CN100456077C - 光扫描装置和图像显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供一种能够与在二维方向排列的像素对应地正确地扫描光的光扫描装置。该光扫描装置，具有：光源部，其供给束状的光；反射镜(205)，其反射来自光源部的光；可动部(104)，其与反射镜(205)一体地设置，并以向第1方向和与第1方向大体正交的第2方向扫描经反射镜(205)反射的光的方式进行变位，可动部(104)，以向第1方向扫描光的频率比向第2方向扫描光的频率高的方式进行变位，反射镜(205)，除了与可动部(104)联动地进行变位以外，还通过以向与第1方向不同的方向扫描光的方式进行变位，来校正根据可动部(104)的变位而进行扫描的光的位置。

Description

光扫描装置和图像显示装置

技术领域

本发明涉及光扫描装置和图像显示装置，尤其涉及用于通过扫描根据图像信号被调制的激光来显示图像的光扫描装置的技术。

背景技术

在激光打印机、通过扫描激光来显示图像的显示装置等中，使用扫描激光的光扫描装置。光扫描装置通过使反射激光的反射镜变位来改变来自光源的激光的行进方向。在激光的扫描上，例如可以使用使多个反射镜转动的多角镜(多面镜)。由于激光打印机的打印高速化、显示装置显示的图像的高分辨率化等的要求，需要光扫描装置能高速地进行光扫描。为了利用多角镜高速地扫描光，希望使多角镜高速转动。但是，随着转动速度提高，由于其重心的偏移、离心力的影响等，多角镜容易发生反射镜的倾斜、挠曲等。当发生反射镜的倾斜、挠曲等时，光扫描装置难以将激光扫描到正确的位置。作为用于扫描光的结构，除多角镜以外，还可以考虑一种使单独的反射镜振动的结构。由于能够比多角镜更加小型且轻量，因此在使用单独的反射镜的情况下，能够稳定地进行高速的驱动。另外，通过以共振频率驱动反射镜，还能够利用小型的反射镜以较大的振幅来扫描激光。

在通过激光的扫描进行图像的形成、显示等时，需要光扫描装置在二维方向扫描激光。为了利用反射镜在二维方向扫描激光，例如，通过使反射镜共振来进行向水平方向的扫描，以低于向水平方向的扫描的速度进行向垂直方向的扫描。在这种情况下，由于在向水平方向进行一次激光扫描期间，激光的位置也相对于垂直方向移动，所以以描绘出正弦波形状的轨迹的方式进行激光扫描。因此，在向水平方向进行一次激光扫描期间，激光的入射位置相对于垂直方向发生偏移。当进行像素在二维方向矩阵状地排列的图像的打印、显示等时，由于产生这样的偏移，而引起画质的劣化。另外，为了校正激光位置的偏移而重新生成与激光的入射位置相应的新的图像信号是困难的。为了校正这样的激光的入射位置的偏移，提出有除反射镜之外增加设置校正用的反射镜的方案。例如在专利文献1中提出有设置用于校正激光的入射位置的偏移的反射镜的技术。

[专利文献1]特表2003-513332号公报

根据专利文献1中提出的技术，在与用于在二维方向扫描激光的反射镜的位置不同的位置设置校正用的反射镜。如果在一个光扫描装置中设置两个扫描装置，则会导致光扫描装置的大型化。此外，由于通过设置两个反射镜，使得结构变得复杂，光轴的调整也变得困难，从而导致制造成本也增加。这样，存在着在即使采用以往的技术在二维方向扫描激光的情况下，也难以与像素的排列对应地准确地扫描激光的问题。本发明正是鉴于上述问题而提出的，目的在于提供一种能够与在二维方向排列的像素对应而准确地扫描光的光扫描装置和能够显示高品质的图像的图像显示装置。

发明内容

为了解决上述问题，达到目的，本发明提供一种光扫描装置，其特征在于，具有：光源部，其供给束状的光；反射镜，其反射来自光源部的光；可动部，其与反射镜一体地设置，并以向第1方向和与第1方向大体正交的第2方向扫描经反射镜反射的光的方式进行变位，可动部以向第1方向扫描光的频率比向第2方向扫描光的频率高的方式进行变位，反射镜除了与可动部联动而进行变位以外，还通过以向与第1方向不同的方向扫描光的方式进行变位，来校正根据可动部的变位而进行扫描的光的位置。

反射镜通过与可动部的变位联动地进行变位，而在二维方向扫描来自光源部的光。反射镜在向第1第1方向扫描光一次期间，第2扫描光的位置也向第2方向移动。因此，在反射镜与可动部的变位联动地进行变位的情况下，来自光源部的光以描绘出正弦波形状的轨迹的方式进行扫描。在本发明中，反射镜除了与可动部联动地进行变位之外，还以校正光的位置的方式进行变位。反射镜通过以向与第1第1方向不同的方向扫描光的方式进行变位，来校正向第1第1方向扫描的光相对于第2方向的位置。例如，在进行像素在二维方向矩阵状地排列的图像的打印、显示等情况下，能够校正向水平方向扫描的光相对于垂直方向的位置的偏移。这样，能够与在二维方向排列的像素对应地正确地扫描光。由于形成为利用与可动部一体地设置的反射镜来校正扫描光的位置的结构，能够避免光扫描装置的大型化、结构的复杂化等。由此，得到能够与在二维方向排列的像素对应地正确地扫描光的光扫描装置。

另外，根据本发明的优选方式，优选地，反射镜通过以向第2方向扫描光的方式进行变位，来校正扫描光的位置。通过以向第2方向扫描光的方式进行变位，能够校正相对于第2方向的光的位置。由此，能够校正向第1第1方向扫描的光相对于第2方向的位置。进一步优选地，反射镜通过在与可动部向第2方向扫描光的方向相反的方向扫描光，来校正光的位置。由此，能够进一步地与像素的排列对应地扫描光。

另外，根据本发明的优选方式，优选地，反射镜通过用比可动部以向第1方向扫描光的方式进行变位的频率要高的频率进行变位，来校正扫描光的位置。如果反射镜用比以向第1方向扫描光的方式进行变位的频率要高的频率进行变位，则能够校正扫描光的位置。由此，能够校正扫描光的位置。

另外，作为本发明的优选方式，优选地，反射镜通过用可动部以向第1方向扫描光的方式进行变位的频率的大约2倍的频率进行变位，来校正扫描光的位置。由此，在每次向第1方向扫描光时都校正激光的位置，而能够使激光的位置与像素的排列对应。

另外，作为本发明的优选方式，优选地，具有：第1驱动部，其驱动可动部，和第2驱动部，其驱动反射镜，使得其校正光的位置。通过除了第1驱动部之外还设置第2驱动部，能够与可动部的驱动分离地以校正光的位置的方式驱动反射镜。此外，由于与可动部的变位比较起来，能够使用于校正光的位置的变位变得非常小，所以也能够简单且小型地形成第2驱动部。因此，可以将第2驱动部与可动部一体地设置。由此，能够校正扫描光的位置。

另外，作为本发明的优选方式，优选地，具有驱动可动部的驱动部，反射镜利用来自由驱动部驱动的可动部的振动，以校正扫描光的位置的方式进行变位。利用来自可动部的振动，由于以校正光的位置的方式进行变位，所以用于校正的单独的驱动部不是必需的。由此，能够利用更加简单的结构，来校正扫描光的位置。

此外，根据本发明，能够提供一种光扫描装置，其特征在于，具有：光源部，其供给束状的光，和反射镜，其反射来自光源部的光，并且以向第1方向和与第1方向大体正交的第2方向扫描反射后的光的方式进行变位；其中，反射镜以向第1方向扫描光的频率比向第2方向扫描光的频率高的方式进行变位，还通过以用比向第1方向扫描光的频率要高的频率向与第1方向不同的方向扫描光的方式进行共振，来校正扫描光的位置。

反射镜在向第1方向扫描光一次期间，使光扫描的位置也向第2方向移动。在不进行扫描光的位置的校正的情况下，来自光源部的光以描绘出正弦波形状的轨迹的方式进行扫描。在本发明中，反射镜还以校正光的位置的方式进行变位。反射镜通过以向与第1方向不同的方向扫描光的方式进行变位，来校正向第1方向扫描的光相对于第2方向的位置。例如，在进行像素在二维方向矩阵状地排列的图像的打印、显示等情况下，能够校正向水平方向扫描的光相对于垂直方向的位置的偏移。这样，能够与在二维方向排列的像素对应地正确地扫描光。此外，如果反射镜以高于以向第1方向扫描光的方式进行变位的频率的频率进行共振，则能够校正扫描光的位置。由于无需用于校正扫描光的位置的新的反射镜，所以能够避免光扫描装置的大型化、结构的复杂化等。由此，得到能够与像素的排列对应地正确地扫描光的光扫描装置。

另外，作为本发明的优选方式，优选地，具有驱动部，其驱动反射镜，其中，反射镜根据由驱动部产生的驱动力，校正扫描光的位置。反射镜除了通过利用由驱动部产生的驱动力，例如静电力、压电元件的伸缩力、电磁力等，以向第1方向和第2方向扫描光的方式进行变位之外，还能以向与第1方向不同的方向扫描光的方式进行共振。在利用静电力驱动反射镜时，可以采用在反射镜和作为驱动部的电极之间施加电压的结构。在利用压电元件的伸缩力驱动反射镜的情况下，可以采用对作为驱动部的压电元件施加电压的结构。在利用电磁力驱动反射镜时，可以采用设置线圈和磁铁作为驱动部，对线圈供给电流的结构。由此，可以校正扫描光的位置。

另外，作为本发明的优选方式，优选地，具有：多个驱动部，其中，反射镜通过对各个驱动部调节驱动力的大小，来校正扫描光的位置。例如，在利用静电力驱动反射镜时，除了反射镜和电极之间的施加电压之外，还可以与例如电极的大小、电极和反射镜的距离等对应地调节静电力的大小。在利用压电元件的伸缩力驱动反射镜时，可以与向压电元件的施加电压、压电材料的大小等对应地调节压电元件的伸缩力的大小。在利用电磁力驱动反射镜时，可以与供给线圈的电流量、线圈匝数、磁铁的强度等对应地调节电磁力的大小。通过对于每个驱动部调节驱动力的大小，能够使反射镜处于能够以向与第1方向不同的方向扫描光的方式进行共振的状态。

另外，作为本发明的优选方式，优选地，具有：转动轴，其使反射镜以向第1方向扫描光的方式进行振动。反射镜通过调节转动轴的形状和设置转动轴的位置的至少一方，来校正扫描光的位置。转动轴的形状的调节，例如可以通过使转动轴的粗细、长度等不同来进行。转动轴的设置位置的调节，例如可以通过在与反射镜的中心线不同的位置设置转动轴来进行。这样，能够使反射镜处于能够以向与第1方向不同的方向扫描光的方式进行共振的状态。由此，能够使反射镜以向与第1方向不同的方向扫描光的方式进行共振。

此外，根据本发明，能够提供一种图像显示装置，其特征在于，具有：上述光扫描装置，其中，通过来自光扫描装置的光在规定面显示图像。通过利用上述的光扫描装置，能够与在二维方向排列的像素对应地正确地扫描光。由此，得到能够显示高品质的图像的图像显示装置。

附图说明

图1是示出本发明的实施例1的图像显示装置的概要结构的图示；

图2-1是示出扫描部的概要结构的图示；

图2-2是对用于驱动可动部和反射镜的结构进行说明的图示；

图3是说明通过可动部的变位而扫描的激光的轨迹的图示；

图4是说明通过反射镜的变位进行的激光的位置的校正的图示；

图5是说明用于校正激光的位置的反射镜的变位的图示；

图6是示出实施例1的变形例的扫描部的主要部分概要结构的图示；

图7是示出实施例1的变形例的扫描部的概要结构的图示；

图8是示出实施例1的变形例的扫描部的主要部分概要结构的图示；

图9是说明利用实施例2的光扫描装置进行的激光的位置的校正的图示；

图10是示出实施例2的扫描部的主要部分概要结构的图示；

图11是通过使电极大小不同来调整静电力的强度的结构的图示；

图12是说明在反射镜与各电极的间隔上设置差别的结构的图示；

图13是说明使用粗细不同的扭转弹簧的结构的图示；

图14是说明使用长度不同的扭转弹簧的结构的图示；

图15是将扭转弹簧设置在反射镜的中心线上以外的位置的结构的图示；

图16是对通过反射镜的变位进行的激光的位置的校正进行说明的图示；以及

图17是示出本发明的实施例3的图像显示装置的概要结构的图示。

符号说明

100图像显示装置、101光源部、200扫描部、120光扫描装置、105反射部、107机箱、110屏幕、104可动部、201固定部、202外框部、205反射镜、206第1扭转弹簧、207第2扭转弹簧、211固定部、212第三扭转弹簧、221可动部用电极、222反射镜用电极、600扫描部、605反射镜、700扫描部、704可动部、705反射镜、800扫描部、805反射镜、811固定部、812悬臂梁、813层、1000扫描部、1004反射镜、1008a、1008b、1008c、1008d电极、1100扫描部、1108a、1108b、1108c、1108d电极、1200扫描部、1208a、1208b、1208c、1208d电极、1300扫描部、1307、1317扭转弹簧、1400扫描部、1407、1417扭转弹簧、1500扫描部、1507、1517扭转弹簧、1700图像显示装置、1705屏幕、1710出射窗

具体实施方式

下面参照附图对本发明的实施例进行详细说明。

[实施例1]

图1示出本发明的实施例1的图像显示装置100的概要结构。图像显示装置100向屏幕110的一个面供给激光，通过观察从屏幕110的另一个面出射的光来观看图像，是所谓的背面投影机。在图像显示装置100中设置的光扫描装置120利用扫描部200扫描激光。图像显示装置100利用来自光扫描装置120的光在作为规定面的屏幕110面上显示图像。

光源部101根据图像信号分别调制并提供作为束状的光的红色激光、绿色激光、蓝色激光。在光源部101，可以采用设置有用于调制激光的调制部的半导体激光器、固体激光器等。根据图像信号进行的调制也可以采用振幅调制、脉宽调制中的任意一种。此外，在光源部101的出射侧，也可以设置将激光整形成例如直径为0.5mm的束状光的整形光学系统。

扫描部200扫描来自光源部101的激光。扫描部200的具体结构将在后面进行描述。来自扫描部200的激光入射到反射部105。反射部105被设置在作为机箱107的内面的与屏幕110相对的位置。入射到反射部105的激光向屏幕110的方向行进。机箱107其机箱107内部的空间密闭。屏幕110被设置在机箱107的规定的一个面。屏幕110是使根据图像信号被调制的、来自光扫描装置120的激光透过的透过型屏幕。来自反射部105的光从屏幕110的、机箱107内侧的面入射后，从观察者一侧的面出射。观察者通过观察从屏幕110出射的光来观看图像。

图2-1示出扫描部200的概要结构。扫描部200具有可动部104和设置在可动部104的周围的外框部202，成为所谓的双重万向接头结构。外框部202通过作为转动轴的第1扭转弹簧206连接到固定部201。外框部202以第1扭转弹簧206为中心转动。可动部104通过作为与第1扭转弹簧206大体正交的转动轴的第2扭转弹簧207连接到外框部202。

通过利用第1扭转弹簧206的扭转和向原始状态的恢复，外框部202以第1扭转弹簧206为中心转动。通过外框部202以第1扭转弹簧206为中心进行转动，可动部104以向X方向扫描经反射镜205反射的激光的方式进行变位。此外，通过利用第2扭转弹簧207的扭转和向原始状态的恢复，可动部104以第2扭转弹簧207为中心转动。可动部104通过以第2扭转弹簧207为中心进行转动，以向Y方向扫描经反射镜205反射的激光的方式进行变位。这样，可动部104以向作为第1方向的X方向和作为与第1方向大体正交的第2方向的Y方向扫描经反射镜205反射的激光的方式进行变位。

在可动部104的表面，设置有反射镜205。反射镜205反射来自光源部101的激光。反射镜205可以通过形成高反射性的部件，例如铝、银等的金属薄膜，而构成。可动部104与反射镜205一体地设置。反射镜205通过与可动部104联动地变位，而在X方向和Y方向扫描被反射的激光。

反射镜205通过作为转动轴的第3扭转弹簧212连接到可动部104上的固定部211。反射镜205通过以第3扭转弹簧212为中心转动，以向作为第2方向的Y方向扫描光的方式进行变位。这样，反射镜205除了与可动部104联动地进行变位之外，还通过以向作为与第1方向不同的方向的第2方向扫描光的方式进行变位，来校正扫描光的位置。

图2-2说明用于驱动可动部104和反射镜205的结构。设定反射镜205其反射激光的一侧是正面，则可动部用电极221分别被设置在可动部104的背面、关于作为转动轴的第2扭转弹簧207大体对称的位置。可动部用电极221是驱动可动部104的第1驱动部。如果向可动部用电极221施加电压，则在可动部用电极221和可动部104之间将产生与电位差相应的驱动力，例如静电力。通过对两个可动部用电极221交替地施加电压，可动部104以第2扭转弹簧207为中心转动。而且，与可动部104相同，外框部202也通过在关于第1扭转弹簧206大体对称的位置产生静电力，而以第1扭转弹簧206为中心转动。通过外框部202的转动和可动部104的转动，反射镜205以在X方向和Y方向扫描激光的方式进行变位。

在图像的一帧期间，可动部104以在向Y方向进行一次激光扫描期间相对于X方向往复激光多次的方式进行变位。这样，可动部104以向作为第1方向的X方向扫描激光的频率高于向作为第2方向的Y方向扫描激光的频率的方式进行变位。此外，为了向X方向高速地进行激光的扫描，优选可动部104采用以第2扭转弹簧207为中心进行共振的结构。通过使可动部104共振，可以使可动部104的变位量倍增。通过使可动部104的变位量倍增，光扫描装置120能够以较少的能量高效地扫描激光。

反射镜用电极222分别设置在反射镜205的背面、关于作为转动轴的扭转弹簧212大体对称的位置。反射镜用电极222是驱动反射镜205以使其校正被扫描的光的位置的第2驱动部。对于反射镜205来说，也与可动部104相同，通过对两个反射镜用电极222交替地施加电压，而以第3扭转弹簧212为中心转动。而且，扫描部200例如可以利用MEMS(微电子机械系统)技术来制造。

图3说明作为利用反射镜205的变位而进行激光位置校正的前一阶段、反射镜205通过与可动部104联动地进行变位而扫描的激光的轨迹SC1。如上所述，在图像的一帧期间，可动部104以在向Y方向进行一次激光扫描期间对于X方向往复激光多次的方式进行变位。在向X方向进行一次激光扫描期间，激光的位置也相对于Y方向以比向X方向的激光的移动要低的速度移动。于是，激光的轨迹SC1呈现图3所示那样的正弦波形状。

对此，显示在屏幕110的图像的像素一般在二维方向矩阵状地排列。由此，在向X方向进行一次激光扫描期间，激光的入射位置相对于Y方向产生偏移。由于产生激光的入射位置的偏移，而引起画质的劣化。并且，难以为了校正激光的位置的偏移，而重新生成与激光的入射位置相应的新的图像信号。

图4是说明通过反射镜205的变位对激光的位置校正的图示。反射镜205除了与可动部104联动地变位之外，还相对于作为第2方向的Y方向变位。当反射镜205与可动部104联动地向X方向开始扫描激光时，反射镜205以使激光向负Y方向即纸面上向下的方向偏向的方式来校正激光的位置。此时，反射镜205处于以使激光向最负Y方向偏向的方式变位的状态。

接着，随着激光向X方向扫描，反射镜205使激光从最负Y侧的位置向正Y方向即纸面上向上的方向移动。当对于X方向的单程结束激光的扫描时，反射镜205以使激光向正Y方向即纸面上向上的方向偏向的方式来校正激光的位置。此时，反射镜205处于以使激光向最正Y侧偏向的方式变位的状态。此外，当在相对于X方向相反的方向开始激光扫描时，反射镜205再次以使激光向负Y方向即纸面上向下的方向偏向的方式来校正激光的位置。此时，反射镜205再次处于以使激光向最负Y侧偏向的方式变位的状态。进而，随着激光扫描X方向，反射镜205使激光从最负Y侧的位置向正Y方向即纸面上向上的方向移动。

与可动部104使光向负Y方向扫描相对，反射镜205通过在正Y方向扫描激光，来校正激光的位置。这样，反射镜205在与可动部104向第2方向扫描激光的方向相反的方向扫描激光。由此，能够抵消可动部104引起的激光向第2方向的移动，在向第1方向进行激光扫描期间，以对于第2方向的激光的位置成为大体相同的方式校正激光的位置。由此，激光在屏幕110上的入射位置，从正弦波形状的轨迹SC1被校正为接近于矩形波的形状的轨迹SC2。

图5是说明用于校正激光的位置的反射镜205的变位的图示。反射镜205，在与可动部104联动地向X方向扫描激光期间，从使激光向最负Y侧偏向的状态向使激光向最正Y侧偏向的状态变位。反射镜205，在t1期间，从使激光向最负Y侧偏向的状态在同一方向变位到使激光向最正Y侧偏向的状态。

当向X方向的激光的扫描折返时，反射镜205再一次返回到使激光向最负Y侧偏向的状态，进行向使激光向最正Y侧偏向的状态的变位。反射镜205，在t2期间，从使激光向最正Y侧偏向的状态向使激光向最负Y侧偏向的状态瞬时变位。如果设定纵轴表示Y方向的位置，横轴表示时间，则反射镜205的变位由图5所示的大体三角形形状的波形来表示。通过重复这样的变位，反射镜205校正根据可动部104的变位进行扫描的激光的位置。

可以通过与可动部104向X方向的扫描幅度相比使反射镜205以更小的扫描幅度扫描激光，来进行激光的位置的校正。由于除了与可动部104相比能够使变位量减小之外，反射镜205本身也属小型，因此在用于激光的位置的校正的反射镜205的变位中，也可以不使用共振。

反射镜205为了校正激光的位置而变位的周期，是期间t1与期间t2合计起来的期间。在可动部104以关于X方向使激光往复一次的方式进行变位期间，反射镜205为了校正激光的位置，重复2次相同的变位。这样，反射镜205通过用可动部104以向X方向扫描光的方式进行变位的频率的大约2倍的频率，向Y方向进行变位，来校正扫描光的位置。由此，在每次向X方向扫描激光时都校正激光的位置，可以使激光的位置与像素的排列相对应。

利用与可动部104一体地设置的反射镜205，来校正扫描激光的位置。通过这样的结构，能够避开光扫描装置120的大型化、结构的复杂化等。由此，达到能够与在二维方向排列的像素对应地正确地扫描光的效果。并且，利用图像显示装置100，能够显示高品质的图像。

此外，反射镜205并不局限于这样的结构，即用可动部104以向X方向扫描光的方式进行变位的频率的大约2倍的频率，以向Y方向扫描光的方式进行变位。反射镜205只要是用比可动部104向作为第1方向的X方向扫描激光的方式进行变位的频率要高的频率进行变位的结构即可。通过反射镜205用比向X方向扫描光的方式进行变位的频率要高的频率进行变位，能够校正扫描激光的位置。

另外，反射镜205并不局限于通过由图5所示的大约三角形形状的波形表示的变位来校正扫描激光的位置的结构。例如，反射镜205也可以通过由正弦波表示的变位，来校正激光的位置。此时，反射镜205也能够将激光的轨迹校正为接近于矩形形状的轨迹SC2。此外，能够以大体恒定的速度进行用于校正激光的位置的变位，能够以简单的驱动来实现激光的位置的校正。此时，还可以进一步利用反射镜205的共振来校正激光的位置。

而且，光扫描装置120并不局限于利用响应电位差而产生的静电力来驱动可动部104、反射镜205的结构。例如，也可以是利用电磁力进行驱动的结构、利用压电元件的伸缩力进行驱动的结构等。在利用电磁力的情况下，例如可以通过响应电流而在可动部104和永久磁石之间、反射镜205和永久磁石之间产生电磁力，来驱动可动部104和反射镜205。

图6示出作为实施例1的变形例的扫描部600的主要部分概要结构的可动部104和反射镜605的结构。扫描部600可应用于上述的光扫描装置120。本变形例的扫描部600的特征是：反射镜605利用来自可动部104的振动，以校正扫描激光的位置的方式进行变位。在本变形例中，可动部104与上述扫描部200相同，利用未图示的可动部用电极进行驱动。可动部用电极是驱动可动部104的驱动部。

对此，对于反射镜605没有设置单独的驱动部。反射镜605除了与可动部104联动地进行变位以外，还利用来自利用可动部用电极进行驱动的可动部104的振动，进行激光的位置的校正。通过可动部104在作为第1方向的X方向共振，由于因第3扭转弹簧212的挠曲而导致的平衡的偏移、因制造误差等引起的微小的失衡，使得反射镜605也进行共振振动。反射镜605以在作为第2方向的Y方向，以比可动部104的向X方向的共振要高的频率，例如约2倍的频率进行共振的方式而设置。由此，反射镜605利用来自可动部104的振动，进行激光的位置的校正。

而且，第3扭转弹簧212在相对于可动部104的中心线X偏置的位置，使反射镜605和固定部211连接。例如，如图6所示，反射镜605在相对于中心线X的上侧的位置和下侧的位置，与第3扭转弹簧212连接。通过使反射镜605的转动轴偏斜，能够形成利用可动部104的振动容易地使反射镜605产生振动的结构。这样，通过使反射镜605形成相对于可动部104非平衡的结构，能够容易地利用可动部104的振动使反射镜605振动。反射镜605在一旦利用可动部104的振动而开始振动之后，就能持续进行稳定的振动。

上述的反射镜205具有通过向第2方向扫描激光来校正激光的位置的结构。对此，本变形例的反射镜605，为了校正激光的位置，向与第1方向和第2方向中的任意一方都不同的倾斜方向扫描激光。在这种情况下，也能校正扫描激光的位置。这样，光扫描装置120，为了进行激光的位置的校正，只要具有向与第1方向不同的方向扫描激光的结构即可，而并不局限于通过向第2方向扫描激光来进行校正的结构。

由于反射镜605是利用来自可动部104的振动，以校正激光的位置的方式进行变位，所以用于进行校正的单独的驱动部不是必需的。由此，能够利用更加简单的结构来校正扫描激光的位置。此外，只要是利用可动部104的振动而使反射镜605产生振动的简单结构，也可以将第3扭转弹簧212设置在中心线X上。在向与第1方向和第2方向中的任意一方都不同的倾斜方向校正激光的位置的情况下，激光的位置不仅对第2方向，而且对第1方向也产生偏置。这种情况下的向第1方向的激光的偏置，能够通过适当调节光源部101的激光的调制定时来抵消。

图7示出实施例1的变形例的扫描部700的概要结构。扫描部700可应用于上述的光扫描装置120。本变形例的扫描部700的特征是：外框部202、可动部704、反射镜705形成所谓的三重万向接头结构。可动部704设置在反射镜705的周围。反射镜705通过第3扭转弹簧212与可动部704连接。在本变形例中，也可以使第3扭转弹簧212相对于可动部704的中心线偏置。

图8示出作为实施例1的变形例的扫描部800的主要部分概要结构的可动部104和反射镜805的结构。本变形例的扫描部800的特征是：在反射镜805的一侧设置悬臂梁812。反射镜805通过悬臂梁812连接到固定部811。反射镜805利用悬臂梁812的挠曲和向原始状态的恢复，以使倾斜度发生变化的方式进行变位。在本变形例中，也可以形成为在反射镜805的周围设置可动部104的结构。

在利用本变形例的扫描部700、800的情况下，与使用上述的扫描部200的情况相同，也可以校正扫描激光的位置。而且，扫描部700的反射镜705、扫描部800的反射镜805，可以形成为利用单独的驱动部进行驱动的结构，也可以形成为利用可动部104的振动进行振动的结构。而且，图8所示的扫描部800也可以形成为利用了热膨胀率不同的层的双压电晶片促动器。例如，在悬臂梁812，设置热膨胀率与构成反射镜805的表层的部件的热膨胀率不同的层813。并且，利用向反射镜805的电流供给，将热量提供给反射镜805。

例如，如果该表层相对于悬臂梁812的层813产生极大地热膨胀，则悬臂梁812以挠曲的方式变形。此外，如果停止向反射镜805的热量供给，则悬臂梁812向原来的状态恢复。这样，可以使反射镜805变位。而且，反射镜805不限于通过使悬臂梁812的表层膨胀来进行变位的结构，也可以形成为通过使层813相对于表层收缩而进行变位的结构。

图9是对利用本发明的实施例2的光扫描装置进行的激光位置的校正进行说明的图示。本实施例的光扫描装置可应用于上述实施例1的图像显示装置100。省略与上述实施例1重复的说明。与实施例1中将反射镜设置在与外框部连接的可动部的结构相对，本实施例的特征是，通过连接到外框部的反射镜，来校正扫描光的位置。

图9所示的图示出在纵轴表示振幅、在横轴表示频率的相对于驱动频率的反射镜的振幅的例子。反射镜反射来自光源部的激光，并以使经反射的激光向第1方向和与第1方向大体正交的第2方向扫描的方式进行变位。反射镜，为了与上述实施例1的可动部104同样地将激光向第1方向扫描，具有以转动轴为中心进行共振的结构。反射镜，在用于向第1方向扫描激光的变位中，使用能够使振幅变为最大的共振频率f1。此外，图9中所表示的振幅并不局限于反射镜进行振动的方向。

而且，在本实施例中，反射镜通过用比向第1方向扫描激光的频率要高的频率以向与第1方向不同的方向扫描激光的方式进行共振，来校正扫描激光的位置。反射镜等的构造物，能够相对于三维方向进行平移的变位和转动的变位。本实施例的反射镜除了以使激光相对于二维方向描绘正弦波的方式进行变位之外，还通过对扭转弹簧的结构、驱动力的作用等进行调整，以校正激光扫描的位置的方式进行变位。

例如，反射镜，通过以共振频率f1的大约2倍的共振频率f2进行共振，以向与第1方向不同的方向例如第2方向扫描激光的方式，而构成。反射镜除了以共振频率f1进行共振以向第1方向扫描激光之外，还通过以共振频率f2进行共振，而向第2方向扫描激光以校正激光的位置。

如上述实施例1所说明的，用于校正激光的位置的扫描，其振幅可以比向第1方向扫描激光的振幅小。因此，利用以比共振频率f1的振幅小的振幅进行共振的共振频率f2，来校正激光的位置是充分可能的。此外，为了校正激光的位置，并不局限于利用共振频率f2使反射镜共振的结构。为了校正激光的位置，只要利用比共振频率f1大的共振频率即可，例如，也可以利用共振频率f1的约4倍的共振频率f3。下面，将以比共振频率f1大的共振频率进行的共振，称为高次共振。

图10示出作为本实施例的扫描部1000的主要部分概略结构的反射镜1004和用于驱动反射镜1004的结构。对与上述实施例1相同的部分赋予相同的符号。在反射镜1004的背面的空间，设置有分割为4个的反射镜用的电极1008a、1008b、1008c、1008d。电极1008a、1008b、1008c、1008d是驱动反射镜1004的驱动部。反射镜1004响应由各电极1008a、1008b、1008c、1008d产生的驱动力即静电力，来校正扫描光的位置。静电力可以根据反射镜1004与电极1008a、1008b、1008c、1008d之间的施加电压而进行调节。

相对于第2扭转弹簧207在一侧设置有2个电极1008a、1008c，在另一侧设置有2个电极1008b、1008d。反射镜1004，与上述实施例1的可动部104相同，通过转动外框部，以向第2方向扫描激光的方式进行变位。另外，反射镜1004通过对2个电极1008a、1008c和2个电极1008b、1008d交替地施加电压，以向第1方向扫描激光的方式进行变位。

而且，反射镜1004能够通过适当改变电极1008a和电极1008c之间的电压，以及电极1008b和电极1008d之间的电压，来产生高次共振。如果设电极1008a、1008b、1008c、1008d的各施加电压为A、B、C、D，则例如对于电极1008a、1008b，变化为A＞B、B＞A，接着，对于电极1008c、1008d，变化为C＞D、D＞C。这样，通过使施加电压变化，而使电极1008a、1008b、1008c、1008d与反射镜1004之间的静电力的强度发生变化。反射镜1004通过对于每个电极使静电力的强度发生变化，而以校正扫描激光的位置的方式进行高次共振。

反射镜1004，通过能够进行高次共振并且进行高次共振的方向成为向第2方向扫描激光的方向的方式构成，来校正激光的位置。此外，反射镜1004，只要采用通过利用共振向除第1方向以外的方向扫描激光来校正激光的位置的结构即可，而并不局限于通过向第2方向扫描激光来校正激光的位置的结构。

通过利用反射镜1004来校正激光的位置，与上述实施例1相同，能够与在二维方向排列的像素对应地正确地扫描激光。由于无需设置用于校正扫描激光的位置的新的反射镜，所以能够避免光扫描装置120的大型化、结构的复杂化等。由此，达到能够与像素的排列对应地正确地扫描激光的效果。此外，反射镜1004并不局限于为了校正激光的位置而使用4个电极的结构，而只要是采用多个电极的结构即可。

扫描部并不局限于通过使各电极的施加电压改变来调节静电力的强度的结构。也可以如图11所示的扫描部1100那样，通过使电极的大小不同，来调节静电力的强度。例如，如图11所示，设置在与扭转弹簧207相对的一侧的电极1108a、1108c以其面积比设置在另一侧的电极1108b、1108d的面积大的方式而设置。在对各电极施加同等大小的电压的情况下，在设置有电极1108a、1108c的一侧产生比设置有电极1108b、1108d的一侧要大的静电力。这样，通过对于反射镜1004的结构，使非平衡的静电力发生作用，而能够发生高次共振。而且，也可以如图12所示的扫描部1200那样，利用大体相同大小的电极1208a、1208b、1208c、1208d，通过在反射镜1004和各电极之间的间隔上设置差别，而对于反射镜1004的结构使非平衡的静电力发生作用。

而且，反射镜1004并不局限于通过利用静电力来校正扫描光的位置的结构。例如，作为驱动力，除了静电力之外，也可以采用压电元件的伸缩力、电磁力等。在利用压电元件的伸缩力驱动反射镜1004时，可以采用对作为驱动部的压电元件施加电压的结构。在使用压电元件驱动反射镜1004时，可以根据向压电元件的施加电压、压电材料的大小等调节伸缩力的大小。在利用电磁力驱动反射镜1004方面，可以采用设置线圈和磁铁作为驱动部，并向线圈供给电流的结构。在利用电磁力驱动反射镜1004时，可以根据供给线圈的电流量、线圈匝数、磁铁的强度调节电磁力的大小。

反射镜1004并不局限于通过调节驱动力的强度而产生高次共振的结构，也可以通过调节作为转动轴的扭转弹簧的形状来产生高次共振。例如，可以采用如图13所示的扫描部1300那样，使用粗细相互不同的扭转弹簧1307、1317的结构。扭转弹簧1307、1317是使反射镜1004以向第1方向扫描激光的方式振动的转动轴。扭转弹簧1307被形成为比扭转弹簧1317粗。另外，也可以采用如图14所示的扫描部1400那样，使用长短相互不同的扭转弹簧1407、1417的结构。这样，通过设置相对于反射镜1004非平衡的形状的转动轴，能够使反射镜1004处于能够以向与第1方向不同的方向扫描激光的方式进行共振的状态。

此外，也可以如图15所示的扫描部1500那样，将设置扭转弹簧1507、1517的位置调整为反射镜1004的中心线上以外的位置。通过将扭转弹簧1507、1517设置在相对于反射镜1004的结构非平衡的位置，也能够使反射镜1004处于能够以向与第1方向不同的方向扫描激光的方式进行共振的状态。此外，可以通过组合图10～图15中所示的各结构中的任意一种，来形成使反射镜1004进行高次共振的结构。

为了使激光的轨迹接近于图4所示的矩形形状的轨迹SC2，优选地，反射镜1004，为了校正激光的位置，进行由图5所示的大体三角形形状的波形表示的变位。对此，本实施例的反射镜1004，通过进行共振来校正激光的位置。反射镜1004，为了通过进行共振来校正激光的位置，而进行由正弦波表示的变位。

而且，在本实施例中，也可以为了进行使激光的轨迹接近于图16所示的矩形形状的轨迹SC4的校正，而使图像的显示区域的宽度d2比激光可能扫描到的宽度d1小。在图16所示的扫描轨迹SC3当中用圆圈围起来的部分停止激光的供给期间，使为了进行校正而振动的反射镜1004以使激光向负Y方向即纸面上向下的方向偏向的方式返回。反射镜1004，在以向第1方向扫描激光的共振频率f1的约2倍的共振频率f2进行高次共振的情况下，使用用于向第1方向进行激光扫描的周期的4分之1的时间，使反射镜1004的位置返回。

图16中被圆圈围起来的部分激光扫描速度与其他部分相比要慢。因此，通过以相对于扫描宽度d1例如约70％的宽度d2来显示图像，可以确保将进行高次共振的反射镜1004返回到使激光偏向到负Y方向的位置的时间。由此，能够进行使激光的轨迹接近于矩形形状的轨迹SC4的校正。

图17示出本发明的实施例3的图像显示装置1700的概要结构。对于与上述实施例1相同的部分赋予相同的符号，并省略重复的说明。图像显示装置1700是向设置在观察者一侧的屏幕1705供给激光，通过观察由屏幕1705反射的光来观看图像的所谓的正面投影型的投影机。图像显示装置1700与上述实施例1相同，具有光扫描装置120。

在图像显示装置1700的观察者侧的面上，设置有由玻璃、透明树脂等透明部件构成的出射窗1710。来自光扫描装置120的激光，在透过出射窗1710之后，入射到屏幕1705。通过采用光扫描装置120，可以与在二维方向排列的像素对应地正确地扫描激光。由此，图像显示装置1700能够显示高品质的图像。

此外，在上述各实施例中，虽然光扫描装置120形成为使用供给激光的光源部101的结构，但并不局限于此，只要是能够提供束状光的结构即可。例如，光源部101也可以形成为采用发光二极管元件(LED)等的固体发光元件的结构。另外，本发明的光扫描装置120除了用于图像显示装置之外，还可以用于例如激光打印机等的扫描激光的电子设备。在将光扫描装置120用于激光打印机时，能够形成像素的偏移降低了的高品质的打印图像。

如上所述，本发明的光扫描装置，适于应用在根据图像信号扫描光的图像显示装置等中。

Claims (7)

1.一种光扫描装置，其特征在于，具有：

光源部，其供给束状的光；

反射镜，其反射来自所述光源部的光；以及

可动部，其以向第1方向和与所述第1方向大体正交的第2方向扫描经所述反射镜反射的光的方式进行变位；

其中，所述可动部，以向所述第1方向扫描光的频率比向所述第2方向扫描光的频率高的方式进行变位，

所述反射镜，可自由摆动地与所述可动部连接，并除了与所述可动部联动而进行变位以外，还通过以向与所述第1方向不同的方向扫描光的方式进行变位，来校正根据所述可动部的变位而进行扫描的光的位置。

2.根据权利要求1所述的光扫描装置，其特征在于，所述反射镜，通过以向所述第2方向扫描光的方式进行变位，来校正扫描光的位置。

3.根据权利要求1所述的光扫描装置，其特征在于，所述反射镜，通过用比所述可动部以向所述第1方向扫描光的方式进行变位的频率要高的频率进行变位，来校正扫描光的位置。

4.根据权利要求3所述的光扫描装置，其特征在于，所述反射镜，通过用所述可动部以向所述第1方向扫描光的方式进行变位的频率的大体2倍的频率进行变位，来校正扫描光的位置。

5.根据权利要求1～4中任意一项所述的光扫描装置，其特征在于，具有：

第1驱动部，其驱动所述可动部；以及

第2驱动部，其驱动所述反射镜，使得其校正光的位置。

6.根据权利要求1～4中任意一项所述的光扫描装置，其特征在于，具有：

驱动部，其驱动所述可动部；

其中，所述反射镜，利用来自由所述驱动部驱动的所述可动部的振动，以校正扫描光的位置的方式进行变位。

7.一种图像显示装置，其特征在于，具有：

权利要求1～6中任意一项所述的光扫描装置；

其中，利用来自所述光扫描装置的光在规定面显示图像。

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