圖像顯示裝置以及頭戴式顯示器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及圖像顯示裝置以及頭戴式顯示器。圖像顯示裝置具有多個光源部；將從上述多個光源部射出的光合成的光合成部；使由上述光合成部合成后的光的光軸傾斜的光學(xué)元件；以及對從上述光學(xué)元件射出的光進(jìn)行掃描的光掃描部，從上述多個光源部朝向上述光掃描部的光的光軸位于第1面內(nèi)，上述光掃描部具有被配置成與上述第1面垂直，并且圍繞位于上述第1面內(nèi)的第1軸以及圍繞與上述第1面的法線方向平行的第2軸擺動的光反射面，從上述多個光源部射出的光的上述第1面的法線方向的輻射角比該射出的光的上述第1面的面內(nèi)方向的輻射角大。
【專利說明】圖像顯示裝置以及頭戴式顯示器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及圖像顯示裝置以及頭戴式顯示器。
【背景技術(shù)】
[0002]例如，作為用于在屏幕上顯示圖像的圖像顯示裝置，已知有一種具有光源、和二維掃描來自光源的光的光掃描儀的構(gòu)成(例如，參照專利文獻(xiàn)I)。
[0003]專利文獻(xiàn)I所記載的圖像顯示裝置具有:具備3個半導(dǎo)體激光器、與各半導(dǎo)體激光器對應(yīng)的耦合透鏡、分色鏡以及聚光透鏡的光束供給部；和二維掃描從光束供給部射出的光束的光束掃描部。另外，光束掃描部所具有的反射鏡的反射面與從各半導(dǎo)體激光器射出的光束的光軸平行，并且被設(shè)置在相對于該光軸向框體的厚度方向偏移了的位置。因此，在光束供給部和光束掃描部之間設(shè)置有平面鏡，從光束供給部射出的光束通過平面鏡向框體的厚度方向反射之后入射至光束掃描部的反射鏡。
[0004]然而，在專利文獻(xiàn)I的圖像顯示裝置中，由于沒有使光束的截面形狀變化的光學(xué)元件，所以難以顯示優(yōu)質(zhì)的圖像。另外，在專利文獻(xiàn)I的圖像顯示裝置中，由于使光束的光軸向框體的厚度方向彎曲并入射至反射鏡，所以各構(gòu)成部件的定位(al ignment)為三維而變得復(fù)雜，使裝置的裝配性降低。
[0005]專利文獻(xiàn)1:日本特開平2011-154344號公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于，提供一種裝配性出色且能夠發(fā)揮出色的圖像顯示特性的圖像顯示裝置、以及具備該圖像顯示裝置的頭戴式顯示器。
[0007]通過下述的本發(fā)明來實(shí)現(xiàn)這樣的目的。
[0008]本發(fā)明的圖像顯示裝置具有:射出光的多個光源部；
[0009]將從上述多個光源部射出的光合成的光合成部；
[0010]使由上述光合成部合成后的光的光軸傾斜，并使由上述光合成部合成后的光的截面形狀變化的光學(xué)元件；以及
[0011]二維掃描從上述光學(xué)元件射出的光的光掃描部，
[0012]從上述多個光源部經(jīng)過上述光合成部以及上述光學(xué)元件朝向上述光掃描部的光的光軸位于第I面內(nèi)，
[0013]上述光掃描部具有被配置成在上述光掃描部的非驅(qū)動狀態(tài)下與上述第I面垂直，并且圍繞位于上述第I面內(nèi)的第I軸以及圍繞與上述第I面的法線方向平行的第2軸擺動的光反射面，
[0014]從上述多個光源部射出的光的上述第I面的法線方向的輻射角比該射出的光的上述第I面的面內(nèi)方向的輻射角大。
[0015]由此，能夠提供一種裝配性出色，可發(fā)揮出色的圖像顯示特性的圖像顯示裝置。
[0016]在本發(fā)明的圖像顯示裝置中，優(yōu)選上述光學(xué)元件是棱鏡。[0017]由此，能夠以簡單的構(gòu)成使光軸傾斜，并使光的截面形狀變化。
[0018]在本發(fā)明的圖像顯示裝置中，優(yōu)選從上述光源射出的光是相對于上述棱鏡的光入射面成為s偏振光的直線偏振光。
[0019]由此，例如能夠降低從作為光學(xué)元件的棱鏡通過時的光的損失。
[0020]在本發(fā)明的圖像顯示裝置中，優(yōu)選上述棱鏡將由上述光合成部合成后的光的截面形狀的上述第I面的面內(nèi)方向的寬度擴(kuò)大。
[0021]由此，能夠?qū)⒃趶墓庠瓷涑龅臅r刻為橢圓形(或者長圓形)的光的截面形狀整形為大致圓形，提高圖像顯示特性。
[0022]在本發(fā)明的圖像顯示裝置中，優(yōu)選上述棱鏡的光射出面成為聚集光的透鏡面。
[0023]由此，在將圖像顯示于位于透鏡面的焦點(diǎn)距離附近的對象物時，能夠發(fā)揮更高的圖像顯示特性。
[0024]在本發(fā)明的圖像顯示裝置中，優(yōu)選具有對由上述棱鏡的光入射面反射的光的光量進(jìn)行檢測的檢測部，具有基于由上述檢測部檢測出的光的光量來控制上述光源部的驅(qū)動的控制部。
[0025]由此，能夠產(chǎn)生所希望的顏色以及強(qiáng)度的光，能夠發(fā)揮出色的圖像顯示特性。
[0026]在本發(fā)明的圖像顯示裝置中，優(yōu)選上述光從相對于上述光反射面的法線傾斜的方向照射到上述光反射面。
[0027]由此，通過光掃描部進(jìn)行了二維掃描的光不與其他部件(例如棱鏡)產(chǎn)生干擾地照射到對象物上。換言之，由于無需對通過光掃描部進(jìn)行了二維掃描的光的光路進(jìn)行變更的平面鏡等的設(shè)置，所以能夠?qū)崿F(xiàn)圖像顯示裝置的小型化。
[0028]在本發(fā)明的圖像顯示裝置中，優(yōu)選上述光反射面繞上述第I軸的擺動的振幅比繞上述第2軸的擺動的振幅大。
[0029]由此，能夠進(jìn)一步增大光的可描繪區(qū)域所包括的實(shí)際能夠用于顯示圖像的有效描繪區(qū)域。
[0030]在本發(fā)明的圖像顯示裝置中，優(yōu)選上述多個光源部、上述光合成部、上述光學(xué)元件以及上述光掃描部被排列配置在上述第I面的面內(nèi)方向。
[0031]由此，構(gòu)成部件的安裝變得容易，圖像顯示裝置的裝配性進(jìn)一步變好。
[0032]在本發(fā)明的圖像顯示裝置中，優(yōu)選上述光掃描部具有:具有上述光反射面的可動部、被設(shè)置成包圍上述可動部的框體部、支承上述框體部的支承部、以能夠使上述可動部相對于上述框體部繞第I軸擺動的方式將上述可動部和上述框體部連結(jié)的第I軸部、以能夠使上述框體部相對于上述支承部繞第2軸擺動的方式將上述框體部和上述支承部連結(jié)的第2軸部。
[0033]由此，能夠使光掃描部的構(gòu)成變得簡單，且能夠?qū)崿F(xiàn)光掃描部的小型化。
[0034]在本發(fā)明的圖像顯示裝置中，優(yōu)選上述光掃描部具有:設(shè)置于上述框體部的永磁鐵；與上述框體部對置地配置，產(chǎn)生作用于上述永磁鐵的磁場的線圈。
[0035]由此，光掃描部的光反射面的法線方向的厚度變厚，但能夠減小光反射面的面內(nèi)方向的寬度。因此，成為適用于本發(fā)明的圖像顯示裝置的形狀的光掃描部。
[0036]本發(fā)明的頭戴式顯示器具有對入射的光的至少一部分進(jìn)行反射的光反射部、和將光照射到上述光反射部的圖像顯示裝置，[0037]上述圖像顯示裝置具有:
[0038]射出光的多個光源部；
[0039]將從上述多個光源部射出的光合成的光合成部；
[0040]使由上述光合成部合成后的光的光軸傾斜，并使由上述光合成部合成后的光的截面形狀變化的光學(xué)元件；以及
[0041]二維掃描從上述光學(xué)元件射出的光的光掃描部，
[0042]從上述多個光源部經(jīng)過上述光合成部以及上述光學(xué)元件朝向上述光掃描部的光的光軸位于第I面內(nèi)，
[0043]上述光掃描部具有被配置為在上述光掃描部的非驅(qū)動狀態(tài)下與上述第I面垂直，并且圍繞位于上述第I面內(nèi)的上述第I軸以及圍繞與上述第I面的法線方向平行的上述第2軸擺動的光反射面，
[0044]從上述多個光源部射出的光的上述第I面的法線方向的輻射角比該射出的光的上述第I面的面內(nèi)方向的輻射角大。
[0045]由此，能夠提供一種具有出色的圖像特性的頭戴式顯示器。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0046]圖1是表示本發(fā)明的圖像顯示裝置的優(yōu)選實(shí)施方式的俯視圖。
[0047]圖2是表示圖1所示的激光光源射出的激光的截面的圖。
[0048]圖3是圖1所示的圖像顯示裝置的側(cè)視圖。
[0049]圖4是表示圖1所示的圖像顯示裝置所具有的光掃描部(光掃描儀)的俯視圖。
[0050]圖5是圖4所示的光掃描儀的剖面圖。
[0051]圖6是圖4所示的光掃描儀所具有的電壓施加部的框圖。
[0052]圖7是表示圖6所示的第I電壓產(chǎn)生部以及第2電壓產(chǎn)生部中的產(chǎn)生電壓的一個例子的圖。
[0053]圖8是表示基于光掃描儀的配置引起的可描繪區(qū)域的差別的圖。
[0054]圖9是表示應(yīng)用了本發(fā)明的圖像顯示裝置的平視顯示器(head up display)的立體圖。
[0055]圖10是表示本發(fā)明的頭戴式顯示器的立體圖。
【具體實(shí)施方式】
[0056]以下，參照附圖對本發(fā)明的圖像顯示裝置以及頭戴式顯示器的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行說明。
[0057]1.圖像顯示裝置
[0058]圖1是表示本發(fā)明的圖像顯示裝置的優(yōu)選實(shí)施方式的俯視圖，圖2是表示圖1所示的激光光源射出的激光的截面的圖，圖3是圖1所示的圖像顯示裝置的側(cè)視圖。另外，圖4是表示圖1所示的圖像顯示裝置所具有的光掃描部(光掃描儀)的俯視圖，圖5是圖4所示的光掃描儀的剖面圖，圖6是圖4所示的光掃描儀所具有的電壓施加部的框圖，圖7是表示圖6所示的第I電壓產(chǎn)生部以及第2電壓產(chǎn)生部中的產(chǎn)生電壓的一個例子的圖。另外，圖8是表示基于光掃描儀的配置引起的可描繪區(qū)域的差別的圖。另外，以下，為了方便說明，將圖5中的上側(cè)稱為“上”，將下側(cè)稱為“下”。另外，如圖1所示，將互相正交的3個軸分別設(shè)為X軸、Y軸以及Z軸。
[0059]圖1所示的圖像顯示裝置I例如是對屏幕、墻面等對象物10掃描光來顯示圖像的
裝置。
[0060]圖像顯示裝置I具有:射出描繪用激光LL的描繪用光源單元2 ;使描繪用激光LL的光軸傾斜，且使描繪用激光LL的截面形狀變形的棱鏡(光學(xué)元件)3 ;對通過了棱鏡3的描繪用激光LL進(jìn)行掃描的光掃描部4 ;檢測描繪用激光LL的強(qiáng)度的檢測部5 ;以及控制描繪用光源單元2及光掃描部4的動作的控制部6。
[0061]此外，在圖像顯示裝置I中，使用了棱鏡3作為光學(xué)元件，但若能夠發(fā)揮與后述的棱鏡3的功能相同的效果，則也可以使用棱鏡以外的其他光學(xué)元件。通過像本實(shí)施方式這樣使用棱鏡作為光學(xué)元件，能夠使光學(xué)元件的構(gòu)成變得簡單。
[0062]圖像顯示裝置I具有框體9，該框體9是在XY平面方向具有展寬、在Z軸方向具有高度的扁平形狀，描繪用光源單元2、棱鏡3、光掃描部4以及檢測部5沿XY平面方向排列配置，被收納在該框體9內(nèi)。本實(shí)施方式的框體9在從其厚度方向觀察的俯視時，呈現(xiàn)大致矩形的外形形狀。另外，在框體9上例如形成有由透明的部件(玻璃、塑料等)構(gòu)成的窗部91,由光掃描部4掃描的掃描用激光LL經(jīng)由該窗部91向框體9外射出。此外,可以將控制部6像本實(shí)施方式這樣收納在框體9內(nèi)，也可以將控制部6設(shè)置在框體9的外側(cè)。
[0063]以下，依次對各部構(gòu)成進(jìn)行說明。
[0064]1-1.描繪用光源單元
[0065]如圖1所示，描繪用光源單元2具備:紅色、綠色、藍(lán)色各種顏色的激光光源(光源部)211?、216、2川；與激光光源21R、21G、21B對應(yīng)設(shè)置的準(zhǔn)直透鏡22R、22G、22B以及分色鏡23R.23G.23Bo
[0066]激光光源2IR、21G、2IB分別具有未圖不的光源和驅(qū)動電路。而且,激光光源2IR射出紅色的激光RR，激光光源21G射出綠色的激光GG，激光光源21B射出藍(lán)色的激光BB。根據(jù)從控制部6發(fā)送來的驅(qū)動信號分別射出激光RR、GG、BB，通過準(zhǔn)直透鏡22R、22G、22B使其成為平行光或者大致平行的光。
[0067]在本實(shí)施方式中，激光光源2IR、21G、2IB按照激光光源2IR、激光光源21B、激光光源21G的順序沿-Y軸方向排列，并被配置在框體9的圖1中左側(cè)的端部。而且，激光光源21R、21G、21B分別朝向+X軸方向射出激光RR、GG、BB。通過這樣的配置，能夠以更小的空間來配置激光光源21R、21G、21B。因此，能夠?qū)崿F(xiàn)圖像顯示裝置I (框體9)的小型化。此外，激光光源21R、21G、21B的配置并不限定于上述的配置。
[0068]作為這樣的激光光源21R、21G、21B,例如能夠使用端面發(fā)光半導(dǎo)體激光器、面發(fā)光半導(dǎo)體激光器等半導(dǎo)體激光器。通過使用半導(dǎo)體激光器，能夠?qū)崿F(xiàn)激光光源21R、21G、21B的小型化。
[0069]在使用了半導(dǎo)體激光器作為激光光源21R、21G、21B的情況下，一般從激光光源21R、21G、21B射出的激光RR、GG、BB所具有的光強(qiáng)度分布的輪廓形狀(所謂的FFP =FarField Pattern:遠(yuǎn)場圖形)分別為大致橢圓形狀。其中，以下以與激光RR、GG、BB的“光強(qiáng)度分布的輪廓形狀”相同的意思來使用激光RR、GG、BB的“截面形狀”。即，該情況下，可以換句話說，從激光光源21R、21G、21B射出的激光RR、GG、BB分別具有大致橢圓形的截面形狀。這里，截面形狀是與激光RR、GG、BB的光軸垂直的截面的形狀。
[0070]如圖2所示，激光光源21R、21G、21B分別射出具有大致橢圓狀(橢圓狀)的截面形狀的激光RR、GG、BB。而且，這些激光光源21R、21G、21B分別以橢圓的長軸與Z軸幾乎一致，短軸與Y軸(XY平面)幾乎一致的方式被配置在框體9內(nèi)。換言之，激光光源21R、21G、21B分別射出Z軸方向(XY平面的法線方向)的輻射角比Y軸方向(XY平面的面內(nèi)方向)的輻射角大的激光RR、GG、BB。由此，例如和與上述相反的情況(Z軸方向的輻射角比Y軸方向的輻射角小的情況)相比較，能夠以窄間距配置在Y軸方向上排列的3個激光光源21R、21G、21B。因此，能夠抑制框體9的XY面內(nèi)方向的展寬。從而，能夠?qū)崿F(xiàn)圖像顯示裝置I的小型化。
[0071]另外，激光光源21R、21G、21B射出的激光RR、GG、BB分別是直線偏振光。而且，激光RR、GG、BB分別是與分色鏡23R、23G、23B的反射面/透過面(光入射面)以及棱鏡3的光入射面垂直的偏振光成分即s偏振光。S卩，構(gòu)成為激光光源21R、21G、21B分別射出是振動方向(偏振方向)為Z軸方向的偏振光,且振動方向與截面形狀為橢圓的長軸方向一致的激光RR、GG、BB。通過使激光RR、GG、BB為s偏振光，能夠減少分色鏡23R、23G、23B以及棱鏡3處的激光RR、GG、BB的損失。
[0072]分色鏡23R具有反射激光RR的特性。分色鏡23B具有反射激光BB，且使激光RR透過的特性。分色鏡23G具有使激光GG透過，且反射激光RR、BB的特性。通過這些分色鏡23R、23G、23B，使各種顏色的激光RR、GG、BB的光軸一致或者大致一致(合成)，向+X軸方向射出I個描繪用激光LL。S卩，分色鏡23R、23G、23B構(gòu)成了將激光RR、GG、BB合成的光合成部23。
[0073]在本實(shí)施方式中，效仿激光光源21R、21G、21B的配置，按照分色鏡23R、分色鏡23B、分色鏡23G的順序沿一 Y軸方向排列配置。另外，將分色鏡23R設(shè)置為使從激光光源21R向+X軸方向射出的激光RR向一 Y軸方向反射。而且，將分色鏡23B設(shè)置為使從激光光源2IB向+X軸方向射出的激光BB向一 Y軸方向反射，使被分色鏡23R向一 Y軸方向反射的激光RR透過。并且，將分色鏡23G設(shè)置為使從激光光源21G向+X軸方向射出的激光GG透過，且將被分色鏡23R、23B向一 Y軸方向反射的激光RR、BB向+X軸方向反射。由此，從光合成部23向+X軸方向射出描繪用激光LL。
[0074]這里，考慮因激光的波長引起的折射率差而產(chǎn)生的色散性，優(yōu)選將分色鏡23R、23G、23B配置為越是短波長的激光，向棱鏡3入射的入射角越增大。即，以滿足藍(lán)色的激光BB的入射角ΘΒ>綠色的激光GG的入射角Θ e>紅色的激光RR的入射角Θ 關(guān)系的方式，將分色鏡23R、23G、23B配置為使反射面繞Z軸稍微偏移。
[0075]1-2.棱鏡
[0076]棱鏡3是具有使描繪用激光LL的光軸傾斜的第I功能、使描繪用激光LL的形狀(截面形狀)變形的第2功能、和控制描繪用激光LL的輻射角(使其聚光等)的第3功能的光學(xué)元件。棱鏡3是由玻璃、水晶構(gòu)成的實(shí)質(zhì)上無色透明的多面體。作為這樣的棱鏡3，只要具有上述那樣的功能即可，沒有特別限定，例如能夠使用呈大致三棱柱狀的三棱棱鏡。其中，只要不影響功能，例如也可以對三棱棱鏡的各角部進(jìn)行倒角等。
[0077]首先，對上述第I功能進(jìn)行說明。棱鏡3將從光入射面31入射的描繪用激光LL從光射出面32向相對于+X軸方向向+Y軸方向傾斜了的方向(朝向框體9的中心側(cè)的方向)射出。即，使描繪用激光LL的光軸繞Z軸(在XY平面內(nèi))傾斜。根據(jù)這樣的棱鏡3，能夠使描繪用激光LL朝向框體9的中心側(cè)。在框體9內(nèi)，在來自激光光源21R、21B的射出光的光軸的延長上充分存在配置部件的空間，通過在該空間配置光掃描部4，能夠高效地使用框體9的內(nèi)部空間。即，通過使描繪用激光LL的光軸向框體9的中心側(cè)傾斜，能夠進(jìn)一步減少框體9內(nèi)的死區(qū)(未配置部件的浪費(fèi)空間)，能夠?qū)崿F(xiàn)圖像顯示裝置I的小型化。
[0078]接下來，對上述第2功能進(jìn)行說明。棱鏡3將描繪用激光LL的與光軸垂直的截面形狀從大致橢圓形整形為大致圓形。具體而言，棱鏡3通過使入射的描繪用激光LL的截面形狀的Z軸方向的寬度大致保持恒定，使XY面內(nèi)方向的寬度擴(kuò)大，來將描繪用激光LL的截面形狀整形為大致圓形。換言之，棱鏡3以增大作為截面形狀的橢圓的短軸的長度，使短軸與長軸的比(長寬比)大致為I的方式，對描繪用激光LL的截面形狀進(jìn)行整形。通過這樣使描繪用激光LL的截面形狀為大致圓形，成為能夠發(fā)揮出色的圖像顯示特性的圖像顯示裝置I。這里，由于如上述那樣，通過使入射到棱鏡3之前的描繪用激光LL的截面形狀成為以Z軸方向?yàn)殚L軸的大致橢圓形，僅使棱鏡在XY平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)即可，所以能夠配置成棱鏡3所占有的框體9的厚度方向(Z軸方向)的長度最小。因此，能夠?qū)崿F(xiàn)圖像顯示裝置I的小型化(薄型化)。
[0079]接下來，對上述第3功能進(jìn)行說明。棱鏡3的光射出面32由彎曲凸面(透鏡面)構(gòu)成，作為聚光透鏡發(fā)揮作用，使作為平行光入射至棱鏡3的描繪用激光LL聚光(會聚)。通過這樣使描繪用激光LL會聚，能夠針對位于焦點(diǎn)附近的對象物10顯示更清晰的圖像(高分辨率的圖像)。另外，通過使光射出面32作為聚光透鏡發(fā)揮作用，無需在棱鏡3之外另行設(shè)置聚光透鏡，能夠降低部件件數(shù)，可實(shí)現(xiàn)圖像顯示裝置I的小型化。其中，棱鏡3的光射出面32的構(gòu)成只要能夠控制輻射角即可，無需限定于凸面(聚光透鏡)，例如也可以是凹面(發(fā)散透鏡)。
[0080]以上，對描繪用光源單元2以及棱鏡3進(jìn)行了詳細(xì)的說明。在圖像顯示裝置I中，如圖3所示，激光RR、GG、BB (描繪用激光LL)的光軸位于同一 XY平面(第I面F)內(nèi)。SP，在面F內(nèi)，激光光源2IR、21G、2IB射出激光RR、GG、BB,光合成部23將激光RR、GG、BB合成而射出描繪用激光LL，棱鏡3使描繪用激光LL的光軸在XY平面內(nèi)傾斜。
[0081]1-3.光掃描部
[0082]光掃描部4具有對通過了棱鏡3的描繪用激光LL進(jìn)行二維掃描的功能。作為這樣的光掃描部4，只要能夠?qū)γ枥L用激光LL進(jìn)行二維掃描即可，沒有特別限定，例如能夠使用如下構(gòu)成的光掃描儀40。
[0083]如圖4以及圖5所示，光掃描儀40具備可動部41、I對軸部421、422(第I軸部)、框體部43、2對軸部441、441、443、444 (第2軸部)、支承部45、永磁鐵46、線圈47、磁芯48以及電壓施加部49。
[0084]這些部件中的可動部41、I對軸部421、422構(gòu)成以軸部421、422為軸而繞第I軸Jl擺動(往復(fù)轉(zhuǎn)動)的第I振動系統(tǒng)。另外，可動部41、I對軸部421、422、框體部43、2對軸部441、441、443、444以及永磁鐵46構(gòu)成繞第2軸J2擺動(往復(fù)轉(zhuǎn)動)的第2振動系統(tǒng)。另夕卜，永磁鐵46、線圈47以及電壓施加部49構(gòu)成使上述的第I振動系統(tǒng)以及第2振動系統(tǒng)進(jìn)行驅(qū)動的驅(qū)動單元。
[0085]以下，依次對光掃描儀40的各部進(jìn)行詳細(xì)的說明。[0086]如圖4以及圖5所示，可動部41具有基部411、和經(jīng)由隔離件412被固定于基部411的光反射板413。在光反射板413的上表面(一個面)設(shè)置有具有光反射性的光反射部414。而且,光反射部414的表面構(gòu)成對描繪用激光LL進(jìn)行反射的光反射面414a。如上所述，可動部41繞第I軸Jl以及第2軸J2擺動。即，也可以說構(gòu)成可動部41的基部411、隔離件412、光反射板413以及光反射面414a繞第I軸Jl以及第2軸J2擺動。
[0087]將光反射板413設(shè)置為與軸部421、422在光反射板413的板厚方向分離，且從板厚方向觀察時(以下也稱為“俯視”)與軸部421、422重疊。
[0088]因此，能夠縮短軸部421和軸部422之間的距離，并增大光反射板413的板面面積。另外，由于能夠縮短軸部421和軸部422之間的距離，所以能夠?qū)崿F(xiàn)框體部43的小型化。并且，由于能夠?qū)崿F(xiàn)框體部43的小型化，所以能夠縮短軸部441、442和軸部443、444之間的距離。因此，即使增大光反射板413的板面面積，也能夠?qū)崿F(xiàn)光掃描儀40的小型化。
[0089]另外，光反射板413形成為俯視下覆蓋軸部421、422的整體。換言之，軸部421、422在俯視下相對于光反射板413的外周分別位于內(nèi)側(cè)。由此，光反射板413的板面面積增大，結(jié)果，能夠增大光反射部414的面積。另外，能夠防止不需要的光(例如未能入射到光反射部414的光)被軸部421、422反射而成為雜散光。
[0090]另外，光反射板413形成為俯視下覆蓋框體部43的整體。換言之，框體部43俯視下相對于光反射板413的外周位于內(nèi)側(cè)。由此,光反射板413的板面面積增大，結(jié)果，能夠增大光反射部414的面積。另外，能夠防止不需要的光被框體部43反射而成為雜散光。
[0091]并且，光反射板413形成為俯視下覆蓋軸部441、442、443、444的整體。由此，光反射板413的板面面積增大，結(jié)果，能夠增大光反射部414的面積。另外，能夠防止不需要的光被軸部441、442、443、444反射而成為雜散光。
[0092]在本實(shí)施方式中，光反射板413俯視下呈圓形。其中，光反射板413的俯視形狀并不限定于此，例如也可以是橢圓形、四邊形等多邊形。
[0093]在這樣的光反射板413的下表面(另一個面、光反射板413的基部411側(cè)的面)設(shè)置有硬質(zhì)層415。
[0094]硬質(zhì)層415由比光反射板413主體的構(gòu)成材料硬的硬質(zhì)材料構(gòu)成。由此，能夠提高光反射板413的剛性。因此，能夠防止或者抑制光反射板413擺動時的撓曲。另外，使光反射板413的厚度變薄，能夠抑制光反射板413繞第1、第2軸Jl、J2擺動時的慣性力矩。
[0095]作為這樣的硬質(zhì)層415的構(gòu)成材料，只要是比光反射板413主體的構(gòu)成材料硬的硬質(zhì)材料即可，沒有特別限定，例如能夠使用金剛石、石英、藍(lán)寶石、鉭酸鋰、鈮酸鉀、氮化碳膜等，特別優(yōu)選使用金剛石。另外，硬質(zhì)層415是根據(jù)需要設(shè)置的層，也能夠省略。
[0096]另外，光反射板413的下表面經(jīng)由隔離件412被固定在基部411上。由此，能夠防止與軸部421、422、框體部43以及軸部441、442、443、444的接觸，并能夠使光反射板413繞第I軸Jl擺動。
[0097]另外，基部411俯視下相對于光反射板413的外周位于內(nèi)側(cè)。另外，若基部411能夠經(jīng)由隔離件412支承光反射板413，則優(yōu)選基部411的俯視下的面積盡可能小。由此，能夠增大光反射板413的板面面積，并減小軸部421和軸部422之間的距離。
[0098]框體部43呈框狀，設(shè)置為包圍上述的可動部41的基部411。換言之，將可動部41的基部411設(shè)置在呈框狀的框體部43的內(nèi)側(cè)。而且，框體部43經(jīng)由軸部441、442、443、444被支承在支承部45上。另外，可動部41的基部411經(jīng)由軸部421、422被支承在框體部43上。
[0099]另外，框體部43沿第I軸Jl的方向的長度比沿第2軸J2的方向的長度長。即，在將沿第I軸Jl的方向上的框體部43的長度設(shè)為a，將沿第2軸J2的方向上的框體部43的長度設(shè)為b時，滿足a>b的關(guān)系。由此，能夠確保軸部421、422所需要的長度，并抑制沿第2軸J2的方向上的光掃描儀40的長度。
[0100]另外，框體部43俯視下呈沿著由可動部41的基部411以及I對軸部421、422構(gòu)成的結(jié)構(gòu)體的外形的形狀。由此，能夠允許由可動部11、I對軸部421、422構(gòu)成的第I振動系統(tǒng)的振動、即可動部41繞第I軸Jl的擺動，并實(shí)現(xiàn)框體部43的小型化。其中，框體部43的形狀只要是框狀即可，并不限定于圖示的形狀。
[0101]軸部421、422以及軸部441、442、443、444分別能夠彈性變形。而且，軸部421、422以能夠使可動部41繞第I軸Jl擺動的方式，將可動部41和框體部43連結(jié)。另外，軸部441、442、443、444以能夠使框體部43繞與第I軸Jl正交的第2軸J2擺動的方式，將框體部43和支承部45連結(jié)。
[0102]軸部421、422被配置成經(jīng)由可動部41的基部411相互對置。另外，軸部421、422分別呈現(xiàn)在沿著第I軸Jl的方向上延伸的長條形狀。而且，各軸部421、422的一端部分別與基部411連接，另一端部與框體部43連接。另外，軸部421、422分別被配置為中心軸與第I軸Jl 一致。這樣的軸部421、422分別隨著可動部41繞第I軸Jl的擺動而發(fā)生扭轉(zhuǎn)變形。
[0103]軸部441、442以及軸部443、444被配置為經(jīng)由框體部43相互對置。另外，軸部
441、442、443、444分別呈現(xiàn)在沿著第2軸J2的方向上延伸的長條形狀。而且，各軸部441、
442、443、444的一端部分別與框體部43連接，另一端部與支承部45連接。另外，軸部441、442被配置為經(jīng)由第2軸J2相互對置，同樣，軸部443、444被配置為經(jīng)由第2軸J2相互對置。對這樣的軸部441、442、443、444而言，隨著框體部43繞第2軸J2的擺動，軸部441、442整體以及軸部443、444整體發(fā)生扭轉(zhuǎn)變形。
[0104]通過這樣使可動部41能夠繞第I軸Jl擺動，并且使框體部43能夠繞第2軸J2擺動，能夠使可動部41 (即光反射板413)繞相互正交的第1、第2軸J1、J2這兩個軸擺動。
[0105]其中，各軸部421、422以及各軸部441、442、443、444的形狀并不限定于上述的形狀，例如也可以在中途的至少一個位置具有屈曲或者彎曲的部分、分支的部分。
[0106]上述那樣的基部411、軸部421、422、框體部43、軸部441、442、443、444以及支承部45 一體形成。
[0107]在本實(shí)施方式中，通過對依次層疊了第一 Si層(器件層)4102層(框(box)層)、第二 Si層(處理層)而成的SOI基板進(jìn)行蝕刻來形成基部411、軸部421、422、框體部43、軸部441、442、443、444以及支承部45。由此，能夠提高第I振動系統(tǒng)以及第2振動系統(tǒng)的振動特性。另外，由于能夠通過蝕刻對SOI基板進(jìn)行精細(xì)加工，所以通過使用SOI基板來形成基部411、軸部421、422、框體部43、軸部441、442、443、444以及支承部45，能夠提高這些部件的尺寸精度，另外，能夠?qū)崿F(xiàn)光掃描儀40的小型化。
[0108]而且，基部411、軸部421、422以及軸部441、442、443、444分別由SOI基板的第一Si層構(gòu)成。由此，能夠提高軸部421、422以及軸部441、442、443、444的彈性。另外，能夠防止基部411繞第I軸Jl轉(zhuǎn)動時與框體部43接觸。
[0109]另外，框體部43以及支承部45分別由以SOI基板的第一 Si層、SiO2層以及第二Si層形成的層疊體構(gòu)成。由此,能夠提高框體部43以及支承部45的剛性。另外，框體部43的SiO2層以及第二 Si層不僅具有作為提高框體部43的剛性的加強(qiáng)筋的功能，還具有防止可動部41與永磁鐵46接觸的功能。
[0110]另外，優(yōu)選對俯視時位于光反射板413的外側(cè)的軸部421、422、軸部441、442、442、444、框體部43、支承部45的上表面施行防反射處理。由此，能夠防止照射到光反射板413以外的不需要的光成為雜散光。作為該防反射處理，沒有特別限定，例如可列舉形成防反射膜(電介質(zhì)多層膜)、粗糙化處理、黑化處理等。
[0111]其中，上述的基部411、軸部421、422以及軸部441、442、443、444的構(gòu)成材料以及形成方法只是一個例子，本發(fā)明并不限定于此。
[0112]另外，在本實(shí)施方式中，隔離件412以及光反射板413也通過對SOI基板進(jìn)行蝕刻來形成。而且，隔離件412由以SOI基板的SiO2層以及第二 Si層形成的層疊體構(gòu)成。另夕卜，光反射板413由SOI基板的第一 Si層構(gòu)成。通過這樣使用SOI基板來形成隔離件412以及光反射板413，能夠簡單且高精度地制造彼此接合的隔離件412以及光反射板413。
[0113]這樣的隔離件412通過例如粘合劑、硬釬料等接合材料(未圖示)與基部411接合。
[0114]在上述框體部43的下表面接合有永磁鐵46。作為永磁鐵46與框體部43的接合方法，沒有特別限定，例如能夠采用使用了粘合劑的接合方法。永磁鐵46在俯視時相對于第1、第2軸Jl、J2傾斜的方向被磁化。
[0115]在本實(shí)施方式中，永磁鐵46呈現(xiàn)在相對于第1、第2軸Jl、J2兩軸傾斜的方向上延伸的長條形狀(棒狀)。而且，永磁鐵46沿其長邊方向被磁化。即，對永磁鐵46進(jìn)行磁化，以使一端部為S極，另一端部為N極。另外，將永磁鐵46設(shè)置為俯視下以第I軸Jl與第2軸J2的交點(diǎn)為中心而對稱。
[0116]永磁鐵46的磁化方向(延伸方向)相對于第2軸J2的傾斜角Θ沒有特別限定，優(yōu)選為30°以上60°以下，更優(yōu)選為45°以上60°以下，更進(jìn)一步優(yōu)選為45°。通過這樣設(shè)置永磁鐵46，能夠順利且可靠地使可動部41繞第2軸J2擺動。
[0117]作為這樣的永磁鐵46，例如能夠優(yōu)選使用釹磁鐵、鐵氧體磁鐵、釤鈷磁鐵、鋁鎳鈷磁鐵、粘結(jié)磁鐵等。這樣的永磁鐵46是磁化了硬磁性體而形成的磁鐵，例如通過將磁化前的硬磁性體設(shè)置在框體部43上后對其進(jìn)行磁化來形成。這是因?yàn)槿魧⒁呀?jīng)磁化了的永磁體46設(shè)置在框體部43上，則由于外部、其他部件的磁場的影響，存在不能將永磁鐵46設(shè)置在所希望的位置的情況。
[0118]在永磁鐵46的正下方設(shè)置有線圈47。由此，能夠使由線圈47產(chǎn)生的磁場高效地作用于永磁鐵46。由此，能夠?qū)崿F(xiàn)光掃描儀40的節(jié)電化以及小型化。將線圈47卷繞設(shè)置在磁芯48上。由此，能夠使由線圈47產(chǎn)生的磁場高效地作用于永磁鐵46。其中，也可以省略磁芯48。
[0119]這樣的線圈47與電壓施加部49電連接。而且，通過由電壓施加部49向線圈47施加電壓，從線圈47產(chǎn)生具有與第1、第2軸J1、J2正交的磁通的磁場。
[0120]如圖6所示，電壓施加部49具備:第I電壓產(chǎn)生部491，其產(chǎn)生用于使可動部41繞第I軸Jl轉(zhuǎn)動的第I電壓Vl ;第2電壓產(chǎn)生部492，其產(chǎn)生用于使可動部41繞第2軸J2轉(zhuǎn)動的第2電壓V2 ;電壓疊加部493，其使第I電壓Vl和第2電壓V2疊加，電壓施加部49將由電壓疊加部493疊加后的電壓施加給線圈47。
[0121]如圖7 (a)所示，第I電壓產(chǎn)生部491產(chǎn)生以周期Tl周期性變化的第I電壓Vl(主掃描用電壓)。第I電壓Vl呈正弦波那樣的波形。優(yōu)選第I電壓Vl的頻率(1/T1)例如為10?40kHz。在本實(shí)施方式中，將第I電壓Vl的頻率設(shè)定為與由可動部41、1對軸部421,422構(gòu)成的第I振動系統(tǒng)的扭轉(zhuǎn)共振頻率(Π)相等。由此，能夠增大可動部41繞第I軸Jl的轉(zhuǎn)動角。
[0122]另一方面，如圖7 (b)所示，第2電壓產(chǎn)生部492產(chǎn)生以與周期Tl不同的周期T2周期性變化的第2電壓V2(副掃描用電壓)。第2電壓V2呈鋸齒波那樣的波形。第2電壓V2的頻率(1/T2)與第I電壓Vl的頻率(1/T1)不同即可，例如優(yōu)選為30?80Hz (60Hz左右)。在本實(shí)施方式中，將第2電壓V2的頻率調(diào)整為與由可動部41、1對軸部421、422、框體部43、2對軸部441、442、443、444以及永磁鐵46構(gòu)成的第2振動系統(tǒng)的扭轉(zhuǎn)共振頻率(共振頻率)不同的頻率。
[0123]優(yōu)選這樣的第2電壓V2的頻率比第I電壓Vl的頻率小。由此，能夠更可靠并且更順利地使可動部41繞第I軸Jl以第I電壓Vl的頻率擺動，并繞第2軸J2以第2電壓V2的頻率擺動。
[0124]另外，在將第I振動系統(tǒng)的扭轉(zhuǎn)共振頻率設(shè)為Π (Hz)，將第2振動系統(tǒng)的扭轉(zhuǎn)共振頻率設(shè)為f2 (Hz)時，優(yōu)選fl與f2滿足f2〈fl的關(guān)系，更優(yōu)選滿足IOf2 ( fl的關(guān)系。由此，能夠更順利地使可動部41繞第I軸Jl以第I電壓Vl的頻率轉(zhuǎn)動，并繞第2軸J2以第2電壓V2的頻率轉(zhuǎn)動。與此相對，在fl ( f2的情況下，存在第I振動系統(tǒng)基于第2電壓V2的頻率而發(fā)生振動的可能性。
[0125]這樣的第I電壓產(chǎn)生部491以及第2電壓產(chǎn)生部492分別與控制部6連接，基于來自該控制部6的信號進(jìn)行驅(qū)動。在這樣的第I電壓產(chǎn)生部491以及第2電壓產(chǎn)生部492上連接有電壓疊加部493。
[0126]電壓疊加部493具備用于向線圈47施加電壓的加法器493a。加法器493a從第I電壓產(chǎn)生部491接受第I電壓VI，并且從第2電壓產(chǎn)生部492接受第2電壓V2，將這些電壓疊加并施加給線圈47。
[0127]接下來，對光掃描儀40的驅(qū)動方法進(jìn)行說明。其中，將第I電壓Vl的頻率設(shè)定為與第I振動系統(tǒng)的扭轉(zhuǎn)共振頻率相等，將第2電壓V2的頻率設(shè)定為與第2振動系統(tǒng)的扭轉(zhuǎn)共振頻率不同的值，并且比第I電壓Vl的頻率小(例如將第I電壓Vl的頻率設(shè)定為15kHz，將第2電壓V2的頻率設(shè)定為60Hz)。
[0128]例如，利用電壓疊加部493將圖7 (a)所示那樣的第I電壓V1、和圖7 (b)所示那樣的第2電壓V2疊加，并將疊加后的電壓施加給線圈47。于是，通過第I電壓VI，交替轉(zhuǎn)換將永磁鐵46的一端部(N極)吸引至線圈47并且使永磁鐵46的另一端部(S極)遠(yuǎn)離線圈47的磁場(將該磁場稱為“磁場Al”)、和使永磁鐵46的一端部(N極)遠(yuǎn)離線圈47并且將永磁鐵46的另一端部(S極)吸引至線圈47的磁場(將該磁場稱為“磁場A2”)。
[0129]通過這樣交替轉(zhuǎn)換磁場Al和磁場A2，對框體部43激勵具有繞第I軸Jl的扭轉(zhuǎn)振動分量的振動，隨著該振動，使軸部421、422扭轉(zhuǎn)變形，且可動部41以第I電壓Vl的頻率繞第I軸Jl擺動。其中，由于第I電壓Vl的頻率與第I振動系統(tǒng)的扭轉(zhuǎn)共振頻率相等，所以通過共振振動，能夠使可動部41大幅擺動。
[0130]另一方面，通過第2電壓V2，交替轉(zhuǎn)換將永磁鐵46的一端部(N極)吸引至線圈47并且使永磁鐵46的另一端部(S極)遠(yuǎn)離線圈47的磁場(將該磁場稱為“磁場BI”)、和使永磁鐵46的一端部(N極)遠(yuǎn)離線圈47并且將永磁鐵46的另一端部(S極)吸引至線圈47的磁場(將該磁場稱為“磁場B2”)。
[0131]通過這樣交替轉(zhuǎn)換磁場BI和磁場B2，分別使軸部441、442以及軸部443、444扭轉(zhuǎn)變形，并且框體部43與可動部41 一起以第2電壓V2的頻率繞第2軸J2轉(zhuǎn)動。其中，由于如上述那樣，將第2電壓V2的頻率設(shè)定為與第I電壓Vl的頻率相比極低，將第2振動系統(tǒng)的扭轉(zhuǎn)共振頻率設(shè)計(jì)為比第I振動系統(tǒng)的扭轉(zhuǎn)共振頻率低，所以能夠防止可動部41以第2電壓V2的頻率繞第I軸Jl轉(zhuǎn)動。
[0132]如以上說明那樣，在光掃描儀40中，通過將使第I電壓Vl和第2電壓V2疊加后的電壓施加給線圈47，能夠使可動部41繞第I軸Jl以第I電壓Vl的頻率轉(zhuǎn)動，并繞第2軸J2以第2電壓V2的頻率轉(zhuǎn)動。由此，能夠?qū)崿F(xiàn)裝置的低成本化以及小型化，并可以通過電磁驅(qū)動方式(動磁方式)使可動部41分別繞第1、第2軸Jl、J2的軸擺動，對由光反射部414反射的描繪用激光LL進(jìn)行二維掃描。另外，由于能夠減少構(gòu)成驅(qū)動源的部件(永磁鐵以及線圈)的數(shù)量，所以能夠成為簡單并且小型的構(gòu)成。另外，由于線圈47與光掃描儀40的振動系統(tǒng)分開，所以能夠防止線圈47的發(fā)熱對該振動系統(tǒng)帶來的不良影響。
[0133]以上，對光掃描儀40的構(gòu)成進(jìn)行了詳細(xì)說明。根據(jù)上述那樣的呈萬向架(gimbal)型的二維掃描型光掃描儀40，由于能夠利用I個裝置對描繪用激光LL進(jìn)行二維掃描，所以例如與組合2個一維掃描型光掃描儀來二維掃描描繪用激光LL的構(gòu)成相比較，能夠?qū)崿F(xiàn)光掃描部4的小型化，另外，也容易調(diào)整定位。
[0134]另外，光掃描儀40是使用永磁鐵46和線圈47進(jìn)行驅(qū)動的電磁驅(qū)動型光掃描儀。如圖5所示，根據(jù)這樣的構(gòu)成，由于必須將永磁鐵46和線圈47對置配置，所以光掃描儀40的厚度(與第1、第2軸J1、J2的交點(diǎn)相交，且與這兩個軸正交的軸J3方向的長度)變厚，但相反，能夠使包括第1、第2軸J1、J2的面內(nèi)方向的大小減小。通過與厚度方向相比這樣實(shí)現(xiàn)上述面內(nèi)方向的小型化，使得光掃描儀40成為適用于圖像顯示裝置I的光掃描儀。
[0135]如圖1以及圖3所示，以上說明那樣的構(gòu)成的光掃描儀40被以在非驅(qū)動狀態(tài)(未對線圈47施加電壓的狀態(tài))下，光反射部414與XY平面正交的方式配置在框體9內(nèi)。換言之，光掃描儀40被以包括第1、第2軸Jl、J2的平面與XY平面正交(軸J3位于面F內(nèi))的方式配置在框體9內(nèi)。這里，由于如上述那樣，將光掃描儀40的包括第1、第2軸J1、J2的平面方向的大小抑制得小，所以通過這樣的配置，能夠?qū)崿F(xiàn)圖像顯示裝置I (框體9)的小型化(薄型化)。此外，光掃描儀40的軸J3方向的厚度并不那樣薄，但在圖像顯示裝置I中，由于配置成軸J3位于面F內(nèi)，所以將由此帶來的裝置的大型化抑制到最低限度。
[0136]另外，通過了棱鏡3后的描繪用激光LL從相對于軸J3傾斜的方向入射至光反射部414。通過這樣從相對于軸J3 (光反射面414a的法線)傾斜的方向?qū)⒚枥L用激光LL入射至光反射部414，能夠使由光掃描儀40掃描的描繪用激光LL不與其他部件(例如棱鏡3)干擾地射出至框體9的外部。因此，由于無需對由光掃描儀40掃描的描繪用激光LL的光路進(jìn)行變更的平面鏡、棱鏡等的設(shè)置，所以能夠?qū)崿F(xiàn)圖像顯示裝置I的小型化。
[0137]另外，在光掃描儀40中，作為共振驅(qū)動的可動部41繞第I軸Jl的振幅(擺動角)比作為非共振驅(qū)動的可動部41繞第2軸J2的振幅大。將光掃描儀40配置成與XY平面的面內(nèi)方向的振幅相比，Z軸方向的振幅較大。即，將光掃描儀40配置成第I軸Jl與XY平面的面內(nèi)方向平行(與面F —致)，第2軸J2與Z軸平行。通過這樣的配置，能夠發(fā)揮以下那樣的效果。
[0138]如上述那樣，由于描繪用激光LL從相對于軸J3傾斜的方向入射至光反射部414，所以由光反射部414進(jìn)行了二維掃描的描繪用激光LL被照射到圖8 (a)、(b)所示那樣的可描繪區(qū)域S。圖8 (a)表示如本實(shí)施方式那樣將光掃描儀40配置為第I軸Jl與XY平面的面內(nèi)方向平行，第2軸J2與Z軸平行時的可描繪區(qū)域，相反，圖8 (b)表示將光掃描儀40配置為第I軸Jl與Z軸平行，第2軸J2與XY平面的面內(nèi)方向平行時的可描繪區(qū)域。根據(jù)圖8可知，(a)與(b)相比，可描繪區(qū)域S的形變較小，在可描繪區(qū)域S內(nèi)能夠確保的矩形的有效描繪區(qū)域(實(shí)際照射描繪用激光LL來顯示圖像的區(qū)域)S’較大。因此，圖8 (a)與(b)相比，能夠高效地利用可描繪區(qū)域S，能夠描繪更高效且大的圖像。
[0139]另外，對于光掃描儀40的配置而言，優(yōu)選圖8(a)那樣的配置，但也可以為圖8(b)那樣的配置。
[0140]1-4.檢測部
[0141]檢測部5具有檢測描繪用激光LL (各激光RR、GG、BB)的強(qiáng)度的功能。這樣的檢測部5具有設(shè)置在框體9內(nèi)的光電二極管等受光元件51。棱鏡3的光入射面31構(gòu)成為稍微反射各激光RR、GG、BB (例如0.1%左右的反射率)，受光元件51位于反射光的光路上。從受光元件51輸出與接收到的反射光的強(qiáng)度對應(yīng)的大小的信號(電壓)，基于該信號，能夠檢測各激光RR、GG、BB的強(qiáng)度。
[0142]與檢測出的各激光RR、GG、BB的強(qiáng)度有關(guān)的信息被發(fā)送至控制部6，基于接收到的信息，控制部6控制激光光源21R、21G、21B的驅(qū)動。
[0143]具體而言，預(yù)先測量準(zhǔn)直透鏡22R、22G、22B、分色鏡23R、23G、23B的各激光RR、GG、BB的反射率以及透過率、和光入射面31的各激光RR、GG、BB的反射率，并將這些信息存儲在控制部6的未圖示的存儲器中。
[0144]接下來，例如在開始圖像的描繪之前，從控制部6向驅(qū)動電路發(fā)送規(guī)定大小(電壓)的驅(qū)動信號，從激光光源21R射出激光RR。由此，激光RR的一部分被棱鏡3的光入射面31反射，受光元件51接收該反射光，檢測反射光的強(qiáng)度。而且，基于存儲在上述存儲器中的各部的激光RR的反射率，求出從激光光源21R射出的激光RR的實(shí)際的強(qiáng)度。由此，求出激光RR的強(qiáng)度和驅(qū)動信號的大小(電壓值)的關(guān)系，明確了為了射出規(guī)定強(qiáng)度的激光RR所需要的驅(qū)動信號的大小。
[0145]將這樣的關(guān)系存儲在上述存儲器中。而且，在描繪圖像時，基于該關(guān)系，控制部6向驅(qū)動電路發(fā)送所希望的驅(qū)動信號，以便從激光光源21R射出所希望強(qiáng)度的激光RR。對于激光GG、BB也一樣,求出激光GG、BB的強(qiáng)度與驅(qū)動信號的大小的關(guān)系,基于求出的關(guān)系,控制部6向驅(qū)動電路發(fā)送所希望的驅(qū)動信號，以便從激光光源21G、21B射出所希望強(qiáng)度的激光 GG、BB。
[0146]由此，能夠生成所希望的顏色以及亮度的描繪用激光LL，會提高圖像顯示特性。
[0147]此外，在上述說明中，對在開始圖像的描繪之前，獲得激光RR的強(qiáng)度和驅(qū)動信號的大小(電壓值)的關(guān)系的情況進(jìn)行了說明，但獲得這樣的關(guān)系的時機(jī)并不限定于此，例如也可以是描繪圖像時。如上述那樣，描繪用激光LL被照射到可描繪區(qū)域S內(nèi)的有效描繪區(qū)域S上，不照射到其他部分(非描繪區(qū)域S”)。因此，也可以在描繪圖像的過程中，當(dāng)可動部41 (光反射部414)不向非描繪區(qū)域S”射出描繪用激光LL時，像上述那樣獲取激光RR的強(qiáng)度和驅(qū)動信號的大小(電壓值)的關(guān)系。
[0148]1-5.控制部
[0149]控制部6具有控制描繪用光源單元2以及光掃描部4的動作的功能。具體而言，控制部6驅(qū)動光掃描儀40，使可動部41繞第1、第2軸Jl、J2擺動，并與可動部41的擺動同步地使描繪用激光LL從描繪用光源單元2射出。控制部6例如基于從外部計(jì)算機(jī)發(fā)送來的圖像數(shù)據(jù)，使規(guī)定強(qiáng)度的激光RR、GG、BB從各激光光源21R、21G、21B在規(guī)定的時機(jī)射出，使規(guī)定顏色以及強(qiáng)度(亮度)的描繪用激光LL在規(guī)定的時機(jī)射出。由此，在對象物10上顯示與圖像數(shù)據(jù)對應(yīng)的圖像。
[0150]以上，對圖像顯示裝置I的構(gòu)成進(jìn)行了詳細(xì)的說明。
[0151]在這樣的圖像顯示裝置I中，各部件、即激光光源21R、21G、21B、準(zhǔn)直透鏡22R、22G、22B、分色鏡23R、23G、23B、棱鏡3、光掃描儀40以及受光元件51在XY平面方向上被平面(在同一平面內(nèi))配置。而且，從激光光源21R、21G、21B射出的激光RR、GG、BB、這些光被合成而得到的描繪用激光LL的光軸分別到入射至光掃描儀40為止，位于與XY平面平行的同一平面(第I面F)內(nèi)。另外，由于圖像顯示裝置I通過棱鏡3在面F內(nèi)使描繪用激光LL的光軸傾斜，所以能夠平面進(jìn)行各構(gòu)成部件(特別是光掃描儀40)的配置。因此，能夠使圖像顯示裝置I的各構(gòu)成部件的定位為平面性的定位，能夠優(yōu)化圖像顯示裝置I的裝配性。并且，由于圖像顯示裝置I通過棱鏡3進(jìn)行描繪用激光LL的整形，所以能夠發(fā)揮出色的圖像顯示特性。
[0152]2.頭戴式顯示器
[0153]接下來，對將本發(fā)明的圖像顯示裝置應(yīng)用于平視顯示器的構(gòu)成進(jìn)行說明。
[0154]圖9是表示應(yīng)用了本發(fā)明的圖像顯示裝置的平視顯示器的立體圖。
[0155]如圖9所示，在平視顯示器系統(tǒng)200中，將圖像顯示裝置I安裝于汽車的儀表盤，以構(gòu)成平視顯示器210。通過該平視顯示器210，能夠在擋風(fēng)玻璃220上例如顯示到目的地的引導(dǎo)顯示等規(guī)定的圖像。另外，平視顯示器系統(tǒng)200并不限于汽車，例如也能夠應(yīng)用于飛機(jī)、船舶等。
[0156]3.頭戴式顯示器
[0157]接下來，對應(yīng)用了本發(fā)明的圖像顯示裝置的頭戴式顯示器(本發(fā)明的頭戴式顯示器)進(jìn)行說明。
[0158]圖10是表示本發(fā)明的頭戴式顯示器的立體圖。
[0159]如圖10所示，頭戴式顯示器300具有眼鏡310、和安裝于眼鏡310的圖像顯示裝置I。而且，通過圖像顯示裝置I，在設(shè)置于眼鏡310的本來是透鏡的部位的顯示部(光反射部)320上顯示由一只眼睛視覺確認(rèn)的規(guī)定的圖像。
[0160]顯示部320可以透明，也可以不透明。在顯示部320透明的情況下，能夠?qū)碜袁F(xiàn)實(shí)世界的信息疊加來自圖像顯示裝置I的信息來使用。另外，顯示部320只要反射入射的光的至少一部分即可，例如能夠使用半透反射鏡等。
[0161]此外，也可以對頭戴式顯示器300設(shè)置兩個圖像顯示裝置1，將由兩只眼睛視覺確認(rèn)的圖像顯示在兩個顯示部上。
[0162]以上，基于圖示的實(shí)施方式對本發(fā)明的圖像顯示裝置以及頭戴式顯示器進(jìn)行了說明，但本發(fā)明并不局限于此，能夠?qū)⒏鞑康臉?gòu)成置換為具有相同功能的任意的構(gòu)成。另外，也可以將其他任意的構(gòu)成物附加于本發(fā)明。
[0163]符號說明:1…圖像顯示裝置，10…對象物，2…描繪用光源裝置，21B...激光光源，21G…激光光源，21R…激光光源，22B…準(zhǔn)直透鏡，22G…準(zhǔn)直透鏡，22R…準(zhǔn)直透鏡，23…光合成部，23B…分色鏡，23G…分色鏡，23R...分色鏡，3…棱鏡，31…光入射面，32…光射出面，4…光掃描部,40…光掃描儀,41…可動部,411…基部,412…隔離件,413…光反射板,414...光反射部，414a...光反射面，415…硬質(zhì)層，421...軸部，422...軸部，43…框體部，441...軸部，442…軸部，443…軸部，444…軸部，45…支持部，46…永磁鐵，47…線圈，48…磁芯，49…電壓施加部，491…第I電壓產(chǎn)生部，492…第2電壓產(chǎn)生部，493…電壓疊加部，493a...加法器，5…檢測部,51...受光兀件,6…控制部,9...框體,91...窗部,200...平視顯不器系統(tǒng),210…平視顯示器，220…擋風(fēng)玻璃，300…頭戴式顯示器，310…眼鏡，320…顯示部，BB…藍(lán)色的激光，F(xiàn)…第I面，GG…綠色的激光，Jl…第I軸，J2…第2軸，J3…軸，LL...描繪用激光，RR-紅色的激光，S…可描繪區(qū)域，S’… 有效描繪區(qū)域，S”…非描繪區(qū)域。
【權(quán)利要求】
1.一種圖像顯示裝置，其特征在于，具有: 射出光的多個光源部； 將從所述多個光源部射出的光合成的光合成部； 使由所述光合成部合成后的光的光軸傾斜，并使由所述光合成部合成后的光的截面形狀變化的光學(xué)元件；以及 二維掃描從所述光學(xué)元件射出的光的光掃描部， 從所述多個光源部經(jīng)過所述光合成部以及所述光學(xué)元件朝向所述光掃描部的光的光軸位于第I面內(nèi)， 所述光掃描部具有被配置成在所述光掃描部的非驅(qū)動狀態(tài)下與所述第I面垂直，并且圍繞位于所述第I面內(nèi)的第I軸以及圍繞與所述第I面的法線方向平行的第2軸擺動的光反射面， 從所述多個光源部射出的光的所述第I面的法線方向的輻射角比該射出的光的所述第I面的面內(nèi)方向的輻射角大。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像顯示裝置，其特征在于， 所述光學(xué)元件是棱鏡。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的圖像顯示裝置，其特征在于， 從所述光源部射出的光是相對于所述棱鏡的光入射面成為s偏振光的直線偏振光。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的圖像顯示裝置，其特征在于， 所述棱鏡將由所述光合成部合成后的光的截面形狀的所述第I面的面內(nèi)方向的寬度擴(kuò)大。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的圖像顯示裝置，其特征在于， 所述棱鏡的光射出面成為聚集光的透鏡面。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的圖像顯示裝置，其特征在于， 具有檢測由所述棱鏡的光入射面反射的光的光量的檢測部，具有基于由所述檢測部檢測出的光的光量來控制所述光源部的驅(qū)動的控制部。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像顯示裝置，其特征在于， 所述光從相對于所述光反射面的法線傾斜的方向照射到所述光反射面。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的圖像顯示裝置，其特征在于， 所述光反射面圍繞所述第I軸的擺動的振幅比圍繞所述第2軸的擺動的振幅大。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像顯示裝置，其特征在于， 所述多個光源部、所述光合成部、所述光學(xué)元件以及所述光掃描部被排列配置在所述第I面的面內(nèi)方向。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像顯示裝置，其特征在于， 所述光掃描部具有:具有所述光反射面的可動部、被設(shè)置成包圍所述可動部的框體部、支承所述框體部的支承部、以能夠使所述可動部相對于所述框體部圍繞所述第I軸擺動的方式將所述可動部和所述框體部連接的第I軸部、以能夠使所述框體部相對于所述支承部繞第2軸擺動的方式將所述框體部和所述支承部連接的第2軸部。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的圖像顯示裝置，其特征在于， 所述光掃描部具有:設(shè)置于所述框體部的永磁鐵、與所述框體部對置配置來產(chǎn)生作用于所述永磁鐵的磁場的線圈。
12.—種頭戴式顯示器，其特征在于，具有: 對入射的光的至少一部分進(jìn)行反射的光反射部、和將光照射到所述光反射部的圖像顯示裝置， 所述圖像顯示裝置具有: 射出光的多個光源部； 將從所述多個光源部射出的光合成的光合成部； 使由所述光合成部合成后的光的光軸傾斜，并使由所述光合成部合成后的光的截面形狀變化的光學(xué)元件；以及 二維掃描從所述光學(xué)元件射出的光的光掃描部， 從所述多個光源部經(jīng)過所述光合成部以及所述光學(xué)元件朝向所述光掃描部的光的光軸位于第I面內(nèi)， 所述光掃描部具有被配置成在所述光掃描部的非驅(qū)動狀態(tài)下與所述第I面垂直，并且圍繞位于所述第I面內(nèi)的第I軸以及圍繞與所述第I面的法線方向平行的第2軸擺動的光反射面， 從所述多個光源部射出的光的所述第I面的法線方向的輻射角比該射出的光的所述第I面的面內(nèi)方向的輻射角大。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的頭戴式顯示器，其特征在于， 所述光學(xué)元件是棱鏡。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的頭戴式顯示器，其特征在于， 從所述光源部射出的光是相對于所述棱鏡的光入射面成為s偏振光的直線偏振光。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的頭戴式顯示器，其特征在于， 所述棱鏡將由所述光合成部合成后的光的截面形狀的所述第I面的面內(nèi)方向的寬度擴(kuò)大。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的頭戴式顯示器，其特征在于， 所述棱鏡的光射出面成為聚集光的透鏡面。
17.根據(jù)權(quán)利要求13所述的頭戴式顯示器，其特征在于， 具有檢測由所述棱鏡的光入射面反射的光的光量的檢測部，具有基于由所述檢測部檢測出的光的光量來控制所述光源部的驅(qū)動的控制部。
18.根據(jù)權(quán)利要求12所述的頭戴式顯示器，其特征在于， 所述光從相對于所述光反射面的法線傾斜的方向照射到所述光反射面。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的頭戴式顯示器，其特征在于， 所述光反射面圍繞所述第I軸的擺動的振幅比圍繞所述第2軸的擺動的振幅大。
20.根據(jù)權(quán)利要求12所述的頭戴式顯示器，其特征在于， 所述多個光源部、所述光合成部、所述光學(xué)元件以及所述光掃描部被排列配置在所述第I面的面內(nèi)方向。
【文檔編號】G02B27/01GK103454770SQ201310208320
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2013年5月30日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月4日
【發(fā)明者】石田大輔, 米洼政敏, 若林修一 申請人:精工愛普生株式會社