走査装置１ａから出射される点光源の光を一枚目の平凸レンズで平行光にし、その平行光をもう一枚の平凸レンズで集光させる光学系である。集光レンズ８０は、平凸レンズを二枚用いることで設計を簡易化することができるが、両凸レンズ一枚で設計しても良く、多種レンズを組み合わせて多数枚のレンズの光学系を設計しても良い。
【００２４】
２次走査装置８１は、光走査装置１ａに設けられた片持ち梁部２０の１次方向の振動周期と同期して、５ｍｍ四方程度のポリゴンミラー、ガルバノミラー、及び音響光学素子等を制御回路（図示せず）で制御されたモータ８２によって回転させる。２次走査装置８１を片持ち梁部２０と同期させて回転させることで、片持ち梁部２０が振動して１次走査して、２次走査装置８１で反射した光は２次走査となる。したがって、２次走査装置８１を介して出射された光は、２次元光束となる。例えば、２次走査装置８１がモータ８２で１８００ｒｐｍで回転させられたときは、６０Ｈｚ相当の掃引周波数での２次元走査を可能とする。２次走査装置８１は１方向に回転させると記載したが、回転に限られず一定範囲の角度で往復運動させても構わない。
【００２５】
投影対象８３は、図１に示すように眼球８４の網膜面へ画像（２次元光束）を投影するときは、観察者の眼前に回折及び反射機能を有する装置である。投影対象８３として例えば眼鏡状にすることで、観察者は装着したときに違和感を覚えにくくすることができる。投影対象８３は、例えばアルミ蒸着プラスチックを用いた３次元楕円面であり、その３次元楕円面の２つの焦点のうち、一方は２次走査装置８１にできる集光点に、もう一方を眼球８４の瞳開口部に調節する。このように焦点を調節することで、光走査装置１ａにより形成された２次元光束は、すべて眼球８４の網膜に結像させることが可能である。また、アルミ蒸着プラスチックを用いたときは視野方向からの外光を取り入れることができなかったが、投影対象８３にホログラフィックレンズ等を用いることによって透過視が可能な表示装置として用いることも可能である。
【００２６】
以下に、本発明の実施の形態に係る光走査装置１ａに用いる半導体基板２の製造方法を図１０〜図１２を参照しながら説明する。
【００２７】
（イ）まず、図１０（ａ）に示すように、光走査装置１ａの作製プロセスに用いるＳＯＩ基板２は、Ｓｉからなる支持基板２１上に、絶縁膜（ＳｉＯ２膜）２２を介して、半導体層２３のＳｉ活性層を接合させることにより作られる。半導体層２３のＳｉ活性層は、燐（Ｐ＋）イオンやヒ素（Ａｓ＋）イオン等のｎ型不純物イオンを注入したハイドープＳｉである。
【００２８】
（ロ）次に、図１０（ｂ）に示すように、半導体層２３上に第１のレジスト２４を塗布する。更に、リソグラフィ技術等により、図１０（ｃ）に示すように、第１のレジスト２４を所望の形状にパターニングする。
【００２９】
（ハ）次に、真空蒸着法やスパッタリング法等により、半導体層２３及び第１のレジスト２４の上部に金属膜２５を堆積する。そして、リフトオフ方等により、残存する第１のレジスト２４箇所を除去し、図１１（ｄ）に示す状態にする。
【００３０】
（ニ）次に、図１１（ｅ）に示すように、半導体層２３及び金属膜２５上に透光性の優れた高分子材料等からなる光導波路層２６を塗布する。
【００３１】
（ホ）次に、図１１（ｆ）に示すように、光導波路層２６上に第２のレジスト２７を塗布する。更に、リソグラフィ技術により、図１２（ｇ）に示すように、第２のレジスト２７を図２及び図３に示した第１及び第２光導波路３２，３４に対応する形状にパターニングする。
【００３２】
（へ）次に、図１２（ｈ）に示すように、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）等により、パターニングされた第２のレジスト２７をエッチングマスクとして用いて、光導波路層２６の一部を選択的に除去する。そして、第２のレジスト２７は、フッ酸（ＨＦ）等のエッチング溶液を使用したウェットエッチング等により除去される。
【００３３】
（ト）最後に、フッ化アンモニウム（ＮＨ４Ｆ）等のエッチング溶液を用いて、図１２（ｉ）に示すように、半導体層２３の一部を支持基板２１から遊離させるように除去する。この結果、図２及び図３に示した片持ち梁部２０が形成される。
【００３４】
上記半導体基板２の製造方法を用いることによって、容易に半導体基板２を製造することができる。
【００３５】
以下に、本発明の実施の形態に係る表示装置の表示方法を図１〜図６を参照しながら説明する。
【００３６】
（イ）まず、外部から水平同期信号が入力された制御部６０から、図４に示した櫛歯型機構５０ａ，５０ｂに電圧が印加されることで、櫛歯の間に生じる静電容量から静電駆動力を発生する。そして、櫛歯型機構５０ａ，５０ｂで発生した静電駆動力を増幅して片持ち梁部２０に伝えることで、図５に示すように支点３６を中心として片持ち梁部２０を水平方向に振動させる。制御部６０には
（ロ）次に、外部から画像データ及びクロック信号が入力された制御部６０から、図１及び図２に示した光源３０に電圧が印加されることで画像を形成するための光を出射する。出射した光は、第１光導波路３２の第１入射端３１ａへ入射し、第１出射端３１ｂから出射する。第１出射端３１ｂから出射した光は集光部４０によって、図６に示すように、支点３６に集光される。
【００３７】
（ハ）次に、片持ち梁部２０と共に動作可能である第２光導波路３４の一部である支点３６に集光された光は、水平方向に振動している片持ち梁部２０の第２出射端３３ｂから出射されることで水平方向に走査することができる。第２出射端３３ｂから出射された光は、レンズ４１に入射する。
【００３８】
（ニ）次に、レンズ４１から出射した光は集光レンズ８０に入射し、２次走査装置８１に集光する。２次走査装置８１は、水平同期信号及び垂直同期信号が入力されたモータ８２によって片持ち梁部２０の振動周期と同期して回転する。２次走査装置８１が片持ち梁部２０の振動周期と同期して回転することで２次元光束を出射する。そして、図１に示すように、２次走査装置８１を介した出射した２次元光束を投影対象８３で反射し、反射した２次元光束が眼球８４の網膜上に結像する
実施の形態に係る表示装置によれば、マトリックス電極等の電子的な情報の２次元化装置と、液晶分子及び発光性材料等の電子的情報の可視化媒体とをなくすことで、可搬性に優れ、大情報量を扱え、且つ観察者が違和感なく装着することを可能とする。
【００３９】
実施の形態に係る光走査装置１ａによれば、支点３６を単一光源とみなし、単一光源からの広がりを持った光を放射する素子として考えることが可能であるため、非点隔差を考慮せずに装置の設計をすることができる。また、光走査装置１ａの設計を単純化することにより、構成部材の数を削減することが可能となり、コストを大幅に削減することが可能となる。
【００４０】
（実施の形態の変形例）
本発明の実施の形態の変形例に係る表示装置に備える光走査装置１ｂは、図１３及び図１４に示すように、図２及び図３に示した光走査装置１ａに対して集光構造４２を更に備える点が異なる。他は図２及び図３に示した光走査装置１ａと実質的に同様であるので、重複した記載を省略する。
【００４１】
集光構造４２は、半導体基板２表面に対して水平方向から見ると光入力側の断面がレンズ形状であり、半導体基板２表面に対して水平方向以外から見るとプリズム構造を持つ。図１４に示すように、第１出射端３１ｂから出射され水平方向以外に発散した光は、集光構造４２に入射することで片持ち梁部２０の支点３６に集光する。
【００４２】
以下に、本発明の実施の形態の変形例に係る表示装置の表示方法を図１〜図６、及び図１４を参照しながら説明する。
【００４３】
（イ）まず、外部から水平同期信号が入力された制御部６０から、図４に示した櫛歯型機構５０ａ，５０ｂに電圧が印加されることで、櫛歯の間に生じる静電容量から静電駆動力を発生する。そして、櫛歯型機構５０ａ，５０ｂで発生した静電駆動力を増幅して片持ち梁部２０に伝えることで、図５に示すように支点３６を中心として片持ち梁部２０を水平方向に振動させる。制御部６０には
（ロ）次に、外部から画像データ及びクロック信号が入力された制御部６０から、図１及び図２に示した光源３０に電圧が印加されることで画像を形成するための光を出射する。出射した光は、第１光導波路３２の第１入射端３１ａへ入射し、第１出射端３１ｂから出射する。第１出射端３１ｂから出射した光は集光部４０によって、図６に示すように、支点３６に集光される。更に、図１４に示す集光構造４２によって、第１出射端３１ｂから出射され水平方向以外に発散した光を支点３６に集光する。
【００４４】
（ハ）次に、片持ち梁部２０と共に動作可能である第２光導波路３４の一部である支点３６に集光された光は、水平方向に振動している片持ち梁部２０の第２出射端３３ｂから出射されることで水平方向に走査することができる。第２出射端３３ｂから出射された光は、レンズ４１に入射する。
【００４５】
（ニ）次に、レンズ４１から出射した光は集光レンズ８０に入射し、２次走査装置８１に集光する。２次走査装置８１は、水平同期信号及び垂直同期信号が入力されたモータ８２によって片持ち梁部２０の振動周期と同期して回転する。２次走査装置８１が片持ち梁部２０の振動周期と同期して回転することで２次元光束を出射する。そして、図１に示すように、２次走査装置８１を介した出射した２次元光束を投影対象８３で反射し、反射した２次元光束が眼球８４の網膜上に結像する
実施の形態の変形例に係る光走査装置１ｂによれば、支点３６を単一光源とみなし、単一光源からの広がりを持った光を放射する素子として考えることが可能であるため、非点隔差を考慮せずに装置の設計をすることができる。また、光走査装置１ｂの設計を単純化することにより、構成部材の数を削減することが可能となり、コストを大幅に削減することが可能となる。また、光走査装置１ｂは集光構造４２を備えることで、第１光導波路３２の第１出射端３１ｂから出射して発散してしまい画像表示に利用できなかった光を利用できるようになりエネルギ効率があがる。
【００４６】
（その他の実施の形態）
上記のように、本発明は実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす記述及び図面はこの発明を限定するものであると理解するべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかになるはずである。
【００４７】
例えば、本発明の実施の形態に係る光走査装置１ａにおいてレンズ４１は平凸シリンドリカルレンズを用いると記載しているが、光学系の設計が多少難しくなるが両凸シリンドリカルレンズ、両凹シリンドリカルレンズ、及び両面が異なる曲率を持ったレンズ等を用いることも可能である。
【００４８】
また、本発明の実施の形態に係る表示装置においては、網膜面へ２次元光束を投影するようにしているが、２次元光束は投影対象８３をスクリーン等にすることでスクリーン等に表示することも可能である。
【００４９】
また、本発明の実施の形態及び実施の形態の変形例において半導体基板２は、ＳＯＩ基板として記載しているが、ＳＩＭＯＸ（Ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ  ｂｙ  ＩＭｐｌａｎｔｅｄ  Ｏｘｙｇｅｎ  ）基板等も用いることができる。
【００５０】
このように、本発明はここでは記載していない様々な実施の形態等を包含するということを理解すべきである。したがって、本発明はこの開示から妥当な特許請求の範囲の発明特定事項によってのみ限定されるものである。
【００５１】
【発明の効果】
本発明によれば、可搬性に優れ、大情報量を扱え、且つ観察者が表示装置の装着に違和感を覚えることの無い表示装置、光走査装置及び表示方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る表示装置の概略模式図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る光走査装置の概略平面図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る光走査装置の概略断面図である。
【図４】図１の点線で囲んだ部分を拡大して示した平面図である。
【図５】動力機構によって振動させられる片持ち梁部を示した図である。
【図６】光源から発した光が集光部によって集光させられることを示した図である。
【図７】本発明の実施の形態に係るレンズの焦点距離を求め方を説明するための図である。
【図８】本発明の実施の形態に係る光走査装置の具体的サイズの一例を示した平面図である。
【図９】本発明の実施の形態に係る光走査装置の具体的サイズを示した断面図である。
【図１０】本発明の実施の形態に係る半導体基板の製造方法を示す工程断面図（その１）である。
【図１１】本発明の実施の形態に係る半導体基板の製造方法を示す工程断面図（その２）である。
【図１２】本発明の実施の形態に係る半導体基板の製造方法を示す工程断面図（その３）である。
【図１３】本発明の実施の形態の変形例に係る光走査装置の概略平面図である。
【図１４】本発明の実施の形態の変形例に係る光走査装置の概略断面図である。
【符号の説明】
１ａ，１ｂ…光走査装置
２…半導体基板（ＳＯＩ基板）
２０…片持ち梁部
２１…支持基板
２２…絶縁膜
２３…半導体層
２４…第１のレジスト
２５…金属膜
２６…光導波路層
２７…第２のレジスト
３…光導波部
３０…光源
３１ａ…第１入射端
３１ｂ…第１出射端
３２…第１光導波路
３３ａ…第２入射端
３３ｂ…第２出射端
３４…第２光導波路
３６…支点
４０…集光部
４１…レンズ
４２…集光構造
５…動力機構
５０ａ，５０ｂ…櫛歯型機構
５１ａ，５１ｂ…蛇腹ばね構造
５２ａ，５２ｂ…安定化ばね構造
６０…制御部
６１…配線
７０…ケーシング
７１…スペーサ
８０…集光レンズ
８１…次走査装置
８２…モータ
８３…投影対象
８４…眼球
【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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