JP2020148994A - Optical scanning device - Google Patents

Abstract

To provide an optical scanning device that can expand or contract irradiation range while appropriately controlling an aspect ratio without involving complication of optical deflector configuration.SOLUTION: A video device 1 comprises a laser beam source 2, an optical deflector 3, a control device 4, and a piezoelectric sensor 38. The optical deflector 3 comprises an inner piezoelectric actuator 33 and an outer piezoelectric actuator 35. The inner piezoelectric actuator 33 rotates a mirror portion 31 around a vertical axis Ly in a reciprocated and resonated manner by drive voltage Vdh. The outer piezoelectric actuator 35 rotates the mirror portion 31 around a horizontal axis Lx in a reciprocated and non-resonated manner by drive voltage Vdv. A control unit 13 controls a first drive unit 11 and a second drive unit 12 during a transient period Ta (time t1 - time t2), the drive voltage Vdh output by the first drive unit 11 is changed from a value Vdh1 to a value Vdh2 at the same time as start of the transient period Ta. The drive voltage Vdh output by the second drive unit 12 is slowly changed from a value Vdv1 to a value Vdv2 during the transient period Ta.SELECTED DRAWING: Figure 5

Description

本発明は、光偏向器を使って走査光を２次元に走査する光走査装置に関する。 The present invention relates to an optical scanning device that scans scanning light in two dimensions using an optical deflector.

ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）の光偏向器を備え、エンターテインメントでの照明等に適用される光走査装置等では、照射範囲の大きさ（例：縦及び横の寸法）やアスペクト比（＝横の寸法：縦の寸法）を変更することがある。一般的なＭＥＭＳの光偏向器では、ミラー部を２つの軸の回りに往復動させて、該ミラー部の反射光を、２次元で走査する走査光（例：ラスタースキャンの走査光）として出力している。この場合、ミラー部を各軸の回りに往復動させるために、各軸に対応するアクチュエータがそれぞれ装備されるとともに、一方の軸の回りのミラー部の往復回動は、ミラー部の共振を利用することが一般的になっている。 In an optical scanning device equipped with a MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) optical deflector and applied to lighting in entertainment, etc., the size of the irradiation range (example: vertical and horizontal dimensions) and aspect ratio (= horizontal) Dimensions: Vertical dimensions) may be changed. In a general MEMS optical deflector, the mirror portion is reciprocated around two axes, and the reflected light of the mirror portion is output as scanning light (eg, raster scan scanning light) for scanning in two dimensions. are doing. In this case, in order to reciprocate the mirror unit around each axis, actuators corresponding to each axis are equipped, and the reciprocating rotation of the mirror unit around one axis utilizes the resonance of the mirror unit. It has become common to do.

このような光偏向器では、アクチュエータの駆動電圧の変化に対する共振軸の回りのミラー部の往復回動の振幅変化の応答性は、非共振軸の回りのミラー部の往復回動の振幅変化の応答性より低い。したがって、照射範囲の大きさ等が変化する過渡期間では、照射範囲のアスペクト比が、目標のアスペクト比から大きくずれてしまうという問題が起きる。 In such an optical deflector, the responsiveness of the amplitude change of the reciprocating rotation of the mirror part around the resonance axis to the change of the drive voltage of the actuator is the amplitude change of the reciprocating rotation of the mirror part around the non-resonant axis. Less than responsive. Therefore, in the transient period in which the size of the irradiation range changes, there arises a problem that the aspect ratio of the irradiation range deviates significantly from the target aspect ratio.

特許文献１の光走査装置は、照射範囲を縮小するとき、ミラー部の共振側の往復回動に対して、ミラー部の可撓性包囲枠を狭めることにより、空気抵抗を増大させ、共振側の往復振動の振幅が速やかに減衰するようにしている。 When the irradiation range is reduced, the optical scanning apparatus of Patent Document 1 increases the air resistance by narrowing the flexible surrounding frame of the mirror portion with respect to the reciprocating rotation of the resonance side of the mirror portion, thereby increasing the air resistance on the resonance side. The amplitude of the reciprocating vibration of is quickly attenuated.

一方、特許文献２は、１次元のＭＥＭＳの光偏向器を光路上に直列に配置して、光源からの光が両光偏向器のミラー部を経て出射させることにより、２次元の走査方向を実現する光走査装置を開示する。 On the other hand, in Patent Document 2, a one-dimensional MEMS optical deflector is arranged in series on an optical path, and light from a light source is emitted through a mirror portion of both optical deflectors to obtain a two-dimensional scanning direction. The optical scanning device to be realized is disclosed.

特開２０１４−８５４８３号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2014-85483 特開２００５−１７３４３７号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2005-173437

特許文献１の光走査装置は、ミラー部の可撓性包囲枠を狭めることにより、空気抵抗を増大させて、ミラー部の共振側の振幅の減少応答性を高めているものの、ミラー部の共振側の振幅の増大応答性を改善することはできない。また、ＭＥＭＳの光偏向器に可撓性包囲枠を作り込むことは、光偏向器の構成を複雑にする。 In the optical scanning apparatus of Patent Document 1, the air resistance is increased by narrowing the flexible surrounding frame of the mirror portion to improve the responsiveness of reducing the amplitude on the resonance side of the mirror portion, but the resonance of the mirror portion is enhanced. The increased responsiveness of the side amplitude cannot be improved. Also, incorporating a flexible enclosure into the MEMS light deflector complicates the configuration of the light deflector.

本発明の目的は、光偏向器を複雑な構成にすることなく、アスペクト比を適切に制御しつつ照射範囲を拡大又は縮小することができる光走査装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide an optical scanning apparatus capable of expanding or decreasing the irradiation range while appropriately controlling the aspect ratio without making the optical deflector a complicated configuration.

本発明の光走査装置は、
光源と、
前記光源からの光を反射するミラー部と、該ミラー部を第１軸及び第２軸の回りにそれぞれ往復回動させる第１アクチュエータ及び第２アクチュエータとを有する光偏向器と、
前記ミラー部を前記第１軸の回りに共振周波数で往復回動させる第１駆動電圧を前記第１アクチュエータに供給する第１駆動部と、
前記ミラー部を前記第２軸の回りに前記共振周波数より低い非共振周波数で往復回動させる第２駆動電圧を前記第２アクチュエータに供給する第２駆動部と、
前記ミラー部を前記第１軸及び前記第２軸の回りに往復回動することにより前記ミラー部から出射する走査光をそれぞれ第１走査方向及び第２走査方向に走査して生成される照射範囲が第１照射範囲から該第１照射範囲とは異なる第２照射範囲に移行する過渡期間では、前記第２駆動電圧が前記第１照射範囲の第２走査幅に対応する値から前記第２照射範囲の第２走査幅に対応する値に移行する所要時間が、前記第１駆動電圧が前記第１照射範囲の第１走査幅に対応する値から前記第２照射範囲の第１走査幅に対応する値に移行する所要時間より長くなるように、前記第１駆動部及び前記第２駆動部を制御する制御部と、
を備えることを特徴とする。 The optical scanning device of the present invention
Light source and
An optical deflector having a mirror portion that reflects light from the light source, and a first actuator and a second actuator that reciprocate the mirror portion around the first axis and the second axis, respectively.
A first drive unit that supplies a first drive voltage that reciprocates the mirror unit around the first axis at a resonance frequency to the first actuator.
A second drive unit that supplies a second drive voltage that reciprocates the mirror unit around the second axis at a non-resonant frequency lower than the resonance frequency to the second actuator.
The irradiation range generated by scanning the scanning light emitted from the mirror portion in the first scanning direction and the second scanning direction by reciprocating the mirror portion around the first axis and the second axis, respectively. In the transition period from the first irradiation range to the second irradiation range different from the first irradiation range, the second irradiation from the value corresponding to the second scanning width of the first irradiation range. The time required to shift to the value corresponding to the second scanning width of the range corresponds to the first scanning width of the second irradiation range from the value corresponding to the first scanning width of the first irradiation range for the first drive voltage. A control unit that controls the first drive unit and the second drive unit so as to be longer than the time required to shift to the value to be performed.
It is characterized by having.

本発明によれば、照射範囲の過渡期間では、第２駆動電圧が第１照射範囲の第２走査幅に対応する値から第２照射範囲の第２走査幅に対応する値に変化する所要時間が、第１駆動電圧が第１照射範囲の第１走査幅に対応する値から第２照射範囲の第１走査幅に対応する値に変化する所要時間より長くなる。この結果、駆動電圧に対する振幅応答性の高い第２軸の回りのミラー部の往復回動の振幅が、駆動電圧に対する振幅応答性の低い第２軸の回りのミラー部の往復回動の振幅の変化に整合して変化する。合わせられる。これにより、光偏向器を複雑な構成にすることなく、アスペクト比を適切に制御しつつ照射範囲を拡大又は縮小することができる。 According to the present invention, during the transient period of the irradiation range, the time required for the second drive voltage to change from the value corresponding to the second scanning width of the first irradiation range to the value corresponding to the second scanning width of the second irradiation range. However, it is longer than the time required for the first drive voltage to change from the value corresponding to the first scanning width of the first irradiation range to the value corresponding to the first scanning width of the second irradiation range. As a result, the amplitude of the reciprocating rotation of the mirror portion around the second axis having a high amplitude response to the drive voltage is the amplitude of the reciprocating rotation of the mirror portion around the second axis having a low amplitude response to the drive voltage. It changes in line with the change. Can be matched. As a result, the irradiation range can be expanded or contracted while appropriately controlling the aspect ratio without making the optical deflector a complicated configuration.

好ましくは、本発明の光走査装置は、
さらに、前記第１軸の回りの前記ミラー部の往復回動の振幅を検出する検出器を備え、
前記制御部は、前記過渡期間において、前記検出器が検出した振幅に応じて前記第２駆動電圧の振幅が変化するように、前記第２駆動部を制御する。 Preferably, the optical scanning apparatus of the present invention is
Further, a detector for detecting the amplitude of the reciprocating rotation of the mirror portion around the first axis is provided.
The control unit controls the second drive unit so that the amplitude of the second drive voltage changes according to the amplitude detected by the detector during the transition period.

この構成によれば、過渡期間において、第２駆動電圧が、第１軸の回りのミラー部の往復回動の振幅に応じた値に制御される。これにより、照射範囲の過渡期間における光偏向器の共振及び非共振の両往復回動の整合精度を高めることができる。 According to this configuration, in the transient period, the second drive voltage is controlled to a value corresponding to the amplitude of the reciprocating rotation of the mirror portion around the first axis. As a result, it is possible to improve the matching accuracy of both resonant and non-resonant reciprocating rotations of the optical deflector during the transient period of the irradiation range.

好ましくは、本発明の光走査装置において、前記第１照射範囲のアスペクト比と前記第２照射範囲のアスペクト比とが等しいときは、前記過渡期間に前記検出器が検出した振幅に対応する前記第１走査幅に対して前記等しいアスペクト比が達成される第２走査幅に対応する第２駆動電圧を前記第２駆動部が出力するように、前記制御部が前記第２駆動部を制御する。 Preferably, in the optical scanning apparatus of the present invention, when the aspect ratio of the first irradiation range and the aspect ratio of the second irradiation range are equal, the second irradiation corresponding to the amplitude detected by the detector during the transition period. The control unit controls the second drive unit so that the second drive unit outputs a second drive voltage corresponding to the second scan width in which the same aspect ratio is achieved with respect to one scan width.

この構成によれば、過渡期間のアスペクト比が一定に維持されるので、照射範囲の画像の歪みを抑制することができる。 According to this configuration, since the aspect ratio during the transition period is kept constant, distortion of the image in the irradiation range can be suppressed.

好ましくは、本発明の光走査装置において、前記制御部は、前記過渡期間において前記第２駆動電圧の振幅が、段階的に、かつ前記第２走査方向の前記走査光の走査の転換に同期して、前記第１照射範囲の第２走査幅に対応する振幅から前記第２照射範囲の第２走査幅に対応する振幅に変更されるように、前記第２駆動部を制御する。 Preferably, in the optical scanning apparatus of the present invention, the control unit synchronizes the amplitude of the second driving voltage with the conversion of scanning of the scanning light in the second scanning direction stepwise during the transient period. Therefore, the second drive unit is controlled so that the amplitude corresponding to the second scanning width of the first irradiation range is changed to the amplitude corresponding to the second scanning width of the second irradiation range.

この構成によれば、過渡期間において、第２駆動電圧の振幅が、段階的に、かつ前記第２走査方向の前記走査光の走査の転換に同期して、前記第１照射範囲の第２走査幅に対応する振幅から前記第２照射範囲の第２走査幅に対応する振幅に変更される。これにより、走査光が照射範囲を第２走査方向の両端間を走査するフレーム期間では、第２走査方向の走査光の走査間隔が等しく維持される。この結果、過渡期間における画像の歪みを抑制することができる。 According to this configuration, during the transient period, the amplitude of the second drive voltage is stepwise and synchronized with the conversion of the scan light in the second scan direction to scan the second scan of the first irradiation range. The amplitude corresponding to the width is changed to the amplitude corresponding to the second scanning width of the second irradiation range. As a result, the scanning intervals of the scanning light in the second scanning direction are maintained equal during the frame period in which the scanning light scans the irradiation range between both ends in the second scanning direction. As a result, image distortion during the transition period can be suppressed.

好ましくは、本発明の光走査装置において、前記制御部は、前記過渡期間の開始と同時に、前記第１駆動電圧が、前記第１照射範囲の第１走査幅に対応する値から前記第２照射範囲の第１走査幅に対応する値に切り替わるように、前記第１駆動部を制御する。 Preferably, in the optical scanning apparatus of the present invention, the control unit simultaneously starts the second irradiation from a value at which the first driving voltage corresponds to the first scanning width of the first irradiation range. The first driving unit is controlled so as to switch to a value corresponding to the first scanning width of the range.

この構成によれば、第１駆動電圧は、過渡期間の開始と同時に、第１照射範囲の第１走査幅に対応する値から第２照射範囲の第１走査幅に対応する値に切り替えられる。これにより、第１駆動電圧の制御を簡単化することができる。 According to this configuration, the first drive voltage is switched from the value corresponding to the first scanning width of the first irradiation range to the value corresponding to the first scanning width of the second irradiation range at the same time as the start of the transient period. This makes it possible to simplify the control of the first drive voltage.

好ましくは、本発明の光走査装置において、
前記第１アクチュエータは、前記第１軸に沿って前記ミラー部の両側から突出する１対のトーションバーに、前記第２軸に対して平行方向の両側から結合して、前記１対のトーションバーを前記第１軸の回りに往復回動させる１対の圧電アクチュエータを含み、
前記第１駆動部は、
前記第１駆動電圧を前記１対の圧電アクチュエータの一方及び他方に別々に供給し、
前記制御部は、
前記一方の圧電アクチュエータの第１駆動電圧としての一方の第１駆動電圧と前記他方の圧電アクチュエータの第１駆動電圧としての他方の第１駆動電圧とが、相互に逆位相となり、かつ前記一方の第１駆動電圧の振幅と、前記他方の第１駆動電圧の振幅とが、前記共振周波数の半周期ずれで段階的に変化するように、前記第１駆動部を制御する。 Preferably, in the optical scanning apparatus of the present invention,
The first actuator is coupled to a pair of torsion bars projecting from both sides of the mirror portion along the first axis from both sides in a direction parallel to the second axis, and the pair of torsion bars. Includes a pair of piezoelectric actuators that reciprocate around the first axis.
The first drive unit
The first drive voltage is separately supplied to one and the other of the pair of piezoelectric actuators.
The control unit
One first drive voltage as the first drive voltage of the one piezoelectric actuator and the other first drive voltage as the first drive voltage of the other piezoelectric actuator are in opposite phase to each other, and one of the above. The first drive unit is controlled so that the amplitude of the first drive voltage and the amplitude of the other first drive voltage change stepwise with a half-cycle deviation of the resonance frequency.

この構成によれば、１対の圧電アクチュエータの一方の圧電アクチュエータの第１駆動電圧としての一方の第１駆動電圧と他方の圧電アクチュエータの第１駆動電圧としての他方の第１駆動電圧とが、相互に逆位相となり、かつ一方の第１駆動電圧の振幅と、他方の第１駆動電圧の振幅とが、共振周波数の半周期ずれで段階的に変化する。これにより、過渡期間における第１軸回りのミラー部の振幅の直線変位性が高まって、照射範囲の過渡期間における光偏向器の共振及び非共振の両往復回動の整合精度を高めることができる。 According to this configuration, one first drive voltage as the first drive voltage of one piezoelectric actuator of the pair of piezoelectric actuators and the other first drive voltage as the first drive voltage of the other piezoelectric actuator are set. The phases are opposite to each other, and the amplitude of one first drive voltage and the amplitude of the other first drive voltage change stepwise by a half-cycle shift of the resonance frequency. As a result, the linear displacement of the amplitude of the mirror portion around the first axis in the transient period is enhanced, and the matching accuracy of both resonant and non-resonant reciprocating rotations of the optical deflector in the transient period of the irradiation range can be improved. ..

本発明の別の光走査装置は、
光源と、
第１ミラー部と、該第１ミラー部を第１軸の回りに共振周波数で往復回動させる第１アクチュエータとを有する第１光偏向器と、
第２ミラー部と、該第２ミラー部を第２軸の回りに前記共振周波数より低い非共振周波数で往復回動させる第２アクチュエータとを有する第２光偏向器と、
前記第１光偏向器の前記第１軸の回りの前記第１ミラー部の往復回動の振幅を検出する検出器と、
前記第１ミラー部を前記第１軸の回りに往復回動させる第１駆動電圧を前記第１アクチュエータに供給する第１駆動部と、
前記第２ミラー部を前記第２軸の回りに往復回動させる第２駆動電圧を前記第２アクチュエータに供給する第２駆動部と、
前記第１駆動部及び前記第２駆動部を制御して、前記第１駆動電圧と前記第２駆動電圧とを制御する制御部と、
を備え、
前記光源の出射光の光路が、前記第１光偏向器の前記第１ミラー部及び前記第２光偏向器の前記第２ミラー部の一方のミラー部で反射してから、他方のミラー部に進むように、形成され、
前記制御部は、前記第１ミラー部及び前記第２ミラー部がそれぞれ前記第１軸及び前記第２軸の回りに往復回動することにより前記他方のミラー部から出射する走査光をそれぞれ第１走査方向に第１走査幅で及び第２走査方向に第２走査幅で走査して生成される照射範囲が第１照射範囲から該第１照射範囲とは異なる第２照射範囲に移行する過渡期間では、前記検出器が検出した振幅に応じて前記第２駆動電圧の振幅が変化するように、前記第２駆動部を制御する。 Another optical scanning device of the present invention is
Light source and
A first optical deflector having a first mirror portion and a first actuator that reciprocates the first mirror portion around a first axis at a resonance frequency.
A second optical deflector having a second mirror portion and a second actuator that reciprocates the second mirror portion around the second axis at a non-resonant frequency lower than the resonance frequency.
A detector that detects the amplitude of the reciprocating rotation of the first mirror portion around the first axis of the first light deflector, and a detector.
A first drive unit that supplies a first drive voltage that reciprocates the first mirror unit around the first axis to the first actuator, and a first drive unit.
A second drive unit that supplies a second drive voltage that reciprocates the second mirror unit around the second axis to the second actuator, and a second drive unit.
A control unit that controls the first drive unit and the second drive unit to control the first drive voltage and the second drive voltage.
With
The optical path of the emitted light of the light source is reflected by one mirror portion of the first mirror portion of the first light deflector and the second mirror portion of the second light deflector, and then reflected on the other mirror portion. Formed to move forward,
The control unit first emits scanning light emitted from the other mirror unit when the first mirror unit and the second mirror unit reciprocate around the first axis and the second axis, respectively. A transient period in which the irradiation range generated by scanning with the first scanning width in the scanning direction and the second scanning width in the second scanning direction shifts from the first irradiation range to the second irradiation range different from the first irradiation range. Then, the second drive unit is controlled so that the amplitude of the second drive voltage changes according to the amplitude detected by the detector.

本発明によれば、過渡期間において、第２駆動電圧が、第１軸の回りのミラー部の往復回動の振幅に応じた値に制御される。これにより、照射範囲の過渡期間における光偏向器の共振及び非共振の両往復回動の整合精度を高めることができる。 According to the present invention, in the transient period, the second drive voltage is controlled to a value corresponding to the amplitude of the reciprocating rotation of the mirror portion around the first axis. As a result, it is possible to improve the matching accuracy of both resonant and non-resonant reciprocating rotations of the optical deflector during the transient period of the irradiation range.

映像装置の構成図。Configuration diagram of the video device. 光偏向器の正面図。Front view of the light deflector. 制御装置の具体的な構成図。A concrete configuration diagram of the control device. 制御装置が照射範囲の過渡期間にアスペクト比管理制御が行われないときの駆動電圧等の変化を示した図。The figure which showed the change of the drive voltage etc. when the aspect ratio management control is not performed in the transient period of an irradiation range of a control device. 制御装置が照射範囲の過渡期間にアスペクト比管理制御を行うときの駆動電圧等の変化を示した図。The figure which showed the change of the drive voltage, etc. when the control device performs aspect ratio management control in the transient period of the irradiation range. 過渡期間における映像装置１による駆動電圧制御方法のフローチャート。The flowchart of the drive voltage control method by the image apparatus 1 in the transition period. 光偏向器から内側圧電アクチュエータへの駆動電圧の模式図。Schematic diagram of the drive voltage from the optical deflector to the inner piezoelectric actuator. 過渡期間における駆動電圧の振幅の時間変化を示す図。The figure which shows the time change of the amplitude of the drive voltage in a transient period. 過渡期間におけるさらに改善した駆動電圧の制御を示す図。The figure which shows the further improved drive voltage control in the transition period. 二軸式の光偏向器の代わりに一軸式の光偏向器を２つ備える映像装置の構成図。The block diagram of the image apparatus which comprises two uniaxial type optical deflectors instead of the biaxial type optical deflectors.

［第１実施形態／構成］
図１は、映像装置１の構成図である。映像装置１は、光走査装置の一例である。映像装置１は、レーザ光源２、光偏向器３及び制御装置４を備える。光偏向器３は、圧電センサ３８を含む。レーザ光源２から出射した出射光Ｌｏは、光偏向器３により偏向され、光偏向器３から走査光Ｌｓとなって出射する。 [First Embodiment / Configuration]
FIG. 1 is a configuration diagram of the video apparatus 1. The image device 1 is an example of an optical scanning device. The image device 1 includes a laser light source 2, a light deflector 3, and a control device 4. The optical deflector 3 includes a piezoelectric sensor 38. The emitted light Lo emitted from the laser light source 2 is deflected by the optical deflector 3 and emitted as scanning light Ls from the optical deflector 3.

照射範囲８は、走査光Ｌｓが走査する照射範囲である。ここでは、照射範囲８は、スクリーン上に生成されている。走査光Ｌｓがスクリーン上を走査すると、スクリーン上の走査光Ｌｓの照射点が軌跡Ｃｒとなり、軌跡Ｃｒを囲う最小の矩形が照射範囲８となる。 The irradiation range 8 is an irradiation range scanned by the scanning light Ls. Here, the irradiation range 8 is generated on the screen. When the scanning light Ls scans on the screen, the irradiation point of the scanning light Ls on the screen becomes the locus Cr, and the smallest rectangle surrounding the locus Cr becomes the irradiation range 8.

スクリーンは、鉛直に起立している矩形のスクリーンを想定している。以下、スクリーン及び照射範囲８において鉛直方向水平方向をそれぞれ縦方向及び横方向と言う。また、照射範囲８の縦方向及び横方向の寸法をそれぞれ縦走査幅Ｗｖ及び横走査幅Ｗｈ（図４）という。横走査幅Ｗｈ及び縦走査幅Ｗｖは、それぞれ本発明の第１走査幅及び第２走査幅に相当する。 The screen is assumed to be a rectangular screen that stands vertically. Hereinafter, the vertical horizontal direction in the screen and the irradiation range 8 will be referred to as a vertical direction and a horizontal direction, respectively. The vertical and horizontal dimensions of the irradiation range 8 are referred to as a vertical scanning width Wv and a horizontal scanning width Wh (FIG. 4), respectively. The horizontal scanning width Wh and the vertical scanning width Wv correspond to the first scanning width and the second scanning width of the present invention, respectively.

制御装置４は、照射範囲８の位置（照射範囲８の位置は、照射範囲８の中心位置で定義する。）、横走査幅Ｗｈ、縦走査幅Ｗｖ、及びにアスペクト比（＝Ｗｈ：Ｗｖ）を後述の駆動電圧Ｖｄｈ，Ｖｄｖを制御して、変更する。なお、光走査装置としての映像装置１が車両に搭載されるとき、路面が照射範囲８となる。 The control device 4 has a position of the irradiation range 8 (the position of the irradiation range 8 is defined by the center position of the irradiation range 8), a horizontal scanning width Wh, a vertical scanning width Wv, and an aspect ratio (= Wh: Wv). Is changed by controlling the drive voltages Vdh and Vdv described later. When the image device 1 as an optical scanning device is mounted on a vehicle, the road surface has an irradiation range of 8.

なお、照射範囲８における走査光Ｌｓの縦方向の走査は、横軸Ｌｘの回りのミラー部３１の往復回動によって行われる。また、照射範囲８における走査光Ｌｓの横方向の走査は、縦軸Ｌｙの回りのミラー部３１の往復回動によって行われる。横軸Ｌｘの回りのミラー部３１の往復回動には、ミラー部３１の非共振が利用され、縦軸Ｌｙの回りのミラー部３１の往復回動には、ミラー部３１の共振が利用される。 The vertical scanning of the scanning light Ls in the irradiation range 8 is performed by the reciprocating rotation of the mirror portion 31 around the horizontal axis Lx. Further, the lateral scanning of the scanning light Ls in the irradiation range 8 is performed by the reciprocating rotation of the mirror portion 31 around the vertical axis Ly. The non-resonance of the mirror unit 31 is used for the reciprocating rotation of the mirror unit 31 around the horizontal axis Lx, and the resonance of the mirror unit 31 is used for the reciprocating rotation of the mirror unit 31 around the vertical axis Ly. To.

制御装置４は、第１駆動部１１、第２駆動部１２及び制御部１３を備える。制御部１３は、第１駆動部１１及び第２駆動部１２を制御するとともに、レーザ光源２の点灯、消灯、及び点灯期間中の光度を制御する。制御部１３は、各時点のレーザ光源２の光度を制御して、照射範囲８上の走査光Ｌｓの各時点の強度を増減する。これにより、軌跡Ｃｒの各点における照度が変化して、照射範囲８に映像４５が生成される。 The control device 4 includes a first drive unit 11, a second drive unit 12, and a control unit 13. The control unit 13 controls the first drive unit 11 and the second drive unit 12, and also controls the lighting, extinguishing, and luminous intensity of the laser light source 2 during the lighting period. The control unit 13 controls the luminous intensity of the laser light source 2 at each time point to increase or decrease the intensity of the scanning light Ls on the irradiation range 8 at each time point. As a result, the illuminance at each point of the locus Cr changes, and the image 45 is generated in the irradiation range 8.

図２は、光偏向器３の正面図である。光偏向器３は、ＭＥＭＳであり、ミラー部３１、トーションバー３２ａ，３２ｂ、内側圧電アクチュエータ３３ａ，３３ｂ，可動枠３４、外側圧電アクチュエータ３５ａ，３５ｂ，及び固定枠３６を備える。光偏向器３は、正面視で横長の矩形となっている。ミラー部３１は、円形の光偏向器３の中心に配置される。 FIG. 2 is a front view of the light deflector 3. The optical deflector 3 is a MEMS and includes a mirror portion 31, torsion bars 32a and 32b, inner piezoelectric actuators 33a and 33b, a movable frame 34, outer piezoelectric actuators 35a and 35b, and a fixed frame 36. The light deflector 3 has a horizontally long rectangle when viewed from the front. The mirror portion 31 is arranged at the center of the circular light deflector 3.

光偏向器３の構成の説明の便宜上、３次元の直交座標軸を定義する。該直交座標軸は、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸の３軸から成り、原点Ｏはミラー部３１の中心に設定される。Ｘ軸及びＹ軸は、それぞれ、正面視が矩形である光偏向器３の長辺及び短辺に平行に設定される。Ｚ軸は光偏向器３の厚みに平行に設定される。 For convenience of explaining the configuration of the optical deflector 3, a three-dimensional orthogonal coordinate axes are defined. The orthogonal coordinate axes are composed of three axes, an X axis, a Y axis, and a Z axis, and the origin O is set at the center of the mirror portion 31. The X-axis and the Y-axis are set parallel to the long side and the short side of the optical deflector 3 whose front view is rectangular, respectively. The Z axis is set parallel to the thickness of the light deflector 3.

さらに、横軸Ｌｘ及び縦軸Ｌｙを定義する。横軸Ｌｘ及び縦軸Ｌｙは、ミラー部３１が往復回動する２軸に相当する。ミラー部３１が真正面を向いている時、横軸Ｌｘ及び縦軸ＬｙはそれぞれＸ軸及びＹ軸重なる。ミラー部３１の運動に伴い、横軸Ｌｘ及び縦軸Ｌｙも運動する。 Further, the horizontal axis Lx and the vertical axis Ly are defined. The horizontal axis Lx and the vertical axis Ly correspond to two axes in which the mirror portion 31 reciprocates. When the mirror portion 31 faces directly in front, the horizontal axis Lx and the vertical axis Ly overlap the X-axis and the Y-axis, respectively. Along with the movement of the mirror unit 31, the horizontal axis Lx and the vertical axis Ly also move.

内側圧電アクチュエータ３３ａ，３３ｂは、Ｘ軸方向にミラー部３１の両側に配置され、Ｙ軸の方向に縦長の楕円状の枠を形成して、ミラー部３１を包囲する。可動枠３４は、内側圧電アクチュエータ３３ａ，３３ｂの対が形成する枠と相似の形状を有し、内側圧電アクチュエータ３３ａ，３３ｂの対を包囲する。 The inner piezoelectric actuators 33a and 33b are arranged on both sides of the mirror portion 31 in the X-axis direction, form a vertically long elliptical frame in the Y-axis direction, and surround the mirror portion 31. The movable frame 34 has a shape similar to the frame formed by the pair of the inner piezoelectric actuators 33a and 33b, and surrounds the pair of the inner piezoelectric actuators 33a and 33b.

トーションバー３２ａ，３２ｂは、縦軸Ｌｙに沿ってミラー部３１から反対方向に突出し、中間において内側圧電アクチュエータ３３ａ，３３ｂに結合し、先端において可動枠３４の内周に結合する。圧電センサ３８は、トーションバー３２ａに設けられている。 The torsion bars 32a and 32b project in the opposite direction from the mirror portion 31 along the vertical axis Ly, are coupled to the inner piezoelectric actuators 33a and 33b in the middle, and are coupled to the inner circumference of the movable frame 34 at the tip. The piezoelectric sensor 38 is provided on the torsion bar 32a.

詳細には、トーションバー３２ａにおいて、内側圧電アクチュエータ３３ａ，３３ｂとの結合部位の表面側に圧電膜が形成されており、この圧電膜が圧電センサ３８として使用される。内側圧電アクチュエータ３３ａ，３３ｂの圧電膜には、制御装置４からの駆動電圧が供給されるのに対し、圧電センサ３８の圧電膜は、トーションバー３２ａのねじれ変位に対応する電圧が生成され、この生成電圧が制御装置４に贈られる。トーションバー３２ａのねじれの変位量は、縦軸Ｌｙの回りのミラー部３１の回動位置に対応する。 Specifically, in the torsion bar 32a, a piezoelectric film is formed on the surface side of the coupling site with the inner piezoelectric actuators 33a and 33b, and this piezoelectric film is used as the piezoelectric sensor 38. The drive voltage from the control device 4 is supplied to the piezoelectric films of the inner piezoelectric actuators 33a and 33b, whereas the piezoelectric film of the piezoelectric sensor 38 generates a voltage corresponding to the torsional displacement of the torsion bar 32a. The generated voltage is donated to the control device 4. The amount of torsional displacement of the torsion bar 32a corresponds to the rotational position of the mirror portion 31 around the vertical axis Ly.

なお、圧電センサ３８は、トーションバー３２ａではなく、内側圧電アクチュエータ３３ａ，３３ｂの先端部、すなわちトーションバー３２ａ，３２ｂとの結合端部にそれぞれ又は一方のみに設けることもできる。Ｙ軸回りのミラー部３１の回動位置に応じた応力が生じる箇所であれば、トーションバー３２ａや、内側圧電アクチュエータ３３ａ，３３ｂの先端部以外の箇所に設けることができる。 The piezoelectric sensor 38 may be provided not at the torsion bar 32a but at the tips of the inner piezoelectric actuators 33a and 33b, that is, at the coupling ends with the torsion bars 32a and 32b, respectively, or only at one of them. As long as the stress is generated according to the rotation position of the mirror portion 31 around the Y axis, it can be provided at a location other than the torsion bar 32a and the tips of the inner piezoelectric actuators 33a and 33b.

外側圧電アクチュエータ３５ａ，３５ｂは、Ｘ軸方向に可動枠３４の両側に配置され、可動枠３４と固定枠３６との間に介在している。外側圧電アクチュエータ３５ａ，３５ｂの各々は、ミアンダパターンの配列で連結された複数の圧電カンチレバー３７から構成される。各圧電カンチレバー３７は、Ｙ軸に平行に揃えられている。 The outer piezoelectric actuators 35a and 35b are arranged on both sides of the movable frame 34 in the X-axis direction, and are interposed between the movable frame 34 and the fixed frame 36. Each of the outer piezoelectric actuators 35a and 35b is composed of a plurality of piezoelectric cantilever 37s connected in an array of meander patterns. Each piezoelectric cantilever 37 is aligned parallel to the Y-axis.

複数の電極パッド３９ａ，３９ｂは、固定枠３６の各縦辺部に形成され、光偏向器３の共通の下側電極層（アース電極層）、内側圧電アクチュエータ３３、外側圧電アクチュエータ３５及び圧電センサ３８の個々の上側電極層に配線（図示せず）を介して接続されている。 The plurality of electrode pads 39a and 39b are formed on each vertical side portion of the fixed frame 36, and are a common lower electrode layer (earth electrode layer) of the optical deflector 3, an inner piezoelectric actuator 33, an outer piezoelectric actuator 35, and a piezoelectric sensor. It is connected to each of the 38 upper electrode layers via wiring (not shown).

以降、光偏向器３において、添え字ａ，ｂ付きの各要素について、個々に区別しないときは、ａ，ｂを省略した数字のみで総称する。 Hereinafter, in the optical deflector 3, when each element with the subscripts a and b is not individually distinguished, the numbers a and b are omitted and are collectively referred to.

図３は、制御装置４の具体的な構成図である。制御装置４は、画像データ生成部１０１、情報入力部１０２、非共振信号生成部１０３、センサ信号処理部１０４、共振駆動信号生成部１０５、レーザ駆動回路１０６及び走査ミラー駆動回路１０７を備える。 FIG. 3 is a specific configuration diagram of the control device 4. The control device 4 includes an image data generation unit 101, an information input unit 102, a non-resonant signal generation unit 103, a sensor signal processing unit 104, a resonance drive signal generation unit 105, a laser drive circuit 106, and a scanning mirror drive circuit 107.

画像データ生成部１０１、情報入力部１０２、非共振信号生成部１０３、センサ信号処理部１０４及び共振駆動信号生成部１０５は、制御部１３を構成する。走査ミラー駆動回路１０７は、第１駆動部１１及び第２駆動部１２を構成する。走査ミラー駆動回路１０７は、光源駆動部を構成する。 The image data generation unit 101, the information input unit 102, the non-resonant signal generation unit 103, the sensor signal processing unit 104, and the resonance drive signal generation unit 105 constitute a control unit 13. The scanning mirror drive circuit 107 constitutes a first drive unit 11 and a second drive unit 12. The scanning mirror drive circuit 107 constitutes a light source drive unit.

画像データ生成部１０１は、入力映像情報を外部から受信する。情報入力部１０２は、照射範囲情報及びアスペクト比情報を外部から受信する。画像データ生成部１０１は、画素データを生成し、レーザ駆動回路１０６に出力する。情報入力部１０２は、アスペクト比及び照射範囲の信号を生成し、それぞれ非共振信号生成部１０３及び共振駆動信号生成部１０５に出力する。 The image data generation unit 101 receives the input video information from the outside. The information input unit 102 receives irradiation range information and aspect ratio information from the outside. The image data generation unit 101 generates pixel data and outputs it to the laser drive circuit 106. The information input unit 102 generates signals of the aspect ratio and the irradiation range, and outputs the signals to the non-resonant signal generation unit 103 and the resonance drive signal generation unit 105, respectively.

非共振信号生成部１０３は、走査ミラー駆動回路１０７に非共振駆動波形の信号を出力する。共振駆動信号生成部１０５は、共振駆動波形の信号をセンサ信号処理部１０４及び走査ミラー駆動回路１０７に出力する。走査ミラー駆動回路１０７は、光偏向器３と信号を送受する。光偏向器３から走査ミラー駆動回路１０７に出力される信号には、圧電センサ３８の検出信号が含まれる。走査ミラー駆動回路１０７から光偏向器３に送られる信号には、内側圧電アクチュエータ３３及び可動枠３４への駆動電圧が含まれる。 The non-resonant signal generation unit 103 outputs a signal having a non-resonant drive waveform to the scanning mirror drive circuit 107. The resonance drive signal generation unit 105 outputs a signal of the resonance drive waveform to the sensor signal processing unit 104 and the scanning mirror drive circuit 107. The scanning mirror drive circuit 107 sends and receives signals to and from the optical deflector 3. The signal output from the optical deflector 3 to the scanning mirror drive circuit 107 includes the detection signal of the piezoelectric sensor 38. The signal sent from the scanning mirror drive circuit 107 to the optical deflector 3 includes a drive voltage to the inner piezoelectric actuator 33 and the movable frame 34.

走査ミラー駆動回路１０７は、センサ信号処理部１０４に圧電センサ３８のセンサ信号を出力する。該センサ信号には、圧電センサ３８が検出した縦軸Ｌｙの回りのミラー部３１の回動角の信号が含まれる。センサ信号処理部１０４は、共振走査振幅情報及び位相差情報を生成し、それぞれ非共振信号生成部１０３及び共振駆動信号生成部１０５に出力する。 The scanning mirror drive circuit 107 outputs the sensor signal of the piezoelectric sensor 38 to the sensor signal processing unit 104. The sensor signal includes a signal of the rotation angle of the mirror portion 31 around the vertical axis Ly detected by the piezoelectric sensor 38. The sensor signal processing unit 104 generates resonance scanning amplitude information and phase difference information, and outputs them to the non-resonance signal generation unit 103 and the resonance drive signal generation unit 105, respectively.

［第１実施形態／作用］
図４は、制御装置４が照射範囲８の過渡期間Ｔａにアスペクト比管理制御が行われないときの駆動電圧等の変化を示した図である。これに対し、図５は、制御装置４が照射範囲８の過渡期間Ｔａにアスペクト比管理制御が行われないときの駆動電圧等の変化を示した図である。なお、当然ながら、本発明の実施形態としての映像装置１では、制御装置４は、照射範囲８の過渡期間Ｔａにアスペクト比管理制御を行っている。図４は、図５との比較のために示したものである。 [First Embodiment / Action]
FIG. 4 is a diagram showing changes in the drive voltage and the like when the aspect ratio management control is not performed by the control device 4 during the transient period Ta of the irradiation range 8. On the other hand, FIG. 5 is a diagram showing changes in the drive voltage and the like when the aspect ratio management control is not performed in the transient period Ta of the irradiation range 8 by the control device 4. As a matter of course, in the image device 1 as the embodiment of the present invention, the control device 4 performs the aspect ratio management control during the transient period Ta of the irradiation range 8. FIG. 4 is shown for comparison with FIG.

図４及び図５において、定常期間Ｔｂは、過渡期間Ｔａの前後の期間を意味する。時刻ｔ１及び時刻ｔ２は、それぞれ過渡期間Ｔａの開始時刻及び終了時刻である。 In FIGS. 4 and 5, the steady-state period Tb means the period before and after the transient period Ta. The time t1 and the time t2 are the start time and the end time of the transition period Ta, respectively.

８ｓ，８ｅは、それぞれ時刻ｔ１，ｔ２の照射範囲である。８ｍは、過渡期間Ｔａの照射範囲である。以降、個々の照射範囲を区別しないときは、添え字を省略して、照射範囲８で総称する。照射範囲８には、映像４５が生成される。映像４５の説明の便宜上、定常期間Ｔｂにおける映像４５は、中心に白色の円が表示される。 8s and 8e are irradiation ranges at times t1 and t2, respectively. 8 m is the irradiation range of the transition period Ta. Hereinafter, when the individual irradiation ranges are not distinguished, the subscripts are omitted and the irradiation range 8 is generically referred to. An image 45 is generated in the irradiation range 8. For convenience of explanation of the image 45, a white circle is displayed in the center of the image 45 in the steady period Tb.

過渡期間Ｔａにおいて、照射範囲８のアスペクト比が照射範囲８ｓのアスペクト比からずれると、定常期間Ｔｂにおける映像４５内の円が楕円に変化する。図４の照射範囲８ｍでは、映像４５内の白色の図形が楕円になっている。これに対し、図５の照射範囲８ｍ１，８ｍ２では、映像４５内の白色の図形は円になっている。 When the aspect ratio of the irradiation range 8 deviates from the aspect ratio of the irradiation range 8s in the transient period Ta, the circle in the image 45 in the steady period Tb changes to an ellipse. In the irradiation range of 8 m in FIG. 4, the white figure in the image 45 is an ellipse. On the other hand, in the irradiation range of 8 m1 and 8 m2 in FIG. 5, the white figure in the image 45 is a circle.

図４及び図５において、Ｖｄｈ及びＶｄｖは、それぞれ第１駆動電圧及び第２駆動電圧に相当し、それぞれ第１駆動部１１及び第２駆動部１２が内側圧電アクチュエータ３３及び外側圧電アクチュエータ３５に出力する駆動電圧である。横走査幅Ｗｈ及び縦走査幅Ｗｖは、照射範囲８の横幅及び縦幅である。 In FIGS. 4 and 5, Vdh and Vdv correspond to the first drive voltage and the second drive voltage, respectively, and the first drive unit 11 and the second drive unit 12 output to the inner piezoelectric actuator 33 and the outer piezoelectric actuator 35, respectively. The drive voltage to be used. The horizontal scanning width Wh and the vertical scanning width Wv are the horizontal width and the vertical width of the irradiation range 8.

図４のアスペクト比管理無しの過渡期間Ｔａから説明する。制御装置４の制御部１３は、時刻ｔ１で照射範囲８ｓから照射範囲８ｅに変更する指示情報を受信する。該指示情報には、変更後の照射範囲である照射範囲８ｅについて、その横走査幅Ｗｈ、縦走査幅Ｗｖ、及び中心位置の情報が含まれる。 The transition period Ta without aspect ratio management in FIG. 4 will be described first. The control unit 13 of the control device 4 receives instruction information for changing the irradiation range 8s to the irradiation range 8e at time t1. The instruction information includes information on the horizontal scanning width Wh, the vertical scanning width Wv, and the center position of the irradiation range 8e, which is the changed irradiation range.

図示の例では、照射範囲８ｓと照射範囲８ｅとは、中心位置が同一であり、大きさ（サイズ）は、照射範囲８ｅの方が照射範囲８ｓより大きくなっている。 In the illustrated example, the irradiation range 8s and the irradiation range 8e have the same center position, and the size (size) of the irradiation range 8e is larger than that of the irradiation range 8s.

制御部１３は、時刻ｔ１に、直ちに、すなわち過渡期間Ｔａの開始と同時に、はその出力としての駆動電圧Ｖｄｈを値Ｖｄｈ１から値Ｖｄｈ２に切り替えさせる。また、図４の駆動電圧制御では、制御部１３は、第２駆動部１２に対しても、過渡期間Ｔａの開始と同時に、その出力としての駆動電圧Ｖｄｖを値Ｖｄｖ１から値Ｖｄｖ２に切り替えさせる。 The control unit 13 causes the drive voltage Vdh as its output to be switched from the value Vdh1 to the value Vdh2 immediately at time t1, that is, at the same time as the start of the transient period Ta. Further, in the drive voltage control of FIG. 4, the control unit 13 causes the second drive unit 12 to switch the drive voltage Vdv as its output from the value Vdv1 to the value Vdv2 at the same time as the start of the transient period Ta.

ここで、値Ｖｄｈ１，Ｖｄｖ１は、照射範囲８ｓの横走査幅Ｗｈ（＝値Ｗｈ１）及び縦走査幅Ｗｖ（値Ｗｖ１）に対応する駆動電圧Ｖｄｈ，Ｖｄｖの値である。値Ｖｄｈ２，Ｖｄｖ２は、照射範囲８ｅの横走査幅Ｗｈ（＝値Ｗｈ２）及び縦走査幅Ｗｖ（＝値Ｗｖ２）に対応する駆動電圧Ｖｄｈ，Ｖｄｖの値である。 Here, the values Vdh1 and Vdv1 are the values of the drive voltages Vdh and Vdv corresponding to the horizontal scanning width Wh (= value Wh1) and the vertical scanning width Wv (value Wv1) in the irradiation range 8s. The values Vdh2 and Vdv2 are the values of the drive voltages Vdh and Vdv corresponding to the horizontal scanning width Wh (= value Wh2) and the vertical scanning width Wv (= value Wv2) in the irradiation range 8e.

縦軸Ｌｙの回りのミラー部３１の往復回動は、共振であるので、横走査幅Ｗｈは、値Ｗｈ１から値Ｗｈ２に緩慢に変化し、過渡期間Ｔａが終了する時刻ｔ２にようやく値Ｗｈ２に達する。これに対し、横軸Ｌｘの回りのミラー部３１の往復回動は、非共振であるので、縦走査幅Ｗｖは、値Ｗｖ２から値Ｗｖ２に直ちに、すなわち時刻ｔ１に切り替わる。 Since the reciprocating rotation of the mirror portion 31 around the vertical axis Ly is resonance, the lateral scanning width Wh slowly changes from the value Wh1 to the value Wh2, and finally reaches the value Wh2 at the time t2 when the transition period Ta ends. Reach. On the other hand, since the reciprocating rotation of the mirror portion 31 around the horizontal axis Lx is non-resonant, the vertical scanning width Wv immediately switches from the value Wv2 to the value Wv2, that is, at time t1.

この結果、図４の駆動電圧制御では、過渡期間Ｔａの照射範囲８ｍのアスペクト比≠照射範囲８ｓのアスペクト比となり、照射範囲８ｍの映像４５は歪んだものになる（照射範囲８ｍの楕円）。 As a result, in the drive voltage control of FIG. 4, the aspect ratio of the irradiation range of 8 m in the transient period Ta ≠ the aspect ratio of the irradiation range of 8 s, and the image 45 of the irradiation range of 8 m is distorted (an ellipse of the irradiation range of 8 m).

次に、図５の駆動電圧制御について説明する。制御部１３が第１駆動部１１に対して行う制御は、図４の場合と同一である。したがって、第１駆動部１１は、時刻ｔ１に駆動電圧Ｖｄｈを値Ｖｄｈ１から値Ｖｄｈ２に切り替える。 Next, the drive voltage control of FIG. 5 will be described. The control performed by the control unit 13 on the first drive unit 11 is the same as in the case of FIG. Therefore, the first drive unit 11 switches the drive voltage Vdh from the value Vdh1 to the value Vdh2 at time t1.

これに対し、第２駆動部１２は、過渡期間Ｔａにおいて第２駆動部１２に供給する駆動電圧Ｖｄｖを、圧電センサ３８の検出信号に応じた、すなわち過渡期間Ｔａ中の各時点における縦軸Ｌｙの回りのミラー部３１の往復回動の実際の振幅に応じた値にして、内側圧電アクチュエータ３３に出力する。 On the other hand, the second drive unit 12 sets the drive voltage Vdv supplied to the second drive unit 12 in the transient period Ta according to the detection signal of the piezoelectric sensor 38, that is, the vertical axis Ly at each time point during the transient period Ta. A value corresponding to the actual amplitude of the reciprocating rotation of the mirror portion 31 around the wheel is set and output to the inner piezoelectric actuator 33.

この結果、縦走査幅Ｗｖは、過渡期間Ｔａの各時点の横走査幅Ｗｈの変化に合わせて、具体的には照射範囲８のアスペクト比を照射範囲８ｓのアスペクト比に維持しながら、変化する。こうして、照射範囲８ｍ１，８ｍ２の映像４５の歪みが防止される（図５の照射範囲８ｍ１，８ｍ２の円）。 As a result, the vertical scanning width Wv changes according to the change in the horizontal scanning width Wh at each time point of the transient period Ta, specifically while maintaining the aspect ratio of the irradiation range 8 at the aspect ratio of the irradiation range 8s. .. In this way, distortion of the image 45 having an irradiation range of 8 m1 and 8 m2 is prevented (a circle having an irradiation range of 8 m1 and 8 m2 in FIG. 5).

さらに、詳細に述べると、第２駆動部１２は、外側圧電アクチュエータ３５に供給する駆動電圧Ｖｄｖを値Ｖｄｖ１から値Ｖｄｖ２への一方向に段階的に増大又は減少させる。なお、図５は、Ｖｄｖ２＞Ｖｄｖ１の増大の例であるので、過渡期間Ｔａの駆動電圧Ｖｄｖの段階的な変更は、段階的な増大となる。 Further, more specifically, the second drive unit 12 gradually increases or decreases the drive voltage Vdv supplied to the outer piezoelectric actuator 35 in one direction from the value Vdv1 to the value Vdv2. Since FIG. 5 is an example of increasing Vdv2> Vdv1, the stepwise change of the drive voltage Vdv in the transient period Ta is a stepwise increase.

さらに、駆動電圧Ｖｄｖの段階的変更の好ましい態様は、映像４５のフレーム周期Ｔｆに同期させる態様である。フレーム周期Ｔｆは、レーザ光源２の消灯期間としての帰線期間Ｔｆａと、レーザ光源２の点灯期間としての表示期間Ｔｆｂとに区分される（Ｔｆ＝Ｔｆａ＋Ｔｆｂ）。各フレーム周期Ｔｆの開始は、走査光Ｌｓが映像４５の上端又は下端に達して、縦方向に折り返す時に一致する。 Further, a preferred embodiment of the stepwise change of the drive voltage Vdv is a mode of synchronizing with the frame period Tf of the image 45. The frame period Tf is divided into a blanking interval Tfa as the extinguishing period of the laser light source 2 and a display period Tfb as the lighting period of the laser light source 2 (Tf = Tfa + Tfb). The start of each frame period Tf coincides with the time when the scanning light Ls reaches the upper end or the lower end of the image 45 and is folded back in the vertical direction.

駆動電圧Ｖｄｖの段階的変更の時刻を、走査光Ｌｓが照射範囲８において縦方向に折り返す時刻に同期（例：一致）させている。なお、走査光Ｌｓが照射範囲８において縦方向に折り返す時刻は、各フレームにおいて上下に１個ずつ２回、存在するので、一方の同期を省略してもよい。こうして、各フレームの表示期間Ｔｆｂでは、縦方向の走査光Ｌｓの走査間隔が一定に維持されるので、縦方向の走査光Ｌｓの走査間隔の不揃いによる映像４５の歪みが防止される。 The time of the stepwise change of the drive voltage Vdv is synchronized with the time when the scanning light Ls turns back in the vertical direction in the irradiation range 8 (example: coincidence). Since the time when the scanning light Ls folds back in the vertical direction in the irradiation range 8 exists twice in each frame, one up and down, one synchronization may be omitted. In this way, during the display period Tfb of each frame, the scanning interval of the scanning light Ls in the vertical direction is kept constant, so that the distortion of the image 45 due to the irregular scanning interval of the scanning light Ls in the vertical direction is prevented.

図６のフローチャートを参照して、図５で説明した過渡期間Ｔａの制御の手順を詳細に説明する。過渡期間Ｔａの制御は、制御装置４が不図示の指示部から照射範囲８の変更指示を受信した時に開始される。 The procedure for controlling the transient period Ta described with reference to FIG. 5 will be described in detail with reference to the flowchart of FIG. The control of the transition period Ta is started when the control device 4 receives an instruction to change the irradiation range 8 from an instruction unit (not shown).

ＳＴＥＰ８１において、制御部１３は、指示された照射範囲８（＝照射範囲８ｅ）の横走査幅Ｗｈ（＝Ｗｈ２）及び縦走査幅Ｗｖ（＝Ｗｖ２）に対応するＶｄｈ（＝Ｖｄｈ２）及びＶｄｖ（＝Ｖｄｖ２）を算出する。 In STEP 81, the control unit 13 has Vdh (= Vdh2) and Vdv (=) corresponding to the horizontal scanning width Wh (= Wh2) and the vertical scanning width Wv (= Wv2) of the instructed irradiation range 8 (= irradiation range 8e). Vdv2) is calculated.

ＳＴＥＰ８２において、制御部１３は、第１駆動部１１に内側圧電アクチュエータ３３に対して値Ｖｄｈ２の駆動電圧Ｖｄｈを出力させる。 In STEP 82, the control unit 13 causes the first drive unit 11 to output the drive voltage Vdh of the value Vdh2 to the inner piezoelectric actuator 33.

ＳＴＥＰ８３において、制御部１３は、（今が）走査光Ｌｓを縦方向に折り返す時刻か否かを判定する。そして、判定が肯定的（Ｙｅｓ）であるときは、処理をＳＴＥＰ８４に進ませ、否定的（Ｎｏ）であるときは、肯定的になるまで、ＳＴＥＰ８３を繰り返す。 In STEP 83, the control unit 13 determines whether or not it is time to turn back the scanning light Ls in the vertical direction. Then, when the determination is positive (Yes), the process proceeds to STEP84, and when the determination is negative (No), STEP83 is repeated until it becomes positive.

ＳＴＥＰ８４において、制御部１３は、圧電センサ３８の出力から（今の）横走査幅Ｗｈを検出する。以下、ＳＴＥＰ８４で検出した（今の）横走査幅Ｗｈを値Ｗｈｎと定義する。 In STEP 84, the control unit 13 detects the (current) lateral scanning width Wh from the output of the piezoelectric sensor 38. Hereinafter, the (current) horizontal scanning width Wh detected in STEP 84 is defined as the value Whn.

ＳＴＥＰ８５において、制御部１３は、値Ｗｈｎ＝値Ｗｈ２か否かを判定する。制御部１３は、ＳＴＥＰ８５の判定が肯定的であれば、処理を終了する。値Ｗｈｎ＝値Ｗｈ２と言うことは、過渡期間Ｔａが終了して、定常期間Ｔｂが開始したことを意味する。制御部１３は、ＳＴＥＰ８５の判定が否定的であれば、処理をＳＴＥＰ８６に進ませる。 In STEP85, the control unit 13 determines whether or not the value Whn = the value Wh2. If the determination in STEP85 is affirmative, the control unit 13 ends the process. The value Whn = value Wh2 means that the transient period Ta has ended and the steady period Tb has started. If the determination in STEP85 is negative, the control unit 13 advances the process to STEP86.

ＳＴＥＰ８６において、制御部１３は、アスペクト比の設定値（照射範囲８ｓのアスペクト比に等しい。）から値Ｗｈｎに対関係の値Ｗｖｎを算出する。具体的には、固定値としてのアスペクト比＝Ｗｈｎ／Ｗｖｎとされる値Ｗｖｎである。 In STEP86, the control unit 13 calculates a value Wvn that is paired with the value Whn from the set value of the aspect ratio (equal to the aspect ratio of the irradiation range 8s). Specifically, the value Wvn is such that the aspect ratio as a fixed value = Whn / Wvn.

ＳＴＥＰ８７では、制御部１３は、値Ｗｖｎに対応する駆動電圧Ｖｄｖ（＝値Ｄｄｖｎ）を算出する。ただし、値Ｗｖｎは、走査光Ｌｓの（今の）縦幅に相当するものであるので、値Ｄｄｖｎは、駆動電圧Ｖｄｖの瞬時値ではなく、駆動電圧Ｖｄｖの振幅値に対応する。 In STEP 87, the control unit 13 calculates the drive voltage Vdv (= value Ddvn) corresponding to the value Wvn. However, since the value Wvn corresponds to the (current) vertical width of the scanning light Ls, the value Ddvn corresponds to the amplitude value of the drive voltage Vdv, not the instantaneous value of the drive voltage Vdv.

ＳＴＥＰ８８では、制御部１３は、第２駆動部１２に対し外側圧電アクチュエータ３５にＤｄｖｎを出力させる。 In STEP 88, the control unit 13 causes the outer piezoelectric actuator 35 to output Ddvn to the second drive unit 12.

［第２実施形態］
図７〜図９は、過渡期間制御の第２実施形態についての説明図である。第１実施形態に対する第２実施形態の相違点は、駆動電圧Ｖｄｈの制御の仕方である。すなわち、第１実施形態では、駆動電圧Ｖｄｈを過渡期間Ｔａの開始と同時に、すなわち時刻ｔ１に値Ｖｄｈ１から値Ｖｄｈ２に変更していたが、第２実施形態では、駆動電圧Ｖｄｈを値Ｖｄｈ１から値Ｖｄｈ２に向かって段階的に変化させる。ただし、駆動電圧Ｖｄｈが値Ｖｄｈ２に達する時刻ｔ３は、第１実施形態と同じく、時刻ｔ２より前とする。 [Second Embodiment]
7 to 9 are explanatory views of a second embodiment of transient period control. The difference between the first embodiment and the second embodiment is the method of controlling the drive voltage Vdh. That is, in the first embodiment, the drive voltage Vdh is changed from the value Vdh1 to the value Vdh2 at the same time as the start of the transient period Ta, that is, at the time t1, but in the second embodiment, the drive voltage Vdh is changed from the value Vdh1 to the value. The voltage is gradually changed toward Vdh2. However, the time t3 at which the drive voltage Vdh reaches the value Vdh2 is set to be before the time t2 as in the first embodiment.

したがって、照射範囲８ｓから照射範囲８ｅへの切り替わりの過渡期間Ｔａにおいて、駆動電圧Ｖｄｖが、照射範囲８ｓの縦走査幅Ｗｖ（＝値Ｗｖ１）に対応する値Ｖｄｖ１から、照射範囲８ｅの縦走査幅Ｗｖ（＝値Ｗｖ２）に対応する値Ｖｄｖ２に変化する所要時間（＝Ｔａ（＝ｔ２ｔ１））が、駆動電圧Ｖｄｈが照射範囲８ｓの値Ｗｈ１に対応する値Ｖｄｈ１から照射範囲８ｅの値Ｗｈ２に対応する値Ｖｄｈ２に変化する所要時間（＝Ｔｃ（＝ｔ３ｔ１））より長くなることは（Ｔａ＞Ｔｃ）、第１実施形態と同様に、この第２実施形態にも適用されている。 Therefore, in the transitional period Ta of switching from the irradiation range 8s to the irradiation range 8e, the drive voltage Vdv is changed from the value Vdv1 corresponding to the vertical scanning width Wv (= value Wv1) of the irradiation range 8s to the vertical scanning width of the irradiation range 8e. The time required to change to the value Vdv2 corresponding to Wv (= value Wv2) (= Ta (= t2t1)) corresponds to the value Wh2 in the irradiation range 8e from the value Vdh1 in which the drive voltage Vdh corresponds to the value Wh1 in the irradiation range 8s. The fact that it is longer than the required time (= Tc (= t3t1)) for changing to the value Vdh2 (Ta> Tc) is also applied to this second embodiment as in the first embodiment.

図７〜図９は、第１実施形態に対する第２実施形態の相違点を含む図のみを抽出したものである。第２実施形態において、第１実施形態と共通する構成を示した図は、第１実施形態についての説明図がそのまま適用される。 7 to 9 are extracted only the figures including the differences between the first embodiment and the second embodiment. In the second embodiment, the explanatory diagram for the first embodiment is applied as it is to the figure showing the configuration common to the first embodiment.

図７は、光偏向器３から内側圧電アクチュエータ３３への駆動電圧Ｖｄｖの模式図である。光偏向器３から内側圧電アクチュエータ３３ａ，３３ｂへ供給する駆動電圧Ｖｄｖは、別々のチャンネル（配線）で送られている。第１駆動部１１から内側圧電アクチュエータ３３ａ，３３ｂに出力される駆動電圧Ｖｄｖを区別するために、それぞれ駆動電圧Ｖｄｈａ，Ｖｄｈｂとで示す。 FIG. 7 is a schematic view of the drive voltage Vdv from the optical deflector 3 to the inner piezoelectric actuator 33. The drive voltage Vdv supplied from the optical deflector 3 to the inner piezoelectric actuators 33a and 33b is sent by separate channels (wiring). In order to distinguish the drive voltages Vdv output from the first drive unit 11 to the inner piezoelectric actuators 33a and 33b, they are indicated by drive voltages Vdha and Vdhb, respectively.

内側圧電アクチュエータ３３ａ，３３ｂは、トーションバー３２を横軸Ｌｘの方向の両側から駆動するために、先端においてＺ軸方向（図２）の正負を逆向きの方向にトーションバー３２を駆動する必要がある。このため、駆動電圧Ｖｄｈａ，Ｖｄｈｂは、位相を半周期ずらす必要がある。図７の駆動電圧波形４９ａ，４９ｂは、それぞれ駆動電圧Ｖｄｈａ，Ｖｄｈｂの電圧波形を示し、位相が半周期ずれている。 In order to drive the torsion bar 32 from both sides in the direction of the horizontal axis Lx, the inner piezoelectric actuators 33a and 33b need to drive the torsion bar 32 in the direction opposite to the positive and negative directions in the Z-axis direction (FIG. 2) at the tip. is there. Therefore, the drive voltages Vdha and Vdhb need to be out of phase by half a cycle. The drive voltage waveforms 49a and 49b in FIG. 7 show the voltage waveforms of the drive voltages Vdha and Vdhb, respectively, and are out of phase by half a cycle.

図８は、過渡期間Ｔａにおける駆動電圧Ｖｄｈａ，Ｖｄｈｂの振幅の時間変化を示している。駆動電圧Ｖｄｈａ，Ｖｄｈｂは、一定時間ΔＴごとに、所定量ΔＶずつ、駆動電圧Ｖｄｈ１から駆動電圧Ｖｄｈ２の方向に段階的に増大していく。図８では、駆動電圧Ｖｄｈａ，Ｖｄｈｂが所定量ΔＶ変化する時刻は、同一になっている。 FIG. 8 shows the time change of the amplitudes of the drive voltages Vdha and Vdhb during the transient period Ta. The drive voltages Vdha and Vdhb gradually increase in the direction from the drive voltage Vdh1 to the drive voltage Vdh2 by a predetermined amount ΔV at regular time ΔT. In FIG. 8, the times at which the drive voltages Vdha and Vdhb change by a predetermined amount ΔV are the same.

駆動電圧Ｖｄｈａ，Ｖｄｈｂの振幅の段階的な変化により、横走査幅Ｗｈの変化は、図５のときの横走査幅Ｗｈの変化よりも線形に近づく。こうして、過渡期間Ｔａのアスペクト比の変動は低減し、照射範囲８ｓのアスペクト比に接近する。 Due to the stepwise change in the amplitudes of the drive voltages Vdha and Vdhb, the change in the horizontal scanning width Wh is closer to linear than the change in the horizontal scanning width Wh in FIG. In this way, the variation in the aspect ratio of the transition period Ta is reduced, and the aspect ratio approaches the irradiation range of 8 s.

図９は、過渡期間Ｔａにおけるさらに改善した駆動電圧Ｖｄｈの制御を示す。図８との相違点は、駆動電圧ＶｄｈａがΔＶ変化する時刻と、駆動電圧ＶｄｈｂがΔＶ変化する時刻とをΔＴ／２ずらしていることである。すなわち、駆動電圧Ｖｄｈａが駆動電圧Ｖｄｈｂより先にΔＶ変化し、駆動電圧Ｖｄｈｂは、ΔＴ／２遅れて駆動電圧Ｖｄｈａと同一の値になる。 FIG. 9 shows further improved control of the drive voltage Vdh during the transient period Ta. The difference from FIG. 8 is that the time when the drive voltage Vdha changes by ΔV and the time when the drive voltage Vdhb changes by ΔV are shifted by ΔT / 2. That is, the drive voltage Vdha changes by ΔV before the drive voltage Vdhb, and the drive voltage Vdhb becomes the same value as the drive voltage Vdha with a delay of ΔT / 2.

過渡期間Ｔａにおける駆動電圧Ｖｄｈａ，Ｖｄｈｂの変化をΔＴ／２ずらすことにより、横走査幅Ｗｈの全体の変化は、一層線形に近づく。この結果、過渡期間Ｔａにおける縦軸Ｌｙの回りのミラー部３１の往復回動の振幅変化に対する縦走査幅Ｗｖの追従性が一層改善され、過渡期間Ｔａにおけるアスペクト比は、照射範囲８ｓの設定のアスペクト比に接近する。 By shifting the changes in the drive voltages Vdha and Vdhb during the transition period Ta by ΔT / 2, the overall change in the lateral scanning width Wh becomes more linear. As a result, the followability of the vertical scanning width Wv to the amplitude change of the reciprocating rotation of the mirror portion 31 around the vertical axis Ly in the transient period Ta is further improved, and the aspect ratio in the transient period Ta is set to the irradiation range 8s. Get closer to the aspect ratio.

［第３実施形態］
図１０は、第３実施形態としての映像装置６０の構成図である。映像装置１との相違点は、映像装置６０は、走査光Ｌｓの２次元走査の走査光Ｌｓを得るために、映像装置１の１つの光偏向器３に代えて、一軸光偏向器６３ａ，６３ｂを装備していることである。 [Third Embodiment]
FIG. 10 is a configuration diagram of a video device 60 as a third embodiment. The difference from the image device 1 is that the image device 60 replaces one optical deflector 3 of the image device 1 with the uniaxial light deflector 63a, in order to obtain the scanning light Ls for two-dimensional scanning of the scanning light Ls. It is equipped with 63b.

一軸光偏向器６３ａ，６３ｂは、概略の構成は同一であるので、両者の構成をまとめて説明する。なお、一軸光偏向器６３ａ，６３ｂを区別しないときは、両者を一軸光偏向器６３と総称する。 Since the uniaxial optical deflectors 63a and 63b have the same schematic configuration, both configurations will be described together. When the uniaxial optical deflectors 63a and 63b are not distinguished, they are collectively referred to as the uniaxial optical deflector 63.

一軸光偏向器６３は、ミラー部６５、トーションバー６６ａ，６６ｂ，圧電アクチュエータ６７ａ〜６７ｄ、及び固定枠６８を備えている。 The uniaxial optical deflector 63 includes a mirror portion 65, torsion bars 66a and 66b, piezoelectric actuators 67a to 67d, and a fixed frame 68.

圧電アクチュエータ６７ａ，６７ｃは、光偏向器３の内側圧電アクチュエータ３３ａに相当し、圧電アクチュエータ６７ｂ，６７ｄは、光偏向器３の内側圧電アクチュエータ３３ｂに相当し、固定枠６８は、光偏向器３の固定枠３６に相当する。トーションバー６６ａ，６６ｂは、固定枠６８の長辺に平行に延在し、ミラー部６５と固定枠６８とを連結している。トーションバー６６ａ〜トーションバー６６ｄの駆動によりトーションバー６６は、圧電アクチュエータ６７ａ，６７ｂの回りに往復回動する。 The piezoelectric actuators 67a and 67c correspond to the inner piezoelectric actuator 33a of the optical deflector 3, the piezoelectric actuators 67b and 67d correspond to the inner piezoelectric actuator 33b of the optical deflector 3, and the fixed frame 68 corresponds to the optical deflector 3. Corresponds to the fixed frame 36. The torsion bars 66a and 66b extend parallel to the long side of the fixed frame 68 and connect the mirror portion 65 and the fixed frame 68. By driving the torsion bars 66a to 66d, the torsion bars 66 reciprocate around the piezoelectric actuators 67a and 67b.

一軸光偏向器６３ａは、ミラー部６５を非共振周波数でトーションバー６６ａ，６６ｂの軸線（第２軸）の回りに往復回動させる。一軸光偏向器６３ｂは、ミラー部６５を共振周波数でトーションバー６６ａ，６６ｂの軸線（第１軸）の回りに往復回動させる。 The uniaxial optical deflector 63a reciprocates the mirror portion 65 around the axis (second axis) of the torsion bars 66a and 66b at a non-resonant frequency. The uniaxial optical deflector 63b reciprocates the mirror portion 65 around the axis (first axis) of the torsion bars 66a and 66b at a resonance frequency.

レーザ光源２からの出射光Ｌｏは、一軸光偏向器６３ａのトーションバー６６で反射して中間走査光Ｌｒとして出射する。中間走査光Ｌｒは、一軸光偏向器６３ｂのトーションバー６６で反射して走査光Ｌｓとして出射する。これにより、照射範囲８には、映像装置１の照射範囲８と同様に、走査光Ｌｓが２次元で走査する。 The light emitted from the laser light source 2 Lo is reflected by the torsion bar 66 of the uniaxial light deflector 63a and emitted as the intermediate scanning light Lr. The intermediate scanning light Lr is reflected by the torsion bar 66 of the uniaxial light deflector 63b and emitted as scanning light Ls. As a result, the scanning light Ls scans the irradiation range 8 in two dimensions, as in the irradiation range 8 of the imaging device 1.

映像装置６０における過渡期間Ｔａの制御は、映像装置１と同一になる。この結果、時刻ｔ１の照射範囲８ｓのアスペクト比は、過渡期間Ｔａに一定に維持されつつ、過渡期間Ｔａの後の定常期間Ｔｂの照射範囲８に移行する。 The control of the transient period Ta in the image device 60 is the same as that in the image device 1. As a result, the aspect ratio of the irradiation range 8s at time t1 is kept constant in the transient period Ta, and shifts to the irradiation range 8 in the steady period Tb after the transient period Ta.

［変形例］
映像装置６０では、一軸光偏向器６３ａ，６３ｂがそれぞれ非共振振動型及び共振型の一軸光偏向器となっている。しかしながら、本発明では、レーザ光源２側の一軸光偏向器を共振型とし、照射範囲８側の一軸光偏向器を非共振型にすることもできる。 [Modification example]
In the imaging device 60, the uniaxial optical deflectors 63a and 63b are non-resonant vibration type and resonant type uniaxial optical deflectors, respectively. However, in the present invention, the uniaxial light deflector on the laser light source 2 side can be a resonance type, and the uniaxial light deflector on the irradiation range 8 side can be a non-resonant type.

１，６０・・・映像装置（光走査装置）、２・・・レーザ光源（光源）、３・・・光偏向器、８・・・照射範囲、１１・・・第１駆動部、１２・・・第２駆動部、１３・・・制御部、３１・・・ミラー部、３２・・・トーションバー、３３・・・内側圧電アクチュエータ（内側アクチュエータ）、３５・・・外側圧電アクチュエータ（外側アクチュエータ）、・・・圧電センサ（検出器）、６３ａ，６３ｂ・・・一軸光偏向器、６５・・・ミラー部、６６ａ，６６ｂ・・・トーションバー、６７ａ〜６７ｄ・・・圧電アクチュエータ。 1,60 ... Imaging device (optical scanning device), 2 ... Laser light source (light source), 3 ... Optical deflector, 8 ... Irradiation range, 11 ... First drive unit, 12. 2nd drive unit, 13 ... control unit, 31 ... mirror unit, 32 ... torsion bar, 33 ... inner piezoelectric actuator (inner actuator), 35 ... outer piezoelectric actuator (outer actuator) ), ... Piezoelectric sensor (detector), 63a, 63b ... Uniaxial optical deflector, 65 ... Mirror section, 66a, 66b ... Torsion bar, 67a to 67d ... Piezoelectric actuator.

Claims (7)

光源と、
前記光源からの光を反射するミラー部と、該ミラー部を第１軸及び第２軸の回りにそれぞれ往復回動させる第１アクチュエータ及び第２アクチュエータとを有する光偏向器と、
前記ミラー部を前記第１軸の回りに共振周波数で往復回動させる第１駆動電圧を前記第１アクチュエータに供給する第１駆動部と、
前記ミラー部を前記第２軸の回りに前記共振周波数より低い非共振周波数で往復回動させる第２駆動電圧を前記第２アクチュエータに供給する第２駆動部と、
前記ミラー部を前記第１軸及び前記第２軸の回りに往復回動することにより前記ミラー部から出射する走査光をそれぞれ第１走査方向及び第２走査方向に走査して生成される照射範囲が第１照射範囲から該第１照射範囲とは異なる第２照射範囲に移行する過渡期間では、前記第２駆動電圧が前記第１照射範囲の第２走査幅に対応する値から前記第２照射範囲の第２走査幅に対応する値に移行する所要時間が、前記第１駆動電圧が前記第１照射範囲の第１走査幅に対応する値から前記第２照射範囲の第１走査幅に対応する値に移行する所要時間より長くなるように、前記第１駆動部及び前記第２駆動部を制御する制御部と、
を備えることを特徴とする光走査装置。 Light source and
An optical deflector having a mirror portion that reflects light from the light source, and a first actuator and a second actuator that reciprocate the mirror portion around the first axis and the second axis, respectively.
A first drive unit that supplies a first drive voltage that reciprocates the mirror unit around the first axis at a resonance frequency to the first actuator.
A second drive unit that supplies a second drive voltage that reciprocates the mirror unit around the second axis at a non-resonant frequency lower than the resonance frequency to the second actuator.
The irradiation range generated by scanning the scanning light emitted from the mirror portion in the first scanning direction and the second scanning direction by reciprocating the mirror portion around the first axis and the second axis, respectively. In the transition period from the first irradiation range to the second irradiation range different from the first irradiation range, the second irradiation from the value corresponding to the second scanning width of the first irradiation range. The time required to shift to the value corresponding to the second scanning width of the range corresponds to the first scanning width of the second irradiation range from the value corresponding to the first scanning width of the first irradiation range for the first drive voltage. A control unit that controls the first drive unit and the second drive unit so as to be longer than the time required to shift to the value to be performed.
An optical scanning device comprising. 請求項１に記載の光走査装置において、
さらに、前記第１軸の回りの前記ミラー部の往復回動の振幅を検出する検出器を備え、
前記制御部は、前記過渡期間において、前記検出器が検出した振幅に応じて前記第２駆動電圧の振幅が変化するように、前記第２駆動部を制御することを特徴とする光走査装置。 In the optical scanning apparatus according to claim 1,
Further, a detector for detecting the amplitude of the reciprocating rotation of the mirror portion around the first axis is provided.
The control unit is an optical scanning device that controls the second drive unit so that the amplitude of the second drive voltage changes according to the amplitude detected by the detector during the transition period. 請求項２に記載の光走査装置において、
前記第１照射範囲のアスペクト比と前記第２照射範囲のアスペクト比とが等しいときは、前記過渡期間に前記検出器が検出した振幅に対応する前記第１走査幅に対して前記等しいアスペクト比が達成される第２走査幅に対応する第２駆動電圧を前記第２駆動部が出力するように、前記制御部が前記第２駆動部を制御することを特徴とする光走査装置。 In the optical scanning apparatus according to claim 2,
When the aspect ratio of the first irradiation range and the aspect ratio of the second irradiation range are equal, the equal aspect ratio with respect to the first scanning width corresponding to the amplitude detected by the detector during the transient period is obtained. An optical scanning apparatus, characterized in that the control unit controls the second driving unit so that the second driving unit outputs a second driving voltage corresponding to the achieved second scanning width. 請求項２又は３に記載の光走査装置において、
前記制御部は、前記過渡期間において前記第２駆動電圧の振幅が、段階的に、かつ前記第２走査方向の前記走査光の走査の転換に同期して、前記第１照射範囲の第２走査幅に対応する振幅から前記第２照射範囲の第２走査幅に対応する振幅に変更されるように、前記第２駆動部を制御することを特徴とする光走査装置。 In the optical scanning apparatus according to claim 2 or 3.
In the transient period, the control unit performs a second scan of the first irradiation range in which the amplitude of the second drive voltage is stepwise and synchronized with the conversion of the scan light in the second scan direction. An optical scanning apparatus characterized in that the second driving unit is controlled so that the amplitude corresponding to the width is changed to the amplitude corresponding to the second scanning width of the second irradiation range. 請求項２〜４のいずれか１項に記載の光走査装置において、
前記制御部は、前記過渡期間の開始と同時に、前記第１駆動電圧が、前記第１照射範囲の第１走査幅に対応する値から前記第２照射範囲の第１走査幅に対応する値に切り替わるように、前記第１駆動部を制御することを特徴とする光走査装置。 In the optical scanning apparatus according to any one of claims 2 to 4.
At the same time as the start of the transient period, the control unit changes the value of the first drive voltage from the value corresponding to the first scanning width of the first irradiation range to the value corresponding to the first scanning width of the second irradiation range. An optical scanning device characterized in that the first driving unit is controlled so as to switch. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の光走査装置において、
前記第１アクチュエータは、前記第１軸に沿って前記ミラー部の両側から突出する１対のトーションバーに、前記第２軸に対して平行方向の両側から結合して、前記１対のトーションバーを前記第１軸の回りに往復回動させる１対の圧電アクチュエータを含み、
前記第１駆動部は、
前記第１駆動電圧を前記１対の圧電アクチュエータの一方及び他方に別々に供給し、
前記制御部は、
前記一方の圧電アクチュエータの第１駆動電圧としての一方の第１駆動電圧と前記他方の圧電アクチュエータの第１駆動電圧としての他方の第１駆動電圧とが、相互に逆位相となり、かつ前記一方の第１駆動電圧の振幅と、前記他方の第１駆動電圧の振幅とが、前記共振周波数の半周期ずれで段階的に変化するように、前記第１駆動部を制御することを特徴とする光走査装置。 In the optical scanning apparatus according to any one of claims 1 to 4.
The first actuator is coupled to a pair of torsion bars projecting from both sides of the mirror portion along the first axis from both sides in a direction parallel to the second axis, and the pair of torsion bars. Includes a pair of piezoelectric actuators that reciprocate around the first axis.
The first drive unit
The first drive voltage is separately supplied to one and the other of the pair of piezoelectric actuators.
The control unit
One first drive voltage as the first drive voltage of the one piezoelectric actuator and the other first drive voltage as the first drive voltage of the other piezoelectric actuator are in opposite phase to each other, and one of the above. The light characterized by controlling the first drive unit so that the amplitude of the first drive voltage and the amplitude of the other first drive voltage change stepwise with a half-cycle shift of the resonance frequency. Scanning device. 光源と、
第１ミラー部と、該第１ミラー部を第１軸の回りに共振周波数で往復回動させる第１アクチュエータとを有する第１光偏向器と、
第２ミラー部と、該第２ミラー部を第２軸の回りに前記共振周波数より低い非共振周波数で往復回動させる第２アクチュエータとを有する第２光偏向器と、
前記第１光偏向器の前記第１軸の回りの前記第１ミラー部の往復回動の振幅を検出する検出器と、
前記第１ミラー部を前記第１軸の回りに往復回動させる第１駆動電圧を前記第１アクチュエータに供給する第１駆動部と、
前記第２ミラー部を前記第２軸の回りに往復回動させる第２駆動電圧を前記第２アクチュエータに供給する第２駆動部と、
前記第１駆動部及び前記第２駆動部を制御して、前記第１駆動電圧と前記第２駆動電圧とを制御する制御部と、
を備え、
前記光源の出射光の光路が、前記第１光偏向器の前記第１ミラー部及び前記第２光偏向器の前記第２ミラー部の一方のミラー部で反射してから、他方のミラー部に進むように、形成され、
前記制御部は、前記第１ミラー部及び前記第２ミラー部がそれぞれ前記第１軸及び前記第２軸の回りに往復回動することにより前記他方のミラー部から出射する走査光をそれぞれ第１走査方向に第１走査幅で及び第２走査方向に第２走査幅で走査して生成される照射範囲が第１照射範囲から該第１照射範囲とは異なる第２照射範囲に移行する過渡期間では、前記検出器が検出した振幅に応じて前記第２駆動電圧の振幅が変化するように、前記第２駆動部を制御することを特徴とする光走査装置。 Light source and
A first optical deflector having a first mirror portion and a first actuator that reciprocates the first mirror portion around a first axis at a resonance frequency.
A second optical deflector having a second mirror portion and a second actuator that reciprocates the second mirror portion around the second axis at a non-resonant frequency lower than the resonance frequency.
A detector that detects the amplitude of the reciprocating rotation of the first mirror portion around the first axis of the first light deflector, and a detector.
A first drive unit that supplies a first drive voltage that reciprocates the first mirror unit around the first axis to the first actuator, and a first drive unit.
A second drive unit that supplies a second drive voltage that reciprocates the second mirror unit around the second axis to the second actuator, and a second drive unit.
A control unit that controls the first drive unit and the second drive unit to control the first drive voltage and the second drive voltage.
With
The optical path of the emitted light of the light source is reflected by one mirror portion of the first mirror portion of the first light deflector and the second mirror portion of the second light deflector, and then reflected on the other mirror portion. Formed to move forward,
The control unit first emits scanning light emitted from the other mirror unit when the first mirror unit and the second mirror unit reciprocate around the first axis and the second axis, respectively. A transient period in which the irradiation range generated by scanning with the first scanning width in the scanning direction and the second scanning width in the second scanning direction shifts from the first irradiation range to the second irradiation range different from the first irradiation range. The optical scanning apparatus is characterized in that the second driving unit is controlled so that the amplitude of the second driving voltage changes according to the amplitude detected by the detector.

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