JP2020101590A - Optical deflector, image projection device, and movable body - Google Patents

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章利 餅田
Akitoshi Mochida
章利 餅田
智彦 釜谷
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智彦 釜谷
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Abstract

To easily remove or reduce a fluctuation in the deflection angle of a reflection unit.SOLUTION: An optical deflector according to an aspect of the disclosed technology comprises a reflection unit that has a reflection surface and a movable unit that supports the reflection unit, and the movable unit has two means to be driven and deflects light incident on the reflection surface. The optical deflector includes: driving means that drives the two means to be driven; driving signal generation means that generates two driving signals for driving the two means to be driven; high frequency component extraction means that extracts two high frequency components of detection signals for the deflection angle of the movable unit corresponding to the respective two driving signals; and phase adjustment means that adjusts at least one phase of the two driving signals so that the phases of the two high frequency components become opposite phases to each other.SELECTED DRAWING: Figure 28

Description

本発明は、光偏向装置、画像投影装置、及び移動体に関する。 The present invention relates to a light deflection device, an image projection device, and a moving body.

MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)ミラー等の反射部が含まれる可動部を、水平及び垂直方向に駆動させ、反射部に入射する光を偏向(走査)させる光偏向装置が知られている。また、このような光偏向装置による走査光を用いて、投影面に画像を投影する画像投影装置が知られている。 2. Description of the Related Art There is known an optical deflecting device that drives a movable portion including a reflecting portion such as a MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) mirror in horizontal and vertical directions to deflect (scan) light incident on the reflecting portion. There is also known an image projection device that projects an image on a projection surface by using scanning light from such a light deflection device.

従来の光偏向装置では、可動部を駆動可能に支持する支持部での弾性振動等に起因して、回動中の反射部の振れ角に揺らぎが生じる場合があった。 In the conventional optical deflecting device, fluctuations may occur in the deflection angle of the reflecting portion during rotation due to elastic vibration or the like of the supporting portion that drivably supports the movable portion.

これに対し、駆動中の可動部の振れ角の検出値に応じて、可動部を駆動させる駆動信号の振幅及び位相を調整することで、反射部の振れ角の揺らぎを除去、又は低減させる装置が開示されている(例えば、特許文献1参照)。 On the other hand, a device for removing or reducing the fluctuation of the deflection angle of the reflecting section by adjusting the amplitude and phase of the drive signal for driving the movable section according to the detected value of the deflection angle of the moving section during driving. Is disclosed (for example, see Patent Document 1).

しかしながら、特許文献1の技術では、揺らぎが小さくなるように可動部の駆動信号の振幅及び位相の両方を調整するため、調整の処理が複雑になる場合があった。 However, in the technique of Patent Document 1, since both the amplitude and the phase of the drive signal of the movable portion are adjusted so that the fluctuation is reduced, the adjustment process may be complicated.

本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであって、反射部の振れ角の揺らぎを簡単に低減させることを課題とする。 The present invention has been made in view of the above points, and it is an object of the present invention to easily reduce fluctuations in the deflection angle of a reflecting portion.

開示の技術の一態様に係る光偏向装置は、反射面を有する反射部と、該反射部を支持する可動部と、を備え、該可動部は2つの被駆動手段を有し、前記反射面に入射された光を偏向する光偏向装置であって、前記2つの被駆動手段を駆動する駆動手段と、前記2つの被駆動手段を駆動する2つの駆動信号を生成する駆動信号生成手段と、前記2つの駆動信号のそれぞれに対応する、前記可動部の振れ角の検出信号の2つの高周波成分を抽出する高周波成分抽出手段と、前記2つの高周波成分の位相が互いに逆相になるように前記2つの駆動信号の少なくとも1つの位相を調整する位相調整手段と、を備える。 An optical deflecting device according to an aspect of the disclosed technique includes a reflecting portion having a reflecting surface and a movable portion supporting the reflecting portion, and the movable portion has two driven means, and the reflecting surface. An optical deflecting device for deflecting the light incident on the light source, the drive means driving the two driven means, and the drive signal generating means generating two drive signals for driving the two driven means. A high-frequency component extracting unit that extracts two high-frequency components of the deflection angle detection signal of the movable portion corresponding to each of the two drive signals, and the two high-frequency components have opposite phases to each other. Phase adjusting means for adjusting the phase of at least one of the two drive signals.

開示の技術によれば、反射部の振れ角の揺らぎを簡単に除去、又は低減させることができる。 According to the disclosed technology, it is possible to easily remove or reduce the fluctuation of the deflection angle of the reflecting portion.

光走査システムの一例の概略図である。1 is a schematic diagram of an example of an optical scanning system. 光走査システムの一例のハードウェア構成図である。It is a hardware block diagram of an example of an optical scanning system. 制御装置の一例の機能ブロック図である。It is a functional block diagram of an example of a control device. 光走査システムに係る処理の一例のフローチャートである。It is a flow chart of an example of processing concerning an optical scanning system. ヘッドアップディスプレイ装置を搭載した自動車の一例の概略図である。It is a schematic diagram of an example of a car carrying a head-up display device. ヘッドアップディスプレイ装置の一例の概略図である。It is a schematic diagram of an example of a head-up display device. 光書込装置を搭載した画像形成装置の一例の概略図である。FIG. 3 is a schematic view of an example of an image forming apparatus equipped with an optical writing device. 光書込装置の一例の概略図である。It is a schematic diagram of an example of an optical writer. ライダ装置を搭載した自動車の一例の概略図である。It is a schematic diagram of an example of a car carrying a lidar device. ライダ装置の一例の概略図である。It is a schematic diagram of an example of a lidar device. レーザヘッドランプの構成の一例を説明する概略図である。It is a schematic diagram explaining an example of composition of a laser headlamp. ヘッドマウントディスプレイの構成の一例を示す概略斜視図である。It is a schematic perspective view which shows an example of a structure of a head mounted display. ヘッドマウントディスプレイの構成の一部の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a part of structure of a head mounted display. パッケージングされた可動装置の一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of the packaged movable device. 可動装置の一例を+Z方向から見たときの平面図である。It is a top view when an example of a movable device is seen from the +Z direction. 図15に記載の可動装置のP−P'断面図である。FIG. 16 is a sectional view of the movable device shown in FIG. 15 taken along the line P-P′. 図15に記載の可動装置のQ−Q'断面図である。FIG. 16 is a QQ′ cross-sectional view of the movable device illustrated in FIG. 15. 可動装置の駆動梁の変形を模式的に表した模式図である。It is a schematic diagram which represented typically the deformation|transformation of the drive beam of a movable device. (a)は、可動装置の圧電駆動部群Aに印加される駆動電圧Aの波形の一例である。(b)は、可動装置の圧電駆動部群Bに印加される駆動電圧Bの波形の一例である。(c)は、(a)の駆動電圧の波形と(b)の駆動電圧の波形を重ね合わせた図である。(A) is an example of the waveform of the drive voltage A applied to the piezoelectric drive part group A of a movable device. (B) is an example of a waveform of the drive voltage B applied to the piezoelectric drive unit group B of the movable device. (C) is a diagram in which the waveform of the drive voltage in (a) and the waveform of the drive voltage in (b) are superimposed. 振れ角の時間変化が線形である場合の振れ角の時間変化と投影画像との関係を説明する図であり、(a)は振れ角の時間変化を説明する図であり、(b)は(a)の走査光による投影画像を説明する図である。It is a figure explaining the relationship between the time change of a shake angle and a projection image in case the time change of a shake angle is linear, (a) is a figure explaining the time change of a shake angle, and (b) is a figure. It is a figure explaining the projection image by the scanning light of a). 振れ角の時間変化に揺らぎがある場合の振れ角の時間変化と投影画像との関係を説明する図であり、(a)は振れ角の時間変化を説明する図であり、(b)は(a)の走査光による投影画像を説明する図である。It is a figure explaining the time change of a shake angle when there is fluctuation in the change of a shake angle with time, and a figure explaining a time change of a shake angle, and (b) is a figure explaining (b). It is a figure explaining the projection image by the scanning light of a). 第1の実施形態に係る可動装置の一例を+Z方向からみたときの平面図である。It is a top view when an example of the movable device concerning a 1st embodiment is seen from the +Z direction. 図22に記載の可動装置のR−R'断面図である。FIG. 23 is a cross-sectional view taken along the line RR′ of the movable device illustrated in FIG. 22. 第1の実施形態に係る光偏向装置の一例のハードウェア構成図である。It is a hardware block diagram of an example of the optical deflection apparatus which concerns on 1st Embodiment. 駆動電圧A及びBと振れ角の時間変化の一例を説明する図であり、(a)は駆動電圧A及びBを説明する図であり、(b)は駆動電圧A及びBによる振れ角の時間変化を説明する図である。FIG. 6 is a diagram illustrating an example of changes over time of the drive voltages A and B and the deflection angle, (a) is a diagram illustrating the drive voltages A and B, and (b) is a diagram of the deflection angle time due to the drive voltages A and B. It is a figure explaining a change. 駆動電圧A及びBをそれぞれ単独で印加したときの振れ角の時間変化を説明する図であり、(a)は駆動電圧Aを説明する図であり、(b)は駆動電圧Aによる振れ角の時間変化を説明する図であり、(c)は(b)の振れ角の時間変化から抽出された高周波成分を説明する図である。(d)は駆動電圧Bを説明する図であり、(e)は駆動電圧Bによる振れ角の時間変化を説明する図であり、(f)は(e)の振れ角の時間変化から抽出された高周波成分を説明する図である。It is a figure explaining the time change of the deflection angle when drive voltage A and B are applied independently respectively, (a) is a figure explaining drive voltage A, (b) is a deflection angle by drive voltage A. It is a figure explaining a time change, and (c) is a figure explaining a high frequency ingredient extracted from a time change of a shake angle of (b). (D) is a diagram for explaining the drive voltage B, (e) is a diagram for explaining the change over time of the deflection angle due to the drive voltage B, and (f) is extracted from the change over time of the deflection angle in (e). It is a figure explaining the high frequency component. 第1の実施形態に係る駆動電圧Bの傾きの調整方法の一例を説明する図であり、(a)は駆動電圧Bの傾きを説明する図であり、(b)は駆動電圧Bによる振れ角の時間変化の高周波成分を説明する図である。6A and 6B are diagrams illustrating an example of a method of adjusting the slope of the drive voltage B according to the first embodiment, FIG. 7A is a diagram illustrating the slope of the drive voltage B, and FIG. It is a figure explaining the high frequency component of the time change of. 第1の実施形態に係る駆動電圧A及びBの位相の調整方法の一例を説明する図であり、(a)は駆動電圧A及びBの位相を説明する図であり、(b)は駆動電圧Aによる振れ角の時間変化の高周波成分を説明する図であり、(c)は駆動電圧Bによる振れ角の時間変化の高周波成分を説明する図であり、(d)は調整後の駆動電圧A及びBによる振れ角の時間変化を説明する図である。It is a figure explaining an example of the adjustment method of the phase of drive voltage A and B concerning a 1st embodiment, (a) is a figure explaining the phase of drive voltage A and B, (b) is a drive voltage. FIG. 6 is a diagram illustrating a high frequency component of a change in shake angle with time due to A, (c) is a diagram illustrating a high frequency component of a change with time of shake angle due to a drive voltage B, and (d) is a diagram illustrating an adjusted drive voltage A. FIG. 6 is a diagram for explaining a change over time of the deflection angle due to B and B. 第1の実施形態に係る制御装置の一例の機能ブロック図である。It is a functional block diagram of an example of a control device according to the first embodiment. 第1の実施形態に係る光偏向装置による傾き及び位相調整の動作の一例を示すフローチャートである。6 is a flowchart showing an example of an operation of tilt and phase adjustment by the optical deflecting device according to the first embodiment. 第1の実施形態に係る光偏向装置による光走査の動作の一例を示すフローチャートである。6 is a flowchart showing an example of an optical scanning operation by the optical deflecting device according to the first embodiment. 第2の実施形態に係る制御装置の一例の機能ブロック図である。It is a functional block diagram of an example of a control device concerning a 2nd embodiment. 第2の実施形態に係る高周波成分の1周期に該当する期間の抽出方法の一例を説明する図である。It is a figure explaining an example of the extraction method of the period corresponding to 1 cycle of the high frequency component concerning a 2nd embodiment.

以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.

[光走査システム]
まず、実施形態の可動装置を適用した光走査システムについて、図1〜図4に基づいて詳細に説明する。
[Optical scanning system]
First, an optical scanning system to which the movable device according to the embodiment is applied will be described in detail with reference to FIGS.

図1には、光走査システムの一例の概略図が示されている。図1に示すように、光走査システム10は、制御装置11の制御に従って光源装置12から照射された光を可動装置13の有する反射面14により偏向して被走査面15を光走査するシステムである。 FIG. 1 shows a schematic diagram of an example of the optical scanning system. As shown in FIG. 1, the optical scanning system 10 is a system that optically scans a surface 15 to be scanned by deflecting the light emitted from the light source device 12 under the control of the control device 11 by the reflecting surface 14 of the movable device 13. is there.

光走査システム10は、制御装置11,光源装置12、反射面14を有する可動装置13により構成される。 The optical scanning system 10 includes a control device 11, a light source device 12, and a movable device 13 having a reflecting surface 14.

制御装置11は、例えばCPU(Central Processing Unit)およびFPGA(Field-Programmable Gate Array)等を備えた電子回路ユニットである。可動装置13は、例えば反射面14を有し、反射面14を可動可能なMEMS(Micro Electromechanical Systems)デバイスである。光源装置12は、例えばレーザを照射するレーザ装置である。なお、被走査面15は、例えばスクリーンである。 The control device 11 is an electronic circuit unit including, for example, a CPU (Central Processing Unit) and an FPGA (Field-Programmable Gate Array). The movable device 13 is, for example, a MEMS (Micro Electromechanical Systems) device having a reflective surface 14 and capable of moving the reflective surface 14. The light source device 12 is, for example, a laser device that emits a laser. The scanned surface 15 is, for example, a screen.

制御装置11は、取得した光走査情報に基づいて光源装置12および可動装置13の制御命令を生成し、制御命令に基づいて光源装置12および可動装置13に駆動信号を出力する。 The control device 11 generates a control command for the light source device 12 and the movable device 13 based on the acquired optical scanning information, and outputs a drive signal to the light source device 12 and the movable device 13 based on the control command.

光源装置12は、入力した駆動信号に基づいて光源の照射を行う。可動装置13は、入力した駆動信号に基づいて反射面14を1軸方向または2軸方向の少なくともいずれかに可動させる。 The light source device 12 irradiates the light source based on the input drive signal. The movable device 13 moves the reflecting surface 14 in at least one of the uniaxial direction and the biaxial direction based on the input drive signal.

これにより、例えば、光走査情報の一例である画像情報に基づいた制御装置11の制御によって、可動装置13の反射面14を所定の範囲で2軸方向に往復可動させ、反射面14に入射する光源装置12からの照射光をある1軸周りに偏向して光走査することにより、被走査面15に任意の画像を投影することができる。なお、実施形態の可動装置の詳細および制御装置による制御の詳細については後述する。 As a result, for example, by the control of the control device 11 based on the image information which is an example of the optical scanning information, the reflecting surface 14 of the movable device 13 is reciprocally moved in the biaxial direction within a predetermined range and is incident on the reflecting surface 14. By deflecting the irradiation light from the light source device 12 around a certain axis and scanning the light, an arbitrary image can be projected on the surface 15 to be scanned. The details of the movable device of the embodiment and the control by the control device will be described later.

次に、光走査システム10一例のハードウェア構成について図2を用いて説明する。図2は、光走査システム10の一例のハードウェア構成図である。図2に示すように、光走査システム10は、制御装置11、光源装置12および可動装置13を備え、それぞれが電気的に接続されている。このうち、制御装置11は、CPU20、RAM21(Random Access Memory)、ROM22(Read Only Memory)、FPGA23、外部I/F24、光源装置ドライバ25、可動装置ドライバ26を備えている。 Next, a hardware configuration of an example of the optical scanning system 10 will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a hardware configuration diagram of an example of the optical scanning system 10. As shown in FIG. 2, the optical scanning system 10 includes a control device 11, a light source device 12, and a movable device 13, which are electrically connected to each other. Of these, the control device 11 includes a CPU 20, a RAM 21 (Random Access Memory), a ROM 22 (Read Only Memory), an FPGA 23, an external I/F 24, a light source device driver 25, and a movable device driver 26.

CPU20は、ROM22等の記憶装置からプログラムやデータをRAM21上に読み出し、処理を実行して、制御装置11の全体の制御や機能を実現する演算装置である。 The CPU 20 is an arithmetic device that reads programs and data from a storage device such as the ROM 22 onto the RAM 21 and executes processing to realize the overall control and functions of the control device 11.

RAM21は、プログラムやデータを一時保持する揮発性の記憶装置である。 The RAM 21 is a volatile storage device that temporarily holds programs and data.

ROM22は、電源を切ってもプログラムやデータを保持することができる不揮発性の記憶装置であり、CPU20が光走査システム10の各機能を制御するために実行する処理用プログラムやデータを記憶している。 The ROM 22 is a non-volatile storage device that can retain programs and data even when the power is turned off, and stores processing programs and data that the CPU 20 executes to control each function of the optical scanning system 10. There is.

FPGA23は、CPU20の処理に従って、光源装置ドライバ25および可動装置ドライバ26に適した制御信号を出力する回路である。 The FPGA 23 is a circuit that outputs a control signal suitable for the light source device driver 25 and the movable device driver 26 according to the processing of the CPU 20.

外部I/F24は、例えば外部装置やネットワーク等とのインタフェースである。外部装置には、例えば、PC(Personal Computer)等の上位装置、USBメモリ、SDカード、CD、DVD、HDD、SSD等の記憶装置が含まれる。また、ネットワークは、例えば自動車のCAN(Controller Area Network)やLAN(Local Area Network)、インターネット等である。外部I/F24は、外部装置との接続または通信を可能にする構成であればよく、外部装置ごとに外部I/F24が用意されてもよい。 The external I/F 24 is an interface with, for example, an external device or a network. The external device includes, for example, a host device such as a PC (Personal Computer) and a storage device such as a USB memory, an SD card, a CD, a DVD, an HDD, and an SSD. The network is, for example, a CAN (Controller Area Network) of a car, a LAN (Local Area Network), the Internet, or the like. The external I/F 24 may have a configuration that enables connection or communication with an external device, and the external I/F 24 may be prepared for each external device.

光源装置トライバは、入力された制御信号に従って光源装置12に駆動電圧等の駆動信号を出力する電気回路である。 The light source device triber is an electric circuit that outputs a drive signal such as a drive voltage to the light source device 12 according to the input control signal.

可動装置ドライバ26は、入力された制御信号に従って可動装置13に駆動電圧等の駆動信号を出力する電気回路である。 The movable device driver 26 is an electric circuit that outputs a drive signal such as a drive voltage to the movable device 13 in accordance with the input control signal.

制御装置11において、CPU20は、外部I/F24を介して外部装置やネットワークから光走査情報を取得する。なお、CPU20が光走査情報を取得することができる構成であればよく、制御装置11内のROM22やFPGA23に光走査情報を格納する構成としてもよいし、制御装置11内に新たにSSD等の記憶装置を設けて、その記憶装置に光走査情報を格納する構成としてもよい。 In the control device 11, the CPU 20 acquires optical scanning information from an external device or a network via the external I/F 24. It should be noted that the CPU 20 may be configured to acquire the optical scanning information, and the optical scanning information may be stored in the ROM 22 or the FPGA 23 in the control device 11, or the control device 11 may be newly provided with an SSD or the like. A storage device may be provided and the optical scanning information may be stored in the storage device.

ここで、光走査情報とは、被走査面15にどのように光走査させるかを示した情報であり、例えば、光走査により画像を表示する場合は、光走査情報は画像データである。また、例えば、光走査により光書込みを行う場合は、光走査情報は書込み順や書込み箇所を示した書込みデータである。他にも、例えば、光走査により距離測定を行う場合は、光走査情報は距離測定用の光を照射するタイミングと照射範囲を示す照射データである。 Here, the optical scanning information is information indicating how the surface to be scanned 15 is optically scanned. For example, when an image is displayed by optical scanning, the optical scanning information is image data. Further, for example, when optical writing is performed by optical scanning, the optical scanning information is write data indicating the writing order and the writing location. In addition, for example, when the distance measurement is performed by optical scanning, the optical scanning information is irradiation data indicating the timing and the irradiation range of the distance measuring light.

制御装置11は、CPU20の命令および図2に示したハードウェア構成によって、次に説明する機能構成を実現することができる。 The control device 11 can realize the functional configuration described below by the instruction of the CPU 20 and the hardware configuration shown in FIG.

次に、光走査システム10の制御装置11の機能構成について図3を用いて説明する。図3は、光走査システムの制御装置の一例の機能ブロック図である。 Next, the functional configuration of the control device 11 of the optical scanning system 10 will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a functional block diagram of an example of a control device of the optical scanning system.

図3に示すように、制御装置11は、機能として制御部30と駆動信号出力部31とを有する。 As shown in FIG. 3, the control device 11 has a control unit 30 and a drive signal output unit 31 as functions.

制御部30は、例えばCPU20、FPGA23等により実現され、外部装置から光走査情報を取得し、光走査情報を制御信号に変換して駆動信号出力部31に出力する。例えば、制御部30は、外部装置等から画像データを光走査情報として取得し、所定の処理により画像データから制御信号を生成して駆動信号出力部31に出力する。 The control unit 30 is realized by, for example, the CPU 20, the FPGA 23, and the like, acquires optical scanning information from an external device, converts the optical scanning information into a control signal, and outputs the control signal to the drive signal output unit 31. For example, the control unit 30 acquires image data as optical scanning information from an external device or the like, generates a control signal from the image data by a predetermined process, and outputs the control signal to the drive signal output unit 31.

駆動信号出力部31は、光源装置ドライバ25、可動装置ドライバ26等により実現され、入力された制御信号に基づいて光源装置12または可動装置13に駆動信号を出力する。 The drive signal output unit 31 is realized by the light source device driver 25, the movable device driver 26, and the like, and outputs a drive signal to the light source device 12 or the movable device 13 based on the input control signal.

駆動信号は、光源装置12または可動装置13の駆動を制御するための信号である。例えば、光源装置12においては、光源の照射タイミングおよび照射強度を制御する駆動電圧である。また、例えば、可動装置13においては、可動装置13の有する反射面14を可動させるタイミングおよび可動範囲を制御する駆動電圧である。 The drive signal is a signal for controlling the drive of the light source device 12 or the movable device 13. For example, in the light source device 12, it is a drive voltage that controls the irradiation timing and irradiation intensity of the light source. Further, for example, in the movable device 13, it is a drive voltage for controlling the timing and the movable range in which the reflecting surface 14 of the movable device 13 is moved.

次に、光走査システム10が被走査面15を光走査する処理について図4を用いて説明する。図4は、光走査システムに係る処理の一例のフローチャートである。 Next, a process in which the optical scanning system 10 optically scans the surface 15 to be scanned will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a flowchart of an example of processing related to the optical scanning system.

ステップS11において、制御部30は、外部装置等から光走査情報を取得する。 In step S11, the control unit 30 acquires optical scanning information from an external device or the like.

ステップS12において、制御部30は、取得した光走査情報から制御信号を生成し、制御信号を駆動信号出力部31に出力する。 In step S12, the control unit 30 generates a control signal from the acquired optical scanning information and outputs the control signal to the drive signal output unit 31.

ステップS13において、駆動信号出力部31は、入力された制御信号に基づいて駆動信号を光源装置12および可動装置13に出力する。 In step S13, the drive signal output unit 31 outputs a drive signal to the light source device 12 and the movable device 13 based on the input control signal.

ステップ14において、光源装置12は、入力された駆動信号に基づいて光照射を行う。また、可動装置13は、入力された駆動信号に基づいて反射面14の可動を行う。光源装置12および可動装置13の駆動により、任意の方向に光が偏向され、光走査される。 In step 14, the light source device 12 irradiates light based on the input drive signal. The movable device 13 also moves the reflecting surface 14 based on the input drive signal. By driving the light source device 12 and the movable device 13, light is deflected in an arbitrary direction and optically scanned.

なお、上記光走査システム10では、1つの制御装置11が光源装置12および可動装置13を制御する装置および機能を有しているが、光源装置用の制御装置および可動装置用の制御装置と、別体に設けてもよい。 In the optical scanning system 10, one control device 11 has a device and a function for controlling the light source device 12 and the movable device 13. However, a control device for the light source device and a control device for the movable device, It may be provided separately.

また、上記光走査システム10では、一つの制御装置11に光源装置12および可動装置13の制御部30の機能および駆動信号出力部31の機能を設けているが、これらの機能は別体として存在していてもよく、例えば制御部30を有した制御装置11とは別に駆動信号出力部31を有した駆動信号出力装置を設ける構成としてもよい。なお、上記光走査システム10のうち、反射面14を有した可動装置13と制御装置11により、光偏向を行う光偏向システムを構成してもよい。 Further, in the above optical scanning system 10, one control device 11 is provided with the functions of the control unit 30 of the light source device 12 and the movable device 13 and the function of the drive signal output unit 31, but these functions exist separately. Alternatively, the drive signal output device having the drive signal output unit 31 may be provided separately from the control device 11 having the control unit 30, for example. In the above optical scanning system 10, the movable device 13 having the reflecting surface 14 and the control device 11 may constitute an optical deflection system for performing optical deflection.

[画像投影装置]
次に、実施形態の可動装置を適用した画像投影装置について、図5および図6を用いて詳細に説明する。
[Image projection device]
Next, an image projection device to which the movable device according to the embodiment is applied will be described in detail with reference to FIGS. 5 and 6.

図5は、画像投影装置の一例であるヘッドアップディスプレイ装置500を搭載した自動車400の実施形態に係る概略図である。また、図6はヘッドアップディスプレイ装置500の一例の概略図である。 FIG. 5 is a schematic diagram according to an embodiment of an automobile 400 equipped with a head-up display device 500, which is an example of an image projection device. Further, FIG. 6 is a schematic view of an example of the head-up display device 500.

画像投影装置は、光走査により画像を投影する装置であり、例えばヘッドアップディスプレイ装置である。 The image projection device is a device that projects an image by optical scanning, and is, for example, a head-up display device.

図5に示すように、ヘッドアップディスプレイ装置500は、例えば、自動車400のウインドシールド(フロントガラス401等)の付近に設置される。ヘッドアップディスプレイ装置500から発せられる投射光Lがフロントガラス401で反射され、ユーザーである観察者(運転者402)に向かう。これにより、運転者402は、ヘッドアップディスプレイ装置500によって投影された画像等を虚像として視認することができる。なお、ウインドシールドの内壁面にコンバイナを設置し、コンバイナによって反射する投射光によってユーザーに虚像を視認させる構成にしてもよい。 As shown in FIG. 5, the head-up display device 500 is installed, for example, near the windshield (the windshield 401 or the like) of the automobile 400. The projection light L emitted from the head-up display device 500 is reflected by the windshield 401 and travels to the observer (driver 402) who is the user. Accordingly, the driver 402 can visually recognize the image projected by the head-up display device 500 as a virtual image. A combiner may be installed on the inner wall surface of the windshield to allow the user to visually recognize the virtual image by the projection light reflected by the combiner.

図6に示すように、ヘッドアップディスプレイ装置500は、赤色、緑色、青色のレーザ光源501R,501G,501Bからレーザ光が出射される。出射されたレーザ光は、各レーザ光源に対して設けられるコリメータレンズ502,503,504と、2つのダイクロイックミラー505,506と、光量調整部507と、から構成される入射光学系を経た後、反射面14を有する可動装置13にて偏向される。そして、偏向されたレーザ光は、自由曲面ミラー509と、中間スクリーン510と、投射ミラー511とから構成される投射光学系を経て、スクリーンに投影される。なお、上記ヘッドアップディスプレイ装置500では、レーザ光源501R,501G,501B、コリメータレンズ502,503,504、ダイクロイックミラー505,506は、光源ユニット530として光学ハウジングによってユニット化されている。 As shown in FIG. 6, the head-up display device 500 emits laser light from red, green, and blue laser light sources 501R, 501G, and 501B. The emitted laser light passes through an incident optical system including collimator lenses 502, 503, 504 provided for each laser light source, two dichroic mirrors 505, 506, and a light amount adjusting unit 507, and It is deflected by the movable device 13 having the reflecting surface 14. Then, the deflected laser light is projected on the screen through a projection optical system including a free-form surface mirror 509, an intermediate screen 510, and a projection mirror 511. In the head-up display device 500, the laser light sources 501R, 501G, 501B, the collimator lenses 502, 503, 504, and the dichroic mirrors 505, 506 are unitized by the optical housing as the light source unit 530.

上記ヘッドアップディスプレイ装置500は、中間スクリーン510に表示される中間像を自動車400のフロントガラス401に投射することで、その中間像を運転者402に虚像として視認させる。ここで、フロントガラス401は「光透過部材」の一例である。 The head-up display device 500 projects the intermediate image displayed on the intermediate screen 510 onto the windshield 401 of the automobile 400 to cause the driver 402 to visually recognize the intermediate image as a virtual image. Here, the windshield 401 is an example of a “light transmitting member”.

レーザ光源501R,501G,501Bから発せられる各色レーザ光は、それぞれ、コリメータレンズ502,503,504で略平行光とされ、2つのダイクロイックミラー505,506により合成される。合成されたレーザ光は、光量調整部507で光量が調整された後、反射面14を有する可動装置13によって二次元走査される。可動装置13で二次元走査された投射光Lは、自由曲面ミラー509で反射されて歪みを補正された後、中間スクリーン510に集光され、中間像を表示する。中間スクリーン510は、マイクロレンズが二次元配置されたマイクロレンズアレイで構成されており、中間スクリーン510に入射してくる投射光Lをマイクロレンズ単位で拡大する。 The laser lights of the respective colors emitted from the laser light sources 501R, 501G, and 501B are made into substantially parallel lights by the collimator lenses 502, 503, and 504, respectively, and are combined by the two dichroic mirrors 505 and 506. The combined laser light is two-dimensionally scanned by the movable device 13 having the reflecting surface 14, after the light amount is adjusted by the light amount adjusting unit 507. The projection light L two-dimensionally scanned by the movable device 13 is reflected by the free-form surface mirror 509 to correct the distortion, and then is condensed on the intermediate screen 510 to display an intermediate image. The intermediate screen 510 is composed of a microlens array in which microlenses are two-dimensionally arranged, and magnifies the projection light L incident on the intermediate screen 510 in units of microlenses.

可動装置13は、反射面14を2軸方向に往復可動させ、反射面14に入射する投射光Lを二次元走査する。この可動装置13の駆動制御は、レーザ光源501R,501G,501Bの発光タイミングに同期して行われる。 The movable device 13 reciprocally moves the reflecting surface 14 in two axial directions, and two-dimensionally scans the projection light L incident on the reflecting surface 14. The drive control of the movable device 13 is performed in synchronization with the emission timing of the laser light sources 501R, 501G, and 501B.

以上、画像投影装置の一例としてのヘッドアップディスプレイ装置500の説明をしたが、画像投影装置は、反射面14を有した可動装置13により光走査を行うことで画像を投影する装置であればよい。例えば、机等に置かれ、表示スクリーン上に画像を投影するプロジェクタや、観測者の頭部等に装着される装着部材に搭載され、装着部材が有する反射透過スクリーンに投影、または眼球をスクリーンとして画像を投影するヘッドマウントディスプレイ装置等にも、同様に適用することができる。 The head-up display device 500 as an example of the image projection device has been described above, but the image projection device may be any device that projects an image by performing optical scanning with the movable device 13 having the reflecting surface 14. .. For example, a projector placed on a desk or the like, which projects an image on a display screen, or a mounting member mounted on an observer's head or the like, is projected on a reflection/transmission screen of the mounting member, or an eyeball is used as a screen. The present invention can be similarly applied to a head mounted display device that projects an image.

また、画像投影装置は、車両や装着部材だけでなく、例えば、航空機、船舶、移動式ロボット等の移動体、あるいは、その場から移動せずにマニピュレータ等の駆動対象を操作する作業ロボットなどの非移動体に搭載されてもよい。 Further, the image projection device is not limited to the vehicle and the mounting member, and is, for example, a moving body such as an aircraft, a ship, or a mobile robot, or a work robot that operates a driving target such as a manipulator without moving from the place. It may be mounted on a non-moving body.

[光書込装置]
次に、実施形態の可動装置13を適用した光書込装置について図7および図8を用いて詳細に説明する。
[Optical writing device]
Next, an optical writing device to which the movable device 13 of the embodiment is applied will be described in detail with reference to FIGS. 7 and 8.

図7は、光書込装置600を組み込んだ画像形成装置の一例である。また、図8は、光書込装置の一例の概略図である。 FIG. 7 is an example of an image forming apparatus incorporating the optical writing device 600. FIG. 8 is a schematic diagram of an example of the optical writing device.

図7に示すように、上記光書込装置600は、レーザ光によるプリンタ機能を有するレーザプリンタ650等に代表される画像形成装置の構成部材として使用される。画像形成装置において光書込装置600は、1本または複数本のレーザビームで被走査面15である感光体ドラムを光走査することにより、感光体ドラムに光書込を行う。 As shown in FIG. 7, the optical writing device 600 is used as a constituent member of an image forming apparatus represented by a laser printer 650 or the like having a printer function using laser light. In the image forming apparatus, the optical writing device 600 performs optical writing on the photosensitive drum by optically scanning the photosensitive drum, which is the surface to be scanned 15, with one or a plurality of laser beams.

図8に示すように、光書込装置600において、レーザ素子などの光源装置12からのレーザ光は、コリメータレンズなどの結像光学系601を経た後、反射面14を有する可動装置13により1軸方向または2軸方向に偏向される。そして、可動装置13で偏向されたレーザ光は、その後、第一レンズ602aと第二レンズ602b、反射ミラー部602cからなる走査光学系602を経て、被走査面15(例えば感光体ドラムや感光紙)に照射し、光書込みを行う。走査光学系602は、被走査面15にスポット状に光ビームを結像する。また、光源装置12および反射面14を有する可動装置13は、制御装置11の制御に基づき駆動する。 As shown in FIG. 8, in the optical writing device 600, the laser light from the light source device 12 such as a laser element passes through an image forming optical system 601 such as a collimator lens, and then is moved by a movable device 13 having a reflecting surface 14 to one. It is deflected axially or biaxially. Then, the laser light deflected by the movable device 13 then passes through a scanning optical system 602 including a first lens 602a, a second lens 602b, and a reflection mirror section 602c, and then a surface to be scanned 15 (for example, a photosensitive drum or a photosensitive paper). ) To perform optical writing. The scanning optical system 602 forms a light beam in a spot shape on the surface 15 to be scanned. The movable device 13 having the light source device 12 and the reflecting surface 14 is driven under the control of the control device 11.

このように上記光書込装置600は、レーザ光によるプリンタ機能を有する画像形成装置の構成部材として使用することができる。また、走査光学系を異ならせて1軸方向だけでなく2軸方向に光走査可能にすることで、レーザ光をサーマルメディアに偏向して光走査し、加熱することで印字するレーザラベル装置等の画像形成装置の構成部材として使用することができる。 As described above, the optical writing device 600 can be used as a constituent member of an image forming apparatus having a printer function using laser light. Further, by making the scanning optical system different so that the optical scanning can be performed not only in the one-axis direction but also in the two-axis direction, the laser beam is deflected to the thermal medium, optically scanned, and heated to print a laser label device. Can be used as a constituent member of the image forming apparatus.

上記光書込装置に適用される反射面14を有した可動装置13は、ポリゴンミラー等を用いた回転多面鏡に比べ駆動のための消費電力が小さいため、光書込装置の省電力化に有利である。また、可動装置13の振動時における風切り音は回転多面鏡に比べ小さいため、光書込装置の静粛性の改善に有利である。光書込装置は回転多面鏡に比べ設置スペースが圧倒的に少なくて済み、また可動装置13の発熱量もわずかであるため、小型化が容易であり、よって画像形成装置の小型化に有利である。 The movable device 13 having the reflecting surface 14 applied to the above-mentioned optical writing device consumes less power for driving than a rotary polygon mirror using a polygon mirror or the like. It is advantageous. Further, since the wind noise when the movable device 13 vibrates is smaller than that of the rotary polygon mirror, it is advantageous for improving the quietness of the optical writing device. The optical writing device requires a much smaller installation space than the rotary polygon mirror, and the amount of heat generated by the movable device 13 is small, so that the optical writing device can be easily downsized, which is advantageous for downsizing the image forming apparatus. is there.

[距離測定装置]
次に、上記実施形態の可動装置を適用した距離測定装置について、図9および図10を用いて詳細に説明する。
[Distance measuring device]
Next, a distance measuring device to which the movable device of the above embodiment is applied will be described in detail with reference to FIGS. 9 and 10.

図9は、距離測定装置の一例であるライダ(LiDAR;Laser Imaging Detection and Ranging)装置を搭載した自動車の概略図である。また、図10はライダ装置の一例の概略図である。 FIG. 9 is a schematic diagram of an automobile equipped with a LiDAR (Laser Imaging Detection and Ranging) device which is an example of a distance measuring device. Further, FIG. 10 is a schematic diagram of an example of a lidar device.

距離測定装置は、対象方向の距離を測定する装置であり、例えばライダ装置である。 The distance measuring device is a device that measures the distance in the target direction, and is, for example, a lidar device.

図9に示すように、ライダ装置700は、例えば自動車701に搭載され、対象方向を光走査して、対象方向に存在する被対象物702からの反射光を受光することで、被対象物702の距離を測定する。 As shown in FIG. 9, the lidar device 700 is mounted on, for example, an automobile 701, optically scans in a target direction, and receives reflected light from a target object 702 existing in the target direction, whereby the target object 702 is detected. To measure the distance.

図10に示すように、光源装置12から出射されたレーザ光は、発散光を略平行光とする光学系であるコリメートレンズ703と、平面ミラー704とから構成される入射光学系を経て、反射面14を有する可動装置13で1軸もしくは2軸方向に走査される。そして、投光光学系である投光レンズ705等を経て装置前方の被対象物702に照射される。光源装置12および可動装置13は、制御装置11により駆動を制御される。被対象物702で反射された反射光は、光検出器709により光検出される。すなわち、反射光は入射光検出受光光学系である集光レンズ706等を経て撮像素子707により受光され、撮像素子707は検出信号を信号処理回路708に出力する。信号処理回路708は、入力された検出信号に2値化やノイズ処理等の所定の処理を行い、結果を測距回路710に出力する。 As shown in FIG. 10, the laser light emitted from the light source device 12 is reflected by an incident optical system including a collimator lens 703, which is an optical system that makes divergent light into substantially parallel light, and a plane mirror 704. The movable device 13 having the surface 14 scans in a uniaxial or biaxial direction. Then, the object 702 in front of the apparatus is irradiated with light through a light projecting lens 705 which is a light projecting optical system. The drive of the light source device 12 and the movable device 13 is controlled by the control device 11. The reflected light reflected by the object 702 is detected by the photodetector 709. That is, the reflected light is received by the image sensor 707 through the condenser lens 706, which is an incident light detection and light receiving optical system, and the image sensor 707 outputs a detection signal to the signal processing circuit 708. The signal processing circuit 708 performs predetermined processing such as binarization and noise processing on the input detection signal, and outputs the result to the distance measuring circuit 710.

測距回路710は、光源装置12がレーザ光を発光したタイミングと、光検出器709でレーザ光を受光したタイミングとの時間差、または受光した撮像素子707の画素ごとの位相差によって、被対象物702の有無を認識し、さらに被対象物702との距離情報を算出する。 The distance measuring circuit 710 uses the time difference between the timing at which the light source device 12 emits the laser light and the timing at which the photodetector 709 receives the laser light, or the phase difference for each pixel of the image pickup element 707 that receives the object. The presence or absence of 702 is recognized, and the distance information to the object 702 is calculated.

反射面14を有する可動装置13は多面鏡に比べて破損しづらく、小型であるため、耐久性の高い小型のレーダ装置を提供することができる。このようなライダ装置は、例えば車両、航空機、船舶、ロボット等に取り付けられ、所定範囲を光走査して障害物の有無や障害物までの距離を測定することができる。ライダ装置700の搭載位置は、自動車701の上部前方に限定されず、側面や後方に搭載されてもよい。 Since the movable device 13 having the reflecting surface 14 is less likely to be damaged than the polygon mirror and is small in size, it is possible to provide a small radar device having high durability. Such a lidar device is attached to, for example, a vehicle, an aircraft, a ship, a robot, or the like, and can optically scan a predetermined range to measure the presence or absence of an obstacle and the distance to the obstacle. The mounting position of the rider device 700 is not limited to the front of the upper part of the automobile 701 and may be mounted on the side or the rear.

上記距離測定装置では、一例としてのライダ装置700の説明をしたが、距離測定装置は、反射面14を有した可動装置13を制御装置11で制御することにより光走査を行い、光検出器により反射光を受光することで被対象物702の距離を測定する装置であればよく、上述した実施形態に限定されるものではない。 In the above distance measuring device, the lidar device 700 as an example has been described. However, the distance measuring device performs optical scanning by controlling the movable device 13 having the reflecting surface 14 by the control device 11, and uses the photodetector. The device is not limited to the above-described embodiment as long as it is a device that measures the distance of the object 702 by receiving the reflected light.

例えば、手や顔を光走査して得た距離情報から形状等の物体情報を算出し、記録と参照することで対象物を認識する生体認証や、対象範囲への光走査により侵入物を認識するセキュリティセンサ、光走査により得た距離情報から形状等の物体情報を算出して認識し、3次元データとして出力する3次元スキャナの構成部材などにも同様に適用することができる。 For example, the object information such as the shape is calculated from the distance information obtained by optically scanning the hand or face, and the object is recognized by referring to the record, and the invading object is recognized by the optical scanning to the object range. Similarly, it can be applied to a security sensor, a constituent member of a three-dimensional scanner that calculates and recognizes object information such as a shape from distance information obtained by optical scanning, and outputs it as three-dimensional data.

[レーザヘッドランプ]
次に、上記実施形態の可動装置を自動車のヘッドライトに適用したレーザヘッドランプ50について、図11 を用いて説明する。図11は、レーザヘッドランプ50の構成の一例を説明する概略図である。
[Laser headlamp]
Next, a laser headlamp 50 in which the movable device of the above embodiment is applied to a headlight of an automobile will be described with reference to FIG. FIG. 11 is a schematic diagram illustrating an example of the configuration of the laser headlamp 50.

レーザヘッドランプ50は、制御装置11と、光源装置12bと、反射面14を有する可動装置13と、ミラー51と、透明板52とを有する。 The laser headlamp 50 includes a control device 11, a light source device 12b, a movable device 13 having a reflecting surface 14, a mirror 51, and a transparent plate 52.

光源装置12bは、青色のレーザ光を発する光源である。光源装置12bから発せられた光は、可動装置13に入射し、反射面14にて反射される。可動装置13は、制御装置11からの信号に基づき、反射面をXY方向に可動し、光源装置12bからの青色のレーザ光をXY方向に二次元走査する。 The light source device 12b is a light source that emits blue laser light. The light emitted from the light source device 12b enters the movable device 13 and is reflected by the reflecting surface 14. The movable device 13 moves the reflection surface in the XY directions based on the signal from the control device 11, and two-dimensionally scans the blue laser light from the light source device 12b in the XY directions.

可動装置13による走査光は、ミラー51で反射され、透明板52に入射する。透明板52は、表面又は裏面を黄色の蛍光体により被覆されている。ミラー51からの青色のレーザ光は、透明板52における黄色の蛍光体の被覆を通過する際に、ヘッドライトの色として法定される範囲の白色に変化する。これにより自動車の前方は、透明板52からの白色光で照明される。 The scanning light from the movable device 13 is reflected by the mirror 51 and enters the transparent plate 52. The transparent plate 52 has a front surface or a back surface covered with a yellow phosphor. When the blue laser light from the mirror 51 passes through the coating of the yellow phosphor on the transparent plate 52, it changes to white within the range legally stipulated as the color of the headlight. As a result, the front of the vehicle is illuminated with white light from the transparent plate 52.

可動装置13による走査光は、透明板52の蛍光体を通過する際に所定の散乱をする。これにより自動車前方の照明対象における眩しさは緩和される。 The scanning light from the movable device 13 is scattered a predetermined amount when passing through the phosphor of the transparent plate 52. As a result, glare on the illumination target in front of the vehicle is reduced.

可動装置13を自動車のヘッドライトに適用する場合、光源装置12b及び蛍光体の色は、それぞれ青及び黄色に限定されない。例えば、光源装置12bを近紫外線とし、透明板52を、光の三原色の青色、緑色及び赤色の各蛍光体を均一に混ぜたもので被覆してもよい。この場合でも、透明板52を通過する光を白色に変換でき、自動車の前方を白色光で照明することができる。 When the movable device 13 is applied to an automobile headlight, the colors of the light source device 12b and the phosphor are not limited to blue and yellow, respectively. For example, the light source device 12b may be near-ultraviolet light, and the transparent plate 52 may be covered with a mixture of the phosphors of the three primary colors of light, that is, blue, green, and red. Even in this case, the light passing through the transparent plate 52 can be converted to white, and the front of the vehicle can be illuminated with white light.

[ヘッドマウントディスプレイ]
次に、上記実施形態の可動装置を適用したヘッドマウントディスプレイ60について、図12〜13を用いて説明する。ここでヘッドマウントディスプレイ60は、人間の頭部に装着可能な頭部装着型ディスプレイで、例えば、眼鏡に類する形状とすることができる。ヘッドマウントディスプレイを、以降ではHMDと省略して示す。
[Head mounted display]
Next, a head mounted display 60 to which the movable device according to the above embodiment is applied will be described with reference to FIGS. Here, the head-mounted display 60 is a head-mounted display that can be mounted on a human head, and may have a shape similar to glasses, for example. The head mounted display is abbreviated as HMD hereinafter.

図12は、HMD60の外観を例示する斜視図である。図12において、HMD60は、左右に1組ずつ略対称に設けられたフロント60a、及びテンプル60bにより構成されている。フロント60aは、例えば、導光板61により構成することができ、光学系や制御装置等は、テンプル60bに内蔵することができる。 FIG. 12 is a perspective view illustrating the appearance of the HMD 60. In FIG. 12, the HMD 60 is composed of a front 60a and a temple 60b which are provided substantially symmetrically one by one on the left and right. The front 60a can be configured by, for example, the light guide plate 61, and the optical system, the control device, and the like can be built in the temple 60b.

図13は、HMD60の構成を部分的に例示する図である。なお、図13では、左眼用の構成を例示しているが、HMD60は右眼用としても同様の構成を有している。 FIG. 13 is a diagram partially illustrating the configuration of the HMD 60. Note that FIG. 13 illustrates the configuration for the left eye, but the HMD 60 has the same configuration for the right eye.

HMD60は、制御装置11と、光源ユニット530と、光量調整部507と、反射面14を有する可動装置13と、導光板61と、ハーフミラー62とを有している。 The HMD 60 includes a control device 11, a light source unit 530, a light amount adjustment unit 507, a movable device 13 having a reflection surface 14, a light guide plate 61, and a half mirror 62.

光源ユニット530は、上述したように、レーザ光源501R、501G、及び501Bと、コリメータレンズ502、503、及び504と、ダイクロイックミラー505、及び506とを、光学ハウジングによってユニット化したものである。光源ユニット530において、レーザ光源501R、501G、及び501Bからの三色のレーザ光は、ダイクロイックミラー505及び506で合成される。光源ユニット530からは、合成された平行光が発せられる。 As described above, the light source unit 530 is a unit in which the laser light sources 501R, 501G and 501B, the collimator lenses 502, 503 and 504, and the dichroic mirrors 505 and 506 are unitized by an optical housing. In the light source unit 530, the laser lights of three colors from the laser light sources 501R, 501G, and 501B are combined by the dichroic mirrors 505 and 506. The combined parallel light is emitted from the light source unit 530.

光源ユニット530からの光は、光量調整部507により光量調整された後、可動装置13に入射する。可動装置13は、制御装置11からの信号に基づき、反射面14をXY方向に可動し、光源ユニット530からの光を二次元走査する。この可動装置13の駆動制御は、レーザ光源501R、501G、501Bの発光タイミングに同期して行われ、走査光によりカラー画像が形成される。 The light from the light source unit 530 is incident on the movable device 13 after the light amount is adjusted by the light amount adjusting unit 507. The movable device 13 moves the reflecting surface 14 in the XY directions based on the signal from the control device 11, and two-dimensionally scans the light from the light source unit 530. The drive control of the movable device 13 is performed in synchronization with the emission timing of the laser light sources 501R, 501G, and 501B, and a color image is formed by the scanning light.

可動装置13による走査光は、導光板61に入射する。導光板61は、走査光を内壁面で反射させながらハーフミラー62に導光する。導光板61は、走査光の波長に対して透過性を有する樹脂等により形成されている。 The scanning light from the movable device 13 enters the light guide plate 61. The light guide plate 61 guides the scanning light to the half mirror 62 while reflecting the scanning light on the inner wall surface. The light guide plate 61 is formed of a resin or the like that is transparent to the wavelength of the scanning light.

ハーフミラー62は、導光板61からの光をHMD60の背面側に反射し、HMD60の装着者63の眼の方向に出射する。ハーフミラー62は、例えば、自由曲面形状を有している。走査光による画像は、ハーフミラー62での反射により、装着者63の網膜に結像する。或いは、ハーフミラー62での反射と眼球における水晶体のレンズ効果とにより、装着者63の網膜に結像する。またハーフミラー62での反射により、画像は空間歪が補正される。装着者63は、XY方向に走査される光で形成される画像を、観察することができる。 The half mirror 62 reflects the light from the light guide plate 61 to the back side of the HMD 60 and emits the light toward the eye of the wearer 63 of the HMD 60. The half mirror 62 has, for example, a free-form surface shape. An image formed by the scanning light is focused on the retina of the wearer 63 by being reflected by the half mirror 62. Alternatively, an image is formed on the retina of the wearer 63 due to the reflection at the half mirror 62 and the lens effect of the crystalline lens in the eyeball. In addition, the spatial distortion of the image is corrected by the reflection on the half mirror 62. The wearer 63 can observe the image formed by the light scanned in the XY directions.

62はハーフミラーであるため、装着者63には、外界からの光による像と走査光による画像が重畳して観察される。ハーフミラー62に代えてミラーを設けることで、外界からの光をなくし、走査光による画像のみを観察できる構成としてもよい。 Since 62 is a half mirror, the wearer 63 observes the image formed by the light from the outside and the image formed by the scanning light in a superimposed manner. By providing a mirror instead of the half mirror 62, it is possible to eliminate the light from the outside and to observe only the image by the scanning light.

[パッケージング]
次に、実施形態の可動装置のパッケージングについて図14を用いて説明する。
[Packaging]
Next, packaging of the movable device according to the embodiment will be described with reference to FIG.

図14は、パッケージングされた可動装置の一例の概略図である。 FIG. 14 is a schematic diagram of an example of a packaged movable device.

図14に示すように、可動装置13は、パッケージ部材801の内側に配置される取付部材802に取り付けられ、パッケージ部材801の一部を透過部材803で覆われて、密閉されることでパッケージングされる。さらに、パッケージ内は窒素等の不活性ガスが密封されている。これにより、可動装置13の酸化による劣化が抑制され、さらに温度等の環境の変化に対する耐久性が向上する。 As shown in FIG. 14, the movable device 13 is mounted on a mounting member 802 arranged inside the package member 801, and a part of the package member 801 is covered with a transparent member 803 to be hermetically sealed. To be done. Further, the package is sealed with an inert gas such as nitrogen. As a result, deterioration of the movable device 13 due to oxidation is suppressed, and the durability against changes in the environment such as temperature is further improved.

以上に説明した光偏向システム、光走査システム、画像投射装置、光書込装置、距離測定装置に使用される可動装置の詳細および本実施形態の制御装置による制御の詳細について、図15〜図19を用いて説明する。 15 to 19 for details of the movable device used for the optical deflection system, the optical scanning system, the image projection device, the optical writing device, and the distance measuring device described above and the control by the control device of the present embodiment. Will be explained.

[可動装置の詳細]
まず、可動装置について図15〜図17を用いて詳細に説明する。
[Details of mobile device]
First, the movable device will be described in detail with reference to FIGS.

図15は、2軸方向に光偏向可能な片持ち支持タイプの可動装置の平面図である。図16は、図15のP−P'断面図である。図17は図15のQ−Q'断面図である。但し、ここでは片持ち支持タイプを用いて説明するが、両端支持タイプであってもよい。 FIG. 15 is a plan view of a movable device of a cantilever support type capable of deflecting light in two axial directions. 16 is a cross-sectional view taken along the line P-P' of FIG. FIG. 17 is a sectional view taken along line QQ' of FIG. However, although a cantilever support type will be described here, a double-end support type may be used.

図15に示すように、可動装置13は、入射した光を反射する反射部101と、反射部に接続され、反射部をY軸に平行な第1軸周りに駆動する第1駆動部110a、110bと、反射部および第1駆動部を支持する第1支持部120と、第1支持部に接続され、反射部および第1支持部をX軸に平行な第2軸周りに駆動する第2駆動部130a、130bと、第2駆動部を支持する第2支持部140と、第1駆動部および第2駆動部および制御装置に電気的に接続される電極接続部150とを有する。 As shown in FIG. 15, the movable device 13 includes a reflector 101 that reflects incident light, and a first driver 110a that is connected to the reflector and drives the reflector around a first axis parallel to the Y axis. 110b, a first support 120 for supporting the reflector and the first driver, and a second support connected to the first support for driving the reflector and the first support around a second axis parallel to the X axis. The driving units 130a and 130b, the second supporting unit 140 that supports the second driving unit, and the electrode connecting unit 150 that is electrically connected to the first driving unit, the second driving unit, and the control device are included.

可動装置13は、例えば、1枚のSOI(Silicon On Insulator)基板をエッチング処理等により成形し、成形した基板上に反射面14や第1圧電駆動部112a、112b、第2圧電駆動部131a〜131f、132a〜132f、電極接続部150等を形成することで、各構成部が一体的に形成されている。なお、上記の各構成部の形成は、SOI基板の成形後に行ってもよいし、SOI基板の成形中に行ってもよい。 The movable device 13 is, for example, one SOI (Silicon On Insulator) substrate formed by etching or the like, and the reflecting surface 14, the first piezoelectric drive units 112a and 112b, and the second piezoelectric drive units 131a to 131a to the formed substrate. By forming 131f, 132a to 132f, the electrode connecting portion 150, and the like, each component is integrally formed. Note that the above-described components may be formed after the SOI substrate is molded or may be formed during the molding of the SOI substrate.

SOI基板は、単結晶シリコン(Si)からなる第1のシリコン層の上に酸化シリコン層162が設けられ、その酸化シリコン層の上にさらに単結晶シリコンからなる第2のシリコン層が設けられている基板である。以降、第1のシリコン層をシリコン支持層161、第2のシリコン層をシリコン活性層163とする。 In the SOI substrate, a silicon oxide layer 162 is provided on a first silicon layer made of single crystal silicon (Si), and a second silicon layer made of single crystal silicon is further provided on the silicon oxide layer. It is a substrate. Hereinafter, the first silicon layer will be referred to as a silicon support layer 161, and the second silicon layer will be referred to as a silicon active layer 163.

シリコン活性層163は、X軸方向またはY軸方向に対してZ軸方向への厚みが小さいため、シリコン活性層163のみで構成された部材は、弾性を有する弾性部としての機能を備える。 Since the silicon active layer 163 has a small thickness in the Z-axis direction with respect to the X-axis direction or the Y-axis direction, the member formed of only the silicon active layer 163 has a function as an elastic portion having elasticity.

なお、SOI基板は、必ず平面状である必要はなく、曲率等を有していてもよい。また、エッチング処理等により一体的に成形でき、部分的に弾性を持たせることができる基板であれば可動装置13の形成に用いられる部材はSOI基板に限られない。 Note that the SOI substrate does not necessarily have to be planar and may have a curvature or the like. The member used for forming the movable device 13 is not limited to the SOI substrate as long as it is a substrate that can be integrally formed by etching or the like and can have elasticity partially.

反射部101は、例えば、円形状の反射部基体102と、反射部基体の+Z側の面上に形成された反射面14とから構成される。反射部基体102は、例えば、シリコン活性層163から構成される。反射面14は、例えば、アルミニウム、金、銀等を含む金属薄膜で構成される。また、反射部101は、反射部基体102の−Z側の面に反射部補強用のリブが形成されていてもよい。リブは、例えば、シリコン支持層161および酸化シリコン層162から構成され、可動によって生じる反射面14の歪みを抑制することができる。 The reflecting portion 101 includes, for example, a circular reflecting portion base 102 and a reflecting surface 14 formed on the +Z side surface of the reflecting base. The reflector base 102 is composed of, for example, a silicon active layer 163. The reflecting surface 14 is made of, for example, a metal thin film containing aluminum, gold, silver, or the like. Further, in the reflecting portion 101, a rib for reinforcing the reflecting portion may be formed on the −Z side surface of the reflecting portion base 102. The rib is composed of, for example, a silicon support layer 161 and a silicon oxide layer 162, and can suppress the distortion of the reflecting surface 14 caused by the movement.

第1駆動部110a、110bは、反射部基体102に一端が接続し、第1軸方向にそれぞれ延びて反射部101を可動可能に支持する2つのトーションバー111a、111bと、一端がトーションバーに接続され、他端が第1支持部の内周部に接続される第1圧電駆動部112a、112bとから構成される。 The first driving units 110a and 110b have two ends connected to the reflection unit base 102 and two torsion bars 111a and 111b that extend in the first axis direction and movably support the reflection unit 101, and one ends serve as torsion bars. The first piezoelectric drive units 112a and 112b are connected to each other and the other end is connected to the inner peripheral portion of the first support unit.

図16に示されるように、トーションバー111a、111bはシリコン活性層163から構成される。また、第1圧電駆動部112a、112bは、弾性部であるシリコン活性層163の+Z側の面上に下部電極201、圧電部202、上部電極203の順に形成されて構成される。上部電極203および下部電極201は、例えば金(Au)または白金(Pt)等から構成される。圧電部202は、例えば、圧電材料であるPZT(チタン酸ジルコン酸鉛)からなる。 As shown in FIG. 16, the torsion bars 111 a and 111 b are composed of a silicon active layer 163. The first piezoelectric driving units 112a and 112b are formed by sequentially forming the lower electrode 201, the piezoelectric unit 202, and the upper electrode 203 on the +Z side surface of the silicon active layer 163 that is the elastic unit. The upper electrode 203 and the lower electrode 201 are made of, for example, gold (Au) or platinum (Pt). The piezoelectric portion 202 is made of, for example, PZT (lead zirconate titanate) which is a piezoelectric material.

図15に戻り、第1支持部120は、例えば、シリコン支持層161、酸化シリコン層162、シリコン活性層163から構成され、反射部101を囲うように形成された矩形形状の支持体である。 Returning to FIG. 15, the first support part 120 is a rectangular support formed of, for example, a silicon support layer 161, a silicon oxide layer 162, and a silicon active layer 163 and formed so as to surround the reflection part 101.

第2駆動部130a、130bは、例えば、折り返すように連結された複数の第2圧電駆動部131a〜131f、132a〜132fから構成されており、第2駆動部130a、130bの一端は第1支持部120の外周部に接続され、他端は第2支持部140の内周部に接続されている。このとき、第2駆動部130aと第1支持部120の接続箇所および第2駆動部130bと第1支持部120の接続箇所、さらに第2駆動部130aと第2支持部140の接続箇所および第2駆動部130bと第2支持部140の接続箇所は、反射面14の中心に対して点対称となっている。 The second driving units 130a and 130b are composed of, for example, a plurality of second piezoelectric driving units 131a to 131f and 132a to 132f connected so as to be folded back, and one end of the second driving units 130a and 130b is the first support. It is connected to the outer peripheral portion of the portion 120, and the other end is connected to the inner peripheral portion of the second support portion 140. At this time, the connection part between the second drive part 130a and the first support part 120, the connection part between the second drive part 130b and the first support part 120, the connection part between the second drive part 130a and the second support part 140, and the first connection part The connection portion between the second driving unit 130b and the second supporting unit 140 is point-symmetric with respect to the center of the reflecting surface 14.

図17に示されるように、第2駆動部130a、130bは、弾性部であるシリコン活性層163の+Z側の面上に下部電極201、圧電部202、上部電極203の順に形成されて構成される。上部電極203および下部電極201は、例えば金(Au)または白金(Pt)等から構成される。圧電部202は、例えば、圧電材料であるPZT(チタン酸ジルコン酸鉛)からなる。 As shown in FIG. 17, the second driving units 130a and 130b are formed by sequentially forming the lower electrode 201, the piezoelectric unit 202, and the upper electrode 203 on the +Z side surface of the silicon active layer 163 that is the elastic unit. It The upper electrode 203 and the lower electrode 201 are made of, for example, gold (Au) or platinum (Pt). The piezoelectric portion 202 is made of, for example, PZT (lead zirconate titanate) which is a piezoelectric material.

図15に戻り、第2支持部140は、例えば、シリコン支持層161、酸化シリコン層162、シリコン活性層163から構成され、反射部101、第1駆動部110a、110b、第1支持部120および第2駆動部130a、130bを囲うように形成された矩形の支持体である。 Returning to FIG. 15, the second support part 140 is composed of, for example, a silicon support layer 161, a silicon oxide layer 162, and a silicon active layer 163, and the reflection part 101, the first driving parts 110 a and 110 b, the first support part 120, and It is a rectangular support body formed so as to surround the second drive units 130a and 130b.

電極接続部150は、例えば、第2支持部140の+Z側の面上に形成され、第1圧電駆動部112a、112b、第2圧電駆動部131a〜131fの各上部電極203および各下部電極201,および制御装置11にアルミニウム(Al)等の電極配線を介して電気的に接続されている。なお、上部電極203または下部電極201は、それぞれが電極接続部と直接接続されていてもよいし、電極同士を接続する等により間接的に接続されていてもよい。 The electrode connecting portion 150 is formed, for example, on the +Z side surface of the second supporting portion 140, and each upper electrode 203 and each lower electrode 201 of the first piezoelectric driving portions 112a and 112b and the second piezoelectric driving portions 131a to 131f. , And the control device 11 are electrically connected via electrode wiring such as aluminum (Al). The upper electrode 203 or the lower electrode 201 may be directly connected to the electrode connecting portion, or may be indirectly connected by connecting the electrodes to each other.

なお、本実施形態では、圧電部202が弾性部であるシリコン活性層163の一面(+Z側の面)のみに形成された場合を一例として説明したが、弾性部の他の面(例えば−Z側の面)に設けても良いし、弾性部の一面および他面の双方に設けても良い。 Note that, in the present embodiment, the case where the piezoelectric portion 202 is formed only on one surface (the surface on the +Z side) of the silicon active layer 163 that is the elastic portion has been described as an example, but the other surface of the elastic portion (for example, -Z). It may be provided on one surface and the other surface of the elastic portion.

また、反射部を第1軸周りまたは第2軸周りに駆動可能であれば、各構成部の形状は実施形態の形状に限定されない。例えば、トーションバー111a、111bや第1圧電駆動部112a、112bが曲率を有した形状を有していてもよい。 Further, the shape of each component is not limited to the shape of the embodiment as long as the reflecting section can be driven around the first axis or the second axis. For example, the torsion bars 111a and 111b and the first piezoelectric drive units 112a and 112b may have a shape having a curvature.

さらに、第1駆動部110a、110bの上部電極203の+Z側の面上、第1支持部の+Z側の面上、第2駆動部130a、130bの上部電極203の+Z側の面上、第2支持部の+Z側の面上の少なくともいずれかに酸化シリコン膜からなる絶縁層が形成されていてもよい。このとき、絶縁層の上に電極配線を設け、また、上部電極203または下部電極201と電極配線とが接続される接続スポットのみ、開口部として部分的に絶縁層を除去または絶縁層を形成しないことにより、第1駆動部110a、110b、第2駆動部130a、130bおよび電極配線の設計自由度をあげ、さらに電極同士の接触による短絡を抑制することができる。また、酸化シリコン膜は、反射防止材としていの機能も備える。 Further, on the +Z side surface of the upper electrode 203 of the first driving units 110a and 110b, on the +Z side surface of the first supporting unit, on the +Z side surface of the upper electrode 203 of the second driving units 130a and 130b, 2 An insulating layer made of a silicon oxide film may be formed on at least one of the +Z side surfaces of the support portions. At this time, the electrode wiring is provided on the insulating layer, and only the connection spot where the upper electrode 203 or the lower electrode 201 and the electrode wiring are connected is partially removed as the opening or the insulating layer is not formed. As a result, the degree of freedom in designing the first drive units 110a and 110b, the second drive units 130a and 130b, and the electrode wiring can be increased, and a short circuit due to contact between electrodes can be suppressed. The silicon oxide film also has a function as an antireflection material.

[制御装置の制御の詳細]
次に、可動装置の第1駆動部および第2駆動部を駆動させる制御装置の制御の詳細について説明する。
[Details of control of control device]
Next, details of the control of the control device that drives the first drive unit and the second drive unit of the movable device will be described.

第1駆動部110a、110b、第2駆動部130a、130bが有する圧電部202は、分極方向に正または負の電圧が印加されると印加電圧の電位に比例した変形(例えば、伸縮)が生じ、いわゆる逆圧電効果を発揮する。第1駆動部110a,110b,第2駆動部130a、130bは、上記の逆圧電効果を利用して反射部101を可動させる。 When a positive or negative voltage is applied in the polarization direction, the piezoelectric unit 202 included in the first driving units 110a and 110b and the second driving units 130a and 130b is deformed (for example, expands and contracts) in proportion to the potential of the applied voltage. The so-called reverse piezoelectric effect is exhibited. The first driving units 110a and 110b and the second driving units 130a and 130b move the reflecting unit 101 by using the above-described inverse piezoelectric effect.

このとき、反射部101の反射面14がXY平面に対して+Z方向または−Z方向へ傾いたときのXY平面と反射面14により成す角度を、振れ角とよぶ。このとき、+Z方向を正の振れ角、−Z方向を負の振れ角とする。 At this time, an angle formed by the reflecting surface 14 and the XY plane when the reflecting surface 14 of the reflecting portion 101 is tilted in the +Z direction or the −Z direction with respect to the XY plane is called a deflection angle. At this time, the +Z direction is a positive deflection angle and the −Z direction is a negative deflection angle.

まず、第1駆動部を駆動させる制御装置の制御について説明する。 First, the control of the control device that drives the first drive unit will be described.

第1駆動部110a、110bでは、第1圧電駆動部112a、112bが有する圧電部202に、上部電極203および下部電極201を介して駆動電圧が並列に印加されると、それぞれの圧電部202が変形する。この圧電部202の変形による作用により、第1圧電駆動部112a、112bが屈曲変形する。その結果、2つのトーションバー111a、111bのねじれを介して反射部101に第1軸周りの駆動力が作用し、反射部101が第1軸周りに可動する。第1駆動部110a、110bに印加される駆動電圧は、制御装置11によって制御される。 In the first driving units 110a and 110b, when a driving voltage is applied in parallel to the piezoelectric units 202 included in the first piezoelectric driving units 112a and 112b via the upper electrode 203 and the lower electrode 201, the respective piezoelectric units 202 are changed. Deform. Due to the action of the deformation of the piezoelectric portion 202, the first piezoelectric drive portions 112a and 112b are bent and deformed. As a result, the driving force around the first axis acts on the reflecting portion 101 via the twist of the two torsion bars 111a and 111b, and the reflecting portion 101 moves around the first axis. The drive voltage applied to the first drive units 110a and 110b is controlled by the control device 11.

そこで、制御装置11によって、第1駆動部110a、110bが有する第1圧電駆動部112a、112bに所定の正弦波形の駆動電圧を並行して印加することで、反射部101を、第1軸周りに所定の正弦波形の駆動電圧の周期で可動させることができる。 Therefore, by applying a drive voltage having a predetermined sine waveform in parallel to the first piezoelectric drive units 112a and 112b included in the first drive units 110a and 110b by the control device 11, the reflection unit 101 is moved around the first axis. In addition, it can be moved in a cycle of a drive voltage having a predetermined sine waveform.

特に、例えば、正弦波形電圧の周波数がトーションバー111a、111bの共振周波数と同程度である約20kHzに設定された場合、トーションバー111a、111bのねじれによる機械的共振が生じるのを利用して、反射部101を約20kHzで共振振動させることができる。 In particular, for example, when the frequency of the sine waveform voltage is set to about 20 kHz which is about the same as the resonance frequency of the torsion bars 111a and 111b, the mechanical resonance due to the torsion of the torsion bars 111a and 111b occurs, The reflector 101 can be resonantly oscillated at about 20 kHz.

次に、第2駆動部を駆動させる制御装置の制御について、図18〜図19を用いて説明する。 Next, control of the control device that drives the second drive unit will be described with reference to FIGS. 18 to 19.

図18は、可動装置の第2駆動部130bの駆動を模式的に表した模式図である。点線で表されているのは反射部101等である。なお、紙面向かって右方向が+X方向、紙面向かって上方向が+Y方向、紙面手前が+Z方向である。 FIG. 18 is a schematic diagram schematically showing driving of the second driving unit 130b of the movable device. What is indicated by a dotted line is the reflecting portion 101 and the like. The right direction toward the paper surface is the +X direction, the upward direction toward the paper surface is the +Y direction, and the front side is the +Z direction.

図18(a)に示すように、第2駆動部130bに駆動電圧が印加されていない状態では、第2駆動部による振れ角はゼロである。 As shown in FIG. 18A, when the drive voltage is not applied to the second drive unit 130b, the deflection angle of the second drive unit is zero.

第2駆動部130aが有する複数の第2圧電駆動部131a〜131fのうち、最も反射部に距離が近い第2圧電駆動部(131a)から数えて偶数番目の第2圧電駆動部、すなわち第2圧電駆動部131b、131d、131fを圧電駆動部群Aとする。また、さらに第2駆動部130bが有する複数の第2圧電駆動部132a〜132fのうち、最も反射部に距離が近い第2圧電駆動部(132a)から数えて奇数番目の第2圧電駆動部、すなわち第2圧電駆動部132a、132c、132eを同様に圧電駆動部群Aとする。圧電駆動部群Aは、駆動電圧が並行に印加されると、図18(b)に示すように、圧電駆動部群Aが同一方向に屈曲変形し、反射部101が−Z方向に第2軸周りに可動する。 Of the plurality of second piezoelectric drive units 131a to 131f included in the second drive unit 130a, an even-numbered second piezoelectric drive unit (131a) counted from the second piezoelectric drive unit (131a) closest to the reflection unit, that is, the second piezoelectric drive unit 131a to 131f. The piezoelectric drive units 131b, 131d, 131f are referred to as a piezoelectric drive unit group A. Further, among the plurality of second piezoelectric drive units 132a to 132f included in the second drive unit 130b, an odd-numbered second piezoelectric drive unit counting from the second piezoelectric drive unit (132a) closest to the reflection unit, That is, the second piezoelectric drive units 132a, 132c, 132e are similarly set as the piezoelectric drive unit group A. When the drive voltage is applied in parallel to the piezoelectric drive unit group A, the piezoelectric drive unit group A is bent and deformed in the same direction and the reflection unit 101 is moved in the −Z direction to the second direction as shown in FIG. 18B. Move around the axis.

また、第2駆動部130aが有する複数の第2圧電駆動部131a〜131fのうち、最も反射部に距離が近い第2圧電駆動部(131a)から数えて奇数番目の第2圧電駆動部、すなわち第2圧電駆動部131a、131c、131eを圧電駆動部群Bとする。また、さらに第2駆動部130bが有する複数の第2圧電駆動部132a〜132fのうち、最も反射部に距離が近い第2圧電駆動部(132a)から数えて偶数番目の第2圧電駆動部、すなわち、132b、132d、132fを同様に圧電駆動部群Bとする。圧電駆動部群Bは、駆動電圧が並行に印加されると、図18(d)に示すように、圧電駆動部群Bが同一方向に屈曲変形し、反射部101が+Z方向に第2軸周りに可動する。 In addition, of the plurality of second piezoelectric drive units 131a to 131f included in the second drive unit 130a, the second piezoelectric drive unit that is an odd number counted from the second piezoelectric drive unit (131a) closest to the reflection unit, that is, The second piezoelectric drive units 131a, 131c, 131e are referred to as a piezoelectric drive unit group B. Further, among the plurality of second piezoelectric driving units 132a to 132f included in the second driving unit 130b, an even-numbered second piezoelectric driving unit counting from the second piezoelectric driving unit (132a) closest to the reflecting unit, That is, 132b, 132d, and 132f are similarly set as the piezoelectric drive unit group B. When the driving voltage is applied in parallel, the piezoelectric driving unit group B is bent and deformed in the same direction as shown in FIG. 18D, and the reflecting unit 101 is moved in the +Z direction by the second axis. Move around.

図18(b)、(d)に示すように、第2駆動部130aまたは130bでは、圧電駆動部群Aが有する複数の圧電部202または圧電駆動部群Bが有する複数の圧電部202を同時に屈曲変形させることにより、屈曲変形による可動量を累積させ、反射部101の第2軸周りの振れ角度を大きくすることができる。例えば、図15に示すように、第2駆動部130a、130bが、第1支持部の中心点に対して第1支持部に点対称で接続されている。そのため、圧電駆動部群Aに駆動電圧を印加すると、第2駆動部130aでは第1支持部と第2駆動部130aの接続部に+Z方向に動かす駆動力が生じ、第2駆動部130bでは第1支持部と第2駆動部130bの接続部に−Z方向に動かす駆動力が生じ、可動量が累積されて反射部101の第2軸周りの振れ角度を大きくすることができる。 As shown in FIGS. 18B and 18D, in the second drive unit 130a or 130b, the plurality of piezoelectric units 202 included in the piezoelectric drive unit group A or the plurality of piezoelectric units 202 included in the piezoelectric drive unit group B are simultaneously formed. By bending and deforming, the movable amount due to bending and deformation can be accumulated, and the deflection angle of the reflecting portion 101 around the second axis can be increased. For example, as shown in FIG. 15, the second driving units 130a and 130b are connected to the first supporting unit in point symmetry with respect to the center point of the first supporting unit. Therefore, when a drive voltage is applied to the piezoelectric drive unit group A, a drive force for moving in the +Z direction is generated in the connection portion between the first support unit and the second drive unit 130a in the second drive unit 130a, and in the second drive unit 130b, the drive force is generated. A driving force for moving in the −Z direction is generated at the connecting portion between the first supporting portion and the second driving portion 130b, the movable amount is accumulated, and the deflection angle of the reflecting portion 101 around the second axis can be increased.

また、図18(c)に示すように、電圧印加による圧電駆動部群Aによる反射部101の可動量と電圧印加による圧電駆動部群Bによる反射部101の可動量が釣り合っている時は、振れ角はゼロとなる。 Further, as shown in FIG. 18C, when the moving amount of the reflecting portion 101 by the piezoelectric driving unit group A by voltage application and the moving amount of the reflecting unit 101 by the piezoelectric driving unit group B by voltage application are balanced, The deflection angle becomes zero.

図18(b)〜図18(d)を連続的に繰り返すように第2圧電駆動部に駆動電圧を印加することにより、反射部を第2軸周りに駆動させることができる。 By applying a drive voltage to the second piezoelectric drive unit so as to continuously repeat FIGS. 18B to 18D, the reflection unit can be driven around the second axis.

第2駆動部に印加される駆動電圧は、制御装置によって制御される。 The drive voltage applied to the second drive unit is controlled by the control device.

圧電駆動部群Aに印加される駆動電圧(以下、駆動電圧A)、圧電駆動部群Bに印加される駆動電圧(以下、駆動電圧B)について、図19を用いて説明する。 The drive voltage applied to the piezoelectric drive unit group A (hereinafter, drive voltage A) and the drive voltage applied to the piezoelectric drive unit group B (hereinafter, drive voltage B) will be described with reference to FIG.

図19(a)は、可動装置の圧電駆動部群Aに印加される駆動電圧Aの波形の一例である。図19(b)は、可動装置の圧電駆動部群Bに印加される駆動電圧Bの波形の一例である。図19(c)は、駆動電圧Aの波形と駆動電圧Bの波形を重ね合わせた図である。 FIG. 19A is an example of a waveform of the drive voltage A applied to the piezoelectric drive unit group A of the movable device. FIG. 19B is an example of a waveform of the drive voltage B applied to the piezoelectric drive unit group B of the movable device. FIG. 19C is a diagram in which the waveform of the drive voltage A and the waveform of the drive voltage B are superimposed.

図19(a)に示すように、圧電駆動部群Aに印加される駆動電圧Aは、例えば、ノコギリ波状の波形の駆動電圧であり、周波数は、例えば60HZである。また、駆動電圧Aの波形は、電圧値が極小値から次の極大値まで増加していく立ち上がり期間の時間幅をTrA、電圧値が極大値から次の極小値まで減少していく立ち下がり期間の時間幅をTfAとしたとき、例えば、TrA:TfA=9:1となる比率があらかじめ設定されている。このとき、一周期に対するTrAの比率を駆動電圧Aのシンメトリという。 As shown in FIG. 19A, the drive voltage A applied to the piezoelectric drive unit group A is, for example, a drive voltage having a sawtooth waveform, and the frequency is, for example, 60 HZ. Further, the waveform of the drive voltage A is TrA, which is the time width of the rising period in which the voltage value increases from the minimum value to the next maximum value, and the falling period in which the voltage value decreases from the maximum value to the next minimum value. When the time width of TfA is TfA, for example, a ratio of TrA:TfA=9:1 is set in advance. At this time, the ratio of TrA to one cycle is called symmetry of the drive voltage A.

図19(b)に示すように、圧電駆動部群Bに印加される駆動電圧Bは、例えば、ノコギリ波状の波形の駆動電圧であり、周波数は、例えば60HZである。また、駆動電圧Bの波形は、電圧値が極小値から次の極大値まで増加していく立ち上がり期間の時間幅をTrB、電圧値が極大値から次の極小値まで減少していく立ち下がり期間の時間幅をTfBとしたとき、例えば、TfB:TrB=9:1となる比率があらかじめ設定されている。このとき、一周期に対するTfBの比率を駆動電圧Bのシンメトリという。また、図19(c)に示すように、例えば、駆動電圧Aの波形の周期TAと駆動電圧Bの波形の周期TBは、同一となるように設定されている。 As shown in FIG. 19B, the drive voltage B applied to the piezoelectric drive unit group B is, for example, a drive voltage having a sawtooth waveform, and the frequency is, for example, 60 HZ. The waveform of the drive voltage B is TrB, which is the time width of the rising period in which the voltage value increases from the minimum value to the next maximum value, and the falling period in which the voltage value decreases from the maximum value to the next minimum value. When the time width of TfB is TfB, for example, a ratio of TfB:TrB=9:1 is set in advance. At this time, the ratio of TfB to one cycle is called the symmetry of the drive voltage B. Further, as shown in FIG. 19C, for example, the cycle TA of the waveform of the drive voltage A and the cycle TB of the waveform of the drive voltage B are set to be the same.

なお、上記の駆動電圧Aおよび駆動電圧Bのノコギリ波状の波形は、正弦波の重ね合わせによって生成される。また、本実施形態では、駆動電圧A、Bとしてノコギリ波状の波形の駆動電圧を用いているが、これに限らず、ノコギリ波状の波形の頂点を丸くした波形の駆動電圧や、ノコギリ波状の波形の直線領域を曲線とした波形の駆動電圧など、可動装置のデバイス特性に応じて波形を変えることも可能である。 The sawtooth waveforms of the drive voltage A and the drive voltage B are generated by superposition of sine waves. Further, in the present embodiment, the drive voltage having a sawtooth waveform is used as the drive voltages A and B, but the drive voltage is not limited to this, and the drive voltage having a waveform with the apex of the sawtooth waveform rounded or the sawtooth waveform. It is also possible to change the waveform according to the device characteristics of the movable device, such as a drive voltage having a waveform in which the linear region is curved.

[反射部の振れ角、駆動速度及び投影画像の関係]
ここで、上述の光走査システム10をヘッドアップディスプレイ装置(図5〜6参照)に適用した場合の第2軸周りの駆動による反射部101の振れ角の時間変化(駆動速度)と、反射部101の走査光により投影される投影画像との関係を、図20〜21を参照して説明する。なお、反射部101の第2軸周りの駆動により、光は投影画像の副走査方向(Y方向)に走査される。
[Relationship between deflection angle of reflecting portion, driving speed, and projected image]
Here, when the above-described optical scanning system 10 is applied to a head-up display device (see FIGS. 5 to 6), a change over time (driving speed) of the deflection angle of the reflecting portion 101 due to driving around the second axis and the reflecting portion The relationship with the projection image projected by the scanning light 101 will be described with reference to FIGS. By driving the reflecting portion 101 around the second axis, light is scanned in the sub-scanning direction (Y direction) of the projected image.

図20は、反射部の第2軸周りの振れ角の時間変化が線形である場合の振れ角の時間変化と投影画像との関係を説明する図である。(a)は反射部の第2軸周りの振れ角の時間変化を説明する図であり、(b)は(a)の走査光による投影画像を説明する図である。 FIG. 20 is a diagram illustrating the relationship between the time change of the shake angle and the projected image when the time change of the shake angle around the second axis of the reflecting section is linear. (A) is a figure explaining the time change of the deflection angle around the 2nd axis of a reflective part, (b) is a figure explaining the projection image by the scanning light of (a).

図20(a)において、横軸は時間を示し、縦軸は反射部101の振れ角を示している。また、振れ角の時間変化301は反射部101の第2軸周りの振れ角の時間変化を示し、期間302はY方向への光の走査期間を示している。 In FIG. 20A, the horizontal axis represents time and the vertical axis represents the deflection angle of the reflection section 101. Further, the time change 301 of the shake angle shows the time change of the shake angle around the second axis of the reflecting section 101, and the period 302 shows the scanning period of the light in the Y direction.

図20(b)において、横軸はX方向を示し、縦軸はY方向を示す。このX方向及びY方向は、図15〜17に示したX方向及びY方向に対応している。一点鎖線で示した矩形枠20は、走査光のX方向及びY方向への走査範囲を示し、実線で示した矩形枠21は、走査範囲のうち投影画像として使用される有効画像領域を示している。また、走査線22は、反射部101による走査光の軌跡を示している。 In FIG. 20B, the horizontal axis represents the X direction and the vertical axis represents the Y direction. The X and Y directions correspond to the X and Y directions shown in FIGS. A rectangular frame 20 indicated by a chain line indicates a scanning range of the scanning light in the X direction and the Y direction, and a rectangular frame 21 indicated by a solid line indicates an effective image area used as a projection image in the scanning range. There is. Further, the scanning line 22 indicates the locus of the scanning light by the reflection unit 101.

図20(a)に示すように、期間302において振れ角の時間変化301は線形であるため、反射部101は第2軸周りに一定の駆動速度で駆動され、反射部101による走査光は、Y方向に等速で走査される。その結果、図20(b)に示すように、走査線22のY方向の走査線間隔は一定になる。 As shown in FIG. 20A, since the change 301 of the deflection angle with time is linear in the period 302, the reflecting section 101 is driven around the second axis at a constant driving speed, and the scanning light by the reflecting section 101 is Scanning is performed at a constant speed in the Y direction. As a result, as shown in FIG. 20B, the scanning line spacing of the scanning lines 22 in the Y direction becomes constant.

一方、図21は、反射部の第2軸周りの振れ角の時間変化に揺らぎがある場合の振れ角の時間変化と投影画像との関係を説明する図である。(a)は反射部の第2軸周りの振れ角の時間変化を説明する図であり、(b)は(a)の走査光による投影画像を説明する図である。図21の見方は図20と同様なので説明を省略する。 On the other hand, FIG. 21 is a diagram illustrating the relationship between the time change of the shake angle and the projected image when there is fluctuation in the time change of the shake angle around the second axis of the reflecting section. (A) is a figure explaining the time change of the deflection angle around the 2nd axis of a reflective part, (b) is a figure explaining the projection image by the scanning light of (a). The way of viewing FIG. 21 is the same as that of FIG.

図21(a)において、振れ角の時間変化303は反射部101の第2軸周りの振れ角の時間変化を示し、期間304はY方向への光の走査期間を示している。期間304において振れ角の時間変化303は線形ではなく、振れ角が波状に変化している。換言すると、期間304において振れ角の時間変化303には揺らぎが含まれている。 In FIG. 21A, a time change 303 of the shake angle shows a time change of the shake angle of the reflecting section 101 around the second axis, and a period 304 shows a scanning period of light in the Y direction. In the period 304, the time variation 303 of the shake angle is not linear, and the shake angle changes in a wavy manner. In other words, fluctuations are included in the temporal change 303 of the deflection angle in the period 304.

これにより、反射部101の第2軸周りの駆動速度は一定にならず、振れ角の揺らぎに対応して揺らぎを含む駆動速度となる。なお、このような揺らぎは、第2駆動部130a及び130bを支持する第2支持部140での弾性振動等に起因して生じると考えられる。 As a result, the driving speed of the reflecting portion 101 around the second axis is not constant, and the driving speed includes fluctuations corresponding to fluctuations of the deflection angle. It is considered that such a fluctuation is caused by elastic vibration or the like in the second support portion 140 that supports the second drive portions 130a and 130b.

反射部101の第2軸周りの駆動速度の揺らぎにより、Y方向における走査線23の走査線間隔に粗密が生じる。つまり、図21(b)に示すように、駆動速度が遅い部分では走査線間隔が狭く(密に)なり、駆動速度が速い部分では走査線間隔が広く(粗に)なる。図21(b)の斜線ハッチングで示した部分24aは走査線間隔が密な部分であり、梨地ハッチングで示した部分24bは走査線間隔が粗な部分である。密な部分では画像がY方向に収縮したり、明るくなったりし、また、粗な部分では画像がY方向に膨張したり、暗くなったりして、投影画像は画像不良となる場合がある。 Fluctuations in the driving speed of the reflecting portion 101 around the second axis cause the scanning line intervals in the Y direction to be uneven. That is, as shown in FIG. 21B, the scanning line interval becomes narrow (dense) in the portion where the driving speed is slow, and the scanning line interval becomes wide (rough) in the portion where the driving speed is fast. The portion 24a shown by hatching in FIG. 21B is a portion having a close scanning line interval, and the portion 24b shown by a satin hatching is a portion having a rough scanning line interval. In a dense portion, the image may shrink in the Y direction or become bright, and in a rough portion, the image may expand in the Y direction or become dark, so that the projected image may be defective.

そこで、第1の実施形態に係る光走査システム(光偏向装置)では、駆動電圧Aと駆動電圧Bの傾き及び位相を調整することで、反射部101の第2軸周りの駆動速度を一定にし、投影画像の画像不良を防止する。 Therefore, in the optical scanning system (optical deflecting device) according to the first embodiment, the driving speed around the second axis of the reflecting section 101 is made constant by adjusting the inclination and phase of the driving voltage A and the driving voltage B. , Prevents image defects in the projected image.

以下で、第1の実施形態に係る光偏向装置について説明する。 The optical deflector according to the first embodiment will be described below.

[第1の実施形態]
先ず、第1の実施形態に係る光偏向装置の構成について、図22〜24を参照して説明する。なお、以下の説明において、既に説明したものと同一の構成部分についての説明は省略する場合がある。
[First Embodiment]
First, the configuration of the optical deflecting device according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. In the following description, description of the same components as those already described may be omitted.

<第1の実施形態に係る可動装置の構成>
図22は、本実施形態に係る可動装置の一例を+Z方向からみたときの平面図であり、図23は、図22に記載の可動装置のR−R'断面図である。
<Structure of the movable device according to the first embodiment>
22 is a plan view of an example of the movable device according to the present embodiment as viewed from the +Z direction, and FIG. 23 is a sectional view of the movable device shown in FIG.

図22に示すように、可動装置13aは、検出部140a及び140bを有している。検出部140aは圧電センサ141a〜141fから構成され、また、検出部140bは圧電センサ142a〜142fから構成されている。 As shown in FIG. 22, the movable device 13a has detectors 140a and 140b. The detector 140a is composed of piezoelectric sensors 141a to 141f, and the detector 140b is composed of piezoelectric sensors 142a to 142f.

圧電センサ141aは第2圧電駆動部131aのシリコン活性層上に設けられ、圧電センサ141bは第2圧電駆動部131bのシリコン活性層上に設けられ、圧電センサ141cは第2圧電駆動部131cのシリコン活性層上に設けられている。また、圧電センサ141dは第2圧電駆動部131dのシリコン活性層上に設けられ、圧電センサ141eは第2圧電駆動部131eのシリコン活性層上に設けられ、圧電センサ141fは第2圧電駆動部131fのシリコン活性層上に設けられている。 The piezoelectric sensor 141a is provided on the silicon active layer of the second piezoelectric drive unit 131a, the piezoelectric sensor 141b is provided on the silicon active layer of the second piezoelectric drive unit 131b, and the piezoelectric sensor 141c is the silicon of the second piezoelectric drive unit 131c. It is provided on the active layer. Further, the piezoelectric sensor 141d is provided on the silicon active layer of the second piezoelectric drive unit 131d, the piezoelectric sensor 141e is provided on the silicon active layer of the second piezoelectric drive unit 131e, and the piezoelectric sensor 141f is the second piezoelectric drive unit 131f. On the silicon active layer.

同様に、圧電センサ142aは第2圧電駆動部132aのシリコン活性層上に設けられ、圧電センサ142bは第2圧電駆動部132bのシリコン活性層上に設けられ、圧電センサ142cは第2圧電駆動部132cのシリコン活性層上に設けられている。また、圧電センサ142dは第2圧電駆動部132dのシリコン活性層上に設けられ、圧電センサ142eは第2圧電駆動部132eのシリコン活性層上に設けられ、圧電センサ142fは第2圧電駆動部132fのシリコン活性層上に設けられている。 Similarly, the piezoelectric sensor 142a is provided on the silicon active layer of the second piezoelectric drive unit 132a, the piezoelectric sensor 142b is provided on the silicon active layer of the second piezoelectric drive unit 132b, and the piezoelectric sensor 142c is the second piezoelectric drive unit. It is provided on the silicon active layer 132c. Further, the piezoelectric sensor 142d is provided on the silicon active layer of the second piezoelectric driving unit 132d, the piezoelectric sensor 142e is provided on the silicon active layer of the second piezoelectric driving unit 132e, and the piezoelectric sensor 142f is the second piezoelectric driving unit 132f. On the silicon active layer.

図23に示すように、検出部140aは、第2駆動部130aと同様に、弾性部であるシリコン活性層163の+Z側の面上に下部電極201、圧電部202、上部電極203の順に形成されて構成される。上部電極203および下部電極201は、例えば金(Au)または白金(Pt)等から構成される。圧電部202は、例えば、圧電材料であるPZT(チタン酸ジルコン酸鉛)からなる。 As shown in FIG. 23, similarly to the second driving unit 130a, the detecting unit 140a has a lower electrode 201, a piezoelectric unit 202, and an upper electrode 203 formed in this order on the +Z side surface of the silicon active layer 163 that is an elastic unit. Is configured. The upper electrode 203 and the lower electrode 201 are made of, for example, gold (Au) or platinum (Pt). The piezoelectric portion 202 is made of, for example, PZT (lead zirconate titanate) which is a piezoelectric material.

検出部140aは、第2圧電駆動部131a〜131fと比較して、Y方向の長さはほぼ等しく、X方向の幅は狭く形成されている。また、検出部140aの各圧電センサ141a〜141fは、第2駆動部130aの各第2圧電駆動部131a〜131fに接触しないように間隔を空けて、各第2圧電駆動部131a〜131fに含まれるシリコン活性層の+Z側の面上に設けられている。検出部140bも検出部140aと同様の構成である。 The detection unit 140a is formed to have substantially the same length in the Y direction and a narrow width in the X direction as compared with the second piezoelectric drive units 131a to 131f. Further, the piezoelectric sensors 141a to 141f of the detection unit 140a are included in the respective second piezoelectric drive units 131a to 131f at intervals so as not to contact the second piezoelectric drive units 131a to 131f of the second drive unit 130a. Is provided on the +Z side surface of the silicon active layer. The detection unit 140b has the same configuration as the detection unit 140a.

第2駆動部130a、130bは駆動電圧の印加により圧電駆動部群A、Bが屈曲変形して駆動される(可動する)。検出部140a、140bは、これとは反対に、第2駆動部130a、130bによるシリコン活性層163の変形に応じて圧電部202で発生する電圧を検出し、制御装置11aに出力することができる。ここで、検出部140a、140bによる第2駆動部130a及び130b(可動部)の振れ角の検出信号は、反射部101の振れ角を表すため、以下では反射部101の振れ角と称する。 The second drive units 130a and 130b are driven (moved) by bending and deforming the piezoelectric drive unit groups A and B by applying a drive voltage. On the contrary, the detection units 140a and 140b can detect the voltage generated in the piezoelectric unit 202 according to the deformation of the silicon active layer 163 by the second driving units 130a and 130b and output it to the control device 11a. .. Here, since the detection signals of the deflection angles of the second drive units 130a and 130b (movable portions) by the detection units 140a and 140b represent the deflection angles of the reflection unit 101, they are hereinafter referred to as the deflection angles of the reflection unit 101.

第2駆動部130a及び130bは、第1駆動部110a及び110bと、第1支持部120とを介して反射部101を間接的に支持しており、「可動部」の一例である。また、圧電駆動部群A及びBは「2つの被駆動手段」の一例である。駆動電圧A及びBは「2つの駆動信号」の一例であり、駆動電圧A及びBの「傾き」は、駆動電圧A及びBの波形における時間に伴う電圧変化の傾きを意味する。 The second driving units 130a and 130b indirectly support the reflecting unit 101 via the first driving units 110a and 110b and the first supporting unit 120, and are examples of “movable units”. The piezoelectric drive unit groups A and B are examples of “two driven units”. The drive voltages A and B are examples of “two drive signals”, and the “slope” of the drive voltages A and B means the slope of the voltage change with time in the waveforms of the drive voltages A and B.

<第1の実施形態に係る光偏向装置のハードウェア構成>
図24は、本実施形態に係る光偏向装置の一例のハードウェア構成図である。
<Hardware Configuration of Optical Deflection Device According to First Embodiment>
FIG. 24 is a hardware configuration diagram of an example of the optical deflecting device according to the present embodiment.

光偏向装置10aは、制御装置11aと、光源装置12と、可動装置13aとを有し、制御装置11aは、センサ電圧入力回路27と、SSD(Solid State Drive)28とを有する。センサ電圧入力回路27は、検出部140a、140bの圧電部202で発生する電圧を制御装置11aに入力するインタフェースとして機能する電気回路である。センサ電圧入力回路27は、圧電部202で発生する電圧を増幅する増幅回路と、アナログ電圧信号をデジタル電圧信号に変換するA/D(Analog/Digital)変換回路等から構成され、デジタル電圧信号をCPU等に出力することができる。 The light deflection device 10a includes a control device 11a, a light source device 12, and a movable device 13a. The control device 11a includes a sensor voltage input circuit 27 and an SSD (Solid State Drive) 28. The sensor voltage input circuit 27 is an electric circuit that functions as an interface for inputting the voltage generated in the piezoelectric unit 202 of the detection units 140a and 140b to the control device 11a. The sensor voltage input circuit 27 includes an amplifier circuit that amplifies the voltage generated in the piezoelectric portion 202 and an A/D (Analog/Digital) converter circuit that converts an analog voltage signal into a digital voltage signal. It can be output to a CPU or the like.

SSD28は、プログラムやデータを格納している不揮発性の記憶装置である。SSD28の代わりにHDD(Hard Disk Drive)等が設けられてもよい。 The SSD 28 is a non-volatile storage device that stores programs and data. An HDD (Hard Disk Drive) or the like may be provided instead of the SSD 28.

<第1の実施形態に係る駆動電圧A及びBの傾き及び位相の調整方法>
次に、光偏向装置10aによる駆動電圧A及びBの傾き及び位相の調整方法について、図25〜28を参照して説明する。
<Adjustment Method of Inclinations and Phases of Drive Voltages A and B according to First Embodiment>
Next, a method of adjusting the inclinations and phases of the drive voltages A and B by the optical deflecting device 10a will be described with reference to FIGS.

図25は、駆動電圧A及びBと反射部の第2軸周りの振れ角の時間変化の一例を説明する図である。(a)は駆動電圧A及びBを説明する図であり、(b)は駆動電圧A及びBによる振れ角の時間変化を説明する図である。 FIG. 25 is a diagram for explaining an example of changes over time of the drive voltages A and B and the deflection angle of the reflecting portion around the second axis. (A) is a figure explaining drive voltage A and B, (b) is a figure explaining the time change of the deflection angle by drive voltage A and B. FIG.

図25(a)において、実線で示す波形310aは駆動電圧Aの波形であり、破線で示す波形310bは駆動電圧Bの波形である。なお、図25(a)では2周期分の駆動電圧A及びBが示されている。このような駆動電圧A及びBを可動装置13aの第2駆動部130a及び130bに印加することで、反射部101を第2軸周りに駆動させることができる。 In FIG. 25A, the waveform 310a shown by the solid line is the waveform of the drive voltage A, and the waveform 310b shown by the broken line is the waveform of the drive voltage B. Note that the drive voltages A and B for two cycles are shown in FIG. By applying the driving voltages A and B to the second driving units 130a and 130b of the movable device 13a, the reflecting unit 101 can be driven around the second axis.

図25(b)において、時間変化301は、反射部101の第2軸周りの振れ角の時間変化を示している。図25(b)では、2周期分の駆動電圧A及びBに対応して、2周期分の振れ角の時間変化が示されている。 In FIG. 25B, a time change 301 indicates a time change of the deflection angle of the reflecting section 101 around the second axis. In FIG. 25B, the change over time of the deflection angle for two cycles is shown corresponding to the drive voltages A and B for two cycles.

上述したように、反射部101の振れ角には、第2支持部140での弾性振動等に起因して揺らぎが生じる場合があり、時間変化301の期間302には、このような揺らぎに該当する高周波成分が含まれている。 As described above, the deflection angle of the reflection unit 101 may fluctuate due to elastic vibration or the like in the second support unit 140, and the period 302 of the time change 301 corresponds to such fluctuation. It contains high frequency components.

次に、図26は、駆動電圧A及びBをそれぞれ単独で印加したときの反射部101の第2軸周りの振れ角の時間変化を説明する図である。(a)は駆動電圧Aを説明する図であり、(b)は駆動電圧Aによる振れ角の時間変化を説明する図であり、(c)は(b)の振れ角の時間変化から抽出された高周波成分を説明する図である。また、(d)は駆動電圧Bを説明する図であり、(e)は駆動電圧Bによる振れ角の時間変化を説明する図であり、(f)は(e)の振れ角の時間変化から抽出された高周波成分を説明する図である。 Next, FIG. 26 is a diagram for explaining a change over time in the deflection angle around the second axis of the reflecting section 101 when the drive voltages A and B are applied individually. (A) is a figure explaining drive voltage A, (b) is a figure explaining the time change of the deflection angle by drive voltage A, (c) is extracted from the time change of the deflection angle of (b). It is a figure explaining the high frequency component. Further, (d) is a diagram for explaining the drive voltage B, (e) is a diagram for explaining the change over time of the deflection angle due to the drive voltage B, and (f) is a diagram for explaining the change over time of the deflection angle in (e). It is a figure explaining the extracted high frequency component.

なお、駆動電圧A及びBの両方を印加させたときの振れ角の時間変化は、駆動電圧Aを単独で印加したときの振れ角の時間変化から、駆動電圧Bを単独で印加したときの振れ角の時間変化を引き算して得られるものに略一致する。 It should be noted that the change over time of the deflection angle when both the drive voltages A and B are applied is calculated from the change over time of the deflection angle when the drive voltage A is applied alone and the deflection when the drive voltage B is applied alone. It is almost the same as the one obtained by subtracting the change in angle over time.

可動装置13aに波形310aの駆動電圧Aが単独で印加されると、反射部101の振れ角は、時間変化303aのようになる。図26(b)において、一点鎖線で示す回帰直線370aは、時期t1から時期t2までの期間305において、検出部140aにより検出された時間変化303aの振れ角データを直線近似して得られる回帰直線である。なお、期間305は、反射部101によりY方向に光を走査させるために駆動電圧Aを印加する期間である。また、期間305は「傾きの始期から終期までの期間」の一例であり、時期t1は「始期」の一例であり、時期t2は「終期」の一例である。 When the drive voltage A having the waveform 310a is applied alone to the movable device 13a, the deflection angle of the reflecting section 101 becomes like a time change 303a. In FIG. 26B, a regression line 370a indicated by a dashed-dotted line is a regression line obtained by linearly approximating the deflection angle data of the time change 303a detected by the detection unit 140a in the period 305 from the time t1 to the time t2. Is. The period 305 is a period in which the drive voltage A is applied in order to scan the light in the Y direction by the reflective portion 101. Further, the period 305 is an example of “a period from the beginning of the slope to the end”, the time t1 is an example of the “start”, and the time t2 is an example of the “end”.

時間毎で、時間変化303aの振れ角データから回帰直線370aに基づく振れ角データを差し引くと、時間変化303aから線形の傾き成分が除去され、図26(c)に示すように、揺らぎに該当する高周波成分380aを抽出することができる。振幅Aa0は、高周波成分380aの振幅を示している。 When the deflection angle data based on the regression line 370a is subtracted from the deflection angle data of the time change 303a at each time, the linear inclination component is removed from the time variation 303a, which corresponds to the fluctuation as shown in FIG. The high frequency component 380a can be extracted. The amplitude Aa0 indicates the amplitude of the high frequency component 380a.

一方、可動装置13aに波形310bの駆動電圧Bが単独で印加されると、反射部101の振れ角は、時間変化303bのように変化する。図26(e)において、一点鎖線で示す回帰直線370bは、時期t3から時期t4までの期間306において、検出部140bにより検出された時間変化303bの振れ角データを直線近似して得られる回帰直線である。ここで、期間306は「傾き開始時期から傾き終了時期までの期間」の一例であり、時期t3は「傾き開始時期」の一例であり、時期t4は「傾き終了時期」の一例である。 On the other hand, when the drive voltage B having the waveform 310b is applied alone to the movable device 13a, the deflection angle of the reflecting portion 101 changes like a time change 303b. In FIG. 26(e), a regression line 370b indicated by a one-dot chain line is a regression line obtained by linearly approximating the deflection angle data of the time change 303b detected by the detection unit 140b in the period 306 from the time t3 to the time t4. Is. Here, the period 306 is an example of “the period from the tilt start time to the tilt end time”, the time t3 is an example of the “tilt start time”, and the time t4 is an example of the “tilt end time”.

時間毎で、時間変化303bの振れ角データから回帰直線370bに基づく振れ角データを差し引くと、時間変化303bから線形の傾き成分が除去され、図26(c)に示すように、揺らぎに該当する高周波成分380bを抽出することができる。振幅Ab0は、高周波成分380bの振幅を示している。 When the shake angle data based on the regression line 370b is subtracted from the shake angle data of the time change 303b at each time, the linear inclination component is removed from the time change 303b, which corresponds to the fluctuation as shown in FIG. The high frequency component 380b can be extracted. The amplitude Ab0 indicates the amplitude of the high frequency component 380b.

ここで、高周波成分380a及び380bは「2つの高周波成分」の一例である。また、高周波成分380a及び380bの周波数(周期)は、弾性振動等の共通の特性に起因して生じるものであるため、略等しくなる。 Here, the high frequency components 380a and 380b are examples of "two high frequency components". Further, the frequencies (cycles) of the high frequency components 380a and 380b are generated due to a common characteristic such as elastic vibration, and thus are substantially equal.

本実施形態では、駆動電圧A及びBの傾き及び位相を調整し、高周波成分380aと高周波成分380bを相殺させることで、揺らぎに該当する高周波成分を除去、又は低減させる。 In the present embodiment, the inclinations and phases of the drive voltages A and B are adjusted to cancel the high frequency component 380a and the high frequency component 380b, thereby removing or reducing the high frequency component corresponding to the fluctuation.

次に、図27は、本実施形態に係る駆動電圧Bの傾きの調整方法の一例を説明する図である。(a)は駆動電圧Bの傾きを説明する図であり、(b)は駆動電圧Bによる振れ角の時間変化の高周波成分を説明する図である。傾きの調整は、駆動電圧A及びBの相対的な傾きの調整であるため、駆動電圧A及びBの少なくとも一方を調整することで行うことができる。そのため、ここでは駆動電圧Bの傾きの調整について述べる。 Next, FIG. 27 is a diagram illustrating an example of a method of adjusting the slope of the drive voltage B according to the present embodiment. (A) is a figure explaining the inclination of drive voltage B, (b) is a figure explaining the high frequency component of the time change of the deflection angle by drive voltage B. Since the adjustment of the inclination is the adjustment of the relative inclination of the drive voltages A and B, it can be performed by adjusting at least one of the drive voltages A and B. Therefore, the adjustment of the slope of the drive voltage B will be described here.

図27(a)において、破線で示した波形310bは調整前の波形であり、一点鎖線で示した波形311bは、ノコギリ波の頂点位置を白抜き矢印の方向にシフト量Sだけシフトさせることで、シンメトリを調整した後の波形である。シンメトリの調整により、波形311bに含まれる負の傾きの部分は、波形310bに対し、傾きが小さくなる(緩やかになる)ように変化している。このシンメトリの調整は、ノコギリ波の頂点位置をシフトさせることのみで行うことができ、駆動電圧Bの振幅(最大電圧値)を変更する必要はない。 In FIG. 27A, the waveform 310b indicated by the broken line is the waveform before adjustment, and the waveform 311b indicated by the alternate long and short dash line is obtained by shifting the apex position of the sawtooth wave by the shift amount S in the direction of the white arrow. , Is a waveform after symmetry adjustment. Due to the symmetry adjustment, the negative slope portion included in the waveform 311b is changed so that the slope becomes smaller (gradient) with respect to the waveform 310b. This symmetry adjustment can be performed only by shifting the apex position of the sawtooth wave, and it is not necessary to change the amplitude (maximum voltage value) of the drive voltage B.

駆動電圧の波形の傾きが小さくなると、駆動速度が減少し、第2支持部140での弾性振動等が低減される。そのため、波形311bの駆動電圧Bを印加することで、振幅Ab0(図26(f)参照)に対して、高周波成分381bの振幅Ab1を小さくすることができる。但し、駆動電圧の波形の傾きを大きくして駆動速度を増加させることで、振幅Ab0を大きくすることも可能である。 When the inclination of the waveform of the drive voltage is reduced, the drive speed is reduced, and elastic vibration or the like on the second support 140 is reduced. Therefore, by applying the drive voltage B of the waveform 311b, the amplitude Ab1 of the high frequency component 381b can be made smaller than the amplitude Ab0 (see FIG. 26(f)). However, it is also possible to increase the amplitude Ab0 by increasing the inclination of the waveform of the drive voltage and increasing the drive speed.

このように、シンメトリの調整により、駆動電圧Bの振幅を変更することなく、駆動電圧Bの波形の傾きを変化させ、高周波成分381bの振幅Ab1を変化させることができる。本実施形態では、高周波成分381aの振幅Aa1と、高周波成分381bの振幅Ab1とが略一致するように、駆動電圧Bのシンメトリを調整する。但し、シンメトリの調整は一例であり、波形の傾きを調整できれば、他の調整方法であってもよい。 In this way, by adjusting the symmetry, the inclination of the waveform of the drive voltage B can be changed and the amplitude Ab1 of the high frequency component 381b can be changed without changing the amplitude of the drive voltage B. In the present embodiment, the symmetry of the drive voltage B is adjusted so that the amplitude Aa1 of the high frequency component 381a and the amplitude Ab1 of the high frequency component 381b substantially match. However, the symmetry adjustment is an example, and another adjustment method may be used as long as the slope of the waveform can be adjusted.

次に、図28は、本実施形態に係る駆動電圧A及びBの位相の調整方法の一例を説明する図である。(a)は駆動電圧A及びBの位相を説明する図であり、(b)は駆動電圧Aによる振れ角の時間変化の高周波成分を説明する図である。また、(c)は駆動電圧Bによる振れ角の時間変化の高周波成分を説明する図であり、(d)は調整後の駆動電圧A及びBによる振れ角の時間変化を説明する図である。 Next, FIG. 28 is a diagram illustrating an example of a method of adjusting the phases of the drive voltages A and B according to the present embodiment. (A) is a figure explaining the phase of drive voltage A and B, (b) is a figure explaining the high frequency component of the time change of the deflection angle by drive voltage A. Further, (c) is a diagram for explaining a high-frequency component of a change in shake angle with time due to the drive voltage B, and (d) is a diagram for explaining a change with time in shake angle due to the adjusted drive voltages A and B.

図28(a)において、波形311aは駆動電圧Aの波形であり、波形311bは上述のシンメトリ調整後の駆動電圧Bの波形である。位相差Hは駆動電圧Aと駆動電圧Bの位相差を示している。駆動電圧A及びBの少なくとも1つの位相の調整により、位相差Hを調整し、また、高周波成分380a(図28(b)参照)と高周波成分380bの位相差Jを変化させることができる。駆動電圧A及びBの位相の調整は、波形311a及び311bの少なくとも1つの始期の調整により行うことができる。 In FIG. 28A, the waveform 311a is the waveform of the drive voltage A, and the waveform 311b is the waveform of the drive voltage B after the above-described symmetry adjustment. The phase difference H indicates the phase difference between the drive voltage A and the drive voltage B. By adjusting at least one phase of the drive voltages A and B, the phase difference H can be adjusted, and the phase difference J between the high frequency component 380a (see FIG. 28B) and the high frequency component 380b can be changed. The adjustment of the phases of the drive voltages A and B can be performed by adjusting the start of at least one of the waveforms 311a and 311b.

本実施形態では、高周波成分380aの位相と高周波成分380bの位相が逆相(逆位相)となるように、駆動電圧Aの位相を調整する。つまり位相差Hが180度になるように駆動電圧Aの位相を調整する。また、上述したように、シンメトリによる傾きの調整で高周波成分380a及び380bの振幅は略一致させている。このように傾き及び位相を調整した高周波成分380aと高周波成分380bを重ね合せることで、高周波成分が打ち消される。 In the present embodiment, the phase of the drive voltage A is adjusted so that the phase of the high frequency component 380a and the phase of the high frequency component 380b are opposite phases (reverse phases). That is, the phase of the drive voltage A is adjusted so that the phase difference H becomes 180 degrees. Further, as described above, the amplitudes of the high frequency components 380a and 380b are made substantially equal by adjusting the inclination by symmetry. By superposing the high frequency component 380a and the high frequency component 380b whose inclination and phase are adjusted in this manner, the high frequency component is canceled.

傾き及び位相差を調整した後の駆動電圧A及びBを可動装置13aに印加すると、高周波成分380a及び380bが重ね合され、図28(d)に示すように、高周波成分が除去、又は低減された反射部101の第2軸周りの振れ角の時間変化312を得ることができる。 When the drive voltages A and B after adjusting the inclination and the phase difference are applied to the movable device 13a, the high frequency components 380a and 380b are superposed, and the high frequency components are removed or reduced as shown in FIG. 28(d). Further, it is possible to obtain the time variation 312 of the deflection angle of the reflecting portion 101 around the second axis.

<第1の実施形態に係る光偏向装置の機能構成>
次に、駆動電圧A及びBの傾き及び位相の調整方法を実現するための光偏向装置の機能構成について説明する。
<Functional Configuration of Optical Deflection Device According to First Embodiment>
Next, a functional configuration of the optical deflector for realizing the method of adjusting the inclinations and phases of the drive voltages A and B will be described.

図29は、本実施形態に係る制御装置の一例の機能ブロック図である。 FIG. 29 is a functional block diagram of an example of the control device according to the present embodiment.

制御装置11aは、光源駆動部31aと、圧電駆動部31bと、波形記憶部32と、駆動電圧生成部33と、駆動電圧出力部34と、振れ角検出部35と、高周波成分抽出部36と、波形調整部37とを有する。 The control device 11a includes a light source drive unit 31a, a piezoelectric drive unit 31b, a waveform storage unit 32, a drive voltage generation unit 33, a drive voltage output unit 34, a swing angle detection unit 35, and a high frequency component extraction unit 36. , And a waveform adjusting section 37.

ここで、圧電駆動部31bは「駆動手段」の一例であり、駆動電圧生成部33は「駆動信号生成手段」の一例である。また、高周波成分抽出部36は「高周波成分抽出手段」の一例であり、シンメトリ調整部41は「傾き調整手段」の一例である。位相調整部43は「位相調整手段」の一例である。 Here, the piezoelectric drive unit 31b is an example of a “drive unit”, and the drive voltage generation unit 33 is an example of a “drive signal generation unit”. The high frequency component extraction unit 36 is an example of “high frequency component extraction means”, and the symmetry adjustment unit 41 is an example of “tilt adjustment means”. The phase adjusting unit 43 is an example of “phase adjusting means”.

光源駆動部31aは、光源装置ドライバ25等により実現され、制御部30から入力された制御信号に基づいて光源装置12に、光源の照射タイミング及び照射強度を制御する駆動電圧等の駆動信号を出力する。 The light source drive unit 31a is realized by the light source device driver 25 and the like, and outputs a drive signal such as a drive voltage for controlling the irradiation timing and irradiation intensity of the light source to the light source device 12 based on the control signal input from the control unit 30. To do.

圧電駆動部31bは、可動装置ドライバ26等により実現され、駆動電圧出力部34から入力された駆動電圧の波形に応じて、可動装置13aに、反射部101を回動させるタイミング及び回動範囲を制御する駆動信号を出力する。 The piezoelectric drive unit 31b is realized by the movable device driver 26 and the like, and sets the timing and the rotation range for rotating the reflecting unit 101 to the movable device 13a according to the waveform of the drive voltage input from the drive voltage output unit 34. The drive signal to control is output.

波形記憶部32は、SSD28等により実現され、駆動電圧A及びBの波形を示すデータを記憶する。 The waveform storage unit 32 is realized by the SSD 28 or the like and stores data indicating the waveforms of the drive voltages A and B.

駆動電圧生成部33は、波形記憶部32を参照して波形を示すデータ(以下、単に波形という)を取得することで波形を生成し、制御部30から入力された制御信号に応じて、生成した波形の駆動電圧を駆動電圧出力部34に出力する。 The drive voltage generation unit 33 refers to the waveform storage unit 32 to generate data indicating a waveform (hereinafter, simply referred to as “waveform”) to generate a waveform, and generates the waveform according to a control signal input from the control unit 30. The drive voltage having the above waveform is output to the drive voltage output unit 34.

駆動電圧出力部34は、入力した駆動電圧を圧電駆動部31bに出力することができる。駆動電圧出力部34は、駆動電圧Aと駆動電圧Bをそれぞれ単独で圧電駆動部31bに出力することができ、また、両方を同時に出力することができる。 The drive voltage output unit 34 can output the input drive voltage to the piezoelectric drive unit 31b. The drive voltage output section 34 can individually output the drive voltage A and the drive voltage B to the piezoelectric drive section 31b, or can output both of them simultaneously.

振れ角検出部35は、センサ電圧入力回路27等により実現され、検出部140a、140bの圧電部202で発生する電圧をデジタル電圧信号に変換し、反射部101の振れ角の検出信号(振れ角データ)を、高周波成分抽出部36に出力する機能を有する。 The deflection angle detection unit 35 is realized by the sensor voltage input circuit 27 and the like, converts the voltage generated in the piezoelectric unit 202 of the detection units 140a and 140b into a digital voltage signal, and detects the deflection angle detection signal of the reflection unit 101 (deflection angle). (Data) is output to the high frequency component extraction unit 36.

高周波成分抽出部36は、走査期間特定部38と、回帰直線算出部39とを有し、反射部101の振れ角データから高周波成分を抽出して、波形調整部37に出力する機能を有する。走査期間特定部38は、振れ角データが最小になる時期(傾きの始期)から最大になる時期(傾きの終期)までの期間を走査期間として特定し、走査期間を示すデータを回帰直線算出部39に出力する機能を有する。 The high frequency component extraction unit 36 includes a scanning period identification unit 38 and a regression line calculation unit 39, and has a function of extracting a high frequency component from the deflection angle data of the reflection unit 101 and outputting it to the waveform adjustment unit 37. The scanning period specifying unit 38 specifies the period from the time when the deflection angle data is minimum (the beginning of the inclination) to the time when the deflection angle data is the maximum (the ending of the inclination) as the scanning period, and the regression line calculation unit determines the data indicating the scanning period. It has a function of outputting to 39.

回帰直線算出部39は、走査期間における振れ角データを直線近似した回帰直線を算出することができる。高周波成分抽出部36は、時間毎で、検出された振れ角データと回帰直線に基づく振れ角データの差分を算出し、検出された振れ角データから線形の傾き成分を除去した高周波成分を抽出することができる。高周波成分抽出部36は抽出した高周波成分のデータを波形調整部37に出力する。 The regression line calculation unit 39 can calculate a regression line that is a linear approximation of the deflection angle data during the scanning period. The high frequency component extraction unit 36 calculates the difference between the detected shake angle data and the shake angle data based on the regression line, and extracts the high frequency component from which the linear tilt component is removed from the detected shake angle data. be able to. The high frequency component extraction unit 36 outputs the extracted high frequency component data to the waveform adjustment unit 37.

高周波成分抽出部36は、駆動電圧Aによる振れ角データから高周波成分380aを抽出し、また、駆動電圧Bによる振れ角データから高周波成分380bを抽出し、2つの高周波成分のデータを波形調整部37に出力する。 The high frequency component extraction unit 36 extracts the high frequency component 380a from the deflection angle data based on the drive voltage A, extracts the high frequency component 380b from the deflection angle data based on the drive voltage B, and converts the two high frequency component data into the waveform adjustment unit 37. Output to.

波形調整部37は、振幅比較部40と、シンメトリ調整部41と、位相比較部42と、位相調整部43とを有し、駆動電圧A及びBの傾き(シンメトリ)及び位相を調整する機能を有する。波形調整部37は、高周波成分抽出部36から2つの高周波成分のデータを入力し、波形記憶部32から調整前の波形を入力する。 The waveform adjustment unit 37 includes an amplitude comparison unit 40, a symmetry adjustment unit 41, a phase comparison unit 42, and a phase adjustment unit 43, and has a function of adjusting the slopes (symmetry) and phases of the drive voltages A and B. Have. The waveform adjustment unit 37 inputs the data of two high frequency components from the high frequency component extraction unit 36, and inputs the waveform before adjustment from the waveform storage unit 32.

振幅比較部40は、2つの高周波成分の振幅を比較し、両者の差分である振幅差を示すデータをシンメトリ調整部41に出力する。シンメトリ調整部41は、振幅差を示すデータに基づき、2つの高周波成分の振幅が略一致するように、駆動電圧Bのシンメトリを調整する。但し、シンメトリ調整部41は、駆動電圧A及びBの波形の少なくとも1つのシンメトリを調整してもよい。 The amplitude comparison unit 40 compares the amplitudes of the two high frequency components and outputs data indicating the amplitude difference, which is the difference between the two, to the symmetry adjustment unit 41. The symmetry adjustment unit 41 adjusts the symmetry of the drive voltage B based on the data indicating the amplitude difference so that the amplitudes of the two high frequency components substantially match. However, the symmetry adjustment unit 41 may adjust at least one symmetry of the waveforms of the drive voltages A and B.

このシンメトリの調整は、駆動電圧のシンメトリと高周波成分の振幅との理論式を予め求めておき、入力した振幅差に基づき、理論式を参照して振幅差がゼロになるようなシンメトリを算出して行うことができる。また、駆動電圧のシンメトリと高周波成分の振幅との関係を予め実験やシミュレーションで求めてテーブルを作成し、入力した振幅差に基づき、テーブルを参照して振幅差がゼロになるようなシンメトリを取得してもよい。 For this symmetry adjustment, a theoretical formula of the symmetry of the drive voltage and the amplitude of the high frequency component is obtained in advance, and based on the input amplitude difference, the symmetry is calculated so that the amplitude difference becomes zero by referring to the theoretical formula. Can be done by In addition, the relationship between the symmetry of the drive voltage and the amplitude of the high frequency component is obtained in advance by experiments or simulations, and a table is created, and based on the input amplitude difference, the table is referenced to obtain the symmetry where the amplitude difference becomes zero. You may.

位相比較部42は、2つの高周波成分の位相を比較し、両者の差分である位相差を示すデータを位相調整部43に出力する。位相調整部43は、位相差を示すデータに基づき、2つの高周波成分の位相が逆相になるように、駆動電圧A及びBの位相差を調整する。但し、位相調整部43は、駆動電圧A及びBの少なくとも1つの位相を調整してもよい。 The phase comparison unit 42 compares the phases of the two high frequency components and outputs data indicating the phase difference, which is the difference between the two, to the phase adjustment unit 43. The phase adjuster 43 adjusts the phase difference between the drive voltages A and B so that the phases of the two high frequency components are opposite to each other based on the data indicating the phase difference. However, the phase adjustment unit 43 may adjust at least one phase of the drive voltages A and B.

波形調整部37は、傾き及び位相が調整された駆動電圧A及びBの波形を波形記憶部32に出力する。これにより、波形記憶部32に記憶された駆動電圧A及びBの波形は更新される。 The waveform adjustment unit 37 outputs the waveforms of the drive voltages A and B whose slopes and phases have been adjusted to the waveform storage unit 32. As a result, the waveforms of the drive voltages A and B stored in the waveform storage unit 32 are updated.

<第1の実施形態に係る光偏向装置の動作>
上述した駆動電圧A及びBの傾き及び位相の調整は、光偏向装置10aによる光走査とは別に行うことができる。駆動電圧A及びBの傾き及び位相の調整を行う時期は、例えば、光偏向装置10aや光偏向装置10aを備える画像投影装置等の工場出荷時、又は点検時等である。点検は、所定の期間毎に行われる定期的な点検であってもよいし、光偏向装置10aの使用時毎に行う不定期の点検であってもよい。
<Operation of Optical Deflection Device According to First Embodiment>
The adjustment of the inclinations and phases of the drive voltages A and B described above can be performed separately from the optical scanning by the optical deflecting device 10a. The timing of adjusting the inclinations and the phases of the drive voltages A and B is, for example, the factory shipment of the optical deflecting device 10a or an image projection device including the optical deflecting device 10a, or the inspection. The inspection may be a regular inspection performed every predetermined period, or may be an irregular inspection performed each time the light deflecting device 10a is used.

光偏向装置10aは、駆動電圧A及びBの傾き及び位相の調整を行い、調整後の駆動電圧A及びBの波形を波形記憶部32に記憶させる。そして光走査の際に、光偏向装置10aは、波形記憶部32を参照して波形を取得し、取得した波形の駆動電圧A及びBを、可動装置13aに印加することができる。 The optical deflecting device 10a adjusts the slopes and phases of the drive voltages A and B, and stores the adjusted waveforms of the drive voltages A and B in the waveform storage unit 32. Then, during the optical scanning, the optical deflecting device 10a can refer to the waveform storage unit 32 to acquire the waveform, and apply the drive voltages A and B having the acquired waveform to the movable device 13a.

図30は、本実施形態に係る光偏向装置による傾き及び位相調整の動作の一例を示すフローチャートである。 FIG. 30 is a flowchart showing an example of the tilt and phase adjustment operation by the optical deflector according to the present embodiment.

先ず、ステップS301において、駆動電圧生成部33は波形記憶部32を参照して、調整前の波形を取得し、取得した波形の駆動電圧Aを駆動電圧出力部34に出力する。 First, in step S301, the drive voltage generation unit 33 refers to the waveform storage unit 32, acquires the waveform before adjustment, and outputs the drive voltage A of the acquired waveform to the drive voltage output unit 34.

続いて、ステップS302において、駆動電圧出力部34は圧電駆動部31bに駆動電圧Aを出力し、圧電駆動部31bは駆動電圧Aを可動装置13aに印加する。 Subsequently, in step S302, the drive voltage output unit 34 outputs the drive voltage A to the piezoelectric drive unit 31b, and the piezoelectric drive unit 31b applies the drive voltage A to the movable device 13a.

続いて、ステップS303において、振れ角検出部35は、可動装置13aの検出部140aの圧電部202で発生する電圧をデジタル電圧信号に変換し、反射部101の振れ角の時間変化303aを高周波成分抽出部36に出力する。高周波成分抽出部36は時間変化303aのデータをRAM21等に一時保存する。 Subsequently, in step S303, the deflection angle detection unit 35 converts the voltage generated in the piezoelectric unit 202 of the detection unit 140a of the movable device 13a into a digital voltage signal, and changes the deflection angle of the reflection unit 101 over time 303a to a high frequency component. Output to the extraction unit 36. The high frequency component extraction unit 36 temporarily stores the data of the time change 303a in the RAM 21 or the like.

続いて、ステップS304において、駆動電圧生成部33は波形記憶部32を参照して、調整前の波形を取得し、取得した波形の駆動電圧Bを駆動電圧出力部34に出力する。 Subsequently, in step S304, the drive voltage generation unit 33 refers to the waveform storage unit 32, acquires the waveform before adjustment, and outputs the drive voltage B of the acquired waveform to the drive voltage output unit 34.

続いて、ステップS305において、駆動電圧出力部34は圧電駆動部31bに駆動電圧Bを出力し、圧電駆動部31bは駆動電圧Bを可動装置13aに印加する。 Subsequently, in step S305, the drive voltage output unit 34 outputs the drive voltage B to the piezoelectric drive unit 31b, and the piezoelectric drive unit 31b applies the drive voltage B to the movable device 13a.

続いて、ステップS306において、振れ角検出部35は、可動装置13aの検出部140bの圧電部202で発生する電圧をデジタル電圧信号に変換し、反射部101の振れ角の時間変化303bを高周波成分抽出部36に出力する。高周波成分抽出部36は時間変化303bのデータをRAM21等に一時保存する。 Then, in step S306, the deflection angle detection unit 35 converts the voltage generated in the piezoelectric unit 202 of the detection unit 140b of the movable device 13a into a digital voltage signal, and changes the deflection angle 101 of the reflection unit 101 with time to a high frequency component 303b. Output to the extraction unit 36. The high frequency component extraction unit 36 temporarily stores the data of the time change 303b in the RAM 21 or the like.

なお、ステップS301〜303の処理と、ステップS304〜306の処理の順番は適宜変更可能である。 The order of the processes of steps S301 to S303 and the processes of steps S304 to 306 can be changed appropriately.

続いて、ステップS307において、走査期間特定部38は、時間変化303a及び303bのデータをRAM21等から読み出し、時間変化303a及び303bにおける走査期間を特定し、それぞれの走査期間を示すデータを回帰直線算出部39に出力する。 Subsequently, in step S307, the scanning period specifying unit 38 reads the data of the time changes 303a and 303b from the RAM 21 and the like, specifies the scanning periods of the time changes 303a and 303b, and calculates the regression line of the data indicating the respective scanning periods. It is output to the unit 39.

続いて、ステップS308において、回帰直線算出部39は、入力した走査期間における時間変化303aを直線近似した回帰直線を算出し、また時間変化303bを直線近似した回帰直線を算出する。 Subsequently, in step S308, the regression line calculation unit 39 calculates a regression line that is a linear approximation of the temporal change 303a in the input scanning period, and also calculates a regression line that is a linear approximation of the temporal change 303b.

続いて、ステップS309において、高周波成分抽出部36は、時間変化303aの時間毎で、検出された振れ角データと回帰直線に基づく振れ角データの差分を算出し、検出された振れ角データから線形の傾き成分を除去した高周波成分380aを抽出する。また、高周波成分抽出部36は、時間変化303bの時間毎で、検出された振れ角データと回帰直線に基づく振れ角データの差分を算出し、検出された振れ角データから線形の傾き成分を除去した高周波成分380bを抽出する。高周波成分抽出部36は、抽出した2つの高周波成分380a及び380bのデータを波形調整部37に出力する。 Subsequently, in step S309, the high frequency component extraction unit 36 calculates the difference between the detected shake angle data and the shake angle data based on the regression line at each time of the time change 303a, and linearly calculates from the detected shake angle data. The high frequency component 380a from which the inclination component of is removed is extracted. Further, the high frequency component extraction unit 36 calculates the difference between the detected shake angle data and the shake angle data based on the regression line at each time of the time change 303b, and removes the linear tilt component from the detected shake angle data. The extracted high frequency component 380b is extracted. The high frequency component extraction unit 36 outputs the data of the two extracted high frequency components 380a and 380b to the waveform adjustment unit 37.

続いて、ステップS310において、振幅比較部40は、2つの高周波成分380a及び380bの振幅を比較し、両者の差分である振幅差を示すデータをシンメトリ調整部41に出力する。 Subsequently, in step S310, the amplitude comparison unit 40 compares the amplitudes of the two high frequency components 380a and 380b, and outputs data indicating the amplitude difference, which is the difference between the two, to the symmetry adjustment unit 41.

続いて、ステップS311において、シンメトリ調整部41は、振幅差を示すデータに基づき、2つの高周波成分の振幅が略一致するように、駆動電圧Bのシンメトリを調整する。 Subsequently, in step S311, the symmetry adjustment unit 41 adjusts the symmetry of the drive voltage B based on the data indicating the amplitude difference so that the amplitudes of the two high frequency components substantially match.

続いて、ステップS312において、位相比較部42は、2つの高周波成分380a及び380bの位相を比較し、両者の差分である位相差を示すデータを位相調整部43に出力する。 Subsequently, in step S312, the phase comparison unit 42 compares the phases of the two high frequency components 380a and 380b, and outputs data indicating the phase difference, which is the difference between the two, to the phase adjustment unit 43.

続いて、ステップS313において、位相調整部43は、位相差を示すデータに基づき、2つの高周波成分380a及び380bの位相が逆相になるように、駆動電圧Aの位相を調整する。 Subsequently, in step S313, the phase adjustment unit 43 adjusts the phase of the drive voltage A based on the data indicating the phase difference so that the phases of the two high frequency components 380a and 380b are opposite to each other.

続いて、ステップS314において、波形調整部37は、シンメトリ及び位相を調整後の駆動電圧A及びBの波形311a及び311bを波形記憶部32に出力し、波形記憶部32は入力した波形311a及び311bのデータを記憶する。 Subsequently, in step S314, the waveform adjustment unit 37 outputs the waveforms 311a and 311b of the drive voltages A and B after adjusting the symmetry and the phase to the waveform storage unit 32, and the waveform storage unit 32 inputs the input waveforms 311a and 311b. Memorize the data of.

このようにして、光偏向装置10aは傾き及び位相が調整された駆動電圧A及びBの波形311a及び311bを波形記憶部32に記憶させることができる。 In this way, the optical deflecting device 10a can store the waveforms 311a and 311b of the drive voltages A and B whose inclination and phase are adjusted in the waveform storage unit 32.

次に、図31は、本実施形態に係る光偏向装置による光走査の動作の一例を示すフローチャートである。 Next, FIG. 31 is a flowchart showing an example of an optical scanning operation by the optical deflecting device according to the present embodiment.

先ず、ステップS311において、駆動電圧生成部33は、波形記憶部32を参照して波形311a及び311bを取得する。 First, in step S311, the drive voltage generation unit 33 refers to the waveform storage unit 32 and acquires the waveforms 311a and 311b.

続いて、ステップS312において、制御部30は外部装置等から光走査情報を取得する。 Subsequently, in step S312, the control unit 30 acquires optical scanning information from an external device or the like.

続いて、ステップS313において、制御部30は取得した光走査情報から制御信号を生成し、制御信号を光源駆動部31a及び駆動電圧生成部33に出力する。 Subsequently, in step S313, the control unit 30 generates a control signal from the acquired optical scanning information, and outputs the control signal to the light source drive unit 31a and the drive voltage generation unit 33.

続いて、ステップS314において、光源駆動部31aは、入力された制御信号に基づいて駆動信号を光源装置12に出力し、光源装置12は、入力した駆動信号に基づいて光照射を行う。 Subsequently, in step S314, the light source drive unit 31a outputs a drive signal to the light source device 12 based on the input control signal, and the light source device 12 performs light irradiation based on the input drive signal.

続いて、ステップS315において、駆動電圧出力部34は、駆動電圧生成部33から入力した駆動電圧A及びBを圧電駆動部31bに出力する。 Subsequently, in step S315, the drive voltage output unit 34 outputs the drive voltages A and B input from the drive voltage generation unit 33 to the piezoelectric drive unit 31b.

続いて、ステップS316において、圧電駆動部31bは駆動電圧A及びBを可動装置13aに出力する。 Subsequently, in step S316, the piezoelectric drive unit 31b outputs the drive voltages A and B to the movable device 13a.

続いて、ステップS317において、可動装置13aは、入力された駆動電圧A及びBに基づいて反射部101を駆動させる。光源装置12及び可動装置13aの反射部101の回動により、反射部101の反射面14に入射した光が任意の方向に偏向され、光走査(光偏向)が行われる。 Subsequently, in step S317, the movable device 13a drives the reflection unit 101 based on the input drive voltages A and B. By rotating the light source device 12 and the reflecting portion 101 of the movable device 13a, the light incident on the reflecting surface 14 of the reflecting portion 101 is deflected in an arbitrary direction, and optical scanning (optical deflection) is performed.

続いて、ステップS318において、制御部30は、光走査情報等に基づいて光走査を終了するか否かを判定する。ステップS318において、終了すると判定された場合は(ステップS318、Yes)、光偏向装置10aは光走査を終了する。一方、ステップS318において、終了しないと判定された場合は(ステップS318、No)、ステップS311に戻り、ステップS311以降の処理が継続される。 Subsequently, in step S318, the control unit 30 determines whether to end the optical scanning based on the optical scanning information or the like. When it is determined in step S318 to end (Yes in step S318), the optical deflecting device 10a ends the optical scanning. On the other hand, if it is determined in step S318 that the processing is not completed (No in step S318), the process returns to step S311 and the processing in step S311 and subsequent steps is continued.

このようにして、光偏向装置10aは、傾き及び位相が調整された駆動電圧A及びBにより、反射部101の第2軸周りに駆動させることができる。 In this way, the optical deflecting device 10a can be driven around the second axis of the reflecting section 101 by the drive voltages A and B whose inclination and phase are adjusted.

<効果>
以上説明してきたように、本実施形態では、圧電駆動部群A及びBを駆動する圧電駆動部31bと、圧電駆動部群A及びBを駆動する駆動電圧A及びBを生成する駆動電圧生成部33と、第2駆動部130a及び130bの振れ角の検出信号の2つの高周波成分380a及び380bを抽出する高周波成分抽出部36と、2つの高周波成分380a及び380bの位相が互いに逆相になるように駆動電圧A及びBの位相を調整する位相調整部43とを備える。
<Effect>
As described above, in the present embodiment, the piezoelectric drive unit 31b that drives the piezoelectric drive unit groups A and B and the drive voltage generation unit that generates the drive voltages A and B that drive the piezoelectric drive unit groups A and B. 33, the high-frequency component extraction unit 36 that extracts the two high-frequency components 380a and 380b of the deflection angle detection signals of the second drive units 130a and 130b, and the two high-frequency components 380a and 380b so that their phases are opposite to each other. And a phase adjuster 43 for adjusting the phases of the drive voltages A and B.

そして、検出された第2駆動部130a及び130bの振れ角データに応じて駆動電圧A及びBの傾き及び位相を調整し、高周波成分380aと高周波成分380bを相殺させることで、揺らぎに該当する高周波成分を除去、又は低減する。 Then, the inclinations and phases of the drive voltages A and B are adjusted according to the detected deflection angle data of the second driving units 130a and 130b to cancel the high frequency component 380a and the high frequency component 380b. Remove or reduce components.

これにより、反射部101の第2軸周りの駆動速度を一定にし、投影画像の画像不良を防止することができる。 As a result, the driving speed of the reflecting section 101 around the second axis can be made constant, and image defects in the projected image can be prevented.

また、本実施形態では、駆動電圧A及びBの傾き及び位相を調整するため、駆動電圧A及びBの振幅及び位相の両方を調整する必要がない。さらに、高周波成分380aと高周波成分380bを小さくすることなく、両者を相殺させることで高周波成分を除去、又は低減するため、高周波成分を小さくするための駆動電圧A及びBの振幅及び位相の複雑な調整を行う必要がない。これにより、反射部101の振れ角の揺らぎを簡単に除去、又は低減させることができる。 Further, in the present embodiment, since the slopes and phases of the drive voltages A and B are adjusted, it is not necessary to adjust both the amplitude and phase of the drive voltages A and B. Further, since the high frequency component 380a and the high frequency component 380b are not reduced but are canceled out to remove or reduce the high frequency component, the amplitudes and phases of the drive voltages A and B for reducing the high frequency component are complicated. No need to make adjustments. This makes it possible to easily remove or reduce the fluctuation of the deflection angle of the reflecting section 101.

[第2の実施形態]
次に、第2の実施形態に係る光偏向装置について説明する。なお、既に説明した実施形態と同一の構成部についての説明は省略する。
[Second Embodiment]
Next, the optical deflector according to the second embodiment will be described. Note that the description of the same components as those of the above-described embodiment will be omitted.

図32は、本実施形態に係る光偏向装置10bの備える制御装置11bの一例の機能ブロック図である。制御装置11bは、高周波成分抽出部36bを有する。 FIG. 32 is a functional block diagram of an example of the control device 11b included in the optical deflecting device 10b according to the present embodiment. The control device 11b has a high frequency component extraction unit 36b.

高周波成分抽出部36bは、周期期間特定部44と、回帰直線算出部39bとを有し、反射部101の振れ角データから高周波成分を抽出して、波形調整部37に出力する機能を有する。 The high frequency component extraction unit 36b includes a cycle period identification unit 44 and a regression line calculation unit 39b, and has a function of extracting a high frequency component from the deflection angle data of the reflection unit 101 and outputting it to the waveform adjustment unit 37.

周期期間特定部44は、振れ角データの傾きの始期から終期までの期間の中間において、高周波成分の1周期に該当する期間を特定し、特定した期間を回帰直線算出部39bに出力することができる。 The cycle period specifying unit 44 may specify a period corresponding to one cycle of the high frequency component in the middle of the period from the start to the end of the inclination of the deflection angle data, and output the specified period to the regression line calculation unit 39b. it can.

回帰直線算出部39bは、高周波成分の1周期に該当する期間における振れ角データを直線近似した回帰直線を算出することができる。高周波成分抽出部36bは、時間毎で、検出された振れ角データと回帰直線に基づく振れ角データの差分を算出し、検出された振れ角データから線形の傾き成分を除去した高周波成分を抽出することができる。また、高周波成分抽出部36は抽出した高周波成分のデータを波形調整部37に出力することができる。 The regression line calculation unit 39b can calculate a regression line by linearly approximating the shake angle data in the period corresponding to one cycle of the high frequency component. The high-frequency component extraction unit 36b calculates the difference between the detected shake angle data and the shake angle data based on the regression line, and extracts the high-frequency component from which the linear inclination component has been removed, from the detected shake angle data. be able to. Further, the high frequency component extraction unit 36 can output the extracted high frequency component data to the waveform adjustment unit 37.

ここで、図33は、本実施形態に係る高周波成分の1周期に該当する期間の抽出方法の一例を説明する図である。図33において、時期t3は傾きの始期、時期t4は傾きの終期、時期t5は始期と終期の中間となる時期をそれぞれ示している。 Here, FIG. 33 is a diagram illustrating an example of a method of extracting a period corresponding to one cycle of the high frequency component according to the present embodiment. In FIG. 33, the timing t3 indicates the beginning of the inclination, the timing t4 indicates the ending of the inclination, and the timing t5 indicates an intermediate timing between the beginning and the ending.

周期期間特定部44は、例えば、振れ角データが最小になる時期t3から最大になる時期t4までの期間の中間となる時期t5を特定する。そして、時期t5付近で振れ角データが極小値となる変曲点の時期から極大値となる変曲点の時期までの期間を求め、その2倍を1周期分の期間として特定する。変曲点は、振れ角データの微分値がゼロになる時期から特定することができる。図33では、時期t5が極小値となる変曲点の時期であり、時期t6極大値となる変曲点の時期である。周期期間特定部44は、特定した期間307を示すデータを回帰直線算出部39に出力することができる。 The cycle period specifying unit 44 specifies, for example, a time t5 that is in the middle of the time period from the time t3 when the deflection angle data becomes the minimum to the time t4 when the deflection angle data becomes the maximum. Then, in the vicinity of the time t5, the period from the time of the inflection point where the deflection angle data has the minimum value to the time of the inflection point where the deflection angle data has the maximum value is obtained, and twice the period is specified as the period for one cycle. The inflection point can be specified from the time when the differential value of the deflection angle data becomes zero. In FIG. 33, the time t5 is the time of the inflection point where the minimum value is reached, and the time t6 is the time of the inflection point where the time t6 reaches the maximum value. The cycle period specifying unit 44 can output data indicating the specified period 307 to the regression line calculation unit 39.

以上説明したように、本実施形態では、高周波成分抽出部36bは、振れ角データの傾きの始期から終期までの期間の中間において特定された、高周波成分の1周期に該当する期間における振れ角データの回帰直線と、振れ角データとの差から高周波成分を抽出する。高周波成分の1周期に該当する期間は、第1の実施形態で説明した走査期間と比較して短いため、回帰直線の算出処理と、高周波成分の抽出処理を少ない振れ角データに対して実行することができる。これにより、第1の実施形態で説明した走査期間で回帰直線の算出処理と高周波成分の抽出処理を実行する場合と比較して、処理負荷を低減し、処理速度を向上させることができる。 As described above, in the present embodiment, the high frequency component extraction unit 36b determines the deflection angle data in the period corresponding to one cycle of the high frequency component, which is specified in the middle of the period from the beginning to the end of the inclination of the deflection angle data. The high frequency component is extracted from the difference between the regression line and the deflection angle data. Since the period corresponding to one cycle of the high-frequency component is shorter than the scanning period described in the first embodiment, the regression line calculation process and the high-frequency component extraction process are executed on a small amount of deflection angle data. be able to. As a result, the processing load can be reduced and the processing speed can be improved as compared with the case where the regression line calculation processing and the high frequency component extraction processing are executed in the scanning period described in the first embodiment.

なお、上記以外の効果は、既に説明した実施形態で説明したものを同様である。 The effects other than the above are the same as those described in the above-described embodiment.

以上、本発明の実施形態の例について記述したが、本発明は斯かる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。 Although the example of the embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to such a specific embodiment, and various modifications are possible within the scope of the gist of the present invention described in the claims. It can be modified and changed.

なお、実施形態で説明した光偏向装置10a、及び10bは、光走査システム10と同様に、図5〜13で説明したヘッドアップディスプレイ、光書込装置、ライダ装置、レーザヘッドランプ、及びヘッドマウントディスプレイ等に適用することができる。 The optical deflection devices 10a and 10b described in the embodiments are similar to the optical scanning system 10 in that the head-up display, the optical writing device, the lidar device, the laser headlamp, and the head mount described in FIGS. It can be applied to displays and the like.

10 光走査システム
10a、10b 光偏向装置
11、11a、11b 制御装置
12 光源装置
13、13a 可動装置
14 反射面
15 被走査面
27 センサ電圧入力回路
28 SSD
30 制御部
31 駆動信号出力部
31a 光源駆動部
31b 圧電駆動部(駆動手段の一例)
32 波形記憶部
33 駆動電圧生成部(駆動信号生成手段の一例)
34 駆動電圧出力部
35 振れ角検出部
36、36b 高周波成分抽出部(高周波成分抽出手段の一例)
37 波形調整部
38 走査期間特定部
39、39b 回帰直線算出部
40 振幅比較部
41 シンメトリ調整部(傾き調整手段の一例)
42 位相比較部
43 位相調整部(位相調整手段の一例)
44 周期期間特定部
101 反射部
102 反射部基体
110a、110b 第1駆動部a、b
111a、111b トーションバーa、b
112a、112b 第1圧電駆動部
120 第1支持部
130a、130b 第2駆動部(可動部の一例)
131a〜131f 第2圧電駆動部a
132a〜132f 第2圧電駆動部b
140 第2支持部
140a、140b 検出部
141a〜141f 圧電センサ
142a〜142f 圧電センサ
150 電極接続部
161 シリコン支持層
162 酸化シリコン層
163 シリコン活性層
201 下部電極
202 圧電部
203 上部電極
301、301a、301b、303a、303b、312 時間変化
302、304、305、306、307 期間
310a、310b、311a、311b 波形
370a、370b 回帰直線
380a、380b 傾き及び位相調整前の高周波成分
381a、381b 傾き及び位相調整後の高周波成分
400 自動車
500 ヘッドアップディスプレイ装置(画像投影装置の一例)
600 光書込装置
650 レーザプリンタ
700 ライダ装置
A、B 圧電駆動部群(2つの被駆動手段の一例)
Aa0、Ab0、Ab1 高周波成分の振幅
H 駆動電圧A及びBの位相差
J 高周波成分の位相差
t1、t2、t3、t4、t5、t6 時期
10 Optical Scanning System 10a, 10b Optical Deflection Device 11, 11a, 11b Control Device 12 Light Source Device 13, 13a Movable Device 14 Reflective Surface 15 Scanned Surface 27 Sensor Voltage Input Circuit 28 SSD
30 control section 31 drive signal output section 31a light source drive section 31b piezoelectric drive section (an example of drive means)
32 waveform storage unit 33 drive voltage generation unit (an example of drive signal generation means)
34 Drive Voltage Output Section 35 Swing Angle Detection Sections 36, 36b High Frequency Component Extraction Section (Example of High Frequency Component Extraction Means)
37 Waveform Adjusting Section 38 Scanning Period Identifying Sections 39 and 39b Regression Straight Line Calculating Section 40 Amplitude Comparison Section 41 Symmetry Adjusting Section (an example of inclination adjusting means)
42 Phase Comparing Section 43 Phase Adjusting Section (Example of Phase Adjusting Means)
44 Cycle Period Identifying Part 101 Reflecting Part 102 Reflecting Part Bases 110a, 110b First Driving Part a, b
111a, 111b Torsion bar a, b
112a, 112b 1st piezoelectric drive part 120 1st support part 130a, 130b 2nd drive part (an example of a movable part)
131a-131f 2nd piezoelectric drive part a
132a-132f 2nd piezoelectric drive part b
140 2nd support part 140a, 140b Detection part 141a-141f Piezoelectric sensor 142a-142f Piezoelectric sensor 150 Electrode connection part 161 Silicon support layer 162 Silicon oxide layer 163 Silicon active layer 201 Lower electrode 202 Piezoelectric part 203 Upper electrode 301, 301a, 301b , 303a, 303b, 312 Time change 302, 304, 305, 306, 307 Periods 310a, 310b, 311a, 311b Waveforms 370a, 370b Regression lines 380a, 380b High-frequency components 381a, 381b Before inclination and phase adjustment After inclination and phase adjustment High frequency component 400 Automobile 500 Head-up display device (an example of image projection device)
600 Optical Writing Device 650 Laser Printer 700 Lidar Device A, B Piezoelectric Drive Unit Group (Example of Two Driven Means)
Aa0, Ab0, Ab1 Amplitude H of high frequency component Phase difference J between drive voltages A and B Phase difference t1, t2, t3, t4, t5, t6 High frequency component Timing

特許6332736号公報Japanese Patent No. 6332736

Claims (10)

反射面を有する反射部と、該反射部を支持する可動部と、を備え、該可動部は2つの被駆動手段を有し、前記反射面に入射された光を偏向する光偏向装置であって、
前記2つの被駆動手段を駆動する駆動手段と、
前記2つの被駆動手段を駆動する2つの駆動信号を生成する駆動信号生成手段と、
前記2つの駆動信号のそれぞれに対応する、前記可動部の振れ角の検出信号の2つの高周波成分を抽出する高周波成分抽出手段と、
前記2つの高周波成分の位相が互いに逆相になるように前記2つの駆動信号の少なくとも1つの位相を調整する位相調整手段と、を備える
光偏向装置。
An optical deflecting device comprising: a reflecting portion having a reflecting surface; and a movable portion supporting the reflecting portion, the movable portion having two driven means and deflecting the light incident on the reflecting surface. hand,
Drive means for driving the two driven means,
Drive signal generating means for generating two drive signals for driving the two driven means,
High-frequency component extraction means for extracting two high-frequency components of the deflection angle detection signal of the movable part corresponding to each of the two drive signals,
An optical deflecting device comprising: a phase adjusting unit that adjusts at least one phase of the two drive signals so that the phases of the two high-frequency components are opposite to each other.
前記2つの高周波成分の位相を比較する位相比較部を備える
請求項1に記載の光偏向装置。
The optical deflection device according to claim 1, further comprising a phase comparison unit that compares the phases of the two high-frequency components.
前記2つの駆動信号の少なくとも1つの傾きを調整する傾き調整手段を備える
請求項1、又は2に記載の光偏向装置。
The optical deflecting device according to claim 1, further comprising a tilt adjusting unit that adjusts the tilt of at least one of the two drive signals.
前記傾き調整手段は、前記2つの駆動信号の少なくとも1つのシンメトリを調整する
請求項3に記載の光偏向装置。
The optical deflector according to claim 3, wherein the tilt adjusting unit adjusts at least one symmetry of the two drive signals.
前記高周波成分の振幅を比較する振幅比較部を備える
請求項3、又は4に記載の光偏向装置。
The optical deflection device according to claim 3, further comprising an amplitude comparison unit that compares the amplitudes of the high frequency components.
前記高周波成分抽出手段は、前記検出信号の傾きの始期から終期までの期間における、前記検出信号の回帰直線と、前記検出信号と、の差から前記高周波成分を抽出する
請求項1乃至5の何れか1項に記載の光偏向装置。
6. The high frequency component extracting means extracts the high frequency component from a difference between a regression line of the detection signal and the detection signal in a period from the beginning to the end of the slope of the detection signal. The optical deflector according to item 1.
前記高周波成分抽出手段は、前記検出信号の傾きの始期から終期までの期間の中間において特定された、前記高周波成分の1周期に該当する期間における前記検出信号の回帰直線と、前記検出信号と、の差から前記高周波成分を抽出する
請求項1乃至5の何れか1項に記載の光偏向装置。
The high-frequency component extraction means is a regression line of the detection signal in a period corresponding to one cycle of the high-frequency component, which is specified in the middle of the period from the beginning to the end of the slope of the detection signal, and the detection signal, The optical deflector according to claim 1, wherein the high-frequency component is extracted from the difference between the two.
請求項1乃至7の何れか1項に記載の光偏向装置を備える
画像投影装置。
An image projection device comprising the light deflection device according to claim 1.
前記光偏向装置は、光源からの光の反射光を、光透過部材の表面で走査させる
請求項8に記載の画像投影装置。
The image projection device according to claim 8, wherein the light deflection device scans the reflected light of the light from the light source on the surface of the light transmission member.
請求項1乃至7の何れか1項の光偏向装置、或いは請求項8又は9の画像投影装置を備える移動体。 A moving body comprising the light deflecting device according to any one of claims 1 to 7 or the image projecting device according to claim 8 or 9.
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