CN103454765A - 图像显示装置以及头戴式显示器 - Google Patents

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CN103454765A CN2013102134472A CN201310213447A CN103454765A CN 103454765 A CN103454765 A CN 103454765A CN 2013102134472 A CN2013102134472 A CN 2013102134472A CN 201310213447 A CN201310213447 A CN 201310213447A CN 103454765 A CN103454765 A CN 103454765A
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Abstract

本发明提供图像显示装置以及头戴式显示器。该图像显示装置具有：激光光源；光合成部，其对来自上述激光光源的激光进行合成；以及光扫描仪，其使来自光合成部的描绘用激光进行二维扫描。并且，来自激光光源并朝向光扫描仪的激光的光轴位于同一面上。并且，光扫描仪具有光反射面，且配置成在非驱动状态下该光反射面与上述面正交，上述光扫描仪构成为使光反射面朝面内方向摆动并且朝与面正交的方向摆动，从而使由光反射面反射的描绘用激光（LL）进行二维扫描。

Description

图像显示装置以及头戴式显示器
技术领域
本发明涉及图像显示装置以及头戴式显示器。
背景技术
例如，作为用于在屏幕上显示图像的图像显示装置，公知有具有光源和使来自光源的光进行二维扫描的光扫描器的结构（例如参照专利文献1）。
专利文献1所记载的图像显示装置具有：光束供给部，其具备三个半导体激光器、与各个半导体激光器对应的耦合透镜、分色镜以及会聚透镜；以及光束扫描部，其使从光束供给部射出的光束进行二维扫描。并且，光束扫描部所具有的反射镜的反射面与从各半导体激光器射出的光束的光轴平行，并且设置于相对于该光轴在壳体的厚度方向偏移的位置。因此，在光束供给部和光束扫描部之间设置有平面镜，从光束供给部射出的光束由平面镜在壳体的厚度方向反射以后入射到光束扫描部的反射镜。
在这样的专利文献1的图像显示装置中，反射镜的反射面与壳体的厚度方向正交，因此能够实现壳体的薄型化（小型化），但是需要用于将光束朝厚度方向反射的平面镜等多余的部件，因此部件件数增加，装置的组装工序增加。
专利文献1：日本特开平2011-154344号公报
发明内容
本发明的目的在于提供能够实现部件件数的削减和小型化的图像显示装置、以及具备该图像显示装置的头戴式显示器。
上述目的通过下述的本发明来实现。
本发明的图像显示装置的特征在于，具有：多个光源部，上述多个光源部射出光；光合成部，该光合成部对来自上述多个光源部的光进行合成；以及光扫描部，该光扫描部使由上述光合成部合成的光在第一轴周围和正交于上述第一轴的第二轴周围进行二维扫描，来自上述多个光源部并经过上述光合成部而朝向上述光扫描部的光的光轴位于第一面内，上述光扫描部具有：基部，该基部在上述第一轴和上述第二轴周围摆动；光反射板，该光反射板具有反射来自上述光合成部的光的光反射面，并且上述光反射面具有比上述基部的面积大的面积；以及隔离件，该隔离件连结上述基部和上述光反射板，上述第一轴位于上述第一面内，上述第二轴与上述第一面的法线方向平行，上述光反射面配置为，在上述光扫描部的非驱动状态下，上述光反射面与上述第一面垂直。
由此，无需将由光合成部合成的光朝与第一面交叉的方向反射就能够使其入射至光扫描部，不需要平面镜。并且，在光扫描部中，相对于光反射面的面积，能够缩小用于使光反射面摆动的机构部分，能够缩小在与光反射面平行的方向上的光扫描部的面积。因而，即便将光反射面配置成与第一面正交，也不会使图像显示装置在与第一面正交的方向上的大小增加。即，能够提供一种能够实现部件数量的削减和小型化的图像显示装置。
在本发明的图像显示装置中，优选形成为，上述光从相对于上述光反射面的法线倾斜的方向照射到上述光反射面。
由此，能够使借助光扫描部进行二维扫描的光不与其他部件干涉而照射至对象物。换言之，不需要设置用于变更借助光扫描部进行二维扫描的光的光路的平面镜等，因此能够实现图像显示装置的小型化。
在本发明的图像显示装置中，优选形成为，上述基部在上述第一轴周围摆动的振幅大于在上述第二轴周围摆动的振幅。
由此，能够使光的可描绘区域中所包含的能够实际用于显示图像的有效描绘区域更大。
在本发明的图像显示装置中，优选形成为，上述光扫描部具有：框体部，该框体部以包围上述基部的方式设置；支承部，该支承部支承上述框体部；第一轴部，该第一轴部连结上述基部和上述框体部，以使得上述基部能够相对于上述框体部在第一轴周围摆动；以及第二轴部，该第二轴部连结上述框体部和上述支承部，以使得上述框体部能够相对于上述支承部在上述第二轴周围摆动。
由此，光扫描部的结构变得简单，并且能够实现光扫描部的小型化。
在本发明的图像显示装置中，优选形成为，上述光反射板设置为，在上述光反射板的板厚方向上从上述第一轴部离开，并且在从上述板厚方向观察时与上述第一轴部的至少一部分重叠。
由此，由于光反射板在厚度方向上从第一轴部离开，并且在从厚度方向观察时与第一轴部的至少一部分重叠设置，因此能够实现光扫描部的小型化。
在本发明的图像显示装置中，优选形成为，上述第一轴部配置为与上述第一面的面内方向平行，通过对包含上述光反射板、上述隔离件、上述基部以及上述第一轴部的第一振动系统进行共振驱动而使上述基部在上述第一轴周围以共振方式摆动。
由此，能够以较小的能量使基部在第一轴周围大幅摆动。
在本发明的图像显示装置中，优选形成为，上述框体部的在上述第一面的法线方向上的宽度小于在上述第一面的面内方向上的宽度。
由此，能够实现图像显示装置的薄型化。
在本发明的图像显示装置中，优选形成为，上述光扫描部具有：永磁铁，该永磁铁设置于上述框体部；以及线圈，该线圈与上述框体部对置配置、并产生作用于上述永磁铁的磁场。
由此，能够缩小光扫描部的在光反射面的面内方向上的宽度。因此，能够形成为适合本发明的图像显示装置的形状的光扫描部。
在本发明的图像显示装置中，优选形成为，上述图像显示装置具有棱镜，该棱镜设置于由上述光合成部合成的光的光轴上，使由上述光合成部合成的光的光轴倾斜、并使合成的光的截面形状变化。
由此，通过对光的截面形状进行正性，图像显示特性提高。
在本发明的图像显示装置中，优选形成为，来自上述光源部的光是相对于上述棱镜的入射面而成为s偏振光的直线偏振光。
由此，例如能够降低通过棱镜时的光的损失。
在本发明的图像显示装置中，优选形成为，上述棱镜使上述光的截面形状的在上述第一面的面内方向上的宽度扩宽。
由此，能够将在从光源部射出时呈椭圆形（或者长圆形）的光的截面形状整形为大致圆形，图像显示特性提高。
在本发明的图像显示装置中，优选形成为，上述棱镜的射出面成为对上述光进行会聚的透镜面。
由此，当在位于透镜面的焦距附近的对象物显示图像时，能够发挥更高的图像显示特性。
在本发明的图像显示装置中，优选形成为，从上述多个光源部射出的光的在上述第一面的法线方向上的放射角大于该射出的光的在上述第一面的面内方向上的放射角。
作为光源而通常使用的半导体激光器射出的激光的强度分布的轮廓形状具有大致椭圆形状。即，长轴方向上的激光的放射角和短轴方向上的激光的放射角不同，通过将放射角大的长轴方向设定成与第一面正交的方向，例如能够将棱镜在第一面内倾斜配置，能够实现装置的小型化。
本发明的头戴式显示器的特征在于，具有：光反射部件，该光反射部件对入射的光的至少一部分进行反射；以及图像显示装置，该图像显示装置朝上述光反射部件照射光；上述图像显示装置具有：多个光源部，上述多个光源部射出光；光合成部，该光合成部对来自上述多个光源部的光进行合成；以及光扫描部，该光扫描部使由上述光合成部合成的光在第一轴周围和正交于上述第一轴的第二轴周围进行二维扫描，来自上述多个光源部并经过上述光合成部而朝向上述光扫描部的光的光轴位于第一面内，上述光扫描部具有：基部，该基部在上述第一轴和上述第二轴周围摆动；光反射板，该光反射板具有反射来自上述光合成部的光的光反射面，并且上述光反射面具有比上述基部的面积大的面积；以及隔离件，该隔离件连结上述基部和上述光反射板，上述第一轴位于上述第一面内，上述第二轴与上述第一面的法线方向平行，上述光反射面配置为，在上述光扫描部的非驱动状态下，上述光反射面与上述第一面垂直。
由此，能够提供削减了部件数量的头戴式显示器。
附图说明
图1是示出本发明的图像显示装置的优选的实施方式的俯视图。
图2是示出图1所示的激光光源所射出的激光的截面的图。
图3是图1所示的图像显示装置的侧视图。
图4是示出图1所示的图像显示装置所具有的光扫描部（光扫描仪）的俯视图。
图5是图4所示的光扫描仪的剖视图。
图6是图4所示的光扫描仪所具有的电压施加部的框图。
图7是示出在图6所示的第一电压产生部以及第二电压产生部产生的电压的一例的图。
图8是示出因光扫描仪的配置而导致的可描绘区域的差异的图。
图9是示出应用了本发明的图像显示装置的平视显示器的立体图。
图10是示出本发明的头戴式显示器的立体图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的图像显示装置以及头戴式显示器的优选的实施方式进行说明。
1.图像显示装置
图1是示出本发明的图像显示装置的优选的实施方式的俯视图，图2是示出图1所示的激光光源所射出的激光的截面的图，图3是图1所示的图像显示装置的侧视图。图4是示出图1所示的图像显示装置所具有的光扫描部（光扫描仪）的俯视图，图5是图4所示的光扫描仪的剖视图，图6是图4所示的光扫描仪所具有的电压施加部的框图，图7是示出在图6所示的第一电压产生部以及第二电压产生部产生的电压的一例的图。图8是示出因光扫描仪的配置而导致的可描绘区域的差异的图。另外，以下为了说明方便，将图5中的上侧称为“上”，将图5中的下侧称为“下”。并且，如图1所示，将相互正交的三轴分别设为X轴、Y轴以及Z轴。
图1所示的图像显示装置1是对例如屏幕、壁面等对象物10扫描光来显示图像的装置。
图像显示装置1具有：描绘用光源单元2，其射出描绘用激光LL；棱镜（光学部件）3，其使描绘用激光LL的光轴倾斜并且使描绘用激光LL的横截面形状变形；光扫描部4，其扫描通过棱镜3后的描绘用激光LL；检测部5，其检测描绘用激光LL的强度；以及控制部6，其控制描绘用光源单元2和光扫描部4的动作。
图像显示装置1具有扁平形状的壳体9，该壳体9在XY平面方向扩展，且在Z轴方向具有高度，描绘用光源单元2、棱镜3、光扫描部4、以及检测部5在XY平面方向排列配置并被收纳于该壳体9内。从厚度方向观察，本实施方式的壳体9呈大致矩形的外形形状。并且，在壳体9形成有由例如透明的部件（玻璃、塑料等）构成的窗部91，由光扫描部4扫描的描绘用激光LL经由该窗部91朝壳体9的外部射出。另外，控制部6可以像本实施方式那样被收纳于壳体9内，控制部6也可以设置于壳体9的外侧。
以下，对各部分的结构依次进行说明。
1-1.描绘用光源单元
如图1所示，描绘用光源单元2具备红色、绿色、蓝色各种颜色的激光光源（光源部）21R、21G、21B、和对应于激光光源21R、21G、21B而设置的准直透镜22R、22G、22B及分色镜23R、23G、23B。
激光光源21R、21G、21B分别具有未图示的光源和驱动电路。进而，激光光源21R射出红色的激光RR，激光光源21G射出绿色的激光GG，激光光源21B射出蓝色的激光BB。激光RR、GG、BB分别与从控制部6发送的驱动信号对应地射出，且借助准直透镜22R、22G、22B被形成为平行光或者大致平行光。
在本实施方式中，激光光源21R、21G、21B按照激光光源21R、激光光源21B、激光光源21G的顺序沿－Y轴方向排列，并且配置于壳体9的图1中左侧的端部。进而，激光光源21R、21G、21B分别朝+X轴方向射出激光RR、GG、BB。通过形成为这种配置，能够以更小的空间配置激光光源21R、21G、21B。因此，能够实现图像显示装置1（壳体9）的小型化。另外，激光光源21R、21G、21B的配置不限定于上述的配置。
作为上述的激光光源21R、21G、21B，能够使用例如端面发光半导体激光器、面发光半导体激光器等半导体激光器。通过使用半导体激光器，能够实现激光光源21R、21G、21B的小型化。
在使用半导体激光器作为激光光源21R、21G、21B的情况下，一般而言，从激光光源21R、21G、21B射出的激光RR、GG、BB所具有的光强度分布的轮廓形状（所谓的远场图形、即FFP：Far FieldPattern）分别呈大致椭圆形状。另外，以下，将激光RR、GG、BB的“截面形状”作为与激光RR、GG、BB的“光强度分布的轮廓形状”相同意思的词汇使用。即、在该情况下，换句话说为，从激光光源21R、21G、21B射出的激光RR、GG、BB分别具有大致椭圆形的截面形状。此处，截面形状是激光RR、GG、BB的与光轴垂直的截面的形状。
如图2所示，激光光源21R、21G、21B分别射出具有大致椭圆形（长圆形）的截面形状的激光RR、GG、BB。进而，上述激光光源21R、21G、21B分别以椭圆的长轴与Z轴大致一致、且短轴与Y轴（XY平面）大致一致的方式配置于壳体9内。换言之，激光光源21R、21G、21B分别射出Z轴方向（XY平面的法线方向）的放射角比Y轴方向（XY平面的面内方向）的放射角大的激光RR、GG、BB。由此，例如与和上述情况相反的情况（Z轴方向的放射角比Y轴方向的放射角小的情况）相比，本实施方式能够以窄间距配置沿Y轴方向排列的三个激光光源21R、21G、21B。因此，本实施方式能够抑制壳体9在XY面内方向的扩展。因而，能够实现图像显示装置1的小型化。
并且，激光光源21R、21G、21B射出的激光RR、GG、BB分别是直线偏振光。并且，激光RR、GG、BB分别是相对于分色镜23R、23G、23B的反射面/透射面（入射面）以及棱镜3的入射面垂直的偏振光成分亦即s偏振光。即、激光光源21R、21G、21B分别构成为射出振动方向（偏振光方向）为Z轴方向的偏振光、即振动方向与作为截面形状的椭圆的长轴方向一致的激光RR、GG、BB。通过使激光RR、GG、BB形成为s偏振光，能够减少分色镜23R、23G、23B以及棱镜3处的激光RR、GG、BB的损失。
分色镜23R具有反射激光RR的特性。分色镜23B具有反射激光BB并使激光RR透射的特性。分色镜23G具有使激光GG透射并反射激光RR、BB的特性。利用这些分色镜23R、23G、23B，使各种颜色的激光RR、GG、BB的光轴一致或者大致一致（合成），从而一道描绘用激光LL沿+X轴方向射出。即、分色镜23R、23G、23B构成为用于合成激光RR、GG、BB的光合成部23。
在本实施方式中，仿照激光光源21R、21G、21B的配置，按分色镜23R、分色镜23B、分色镜23G的顺序将这些分色镜沿－Y轴方向排列配置。并且，分色镜23R设置为，将从激光光源21R朝+X轴方向射出的激光RR朝－Y轴方向反射。进而，分色镜23B设置为，将从激光光源21B朝+X轴方向射出的激光BB朝－Y轴方向反射、并使由分色镜23R朝－Y轴方向反射的激光RR透射。此外，分色镜23G设置为，使从激光光源21G朝+X轴方向射出的激光GG投射、并且将由分色镜23R、23B朝－Y轴方向反射的激光RR、BB朝+X轴方向反射。由此，从光合成部23朝+X轴方向射出描绘用激光LL。
此处，考虑到由于因激光的波长导致的折射率差而产生的分散性，分色镜23R、23G、23B优选配置为使得越是较短波长的激光则相对于棱镜3的入射角越大。即、分色镜23R、23G、23B配置为使反射面绕Z轴稍微偏离，以满足蓝色的激光BB的入射角θB＞绿色的激光GG的入射角θG＞红色的激光RR的入射角θR的关系。
1-2.棱镜
棱镜3是具有如下功能的光学部件，即、具有：使描绘用激光LL的光轴倾斜的第一功能；使描绘用激光LL的形状（截面形状）变形的第二功能；以及控制描绘用激光LL的放射角的（使描绘用激光LL会聚等）第三功能。棱镜3是由玻璃、水晶构成的实际上无色透明的多面体。作为这样的棱镜3，只要具有上述功能即可，并无特别限定，例如，能够使用呈大致三棱柱状的三棱镜。另外，例如，也可以在不对功能造成影响的限度内对三棱镜的各角部实施倒角等。
首先，对上述第一功能进行说明。棱镜3使从入射面31入射的描绘用激光LL从射出面32向相对于+X轴方向而朝+Y轴方向倾斜的方向（朝向壳体9的中心侧的方向）射出。即、使描绘用激光LL的光轴绕Z轴（在XY平面内）倾斜。根据这样的棱镜3，能够使描绘用激光LL朝向壳体9的中心侧。在壳体9内，在来自激光光源21R、21B的射出光的光轴上，充分地存在配置部件的空间，通过在该空间配置光扫描部4，能够高效地使用壳体9的内部空间。即、通过使描绘用激光LL的光轴朝壳体9的中心侧倾斜，能够进一步减少壳体9内的闲置空间（未配置部件的不必要空间），能够实现图像显示装置1的小型化。
其次，对上述第二功能进行说明。棱镜3将描绘用激光LL的与光轴垂直的截面形状从大致椭圆形向大致圆形整形。具体而言，棱镜3通过在使入射的描绘用激光LL的截面形状的在Z轴方向上的宽度保持大致恒定的同时扩宽在XY面内方向的宽度，从而将描绘用激光LL的截面形状整形为大致圆形。换言之，棱镜3以使截面形状、亦即椭圆的短轴的长度增大并且使短轴和长轴之比（纵横比）几乎变成1的方式对描绘用激光LL的截面形状进行整形。这样，通过将描绘用激光LL的截面形状形成为大致圆形，形成为能够发挥优异的图像显示特性的图像显示装置1。此处，如上所述，通过将描绘用激光LL的截面形状形成为以Z轴方向为长轴的大致椭圆形，仅使棱镜3在XY平面内旋转即可，因此能够以使得棱镜3所占据的在壳体9的厚度方向（Z轴方向）上的长度最少的方式进行配置。因此，能够实现图像显示装置1的小型化（薄型化）。
其次，对上述第三功能进行说明。棱镜3的射出面32由弯曲凸面（透镜面）构成，并且作为会聚透镜发挥功能，使作为平行光而入射到棱镜3的描绘用激光LL会聚（集中）。通过像这样使描绘用激光LL会聚，能够在位于焦点附近的对象物10显示更鲜明的图像（高分辨率的图像）。并且，通过使射出面32作为会聚透镜发挥功能，不需要相对于棱镜3另外设置会聚透镜，能够减少部件件数，能够实现图像显示装置1的小型化。另外，对于棱镜3的射出面32的结构，只要能够控制放射角即可，无需限制为凸面（会聚透镜），也可以是例如凹面（发散透镜）。
并且，在图像显示装置1中，使用棱镜3作为光学部件，但是只要能够发挥与上述棱镜3的功能相同的效果即可，也可以使用棱镜以外的其他的光学部件。
以上，对描绘用光源单元2以及棱镜3详细地进行了说明。在图像显示装置1中，如图3所示，激光RR、GG、BB（描绘用激光LL）的光轴位于同一XY平面（第一面F）上。即、在面F内，激光光源21R、21G、21B射出激光RR、GG、BB，光合成部23对激光RR、GG、BB进行合成并射出描绘用激光LL，棱镜3使描绘用激光LL的光轴在XY平面内倾斜。
1-3.光扫描部
光扫描部4具有使通过棱镜3后的描绘用激光LL进行二维扫描的功能。作为这样的光扫描部4，只要能够使描绘用激光LL进行二维扫描即可，并无特殊限定，例如能够使用如下结构的光扫描仪40。
如图4以及图5所示，光扫描仪40具备可动部41、一对轴部421、422（第一轴部）、框体部43、两对轴部441、442、443、444（第二轴部）、支承部45、永磁铁46、线圈47、磁心48以及电压施加部49。
上述部件中的可动部41、一对轴部421、422构成第一振动系统，该第一振动系统以轴部421、422为轴在第一轴J1周围摆动（往复转动）。并且，可动部41、一对轴部421、422、框体部43、两对轴部441、442、443、444、以及永磁铁46构成第二振动系统，该第二振动系统在第二轴J2周围摆动（往复转动）。并且，永磁铁46、线圈47以及电压施加部49构成驱动部，该驱动部用于驱动上述第一振动系统以及第二振动系统。
以下，依次对光扫描仪40的各部分详细地进行说明。
如图4以及图5所示，可动部41具有基部411、以及经由隔离件412被固定于基部411的光反射板413。在光反射板413的上表面（一方的面）设置有具有光反射性的光反射部414。进而，光反射部414的表面构成用于反射描绘用激光LL的光反射面414a。如上所述，可动部41在第一轴J1以及第二轴J2周围摆动。即、也可以说，构成可动部41的基部411、隔离件412、光反射板413、以及光反射面414a在第一轴J1以及第二轴J2周围摆动。
光反射板413经由隔离件412而相对于基部411以及轴部421、422在厚度方向上离开，并且以从厚度方向观察时（以下也称为“俯视观察”）与轴部421、422重叠的方式设置。
因此，能够缩短轴部421和轴部422之间的距离，并且能够增大光反射板413的板面的面积。并且，由于能够缩短轴部421和轴部422之间的距离，因此能够实现框体部43的小型化。此外，由于能够实现框体部43的小型化，因此能够缩短轴部441、442和轴部443、444之间的距离。因此，即便增大光反射板413的板面的面积，也能够实现光扫描仪40的小型化。即、能够实现光扫描仪40的小型化，并且能够增大光反射板413，从而能够提高分辨率。
并且，光反射板413形成为俯视观察覆盖轴部421、422的整体。换言之，俯视观察，轴部421、422相对于光反射板413的外周分别位于内侧。由此，光反射板413的板面的面积变大，结果，能够增大光反射部414的面积。并且，能够防止不需要的光（例如无法入射到光反射板413的光）在轴部421、422反射而成为杂散光。
并且，光反射板413形成为俯视观察覆盖框体部43的整体。换言之，俯视观察，框体部43相对于光反射板413的外周位于内侧。由此，光反射板413的板面的面积增大，结果，能够增大光反射部414的面积。并且，能够防止不需要的光在框体部43反射而成为杂散光。
此外，光反射板413形成为俯视观察覆盖轴部441、442、443、444的整体。由此，光反射板413的板面的面积增大，结果，能够增大光反射部414的面积。并且，能够防止不需要的光在轴部441、442、443、444反射而成为杂散光。
在本实施方式中，光反射板413形成为俯视观察呈圆形。另外，光反射板413的俯视观察的形状并不限于此，例如，也可以是椭圆形、四边形等多边形。
在上述光反射板413的下表面（另一方的面、光反射板413的靠基部411侧的面）设置有硬质层415。
硬质层415由比光反射板413主体的构成材料硬质的材料构成。由此，能够提高光反射板413的刚性。因此，能够防止或者抑制光反射板413的摆动时的弯曲。并且，能够使光反射板413的厚度变薄，并且能够抑制光反射板413在第一轴J1、第二轴J2周围摆动时的惯性矩。
作为上述的硬质层415的构成材料，只要是比光反射板413主体的构成材料硬质的材料即可，并无特殊限定，能够使用例如钻石、水晶、蓝宝石、钽酸锂、铌酸钾、氮化碳膜等，特别优选使用钻石。另外，硬质层415是根据需要设置的，也能够省略。
并且，光反射板413的下表面经由隔离件412被固定于基部411。由此，能够防止光反射板413与轴部421、422、框体部43、以及轴部441、442、443、444接触，并且能够使光反射板413在第一轴J1周围摆动。
并且，基部411俯视观察相对于光反射板413的外周位于内侧。并且，对于基部411的俯视观察的面积，只要基部411能够经由隔离件412支承光反射板413即可，优选尽可能小。由此，能够增大光反射板413的板面的面积，并且能够缩小轴部421和轴部422之间的距离。
框体部43呈框形，并且包围上述的可动部41的基部411设置。换言之，可动部41的基部411设置于呈框形的框体部43的内侧。进而，框体部43经由轴部441、442、443、444被支承于支承部45。并且，可动部41的基部411经由轴部421、422被支承于框体部43。
并且，框体部43的在沿第一轴J1的方向上的长度比在沿第二轴J2的方向上的长度长。即、将框体部43的在沿第一轴J1的方向上的长度设为a、且将框体部43的在沿第二轴J2的方向上的长度设为b时，满足a＞b的关系。由此，能够在轴部421、422确保需要的长度，并且能够抑制光扫描仪40在沿第二轴J2的方向上的长度。如后所述，光扫描仪40以第二轴J2与Z轴平行的方式配置于壳体9，因此，通过满足上述的a＞b的关系，能够使壳体9的厚度（在Z轴方向上的长度）变薄。
并且，框体部43形成为俯视观察沿着由可动部41的基部411以及一对轴部421、422构成的构造体的外形的形状。由此，能够允许由可动部41、一对轴部421、422构成的第一振动系统振动，即、能够允许可动部41在第一轴J1周围摆动，并且能够实现框体部43的小型化。另外，框体部43的形状只要是框形即可，不限定于图示的形状。
轴部421、422以及轴部441、442、443、444分别能够弹性变形。进而，轴部421、422以使得可动部41能够在第一轴J1周围摆动的方式连结可动部41和框体部43。并且，轴部441、442、443、444以使得框体部43能够在与第一轴J1正交的第二轴J2周围摆动的方式连结框体部43和支承部45。
轴部421、422配置为隔着可动部41的基部411相互对置。并且，轴部421、422分别呈在沿第一轴J1的方向上延伸的长条形状。进而，轴部421、422各自的一端部与基部411连接，各自的另一端部与框体部43连接。并且，轴部421、422分别以其中心轴与第一轴J1一致的方式配置。上述的轴部421、422分别伴随着可动部41在第一轴J1周围的摆动而扭转变形。
轴部441、442以及轴部443、444配置为隔着框体部43相互对置。并且，轴部441、442、443、444分别呈在沿第二轴J2的方向上延伸的长条形状。进而，轴部441、442、443、444各自的一端部与框体部43连接，各自的另一端部与支承部45连接。并且，轴部441、442配置为隔着第二轴J2相互对置，同样，轴部443、444配置为隔着第二轴J2相互对置。对于上述的轴部441、442、443、444，伴随着框体部43的在第二轴J2周围的摆动，轴部441、442整体以及轴部443、444整体分别扭转变形。
这样，能够使可动部41在第一轴J1周围摆动，并且能够使框体部43在第二轴J2周围摆动，由此，能够使可动部41（即光反射板413）在相互正交的第一轴J1、第二轴J2两个轴周围摆动。
另外，轴部421、422以及轴部441、442、443、444的形状分别不限定于上述的形状，例如，还可以在中途的至少一个位置具有曲折或者弯曲的部分、分支的部分。
上述的基部411、轴部421、422、框体部43、轴部441、442、443、444以及支承部45形成为一体。
在本实施方式中，基部411、轴部421、422、框体部43、轴部441、442、443、444、以及支承部45通过对SOI基板进行蚀刻形成，上述SOI基板通过依次层叠第一Si层（器件层）、SiO2层（封装层）、以及第二Si层（操作层）而成。由此，能够使第一振动系统以及第二振动系统的振动特性优异。并且，SOI基板能够通过蚀刻进行微细加工，因此，通过使用SOI基板形成基部411、轴部421、422、框体部43、轴部441、442、443、444以及支承部45，能够使上述结构的尺寸精度优异，并且，能够实现光扫描仪40的小型化。
进而，基部411、轴部421、422、以及轴部441、442、443、444分别由SOI基板的第一Si层构成。由此，能够使轴部421、422、以及轴部441、442、443、444的弹性优异。并且，能够防止基部411在第一轴J1周围转动时与框体部43接触。
并且，框体部43以及支承部45分别由层叠体构成，该层叠体由SOI基板的第一Si层、SiO2层及第二Si层构成。由此，能够使框体部43以及支承部45的刚性优异。并且，框体部43的SiO2层以及第二Si层不仅具有提高框体部43的刚性的作为肋的功能，还具有防止可动部41与永磁铁46接触的功能。
并且，优选在俯视观察位于光反射板413外侧的轴部421、422、轴部441、442、443、444、框体部43、支承部45的上表面实施防反射处理。由此，能够防止照射到光反射板413以外的不需要光成为杂散光。作为上述防反射处理，并无特殊限定，能够例举例如形成防反射膜（电介质多层膜）、粗糙化处理、黑色处理等。
另外，上述的基部411、轴部421、422、以及轴部441、442、443、444的构成材料以及形成方法是一个例子，本发明不限定于此。
并且，在本实施方式中，隔离件412以及光反射板413也通过蚀刻SOI基板形成。进而，隔离件412由层叠体构成，该层叠体由SOI基板的SiO2层以及第二Si层构成。并且，光反射板413由SOI基板的第一Si层构成。这样，通过使用SOI基板形成隔离件412以及光反射板413，能够简单且高精度地制造相互接合的隔离件412以及光反射板413。
这样的隔离件412通过例如粘合剂、钎料等接合材料（未图示）与基部411接合。
在上述的框体部43的下表面接合有永磁铁46。作为永磁铁46和框体部43的接合方法，并无特殊限定，可以使用例如使用了粘合剂的接合方法。永磁铁46在俯视观察相对于第一轴J1、第二轴J2倾斜的方向被磁化。
在本实施方式中，永磁铁46呈在相对于第一轴J1、第二轴J2这两个轴倾斜的方向延伸的长条形状（棒状）。进而，永磁铁46在其长边方向被磁化。即、永磁铁46被磁化为一端部是S极而另一端部是N极。并且，永磁铁46设置为，俯视观察，该永磁铁46以第一轴J1与第二轴J2的交点为中心而对称。
永磁铁46相对于第二轴J2的磁化方向（延伸方向）的倾斜角θ并无特殊限定，优选为30°以上60°以下，更加优选为45°以上60°以下，最优选为45°。通过这样设置永磁铁46，能够顺畅且可靠地使可动部41在第二轴J2周围摆动。
作为上述的永磁铁46，可以优选使用例如钕磁铁、铁氧体磁铁、钐钴磁铁、铝铁镊钴磁铁、粘结磁铁等。这样的永磁铁46是对硬磁体进行磁化而得的磁铁，例如，通过在将磁化前的硬磁体设置于框体部43之后进行磁化形成。这是因为：若欲将已磁化的永磁铁46设置于框体部43，则由于外部、其他部件的磁场的影响，存在难以将永磁铁46设置于所希望的位置的情况。
在永磁铁46的正下方设置有线圈47。由此，能够使从线圈47产生的磁场高效地作用于永磁铁46。由此，能够实现光扫描仪40的省电化以及小型化。线圈47以卷绕于磁心48的方式设置。由此，能够使在线圈47产生的磁场高效地作用于永磁铁46。另外，也可以省略磁心48。
这样的线圈47与电压施加部49电连接。进而，通过利用电压施加部49对线圈47施加电压，从线圈47产生具有与第一轴J1、第二轴J2正交的磁通的磁场。
如图6所示，电压施加部49具备：产生第一电压V1的第一电压产生部491，该第一电压V1用于使可动部41在第一轴J1周围转动；产生第二电压V2的第二电压产生部492，该第二电压V2用于使可动部41在第二轴J2周围转动；以及电压重叠部493，其重叠第一电压V1和第二电压V2，电压施加部49将由电压重叠部493重叠后的电压施加于线圈47。
如图7的（a）所示，第一电压产生部491是产生以周期T1周期性地变化的第一电压V1（主扫描用电压）的部分。第一电压V1呈正弦波的波形。优选第一电压V1的频率（1／T1）为例如10kHz～40kHz。在本实施方式中，第一电压V1的频率设定为，与由可动部41、一对轴部421、422构成的第一振动系统的扭转共振频率（f1）相等。由此，能够增大可动部41绕第一轴J1的转动角。
另一方面，如图7的（b）所示，第二电压产生部492是产生以与周期T1不同的周期T2周期性地变化的第二电压V2（副扫描用电压）的部分。第二电压V2呈锯齿波的波形。第二电压V2的频率（1／T2）只要与第一电压V1的频率（1／T1）不同即可，优选为例如30Hz～80Hz（60Hz左右）。在本实施方式中，第二电压V2的频率被调整为与第二振动系统的扭转共振频率（共振频率）不同的频率，该第二振动系统由可动部41、一对轴部421、422、框体部43、两对轴部441、442、443、444、以及永磁铁46构成。
优选上述的第二电压V2的频率比第一电压V1的频率小。由此，能够更可靠并且更加顺畅地使可动部41以第一电压V1的频率在第一轴J1周围摆动、并且以第二电压V2的频率在第二轴J2周围摆动。
并且，在将第一振动系统的扭转共振频率设为f1［Hz］、并且将第二振动系统的扭转共振频率设为f2［Hz］时，优选f1和f2满足f2<f1的关系，更加优选满足10f2≤f1的关系。由此，能够更加顺畅地使可动部41以第一电压V1的频率在第一轴J1周围转动、并且以第二电压V2的频率在第二轴J2周围转动。与此相对，在设置为f1≤f2的情况下，存在产生因第二电压V2的频率而导致的第一振动系统的振动的可能性。
这样的第一电压产生部491以及第二电压产生部492分别与控制部6连接，并且根据来自该控制部6的信号进行驱动。在这样的第一电压产生部491以及第二电压产生部492连接有电压重叠部493。
电压重叠部493具备用于将电压施加于线圈47的加法器493a。加法器493a从第一电压产生部491接收第一电压V1、并且从第二电压产生部492接收第二电压V2，并将这些电压重叠并施加到线圈47。
其次，对光扫描仪40的驱动方法进行说明。另外，将第一电压V1的频率设定为与第一振动系统的扭转共振频率相等，将第二电压V2的频率设定为与第二振动系统的扭转共振频率不同的值、并且比第一电压V1的频率小（例如，将第一电压V1的频率设定为15kHz，将第二电压V2的频率设定为60Hz）。
例如，利用电压重叠部493将图7的（a）所示的第一电压V1和图7的（b）所示的第二电压V2重叠，并将重叠后的电压施加到线圈47。于是，利用第一电压V1，交替地切换欲将永磁铁46的一端部（N极）朝线圈47吸引并使永磁铁46的另一端部（S极）从线圈47离开的磁场（将该磁场称为“磁场A1”）、和欲使永磁铁46的一端部（N极）从线圈47离开并且将永磁铁46的另一端部（S极）朝线圈47吸引的磁场（将该磁场称为“磁场A2”）。
通过像这样交替地切换磁场A1和磁场A2，在框体部43激发出具有绕第一轴J1的扭转振动成分的振动，伴随着该振动，轴部421、422扭转变形，并且可动部41以第一电压V1的频率在第一轴J1周围摆动。另外，由于第一电压V1的频率与第一振动系统的扭转共振频率相等，因此能够借助共振振动使可动部41大幅地摆动。
另一方面，利用第二电压V2，交替地切换欲将永磁铁46的一端部（N极）朝线圈47吸引并使永磁铁46的另一端部（S极）从线圈47离开的磁场（将该磁场称为“磁场B1”）、和欲使永磁铁46的一端部（N极）从线圈47离开并将永磁铁46的另一端部（S极）朝线圈47吸引的磁场（将该磁场称为“磁场B2”）。
通过像这样交替地切换磁场B1和磁场B2，轴部441、442、以及轴部443、444分别扭转变形，并且框体部43与可动部41一起以第二电压V2的频率在第二轴J2周围摆动。另外，如上所述，由于与第一电压V1的频率相比，将第二电压V2的频率设定得极低，并且将第二振动系统的扭转共振频率设定得比第一振动系统的扭转共振频率低，因此能够防止可动部41以第二电压V2的频率在第一轴J1周围转动。
在以上说明的光扫描仪40中，通过对线圈47施加将第一电压V1和第二电压V2重叠后的电压，能够使可动部41以第一电压V1的频率在第一轴J1周围转动并且以第二电压V2的频率在第二轴J2周围转动。由此，能够实现装置的低成本化以及小型化，并且能够通过电磁驱动方式（动磁方式）使可动部41分别在第一轴J1、第二轴J2周围摆动，并且能够使由光反射部414反射的描绘用激光LL进行二维扫描。并且，由于能够减少构成驱动源的部件（永磁铁以及线圈）的数量，因此能够形成简单且小型的结构。并且，由于线圈47与光扫描仪40的振动系统分离，因此能够防止由于线圈47的发热对上述振动系统产生负面影响。
以上，对光扫描仪40的结构详细地进行了说明。根据上述的形成为万向型的二维扫描型的光扫描仪40，能够利用一个装置使描绘用激光LL进行二维扫描，因此，例如与组合两个一维扫描型的光扫描仪使描绘用激光LL进行二维扫描的结构比较，能够实现光扫描部4的小型化，并且，对准的调整也变容易。
并且，光扫描仪40是使用永磁铁46和线圈47驱动的电磁驱动型的光扫描仪。通过形成为这样的结构，如图5所示，由于永磁铁46和线圈47必需对置配置，因此光扫描仪40的厚度（在与第一轴J1、第二轴J2的交点相交并且与上述两轴正交的轴J3方向上的长度）变厚，但是相反地，能够减小光扫描仪40在包含第一轴J1、第二轴J2的面内方向的大小。这样，与厚度方向相比，实现在上述面内方向的小型化，从而光扫描仪40成为适用于图像显示装置1的光扫描仪。
如图1以及图3所示，对于以上说明的结构的光扫描仪40，在非驱动状态下（在未对线圈47施加的状态下），光反射部414以与XY平面正交的方式配置于壳体9内。换言之，光扫描仪40以使得包含第一轴J1、第二轴J2的平面与XY平面正交（轴J3位于面F内）的方式配置于壳体9内。此处，如上所述，光扫描仪40在包含第一轴J1、第二轴J2的平面方向上的大小被抑制得较小，因此通过形成这样的配置，能够实现图像显示装置1（壳体9）的小型化（薄型化）。另外，虽然光扫描仪40在轴J3方向的厚度并不那么薄，但是在图像显示装置1中由于以使轴J3位于面F内的方式进行配置，因此能够将伴随于此的装置的大型化抑制到最低限。
并且，通过棱镜3后的描绘用激光LL从相对于轴J3倾斜的方向入射到光反射部414。另外，在光扫描仪40的非驱动状态下，作为轴J3与入射到光反射部414的描绘用激光LL之间的夹角θ，虽然并无特殊限定，但优选为30°以上60°以下左右。
这样，通过从相对于轴J3（光反射面414a的法线）倾斜的方向将描绘用激光LL入射到光反射部414，能够使借助光扫描仪40进行扫描的描绘用激光LL射出到壳体9的外部而不与其他的部件（例如棱镜3）干涉。因此，不需要设置用于变更由光扫描仪40扫描的描绘用激光LL的光路的平面镜、棱镜等，因此能够实现图像显示装置1的小型化。
并且，在光扫描仪40中，共振驱动、亦即可动部41绕第一轴J1的振幅（摆动角）大于非共振驱动、亦即可动部41绕第二轴J2的振幅。光扫描仪40配置为，使得Z轴方向的振幅大于XY平面的面内方向的振幅。即、光扫描仪40配置为，使得第一轴J1（轴部421、422）与XY平面的面内方向平行（与面F一致），第二轴J2（轴部441、442、443、444）与Z轴平行。通过形成为这样的配置，能够发挥下面的效果。
如上所述，描绘用激光LL从相对于轴J3倾斜的方向入射至光反射部414，因此，借助光反射部414进行二维扫描的描绘用激光LL照射到如图8的（a）、（b）所示的可描绘区域S。图8的（a）示出在如本实施方式那样以使得第一轴J1与XY平面的面内方向平行、并且第二轴J2与Z轴平行的方式配置光扫描仪40的情况下的可描绘区域，图8的（b）示出在与本实施方式相反地、以使得第一轴J1与Z轴平行并且第二轴J2与XY平面的面内方向平行的方式配置光扫描仪40的情况下的可描绘区域。由图8可知，与（b）相比，在（a）中可描绘区域S的变形小，在可描绘区域S内能够确保的矩形的有效描绘区域（实际上是照射描绘用激光LL而显示图像的区域）S＇大。因而，与图8的（b）相比，图8的（a）的情况能够有效地利用可描绘区域S，能够更高效地描绘较大的图像。
另外，优选光扫描仪40的配置为如图8的（a）所示的配置，但是也可以是如图8的（b）所示的配置。
1-4.检测部
检测部5具有检知描绘用激光LL（各激光RR、GG、BB）的强度的功能。这样的检测部5具有设置于壳体9内的光电二极管等受光元件51。棱镜3的入射面31构成为稍微反射各激光RR、GG、BB（例如0.1％左右的反射率），受光元件51位于反射光的光路上。从受光元件51输出大小与接受到的反射光的强度相应的大小的信号（电压），基于该信号，能够检测各激光RR、GG、BB的强度。
与检测到的各激光RR、BB、GG的强度相关的信息被送到控制部6，基于接收到的信息，控制部6控制激光光源21R、21G、21B的驱动。
具体而言，预先测定准直透镜22R、22G、22B、分色镜23R、23G、23B对各激光RR、GG、BB的反射率和透射率、以及入射面31对各激光RR、GG、BB的反射率，并且将这些信息存储于控制部6的未图示的存储器。
其次，例如，在开始描绘图像以前，从控制部6朝驱动电路发送规定大小（电压）的驱动信号，从激光光源21R射出激光RR。由此，激光RR的一部分被棱镜3的入射面31反射，受光元件51接受该反射光，从而检测反射光的强度。进而，基于存储于上述存储器的各部的激光RR的反射率，得到从激光光源21R射出的激光RR的实际强度。由此，求出激光RR的强度和驱动信号的大小（电压值）之间的关系，从而获知为了射出规定强度的激光RR而需要的驱动信号的大小。
这样的关系被存储于上述存储器。进而，在描绘图像时，基于该关系，控制部6朝驱动电路发送希望的驱动信号，以便从激光光源21R射出所希望强度的激光RR。对于激光GG、BB而言也是如此，求出激光GG、BB的强度和驱动信号的大小之间的关系，基于得到的关系，控制部6朝驱动电路发送希望的驱动信号，以便从激光光源21G、21B射出所希望强度的激光GG、BB。
由此，能够生成所希望的颜色以及亮度的描绘用激光LL，图像显示特性提高。
另外，在上述说明中，对在开始描绘图像以前得到激光RR的强度和驱动信号的大小（电压值）之间的关系的情况进行了说明，但是得到这样的关系的时机并不限定于此，例如也可以在描绘图像的过程中获得。如上所述，使描绘用激光LL照射至可描绘区域S内的有效描绘区域S＇、而不照射至其他的部分（非描绘区域S＂）。因此，也可以在描绘图像的过程中当可动部41（光反射部414）朝向非描绘区域S＂、且不射出描绘用激光LL时，如上述那样得到激光RR的强度和驱动信号的大小（电压值）之间的关系。
1-5.控制部
控制部6具有控制描绘用光源单元2以及光扫描部4的动作的功能。具体而言，控制部6驱动光扫描仪40而使可动部41在第一轴J1、第二轴J2周围摆动，并且与可动部41的摆动同步地从描绘用光源单元2射出描绘用激光LL。控制部6基于从例如外部计算机发送来的图像数据，使各激光光源21R、21G、21B在规定的时刻射出规定强度的激光RR、GG、BB，并且在规定时机射出规定颜色以及强度（亮度）的描绘用激光LL。由此，在对象物10显示与图像数据对应的图像。
以上，对图像显示装置1的结构详细地进行了说明。
在这样的图像显示装置1中，各部件、即激光光源21R、21G、21B、准直透镜22R、22G、22B、分色镜23R、23G、23B、棱镜3、光扫描仪40、以及受光元件51以平面方式（位于同一平面内）配置于XY平面方向。进而，从激光光源21R、21G、21B射出的激光RR、GG、BB以及对上述激光进行合成所得的描绘用激光LL在入射至光扫描仪40之前其光轴分别位于平行于XY平面的同一平面（第一面F）上。并且，光反射面414a以与面F正交的方式配置。并且，图像显示装置1利用棱镜3使描绘用激光LL的光轴在面F内倾斜，因此能够以平面方式进行各构成部件（特别是光扫描仪40）的配置。因此，能够在平面上进行图像显示装置1的各结构部件的对准，能够使图像显示装置1的组装性优异。此外，图像显示装置1利用棱镜3进行描绘用激光LL的整形，因此能够发挥优异的图像显示特性。并且，能够实现部件件数的减少，伴随于此能够实现小型化。
2.平视显示器
其次，对将本发明的图像显示装置应用于平视显示器的结构进行说明。
图9是示出应用了本发明的图像显示装置的平视显示器的立体图。
如图9所示，在平视显示系统200中，图像显示装置1以构成平视显示器210的方式安装于汽车的仪表板。能够利用该平视显示器210在挡风玻璃220上显示例如到达目的地的引导显示等规定的图像。另外，平视显示系统200并不限定使用于汽车，还可以使用于例如飞机、船舶等。
3.头戴式显示器
其次，对使用了本发明的图像显示装置的头戴式显示器（本发明的头戴式显示器）进行说明。
图10是示出本发明的头戴式显示器的立体图。
如图10所示，头戴式显示器300具有眼镜310、以及搭载于眼镜310的图像显示装置1。进而，利用图像显示装置1在显示部（光反射部件）320显示由一方的眼睛目视确认的规定的图像，其中，上述显示部设置于眼镜310的原本设置有镜片的部位。
显示部320可以是透明的，并且，也可以是不透明的。在显示部320透明的情况下，能够将来自图像显示装置1的信息重叠到来自现实世界的信息上来使用。并且，显示部320只要反射至少一部分的入射光即可，例如可以使用半透反射镜等。
另外，也可以在头戴式显示器300设置两个图像显示装置1，从而在两个显示部显示由双眼目视确认的图像。
以上，基于图示的实施方式对本发明的图像显示装置以及头戴式显示器进行了说明，但是本发明不限定于此，各部的结构能够置换为任意具有相同功能的结构。并且，本发明也可以附加有任意其他的构成物。
并且，在上述的实施方式中，对将比光扫描仪的框体形成得较厚而比可动部的基部靠图5中的下侧、且在框体部的下表面固定永磁铁的结构进行了说明，但是框体部的结构并不限定于此，例如，也可以形成为与基部相同的厚度。在该情况下，为了避免基部与被固定于框体部的下表面的永磁铁接触，只要在永磁铁的上表面形成凹部（避让部）即可。
附图标记说明：
1…图像显示装置；10…对象物；2…描绘用光源单元；21B…激光光源；21G…激光光源；21R…激光光源；22B…准直透镜；22G…准直透镜；22R…准直透镜；23…光合成部；23B…分色镜；23G…分色镜；23R…分色镜；3…棱镜；31…入射面；32…射出面；4…光扫描部；40…光扫描仪；41…可动部；411…基部；412…隔离件；413…光反射板；414…光反射部；414a…光反射面；415…硬质层；421…轴部；422…轴部；43…框体部；441…轴部；442…轴部；443…轴部；444…轴部；45…支承部；46…永磁铁；47…线圈；48…磁心；49…电压施加部；491…电压产生部；492…电压产生部；493…电压重叠部；493a…加法器；5…检测部；51…受光元件；6…控制部；9…壳体；91…窗部；200…平视显示系统；210…平视显示器；220…挡风玻璃；300…头戴式显示器；310…眼镜；320…显示部；J1…第一轴；J2…第二轴；J3…轴；BB…蓝色的激光；GG…绿色的激光；RR…红色的激光；LL…描绘用激光；F…第一面；S…可描绘区域；S＇…有效描绘区域；S＂…非描绘区域。

Claims (20)

1.一种图像显示装置，其特征在于，
具有：
多个光源部，所述多个光源部射出光；
光合成部，该光合成部对来自所述多个光源部的光进行合成；以及
光扫描部，该光扫描部使由所述光合成部合成的光在第一轴周围和正交于所述第一轴的第二轴周围进行二维扫描，
来自所述多个光源部并经过所述光合成部而朝向所述光扫描部的光的光轴位于第一面内，
所述光扫描部具有：
基部，该基部在所述第一轴和所述第二轴周围摆动；
光反射板，该光反射板具有反射来自所述光合成部的光的光反射面，并且所述光反射面具有比所述基部的面积大的面积；以及
隔离件，该隔离件连结所述基部和所述光反射板，
所述第一轴位于所述第一面内，
所述第二轴与所述第一面的法线方向平行，
所述光反射面配置为，在所述光扫描部的非驱动状态下，所述光反射面与所述第一面垂直。
2.根据权利要求1所述的图像显示装置，其特征在于，
所述光从相对于所述光反射面的法线倾斜的方向照射到所述光反射面。
3.根据权利要求1所述的图像显示装置，其特征在于，
所述基部在所述第一轴周围摆动的振幅大于在所述第二轴周围摆动的振幅。
4.根据权利要求1所述的图像显示装置，其特征在于，
所述光扫描部具有：
框体部，该框体部以包围所述基部的方式设置；
支承部，该支承部支承所述框体部；
第一轴部，该第一轴部连结所述基部和所述框体部，以使得所述基部能够相对于所述框体部在第一轴周围摆动；以及
第二轴部，该第二轴部连结所述框体部和所述支承部，以使得所述框体部能够相对于所述支承部在所述第二轴周围摆动。
5.根据权利要求4所述的图像显示装置，其特征在于，
所述光反射板设置为，在所述光反射板的板厚方向上从所述第一轴部离开，并且在从所述板厚方向观察时与所述第一轴部的至少一部分重叠。
6.根据权利要求4所述的图像显示装置，其特征在于，
所述第一轴部配置为与所述第一面的面内方向平行，
通过对包含所述光反射板、所述隔离件、所述基部以及所述第一轴部的第一振动系统进行共振驱动而使所述基部在所述第一轴周围以共振方式摆动。
7.根据权利要求5所述的图像显示装置，其特征在于，
所述框体部的在所述第一面的法线方向上的宽度小于在所述第一面的面内方向上的宽度。
8.根据权利要求5至7中任一项所述的图像显示装置，其特征在于，
所述光扫描部具有：永磁铁，该永磁铁设置于所述框体部；以及线圈，该线圈与所述框体部对置配置、并产生作用于所述永磁铁的磁场。
9.根据权利要求1所述的图像显示装置，其特征在于，
所述图像显示装置具有棱镜，该棱镜设置于由所述光合成部合成的光的光轴上，使由所述光合成部合成的光的光轴倾斜、并使合成的光的截面形状变化。
10.根据权利要求9所述的图像显示装置，其特征在于，
来自所述光源部的光是相对于所述棱镜的入射面而成为s偏振光的直线偏振光。
11.根据权利要求9所述的图像显示装置，其特征在于，
所述棱镜使所述光的截面形状的在所述第一面的面内方向上的宽度扩宽。
12.根据权利要求9所述的图像显示装置，其特征在于，
所述棱镜的射出面成为对所述光进行会聚的透镜面。
13.根据权利要求1所述的图像显示装置，其特征在于，
从所述多个光源部射出的光的在所述第一面的法线方向上的放射角大于该射出的光的在所述第一面的面内方向上的放射角。
14.根据权利要求2所述的图像显示装置，其特征在于，
所述基部的在所述第一轴周围摆动的振幅大于在所述第二轴周围摆动的振幅。
15.根据权利要求5所述的图像显示装置，其特征在于，
所述第一轴部配置为与所述第一面的面内方向平行，
通过对包含所述光反射板、所述隔离件、所述基部以及所述第一轴部的第一振动系统进行共振驱动而使所述基部在所述第一轴周围以共振方式摆动。
16.根据权利要求6所述的图像显示装置，其特征在于，
所述框体部的在所述第一面的法线方向上的宽度小于在所述第一面的面内方向上的宽度。
17.根据权利要求10所述的图像显示装置，其特征在于，
所述棱镜使所述光的截面形状的在所述第一面的面内方向上的宽度扩宽。
18.根据权利要求10所述的图像显示装置，其特征在于，
所述棱镜的射出面成为对所述光进行会聚的透镜面。
19.根据权利要求11所述的图像显示装置，其特征在于，
所述棱镜的射出面成为对所述光进行会聚的透镜面。
20.一种头戴式显示器，其特征在于，具有：
光反射部件，该光反射部件对入射的光的至少一部分进行反射；以及
图像显示装置，该图像显示装置朝所述光反射部件照射光；
所述图像显示装置具有：
多个光源部，所述多个光源部射出光；
光合成部，该光合成部对来自所述多个光源部的光进行合成；以及
光扫描部，该光扫描部使由所述光合成部合成的光在第一轴周围和正交于所述第一轴的第二轴周围进行二维扫描，
来自所述多个光源部并经过所述光合成部而朝向所述光扫描部的光的光轴位于第一面内，
所述光扫描部具有：
基部，该基部在所述第一轴和所述第二轴周围摆动；
光反射板，该光反射板具有反射来自所述光合成部的光的光反射面，并且所述光反射面具有比所述基部的面积大的面积；以及
隔离件，该隔离件连结所述基部和所述光反射板，
所述第一轴位于所述第一面内，
所述第二轴与所述第一面的法线方向平行，
所述光反射面配置为，在所述光扫描部的非驱动状态下，所述光反射面与所述第一面垂直。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103974049A (zh) * 2014-04-28 2014-08-06 京东方科技集团股份有限公司 一种穿戴式投影装置及投影方法
CN107329273A (zh) * 2017-08-29 2017-11-07 京东方科技集团股份有限公司 一种近眼显示装置
CN111103744A (zh) * 2018-10-26 2020-05-05 深圳光峰科技股份有限公司 显示设备与显示系统

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5983056B2 (ja) 2012-06-04 2016-08-31 セイコーエプソン株式会社 画像表示装置およびヘッドマウントディスプレイ
JP6028400B2 (ja) 2012-06-04 2016-11-16 セイコーエプソン株式会社 画像表示装置およびヘッドマウントディスプレイ
US20150169046A1 (en) * 2013-12-13 2015-06-18 Honeywell International Inc. Line scan camera eye tracking system and method
JP6349851B2 (ja) * 2014-03-27 2018-07-04 セイコーエプソン株式会社 光学デバイスおよび画像表示装置
JP2016090689A (ja) * 2014-10-31 2016-05-23 セイコーエプソン株式会社 画像表示装置および描画方法
CN108700743A (zh) 2016-01-22 2018-10-23 康宁股份有限公司 宽视场个人显示器
JP7035305B2 (ja) * 2016-09-28 2022-03-15 セイコーエプソン株式会社 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
JP6880625B2 (ja) * 2016-09-29 2021-06-02 セイコーエプソン株式会社 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
JP6884322B2 (ja) * 2016-10-31 2021-06-09 国立大学法人福井大学 ２次元光走査ミラー装置の製造方法
US10976551B2 (en) 2017-08-30 2021-04-13 Corning Incorporated Wide field personal display device
US11067800B2 (en) 2017-10-04 2021-07-20 Samsung Electronics Co., Ltd. Image display device
CN110376736A (zh) * 2019-04-30 2019-10-25 成都理想境界科技有限公司 一种扫描显示模组及近眼显示设备

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62189637A (ja) * 1986-02-17 1987-08-19 Matsushita Electric Ind Co Ltd 光デイスク装置
JPH0527195A (ja) * 1991-07-24 1993-02-05 Canon Inc 走査光学系
JP2008304726A (ja) * 2007-06-08 2008-12-18 Hitachi Ltd 走査型画像表示装置
JP5235341B2 (ja) * 2007-06-14 2013-07-10 日本信号株式会社 プレーナ型電磁アクチュエータ
JP5179575B2 (ja) * 2008-04-30 2013-04-10 パナソニック株式会社 走査型画像表示装置、眼鏡型ヘッドマウントディスプレイ、及び自動車
JP2010032797A (ja) * 2008-07-29 2010-02-12 Olympus Imaging Corp 光走査型プロジェクタ
JP2010032810A (ja) * 2008-07-29 2010-02-12 Sony Corp 光変調装置組立体及びこれを用いた画像形成装置とその駆動方法
WO2010044205A1 (ja) * 2008-10-17 2010-04-22 パナソニック株式会社 走査型画像表示装置
JP2010249966A (ja) * 2009-04-14 2010-11-04 Hitachi Ltd 光学エンジン
JP5321216B2 (ja) * 2009-04-21 2013-10-23 コニカミノルタ株式会社 走査光学系およびそれを備えたプロジェクタ
JP5652124B2 (ja) 2009-12-28 2015-01-14 株式会社リコー 走査型画像表示装置、携帯電話、携帯型情報処理装置、携帯型撮影装置
JP5381801B2 (ja) * 2010-02-23 2014-01-08 セイコーエプソン株式会社 画像形成装置
JP5573232B2 (ja) * 2010-03-02 2014-08-20 セイコーエプソン株式会社 画像形成装置および背面投影型表示装置
JP2012029141A (ja) 2010-07-26 2012-02-09 Konica Minolta Opto Inc 画像投影機能を有するモバイル機器
JP5517992B2 (ja) * 2011-05-20 2014-06-11 株式会社日立メディアエレクトロニクス 走査型投射装置
JP5983056B2 (ja) 2012-06-04 2016-08-31 セイコーエプソン株式会社 画像表示装置およびヘッドマウントディスプレイ
JP6028400B2 (ja) 2012-06-04 2016-11-16 セイコーエプソン株式会社 画像表示装置およびヘッドマウントディスプレイ

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103974049A (zh) * 2014-04-28 2014-08-06 京东方科技集团股份有限公司 一种穿戴式投影装置及投影方法
CN103974049B (zh) * 2014-04-28 2015-12-02 京东方科技集团股份有限公司 一种穿戴式投影装置及投影方法
US9699425B2 (en) 2014-04-28 2017-07-04 Boe Technology Group Co., Ltd. Wearable projection apparatus and projection method
CN107329273A (zh) * 2017-08-29 2017-11-07 京东方科技集团股份有限公司 一种近眼显示装置
CN111103744A (zh) * 2018-10-26 2020-05-05 深圳光峰科技股份有限公司 显示设备与显示系统

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JP2013250538A (ja) 2013-12-12
EP2672308A2 (en) 2013-12-11
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