JP4694196B2 - 光偏向器 - Google Patents
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Description
が知られている。図14は、特許文献1に開示された構成を示す。本構成では、静電容量式の変位角検出方法を用いている。ミラー12の裏面側に、軸11に対して対称な位置に電極16A、17Aを設ける。ガラス基板14側に電極16A、17Aと対をなす電極16B、17Bを設ける。これにより、コンデンサC1、C2を構成する。そして、ミラー12の角度変位を伴う両コンデンサC1、C2の容量差に基づいてミラー12の変位角を検出する。
角度検出手段は、可動板上の第一の電極と、第一の電極に対向して設けられた第二の電極との間の静電容量に基づいて可動板の揺動角を検出し、
接続部は第一の電極と駆動コイルの第一端を接続することを特徴とする光偏向器を提供できる。
これにより、ミラー101は揺動する。ミラー101の回転角に対応して、レーザー光の反射光は、ミラー101で偏向される。ミラー101の回転角は電流値により定まる。ミラー101の回転角と電流値との関係は、非線形であり、かつ経時変化する。このため、ミラー101を正確な角度に変位(偏向)させたいときは、ミラー101の回転角を検出する手段を用いて、検出した回転角が目標角になるように駆動電流を制御する。
(1)トーションバー105a、105bの歪みをインピーダンスで検出する方式
(2)ミラー101(可動板)上とベースフレーム107(固定部)上とに検出用コイルを設けて、これら2コイル間の相互誘導量を検出する方式
次に、本実施例の第1の変形例について説明する。駆動信号DSは、制御性を考慮すると電流信号とすることが望ましい。例えば、上記実施例1の構成において、電流制御する場合を考える。まず、駆動信号DSと参照信号RSとを加算した信号を、電圧電流変換回路を介して電流信号に変換する。変換された電流信号を、駆動コイル102に印加する。ここで、静電容量センサ230a、230bに印加される参照信号RSの電圧振幅は、駆動コイル102の抵抗値により変化してしまう。このため、静電容量センサ230a、230bの容量が不変で一定のときでも、静電容量検出回路243a、243bの出力は、参照信号RSの電圧振幅に比例して増減してしまうことが考えられる。このように、実施例1の構成において単純に電流制御を行なうと、上述の不都合を生ずるおそれがある。以下の変形例は、このような点を考慮した回路構成を備えている。
本実施例の第二の変形例について説明する。本変形例では、静電容量検出回路240a、240bの出力が参照信号RSの電圧振幅に比例している点を考慮している。具体的には、静電容量検出回路240a、240bの出力信号を、静電容量センサ230a、230bに印加される参照信号RSの電圧振幅で除算する。これにより、安定した容量検出を行うように構成した回路を用いている。
量検出回路640aには出力信号が現れず、静電容量検出回路640bに出力信号が現れる。減算器250の出力信号は、静電容量検出回路640aの出力信号から静電容量検出回路640bの出力信号を減算処理したものである。減算結果は、ミラー101の回転角に比例した値であり、回転角と同位相で変化する。従って、減算器250の出力信号から、ミラー101の回転角と回転方向を知ることができる。
101 ミラー
102 駆動コイル
103a、103b 可動部電極
104、104a、104b 支持体
105a、105b トーションバー
106a、106b 固定部電極
107 ベースフレーム
108a、108b 永久磁石
109 ヨーク
110 電極部
111 第一の配線
112 第二の配線
121a、121b 電極部
200 静電容量検出回路・駆動回路
211 参照信号生成回路
212 加算器
214 振幅制御回路
215 電圧−電流変換回路
216 振幅検出回路
217 バンドパスフィルタ回路
220 接続部
230a、230b 静電容量センサ
240a、240b 静電容量検出回路
241a、241b 容量−振幅変換回路
242a、242b バンドパスフィルタ回路
243a、243b 振幅検出回路
250 減算器
310 駆動回路
400 回路
401 バンドパスフィルタ回路
402 振幅検出回路
403 除算器
500 光偏向器
503a、503b 可動部櫛歯電極
506a、506b 固定部櫛歯電極
600 静電容量検出回路・駆動回路
606 活性層
610 駆動回路
640a、640b 静電容量検出回路
641a、641b 参照信号印加回路
DS 駆動信号
RS 参照信号
AX 回転軸
11 軸
12 ミラー
16A、16B、17A、17B 電極
C1、C2 コンデンサ
Claims (9)
- ミラーを有する可動板と、
固定部と、
前記固定部に対して前記可動板を揺動可能に支持する一対の弾性部材と、
前記可動板に設けられた駆動コイルと、
前記駆動コイルに作用する磁束を生成する磁束発生手段と、
前記可動板の揺動角を電気特性の変化として出力する角度検出手段と、
前記駆動コイルの二端のうち第一端と前記角度検出手段の電気端子の一端とを前記可動板上で電気的に接続する接続部と、
前記接続部から前記弾性部材を通して前記固定部へ至る第一の配線と、を有し、
前記角度検出手段は、前記可動板上の第一の電極と、前記第一の電極に対向して設けられた第二の電極との間の静電容量に基づいて前記可動板の揺動角を検出し、
前記接続部は前記第一の電極と前記駆動コイルの第一端を接続することを特徴とする光偏向器。 - 前記固定部に形成した前記第二の電極に接続されており、前記第一の電極と前記第二の電極との間の静電容量を検出する静電容量検出回路と、
前記静電容量検出回路の動作に必要な参照信号を生成する参照信号生成回路と、
前記駆動コイルの駆動指令信号と参照信号を足し合わせる加算器と、
前記加算器の出力を増幅し前記駆動コイルに供給する増幅器とを備え、
前記増幅器の出力は、前記第一の配線と前記固定部側で接続されていること特徴とする請求項1に記載の光偏向器。 - 前記固定部に形成した前記第二の電極に接続されており、前記第一の電極と前記第二の電極との間の静電容量を検出する静電容量検出回路と、
前記静電容量検出回路の動作に必要な参照信号を生成し前記第二の電極に供給する参照信号生成回路と、
前記駆動コイルの駆動指令信号を増幅する増幅器と、
前記駆動コイルの第二端に前記可動板上で電気的に接続され、前記接続部から前記弾性部材を通して前記固定部へ至る第二の配線と、を備え、
前記増幅器の出力は前記第二の配線と前記固定部側で接続されており、前記第一の配線は前記固定電位へ接続されていることを特徴とする請求項1に記載の光偏向器。 - 前記参照信号生成回路は、前記光偏向器の駆動周波数帯域より離れた周波数の参照信号を生成することを特徴とする請求項2または3に記載の光偏向器。
- 前記参照信号生成回路は、駆動周波数帯域の最大値に対して所定倍だけ高い帯域の周波数の参照信号を生成することを特徴とする請求項4に記載の光偏向器。
- 前記増幅器は、駆動コイルへの電流が駆動指令信号に比例するように制御を行う電流増幅回路より構成されており、
前記参照信号生成回路は、前記第一の電極における電圧の参照信号の周波数成分が一定振幅になるように振幅制御を行う振幅制御手段を有することを特徴とする請求項2に記載の光偏向器。 - 前記増幅器は、前記駆動コイルへの電流が駆動指令信号に比例するように制御を行う電流増幅回路より構成されており、
前記静電容量検出回路は、容量を検出した値を、前記第一の電極における電圧の参照信号の周波数成分の振幅で除算する除算器を備えていることを特徴とする請求項2に記載の光偏向器。 - 前記第一の電極は前記可動板の端面に形成した櫛歯であり、
前記第二の電極は前記可動板の端面の前記櫛歯と対向した固定端より延在して設置した櫛歯であることを特徴とする請求項1〜7のいずれか一項に記載の光偏向器。 - 前記第一の電極は前記可動板の回転軸に対して対称に可動板上へ形成した複数の電極であり、
前記第二の電極は前記可動板上の複数の電極と対向している複数の電極であり、
前記可動板上の電極と前記可動板上の電極に対向した電極との容量において、対称に配置した容量の差を角度とすることを特徴とする請求項1〜7のいずれか一項に記載の光偏向器。
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