JP7601720B2 - 光走査装置、光走査装置の駆動方法、及び画像描画システム - Google Patents

Description

本開示は、光走査装置、光走査装置の駆動方法、及び画像描画システムに関する。

シリコン（Ｓｉ）の微細加工技術を用いて作製される微小電気機械システム（Micro Electro Mechanical Systems：ＭＥＭＳ）デバイスの１つとしてマイクロミラーデバイス（マイクロスキャナともいう）が知られている。このマイクロミラーデバイスを備える光走査装置は、小型かつ低消費電力であることから、レーザーディスプレイ又はレーザープロジェクタ等の画像描画システムへの応用が期待されている。

マイクロミラーデバイスは、ミラー部が、互いに直交する第１軸及び第２軸の周りに揺動可能に形成されており、ミラー部が各軸の周りに揺動することで、ミラー部が反射した光を二次元的に走査する。また、ミラー部を各軸の周りに共振させることにより、光をリサージュ走査することを可能とするマイクロミラーデバイスが知られている。

特許文献１には、ミラー部を保護するとともに、ミラー部による光の反射方向に設けられてミラー部が反射した光を透過する保護部材と、保護部材において、ミラー部が反射した光を透過する範囲内から範囲外に渡って設けられる光検出器と、を備えるマイクロミラー装置が開示されている。このマイクロミラー装置は、光検出器による光の検出状態に応じてミラー部の振幅を制御する。

特許文献２には、ミラー部の角度情報を検出するための光検出器を備える光走査装置が開示されている。

特開２０１０－２５６７７４号公報 国際公開２０１４／０９７６８３号

上記の光走査装置では、ミラー部の角度が基準角となったことを表す基準信号（例えば、ゼロクロス信号）に基づいて、ミラー部に光を照射する光源による光の照射タイミングが制御される。すなわち、光走査装置によるミラー部の角度が基準角となったタイミングの検知精度が低下すると、描画される画像の画質が低下してしまう。

しかしながら、特許文献１及び特許文献２に記載の技術では、光検出器を用いてミラー部の角度が基準角となったタイミングの検知精度を向上させることについては考慮されていない。

本開示は、以上の事情を鑑みてなされたものであり、描画される画像の画質の低下を抑制することができる光走査装置、光走査装置の駆動方法、及び画像描画システムを提供することを目的とする。

本開示の光走査装置は、入射光を反射する反射面を有するミラー部と、ミラー部の静止時の反射面を含む平面内にある第１軸の周りにミラー部を揺動させる第１アクチュエータと、ミラー部の静止時の反射面を含む平面内であって第１軸に交差する第２軸の周りにミラー部を揺動させる第２アクチュエータと、ミラー部の第１軸周りの角度に応じた信号を出力する第１角度検出センサと、ミラー部の第２軸周りの角度に応じた信号を出力する第２角度検出センサと、ミラー部からの反射光を受光可能な位置に設けられた少なくとも１つの光検出器と、少なくとも１つのプロセッサと、を備える光走査装置であって、プロセッサは、第１アクチュエータに第１駆動周波数を有する第１駆動信号を付与し、第２アクチュエータに第２駆動周波数を有する第２駆動信号を付与し、ミラー部の第１軸周りの角度が第１基準角になったことを表す第１基準信号の生成タイミングの補正に用いられるずれ時間であって、第１角度検出センサの出力信号が、ミラー部の第１軸周りの角度が第１基準角になったことを表す時点に対するミラー部の第１軸周りの角度が第１基準角になった時点の第１ずれ時間を光検出器の出力信号に基づいて導出し、ミラー部の第２軸周りの角度が第２基準角になったことを表す第２基準信号の生成タイミングの補正に用いられるずれ時間であって、第２角度検出センサの出力信号が、ミラー部の第２軸周りの角度が第２基準角になったことを表す時点に対するミラー部の第２軸周りの角度が第２基準角になった時点の第２ずれ時間を光検出器の出力信号に基づいて導出する。

なお、本開示の光走査装置は、光検出器が、ミラー部からの反射光により画像が描画される領域の中央に１つ設けられてもよい。

また、本開示の光走査装置は、光検出器が、ミラー部からの反射光により画像が描画可能な領域における第１軸に対応する軸上及び第２軸に対応する軸上に設けられてもよい。

また、本開示の光走査装置は、光検出器が、ミラー部からの反射光により画像が描画可能な領域における第１軸に対応する軸上のそれぞれの端部及び第２軸に対応する軸上のそれぞれの端部に少なくとも１つずつ設けられてもよい。

また、本開示の光走査装置は、プロセッサが、複数周期の第１駆動信号に対する第１角度検出センサの出力信号の第１位相遅延時間を平均化することによって第１平均位相遅延時間を導出し、複数周期の第２駆動信号に対する第２角度検出センサの出力信号の第２位相遅延時間を平均化することによって第２平均位相遅延時間を導出し、第１角度検出センサの出力信号が、ミラー部の第１軸周りの角度が第１基準角になったことを表す時点は、第１駆動信号が、ミラー部の第１軸周りの角度が第１基準角になったことを表す時点から第１平均位相遅延時間が経過した時点であり、第２角度検出センサの出力信号が、ミラー部の第２軸周りの角度が第２基準角になったことを表す時点は、第２駆動信号が、ミラー部の第２軸周りの角度が第２基準角になったことを表す時点から第２平均位相遅延時間が経過した時点であってもよい。

また、本開示の光走査装置は、プロセッサが、第１角度検出センサの出力信号がゼロである時点の第１位相遅延時間を平均化することによって第１平均位相遅延時間を導出し、第２角度検出センサの出力信号がゼロである時点の第２位相遅延時間を平均化することによって第２平均位相遅延時間を導出してもよい。

また、本開示の光走査装置は、プロセッサが、対応する周期の第１駆動信号がゼロである時点から第１角度検出センサの出力信号がゼロである時点までの第１位相遅延時間を平均化することによって第１平均位相遅延時間を導出し、対応する周期の第２駆動信号がゼロである時点から第２角度検出センサの出力信号がゼロである時点までの第２位相遅延時間を平均化することによって第２平均位相遅延時間を導出してもよい。

また、本開示の光走査装置は、第１基準角及び第２基準角がゼロであり、第１ずれ時間は、第１角度検出センサの出力信号がミラー部の第１軸周りの角度がゼロになったことを表す時点から、光検出器の出力信号がミラー部の第１軸周りの角度がゼロになったことを表す時点までの時間であり、第２ずれ時間は、第２角度検出センサの出力信号がミラー部の第２軸周りの角度がゼロになったことを表す時点から、光検出器の出力信号がミラー部の第２軸周りの角度がゼロになったことを表す時点までの時間であってもよい。

また、本開示の光走査装置は、プロセッサが、第１角度検出センサの出力信号がミラー部の第１軸周りの角度が第１基準角になったことを表す時点から第１ずれ時間を経過した時点に、第１基準信号を生成し、第２角度検出センサの出力信号がミラー部の第２軸周りの角度が第２基準角になったことを表す時点から第２ずれ時間を経過した時点に、第２基準信号を生成してもよい。

また、本開示の光走査装置は、第１ずれ時間及び第２ずれ時間を導出するずれ時間導出モードを備えており、プロセッサが、キャリブレーションの際にずれ時間導出モードを実行することにより、予め設定された条件毎に、第１ずれ時間及び第２ずれ時間を取得し、第１基準信号及び第２基準信号を生成する際には、キャリブレーションにおいて予め取得した第１ずれ時間及び第２ずれ時間を使用してもよい。

また、本開示の光走査装置は、上記条件が、第１位相遅延時間及び第２位相遅延時間を含んでもよい。

また、本開示の光走査装置は、上記条件が、更に、第１駆動信号の駆動電圧及び第２駆動信号の駆動電圧を含んでもよい。

また、本開示の光走査装置は、上記条件が、更に、第１駆動周波数及び第２駆動周波数を含んでもよい。

また、本開示の光走査装置は、上記条件が、更に、環境温度を含んでもよい。

また、本開示の光走査装置は、光検出器が、フォトダイオードであってもよい。

また、本開示の光走査装置は、光検出器が、画像の描画中には駆動しない状態とされてもよい。

また、本開示の光走査装置は、第１角度検出センサが、第１軸又は第２軸を挟んで対向する位置に配置された一対の角度検出センサであり、第１角度検出センサの出力信号が、一対の角度検出センサから出力された一対の出力信号を加算又は減算することにより得られる出力信号であり、第２角度検出センサが、第１軸又は第２軸を挟んで対向する位置に配置された一対の角度検出センサであり、第２角度検出センサの出力信号が、一対の角度検出センサから出力された一対の出力信号を加算又は減算することにより得られる出力信号であってもよい。

また、本開示の画像描画システムは、上記の何れかの光走査装置と、ミラー部に光を照射する光源と、を備える。

また、本開示の光走査装置の駆動方法は、入射光を反射する反射面を有するミラー部と、ミラー部の静止時の反射面を含む平面内にある第１軸の周りにミラー部を揺動させる第１アクチュエータと、ミラー部の静止時の反射面を含む平面内であって第１軸に交差する第２軸の周りにミラー部を揺動させる第２アクチュエータと、ミラー部の第１軸周りの角度に応じた信号を出力する第１角度検出センサと、ミラー部の第２軸周りの角度に応じた信号を出力する第２角度検出センサと、ミラー部からの反射光を受光可能な位置に設けられた少なくとも１つの光検出器と、を備える光走査装置の駆動方法であって、第１アクチュエータに第１駆動周波数を有する第１駆動信号を付与し、第２アクチュエータに第２駆動周波数を有する第２駆動信号を付与し、ミラー部の第１軸周りの角度が第１基準角になったことを表す第１基準信号の生成タイミングの補正に用いられるずれ時間であって、第１角度検出センサの出力信号が、ミラー部の第１軸周りの角度が第１基準角になったことを表す時点に対するミラー部の第１軸周りの角度が第１基準角になった時点の第１ずれ時間を光検出器の出力信号に基づいて導出し、ミラー部の第２軸周りの角度が第２基準角になったことを表す第２基準信号の生成タイミングの補正に用いられるずれ時間であって、第２角度検出センサの出力信号が、ミラー部の第２軸周りの角度が第２基準角になったことを表す時点に対するミラー部の第２軸周りの角度が第２基準角になった時点の第２ずれ時間を光検出器の出力信号に基づいて導出するものである。

本開示によれば、描画される画像の画質の低下を抑制することができる。

画像描画システムの概略図である。 マイクロミラーデバイスの外観斜視図である。 第１駆動信号の一例を示すグラフである。 第２駆動信号の一例を示すグラフである。 駆動制御部の機能的な構成の一例を示すブロック図である。 一対の第１角度検出センサから出力される信号の一例を示す図である。 一対の第２角度検出センサから出力される信号の一例を示す図である。 第１信号処理部の構成の一例を示す回路図である。 第１信号処理の一例を示す図である。 第２信号処理の一例を示す図である。 第１角度検出信号がゼロクロスするタイミングがずれることを説明するための図である。 第１平均位相遅延時間の導出処理を説明するための図である。 第２平均位相遅延時間の導出処理を説明するための図である。 第１平均位相遅延時間と第１ずれ時間との関係の一例を示す図である。 第２平均位相遅延時間と第２ずれ時間との関係の一例を示す図である。 第１ゼロクロスパルスの生成処理を説明するための図である。 第２ゼロクロスパルスの生成処理を説明するための図である。 第１ずれ時間導出処理の一例を示すフローチャートである。 第２ずれ時間導出処理の一例を示すフローチャートである。 第１ゼロクロスパルス生成処理の一例を示すフローチャートである。 第２ゼロクロスパルス生成処理の一例を示すフローチャートである。 キャリブレーションの際の光検出器の配置位置を説明するための図である。 第１キャリブレーション処理の一例を示すフローチャートである。 第１キャリブレーション処理を説明するための図である。 第２キャリブレーション処理の一例を示すフローチャートである。 第２キャリブレーション処理を説明するための図である。 変形例に係るマイクロミラーデバイスの平面図である。 変形例に係る第１信号処理部の構成を示す回路図である。 変形例に係る光検出器の配置位置を示す図である。 変形例に係る第１キャリブレーション処理を説明するための図である。 変形例に係る第２キャリブレーション処理を説明するための図である。 変形例に係る光検出器の配置位置を示す図である。 変形例に係る光検出器の配置位置を示す図である。 第１駆動信号の駆動電圧を異ならせた場合の第１平均位相遅延時間と第１ずれ時間との関係の一例を示す図である。

以下、図面を参照して、本開示の技術を実施するための形態例を詳細に説明する。

まず、図１を参照して、本実施形態に係る画像描画システム１０の構成を説明する。図１に示すように、画像描画システム１０は、光走査装置２と光源３とを有する。光走査装置２は、マイクロミラーデバイス（以下、「ＭＭＤ（Micro Mirror Device）」という）４と、駆動制御部５と、光検出器７とを含む。駆動制御部５は、開示の技術に係るプロセッサの一例である。

画像描画システム１０は、駆動制御部５の制御に従って、光源３から照射された光ビームＬをＭＭＤ４により反射して被走査面６を光走査することにより、画像を描画する。被走査面６は、例えば、画像を投影するためのスクリーン、又は人の目の網膜等である。

画像描画システム１０は、例えば、リサージュ走査方式のレーザーディスプレイに適用される。具体的には、画像描画システム１０は、ＡＲ（Augmented Reality）グラス又はＶＲ（Virtual Reality）グラス等のレーザースキャンディスプレイに適用可能である。

ＭＭＤ４は、第１軸ａ_１と、第１軸ａ_１に直交する第２軸ａ_２との周りに、ミラー部２０（図２参照）を揺動させることを可能とする圧電型２軸駆動方式のマイクロミラーデバイスである。以下、第２軸ａ_２と平行な方向をＸ方向、第１軸ａ_１と平行な方向をＹ方向、第１軸ａ_１及び第２軸ａ_２に直交する方向をＺ方向という。本実施形態では、第１軸ａ_１と第２軸ａ_２とが直交する（すなわち、垂直に交差する）例を示しているが、第１軸ａ_１と第２軸ａ_２とは９０°以外の角度で交差してもよい。ここでいう交差とは、９０度を中心として、許容誤差を含む一定の角度範囲内のことを意味する。

光源３は、光ビームＬとして、例えばレーザ光を発するレーザ装置である。光源３は、例えば、Ｒ（Ｒｅｄ）、Ｇ（Ｇｒｅｅｎ）、及びＢ（Ｂｌｕｅ）の３色のレーザ光を出力する。光源３は、ＭＭＤ４のミラー部２０が静止した状態において、ミラー部２０が備える反射面２０Ａ（図２参照）に垂直に光ビームＬを照射することが好ましい。なお、光源３から反射面２０Ａに垂直に光ビームＬを照射する場合、光ビームＬを被走査面６に走査して描画する際に、光源３が障害物となる可能性がある。このため、光源３から発せられた光ビームＬを、光学系で制御して、反射面２０Ａに垂直に照射することが好ましい。光学系は、レンズを含むものであってもよいし、レンズを含まないものであってもよい。また、光源３から発せられた光ビームＬを反射面２０Ａに照射する角度は垂直に限られず、光ビームＬを反射面２０Ａに対して斜めに照射してもよい。

駆動制御部５は、光走査情報に基づいて光源３及びＭＭＤ４に駆動信号を出力する。光源３は、入力された駆動信号に基づいて光ビームＬを発生してＭＭＤ４に照射する。ＭＭＤ４は、入力された駆動信号に基づいて、ミラー部２０を第１軸ａ_１及び第２軸ａ_２の周りに揺動させる。

駆動制御部５がミラー部２０を第１軸ａ_１及び第２軸ａ_２の周りにそれぞれ共振させることにより、ミラー部２０で反射される光ビームＬが被走査面６上においてリサージュ波形を描くように走査される。この光走査方式は、リサージュ走査方式と呼ばれる。

光検出器７は、入射光を光電変換し、光量に応じた信号を出力する。詳細は後述するが、光検出器７は、描画データに基づいてＭＭＤ４からの反射光によって画像を被走査面６に描画する際には使用されず、キャリブレーションの際に使用される。光検出器７の例としては、フォトダイオード等が挙げられる。

次に、図２を参照して、本実施形態に係るＭＭＤ４の構成を説明する。図２に示すように、ＭＭＤ４は、ミラー部２０、第１支持部２１、第１可動枠２２、第２支持部２３、第２可動枠２４、接続部２５、及び固定枠２６を有する。ＭＭＤ４は、いわゆるＭＥＭＳスキャナである。

ミラー部２０は、入射光を反射する反射面２０Ａを有する。反射面２０Ａは、ミラー部２０の一面に設けられ、例えば、金（Ａｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、又は銀の合金等の金属薄膜で形成されている。反射面２０Ａの形状は、例えば、第１軸ａ_１と第２軸ａ_２との交点を中心とした円形状である。

第１軸ａ_１及び第２軸ａ_２は、ミラー部２０が静止した静止時において反射面２０Ａを含む平面内に存在する。ＭＭＤ４の平面形状は、矩形状であって、第１軸ａ_１に関して線対称であり、かつ第２軸ａ_２に関して線対称である。

第１支持部２１は、ミラー部２０の外側に、第２軸ａ_２を挟んで対向する位置にそれぞれ配置されている。第１支持部２１は、第１軸ａ_１上でミラー部２０と接続されており、ミラー部２０を第１軸ａ_１周りに揺動可能に支持している。本実施形態では、第１支持部２１は、第１軸ａ_１に沿って延伸したトーションバーである。

第１可動枠２２は、ミラー部２０を取り囲む矩形状の枠体であって、第１軸ａ_１上で第１支持部２１を介してミラー部２０と接続されている。第１可動枠２２の上には、第１軸ａ_１を挟んで対向する位置にそれぞれ圧電素子３０が形成されている。このように、第１可動枠２２上に２つの圧電素子３０が形成されることにより、一対の第１アクチュエータ３１が構成されている。

一対の第１アクチュエータ３１は、第１軸ａ_１を挟んで対向する位置に配置されている。第１アクチュエータ３１は、ミラー部２０に、第１軸ａ_１周りの回転トルクを作用させることにより、ミラー部２０を第１軸ａ_１周りに揺動させる。

第２支持部２３は、第１可動枠２２の外側に、第１軸ａ_１を挟んで対向する位置にそれぞれ配置されている。第２支持部２３は、第２軸ａ_２上で第１可動枠２２と接続されており、第１可動枠２２及びミラー部２０を、第２軸ａ_２周りに揺動可能に支持している。本実施形態では、第２支持部２３は、第２軸ａ_２に沿って延伸したトーションバーである。

第２可動枠２４は、第１可動枠２２を取り囲む矩形状の枠体であって、第２軸ａ_２上で第２支持部２３を介して第１可動枠２２と接続されている。第２可動枠２４の上には、第２軸ａ_２を挟んで対向する位置にそれぞれ圧電素子３０が形成されている。このように、第２可動枠２４上に２つの圧電素子３０が形成されることにより、一対の第２アクチュエータ３２が構成されている。

一対の第２アクチュエータ３２は、第２軸ａ_２を挟んで対向する位置に配置されている。第２アクチュエータ３２は、ミラー部２０及び第１可動枠２２に、第２軸ａ_２の周りの回転トルクを作用させることにより、第２軸ａ_２の周りにミラー部２０を揺動させる。

接続部２５は、第２可動枠２４の外側に、第１軸ａ_１を挟んで対向する位置にそれぞれ配置されている。接続部２５は、第２軸ａ_２上で第２可動枠２４と接続されている。

固定枠２６は、第２可動枠２４を取り囲む矩形状の枠体であって、第２軸ａ_２上で接続部２５を介して第２可動枠２４と接続されている。

また、第１可動枠２２には、第１支持部２１の近傍に、第１軸ａ_１を挟んで対向する位置に一対の第１角度検出センサ１１Ａ、１１Ｂが設けられている。一対の第１角度検出センサ１１Ａ、１１Ｂは、それぞれ圧電素子により構成されている。第１角度検出センサ１１Ａ、１１Ｂは、それぞれ、ミラー部２０の第１軸ａ_１周りの回動に伴う第１支持部２１の変形により加わる力を電圧に変換して信号を出力する。すなわち、第１角度検出センサ１１Ａ、１１Ｂは、ミラー部２０の第１軸ａ_１周りの角度に応じた信号を出力する。

また、第２可動枠２４には、第２支持部２３の近傍に、第２軸ａ_２を挟んで対向する位置に一対の第２角度検出センサ１２Ａ、１２Ｂが設けられている。一対の第２角度検出センサ１２Ａ、１２Ｂは、それぞれ圧電素子により構成されている。第２角度検出センサ１２Ａ、１２Ｂは、それぞれ、ミラー部２０の第２軸ａ_２周りの回動に伴う第２支持部２３の変形により加わる力を電圧に変換して信号を出力する。すなわち、第２角度検出センサ１２Ａ、１２Ｂは、ミラー部２０の第２軸ａ_２周りの角度に応じた信号を出力する。

図２では、第１アクチュエータ３１及び第２アクチュエータ３２に駆動信号を与えるための配線及び電極パッドについては図示を省略している。また、図２では、第１角度検出センサ１１Ａ、１１Ｂ及び第２角度検出センサ１２Ａ、１２Ｂから信号を出力するための配線及び電極パッドについても図示を省略している。電極パッドは、固定枠２６上に複数設けられる。

ミラー部２０の第１軸ａ_１周りの振れ角（以下、「第１振れ角」という）θ_１は、駆動制御部５が第１アクチュエータ３１に与える駆動信号（以下、「第１駆動信号」という）により制御される。第１駆動信号は、例えば正弦波の交流電圧である。第１駆動信号は、一対の第１アクチュエータ３１の一方に印加される駆動電圧波形Ｖ_１Ａ（ｔ）と、他方に印加される駆動電圧波形Ｖ_１Ｂ（ｔ）とを含む。駆動電圧波形Ｖ_１Ａ（ｔ）と駆動電圧波形Ｖ_１Ｂ（ｔ）は、互いに逆位相（すなわち位相差１８０°）である。

なお、第１振れ角θ_１は、反射面２０Ａの法線が、ＸＺ平面においてＺ方向に対して傾斜する角度である。

ミラー部２０の第２軸ａ_２周りの振れ角（以下、「第２振れ角」という）θ_２は、駆動制御部５が第２アクチュエータ３２に与える駆動信号（以下、「第２駆動信号」という）により制御される。第２駆動信号は、例えば正弦波の交流電圧である。第２駆動信号は、一対の第２アクチュエータ３２の一方に印加される駆動電圧波形Ｖ_２Ａ（ｔ）と、他方に印加される駆動電圧波形Ｖ_２Ｂ（ｔ）とを含む。駆動電圧波形Ｖ_２Ａ（ｔ）と駆動電圧波形Ｖ_２Ｂ（ｔ）は、互いに逆位相（すなわち位相差１８０°）である。

なお、第２振れ角θ_２は、反射面２０Ａの法線が、ＹＺ平面においてＺ方向に対して傾斜する角度である。

図３に、第１駆動信号の一例を示し、図４に、第２駆動信号の一例を示す。図３は、第１駆動信号に含まれる駆動電圧波形Ｖ_１Ａ（ｔ）及びＶ_１Ｂ（ｔ）を示す。図４は、第２駆動信号に含まれる駆動電圧波形Ｖ_２Ａ（ｔ）及びＶ_２Ｂ（ｔ）を示す。

駆動電圧波形Ｖ_１Ａ（ｔ）及びＶ_１Ｂ（ｔ）は、それぞれ次のように表される。
Ｖ_１Ａ（ｔ）＝Ｖ_ｏｆｆ１＋Ｖ_１ｓｉｎ（２πｆ_ｄ１ｔ）
Ｖ_１Ｂ（ｔ）＝Ｖ_ｏｆｆ１＋Ｖ_１ｓｉｎ（２πｆ_ｄ１ｔ＋α）

ここで、Ｖ_１は振幅電圧である。Ｖ_ｏｆｆ１はバイアス電圧である。Ｖ_ｏｆｆ１はゼロでもよい。ｆ_ｄ１は駆動周波数（以下、「第１駆動周波数」という）である。ｔは時間である。αは、駆動電圧波形Ｖ_１Ａ（ｔ）及びＶ_１Ｂ（ｔ）の位相差である。本実施形態では、例えば、α＝１８０°とする。

駆動電圧波形Ｖ_１Ａ（ｔ）及びＶ_１Ｂ（ｔ）が一対の第１アクチュエータ３１に印加されることにより、ミラー部２０は、第１駆動周波数ｆ_ｄ１で第１軸ａ_１周りに揺動する。

駆動電圧波形Ｖ_２Ａ（ｔ）及びＶ_２Ｂ（ｔ）は、それぞれ次のように表される。
Ｖ_２Ａ（ｔ）＝Ｖ_ｏｆｆ２＋Ｖ_２ｓｉｎ（２πｆ_ｄ２ｔ＋φ）
Ｖ_２Ｂ（ｔ）＝Ｖ_ｏｆｆ２＋Ｖ_２ｓｉｎ（２πｆ_ｄ２ｔ＋β＋φ）

ここで、Ｖ_２は振幅電圧である。Ｖ_ｏｆｆ２はバイアス電圧である。Ｖ_ｏｆｆ２はゼロでもよい。ｆ_ｄ２は駆動周波数（以下、「第２駆動周波数」という）である。ｔは時間である。βは、駆動電圧波形Ｖ_２Ａ（ｔ）及びＶ_２Ｂ（ｔ）の位相差である。本実施形態では、例えば、β＝１８０°とする。また、φは、駆動電圧波形Ｖ_１Ａ（ｔ）及びＶ_１Ｂ（ｔ）と、駆動電圧波形Ｖ_２Ａ（ｔ）及びＶ_２Ｂ（ｔ）との位相差である。

駆動電圧波形Ｖ_２Ａ（ｔ）及びＶ_２Ｂ（ｔ）が一対の第２アクチュエータ３２に印加されることにより、ミラー部２０は、第２駆動周波数ｆ_ｄ２で第２軸ａ_２周りに揺動する。

第１駆動周波数ｆ_ｄ１は、ミラー部２０の第１軸ａ_１周りの共振周波数に一致するように設定される。第２駆動周波数ｆ_ｄ２は、ミラー部２０の第２軸ａ_２周りの共振周波数に一致するように設定される。本実施形態では、ｆ_ｄ１＞ｆ_ｄ２とする。すなわち、ミラー部２０は、第１軸ａ_１周りの揺動周波数が、第２軸ａ_２周りの揺動周波数よりも高い。なお、第１駆動周波数ｆ_ｄ１及び第２駆動周波数ｆ_ｄ２は、必ずしも共振周波数と一致していなくてもよい。例えば、第１駆動周波数ｆ_ｄ１及び第２駆動周波数ｆ_ｄ２は、それぞれ共振周波数の近傍の周波数範囲（例えば、共振周波数をピーク値とする周波数分布の半値幅の範囲）内の周波数であってもよい。この周波数範囲は、例えば、いわゆるＱ値の範囲内である。

次に、図５を参照して、駆動制御部５の機能的な構成を説明する。図５に示すように、駆動制御部５は、第１駆動信号生成部６０Ａ、第２駆動信号生成部６０Ｂ、第１信号処理部６１Ａ、第２信号処理部６１Ｂ、第１位相シフト部６２Ａ、第２位相シフト部６２Ｂ、第１導出部６３Ａ、第２導出部６３Ｂ、第３導出部６４、第１ゼロクロスパルス出力部６５Ａ、第２ゼロクロスパルス出力部６５Ｂ、及び光源駆動部６６を有する。

第１駆動信号生成部６０Ａ、第１信号処理部６１Ａ、及び第１位相シフト部６２Ａは、ミラー部２０の第１軸ａ１周りの揺動が指定の周波数の振動状態を維持するようにフィードバック制御を行ってもよい。第２駆動信号生成部６０Ｂ、第２信号処理部６１Ｂ、及び第２位相シフト部６２Ｂは、ミラー部２０の第２軸ａ２周りの揺動が指定の周波数の振動状態を維持するようにフィードバック制御を行ってもよい。

第１駆動信号生成部６０Ａは、基準波形に基づいて、上述の駆動電圧波形Ｖ_１Ａ（ｔ）及びＶ_１Ｂ（ｔ）を含む第１駆動信号を生成し、生成した第１駆動信号を、第１位相シフト部６２Ａを介して一対の第１アクチュエータ３１に付与する。これにより、ミラー部２０は、第１軸ａ_１周りに揺動する。

第２駆動信号生成部６０Ｂは、基準波形に基づいて、上述の駆動電圧波形Ｖ_２Ａ（ｔ）及びＶ_２Ｂ（ｔ）を含む第２駆動信号を生成し、生成した第２駆動信号を、第２位相シフト部６２Ｂを介して一対の第２アクチュエータ３２に付与する。これにより、ミラー部２０は、第２軸ａ_２周りに揺動する。

第１駆動信号生成部６０Ａが生成する第１駆動信号と、第２駆動信号生成部６０Ｂが生成する第２駆動信号とは、第２駆動信号に含まれる駆動電圧波形Ｖ_２Ａ（ｔ）及びＶ_２Ｂ（ｔ）を示す式において、φで示したとおり、位相同期されている。

第１角度検出センサ１１Ａ、１１Ｂは、ミラー部２０の第１軸ａ_１周りの角度に応じた信号を出力する。第２角度検出センサ１２Ａ、１２Ｂは、ミラー部２０の第２軸ａ_２周りの角度に応じた信号を出力する。

図６は、一対の第１角度検出センサ１１Ａ、１１Ｂから出力される信号の一例を示す。図６において、Ｓ１ａ_１及びＳ１ａ_２は、ミラー部２０を第２軸ａ_２周りには揺動させずに、第１軸ａ_１周りにのみ揺動させた場合に一対の第１角度検出センサ１１Ａ、１１Ｂから出力される信号を表している。信号Ｓ１ａ_１、Ｓ１ａ_２は、第１駆動周波数ｆ_ｄ１を有する正弦波に近似した波形信号であり、互いに逆位相となる。

ミラー部２０を第１軸ａ_１及び第２軸ａ_２の周りに同時に揺動させた場合には、一対の第１角度検出センサ１１Ａ、１１Ｂの出力信号には、ミラー部２０の第２軸ａ_２周りの揺動に起因する振動ノイズＲＮ１が重畳される。Ｓ１ｂ_１は、信号Ｓ１ａ_１に振動ノイズＲＮ１が重畳された信号を表している。Ｓ１ｂ_２は、信号Ｓ１ａ_２に振動ノイズＲＮ１が重畳された信号を表している。なお、図６の例では、本実施形態の説明のために、振動ノイズＲＮ１を強調して示している。

図７は、一対の第２角度検出センサ１２Ａ、１２Ｂから出力される信号の一例を示す。図７において、Ｓ２ａ_１及びＳ２ａ_２は、ミラー部２０を第１軸ａ_１周りには揺動させずに、第２軸ａ_２周りにのみ揺動させた場合に一対の第２角度検出センサ１２Ａ、１２Ｂから出力される信号を表している。信号Ｓ２ａ_１、Ｓ２ａ_２は、第２駆動周波数ｆ_ｄ２を有する正弦波に近似した波形信号であり、互いに逆位相となる。

ミラー部２０を第１軸ａ_１及び第２軸ａ_２の周りに同時に揺動させた場合には、一対の第２角度検出センサ１２Ａ、１２Ｂの出力信号には、ミラー部２０の第１軸ａ_１周りの揺動に起因する振動ノイズＲＮ２が重畳される。Ｓ２ｂ_１は、信号Ｓ２ａ_１に振動ノイズＲＮ２が重畳された信号を表している。Ｓ２ｂ_２は、信号Ｓ２ａ_２に振動ノイズＲＮ２が重畳された信号を表している。なお、図７の例では、本実施形態の説明のために、振動ノイズＲＮ２を強調して示している。

第１信号処理部６１Ａは、一対の第１角度検出センサ１１Ａ、１１Ｂから出力されたＳ１ａ_１、Ｓ１ａ_２に基づいて、振動ノイズＲＮ１が除去された信号（以下、「第１角度検出信号」という）Ｓ１ｃを生成する。第２信号処理部６１Ｂは、一対の第２角度検出センサ１２Ａ、１２Ｂから出力されたＳ２ａ_１、Ｓ２ａ_２に基づいて、振動ノイズＲＮ２が除去された信号（以下、「第２角度検出信号」という）Ｓ２ｃを生成する。

第１信号処理部６１Ａは、例えば、一例として図８に示す構成の回路によって実現が可能である。図８に示すように、第１信号処理部６１Ａは、バッファーアンプ７１、可変ゲインアンプ７２、減算回路７３、及びゲイン調整回路７４により構成されている。ゲイン調整回路７４は、第１ＢＰＦ（Band Pass Filter）回路７５Ａ、第２ＢＰＦ回路７５Ｂ、第１検波回路７６Ａ、第２検波回路７６Ｂ、減算回路７７により構成されている。減算回路７３及び減算回路７７は、オペアンプで構成された差動増幅回路である。

第１角度検出センサ１１Ａから出力された信号Ｓ１ｂ_１は、バッファーアンプ７１を経由して、減算回路７３のプラス入力端子（非反転入力端子）に入力される。また、バッファーアンプ７１から出力される信号は、減算回路７３に入力されるまでの間に途中で分岐されて、ゲイン調整回路７４内の第１ＢＰＦ回路７５Ａに入力される。

第１角度検出センサ１１Ｂから出力された信号Ｓ１ｂ_２は、可変ゲインアンプ７２を経由して、減算回路７３のマイナス入力端子（反転入力端子）に入力される。また、可変ゲインアンプ７２から出力される信号は、減算回路７３に入力されるまでの間に途中で分岐されて、ゲイン調整回路７４内の第２ＢＰＦ回路７５Ｂに入力される。

第１ＢＰＦ回路７５Ａ及び第２ＢＰＦ回路７５Ｂは、それぞれ、第２駆動周波数ｆ_ｄ２を中心周波数とする通過帯域Ｂ１を有する。通過帯域Ｂ１は、例えば、ｆ_ｄ２±５ｋＨの周波数帯である。振動ノイズＲＮ１は、第２駆動周波数ｆ_ｄ２を有するので、通過帯域Ｂ１を通過する。したがって、第１ＢＰＦ回路７５Ａは、バッファーアンプ７１から入力された信号から、振動ノイズＲＮ１を抽出して出力する。第２ＢＰＦ回路７５Ｂは、可変ゲインアンプ７２から入力された信号から、振動ノイズＲＮ１を抽出して出力する。

第１検波回路７６Ａ及び第２検波回路７６Ｂは、それぞれ、例えば、ＲＭＳ－ＤＣコンバータ（Root Mean Squared value to Direct Current converter）により構成されている。第１検波回路７６Ａは、第１ＢＰＦ回路７５Ａから入力された振動ノイズＲＮ１の振幅をＤＣ電圧信号に変換して、減算回路７７のプラス入力端子に入力する。第２検波回路７６Ｂは、第２ＢＰＦ回路７５Ｂから入力された振動ノイズＲＮ１の振幅をＤＣ電圧信号に変換して、減算回路７７のマイナス入力端子に入力する。

減算回路７７は、第１検波回路７６Ａから入力されたＤＣ電圧信号から第２検波回路７６Ｂから入力されたＤＣ電圧信号を減算した値ｄ_１を出力する。値ｄ_１は、第１角度検出センサ１１Ａから出力された信号Ｓ１ｂ_１に含まれる振動ノイズＲＮ１の振幅と、第１角度検出センサ１１Ｂから出力された信号Ｓ１ｂ_２に含まれる振動ノイズＲＮ１の振幅との差に対応する。減算回路７７は、値ｄ_１を、ゲイン調整値として可変ゲインアンプ７２のゲイン調整端子に入力する。

可変ゲインアンプ７２は、ゲイン調整値として入力された値ｄ_１を、第１角度検出センサ１１Ｂから入力される信号Ｓ１ｂ_２に乗じることにより、信号Ｓ１ｂ_２の振幅レベルを調整する。このように、ゲイン調整回路７４によりフィードバック制御が行われることで、可変ゲインアンプ７２を通過した後の信号Ｓ１ｂ_２に含まれる振動ノイズＲＮ１の振幅が、バッファーアンプ７１を通過した後の信号Ｓ１ｂ_１に含まれる振動ノイズＲＮ１の振幅と一致するように調整される。

減算回路７３は、プラス入力端子に入力された信号Ｓ１ｂ_１から、マイナス入力端子に入力された信号Ｓ１ｂ_２を減算した値を出力する。上記のフィードバック制御により両信号に含まれる振動ノイズＲＮ１の振幅が一致しているので、減算回路７３による減算処理により、両信号に含まれる振動ノイズＲＮ１が相殺される。従って、減算回路７３からは、振動ノイズＲＮ１が除去された信号である第１角度検出信号Ｓ１ｃ（図９参照）が出力される。

図９は、一対の第１角度検出センサ１１Ａ、１１Ｂから出力されたＳ１ｂ_１、Ｓ１ｂ_２に基づいて、第１角度検出信号Ｓ１ｃが生成される様子を示している。第１角度検出信号Ｓ１ｃは、信号Ｓ１ｂ_１から振動ノイズＲＮ１が除去された信号の振幅を２倍とした信号に対応する。

ミラー部２０の第１軸ａ_１周りの揺動が共振状態を維持している場合には、図９に示すように、第１信号処理部６１Ａから出力される第１角度検出信号Ｓ１ｃは、第１駆動信号に含まれる駆動電圧波形Ｖ_１Ａ（ｔ）に対して、位相に９０°の遅れが生じる。

第２信号処理部６１Ｂは、第１信号処理部６１Ａと同様の構成により実現が可能であるため、説明を省略する。

図１０は、一対の第２角度検出センサ１２Ａ、１２Ｂから出力されたＳ２ｂ_１、Ｓ２ｂ_２に基づいて、第２角度検出信号Ｓ２ｃが生成される様子を示している。第２角度検出信号Ｓ２ｃは、信号Ｓ２ｂ_１から振動ノイズＲＮ２が除去された信号の振幅を２倍とした信号に対応する。

ミラー部２０の第２軸ａ_２周りの揺動が共振状態を維持している場合には、図１０に示すように、第２信号処理部６１Ｂから出力される第２角度検出信号Ｓ２ｃは、第２駆動信号に含まれる駆動電圧波形Ｖ_２Ａ（ｔ）に対して、位相に９０°の遅れが生じる。

第１信号処理部６１Ａにより生成された第１角度検出信号Ｓ１ｃは、第１駆動信号生成部６０Ａにフィードバックされる。第１位相シフト部６２Ａは、第１駆動信号生成部６０Ａから出力された駆動電圧波形の位相をシフトする。第１位相シフト部６２Ａは、例えば、位相を９０°シフトさせる。

第２信号処理部６１Ｂにより生成された第２角度検出信号Ｓ２ｃは、第２駆動信号生成部６０Ｂにフィードバックされる。第２位相シフト部６２Ｂは、第２駆動信号生成部６０Ｂから出力された駆動電圧波形の位相をシフトする。第２位相シフト部６２Ｂは、例えば、位相を９０°シフトさせる。

第１信号処理部６１Ａにより生成される第１角度検出信号Ｓ１ｃは、理想的には正弦波となるが、滑らかな正弦波とならない場合が多い。これは、第１信号処理部６１Ａによる処理では、ミラー部２０の第２軸ａ_２周りの揺動の影響を除去しきれないためである。この場合、一例として図１１に示すように、第１角度検出信号Ｓ１ｃがゼロクロスするタイミングは、周期によって若干ずれてしまう。図１１では、複数周期の第１角度検出信号Ｓ１ｃがゼロクロスするタイミングの波形を重ね合わせた例を示している。

そこで、第１導出部６３Ａは、複数周期の第１角度検出信号Ｓ１ｃを平均化することによって、上記の周期毎のずれによる影響を低減する。以下、第１導出部６３Ａによる処理を説明する。

第１導出部６３Ａは、直近の複数周期の第１駆動信号に対する第１角度検出信号Ｓ１ｃの位相遅延時間（以下、「第１位相遅延時間」という）を平均化することによって第１平均位相遅延時間を導出する。具体的には、一例として図１２に示すように、第１導出部６３Ａは、直近の複数周期の第１駆動信号及び第１角度検出信号Ｓ１ｃについて、対応する周期の第１駆動信号がゼロである時点から第１角度検出信号Ｓ１ｃがゼロである時点までの第１位相遅延時間ｔ１を平均化することによって第１平均位相遅延時間を導出する。本実施形態では、第１駆動信号は、バイアス電圧Ｖ_ｏｆｆ１の分だけオフセットされているため、第１駆動信号がゼロである時点とは、第１駆動信号がＶ_ｏｆｆ１である時点を意味する。

同様に、第２信号処理部６１Ｂにより生成される第２角度検出信号Ｓ２ｃも、理想的には正弦波となるが、ミラー部２０の第１軸ａ_１周りの揺動の影響が残っているため、滑らかな正弦波とならない場合が多い。そこで、第２導出部６３Ｂは、複数周期の第２角度検出信号Ｓ２ｃを平均化することによって、上記の周期毎のずれによる影響を低減する。以下、第２導出部６３Ｂによる処理を説明する。

第２導出部６３Ｂは、直近の複数周期の第２駆動信号に対する第２角度検出信号Ｓ２ｃの位相遅延時間（以下、「第２位相遅延時間」という）を平均化することによって第２平均位相遅延時間を導出する。具体的には、一例として図１３に示すように、第２導出部６３Ｂは、直近の複数周期の第２駆動信号及び第２角度検出信号Ｓ２ｃについて、対応する周期の第２駆動信号がゼロである時点から第２角度検出信号Ｓ２ｃがゼロである時点までの第２位相遅延時間ｔ２を平均化することによって第２平均位相遅延時間を導出する。本実施形態では、第２駆動信号は、バイアス電圧Ｖ_ｏｆｆ２の分だけオフセットされているため、第２駆動信号がゼロである時点とは、第２駆動信号がＶ_ｏｆｆ２である時点を意味する。

なお、以上の第１導出部６３Ａ及び第２導出部６３Ｂによる処理では、正弦波が負から正に向けてゼロになる時点を使用しているが、これに限定されない。例えば、正弦波が正から負に向けてゼロになる時点を使用してもよいし、正弦波が負から正に向けてゼロになる時点及び正弦波が正から負に向けてゼロになる時点の双方を使用してもよい。

以上の第１導出部６３Ａ及び第２導出部６３Ｂによる処理により、第１角度検出信号Ｓ１ｃ及び第２角度検出信号Ｓ２ｃがゼロクロスするタイミングの周期毎の違いによる影響を低減することができる。しかしながら、第１角度検出信号Ｓ１ｃがゼロになるタイミングと、実際に第１振れ角θ_１がゼロになるタイミングとの間に、ずれ時間ｔ３_１（以下、「第１ずれ時間ｔ３_１」という）のずれが発生する場合がある。同様に、第２角度検出信号Ｓ２ｃがゼロになるタイミングと、実際に第２振れ角θ_２がゼロになるタイミングとの間に、ずれ時間ｔ３_２（以下、「第２ずれ時間ｔ３_２」という）のずれが発生する場合がある。

図１４に、第１平均位相遅延時間と第１ずれ時間ｔ３_１との関係の一例を示し、図１５に、第２平均位相遅延時間と第２ずれ時間ｔ３_２との関係の一例を示す。図１４に示すように、第１平均位相遅延時間が長くなるに従って、第１ずれ時間ｔ３_１が長くなる。図１５に示すように、第２平均位相遅延時間が長くなるに従って、第２ずれ時間ｔ３_２が短くなる。

そこで、第３導出部６４は、予め設定された条件に応じたずれ時間として、第１ずれ時間ｔ３_１及び第２ずれ時間ｔ３_２を導出する。本実施形態では、この条件として、第１平均位相遅延時間及び第２平均位相遅延時間を適用した例を説明する。なお、第１平均位相遅延時間に代えて、例えば、直近の周期の第１位相遅延時間を用いてもよい。また、第２平均位相遅延時間に代えて、例えば、直近の周期の第２位相遅延時間を用いてもよい。

具体的には、第３導出部６４は、次の関数ｆ１に従って、第１平均位相遅延時間ｔ１_ａｖｇに応じた第１ずれ時間ｔ３_１を導出する。
ｔ３_１＝ｆ１（ｔ１_ａｖｇ）
なお、第３導出部６４は、関数ｆ１ではなく、第１平均位相遅延時間ｔ１_ａｖｇと第１ずれ時間ｔ３_１とが対応付けられたルックアップテーブルを用いて、第１平均位相遅延時間ｔ１_ａｖｇに応じた第１ずれ時間ｔ３_１を導出してもよい。

また、第３導出部６４は、次の関数ｆ２に従って、第２平均位相遅延時間ｔ２_ａｖｇに応じた第２ずれ時間ｔ３_２を導出する。
ｔ３_２＝ｆ２（ｔ２_ａｖｇ）
なお、第３導出部６４は、関数ｆ２ではなく、第２平均位相遅延時間ｔ２_ａｖｇと第２ずれ時間ｔ３_２とが対応付けられたルックアップテーブルを用いて、第２平均位相遅延時間ｔ２_ａｖｇに応じた第２ずれ時間ｔ３_２を導出してもよい。

関数ｆ１は、キャリブレーションにより得られた第１平均位相遅延時間と第１ずれ時間ｔ３_１との関係を近似することによって求められた関数である。関数ｆ２は、キャリブレーションにより得られた第２平均位相遅延時間と第２ずれ時間ｔ３_２との関係を近似することによって求められた関数である。キャリブレーションの詳細については後述する。

第１ゼロクロスパルス出力部６５Ａは、第１駆動信号、第１導出部６３Ａにより導出された第１平均位相遅延時間、及び第３導出部６４により導出された第１ずれ時間ｔ３_１に基づいて、基準信号（以下、「第１基準信号」という）を生成する。第１基準信号は、ミラー部２０の第１軸ａ_１周りの角度が基準角（以下、「第１基準角」という）となったことを表す信号である。本実施形態では、この第１基準角としてゼロを適用した例を説明する。すなわち、第１ゼロクロスパルス出力部６５Ａは、第１駆動信号、第１導出部６３Ａにより導出された第１平均位相遅延時間、及び第３導出部６４により導出された第１ずれ時間ｔ３_１に基づいて、第１基準信号の一例としてのゼロクロスパルス（以下、「第１ゼロクロスパルス」という。）ＺＣ１を生成する。第１ゼロクロスパルス出力部６５Ａは、ゼロクロス検出回路により構成されている。第１ゼロクロスパルスは、ミラー部２０の第１軸ａ_１周りの角度がゼロになったことを表すゼロクロス信号である。

図１６に示すように、第１ゼロクロスパルス出力部６５Ａは、第１駆動信号がゼロ（本実施形態では、Ｖ_ｏｆｆ１）を横切るタイミングから、第１平均位相遅延時間と第１ずれ時間ｔ３_１とを加えた時間を経過したタイミングで第１ゼロクロスパルスＺＣ１を生成する。第１ゼロクロスパルス出力部６５Ａは、生成した第１ゼロクロスパルスＺＣ１を光源駆動部６６に出力する。

このように、第１ずれ時間ｔ３_１は、第１基準信号の生成タイミングの補正に用いられるずれ時間である。また、第１ずれ時間ｔ３_１は、第１角度検出信号Ｓ１ｃが、ミラー部２０の第１軸ａ_１周りの角度が第１基準角（本実施形態では、ゼロ）となったことを表す時点（本実施形態では、第１角度検出信号Ｓ１ｃがゼロクロスする時点）に対するミラー部２０の第１軸ａ_１周りの角度が実際に第１基準角になった時点のずれ時間である。また、ここでいう第１角度検出信号Ｓ１ｃが、ミラー部２０の第１軸ａ_１周りの角度が第１基準角となったことを表す時点とは、第１駆動信号が、ミラー部２０の第１軸ａ_１周りの角度が第１基準角になったことを表す時点（本実施形態では、第１駆動信号がＶ_ｏｆｆ１を横切る時点）から第１平均位相遅延時間が経過した時点である。

第２ゼロクロスパルス出力部６５Ｂは、第２駆動信号、第２導出部６３Ｂにより導出された第２平均位相遅延時間、及び第３導出部６４により導出された第２ずれ時間ｔ３_２に基づいて、基準信号（以下、「第２基準信号」という）を生成する。第２基準信号は、ミラー部２０の第２軸ａ_２周りの角度が基準角（以下、「第２基準角」という）となったことを表す信号である。本実施形態では、この第２基準角としてゼロを適用した例を説明する。すなわち、第２ゼロクロスパルス出力部６５Ｂは、第２駆動信号、第２導出部６３Ｂにより導出された第２平均位相遅延時間、及び第３導出部６４により導出された第２ずれ時間ｔ３_２に基づいて、第２基準信号の一例としてのゼロクロスパルス（以下、「第２ゼロクロスパルス」という。）ＺＣ２を生成する。第２ゼロクロスパルス出力部６５Ｂは、ゼロクロス検出回路により構成されている。第２ゼロクロスパルスは、ミラー部２０の第２軸ａ_２周りの角度がゼロになったことを表すゼロクロス信号である。

図１７に示すように、第２ゼロクロスパルス出力部６５Ｂは、第２駆動信号がゼロ（本実施形態では、Ｖ_ｏｆｆ２）を横切るタイミングから、第２平均位相遅延時間と第２ずれ時間ｔ３_２とを加えた時間を経過したタイミングで第２ゼロクロスパルスＺＣ２を生成する。第２ゼロクロスパルス出力部６５Ｂは、生成した第２ゼロクロスパルスＺＣ２を光源駆動部６６に出力する。

このように、第２ずれ時間ｔ３_２は、第２基準信号の生成タイミングの補正に用いられるずれ時間である。また、第２ずれ時間ｔ３_２は、第２角度検出信号Ｓ２ｃが、ミラー部２０の第２軸ａ_２周りの角度が第２基準角（本実施形態では、ゼロ）となったことを表す時点（本実施形態では、第２角度検出信号Ｓ２ｃがゼロを横切る時点）に対するミラー部２０の第２軸ａ_２周りの角度が実際に第２基準角になった時点のずれ時間である。また、ここでいう第２角度検出信号Ｓ２ｃが、ミラー部２０の第２軸ａ_２周りの角度が第２基準角となったことを表す時点とは、第２駆動信号が、ミラー部２０の第２軸ａ_２周りの角度が第２基準角になったことを表す時点（本実施形態では、第２駆動信号がＶ_ｏｆｆ２を横切る時点）から第２平均位相遅延時間が経過した時点である。

なお、第１ゼロクロスパルス出力部６５Ａ及び第２ゼロクロスパルス出力部６５Ｂは、正弦波が負から正に向けてゼロになる時点及び正弦波が正から負に向けてゼロになる時点の双方を用いてゼロクロスパルスを出力しているが、これに限定されない。例えば、第１ゼロクロスパルス出力部６５Ａ及び第２ゼロクロスパルス出力部６５Ｂは、正弦波が負から正に向けてゼロになる時点及び正弦波が正から負に向けてゼロになる時点の何れか一方を用いてゼロクロスパルスを出力してもよい。

光源駆動部６６は、例えば、画像描画システム１０の外部から供給される描画データに基づいて、光源３を駆動する。また、光源駆動部６６は、光源３によるレーザ光の照射タイミングが、第１ゼロクロスパルスＺＣ１及び第２ゼロクロスパルスＺＣ２と同期するように照射タイミングを制御する。

次に、図１８を参照して、第１ずれ時間導出処理の流れを説明する。第１ずれ時間導出処理の流れは、例えば、画像描画システム１０による画像の描画中に、予め定められた時間間隔で実行される。この時間間隔は、例えば、第１駆動信号の一周期に相当する時間間隔でもよいし、複数周期に相当する時間間隔でもよいし、周期とは関係なく予め設定された時間間隔でもよい。

図１８のステップＳ１０で、第１導出部６３Ａは、対応する周期の第１駆動信号がゼロである時点から第１角度検出信号Ｓ１ｃがゼロである時点までの第１位相遅延時間を周期毎に取得する。ステップＳ１２で、第１導出部６３Ａは、ステップＳ１０で取得された直近の複数周期の第１位相遅延時間を平均化することによって第１平均位相遅延時間を導出する。

ステップＳ１４で、第３導出部６４は、前述した関数ｆ１に従って、ステップＳ１２で導出された第１平均位相遅延時間に応じた第１ずれ時間ｔ３_１を導出する。ステップＳ１４の処理が終了すると、第１ずれ時間導出処理が終了する。画像の描画中に定期的に第１ずれ時間導出処理が実行されることによって、第１平均位相遅延時間及び第１ずれ時間ｔ３_１が更新される。

次に、図１９を参照して、第２ずれ時間導出処理の流れを説明する。第２ずれ時間導出処理は、例えば、画像描画システム１０による画像の描画中に、予め定められた時間間隔で実行される。この時間間隔は、例えば、第２駆動信号の一周期に相当する時間間隔でもよいし、複数周期に相当する時間間隔でもよいし、周期とは関係なく予め設定された時間間隔でもよい。

図１９のステップＳ２０で、第２導出部６３Ｂは、対応する周期の第２駆動信号がゼロである時点から第２角度検出信号Ｓ２ｃがゼロである時点までの第２位相遅延時間を周期毎に取得する。ステップＳ２２で、第２導出部６３Ｂは、ステップＳ２０で取得された直近の複数周期の第２位相遅延時間を平均化することによって第２平均位相遅延時間を導出する。

ステップＳ２４で、第３導出部６４は、前述した関数ｆ２に従って、ステップＳ２２で導出された第２平均位相遅延時間に応じた第２ずれ時間ｔ３_２を導出する。ステップＳ２４の処理が終了すると、第２ずれ時間導出処理が終了する。画像の描画中に定期的に第２ずれ時間導出処理が実行されることによって、第２平均位相遅延時間及び第２ずれ時間ｔ３_２が更新される。

次に、図２０を参照して、第１ゼロクロスパルス生成処理の流れを説明する。例えば、画像描画システム１０による画像の描画中に、第１ゼロクロスパルス生成処理が実行される。

図２０のステップＳ３０で、第１ゼロクロスパルス出力部６５Ａは、第１駆動信号がゼロであるか否かを判定する。この判定が肯定判定となった場合、処理はステップＳ３２に移行し、否定判定となった場合、ステップＳ３０が再度実行される。

ステップＳ３２で、第１ゼロクロスパルス出力部６５Ａは、ステップＳ３０で第１駆動信号がゼロとなったタイミングから、上記第１ずれ時間導出処理により導出された第１平均位相遅延時間及び第１ずれ時間ｔ３_１を加えた時間が経過するまで待機する。ステップＳ３０で第１駆動信号がゼロとなったタイミングから、第１平均位相遅延時間及び第１ずれ時間ｔ３_１を加えた時間が経過すると、ステップＳ３２の判定が肯定判定となり、処理はステップＳ３４に移行する。

ステップＳ３４で、第１ゼロクロスパルス出力部６５Ａは、第１ゼロクロスパルスＺＣ１を生成し、生成した第１ゼロクロスパルスＺＣ１を光源駆動部６６に出力する。ステップＳ３４の処理が終了すると、処理はステップＳ３０に戻る。画像描画システム１０による画像の描画処理が終了すると、第１ゼロクロスパルス生成処理が終了する。

次に、図２１を参照して、第２ゼロクロスパルス生成処理の流れを説明する。例えば、画像描画システム１０による画像の描画中に、第２ゼロクロスパルス生成処理が実行される。

図２１のステップＳ４０で、第２ゼロクロスパルス出力部６５Ｂは、第２駆動信号がゼロであるか否かを判定する。この判定が肯定判定となった場合、処理はステップＳ４２に移行し、否定判定となった場合、ステップＳ４０が再度実行される。

ステップＳ４２で、第２ゼロクロスパルス出力部６５Ｂは、ステップＳ４０で第２駆動信号がゼロとなったタイミングから、上記第２ずれ時間導出処理により導出された第２平均位相遅延時間及び第２ずれ時間ｔ３_２を加えた時間が経過するまで待機する。ステップＳ４０で第２駆動信号がゼロとなったタイミングから、第２平均位相遅延時間及び第２ずれ時間ｔ３_２を加えた時間が経過すると、ステップＳ４２の判定が肯定判定となり、処理はステップＳ４４に移行する。

ステップＳ４４で、第２ゼロクロスパルス出力部６５Ｂは、第２ゼロクロスパルスＺＣ２を生成し、生成した第２ゼロクロスパルスＺＣ２を光源駆動部６６に出力する。ステップＳ４４の処理が終了すると、処理はステップＳ４０に戻る。画像描画システム１０による画像の描画処理が終了すると、第２ゼロクロスパルス生成処理が終了する。

次に、キャリブレーションにより前述した関数ｆ１、ｆ２を求める処理を説明する。図２２は、キャリブレーションの際の光検出器７の配置位置を説明するための図である。光検出器７は、ミラー部２０からの反射光を受光可能な位置に設けられる。本実施形態では、一例として図２２に示すように、光検出器７は、ミラー部２０からの反射光により画像が描画される領域（以下、「描画領域」という）Ｒ１の中央に１つ設けられる。ミラー部２０が静止した状態、すなわち、ミラー部２０の第１軸ａ_１周りの角度及び第２軸ａ_２周りの角度がゼロの場合に、ミラー部２０から反射された光ビームＬが光検出器７に照射される。この場合、光検出器７は、光ビームＬが照射されたことを表す信号（以下、「照射信号」という）を駆動制御部５に出力する。

本実施形態に係る光走査装置２は、第１ずれ時間ｔ３_１及び第２ずれ時間ｔ３_２を導出するずれ時間導出モードを備えている。キャリブレーションの際に、ずれ時間導出モードを実行することにより、図２３に示す第１キャリブレーション処理及び図２５に示す第２キャリブレーション処理が実行される。キャリブレーションの実行タイミングとしては、光走査装置２の起動時、又はユーザによってキャリブレーションの実行指示が入力されたタイミング等が挙げられる。また、キャリブレーションの実行タイミングは、光走査装置２が工場から出荷される前でもよい。この場合、キャリブレーションにより得られたデータは、例えば、駆動制御部５が備える不揮発性の記憶部に保存される。また、この場合、光走査装置２の出荷先のユーザ拠点では、光検出器７が画像描画システム１０に含まれなくてもよい。また、第１キャリブレーション処理及び第２キャリブレーション処理の実行中は、光源３からミラー部２０の反射面２０Ａに光ビームＬが継続的に照射されているものとする。

図２３のステップＳ５０で、第１駆動信号生成部６０Ａは、前述したように、第１駆動信号を生成し、生成した第１駆動信号を、第１位相シフト部６２Ａを介して一対の第１アクチュエータ３１に付与する。すなわち、第１キャリブレーション処理では、ミラー部２０を第２軸ａ_２周りには揺動させずに、第１軸ａ_１周りにのみ揺動させる。

ステップＳ５２で、第１導出部６３Ａは、対応する周期の第１駆動信号がゼロである時点から第１角度検出信号Ｓ１ｃがゼロである時点までの第１位相遅延時間を周期毎に取得する。この際、一例として図２４に示すように、第１導出部６３Ａは、第１角度検出信号Ｓ１ｃがゼロである時点から、光検出器７から照射信号が入力される時点までのずれ時間ｔ４も周期毎に取得する。この照射信号が入力された時点は、光検出器７の出力信号がミラー部２０の第１軸ａ_１周りの角度がゼロになったことを表す時点を表す。

ステップＳ５４で、第１導出部６３Ａは、ステップＳ５２で取得された直近の複数周期の第１位相遅延時間を平均化することによって第１平均位相遅延時間を導出する。ステップＳ５６で、第１導出部６３Ａは、ステップＳ５２で取得された直近の複数周期のずれ時間ｔ４を平均化することによって第１ずれ時間ｔ３_１を導出する。

以上のステップＳ５０からステップＳ５６までの処理が、第１駆動周波数を変更しながら複数回実行される。第１駆動周波数が変更されると、第１平均位相遅延時間及び第１ずれ時間ｔ３_１も異なる値となる。すなわち、複数の第１平均位相遅延時間及び第１ずれ時間ｔ３_１の組み合わせが得られるため、一例として図１４に示した第１平均位相遅延時間及び第１ずれ時間ｔ３_１の関係が得られる。

ステップＳ５８で、第３導出部６４は、得られた第１平均位相遅延時間及び第１ずれ時間ｔ３_１の関係を近似することによって関数ｆ１を導出する。この関数ｆ１は、前述した第１ずれ時間導出処理（図１８参照）のステップＳ１４で用いられる。なお、第３導出部６４は、得られた第１平均位相遅延時間及び第１ずれ時間ｔ３_１の関係をルックアップテーブルとして保存してもよい。ステップＳ５８の処理が終了すると、第１キャリブレーション処理が終了する。

図２５のステップＳ７０で、第２駆動信号生成部６０Ｂは、前述したように、第２駆動信号を生成し、生成した第２駆動信号を、第２位相シフト部６２Ｂを介して一対の第２アクチュエータ３２に付与する。すなわち、第２キャリブレーション処理では、ミラー部２０を第１軸ａ_１周りには揺動させずに、第２軸ａ_２周りにのみ揺動させる。

ステップＳ７２で、第２導出部６３Ｂは、対応する周期の第２駆動信号がゼロである時点から第２角度検出信号Ｓ２ｃがゼロである時点までの第２位相遅延時間を周期毎に取得する。この際、一例として図２６に示すように、第２導出部６３Ｂは、第２角度検出信号Ｓ２ｃがゼロである時点から、光検出器７から照射信号が入力される時点までのずれ時間ｔ５も周期毎に取得する。この照射信号が入力された時点は、光検出器７の出力信号がミラー部２０の第２軸ａ_２周りの角度がゼロになったことを表す時点を表す。

ステップＳ７４で、第２導出部６３Ｂは、ステップＳ７２で取得された直近の複数周期の第２位相遅延時間を平均化することによって第２平均位相遅延時間を導出する。ステップＳ７６で、第２導出部６３Ｂは、ステップＳ７２で取得された直近の複数周期のずれ時間ｔ５を平均化することによって第２ずれ時間ｔ３_２を導出する。

以上のステップＳ７０からステップＳ７６までの処理が、第２駆動周波数を変更しながら複数回実行される。第２駆動周波数が変更されると、第２平均位相遅延時間及び第２ずれ時間ｔ３_２も異なる値となる。すなわち、複数の第２平均位相遅延時間及び第２ずれ時間ｔ３_２の組み合わせが得られるため、一例として図１５に示した第２平均位相遅延時間及び第２ずれ時間ｔ３_２の関係が得られる。

ステップＳ７８で、第３導出部６４は、得られた第２平均位相遅延時間及び第２ずれ時間ｔ３_２の関係を近似することによって関数ｆ２を導出する。この関数ｆ２は、前述した第２ずれ時間導出処理（図１９参照）のステップＳ２４で用いられる。なお、第３導出部６４は、得られた第２平均位相遅延時間及び第２ずれ時間ｔ３_２の関係をルックアップテーブルとして保存してもよい。ステップＳ７８の処理が終了すると、第２キャリブレーション処理が終了する。

以上説明したように、本実施形態によれば、光走査装置２によるミラー部２０の角度が基準角となったタイミングの検知精度を、光検出器７を用いて向上させることができる結果、描画される画像の画質の低下を抑制することができる。

なお、上記実施形態で示したＭＭＤ４の構成は一例である。ＭＭＤ４の構成は、種々の変形が可能である。例えば、ミラー部２０を第１軸ａ_１周りの揺動させる第１アクチュエータ３１を第２可動枠２４に配置し、ミラー部２０を第２軸ａ_２周りの揺動させる第２アクチュエータ３２を第１可動枠２２に配置してもよい。

また、上記実施形態では、一対の第１角度検出センサ１１Ａ、１１Ｂが、第１軸ａ_１を挟んで対向する位置に配置されている場合について説明したが、これに限定されない。例えば、図２７に示すように、一対の第１角度検出センサ１１Ａ、１１Ｂは、第２軸ａ_２を挟んで対向する位置に配置されてもよい。図２７の例では、一対の第１角度検出センサ１１Ａ、１１Ｂは、第１可動枠２２上において、それぞれ第１支持部２１の近傍に配置されている。第１角度検出センサ１１Ａは、ミラー部２０の一方に接続された第１支持部２１の近傍に配置されている。第１角度検出センサ１１Ｂは、ミラー部２０の他方に接続された第１支持部２１の近傍に配置されている。従って、一対の第１角度検出センサ１１Ａ、１１Ｂは、第２軸ａ_２を挟んで対向し、かつミラー部２０を挟んで対向する位置に配置されている。また、一対の第１角度検出センサ１１Ａ、１１Ｂは、第１軸ａ_１から同じ方向（図２７の例では－Ｘ方向）にずれた位置に配置されている。

上記実施形態のように一対の第１角度検出センサ１１Ａ、１１Ｂが第１軸ａ_１を挟んで対向する位置に配置されている場合には、両者の出力信号のうち、一方から他方を減算することにより、振動ノイズを除去することができる。これに対し、この形態例のように、一対の第１角度検出センサ１１Ａ、１１Ｂが第２軸ａ_２を挟んで対向する位置に配置されている場合には、両者の出力信号を加算することにより、振動ノイズを除去することができる。

この形態例における第１信号処理部６１Ａの構成の一例を図２８に示す。図２８に示すように、この形態例では、第１信号処理部６１Ａは、減算回路７３に代えて、加算回路７３Ａを有している。加算回路７３Ａは、第１角度検出センサ１１Ａからバッファーアンプ７１を経由して入力された信号Ｓ１ｂ_１と、第１角度検出センサ１１Ｂから可変ゲインアンプ７２を経由して入力された信号Ｓ１ｂ_２とを加算した値を出力する。

また、上記実施形態では、一対の第２角度検出センサ１２Ａ、１２Ｂが、第２軸ａ_２を挟んで対向する位置に配置されている場合について説明したが、これに限定されない。例えば、図２７に示すように、一対の第２角度検出センサ１２Ａ、１２Ｂは、第１軸ａ_１を挟んで対向する位置に配置されてもよい。図２７の例では、一対の第２角度検出センサ１２Ａ、１２Ｂは、第２可動枠２４上において、それぞれ第２支持部２３の近傍に配置されている。第２角度検出センサ１２Ａは、第１可動枠２２の一方に接続された第２支持部２３の近傍に配置されている。第２角度検出センサ１２Ｂは、第１可動枠２２の他方に接続された第２支持部２３の近傍に配置されている。従って、一対の第２角度検出センサ１２Ａ、１２Ｂは、第１軸ａ_１を挟んで対向し、かつミラー部２０及び第１可動枠２２を挟んで対向する位置に配置されている。また、一対の第２角度検出センサ１２Ａ、１２Ｂは、第２軸ａ_２から同じ方向（図２７の例では＋Ｙ方向）にずれた位置に配置されている。

上記実施形態のように一対の第２角度検出センサ１２Ａ、１２Ｂが第２軸ａ_２を挟んで対向する位置に配置されている場合には、両者の出力信号のうち、一方から他方を減算することにより、振動ノイズを除去することができる。これに対し、この形態例のように、一対の第２角度検出センサ１２Ａ、１２Ｂが第１軸ａ_１を挟んで対向する位置に配置されている場合には、両者の出力信号を加算することにより、振動ノイズを除去することができる。この形態例における第２信号処理部６１Ｂの構成は、図２８に示す第１信号処理部６１Ａと同様の構成により実現が可能であるため、説明を省略する。

また、上記実施形態において、一対の第１角度検出センサ１１Ａ、１１Ｂのうちの何れか１つがＭＭＤ４に設けられる形態としてもよい。同様に、一対の第２角度検出センサ１２Ａ、１２Ｂのうちの何れか１つがＭＭＤ４に設けられる形態としてもよい。

また、上記実施形態では、キャリブレーションの際に、光検出器７が描画領域Ｒ１の中央に１つ設けられる場合について説明したが、これに限定されない。一例として図２９に示すように、光検出器７は、ミラー部２０からの反射光により画像が描画可能な領域（以下、「描画可能領域」という）における第１軸ａ_１に対応する軸ａ_３上のそれぞれの端部及び第２軸ａ_２に対応する軸ａ_４上のそれぞれの端部に１つずつ設けられてもよい。なお、図２９では、描画可能領域として、描画領域Ｒ１を適用した例を示している。この場合、ミラー部２０が静止した状態で、ミラー部２０から反射された光ビームＬが照射される位置Ｐ（図２９の例では描画領域Ｒ１の中心）から光検出器７までの距離Ａ１～Ａ４と、光検出器７からの照射信号の入力タイミングとに基づいて、ずれ時間ｔ４、ｔ５が導出される。

具体的には、上記第１キャリブレーション処理のステップＳ５２において、第１導出部６３Ａは、一例として図３０に示すように、位置Ｐから軸ａ_４上の光検出器７それぞれまでの距離Ａ１及びＡ２の比と、軸ａ_４上の光検出器７それぞれから照射信号が入力された時点とに基づいて、ミラー部２０の第１軸ａ_１の角度がゼロになった時点Ｔ１を導出する。図２９の例では、距離Ａ１と距離Ａ２とが等しいため、時点Ｔ１は、軸ａ_４上の光検出器７それぞれから照射信号が入力された時点の中央の時点となる。そして、第１導出部６３Ａは、第１角度検出信号Ｓ１ｃがゼロである時点から、導出した時点Ｔ１までをずれ時間ｔ４として用いる。時点Ｔ１が、光検出器７の出力信号がミラー部２０の第１軸ａ_１周りの角度がゼロになったことを表す時点を表す。

同様に、上記第２キャリブレーション処理のステップＳ７２において、第２導出部６３Ｂは、一例として図３１に示すように、位置Ｐから軸ａ_３上の光検出器７それぞれまでの距離Ａ３及びＡ４の比と、軸ａ_３上の光検出器７それぞれから照射信号が入力された時点とに基づいて、ミラー部２０の第２軸ａ_２の角度がゼロになった時点Ｔ２を導出する。図２９の例では、距離Ａ３と距離Ａ４とが等しいため、時点Ｔ２は、軸ａ_３上の光検出器７それぞれから照射信号が入力された時点の中央の時点となる。そして、第２導出部６３Ｂは、第２角度検出信号Ｓ２ｃがゼロである時点から、導出した時点Ｔ２までをずれ時間ｔ５として用いる。時点Ｔ２が、光検出器７の出力信号がミラー部２０の第２軸ａ_２周りの角度がゼロになったことを表す時点を表す。

ミラー部２０は、描画データに基づく描画領域Ｒ１よりも広い領域に光ビームＬを反射可能な場合もある。すなわち、ミラー部２０は、装置の仕様として、描画データに基づいて描画領域Ｒ１に画像を描画するときよりも第１振れ角θ_１及び第２振れ角θ_２を大きくした状態で画像を描画することが可能な場合もある。この場合、一例として図３２に示すように、光検出器７は、描画領域Ｒ１外であって、かつ描画可能領域Ｒ２内の軸ａ_３上のそれぞれの端部及び軸ａ_４上のそれぞれの端部に１つずつ設けられてもよい。

また、一例として図３３に示すように、光検出器７は、描画可能領域における第１軸ａ_１に対応する軸ａ_３上のそれぞれの端部以外の２点及び第２軸ａ_２に対応する軸ａ_４上のそれぞれの端部以外の２点に１つずつ設けられてもよい。なお、図３３では、描画可能領域として、描画領域Ｒ１を適用した例を示している。この場合も、光検出器７が端部に設けられた場合と同様に、第１導出部６３Ａは、位置Ｐから軸ａ_４上の光検出器７それぞれまでの距離Ａ１及びＡ２の比と、軸ａ_４上の光検出器７それぞれから照射信号が入力された時点とに基づいて、ミラー部２０の第１軸ａ_１の角度がゼロになった時点Ｔ１を導出することができる。また、この場合も、光検出器７が端部に設けられた場合と同様に、第２導出部６３Ｂは、位置Ｐから軸ａ_３上の光検出器７それぞれまでの距離Ａ３及びＡ４の比と、軸ａ_３上の光検出器７それぞれから照射信号が入力された時点とに基づいて、ミラー部２０の第２軸ａ_２の角度がゼロになった時点Ｔ２を導出することができる。

また、上記実施形態において、光検出器７は、画像の描画中には駆動しない状態とされてもよい。この場合、光検出器７への電源の供給を停止することができる結果、消費電力を低減することができる。

また、上記実施形態では、画像の描画時に第１平均位相遅延時間及び第２平均位相遅延時間を導出する場合について説明したが、これに限定されない。キャリブレーションの際に、第１平均位相遅延時間及び第２平均位相遅延時間を導出する平均位相遅延時間導出モードを実行することにより、第１平均位相遅延時間及び第２平均位相遅延時間を取得する形態としてもよい。この場合、第１ゼロクロスパルスＺＣ１及び第２ゼロクロスパルスＺＣ２を生成する際には、キャリブレーションにおいて予め取得した第１平均位相遅延時間及び第２平均位相遅延時間を使用する。この場合のキャリブレーションの実行タイミングとしては、ＭＭＤ４の起動時、又はユーザによってキャリブレーションの実行指示が入力されたタイミング等が挙げられる。

また、上記実施形態では、第３導出部６４は、上記関数ｆ１に従って、第１平均位相遅延時間に応じた第１ずれ時間ｔ３_１を導出する場合について説明したが、これに限定されない。図３４に、第１駆動信号の駆動電圧Ｖ１を異ならせた場合の第１平均位相遅延時間と、第１ずれ時間ｔ３_１との関係の一例を示す。第１駆動信号の駆動電圧Ｖ１とは、例えば、第１駆動信号の振幅に相当する。図３４における実線は、破線よりも駆動電圧Ｖ１が高い場合を示している。図３４に示すように、駆動電圧Ｖ１が高くなるほど第１ずれ時間ｔ３_１が長くなっている。図３４では、駆動電圧Ｖ１を異ならせた場合の第１平均位相遅延時間と、第１ずれ時間ｔ３_１との関係を示しているが、第１ずれ時間ｔ３_１は、第１駆動信号の駆動電圧Ｖ１だけではなく、第１駆動周波数にも応じて変化する。

そこで、第３導出部６４は、次に示す関数ｆ３に従って、更に、第１駆動周波数Ｆ１及び第１駆動信号の駆動電圧Ｖ１に応じた第１ずれ時間ｔ３_１を導出してもよい。
ｔ３_１＝ｆ３（ｔ１_ａｖｇ、Ｆ１、Ｖ１）
同様に、第３導出部６４は、次に示す関数ｆ４に従って、更に、第２駆動周波数Ｆ２及び第２駆動信号の駆動電圧Ｖ２に応じた第２ずれ時間ｔ３_２を導出してもよい。
ｔ３_２＝ｆ４（ｔ２_ａｖｇ、Ｆ２、Ｖ２）

また、第３導出部６４は、次に示す関数ｆ５、ｆ６に従って、更に、環境温度Ｔに応じた第１ずれ時間ｔ３_１及び第２ずれ時間ｔ３_２を導出してもよい。この場合、ＭＭＤ４には環境温度を測定する温度センサが設けられる。
ｔ３_１＝ｆ５（ｔ１_ａｖｇ、Ｔ）
ｔ３_２＝ｆ６（ｔ２_ａｖｇ、Ｔ）

また、第３導出部６４は、次に示す関数ｆ７に従って、更に、第１駆動周波数Ｆ１、第１駆動信号の駆動電圧Ｖ１、及び環境温度Ｔに応じた第１ずれ時間ｔ３_１を導出してもよい。
ｔ３_１＝ｆ７（ｔ１_ａｖｇ、Ｆ１、Ｖ１、Ｔ）
同様に、第３導出部６４は、次に示す関数ｆ８に従って、更に、第２駆動周波数Ｆ２、第２駆動信号の駆動電圧Ｖ２、及び環境温度Ｔに応じた第２ずれ時間ｔ３_２を導出してもよい。
ｔ３_２＝ｆ８（ｔ２_ａｖｇ、Ｆ２、Ｖ２、Ｔ）
なお、上記関数ｆ３、ｆ７において、第１駆動周波数Ｆ１及び第１駆動信号の駆動電圧Ｖ１は、何れか一方のみでもよい。また、上記関数ｆ４、ｆ８において、第２駆動周波数Ｆ２及び第２駆動信号の駆動電圧Ｖ２は、何れか一方のみでもよい。

また、駆動制御部５のハードウェア構成は種々の変形が可能である。駆動制御部５は、アナログ演算回路及びデジタル演算回路の少なくとも一方を用いて構成することが可能である。駆動制御部５は、１つのプロセッサで構成されてもよいし、同種又は異種の２つ以上のプロセッサの組み合わせで構成されてもよい。プロセッサには、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、プログラマブルロジックデバイス（Programmable Logic Device:ＰＬＤ）、及び専用電気回路等が含まれる。ＣＰＵは、周知のとおりソフトウエア（プログラム）を実行して各種の処理部として機能する汎用的なプロセッサである。ＰＬＤは、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等の、製造後に回路構成を変更可能なプロセッサである。専用電気回路は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等の特定の処理を実行させるために専用に設計された回路構成を有するプロセッサである。

２ 光走査装置
３ 光源
４ マイクロミラーデバイス（ＭＭＤ）
５ 駆動制御部
６ 被走査面
７ 光検出器
１０ 画像描画システム
１１Ａ、１１Ｂ 第１角度検出センサ
１２Ａ、１２Ｂ 第２角度検出センサ
２０ ミラー部
２０Ａ 反射面
２１ 第１支持部
２２ 第１可動枠
２３ 第２支持部
２４ 第２可動枠
２５ 接続部
２６ 固定枠
３０ 圧電素子
３１ 第１アクチュエータ
３２ 第２アクチュエータ
６０Ａ 第１駆動信号生成部
６０Ｂ 第２駆動信号生成部
６１Ａ 第１信号処理部
６１Ｂ 第２信号処理部
６２Ａ 第１位相シフト部
６２Ｂ 第２位相シフト部
６３Ａ 第１導出部
６３Ｂ 第２導出部
６４ 第３導出部
６５Ａ 第１ゼロクロスパルス出力部
６５Ｂ 第２ゼロクロスパルス出力部
６６ 光源駆動部
７１ バッファーアンプ
７２ 可変ゲインアンプ
７３、７７ 減算回路
７３Ａ 加算回路
７４ ゲイン調整回路
７５Ａ 第１ＢＰＦ回路
７５Ｂ 第２ＢＰＦ回路
７６Ａ 第１検波回路
７６Ｂ 第２検波回路
Ｌ 光ビーム
Ｐ 位置
Ｒ１ 描画領域
Ｒ２ 描画可能領域
ＲＮ１、ＲＮ２ 振動ノイズ
Ｓ１ｃ 第１角度検出信号
Ｓ２ｃ 第２角度検出信号
ＺＣ１ 第１ゼロクロスパルス
ＺＣ２ 第２ゼロクロスパルス
ａ_１ 第１軸
ａ_２ 第２軸
ａ_３、ａ_４ 軸
ｆ_ｄ１ 第１駆動周波数
ｆ_ｄ２ 第２駆動周波数

Claims (19)

1. 入射光を反射する反射面を有するミラー部と、
   前記ミラー部の静止時の前記反射面を含む平面内にある第１軸の周りに前記ミラー部を揺動させる第１アクチュエータと、
   前記ミラー部の静止時の前記反射面を含む平面内であって前記第１軸に交差する第２軸の周りに前記ミラー部を揺動させる第２アクチュエータと、
   前記ミラー部の前記第１軸周りの角度に応じた信号を出力する第１角度検出センサと、
   前記ミラー部の前記第２軸周りの角度に応じた信号を出力する第２角度検出センサと、
   前記ミラー部からの反射光を受光可能な位置に設けられた少なくとも１つの光検出器と、
   少なくとも１つのプロセッサと、
   を備える光走査装置であって、
   前記プロセッサは、
   前記第１アクチュエータに第１駆動周波数を有する第１駆動信号を付与し、
   前記第２アクチュエータに第２駆動周波数を有する第２駆動信号を付与し、
   前記ミラー部の前記第１軸周りの角度が第１基準角になったことを表す第１基準信号の生成タイミングの補正に用いられるずれ時間であって、前記第１角度検出センサの出力信号が、前記ミラー部の前記第１軸周りの角度が前記第１基準角になったことを表す時点に対する前記ミラー部の前記第１軸周りの角度が前記第１基準角になった時点の第１ずれ時間を前記光検出器の出力信号に基づいて導出し、
   前記ミラー部の前記第２軸周りの角度が第２基準角になったことを表す第２基準信号の生成タイミングの補正に用いられるずれ時間であって、前記第２角度検出センサの出力信号が、前記ミラー部の前記第２軸周りの角度が前記第２基準角になったことを表す時点に対する前記ミラー部の前記第２軸周りの角度が前記第２基準角になった時点の第２ずれ時間を前記光検出器の出力信号に基づいて導出する
   光走査装置。
2. 前記光検出器は、前記ミラー部からの反射光により画像が描画される領域の中央に１つ設けられる
   請求項１に記載の光走査装置。
3. 前記光検出器は、前記ミラー部からの反射光により画像が描画可能な領域における前記第１軸に対応する軸上及び前記第２軸に対応する軸上に設けられる
   請求項１に記載の光走査装置。
4. 前記光検出器は、前記ミラー部からの反射光により画像が描画可能な領域における前記第１軸に対応する軸上のそれぞれの端部及び前記第２軸に対応する軸上のそれぞれの端部に少なくとも１つずつ設けられる
   請求項３に記載の光走査装置。
5. 前記プロセッサは、
   複数周期の前記第１駆動信号に対する前記第１角度検出センサの出力信号の第１位相遅延時間を平均化することによって第１平均位相遅延時間を導出し、
   複数周期の前記第２駆動信号に対する前記第２角度検出センサの出力信号の第２位相遅延時間を平均化することによって第２平均位相遅延時間を導出し、
   前記第１角度検出センサの出力信号が、前記ミラー部の前記第１軸周りの角度が前記第１基準角になったことを表す時点は、前記第１駆動信号が、前記ミラー部の前記第１軸周りの角度が前記第１基準角になったことを表す時点から前記第１平均位相遅延時間が経過した時点であり、
   前記第２角度検出センサの出力信号が、前記ミラー部の前記第２軸周りの角度が前記第２基準角になったことを表す時点は、前記第２駆動信号が、前記ミラー部の前記第２軸周りの角度が前記第２基準角になったことを表す時点から前記第２平均位相遅延時間が経過した時点である
   請求項１から請求項４の何れか１項に記載の光走査装置。
6. 前記プロセッサは、
   前記第１角度検出センサの出力信号がゼロである時点の前記第１位相遅延時間を平均化することによって前記第１平均位相遅延時間を導出し、
   前記第２角度検出センサの出力信号がゼロである時点の前記第２位相遅延時間を平均化することによって前記第２平均位相遅延時間を導出する
   請求項５に記載の光走査装置。
7. 前記プロセッサは、
   対応する周期の前記第１駆動信号がゼロである時点から前記第１角度検出センサの出力信号がゼロである時点までの前記第１位相遅延時間を平均化することによって前記第１平均位相遅延時間を導出し、
   対応する周期の前記第２駆動信号がゼロである時点から前記第２角度検出センサの出力信号がゼロである時点までの前記第２位相遅延時間を平均化することによって前記第２平均位相遅延時間を導出する
   請求項６に記載の光走査装置。
8. 前記第１基準角及び前記第２基準角はゼロであり、
   前記第１ずれ時間は、前記第１角度検出センサの出力信号が前記ミラー部の前記第１軸周りの角度がゼロになったことを表す時点から、前記光検出器の出力信号が前記ミラー部の前記第１軸周りの角度がゼロになったことを表す時点までの時間であり、
   前記第２ずれ時間は、前記第２角度検出センサの出力信号が前記ミラー部の前記第２軸周りの角度がゼロになったことを表す時点から、前記光検出器の出力信号が前記ミラー部の前記第２軸周りの角度がゼロになったことを表す時点までの時間である、
   請求項５から請求項７の何れか１項に記載の光走査装置。
9. 前記プロセッサは、
   前記第１角度検出センサの出力信号が前記ミラー部の前記第１軸周りの角度が前記第１基準角になったことを表す時点から前記第１ずれ時間を経過した時点に、前記第１基準信号を生成し、
   前記第２角度検出センサの出力信号が前記ミラー部の前記第２軸周りの角度が前記第２基準角になったことを表す時点から前記第２ずれ時間を経過した時点に、前記第２基準信号を生成する
   請求項５から請求項８の何れか１項に記載の光走査装置。
10. 前記第１ずれ時間及び前記第２ずれ時間を導出するずれ時間導出モードを備えており、
    前記プロセッサは、
    キャリブレーションの際に前記ずれ時間導出モードを実行することにより、予め設定された条件毎に、前記第１ずれ時間及び前記第２ずれ時間を取得し、
    前記第１基準信号及び前記第２基準信号を生成する際には、前記キャリブレーションにおいて予め取得した前記第１ずれ時間及び前記第２ずれ時間を使用する
    請求項９に記載の光走査装置。
11. 前記条件は、前記第１位相遅延時間及び前記第２位相遅延時間を含む
    請求項１０に記載の光走査装置。
12. 前記条件は、更に、前記第１駆動信号の駆動電圧及び前記第２駆動信号の駆動電圧を含む
    請求項１１に記載の光走査装置。
13. 前記条件は、更に、前記第１駆動周波数及び前記第２駆動周波数を含む
    請求項１１又は請求項１２に記載の光走査装置。
14. 前記条件は、更に、環境温度を含む
    請求項１１から請求項１３の何れか１項に記載の光走査装置。
15. 前記光検出器は、フォトダイオードである
    請求項１から請求項１４の何れか１項に記載の光走査装置。
16. 前記光検出器は、画像の描画中には駆動しない状態とされる
    請求項１から請求項１５の何れか１項に記載の光走査装置。
17. 前記第１角度検出センサは、前記第１軸又は前記第２軸を挟んで対向する位置に配置された一対の角度検出センサであり、
    前記第１角度検出センサの出力信号は、一対の角度検出センサから出力された一対の出力信号を加算又は減算することにより得られる出力信号であり、
    前記第２角度検出センサは、前記第１軸又は前記第２軸を挟んで対向する位置に配置された一対の角度検出センサであり、
    前記第２角度検出センサの出力信号は、一対の角度検出センサから出力された一対の出力信号を加算又は減算することにより得られる出力信号である
    請求項１から請求項１６の何れか１項に記載の光走査装置。
18. 請求項１から請求項１７の何れか１項に記載の光走査装置と、
    前記ミラー部に光を照射する光源と、
    を備える画像描画システム。
19. 入射光を反射する反射面を有するミラー部と、
    前記ミラー部の静止時の前記反射面を含む平面内にある第１軸の周りに前記ミラー部を揺動させる第１アクチュエータと、
    前記ミラー部の静止時の前記反射面を含む平面内であって前記第１軸に交差する第２軸の周りに前記ミラー部を揺動させる第２アクチュエータと、
    前記ミラー部の前記第１軸周りの角度に応じた信号を出力する第１角度検出センサと、
    前記ミラー部の前記第２軸周りの角度に応じた信号を出力する第２角度検出センサと、
    前記ミラー部からの反射光を受光可能な位置に設けられた少なくとも１つの光検出器と、
    を備える光走査装置の駆動方法であって、
    前記第１アクチュエータに第１駆動周波数を有する第１駆動信号を付与し、
    前記第２アクチュエータに第２駆動周波数を有する第２駆動信号を付与し、
    前記ミラー部の前記第１軸周りの角度が第１基準角になったことを表す第１基準信号の生成タイミングの補正に用いられるずれ時間であって、前記第１角度検出センサの出力信号が、前記ミラー部の前記第１軸周りの角度が前記第１基準角になったことを表す時点に対する前記ミラー部の前記第１軸周りの角度が前記第１基準角になった時点の第１ずれ時間を前記光検出器の出力信号に基づいて導出し、
    前記ミラー部の前記第２軸周りの角度が第２基準角になったことを表す第２基準信号の生成タイミングの補正に用いられるずれ時間であって、前記第２角度検出センサの出力信号が、前記ミラー部の前記第２軸周りの角度が前記第２基準角になったことを表す時点に対する前記ミラー部の前記第２軸周りの角度が前記第２基準角になった時点の第２ずれ時間を前記光検出器の出力信号に基づいて導出する
    光走査装置の駆動方法。