JP2016143020A - 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 - Google Patents

Abstract

【課題】可動部や軸部の変位を規制する規制部材の位置や姿勢を安定的に維持することができる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およびヘッドマウントディスプレイを提供すること。【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軸部１４と、軸部１４を支持する支持部１５と、枠体部１３および軸部１４のうちの少なくとも一方の変位を規制する規制部５１、平面視で規制部５１を挟んで配置され規制部５１を支持する２つの衝撃緩和部５３、および、２つの衝撃緩和部５３をそれぞれ支持する２つの固定部５５を有する規制部材５と、を備える。【選択図】図５

Description

本発明は、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に関するものである。

例えば、プロジェクター、ヘッドマウントディスプレイ等に用いられ、光を２次元的に走査する光スキャナーが知られている（例えば、特許文献１参照）。

例えば、特許文献１に記載の光偏向器（光スキャナー）は、入射された光を反射するミラー部と、ミラー部に連結された１対のトーションバーと、ミラー部をそれぞれトーションバーを介して駆動する２対の圧電アクチュエータと、圧電アクチュエータを支持する支持部と、支持部に連結された衝撃緩和部と、を備えている。

ここで、衝撃緩和部は、トーションバーと直交する方向のミラー部の１対の対辺にそれぞれ対向して、支持部に連結して設けられている。また、衝撃緩和部は、半導体基板を形状加工することにより、支持部と一体的に、バネ特性を有する形状に形成されている。

特開２０１３−１０９３５９号公報

しかしながら、特許文献１に記載の光偏向器では、衝撃緩和部がバネ特性を有する形状をなして片持ち支持された形態となっているため、衝撃緩和部の姿勢（特に面外方向での位置）を安定的に保つことができず、可動部と衝撃緩和部とが予期しない状態で接触するおそれがある。このため、特許文献１に記載の光偏向器は、例えば、必要な衝撃緩和を生じさせることができなかったり、可動部や衝撃緩和部が損傷したりするという問題がある。

本発明の目的は、可動部や軸部の変位を規制する規制部材の位置や姿勢を、規制部材が片持ち支持された状態と比較して安定的に維持することができる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およびヘッドマウントディスプレイを提供することにある。

このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明の光スキャナーは、搖動軸周りに揺動可能な可動部と、
前記可動部を揺動軸周りに揺動可能に支持する軸部と、
前記軸部を支持する支持部と、
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する規制部と、前記可動部の板厚方向から見た平面視で前記規制部を挟んで配置され前記規制部を支持するとともに弾性変形することで前記規制部へ加わる衝撃を緩和する２つの衝撃緩和部、および、前記２つの衝撃緩和部をそれぞれ支持する２つの固定部を有する規制部材と、を備えることを特徴とする。

このような光スキャナーによれば、規制部が２つの衝撃緩和部により両側から支持（両端支持）されているため、外力が加わったとしても、規制部の位置や姿勢を所望状態に安定的に維持することができる。そのため、可動部や軸部を所望状態の規制部に接触させることができ、可動部や軸部の過度の変位を規制するという規制部の変位規制機能と、可動部や軸部が規制部に接触したときの衝撃を緩和するという衝撃緩和部の衝撃緩和機能との双方の機能を安定的に発揮させることができる。

本発明の光スキャナーでは、前記規制部は前記平面視で前記可動部の揺動軸と重なって配置され、
前記２つの衝撃緩和部は、前記平面視で前記揺動軸に対して交差する方向に並んで配置されることが好ましい。

これにより、規制部が平面視で可動部の揺動軸に重なって配置されているとともに、２つの衝撃緩和部が平面視で可動部の揺動軸に対して交差する方向に並びかつ規制部を挟んで配置されているため、規制部材が片持ち支持された状態と比較して規制部を２つの衝撃緩和部により安定的に支持することができることに加え、板厚方向の成分を有する変位を軸部で規制することができるので、可動部および軸部の双方の変位を効果的に規制することができる。

本発明の光スキャナーでは、前記規制部は、前記平面視で前記揺動軸に沿って配置され、
前記２つの衝撃緩和部は、前記平面視で前記可動部の揺動中心軸に沿った方向に並んで配置されることが好ましい。

これにより、２つの衝撃緩和部が平面視で可動部の揺動軸に沿った方向に並びかつ規制部を挟んで配置されているため、規制部材が片持ち支持された状態と比較して規制部を２つの衝撃緩和部により安定的に支持しつつ、可動部の面内方向の成分を有する変位を可動部で規制することができるので、可動部および軸部の双方の変位を効果的に規制することができる。

本発明の光スキャナーでは、前記規制部は、前記揺動軸方向から見た断面視で前記軸部の外周を囲んでいる部分を有することが好ましい。

これにより、軸部の揺動軸と直交する成分を有する全方向の変位を規制することができる。

本発明の光スキャナーでは、前記規制部材は、前記平面視で前記可動部を囲んでいることが好ましい。
これにより、可動部の面内成分を有する全方向の変位を規制することができる。

本発明の光スキャナーでは、前記規制部材を前記支持部に固定した状態における前記２つの固定部間の距離をＡとし、前記規制部材を前記支持部から取り外した状態における前記２つの固定部間の距離をＢとしたとき、Ａ＞Ｂの関係を満たすことが好ましい。

これにより、衝撃緩和部の弾性のつり合いによって支持部に対して規制部材を位置合わせすることができる。そのため、規制部材が有する変位規制機能および衝撃緩和機能を好適に発揮させることができる。

本発明の光スキャナーでは、前記規制部材を前記支持部に固定した状態における前記２つの固定部間の距離をＡとし、前記規制部材を前記支持部から取り外した状態における前記２つの固定部間の距離をＢとしたとき、Ａ＜Ｂの関係を満たすことが好ましい。

これにより、衝撃緩和部の弾性のつり合いによって支持部に対して規制部材を位置合わせすることができる。そのため、規制部材が有する変位規制機能および衝撃緩和機能を好適に発揮させることができる。

本発明の光スキャナーでは、前記支持部は、前記支持部の厚さ方向に突出する突出部を有し、
前記固定部は、前記突出部が挿通される孔部を有することが好ましい。

これにより、衝撃緩和部の弾性のつり合いによって支持部に対して規制部材を位置合わせ可能なように、規制部材を支持部に取り付けることができる。

本発明の光スキャナーでは、前記規制部材は、前記衝撃緩和部が弾性変形した状態で前記支持部に固定されていることが好ましい。

これにより、衝撃緩和部の弾性のつり合いによって支持部に対して規制部材を位置合わせすることができる。そのため、規制部材が有する変位規制機能および衝撃緩和機能を好適に発揮させることができる。

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。

本発明のヘッドマウントディスプレイは、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ヘッドマウントディスプレイを提供することができる。

本発明の第１実施形態に係る光スキャナーを示す平面図（上面図）である。 図１に示す光スキャナーの断面図（Ｘ軸に沿った断面図）である。 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１に示す光スキャナーの下面図である。 図５中のＤ−Ｄ線断面図である。 図１に示す光スキャナーの規制部材を取り外した状態を示す図であって、（ａ）は上面図、（ｂ）は下面図である。 図１に示す光スキャナーが備える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。 （ａ）は、衝撃緩和部（バネ）が伸張した状態で規制部材を支持部に固定した場合を示す図、（ｂ）は、衝撃緩和部（バネ）が収縮した状態で規制部材を支持部に固定した場合を示す図である。 本発明の第２実施形態に係る光スキャナーを示す下面図である。 本発明の第３実施形態に係る光スキャナーを示す下面図である。 本発明の第４実施形態に係る光スキャナーを示す断面図である。 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。 本発明の画像表示装置の応用例１を示す斜視図である。 本発明の画像表示装置の応用例２を示す斜視図である。 本発明の画像表示装置の応用例３を示す斜視図である。

以下、本発明の光スキャナー、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。

（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を示す平面図（上面図）、図２は、図１に示す光スキャナーの断面図（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。

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と、電圧印加部４（図３参照）と、を備える。

ここで、可動ミラー部１１、１対の軸部１２ａ、１２ｂ（以下、「軸部１２」ともいう）は、Ｙ軸（第１の揺動軸）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、１対の軸部１４ａ、１４ｂ（以下、「軸部１４」ともいう）および永久磁石２１は、Ｘ軸（第２の揺動軸）周りに揺動（往復回動）する第２の振動系を構成する。すなわち、可動ミラー部１１、軸部１２、枠体部１３および永久磁石２１からなる構造体は、「可動部」（質量部）を構成しており、この可動部が１対の軸部１４で支持されてなる構造体が第２の振動系を構成している。

また、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。

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。

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部１１４が設けられている。この光反射部１１４は、例えば、アルミニウム等の金属膜で構成されている。

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（可動部の厚さ方向）から見たときに（以下、「平面視」ともいう）軸部１２ａ、１２ｂの一部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。

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。

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。

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。

この枠体部１３は、平面視にて、可動ミラー部１１の基部１１１および１対の軸部１２ａ、１２ｂからなる構造体の外形に沿った形状をなしている。これにより、可動ミラー部１１のＹ軸周りの揺動を許容しつつ、枠体部１３の小型化を図ることができる。

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。

また、枠体部１３は、Ｙ軸に沿った方向での長さがＸ軸に沿った方向での長さよりも長くなっている。これにより、軸部１２ａ、１２ｂに必要な長さを確保しつつ、Ｘ軸に沿った方向における光スキャナー１の長さを短くすることができる。

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。

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の揺動軸）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の揺動軸）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。

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。

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。

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。

軸部１４ａ、１４ｂは、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。

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。

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。

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。

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、支持部１５の板厚方向（揺動軸方向から見た断面視において、厚みが小さい方向）に軸部１４ａ、１４ｂよりも突出した補強部１５１および複数の突出部１５２を有する。このような補強部１５１により支持部１５の剛性を高めることができる。また、複数の突出部１５２には、規制部材５が係合して取り付けられている。なお、規制部材５については、後に詳述する。

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。

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、ＳｉＯ_２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。

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。

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、ＳｉＯ_２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ＳｉＯ_２層および第２のＳｉ層は、リブ１３１を構成する。また、支持部１５のＳｉＯ_２層および第２のＳｉ層は、補強部１５１および複数の突出部１５２を構成する。

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。

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ＳｉＯ_２層および第２のＳｉ層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。

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。

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。

永久磁石２１と枠体部１３との接合方法としては、特に限定されないが、例えば、接着剤を用いた接合方法を用いることができる。

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。

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。

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。

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。

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。

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。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。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。

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。

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Ｖ_１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Ｖ_２を発生させる第２の電圧発生部４２と、第１の電圧Ｖ_１と第２の電圧Ｖ_２とを重畳する電圧重畳部４３とを備え、電圧重畳部４３で重畳した電圧をコイル３１に印加する。

第１の電圧発生部４１は、図４（ａ）に示すように、周期Ｔ_１で周期的に変化する第１の電圧Ｖ_１（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／Ｔ_１）の第１の電圧Ｖ_１を発生させるものである。

第１の電圧Ｖ_１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Ｖ_１の波形は、これに限定されない。

また、第１周波数（１／Ｔ_１）は、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。

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。

一方、第２の電圧発生部４２は、図４（ｂ）に示すように、周期Ｔ_１と異なる周期Ｔ_２で周期的に変化する第２の電圧Ｖ_２（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／Ｔ_２）の第２の電圧Ｖ_２を発生させるものである。

第２の電圧Ｖ_２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Ｖ_２の波形は、これに限定されない。

第２周波数（１／Ｔ_２）は、第１周波数（１／Ｔ_１）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Ｖ_２の周波数を６０Ｈｚ程度とし、前述したように第１の電圧Ｖ_１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Ｖ_１の周波数と第２の電圧Ｖ_２の周波数との組み合わせは、特に限定されない。

本実施形態では、第２の電圧Ｖ_２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。

このような第２の電圧Ｖ_２の周波数（第２周波数）は、第１の電圧Ｖ_１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Ｔ_２は、周期Ｔ_１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。

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Ｖ_１の周波数で回動させつつ、Ｘ軸周りに第２の電圧Ｖ_２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。

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。

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Ｖ_１を受けるとともに、第２の電圧発生部４２から第２の電圧Ｖ_２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。

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Ｖ_１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Ｖ_２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Ｖ_１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Ｖ_１の周波数が１８ｋＨｚ、第２の電圧Ｖ_２の周波数が６０Ｈｚに設定されている）。

例えば、図４（ａ）に示すような第１の電圧Ｖ_１と、図４（ｂ）に示すような第２の電圧Ｖ_２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。

すると、第１の電圧Ｖ_１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。

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Ｖ_１の周波数でＹ軸まわりに回動する。

また、第１の電圧Ｖ_１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Ｖ_１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。

一方、第２の電圧Ｖ_２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。

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Ｖ_２の周波数でＸ軸周りに回動する。

また、第２の電圧Ｖ_２の周波数は、第１の電圧Ｖ_１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Ｖ_２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。

このように、第１の電圧Ｖ_１と第２の電圧Ｖ_２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Ｖ_１の周波数で回動させつつ、Ｘ軸周りに第２の電圧Ｖ_２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。

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。

（規制部材）
以下、規制部材５について詳述する。

図５は、図１に示す光スキャナーの下面図、図６は、図５中のＤ−Ｄ線断面図である。図７は、図１に示す光スキャナーの規制部材を取り外した状態を示す図であって、図７（ａ）は上面図、図７（ｂ）は下面図である。図８は、図１に示す光スキャナーが備える規制部材を示す図であって、図８（ａ）は上面図、図８（ｂ）は下面図である。図９（ａ）は、衝撃緩和部（バネ）が伸張した状態で規制部材を支持部に固定した場合を示す図、図９（ｂ）は、衝撃緩和部（バネ）が収縮した状態で規制部材を支持部に固定した場合を示す図である。

規制部材５は、支持部１５の下面（裏面）に固定され、枠体部１３および軸部１４の双方の変位を規制する機能を有する。これにより、枠体部１３および軸部１４の過大な変位や変形を低減し、光スキャナー１の損傷を防止することができる。

この規制部材５は、図５に示すように、２つの規制部５１と、２つの規制部５２と、４つの衝撃緩和部５３と、４つの衝撃緩和部５４と、４つの固定部５５と、を有している。

２つの規制部５１は、Ｘ軸に沿った方向に並びかつ枠体部１３を挟んで配置され、枠体部１３のＸ軸およびＹ軸の双方に直交する軸まわりの変位、および、軸部１４の揺動軸（軸部１４の延在方向と揺動軸とは誤差を除いて一致する）に直交する方向の変位をそれぞれ規制する機能を有する。ここで、各規制部５１は、平面視でＸ軸（可動部の揺動軸）と重なって配置されている。

また、各規制部５１は、本体部５１１と、本体部５１１上に設けられた層５１２と、層５１２上に設けられた層５１３と、を有する。

本体部５１１の上面には、Ｘ軸に沿って延びて両端が開放した凹部５１１１（溝）が形成されている。この凹部５１１１は、軸部１４に沿って設けられており、凹部５１１１の壁面が軸部１４に対して所定の間隔を隔てている。

層５１２は、凹部５１１１の上側が開放するように、本体部５１１の上面の凹部５１１１の幅方向での両側に設けられている。そして、層５１３は、凹部５１１１の上側を覆うように、層５１２上に設けられている。これにより、軸部１４をＸ軸方向から見たときに（以下、「断面視」ともいう）、軸部１４の外周が規制部５１により囲まれている。

一方、２つの規制部５２は、Ｙ軸に沿った方向に並びかつ枠体部１３を挟んで配置され、枠体部１３のＹ軸に沿った方向の変位を規制する機能を有する。この２つの規制部５２は、一方の規制部５２が前述した２つの規制部５１のＹ軸方向での一端部同士を接続し、他方の規制部５２が２つの規制部５１のＹ軸方向での他端部同士を接続している。したがって、これらの規制部５１、５２は、平面視で、枠体部１３を囲むように枠状をなしている。

４つの衝撃緩和部５３は、一方の規制部５１を支持している２つの衝撃緩和部５３と、他方の規制部５１を支持している２つの衝撃緩和部５３と、に分けることができる。一方の規制部５１を支持する２つの衝撃緩和部５３は、平面視で当該一方の規制部５１を挟んで配置されている。ここで、当該２つの衝撃緩和部５３は、平面視でＸ軸（可動部の揺動軸）に対して交差する方向に並んでいる。換言すると、規制部材を支持部に固定した場合に、当該２つの衝撃緩和部５３の伸長方向もしくは収縮方向が、平面視でＸ軸（揺動軸）に対して交差している（２つの衝撃緩和部５３はＸ軸方向に対して交差する方向に伸縮可能に配置されている）。同様に、他方の規制部５１を支持する２つの衝撃緩和部５３は、平面視で当該他方の規制部５１を挟んで配置されている。

各衝撃緩和部５３は、梁状をなし、弾性（バネ性）を有する。これにより、枠体部１３や軸部１４が規制部５１に接触したときの衝撃を衝撃緩和部５３の変形（衝撃を緩和する方向への伸縮を伴う弾性変形）により緩和することができる。本実施形態では、各衝撃緩和部５３は、一端部が規制部５１に接続され、Ｘ軸方向に蛇行しながらＹ軸方向に延びる蛇行形状（ミアンダ形状）をなしている。これにより、衝撃緩和部５３の設置に必要な空間を小さくしながら、衝撃緩和部５３の弾性を優れたものとすることができる。

また、４つの衝撃緩和部５４は、一方の規制部５２を支持する２つの衝撃緩和部５４と、他方の規制部５２を支持する２つの衝撃緩和部５４と、に分けることができる。一方の規制部５２を支持する２つの衝撃緩和部５４は、平面視で当該一方の規制部５２を挟んで配置されている。ここで、当該２つの衝撃緩和部５４は、平面視でＸ軸に沿った方向に並んでいる。また、当該２つの衝撃緩和部５４は、平面視でＹ軸（可動ミラー部１１の揺動軸）に対して交差する方向に並んでいる。言い換えると、規制部材を支持部に固定した場合に、当該２つの衝撃緩和部５４の伸長方向もしくは収縮方向が、平面視でＸ軸（可動部の揺動軸）に対して交差して配置されている（２つの衝撃緩和部５４はＸ軸方向に伸縮可能に配置されている）。同様に、他方の規制部５２を支持する２つの衝撃緩和部５４は、平面視で当該他方の規制部５２を挟んで配置されている。

各衝撃緩和部５４は、梁状をなし、弾性（バネ性）を有する。これにより、枠体部１３が規制部５２に接触したときの衝撃を衝撃緩和部５４の変形（衝撃を緩和する方向への伸縮をともなう弾性変形）により緩和することができる。本実施形態では、各衝撃緩和部５４は、一端部が規制部５２に接続され、Ｙ軸方向に蛇行しながらＸ軸方向に延びる蛇行形状（ミアンダ形状）をなしている。これにより、衝撃緩和部５４の設置に必要な空間を小さくしながら、衝撃緩和部５４の弾性を優れたものとすることができる。

４つの固定部５５は、前述した４つの衝撃緩和部５３および４つの衝撃緩和部５４に対応して設けられている。そして、各固定部５５は、対応する衝撃緩和部５３および衝撃緩和部５４を支持している。ここで、各固定部５５には、対応する衝撃緩和部５３の規制部５１とは反対側の端部、および、対応する衝撃緩和部５４の規制部５２とは反対側の端部が接続されている。

また、各固定部５５には、その厚さ方向に貫通する貫通孔５５１が形成されている。この貫通孔５５１には、前述した支持部１５の突出部１５２が挿通されており、これにより、固定部５５が支持部１５に固定されている。これにより、規制部材５を支持部１５に固定することができる。ここで、貫通孔５５１の直径Ｗ２は、突出部１５２の直径Ｗ１よりも若干大きくなっている。

なお、本実施形態において貫通孔５５１は円形の孔としてとして説明しているが、突出部１５２を挿通することができる形状であれば、三角形、四角形等の多角形や、楕円形等の形状でもよい。また、突出部１５２の形状にいても、円形の突出部に限定されず、三角形、四角形等の多角形や、楕円形等の形状でもよい。

このような規制部材５は、各衝撃緩和部５３、５４が面内方向（Ｘ軸およびＹ軸を含む面に平行な方向）に弾性変形（伸張または収縮）した状態で支持部１５に固定されている。これにより、衝撃緩和部５３、５４の弾性のつり合いによって支持部１５に対して規制部材５を位置合わせすることができる。そのため、規制部材５が有する変位規制機能および衝撃緩和機能を好適に発揮させることができる。

このように各衝撃緩和部５３、５４が弾性変形した状態で支持部１５に固定された規制部材５は、規制部材５を支持部１５に固定した状態における２つの固定部５５間の距離をＡとし（図５参照）、規制部材５を支持部１５から取り外した状態における２つの固定部５５間の距離をＢとしたとき（図８参照）、Ａ＞Ｂの関係、または、Ａ＜Ｂの関係を満たす。これにより、衝撃緩和部５３、５４の弾性のつり合いによって支持部１５に対して規制部材５を位置合わせすることができる。そのため、規制部材５が有する変位規制機能および衝撃緩和機能を好適に発揮させることができる。

なお、距離Ａと距離Ｂとの関係は、Ｘ軸方向に並ぶ２つの固定部５５間の距離Ａｘと距離Ｂｘとの関係であってもよいし、Ｙ軸方向に並ぶ２つの固定部５５間の距離Ａｙと距離Ｂｙとの関係であってもよい（図５、８参照）。

Ａ＞Ｂの関係を満たすようにするには、例えば、Ｘ軸方向に並ぶ２つの突出部１５２の遠位側の端同士の間の距離Ｌ１ｘｂを、Ｘ軸方向に並ぶ２つの貫通孔５５１の遠位側の端同士の間の距離Ｌ２ｘｂよりも大きくしたり、Ｙ軸方向に並ぶ２つの突出部１５２の遠位側の端同士の間の距離Ｌ１ｙｂを、Ｙ軸方向に並ぶ２つの貫通孔５５１の遠位側の端同士の間の距離Ｌ２ｙｂよりも大きくしたりすればよい。Ｌ１ｘｂ＞Ｌ２ｘｂ、かつ、Ｌ１ｙｂ＞Ｌ２ｙｂの場合、図９（ａ）に示すように、衝撃緩和部５３、５４を伸張させた状態で、固定部５５の貫通孔５５１を突出部１５２に係合させて取り付けることができる。

一方、Ａ＜Ｂの関係を満たすようにするには、例えば、Ｘ軸方向に並ぶ２つの突出部１５２の近位側の端同士の間の距離Ｌ１ｘａを、Ｘ軸方向に並ぶ２つの貫通孔５５１の近位側の端同士の間の距離Ｌ２ｘａよりも小さくしたり、Ｙ軸方向に並ぶ２つの突出部１５２の近位側の端同士の間の距離Ｌ１ｙａを、Ｙ軸方向に並ぶ２つの貫通孔５５１の近位側の端同士の間の距離Ｌ２ｙａよりも小さくしたりすればよい。Ｌ１ｘａ＜Ｌ２ｘａ、かつ、Ｌ１ｙａ＜Ｌ２ｙａの場合、図９（ｂ）に示すように、衝撃緩和部５３、５４を収縮させた状態で、固定部５５の貫通孔５５１を突出部１５２に係合させて取り付けることができる。

以上説明したように構成された規制部材５は、例えば、シリコン基板等の基板をエッチングにより加工することにより、規制部５１の本体部５１１、規制部５２、衝撃緩和部５３、５４および固定部５５からなる構造体を形成することができる。また、かかる構造体上に、レジスト材料（特にネガレジスト）を用いて層５１２を形成することができる。これにより、比較的簡単に高精度な層５１２を形成することができる。また、樹脂シートを層５１２上に接着剤等により接着することにより、層５１３を形成することができる。これにより、比較的簡単に層５１３を形成することができる。また、層５１２、５１３が樹脂で構成されていることにより、層５１２、５１３に衝撃吸収性を付与することもできる。なお、層５１２、５１３の構成材料は、前述したものに限定されず、例えば、シリコン、ガラス、金属等を用いてもよい。

以上説明したような光スキャナー１によれば、各規制部５１が２つの衝撃緩和部５３により両側から支持（両端支持）されているとともに、各規制部５２が２つの衝撃緩和部５４により両側から支持（両端支持）されているため、外力が加わったとしても、各規制部５１、５２の位置や姿勢を所望状態に安定的に維持することができる。そのため、枠体部１３や軸部１４を所望状態の規制部５１、５２に接触させることができ、枠体部１３や軸部１４の過度の変位を低減するという規制部５１、５２の変位規制機能と、枠体部１３や軸部１４が規制部５１、５２に接触したときの衝撃を緩和するという衝撃緩和部５３、５４の衝撃緩和機能との双方の機能を安定的に発揮させることができる。

より詳しくは、各規制部５１が２つの衝撃緩和部５３により一方の端で支持（方端支持）されていた場合、規制部５１と衝撃緩和部５３とが接続（支持）されていない規制部５１の他方の端は、面外方向（揺動軸方向から見た断面視における板厚方向）に対して外力が加わると、各規制部５２が２つの衝撃緩和部５４により両側から支持（両端支持）されている場合と比較してより大きな変位となってしまう。そのため、枠体部１３や軸部１４は予期しない状態で規制部５１、５２と接触することとなってしまう。

また、規制部５１が平面視でＸ軸（可動部の揺動軸）に重なって配置されているとともに、２つの衝撃緩和部５３が平面視でＸ軸に対して交差する方向に並びかつ規制部５１を挟んで配置されているため、規制部５１を２つの衝撃緩和部５３により安定的に支持しつつ、枠体部１３および軸部１４の双方の変位を効果的に規制することができる。

特に、規制部５１が軸部１４の外周を囲んでいる部分を有するため、軸部１４の揺動軸と直交する成分を有する全方向の変位を規制することができる。例えば、可動部の板厚方向とＹ軸方向との成分を有する変位を規制することができる。

また、２つの衝撃緩和部５４が平面視でＸ軸（可動部の揺動軸）に沿った方向に並びかつ規制部５２を挟んで配置されているため、規制部５２を２つの衝撃緩和部５４により安定的に支持しつつ、枠体部１３および軸部１４の双方の変位を効果的に規制することができる。

また、規制部材５が平面視で枠状の部分５０にて枠体部１３を囲んでいるため、枠体部１３の面内成分を有する全方向の変位を規制することができる。例えば、可動部の板厚方向とＹ軸方向との成分を有する変位を規制することができる。

さらに、固定部５５の貫通孔５５１（孔部）に支持部１５の突出部１５２を挿通させて規制部材５を支持部１５に対して固定している。これにより、衝撃緩和部５３、５４の弾性のつり合いによって支持部１５に対して規制部材５を位置合わせ可能なように、規制部材５を支持部１５に取り付けることができる。

＜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。

図１０は、本発明の第２実施形態に係る光スキャナーを示す下面図である。
本実施形態は、規制部材の形態が異なる以外は、前述した第１実施形態と同様である。

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。

図１０に示す光スキャナー１Ａは、２つの規制部材５Ａを備えている。この２つの規制部材５Ａからなる構造体は、規制部５２および衝撃緩和部５４を省略した以外は、前述した第１実施形態の規制部材５と同様である。すなわち、各規制部材５Ａは、平面視でＸ軸（可動部の揺動軸）と重なって配置された規制部５１Ａと、平面視でＸ軸（可動部の揺動軸）に対して交差する方向に並びかつ規制部５１Ａを挟んで配置された２つの衝撃緩和部５３と、２つの衝撃緩和部５３をそれぞれ支持する２つの固定部５５とで構成されている。

以上説明したような光スキャナー１Ａによっても、枠体部１３や軸部１４の変位を規制する規制部材５Ａの位置や姿勢を安定的に維持することができる。

＜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。

図１１は、本発明の第３実施形態に係る光スキャナーを示す下面図である。
本実施形態は、規制部材の形態が異なる以外は、前述した第１実施形態と同様である。

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。

図１１に示す光スキャナー１Ｂは、２つの規制部材５Ｂを備えている。この２つの規制部材５Ｂからなる構造体は、規制部５１および衝撃緩和部５３を省略した以外は、前述した第１実施形態の規制部材５と同様である。すなわち、各規制部材５Ｂは、平面視でＹ軸と重なって配置された規制部５２Ｂと、平面視でＹ軸に対して交差する方向に並びかつ規制部５２Ｂを挟んで配置された２つの衝撃緩和部５４と、２つの衝撃緩和部５４をそれぞれ支持する２つの固定部５５とで構成されている。

換言すると、各規制部材５Ｂは、平面視でＸ軸に沿って配置された規制部５２Ｂと、平面視でＸ軸方向に直列に並びかつ規制部５２Ｂを挟んで配置された２つの衝撃緩和部５４と、２つの衝撃緩和部５４をそれぞれ支持する２つの固定部５５とで構成されている。

以上説明したような光スキャナー１Ｂによっても、枠体部１３や軸部１４の変位を規制する規制部材５Ｂの位置や姿勢を安定的に維持することができる。

＜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。

図１２は、本発明の第４実施形態に係る光スキャナーを示す断面図である。
本実施形態は、規制部材の形態が異なる以外は、前述した第１実施形態と同様である。

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。

図１２に示す光スキャナー１Ｃは、規制部材５Ｃを備えている。この規制部材５Ｃは、規制部５１に代えて規制部５１Ｃを備えた以外は、前述した第１実施形態の規制部材５と同様である。規制部５１Ｃは、層５１２、５１３を省略した以外は、前述した第１実施形態の規制部５１と同様である。

以上説明したような光スキャナー１Ｃによっても、枠体部１３や軸部１４の変位を規制する規制部材５Ｃの位置や姿勢を安定的に維持することができる。

＜画像表示装置の実施形態＞
図１３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。

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。

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。

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。

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。

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。

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部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部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。

なお、図１３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。

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１４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。

図１４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。

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。

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。

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。

＜画像表示装置の応用例２＞
図１５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。

図１５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。

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。

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。

＜画像表示装置の応用例３＞
図１６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１６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。

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。

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。

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。

以上、本発明の光スキャナー、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では、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。

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。

また、前述した実施形態では、光スキャナーの駆動方式としてムービングマグネット方式を採用した場合を例に説明したが、これに限定されず、ムービングコイル方式を採用した光スキャナーにも本発明を適用できる。また、本発明は、ムービングマグネット方式やムービングコイル方式のような電磁駆動方式に限定されず、例えば、圧電駆動方式、静電駆動方式等の他の駆動方式にも適用可能である。

また、前述した実施形態では、第１軸部が２つ（１対）設けられている場合を例に説明したが、これに限定されず、例えば、第１軸部が４つ（２対）以上設けられていてもよい。

また、前述した実施形態では、第２軸部が２つ（１対）設けられている場合を例に説明したが、これに限定されず、例えば、第２軸部が４つ（２対）以上であってもよい。

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。

また、前述した実施形態では、２自由度の振動系を有する２軸駆動型の光スキャナーに本発明を適用した場合を例に説明したが、１つの軸まわりに光反射部を揺動させる光スキャナー、１自由度の振動系の光スキャナー等にも適用可能である。

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
４‥‥電圧印加部
５‥‥規制部材
５Ａ‥‥規制部材
５Ｂ‥‥規制部材
５Ｃ‥‥規制部材
６‥‥制御部
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
２１‥‥永久磁石
３１‥‥コイル
４１‥‥電圧発生部
４２‥‥電圧発生部
４３‥‥電圧重畳部
４３ａ‥‥加算器
５０‥‥部分
５１‥‥規制部
５１Ａ‥‥規制部
５１Ｃ‥‥規制部
５２‥‥規制部
５２Ｂ‥‥規制部
５３‥‥衝撃緩和部
５４‥‥衝撃緩和部
５５‥‥固定部
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‥‥光反射部
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
１５１‥‥補強部
１５２‥‥突出部
１６０‥‥カードスロット
１７０‥‥ポート
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
５１２‥‥層
５１３‥‥層
５５１‥‥貫通孔
９１１‥‥赤色光源装置
９１２‥‥青色光源装置
９１３‥‥緑色光源装置
５１１１‥‥凹部
Ａ‥‥距離
Ａｘ‥‥距離
Ａｙ‥‥距離
Ｂ‥‥距離
Ｂｘ‥‥距離
Ｂｙ‥‥距離
Ｌ１ｘａ、Ｌ１ｘｂ‥‥距離
Ｌ１ｙａ、Ｌ１ｙｂ‥‥距離
Ｌ２ｘａ、Ｌ２ｘｂ‥‥距離
Ｌ２ｙａ、Ｌ２ｙｂ‥‥距離
Ｓ‥‥スクリーン
Ｔ_１‥‥周期
Ｔ_２‥‥周期
Ｖ_１‥‥第１の電圧
Ｖ_２‥‥第２の電圧
Ｗ１‥‥直径
Ｗ２‥‥直径

Claims (11)

1. 揺動軸周りに揺動可能な可動部と、
   前記可動部を揺動軸周りに揺動可能に支持する軸部と、
   前記軸部を支持する支持部と、
   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する規制部と、前記可動部の板厚方向から見た平面視で前記規制部を挟んで配置され前記規制部を支持するとともに弾性変形することで前記規制部へ加わる衝撃を緩和する２つの衝撃緩和部、および、前記２つの衝撃緩和部をそれぞれ支持する２つの固定部を有する規制部材と、を備えることを特徴とする光スキャナー。
2. 前記規制部は前記平面視で前記可動部の揺動軸と重なって配置され、
   前記２つの衝撃緩和部は、前記平面視で前記揺動軸に対して交差する方向に並んで配置される請求項１に記載の光スキャナー。
3. 前記規制部は、前記平面視で前記揺動軸に沿って配置され、
   前記２つの衝撃緩和部は、前記平面視で前記可動部の揺動中心軸に沿った方向に並んで配置される請求項１に記載の光スキャナー。
4. 前記規制部は、前記揺動軸方向から見た断面視で前記軸部の外周を囲んでいる部分を有する請求項１ないし３のいずれか１項に記載の光スキャナー。
5. 前記規制部材は、前記平面視で前記可動部を囲んでいる請求項１ないし４のいずれか１項に記載の光スキャナー。
6. 前記規制部材を前記支持部に固定した状態における前記２つの固定部間の距離をＡとし、前記規制部材を前記支持部から取り外した状態における前記２つの固定部間の距離をＢとしたとき、Ａ＞Ｂの関係を満たす請求項１ないし５のいずれか１項に記載の光スキャナー。
7. 前記規制部材を前記支持部に固定した状態における前記２つの固定部間の距離をＡとし、前記規制部材を前記支持部から取り外した状態における前記２つの固定部間の距離をＢとしたとき、Ａ＜Ｂの関係を満たす請求項１ないし５のいずれか１項に記載の光スキャナー。
8. 前記支持部は、前記支持部の板厚方向に突出する突出部を有し、
   前記固定部は、前記突出部が挿通される孔部を有する請求項１ないし７のいずれか１項に記載の光スキャナー。
9. 前記規制部材は、前記衝撃緩和部が弾性変形した状態で前記支持部に固定されている請求項１ないし８のいずれか１項に記載の光スキャナー。
10. 請求項１ないし９のいずれか１項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。
11. 請求項１ないし９のいずれか１項に記載の光スキャナーを備えることを特徴とするヘッドマウントディスプレイ。

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