光扫描装置、其驱动方法及图像描绘系统与流程

本发明涉及一种光扫描装置、其驱动方法及图像描绘系统。

背景技术：

1、作为使用硅(si)的细微加工技术来制作的微机电系统(micro electro mechanical systems：mems)器件之一已知有微镜器件(也被称为微型扫描仪。)。具备该微镜器件的光扫描装置为小型且低耗电量，因此可期待对激光显示器或激光投影仪等图像描绘系统的应用。

2、微镜器件的反射镜部形成为能够围绕彼此正交的第1轴及第2轴摆动，通过反射镜部围绕各轴摆动，使反射镜部所反射的光进行二维扫描。并且，已知有通过使反射镜部围绕各轴共振，能够使光进行利萨茹扫描的微镜器件。

3、已知有在这种微镜器件中，为了以高精度控制反射镜部的偏转角，而设置输出与反射镜部的角度相对应的信号的角度检测传感器(例如，参考日本特开2019-082639号公报及日本特开2018-063228号公报)。

4、日本特开2019-082639号公报中记载有“根据检测信号获取部的输出信号，求出反射镜部的转动的振幅”。具体而言，日本特开2019-082639号公报中记载有“求出与反射镜部的转动相对应的信号电压的变化的p-p(peak to peak：峰至峰)值，根据表示信号电压与反射镜部的转动的振幅之间的关系的数据，获取反射镜部的转动的振幅”。反射镜部的转动的振幅与偏转角的最大值(以下，称为最大偏转角)对应。

5、日本特开2018-063228号公报中记载有“根据mems反射镜相对于以共振频率来驱动了mems反射镜时的共振方向的角度的变化量，获取mems反射镜的摆动角度”。

技术实现思路

1、发明要解决的技术课题

2、日本特开2019-082639号公报及日本特开2018-063228号公报中记载有设置检测反射镜部围绕第1轴的角度的第1角度检测传感器及检测反射镜部围绕第2轴的角度的第2角度检测传感器的内容。然而，当使反射镜部围绕第1轴及第2轴同时摆动时，在第1角度检测传感器的输出信号中重叠有由反射镜部围绕第2轴的摆动引起的振动成分。并且，在第2角度检测传感器中重叠有由反射镜部围绕第1轴的摆动引起的振动成分。如此，在双轴驱动方式的微镜器件中，在角度检测传感器的输出信号中重叠有与检测对象的轴不同的轴的振动作为噪声成为问题。以下，将该噪声称为振动噪声。

3、为了使反射镜部的最大偏转角维持恒定，需要准确地检测角度检测传感器的输出信号的振幅。并且，当共振驱动反射镜部时，为了使反射镜部的摆动维持共振状态，需要准确地检测角度检测传感器的输出信号的相位。

4、然而，当在角度检测传感器的输出信号中重叠有振动噪声时，无法准确地检测角度检测传感器的输出信号的振幅及相位，而难以以高精度控制反射镜部的摆动。

5、本发明的技术的目的在于提供一种能够以高精度控制反射镜部的摆动的光扫描装置、其驱动方法及图像描绘系统。

6、根据本发明的技术，能够提供一种能够以高精度控制反射镜部的偏转角的光扫描装置、其驱动方法及图像描绘系统。

7、用于解决技术课题的手段

8、为了实现上述目的，本发明的光扫描装置具备：反射镜部，具有反射入射光的反射面；第1致动器，使反射镜部围绕位于包含反射镜部静止时的反射面的平面内的第1轴摆动；第2致动器，使反射镜部围绕位于包含反射镜部静止时的反射面的平面内且与第1轴正交的第2轴摆动；一对第1角度检测传感器，输出与反射镜部围绕第1轴的角度相对应的信号，且配置于隔着第1轴或第2轴对置的位置；及至少一个处理器，处理器通过相加或相减从一对第1角度检测传感器输出的一对第1输出信号，生成表示反射镜部围绕第1轴的角度的第1角度检测信号。

9、优选处理器通过调整一对第1一对第1输出信号中的至少一者的振幅电平，使分别包含于一对第1输出信号中的振动噪声的振幅一致之后，相加或相减一对第1输出信号。

10、优选一对第1角度检测传感器配置于隔着第1轴对置的位置，处理器通过从振幅电平调整后的一对第1输出信号中的其中一者减去另一者，生成第1角度检测信号。

11、优选一对第1角度检测传感器配置于隔着第2轴对置的位置，处理器通过相加振幅电平调整后的一对第1输出信号，生成第1角度检测信号。

12、优选处理器具有生成施加于第1致动器的第1驱动信号的第1驱动信号生成部，将第1角度检测信号反馈到第1驱动信号生成部。

13、优选第1驱动信号生成部为具有相位同步电路的驱动电路。

14、优选第1驱动信号为正弦波。

15、优选第1角度检测传感器为压电元件。

16、优选还具备输出与反射镜部围绕第2轴的角度相对应的信号且配置于隔着第1轴或第2轴对置的位置的一对第2角度检测传感器，处理器调整从一对第2角度检测传感器输出的一对第2输出信号中的至少一者的振幅电平，并相加或相减振幅电平调整后的一对第2输出信号，由此生成表示反射镜部围绕第2轴的角度的第2角度检测信号。

17、优选处理器通过调整一对第2输出信号中的至少一者的振幅电平，使分别包含于一对第2输出信号中的振动噪声的振幅一致之后，相加或相减一对第2输出信号。

18、优选一对第2角度检测传感器配置于隔着第2轴对置的位置，处理器通过从振幅电平调整后的一对第2输出信号中的其中一者减去另一者，生成第2角度检测信号。

19、优选一对第2角度检测传感器配置于隔着第1轴对置的位置，处理器通过相加振幅电平调整后的一对第2输出信号，生成第2角度检测信号。

20、优选处理器具有生成施加于第2致动器的第2驱动信号的第2驱动信号生成部，将第2角度检测信号反馈到第2驱动信号生成部。

21、优选第2驱动信号生成部为具有相位同步电路的驱动电路。

22、优选第2驱动信号为正弦波。

23、优选第2角度检测传感器为压电元件。

24、本发明的图像描绘系统具备：上述任一个光扫描装置；及光源，对反射镜部照射光，图像描绘系统中，处理器根据第1角度检测信号及第2角度检测信号，控制光源的光的照射定时。

25、本发明的光扫描装置的驱动方法中，光扫描装置具备：反射镜部，具有反射入射光的反射面；第1致动器，使反射镜部围绕位于包含反射镜部静止时的反射面的平面内的第1轴摆动；第2致动器，使反射镜部围绕位于包含反射镜部静止时的反射面的平面内且与第1轴正交的第2轴摆动；及一对第1角度检测传感器，输出与反射镜部围绕第1轴的角度相对应的信号，且配置于隔着第1轴或第2轴对置的位置，通过相加或相减从一对第1角度检测传感器输出的一对第1输出信号，生成表示反射镜部围绕第1轴的角度的第1角度检测信号。

26、发明效果

27、根据本发明的技术，能够提供一种能够以高精度控制反射镜部的摆动的光扫描装置、其驱动方法及图像描绘系统。

技术特征：

1.一种光扫描装置，其具备：

2.根据权利要求1所述的光扫描装置，其中，

3.根据权利要求1或2所述的光扫描装置，其中，

4.根据权利要求1或2所述的光扫描装置，其中，

5.根据权利要求1至4中任一项所述的光扫描装置，其中，

6.根据权利要求5所述的光扫描装置，其中，

7.根据权利要求5或6所述的光扫描装置，其中，

8.根据权利要求1至7中任一项所述的光扫描装置，其中，

9.根据权利要求1至8中任一项所述的光扫描装置，其还具备：

10.根据权利要求9所述的光扫描装置，其中，

11.根据权利要求9或10所述的光扫描装置，其中，

12.根据权利要求9或10所述的光扫描装置，其中，

13.根据权利要求9至12中任一项所述的光扫描装置，其中，

14.根据权利要求13所述的光扫描装置，其中，

15.根据权利要求13或14所述的光扫描装置，其中，

16.根据权利要求9至15中任一项所述的光学扫描装置，其中，

17.一种图像描绘系统，其具备：

18.一种光扫描装置的驱动方法，所述光扫描装置具备：

技术总结一种光扫描装置，其具备：反射镜部，具有反射入射光的反射面；第1致动器，使反射镜部围绕位于包含反射镜部静止时的反射面的平面内的第1轴摆动；第2致动器，使反射镜部围绕位于包含反射镜部静止时的反射面的平面内且与第1轴正交的第2轴摆动；一对第1角度检测传感器，输出与反射镜部围绕第1轴的角度相对应的信号，且配置于隔着第1轴或第2轴对置的位置；及至少一个处理器，处理器通过相加或相减从一对第1角度检测传感器输出的一对第1输出信号，生成表示反射镜部围绕第1轴的角度的第1角度检测信号。技术研发人员：菱沼庆一,直野崇幸受保护的技术使用者：富士胶片株式会社技术研发日：技术公布日：2024/1/13