JP6579241B2 - Optical scanner and head mounted display - Google Patents

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JP6579241B2 JP2018154483A JP2018154483A JP6579241B2 JP 6579241 B2 JP6579241 B2 JP 6579241B2 JP 2018154483 A JP2018154483 A JP 2018154483A JP 2018154483 A JP2018154483 A JP 2018154483A JP 6579241 B2 JP6579241 B2 JP 6579241B2
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長子 兒嶋
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Description

本発明は、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に関するものである。   The present invention relates to an optical scanner, an image display device, a head mounted display, and a head up display.

レーザープリンターや画像表示装置等には光走査により描画を行うための光スキャナーが用いられている。そして、直交する2方向にねじり棒ばねを備える光スキャナーが、特許文献1に開示されている。これによると、光スキャナーは可動板が一対の第1ねじり棒ばねにより揺動可能に支持されている。第1ねじり棒ばねの他端は枠状の変位部に接続されている。さらに、変位部は第2ねじり棒ばねにより揺動可能に支持されている。第2ねじり棒ばねの他端は枠状の支持部に接続されている。第1ねじり棒ばねが延在する方向を第1方向とし、第2ねじり棒ばねが延在する方向を第2方向とする。第1方向と第2方向とは直交している。これにより、可動板は直交する2方向を回転軸にして揺動することができる。   Optical scanners for performing drawing by optical scanning are used in laser printers, image display devices, and the like. An optical scanner including a torsion bar spring in two orthogonal directions is disclosed in Patent Document 1. According to this, in the optical scanner, the movable plate is supported so as to be swingable by the pair of first torsion bar springs. The other end of the first torsion bar spring is connected to a frame-shaped displacement portion. Further, the displacement portion is supported by the second torsion bar spring so as to be swingable. The other end of the second torsion bar spring is connected to a frame-shaped support portion. The direction in which the first torsion bar spring extends is defined as a first direction, and the direction in which the second torsion bar spring extends is defined as a second direction. The first direction and the second direction are orthogonal to each other. As a result, the movable plate can swing around two orthogonal directions as the rotation axis.

変位部には永久磁石が設けられている。永久磁石は第1方向に対して45°傾けて設置されている。永久磁石と対向する場所には永久磁石と離れた場所に電磁石が設置されている。電磁石には鋸波状の約60Hzの垂直走査駆動信号と正弦波状の約25KHzの水平走査駆動信号とが合成された駆動信号が入力される。このとき、可動板は変位部に対して水平走査駆動信号に対応して作動する。変位部は支持部に対して垂直走査駆動信号に対応して作動する。   A permanent magnet is provided in the displacement portion. The permanent magnet is installed at an angle of 45 ° with respect to the first direction. An electromagnet is installed at a location away from the permanent magnet at a location facing the permanent magnet. The electromagnet receives a drive signal obtained by synthesizing a sawtooth-shaped vertical scanning drive signal of about 60 Hz and a sinusoidal horizontal scanning drive signal of about 25 KHz. At this time, the movable plate operates in response to the horizontal scanning drive signal with respect to the displacement portion. The displacement part operates in response to the vertical scanning drive signal with respect to the support part.

1方向にねじり棒ばねを備える光スキャナーが、特許文献2に開示されている。これによると、光スキャナーは第1可動板が一対のねじり棒ばねにより揺動可能に支持されている。一方のねじり棒ばね部は支持体に固定されている。他方のねじり棒ばね部は第2可動板に接続されている。第2可動板にはコイルが設置され、コイルに磁場が作用して第2可動板が揺動される。そして、第2可動板の揺動により第1可動板が揺動する。第2可動板にはダンパー構造が設置されている。ダンパー構造により光スキャナーはQ値が低減されている。   An optical scanner including a torsion bar spring in one direction is disclosed in Patent Document 2. According to this, in the optical scanner, the first movable plate is swingably supported by the pair of torsion bar springs. One torsion bar spring is fixed to the support. The other torsion bar spring portion is connected to the second movable plate. A coil is installed on the second movable plate, and a magnetic field acts on the coil to swing the second movable plate. Then, the first movable plate swings due to the swing of the second movable plate. A damper structure is installed on the second movable plate. The Q value of the optical scanner is reduced by the damper structure.

特開2008−216921号公報JP 2008-216921 A 特開2005−250077号公報JP 2005-250077 A

携帯可能な装置に光スキャナーを用いるためには光スキャナーを小型にする要望がある。特許文献1の光スキャナーを小型にするとき、変位部も小型にする必要がある。このとき、垂直走査駆動信号だけに対応して作動する予定の変位部が水平走査駆動信号に対応して作動し易くなる。その結果、可動板は垂直走査に不要な振動成分が加わった動作となる。そこで、光スキャナーを小型にしても可動板の垂直走査に水平走査が影響し難いように振動性能を向上させた光スキャナーが望まれていた。   In order to use an optical scanner in a portable device, there is a demand for downsizing the optical scanner. When the optical scanner of Patent Document 1 is miniaturized, the displacement portion needs to be miniaturized. At this time, the displacement portion that is scheduled to operate only in response to the vertical scanning drive signal is easily operated in response to the horizontal scanning drive signal. As a result, the movable plate operates with an unnecessary vibration component added to the vertical scanning. Therefore, there has been a demand for an optical scanner having improved vibration performance so that the horizontal scanning hardly affects the vertical scanning of the movable plate even if the optical scanner is small.

本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and can be realized as the following forms or application examples.

[適用例1]
本適用例にかかる光スキャナーであって、光を反射する光反射部を備える可動板と、前記可動板を第1の軸まわりに揺動可能に支持する第1ねじり棒ばね部と、前記第1ねじり棒ばね部に接続された変位部と、前記変位部を前記第1の軸と交差する第2の軸まわりに揺動可能に支持する第2ねじり棒ばね部と、一方の磁極と他方の磁極とを結ぶ線分が前記第1の軸及び前記第2の軸に対して傾斜するように前記変位部に設けられた永久磁石と、前記変位部と隔てて設けられ、前記永久磁石に作用する磁界を発生するコイルと、を備え、前記変位部は、前記可動板を囲む枠部、前記枠部より厚みが薄く前記枠部から前記第2ねじり棒ばね部が延在する方向と交差する向きに延在するダンパー部、を備えることを特徴とする。
[Application Example 1]
An optical scanner according to this application example, comprising: a movable plate provided with a light reflecting portion that reflects light; a first torsion bar spring portion that supports the movable plate so as to be swingable about a first axis; A displacement part connected to one torsion bar spring part; a second torsion bar spring part supporting the displacement part so as to be swingable about a second axis intersecting the first axis; one magnetic pole and the other A permanent magnet provided at the displacement portion so that a line segment connecting the magnetic poles of the first and second axes is inclined with respect to the first axis and the second axis, and provided at a distance from the displacement portion. A coil that generates an acting magnetic field, and the displacement portion intersects with a frame portion that surrounds the movable plate, a thickness that is thinner than the frame portion, and the second torsion bar spring portion extends from the frame portion. And a damper portion extending in a direction to perform.

本適用例によれば、第1ねじり棒ばね部の一端が可動板を支持し、第1ねじり棒ばね部の他端は変位部に連結されている。そして、変位部は第2ねじり棒ばね部に支持されている。第1ねじり棒ばね部が延在する方向と第2ねじり棒ばね部が延在する方向とは交差している。可動板は第1ねじり棒ばね部の軸まわりである第1の軸まわりに揺動し、変位部は第2ねじり棒ばね部の軸まわりである第2の軸まわりに揺動する。従って、光反射部は交差する2方向の軸まわりに揺動する。   According to this application example, one end of the first torsion bar spring portion supports the movable plate, and the other end of the first torsion bar spring portion is coupled to the displacement portion. The displacement portion is supported by the second torsion bar spring portion. The direction in which the first torsion bar spring portion extends intersects the direction in which the second torsion bar spring portion extends. The movable plate swings around a first axis that is around the axis of the first torsion bar spring part, and the displacement part swings around a second axis that is around the axis of the second torsion bar spring part. Accordingly, the light reflecting portion swings around two intersecting axes.

変位部には永久磁石が固定されている。そして、永久磁石に磁界を作用させて変位部を駆動するコイルが設置されている。コイルに通電して変位部を駆動することにより、光スキャナーは光反射部を交差する2方向の軸まわりに揺動させることができる。変位部は枠部及びダンパー部を備えている。枠部は第1ねじり棒ばね部と第2ねじり棒ばね部との相対位置を維持する。ダンパー部は枠部から第2ねじり棒ばね部が延在する方向と交差する向きに延在する。変位部が第2の軸まわりに揺動するとき、ダンパー部は周囲に気流を発生させてダンパーとして機能する。これにより、変位部を周波数の高い駆動に対して反応し難くすることができる。従って、光反射部が第2ねじり棒ばね部の軸まわりに揺動するとき周波数の高い駆動に対して反応し難くすることができる。その結果、光反射部の振動性能を向上させることができる。   A permanent magnet is fixed to the displacement portion. And the coil which drives a displacement part by making a magnetic field act on a permanent magnet is installed. By energizing the coil and driving the displacement portion, the optical scanner can be swung around the two-direction axes intersecting the light reflecting portion. The displacement part includes a frame part and a damper part. The frame portion maintains a relative position between the first torsion bar spring portion and the second torsion bar spring portion. The damper portion extends from the frame portion in a direction intersecting with the direction in which the second torsion bar spring portion extends. When the displacement portion swings around the second axis, the damper portion generates an air flow around and functions as a damper. Thereby, it is possible to make it difficult for the displacement portion to react to driving with a high frequency. Accordingly, when the light reflecting portion swings around the axis of the second torsion bar spring portion, it is possible to make it difficult to react to a drive with a high frequency. As a result, the vibration performance of the light reflecting portion can be improved.

[適用例2]
上記適用例にかかる光スキャナーにおいて、前記ダンパー部は前記第2ねじり棒ばね部に近い場所の厚みより離れた場所の厚みが厚いことを特徴とする。
[Application Example 2]
In the optical scanner according to the application example described above, the thickness of the damper portion is larger than the thickness of the location close to the second torsion bar spring portion.

本適用例によれば、ダンパー部は第2ねじり棒ばね部に近い場所より離れた場所の厚みが厚くなっている。従って、変位部はダンパー部の第2ねじり棒ばね部と離れた場所の厚みが薄いときに比べて慣性モーメントを大きくすることができる。これにより、変位部を周波数の高い駆動に対して反応し難くすることができる。従って、光反射部が第2の軸まわりに揺動するとき周波数の高い駆動に対して反応し難くすることができる。その結果、光反射部の振動性能を向上させることができる。   According to this application example, the damper portion is thicker at a location away from a location near the second torsion bar spring portion. Therefore, the displacement portion can increase the moment of inertia as compared with the case where the thickness of the location apart from the second torsion bar spring portion of the damper portion is thin. Thereby, it is possible to make it difficult for the displacement portion to react to driving with a high frequency. Therefore, when the light reflecting portion swings around the second axis, it is possible to make it difficult to respond to high frequency driving. As a result, the vibration performance of the light reflecting portion can be improved.

[適用例3]
上記適用例にかかる光スキャナーにおいて、前記変位部は前記枠部より厚みが薄く前記枠部から前記第2ねじり棒ばね部が延在する方向に延びる薄板構造部を備え、前記第2ねじり棒ばね部と前記薄板構造部との接続部は円弧状になっていることを特徴とする。
[Application Example 3]
In the optical scanner according to the application example, the displacement portion includes a thin plate structure portion that is thinner than the frame portion and extends in a direction in which the second torsion bar spring portion extends from the frame portion, and the second torsion bar spring. The connecting portion between the portion and the thin plate structure portion is arcuate.

本適用例によれば、変位部は枠部に続く薄板構造部を備えている。薄板構造部は枠部より厚みが薄いので枠部より変形しやすくなっている。そして、第2ねじり棒ばね部は薄板構造部に接続されている。従って、第2ねじり棒ばね部が枠部に接続されるときより第2ねじり棒ばね部がねじれるときに変位部及び第2ねじり棒ばね部は応力集中を生じ難くすることができる。さらに、第2ねじり棒ばね部と薄板構造部との接続部は円弧状になっている。従って、第2ねじり棒ばね部がねじれるときに変位部は接続部に応力集中を生じ難くすることができる。   According to this application example, the displacement portion includes the thin plate structure portion following the frame portion. Since the thin plate structure portion is thinner than the frame portion, it is more easily deformed than the frame portion. The second torsion bar spring portion is connected to the thin plate structure portion. Therefore, when the second torsion bar spring part is twisted than when the second torsion bar spring part is connected to the frame part, the displacement part and the second torsion bar spring part are less likely to cause stress concentration. Further, the connecting portion between the second torsion bar spring portion and the thin plate structure portion has an arc shape. Therefore, when the second torsion bar spring portion is twisted, the displacement portion can hardly cause stress concentration in the connection portion.

[適用例4]
上記適用例にかかる光スキャナーにおいて、前記光反射部は反射板と前記反射板を支持する支柱部とを備え、前記反射板は前記変位部と前記反射板の厚み方向に間隔を空けて設置され、前記反射板の厚み方向から見た平面視において前記反射板の一部は前記変位部と重なることを特徴とする。
[Application Example 4]
In the optical scanner according to the application example described above, the light reflecting portion includes a reflecting plate and a support column portion that supports the reflecting plate, and the reflecting plate is installed with a gap in the thickness direction of the displacement portion and the reflecting plate. A part of the reflection plate overlaps the displacement portion in a plan view as viewed from the thickness direction of the reflection plate.

本適用例によれば、反射板と変位部とは間隔を空けて設置されている。そして、反射板の厚み方向から見た平面視において反射板は変位部と重なっている。この構成は、反射板と変位部とが同一平面上に位置するときに比べて変位部を短くすることができる。変位部が短い方が長いときに比べて高い周波数の駆動に対して応答性を良くすることができる。従って、光スキャナーは高い周波数の駆動に対して応答性を良くすることができる。   According to this application example, the reflecting plate and the displacement portion are installed with a space therebetween. And the reflective plate has overlapped with the displacement part in planar view seen from the thickness direction of the reflective plate. With this configuration, the displacement portion can be shortened compared to when the reflector and the displacement portion are located on the same plane. The shorter the displacement portion, the better the responsiveness with respect to high frequency driving compared to when the displacement portion is long. Therefore, the optical scanner can improve the responsiveness to high frequency driving.

[適用例5]
上記適用例にかかる光スキャナーにおいて、前記ダンパー部の前記厚みが厚い場所は前記変位部に対して前記永久磁石が設置された側と反対側に突出することを特徴とする。
[Application Example 5]
In the optical scanner according to the application example, the thick portion of the damper portion protrudes on a side opposite to the side where the permanent magnet is installed with respect to the displacement portion.

本適用例によれば、変位部に対して永久磁石が設置された側とダンパー部の厚みが厚い場所が突出する側とは反対側になっている。これにより、変位部の重心を第2ねじり棒ばね部の軸に近づけることができる。従って、第2ねじり棒ばね部にかかるねじり応力と曲げ応力による複合応力を小さくすることができ、梁の破壊に対する信頼性を高めることができる。   According to this application example, the side where the permanent magnet is installed with respect to the displacement part and the side where the thicker part of the damper part protrudes are on the opposite side. Thereby, the gravity center of a displacement part can be closely approached to the axis | shaft of a 2nd torsion bar spring part. Therefore, the combined stress due to the torsional stress and the bending stress applied to the second torsion bar spring portion can be reduced, and the reliability against the fracture of the beam can be enhanced.

[適用例6]
本適用例にかかる画像表示装置であって、光を射出する光源と、光スキャナーと、を備え、前記光スキャナーは、光を反射する光反射部を備える可動板と、前記可動板を第1の軸まわりに揺動可能に支持する第1ねじり棒ばね部と、前記第1ねじり棒ばね部に接続された変位部と、前記変位部を前記第1の軸と交差する第2の軸まわりに揺動可能に支持する第2ねじり棒ばね部と、一方の磁極と他方の磁極とを結ぶ線分が前記第1の軸及び前記第2の軸に対して傾斜するように前記変位部に設けられた永久磁石と、前記変位部と隔てて設けられ、前記永久磁石に作用する磁界を発生するコイルと、を備え、前記変位部は、前記可動板を囲む枠部、前記枠部より厚みが薄く前記枠部から前記第2ねじり棒ばね部が延在する方向と交差する向きに延在するダンパー部、を備えることを特徴とする。
[Application Example 6]
An image display device according to this application example, comprising: a light source that emits light; and an optical scanner, wherein the optical scanner includes a movable plate that includes a light reflecting portion that reflects light; A first torsion bar spring portion that is swingably supported around the axis of the first torsion bar, a displacement portion connected to the first torsion bar spring portion, and a second axis around the first axis. And the second torsion bar spring portion supported in a swingable manner, and a line segment connecting one magnetic pole and the other magnetic pole is inclined with respect to the first axis and the second axis. A permanent magnet provided, and a coil that is provided at a distance from the displacement portion and generates a magnetic field that acts on the permanent magnet. The displacement portion has a frame portion that surrounds the movable plate, and is thicker than the frame portion. In a direction intersecting with the direction in which the second torsion bar spring portion extends from the frame portion. Damper unit for standing, characterized in that it comprises a.

本適用例によれば、光源から射出された光を光反射部が反射する。光反射部は交差する2方向の軸まわりに揺動するので、画像表示装置は光の進行方向を変えて画像を表示することができる。そして、変位部が第2の軸まわりに揺動するとき、ダンパー部は周囲の気体を流動させてダンパーとして機能する。これにより、変位部を周波数の高い駆動に対して反応し難くすることができる。従って、光反射部が第2の軸まわりに揺動するとき周波数の高い駆動に対して反応し難くすることができる。その結果、画像表示装置は光反射部の振動性能を向上させることができる。   According to this application example, the light reflecting portion reflects the light emitted from the light source. Since the light reflecting portion swings around two intersecting axes, the image display device can display an image by changing the traveling direction of the light. When the displacement portion swings around the second axis, the damper portion functions as a damper by causing the surrounding gas to flow. Thereby, it is possible to make it difficult for the displacement portion to react to driving with a high frequency. Therefore, when the light reflecting portion swings around the second axis, it is possible to make it difficult to respond to high frequency driving. As a result, the image display apparatus can improve the vibration performance of the light reflecting portion.

[適用例7]
本適用例にかかるヘッドマウントディスプレイは、観察者の頭部に装着されるフレームと、光を射出する光源と、前記フレームに設けられた光スキャナーとを備えたヘッドマウントディスプレイであって、前記光スキャナーは、光を反射する光反射部を備える可動板と、前記可動板を第1の軸まわりに揺動可能に支持する第1ねじり棒ばね部と、前記第1ねじり棒ばね部に接続された変位部と、前記変位部を前記第1の軸と交差する第2の軸まわりに揺動可能に支持する第2ねじり棒ばね部と、一方の磁極と他方の磁極とを結ぶ線分が前記第1の軸及び前記第2の軸に対して傾斜するように前記変位部に設けられた永久磁石と、前記変位部と隔てて設けられ、前記永久磁石に作用する磁界を発生するコイルと、を備え、前記変位部は、前記可動板を囲む枠部、前記枠部より厚みが薄く前記枠部から前記第2ねじり棒ばね部が延在する方向と交差する向きに延在するダンパー部、を備えることを特徴とする。
[Application Example 7]
A head-mounted display according to this application example is a head-mounted display including a frame attached to an observer's head, a light source that emits light, and an optical scanner provided in the frame. The scanner is connected to a movable plate having a light reflecting portion that reflects light, a first torsion bar spring portion that supports the movable plate so as to be swingable about a first axis, and the first torsion bar spring portion. A line segment connecting the displacement portion, the second torsion bar spring portion supporting the displacement portion so as to be swingable around a second axis intersecting the first axis, and one magnetic pole and the other magnetic pole is A permanent magnet provided in the displacement part so as to be inclined with respect to the first axis and the second axis; a coil provided apart from the displacement part and generating a magnetic field acting on the permanent magnet; The displacement portion is Frame portion surrounding the plate, characterized in that it comprises a damper unit, which extends in a direction from said the frame portion small thickness second torsion bar spring portion intersects the extending direction from the frame portion.

本適用例によれば、観察者はフレームを用いてヘッドマウントディスプレイを頭部に装着することができる。ヘッドマウントディスプレイでは光源が光を光スキャナーに射出する。光スキャナーでは光源から射出された光を光反射部が反射する。光反射部は交差する2方向の軸まわりに揺動するので、光スキャナーは光の進行方向を変えて画像を表示することができる。そして、変位部が第2の軸まわりに揺動するとき、ダンパー部は周囲の気体を流動させてダンパーとして機能する。これにより、変位部を周波数の高い駆動に対して反応し難くすることができる。従って、光反射部が第2の軸まわりに揺動するとき周波数の高い駆動に対して反応し難くすることができる。その結果、ヘッドマウントディスプレイは振動性能の良い光スキャナーを備えた装置とすることができる。   According to this application example, the observer can attach the head mounted display to the head using the frame. In a head mounted display, a light source emits light to an optical scanner. In the optical scanner, the light reflecting portion reflects the light emitted from the light source. Since the light reflecting portion swings around two intersecting axes, the light scanner can display an image by changing the traveling direction of the light. When the displacement portion swings around the second axis, the damper portion functions as a damper by causing the surrounding gas to flow. Thereby, it is possible to make it difficult for the displacement portion to react to driving with a high frequency. Therefore, when the light reflecting portion swings around the second axis, it is possible to make it difficult to respond to high frequency driving. As a result, the head mounted display can be an apparatus equipped with an optical scanner with good vibration performance.

[適用例8]
本適用例にかかるヘッドアップディスプレイは、自動車のフロントガラスに光を照射するヘッドアップディスプレイであって、光を射出する光源と、光スキャナーと、を備え、前記光スキャナーは、光を反射する光反射部を備える可動板と、前記可動板を第1の軸まわりに揺動可能に支持する第1ねじり棒ばね部と、前記第1ねじり棒ばね部に接続された変位部と、前記変位部を前記第1の軸と交差する第2の軸まわりに揺動可能に支持する第2ねじり棒ばね部と、一方の磁極と他方の磁極とを結ぶ線分が前記第1の軸及び前記第2の軸に対して傾斜するように前記変位部に設けられた永久磁石と、前記変位部と隔てて設けられ、前記永久磁石に作用する磁界を発生するコイルと、を備え、前記変位部は、前記可動板を囲む枠部、前記枠部より厚みが薄く前記枠部から前記第2ねじり棒ばね部が延在する方向と交差する向きに延在するダンパー部、を備えることを特徴とする。
[Application Example 8]
A head-up display according to this application example is a head-up display that irradiates light on a windshield of an automobile, and includes a light source that emits light and an optical scanner, and the optical scanner reflects light that reflects light. A movable plate provided with a reflecting portion; a first torsion bar spring portion that supports the movable plate so as to be swingable about a first axis; a displacement portion connected to the first torsion bar spring portion; and the displacement portion The second torsion bar spring portion that supports the first torsion bar spring portion so as to be swingable around a second axis that intersects the first axis, and a line segment that connects one magnetic pole and the other magnetic pole is the first axis and the first A permanent magnet provided in the displacement portion so as to be inclined with respect to the axis of 2 and a coil provided apart from the displacement portion and generating a magnetic field acting on the permanent magnet, the displacement portion comprising: The frame surrounding the movable plate, the frame Damper portion extending in a direction from said small thickness the frame portion second torsion bar spring portion intersects the direction of extension, characterized in that it comprises a.

本適用例によれば、ヘッドアップディスプレイでは光源が射出する光を光スキャナーが自動車のフロントガラスに照射する。光スキャナーでは光源から射出された光を光反射部が反射する。光反射部は交差する2方向の軸まわりに揺動するので、ヘッドアップディスプレイは光の進行方向を変えて画像を表示することができる。そして、変位部が第2の軸まわりに揺動するとき、ダンパー部は周囲の気体を流動させてダンパーとして機能する。
これにより、変位部を周波数の高い駆動に対して反応し難くすることができる。従って、光反射部が第2の軸まわりに揺動するとき周波数の高い駆動に対して反応し難くすることができる。その結果、ヘッドアップディスプレイは振動性能の良い光スキャナーを備えた装置とすることができる。
According to this application example, in the head-up display, the light scanner emits light emitted from the light source to the windshield of the automobile. In the optical scanner, the light reflecting portion reflects the light emitted from the light source. Since the light reflecting portion swings around two intersecting axes, the head-up display can display an image by changing the traveling direction of the light. When the displacement portion swings around the second axis, the damper portion functions as a damper by causing the surrounding gas to flow.
Thereby, it is possible to make it difficult for the displacement portion to react to driving with a high frequency. Therefore, when the light reflecting portion swings around the second axis, it is possible to make it difficult to respond to high frequency driving. As a result, the head-up display can be an apparatus provided with an optical scanner with good vibration performance.

第1の実施形態にかかわる画像表示装置の構成を示す概略斜視図。1 is a schematic perspective view illustrating a configuration of an image display apparatus according to a first embodiment. (a)は、光スキャナーの構造を示す模式上面図、(b)は、光スキャナーの構造を示す模式平断面図。(A) is a schematic top view which shows the structure of an optical scanner, (b) is a schematic plane sectional view which shows the structure of an optical scanner. (a)及び(b)は、光スキャナーの構造を示す模式側断面図。(A) And (b) is a schematic sectional side view which shows the structure of an optical scanner. (a)は、電圧印加手段の構成を示す電気ブロック図、(b)は、第1電圧波形を説明するための図、(c)は、第2電圧波形を説明するための図。(A) is an electrical block diagram showing the configuration of the voltage applying means, (b) is a diagram for explaining the first voltage waveform, (c) is a diagram for explaining the second voltage waveform. 変位部の動作を説明するための模式図。The schematic diagram for demonstrating operation | movement of a displacement part. 光スキャナーの製造方法を説明するための模式図。FIG. 4 is a schematic diagram for explaining a method for manufacturing an optical scanner. 光スキャナーの製造方法を説明するための模式図。FIG. 4 is a schematic diagram for explaining a method for manufacturing an optical scanner. 第2の実施形態にかかわり、(a)は、光スキャナーの構造を示す模式平面図、(b)は、構造を示す模式側断面図。In connection with the second embodiment, (a) is a schematic plan view showing a structure of an optical scanner, and (b) is a schematic side sectional view showing the structure. 第3の実施形態にかかわり、(a)は、光スキャナーの構造を示す模式平面図、(b)は、構造を示す模式側断面図。In connection with the third embodiment, (a) is a schematic plan view showing the structure of an optical scanner, and (b) is a schematic side sectional view showing the structure. 第4の実施形態にかかわり、(a)は、光スキャナーの構造を示す模式平面図、(b)は、構造を示す模式側断面図。In connection with the fourth embodiment, (a) is a schematic plan view showing a structure of an optical scanner, and (b) is a schematic side sectional view showing the structure. 第5の実施形態にかかわるヘッドアップディスプレイを示す概略斜視図。The schematic perspective view which shows the head-up display concerning 5th Embodiment. 第6の実施形態にかかわるヘッドマウントディスプレイを示す概略斜視図。The schematic perspective view which shows the head mounted display concerning 6th Embodiment.

本実施形態では、画像表示装置、光スキャナー、ヘッドアップディスプレイ、ヘッドマウントディスプレイ及び光スキャナーの製造方法の特徴的な例について、添付図面を参照しつつ説明する。尚、各図面における各部材は、各図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各部材毎に縮尺を異ならせて図示している。
(第1の実施形態)
<画像表示装置>
画像表示装置の構成について、図1を参照して説明する。図1は、画像表示装置の構成を示す概略斜視図である。図1に示す画像表示装置1は、スクリーンや壁面等のスクリーン2に光としての描画用レーザー光3を2次元的に走査することにより画像を表示する装置である。画像表示装置1は、描画用レーザー光3を射出する描画用光源ユニット4と、描画用レーザー光3を走査する光スキャナー5と、光スキャナー5で走査した描画用レーザー光3を反射させるミラー6と、描画用光源ユニット4及び光スキャナー5の作動を制御する制御部7とを有している。尚、ミラー6は、必要に応じて設ければよく、省略してもよい。
In the present embodiment, characteristic examples of an image display device, an optical scanner, a head-up display, a head-mounted display, and an optical scanner manufacturing method will be described with reference to the accompanying drawings. In addition, each member in each drawing is illustrated with a different scale for each member in order to make the size recognizable on each drawing.
(First embodiment)
<Image display device>
The configuration of the image display device will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic perspective view showing the configuration of the image display apparatus. An image display apparatus 1 shown in FIG. 1 is an apparatus that displays an image by two-dimensionally scanning a drawing laser beam 3 as light on a screen 2 such as a screen or a wall surface. The image display device 1 includes a drawing light source unit 4 that emits a drawing laser beam 3, an optical scanner 5 that scans the drawing laser beam 3, and a mirror 6 that reflects the drawing laser beam 3 scanned by the optical scanner 5. And a control unit 7 for controlling the operation of the drawing light source unit 4 and the optical scanner 5. The mirror 6 may be provided as necessary and may be omitted.

描画用光源ユニット4は、赤色、緑色、青色の各色の光源としてのレーザー光源8r、8g、8bと、レーザー光源8r、8g、8bに対応して設けられたコリメーターレンズ9r、9g、9b及びダイクロイックミラー10r、10g、10bと、を備えている。   The drawing light source unit 4 includes laser light sources 8r, 8g, and 8b as light sources of red, green, and blue, and collimator lenses 9r, 9g, and 9b provided in correspondence with the laser light sources 8r, 8g, and 8b, and Dichroic mirrors 10r, 10g, and 10b.

レーザー光源8r、8g、8bは、それぞれ、光源を駆動する図示しない駆動回路を有している。そして、レーザー光源8rは、赤色のレーザー光3rを射出し、レーザー光源8gは、緑色のレーザー光3gを射出し、レーザー光源8bは、青色のレーザー光3bを射出する。レーザー光3r、3g、3bは、それぞれ、制御部7から送信される駆動信号に対応して射出され、コリメーターレンズ9r、9g、9bによって平行光または略平行光にされる。レーザー光源8r、8g、8bとしては、例えば、端面発光半導体レーザー、面発光半導体レーザー等の半導体レーザーを用いることができる。半導体レーザーを用いることにより、レーザー光源8r、8g、8bの小型化を図ることができる。   Each of the laser light sources 8r, 8g, and 8b has a drive circuit (not shown) that drives the light source. The laser light source 8r emits red laser light 3r, the laser light source 8g emits green laser light 3g, and the laser light source 8b emits blue laser light 3b. The laser beams 3r, 3g, and 3b are emitted in response to the drive signals transmitted from the control unit 7, and are converted into parallel light or substantially parallel light by the collimator lenses 9r, 9g, and 9b. As the laser light sources 8r, 8g, and 8b, for example, semiconductor lasers such as edge emitting semiconductor lasers and surface emitting semiconductor lasers can be used. By using a semiconductor laser, the laser light sources 8r, 8g, and 8b can be downsized.

このようなレーザー光源8r、8g、8bの配置に倣って、ダイクロイックミラー10r、ダイクロイックミラー10g、ダイクロイックミラー10bが配置されている。ダイクロイックミラー10rは、レーザー光3rを反射する特性を有している。ダイクロイックミラー10gは、レーザー光3gを反射するとともに、レーザー光3rを透過する特性を有している。ダイクロイックミラー10bは、レーザー光3bを反射するとともに、レーザー光3r、3gを透過する特性を有している。これらダイクロイックミラー10r、10g、10bによって、各色のレーザー光3r、3g、3bが合成されて描画用レーザー光3となる。   A dichroic mirror 10r, a dichroic mirror 10g, and a dichroic mirror 10b are arranged following the arrangement of the laser light sources 8r, 8g, and 8b. The dichroic mirror 10r has a characteristic of reflecting the laser beam 3r. The dichroic mirror 10g has characteristics of reflecting the laser beam 3g and transmitting the laser beam 3r. The dichroic mirror 10b has a characteristic of reflecting the laser beam 3b and transmitting the laser beams 3r and 3g. By these dichroic mirrors 10r, 10g, and 10b, the laser beams 3r, 3g, and 3b of the respective colors are combined to become a drawing laser beam 3.

光スキャナー5は光反射部としての反射面5aを備え、描画用光源ユニット4が射出する描画用レーザー光3は反射面5aを照射する。光スキャナー5は第2の軸としての水平軸11を軸として反射面5aを揺動し、第1の軸としての垂直軸12を軸として反射面5aを揺動する。これにより描画用レーザー光3は垂直及び水平の2方向に走査することができる。つまり、光スキャナー5は描画用レーザー光3を2次元走査する機能を有している。反射面5aを反射した描画用レーザー光3はミラー6を反射してスクリーン2を照射する。これにより、スクリーン2には所定のパターンが描画される。   The optical scanner 5 includes a reflecting surface 5a as a light reflecting portion, and the drawing laser light 3 emitted from the drawing light source unit 4 irradiates the reflecting surface 5a. The optical scanner 5 swings the reflecting surface 5a around the horizontal axis 11 as the second axis, and swings the reflecting surface 5a around the vertical axis 12 as the first axis. Thus, the drawing laser beam 3 can be scanned in two directions, vertical and horizontal. That is, the optical scanner 5 has a function of two-dimensionally scanning the drawing laser beam 3. The drawing laser beam 3 reflected from the reflecting surface 5 a reflects the mirror 6 and irradiates the screen 2. As a result, a predetermined pattern is drawn on the screen 2.

図2(a)は光スキャナーの構造を示す模式上面図であり、図2(b)は光スキャナーの構造を示す模式平断面図である。図2(b)は光スキャナー5を底面側から見た図である。図3(a)及び(b)は光スキャナーの構造を示す模式側断面図である。図3(a)は図2(a)中のA−A線に沿う断面を示し、図3(b)は図2(a)中のB−B線に沿う断面を示す。図2(b)は図3(a)のC−C線に沿う断面を示している。図2及び図3に示すように、光スキャナー5は、有底角筒状の筐体13を備え、筐体13の底板13aは四角形となっている。底板13a上には角筒状の側板13bが立設されている。筐体13の内側には底板13a上に磁心14及びコイル15が設置されている。磁心14の形状は角柱状であり、磁心14を囲んでコイル15が配置されている。なお、磁心14の形状は角柱状に限定されず、例えば円柱状であってもよい。磁心14及びコイル15により電磁石が構成されている。コイル15には電圧印加部16が接続され、電圧印加部16はコイル15に電流を供給する。   2A is a schematic top view showing the structure of the optical scanner, and FIG. 2B is a schematic plan sectional view showing the structure of the optical scanner. FIG. 2B is a view of the optical scanner 5 as seen from the bottom side. 3A and 3B are schematic side sectional views showing the structure of the optical scanner. 3A shows a cross section taken along the line AA in FIG. 2A, and FIG. 3B shows a cross section taken along the line BB in FIG. 2A. FIG. 2B shows a cross section taken along the line C-C in FIG. As shown in FIGS. 2 and 3, the optical scanner 5 includes a bottomed rectangular tube-shaped casing 13, and the bottom plate 13 a of the casing 13 is a quadrangle. On the bottom plate 13a, a rectangular side plate 13b is erected. Inside the housing 13, a magnetic core 14 and a coil 15 are installed on a bottom plate 13a. The magnetic core 14 has a prismatic shape, and a coil 15 is disposed around the magnetic core 14. Note that the shape of the magnetic core 14 is not limited to a prismatic shape, and may be, for example, a cylindrical shape. The magnetic core 14 and the coil 15 constitute an electromagnet. A voltage application unit 16 is connected to the coil 15, and the voltage application unit 16 supplies a current to the coil 15.

筐体13の底板13aの1辺が延在する方向をX方向とする。X方向は水平軸11が延在する方向である。底面においてX方向と直交する方向をY方向とする。Y方向は垂直軸12が延在する方向である。磁心14の厚み方向をZ方向とする。筐体13の側板13bは底板13aからZ方向に延びている。Z方向は反射面5aが向く方向である。X方向、Y方向、Z方向はそれぞれ直交する。描画用レーザー光3はZ方向から照射され、反射面5aにて反射した描画用レーザー光3はZ方向に進行する。   The direction in which one side of the bottom plate 13a of the housing 13 extends is defined as the X direction. The X direction is a direction in which the horizontal axis 11 extends. A direction perpendicular to the X direction on the bottom surface is taken as a Y direction. The Y direction is a direction in which the vertical axis 12 extends. The thickness direction of the magnetic core 14 is taken as the Z direction. The side plate 13b of the housing 13 extends in the Z direction from the bottom plate 13a. The Z direction is the direction in which the reflecting surface 5a faces. The X direction, the Y direction, and the Z direction are orthogonal to each other. The drawing laser beam 3 is irradiated from the Z direction, and the drawing laser beam 3 reflected by the reflecting surface 5a travels in the Z direction.

筐体13上には構造体18が設置されている。構造体18はZ方向から見た形状が四角形の筒状の支持連結部21を備え、支持連結部21は側板13bに重ねて設置されている。支持連結部21のZ方向を向く面には酸化膜21aが設置されている。支持連結部21のZ方向側には四角形の枠状の支持部22が設置されている。支持部22と支持連結部21とはZ方向から見た形状が略同じ形状となっている。   A structure 18 is installed on the housing 13. The structure 18 includes a cylindrical support connection portion 21 having a quadrangular shape when viewed from the Z direction, and the support connection portion 21 is placed on the side plate 13b. An oxide film 21 a is provided on the surface of the support connecting portion 21 facing the Z direction. A rectangular frame-shaped support portion 22 is installed on the Z direction side of the support connecting portion 21. The support part 22 and the support connection part 21 have substantially the same shape as viewed from the Z direction.

支持部22においてY方向の中央にはX方向に延在する第2ねじり棒ばね部としての第3軸部23及び第4軸部24が設置されている。第3軸部23と第4軸部24とは対向して水平軸11に沿って配置されている。第3軸部23と第4軸部24との間には変位部25が設置されている。変位部25は四角形の枠状であり、Y方向に長い長方形となっている。   In the support portion 22, a third shaft portion 23 and a fourth shaft portion 24 as second torsion bar spring portions extending in the X direction are installed at the center in the Y direction. The third shaft portion 23 and the fourth shaft portion 24 are disposed along the horizontal axis 11 so as to face each other. A displacement portion 25 is installed between the third shaft portion 23 and the fourth shaft portion 24. The displacement portion 25 has a rectangular frame shape and is a rectangle that is long in the Y direction.

第3軸部23は一端が支持部22と接続され、他端が変位部25と接続されている。同様に、第4軸部24の一端が支持部22と接続され、他端が変位部25と接続されている。これにより、第3軸部23及び第4軸部24が変位部25を支持する構造となっている。   The third shaft portion 23 has one end connected to the support portion 22 and the other end connected to the displacement portion 25. Similarly, one end of the fourth shaft portion 24 is connected to the support portion 22, and the other end is connected to the displacement portion 25. Accordingly, the third shaft portion 23 and the fourth shaft portion 24 support the displacement portion 25.

第3軸部23及び第4軸部24は一対のねじり棒ばねとして機能し、変位部25が水平軸11を回転軸にして揺動する。第3軸部23及び第4軸部24は支持部22と接続する場所の平面形状が円弧となっている。これにより、第3軸部23及び第4軸部24が支持部22と接続する場所で応力集中することを抑制することができる。   The third shaft portion 23 and the fourth shaft portion 24 function as a pair of torsion bar springs, and the displacement portion 25 swings around the horizontal shaft 11 as a rotation axis. In the third shaft portion 23 and the fourth shaft portion 24, the planar shape of the place where the third shaft portion 23 and the fourth shaft portion 24 are connected to the support portion 22 is an arc. Thereby, it is possible to suppress stress concentration at the place where the third shaft portion 23 and the fourth shaft portion 24 are connected to the support portion 22.

変位部25は板状の板状部材26と枠部としての磁石支持部27とから構成されている。磁石支持部27は板状部材26の−Z方向側に位置し四角形の角筒状の形状となっている。変位部25のうち磁石支持部27より+Y方向側に位置する部位をダンパー部としての第1薄板構造部25aとする。さらに、変位部25のうち磁石支持部27より−Y方向側に位置する部位も第1薄板構造部25aとする。従って、変位部25はY方向において第1薄板構造部25a、枠部25b、第1薄板構造部25aの順に配置されている。第1薄板構造部25aは板状部材26の一部分から構成されている。そして、磁石支持部27を含んで磁石支持部27より内側の部分を枠部25bとする。枠部25bは板状部材26の一部分と磁石支持部27とから構成される。第1薄板構造部25aの厚みは板状部材26の厚みであり、枠部25bの厚みは板状部材26の厚みに磁石支持部27の厚みを加えた厚みになっている。従って、第1薄板構造部25aは厚みが薄く、枠部25bは厚みが厚い構造となっている。   The displacement part 25 is comprised from the plate-shaped plate-shaped member 26 and the magnet support part 27 as a frame part. The magnet support portion 27 is located on the −Z direction side of the plate-like member 26 and has a quadrangular rectangular tube shape. The part located in the + Y direction side from the magnet support part 27 among the displacement parts 25 is defined as a first thin plate structure part 25a as a damper part. Furthermore, the part located in the -Y direction side from the magnet support part 27 among the displacement parts 25 is also made into the 1st thin plate structure part 25a. Therefore, the displacement part 25 is arrange | positioned in order of the 1st thin plate structure part 25a, the frame part 25b, and the 1st thin plate structure part 25a in the Y direction. The first thin plate structure portion 25 a is constituted by a part of the plate-like member 26. And the part inside the magnet support part 27 including the magnet support part 27 is made into the frame part 25b. The frame portion 25 b is composed of a part of the plate-like member 26 and a magnet support portion 27. The thickness of the first thin plate structure portion 25 a is the thickness of the plate-like member 26, and the thickness of the frame portion 25 b is the thickness of the plate-like member 26 plus the thickness of the magnet support portion 27. Therefore, the first thin plate structure 25a is thin and the frame 25b is thick.

板状部材26において磁石支持部27の+X方向側と−X方向側には磁石支持部27と重ならない部分がある。この磁石支持部27と重ならない部分を薄板構造部としての第2薄板構造部26aとする。第3軸部23及び第4軸部24は第2薄板構造部26aと接続する。そして、第3軸部23及び第4軸部24が第2薄板構造部26aと接続する接続部26bでは平面形状が円弧となっている。これにより、第3軸部23及び第4軸部24は捻じれるときに接続部26bに応力集中が生じることを防止している。   In the plate-like member 26, there are portions that do not overlap the magnet support portion 27 on the + X direction side and the −X direction side of the magnet support portion 27. A portion that does not overlap with the magnet support portion 27 is defined as a second thin plate structure portion 26a as a thin plate structure portion. The third shaft portion 23 and the fourth shaft portion 24 are connected to the second thin plate structure portion 26a. And the planar shape is a circular arc in the connection part 26b which the 3rd axial part 23 and the 4th axial part 24 connect with the 2nd thin plate structure part 26a. Thereby, when the 3rd axial part 23 and the 4th axial part 24 are twisted, it is preventing that the stress concentration arises in the connection part 26b.

磁石支持部27の磁心14側には永久磁石28が設置されている。永久磁石28はコイル15及び磁心14からなる電磁石により駆動される。   A permanent magnet 28 is provided on the side of the magnetic core 14 of the magnet support portion 27. The permanent magnet 28 is driven by an electromagnet composed of the coil 15 and the magnetic core 14.

変位部25においてX方向の中央にはY方向に延在する第1ねじり棒ばね部としての第1軸部29及び第1ねじり棒ばね部としての第2軸部30が設置されている。第1軸部29と第2軸部30とは対向して垂直軸12に沿って配置されている。第1軸部29と第2軸部30との間には可動板31が設置されている。可動板31は円形の板状であり、可動板31のZ方向側の面が反射面5aとなっている。変位部25において第1軸部29及び第2軸部30のX方向側に位置する孔を第1孔25cとし、第1軸部29及び第2軸部30の−X方向側に位置する孔を第2孔25dとする。   In the center of the displacement part 25 in the X direction, a first shaft part 29 as a first torsion bar spring part extending in the Y direction and a second shaft part 30 as a first torsion bar spring part are installed. The first shaft portion 29 and the second shaft portion 30 are disposed along the vertical axis 12 so as to face each other. A movable plate 31 is installed between the first shaft portion 29 and the second shaft portion 30. The movable plate 31 has a circular plate shape, and the surface of the movable plate 31 on the Z direction side is a reflection surface 5a. A hole located on the X direction side of the first shaft portion 29 and the second shaft portion 30 in the displacement portion 25 is referred to as a first hole 25c, and a hole located on the −X direction side of the first shaft portion 29 and the second shaft portion 30. Is the second hole 25d.

第1軸部29では一端が板状部材26と接続され、他端が可動板31と接続されている。同様に、第2軸部30では一端が板状部材26と接続され、他端が可動板31と接続されている。これにより、第1軸部29及び第2軸部30が可動板31を支持する構造となっている。第1軸部29及び第2軸部30は一対のねじり棒ばねとして機能し、可動板31が垂直軸12を回転軸にして揺動する。第1軸部29及び第2軸部30が板状部材26と接続する接続部29a及び接続部30aでは平面形状が円弧となっている。これにより、第1軸部29及び第2軸部30は、捻じれるときに接続部29a及び接続部30aに応力集中が生じることを防止している。   One end of the first shaft portion 29 is connected to the plate member 26, and the other end is connected to the movable plate 31. Similarly, one end of the second shaft portion 30 is connected to the plate member 26 and the other end is connected to the movable plate 31. Thus, the first shaft portion 29 and the second shaft portion 30 support the movable plate 31. The first shaft portion 29 and the second shaft portion 30 function as a pair of torsion bar springs, and the movable plate 31 swings around the vertical shaft 12 as a rotation axis. The planar shape of the connecting portion 29a and the connecting portion 30a where the first shaft portion 29 and the second shaft portion 30 are connected to the plate-like member 26 is an arc. Thereby, the first shaft portion 29 and the second shaft portion 30 prevent stress concentration from occurring in the connection portion 29a and the connection portion 30a when twisted.

可動板31は垂直軸12を回転軸にして揺動または往復回動する第1の振動系を構成する。第1軸部29及び第2軸部30はねじり棒ばねとして機能し第1軸部29及び第2軸部30は所定のばね定数を有している。可動板31が揺動するときの固有振動数は第1軸部29及び第2軸部30のばね定数と可動板31の質量とにより決まる。尚、ねじり棒ばねはトーションバーとも称される。変位部25は水平軸11を回転軸にして揺動または往復回動する第2の振動系を構成する。永久磁石28、コイル15、磁心14及び電圧印加部16は、前述した第1の振動系及び第2の振動系を駆動させる駆動手段を構成する。   The movable plate 31 constitutes a first vibration system that swings or reciprocates around the vertical axis 12 as a rotation axis. The first shaft portion 29 and the second shaft portion 30 function as a torsion bar spring, and the first shaft portion 29 and the second shaft portion 30 have a predetermined spring constant. The natural frequency when the movable plate 31 swings is determined by the spring constants of the first shaft portion 29 and the second shaft portion 30 and the mass of the movable plate 31. The torsion bar spring is also called a torsion bar. The displacement unit 25 constitutes a second vibration system that swings or reciprocates around the horizontal axis 11 as a rotation axis. The permanent magnet 28, the coil 15, the magnetic core 14, and the voltage application unit 16 constitute driving means for driving the first vibration system and the second vibration system described above.

垂直軸12を回転軸にして可動板31を揺動するとともに、水平軸11を回転軸にして変位部25を揺動する。これにより、可動板31及び反射面5aを互いに直交する水平軸11、垂直軸12の2軸まわりに揺動させることができる。尚、第1軸部29、第2軸部30、第3軸部23及び第4軸部24の形状は、それぞれ、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や分岐した部分を有していてもよい。また、第1軸部29、第2軸部30、第3軸部23及び第4軸部24の各軸部をそれぞれ分割して2本の軸からなるようにしてもよい。   The movable plate 31 is swung with the vertical axis 12 as a rotation axis, and the displacement portion 25 is swung with the horizontal axis 11 as a rotation axis. Thereby, the movable plate 31 and the reflecting surface 5a can be swung around two axes of the horizontal axis 11 and the vertical axis 12 which are orthogonal to each other. Note that the shapes of the first shaft portion 29, the second shaft portion 30, the third shaft portion 23, and the fourth shaft portion 24 are not limited to those described above. And may have a branched portion or a branched portion. Further, the shaft portions of the first shaft portion 29, the second shaft portion 30, the third shaft portion 23, and the fourth shaft portion 24 may be divided into two shafts.

可動板31のZ方向を向く面には光反射部としての反射膜32が設置され、照射する描画用レーザー光3の一部は反射膜32の表面である反射面5aで反射される。可動板31及び反射膜32により反射体33が構成されている。   A reflective film 32 as a light reflecting portion is provided on the surface of the movable plate 31 facing the Z direction, and a part of the drawing laser light 3 to be irradiated is reflected by the reflective surface 5 a that is the surface of the reflective film 32. The movable plate 31 and the reflective film 32 constitute a reflector 33.

変位部25は、垂直軸12に沿った方向の長さが水平軸11に沿った方向の長さよりも長くなっている。すなわち、垂直軸12に沿った方向における変位部25の長さをaとし、水平軸11に沿った方向における変位部25の長さをbとしたとき、a>bの関係を満たす。これにより、第1軸部29及び第2軸部30に必要な長さを確保しつつ、水平軸11に沿った方向における光スキャナー5の長さを抑えることができる。そして、水平軸11を回転軸とする変位部25の揺動を低い周波数に対して応答し易くし、垂直軸12を回転軸とする変位部25の揺動を高い周波数に対して応答し易くすることができる。   The displacement portion 25 is longer in the direction along the vertical axis 12 than in the direction along the horizontal axis 11. That is, when the length of the displacement portion 25 in the direction along the vertical axis 12 is a and the length of the displacement portion 25 in the direction along the horizontal axis 11 is b, the relationship of a> b is satisfied. Thereby, the length of the optical scanner 5 in the direction along the horizontal axis 11 can be suppressed while securing the necessary lengths for the first shaft portion 29 and the second shaft portion 30. Then, the swing of the displacement unit 25 having the horizontal axis 11 as the rotation axis can be easily responded to a low frequency, and the swing of the displacement unit 25 having the vertical axis 12 as a rotation axis can be easily responded to a high frequency. can do.

支持部22、第3軸部23、第4軸部24、板状部材26、第1軸部29、第2軸部30及び可動板31は第1のSi層(デバイス層)に一体的に形成されている。これらの部位と磁石支持部27は、第1のSi層(デバイス層)と、酸化膜21a(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。第2のSi層からは磁石支持部27及び支持連結部21が形成されている。SOI基板は、エッチングにより微細な加工が可能である。SOI基板を用いて支持部22、第3軸部23、第4軸部24、板状部材26、第1軸部29、第2軸部30、可動板31、磁石支持部27及び支持連結部21を形成することにより、これらの部位の寸法精度を優れたものとすることができる。これにより、第1の振動系及び第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。   The support portion 22, the third shaft portion 23, the fourth shaft portion 24, the plate member 26, the first shaft portion 29, the second shaft portion 30, and the movable plate 31 are integrally formed with the first Si layer (device layer). Is formed. These portions and the magnet support portion 27 etch the SOI substrate in which the first Si layer (device layer), the oxide film 21a (box layer), and the second Si layer (handle layer) are stacked in this order. It is formed by. A magnet support portion 27 and a support connection portion 21 are formed from the second Si layer. The SOI substrate can be finely processed by etching. Using the SOI substrate, the support portion 22, the third shaft portion 23, the fourth shaft portion 24, the plate member 26, the first shaft portion 29, the second shaft portion 30, the movable plate 31, the magnet support portion 27, and the support connecting portion. By forming 21, the dimensional accuracy of these parts can be made excellent. Thereby, the vibration characteristics of the first vibration system and the second vibration system can be made excellent.

支持部22のコイル15側には支持連結部21が配置されている。支持連結部21は支持部22の強度を高めている。さらに、支持連結部21は磁石支持部27のXY方向を囲んでいる。これにより、操作者が構造体18を把持するときに第3軸部23及び第4軸部24に応力が加わることを防ぐことができる。支持連結部21はシリコンにより形成され、支持連結部21の支持部22側の面には酸化膜21aが形成されている。   A support connecting portion 21 is disposed on the coil 15 side of the support portion 22. The support connecting portion 21 increases the strength of the support portion 22. Further, the support connecting portion 21 surrounds the XY direction of the magnet support portion 27. Thereby, it is possible to prevent stress from being applied to the third shaft portion 23 and the fourth shaft portion 24 when the operator holds the structure 18. The support connecting portion 21 is formed of silicon, and an oxide film 21a is formed on the surface of the support connecting portion 21 on the support portion 22 side.

変位部25の−Z方向側には磁石支持部27を介して永久磁石28が接合されている。変位部25、磁石支持部27及び永久磁石28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28は、Z方向から見た平面視において垂直軸12と水平軸11との交点を中心として対称となるように配置されている。   A permanent magnet 28 is joined to the displacement portion 25 on the −Z direction side via a magnet support portion 27. Although it does not specifically limit as a joining method of the displacement part 25, the magnet support part 27, and the permanent magnet 28, For example, the joining method using an adhesive agent can be used. The permanent magnet 28 is disposed so as to be symmetric with respect to the intersection of the vertical axis 12 and the horizontal axis 11 in a plan view viewed from the Z direction.

永久磁石28は水平軸11及び垂直軸12の両軸に対して傾斜する方向に延在する棒状をなしている。そして、永久磁石28は、その長手方向に磁化されている。+X方向かつ+Y方向の側の永久磁石28はN極に磁化され、−X方向かつ−Y方向の側の永久磁石28はS極に磁化されている。永久磁石28は平面視にて水平軸11及び垂直軸12に対してN極とS極とを結ぶ線分が傾斜する方向に磁化されている。   The permanent magnet 28 has a rod shape extending in a direction inclined with respect to both the horizontal axis 11 and the vertical axis 12. The permanent magnet 28 is magnetized in the longitudinal direction. The permanent magnet 28 on the + X direction and the + Y direction side is magnetized to the N pole, and the permanent magnet 28 on the −X direction and −Y direction side is magnetized to the S pole. The permanent magnet 28 is magnetized in a direction in which a line segment connecting the N pole and the S pole is inclined with respect to the horizontal axis 11 and the vertical axis 12 in plan view.

水平軸11に対する永久磁石28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、45°以上60°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28を設けることにより、円滑かつ確実に、可動板31を水平軸11および垂直軸12の2軸まわりに揺動させることができる。   The inclination angle θ of the magnetization direction (extending direction) of the permanent magnet 28 with respect to the horizontal axis 11 is not particularly limited, but is preferably 30 ° or more and 60 ° or less, and more preferably 45 ° or more and 60 ° or less. Preferably, it is 45 °. By providing the permanent magnet 28 in this way, the movable plate 31 can be swung around the two axes of the horizontal axis 11 and the vertical axis 12 smoothly and reliably.

このような永久磁石28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28は硬質磁性体を着磁したものであり、例えば、着磁前の硬質磁性体を変位部25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28を変位部25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28を所望の位置に設置できない場合があるからである。   As such a permanent magnet 28, for example, a neodymium magnet, a ferrite magnet, a samarium cobalt magnet, an alnico magnet, a bond magnet, or the like can be suitably used. Such a permanent magnet 28 is obtained by magnetizing a hard magnetic material, and is formed, for example, by magnetizing the hard magnetic material before magnetization in the displacement portion 25. This is because if the already magnetized permanent magnet 28 is to be installed in the displacement portion 25, the permanent magnet 28 may not be installed at a desired position due to the influence of the magnetic field of the outside or other components.

永久磁石28の直下には、コイル15が設けられている。これにより、コイル15から発生する磁界を効率的に永久磁石28に作用させることができる。これにより、光スキャナー5の省電力化及び小型化を図ることができる。コイル15は、磁心14に巻回されて設けられている。これにより、コイル15で発生した磁界を効率的に永久磁石28に作用させることができる。尚、コイル15が出力する磁場が十分あるときには磁心14を省略してもよい。   A coil 15 is provided immediately below the permanent magnet 28. Thereby, the magnetic field generated from the coil 15 can be efficiently applied to the permanent magnet 28. Thereby, power saving and size reduction of the optical scanner 5 can be achieved. The coil 15 is provided by being wound around the magnetic core 14. Thereby, the magnetic field generated in the coil 15 can be efficiently applied to the permanent magnet 28. The magnetic core 14 may be omitted when the magnetic field output from the coil 15 is sufficient.

コイル15は電圧印加部16に電気的に接続されている。そして、電圧印加部16によりコイル15に電圧が印加されることで、コイル15から水平軸11及び垂直軸12に直交する磁束を有する磁界が発生する。   The coil 15 is electrically connected to the voltage application unit 16. Then, when a voltage is applied to the coil 15 by the voltage application unit 16, a magnetic field having a magnetic flux orthogonal to the horizontal axis 11 and the vertical axis 12 is generated from the coil 15.

各部材の寸法は特に限定されないが、本実施形態では例えば、各部位の寸法は次の値に設定されている。光スキャナー5のX方向の長さは3850μmであり、Y方向の長さは3990μmとなっている。光スキャナー5のZ方向の長さは4490μm〜4590μmとなっている。筐体13は高さが4200μm〜4300μmであり、支持連結部21の高さは250μmとなっている。側板13b、支持連結部21及び支持部22の幅は500μmとなっている。従って、支持部22の内側の孔はX方向の長さが2850μmであり、Y方向の長さが2990μmとなっている。   Although the dimension of each member is not specifically limited, In this embodiment, for example, the dimension of each part is set to the following value. The length of the optical scanner 5 in the X direction is 3850 μm, and the length in the Y direction is 3990 μm. The length of the optical scanner 5 in the Z direction is 4490 μm to 4590 μm. The casing 13 has a height of 4200 μm to 4300 μm, and the support connecting portion 21 has a height of 250 μm. The width of the side plate 13b, the support connecting portion 21 and the support portion 22 is 500 μm. Accordingly, the hole inside the support portion 22 has a length in the X direction of 2850 μm and a length in the Y direction of 2990 μm.

板状部材26は、X方向の長さが1700μmであり、Y方向の長さが2890μmとなっている。板状部材26は厚みが65μmとなっている。第1孔25c及び第2孔25dのY方向の長さは1590μmであり、第1孔25cのX方向の端から第2孔25dの−X方向の端までの長さは1100μmとなっている。磁石支持部27の第1孔25c及び第2孔25dのY方向側の端からY方向側の磁石支持部27までの長さが65μmである。磁石支持部27のY方向側の幅を150μmとする。そして、磁石支持部27のY方向側の端から変位部25のY方向側の端までの長さは435μmとなっている。従って、第1孔25c及び第2孔25dのY方向側の端から板状部材26のY方向側の端までの長さは650μmとなっている。Y方向において、支持部22と板状部材26との間の長さは50μmとなっている。磁石支持部27の厚みは80μm〜150μmであり、磁石支持部27のZ方向の長さは250μmとなっている。   The plate-like member 26 has a length in the X direction of 1700 μm and a length in the Y direction of 2890 μm. The plate member 26 has a thickness of 65 μm. The length in the Y direction of the first hole 25c and the second hole 25d is 1590 μm, and the length from the end in the X direction of the first hole 25c to the end in the −X direction of the second hole 25d is 1100 μm. . The length from the end on the Y direction side of the first hole 25c and the second hole 25d of the magnet support portion 27 to the magnet support portion 27 on the Y direction side is 65 μm. The width of the magnet support portion 27 on the Y direction side is 150 μm. The length from the end of the magnet support portion 27 on the Y direction side to the end of the displacement portion 25 on the Y direction side is 435 μm. Therefore, the length from the end in the Y direction of the first hole 25c and the second hole 25d to the end in the Y direction of the plate member 26 is 650 μm. In the Y direction, the length between the support portion 22 and the plate-like member 26 is 50 μm. The thickness of the magnet support portion 27 is 80 μm to 150 μm, and the length of the magnet support portion 27 in the Z direction is 250 μm.

可動板31の直径は1000μmとなっている。永久磁石28は幅が500μm〜800μmであり、長さが1000μmとなっている。永久磁石28はZ方向の長さが200μm〜300μmとなっている。磁心14及びコイル15はZ方向の長さが3700μmとなっている。   The diameter of the movable plate 31 is 1000 μm. The permanent magnet 28 has a width of 500 μm to 800 μm and a length of 1000 μm. The permanent magnet 28 has a length in the Z direction of 200 μm to 300 μm. The length of the magnetic core 14 and the coil 15 in the Z direction is 3700 μm.

図4(a)は電圧印加手段の構成を示す電気ブロック図である。図4(a)に示すように、電圧印加部16は、垂直軸12を回転軸にして可動板31を揺動させるための第1電圧波形を発生させる第1電圧発生部34を備えている。さらに、電圧印加部16は、水平軸11を回転軸にして変位部25を揺動させるための第2電圧波形を発生させる第2電圧発生部35を備えている。さらに、電圧印加部16は、第1電圧波形と第2電圧波形とを重畳する電圧重畳部36を備え、電圧重畳部36は重畳した電圧をコイル15に出力する。   FIG. 4A is an electric block diagram showing the configuration of the voltage applying means. As shown in FIG. 4A, the voltage application unit 16 includes a first voltage generation unit 34 that generates a first voltage waveform for swinging the movable plate 31 with the vertical axis 12 as a rotation axis. . Further, the voltage application unit 16 includes a second voltage generation unit 35 that generates a second voltage waveform for swinging the displacement unit 25 with the horizontal axis 11 as a rotation axis. Furthermore, the voltage application unit 16 includes a voltage superimposing unit 36 that superimposes the first voltage waveform and the second voltage waveform, and the voltage superimposing unit 36 outputs the superimposed voltage to the coil 15.

図4(b)は第1電圧波形を説明するための図である。図4(b)において縦軸は電圧を示し、横軸は時間の経過を示す。第1電圧波形37は第1電圧発生部34が出力する電圧の波形を示している。第1電圧波形37は周期37aで周期的に変化する正弦波のような波形をなしている。第1電圧波形37の周波数は、例えば、10〜40kHzであるのが好ましい。本実施形態では例えば第1電圧波形37の周波数は可動板31、第1軸部29、第2軸部30で構成される第1の振動系のねじり共振周波数(f1)と等しくなるように設定されている。これにより、垂直軸12を回転軸とした可動板31の揺動角を大きくすることができる。または、可動板31を揺動するために用いる電力を抑制することができる。   FIG. 4B is a diagram for explaining the first voltage waveform. In FIG.4 (b), a vertical axis | shaft shows a voltage and a horizontal axis shows progress of time. The first voltage waveform 37 shows the waveform of the voltage output from the first voltage generator 34. The first voltage waveform 37 has a waveform like a sine wave that periodically changes in a cycle 37a. The frequency of the first voltage waveform 37 is preferably 10 to 40 kHz, for example. In the present embodiment, for example, the frequency of the first voltage waveform 37 is set to be equal to the torsional resonance frequency (f1) of the first vibration system configured by the movable plate 31, the first shaft portion 29, and the second shaft portion 30. Has been. As a result, the swing angle of the movable plate 31 with the vertical axis 12 as the rotation axis can be increased. Alternatively, the power used for swinging the movable plate 31 can be suppressed.

図4(c)は第2電圧波形を説明するための図である。図4(c)において縦軸は電圧を示し、横軸は時間の経過を示す。第2電圧波形38は第2電圧発生部35が出力する電圧の波形を示している。第2電圧波形38は周期37aより長い周期38aで周期的に変化する鋸波のような波形をなしている。第2電圧波形38の周波数は、第1電圧波形37の周波数より低く、例えば、30〜120Hz(60Hz程度)であるのが好ましい。本実施形態では、第2電圧波形38の周波数は、可動板31、第1軸部29、第2軸部30、変位部25、第3軸部23、第4軸部24及び永久磁石28等で構成された第2の振動系のねじり共振周波数(f2)と異なる周波数となるように調整されている。このように第2電圧波形38の周波数を第1電圧波形37の周波数よりも小さくする。これにより、より確実かつより円滑に、垂直軸12を回転軸にして第1電圧波形37の周波数で可動板31を揺動させつつ、水平軸11を回転軸にして第2電圧波形38の周波数で変位部25を揺動させることができる。   FIG. 4C is a diagram for explaining the second voltage waveform. In FIG.4 (c), a vertical axis | shaft shows a voltage and a horizontal axis shows progress of time. The second voltage waveform 38 shows the waveform of the voltage output from the second voltage generator 35. The second voltage waveform 38 has a sawtooth waveform that periodically changes in a period 38a longer than the period 37a. The frequency of the second voltage waveform 38 is lower than the frequency of the first voltage waveform 37, and is preferably 30 to 120 Hz (about 60 Hz), for example. In the present embodiment, the frequency of the second voltage waveform 38 includes the movable plate 31, the first shaft portion 29, the second shaft portion 30, the displacement portion 25, the third shaft portion 23, the fourth shaft portion 24, the permanent magnet 28, and the like. It is adjusted so as to have a frequency different from the torsional resonance frequency (f2) of the second vibration system constituted by Thus, the frequency of the second voltage waveform 38 is made smaller than the frequency of the first voltage waveform 37. As a result, the frequency of the second voltage waveform 38 is set with the horizontal axis 11 as the rotation axis, while the movable plate 31 is swung with the frequency of the first voltage waveform 37 with the vertical axis 12 as the rotation axis, more reliably and smoothly. Thus, the displacement portion 25 can be swung.

また、第1の振動系のねじり共振周波数をf1[Hz]とし、第2の振動系のねじり共振周波数を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い。これにより、より円滑に、垂直軸12を回転軸にして第1電圧波形37の周波数で可動板31を揺動させつつ、水平軸11を回転軸にして第2電圧波形38の周波数で変位部25を揺動させることができる。   Further, when the torsional resonance frequency of the first vibration system is f1 [Hz] and the torsional resonance frequency of the second vibration system is f2 [Hz], f1 and f2 satisfy the relationship of f2 <f1. Is preferred. Accordingly, the movable plate 31 is swung more smoothly at the frequency of the first voltage waveform 37 with the vertical axis 12 as the rotation axis, and the displacement portion at the frequency of the second voltage waveform 38 with the horizontal axis 11 as the rotation axis. 25 can be swung.

図4(a)に戻って、第1電圧発生部34及び第2電圧発生部35は制御部7に接続され、制御部7からの信号に基づき駆動する。第1電圧発生部34及び第2電圧発生部35には電圧重畳部36が接続されている。電圧重畳部36は、コイル15に電圧を印加するための加算器36aを備えている。加算器36aは、第1電圧発生部34から第1電圧波形37を受けるとともに、第2電圧発生部35から第2電圧波形38を受ける。加算器36aは、第1電圧波形37と第2電圧波形38との電圧波形を重畳してコイル15に出力する。   Returning to FIG. 4A, the first voltage generation unit 34 and the second voltage generation unit 35 are connected to the control unit 7 and are driven based on a signal from the control unit 7. A voltage superimposing unit 36 is connected to the first voltage generating unit 34 and the second voltage generating unit 35. The voltage superimposing unit 36 includes an adder 36 a for applying a voltage to the coil 15. The adder 36 a receives the first voltage waveform 37 from the first voltage generator 34 and the second voltage waveform 38 from the second voltage generator 35. The adder 36 a superimposes the voltage waveforms of the first voltage waveform 37 and the second voltage waveform 38 and outputs them to the coil 15.

次に、光スキャナー5の駆動方法について説明する。第1電圧波形37の周波数は、第1の振動系のねじり共振周波数と等しく設定されている。第2電圧波形38の周波数は、第2の振動系のねじり共振周波数と異なる周波数に設定され、第1電圧波形37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電圧波形37の周波数が18kHzに設定され、第2電圧波形38の周波数が60Hzに設定されている。   Next, a method for driving the optical scanner 5 will be described. The frequency of the first voltage waveform 37 is set equal to the torsional resonance frequency of the first vibration system. The frequency of the second voltage waveform 38 is set to a frequency different from the torsional resonance frequency of the second vibration system, and is set to be smaller than the frequency of the first voltage waveform 37. For example, the frequency of the first voltage waveform 37 is set to 18 kHz, and the frequency of the second voltage waveform 38 is set to 60 Hz.

第1電圧波形37と第2電圧波形38とを電圧重畳部36が重畳し、重畳した電圧波形をコイル15に出力する。コイル15に電圧を印加するとき永久磁石28の一端部(N極)をコイル15に引き付けようとするとともに、永久磁石28の他端部(S極)をコイル15から離間させようとする磁界が発生する。このときの磁界を「第1磁界」とする。第1磁界と逆の電圧をコイル15に印加するとき永久磁石28の一端部(N極)をコイル15から離間させようとするとともに、永久磁石28の他端部(S極)をコイル15に引き付けようとする磁界が発生する。このときの磁界を「第2磁界」とする。コイル15に第1電圧波形37が示す電圧を印加するときコイル15に発生する磁界は第1磁界と第2磁界とが交互に切り換わる。   The voltage superimposing unit 36 superimposes the first voltage waveform 37 and the second voltage waveform 38 and outputs the superimposed voltage waveform to the coil 15. When a voltage is applied to the coil 15, a magnetic field that attempts to attract one end (N pole) of the permanent magnet 28 to the coil 15 and to separate the other end (S pole) of the permanent magnet 28 from the coil 15 is generated. appear. The magnetic field at this time is referred to as a “first magnetic field”. When a voltage opposite to the first magnetic field is applied to the coil 15, one end (N pole) of the permanent magnet 28 is separated from the coil 15 and the other end (S pole) of the permanent magnet 28 is applied to the coil 15. A magnetic field to be attracted is generated. The magnetic field at this time is referred to as a “second magnetic field”. When the voltage indicated by the first voltage waveform 37 is applied to the coil 15, the magnetic field generated in the coil 15 is switched alternately between the first magnetic field and the second magnetic field.

このようにコイル15に発生する磁界が第1磁界と第2磁界とに交互に切り換わることで永久磁石28が揺動される。変位部25に垂直軸12を回転軸とするねじり振動成分を有する振動が励振される。その振動に伴って第1軸部29、第2軸部30が捩れ変形されて、可動板31が第1電圧波形37の周波数で垂直軸12を回転軸にして揺動する。尚、第1電圧波形37の周波数は第1の振動系のねじり共振周波数と等しいため、共振振動によってコイル15は可動板31を大きく揺動させることができる。   As described above, the magnetic field generated in the coil 15 is alternately switched between the first magnetic field and the second magnetic field, so that the permanent magnet 28 is swung. A vibration having a torsional vibration component having the vertical axis 12 as a rotation axis is excited in the displacement portion 25. With this vibration, the first shaft portion 29 and the second shaft portion 30 are twisted and deformed, and the movable plate 31 swings around the vertical axis 12 as the rotation axis at the frequency of the first voltage waveform 37. Since the frequency of the first voltage waveform 37 is equal to the torsional resonance frequency of the first vibration system, the coil 15 can greatly swing the movable plate 31 by the resonance vibration.

一方、第2電圧波形38によって、永久磁石28の一端部(N極)をコイル15に引き付けようとするとともに、永久磁石28の他端部(S極)をコイル15から離間させようとする磁界が発生する。この磁界を「第3磁界」とする。第3磁界と逆の電圧をコイル15に印加するとき永久磁石28の一端部(N極)をコイル15から離間させようとするとともに、永久磁石28の他端部(S極)をコイル15に引き付けようとする磁界が発生する。この磁界を「第4磁界」とする。コイル15に第2電圧波形38が示す電圧を印加するときコイル15に発生する磁界は第3磁界と第4磁界とが交互に切り換わる。   On the other hand, the second voltage waveform 38 causes the one end (N pole) of the permanent magnet 28 to be attracted to the coil 15 and the other end (S pole) of the permanent magnet 28 is separated from the coil 15. Will occur. This magnetic field is referred to as a “third magnetic field”. When a voltage opposite to the third magnetic field is applied to the coil 15, one end (N pole) of the permanent magnet 28 is separated from the coil 15 and the other end (S pole) of the permanent magnet 28 is applied to the coil 15. A magnetic field to be attracted is generated. This magnetic field is referred to as a “fourth magnetic field”. When a voltage indicated by the second voltage waveform 38 is applied to the coil 15, the magnetic field generated in the coil 15 is switched alternately between the third magnetic field and the fourth magnetic field.

このように第3磁界と第4磁界とが交互に切り換わることで、第3軸部23及び第4軸部24を捩れ変形させつつ、変位部25が可動板31とともに、第2電圧波形38の周波数で水平軸11を回転軸にして揺動する。第2電圧波形38の周波数が第1電圧波形37の周波数に比べて極めて低く設定されている。そして、第2の振動系のねじり共振周波数が第1の振動系のねじり共振周波数よりも低く設定されている。このため、可動板31が第2電圧波形38の周波数で垂直軸12を回転軸にして揺動してしまうことが抑制されている。   In this way, the third magnetic field and the fourth magnetic field are alternately switched, so that the displacement portion 25 together with the movable plate 31 and the second voltage waveform 38 are torsionally deforming the third shaft portion 23 and the fourth shaft portion 24. Oscillates with the horizontal axis 11 as the rotation axis at a frequency of The frequency of the second voltage waveform 38 is set to be extremely lower than the frequency of the first voltage waveform 37. The torsional resonance frequency of the second vibration system is set lower than the torsional resonance frequency of the first vibration system. For this reason, the movable plate 31 is prevented from swinging around the vertical axis 12 as the rotation axis at the frequency of the second voltage waveform 38.

光スキャナー5では第1電圧波形37と第2電圧波形38とを重畳させた電圧をコイル15に出力している。これにより、可動板31を垂直軸12まわりに第1電圧波形37の周波数で揺動させ、水平軸11まわりに第2電圧波形38の周波数で揺動させている。そして、可動板31を水平軸11及び垂直軸12の軸まわりに揺動させて、反射膜32で反射した描画用レーザー光3を2次元走査している。また、コイル15が光スキャナー5の構造体18と離間しているので、コイル15の発熱が構造体18に悪影響を及ぼすことを防止することができる。   The optical scanner 5 outputs a voltage obtained by superimposing the first voltage waveform 37 and the second voltage waveform 38 to the coil 15. As a result, the movable plate 31 is swung around the vertical axis 12 at the frequency of the first voltage waveform 37 and is swung around the horizontal axis 11 at the frequency of the second voltage waveform 38. Then, the movable plate 31 is swung around the horizontal axis 11 and the vertical axis 12, and the drawing laser beam 3 reflected by the reflection film 32 is two-dimensionally scanned. Further, since the coil 15 is separated from the structure 18 of the optical scanner 5, it is possible to prevent the heat generated by the coil 15 from adversely affecting the structure 18.

制御部7は、描画用光源ユニット4及び光スキャナー5の作動を制御する機能を有している。具体的には、制御部7は光スキャナー5を駆動して可動板31を水平軸11及び垂直軸12を回転軸として揺動させる。さらに、制御部7は可動板31の揺動に同期させて描画用光源ユニット4から描画用レーザー光3を射出させる。制御部7は図示しないインターフェイスを備え、制御部7はインターフェイスを介して外部コンピューターから送信された画像データを入力する。制御部7は画像データに基づいて、各レーザー光源8r、8g、8bから所定の強度のレーザー光3r、3g、3bを所定のタイミングで射出させる。これにより、光スキャナー5は所定の色及び光強度の描画用レーザー光3を所定のタイミングで射出する。これにより、スクリーン2には画像データに応じた画像が表示される。   The control unit 7 has a function of controlling the operations of the drawing light source unit 4 and the optical scanner 5. Specifically, the control unit 7 drives the optical scanner 5 to swing the movable plate 31 about the horizontal axis 11 and the vertical axis 12 as rotation axes. Further, the controller 7 emits the drawing laser beam 3 from the drawing light source unit 4 in synchronization with the swing of the movable plate 31. The control unit 7 includes an interface (not shown), and the control unit 7 inputs image data transmitted from an external computer via the interface. Based on the image data, the controller 7 emits laser beams 3r, 3g, and 3b having a predetermined intensity from the laser light sources 8r, 8g, and 8b at a predetermined timing. Thereby, the optical scanner 5 emits the drawing laser beam 3 having a predetermined color and light intensity at a predetermined timing. As a result, an image corresponding to the image data is displayed on the screen 2.

図5は変位部の動作を説明するための模式図である。図5(a)は水平軸11を回転軸にして時計まわりに変位部25が回転したときの図である。図5(b)は変位部25が水平となったときの図である。図5(c)は水平軸11を回転軸にして反時計まわりに変位部25が回転したときの図である。   FIG. 5 is a schematic diagram for explaining the operation of the displacement portion. FIG. 5A is a diagram when the displacement portion 25 rotates clockwise about the horizontal axis 11 as a rotation axis. FIG.5 (b) is a figure when the displacement part 25 becomes horizontal. FIG. 5C is a diagram when the displacement portion 25 rotates counterclockwise with the horizontal axis 11 as the rotation axis.

電圧印加部16がコイル15に通電して永久磁石28を駆動するとき、変位部25は第2電圧波形38の影響を受ける。そして、変位部25は第3軸部23及び第4軸部24を回転軸にして、図5(a)、図5(b)、図5(c)、図5(b)、図5(a)が示す順に揺動する。   When the voltage application unit 16 energizes the coil 15 to drive the permanent magnet 28, the displacement unit 25 is affected by the second voltage waveform 38. And the displacement part 25 makes the 3rd axis | shaft part 23 and the 4th axis | shaft part 24 into a rotating shaft, FIG. 5 (a), FIG.5 (b), FIG.5 (c), FIG. Swings in the order indicated by a).

第1軸部29及び第2軸部30の一端が可動板31を支持し、第1軸部29及び第2軸部30の他端は変位部25に連結されている。そして、変位部25は第3軸部23及び第4軸部24に支持されている。第1軸部29及び第2軸部30が延在する方向と第3軸部23及び第4軸部24が延在する方向とは直交している。可動板31は垂直軸12の軸まわりに揺動し、変位部25は水平軸11の軸まわりに揺動する。従って、可動板31は直交する2方向の軸まわりに揺動する。   One end of the first shaft portion 29 and the second shaft portion 30 supports the movable plate 31, and the other end of the first shaft portion 29 and the second shaft portion 30 is connected to the displacement portion 25. The displacement portion 25 is supported by the third shaft portion 23 and the fourth shaft portion 24. The direction in which the first shaft portion 29 and the second shaft portion 30 extend is perpendicular to the direction in which the third shaft portion 23 and the fourth shaft portion 24 extend. The movable plate 31 swings around the axis of the vertical shaft 12, and the displacement portion 25 swings around the axis of the horizontal shaft 11. Therefore, the movable plate 31 swings around two orthogonal axes.

変位部25には永久磁石28が固定されている。そして、永久磁石28に磁界を作用させて変位部25を駆動するコイル15が設置されている。コイル15に通電して変位部25を駆動することにより、光スキャナー5は反射面5aを有する可動板31を交差する2方向の軸まわりに揺動させることができる。   A permanent magnet 28 is fixed to the displacement portion 25. And the coil 15 which drives the displacement part 25 by making a magnetic field act on the permanent magnet 28 is installed. By energizing the coil 15 and driving the displacement unit 25, the optical scanner 5 can swing the movable plate 31 having the reflective surface 5a around two intersecting axes.

変位部25は厚い枠部25bと薄い第1薄板構造部25aを備えている。枠部25bは第3軸部23及び第4軸部24に近く第1薄板構造部25aは第3軸部23及び第4軸部24から離れている場所に位置している。従って、第1薄板構造部25aの厚みが枠部25bと同じときに比べて光スキャナー5の変位部25は慣性モーメントが小さくなっている。変位部25の慣性モーメントが小さい程、変位部25を駆動するのに消費される電力を小さくすることができる。従って、光スキャナーを駆動するのに消費される電力を小さくすることができる。   The displacement part 25 includes a thick frame part 25b and a thin first thin plate structure part 25a. The frame portion 25 b is close to the third shaft portion 23 and the fourth shaft portion 24, and the first thin plate structure portion 25 a is located at a position away from the third shaft portion 23 and the fourth shaft portion 24. Therefore, the displacement portion 25 of the optical scanner 5 has a smaller moment of inertia than when the thickness of the first thin plate structure portion 25a is the same as that of the frame portion 25b. The smaller the moment of inertia of the displacement unit 25 is, the smaller the power consumed to drive the displacement unit 25 can be. Therefore, the power consumed to drive the optical scanner can be reduced.

変位部25が第3軸部23及び第4軸部24の軸まわりに揺動するとき、枠部25b及び第1薄板構造部25aは周囲に気流41を生じさせる。気流41により第1薄板構造部25aは回転速度が減衰するダンパーとして機能する。これにより、変位部25を周波数の高い第1電圧波形37の駆動に対して反応し難くすることができる。従って、変位部25が第3軸部23及び第4軸部24の軸まわりに揺動するとき、周波数の高い第1電圧波形37の駆動に対して変位部25が影響され難くすることができる。その結果、可動板31の振動性能を向上させることができる。つまり、垂直軸12を軸まわりにして変位部25を第1電圧波形37に対応して揺動させ、水平軸11を軸まわりにして変位部25を第2電圧波形38に対応して揺動させることができる。そして、水平軸11を軸まわりに変位部25を揺動させるとき、第1電圧波形37に対応しないように変位部25を揺動させることができる。   When the displacement part 25 swings around the axis of the third shaft part 23 and the fourth shaft part 24, the frame part 25b and the first thin plate structure part 25a generate an air flow 41 around. The first thin plate structure 25a functions as a damper whose rotational speed is attenuated by the airflow 41. Thereby, the displacement part 25 can be made hard to react with the drive of the 1st voltage waveform 37 with a high frequency. Therefore, when the displacement part 25 swings around the third shaft part 23 and the fourth shaft part 24, the displacement part 25 can be made less susceptible to the drive of the first voltage waveform 37 having a high frequency. . As a result, the vibration performance of the movable plate 31 can be improved. In other words, the displacement portion 25 is swung corresponding to the first voltage waveform 37 around the vertical axis 12 and the displacement portion 25 is swung corresponding to the second voltage waveform 38 around the horizontal axis 11. Can be made. When the displacement portion 25 is swung around the horizontal axis 11, the displacement portion 25 can be swung so as not to correspond to the first voltage waveform 37.

図6及び図7は光スキャナーの製造方法を説明するための模式図である。次に、図6及び図7に基づいて、光スキャナー5の製造方法について説明する。まず、構造体18を製造する。図6(a)に示すように、図中上側からレジスト層42、第1シリコン層43、酸化膜21a、第2シリコン層44及びマスク酸化膜45が積層してなる積層基板46を用意する。酸化膜21a及びマスク酸化膜45は二酸化シリコンからなる層である。各層の厚さは、特に限定されないが、例えば本実施形態では、第1シリコン層43が40μm程度、酸化膜21aが0.5μm程度、第2シリコン層44が250μm程度、マスク酸化膜45が0.5μm程度の厚みとなっている。   6 and 7 are schematic views for explaining a method of manufacturing the optical scanner. Next, a method for manufacturing the optical scanner 5 will be described with reference to FIGS. First, the structure 18 is manufactured. As shown in FIG. 6A, a laminated substrate 46 in which a resist layer 42, a first silicon layer 43, an oxide film 21a, a second silicon layer 44, and a mask oxide film 45 are laminated is prepared from the upper side in the drawing. The oxide film 21a and the mask oxide film 45 are layers made of silicon dioxide. The thickness of each layer is not particularly limited. For example, in this embodiment, the first silicon layer 43 is about 40 μm, the oxide film 21a is about 0.5 μm, the second silicon layer 44 is about 250 μm, and the mask oxide film 45 is 0. The thickness is about 5 μm.

次に、レジスト層42及びマスク酸化膜45をパターニングする。レジスト層42は可動板31、第1軸部29、第2軸部30、板状部材26、第3軸部23、第4軸部24及び支持部22の形状にパターニングする。マスク酸化膜45は支持連結部21及び磁石支持部27の形状にパターニングする。   Next, the resist layer 42 and the mask oxide film 45 are patterned. The resist layer 42 is patterned into the shape of the movable plate 31, the first shaft portion 29, the second shaft portion 30, the plate-like member 26, the third shaft portion 23, the fourth shaft portion 24, and the support portion 22. The mask oxide film 45 is patterned into the shape of the support connecting portion 21 and the magnet support portion 27.

次に、図6(b)に示すように、レジスト層42をマスクにして第1シリコン層43をドライエッチングする。このエッチングにより可動板31、第1軸部29、第2軸部30、板状部材26、第3軸部23、第4軸部24及び支持部22が形成される。   Next, as shown in FIG. 6B, the first silicon layer 43 is dry-etched using the resist layer 42 as a mask. By this etching, the movable plate 31, the first shaft portion 29, the second shaft portion 30, the plate member 26, the third shaft portion 23, the fourth shaft portion 24, and the support portion 22 are formed.

次に、図6(c)に示すように、例えばドライエッチング等のエッチング方法を用いて第2シリコン層44をエッチングする。このときマスク酸化膜45をマスクとして使用する。そして、支持連結部21及び磁石支持部27を形成する。次に、図6(d)に示すように、酸化膜21aのうち露出している部分とマスク酸化膜45をエッチングして除去する。さらに、レジスト層42を剥離して除去する。   Next, as shown in FIG. 6C, the second silicon layer 44 is etched by using an etching method such as dry etching. At this time, the mask oxide film 45 is used as a mask. And the support connection part 21 and the magnet support part 27 are formed. Next, as shown in FIG. 6D, the exposed portion of the oxide film 21a and the mask oxide film 45 are removed by etching. Further, the resist layer 42 is peeled and removed.

次に、図7(a)に示すように、可動板31上に反射膜32を形成する。反射膜32の材料を蒸着またはスパッタ等の方法で成膜する。尚、反射膜32を成膜するまえに可動板31を研磨して鏡面にしても良い。これにより描画用レーザー光3を精度良い角度で反射させることができる。可動板31を研磨して鏡面にする工程は特に限定されないがレジスト層42を設置するまえに行うのが好ましい。第1軸部29及び第2軸部30に損傷を与えずに可動板31を研磨することができる。   Next, as shown in FIG. 7A, a reflective film 32 is formed on the movable plate 31. The material of the reflective film 32 is formed by a method such as vapor deposition or sputtering. The movable plate 31 may be polished to a mirror surface before the reflective film 32 is formed. Thereby, the drawing laser beam 3 can be reflected at an accurate angle. The step of polishing the movable plate 31 to have a mirror surface is not particularly limited, but is preferably performed before the resist layer 42 is installed. The movable plate 31 can be polished without damaging the first shaft portion 29 and the second shaft portion 30.

次に、図7(b)に示すように、磁石支持部27に永久磁石28を接着して固定する。1枚のシリコンウエハーに複数の構造体18を形成するときには、ダイシング等の方法を用いて構造体18を切り取る。以上により、光スキャナー5の構造体18が得られる。   Next, as shown in FIG. 7B, the permanent magnet 28 is bonded and fixed to the magnet support portion 27. When forming a plurality of structures 18 on a single silicon wafer, the structures 18 are cut out using a method such as dicing. Thus, the structure 18 of the optical scanner 5 is obtained.

次に、図7(c)に示すように、底板13a上に磁心14及びコイル15が設置された筐体13を用意する。磁心14及びコイル15は接着材を用いて筐体13に接着することができる。次に、筐体13と支持連結部21とを重ねて接着する。以上により、光スキャナー5が完成する。   Next, as shown in FIG. 7C, a housing 13 having a magnetic core 14 and a coil 15 installed on a bottom plate 13a is prepared. The magnetic core 14 and the coil 15 can be bonded to the housing 13 using an adhesive. Next, the casing 13 and the support connecting portion 21 are overlapped and bonded. Thus, the optical scanner 5 is completed.

上述したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
(1)本実施形態によれば、変位部25は枠部25b及び第1薄板構造部25aを備えている。枠部25bは第1軸部29及び第2軸部30と第3軸部23及び第4軸部24との相対位置を維持する。第1薄板構造部25aは第3軸部23及び第4軸部24が延在する方向と直交する向きに延在する。変位部25が水平軸11まわりに揺動するとき、第1薄板構造部25aは周囲に気流41を発生させてダンパーとして機能する。これにより、変位部25を周波数の高い駆動に対して反応し難くすることができる。従って、変位部25が水平軸11の軸まわりに揺動するとき周波数の高い駆動に対して反応し難くすることができる。その結果、反射面5aの振動性能を向上させることができる。
As described above, this embodiment has the following effects.
(1) According to this embodiment, the displacement part 25 is provided with the frame part 25b and the 1st thin plate structure part 25a. The frame portion 25 b maintains the relative positions of the first shaft portion 29 and the second shaft portion 30 and the third shaft portion 23 and the fourth shaft portion 24. The first thin plate structure portion 25a extends in a direction orthogonal to the direction in which the third shaft portion 23 and the fourth shaft portion 24 extend. When the displacement part 25 swings around the horizontal axis 11, the first thin plate structure part 25a generates an air flow 41 around and functions as a damper. Thereby, the displacement part 25 can be made hard to react with respect to the drive with a high frequency. Therefore, when the displacement part 25 swings around the axis of the horizontal axis 11, it can be made difficult to react to a drive with a high frequency. As a result, the vibration performance of the reflecting surface 5a can be improved.

(2)本実施形態によれば、変位部25は枠部25bに続く第2薄板構造部26aを備えている。第2薄板構造部26aは枠部25bより厚みが薄いので枠部25bより変形しやすくなっている。そして、第3軸部23及び第4軸部24は接続部26bにおいて第2薄板構造部26aに接続されている。従って、第3軸部23及び第4軸部24が枠部25bに接続されるときより第3軸部23及び第4軸部24がねじれるときに変位部25及び第3軸部23及び第4軸部24は接続部26bに応力集中を生じ難くすることができる。
さらに、第3軸部23及び第4軸部24と第2薄板構造部26aとが接続する接続部26bは円弧状になっている。従って、第3軸部23及び第4軸部24がねじれるときに変位部25は接続部26bに応力集中を生じ難くすることができる。
(2) According to this embodiment, the displacement part 25 is provided with the 2nd thin plate structure part 26a following the frame part 25b. Since the second thin plate structure portion 26a is thinner than the frame portion 25b, it is easier to deform than the frame portion 25b. And the 3rd axial part 23 and the 4th axial part 24 are connected to the 2nd thin plate structure part 26a in the connection part 26b. Accordingly, when the third shaft portion 23 and the fourth shaft portion 24 are twisted than when the third shaft portion 23 and the fourth shaft portion 24 are connected to the frame portion 25b, the displacement portion 25, the third shaft portion 23 and the fourth shaft portion 24 are twisted. The shaft portion 24 can make it difficult for stress concentration to occur in the connection portion 26b.
Furthermore, the connection part 26b which the 3rd axial part 23 and the 4th axial part 24, and the 2nd thin plate structure part 26a connect is circular arc shape. Therefore, when the third shaft portion 23 and the fourth shaft portion 24 are twisted, the displacement portion 25 can make it difficult for stress concentration to occur in the connection portion 26b.

(3)本実施形態によれば、変位部25は枠部25bと第1薄板構造部25aとから構成されている。そして、第1薄板構造部25aは枠部25bより薄い板状となっている。
従って、変位部25が総て枠部25bの厚みで構成されているときに比べて、変位部25の慣性モーメントを小さくすることができる。その結果、少ないエネルギーで変位部25を揺動させることができる為、コイル15が消費する電力を少なくすることができる。
(3) According to this embodiment, the displacement part 25 is comprised from the frame part 25b and the 1st thin plate structure part 25a. And the 1st thin plate structure part 25a is plate shape thinner than the frame part 25b.
Therefore, the moment of inertia of the displacement part 25 can be made smaller than when the displacement part 25 is entirely composed of the thickness of the frame part 25b. As a result, the displacement portion 25 can be swung with a small amount of energy, so that the power consumed by the coil 15 can be reduced.

(第2の実施形態)
次に、光スキャナーの一実施形態について図8(a)の光スキャナーの構造を示す模式平面図と図8(b)の構造を示す模式側断面図を用いて説明する。本実施形態が第1の実施形態と異なるところは、図2及び図3に示した反射体33の形状が異なる点にある。尚、第1の実施形態と同じ点については説明を省略する。
(Second Embodiment)
Next, an embodiment of the optical scanner will be described with reference to a schematic plan view showing the structure of the optical scanner in FIG. 8A and a schematic side sectional view showing the structure in FIG. This embodiment is different from the first embodiment in that the shape of the reflector 33 shown in FIGS. 2 and 3 is different. Note that description of the same points as in the first embodiment is omitted.

すなわち、本実施形態では、図8に示すように光スキャナー49は底板13aに磁心14及びコイル15が設置された筐体13を備えている。筐体13の側板13b上には構造体50が設置されている。構造体50は側板13bと接続する支持連結部21を備え、支持連結部21のZ方向を向く面には酸化膜21aが設置されている。支持連結部21のZ方向側には支持部22が設置されている。   That is, in the present embodiment, as shown in FIG. 8, the optical scanner 49 includes a housing 13 in which a magnetic core 14 and a coil 15 are installed on a bottom plate 13a. A structure 50 is installed on the side plate 13 b of the housing 13. The structure 50 includes a support connecting portion 21 connected to the side plate 13b, and an oxide film 21a is provided on the surface of the support connecting portion 21 facing the Z direction. A support portion 22 is installed on the Z direction side of the support connecting portion 21.

支持部22においてY方向の中央にはX方向に延在する第2ねじり棒ばね部としての第3軸部51及び第4軸部52が設置されている。第3軸部51と第4軸部52との間には変位部53が設置されている。変位部53は四角形の枠状であり、Y方向に長い長方形となっている。変位部53のX方向の長さは第1の実施形態の変位部25より短い長さになっている。変位部53のY方向の長さは第1の実施形態の変位部25より短い長さになっている。   In the support portion 22, a third shaft portion 51 and a fourth shaft portion 52 as second torsion bar spring portions extending in the X direction are installed at the center in the Y direction. A displacement portion 53 is installed between the third shaft portion 51 and the fourth shaft portion 52. The displacement part 53 has a rectangular frame shape and is a rectangle that is long in the Y direction. The length of the displacement part 53 in the X direction is shorter than that of the displacement part 25 of the first embodiment. The length of the displacement part 53 in the Y direction is shorter than that of the displacement part 25 of the first embodiment.

変位部53は板状部材54と磁石支持部55とから構成されている。変位部53のうち磁石支持部55よりY方向側に位置する部位を第1薄板構造部53aとする。さらに、変位部53のうち磁石支持部55より−Y方向側に位置する部位も第1薄板構造部53aとする。そして、磁石支持部55を含んで磁石支持部55より内側の部分を枠部53bとする。枠部53bは板状部材54の一部分と磁石支持部55とから構成される。第1薄板構造部53aの厚みは枠部53bの厚みより薄くなっている。磁石支持部55の磁心14側には永久磁石28が設置されている。   The displacement part 53 includes a plate-like member 54 and a magnet support part 55. A portion of the displacement portion 53 located on the Y direction side from the magnet support portion 55 is defined as a first thin plate structure portion 53a. Further, a portion of the displacement portion 53 that is located on the −Y direction side from the magnet support portion 55 is also referred to as a first thin plate structure portion 53a. And the part inside the magnet support part 55 including the magnet support part 55 is made into the frame part 53b. The frame portion 53 b is constituted by a part of the plate-like member 54 and a magnet support portion 55. The thickness of the first thin plate structure portion 53a is thinner than the thickness of the frame portion 53b. A permanent magnet 28 is installed on the side of the magnetic core 14 of the magnet support portion 55.

変位部53においてX方向の中央にはY方向に延在する第1ねじり棒ばね部としての第1軸部56及び第2軸部57が設置されている。第1軸部56と第2軸部57との間には可動板58が設置されている。可動板58は円形の板状であり、可動板58の大きさは第1の実施形態における可動板31より小さい。これにより、板状部材54及び変位部53はX方向の長さを短くすることが可能になっている。   In the center of the displacement portion 53 in the X direction, a first shaft portion 56 and a second shaft portion 57 are installed as first torsion bar spring portions extending in the Y direction. A movable plate 58 is installed between the first shaft portion 56 and the second shaft portion 57. The movable plate 58 has a circular plate shape, and the size of the movable plate 58 is smaller than the movable plate 31 in the first embodiment. Thereby, the plate-shaped member 54 and the displacement part 53 can shorten the length of a X direction.

可動板58上には光反射部59が設置されている。光反射部59は支柱部60及び反射板61を備えている。支柱部60は可動板58上に設置され、支柱部60上に反射板61が設置されている。反射板61のZ方向側の面には反射膜32が設置され、反射板61のZ方向側の面は反射面5aとなっている。反射板61は変位部53とZ方向に間隔を空けて設置されている。反射板61のZ方向から見た平面視において反射板61の一部は磁石支持部55と重なるように配置されている。   A light reflecting portion 59 is installed on the movable plate 58. The light reflecting portion 59 includes a column portion 60 and a reflecting plate 61. The support column 60 is installed on the movable plate 58, and the reflection plate 61 is installed on the support column 60. A reflective film 32 is provided on the surface of the reflective plate 61 on the Z direction side, and the surface of the reflective plate 61 on the Z direction side is a reflective surface 5a. The reflection plate 61 is installed at a distance from the displacement portion 53 in the Z direction. A part of the reflection plate 61 is arranged so as to overlap the magnet support portion 55 in a plan view of the reflection plate 61 viewed from the Z direction.

変位部53において第1軸部56及び第2軸部57のX方向側に位置する孔を第1孔53cとし、第1軸部56及び第2軸部57の−X方向側に位置する孔を第2孔53dとする。第1孔53c孔及び第2孔53dを取り囲む板状部材54は変位部53の一部である。Z方向から見た平面視において反射板61は第1孔53cよりX方向に突出し、第2孔53dより−X方向に突出している。つまり、Z方向から見た平面視において反射板61の一部は変位部53と重なるように配置されている。そして、反射板61の直径は第1の実施形態における可動板31と同じ直径となっている。可動板58及び光反射部59により反射体62が構成されている。   A hole located on the X direction side of the first shaft portion 56 and the second shaft portion 57 in the displacement portion 53 is referred to as a first hole 53c, and a hole located on the −X direction side of the first shaft portion 56 and the second shaft portion 57. Is the second hole 53d. A plate-like member 54 surrounding the first hole 53 c and the second hole 53 d is a part of the displacement portion 53. In a plan view as viewed from the Z direction, the reflector 61 projects in the X direction from the first hole 53c, and projects in the −X direction from the second hole 53d. That is, a part of the reflector 61 is arranged so as to overlap the displacement portion 53 in a plan view as viewed from the Z direction. The diameter of the reflecting plate 61 is the same as that of the movable plate 31 in the first embodiment. The movable plate 58 and the light reflecting portion 59 constitute a reflector 62.

変位部53はX方向の長さが短い方が垂直軸12の軸まわりの揺動において高い周波数の駆動に対する応答性を良くすることができる。これにより、制御部7は、垂直軸12の軸まわりの高い周波数の駆動に対して応答性良く変位部53を揺動することができる。第1電圧波形37の周波数は、可動板58、第1軸部56、第2軸部57、光反射部59で形成される第1の振動系のねじり共振周波数に一致しているので、変位部53の垂直軸12まわりの揺動に伴って、可動板58及び光反射部59を揺動させることができる。   As the displacement portion 53 has a shorter length in the X direction, it is possible to improve responsiveness to high-frequency driving in swinging around the vertical axis 12. Thereby, the control unit 7 can swing the displacement unit 53 with high responsiveness to high-frequency driving around the vertical axis 12. Since the frequency of the first voltage waveform 37 matches the torsional resonance frequency of the first vibration system formed by the movable plate 58, the first shaft portion 56, the second shaft portion 57, and the light reflecting portion 59, the displacement As the portion 53 swings around the vertical axis 12, the movable plate 58 and the light reflecting portion 59 can be swung.

各部材の寸法は特に限定されないが、本実施形態では例えば、各部位の寸法は次の値に設定されている。光スキャナー49のX方向の長さは3070μmであり、Y方向の長さは3240μmとなっている。支持連結部21のZ方向の長さは250μmとなっている。支持部22の幅は500μmである。支持部22の内側の孔はX方向の長さが2070μmであり、Y方向の長さが2240μmとなっている。   Although the dimension of each member is not specifically limited, In this embodiment, for example, the dimension of each part is set to the following value. The optical scanner 49 has a length in the X direction of 3070 μm and a length in the Y direction of 3240 μm. The length of the support connecting portion 21 in the Z direction is 250 μm. The width of the support portion 22 is 500 μm. The inner hole of the support portion 22 has a length in the X direction of 2070 μm and a length in the Y direction of 2240 μm.

変位部53はX方向の長さが1000μmであり、Y方向の長さが2140μmとなっている。板状部材54のZ方向の厚みは40μmとなっている。第1孔53cの+X方向側の端〜第2孔53dの−X方向側の端までの長さは400μmとなっている。第1孔53c及び第2孔53dのY方向の長さは840μmとなっている。第1孔53c及び第2孔53dのY方向側の端からY方向側の磁石支持部55までの長さが65μmとなっている。磁石支持部55のY方向側の幅を150μmとする。そして、磁石支持部55のY方向側の端から変位部53のY方向側の端までの長さは435μmとなっている。従って、第1孔53c及び第2孔53dのY方向側の端から板状部材54のY方向側の端までの長さは650μmとなっている。   The displacement part 53 has a length in the X direction of 1000 μm and a length in the Y direction of 2140 μm. The thickness of the plate member 54 in the Z direction is 40 μm. The length from the end on the + X direction side of the first hole 53c to the end on the −X direction side of the second hole 53d is 400 μm. The length of the first hole 53c and the second hole 53d in the Y direction is 840 μm. The length from the end on the Y direction side of the first hole 53c and the second hole 53d to the magnet support portion 55 on the Y direction side is 65 μm. The width of the magnet support portion 55 on the Y direction side is 150 μm. The length from the end of the magnet support portion 55 on the Y direction side to the end of the displacement portion 53 on the Y direction side is 435 μm. Therefore, the length from the end in the Y direction of the first hole 53c and the second hole 53d to the end in the Y direction of the plate member 54 is 650 μm.

支柱部60の直径は270μmとなっている。反射板61の直径は1000μmであり、厚みは40μmとなっている。永久磁石28は長さが1000μmであり、幅が500〜800μmとなっている。   The diameter of the column 60 is 270 μm. The reflector 61 has a diameter of 1000 μm and a thickness of 40 μm. The permanent magnet 28 has a length of 1000 μm and a width of 500 to 800 μm.

上述したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
(1)本実施形態によれば、反射板61と変位部53とはZ方向に間隔を空けて設置されている。そして、反射板61のZ方向から見た平面視において反射板61の一部は変位部53と重なっている。この構成は、反射板61と変位部53とが同一平面上に位置するときに比べて変位部53を短くすることができる。従って、変位部53が短くなる為、高い周波数の駆動に対して可動板58及び光反射部59の応答性を良くすることができる。
As described above, this embodiment has the following effects.
(1) According to this embodiment, the reflecting plate 61 and the displacement part 53 are installed at intervals in the Z direction. A part of the reflection plate 61 overlaps the displacement portion 53 in a plan view of the reflection plate 61 viewed from the Z direction. With this configuration, the displacement portion 53 can be made shorter than when the reflector 61 and the displacement portion 53 are located on the same plane. Therefore, since the displacement part 53 becomes short, the responsiveness of the movable plate 58 and the light reflection part 59 can be improved with respect to high frequency driving.

(第3の実施形態)
次に、光スキャナーの一実施形態について図9(a)の光スキャナーの構造を示す模式平面図と図9(b)の構造を示す模式側断面図を用いて説明する。本実施形態が第1の実施形態と異なるところは、変位部25の両端に錘が設置された点にある。尚、第1の実施形態と同じ点については説明を省略する。
(Third embodiment)
Next, an embodiment of the optical scanner will be described with reference to a schematic plan view showing the structure of the optical scanner in FIG. 9A and a schematic side sectional view showing the structure in FIG. This embodiment is different from the first embodiment in that weights are installed at both ends of the displacement portion 25. Note that description of the same points as in the first embodiment is omitted.

すなわち、本実施形態では、図9に示すように光スキャナー65の構造体66は第1薄板構造部25aにおいてY方向側の端と−Y方向側の端に錘部67が設置されている。錘部67が設置された場所では第1薄板構造部25aの厚みは板状部材26の厚みに錘部67の厚みが加算されているので第1薄板構造部25aは厚くなっている。つまり、第1薄板構造部25aは第3軸部23及び第4軸部24に近い場所より離れた場所の厚みが厚くなっている。   That is, in the present embodiment, as shown in FIG. 9, the structure 66 of the optical scanner 65 is provided with weight portions 67 at the end on the Y direction side and the end on the −Y direction side in the first thin plate structure portion 25a. At the place where the weight portion 67 is installed, the thickness of the first thin plate structure portion 25a is increased because the thickness of the weight portion 67 is added to the thickness of the plate member 26. That is, the thickness of the first thin plate structure portion 25a is thicker at a location away from the location near the third shaft portion 23 and the fourth shaft portion 24.

変位部25は第1薄板構造部25aの水平軸11と離れた場所の厚みが薄いときに比べて水平軸11まわりの慣性モーメントを大きくすることができる。これにより、変位部25を周波数の高い駆動に対して反応し難くすることができる。従って、変位部25が水平軸11まわりに揺動するとき周波数の高い駆動に対して反応し難くすることができる。その結果、可動板31の振動性能を向上させることができる。   The displacement part 25 can increase the moment of inertia around the horizontal axis 11 as compared with the case where the thickness of the first thin plate structure part 25a away from the horizontal axis 11 is thin. Thereby, the displacement part 25 can be made hard to react with respect to the drive with a high frequency. Therefore, when the displacement part 25 swings around the horizontal axis 11, it is possible to make it difficult to react to a drive with a high frequency. As a result, the vibration performance of the movable plate 31 can be improved.

第1薄板構造部25aの錘部67が設置された場所は変位部25において永久磁石28が設置された側と反対側の面に設置されている。つまり、錘部67は変位部25のZ方向側に設置されている。   The place where the weight part 67 of the first thin plate structure part 25a is installed is installed on the surface of the displacement part 25 opposite to the side where the permanent magnet 28 is installed. That is, the weight part 67 is installed on the Z direction side of the displacement part 25.

これにより、変位部25の重心を第2ねじり棒ばね部の軸に近づけることができる。従って、第2ねじり棒ばね部にかかるねじり応力と曲げ応力による複合応力を小さくすることができ、梁の破壊に対する信頼性を高めることができる。   Thereby, the gravity center of the displacement part 25 can be brought close to the axis of the second torsion bar spring part. Therefore, the combined stress due to the torsional stress and the bending stress applied to the second torsion bar spring portion can be reduced, and the reliability against the fracture of the beam can be enhanced.

錘部67の寸法は特に限定されないが、本実施形態では例えば、錘部67の寸法は次の値に設定されている。錘部67はY方向の長さが50μm〜100μmであり、Z方向の長さは200μm〜300μmとなっている。   Although the dimension of the weight part 67 is not specifically limited, In this embodiment, the dimension of the weight part 67 is set to the following value, for example. The weight 67 has a length in the Y direction of 50 μm to 100 μm and a length in the Z direction of 200 μm to 300 μm.

(第4の実施形態)
次に、光スキャナーの一実施形態について図10(a)の光スキャナーの構造を示す模式平面図と図10(b)の構造を示す模式側断面図を用いて説明する。本実施形態が第3の実施形態と異なるところは、錘部67が設置された変位部25の面が異なる点にある。尚、第3の実施形態と同じ点については説明を省略する。
(Fourth embodiment)
Next, an embodiment of the optical scanner will be described with reference to a schematic plan view illustrating the structure of the optical scanner in FIG. 10A and a schematic side sectional view illustrating the structure in FIG. This embodiment is different from the third embodiment in that the surface of the displacement portion 25 on which the weight portion 67 is installed is different. The description of the same points as in the third embodiment will be omitted.

すなわち、本実施形態では、図10に示すように光スキャナー70の構造体71は第1薄板構造部25aにおいてY方向側の端と−Y方向側の端に錘部72が設置されている。第1薄板構造部25aの錘部72が設置された場所は変位部25において永久磁石28が設置された側と同じ側の面に設置されている。つまり、錘部72は変位部25の−Z方向側に設置されている。そして、支持連結部21、磁石支持部27及び錘部72のZ方向の長さは同じ長さであり、同じ材質となっている。   That is, in this embodiment, as shown in FIG. 10, the structure 71 of the optical scanner 70 is provided with weight portions 72 at the Y-direction end and the −Y-direction end in the first thin plate structure portion 25a. The place where the weight part 72 of the first thin plate structure part 25a is installed is installed on the same side of the displacement part 25 as the side where the permanent magnet 28 is installed. That is, the weight portion 72 is installed on the −Z direction side of the displacement portion 25. And the length of the Z direction of the support connection part 21, the magnet support part 27, and the weight part 72 is the same length, and is the same material.

従って、支持連結部21、磁石支持部27及び錘部72は同じ工程でエッチングして形成することができる。従って、光スキャナー70を製造し易い構造にすることができる。
錘部72の寸法は特に限定されないが、本実施形態では例えば、錘部72のY方向の長さは50μm〜100μmとなっている。
Accordingly, the support connecting portion 21, the magnet support portion 27, and the weight portion 72 can be formed by etching in the same process. Accordingly, the optical scanner 70 can be easily manufactured.
Although the dimension of the weight part 72 is not specifically limited, In this embodiment, the length of the Y direction of the weight part 72 is 50 micrometers-100 micrometers, for example.

(第5の実施形態)
次に、光スキャナーを活用したヘッドアップディスプレイの一実施形態について図11を用いて説明する。本実施形態のヘッドアップディスプレイには第1の実施形態における画像表示装置1が活用されている。尚、第1の実施形態と同じ点については説明を省略する。
(Fifth embodiment)
Next, an embodiment of a head-up display using an optical scanner will be described with reference to FIG. The image display apparatus 1 in the first embodiment is utilized for the head-up display of the present embodiment. Note that description of the same points as in the first embodiment is omitted.

図11は、ヘッドアップディスプレイを示す概略斜視図である。図11に示すように、ヘッドアップディスプレイシステム75では、画像表示装置1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76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76により、フロントガラス77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。尚、ヘッドアップディスプレイシステム75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。   FIG. 11 is a schematic perspective view showing a head-up display. As shown in FIG. 11, in the head-up display system 75, the image display device 1 is mounted on the dashboard of the automobile so as to form a head-up display 76. With this head-up display 76, a predetermined image such as a guidance display to the destination can be displayed on the windshield 77, for example. Note that the head-up display system 75 can be applied not only to automobiles but also to aircrafts, ships, and the like.

画像表示装置1に設置された光スキャナー5では第1薄板構造部25aが周囲に気流41を発生させてダンパーとして機能する。これにより、変位部25の水平軸11まわりの揺動を周波数の高い駆動に対して反応し難くすることができる。従って、反射面5aが水平軸11まわりに揺動するとき周波数の高い駆動に対して反応し難くすることができる。ヘッドアップディスプレイシステム75は振動性能の良い光スキャナー5を備え、見易い画像を表示することができる。   In the optical scanner 5 installed in the image display device 1, the first thin plate structure portion 25a generates an air flow 41 around and functions as a damper. As a result, it is possible to make it difficult for the swing of the displacement portion 25 around the horizontal axis 11 to react to high frequency driving. Therefore, when the reflecting surface 5a swings around the horizontal axis 11, it is possible to make it difficult to respond to high frequency driving. The head-up display system 75 includes the optical scanner 5 with good vibration performance and can display an easy-to-see image.

(第6の実施形態)
次に、光スキャナーを活用したヘッドマウントディスプレイの一実施形態について図12を用いて説明する。本実施形態のヘッドマウントディスプレイには第1の実施形態における画像表示装置1が活用されている。尚、第1の実施形態と同じ点については説明を省略する。
(Sixth embodiment)
Next, an embodiment of a head mounted display using an optical scanner will be described with reference to FIG. The image display apparatus 1 in the first embodiment is utilized for the head mounted display of the present embodiment. Note that description of the same points as in the first embodiment is omitted.

図12は、ヘッドマウントディスプレイを示す概略斜視図である。図12に示すように、ヘッドマウントディスプレイ79は、観察者の頭部に装着されるフレーム80と、フレーム80に搭載された画像表示装置1とを有している。そして、画像表示装置1は、フレーム80の本来レンズである部位に設けられた表示部81に、一方の目で視認される所定の画像を表示する。若しくは、表示部81に描画用レーザー光3を反射させて、観察者の網膜に虚像を結像させても良い。   FIG. 12 is a schematic perspective view showing a head mounted display. As shown in FIG. 12, the head mounted display 79 includes a frame 80 attached to the observer's head and the image display device 1 mounted on the frame 80. Then, the image display device 1 displays a predetermined image that is visually recognized by one eye on the display unit 81 provided in a portion that is originally a lens of the frame 80. Alternatively, the drawing laser beam 3 may be reflected on the display unit 81 to form a virtual image on the observer's retina.

表示部81は透明であってもよく、不透明であってもよい。表示部81が透明な場合には表示部81を通して見える景色と画像表示装置1からの情報とを重ねて観察者が見ることができる。また、表示部81は入射した光の少なくとも一部を反射すればよく、例えば、表示部81にハーフミラー等を用いることができる。尚、ヘッドマウントディスプレイ79に2つの画像表示装置1を設け、両方の目で視認されるように画像を2つの表示部に表示するようにしてもよい。   The display unit 81 may be transparent or opaque. When the display unit 81 is transparent, an observer can see the scenery seen through the display unit 81 and the information from the image display device 1 in an overlapping manner. The display unit 81 only needs to reflect at least part of the incident light. For example, a half mirror or the like can be used for the display unit 81. It should be noted that two image display devices 1 may be provided on the head mounted display 79 and images may be displayed on the two display units so as to be viewed with both eyes.

以上、光スキャナー5、画像表示装置1、ヘッドアップディスプレイ76、ヘッドマウントディスプレイ79及び光スキャナー5の製造方法を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、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る。また、本発明に、他の任意の構成物が付加されていてもよい。変形例を以下に述べる。   The manufacturing method of the optical scanner 5, the image display device 1, the head-up display 76, the head mounted display 79, and the optical scanner 5 has been described above, but the present invention is not limited to this, and the configuration of each part is the same. It can be replaced with any configuration having the above function. In addition, any other component may be added to the present invention. A modification will be described below.

(変形例1)
前記第1の実施形態では、可動板31はZ方向からみた平面視にて円形をなしているが、可動板31の平面視形状は、これに限定されず、例えば、楕円形、三角形、四角形等の多角形であってもよい。製造し易い形状にしても良い。
(Modification 1)
In the first embodiment, the movable plate 31 has a circular shape in a plan view as viewed from the Z direction. However, the planar view shape of the movable plate 31 is not limited to this, and may be, for example, an ellipse, a triangle, or a quadrangle. It may be a polygon such as. The shape may be easily manufactured.

(変形例2)
前記第1の実施形態では、第1軸部29及び第2軸部30が延在する方向と第3軸部23及び第4軸部24が延在する方向とは直交していた。第1軸部29及び第2軸部30が延在する方向と第3軸部23及び第4軸部24が延在する方向とは斜めに交差しても良い。このときにも、反射面5aを揺動して描画用レーザー光3を用いて2次元の画像を描画することができる。
(Modification 2)
In the first embodiment, the direction in which the first shaft portion 29 and the second shaft portion 30 extend is orthogonal to the direction in which the third shaft portion 23 and the fourth shaft portion 24 extend. The direction in which the first shaft portion 29 and the second shaft portion 30 extend may intersect with the direction in which the third shaft portion 23 and the fourth shaft portion 24 extend obliquely. Also at this time, it is possible to draw a two-dimensional image using the drawing laser beam 3 by swinging the reflecting surface 5a.

(変形例3)
前記第3の実施形態では、変位部25のZ側に錘部67が設置された。前記第4の実施形態では、変位部25の−Z側に錘部72が設置された。変位部25のZ側と−Z側の両方に錘部を設置しても良い。変位部25の動作に合わせて調整しても良い。
(Modification 3)
In the third embodiment, the weight portion 67 is installed on the Z side of the displacement portion 25. In the fourth embodiment, the weight portion 72 is installed on the −Z side of the displacement portion 25. A weight portion may be provided on both the Z side and the −Z side of the displacement portion 25. You may adjust according to operation | movement of the displacement part 25. FIG.

さらに、第2の実施形態における光反射部59が設置された光スキャナー49において変位部53のZ側に錘部67が設置されてもよい。また、光スキャナー49において変位部53の−Z側に錘部72が設置されてもよい。変位部53のZ側と−Z側の両方に錘部を設置しても良い。変位部53の動作に合わせて調整しても良い。   Further, in the optical scanner 49 provided with the light reflecting portion 59 in the second embodiment, the weight portion 67 may be provided on the Z side of the displacement portion 53. Further, in the optical scanner 49, the weight portion 72 may be installed on the −Z side of the displacement portion 53. A weight portion may be provided on both the Z side and the −Z side of the displacement portion 53. You may adjust according to operation | movement of the displacement part 53. FIG.

(変形例4)
前記第5の実施形態及び前記第6の実施形態では、画像表示装置1に光スキャナー5が用いられた。光スキャナー5の代わりに、光スキャナー49、光スキャナー65または光スキャナー70を用いてもよい。このときにも品質の良い画像を描画することができる。
(Modification 4)
In the fifth embodiment and the sixth embodiment, the optical scanner 5 is used for the image display device 1. Instead of the optical scanner 5, an optical scanner 49, an optical scanner 65, or an optical scanner 70 may be used. Even at this time, a high-quality image can be drawn.

1…画像表示装置、3…光としての描画用レーザー光、5a…光反射部としての反射面、8b,8g,8r…光源としてのレーザー光源、11…第2の軸としての水平軸、12…第1の軸としての垂直軸、15…コイル、22…支持部、23…第2ねじり棒ばね部としての第3軸部、24…第2ねじり棒ばね部としての第4軸部、25a…ダンパー部としての第1薄板構造部、25,53…変位部、26a…薄板構造部としての第2薄板構造部、26b…接続部、27…枠部としての磁石支持部、28…永久磁石、29…第1ねじり棒ばね部としての第1軸部、30…第1ねじり棒ばね部としての第2軸部、31,58…可動板、32…光反射部としての反射膜、59…光反射部、60…支柱部、61…反射板、76…ヘッドアップディスプレイ、77…フロントガラス、80…フレーム。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Image display apparatus, 3 ... Drawing laser beam as light, 5a ... Reflecting surface as light reflection part, 8b, 8g, 8r ... Laser light source as light source, 11 ... Horizontal axis as 2nd axis, 12 ... vertical axis as first axis, 15 ... coil, 22 ... support part, 23 ... third axis part as second torsion bar spring part, 24 ... fourth axis part as second torsion bar spring part, 25a ... 1st thin plate structure part as a damper part, 25, 53 ... Displacement part, 26a ... 2nd thin plate structure part as a thin plate structure part, 26b ... Connection part, 27 ... Magnet support part as a frame part, 28 ... Permanent magnet , 29: a first shaft portion as a first torsion bar spring portion, 30: a second shaft portion as a first torsion bar spring portion, 31, 58 ... a movable plate, 32 ... a reflection film as a light reflection portion, 59 ... Light reflection part, 60 ... post part, 61 ... reflection plate, 76 ... head up display Lee, 77 ... front glass, 80 ... frame.

Claims (7)

光反射部を備える可動板と、
前記可動板を第1軸まわりに揺動可能に支持する第1ねじり棒ばね部と、
前記第1ねじり棒ばね部に接続された変位部と、
前記変位部を前記第1軸と交差する第2軸まわりに揺動可能に支持する第2ねじり棒ばね部と、
一方の磁極と他方の磁極とを結ぶ線分が前記第1軸及び前記第2軸に対して傾斜するように前記変位部に設けられた永久磁石と、
前記変位部と隔てて設けられ、前記永久磁石に作用する磁界を発生するコイルと、を備え、
前記変位部は、前記変位部の辺のうち、前記第1軸と交差する一方端側の辺と、前記一方端側とは反対側に位置する他方端側の辺と、の各々にダンパー部を備え、
前記可動板が揺動する周波数は、前記変位部が揺動する周波数よりも高いことを特徴とする光スキャナー。
A movable plate having a light reflecting portion;
A first torsion bar spring portion supporting the movable plate so as to be swingable about a first axis;
A displacement portion connected to the first torsion bar spring portion;
A second torsion bar spring portion supporting the displacement portion so as to be swingable about a second axis intersecting the first axis;
A permanent magnet provided in the displacement portion so that a line segment connecting one magnetic pole and the other magnetic pole is inclined with respect to the first axis and the second axis;
A coil that is provided apart from the displacement part and generates a magnetic field that acts on the permanent magnet,
The said displacement part is a damper part in each of the edge | side of the one end side which cross | intersects said 1st axis | shaft among the edge | sides of the said displacement part, and the edge | side of the other end side located on the opposite side to the said one end side. With
The frequency at which the movable plate swings is higher than the frequency at which the displacement portion swings .
請求項1に記載の光スキャナーにおいて、  The optical scanner according to claim 1.
前記可動板及び前記第1ねじり棒ばね部は、第1振動系を構成し、  The movable plate and the first torsion bar spring portion constitute a first vibration system,
前記可動板、前記第1ねじり棒ばね部、前記変位部、前記第2ねじり棒ばね部及び前記永久磁石は、第2振動系を構成し、  The movable plate, the first torsion bar spring part, the displacement part, the second torsion bar spring part and the permanent magnet constitute a second vibration system,
前記第1振動系の共振周波数は、前記第2振動系の共振周波数よりも高いことを特徴とする光スキャナー。  The optical scanner according to claim 1, wherein a resonance frequency of the first vibration system is higher than a resonance frequency of the second vibration system.
請求項1又は2に記載の光スキャナーにおいて、  The optical scanner according to claim 1 or 2,
前記コイルに電気的に接続された電圧印加部をさらに備え、  A voltage application unit electrically connected to the coil;
前記電圧印加部は、第1電圧波形と、前記第1電圧波形よりも周波数の低い第2電圧波形と、を重畳して前記コイルに印加することを特徴とする光スキャナー。  The said voltage application part superimposes a 1st voltage waveform and a 2nd voltage waveform whose frequency is lower than the said 1st voltage waveform, and applies it to the said coil, The optical scanner characterized by the above-mentioned.
請求項3に記載の光スキャナーにおいて、  The optical scanner according to claim 3.
前記第1電圧波形は、10kHzから40kHzの間の周波数であることを特徴とする光スキャナー。  The optical scanner according to claim 1, wherein the first voltage waveform has a frequency between 10 kHz and 40 kHz.
請求項3又は4に記載の光スキャナーにおいて、  The optical scanner according to claim 3 or 4,
前記第2電圧波形は、30Hzから120Hzの間の周波数であることを特徴とする光スキャナー。  The optical scanner, wherein the second voltage waveform has a frequency between 30 Hz and 120 Hz.
請求項3乃至5の何れか一項に記載の光スキャナーにおいて、  The optical scanner according to any one of claims 3 to 5,
前記電圧印加部は、前記第1電圧波形を発生させる第1電圧発生部と、前記第2電圧波形を発生させる第2電圧発生部と、を備えることを特徴とする光スキャナー。  The optical scanner includes: a first voltage generation unit that generates the first voltage waveform; and a second voltage generation unit that generates the second voltage waveform.
請求項1乃至6の何れか一項に記載の光スキャナーと、観察者の頭部に装着されるフレームと、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。  A head-mounted display, comprising: the optical scanner according to claim 1; and a frame that is attached to an observer's head.
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