JP4790875B1

JP4790875B1 - 二次元光走査装置

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Publication number: JP4790875B1
Application number: JP2011518978A
Authority: JP
Inventors: 義博花田
Original assignee: Pioneer Corp
Current assignee: Pioneer Corp
Priority date: 2011-01-26
Filing date: 2011-01-26
Publication date: 2011-10-12
Anticipated expiration: 2031-01-26
Also published as: EP2535758A4; US20120224235A1; WO2012101782A1; US8358326B2; JPWO2012101782A1; EP2535758A1

Abstract

描画軌跡にムラができ難く、低消費電力である二次元光走査装置を提供すること。
主走査方向と副走査方向とに共振駆動する偏向器（ＭＥＭＳミラー３０）と、該偏向器の駆動を制御する偏向器駆動制御部４０と、前記偏向器の走査位置を検出する位置センサと、該位置センサから得られた位置情報に基づいて前記偏向器の共振周波数を予測する共振周波数予測手段とを備え、偏向器駆動制御部４０は、偏向器による走査軌跡が１フレーム内で重複しないリサージュ図形を描く、主走査方向の駆動信号に対する副走査方向の駆動信号の周波数比と主走査方向の駆動信号に対する副走査方向の駆動信号の位相との組合せを複数記憶し、共振周波数予測手段によって予測された共振周波数に基づいて、記憶された駆動信号の周波数比と位相との組合せの中から１つの組合せを選択し、この周波数比と位相とに基づいた駆動信号によって偏向器の制御を行うこと。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えばレーザプロジェクタや光スキャナ等に利用される二次元光走査装置に関する。

従来、二次元光走査装置として、レーザ光などの光が照射されたＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）ミラーを高速駆動させるものが知られている。このような二次元光走査装置では、ＭＥＭＳミラーを垂直方向及び水平方向の双方に対してそれぞれ共振駆動させることで、リサージュ図形を描くように走査（以下、リサージュ走査という）させて描画を行うことがある。この場合、描画位置を水平成分である水平位置Ｘと垂直成分である垂直位置Ｙとに分けて記述することができ、水平位置Ｘは、水平周波数をａ［Ｈｚ］、時間をＴ［ｓｅｃ］とすると以下の式１で表され、垂直位置Ｙは、垂直周波数をｂ［Ｈｚ］、時間をＴ［ｓｅｃ］、Ｘに対する位相をφとすると以下の式２で表される。
Ｘ＝ｓｉｎ（２π・ａ・Ｔ）・・・（式１）
Ｙ＝ｓｉｎ（２π・ｂ・Ｔ＋φ）・・・（式２）
ここで、例えばＴが０から１まで変化する間に１フレームを走査する場合、ａ＝５１、ｂ＝１０、φ＝０のときの走査軌跡は、図３（ａ）のように全ての軌跡が重複することなく描画される。

しかしながら、ＭＥＭＳミラー等における共振周波数は温度等の条件や経年劣化によって変化することがある。例えば、ａ＝５１からａ＝５２に変化したとすると、走査軌跡は同じ軌跡を２度辿るように重複するため、図３（ｂ）のように軌跡の間隔が広くなるように描画される。また、位相φが例えばφ＝０からφ＝１／４π［ｒａｄ］に変化すると、ａ＝５１、ｂ＝１０の条件であっても、図３（ｃ）に示されるように描画軌跡に疎密が生じるように描画される。

そこで、例えば特許文献１に記載されるように、走査線のうち少なくとも隣接する２本の走査線の、副走査方向（垂直方向）の間隔及び主走査方向（水平方向）の走査方向を検出可能な走査線検出手段と、この走査線検出手段で検出した少なくとも隣接する２本の走査線の副走査方向の間隔が一定で、主走査方向の走査方向が互いに逆になるように、偏向器（ＭＥＭＳミラー）の偏向角度の位相を制御する制御手段とを備えることが考えられる。

特開２００８−２１６２９９号公報（請求項５、段落００２１）

このような構成によれば、確かに、隣接する走査線の間隔を一定に保つことができ、正確なリサージュ走査制御ができるので、走査面に形成される画像の質を高めることができると考えられる。しかしながら、ＭＥＭＳミラーのような偏向器は、共振周波数（固有周波数）によって駆動させることで低消費電力ながら高い駆動性を実現できるものである。そのため、特許文献１の構成では、偏向器の主走査方向及び副走査方向における駆動周波数が本来の共振周波数と異なるように制御されてしまい、偏向器の駆動に必要な消費電力が増大してしまう虞がある。さらに、駆動周波数が共振周波数に対して大きく異なる場合には、偏向器の駆動振幅（振れ角）が減少すると考えられ、駆動制御そのものが困難になる虞がある。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、上述のような問題を解決することを課題の一例とするものであり、これらの課題を解決することができる二次元光走査装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、請求項１記載の発明に係る二次元光走査装置は、光源からの光を偏向して所定のパターンの繰り返し走査を行う二次元光走査装置であって、主走査方向と該主走査方向とは異なる副走査方向とに共振駆動する偏向器と、該偏向器の駆動を制御する偏向器駆動制御部と、前記偏向器の走査位置を検出する位置センサと、該位置センサから得られた位置情報に基づいて前記偏向器の共振周波数を予測する共振周波数予測手段とを備え、前記偏向器駆動制御部は、前記偏向器による走査軌跡が１フレーム内で重複しないリサージュ図形を描く、主走査方向の駆動信号に対する副走査方向の駆動信号の周波数比と主走査方向の駆動信号に対する副走査方向の駆動信号の位相との組合せを複数記憶し、前記共振周波数予測手段によって予測された共振周波数に基づいて、記憶された駆動信号の周波数比と位相との組合せの中から１つの組合せを選択し、該選択された周波数比と位相とに基づいた駆動信号によって前記偏向器の制御を行うことを特徴とする。

本発明の一実施の形態に係る二次元光走査装置の構成を示すブロック図である。本発明の一実施の形態に係る二次元光走査装置に用いられる周波数及び周期数の一例を示すテーブルである。（ａ）リサージュ走査の例を示す模式図である。（ｂ）リサージュ走査の例を示す模式図である。（ｃ）リサージュ走査の例を示す模式図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら具体的に説明する。便宜上、同一の作用効果を奏する要素には同一の符号を付け、その説明を省略する。なお、本発明は、主走査方向と副走査方向との少なくとも一方を正弦振動で共振駆動させる偏向器を有する二次元光走査装置に広く適用可能であるが、ここでは本発明を、ＭＥＭＳミラーを主走査方向と副走査方向とに対してそれぞれ共振駆動させる画像描画装置としての二次元光走査装置に適用した場合の一例について説明する。

本実施形態における二次元光走査装置は、１フレームの走査（描画）を行うときに、その走査軌跡が重複したり、疎密が形成されたりしないように制御されるものである。一例として、標準的な状態でのＭＥＭＳミラーの水平方向における共振周波数ωｘが３０６０Ｈｚ、垂直方向における共振周波数ωｙが６００Ｈｚであり、フレームレートが６０ｆｐｓに設定されたリサージュ走査を行う二次元光走査装置について説明する。なお、この例では、１フレームあたりの走査での水平方向におけるＭＥＭＳミラーの振動回数（水平周期数）が５１（３０６０Ｈｚ／６０ｆｐｓ）、垂直方向におけるＭＥＭＳミラーの振動回数（垂直周期数）が１０（６００／６０ｆｐｓ）となる（以下、「５１：１０」のように表す）。ここで、二次元光走査装置によって走査される水平位置Ｘ_ｏｕｔは、水平周期数をａ、フレームレートをｎ［ｆｐｓ］、時間をＴ［ｓｅｃ］、１フレームの描画開始時の位相（以下、「フレーム開始位相」とする）をφｘとすると以下の式３で表され、垂直位置Ｙ_ｏｕｔは、垂直周期数をｂ、フレームレートをｎ［ｆｐｓ］、時間をＴ［ｓｅｃ］、フレーム開始位相をφｙとすると以下の式４で表される。
Ｘ_ｏｕｔ＝ｓｉｎ（２π・ａ・ｎ・Ｔ＋φｘ）・・・（式３）
Ｙ_ｏｕｔ＝ｓｉｎ（２π・ｂ・ｎ・Ｔ＋φｙ）・・・（式４）

このように式３及び式４のように表記されるリサージュ走査において、１フレームの走査軌跡（Ｔ＝０〜１／ｎの期間）が重複するのは以下の条件１乃至５の場合である。
（条件１）
フレーム開始位相φｘ及びφｙがいずれも０又はπ（ｒａｄ）であり（φｘ＝φｙ＝０、π）、水平周期数ａと垂直周期数ｂとに公約数がある場合。
（条件２）
フレーム開始位相φｘ及びφｙがいずれも０又はπ（ｒａｄ）であり（φｘ＝φｙ＝０、π）、水平周期数ａ及び垂直周期数ｂがいずれも奇数である場合。
（条件３）
フレーム開始位相φｘが０又はπ（ｒａｄ）であり水平周期数ａが奇数且つ、フレーム開始位相φｙがπ／２（ｒａｄ）又は−π／２（ｒａｄ）であり垂直周期数ｂが偶数である場合。
（条件４）
フレーム開始位相φｘがπ／２（ｒａｄ）又は−π／２（ｒａｄ）であり水平周期数ａが偶数且つ、フレーム開始位相φｙが０又はπ（ｒａｄ）であり垂直周期数ｂが奇数である場合。
（条件５）
フレーム開始位相φｘ及びφｙがいずれもπ／２（ｒａｄ）又は−π／２（ｒａｄ）であり（φｘ＝φｙ＝π／２（ｒａｄ）、−π／２（ｒａｄ））、水平周期数ａ及び垂直周期数ｂがいずれも偶数である場合。

これら条件１乃至５の場合は、１フレームの走査軌跡の中で、水平位置Ｘ（式３）及び垂直位置Ｙ（式４）の両方の傾きが０になるポイントが存在するか、あるいは、水平位置Ｘ（式３）及び垂直位置Ｙ（式４）の両方の傾きが最大になるポイントが存在するものである。すなわち、式３及び式４の微分値（導関数）をそれぞれ式５及び式６とした場合に、式７又は式８が成立する変数ｔ（０＜ｔ＜１／ｎ）が存在するときに１フレームの走査軌跡が重複するものである。なお、式５及び式６は、微分値の位相に注目するために振幅を規格化してある。
Ｘ’＝ｃｏｓ（２π・ａ・ｎ・Ｔ）・・・（式５）
Ｙ’＝ｃｏｓ（２π・ｂ・ｎ・Ｔ）・・・（式６）
Ｘ’（ｔ）＝Ｙ’（ｔ）＝０・・・（式７）
Ｘ’（ｔ）＝Ｙ’（ｔ）＝１・・・（式８）

本実施形態では、上記の条件１乃至条件５に該当するような値を取らない水平周期数ａ、垂直周期数ｂ、位相φｘ及び位相φｙの組合せを予め複数用意するものである。ここでは、フレーム開始位相φｘ＝φｙ＝０を前提条件とすることで、条件１及び条件２のみに着目するものとする。以下、二次元光走査装置の具体例を挙げて説明する。

図１に本実施形態に係る二次元光走査装置１のブロック図を示す。本実施例における二次元光走査装置１は、画素データ生成部１０によって生成された画素データがレーザ駆動部２０に入力され、このレーザ駆動部２０によって駆動されるＬＤ（Laser Diode）等のレーザ光源２５からのレーザ光が走査部としての偏向器であるＭＥＭＳミラー３０に対して照射されるものである。ＭＥＭＳミラー３０は、偏向器駆動制御部４０によって、主走査方向である水平方向とこれに直交する副走査方向である垂直方向の双方に設けられた駆動軸に対してそれぞれ正弦波によって共振駆動（正弦駆動）するものである。なお、二次元光走査装置１には、ＭＥＭＳミラー３０の水平方向の位置を検出する水平位置センサ及び垂直方向の位置を検出する垂直位置センサが設けられており、これらの位置センサからの出力が偏向器駆動制御部４０にフィードバックされている。なお、水平位置センサ及び垂直位置センサは、例えばＭＥＭＳミラー３０の駆動軸に設けられるものである。

また、ＭＥＭＳミラー３０に設けられた水平位置センサの出力（水平位置Ｘ_ｏｕｔ）及び垂直位置センサの出力（垂直位置Ｙ_ｏｕｔ）は、それぞれ水平走査位相比較器５０及び垂直走査位相比較器５５にも入力されている。そして、この水平走査位相比較器５０及び垂直走査位相比較器５５は、さらに、偏向器駆動制御部４０からＭＥＭＳミラー３０を駆動するための信号である水平駆動信号Ｘ_ｉｎ及び垂直駆動信号Ｙ_ｉｎが入力されており、水平駆動信号Ｘ_ｉｎと水平位置Ｘ_ｏｕｔとの位相ずれ及び垂直駆動信号Ｙ_ｉｎと垂直位置Ｙ_ｏｕｔとの位相ずれが偏向器駆動制御部４０に入力されている。

ここで、ＭＥＭＳミラー３０を、上記の式３及び式４に従って駆動させるためには、Ｔ＝０のときにＸ_ｏｕｔ＝Ｙ_ｏｕｔ＝０となるため、１フレームの走査における始点と終点とで水平位置Ｘ_ｏｕｔ及び垂直位置Ｙ_ｏｕｔがいずれも０になることが要求される。しかし、ＭＥＭＳミラー３０は、例えば二次遅れ要素を持つなど、Ｘ_ｉｎとＸ_ｏｕｔ、Ｙ_ｉｎとＹ_ｏｕｔは周波数特性をもつ位相関係にあるため、ＭＥＭＳミラー３０の駆動信号として式３、式４の通りに水平駆動信号Ｘ_ｉｎ及び垂直駆動信号Ｙ_ｉｎを入力すると、Ｘ_ｏｕｔとＹ_ｏｕｔの間に位相ずれが発生してしまう可能性がある。そこでＭＥＭＳミラー３０の水平駆動信号Ｘ_ｉｎ及び垂直駆動信号Ｙ_ｉｎは以下の式９及び式１０を適用する。
水平駆動信号Ｘ_ｉｎ＝ｓｉｎ（２π・ａ・ｎ・Ｔ）・・・（式９）
垂直駆動信号Ｙ_ｉｎ＝ｓｉｎ（２π・ｂ・ｎ・Ｔ＋φ）・・・（式１０）
そして、偏向器駆動制御部４０によって、１フレームの始点となるＴ＝０での水平位置センサの出力（水平位置Ｘ_ｏｕｔ）及び垂直位置センサの出力（垂直位置Ｙ_ｏｕｔ）を監視して、Ｘ_ｏｕｔ＝Ｙ_ｏｕｔ＝０となるように、水平駆動信号Ｘ_ｉｎに対する垂直駆動信号Ｙ_ｉｎの位相φを調節しながら水平駆動信号Ｘ_ｉｎ及び垂直駆動信号Ｙ_ｉｎを生成するものである。

ＭＥＭＳミラー３０は、標準状態における水平方向及び垂直方向の共振周波数が、例えば、共振周波数ωｘ＝３０６０Ｈｚ、共振周波数ωｙ＝６００Ｈｚになるように設計されるものであるが、この共振周波数は、温度等によって変動することが予測される。そこで、偏向器駆動制御部４０は共振周波数予測手段を備えることで、起動時及び起動後の共振周波数を予測する。起動時にＭＥＭＳミラー３０に出力する駆動信号の周波数として、例えば水平方向では３０００Ｈｚを、垂直方向では６００Ｈｚを中心にして変動が予測される範囲内で僅かずつ変化させながら定電流で出力する。そして、そのときのＭＥＭＳミラー３０の振れ角を水平位置センサ及び垂直位置センサによって監視し、最大の振れ角になる周波数を探索し、それを起動時における共振周波数ωｘ及び共振周波数ωｙとして記憶する。

起動後は、水平位置センサと垂直位置センサとによって常にＭＥＭＳミラーの振幅を測定する。そして、偏向器駆動制御部４０は、駆動周波数が共振周波数から離れるほど、ＭＥＭＳミラー３０の振幅が小さくなるという性質を利用して、測定されたＭＥＭＳミラー３０の振幅から、そのときの駆動周波数と共振周波数とのずれ量（差）を推定する。さらに、水平走査位相比較器５０及び垂直走査位相比較器５５によって、常に水平駆動信号Ｘ_ｉｎ及び垂直駆動信号Ｙ_ｉｎと水平位置Ｘ_ｏｕｔ及び垂直位置Ｙ_ｏｕｔとの位相を比較する。この位相は、駆動周波数を一定としたとき、共振周波数が高くなると進み、低くなると遅れるという性質を有する。そのため、偏向器駆動制御部４０は、水平走査位相比較器５０及び垂直走査位相比較器５５からの出力によって、実際の共振周波数がそのときの駆動周波数よりも高い状態なのか、低い状態なのかを判別することができる。このように構成されることで、温度等の条件の変化によってＭＥＭＳミラー３０における共振周波数が変化した際にも、偏向器駆動制御部４０（共振周波数予測手段）によって変化後の共振周波数を探索することができるものである。

本実施形態における偏向器駆動制御部４０は、フレーム開始位相φｘ＝φｙ＝０を前提条件としているため、上述の条件１及び条件２に該当しない「水平周期数ａ：垂直周期数ｂ」の組合せである「４７：１０」、「４９：１０」、「５１：１０」、「５３：１０」、「４８：１１」、「５０：１１」、「５２：１１」及び「５４：１１」と、これらに対応した「水平駆動周波数：垂直駆動周波数」の組合せである「２８２０：６００」、「２９４０：６００」、「３０６０：６００」、「３１８０：６００」、「２８８０：６００」、「３０００：６６０」、「３１２０：６６０」及び「３２４０：６６０」を周波数テーブルとして予め記憶している（図２参照）。なお、水平周期数ａ及び垂直周期数ｂのそれぞれにフレームレートｎを乗じた値が水平駆動周波数及び垂直駆動周波数であるため、「水平周期数ａ：垂直周期数ｂ」は、水平駆動周波数と垂直駆動周波数との比（周波数比）ということができる。

そして、偏向器駆動制御部４０は、探索された共振周波数ωｘ及び共振周波数ωｙに最も近い「水平駆動周波数：垂直駆動周波数」の組合せを選択し、これに対応する「水平周期数ａ：垂直周期数ｂ」の組合せを周期数選択結果として画素データ生成部１０に出力する。なお、偏向器駆動制御部４０は、水平駆動信号Ｘ_ｉｎ及び垂直駆動信号Ｙ_ｉｎに同期したピクセルクロック及びフレームレートクロックも画素データ生成部１０に出力するものである。

二次元光走査装置１による駆動制御について説明する。起動時の共振周波数の探索によって、例えば共振周波数ωｘ＝３０５０Ｈｚ、共振周波数ωｙ＝６１０Ｈｚが記憶されたとする。偏向器駆動制御部４０は、まず周波数テーブルの中から、記憶された共振周波数ωｙ（６１０Ｈｚ）との差が最小である「６００Ｈｚ」を垂直周波数Ｙ_ｏｕｔとして選択し、次にこの垂直周波数「６００Ｈｚ」との組合せの中から記憶された共振周波数ωｘ（３０５０Ｈｚ）との差が最小である「３０６０Ｈｚ」を水平周波数Ｘ_ｏｕｔとして選択する。そして、１フレームの走査における始点であるＴ＝０において、Ｘ_ｏｕｔ＝Ｙ_ｏｕｔ＝０となるように式１０の位相φを調節して、水平駆動信号Ｘ_ｉｎと垂直駆動信号Ｙ_ｉｎを生成する。さらに偏向器駆動制御部４０は画素データ生成部１０に対して周期数選択結果が「５１：１０」であることを送信する。画素データ生成部１０は、偏向器駆動制御部４０から入力された周期数選択結果、ピクセルクロック及びフレームレートクロックに基づいてＭＥＭＳミラー３０による走査軌跡を演算し、この走査軌跡と外部から入力された６０Ｈｚのフレームレートクロックに同期した固定画素の画像データとから、周期数が「５１：１０」のときの走査軌跡に対応した画素データを生成する。

起動後、偏向器駆動制御部４０によって、共振周波数が高くなり、共振周波数ωｘ＝３１５０Ｈｚ、共振周波数ωｙ＝６２０Ｈｚになったことが検出（記憶）されたとする。すると、偏向器駆動制御部４０は、まず周波数テーブルの中から、記憶された共振周波数ωｙ（６２０Ｈｚ）との差が最小である「６００Ｈｚ」を垂直周波数Ｙ_ｏｕｔとして選択し、次にこの垂直周波数「６００Ｈｚ」との組合せの中から記憶された共振周波数ωｘ（３１５０Ｈｚ）との差が最小である「３１８０Ｈｚ」を水平周波数Ｘ_ｏｕｔとして選択する。そして、１フレームの走査における始点であるＴ＝０において、Ｘ_ｏｕｔ＝Ｙ_ｏｕｔ＝０となるように式１０の位相φを調節して、水平駆動信号Ｘ_ｉｎと垂直駆動信号Ｙ_ｉｎを生成する。さらに偏向器駆動制御部４０は画素データ生成部１０に対して周期数選択結果が「５３：１０」であることを送信し、画素データ生成部１０は周波数比が５３：１０のときの走査軌跡に応じた画素データを生成する。このとき、走査ライン数は起動時の５１：１０のときに比べて５３／５１倍になる。

上記例からさらに共振周波数が変化して、共振周波数ωｘ＝３２００Ｈｚ、共振周波数ωｙ＝６５０Ｈｚになったことが偏向器駆動制御部４０によって検出（記憶）されたとする。偏向器駆動制御部４０、まず周波数テーブルの中から、記憶された共振周波数ωｙ（６５０Ｈｚ）との差が最小である「６６０Ｈｚ」を垂直周波数Ｙ_ｏｕｔとして選択し、次にこの垂直周波数「６６０Ｈｚ」との組合せの中から記憶された共振周波数ωｘ（３２００Ｈｚ）との差が最小である「３２４０Ｈｚ」を水平周波数Ｘ_ｏｕｔとして選択する。そして、１フレームの走査における始点であるＴ＝０において、Ｘ_ｏｕｔ＝Ｙ_ｏｕｔ＝０となるように式１０の位相φを調節して、水平駆動信号Ｘ_ｉｎと垂直駆動信号Ｙ_ｉｎを生成する。さらに偏向器駆動制御部４０は画素データ生成部１０に対して周期数選択結果が「５４：１１」であることを送信し、画素データ生成部１０は周波数比が５４：１１のときの走査軌跡に応じた画素データを生成する。このように、ＭＥＭＳミラー３０は、温度等の条件の変化によって共振周波数が変化した際にも、常に変化した共振周波数に近い駆動周波数で駆動することになり、電力消費量を抑制しつつ大きな振れ角とすることができる。

なお、本実施例のようにリサージュ走査による描画を行う場合、水平方向の描画軌跡は式３で表されるように正弦波状に変動するものである。そのため、この走査速度Ｖｘは画面の水平方向の中央で最も早く、端部側で最も遅くなり、画面の輝度は、画面の端部側が明るく、画面中央が暗くなる。そこで本実施例では、画素データに対して、走査速度の逆数に比例した輝度補正を行うことで、画面の水平方向における中央と端部側とで輝度に差が生じないようにしている。そして、垂直方向の描画軌跡も正弦波状に変動するものであり、画面の垂直方向における端部側が明るく、中央が暗くなるため、同様の輝度補正を行うものである。

以上、本発明の実施の形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこれらの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。例えば、具体的な周波数、周期数等は実施例に限定されず、適宜変更できるものである。

また、フレーム開始位相φｘ＝φｙ＝０を前提条件として、条件１及び条件２のみに着目した例を示したが、これに限定されず、フレーム開始位相φｘ＝φｙ＝０を前提条件としないで条件１乃至５の中から複数種類を同時に適用することもできる。この場合、周波数テーブルにφｘとφｙの条件も加え、周波数と同時に位相も制御する必要がある。例えば条件５のようにφｘ＝π／２（ｒａｄ）、φｙ＝π／２（ｒａｄ）を選択する場合には、Ｔ＝０のときＸ_ｏｕｔ＝Ｙ_ｏｕｔ＝−１となるように位相の制御を行う。

また、起動後に常にＭＥＭＳミラーの振幅を監視し、この振幅と水平走査位相比較器及び垂直走査位相比較器の信号とから変化した共振周波数を探索する例を示したが、これに限定されない。例えば、一定期間ごとに駆動周波数を変化させてＭＥＭＳミラーの振幅を測定することで共振周波数を探索するようにしても構わない。

１二次元光走査装置
１０画素データ生成部
２０レーザ駆動部
３０ＭＥＭＳミラー（偏向器）
４０偏向器駆動制御部
５０水平走査位相比較器
５５垂直走査位相比較器

Claims

光源からの光を偏向して所定のパターンの繰り返し走査を行う二次元光走査装置であって、
主走査方向と該主走査方向とは異なる副走査方向とに共振駆動する偏向器と、
該偏向器の駆動を制御する偏向器駆動制御部と、
前記偏向器の走査位置を検出する位置センサと、
該位置センサから得られた位置情報に基づいて前記偏向器の共振周波数を予測する共振周波数予測手段とを備え、
前記偏向器駆動制御部は、
前記偏向器による走査軌跡が１フレーム内で重複しないリサージュ図形を描く、主走査方向の駆動信号に対する副走査方向の駆動信号の周波数比と主走査方向の駆動信号に対する副走査方向の駆動信号の位相との組合せを複数記憶し、
前記共振周波数予測手段によって予測された共振周波数に基づいて、前記周波数比と位相との組合せの中から１つの組合せを選択し、
該選択された周波数比と位相とに基づいた駆動信号によって前記偏向器の制御を行うことを特徴とする二次元光走査装置
前記偏向器は、主走査方向が水平方向、副走査方向が垂直方向であり、
前記偏向器駆動制御部は、前記周波数比と位相との組合せとして、水平方向における周波数と垂直方向における周波数と位相とを選択し、
前記二次元光走査装置は、前記偏向器駆動制御部によって選択された前記水平方向における周波数と垂直方向における周波数と位相とによって描画軌跡を演算し、該描画軌跡に沿った画像データを生成する画像データ生成部を備えることを特徴とする請求項１記載の二次元光走査装置。
前記共振周波数予測手段は、前記位置センサから得られる位置情報と前記偏向器駆動制御部から出力される駆動信号とに基づいて前記偏向器の共振周波数を予測することを特徴とする請求項１記載の二次元光走査装置。
前記偏向器は、主走査方向が水平方向、副走査方向が垂直方向であり、
前記偏向器駆動制御部は、前記周波数比と位相との組合せとして、１フレーム内で主走査方向の駆動信号の傾きと副走査方向の駆動信号の傾きとが、互いに０になるポイントがないとともに、互いに最大になるポイントがない組合せを記憶していることを特徴とする請求項１記載の二次元光走査装置。