JP2017068213A - 光スキャナー、光スキャナーの製造方法、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】優れた光走査特性を有する光スキャナーおよびその製造方法を提供すること、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、基部２１１と、基部２１１を揺動軸まわりに揺動可能に支持する軸部２３と、軸部２３を支持する支持部２２と、平面視で基部２１１および軸部２３の少なくとも一部と重なって配置されている光反射層２１３と、基部２１１と光反射層２１３との間に設けられている接続層２１２と、を備え、基部２１１は、接続層２１２を介して、光反射層２１３の外周部の一部を支持している。
【選択図】図１

Description

本発明は、光スキャナー、光スキャナーの製造方法、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に記載のプレーナ型電磁アクチュエータは、枠状の固定部にトーションバーを介して揺動可能に軸支される可動板を備え、可動板に設けられた駆動コイルに発生する磁界と、可動板の下方に配置された静磁界発生手段の静磁界との相互作用により電磁力（ローレンツ力）を作用させて可動板を回動させる。ここで、可動板は、駆動コイルを一体形成した柔軟なフレキシブルシートと、該フレキシブルシートを貼り付ける剛体の回動板と、該回動板に貼り付けるミラー板とで構成されている。これにより、可動板の端にトーションバーが連結する構造と比べて、トーションバーの長さを変えることなく、可動板面積を大型化することが可能であり、また、電磁アクチュエータを小型化することが可能となる。また、ミラー板がシリコン基板やガラス基板で形成されている。そして、ミラー板の中央部のみがトーションバーに対して局所的に固定されている。

特開２００８−３１００４３号公報

特許文献１に記載のプレーナ型電磁アクチュエータでは、ミラー板がシリコン基板やガラス基板で形成されているため、ミラー板の厚さが厚くなってしまい、それに伴って、ミラー板の反射面とミラー板の揺動中心軸との間の距離が大きくなり、その結果、光走査特性が悪くなるという問題があった。仮にミラー板を薄くできたとしても、ミラー板の中央部のみがトーションバーに対して局所的に固定されているため、ミラー板が揺動に伴って撓んでしまったり、回動板を厚くしなければならず、それに伴ってミラー板の揺動中心軸がずれたりして、光走査特性を高めることができない。

本発明の目的は、優れた光走査特性を有する光スキャナーおよびその製造方法を提供すること、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、基部と、
前記基部を揺動軸まわ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、
前記基部の平面視で前記基部および前記軸部と重なって配置されている光反射層と、
前記基部と前記光反射層との間に設けられている接続層と、を備え、
前記光反射層の外周部の一部は、前記基部と前記接続層とで支持されていることを特徴とする。

このような光スキャナーによれば、光反射層の外周部の一部が基部に接続層を介して支持されているため、光反射層および接続層を薄くしても、光反射層の撓みを低減することができる。そのため、光反射層および接続層を薄くして、光反射層の光反射面を光反射層の揺動中心軸に近づけることができる。その結果、優れた光走査特性を有する光スキャナーを実現することができる。

本発明の光スキャナーでは、前記接続層は、前記平面視で前記軸部と重ならないことが好ましい。

これにより、接続層が軸部に接触する可能性を抑制しつつ、光反射層の反射面を大きくすることができる。

本発明の光スキャナーでは、前記基部および前記接続層は、前記平面視で互いに同一形状であることが好ましい。

これにより、基部の全面を光反射層に対して接続層を介して接続することができる。そのため、光反射層の撓みを効果的に低減することができる。

本発明の光スキャナーでは、前記基部および前記軸部の厚さが互いに等しいことが好ましい。

これにより、基板をエッチングすることにより、基部および軸部を一括して形成することができる。

本発明の光スキャナーでは、前記接続層および前記光反射層のそれぞれの厚さは、前記基部および前記軸部のそれぞれの厚さよりも薄いことが好ましい。

これにより、光反射層の反射面を揺動中心軸に近づけることができる。また、基部および軸部の必要な剛性を確保することができる。

本発明の光スキャナーでは、前記光反射層は、ポリシリコンで構成されていることが好ましい。

これにより、成膜により、比較的薄い光反射層を簡単かつ高精度に形成することができる。

本発明の光スキャナーでは、前記基部および前記軸部は、単結晶シリコンを用いて構成されていることが好ましい。

これにより、単結晶シリコン基板をエッチングすることにより、比較的厚い基部および軸部を簡単かつ高精度に形成することができる。

本発明の光スキャナーでは、前記軸部の前記光反射層とは反対側の面に配置されているピエゾ抵抗素子を備えることが好ましい。

これにより、光反射層の挙動をピエゾ抵抗素子を用いて検出することができる。また、ピエゾ抵抗素子の配置が軸部の光反射層とは反対側であるため、光反射層および接続層を成膜により形成する場合において、ピエゾ抵抗素子の形成が容易となる。

本発明の光スキャナーの製造方法は、本発明の光スキャナーを製造する方法であって、
基板上に第１膜を形成する工程と、
前記第１膜上に第２膜を形成する工程と、
前記基板をエッチングすることにより、前記基部、前記軸部および前記支持部の少なくとも一部を形成する工程と、
前記第２膜をエッチングすることにより、前記光反射層を形成する工程と、
前記第１膜をエッチングすることにより、前記接続層を形成する工程と、を有することを特徴とする。

このような光スキャナーの製造方法によれば、優れた光走査特性を有する光スキャナーを比較的簡単かつ高精度に形成することができる。

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、優れた表示特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、優れた表示特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。

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中のＡ−Ａ´線断面図である。 図１中のＢ−Ｂ´線断面図である。 図１に示す光スキャナーが備える基体（ＭＥＭＳ構造体）の裏面図である。 図１中のＣ−Ｃ´線断面図である。 図１に示す光スキャナーの製造方法の基板準備工程を説明する断面図である。 図１に示す光スキャナーの製造方法の第１膜形成工程および第２膜形成工程を説明する断面図である。 図１に示す光スキャナーの製造方法のピエゾ抵抗素子形成工程を説明する断面図である。 図１に示す光スキャナーの製造方法の基板エッチング工程を説明する断面図である。 図１に示す光スキャナーの製造方法の光反射層形成工程を説明する断面図である。 図１に示す光スキャナーの製造方法の接続層形成工程を説明する断面図である。 図１に示す光スキャナーの製造方法の光反射部形成工程を説明する断面図である。 画像表示装置の実施形態を模式的に示す図である。 画像表示装置の応用例１を示す斜視図である。 画像表示装置の応用例２を示す斜視図である。 画像表示装置の応用例３を示す斜視図である。

以下、光スキャナー、光スキャナーの製造方法、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。

１．光スキャナー
まず、光スキャナーの実施形態について説明する。

図１は、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２は、図１中のＡ−Ａ´線断面図である。図３は、図１中のＢ−Ｂ´線断面図である。図４は、図１に示す光スキャナーが備える基体（ＭＥＭＳ構造体）の裏面図である。図５は、図１中のＣ−Ｃ´線断面図である。なお、以下では、説明の便宜上、図２、３、５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、振動系を有する基体２（ＭＥＭＳ構造体）と、基体２の振動系を駆動（振動）させる駆動部３と、を有する。以下、光スキャナー１の各部を順次説明する。

［基体］
基体２は、光反射部２１３１を有する可動部２１と、可動部２１を揺動可能に支持する軸部２３と、軸部２３とを支持する支持部２２と、を有し、可動部２１および軸部２３が振動系を構成している。

可動部２１は、基部２１１と、接続層２１２（スペーサー）を介して基部２１１に固定された光反射層２１３と、を有する。すなわち、基部２１１上に、接続層２１２および光反射層２１３がこの順で積層されている。ここで、接続層２１２の下面には基部２１１の上面が接合され、一方、接続層２１２の上面には光反射層２１３の下面が接合されている。

光反射層２１３は、軸部２３に対して光反射層２１３の厚さ方向（基部２１１と接続層２１２と光反射層２１３との積層方向）に離間するとともに、板厚方向から見た平面視（以下、「平面視」ともいう）で基部２１１および軸部２３の少なくとも一部と重なって配置されている。これにより、軸部２３を構成する１対の軸部２３ａ、２３ｂ間の距離を短くしつつ、光反射層２１３の面積を大きくすることができる。また、１対の軸部２３ａ、２３ｂ間の距離を短くすることによって、支持部２２の小型化を図り、ひいては、光スキャナー１の小型化を図ることができる。

光反射層２１３の上面（一方の面）には、光反射性を有する光反射部２１３１が設けられている。この光反射部２１３１は、例えば、アルミニウム等の金属膜で構成されている。なお、光反射層２１３の上面自体が光反射性を有する場合、光反射部２１３１を金属膜等で構成しなくてもよく、この場合、光反射層２１３の上面を光反射部とすればよい。

また、本実施形態では、光反射層２１３は、平面視にて、円形をなしている。なお、光反射層２１３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。

このような光反射層２１３の下面（他方の面）は、接続層２１２を介して基部２１１に固定されている。ここで、接続層２１２は、光反射層２１３を軸部２３に対して光反射層２１３の厚さ方向に離間させて、光反射層２１３が軸部２３に接触する可能性を抑制する機能を有する。これにより、軸部２３の捩り変形が光反射層２１３との接触により妨げられずに、光反射層２１３の円滑な揺動が可能となる。

接続層２１２は、基部２１１と光反射層２１３との間に設けられている。本実施形態では、接続層２１２は、平面視で、軸部２３と重なる領域およびその近傍領域を除いて、光反射層２１３と一致する形状をなしている。

基部２１１は、接続層２１２を介して光反射層２１３を支持する機能を有する。特に、基部２１１は、平面視で、光反射層２１３の外周部（縁）に重なる部分を有し、当該部分においても、接続層２１２を介して光反射層２１３を支持している。なお、光反射層２１３の外周部に重なるとは、実質的に重なっている状態を指し、製造誤差等により正確に重ならない状態も含んでいる。本実施形態では、基部２１１は、平面視で、接続層２１２と重なっていて、接続層２１２と同一形状をなしている。すなわち、基部２１１は、平面視で、軸部２３と重なる領域およびその近傍領域を除いて、光反射層２１３と一致する形状をなしている。ここで、基部２１１および接続層２１２からなる積層体は、平面視で、軸部２３と重なる領域およびその近傍領域を除くように欠損して形成された欠損部２１４（２１４ａ、２１４ｂ）を有する。

支持部２２は、平面視で、枠状をなし、前述した可動部２１を囲んで配置されている。
この支持部２２は、軸部２３を介して可動部２１を支持する。また、支持部２２は、図示しない基台上に設置される。なお、支持部２２の形状としては、軸部２３を介して可動部２１を支持することができれば、図示の形状に限定されず、例えば、軸部２３ａ、２３ｂに対応して分割された形状をなしていてもよい。

軸部２３は、長手形状をなす１対の軸部２３ａ、２３ｂで構成されている。そして、軸部２３ａおよび軸部２３ｂは、互いに同一線上に沿って可動部２１を介して対向するように並んで配置されている。これにより、１対の軸部２３ａ、２３ｂは、可動部２１を支持部２２に対して回動可能とするように、可動部２１と支持部２２とを連結している。

なお、軸部２３ａ、２３ｂの形状は、それぞれ、基部２１１を支持部２２に対して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、複数の梁で構成されていてもよいし、また、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、図２および図４に示すように、軸部２３ａと支持部２２との境界部付近には、ピエゾ抵抗素子４１が設けられている。このピエゾ抵抗素子４１には、複数の配線４２が接続されている。ここで、ピエゾ抵抗素子４１は、後述する基層２４に設けられている。また、各配線４２は、後述する絶縁層２７の基層２４とは反対側の面上に設けられ、絶縁層２７に形成されたスルーホール（図示せず）を介してピエゾ抵抗素子４１に電気的に接続されている。

以上説明したような可動部２１、軸部２３および支持部２２を有する基体２は、絶縁層２７、基層２４、第１層２５および第２層２６がこの順で積層された積層構造を有する。そして、基層２４および絶縁層２７は、基部２１１と、軸部２３と、支持部２２の一部と、を含んでいる。第１層２５は、接続層２１２と、支持部２２の一部と、を含んでいる。第２層２６は、光反射層２１３と、支持部２２の一部と、を含んでいる。このような積層構造を有する基体２は、後述するように、公知のエッチング技術および成膜技術を用いて簡単かつ高精度に形成することができる。ここで、光反射層２１３および接続層２１２を成膜により形成することにより、これらの層の厚さ（以下、「厚さ」とは積層方向における厚さ（長さ）を指す）を薄くし、その結果、光反射部２１３１と揺動中心軸ａとの間の距離を短くすることができる。

［駆動部］
駆動部３は、磁石３１およびコイル３２を有し、前述した基体２の可動部２１を電磁駆動方式（より具体的にはムービングマグネット型の電磁駆動方式）により回動駆動させる。電磁駆動方式は、大きな駆動力を発生させることができる。そのため、電磁駆動方式を採用する駆動部３によれば、低駆動電圧化を図りつつ、可動部２１の振れ角を大きくすることができる。

磁石３１は、可動部２１の下面（より具体的には基部２１１の下面）に例えば接着剤を介して固定されている。また、磁石３１は、長手形状をなしており、平面視にて可動部２１の揺動中心軸ａに対して直交する方向に延在するように設けられている。また、磁石３１は、長手方向に磁化しており、長手方向の一方側がＳ極、他方側がＮ極となっている。

このような磁石３１としては、特に限定されず、例えば、ネオジウム磁石、フェライト磁石、サマリウムコバルト磁石、アルニコ磁石、ボンド磁石などの、硬磁性体を着磁したものを好適に用いることができる。

コイル３２は、図示しない基台に設置され、可動部２１と対向するように設けられている。これにより、コイル３２が発生する磁界を磁石３１に効果的に作用させることができる。このコイル３２は、図示しない電源に電気的に接続されており、電源から周期的に変化する電圧（交番電圧、間欠的な直流等）が印加されるようになっている。このような電圧をコイル３２に供給することで、コイル３２からの磁界と、磁石３１からの磁界との相互作用により、図３中の実線矢印で示す方向に傾く状態と破線矢印で示す方向に傾く状態とを交互に繰り返すように、可動部２１を揺動中心軸ａまわりに揺動（回動）させることができる。
以上、光スキャナー１の構成を簡単に説明した。

以上説明したような光スキャナー１では、光反射層２１３の外周部の一部が基部２１１に接続層２１２を介して支持されているため、光反射層２１３および接続層２１２を薄くしても、光反射層２１３の撓みを低減することができる。そのため、光反射層２１３および接続層２１２を薄くして、光反射層２１３の光反射面（光反射部２１３１）を光反射層２１３の揺動中心軸ａに近づけることができる。その結果、優れた光走査特性を有する光スキャナー１を実現することができる。

また、接続層２１２が平面視で軸部２３と重ならない。これにより、接続層２１２が軸部２３に接触する可能性を抑制しつつ、光反射層２１３の反射面を大きくすることができる。

さらに、基部２１１および接続層２１２が平面視で互いに同一形状である。これにより、基部２１１の全面を光反射層２１３に対して接続層２１２を介して接続することができる。そのため、光反射層２１３の撓みを効果的に低減することができる。

また、基部２１１および軸部２３の厚さが互いに等しい。これにより、後述するように基板をエッチングすることにより、基部２１１および軸部２３を一括して形成することができる。

また、図５に示すように、接続層２１２および光反射層２１３のそれぞれの厚さｔ２、ｔ３は、基部２１１および軸部２３のそれぞれの厚さｔ１よりも薄い。これにより、光反射層２１３の反射面を揺動中心軸ａに近づけることができる。また、基部２１１および軸部２３の必要な剛性を確保することができる。

また、光反射層２１３は、ポリシリコンで構成されていることが好ましい。これにより、成膜により、比較的薄い光反射層２１３を簡単かつ高精度に形成することができる。

また、基部２１１および軸部２３は、単結晶シリコンを用いて構成されていることが好ましい。これにより、単結晶シリコン基板をエッチングすることにより、比較的厚い基部２１１および軸部２３を簡単かつ高精度に形成することができる。

また、ピエゾ抵抗素子４１が軸部２３の光反射層２１３とは反対側に配置されている（図２参照）。れにより、光反射層２１３の挙動をピエゾ抵抗素子４１を用いて検出することができる。また、ピエゾ抵抗素子４１の配置が軸部２３の光反射層２１３とは反対側であるため、光反射層２１３および接続層２１２を成膜により形成する場合において、ピエゾ抵抗素子４１の形成が容易となる。

２．光スキャナーの製造方法
以下、光スキャナーの製造方法について、前述した光スキャナー１を製造する場合を例に説明する。

図６は、図１に示す光スキャナーの製造方法の基板準備工程を説明する断面図である。図７は、図１に示す光スキャナーの製造方法の第１膜形成工程および第２膜形成工程を説明する断面図である。図８は、図１に示す光スキャナーの製造方法のピエゾ抵抗素子形成工程を説明する断面図である。図９は、図１に示す光スキャナーの製造方法の基板エッチング工程を説明する断面図である。図１０は、図１に示す光スキャナーの製造方法の光反射層形成工程を説明する断面図である。図１１は、図１に示す光スキャナーの製造方法の接続層形成工程を説明する断面図である。図１２は、図１に示す光スキャナーの製造方法の光反射部形成工程を説明する断面図である。なお、図６〜図１２は、それぞれ、図４中Ｄ−Ｄ´線断面に対応した断面を示している。

図６〜図１２に示す光スキャナー１の製造方法は、［Ａ］基板２４Ａを準備する基板準備工程と、［Ｂ］第１膜２５Ａおよび第２膜２６Ａを形成する膜形成工程（第１膜形成工程および第２膜形成工程）と、［Ｃ］ピエゾ抵抗素子４１を形成するピエゾ抵抗素子形成工程と、［Ｄ］基層２４を形成する基板エッチング工程と、［Ｅ］光反射層２１３を形成する光反射層形成工程と、［Ｆ］接続層２１２を形成する接続層形成工程と、［Ｇ］光反射部２１３１を形成する光反射部形成工程と、を有する。

以下、各工程を順次説明する。
［Ａ］基板準備工程
まず、基層２４を形成するための基板２４Ａを準備する。この基板２４Ａは、例えば、シリコン基板である。また、基板２４Ａの厚さは、特に限定されないが、例えば、１００μｍ以上２００μｍ以下である。

そして、図６に示すように、基板２４Ａの一方の面上に、犠牲層５１を形成する。この犠牲層５１は、第１層２５を反転したパターンでパターニングされている（すなわち、第１層２５を形成しない領域に形成されている）。この犠牲層５１は、例えば、シリコン酸化膜である。この犠牲層５１の形成方法としては、特に限定されず、例えば、熱酸化法（ＬＯＣＯＳ法、ＳＴＩ法を含む）、スパッタリング法、ＣＶＤ法等を用いることができる。また、犠牲層５１を形成するに際しては、例えば、基板２４Ａの両面のそれぞれにシリコン酸化膜を形成し、エッチングにより、一方のシリコン酸化膜をパターニングするとともに、他方のシリコン酸化膜を除去する。

また、犠牲層５１の厚さは、特に限定されないが、例えば、５μｍ以上４０μｍ以下である。

［Ｂ］膜形成工程（第１膜形成工程・第２膜形成工程）
次に、図７に示すように、基板２４Ａの犠牲層５１側の面上に第１層２５を形成して、犠牲層５１および第１層２５からなる第１膜２５Ａを形成した後に、この第１膜２５Ａ上に、第２膜２６Ａを形成する。

第１層２５は、例えば、ポリシリコン、単結晶シリコン等のシリコンで構成されている。このような第１層２５の形成方法としては、特に限定されないが、例えば、基板２４Ａの犠牲層５１側の面上に、ＣＶＤ法を用いてポリシリコン膜を形成する方法、エピタキシャル成長法を用いて単結晶シリコン膜を形成する方法等が挙げられる。また、犠牲層５１の形成に際しては、ポリシリコン膜や単結晶シリコン膜の形成後に、必要に応じて、エッチバックまたはＣＭＰ（chemical mechanical polishing）等による平坦化を行う。また、第１層２５の厚さ（第１膜２５Ａの厚さ）は、特に限定されないが、例えば、５μｍ以上４０μｍ以下である。

第２膜２６Ａは、例えば、ポリシリコン、単結晶シリコン等のシリコンで構成されている。このような第２膜２６Ａの形成方法としては、特に限定されないが、例えば、第１膜２５Ａ上に、ＣＶＤ法を用いてポリシリコン膜を形成する方法、エピタキシャル成長法を用いて単結晶シリコン膜を形成する方法等が挙げられる。また、第２膜２６Ａの形成に際しては、ポリシリコン膜や単結晶シリコン膜の形成後に、必要に応じて、エッチバックまたはＣＭＰ（chemical mechanical polishing）等による平坦化を行う。また、第２膜２６Ａの形成は、前述した第１層２５の形成と連続的に行ってもよい。この場合、光反射層２１３を接続層２１２と一体で形成することができる。また、第２膜２６Ａの厚さは、特に限定されないが、例えば、２０μｍ以上６０μｍ以下である。

［Ｃ］ピエゾ抵抗素子形成工程
次に、図８に示すように、基板２４Ａの第１膜２５Ａおよび第２膜２６Ａとは反対の面側に、ピエゾ抵抗素子４１および配線４２を形成する。また、ピエゾ抵抗素子４１の形成の前または後に、第２膜２６Ａ上に、マスク５２を形成する。また、ピエゾ抵抗素子４１の形成後に絶縁層２７を形成し、さらに、絶縁層２７上に、配線４２を形成した後に、マスク５３を形成する。

ピエゾ抵抗素子４１の形成（ピエゾ抵抗領域の形成）は、例えば、基板２４Ａがシリコン基板である場合、基板２４Ａ上に、リン、ボロン等の不純物をイオン注入することにより行うことができる。

マスク５２は、第２層２６に対応した平面視形状をなしている。また、マスク５２および絶縁層２７は、それぞれ、例えば、シリコン酸化膜である。マスク５２および絶縁層２７の形成方法としては、それぞれ、特に限定されず、例えば、熱酸化法（ＬＯＣＯＳ法、ＳＴＩ法を含む）、スパッタリング法、ＣＶＤ法等を用いることができる。

配線４２は、例えば、アルミニウム等の金属で構成されている。配線４２の形成方法としては、特に限定されず、例えば、スパッタリング法、ＣＶＤ法等を用いることができる。

マスク５３は、基層２４に対応した平面視形状をなしている。また、マスク５３は、例えば、レジスト材料で構成されており、フォトリソグラフィ法を用いて形成される。

［Ｄ］基板形成工程
次に、絶縁層２７およびマスク５３をマスクとして用いて、基板２４Ａをエッチングすることにより、図９に示すように、基層２４を形成する。これにより、基部２１１、軸部２３および支持部２２の少なくとも一部が形成される。かかるエッチングは、特に限定されないが、ドライエッチングを用いることが好ましい。

［Ｅ］光反射層形成工程
次に、マスク５２をマスクとして用いて、第２膜２６Ａをエッチングすることにより、図１０に示すように、第２層２６を形成する。これにより、光反射層２１３が形成される。かかるエッチングは、特に限定されないが、ドライエッチングを用いることが好ましい。

［Ｆ］接続層形成工程
次に、第１膜２５Ａをエッチングすることにより、犠牲層５１を除去して、図１１に示すように、第１層２５を形成する。これにより、接続層２１２が形成される。かかるエッチングは、特に限定されないが、エッチング液としてのフッ酸、緩衝フッ酸等を用いたウェットエッチングを用いることが好ましい。
また、第１膜２５Ａのエッチングの前または後に、マスク５２、５３を除去する。

［Ｇ］光反射部形成工程
次に、図１２に示すように、光反射部２１３１を形成する。光反射部２１３１の形成方法としては、例えば、スパッタリング法、ＣＶＤ法等を用いることができる。

以上のようにして基体２を形成することができる。このような基体２の形成後、基部２１１に磁石３１を接着剤により張り付けた後、基体２および磁石３１からなる構造体とコイル３２とを、図示しない基台に取り付けて、光スキャナー１を得る。

以上説明したような光スキャナー１の製造方法によれば、前述したような優れた光走査特性を有する光スキャナー１を比較的簡単かつ高精度に形成することができる。

３．画像表示装置
図１３は、画像表示装置の実施形態を模式的に示す図である。なお、以下では、説明の便宜上、スクリーンＳＣ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。

画像表示装置９は、レーザーなどの光を照出する光源装置９１と、クロスダイクロイックプリズム９２と、１対の光スキャナー９３、９４（例えば、光スキャナー１と同様の構成の光スキャナー）と、固定ミラー９５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。

クロスダイクロイックプリズム９２は、４つの直角プリズムを貼り合わせて構成され、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、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、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照出された光をクロスダイクロイックプリズム９２で合成し、この合成された光が、光スキャナー９３、９４によって走査され、さらに固定ミラー９５によって反射され、スクリーンＳＣ上でカラー画像を形成するように構成されている。

ここで、光スキャナー９３、９４の光走査について具体的に説明する。
まず、クロスダイクロイックプリズム９２で合成された光は、光スキャナー９３によって横方向に走査される（主走査）。そして、この横方向に走査された光は、光スキャナー９４によってさらに縦方向に走査される（副走査）。これにより、２次元カラー画像をスクリーンＳＣ上に形成することができる。このような光スキャナー９３、９４を用いることで、極めて優れた描画特性を発揮することができる。

ただし、画像表示装置９としては、光スキャナーにより光を走査し、対象物に画像を形成するように構成されていれば、これに限定されず、例えば、固定ミラー９５を省略してもよい。

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、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、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、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、光スキャナー、光スキャナーの製造方法、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、光スキャナー、光スキャナーの製造方法、画像表示装置およびヘッドマウントディスプレイはこれに限定されるものではない。例えば、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、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適用できる。また、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、光反射層を１つの軸まわりに揺動させる構成の光スキャナーを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、光反射層を互いに交差（直交）する２つの軸まわりに揺動させる構成の光スキャナーにも適用することができる。

１…光スキャナー、２…基体、３…駆動部、９…画像表示装置、２１…可動部、２２…支持部、２３…軸部、２３ａ…軸部、２３ｂ…軸部、２４…基層、２４Ａ…基板、２５…第１層、２５Ａ…第１膜、２６…第２層、２６Ａ…第２膜、２７…絶縁層、３１…磁石、３２…コイル、４１…ピエゾ抵抗素子、４２…配線、５１…犠牲層、５２…マスク、５３…マスク、９１…光源装置、９２…クロスダイクロイックプリズム、９３…光スキャナー、９４…光スキャナー、９５…固定ミラー、１００…携帯用画像表示装置、１１０…ケーシング、１２０…ディスプレイ、１３０…キーパット、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、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、２１１…基部、２１２…接続層、２１３…光反射層、２１４（２１４ａ、２１４ｂ）…欠損部、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、９１１…赤色光源装置、９１２…青色光源装置、９１３…緑色光源装置、２１３１…光反射部、ａ…揺動中心軸、ＳＣ…スクリーン、ｔ１…厚さ、ｔ２…厚さ

Claims (11)

1. 基部と、
   前記基部を揺動軸まわ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、
   前記基部の平面視で前記基部および前記軸部と重なって配置されている光反射層と、
   前記基部と前記光反射層との間に設けられている接続層と、を備え、
   前記光反射層の外周部の一部は、前記基部と前記接続層とで支持されていることを特徴とする光スキャナー。
2. 前記接続層は、前記平面視で前記軸部と重ならない請求項１に記載の光スキャナー。
3. 前記基部および前記接続層は、前記平面視で互いに同一形状である請求項１または２に記載の光スキャナー。
4. 前記基部および前記軸部の厚さが互いに等しい請求項１ないし３のいずれか１項に記載の光スキャナー。
5. 前記接続層および前記光反射層のそれぞれの厚さは、前記基部および前記軸部のそれぞれの厚さよりも薄い請求項１ないし４のいずれか１項に記載の光スキャナー。
6. 前記光反射層は、ポリシリコンで構成されている請求項１ないし５のいずれか１項に記載の光スキャナー。
7. 前記基部および前記軸部は、単結晶シリコンを用いて構成されている請求項１ないし６のいずれか１項に記載の光スキャナー。
8. 前記軸部の前記光反射層とは反対側の面に配置されているピエゾ抵抗素子を備える請求項１ないし７のいずれか１項に記載の光スキャナー。
9. 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を製造する方法であって、
   基板上に第１膜を形成する工程と、
   前記第１膜上に第２膜を形成する工程と、
   前記基板をエッチングすることにより、前記基部、前記軸部および前記支持部の少なくとも一部を形成する工程と、
   前記第２膜をエッチングすることにより、前記光反射層を形成する工程と、
   前記第１膜をエッチングすることにより、前記接続層を形成する工程と、を有することを特徴とする光スキャナーの製造方法。
10. 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８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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