CN106468828A - 光扫描器、图像显示装置以及头戴式显示器 - Google Patents

光扫描器、图像显示装置以及头戴式显示器 Download PDF

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CN106468828A CN201610635236.1A CN201610635236A CN106468828A CN 106468828 A CN106468828 A CN 106468828A CN 201610635236 A CN201610635236 A CN 201610635236A CN 106468828 A CN106468828 A CN 106468828A
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Abstract

本申请公开了一种能够轻松设置位移限制部的光扫描器、图像显示装置以及头戴式显示器。光扫描器(3)具有可动部(31)；可摆动地支承可动部(31)的第一轴部(321，322)；支承第一轴部(321，322)的驱动部(33)；可摆动地支承驱动部(33)的第二轴部(341，342)；支承第二轴部(341，342)的支承部(35)；以及弹性模量比第二轴部(341)低的弹性部(361)，在俯视图上，弹性部(361)固定在与支承部(35)的第一假想直线(L1)上的区域不同的区域上，同时，与第二轴部(341)接触。

Description

光扫描器、图像显示装置以及头戴式显示器
技术领域
本发明涉及光扫描器、图像显示装置以及头戴式显示器。
背景技术
专利文献1公开了对光进行扫描的光扫描器。专利文献1的光扫描器具有：有镜面的可动部、支承可动部的弹性变形部，可动部由于弹性变形部进行弹性变形而摆动，由此，在镜面反射的光被扫描。此外，专利文献1的光扫描器具有覆盖弹性变形部的制动器(位移限制部)，通过该制动器防止弹性变形部的过度变形，减小光扫描器的破损。
然而，像专利文献1那样的构成，必须精度良好地对弹性变形部设置制动器，制动器不能轻松地设置。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平7-230052号公报
发明内容
本发明的目的，在于提供一种能够轻松地设置位移限制部的光扫描器、图像显示装置以及头戴式显示器。
这样的目的通过下述发明实现。
本发明的光扫描器，其特征在于，具有：可动部；轴部，以所述可动部能够绕摆动轴摆动的方式支承所述可动部；支承部，支承所述轴部；弹性部，弹性模量比所述轴部低，其中，在所述可动部的俯视图上，在将与所述轴部和所述支承部之间的连接部交叉，并沿所述摆动轴的直线作为第一假想直线时，所述弹性部被固定在与所述支承部的所述第一假想直线上的区域不同的区域，同时，与所述轴部接触。
由此，能够通过弹性部限制轴部的过度位移，因此，能够减小光扫描器的破损(尤其是轴部的破断、损伤)。而且，由于使弹性部与轴部接触进行设置，因此，与原有技术的非接触而设置的情况相比较，弹性部的设置将变得容易。
本发明的光扫描器，在所述可动部的俯视图中，在将与所述轴部交叉，并垂直于所述摆动轴的直线作为第二假想直线时，优选所述弹性部固定在所述支承部的所述第二假想直线上的区域。
由此，能够更简单地设置弹性部。而且，例如，在轴部固定在弹性部上时，能够有效地减小朝向沿轴部的第二假想直线的方向的位移。
在本发明的光扫描器中，所述支承部在所述可动部的俯视图上，包围所述可动部和所述轴部而设置，所述第二假想直线与所述支承部在两处交叉，所述弹性部，优选固定在所述第二假想直线与所述支承部重叠的两处区域。
由此，能够在稳定的状态下将弹性部固定在支承部上。
在本发明的光扫描器中，与固定在所述支承部之前的状态相比较，所述弹性部优选以拉伸的状态固定在所述支承部上。
由此，能够降低弹性部的弯曲，更有效地限制轴部的过度位移。此外，利用弹性的平衡，能够容易地调整轴部与弹性部的准线。
在本发明的光扫描器中，所述弹性部具有凹部，优选所述轴部位于所述凹部。
由此，能够更有效地限制轴部的过度位移。
在本发明的光扫描器中，优选所述弹性部固定在所述轴部上。
由此，可以防止轴部与弹性部的滑动，因此，能够更有效地限制轴部的过度位移。
本发明的光扫描器，在所述轴部的截面图上，所述轴部优选由所述弹性部夹持。
由此，能够有效地限制轴部向厚度方向的位移。
在本发明的光扫描器中，优选所述弹性部的光的吸收率比所述轴部及所述支承部高。
由此，通过利用弹性部覆盖轴部及支承部，能够抑制杂散光(在轴部及支承部反射的光)的发生。
在本发明的光扫描器中，优选所述弹性部包含有机硅弹性体。
由此，弹性部的构成变得简单。而且，能够使弹性部的弹性模量对轴部的弹性模量变得足够小。
在本发明的光扫描器中，优选所述弹性部通过活性化接合固定在所述支承部。
由此，能够提高弹性部与支承部的接合强度。
本发明的图像显示装置，其特征在于，具有本发明的光扫描器。
由此，可得到可靠性高的图像显示装置。
本发明的头戴式显示器，其特征在于，具有：本发明的光扫描器；以及搭载所述光扫描器，安装在观察者的头部的框架。
由此，可得到可靠性高的头戴式显示器。
附图说明
图1是本发明的第一实施方式的图像显示装置的构成图。
图2是图1所示的图像显示装置具有的光扫描器的俯视图(上表面图)。
图3是图2中的A-A线截面图。
图4是示出光扫描器具有的位移限制部的俯视图(上表面图)。
图5是示出光扫描器具有的位移限制部的俯视图(下表面图)。
图6是图4中的B-B线截面图。
图7是图4中的C-C线截面图。
图8是示出本发明的第二实施方式的光扫描器的俯视图(上表面图)。
图9是示出本发明的第三实施方式的光扫描器的截面图。
图10是示出本发明的第三实施方式的光扫描器的截面图。
图11是示出本发明的第四实施方式的光扫描器的俯视图(上表面图)。
图12是示出应用了本发明的图像显示装置的头戴式显示器的立体图。
图13是示出本发明的头戴式显示器的立体图。
符号说明
1、图像显示装置 10、对象物
11、镜子 2、光源单元
21B、21G、21R、激光光源 22B、22G、22R、驱动电路
23、光合成部 23B、23G、23R、二色镜
24B、24G、24R、准直透镜 26、聚光透镜
3、光扫描器 30、构造体
31、可动部 311、基部
312、保持部 313、光反射部
313a、光反射面 314、连接部
321、322、第一轴部 33、驱动部
331、肋条 341、342、第二轴部
35、支承部 351、凹部
36、位移限制部 361、362、363、364、弹性部
361a、362a、363a、364a、部分
361b、362b、363b、364b、部分
361d、362d、363d、364d、凹部 361g、凸部
365、366、367、368、弹性部 37、驱动部
371、永久磁石 372、线圈
200、汽车平视显示系统 210、汽车平视显示器
220、挡风玻璃 300、头戴式显示器
310、框架 320、显示部
Gx1、Gx2、Gz1、Gz2、加速度 J1、第一轴
J2、第二轴 L1、第一假想直线
L21、假想直线 L22、假想直线
LL、激光。
具体实施方式
以下，参照附图，对本发明的光扫描器、图像显示装置以及头戴式显示器的优选实施方式进行说明。
〈第一实施方式〉
首先，对本发明的第一实施方式的图像显示装置进行说明。
图1是本发明的第一实施方式的图像显示装置的构成图。图2是图1所示的图像显示装置具有的光扫描器的俯视图(上表面图)。图3是图2中的A-A线截面图。图4是示出光扫描器具有的位移限制部的俯视图(上表面图)。图5是示出光扫描器具有的位移限制部的俯视图(下表面图)。图6是图4中的B-B线截面图。图7是图4中的C-C线截面图。另外，为便于说明，也将以下图2中的上侧称为“上”，下侧称为“下”。
图1所示的图像显示装置1是通过对壁面等对象物10二维扫描描画用的激光LL而显示图像的装置。这种图像显示装置1具有：射出描画用的激光LL的光源单元2、二维扫描从光源单元2射出的激光LL的光扫描器3。在图示的构成中，利用镜子11反射通过光扫描器3扫描的激光并向对象物10照射，但也可以省略镜子11。
《光源单元》
如图1所示，光源单元2具有：具有红色、绿色、蓝色各色的激光光源21R、21G、21B的光源部；驱动激光光源21R、21G、21B的驱动电路22R、22G、22B；对从激光光源21R、21G、21B射出的激光进行平行光化的准直透镜24R、24G、24B；光合成部23；以及聚光透镜26。
激光光源21R射出红色光，激光光源21G射出绿色光，激光光源21B射出蓝色光。通过利用这三种颜色的光，可以显示全色的图像。激光光源21R、21G、21B不受特别限定，例如，可以使用激光二极管、LED等。
驱动电路22R驱动激光光源21R，驱动电路22G驱动激光光源21G，驱动电路22B驱动激光光源21B。这些驱动电路22R、22G、22B通过未图示的控制部而独立受控地驱动。从受驱动电路22R、22G、22B驱动的激光光源21R、21G、21B射出的三种激光，分别被准直透镜24R、24G、24B平行光化而入射至光合成部23。
光合成部23对来自激光光源21R、21G、21B的光进行合成。光合成部23具有三种二色镜23R、23G、23B。二色镜23R具有反射红色光的功能，二色镜23G具有在使红色光透过的同时反射绿色光的功能，二色镜23B具有在使红色光及绿色光透过的同时反射蓝色光的功能。
通过使用这种二色镜23R、23G、23B，能够对来自激光光源21R、21G、21B的红色光、绿色光及蓝色光三种颜色的光进行合成。这时，利用控制部分别独立地调制从激光光源21R、21G、21B射出的光的强度，生成规定颜色的描画用的激光LL(光)。生成的激光LL，在通过聚光透镜26改变为所需的NA(开口数)之后，被引导至光扫描器3。
以上，对光源单元2进行了说明，这种光源单元2的构成，只要能够生成激光LL，并不仅限于本实施方式的构成。
《光扫描器》
如图1所示，光扫描器3具有能够绕互相垂直(交叉)的第一轴J1及第二轴J2摆动的光反射面313a，通过利用该光反射面313a反射激光LL，对激光LL进行二维扫描。以下，对光扫描器3进行详细的说明。在以下内容中，也将从静止状态的光反射面313a的法线方向所见的俯视图简单地称为“俯视图”。
如图2所示，光扫描器3具有构造体30，其具有可动部31、绕第一轴J1可摆动(转动)地支承可动部31的能够弹性变形的第一轴部321、322、支承第一轴部321、322的驱动部(外侧摆动部)33、绕第二轴J2可摆动(转动)地支承驱动部33的能够弹性变形的第二轴部341、342、支承第二轴部341、342的支承部35；限制可动部31的过度位移(伴随驱动的位移以外的位移)的位移限制部36；绕第一轴J1及第二轴J2使可动部31摆动的驱动部37。在这种构成中，由第一轴部321、322、驱动部33以及第二轴部341、342构成了权项要求范围所述的“轴部”。
如图2及图3所示，可动部31具有：被第一轴部321、322支承的基部311、相对基部311向上方离开而设置的保持部312、被保持部312保持的光反射部313、以及设置在基板311与保持部312之间，连接基部311与保持部312的连接部314。
保持部312被设置为在对基部311及第一轴部321、322向板厚方向离开的同时，在俯视图上，与第一轴部321、322以及第二轴部341、342的整个范围重叠。而且，在保持部312的上表面设置有光反射部313，该光反射部313的表面是反射激光LL的光反射面313a。即、激光LL被光反射面313a反射，向对应于光反射面313a的姿势的方向被扫描。光反射部313可以由例如铝等金属膜构成。
如此地，通过设置保持部312，对保持部312设置光反射部313，能够发挥以下效果。即、根据这种构成，将无需对基部311设置光反射部313，因此，能够使基部311变小，相应地，能够缩短第一轴部321、322之间的距离。因此，能够使得光扫描器3小型化。而且，由于保持部312对第一轴部321、322、驱动部33以及第二轴部341、342向板厚方向偏移，因此，能够在不阻碍第一轴部321、322以及第二轴部341、342的弯曲变形及驱动部33的摆动的情况下，增大保持部312，相应地，能够增大光反射面313a。如此地，通过设置保持部312，能够在增大光反射面313a的同时，实现光扫描器3的小型化。
第一轴部321、322对基部311设置在彼此相反一侧。此外，第一轴部321、322分别沿第一轴J1延伸，其一端部连接至基部311，另一端部连接在驱动部33。这些第一轴部321、322绕第一轴J1可摆动地支承可动部31，随着可动部31绕第一轴J1的摆动而弯曲变形。只要能够绕第一轴J1可摆动地支承可动部31，第一轴部321、322的形状不受特别限定。
驱动部33形成框状，在俯视图上，包围基部311及第一轴部321、322而设置。换言之，在驱动部33的内侧，设置有基部311及第一轴部321、322。而且，驱动部33与第一轴部321、322连接，并支承第一轴部321、322。在驱动部33的下表面设置肋条331，在肋条331的下表面固定有永久磁石371。这种肋条331具有：作为加强部的功能，加强驱动部33的机械强度；以及作为间隙材料的功能，在可动部31和永久磁石371之间，确保用于防止它们接触的空间。
第二轴部341、342对驱动部33设置在彼此相反一侧。第二轴部341、342分别沿第二轴J2延伸，其一端部连接至驱动部33，另一端部连接在支承部35。这些第二轴部341、342绕第二轴J2可摆动地支承驱动部33，随着驱动部33绕第二轴J2的摆动而弯曲变形。只要能够绕第二轴J2可摆动地支承驱动部33，第二轴部341、342的形状不受特别限定。
支承部35形成框状，在俯视图上，包围驱动部33及第二轴部341、342而设置。换言之，在支承部35的内侧，设置有驱动部33及第二轴部341、342。而且，支承部35与第二轴部341、342连接，并支承第二轴部341、342。支承部35形成为比可动部31及驱动部33厚。支承部35的形状不受特别限定，例如，支承第二轴部341的部分与支承第二轴部342的部分也可以分离。
以上，对构造体30进行了说明。这种构造体30中，基部311、第一轴部321、322、驱动部33、第二轴部341、342以及支承部35，可以通过例如对SOI基板(按照第一Si层(设备层)、SiO2层(盒层)、第二Si层(处置层)的顺序层叠的基板)进行蚀刻而形成为一体。具体而言，通过从设备层形成基部311、第一轴部321、322及第二轴部341、342，从设备层、盒层及处置层形成驱动部33及支承部35，能够使它们形成为一体。此外，构造体30中，保持部312及连接部314也能够通过例如对SOI基板进行蚀刻而形成。具体而言，通过从设备层形成保持部312，从盒层及处置层形成连接部314，能够使它们形成为一体。但是，构造体30的形成方法及材料不仅限于此。
如图3所示，驱动部37具有：设置在肋条331的下表面的永久磁石371、以及与永久磁石371相对配置，产生作用于永久磁石371的磁场的线圈372。永久磁石371在俯视图上，形成对第一轴J1及第二轴J2倾斜而设的棒状，其一方侧为S极，另一方侧为N极。这样的永久磁石371，可以例如优选使用钕磁石、铁氧体磁石、钐钴磁石、Al-Ni-Co磁石(alnico magnet)、粘结磁体等。
这种驱动部37被构成为：对线圈372施加叠加了用于绕第一轴J1使可动部31摆动的第一电压(例如，15kHz左右的交变电压)、和用于绕第二轴J2使驱动部33摆动的第二电压(例如60Hz左右的交变电压)后的驱动电压。对线圈372施加这种驱动电压后，在线圈372产生对应于驱动电压的磁场，通过该磁场对永久磁石371的作用，可动部31(光反射面313a)绕第一轴J1及第二轴J2摆动。优选光扫描器3利用共振驱动使可动部31摆动，利用非共振驱动使驱动部33摆动。
接下来，对位移限制部3进行详细的说明。另外，以下，为便于说明，将俯视图上互相垂直的两轴设为X轴和Y轴，将垂直于X轴和Y轴的轴设为Z轴。X轴沿第一轴J1，Y轴沿第二轴J2，Z轴沿着可动部31的厚度方向。
位移限制部36具有例如下述功能：抑制利用下降等对光扫描器3施加冲击(XY平面内方向的加速度、Z轴方向的加速度)时的，伴随可动部31对支承部35的过度位移的第二轴部341、342的过度变形。通过设置这种位移限制部36，能够抑制第二轴部341、342的破损(损伤、断裂)，提高光扫描器3的机械强度(耐冲击性)。
如图4至图7所示，位移限制部36具有：固定在支承部35上，从上下夹住第二轴部341(Z轴方向的两侧)而设置的弹性部361、362、以及从上下方向夹住第二轴部342而设置的弹性部363、364。换言之，第二轴部341被弹性部361和弹性部362夹住，第二轴部342被弹性部363和弹性部364夹住。进一步换言之，在第二轴部341的截面视图上，按照弹性部361、第二轴部341、弹性部362的顺序设置在Z轴方向上，在第二轴部342的截面视图上，按照弹性部363、第二轴部342、弹性部364的顺序设置在Z轴方向上。也可以将各个弹性部361、362、363、364设置为夹住与各个第二轴部341、342的XY面交叉的面。此外，这些各个弹性部361、362、363、364分别具有弹性(伸缩性)。
各个弹性部361、362、363、364分别形成在X轴方向延伸的片状(带状)。而且，各个弹性部361、362、363、364通过两端部(夹住第二轴部341、342的X轴方向的两侧)固定在支承部35上，通过中间部固定在第二轴部341、342上，或与第二轴部341、342接触。即、在俯视图上，当设定了沿第二轴部341、342的摆动轴即第二轴J2的假想直线(第一假想直线)L1时，弹性部361、362、363、364固定在与支承部35的第一假想直线L1上的区域不同的区域上。优选第一假想直线L1是与第二轴J2重叠的直线。第一假想直线L1上的区域，是指在支承部35的表面上，从支承部35的厚度方向对支承部35的第一假想直线L1通过的区域进行投影之后的区域。
更具体而言，在俯视图上，当设定了与第二轴部341交叉，与第二轴部341的摆动轴即第二轴J2垂直(即、沿X轴方向)的假想直线(第二假想直线)L21时，弹性部361、362固定在支承部35的假想直线L21上的区域，当设定了与第二轴部342交叉，与第二轴部342的摆动轴即第二轴J2垂直的假想直线(第二假想直线)L22时，弹性部363、364固定在支承部35的假想直线L22上的区域。优选假想直线L21定义在包含第二轴J2的XY平面中。此外，所谓各假想直线L21、L22上的区域，是指在支承部35的表面上，从支承部35的厚度方向对支承部35的假想直线L21、L22通过的区域进行投影之后的区域。
根据这种位移限制部36，即使对光扫描器3施加X轴方向的加速度(冲击)，第二轴部341、342向X轴方向的位移也会通过弹性部361、362、363、364而受到限制。具体而言，在施加了+X轴方向的加速度Gx1之后，弹性部361、362、363、364的比第二轴部341、342更靠近+X轴侧的部分361a、362a、363a、364a变成支承，第二轴部341、342向-X轴侧的位移受到限制，相反的，在施加了-X轴方向的加速度Gx2之后，弹性部361、362、363、364的比第二轴部341、342更靠近-X轴侧的部分361b、362b、363b、364b变成支承，第二轴部341、342向+X轴侧的位移受到限制。
而且，即使施加Z轴方向的加速度，第二轴部341、342向Z轴方向的位移也会通过弹性部361、362、363、364受到限制。具体而言，在施加了+Z轴方向的加速度Gz1之后，弹性部361、363变成壁面，限制第二轴部341、342向-Z轴侧的位移，相反的，在施加了-Z轴方向的加速度Gz2之后，弹性部362、364变成壁面，限制第二轴部341、342向+Z轴侧的位移。
如上所述，通过设置位移限制部36，可以抑制起因于第二轴部341、342的过度位移的破损，因此，光扫描器3变成机械强度(耐冲击性)高的光扫描器。因此，具有这种光扫描器3的图像显示装置1能够发挥高可靠性。此外，由于使弹性部361、362、363、364与第二轴部341、342接触而设置，因此，相比原有技术那样的以非接触方式设置的情况，弹性部361、362、363、364的设置变得容易。
尤其各个弹性部361、362、363、364具有弹性，因此，在施加了上述那样的加速度Gx1、Gx2、Gz1、Gz2时，弹性部361、362、363、364略微伸缩(弹性变形)，允许第二轴部341、342稍微有一点位移。因此，能够适度地从第二轴部341、342释放施加了加速度Gx1、Gx2、Gz1、Gz2之后的应力，从而能够抑制压力在第二轴部341、342的蓄积(疲劳)。
其中，与第二轴部341、342比较，弹性部361、362、363、364由弹性模量(杨氏模量)足够的小的材料构成。由此，弹性部361、362、363、364对第二轴部341、342的弯曲变形(驱动时的变形)造成的影响实质上会消失，从而能够抑制光扫描器3的驱动特性的下降。
作为弹性部361、362、363、364的弹性模量，在能够发挥作为上述位移限制部36的功能的范围内优选尽可能低。具体而言，例如优选弹性部361、362、363、364的杨氏模量为第二轴部341、342的杨氏模量的1/1000以下，较优选为1/10000以下，进一步优选为1/100000以下。由此，上述效果会变得更显著。
这种弹性部361、362、363、364只要有弹性即可，不受特别限定，例如，可以使用各种树脂材料，其中，尤其优选PDMS(聚二甲基硅氧烷)等有机硅弹性体(siliconeelastomer)。由此，成为对第二轴部341、342足够柔软的弹性部361、362、363、364。此外，各种树脂材料(尤其是有机硅弹性体)中可以含有各种软化剂及硬化剂等，并能够根据光扫描器3的驱动特性将树脂材料和软化剂及硬化剂组合起来。因此，即使各种树脂材料的比例比软化剂及硬化剂的比例减少了，只要是能够体现出具有各种树脂材料的弹性这一特性的状态，就能够作为弹性部361、362、363、364使用。顺便说明一下，作为第二轴部341、342的材料即Si的杨氏模量为180GPa左右，PDMS的杨氏模量为1.5Mpa左右。
而且，通过使用有机硅弹性体作为弹性部361、362、363、364，能够利用活性化接合(直接接合)对由硅(Si)构成的第二轴部341、342及支承部35接合弹性部361、362、363、364。因此，能够进一步提高它们的接合强度。活性化接合，是指通过等离子照射使硅(第二轴部341、342及支承部35)的表面活性化，通过在该状态下贴合弹性部361、362、363、364，利用(-Si-O-Si-)的共价结合将它们结合起来。在不能采用这种活性化接合的情况下，可以使用粘接剂等进行固定，在弹性部361、362、363、364具有粘着性、吸附性时，可以利用该粘着性、吸附性进行固定。所谓固定，是指利用共价结合而结合的状态、利用粘接剂粘接的状态、以及弹性部361、362、363、364利用粘着性、吸附性进行粘着或吸附的状态。
而且，优选弹性部361、362、363、364(尤其是，位于上表面侧(激光LL入射过来的一侧)的弹性部361、363)例如被黑色等着色，且激光LL的吸收率比第二轴部341、342及支承部35更高(即、难以反射激光LL)。通过利用这样的弹性部361、362、363、364覆盖构造体30的至少一部分，能够抑制杂散光的发生。其中，所述“吸收率高”，是指激光LL中包含的红色光、绿色光及蓝色光中的至少一种光的吸收率高。
弹性部361、362、363、364的颜色，只要激光LL的吸收率比第二轴部341、342及支承部35更高，并不仅限于黑色。例如，通过在弹性部361、362、363、364的主材料即树脂中分散着色用的颜料、染料等的微粒，能够比较容易得到光的吸收率高的弹性部361、362、363、364。
〈第二实施方式〉
接下来，对本发明的第二实施方式的图像显示装置进行说明。
图8是示出本发明的第二实施方式的光扫描器的俯视图(上表面图)。
以下，对第二实施方式的图像显示装置，以与上述实施方式的不同点为中心进行说明，对同样的事项，则省略对其的说明。
本发明的第二实施方式的图像显示装置，除了光扫描器的构成(尤其是位移限制部)不同以外，其它与上述第一实施方式相同。对于与上述实施方式相同的构成，采用相同的符号。
在图8所示的光扫描器3中，弹性部361、363形成为比上述第一实施方式更大，在俯视图上，被设置成覆盖支承部35的大的范围。并且，弹性部361、363在俯视图上从保持部312的外周向外侧突出，被设置为包围保持部312的周围的至少一部分。通过以这种方式设置弹性部361、363，能够有效地抑制在支承部35上的激光LL的反射，更有效地抑制杂散光的发生。
〈第三实施方式〉
接下来，对本发明的第三上述方式的图像显示装置进行说明。
图9及图10是分别示出本发明的第三上述方式的光扫描器的截面图。
以下，对第三实施方式的图像显示装置，以与上述实施方式的不同点为中心进行说明，对同样的事项，则省略对其的说明。
本发明的第三实施方式的图像显示装置，除了光扫描器的构成(尤其是位移限制部)不同以外，其它与上述第一实施方式相同。对于与上述实施方式相同的构成，采用相同的符号。
在图9及图10所示的光扫描器3中，位移限制部36具有的各个弹性部361、362、363、364以较之自然状态(被固定在支持部35前(未被固定)的状态)而在X轴方向延伸的状态固定在支持部35上。如此地，通过在延伸的状态下将弹性部361、362、363、364固定在支持部35上，能够抑制弹性部361、362、363、364的挠曲。因此，弹性部361、362、363、364能够更有效地限制第二轴部341、342的位移(弯曲变形以外的变形)。弹性部361、362、363、364的延伸程度不受特别限定，例如，在将自然状态下的长度设为L1，固定在支承部35的状态下的长度设为L2时，优选满足1.1L1≤L2≤2.0L1的范围。满足这样的数值，上述效果将变得显著。此外，作为延伸方向，X轴方向以外的方向也同样，在各个弹性部361、362、363、364固定在支承部35的两处的状态时，也可以在连接该两处的方向上延伸。而且，当各个弹性部361、362、363、364与支承部35和各个第二轴部341、342中的任一个固定时，也可以使固定在支承部35的部分和与各个第二轴部341、342中的任一个固定的部分在连接的方向上延伸。有关上述延伸方向，也能够适用于后面说明的实施方式。
而且，在弹性部361的两端部设置有向下侧(支承部35侧)突出的凸部361g，通过由该凸部361g与形成在支承部35上的凹部351卡合(挂住)，弹性部361固定在支承部35上。弹性部362、363、364也是同样的构成。如此地，通过使弹性部361、362、363、364物理式地挂在支承部35上，能够将延伸状态的弹性部361、362、363、364更可靠地固定在支承部35上。弹性部361、362、363、364对支承部35的固定，也可以同时使用粘接剂等。
而且，在弹性部361的下表面(支承部35侧的面)设置凹部361d，在弹性部362的上表面(支承部35侧的面)设置凹部362d，第二轴部341位于这些凹部361d、362d中。同样地，在弹性部363的下表面设置凹部363d，在弹性部364的上表面设置凹部364d，第二轴部342位于这些凹部363d、364d中。所谓各第二轴部341、342位于各凹部361d、362d、363d、364d中的状态，各第二轴部341、342可以在各凹部361d、362d、363d、364d中与凹部接触，也可以与各第二轴部341、342的壁面留有空隙而设置各第二轴部341、342。并且，如果是第二轴部341，只要至少位于各凹部361d、362d中的任一个的凹部上即可，如果是第二轴部342，只要至少位于各凹部363d、364d中的任一个的凹部上即可。
根据这种构成，也能够和上述第一实施方式同样地，抑制第二轴部341、342向X轴方向及Z轴方向的过度变形，使得光扫描器3成为机械强度(耐冲击性)高的光扫描器。
尤其是，在本实施方式中，弹性部361、362不与第二轴部341固定，只是接触，同样地，弹性部363、364也不与第二轴部342固定，只是接触。因此，第二轴部341能够对弹性部361、362在Y轴方向滑动，第二轴部342能够对弹性部363、364在Y轴方向滑动。其结果，弹性部361、362、363、364变得难以更进一步影响第二轴部341、342的弯曲变形，从而成为具有优异振动特性的光扫描器3。所谓接触，与被固定的状态不同，例如，是指弹性部361、362与第二轴部341可滑动地接触的状态，以及弹性部361、362与第二轴部341可装卸地设置的状态。
而且，凹部361d、362d具有校准第二轴部341的功能，同样地，凹部363d、364d具有校准第二轴部342的功能。具体而言，如上所述，由于弹性部361、362以延伸状态固定在支承部35上，因此，凹部361d、362d的位置被维持在弹性部361、362的延伸均衡的地方。因此，如果预先设计好凹部361d、362d的位置，使得第二轴部341处于正确的位置，则第二轴部341通过凹部361d、362d被校准在正确的位置上。对凹部363d、364d也同样。
根据这样的第三实施方式，也能够发挥与上述第一实施方式同样的效果。
〈第四实施方式〉
接下来，对本发明的第四实施方式的图像显示装置进行说明。
图11是示出本发明的第四实施方式的光扫描器的俯视图(上表面图)。
以下，对第四实施方式的图像显示装置，以与上述实施方式的不同点为中心进行说明，对同样的事项，则省略对其的说明。
本发明的第四实施方式的图像显示装置，除了光扫描器的构成(尤其是位移限制部)不同以外，其它与上述第一实施方式相同。对于与上述实施方式相同的构成，采用相同的符号。
图11所示的光扫描器3的位移限制部36具有：限制第二轴部341的位移的弹性部365、366、以及限制第二轴部342的位移的弹性部367、368。弹性部365固定在第二轴部341的一个侧面与支承部35的侧面(内周面)上，弹性部366固定在第二轴部341的另一个侧面与支承部35的侧面(内周面)上，通过这些弹性部365、366从X轴方向夹住第二轴部341。弹性部367固定在第二轴部342的一个侧面与支承部35的侧面(内周面)上，弹性部368固定在第二轴部342的另一个侧面与支承部35的侧面(内周面)上，通过这些弹性部367、368从X轴方向夹住第二轴部342。
优选弹性部365、366、367、368分别形成凝胶状。由此，利用弹性部365、366、367、368所具有的粘性，能够简单地将它们固定在第二轴部341、342及支承部35上。此外，例如，可以使用分配器等，对弹性部365、366、367、368进行比较简单的设置。
根据这样的第四实施方式，也能够发挥与上述第一实施方式同样的效果。
〈第五实施方式〉
接下来，对本发明的第五实施方式的汽车平视显示器进行说明。
图12是示出应用了本发明的图像显示装置的汽车平视显示器的立体图。
如图12所示，在汽车平视显示器系统200中，图像显示装置1搭载在汽车的仪表盘上，以构成汽车平视显示器210。利用该汽车平视显示器210，能够在挡风玻璃220上显示例如至目的地的汽车导航显示、时刻、方位、速度、外部气温、气候等的规定的图像。汽车平视显示器系统200不仅限于汽车，例如，也能够应用于飞机、船舶等。
〈第六实施方式〉
接下来，对本发明的第六实施方式的头戴式显示器进行说明。
图13是示出本发明的头戴式显示器的立体图。
如图13所示，头戴式显示器300具有安装在观察者的头部的框架310、以及搭载在框架310上的图像显示装置1。并且，利用图像显示装置1，在设置在框架310的本来作为透镜的部位的显示部(光反射层)320上，显示以单眼目视确认的规定的图像。
显示部320可以是透明的，也可以是不透明的。当显示部320是透明时，能够在始自于现实世界的信息(景色)上重叠始自于图像显示装置1的信息而使用。而且，显示部320只要反射入射的光的至少一部分即可，例如，可以使用全息元件、半透明反射镜等。
以上，根据图示的实施方式，对本发明的光扫描器、图像显示装置及头戴式显示器进行了说明，但本发明不仅限于此，各部的构成可以替换为具有同样功能的任意构成。此外，可以对本发明附加其它任意的构成物。
而且，在上述实施方式中，作为光扫描器，对能够对激光进行二维(绕第一轴J1及第二轴J2)扫描的构成进行了说明，但作为光扫描器的构成，不仅限于此。例如，光扫描器也可以形成能够对激光进行一维扫描的构成。具体而言，例如，可以形成从第一实施方式的构成省略第一轴部321、322及驱动部33，并由第二轴部341、342连接可动部31和支承部35的构成。这种情况下，通过准备两个光扫描器，利用一个光扫描器在水平方向(第一方向)对激光进行扫描，利用另一个光扫描器在垂直方向(与第一方向交叉的第二方向)对激光进行扫描，能够二维地对激光进行扫描。在上述实施方式中，对保持部设置有光反射部的构成进行了说明，但也可以省略保持部及连接部，在基部设置光反射部。

Claims (12)

1.一种光扫描器，其特征在于，具有：
可动部；
轴部，以所述可动部能够绕摆动轴摆动的方式支承所述可动部；
支承部，支承所述轴部；
弹性部，弹性模量比所述轴部低，
在所述可动部的俯视图上，在将与所述轴部和所述支承部之间的连接部交叉、并沿所述摆动轴的直线作为第一假想直线时，所述弹性部被固定在与所述支承部的所述第一假想直线上的区域不同的区域，并与所述轴部接触。
2.根据权利要求1所述的光扫描器，其中，在所述可动部的俯视图中，在将与所述轴部交叉、并垂直于所述摆动轴的直线作为第二假想直线时，所述弹性部固定在所述支承部的所述第二假想直线上的区域。
3.根据权利要求2所述的光扫描器，其中，
所述支承部在所述可动部的俯视图上，包围所述可动部和所述轴部而设置，
所述第二假想直线与所述支承部在两处交叉，
所述弹性部固定在所述第二假想直线与所述支承部重叠的两处区域。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的光扫描器，其中，所述弹性部与固定在所述支承部前的状态相比较，以拉伸的状态固定在所述支承部上。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的光扫描器，其中，所述弹性部具有凹部，所述轴部位于所述凹部。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的光扫描器，其中，所述弹性部固定在所述轴部。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的光扫描器，其中，在所述轴部的截面图上，所述轴部被所述弹性部夹住。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的光扫描器，其中，所述弹性部的光的吸收率比所述轴部及所述支承部高。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的光扫描器，其中，所述弹性部含有有机硅弹性体。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的光扫描器，其中，所述弹性部通过活性化接合固定在所述支承部上。
11.一种图像显示装置，其特征在于，具有权利要求1至10中任一项所述的光扫描器。
12.一种头戴式显示器，其特征在于，具有：
权利要求1至10中任一项所述的光扫描器；以及
搭载所述光扫描器，并安装在观察者的头部的框架。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110418994A (zh) * 2017-03-14 2019-11-05 浜松光子学株式会社 光模块
US11487104B2 (en) 2017-03-14 2022-11-01 Hamamatsu Photonics K.K. Optical module
US11513339B2 (en) 2017-03-14 2022-11-29 Hamamatsu Photonics K.K. Optical module
US11561388B2 (en) 2017-03-14 2023-01-24 Hamamatsu Photonics K.K. Light module

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6565459B2 (ja) * 2015-08-06 2019-08-28 セイコーエプソン株式会社 光スキャナー、画像表示装置およびヘッドマウントディスプレイ
JP2018060168A (ja) 2016-09-30 2018-04-12 セイコーエプソン株式会社 光スキャナー、光スキャナーの製造方法、画像表示装置、ヘッドマウントディスプレイ及びヘッドアップディスプレイ
JP2019191493A (ja) * 2018-04-27 2019-10-31 パイオニア株式会社 電磁駆動式反射板
US11500070B2 (en) 2019-09-04 2022-11-15 Lumentum Operations Llc Optical device having two scanning components, one configured to compensate for field distortion

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004102249A (ja) * 2002-07-19 2004-04-02 Canon Inc マイクロ可動体
JP2009142047A (ja) * 2007-12-05 2009-06-25 Seiko Epson Corp アクチュエータおよび画像形成装置
CN103592762A (zh) * 2012-08-17 2014-02-19 精工爱普生株式会社 图像显示装置以及头戴型图像显示装置
WO2014141114A1 (en) * 2013-03-14 2014-09-18 Raviv Ehrlich Mems hinges with enhanced rotatability
CN104062754A (zh) * 2013-03-18 2014-09-24 精工爱普生株式会社 光扫描仪、致动器、图像显示装置以及头戴式显示器

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4776779B2 (ja) * 1998-09-02 2011-09-21 カイロス・インク 捩り撓みヒンジで連結されて相対的に回転する微細加工部材
JP3775677B2 (ja) * 2003-05-07 2006-05-17 船井電機株式会社 Ｍｅｍｓミラー装置および光ディスク装置
JP2006099045A (ja) * 2004-09-06 2006-04-13 Ricoh Co Ltd スキャナ素子、スキャナ素子の調整方法、光走査装置および画像形成装置
JP2008065191A (ja) * 2006-09-08 2008-03-21 Seiko Epson Corp アクチュエータ、光スキャナおよび画像形成装置
JP6065694B2 (ja) * 2013-03-26 2017-01-25 セイコーエプソン株式会社 画像表示装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004102249A (ja) * 2002-07-19 2004-04-02 Canon Inc マイクロ可動体
JP2009142047A (ja) * 2007-12-05 2009-06-25 Seiko Epson Corp アクチュエータおよび画像形成装置
CN103592762A (zh) * 2012-08-17 2014-02-19 精工爱普生株式会社 图像显示装置以及头戴型图像显示装置
WO2014141114A1 (en) * 2013-03-14 2014-09-18 Raviv Ehrlich Mems hinges with enhanced rotatability
CN104062754A (zh) * 2013-03-18 2014-09-24 精工爱普生株式会社 光扫描仪、致动器、图像显示装置以及头戴式显示器

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110418994A (zh) * 2017-03-14 2019-11-05 浜松光子学株式会社 光模块
US11487104B2 (en) 2017-03-14 2022-11-01 Hamamatsu Photonics K.K. Optical module
US11513339B2 (en) 2017-03-14 2022-11-29 Hamamatsu Photonics K.K. Optical module
US11561388B2 (en) 2017-03-14 2023-01-24 Hamamatsu Photonics K.K. Light module

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