JP6789704B2 - Optical scanning device - Google Patents

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本発明は、光偏向器を備える光走査装置に関する。 The present invention relates to an optical scanning device including an optical deflector.

MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)の光偏向器が知られている。また、該MEMSの光偏向器を備える光走査装置も知られている。 MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) optical deflectors are known. An optical scanning device including the MEMS optical deflector is also known.

典型的なMEMSの光偏向器は、所定の軸線の回りに往復回動可能であるミラー部と、圧電膜を有し軸線の回りのミラー部の回動角を圧電膜の駆動電圧に応じて制御する圧電アクチュエータとを有する。さらに、その典型的な圧電アクチュエータでは、圧電膜は、基板層の片面のみに形成され(例:特許文献1)、ミラー部の往復回動用の周期振動電圧に所定のオフセットバイアス電圧を重畳したユニポーラの駆動電圧で駆動される。 A typical MEMS optical deflector has a mirror portion that can reciprocate around a predetermined axis and a rotation angle of a mirror portion that has a piezoelectric film and is around the axis according to the driving voltage of the piezoelectric film. It has a piezoelectric actuator to control. Further, in the typical piezoelectric actuator, the piezoelectric film is formed on only one side of the substrate layer (example: Patent Document 1), and a unipolar in which a predetermined offset bias voltage is superimposed on the periodic vibration voltage for reciprocating rotation of the mirror portion. It is driven by the driving voltage of.

特開2012−203079号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2012-203079

光走査装置では、照射装置に装備されて照射光として使用されるときの走査光の照度のむらを防止したり、画像装置に装備されて画像生成光として使用されるときの生成画像の品質を確保するために、走査光を照射領域に等速で走査することが有利である。このため、圧電アクチュエータの駆動電圧と軸線の回りのミラー部の回動角とは線形関係を有することが望まれる。 The optical scanning device prevents uneven illuminance of the scanning light when it is installed in the irradiation device and used as the irradiation light, and ensures the quality of the generated image when it is installed in the image device and used as the image generation light. Therefore, it is advantageous to scan the irradiation area with scanning light at a constant velocity. Therefore, it is desired that the drive voltage of the piezoelectric actuator and the rotation angle of the mirror portion around the axis have a linear relationship.

ユニポーラの駆動電圧型の光偏向器では、圧電膜の駆動電圧の最小値と最大値とが軸線の回りのミラー部の往復回動角範囲の両端の回動角に設定される。しかし、この場合、従来の光偏向器では、圧電膜の駆動電圧の中間値において軸線の回りのミラー部の回動角が、線形関係で規定される回動角より小さくなる傾向がある。 In the unipolar drive voltage type optical deflector, the minimum value and the maximum value of the drive voltage of the piezoelectric film are set to the rotation angles at both ends of the reciprocating rotation angle range of the mirror portion around the axis. However, in this case, in the conventional optical deflector, the rotation angle of the mirror portion around the axis tends to be smaller than the rotation angle defined by the linear relationship at the intermediate value of the drive voltage of the piezoelectric film.

圧電アクチュエータの駆動電圧と軸線の回りのミラー部の回動角との線形関係は、オフセットバイアス電圧を増大するほど、改善される。しかしながら、駆動電圧の最大値は圧電膜の耐電圧以内にしないと、圧電膜が絶縁破壊等で損傷する。したがって、オフセットバイアス電圧を増大すると、増大した分、駆動電圧に含める周期振動電圧の振幅を減少させなければならない。しかしながら、周期振動電圧の振幅の減少は、ミラー部の往復回動の回動角範囲の減少の原因になるので、好ましくない。 The linear relationship between the drive voltage of the piezoelectric actuator and the rotation angle of the mirror portion around the axis is improved as the offset bias voltage is increased. However, if the maximum value of the drive voltage is not within the withstand voltage of the piezoelectric film, the piezoelectric film will be damaged due to dielectric breakdown or the like. Therefore, when the offset bias voltage is increased, the amplitude of the periodic vibration voltage included in the drive voltage must be reduced by the increase. However, a decrease in the amplitude of the periodic vibration voltage is not preferable because it causes a decrease in the rotation angle range of the reciprocating rotation of the mirror portion.

本発明の目的は、光偏向器の圧電膜をユニポーラ駆動方式で駆動する光走査装置において、ミラー部の往復回動角範囲を十分に確保しつつ、圧電アクチュエータの駆動電圧に対する軸線の回りのミラー部の回動角の線形性を改善することである。 An object of the present invention is a mirror around an axis with respect to a drive voltage of a piezoelectric actuator while sufficiently securing a reciprocating rotation angle range of a mirror portion in an optical scanning device that drives a piezoelectric film of an optical deflector by a unipolar drive method. This is to improve the linearity of the rotation angle of the portion.

本発明の光走査装置は、
光源と、
所定の軸線の回りに往復回動可能であり前記光源からの入射光を前記軸線の回りの回動角に応じた方向に反射して走査光として出射するミラー部、及び圧電膜を有し前記軸線の回りの前記ミラー部の回動角を前記圧電膜の駆動電圧に応じて制御する圧電アクチュエータを有する光偏向器と、
前記駆動電圧をユニポーラの駆動電圧で前記圧電アクチュエータに供給する制御装置とを備え
前記駆動電圧は、前記圧電膜に印加されることによって前記ミラー部を前記軸線の回りに一定の周波数で往復回動させる周期振動電圧と、該周期振動電圧をフーリェ級数展開したときの成分であるフーリェ級数展開周波数成分に対して、周波数が2倍で振幅が所定比となる第1倍周波数成分の位相を変更した第2倍周波数成分に基づいて、前記駆動電圧と前記回動角との線形性を向上させるための補正電圧である線形性補正電圧と、所定のバイアス電圧とを重ね合わせて生成され、
前記線形性補正電圧は、前記周期振動電圧の絶対値が最小になる位相に合わせて前記駆動電圧の値が前記圧電膜の耐電圧から最大に離れた値になるように、位相が設定されていることを特徴とする。
The optical scanning apparatus of the present invention
Light source and
It has a mirror portion that can reciprocate around a predetermined axis, reflects incident light from the light source in a direction corresponding to the rotation angle around the axis, and emits as scanning light, and a piezoelectric film. An optical deflector having a piezoelectric actuator that controls the rotation angle of the mirror portion around the axis according to the driving voltage of the piezoelectric film, and
A control device that supplies the drive voltage to the piezoelectric actuator with the drive voltage of the unipolar is provided .
The drive voltage is a periodic vibration voltage that causes the mirror portion to reciprocate around the axis at a constant frequency by being applied to the piezoelectric film, and a component when the periodic vibration voltage is expanded by the Foulier series. The alignment of the drive voltage and the rotation angle based on the second-fold frequency component in which the phase of the first-fold frequency component whose frequency is twice and the amplitude is a predetermined ratio is changed with respect to the Fühlier series expansion frequency component. It is generated by superimposing a linear correction voltage, which is a correction voltage for improving the performance, and a predetermined bias voltage.
The phase of the linearity correction voltage is set so that the value of the drive voltage becomes a value that is maximum away from the withstand voltage of the piezoelectric film in accordance with the phase in which the absolute value of the periodic vibration voltage is minimized. and said that you are.

本発明の発明者は、周期振動電圧をフーリェ級数展開しときの成分であるフーリェ級数展開周波数成分に対し周波数が2倍で振幅が所定比である倍周波数成分を第1倍周波数成分とし、該第1倍周波数成分の位相を変更した倍周波数成分を第2倍周波数成分とし、該第2倍周波数成分に基づいて生成した線形性補正電圧を駆動電圧に含めれば、オフセットバイアス電圧を増大しなくても、圧電アクチュエータの駆動電圧に対する軸線の回りのミラー部の回動角の線形性が改善されるという知見を得た。 The inventor of the present invention uses a multiple frequency component having a frequency twice as high as a predetermined ratio of the amplitude with respect to the Fühlier series expansion frequency component, which is a component when the periodic vibration voltage is expanded into the Foulier series, as the first frequency component. If the frequency component whose phase is changed of the first frequency component is used as the second frequency component and the linearity correction voltage generated based on the second frequency component is included in the drive voltage, the offset bias voltage does not increase. However, it was found that the linearity of the rotation angle of the mirror portion around the axis with respect to the drive voltage of the piezoelectric actuator is improved.

本発明によれば、この知見に基づいて線形性補正電圧を生成して、該線形性補正電圧を駆動電圧に含める。これにより、ミラー部の往復回動角範囲を十分に確保しつつ、圧電アクチュエータの駆動電圧に対する軸線の回りのミラー部の回動角の線形性を改善することができる。 According to the present invention, a linearity correction voltage is generated based on this finding, and the linearity correction voltage is included in the drive voltage. As a result, it is possible to improve the linearity of the rotation angle of the mirror portion around the axis with respect to the drive voltage of the piezoelectric actuator while sufficiently securing the reciprocating rotation angle range of the mirror portion.

本発明の光走査装置において、前記フーリェ級数展開周波数成分は正弦波成分のみで表されることが好ましい。 In the optical scanning apparatus of the present invention, it is preferable that the Fourier series expansion frequency component is represented only by a sine wave component.

周期振動電圧は、奇関数か、偶関数か、奇関数と偶関数とを重ね合わせた関数かのいずれかである。一方、すべての余弦波は、位相をπ/2変更することにより、同一周波数の正弦波に置き換えることができる。上記構成により、フーリェ級数展開周波数成分を正弦波成分のみで表わして、線形性補正電圧を、周期振動電圧のフーリェ級数展開正弦波成分に対する倍周波数正弦波成分のみから成る第2倍周波数成分に基づいて設定することにより、周期振動電圧が、奇関数でなく、偶関数か、奇関数と偶関数とを重ね合わせた関数であっても、周期振動電圧に対する線形性補正電圧を支障なく設定することができる。 The periodic vibration voltage is either an odd function, an even function, or a function obtained by superimposing an odd function and an even function. On the other hand, all cosine waves can be replaced with sine waves of the same frequency by changing the phase by π / 2. With the above configuration, the Fourier series expansion frequency component is represented only by the sinusoidal component, and the linearity correction voltage is based on the second multiple frequency component consisting only of the multiple frequency sine wave component with respect to the Fourier series expansion sinusoidal component of the periodic vibration voltage. Even if the periodic vibration voltage is not an odd function but an even function or a function obtained by superimposing an odd function and an even function, the linearity correction voltage for the periodic vibration voltage can be set without any problem. Can be done.

本発明の光走査装置において、前記制御装置は、前記第1倍周波数成分から前記第2倍周波数成分への位相変更が位相を進ませる変更であるときは、符号を維持した前記第2倍周波数成分を前記線形性補正電圧として生成し、前記第1倍周波数成分から前記第2倍周波数成分への位相変更が位相を遅らせる変更であるときは、符号を逆転した前記第2倍周波数成分を前記線形性補正電圧として生成することが好ましい。 In the optical scanning apparatus of the present invention, when the phase change from the first-fold frequency component to the second-fold frequency component is a change that advances the phase, the control device maintains the code of the second-fold frequency. When the component is generated as the linearity correction voltage and the phase change from the first-fold frequency component to the second-fold frequency component is a change that delays the phase, the second-fold frequency component whose sign is reversed is said. It is preferable to generate it as a linearity correction voltage.

駆動電圧の変化量に対する軸線の回りのミラー部の回動角の変化量は、駆動電圧の低いときに不足する傾向が強いので、線形性は、駆動電圧の高いときより低いときの方が悪化する傾向がある。上記構成によれば、第1倍周波数成分から第2倍周波数成分への位相変更が位相を進ませる変更であるか遅らせる変更であるかに応じて、周期振動電圧が低下する位相に合わせて、線形性補正電圧が駆動電圧の低下量を増大させる。これにより、圧電アクチュエータの駆動電圧に対する軸線の回りのミラー部の回動角の線形性の改善に対し、線形性補正電圧を有効に使用することができる。 The amount of change in the rotation angle of the mirror around the axis with respect to the amount of change in the drive voltage tends to be insufficient when the drive voltage is low, so the linearity is worse when the drive voltage is low than when it is high. Tend to do. According to the above configuration, depending on whether the phase change from the 1st frequency component to the 2nd frequency component is a change that advances or delays the phase, the periodic vibration voltage is adjusted to the phase in which the periodic vibration voltage decreases. The linearity correction voltage increases the amount of decrease in the drive voltage. As a result, the linearity correction voltage can be effectively used for improving the linearity of the rotation angle of the mirror portion around the axis with respect to the drive voltage of the piezoelectric actuator.

本発明の光走査装置において、前記第1倍周波数成分と前記第2倍周波数成分との位相差はπ/2に設定されていることが好ましい。 In the optical scanning apparatus of the present invention, it is preferable that the phase difference between the first-fold frequency component and the second-fold frequency component is set to π / 2.

この構成によれば、位相変更はπ/2に設定されている。これにより、周期振動電圧が最大低下する位相に合わせて、第2倍周波数正弦波成分の絶対値は、最大となって、駆動電圧の低下量を最大限増大させる。この結果、線形性の改善に対する線形性補正電圧を一層有効に使用することができる。 According to this configuration, the phase change is set to π / 2. As a result, the absolute value of the second-fold frequency sine wave component becomes maximum in accordance with the phase in which the periodic vibration voltage drops maximum, and the amount of drop in the drive voltage is maximized. As a result, the linearity correction voltage for improving the linearity can be used more effectively.

本発明の光走査装置において、前記線形性補正電圧は、所定次数以下の第2倍周波数成分のみに基づいて設定されていることが好ましい。 In the optical scanning apparatus of the present invention, it is preferable that the linearity correction voltage is set based only on the second frequency component having a predetermined order or less.

この構成よれば、線形性補正電圧は、倍周波数成分の個数が少ないので、線形性補正電圧の生成処理が簡単化される。 According to this configuration, the linearity correction voltage has a small number of double frequency components, so that the process of generating the linearity correction voltage is simplified.

光偏向器の概略斜視図。Schematic perspective view of the light deflector. 外側アクチュエータの動作説明図であり、図2(a)はカンチレバーの平坦状態時を示す図、図2(b)はカンチレバーの湾曲状態時を示す図。2 (a) is a diagram showing a flat state of the cantilever, and FIG. 2 (b) is a diagram showing a curved state of the cantilever. 光走査装置のブロック図。Block diagram of the optical scanning device. ユニポーラ駆動電圧の説明図。Explanatory drawing of unipolar drive voltage. 外側アクチュエータの駆動電圧が線形性補正電圧を含まないときの該駆動電圧とミラー部の回動角との関係を示すグラフ。The graph which shows the relationship between the drive voltage and the rotation angle of a mirror part when the drive voltage of an outer actuator does not include a linearity correction voltage. オフセットバイアス電圧が図4のオフセットバイアス電圧とは異なる別の駆動電圧の波形図。The waveform diagram of another drive voltage whose offset bias voltage is different from the offset bias voltage of FIG. オフセットバイアス電圧をパラメータとして駆動電圧とミラー部の回動角との関係を示したグラフ。The graph which showed the relationship between the drive voltage and the rotation angle of a mirror part with an offset bias voltage as a parameter. オフセットバイアス電圧と最大線形誤差との関係を示すグラフGraph showing the relationship between offset bias voltage and maximum linear error 図4のユニポーラ駆動電圧とその二次高調波電圧との波形図。The waveform diagram of the unipolar drive voltage of FIG. 4 and its second harmonic voltage. 二次高調波電圧を含めた駆動電圧で外側アクチュエータのカンチレバーの圧電膜を駆動したときの二次高調波電圧の振幅比と全高調波歪率との関係を示したグラフ。A graph showing the relationship between the amplitude ratio of the second harmonic voltage and the total harmonic distortion when the piezoelectric film of the cantilever of the outer actuator is driven by the drive voltage including the second harmonic voltage. 二次高調波電圧の位相を遅らせた理由についての説明図。Explanatory drawing about the reason why the phase of the second harmonic voltage was delayed. 位相を変更しない二次高調波電圧を線形性補正電圧として用いたときの問題点を説明する図。The figure explaining the problem when the second harmonic voltage which does not change the phase is used as a linearity correction voltage. 周期振動電圧の一例としてのこぎり波を示す図。The figure which shows the sawtooth wave as an example of a periodic vibration voltage. 周期振動電圧の別の例として三角波を示す図。The figure which shows the triangular wave as another example of a periodic vibration voltage.

図1は光偏向器1の概略斜視図である。光偏向器1は、MEMSの一種である。光偏向器1は、中心に回動自在に配置されるミラー部2、ミラー部2を外側から包囲する可動枠3、及び可動枠3を外側から包囲する固定枠4を備えている。 FIG. 1 is a schematic perspective view of the light deflector 1. The light deflector 1 is a kind of MEMS. The optical deflector 1 includes a mirror portion 2 rotatably arranged in the center, a movable frame 3 that surrounds the mirror portion 2 from the outside, and a fixed frame 4 that surrounds the movable frame 3 from the outside.

構造の説明の便宜上、X軸、Y軸及びZ軸から成る3軸座標系を定義する。3軸座標系の原点としての中心Oは、円形のミラー部2のミラー面2aの中心に設定する。X軸、Y軸及びZ軸は、中心Oにおいて相互に直交する。X軸及びY軸は、それぞれ矩形の固定枠4の長辺及び短辺に平行に設定する。Z軸は固定枠4の厚み方向に平行に設定する。 For convenience of explanation of the structure, a three-axis coordinate system including an X-axis, a Y-axis, and a Z-axis is defined. The center O as the origin of the three-axis coordinate system is set at the center of the mirror surface 2a of the circular mirror portion 2. The X-axis, Y-axis and Z-axis are orthogonal to each other at the center O. The X-axis and the Y-axis are set parallel to the long side and the short side of the rectangular fixed frame 4, respectively. The Z axis is set parallel to the thickness direction of the fixed frame 4.

さらに、説明の便宜上、Z軸方向にミラー部2のミラー面2aが見える側を光偏向器1の正面側と定義し、さらに、光偏向器1の正面視の縦方向及び横方向がX軸方向及びY軸方向に揃うように、光偏向器1の正面視を定義する。 Further, for convenience of explanation, the side where the mirror surface 2a of the mirror portion 2 can be seen in the Z-axis direction is defined as the front side of the optical deflector 1, and the vertical and horizontal directions of the front view of the optical deflector 1 are the X-axis. The front view of the optical deflector 1 is defined so as to be aligned in the direction and the Y-axis direction.

ミラー面2aの法線は、中心Oを通り、ミラー面2aに対して直角となる。ミラー部2は、後述の第1軸線及び第2軸線の回りに往復回動可能になっている。ミラー面2aの法線は、ミラー部2の往復回動に伴い、変動する。ただし、ミラー面2aの中心としての中心Oは、ミラー部2の往復回動中、不動を維持する。図1のミラー部2は、ミラー面2aの法線がZ軸に一致したときの状態で図示されている。 The normal of the mirror surface 2a passes through the center O and is perpendicular to the mirror surface 2a. The mirror portion 2 can reciprocate around the first axis and the second axis, which will be described later. The normal of the mirror surface 2a fluctuates as the mirror portion 2 reciprocates. However, the center O as the center of the mirror surface 2a maintains immobility during the reciprocating rotation of the mirror portion 2. The mirror portion 2 of FIG. 1 is shown in a state where the normal line of the mirror surface 2a coincides with the Z axis.

一対のトーションバー(弾性梁)5a,5bは、円形のミラー部2において正面視で縦方向の直径に沿ってミラー部2の両側から突出し、突出端において可動枠3の内周円に結合している。トーションバー5a,5bの軸線は、ミラー部2が回動する第1軸線を規定する。ミラー面2aの法線がZ軸に一致するとき、第1軸線はY軸に一致する。第1軸線の回りのミラー部2の往復回動に伴い、ミラー部2は、正面視で左右に首振りする。 The pair of torsion bars (elastic beams) 5a and 5b project from both sides of the mirror portion 2 along the diameter in the vertical direction in the circular mirror portion 2 when viewed from the front, and are connected to the inner peripheral circle of the movable frame 3 at the protruding ends. ing. The axes of the torsion bars 5a and 5b define the first axis on which the mirror portion 2 rotates. When the normal of the mirror surface 2a coincides with the Z axis, the first axis coincides with the Y axis. As the mirror portion 2 reciprocates around the first axis, the mirror portion 2 swings left and right in front view.

内側アクチュエータ6a,6bは、正面視でミラー部2の左右に配設され、正面視で個々には半円周形状、全体で円周形状に形成されている。各内側アクチュエータ6a,6bは、上下の端部においてトーションバー5a,5bの中間部に結合している。 The inner actuators 6a and 6b are arranged on the left and right sides of the mirror portion 2 in the front view, and are individually formed in a semicircular shape and an overall circumferential shape in the front view. The inner actuators 6a and 6b are coupled to the intermediate portion of the torsion bars 5a and 5b at the upper and lower ends.

柄部12a,12bは、X軸に沿って延び、両端において内側アクチュエータ6a,6bの外側の半円周の中点と可動枠3の円形孔の内周円とを結合している。内側アクチュエータ6a,6bは、基板層の片面側に形成された圧電膜を有し、該圧電膜に供給されるユニポーラの駆動電圧で湾曲変形するユニポーラ型の圧電アクチュエータである。 The handle portions 12a and 12b extend along the X-axis and connect the midpoint of the outer semicircle of the inner actuators 6a and 6b and the inner peripheral circle of the circular hole of the movable frame 3 at both ends. The inner actuators 6a and 6b are unipolar type piezoelectric actuators having a piezoelectric film formed on one side of the substrate layer and being curved and deformed by the driving voltage of the unipolar supplied to the piezoelectric film.

柄部12a,12bの軸線は、第2軸線を規定する。光偏向器1の動作中、ミラー部2は、トーションバー5の軸線に一致する第1軸線の回りに往復回動するとともに、柄部12a,12bの軸線に一致する第2軸線の回りに往復回動する。 The axes of the handle portions 12a and 12b define the second axis. During the operation of the optical deflector 1, the mirror portion 2 reciprocates around the first axis that coincides with the axis of the torsion bar 5, and reciprocates around the second axis that coincides with the axes of the handle portions 12a and 12b. Rotate.

外側アクチュエータ7a,7bは、固定枠4の内側において正面視で可動枠3の左右に配設され、両端において可動枠3の外周縁と固定枠4の内周縁とに結合している。外側アクチュエータ7a,7bが可動枠3の外周縁に結合する結合点と固定枠4の内周縁に結合する結合点とは、中心OからY軸方向の−側に等しい距離離れている。外側アクチュエータ7a,7bは、基板層の片面側に形成された圧電膜を有し、該圧電膜に供給されるユニポーラの駆動電圧で湾曲変形するユニポーラ型の圧電アクチュエータである。 The outer actuators 7a and 7b are arranged on the left and right sides of the movable frame 3 in front view inside the fixed frame 4, and are coupled to the outer peripheral edge of the movable frame 3 and the inner peripheral edge of the fixed frame 4 at both ends. The coupling point where the outer actuators 7a and 7b are coupled to the outer peripheral edge of the movable frame 3 and the coupling point to which the outer actuators 7a and 7b are coupled to the inner peripheral edge of the fixed frame 4 are separated from the center O by an equal distance on the − side in the Y-axis direction. The outer actuators 7a and 7b are unipolar type piezoelectric actuators having a piezoelectric film formed on one side of the substrate layer and being curved and deformed by the driving voltage of the unipolar supplied to the piezoelectric film.

外側アクチュエータ7a,7bは、可動枠3をX軸の回りに往復回動させる。可動枠3がX軸の回りに往復回動することにより、ミラー部2は第2軸線の回りに往復回動する。第1軸線及び第2軸線は、共にミラー面2aを含む平面上に設定され、中心Oにおいて直交する。第2軸線は、ミラー面2aの法線がZ軸に一致したとき、X軸に一致する。 The outer actuators 7a and 7b reciprocate the movable frame 3 around the X-axis. As the movable frame 3 reciprocates around the X axis, the mirror portion 2 reciprocates around the second axis. Both the first axis and the second axis are set on a plane including the mirror surface 2a and are orthogonal to each other at the center O. The second axis coincides with the X axis when the normal of the mirror surface 2a coincides with the Z axis.

中心Oにおける第2軸線とX軸との交角は、第1軸線の回りのミラー部2の往復回動に伴い、変化する。第1軸線と可動枠3とは、X軸の回りに一体で往復回動するので、X軸の回りの可動枠3の回動角は、第2軸線の回りの第1軸線の回動角に等しく、換言すると、第2軸線の回りのミラー部2の回動角に等しくなる。 The intersection angle between the second axis and the X axis at the center O changes with the reciprocating rotation of the mirror portion 2 around the first axis. Since the first axis and the movable frame 3 reciprocate integrally around the X axis, the rotation angle of the movable frame 3 around the X axis is the rotation angle of the first axis around the second axis. In other words, it is equal to the rotation angle of the mirror portion 2 around the second axis.

以下、トーションバー5a,5bを、特に区別しないときは、「トーションバー5」と総称する。内側アクチュエータ6a,6bを、特に区別しないときは、「内側アクチュエータ6」と総称する。外側アクチュエータ7a,7bを、特に区別しないときは、「外側アクチュエータ7」と総称する。柄部12a,12bを、特に区別しないときは、「柄部12」と総称する。 Hereinafter, the torsion bars 5a and 5b are collectively referred to as "torsion bars 5" when not particularly distinguished. The inner actuators 6a and 6b are collectively referred to as "inner actuator 6" unless otherwise specified. The outer actuators 7a and 7b are collectively referred to as "outer actuator 7" unless otherwise specified. The handle portions 12a and 12b are collectively referred to as "handle portion 12" when not particularly distinguished.

外側アクチュエータ7は、ミアンダパターンを形成するように折返し部16により結合された複数のカンチレバー15を備え、両端部において基端側結合部18及び先端側結合部19を介して固定枠4の内周及び可動枠3の外周にそれぞれ結合している。複数のカンチレバー15は、長手方向をY軸方向に揃えてX軸方向に配列されている。 The outer actuator 7 includes a plurality of cantilever 15s connected by a folded-back portion 16 so as to form a meander pattern, and the inner circumference of the fixed frame 4 is provided at both ends via the proximal end side coupling portion 18 and the distal end side coupling portion 19. And are connected to the outer circumference of the movable frame 3, respectively. The plurality of cantilever 15s are arranged in the X-axis direction with the longitudinal direction aligned in the Y-axis direction.

図2は外側アクチュエータ7の動作説明図である。図2は、左側の外側アクチュエータ7aについて示したものであるが、外側アクチュエータ7a,7bは、正面視で左右対称の構造を有し、作動も左右対称になっている。 FIG. 2 is an operation explanatory view of the outer actuator 7. FIG. 2 shows the outer actuator 7a on the left side. The outer actuators 7a and 7b have a symmetrical structure when viewed from the front, and the operation is also symmetrical.

図2(a)はカンチレバー15の平坦状態時を示す図、図2(b)はカンチレバー15の湾曲状態時を示す図である。 FIG. 2A is a diagram showing a flat state of the cantilever 15, and FIG. 2B is a diagram showing a curved state of the cantilever 15.

図2において、説明の便宜上、カンチレバー15について、基端側結合部18側から先端側結合部19側への並び順に番号No.1〜No.4を付ける。そして、奇数番号No.1,3のカンチレバー15をカンチレバー15o(“o”はoddを意味する)で指示し、偶数番号No.2,4のカンチレバー15はカンチレバー15e(“e”はevenを意味する)で指示する。 In FIG. 2, for convenience of explanation, the cantilever 15 is numbered No. 1 in the order of arrangement from the proximal end side coupling portion 18 side to the distal end side coupling portion 19 side. 1-No. Add 4. Then, the odd number No. The cantilever 15s 1 and 3 are indicated by the cantilever 15o (“o” means odd), and the even number No. The cantilever 15s 2 and 4 are indicated by the cantilever 15e (“e” means even).

図2(a)では、全部のカンチレバー15は平坦状態にあり、基端側結合部18及び先端側結合部19は、X軸方向の回りの回動位置を揃えている。 In FIG. 2A, all the cantilever 15s are in a flat state, and the proximal end side coupling portion 18 and the distal end side coupling portion 19 are aligned in rotation positions in the X-axis direction.

図2(b)では、カンチレバー15o,15eは、それぞれZ軸方向に反対向きに凸に湾曲している。カンチレバー15o,15eをZ軸方向に反対向きに凸に湾曲させるために、カンチレバー15o,15eの圧電膜には、駆動電圧が逆位相で印加される。カンチレバー15o,15eが、Z軸方向に逆側に凸に湾曲する結果、全部のカンチレバー15において、先端側端部(ミアンダパターンの経路において可動枠3側の端部)は、基端側端部(ミアンダパターンの経路において固定枠4側の端部)に対して、Z軸方向に同一側に変位する。そして、この変位量が、外側アクチュエータ7全体で蓄積されて、X軸の回りの先端側結合部19の回動量は増大する。こうして、カンチレバー15o,15eの圧電膜への逆位相の駆動電圧の供給に伴って、先端側結合部19はX軸の回りに往復回動し、可動枠3は、左右両側の先端側結合部19を介する外側アクチュエータ7の駆動力によりX軸の回りに往復回動する。 In FIG. 2B, the cantilever 15o and 15e are respectively convexly curved in the opposite directions in the Z-axis direction. In order to bend the cantilever 15o and 15e convexly in the opposite direction in the Z-axis direction, a driving voltage is applied to the piezoelectric film of the cantilever 15o and 15e in opposite phases. As a result of the cantilever 15o and 15e being curved convexly in the opposite direction in the Z-axis direction, the tip end side end portion (the end portion on the movable frame 3 side in the path of the meander pattern) is the base end side end portion in all the cantilever 15s. It is displaced to the same side in the Z-axis direction with respect to (the end on the fixed frame 4 side in the path of the meander pattern). Then, this displacement amount is accumulated in the entire outer actuator 7, and the rotation amount of the tip side coupling portion 19 around the X axis increases. In this way, with the supply of the drive voltage of the opposite phase to the piezoelectric films of the cantilever 15o and 15e, the tip side coupling portion 19 reciprocates around the X axis, and the movable frame 3 has the tip side coupling portions on both the left and right sides. It reciprocates around the X-axis by the driving force of the outer actuator 7 via 19.

図1に戻って、電極パッド8a,8bは、固定枠4の各短辺部の表面にそれぞれ形成され、所定の配線(図示せず)を介して、内側アクチュエータ6や外側アクチュエータ7の積層構造において圧電膜の上下に形成されている各電極層と接続されている。なお、典型的には、内側アクチュエータ6及び外側アクチュエータ7の下側電極層に接続されている電極パッド8a,8bは、アース電圧に維持される。 Returning to FIG. 1, the electrode pads 8a and 8b are formed on the surfaces of the short sides of the fixed frame 4, respectively, and have a laminated structure of the inner actuator 6 and the outer actuator 7 via predetermined wiring (not shown). Is connected to each electrode layer formed above and below the piezoelectric film. Typically, the electrode pads 8a and 8b connected to the lower electrode layer of the inner actuator 6 and the outer actuator 7 are maintained at the ground voltage.

光偏向器1は、図示していないパッケージ内に装填され、該パッケージの各端子と電極パッド8a,8bの各々とはボンディングワイヤ(図示せず)により接続される。レーザ光源14は、光偏向器1のミラー部2のミラー面2aの中心Oに向かって、該パッケージの外から光偏向器1の入射光Laを出射する。 The optical deflector 1 is loaded in a package (not shown), and each terminal of the package and each of the electrode pads 8a and 8b are connected by a bonding wire (not shown). The laser light source 14 emits the incident light La of the light deflector 1 from the outside of the package toward the center O of the mirror surface 2a of the mirror portion 2 of the light deflector 1.

ミラー部2は、中心Oに入射して来た入射光Laを第1軸線及び第2軸線の回りの各回動角に応じた向きで反射し、走査光Lbとして所定の照射領域に出射する。図1では、入射光Laはレーザ光源14からミラー部2に直接入射し、照射領域へ直接向かっている。実際の製品では、パッケージの外側において光学系が配設され、光路を変更している。 The mirror unit 2 reflects the incident light La incident on the center O in a direction corresponding to each rotation angle around the first axis and the second axis, and emits it as scanning light Lb to a predetermined irradiation region. In FIG. 1, the incident light La is directly incident on the mirror portion 2 from the laser light source 14 and is directly directed to the irradiation region. In the actual product, the optical system is arranged on the outside of the package to change the optical path.

光偏向器1単独の作動について概略的に説明する。光偏向器1において、ミラー部2は、内側アクチュエータ6の作動によりトーションバー5の軸線(第1軸線)の回りに往復回動する。ミラー部2は、また、外側アクチュエータ7の作動により、ミラー部2のミラー面2aに含まれかつミラー面2aの中心Oにおいて第1軸線と直交する柄部12a,12bの軸線(第2軸線)の回りに往復回動する。 The operation of the light deflector 1 alone will be schematically described. In the optical deflector 1, the mirror portion 2 reciprocates around the axis (first axis) of the torsion bar 5 by the operation of the inner actuator 6. The mirror portion 2 is also included in the mirror surface 2a of the mirror portion 2 and is orthogonal to the first axis at the center O of the mirror surface 2a by the operation of the outer actuator 7, and the axes of the handle portions 12a and 12b (second axis). It reciprocates around.

典型的な光走査装置25では、第1軸線の回りのミラー部2の往復回動により走査光Lbは照射領域を縦方向に走査する。また、第2軸線の回りのミラー部2の往復回動により走査光Lbは照射領域を横方向に走査する。縦方向及び横方向は、光走査装置25が例えばプロジェクタ等の画像生成装置に装備される場合には、典型的には、それぞれ鉛直方向及び水平方向に揃えられる。 In a typical optical scanning device 25, the scanning light Lb scans the irradiation region in the vertical direction by the reciprocating rotation of the mirror portion 2 around the first axis. Further, the scanning light Lb scans the irradiation region in the lateral direction by the reciprocating rotation of the mirror portion 2 around the second axis. The vertical and horizontal directions are typically aligned in the vertical and horizontal directions, respectively, when the optical scanning device 25 is equipped in an image generating device such as a projector.

例えば、第1軸線の回りのミラー部2の往復回動の周波数は18kHzであり、第2軸線の回りのミラー部2の往復回動の周波数は60Hzである。第1軸線の回りのミラー部2の往復回動には、共振が利用される。第2軸線の回りのミラー部2の往復回動には、共振は利用されず、外側アクチュエータ7の作用力のみが利用される。 For example, the frequency of the reciprocating rotation of the mirror portion 2 around the first axis is 18 kHz, and the frequency of the reciprocating rotation of the mirror portion 2 around the second axis is 60 Hz. Resonance is used for the reciprocating rotation of the mirror portion 2 around the first axis. Resonance is not used for the reciprocating rotation of the mirror portion 2 around the second axis, and only the acting force of the outer actuator 7 is used.

図3は光走査装置25のブロック図である。光走査装置25は、例えば、映像機器、プロジェクタ、又は車両前照灯等に装備される。光走査装置25は、光偏向器1、レーザ光源14及び制御装置27を備える。 FIG. 3 is a block diagram of the optical scanning device 25. The optical scanning device 25 is installed in, for example, a video device, a projector, a vehicle headlight, or the like. The optical scanning device 25 includes an optical deflector 1, a laser light source 14, and a control device 27.

レーザ光源14は、前述した内側アクチュエータ6a,6b及びカンチレバー15o,15eの他に、共振振れ角センサ30及び非共振振れ角センサ31を有する。共振振れ角センサ30及び非共振振れ角センサ31は、図1に図示されていない。典型的には、共振振れ角センサ30は、内側アクチュエータ6a,6bの一方に設けられ、非共振振れ角センサ31は、外側アクチュエータ7a,7bの一方の複数のカンチレバー15のうちの1つのカンチレバー15に設けられる。 The laser light source 14 has a resonance runout angle sensor 30 and a non-resonance runout angle sensor 31 in addition to the inner actuators 6a and 6b and the cantilever 15o and 15e described above. The resonant runout angle sensor 30 and the non-resonant runout angle sensor 31 are not shown in FIG. Typically, the resonant runout sensor 30 is provided on one of the inner actuators 6a and 6b, and the non-resonant runout sensor 31 is one cantilever 15 of one of the plurality of cantilever 15s of the outer actuators 7a and 7b. It is provided in.

共振振れ角センサ30及び非共振振れ角センサ31の具体的な構造は次のとおりである。内側アクチュエータ6やカンチレバー15等において共通の基板層の表面側(Z軸方向+側)に形成された圧電膜がスリットで分離される。分離された圧電膜の一方は、そのまま圧電アクチュエータの圧電膜として作用する。他方は、共振振れ角センサ30又は非共振振れ角センサ31となって、歪みを検出する圧電センサとして、基板層の湾曲変形量を検出するようになっている。基板層の湾曲変形量の増大に連れて、第1軸線及び第2軸線の回りのミラー部2の回動角は増大する。 The specific structures of the resonance runout angle sensor 30 and the non-resonance runout angle sensor 31 are as follows. The piezoelectric film formed on the surface side (Z-axis direction + side) of the common substrate layer in the inner actuator 6 and the cantilever 15 is separated by a slit. One of the separated piezoelectric films acts as it is as the piezoelectric film of the piezoelectric actuator. On the other hand, the resonance runout angle sensor 30 or the non-resonance runout angle sensor 31 serves as a piezoelectric sensor for detecting distortion, and detects the amount of bending deformation of the substrate layer. As the amount of bending deformation of the substrate layer increases, the rotation angle of the mirror portion 2 around the first axis and the second axis increases.

制御装置27は、レーザ光源14のオンオフ(点灯及び消灯)と共に、レーザ光源14の通電流を制御する。入射光La(図1)の強さは、レーザ光源14の通電流に関係する。制御装置27は、内側アクチュエータ6a,6b及びカンチレバー15o,15eに供給する駆動電圧を生成する。制御装置27から内側アクチュエータ6a,6bに供給される駆動電圧は、相互に逆位相になる。制御装置27からカンチレバー15o,15eに供給される駆動電圧も相互に逆位相になる。 The control device 27 controls the current flow of the laser light source 14 as well as turning on / off (turning on and off) the laser light source 14. The intensity of the incident light La (FIG. 1) is related to the current flow of the laser light source 14. The control device 27 generates a drive voltage to be supplied to the inner actuators 6a and 6b and the cantilever 15o and 15e. The drive voltages supplied from the control device 27 to the inner actuators 6a and 6b are in opposite phase to each other. The drive voltages supplied from the control device 27 to the cantilever 15o and 15e are also in opposite phase to each other.

制御装置27は、共振振れ角センサ30からの検出電流に基づいて第1軸線の回りのミラー部2の回動角及び往復回動周波数を検出する。制御装置27は、また、非共振振れ角センサ31からの検出電流に基づいて第2軸線の回りのミラー部2の回動角及び往復回動周波数を検出する。制御装置27は、第1軸線及び第2軸線の回りのミラー部2の検出回動角及び往復回動周波数をフィードバック信号として使用して、内側アクチュエータ6及び外側アクチュエータ7の駆動電圧をフィードバック制御する。 The control device 27 detects the rotation angle and the reciprocating rotation frequency of the mirror unit 2 around the first axis based on the detection current from the resonance runout angle sensor 30. The control device 27 also detects the rotation angle and the reciprocating rotation frequency of the mirror portion 2 around the second axis based on the detection current from the non-resonant runout angle sensor 31. The control device 27 feedback-controls the drive voltages of the inner actuator 6 and the outer actuator 7 by using the detected rotation angle and the reciprocating rotation frequency of the mirror unit 2 around the first axis and the second axis as feedback signals. ..

図4は、外側アクチュエータ7のカンチレバー15のユニポーラ駆動電圧(以下、単に「駆動電圧」という)を示している。以下、内側アクチュエータ6の駆動電圧と外側アクチュエータ7の駆動電圧とを区別するために、外側アクチュエータ7の駆動電圧は「駆動電圧Vin」で指示する。図4において、横軸は駆動電圧Vinの位相を示し、縦軸は駆動電圧Vinの値を示している。 FIG. 4 shows the unipolar drive voltage (hereinafter, simply referred to as “drive voltage”) of the cantilever 15 of the outer actuator 7. Hereinafter, in order to distinguish between the drive voltage of the inner actuator 6 and the drive voltage of the outer actuator 7, the drive voltage of the outer actuator 7 is indicated by "drive voltage Vin". In FIG. 4, the horizontal axis represents the phase of the drive voltage Vin, and the vertical axis represents the value of the drive voltage Vin.

図4の駆動電圧Vinは、周期振動電圧Vpeにオフセットバイアス電圧Vbを重畳したものであるが、後述の線形性補正電圧Vli(具体的には後述の二次高調波電圧Vks。ただし、Vli=+Vksのときと、Vli=−Vksのときがある)を含んでいないものである。すなわち、Vin=Vpe+Vbである。この実施形態では、Vb=0Vは、VinがVliを含むか含まないかに関係なく、駆動電圧Vinの最小値を0Vにするオフセットバイアス電圧として定義する。 The drive voltage Vin in FIG. 4 is obtained by superimposing the offset bias voltage Vb on the periodic vibration voltage Vpe, and the linearity correction voltage Vli described later (specifically, the secondary harmonic voltage Vks described later. However, Vli = It does not include (sometimes + Vks and some Vli = -Vks). That is, Vin = Vpe + Vb. In this embodiment, Vb = 0V is defined as an offset bias voltage that sets the minimum value of the drive voltage Vin to 0V regardless of whether Vin contains Vli or not.

図4の例では、周期振動電圧Vpeは、振幅が20Vで、周波数が60Hzである正弦波に設定される。また、オフセットバイアス電圧Vbは、0Vである。 In the example of FIG. 4, the periodic vibration voltage Vpe is set to a sine wave having an amplitude of 20 V and a frequency of 60 Hz. The offset bias voltage Vb is 0V.

図5は、外側アクチュエータ7の駆動電圧Vinが図4の駆動電圧Vin、すなわち線形性補正電圧Vliを含まないときの該駆動電圧Vin(=Vpe+Vb)とミラー部2の回動角Aroとの関係を示すグラフである。なお、Vb=0Vであるので、実質的にはVin=Vpeである。「理想応答特性」とは、外側アクチュエータ7の駆動電圧Vinを変化させた場合に、ミラー部2の回動角Aroが理想的に変化するときの駆動電圧Vinと回動角Aroとの関係と定義し、理想応答特性は直線となる。 FIG. 5 shows the relationship between the drive voltage Vin (= Vpe + Vb) when the drive voltage Vin of the outer actuator 7 does not include the drive voltage Vin of FIG. 4, that is, the linearity correction voltage Vli, and the rotation angle Aro of the mirror portion 2. It is a graph which shows. Since Vb = 0V, Vin = Vpe is substantially obtained. The "ideal response characteristic" is the relationship between the drive voltage Vin and the rotation angle Aro when the rotation angle Aro of the mirror portion 2 ideally changes when the drive voltage Vin of the outer actuator 7 is changed. By definition, the ideal response characteristic is linear.

以下、回動角Aro=0°は、オフセットバイアス電圧Vbに関係なく、周期振動電圧Vpeが最小値になる時の第2軸線の回りのミラー部2の回動角と定義する。周期振動電圧Vpeの増大に伴い、ミラー部2が正面視で下向きから上向きに変化するものとすると、駆動電圧Vinが最小値である時、ミラー部2が正面視で最も下向きになっている。 Hereinafter, the rotation angle Aro = 0 ° is defined as the rotation angle of the mirror portion 2 around the second axis when the periodic vibration voltage Vpe becomes the minimum value regardless of the offset bias voltage Vb. Assuming that the mirror unit 2 changes from downward to upward in front view as the periodic vibration voltage Vpe increases, the mirror unit 2 is most downward in front view when the drive voltage Vin is the minimum value.

実際の製品としての光偏向器1では、駆動電圧Vinの最小値及び最大値が、回動角Aroの最小値及び最大値に合わせられる。したがって、駆動電圧Vinの制御範囲の両端における回動角Aroは、理想応答特性上に存在する。しかしながら、駆動電圧Vinの制御範囲の中間における実際の回動角Aroは、理想値から低い方へずれる。図5の特性では、駆動電圧Vin=20Vのときに、すなわち、ミラー部2が真正面を向いた時に、実際の回動角Aroと理想値の回動角との差が最大値(以下、「最大線形誤差」という。)になっている。 In the optical deflector 1 as an actual product, the minimum and maximum values of the drive voltage Vin are adjusted to the minimum and maximum values of the rotation angle Aro. Therefore, the rotation angles Aro at both ends of the control range of the drive voltage Vin exist on the ideal response characteristic. However, the actual rotation angle Aro in the middle of the control range of the drive voltage Vin deviates from the ideal value to the lower side. In the characteristics of FIG. 5, when the drive voltage Vin = 20V, that is, when the mirror unit 2 faces directly in front, the difference between the actual rotation angle Aro and the ideal rotation angle is the maximum value (hereinafter, "" It is called "maximum linear error".

図6は、オフセットバイアス電圧Vbが図4のオフセットバイアス電圧Vbとは異なる別の駆動電圧Vinの波形図である。図6に図示されている2つの駆動電圧Vinに含まれるオフセットバイアス電圧Vbはそれぞれ10V,20Vである。該2つの駆動電圧Vinには、図4の駆動電圧Vinと同様に、線形性補正電圧Vliは含まれておらず、Vin=Vpe+Vbであり、駆動電圧Vinに含まれる周期振動電圧Vpeは、振幅が20Vで周波数が60Hzの正弦波となっている。 FIG. 6 is a waveform diagram of another drive voltage Vin whose offset bias voltage Vb is different from that of the offset bias voltage Vb of FIG. The offset bias voltages Vb included in the two drive voltages Vin shown in FIG. 6 are 10 V and 20 V, respectively. Similar to the drive voltage Vin of FIG. 4, the two drive voltages Vin do not include the linearity correction voltage Vli, Vin = Vpe + Vb, and the periodic vibration voltage Vpe included in the drive voltage Vin has an amplitude. Is a sine wave with a frequency of 20 V and a frequency of 60 Hz.

このように、駆動電圧Vinに含まれる周期振動電圧Vpeは、振幅が20Vで周波数が60Hzの正弦波で共通にしつつ、オフセットバイアス電圧Vbを変更して、種々の駆動電圧Vinを設定することができる。なお、オフセットバイアス電圧Vbの値に関係なく、駆動電圧Vinがその平均値にあるときに対して、ミラー部2は正面視で第2軸線の回りの往復回動角の中心位置、換言すると、上下方向の首振り回動角の中心位置に設定される。 In this way, the periodic vibration voltage Vpe included in the drive voltage Vin can be set to various drive voltages Vin by changing the offset bias voltage Vb while making the periodic vibration voltage Vpe common to a sine wave having an amplitude of 20 V and a frequency of 60 Hz. it can. In addition, regardless of the value of the offset bias voltage Vb, the mirror unit 2 is the center position of the reciprocating rotation angle around the second axis in front view, in other words, when the drive voltage Vin is at the average value. It is set at the center position of the swing rotation angle in the vertical direction.

図7は、オフセットバイアス電圧Vbをパラメータとして駆動電圧Vinとミラー部の回動角Aroとの関係を示したグラフである。図7の各駆動電圧Vinは、線形性補正電圧Vliを含んでおらず、Vin=Vpe+Vbである。 FIG. 7 is a graph showing the relationship between the drive voltage Vin and the rotation angle Aro of the mirror portion with the offset bias voltage Vb as a parameter. Each drive voltage Vin in FIG. 7 does not include the linearity correction voltage Vli, and Vin = Vpe + Vb.

図7のグラフから、駆動電圧Vinと回動角Aroとの関係の線形性は、オフセットバイアス電圧Vbが0V,3.5V,10V,20V,30Vと、高くなるに連れて、改善されていくこと、すなわち駆動電圧Vinと回動角Aroとの関係は、理想応答特性に近づいていくことが分かる。 From the graph of FIG. 7, the linearity of the relationship between the drive voltage Vin and the rotation angle Aro is improved as the offset bias voltage Vb becomes 0V, 3.5V, 10V, 20V, 30V. It can be seen that the relationship between the drive voltage Vin and the rotation angle Aro approaches the ideal response characteristic.

図8は、駆動電圧Vinに含めるオフセットバイアス電圧Vbと最大線形誤差との関係を示すグラフである。図8では、Vin=Vpe+Vbとして、オフセットバイアス電圧Vbと最大線形誤差との関係が調べられた。駆動電圧Vinが含む周期振動電圧Vpeは、オフセットバイアス電圧Vbに関係なく、振幅が20Vで周波数が60Hzの正弦波としている。 FIG. 8 is a graph showing the relationship between the offset bias voltage Vb included in the drive voltage Vin and the maximum linear error. In FIG. 8, the relationship between the offset bias voltage Vb and the maximum linear error was investigated with Vin = Vpe + Vb. The periodic vibration voltage Vpe included in the drive voltage Vin is a sine wave having an amplitude of 20 V and a frequency of 60 Hz regardless of the offset bias voltage Vb.

図8のグラフから、最大線形誤差は、オフセットバイアス電圧Vbの増大に連れて、減少していくことが分かる。また、図7及び図8のグラフから、駆動電圧Vinに含めるオフセットバイアス電圧Vbを増大すれば、駆動電圧Vinと回動角Aroとの線形関係が改善されることが推測できる。 From the graph of FIG. 8, it can be seen that the maximum linear error decreases as the offset bias voltage Vb increases. Further, from the graphs of FIGS. 7 and 8, it can be inferred that if the offset bias voltage Vb included in the drive voltage Vin is increased, the linear relationship between the drive voltage Vin and the rotation angle Aro is improved.

しかしながら、ここで問題が生じる。外側アクチュエータ7のカンチレバー15に形成する圧電膜の耐電圧を考慮する必要があることである。すなわち、該圧電膜に、耐電圧以上の駆動電圧Vinを印加すると、該圧電膜が絶縁破壊等により損傷する。一方、駆動電圧Vinを耐電圧以下に保持しつつ、オフセットバイアス電圧Vbを増大する場合には、オフセットバイアス電圧Vbの増大分に応じて周期振動電圧Vpeの振幅を減少させる必要がある。しかしながら、周期振動電圧Vpeの振幅の減少は、回動角Aroの回動角範囲の減少につながり、好ましくない。 However, a problem arises here. It is necessary to consider the withstand voltage of the piezoelectric film formed on the cantilever 15 of the outer actuator 7. That is, when a driving voltage Vin equal to or higher than the withstand voltage is applied to the piezoelectric film, the piezoelectric film is damaged due to dielectric breakdown or the like. On the other hand, when the offset bias voltage Vb is increased while keeping the drive voltage Vin below the withstand voltage, it is necessary to reduce the amplitude of the periodic vibration voltage Vpe according to the increase in the offset bias voltage Vb. However, a decrease in the amplitude of the periodic vibration voltage Vpe leads to a decrease in the rotation angle range of the rotation angle Aro, which is not preferable.

本発明者は、オフセットバイアス電圧Vbを増大することなく、すなわち、回動角Aroの回動角範囲を十分に確保しつつ、駆動電圧Vinと回動角Aroとの関係の線形性を改善する知見を得た。以下、その知見について、詳説する。 The present inventor improves the linearity of the relationship between the drive voltage Vin and the rotation angle Aro without increasing the offset bias voltage Vb, that is, while sufficiently securing the rotation angle range of the rotation angle Aro. I got the knowledge. The findings will be described in detail below.

図9は、図4のユニポーラの駆動電圧Vin(=Vpe+Vb)とその線形性補正電圧Vliとしての二次高調波電圧Vksとの関係を示す図である。図9において、横軸は駆動電圧Vinの位相(=二次高調波電圧Vksの位相の1/2の位相)を示し、縦軸は駆動電圧Vin及び二次高調波電圧Vksを示す。 FIG. 9 is a diagram showing the relationship between the drive voltage Vin (= Vpe + Vb) of the unipolar of FIG. 4 and the second harmonic voltage Vks as the linearity correction voltage Vli. In FIG. 9, the horizontal axis represents the phase of the drive voltage Vin (= the phase of 1/2 of the phase of the second harmonic voltage Vks), and the vertical axis represents the drive voltage Vin and the second harmonic voltage Vks.

ここで、二次高調波電圧Vks、フーリェ級数展開周波数成分、第1倍周波数成分、第2倍周波数成分及びフーリェ級数展開正弦波成分について説明する。 Here, the second harmonic voltage Vks, the Fourier series expansion frequency component, the first multiple frequency component, the second multiple frequency component, and the Fourier series expansion sinusoidal component will be described.

周期関数としての周期振動電圧Vpeは、フーリェ級数で展開したフーリェ級数展開周波数成分で表わすことができる(例:後述の(式2)及び(式4a))。周期振動電圧Vpeが奇関数である場合は、周期振動電圧Vpeは、フーリェ級数展開正弦波成分のみで表わすことができる(例:後述の(式2))。また、周期振動電圧Vpeが、偶関数か、奇関数と偶関数とを重ね合わせた関数であっても、余弦波は、π/2の位相変更により、同一周波数の正弦波に置き換えることができる。したがって、すべての周期振動電圧Vpeは、フーリェ級数展開正弦波成分で表わすことができる。 The periodic vibration voltage Vpe as a periodic function can be represented by the Fourier series expansion frequency component expanded by the Fourier series (example: (Equation 2) and (Equation 4a) described later). When the periodic vibration voltage Vpe is an odd function, the periodic vibration voltage Vpe can be expressed only by the Fourier series expansion sinusoidal component (example: (Equation 2) described later). Further, even if the periodic vibration voltage Vpe is an even function or a function obtained by superimposing an odd function and an even function, the cosine wave can be replaced with a sine wave having the same frequency by changing the phase of π / 2. .. Therefore, all periodic vibration voltages Vpe can be represented by the Fourier series expansion sinusoidal component.

また、周期振動電圧Vpeをフーリェ級数で展開したフーリェ級数展開周波数成分で表わしたときに、フーリェ級数展開周波数成分に対し周波数が2倍で振幅が所定比である第1倍周波数成分を定義することができる。さらに、第1倍周波数成分に対し、位相を位相変更定数θで変更した第2倍周波数成分を定義することができる。 Further, when the periodic vibration voltage Vpe is expressed by the Fourier series expansion frequency component expanded by the Fourier series, the first frequency component whose frequency is twice and the amplitude is a predetermined ratio with respect to the Fourier series expansion frequency component is defined. Can be done. Further, it is possible to define a second frequency component in which the phase is changed by the phase change constant θ with respect to the first frequency component.

第2倍周波数成分の例は、後述の(式1a)のζ*sin(2t−π/2)、(式1b)のζ*sin(2t+π/2)、及び(式3a)のζ*[・・・]である。第1倍周波数成分の例は、(式1a)、(式1b)及び(式3a)における第2倍周波数成分としての各正弦波成分から位相変更定数θとしての±π/2を取り除いたものとなる。 Examples of the second frequency component are ζ * sin (2t−π / 2) of (Equation 1a), ζ * sin (2t + π / 2) of (Equation 1b), and ζ * [of (Equation 3a), which will be described later. ...]. An example of the first-fold frequency component is that ± π / 2 as the phase change constant θ is removed from each sine wave component as the second-fold frequency component in (Equation 1a), (Equation 1b) and (Equation 3a). It becomes.

なお、本実施形態でsin(t)及びsin(2t)等において使用しているtは、時間そのものではなく、時間をt'(t'の単位は秒)とし、周期振動電圧Vpeの周波数を60Hzとしたときに、t=120πt'を意味するものとする。すなわち、tは、120πt'を簡略表記したものとして定義する。 In addition, t used in sin (t), sin (2t), etc. in this embodiment is not the time itself, but the time is t'(the unit of t'is seconds), and the frequency of the periodic vibration voltage Vpe is set. When it is set to 60 Hz, it means t = 120πt'. That is, t is defined as a simplified notation of 120πt'.

また、(式1a)のζ*sin(2t−π/2)は、θ(=−π/2)<0の例であり、第1倍周波数成分に対する第2倍周波数成分位相を遅らせた例である。(式1b)のζ*sin(2t+π/2)は、θ(=π/2)>0の例であり、第1倍周波数成分に対する第2倍周波数成分位相を進ませた例である。 Further, ζ * sin (2t-π / 2) in (Equation 1a) is an example of θ (= −π / 2) <0, and is an example in which the phase of the second frequency component is delayed with respect to the first frequency component. Is. Ζ * sin (2t + π / 2) in (Equation 1b) is an example of θ (= π / 2)> 0, and is an example in which the phase of the second-fold frequency component is advanced with respect to the first-fold frequency component.

線形性補正電圧Vliは、駆動電圧Vinと回動角Aroとの線形性を向上させるための補正電圧として、第2倍周波数成分に基づいて設定される。また、周知のように、π/2の位相変更により余弦波を正弦波に置き換えることができる。したがって、余弦波成分のみの倍周波数成分又は余弦波成分と正弦波成分とが混在する倍周波数成分は、第2倍周波数正弦波成分のみで表わすことができる。 The linearity correction voltage Vli is set based on the second frequency component as a correction voltage for improving the linearity between the drive voltage Vin and the rotation angle Aro. Further, as is well known, the cosine wave can be replaced with a sine wave by changing the phase of π / 2. Therefore, the multiple frequency component of only the cosine wave component or the multiple frequency component in which the cosine wave component and the sine wave component are mixed can be represented only by the second multiple frequency sine wave component.

周期振動電圧Vpeが、図4のように、単一の正弦波(=20sin(t))から成るときは、該周期振動電圧Vpeをフーリェ級数展開しても、フーリェ級数展開周波数成分は、該単一の正弦波(=20sin(t))のみとなる。二次高調波電圧Vksとは、該単一の正弦波(=20sin(t))に対して、周波数が2倍で振幅が所定比となる第1倍周波数成分に対し、該第1倍周波数成分の位相をπ/2遅らせた第2倍周波数成分に相当する。周期振動電圧Vpeが単一の正弦波であるときは、第2倍周波数成分は、1つしか存在せず、第2倍周波数成分としての二次高調波電圧Vksは1つしか存在しない。 When the periodic vibration voltage Vpe consists of a single sine wave (= 20 sin (t)) as shown in FIG. 4, even if the periodic vibration voltage Vpe is expanded in Fourier series, the frequency component expanded in Fourier series is the same. Only a single sine wave (= 20 sin (t)). The second harmonic voltage Vks is the first-fold frequency for the first-fold frequency component whose frequency is double and the amplitude is a predetermined ratio for the single sine wave (= 20 sin (t)). It corresponds to the second harmonic component with the phase of the component delayed by π / 2. When the periodic vibration voltage Vpe is a single sine wave, there is only one second frequency component, and there is only one second harmonic voltage Vks as the second frequency component.

図9の例では、周期振動電圧Vpeとしての単一の正弦波としての20sin(t)に対し、二次高調波電圧Vksは、Vks=2sin(2t−π/2)と定義される。二次高調波電圧Vksは、一般的に表すと、Vks=ζ*20sin(2t+θ)であり、Vks=ζ*20sin(2t−π/2)は、θ=−π/2の例である。「*」は乗算を意味する。振幅比ζは、ζ=Vksの振幅/Vpeの振幅で定義され、図9の例では、ζ=0.1である。周期振動電圧Vpeの振幅は20Vであるので、二次高調波電圧Vksの振幅は2Vになる。 In the example of FIG. 9, the second harmonic voltage Vks is defined as Vks = 2sin (2t−π / 2), whereas the periodic vibration voltage Vpe is 20 sin (t) as a single sine wave. Generally speaking, the second harmonic voltage Vks is Vks = ζ * 20sin (2t + θ), and Vks = ζ * 20sin (2t−π / 2) is an example of θ = −π / 2. "*" Means multiplication. The amplitude ratio ζ is defined by the amplitude of ζ = Vks / the amplitude of Vpe, and in the example of FIG. 9, ζ = 0.1. Since the amplitude of the periodic vibration voltage Vpe is 20V, the amplitude of the second harmonic voltage Vks is 2V.

図10は、二次高調波電圧Vksを含めた駆動電圧Vinで外側アクチュエータ7のカンチレバー15の圧電膜を駆動したときの二次高調波電圧Vksの振幅比と全高調波歪率との関係を示したグラフである。なお、図10の例において使用した周期振動電圧Vpeは、Vpe=20sin(t)であり、振幅が20V、周波数が60Hzの正弦波である。 FIG. 10 shows the relationship between the amplitude ratio of the second harmonic voltage Vks and the total harmonic distortion when the piezoelectric film of the cantilever 15 of the outer actuator 7 is driven by the drive voltage Vin including the second harmonic voltage Vks. It is a graph shown. The periodic vibration voltage Vpe used in the example of FIG. 10 is a sine wave having Vpe = 20sin (t), an amplitude of 20V, and a frequency of 60Hz.

図10の縦軸の全高調波歪率とは、光偏向器1の外側アクチュエータ7のカンチレバー15を駆動電圧Vin(=Vpe−Vks+Vb)で駆動したときに定義される。このとき、第2軸線の回りのミラー部2の実際の往復回動をフーリェ級数展開し、このフーリェ級数展開したものから二次以上の正弦波成分(高調波成分)を抽出し、抽出した高調波成分のエネルギ量が、実際の往復回動全体のエネルギに占める割合が全高調波歪率である。なお、フーリェ級数展開したものに含まれている一次の正弦波成分は、第2軸線の回りのミラー部2の歪んでいない振動成分である。 The total harmonic distortion factor on the vertical axis of FIG. 10 is defined when the cantilever 15 of the outer actuator 7 of the optical deflector 1 is driven by the drive voltage Vin (= Vpe-Vks + Vb). At this time, the actual reciprocating rotation of the mirror portion 2 around the second axis is expanded by the Fourier series, and the sine wave component (harmonic component) of the second order or higher is extracted from the expanded Fourier series, and the extracted harmonics are extracted. The ratio of the energy amount of the wave component to the energy of the entire actual reciprocating rotation is the total harmonic distortion factor. The first-order sine wave component included in the Fourier series expansion is an undistorted vibration component of the mirror portion 2 around the second axis.

図10では、駆動電圧Vinは、Vin=Vpe−Vks+Vbとしているが、これは、Vin=Vpe+Vli+Vbにおいて、Vli=−Vksの例である。該Vksは、図9で説明したVksと同様に、Vks=ζ*20sin(2t−π/2)で表わされる。位相変更定数θについては、図10では、どのVinのVksにおいても一律に、θ=−π/2に設定している。θ=−π/2は、第1倍周波数成分から第2倍周波数成分への位相変更が位相を遅らせる変更であるので、Vli=−Vksとなる。なお、Vin=Vpe+Vks+Vbは、Vksを、その符号を反転しないで、線形性補正電圧Vli(=Vks)としている例である。 In FIG. 10, the drive voltage Vin is Vin = Vpe-Vks + Vb, which is an example of Vli = -Vks in Vin = Vpe + Vli + Vb. The Vks is represented by Vks = ζ * 20sin (2t−π / 2), similarly to the Vks described in FIG. In FIG. 10, the phase change constant θ is uniformly set to θ = −π / 2 at any Vin Vks. θ = −π / 2 is Vli = −Vks because the phase change from the first-fold frequency component to the second-fold frequency component delays the phase. Note that Vin = Vpe + Vks + Vb is an example in which Vks is set to the linearity correction voltage Vli (= Vks) without inverting the sign thereof.

図10において、ζ=0は二次高調波電圧Vksの振幅=0を意味する。したがって、ζ=0の時の駆動電圧Vinは、従来の駆動電圧Vinと同じ、Vin=Vpe+Vbとなる。ζの増大に連れて、駆動電圧Vinに占める二次高調波電圧Vks(線形性補正電圧Vli)の割合の増大を意味する。 In FIG. 10, ζ = 0 means the amplitude = 0 of the second harmonic voltage Vks. Therefore, the drive voltage Vin when ζ = 0 is Vin = Vpe + Vb, which is the same as the conventional drive voltage Vin. It means that the ratio of the second harmonic voltage Vks (linearity correction voltage Vli) to the drive voltage Vin increases as ζ increases.

図10から、オフセットバイアス電圧Vbが増大するに連れて、全高調波歪率が低下することが分かる。また、二次高調波電圧Vks(=ζ*20sin(2t−π/2))のζを、ζ=0から徐々に増大するに連れて、全高調波歪率が徐々に低下し、全高調波歪率が、オフセットバイアス電圧Vbに応じて決まる所定値に達すると、それ以降の増大に対しては、全高調波歪率が下降から上昇に切り替わることが分かる。なお、全高調波歪率の低下は、駆動電圧Vinに対する回動角Aroの線形性が改善されていることを意味する。 From FIG. 10, it can be seen that the total harmonic distortion decreases as the offset bias voltage Vb increases. Further, as the ζ of the second harmonic voltage Vks (= ζ * 20sin (2t−π / 2)) is gradually increased from ζ = 0, the total harmonic distortion gradually decreases, and the total harmonic distortion is increased. It can be seen that when the wave distortion factor reaches a predetermined value determined according to the offset bias voltage Vb, the total harmonic distortion factor switches from falling to rising for the subsequent increase. The decrease in the total harmonic distortion means that the linearity of the rotation angle Aro with respect to the drive voltage Vin is improved.

図10から、オフセットバイアス電圧Vbを増大する代わりに、二次高調波電圧Vksを、その振幅比ζを調整して周期振動電圧Vpeに重畳することによって、駆動電圧Vinに対する回動角Aroの線形性を改善できることが分かる。 From FIG. 10, instead of increasing the offset bias voltage Vb, the secondary harmonic voltage Vks is superposed on the periodic vibration voltage Vpe by adjusting its amplitude ratio ζ, so that the rotation angle Aro is linear with respect to the drive voltage Vin. It turns out that the sex can be improved.

製品としての光偏向器1では、最大線形誤差は0.05〜0.1°以下にする必要がある。最大線形誤差=0.1°は、図10のグラフでは、全高調波歪率=2%に相当する。図10から、オフセットバイアス電圧Vb≧20Vにすれば、全高調波歪率≦2%がほぼ達成されることが分かる。さらに、オフセットバイアス電圧Vb=10Vであっても、ζ=4〜9%にすれば、全高調波歪率≦2%がほぼ達成されることが分かる。ただし、オフセットバイアス電圧Vb=3.5V以下である場合は、ζをいくら増大しても、全高調波歪率≦2%の達成は困難であることが分かる。 In the optical deflector 1 as a product, the maximum linear error needs to be 0.05 to 0.1 ° or less. The maximum linear error = 0.1 ° corresponds to the total harmonic distortion = 2% in the graph of FIG. From FIG. 10, it can be seen that if the offset bias voltage Vb ≧ 20V, the total harmonic distortion ≦ 2% is almost achieved. Further, it can be seen that even if the offset bias voltage Vb = 10V, if ζ = 4 to 9%, the total harmonic distortion rate ≦ 2% is almost achieved. However, when the offset bias voltage Vb = 3.5V or less, it can be seen that it is difficult to achieve the total harmonic distortion ≦ 2% no matter how much ζ is increased.

前述したように、オフセットバイアス電圧Vbを増大するほど、駆動電圧Vinに対する回動角Aroの線形性が改善されるが、駆動電圧Vinが外側アクチュエータ7のカンチレバー15の圧電膜の耐電圧を越えることは許されない。したがって、オフセットバイアス電圧Vbを増大した分、周期振動電圧Vpeの振幅を低減する必要がある。周期振動電圧Vpeの振幅の低減は、回動角の制御範囲の低減につながるので、好ましくない。 As described above, as the offset bias voltage Vb is increased, the linearity of the rotation angle Aro with respect to the drive voltage Vin is improved, but the drive voltage Vin exceeds the withstand voltage of the piezoelectric film of the cantilever 15 of the outer actuator 7. Is not allowed. Therefore, it is necessary to reduce the amplitude of the periodic vibration voltage Vpe by the amount of increasing the offset bias voltage Vb. Reducing the amplitude of the periodic vibration voltage Vpe is not preferable because it leads to a reduction in the control range of the rotation angle.

実施形態の光走査装置25では、オフセットバイアス電圧Vbを、Vb≧20Vにする代わりに、Vb=10Vにして、ζ=4〜9%にする。これにより、第2軸線の回りのミラー部2の回動角の制御範囲を十分に確保しつつ、駆動電圧Vinに対する第2軸線の回りのミラー部2の回動角の線形性を改善することができる。 In the optical scanning apparatus 25 of the embodiment, the offset bias voltage Vb is set to Vb = 10V instead of Vb ≧ 20V, and ζ = 4 to 9%. As a result, the linearity of the rotation angle of the mirror portion 2 around the second axis with respect to the drive voltage Vin is improved while sufficiently securing the control range of the rotation angle of the mirror portion 2 around the second axis. Can be done.

図11は二次高調波電圧Vks(=ζ*20sin(2t−π/2))の位相変更定数θを−π/2にした理由についての説明図である。なお、θ=−π/2は、位相変更定数θが、ζ*20sin(2t)の位相を遅らせるものであることを意味する。なお、該二次高調波電圧Vksにおいて、ζ=0.1である。図11の破線は、駆動電圧Vin(実線)をカンチレバー15の圧電膜に印加して、ミラー部2を第2軸線の回りに実際に回動させたときに、実際の回動が線形関係からずれることを示している。該破線は、このずれを電圧に換算し、駆動電圧Vinに重畳して、図示したものになっている。 FIG. 11 is an explanatory diagram of the reason why the phase change constant θ of the second harmonic voltage Vks (= ζ * 20sin (2t−π / 2)) is set to −π / 2. Note that θ = −π / 2 means that the phase change constant θ delays the phase of ζ * 20 sin (2t). At the second harmonic voltage Vks, ζ = 0.1. The broken line in FIG. 11 shows that when the driving voltage Vin (solid line) is applied to the piezoelectric film of the cantilever 15 and the mirror portion 2 is actually rotated around the second axis, the actual rotation is linearly related. It shows that it shifts. The broken line is shown by converting this deviation into a voltage and superimposing it on the drive voltage Vin.

前述の図5の特性(理想応答特性から下方にずれている実際の特性)から分かるように、駆動電圧Vinの単位変化量に対する回動角Aroの単位変化量は、駆動電圧Vinの低いときは小さく、駆動電圧Vinが上昇するに連れて、増大していく。また、図10で説明したように、オフセットバイアス電圧Vbを増大するほど、線形性が改善される。したがって、図11の破線は、駆動電圧Vinの極大値側ではなく、極小値側において十分に下降しない特性として現れる。 As can be seen from the characteristics of FIG. 5 (actual characteristics that deviate downward from the ideal response characteristics), the unit change amount of the rotation angle Aro with respect to the unit change amount of the drive voltage Vin is when the drive voltage Vin is low. It is small and increases as the drive voltage Vin rises. Further, as described with reference to FIG. 10, the linearity is improved as the offset bias voltage Vb is increased. Therefore, the broken line in FIG. 11 appears as a characteristic that does not sufficiently decrease on the minimum value side of the drive voltage Vin, not on the maximum value side.

これに対処するためには、駆動電圧Vinが極小値になるのに合わせて、駆動電圧Vinが十分に下降するように、線形性補正電圧Vliを周期振動電圧Vpeに重畳すればよいことが容易に理解できる。こうして、位相変更定数θが−π/2である場合、すなわち位相変更定数θが位相を遅らせるものであるときは、符号反転した二次高調波電圧Vksに基づいて線形性補正電圧Vliが設定される(Vli=−Vks)。 In order to deal with this, it is easy to superimpose the linearity correction voltage Vli on the periodic vibration voltage Vpe so that the drive voltage Vin drops sufficiently as the drive voltage Vin becomes the minimum value. Can be understood. In this way, when the phase change constant θ is −π / 2, that is, when the phase change constant θ delays the phase, the linearity correction voltage Vli is set based on the sign-inverted second harmonic voltage Vks. (Vli = -Vks).

図12は、駆動電圧Vinに対して位相変更しない二次高調波電圧Vksを線形性補正電圧Vliにするときの問題点を説明する図である。図12において、駆動電圧Vin=Vpe+Vbである。ただし、Vpe=20sin(t)である。また、二次高調波電圧Vksaは、Vksa=ζ*20sin(2t−π/2)であり、二次高調波電圧Vksbは、Vksb=ζ*20sin(2t)である。ただし、ζ=0.1である。 FIG. 12 is a diagram illustrating a problem when the second harmonic voltage Vks whose phase is not changed with respect to the drive voltage Vin is set to the linearity correction voltage Vli. In FIG. 12, the drive voltage Vin = Vpe + Vb. However, Vpe = 20 sin (t). The second harmonic voltage Vksa is Vksa = ζ * 20sin (2t−π / 2), and the second harmonic voltage Vksb is Vksb = ζ * 20sin (2t). However, ζ = 0.1.

駆動電圧Vinは、t=3π/2+2nπ(ただし、nは正の整数)の時に、極小値になるのに対し、二次高調波電圧Vksaは、t=3π/2+2nπの時に、最大値のζになる。したがって、二次高調波電圧Vksaを符号反転した−Vksaを線形性補正電圧Vliとすれば、すなわち、Vli=−Vksaとすれば、t=3π/2+2nπの時に、駆動電圧Vinを押し下げることができる。この結果、駆動電圧Vinに対する回動角Aroの線形性の悪化を防止することができる。 The drive voltage Vin has a minimum value when t = 3π / 2 + 2nπ (where n is a positive integer), whereas the second harmonic voltage Vksa has a maximum value of ζ when t = 3π / 2 + 2nπ. become. Therefore, if -Vksa, which is the sign-inverted second harmonic voltage Vksa, is set to the linearity correction voltage Vli, that is, if Vli = -Vksa, the drive voltage Vin can be pushed down when t = 3π / 2 + 2nπ. .. As a result, it is possible to prevent deterioration of the linearity of the rotation angle Aro with respect to the drive voltage Vin.

これに対し、二次高調波電圧Vksbは、t=3π/2+2nπの時に、0になってしまうので、周期振動電圧Vpeに二次高調波電圧Vksbを符号反転無し及び符号反転のどちらで重畳しても、駆動電圧Vinを押し下げることができない。したがって、周期振動電圧Vpeに二次高調波電圧Vksbを重畳しても、線形性を改善することはできない。 On the other hand, the second harmonic voltage Vksb becomes 0 when t = 3π / 2 + 2nπ, so the second harmonic voltage Vksb is superimposed on the periodic vibration voltage Vpe with or without sign inversion. However, the drive voltage Vin cannot be pushed down. Therefore, even if the second harmonic voltage Vksb is superimposed on the periodic vibration voltage Vpe, the linearity cannot be improved.

次に、位相変更定数θをπ/2にした第2倍周波数成分としての二次高調波電圧Vks(=ζ*20sin(2t+π/2))について考察する。Vks=ζ*20sin(2t+π/2)は、第1倍周波数成分としてのζ*20sin(2t)の位相を進ませたものとなっている。ζ*20sin(2t+π/2)は、t=3π/2+2nπの時に、最小値の−ζになる。この結果、ζ*20sin(2t+π/2)は、前述のζ*20sin(2t−π/2)とは逆に符号反転することなく、符号を維持したVksを線形性補正電圧Vliとすれば、すなわち、Vli=+Vksaとすれば、t=3π/2+2nπの時に、駆動電圧Vinを押し下げることができる。この結果、駆動電圧Vinに対する回動角Aroの線形性の悪化を防止することができる。 Next, the second harmonic voltage Vks (= ζ * 20 sin (2t + π / 2)) as the second harmonic component with the phase change constant θ set to π / 2 will be considered. Vks = ζ * 20sin (2t + π / 2) is the one in which the phase of ζ * 20sin (2t) as the first multiple frequency component is advanced. ζ * 20sin (2t + π / 2) becomes the minimum value −ζ when t = 3π / 2 + 2nπ. As a result, ζ * 20sin (2t + π / 2) does not invert the sign contrary to the above-mentioned ζ * 20sin (2t−π / 2), and if Vks that maintains the sign is defined as the linearity correction voltage Vli, That is, if Vli = + Vksa, the drive voltage Vin can be pushed down when t = 3π / 2 + 2nπ. As a result, it is possible to prevent deterioration of the linearity of the rotation angle Aro with respect to the drive voltage Vin.

位相変更定数θは、±π/2に限定されない。位相変更定数θは−π<θ<π(ただし、θ≠0)の範囲であればよい。この範囲であれば、t=3π/2+2nπ(ただし、nは正の整数)の時に二次高調波電圧Vksの絶対値としての|Vks|>0であるので、二次高調波電圧Vksを+(加算)又は−(減算)で周期振動電圧Vpeに重畳すれば、t=3π/2+2nπの時に、二次高調波電圧Vksにより駆動電圧Vinを押し下げることができるからである。 The phase change constant θ is not limited to ± π / 2. The phase change constant θ may be in the range of −π <θ <π (where θ ≠ 0). In this range, when t = 3π / 2 + 2nπ (where n is a positive integer), | Vks |> 0 as the absolute value of the secondary harmonic voltage Vks, so the secondary harmonic voltage Vks is + This is because the drive voltage Vin can be pushed down by the secondary harmonic voltage Vks when t = 3π / 2 + 2nπ by superimposing it on the periodic vibration voltage Vpe by (addition) or − (subtraction).

光走査装置25において、駆動電圧Vinを具体的な式で表現すると、次の(式1a)〜(式1c)になる。なお、(式1a)〜(式1c)及びその他の式では、周期振動電圧Vpeの振幅は、正規化され、1に統一される。実際には、振幅が20Vであれば、20等が(式1a)等に係数として付加される。 In the optical scanning device 25, the drive voltage Vin can be expressed by a specific equation as follows (Equation 1a) to (Equation 1c). In addition, in (Equation 1a) to (Equation 1c) and other equations, the amplitude of the periodic vibration voltage Vpe is normalized and unified to 1. Actually, if the amplitude is 20 V, 20 or the like is added as a coefficient to (Equation 1a) or the like.

(式1a)の二次高調波電圧Vksは、周期振動電圧Vpeをフーリェ級数展開することによって表されるフーリェ級数展開周波数成分に対して周波数が2倍で振幅が所定比である第1倍周波数成分の位相を−π/2、変更した第2倍周波数成分を符号反転したものに相当する。なお、この場合、周期振動電圧Vpeは単一の正弦波であるので、周期振動電圧Vpeをフーリェ級数展開することによって表されるフーリェ級数展開周波数成分も単一の正弦波成分になる。また、振幅の所定比は具体的には0.1である。 The second harmonic voltage Vks of (Equation 1a) is the first multiple frequency whose frequency is twice and the amplitude is a predetermined ratio with respect to the Fourier series expansion frequency component represented by expanding the periodic vibration voltage Vpe into the Fourier series. The phase of the component is −π / 2, which corresponds to the code-inverted second harmonic component that has been changed. In this case, since the periodic vibration voltage Vpe is a single sine wave, the Fourier series expansion frequency component represented by expanding the periodic vibration voltage Vpe to the Fourier series also becomes a single sine wave component. Further, the predetermined ratio of the amplitude is specifically 0.1.

(式1c)のζ*cos(2t)は、(式1a)のζ*sin(2t−π/2)を、周波数と振幅比ζとを維持したまま、余弦波に置き換え可能であることを示している。すなわち、単独の正弦波としての周期振動電圧Vpeに対して、位相をπ/2遅らせた倍周波数電圧について符号反転したものを線形性補正電圧Vliにすることは、単独の正弦波としての周期振動電圧Vpeに対して、位相を変更せずに倍周波数余弦波成分を線形性補正電圧Vliにすることと同じことを意味する。したがって、両者は、発明の構成としては同一である。 The ζ * cos (2t) of (Equation 1c) can replace the ζ * sin (2t−π / 2) of (Equation 1a) with a cosine wave while maintaining the frequency and the amplitude ratio ζ. Shown. That is, the linearity correction voltage Vli is obtained by inverting the sign of the double frequency voltage whose phase is delayed by π / 2 with respect to the periodic vibration voltage Vpe as a single sine wave. It means the same as setting the double frequency sine wave component to the linearity correction voltage Vli without changing the phase with respect to the voltage Vpe. Therefore, both are the same as the constitution of the invention.

図13は周期振動電圧Vpeの一例としてのこぎり波電圧Vrampを示している。横軸の位相において2πの長さは、こぎり波電圧Vrampの1周期に相当する。 FIG. 13 shows a sawtooth wave voltage Vramp as an example of the periodic vibration voltage Vpe. The length of 2π in the phase on the horizontal axis corresponds to one cycle of the saw-wave voltage Vramp.

理想的なのこぎり波電圧Vrampは、瞬間的に上昇し、その後、所定の下降速度で徐々に下降することを繰り返す。光走査装置25は、のこぎり波電圧Vrampの上昇時は、上昇は瞬間的なので点灯していてもよいが、原則的にはレーザ光源14を消灯し、のこぎり波電圧Vrampの下降期間に、レーザ光源14を点灯するとともに、レーザ光源14への通電電流値の制御により走査光Lbの走査点の輝度を制御する。これにより、走査光Lbの照射領域に、モノクロ画像が生成される。なお、カラー画像を生成したいときは、光の三原色に合わせて3種のレーザ光源14を用意し、各レーザ光源14ごとに輝度を制御する。 The ideal sawtooth voltage Vramp rises momentarily and then gradually falls at a predetermined falling speed. The optical scanning device 25 may be turned on when the sawtooth wave voltage Vram rises because the rise is momentary, but in principle, the laser light source 14 is turned off, and the laser light source is turned off during the period when the sawtooth wave voltage Vramp falls. 14 is turned on, and the brightness of the scanning point of the scanning light Lb is controlled by controlling the energizing current value of the laser light source 14. As a result, a monochrome image is generated in the irradiation region of the scanning light Lb. When it is desired to generate a color image, three types of laser light sources 14 are prepared according to the three primary colors of light, and the brightness is controlled for each laser light source 14.

次の(式2)は、のこぎり波電圧Vrampのフーリェ級数展開したときの周波数成分を示している。(式3a)は(式2)を使って、駆動電圧Vinを式で表現したものである。(式3b)は(式3a)の線形性補正電圧Vliの各倍周波数正弦波成分を倍周波数余弦波成分に置き換えている。 The following (Equation 2) shows the frequency component when the Fourier series of the sawtooth voltage Vramp is expanded. (Equation 3a) expresses the drive voltage Vin by an equation using (Equation 2). In (Equation 3b), each double frequency sine wave component of the linearity correction voltage Vli of (Equation 3a) is replaced with a double frequency cosine wave component.

(式2)、(式3a)及び(式3b)について詳説する。(式3a)の右辺では、線形性補正電圧Vliを周期振動電圧Vpeとオフセットバイアス電圧Vbとの間に配置している。(式3a)の右辺のVliは、“ζ*”の後ろの大括弧で括られた範囲であり、(式2)におけるフーリェ級数展開したときの各周波数成分に対し、周波数を2倍にした倍周波数成分から成る。周期振動電圧Vpeとしてののこぎり波電圧Vrampは、奇関数であるので、フーリェ変換級数に展開すると、(式2)の右辺のように、各成分は正弦波成分のみとなる。したがって、(式3a)の右辺の線形性補正電圧Vliの相当範囲の倍周波数成分は、倍周波数正弦波成分となる。 (Equation 2), (Equation 3a) and (Equation 3b) will be described in detail. On the right side of (Equation 3a), the linearity correction voltage Vli is arranged between the periodic vibration voltage Vpe and the offset bias voltage Vb. The Vli on the right side of (Equation 3a) is the range enclosed in parentheses after "ζ *", and the frequency is doubled for each frequency component when the Fourier series is expanded in (Equation 2). It consists of double frequency components. Since the sawtooth voltage Vram as the periodic vibration voltage Vpe is an odd function, when expanded into the Fourier transform series, each component becomes only a sinusoidal component as shown on the right side of (Equation 2). Therefore, the double frequency component in the corresponding range of the linearity correction voltage Vli on the right side of (Equation 3a) becomes the double frequency sine wave component.

(式3b)は、(式3a)を変形したものであり、(式3a)の周期振動電圧Vpeの倍周波数正弦波成分を倍周波数余弦波成分に置き換えるとともに、駆動電圧Vin及び線形性補正電圧Vliの同一周波数の成分同士が隣り同士になるように、整理している。(式3a)と(式3b)とは、発明の構成としては同一であることを意味する。 (Equation 3b) is a modification of (Equation 3a), and replaces the double frequency sine wave component of the periodic vibration voltage Vpe of (Equation 3a) with the double frequency cosine wave component, and also drives the Vin and linearity correction voltage. The components of the same frequency of Vli are arranged so that they are next to each other. (Equation 3a) and (Equation 3b) mean that the constitution of the invention is the same.

図14は周期振動電圧Vpeの別の例としての三角波電圧Vtriを示している。横軸の位相において2πの長さは、三角波電圧Vtriの1周期に相当する。 FIG. 14 shows a triangular wave voltage Vtri as another example of the periodic vibration voltage Vpe. The length of 2π in the phase on the horizontal axis corresponds to one cycle of the triangular wave voltage Vtri.

三角波電圧Vtriは、電圧の上昇速度と下降速度とが等しいので、制御装置27は、三角波電圧Vtriの電圧上昇期間及び電圧下降期間共に、レーザ光源14を点灯状態に維持して、照射領域に画像を生成することができる。ただし、縦方向の走査方向が電圧上昇期間と電圧下降期間とで逆転するので、光走査装置25が画像生成装置として使用されるときには、レーザ光源14の通電制御による照射領域の輝度制御を電圧上昇期間用制御と電圧下降期間用制御とに使い分ける必要がある。 Since the triangle wave voltage Vtri has the same rising speed and falling speed, the control device 27 keeps the laser light source 14 in the lit state during both the voltage rising period and the voltage falling period of the triangular wave voltage Vtri, and images in the irradiation region. Can be generated. However, since the scanning direction in the vertical direction is reversed between the voltage rise period and the voltage drop period, when the optical scanning device 25 is used as the image generator, the voltage rises in the brightness control of the irradiation region by the energization control of the laser light source 14. It is necessary to use it properly for the period control and the voltage drop period control.

駆動電圧Vinとしての三角波Vtriは、奇関数及び偶関数のいずれでもフーリェ級数展開が可能である。次の(式4a)は三角波Vtriを奇関数としたときのフーリェ級数展開式である。(式4b)は三角波Vtriを偶関数としたときのフーリェ級数展開式である。(式5)は余弦波を、π/2の位相変更すれば、(式4b)における余弦波を正弦波に置き換え可能であることを示している。 The triangular wave Vtri as the drive voltage Vin can be expanded into a Fourier series by either an odd function or an even function. The following (Equation 4a) is a Fourier series expansion equation when the triangular wave Vtri is an odd function. (Equation 4b) is a Fourier series expansion equation when the triangular wave Vtri is an even function. (Equation 5) shows that the cosine wave in (Equation 4b) can be replaced with a sine wave by changing the phase of the cosine wave by π / 2.

(式4a)、(式4b)及び(式5)について詳説する。(式4a)の右辺は、正弦波成分のみから成る。したがって、周期振動電圧Vpeを三角波Vtriとするとき、のこぎり波電圧Vrampと同様の方式で線形性補正電圧Vliを生成することができる。すなわち、三角波Vtriのフーリェ級数展開正弦波成分に対して周波数が2倍で振幅が所定の振幅比ζである第1倍周波数成分を得る。該第1倍周波数成分は、正弦波周波数成分のみから構成される。そして、第1倍周波数成分に対して位相を進ませるか遅らせる位相変更定数θが付加されている第2倍周波数正弦波成分を得る。該第2倍周波数正弦波成分は、正弦波周波数成分のみから構成される。最後に、該第2倍周波数正弦波成分に基づいて設定されている線形性補正電圧Vliを生成する。 (Equation 4a), (Equation 4b) and (Equation 5) will be described in detail. The right side of (Equation 4a) consists of only the sinusoidal component. Therefore, when the periodic vibration voltage Vpe is a triangular wave Vtri, the linearity correction voltage Vli can be generated by the same method as the sawtooth wave voltage Vramp. That is, a first-fold frequency component having a frequency twice that of the Fourier series expansion sine wave component of the triangular wave Vtri and an amplitude having a predetermined amplitude ratio ζ is obtained. The first multiple frequency component is composed of only a sinusoidal frequency component. Then, a second-fold frequency sine wave component to which a phase change constant θ for advancing or delaying the phase with respect to the first-fold frequency component is added is obtained. The second multiple frequency sinusoidal component is composed of only the sinusoidal frequency component. Finally, the linearity correction voltage Vli set based on the second-fold frequency sinusoidal component is generated.

(式4b)では、三角波Vtriを偶関数としてフーリェ級数展開しているので、右辺のフーリェ級数展開周波数成分はすべて余弦波成分となる。しかしながら、(式5)で示すように、余弦波は、π/2の位相変更により、同一周波数の正弦波に変換できる。したがって、(式4b)の偶関数のフーリェ級数展開余弦波成分を正弦波成分に置き換えて、(式4a)と同じように、倍周波数波成分を倍周波数正弦波成分のみから構成して、生成した倍周波数正弦波成分に基づいて線形性補正電圧Vliを生成することができる。 In (Equation 4b), since the Fourier series expansion is performed using the triangular wave Vtri as an even function, all the Fourier series expansion frequency components on the right side are cosine wave components. However, as shown in (Equation 5), the cosine wave can be converted into a sine wave having the same frequency by changing the phase of π / 2. Therefore, the Fourier series expansion cosine wave component of the even function of (Equation 4b) is replaced with a sine wave component, and the multiple frequency wave component is composed only of the double frequency sine wave component in the same manner as in (Equation 4a). The linearity correction voltage Vli can be generated based on the double frequency sinusoidal component.

一般的な周期関数は、奇関数のフーリェ級数展開正弦波成分と偶関数のフーリェ級数展開余弦波成分との重ね合わせで表現される。偶関数のフーリェ級数展開余弦波成分は、式(5)の置き換えより、フーリェ級数展開正弦波成分に置き換えることができる。こうして、任意の周期関数は、フーリェ級数展開正弦波成分で表現できる。 A general periodic function is expressed by superimposing an odd function Fourier series expansion sine wave component and an even function Fourier series expansion cosine wave component. The Fourier series expansion sine wave component of the even function can be replaced with the Fourier series expansion sine wave component by the replacement of the equation (5). Thus, any periodic function can be represented by the Fourier series expansion sinusoidal component.

本発明は、変形例として次の構成を有する。 The present invention has the following configuration as a modified example.

実施形態では、光偏向器1の外側アクチュエータ7のカンチレバー15に供給されるユニポーラの駆動電圧は正として説明している(例:図5〜図14)。本発明では、光偏向器の圧電アクチュエータの圧電膜のユニポーラの駆動電圧は負であってもよい。実施形態において、ユニポーラの駆動電圧を負で使用する場合には、カンチレバー15の圧電膜の下側電極層にはアース電圧が印加され、圧電膜の上側電極層には負の駆動電圧が供給される。ユニポーラの駆動電圧を負で使用する場合の光偏向器1の作用は、ユニポーラの駆動電圧の絶対値に置き換えて、置き換えた絶対値を正の駆動電圧とみなせば、ユニポーラの駆動電圧を正で使用する場合で説明した前述の実施形態の作用をそのまま適用できる。 In the embodiment, the drive voltage of the unipolar supplied to the cantilever 15 of the outer actuator 7 of the optical deflector 1 is described as positive (example: FIGS. 5 to 14). In the present invention, the driving voltage of the unipolar of the piezoelectric film of the piezoelectric actuator of the optical deflector may be negative. In the embodiment, when the drive voltage of the unipolar is used negatively, the ground voltage is applied to the lower electrode layer of the piezoelectric film of the cantilever 15, and the negative drive voltage is supplied to the upper electrode layer of the piezoelectric film. To. When the drive voltage of the unipolar is used negatively, the action of the optical deflector 1 is to replace the absolute value of the drive voltage of the unipolar with the absolute value, and if the replaced absolute value is regarded as a positive drive voltage, the drive voltage of the unipolar is positive. The operation of the above-described embodiment described in the case of use can be applied as it is.

実施形態では、駆動電圧Vinとして単独の正弦波、のこぎり波電圧Vramp又は三角波Vtriが使用されたが、本発明の駆動電圧Vinは、その他の周期振動電圧を採用することができる。 In the embodiment, a single sine wave, sawtooth voltage Vram or triangular wave Vtri is used as the drive voltage Vin, but the drive voltage Vin of the present invention can adopt other periodic vibration voltage.

実施形態では、第2軸線の回りのミラー部2の往復回動の周波数は60Hzとなっている。本発明では、ミラー部を軸線の回りに往復回動させる一定の周波数として、60Hz以外の周波数であってもよい。 In the embodiment, the frequency of the reciprocating rotation of the mirror portion 2 around the second axis is 60 Hz. In the present invention, the constant frequency for reciprocating the mirror portion around the axis may be a frequency other than 60 Hz.

実施形態の(式2)では、周期振動電圧Vpeの一例としてのこぎり波電圧Vrampを無限の次数までフーリェ級数展開している。しかしながら、本発明では、第2倍周波数成分を所定次数以下の倍周波数成分に制限して、所定次数以下の第2倍周波数成分のみに基づいて線形性補正電圧Vliを設定することもできる。その場合、第2倍周波数成分の個数が減少するので、線形性補正電圧Vliの生成処理が簡単化される。また、周波数の異なる複数の第2倍周波数成分を合成(加算)をシンセサイザにより行うときは、シンセサイザの構造の複雑化及び大型化を回避することができる。 In the embodiment (Equation 2), the sawtooth voltage Vramp as an example of the periodic vibration voltage Vpe is expanded to the Fourier series to an infinite order. However, in the present invention, the linearity correction voltage Vli can be set based only on the second frequency component of the predetermined order or less by limiting the second frequency component to the frequency component of the predetermined order or less. In that case, since the number of the second frequency components is reduced, the process of generating the linearity correction voltage Vli is simplified. Further, when synthesizing (adding) a plurality of second-fold frequency components having different frequencies by a synthesizer, it is possible to avoid complication and enlargement of the structure of the synthesizer.

実施形態では、外側アクチュエータ7の駆動電圧Vinに線形性補正電圧Vliを付加して、外側アクチュエータ7の線形性を改善している。しかしながら、本発明は、内側アクチュエータ6の線形性を改善するために、内側アクチュエータ6の駆動電圧に対して線形性補正電圧を適用することも可能である。 In the embodiment, the linearity correction voltage Vli is added to the drive voltage Vin of the outer actuator 7 to improve the linearity of the outer actuator 7. However, in the present invention, in order to improve the linearity of the inner actuator 6, it is also possible to apply a linearity correction voltage to the drive voltage of the inner actuator 6.

1・・・光偏向器、2・・・ミラー部、7・・・外側アクチュエータ(圧電アクチュエータ)、14・・・レーザ光源(光源)、25・・・光走査装置、27・・・制御装置。 1 ... Optical deflector, 2 ... Mirror part, 7 ... Outer actuator (piezoelectric actuator), 14 ... Laser light source (light source), 25 ... Optical scanning device, 27 ... Control device ..

Claims (5)

光源と、
所定の軸線の回りに往復回動可能であり前記光源からの入射光を前記軸線の回りの回動角に応じた方向に反射して走査光として出射するミラー部、及び圧電膜を有し前記軸線の回りの前記ミラー部の回動角を前記圧電膜の駆動電圧に応じて制御する圧電アクチュエータを有する光偏向器と、
前記駆動電圧をユニポーラの駆動電圧で前記圧電アクチュエータに供給する制御装置とを備え
前記駆動電圧は、前記圧電膜に印加されることによって前記ミラー部を前記軸線の回りに一定の周波数で往復回動させる周期振動電圧と、該周期振動電圧をフーリェ級数展開したときの成分であるフーリェ級数展開周波数成分に対して、周波数が2倍で振幅が所定比となる第1倍周波数成分の位相を変更した第2倍周波数成分に基づいて、前記駆動電圧と前記回動角との線形性を向上させるための補正電圧である線形性補正電圧と、所定のバイアス電圧とを重ね合わせて生成され、
前記線形性補正電圧は、前記周期振動電圧の絶対値が最小になる位相に合わせて前記駆動電圧の値が前記圧電膜の耐電圧から最大に離れた値になるように、位相が設定されていることを特徴とする光走査装置。
Light source and
It has a mirror portion that can reciprocate around a predetermined axis, reflects incident light from the light source in a direction corresponding to the rotation angle around the axis, and emits as scanning light, and a piezoelectric film. An optical deflector having a piezoelectric actuator that controls the rotation angle of the mirror portion around the axis according to the driving voltage of the piezoelectric film, and
A control device that supplies the drive voltage to the piezoelectric actuator with the drive voltage of the unipolar is provided .
The drive voltage is a periodic vibration voltage that causes the mirror portion to reciprocate around the axis at a constant frequency by being applied to the piezoelectric film, and a component when the periodic vibration voltage is expanded by the Foulier series. The alignment of the drive voltage and the rotation angle based on the second-fold frequency component in which the phase of the first-fold frequency component whose frequency is twice and the amplitude is a predetermined ratio is changed with respect to the Fühlier series expansion frequency component. It is generated by superimposing a linear correction voltage, which is a correction voltage for improving the performance, and a predetermined bias voltage.
The phase of the linearity correction voltage is set so that the value of the drive voltage becomes a value that is maximum away from the withstand voltage of the piezoelectric film in accordance with the phase in which the absolute value of the periodic vibration voltage is minimized. optical scanning apparatus characterized by there.
請求項1記載の光走査装置において、
前記フーリェ級数展開周波数成分は正弦波成分のみで表されることを特徴とする光走査装置。
In the optical scanning apparatus according to claim 1,
An optical scanning apparatus characterized in that the Fourier series expansion frequency component is represented only by a sine wave component.
請求項2記載の光走査装置において、
前記制御装置は、
前記第1倍周波数成分から前記第2倍周波数成分への位相変更が位相を進ませる変更であるときは、符号を維持した前記第2倍周波数成分を前記線形性補正電圧として生成し、
前記第1倍周波数成分から前記第2倍周波数成分への位相変更が位相を遅らせる変更であるときは、符号を逆転した前記第2倍周波数成分を前記線形性補正電圧として生成することを特徴とする光走査装置。
In the optical scanning apparatus according to claim 2,
The control device is
When the phase change from the first-fold frequency component to the second-fold frequency component is a change that advances the phase, the second-fold frequency component that maintains the sign is generated as the linearity correction voltage.
When the phase change from the first-fold frequency component to the second-fold frequency component is a change that delays the phase, the second-fold frequency component whose sign is reversed is generated as the linearity correction voltage. Optical scanning device.
請求項3記載の光走査装置において、
前記位相変更は、π/2の位相の進みか又は遅れであることを特徴とする光走査装置。
In the optical scanning apparatus according to claim 3,
An optical scanning apparatus, wherein the phase change is a π / 2 phase advance or lag.
請求項1〜4のいずれか1項に記載の光走査装置において、
前記線形性補正電圧は、所定次数以下の第2倍周波数成分のみに基づいて設定されていることを特徴とする光走査装置。
In the optical scanning apparatus according to any one of claims 1 to 4.
An optical scanning apparatus characterized in that the linearity correction voltage is set based only on a second frequency component having a predetermined order or less.
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