JP7172557B2 - 光偏向装置、画像投影装置、レーザヘッドランプ及び移動体 - Google Patents
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Description
まず、実施形態の可動装置を適用した光走査システムについて、図1~図4に基づいて詳細に説明する。
次に、実施形態の可動装置を適用した画像投影装置について、図5および図6を用いて詳細に説明する。
次に、実施形態の可動装置13を適用した光書込装置について図7および図8を用いて詳細に説明する。
次に、上記実施形態の可動装置を適用した距離測定装置について、図9および図10を用いて詳細に説明する。
次に、上記実施形態の可動装置を自動車のヘッドライトに適用したレーザヘッドランプ50について、図11 を用いて説明する。図11は、レーザヘッドランプ50の構成の一例を説明する概略図である。
次に、上記実施形態の可動装置を適用したヘッドマウントディスプレイ60について、図12~13を用いて説明する。ここでヘッドマウントディスプレイ60は、人間の頭部に装着可能な頭部装着型ディスプレイで、例えば、眼鏡に類する形状とすることができる。ヘッドマウントディスプレイを、以降ではHMDと省略して示す。
次に、実施形態の可動装置のパッケージングについて図14を用いて説明する。
まず、可動装置について図15~図17を用いて詳細に説明する。
次に、可動装置の第1駆動部および第2駆動部を駆動させる制御装置の制御の詳細について説明する。
ここで、上述の光走査システム10に駆動電圧を印加したときの可動装置13における反射部101の振れ角について、図20~図21を用いて説明する。
<第1の実施形態に係る駆動電圧の波形の補正方法>
先ず、本実施形態に係る光偏向装置の駆動電圧の波形の補正方法について、図22を参照して説明する。
次に、上述した駆動電圧の波形の補正を実現するための可動装置13aについて、図23~24を参照して説明する。なお、図23~24の説明では、図15~17等で既に説明したものと同一の構成部分についての説明は省略する。
次に、本実施形態に係る光偏向装置の構成について、図25~26を参照して説明する。
次に、本実施形態に係る光偏向装置の動作について説明する。図27は、本実施形態に係る光偏向装置の動作の一例を示すフローチャートである。
次に、第2の実施形態に係る光偏向装置について説明する。なお、既に説明した実施形態と同一の構成部についての説明は省略する。
次に、第3の実施形態に係る光偏向装置について説明する。なお、既に説明した実施形態と同一の構成部についての説明は省略する。
図31は、本実施形態に係る制御装置の一例の機能ブロック図である。制御装置11bは圧電定数記憶部39と、波形生成部40とを有する。
図32は、本実施形態に係る光偏向装置の動作の一例を示すフローチャートである。
10a、10b 光偏向装置
11、11a、11b 制御装置
12 光源装置
13、13a 可動装置
14 反射面
15 被走査面
30 制御部
31 駆動信号出力部
31a 光源駆動部
31b 圧電素子駆動部
32 波形記憶部
33 波形取得部
34 駆動電圧波形出力部
35 振れ角検出部
36 補正要否判定部
37 波形補正部
38 第1決定部
39 圧電定数記憶部
40 波形生成部
41 第2決定部
101 反射部
102 反射部基体
110a、110b 第1駆動部a、b(駆動梁の一例)
111a、111b トーションバーa、b
112a、112b 第1圧電駆動部(圧電駆動部の一例)
120 第1支持部(支持部の一例)
130a、130b 第2駆動部(駆動梁の一例、蛇行梁の一例)
131a~131f 第2圧電駆動部a(圧電駆動部の一例)
132a~132f 第2圧電駆動部b(圧電駆動部の一例)
140 第2支持部(支持部の一例)
140a、140b 検出部
141a~141f 圧電センサ
142a~142f 圧電センサ
150 電極接続部
161 シリコン支持層
162 酸化シリコン層
163 シリコン活性層
201 下部電極
202 圧電部
203 上部電極
301a、301b 補正前の波形
302a 補正後の波形(第1の駆動電圧波形の一例)
302b 補正後の波形(第2の駆動電圧波形の一例)
303a 揺らぎが設けられた波形
304a 振れ角の揺らぎ対して逆位相となる揺らぎを含む波形が重畳された波形
350a、350b 1周期に該当する期間
351a 正の傾きの波形の期間
351b 負の傾きの波形の期間
352a 第1の傾きの波形の期間
352b 第3の傾きの波形の期間
353a 第2の傾きの波形の期間
353b 第4の傾きの波形の期間
360a 傾きが第1の傾きから第2の傾きに変化する時期
360b 傾きが第3の傾きから第4の傾きに変化する時期
371 回帰直線
400 自動車
500 ヘッドアップディスプレイ装置(画像投影装置の一例)
600 光書込装置
650 レーザプリンタ
700 ライダ装置
β 最大振れ角誤差
Claims (11)
- 反射部と、
前記反射部を駆動可能に支持する駆動梁と、
前記駆動梁を支持する支持部と、
前記駆動梁に設けられ、駆動電圧の波形に応じた圧電素子の変位により前記反射部を駆動させる圧電駆動部と、
1周期内に含まれる正の傾きの波形の期間が、少なくとも第1の傾きの波形期間、及び前記第1の傾きとは異なる第2の傾きの波形期間を有する第1の駆動電圧波形と、
1周期内に含まれる負の傾きの波形の期間が、少なくとも第3の傾きの波形期間、及び前記第3の傾きとは異なる第4の傾きの波形期間を有する第2の駆動電圧波形を前記圧電駆動部に出力する駆動電圧波形出力部と、
駆動される前記反射部の振れ角を検出する振れ角検出部と、
前記駆動電圧の波形を補正する波形補正部と、を有し、
前記波形補正部は、検出された前記振れ角に基づき、前記第1の傾き、前記第3の傾き、前記第1の傾きから前記第2の傾きに変化する時期、及び前記第3の傾きから前記第4の傾きに変化する時期を決定する第1決定部を有する
光偏向装置。 - 前記第1の傾き及び前記第3の傾きの波形は、前記圧電素子の圧電定数の変動に応じた期間に設けられる
請求項1に記載の光偏向装置。 - 前記第1の傾きの波形の電圧傾斜の傾斜角度は、前記第2の傾きの波形の電圧傾斜の傾斜角度より大きく、
前記第3の傾きの波形の電圧傾斜の傾斜角度は、前記第4の傾きの波形の電圧傾斜の傾斜角度より大きい、
請求項1又は2に記載の光偏向装置。 - 検出された前記振れ角と規定値との差が予め定められた閾値以上である場合に、前記波形補正部は、前記駆動電圧の波形を補正する
請求項3に記載の光偏向装置。 - 前記圧電駆動部に含まれる圧電素子の圧電定数を記憶する圧電定数記憶部と、
前記第1の駆動電圧波形及び前記第2の駆動電圧波形を生成する波形生成部と、を有し、
前記波形生成部は、前記圧電定数記憶部から取得された前記圧電定数に基づき、前記第1の傾き、前記第3の傾き、前記第1の傾きから前記第2の傾きに変化する時期、及び前
記第3の傾きから前記第4の傾きに変化する時期を決定する第2決定部を有する
請求項1、又は2に記載の光偏向装置。 - 前記駆動電圧波形出力部は、検出された前記振れ角の時間変化に対し、前記駆動電圧の変化が逆位相となる波形が重畳された前記第1の駆動電圧波形、及び前記第2の駆動電圧波形の少なくとも1つを出力する
請求項1乃至5の何れか1項に記載の光偏向装置。 - 前記駆動梁の各駆動梁は、折り返すように連結された複数の梁部からなる蛇行梁を含み、
前記複数の梁部のそれぞれは、前記圧電駆動部を有し、
前記駆動電圧波形出力部は、前記駆動梁における複数の前記圧電駆動部のうち、最も前記反射部に距離が近い前記圧電駆動部から数えて奇数番目に配置される前記圧電駆動部のそれぞれに同じ駆動電圧の波形を出力し、
前記駆動梁における複数の前記圧電駆動部のうち、最も前記反射部に距離が近い前記圧電駆動部から数えて偶数番目に配置される前記圧電駆動部のそれぞれに同じ駆動電圧の波形を出力する
請求項1乃至6の何れか1項に記載の光偏向装置。 - 請求項1乃至7の何れか1項に記載の光偏向装置を有する
画像投影装置。 - 前記光偏向装置は、光源からの光の反射光を、光透過部材の表面で走査させる
請求項8に記載の画像投影装置。 - 請求項1乃至7の何れか1項に記載の光偏向装置を有する
レーザヘッドランプ。 - 請求項1乃至6の何れか1項に記載の光偏向装置、或いは請求項8、又は9に記載の画像投影装置、又は請求項10に記載のレーザヘッドランプを有する
移動体。
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