CN101510009A - 振动器设备和光学偏转设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种振动器设备和光学偏转设备。一种振动器设备包括：振动系统，其包括振动器和弹性支撑构件；驱动构件，其被配置为基于驱动信号将驱动力提供给所述振动系统；以及驱动频率控制单元，其被配置为控制待输出到所述驱动构件的驱动信号的驱动频率，其中，当所述振动器的振动频率将要从当前振动频率改变到目标振动频率时，所述驱动频率控制单元将具有从所述当前驱动频率被改变并超过所述目标振动频率从而被设置成与所述目标振动频率不同的驱动频率的驱动信号临时输出到所述驱动构件，由此使得所述驱动构件驱动所述振动系统。

Description

振动器设备和光学偏转设备
技术领域
本发明涉及一种与振动器(oscillator)设备关联的技术，该振动器设备具有被支撑用于振动运动的振动器。更具体地说，本发明涉及一种振动器设备、一种使用所述振动器设备的光学偏转设备、以及一种用于振动器设备的振动系统的驱动方法。例如，这种光学偏转设备适合用于成像装置(例如扫描显示单元、激光束打印机和数字复印机)。
背景技术
与使用旋转多面镜(例如多面镜)的光学扫描光学系统相比，当前所提议的谐振类型光学偏转设备具有以下特征：所述光学偏转设备可以在尺寸方面做得非常小；功耗很低；并且在理论上，没有镜表面的表面倾斜。另一方面，在谐振类型光学偏转设备中，振动系统的振动器的谐振频率例如由于制造变化或环境(例如温度)而改变。
在传统谐振类型光学偏转设备中，通常在驱动信号的驱动频率被保持固定为谐振频率周围的频率时驱动所述设备。在此情况下，基于由振动系统的振动器以扫描方式偏转的扫描光束的位置的检测，或者，作为选择，通过使用用于检测振动器的角度的检测装置，测量扫描光束到达预定扫描位置的时间或振动器取得预定角度的时间。于是，设备如此受控，从而该时间变为等于基准时间(见日本专利申请公开2005-292627)。
然而，如果谐振频率由于制造变化或环境(例如温度)而不同，则必须在驱动的开始检测振动器的谐振频率。在此，已知的是，为了测量振动系统的谐振特性，必须改变振动器的振动频率若干次(见日本专利申请公开2005-241482)。更进一步地，已知的是，由于振动器的谐振频率甚至在驱动期间由于温度或任何其它变化因素而变化，因此必须调整振动频率，以满足这种变化(见日本专利申请公开2004-129073)。
发明内容
然而，在具有振动器和扭簧(torsion spring)的高效谐振类型振动系统中，当振动器的振动频率将要改变为目标振动频率时，即使驱动信号的驱动频率改变为目标频率，直到振动频率实际上达到目标频率也要花费一定时间。具体地说，在谐振频率周围，由于驱动力相对于惯性力较小，因此振动频率的改变具有时间常数，并且改变振动频率所必需的时间变得更长。例如，在振动系统的谐振特性的Q值在1,000左右的情况下，可能需要大约0.5秒的时间。例如，当振动系统被合并到激光束打印机中时，这对启动驱动所需的时间的长度有影响。具体地说，如果驱动频率改变若干次，以在激光束打印机的驱动的开始检测谐振频率，则驱动开始所需的时间变得较长。
本发明提供一种振动器设备和光学偏转设备，通过所述振动器设备和光学偏转设备，可以消除或者减少以上提及的不方便性中的至少一个。
根据本发明一方面，提供一种振动器设备，包括：振动系统，其包括振动器和弹性支撑构件；驱动构件，其被配置为基于驱动信号将驱动力提供给所述振动系统；和驱动频率控制单元，其被配置为控制待输出到所述驱动构件的驱动信号的驱动频率；其中，当所述振动器的振动频率将要从当前振动频率改变为目标振动频率时，所述驱动频率控制单元将具有从所述当前驱动频率被改变并超过所述目标振动频率从而被设置成与所述目标振动频率不同的驱动频率的驱动信号临时输出到所述驱动构件，由此使得所述驱动构件驱动所述振动系统。
所述驱动频率控制单元可以将具有如下驱动频率的驱动信号临时输出到所述驱动构件，由此使得所述驱动构件驱动所述振动系统，其中所述驱动频率是由于将大于当前振动频率与目标振动频率之间的差的绝对值的频率改变应用于所述当前振动频率而得到。
所述振动器设备可以进一步包括：检测装置，其被配置为检测所述振动器的振动频率，其中，在所述驱动信号改变为具有与目标振动频率不同的驱动频率的驱动信号之后，并且直到由所述检测装置检测到的所述振动器的振动频率的改变满足预定条件为止，所述驱动频率控制单元可以将不同于所述目标振动频率的驱动频率的驱动信号输出到所述驱动构件，并且其中，在此之后，所述驱动频率控制单元将等于所述目标振动频率的驱动频率的驱动信号输出到所述驱动构件，由此使得所述驱动构件驱动所述振动系统。
所述驱动频率控制单元可以将不同于所述目标振动频率的驱动频率的驱动信号输出到所述驱动构件达到预定时间，并且在此之后，所述驱动频率控制单元可以将具有等于所述目标振动频率的驱动频率的驱动信号输出到所述驱动构件，由此使得所述驱动构件驱动所述振动系统。
所述驱动频率控制单元可以基于所述振动系统的特性确定所述驱动信号的频率的临时改变量以及所述预定时间中的至少一个。
所述驱动频率控制单元可以基于所述振动系统的谐振频率与所述目标振动频率之间的差确定所述驱动信号的频率的临时改变量和所述预定时间中的至少一个。
所述振动系统可以包括多个振动器和多个弹性支撑构件，其中，其谐振频率可以具有基波的基频和近似于n倍基频的n倍频率，其中，n是不小于2的整数，其中，所述驱动频率控制单元可以将具有按分别与基波和n倍波对应的1:n的比率的驱动频率分量的驱动信号输出到所述驱动构件，以使得所述驱动构件驱动所述振动系统，其中，当以与所述基波对应的驱动频率分量的驱动信号激活的所述振动系统的所述振动器的振动频率从所述当前振动频率改变到所述目标振动频率时，所述驱动频率控制单元可以将具有对应于所述基波的并且从与当前基波对应的驱动频率被改变并超过所述目标振动频率从而被设置成与所述目标振动频率不同的驱动频率分量的驱动信号临时输出到所述驱动构件，由此使得所述驱动构件驱动所述振动系统。
根据本发明另一方面，提供一种光学偏转设备，其包括如上所述的振动器设备，其中，所述振动器中的至少一个被提供有光学偏转元件，所述光学偏转元件被配置为对入射在其上的光进行偏转。
根据本发明再一方面，提供一种用于振动器设备的振动系统的驱动方法，所述振动器设备包括：振动系统，其具有振动器和弹性支撑构件；和驱动构件，其被配置为基于驱动信号将驱动力提供给所述振动系统，其中，当所述振动器的振动频率将要从当前振动频率改变为目标振动频率时，具有从所述当前驱动频率被改变并超过所述目标振动频率从而被设置成与所述目标振动频率不同的驱动频率的驱动信号被临时输出到所述驱动构件，由此使得所述驱动构件驱动所述振动系统。
根据本发明，所述驱动信号的驱动频率临时改变超过以上提及的目标振动频率，从而可以缩短改变振动系统的振动器的振动频率所需的时间。
通过结合附图考虑本发明优选实施例的以下描述，本发明的这些和其它目的、特征和优点将变得更加清楚。
附图说明
图1是根据本发明第一实施例的光学偏转设备的示意图。
图2是示出第一实施例的光学偏转设备中的扫描光的偏转角的示图。
图3是示出光学偏转设备的扫描光的偏转角相对于时间的改变的示图。
图4是示出第一实施例的操作流程的示图。
图5是示出第一实施例中的频率相对于时间的改变的示图。
图6是根据本发明第二实施例的光学偏转设备的示意图。
图7是示出第二实施例的操作流程的示图。
图8是示出第二实施例中的频率相对于时间的改变的示图。
图9是根据本发明第三实施例的光学偏转设备的示意图。
图10是示出第三实施例的光学偏转设备中的扫描光的偏转角的示图。
具体实施方式
现将参照附图描述本发明优选实施例。
[第一实施例]
图1是当本发明应用于光学偏转设备时第一实施例的示意图。在该实施例中，光学偏转构件(光学扫描仪)包括：振动系统，其包括一个振动器101和扭簧(弹性支撑构件)111；和支撑构件121，其用于支撑振动系统100。驱动构件120接收驱动信号，并且，例如，响应于此，其基于电磁系统、静电系统或压电系统而将驱动力提供给振动系统100。
在电磁驱动的情况下，作为示例，可以在振动器上提供永磁体，并且可以将用于将磁场施加到这个永磁体的电线圈部署为接近于振动器。永磁体和电线圈的部署可以是相反的。
在静电驱动的情况下，可以在振动器上形成电极，并且电极可以被形成得接近于振动器，所述电极用于在振动器与该电极之间施加静电力。
在压电驱动的情况下，可以在振动系统或振动系统的固定支撑构件上提供压电元件，并且可以由此施加驱动力。
振动器101具有光学偏转元件(例如其表面上的反射镜)，用于以偏转方式反射来自光源131的光束132，以对其进行扫描。扫描光133在单个扫描周期期间两次穿过光接收元件(检测装置)140。控制单元150基于扫描光133穿过光接收元件140的时间而生成驱动信号，并且这个驱动信号被输出到驱动构件120。
图2示出借助于光学偏转设备的振动器101的反射镜的扫描光133的偏转角。光学扫描仪的光接收元件140被部署在其可以接收具有小于光学扫描仪的最大偏转角的偏转角的扫描光133的位置(设置角θBD的位置)。虽然在图2中，光接收元件140被部署在光学扫描仪的光路径处，但光接收元件140可以被部署在由分离的反射镜所进一步偏转的扫描光的光路径处。
将更详细地描述控制单元150的结构和操作。
测量构件152取得光接收元件140的输出信号，并且对于扫描光133的检测时刻测量时间t1和时间t2。图3示出借助于光学扫描仪的扫描光133的偏转角θ相对于时间的改变以及与扫描光133穿过光接收元件140的设置位置的设置角θBD的时刻有关的前述时间t1和时间t2。可以通过检测时刻的时间不大于驱动信号的半周期的时间被取作t1而另一时间被取作t2的方式来区分时间t1和t2。扫描光133的偏转角θ相对于时间的改变与振动器101以特定振动频率振动的振动状态对应。
基于图3所示的检测时间t1与由控制器151设置的目标时间153之间的差Δt1，驱动幅度控制单元154控制待输出到驱动构件120的驱动信号的幅度。另一方面，基于从时间测量构件152输出的检测时间t1和时间t2，驱动频率控制单元156检测振动器101的当前振动频率。于是，基于检测到的当前振动频率以及由控制器151设置的目标振动频率155，设置驱动信号的驱动频率。波形发生器157生成由驱动频率控制单元156设置的驱动频率的波形。在此，由于应该基于如上所述的时间测量构件152的输出来确定驱动信号的一个幅度和一个频率，因此检测装置可以被如此配置，从而提供一个光接收元件140来测量检测时间t1和t2。
图4是示出在该实施例中的驱动频率控制单元156的操作步骤的过程的操作流程图。图5示出在该实施例中驱动信号的驱动频率和振动器101的振动频率相对于时间的改变。以下将描述操作流程以及振动频率的相对于时间的改变。
在扫描光133正常穿过光接收元件140的振动器101的振动状态下，当由控制器151设置目标振动频率ft155时，驱动频率控制单元156操作，以检测目标振动频率ft155与当前驱动频率fd0之间的差ft-d。其后，基于由此检测到的差，使用以下的等式(1)确定驱动信号的频率fd1，并且在波形发生器157内设置驱动信号的频率fd1。以此方式，具有已经从当前驱动频率被改变超过目标振动频率从而临时被设置成不同于目标振动频率的驱动频率的驱动信号被输出到驱动构件120，以使得所述驱动构件120驱动振动系统100。
fd1＝fd0+A1ft-d            ...(1)
在此，如图5所示，A1应该优选地具有大于1的正值。根据实验结果，已经发现，2至3左右的值是优选的。更进一步地，A1可以根据例如振动系统100的Q值或来自振动系统100的谐振频率的ft与fd0之间的差的参数而改变。或者，可以使用基于这些参数的函数或表来确定A1。通常，Q值越大，A1的设置值越大。更进一步地，ft和fd0越接近于谐振频率，A1的设置值越大。如上所述，在该实施例中，基于例如振动系统的Q值的特性，例如，驱动频率控制单元156可以确定驱动信号的频率的临时改变量。更进一步地，可以基于振动系统的谐振频率与目标振动频率之间的差确定驱动信号的频率的临时改变量。
待在驱动频率控制单元156中设置的值可以是基于目标振动频率ft与当前驱动频率fd0之间的差ft-d的。在此情况下，驱动频率控制单元156响应于此而根据上述等式(1)确定fd1。通过如上所述的方式，该实施例的驱动频率控制单元156将具有如下驱动频率的驱动信号临时输出到驱动构件120，由此驱动振动系统100，所述驱动频率是通过将大于当前振动频率与目标振动频率之间的差的绝对值的频率改变应用于当前振动频率而产生的。在此应注意，虽然在使用图5的说明中，当前驱动频率低于目标振动频率，但即使当前驱动频率高于目标振动频率，也可以相似地临时改变驱动频率。在此情况下，具有从当前驱动频率向下被改变超过目标振动频率而被使得不同于目标振动频率的驱动频率的驱动信号可以被输出到驱动构件120。就上述等式(1)而言，差ft-d具有负值。
在该实施例中，驱动频率控制单元156在以驱动信号频率fd1进行驱动(图5中的时间段(1))期间进一步检测当前振动频率fn，并且执行当前振动频率fn与目标振动频率ft155的比较。作为比较的结果，如果当前振动频率fn匹配于目标振动频率ft155(图5中的时刻(2))，则驱动频率改变为等于目标振动频率ft155的驱动信号频率fd2，例如以下等式(2)所示出。
fd2＝ft             ...(2)
以此方式，基于检测到的当前振动频率以及由控制器151设置的目标振动频率155，驱动频率控制单元156设置驱动信号的驱动频率。于是，波形发生器157生成由驱动频率控制单元156设置的驱动频率的波形，并且以驱动信号频率fd2进行的驱动被执行。换句话说，振动器设备被提供有：检测装置(包括光接收元件140和时间测量构件152等等)，用于检测振动器101的振动频率；和驱动频率控制单元156，其被配置为在将驱动信号改变为具有不同于目标振动频率的驱动频率的驱动信号之后，如下进行操作。也就是说，直到由检测装置检测到的振动器101的振动频率的改变满足预定条件为止，驱动频率控制单元将具有不同于目标振动频率的驱动频率的驱动信号临时输出到驱动构件。于是，在此之后，其将具有等于目标振动频率的驱动频率的驱动信号输出到驱动构件120，并且使得驱动构件120驱动振动系统100。
在该实施例中，产生改变为超过目标振动频率的驱动频率的时间(即直到满足预定条件的时间段)是等于当前振动频率fn和目标振动频率ft155匹配的时刻。然而，并非总是必须将时间设置为直到这些频率匹配的时刻。在这些频率不匹配的时刻，驱动频率可以被取作ft。在当前振动频率fn满足特定区分条件时(例如在当前振动频率fn以必要频率精度进入ft的范围的时刻)，驱动频率可以被取作ft。
更进一步地，驱动信号的频率的改变并非一定限于一次。其可以在所述时间间隔期间改变若干次，直到振动器的振动频率变为等于目标振动频率ft155。例如，每次|fn-ft|达到预定值，驱动信号的频率可以根据等式(1)而改变，并且可以最终以与目标振动频率ft155对应的驱动信号频率fd2来进行驱动。在此情况下，在改变的时间在等式(1)中A1的大小可以被转换。
更进一步地，虽然在该实施例中，通过使用扫描光133和光接收元件140来检测振动器101的振动频率，但可以使用任何其它检测元件(例如可以检测振动频率的压电元件)。例如，可以在弹性支撑构件111上提供压电传感器，或者可以使用电容(electro-capacitance)传感器或磁传感器。
如前所述，该实施例的光学偏转设备包括包含前述结构的振动系统的振动器设备，其中，光学偏转元件被部署在一个振动器上，以使得入射在这个光学偏转元件上的光束偏转。
更进一步地，驱动该实施例的振动器设备的方法可以包括以下步骤，其中该振动器设备包括：振动系统，其具有振动器和弹性支撑构件；以及驱动构件，其用于基于驱动信号将驱动力提供给振动系统。也就是说，当振动器的振动频率将要从当前振动频率改变为目标振动频率时，具有从当前驱动频率改变并超过目标振动频率的、被设置成不同于目标振动频率的驱动频率的驱动信号被临时输出到驱动构件，以使得所述驱动构件驱动所述振动系统。
在如上所述的该实施例中，通过使得A1的值大于1，可以加速振动器101的振动频率的改变，并且因此，可以缩短直到达到目标振动频率的时间。本实施例的振动系统可以被制成具有相对高的Q值的MEMS(微电子机械系统)的振动系统。与传统方法相比，在这样的振动系统中，改变驱动信号的驱动频率以如前所述朝向目标振动频率来控制振动频率的方法是非常独特的构思。
[第二实施例]
图6是当本发明应用于光学偏转设备时第二实施例的示意图。在本实施例的光学偏转设备中的扫描光的偏转角的改变以及使用光接收元件140和时间测量构件152对检测时间t1和t2进行检测的方法还有驱动幅度控制单元154的操作与已经参照第一实施例描述的相似。本实施例与第一实施例的不同之处在于，驱动频率控制单元156操作，以基于来自定时器158的测量时间的信号，而不是基于来自时间测量构件152的信号，临时改变驱动频率仅达到固定预定时间。自然，这个固定时间可以改变。
同样在该实施例中，驱动频率控制单元156基于从时间测量构件152输出的检测时间间隔t1和t2检测振动器101的当前振动频率。于是，基于检测到的当前振动频率以及由控制器151设置的目标振动频率155，设置驱动信号的驱动频率。波形发生器157生成由驱动频率控制单元156设置的驱动频率的波形。
图7是示出如上所述的在本实施例中驱动频率控制单元156和定时器158的操作的细节的流程图。图8示出在该实施例中驱动频率和振动频率相对于时间的改变。
当在扫描光133正常穿过光接收元件140的振动器101的振动状态下，由控制器151设置目标振动频率ft155时，驱动频率控制单元156操作，以检测目标振动频率ft155与检测到的当前驱动频率fd0之间的差ft-d。于是，基于检测到的差，根据等式(1)确定驱动信号的频率fd1，并且在波形发生器157内设置驱动信号的频率fd1。在此，A1应该期望地具有大于1的正值，并且这恰与第一实施例相同。
在该实施例中，在开始以驱动信号频率fd1进行驱动之后，定时器158测量时间。当预定时间tw逝去时，其将信号输出到驱动频率控制单元156。当驱动频率控制单元156检测到来自定时器158的信号时，其进行操作，以按等于如等式(2)所示的目标振动频率ft的驱动信号频率fd2执行驱动。
在此，预定时间tw与当执行基于由特定A1所确定的驱动频率fd1的驱动信号的驱动时频率从驱动频率fd0改变到目标振动频率ft所需的时间对应。
在此，预先测量时间tw，并且将其存储在表中。可以不预先测量时间tw，但可以例如通过使用基于某些特性(例如振动系统100的Q值)的特定函数检测时间tw。更进一步地，其可以根据例如Q值的差、相对于谐振频率的振动系统的ft或fd0的参数而改变。在该实施例中，如上所述，驱动频率控制单元156可以基于振动系统100的特性确定驱动信号的频率的临时改变量(由A1设置)和前述预定时间中的至少一个。更进一步地，基于振动系统100的谐振频率与目标振动频率之间的差，可以确定驱动信号的频率的临时改变量(由A1设置)和预定时间中的至少一个。
此前所描述的本实施例的驱动频率控制单元将具有不同于目标振动频率的驱动频率的驱动信号输出到驱动构件120达到预定时间。在此之后，其将等于目标振动频率的驱动频率的驱动信号输出到驱动构件120，以使得驱动构件120驱动振动系统100。
同样在本实施例中，驱动信号的频率的改变不必限于单次。其可以改变若干次，直到振动器的振动频率达到目标振动频率ft155。
同样在本实施例中，通过使得A1的值大于1，可以加速振动器101的振动频率的改变，并且可以缩短直到达到目标振动频率的时间。
[第三实施例]
图9是当本发明应用于光学偏转设备时第三实施例的示意图。在该实施例中，光学偏转构件(光学扫描仪)包括：振动系统100，其至少包括第一振动器101、第二振动器102、第一扭簧111和第二扭簧112；支撑构件121，其用于支撑振动系统100。作为弹性支撑构件的第一扭簧111将第一振动器101与第二振动器102彼此连接。作为弹性支撑构件的第二扭簧112连接到第二振动器102，从而其具有与第一扭簧111的扭轴对准的扭轴。本实施例的振动系统100应该包括至少两个振动器和两个扭簧。如图9所示，该振动系统可以包括三个或更多振动器以及三个或更多扭簧。
在该实施例中，第一振动器101具有在其表面上形成的反射镜，并且由此，来自光源131的光束132被扫描。驱动构件120的功能以及控制单元150的操作基本上与第二实施例相同。
图10示出借助于光学偏转设备的第一振动器101的反射镜的扫描光133的偏转角。光学扫描仪包括第一光接收元件141和第二光接收元件142，其被部署在它们可以接收小于光学扫描仪的最大偏转角的偏转角的扫描光133的位置(设置角θBD1和设置角θBD2的位置)。同样在该实施例中，在图10中，第一光接收元件141和第二光接收元件142被部署在光学扫描仪的光路径上。然而，第一光接收元件141和第二光接收元件142可以被部署在由分离的反射镜更进一步地偏转的扫描光的光路径上。在该示例中，由于必须基于时间测量构件152的输出确定驱动信号的两个幅度和相位以及一个频率，因此该结构应该是这样的以使得提供两个光接收元件140，从而使得能够测量比可通过第二实施例获得的检测时间的次数大的检测时间。
在该实施例中，振动系统100被配置为同时生成由作为基频的基波所激活的第一振动运动，以及由作为近似于n倍基频的频率的n倍波所激活的第二振动运动。也就是说，本实施例的光学偏转设备的扫描光的偏转角θ如下。当分别由B1、ω1和
Figure A200910007446D0016115015QIETU
表示第一振动运动的幅度、频率(角频率)和相位，分别由B2、ω2和
Figure A200910007446D0016115023QIETU
表示第二振动运动的幅度、频率(角频率)和相位，并且由t表示相对于被选取作为原点或基准时间的适当时刻的时间时，偏转角θ可以被表示为以下的等式(3)。由于第一振动器101的振动状态和扫描光的偏转角θ按一对一关系彼此对应，因此使用该等式同样可以基本上表示第一振动器101的振动状态。
Figure A200910007446D0016115039QIETU
                                    ...(3)
为了实现振动器101的这种振动状态，如此驱动振动系统100，从而根据本实施例的具有两个自然振动模式的振动器设备的驱动信号使得能够驱动第一振动器101，以产生由包括两个正弦波项的前述等式所表示的振动。可以使用任何驱动信号，如果它驱动第一振动器101以确保这种振动状态。例如，可以使用通过合成基波与n倍正弦波而提供的驱动信号。或者，甚至可以使用类似脉冲的驱动信号。在此情况下，可以通过调整每一正弦波的幅度和相位来获得期望的驱动信号。如果类似脉冲的信号用于执行驱动，则可以通过相对于时间改变脉冲的数量、间距或宽度来生成期望的驱动信号。在此，一旦确定了驱动信号的基波的驱动频率，就通过对基波的驱动频率进行n倍运算而自动确定驱动信号的n倍波的驱动频率。结果，应该如上所述确定驱动信号的两个幅度和相位以及一个频率，并且，为此，提供第一光接收元件141和第二光接收元件142。在此应注意，在该实施例中，近似整数倍指的是当基波的频率是f1并且n倍波的频率是f2时满足以下关系式的情况：
0.98N≤f2/f1≤1.02N
其中，N是不小于2的整数
在该实施例中，在第二实施例中的振动频率指的是由基波激活的第一振动器101的第一振动运动的振动频率(等式(3)中的ω1)，驱动频率指的是与驱动信号的基波的频率对应的驱动频率。从由时间测量构件152测量的检测时间检测与基波对应的振动频率，并且基于该频率以及目标振动频率ft155，控制与驱动信号的基频对应的驱动频率。如果第二实施例的驱动频率的振动频率被这些频率替代，则已经参照第二实施例进行的说明被应用作为本实施例的操作的说明。
因此，在该实施例中，基于由时间测量构件152测量的检测时间与由控制器151设置的目标时间153之间的差，驱动幅度控制单元154控制驱动信号的基波以及n倍的波的幅度和相位，从而扫描光跟踪预定轨迹。
本实施例的驱动频率控制单元156和定时器158的操作流程以及驱动频率和振动频率相对于时间的改变与已经在第二实施例中参照图7和图8描述的相似。
如以上已经描述的那样，在本实施例中，振动系统100包括多个振动器和多个弹性支撑构件，并且其谐振频率具有基波的基频和n倍波的近似于n倍的基频的n倍频率，其中，n是不小于2的整数。于是，驱动频率控制单元156将具有按与基波和n倍波分别对应的1:n的比率的驱动频率分量的驱动信号输出到驱动构件120，由此使得驱动构件120驱动振动系统100。
更进一步地，当以与基波对应的驱动频率分量的驱动信号激活的振动系统的振动器101的振动频率将要从当前振动频率改变为目标振动频率时，驱动频率控制单元156临时运行如下。也就是说，其进行操作，以将具有从与当前基波对应的驱动频率被改变并超过目标振动频率从而不同于目标振动频率的、与基波对应的驱动频率分量的驱动信号输出到驱动构件120，由此使得驱动构件120驱动振动系统100。
虽然已经参照如下结构描述了该实施例，在该结构中，在具有多个振动器和多个扭簧的振动系统中，定时器158如同第二实施例那样被使用，但也可以如第一实施例那样检测第一振动器101的振动频率。
同样在该实施例中，通过使得A1的值大于1，可以加速振动器101的振动频率的改变，并且可以缩短直到达到目标振动频率的时间。
虽然已经参照在此公开的结构描述了本发明，但其并不限于所阐述的细节，并且本申请意欲覆盖可以落入所附权利要求的范围或改进的目的之内的修改或改变。

Claims (9)

1.一种振动器设备，包括：
振动系统，其包括振动器和弹性支撑构件；
驱动构件，其被配置为基于驱动信号将驱动力提供给所述振动系统；和
驱动频率控制单元，其被配置为控制待输出到所述驱动构件的驱动信号的驱动频率；
其中，当所述振动器的振动频率将要从当前振动频率改变为目标振动频率时，所述驱动频率控制单元把具有从所述当前驱动频率被改变并超过所述目标振动频率从而被设置成与所述目标振动频率不同的驱动频率的驱动信号临时输出到所述驱动构件，由此使得所述驱动构件驱动所述振动系统。
2.根据权利要求1的振动器设备，其中，所述驱动频率控制单元将具有通过将大于所述当前振动频率与所述目标振动频率之间的差的绝对值的频率改变应用于所述当前振动频率所产生的驱动频率的驱动信号临时输出到所述驱动构件，由此使得所述驱动构件驱动所述振动系统。
3.根据权利要求1的振动器设备，进一步包括：检测装置，其被配置为检测所述振动器的振动频率，其中，在所述驱动信号被改变为具有与目标振动频率不同的驱动频率的驱动信号之后，并且直到由所述检测装置检测到的所述振动器的振动频率的改变满足预定条件为止，所述驱动频率控制单元将不同于所述目标振动频率的驱动频率的驱动信号临时输出到所述驱动构件，并且其中，在此之后，所述驱动频率控制单元将等于所述目标振动频率的驱动频率的驱动信号输出到所述驱动构件，由此使得所述驱动构件驱动所述振动系统。
4.根据权利要求1的振动器设备，其中，所述驱动频率控制单元将不同于所述目标振动频率的驱动频率的驱动信号输出到所述驱动构件达到预定时间，并且在此之后，所述驱动频率控制单元将具有等于所述目标振动频率的驱动频率的驱动信号输出到所述驱动构件，由此使得所述驱动构件驱动所述振动系统。
5.根据权利要求3的振动器设备，其中，所述驱动频率控制单元基于所述振动系统的特性确定所述驱动信号的频率的临时改变量以及所述预定时间中的至少一个。
6.根据权利要求1的振动器设备，其中，所述驱动频率控制单元基于所述振动系统的谐振频率与所述目标振动频率之间的差确定所述驱动信号的频率的临时改变量和所述预定时间中的至少一个。
7.根据权利要求1的振动器设备，其中，所述振动系统包括多个振动器和多个弹性支撑构件，其中，所述振动系统的谐振频率具有基波的基频和近似于n倍基频的n倍频率，其中，n是不小于2的整数，其中，所述驱动频率控制单元将具有按分别与基波和n倍波对应的1：n的比率的驱动频率分量的驱动信号输出到所述驱动构件，以使得所述驱动构件驱动所述振动系统，其中，当利用与所述基波对应的驱动频率分量的驱动信号激活的所述振动系统的所述振动器的振动频率从所述当前振动频率改变到所述目标振动频率时，所述驱动频率控制单元将具有与所述基波对应的并且从与当前基波对应的驱动频率被改变并超过所述目标振动频率从而被设置成与所述目标振动频率不同的驱动频率分量的驱动信号临时输出到所述驱动构件，由此使得所述驱动构件驱动所述振动系统。
8.一种光学偏转设备，其包括如权利要求1-7中的任何一项所述的振动器设备，其中，所述振动器中的至少一个被提供有光学偏转元件，所述光学偏转元件被配置为对入射在其上的光束进行偏转。
9.一种用于振动器设备的振动系统的驱动方法，所述振动器设备包括：振动系统，其具有振动器和弹性支撑构件；以及驱动构件，其被配置为基于驱动信号将驱动力提供给所述振动系统，其中，当所述振动器的振动频率将要从当前振动频率改变到目标振动频率时，具有从所述当前驱动频率被改变并且超过所述目标振动频率从而被设置成与所述目标振动频率不同的驱动频率的驱动信号被临时输出到所述驱动构件，由此使得所述驱动构件驱动所述振动系统。
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