画像形成装置および背面投影型表示装置
【課題】実質的に透明なスクリーンを用いて観察者の興味を効果的に引き付けることのできる画像形成装置および背面投影型表示装置を提供する。
【解決手段】画像形成装置１は、表示面１１ａを有するスクリーン１１と、表示面１１ａに光を走査することにより画像を描画するプロジェクター１２とを有している。スクリーン１１は、表示面１１ａの各部位にて独立して、光を透過する光透過状態と光を拡散する光拡散状態とを選択でき、アドレス光が照射された部位が光拡散状態となる。プロジェクター１２は、表示面１１ａの当該表示面１１ａに表示する画像に対応した領域が光拡散状態となるようにアドレス光ＬＬ’を表示面１１ａにベクター走査するベクター走査部と、画像を表示するための表示光ＬＬ”をラスター走査するラスター走査部とを有している。
【解決手段】画像形成装置１は、表示面１１ａを有するスクリーン１１と、表示面１１ａに光を走査することにより画像を描画するプロジェクター１２とを有している。スクリーン１１は、表示面１１ａの各部位にて独立して、光を透過する光透過状態と光を拡散する光拡散状態とを選択でき、アドレス光が照射された部位が光拡散状態となる。プロジェクター１２は、表示面１１ａの当該表示面１１ａに表示する画像に対応した領域が光拡散状態となるようにアドレス光ＬＬ’を表示面１１ａにベクター走査するベクター走査部と、画像を表示するための表示光ＬＬ”をラスター走査するラスター走査部とを有している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置および背面投影型表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、スクリーンに所望の画像（特にＣＭ等の宣伝広告）を表示する装置として、光源から出射されたレーザー光を光スキャナーおよびガルバノミラーによってスクリーンの横方向および縦方向にそれぞれ走査するよう構成された装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
しかしながら、このような特許文献１では、スクリーンが常に光拡散性を有しているため、次のような問題が生じる。第１に、スクリーンに画像を形成しない場合には、スクリーンが視覚的に邪魔となる。第２に、必ずしもスクリーン全域に画像を表示するとは限られず、場合によっては、スクリーンの一部（例えば中央部）のみに画像を表示することもある。このような場合には、スクリーンの画像が表示されていない部分が視覚的に邪魔となる。第３に、広く知られているスクリーンに画像を表示したのでは、観察者の目を引き付けることが困難である。言い換えれば、スクリーンであることが明らかなスクリーンに画像を表示しても、それは当り前のことであって観察者は何の目新しさも感じず、表示されている画像にも特段の興味、関心を持つことがない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１３４１９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、実質的に透明なスクリーンを用いて観察者の興味を効果的に引き付けることのできる画像形成装置および背面投影型表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明の画像形成装置は、表示面を有するスクリーンと、前記表示面に光を走査することにより画像を描画するプロジェクターとを有し、
前記スクリーンは、前記表示面の各部位にて独立して、光を透過する光透過状態と光を拡散する光拡散状態とを選択でき、アドレス光が照射された前記部位が前記光拡散状態となり、前記アドレス光が照射されない前記部位が前記光透過状態となるように構成され、
前記プロジェクターは、前記表示面の該表示面に表示する画像に対応した領域が前記光拡散状態となるように前記アドレス光を前記表示面にベクター走査するベクター走査部と、前記画像を表示するための表示光を前記アドレス光の照射によって前記光拡散状態となった領域にラスター走査するラスター走査部とを有することを特徴とする。
【０００６】
これにより、実質的に透明なスクリーンを用いて観察者の興味を効果的に引き付けることのできる画像形成装置を提供することができる。特に、観察者は、スクリーンに表示された画像が浮き出て見えるような感覚となり、その画像に一段の興味を持つこととなる。また、使用しないときは透明であるため、まるでガラス板のようであり視覚的に邪魔ともならない。
【０００７】
本発明の画像形成装置では、前記アドレス光は、赤外線であることが好ましい。
これにより、アドレス光が観察者に視認されるのを防止することができるとともに、アドレス光が表示面に表示された画像の色合い等に影響を与えるのを防止でき、表示面に所望の画像を表示することができる。
本発明の画像形成装置では、前記ラスター走査部は、前記表示光を出射する表示光出射部および前記表示光を反射し前記表示面へ走査する表示光走査部を有し、
前記ベクター走査部は、前記アドレス光を出射するアドレス光出射部および前記アドレス光を反射し前記表示面へ走査するアドレス光走査部を有していることが好ましい。
これにより、プロジェクターの構成が簡単となる。
【０００８】
本発明の画像形成装置では、前記表示光走査部および前記アドレス光走査部は、それぞれ、光反射性を有する光反射部を備えた可動板が少なくとも一方向または互いに直交する二方向へ回動可能に設けられ、当該回動によって前記光反射部で反射した光を前記表示面に走査する光スキャナーを有していることが好ましい。
これにより、表示光走査部およびアドレス光走査部の装置構成が簡単となる。
【０００９】
本発明の画像形成装置では、前記アドレス光走査部が有する前記光スキャナーは、前記可動板と、前記可動板を支持する支持部と、前記可動板と前記支持部とを連結する４つの連結部とを有し、前記４つの連結部は、前記可動板の平面視にて、前記可動板の外周に、周方向に沿って９０度間隔で設けられていることが好ましい。
これにより、互いに直交する２つの軸のうちの一方の軸まわりの可動板の回動と、他方の軸まわりの可動板の回動とを独立して行うことができる。そのため、可動板を互いに直交する２つの軸のそれぞれの軸まわりに安定して回動させることができる。
【００１０】
本発明の画像形成装置では、前記可動板の平面視にて直交する２軸をＸ軸およびＹ軸としたとき、
前記４本の連結部のうちの前記可動板を介して対向する一対の連結部は、前記可動板とＸ軸方向に離間配置された駆動部と、前記可動板と前記駆動部とを連結しＸ軸方向に延在する第１の軸部と、前記駆動部と前記支持部とを連結しＹ軸方向に延在する第２の軸部とを有し、
前記４本の連結部のうちの他の一対の連結部は、前記可動板とＹ軸方向に離間配置された駆動部と、前記可動板と前記駆動部とを連結しＹ軸方向に延在する第１の軸部と、前記駆動部と前記支持部とを連結しＸ軸方向に延在する第２の軸部とを有し、
前記４本の連結部の前記第１の軸部は、それぞれ、該第１の軸部の長手方向の途中で屈曲することが好ましい。
これにより、各連結部の構成が簡単となるとともに、可動板の互いに対向する２軸のそれぞれの軸まわりの回動等をスムーズに行うことができる。
【００１１】
本発明の画像形成装置では、前記４本の連結部の前記第１の軸部は、それぞれ、前記可動板と前記駆動部の間に設けられた応力緩和部と、前記応力緩和部と前記可動板とを連結し中心軸まわりに捩じり変形可能な可動板側軸部と、前記応力緩和部と前記駆動部とを連結する駆動部側軸部とを有し、前記応力緩和部で屈曲することが好ましい。
これにより、可動板側軸部が受ける応力を応力緩和部で緩和することができ、駆動部側軸部へ伝わるのを防止または抑制することができる。また、４本の連結部のうちの対向する一対の連結部を軸とした可動板の回動を他の一対の連結部の可動板側軸部が捩じり変形することにより許容することができる。そのため、可動板を互いに直交する２軸のそれぞれの軸まわりにスムーズに回動させることができる。
【００１２】
本発明の画像形成装置では、前記４本の連結部の前記応力緩和部は、それぞれ、前記可動板の平面視にて、可動板側軸部および駆動部側軸部の延在方向に直交する方向に延在し、中心軸まわりに捩じり変形する一対の変形部を有し、前記一対の変形部のうちの一方の前記変形部は、前記可動板側軸部に連結され、他方の前記変形部は、前記駆動部側軸部に連結されていることが好ましい。
これにより、変形部が捩じり変形することにより第１の軸部に加わる応力を効果的に緩和することができる。
【００１３】
本発明の画像形成装置では、前記４本の連結部の前記応力緩和部は、それぞれ、前記一対の変形部の間に設けられ、前記変形部の延在方向と平行な方向に延在し、中心軸まわりに捩じり変形しない非変形部を有していることが好ましい。
これにより、各連結部において、非変形部を軸にして第１の軸部を屈曲させることができる。そのため、各連結部の第１の軸部を簡単かつ確実に屈曲させることができ、可動板を安定して変位させることができる。
【００１４】
本発明の画像形成装置では、前記可動板を前記支持部に対して変位させる変位手段を有し、
前記変位手段は、前記４本の連結部に対応して４つ設けられており、
４つの前記変位手段は、それぞれ、前記駆動部に設けられた永久磁石と、前記永久磁石に作用する磁界を発生するコイルとを有していることが好ましい。
これにより、各連結部の動きを独立して制御することができる。また、電磁駆動であるため大きな力を発生することができる。
【００１５】
本発明の画像形成装置では、前記４つの変位手段において、前記永久磁石は、前記可動板の厚さ方向に両極が対向するように設けられており、前記コイルは、前記可動板の厚さ方向に直交する方向の磁界を発生させるように設けられていることが好ましい。
これにより、可動板を安定して変位させることができる。
本発明の画像形成装置では、前記プロジェクターは、前記表示面に表示する画像データから前記表示面の前記光拡散状態とする領域を決定し、決定された領域に前記アドレス光が照射されるとともに、前記表示光が前記アドレス光の照射によって前記光拡散状態となった領域に照射されるように、前記ラスター走査部および前記ベクター走査部の作動を制御する制御部を有していることが好ましい。
これにより、より確実に、表示面の画像を表示したい領域のみを光拡散状態とすることができ、表示面に所望の画像を表示することができる。
【００１６】
本発明の画像形成装置では、前記表示面の平面視にて互いに直交する方向を第１の方向および第２の方向としたとき、
前記ラスター走査部は、前記表示光を前記第１の方向に走査しつつ前記第２の方向に走査することにより前記表示面に走査するよう構成されており、
前記制御部は、前記画像データに基づいて、前記表示光走査部によって前記表示面に走査される前記表示光の前記第１の方向における振れ幅および前記第２の方向における振れ幅をそれぞれ決定することが好ましい。
これにより、効率的に表示光を表示面に走査することができる。
【００１７】
本発明の画像形成装置では、前記プロジェクターは、前記スクリーンの輪郭を前記表示面に直交する方向へ延長して形成される領域内に配置されないことが好ましい。
これにより、プロジェクターによって表示面に表示された画像の観察が阻害されるのを防止するができる。そのため、優れた宣伝広告機能を発揮することができる。
本発明の画像形成装置では、前記プロジェクターは、前記表示面の前記プロジェクターに最も近い部位から１ｍ以内に設置されていることが好ましい。
これにより、プロジェクターから照射される光が例えば歩行者等の障害物によって遮られてしまうのを効果的に防止することができ、より確実に、表示面に所望の画像を表示することができる。
【００１８】
本発明の画像形成装置では、前記スクリーンは、第１の電極が形成された光透過性を有する第１の基板と、前記アドレス光が照射された部位の電気抵抗が低下する光導電膜と、液晶が分散されている液晶層と、第２の電極が形成された光透過性を有する第２の基板とが前記表示面側からこの順で設けられていることが好ましい。
これにより、簡単に、光透過状態と光拡散状態とを切り替えることのできるスクリーンを得ることができる。
【００１９】
本発明の画像形成装置では、前記液晶層は、前記液晶および高分子が層分離してなる液晶高分子複合層であり、前記液晶および前記高分子は、屈折率異方性を有し、前記第１の電極および前記第２の電極間に電圧を印加することにより前記液晶高分子複合層に印加される電圧の強さに応じて、前記液晶および前記高分子が揃って配向する前記光透過状態と、前記液晶および前記高分子が異なる方向に配向する前記光拡散状態とをとるよう構成されていることが好ましい。
これにより、電圧が印加されていないときは無色透明な光透過状態であり、電圧を印加することにより白濁した光拡散状態となる、画像形成装置の用途に適したスクリーンを得ることができる。
【００２０】
本発明の画像形成装置では、前記光透過状態と前記光拡散状態とが切り替わる前記電圧の強さをＶとしたとき、前記第１の電極および前記第２の電極間に、前記液晶高分子複合層に印加される電圧の強さが前記Ｖより大きくならないような電圧を印加した状態にて、前記表示面の前記光拡散状態とする部位に前記アドレス光を照射し、前記光導電膜の前記アドレス光が照射された部位の電気抵抗を低下させることにより、前記液晶高分子複合層の前記アドレス光が照射された部位に作用する電圧の強さを前記Ｖよりも大きくし、これにより、前記表示面の前記アドレス光が照射された部位を前記光透過状態から前記光拡散状態とすることが好ましい。
これにより、簡単な制御によって、スクリーンの表示面の画像が表示される領域のみを光拡散状態とし、その他の領域を光透過状態とすることができる。
【００２１】
本発明の背面投影型表示装置は、筐体と、前記筐体に固定され、表示面を有するスクリーンと、前記筐体内に配置され、前記表示面に光を走査することにより画像を描画するプロジェクターとを有し、
前記スクリーンは、前記表示面の各部位にて独立して、光を透過する光透過状態と光を拡散する光拡散状態とを選択でき、アドレス光が照射された前記部位が前記光拡散状態となり、前記アドレス光が照射されない前記部位が前記光透過状態となるように構成され、
前記プロジェクターは、前記表示面の該表示面に表示する画像に対応した領域が前記光拡散状態となるように前記アドレス光を前記表示面にベクター走査するベクター走査部と、前記画像を表示するための表示光を前記アドレス光の照射によって前記光拡散状態となった領域にラスター走査するラスター走査部とを有することを特徴とする。
これにより、実質的に透明なスクリーンを用いて観察者の興味を効果的に引き付けることのできる背面投影型表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の画像形成装置の第１実施形態を示す図である。
【図２】図１に示す画像形成装置が有するスクリーンの断面図である。
【図３】スクリーンの透過率と液晶高分子複合層に印加される電圧の強さの関係を示すグラフである。
【図４】スクリーンの等価回路を示す図である。
【図５】スクリーンの作動を示す図である。
【図６】図１に示す画像形成装置が有するプロジェクターの概略構成を示す図である。
【図７】図６に示すベクタースキャンモジュールの概略構成を示す図である。
【図８】図７に示すベクタースキャンモジュールが有する光スキャナーの平面図である。
【図９】図８に示す光スキャナーの断面図である。
【図１０】図８に示す光スキャナーが有する連結部の斜視図である。
【図１１】図８に示す光スキャナーが有する変位手段を示す断面図である。
【図１２】図８に示す光スキャナーの作動を説明するための断面図である。
【図１３】図８に示す光スキャナーの作動を説明するための断面図である。
【図１４】図６に示すラスタースキャンモジュールの概略構成を示す図である。
【図１５】図１４に示すラスタースキャンモジュールが有する光スキャナーの斜視図である。
【図１６】図１５に示す光スキャナーの作動を説明する断面図である。
【図１７】図１に示す画像形成装置の作動を説明する図である。
【図１８】図１４に示すラスタースキャンモジュールの駆動の一例を示す図である。
【図１９】本発明に係る第２実施形態の画像形成装置が有する表示光走査部の構成を示す概略図である。
【図２０】本発明に係る第３実施形態の画像形成装置の構成を示す概略図である。
【図２１】本発明の第４実施形態に係る画像描画装置が備える表示光走査部の光スキャナーを示す平面図である。
【図２２】図２１中のＣ−Ｃ線断面図である。
【図２３】図２１に示す光スキャナーが備える駆動手段の電圧印加手段を示すブロック図である。
【図２４】図２３に示す第１の電圧発生部および第２の電圧発生部で発生する電圧の一例を示す図である。
【図２５】本発明の第５実施形態に係る画像描画装置が備えるアドレス光走査部の光スキャナーを示す断面図。
【図２６】本発明の背面投影型表示装置の概略を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の画像形成装置および背面投影型表示装置の好適な実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。
＜第１実施形態＞
まず、本発明の画像形成装置の第１実施形態について説明する。
図１は、本発明の画像形成装置の第１実施形態を示す図、図２は、図１に示す画像形成装置が有するスクリーンの断面図、図３は、スクリーンの透過率と液晶高分子複合層に印加される電圧の強さの関係を示すグラフ、図４は、スクリーンの等価回路を示す図、図５は、スクリーンの作動を示す図、図６は、図１に示す画像形成装置が有するプロジェクターの概略構成を示す図、図７は、図６に示すベクタースキャンモジュールの概略構成を示す図、図８は、図７に示すベクタースキャンモジュールが有する光スキャナーの平面図、図９は、図８に示す光スキャナーの断面図、図１０は、図８に示す光スキャナーが有する連結部の斜視図、図１１は、図８に示す光スキャナーが有する変位手段を示す断面図、図１２および図１３は、それぞれ、図８に示す光スキャナーの作動を説明するための断面図、図１４は、図６に示すラスタースキャンモジュールの概略構成を示す図、図１５は、図１４に示すラスタースキャンモジュールが有する光スキャナーの斜視図、図１６は、図１５に示す光スキャナーの作動を説明する断面図、図１７は、図１に示す画像形成装置の作動を説明する図、図１８は、図１４に示すラスタースキャンモジュールの駆動の一例を示す図である。
なお、以下では、説明の便宜上、図１、図２、図９、図１２、図１３、図１５および図１６中の上側を「上」、下側を「下」と言う。
【００２４】
図１に示す画像形成装置１は、例えばビル等の建物内また屋外に設置されたスクリーン（表示対象物）１１と、スクリーン１１の表示面１１ａに静止画や動画等の所定の画像を表示するプロジェクター１２とを有している。
本実施形態では、スクリーン１１は、ステージＳによって支持されており、例えば、建物の壁等に固定されたり、立て懸けられたりすることなく設置されている。また、スクリーン１１は、画像を表示しない時は、無色透明（光透過状態）であり、まるでガラス板のようにその背後を視認できるようになっている。
【００２５】
そして、プロジェクター１２によって、スクリーン１１に画像を表示する際には、表示面１１ａの画像が表示される領域のみを白濁した状態（光拡散状態）とし、その白濁した状態の領域にプロジェクター１２からレーザー光（表示光ＬＬ”）を照射することにより、スクリーン１１に所望の画像を表示する。この際、画像が表示されていない領域は透明状態を保ったままである。
【００２６】
このような構成の画像形成装置１によれば、第１に、非使用時（画像を表示しない時）にスクリーン１１が視覚的に邪魔にならないという利点がある。第２に、使用時（画像を表示している時）には、透明な板に画像が表示されるため、観察者に画像が浮き出ているような感覚を与えることができ、表示されている画像への興味・関心を効果的に持たせることができる。
すなわち、画像形成装置１は、非使用時にスクリーン１１が視覚的に邪魔になることがなく、使用時には優れた広告宣伝効果を発揮することができる。
【００２７】
また、本実施形態のプロジェクター１２は、スクリーン１１の近傍に設けられておりスクリーン１１に対して近接投影にて画像を表示するように構成されている。本実施形態では、プロジェクター１２をスクリーン１１の下前方に設けている。また、プロジェクター１２は、スクリーン１１の表示面１１ａの最もプロジェクター１２に近い部位から１ｍ以内に設けられている。このように、プロジェクター１２をスクリーン１１の近傍に設けることにより、プロジェクター１２から照射されるレーザー光が例えば歩行者等の障害物によって遮られてしまうのを効果的に防止することができ、より確実に、表示面１１ａに所望の画像を表示することができる。
【００２８】
さらに、本実施形態のプロジェクター１２は、スクリーン１１の輪郭を表示面１１ａに直交する方向へ延長して形成される領域内に配置されていない。すなわち、プロジェクター１２は、図１中の点線で囲まれる領域外に設置されている。これにより、表示面１１ａに表示された画像の観察が、プロジェクター１２によって阻害されるのを効果的に防止できる。そのため、表示面１１ａに表示された画像が観察者に観察され易くなり、優れた宣伝広告機能を発揮することができる。
【００２９】
以下、画像形成装置１の構成要素たるスクリーン１１およびプロジェクター１２について順次詳細に説明する。
−スクリーン１１−
図２に示すように、スクリーン１１は、第１の電極１１１ａが形成された第１の基板１１１、光導電膜１１２、配向膜１１３、液晶高分子複合層（液晶層）１１４、配向膜１１５および第２の電極１１６ａが形成された第２の基板１１６が表示面１１ａ側からこの順で積層することにより構成されたスクリーン本体１１８と、第１の電極１１１ａおよび第２の電極１１６ａ間に電圧を印加する電圧印加手段１１７とを有している。このような構成とすることにより、簡単に、前述したような光透過状態と光拡散状態とを切り替えることのできるスクリーン１１を得ることができる。
【００３０】
第１の基板１１１および第２の基板１１６は、それぞれ、シート状（平板状）の部材で構成され、これらの間に配置される各部材を支持および保護する機能を有している。また、第１の基板１１１および第２の基板１１６は、それぞれ、光透過性を有しており実質的に無色透明である。第１の基板１１１および第２の基板１１６は、それぞれ、可撓性を有していてもよく、硬質であってもよい。
【００３１】
第１の基板１１１および第２の基板１１６の構成材料としては、それぞれ、特に限定されず、例えば、ガラス、シリコン、ポリエステル（ポリエチレンテレフタレート）、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリカーボネートなどの高分子フィルムを用いることができる。
第１の基板１１１の下面（液晶高分子複合層１１４側の面）には、膜状の第１の電極１１１ａが形成されており、第２の基板１１６の上面（液晶高分子複合層１１４側の面）には、膜状の第２の電極１１６ａが形成されている。第１の電極１１１ａおよび第２の電極１１６ａは、それぞれ、光透過性を有しており実質的に無色透明である。このような第１の電極１１１ａおよび第２の電極１１６ａは、電圧印加手段１１７に電気的に接続されており、電圧印加手段１１７によって、第１の電極１１１ａおよび第２の電極１１６ａ間に電圧を印加するとこれらの間に電界が生じ、生じた電界が光導電膜１１２および液晶高分子複合層１１４に作用する。
【００３２】
第１の電極１１１ａおよび第２の電極１１６ａの構成材料としては、それぞれ、実質的に導電性を有し、かつ実質的に無色透明であれば特に限定されず、例えば、金、銀、銅、アルミニウムまたはこれらを含む合金等の金属材料、カーボンブラック等の炭素系材料、ポリアセチレン、ポリフルオレンまたはこれらの誘導体等の電子導電性高分子材料、ポリビニルアルコール、ポリカーボネート等のマトリックス樹脂中に、ＮａＣｌ、Ｃｕ（ＣＦ３ＳＯ３）２等のイオン性物質を分散させたイオン導電性高分子材料、インジウム酸化物（ＩＯ）、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）、フッ素ドープ酸化スズ（ＦＴＯ）等の導電性酸化物材料のような各種導電性材料が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００３３】
光導電膜１１２は、膜状をなし、第１の電極１１１ａの下面（液晶高分子複合層１１４側の面）に形成されている。また、光導電膜１１２は、光透過性を有し実質的に無色透明である。このような光導電膜１１２は、光が照射されると、その光量に応じてインピーダンスが変化するものであればよく、電荷発生物質を蒸着法、スパッタ法、イオンプレーティング法、ＣＶＤ法などによって成膜したもの、電荷発生物質を樹脂バインダーに分散し、バーコート法、スピンコート法、ロールコート法、ディップ法、キャスティング法などによって塗布したもの、あるいは、これらの電荷発生層に、電荷輸送層を積層したものなどを用いることができる。
電荷発生物質としては、特に限定されず、例えば、ａ−Ｓｉ、ＺｎＳ、ＺｎＯ、ＣｄＳ、ＣｄＳｅ、Ｓｅ、ＳｅＴｅ、ＴｉＯなどの無機材料、フタロシアニン系、アゾ系、多環キノン系、インジゴ系、キナクリドン系、ペリレン系、スクエアリウム系、アズレニウム系、シアニン系、ピリリウム系などの有機材料を用いることができる。
【００３４】
また、樹脂バインダーとしては、特に限定されず、例えば、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリビニルアセテート、ポリビニルブチラール、アクリル、メタクリル、塩化ビニル、酢酸ビニル、これらの共重合体などを用いることができる。電荷輸送物質として、カルバゾール系、トリアゾール系、オキサジアゾール系、イミダゾール系、ピラゾリン系、ヒドラゾン系、スチルベン系、アミン系、ニトロフルオレノン系などの有機材料を用いることができる。
【００３５】
液晶高分子複合層１１４は、高分子１１４ｂの粒子が液晶１１４ａ中に分散して相分離した状態となっている。
高分子１１４ｂとしては、液晶相の状態において液晶１１４ａと相溶して、その後、硬化する際に、液晶１１４ａと相分離するものが使用される。このような高分子１１４ｂとしては、例えば、高分子主鎖にベンゼン骨格あるいはビフェニル骨格を有する側鎖をつけたものであれば、熱可塑性高分子、熱硬化型高分子、紫外線硬化型高分子の別を問わず、広く用いることができる。
【００３６】
一方、液晶１１４ａとしては、電界方向と平行方向に配向する正の誘電異方性を有するものが使用される。このような液晶１１４ａとしては、例えば、フェニルシクロヘキサン誘導体液晶、ビフェニル誘導体液晶、ビフェニルシクロヘキサン誘導体液晶、テルフェニル誘導体液晶、フェニルエーテル誘導体液晶、フェニルエステル誘導体液晶、ビシクロヘキサン誘導体液晶、アゾメチン誘導体液晶、アゾキシ誘導体液晶、ピリミジン誘導体液晶、ジオキサン誘導体液晶、キュバン誘導体液晶等を用いることができる。また、液晶１１４ａとしては、スクリーン１１のコントラストを向上させる為に、屈折率異方性Δｎのできるだけ大きいものを用いることが好ましい。
【００３７】
配向膜１１３、１１５は、液晶高分子複合層１１４の液晶１１４ａおよび高分子１１４ｂを第１の基板１１１および第２の基板１１６と平行な方向に配向させる配向処理が施されている。高分子１１４ｂは、配向する際は液晶相であるが、その後、硬化される為、その配向状態が保たれたまま固定されている。このため、高分子１１４ｂは、その後、電界が印加されても配向方向が電界方向に揃うことはない。一方、液晶１１４ａは、配向状態が固定されていない為、電界を印加すると電界方向に揃うことになる。
【００３８】
したがって、液晶高分子複合層１１４に電界を印加していない場合（後述するように電界の強さが例えばＶ１に達していない場合）には、高分子１１４ｂと液晶１１４ａの配向方向は、第１の基板１１１および第２の基板１１６に対して平行方向に一致する状態（液晶１１４ａと高分子１１４ｂが揃って配向する状態）となる。この状態において、両者の屈折率を一致させることにより、スクリーン１１の表示面１１ａは、透明状態（光透過状態）となる。
【００３９】
反対に、液晶高分子複合層１１４に電界を印加した場合には、液晶１１４ａの配向方向が電界方向に揃うため（液晶１１４ａと高分子１１４ｂが異なる方向へ配向する状態となるため）、電界方向において、液晶１１４ａと高分子１１４ｂと界面で屈折率の不一致により光散乱状態となり、スクリーン１１の表示面１１ａは、白濁状態（光拡散状態）となる。
【００４０】
このような液晶高分子複合層１１４によれば、電圧が印加されていないときは、無色透明な光透過状態となり、電圧を印加することにより白濁した光拡散状態とすることができるため、画像形成装置１の用途に適したスクリーン１１を得ることができる。なお、このような光透過状態と光拡散状態との切り替えは、表示面１１ａの各部位で独立して行うことができる。
【００４１】
ここで、高分子１１４ｂとしては、液晶相の高分子前駆体を第１の基板１１１および第２の基板１１６間に封入した後、この高分子前駆体を重合したものでもよい。また、本実施形態の液晶高分子複合層１１４では、高分子１１４ｂの粒子が液晶１１４ａ中に分散しているが、これと逆に、液晶１１４ａの粒子が高分子１１４ｂ中に分散するようにしてもよい。
【００４２】
次いで、スクリーン１１の製造方法の一例を説明する。なお、スクリーン１１の製造方法は、以下の方法に限定されない。
まず、第１の基板１１１の表面に第１の電極１１１ａを形成すると共に、第２の基板１１６の表面に第２の電極１１６ａを形成する。これら第１、第２の電極１１１ａ、１１６ａは、例えば、蒸着法により形成することができる。次いで、第１の電極１１１ａの表面に上述した方法で光導電膜１１２を形成する。さらに、光導電膜１１２の表面に例えばポリイミドをスピンコートすることにより配向膜１１３を形成すると共に、これと同様の方法により、第２の電極１１６ａの表面にも配向膜１１５を形成する。その後、配向膜１１３が形成された第１の基板１１１および配向膜１１５が形成された第２の基板１１６を１５０℃にて焼成する。焼成後、配向膜１１３、１１５の表面にラビング処理（配向処理）を施す。なお、ラビング処理の際の擦る方向は、第１の基板１１１および第２の基板１１６を組み合わせたときに擦る方向が平行となるようする。
【００４３】
次いで、第１の基板１１１および第２の基板１１６を、配向膜１１３、１１５が向かい合うように対向配置し、隙間が例えば１０μｍになるように固定する。そして、前記隙間中に高分子前駆体と液晶１１４ａを例えば１：１０の割合で相溶して混合した混合物を封入する。なお、高分子前駆体としてパラフェニルフェノールメタクリル酸エステルを使用し、液晶１１４ａとしてＰＮ００１（商品名、ロディック社製）を使用することができる。次いで、高分子前駆体と液晶１１４ａの混合物を徐冷し、室温にて紫外線を照射して高分子前駆体を重合して硬化させると共に、液晶１１４ａと高分子１１４ｂとして相分離させる。
このようにしてスクリーン１１が得られる。
【００４４】
次いで、スクリーン１１の動作について説明する。なお、説明の便宜上、上記製造方法によって製造されたスクリーン１１を例に挙げて説明する。
図２に示す高分子１１４ｂおよび液晶１１４ａは、同様の屈折率異方性を示し、配向方向と平行方向における屈折率は１．５程度あり、配向方向と垂直方向の屈折率は１．７程度である。液晶高分子複合層１１４に電界が印加されていない状態では、液晶１１４ａが高分子１１４ｂと同方向に配向しているため、第１の基板１１１および第２の基板１１６と垂直な方向における液晶１１４ａと高分子１１４ｂの屈折率が一致する。したがって、この状態では、スクリーン１１は、透過率８０％程度の実質的に無色透明な状態（光透過状態）となる。
【００４５】
一方、電圧印加手段１１７によって、第１の電極１１１ａおよび第２の電極１１６ａ間に電圧を印加し、液晶高分子複合層１１４に電界を作用させると、高分子１１４ｂの配向方向はそのままであるのに対し、液晶１１４ａだけが電界方向、つまり第１の基板１１１および第２の基板１１６に対して垂直な方向に配向する。このため、第１の基板１１１および第２の基板１１６と垂直な電界方向において、高分子１１４ｂの屈折率は１．７程度のままであるのに対し、液晶１１４ａの屈折率が１．５程度に変化する。したがって、電界方向における高分子１１４ｂと液晶１１４ａの屈折率の差が０．２程度となり、第１の基板１１１および第２の基板１１６と垂直な方向から入射した光は、散乱することなる。その結果、この状態では、スクリーン１１は、電界方向において白濁する状態（光拡散状態）となる。
【００４６】
次いで、スクリーン１１の透過率と液晶高分子複合層１１４に印加される電圧の強さの関係を図３に基づいて説明する。図３に示すように、スクリーン１１は、液晶高分子複合層１１４に印加される電圧の強さがＶ１を超えるまでは８０％程度の高い透過率を保ち、実質的に無色透明の状態を保っている。そして、電圧の強さがＶ１を超えてからＶ２に達するまでの間に急峻に透過率が低下し、Ｖ２を超えると透過率がほぼゼロになる。このように、スクリーン１１では、液晶高分子複合層１１４に印加される電圧の大きさに対してリニアに透過率が低下するのではなく、所定の電圧値Ｖ１を超えたときに、急峻に透過率が低下することが分かる。
【００４７】
ここで、電圧印加手段１１７によって第１の電極１１１ａおよび第２の電極１１６ａ間に印加される電圧と、液晶高分子複合層１１４に実際に印加される電圧の関係を説明する。図４は、スクリーン１１の等価回路を示す図である。なお、図４では、液晶高分子複合層１１４および光導電膜１１２以外の構成要素（例えば第１の電極１１１ａおよび第２の電極１１６ａ）の等価静電容量および等価抵抗値を無視している。
【００４８】
図４中、ＣＡおよびＲＡは、液晶高分子複合層１１４の静電容量および抵抗値を示し、ＶＡは、第１の電極１１１ａおよび第２の電極１１６ａ間に電圧Ｖが印加された場合に液晶高分子複合層１１４に実際に印加される電圧を示す。また、図４中、ＣＯおよびＲＯは、光導電膜１１２の静電容量および抵抗値を示し、ＶＯは、第１の電極１１１ａおよび第２の電極１１６ａ間に電圧Ｖが印加された場合に光導電膜１１２で発生する電圧降下を示す。
【００４９】
抵抗値ＲＯは、プロジェクター１２から照射されるアドレス光ＬＬ’の光量に応じて変化する。アドレス光ＬＬ’が照射されていない場合（または、光量が小さい場合）には、光導電膜１１２の抵抗値ＲＯは十分に大きく、液晶高分子複合層１１４に実際に印加される電圧ＶＡは、静電容量ＣＡ、ＣＯの静電容量分圧によって以下のようになる。
ＶＡ＝（Ｃ／ＣＡ）Ｖ……（１）
Ｃ＝ＣＡ・ＣＯ／（ＣＡ・ＣＯ）……（２）
【００５０】
一方、アドレス光ＬＬ’の光量が増加すると、内部光電効果によって光導電膜１１２の抵抗値ＲＯが減少し、液晶高分子複合層１１４に実際に印加される電圧ＶＡは、増加する。すなわち、画像形成装置１では、第１の電極１１１ａおよび第２の電極１１６ａ間に電圧が印加されている状態で、プロジェクター１２からスクリーン１１に照射されるアドレス光ＬＬ’の光量を制御することによって、液晶高分子複合層１１４に実際に印加される電圧ＶＡを制御することができる。
【００５１】
次いで、このようなスクリーン１１の使用方法について説明する。
まず、電圧印加手段１１７により、第１の電極１１１ａおよび第２の電極１１６ａ間に電圧（交番電圧）を印加する（以下では、この状態を「スタンバイ状態」とも言う）。印加する電圧の強さは、液晶高分子複合層１１４に実際に印加される電圧がＶ１よりも若干低いかＶ１と等しくなるような強さであるのが好ましい。これにより、スタンバイ状態においてスクリーン１１を実質的に無色透明に保つことができるとともに、スタンバイ状態から電圧を少し増加させることによってスクリーン１１を光拡散状態に変化させることができる。なお、本実施形態では、スタンバイ状態でのスクリーン１１の透過率が８０％程度となるように、第１の電極１１１ａおよび第２の電極１１６ａ間に印加する電圧の強さを決定しているが、スタンバイ状態でのスクリーン１１の透過率は特に限定されず、例えば７０％程度に設定してもよい。これは、スクリーン１１のスタンバイ状態において求められる透過率に応じて適宜設定すればよい。
【００５２】
次いで、スタンバイ状態のスクリーン１１の表示面１１ａの所望の部位（微少領域）にプロジェクター１２からアドレス光ＬＬ’を照射する。すると、アドレス光ＬＬ’が照射された部位では、アドレス光ＬＬ’が照射されたことにより光導電膜１１２の電気抵抗が低下し、液晶高分子複合層１１４に印加される実際の電圧が高くなる。これにより、この部位の透過率が低下して白濁し光拡散状態となる。一方、アドレス光ＬＬ’が照射されない部位については、液晶高分子複合層１１４に印加されている電圧の強さが変化しないため無色透明な状態を維持している。そして、白濁した状態の部位を、表示面１１ａに表示する画像に対応して、すなわち画像を表示する領域に形成することにより、例えば図５に示すように、表示面１１ａに画像の輪郭に対応した光拡散領域（実際にスクリーンとして機能する領域）１１ｂが形成される。
【００５３】
表示面１１ａに照射するアドレス光ＬＬ’の光量としては、アドレス光ＬＬ’を照射した部位の透過率を低下させることができれば特に限定されないが、スクリーン１１の透過率が２０％以下となるような光量であるのが好ましく、５％以下となるような光量であるのがより好ましい。これにより、優れた光拡散性を有する光拡散領域を形成することができる。
このように、スクリーン１１は、スタンバイ状態では無色透明とし、画像が表示される領域のみを光拡散状態とするように使用される。これにより、前述のような優れた広告宣伝効果を発揮することができる。
以上、スクリーン１１について詳細に説明した。
【００５４】
−プロジェクター１２−
次いで、プロジェクター１２について説明する。
図６に示すように、プロジェクター１２は、ベクタースキャンモジュール（ベクター走査部）１２ａと、ラスタースキャンモジュール（ラスター走査部）１２ｂと、ベクタースキャンモジュール１２ａおよびラスタースキャンモジュール１２ｂの作動を制御する制御部１２ｃとで構成されている。ベクタースキャンモジュール１２ａは、表示面１１ａに所望の画像が表示できるように、表示面１１ａの前記画像に対応する領域を光拡散状態とするためのアドレス光ＬＬ’をベクター走査する。一方のラスタースキャンモジュール１２ｂは、表示面１１ａのアドレス光ＬＬ’の照射によって光拡散状態となった領域に画像を表示するための表示光ＬＬ”をラスター走査する。このような構成のプロジェクター１２によれば、スクリーン１１の表示面１１ａの画像が表示される領域以外の領域を透明に保つことができるため、前述したように、表示面１１ａに、観察者に興味、関心を強く持たせるような画像を表示することができる。
【００５５】
ここで、ベクター走査とは、レーザー光をスクリーン１１の表示面１１ａの異なる２点を結ぶ線分を順次形成するように走査する手法であり、表示面１１ａに表示すべき画像に合わせて表示面１１ａの必要な部位（レーザー光を照射したい箇所）にのみレーザー光を不規則に走査する。一方のラスタースキャンとは、レーザー光を表示面１１ａの水平方向（第１の方向）に走査すると共に、垂直方向（第２の方向）に走査することで２次元的に走査する手法であり、レーザー光を規則的に走査する。
【００５６】
［ベクタースキャンモジュール］
図７に示すように、ベクタースキャンモジュール１２ａは、アドレス光ＬＬ’を出射するアドレス光用光源ユニット（アドレス光出射部）２１と、アドレス光ＬＬ’を反射し表示面１１ａへ走査するアドレス光走査部２２とを有している。これにより、ベクタースキャンモジュール１２ａの装置構成が簡単となる。
【００５７】
（アドレス光用光源ユニット）
アドレス光用光源ユニット２１は、アドレス光ＬＬ’としての赤外レーザー（赤外線）を出射するレーザー光源２１１ｉと、レーザー光源２１１ｉに対応して設けられたコリメーターレンズ２１２ｉおよびダイクロイックミラー２１３ｉとを備えている。レーザー光源２１１ｉから出射されたアドレス光ＬＬ’は、コリメーターレンズ２１２ｉによって平行化されて細いビームとされた後、ダイクロイックミラー２１３ｉによって反射される。そして、反射されたアドレス光ＬＬ’がアドレス光用光源ユニット２１から出射する。
【００５８】
このように、アドレス光ＬＬ’として赤外レーザーを用いることにより、アドレス光ＬＬ’が観察者に視認されるのを防止することができるとともに、アドレス光ＬＬ’が表示面１１ａに表示される画像の色合い等に影響を与えるのを防止でき、表示面１１ａに所望の画像を表示することができる。
なお、アドレス光用光源ユニット２１では、コリメーターレンズ２１２ｉに代えてコリメーターミラーを用いることができ、この場合も、平行光束の細いビームを形成することができる。また、レーザー光源２１１ｉから平行光束が出射される場合、コリメーターレンズ２１２ｉを省略することができる。
【００５９】
（アドレス光走査部）
アドレス光走査部２２は、アドレス光用光源ユニット２１から出射したアドレス光ＬＬ’をスクリーン１１の表示面１１ａにベクター走査する機能を有している。このような光走査部２２は、アドレス光用光源ユニット２１から出射したアドレス光ＬＬ’を表示面１１ａに対しベクター走査する１つの光スキャナー３を有している。このような構成により、アドレス光走査部２２の装置構成が簡単となる。
【００６０】
以下、図８〜図１３に基づいて、光スキャナー３について説明するが、図８に示すように、互いに直交する３軸をＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸とし、非駆動状態の可動板の面と、Ｘ軸およびＹ軸で形成される面とが一致し（平行であり）、可動板の厚さ方向とＺ軸とが一致する。また、以下では、Ｘ軸に平行な方向を「Ｘ軸方向」と言い、Ｙ軸に平行な方向を「Ｙ軸方向」と言い、Ｚ軸方向に平行な方向を「Ｚ軸方向」と言う。
【００６１】
図８および図９に示すように、光スキャナー３は、可動板３１、可動板３１を支持する支持部３２および可動板３１と支持部３２を連結する４本の連結部４、５、６、７で構成された振動系３ａと、振動系３ａを支持する基台３３と、可動板３１を変位（回動）させる変位手段８とを有している。
本実施形態の振動系３ａは、ＳＯＩ基板の不要部位をウェットエッチング等の各種エッチング法により除去することにより形成されている。
【００６２】
支持部３２は、可動板３１を支持する機能を有する。このような支持部３２は、枠状をなしており、可動板３１の周囲を囲むように設けられている。なお、支持部３２の形状としては、可動板３１を支持することができれば、特に限定されず、例えば、可動板３１を介してＸ軸方向またはＹ軸方向に対向するように一対設けられていてもよい。
支持部３２の内側には、可動板３１が設けられている。可動板３１は、平板状をなし、一方の面（基台３３と反対側の面）３１１には、光反射性を有する光反射部３１２が形成されている。アドレス光用光源ユニット２１から出射したアドレス光ＬＬ’は、この光反射部３１２にて反射され、表示面１１ａに走査される。光反射部３１２は、例えば、面３１１上にアルミニウム、ニッケル等の金属膜を蒸着等により形成することにより得られる。なお、本実施形態では、可動板３１の平面視形状は円形であるが、可動板３１の平面視形状としては、特に限定されず、例えば長方形、正方形等の多角形、楕円形等であってもよい。
【００６３】
このような可動板３１は、４本の連結部４、５、６、７によって支持部３２に連結されている。４本の連結部４、５、６、７は、可動板３１の平面視にて、可動板３１の周方向に沿って等間隔すなわち９０度間隔で配置されている。そして、４本の連結部４、５、６、７のうち、連結部４、６は、可動板３１を介してＸ軸方向に対向しかつ可動板３１に対して対称的に形成されており、連結部５、７は、可動板３１を介してＹ軸方向に対向しかつ可動板３１に対して対称的に形成されている。このような連結部４、５、６、７によって可動板３１を支持することにより、可動板３１を安定した状態で支持することができる。また、後述するように、可動板３１のＸ軸まわりの回動と、Ｙ軸まわりの回動とを独立して行うことができる。
【００６４】
具体的には、連結部４は、駆動板（駆動部）４１と、駆動板４１と可動板３１とを連結する第１の軸部４２と、駆動板４１と支持部３２とを連結する一対の第２の軸部４３とを有している。また、連結部５も、駆動板５１と、駆動板５１と可動板３１とを連結する第１の軸部５２と、駆動板５１と支持部３２とを連結する一対の第２の軸部５３とを有している。また、連結部６も、駆動板６１と、駆動板６１と可動板３１とを連結する第１の軸部６２と、駆動板６１と支持部３２とを連結する一対の第２の軸部６３とを有している。また、連結部７も、駆動板７１と、駆動板７１と可動板３１とを連結する第１の軸部７２と、駆動板７１と支持部３２とを連結する一対の第２の軸部７３とを有している。なお、前記「同様の構成」とは、連結部を構成する要素が共通しているということである。したがって、外形形状については一致している必要はない。
各連結部４、５、６、７をこのような構成とすることにより、連結部の構成が簡単となるとともに、後述するように可動板２の回動中心軸Ｘ１、Ｙ１まわりの回動等をスムーズに行うことができる。
【００６５】
以下、連結部４、５、６、７について具体的に説明するが、連結部４、５、６、７の構成は、互いに同様であるため、連結部４について代表して説明し、他の連結部５、６、７については、その説明を省略する。なお、連結部５、７は、可動板３１の平面視にて、連結部４に対して９０度回転した状態で配置されている。そのため、連結部５、７については、下記の連結部４の説明中の「Ｙ軸方向」を「Ｘ軸方向」とし、「Ｘ軸方向」を「Ｙ軸方向」とすることで説明することもできる。
【００６６】
図１０に示すように、一対の第２の軸部４３は、駆動板４１を介してＹ軸方向に対向配置されており、駆動板４１を両持ち支持している。また、一対の第２の軸部４３は、それぞれ、Ｙ軸方向に延在する棒状をなしている。また、一対の第２の軸部４３は、中心軸まわりに捩じり変形可能となっている。このような一対の第２の軸部４３は、同軸的に設けられており、この軸（以下、「回動中心軸Ｙ２」とも言う）を中心として、一対の第２の軸部４３が捩じり変形するとともに駆動板４１が回動する。
【００６７】
駆動板４１は、可動板３１に対してＸ軸方向に離間して設けられている。また、駆動板４１は、前述したように一対の第２の軸部４３によって両持ち支持されている。このような駆動板４１には貫通孔４１１が形成されており、この貫通孔４１１に永久磁石８１１が挿通、固定されている。永久磁石８１１は、例えば、嵌合（圧入）や、接着剤によって、駆動板４１に固定されている。永久磁石８１１は、変位手段８の構成の一部であるため、後に説明する。
【００６８】
また、本実施形態では、駆動板４１の平面視形状は、Ｙ軸方向を長手とする長方形である。駆動板４１をこのような形状とすることにより、永久磁石８１１を固定するスペースを確保しつつ、駆動板４１の幅（Ｘ軸方向の長さ）を抑えることができる。駆動板４１の幅を抑えることにより、駆動板４１が回動中心軸Ｙ２まわりに回動する際に発生する慣性モーメントを抑えることができ、駆動板４１の反応性が高まり、より高速な回動が可能となる。また、駆動板４１の反応性が高まると、駆動板４１の回動（特に回動方向が切り替わる切り返しの時）によって、不本意な振動が発生するのを抑えることができる。そのため、光スキャナー３を安定して駆動することができる。
【００６９】
なお、駆動板４１の平面視形状としては、特に限定されず、例えば、正方形や五角形以上の多角形であってもよいし、円形であってもよい。
このような駆動板４１は、第１の軸部４２によって可動板３１と連結している。第１の軸部４２は、全体的にＸ軸方向に延在するように設けられている。このような第１の軸部４２は、駆動板４１と可動板３１との間に設けられた応力緩和部４２１と、応力緩和部４２１と可動板３１とを連結する可動板側軸部４２２と、応力緩和部４２１と駆動板４１とを連結する駆動板側軸部（駆動部側軸部）４２３とを有している。
可動板側軸部４２２および駆動板側軸部４２３は、それぞれ、Ｘ軸方向に延在する棒状をなしている。また、可動板側軸部４２２および駆動板側軸部４２３は、同軸的に設けられている。
【００７０】
これら２つの軸部のうちの駆動板側軸部４２３は、光スキャナー３の駆動時に実質的に変形しない硬さに設定されている。これに対して可動板側軸部４２２は、その中心軸まわりに捩じり変形可能となっている。このように、第１の軸部４２が実質的に変形しない硬い部分およびその先端側に位置する捩じり変形可能な部位を有することにより、後述するように、可動板３１をＸ軸およびＹ軸のそれぞれの軸まわりに安定して回動させることができる。なお、前記「変形しない」とは、Ｚ軸方向への屈曲または湾曲および中心軸まわりの捩じり変形が実質的に起きないことを言う。
このような可動板側軸部４２２および駆動板側軸部４２３は、応力緩和部４２１を介して連結している。応力緩和部４２１は、第１の軸部４２が屈曲変形する際の節となる機能と、可動板側軸部４２２の捩じり変形により発生するトルクを緩和（吸収）し、前記トルクが駆動板側軸部４２３に伝わるのを防止または抑制する機能とを有している。
【００７１】
図１０に示すように、応力緩和部４２１は、一対の変形部４２１１、４２１２と、これらの間に設けられた非変形部４２１３と、変形部４２１１を非変形部４２１３に接続する一対の接続部４２１４と、変形部４２１２を非変形部４２１３に接続する一対の接続部４２１５とを有している。
非変形部４２１３は、Ｙ軸方向に延在する棒状をなしている。このような非変形部４２１３は、光スキャナー３の駆動時に実質的に変形しない硬さに設定されている。これにより、後述するように、非変形部４２１３の中心軸Ｙ４を中心に第１の軸部４２を屈曲させることができ、応力緩和部４２１に節としての機能を確実に発揮させることができ、光スキャナー３を安定して駆動させることができる。
【００７２】
このような非変形部４２１３に対して対称的に一対の変形部４２１１、４２１２が配置されている。変形部４２１１、４２１２は、それぞれ、Ｙ軸方向に延在する棒状をなしている。また、変形部４２１１、４２１２は、互いにＸ軸方向に離間して並設されている。このような変形部４２１１、４２１２は、それぞれ、その中心軸まわりに捩じり変形可能となっている。
【００７３】
可動板３１側に位置する変形部４２１１は、その長手方向のほぼ中央にて可動板側軸部４２２の一端と連結しているとともに、その両端部にて一対の接続部４２１４を介して非変形部４２１３に連結している。同様に、駆動板４１側に位置する変形部４２１２は、その長手方向のほぼ中央にて駆動板側軸部４２３の一端と連結しているとともに、その両端部にて一対の接続部４２１５を介して非変形部４２１３に連結している。
【００７４】
一対の接続部４２１４の一方の接続部は、変形部４２１１および非変形部４２１３の一端部同士を連結し、他方の接続部は、変形部４２１１および非変形部４２１３の他端部同士を連結している。また、一対の接続部４２１５の一方の接続部は、変形部４２１２および非変形部４２１３の一端部同士を連結し、他方の接続部は、変形部４２１２および非変形部４２１３の他端部同士を連結している。
このような各接続部４２１４、４２１５は、Ｘ軸方向に延在する棒状をなしている。また、各接続部４２１４、４２１５は、Ｚ軸方向に湾曲可能でかつその中心軸まわりに捩じり変形可能となっている。
以上、振動系３ａの構成について具体的に説明した。
【００７５】
前述したように、振動系３ａは、ＳＯＩ基板から一体的に形成されている。これにより、振動系３ａの形成が容易となる。具体的には、前述したように、振動系３ａには、積極的に変形させる部位と、変形させない（変形させたくない）部位とが混在している。一方、ＳＯＩ基板は、第１のＳｉ層と、ＳｉＯ２層と、第２のＳｉ層とがこの順に積層した基板である。そこで、変形させない部位を前記３つの層の全てで構成するとともに、積極的に変形させる部位を第２のＳｉ層のみで構成することにより、すなわち各部で使用する層を選択することにより、変形させる部位と変形させない部位が混在する振動系３ａを簡単に形成することができる。なお、積極的に変形させる部位は、第２のＳｉ層とＳｉＯ２層の２層で構成されていてもよい。
【００７６】
ここで、前記「変形させる部位」には、第２の軸部４３、５３、６３、７３、可動板側軸部４２２、５２２、６２２、７２２、変形部４２１１、４２１２、５２１１、５２１２、６２１１、６２１２、７２１１、７２１２および接続部４２１４、４２１５、５２１４、５２１５、６２１４、６２１５、７２１４、７２１５が含まれる。一方、前記「変形させない部位」には、可動板３１、支持部３２、駆動板４１、５１、６１、７１、駆動板側軸部４２３、５２３、６２３、７２３および非変形部４２１３、５２１３、６２１３、７２１３が含まれる。
【００７７】
図９に示すように、基台３３は、平板状の基部３３１と、基部３３１の縁部に沿って設けられた枠部３３２とを有しており、箱状（枡状）をなしている。このような基台３３は、枠部３３２にて振動系３ａの支持部３２の下面と接合されている。これにより、基台３３によって振動系３ａが支持される。このような基台３３は、例えば、ガラスやシリコンを主材料として構成されている。なお、基台３３と支持部３２の接合方法としては、特に限定されず、例えば接着剤を用いて接合してもよく、陽極接合等の各種接合方法を用いてもよい。
【００７８】
図８に示すように、変位手段８は、永久磁石８１１、コイル８１２および電源８１３を有する第１の変位手段８１と、永久磁石８２１、コイル８２２および電源８２３を有する第２の変位手段８２と、永久磁石８３１、コイル８３２および電源８３３を有する第３の変位手段８３と、永久磁石８４１、コイル８４２および電源８４３を有する第４の変位手段８４とを有している。
【００７９】
そして、第１の変位手段８１は、連結部４に対応して設けられており、第２の変位手段８２は、連結部５に対応して設けられており、第３の変位手段８３は、連結部６に対応して設けられており、第４の変位手段８４は、連結部７に対応して設けられている。
このような構成によれば、変位手段８の構成が簡単となる。また、変位手段８を電磁駆動とすることにより、比較的大きな力を発生させることができ、可動板３１をより確実に回動させることができる。また、各連結部４、５、６、７に１つの変位手段が設けられているため、各連結部４、５、６、７を独立して変形させることができる。
【００８０】
以下、第１の変位手段８１、第２の変位手段８２、第３の変位手段８３および第４の変位手段８４について説明するが、これらはそれぞれ同様の構成であるため、以下では、第１の変位手段８１について代表して説明し、第２の変位手段８２、第３の変位手段８３および第４の変位手段８４については、その説明を省略する。なお、第２の変位手段８２および第４の変位手段８４は、可動板３１の平面視にて、第１の変位手段８１に対して９０度回転した状態で配置されている。そのため、第２の変位手段８２および第４の変位手段８４については、下記の第１の変位手段８１の説明中の「Ｙ軸方向」を「Ｘ軸方向」とし、「Ｘ軸方向」を「Ｙ軸方向」とすることで説明することもできる。
【００８１】
図１１に示すように、永久磁石８１１は、棒状をなしており、その長手方向に磁化している。すなわち、永久磁石８１１は、その長手方向の一端側がＳ極となっており、他端側がＮ極となっている。このような永久磁石８１１は、駆動板４１に形成された貫通孔４１１に挿通されており、長手方向のほぼ中央で駆動板４１に固定されている。そして、永久磁石８１１が、駆動板４１の上下に同じ長さだけ突出し、かつ駆動板４１（回動中心軸Ｙ２）を介してＳ極とＮ極が対向する。これにより、後述するように、可動板３１を安定して変位させることができる。
【００８２】
また、永久磁石８１１は、その長手方向が駆動板４１の面方向に直交するように設けられている。また、永久磁石８１１は、その中心軸が回動中心軸Ｙ２と交わるように設けられている。
このような永久磁石８１１としては、特に限定されず、例えば、ネオジウム磁石、フェライト磁石、サマリウムコバルト磁石、アルニコ磁石、ボンド磁石などの、硬磁性体を着磁したものを好適に用いることができる。
【００８３】
なお、本実施形態では、永久磁石８１１は、棒状をなしているが、永久磁石８１１の形状としては、特に限定されず、例えば、板状をなしていてもよい。この場合には、永久磁石８１１を面方向に磁化し、その面方向がＸ軸方向と直交するように駆動板４１に固定すればよい。これにより、永久磁石８１１のＸ軸方向長さを短くすることができるため、駆動板４１の回動に伴って発生する慣性モーメントを抑えることができる。
【００８４】
コイル８１２は、永久磁石８１１に作用する磁界を発生する。このようなコイル８１２は、振動系３ａの外側近傍に、Ｘ軸方向にて永久磁石８１１と対向するように配置されている。また、コイル８１２は、Ｘ軸方向の磁界を発生させることができるように、すなわち、コイル８１２の永久磁石８１１側がＮ極となりその反対側がＳ極となる状態と、コイル８１２の永久磁石８１１側がＳ極となりその反対側がＮ極となる状態とを発生させることができるように設けられている。
【００８５】
光スキャナー３は、振動系３ａの外側に基台３３と固定的に設けられたコイル固定部８５を有しており、このコイル固定部８５が有するＸ軸方向に延在する突出部８５１にコイル８１２が巻き付けられている。このような構成とすることにより、コイル８１２を振動系３ａに対して固定でき、かつ、簡単に前述のような磁界を発生させることができる。また、突出部８５１を鉄などの軟磁性体で構成することにより、突出部８５１をコイル８１２の磁芯として用いることができ、前述のような磁界をより効率的に発生させることもできる。
【００８６】
電源８１３は、コイル８１２に電気的に接続されている。そして、電源８１３からコイル８１２に所望の電圧を印加することにより、コイル８１２から前述したような磁界を発生させることができる。なお、以下では、説明の便宜上、永久磁石８１１、８２１、８３１、８４１が全てＮ極を上側にして配置された構成について代表して説明する。
以上、変位手段８について説明した。
【００８７】
次いで、光スキャナー３の作動について説明する。
・Ｙ軸まわりの変位
まず、図１２に基づいて、可動板３１のＹ軸まわりの変位について説明する。なお、図１２は、図８中Ａ−Ａ線断面図に対応する断面図である。
図１２（ａ）に示すように、コイル８１２の永久磁石８１１側がＮ極、コイル８３２の永久磁石８３１側がＳ極となるように、電源８１３、８３３からコイル８１２、８３２に電圧を印加する。
【００８８】
この状態では、永久磁石８１１のＳ極がコイル８１２に引き付けられるとともにＮ極がコイル８１２から遠ざかるため、一対の第２の軸部４３を捩じり変形させつつ、駆動板４１がその上面を可動板３１側に向けるように回動中心軸Ｙ２まわりに傾斜する。これとともに、永久磁石８３１のＮ極がコイル８３２に引き付けられるとともにＳ極がコイル８３２から遠ざかるため、一対の第２の軸部６３を捩じり変形させつつ、駆動板６１がその下面を可動板３１側に向けるように回動中心軸Ｙ３まわりに傾斜する。すなわち、駆動板４１、６１がともに図１２（ａ）中時計回りに傾斜する。
この駆動板４１、６１の傾斜とともに、駆動板側軸部４２３が可動板３１側の端を下側に向けるように傾斜し、駆動板側軸部６２３が可動板３１側の端を上側に向けるように傾斜する。これにより、駆動板側軸部４２３、６２３の可動板３１側の端同士がＺ軸方向にずれた状態となる。
【００８９】
そして、駆動板側軸部４２３、６２３の可動板３１側の端同士がＺ軸方向にずれることによって、変形部４２１１、４２１２、６２１１、６２１２をその中心軸まわりに捩じり変形させるとともに各接続部４２１４、４２１５、６２１４、６２１５を湾曲変形させながら、可動板側軸部４２２、６２２および可動板３１が一体的に図１２（ａ）中反時計回りに傾斜する。
このように、第１の状態では、連結部４の第１の軸部４２がその途中にある応力緩和部４２１で下側に凸のＶ字状に屈曲変形するとともに、連結部６の第１の軸部６２がその途中にある応力緩和部６２１で上側に凸のＶ字状に屈曲変形することにより、回動中心軸Ｙ１を中心として、可動板３１が図１２（ａ）中反時計回りに傾斜する。
【００９０】
一方、図１２（ｂ）に示すように、コイル８１２の永久磁石８１１側がＳ極、コイル８３２の永久磁石８３１側がＮ極となる状態となるように、電源８１３、８３３からコイル８１２、８３２に電圧を印加すると、図１２（ａ）の場合と逆の変形が起こる。すなわち、連結部４の第１の軸部４２が応力緩和部４２１で上側に凸のＶ字状に屈曲変形するとともに、連結部６の第１の軸部６２が応力緩和部６２１で下側に凸のＶ字状に屈曲変形する。これにより、回動中心軸Ｙ１を中心として、可動板３１が図１２（ｂ）中反時計回りに傾斜する。
【００９１】
このような図１２（ａ）、（ｂ）の状態を規則的または不規則に交互に切り替えたり、図１２（ａ）に示すような可動板３１が反時計回りに傾いた状態のままで、その傾斜角（振れ角）を規則的または不規則に変化させたりすることにより、可動板３１を回動中心軸Ｙ１まわりに規則的または不規則に回動させることができる。また、コイル８１２、８３２に印加する電圧を一定に保つことにより、可動板３１を所定の角度に傾いた姿勢に維持することもできる。これにより、ベクター走査に適した挙動で可動板３１を回動中心軸Ｙ１まわりに変位させることができる。
なお、可動板３１の回動中心軸Ｙ１まわりの回動は、連結部５、７が有する可動板側軸部５２２、７２２がその中心軸まわりに捩じり変形することによって許容される。
【００９２】
・Ｘ軸まわりの変位
次いで、図１３に基づいて、可動板３１のＸ軸まわりの変位について説明する。なお、図１３は、図８中Ｂ−Ｂ線断面図に対応する断面図である。
図１３（ａ）に示すように、コイル８２２の永久磁石８２１側がＮ極、コイル８４２の永久磁石８４１側がＳ極となるように電源８２３、８４３からコイル８２２、８４２に電圧を印加する。すると、前述した可動板３１の回動中心軸Ｙ１まわりの回動と同様に、連結部５の第１の軸部５２がその途中にある応力緩和部５２１で下側に凸のＶ字状に屈曲変形するとともに、連結部７の第１の軸部７２がその途中にある応力緩和部７２１で上側に凸のＶ字状に屈曲変形することにより、回動中心軸Ｘ１を中心として、可動板３１が図１３（ａ）中反時計回りに傾斜する。
【００９３】
一方、図１３（ｂ）に示すように、コイル８２２の永久磁石８２１側がＳ極、コイル８４２の永久磁石８４１側がＮ極となるように電源８２３、８４３からコイル８２２、８４２に電圧を印加すると、図１３（ａ）の場合と逆の変形が起こる。すなわち、連結部５の第１の軸部５２が応力緩和部５２１で上側に凸のＶ字状に屈曲変形するとともに、連結部７の第１の軸部７２が応力緩和部７２１で下側に凸のＶ字状に屈曲変形する。これにより、回動中心軸Ｘ１を中心として、可動板３１が図１３（ｂ）中反時計回りに傾斜する。
【００９４】
図１３（ａ）、（ｂ）の状態を規則的または不規則に交互に切り替えたり、図１３（ａ）に示すような可動板３１が反時計回りに傾いた状態のままで、その傾斜角（振れ角）を規則的または不規則に変化させたりすることにより、可動板３１を回動中心軸Ｘ１まわりに規則的または不規則に回動させることができる。また、コイル８２２、８４２に印加する電圧を一定に保つことにより、可動板３１を所定の角度に傾いた姿勢に維持することもできる。これにより、ベクター走査に適した挙動で可動板３１を回動中心軸Ｘ１まわりに変位させることができる。
なお、可動板３１の回動中心軸Ｘ１まわりの回動は、連結部４、６が有する可動板側軸部４２２、６２２がその中心軸まわりに捩じり変形することによって許容される。
【００９５】
・Ｘ軸およびＹ軸のそれぞれの軸まわりの変位
前述したようなＸ軸まわりの変位と、Ｙ軸まわりの変位とを同時に行うことにより、可動板３１を回動中心軸Ｙ１および回動中心軸Ｘ１のそれぞれの軸まわりに２次元的に変位させることができる。ここで、光スキャナー３では、可動板３１の回動中心軸Ｙ１まわりの回動と回動中心軸Ｘ１まわりの回動とを独立して行うことができる。そのため、光スキャナー３では、回動中心軸Ｙ１の回動が回動中心軸Ｘ１まわりの回動に影響を受けず、逆に、回動中心軸Ｘ１の回動も回動中心軸Ｙ１まわりの回動に影響を受ない。したがって、光スキャナー３は、回動中心軸Ｙ１および可動中心軸Ｘ１のそれぞれの軸まわりに可動板２を安定して回動させることができ、ベクター走査により適した装置構成であると言える。
【００９６】
また、前述したように、光スキャナー３では、可動板３１の回動中心軸Ｙ１まわりの回動は、可動板側軸部５２２、７２２がその中心軸まわりに捩じり変形することによって許容され、可動板３１の回動中心軸Ｘ１まわりの回動は、可動板側軸部４２２、６２２がその中心軸まわりに捩じり変形することにより許容される。このように、各連結部４、５、６、７が中心軸まわりに捩じり変形可能な可動板側軸部４２２、５２２、６２２、７２２を有しているため、可動板３１を回動中心軸Ｙ１、Ｘ１のそれぞれの軸まわりにスムーズに回動させることができる。さらには、光スキャナー３では、可動板側軸部４２２、５２２、６２２、７２２が直接、可動板３１に接続されているため、上記効果がより顕著となる。
【００９７】
また、光スキャナー３では、連結部４において、前述のように捩じり変形する可動板側軸部４２２と変形させたくない駆動板側軸部４２３との間に応力緩和部４２１を設けている。そのため、前述の捩じり変形により生じた応力は、応力緩和部４２１の変形部４２１１、４２１２や接続部４２１４、４２１５が変形することにより吸収・緩和され、駆動板側軸部４２３に伝わらない。すなわち、応力緩和部４２１を設けることにより、可動板３１の回動中に駆動板側軸部４２３がその中心軸まわりに捩じり変形してしまうのを確実に防止することができる。このことは、連結部４以外の他の連結部５、６、７についても同様である。そのため、可動板３１を回動中心軸Ｙ１、Ｘ１のそれぞれの軸まわりにスムーズに変位させることができる。
【００９８】
さらには、各駆動板側軸部４２３、５２３、６２３、７２３の破壊が効果的に防止される。すなわち、棒状の部材において、自然状態からＺ軸方向の応力が加わったときの破壊強度よりも、中心軸まわりの捩じり変形が生じている状態からＺ軸方向の応力が加わったときの破壊強度の方が低いことが技術的に明らかになっている。そのため、上述のように、応力緩和部４２１、５２１、６２１、７２１を設け、駆動板側軸部４２３、５２３、６２３、７２３に捩じり変形を生じさせないことにより、駆動板側軸部４２３、５２３、６２３、７２３の破壊を効果的に防止することができ。
【００９９】
また、連結部４において、駆動板側軸部４２３が実質的に変形しないため、駆動板４１の回動によって生じる応力を効率よく可動板３１の回動に用いることができる。このことは連結部５、６、７についても同様である。そのため、可動板３１を大きい回動角度でしかも省電力で変位させることができる。
また、連結部４において、応力緩和部４２１が非変形部４２１３を有しているため、この非変形部４２１３を軸にして第１の軸部４２を屈曲させることができる。このことは、連結部５、６、７についても同様である。そのため、各連結部４、５、６、７の第１の軸部４２、５２、６２、７２を簡単かつ確実に屈曲させることができ、可動板３１を安定して変位させることができる。
【０１００】
また、連結部４において、応力緩和部４２１が可動板側軸部４２２と連結する変形部４２１１と、駆動板側軸部４２３と連結する変形部４２１２とを有し、第１の軸部４２の屈曲時に、変形部４２１１、４２１２がその中心軸まわりに捩じり変形することにより、屈曲により発生する応力を効果的に緩和している。このことは、連結部５、６、７についても同様である。そのため、各連結部４、５、６、７の第１の軸部４２、５２、６２、７２を確実に屈曲させることができるとともに、第１の軸部４２、５２、６２、７２の破壊を防止することができる。
【０１０１】
また、連結部４において、応力緩和部４２１が一対の変形部４２１１、４２１２を有しているため、次のような効果も発揮することができる。すなわち、例えば、通電によりコイル８１２から発生する熱や光反射部３１２に照射される光によって生じる熱等による可動板側軸部４２２および駆動板側軸部４２３の熱膨張を、変形部４２１１、４２１２が変形することにより許容することができる。このことは、連結部５、６、７についても同様である。そのため、光スキャナー３は、振動系３ａに応力が残留してしまうのを防止または抑制することができ、温度によらずに所望の振動特性を発揮することができる。
【０１０２】
［ラスタースキャンモジュール］
図１４に示すように、ラスタースキャンモジュール１２ｂは、表示光ＬＬ”（レーザー光）を出射する表示光用光源ユニット（表示光出射部）２３と、表示面１１ａに対して表示光用光源ユニット２３から出射した表示光ＬＬ”を走査する表示光走査部２４とを有している。このような構成により、ラスタースキャンモジュール１２ｂを比較的簡単に構成することができる。
【０１０３】
（表示光用光源ユニット）
表示光用光源ユニット２３は、各色のレーザー光源２３１ｒ、２３１ｇ、２３１ｂと、各色のレーザー光源２３１ｒ、２３１ｇ、２３１ｂに対応して設けられたコリメーターレンズ２３２ｒ、２３２ｇ、２３２ｂおよびダイクロイックミラー２３３ｒ、２３３ｇ、２３３ｂとを備えている。各色のレーザー光源２３１ｒ、２３１ｇ、２３１ｂは、それぞれ、赤色、緑色および青色のレーザー光ＲＲ、ＧＧ、ＢＢを出射する。レーザー光ＲＲ、ＧＧ、ＢＢは、それぞれ、制御部１２ｃから送信される駆動信号に対応して変調された状態で出射され、コリメーターレンズ２３２ｒ、２３２ｇ、２３２ｂによって平行化されて細いビームとされる。ダイクロイックミラー２３３ｒ、２３３ｇ、２３３ｂは、それぞれ、赤色レーザー光ＲＲ、緑色レーザー光ＧＧ、青色レーザー光ＢＢを反射する特性を有し、各色のレーザー光ＲＲ、ＧＧ、ＢＢを結合して表示光ＬＬ”を出射する。
【０１０４】
なお、コリメーターレンズ２３２ｒ、２３２ｇ、２３２ｂに代えてコリメーターミラーを用いることができ、この場合も、平行光束の細いビームを形成することができる。また、各色のレーザー光源２３１ｒ、２３１ｇ、２３１ｂから平行光束が出射される場合、コリメーターレンズ２３２ｒ、２３２ｇ、２３２ｂを省略してもよい。さらに、レーザー光源２３１ｒ、２３１ｇ、２３１ｂについては、同様の光束を発生する発光ダイオード等の光源に置換することができる。
【０１０５】
（表示光走査部）
表示光走査部２４は、表示光用光源ユニット２３から出射した表示光ＬＬ”を表示面１１ａに対し、水平方向（第１の方向）に走査（水平走査：主走査）すると共に、水平方向の走査速度よりも遅い走査速度で垂直方向（第２の方向：ｘ方向に直交するｙ方向）に走査（垂直走査：副走査）することで２次元的に走査する。
【０１０６】
この表示光走査部２４は、表示光用光源ユニット２３から出射した表示光ＬＬ”を表示面１１ａに対し、水平方向に走査する水平走査用ミラーである光スキャナー２５と、光スキャナー２５の後述する可動板２５１ａの角度（挙動）を検出する角度検出手段（挙動検出手段）２６と、表示光用光源ユニット２３から出射した表示光ＬＬ”を表示面１１ａに対し、垂直方向に走査する垂直走査用ミラーである光スキャナー２７と、光スキャナー２７の後述する可動板２７１ａの角度（挙動）を検出する角度検出手段（挙動検出手段）２８とを有している。
【０１０７】
以下、光スキャナー２５、２７の構成について説明するが、光スキャナー２５、２７は、互いに同様の構成であるため、以下では光スキャナー２５について代表して説明し、光スキャナー２７については、その説明を省略する。
図１５に示すように、光スキャナー２５は、いわゆる１自由度振動系のものであり、基体２５１と、基体２５１の下面に対向するよう設けられた対向基板２５３と、基体２５１と対向基板２５３との間に設けられたスペーサー部材２５２とを有している。
【０１０８】
基体２５１は、可動板２５１ａと、可動板２５１ａを回動可能に支持する支持部２５１ｂと、可動板２５１ａと支持部２５１ｂとを連結する１対の連結部２５１ｃ、２５１ｄとを有している。
可動板２５１ａは、その平面視にて、略長方形状をなしている。このような可動板２５１ａの上面には、光反射性を有する光反射部２５１ｅが設けられている。光反射部２５１ｅは、例えば、Ａｌ、Ｎｉ等の金属膜で構成されている。また、可動板２５１ａの下面には、永久磁石２５４が設けられている。
【０１０９】
支持部２５１ｂは、可動板２５１ａの平面視にて、可動板２５１ａの外周を囲むように設けられている。すなわち、支持部２５１ｂは、枠状をなしていて、その内側に可動板２５１ａが位置している。
連結部２５１ｃは、可動板２５１ａの一方側にて、可動板２５１ａと支持部２５１ｂとを連結し、連結部２５１ｄは、可動板２５１ａの他方側にて、可動板２５１ａと支持部２５１ｂとを連結している。このような連結部２５１ｃ、２５１ｄは、それぞれ、長手形状をなしている。また、連結部２５１ｃ、２５１ｄは、それぞれ、弾性変形可能である。このような１対の連結部２５１ｃ、２５１ｄは、互いに同軸的に設けられており、この軸（以下「回動中心軸Ｊ１」と言う）を中心として、可動板２５１ａが支持部２５１ｂに対して回動する。
【０１１０】
このような基体２５１は、例えば、シリコンを主材料として構成されていて、可動板２５１ａと支持部２５１ｂと連結部２５１ｃ、２５１ｄとが一体的に形成されている。このように、シリコンを主材料とすることにより、優れた回動特性を実現できるとともに、優れた耐久性を発揮することができる。また、微細な処理（加工）が可能であり、光スキャナー２５の小型化を図ることができる。
【０１１１】
スペーサー部材２５２は、枠状をなしていて、その上面が基体２５１の下面と接合している。また、スペーサー部材２５２は、可動板２５１ａの平面視にて、支持部２５１ｂの形状とほぼ等しくなっている。このようなスペーサー部材２５２は、例えば、各種ガラス、各種セラミックス、シリコン、ＳｉＯ２などで構成されている。スペーサー部材２５２と基体２５１との接合方法としては、特に限定されず、例えば、接着剤等の別部材を介して接合してもよいし、スペーサー部材２５２の構成材料によっては陽極接合などを用いてもよい。
【０１１２】
対向基板２５３は、スペーサー部材２５２と同様に、例えば、各種ガラス、シリコン、ＳｉＯ２などで構成されている。このような対向基板２５３の上面であって、可動板２５１ａと対向する部位には、コイル２５５が設けられている。
永久磁石２５４は、板棒状をなしていて、可動板２５１ａの下面に沿って設けられている。このような永久磁石２５４は、可動板２５１ａの平面視にて、回動中心軸Ｊ１に対して直交する方向に磁化（着磁）されている。すなわち、永久磁石２５４は、両極が回動中心軸Ｊ１を介して対向するよう設けられている。このような永久磁石２５４としては、特に限定されず、例えば、ネオジウム磁石、フェライト磁石、サマリウムコバルト磁石、アルニコ磁石などを用いることができる。
【０１１３】
コイル２５５は、可動板２５１ａの平面視にて、永久磁石２５４の外周を囲むように設けられている。コイル２５５は、電圧印加手段２５６に接続されている。電圧印加手段２５６は、印加する電圧の電圧値や周波数等の各条件を調整（変更）し得るように構成されている。電圧印加手段２５６、コイル２５５および永久磁石２５４により、可動板２５１ａを回動させる駆動手段２５７が構成される。
【０１１４】
コイル２５５には、制御部１２ｃの制御により、電圧印加手段２５６から所定の電圧が印加され、所定の電流が流れる。制御部１２ｃの制御により、電圧印加手段２５６からコイル２５５に交番電圧を印加すると、それに応じて電流が流れ、可動板２５１ａの厚さ方向の磁界が発生し、かつ、その磁界の向きが周期的に切り換わる。すなわち、コイル２５５の上側付近がＳ極、下側付近がＮ極となる状態Ａと、コイル２５５の上側付近がＮ極、下側付近がＳ極となる状態Ｂとが交互に切り換わる。
【０１１５】
状態Ａでは、図１６（ａ）に示すように、永久磁石２５４のＳ極が、コイル２５５への通電により発生する磁界との反発力により上側へ変位するとともに、永久磁石２５４のＮ極が、前記磁界との吸引力により下側へ変位する。これにより、可動板２５１ａが反時計回りに回動して傾斜する。反対に、状態Ｂでは、図１６（ｂ）に示すように、永久磁石２５４のＳ極が下側へ変位するとともに、永久磁石２５４のＮ極が上側へ変位する。これにより、可動板２５１ａが時計回りに回動して傾斜する。
【０１１６】
このような状態Ａと状態Ｂとを交互に繰り返すことにより、連結部２５１ｃ、２５１ｄを捩り変形させながら、可動板２５１ａが回動中心軸Ｊ１まわりに回動する。また、制御部１２ｃの制御により、電圧印加手段２５６からコイル２５５に印加する電圧を調整することにより、流れる電流を調整することができ、これにより、可動板２５１ａの回動中心軸Ｊ１を中心とする振れ角を調整することができる。
【０１１７】
図１４に示すように、上述のような構成の光スキャナー２５、２７は、互いの回動中心軸Ｊ１、Ｊ２が直交するように設けられている。光スキャナー２５、２７をこのように設けることにより、表示面１１ａに対し、表示光用光源ユニット２３から出射した表示光ＬＬ”を２次元的に走査することができる。これにより、比較的簡単な構成で、表示面１１ａに２次元画像を描画することができる。
【０１１８】
具体的に説明すれば、表示光用光源ユニット２３から出射した表示光ＬＬ”は、光スキャナー２５の光反射部２５１ｅの反射面で反射し、次いで、光スキャナー２７の光反射部２７１ｅの反射面で反射し、スクリーン１１の表示面１１ａに投射される。そして、光スキャナー２５の光反射部２５１ｅを回動させるとともに、その角速度（速度）よりも遅い角速度で光スキャナー２７の光反射部２７１ｅを回動させることにより、表示光用光源ユニット２３から出射した表示光ＬＬ”は、表示面１１ａに対し、水平方向に走査されるとともに、その水平方向の走査速度よりも遅い走査速度で垂直方向に走査される。これにより、表示光用光源ユニット２３から出射した表示光ＬＬ”は、表示面１１ａに対し２次元的に走査され表示面１１ａに画像が描画される。
ここで、光スキャナー２５の光反射部２５１ｅの角速度よりも遅い角速度で光スキャナー２７の光反射部２７１ｅを回動させるために、例えば、光スキャナー２５を共振を利用した共振駆動とし、光スキャナー２７を共振を利用しない非共振駆動とするのが好ましい。
【０１１９】
次に、光スキャナー２５の可動板２５１ａの角度を検出する角度検出手段２６について説明する。なお、光スキャナー２７の可動板２７１ａの角度を検出する角度検出手段２８は、角度検出手段２６と同様の構成であるため、その説明を省略する。
図１５に示すように、角度検出手段２６は、光スキャナー２５の連結部２５１ｃ上に設けられた圧電素子２６１と、圧電素子２６１から発生する起電力を検出する起電力検出部２６２と、起電力検出部２６２の検出結果に基づいて可動板２５１ａの角度を求める（挙動を検知する）角度検知部２６３とを有している。
【０１２０】
圧電素子２６１は、可動板２５１ａの回動に伴って連結部２５１ｃが捩り変形すると、それに伴って変形する。圧電素子２６１は、外力が付与されていない自然状態から変形すると、その変形量に応じた大きさの起電力を発生する性質を有しているため、角度検知部２６３は、起電力検出部２６２で検出された起電力の大きさに基づいて、連結部２５１ｃの捩れの程度を求め、さらに、その捩れの程度から可動板２５１ａ（光反射部２５１ｅの反射面）の角度を求める。また、角度検知部２６３は、可動板２５１ａの回動中心軸Ｊ１を中心とする振れ角を求める。この可動板２５１ａの角度および振れ角の情報を含む信号は、角度検知部２６３から制御部１２ｃに送信される。
【０１２１】
［制御部］
制御部１２ｃは、図示しないコンピュータ等から送信されたスクリーン１１の表示面１１ａに表示する画像データＤａから表示面１１ａの光拡散状態とする領域を決定する。この領域は、画像データＤａに対応する画像を表示するために表示光ＬＬ”を照射する領域と等しい。そして、制御部１２ｃは、決定した領域にアドレス光ＬＬ’が照射されるようにベクタースキャンモジュール１２ａの駆動を制御する。制御部１２ｃは、表示面１１ａの各点の座標（ｘ、ｙ座標）と、各点にアドレス光ＬＬ’を照射するための光スキャナー３の可動板３１の振れ角（傾き）の組み合わせを示すテーブル等の情報を予め記憶しており、この情報に基づいて、光スキャナー３を駆動することにより（すなわち、各コイル８１２、８２２、８３２、８４２に印加する電圧をそれぞれ変化させることにより）、決定された領域にアドレス光ＬＬ’を照射しその領域を光拡散状態とする。これにより、表示面１１ａに表示する画像の輪郭で囲まれる領域と一致する光拡散領域、例えば図１７（ａ）に示すような光拡散領域１１ｂが形成される。
【０１２２】
制御部１２ｃは、光拡散領域１１ｂを形成する工程と並行（同期）して、画像データＤａに対応する表示光ＬＬ”が、表示面１１ａの光拡散領域１１ｂに照射されるようにラスタースキャンモジュール１２ｂの駆動を制御する。具体的には、制御部１２ｃは、画像データＤａに基づいて、表示光ＬＬ”が照射される表示面１１ａの領域の各部位における表示光ＬＬ”の色および光量を決定し、決定した色情報に基づいた表示光ＬＬ”を表示光用光源ユニット２３から出射する。制御部１２ｃは、表示光用光源ユニット２３からの表示光ＬＬ”の出射を、角度検出手段２６、２８から送信される可動板２５１ａ、２７１ａの挙動に対応させて行うことにより、表示面１１ａの光拡散領域１１ｂに表示光ＬＬ”を照射する。これにより、図１７（ｂ）に示すように、表示光ＬＬ”が光拡散領域１１ｂで反射、拡散され表示面１１ａに所望の画像が表示される。
【０１２３】
なお、スクリーン１１は、メモリー性を有していないため、光透過状態からアドレス光ＬＬ’を照射させたことによって光拡散状態となった部位は、アドレス光ＬＬ’の照射がされなくなると速やかに光透過状態に戻る。そのため、表示面１１ａに表示する画像が静止画である場合には、アドレス光ＬＬ’および表示光ＬＬ”の走査を、例えば６０フレーム／秒程度の比較的早い速度で続けることが好ましい。これにより、表示面１１ａにちらつきの無い静止画を表示することができる。また、表示面１１ａに表示する画像が動画である場合には、ｎ回目のフレームを描画し終わり、次のフレームを描画する際には、前のフレームの画像がスクリーン１１から消去されているため、表示面１１ａの全域を一端光透過状態に戻す等のリセット工程が不要である。なお、ｎ回目のフレームを描画し終わってからｎ＋１回目のフレームを描画し始めるまでの時間は、アドレス光ＬＬ’が照射されなくなることにより光拡散状態から光透過状態に戻る時間に等しいほど好ましい。これにより、フレーム間が良好に連続した動画を表示することができる。
【０１２４】
以上、画像形成装置１について説明した。
このような画像形成装置１によれば、前述したように、非使用時にスクリーン１１が視覚的に邪魔にならず、使用時には、透明な板に画像が表示さているように認識されるため、観察者に画像が浮き出ているような感覚を与えることができ、表示されている画像への興味・関心を効果的に持たせることができる。
【０１２５】
また、画像形成装置１では、前述したように、ベクタースキャンモジュール１２ａによって表示面１１ａに光拡散領域を形成し、ラスタースキャンモジュール１２ｂによって光拡散領域に画像を形成するように構成されている。ここで、ベクター走査は、ラスター走査に比べて単位面積当たりに照射される光の量（光量）を多くすることができる。一方、ラスター走査は、ベクター走査に比べて鮮明な画像を描画することができる。そのため、画像形成装置１のように、光拡散領域を形成するためにアドレス光ＬＬ’をベクター走査により表示面１１ａに走査し、画像を表示するために表示光ＬＬ”をラスター走査により表示面１１ａに走査することにより、ベクター走査およびラスター走査の有利な点を共に発揮することができる。
【０１２６】
ここで、ラスタースキャンモジュール１２ｂにおいて、光スキャナー２５の可動板２５１ａの振れ角が一定の場合は、光出射状態での表示光ＬＬ”の振れ幅は、光スキャナー２７の可動板２７１ａの角度に応じて変化し、表示光ＬＬ”が走査される表示面１１ａ上の垂直方向の位置がプロジェクター１２から遠いほど大きくなる。そこで、プロジェクター１２では、可動板２７１ａの角度に応じて可動板２５１ａの振れ角を調整してもよい。すなわち、表示面１１ａ上の垂直方向の位置がプロジェクター１２から遠いほど、可動板２５１ａの振れ角を小さくすることにより、光出射状態での表示光ＬＬ”の振れ幅を垂直方向に沿って一定にする。このような補正を行うことにより、いわゆる「台形撓み」を補正することができる。なお、可動板２５１ａの振れ幅を一定にすることは、例えば、コイル２５５へ印加する交番電圧の大きさを制御することにより達成することができる。
【０１２７】
また、ラスタースキャンモジュール１２ｂは、光出射状態での表示光ＬＬ”の振れ幅の調整を用いて、次のような制御を行ってよい。すなわち、ラスタースキャンモジュール１２ｂ（制御部１２ｃ）は、表示面１１ａに表示する画像の輪郭（外形形状）に基づいて、可動板２５１ａ、２７１ａの振れ角を変化させてもよい。具体的には、例えば、表示面１１ａに表示する画像の輪郭が図１８に示すような形状であった場合、可動板２７１ａの振れ角を、表示面１１ａの水平方向の各位置において、表示光ＬＬ”の垂直方向の振れ幅が輪郭の垂直方向の幅に一致するかそれよりも若干大きくなるように制御する。これとともに、可動板２５１ａの振れ角を、表示面１１ａの垂直方向の各位置において、表示光ＬＬ”の水平方向の振れ幅が輪郭の水平方向の幅に一致するかそれよりも若干大きくなるように制御する。このような制御によれば、当該制御を行わない場合と比較して、効率的に表示光ＬＬ”を表示面１１ａに走査することができ、表示面１１ａに同じ画像を表示するのに要する時間が短くなる。これにより、表示面１１ａにより鮮明な画像を表示することができる。
【０１２８】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の画像形成装置の第２実施形態について説明する。
図１９は、本発明に係る第２実施形態の画像形成装置が有する表示光走査部の構成を示す概略図である。
以下、第２実施形態の画像形成装置について、前述した第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
【０１２９】
第２実施形態の画像形成装置は、表示光走査部の構成が異なること、具体的には１対の光スキャナーのうちの一方の光スキャナーをガルバノミラーに置き換えたこと以外は、第１実施形態とほぼ同様である。なお、図１９にて、前述した実施形態と同様の構成には、同一符号を付してある。
図１９に示すように、表示光走査部２４Ａは、光スキャナー２５と、角度検出手段２６と、表示光用光源ユニット２３から出射した表示光ＬＬ”を表示面１１ａに対し垂直方向に走査する垂直走査用ミラーであるガルバノミラー２９と、ガルバノミラーの反射面２９１の角度（挙動）を検出する角度検出手段２８Ａとを有している。
【０１３０】
ガルバノミラー２９は、回転軸２９３を有するモーター２９４と、回転軸２９３に固定されたミラー部２９２とを有している。また、ミラー部２９２の表面は、反射面２９１となっている。このようなガルバノミラー２９は、モーター２９４を駆動して反射面２９１を回転軸２９３まわりに回動させることにより、表示光ＬＬ”を垂直方向に走査する。角度検出手段２８Ａは、例えば、回転軸２９３の回転角度に基づいて反射面２９１の角度を検知するように構成されている。
このような第２実施形態によっても、第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。
【０１３１】
＜第３実施形態＞
次に、本発明の画像形成装置の第３実施形態について説明する。
図２０は、本発明に係る第３実施形態の画像形成装置の構成を示す概略図である。
以下、第３実施形態の画像形成装置について、前述した第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
【０１３２】
第３実施形態の画像形成装置は、反射ミラーを有すること以外は、第１実施形態とほぼ同様である。なお、図２０にて、前述した実施形態と同様の構成には、同一符号を付してある。
図２０に示すように、画像形成装置１は、スクリーン１１と、プロジェクター１２と、反射ミラー１３とを有している。これらは互いに相対的位置関係が固定されている。
【０１３３】
このような画像形成装置１では、プロジェクター１２から出射されたアドレス光ＬＬ’および表示光ＬＬ”は、それぞれ、反射ミラー１３によって反射されてからスクリーン１１の表示面１１ａに走査される。このように、アドレス光ＬＬ’および表示光ＬＬ”を一旦、反射ミラー１３で反射することにより、アドレス光ＬＬ’および表示光ＬＬ”の光路長を長くすることができ、アドレス光ＬＬ’および表示光ＬＬ”を走査することのできる領域が大きくなる。このような構成は、プロジェクター１２がスクリーン１１の近傍に設けられている場合等に特に有効である。
【０１３４】
反射ミラー１３は、スクリーン１１の輪郭を表示面１１ａに直交する方向へ延長して形成される領域内に配置されていない。これにより、表示面１１ａに表示された画像の観察が、反射ミラー１３によって阻害されるのを効果的に防止するができる。そのため、表示面１１ａに表示された画像が観察者に観察され易くなり、優れた宣伝広告機能を発揮することができる。
このような第３実施形態によっても、第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。
【０１３５】
＜第４実施形態＞
次に、本発明の画像形成装置の第４実施形態について説明する。
図２１は、本発明の第４実施形態に係る画像描画装置が備える表示光走査部の光スキャナーを示す平面図、図２２は、図２１中のＣ−Ｃ線断面図、図２３は、図２１に示す光スキャナーが備える駆動手段の電圧印加手段を示すブロック図、図２４は、図２３に示す第１の電圧発生部および第２の電圧発生部で発生する電圧の一例を示す図である。なお、以下では、説明の便宜上、図２１中の紙面手前側を「上」、紙面奥側を「下」、右側を「右」、左側を「左」と言い、図２２中の上側を「上」、下側を「下」と言う。
【０１３６】
以下、第４実施形態の画像表示装置について、前述した第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
第４実施形態の画像形成装置は、表示光走査部が備える光スキャナーの構成が異なる以外、具体的には、２つの光スキャナーに変えて１つの光スキャナーを用いた以外は、第１実施形態とほぼ同様である。なお、図２２にて、前述した実施形態と同様の構成には、同一符号を付してある。
【０１３７】
表示光走査部２４は、いわゆる２自由度振動系の１つの光スキャナー９を有している。
光スキャナー９は、図２１に示すような第１の振動系９１ａと第２の振動系９１ｂと支持部９１ｃとを備える基体９１と、基体９１と対向配置された対向基板９２と、基体９１と対向基板９２との間に設けられたスペーサー部材９３と、永久磁石９４１と、コイル９４２とを備えている。
【０１３８】
第１の振動系９１ａは、枠状の支持部９１ｃの内側に設けられた枠状の駆動部９１１ａと、駆動部９１１ａを支持部９１ｃに両持ち支持する１対の第１の連結部９１２ａ、９１３ａとで構成されている。一方の第２の振動系９１ｂは、駆動部９１１ａの内側に設けられた可動板９１１ｂと、可動板９１１ｂを駆動部９１１ａに両持ち支持する１対の第２の連結部９１２ｂ、９１３ｂとで構成されている。
【０１３９】
駆動部９１１ａは、図２１の平面視にて、円環状をなしている。なお、駆動部９１１ａの形状は、枠状をなしていれば特に限定されず、例えば、図２１の平面視にて、四角環状をなしていてもよい。このような駆動部９１１ａの下面には、永久磁石９４１が接合されている。
第１の連結部９１２ａ、９１３ａは、それぞれ、長手形状をなしており、弾性変形可能である。第１の連結部９１２ａ、９１３ａは、それぞれ、駆動部９１１ａを支持部９１ｃに対して回動可能とするように、駆動部９１１ａと支持部９１ｃとを連結している。第１の連結部９１２ａ、９１３ａは、互いに同軸的に設けられており、この軸（以下、「回動中心軸Ｊ３」という）を中心として、駆動部９１１ａが支持部９１ｃに対して回動するように構成されている。
【０１４０】
また、第１の連結部９１２ａには、駆動部９１１ａの角度（回動中心軸Ｊ３まわりの回動角）を検出するための圧電素子９５ａが設けられている。
可動板９１１ｂは、図２１の平面視にて、円形状をなしている。なお、可動板９１１ｂの形状は、駆動部９１１ａの内側に形成することができれば特に限定されず、例えば、図２１の平面視にて、楕円形状をなしていてもよいし、四角形状をなしていてもよい。このような可動板９１１ｂの上面には光反射性を有する光反射部９１ｄが形成されている。
【０１４１】
第２の連結部９１２ｂ、９１３ｂは、それぞれ、長手形状をなしており、弾性変形可能である。第２の連結部９１２ｂ、９１３ｂは、それぞれ、可動板９１１ｂを駆動部９１１ａに対して回動可能とするように、可動板９１１ｂと駆動部９１１ａとを連結している。第２の連結部９１２ｂ、９１３ｂは、互いに同軸的に設けられており、この軸（以下、「回動中心軸Ｊ４」という）を中心として、可動板９１１ｂが駆動部９１１ａに対して回動するように構成されている。
また、第２の連結部９１２ｂには、可動板９１１ｂの角度（回動中心軸Ｊ４まわりの回動角）を検出するための圧電素子９５ｂが設けられている。
【０１４２】
図２１に示すように、回動中心軸Ｊ３および回動中心軸Ｊ４は互いに直交している。また、駆動部９１１ａおよび可動板９１１ｂの中心は、それぞれ、図２１の平面視にて、回動中心軸Ｊ３、Ｊ４の交点上に位置している。なお、以下、説明の便宜上、回動中心軸Ｊ３と回動中心軸Ｊ４との交点を「交点Ｇ」ともいう。
図２２に示すように、以上のような基体９１は、スペーサー部材９３を介して対向基板９２と接合している。対向基板９２の上面には、永久磁石９４１に作用する磁界を発生させるコイル９４２が設けられている。
【０１４３】
永久磁石９４１は、図２１の平面視にて、交点Ｇを通り、回動中心軸Ｊ３および回動中心軸Ｊ４のそれぞれの軸に対して傾斜した線分（この線分を「線分Ｍ」とも言う）に沿って設けられている。このような永久磁石９４１は、交点Ｇに対して長手方向の一方側がＳ極、他方側がＮ極となっている。
図２１の平面視にて、線分Ｍの回動中心軸Ｊ３に対する傾斜角θは、３０〜６０度であるのが好ましく、４０〜５０度であるのがより好ましく、ほぼ４５度であるのがさらに好ましい。このように永久磁石９４１を設けることで、円滑に、可動板９１１ｂを回動中心軸Ｊ３および回動中心軸Ｊ４のそれぞれの軸まわりに回動させることができる。本実施形態では、線分Ｍは、回動中心軸Ｊ３および回動中心軸Ｊ４のそれぞれの軸に対して約４５度傾斜している。
【０１４４】
また、図２２に示すように、永久磁石９４１の上面には、凹部９４１ａが形成されている。この凹部９４１ａは、永久磁石９４１と可動板９１１ｂとの接触を防止するための逃げ部である。このような凹部９４１ａを形成することにより、可動板９１１ｂが回動中心軸Ｊ３まわりに回動する際、永久磁石９４１と接触してしまうことを防止することができる。
【０１４５】
コイル９４２は、図２１の平面視にて、駆動部９１１ａの外周を囲むように形成されている。これにより、光スキャナー９の駆動の際、駆動部９１１ａとコイル９４２との接触を確実に防止することができる。その結果、コイル９４２と永久磁石９４１の離間距離をより短くすることができ、コイル９４２から発生する磁界を効率的に永久磁石９４１に作用させることができる。
コイル９４２は、電圧印加手段９４３と電気的に接続されていて、電圧印加手段９４３によりコイル９４２に電圧が印加されると、コイル９４２から回動中心軸Ｊ３および回動中心軸Ｊ４のそれぞれの軸に直交する軸方向の磁界が発生する。
【０１４６】
図２３に示すように、電圧印加手段９４３は、可動板９１１ｂを回動中心軸Ｊ３まわりに回動させるための第１の電圧Ｖ１を発生させる第１の電圧発生部９４３ａと、可動板９１１ｂを回動中心軸Ｊ４まわりに回動させるための第２の電圧Ｖ２を発生させる第２の電圧発生部９４３ｂと、第１の電圧Ｖ１と第２の電圧Ｖ２とを重畳し、その電圧をコイル９４２に印加する電圧重畳部９４３ｃとを備えている。
【０１４７】
第１の電圧発生部９４３ａは、図２４（ａ）に示すように、周期Ｔ１で周期的に変化する第１の電圧Ｖ１（垂直走査用電圧）を発生させる。第１の電圧Ｖ１は、ノコギリ波のような波形をなしている。そのため、光スキャナー９は、効果的に光を垂直走査することができる。なお、第１の電圧Ｖ１の波形は、これに限定されない。ここで、第１の電圧Ｖ１の周波数（１／Ｔ１）は、垂直走査に適した周波数であれば、特に限定されないが、１５〜４０Ｈｚ（３０Ｈｚ程度）であるのが好ましい。
本実施形態では、第１の電圧Ｖ１の周波数は、駆動部９１１ａと１対の第１の連結部９１２ａ、９１３ａとで構成された第１の振動系９１ａのねじり共振周波数と異なる周波数となるように調整されている。
【０１４８】
一方、第２の電圧発生部９４３ｂは、図２４（ｂ）に示すように、周期Ｔ１と異なる周期Ｔ２で周期的に変化する第２の電圧Ｖ２（水平走査用電圧）を発生させる。第２の電圧Ｖ２は、正弦波のような波形をなしている。そのため、光スキャナー９は、効果的に光を主走査することができる。なお、第２の電圧Ｖ２の波形はこれに限定されない。
また、第２の電圧Ｖ２の周波数は、第１の電圧Ｖ１の周波数より高く、かつ、水平走査に適した周波数であれば、特に限定されないが、１０〜４０ｋＨｚであるのが好ましい。このように、第２の電圧Ｖ２の周波数を１０〜４０ｋＨｚとし、前述したように第１の電圧Ｖ１の周波数を３０Ｈｚ程度とすることで、スクリーンでの描画に適した周波数で、可動板９１１ｂを回動中心軸Ｊ３および回動中心軸Ｊ４のそれぞれの軸まわりに回動させることができる。ただし、可動板９１１ｂを回動中心軸Ｊ３および回動中心軸Ｊ４のそれぞれの軸まわりに回動させることができれば、第１の電圧Ｖ１の周波数と第２の電圧Ｖ２の周波数との組み合わせなどは、特に限定されない。
【０１４９】
本実施形態では、第２の電圧Ｖ２の周波数は、可動板９１１ｂと１対の第２の連結部９１２ｂ、９１３ｂとで構成された第２の振動系９１ｂのねじり共振周波数と等しくなるように調整されている。これにより、可動板９１１ｂの回動中心軸Ｊ３まわりの回動角を大きくすることができる。
また、第１の振動系９１ａの共振周波数をｆ１［Ｈｚ］とし、第２の振動系９１ｂの共振周波数をｆ２［Ｈｚ］としたとき、ｆ１とｆ２とが、ｆ２＞ｆ１の関係を満たすことが好ましく、ｆ２≧１０ｆ１の関係を満たすことがより好ましい。これにより、より円滑に、可動板９１１ｂを回動中心軸Ｊ３まわりに第１の電圧Ｖ１の周波数で回動させつつ、回動中心軸Ｊ４まわりに第２の電圧Ｖ２の周波数で回動させることができる。
【０１５０】
第１の電圧発生部９４３ａおよび第２の電圧発生部９４３ｂは、それぞれ、制御部１２ｃに接続され、制御部１２ｃからの信号に基づき駆動する。このような第１の電圧発生部９４３ａおよび第２の電圧発生部９４３ｂには、電圧重畳部９４３ｃが接続されている。
電圧重畳部９４３ｃは、コイル９４２に電圧を印加するための加算器９４３ｄを備えている。加算器９４３ｄは、第１の電圧発生部９４３ａから第１の電圧Ｖ１を受けるとともに、第２の電圧発生部９４３ｂから第２の電圧Ｖ２を受け、これらの電圧を重畳しコイル９４２に印加するようになっている。
【０１５１】
以上のような構成の光スキャナー９は、次のようにして駆動する。
例えば、図２４（ａ）に示すような第１の電圧Ｖ１と、図２４（ｂ）に示すような電圧Ｖ２とを電圧重畳部９４３ｃにて重畳し、重畳した電圧をコイル９４２に印加する（この重畳された電圧を「電圧Ｖ３」ともいう）。
すると、電圧Ｖ３中の第１の電圧Ｖ１成分によって、永久磁石９４１のＳ極側をコイル９４２に引き付けようとするとともに、Ｎ極側をコイル９４２から離間させようとする磁界と、永久磁石９４１のＳ極側をコイル９４２から離間させようとするとともに、Ｎ極側をコイル９４２に引き付けようとする磁界とが交互に切り換わる。これにより、第１の連結部９１２ａ、９１３ａを捩れ変形させつつ、駆動部９１１ａが可動板９１１ｂとともに、第１の電圧Ｖ１の周波数で回動中心軸Ｊ３まわりに回動する。
【０１５２】
なお、第１の電圧Ｖ１の周波数は、第２の電圧Ｖ２の周波数に比べて極めて低く設定されており、また、第１の振動系９１ａの共振周波数は、第２の振動系９１ｂの共振周波数よりも低く設計されている。そのため、第１の振動系９１ａは、第２の振動系９１ｂよりも振動しやすくなっており、第１の電圧Ｖ１成分によって、可動板９１１ｂが回動中心軸Ｊ４まわりに回動してしまうことを防止することができる。
【０１５３】
一方、電圧Ｖ３中の第２の電圧Ｖ２成分によって、永久磁石９４１のＳ極側をコイル９４２に引き付けようとするとともに、Ｎ極側をコイル９４２から離間させようとする磁界と、永久磁石９４１のＳ極側をコイル９４２から離間させようとするとともに、Ｎ極側をコイル９４２に引き付けようとする磁界とが交互に切り換わる。これにより、第２の連結部９１２ｂ、９１３ｂを捩れ変形させつつ、可動板９１１ｂが第２の電圧Ｖ２の周波数で回動中心軸Ｊ４まわりに回動する。
なお、第２の電圧Ｖ２の周波数が第２の振動系９１ｂのねじり共振周波数と等しいため、第２の電圧Ｖ２によって、支配的に可動板９１１ｂを回動中心軸Ｊ４まわりに回動させることができる。そのため、第２の電圧Ｖ２によって、可動板９１１ｂが駆動部９１１ａとともに回動中心軸Ｊ３まわりに回動してしまうことを防止することができる。
【０１５４】
以上のような光スキャナー９によれば、１つの光スキャナーで２次元的に表示光ＬＬ”を走査でき、表示光走査部２４の省スペース化を図ることができる。また、例えば、第１実施形態のように１対の光スキャナーを用いる場合には、これら光スキャナーの相対的位置関係を高精度に設定しなければならないが、本実施形態ではその必要がないため、製造の容易化を図ることができる。
このような第４実施形態によっても、第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。
【０１５５】
＜第５実施形態＞
次に、本発明の画像形成装置の第５実施形態について説明する。
図２５は、本発明の第５実施形態に係る画像描画装置が備えるアドレス光走査部の光スキャナーを示す断面図。なお、以下では、説明の便宜上、図２５中の上側を「上」、下側を「下」と言う。
【０１５６】
以下、第５実施形態の画像形成装置について、前述した実施形態の画像形成装置との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
第５実施形態の画像形成装置は、アドレス光走査部が有する光スキャナーの構成が異なる以外は、前述した画像形成装置とほぼ同様である。なお、前述した第１実施形態と同様の構成には、同一符号を付してある。
図２５に示すように、本実施形態の光スキャナー３Ｄでは、振動系３ａの向きが前述した第１実施形態に対して逆になっている。すなわち、前述した実施形態で基台３３側に位置していた面が基台３３と反対側に位置し、基台３３と反対側に位置していた面が基台３３側に位置するように設けられている。
【０１５７】
また、本実施形態の可動板３１Ｄは、各連結部４、５、６、７と連結する基部３１３Ｄと、柱部３１４Ｄを介して基部３１３Ｄに固定された光反射板３１５Ｄとを有している。このような可動板３１Ｄでは、光反射板３１５Ｄの上面に光反射部３１２が設けられている。可動板３１Ｄをこのような構成とすることにより、光スキャナー３Ｄの大型化を防止しつつ、光反射部３１２の面積を大きくすることができる。これにより、光反射部３１２で、より光束の太いアドレス光ＬＬ’を反射することができる。そのため、アドレス光ＬＬ’を効率的に表示面１１ａ上に走査することができる。また、光反射部３１２での光反射によって発生する熱を各連結部４、５、６、７に伝達し難くすることができ、連結部４、５、６、７の熱膨張を抑制することができる。各連結部４、５、６、７への熱の伝達を防止するという観点からすれば、柱部３１４Ｄを優れた断熱性を有する材料で構成してもよい。
【０１５８】
なお、光反射板３１５Ｄの形状および大きさとしては、光スキャナー３Ｄの駆動を阻害しない限り、如何なるものであってもよいが、例えば、Ｘ軸方向において一対の非変形部４２１３、６２１３間に収まり、Ｙ軸方向において一対の非変形部５２１３、７２１３間に収まるような形状および大きさであるのが好ましい。これにより、各連結部４、５、６、７の第１の軸部４２、５２、６２、７２が屈曲した際の、駆動板側軸部４２３、５２３、６２３、７２３のいずれかと光反射板３１５Ｄとの接触を確実に防止することができる。
【０１５９】
具体的に、光反射板３１５Ｄの平面視形状としては、例えば、一対の非変形部４２１３、６２１３の離間距離よりも小さい直径の円形であることが好ましい。また、Ｘ軸方向の長さが一対の非変形部４２１３、６２１３の離間距離より短く、Ｙ軸方向の長さが一対の非変形部５２１３、７２１３の離間距離より短い矩形でることも好ましい。
このような第５実施形態によっても、第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。
以上説明したような画像形成装置は、例えば、背面投影型表示装置（リア型プロジェクター）に好適に適用することができる。その結果、優れた描画特性を有するリア型プロジェクターを提供することができる。
【０１６０】
図２５に示すように、リア型プロジェクター１００は、プロジェクター１２と、導光ミラー１１０と、スクリーン１１とが筐体１２０に配置された構成を有している。スクリーン１１は、第１の基板１１１側を筐体１２０内に向けて配置されている。このようなリア型プロジェクター１００は、プロジェクター１２から出射されたアドレス光ＬＬ’および表示光ＬＬ”を導光ミラー１１０によって反射して、スクリーン１１の表示面１１ａに走査するように構成されている。
なお、リア型プロジェクター１００では、観察者は、スクリーン１１を裏側（表示面１１ａと反対側）から視認するため、プロジェクター１２は、表示面１１ａに、観察者に観察させたい画像の鏡像が表示されるようにアドレス光ＬＬ’および表示光ＬＬ”を走査することが好ましい。
【０１６１】
以上、本発明の画像形成装置および背面投影型表示装置を、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、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。また、本発明は、前記各実施形態のうちの、任意の２以上の構成（特徴）を組み合わせたものであってもよい。
【符号の説明】
【０１６２】
１‥‥画像形成装置 １１‥‥スクリーン １１ａ‥‥表示面 １１ｂ‥‥光拡散領域 １１１‥‥第１の基板 １１１ａ‥‥第１の電極 １１２‥‥光導電膜 １１３、１１５‥‥配向膜 １１４‥‥液晶高分子複合層（液晶層） １１４ａ‥‥液晶 １１４ｂ‥‥高分子 １１６‥‥第２の基板 １１６ａ‥‥第２の電極 １１７‥‥電圧印加手段 １１８‥‥スクリーン本体 １２‥‥プロジェクター １２ａ‥‥ベクタースキャンモジュール １２ｂ‥‥ラスタースキャンモジュール １２ｃ‥‥制御部 １３‥‥反射ミラー ２１‥‥アドレス光用光源ユニット（アドレス光出射部） ２１１ｉ‥‥レーザー光源 ２１２ｉ‥‥コリメーターレンズ ２１３ｉ‥‥ダイクロイックミラー ２２‥‥アドレス光走査部 ２３‥‥表示光用光源ユニット（表示光出射部） ２３１ｒ、２３１ｇ、２３１ｂ‥‥レーザー光源 ２３２ｒ、２３２ｇ、２３２ｂ‥‥コリメーターレンズ ２３３ｒ、２３３ｇ、２３３ｂ‥‥ダイクロイックミラー ２４、２４Ａ‥‥表示光走査部 ２５、２７‥‥光スキャナー ２６、２８、２８Ａ‥‥角度検出手段 ２５１‥‥基体 ２５１ａ、２７１ａ‥‥可動板 ２５１ｂ‥‥支持部 ２５１ｃ、２５１ｄ‥‥連結部 ２５１ｅ、２７１ｅ‥‥光反射部 ２５２‥‥スペーサー部材 ２５３‥‥対向基板 ２５４‥‥永久磁石 ２５５‥‥コイル ２５６‥‥電圧印加手段 ２５７‥‥駆動手段 ２６１‥‥圧電素子 ２６２‥‥起電力検出部 ２６３‥‥角度検知部 ２９‥‥ガルバノミラー ２９１‥‥反射面 ２９２‥‥ミラー部 ２９３‥‥回転軸 ２９４‥‥モーター ３、３Ｄ‥‥光スキャナー ３ａ‥‥振動系 ３１、３１Ｄ‥‥可動板 ３１１‥‥面 ３１２‥‥光反射部 ３１３Ｄ‥‥基部 ３１４Ｄ‥‥柱部 ３１５Ｄ‥‥光反射板 ３２‥‥支持部 ３３‥‥基台 ３３１‥‥基部 ３３２‥‥枠部 ４、５、６、７‥‥連結部 ４１、５１、６１、７１‥‥駆動板 ４１１‥‥貫通孔 ４２、５２、６２、７２‥‥第１の軸部 ４２１、５２１、６２１、７２１‥‥応力緩和部 ４２２、５２２、６２２、７２２‥‥可動板側軸部 ４２３、５２３、６２３、７２３‥‥駆動板側軸部 ４２１１、４２１２、５２１１、５２１２、６２１１、６２１２、７２１１、７２１２‥‥変形部 ４２１３、５２１３、６２１３、７２１３‥‥非変形部 ４２１４、４２１５、５２１４、５２１５、６２１４、６２１５、７２１４、７２１５‥‥接続部 ４３、５３、６３、７３‥‥第２の軸部 ８‥‥変位手段 ８１‥‥第１の変位手段 ８１１、８２１、８３１、８４１‥‥永久磁石 ８１２、８２２、８３２、８４２‥‥コイル ８１３、８２３、８３３、８４３‥‥電源 ８２‥‥第２の変位手段 ８３‥‥第３の変位手段 ８４‥‥第４の変位手段 ８５‥‥コイル固定部 ８５１‥‥突出部 ９‥‥光スキャナー ９１‥‥基体 ９１ａ‥‥第１の振動系 ９１ｂ‥‥第２の振動系 ９１ｃ‥‥支持部 ９１ｄ‥‥光反射部 ９２‥‥対向基板 ９３‥‥スペーサー部材 ９１１ａ‥‥駆動部 ９１２ａ、９１３ａ‥‥第１の連結部 ９１１ｂ‥‥可動板 ９１２ｂ、９１３ｂ‥‥第２の連結部 ９４１‥‥永久磁石 ９４２‥‥コイル ９４３‥‥電圧印加手段 ９５ａ、９５ｂ‥‥圧電素子 ９４１ａ‥‥凹部 ９４３ａ‥‥第１の電圧発生部 ９４３ｂ‥‥第２の電圧発生部 ９４３ｃ‥‥電圧重畳部 ９４３ｄ‥‥加算器 １００‥‥リア型プロジェクター １１０‥‥導光ミラー １２０‥‥筐体 Ｓ‥‥ステージ ＬＬ’‥‥アドレス光 ＬＬ”‥‥表示光 ＲＲ、ＧＧ、ＢＢ‥‥レーザー光
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置および背面投影型表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、スクリーンに所望の画像（特にＣＭ等の宣伝広告）を表示する装置として、光源から出射されたレーザー光を光スキャナーおよびガルバノミラーによってスクリーンの横方向および縦方向にそれぞれ走査するよう構成された装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
しかしながら、このような特許文献１では、スクリーンが常に光拡散性を有しているため、次のような問題が生じる。第１に、スクリーンに画像を形成しない場合には、スクリーンが視覚的に邪魔となる。第２に、必ずしもスクリーン全域に画像を表示するとは限られず、場合によっては、スクリーンの一部（例えば中央部）のみに画像を表示することもある。このような場合には、スクリーンの画像が表示されていない部分が視覚的に邪魔となる。第３に、広く知られているスクリーンに画像を表示したのでは、観察者の目を引き付けることが困難である。言い換えれば、スクリーンであることが明らかなスクリーンに画像を表示しても、それは当り前のことであって観察者は何の目新しさも感じず、表示されている画像にも特段の興味、関心を持つことがない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１３４１９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、実質的に透明なスクリーンを用いて観察者の興味を効果的に引き付けることのできる画像形成装置および背面投影型表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明の画像形成装置は、表示面を有するスクリーンと、前記表示面に光を走査することにより画像を描画するプロジェクターとを有し、
前記スクリーンは、前記表示面の各部位にて独立して、光を透過する光透過状態と光を拡散する光拡散状態とを選択でき、アドレス光が照射された前記部位が前記光拡散状態となり、前記アドレス光が照射されない前記部位が前記光透過状態となるように構成され、
前記プロジェクターは、前記表示面の該表示面に表示する画像に対応した領域が前記光拡散状態となるように前記アドレス光を前記表示面にベクター走査するベクター走査部と、前記画像を表示するための表示光を前記アドレス光の照射によって前記光拡散状態となった領域にラスター走査するラスター走査部とを有することを特徴とする。
【０００６】
これにより、実質的に透明なスクリーンを用いて観察者の興味を効果的に引き付けることのできる画像形成装置を提供することができる。特に、観察者は、スクリーンに表示された画像が浮き出て見えるような感覚となり、その画像に一段の興味を持つこととなる。また、使用しないときは透明であるため、まるでガラス板のようであり視覚的に邪魔ともならない。
【０００７】
本発明の画像形成装置では、前記アドレス光は、赤外線であることが好ましい。
これにより、アドレス光が観察者に視認されるのを防止することができるとともに、アドレス光が表示面に表示された画像の色合い等に影響を与えるのを防止でき、表示面に所望の画像を表示することができる。
本発明の画像形成装置では、前記ラスター走査部は、前記表示光を出射する表示光出射部および前記表示光を反射し前記表示面へ走査する表示光走査部を有し、
前記ベクター走査部は、前記アドレス光を出射するアドレス光出射部および前記アドレス光を反射し前記表示面へ走査するアドレス光走査部を有していることが好ましい。
これにより、プロジェクターの構成が簡単となる。
【０００８】
本発明の画像形成装置では、前記表示光走査部および前記アドレス光走査部は、それぞれ、光反射性を有する光反射部を備えた可動板が少なくとも一方向または互いに直交する二方向へ回動可能に設けられ、当該回動によって前記光反射部で反射した光を前記表示面に走査する光スキャナーを有していることが好ましい。
これにより、表示光走査部およびアドレス光走査部の装置構成が簡単となる。
【０００９】
本発明の画像形成装置では、前記アドレス光走査部が有する前記光スキャナーは、前記可動板と、前記可動板を支持する支持部と、前記可動板と前記支持部とを連結する４つの連結部とを有し、前記４つの連結部は、前記可動板の平面視にて、前記可動板の外周に、周方向に沿って９０度間隔で設けられていることが好ましい。
これにより、互いに直交する２つの軸のうちの一方の軸まわりの可動板の回動と、他方の軸まわりの可動板の回動とを独立して行うことができる。そのため、可動板を互いに直交する２つの軸のそれぞれの軸まわりに安定して回動させることができる。
【００１０】
本発明の画像形成装置では、前記可動板の平面視にて直交する２軸をＸ軸およびＹ軸としたとき、
前記４本の連結部のうちの前記可動板を介して対向する一対の連結部は、前記可動板とＸ軸方向に離間配置された駆動部と、前記可動板と前記駆動部とを連結しＸ軸方向に延在する第１の軸部と、前記駆動部と前記支持部とを連結しＹ軸方向に延在する第２の軸部とを有し、
前記４本の連結部のうちの他の一対の連結部は、前記可動板とＹ軸方向に離間配置された駆動部と、前記可動板と前記駆動部とを連結しＹ軸方向に延在する第１の軸部と、前記駆動部と前記支持部とを連結しＸ軸方向に延在する第２の軸部とを有し、
前記４本の連結部の前記第１の軸部は、それぞれ、該第１の軸部の長手方向の途中で屈曲することが好ましい。
これにより、各連結部の構成が簡単となるとともに、可動板の互いに対向する２軸のそれぞれの軸まわりの回動等をスムーズに行うことができる。
【００１１】
本発明の画像形成装置では、前記４本の連結部の前記第１の軸部は、それぞれ、前記可動板と前記駆動部の間に設けられた応力緩和部と、前記応力緩和部と前記可動板とを連結し中心軸まわりに捩じり変形可能な可動板側軸部と、前記応力緩和部と前記駆動部とを連結する駆動部側軸部とを有し、前記応力緩和部で屈曲することが好ましい。
これにより、可動板側軸部が受ける応力を応力緩和部で緩和することができ、駆動部側軸部へ伝わるのを防止または抑制することができる。また、４本の連結部のうちの対向する一対の連結部を軸とした可動板の回動を他の一対の連結部の可動板側軸部が捩じり変形することにより許容することができる。そのため、可動板を互いに直交する２軸のそれぞれの軸まわりにスムーズに回動させることができる。
【００１２】
本発明の画像形成装置では、前記４本の連結部の前記応力緩和部は、それぞれ、前記可動板の平面視にて、可動板側軸部および駆動部側軸部の延在方向に直交する方向に延在し、中心軸まわりに捩じり変形する一対の変形部を有し、前記一対の変形部のうちの一方の前記変形部は、前記可動板側軸部に連結され、他方の前記変形部は、前記駆動部側軸部に連結されていることが好ましい。
これにより、変形部が捩じり変形することにより第１の軸部に加わる応力を効果的に緩和することができる。
【００１３】
本発明の画像形成装置では、前記４本の連結部の前記応力緩和部は、それぞれ、前記一対の変形部の間に設けられ、前記変形部の延在方向と平行な方向に延在し、中心軸まわりに捩じり変形しない非変形部を有していることが好ましい。
これにより、各連結部において、非変形部を軸にして第１の軸部を屈曲させることができる。そのため、各連結部の第１の軸部を簡単かつ確実に屈曲させることができ、可動板を安定して変位させることができる。
【００１４】
本発明の画像形成装置では、前記可動板を前記支持部に対して変位させる変位手段を有し、
前記変位手段は、前記４本の連結部に対応して４つ設けられており、
４つの前記変位手段は、それぞれ、前記駆動部に設けられた永久磁石と、前記永久磁石に作用する磁界を発生するコイルとを有していることが好ましい。
これにより、各連結部の動きを独立して制御することができる。また、電磁駆動であるため大きな力を発生することができる。
【００１５】
本発明の画像形成装置では、前記４つの変位手段において、前記永久磁石は、前記可動板の厚さ方向に両極が対向するように設けられており、前記コイルは、前記可動板の厚さ方向に直交する方向の磁界を発生させるように設けられていることが好ましい。
これにより、可動板を安定して変位させることができる。
本発明の画像形成装置では、前記プロジェクターは、前記表示面に表示する画像データから前記表示面の前記光拡散状態とする領域を決定し、決定された領域に前記アドレス光が照射されるとともに、前記表示光が前記アドレス光の照射によって前記光拡散状態となった領域に照射されるように、前記ラスター走査部および前記ベクター走査部の作動を制御する制御部を有していることが好ましい。
これにより、より確実に、表示面の画像を表示したい領域のみを光拡散状態とすることができ、表示面に所望の画像を表示することができる。
【００１６】
本発明の画像形成装置では、前記表示面の平面視にて互いに直交する方向を第１の方向および第２の方向としたとき、
前記ラスター走査部は、前記表示光を前記第１の方向に走査しつつ前記第２の方向に走査することにより前記表示面に走査するよう構成されており、
前記制御部は、前記画像データに基づいて、前記表示光走査部によって前記表示面に走査される前記表示光の前記第１の方向における振れ幅および前記第２の方向における振れ幅をそれぞれ決定することが好ましい。
これにより、効率的に表示光を表示面に走査することができる。
【００１７】
本発明の画像形成装置では、前記プロジェクターは、前記スクリーンの輪郭を前記表示面に直交する方向へ延長して形成される領域内に配置されないことが好ましい。
これにより、プロジェクターによって表示面に表示された画像の観察が阻害されるのを防止するができる。そのため、優れた宣伝広告機能を発揮することができる。
本発明の画像形成装置では、前記プロジェクターは、前記表示面の前記プロジェクターに最も近い部位から１ｍ以内に設置されていることが好ましい。
これにより、プロジェクターから照射される光が例えば歩行者等の障害物によって遮られてしまうのを効果的に防止することができ、より確実に、表示面に所望の画像を表示することができる。
【００１８】
本発明の画像形成装置では、前記スクリーンは、第１の電極が形成された光透過性を有する第１の基板と、前記アドレス光が照射された部位の電気抵抗が低下する光導電膜と、液晶が分散されている液晶層と、第２の電極が形成された光透過性を有する第２の基板とが前記表示面側からこの順で設けられていることが好ましい。
これにより、簡単に、光透過状態と光拡散状態とを切り替えることのできるスクリーンを得ることができる。
【００１９】
本発明の画像形成装置では、前記液晶層は、前記液晶および高分子が層分離してなる液晶高分子複合層であり、前記液晶および前記高分子は、屈折率異方性を有し、前記第１の電極および前記第２の電極間に電圧を印加することにより前記液晶高分子複合層に印加される電圧の強さに応じて、前記液晶および前記高分子が揃って配向する前記光透過状態と、前記液晶および前記高分子が異なる方向に配向する前記光拡散状態とをとるよう構成されていることが好ましい。
これにより、電圧が印加されていないときは無色透明な光透過状態であり、電圧を印加することにより白濁した光拡散状態となる、画像形成装置の用途に適したスクリーンを得ることができる。
【００２０】
本発明の画像形成装置では、前記光透過状態と前記光拡散状態とが切り替わる前記電圧の強さをＶとしたとき、前記第１の電極および前記第２の電極間に、前記液晶高分子複合層に印加される電圧の強さが前記Ｖより大きくならないような電圧を印加した状態にて、前記表示面の前記光拡散状態とする部位に前記アドレス光を照射し、前記光導電膜の前記アドレス光が照射された部位の電気抵抗を低下させることにより、前記液晶高分子複合層の前記アドレス光が照射された部位に作用する電圧の強さを前記Ｖよりも大きくし、これにより、前記表示面の前記アドレス光が照射された部位を前記光透過状態から前記光拡散状態とすることが好ましい。
これにより、簡単な制御によって、スクリーンの表示面の画像が表示される領域のみを光拡散状態とし、その他の領域を光透過状態とすることができる。
【００２１】
本発明の背面投影型表示装置は、筐体と、前記筐体に固定され、表示面を有するスクリーンと、前記筐体内に配置され、前記表示面に光を走査することにより画像を描画するプロジェクターとを有し、
前記スクリーンは、前記表示面の各部位にて独立して、光を透過する光透過状態と光を拡散する光拡散状態とを選択でき、アドレス光が照射された前記部位が前記光拡散状態となり、前記アドレス光が照射されない前記部位が前記光透過状態となるように構成され、
前記プロジェクターは、前記表示面の該表示面に表示する画像に対応した領域が前記光拡散状態となるように前記アドレス光を前記表示面にベクター走査するベクター走査部と、前記画像を表示するための表示光を前記アドレス光の照射によって前記光拡散状態となった領域にラスター走査するラスター走査部とを有することを特徴とする。
これにより、実質的に透明なスクリーンを用いて観察者の興味を効果的に引き付けることのできる背面投影型表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の画像形成装置の第１実施形態を示す図である。
【図２】図１に示す画像形成装置が有するスクリーンの断面図である。
【図３】スクリーンの透過率と液晶高分子複合層に印加される電圧の強さの関係を示すグラフである。
【図４】スクリーンの等価回路を示す図である。
【図５】スクリーンの作動を示す図である。
【図６】図１に示す画像形成装置が有するプロジェクターの概略構成を示す図である。
【図７】図６に示すベクタースキャンモジュールの概略構成を示す図である。
【図８】図７に示すベクタースキャンモジュールが有する光スキャナーの平面図である。
【図９】図８に示す光スキャナーの断面図である。
【図１０】図８に示す光スキャナーが有する連結部の斜視図である。
【図１１】図８に示す光スキャナーが有する変位手段を示す断面図である。
【図１２】図８に示す光スキャナーの作動を説明するための断面図である。
【図１３】図８に示す光スキャナーの作動を説明するための断面図である。
【図１４】図６に示すラスタースキャンモジュールの概略構成を示す図である。
【図１５】図１４に示すラスタースキャンモジュールが有する光スキャナーの斜視図である。
【図１６】図１５に示す光スキャナーの作動を説明する断面図である。
【図１７】図１に示す画像形成装置の作動を説明する図である。
【図１８】図１４に示すラスタースキャンモジュールの駆動の一例を示す図である。
【図１９】本発明に係る第２実施形態の画像形成装置が有する表示光走査部の構成を示す概略図である。
【図２０】本発明に係る第３実施形態の画像形成装置の構成を示す概略図である。
【図２１】本発明の第４実施形態に係る画像描画装置が備える表示光走査部の光スキャナーを示す平面図である。
【図２２】図２１中のＣ−Ｃ線断面図である。
【図２３】図２１に示す光スキャナーが備える駆動手段の電圧印加手段を示すブロック図である。
【図２４】図２３に示す第１の電圧発生部および第２の電圧発生部で発生する電圧の一例を示す図である。
【図２５】本発明の第５実施形態に係る画像描画装置が備えるアドレス光走査部の光スキャナーを示す断面図。
【図２６】本発明の背面投影型表示装置の概略を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の画像形成装置および背面投影型表示装置の好適な実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。
＜第１実施形態＞
まず、本発明の画像形成装置の第１実施形態について説明する。
図１は、本発明の画像形成装置の第１実施形態を示す図、図２は、図１に示す画像形成装置が有するスクリーンの断面図、図３は、スクリーンの透過率と液晶高分子複合層に印加される電圧の強さの関係を示すグラフ、図４は、スクリーンの等価回路を示す図、図５は、スクリーンの作動を示す図、図６は、図１に示す画像形成装置が有するプロジェクターの概略構成を示す図、図７は、図６に示すベクタースキャンモジュールの概略構成を示す図、図８は、図７に示すベクタースキャンモジュールが有する光スキャナーの平面図、図９は、図８に示す光スキャナーの断面図、図１０は、図８に示す光スキャナーが有する連結部の斜視図、図１１は、図８に示す光スキャナーが有する変位手段を示す断面図、図１２および図１３は、それぞれ、図８に示す光スキャナーの作動を説明するための断面図、図１４は、図６に示すラスタースキャンモジュールの概略構成を示す図、図１５は、図１４に示すラスタースキャンモジュールが有する光スキャナーの斜視図、図１６は、図１５に示す光スキャナーの作動を説明する断面図、図１７は、図１に示す画像形成装置の作動を説明する図、図１８は、図１４に示すラスタースキャンモジュールの駆動の一例を示す図である。
なお、以下では、説明の便宜上、図１、図２、図９、図１２、図１３、図１５および図１６中の上側を「上」、下側を「下」と言う。
【００２４】
図１に示す画像形成装置１は、例えばビル等の建物内また屋外に設置されたスクリーン（表示対象物）１１と、スクリーン１１の表示面１１ａに静止画や動画等の所定の画像を表示するプロジェクター１２とを有している。
本実施形態では、スクリーン１１は、ステージＳによって支持されており、例えば、建物の壁等に固定されたり、立て懸けられたりすることなく設置されている。また、スクリーン１１は、画像を表示しない時は、無色透明（光透過状態）であり、まるでガラス板のようにその背後を視認できるようになっている。
【００２５】
そして、プロジェクター１２によって、スクリーン１１に画像を表示する際には、表示面１１ａの画像が表示される領域のみを白濁した状態（光拡散状態）とし、その白濁した状態の領域にプロジェクター１２からレーザー光（表示光ＬＬ”）を照射することにより、スクリーン１１に所望の画像を表示する。この際、画像が表示されていない領域は透明状態を保ったままである。
【００２６】
このような構成の画像形成装置１によれば、第１に、非使用時（画像を表示しない時）にスクリーン１１が視覚的に邪魔にならないという利点がある。第２に、使用時（画像を表示している時）には、透明な板に画像が表示されるため、観察者に画像が浮き出ているような感覚を与えることができ、表示されている画像への興味・関心を効果的に持たせることができる。
すなわち、画像形成装置１は、非使用時にスクリーン１１が視覚的に邪魔になることがなく、使用時には優れた広告宣伝効果を発揮することができる。
【００２７】
また、本実施形態のプロジェクター１２は、スクリーン１１の近傍に設けられておりスクリーン１１に対して近接投影にて画像を表示するように構成されている。本実施形態では、プロジェクター１２をスクリーン１１の下前方に設けている。また、プロジェクター１２は、スクリーン１１の表示面１１ａの最もプロジェクター１２に近い部位から１ｍ以内に設けられている。このように、プロジェクター１２をスクリーン１１の近傍に設けることにより、プロジェクター１２から照射されるレーザー光が例えば歩行者等の障害物によって遮られてしまうのを効果的に防止することができ、より確実に、表示面１１ａに所望の画像を表示することができる。
【００２８】
さらに、本実施形態のプロジェクター１２は、スクリーン１１の輪郭を表示面１１ａに直交する方向へ延長して形成される領域内に配置されていない。すなわち、プロジェクター１２は、図１中の点線で囲まれる領域外に設置されている。これにより、表示面１１ａに表示された画像の観察が、プロジェクター１２によって阻害されるのを効果的に防止できる。そのため、表示面１１ａに表示された画像が観察者に観察され易くなり、優れた宣伝広告機能を発揮することができる。
【００２９】
以下、画像形成装置１の構成要素たるスクリーン１１およびプロジェクター１２について順次詳細に説明する。
−スクリーン１１−
図２に示すように、スクリーン１１は、第１の電極１１１ａが形成された第１の基板１１１、光導電膜１１２、配向膜１１３、液晶高分子複合層（液晶層）１１４、配向膜１１５および第２の電極１１６ａが形成された第２の基板１１６が表示面１１ａ側からこの順で積層することにより構成されたスクリーン本体１１８と、第１の電極１１１ａおよび第２の電極１１６ａ間に電圧を印加する電圧印加手段１１７とを有している。このような構成とすることにより、簡単に、前述したような光透過状態と光拡散状態とを切り替えることのできるスクリーン１１を得ることができる。
【００３０】
第１の基板１１１および第２の基板１１６は、それぞれ、シート状（平板状）の部材で構成され、これらの間に配置される各部材を支持および保護する機能を有している。また、第１の基板１１１および第２の基板１１６は、それぞれ、光透過性を有しており実質的に無色透明である。第１の基板１１１および第２の基板１１６は、それぞれ、可撓性を有していてもよく、硬質であってもよい。
【００３１】
第１の基板１１１および第２の基板１１６の構成材料としては、それぞれ、特に限定されず、例えば、ガラス、シリコン、ポリエステル（ポリエチレンテレフタレート）、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリカーボネートなどの高分子フィルムを用いることができる。
第１の基板１１１の下面（液晶高分子複合層１１４側の面）には、膜状の第１の電極１１１ａが形成されており、第２の基板１１６の上面（液晶高分子複合層１１４側の面）には、膜状の第２の電極１１６ａが形成されている。第１の電極１１１ａおよび第２の電極１１６ａは、それぞれ、光透過性を有しており実質的に無色透明である。このような第１の電極１１１ａおよび第２の電極１１６ａは、電圧印加手段１１７に電気的に接続されており、電圧印加手段１１７によって、第１の電極１１１ａおよび第２の電極１１６ａ間に電圧を印加するとこれらの間に電界が生じ、生じた電界が光導電膜１１２および液晶高分子複合層１１４に作用する。
【００３２】
第１の電極１１１ａおよび第２の電極１１６ａの構成材料としては、それぞれ、実質的に導電性を有し、かつ実質的に無色透明であれば特に限定されず、例えば、金、銀、銅、アルミニウムまたはこれらを含む合金等の金属材料、カーボンブラック等の炭素系材料、ポリアセチレン、ポリフルオレンまたはこれらの誘導体等の電子導電性高分子材料、ポリビニルアルコール、ポリカーボネート等のマトリックス樹脂中に、ＮａＣｌ、Ｃｕ（ＣＦ３ＳＯ３）２等のイオン性物質を分散させたイオン導電性高分子材料、インジウム酸化物（ＩＯ）、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）、フッ素ドープ酸化スズ（ＦＴＯ）等の導電性酸化物材料のような各種導電性材料が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００３３】
光導電膜１１２は、膜状をなし、第１の電極１１１ａの下面（液晶高分子複合層１１４側の面）に形成されている。また、光導電膜１１２は、光透過性を有し実質的に無色透明である。このような光導電膜１１２は、光が照射されると、その光量に応じてインピーダンスが変化するものであればよく、電荷発生物質を蒸着法、スパッタ法、イオンプレーティング法、ＣＶＤ法などによって成膜したもの、電荷発生物質を樹脂バインダーに分散し、バーコート法、スピンコート法、ロールコート法、ディップ法、キャスティング法などによって塗布したもの、あるいは、これらの電荷発生層に、電荷輸送層を積層したものなどを用いることができる。
電荷発生物質としては、特に限定されず、例えば、ａ−Ｓｉ、ＺｎＳ、ＺｎＯ、ＣｄＳ、ＣｄＳｅ、Ｓｅ、ＳｅＴｅ、ＴｉＯなどの無機材料、フタロシアニン系、アゾ系、多環キノン系、インジゴ系、キナクリドン系、ペリレン系、スクエアリウム系、アズレニウム系、シアニン系、ピリリウム系などの有機材料を用いることができる。
【００３４】
また、樹脂バインダーとしては、特に限定されず、例えば、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリビニルアセテート、ポリビニルブチラール、アクリル、メタクリル、塩化ビニル、酢酸ビニル、これらの共重合体などを用いることができる。電荷輸送物質として、カルバゾール系、トリアゾール系、オキサジアゾール系、イミダゾール系、ピラゾリン系、ヒドラゾン系、スチルベン系、アミン系、ニトロフルオレノン系などの有機材料を用いることができる。
【００３５】
液晶高分子複合層１１４は、高分子１１４ｂの粒子が液晶１１４ａ中に分散して相分離した状態となっている。
高分子１１４ｂとしては、液晶相の状態において液晶１１４ａと相溶して、その後、硬化する際に、液晶１１４ａと相分離するものが使用される。このような高分子１１４ｂとしては、例えば、高分子主鎖にベンゼン骨格あるいはビフェニル骨格を有する側鎖をつけたものであれば、熱可塑性高分子、熱硬化型高分子、紫外線硬化型高分子の別を問わず、広く用いることができる。
【００３６】
一方、液晶１１４ａとしては、電界方向と平行方向に配向する正の誘電異方性を有するものが使用される。このような液晶１１４ａとしては、例えば、フェニルシクロヘキサン誘導体液晶、ビフェニル誘導体液晶、ビフェニルシクロヘキサン誘導体液晶、テルフェニル誘導体液晶、フェニルエーテル誘導体液晶、フェニルエステル誘導体液晶、ビシクロヘキサン誘導体液晶、アゾメチン誘導体液晶、アゾキシ誘導体液晶、ピリミジン誘導体液晶、ジオキサン誘導体液晶、キュバン誘導体液晶等を用いることができる。また、液晶１１４ａとしては、スクリーン１１のコントラストを向上させる為に、屈折率異方性Δｎのできるだけ大きいものを用いることが好ましい。
【００３７】
配向膜１１３、１１５は、液晶高分子複合層１１４の液晶１１４ａおよび高分子１１４ｂを第１の基板１１１および第２の基板１１６と平行な方向に配向させる配向処理が施されている。高分子１１４ｂは、配向する際は液晶相であるが、その後、硬化される為、その配向状態が保たれたまま固定されている。このため、高分子１１４ｂは、その後、電界が印加されても配向方向が電界方向に揃うことはない。一方、液晶１１４ａは、配向状態が固定されていない為、電界を印加すると電界方向に揃うことになる。
【００３８】
したがって、液晶高分子複合層１１４に電界を印加していない場合（後述するように電界の強さが例えばＶ１に達していない場合）には、高分子１１４ｂと液晶１１４ａの配向方向は、第１の基板１１１および第２の基板１１６に対して平行方向に一致する状態（液晶１１４ａと高分子１１４ｂが揃って配向する状態）となる。この状態において、両者の屈折率を一致させることにより、スクリーン１１の表示面１１ａは、透明状態（光透過状態）となる。
【００３９】
反対に、液晶高分子複合層１１４に電界を印加した場合には、液晶１１４ａの配向方向が電界方向に揃うため（液晶１１４ａと高分子１１４ｂが異なる方向へ配向する状態となるため）、電界方向において、液晶１１４ａと高分子１１４ｂと界面で屈折率の不一致により光散乱状態となり、スクリーン１１の表示面１１ａは、白濁状態（光拡散状態）となる。
【００４０】
このような液晶高分子複合層１１４によれば、電圧が印加されていないときは、無色透明な光透過状態となり、電圧を印加することにより白濁した光拡散状態とすることができるため、画像形成装置１の用途に適したスクリーン１１を得ることができる。なお、このような光透過状態と光拡散状態との切り替えは、表示面１１ａの各部位で独立して行うことができる。
【００４１】
ここで、高分子１１４ｂとしては、液晶相の高分子前駆体を第１の基板１１１および第２の基板１１６間に封入した後、この高分子前駆体を重合したものでもよい。また、本実施形態の液晶高分子複合層１１４では、高分子１１４ｂの粒子が液晶１１４ａ中に分散しているが、これと逆に、液晶１１４ａの粒子が高分子１１４ｂ中に分散するようにしてもよい。
【００４２】
次いで、スクリーン１１の製造方法の一例を説明する。なお、スクリーン１１の製造方法は、以下の方法に限定されない。
まず、第１の基板１１１の表面に第１の電極１１１ａを形成すると共に、第２の基板１１６の表面に第２の電極１１６ａを形成する。これら第１、第２の電極１１１ａ、１１６ａは、例えば、蒸着法により形成することができる。次いで、第１の電極１１１ａの表面に上述した方法で光導電膜１１２を形成する。さらに、光導電膜１１２の表面に例えばポリイミドをスピンコートすることにより配向膜１１３を形成すると共に、これと同様の方法により、第２の電極１１６ａの表面にも配向膜１１５を形成する。その後、配向膜１１３が形成された第１の基板１１１および配向膜１１５が形成された第２の基板１１６を１５０℃にて焼成する。焼成後、配向膜１１３、１１５の表面にラビング処理（配向処理）を施す。なお、ラビング処理の際の擦る方向は、第１の基板１１１および第２の基板１１６を組み合わせたときに擦る方向が平行となるようする。
【００４３】
次いで、第１の基板１１１および第２の基板１１６を、配向膜１１３、１１５が向かい合うように対向配置し、隙間が例えば１０μｍになるように固定する。そして、前記隙間中に高分子前駆体と液晶１１４ａを例えば１：１０の割合で相溶して混合した混合物を封入する。なお、高分子前駆体としてパラフェニルフェノールメタクリル酸エステルを使用し、液晶１１４ａとしてＰＮ００１（商品名、ロディック社製）を使用することができる。次いで、高分子前駆体と液晶１１４ａの混合物を徐冷し、室温にて紫外線を照射して高分子前駆体を重合して硬化させると共に、液晶１１４ａと高分子１１４ｂとして相分離させる。
このようにしてスクリーン１１が得られる。
【００４４】
次いで、スクリーン１１の動作について説明する。なお、説明の便宜上、上記製造方法によって製造されたスクリーン１１を例に挙げて説明する。
図２に示す高分子１１４ｂおよび液晶１１４ａは、同様の屈折率異方性を示し、配向方向と平行方向における屈折率は１．５程度あり、配向方向と垂直方向の屈折率は１．７程度である。液晶高分子複合層１１４に電界が印加されていない状態では、液晶１１４ａが高分子１１４ｂと同方向に配向しているため、第１の基板１１１および第２の基板１１６と垂直な方向における液晶１１４ａと高分子１１４ｂの屈折率が一致する。したがって、この状態では、スクリーン１１は、透過率８０％程度の実質的に無色透明な状態（光透過状態）となる。
【００４５】
一方、電圧印加手段１１７によって、第１の電極１１１ａおよび第２の電極１１６ａ間に電圧を印加し、液晶高分子複合層１１４に電界を作用させると、高分子１１４ｂの配向方向はそのままであるのに対し、液晶１１４ａだけが電界方向、つまり第１の基板１１１および第２の基板１１６に対して垂直な方向に配向する。このため、第１の基板１１１および第２の基板１１６と垂直な電界方向において、高分子１１４ｂの屈折率は１．７程度のままであるのに対し、液晶１１４ａの屈折率が１．５程度に変化する。したがって、電界方向における高分子１１４ｂと液晶１１４ａの屈折率の差が０．２程度となり、第１の基板１１１および第２の基板１１６と垂直な方向から入射した光は、散乱することなる。その結果、この状態では、スクリーン１１は、電界方向において白濁する状態（光拡散状態）となる。
【００４６】
次いで、スクリーン１１の透過率と液晶高分子複合層１１４に印加される電圧の強さの関係を図３に基づいて説明する。図３に示すように、スクリーン１１は、液晶高分子複合層１１４に印加される電圧の強さがＶ１を超えるまでは８０％程度の高い透過率を保ち、実質的に無色透明の状態を保っている。そして、電圧の強さがＶ１を超えてからＶ２に達するまでの間に急峻に透過率が低下し、Ｖ２を超えると透過率がほぼゼロになる。このように、スクリーン１１では、液晶高分子複合層１１４に印加される電圧の大きさに対してリニアに透過率が低下するのではなく、所定の電圧値Ｖ１を超えたときに、急峻に透過率が低下することが分かる。
【００４７】
ここで、電圧印加手段１１７によって第１の電極１１１ａおよび第２の電極１１６ａ間に印加される電圧と、液晶高分子複合層１１４に実際に印加される電圧の関係を説明する。図４は、スクリーン１１の等価回路を示す図である。なお、図４では、液晶高分子複合層１１４および光導電膜１１２以外の構成要素（例えば第１の電極１１１ａおよび第２の電極１１６ａ）の等価静電容量および等価抵抗値を無視している。
【００４８】
図４中、ＣＡおよびＲＡは、液晶高分子複合層１１４の静電容量および抵抗値を示し、ＶＡは、第１の電極１１１ａおよび第２の電極１１６ａ間に電圧Ｖが印加された場合に液晶高分子複合層１１４に実際に印加される電圧を示す。また、図４中、ＣＯおよびＲＯは、光導電膜１１２の静電容量および抵抗値を示し、ＶＯは、第１の電極１１１ａおよび第２の電極１１６ａ間に電圧Ｖが印加された場合に光導電膜１１２で発生する電圧降下を示す。
【００４９】
抵抗値ＲＯは、プロジェクター１２から照射されるアドレス光ＬＬ’の光量に応じて変化する。アドレス光ＬＬ’が照射されていない場合（または、光量が小さい場合）には、光導電膜１１２の抵抗値ＲＯは十分に大きく、液晶高分子複合層１１４に実際に印加される電圧ＶＡは、静電容量ＣＡ、ＣＯの静電容量分圧によって以下のようになる。
ＶＡ＝（Ｃ／ＣＡ）Ｖ……（１）
Ｃ＝ＣＡ・ＣＯ／（ＣＡ・ＣＯ）……（２）
【００５０】
一方、アドレス光ＬＬ’の光量が増加すると、内部光電効果によって光導電膜１１２の抵抗値ＲＯが減少し、液晶高分子複合層１１４に実際に印加される電圧ＶＡは、増加する。すなわち、画像形成装置１では、第１の電極１１１ａおよび第２の電極１１６ａ間に電圧が印加されている状態で、プロジェクター１２からスクリーン１１に照射されるアドレス光ＬＬ’の光量を制御することによって、液晶高分子複合層１１４に実際に印加される電圧ＶＡを制御することができる。
【００５１】
次いで、このようなスクリーン１１の使用方法について説明する。
まず、電圧印加手段１１７により、第１の電極１１１ａおよび第２の電極１１６ａ間に電圧（交番電圧）を印加する（以下では、この状態を「スタンバイ状態」とも言う）。印加する電圧の強さは、液晶高分子複合層１１４に実際に印加される電圧がＶ１よりも若干低いかＶ１と等しくなるような強さであるのが好ましい。これにより、スタンバイ状態においてスクリーン１１を実質的に無色透明に保つことができるとともに、スタンバイ状態から電圧を少し増加させることによってスクリーン１１を光拡散状態に変化させることができる。なお、本実施形態では、スタンバイ状態でのスクリーン１１の透過率が８０％程度となるように、第１の電極１１１ａおよび第２の電極１１６ａ間に印加する電圧の強さを決定しているが、スタンバイ状態でのスクリーン１１の透過率は特に限定されず、例えば７０％程度に設定してもよい。これは、スクリーン１１のスタンバイ状態において求められる透過率に応じて適宜設定すればよい。
【００５２】
次いで、スタンバイ状態のスクリーン１１の表示面１１ａの所望の部位（微少領域）にプロジェクター１２からアドレス光ＬＬ’を照射する。すると、アドレス光ＬＬ’が照射された部位では、アドレス光ＬＬ’が照射されたことにより光導電膜１１２の電気抵抗が低下し、液晶高分子複合層１１４に印加される実際の電圧が高くなる。これにより、この部位の透過率が低下して白濁し光拡散状態となる。一方、アドレス光ＬＬ’が照射されない部位については、液晶高分子複合層１１４に印加されている電圧の強さが変化しないため無色透明な状態を維持している。そして、白濁した状態の部位を、表示面１１ａに表示する画像に対応して、すなわち画像を表示する領域に形成することにより、例えば図５に示すように、表示面１１ａに画像の輪郭に対応した光拡散領域（実際にスクリーンとして機能する領域）１１ｂが形成される。
【００５３】
表示面１１ａに照射するアドレス光ＬＬ’の光量としては、アドレス光ＬＬ’を照射した部位の透過率を低下させることができれば特に限定されないが、スクリーン１１の透過率が２０％以下となるような光量であるのが好ましく、５％以下となるような光量であるのがより好ましい。これにより、優れた光拡散性を有する光拡散領域を形成することができる。
このように、スクリーン１１は、スタンバイ状態では無色透明とし、画像が表示される領域のみを光拡散状態とするように使用される。これにより、前述のような優れた広告宣伝効果を発揮することができる。
以上、スクリーン１１について詳細に説明した。
【００５４】
−プロジェクター１２−
次いで、プロジェクター１２について説明する。
図６に示すように、プロジェクター１２は、ベクタースキャンモジュール（ベクター走査部）１２ａと、ラスタースキャンモジュール（ラスター走査部）１２ｂと、ベクタースキャンモジュール１２ａおよびラスタースキャンモジュール１２ｂの作動を制御する制御部１２ｃとで構成されている。ベクタースキャンモジュール１２ａは、表示面１１ａに所望の画像が表示できるように、表示面１１ａの前記画像に対応する領域を光拡散状態とするためのアドレス光ＬＬ’をベクター走査する。一方のラスタースキャンモジュール１２ｂは、表示面１１ａのアドレス光ＬＬ’の照射によって光拡散状態となった領域に画像を表示するための表示光ＬＬ”をラスター走査する。このような構成のプロジェクター１２によれば、スクリーン１１の表示面１１ａの画像が表示される領域以外の領域を透明に保つことができるため、前述したように、表示面１１ａに、観察者に興味、関心を強く持たせるような画像を表示することができる。
【００５５】
ここで、ベクター走査とは、レーザー光をスクリーン１１の表示面１１ａの異なる２点を結ぶ線分を順次形成するように走査する手法であり、表示面１１ａに表示すべき画像に合わせて表示面１１ａの必要な部位（レーザー光を照射したい箇所）にのみレーザー光を不規則に走査する。一方のラスタースキャンとは、レーザー光を表示面１１ａの水平方向（第１の方向）に走査すると共に、垂直方向（第２の方向）に走査することで２次元的に走査する手法であり、レーザー光を規則的に走査する。
【００５６】
［ベクタースキャンモジュール］
図７に示すように、ベクタースキャンモジュール１２ａは、アドレス光ＬＬ’を出射するアドレス光用光源ユニット（アドレス光出射部）２１と、アドレス光ＬＬ’を反射し表示面１１ａへ走査するアドレス光走査部２２とを有している。これにより、ベクタースキャンモジュール１２ａの装置構成が簡単となる。
【００５７】
（アドレス光用光源ユニット）
アドレス光用光源ユニット２１は、アドレス光ＬＬ’としての赤外レーザー（赤外線）を出射するレーザー光源２１１ｉと、レーザー光源２１１ｉに対応して設けられたコリメーターレンズ２１２ｉおよびダイクロイックミラー２１３ｉとを備えている。レーザー光源２１１ｉから出射されたアドレス光ＬＬ’は、コリメーターレンズ２１２ｉによって平行化されて細いビームとされた後、ダイクロイックミラー２１３ｉによって反射される。そして、反射されたアドレス光ＬＬ’がアドレス光用光源ユニット２１から出射する。
【００５８】
このように、アドレス光ＬＬ’として赤外レーザーを用いることにより、アドレス光ＬＬ’が観察者に視認されるのを防止することができるとともに、アドレス光ＬＬ’が表示面１１ａに表示される画像の色合い等に影響を与えるのを防止でき、表示面１１ａに所望の画像を表示することができる。
なお、アドレス光用光源ユニット２１では、コリメーターレンズ２１２ｉに代えてコリメーターミラーを用いることができ、この場合も、平行光束の細いビームを形成することができる。また、レーザー光源２１１ｉから平行光束が出射される場合、コリメーターレンズ２１２ｉを省略することができる。
【００５９】
（アドレス光走査部）
アドレス光走査部２２は、アドレス光用光源ユニット２１から出射したアドレス光ＬＬ’をスクリーン１１の表示面１１ａにベクター走査する機能を有している。このような光走査部２２は、アドレス光用光源ユニット２１から出射したアドレス光ＬＬ’を表示面１１ａに対しベクター走査する１つの光スキャナー３を有している。このような構成により、アドレス光走査部２２の装置構成が簡単となる。
【００６０】
以下、図８〜図１３に基づいて、光スキャナー３について説明するが、図８に示すように、互いに直交する３軸をＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸とし、非駆動状態の可動板の面と、Ｘ軸およびＹ軸で形成される面とが一致し（平行であり）、可動板の厚さ方向とＺ軸とが一致する。また、以下では、Ｘ軸に平行な方向を「Ｘ軸方向」と言い、Ｙ軸に平行な方向を「Ｙ軸方向」と言い、Ｚ軸方向に平行な方向を「Ｚ軸方向」と言う。
【００６１】
図８および図９に示すように、光スキャナー３は、可動板３１、可動板３１を支持する支持部３２および可動板３１と支持部３２を連結する４本の連結部４、５、６、７で構成された振動系３ａと、振動系３ａを支持する基台３３と、可動板３１を変位（回動）させる変位手段８とを有している。
本実施形態の振動系３ａは、ＳＯＩ基板の不要部位をウェットエッチング等の各種エッチング法により除去することにより形成されている。
【００６２】
支持部３２は、可動板３１を支持する機能を有する。このような支持部３２は、枠状をなしており、可動板３１の周囲を囲むように設けられている。なお、支持部３２の形状としては、可動板３１を支持することができれば、特に限定されず、例えば、可動板３１を介してＸ軸方向またはＹ軸方向に対向するように一対設けられていてもよい。
支持部３２の内側には、可動板３１が設けられている。可動板３１は、平板状をなし、一方の面（基台３３と反対側の面）３１１には、光反射性を有する光反射部３１２が形成されている。アドレス光用光源ユニット２１から出射したアドレス光ＬＬ’は、この光反射部３１２にて反射され、表示面１１ａに走査される。光反射部３１２は、例えば、面３１１上にアルミニウム、ニッケル等の金属膜を蒸着等により形成することにより得られる。なお、本実施形態では、可動板３１の平面視形状は円形であるが、可動板３１の平面視形状としては、特に限定されず、例えば長方形、正方形等の多角形、楕円形等であってもよい。
【００６３】
このような可動板３１は、４本の連結部４、５、６、７によって支持部３２に連結されている。４本の連結部４、５、６、７は、可動板３１の平面視にて、可動板３１の周方向に沿って等間隔すなわち９０度間隔で配置されている。そして、４本の連結部４、５、６、７のうち、連結部４、６は、可動板３１を介してＸ軸方向に対向しかつ可動板３１に対して対称的に形成されており、連結部５、７は、可動板３１を介してＹ軸方向に対向しかつ可動板３１に対して対称的に形成されている。このような連結部４、５、６、７によって可動板３１を支持することにより、可動板３１を安定した状態で支持することができる。また、後述するように、可動板３１のＸ軸まわりの回動と、Ｙ軸まわりの回動とを独立して行うことができる。
【００６４】
具体的には、連結部４は、駆動板（駆動部）４１と、駆動板４１と可動板３１とを連結する第１の軸部４２と、駆動板４１と支持部３２とを連結する一対の第２の軸部４３とを有している。また、連結部５も、駆動板５１と、駆動板５１と可動板３１とを連結する第１の軸部５２と、駆動板５１と支持部３２とを連結する一対の第２の軸部５３とを有している。また、連結部６も、駆動板６１と、駆動板６１と可動板３１とを連結する第１の軸部６２と、駆動板６１と支持部３２とを連結する一対の第２の軸部６３とを有している。また、連結部７も、駆動板７１と、駆動板７１と可動板３１とを連結する第１の軸部７２と、駆動板７１と支持部３２とを連結する一対の第２の軸部７３とを有している。なお、前記「同様の構成」とは、連結部を構成する要素が共通しているということである。したがって、外形形状については一致している必要はない。
各連結部４、５、６、７をこのような構成とすることにより、連結部の構成が簡単となるとともに、後述するように可動板２の回動中心軸Ｘ１、Ｙ１まわりの回動等をスムーズに行うことができる。
【００６５】
以下、連結部４、５、６、７について具体的に説明するが、連結部４、５、６、７の構成は、互いに同様であるため、連結部４について代表して説明し、他の連結部５、６、７については、その説明を省略する。なお、連結部５、７は、可動板３１の平面視にて、連結部４に対して９０度回転した状態で配置されている。そのため、連結部５、７については、下記の連結部４の説明中の「Ｙ軸方向」を「Ｘ軸方向」とし、「Ｘ軸方向」を「Ｙ軸方向」とすることで説明することもできる。
【００６６】
図１０に示すように、一対の第２の軸部４３は、駆動板４１を介してＹ軸方向に対向配置されており、駆動板４１を両持ち支持している。また、一対の第２の軸部４３は、それぞれ、Ｙ軸方向に延在する棒状をなしている。また、一対の第２の軸部４３は、中心軸まわりに捩じり変形可能となっている。このような一対の第２の軸部４３は、同軸的に設けられており、この軸（以下、「回動中心軸Ｙ２」とも言う）を中心として、一対の第２の軸部４３が捩じり変形するとともに駆動板４１が回動する。
【００６７】
駆動板４１は、可動板３１に対してＸ軸方向に離間して設けられている。また、駆動板４１は、前述したように一対の第２の軸部４３によって両持ち支持されている。このような駆動板４１には貫通孔４１１が形成されており、この貫通孔４１１に永久磁石８１１が挿通、固定されている。永久磁石８１１は、例えば、嵌合（圧入）や、接着剤によって、駆動板４１に固定されている。永久磁石８１１は、変位手段８の構成の一部であるため、後に説明する。
【００６８】
また、本実施形態では、駆動板４１の平面視形状は、Ｙ軸方向を長手とする長方形である。駆動板４１をこのような形状とすることにより、永久磁石８１１を固定するスペースを確保しつつ、駆動板４１の幅（Ｘ軸方向の長さ）を抑えることができる。駆動板４１の幅を抑えることにより、駆動板４１が回動中心軸Ｙ２まわりに回動する際に発生する慣性モーメントを抑えることができ、駆動板４１の反応性が高まり、より高速な回動が可能となる。また、駆動板４１の反応性が高まると、駆動板４１の回動（特に回動方向が切り替わる切り返しの時）によって、不本意な振動が発生するのを抑えることができる。そのため、光スキャナー３を安定して駆動することができる。
【００６９】
なお、駆動板４１の平面視形状としては、特に限定されず、例えば、正方形や五角形以上の多角形であってもよいし、円形であってもよい。
このような駆動板４１は、第１の軸部４２によって可動板３１と連結している。第１の軸部４２は、全体的にＸ軸方向に延在するように設けられている。このような第１の軸部４２は、駆動板４１と可動板３１との間に設けられた応力緩和部４２１と、応力緩和部４２１と可動板３１とを連結する可動板側軸部４２２と、応力緩和部４２１と駆動板４１とを連結する駆動板側軸部（駆動部側軸部）４２３とを有している。
可動板側軸部４２２および駆動板側軸部４２３は、それぞれ、Ｘ軸方向に延在する棒状をなしている。また、可動板側軸部４２２および駆動板側軸部４２３は、同軸的に設けられている。
【００７０】
これら２つの軸部のうちの駆動板側軸部４２３は、光スキャナー３の駆動時に実質的に変形しない硬さに設定されている。これに対して可動板側軸部４２２は、その中心軸まわりに捩じり変形可能となっている。このように、第１の軸部４２が実質的に変形しない硬い部分およびその先端側に位置する捩じり変形可能な部位を有することにより、後述するように、可動板３１をＸ軸およびＹ軸のそれぞれの軸まわりに安定して回動させることができる。なお、前記「変形しない」とは、Ｚ軸方向への屈曲または湾曲および中心軸まわりの捩じり変形が実質的に起きないことを言う。
このような可動板側軸部４２２および駆動板側軸部４２３は、応力緩和部４２１を介して連結している。応力緩和部４２１は、第１の軸部４２が屈曲変形する際の節となる機能と、可動板側軸部４２２の捩じり変形により発生するトルクを緩和（吸収）し、前記トルクが駆動板側軸部４２３に伝わるのを防止または抑制する機能とを有している。
【００７１】
図１０に示すように、応力緩和部４２１は、一対の変形部４２１１、４２１２と、これらの間に設けられた非変形部４２１３と、変形部４２１１を非変形部４２１３に接続する一対の接続部４２１４と、変形部４２１２を非変形部４２１３に接続する一対の接続部４２１５とを有している。
非変形部４２１３は、Ｙ軸方向に延在する棒状をなしている。このような非変形部４２１３は、光スキャナー３の駆動時に実質的に変形しない硬さに設定されている。これにより、後述するように、非変形部４２１３の中心軸Ｙ４を中心に第１の軸部４２を屈曲させることができ、応力緩和部４２１に節としての機能を確実に発揮させることができ、光スキャナー３を安定して駆動させることができる。
【００７２】
このような非変形部４２１３に対して対称的に一対の変形部４２１１、４２１２が配置されている。変形部４２１１、４２１２は、それぞれ、Ｙ軸方向に延在する棒状をなしている。また、変形部４２１１、４２１２は、互いにＸ軸方向に離間して並設されている。このような変形部４２１１、４２１２は、それぞれ、その中心軸まわりに捩じり変形可能となっている。
【００７３】
可動板３１側に位置する変形部４２１１は、その長手方向のほぼ中央にて可動板側軸部４２２の一端と連結しているとともに、その両端部にて一対の接続部４２１４を介して非変形部４２１３に連結している。同様に、駆動板４１側に位置する変形部４２１２は、その長手方向のほぼ中央にて駆動板側軸部４２３の一端と連結しているとともに、その両端部にて一対の接続部４２１５を介して非変形部４２１３に連結している。
【００７４】
一対の接続部４２１４の一方の接続部は、変形部４２１１および非変形部４２１３の一端部同士を連結し、他方の接続部は、変形部４２１１および非変形部４２１３の他端部同士を連結している。また、一対の接続部４２１５の一方の接続部は、変形部４２１２および非変形部４２１３の一端部同士を連結し、他方の接続部は、変形部４２１２および非変形部４２１３の他端部同士を連結している。
このような各接続部４２１４、４２１５は、Ｘ軸方向に延在する棒状をなしている。また、各接続部４２１４、４２１５は、Ｚ軸方向に湾曲可能でかつその中心軸まわりに捩じり変形可能となっている。
以上、振動系３ａの構成について具体的に説明した。
【００７５】
前述したように、振動系３ａは、ＳＯＩ基板から一体的に形成されている。これにより、振動系３ａの形成が容易となる。具体的には、前述したように、振動系３ａには、積極的に変形させる部位と、変形させない（変形させたくない）部位とが混在している。一方、ＳＯＩ基板は、第１のＳｉ層と、ＳｉＯ２層と、第２のＳｉ層とがこの順に積層した基板である。そこで、変形させない部位を前記３つの層の全てで構成するとともに、積極的に変形させる部位を第２のＳｉ層のみで構成することにより、すなわち各部で使用する層を選択することにより、変形させる部位と変形させない部位が混在する振動系３ａを簡単に形成することができる。なお、積極的に変形させる部位は、第２のＳｉ層とＳｉＯ２層の２層で構成されていてもよい。
【００７６】
ここで、前記「変形させる部位」には、第２の軸部４３、５３、６３、７３、可動板側軸部４２２、５２２、６２２、７２２、変形部４２１１、４２１２、５２１１、５２１２、６２１１、６２１２、７２１１、７２１２および接続部４２１４、４２１５、５２１４、５２１５、６２１４、６２１５、７２１４、７２１５が含まれる。一方、前記「変形させない部位」には、可動板３１、支持部３２、駆動板４１、５１、６１、７１、駆動板側軸部４２３、５２３、６２３、７２３および非変形部４２１３、５２１３、６２１３、７２１３が含まれる。
【００７７】
図９に示すように、基台３３は、平板状の基部３３１と、基部３３１の縁部に沿って設けられた枠部３３２とを有しており、箱状（枡状）をなしている。このような基台３３は、枠部３３２にて振動系３ａの支持部３２の下面と接合されている。これにより、基台３３によって振動系３ａが支持される。このような基台３３は、例えば、ガラスやシリコンを主材料として構成されている。なお、基台３３と支持部３２の接合方法としては、特に限定されず、例えば接着剤を用いて接合してもよく、陽極接合等の各種接合方法を用いてもよい。
【００７８】
図８に示すように、変位手段８は、永久磁石８１１、コイル８１２および電源８１３を有する第１の変位手段８１と、永久磁石８２１、コイル８２２および電源８２３を有する第２の変位手段８２と、永久磁石８３１、コイル８３２および電源８３３を有する第３の変位手段８３と、永久磁石８４１、コイル８４２および電源８４３を有する第４の変位手段８４とを有している。
【００７９】
そして、第１の変位手段８１は、連結部４に対応して設けられており、第２の変位手段８２は、連結部５に対応して設けられており、第３の変位手段８３は、連結部６に対応して設けられており、第４の変位手段８４は、連結部７に対応して設けられている。
このような構成によれば、変位手段８の構成が簡単となる。また、変位手段８を電磁駆動とすることにより、比較的大きな力を発生させることができ、可動板３１をより確実に回動させることができる。また、各連結部４、５、６、７に１つの変位手段が設けられているため、各連結部４、５、６、７を独立して変形させることができる。
【００８０】
以下、第１の変位手段８１、第２の変位手段８２、第３の変位手段８３および第４の変位手段８４について説明するが、これらはそれぞれ同様の構成であるため、以下では、第１の変位手段８１について代表して説明し、第２の変位手段８２、第３の変位手段８３および第４の変位手段８４については、その説明を省略する。なお、第２の変位手段８２および第４の変位手段８４は、可動板３１の平面視にて、第１の変位手段８１に対して９０度回転した状態で配置されている。そのため、第２の変位手段８２および第４の変位手段８４については、下記の第１の変位手段８１の説明中の「Ｙ軸方向」を「Ｘ軸方向」とし、「Ｘ軸方向」を「Ｙ軸方向」とすることで説明することもできる。
【００８１】
図１１に示すように、永久磁石８１１は、棒状をなしており、その長手方向に磁化している。すなわち、永久磁石８１１は、その長手方向の一端側がＳ極となっており、他端側がＮ極となっている。このような永久磁石８１１は、駆動板４１に形成された貫通孔４１１に挿通されており、長手方向のほぼ中央で駆動板４１に固定されている。そして、永久磁石８１１が、駆動板４１の上下に同じ長さだけ突出し、かつ駆動板４１（回動中心軸Ｙ２）を介してＳ極とＮ極が対向する。これにより、後述するように、可動板３１を安定して変位させることができる。
【００８２】
また、永久磁石８１１は、その長手方向が駆動板４１の面方向に直交するように設けられている。また、永久磁石８１１は、その中心軸が回動中心軸Ｙ２と交わるように設けられている。
このような永久磁石８１１としては、特に限定されず、例えば、ネオジウム磁石、フェライト磁石、サマリウムコバルト磁石、アルニコ磁石、ボンド磁石などの、硬磁性体を着磁したものを好適に用いることができる。
【００８３】
なお、本実施形態では、永久磁石８１１は、棒状をなしているが、永久磁石８１１の形状としては、特に限定されず、例えば、板状をなしていてもよい。この場合には、永久磁石８１１を面方向に磁化し、その面方向がＸ軸方向と直交するように駆動板４１に固定すればよい。これにより、永久磁石８１１のＸ軸方向長さを短くすることができるため、駆動板４１の回動に伴って発生する慣性モーメントを抑えることができる。
【００８４】
コイル８１２は、永久磁石８１１に作用する磁界を発生する。このようなコイル８１２は、振動系３ａの外側近傍に、Ｘ軸方向にて永久磁石８１１と対向するように配置されている。また、コイル８１２は、Ｘ軸方向の磁界を発生させることができるように、すなわち、コイル８１２の永久磁石８１１側がＮ極となりその反対側がＳ極となる状態と、コイル８１２の永久磁石８１１側がＳ極となりその反対側がＮ極となる状態とを発生させることができるように設けられている。
【００８５】
光スキャナー３は、振動系３ａの外側に基台３３と固定的に設けられたコイル固定部８５を有しており、このコイル固定部８５が有するＸ軸方向に延在する突出部８５１にコイル８１２が巻き付けられている。このような構成とすることにより、コイル８１２を振動系３ａに対して固定でき、かつ、簡単に前述のような磁界を発生させることができる。また、突出部８５１を鉄などの軟磁性体で構成することにより、突出部８５１をコイル８１２の磁芯として用いることができ、前述のような磁界をより効率的に発生させることもできる。
【００８６】
電源８１３は、コイル８１２に電気的に接続されている。そして、電源８１３からコイル８１２に所望の電圧を印加することにより、コイル８１２から前述したような磁界を発生させることができる。なお、以下では、説明の便宜上、永久磁石８１１、８２１、８３１、８４１が全てＮ極を上側にして配置された構成について代表して説明する。
以上、変位手段８について説明した。
【００８７】
次いで、光スキャナー３の作動について説明する。
・Ｙ軸まわりの変位
まず、図１２に基づいて、可動板３１のＹ軸まわりの変位について説明する。なお、図１２は、図８中Ａ−Ａ線断面図に対応する断面図である。
図１２（ａ）に示すように、コイル８１２の永久磁石８１１側がＮ極、コイル８３２の永久磁石８３１側がＳ極となるように、電源８１３、８３３からコイル８１２、８３２に電圧を印加する。
【００８８】
この状態では、永久磁石８１１のＳ極がコイル８１２に引き付けられるとともにＮ極がコイル８１２から遠ざかるため、一対の第２の軸部４３を捩じり変形させつつ、駆動板４１がその上面を可動板３１側に向けるように回動中心軸Ｙ２まわりに傾斜する。これとともに、永久磁石８３１のＮ極がコイル８３２に引き付けられるとともにＳ極がコイル８３２から遠ざかるため、一対の第２の軸部６３を捩じり変形させつつ、駆動板６１がその下面を可動板３１側に向けるように回動中心軸Ｙ３まわりに傾斜する。すなわち、駆動板４１、６１がともに図１２（ａ）中時計回りに傾斜する。
この駆動板４１、６１の傾斜とともに、駆動板側軸部４２３が可動板３１側の端を下側に向けるように傾斜し、駆動板側軸部６２３が可動板３１側の端を上側に向けるように傾斜する。これにより、駆動板側軸部４２３、６２３の可動板３１側の端同士がＺ軸方向にずれた状態となる。
【００８９】
そして、駆動板側軸部４２３、６２３の可動板３１側の端同士がＺ軸方向にずれることによって、変形部４２１１、４２１２、６２１１、６２１２をその中心軸まわりに捩じり変形させるとともに各接続部４２１４、４２１５、６２１４、６２１５を湾曲変形させながら、可動板側軸部４２２、６２２および可動板３１が一体的に図１２（ａ）中反時計回りに傾斜する。
このように、第１の状態では、連結部４の第１の軸部４２がその途中にある応力緩和部４２１で下側に凸のＶ字状に屈曲変形するとともに、連結部６の第１の軸部６２がその途中にある応力緩和部６２１で上側に凸のＶ字状に屈曲変形することにより、回動中心軸Ｙ１を中心として、可動板３１が図１２（ａ）中反時計回りに傾斜する。
【００９０】
一方、図１２（ｂ）に示すように、コイル８１２の永久磁石８１１側がＳ極、コイル８３２の永久磁石８３１側がＮ極となる状態となるように、電源８１３、８３３からコイル８１２、８３２に電圧を印加すると、図１２（ａ）の場合と逆の変形が起こる。すなわち、連結部４の第１の軸部４２が応力緩和部４２１で上側に凸のＶ字状に屈曲変形するとともに、連結部６の第１の軸部６２が応力緩和部６２１で下側に凸のＶ字状に屈曲変形する。これにより、回動中心軸Ｙ１を中心として、可動板３１が図１２（ｂ）中反時計回りに傾斜する。
【００９１】
このような図１２（ａ）、（ｂ）の状態を規則的または不規則に交互に切り替えたり、図１２（ａ）に示すような可動板３１が反時計回りに傾いた状態のままで、その傾斜角（振れ角）を規則的または不規則に変化させたりすることにより、可動板３１を回動中心軸Ｙ１まわりに規則的または不規則に回動させることができる。また、コイル８１２、８３２に印加する電圧を一定に保つことにより、可動板３１を所定の角度に傾いた姿勢に維持することもできる。これにより、ベクター走査に適した挙動で可動板３１を回動中心軸Ｙ１まわりに変位させることができる。
なお、可動板３１の回動中心軸Ｙ１まわりの回動は、連結部５、７が有する可動板側軸部５２２、７２２がその中心軸まわりに捩じり変形することによって許容される。
【００９２】
・Ｘ軸まわりの変位
次いで、図１３に基づいて、可動板３１のＸ軸まわりの変位について説明する。なお、図１３は、図８中Ｂ−Ｂ線断面図に対応する断面図である。
図１３（ａ）に示すように、コイル８２２の永久磁石８２１側がＮ極、コイル８４２の永久磁石８４１側がＳ極となるように電源８２３、８４３からコイル８２２、８４２に電圧を印加する。すると、前述した可動板３１の回動中心軸Ｙ１まわりの回動と同様に、連結部５の第１の軸部５２がその途中にある応力緩和部５２１で下側に凸のＶ字状に屈曲変形するとともに、連結部７の第１の軸部７２がその途中にある応力緩和部７２１で上側に凸のＶ字状に屈曲変形することにより、回動中心軸Ｘ１を中心として、可動板３１が図１３（ａ）中反時計回りに傾斜する。
【００９３】
一方、図１３（ｂ）に示すように、コイル８２２の永久磁石８２１側がＳ極、コイル８４２の永久磁石８４１側がＮ極となるように電源８２３、８４３からコイル８２２、８４２に電圧を印加すると、図１３（ａ）の場合と逆の変形が起こる。すなわち、連結部５の第１の軸部５２が応力緩和部５２１で上側に凸のＶ字状に屈曲変形するとともに、連結部７の第１の軸部７２が応力緩和部７２１で下側に凸のＶ字状に屈曲変形する。これにより、回動中心軸Ｘ１を中心として、可動板３１が図１３（ｂ）中反時計回りに傾斜する。
【００９４】
図１３（ａ）、（ｂ）の状態を規則的または不規則に交互に切り替えたり、図１３（ａ）に示すような可動板３１が反時計回りに傾いた状態のままで、その傾斜角（振れ角）を規則的または不規則に変化させたりすることにより、可動板３１を回動中心軸Ｘ１まわりに規則的または不規則に回動させることができる。また、コイル８２２、８４２に印加する電圧を一定に保つことにより、可動板３１を所定の角度に傾いた姿勢に維持することもできる。これにより、ベクター走査に適した挙動で可動板３１を回動中心軸Ｘ１まわりに変位させることができる。
なお、可動板３１の回動中心軸Ｘ１まわりの回動は、連結部４、６が有する可動板側軸部４２２、６２２がその中心軸まわりに捩じり変形することによって許容される。
【００９５】
・Ｘ軸およびＹ軸のそれぞれの軸まわりの変位
前述したようなＸ軸まわりの変位と、Ｙ軸まわりの変位とを同時に行うことにより、可動板３１を回動中心軸Ｙ１および回動中心軸Ｘ１のそれぞれの軸まわりに２次元的に変位させることができる。ここで、光スキャナー３では、可動板３１の回動中心軸Ｙ１まわりの回動と回動中心軸Ｘ１まわりの回動とを独立して行うことができる。そのため、光スキャナー３では、回動中心軸Ｙ１の回動が回動中心軸Ｘ１まわりの回動に影響を受けず、逆に、回動中心軸Ｘ１の回動も回動中心軸Ｙ１まわりの回動に影響を受ない。したがって、光スキャナー３は、回動中心軸Ｙ１および可動中心軸Ｘ１のそれぞれの軸まわりに可動板２を安定して回動させることができ、ベクター走査により適した装置構成であると言える。
【００９６】
また、前述したように、光スキャナー３では、可動板３１の回動中心軸Ｙ１まわりの回動は、可動板側軸部５２２、７２２がその中心軸まわりに捩じり変形することによって許容され、可動板３１の回動中心軸Ｘ１まわりの回動は、可動板側軸部４２２、６２２がその中心軸まわりに捩じり変形することにより許容される。このように、各連結部４、５、６、７が中心軸まわりに捩じり変形可能な可動板側軸部４２２、５２２、６２２、７２２を有しているため、可動板３１を回動中心軸Ｙ１、Ｘ１のそれぞれの軸まわりにスムーズに回動させることができる。さらには、光スキャナー３では、可動板側軸部４２２、５２２、６２２、７２２が直接、可動板３１に接続されているため、上記効果がより顕著となる。
【００９７】
また、光スキャナー３では、連結部４において、前述のように捩じり変形する可動板側軸部４２２と変形させたくない駆動板側軸部４２３との間に応力緩和部４２１を設けている。そのため、前述の捩じり変形により生じた応力は、応力緩和部４２１の変形部４２１１、４２１２や接続部４２１４、４２１５が変形することにより吸収・緩和され、駆動板側軸部４２３に伝わらない。すなわち、応力緩和部４２１を設けることにより、可動板３１の回動中に駆動板側軸部４２３がその中心軸まわりに捩じり変形してしまうのを確実に防止することができる。このことは、連結部４以外の他の連結部５、６、７についても同様である。そのため、可動板３１を回動中心軸Ｙ１、Ｘ１のそれぞれの軸まわりにスムーズに変位させることができる。
【００９８】
さらには、各駆動板側軸部４２３、５２３、６２３、７２３の破壊が効果的に防止される。すなわち、棒状の部材において、自然状態からＺ軸方向の応力が加わったときの破壊強度よりも、中心軸まわりの捩じり変形が生じている状態からＺ軸方向の応力が加わったときの破壊強度の方が低いことが技術的に明らかになっている。そのため、上述のように、応力緩和部４２１、５２１、６２１、７２１を設け、駆動板側軸部４２３、５２３、６２３、７２３に捩じり変形を生じさせないことにより、駆動板側軸部４２３、５２３、６２３、７２３の破壊を効果的に防止することができ。
【００９９】
また、連結部４において、駆動板側軸部４２３が実質的に変形しないため、駆動板４１の回動によって生じる応力を効率よく可動板３１の回動に用いることができる。このことは連結部５、６、７についても同様である。そのため、可動板３１を大きい回動角度でしかも省電力で変位させることができる。
また、連結部４において、応力緩和部４２１が非変形部４２１３を有しているため、この非変形部４２１３を軸にして第１の軸部４２を屈曲させることができる。このことは、連結部５、６、７についても同様である。そのため、各連結部４、５、６、７の第１の軸部４２、５２、６２、７２を簡単かつ確実に屈曲させることができ、可動板３１を安定して変位させることができる。
【０１００】
また、連結部４において、応力緩和部４２１が可動板側軸部４２２と連結する変形部４２１１と、駆動板側軸部４２３と連結する変形部４２１２とを有し、第１の軸部４２の屈曲時に、変形部４２１１、４２１２がその中心軸まわりに捩じり変形することにより、屈曲により発生する応力を効果的に緩和している。このことは、連結部５、６、７についても同様である。そのため、各連結部４、５、６、７の第１の軸部４２、５２、６２、７２を確実に屈曲させることができるとともに、第１の軸部４２、５２、６２、７２の破壊を防止することができる。
【０１０１】
また、連結部４において、応力緩和部４２１が一対の変形部４２１１、４２１２を有しているため、次のような効果も発揮することができる。すなわち、例えば、通電によりコイル８１２から発生する熱や光反射部３１２に照射される光によって生じる熱等による可動板側軸部４２２および駆動板側軸部４２３の熱膨張を、変形部４２１１、４２１２が変形することにより許容することができる。このことは、連結部５、６、７についても同様である。そのため、光スキャナー３は、振動系３ａに応力が残留してしまうのを防止または抑制することができ、温度によらずに所望の振動特性を発揮することができる。
【０１０２】
［ラスタースキャンモジュール］
図１４に示すように、ラスタースキャンモジュール１２ｂは、表示光ＬＬ”（レーザー光）を出射する表示光用光源ユニット（表示光出射部）２３と、表示面１１ａに対して表示光用光源ユニット２３から出射した表示光ＬＬ”を走査する表示光走査部２４とを有している。このような構成により、ラスタースキャンモジュール１２ｂを比較的簡単に構成することができる。
【０１０３】
（表示光用光源ユニット）
表示光用光源ユニット２３は、各色のレーザー光源２３１ｒ、２３１ｇ、２３１ｂと、各色のレーザー光源２３１ｒ、２３１ｇ、２３１ｂに対応して設けられたコリメーターレンズ２３２ｒ、２３２ｇ、２３２ｂおよびダイクロイックミラー２３３ｒ、２３３ｇ、２３３ｂとを備えている。各色のレーザー光源２３１ｒ、２３１ｇ、２３１ｂは、それぞれ、赤色、緑色および青色のレーザー光ＲＲ、ＧＧ、ＢＢを出射する。レーザー光ＲＲ、ＧＧ、ＢＢは、それぞれ、制御部１２ｃから送信される駆動信号に対応して変調された状態で出射され、コリメーターレンズ２３２ｒ、２３２ｇ、２３２ｂによって平行化されて細いビームとされる。ダイクロイックミラー２３３ｒ、２３３ｇ、２３３ｂは、それぞれ、赤色レーザー光ＲＲ、緑色レーザー光ＧＧ、青色レーザー光ＢＢを反射する特性を有し、各色のレーザー光ＲＲ、ＧＧ、ＢＢを結合して表示光ＬＬ”を出射する。
【０１０４】
なお、コリメーターレンズ２３２ｒ、２３２ｇ、２３２ｂに代えてコリメーターミラーを用いることができ、この場合も、平行光束の細いビームを形成することができる。また、各色のレーザー光源２３１ｒ、２３１ｇ、２３１ｂから平行光束が出射される場合、コリメーターレンズ２３２ｒ、２３２ｇ、２３２ｂを省略してもよい。さらに、レーザー光源２３１ｒ、２３１ｇ、２３１ｂについては、同様の光束を発生する発光ダイオード等の光源に置換することができる。
【０１０５】
（表示光走査部）
表示光走査部２４は、表示光用光源ユニット２３から出射した表示光ＬＬ”を表示面１１ａに対し、水平方向（第１の方向）に走査（水平走査：主走査）すると共に、水平方向の走査速度よりも遅い走査速度で垂直方向（第２の方向：ｘ方向に直交するｙ方向）に走査（垂直走査：副走査）することで２次元的に走査する。
【０１０６】
この表示光走査部２４は、表示光用光源ユニット２３から出射した表示光ＬＬ”を表示面１１ａに対し、水平方向に走査する水平走査用ミラーである光スキャナー２５と、光スキャナー２５の後述する可動板２５１ａの角度（挙動）を検出する角度検出手段（挙動検出手段）２６と、表示光用光源ユニット２３から出射した表示光ＬＬ”を表示面１１ａに対し、垂直方向に走査する垂直走査用ミラーである光スキャナー２７と、光スキャナー２７の後述する可動板２７１ａの角度（挙動）を検出する角度検出手段（挙動検出手段）２８とを有している。
【０１０７】
以下、光スキャナー２５、２７の構成について説明するが、光スキャナー２５、２７は、互いに同様の構成であるため、以下では光スキャナー２５について代表して説明し、光スキャナー２７については、その説明を省略する。
図１５に示すように、光スキャナー２５は、いわゆる１自由度振動系のものであり、基体２５１と、基体２５１の下面に対向するよう設けられた対向基板２５３と、基体２５１と対向基板２５３との間に設けられたスペーサー部材２５２とを有している。
【０１０８】
基体２５１は、可動板２５１ａと、可動板２５１ａを回動可能に支持する支持部２５１ｂと、可動板２５１ａと支持部２５１ｂとを連結する１対の連結部２５１ｃ、２５１ｄとを有している。
可動板２５１ａは、その平面視にて、略長方形状をなしている。このような可動板２５１ａの上面には、光反射性を有する光反射部２５１ｅが設けられている。光反射部２５１ｅは、例えば、Ａｌ、Ｎｉ等の金属膜で構成されている。また、可動板２５１ａの下面には、永久磁石２５４が設けられている。
【０１０９】
支持部２５１ｂは、可動板２５１ａの平面視にて、可動板２５１ａの外周を囲むように設けられている。すなわち、支持部２５１ｂは、枠状をなしていて、その内側に可動板２５１ａが位置している。
連結部２５１ｃは、可動板２５１ａの一方側にて、可動板２５１ａと支持部２５１ｂとを連結し、連結部２５１ｄは、可動板２５１ａの他方側にて、可動板２５１ａと支持部２５１ｂとを連結している。このような連結部２５１ｃ、２５１ｄは、それぞれ、長手形状をなしている。また、連結部２５１ｃ、２５１ｄは、それぞれ、弾性変形可能である。このような１対の連結部２５１ｃ、２５１ｄは、互いに同軸的に設けられており、この軸（以下「回動中心軸Ｊ１」と言う）を中心として、可動板２５１ａが支持部２５１ｂに対して回動する。
【０１１０】
このような基体２５１は、例えば、シリコンを主材料として構成されていて、可動板２５１ａと支持部２５１ｂと連結部２５１ｃ、２５１ｄとが一体的に形成されている。このように、シリコンを主材料とすることにより、優れた回動特性を実現できるとともに、優れた耐久性を発揮することができる。また、微細な処理（加工）が可能であり、光スキャナー２５の小型化を図ることができる。
【０１１１】
スペーサー部材２５２は、枠状をなしていて、その上面が基体２５１の下面と接合している。また、スペーサー部材２５２は、可動板２５１ａの平面視にて、支持部２５１ｂの形状とほぼ等しくなっている。このようなスペーサー部材２５２は、例えば、各種ガラス、各種セラミックス、シリコン、ＳｉＯ２などで構成されている。スペーサー部材２５２と基体２５１との接合方法としては、特に限定されず、例えば、接着剤等の別部材を介して接合してもよいし、スペーサー部材２５２の構成材料によっては陽極接合などを用いてもよい。
【０１１２】
対向基板２５３は、スペーサー部材２５２と同様に、例えば、各種ガラス、シリコン、ＳｉＯ２などで構成されている。このような対向基板２５３の上面であって、可動板２５１ａと対向する部位には、コイル２５５が設けられている。
永久磁石２５４は、板棒状をなしていて、可動板２５１ａの下面に沿って設けられている。このような永久磁石２５４は、可動板２５１ａの平面視にて、回動中心軸Ｊ１に対して直交する方向に磁化（着磁）されている。すなわち、永久磁石２５４は、両極が回動中心軸Ｊ１を介して対向するよう設けられている。このような永久磁石２５４としては、特に限定されず、例えば、ネオジウム磁石、フェライト磁石、サマリウムコバルト磁石、アルニコ磁石などを用いることができる。
【０１１３】
コイル２５５は、可動板２５１ａの平面視にて、永久磁石２５４の外周を囲むように設けられている。コイル２５５は、電圧印加手段２５６に接続されている。電圧印加手段２５６は、印加する電圧の電圧値や周波数等の各条件を調整（変更）し得るように構成されている。電圧印加手段２５６、コイル２５５および永久磁石２５４により、可動板２５１ａを回動させる駆動手段２５７が構成される。
【０１１４】
コイル２５５には、制御部１２ｃの制御により、電圧印加手段２５６から所定の電圧が印加され、所定の電流が流れる。制御部１２ｃの制御により、電圧印加手段２５６からコイル２５５に交番電圧を印加すると、それに応じて電流が流れ、可動板２５１ａの厚さ方向の磁界が発生し、かつ、その磁界の向きが周期的に切り換わる。すなわち、コイル２５５の上側付近がＳ極、下側付近がＮ極となる状態Ａと、コイル２５５の上側付近がＮ極、下側付近がＳ極となる状態Ｂとが交互に切り換わる。
【０１１５】
状態Ａでは、図１６（ａ）に示すように、永久磁石２５４のＳ極が、コイル２５５への通電により発生する磁界との反発力により上側へ変位するとともに、永久磁石２５４のＮ極が、前記磁界との吸引力により下側へ変位する。これにより、可動板２５１ａが反時計回りに回動して傾斜する。反対に、状態Ｂでは、図１６（ｂ）に示すように、永久磁石２５４のＳ極が下側へ変位するとともに、永久磁石２５４のＮ極が上側へ変位する。これにより、可動板２５１ａが時計回りに回動して傾斜する。
【０１１６】
このような状態Ａと状態Ｂとを交互に繰り返すことにより、連結部２５１ｃ、２５１ｄを捩り変形させながら、可動板２５１ａが回動中心軸Ｊ１まわりに回動する。また、制御部１２ｃの制御により、電圧印加手段２５６からコイル２５５に印加する電圧を調整することにより、流れる電流を調整することができ、これにより、可動板２５１ａの回動中心軸Ｊ１を中心とする振れ角を調整することができる。
【０１１７】
図１４に示すように、上述のような構成の光スキャナー２５、２７は、互いの回動中心軸Ｊ１、Ｊ２が直交するように設けられている。光スキャナー２５、２７をこのように設けることにより、表示面１１ａに対し、表示光用光源ユニット２３から出射した表示光ＬＬ”を２次元的に走査することができる。これにより、比較的簡単な構成で、表示面１１ａに２次元画像を描画することができる。
【０１１８】
具体的に説明すれば、表示光用光源ユニット２３から出射した表示光ＬＬ”は、光スキャナー２５の光反射部２５１ｅの反射面で反射し、次いで、光スキャナー２７の光反射部２７１ｅの反射面で反射し、スクリーン１１の表示面１１ａに投射される。そして、光スキャナー２５の光反射部２５１ｅを回動させるとともに、その角速度（速度）よりも遅い角速度で光スキャナー２７の光反射部２７１ｅを回動させることにより、表示光用光源ユニット２３から出射した表示光ＬＬ”は、表示面１１ａに対し、水平方向に走査されるとともに、その水平方向の走査速度よりも遅い走査速度で垂直方向に走査される。これにより、表示光用光源ユニット２３から出射した表示光ＬＬ”は、表示面１１ａに対し２次元的に走査され表示面１１ａに画像が描画される。
ここで、光スキャナー２５の光反射部２５１ｅの角速度よりも遅い角速度で光スキャナー２７の光反射部２７１ｅを回動させるために、例えば、光スキャナー２５を共振を利用した共振駆動とし、光スキャナー２７を共振を利用しない非共振駆動とするのが好ましい。
【０１１９】
次に、光スキャナー２５の可動板２５１ａの角度を検出する角度検出手段２６について説明する。なお、光スキャナー２７の可動板２７１ａの角度を検出する角度検出手段２８は、角度検出手段２６と同様の構成であるため、その説明を省略する。
図１５に示すように、角度検出手段２６は、光スキャナー２５の連結部２５１ｃ上に設けられた圧電素子２６１と、圧電素子２６１から発生する起電力を検出する起電力検出部２６２と、起電力検出部２６２の検出結果に基づいて可動板２５１ａの角度を求める（挙動を検知する）角度検知部２６３とを有している。
【０１２０】
圧電素子２６１は、可動板２５１ａの回動に伴って連結部２５１ｃが捩り変形すると、それに伴って変形する。圧電素子２６１は、外力が付与されていない自然状態から変形すると、その変形量に応じた大きさの起電力を発生する性質を有しているため、角度検知部２６３は、起電力検出部２６２で検出された起電力の大きさに基づいて、連結部２５１ｃの捩れの程度を求め、さらに、その捩れの程度から可動板２５１ａ（光反射部２５１ｅの反射面）の角度を求める。また、角度検知部２６３は、可動板２５１ａの回動中心軸Ｊ１を中心とする振れ角を求める。この可動板２５１ａの角度および振れ角の情報を含む信号は、角度検知部２６３から制御部１２ｃに送信される。
【０１２１】
［制御部］
制御部１２ｃは、図示しないコンピュータ等から送信されたスクリーン１１の表示面１１ａに表示する画像データＤａから表示面１１ａの光拡散状態とする領域を決定する。この領域は、画像データＤａに対応する画像を表示するために表示光ＬＬ”を照射する領域と等しい。そして、制御部１２ｃは、決定した領域にアドレス光ＬＬ’が照射されるようにベクタースキャンモジュール１２ａの駆動を制御する。制御部１２ｃは、表示面１１ａの各点の座標（ｘ、ｙ座標）と、各点にアドレス光ＬＬ’を照射するための光スキャナー３の可動板３１の振れ角（傾き）の組み合わせを示すテーブル等の情報を予め記憶しており、この情報に基づいて、光スキャナー３を駆動することにより（すなわち、各コイル８１２、８２２、８３２、８４２に印加する電圧をそれぞれ変化させることにより）、決定された領域にアドレス光ＬＬ’を照射しその領域を光拡散状態とする。これにより、表示面１１ａに表示する画像の輪郭で囲まれる領域と一致する光拡散領域、例えば図１７（ａ）に示すような光拡散領域１１ｂが形成される。
【０１２２】
制御部１２ｃは、光拡散領域１１ｂを形成する工程と並行（同期）して、画像データＤａに対応する表示光ＬＬ”が、表示面１１ａの光拡散領域１１ｂに照射されるようにラスタースキャンモジュール１２ｂの駆動を制御する。具体的には、制御部１２ｃは、画像データＤａに基づいて、表示光ＬＬ”が照射される表示面１１ａの領域の各部位における表示光ＬＬ”の色および光量を決定し、決定した色情報に基づいた表示光ＬＬ”を表示光用光源ユニット２３から出射する。制御部１２ｃは、表示光用光源ユニット２３からの表示光ＬＬ”の出射を、角度検出手段２６、２８から送信される可動板２５１ａ、２７１ａの挙動に対応させて行うことにより、表示面１１ａの光拡散領域１１ｂに表示光ＬＬ”を照射する。これにより、図１７（ｂ）に示すように、表示光ＬＬ”が光拡散領域１１ｂで反射、拡散され表示面１１ａに所望の画像が表示される。
【０１２３】
なお、スクリーン１１は、メモリー性を有していないため、光透過状態からアドレス光ＬＬ’を照射させたことによって光拡散状態となった部位は、アドレス光ＬＬ’の照射がされなくなると速やかに光透過状態に戻る。そのため、表示面１１ａに表示する画像が静止画である場合には、アドレス光ＬＬ’および表示光ＬＬ”の走査を、例えば６０フレーム／秒程度の比較的早い速度で続けることが好ましい。これにより、表示面１１ａにちらつきの無い静止画を表示することができる。また、表示面１１ａに表示する画像が動画である場合には、ｎ回目のフレームを描画し終わり、次のフレームを描画する際には、前のフレームの画像がスクリーン１１から消去されているため、表示面１１ａの全域を一端光透過状態に戻す等のリセット工程が不要である。なお、ｎ回目のフレームを描画し終わってからｎ＋１回目のフレームを描画し始めるまでの時間は、アドレス光ＬＬ’が照射されなくなることにより光拡散状態から光透過状態に戻る時間に等しいほど好ましい。これにより、フレーム間が良好に連続した動画を表示することができる。
【０１２４】
以上、画像形成装置１について説明した。
このような画像形成装置１によれば、前述したように、非使用時にスクリーン１１が視覚的に邪魔にならず、使用時には、透明な板に画像が表示さているように認識されるため、観察者に画像が浮き出ているような感覚を与えることができ、表示されている画像への興味・関心を効果的に持たせることができる。
【０１２５】
また、画像形成装置１では、前述したように、ベクタースキャンモジュール１２ａによって表示面１１ａに光拡散領域を形成し、ラスタースキャンモジュール１２ｂによって光拡散領域に画像を形成するように構成されている。ここで、ベクター走査は、ラスター走査に比べて単位面積当たりに照射される光の量（光量）を多くすることができる。一方、ラスター走査は、ベクター走査に比べて鮮明な画像を描画することができる。そのため、画像形成装置１のように、光拡散領域を形成するためにアドレス光ＬＬ’をベクター走査により表示面１１ａに走査し、画像を表示するために表示光ＬＬ”をラスター走査により表示面１１ａに走査することにより、ベクター走査およびラスター走査の有利な点を共に発揮することができる。
【０１２６】
ここで、ラスタースキャンモジュール１２ｂにおいて、光スキャナー２５の可動板２５１ａの振れ角が一定の場合は、光出射状態での表示光ＬＬ”の振れ幅は、光スキャナー２７の可動板２７１ａの角度に応じて変化し、表示光ＬＬ”が走査される表示面１１ａ上の垂直方向の位置がプロジェクター１２から遠いほど大きくなる。そこで、プロジェクター１２では、可動板２７１ａの角度に応じて可動板２５１ａの振れ角を調整してもよい。すなわち、表示面１１ａ上の垂直方向の位置がプロジェクター１２から遠いほど、可動板２５１ａの振れ角を小さくすることにより、光出射状態での表示光ＬＬ”の振れ幅を垂直方向に沿って一定にする。このような補正を行うことにより、いわゆる「台形撓み」を補正することができる。なお、可動板２５１ａの振れ幅を一定にすることは、例えば、コイル２５５へ印加する交番電圧の大きさを制御することにより達成することができる。
【０１２７】
また、ラスタースキャンモジュール１２ｂは、光出射状態での表示光ＬＬ”の振れ幅の調整を用いて、次のような制御を行ってよい。すなわち、ラスタースキャンモジュール１２ｂ（制御部１２ｃ）は、表示面１１ａに表示する画像の輪郭（外形形状）に基づいて、可動板２５１ａ、２７１ａの振れ角を変化させてもよい。具体的には、例えば、表示面１１ａに表示する画像の輪郭が図１８に示すような形状であった場合、可動板２７１ａの振れ角を、表示面１１ａの水平方向の各位置において、表示光ＬＬ”の垂直方向の振れ幅が輪郭の垂直方向の幅に一致するかそれよりも若干大きくなるように制御する。これとともに、可動板２５１ａの振れ角を、表示面１１ａの垂直方向の各位置において、表示光ＬＬ”の水平方向の振れ幅が輪郭の水平方向の幅に一致するかそれよりも若干大きくなるように制御する。このような制御によれば、当該制御を行わない場合と比較して、効率的に表示光ＬＬ”を表示面１１ａに走査することができ、表示面１１ａに同じ画像を表示するのに要する時間が短くなる。これにより、表示面１１ａにより鮮明な画像を表示することができる。
【０１２８】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の画像形成装置の第２実施形態について説明する。
図１９は、本発明に係る第２実施形態の画像形成装置が有する表示光走査部の構成を示す概略図である。
以下、第２実施形態の画像形成装置について、前述した第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
【０１２９】
第２実施形態の画像形成装置は、表示光走査部の構成が異なること、具体的には１対の光スキャナーのうちの一方の光スキャナーをガルバノミラーに置き換えたこと以外は、第１実施形態とほぼ同様である。なお、図１９にて、前述した実施形態と同様の構成には、同一符号を付してある。
図１９に示すように、表示光走査部２４Ａは、光スキャナー２５と、角度検出手段２６と、表示光用光源ユニット２３から出射した表示光ＬＬ”を表示面１１ａに対し垂直方向に走査する垂直走査用ミラーであるガルバノミラー２９と、ガルバノミラーの反射面２９１の角度（挙動）を検出する角度検出手段２８Ａとを有している。
【０１３０】
ガルバノミラー２９は、回転軸２９３を有するモーター２９４と、回転軸２９３に固定されたミラー部２９２とを有している。また、ミラー部２９２の表面は、反射面２９１となっている。このようなガルバノミラー２９は、モーター２９４を駆動して反射面２９１を回転軸２９３まわりに回動させることにより、表示光ＬＬ”を垂直方向に走査する。角度検出手段２８Ａは、例えば、回転軸２９３の回転角度に基づいて反射面２９１の角度を検知するように構成されている。
このような第２実施形態によっても、第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。
【０１３１】
＜第３実施形態＞
次に、本発明の画像形成装置の第３実施形態について説明する。
図２０は、本発明に係る第３実施形態の画像形成装置の構成を示す概略図である。
以下、第３実施形態の画像形成装置について、前述した第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
【０１３２】
第３実施形態の画像形成装置は、反射ミラーを有すること以外は、第１実施形態とほぼ同様である。なお、図２０にて、前述した実施形態と同様の構成には、同一符号を付してある。
図２０に示すように、画像形成装置１は、スクリーン１１と、プロジェクター１２と、反射ミラー１３とを有している。これらは互いに相対的位置関係が固定されている。
【０１３３】
このような画像形成装置１では、プロジェクター１２から出射されたアドレス光ＬＬ’および表示光ＬＬ”は、それぞれ、反射ミラー１３によって反射されてからスクリーン１１の表示面１１ａに走査される。このように、アドレス光ＬＬ’および表示光ＬＬ”を一旦、反射ミラー１３で反射することにより、アドレス光ＬＬ’および表示光ＬＬ”の光路長を長くすることができ、アドレス光ＬＬ’および表示光ＬＬ”を走査することのできる領域が大きくなる。このような構成は、プロジェクター１２がスクリーン１１の近傍に設けられている場合等に特に有効である。
【０１３４】
反射ミラー１３は、スクリーン１１の輪郭を表示面１１ａに直交する方向へ延長して形成される領域内に配置されていない。これにより、表示面１１ａに表示された画像の観察が、反射ミラー１３によって阻害されるのを効果的に防止するができる。そのため、表示面１１ａに表示された画像が観察者に観察され易くなり、優れた宣伝広告機能を発揮することができる。
このような第３実施形態によっても、第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。
【０１３５】
＜第４実施形態＞
次に、本発明の画像形成装置の第４実施形態について説明する。
図２１は、本発明の第４実施形態に係る画像描画装置が備える表示光走査部の光スキャナーを示す平面図、図２２は、図２１中のＣ−Ｃ線断面図、図２３は、図２１に示す光スキャナーが備える駆動手段の電圧印加手段を示すブロック図、図２４は、図２３に示す第１の電圧発生部および第２の電圧発生部で発生する電圧の一例を示す図である。なお、以下では、説明の便宜上、図２１中の紙面手前側を「上」、紙面奥側を「下」、右側を「右」、左側を「左」と言い、図２２中の上側を「上」、下側を「下」と言う。
【０１３６】
以下、第４実施形態の画像表示装置について、前述した第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
第４実施形態の画像形成装置は、表示光走査部が備える光スキャナーの構成が異なる以外、具体的には、２つの光スキャナーに変えて１つの光スキャナーを用いた以外は、第１実施形態とほぼ同様である。なお、図２２にて、前述した実施形態と同様の構成には、同一符号を付してある。
【０１３７】
表示光走査部２４は、いわゆる２自由度振動系の１つの光スキャナー９を有している。
光スキャナー９は、図２１に示すような第１の振動系９１ａと第２の振動系９１ｂと支持部９１ｃとを備える基体９１と、基体９１と対向配置された対向基板９２と、基体９１と対向基板９２との間に設けられたスペーサー部材９３と、永久磁石９４１と、コイル９４２とを備えている。
【０１３８】
第１の振動系９１ａは、枠状の支持部９１ｃの内側に設けられた枠状の駆動部９１１ａと、駆動部９１１ａを支持部９１ｃに両持ち支持する１対の第１の連結部９１２ａ、９１３ａとで構成されている。一方の第２の振動系９１ｂは、駆動部９１１ａの内側に設けられた可動板９１１ｂと、可動板９１１ｂを駆動部９１１ａに両持ち支持する１対の第２の連結部９１２ｂ、９１３ｂとで構成されている。
【０１３９】
駆動部９１１ａは、図２１の平面視にて、円環状をなしている。なお、駆動部９１１ａの形状は、枠状をなしていれば特に限定されず、例えば、図２１の平面視にて、四角環状をなしていてもよい。このような駆動部９１１ａの下面には、永久磁石９４１が接合されている。
第１の連結部９１２ａ、９１３ａは、それぞれ、長手形状をなしており、弾性変形可能である。第１の連結部９１２ａ、９１３ａは、それぞれ、駆動部９１１ａを支持部９１ｃに対して回動可能とするように、駆動部９１１ａと支持部９１ｃとを連結している。第１の連結部９１２ａ、９１３ａは、互いに同軸的に設けられており、この軸（以下、「回動中心軸Ｊ３」という）を中心として、駆動部９１１ａが支持部９１ｃに対して回動するように構成されている。
【０１４０】
また、第１の連結部９１２ａには、駆動部９１１ａの角度（回動中心軸Ｊ３まわりの回動角）を検出するための圧電素子９５ａが設けられている。
可動板９１１ｂは、図２１の平面視にて、円形状をなしている。なお、可動板９１１ｂの形状は、駆動部９１１ａの内側に形成することができれば特に限定されず、例えば、図２１の平面視にて、楕円形状をなしていてもよいし、四角形状をなしていてもよい。このような可動板９１１ｂの上面には光反射性を有する光反射部９１ｄが形成されている。
【０１４１】
第２の連結部９１２ｂ、９１３ｂは、それぞれ、長手形状をなしており、弾性変形可能である。第２の連結部９１２ｂ、９１３ｂは、それぞれ、可動板９１１ｂを駆動部９１１ａに対して回動可能とするように、可動板９１１ｂと駆動部９１１ａとを連結している。第２の連結部９１２ｂ、９１３ｂは、互いに同軸的に設けられており、この軸（以下、「回動中心軸Ｊ４」という）を中心として、可動板９１１ｂが駆動部９１１ａに対して回動するように構成されている。
また、第２の連結部９１２ｂには、可動板９１１ｂの角度（回動中心軸Ｊ４まわりの回動角）を検出するための圧電素子９５ｂが設けられている。
【０１４２】
図２１に示すように、回動中心軸Ｊ３および回動中心軸Ｊ４は互いに直交している。また、駆動部９１１ａおよび可動板９１１ｂの中心は、それぞれ、図２１の平面視にて、回動中心軸Ｊ３、Ｊ４の交点上に位置している。なお、以下、説明の便宜上、回動中心軸Ｊ３と回動中心軸Ｊ４との交点を「交点Ｇ」ともいう。
図２２に示すように、以上のような基体９１は、スペーサー部材９３を介して対向基板９２と接合している。対向基板９２の上面には、永久磁石９４１に作用する磁界を発生させるコイル９４２が設けられている。
【０１４３】
永久磁石９４１は、図２１の平面視にて、交点Ｇを通り、回動中心軸Ｊ３および回動中心軸Ｊ４のそれぞれの軸に対して傾斜した線分（この線分を「線分Ｍ」とも言う）に沿って設けられている。このような永久磁石９４１は、交点Ｇに対して長手方向の一方側がＳ極、他方側がＮ極となっている。
図２１の平面視にて、線分Ｍの回動中心軸Ｊ３に対する傾斜角θは、３０〜６０度であるのが好ましく、４０〜５０度であるのがより好ましく、ほぼ４５度であるのがさらに好ましい。このように永久磁石９４１を設けることで、円滑に、可動板９１１ｂを回動中心軸Ｊ３および回動中心軸Ｊ４のそれぞれの軸まわりに回動させることができる。本実施形態では、線分Ｍは、回動中心軸Ｊ３および回動中心軸Ｊ４のそれぞれの軸に対して約４５度傾斜している。
【０１４４】
また、図２２に示すように、永久磁石９４１の上面には、凹部９４１ａが形成されている。この凹部９４１ａは、永久磁石９４１と可動板９１１ｂとの接触を防止するための逃げ部である。このような凹部９４１ａを形成することにより、可動板９１１ｂが回動中心軸Ｊ３まわりに回動する際、永久磁石９４１と接触してしまうことを防止することができる。
【０１４５】
コイル９４２は、図２１の平面視にて、駆動部９１１ａの外周を囲むように形成されている。これにより、光スキャナー９の駆動の際、駆動部９１１ａとコイル９４２との接触を確実に防止することができる。その結果、コイル９４２と永久磁石９４１の離間距離をより短くすることができ、コイル９４２から発生する磁界を効率的に永久磁石９４１に作用させることができる。
コイル９４２は、電圧印加手段９４３と電気的に接続されていて、電圧印加手段９４３によりコイル９４２に電圧が印加されると、コイル９４２から回動中心軸Ｊ３および回動中心軸Ｊ４のそれぞれの軸に直交する軸方向の磁界が発生する。
【０１４６】
図２３に示すように、電圧印加手段９４３は、可動板９１１ｂを回動中心軸Ｊ３まわりに回動させるための第１の電圧Ｖ１を発生させる第１の電圧発生部９４３ａと、可動板９１１ｂを回動中心軸Ｊ４まわりに回動させるための第２の電圧Ｖ２を発生させる第２の電圧発生部９４３ｂと、第１の電圧Ｖ１と第２の電圧Ｖ２とを重畳し、その電圧をコイル９４２に印加する電圧重畳部９４３ｃとを備えている。
【０１４７】
第１の電圧発生部９４３ａは、図２４（ａ）に示すように、周期Ｔ１で周期的に変化する第１の電圧Ｖ１（垂直走査用電圧）を発生させる。第１の電圧Ｖ１は、ノコギリ波のような波形をなしている。そのため、光スキャナー９は、効果的に光を垂直走査することができる。なお、第１の電圧Ｖ１の波形は、これに限定されない。ここで、第１の電圧Ｖ１の周波数（１／Ｔ１）は、垂直走査に適した周波数であれば、特に限定されないが、１５〜４０Ｈｚ（３０Ｈｚ程度）であるのが好ましい。
本実施形態では、第１の電圧Ｖ１の周波数は、駆動部９１１ａと１対の第１の連結部９１２ａ、９１３ａとで構成された第１の振動系９１ａのねじり共振周波数と異なる周波数となるように調整されている。
【０１４８】
一方、第２の電圧発生部９４３ｂは、図２４（ｂ）に示すように、周期Ｔ１と異なる周期Ｔ２で周期的に変化する第２の電圧Ｖ２（水平走査用電圧）を発生させる。第２の電圧Ｖ２は、正弦波のような波形をなしている。そのため、光スキャナー９は、効果的に光を主走査することができる。なお、第２の電圧Ｖ２の波形はこれに限定されない。
また、第２の電圧Ｖ２の周波数は、第１の電圧Ｖ１の周波数より高く、かつ、水平走査に適した周波数であれば、特に限定されないが、１０〜４０ｋＨｚであるのが好ましい。このように、第２の電圧Ｖ２の周波数を１０〜４０ｋＨｚとし、前述したように第１の電圧Ｖ１の周波数を３０Ｈｚ程度とすることで、スクリーンでの描画に適した周波数で、可動板９１１ｂを回動中心軸Ｊ３および回動中心軸Ｊ４のそれぞれの軸まわりに回動させることができる。ただし、可動板９１１ｂを回動中心軸Ｊ３および回動中心軸Ｊ４のそれぞれの軸まわりに回動させることができれば、第１の電圧Ｖ１の周波数と第２の電圧Ｖ２の周波数との組み合わせなどは、特に限定されない。
【０１４９】
本実施形態では、第２の電圧Ｖ２の周波数は、可動板９１１ｂと１対の第２の連結部９１２ｂ、９１３ｂとで構成された第２の振動系９１ｂのねじり共振周波数と等しくなるように調整されている。これにより、可動板９１１ｂの回動中心軸Ｊ３まわりの回動角を大きくすることができる。
また、第１の振動系９１ａの共振周波数をｆ１［Ｈｚ］とし、第２の振動系９１ｂの共振周波数をｆ２［Ｈｚ］としたとき、ｆ１とｆ２とが、ｆ２＞ｆ１の関係を満たすことが好ましく、ｆ２≧１０ｆ１の関係を満たすことがより好ましい。これにより、より円滑に、可動板９１１ｂを回動中心軸Ｊ３まわりに第１の電圧Ｖ１の周波数で回動させつつ、回動中心軸Ｊ４まわりに第２の電圧Ｖ２の周波数で回動させることができる。
【０１５０】
第１の電圧発生部９４３ａおよび第２の電圧発生部９４３ｂは、それぞれ、制御部１２ｃに接続され、制御部１２ｃからの信号に基づき駆動する。このような第１の電圧発生部９４３ａおよび第２の電圧発生部９４３ｂには、電圧重畳部９４３ｃが接続されている。
電圧重畳部９４３ｃは、コイル９４２に電圧を印加するための加算器９４３ｄを備えている。加算器９４３ｄは、第１の電圧発生部９４３ａから第１の電圧Ｖ１を受けるとともに、第２の電圧発生部９４３ｂから第２の電圧Ｖ２を受け、これらの電圧を重畳しコイル９４２に印加するようになっている。
【０１５１】
以上のような構成の光スキャナー９は、次のようにして駆動する。
例えば、図２４（ａ）に示すような第１の電圧Ｖ１と、図２４（ｂ）に示すような電圧Ｖ２とを電圧重畳部９４３ｃにて重畳し、重畳した電圧をコイル９４２に印加する（この重畳された電圧を「電圧Ｖ３」ともいう）。
すると、電圧Ｖ３中の第１の電圧Ｖ１成分によって、永久磁石９４１のＳ極側をコイル９４２に引き付けようとするとともに、Ｎ極側をコイル９４２から離間させようとする磁界と、永久磁石９４１のＳ極側をコイル９４２から離間させようとするとともに、Ｎ極側をコイル９４２に引き付けようとする磁界とが交互に切り換わる。これにより、第１の連結部９１２ａ、９１３ａを捩れ変形させつつ、駆動部９１１ａが可動板９１１ｂとともに、第１の電圧Ｖ１の周波数で回動中心軸Ｊ３まわりに回動する。
【０１５２】
なお、第１の電圧Ｖ１の周波数は、第２の電圧Ｖ２の周波数に比べて極めて低く設定されており、また、第１の振動系９１ａの共振周波数は、第２の振動系９１ｂの共振周波数よりも低く設計されている。そのため、第１の振動系９１ａは、第２の振動系９１ｂよりも振動しやすくなっており、第１の電圧Ｖ１成分によって、可動板９１１ｂが回動中心軸Ｊ４まわりに回動してしまうことを防止することができる。
【０１５３】
一方、電圧Ｖ３中の第２の電圧Ｖ２成分によって、永久磁石９４１のＳ極側をコイル９４２に引き付けようとするとともに、Ｎ極側をコイル９４２から離間させようとする磁界と、永久磁石９４１のＳ極側をコイル９４２から離間させようとするとともに、Ｎ極側をコイル９４２に引き付けようとする磁界とが交互に切り換わる。これにより、第２の連結部９１２ｂ、９１３ｂを捩れ変形させつつ、可動板９１１ｂが第２の電圧Ｖ２の周波数で回動中心軸Ｊ４まわりに回動する。
なお、第２の電圧Ｖ２の周波数が第２の振動系９１ｂのねじり共振周波数と等しいため、第２の電圧Ｖ２によって、支配的に可動板９１１ｂを回動中心軸Ｊ４まわりに回動させることができる。そのため、第２の電圧Ｖ２によって、可動板９１１ｂが駆動部９１１ａとともに回動中心軸Ｊ３まわりに回動してしまうことを防止することができる。
【０１５４】
以上のような光スキャナー９によれば、１つの光スキャナーで２次元的に表示光ＬＬ”を走査でき、表示光走査部２４の省スペース化を図ることができる。また、例えば、第１実施形態のように１対の光スキャナーを用いる場合には、これら光スキャナーの相対的位置関係を高精度に設定しなければならないが、本実施形態ではその必要がないため、製造の容易化を図ることができる。
このような第４実施形態によっても、第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。
【０１５５】
＜第５実施形態＞
次に、本発明の画像形成装置の第５実施形態について説明する。
図２５は、本発明の第５実施形態に係る画像描画装置が備えるアドレス光走査部の光スキャナーを示す断面図。なお、以下では、説明の便宜上、図２５中の上側を「上」、下側を「下」と言う。
【０１５６】
以下、第５実施形態の画像形成装置について、前述した実施形態の画像形成装置との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
第５実施形態の画像形成装置は、アドレス光走査部が有する光スキャナーの構成が異なる以外は、前述した画像形成装置とほぼ同様である。なお、前述した第１実施形態と同様の構成には、同一符号を付してある。
図２５に示すように、本実施形態の光スキャナー３Ｄでは、振動系３ａの向きが前述した第１実施形態に対して逆になっている。すなわち、前述した実施形態で基台３３側に位置していた面が基台３３と反対側に位置し、基台３３と反対側に位置していた面が基台３３側に位置するように設けられている。
【０１５７】
また、本実施形態の可動板３１Ｄは、各連結部４、５、６、７と連結する基部３１３Ｄと、柱部３１４Ｄを介して基部３１３Ｄに固定された光反射板３１５Ｄとを有している。このような可動板３１Ｄでは、光反射板３１５Ｄの上面に光反射部３１２が設けられている。可動板３１Ｄをこのような構成とすることにより、光スキャナー３Ｄの大型化を防止しつつ、光反射部３１２の面積を大きくすることができる。これにより、光反射部３１２で、より光束の太いアドレス光ＬＬ’を反射することができる。そのため、アドレス光ＬＬ’を効率的に表示面１１ａ上に走査することができる。また、光反射部３１２での光反射によって発生する熱を各連結部４、５、６、７に伝達し難くすることができ、連結部４、５、６、７の熱膨張を抑制することができる。各連結部４、５、６、７への熱の伝達を防止するという観点からすれば、柱部３１４Ｄを優れた断熱性を有する材料で構成してもよい。
【０１５８】
なお、光反射板３１５Ｄの形状および大きさとしては、光スキャナー３Ｄの駆動を阻害しない限り、如何なるものであってもよいが、例えば、Ｘ軸方向において一対の非変形部４２１３、６２１３間に収まり、Ｙ軸方向において一対の非変形部５２１３、７２１３間に収まるような形状および大きさであるのが好ましい。これにより、各連結部４、５、６、７の第１の軸部４２、５２、６２、７２が屈曲した際の、駆動板側軸部４２３、５２３、６２３、７２３のいずれかと光反射板３１５Ｄとの接触を確実に防止することができる。
【０１５９】
具体的に、光反射板３１５Ｄの平面視形状としては、例えば、一対の非変形部４２１３、６２１３の離間距離よりも小さい直径の円形であることが好ましい。また、Ｘ軸方向の長さが一対の非変形部４２１３、６２１３の離間距離より短く、Ｙ軸方向の長さが一対の非変形部５２１３、７２１３の離間距離より短い矩形でることも好ましい。
このような第５実施形態によっても、第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。
以上説明したような画像形成装置は、例えば、背面投影型表示装置（リア型プロジェクター）に好適に適用することができる。その結果、優れた描画特性を有するリア型プロジェクターを提供することができる。
【０１６０】
図２５に示すように、リア型プロジェクター１００は、プロジェクター１２と、導光ミラー１１０と、スクリーン１１とが筐体１２０に配置された構成を有している。スクリーン１１は、第１の基板１１１側を筐体１２０内に向けて配置されている。このようなリア型プロジェクター１００は、プロジェクター１２から出射されたアドレス光ＬＬ’および表示光ＬＬ”を導光ミラー１１０によって反射して、スクリーン１１の表示面１１ａに走査するように構成されている。
なお、リア型プロジェクター１００では、観察者は、スクリーン１１を裏側（表示面１１ａと反対側）から視認するため、プロジェクター１２は、表示面１１ａに、観察者に観察させたい画像の鏡像が表示されるようにアドレス光ＬＬ’および表示光ＬＬ”を走査することが好ましい。
【０１６１】
以上、本発明の画像形成装置および背面投影型表示装置を、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、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。また、本発明は、前記各実施形態のうちの、任意の２以上の構成（特徴）を組み合わせたものであってもよい。
【符号の説明】
【０１６２】
１‥‥画像形成装置 １１‥‥スクリーン １１ａ‥‥表示面 １１ｂ‥‥光拡散領域 １１１‥‥第１の基板 １１１ａ‥‥第１の電極 １１２‥‥光導電膜 １１３、１１５‥‥配向膜 １１４‥‥液晶高分子複合層（液晶層） １１４ａ‥‥液晶 １１４ｂ‥‥高分子 １１６‥‥第２の基板 １１６ａ‥‥第２の電極 １１７‥‥電圧印加手段 １１８‥‥スクリーン本体 １２‥‥プロジェクター １２ａ‥‥ベクタースキャンモジュール １２ｂ‥‥ラスタースキャンモジュール １２ｃ‥‥制御部 １３‥‥反射ミラー ２１‥‥アドレス光用光源ユニット（アドレス光出射部） ２１１ｉ‥‥レーザー光源 ２１２ｉ‥‥コリメーターレンズ ２１３ｉ‥‥ダイクロイックミラー ２２‥‥アドレス光走査部 ２３‥‥表示光用光源ユニット（表示光出射部） ２３１ｒ、２３１ｇ、２３１ｂ‥‥レーザー光源 ２３２ｒ、２３２ｇ、２３２ｂ‥‥コリメーターレンズ ２３３ｒ、２３３ｇ、２３３ｂ‥‥ダイクロイックミラー ２４、２４Ａ‥‥表示光走査部 ２５、２７‥‥光スキャナー ２６、２８、２８Ａ‥‥角度検出手段 ２５１‥‥基体 ２５１ａ、２７１ａ‥‥可動板 ２５１ｂ‥‥支持部 ２５１ｃ、２５１ｄ‥‥連結部 ２５１ｅ、２７１ｅ‥‥光反射部 ２５２‥‥スペーサー部材 ２５３‥‥対向基板 ２５４‥‥永久磁石 ２５５‥‥コイル ２５６‥‥電圧印加手段 ２５７‥‥駆動手段 ２６１‥‥圧電素子 ２６２‥‥起電力検出部 ２６３‥‥角度検知部 ２９‥‥ガルバノミラー ２９１‥‥反射面 ２９２‥‥ミラー部 ２９３‥‥回転軸 ２９４‥‥モーター ３、３Ｄ‥‥光スキャナー ３ａ‥‥振動系 ３１、３１Ｄ‥‥可動板 ３１１‥‥面 ３１２‥‥光反射部 ３１３Ｄ‥‥基部 ３１４Ｄ‥‥柱部 ３１５Ｄ‥‥光反射板 ３２‥‥支持部 ３３‥‥基台 ３３１‥‥基部 ３３２‥‥枠部 ４、５、６、７‥‥連結部 ４１、５１、６１、７１‥‥駆動板 ４１１‥‥貫通孔 ４２、５２、６２、７２‥‥第１の軸部 ４２１、５２１、６２１、７２１‥‥応力緩和部 ４２２、５２２、６２２、７２２‥‥可動板側軸部 ４２３、５２３、６２３、７２３‥‥駆動板側軸部 ４２１１、４２１２、５２１１、５２１２、６２１１、６２１２、７２１１、７２１２‥‥変形部 ４２１３、５２１３、６２１３、７２１３‥‥非変形部 ４２１４、４２１５、５２１４、５２１５、６２１４、６２１５、７２１４、７２１５‥‥接続部 ４３、５３、６３、７３‥‥第２の軸部 ８‥‥変位手段 ８１‥‥第１の変位手段 ８１１、８２１、８３１、８４１‥‥永久磁石 ８１２、８２２、８３２、８４２‥‥コイル ８１３、８２３、８３３、８４３‥‥電源 ８２‥‥第２の変位手段 ８３‥‥第３の変位手段 ８４‥‥第４の変位手段 ８５‥‥コイル固定部 ８５１‥‥突出部 ９‥‥光スキャナー ９１‥‥基体 ９１ａ‥‥第１の振動系 ９１ｂ‥‥第２の振動系 ９１ｃ‥‥支持部 ９１ｄ‥‥光反射部 ９２‥‥対向基板 ９３‥‥スペーサー部材 ９１１ａ‥‥駆動部 ９１２ａ、９１３ａ‥‥第１の連結部 ９１１ｂ‥‥可動板 ９１２ｂ、９１３ｂ‥‥第２の連結部 ９４１‥‥永久磁石 ９４２‥‥コイル ９４３‥‥電圧印加手段 ９５ａ、９５ｂ‥‥圧電素子 ９４１ａ‥‥凹部 ９４３ａ‥‥第１の電圧発生部 ９４３ｂ‥‥第２の電圧発生部 ９４３ｃ‥‥電圧重畳部 ９４３ｄ‥‥加算器 １００‥‥リア型プロジェクター １１０‥‥導光ミラー １２０‥‥筐体 Ｓ‥‥ステージ ＬＬ’‥‥アドレス光 ＬＬ”‥‥表示光 ＲＲ、ＧＧ、ＢＢ‥‥レーザー光
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示面を有するスクリーンと、前記表示面に光を走査することにより画像を描画するプロジェクターとを有し、
前記スクリーンは、前記表示面の各部位にて独立して、光を透過する光透過状態と光を拡散する光拡散状態とを選択でき、アドレス光が照射された前記部位が前記光拡散状態となり、前記アドレス光が照射されない前記部位が前記光透過状態となるように構成され、
前記プロジェクターは、前記表示面の該表示面に表示する画像に対応した領域が前記光拡散状態となるように前記アドレス光を前記表示面にベクター走査するベクター走査部と、前記画像を表示するための表示光を前記アドレス光の照射によって前記光拡散状態となった領域にラスター走査するラスター走査部とを有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記アドレス光は、赤外線である請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記ラスター走査部は、前記表示光を出射する表示光出射部および前記表示光を反射し前記表示面へ走査する表示光走査部を有し、
前記ベクター走査部は、前記アドレス光を出射するアドレス光出射部および前記アドレス光を反射し前記表示面へ走査するアドレス光走査部を有している請求項１または２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記表示光走査部および前記アドレス光走査部は、それぞれ、光反射性を有する光反射部を備えた可動板が少なくとも一方向または互いに直交する二方向へ回動可能に設けられ、当該回動によって前記光反射部で反射した光を前記表示面に走査する光スキャナーを有している請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記アドレス光走査部が有する前記光スキャナーは、前記可動板と、前記可動板を支持する支持部と、前記可動板と前記支持部とを連結する４つの連結部とを有し、前記４つの連結部は、前記可動板の平面視にて、前記可動板の外周に、周方向に沿って９０度間隔で設けられている請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記可動板の平面視にて直交する２軸をＸ軸およびＹ軸としたとき、
前記４本の連結部のうちの前記可動板を介して対向する一対の連結部は、前記可動板とＸ軸方向に離間配置された駆動部と、前記可動板と前記駆動部とを連結しＸ軸方向に延在する第１の軸部と、前記駆動部と前記支持部とを連結しＹ軸方向に延在する第２の軸部とを有し、
前記４本の連結部のうちの他の一対の連結部は、前記可動板とＹ軸方向に離間配置された駆動部と、前記可動板と前記駆動部とを連結しＹ軸方向に延在する第１の軸部と、前記駆動部と前記支持部とを連結しＸ軸方向に延在する第２の軸部とを有し、
前記４本の連結部の前記第１の軸部は、それぞれ、該第１の軸部の長手方向の途中で屈曲する請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記４本の連結部の前記第１の軸部は、それぞれ、前記可動板と前記駆動部の間に設けられた応力緩和部と、前記応力緩和部と前記可動板とを連結し中心軸まわりに捩じり変形可能な可動板側軸部と、前記応力緩和部と前記駆動部とを連結する駆動部側軸部とを有し、前記応力緩和部で屈曲する請求項６に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記４本の連結部の前記応力緩和部は、それぞれ、前記可動板の平面視にて、可動板側軸部および駆動部側軸部の延在方向に直交する方向に延在し、中心軸まわりに捩じり変形する一対の変形部を有し、前記一対の変形部のうちの一方の前記変形部は、前記可動板側軸部に連結され、他方の前記変形部は、前記駆動部側軸部に連結されている請求項７に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記４本の連結部の前記応力緩和部は、それぞれ、前記一対の変形部の間に設けられ、前記変形部の延在方向と平行な方向に延在し、中心軸まわりに捩じり変形しない非変形部を有している請求項８に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記可動板を前記支持部に対して変位させる変位手段を有し、
前記変位手段は、前記４本の連結部に対応して４つ設けられており、
４つの前記変位手段は、それぞれ、前記駆動部に設けられた永久磁石と、前記永久磁石に作用する磁界を発生するコイルとを有している請求項５ないし９のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記４つの変位手段において、前記永久磁石は、前記可動板の厚さ方向に両極が対向するように設けられており、前記コイルは、前記可動板の厚さ方向に直交する方向の磁界を発生させるように設けられている請求項１０に記載の画像形成装置。
【請求項１２】
前記プロジェクターは、前記表示面に表示する画像データから前記表示面の前記光拡散状態とする領域を決定し、決定された領域に前記アドレス光が照射されるとともに、前記表示光が前記アドレス光の照射によって前記光拡散状態となった領域に照射されるように、前記ラスター走査部および前記ベクター走査部の作動を制御する制御部を有している請求項３ないし１１のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項１３】
前記表示面の平面視にて互いに直交する方向を第１の方向および第２の方向としたとき、
前記ラスター走査部は、前記表示光を前記第１の方向に走査しつつ前記第２の方向に走査することにより前記表示面に走査するよう構成されており、
前記制御部は、前記画像データに基づいて、前記表示光走査部によって前記表示面に走査される前記表示光の前記第１の方向における振れ幅および前記第２の方向における振れ幅をそれぞれ決定する請求項１２に記載の画像形成装置。
【請求項１４】
前記プロジェクターは、前記スクリーンの輪郭を前記表示面に直交する方向へ延長して形成される領域内に配置されない請求項１ないし１３のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項１５】
前記プロジェクターは、前記表示面の前記プロジェクターに最も近い部位から１ｍ以内に設置されている請求項１ないし１４のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項１６】
前記スクリーンは、第１の電極が形成された光透過性を有する第１の基板と、前記アドレス光が照射された部位の電気抵抗が低下する光導電膜と、液晶が分散されている液晶層と、第２の電極が形成された光透過性を有する第２の基板とが前記表示面側からこの順で設けられている請求項１ないし１５のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項１７】
前記液晶層は、前記液晶および高分子が層分離してなる液晶高分子複合層であり、前記液晶および前記高分子は、屈折率異方性を有し、前記第１の電極および前記第２の電極間に電圧を印加することにより前記液晶高分子複合層に印加される電圧の強さに応じて、前記液晶および前記高分子が揃って配向する前記光透過状態と、前記液晶および前記高分子が異なる方向に配向する前記光拡散状態とをとるよう構成されている請求項１６に記載の画像形成装置。
【請求項１８】
前記光透過状態と前記光拡散状態とが切り替わる前記電圧の強さをＶとしたとき、前記第１の電極および前記第２の電極間に、前記液晶高分子複合層に印加される電圧の強さが前記Ｖより大きくならないような電圧を印加した状態にて、前記表示面の前記光拡散状態とする部位に前記アドレス光を照射し、前記光導電膜の前記アドレス光が照射された部位の電気抵抗を低下させることにより、前記液晶高分子複合層の前記アドレス光が照射された部位に作用する電圧の強さを前記Ｖよりも大きくし、これにより、前記表示面の前記アドレス光が照射された部位を前記光透過状態から前記光拡散状態とする請求項１７に記載の画像形成装置。
【請求項１９】
筐体と、前記筐体に固定され、表示面を有するスクリーンと、前記筐体内に配置され、前記表示面に光を走査することにより画像を描画するプロジェクターとを有し、
前記スクリーンは、前記表示面の各部位にて独立して、光を透過する光透過状態と光を拡散する光拡散状態とを選択でき、アドレス光が照射された前記部位が前記光拡散状態となり、前記アドレス光が照射されない前記部位が前記光透過状態となるように構成され、
前記プロジェクターは、前記表示面の該表示面に表示する画像に対応した領域が前記光拡散状態となるように前記アドレス光を前記表示面にベクター走査するベクター走査部と、前記画像を表示するための表示光を前記アドレス光の照射によって前記光拡散状態となった領域にラスター走査するラスター走査部とを有することを特徴とする背面投影型表示装置。
【請求項１】
表示面を有するスクリーンと、前記表示面に光を走査することにより画像を描画するプロジェクターとを有し、
前記スクリーンは、前記表示面の各部位にて独立して、光を透過する光透過状態と光を拡散する光拡散状態とを選択でき、アドレス光が照射された前記部位が前記光拡散状態となり、前記アドレス光が照射されない前記部位が前記光透過状態となるように構成され、
前記プロジェクターは、前記表示面の該表示面に表示する画像に対応した領域が前記光拡散状態となるように前記アドレス光を前記表示面にベクター走査するベクター走査部と、前記画像を表示するための表示光を前記アドレス光の照射によって前記光拡散状態となった領域にラスター走査するラスター走査部とを有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記アドレス光は、赤外線である請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記ラスター走査部は、前記表示光を出射する表示光出射部および前記表示光を反射し前記表示面へ走査する表示光走査部を有し、
前記ベクター走査部は、前記アドレス光を出射するアドレス光出射部および前記アドレス光を反射し前記表示面へ走査するアドレス光走査部を有している請求項１または２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記表示光走査部および前記アドレス光走査部は、それぞれ、光反射性を有する光反射部を備えた可動板が少なくとも一方向または互いに直交する二方向へ回動可能に設けられ、当該回動によって前記光反射部で反射した光を前記表示面に走査する光スキャナーを有している請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記アドレス光走査部が有する前記光スキャナーは、前記可動板と、前記可動板を支持する支持部と、前記可動板と前記支持部とを連結する４つの連結部とを有し、前記４つの連結部は、前記可動板の平面視にて、前記可動板の外周に、周方向に沿って９０度間隔で設けられている請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記可動板の平面視にて直交する２軸をＸ軸およびＹ軸としたとき、
前記４本の連結部のうちの前記可動板を介して対向する一対の連結部は、前記可動板とＸ軸方向に離間配置された駆動部と、前記可動板と前記駆動部とを連結しＸ軸方向に延在する第１の軸部と、前記駆動部と前記支持部とを連結しＹ軸方向に延在する第２の軸部とを有し、
前記４本の連結部のうちの他の一対の連結部は、前記可動板とＹ軸方向に離間配置された駆動部と、前記可動板と前記駆動部とを連結しＹ軸方向に延在する第１の軸部と、前記駆動部と前記支持部とを連結しＸ軸方向に延在する第２の軸部とを有し、
前記４本の連結部の前記第１の軸部は、それぞれ、該第１の軸部の長手方向の途中で屈曲する請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記４本の連結部の前記第１の軸部は、それぞれ、前記可動板と前記駆動部の間に設けられた応力緩和部と、前記応力緩和部と前記可動板とを連結し中心軸まわりに捩じり変形可能な可動板側軸部と、前記応力緩和部と前記駆動部とを連結する駆動部側軸部とを有し、前記応力緩和部で屈曲する請求項６に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記４本の連結部の前記応力緩和部は、それぞれ、前記可動板の平面視にて、可動板側軸部および駆動部側軸部の延在方向に直交する方向に延在し、中心軸まわりに捩じり変形する一対の変形部を有し、前記一対の変形部のうちの一方の前記変形部は、前記可動板側軸部に連結され、他方の前記変形部は、前記駆動部側軸部に連結されている請求項７に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記４本の連結部の前記応力緩和部は、それぞれ、前記一対の変形部の間に設けられ、前記変形部の延在方向と平行な方向に延在し、中心軸まわりに捩じり変形しない非変形部を有している請求項８に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記可動板を前記支持部に対して変位させる変位手段を有し、
前記変位手段は、前記４本の連結部に対応して４つ設けられており、
４つの前記変位手段は、それぞれ、前記駆動部に設けられた永久磁石と、前記永久磁石に作用する磁界を発生するコイルとを有している請求項５ないし９のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記４つの変位手段において、前記永久磁石は、前記可動板の厚さ方向に両極が対向するように設けられており、前記コイルは、前記可動板の厚さ方向に直交する方向の磁界を発生させるように設けられている請求項１０に記載の画像形成装置。
【請求項１２】
前記プロジェクターは、前記表示面に表示する画像データから前記表示面の前記光拡散状態とする領域を決定し、決定された領域に前記アドレス光が照射されるとともに、前記表示光が前記アドレス光の照射によって前記光拡散状態となった領域に照射されるように、前記ラスター走査部および前記ベクター走査部の作動を制御する制御部を有している請求項３ないし１１のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項１３】
前記表示面の平面視にて互いに直交する方向を第１の方向および第２の方向としたとき、
前記ラスター走査部は、前記表示光を前記第１の方向に走査しつつ前記第２の方向に走査することにより前記表示面に走査するよう構成されており、
前記制御部は、前記画像データに基づいて、前記表示光走査部によって前記表示面に走査される前記表示光の前記第１の方向における振れ幅および前記第２の方向における振れ幅をそれぞれ決定する請求項１２に記載の画像形成装置。
【請求項１４】
前記プロジェクターは、前記スクリーンの輪郭を前記表示面に直交する方向へ延長して形成される領域内に配置されない請求項１ないし１３のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項１５】
前記プロジェクターは、前記表示面の前記プロジェクターに最も近い部位から１ｍ以内に設置されている請求項１ないし１４のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項１６】
前記スクリーンは、第１の電極が形成された光透過性を有する第１の基板と、前記アドレス光が照射された部位の電気抵抗が低下する光導電膜と、液晶が分散されている液晶層と、第２の電極が形成された光透過性を有する第２の基板とが前記表示面側からこの順で設けられている請求項１ないし１５のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項１７】
前記液晶層は、前記液晶および高分子が層分離してなる液晶高分子複合層であり、前記液晶および前記高分子は、屈折率異方性を有し、前記第１の電極および前記第２の電極間に電圧を印加することにより前記液晶高分子複合層に印加される電圧の強さに応じて、前記液晶および前記高分子が揃って配向する前記光透過状態と、前記液晶および前記高分子が異なる方向に配向する前記光拡散状態とをとるよう構成されている請求項１６に記載の画像形成装置。
【請求項１８】
前記光透過状態と前記光拡散状態とが切り替わる前記電圧の強さをＶとしたとき、前記第１の電極および前記第２の電極間に、前記液晶高分子複合層に印加される電圧の強さが前記Ｖより大きくならないような電圧を印加した状態にて、前記表示面の前記光拡散状態とする部位に前記アドレス光を照射し、前記光導電膜の前記アドレス光が照射された部位の電気抵抗を低下させることにより、前記液晶高分子複合層の前記アドレス光が照射された部位に作用する電圧の強さを前記Ｖよりも大きくし、これにより、前記表示面の前記アドレス光が照射された部位を前記光透過状態から前記光拡散状態とする請求項１７に記載の画像形成装置。
【請求項１９】
筐体と、前記筐体に固定され、表示面を有するスクリーンと、前記筐体内に配置され、前記表示面に光を走査することにより画像を描画するプロジェクターとを有し、
前記スクリーンは、前記表示面の各部位にて独立して、光を透過する光透過状態と光を拡散する光拡散状態とを選択でき、アドレス光が照射された前記部位が前記光拡散状態となり、前記アドレス光が照射されない前記部位が前記光透過状態となるように構成され、
前記プロジェクターは、前記表示面の該表示面に表示する画像に対応した領域が前記光拡散状態となるように前記アドレス光を前記表示面にベクター走査するベクター走査部と、前記画像を表示するための表示光を前記アドレス光の照射によって前記光拡散状態となった領域にラスター走査するラスター走査部とを有することを特徴とする背面投影型表示装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【公開番号】特開２０１１−１８０４６２（Ｐ２０１１−１８０４６２Ａ）
【公開日】平成２３年９月１５日（２０１１．９．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−４５９３９（Ｐ２０１０−４５９３９）
【出願日】平成２２年３月２日（２０１０．３．２）
【公序良俗違反の表示】
特許法第６４条第２項第４号の規定により図面の一部または全部を不掲載とする。
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年９月１５日（２０１１．９．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月２日（２０１０．３．２）
【公序良俗違反の表示】
特許法第６４条第２項第４号の規定により図面の一部または全部を不掲載とする。
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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