CN116209636A - 光扫描装置、其驱动方法及图像描绘系统 - Google Patents
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Abstract
一种光扫描装置,其具备:反射镜部,具有反射入射光的反射面;第1致动器,使反射镜部围绕位于包含反射镜部静止时的反射面的平面内的第1轴摆动;第2致动器,使反射镜部围绕位于包含反射镜部静止时的反射面的平面内且与第1轴正交的第2轴摆动;一对第1角度检测传感器,输出与反射镜部围绕第1轴的角度相对应的信号,且配置于隔着第1轴或第2轴对置的位置;及至少一个处理器,处理器通过相加或相减从一对第1角度检测传感器输出的一对第1输出信号,生成表示反射镜部围绕第1轴的角度的第1角度检测信号。
Description
技术领域
本发明涉及一种光扫描装置、其驱动方法及图像描绘系统。
背景技术
作为使用硅(Si)的细微加工技术来制作的微机电系统(Micro Electro Mechanical Systems:MEMS)器件之一已知有微镜器件(也被称为微型扫描仪。)。具备该微镜器件的光扫描装置为小型且低耗电量,因此可期待对激光显示器或激光投影仪等图像描绘系统的应用。
微镜器件的反射镜部形成为能够围绕彼此正交的第1轴及第2轴摆动,通过反射镜部围绕各轴摆动,使反射镜部所反射的光进行二维扫描。并且,已知有通过使反射镜部围绕各轴共振,能够使光进行利萨茹扫描的微镜器件。
已知有在这种微镜器件中,为了以高精度控制反射镜部的偏转角,而设置输出与反射镜部的角度相对应的信号的角度检测传感器(例如,参考日本特开2019-082639号公报及日本特开2018-063228号公报)。
日本特开2019-082639号公报中记载有“根据检测信号获取部的输出信号,求出反射镜部的转动的振幅”。具体而言,日本特开2019-082639号公报中记载有“求出与反射镜部的转动相对应的信号电压的变化的P-P(Peak To Peak:峰至峰)值,根据表示信号电压与反射镜部的转动的振幅之间的关系的数据,获取反射镜部的转动的振幅”。反射镜部的转动的振幅与偏转角的最大值(以下,称为最大偏转角)对应。
日本特开2018-063228号公报中记载有“根据MEMS反射镜相对于以共振频率来驱动了MEMS反射镜时的共振方向的角度的变化量,获取MEMS反射镜的摆动角度”。
发明内容
发明要解决的技术课题
日本特开2019-082639号公报及日本特开2018-063228号公报中记载有设置检测反射镜部围绕第1轴的角度的第1角度检测传感器及检测反射镜部围绕第2轴的角度的第2角度检测传感器的内容。然而,当使反射镜部围绕第1轴及第2轴同时摆动时,在第1角度检测传感器的输出信号中重叠有由反射镜部围绕第2轴的摆动引起的振动成分。并且,在第2角度检测传感器中重叠有由反射镜部围绕第1轴的摆动引起的振动成分。如此,在双轴驱动方式的微镜器件中,在角度检测传感器的输出信号中重叠有与检测对象的轴不同的轴的振动作为噪声成为问题。以下,将该噪声称为振动噪声。
为了使反射镜部的最大偏转角维持恒定,需要准确地检测角度检测传感器的输出信号的振幅。并且,当共振驱动反射镜部时,为了使反射镜部的摆动维持共振状态,需要准确地检测角度检测传感器的输出信号的相位。
然而,当在角度检测传感器的输出信号中重叠有振动噪声时,无法准确地检测角度检测传感器的输出信号的振幅及相位,而难以以高精度控制反射镜部的摆动。
本发明的技术的目的在于提供一种能够以高精度控制反射镜部的摆动的光扫描装置、其驱动方法及图像描绘系统。
根据本发明的技术,能够提供一种能够以高精度控制反射镜部的偏转角的光扫描装置、其驱动方法及图像描绘系统。
用于解决技术课题的手段
为了实现上述目的,本发明的光扫描装置具备:反射镜部,具有反射入射光的反射面;第1致动器,使反射镜部围绕位于包含反射镜部静止时的反射面的平面内的第1轴摆动;第2致动器,使反射镜部围绕位于包含反射镜部静止时的反射面的平面内且与第1轴正交的第2轴摆动;一对第1角度检测传感器,输出与反射镜部围绕第1轴的角度相对应的信号,且配置于隔着第1轴或第2轴对置的位置;及至少一个处理器,处理器通过相加或相减从一对第1角度检测传感器输出的一对第1输出信号,生成表示反射镜部围绕第1轴的角度的第1角度检测信号。
优选处理器通过调整一对第1一对第1输出信号中的至少一者的振幅电平,使分别包含于一对第1输出信号中的振动噪声的振幅一致之后,相加或相减一对第1输出信号。
优选一对第1角度检测传感器配置于隔着第1轴对置的位置,处理器通过从振幅电平调整后的一对第1输出信号中的其中一者减去另一者,生成第1角度检测信号。
优选一对第1角度检测传感器配置于隔着第2轴对置的位置,处理器通过相加振幅电平调整后的一对第1输出信号,生成第1角度检测信号。
优选处理器具有生成施加于第1致动器的第1驱动信号的第1驱动信号生成部,将第1角度检测信号反馈到第1驱动信号生成部。
优选第1驱动信号生成部为具有相位同步电路的驱动电路。
优选第1驱动信号为正弦波。
优选第1角度检测传感器为压电元件。
优选还具备输出与反射镜部围绕第2轴的角度相对应的信号且配置于隔着第1轴或第2轴对置的位置的一对第2角度检测传感器,处理器调整从一对第2角度检测传感器输出的一对第2输出信号中的至少一者的振幅电平,并相加或相减振幅电平调整后的一对第2输出信号,由此生成表示反射镜部围绕第2轴的角度的第2角度检测信号。
优选处理器通过调整一对第2输出信号中的至少一者的振幅电平,使分别包含于一对第2输出信号中的振动噪声的振幅一致之后,相加或相减一对第2输出信号。
优选一对第2角度检测传感器配置于隔着第2轴对置的位置,处理器通过从振幅电平调整后的一对第2输出信号中的其中一者减去另一者,生成第2角度检测信号。
优选一对第2角度检测传感器配置于隔着第1轴对置的位置,处理器通过相加振幅电平调整后的一对第2输出信号,生成第2角度检测信号。
优选处理器具有生成施加于第2致动器的第2驱动信号的第2驱动信号生成部,将第2角度检测信号反馈到第2驱动信号生成部。
优选第2驱动信号生成部为具有相位同步电路的驱动电路。
优选第2驱动信号为正弦波。
优选第2角度检测传感器为压电元件。
本发明的图像描绘系统具备:上述任一个光扫描装置;及光源,对反射镜部照射光,图像描绘系统中,处理器根据第1角度检测信号及第2角度检测信号,控制光源的光的照射定时。
本发明的光扫描装置的驱动方法中,光扫描装置具备:反射镜部,具有反射入射光的反射面;第1致动器,使反射镜部围绕位于包含反射镜部静止时的反射面的平面内的第1轴摆动;第2致动器,使反射镜部围绕位于包含反射镜部静止时的反射面的平面内且与第1轴正交的第2轴摆动;及一对第1角度检测传感器,输出与反射镜部围绕第1轴的角度相对应的信号,且配置于隔着第1轴或第2轴对置的位置,通过相加或相减从一对第1角度检测传感器输出的一对第1输出信号,生成表示反射镜部围绕第1轴的角度的第1角度检测信号。
发明效果
根据本发明的技术,能够提供一种能够以高精度控制反射镜部的摆动的光扫描装置、其驱动方法及图像描绘系统。
附图说明
图1是光扫描装置的示意图。
图2是微镜器件的外观立体图。
图3是从光入射侧观察了微镜器件的俯视图。
图4是沿图3的A-A线切割的剖视图。
图5是沿图3的B-B线切割的剖视图。
图6是沿图3的C-C线切割的剖视图。
图7是表示驱动了第1致动器的例子的图。
图8是表示驱动了第2致动器的例子的图。
图9是表示第1驱动信号及第2驱动信号的一例的曲线图。
图10是表示驱动控制部的结构的一例的框图。
图11是表示从一对第1角度检测传感器输出的信号的一例的图。
图12是表示从一对第2角度检测传感器输出的信号的一例的图。
图13是表示第1信号处理部的结构的电路图。
图14是表示第1信号处理部的增益调整电路中所包含的第1BPF电路及第2BPF电路的滤波特性的图。
图15是表示第1信号处理的一例的图。
图16是表示第2信号处理部的结构的电路图。
图17是表示第2信号处理部的增益调整电路中所包含的第1BPF电路及第2BPF电路的滤波特性的图。
图18是表示第2信号处理的一例的图。
图19是表示第1驱动信号生成部的结构的一例的框图。
图20是表示第2驱动信号生成部的结构的一例的框图。
图21是对第1零交叉脉冲的生成处理进行说明的图。
图22是对第2零交叉脉冲的生成处理进行说明的图。
图23是第2实施方式所涉及的微镜器件的俯视图。
图24是表示从第2实施方式所涉及的一对第1角度检测传感器输出的信号的一例的图。
图25是表示从第2实施方式所涉及的一对第2角度检测传感器输出的信号的一例的图。
图26是表示第2实施方式所涉及的第1驱动信号生成部的结构的框图。
图27是表示第2实施方式所涉及的第1信号处理的一例的图。
图28是表示第2实施方式所涉及的第2驱动信号生成部的结构的框图。
图29是表示第2实施方式所涉及的第2信号处理的一例的图。
图30是表示带通滤波电路的增益及相位的特性的一例的图。
具体实施方式
按照附图对本发明的技术所涉及的实施方式的一例进行说明。
[第1实施方式]
图1示意地表示一实施方式所涉及的图像描绘系统10。图像描绘系统10具有光扫描装置2及光源3。光扫描装置2构成为包含微镜器件(以下,称为“MMD(Mi cro MirrorDevice)”)4及驱动控制部5。驱动控制部5为本发明的技术所涉及的处理器的一例。
图像描绘系统10按照驱动控制部5的控制,通过MMD4反射从光源3照射的光束L而对被扫描面6进行光扫描,由此描绘图像。被扫描面6例如为屏幕。
图像描绘系统10例如适用于利萨茹扫描方式的激光显示器。具体而言,图像描绘系统10能够适用于AR(Augmented Reality:增强现实)眼镜或VR(Virtual Re ality:虚拟现实)眼镜等激光扫描显示器。
MMD4为能够使反射镜部20(参考图2)围绕第1轴a1及与第1轴a1正交的第2轴a2摆动的压电型双轴驱动方式的微镜器件。以下,将与第2轴a2平行的方向称为X方向,将与第1轴a1平行的方向称为Y方向,将与第1轴a1及第2轴a2正交的方向称为Z方向。
光源3是作为光束L例如发射激光束的激光装置。光源3优选在MMD4的反射镜部20静止的状态下对反射镜部20所具备的反射面20A(参考图2)垂直照射光束L。另外,当从光源3向反射面20A垂直照射光束L时,在使光束L扫描被扫描面6而进行描绘时,存在光源3成为障碍物的可能性。因此,优选通过光学系统控制从光源3发射的光束L并垂直照射反射面20A。光学系统可以包含透镜,也可以不包含透镜。并且,对反射面20A照射从光源3发射的光束L的角度并不限于垂直,可以对反射面20A斜向照射光束L。
驱动控制部5根据光扫描信息对光源3及MMD4输出驱动信号。光源3根据所输入的驱动信号产生光束L并照射MMD4。MMD4根据所输入的驱动信号使反射镜部20围绕第1轴a1及第2轴a2摆动。
详细内容将在后面叙述,但驱动控制部5通过使反射镜部20分别围绕第1轴a1及第2轴a2共振,由反射镜部20反射的光束L以在被扫描面6上描绘利萨茹波形的方式进行扫描。该光扫描方式被称为利萨茹扫描方式。
接着,利用图2~图6对MMD4的一例进行说明。图2是MMD4的外观立体图。图3是从光入射侧观察了MMD4的俯视图。图4是沿图3的A-A线切割的剖视图。图5是沿图3的B-B线切割的剖视图。图6是沿图3的C-C线切割的剖视图。
如图2及图3所示,MMD4具有反射镜部20、第1支承部21、第1可动框22、第2支承部23、第2可动框24、连接部25及固定框26。MMD4是所谓的MEMS扫描仪。
反射镜部20具有反射入射光的反射面20A。反射面20A设置于反射镜部20的一面,例如由金(Au)、铝(Al)、银(Ag)或银合金等金属薄膜形成。反射面20A的形状例如是以第1轴a1与第2轴a2的交点为中心的圆形。
第1轴a1及第2轴a2存在于在反射镜部20静止的静止时包含反射面20A的平面内。MMD4的平面形状为矩形,关于第1轴a1线对称,且关于第2轴a2线对称。
第1支承部21在反射镜部20的外侧分别配置于隔着第2轴a2对置的位置。第1支承部21在第1轴a1上与反射镜部20连接,并且将反射镜部20支承为能够围绕第1轴a1摆动。在本实施方式中,第1支承部21为沿第1轴a1延伸的扭杆。
第1可动框22为包围反射镜部20的矩形的框体,在第1轴a1上经由第1支承部21与反射镜部20连接。在第1可动框22上,在隔着第1轴a1对置的位置上分别形成有压电元件30。如此,通过在第1可动框22上形成两个压电元件30,构成一对第1致动器31。
一对第1致动器31配置于隔着第1轴a1对置的位置。第1致动器31通过使围绕第1轴a1的旋转扭矩作用于反射镜部20,使反射镜部20围绕第1轴a1摆动。
第2支承部23在第1可动框22的外侧分别配置于隔着第1轴a1对置的位置。第2支承部23在第2轴a2上与第1可动框22连接,并且将第1可动框22及反射镜部20支承为能够围绕第2轴a2摆动。在本实施方式中,第2支承部23为沿第2轴a2延伸的扭杆。
第2可动框24为包围第1可动框22的矩形的框体,在第2轴a2上经由第2支承部23与第1可动框22连接。在第2可动框24上,在隔着第2轴a2对置的位置上分别形成有压电元件30。如此,通过在第2可动框24上形成两个压电元件30,构成一对第2致动器32。
一对第2致动器32配置于隔着第2轴a2对置的位置。第2致动器32通过使围绕第2轴a2的旋转扭矩作用于反射镜部20及第1可动框22,使反射镜部20围绕第2轴a2摆动。
连接部25在第2可动框24的外侧,分别配置于隔着第1轴a1对置的位置。连接部25在第2轴a2上与第2可动框24连接。
固定框26为包围第2可动框24的矩形的框体,在第2轴a2上经由连接部25与第2可动框24连接。
并且,在第1可动框22中,在第1支承部21的附近,在隔着第1轴a1对置的位置上设置有一对第1角度检测传感器11A、11B。一对第1角度检测传感器11A、11B分别由压电元件构成。第1角度检测传感器11A、11B分别将因伴随反射镜部20围绕第1轴a1转动的第1支承部21的变形而被施加的力转换为电压并输出信号。即,第1角度检测传感器11A、11B输出与反射镜部20围绕第1轴a1的角度相对应的信号。
并且,在第2可动框24中,在第2支承部23的附近,在隔着第2轴a2对置的位置上设置有一对第2角度检测传感器12A、12B。一对第2角度检测传感器12A、12B分别由压电元件构成。第2角度检测传感器12A、12B分别将因伴随反射镜部20围绕第2轴a2转动的第2支承部23的变形而被施加的力转换为电压并输出信号。即,第2角度检测传感器12A、12B输出与反射镜部20围绕第2轴a2的角度相对应的信号。
在图2及图3中,关于用于对第1致动器31及第2致动器32施加驱动信号的配线及电极焊盘,省略了图示。并且,在图2及图3中,关于用于从第1角度检测传感器11A、11B及第2角度检测传感器12A、12B输出信号的配线及电极焊盘,也省略了图示。电极焊盘在固定框26上设置有多个。
如图4及图5所示,MMD4例如通过对SOI(Silicon On Insulator:硅晶绝缘体)基板40进行蚀刻处理而形成。SOI基板40为在由单晶硅构成的第1硅活性层41上设置有氧化硅层42且在氧化硅层42上设置有由单晶硅构成的第2硅活性层43的基板。
反射镜部20、第1支承部21、第1可动框22、第2支承部23、第2可动框24及连接部25由从SOI基板40通过蚀刻处理去除第1硅活性层41及氧化硅层42而残留的第2硅活性层43形成。第2硅活性层43作为具有弹性的弹性部而发挥作用。固定框26由第1硅活性层41、氧化硅层42及第2硅活性层43这三层形成。
第1致动器31及第2致动器32在第2硅活性层43上具有压电元件30。压电元件30具有在第2硅活性层43上依次层叠有下部电极51、压电膜52及上部电极53的层叠结构。另外,在上部电极53上设置绝缘膜,但省略了图示。
上部电极53及下部电极51例如由金(Au)或铂(Pt)等形成。压电膜52例如由压电材料即PZT(锆钛酸铅)形成。上部电极53及下部电极51经由配线及电极焊盘与前述的驱动控制部5电连接。
从驱动控制部5对上部电极53施加驱动电压。下部电极51经由配线及电极焊盘与驱动控制部5连接,并且对其施加有基准电位(例如,接地电位)。
压电膜52若沿极化方向被施加正或负的电压,则产生与施加电压成比例的变形(例如,伸缩)。即,压电膜52发挥所谓的逆压电效应。压电膜52通过从驱动控制部5对上部电极53施加驱动电压而发挥逆压电效应,以使第1致动器31及第2致动器32位移。
如图6所示,第1角度检测传感器11A也同样地由包括层叠于第2硅活性层43上的下部电极51、压电膜52及上部电极53的压电元件30构成。压电膜52若被施加力(压力),则产生与压力成比例的极化。即,压电膜52发挥压电效应。压电膜52若通过伴随反射镜部20围绕第1轴a1的转动的第1支承部21的变形而被施加力,则发挥压电效应而产生电压。
第1角度检测传感器11B为与第1角度检测传感器11A相同的结构,因此省略图示。并且,第2角度检测传感器12A、12B为与第1角度检测传感器11A相同的结构,因此省略图示。
图7示出了通过使一对第1致动器31中的一个压电膜52伸长并且使另一个压电膜52收缩而在第1致动器31中产生围绕第1轴a1的旋转扭矩的例子。如此,一对第1致动器31中的一个及另一个彼此向反向位移,由此反射镜部20围绕第1轴a1转动。
并且,图7是以一对第1致动器31的位移方向及反射镜部20的转动方向为彼此反向的逆相位的共振模式来驱动了第1致动器31的例子。另外,可以在一对第1致动器31的位移方向及反射镜部20的转动方向为相同的方向的同相位的共振模式下,驱动第1致动器31。
反射镜部20围绕第1轴a1的偏转角(以下,称为第1偏转角)θ1由驱动控制部5施加于第1致动器31的驱动信号(以下,称为第1驱动信号)控制。第1驱动信号例如为正弦波的交流电压。第1驱动信号包含施加于一对第1致动器31中的一个的驱动电压波形V1A(t)及施加于另一个的驱动电压波形V1B(t)。驱动电压波形V1A(t)及驱动电压波形V1B(t)彼此为逆相位(即相位差180°)。
另外,第1偏转角θ1为反射面20A的法线在XZ平面上相对于Z方向倾斜的角度。
图8示出了通过使一对第2致动器32中的一个压电膜52伸长并且使另一个压电膜52收缩而在第2致动器32中产生围绕第2轴a2的旋转扭矩的例子。如此,一对第2致动器32中的一个及另一个彼此向反向位移,由此反射镜部20围绕第2轴a2转动。
并且,图8是以一对第2致动器32的位移方向及反射镜部20的转动方向为彼此反向的逆相位的共振模式来驱动了第2致动器32的例子。另外,可以在一对第2致动器32的位移方向及反射镜部20的转动方向为相同的方向的同相位的共振模式下,驱动第2致动器32。
反射镜部20围绕第2轴a2的偏转角(以下,称为第2偏转角)θ2由驱动控制部5施加于第2致动器32的驱动信号(以下,称为第2驱动信号)控制。第2驱动信号例如为正弦波的交流电压。第2驱动信号包含施加于一对第2致动器32中的一个的驱动电压波形V2A(t)及施加于另一个的驱动电压波形V2B(t)。驱动电压波形V2A(t)及驱动电压波形V2B(t)彼此为逆相位(即相位差180°)。
另外,第2偏转角θ2为反射面20A的法线在YZ平面上相对于Z方向倾斜的角度。
图9表示第1驱动信号及第2驱动信号的一例。图9(A)表示第1驱动信号中所包含的驱动电压波形V1A(t)及V1B(t)。图9(B)表示第2驱动信号中所包含的驱动电压波形V2A(t)及V2B(t)。
驱动电压波形V1A(t)及V1B(t)分别如下表示。
V1A(t)=Voff1+V1sin(2πfd1t)
V1B(t)=Voff1+V1sin(2πfd1t+α)
在此,V1为振幅电压。Voff1为偏压。fd1为驱动频率(以下,称为第1驱动频率。)。t为时间。α为驱动电压波形V1A(t)及V1B(t)的相位差。在本实施方式中,例如设为α=180°。
驱动电压波形V1A(t)及V1B(t)施加于一对第1致动器31,由此反射镜部20以第1驱动频率fd1来围绕第1轴a1摆动(参考图7)。
驱动电压波形V2A(t)及V2B(t)分别如下表示。
V2A(t)=Voff2+V2sin(2πfd2t+φ)
V2B(t)=Voff2+V2sin(2πfd2t+β+φ)
在此,V2为振幅电压。Voff2为偏压。fd2为驱动频率(以下,称为第2驱动频率。)。t为时间。β为驱动电压波形V2A(t)及V2B(t)的相位差。在本实施方式中,例如设为β=180°。并且,φ为驱动电压波形V1A(t)及V1B(t)与驱动电压波形V2A(t)及V2B(t)的相位差。并且,在本实施方式中,例如设为Voff1=Voff2=0V。
驱动电压波形V2A(t)及V2B(t)施加于一对第2致动器32,由此反射镜部20以第2驱动频率fd2来围绕第2轴a2摆动(参考图8)。
第1驱动频率fd1设定为与反射镜部20围绕第1轴a1的共振频率一致。第2驱动频率fd2设定为与反射镜部20围绕第2轴a2的共振频率一致。在本实施方式中,设为fd1>fd2。即,反射镜部20围绕第1轴a1的摆动频率高于围绕第2轴a2的摆动频率。另外,第1驱动频率fd1及第2驱动频率fd2无需一定要与共振频率一致。例如,第1驱动频率fd1及第2驱动频率fd2分别可以是共振频率附近的频率范围(例如,将共振频率设为峰值的频率分布的半宽度的范围)内的频率。该频率范围例如为所谓的Q值的范围内。
图10表示驱动控制部5的结构的一例。驱动控制部5具有反射镜驱动部4A及光源驱动部3A。反射镜驱动部4A具有第1驱动信号生成部60A、第1信号处理部61A、第1相移部62A、第1零交叉脉冲输出部63A、第2驱动信号生成部60B、第2信号处理部61B、第2相移部62B及第2零交叉脉冲输出部63B。
第1驱动信号生成部60A、第1信号处理部61A及第1相移部62A可以以使反射镜部20围绕第1轴a1的摆动维持共振状态的方式进行反馈控制。第2驱动信号生成部60B,第2信号处理部61B及第2相移部62B可以以使反射镜部20围绕第2轴a2的摆动维持指定频率的振动状态的方式进行反馈控制。
第1驱动信号生成部60A根据基准波形,生成包含上述驱动电压波形V1A(t)及V1B(t)的第1驱动信号,将所生成的第1驱动信号经由第1相移部62A施加于一对第1致动器31。由此,反射镜部20围绕第1轴a1摆动。第1角度检测传感器11A、11B输出与反射镜部20围绕第1轴a1的角度相对应的信号。
第2驱动信号生成部60B根据基准波形,生成包含上述驱动电压波形V2A(t)及V2B(t)的第2驱动信号,将所生成的第2驱动信号经由第2相移部62B施加于一对第2致动器32。由此,反射镜部20围绕第2轴a2摆动。第2角度检测传感器12A、12B输出与反射镜部20围绕第2轴a2的角度相对应的信号。
第1驱动信号生成部60A所生成的第1驱动信号及第2驱动信号生成部60B设为相位同步。
图11表示从一对第1角度检测传感器11A、11B输出的信号的一例。在图11中,S1a1及S1a2表示使反射镜部20不围绕第2轴a2摆动而仅围绕第1轴a1摆动时从一对第1角度检测传感器11A、11B输出的信号。信号S1a1、S1a2为具有第1驱动频率fd1的近似于正弦波的波形信号,彼此成为逆相位。
当使反射镜部20围绕第1轴a1及第2轴a2同时摆动时,在一对第1角度检测传感器11A、11B的输出信号中重叠有由反射镜部20围绕第2轴a2的摆动引起的振动噪声RN1。S1b1表示在信号S1a1中重叠有振动噪声RN1的信号。S1b2表示在信号S1a2中重叠有振动噪声RN1的信号。另外,为了说明本实施方式,强调示出了振动噪声RN1。
如此,在双轴驱动的情况下,从第1角度检测传感器11A、11B输出重叠有振动噪声RN1的信号S1b1、S1b2,信号S1b1、S1b2的振幅按每个周期发生变动。因此,难以根据从第1角度检测传感器11A、11B输出的信号S1b1、S1b2,直接求出振幅及相位。
图12表示从一对第2角度检测传感器12A、12B输出的信号的一例。在图12中,S2a1及S2a2表示使反射镜部20不围绕第1轴a1摆动而仅围绕第2轴a2摆动时从一对第2角度检测传感器12A、12B输出的信号。信号S2a1、S2a2为具有第2驱动频率fd2的近似于正弦波的波形信号,彼此成为逆相位。
当使反射镜部20围绕第1轴a1及第2轴a2同时摆动时,在一对第2角度检测传感器12A、12B的输出信号中重叠有由反射镜部20围绕第1轴a1的摆动引起的振动噪声RN2。S2b1表示在信号S2a1中重叠有振动噪声RN2的信号。S2b2表示在信号S2a2中重叠有振动噪声RN2的信号。另外,为了说明本实施方式,强调示出了振动噪声RN2。
如此,在双轴驱动的情况下,从第2角度检测传感器12A、12B输出重叠有振动噪声RN2的信号S2b1、S2b2,信号S2b1、S2b2的振幅按每个周期发生变动。因此,难以根据从第2角度检测传感器12A、12B输出的信号S2b1、S2b2,直接求出振幅及相位。
第1信号处理部61A根据从一对第1角度检测传感器11A、11B输出的S1a1、S1a2,生成去除了振动噪声RN1的信号(以下,称为第1角度检测信号)S1c。第2信号处理部61B根据从一对第2角度检测传感器12A、12B输出的S2a1、S2a2,生成去除了振动噪声RN2的信号(以下,称为第2角度检测信号)S2c。
图13表示第1信号处理部61A的结构。第1信号处理部61A由模拟运算电路构成。如图13所示,第1信号处理部61A由缓冲放大器71、可变增益放大器72、减法电路73及增益调整电路74构成。增益调整电路74由第1BPF(Band Pass Filte r:带通滤波器)电路75A、第2BPF电路75B、第1检波电路76A、第2检波电路76B及减法电路77构成。减法电路73及减法电路77为由运算放大器构成的差动放大电路。
从第1角度检测传感器11A输出的信号S1b1经由缓冲放大器71输入于减法电路73的正输入端子(非反相输入端子)。并且,从缓冲放大器71输出的信号在输入于减法电路73之前的期间中途分支而输入于增益调整电路74内的第1BPF电路75A。
从第1角度检测传感器11B输出的信号S1b2经由可变增益放大器72输入于减法电路73的负输入端子(反相输入端子)。并且,从可变增益放大器72输出的信号在输入于减法电路73之前的期间中途分支而输入于增益调整电路74内的第2BPF电路75B。
如图14所示,第1BPF电路75A及第2BPF电路75B分别具有以第2驱动频率fd2为中心频率的通带B1。通带B1例如为fd2±5kH的频带。振动噪声RN1具有第2驱动频率fd2,因此通过通带B1。因此,第1BPF电路75A从缓冲放大器71输入的信号中提取并输出振动噪声RN1(参考图11)。第2BPF电路75B从可变增益放大器72输入的信号中提取并输出振动噪声RN1(参考图11)。
第1检波电路76A及第2检波电路76B分别例如由RMS-DC转换器(Root MeanSquared value to Direct Current converter:均方根直流转换器)构成。第1检波电路76A将从第1BPF电路75A输入的振动噪声RN1的振幅转换为DC电压信号并输入于减法电路77的正输入端子。第2检波电路76B将从第2BPF电路75B输入的振动噪声RN1的振幅转换为DC电压信号并输入于减法电路77的负输入端子。
减法电路77输出从第1检波电路76A输入的DC电压信号减去从第2检波电路76B输入的DC电压信号的值d1。值d1与从第1角度检测传感器11A输出的信号S1b1中所包含的振动噪声RN1的振幅与从第1角度检测传感器11B输出的信号S1b2中所包含的振动噪声RN1的振幅之差对应。减法电路77将值d1作为增益调整值输入于可变增益放大器72的增益调整端子。
可变增益放大器72通过将作为增益调整值输入的值d1乘以从第1角度检测传感器11B输入的信号S1b2,调整信号S1b2的振幅电平。如此,通过增益调整电路74进行反馈控制,由此通过可变增益放大器72之后的信号S1b2中所包含的振动噪声RN1的振幅调整为与通过缓冲放大器71之后的信号S1b1中所包含的振动噪声RN1的振幅一致。
减法电路73输出从输入于正输入端子的信号S1b1减去输入于负输入端子的信号S1b2的值。通过上述反馈控制,两个信号中所包含的振动噪声RN1的振幅一致,因此通过基于减法电路73的减法处理,两个信号中所包含的振动噪声RN1相互抵消。因此,从减法电路73输出去除了振动噪声RN1的信号即第1角度检测信号S1c(参考图15)。
图15示出了根据从一对第1角度检测传感器11A、11B输出的S1b1、S1b2,生成第1角度检测信号S1c的情况。第1角度检测信号S1c与将从信号S1b1去除了振动噪声RN1的信号的振幅设为两倍的信号对应。
由第1信号处理部61A生成的第1角度检测信号S1c输入于第1驱动信号生成部60A及第1零交叉脉冲输出部63A。另外,当反射镜部20围绕第1轴a1的摆动维持共振状态时,如图15所示,从第1信号处理部61A输出的第1角度检测信号S1c相对于第1驱动信号中所包含的驱动电压波形V1A(t),在相位上产生90°的延迟。
如图16所示,第2信号处理部61B由缓冲放大器81、可变增益放大器82、减法电路83及增益调整电路84构成。增益调整电路84由第1BPF电路85A、第2BPF电路85B、第1检波电路86A、第2检波电路86B及减法电路87构成。减法电路83及减法电路87为由运算放大器构成的差动放大电路。
从第2角度检测传感器12A输出的信号S2b1经由缓冲放大器81输入于减法电路83的正输入端子。并且,从缓冲放大器81输出的信号在输入于减法电路83之前的期间中途分支而输入于增益调整电路84内的第1BPF电路85A。
从第2角度检测传感器12B输出的信号S2b2经由可变增益放大器82输入于减法电路83的负输入端子。并且,从可变增益放大器82输出的信号在输入于减法电路83之前的期间中途分支而输入于增益调整电路84内的第2BPF电路85B。
如图17所示,第1BPF电路85A及第2BPF电路85B分别具有以第1驱动频率fd1为中心频率的通带B2。通带B2例如为fd1±5kH的频带。振动噪声RN2具有第1驱动频率fd1,因此通过通带B2。因此,第1BPF电路85A从缓冲放大器81输入的信号中提取并输出振动噪声RN2(参考图12)。第2BPF电路85B从可变增益放大器82输入的信号中提取并输出振动噪声RN2(参考图12)。
第1检波电路86A及第2检波电路86B例如分别由RMS-DC转换器构成。第1检波电路86A将从第1BPF电路85A输入的振动噪声RN2的振幅转换为DC电压信号并输入于减法电路87的正输入端子。第2检波电路86B将从第2BPF电路85B输入的振动噪声RN2的振幅转换为DC电压信号并输入于减法电路87的负输入端子。
减法电路87输出从第1检波电路86A输入的DC电压信号减去从第2检波电路86B输入的DC电压信号的值d2。值d2与从第2角度检测传感器12A输出的信号S2b1中所包含的振动噪声RN2的振幅与从第2角度检测传感器12B输出的信号S2b2中所包含的振动噪声RN2的振幅之差对应。减法电路87将值d2作为增益调整值输入于可变增益放大器82的增益调整端子。
可变增益放大器82通过将作为增益调整值输入的值d2乘以从第2角度检测传感器12B输入的信号S2b2,调整信号S2b2的振幅电平。如此,通过增益调整电路84进行反馈控制,由此通过可变增益放大器82之后的信号S2b2中所包含的振动噪声RN2的振幅调整为与通过缓冲放大器81之后的信号S2b1中所包含的振动噪声RN2的振幅一致。
减法电路83输出从输入于正输入端子的信号S2b1减去输入于负输入端子的信号S2b2的值。通过上述反馈控制,两个信号中所包含的振动噪声RN2的振幅一致,因此通过基于减法电路83的减法处理,两个信号中所包含的振动噪声RN2相互抵消。因此,从减法电路83输出去除了振动噪声RN2的信号即第2角度检测信号S2c(参考图18)。
图18示出了根据从一对第2角度检测传感器12A、12B输出的S2b1、S2b2,生成第2角度检测信号S2c的情况。第2角度检测信号S2c与将从信号S2b1去除了振动噪声RN2的信号的振幅设为两倍的信号对应。
由第2信号处理部61B生成的第2角度检测信号S2c输入于第2驱动信号生成部60B及第2零交叉脉冲输出部63B。另外,当反射镜部20围绕第2轴a2的摆动维持共振状态时,如图18所示,从第2信号处理部61B输出的第2角度检测信号S2c相对于第2驱动信号中所包含的驱动电压波形V2A(t),在相位上产生90°的延迟。
返回到图10,从第1信号处理部61A输入的第1角度检测信号S1c反馈到第1驱动信号生成部60A。第1相移部62A使从第1驱动信号生成部60A输出的驱动电压波形的相位位移。第1相移部62A例如使相位位移90°。
图19表示第1驱动信号生成部60A的结构的一例。如图19所示,第1驱动信号生成部60A具有信号生成电路91A及相位同步电路92A。第1驱动信号生成部60A是所谓的PLL(PhaseLocked Loop:锁相环)方式的驱动电路。
对相位同步电路92A从信号生成电路91A输入具有第1驱动频率fd1的取样重置信号,从第1信号处理部61A(参考图10)输入第1角度检测信号S1c。相位同步电路92A根据取样重置信号及第1角度检测信号S1c,调整本身所生成的取样钟信号的相位。
信号生成电路91A根据从相位同步电路92A输入的取样钟信号,生成构成第1驱动信号的驱动电压波形V1A(t)及V1B(t)。
如此,通过第1相移部62A及PLL方式的第1驱动信号生成部60A以使第1驱动信号与第1角度检测信号S1c的相位差维持90°的方式进行反馈控制。通过使第1驱动信号与第1角度检测信号S1c的相位差维持90°,反射镜部20围绕第1轴a1的摆动维持共振状态。
通过从第2信号处理部61B输入的第1角度检测信号S2c反馈到第2驱动信号生成部60B。第2相移部62B使从第2驱动信号生成部60B输出的驱动电压波形的相位位移。第2相移部62B例如使相位位移90°。
图20表示第2驱动信号生成部60B的结构的一例。如图20所示,第2驱动信号生成部60B具有信号生成电路91B及相位同步电路92B。第2驱动信号生成部60B是所谓的PLL方式的驱动电路。
对相位同步电路92B从信号生成电路91B输入具有第2驱动频率fd2的取样重置信号,并且从第2信号处理部61B(参考图10)输入第2角度检测信号S2c。相位同步电路92B根据取样重置信号及第2角度检测信号S2c,调整本身所生成的取样钟信号的相位。
信号生成电路91B根据从相位同步电路92B输入的取样钟信号,生成构成第2驱动信号的驱动电压波形V2A(t)及V2B(t)。
如此,通过第2相移部62B及PLL方式的第2驱动信号生成部60B以使第2驱动信号与第2角度检测信号S2c的相位差维持90°的方式进行反馈控制。通过使第2驱动信号与第2角度检测信号S2c的相位差维持90°,反射镜部20围绕第2轴a2的摆动维持共振状态。
返回到图10,第1零交叉脉冲输出部63A根据从第1信号处理部61A输入的第1角度检测信号S1c,生成零交叉脉冲(以下,称为第1零交叉脉冲。)ZC1。第1零交叉脉冲输出部63A由零交叉检测电路构成。
如图21所示,第1零交叉脉冲输出部63A以交流信号即第1角度检测信号S1c横穿零伏的定时来生成第1零交叉脉冲ZC1。第1零交叉脉冲输出部63A将所生成的第1零交叉脉冲ZC1输入于光源驱动部3A。
第2零交叉脉冲输出部63B根据从第2信号处理部61B输入的第2角度检测信号S2c,生成零交叉脉冲(以下,称为第2零交叉脉冲。)ZC2。第2零交叉脉冲输出部63B由零交叉检测电路构成。
如图22所示,第2零交叉脉冲输出部63B以交流信号即第2角度检测信号S2c横穿零伏的定时来生成第2零交叉脉冲ZC2。第2零交叉脉冲输出部63B将所生成的第2零交叉脉冲ZC2输入于光源驱动部3A。
光源驱动部3A例如根据从图像描绘系统10的外部供给的描绘数据驱动光源3。并且,光源驱动部3A以使激光束的照射定时与从反射镜驱动部4A输入的第1零交叉脉冲ZC1及第2零交叉脉冲ZC2同步的方式控制照射定时。
如上所述,根据本发明的技术,通过从一对第1角度检测传感器输出的一对第1输出信号中的其中一者减去另一者,去除由反射镜部围绕第2轴的摆动引起的振动噪声。由此,生成表示反射镜部围绕第1轴的角度的第1角度检测信号且去除了振动噪声的第1角度检测信号,因此能够以高精度控制反射镜部的摆动。并且,通过使反射镜部的摆动维持共振状态,反射镜部的摆动的振幅(最大偏转角)维持恒定。
[第2实施方式]
接着,对第2实施方式所涉及的图像描绘系统进行说明。本实施方式的图像描绘系统与第1实施方式的不同点在于,MMD4中的一对第1角度检测传感器11A、11B及一对第2角度检测传感器12A、12B的配置。关于一对第1角度检测传感器11A、11B,在第1实施方式中,配置于隔着第1轴a1对置的位置,相对于此,在第2实施方式中,配置于隔着第2轴a2对置的位置。关于一对第2角度检测传感器12A、12B,在第1实施方式中,配置于隔着第2轴a2对置的位置,相对于此,在第2实施方式中,配置于隔着第1轴a1对置的位置。
图23是表示本实施方式所涉及的MMD4的结构的俯视图。如图23所示,一对第1角度检测传感器11A、11B在第1可动框22上分别配置于第1支承部21的附近。第1角度检测传感器11A配置于与反射镜部20中的其中一侧连接的第1支承部21的附近。第1角度检测传感器11B配置于与反射镜部20中的另一侧连接的第1支承部21的附近。因此,一对第1角度检测传感器11A、11B配置于隔着第2轴a2对置且隔着反射镜部20对置的位置。并且,一对第1角度检测传感器11A、11B配置于从第1轴a1向相同的方向(在本实施方式中为-X方向)偏移的位置。
并且,一对第2角度检测传感器12A、12B在第2可动框24上分别配置于第2支承部23的附近。第2角度检测传感器12A配置于与第1可动框22中的其中一侧连接的第2支承部23的附近。第2角度检测传感器12B配置于与第1可动框22中的另一侧连接的第2支承部23的附近。因此,一对第2角度检测传感器12A、12B配置于隔着第1轴a1对置且隔着反射镜部20及第1可动框22对置的位置。并且,一对第2角度检测传感器12A、12B配置于从第2轴a2向相同的方向(在本实施方式中为+Y方向)偏移的位置。
图24表示在本实施方式中从一对第1角度检测传感器11A、11B输出的信号的一例。在图24中,S1a表示使反射镜部20不围绕第2轴a2摆动而仅围绕第1轴a1摆动时从一对第1角度检测传感器11A、11B输出的信号。在本实施方式中,第1角度检测传感器11A、11B配置于相对于第1轴a1向相同的方向偏移的位置,因此从两者输出具有第1驱动频率fd1的同相位的波形信号。
当使反射镜部20围绕第1轴a1及第2轴a2同时摆动时,在第1角度检测传感器11A的输出信号中重叠有由反射镜部20围绕第2轴a2的摆动引起的振动噪声RN1a。同样地,当使反射镜部20围绕第1轴a1及第2轴a2同时摆动时,在第1角度检测传感器11B的输出信号中重叠有由反射镜部20围绕第2轴a2的摆动引起的振动噪声RN1b。第1角度检测传感器11A、11B配置于隔着第2轴a2对置的位置,因此重叠于两者的振动噪声RN1a、RN1b彼此成为逆相位。
如此,在双轴驱动的情况下,从第1角度检测传感器11A输出重叠有振动噪声RN1a的信号S1b1,从第1角度检测传感器11B输出重叠有振动噪声RN1b的信号S1b2。
图25表示在本实施方式中从一对第2角度检测传感器12A、12B输出的信号的一例。在图25中,S2a表示使反射镜部20不围绕第1轴a1摆动而仅围绕第2轴a2摆动时从一对第2角度检测传感器12A、12B输出的信号。在本实施方式中,第2角度检测传感器12A、12B配置于相对于第2轴a2向相同的方向偏移的位置,因此从两者输出具有第2驱动频率fd2的同相位的波形信号。
当使反射镜部20围绕第1轴a1及第2轴a2同时摆动时,在第2角度检测传感器12A的输出信号中重叠有由反射镜部20围绕第1轴a1的摆动引起的振动噪声RN2a。同样地,当使反射镜部20围绕第1轴a1及第2轴a2同时摆动时,在第2角度检测传感器12B的输出信号中重叠有由反射镜部20围绕第1轴a1的摆动引起的振动噪声RN2b。第2角度检测传感器12A、12B配置于隔着第1轴a1对置的位置,因此重叠于两者的振动噪声RN2a、RN2b彼此成为逆相位。
如此,在双轴驱动的情况下,从第2角度检测传感器12A输出重叠有振动噪声RN2a的信号S2b1,从第2角度检测传感器12B输出重叠有振动噪声RN2b的信号S2b2。
在本实施方式中,驱动控制部5与第1实施方式的驱动控制部5的结构的不同点仅在于第1信号处理部61A及第2信号处理部61B的结构。如图26所示,在本实施方式中,第1信号处理部61A代替减法电路73而具有加法电路73A。加法电路73A输出相加了从第1角度检测传感器11A经由缓冲放大器71输入的信号S1b1与从第1角度检测传感器11B经由可变增益放大器72输入的信号S1b2的值。
在本实施方式中,通过增益调整电路74调整信号S1b2中所包含的振动噪声RN1b的振幅电平,以使其与信号S1b1中所包含的振动噪声RN1a的振幅电平一致。因此,通过基于加法电路73A的加法处理,振动噪声RN1a、RN1b相互抵消。因此,从加法电路73A输出去除了振动噪声RN1a、RN1b的信号即第1角度检测信号S1c。
图27示出了在本实施方式中根据从一对第1角度检测传感器11A、11B输出的S1b1、S1b2,生成第1角度检测信号S1c的情况。在本实施方式中,也获得与第1实施方式相同的第1角度检测信号S1c(参考图15)。
如图28所示,在本实施方式中,第2信号处理部61B代替减法电路83而具有加法电路83A。加法电路83A输出相加了从第2角度检测传感器12A经由缓冲放大器81输入的信号S2b1与从第2角度检测传感器12B经由可变增益放大器82输入的信号S2b2的值。
在本实施方式中,通过增益调整电路84调整信号S2b2中所包含的振动噪声RN2b的振幅电平,以使其与信号S2b1中所包含的振动噪声RN2a的振幅电平一致。因此,通过基于加法电路83A的加法处理,振动噪声RN2a、RN2b相互抵消。因此,从加法电路83A输出去除了振动噪声RN2a、RN2b的信号即第2角度检测信号S2c。
图29示出了在本实施方式中根据从一对第2角度检测传感器12A、12B输出的S2b1、S2b2,生成第2角度检测信号S2c的情况。在本实施方式中,也获得与第1实施方式相同的第2角度检测信号S2c(参考图15)。
如上所述,一对第1角度检测传感器11A、11B配置于隔着第1轴a1或第2轴a2对置的位置即可。当一对第1角度检测传感器11A、11B配置于隔着第1轴a1对置的位置时,通过从两者的输出信号中的其中一者减去另一者,能够去除振动噪声。当一对第1角度检测传感器11A、11B配置于隔着第2轴a2对置的位置时,通过相加两者的输出信号,能够去除振动噪声。
同样地,一对第2角度检测传感器12A、12B配置于隔着第1轴a1或第2轴a2对置的位置即可。当一对第2角度检测传感器12A、12B配置于隔着第2轴a2对置的位置时,通过从两者的输出信号中的其中一者减去另一者,能够去除振动噪声。当一对第2角度检测传感器12A、12B配置于隔着第1轴a1对置的位置时,通过相加两者的输出信号,能够去除振动噪声。
[变形例]
接着,对上述各实施方式的变形例进行说明。在上述各实施方式中,增益调整电路74通过第1BPF电路75A及第2BPF电路75B提取具有第2驱动频率fd2的振动噪声。代替于此,可以通过在第1驱动频率fd1与第2驱动频率fd2之间具有截止频率的低通滤波电路提取具有第2驱动频率fd2的振动噪声。并且,在上述各实施方式中,增益调整电路84通过第1BPF电路85A及第2BPF电路85B提取具有第1驱动频率fd1的振动噪声。代替于此,可以通过在第1驱动频率fd1与第2驱动频率fd2之间具有截止频率的高通滤波电路提取具有第1驱动频率fd1的振动噪声。
在上述实施方式中示出的MMD4的结构为一例。MMD4的结构能够进行各种变形。例如,可以将使反射镜部20围绕第1轴a1摆动的第1致动器31配置于第2可动框24,将使反射镜部20围绕第2轴a2摆动的第2致动器32配置于第1可动框22。
并且,能够对驱动控制部5的硬件结构进行各种变形。在上述各实施方式中,驱动控制部5由模拟运算电路构成,但也能够由数字运算电路构成。驱动控制部5可以由一个处理器来构成,也可以由相同种类或不同种类的两个以上的处理器的组合来构成。在处理器中包含CPU(Central Processing Unit:中央处理器)、可编程逻辑器件(ProgrammableLogic Device:PLD)及专用电路等。众所周知,CPU为执行软件(程序)而作为各种处理部发挥作用的通用的处理器。PLD为FPGA(Fie ld Programmable Gate Array:现场可编程门阵列)等制造后能够变更电路结构的处理器。专用电路为ASIC(Application SpecificIntegrated Circuit:专用集成电路)等具有为了执行特定处理而专门设计的电路结构的处理器。
[比较例]
接着,对与本发明的技术的比较例进行说明。在本发明的技术中,如上所述,通过相加或相减从一对角度检测传感器输出的一对输出信号,去除振动噪声。相对于此,可考虑通过对从角度检测传感器输出的输出信号实施频率滤波处理,去除振动噪声。以下,作为比较例,对通过频率滤波处理去除振动噪声的例子进行说明。
在本比较例中,设置有一对第1角度检测传感器11A、11B中的至少一者即可。并且,关于一对第2角度检测传感器12A、12B,设置有其中至少一者即可。
并且,在本比较例中,将第1信号处理部61A设为具有以第1驱动频率fd1为中心频率的通带的带通滤波电路。同样地,将第2信号处理部61B设为具有以第2驱动频率fd2为中心频率的通带的带通滤波电路。由此,从第1信号处理部61A输出具有第2驱动频率fd2的去除了振动噪声的信号。从第2信号处理部61B输出具有第1驱动频率fd1的去除了振动噪声的信号。
如此,能够通过将第1信号处理部61A及第2信号处理部61B设为带通滤波电路来去除振动噪声,但有时从去除了振动噪声的信号无法获得准确的相位信息。这是由带通滤波电路的相位响应引起的。
图30表示带通滤波电路的增益及相位的特性的一例。图30所示的带通滤波电路的中心频率为10kHz。相位在中心频率附近急剧变化,因此若输入于带通滤波电路的信号的频率偏离中心频率,则会导致从带通滤波电路的输出信号的相位大幅变化。如此,从角度检测传感器的输出信号通过带通滤波电路,由此存在相位大幅变化的可能性,因此难以用作用于使从带通滤波电路的输出信号维持共振状态的定时信息。
若根据从带通滤波电路的输出信号生成零交叉脉冲并输入于光源驱动部3A,则同步与基于MMD4的光的扫描偏移的图像描绘到被扫描面6。在该情况下,需要设置能够手动调整从带通滤波电路的输出信号的相位的相位器,并且用户一边观察描绘到被扫描面6的图像,一边以消除偏移的方式手动调整相位器等工作。
相对于此,本发明的技术不使用带通滤波电路而通过相加或相减从一对角度检测传感器输出的一对输出信号来去除振动噪声。因此,通过去除振动噪声,输出信号能够用作用于维持共振状态的定时信息,而相位不会大幅变化。因此,无需用户手动调整相位器等的工作。
本说明书中所记载的所有的文献、专利申请及技术标准,通过参考而援用于此的每个文献、专利申请及技术标准与具体且个别记载时相同程度地通过参考编入于本说明书中。
Claims (18)
1.一种光扫描装置,其具备:
反射镜部,其具有反射入射光的反射面;
第1致动器,其使所述反射镜部绕如下的第1轴摆动,该第1轴位于包含所述反射镜部静止时的所述反射面的平面内;
第2致动器,其使所述反射镜部绕如下的第2轴摆动,该第2轴位于包含所述反射镜部静止时的所述反射面的平面内且与所述第1轴正交;
一对第1角度检测传感器,其输出与所述反射镜部绕所述第1轴的角度对应的信号,且配置于隔着所述第1轴或所述第2轴对置的位置;及
至少一个处理器,
在所述光扫描装置中,
所述处理器通过相加或相减从所述一对第1角度检测传感器输出的一对第1输出信号,生成表示所述反射镜部绕所述第1轴的角度的第1角度检测信号。
2.根据权利要求1所述的光扫描装置,其中,
所述处理器通过调整所述一对第1输出信号中的至少一者的振幅电平,使分别包含于所述一对第1输出信号中的振动噪声的振幅一致之后,相加或相减所述一对第1输出信号。
3.根据权利要求1或2所述的光扫描装置,其中,
所述一对第1角度检测传感器配置于隔着所述第1轴对置的位置,
所述处理器通过从被进行振幅电平调整后的一对第1输出信号中的一者减去另一者,生成所述第1角度检测信号。
4.根据权利要求1或2所述的光扫描装置,其中,
所述一对第1角度检测传感器配置于隔着所述第2轴对置的位置,
所述处理器通过对被进行振幅电平调整后的一对第1输出信号进行相加,生成所述第1角度检测信号。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的光扫描装置,其中,
所述处理器具有生成施加于所述第1致动器的第1驱动信号的第1驱动信号生成部,将所述第1角度检测信号反馈到所述第1驱动信号生成部。
6.根据权利要求5所述的光扫描装置,其中,
所述第1驱动信号生成部为具有相位同步电路的驱动电路。
7.根据权利要求5或6所述的光扫描装置,其中,
所述第1驱动信号为正弦波。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的光扫描装置,其中,
所述第1角度检测传感器为压电元件。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的光扫描装置,其还具备:
一对第2角度检测传感器,其输出与所述反射镜部绕所述第2轴的角度对应的信号,且配置于隔着所述第1轴或所述第2轴对置的位置,
所述处理器调整从所述一对第2角度检测传感器输出的一对第2输出信号中的至少一者的振幅电平,并对被进行振幅电平调整后的一对第2输出信号进行相加或相减,由此生成表示所述反射镜部绕所述第2轴的角度的第2角度检测信号。
10.根据权利要求9所述的光扫描装置,其中,
所述处理器在通过调整所述一对第2输出信号中的至少一者的振幅电平而使所述一对第2输出信号各自包含的振动噪声的振幅一致之后,对所述一对第2输出信号进行相加或相减。
11.根据权利要求9或10所述的光扫描装置,其中,
所述一对第2角度检测传感器配置于隔着所述第2轴对置的位置,
所述处理器通过从被进行振幅电平调整后的一对第2输出信号中的一者减去另一者,生成所述第2角度检测信号。
12.根据权利要求9或10所述的光扫描装置,其中,
所述一对第2角度检测传感器配置于隔着所述第1轴对置的位置,
所述处理器通过对被进行振幅电平调整后的一对第2输出信号进行相加,生成所述第2角度检测信号。
13.根据权利要求9至12中任一项所述的光扫描装置,其中,
所述处理器具有生成施加于所述第2致动器的第2驱动信号的第2驱动信号生成部,将所述第2角度检测信号反馈到所述第2驱动信号生成部。
14.根据权利要求13所述的光扫描装置,其中,
所述第2驱动信号生成部为具有相位同步电路的驱动电路。
15.根据权利要求13或14所述的光扫描装置,其中,
所述第2驱动信号为正弦波。
16.根据权利要求9至15中任一项所述的光学扫描装置,其中,
所述第2角度检测传感器为压电元件。
17.一种图像描绘系统,其具备:
权利要求9至16中任一项所述的光扫描装置;及
光源,其对所述反射镜部照射光,
在所述图像描绘系统中,
所述处理器根据所述第1角度检测信号及所述第2角度检测信号,控制所述光源的光的照射定时。
18.一种光扫描装置的驱动方法,所述光扫描装置具备:
反射镜部,其具有反射入射光的反射面;
第1致动器,其使所述反射镜部绕如下的第1轴摆动,该第1轴位于包含所述反射镜部静止时的所述反射面的平面内;
第2致动器,其使所述反射镜部绕如下的第2轴摆动,该第2轴位于包含所述反射镜部静止时的所述反射面的平面内且与所述第1轴正交;以及
一对第1角度检测传感器,其输出与所述反射镜部绕所述第1轴的角度对应的信号,且配置于隔着所述第1轴或所述第2轴对置的位置,
在所述光扫描装置的驱动方法中,
通过相加或相减从所述一对第1角度检测传感器输出的一对第1输出信号,生成表示所述反射镜部绕所述第1轴的角度的第1角度检测信号。
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