光扫描仪、图像显示装置以及头戴式显示器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及光扫描仪、图像显示装置以及头戴式显示器。
【背景技术】
[0002]例如，作为头戴式显示器、投影仪等图像显示装置，已知有具备使光2维扫描的光扫描仪的装置。
[0003]专利文献I的光扫描仪具备:框架；外侧驱动部，其通过第I扭簧悬架于该框架且能够相对于第I轴转动；内侧驱动部，其通过第2扭簧悬架于外侧驱动部且能够相对于与第I轴正交的第2轴转动；以及工作台，其配置于该内侧驱动部的上部，且与内侧驱动部一起转动。
[0004]另外，专利文献I的光扫描仪中，通过流向分别设置于内侧驱动部以及外侧驱动部的线圈的电流、和由配置于框架两侧的I对磁铁间的磁场产生的洛伦兹力，来使外侧驱动部对于第I轴转动，并且使内侧驱动部对于第2轴转动。由此，在形成于工作台的镜面反射光，来进行扫描。
[0005]这里，工作台呈圆板状，通过从工作台的中心以中心轴一致的方式突出的环形部来与内侧驱动部连结，俯视中以相对于第I轴以及第2轴分别对称的方式配置。
[0006]然而，这样的光扫描仪中，通常，使光从相对于镜面倾斜的方向入射，但镜面中光的光斑形状呈椭圆形(鸡蛋形)。
[0007]因此，专利文献I所记载的光扫描仪中，存在如下问题，即镜面中存在未用于光反射的无用区域、或者无法入射至镜面从而光的一部分浪费了。
[0008]专利文献1:日本特开2009 - 75587号公报
【发明内容】
[0009]本发明的目的在于，提供一种能够实现光反射部的稳定的摆动，并且使光反射部成为光反射的利用效率高的俯视形状的光扫描仪、图像显示装置以及头戴式显示器。
[0010]这样的目的通过下述的本发明实现。
[0011]本发明的光扫描仪的特征在于，具有:基部；光反射部，其反射光；连接部，其连接上述基部和上述光反射部；轴部，其以能够摆动的方式支承上述基部，在从上述光反射部和上述基部排列的方向观察的俯视中，上述光反射部设置为上述光反射部的几何学中心成为与上述基部的几何学中心分离的位置，上述光反射部具备重心调整部，上述重心调整部以上述俯视中上述基部的几何学中心与上述光反射部的重心之间的距离变得比上述俯视中上述光反射部的几何学中心与上述基部的几何学中心之间的距离小的方式进行调整。
[0012]根据这样的光扫描仪，能够使光反射部的绕摆动轴的惯性力矩的平衡优异，实现光反射部的稳定的摆动，并且使光反射部成为未用于光反射的无用区域变少(光反射的利用效率高)的俯视形状。
[0013]本发明的光扫描仪的特征在于，具有:基部；光反射部，其反射光；连接部，其连接上述基部和上述光反射部；框体部，其以包围上述基部的方式设置；第I轴部，其连接上述基部和上述框体部，且以能够绕第I轴摆动的方式支承上述基部；以及第2轴部，其以能够绕与上述第I轴交叉的第2轴摆动的方式支承上述框体部，在从上述光反射部和上述基部排列的方向观察的俯视中，上述光反射部设置为上述光反射部的几何学中心成为与上述基部的几何学中心分离的位置，上述光反射部具备重心调整部，上述重心调整部以上述俯视中上述基部的几何学中心与上述光反射部的重心之间的距离变得比上述俯视中上述光反射部的几何学中心与上述基部的几何学中心之间的距离小的方式进行调整。
[0014]根据这样的光扫描仪，能够使光反射部的绕摆动轴的惯性力矩的平衡优异，实现光反射部的稳定的摆动，并且使光反射部成为未用于光反射的无用区域变少(光反射的利用效率高)的俯视形状。
[0015]一般而言，使光从相对于光反射部的反射面倾斜的方向入射，但特别是在使光反射部绕这样的2个轴摆动的2轴型光扫描仪中，为了实现高精度的光扫描，必须使光以俯视中光轴与第I轴和第2轴的交点一致的方式入射光反射部。因此，若使光反射部成为未用于光反射的无用区域变少的俯视形状，则俯视中会成为光反射部的几何学中心与基部的几何学中心分离的位置。另外，这样的2轴型光扫描仪中，若光反射部的绕摆动轴(第I轴或者第2轴)的惯性力矩的平衡差，则光反射部的摆动角的平衡变差，并且产生第I轴部或者第2轴部的不必要的弯曲形变。因此，这样的2轴型光扫描仪中，进行光反射部的重心调整(惯性力矩的平衡调整)特别有用。
[0016]本发明的光扫描仪中，优选上述俯视中，上述光反射部的几何学中心相对于上述第I轴偏移。
[0017]该情况下，若假设不进行重心调整，则光反射部的绕第I轴的惯性力矩的平衡变差，会产生如下问题:光反射部的绕第I轴的摆动角的平衡变差，或者伴随光反射部绕第2轴的摆动而产生第I轴部的不必要的弯曲形变。与此相对，本发明中，通过重心调整部调整光反射部的重心，能够防止或者抑制这样问题的产生。
[0018]本发明的光扫描仪中，优选上述俯视中，上述光反射部的几何学中心相对于上述第2轴偏移。
[0019]该情况下，若假设不设置重心调整部，则光反射部的绕第2轴的惯性力矩的平衡变差，会产生如下问题:光反射部的绕第2轴的摆动角的平衡变差，或者伴随光反射部的绕第I轴的摆动而产生第2轴部的不必要的弯曲形变。与此相对，本发明中，通过重心调整部调整光反射部的重心，能够防止或者抑制这样问题的产生。
[0020]本发明的光扫描仪中，优选上述光反射部在上述俯视中，呈沿上述光反射部的几何学中心与上述基部的几何学中心排列的方向的椭圆形或者鸡蛋形。
[0021]由此，使光从相对于光反射部的反射面倾斜的方向入射的情况下，能够减少光反射部的未用于光反射的无用区域。
[0022]本发明的光扫描仪中，优选上述光反射部具备光反射板，上述光反射板的一个面具有光反射性，上述重心调整部包括重锤，上述重锤配置于上述光反射板的另一个面。
[0023]由此，光反射板的加工变得简单。另外，光反射部的重心调整的自由度变高。
[0024]本发明的光扫描仪中，优选上述重锤由与上述光反射板不同的材料构成。
[0025]由此，能够使构成重锤的材料的比重与构成光反射板的材料的比重不同。其结果，能够提高光反射部的重心调整的自由度。
[0026]本发明的光扫描仪中，上述重锤优选由金属材料构成。
[0027]一般而言，光反射板使用硅材料或玻璃材料来构成，但金属材料的多数与硅材料、玻璃材料相比，比重较大。因此，通过由金属材料构成重锤，能够高效地进行光反射部的重心调整。
[0028]本发明的光扫描仪中，优选上述重心调整部通过在上述光反射板设置厚度不同的多个部分来构成。
[0029]由此，能够与光反射板的形成一并形成重心调整部。因此，能够高效地产生光扫描仪。
[0030]本发明的图像显示装置的特征在于，具备本发明的光扫描仪。
[0031]由此，能够使光反射部的绕摆动轴的惯性力矩的平衡优异，实现光反射部的稳定的摆动，并且使光反射部成为未用于光反射的无用区域变少的俯视形状。
[0032]本发明的头戴式显示器的特征在于，具备本发明的光扫描仪。
[0033]由此，能够使光反射部的绕摆动轴的惯性力矩的平衡优异，实现光反射部的稳定的摆动，并且使光反射部成为未用于光反射的无用区域变少的俯视形状。
【附图说明】
[0034]图1是表示本发明的第I实施方式的光扫描仪的俯视图。
[0035]图2是图1所示的光扫描仪的剖视图(沿X轴的剖视图)。
[0036]图3是用于说明图1所示的光扫描仪所具备的驱动部的电压施加部的框图。
[0037]图4是表示图3所示的第I电压产生部以及第2电压产生部中的产生电压的一个例子的图。
[0038]图5是用于说明图1所示的光扫描仪所具备的光反射板的俯视图。
[0039]图6是用于说明图1所示的光扫描仪所具备的光反射板的图，(a)是沿Y轴的剖视图，(b)是光反射板的背面图。
[0040]图7的(a)是用于说明现有的光反射板的光的利用效率的图，(b)是用于图1所示的光扫描仪所具备的光反射板的光的利用效率的图。
[0041]图8是用于说明本发明的第2实施方式的光扫描仪所具备的光反射板的图，(a)是沿Y轴的剖视图，(b)是光反射板的背面图。
[0042]图9是用于说明本发明的第3实施方式的光扫描仪所具备的光反射板的图，(a)是沿Y轴的剖视图，(b)是光反射板的背面图。
[0043]图10是用于说明本发明的第4实施方式的光扫描仪具备的光反射板的俯视图。
[0044]图11是示意性地表示本发明的图像显示装置的实施方式的图。
[0045]图12是表示本发明的图像显示装置的应用例I的立体图。
[0046]图13是表示本发明的图像显示装置的应用例2的立体图。
[0047]图14是表示本发明的图像显示装置的应用例3的立体图。
【具体实施方式】
[0048]以下，一边参照附图一边对本发明的光扫描仪、图像显示装置以及头戴式显示器的优选实施方式进行说明。
[0049]〈第I实施方式〉
[0050]图1是表示本发明的第I实施方式的光扫描仪的俯视图，图2是图1所示的光扫描仪的剖视图(沿X轴的剖视图)。另外，图3是用于说明图1所示的光扫描仪具备的驱动部的电压施加部的框图。另外，图4是表示图3所示的第I电压产生部以及第2电压产生部中的产生电压的一个例子的图。
[0051]此外，以下，为了方便说明，将图2中的上侧作为“上”，下侧作为“下”。
[0052]如图1以及图2所示，光扫描仪I是使可动镜部11绕X轴以及Y轴这2个轴摆动的2轴型光扫描仪。该光扫描仪I具备可动镜部11、I对轴部12a、12b (第I轴部)、框体部13、2对轴部14a、14b、14c、14d(第2轴部)、支承部15、永磁铁21、线圈31、磁心32、以及电压施加部4。另外，虽然图1、2中未图示，但光扫描仪I具备形变检测元件51(第I形变检测元件)以及形变检测元件52 (第2形变检测元件)(参照图5)。
[0053]这里，可动镜部11以及I对轴部12a、12b构成绕Y轴(第I轴)摆动(往复转动)的第I振动系统。另外，可动镜部11、I对轴部12a、12b、框体部13、2对轴部14a、14b、14c、14d以及永磁铁21构成绕X轴(第2轴)摆动(往复转动)的第2振动系统。
[0054]另外，永磁铁21、线圈31以及电压施加部4构成使上述的第I振动系统以及第2振动系统驱动(即