JP2016118726A - Optical deflector - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光偏向器に関する。 The present invention relates to an optical deflector.
プロジェクタ等でレーザ光を走査するため、ミラー部を回転軸線回りに往復回転させて、光源から入射した光をミラー部で反射させて出射するＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）型の光偏向器が知られている。 In order to scan laser light with a projector or the like, there is known a MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) type optical deflector in which a mirror is reciprocated around a rotation axis, and light incident from a light source is reflected by the mirror and emitted. It has been.
この種の光偏向器は、光を反射するミラー部と、ミラー部を支持する支持枠と、ミラー部を通る軸上に形成され、各々の一端で反射板を軸支する１対の弾性梁部材であるトーションバーと、ミラー部をトーションバーの軸線回りに駆動信号に応じて回転駆動させる駆動手段とを備え、ミラー部の往復回転によりミラー部で反射した光を走査する。 This type of optical deflector is formed on a mirror part that reflects light, a support frame that supports the mirror part, and an axis passing through the mirror part, and a pair of elastic beams that pivotally support a reflector at each end. A torsion bar, which is a member, and driving means for rotating the mirror unit around the axis of the torsion bar in accordance with a driving signal are provided, and the light reflected by the mirror unit is scanned by the reciprocating rotation of the mirror unit.
上記光偏向器で、ミラー部がトーションバーを介して支持枠に往復回転可能に支持されているので、ミラー部及びトーションバーの構成に起因して決まる固有の共振周波数を有する。そして、ミラー部の揺動の際に生じる反動に起因する周波数に当該固有の共振周波数が含まれた場合には、ミラー部において共振振動が発生する可能性がある。 In the optical deflector, the mirror unit is supported by the support frame via the torsion bar so as to be reciprocally rotatable, and thus has a specific resonance frequency determined due to the configuration of the mirror unit and the torsion bar. If the inherent resonance frequency is included in the frequency caused by the reaction that occurs when the mirror portion swings, resonance vibration may occur in the mirror portion.
そこで、光偏向器として、当該反動を抑制する補正波部と鋸歯状波部とから構成される鋸波状波形の駆動信号を生成することで、ミラー部の共振振動を抑制するようにした光偏向器が知られている（例えば、特許文献１）。 Therefore, as an optical deflector, an optical deflector that suppresses resonance vibration of the mirror portion by generating a drive signal having a sawtooth waveform composed of a correction wave portion that suppresses the reaction and a sawtooth wave portion. A container is known (for example, Patent Document 1).
しかしながら、特許文献１の光偏向器は、駆動時間に対する信号の波形変化において、補正波部と鋸歯状波部とに分けられる２つの異なる波形部分を結合した信号を駆動信号として用いるので、鋸歯状波部のみからなる駆動信号に含まれなかった高調波が発生し、それによってミラー部の共振を抑制できず、また、他の共振モードを励起する可能性がある。 However, since the optical deflector of Patent Document 1 uses a signal obtained by combining two different waveform parts divided into a correction wave part and a sawtooth wave part as a drive signal in a change in the waveform of the signal with respect to the drive time. Harmonics that are not included in the drive signal consisting only of the wave portion are generated, and as a result, the resonance of the mirror portion cannot be suppressed, and another resonance mode may be excited.
また、特許文献１の光偏向器は、鋸歯状波部に補正波部を追加するので、プロジェクタ等に適用された場合、駆動信号の有効利用可能な直線走査期間が短縮されるという問題が生じる。 Further, since the optical deflector of Patent Document 1 adds a correction wave portion to the sawtooth wave portion, when applied to a projector or the like, there arises a problem that a linear scanning period in which a drive signal can be effectively used is shortened. .
本発明は、以上に鑑み、光偏向器の構成に起因する固有の共振周波数に基づくミラー部の共振振動を抑制するとともに、直線走査期間の短縮化を抑制できる光偏向器を提供することを目的とする。 In view of the above, an object of the present invention is to provide an optical deflector capable of suppressing the resonance vibration of the mirror portion based on the inherent resonance frequency caused by the configuration of the optical deflector and suppressing the shortening of the linear scanning period. And
第１発明は、光を反射するミラー部と、前記ミラー部を支持する支持部と、ミアンダパターン配列で直列に結合している複数の圧電カンチレバーを有し、前記ミラー部と前記支持部との間に介在して、前記ミラー部の回転軸線の回りに前記ミラー部を回転駆動する圧電アクチュエータと、前記ミラー部を前記回転軸線の回りに回転駆動させる駆動信号を生成する制御装置と、前記ミラー部の回転角に応じた振幅のセンサ信号を前記制御装置に出力するセンサとを備える。 1st invention has the mirror part which reflects light, the support part which supports the said mirror part, and the several piezoelectric cantilever couple | bonded in series by meander pattern arrangement | sequence, The said mirror part and the said support part A piezoelectric actuator for rotating the mirror unit around the rotation axis of the mirror unit, a controller for generating a drive signal for driving the mirror unit about the rotation axis, and the mirror And a sensor that outputs a sensor signal having an amplitude corresponding to the rotation angle of the unit to the control device.
前記制御装置は、前記センサ信号のうちの所定時間幅のセンサ信号をフーリエ変換することにより、周波数領域信号を生成するセンサ信号処理部と、前記圧電アクチュエータに基準駆動信号を印加して、前記センサから出力された基準センサ信号をフーリエ変換することによって基準周波数領域信号を生成し、前記周波数領域信号の周波数成分ごとに、前記基準周波数領域信号の振幅と前記周波数領域信号の振幅との比を、前記基準駆動信号を前記圧電アクチュエータに印加したときの理想波形の目標センサ信号の目標周波数領域信号の振幅に乗算し、補正駆動信号の周波数領域信号の振幅を生成し、かつ、前記周波数領域信号の位相から前記基準周波数領域信号の位相を減算した位相差を前記目標周波数領域信号の位相から減算し、前記補正駆動信号の周波数領域信号の位相を生成し、生成した前記補正駆動信号の周波数領域信号を逆フーリエ変換することにより、駆動信号として補正駆動信号を生成する駆動信号生成部とを備えることを特徴とする。 The control device applies a reference drive signal to the sensor signal processing unit that generates a frequency domain signal by Fourier-transforming a sensor signal having a predetermined time width among the sensor signals, and applies the reference driving signal to the piezoelectric actuator. A reference frequency domain signal is generated by performing a Fourier transform on the reference sensor signal output from, and for each frequency component of the frequency domain signal, a ratio between the amplitude of the reference frequency domain signal and the amplitude of the frequency domain signal is determined. Multiplying the amplitude of the target frequency domain signal of the target sensor signal of the ideal waveform when the reference drive signal is applied to the piezoelectric actuator to generate the amplitude of the frequency domain signal of the correction drive signal, and A phase difference obtained by subtracting the phase of the reference frequency domain signal from the phase is subtracted from the phase of the target frequency domain signal to obtain the complement. A drive signal generation unit that generates a phase of the frequency domain signal of the drive signal, and generates a corrected drive signal as a drive signal by performing an inverse Fourier transform on the generated frequency domain signal of the corrected drive signal. To do.
第１発明によれば、フーリエ変換後の周波数領域で、基準周波数領域信号から共振成分が除かれた周波数領域信号を逆フーリエ変換して生成した補正駆動信号を駆動信号として圧電アクチュエータに出力することができる。 According to the first invention, in the frequency domain after the Fourier transform, the corrected drive signal generated by performing the inverse Fourier transform on the frequency domain signal obtained by removing the resonance component from the reference frequency domain signal is output as a drive signal to the piezoelectric actuator. Can do.
従って、制御装置における制御の無駄時間を生じさせる駆動信号の周期変化を発生させることなく、光偏向器の構成に起因する固有の共振周波数に基づくミラー部の共振振動を抑制することができる。 Therefore, it is possible to suppress the resonance vibration of the mirror portion based on the inherent resonance frequency caused by the configuration of the optical deflector without generating a period change of the drive signal that causes a control dead time in the control device.
また、制御装置の駆動信号生成部は、駆動信号の基本波成分及び高調波成分のみを用いて補正駆動信号を生成するので、光を走査するために駆動信号の有効利用可能な直線走査期間の短縮化を抑制できる。さらに、補正駆動信号を生成するために、駆動信号の基本波成分及び高調波成分のみを用いるので、補正駆動信号を生成するために要する計算量を低減し、回路構成を簡素化でき、制御装置ひいては光偏向器の小型化及び低消費電力化を図ることができる。 Further, since the drive signal generation unit of the control device generates the corrected drive signal using only the fundamental wave component and the harmonic component of the drive signal, the drive signal can be effectively used in order to scan the light. Shortening can be suppressed. Furthermore, since only the fundamental wave component and harmonic component of the drive signal are used to generate the correction drive signal, the amount of calculation required to generate the correction drive signal can be reduced, the circuit configuration can be simplified, and the control device As a result, it is possible to reduce the size and power consumption of the optical deflector.
第２発明は、光を反射するミラー部と、前記ミラー部を包囲して支持する内枠部と、
前記内枠部を包囲して支持する外枠部と、前記ミラー部の第１回転軸線上で、一端部が前記ミラー部と結合し、他端部が前記内枠部と結合する１対のトーションバーと、前記ミラー部と前記内枠部との間に介在して、前記トーションバーを前記第１回転軸線回りに往復回転させるように、先端部が前記トーションバーと結合し、かつ、少なくとも一部分が前記内枠部と結合する内側圧電アクチュエータと、ミアンダパターン配列で直列に結合している複数の圧電カンチレバーを有し、前記内枠部と前記外枠部との間に介在して、前記第１回転軸線に直交する第２回転軸線の回りに前記ミラー部を往復回転させる外側圧電アクチュエータと、前記ミラー部を前記第１回転軸線及び前記第２回転軸線の回りに前記ミラー部を回転駆動させる駆動信号を生成する制御装置と、前記ミラー部の前記第２回転軸線回りの回転角に応じた振幅のセンサ信号を前記制御装置に出力するセンサとを備える。
The second invention comprises a mirror part that reflects light, an inner frame part that surrounds and supports the mirror part,
A pair of outer frame portions surrounding and supporting the inner frame portion, and one end portion coupled to the mirror portion and the other end portion coupled to the inner frame portion on the first rotation axis of the mirror portion. A tip part coupled to the torsion bar, interposed between the torsion bar, the mirror part and the inner frame part so as to reciprocately rotate the torsion bar around the first rotation axis; and An inner piezoelectric actuator partly coupled to the inner frame part, and a plurality of piezoelectric cantilevers coupled in series in a meander pattern arrangement, interposed between the inner frame part and the outer frame part, An outer piezoelectric actuator that reciprocally rotates the mirror unit around a second rotation axis that is orthogonal to the first rotation axis, and the mirror unit that drives the mirror unit to rotate about the first rotation axis and the second rotation axis Driving signal And a control unit for generating, and a sensor for outputting an amplitude sensor signal corresponding to the rotation angle of the second rotation axis line of the mirror unit to the control device.
前記制御装置は、前記センサ信号のうちの所定時間幅のセンサ信号をフーリエ変換することにより、周波数領域信号を生成するセンサ信号処理部と、前記外側圧電アクチュエータに基準駆動信号を印加して、前記センサから出力された基準センサ信号をフーリエ変換することによって基準周波数領域信号を生成し、前記周波数領域信号の周波数成分ごとに、前記基準周波数領域信号の振幅と前記周波数領域信号の振幅との比を、前記基準駆動信号を前記外側圧電アクチュエータに印加したときの理想波形の目標センサ信号の目標周波数領域信号の振幅に乗算し、補正駆動信号の周波数領域信号の振幅を生成し、かつ、前記周波数領域信号の位相から前記基準周波数領域信号の位相を減算した位相差を前記目標周波数領域信号の位相から減算し、前記補正駆動信号の周波数領域信号の位相を生成し、生成した前記補正駆動信号の周波数領域信号を逆フーリエ変換することにより、駆動信号として補正駆動信号を生成する駆動信号生成部とを備えることを特徴とする。 The control device applies a reference drive signal to a sensor signal processing unit that generates a frequency domain signal by Fourier-transforming a sensor signal having a predetermined time width among the sensor signals, and the outer piezoelectric actuator, A reference frequency domain signal is generated by performing a Fourier transform on the reference sensor signal output from the sensor, and a ratio between the amplitude of the reference frequency domain signal and the amplitude of the frequency domain signal is determined for each frequency component of the frequency domain signal. Multiplying the amplitude of the target frequency domain signal of the target sensor signal having an ideal waveform when the reference drive signal is applied to the outer piezoelectric actuator to generate the amplitude of the frequency domain signal of the correction drive signal, and the frequency domain A phase difference obtained by subtracting the phase of the reference frequency domain signal from the phase of the signal is subtracted from the phase of the target frequency domain signal. A drive signal generation unit that generates a phase of the frequency drive signal of the correction drive signal and generates a drive correction signal as a drive signal by performing an inverse Fourier transform on the generated frequency domain signal of the drive correction signal; Features.
第２発明によれば、第１発明と同様に、フーリエ変換後の周波数領域で、基本波成分と高調波成分とから構成される基準周波数領域信号から共振成分が除かれた周波数領域信号を逆フーリエ変換して生成した補正駆動信号を駆動信号として圧電アクチュエータに出力することができる。 According to the second invention, similarly to the first invention, in the frequency domain after Fourier transform, the frequency domain signal obtained by removing the resonance component from the reference frequency domain signal composed of the fundamental wave component and the harmonic component is inverted. A correction drive signal generated by Fourier transform can be output to the piezoelectric actuator as a drive signal.
従って、制御装置における制御の無駄時間を生じさせる駆動信号の周期変化を発生させることなく、光偏向器の構成に起因する固有の共振周波数に基づく、内枠部ひいてはミラー部の共振振動を抑制することができる。また、制御装置の駆動信号生成部は、第１発明と同様に、駆動信号の基本波成分及び高調波成分のみを用いて補正駆動信号を生成するので、光を走査するために駆動信号の有効利用可能な直線走査期間の短縮化を抑制でき、補正駆動信号を生成するために要する計算量を低減し、回路構成を簡素化でき、制御装置ひいては光偏向器の小型化及び低消費電力化を図る２軸型光偏向器を提供できる。 Therefore, the resonance vibration of the inner frame part and thus the mirror part based on the inherent resonance frequency caused by the configuration of the optical deflector is suppressed without causing a period change of the drive signal which causes a control dead time in the control device. be able to. Further, since the drive signal generation unit of the control device generates the correction drive signal using only the fundamental wave component and the harmonic component of the drive signal, as in the first aspect of the invention, the drive signal is effective for scanning light. Shortening of the available linear scanning period can be suppressed, the amount of calculation required to generate the correction drive signal can be reduced, the circuit configuration can be simplified, and the control device and thus the optical deflector can be reduced in size and power consumption. A biaxial optical deflector can be provided.
尚、第１発明及び第２発明において、光を走査するために駆動信号の有効利用可能な直線走査期間を長くする観点から、前記駆動信号は鋸歯状波形の信号であることが好ましい。 In the first and second aspects of the invention, the drive signal is preferably a sawtooth waveform signal from the viewpoint of extending the linear scanning period in which the drive signal can be effectively used for scanning light.
図１を参照して、本実施形態の光偏向器１の構成を説明する。 With reference to FIG. 1, the structure of the optical deflector 1 of this embodiment is demonstrated.
光偏向器１は、図１に示されるように、反射面を有するミラー部１０と、ミラー部１０を一対のトーションバー３１Ａ，３１Ｂにより支持する環状矩形状の内枠部２０と、ミラー部１０を内枠部２０に対して一対のトーションバー３１Ａ，３１Ｂの回り、すなわち、第１回転軸線回り（Ｙ軸線回り）に回転駆動させる内側圧電アクチュエータ３２，３４と、内枠部２０を支持する外枠部３０と、内枠部２０を外枠部３０に対して第１回転軸線に直交する第２回転軸線回り（Ｘ軸線回り）に回転駆動させる圧電アクチュエータ４０，４２とを備え、２次元走査が可能な２軸型光偏向器である。 As shown in FIG. 1, the optical deflector 1 includes a mirror portion 10 having a reflecting surface, an annular rectangular inner frame portion 20 that supports the mirror portion 10 by a pair of torsion bars 31A and 31B, and a mirror portion 10. Are rotated around the pair of torsion bars 31A and 31B with respect to the inner frame portion 20, that is, around the first rotation axis (around the Y axis), and the outer piezoelectric actuators 32 and 34 that support the inner frame portion 20 are supported. Two-dimensional scanning is provided with a frame 30 and piezoelectric actuators 40 and 42 for rotating the inner frame 20 around the second rotation axis (around the X axis) perpendicular to the first rotation axis with respect to the outer frame 30. This is a two-axis optical deflector capable of
光偏向器１は、Ｘ軸線回り及びＹ軸線回りに往復回転可能なミラー部１０で反射し、図示しない光源から照射された光を走査する。 The optical deflector 1 scans light irradiated from a light source (not shown) that is reflected by the mirror unit 10 that can reciprocate around the X axis and the Y axis.
さらに、光偏向器１は、駆動信号を圧電アクチュエータ３２，３４，４０，４２それぞれ独立に印加し、ミラー部１０の回転軸線の回りにミラー部１０を回転駆動するように駆動信号を制御する制御装置５０と、Ｘ軸線回りのミラー部１０の回転角に対応する振幅のセンサ信号を制御装置５０に出力するセンサ４６，４６と、Ｙ軸線回りのミラー部１０の回転角に対応する振幅のセンサ信号を制御装置５０に出力するセンサ４４Ａ，４４Ｂとを備える。 Further, the optical deflector 1 applies a drive signal to each of the piezoelectric actuators 32, 34, 40, and 42 independently, and controls the drive signal so as to rotate the mirror unit 10 about the rotation axis of the mirror unit 10. Sensors 46 and 46 for outputting a sensor signal with an amplitude corresponding to the rotation angle of the mirror unit 10 around the X axis to the control device 50, and an amplitude sensor corresponding to the rotation angle of the mirror unit 10 around the Y axis Sensors 44A and 44B for outputting signals to the control device 50 are provided.
光偏向器１のアクチュエータ３２，３４，４０，４２として、圧電アクチュエータを採用している。アクチュエータ４０，４２はそれぞれ、４つの圧電カンチレバーがミアンダパターン配列で直列に結合されて構成されている。各圧電カンチレバー４０Ａ〜４０Ｄ，４２Ａ〜４２Ｄは、支持体と、下部電極と、圧電体と、上部電極とから構成された積層体を含む。 Piezoelectric actuators are employed as the actuators 32, 34, 40, 42 of the optical deflector 1. Each of the actuators 40 and 42 is configured by connecting four piezoelectric cantilevers in series in a meander pattern arrangement. Each of the piezoelectric cantilevers 40A to 40D and 42A to 42D includes a laminated body including a support, a lower electrode, a piezoelectric body, and an upper electrode.
光偏向器１を用いた光の走査は、主走査方向の高速走査、副走査方向の低速走査によって実施される。そのため、ミラー部１０は、高速動作に対応したアクチュエータ３２，３４の共振駆動によりＹ軸線回りに回転駆動し、低速動作に対応したアクチュエータ４０，４２の非共振駆動によりＸ軸線回りに回転駆動する。 Light scanning using the optical deflector 1 is performed by high-speed scanning in the main scanning direction and low-speed scanning in the sub-scanning direction. Therefore, the mirror unit 10 is rotationally driven around the Y axis by the resonant drive of the actuators 32 and 34 corresponding to the high speed operation, and is rotationally driven around the X axis by the nonresonant drive of the actuators 40 and 42 corresponding to the low speed operation.
尚、本実施形態では、Ｘ軸線回りの回転駆動は低速動作であるため、非共振駆動のアクチュエータ４０，４２を用いたが、これに限定されず、共振駆動のアクチュエータを用いてもよい。 In the present embodiment, since the rotational drive around the X axis is a low speed operation, the non-resonant drive actuators 40 and 42 are used. However, the present invention is not limited to this, and a resonance drive actuator may be used.
ミラー部１０の往復回転状態を検出するために、内枠部２０には、トーションバー３１Ｂの根元にセンサ４４Ａ，４４Ｂが、また、アクチュエータ４０，４２の近傍にセンサ４６，４６が設けられている。圧電効果を用いたセンサは、ミラー部１０の回転角の変位量に対して微分値を返す速度センサとして動作する。また、ピエゾ抵抗効果を用いたセンサは、ミラー部１０の回転角の変位量に比例した値を返す位置センサとして動作する。 In order to detect the reciprocating rotation state of the mirror part 10, the inner frame part 20 is provided with sensors 44A and 44B at the base of the torsion bar 31B and sensors 46 and 46 in the vicinity of the actuators 40 and 42. . The sensor using the piezoelectric effect operates as a speed sensor that returns a differential value with respect to the amount of displacement of the rotation angle of the mirror unit 10. The sensor using the piezoresistive effect operates as a position sensor that returns a value proportional to the amount of displacement of the rotation angle of the mirror unit 10.
尚、センサは内枠部２０に設けられることに限定されず、光偏向器１の外部に設けたフォトダイオード等を用いた光検出器により、ミラー部１０で反射した光の走査波形を検出してもよい。 The sensor is not limited to being provided in the inner frame portion 20, and a scanning waveform of light reflected by the mirror portion 10 is detected by a photodetector using a photodiode or the like provided outside the optical deflector 1. May be.
本実施形態の光偏向器１は、圧電効果を用いたアクチュエータ及びセンサを用いることが好ましい。圧電効果を用いたアクチュエータ及びセンサを用いることにより、同一の製造プロセスでアクチュエータ及びセンサの積層構造を形成できるからである。 The optical deflector 1 of the present embodiment preferably uses an actuator and a sensor using a piezoelectric effect. This is because by using an actuator and a sensor using the piezoelectric effect, a laminated structure of the actuator and the sensor can be formed in the same manufacturing process.
また、センサ４４Ａ，４４Ｂ，４６はそれぞれ、少なくとも１つ設ける必要があるが、ミラー部１０の往復回転の安定性の向上のために、図１に示されるように、Ｙ軸及びＸ軸を中心として線対称に２つ設けることが好ましい。 In addition, at least one of the sensors 44A, 44B, and 46 needs to be provided. However, in order to improve the stability of the reciprocating rotation of the mirror unit 10, as shown in FIG. It is preferable to provide two symmetrically.
本実施形態の光偏向器１は、センサ４４Ａ，４４Ｂ，４６、内側圧電アクチュエータ３２，３４及び外側圧電アクチュエータ４０，４２のＰＺＴ膜を有する積層体の部分は同じ積層構造で構成される。 In the optical deflector 1 of the present embodiment, the sensor 44A, 44B, 46, the inner piezoelectric actuators 32, 34, and the outer piezoelectric actuators 40, 42 have the same laminated structure in the layered portion having the PZT film.
積層体は、下層から順に、基板、層間絶縁膜、電極と接する薄膜の密着性を高めるための電極密着膜、下部電極、層間膜、ＰＺＴ膜、上部電極、電極密着膜、水分や金属イオンから配線や回路素子を保護するための機能を持つパッシベーション膜、導線部及び外層膜で構成される。 In order from the lower layer, the laminate is composed of a substrate, an interlayer insulating film, an electrode adhesion film for improving the adhesion of a thin film in contact with the electrode, a lower electrode, an interlayer film, a PZT film, an upper electrode, an electrode adhesion film, moisture and metal ions. It is composed of a passivation film having a function for protecting wiring and circuit elements, a conductive wire portion, and an outer layer film.
基板上に形成された積層体の材料として、基板はＳｉ等、層間絶縁膜はＳｉＯ２等、電極密着膜はＰｔ等、下部電極及び上部電極はＰｔ、ＰＺＴ膜の配向性を制御する層間膜はＳＲＯ（ルテニウム酸ストロンチウム）、ＰＺＴ膜はＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）、パッシベーション膜はＳｉＯ２、ＳｉＮ等、導線部はＡｌ等が挙げられる。外層膜の材料として、例えばＳｉＮ、ＳｉＯＮ、ＴＥＯＳ、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３等が挙げられる。 As the material of the laminate formed on the substrate, the substrate is Si, the interlayer insulating film is SiO 2 , the electrode adhesion film is Pt, the lower electrode and the upper electrode are Pt, an interlayer film for controlling the orientation of the PZT film Is SRO (strontium ruthenate), the PZT film is PZT (lead zirconate titanate), the passivation film is SiO 2 , SiN, etc., and the conductor is Al. Examples of the material for the outer layer film include SiN, SiON, TEOS, SiO 2 , and Al 2 O 3 .
積層体は、基板の上に、例えば、スパッタ法、電子ビーム蒸着法、反応性アーク放電を利用したイオンプレーティング法等の公知の方法を用いて、下層から順に成膜することにより形成される。 The laminate is formed on the substrate by sequentially forming a film from the lower layer using a known method such as a sputtering method, an electron beam evaporation method, or an ion plating method using reactive arc discharge. .
制御装置５０は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ、並びにＩ／Ｏ回路及びＡ／Ｄ回路等の電子回路等により構成され、センサ信号処理部５２と、駆動信号生成部５４とを備える。制御装置５０は、後述するように、駆動信号を圧電アクチュエータ３２，３４，４０，４２それぞれ独立に印加し、ミラー部１０の回転軸線の回りにミラー部１０を往復回転するように駆動信号を制御する。尚、駆動信号として、鋸歯状波形、正弦波状波形等の波形の信号を用いることができる。 The control device 50 includes a CPU, ROM, RAM, and electronic circuits such as an I / O circuit and an A / D circuit, and includes a sensor signal processing unit 52 and a drive signal generation unit 54. As will be described later, the control device 50 applies a drive signal to each of the piezoelectric actuators 32, 34, 40, and 42 independently, and controls the drive signal so that the mirror unit 10 reciprocates around the rotation axis of the mirror unit 10. To do. A signal having a waveform such as a sawtooth waveform or a sinusoidal waveform can be used as the drive signal.
センサ信号処理部５２は、センサ４６から出力されたセンサ信号のうち所定時間幅のセンサ信号をフーリエ変換することにより、基本波成分及び高調波成分から構成される周波数領域信号を生成する処理部である。 The sensor signal processing unit 52 is a processing unit that generates a frequency domain signal composed of a fundamental wave component and a harmonic component by Fourier-transforming a sensor signal having a predetermined time width among the sensor signals output from the sensor 46. is there.
駆動信号生成部５４は、センサ信号処理部５２により生成された、基本波成分と高調波成分とから構成される周波数領域信号に基づいて補正駆動信号を生成する。その結果、制御装置５０は、補正駆動信号を駆動信号として圧電アクチュエータに出力することができる。 The drive signal generation unit 54 generates a correction drive signal based on the frequency domain signal generated by the sensor signal processing unit 52 and composed of the fundamental wave component and the harmonic component. As a result, the control device 50 can output the correction drive signal as a drive signal to the piezoelectric actuator.
次に、本実施形態の制御装置５０の制御方法について、図２Ａ〜図２Ｄを用いて説明する。例として、制御装置５０は６０［Ｈｚ］の鋸歯状波形の駆動信号を、外側圧電アクチュエータ４０，４２に出力し、ミラー部１０を回転駆動する場合を用いて当該制御方法を説明する。 Next, the control method of the control apparatus 50 of this embodiment is demonstrated using FIG. 2A-FIG. 2D. As an example, the control device 50 will explain the control method using a case where the drive signal having a sawtooth waveform of 60 [Hz] is output to the outer piezoelectric actuators 40 and 42 and the mirror unit 10 is rotationally driven.
説明の便宜のため、外側圧電アクチュエータ４０，４２の駆動前に設定された駆動信号、又は、外側圧電アクチュエータ４０，４２の駆動状態における駆動信号を基準駆動信号として規定する。また、基準駆動信号に対してセンサ４６から出力される目標波形のセンサ信号を目標センサ信号として規定する。さらに、外側圧電アクチュエータ４０，４２に印加される駆動信号として、駆動信号生成部５４により生成された信号を補正駆動信号と規定する。 For convenience of explanation, a drive signal set before driving the outer piezoelectric actuators 40 or 42 or a drive signal in a driving state of the outer piezoelectric actuators 40 and 42 is defined as a reference drive signal. A sensor signal having a target waveform output from the sensor 46 with respect to the reference drive signal is defined as a target sensor signal. Further, as a drive signal applied to the outer piezoelectric actuators 40 and 42, a signal generated by the drive signal generation unit 54 is defined as a corrected drive signal.
図２Ａは、駆動時間に対する基準駆動信号の波形（上段）と、基準駆動信号をフーリエ変換して６０［Ｈｚ］の基本波成分及び高調波成分から構成される基準周波数領域信号（下段）とを示す概念図である。 2A shows a reference drive signal waveform (upper stage) with respect to drive time and a reference frequency domain signal (lower stage) composed of a fundamental component and a harmonic component of 60 [Hz] by Fourier transform of the reference drive signal. FIG.
図２Ｂは、基準駆動信号を光偏向器１の外側圧電アクチュエータ４０，４２に印加して得られたセンサ信号であって、駆動時間に対するセンサ信号の波形（上段）と、センサ信号をフーリエ変換して６０［Ｈｚ］の基本波成分及び高調波成分から構成される周波数領域信号（下段）とを示す概念図である。 FIG. 2B is a sensor signal obtained by applying the reference drive signal to the outer piezoelectric actuators 40 and 42 of the optical deflector 1. The sensor signal waveform with respect to the drive time (upper stage) and the Fourier transform of the sensor signal are performed. FIG. 6 is a conceptual diagram showing a frequency domain signal (lower stage) composed of a fundamental wave component and a harmonic component of 60 [Hz].
図２Ｃは、駆動時間に対する基準センサ信号の波形（上段）と、目標センサ信号をフーリエ変換して６０［Ｈｚ］の基本波成分及び高調波成分から構成される目標周波数領域信号（下段）とを示す概念図である。 FIG. 2C shows a reference sensor signal waveform (upper stage) with respect to driving time and a target frequency domain signal (lower stage) composed of a fundamental component and a harmonic component of 60 [Hz] by Fourier transform of the target sensor signal. FIG.
図２Ｄは、周波数成分ごとに、基準周波数領域信号、図２Ｂの周波数領域信号、及び目標周波数領域信号に基づいて生成された（補正駆動信号の）周波数領域信号（上段）と、周波数領域信号を逆フーリエ変換して、駆動時間に対する補正駆動信号の波形（下段）とを示す概念図である。 FIG. 2D shows a frequency domain signal (upper stage) generated based on the reference frequency domain signal, the frequency domain signal of FIG. 2B, and the target frequency domain signal (upper stage) and the frequency domain signal for each frequency component. It is a conceptual diagram which shows the waveform (lower stage) of the correction | amendment drive signal with respect to drive time by carrying out an inverse Fourier transform.
尚、図２Ａ〜図２Ｂにおいて、各周波数成分において最大振幅を示す位置に「●」を示した。 In FIG. 2A to FIG. 2B, “●” is shown at the position showing the maximum amplitude in each frequency component.
本実施形態の制御装置５０は、基準駆動信号、センサ信号、及び、基準駆動信号を圧電アクチュエータに印加したときの理想波形の目標センサ信号それぞれをフーリエ変換して、６０［Ｈｚ］の基本波成分及び高調波成分から構成される、基準周波数領域信号、センサ信号の周波数領域信号、及び目標周波数領域信号を生成する。そして、各周波数成分において、センサ信号の周波数領域信号と目標周波数領域信号の振幅及び位相に基づいて、センサ信号の波形が目標センサ信号の波形になるように駆動信号の波形を生成する。 The control device 50 of the present embodiment performs a Fourier transform on each of the target sensor signal having an ideal waveform when the reference drive signal, the sensor signal, and the reference drive signal are applied to the piezoelectric actuator, and a fundamental wave component of 60 [Hz]. And a reference frequency domain signal, a sensor signal frequency domain signal, and a target frequency domain signal are generated. Then, for each frequency component, based on the frequency domain signal of the sensor signal and the amplitude and phase of the target frequency domain signal, the waveform of the drive signal is generated so that the waveform of the sensor signal becomes the waveform of the target sensor signal.
制御装置５０の制御方法を説明するために、以下の通り、各信号の周波数領域信号についてパラメータを定義する。尚、次数をnとして定義する。従って、基本波はn＝1である。 In order to describe the control method of the control device 50, parameters are defined for the frequency domain signals of each signal as follows. The order is defined as n. Therefore, the fundamental wave is n = 1.
センサ信号の周波数領域信号：振幅SAn、位相Sθn（n＝1，…，n）
目標センサ信号の目標周波数領域信号：振幅TAn、位相Tθn（n＝1，…，n）
基準駆動信号の基準周波数領域信号：振幅pDAn、位相pDθn（n＝1，…，n）
補正駆動信号の周波数領域信号：振幅rDAn、位相rDθn（n＝1，…，n）
周波数成分ごとのデバイス伝達特性係数（振幅）：DevAn（n＝1，…，n）
周波数成分ごとのデバイス伝達特性係数（位相遅れ）：Devθn（n＝1，…，n）
Sensor signal frequency domain signal: amplitude SAn, phase Sθn (n = 1, ..., n)
Target frequency domain signal of target sensor signal: amplitude TAn, phase Tθn (n = 1, ..., n)
Reference frequency domain signal of reference drive signal: amplitude pDAn, phase pDθn (n = 1, ..., n)
Frequency domain signal of correction drive signal: amplitude rDAn, phase rDθn (n = 1, ..., n)
Device transfer characteristic coefficient (amplitude) for each frequency component: DevAn (n = 1, ..., n)
Device transfer characteristic coefficient (phase lag) for each frequency component: Devθn (n = 1, ..., n)
本実施形態の制御装置５０は、基準駆動信号及び基準周波数領域信号（図２Ａ）と、目標センサ信号及び目標周波数領域信号（図２Ｃ）とを、制御装置５０の図示しないＲＯＭに記憶している。従って、制御装置５０のＲＯＭには、pDAn、pDθn、TAn、Tθnが記憶されている。 The control device 50 of the present embodiment stores the reference drive signal and the reference frequency domain signal (FIG. 2A) and the target sensor signal and the target frequency domain signal (FIG. 2C) in a ROM (not shown) of the control device 50. . Therefore, pDAn, pDθn, TAn, and Tθn are stored in the ROM of the control device 50.
まず、制御装置５０は、基準駆動信号を光偏向器１の外側圧電アクチュエータ４０，４２に印加する。その結果、センサ４６は、ミラー部１０の回転角に応じた振幅のセンサ信号を制御装置５０に出力する。 First, the control device 50 applies a reference drive signal to the outer piezoelectric actuators 40 and 42 of the optical deflector 1. As a result, the sensor 46 outputs a sensor signal having an amplitude corresponding to the rotation angle of the mirror unit 10 to the control device 50.
次に、制御装置５０は、センサ信号処理部５２により、センサ信号のうちの所定時間幅のセンサ信号をフーリエ変換し、６０［Ｈｚ］の基本波成分及び高調波成分から構成される周波数領域信号を生成する（図２Ｂ）。従って、周波数領域信号の振幅SAn（n＝1，…，n）と位相Sθn（n＝1，…，n）を決定することができる。 Next, the control device 50 causes the sensor signal processing unit 52 to perform Fourier transform on the sensor signal having a predetermined time width in the sensor signal, and a frequency domain signal composed of a fundamental component and a harmonic component of 60 [Hz]. Is generated (FIG. 2B). Therefore, the amplitude SAn (n = 1,..., N) and the phase Sθn (n = 1,..., N) of the frequency domain signal can be determined.
センサ信号の周波数領域信号と基準周波数領域信号の間には、各周波数成分について、SAn＝pDAn×DevAn，Sθn＝pDθn＋Devθn（n＝1，…，n）が成立する。従って、デバイス伝達特性係数DevAn（n＝1，…，n）及びDevθn（n＝1，…，n）について、DevAn＝SAn／pDAn，Devθn＝Sθn−pDθn（n＝1，…，n）により決定することができる。 SAn = pDAn × DevAn, Sθn = pDθn + Devθn (n = 1,..., N) is established between the frequency domain signal of the sensor signal and the reference frequency domain signal. Therefore, for the device transfer characteristic coefficients DevAn (n = 1,..., N) and Devθn (n = 1,..., N), DevAn = SAn / pDAn, Devθn = Sθn−pDθn (n = 1,..., N) Can be determined.
次に、制御装置５０は、駆動信号生成部５４により、補正駆動信号の周波数領域信号を生成する。補正駆動信号の周波数領域信号は、振幅rDAn、位相rDθn（n＝1，…，n）に関して、rDAn×DevAn＝TAn，rDθn＋Devθn＝Tθn（n＝1，…，n）が成立するので、rDAn＝TAn／DevAn，rDθn＝Tθn−Devθn（n＝1，…，n）として求めることができる。 Next, the control device 50 uses the drive signal generation unit 54 to generate a frequency domain signal of the corrected drive signal. The frequency domain signal of the correction drive signal is rDAn × DevAn = TAn, rDθn + Devθn = Tθn (n = 1,..., N) with respect to the amplitude rDAn and the phase rDθn (n = 1,..., N). TAn / DevAn, rDθn = Tθn−Devθn (n = 1,..., N).
具体的には、周波数領域信号の周波数成分ごとに、基準周波数領域信号の振幅と周波数領域信号の振幅との比pDAn／SAn（＝１／DevAn）（n＝1，…，n）を、基準駆動信号を外側圧電アクチュエータ４０，４２に印加したときの理想波形の目標センサ信号の目標周波数領域信号の振幅TAn（n＝1，…，n）に乗算し、補正駆動信号の周波数領域信号の振幅rDAnを生成する。また、rDθn＝Tθn−Devθn＝Tθn−（Sθn−pDθn）（n＝1，…，n）により、補正駆動信号の周波数領域信号の位相rDθnを生成する。 Specifically, for each frequency component of the frequency domain signal, a ratio pDAn / SAn (= 1 / DevAn) (n = 1,..., N) between the amplitude of the reference frequency domain signal and the frequency domain signal is used as a reference. The amplitude TAn (n = 1,..., N) of the target frequency domain signal of the target sensor signal having an ideal waveform when the drive signal is applied to the outer piezoelectric actuators 40 and 42 is multiplied to obtain the amplitude of the frequency domain signal of the corrected drive signal. Generate rDAn. Further, the phase rDθn of the frequency domain signal of the correction drive signal is generated by rDθn = Tθn−Devθn = Tθn− (Sθn−pDθn) (n = 1,..., N).
そして、駆動信号生成部５４により、生成した駆動信号の周波数領域信号を逆フーリエ変換することにより補正駆動信号を生成する。 Then, the drive signal generation unit 54 generates a corrected drive signal by performing inverse Fourier transform on the frequency domain signal of the generated drive signal.
本実施形態の光偏向器１を用いた実験結果を図３に示す。尚、実験には、直径１．２［ｍｍ］、厚さ４５［μｍ］の光偏向器を用いた。図３Ａは、駆動時間（横軸）に対する駆動信号の最大電圧を１として規格化した値（縦軸）で表した、６０［Ｈｚ］の鋸歯状波形の駆動信号の波形を示す。図３Ｂは、駆動時間（横軸）に対する最大電圧５０［Ｖ］の電圧値で表した、制御装置５０により生成された補正駆動信号の波形を示す。図３Ｃは、駆動時間（横軸）に対する回転角［°］で表した、補正駆動信号に対するセンサ信号の波形を示す。 An experimental result using the optical deflector 1 of the present embodiment is shown in FIG. In the experiment, an optical deflector having a diameter of 1.2 [mm] and a thickness of 45 [μm] was used. FIG. 3A shows a waveform of a drive signal having a sawtooth waveform of 60 [Hz] expressed by a value (vertical axis) normalized by setting the maximum voltage of the drive signal to 1 with respect to the drive time (horizontal axis). FIG. 3B shows the waveform of the corrected drive signal generated by the control device 50 expressed as a voltage value of the maximum voltage 50 [V] with respect to the drive time (horizontal axis). FIG. 3C shows the waveform of the sensor signal with respect to the corrected drive signal, expressed as a rotation angle [°] with respect to the drive time (horizontal axis).
図３Ｃに示されるように、補正駆動信号を外側圧電アクチュエータ４０，４２に印加することにより、目標波形である鋸歯状波形のセンサ信号が出力されたことがわかる。 As shown in FIG. 3C, it can be seen that by applying the correction drive signal to the outer piezoelectric actuators 40 and 42, a sensor signal having a sawtooth waveform as the target waveform is output.
また、本実施形態の光偏向器１によれば、センサ信号の波形において急峻な部分が存在すること等により、サンプリング周波数によっては正確な信号波形を表現し得るサンプリングデータの取得が困難な場合であっても、センサ信号の所定時間幅の信号波形全体のデータを取得することから、補正駆動信号を生成し、ミラー部１０の共振振動を抑制することができる。 Further, according to the optical deflector 1 of the present embodiment, it is difficult to acquire sampling data that can represent an accurate signal waveform depending on the sampling frequency due to the presence of a steep portion in the waveform of the sensor signal. Even if it exists, since the data of the whole signal waveform of the predetermined time width of a sensor signal are acquired, a correction drive signal can be generated and resonance vibration of mirror part 10 can be controlled.
尚、駆動状態の駆動信号を補正駆動信号に切換処理として、例えば、データ取得した所定時間幅の駆動信号波形に基づいて補正駆動信号を生成し、データ取得に要した所定時間が経過した時点からさらに所定時間経過後に駆動信号を補正駆動信号に切り換えてもよい。 As a process for switching the drive signal in the drive state to the correction drive signal, for example, a correction drive signal is generated based on a drive signal waveform having a predetermined time width obtained by data acquisition, and from a point in time when a predetermined time required for data acquisition has elapsed. Further, the drive signal may be switched to the corrected drive signal after a predetermined time has elapsed.
補正駆動信号に所定時間経過後切り換えることにより、環境温度、経時変化によって生じるミラー部１０のポンピング、ローテーション等のデバイス特性の変化を考慮することが可能となり、駆動信号に対する目標波形のセンサ信号を生成し得る。 By switching to a corrected drive signal after a lapse of a predetermined time, it becomes possible to take into account changes in device characteristics such as environmental temperature, pumping and rotation of the mirror unit 10 caused by changes over time, and generate a sensor signal with a target waveform for the drive signal Can do.
本実施形態の光偏向器１は、２軸型光偏向器であるが、ミアンダ構造の圧電アクチュエータにより所定軸線回りにミラー部を往復回転させる光偏向器であれば、１軸型光偏向器に変形することも可能である。この場合、図１の内側圧電アクチュエータ３２，３４が不要となる。そして、ミラー部が、図１のミラー部１０と、ミラー部１０と外枠部３０との間にミアンダ構造の圧電アクチュエータ４０，４２が介在する。 The optical deflector 1 of the present embodiment is a biaxial optical deflector. However, an optical deflector that reciprocally rotates a mirror portion around a predetermined axis by a piezoelectric actuator having a meander structure is used as a uniaxial optical deflector. It is also possible to deform. In this case, the inner piezoelectric actuators 32 and 34 in FIG. 1 are not necessary. The mirror unit is a mirror unit 10 in FIG. 1 and piezoelectric actuators 40 and 42 having a meander structure are interposed between the mirror unit 10 and the outer frame unit 30.
さらに、他の実施形態として、制御装置５０は、センサ４６に代えて、センサ４４Ａ，４４Ｂから出力されるセンサ信号を利用して補正駆動信号を生成することもできる。 Furthermore, as another embodiment, the control device 50 can generate a correction drive signal using sensor signals output from the sensors 44A and 44B instead of the sensor 46.
尚、本実施形態の光スキャナは、例えば、プロジェクタ、レーザプリンタ、レーザーヘッドランプ、ヘッドアップディスプレイ等の光走査装置に用いることができる。 Note that the optical scanner of the present embodiment can be used in an optical scanning device such as a projector, a laser printer, a laser headlamp, and a head-up display.
１…光偏向器、１０…ミラー部、２０…内枠部、３０…外枠部（支持部）、３１Ａ，３１Ｂ…トーションバー、３２，３４…内側圧電アクチュエータ、４０，４０Ａ〜４０Ｄ…外側圧電アクチュエータ、４２，４２Ａ〜４２Ｄ…外側圧電アクチュエータ、４４Ａ，４４Ｂ，４６…センサ、５０…制御装置、５２…センサ信号処理部、５４…駆動信号生成部。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Optical deflector, 10 ... Mirror part, 20 ... Inner frame part, 30 ... Outer frame part (support part), 31A, 31B ... Torsion bar, 32, 34 ... Inner piezoelectric actuator, 40, 40A-40D ... Outer piezoelectric Actuators, 42, 42A to 42D ... outer piezoelectric actuators, 44A, 44B, 46 ... sensors, 50 ... control device, 52 ... sensor signal processing unit, 54 ... drive signal generating unit.
Claims (3)
前記ミラー部を支持する支持部と、
ミアンダパターン配列で直列に結合している複数の圧電カンチレバーを有し、前記ミラー部と前記支持部との間に介在して、前記ミラー部の回転軸線の回りに前記ミラー部を回転駆動する圧電アクチュエータと、
前記ミラー部を前記回転軸線の回りに回転駆動させる駆動信号を生成する制御装置と、
前記ミラー部の回転角に応じた振幅のセンサ信号を前記制御装置に出力するセンサとを備え、
前記制御装置は、
前記センサ信号のうちの所定時間幅のセンサ信号をフーリエ変換することにより、周波数領域信号を生成するセンサ信号処理部と、
前記圧電アクチュエータに基準駆動信号を印加して、前記センサから出力された基準センサ信号をフーリエ変換することによって基準周波数領域信号を生成し、
前記周波数領域信号の周波数成分ごとに、前記基準周波数領域信号の振幅と前記周波数領域信号の振幅との比を、前記基準駆動信号を前記圧電アクチュエータに印加したときの理想波形の目標センサ信号の目標周波数領域信号の振幅に乗算し、補正駆動信号の周波数領域信号の振幅を生成し、かつ、前記周波数領域信号の位相から前記基準周波数領域信号の位相を減算した位相差を前記目標周波数領域信号の位相から減算し、前記補正駆動信号の周波数領域信号の位相を生成し、
生成した前記補正駆動信号の周波数領域信号を逆フーリエ変換することにより、駆動信号として補正駆動信号を生成する駆動信号生成部とを備える光偏向器。 A mirror that reflects light;
A support part for supporting the mirror part;
A plurality of piezoelectric cantilevers coupled in series in a meander pattern array, and interposed between the mirror portion and the support portion, and a piezoelectric device that rotationally drives the mirror portion about the rotation axis of the mirror portion An actuator,
A control device that generates a drive signal for rotating the mirror unit around the rotation axis;
A sensor that outputs a sensor signal having an amplitude according to the rotation angle of the mirror unit to the control device;
The controller is
A sensor signal processing unit that generates a frequency domain signal by Fourier-transforming a sensor signal having a predetermined time width among the sensor signals;
Applying a reference drive signal to the piezoelectric actuator and generating a reference frequency domain signal by Fourier transforming the reference sensor signal output from the sensor,
For each frequency component of the frequency domain signal, the ratio of the amplitude of the reference frequency domain signal to the amplitude of the frequency domain signal, the target of the target sensor signal having an ideal waveform when the reference drive signal is applied to the piezoelectric actuator Multiplying the amplitude of the frequency domain signal to generate the amplitude of the frequency domain signal of the correction drive signal, and subtracting the phase of the reference frequency domain signal from the phase of the frequency domain signal to obtain a phase difference of the target frequency domain signal Subtract from the phase to generate the frequency domain signal phase of the correction drive signal,
An optical deflector comprising: a drive signal generation unit that generates a correction drive signal as a drive signal by performing inverse Fourier transform on the generated frequency domain signal of the correction drive signal.
前記ミラー部を包囲して支持する内枠部と、
前記内枠部を包囲して支持する外枠部と、
前記ミラー部の第１回転軸線上で、一端部が前記ミラー部と結合し、他端部が前記内枠部と結合する１対のトーションバーと、
前記ミラー部と前記内枠部との間に介在して、前記トーションバーを前記第１回転軸線回りに往復回転させるように、先端部が前記トーションバーと結合し、かつ、少なくとも一部分が前記内枠部と結合する内側圧電アクチュエータと、
ミアンダパターン配列で直列に結合している複数の圧電カンチレバーを有し、前記内枠部と前記外枠部との間に介在して、前記第１回転軸線に直交する第２回転軸線の回りに前記ミラー部を往復回転させる外側圧電アクチュエータと、
前記ミラー部を前記第１回転軸線及び前記第２回転軸線の回りに前記ミラー部を回転駆動させる駆動信号を生成する制御装置と、
前記ミラー部の前記第２回転軸線回りの回転角に応じた振幅のセンサ信号を前記制御装置に出力するセンサとを備える光偏向器であって、
前記制御装置は、
前記センサ信号のうちの所定時間幅のセンサ信号をフーリエ変換することにより、周波数領域信号を生成するセンサ信号処理部と、
前記外側圧電アクチュエータに基準駆動信号を印加して、前記センサから出力された基準センサ信号をフーリエ変換することによって基準周波数領域信号を生成し、
前記周波数領域信号の周波数成分ごとに、前記基準周波数領域信号の振幅と前記周波数領域信号の振幅との比を、前記基準駆動信号を前記外側圧電アクチュエータに印加したときの理想波形の目標センサ信号の目標周波数領域信号の振幅に乗算し、補正駆動信号の周波数領域信号の振幅を生成し、かつ、前記周波数領域信号の位相から前記基準周波数領域信号の位相を減算した位相差を前記目標周波数領域信号の位相から減算し、前記補正駆動信号の周波数領域信号の位相を生成し、
生成した前記補正駆動信号の周波数領域信号を逆フーリエ変換することにより、駆動信号として補正駆動信号を生成する駆動信号生成部とを備える光偏向器。 A mirror that reflects light;
An inner frame part surrounding and supporting the mirror part;
An outer frame part surrounding and supporting the inner frame part;
On the first rotation axis of the mirror part, a pair of torsion bars having one end coupled to the mirror part and the other end coupled to the inner frame part;
A tip portion is coupled to the torsion bar so that the torsion bar is reciprocally rotated around the first rotation axis interposed between the mirror portion and the inner frame portion, and at least a part thereof is the inner portion. An inner piezoelectric actuator coupled to the frame;
A plurality of piezoelectric cantilevers coupled in series in a meander pattern arrangement, interposed between the inner frame portion and the outer frame portion, around a second rotation axis perpendicular to the first rotation axis An outer piezoelectric actuator that reciprocally rotates the mirror portion;
A control device for generating a drive signal for rotating the mirror portion around the first rotation axis and the second rotation axis;
An optical deflector comprising: a sensor that outputs a sensor signal having an amplitude according to a rotation angle of the mirror portion around the second rotation axis to the control device;
The controller is
A sensor signal processing unit that generates a frequency domain signal by Fourier-transforming a sensor signal having a predetermined time width among the sensor signals;
Applying a reference drive signal to the outer piezoelectric actuator, and generating a reference frequency domain signal by Fourier transforming the reference sensor signal output from the sensor,
For each frequency component of the frequency domain signal, the ratio of the amplitude of the reference frequency domain signal to the amplitude of the frequency domain signal is calculated as a target sensor signal having an ideal waveform when the reference drive signal is applied to the outer piezoelectric actuator. Multiplying the amplitude of the target frequency domain signal to generate the amplitude of the frequency domain signal of the correction drive signal, and subtracting the phase of the reference frequency domain signal from the phase of the frequency domain signal, the target frequency domain signal And subtracting from the phase of the correction drive signal to generate the frequency domain signal phase,
An optical deflector comprising: a drive signal generation unit that generates a correction drive signal as a drive signal by performing inverse Fourier transform on the generated frequency domain signal of the correction drive signal.
前記駆動信号は鋸歯状波形の信号である光偏向器。 The optical deflector according to claim 1 or 2,
The optical deflector, wherein the drive signal is a sawtooth waveform signal.
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