(57)【要約】【課題】装置構成の簡単化や小型化を図りつつ、可動部の揺動範囲を好適に制限することができるアクチュエーターおよび光スキャナーを提供すること、また、かかる光スキャナーを備える画像表示装置を提供すること。【解決手段】光スキャナー１は、枠体部１３と、枠体部１３を揺動可能に支持する１対の軸部１４と、１対の軸部１４を支持する支持部１５と、平面視で枠体部１３および軸部１４に重なる部分を有して配置され、枠体部１３および軸部１４の変位を規制可能な変位規制部５１と、コイル３１、および、コイル３１に交流磁場を発生させる駆動信号を発生する信号発生部を有し、コイル３１からの交流磁場を用いて枠体部１３を揺動させる駆動部と、を備え、変位規制部５１は、駆動信号を用いた交流磁場を受けて誘導加熱される金属膜５１２を含み、金属膜５１２の熱膨張に伴って変形可能である。【選択図】図２
2016147360.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可動部と、
前記可動部を揺動可能に支持する１対の軸部と、
前記１対の軸部を支持する支持部と、
前記可動部を平面視したときに前記可動部および前記軸部のうちの少なくとも一方に重なる部分を有して配置され、前記可動部および前記軸部のうちの少なくとも一方の変位を規制可能な変位規制部と、
駆動用コイル、および、前記駆動用コイルに交流磁場を発生させる駆動信号を発生する信号発生部を有し、前記駆動用コイルからの交流磁場を用いて前記可動部を揺動させる駆動部と、を備え、
前記変位規制部は、前記駆動信号を用いた交流磁場を受けて誘導加熱される金属膜を含み、前記金属膜の熱膨張に伴って変形可能であることを特徴とするアクチュエーター。
【請求項２】
可動部と、
前記可動部を揺動可能に支持する１対の軸部と、
前記１対の軸部を支持する支持部と、
前記可動部を平面視したときに前記可動部および前記軸部のうちの少なくとも一方に重なる部分を有して配置され、前記可動部および前記軸部のうちの少なくとも一方の変位を規制可能な変位規制部と、
駆動用コイル、および、前記駆動用コイルに交流磁場を発生させる駆動信号を発生する信号発生部を有し、前記駆動用コイルからの交流磁場を用いて前記可動部を揺動させる駆動部と、を備え、
前記変位規制部は、前記駆動信号により加熱される金属膜を含み、前記金属膜の熱膨張に伴って変形可能であることを特徴とするアクチュエーター。
【請求項３】
前記変位規制部と前記駆動用コイルとが、共通の前記信号発生部により駆動する請求項２に記載のアクチュエーター。
【請求項４】
前記駆動部は、前記可動部に配置された永久磁石を有し、前記永久磁石からの磁場と前記駆動用コイルからの交流磁場との相互作用により前記可動部を揺動させる請求項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】
前記駆動用コイルは、前記可動部に配置されており、
前記駆動部は、前記支持部またはこれを支持する部材に配置されている永久磁石を有し、前記永久磁石からの磁場と前記駆動用コイルからの交流磁場との相互作用により前記可動部を揺動させる請求項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６】
前記変位規制部は、前記軸部の軸線方向に沿って配置されている請求項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】
前記変位規制部は、前記軸部の断面視で前記軸部の板厚方向に形成された面に対向し、前記軸部側に突出する突出部を有する請求項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】
前記金属膜は、前記可動部が揺動していない状態で、前記可動部および前記軸部のうちの少なくとも一方に接触している請求項１ないし７のいずれか１項に記載のアクチュエーター。
【請求項９】
前記金属膜は、前記可動部が揺動している状態で、前記可動部および前記軸部の双方に対して離間している請求項１ないし８のいずれか１項に記載のアクチュエーター。
【請求項１０】
前記金属膜は、前記駆動用コイルからの交流磁場を受けて誘導加熱される請求項１ないし９のいずれか１項に記載のアクチュエーター。
【請求項１１】
請求項１ないし１０のいずれか１項に記載のアクチュエーターを備えることを特徴とする光スキャナー。
【請求項１２】
請求項１１に記載の光スキャナーを備えることを特徴とする画像表示装置。
【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、光スキャナーおよび画像表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
シリコン基板を微細加工したＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）デバイスとして、可動部を１対の軸部で揺動可能に支持した構成を有するアクチュエーターが知られている（例えば、特許文献１参照）。かかるアクチュエーターは、例えば、光を走査する光スキャナーに用いられる。
【０００３】
例えば、特許文献１に記載のマイクロデバイスは、フレームと、ヒンジを介してフレームに支持されたミラーとを備えている。また、特許文献１に記載のマイクロデバイスは、ヒンジの損傷防止等のため、ミラーの揺動を所定の揺動範囲に制限するためのストッパを備えている。このストッパは、フレームからミラー側へ延びる延設部を有し、延設部の表面には、延設部よりも熱膨張係数が高い材料で形成された高熱膨張係数膜が積層されている。そして、高熱膨張係数膜をヒーターにより加熱することによりストッパを反らせ、その状態のストッパによりミラーの揺動範囲を制限する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−６２７８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載のマイクロデバイスでは、高熱膨張係数膜を加熱するヒーターやそれを駆動するための構成（例えば電源、制御回路等）が別途必要となるため、装置の複雑化や大型化を招いてしまうという問題があった。
【０００６】
本発明の目的は、装置構成の簡単化や小型化を図りつつ、可動部の揺動範囲を好適に制限することができるアクチュエーターおよび光スキャナーを提供すること、また、かかる光スキャナーを備える画像表示装置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、下記の本発明により達成される。
本発明のアクチュエーターは、可動部と、
前記可動部を揺動可能に支持する１対の軸部と、
前記１対の軸部を支持する支持部と、
前記可動部を平面視したときに前記可動部および前記軸部のうちの少なくとも一方に重なる部分を有して配置され、前記可動部および前記軸部のうちの少なくとも一方の変位を規制可能な変位規制部と、
駆動用コイル、および、前記駆動用コイルに交流磁場を発生させる駆動信号を発生する信号発生部を有し、前記駆動用コイルからの交流磁場を用いて前記可動部を揺動させる駆動部と、を備え、
前記変位規制部は、前記駆動信号を用いた交流磁場を受けて誘導加熱される金属膜を含み、前記金属膜の熱膨張に伴って変形可能であることを特徴とする。
【０００８】
このようなアクチュエーターによれば、変位規制部を変形させることにより可動部および軸部のうちの少なくとも一方の変位を所望範囲内に規制することができる。これにより、可動部の揺動範囲を好適に制限することができる。しかも、駆動信号を用いて変位規制部の変形を行うため、変位規制部を変形させるための構成（例えばヒーターや電源等）を別途設ける必要がなく、その結果、装置構成の簡単化や小型化を図ることができる。
【０００９】
本発明のアクチュエーターは、可動部と、
前記可動部を揺動可能に支持する１対の軸部と、
前記１対の軸部を支持する支持部と、
前記可動部を平面視したときに前記可動部および前記軸部のうちの少なくとも一方に重なる部分を有して配置され、前記可動部および前記軸部のうちの少なくとも一方の変位を規制可能な変位規制部と、
駆動用コイル、および、前記駆動用コイルに交流磁場を発生させる駆動信号を発生する信号発生部を有し、前記駆動用コイルからの交流磁場を用いて前記可動部を揺動させる駆動部と、を備え、
前記変位規制部は、前記駆動信号により加熱される金属膜を含み、前記金属膜の熱膨張に伴って変形可能であることを特徴とする。
【００１０】
このようなアクチュエーターによれば、変位規制部を変形させることにより可動部および軸部のうちの少なくとも一方の変位を所望範囲内に規制することができる。これにより、可動部の揺動範囲を好適に制限することができる。しかも、駆動信号を用いて変位規制部の変形を行うため、変位規制部を変形させるための構成（例えばヒーターや電源等）を別途設ける必要がなく、その結果、装置構成の簡単化や小型化を図ることができる。
【００１１】
本発明のアクチュエーターでは、前記変位規制部と前記駆動用コイルとが、共通の前記信号発生部により駆動することが好ましい。
【００１２】
これにより、駆動信号を発生させるための構成を別途設ける必要がなく、その結果、装置構成の簡単化や小型化を図ることができる。
【００１３】
本発明のアクチュエーターでは、前記駆動部は、前記可動部に配置された永久磁石を有し、前記永久磁石からの磁場と前記駆動用コイルからの交流磁場との相互作用により前記可動部を揺動させることが好ましい。
【００１４】
これにより、いわゆるムービングマグネット方式のアクチュエーターを実現することができる。また、比較的簡単な構成で、駆動用コイルからの交流磁場を金属膜に作用させることができる。
【００１５】
本発明のアクチュエーターでは、前記駆動用コイルは、前記可動部に配置されており、
前記駆動部は、前記支持部またはこれを支持する部材に配置されている永久磁石を有し、前記永久磁石からの磁場と前記駆動用コイルからの交流磁場との相互作用により前記可動部を揺動させることが好ましい。
【００１６】
これにより、いわゆるムービングコイル方式のアクチュエーターを実現することができる。
【００１７】
本発明のアクチュエーターでは、前記変位規制部は、前記軸部の軸線方向に沿って配置されていることが好ましい。
【００１８】
これにより、金属膜の熱膨張を伴う変位規制部の変位量を大きくすることができる。そのため、変位規制部により軸部の変位を好適に規制することができる。
【００１９】
本発明のアクチュエーターでは、前記変位規制部は、前記軸部の断面視で前記軸部の板厚方向に形成された面に対向し、前記軸部側に突出する突出部を有することが好ましい。
【００２０】
これにより、アクチュエーターの非駆動時に、軸部の幅方向への変位を規制することができる。
【００２１】
本発明のアクチュエーターでは、前記金属膜は、前記可動部が揺動していない状態で、前記可動部および前記軸部のうちの少なくとも一方に接触していることが好ましい。
【００２２】
これにより、アクチュエーターの非駆動時に、可動部や軸部の変位をできるだけ小さくなるように規制し、アクチュエーターの損傷を防止することができる。
【００２３】
本発明のアクチュエーターでは、前記金属膜は、前記可動部が揺動している状態で、前記可動部および前記軸部の双方に対して離間していることが好ましい。
【００２４】
これにより、アクチュエーターの駆動時に、可動部および軸部の必要な変位または変形を許容することができる。
【００２５】
本発明のアクチュエーターでは、前記金属膜は、前記駆動用コイルからの交流磁場を受けて誘導加熱されることが好ましい。
【００２６】
これにより、金属膜を誘導加熱するためのコイルを別途設ける必要がなくなるため、装置構成の簡単化および小型化をさらに図ることができる。
【００２７】
本発明の光スキャナーは、本発明のアクチュエーターを備えることを特徴とする。
これにより、装置構成の簡単化や小型化を図りつつ、可動部の揺動範囲を好適に制限することができる光スキャナーを提供することができる。
【００２８】
本発明の画像表示装置は、本発明の光スキャナーを備えることを特徴とする。
これにより、優れた信頼性を有する画像表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の第１実施形態に係る光スキャナー（アクチュエーター）を示す平面図である。
【図２】図１に示す光スキャナー（非駆動時）の断面図（Ｘ軸に沿った断面図）である。
【図３】図１に示す光スキャナーが備える駆動部の電圧印加部を説明するためのブロック図である。
【図４】図３に示す第１の電圧発生部および第２の電圧発生部での発生電圧の一例を示す図である。
【図５】図１に示す光スキャナーが備える変位規制部材を示す図であって、（ａ）は上面図、（ｂ）は下面図である。
【図６】図１に示す光スキャナーが備える変位規制部材の変位規制部を説明するための図であって、（ａ）は光スキャナーの非駆動時の状態を示す図、（ｂ）は光スキャナーの駆動時の状態を示す図である。
【図７】図１に示す光スキャナーの駆動時の状態を示す断面図である。
【図８】図１に示す光スキャナー（非駆動時）の変形例を示す断面図（Ｘ軸に沿った断面図）である。
【図９】本発明の第２実施形態に係る光スキャナー（アクチュエーター）を示す平面図である。
【図１０】図９に示す光スキャナーが備える変位規制部材の変位規制部を説明するための図であって、（ａ）は光スキャナーの非駆動時の状態を示す図、（ｂ）は光スキャナーの駆動時の状態を示す図である。
【図１１】本発明の第３実施形態に係る光スキャナー（アクチュエーター）を示す断面図である。
【図１２】図１１に示す光スキャナーが備える駆動部の電圧印加部を説明するためのブロック図である。
【図１３】本発明の第４実施形態に係る光スキャナー（アクチュエーター）を示す平面図である。
【図１４】図１３に示す光スキャナー（非駆動時）の断面図（Ｘ軸に沿った断面図）である。
【図１５】本発明の第５実施形態に係る光スキャナー（アクチュエーター）を示す平面図である。
【図１６】図１５に示す光スキャナー（非駆動時）の断面図（Ｘ軸に沿った断面図）である。
【図１７】図１５に示す光スキャナー（非駆動時）が備える可動部の断面図（Ｙ軸に沿った断面図）である。
【図１８】本発明の第６実施形態に係る光スキャナーが備える駆動部の電圧印加部を説明するためのブロック図である。
【図１９】本発明の画像表示装置の実施形態を模式的に示す図である。
【図２０】本発明の画像表示装置の応用例１を示す斜視図である。
【図２１】本発明の画像表示装置の応用例２を示す斜視図である。
【図２２】本発明の画像表示装置の応用例３を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明のアクチュエーター、光スキャナーおよび画像表示装置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。
【００３１】
（アクチュエーター（光スキャナー））
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る光スキャナー（アクチュエーター）を示す平面図、図２は、図１に示す光スキャナー（非駆動時）の断面図（Ｘ軸に沿った断面図）である。図３は、図１に示す光スキャナーが備える駆動部の電圧印加部を説明するためのブロック図、図４は、図３に示す第１の電圧発生部および第２の電圧発生部での発生電圧の一例を示す図である。
なお、以下では、説明の便宜上、図２中の上側を「上」、下側を「下」と言う。
【００３２】
図１および図２に示す光スキャナー１は、可動ミラー部１１と、１対の軸部１２ａ、１２ｂ（第１軸部）と、枠体部１３と、１対の軸部１４ａ、１４ｂ（第２軸部）と、支持部１５と、永久磁石２１と、コイル３１（駆動用コイル）と、変位規制部材５、７と、を備える。また、光スキャナー１は、電圧印加部４（駆動信号発生部）を備える（図３参照）。
【００３３】
ここで、可動ミラー部１１および１対の軸部１２ａ、１２ｂ（以下、「軸部１２」ともいう）からなる構造体は、Ｙ軸（第１の軸）周りに揺動（往復回動）する第１の振動系を構成する。また、可動ミラー部１１、１対の軸部１２ａ、１２ｂ、枠体部１３および永久磁石２１は、「可動部」を構成しており、この可動部と、この可動部を揺動可能に支持する１対の軸部１４ａ、１４ｂ（以下、「軸部１４」ともいう）とからなる構造体は、Ｘ軸（第２の軸）周りに揺動（往復回動）する第２の振動系を構成する。また、電圧印加部４は、コイル３１に交流磁場を発生させる駆動信号を発生する「信号発生部」を構成する。そして、永久磁石２１、コイル３１および電圧印加部４を有する構成は、コイル３１からの交流磁場を用いて枠体部１３（可動部）を揺動させる「駆動部」を構成する。より具体的には、永久磁石２１、コイル３１および電圧印加部４は、永久磁石２１およびコイル３１の磁界の相互作用により、前述した第１の振動系および第２の振動系を駆動（すなわち、可動ミラー部１１をＸ軸およびＹ軸周りに揺動）させる「駆動部」を構成する。
【００３４】
以下、光スキャナー１の各部を順次詳細に説明する。
可動ミラー部１１は、基部１１１と、スペーサー１１２（柱部）を介して基部１１１に固定された光反射板１１３とを有する。
【００３５】
光反射板１１３の上面（一方の面）には、光反射性を有する光反射膜１１４が設けられている。この光反射膜１１４は、例えば、アルミニウム等の金属膜で構成されている。
【００３６】
この光反射板１１３は、軸部１２ａ、１２ｂに対して光反射板１１３の板厚方向に離間するとともに、板厚方向（光反射板１１３と光反射膜１１４の積層方向）から見たときに（以下、「平面視」ともいう）軸部１２ａ、１２ｂと重なって設けられている。そのため、軸部１２ａと軸部１２ｂとの間の距離を短くしつつ、光反射板１１３の板面の面積を大きくすることができる。また、軸部１２ａと軸部１２ｂとの間の距離を短くすることができることから、枠体部１３の小型化を図ることができる。さらに、枠体部１３の小型化を図ることができることから、軸部１４ａと軸部１４ｂとの間の距離を短くすることができる。このようなことから、光反射板１１３の板面の面積を大きくしても、光スキャナー１の小型化を図ることができる。
【００３７】
本実施形態では、光反射板１１３は、平面視にて、円形をなしている。なお、光反射板１１３の平面視形状は、これに限定されず、例えば、楕円形、四角形等の多角形であってもよい。
【００３８】
一方、光反射板１１３の下面は、スペーサー１１２を介して基部１１１に固定されている。これにより、軸部１２ａ、１２ｂ、枠体部１３および軸部１４ａ、１４ｂとの接触を抑制しつつ、光反射板１１３をＹ軸周りに揺動させることができる。ここで、スペーサー１１２は、例えば接着剤等の接合層１１５を介して基部１１１に固定されている。
【００３９】
枠体部１３は、枠状をなし、前述した可動ミラー部１１の基部１１１を囲んで設けられている。言い換えると、可動ミラー部１１の基部１１１は、枠状をなす枠体部１３の内側に設けられている。
【００４０】
また、枠体部１３は、枠体部１３の厚さ方向に軸部１２ａ、１２ｂおよび軸部１４ａ、１４ｂよりも突出したリブ１３１を有する。このようなリブ１３１により枠体部１３の剛性を高めることができる。また、このリブ１３１は、可動ミラー部１１が永久磁石２１に接触するのを抑制する機能（スペーサーとしての機能）も有する。なお、枠体部１３の形状は、枠状であれば、図示のものに限定されない。
【００４１】
そして、枠体部１３は、軸部１４ａ、１４ｂを介して支持部１５に支持されている。また、可動ミラー部１１の基部１１１は、軸部１２ａ、１２ｂを介して枠体部１３に支持されている。
【００４２】
軸部１２ａ、１２ｂおよび軸部１４ａ、１４ｂは、それぞれ、弾性変形可能である。そして、軸部１２ａ、１２ｂ（第１軸部）は、可動ミラー部１１をＹ軸（第１の軸）周りに揺動（回動）可能とするように、可動ミラー部１１と枠体部１３とを接続している。また、軸部１４ａ、１４ｂ（第２軸部）は、枠体部１３をＹ軸に直交するＸ軸（第２の軸）周りに揺動（回動）可能とするように、枠体部１３と支持部１５とを接続している。
【００４３】
より具体的に説明すると、軸部１２ａ、１２ｂは、可動ミラー部１１の基部１１１を介して（挟んで）互いに対向するように配置されている。また、軸部１２ａ、１２ｂは、それぞれ、Ｙ軸に沿った方向に延びる長手形状（棒状）をなしている。そして、軸部１２ａ、１２ｂは、それぞれ、一方の端部が基部１１１に接続され、他方の端部が枠体部１３に接続されている。また、軸部１２ａ、１２ｂは、それぞれ、中心軸がＹ軸に一致するように配置されている。
【００４４】
このように、軸部１２ａ、１２ｂは、可動ミラー部１１の基部１１１を両側から支持している。そして、軸部１２ａ、１２ｂは、それぞれ、可動ミラー部１１のＹ軸周りの揺動に伴って捩れ変形する。
【００４５】
なお、軸部１２ａ、１２ｂの形状は、それぞれ、可動ミラー部１１を枠体部１３に対してＹ軸周りに揺動可能に支持するものであれば、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、分岐した部分、幅の異なる部分を有していてもよい。また、軸部１２ａ、１２ｂのそれぞれが複数の軸部材で構成されていてもよい。
【００４６】
軸部１４ａ、１４ｂは、平面視にて枠体部１３を介して互いに対向するように配置されている。また、１対の軸部１４ａ、１４ｂは、それぞれ、平面視にてＸ軸上に沿って配置され、Ｘ軸に沿った長手形状（棒状）をなしている。そして、軸部１４ａ、１４ｂは、それぞれ、一方の端部が枠体部１３に接続され、他方の端部が支持部１５に接続されている。また、軸部１４ａ、１４ｂは、それぞれ、中心軸がＸ軸に一致するように配置されている。
【００４７】
このように、軸部１４ａ、１４ｂは、枠体部１３を両側から支持している。そして、軸部１４ａ、１４ｂは、それぞれ、枠体部１３のＸ軸周りの揺動に伴って捩れ変形する。
【００４８】
なお、軸部１４ａ、１４ｂの形状は、それぞれ、枠体部１３を支持部１５に対してＸ軸周りに揺動可能に支持するものであれば、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、分岐した部分、幅の異なる部分を有していてもよい。また、軸部１４ａ、１４ｂのそれぞれが複数の軸部材で構成されていてもよい。
【００４９】
支持部１５は、平面視で、基部１１１、軸部１２、枠体部１３および軸部１４からなる構造体を囲むように設けられている。また、支持部１５は、枠状の支持部材１６に支持されている。ここで、支持部１５の下面と支持部材１６の上面とは、接着剤等で構成された接合層１７２を介して接合されている。
【００５０】
このように、可動ミラー部１１をＹ軸周りに揺動可能とするとともに、枠体部１３をＸ軸周りに揺動可能とすることにより、可動ミラー部１１を互いに直交するＸ軸およびＹ軸の２軸周りに揺動（回動）させることができる。
【００５１】
以上説明したような基部１１１、軸部１２ａ、１２ｂ、枠体部１３、軸部１４ａ、１４ｂおよび支持部１５は、一体的に形成されている。
【００５２】
本実施形態では、基部１１１、軸部１２ａ、１２ｂ、枠体部１３、軸部１４ａ、１４ｂおよび支持部１５は、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ＳＯＩ基板をエッチングすることにより形成されている。これにより、第１の振動系および第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。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基板を用いて基部１１１、軸部１２ａ、１２ｂ、枠体部１３、軸部１４ａ、１４ｂおよび支持部１５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１の小型化を図ることができる。
【００５３】
そして、基部１１１、軸部１２ａ、１２ｂおよび軸部１４ａ、１４ｂは、それぞれ、ＳＯＩ基板の第１のＳｉ層で構成されている。これにより、軸部１２ａ、１２ｂおよび軸部１４ａ、１４ｂの弾性を優れたものとすることができる。また、基部１１１がＹ軸周りに回動する際に枠体部１３に接触するのを抑制することができる。
【００５４】
また、枠体部１３および支持部１５は、それぞれ、ＳＯＩ基板の第１のＳｉ層、ＳｉＯ２層および第２のＳｉ層からなる積層体で構成されている。これにより、枠体部１３および支持部１５の剛性を優れたものとすることができる。ここで、枠体部１３のＳｉＯ２層および第２のＳｉ層は、枠体部１３の軸部１２ａ、１２ｂまたは軸部１４ａ、１４ｂよりも厚さ方向に突出していて、前述した枠体部１３の剛性を高めるリブ１３１を構成する。
【００５５】
なお、前述した基部１１１、軸部１２ａ、１２ｂ、枠体部１３、軸部１４ａ、１４ｂおよび支持部１５の構成材料および形成方法は、一例であり、本発明は、これに限定されるものではない。例えば、シリコン基板をエッチングすることにより、基部１１１、軸部１２ａ、１２ｂ、枠体部１３、軸部１４ａ、１４ｂおよび支持部１５を形成してもよい。
【００５６】
また、本実施形態では、スペーサー１１２および光反射板１１３も、ＳＯＩ基板をエッチングすることにより形成されている。そして、スペーサー１１２は、ＳＯＩ基板のＳｉＯ２層（層１１２２）および第２のＳｉ層（層１１２１）からなる積層体で構成されている。また、光反射板１１３は、ＳＯＩ基板の第１のＳｉ層で構成されている。
【００５７】
このように、ＳＯＩ基板を用いてスペーサー１１２および光反射板１１３を形成することにより、互いに接合されたスペーサー１１２および光反射板１１３を簡単かつ高精度に製造することができる。
【００５８】
また、前述したように基部１１１、軸部１２ａ、１２ｂ、枠体部１３、軸部１４ａ、１４ｂおよび支持部１５が形成された基板の上側には変位規制部材５、下側には変位規制部材７が配置されている。変位規制部材５、７は、それぞれ、枠体部１３および１対の軸部１４の変位を規制する機能を有する。
【００５９】
ここで、変位規制部材５は、枠体部１３および１対の軸部１４の変位を規制する１対の変位規制部５１と、１対の変位規制部５１を支持する支持部５２と、支持部５２と支持部１５とを接続する接続部５３と、を有している。また、変位規制部５１は、支持部５２と一体で形成された本体部５１１と、本体部５１１上に設けられた金属膜５１２と、を有し、金属膜５１２が誘導加熱されることにより金属膜５１２が熱膨張し、本体部５１１と金属膜５１２との熱膨張差により変形する。同様に、変位規制部材７は、枠体部１３および１対の軸部１４の変位を規制する１対の変位規制部７１と、１対の変位規制部７１を支持する支持部７２と、支持部７２と支持部１５とを接続する接続部７３と、を有している。また、変位規制部７１は、支持部７２と一体で形成された本体部７１１と、本体部７１１上に設けられた金属膜７１２と、を有し、金属膜７１２が誘導加熱されることにより金属膜７１２が熱膨張し、本体部７１１と金属膜７１２との熱膨張差により変形する。なお、変位規制部材５、７については、後に詳述する。
【００６０】
また、前述した枠体部１３の下面（光反射板１１３とは反対側の面）、すなわちリブ１３１の先端面には、永久磁石２１が接合されている。ここで、リブ１３１と永久磁石２１とは、接着剤等で構成された接合層１７１を介して接合されている。
【００６１】
永久磁石２１は、平面視にて、Ｘ軸およびＹ軸に対して傾斜する方向に磁化されている。本実施形態では、永久磁石２１は、Ｘ軸およびＹ軸に対して傾斜する方向に延在する長手形状（棒状）をなす。そして、永久磁石２１は、その長手方向に磁化されている。すなわち、永久磁石２１は、一端部をＳ極とし、他端部をＮ極とするように磁化されている。また、永久磁石２１は、平面視にて、Ｘ軸とＹ軸との交点を中心として対称となるように設けられている。
【００６２】
なお、本実施形態では、枠体部１３に１つの永久磁石の数を設置した場合を例に説明するが、これに限定されず、例えば、枠体部１３に２つの永久磁石を設置してもよい。この場合、例えば、長尺状をなす２つの永久磁石を、平面視にて基部１１１を介して互いに対向するとともに、互いに平行となるように、枠体部１３に設置すればよい。
【００６３】
平面視にてＸ軸に対する永久磁石２１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、３０°以上４５°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２１を設けることで、円滑かつ確実に可動ミラー部１１をＸ軸の周りに回動させることができる。
【００６４】
これに対し、傾斜角θが前記下限値未満であると、電圧印加部４によりコイル３１に印加される電圧の強さなどの諸条件によっては、可動ミラー部１１を十分にＸ軸周りに回動させることができない場合がある。一方、傾斜角θが前記上限値を超えると、諸条件によっては、可動ミラー部１１を十分にＹ軸周りに回動させることができない場合がある。
【００６５】
このような永久磁石２１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２１は、高磁性体を着磁したものであり、例えば、着磁前の硬磁性体を枠体部１３に設置した後に着磁することにより形成される。既に着磁がなされた永久磁石２１を枠体部１３に設置しようとすると、外部や他の部品の磁界の影響により、永久磁石２１を所望の位置に設置できない場合があるからである。
【００６６】
永久磁石２１の直下には、コイル３１が設けられている。すなわち、枠体部１３の下面に対向するように、コイル３１が設けられている。これにより、コイル３１から発生する磁界を効率的に永久磁石２１に作用させることができる。また、コイル３１から発生する磁界を後述する変位規制部材５、７の変位規制部５１、７１に作用させることもできる。これにより、光スキャナー１の省電力化および小型化を図ることができる。ここで、コイル３１は、支持部材１６に支持・固定されている。なお、コイル３１は、磁心に巻回されて設けられていてもよい。
【００６７】
このようなコイル３１は、電圧印加部４に電気的に接続されている。そして、電圧印加部４によりコイル３１に電圧（駆動信号）が印加されることで、コイル３１からＸ軸およびＹ軸に直交する方向の磁界が発生する。
【００６８】
電圧印加部４は、図３に示すように、可動ミラー部１１をＹ軸周りに回動させるための第１の電圧Ｖ１を発生させる第１の電圧発生部４１と、可動ミラー部１１をＸ軸周りに回動させるための第２の電圧Ｖ２を発生させる第２の電圧発生部４２と、第１の電圧Ｖ１と第２の電圧Ｖ２とを重畳する電圧重畳部４３とを備え、電圧重畳部４３で重畳した電圧を駆動信号としてコイル３１に印加する。
【００６９】
第１の電圧発生部４１は、図４（ａ）に示すように、周期Ｔ１で周期的に変化する第１の電圧Ｖ１（水平走査用電圧）を発生させるものである。すなわち、第１の電圧発生部４１は、第１周波数（１／Ｔ１）の第１の電圧Ｖ１を発生させるものである。
【００７０】
第１の電圧Ｖ１は、正弦波のような波形をなしている。そのため、光スキャナー１は効果的に光を主走査することができる。なお、第１の電圧Ｖ１の波形は、これに限定されない。
【００７１】
また、第１周波数（１／Ｔ１）は、変位規制部材５、７の金属膜５１２、７１２を誘導加熱可能で、かつ、水平走査に適した周波数であれば、特に限定されないが、１０〜４０ｋＨｚであるのが好ましい。なお、第１周波数（１／Ｔ１）が５ｋＨｚ以上１０ＭＨｚ以下であれば、金属膜５１２、７１２の好適な誘導加熱が可能である。
【００７２】
本実施形態では、第１周波数は、可動ミラー部１１、１対の軸部１２ａ、１２ｂで構成される第１の振動系（捩り振動系）の捩り共振周波数（ｆ１）と等しくなるように設定されている。つまり、第１の振動系は、その捩り共振周波数ｆ１が水平走査に適した周波数になるように設計（製造）されている。これにより、可動ミラー部１１のＹ軸周りの回動角を大きくすることができる。
【００７３】
一方、第２の電圧発生部４２は、図４（ｂ）に示すように、周期Ｔ１と異なる周期Ｔ２で周期的に変化する第２の電圧Ｖ２（垂直走査用電圧）を発生させるものである。すなわち、第２の電圧発生部４２は、第２周波数（１／Ｔ２）の第２の電圧Ｖ２を発生させるものである。
【００７４】
第２の電圧Ｖ２は、鋸波のような波形をなしている。そのため、光スキャナー１は効果的に光を垂直走査（副走査）することができる。なお、第２の電圧Ｖ２の波形は、これに限定されない。
【００７５】
第２周波数（１／Ｔ２）は、第１周波数（１／Ｔ１）と異なり、かつ、垂直走査に適した周波数であれば、特に限定されないが、３０〜１２０Ｈｚ（６０Ｈｚ程度）であるのが好ましい。このように、第２の電圧Ｖ２の周波数を６０Ｈｚ程度とし、前述したように第１の電圧Ｖ１の周波数を１０〜４０ｋＨｚとすることで、ディスプレイでの描画に適した周波数で、可動ミラー部１１を互いに直交する２軸（Ｘ軸およびＹ軸）のそれぞれの軸周りに回動させることができる。ただし、可動ミラー部１１をＸ軸およびＹ軸のそれぞれの軸周りに回動させることができれば、第１の電圧Ｖ１の周波数と第２の電圧Ｖ２の周波数との組み合わせは、特に限定されない。
【００７６】
本実施形態では、第２の電圧Ｖ２の周波数は、可動ミラー部１１、１対の軸部１２ａ、１２ｂ、枠体部１３、１対の軸部１４ａ、１４ｂおよび永久磁石２１で構成された第２の振動系（捩り振動系）の共振周波数（捩り共振周波数）と異なる周波数となるように調整されている。
【００７７】
このような第２の電圧Ｖ２の周波数（第２周波数）は、第１の電圧Ｖ１の周波数（第１周波数）よりも小さいことが好ましい。すなわち、周期Ｔ２は、周期Ｔ１よりも長いことが好ましい。これにより、より確実かつより円滑に、可動ミラー部１１をＹ軸周りに第１周波数で回動させつつ、Ｘ軸周りに第２周波数で回動させることができる。
【００７８】
また、第１の振動系の捩り共振周波数をｆ１［Ｈｚ］とし、第２の振動系の捩り共振周波数を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く、ｆ１≧１０ｆ２の関係を満たすことがより好ましい。これにより、より円滑に、可動ミラー部１１を、Ｙ軸周りに第１の電圧Ｖ１の周波数で回動させつつ、Ｘ軸周りに第２の電圧Ｖ２の周波数で回動させることができる。これに対し、ｆ１≦ｆ２とした場合は、第２周波数による第１の振動系の振動が起こる可能性がある。
【００７９】
このような第１の電圧発生部４１および第２の電圧発生部４２は、それぞれ、制御部６に接続され、この制御部６からの信号に基づき駆動する。このような第１の電圧発生部４１および第２の電圧発生部４２には、電圧重畳部４３が接続されている。
【００８０】
電圧重畳部４３は、コイル３１に電圧を印加するための加算器４３ａを備えている。加算器４３ａは、第１の電圧発生部４１から第１の電圧Ｖ１を受けるとともに、第２の電圧発生部４２から第２の電圧Ｖ２を受け、これらの電圧を重畳しコイル３１に印加するようになっている。
【００８１】
次に、光スキャナー１の駆動方法について説明する。なお、本実施形態では、前述したように、第１の電圧Ｖ１の周波数は、第１の振動系の捩り共振周波数と等しく設定されており、第２の電圧Ｖ２の周波数は、第２の振動系の捩り共振周波数と異なる値に、かつ、第１の電圧Ｖ１の周波数よりも小さくなるように設定されている（例えば、第１の電圧Ｖ１の周波数が１８ｋＨｚ、第２の電圧Ｖ２の周波数が６０Ｈｚに設定されている）。
【００８２】
例えば、図４（ａ）に示すような第１の電圧Ｖ１と、図４（ｂ）に示すような第２の電圧Ｖ２とを電圧重畳部４３にて重畳し、重畳した電圧をコイル３１に印加する。
【００８３】
すると、第１の電圧Ｖ１によって、永久磁石２１の一方の磁極をコイル３１に引き付けようとするとともに、永久磁石２１の他方の磁極をコイル３１から離間させようとする磁界（この磁界を「磁界Ａ１」という）と、永久磁石２１の一方の磁極をコイル３１から離間させようとするとともに、永久磁石２１の他方の磁極をコイル３１に引き付けようとする磁界（この磁界を「磁界Ａ２」という）とが交互に切り換わる。
【００８４】
ここで、上述したように、図１の平面視において、Ｙ軸を挟んで一方側に永久磁石２１のＮ極が位置し、他方側に永久磁石２１のＳ極が位置している。そのため、磁界Ａ１と磁界Ａ２とが交互に切り換わることで、枠体部１３にＹ軸周りの捩り振動成分を有する振動が励振され、その振動に伴って、軸部１２ａ、１２ｂを捩れ変形させつつ、可動ミラー部１１が第１の電圧Ｖ１の周波数でＹ軸まわりに回動する。
【００８５】
また、第１の電圧Ｖ１の周波数は、第１の振動系の捩り共振周波数と等しい。そのため、第１の電圧Ｖ１によって、効率的に、可動ミラー部１１をＹ軸周りに回動させることができる。すなわち、前述した枠体部１３のＹ軸周りの捩り振動成分を有する振動が小さくても、その振動に伴う可動ミラー部１１のＹ軸周りの回動角を大きくすることができる。
【００８６】
一方、第２の電圧Ｖ２によって、永久磁石２１の一方の磁極をコイル３１に引き付けようとするとともに、永久磁石２１の他方の磁極をコイル３１から離間させようとする磁界（この磁界を「磁界Ｂ１」という）と、永久磁石２１の一方の磁極をコイル３１から離間させようとするとともに、永久磁石２１の他方の磁極をコイル３１に引き付けようとする磁界（この磁界を「磁界Ｂ２」という）とが交互に切り換わる。
【００８７】
ここで、上述したように、図１の平面視において、Ｘ軸を挟んで一方側に永久磁石２１のＮ極が位置し、他方側に永久磁石２１のＳ極が位置している。そのため、磁界Ｂ１と磁界Ｂ２とが交互に切り換わることで、軸部１４ａ、１４ｂをそれぞれ捩れ変形させつつ、枠体部１３が可動ミラー部１１とともに、第２の電圧Ｖ２の周波数でＸ軸周りに回動する。
【００８８】
また、第２の電圧Ｖ２の周波数は、第１の電圧Ｖ１の周波数に比べて極めて低く設定されている。また、第２の振動系の捩り共振周波数は、第１の振動系の捩り共振周波数よりも低く設計されている。そのため、可動ミラー部１１が第２の電圧Ｖ２の周波数でＹ軸周りに回動してしまうことを抑制することができる。
【００８９】
このように、第１の電圧Ｖ１と第２の電圧Ｖ２とを重畳させた電圧をコイル３１に印加することで、可動ミラー部１１を、Ｙ軸周りに第１の電圧Ｖ１の周波数で回動させつつ、Ｘ軸周りに第２の電圧Ｖ２の周波数で回動させることができる。これにより、装置の低コスト化および小型化を図るとともに、電磁駆動方式（ムービングマグネット方式）により、可動ミラー部１１をＸ軸およびＹ軸のそれぞれの軸周りに回動させることができる。また、駆動源を構成する部品（永久磁石およびコイル）の数を少なくすることができるため、簡単かつ小型な構成とすることができる。また、コイル３１が光スキャナー１の振動系と離間しているので、かかる振動系に対するコイル３１の発熱による悪影響を抑制することができる。
【００９０】
このような可動ミラー部１１の挙動は、軸部１２および軸部１４のうちの少なくとも一方の軸部に設けられた歪検出素子（図示せず）の検出信号に基づいて検出される。そして、この検出信号に基づいて、制御部６が電圧印加部４の駆動を制御する。
【００９１】
（変位規制部材）
以下、変位規制部材５、７について詳述する。なお、以下では、主に変位規制部材５について代表的に説明し、変位規制部材７については、変位規制部材５と同様であるため、その説明を省略する。
【００９２】
図５は、図１に示す光スキャナーが備える変位規制部材を示す図であって、図５（ａ）は上面図、図５（ｂ）は下面図である。図６は、図１に示す光スキャナーが備える変位規制部材の変位規制部を説明するための図であって、図６（ａ）は光スキャナーの非駆動時の状態を示す図、図６（ｂ）は光スキャナーの駆動時の状態を示す図である。図７は、図１に示す光スキャナーの駆動時の状態を示す断面図である。
【００９３】
前述したように、変位規制部材５は、枠体部１３および１対の軸部１４の変位を規制する１対の変位規制部５１と、１対の変位規制部５１を支持する支持部５２と、支持部５２と支持部１５とを接続する接続部５３と、を有している。
【００９４】
図５に示すように、支持部５２および接続部５３は、それぞれ、平面視で、支持部１５に沿った枠状をなしている。なお、支持部５２および接続部５３の平面視形状および数は、変位規制部５１を支持することができれば、図示の形状に限定されず、任意であり、例えば、変位規制部５１ごとに分割した複数の部材で構成されていてもよい。
【００９５】
そして、支持部５２は、接続部５３を介して支持部１５に固定されている。接続部５３は、支持部５２を支持部１５に対して固定する機能と、変位規制部５１と枠体部１３および軸部１４との間の距離を規定する機能と、を有する。ここで、接続部５３は、支持部１５および支持部５２にそれぞれ接合されている。例えば、接続部５３は、支持部５２に対して、支持部５２上にスパッタリング法等で成膜されることにより接合され、一方、支持部１５に対して、表面活性化接合等により接合されている。なお、接続部５３と支持部１５との接合方法、および、接続部５３と支持部５２との接合方法は、それぞれ、上述したものに限定されず、例えば、接着剤等を用いた方法であってもよい。
【００９６】
接続部５３の構成材料としては、接続部５３が前述した機能を発揮できれば特に限定されないが、スパッタリング法等で成膜可能で、かつ、できるだけ誘導加熱され難いものが好ましく、具体的には、例えば、ＳｉＮ、ＳｉＯ等が好ましい。
【００９７】
変位規制部５１は、平面視したときに可動部（より具体的には枠体部１３）および軸部１４の双方に重なる部分を有して配置され、可動部および軸部１４の双方の変位を規制可能である。変位規制部５１は、支持部５２と一体で形成された本体部５１１と、本体部５１１上に設けられた金属膜５１２と、を有する。
【００９８】
本実施形態では、本体部５１１は、支持部５２から内側へ軸部１４に沿って延出している。また、本体部５１１は、平面視で（可動部を平面視したとき）、軸部１４に重なっている。本体部５１１の構成材料は、前述した支持部５２と同じである。本体部５１１および支持部５２の構成材料としては、金属膜５１２よりも線膨張係数が小さいものであれば特に限定されず、金属であってもよいが、エッチング等により微細加工が可能で、かつ、できるだけ誘導加熱され難いものが好ましく、具体的には、例えば、単結晶シリコン、ポリシリコン等のシリコンが好ましい。このような本体部５１１および支持部５２からなる構造体は、例えば、シリコン基板をエッチング加工することで形成することができる。
【００９９】
金属膜５１２は、本体部５１１の軸部１４側の面に設けられている。また、金属膜５１２は、平面視で、軸部１４の軸線方向（軸部１４の延在方向）での全域に亘って重なるように配置されている。すなわち、平面視で、軸部１４の軸線方向に沿って金属膜５１２が配置されている。この金属膜５１２は、交流磁場により誘導加熱可能であって、線膨張係数が本体部５１１よりも大きい金属で構成されている。これにより、金属膜５１２を誘導加熱することにより、変位規制部５１を軸部１４とは反対側に反るように変形させることができる。金属膜５１２の具体的な構成材料としては、特に限定されないが、効率的な誘導加熱が可能であるという観点から、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｃｒ等の電気抵抗が比較的高い金属が好ましく、特に、Ｎｉ等の強磁性体が好ましい。
【０１００】
なお、軸部１４の軸線方向とＸ軸方向とは平面視で重なって配置されている。
このような変位規制部５１は、光スキャナー１の非駆動時、すなわち、コイル３１に駆動信号が供給されていないとき、図６（ａ）に示すように、本体部５１１および金属膜５１２は、変形しておらず、軸部１４の上面に平行となるように延びている。このとき、金属膜５１２と枠体部１３および軸部１４の上面との間の距離が光スキャナー１の駆動時よりも小さい。
【０１０１】
本実施形態では、このとき、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、金属膜５１２が枠体部１３および軸部１４の上面に接触している。これにより、光スキャナー１の非駆動時に、枠体部１３や軸部１４の変位（特に上下方向での変位）をできるだけ小さくなるように規制（固定）し、光スキャナー１の損傷を防止することができる。なお、光スキャナー１の非駆動時（可動部が揺動していない状態）で、金属膜５１２が枠体部１３または軸部１４のいずれか一方に接触していなくても、上記よりは劣るものの、金属膜５１２が枠体部１３および軸部１４の双方に接触していないよりも、枠体部１３や軸部１４の変位を小さくなるように規制できる。
【０１０２】
一方、光スキャナー１の駆動時、すなわち、コイル３１に駆動信号が供給されているとき、コイル３１からの高周波成分を有する交番磁場が永久磁石２１だけでなく変位規制部５１の金属膜５１２にも作用する。これにより、金属膜５１２が誘導加熱されて熱膨張する。
【０１０３】
ここで、前述したように金属膜５１２の線膨張係数が本体部５１１の線膨張経係数よりも大きいため、金属膜５１２が本体部５１１よりも大きく熱膨張する。その結果、変位規制部５１は、図６（ｃ）および図７に示すように、本体部５１１および金属膜５１２は、枠体部１３および軸部１４から離れる方向に反るように湾曲変形する。このように、変位規制部５１は、駆動信号を用いた交流磁場を受けて誘導加熱される金属膜５１２の熱膨張に伴って変形可能である。
【０１０４】
このとき、金属膜５１２と枠体部１３および軸部１４の上面との間の距離は、枠体部１３の揺動および軸部１４の捩れ変形を許容する（妨げない）ように、光スキャナー１の非駆動時よりも大きい。このように、光スキャナー１の駆動時（可動部が揺動している状態）で、金属膜５１２が枠体部１３および軸部１４の双方に対して離間していることにより、光スキャナー１の駆動時に、枠体部１３および軸部１４の必要な変位または変形を許容することができる。また、このときの金属膜５１２と枠体部１３および軸部１４の上面との間の距離を適宜設定することで、光スキャナー１の駆動時の枠体部１３および軸部１４の変位（特に上下方向での変位）を所望の範囲内に制限する。これにより、光スキャナー１の駆動時の枠体部１３および軸部１４の過度の変位による損傷を防止または抑制することができる。
【０１０５】
以上説明したような光スキャナー１によれば、変位規制部５１を変形させることにより枠体部１３および軸部１４の双方の変位を所望範囲内に規制することができる。これにより、枠体部１３の揺動範囲を好適に制限することができる。また、変位規制部５１が軸部１４の軸線方向に沿って配置されているため、金属膜５１２の熱膨張を伴う変位規制部５１の変位量を大きくすることができる。そのため、変位規制部５１により軸部１４の変位を好適に規制することができる。
【０１０６】
しかも、駆動信号を用いて変位規制部５１の変形を行うため、変位規制部５１を変形させるための構成（例えばヒーターや電源等）を別途設ける必要がなく、その結果、装置構成の簡単化や小型化を図ることができる。
【０１０７】
本実施形態では、光スキャナー１は、枠体部１３に配置された永久磁石２１からの磁場と、コイル３１からの交流磁場との相互作用により枠体部１３を揺動させる、いわゆるムービングマグネット方式を採用しており、比較的簡単な構成で、コイル３１からの交流磁場を金属膜５１２に作用させることができる。
【０１０８】
このように、金属膜５１２が駆動用のコイル３１からの交流磁場を受けて誘導加熱されるため、金属膜５１２を誘導加熱するためのコイルを別途設ける必要がなくなるため、装置構成を簡単化および小型化をさらに図ることができる。
【０１０９】
（変形例）
図８は、図１に示す光スキャナー（非駆動時）の変形例を示す断面図（Ｘ軸に沿った断面図）である。
【０１１０】
図８に示す光スキャナー１Ａは、金属膜５１２よりも厚さが厚い接続部５３Ａを有する変位規制部材５Ａを備える。この変位規制部材５Ａは、接続部５３に代えて接続部５３Ａを有する以外は、前述した変位規制部材５と同様に構成されている。このような光スキャナー１Ａでは、非駆動時に、金属膜５１２が枠体部１３または軸部１４の双方に離間している。これにより、光スキャナー１の駆動時に、変位規制部５１の変形量を小さくしつつ、枠体部１３および軸部１４の必要な変位または変形を許容することができる。ここで、光スキャナー１Ａの非駆動時の金属膜５１２と枠体部１３および軸部１４の上面との間の距離は、枠体部１３や軸部１４が損傷しない程度の変形や変位の範囲内となるように適宜設定される。なお、光スキャナー１Ａは、金属膜７１２よりも厚さが厚い接続部７３Ａを有し変位規制部５Ａと同様に構成された変位規制部材７Ａを備える。
【０１１１】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態について説明する。
【０１１２】
図９は、本発明の第２実施形態に係る光スキャナー（アクチュエーター）を示す平面図である。図１０は、図９に示す光スキャナーが備える変位規制部材の変位規制部を説明するための図であって、図１０（ａ）は光スキャナーの非駆動時の状態を示す図、図１０（ｂ）は光スキャナーの駆動時の状態を示す図である。
【０１１３】
本実施形態は、変位規制部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。
【０１１４】
なお、以下の説明では、第２実施形態に関し、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。また、図９および図１０において、前述した実施形態と同様の構成については、同一符号を付している。
【０１１５】
図９に示す光スキャナー１Ｂは、変位規制部５１Ｂを有する変位規制部材５Ｂを備える。この変位規制部材５Ｂは、変位規制部５１に代えて変位規制部５１Ｂを有する以外は、前述した第１実施形態の変位規制部材５と同様に構成されている。
【０１１６】
変位規制部５１Ｂは、図１０（ａ）、（ｂ）に示すように、支持部５２と一体で形成された本体部５１１Ｂと、本体部５１１Ｂ上に設けられた金属膜５１２および１対の突出部５１３と、を有する。
【０１１７】
本体部５１１Ｂは、平面視で、軸部１４よりも幅が広い部分を有している。そして、その本体部５１１Ｂの幅が広い部分には、１対の突出部５１３が設けられている。
【０１１８】
この１対の突出部５１３は、それぞれ、平面視で前記軸部の側面（可動ミラー部１１の板厚方向に形成された面）に対向し、本体部５１１Ｂから軸部１４側に突出する。すなわち、１対の突出部５１３は、それぞれ、軸部１４の断面視（軸部１４の軸線方向から見たとき）で本体部５１１Ｂから可動ミラー部１１の板厚方向に突出し、前記軸部の板厚方向に形成された面に対して対向する。これにより、図１０（ｂ）に示すように、光スキャナー１Ｂの非駆動時に、軸部１４の軸線方向から見たとき、各突出部５１３の側面の少なくとも一部が軸部１４の側面に対して微小距離を隔てて対向する。そのため、光スキャナー１Ｂの非駆動時に、１対の突出部５１３により軸部１４の幅方向への変位を規制することができる。
【０１１９】
一方、光スキャナー１Ｂの駆動時に、図１０（ｃ）に示すように、本体部５１１Ｂおよび金属膜５１２が枠体部１３および軸部１４から離れる方向に反るように湾曲変形したとき、図１０（ｄ）に示すように、軸部１４の軸線方向から見たとき、各突出部５１３の側面が軸部１４の側面に対して対向しない。そのため、光スキャナー１Ｂの駆動時に、枠体部１３および軸部１４の必要な変位または変形を許容することができる。
【０１２０】
＜第３実施形態＞
次に、本発明の第３実施形態について説明する。
【０１２１】
図１１は、本発明の第３実施形態に係る光スキャナー（アクチュエーター）を示す断面図である。図１２は、図１１に示す光スキャナーが備える駆動部の電圧印加部を説明するためのブロック図である。
【０１２２】
本実施形態は、変位規制部の金属膜を誘導加熱するための加熱用コイルを駆動用コイルとは別途設けた以外は、前述した第１実施形態と同様である。
【０１２３】
なお、以下の説明では、第３実施形態に関し、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。また、図１１および図１２において、前述した実施形態と同様の構成については、同一符号を付している。
【０１２４】
図１１に示す光スキャナー１Ｃは、変位規制部５１の金属膜５１２を誘導加熱する交流磁場を発生させるコイル３２（加熱用コイル）を備える。
【０１２５】
このコイル３２は、支持部１５および支持部材１６の少なくとも一方に固定され、平面視で、金属膜５１２に重なる位置に配置されている。
【０１２６】
図１２に示すように、コイル３２には、電圧印加部４が電気的に接続されている。これにより、コイル３２に電圧印加部４からの駆動信号を供給することができる。そのため、コイル３２からの交流磁場により変位規制部５１の金属膜５１２を誘導加熱することができる。このように、金属膜５１２を誘導加熱するためのコイル３２を駆動用のコイル３１とは別途設けることにより、金属膜５１２に交流磁場を効率的に作用させることができる。
【０１２７】
＜第４実施形態＞
次に、本発明の第４実施形態について説明する。
【０１２８】
図１３は、本発明の第４実施形態に係る光スキャナー（アクチュエーター）を示す平面図である。図１４は、図１３に示す光スキャナー（非駆動時）の断面図（Ｘ軸に沿った断面図）である。
【０１２９】
本実施形態は、ムービングコイル方式を採用した以外は、前述した第１実施形態と同様である。
【０１３０】
なお、以下の説明では、第４実施形態に関し、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。また、図１３および図１４において、前述した実施形態と同様の構成については、同一符号を付している。
【０１３１】
図１３および図１４に示す光スキャナー１Ｄは、永久磁石２２およびコイル３３（駆動用コイル）を備える。
【０１３２】
コイル３３は、枠体部１３の上面に設けられている。このコイル３３は、枠体部１３の周方向に沿って巻回された状態で、枠体部１３の上面に接合されている。
【０１３３】
このコイル３３は、予め巻回されたコイルを枠体部１３に接着剤により接合したものであってもよいし、枠体部１３上に公知の成膜法によりパターニングされたものであってもよい。
このようなコイル３３は、電圧印加部４に電気的に接続されている。
【０１３４】
なお、コイル３３は、枠体部１３の下面（光反射板１１３とは反対側の面）に設けられていてもよいし、また、枠体部１３の上面および下面の両方に設けられていてもよい。
【０１３５】
永久磁石２２は、平面視にて、コイル３３を介して互いに対向する１対の磁極（Ｓ極およびＮ極）を有する。ここで、永久磁石２２は、支持部１５またはこれを支持する部材（例えば支持部材１６）に配置されている。
【０１３６】
この永久磁石２２は、Ｘ軸およびＹ軸に対して傾斜する方向に磁界を発生させる。すなわち、永久磁石２２の一方の磁極と他方の磁極とを結ぶ線分がＸ軸に対して傾斜している。かかる線分のＸ軸に対する傾斜角は、前述した第１実施形態の傾斜角θと同様である。
【０１３７】
このような永久磁石２２、コイル３３および電圧印加部４は、永久磁石２２からの磁場とコイル３３からの交流磁場との相互作用により、枠体部１３を揺動させる「駆動部」、より具体的には、可動ミラー部１１をＸ軸およびＹ軸周りに揺動させる「駆動部」を構成する。これにより、いわゆるムービングコイル方式の光スキャナー１Ｄを実現することができる。
【０１３８】
このような光スキャナー１Ｄにおいては、コイル３３からの交流磁場を変位規制部５１の金属膜５１２に作用させて誘導加熱することができる。
【０１３９】
＜第５実施形態＞
次に、本発明の第５実施形態について説明する。
【０１４０】
図１５は、本発明の第５実施形態に係る光スキャナー（アクチュエーター）を示す平面図である。図１６は、図１５に示す光スキャナー（非駆動時）の断面図（Ｘ軸に沿った断面図）である。図１７は、図１５に示す光スキャナー（非駆動時）が備える可動部の断面図（Ｙ軸に沿った断面図）である。
【０１４１】
本実施形態は、変位規制部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。
【０１４２】
なお、以下の説明では、第５実施形態に関し、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。また、図１５ないし図１７において、前述した実施形態と同様の構成については、同一符号を付している。
【０１４３】
図１５および図１６に示す光スキャナー１Ｅは、枠体部１３上に取り付けられた変位規制部材５Ｅを備える。
【０１４４】
変位規制部材５Ｅは、枠体部１３および１対の軸部１４の変位を規制する１対の変位規制部５１Ｅと、可動ミラー部１１および１対の軸部１２の変位を規制する１対の変位規制部５４と、１対の変位規制部５１Ｅおよび１対の変位規制部５４を支持する支持部５５と、支持部５５と枠体部１３とを接続する接続部５６と、を有している。
【０１４５】
支持部５５および接続部５６は、それぞれ、平面視で、枠体部１３に沿った枠状をなしている。なお、支持部５５および接続部５６の平面視形状および数は、変位規制部５１Ｅ、５４を支持することができれば、図示の形状に限定されず、任意であり、例えば、変位規制部５１Ｅ、５４ごとに分割した複数の部材で構成されていてもよい。
【０１４６】
図１６に示すように、変位規制部５１Ｅは、平面視したときに可動部（より具体的には枠体部１３）および軸部１４の双方に重なる部分を有して配置され、可動部および軸部１４の双方の変位を規制可能である。変位規制部５１Ｅは、支持部５５と一体で形成された本体部５１１Ｅと、本体部５１１Ｅ上に設けられた金属膜５１２と、を有する。
【０１４７】
本実施形態では、本体部５１１Ｅは、支持部５５から外側へ軸部１４に沿って延出している。
【０１４８】
図１７に示すように、変位規制部５４は、平面視したときに可動部（より具体的には基部１１１）および軸部１２の双方に重なる部分を有して配置され、基部１１１および軸部１２の双方の変位を規制可能である。変位規制部５４は、支持部５５と一体で形成された本体部５４１と、本体部５４１上に設けられた金属膜５４２と、を有する。
【０１４９】
本実施形態では、本体部５４１は、支持部５５から内側へ軸部１２に沿って延出している。
【０１５０】
このような変位規制部材５Ｅによれば、変位規制部５１Ｅにより枠体部１３および軸部１４の変位を規制するとともに、変位規制部５４により基部１１１および軸部１２の変位を規制することができる。
【０１５１】
＜第６実施形態＞
次に、本発明の第６実施形態について説明する。
【０１５２】
図１８は、本発明の第６実施形態に係る光スキャナーが備える駆動部の電圧印加部を説明するためのブロック図である。
【０１５３】
本実施形態は、変位規制部駆動方法が異なる以外は、前述した第１実施形態と同様である。
【０１５４】
なお、以下の説明では、第６実施形態に関し、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。また、図１８において、前述した実施形態と同様の構成については、同一符号を付している。
【０１５５】
本実施形態に係る光スキャナーでは、図１８に示すように、各金属膜５１２、７１２がコイル３１（駆動用コイル）と共通の電圧印加部４に電気的に接続されている。そして、各金属膜５１２、７１２は、電圧印加部４からの電力を受けて抵抗加熱により自己が発熱し、変形する。すなわち、変位規制部５１、７１とコイル３１とが、共通の電圧印加部４（信号発生部）により駆動する。
【０１５６】
また、本実施形態において、金属膜５１２、７１２の構成材料としては、抵抗加熱を効率的に行う観点から、電気抵抗が比較的高い金属が好ましく、具体的には、例えば、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｃｒ等の金属またはその金属を含む合金が好ましい。
【０１５７】
＜画像表示装置の実施形態＞
前述したような光スキャナー１〜１Ｅは、画像表示装置に組み込むことができる。これにより、優れた信頼性を有する画像表示装置を提供することができる。以下、本発明の画像表示装置の実施形態について説明する。
図１９は、本発明の画像表示装置の実施形態を模式的に示す図である。
【０１５８】
本実施形態では、画像表示装置の一例として、光スキャナー１をイメージング用ディスプレイの光スキャナーとして用いた場合を説明する。なお、スクリーンＳの長手方向を「横方向」といい、長手方向に直角な方向を「縦方向」という。また、Ｘ軸がスクリーンＳの横方向と平行であり、Ｙ軸がスクリーンＳの縦方向と平行である。
【０１５９】
画像表示装置（プロジェクター）９は、レーザー等の光を照出する光源装置（光源）９１と、複数のダイクロイックミラー９２Ａ、９２Ｂ、９２Ｃと、光スキャナー１とを有している。
【０１６０】
光源装置９１は、赤色光を照出する赤色光源装置９１１と、青色光を照出する青色光源装置９１２と、緑色光を照出する緑色光源装置９１３とを備えている。
【０１６１】
各ダイクロイックミラー９２Ａ、９２Ｂ、９２Ｃは、赤色光源装置９１１、青色光源装置９１２、緑色光源装置９１３のそれぞれから照出された光を合成する光学素子である。
【０１６２】
このような画像表示装置９は、図示しないホストコンピューターからの画像情報に基づいて、光源装置９１（赤色光源装置９１１、青色光源装置９１２、緑色光源装置９１３）から照出された光をダイクロイックミラー９２Ａ、９２Ｂ、９２Ｃでそれぞれ合成し、この合成された光が光スキャナー１によって２次元走査され、スクリーンＳ上でカラー画像を形成するように構成されている。
【０１６３】
２次元走査の際、光スキャナー１の可動ミラー部１１のＹ軸周りの回動により光反射膜１１４で反射した光がスクリーンＳの横方向に走査（主走査）される。一方、光スキャナー１の可動ミラー部１１のＸ軸周りの回動により光反射膜１１４で反射した光がスクリーンＳの縦方向に走査（副走査）される。
【０１６４】
なお、図１９中では、ダイクロイックミラー９２Ａ、９２Ｂ、９２Ｃで合成された光を光スキャナー１によって２次元的に走査した後、その光を固定ミラー９３で反射させてからスクリーンＳに画像を形成するように構成されているが、固定ミラー９３を省略し、光スキャナー１によって２次元的に走査された光を直接スクリーンＳに照射してもよい。
【０１６５】
以下に、画像表示装置の応用例について説明する。
＜画像表示装置の応用例１＞
図２０は、本発明の画像表示装置の応用例１を示す斜視図である。
【０１６６】
図２０に示すように、画像表示装置９は、携帯用画像表示装置１００に適用することができる。
【０１６７】
この携帯用画像表示装置１００は、手で把持することができる寸法で形成されたケーシング１１０と、ケーシング１１０内に内蔵された画像表示装置９とを有している。この携帯用画像表示装置１００により、例えば、スクリーンや、デスク上等の所定の面に、所定の画像を表示することができる。
【０１６８】
また、携帯用画像表示装置１００は、所定の情報を表示するディスプレイ１２０と、キーパット１３０と、オーディオポート１４０と、コントロールボタン１５０と、カードスロット１６０と、ＡＶポート１７０とを有している。
【０１６９】
なお、携帯用画像表示装置１００は、通話機能、ＧＰＳ受信機能等の他の機能を備えていてもよい。
【０１７０】
＜画像表示装置の応用例２＞
図２１は、本発明の画像表示装置の応用例２を示す斜視図である。
【０１７１】
図２１に示すように、画像表示装置９は、ヘッドアップディスプレイシステム２００に適用することができる。
【０１７２】
この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９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。
【０１７３】
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。
【０１７４】
＜画像表示装置の応用例３＞
図２２は、本発明の画像表示装置の応用例３を示す斜視図である。
図２２に示すように、画像表示装置９は、ヘッドマウントディスプレイ３００に適用することができる。
【０１７５】
すなわち、ヘッドマウントディスプレイ３００は、眼鏡３１０と、眼鏡３１０に搭載された画像表示装置９とを有している。そして、画像表示装置９により、眼鏡３１０の本来レンズである部位に設けられた表示部３２０に、一方の目で視認される所定の画像を表示する。
【０１７６】
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９からの情報を上乗せして使用することができる。
【０１７７】
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９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。
【０１７８】
以上、本発明のアクチュエーター、光スキャナーおよび画像表示装置について、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い。例えば、本発明の各部の構成は、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、また、他の任意の構成を付加することもできる。
【０１７９】
また、本発明は、前記各実施形態のうちの、任意の２以上の構成（特徴）を組み合わせたものであってもよい。
【０１８０】
また、前述した実施形態では、ＳＯＩ基板を加工することにより光反射板およびスペーサーを形成した場合を例に説明したが、これに限定されず、例えば、光反射板およびスペーサーを別々の基板から形成してもよい。
【０１８１】
また、前述した実施形態では、本発明のアクチュエーターを光スキャナーに適用した場合を例に説明したが、これに限定されず、例えば、光スキャナー以外の光学デバイス等にも本発明を適用可能である。
【符号の説明】
【０１８２】
１‥‥光スキャナー
１Ａ‥‥光スキャナー
１Ｂ‥‥光スキャナー
１Ｃ‥‥光スキャナー
１Ｄ‥‥光スキャナー
１Ｅ‥‥光スキャナー
４‥‥電圧印加部
５‥‥変位規制部材
５Ａ‥‥変位規制部材
５Ｂ‥‥変位規制部材
５Ｅ‥‥変位規制部材
６‥‥制御部
７‥‥変位規制部材
９‥‥画像表示装置
１１‥‥可動ミラー部
１２‥‥軸部
１２ａ‥‥軸部
１２ｂ‥‥軸部
１３‥‥枠体部
１４‥‥軸部
１４ａ‥‥軸部
１４ｂ‥‥軸部
１５‥‥支持部
１６‥‥支持部材
２１‥‥永久磁石
２２‥‥永久磁石
３１‥‥コイル
３２‥‥コイル
３３‥‥コイル
４１‥‥第１の電圧発生部
４２‥‥第２の電圧発生部
４３‥‥電圧重畳部
４３ａ‥‥加算器
５１‥‥変位規制部
５１Ｂ‥‥変位規制部
５１Ｅ‥‥変位規制部
５２‥‥支持部
５３‥‥接続部
５３Ａ‥‥接続部
５４‥‥変位規制部
５５‥‥支持部
５６‥‥接続部
７１‥‥変位規制部
７２‥‥支持部
７３‥‥接続部
７３Ａ‥‥接続部
９１‥‥光源装置
９２Ａ‥‥ダイクロイックミラー
９２Ｂ‥‥ダイクロイックミラー
９２Ｃ‥‥ダイクロイックミラー
９３‥‥固定ミラー
１００‥‥携帯用画像表示装置
１１０‥‥ケーシング
１１１‥‥基部
１１２‥‥スペーサー
１１３‥‥光反射板
１１４‥‥光反射膜
１１５‥‥接合層
１２０‥‥ディスプレイ
１３０‥‥キーパット
１３１‥‥リブ
１４０‥‥オーディオポート
１５０‥‥コントロールボタン
１６０‥‥カードスロット
１７０‥‥ポート
１７１‥‥接合層
１７２‥‥接合層
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‥‥眼鏡
３２０‥‥表示部
５１１‥‥本体部
５１１Ｂ‥‥本体部
５１１Ｅ‥‥本体部
５１２‥‥金属膜
５１３‥‥突出部
５４１‥‥本体部
５４２‥‥金属膜
７１１‥‥本体部
７１２‥‥金属膜
９１１‥‥赤色光源装置
９１２‥‥青色光源装置
９１３‥‥緑色光源装置
１１２１‥‥層
１１２２‥‥層
Ｓ‥‥スクリーン
θ‥‥傾斜角
【図１】
2016147360.tif 000003
【図２】
2016147360.tif 000004
【図３】
2016147360.tif 000005
【図４】
2016147360.tif 000006
【図５】
2016147360.tif 000007
【図６】
2016147360.tif 000008
【図７】
2016147360.tif 000009
【図８】
2016147360.tif 000010
【図９】
2016147360.tif 000011
【図１０】
2016147360.tif 000012
【図１１】
2016147360.tif 000013
【図１２】
2016147360.tif 000014
【図１３】
2016147360.tif 000015
【図１４】
2016147360.tif 000016
【図１５】
2016147360.tif 000017
【図１６】
2016147360.tif 000018
【図１７】
2016147360.tif 000019
【図１８】
2016147360.tif 000020
【図１９】
2016147360.tif 000021
【図２０】
2016147360.tif 000022
【図２１】
2016147360.tif 000023
【図２２】
2016147360.tif 000024