CN101821660A - 制造振荡器装置的方法、有该装置的光偏转器和光学仪器 - Google Patents

Abstract

一种用于制造振荡器装置的方法，所述振荡器装置具有第一和第二振荡器，所述第一和第二振荡器以第一和第二驱动共振频率gf1和gf2驱动，所述方法包括用于加工两个振荡器的第一步骤，其中，当两个振荡器要加工成具有第一和第二共振频率的振荡器，所述第一和第二共振频率以某一分散范围不同于两个驱动共振频率时，两个振荡器被加工成使得与两个驱动共振频率不同的第一和第二共振频率分别等于第一和第二共振频率f1和f2，其分别包括在可调节的共振频率范围内，和用于调节第一和第二共振频率f1和f2的第二步骤，使得它们分别等于第一和第二驱动共振频率gf1和gf2。

Description

制造振荡器装置的方法、有该装置的光偏转器和光学仪器

[技术领域]

本发明涉及制造振荡器装置的方法，以及包括由所述制造方法制成的振荡器装置的光偏转器和光学仪器。

本发明涉及用于完成例如适用于光学仪器的振荡器装置的技术，所述光学仪器包括用于基于光线扫描偏转的图像投影的投影显示装置和具有电子照相程序的成像设备，例如激光束打印机、数字复印机等。

[背景技术]

近年来，已经提出了与用于扫描偏转光线的光学扫描光学系统(和光学扫描设备)相关的许多提议，其中，通过使用振荡器装置构成光偏转器，所述振荡器装置配置为提供基于共振现象的正弦振动。

与使用旋转多角镜(例如，多角镜)的光学扫描光学系统相比，具有这种共振型光偏转器的光学扫描光学系统具有下列特征。

即，光学偏转装置的尺寸可以制造得相当小，耗电量可以非常低。

另一方面，在如上所述的共振型偏转器中，因为镜的偏转角(位移角)在理论上以正弦方式改变，所以角速度不恒定。

在现有技术中，为了校正例如上述共振型偏转器的特性，美国专利No.5,047,630和美国专利No.7,271,943提出了如下的光偏转器。

在美国专利No.5,047,630中，使用具有基频和三倍基频频率的振荡模式的共振型偏转器实现斩波驱动。

图8显示了实现美国专利No.5,047,630中的大致斩波式驱动的微镜。

如图8所示，光学偏转装置12包括振荡器14和16、扭力弹簧18和20、驱动构件23和50、检测元件15和32以及控制电路30。

该微镜具有基本共振频率和大约三倍基本共振频率的共振频率，并且它以基频和三倍基频的合成频率驱动。

利用该方案，具有镜面的振荡器14通过斩波驱动而被驱动，能够以偏转角完成光偏转，其中，角速度的改变小于正弦驱动。

在操作中，通过检测元件15和32检测振荡器14的振荡，通过控制电路30产生用于斩波驱动的必要驱动信号。通过驱动构件23和50，驱动微镜。

另一方面，美国专利No.7,271,943公开了微振荡器，其中，包括多个扭力弹簧和多个活动元件的系统具有多个离散的固有振荡模式。

在该微振荡器中，在多个离散的固有振荡模式下，包括基准振荡模式和偶数倍振荡模式，所述基准振荡模式是具有基准频率的固有振荡模式，所述偶数倍振荡模式是频率大约为N倍基准频率(N为偶数)的固有振荡模式的偶数倍。

在美国专利No.7,271,943中，微振荡器以这些振荡模式振荡，从而实现锯齿波驱动。

另一方面，在共振型偏转器中，振荡器装置的共振频率因制造误差而具有分散(dispersion)。

为了降低耗电量，人们希望在共振频率附近驱动。因此，有必要调整共振频率。

此外，在使用由这种致动器组成的光偏转器的成像设备中，为了稳定的图像长宽比和较小程度的图像质量降低来说，有必要将光偏转器的共振频率调整到预定值。

在现有技术中，为了调节例如上述共振频率，日本公开专利申请No.2002-40355和日本公开专利申请No.2004-219889已经提出了如下所述的平面型电流镜或振荡镜。

日本公开专利申请No.2002-40355使用如图9所示的平面型电流镜，其具有形成在活动板相对端部处的质量加载构件1001和1002，所述活动板由电线圈和被弹性地支撑在用于振荡的扭转轴线周围的反射面组成。

通过用激光束照射该电流镜的质量加载构件1001和1002以去除质量，或者可选地，施加树脂以增加质量，从而调节惯性力矩以将频率调节至预定值。

此外，日本公开专利申请No.2004-219889使用一种方法，其中，振荡器装置的共振频率预先设定得略高，并且通过给振荡器的一部分增加质量而将共振频率调整到希望水平。

[发明内容]

在应用如上所述共振现象的振荡器装置中，由于制造过程中导致的尺寸误差，在各个振荡器装置之间存在共振频率(固有振荡模式频率)分散。这些共振频率应当被调整至目标共振频率。

然而，任何一种如上所述的常规方法都不能将具有两个共振频率的振荡器装置令人满意地调节到目标共振频率。

例如，在美国专利No.5,047,630和美国专利No.7,271,943中公开的具有两个共振频率的振荡器装置中，共振频率设定到例如2000Hz和4000Hz的整数倍关系，通过以这些共振频率驱动振荡器，对角速度进行校正。

另一方面，为了将具有这样两个共振频率的振荡器装置调节至目标共振频率，如果两个共振频率未被可调节范围所覆盖，就不能将其调节到预定的目标共振频率，因此降低了产量。

美国专利No.5,047,630和美国专利No.7,271,943中描述的方法并未关注这些问题。

此外，如上所述的日本公开专利申请No.2002-40355和日本公开专利申请No.2004-219889涉及调节单个振荡器装置的共振频率，它们不涉及调节具有两个共振频率的振荡器装置的共振频率。

为了调节具有两个共振频率的振荡器装置的共振频率，如果通过质量去除或质量增加进行调节的话，必须考虑多个参数。此外，如果两个共振频率未被如上所述的可调节范围所覆盖，则频率不能调节到预定共振频率，从而导致产量降低。日本公开专利申请No.2002-40355和日本公开专利申请No.2004-219889中描述的方法并未关注这些问题。

本发明提供了一种制造具有两个共振频率的振荡器装置的方法，通过该方法，两个共振频率可以根据去除质量或增加质量的调节步骤容易地调节至可调节范围内，从而提高产量。

另一方面，本发明提供了一种光偏转器和光学仪器，包括通过所述制造方法制造的振荡器装置。

根据本发明的一个方面，提供了一种用于制造振荡器装置的方法，所述振荡器装置具有第一和第二振荡器，所述第一和第二振荡器由固定构件支撑以便通过第一和第二扭力弹簧围绕扭转轴线进行扭转振荡，所述振荡器装置以第一和第二驱动共振频率gf1和gf2被驱动，所述方法包括：用于加工两个振荡器的第一步骤，其中，当两个振荡器要被加工成具有第一和第二共振频率的振荡器，且所述第一和第二共振频率以某一分散范围不同于两个驱动共振频率时，两个振荡器被加工成使得与两个驱动共振频率不同的第一和第二共振频率分别等于第一和第二共振频率f1和f2，所述第一和第二共振频率f1和f2分别包括在可调节的共振频率范围内；和用于调节第一和第二共振频率f1和f2的第二步骤，使得所述第一和第二共振频率f1和f2分别等于第一和第二驱动共振频率gf1和gf2。

在本发明的一个优选方式中，当第一和第二共振频率f1和f2的共振频率分散范围的下限最小值分别由f1a和f2a表示，所述范围的上限最大值由f1b和f2b表示，并且第一和第二共振频率f1和f2的共振频率分散范围由下式表示时，

f1a＜f1＜f1b

f2a＜f2＜f2b

所述方法包括加工所述振荡器装置的步骤，使得第一和第二驱动共振频率gf1和gf2满足关系

gf1＜f1a，并且gf2＜f2a

或者

gf1＞f1b，并且gf2＞f2b。

为了在所述第二步骤中调节第一和第二共振频率f1和f2，可以去除至少一个振荡器的质量以进行调节。

为了在所述第二步骤中调节第一和第二共振频率f1和f2，可以给至少一个振荡器增加质量以进行调节。

在一个优选方式中，对于在所述第一步骤中制造振荡器装置，当第一和第二扭力弹簧在第一和第二驱动共振频率gf1和gf2下的第一和第二弹簧常数分别由k1和k2表示，第一和第二弹簧常数的下限最小值分别由k1a和k2a表示，第一和第二弹簧常数的上限最大值分别由k1b和k2b表示时，在由下式表示的弹簧常数范围内制造第一和第二扭力弹簧，

k1a＜k1＜k1b

k2a＜k2＜k2b，

振荡器装置被制造成使得所有单独生产的振荡器的第一和第二共振频率f1和f2均落入满足下列等式(1)到等式(4)的共振频率范围内：

$f2\≥\frac{1}{2\mathrm{\π}}\sqrt{\frac{k1b}{I1}(1+\frac{k2a}{k1b-4{f1}^{2}I1{\mathrm{\π}}^2})}$

其中

$I1=\frac{{\mathrm{gf}1}^{2}k1\mathrm{bk}2a+{\mathrm{gf}2}^{2}k1\mathrm{bk}2a+\sqrt{k1b{k2a}^2({\mathrm{gf}1}^{4}k1b+{\mathrm{gf}2}^{4}k1b-2{\mathrm{gf}1}^2{\mathrm{gf}2}^2(k1b+2k2a))}}{8{\mathrm{gf}1}^2{\mathrm{gf}2}^{2}k2a{\mathrm{\π}}^2}$

…(1)

$f2\≤\frac{1}{2\mathrm{\π}}\sqrt{\frac{k1\mathrm{ak}2b(k2b-4{f1}^{2}I2{\mathrm{\π}}^2)}{I2(-k1\mathrm{ak}2b+4{f1}^{2}I2(k1a+k2b){\mathrm{\π}}^2)}}$

其中

$I2=\frac{{\mathrm{gf}1}^{2}k1\mathrm{ak}2b+{\mathrm{gf}2}^{2}k1\mathrm{ak}2b-\sqrt{k1a{k2b}^2({\mathrm{gf}1}^{4}k1a+{\mathrm{gf}2}^{4}k1a-2{\mathrm{gf}1}^2{\mathrm{gf}2}^2(k1a+2k2b))}}{8{\mathrm{gf}1}^2{\mathrm{gf}2}^2(k1a+k2b){\mathrm{\π}}^2}$

…(2)

f1＜gf1…(3)

f2＜gf2…(4)。

在一个优选方式中，对于在所述第一步骤中制造振荡器装置，当第一和第二扭力弹簧在第一和第二驱动共振频率gf1和gf2下的第一和第二弹簧常数分别由k1和k2表示，第一和第二弹簧常数的下限最小值分别由k1a和k2a表示，第一和第二弹簧常数的上限最大值分别由k1b和k2b表示时，在由下式表示的弹簧常数范围内制造第一和第二扭力弹簧，

k1a＜k1＜k1b

k2a＜k2＜k2b，

并且其中，当弹簧常数k1的范围中点为k1c，弹簧常数k2的范围中点为k2c，并且当用于加工振荡器装置以获得第一和第二共振频率f1和f2的第一和第二生成目标共振频率分别由tf1和tf2表示时，所述方法包括根据下列等式(5)计算tf1和根据下列等式(6)计算tf2的步骤，并且加工振荡器装置使得达到计算出的tf1和tf2：

$\mathrm{tf}1=\sqrt{\frac{I2k1c+I1k2c+I2k2c-\sqrt{-4I1I2k1\mathrm{ck}2c+{(I1k2c+I2(k1c+k2c))}^2}}{8I1I2{\mathrm{\π}}^2}}$

其中

$I1=\frac{{\mathrm{gf}1}^{2}k1\mathrm{bk}2a+{\mathrm{gf}2}^{2}k1\mathrm{bk}2a+\sqrt{k1b{k2a}^2({\mathrm{gf}1}^{4}k1b+{\mathrm{gf}2}^{4}k1b-2{\mathrm{gf}1}^2{\mathrm{gf}2}^2(k1b+2k2a))}}{8{\mathrm{gf}1}^2{\mathrm{gf}2}^{2}k2a{\mathrm{\π}}^2}$

$I2=\frac{{\mathrm{gf}1}^{2}k1\mathrm{bk}2a+{\mathrm{gf}2}^{2}k1\mathrm{bk}2a-\sqrt{k1b{k2a}^2({\mathrm{gf}1}^{4}k1b+{\mathrm{gf}2}^{4}k1b-2{\mathrm{gf}1}^2{\mathrm{gf}2}^2(k1b+2k2a))}}{8{\mathrm{gf}1}^2{\mathrm{gf}2}^2(k1b+k2a){\mathrm{\π}}^2}$

…(5)

$\mathrm{tf}2=\sqrt{\frac{I2k1c+I1k2c+I2k2c+\sqrt{-4I1I2k1\mathrm{ck}2c+{(I1k2c+I2(k1c+k2c))}^2}}{8I1I2{\mathrm{\π}}^2}}$

其中

$I1=\frac{{\mathrm{gf}1}^{2}k1\mathrm{ak}2b+{\mathrm{gf}2}^{2}k1\mathrm{ak}2b+\sqrt{k1a{k2b}^2({\mathrm{gf}1}^{4}k1a+{\mathrm{gf}2}^{4}k1a-2{\mathrm{gf}1}^2{\mathrm{gf}2}^2(k1a+2k2b))}}{8{\mathrm{gf}1}^2{\mathrm{gf}2}^{2}k2b{\mathrm{\π}}^2}$

$I2=\frac{{\mathrm{gf}1}^{2}k1\mathrm{ak}2b+{\mathrm{gf}2}^{2}k1\mathrm{ak}2b-\sqrt{k1a{k2b}^2({\mathrm{gf}1}^{4}k1a+{\mathrm{gf}2}^{4}k1a-2{\mathrm{gf}1}^2{\mathrm{gf}2}^2(k1a+2k2b))}}{8{\mathrm{gf}1}^2{\mathrm{gf}2}^2(k1a+k2b){\mathrm{\π}}^2}$

…(6)

在一个优选方式中，对于在所述第一步骤中制造振荡器装置，当第一和第二扭力弹簧在第一和第二驱动共振频率gf1和gf2下的第一和第二弹簧常数分别由k1和k2表示，第一和第二弹簧常数的下限最小值分别由k1a和k2a表示，第一和第二弹簧常数的上限最大值分别由k1b和k2b表示时，在由下式表示的弹簧常数范围内制造第一和第二扭力弹簧，

k1a＜k1＜k1b

k2a＜k2＜k2b，

其中，当第一和第二振荡器在驱动共振频率gf1和gf2下的惯性力矩分别由I1和I2表示，第一和第二惯性力矩的下限最小值分别由I1-I1e和I2-I2e表示，第一和第二惯性力矩的上限最大值分别由I1+I1e和I2+I2e表示时，在由下式表示的惯性力矩范围内制造第一和第二振荡器，

I1-I1e＜I1＜I1+I1e

I2-I2e＜I2＜I2+I2e，

并且其中，当弹簧常数k1的范围中点为k1c，弹簧常数k2的范围中点为k2c，用于加工振荡器装置以获得第一和第二共振频率f1和f2的第一和第二生成目标共振频率分别由tf1和tf2表示时，所述方法包括根据下列等式(7)计算tf1和根据下列等式(8)计算tf2的步骤，并且加工振荡器装置使得达到计算出的tf1和tf2：

$\mathrm{tf}1=\sqrt{\frac{I2k1c+I1k2c+I2k2c-\sqrt{-4I1I2k1\mathrm{ck}2c+{(I1k2c+I2(k1c+k2c))}^2}}{8I1I2{\mathrm{\π}}^2}}$

其中

$I1=\frac{{\mathrm{gf}1}^{2}k1\mathrm{bk}2a+{\mathrm{gf}2}^{2}k1\mathrm{bk}2a+\sqrt{k1b{k2a}^2({\mathrm{gf}1}^{4}k1b+{\mathrm{gf}2}^{4}k1b-2{\mathrm{gf}1}^2{\mathrm{gf}2}^2(k1b+2k2a))}}{8{\mathrm{gf}1}^2{\mathrm{gf}2}^{2}k2a{\mathrm{\π}}^2}+I1e.$

$I2=\frac{{\mathrm{gf}1}^{2}k1\mathrm{bk}2a+{\mathrm{gf}2}^{2}k1\mathrm{bk}2a-\sqrt{k1b{k2a}^2({\mathrm{gf}1}^{4}k1b+{\mathrm{gf}2}^{4}k1b-2{\mathrm{gf}1}^2{\mathrm{gf}2}^2(k1b+2k2a))}}{8{\mathrm{gf}1}^2{\mathrm{gf}2}^2(k1b+k2a){\mathrm{\π}}^2}+I2e.$

…(7)

$\mathrm{tf}2=\sqrt{\frac{I2k1c+I1k2c+I2k2c+\sqrt{-4I1I2k1\mathrm{ck}2c+{(I1k2c+I2(k1c+k2c))}^2}}{8I1I2{\mathrm{\π}}^2}}$

其中

$I1=\frac{{\mathrm{gf}1}^{2}k1\mathrm{ak}2b+{\mathrm{gf}2}^{2}k1\mathrm{ak}2b+\sqrt{k1a{k2b}^2({\mathrm{gf}1}^{4}k1a+{\mathrm{gf}2}^{4}k1a-2{\mathrm{gf}1}^2{\mathrm{gf}2}^2(k1a+2k2b))}}{8{\mathrm{gf}1}^2{\mathrm{gf}2}^{2}k2b{\mathrm{\π}}^2}+I1e$

$I2=\frac{{\mathrm{gf}1}^{2}k1\mathrm{ak}2b+{\mathrm{gf}2}^{2}k1\mathrm{ak}2b-\sqrt{k1a{k2b}^2({\mathrm{gf}1}^{4}k1a+{\mathrm{gf}2}^{4}k1a-2{\mathrm{gf}1}^2{\mathrm{gf}2}^2(k1a+2k2b))}}{8{\mathrm{gf}1}^2{\mathrm{gf}2}^2(k1a+k2b){\mathrm{\π}}^2}+I2e$

…(8)

在一个优选方式中，对于在所述第一步骤中制造振荡器装置，当第一和第二扭力弹簧在第一和第二驱动共振频率gf1和gf2下的第一和第二弹簧常数分别由k1和k2表示，第一和第二弹簧常数的下限最小值分别由k1a和k2a表示，它们的上限最大值分别由k1b和k2b表示时，在由下式表示的弹簧常数范围内制造第一和第二扭力弹簧，

k1a＜k1＜k1b

k2a＜k2＜k2b，

振荡器装置被制造成使得所有单独生产的振荡器的第一和第二共振频率f1和f2均落入满足下列等式(9)到等式(12)的共振频率范围内：

$f2\≤\frac{1}{2\mathrm{\π}}\sqrt{\frac{k1a}{I1}(1+\frac{k2b}{k1a-4{f1}^{2}I1{\mathrm{\π}}^2})}$

其中

$I1=\frac{{\mathrm{gf}1}^{2}k1\mathrm{ak}2b+{\mathrm{gf}2}^{2}k1\mathrm{ak}2b+\sqrt{k1a{k2b}^2({\mathrm{gf}1}^{4}k1a+{\mathrm{gf}2}^{4}k1a-2{\mathrm{gf}1}^2{\mathrm{gf}2}^2(k1a+2k2b))}}{8{\mathrm{gf}1}^2{\mathrm{gf}2}^{2}k2b{\mathrm{\π}}^2}$

…(9)

$f2\≥\frac{1}{2\mathrm{\π}}\sqrt{-\frac{k1\mathrm{bk}2a(k2a-4{f1}^{2}I2{\mathrm{\π}}^2)}{I2(-k1\mathrm{bk}2a+4{f1}^{2}I2(k1b+k2a){\mathrm{\π}}^2)}}$

其中

$I2=\frac{{\mathrm{gf}1}^{2}k1\mathrm{bk}2a+{\mathrm{gf}2}^{2}k1\mathrm{bk}2a-\sqrt{k1b{k2a}^2({\mathrm{gf}1}^{4}k1b+{\mathrm{gf}2}^{4}k1b-2{\mathrm{gf}1}^2{\mathrm{gf}2}^2(k1b+2k2a))}}{8{\mathrm{gf}1}^2{\mathrm{gf}2}^2(k1b+k2a){\mathrm{\π}}^2}$

…(10)

f1＞gf1…(11)

f2＞gf2…(12)

在一个优选方式中，对于在所述第一步骤中制造振荡器装置，当第一和第二扭力弹簧在第一和第二驱动共振频率gf1和gf2下的第一和第二弹簧常数分别由k1和k2表示，第一和第二弹簧常数的下限最小值分别由k1a和k2a表示，它们的上限最大值分别由k1b和k2b表示时，在由下式表示的弹簧常数范围内制造第一和第二扭力弹簧，

k1a＜k1＜k1b

k2a＜k2＜k2b，

并且其中，当弹簧常数k1的范围中点为k1c，弹簧常数k2的范围中点为k2c，当用于加工振荡器装置以获得第一和第二共振频率f1和f2的第一和第二生成目标共振频率分别由tf1和tf2表示时，所述方法包括根据下列等式(13)计算tf1和根据下列等式(14)计算tf2的步骤，并且加工振荡器装置使得达到计算出的tf1和tf2：

$\mathrm{tf}1=\sqrt{\frac{I2k1c+I1k2c+I2k2c-\sqrt{-4I1I2k1\mathrm{ck}2c+{(I1k2c+I2(k1c+k2c))}^2}}{8I1I2{\mathrm{\π}}^2}}$

其中

$I1=\frac{{\mathrm{gf}1}^{2}k1\mathrm{ak}2b+{\mathrm{gf}2}^{2}k1\mathrm{ak}2b+\sqrt{k1a{k2b}^2({\mathrm{gf}1}^{4}k1a+{\mathrm{gf}2}^{4}k1a-2{\mathrm{gf}1}^2{\mathrm{gf}2}^2(k1a+2k2b))}}{8{\mathrm{gf}1}^2{\mathrm{gf}2}^{2}k2b{\mathrm{\π}}^2}$

$I2=\frac{{\mathrm{gf}1}^{2}k1\mathrm{ak}2b+{\mathrm{gf}2}^{2}k1\mathrm{ak}2b-\sqrt{k1a{k2b}^2({\mathrm{gf}1}^{4}k1a+{\mathrm{gf}2}^{4}k1a-2{\mathrm{gf}1}^2{\mathrm{gf}2}^2(k1a+2k2b))}}{8{\mathrm{gf}1}^2{\mathrm{gf}2}^2(k1a+k2b){\mathrm{\π}}^2}$

…(13)

$\mathrm{tf}2=\sqrt{\frac{I2k1c+I1k2c+I2k2c+\sqrt{-4I1I2k1\mathrm{ck}2c+{(I1k2c+I2(k1c+k2c))}^2}}{8I1I2{\mathrm{\π}}^2}}$

其中

$I1=\frac{{\mathrm{gf}1}^{2}k1\mathrm{bk}2a+{\mathrm{gf}2}^{2}k1\mathrm{bk}2a+\sqrt{k1b{k2a}^2({\mathrm{gf}1}^{4}k1b+{\mathrm{gf}2}^{4}k1b-2{\mathrm{gf}1}^2{\mathrm{gf}2}^2(k1b+2k2a))}}{8{\mathrm{gf}1}^2{\mathrm{gf}2}^{2}k2a{\mathrm{\π}}^2}$

$I2=\frac{{\mathrm{gf}1}^{2}k1\mathrm{bk}2a+{\mathrm{gf}2}^{2}k1\mathrm{bk}2a-\sqrt{k1b{k2a}^2({\mathrm{gf}1}^{4}k1b+{\mathrm{gf}2}^{4}k1b-2{\mathrm{gf}1}^2{\mathrm{gf}2}^2(k1b+2k2a))}}{8{\mathrm{gf}1}^2{\mathrm{gf}2}^2(k1b+k2a){\mathrm{\π}}^2}$

…(14)

在一个优选方式中，对于在所述第一步骤中制造振荡器装置，当第一和第二扭力弹簧在第一和第二驱动共振频率gf1和gf2下的第一和第二弹簧常数分别由k1和k2表示，第一和第二弹簧常数的下限最小值分别由k1a和k2a表示，它们的上限最大值分别由k1b和k2b表示时，在由下式表示的弹簧常数范围内制造第一和第二扭力弹簧，

k1a＜k1＜k1b

k2a＜k2＜k2b，

其中，当第一和第二振荡器在驱动共振频率gf1和gf2下的惯性力矩分别由I1和I2表示，第一和第二惯性力矩的下限最小值分别由I1-I1e和I2-I2e表示，它们的上限最大值分别由I1+I1e和I2+I2e表示时，则在由下式表示的惯性力矩范围内制造第一和第二振荡器，

I1-I1e＜I1＜I1+I1e

I2-I2e＜I2＜I2+I2e，

并且其中，当弹簧常数k1的范围中点为k1c，弹簧常数k2的范围中点为k2c，用于加工振荡器装置以获得第一和第二共振频率f1和f2的第一和第二生成目标共振频率分别由tf1和tf2表示时，所述方法包括根据下列等式(15)计算tf1和根据下列等式(16)计算tf2的步骤，并且加工振荡器装置使得达到计算出的tf1和tf2：

$\mathrm{tf}1=\sqrt{\frac{I2k1c+I1k2c+I2k2c-\sqrt{-4I1I2k1\mathrm{ck}2c+{(I1k2c+I2(k1c+k2c))}^2}}{8I1I2{\mathrm{\π}}^2}}$

其中

$I1=\frac{{\mathrm{gf}1}^{2}k1\mathrm{ak}2b+{\mathrm{gf}2}^{2}k1\mathrm{ak}2b+\sqrt{k1a{k2b}^2({\mathrm{gf}1}^{4}k1a+{\mathrm{gf}2}^{4}k1a-2{\mathrm{gf}1}^2{\mathrm{gf}2}^2(k1a+2k2b))}}{8{\mathrm{gf}1}^2{\mathrm{gf}2}^{2}k2b{\mathrm{\π}}^2}-I1e$

$I2=\frac{{\mathrm{gf}1}^{2}k1\mathrm{ak}2b+{\mathrm{gf}2}^{2}k1\mathrm{ak}2b-\sqrt{k1a{k2b}^2({\mathrm{gf}1}^{4}k1a+{\mathrm{gf}2}^{4}k1a-2{\mathrm{gf}1}^2{\mathrm{gf}2}^2(k1a+2k2b))}}{8{\mathrm{gf}1}^2{\mathrm{gf}2}^2(k1a+k2b){\mathrm{\π}}^2}-I2e$

…(15)

$\mathrm{tf}2=\sqrt{\frac{I2k1c+I1k2c+I2k2c+\sqrt{-4I1I2k1\mathrm{ck}2c+{(I1k2c+I2(k1c+k2c))}^2}}{8I1I2{\mathrm{\π}}^2}}$

其中

$I1=\frac{{\mathrm{gf}1}^{2}k1\mathrm{bk}2a+{\mathrm{gf}2}^{2}k1\mathrm{bk}2a+\sqrt{k1b{k2a}^2({\mathrm{gf}1}^{4}k1b+{\mathrm{gf}2}^{4}k1b-2{\mathrm{gf}1}^2{\mathrm{gf}2}^2(k1b+2k2a))}}{8{\mathrm{gf}1}^2{\mathrm{gf}2}^{2}k2a{\mathrm{\π}}^2}-I1e$

$I2=\frac{{\mathrm{gf}1}^{2}k1\mathrm{bk}2a+{\mathrm{gf}2}^{2}k1\mathrm{bk}2a-\sqrt{k1b{k2a}^2({\mathrm{gf}1}^{4}k1b+{\mathrm{gf}2}^{4}k1b-2{\mathrm{gf}1}^2{\mathrm{gf}2}^2(k1b+2k2a))}}{8{\mathrm{gf}1}^2{\mathrm{gf}2}^2(k1b+k2a){\mathrm{\π}}^2}-I2e$

…(16)

第一和第二驱动共振频率gf1和gf2可以是N倍关系，其中，N为整数。

第一和第二驱动共振频率gf1和gf2可以为1∶2的关系。

根据本发明的另一方面，提供了一种光偏转器，包括：根据如上所述振荡器装置制造方法制造的振荡器装置；和布置在所述振荡器装置的振荡器上的光偏转元件。

根据本发明的又一方面，提供了一种光学仪器，包括：光源；感光构件或图像显示构件；和如上所述的光偏转器，其中，来自所述光源的光线通过所述光偏转器偏转，使得至少一部分光线入射在所述感光构件或所述图像显示构件上。

在结合附图阅读本发明的下列优选实施例时，本发明的这些及其它目的、特征和优点将变得更加显而易见。

[附图说明]

图1是用于解释根据本发明第一实施例的振荡器装置的结构实例的示意图。

图2是显示了根据本发明第二和第三实施例通过以减少为基础的频率调节步骤对频率进行调节的可调节范围的示意图。

图3是用于解释在本发明第二实施例中设定最佳目标频率的结构实例的示意图。

图4是用于解释根据本发明第四实施例的振荡器装置的结构实例的示意图。

图5是显示了根据本发明第四和第五实施例通过以增加为基础的频率调节步骤对频率进行调节的可调节范围的示意图。

图6是用于解释在本发明第五实施例中设定最佳目标频率的结构实例的示意图。

图7是用于解释根据本发明第七实施例的成像设备的结构的透视图。

图8是用于解释如美国专利No.5,047,630所公开的作为传统实例的微镜的示意图，所述微镜实现了大致斩波式驱动。

图9是用于解释如日本公开专利申请No.2002-40355所公开的作为传统实例的平面型电流镜的示意图。

[具体实施方式]

现在将参考附图对本发明的优选实施例进行描述。

首先将要描述本发明的振荡器装置制造方法的一种优选形式。

振荡器装置的第一振荡器通过第一弹性支撑构件固定到固定构件上以进行扭转振荡。该第一振荡器和第二振荡器通过第一弹性支撑构件相联以进行扭转振荡。

包括例如上述两个振荡器和两个弹性支撑构件的振荡系统具有围绕扭转轴线的两个共振频率。

另一方面，共振频率由于振荡器的制造误差而存在分散。

对于这种振荡器装置来说，可以根据如下所述的方法对振荡器的惯性力矩进行调节，以调节两个共振频率。

首先，驱动振荡器装置并检测两个共振频率。

检测共振频率的方法实例为：扫描要施加给磁性线圈的交变磁场的频率，并且通过使用驱动波形检测装置(未显示)，检测振荡器装置沿扭转方向的振幅；以及选择振幅达到顶点的交变磁场的两个频率作为两个共振频率。

根据通过使用这种测量装置测量的固有振荡模式的频率与调节目标值的差，计算惯性力矩调节量。

根据这样计算出的惯性力矩调节量，去除振荡器的一部分质量，或者可选地，给振荡器增加质量，由此可以调节两个共振频率。

因此，如果综合进行质量减少和质量增加以调节共振频率的话，质量调节易于完成，由此，振荡器在调节之前的共振频率可以非常容易地调节到目标频率。

另一方面，如果仅通过质量减少或质量增加进行调节的话，尽管可以简化程序，但是除非调节之前的共振频率处于某一频率范围之内，否则很难将其调节到预定的共振频率。

作为本申请发明人仔细研究的结果，已经发现在以如下方式考虑用于确定振荡器共振频率的一或多个参数时，可以将两个共振频率容易地调节到可调节范围之内。

更具体地，对于制造包括固定构件、受到第一和第二扭力弹簧支撑以围绕扭转轴线进行振荡运动的第一和第二振荡器的振荡器装置来说，所述两个振荡器由第一和第二驱动共振频率gf1和gf2驱动，所述过程可以包括：

用于加工两个振荡器的第一步骤，其中，当两个振荡器要被加工成具有第一和第二共振频率的振荡器，且所述第一和第二共振频率以某一分散范围而不同于两个驱动共振频率时，两个振荡器被加工成使得与两个驱动共振频率不同的第一和第二共振频率分别等于第一和第二共振频率f1和f2，第一和第二共振频率f1和f2分别包括在可调节的共振频率范围内；和

用于调节第一和第二共振频率f1和f2的第二步骤，使得它们分别等于第一和第二驱动共振频率gf1和gf2。

通过该方法可以消除如上所述的缺陷。

在本发明中，驱动共振频率gf1和gf2指振荡器装置的共振频率，所述振荡器装置是被驱动的制成品(因此，这些驱动共振频率gf1和gf2可以称作“最终目标共振频率”)。

希望进行设计和加工使得上述驱动共振频率gf1和gf2以及上述共振频率f1和f2满足下列关系。

驱动共振频率gf1和gf2是预定的驱动共振频率(设计值)，这些值可以根据作为制成品的振荡器(例如，扫描仪)的技术规格确定。

例如，共振频率f1和f2可以具有以例如振荡器装置基板精度和完工精度的关系为基础的某一分散。

可以存在下列关系，gf1和gf2大于f1和f2的分散范围上限最大值，或者可选地，它们可以小于分散范围下限最小值。

通过提供实现上述关系的加工步骤，第一和第二共振频率f1和f2可以被分别精确地调整到第一和第二驱动共振频率gf1和gf2。

为了满足上述关系，优选地，可以根据实验等预先确定驱动共振频率(最终目标共振频率：设计值)以及待加工基板的尺寸精度、基板材料和完工精度，并且应当确定目标共振频率tf1和tf2。

在此，目标共振频率tf1和tf2是在第一步骤中所完成加工的共振频率的目标值，这些频率是理想地进行加工时所能获得的共振频率。这是指，如果基板根据例如光刻法的加工技术进行加工以获得tf1和tf2的话，通常会发生不可避免的完工误差。因此，准确地讲，加工之后的共振频率具有与tf1和tf2偏离的值(f1和f2)。

在本发明中，在考虑这种偏离(即，分散范围)的情况下进行加工。

在以tf1和tf2作为目标共振频率进行加工的基板将具有共振频率f1和f2(如果完工精度是理想的，f1和f2将分别等于tf1和tf2)，f1和f2将满足下列范围。

f1a＜f1＜f1b

f2a＜f2＜f2b

因此，f1和f2的分散范围将与gf1和fg2具有下列关系。

gf1＜f1a，并且gf2＜f2a

可选地，

gf1＞f1b，并且gf2＞f2b

利用该方法，具有分散(由以质量去除或质量增加为基础的简单调节步骤引起)的两个共振频率可以位于可调节范围之内，频率可以在所述可调节范围内容易地调整。这能够获得更高的产量。

在本发明中，当要在第一步骤中调节的第一和第二共振频率f1和f2(其可以称作与最终共振频率相关的临时共振频率)调整到驱动共振频率gf1和gf2时，理想地，这些频率应当分别地完全等于gf1和gf2。

然而，在本发明中，这些共振频率不必总是完全等于驱动共振频率。

考虑到制成品所需的当前完工精度、材料色散和技术规格，这些频率应当优选地满足不大于目标共振频率的±1％，更优选地不大于±0.5％，最优选地不大于±0.1％的范围。

如果数值差超过±1％，其中，本发明的振荡器装置用作例如打印机的扫描仪的话，会改变总放大率，并且不再能够获得优质图像。

因此，在本发明中，应当在不大于±1％，更优选地不大于±0.5％，最优选地不大于±0.1％的范围内使临时共振频率tf1和tf2与目标共振频率gf1和gf2匹配。

现在，将参考制造具有两个(第一和第二)振荡器的振荡器装置的方法对本发明的几个优选实施例进行描述，所述第一和第二振荡器由固定构件支撑以通过两个(第一和第二)扭力弹簧围绕扭转轴线进行扭转振荡，所述两个(第一和第二)振荡器以两个(第一和第二)共振频率而被驱动。

[实施例1]

下面将参考制造适用于本发明的振荡器装置的方法的结构性实例对第一实施例进行描述，所述方法包括用于去除质量的调节步骤。

图1是本实施例的振荡器装置的结构的前部立视图。

如图1所示，第一振荡器101通过第一弹性支撑构件(扭力弹簧)111固定到固定构件120上，以便进行(可摆动的)扭转振荡。

第一振荡器101和第二振荡器102通过第二弹性支撑构件112联接在一起以便进行扭转振荡。

这些结构部件的材料为硅，并且它们可以通过硅的微加工制造而成。

包括两个振荡器和两个弹性支撑构件的振荡系统具有两个固有振荡模式频率。通常，通过下列等式表示共振频率f1和f2。

$f1=\sqrt{\frac{I2k1+I1k2+I2k2-\sqrt{-4I1I2k1k2+{(I1k2+I2(k1+k2))}^2}}{8I1I2{\mathrm{\π}}^2}}$

$f2=\sqrt{\frac{I2k1+I1k2+I2k2+\sqrt{-4I1I2k1k2+{(I1k2+I2(k1+k2))}^2}}{8I1I2{\mathrm{\π}}^2}}$

其中，k1和k2表示第一弹性支撑构件111和第二弹性支撑构件112围绕扭转轴线A的扭力弹簧常数，I1和I2表示第一振荡器101和第二振荡器102围绕扭转轴线A的惯性力矩。

此外，设有安装在振荡器101上的永磁体104。永磁体104沿如图所示的纵向方向进行极化。

然后，通过使用磁性线圈(未显示)施加交变磁场，可以产生扭矩。

通过将交变磁场的频率设定为接近共振频率f1和f2，可以产生以共振现象为基础的振荡。

另一方面，由于在用于制造振荡器装置的第一步骤中的制造误差，第一弹性支撑构件的弹簧常数k1和第二弹性支撑构件的弹簧常数k2具有误差。因此，两个共振频率f1和f2具有分散。

例如，如果两个共振频率的第一共振频率由f1表示，第二共振频率由f2表示，共振频率f1和f2的分散范围下限最小值分别由f1a和f2a表示，f1和f2的分散范围的上限最大值分别由f1b和f2b表示，则第一和第二共振频率f1和f2分散在下列范围内：

f1a＜f1＜f1b

f2a＜f2＜f2b

在本实施例中，当两个共振频率f1和f2具有这样的分散范围时，在第二步骤中，它们被分别调整到第一和第二目标共振频率gf1和gf2。该方法包括通过将激光束照射到位于振荡器一部分上的质量去除区域105来去除质量的调节方法。

为了确保频率在第二步骤中可以被调节到第一和第二驱动共振频率gf1和gf2，如下所述，在用于制造振荡器装置的第一步骤中，振荡器装置应当制造成使具有分散的两个共振频率落入可调节范围内。

在第一步骤中，如果第一和第二扭力弹簧的第一和第二弹簧常数由k1和k2表示，第一和第二弹簧常数的下限最小值由k1a和k2a表示，其上限最大值由k1b和k2b表示，当第一和第二扭力弹簧在下列弹簧常数范围内制造时：

k1a＜k1＜k1b

k2a＜k2＜k2b，

第一和第二目标共振频率可以利用下列参数计算。

更具体地，振荡器装置可以在第一步骤中制造，使得所有单独生产的振荡器的第一和第二共振频率f1和f2均落入满足下列等式(1)到等式(4)的共振频率范围内。

如果这个完成的话，则所有的振荡器装置可以调节到预定频率，并且可以实现产量的提高。

$f2\≥\frac{1}{2\mathrm{\π}}\sqrt{\frac{k1b}{I1}(1+\frac{k2a}{k1b-4{f1}^{2}I1{\mathrm{\π}}^2})}$

其中

$I1=\frac{{\mathrm{gf}1}^{2}k1\mathrm{bk}2a+{\mathrm{gf}2}^{2}k1\mathrm{bk}2a+\sqrt{k1b{k2a}^2({\mathrm{gf}1}^{4}k1b+{\mathrm{gf}2}^{4}k1b-2{\mathrm{gf}1}^2{\mathrm{gf}2}^2(k1b+2k2a))}}{8{\mathrm{gf}1}^2{\mathrm{gf}2}^{2}k2a{\mathrm{\π}}^2}$

…(1)

$f2\≤\frac{1}{2\mathrm{\π}}\sqrt{\frac{k1\mathrm{ak}2b(k2b-4{f1}^{2}I2{\mathrm{\π}}^2)}{I2(-k1\mathrm{ak}2b+4{f1}^{2}I2(k1a+k2b){\mathrm{\π}}^2)}}$

其中

$I2=\frac{{\mathrm{gf}1}^{2}k1\mathrm{ak}2b+{\mathrm{gf}2}^{2}k1\mathrm{ak}2b-\sqrt{k1a{k2b}^2({\mathrm{gf}1}^{4}k1a+{\mathrm{gf}2}^{4}k1a-2{\mathrm{gf}1}^2{\mathrm{gf}2}^2(k1a+2k2b))}}{8{\mathrm{gf}1}^2{\mathrm{gf}2}^2(k1a+k2b){\mathrm{\π}}^2}$

…(2)

f1＜gf1…(3)

f2＜gf2…(4)

这里，在本实施例中，选取下列值。

gf1：2362Hz

gf2：4724Hz

k1a：0.00202×0.98N/m

k1b：0.00202×1.02N/m

k2a：0.00106×0.97N/m

k2a：0.00106×1.03N/m

这些参数不限于上述值，可以使用任何其他值。

此外，尽管在本实施例中驱动共振频率gf1和gf2设定到某些值，但可以设定某些范围来取代该数值。

在这种情况下，在gf1和gf2的预期范围内，优选地，可以选择具有最远离gf1或gf2的目标频率的频率作为目标频率。然而，目标频率可以利用gf1和gf2的范围中点进行计算。

此外，在本实施例中，选择第一和第二弹簧常数的下限最小值作为参数k1a和k2a，选择它们的上限最大值作为参数k1b和k2b。

然而，可以选择大于下限最小值的那些值作为k1a和k2a，可以选择小于上限最大值的那些值作为k1b和k2b。

优选地，可以根据预先进行的实验而统计地估算弹簧常数的分散，分散范围可以根据标准偏差确定。

在这种情况下，一些振荡器变得不可调节。然而，因为最可调节的振荡器装置中的调节量变小，第二步骤的加工时间将得以缩短。

[实施例2]

下面将参考根据本发明的振荡器装置制造方法的结构性实例描述第二实施例，包括以与第一实施例不同的方式去除质量的调节步骤。本实施例的振荡器装置的结构与第一实施例基本相同。

由于制造误差，与第一实施例类似，第一弹性支撑构件的弹簧常数k1和第二弹性支撑构件的弹簧常数k2具有误差。因此，两个共振频率f1和f2具有位于下列范围内的分散。

f1a＜f1＜f1b

f2a＜f2＜f2b

在本实施例中，当两个共振频率f1和f2具有这样的分散范围时，与第一实施例类似，在第二步骤中，它们被分别调整到第一和第二目标共振频率gf1和gf2。

在本实施例中，该方法包括通过用激光束照射振荡器的一部分来去除质量的调节方法。

为了确保频率在第二步骤中可以调节到第一和第二驱动共振频率gf1和gf2，如下所述，在用于制造振荡器装置的第一步骤中，振荡器装置应当制造成使具有分散的两个共振频率落入可调节范围内。

在第一步骤中，与第一实施例类似，制造具有下列弹簧常数范围的第一和第二扭力弹簧：

k1a＜k1＜k1b

k2a＜k2＜k2b

这里，如果弹簧常数k1的上述范围的中点为k1c，弹簧常数k2的上述范围的中点为k2c，在第一步骤中，生成目标共振频率由tf1和tf2表示，tf1可以由下面的等式(5)计算得出，tf2可以由下面的等式(6)计算得出。

然后，通过使用这些计算出的目标共振频率，如图2和3所示，调节之前的共振频率的分散进入可调节范围，因此，所有的振荡器装置都可以调节到预定共振频率。因此，可以实现产量的提高。

$\mathrm{tf}1=\sqrt{\frac{I2k1c+I1k2c+I2k2c-\sqrt{-4I1I2k1\mathrm{ck}2c+{(I1k2c+I2(k1c+k2c))}^2}}{8I1I2{\mathrm{\π}}^2}}$

其中

$I1=\frac{{\mathrm{gf}1}^{2}k1\mathrm{bk}2a+{\mathrm{gf}2}^{2}k1\mathrm{bk}2a+\sqrt{k1b{k2a}^2({\mathrm{gf}1}^{4}k1b+{\mathrm{gf}2}^{4}k1b-2{\mathrm{gf}1}^2{\mathrm{gf}2}^2(k1b+2k2a))}}{8{\mathrm{gf}1}^2{\mathrm{gf}2}^{2}k2a{\mathrm{\π}}^2}$

$I2=\frac{{\mathrm{gf}1}^{2}k1\mathrm{bk}2a+{\mathrm{gf}2}^{2}k1\mathrm{bk}2a-\sqrt{k1b{k2a}^2({\mathrm{gf}1}^{4}k1b+{\mathrm{gf}2}^{4}k1b-2{\mathrm{gf}1}^2{\mathrm{gf}2}^2(k1b+2k2a))}}{8{\mathrm{gf}1}^2{\mathrm{gf}2}^2(k1b+k2a){\mathrm{\π}}^2}$

…(5)

$\mathrm{tf}2=\sqrt{\frac{I2k1c+I1k2c+I2k2c+\sqrt{-4I1I2k1\mathrm{ck}2c+{(I1k2c+I2(k1c+k2c))}^2}}{8I1I2{\mathrm{\π}}^2}}$

其中

$I1=\frac{{\mathrm{gf}1}^{2}k1\mathrm{ak}2b+{\mathrm{gf}2}^{2}k1\mathrm{ak}2b+\sqrt{k1a{k2b}^2({\mathrm{gf}1}^{4}k1a+{\mathrm{gf}2}^{4}k1a-2{\mathrm{gf}1}^2{\mathrm{gf}2}^2(k1a+2k2b))}}{8{\mathrm{gf}1}^2{\mathrm{gf}2}^{2}k2b{\mathrm{\π}}^2}$

$I2=\frac{{\mathrm{gf}1}^{2}k1\mathrm{ak}2b+{\mathrm{gf}2}^{2}k1\mathrm{ak}2b-\sqrt{k1a{k2b}^2({\mathrm{gf}1}^{4}k1a+{\mathrm{gf}2}^{4}k1a-2{\mathrm{gf}1}^2{\mathrm{gf}2}^2(k1a+2k2b))}}{8{\mathrm{gf}1}^2{\mathrm{gf}2}^2(k1a+k2b){\mathrm{\π}}^2}$

…(6)

本实施例中计算出的目标频率是使所有振荡器都可以调节且调节量最小的值。

根据本实施例，不仅可以提高产量，还可以提高调节速度。

具体地，可以在用于硅微加工的设计掩模图案中使用目标频率。

这里，在本实施例中，选取下列值。

gf1：2362Hz

gf2：4724Hz

k1c：0.00202N/m

k2c：0.00106N/m

k1a：0.00202×0.98N/m

k1b：0.00202×1.02N/m

k2a：0.00106×0.97N/m

k2a：0.00106×1.03N/m

在这种情况下，第一振荡器的目标频率是2273.45Hz，第二振荡器的目标频率是4525.68Hz。

这些参数不限于上述值，可以使用任何其他值。

此外，尽管在本实施例中，驱动共振频率gf1和gf2设定到某些值，可以设定某些范围来取代该数值。

在这种情况下，在gf1和gf2的预期范围内，优选地，可以选择具有最远离gf1或gf2的目标频率的频率作为目标频率。然而，目标频率可以利用gf1和gf2的范围中点进行计算。

此外，在本实施例中，选择第一和第二弹簧常数的下限最小值作为参数k1a和k2a，选择它们的上限最大值作为参数k1b和k2b。

然而，可以选择大于下限最小值的那些值作为k1a和k2a，可以选择小于上限最大值的那些值作为k1b和k2b。

优选地，可以根据预先进行的实验而统计地估算弹簧常数的分散，分散范围可以根据标准偏差确定。

在这种情况下，具有在标准偏差所确定范围之外的分散的一些振荡器会变得不可调节。然而，因为最可调节的振荡器装置中的调节量变小，第二步骤的加工时间将得以缩短。

[实施例3]

下面将参考根据本发明的振荡器装置制造方法的结构性实例描述第三实施例，包括以与第一和第二实施例不同的方式去除质量的调节步骤。

本实施例的振荡器装置的结构与第一实施例基本相同。

由于制造误差，与第一实施例类似，第一弹性支撑构件的弹簧常数k1和第二弹性支撑构件的弹簧常数k2具有误差。因此，两个共振频率f1和f2具有位于下列范围内的分散。

f1a＜f1＜f1b

f2a＜f2＜f2b    

在本实施例中，当两个共振频率f1和f2具有这样的分散范围时，与第一实施例类似，在第二步骤中，它们被分别调整到第一和第二目标共振频率gf1和gf2。

该过程包括通过将激光束照射到位于振荡器一部分上的质量去除区域105来去除质量的调节方法。

接下来，在第二步骤中，不考虑除了上述提到的弹簧常数误差之外的第一振荡器和第二振荡器的惯性力矩误差，为了确保频率调整到预定频率，第一步骤中的最佳生成目标频率tf1和tf2可以根据用于确定振荡器共振频率的参数计算得出，如下所述。

在第一步骤中，与第一实施例类似，制造具有下列弹簧常数范围的第一和第二扭力弹簧。

k1a＜k1＜k1b

k2a＜k2＜k2b

如果上述目标共振频率gf1和gf2下的第一和第二振荡器的惯性力矩分别由I1和I2表示，第一和第二惯性力矩的下限最小值分别由I1-I1e和I2-I2e表示，它们的上限最大值分别由I1+I1e和I2+I2e表示，则可以制造具有下列惯性力矩范围的第一和第二振荡器：

I1-I1e＜I1＜I1+I1e

I2-I2e＜I2＜I2+I2e

其中，弹簧常数k1的上述范围的中点为k1c，弹簧常数k2的上述范围的中点为k2c，在第一步骤中，如果生成目标共振频率由tf1和tf2表示，则tf1可以由下面的等式(7)计算得出，tf2可以由下面的等式(8)计算得出。

然后，通过使用这些计算出的目标共振频率，调节之前的共振频率的分散进入可调节范围，因此，所有的振荡器装置都可以调节到预定共振频率。因此，可以提高产量。

$\mathrm{tf}1=\sqrt{\frac{I2k1c+I1k2c+I2k2c-\sqrt{-4I1I2k1\mathrm{ck}2c+{(I1k2c+I2(k1c+k2c))}^2}}{8I1I2{\mathrm{\π}}^2}}$

其中

$I1=\frac{{\mathrm{gf}1}^{2}k1\mathrm{bk}2a+{\mathrm{gf}2}^{2}k1\mathrm{bk}2a+\sqrt{k1b{k2a}^2({\mathrm{gf}1}^{4}k1b+{\mathrm{gf}2}^{4}k1b-2{\mathrm{gf}1}^2{\mathrm{gf}2}^2(k1b+2k2a))}}{8{\mathrm{gf}1}^2{\mathrm{gf}2}^{2}k2a{\mathrm{\π}}^2}+I1e.$

$I2=\frac{{\mathrm{gf}1}^{2}k1\mathrm{bk}2a+{\mathrm{gf}2}^{2}k1\mathrm{bk}2a-\sqrt{k1b{k2a}^2({\mathrm{gf}1}^{4}k1b+{\mathrm{gf}2}^{4}k1b-2{\mathrm{gf}1}^2{\mathrm{gf}2}^2(k1b+2k2a))}}{8{\mathrm{gf}1}^2{\mathrm{gf}2}^2(k1b+k2a){\mathrm{\π}}^2}+I2e.$

…(7)

$\mathrm{tf}2=\sqrt{\frac{I2k1c+I1k2c+I2k2c+\sqrt{-4I1I2k1\mathrm{ck}2c+{(I1k2c+I2(k1c+k2c))}^2}}{8I1I2{\mathrm{\π}}^2}}$

其中

$I1=\frac{{\mathrm{gf}1}^{2}k1\mathrm{ak}2b+{\mathrm{gf}2}^{2}k1\mathrm{ak}2b+\sqrt{k1a{k2b}^2({\mathrm{gf}1}^{4}k1a+{\mathrm{gf}2}^{4}k1a-2{\mathrm{gf}1}^2{\mathrm{gf}2}^2(k1a+2k2b))}}{8{\mathrm{gf}1}^2{\mathrm{gf}2}^{2}k2b{\mathrm{\π}}^2}+I1e$

$I2=\frac{{\mathrm{gf}1}^{2}k1\mathrm{ak}2b+{\mathrm{gf}2}^{2}k1\mathrm{ak}2b-\sqrt{k1a{k2b}^2({\mathrm{gf}1}^{4}k1a+{\mathrm{gf}2}^{4}k1a-2{\mathrm{gf}1}^2{\mathrm{gf}2}^2(k1a+2k2b))}}{8{\mathrm{gf}1}^2{\mathrm{gf}2}^2(k1a+k2b){\mathrm{\π}}^2}+I2e$

…(8)

本实施例中计算出的目标频率是使所有振荡器可以调节且调节量最小的值。

根据本实施例，不仅可以提高产量，还可以提高调节速度。

具体地，可以在用于硅微加工的设计掩模图案中使用目标频率。

这里，在本实施例中，选取下列值。

gf1：2362Hz

gf2：4724Hz

k1c：0.00202N/m

k2c：0.00106N/m

k1a：0.00202×0.98N/m

k1b：0.00202×1.02N/m

k2a：0.00106×0.97N/m

k2a：0.00106×1.03N/m

I1e＝64.1×10^-14kg/m²

I2e＝5.7×10^-14kg/m²

在这种情况下，第一振荡器的目标频率是tf1＝2273.45Hz，第二振荡器的目标频率是tf2＝4525.68Hz。

这些参数不限于上述值，可以使用任何其他值。

此外，尽管在本实施例中，驱动共振频率gf1和gf2设定到某些值，可以设定某些范围来取代该数值。

在这种情况下，在gf1和gf2的预期范围内，优选地，可以选择具有最远离gf1或gf2的目标频率的频率作为目标频率。然而，目标频率可以利用gf1和gf2的范围中点进行计算。

此外，在本实施例中，选择第一和第二惯性力矩的下限最小值作为参数I1-I1e和I2-I2e，选择它们的上限最大值作为参数I1+I1e和I2+I2e。

然而，可以选择大于下限最小值的那些值作为I1-I1e和I2-I2e，可以选择小于上限最大值的那些值作为I1+I1e和I2+I2e。

优选地，可以根据预先进行的实验而统计地估算惯性力矩的分散，分散范围可以根据标准偏差确定。

在这种情况下，一些振荡器变得不可调节。然而，因为最可调节的振荡器装置中的调节量变小，第二步骤的加工时间缩短。

[实施例4]

下面将参考制造适用于本发明的振荡器装置的方法的结构性实例对第四实施例进行描述，所述方法包括用于增加质量的调节步骤。

图4是本实施例的振荡器装置的结构的前部立视图。

如图4所示，第一振荡器401通过第一弹性支撑构件(扭力弹簧)411固定到固定构件420上，以便进行(可摆动的)扭转振荡。

第一振荡器401和第二振荡器402通过第二弹性支撑构件412联接在一起以便进行扭转振荡。

这些结构部件的材料为硅，并且它们可以通过硅微加工制造而成。

包括两个振荡器和两个弹性支撑构件的振荡系统具有两个固有振荡模式频率。通常，通过下列等式得到共振频率f1和f2。

$f1=\sqrt{\frac{I2k1+I1k2+I2k2-\sqrt{-4I1I2k1k2+{(I1k2+I2(k1+k2))}^2}}{8I1I2{\mathrm{\π}}^2}}$

$f2=\sqrt{\frac{I2k1+I1k2+I2k2+\sqrt{-4I1I2k1k2+{(I1k2+I2(k1+k2))}^2}}{8I1I2{\mathrm{\π}}^2}}$

其中，k1和k2表示第一弹性支撑构件111和第二弹性支撑构件112围绕扭转轴线A的扭力弹簧常数，I1和I2表示第一振荡器101和第二振荡器102围绕扭转轴线A的惯性力矩。

此外，设有安装在振荡器401上的永磁体404。永磁体404沿如图所示的纵向方向进行极化。

然后，通过使用磁性线圈(未显示)施加交变磁场，可以产生扭矩。

通过将交变磁场的频率设定为接近共振频率f1和f2，可以产生以共振现象为基础的振荡。

另一方面，由于用于制造振荡器装置的第一步骤中的制造误差，第一弹性支撑构件的弹簧常数k1和第二弹性支撑构件的弹簧常数k2具有误差。因此，两个共振频率f1和f2具有分散。

例如，如果两个共振频率的第一共振频率由f1表示，第二共振频率由f2表示，共振频率f1和f2的分散范围下限最小值分别由f1a和f2a表示，f1和f2的分散范围的上限最大值分别由f1b和f2b表示，则第一和第二共振频率f1和f2分散在下列范围内：

f1a＜f1＜f1b

f2a＜f2＜f2b

在本实施例中，当两个共振频率f1和f2具有这样的分散范围时，在第二步骤中，它们被分别调整到第一和第二目标共振频率gf1和gf2。

该过程包括通过向位于振荡器一部分上的质量增加区域405施加树脂来增加质量的调节方法。

为了确保频率在第二步骤中可以被调节到第一和第二驱动共振频率gf1和gf2，如下所述，在用于制造振荡器装置的第一步骤中，振荡器装置应当制造成使具有分散的两个共振频率落入可调节范围内。

在第一步骤中，如果第一和第二扭力弹簧的第一和第二弹簧常数由k1和k2表示，第一和第二弹簧常数的下限最小值由k1a和k2a表示，其上限最大值由k1b和k2b表示，当第一和第二扭力弹簧在下列弹簧常数范围内制造时：

k1a＜k1＜k1b

k2a＜k2＜k2b，

第一和第二目标共振频率可以利用下列参数计算。

更具体地，振荡器装置可以在第一步骤中制造，使得所有单独生产的振荡器的第一和第二共振频率f1和f2均落入满足下列等式(9)到等式(12)的共振频率范围内。

如果这个完成的话，则如图5所示，所有的振荡器装置都可以被调节到预定频率，并且可以提高产量。

$f2\≤\frac{1}{2\mathrm{\π}}\sqrt{\frac{k1a}{I1}(1+\frac{k2b}{k1a-4{f1}^{2}I1{\mathrm{\π}}^2})}$

其中

$I1=\frac{{\mathrm{gf}1}^{2}k1\mathrm{ak}2b+{\mathrm{gf}2}^{2}k1\mathrm{ak}2b+\sqrt{k1a{k2b}^2({\mathrm{gf}1}^{4}k1a+{\mathrm{gf}2}^{4}k1a-2{\mathrm{gf}1}^2{\mathrm{gf}2}^2(k1a+2k2b))}}{8{\mathrm{gf}1}^2{\mathrm{gf}2}^{2}k2b{\mathrm{\π}}^2}$

…(9)

$f2\≥\frac{1}{2\mathrm{\π}}\sqrt{-\frac{k1\mathrm{bk}2a(k2a-4{f1}^{2}I2{\mathrm{\π}}^2)}{I2(-k1\mathrm{bk}2a+4{f1}^{2}I2(k1b+k2a){\mathrm{\π}}^2)}}$

其中

$I2=\frac{{\mathrm{gf}1}^{2}k1\mathrm{bk}2a+{\mathrm{gf}2}^{2}k1\mathrm{bk}2a-\sqrt{k1b{k2a}^2({\mathrm{gf}1}^{4}k1b+{\mathrm{gf}2}^{4}k1b-2{\mathrm{gf}1}^2{\mathrm{gf}2}^2(k1b+2k2a))}}{8{\mathrm{gf}1}^2{\mathrm{gf}2}^2(k1b+k2a){\mathrm{\π}}^2}$

…(10)

f1＞gf1…(11)

f2＞gf2…(12)

这里，在本实施例中，选取下列值。

gf1：2362Hz

gf2：4724Hz

k1a：0.00202×0.98N/m

k1b：0.00202×1.02N/m

k2a：0.00106×0.97N/m

k2a：0.00106×1.03N/m

这些参数不限于上述值，可以使用任何其他值。

此外，尽管在本实施例中，驱动共振频率gf1和gf2设定到某些值，可以设定某些范围来取代该数值。

在这种情况下，在gf1和gf2的预期范围内，优选地，可以选择具有最远离gf1或gf2的目标频率的频率作为目标频率。然而，目标频率可以利用gf1和gf2的范围中点进行计算。

此外，在本实施例中，选择第一和第二弹簧常数的下限最小值作为参数k1a和k2a，选择它们的上限最大值作为参数k1b和k2b。

然而，可以选择大于下限最小值的那些值作为k1a和k2a，可以选择小于上限最大值的那些值作为k1b和k2b。

优选地，可以根据预先进行的实验而统计地估算弹簧常数的分散，分散范围可以根据标准偏差确定。

在这种情况下，一些振荡器变得不可调节。然而，因为最可调节的振荡器装置中的调节量变小，第二步骤的加工时间将得以缩短。

[实施例5]

下面将参考根据本发明的振荡器装置制造方法的结构性实例描述第五实施例，包括以与第四实施例不同的方式增加质量的调节步骤。本实施例的振荡器装置的结构与第四实施例基本相同。

由于制造误差，与第四实施例类似，第一弹性支撑构件的弹簧常数k1和第二弹性支撑构件的弹簧常数k2具有误差。因此，两个共振频率f1和f2具有位于下列范围内的分散。

f1a＜f1＜f1b

f2a＜f2＜f2b

在本实施例中，当两个共振频率f1和f2具有这样的分散范围时，与第四实施例类似，在第二步骤中，它们被分别调整到第一和第二目标共振频率gf1和gf2。

在本实施例中，该过程包括通过向位于振荡器一部分上的质量增加区域405施加树脂来增加质量的调节方法。

为了确保频率在第二步骤中可以调节到第一和第二驱动共振频率gf1和gf2，如下所述，在用于制造振荡器装置的第一步骤中，振荡器装置应当制造成使具有分散的两个共振频率落入可调节范围内。

在第一步骤中，与第四实施例类似，制造具有下列弹簧常数范围的第一和第二扭力弹簧：

k1a＜k1＜k1b

k2a＜k2＜k2b

这里，如果弹簧常数k1的上述范围的中点为k1c，弹簧常数k2的上述范围的中点为k2c，在第一步骤中，生成目标共振频率由tf1和tf2表示，tf1可以由下面的等式(13)计算得出，tf2可以由下面的等式(14)计算得出。

然后，通过使用这些计算出的目标共振频率，如图6所示，调节之前的共振频率的分散进入可调节范围，因此，所有的振荡器装置可以调节到预定共振频率。因此，可以提高产量。

$\mathrm{tf}1=\sqrt{\frac{I2k1c+I1k2c+I2k2c-\sqrt{-4I1I2k1\mathrm{ck}2c+{(I1k2c+I2(k1c+k2c))}^2}}{8I1I2{\mathrm{\π}}^2}}$

其中

$I1=\frac{{\mathrm{gf}1}^{2}k1\mathrm{ak}2b+{\mathrm{gf}2}^{2}k1\mathrm{ak}2b+\sqrt{k1a{k2b}^2({\mathrm{gf}1}^{4}k1a+{\mathrm{gf}2}^{4}k1a-2{\mathrm{gf}1}^2{\mathrm{gf}2}^2(k1a+2k2b))}}{8{\mathrm{gf}1}^2{\mathrm{gf}2}^{2}k2b{\mathrm{\π}}^2}$

$I2=\frac{{\mathrm{gf}1}^{2}k1\mathrm{ak}2b+{\mathrm{gf}2}^{2}k1\mathrm{ak}2b-\sqrt{k1a{k2b}^2({\mathrm{gf}1}^{4}k1a+{\mathrm{gf}2}^{4}k1a-2{\mathrm{gf}1}^2{\mathrm{gf}2}^2(k1a+2k2b))}}{8{\mathrm{gf}1}^2{\mathrm{gf}2}^2(k1a+k2b){\mathrm{\π}}^2}$

…(13)

$\mathrm{tf}2=\sqrt{\frac{I2k1c+I1k2c+I2k2c+\sqrt{-4I1I2k1\mathrm{ck}2c+{(I1k2c+I2(k1c+k2c))}^2}}{8I1I2{\mathrm{\π}}^2}}$

其中

$I1=\frac{{\mathrm{gf}1}^{2}k1\mathrm{bk}2a+{\mathrm{gf}2}^{2}k1\mathrm{bk}2a+\sqrt{k1b{k2a}^2({\mathrm{gf}1}^{4}k1b+{\mathrm{gf}2}^{4}k1b-2{\mathrm{gf}1}^2{\mathrm{gf}2}^2(k1b+2k2a))}}{8{\mathrm{gf}1}^2{\mathrm{gf}2}^{2}k2a{\mathrm{\π}}^2}$

$I2=\frac{{\mathrm{gf}1}^{2}k1\mathrm{bk}2a+{\mathrm{gf}2}^{2}k1\mathrm{bk}2a-\sqrt{k1b{k2a}^2({\mathrm{gf}1}^{4}k1b+{\mathrm{gf}2}^{4}k1b-2{\mathrm{gf}1}^2{\mathrm{gf}2}^2(k1b+2k2a))}}{8{\mathrm{gf}1}^2{\mathrm{gf}2}^2(k1b+k2a){\mathrm{\π}}^2}$

…(14)

本实施例中计算出的目标频率是使所有振荡器都可以调节且调节量最小的值。

根据本实施例，不仅可以提高产量，还可以提高调节速度。

具体地，可以在用于硅微加工的设计掩模图案中使用目标频率。

这里，在本实施例中，选取下列值。

gf1：2362Hz

gf2：4724Hz

k1a：0.00202×0.98N/m

k1b：0.00202×1.02N/m

k2a：0.00106×0.97N/m

k2a：0.00106×1.03N/m

这些参数不限于上述值，可以使用任何其他值。

此外，尽管在本实施例中，驱动共振频率gf1和gf2设定到某些值，可以设定某些范围来取代该数值。

在这种情况下，在gf1和gf2的预期范围内，优选地，可以选择具有最远离gf1或gf2的目标频率的频率作为目标频率。然而，目标频率可以利用gf1和gf2的范围中点进行计算。

此外，在本实施例中，选择第一和第二弹簧常数的下限最小值作为参数k1a和k2a，选择它们的上限最大值作为参数k1b和k2b。

然而，可以选择大于下限最小值的那些值作为k1a和k2a，可以选择小于上限最大值的那些值作为k1b和k2b。

优选地，可以根据预先进行的实验而统计地估算弹簧常数的分散，分散范围可以根据标准偏差确定。

在这种情况下，具有在标准偏差所确定范围之外的分散的一些振荡器会变得不可调节。然而，因为最可调节的振荡器装置中的调节量变小，第二步骤的加工时间缩短。

[实施例6]

下面将参考根据本发明的振荡器装置制造方法的结构性实例描述第六实施例，包括以与第四和第五实施例不同的方式增加质量的调节步骤。

本实施例的振荡器装置的结构与第四实施例基本相同。

由于制造误差，与第四实施例类似，第一弹性支撑构件的弹簧常数k1和第二弹性支撑构件的弹簧常数k2具有误差。因此，两个共振频率f1和f2具有位于下列范围内的分散。

f1a＜f1＜f1b

f2a＜f2＜f2b

在本实施例中，当两个共振频率f1和f2具有这样的分散范围时，与第四实施例类似，在第二步骤中，它们被分别调整到第一和第二目标共振频率gf1和gf2。

该过程包括通过将激光束照射到位于振荡器一部分上的质量去除区域105以去除质量的调节方法。

接下来，在第二步骤中，不考虑除了上述提到的弹簧常数误差之外的第一振荡器和第二振荡器的惯性力矩误差，为了确保将频率调整到预定共振频率，第一步骤中的最佳生成目标频率可以根据用于确定振荡器共振频率的参数计算得出，如下所述。

在第一步骤中，与第四实施例类似，制造具有下列弹簧常数范围的第一和第二扭力弹簧：

k1a＜k1＜k1b

k2a＜k2＜k2b

如果上述驱动共振频率gf1和gf2下的第一和第二振荡器的惯性力矩分别由I1和I2表示，第一和第二惯性力矩的下限最小值分别由I1-I1e和I2-I2e表示，它们的上限最大值分别由I1+I1e和I2+I2e表示，则可以制造具有下列惯性力矩范围的第一和第二振荡器：

I1-I1e＜I1＜I1+I1e

I2-I2e＜I2＜I2+I2e

其中，弹簧常数k1的上述范围的中点为k1c，弹簧常数k2的上述范围的中点为k2c，在第一步骤中，如果生成目标共振频率由tf1和tf2表示，则tf1可以由下面的等式(15)计算得出，tf2可以由下面的等式(16)计算得出。

然后，通过使用这些计算出的目标共振频率，调节之前的共振频率分散进入可调节范围，因此，所有的振荡器装置都可以调节到预定共振频率。因此，可以提高产量。

$\mathrm{tf}1=\sqrt{\frac{I2k1c+I1k2c+I2k2c-\sqrt{-4I1I2k1\mathrm{ck}2c+{(I1k2c+I2(k1c+k2c))}^2}}{8I1I2{\mathrm{\π}}^2}}$

其中

$I1=\frac{{\mathrm{gf}1}^{2}k1\mathrm{ak}2b+{\mathrm{gf}2}^{2}k1\mathrm{ak}2b+\sqrt{k1a{k2b}^2({\mathrm{gf}1}^{4}k1a+{\mathrm{gf}2}^{4}k1a-2{\mathrm{gf}1}^2{\mathrm{gf}2}^2(k1a+2k2b))}}{8{\mathrm{gf}1}^2{\mathrm{gf}2}^{2}k2b{\mathrm{\π}}^2}-I1e$

$I2=\frac{{\mathrm{gf}1}^{2}k1\mathrm{ak}2b+{\mathrm{gf}2}^{2}k1\mathrm{ak}2b-\sqrt{k1a{k2b}^2({\mathrm{gf}1}^{4}k1a+{\mathrm{gf}2}^{4}k1a-2{\mathrm{gf}1}^2{\mathrm{gf}2}^2(k1a+2k2b))}}{8{\mathrm{gf}1}^2{\mathrm{gf}2}^2(k1a+k2b){\mathrm{\π}}^2}-I2e$

…(15)

$\mathrm{tf}2=\sqrt{\frac{I2k1c+I1k2c+I2k2c+\sqrt{-4I1I2k1\mathrm{ck}2c+{(I1k2c+I2(k1c+k2c))}^2}}{8I1I2{\mathrm{\π}}^2}}$

其中

$I1=\frac{{\mathrm{gf}1}^{2}k1\mathrm{bk}2a+{\mathrm{gf}2}^{2}k1\mathrm{bk}2a+\sqrt{k1b{k2a}^2({\mathrm{gf}1}^{4}k1b+{\mathrm{gf}2}^{4}k1b-2{\mathrm{gf}1}^2{\mathrm{gf}2}^2(k1b+2k2a))}}{8{\mathrm{gf}1}^2{\mathrm{gf}2}^{2}k2a{\mathrm{\π}}^2}-I1e$

$I2=\frac{{\mathrm{gf}1}^{2}k1\mathrm{bk}2a+{\mathrm{gf}2}^{2}k1\mathrm{bk}2a-\sqrt{k1b{k2a}^2({\mathrm{gf}1}^{4}k1b+{\mathrm{gf}2}^{4}k1b-2{\mathrm{gf}1}^2{\mathrm{gf}2}^2(k1b+2k2a))}}{8{\mathrm{gf}1}^2{\mathrm{gf}2}^2(k1b+k2a){\mathrm{\π}}^2}-I2e$

…(16)

本实施例中计算出的目标频率是使所有振荡器可以调节且调节量最小的值。

根据本实施例，不仅可以提高产量，还可以提高调节速度。

具体地，可以在用于硅微加工的设计掩模图案中使用目标频率。

这里，在本实施例中，选取下列值。

gf1：2362Hz

gf2：4724Hz

k1c：0.00202N/m

k2c：0.00106N/m

k1a：0.00202×0.98N/m

k1b：0.00202×1.02N/m

k2a：0.00106×0.97N/m

k2a：0.00106×1.03N/m

I1e＝64.1×10^-14kg/m²

I2e＝5.7×10^-14kg/m²

在这种情况下，第一振荡器的目标频率是tf1＝2273.45Hz，第二振荡器的目标频率是tf2＝4525.68Hz。

这些参数不限于上述值，可以使用任何其他值。

此外，尽管在本实施例中，驱动共振频率gf1和gf2设定到某些值，可以设定某些范围来取代该数值。

在这种情况下，在gf1和gf2的预期范围内，优选地，可以选择具有最远离gf1或gf2的目标频率的频率作为目标频率。然而，目标频率可以利用gf1和gf2的范围中点进行计算。

此外，在本实施例中，选择第一和第二惯性力矩的下限最小值作为参数I1-I1e和I2-I2e，选择它们的上限最大值作为参数I1+I1e和I2+I2e。

然而，可以选择大于下限最小值的那些值作为I1-I1e和I2-I2e，可以选择小于上限最大值的那些值作为I1+I1e和I2+I2e。

优选地，可以根据预先进行的实验而统计地估算惯性力矩的分散，分散范围可以根据标准偏差确定。

在这种情况下，一些振荡器变得不可调节。然而，因为最可调节的振荡器装置中的调节量变小，第二步骤的加工时间缩短。

[实施例7]

下面将参考光学仪器的结构性实例描述第七实施例，所述光学仪器使用由根据本发明的振荡器装置构成的光偏转器。

图7是用于解释光学仪器的结构性实例的示意性立体图，所述光学仪器使用由根据本发明的振荡器装置构成的光偏转器。

这里，成像设备显示为光学仪器。

在图7中，3003表示本发明的振荡器装置，3001表示激光源。3002表示透镜或透镜组，3004表示记录透镜或透镜组。3005表示鼓形感光构件。

本实施例的成像设备包括光源、感光构件和光偏转器，所述光偏转器具有布置在振荡器上的光学偏转元件并且由本发明的振荡器装置组成。

来自光源的光线通过光偏转器偏转，至少一部分光线入射到感光构件上。

更具体地，利用由根据任意一个在先实施例的振荡器装置组成的光学扫描系统(振荡器装置)3003，对输入光线进行一维扫描。从激光源3001投射的激光束已受到与光线扫描偏转定时相关的预定强度调制。

经过如此强度调制后的光线穿过透镜或透镜组3002，利用光学扫描系统(光偏转器)3003对输入光线进行一维扫描。

通过记录透镜3004，扫描激光束在感光构件3005上形成图像。

沿与扫描方向垂直的方向并围绕转动轴线而旋转的感光构件3005通过充电装置(未显示)进行均匀充电。当利用光线扫描感光构件表面时，静电潜像形成在由光线扫描的部分上。

随后，调色剂图像通过显影装置(未显示)形成在静电潜像的成像部上。调色剂图像随后转印并定影到纸张(未显示)上，由此在纸张上生成图像。

尽管上文已经参考作为光学仪器的成像设备实例对本发明进行了解释，本发明不局限于这种结构。

例如，它可包括光源、图像显示构件和由本发明的振荡器装置构成的光偏转器，投影显示装置可以如此构成和布置，使得来自光源的光线通过光偏转器偏转并入射到图像显示构件上。

因此，根据本发明的振荡器装置，可以实现适用于光学仪器的振荡器装置，所述光学仪器包括用于使以光线扫描偏转为基础的图像投影的投影显示装置和具有电子照相程序的成像设备，例如激光束打印机、数字复印机等。

尽管已经参考这里公开的结构对本发明进行了说明，但本发明不限于所述细节，本申请涵盖落入改良目的和下列权利要求范围内的改进或变化。

Claims (14)

1.一种用于制造振荡器装置的方法，所述振荡器装置具有第一和第二振荡器，所述第一和第二振荡器由固定构件支撑以便通过第一和第二扭力弹簧围绕扭转轴线进行扭转振荡，所述振荡器装置以第一和第二驱动共振频率gf1和gf2被驱动，所述方法包括：

用于加工两个振荡器的第一步骤，其中，当两个振荡器要被加工成具有第一和第二共振频率的振荡器，且所述第一和第二共振频率以某一分散范围不同于两个驱动共振频率时，两个振荡器被加工成使得与两个驱动共振频率不同的第一和第二共振频率分别等于第一和第二共振频率f1和f2，所述第一和第二共振频率f1和f2分别包括在能调节的共振频率范围内；和

用于调节第一和第二共振频率f1和f2的第二步骤，使得所述第一和第二共振频率f1和f2分别等于第一和第二驱动共振频率gf1和gf2。

2.如权利要求1所述的制造振荡器装置的方法，其中，当第一和第二共振频率f1和f2的共振频率分散范围的下限最小值分别由f1a和f2a表示，所述范围的上限最大值由f1b和f2b表示，并且第一和第二共振频率f1和f2的共振频率分散范围由下式表示时，

f1a＜f1＜f1b

f2a＜f2＜f2b

所述方法包括加工所述振荡器装置的步骤，使得第一和第二驱动共振频率gf1和gf2满足关系

gf1＜f1a，并且gf2＜f2a

或者

gf1＞f1b，并且gf2＞f2b。

3.如权利要求1或2所述的制造振荡器装置的方法，其中，对于在所述第二步骤中调节第一和第二共振频率f1和f2，去除至少一个振荡器的质量以进行调节。

4.如权利要求1或2所述的制造振荡器装置的方法，其中，对于在所述第二步骤中调节第一和第二共振频率f1和f2，给至少一个振荡器增加质量以进行调节。

5.如权利要求1或2所述的制造振荡器装置的方法，其中，对于在所述第一步骤中制造振荡器装置，当第一和第二扭力弹簧在第一和第二驱动共振频率gf1和gf2下的第一和第二弹簧常数分别由k1和k2表示，第一和第二弹簧常数的下限最小值分别由k1a和k2a表示，第一和第二弹簧常数的上限最大值分别由k1b和k2b表示时，在由下式表示的弹簧常数范围内制造第一和第二扭力弹簧，

k1a＜k1＜k1b

k2a＜k2＜k2b，

振荡器装置被制造成使得所有单独生产的振荡器的第一和第二共振频率f1和f2均落入满足下列等式(1)到等式(4)的共振频率范围内：

$f2\≥\frac{1}{2\mathrm{\π}}\sqrt{\frac{k1b}{I1}(1+\frac{k2a}{k1b-4f{1}^{2}I1{\mathrm{\π}}^2})}$

其中

$I1=\frac{{\mathrm{gf}1}^{2}k1\mathrm{bk}2a+{\mathrm{gf}2}^{2}k1\mathrm{bk}2a+\sqrt{k1b{k2a}^2({\mathrm{gf}1}^{4}k1b+{\mathrm{gf}2}^{4}k1b-2{\mathrm{gf}1}^2{\mathrm{gf}2}^2(k1b+2k2a))}}{8{\mathrm{gf}1}^2{\mathrm{gf}2}^{2}k2a{\mathrm{\π}}^2}$

...(1)

$f2\≤\frac{1}{2\mathrm{\π}}\sqrt{\frac{k1\mathrm{ak}2b(k2b-4{f1}^{2}I2{\mathrm{\π}}^2)}{I2(-k1\mathrm{ak}2b+4{f1}^{2}I2(k1a+k2b){\mathrm{\π}}^2)}}$

其中

$I2=\frac{{\mathrm{gf}1}^{2}k1\mathrm{ak}2b+{\mathrm{gf}2}^{2}k1\mathrm{ak}2b-\sqrt{k1a{k2b}^2({\mathrm{gf}1}^{4}k1a+{\mathrm{gf}2}^{4}k1a-2{\mathrm{gf}1}^2{\mathrm{gf}2}^2(k1a+2k2b))}}{8{\mathrm{gf}1}^2{\mathrm{gf}2}^2(k1a+k2b){\mathrm{\π}}^2}$

       ...(2)

f1＜gf1...(3)

f2＜gf2...(4)。

6.如权利要求1或2所述的制造振荡器装置的方法，其中，对于在所述第一步骤中制造振荡器装置，当第一和第二扭力弹簧在第一和第二驱动共振频率gf1和gf2下的第一和第二弹簧常数分别由k1和k2表示，第一和第二弹簧常数的下限最小值分别由k1a和k2a表示，第一和第二弹簧常数的上限最大值分别由k1b和k2b表示时，在由下式表示的弹簧常数范围内制造第一和第二扭力弹簧，

k1a＜k1＜k1b

k2a＜k2＜k2b，

并且其中，当弹簧常数k1的范围中点为k1c，弹簧常数k2的范围中点为k2c，并且当用于加工振荡器装置以获得第一和第二共振频率f1和f2的第一和第二生成目标共振频率分别由tf1和tf2表示时，所述方法包括根据下列等式(5)计算tf1和根据下列等式(6)计算tf2的步骤，并且加工振荡器装置使得达到计算出的tf1和tf2：

$\mathrm{tf}1=\sqrt{\frac{I2k1c+I1k2c+I2k2c-\sqrt{-4I1I2k1\mathrm{ck}2c+{(I1k2c+I2(k1c+k2c))}^2}}{8I1I2{\mathrm{\π}}^2}}$

其中

$I1=\frac{{\mathrm{gf}1}^{2}k1\mathrm{bk}2a+{\mathrm{gf}2}^{2}k1\mathrm{bk}2a+\sqrt{k1b{k2a}^2({\mathrm{gf}1}^{4}k1b+{\mathrm{gf}2}^{4}k1b-2{\mathrm{gf}1}^2{\mathrm{gf}2}^2(k1b+2k2a))}}{8{\mathrm{gf}1}^2{\mathrm{gf}2}^{2}k2a{\mathrm{\π}}^2}$

$I2=\frac{{\mathrm{gf}1}^{2}k1\mathrm{bk}2a+{\mathrm{gf}2}^{2}k1\mathrm{bk}2a-\sqrt{k1b{k2a}^2({\mathrm{gf}1}^{4}k1b+{\mathrm{gf}2}^{4}k1b-2{\mathrm{gf}1}^2{\mathrm{gf}2}^2(k1b+2k2a))}}{8{\mathrm{gf}1}^2{\mathrm{gf}2}^2(k1b+k2a){\mathrm{\π}}^2}$

...(5)

$\mathrm{tf}2=\sqrt{\frac{I2k1c+I1k2c+I2k2c+\sqrt{-4I1I2k1\mathrm{ck}2c+{(I1k2c+I2(k1c+k2c))}^2}}{8I1I2{\mathrm{\π}}^2}}$

其中

$I1=\frac{{\mathrm{gf}1}^{2}k1\mathrm{ak}2b+{\mathrm{gf}2}^{2}k1\mathrm{ak}2b+\sqrt{k1a{k2b}^2({\mathrm{gf}1}^{4}k1a+{\mathrm{gf}2}^{4}k1a-2{\mathrm{gf}1}^2{\mathrm{gf}2}^2(k1a+2k2b))}}{8{\mathrm{gf}1}^2{\mathrm{gf}2}^{2}k2b{\mathrm{\π}}^2}$

$I2=\frac{{\mathrm{gf}1}^{2}k1\mathrm{ak}2b+{\mathrm{gf}2}^{2}k1\mathrm{ak}2b-\sqrt{k1a{k2b}^2({\mathrm{gf}1}^{4}k1a+{\mathrm{gf}2}^{4}k1a-2{\mathrm{gf}1}^2{\mathrm{gf}2}^2(k1a+2k2b))}}{8{\mathrm{gf}1}^2{\mathrm{gf}2}^2(k1a+k2b){\mathrm{\π}}^2}$

...(6)

7.如权利要求1或2所述的制造振荡器装置的方法，其中，对于在所述第一步骤中制造振荡器装置，当第一和第二扭力弹簧在第一和第二驱动共振频率gf1和gf2下的第一和第二弹簧常数分别由k1和k2表示，第一和第二弹簧常数的下限最小值分别由k1a和k2a表示，第一和第二弹簧常数的上限最大值分别由k1b和k2b表示时，在由下式表示的弹簧常数范围内制造第一和第二扭力弹簧，

k1a＜k1＜k1b

k2a＜k2＜k2b，

其中，当第一和第二振荡器在驱动共振频率gf1和gf2下的惯性力矩分别由I1和I2表示，第一和第二惯性力矩的下限最小值分别由I1-I1e和I2-I2e表示，第一和第二惯性力矩的上限最大值分别由I1+I1e和I2+I2e表示时，在由下式表示的惯性力矩范围内制造第一和第二振荡器，

I1-I1e＜I1＜I1+I1e

I2-I2e＜I2＜I2+I2e，

并且其中，当弹簧常数k1的范围中点为k1c，弹簧常数k2的范围中点为k2c，用于加工振荡器装置以获得第一和第二共振频率f1和f2的第一和第二生成目标共振频率分别由tf1和tf2表示时，所述方法包括根据下列等式(7)计算tf1和根据下列等式(8)计算tf2的步骤，并且加工振荡器装置使得达到计算出的tf1和tf2：

$\mathrm{tf}1=\sqrt{\frac{I2k1c+I1k2c+I2k2c-\sqrt{-4I1I2k1\mathrm{ck}2c+{(I1k2c+I2(k1c+k2c))}^2}}{8I1I2{\mathrm{\π}}^2}}$

其中

$I1=\frac{{\mathrm{gf}1}^{2}k1\mathrm{bk}2a+{\mathrm{gf}2}^{2}k1\mathrm{bk}2a+\sqrt{k1b{k2a}^2({\mathrm{gf}1}^{4}k1b+{\mathrm{gf}2}^{4}k1b-2{\mathrm{gf}1}^2{\mathrm{gf}2}^2(k1b+2k2a))}}{8{\mathrm{gf}1}^2{\mathrm{gf}2}^{2}k2a{\mathrm{\π}}^2}+I1e$

$I2=\frac{{\mathrm{gf}1}^{2}k1\mathrm{bk}2a+{\mathrm{gf}2}^{2}k1\mathrm{bk}2a+\sqrt{k1b{k2a}^2({\mathrm{gf}1}^{4}k1b+{\mathrm{gf}2}^{4}k1b-2{\mathrm{gf}1}^2{\mathrm{gf}2}^2(k1b+2k2a))}}{8{\mathrm{gf}1}^2{\mathrm{gf}2}^{2}k2a{\mathrm{\π}}^2}+I2e$

...(7)

$\mathrm{tf}2=\sqrt{\frac{I2k1c+I1k2c+I2k2c+\sqrt{-4I1I2k1\mathrm{ck}2c+{(I1k2c+I2(k1c+k2c))}^2}}{8I1I2{\mathrm{\π}}^2}}$

其中

$I1=\frac{{\mathrm{gf}1}^{2}k1\mathrm{ak}2b+{\mathrm{gf}2}^{2}k1\mathrm{ak}2b+\sqrt{k1a{k2b}^2({\mathrm{gf}1}^{4}k1a+{\mathrm{gf}2}^{4}k1a-2{\mathrm{gf}1}^2{\mathrm{gf}2}^2(k1a+2k2b))}}{8{\mathrm{gf}1}^2{\mathrm{gf}2}^{2}k2b{\mathrm{\π}}^2}+I1e$

$I2=\frac{{\mathrm{gf}1}^{2}k1\mathrm{ak}2b+{\mathrm{gf}2}^{2}k1\mathrm{ak}2b-\sqrt{k1a{k2b}^2({\mathrm{gf}1}^{4}k1a+{\mathrm{gf}2}^{4}k1a-2{\mathrm{gf}1}^2{\mathrm{gf}2}^2(k1a+2k2b))}}{8{\mathrm{gf}1}^2{\mathrm{gf}2}^2(k1a+k2b){\mathrm{\π}}^2}+I2e$

...(8)

8.如权利要求1或2所述的制造振荡器装置的方法，其中，对于在所述第一步骤中制造振荡器装置，当第一和第二扭力弹簧在第一和第二驱动共振频率gf1和gf2下的第一和第二弹簧常数分别由k1和k2表示，第一和第二弹簧常数的下限最小值分别由k1a和k2a表示，它们的上限最大值分别由k1b和k2b表示时，在由下式表示的弹簧常数范围内制造第一和第二扭力弹簧，

k1a＜k1＜k1b

k2a＜k2＜k2b，

振荡器装置被制造成使得所有单独生产的振荡器的第一和第二共振频率f1和f2均落入满足下列等式(9)到等式(12)的共振频率范围内：

$f2\≤\frac{1}{2\mathrm{\π}}\sqrt{\frac{k1a}{I1}(1+\frac{k2b}{k1a-4f{1}^{2}I1{\mathrm{\π}}^2})}$

其中

$I1=\frac{{\mathrm{gf}1}^{2}k1\mathrm{ak}2b+{\mathrm{gf}2}^{2}k1\mathrm{ak}2b+\sqrt{k1a{k2b}^2({\mathrm{gf}1}^{4}k1a+{\mathrm{gf}2}^{4}k1a-2{\mathrm{gf}1}^2{\mathrm{gf}2}^2(k1a+2k2b))}}{8{\mathrm{gf}1}^2{\mathrm{gf}2}^{2}k2b{\mathrm{\π}}^2}$

...(9)

$f2\≥\frac{1}{2\mathrm{\π}}\sqrt{-\frac{k1\mathrm{bk}2a(k2a-4{f1}^{2}I2{\mathrm{\π}}^2)}{I2(-k1\mathrm{bk}2a+4{f1}^{2}I2(k1b+k2a){\mathrm{\π}}^2)}}$

其中

$I2=\frac{{\mathrm{gf}1}^{2}k1\mathrm{bk}2a+{\mathrm{gf}2}^{2}k1\mathrm{bk}2a-\sqrt{k1b{k2a}^2({\mathrm{gf}1}^{4}k1b+{\mathrm{gf}2}^{4}k1b-2{\mathrm{gf}1}^2{\mathrm{gf}2}^2(k1b+2k2a))}}{8{\mathrm{gf}1}^2{\mathrm{gf}2}^2(k1b+k2a){\mathrm{\π}}^2}$

...(10)

f1＞gf1...(11)

f2＞gf2...(12)

9.如权利要求1或2所述的制造振荡器装置的方法，其中，对于在所述第一步骤中制造振荡器装置，当第一和第二扭力弹簧在第一和第二驱动共振频率gf1和gf2下的第一和第二弹簧常数分别由k1和k2表示，第一和第二弹簧常数的下限最小值分别由k1a和k2a表示，它们的上限最大值分别由k1b和k2b表示时，在由下式表示的弹簧常数范围内制造第一和第二扭力弹簧，

k1a＜k1＜k1b

k2a＜k2＜k2b，

并且其中，当弹簧常数k1的范围中点为k1c，弹簧常数k2的范围中点为k2c，当用于加工振荡器装置以获得第一和第二共振频率f1和f2的第一和第二生成目标共振频率分别由tf1和tf2表示时，所述方法包括根据下列等式(13)计算tf1和根据下列等式(14)计算tf2的步骤，并且加工振荡器装置使得达到计算出的tf1和tf2：

$\mathrm{tf}1=\sqrt{\frac{I2k1c+I1k2c+I2k2c-\sqrt{-4I1I2k1\mathrm{ck}2c+{(I1k2c+I2(k1c+k2c))}^2}}{8I1I2{\mathrm{\π}}^2}}$

其中

$I1=\frac{{\mathrm{gf}1}^{2}k1\mathrm{ak}2b+{\mathrm{gf}2}^{2}k1\mathrm{ak}2b+\sqrt{k1a{k2b}^2({\mathrm{gf}1}^{4}k1a+{\mathrm{gf}2}^{4}k1a-2{\mathrm{gf}1}^2{\mathrm{gf}2}^2(k1a+2k2b))}}{8{\mathrm{gf}1}^2{\mathrm{gf}2}^{2}k2b{\mathrm{\π}}^2}$

$I2=\frac{{\mathrm{gf}1}^{2}k1\mathrm{ak}2b+{\mathrm{gf}2}^{2}k1\mathrm{ak}2b-\sqrt{k1a{k2b}^2({\mathrm{gf}1}^{4}k1a+{\mathrm{gf}2}^{4}k1a-2{\mathrm{gf}1}^2{\mathrm{gf}2}^2(k1a+2k2b))}}{8{\mathrm{gf}1}^2{\mathrm{gf}2}^2(k1a+k2b){\mathrm{\π}}^2}$

...(13)

$\mathrm{tf}2=\sqrt{\frac{I2k1c+I1k2c+I2k2c+\sqrt{-4I1I2k1\mathrm{ck}2c+{(I1k2c+I2(k1c+k2c))}^2}}{8I1I2{\mathrm{\π}}^2}}$

其中

$I1=\frac{{\mathrm{gf}1}^{2}k1\mathrm{bk}2a+{\mathrm{gf}2}^{2}k1\mathrm{bk}2a+\sqrt{k1b{k2a}^2({\mathrm{gf}1}^{4}k1b+{\mathrm{gf}2}^{4}k1b-2{\mathrm{gf}1}^2{\mathrm{gf}2}^2(k1b+2k2a))}}{8{\mathrm{gf}1}^2{\mathrm{gf}2}^{2}k2a{\mathrm{\π}}^2}$

$I2=\frac{{\mathrm{gf}1}^{2}k1\mathrm{bk}2a+{\mathrm{gf}2}^{2}k1\mathrm{bk}2a-\sqrt{k1b{k2a}^2({\mathrm{gf}1}^{4}k1b+{\mathrm{gf}2}^{4}k1b-2{\mathrm{gf}1}^2{\mathrm{gf}2}^2(k1b+2k2a))}}{8{\mathrm{gf}1}^2{\mathrm{gf}2}^2(k1b+k2a){\mathrm{\π}}^2}$

...(14)

10.如权利要求1或2所述的制造振荡器装置的方法，其中，对于在所述第一步骤中制造振荡器装置，当第一和第二扭力弹簧在第一和第二驱动共振频率gf1和gf2下的第一和第二弹簧常数分别由k1和k2表示，第一和第二弹簧常数的下限最小值分别由k1a和k2a表示，它们的上限最大值分别由k1b和k2b表示时，在由下式表示的弹簧常数范围内制造第一和第二扭力弹簧，

k1a＜k1＜k1b

k2a＜k2＜k2b，

其中，当第一和第二振荡器在驱动共振频率gf1和gf2下的惯性力矩分别由I1和I2表示，第一和第二惯性力矩的下限最小值分别由I1-I1e和I2-I2e表示，它们的上限最大值分别由I1+I1e和I2+I2e表示时，则在由下式表示的惯性力矩范围内制造第一和第二振荡器，

I1-I1e＜I1＜I1+I1e

I2-I2e＜I2＜I2+I2e，

并且其中，当弹簧常数k1的范围中点为k1c，弹簧常数k2的范围中点为k2c，用于加工振荡器装置以获得第一和第二共振频率f1和f2的第一和第二生成目标共振频率分别由tf1和tf2表示时，所述方法包括根据下列等式(15)计算tf1和根据下列等式(16)计算tf2的步骤，并且加工振荡器装置使得达到计算出的tf1和tf2：

$\mathrm{tf}1=\sqrt{\frac{I2k1c+I1k2c+I2k2c-\sqrt{-4I1I2k1\mathrm{ck}2c+{(I1k2c+I2(k1c+k2c))}^2}}{8I1I2{\mathrm{\π}}^2}}$

其中

$I1=\frac{{\mathrm{gf}1}^{2}k1\mathrm{ak}2b+{\mathrm{gf}2}^{2}k1\mathrm{ak}2b+\sqrt{k1a{k2b}^2({\mathrm{gf}1}^{4}k1a+{\mathrm{gf}2}^{4}k1a-2{\mathrm{gf}1}^2{\mathrm{gf}2}^2(k1a+2k2b))}}{8{\mathrm{gf}1}^2{\mathrm{gf}2}^{2}k2b{\mathrm{\π}}^2}-I1e$

$I2=\frac{{\mathrm{gf}1}^{2}k1\mathrm{ak}2b+{\mathrm{gf}2}^{2}k1\mathrm{ak}2b-\sqrt{k1a{k2b}^2({\mathrm{gf}1}^{4}k1a+{\mathrm{gf}2}^{4}k1a-2{\mathrm{gf}1}^2{\mathrm{gf}2}^2(k1a+2k2b))}}{8{\mathrm{gf}1}^2{\mathrm{gf}2}^2(k1a+k2b){\mathrm{\π}}^2}-I2e$

...(15)

$\mathrm{tf}2=\sqrt{\frac{I2k1c+I1k2c+I2k2c+\sqrt{-4I1I2k1\mathrm{ck}2c+{(I1k2c+I2(k1c+k2c))}^2}}{8I1I2{\mathrm{\π}}^2}}$

其中

$I1=\frac{{\mathrm{gf}1}^{2}k1\mathrm{bk}2a+{\mathrm{gf}2}^{2}k1\mathrm{bk}2a+\sqrt{k1b{k2a}^2({\mathrm{gf}1}^{4}k1b+{\mathrm{gf}2}^{4}k1b-2{\mathrm{gf}1}^2{\mathrm{gf}2}^2(k1b+2k2a))}}{8{\mathrm{gf}1}^2{\mathrm{gf}2}^{2}k2a{\mathrm{\π}}^2}-I1e$

$I2=\frac{{\mathrm{gf}1}^{2}k1\mathrm{bk}2a+{\mathrm{gf}2}^{2}k1\mathrm{bk}2a-\sqrt{k1b{k2a}^2({\mathrm{gf}1}^{4}k1b+{\mathrm{gf}2}^{4}k1b-2{\mathrm{gf}1}^2{\mathrm{gf}2}^2(k1b+2k2a))}}{8{\mathrm{gf}1}^2{\mathrm{gf}2}^2(k1b+k2a){\mathrm{\π}}^2}-I2e$

...(16)

11.如权利要求1或2所述的制造振荡器装置的方法，其中，第一和第二驱动共振频率gf1和gf2为N倍关系，其中N为整数。

12.如权利要求1或2所述的制造振荡器装置的方法，其中，第一和第二驱动共振频率gf1和gf2为1∶2的关系。

13.一种光偏转器，包括：

根据如权利要求1或2所述的振荡器装置制造方法制造的振荡器装置；和

布置在所述振荡器装置的振荡器上的光偏转元件。

14.一种光学仪器，包括：

光源；

感光构件或图像显示构件；和

如权利要求13所述的光偏转器，

其中，来自所述光源的光线通过所述光偏转器偏转，使得至少一部分光线入射在所述感光构件或所述图像显示构件上。

Images