JP2002078368A - アクチュエータ駆動装置 - Google Patents
アクチュエータ駆動装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】本発明は、共振周波数が未知のスキャナ等のア
クチュエータであっても、常に、共振周波数にて駆動で
きるアクチュエータ駆動装置を提供する。 【解決手段】本発明の一態様によると、固定部、可動部
および該固定部、可動部の両者を接続する弾性部材、前
記可動部を共振で揺動させる駆動手段、前記可動部の揺
動に応じた信号を検出する検出手段とを有し、前記駆動
手段を駆動するための駆動信号を、入力される電圧に応
じて発振周波数を制御して生成する電圧制御型の発振器
と、前記検出手段からの検出信号と前記発振器が発振す
る駆動信号との位相差を検出する位相比較器と、徐々に
大きくなる電圧を出力するためのスイープ回路と、前記
発振器に入力される電圧として、前記スイープ回路の出
力と前記位相比較器の出力とを切り換えるスイッチ回路
と、初期の起動時には前記スイッチ回路が前記スイープ
回路の出力を選択し、前記検出手段からの信号が所定の
レベルに達した際には前記スイッチ回路が前記位相比較
器の出力に切り替えるよう制御するコントロール回路と
を備えたことを特徴とする。
クチュエータであっても、常に、共振周波数にて駆動で
きるアクチュエータ駆動装置を提供する。 【解決手段】本発明の一態様によると、固定部、可動部
および該固定部、可動部の両者を接続する弾性部材、前
記可動部を共振で揺動させる駆動手段、前記可動部の揺
動に応じた信号を検出する検出手段とを有し、前記駆動
手段を駆動するための駆動信号を、入力される電圧に応
じて発振周波数を制御して生成する電圧制御型の発振器
と、前記検出手段からの検出信号と前記発振器が発振す
る駆動信号との位相差を検出する位相比較器と、徐々に
大きくなる電圧を出力するためのスイープ回路と、前記
発振器に入力される電圧として、前記スイープ回路の出
力と前記位相比較器の出力とを切り換えるスイッチ回路
と、初期の起動時には前記スイッチ回路が前記スイープ
回路の出力を選択し、前記検出手段からの信号が所定の
レベルに達した際には前記スイッチ回路が前記位相比較
器の出力に切り替えるよう制御するコントロール回路と
を備えたことを特徴とする。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、アクチュエータ駆
動装置に係り、特に、電磁型光スキャナ等常に共振にて
駆動するためのアクチュエータ駆動装置に関する。
動装置に係り、特に、電磁型光スキャナ等常に共振にて
駆動するためのアクチュエータ駆動装置に関する。
【0002】
【従来の技術】マイクロマシン技術を用いて製作した電
磁型光スキャナの一般的な構成を図8に示す。
磁型光スキャナの一般的な構成を図8に示す。
【0003】ミラー2の両側には永久磁石片5が備えら
れている。
れている。
【0004】このミラー2は、反射面と駆動コイルおよ
び検出コイル面からなる。
び検出コイル面からなる。
【0005】そして、ミラー2に設けられた駆動コイル
3に交流信号を印加すると、永久磁石5によって引き起
こされる磁界と駆動コイル3に流れる電流の相互関係に
より、ローレンツ力が働く。
3に交流信号を印加すると、永久磁石5によって引き起
こされる磁界と駆動コイル3に流れる電流の相互関係に
より、ローレンツ力が働く。
【0006】ミラー2はトーションバー1を介して支持
体に接続されており、ローレンツ力が働くことにより、
トーションバー1を通る揺動軸を中心にミラー2が一定
の角度、揺動することになる。
体に接続されており、ローレンツ力が働くことにより、
トーションバー1を通る揺動軸を中心にミラー2が一定
の角度、揺動することになる。
【0007】駆動コイル3には交流信号が印加されてい
るため、電流の向きが逆になると、ローレンツ力が働く
方向が逆になり、ミラー2はトーションバー1を通る揺
動軸を中心に反対方向に一定の角度だけ揺動することに
なる。
るため、電流の向きが逆になると、ローレンツ力が働く
方向が逆になり、ミラー2はトーションバー1を通る揺
動軸を中心に反対方向に一定の角度だけ揺動することに
なる。
【0008】従って、交流信号を印加することにより、
ミラー2は印加する交流信号に対応して揺動する向きが
逆になり、交流信号の周波数に対応して一定の周期で振
動することになる。
ミラー2は印加する交流信号に対応して揺動する向きが
逆になり、交流信号の周波数に対応して一定の周期で振
動することになる。
【0009】一方、検出コイル4には、ファラデーの法
則により、角速度に比例した起電力が発生することにな
り、これがセンサ信号となる。
則により、角速度に比例した起電力が発生することにな
り、これがセンサ信号となる。
【0010】ミラー2の反射面にレーザー光を照射する
と、ミラー2はレーザー光を反射するが、ミラー2は交
流信号に応じて一定周期で振動しているため、反射され
たレーザー光は1次元方向に走査することになる。
と、ミラー2はレーザー光を反射するが、ミラー2は交
流信号に応じて一定周期で振動しているため、反射され
たレーザー光は1次元方向に走査することになる。
【0011】ミラー2はばねの構造や材質により決定さ
れる固有の共振周波数を持っており、共振周波数にて駆
動するときが最も少ない電流で、振れ角が最も大きくな
る。
れる固有の共振周波数を持っており、共振周波数にて駆
動するときが最も少ない電流で、振れ角が最も大きくな
る。
【0012】図7は、駆動信号に対するセンサ(角速
度)信号の周波数特性を示しているもので、この図7は
電磁型光スキャナの一般的な周波数特性を示している。
度)信号の周波数特性を示しているもので、この図7は
電磁型光スキャナの一般的な周波数特性を示している。
【0013】図7において、横軸は周波数で対数表示を
してある。
してある。
【0014】また、図7には、センサ信号の振幅も対数
表示してある。
表示してある。
【0015】図7に示すように、振動系の減衰が小さい
ときは、駆動信号とセンサ信号の位相差が0度となると
きに、センサ信号の振幅は最大となる。
ときは、駆動信号とセンサ信号の位相差が0度となると
きに、センサ信号の振幅は最大となる。
【0016】そして、このとき、ミラー2は共振周波数
にて駆動されていることになる。
にて駆動されていることになる。
【0017】つまり、電磁型光スキャナが共振にて駆動
されているとき、駆動信号とセンサ信号の位相差は0度
となる。
されているとき、駆動信号とセンサ信号の位相差は0度
となる。
【0018】ところで、スキャナを共振周波数にて駆動
するための回路としては、実公平5−39468号公報
に示すような回路構成が提案されている。
するための回路としては、実公平5−39468号公報
に示すような回路構成が提案されている。
【0019】この実公平5−39468号公報では、ス
キャナを共振周波数にて駆動するために電圧制御型の発
振器であるVCO(Voltage Controlled Oscillator )
に共振周波数のN倍になるように所定の電圧を印加して
いる。
キャナを共振周波数にて駆動するために電圧制御型の発
振器であるVCO(Voltage Controlled Oscillator )
に共振周波数のN倍になるように所定の電圧を印加して
いる。
【0020】VCOは、共振周波数のN倍のパルス信号
を発振するが、その後、カウンタにおいて共振周波数の
2倍になるように分周され、積分回路によりランプ波が
生成される。
を発振するが、その後、カウンタにおいて共振周波数の
2倍になるように分周され、積分回路によりランプ波が
生成される。
【0021】生成されたランプ波は、パルス幅変調さ
れ、駆動信号として1/2に分周されドライバー回路を
介してスキャナに入力される。
れ、駆動信号として1/2に分周されドライバー回路を
介してスキャナに入力される。
【0022】この場合、スキャナは予め共振周波数に近
い周波数にて駆動されるようにVCOに入力する電圧が
設定されているため、スキャナからは共振に近いセンサ
信号が検出される。
い周波数にて駆動されるようにVCOに入力する電圧が
設定されているため、スキャナからは共振に近いセンサ
信号が検出される。
【0023】スキャナからのセンサ信号を増幅器により
ゲインアップし、基準の電圧よりも大きくなった場合に
おいて、スイッチを初期の入力電圧回路からフィルター
回路の出力に切り換えることにより、スキャナの駆動信
号とセンサ信号の位相差は0度となり、スキャナは共振
周波数にて常に駆動できることになる。
ゲインアップし、基準の電圧よりも大きくなった場合に
おいて、スイッチを初期の入力電圧回路からフィルター
回路の出力に切り換えることにより、スキャナの駆動信
号とセンサ信号の位相差は0度となり、スキャナは共振
周波数にて常に駆動できることになる。
【0024】また、センサ信号を位相同期ループ(PL
L)の基準信号とするため、スキャナの共振周波数の経
時変化にも追従できるようになっている。
L)の基準信号とするため、スキャナの共振周波数の経
時変化にも追従できるようになっている。
【0025】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上述した実
公平5−39468号公報では、電圧制御型の発振器の
出力がスキャナの共振周波数のN倍になるように、予め
初期電圧を設定しておく必要があるため、共振周波数が
未知のスキャナに対しては、駆動することができないと
いう問題を有している。
公平5−39468号公報では、電圧制御型の発振器の
出力がスキャナの共振周波数のN倍になるように、予め
初期電圧を設定しておく必要があるため、共振周波数が
未知のスキャナに対しては、駆動することができないと
いう問題を有している。
【0026】また、実公平5−39468号公報では、
センサ信号を用いて基準信号とするため、増幅器等を用
いて増幅しているが、増幅器等を用いて増幅するとセン
サ信号にディレイが発生する可能性があり、共振周波数
が高い場合にはその影響が顕著となる。
センサ信号を用いて基準信号とするため、増幅器等を用
いて増幅しているが、増幅器等を用いて増幅するとセン
サ信号にディレイが発生する可能性があり、共振周波数
が高い場合にはその影響が顕著となる。
【0027】そして、位相が完全に一致しない場合に
は、センサ信号と駆動信号の間に位相差が発生し、共振
点からはずれた周波数に引き込まれて、駆動効率が低下
する可能性がある。
は、センサ信号と駆動信号の間に位相差が発生し、共振
点からはずれた周波数に引き込まれて、駆動効率が低下
する可能性がある。
【0028】本発明は、この点に着目し、シンプルな回
路構成で、かつ共振周波数が未知のスキャナ等のアクチ
ュエータであっても、共振周波数を自動的に検知し、常
に共振周波数にて駆動することができるアクチュエータ
駆動装置を提供することを目的とする。
路構成で、かつ共振周波数が未知のスキャナ等のアクチ
ュエータであっても、共振周波数を自動的に検知し、常
に共振周波数にて駆動することができるアクチュエータ
駆動装置を提供することを目的とする。
【0029】
【課題を解決するための手段】本発明によると、上記課
題を解決するために、(1) 固定部、可動部および該
固定部、可動部の両者を接続する弾性部材、前記可動部
を共振で揺動させる駆動手段、前記可動部の揺動に応じ
た信号を検出する検出手段とを有するアクチュエータ駆
動装置において、前記駆動手段を駆動するための駆動信
号を、入力される電圧に応じて発振周波数を制御して生
成する電圧制御型の発振器と、前記検出手段からの検出
信号と前記発振器が発振する駆動信号との位相差を検出
する位相比較器と、徐々に大きくなる電圧を出力するた
めのスイープ回路と、前記発振器に入力される電圧とし
て、前記スイープ回路の出力と前記位相比較器の出力と
を切り換えるスイッチ回路と、初期の起動時には前記ス
イッチ回路が前記スイープ回路の出力を選択し、前記検
出手段からの信号が所定のレベルに達した際には前記ス
イッチ回路が前記位相比較器の出力に切り替えるよう制
御するコントロール回路とを備えたことを特徴とするア
クチュエータ駆動装置が提供される。
題を解決するために、(1) 固定部、可動部および該
固定部、可動部の両者を接続する弾性部材、前記可動部
を共振で揺動させる駆動手段、前記可動部の揺動に応じ
た信号を検出する検出手段とを有するアクチュエータ駆
動装置において、前記駆動手段を駆動するための駆動信
号を、入力される電圧に応じて発振周波数を制御して生
成する電圧制御型の発振器と、前記検出手段からの検出
信号と前記発振器が発振する駆動信号との位相差を検出
する位相比較器と、徐々に大きくなる電圧を出力するた
めのスイープ回路と、前記発振器に入力される電圧とし
て、前記スイープ回路の出力と前記位相比較器の出力と
を切り換えるスイッチ回路と、初期の起動時には前記ス
イッチ回路が前記スイープ回路の出力を選択し、前記検
出手段からの信号が所定のレベルに達した際には前記ス
イッチ回路が前記位相比較器の出力に切り替えるよう制
御するコントロール回路とを備えたことを特徴とするア
クチュエータ駆動装置が提供される。
【0030】(対応する発明の実施の形態)この発明に
は第1および第2の実施形態が対応する。
は第1および第2の実施形態が対応する。
【0031】(作用)アクチュエータ駆動装置にスイー
プ回路を搭載しているため、共振周波数が未知のスキャ
ナ等であっても、自動的に共振駆動に引き込むことが可
能となる。
プ回路を搭載しているため、共振周波数が未知のスキャ
ナ等であっても、自動的に共振駆動に引き込むことが可
能となる。
【0032】また、本発明によると、上記課題を解決す
るために、(2) 前記検出手段は前記可動部の速度信
号を検出する手段であることを特徴とする(1)に記載
のアクチュエータ駆動装置が提供される。
るために、(2) 前記検出手段は前記可動部の速度信
号を検出する手段であることを特徴とする(1)に記載
のアクチュエータ駆動装置が提供される。
【0033】(対応する発明の実施形態)この発明に
は、第1および第2の実施形態が対応する。
は、第1および第2の実施形態が対応する。
【0034】(作用)運動速度に関連した検出信号が発
生されるために、駆動信号と検出信号の位相差を0度ま
たは180度にすることによって、共振状態を発生させ
ることが可能である。
生されるために、駆動信号と検出信号の位相差を0度ま
たは180度にすることによって、共振状態を発生させ
ることが可能である。
【0035】また、本発明によると、上記課題を解決す
るために、(3) 前記検出手段は、前記可動部の変位
信号を検出する手段と、この変位信号を微分する微分手
段とからなることを特徴とする(2)に記載のアクチュ
エータ駆動装置が提供される。
るために、(3) 前記検出手段は、前記可動部の変位
信号を検出する手段と、この変位信号を微分する微分手
段とからなることを特徴とする(2)に記載のアクチュ
エータ駆動装置が提供される。
【0036】(対応する発明の実施形態)この発明に
は、第1および第2の実施形態が対応する。
は、第1および第2の実施形態が対応する。
【0037】(作用)変位信号を微分すれば、速度信号
に対応する信号が発生されるまた、本発明によると、上
記課題を解決するために、(4) 前記駆動手段は磁界
発生手段と駆動用コイルからなり、前記検出手段が検出
用コイルであることを特徴とする(2)に記載のアクチ
ュエータ駆動装置が提供される。
に対応する信号が発生されるまた、本発明によると、上
記課題を解決するために、(4) 前記駆動手段は磁界
発生手段と駆動用コイルからなり、前記検出手段が検出
用コイルであることを特徴とする(2)に記載のアクチ
ュエータ駆動装置が提供される。
【0038】(対応する発明の実施形態)この発明に
は、第1および第2の実施形態が対応する。
は、第1および第2の実施形態が対応する。
【0039】(作用)可動部の揺動によって検出用コイ
ルにおける磁束数が変化し、検出手段から運動速度に関
連した検出信号が発生される。
ルにおける磁束数が変化し、検出手段から運動速度に関
連した検出信号が発生される。
【0040】また、本発明によると、上記課題を解決す
るために、(5) 前記検出手段からの検出信号と前記
発振器が発振する駆動信号との位相を補償する位相補償
回路をさらに備えたことを特徴とする(1)乃至(4)
のいずれかに記載のアクチュエータ駆動装置が提供され
る。
るために、(5) 前記検出手段からの検出信号と前記
発振器が発振する駆動信号との位相を補償する位相補償
回路をさらに備えたことを特徴とする(1)乃至(4)
のいずれかに記載のアクチュエータ駆動装置が提供され
る。
【0041】(対応する発明の実施形態)この発明に
は、第2の実施形態が対応する。
は、第2の実施形態が対応する。
【0042】(作用)位相補償回路をPLLのフィード
バック経路に挿入することにより、いかなる共振周波数
を持つスキャナ等においても位相差が0度となり、共振
駆動に引き込むことが可能となる。
バック経路に挿入することにより、いかなる共振周波数
を持つスキャナ等においても位相差が0度となり、共振
駆動に引き込むことが可能となる。
【0043】
【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明の実施
の形態について説明する。
の形態について説明する。
【0044】(第1の実施の形態)図1は、本発明によ
るアクチュエータ駆動装置の第1の実施の形態の構成を
示す概念図である。
るアクチュエータ駆動装置の第1の実施の形態の構成を
示す概念図である。
【0045】(構成)図1は、例えば、図8に示したよ
うな光スキャナを遥動する駆動回路の一例を示すもので
ある。
うな光スキャナを遥動する駆動回路の一例を示すもので
ある。
【0046】ここで、検出手段は検出コイルである。
【0047】図1において、1−1はVCO1−1−1
と位相比較器1−1−2とを内蔵しているタイプのPL
L−ICであり、例えば、市販品型名「HC4046」
で入手し得るものである。
と位相比較器1−1−2とを内蔵しているタイプのPL
L−ICであり、例えば、市販品型名「HC4046」
で入手し得るものである。
【0048】このPLL−IC1−1に内蔵しているV
CO1−1−1の出力端子VCOOUTは、例えば、市
販品型名「74HC04」で入手し得るバッファ回路1
−2の入力端子に接続されている。
CO1−1−1の出力端子VCOOUTは、例えば、市
販品型名「74HC04」で入手し得るバッファ回路1
−2の入力端子に接続されている。
【0049】また、このVCO1−1−1の出力端子V
COOUTは、PLL−IC1−1に内蔵されている位
相比較器1−1−2の入力端子COMPINに接続され
ている。
COOUTは、PLL−IC1−1に内蔵されている位
相比較器1−1−2の入力端子COMPINに接続され
ている。
【0050】このバッファ回路1−2の出力は、ローパ
スフィルタ(以下、「L.P.F」とする。)1−3に
接続されている。
スフィルタ(以下、「L.P.F」とする。)1−3に
接続されている。
【0051】このL.P.F1−3の出力は、コンデン
サ1−4を介して、ドライバアンプ1−5に接続されて
いる。
サ1−4を介して、ドライバアンプ1−5に接続されて
いる。
【0052】このドライバアンプ1−5の出力は、ミラ
ー1−12の駆動コイルに接続されている。
ー1−12の駆動コイルに接続されている。
【0053】また、PLL−IC1−1に内蔵されてい
る位相比較器1−1−2の出力端子PC2OUTは、ラ
グ・リード・フィルタと呼ばれるL.P.F1−6の入
力に接続されている。
る位相比較器1−1−2の出力端子PC2OUTは、ラ
グ・リード・フィルタと呼ばれるL.P.F1−6の入
力に接続されている。
【0054】そして、このL.P.F1−6の出力は切
り換えスイッチ1−7の入力端子に接続されている。
り換えスイッチ1−7の入力端子に接続されている。
【0055】この切り換えスイッチ1−7のもう一方の
入力端子は、例えば、図2に示すような抵抗R1とコン
デンサC1とからなるスイープ回路1−13に接続され
ており、このスイープ回路1−13の抵抗R1とコンデ
ンサC1との中間点からスイープ電圧が取り出されるよ
うになっている。
入力端子は、例えば、図2に示すような抵抗R1とコン
デンサC1とからなるスイープ回路1−13に接続され
ており、このスイープ回路1−13の抵抗R1とコンデ
ンサC1との中間点からスイープ電圧が取り出されるよ
うになっている。
【0056】なお、図2において、SWは、リセット用
のスイッチである。
のスイッチである。
【0057】一方、ミラー1−12の検出コイル出力
は、増幅用アンプ1−8に接続されている。
は、増幅用アンプ1−8に接続されている。
【0058】この増幅用アンプ1−8の出力は、コンパ
レータ1−9の入力端子に接続されている。
レータ1−9の入力端子に接続されている。
【0059】このコンパレータ1−9の出力は、バッフ
ァ回路1−10を介してPLL−IC1−1に内蔵され
ている位相比較器1−1−2の入力端子であるSIGI
N端子に接続されている。
ァ回路1−10を介してPLL−IC1−1に内蔵され
ている位相比較器1−1−2の入力端子であるSIGI
N端子に接続されている。
【0060】また、増幅用アンプ1−8の出力は、ピー
クホールド回路1−11に接続されており、このピーク
ホールド回路1−11の出力は、切り換えスイッチ1−
7のコントロール端子に接続されている。
クホールド回路1−11に接続されており、このピーク
ホールド回路1−11の出力は、切り換えスイッチ1−
7のコントロール端子に接続されている。
【0061】この切り換えスイッチ1−7の入力端子に
は、前述したように、L.P.F1−6の出力とスイー
プ回路1−13の出力とが接続されている。
は、前述したように、L.P.F1−6の出力とスイー
プ回路1−13の出力とが接続されている。
【0062】(作用)図1において、PLL−IC1−
1は、基準となる信号の位相と内蔵されている発振器
(以下VCO1−1−1とする)が生成する信号(クロ
ック)の位相を内蔵している位相比較器1−1−2を用
いて比較することができる。
1は、基準となる信号の位相と内蔵されている発振器
(以下VCO1−1−1とする)が生成する信号(クロ
ック)の位相を内蔵している位相比較器1−1−2を用
いて比較することができる。
【0063】この位相比較器1−1−2の出力信号を
L.P.F1−6を通して平準化し、ある一定レベルの
電圧とする。
L.P.F1−6を通して平準化し、ある一定レベルの
電圧とする。
【0064】この一定レベルの電圧をPLL−IC1−
1に内蔵されているVCO1−1−1の入力端子に入力
することにより、入力電圧に対応した周波数をVCO1
−1−1が発振することになる。
1に内蔵されているVCO1−1−1の入力端子に入力
することにより、入力電圧に対応した周波数をVCO1
−1−1が発振することになる。
【0065】VCO1−1−1は入力端子であるVCO
INの電圧に応じて、発振周波数が変化し、VCOIN
に入力される電圧が高くなれば発振周波数は高くなり、
低くなれば発振周波数は低くなる。
INの電圧に応じて、発振周波数が変化し、VCOIN
に入力される電圧が高くなれば発振周波数は高くなり、
低くなれば発振周波数は低くなる。
【0066】また、PLL−IC1−1に内蔵されてい
る位相比較器1−1−2は、基準信号の位相と、COM
PINに入力される信号(VCO1−1−1が発振した
ことにより生成されるクロック)の位相とを比較する。
る位相比較器1−1−2は、基準信号の位相と、COM
PINに入力される信号(VCO1−1−1が発振した
ことにより生成されるクロック)の位相とを比較する。
【0067】基準信号の位相に対して、COMPINに
入力される信号の位相が遅れている場合には、位相比較
器1−1−2の出力端子PC2OUTは電源電圧VCC
レベルとなり、L.P.F1−6により平準化された電
圧は高電位側へシフトするようになる。
入力される信号の位相が遅れている場合には、位相比較
器1−1−2の出力端子PC2OUTは電源電圧VCC
レベルとなり、L.P.F1−6により平準化された電
圧は高電位側へシフトするようになる。
【0068】その結果、VCO1−1−1の発振周波数
は上昇し、COMPINに入力される信号の位相と基準
信号の位相との位相差が少なくなる。
は上昇し、COMPINに入力される信号の位相と基準
信号の位相との位相差が少なくなる。
【0069】また、逆に、COMPINに入力される信
号の位相が進んでいる場合には、位相比較器1−1−2
の出力端子PC2OUTは接地GNDレベルとなり、
L.P.F1−6により平準化された電圧は低電位側に
シフトする。
号の位相が進んでいる場合には、位相比較器1−1−2
の出力端子PC2OUTは接地GNDレベルとなり、
L.P.F1−6により平準化された電圧は低電位側に
シフトする。
【0070】その結果、VCO1−1−1の発振周波数
は低下し、COMPINに入力される信号の位相と基準
信号の位相との位相差が少なくなる。
は低下し、COMPINに入力される信号の位相と基準
信号の位相との位相差が少なくなる。
【0071】そして、基準信号とVCO1−1−1が発
振するクロックの位相が一致している場合には、位相比
較器の出力端子PC2OUTはハイ・インピーダンスの
状態となり、平準化された信号レベルは一定電圧とな
り、クロックの発振は安定することになる。
振するクロックの位相が一致している場合には、位相比
較器の出力端子PC2OUTはハイ・インピーダンスの
状態となり、平準化された信号レベルは一定電圧とな
り、クロックの発振は安定することになる。
【0072】この第1の実施の形態について、図3に示
すタイミングチャートに基づいて、その動作を説明す
る。
すタイミングチャートに基づいて、その動作を説明す
る。
【0073】時刻t1において、スイープ回路1−13
をリセットすると、その後、抵抗R1を介してコンデン
サC1に電荷が徐々に蓄積されスイープ回路1−13の
出力電圧は上昇していく。
をリセットすると、その後、抵抗R1を介してコンデン
サC1に電荷が徐々に蓄積されスイープ回路1−13の
出力電圧は上昇していく。
【0074】その際、切り換えスイッチ1−7のコント
ロール端子の電圧はロー(L)レベルとなっているた
め、入力端子VCOINには、スイープ回路1−13の
出力電圧が入力される。
ロール端子の電圧はロー(L)レベルとなっているた
め、入力端子VCOINには、スイープ回路1−13の
出力電圧が入力される。
【0075】そして、スイープ回路1−13の出力電圧
は、時間の経過とともに上昇しそれに伴い、VCO1−
1−1の発振周波数は高くなっていく。
は、時間の経過とともに上昇しそれに伴い、VCO1−
1−1の発振周波数は高くなっていく。
【0076】このVCO1−1−1により生成された駆
動信号は、バッファ回路1−2に入力された後、L.
P.F1−3により矩形波から正弦波に変換される。
動信号は、バッファ回路1−2に入力された後、L.
P.F1−3により矩形波から正弦波に変換される。
【0077】その後、コンデンサ1−4に入力されるこ
とにより、DC成分が除去され、駆動信号はGNDレベ
ルを中心に振れるようになる。
とにより、DC成分が除去され、駆動信号はGNDレベ
ルを中心に振れるようになる。
【0078】その後、ドライバアンプ1−5により、駆
動信号がミラー1−12に印加されるようになる。
動信号がミラー1−12に印加されるようになる。
【0079】一方、ミラー1−12から出力されるセン
サ信号は増幅用のアンプ1−8により増幅され、コンパ
レータ1−9に入力される。
サ信号は増幅用のアンプ1−8により増幅され、コンパ
レータ1−9に入力される。
【0080】センサ信号は正弦波であるため、増幅用の
アンプ1−8にて増幅されたセンサ信号をコンパレータ
1−9にて2値化する。
アンプ1−8にて増幅されたセンサ信号をコンパレータ
1−9にて2値化する。
【0081】ここで、2値化されたセンサ信号は矩形波
となり、バッファ回路1−10に入力され、PLL−I
C1−1に内蔵された位相比較器1−1−2の基準信号
の入力端子COMINに入力され、PLL動作のの基準
信号となる。
となり、バッファ回路1−10に入力され、PLL−I
C1−1に内蔵された位相比較器1−1−2の基準信号
の入力端子COMINに入力され、PLL動作のの基準
信号となる。
【0082】また、増幅用のアンプ1−8により増幅さ
れたセンサ信号は、ピークホールド回路1−11にも入
力される。
れたセンサ信号は、ピークホールド回路1−11にも入
力される。
【0083】図4に示すように、ピークホールド回路1
−11によりセンサ信号のピークレベルが保持される。
−11によりセンサ信号のピークレベルが保持される。
【0084】センサ信号の振幅が大きくなるにつれて、
ピークホールド回路1−11に保持されるピークレベル
も徐々に高い電圧になっていく。
ピークホールド回路1−11に保持されるピークレベル
も徐々に高い電圧になっていく。
【0085】そして、ピークホールド回路1−11に保
持された電圧レベルが一定レベル(例えば、4.5V)
以上になると切り換えスイッチ1−7は入力電圧がハイ
(H)レベルであると認識し、VCO1−1−1の入力
端子VCOINはスイープ回路1−13の出力からL.
P.F1−6の出力に自動的に切り換えられるようにな
る。
持された電圧レベルが一定レベル(例えば、4.5V)
以上になると切り換えスイッチ1−7は入力電圧がハイ
(H)レベルであると認識し、VCO1−1−1の入力
端子VCOINはスイープ回路1−13の出力からL.
P.F1−6の出力に自動的に切り換えられるようにな
る。
【0086】その結果、VCO1−1−1の入力端子V
COINにはL.P.F1−6を介して位相比較器1−
1−2の出力が入力されるようになる。
COINにはL.P.F1−6を介して位相比較器1−
1−2の出力が入力されるようになる。
【0087】ミラー1−12は共振周波数以外のとき
は、ほとんど揺動しないため、共振周波数以外で駆動さ
れている場合、センサ信号はほとんど検出されない。
は、ほとんど揺動しないため、共振周波数以外で駆動さ
れている場合、センサ信号はほとんど検出されない。
【0088】従って、VCO1−1−1の発振周波数が
低周波から高周波にスイープしても、共振周波数以外で
は、センサ信号は極めて小さいため、ピークホールド回
路1−11にピークホールドされたセンサ信号のレベル
も小さく、切り換えスイッチ1−7が切り換わることは
ない。
低周波から高周波にスイープしても、共振周波数以外で
は、センサ信号は極めて小さいため、ピークホールド回
路1−11にピークホールドされたセンサ信号のレベル
も小さく、切り換えスイッチ1−7が切り換わることは
ない。
【0089】やがて、徐々にスイープされ、駆動信号が
共振周波数に近づくにつれて、ミラー1−12は徐々に
揺動し始め、共振時にはミラー1−12は最も大きく揺
動し、同時にセンサ信号の振幅は最大となる。
共振周波数に近づくにつれて、ミラー1−12は徐々に
揺動し始め、共振時にはミラー1−12は最も大きく揺
動し、同時にセンサ信号の振幅は最大となる。
【0090】この際、ピークホールド回路1−11によ
り保持されたセンサ信号のレベルはHレベルであると認
識され、切り換えスイッチ1−7が切り換わることによ
り、VCO1−1−1の入力端子VCOINにはL.
P.F1−6を介しW位相比較器1−1−2の出力PC
2OUTが入力されることになる。
り保持されたセンサ信号のレベルはHレベルであると認
識され、切り換えスイッチ1−7が切り換わることによ
り、VCO1−1−1の入力端子VCOINにはL.
P.F1−6を介しW位相比較器1−1−2の出力PC
2OUTが入力されることになる。
【0091】これにより、位相比較器1−1−2の出力
PC2OUT→L.P.F1−6→VCOINの閉ルー
プが形成され、ミラー1−12から出力されたセンサ信
号がPLL−IC1−1に入力される基準信号となり、
センサ信号の位相とVCO1−1−1が生成するクロッ
クとの位相差をなくすようにPLL−IC1−1が動作
する。
PC2OUT→L.P.F1−6→VCOINの閉ルー
プが形成され、ミラー1−12から出力されたセンサ信
号がPLL−IC1−1に入力される基準信号となり、
センサ信号の位相とVCO1−1−1が生成するクロッ
クとの位相差をなくすようにPLL−IC1−1が動作
する。
【0092】ミラー1−12からのセンサ信号が速度信
号の場合は、位相差が常に0度となるようにPLL−I
C1−1に内蔵されたVCO1−1−1が発振すること
になる。
号の場合は、位相差が常に0度となるようにPLL−I
C1−1に内蔵されたVCO1−1−1が発振すること
になる。
【0093】別の言い方をすれば、駆動信号に対するセ
ンサ信号の位相差は0度となる。
ンサ信号の位相差は0度となる。
【0094】ミラー1−12は共振周波数にて駆動して
いる場合、駆動信号とセンサ信号である速度信号の位相
差は0度となるため、以上の動作により常に共振周波数
にて駆動されることになる。
いる場合、駆動信号とセンサ信号である速度信号の位相
差は0度となるため、以上の動作により常に共振周波数
にて駆動されることになる。
【0095】また、共振周波数にて駆動している場合、
センサ信号の振幅は最大となる。
センサ信号の振幅は最大となる。
【0096】このときに、切り換えスイッチ1−7によ
ってスイープ回路1−13とL.P.F1−6の切り換
えが行われるため、共振駆動に自動的に引き込みを行う
ことができる。
ってスイープ回路1−13とL.P.F1−6の切り換
えが行われるため、共振駆動に自動的に引き込みを行う
ことができる。
【0097】従って、この実施の形態によれば、共振周
波数が未知のミラーであっても自動的に共振周波数にて
駆動することができる。
波数が未知のミラーであっても自動的に共振周波数にて
駆動することができる。
【0098】また、共振周波数の経時変化があった場合
においても、センサ信号を基準信号として位相比較器が
動作するため、常に経時変化に対して自動的に追従す
る。
においても、センサ信号を基準信号として位相比較器が
動作するため、常に経時変化に対して自動的に追従す
る。
【0099】(効果)以上説明したように、この実施の
形態によれば、駆動信号を低周波から高周波に徐々にス
イープすることにより、共振周波数が未知のスキャナに
おいても自動的に共振周波数を検出し、共振駆動に引き
込むことが可能である。
形態によれば、駆動信号を低周波から高周波に徐々にス
イープすることにより、共振周波数が未知のスキャナに
おいても自動的に共振周波数を検出し、共振駆動に引き
込むことが可能である。
【0100】また、サンプルホールド回路やパルス幅変
調回路等が不要になり、従来に比べてシンプルな回路構
成にて共振駆動回路を構成することができるため、共振
駆動回路の信頼性を向上させることができる。
調回路等が不要になり、従来に比べてシンプルな回路構
成にて共振駆動回路を構成することができるため、共振
駆動回路の信頼性を向上させることができる。
【0101】なお、図8に示した光スキャナは検出手段
である検出コイルから可動部であるミラーの運動速度に
応じた検出信号を得るように構成されているが、検出手
段はこれに限定されるものではない。
である検出コイルから可動部であるミラーの運動速度に
応じた検出信号を得るように構成されているが、検出手
段はこれに限定されるものではない。
【0102】例えば、弾性部材であるトーションバー上
に設けられたひずみゲージと微分回路によって構成して
もよい。
に設けられたひずみゲージと微分回路によって構成して
もよい。
【0103】この歪みゲージから得られる、ミラーの運
動変位に応じた検出信号を微分回路によって電気的に微
分することで同様の信号が得られる。
動変位に応じた検出信号を微分回路によって電気的に微
分することで同様の信号が得られる。
【0104】また、弾性部材はトーションバーに限定さ
れるものではなく、例えば、片持ち梁(カンチレバー)
であってもよい。
れるものではなく、例えば、片持ち梁(カンチレバー)
であってもよい。
【0105】さらに、駆動手段は駆動コイルと磁界発生
手段からなる電磁駆動方式に限定されるものではなく、
例えば分割電極を用いる静電駆動方式や圧電素子を用い
る圧電駆動方式であってもよい。
手段からなる電磁駆動方式に限定されるものではなく、
例えば分割電極を用いる静電駆動方式や圧電素子を用い
る圧電駆動方式であってもよい。
【0106】(第2の実施の形態)第2の実施の形態の
説明に入る前に、前述した従来技術ならびに第1の実施
の形態において存在し得る別の課題について述べる。
説明に入る前に、前述した従来技術ならびに第1の実施
の形態において存在し得る別の課題について述べる。
【0107】本発明におけるアクチュエータでは、図7
に示したように、共振周波数で駆動した際に駆動信号と
センサ信号の位相差が0度となるが、前述した従来技術
ならびに第1の実施の形態においては、直接、駆動信号
とセンサ信号との位相を比較しているわけではない。
に示したように、共振周波数で駆動した際に駆動信号と
センサ信号の位相差が0度となるが、前述した従来技術
ならびに第1の実施の形態においては、直接、駆動信号
とセンサ信号との位相を比較しているわけではない。
【0108】例えば、センサ信号は、アンプ等の回路を
経由してきた信号が位相比較器に入力されており、駆動
信号も、発振器の出力が位相比較器に入力されている。
経由してきた信号が位相比較器に入力されており、駆動
信号も、発振器の出力が位相比較器に入力されている。
【0109】しかるに、実際には、これらの信号が、さ
らに、アンプ、フィルタなどを経由した状態で駆動信号
としてミラーに入力される。
らに、アンプ、フィルタなどを経由した状態で駆動信号
としてミラーに入力される。
【0110】従って、前述した従来技術ならびに第1の
実施の形態において、厳密には、位相比較器で比較され
ているのは、駆動信号、センサ信号とはそれぞれ若干位
相がずれた信号同士であり、結果として共振周波数から
ずれた周波数で駆動されてしまう可能性がある。
実施の形態において、厳密には、位相比較器で比較され
ているのは、駆動信号、センサ信号とはそれぞれ若干位
相がずれた信号同士であり、結果として共振周波数から
ずれた周波数で駆動されてしまう可能性がある。
【0111】特に、アクチュエータの共振周波数が高い
場合などには、この影響が無視できない場合が起こり得
る。
場合などには、この影響が無視できない場合が起こり得
る。
【0112】そこで、第2の実施の形態では、このよう
な課題についても解決する手段を提供するものである。
な課題についても解決する手段を提供するものである。
【0113】(構成)図5は、本発明によるアクチュエ
ータ駆動装置の第2の実施の形態の構成を示す概念図で
ある。
ータ駆動装置の第2の実施の形態の構成を示す概念図で
ある。
【0114】この第2の実施の形態は、第1の実施の形
態において、VCO1−1−1の出力端子VCOOUT
と位相比較器1−1−2の入力端子COMPIN間に、
位相補償用の回路として増幅用アンプ2−14、コンパ
レータ2−15、バッファ回路2−16が付加されたも
のとなっている以外は、第1の実施の形態と同様である
(但し、参照符号はすべて2−が付されている)。
態において、VCO1−1−1の出力端子VCOOUT
と位相比較器1−1−2の入力端子COMPIN間に、
位相補償用の回路として増幅用アンプ2−14、コンパ
レータ2−15、バッファ回路2−16が付加されたも
のとなっている以外は、第1の実施の形態と同様である
(但し、参照符号はすべて2−が付されている)。
【0115】ここで、増幅用アンプ2−14、コンパレ
ータ2−15、バッファ回路2−16は、ミラー2−1
2から検出されたセンサ信号を位相比較器2−1−2に
入力するための構成と同一のものとする。
ータ2−15、バッファ回路2−16は、ミラー2−1
2から検出されたセンサ信号を位相比較器2−1−2に
入力するための構成と同一のものとする。
【0116】(作用)スイープ回路2−13をリセット
すると、図2に示したコンデンサC1に蓄積されていた
電荷が掃き出され、その後、コンデンサC1に電荷が徐
々に蓄積されスイープ回路2−13の出力電圧は上昇し
ていく。
すると、図2に示したコンデンサC1に蓄積されていた
電荷が掃き出され、その後、コンデンサC1に電荷が徐
々に蓄積されスイープ回路2−13の出力電圧は上昇し
ていく。
【0117】その際、切り換えスイッチ2−7のコント
ロール端子の電圧はLレベルのため、PLL2−1に内
蔵されたVCO2−1−1の入力端子VCOINには、
スイープ回路2−13の出力電圧が入力される。
ロール端子の電圧はLレベルのため、PLL2−1に内
蔵されたVCO2−1−1の入力端子VCOINには、
スイープ回路2−13の出力電圧が入力される。
【0118】スイープ回路2−13の出力電圧は、時間
の経過とともに上昇しそれに伴い、VCO2−1−1の
発振周波数も高くなっていく。
の経過とともに上昇しそれに伴い、VCO2−1−1の
発振周波数も高くなっていく。
【0119】VCO2−1−1により生成された信号
は、バッファ回路2−2、L.P.F2−3、コンデン
サ2−4、ドライバアンプ2−5を介して徐々に高くな
っていく周波数の信号がミラー2−12に印加される。
は、バッファ回路2−2、L.P.F2−3、コンデン
サ2−4、ドライバアンプ2−5を介して徐々に高くな
っていく周波数の信号がミラー2−12に印加される。
【0120】一方、増幅用アンプ2−8により増幅され
たセンサ信号は、コンパレータ2−9に入力される。
たセンサ信号は、コンパレータ2−9に入力される。
【0121】このセンサ信号は正弦波であるため、増幅
用アンプ2−8にて増幅されたセンサ信号をコンパレー
タ2−9にて2値化する。
用アンプ2−8にて増幅されたセンサ信号をコンパレー
タ2−9にて2値化する。
【0122】2値化されたセンサ信号は、バッファ回路
2−10に入力された後、PLL2−1に内蔵された位
相比較器2−1−1の基準信号の入力端子に入力され、
PLL2−1の基準信号となる。
2−10に入力された後、PLL2−1に内蔵された位
相比較器2−1−1の基準信号の入力端子に入力され、
PLL2−1の基準信号となる。
【0123】また、増幅用のアンプ2−8により増幅さ
れたセンサ信号は、ピークホールド回路2−11にも入
力される。
れたセンサ信号は、ピークホールド回路2−11にも入
力される。
【0124】ピークホールド回路2−11ではセンサ信
号のピークレベルが保持される。
号のピークレベルが保持される。
【0125】そして、ピークホールド回路2−11に保
持されたレベルが一定レベル以上(例えば、4.5V)
になると、コントロール端子の入力電圧はHレベルと認
識され、VCO2−1−1の入力端子VCOINはスイ
ープ回路2−13の出力からL.P.F2−6の出力に
自動的に切り換わる。
持されたレベルが一定レベル以上(例えば、4.5V)
になると、コントロール端子の入力電圧はHレベルと認
識され、VCO2−1−1の入力端子VCOINはスイ
ープ回路2−13の出力からL.P.F2−6の出力に
自動的に切り換わる。
【0126】その結果、VCO2−1−1の入力端子V
COINにはL.P.F2−6を介して位相比較器2−
1−2の出力が入力されるようになる。
COINにはL.P.F2−6を介して位相比較器2−
1−2の出力が入力されるようになる。
【0127】ミラー2−12は共振周波数以外のとき
は、ほとんど揺動しないため、共振以外で駆動されてい
る場合には、センサ信号はほとんど検出されない。
は、ほとんど揺動しないため、共振以外で駆動されてい
る場合には、センサ信号はほとんど検出されない。
【0128】従って、VCO2−1−1の発振周波数が
低周波から高周波にスイープしていても、共振以外で
は、センサ信号は極めて小さい。
低周波から高周波にスイープしていても、共振以外で
は、センサ信号は極めて小さい。
【0129】従って、ピークホールドされたセンサ信号
のレベルも小さいため、コントロール切り換え用スイッ
チ2−7がONすることはない。
のレベルも小さいため、コントロール切り換え用スイッ
チ2−7がONすることはない。
【0130】その後、VCO2−1−1の発振周波数が
徐々にスイープされ、駆動信号のもとになるVCO2−
1−1の出力信号(注:ここまではVCO2−1−1の
出力信号=駆動信号としてきたが、本実施形態ではこれ
を区別する必要がある)が共振周波数に近づくにつれ
て、ミラー2−12は徐々に揺動し始め、共振時にはミ
ラー2−12は最も大きく揺動し、センサ信号の振幅は
最大となる。
徐々にスイープされ、駆動信号のもとになるVCO2−
1−1の出力信号(注:ここまではVCO2−1−1の
出力信号=駆動信号としてきたが、本実施形態ではこれ
を区別する必要がある)が共振周波数に近づくにつれ
て、ミラー2−12は徐々に揺動し始め、共振時にはミ
ラー2−12は最も大きく揺動し、センサ信号の振幅は
最大となる。
【0131】この際、ピークホールド回路2−12によ
り保持されたセンサ信号のレベルが一定の値(例えば
4.5V)より大きくなるとHレベルと認識され、切り
換えスイッチ2−7が自動的にONとなり、VCO2−
1−1の入力端子VCOINにはL.P.F2−6を介
して位相比較器2−1−2の出力PC2OUTが入力さ
れることになる。
り保持されたセンサ信号のレベルが一定の値(例えば
4.5V)より大きくなるとHレベルと認識され、切り
換えスイッチ2−7が自動的にONとなり、VCO2−
1−1の入力端子VCOINにはL.P.F2−6を介
して位相比較器2−1−2の出力PC2OUTが入力さ
れることになる。
【0132】また、VCO2−1−1の出力端子VCO
OUTから出力された信号は、センサ信号と同様な構成
をもつ増幅用アンプ2−14、コンパレータ2−15、
およびバッファ回路2−16を介して、位相比較器2−
1−2の入力COMPINに入力されることになる。
OUTから出力された信号は、センサ信号と同様な構成
をもつ増幅用アンプ2−14、コンパレータ2−15、
およびバッファ回路2−16を介して、位相比較器2−
1−2の入力COMPINに入力されることになる。
【0133】その結果、VCO2−1−1から出力され
る信号にはディレイが発生することになるが、このディ
レイはセンサ信号がミラー2−12から出力されて、位
相比較器2−1−2に入力されるまでに発生しているデ
ィレイと同等になるため、ミラー2−12のセンサ信号
とVCO2−1−1からの出力信号の位相とは一致する
ことになる。
る信号にはディレイが発生することになるが、このディ
レイはセンサ信号がミラー2−12から出力されて、位
相比較器2−1−2に入力されるまでに発生しているデ
ィレイと同等になるため、ミラー2−12のセンサ信号
とVCO2−1−1からの出力信号の位相とは一致する
ことになる。
【0134】そして、位相比較器2−1−2→L.P.
F2−6→VCO2−1−1のループが形成され、ミラ
ー2−12から出力されたセンサ信号がPLL2−1に
入力する基準信号となり、ミラー2−12からのセンサ
信号に対して、常に位相差が0度となるようにPLL2
−1に内蔵されているVCO2−1−1が発振すること
になる。
F2−6→VCO2−1−1のループが形成され、ミラ
ー2−12から出力されたセンサ信号がPLL2−1に
入力する基準信号となり、ミラー2−12からのセンサ
信号に対して、常に位相差が0度となるようにPLL2
−1に内蔵されているVCO2−1−1が発振すること
になる。
【0135】別の言い方をすれば、VCO2−1−1か
らの出力信号に対してセンサ信号の位相差は常に0度と
なる。
らの出力信号に対してセンサ信号の位相差は常に0度と
なる。
【0136】ミラー2−12は、共振周波数にて駆動し
ている場合、駆動信号とセンサ信号との位相差は0度と
なるため、本実施の形態の構成において、ほぼ正確に共
振周波数にて駆動できるように引き込むことが可能とな
る。
ている場合、駆動信号とセンサ信号との位相差は0度と
なるため、本実施の形態の構成において、ほぼ正確に共
振周波数にて駆動できるように引き込むことが可能とな
る。
【0137】また、共振周波数にて駆動している場合、
センサ信号の振幅は最大となる。
センサ信号の振幅は最大となる。
【0138】このときにスイープ回路2−13とL.
P.F2−6の切り換えが行われるため、共振周波数で
の引き込みを自動的に行うことができる。
P.F2−6の切り換えが行われるため、共振周波数で
の引き込みを自動的に行うことができる。
【0139】従って、この実施の形態によれば、共振周
波数が未知のスキャナであっても自動的に共振周波数に
て駆動することができる。
波数が未知のスキャナであっても自動的に共振周波数に
て駆動することができる。
【0140】また、共振周波数の経時変化があった場合
においても、センサ信号を基準信号として位相比較器が
動作し、常に経時変化に対して自動的に追従する。
においても、センサ信号を基準信号として位相比較器が
動作し、常に経時変化に対して自動的に追従する。
【0141】次に、本実施の形態の変形例について、図
6を参照して説明する。
6を参照して説明する。
【0142】前述した図5の構成においては、センサ信
号と、これが位相比較器2−1−2に入力されるまでの
位相ずれを補償する回路を、VCO2−1−1の出力信
号が位相比較器2−1−2に入力されるまでの経路に挿
入しているが、VCO2−1−1の出力信号が実際の駆
動信号としてミラー2−12に入力されるまでの経路に
おける位相ずれについては何ら対策を行っていない。
号と、これが位相比較器2−1−2に入力されるまでの
位相ずれを補償する回路を、VCO2−1−1の出力信
号が位相比較器2−1−2に入力されるまでの経路に挿
入しているが、VCO2−1−1の出力信号が実際の駆
動信号としてミラー2−12に入力されるまでの経路に
おける位相ずれについては何ら対策を行っていない。
【0143】そこで、本変形例においては、位相ずれを
補償する回路として、VCO2−1−1の出力信号がミ
ラー2−12の駆動信号になるまでの位相ずれも合わせ
て補償する構成を採用している。
補償する回路として、VCO2−1−1の出力信号がミ
ラー2−12の駆動信号になるまでの位相ずれも合わせ
て補償する構成を採用している。
【0144】すなわち、図6においては、位相比較器2
−1−2に入力される信号の一つは、VCO2−1−1
の出力信号から分岐されているのではなく、ミラー2−
12の駆動信号から分岐されているのが特徴である。
−1−2に入力される信号の一つは、VCO2−1−1
の出力信号から分岐されているのではなく、ミラー2−
12の駆動信号から分岐されているのが特徴である。
【0145】この構成によって、VCO2−1−1の出
力信号がミラー2−12の駆動信号になるまでに位相ず
れがあったとしても、その状態の信号を位相比較器2−
1−2にフィードバックするために、この位相ずれの影
響はない。
力信号がミラー2−12の駆動信号になるまでに位相ず
れがあったとしても、その状態の信号を位相比較器2−
1−2にフィードバックするために、この位相ずれの影
響はない。
【0146】また、本変形例においては、ミラー2−1
2の駆動信号を分岐させて、位相比較器2−1−2にフ
ィードバックする経路に、センサ信号に対するものと同
様な構成をもつ増幅用のアンプ2−14、コンパレータ
2−15およびバッファ回路2−16を挿入して、位相
比較器2−1−2の入力COMPINにフィードバック
する構成としている。
2の駆動信号を分岐させて、位相比較器2−1−2にフ
ィードバックする経路に、センサ信号に対するものと同
様な構成をもつ増幅用のアンプ2−14、コンパレータ
2−15およびバッファ回路2−16を挿入して、位相
比較器2−1−2の入力COMPINにフィードバック
する構成としている。
【0147】このため、センサ信号が位相比較器2−1
−2に入力されるまでの経路にて生じる位相ずれも補償
されている。
−2に入力されるまでの経路にて生じる位相ずれも補償
されている。
【0148】以上の構成により、本変形例においては、
ミラー駆動信号とセンサ信号との位相差を正確に0度に
することが可能であり、従ってスキャナを正確に共振周
波数で駆動することが可能である。
ミラー駆動信号とセンサ信号との位相差を正確に0度に
することが可能であり、従ってスキャナを正確に共振周
波数で駆動することが可能である。
【0149】(効果)以上のようにして、本実施の形態
によれば、VCO2−1−1の出力端子VCOOUTと
位相比較器2−1−2の入力端子COMPIN間にセン
サ信号の増幅用アンプ2−14、コンパレータ2−15
およびバッファ回路2−16を付加することにより、基
準信号となるセンサ信号と駆動信号とのディレイは完全
に一致することになり、いかなる共振周波数において
も、共振周波数での駆動に引き込むことができる。
によれば、VCO2−1−1の出力端子VCOOUTと
位相比較器2−1−2の入力端子COMPIN間にセン
サ信号の増幅用アンプ2−14、コンパレータ2−15
およびバッファ回路2−16を付加することにより、基
準信号となるセンサ信号と駆動信号とのディレイは完全
に一致することになり、いかなる共振周波数において
も、共振周波数での駆動に引き込むことができる。
【0150】特に、共振周波数が高周波の場合におい
て、ディレイが発生した場合、位相ずれが大きくなる
が、このように位相補償用の回路を付加することによ
り、その効果は顕著となる。
て、ディレイが発生した場合、位相ずれが大きくなる
が、このように位相補償用の回路を付加することによ
り、その効果は顕著となる。
【0151】なお、本実施の形態においても、第1の実
施形態と同様の変形を適用することが可能である。
施形態と同様の変形を適用することが可能である。
【0152】さらに、本実施の形態においては、上記位
相補償用の回路において、位相が自由に設定できれば、
変位信号を微分することなく、そのままフィードバック
信号として使うことが可能である。
相補償用の回路において、位相が自由に設定できれば、
変位信号を微分することなく、そのままフィードバック
信号として使うことが可能である。
【0153】本実施の形態においては、位相補償回路と
してアンプやコンパレータ等センサ信号の増幅と同等な
回路を位相補償回路として構成したが、センサ信号がミ
ラーから検出されて位相比較器に入力されるまでのディ
レイと同じディレイが発生する回路であれば、他の回路
を流用可能であることは明白である。
してアンプやコンパレータ等センサ信号の増幅と同等な
回路を位相補償回路として構成したが、センサ信号がミ
ラーから検出されて位相比較器に入力されるまでのディ
レイと同じディレイが発生する回路であれば、他の回路
を流用可能であることは明白である。
【0154】また、本実施の形態の変形例においては、
位相比較器にフィードバックする信号をミラー駆動信号
を分岐させ、さらにセンサ信号の増幅と同等な回路を位
相補償回路として通した状態で位相比較器に入力するこ
とにより、より正確に駆動信号とセンサ信号の位相を一
致させることが可能であり、正確に共振周波数で駆動す
ることが可能となる。
位相比較器にフィードバックする信号をミラー駆動信号
を分岐させ、さらにセンサ信号の増幅と同等な回路を位
相補償回路として通した状態で位相比較器に入力するこ
とにより、より正確に駆動信号とセンサ信号の位相を一
致させることが可能であり、正確に共振周波数で駆動す
ることが可能となる。
【0155】この場合も、位相補償回路として他の回路
を流用することが可能であり、さらにVCO出力信号が
ミラー駆動信号になるまでの間の回路と同等の位相ずれ
を発生させる回路を合わせて位相補償回路として用い、
位相比較器にフィードバックする信号をVCO出力信号
から分岐させた後に、これを通過させることも可能であ
る。
を流用することが可能であり、さらにVCO出力信号が
ミラー駆動信号になるまでの間の回路と同等の位相ずれ
を発生させる回路を合わせて位相補償回路として用い、
位相比較器にフィードバックする信号をVCO出力信号
から分岐させた後に、これを通過させることも可能であ
る。
【0156】また、第1および第2の実施形態ともスイ
ープ回路として、抵抗とコンデンサからなる回路を具体
的な例として使用したが、これの機能と同等な機能が実
現できれば、他の回路構成を流用可能であることは明白
である。
ープ回路として、抵抗とコンデンサからなる回路を具体
的な例として使用したが、これの機能と同等な機能が実
現できれば、他の回路構成を流用可能であることは明白
である。
【0157】
【発明の効果】従って、以上説明したように、本発明に
よれば、シンプルな回路構成で、かつ共振周波数が未知
のスキャナ等のアクチュエータであっても、共振周波数
を自動的に検知し、常に共振周波数にて駆動できるアク
チュエータ駆動装置を提供することができる。
よれば、シンプルな回路構成で、かつ共振周波数が未知
のスキャナ等のアクチュエータであっても、共振周波数
を自動的に検知し、常に共振周波数にて駆動できるアク
チュエータ駆動装置を提供することができる。
【図1】図1は、本発明によるアクチュエータ駆動装置
の第1の実施の形態の構成を示す概念図である。
の第1の実施の形態の構成を示す概念図である。
【図2】図2は、図1のスイープ回路1−13の具体例
を示す図である。
を示す図である。
【図3】図2は、第1の実施の形態の動作を説明するた
めに示すタイミングチャートである。
めに示すタイミングチャートである。
【図4】図4は、図1のピークホールド回路1−11に
よりセンサ信号のピークレベルが保持される状態を示す
図である。
よりセンサ信号のピークレベルが保持される状態を示す
図である。
【図5】図5は、本発明によるアクチュエータ駆動装置
の第2の実施の形態の構成を示す概念図である。
の第2の実施の形態の構成を示す概念図である。
【図6】図6は、本発明によるアクチュエータ駆動装置
の第2の実施の形態の変形例の構成を示す概念図であ
る。
の第2の実施の形態の変形例の構成を示す概念図であ
る。
【図7】図7は、駆動信号に対するセンサ(角速度)信
号の周波数特性を示しているもので、マイクロマシンミ
ラーの一般的な周波数特性を示す図である。
号の周波数特性を示しているもので、マイクロマシンミ
ラーの一般的な周波数特性を示す図である。
【図8】図8は、従来の技術として、マイクロマシン技
術を用いて製作した電磁型光スキャナーの一般的な構成
を示す図である。
術を用いて製作した電磁型光スキャナーの一般的な構成
を示す図である。
1−1…位相同期ループ(PLL)−IC、 1−1−1…電圧制御型の発振器(VCO)、 1−1−2…位相比較器、 1−2…バッファ回路、 1−3…ローパスフィルタ(L.P.F)、 1−4…コンデンサ、 1−5…ドライバアンプ、 1−12…ミラー、 1−6…ローパスフィルタ(L.P.F)、 1−7…切り換えスイッチ、 1−13…スイープ回路、 R1…抵抗、 C1…コンデンサ、 SW…リセット用のスイッチ、 1−8…増幅用アンプ、 1−9…コンパレータ、 1−10…バッファ回路、 1−11…ピークホールド回路、 2−1…位相同期ループ(PLL)−IC、 2−1−1…電圧制御型の発振器(VCO)、 2−1−2…位相比較器、 2−2…バッファ回路、 2−3…ローパスフィルタ(L.P.F)、 2−4…コンデンサ、 2−5…ドライバアンプ、 2−12…ミラー、 2−6…ローパスフィルタ(L.P.F)、 2−7…切り換えスイッチ、 2−13…スイープ回路、 2−8…増幅用アンプ、 2−9…コンパレータ、 2−10…バッファ回路、 2−11…ピークホールド回路、 2−14…増幅用アンプ、 2−15…コンパレータ、 2−16…バッファ回路。
Claims (5)
- 【請求項1】 固定部、可動部および該固定部、可動部
の両者を接続する弾性部材、前記可動部を共振で揺動さ
せる駆動手段、前記可動部の揺動に応じた信号を検出す
る検出手段とを有するアクチュエータ駆動装置におい
て、 前記駆動手段を駆動するための駆動信号を、入力される
電圧に応じて発振周波数を制御して生成する電圧制御型
の発振器と、 前記検出手段からの検出信号と前記発振器が発振する駆
動信号との位相差を検出する位相比較器と、 徐々に大きくなる電圧を出力するためのスイープ回路
と、 前記発振器に入力される電圧として、前記スイープ回路
の出力と前記位相比較器の出力とを切り換えるスイッチ
回路と、 初期の起動時には前記スイッチ回路が前記スイープ回路
の出力を選択し、前記検出手段からの信号が所定のレベ
ルに達した際には前記スイッチ回路が前記位相比較器の
出力に切り替えるよう制御するコントロール回路とを備
えたことを特徴とするアクチュエータ駆動装置。 - 【請求項2】 前記検出手段は前記可動部の速度信号を
検出する手段であることを特徴とする請求項1に記載の
アクチュエータ駆動装置。 - 【請求項3】 前記検出手段は、前記可動部の変位信号
を検出する手段と、この変位信号を微分する微分手段と
からなることを特徴とする請求項2に記載のアクチュエ
ータ駆動装置。 - 【請求項4】 前記駆動手段は磁界発生手段と駆動用コ
イルからなり、前記検出手段が検出用コイルであること
を特徴とする請求項2に記載のアクチュエータ駆動装
置。 - 【請求項5】 前記検出手段からの検出信号と前記発振
器が発振する駆動信号との位相を補償する位相補償回路
をさらに備えたことを特徴とする請求項1乃至4のいず
れかに記載のアクチュエータ駆動装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000257991A JP2002078368A (ja) | 2000-08-28 | 2000-08-28 | アクチュエータ駆動装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000257991A JP2002078368A (ja) | 2000-08-28 | 2000-08-28 | アクチュエータ駆動装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002078368A true JP2002078368A (ja) | 2002-03-15 |
Family
ID=18746366
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000257991A Pending JP2002078368A (ja) | 2000-08-28 | 2000-08-28 | アクチュエータ駆動装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2002078368A (ja) |
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006221030A (ja) * | 2005-02-14 | 2006-08-24 | Seiko Epson Corp | 光走査装置及び画像表示装置 |
JP2007230103A (ja) * | 2006-03-01 | 2007-09-13 | Seiko Epson Corp | 光走査装置およびこれを備えた画像形成装置 |
JP2009101343A (ja) * | 2007-10-03 | 2009-05-14 | Canon Inc | 揺動体装置、光偏向装置、及びそれを用いた光学機器 |
US7742214B2 (en) | 2007-05-10 | 2010-06-22 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Optical scanning device and printing apparatus |
US8154784B2 (en) | 2007-09-12 | 2012-04-10 | Ricoh Company, Ltd. | Optical scanning device and image forming apparatus |
US8288970B2 (en) | 2005-12-22 | 2012-10-16 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Adaptive drive system using current values for a personal care appliance |
US8598817B2 (en) | 2008-10-23 | 2013-12-03 | Koninklijke Philips N.V. | Adaptive drive system using current values for a personal care appliance |
JP2014056072A (ja) * | 2012-09-12 | 2014-03-27 | Seiko Epson Corp | 光学モジュール及び電子機器 |
CN105127080A (zh) * | 2014-06-04 | 2015-12-09 | 美蓓亚株式会社 | 振动发生器的控制方法以及振动发生器 |
JP2016031522A (ja) * | 2014-07-30 | 2016-03-07 | 船井電機株式会社 | レーザ走査装置 |
JP2018043246A (ja) * | 2017-12-27 | 2018-03-22 | ミネベアミツミ株式会社 | 振動発生器の制御方法および振動発生器 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6110194B2 (ja) * | 1979-07-06 | 1986-03-28 | Taga Denki Kk | |
JPS61203329U (ja) * | 1985-06-10 | 1986-12-20 | ||
JPH10299773A (ja) * | 1997-04-28 | 1998-11-10 | Seiko Seiki Co Ltd | 磁気軸受の制御装置 |
JPH11242180A (ja) * | 1997-12-26 | 1999-09-07 | Olympus Optical Co Ltd | 光スキャナ |
-
2000
- 2000-08-28 JP JP2000257991A patent/JP2002078368A/ja active Pending
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6110194B2 (ja) * | 1979-07-06 | 1986-03-28 | Taga Denki Kk | |
JPS61203329U (ja) * | 1985-06-10 | 1986-12-20 | ||
JPH10299773A (ja) * | 1997-04-28 | 1998-11-10 | Seiko Seiki Co Ltd | 磁気軸受の制御装置 |
JPH11242180A (ja) * | 1997-12-26 | 1999-09-07 | Olympus Optical Co Ltd | 光スキャナ |
Cited By (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4696581B2 (ja) * | 2005-02-14 | 2011-06-08 | セイコーエプソン株式会社 | 光走査装置及び画像表示装置 |
JP2006221030A (ja) * | 2005-02-14 | 2006-08-24 | Seiko Epson Corp | 光走査装置及び画像表示装置 |
US8288970B2 (en) | 2005-12-22 | 2012-10-16 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Adaptive drive system using current values for a personal care appliance |
JP2007230103A (ja) * | 2006-03-01 | 2007-09-13 | Seiko Epson Corp | 光走査装置およびこれを備えた画像形成装置 |
US7742214B2 (en) | 2007-05-10 | 2010-06-22 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Optical scanning device and printing apparatus |
US8154784B2 (en) | 2007-09-12 | 2012-04-10 | Ricoh Company, Ltd. | Optical scanning device and image forming apparatus |
JP2009101343A (ja) * | 2007-10-03 | 2009-05-14 | Canon Inc | 揺動体装置、光偏向装置、及びそれを用いた光学機器 |
US8598817B2 (en) | 2008-10-23 | 2013-12-03 | Koninklijke Philips N.V. | Adaptive drive system using current values for a personal care appliance |
JP2014056072A (ja) * | 2012-09-12 | 2014-03-27 | Seiko Epson Corp | 光学モジュール及び電子機器 |
CN105127080A (zh) * | 2014-06-04 | 2015-12-09 | 美蓓亚株式会社 | 振动发生器的控制方法以及振动发生器 |
JP2015231284A (ja) * | 2014-06-04 | 2015-12-21 | ミネベア株式会社 | 振動発生器の制御方法および振動発生器 |
CN105127080B (zh) * | 2014-06-04 | 2018-11-09 | 美蓓亚株式会社 | 振动发生器的控制方法以及振动发生器 |
JP2016031522A (ja) * | 2014-07-30 | 2016-03-07 | 船井電機株式会社 | レーザ走査装置 |
JP2018043246A (ja) * | 2017-12-27 | 2018-03-22 | ミネベアミツミ株式会社 | 振動発生器の制御方法および振動発生器 |
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