CN111610627B - 光扫描装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种光扫描装置及其控制方法，光扫描装置具有：输出激光的光源部；反射从光源部输出的激光的反射镜；使反射镜在水平方向上进行共振驱动且在垂直方向上进行非共振驱动的反射镜驱动部；输出与反射镜向水平方向的倾斜角对应的信号的水平倾斜传感器；输出与反射镜向垂直方向的倾斜角对应的信号的垂直倾斜传感器；基于水平倾斜传感器的输出信号求得作为反射镜向水平方向的振摆角的水平振摆角，并判定水平振摆角是否在预定的范围内的水平振摆角判定部；求得垂直倾斜传感器的输出信号的变化率并判定变化率是否在预定的范围内的变化率判定部；基于水平振摆角判定部以及变化率判定部的判定结果控制光源部的激光的输出的激光器输出控制部。

Description

光扫描装置及其控制方法

技术领域

本发明涉及光扫描装置及其控制方法。

背景技术

作为现有技术，公知有使反射镜绕水平旋转轴以及垂直旋转轴摆动，而使激光二维地进行扫描的光扫描装置。作为这样的光扫描装置，存在对反射镜在水平方向上进行共振驱动，在垂直方向上进行非共振驱动的光扫描装置。共振驱动使用正弦波形的驱动电压，非共振驱动使用锯齿状波形的驱动电压(例如，参照专利文献1)。

在这样的光扫描装置中，若在启动时等在反射镜的摆动的振摆角未达到充分的大小的情况下开始向反射镜输出激光，则存在通过光扫描装置操作的激光集中照射在较窄的范围内的危险性。因此，提出在反射镜的振摆角达到充分的大小后开始向反射镜输出激光(例如，参照专利文献2)。

然而，专利文献2所记载的光扫描装置在水平方向以及垂直方向上共振驱动反射镜，并非如专利文献1所记载的光扫描装置那样，在水平方向上进行共振驱动，在垂直方向上进行非共振驱动。

通常，在使用了锯齿状波形的驱动电压的非共振驱动中，与使用了正弦波形的驱动电压的共振驱动的情况相比，反射镜的摆动周期较长。为了检测振摆角，而需要一个周期的量的检测数据，因此为了检测非共振驱动的振摆角未达到充分的大小，需要长于共振驱动的情况的时间。因此，在非共振驱动的情况下，难以在适当的时机进行激光的输出开始或者停止。这样，在基于振摆角的控制中，例如在光扫描装置的动作中，在非共振驱动因某些不良状况而停止的情况下，无法迅速地使激光的输出停止。

专利文献1：日本专利第5659056号

专利文献2：日本专利第4946964号

发明内容

本公开的技术是鉴于上述情况而完成的，目的在于，在水平方向进行共振驱动，在垂直方向进行非共振驱动的光扫描装置中提高安全性。

本公开的技术为一种光扫描装置，其具有：光源部，其输出激光；反射镜，其反射从光源部输出的激光；反射镜驱动部，其对反射镜在水平方向上进行共振驱动，在垂直方向上进行非共振驱动；水平倾斜传感器，其输出与反射镜向水平方向的倾斜角对应的信号；垂直倾斜传感器，其输出与反射镜向垂直方向的倾斜角对应的信号；水平振摆角判定部，其基于水平倾斜传感器的输出信号求得反射镜向水平方向的振摆角即水平振摆角，判定水平振摆角是否在预定的范围内；变化率判定部，其求得垂直倾斜传感器的输出信号的变化率，判定变化率是否在预定的范围内；以及激光器输出控制部，其基于水平振摆角判定部以及变化率判定部的判定结果，控制光源部的激光的输出。

根据本发明，在水平方向进行共振驱动，在垂直方向进行非共振驱动的光扫描装置中，能够提高安全性。

附图说明

图1是表示第1实施方式的光扫描装置的结构的图。

图2是表示光扫描部的结构的图。

图3是表示水平驱动信号以及垂直驱动信号的一个例子的图。

图4是例示驱动状态判定部的结构的图。

图5是例示水平倾斜传感器的输出信号的图。

图6是例示第1水平驱动信号与水平倾斜传感器的输出信号的图。

图7是例示垂直倾斜传感器的输出信号的图。

图8是例示垂直倾斜传感器的输出信号的图。

图9是例示第1垂直驱动信号与重叠了不需要的共振成分的情况下的垂直倾斜传感器的输出信号的图。

图10是例示不需要的共振成分判定部的具体的结构的图。

图11是例示重叠了不需要的共振成分的垂直动作波形与第1相关值以及第2相关值的图。

图12是对激光器输出控制进行说明的流程图。

附图标记说明

1－光扫描装置，

10－光扫描控制部，

11－系统控制器，

13－反射镜驱动电路，

14－激光器驱动电路，

16－驱动状态判定部，

20－光源部，

21－LD模块，

40－光扫描部，

50－水平驱动状态判定部，

51－水平振摆角判定部，

52－共振判定部，

60－垂直驱动状态判定部，

61－变化率判定部，

62－垂直振摆角判定部，

63－不需要的共振成分判定部，

110－反射镜，

120－反射镜支承部，

180－固定框，

190A、190B－端子组，

192－水平倾斜传感器，

196－垂直倾斜传感器。

具体实施方式

(第1实施方式)

以下，参照附图，对第1实施方式进行说明。图1是表示第1实施方式的光扫描装置的结构的图。

本实施方式的光扫描装置1具有：光扫描控制部10、光源部20、温度传感器30、光扫描部40。以下，对各部进行说明。

光扫描控制部10具有：系统控制器11、反射镜驱动电路13、激光器驱动电路14、补偿电路15、驱动状态判定部16。光扫描控制部10对光源部20与光扫描部40进行控制。

系统控制器11对反射镜驱动电路13供给用于控制光扫描部40具有的反射镜的摆动的控制信号。另外，系统控制器11将数字的视频信号向激光器驱动电路14供给。

反射镜驱动电路13是基于来自系统控制器11的控制信号，对光扫描部40供给用于使后述的反射镜在水平方向上进行驱动而绕水平摆动轴摆动的水平驱动信号与用于使反射镜在垂直方向上进行驱动而绕垂直摆动轴摆动的垂直驱动信号的反射镜驱动部。

激光器驱动电路14基于来自系统控制器11的视频信号，向光源部20供给用于驱动激光器的激光器驱动信号。

补偿电路15在光扫描部40中补偿与使反射镜在垂直方向上进行驱动时的反射镜的垂直位置对应地产生的水平方向的相位的偏移。该水平方向的相位偏移，因反射镜驱动部在水平方向上驱动反射镜的水平驱动频率从水平共振频率偏移而产生。若产生该水平方向的相位偏移，则在使激光在水平方向上扫描时的去路中的照射开始位置(或者结束位置)与归路中的照射结束位置(或者开始位置)产生偏移，而使投影图像劣化。

补偿电路15可以使用根据垂直位置预先决定的固定值进行补偿，也可以在反射镜驱动中计算相位偏移的值来进行补偿。

驱动状态判定部16基于从光扫描部40具有的垂直倾斜传感器以及水平倾斜传感器输出的输出信号(检测信号)，判定反射镜的驱动状态。系统控制器11基于由驱动状态判定部16判定的反射镜的驱动状态的判定结果，进行光源部20的激光器输出控制。

光源部20具有LD模块21、消光滤光器22。LD模块21具有激光器21R、激光器21G、激光器21B。

激光器21R、21G、21B基于从系统控制器11供给的激光器驱动电流，射出激光。激光器21R例如是红色半导体激光器，射出波长λR(例如，640nm)的光。激光器21G例如是绿色半导体激光器，射出波长λG(例如，530nm)的光。激光器21B例如是蓝色半导体激光器，射出波长λB(例如，445nm)的光。从激光器21R、21G、21B射出的各波长的光被二向色镜等合成，通过消光滤光器22消光为预定的光量，并入射至光扫描部40。

温度传感器30是用于检测光扫描装置1的周围的温度的传感器，例如也可以由热敏电阻等实现。

光扫描部40根据从反射镜驱动电路13供给的水平以及垂直驱动信号，使反射镜在水平方向以及垂直方向上驱动。由此，在光扫描部40中变更入射的激光的反射方向，进行激光的光扫描，向屏幕等投影图像。

图2是表示光扫描部40的结构的图。光扫描部40例如是通过压电元件驱动反射镜110的MEMS。

光扫描部40具有：反射镜110、反射镜支承部120、扭转梁130A、130B、连结梁140A、140B、第1驱动梁150A、150B、可动框160、第2驱动梁170A、170B、固定框180。另外，第1驱动梁150A、150B分别具有驱动源151A、151B。另外，第2驱动梁170A、170B分别具有驱动源171A、171B。第1驱动梁150A、150B、第2驱动梁170A、170B作为使反射镜110上下或者左右摆动并使激光进行扫描的促动器发挥功能。

在反射镜支承部120以沿着反射镜110的圆周的方式形成有狭缝122。通过狭缝122能够使反射镜支承部120轻型化，并且使扭转梁130A、130B的扭转传递到反射镜110。

在光扫描部40中，在反射镜支承部120的上表面支承有反射镜110，反射镜支承部120连结于位于两侧的扭转梁130A、130B的端部。扭转梁130A、130B构成摆动轴，沿轴向延伸并从轴向两侧支承反射镜支承部120。扭转梁130A、130B扭转，由此支承于反射镜支承部120的反射镜110摆动，进行使照射至反射镜110的光的反射光扫描的动作。扭转梁130A、130B分别连结支承于连结梁140A、140B，并连结于第1驱动梁150A、150B。

第1驱动梁150A、150B、连结梁140A、140B、扭转梁130A、130B、反射镜支承部120以及反射镜110被可动框160从外侧支承。第1驱动梁150A、150B各自的一侧支承于可动框160。第1驱动梁150A的另一侧向内周侧延伸并与连结梁140A、140B连结。第1驱动梁150B的另一侧也相同地向内周侧延伸并与连结梁140A、140B连结。

第1驱动梁150A、150B在与扭转梁130A、130B正交的方向，以夹持反射镜110以及反射镜支承部120的方式成对设置。在第1驱动梁150A、150B的上表面分别形成有驱动源151A、151B。驱动源151A、151B包含形成于第1驱动梁150A、150B的上表面的压电元件的薄膜(以下，也称为“压电薄膜”。)上的上部电极与形成于压电薄膜的下表面的下部电极。驱动源151A、151B根据施加于上部电极与下部电极的驱动电压进行伸长、缩小。

因此，若在第1驱动梁150A与第1驱动梁150B中交替地施加电位反转的驱动电压，则在反射镜110的左侧与右侧，第1驱动梁150A与第1驱动梁150B向上下相反的一侧交替振动。由此，能够以扭转梁130A、130B为摆动轴或者旋转轴，使反射镜110绕轴摆动。

以下，将反射镜110绕扭转梁130A、130B的轴摆动的方向称为水平方向。换句话说，本实施方式的第1驱动梁150A与第1驱动梁150B使扭转梁130A、130B的扭转变形，由此使反射镜110在水平方向(第1方向)上摆动。例如在第1驱动梁150A、150B的水平驱动中使用共振振动，能够高速地摆动驱动反射镜110。

另外，在可动框160的外部连结有第2驱动梁170A、170B的一端。第2驱动梁170A、170B以从左右两侧夹持可动框160的方式成对设置。而且，第2驱动梁170A、170B从两侧支承可动框160，并且绕通过光反射面的中心的预定的轴摆动。第2驱动梁170A的与第1驱动梁150A平行地延伸的多个(例如偶数个)矩形梁分别在端部与邻接的矩形梁连结，作为整体具有之字状的形状。

而且，第2驱动梁170A的另一端连结于固定框180的内侧。第2驱动梁170B也相同，与第1驱动梁150B平行地延伸的多个(例如偶数个)矩形梁分别在端部与邻接的矩形梁连结，作为整体具有之字状的形状。而且，第2驱动梁170B的另一端连结于固定框180的内侧。

在第2驱动梁170A、170B的上表面，分别在不包含曲线部的矩形单位形成有驱动源171A、171B。驱动源171A包含形成于第2驱动梁170A的上表面的压电薄膜上的上部电极与形成于压电薄膜的下表面的下部电极。驱动源171B包含形成于第2驱动梁170B的上表面的压电薄膜上的上部电极与形成于压电薄膜的下表面的下部电极。

第2驱动梁170A、170B对以每个矩形单位邻接的驱动源171A、171B彼此施加电位反转的驱动电压，由此使邻接的矩形梁向上下相反方向翘曲，将各矩形梁的上下移动的积累传递到可动框160。

第2驱动梁170A、170B通过该动作使反射镜110在作为与平行方向正交的方向的垂直方向上摆动。换句话说，第2驱动梁170A、170B是使反射镜110在垂直方向上摆动的垂直梁。换言之，本实施方式的第2驱动梁170A、170B通过使自身弯曲变形而使反射镜110在垂直方向(第2方向)上摆动。例如第2驱动梁170A、170B的垂直驱动能够使用非共振振动。

驱动源171A包含从可动框160侧朝向右侧排列的驱动源171A1、171A2、171A3、171A4、171A5以及171A6。另外，驱动源171B包含从可动框160侧朝向左侧排列的驱动源171B1、171B2、171B3、171B4、171B5以及171B6。

向驱动源151A的上部电极以及下部电极施加驱动电压的驱动布线与设置于固定框180的端子组190A所包含的预定的端子连接。另外，向驱动源151B的上部电极以及下部电极施加驱动电压的驱动布线与设置于固定框180的端子组190B所包含的预定的端子连接。另外，向驱动源171A的上部电极以及下部电极施加驱动电压的驱动布线与设置于固定框180的端子组190A所包含的预定的端子连接。另外，向驱动源171B的上部电极以及下部电极施加驱动电压的驱动布线与设置于固定框180的端子组190B所包含的预定的端子连接。

另外，光扫描部40具有向驱动源151A、151B施加驱动电压并输出与反射镜110在水平方向上摆动的状态下的反射镜110向水平方向的倾斜角对应的信号的水平倾斜传感器192。水平倾斜传感器192由压电传感器构成，并配置于连结梁140B。

另外，光扫描部40具有向驱动源171A、171B施加驱动电压并输出与反射镜110在垂直方向上摆动的状态下的反射镜110向垂直方向的倾斜角对应的信号的垂直倾斜传感器196。垂直倾斜传感器196由压电元件构成，并配置于第2驱动梁170A具有的矩形梁之一。

水平倾斜传感器192伴随着反射镜110向水平方向的倾斜，输出与从扭转梁130B传递的连结梁140B的位移对应的信号。垂直倾斜传感器196伴随着反射镜110向垂直方向的倾斜，输出与第2驱动梁170A中的设置有垂直倾斜传感器196的矩形梁的位移对应的信号。

构成水平倾斜传感器192以及垂直倾斜传感器196的压电传感器包含形成于压电薄膜的上表面的上部电极与形成于压电薄膜的下表面的下部电极。从构成水平倾斜传感器192的压电传感器的上部电极以及下部电极引出的传感器布线与设置于固定框180的端子组190B所包含的预定的端子连接。另外，从构成垂直倾斜传感器196的压电传感器的上部电极以及下部电极引出的传感器布线与设置于固定框180的端子组190A所包含的预定的端子连接。

图3是表示由反射镜驱动电路13生成的水平驱动信号以及垂直驱动信号的一个例子的图。图3的(A)表示水平驱动信号的一个例子。图3的(B)表示垂直驱动信号的一个例子。

水平驱动信号由施加于驱动源151A的第1水平驱动信号AHp与施加于驱动源151B的第2水平驱动信号AHn构成。例如，第1水平驱动信号AHp以及第2水平驱动信号AHn均是具有相同的周期以及振幅的正弦波。第2水平驱动信号AHn的相位相对于第1水平驱动信号AHp偏移半个周期。即，第1水平驱动信号AHp与第2水平驱动信号AHn处于电位相对于中间电位反转的关系。

反射镜110根据第1水平驱动信号AHp与第2水平驱动信号AHn的电位差被驱动，在水平方向上摆动。反射镜110向水平方向的振摆角与第1水平驱动信号AHp以及第2水平驱动信号AHn的振幅对应。

垂直驱动信号由施加于驱动源171A的第1垂直驱动信号AVp与施加于驱动源171B的第2垂直驱动信号AVn构成。例如，第1垂直驱动信号AVp以及第2垂直驱动信号AVn均是具有相同的周期以及振幅的锯齿状波形。第1垂直驱动信号AVp与第2垂直驱动信号AVn处于电位相对于中间电位反转的关系。

反射镜110根据第1垂直驱动信号AVp与第2垂直驱动信号AVn的电位差被驱动，在垂直方向上摆动。反射镜110向垂直方向的振摆角与第1垂直驱动信号AVp以及第2垂直驱动信号AVn的振幅对应。

接下来，对驱动状态判定部16的结构进行说明。图4是例示驱动状态判定部16的结构的图。驱动状态判定部16具有水平驱动状态判定部50与垂直驱动状态判定部60。驱动状态判定部16也可以是硬件、软件或者这些的组合的任意结构。

水平驱动状态判定部50包含水平振摆角判定部51与共振判定部52。垂直驱动状态判定部60包含变化率判定部61、垂直振摆角判定部62、不需要的共振成分判定部63。

水平振摆角判定部51基于从水平倾斜传感器192输出的输出信号SH，检测反射镜110向水平方向的振摆角θ(水平振摆角)，判定振摆角θ是否在预定的范围内。输出信号SH是表示反射镜110向水平方向的倾斜角的信号。

图5是例示水平倾斜传感器192的输出信号SH的图。如图5所示，振摆角θ是与输出信号SH的最大值和最小值的差对应的值。水平振摆角判定部51只要基于至少一个周期的量的输出信号SH检测振摆角θ即可。

具体而言，水平振摆角判定部51在检测出的振摆角θ在下限值θmin以上且上限值θmax以内的范围内的情况下判定为正常，在该范围外的情况下判定为异常。

共振判定部52检测反射镜驱动电路13向光扫描装置1供给的水平驱动信号与水平倾斜传感器192的输出信号SH的相位差是否是与90°对应的值，由此判定反射镜110是否在水平方向上进行共振。

图6是例示第1水平驱动信号AHp与水平倾斜传感器192的输出信号SH的图。共振判定部52例如求得第1水平驱动信号AHp与水平倾斜传感器192的输出信号SH的时间差δ，在该时间差δ是与90°的相位差对应的值(在将频率设为fh的情况下为1/(4fh))的情况下，判定为是反射镜110在水平方向上进行共振驱动的状态(正常)。

变化率判定部61基于从垂直倾斜传感器196输出的输出信号SV检测输出信号SV的变化率R，判定变化率R是否在预定的范围内。输出信号SV是表示反射镜110向垂直方向的倾斜角的信号。

图7是例示垂直倾斜传感器196的输出信号SV的图。变化率R是微小时间Δt的输出信号SV的变化量ΔV，即微分值(ΔV/Δt)。

变化率判定部61针对每个微小时间Δt求得变化率，在变化率R在预定的范围内的情况下判定为正常，在该范围外的情况下判定为异常。此外，变化率判定部61至少在垂直扫描期间内求得变化率R来进行判定。垂直驱动信号的斜率在垂直扫描期间内与垂直扫描期间外不同，因此变化率判定部61在即使在垂直扫描期间外也进行变化率R的计算以及判定的情况下，变更作为判定基准的预定的范围。

垂直振摆角判定部62基于垂直倾斜传感器196的输出信号SV检测反射镜110向垂直方向的振摆角ψ(垂直振摆角)，判定振摆角ψ是否在预定的范围内。

图8是例示垂直倾斜传感器196的输出信号SV的图。如图8所示，振摆角ψ是与输出信号SV的最大值和最小值的差对应的值。垂直振摆角判定部62只要基于至少一个周期的量的输出信号SV检测振摆角ψ即可。

具体而言，垂直振摆角判定部62在检测出的振摆角ψ在下限值ψmin以上且上限值ψmax以内的范围内的情况下判定为正常，在该范围外的情况下判定为异常。

不需要的共振成分判定部63检测叠加于反射镜110向垂直方向的动作波形的不需要的共振成分，判定该不需要的共振成分是否为预定值以下。不需要的共振成分是反射镜110绕垂直摆动轴共振的成分，是所谓的振铃(Ringing)。若产生振铃，则在使用光扫描装置1进行图像显示的情况下，产生横纹而使画质劣化。

图9是例示第1垂直驱动信号AVp与叠加了不需要的共振成分的情况下的垂直倾斜传感器196的输出信号SV的图。

图10是例示不需要的共振成分判定部63的具体的结构的图。不需要的共振成分判定部63具有：滤波器70、正弦波信号生成部71、余弦波信号生成部72、乘法器73、74、累加器75、76、判定部77。

滤波器70对垂直倾斜传感器196的输出信号SV进行滤波处理，由此输出具有不需要的共振成分的检测信号S。例如，滤波器70为了抑制不需要的共振成分以外的成分，通过低通滤波器或者带阻滤波器对垂直倾斜传感器196的输出信号SV进行滤波处理。

正弦波信号生成部71生成作为具有与不需要的共振成分的频率相同或者附近的频率的周期信号之一的正弦波信号(sin波)。余弦波信号生成部72生成作为具有与不需要的共振成分的频率相同或者附近的频率的周期信号之一的余弦波信号(cos波)。

乘法器73计算正弦波信号与检测信号S的积并输出。乘法器74计算余弦波信号与检测信号S的积并输出。

累加器75对从乘法器73输出的积进行累计，将该累计值输出为第1相关值。累加器76对从乘法器74输出的积进行累计，将该累计值输出为第2相关值。通过累加器75、76计算的各累计值在锯齿形状的垂直驱动信号的每一个驱动周期T内被复位。

判定部77在第1相关值与第2相关值均为预定的阈值以下的情况下，判定为不需要的共振成分为预定值以下(正常)，在第1相关值与第2相关值中的至少一方超过阈值的情况下，判定为不需要的共振成分大于预定值(异常)。

图11的(A)是例示叠加了不需要的共振成分的垂直动作波形的每一个驱动周期T的变化的图。图11的(B)是例示第1相关值以及第2相关值的每一个驱动周期T的变化的图。这样，通过累加器75、76计算的第1相关值以及第2相关值伴随着不需要的共振成分的减少而减少。

接下来，对系统控制器11的光源部20的激光器输出控制进行说明。系统控制器11作为激光器输出控制部发挥功能。

图12是对基于驱动状态判定部16的判定结果的激光器输出控制进行说明的流程图。在步骤S10中，系统控制器11判定是否通过未图示的操作部进行电源接通、动作开始指示，若判定为进行了该指示(判定为“是”)，则使处理移至步骤S11。

在步骤S11中，系统控制器11经由反射镜驱动电路13向光扫描部40供给水平驱动信号以及垂直驱动信号，由此开始反射镜110的水平驱动以及垂直驱动。在步骤S12中，系统控制器11基于驱动状态判定部16的判定结果，判定反射镜110的动作是否为稳定状态。具体而言，系统控制器11在水平振摆角判定部51、共振判定部52、变化率判定部61、垂直振摆角判定部62以及不需要的共振成分判定部63的判定结果全部正常的情况下，判定为反射镜110的动作为稳定状态(步骤S12：是)。另一方面，系统控制器11在水平振摆角判定部51、共振判定部52、变化率判定部61、垂直振摆角判定部62以及不需要的共振成分判定部63的判定结果中的至少一个不正常的情况下，判定为反射镜110的动作不是稳定状态(步骤S12：否)。

系统控制器11反复判定，直至反射镜110的动作稳定为止，若动作稳定，则使处理移至步骤S13。在步骤S13中，系统控制器11判定是否到达与反射镜110的垂直扫描方向有关的初始位置(垂直初始位置)。系统控制器11反复垂直初始位置的判定，在到达垂直初始位置的情况下(步骤S13：是)，使处理移至步骤S14。此外，步骤S13的垂直初始位置的判定不是必须的，也可以省略。

在步骤S14中，系统控制器11经由激光器驱动电路14向光源部20供给激光器驱动信号，由此开始激光的输出。系统控制器11即使在激光的输出开始后也判定反射镜110的动作是否为稳定状态(步骤S15)。步骤S15中的判定方法与步骤S12相同。

系统控制器11在判定为水平振摆角判定部51、共振判定部52、变化率判定部61、垂直振摆角判定部62以及不需要的共振成分判定部63的判定结果为全部正常(动作为稳定状态)的情况下(步骤S15：是)，使处理移至步骤S16。在步骤S16中，系统控制器11判定是否通过未图示的操作部进行了电源断开、动作结束指示，在判定为未进行该指示的情况下(判定为“否”)，使处理返回步骤S15。另一方面，系统控制器11在判定为进行了电源断开、动作结束指示的情况下(判定为“是”)，使处理移至步骤S17。

在步骤S15中，系统控制器11在判定为水平振摆角判定部51、共振判定部52、变化率判定部61、垂直振摆角判定部62以及不需要的共振成分判定部63的判定结果中的至少一个不正常(动作不是稳定状态)的情况下，在判定为反射镜110的动作不是稳定状态的情况下(步骤S15：否)，使处理移至步骤S17。

在步骤S17中，系统控制器11经由激光器驱动电路14使光源部20的激光的输出停止。

如以上那样，根据本实施方式的光扫描装置1，防止在反射镜110的动作不稳定的状态下进行激光的输出。例如，若在反射镜110因不良状况等而不动作的情况下、振摆角小的情况下进行激光的输出，则存在通过光扫描装置1将激光集中照射在较窄的范围内的点照射的危险性，但根据光扫描装置1，在反射镜110的动作稳定的状态下输出激光，因此能够避免上述那样的危险性。

另外，根据光扫描装置1，即使在激光的输出开始后也判定反射镜110的动作是否为稳定状态，在动作不是稳定状态的情况下停止激光的输出，因此也能够避免激光的输出开始后的上述危险性。

另外，根据光扫描装置1，针对反射镜110向垂直方向的非共振驱动，将垂直动作波形的变化率R设为一个条件来判定动作状态。为了求得向垂直方向的振摆角ψ，需要一个驱动周期T(例如，在驱动频率为60Hz的情况下为16.67ms)的量的波形数据，振摆角ψ的计算需要时间，但变化率R能够在短时间内求得。因此，反射镜110的动作状态的判定中包含垂直动作波形的变化率R，由此在反射镜110因不良状况而停止等情况下，能够在短时间内检测不良状况而停止激光器输出，能够更加提高安全性。

另外，在光扫描装置中，在反射镜的动作为稳定状态的情况下的驱动频率与启动时的驱动频率的初始值存在背离的情况下，过渡性地进行检索最佳的驱动频率的动作。该期间的驱动频率变动，因此导致反射镜向水平方向的振摆角变动。另外，此时，在直至动作稳定为止的期间，存在水平方向与垂直方向的振摆角的比(纵横比)成为规格的范围外的可能性。另外，若水平驱动频率改变，则水平相位偏移的特性也改变，在反射镜的动作稳定前，存在从光扫描装置输出因相位偏移而产生模糊的低品质的图像的可能性。另外，在垂直方向的不需要的共振被抑制前，输出图像产生疏密(振铃)的低品质的图像。在本实施方式的光扫描装置1中，在反射镜110的动作状态稳定前，不进行激光的输出，因此能够防止输出低品质的图像。

此外，在上述实施方式中，水平驱动状态判定部50包含水平振摆角判定部51以及共振判定部52，垂直驱动状态判定部60包含变化率判定部61、垂直振摆角判定部62以及不需要的共振成分判定部63，但只要至少水平驱动状态判定部50包含水平振摆角判定部51，垂直驱动状态判定部60包含变化率判定部61即可。

以上，基于各实施方式进行了本发明的说明，但本发明不限定于上述实施方式所示的要件。关于这些方面，能够在不脱离本发明的主旨的范围内进行变更，能够根据其应用方式适当地决定。

Claims (7)

1.一种光扫描装置，其特征在于，具有：

光源部，其输出激光；

反射镜，其反射从所述光源部输出的激光；

反射镜驱动部，其对所述反射镜在水平方向上进行共振驱动，在垂直方向上进行非共振驱动；

水平倾斜传感器，其输出与所述反射镜向水平方向的倾斜角对应的信号；

垂直倾斜传感器，其输出与所述反射镜向垂直方向的倾斜角对应的信号；

水平振摆角判定部，其基于所述水平倾斜传感器的输出信号求得作为所述反射镜向水平方向的振摆角的水平振摆角，判定所述水平振摆角是否在预定的范围内；

变化率判定部，其求得所述垂直倾斜传感器的输出信号的变化率，判定所述变化率是否在预定的范围内；以及

激光器输出控制部，其基于所述水平振摆角判定部以及所述变化率判定部的判定结果，控制所述光源部的激光的输出。

2.根据权利要求1所述的光扫描装置，其特征在于，

在通过所述水平振摆角判定部判定为所述水平振摆角在预定的范围内，并且通过所述变化率判定部判定为所述变化率在预定的范围内的情况下，所述激光器输出控制部开始所述光源部的激光的输出。

3.根据权利要求1或2所述的光扫描装置，其特征在于，

在通过所述光源部输出激光的情况下，所述激光器输出控制部至少与通过所述变化率判定部判定为所述变化率不在预定的范围内的情况对应地，停止所述光源部的激光的输出。

4.根据权利要求1所述的光扫描装置，其特征在于，

该光扫描装置进一步具有：

共振判定部，其基于所述水平倾斜传感器的输出信号，判定所述反射镜是否在水平方向上进行共振；

垂直振摆角判定部，其基于所述垂直倾斜传感器的输出信号求得所述反射镜向垂直方向的振摆角即垂直振摆角，判定所述垂直振摆角是否在预定的范围内；以及

不需要的共振成分判定部，其基于所述垂直倾斜传感器的输出信号检测不需要的共振成分，判定检测出的不需要的共振成分是否为预定值以下，

所述激光输出控制部基于所述水平振摆角判定部、所述变化率判定部、所述共振判定部、所述垂直振摆角判定部以及所述不需要的共振成分判定部的判定结果，控制所述光源部的激光的输出。

5.一种光扫描装置的控制方法，所述光扫描装置具有：

光源部，其输出激光；

反射镜，其反射从所述光源部输出的激光；

反射镜驱动部，其对所述反射镜在水平方向上进行共振驱动，在垂直方向上进行非共振驱动；

水平倾斜传感器，其输出与所述反射镜向水平方向的倾斜角对应的信号；以及

垂直倾斜传感器，其输出与所述反射镜向垂直方向的倾斜角对应的信号；

其特征在于，

进行水平振摆角判定处理和变化率判定处理，所述水平振摆角判定处理基于所述水平倾斜传感器的输出信号求得所述反射镜向水平方向的振摆角即水平振摆角，判定所述水平振摆角是否在预定的范围内，所述变化率判定处理求得所述垂直倾斜传感器的输出信号的变化率，判定所述变化率是否在预定的范围内，

基于所述水平振摆角判定处理以及所述变化率判定处理的判定结果，控制所述光源部的激光的输出。

6.根据权利要求5所述的光扫描装置的控制方法，其特征在于，

在通过所述水平振摆角判定处理判定为所述水平振摆角在预定的范围内，并且通过所述变化率判定处理判定为所述变化率在预定的范围内的情况下，开始所述光源部的激光的输出。

7.根据权利要求5或6所述的光扫描装置的控制方法，其特征在于，

在通过所述光源部输出激光的情况下，至少与通过所述变化率判定处理判定为所述变化率不在预定的范围内的情况对应地，停止所述光源部的激光的输出。

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