(57)【要約】【課題】振動系の個体差や駆動環境等の条件によらず、安定な振動系の駆動を実現できる揺動体装置、偏向装置等を提供する。【解決手段】揺動体装置で、位置検出手段１０６は振動系の振動波形を検出する。駆動指令波形更新手段１０２は、変換手段１０７で変換された振動波形データセットと理想波形記憶手段１０１に保存の理想波形データセットに基づき、駆動指令波形データセットを帰還制御する。駆動手段１０４は駆動指令波形更新手段の出力に基づき振動系を駆動する。周波数特性検出手段１０９は、駆動指令波形データセットと振動波形データセット間の振幅比または位相差を、振動の各成分について検出する。制御手段１１０は、周波数特性検出手段の出力に基づき、振動の基本周波数と振動系の共振周波数の一方を制御する。振動系で振幅比または位相差の変化率が最大になる周波数と、振動の各周波数とが一致しない状態で振動系が駆動される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
クロックを発生するクロック発生手段と、
前記クロック発生手段の出力に同期して繰り返し振動を行う揺動体を含む振動系と、
前記振動系の揺動体の振動波形を検出する位置検出手段と、
前記位置検出手段の出力を繰り返し振動の基本周波数成分及びその整数次高調波成分の振幅及び位相で構成される振動波形データセットに変換する変換手段と、
繰り返し振動の基本周波数成分及びその整数次高調波成分についての前記振動波形の理想的な振幅及び位相の値で構成される理想波形データセットを保存する理想波形記憶手段と、
前記振動波形データセットと前記理想波形データセットとに基づいて、繰り返し振動の基本周波数成分及びその整数次高調波成分について、前記振動系に対する駆動指令波形の振幅及び位相で構成される駆動指令波形データセットをフィードバック制御する駆動指令波形更新手段と、
前記駆動指令波形更新手段の出力に基づいて前記振動系の駆動指令信号を生成する関数発生手段と、
前記関数発生手段の出力に基づいて前記振動系を駆動する駆動手段と、
前記駆動指令波形データセットと前記振動波形データセットとの間の振幅比または位相差を、繰り返し振動の基本周波数成分及びその整数次高調波成分について検出する周波数特性検出手段と、
前記周波数特性検出手段の出力に基づいて、繰り返し振動の基本周波数と前記振動系の共振周波数のうちの一方を制御して、前記振動系において前記振幅比または前記位相差の変化率が最大になる周波数と、繰り返し振動の基本周波数及びその整数次高調波周波数とが一致しない状態で振動系の駆動を行う様にする制御手段と、
を備えることを特徴とする揺動体装置。
【請求項２】
請求項１に記載の揺動体装置を有し、
前記振動系の揺動体が、入射光を偏向するための光偏向素子を備えることを特徴とする偏向装置。
【請求項３】
第一方向に入射光を偏向するための第一の偏向装置と、第一方向に略直交する第二方向に入射光を偏向するための請求項２に記載の偏向装置である第二の偏向装置と、を含み、
前記第二の偏向装置は前記第一の偏向装置に同期して動作する構成であることを特徴とする二次元偏向装置。
【請求項４】
前記制御手段が前記クロック発生手段と前記クロック発生手段の生成するクロックの周期に応じて理想波形を再構成する理想波形生成手段とに接続され、前記制御手段が前記クロック発生手段を操作すると共に、前記理想波形生成手段が前記理想波形記憶手段に接続され前記理想波形データセットを書き換える構成であることを特徴とする請求項３に記載の二次元変更装置。
【請求項５】
前記制御手段が、前記第一の偏向装置の偏向周期を制御するために駆動周期生成部に接続され、前記駆動周期生成部が、前記クロック発生手段の出力周期を制御するために前記クロック発生手段に接続されていることを特徴とする請求項３又は４に記載の二次元偏向装置。
【請求項６】
前記第一の偏向装置が周波数特性調整手段を備え、前記制御手段が、前記第一の偏向装置の共振周波数を制御するために前記周波数特性調整手段に接続されていることを特徴とする請求項３、４または５に記載の二次元偏向装置。
【請求項７】
クロックに同期して繰り返し振動を行う振動系の揺動体の振動波形を、繰り返し振動の基本周波数成分及びその整数次高調波成分の振幅及び位相で構成される振動波形データセットに変換し、
繰り返し振動の基本周波数成分及びその整数次高調波成分についての前記振動波形の理想的な振幅及び位相の値で構成される理想波形データセットを前記振動波形データセットと比較し、繰り返し振動の基本周波数成分及びその整数次高調波成分について、前記振動系に対する駆動指令波形の振幅及び位相で構成される駆動指令波形データセットをフィードバック制御し、
前記駆動指令波形データセットに基づいて前記振動系を駆動する揺動体装置の制御方法であって、
前記駆動指令波形データセットと前記振動波形データセットとの間の振幅比または位相差を、繰り返し振動の基本周波数成分及びその整数次高調波成分について検出する検出工程と、
検出された振幅比または位相差をもとに、前記振動系において前記振幅比または前記位相差の変化率が最大になる周波数と、繰り返し振動の基本周波数及びその整数次高調波周波数とが一致しない様に、繰り返し振動の基本周波数と前記振動系の共振周波数のうちの少なくとも一方を制御する制御工程と、
を含むことを特徴とする揺動体装置の制御方法。
【請求項８】
前記制御工程は、
前記振幅比または前記位相差の変化率が最も大きくなる周波数を推定する工程と、
繰り返し振動の基本周波数成分及びその整数次高調波成分の中から、最大の前記振幅比または前記位相差の変化率を与える周波数の近傍の、二つの連続した次数の周波数成分を選択する工程と、
前記二つの連続した次数の周波数成分の前記振幅比または前記位相差の変化率が一致する様に、繰り返し振動の基本周波数または前記振動系の共振周波数の補正値を算出する工程と、
を含むことを特徴とする請求項７に記載の揺動体装置の制御方法。
【請求項９】
前記制御工程は、
繰り返し振動の基本周波数成分及びその整数次高調波成分の中から、二つの周波数成分からなる周波数成分の組を選択する工程と、
選択された周波数成分の組について、一方の周波数成分における前記振幅比または前記位相差の変化率をＡ、他方の周波数における前記振幅比または前記位相差の変化率をＢとした時、Ｂ／Ａの値が前記周波数成分の組から定まる所定の値に一致する様に、繰り返し振動の基本周波数または前記振動系の共振周波数の補正値を算出する工程と、
を含むことを特徴とする請求項７に記載の揺動体装置の制御方法。
【請求項１０】
前記制御工程は、
前記周波数成分の組を複数組選択し、複数組で前記補正値をそれぞれ算出する工程と、
複数組で求められた前記補正値から、繰り返し振動の基本周波数または前記振動系の共振周波数の補正値を決定する工程と、
を含むことを特徴とする請求項９に記載の揺動体装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、揺動可能な揺動体を持つ振動系を有する揺動体装置、揺動体装置を用いた一次元、二次元等の偏向装置、揺動体装置の制御方法等に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光偏向を行う偏向装置を有する光学装置として走査型プロジェクタが知られている。上記の偏向装置では、光線経路に沿って進むレーザ光を一つの小さな光点に絞りやすいことを利用し、光源から出射される光束を小さな光点に集光して対象物面に照射し、走査面に表示される光点を一画素とする。この画素を、主走査及び主走査と略直交する方向の副走査によって二次元に並べ、人間の目の残像効果を利用してプロジェクタの表示面を構成している。
【０００３】
上記の様なプロジェクション装置では、光点を並べて表示面を構成するために、第一の偏向装置で主走査方向に光点を走査した後、第二の偏向装置を用いて主走査のラインを順次副走査方向に並べていく。この様な走査方式をラスタスキャンという。ラスタスキャンによって精度の高い描画を行うため、第二の偏向装置による走査には、描画面において一定の描画速度を持つこと、すなわち描画軌跡の線形性の高さが要求される。
【０００４】
この様な要求を満たすために、特許文献１、特許文献２では、偏向装置の偏向位置を検出するセンサの出力を、繰り返し偏向の基本周波数成分及びその整数次高調波成分の振幅・位相情報として取り扱う。得られた振幅・位相情報により、周波数領域で駆動指令波形のフィードバック操作を行い、その結果から関数発生器を駆動し、駆動電流を生成する。
【特許文献１】特開平１１−２３１２５３号公報
【特許文献２】特開２００５−０８０３５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
図１５に、一次元偏向装置の駆動指令波形に対する偏向波形の振幅比と周波数との関係の一例を示す。振幅比は、偏向装置の振動系の共振周波数における振幅比で正規化した値で示す。共振特性を持つ偏向装置では、利得（駆動指令波形[動きの指示に相当]と偏向波形[実際の動きに相当]の間の振幅比）が周波数により顕著に変化し、共振周波数付近で最も大きくなる。特に、図１５に示す様な特性を持つ、共振周波数が比較的低い周波数に存在する制御対象に対して、非共振駆動で繰り返し偏向の波形制御を周波数成分の合成により行うとする。この場合、制御に使用する周波数成分（繰り返し基本周波数成分及びその整数次高調波成分）毎に、利得が大きく変動する。この結果、従来の周波数合成による波形制御では、共振特性の共振周波数をまたぐ様な周波数成分を利用する場合、制御に使用する周波数の一つが共振周波数と一致し、想定外の高い利得になることが起こり得る。こうした事態に対する対策を行わないと、共振周波数と一致した周波数成分では、大きなオーバーシュートが発生し制御の収束が遅くなるといった問題が発生し得る。
【０００６】
一方、ＭＥＭＳ（micro-electro-mechanical-systems）スキャナでは、個体ごとに共振周波数に大きなばらつきがあることが広く知られている。また、経時変化や環境変化によってもＭＥＭＳスキャナの共振周波数は変化しやすい。
【０００７】
しかしながら、特許文献１及び特許文献２では、偏向装置の持つ共振特性に対して考慮がなされていない。従って、この様に様々な条件で決まる共振特性への対応のため、一般的には、コントローラのフィードバックゲインを小さく設定しておく必要がある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題に鑑み、本発明の揺動体を含む振動系を持つ揺動体装置は、クロック発生手段と、振動系と、位置検出手段と、変換手段と、理想波形記憶手段と、駆動指令波形更新手段と、関数発生手段と、駆動手段と、周波数特性検出手段と、制御手段を備える。前記振動系は、クロック発生手段の出力に同期して繰り返し振動を行う揺動体を含む。前記位置検出手段は、振動系の揺動体の振動波形を検出する。前記変換手段は、位置検出手段の出力を繰り返し振動の基本周波数成分及びその整数次高調波成分の振幅及び位相で構成される振動波形データセットに変換する。前記理想波形記憶手段は、繰り返し振動の基本周波数成分及びその整数次高調波成分について前記振動波形の目標とする理想的な振幅及び位相の値で構成される理想波形データセットを保存する。前記駆動指令波形更新手段は、振動波形データセットと理想波形データセットに基づき、繰り返し振動の基本周波数成分とその整数次高調波成分について、振動系への駆動指令波形の振幅及び位相で構成される駆動指令波形データセットをフィードバック制御する。前記関数発生手段は、駆動指令波形更新手段の出力に基づいて振動系の駆動指令信号を生成する。前記駆動手段は、関数発生手段の出力に基づいて振動系を駆動する。前記周波数特性検出手段は、駆動指令波形データセットと振動波形データセットとの間の振幅比または位相差を、繰り返し振動の基本周波数成分及びその整数次高調波成分について検出する。前記制御手段は、周波数特性検出手段の出力に基づき、繰り返し振動の基本周波数と振動系の共振周波数の一方を制御する。そして、振動系において振幅比または位相差の変化率が最大になる周波数と、繰り返し振動の基本周波数及びその整数次高調波周波数とが一致しない状態で振動系の駆動を行う様にする。
【０００９】
また、上記課題に鑑み、本発明の偏向装置は、前記揺動体装置を有し、前記振動系の揺動体が、入射光を偏向するための光偏向素子を備えることを特徴とする。
【００１０】
また、上記課題に鑑み、本発明の二次元偏向装置は、第一方向に入射光を偏向するための第一の偏向装置と、第一方向に略直交する第二方向に入射光を偏向するための前記偏向装置である第二の偏向装置を含む。そして、第二の偏向装置は第一の偏向装置に同期して動作する構成であることを特徴とする。
【００１１】
また、上記課題に鑑み、本発明の揺動体装置の制御方法は、次の工程を含む。
クロックに同期して繰り返し振動を行う振動系の揺動体の振動波形を、繰り返し振動の基本周波数成分及びその整数次高調波成分の振幅及び位相で構成される振動波形データセットに変換する変換工程。
繰り返し振動の基本周波数成分及びその整数次高調波成分について振動波形の目標とする理想的な振幅及び位相の値で構成される理想波形データセットを振動波形データセットと比較する比較工程。
比較する工程の結果に基づき、繰り返し振動の基本周波数成分及びその整数次高調波成分について、振動系に対する駆動指令波形の振幅及び位相で構成される駆動指令波形データセットをフィードバック制御するフィードバック制御工程。
駆動指令波形データセットに基づいて振動系を駆動する駆動工程。
駆動指令波形データセットと振動波形データセットとの間の振幅比または位相差を、繰り返し振動の基本周波数成分及びその整数次高調波成分について検出する検出工程。
検出の振幅比または位相差を基に、振動系で振幅比または位相差の変化率が最大になる周波数と、繰り返し振動の基本周波数及びその整数次高調波周波数が一致しない様に、繰り返し振動の基本周波数と振動系の共振周波数の少なくとも一方を制御する制御工程。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、振動系で振幅比または位相差の変化率が最大になる周波数と、繰り返し振動ないし偏向の基本周波数及びその整数次高調波周波数が一致しない様に、繰り返し振動ないし偏向の基本周波数と振動系の共振周波数の少なくとも一方を制御する。この様にして制御対象に適した駆動条件を設定するので、ＭＥＭＳスキャナなどの振動系の個体差や駆動環境などの諸条件によらず、利得が最も高くなる周波数と、制御に使用する周波数成分との一致を防止でき、安定な振動系の駆動を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について説明する。本発明において重要なことは、次のことである。すなわち、駆動指令波形の形成に使用する周波数成分の範囲内で、駆動指令波形と振動波形の間の利得が大きく変動することは、適切に繰り返し振動の基本周波数と共振周波数の少なくとも一方を選択することで、周波数特性のばらつきを吸収できることを意味する。本発明ではこの点に着目し、制御に使用する周波数成分それぞれについて利得または位相差を検出し、この結果から、利得が最大になる周波数を推定する。そして、利得が最大になる周波数と、繰り返し振動の基本周波数及びその整数次高調波周波数とが一致しない様な駆動補正値を算出し、これを用いて駆動条件を設定する。この様にして制御対象に適した駆動条件を設定することで、ＭＥＭＳスキャナなどの揺動体装置の個体差や駆動環境などの諸条件によらず、利得が最大になる周波数と繰り返し偏向の基本周波数及びその整数次高調波が一致するのを防ぐことができる。ここで、利得が最大になる周波数を推定する際、利得自体を検出して推定しても良いし、位相差を検出して位相差の変化率から推定しても良い。なぜなら、利得が最大になる所で位相差の変化率も最大になるからである。
【００１４】
以上の考え方に基づき、本発明の揺動体装置の基本的な実施形態は、上述したクロック発生手段と、振動系と、位置検出手段と、変換手段と、理想波形記憶手段と、駆動指令波形更新手段と、関数発生手段と、駆動手段と、周波数特性検出手段と、制御手段を備える。偏向装置の基本的な実施形態は、この揺動体装置を有し、前記振動系の揺動体が、入射光を偏向するための光偏向素子を備える。また、二次元偏向装置の基本的な実施形態は、第一方向に入射光を偏向するための第一の偏向装置と、第一方向に略直交する第二方向に入射光を偏向するための前記偏向装置である第二の偏向装置を含む。そして、第二の偏向装置は第一の偏向装置に同期して動作する様に構成される。
【００１５】
また、本発明の揺動体装置の制御方法の基本的な実施形態は、上述した変換工程、比較工程、フィードバック制御工程、駆動工程、検出工程、制御工程を含む。
【００１６】
前記基本構成を基礎にして、以下の様に構成することもできる。前記制御手段は、クロックの周期を制御するためにクロック発生手段に接続される様に構成することができる（後述の図２の例等を参照）。この場合、クロック発生手段の作成する信号の周期に応じて理想波形を再構成する理想波形生成部を備え、前記制御手段が理想波形生成部に接続される様に構成することができる（後述の図１１の例を参照）。また、前記振動系の共振周波数を調整するための周波数特性調整手段を備え、前記制御手段が周波数特性調整手段に接続される様に構成することができる（後述の図６の例等を参照）。
【００１７】
また、前記二次元偏向装置において、前記制御手段が、前記第一の偏向装置の偏向周期を制御するために駆動周期生成部に接続され、駆動周期生成部が、前記クロック発生手段の出力周期を制御するためにクロック発生手段に接続される様に構成することができる。これについては、後述の図１３の例に示される。前記第一の偏向装置が周波数特性調整手段を備え、前記制御手段が、第一の偏向装置の共振周波数を制御するために周波数特性調整手段に接続される様に構成することもできる（後述の図１４の例を参照）。
【００１８】
また、前記揺動体装置の制御方法において、前記制御工程が次の工程を含む様にすることができる（後述の図３(a)の例を参照）。すなわち、振幅比または位相差の変化率が最も大きくなる周波数を推定する工程。繰り返し振動の基本周波数成分及びその整数次高調波成分の中から、最大の振幅比または位相差の変化率を与える周波数の近傍の、二つの連続した次数の周波数成分を選択する工程。前記二つの連続した次数の周波数成分の振幅比または位相差の変化率が一致する様に、繰り返し振動の基本周波数または前記振動系の共振周波数の補正値を算出する工程。
【００１９】
また、前記揺動体装置の制御方法において、前記制御工程が次の工程を含む様にすることもできる（後述の図３(b)の例を参照）。すなわち、振幅比または位相差の変化率が最も大きくなる周波数を推定する繰り返し振動の基本周波数成分及びその整数次高調波成分の中から、二つの周波数成分からなる周波数成分の組を選択する工程。選択された周波数成分の組について、Ｂ／Ａの値が周波数成分の組から定まる所定の値に一致する様に、繰り返し振動の基本周波数または振動系の共振周波数の補正値を算出する工程。ここで、一方の周波数成分における振幅比または位相差の変化率をＡ、他方の周波数における振幅比または位相差の変化率をＢとする。この場合、前記制御工程が、周波数成分の組を複数組選択し、複数組で補正値をそれぞれ算出する工程と、複数組で求められた補正値から、繰り返し振動の基本周波数または振動系の共振周波数の補正値を決定する工程を含む様にもできる。
【００２０】
また、前記揺動体装置の制御方法において、前記制御工程が、繰り返し振動の基本周波数の補正値に基づいて、前記クロックを発生するクロック発生手段の出力周波数を操作する工程を含む様にもできる。この場合、前記制御工程が、前記クロック発生手段の発生する周波数を設定する工程と、前記クロック発生手段の作成する信号の周期に応じて前記理想波形データセットを再構成する工程を含む様にもできる（後述の図１１の例を参照）。更に、前記制御工程が、前記振動系の共振周波数の補正値に基づいて、振動系の共振周波数を操作する工程を含む様にもできる（後述の図６の例を参照）。
【００２１】
図を用いて本発明の好適な実施形態を説明する。図１は本発明の好適な実施形態の構成を示すブロック図である。揺動体装置を用いる本偏向装置は、周波数領域における理想（目標）波形記憶手段１０１、駆動波形更新手段１０２、関数発生器１０３、ドライバ１０４、偏向器１０５、センサユニット１０６、フーリエ変換器１０７、クロック生成回路１０８で構成される。また、これらに加えて、周波数特性検出手段１０９、制御手段である制御ユニット１１０を備える。関数発生器１０３は駆動指令信号を出力する関数発生手段であり、ドライバ１０４は駆動手段であり、センサユニット１０６は位置検出手段であり、フーリエ変換器１０７は変換手段であり、クロック生成回路１０８はクロック発生手段である。駆動指令波形更新手段である駆動波形更新手段１０２は、加算器１０２１、除算器１０２２、加算器１０２３、駆動指令波形記憶手段１０２４を備える。
【００２２】
本偏向装置は、振動系を含む偏向器１０５の駆動結果である偏向波形について、繰り返し偏向の基本周波数成分及びその整数次高調波成分の振幅と位相を算出し、駆動位置指令値の一周期分の変化を表す駆動指令波形を周波数領域でフィードバック制御している。
【００２３】
このフィードバック制御を詳述する。クロック生成回路１０８は一定の周期の信号を発生しており、偏向器１０５の偏向の繰り返し周期を規定する。本偏向装置では、偏向器１０５をクロック生成回路１０８の周期に従って駆動する。駆動指令波形記憶手段１０２４には、繰り返し偏向の基本周波数成分とその整数次高調波成分について一周期分の駆動指令波形の振幅と位相が保存されている。これを駆動指令波形データセットと呼ぶ。関数発生器１０３は、記憶装置１０２４に保存されている駆動位置指令波形を全て重ね合わせた位置指令波形を発生し、ドライバ１０４に送出する。ドライバ１０４は、関数発生器１０３の信号を偏向器１０５の駆動電流に変換する。偏向器１０５はこの駆動電流により駆動され、この動きが偏向位置としてセンサユニット１０６によって取得される。
【００２４】
センサユニット１０６によって取得された偏向波形（偏向位置の時間変化のデータ）は、繰り返し偏向の基本周波数の一周期分収集され、フーリエ変換器１０７で繰り返し偏向の基本周波数成分及びその整数次高調波成分の振幅と位相情報に変換される。ここで得られた各周波数成分の振幅及び位相の情報を、偏向ないし振動波形データセットと呼ぶ。
【００２５】
これに対して、理想波形記憶手段１０１には、目標とする理想的な偏向波形の振幅、位相の各周波数成分についての係数の集合が保管されている。これを理想波形データセットと呼ぶ。
【００２６】
偏向波形データセットは、理想波形データセットと共に駆動波形更新手段１０２に入力され、駆動指令波形データセットに含まれる各周波数成分の振幅及び位相の修正を行う。これにより、新たな駆動指令波形が生成される。この一連の手順を繰り返すことで、駆動指令波形は、理想波形記憶手段１０１に保存される理想波形で偏向器１０５を駆動させ得る形状に形成される。
【００２７】
本発明は、図１に示された様な繰り返し振動ないし偏向の装置における駆動条件設定の手法に係る。駆動条件設定のため、本実施形態では、周波数領域で駆動指令波形をフィードバック制御する繰り返し偏向の偏向装置において、周波数特性検出手段１０９を有する。そして、その出力に基づいて、利得が最大になる周波数と繰り返し偏向の基本周波数及びその整数次高調波周波数とを一致させない様な駆動条件に係る補正値を算出し、その補正値を用いて駆動条件を設定する制御ユニット１１０を備える。
【００２８】
周波数特性検出手段１０９は、駆動指令波形の基本周波数成分及びその整数次高調波成分の振幅と位相で構成される駆動指令波形データセットと、偏向波形の基本周波数成分及びその整数次高調波の振幅と位相で構成される偏向波形データセットを入力に持つ。そしてこれらを比較して、繰り返し偏向の基本周波数成分及びその整数次高調波成分の利得または位相差（各周波数成分の駆動指令波形と偏向波形の間の位相差）を算出する。制御ユニット１１０は、周波数特性検出手段１０９で算出された利得または位相差を用いて、利得または位相差の変化率が最大になる周波数と繰り返し偏向の基本周波数及びその整数次高調波周波数とを一致させない様な駆動条件の補正値を算出する。より詳細には、特定の条件を満たすまで、繰り返し偏向の基本周波数成分及びその整数次高調波成分の利得の最大値を減少させる様な駆動条件に係る補正値を算出する。
【００２９】
本発明では、最も利得が高くなる周波数と、制御に用いる周波数成分とを一致させないために、繰り返し振動ないし偏向の基本周波数及び揺動体装置の共振周波数のうち、少なくとも一方を操作する。以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら説明する。
【００３０】
以下の説明中では、fv0は繰り返し偏向の基本周波数を、nは繰り返し偏向の基本周波数及びその整数次高調波の次数を表す。また、繰り返し偏向の基本周波数の第N（例えば、20）次高調波までを波形形成に用いているものとする。また、偏向器の振動系は、例えばミラーを有する１つの揺動体を含み、その固有振動モードの共振周波数は１つであるものとする。
【００３１】
振動系の共振周波数が２以上ある場合は、例えば、共振周波数を挟む複数組の周波数成分について補正値を算出し、その平均を最終的な補正値として用いたり、一番大きい補正値を最終的な補正値として用いたりすればよい。
【実施例】
【００３２】
（実施例１）
第一の実施例では、最も利得が高くなる周波数（共振周波数）と、制御に用いる周波数成分を一致させない様にする。そのために、本実施例では、繰り返し偏向の基本周波数についての補正値の算出、及び繰り返し偏向の基本周波数による駆動条件の補正を実行する。
【００３３】
図２は本実施例のシステム構成を示す。本実施例は、制御ユニット１１０がクロック生成回路１０８に接続されている点で、図１を用いて説明した上記実施形態と異なる。本実施例の図２において、図１の構成要素と共通の構成要素には、図１と同符号を付す。
【００３４】
本実施例において、駆動波形更新手段１０２、関数発生器１０３、周波数特性検出手段１０９、制御ユニット１１０は、マイコンの様な演算手段で実現できる。関数発生器１０３はマイコンを用いても良いし、任意波形発生器を用いても良い。また、ドライバ１０４は、関数発生器１０３の形態によって実現方法が異なるが、例えばＰＷＭ回路の様な手段で実現される。センサユニット１０６は、例えば静電容量型のセンサにＡ／Ｄ変換器を組み合わせることで実現できる。
【００３５】
図３(a)は、本実施例において、制御ユニット１１０を用いて、繰り返し偏向の基本周波数及びその整数次高調波における利得から繰り返し周期の補正量を算出する過程を示すフローチャートである。図４(a)、(b)は、それぞれ、補正前と補正後の繰り返し偏向の基本周波数成分とその整数次高調波成分についての利得を示す図である。図４(a)、(b)の利得は、共振周波数の利得で正規化した値で示している。
【００３６】
本実施例では、最も利得が高くなる周波数と、制御に用いる周波数成分を一致させない様にするために、まず周波数特性検出手段１０９の出力から利得を最大にする周波数を探索する。さらに、繰り返し偏向の基本周波数成分及びその整数次高調波成分の中から、最大の利得を与える周波数の近傍の、二つの連続した次数の周波数成分を選択する。そして、選択した二つの周波数成分における利得が一致するよう、繰り返し周波数を調整する。この結果、繰り返し周波数調整が終了後、繰り返し偏向の基本周波数成分とその整数次高調波成分の利得は、例えば図４(b)の様に一定（等しい）の関係になる。以下に、本実施例の具体的手順を図３(a)のフローチャートに基づいて説明する。
【００３７】
図３(a)のフローチャートにおいて、Ｓ１０１では、制御ユニット１１０は、クロック生成回路１０８の出力する繰り返し周期を補正するにあたり、波形更新のループを停止させる。Ｓ１０２では、周波数特性検出手段１０９で取得された繰り返し偏向の基本周波数成分とその整数次高調波成分の利得{Gain(fv0),Gain(2×fv0),Gain(3×fv0),…,Gain(N×fv0)}から、利得が最も大きくなる周波数fAmaxを推定する。これらの周波数成分の利得は、{Gain(fv0),Gain(2×fv0),Gain(3×fv0),…,Gain(N×fv0)}である。ここでは、利得の最も大きい方から３つの周波数f1,f2,f3を選択し、以下の式に当てはめて利得が最大となる周波数を探索する。
fAma＝{f1×Gain(f1)+f2×Gain(f2)+f3×Gain(f3)}/{Gain(f1)+Gain(f2)+Gain(f3)}
（式１）
【００３８】
Ｓ１０３では、n×fv0≦fAmax＜(n+1)×fv0となる様な整数nを求める。Ｓ１０４では、Ｓ１０３で導出したnを用いて、以下の式に従って(n-1)×fv0≦f≦n×fv0の区間での利得の周波数に対する傾き量Ｘを導出する（図５参照）。
【００３９】
【数２】
2010097092.tif 000003
【００４０】
また、同様にして以下の式に従って(n+1)×fv0≦f≦(n+2)×fv0の区間における、利得の周波数に対する傾き量Ｙを算出する（図５参照）。
【００４１】
【数３】
2010097092.tif 000004
【００４２】
Ｓ１０５では、以下の式に従って、n×fv0及び(n+1)×fv0の二つの周波数成分において、利得の比が１になる繰り返し周波数の調整量Δfv0を算出する。
【００４３】
【数４】
2010097092.tif 000005
この式は、Gain(n×fv0)+Ｘ×(n×Δfv0))＝Gain((n+1)×fv0)+Ｙ((n+1)×(Δfv0))の関係式から導かれるものである。
【００４４】
Ｓ１０６では、以下の式で示す様に、導出されたΔfv0を現在の繰り返し周波数fv0に加えて新たな繰り返し周波数を求め、クロック生成回路１０８に新たなfv0を指示する。
fv0←fv0+Δfv0×Ｇ    （←は代入を示す）    （式５）
Ｇは調整用ゲインで、0<G<1の範囲にある。適用対象の偏向器１０５のＱ値に応じて設定するとよい。
【００４５】
Ｓ１０７では、Ｓ１０２からＳ１０６の動作を繰り返すかどうかの判定を行う。その条件は、n×fv0及び(n+1)×fv0の二つの周波数成分において、利得の比が１になっているかどうかである。本実施例では、周波数に対する利得の変化を利得曲線の傾きを用いて近似し、繰り返し偏向の基本周波数の再設定を行っている。そのため、何度かこの動作を繰り返すことで、上記条件を満たすfv0を算出することになる。
【００４６】
Ｓ１０８では、Ｓ１０１で停止させていた駆動波形更新手段１０２を再び動作させる。この一連の動作を繰り返すことにより、繰り返し偏向の基本周波数成分及びその整数次高調波成分の利得の最大値を最も小さくする様に、繰り返し偏向の基本周波数を設定できる。この結果、共振モードが駆動周波数の付近に出やすいＭＥＭＳスキャナの様な制御対象についても、個体差や経時変化、環境変化による各駆動周波数の利得変動を考慮することなしに、フィードバックゲインを好適に設定できる。こうして、常に設計通りの制御性能を得ることができる。
【００４７】
以上の様に、本実施例では、利得が最大になる周波数近傍の二つの周波数成分についての利得の比を１にする様に構成した。これにより、偏向装置の特性を予め計測しておくことなく、繰り返し偏向の基本周波数成分及びその整数次高調波成分についての利得の最大値を好適に小さく保つ様に、繰り返し偏向の基本周波数を設定することが可能になる。
【００４８】
（実施例２）
実施例１では、最も利得の高くなる周波数近傍の二つの周波数成分における利得の比を１にするよう構成したが、本発明の実施例はこれに限らない。例えば、所望の二つの周波数成分における利得の比を、選択した二つの周波数から定まる値Pにする様に構成することができる。第二の実施例はこうした構成を有する。この場合のフローチャートを図３(b)に示す。
【００４９】
Ｓ２０４では、Ｓ１０３で導出したnを用いて、任意の異なる二つの周波数成分a×fv0とb×fv0（a及びbは整数）を選択する。さらに、選択した周波数付近における、利得の周波数に対する傾き量Ａ及びＢを以下の式に基づいて導出する。
【００５０】
【数６】
2010097092.tif 000006
【００５１】
【数７】
2010097092.tif 000007
【００５２】
Ｓ２０５では、以下の式に従って、a×fv0及びb×fv0の二つの周波数成分についての利得の比が、二つの整数値a及びbから定まる値P(a,b)になる様に、繰り返し周波数の調整量Δfv0を算出する。
【００５３】
【数８】
2010097092.tif 000008
この式は、Gain(a×fv0)+Ａ(a×Δfv0)＝P×{Gain(b×fv0)+Ｂ(b×Δfv0))の関係式から導かれるものである。
【００５４】
なお、このとき使用するP(a,b)は、偏向器１０５の振動系の共振周波数を挟む二つの周波数成分の利得の比を１にする様な駆動条件下でのP(a,b)の値を予め計測して使用してもよい。また、Ｑ値や共振周波数に基づいて予測した値を用いてもよい。
【００５５】
Ｓ２０７では、Ｓ１０２からＳ１０６の動作を繰り返すかどうかの判定を行う。その条件は、選択した二つの周波数の利得の比がPになっているかどうかである。本実施例では、利得と周波数の関係を示す曲線を、傾きを用いて近似しているため、何度かこの動作を繰り返すことで条件を満たすfv0を算出することになる。
【００５６】
また、本実施例のＳ２０４及びＳ２０５では、繰り返し偏向の基本周波数成分及びその整数次高調波成分の中から選んだ一組の周波数成分に対して、その利得の比を、選択した周波数で定まる一定の値Pにする様に繰り返し周波数の補正量を算出する。ただし、本実施例で使用する二つの周波数の選択について、a,bは可能な限りnに近いことが望ましい。これは、共振周波数付近のほうがのゲインが大きく目標の駆動状態からの誤差を検出しやすいためである。また、a≦nまたはn+1≦b、の条件を満たす周波数が選択されることが望ましい。a,bが共振周波数をまたいで選択されることで、双方の周波数がより共振周波数に近い値を選択できるためである。また、Ｓ２０４及びＳ２０５については、複数組の周波数成分について行い、その中から何れか一つを選択し、出力を得ても良い。この様な構成をとることで、特定の周波数成分の振幅が０である様な場合でも、制御対象に適した駆動周波数を求めることができる。この方法は、実施例１でも採用することができる。
【００５７】
さらに、Ｓ２０４及びＳ２０５の動作を複数組の周波数成分について行い、その平均を採って、補正量を定めてもよい。この様にすることで、特定の周波数成分にのみ重畳する様なノイズの影響を小さく抑えることができる。この方法も、実施例１でも採用することができる。また、この方法は、上述した様に、振動系の共振周波数が２以上ある場合に採用することができる。
【００５８】
本実施例で説明した駆動条件の補正は、起動時にのみ行っても良いし、制御中に一定の時間間隔をおいて行っても良い。起動時にのみ実行すれば、装置の個体差や経時変化に対応することができる。さらに、一定の時間間隔を置いて実行した場合は、装置の置かれた環境の変化が大きく変動した場合にも追従することができる。これらのことは、他の実施例でも同様である。
【００５９】
本実施例でも、周波数特性検出手段１０９で検出した利得と周波数の関係から、繰り返し偏向の基本周波数を操作する構成について述べた。本実施例でも、実施例１と同様な効果が達成できる。
【００６０】
（実施例３）
第三の実施例では、最大の利得を与える周波数と繰り返し偏向の基本周波数成分及びその整数次高調波成分との一致を防止するための、偏向器１０５の共振周波数特性に係る補正値の算出を実行する。また、偏向装置の共振周波数特性を用いた駆動条件の補正の好適な実現手法に係る。
【００６１】
図６は本実施例に係る偏向装置の構成を示す図である。本実施例において、実施例１と同じ構成要素には、実施例１と同符号を付す。実施例１（図２参照）では、繰り返し偏向の基本周波数成分及びその整数次高調波成分の利得から、繰り返し偏向の基本周波数の操作量を算出したが、本実施例では、次の様にする。繰り返し偏向の基本周波数成分及びその整数次高調波成分の利得から、最も利得の大きくなる周波数fAmaxを推定し、次の（式９）を満たす様にする。
n×fv0≦fAmax≦(n+1)×fv0      （式９）
すなわち、繰り返し偏向周波数のn次高調波とn+1次高調波の周波数の中間にfAmaxが制御される様に、偏向器１０５の共振周波数の補正量を算出する。
【００６２】
このため、実施例１とは以下の構成要素が異なる。偏向器１０５が偏向の周波数特性調整手段２１２を備え、制御ユニット２１０は周波数特性調整手段２１２に接続される。また、周波数特性の操作のために、偏向器１０５の特性を保管する熱特性記憶手段２１１を備える。
【００６３】
熱特性記憶手段２１１には、予め計測された偏向器１０５の共振周波数の温度による移動量T(Hz／℃)が保存される。また、制御ユニット２１０は、周波数特性検出手段１０９及び熱特性記憶手段２１１の内容に基づいて、周波数特性調整手段２１２の操作量を算出する（算出方法は後述する）。周波数特性調整手段２１２は、例えば、ヒーターやペルチェ素子の様な手段で構成できる。
【００６４】
図７は、本実施例において制御ユニット２１０が周波数特性調整手段２１２の操作量を決定する過程を示したフローチャートである。図８(a)、(b)は補正前と補正後の繰り返し偏向の基本周波数成分とその整数次高調波成分の利得を示す図である。ここでも、利得は、共振周波数の利得で正規化した値で示している。
【００６５】
本実施例では、制御ユニット２１０は、繰り返し偏向の基本周波数及びその整数次高調波の中の隣り合う二つの周波数の中間に、利得が最大になる周波数fAmaxを移動するために、偏向器の共振周波数の補正量を算出する。この補正量に基づき、周波数特性調整手段２１２を用いて補正を行う。この結果、繰り返し周波数調整終了後、繰り返し偏向の基本周波数成分とその整数次高調波成分の利得は、例えば図８(b)の様な一定の関係になる。以下に、その具体的手順を図７のフローチャートに基づいて説明する。
【００６６】
Ｓ３０１では、周波数特性検出手段１０９で取得された繰り返し偏向の基本周波数及びその整数次高調波の利得から、利得が最も大きくなる周波数fAmaxを推定する。これらの周波数成分の利得は、{Gain(fv0),Gain(2×fv0),Gain(3×fv0),…,Gain(N×fv0)}である。ここでも、利得の最も大きい方から３つの周波数f1,f2,f3を選択し、上述の（式１）に当てはめて利得が最大となる周波数を推定する。Ｓ３０２では、n×fv0≦fAmax＜(n+1)×fv0となる様な整数nを求める。
【００６７】
Ｓ３０３では、Ｓ３０２で導出したnを用いて、以下の（式１０）に従って利得が最大となる周波数fAmaxと、繰り返し偏向の基本周波数の第n次高調波と第n+1次高調波の中間の周波数(n+0.5)fv0との差Δfを求める。
Δf＝fAmax−(n+0.5)fv0         （式１０）
【００６８】
Ｓ３０４では、熱特性記憶手段２１１から、偏向器１０５の共振周波数の温度変化の特性T(Hz／℃)を読み出す。
【００６９】
Ｓ３０５では、以下の式に従って必要となる温度変化ΔWを算出し、周波数特性調整手段２１２を操作する。
ΔW=Δf/T      （式１１）
【００７０】
Ｓ３０６では、温度変化対象の偏向器１０５の温度変化が終了するまで待機する。Ｓ３０７では、Ｓ３０１からＳ３０６の動作を繰り返すかどうかの判定を行う。その条件は、選択した二つの周波数成分について利得の比が１になっているかどうかである。
【００７１】
本実施例の操作を繰り返すことにより、偏向器１０５の利得が最大になる周波数fAmaxは、制御に用いる周波数の内の隣り合う二つの周波数成分の間に位置する様に制御される。この様に構成することで、繰り返し偏向の基本周波数を切り換えるときに発生する目標波形の不連続性の影響を回避しながら、駆動条件を設定することができる。
【００７２】
また、周波数特性調整手段２１２による偏向器の昇温／冷却のみを規定する様に構成しても良い。この場合、Ｓ３０６では一定時間のウェイトを行い、温度保持の判定条件を満たす様になるまで、連続して駆動条件の設定の判定ループを実行することになる。制御ループをこの様に構成する場合、温度特性記憶手段２１１には偏向器１０５の温度特性の正・負のみを保管しておけば良い。そのため、温度の保持機構も不要になるため、システムを簡易化することができる。
【００７３】
熱特性記憶手段２１１に修正可能温度も記憶させ、本実施例で述べた共振周波数の調整による駆動条件の補正を実施する時に、次の様にしてもよい。すなわち、共振周波数を調整可能な範囲を上回る調整量が必要になる場合に、実施例１で述べた繰り返し周波数の補正手段を操作する様に構成しても良い。
【００７４】
図９に、この別の実現手法に関するフローチャートを示す。図７との違いは、温度修正量の合計の演算工程（Ｓ３０８）があることと、現状の温度修正量が最大修正可能温度Wmaxを上回っているか否かの判定工程（Ｓ３０９）を設け、これを上回る時のみ繰り返し偏向の基本周波数の調整（Ｓ３１０）を行う点である。最大修正可能温度Wmaxはヒーターに流せる電流など、周波数特性調整手段２１２の能力の限界によって決定される。この様に構成することで、偏向器１０５の共振周波数を調整する方法のメリットである制御の連続性と、繰り返し偏向の基本周波数を調整する方法のメリットである制御可能範囲の広さとを両立させることが可能になる。
【００７５】
本実施例においても、最も振幅（すなわち利得）が大きくなる周波数を、繰り返し偏向の基本周波数及びその整数次高調波の位相から推定してもよい。上述した様に、利得が最も大きくなる周波数のところで上記位相差の変化率が最も大きく変化するので、こうした推定が可能である。
【００７６】
（実施例４）
第四の実施例は、本発明による揺動体装置を用いる偏向装置を用いた二次元偏向装置に係る。図１０に、本実施例の二次元偏向装置の模式的構成図を示す。本画像表示装置において、赤色レーザを発する変調光源３２１より出力されたレーザ光は、第一方向へ偏向する第一方向偏向装置３１５と、第一方向に略直交する第二方向へ光を偏向する上記実施例で説明した偏向器１０５によって走査される。第一方向偏向装置３１５は第一方向走査制御装置３１９で制御され、偏向器１０５は、第一方向偏向装置３１５と繋がった第二方向走査制御装置３２０で制御される。こうして、スクリーン３２２上に走査線が形成される。本実施例の画像表示装置では、第二方向への偏向は第一方向への偏向に同期して行われる。画像情報から生成された階調情報により光源３２１の出力を変調することによって、スクリーン３２２上に２次元の画像が表示される。ここでは、スクリーン３２２上の画像の画素に対応した変調信号に応じて、画素の周期ごとに変調電流を制御すればよい。
【００７７】
本実施例の二次元偏向装置に含まれる二つの偏向装置のうち、第二方向への偏向器１０５では、その繰り返し偏向の周期内にスクリーン上を等速で走査する時間が規定されている。これを等速偏向期間と呼ぶ。有効描画期間以外の時間を帰線期間と呼ぶ。また、この様な波形を鋸波と呼ぶこととする。第一の偏向装置３１５は、この等速偏向期間中に規定の回数の繰り返し偏向を行い、走査線が等間隔に並んだ走査領域をスクリーン３２２上に構成する。
【００７８】
この様なシステムでは、第二方向の偏向器１０５について繰り返し偏向の周期を変える際、第二方向に並ぶ走査線数を規定数に維持する。そのため、等速偏向期間の長さを一定に保ったまま、帰線期間の長さを変える必要がある。この時、上記理想波形の再構成が必要になる。
【００７９】
図１１に本実施例のシステム構成を示す。本実施例において、実施例１と同じ構成要素には、実施例１と同符号を付す。本実施例に係る二次元偏向装置は、第二方向に繰り返し偏向を行う偏向器１０５の他に、第一方向に繰り返し偏向を行う第一方向偏向装置３１５を備える。第一方向偏向装置３１５は駆動周期生成回路３１３を備え、駆動周期生成回路３１３の発生する周期で第一方向への偏向を行う。第一方向偏向装置３１５の偏向位置はセンサユニット３１６により検出され、駆動信号生成部３１４に送られる。駆動信号生成部３１４は、偏向位置情報に基づき、第一方向偏向装置３１５の偏向動作を一定に維持する様に駆動する。
【００８０】
一方、第二方向の偏向器１０５の繰り返し周期を規定するクロック生成回路３０８は、駆動周期生成回路３１３の信号をk分周して第二方向の繰り返し偏向クロックを生成する。すなわち、駆動周期生成回路３１３の出力kパルスごとに、クロック生成回路３０８は１パルスを出力することになる。さらに、本システム構成は、クロック生成回路３０８における分周比に応じて理想波形を再構築する理想波形生成手段３１７を備える。
【００８１】
本実施例では、一走査の中での有効走査期間の長さを維持するために、クロック生成回路３０８の分周比kを操作して繰り返し偏向の基本周波数を調整する。これと共に、理想波形生成部３１７により理想波形を再構築して、理想波形記憶手段１０１の理想波形データセットを書き換える構成となっている。
【００８２】
図１２に、本実施例における繰り返し偏向の基本周波数の周期の制御手順のフローチャートを示す。実施例１における繰り返し偏向の基本周波数の周期の制御手順と同じ動作を行う工程については、同じ記号を付した。
【００８３】
Ｓ４０１では、変更後のfv0に対して以下の値を満たす整数kを算出する。この時点における第一方向の偏向装置３１５の偏向周波数はfHとする。
k≦fH/fv0＜k+1      （式１２）
【００８４】
Ｓ４０２では、分周比kに対応した駆動波形を計算する。なお、この駆動波形の生成は時間領域で行われる。例えば、第二方向について鋸波形状に駆動する場合、等速走査を行う領域の信号を生成した後、帰線期間を滑らかに繋ぐよう、既知の方法を用いて理想波形が生成される。算出された理想波形はフーリエ変換された後、理想波形記憶手段１０１に書き込まれる。
【００８５】
Ｓ４０３では新たな分周比kをクロック（同期信号）生成回路３０８に書き込む。以上の様に構成することで、有効描画期間における第一方向の走査ライン数を一定に保ちながら、第二方向の偏向器１０５の駆動特性を調整することが可能になる。
【００８６】
本実施例の第一方向偏向装置３１５は、一定方向に回転して光偏向を行うポリゴンミラーや、往復偏向を行うガルバノスキャナで構成することができる。また、制御ユニット３１０、理想波形生成手段３１７はマイコンの様な演算手段で実現できる。さらに、駆動周期生成回路３１３は発振器で実現でき、クロック生成回路３０８は分周器で実現できる。
【００８７】
（実施例５）
第五の実施例は、本発明の揺動体装置を用いた二次元偏向装置の別の実現方法に係る。実施例４では、第二方向の偏向器１０５で繰り返し偏向の基本周波数を操作するために、クロック生成回路３０８において分周比の操作を行うと共に、理想波形生成手段３１７において理想波形の再構成を行う構成とした。これに対して、本実施例では、第一方向の偏向装置３１５の駆動周期を操作することで、間接的に偏向器１０５の繰り返し偏向の基本周波数を操作する構成としている点が、実施例４と異なる。
【００８８】
図１３に、本実施例に係る二次元偏向装置の一部の構成を示す。制御ユニット４１０は、駆動周期生成部４１３を操作して、以下の（式１３）を満たす様な第二方向の繰り返し偏向周期を生成する。fv0は制御ユニット４１０で算出された偏向器１０５における繰り返し偏向の基本周波数、kは、第二方向への繰り返し偏向の基本周波数の第一方向への駆動周波数に対する分周比である。
fH＝fv0×k      （式１３）
【００８９】
駆動周期生成部４１３の出力周波数が変更されることで、クロック生成回路３０８で生成される第二方向の繰り返し偏向の基本周波数も同時に変更される。
【００９０】
この様に構成することでも、二次元偏向装置において、第二方向偏向器１０５の有効描画期間に含まれる第一方向走査の回数を保ったまま、駆動条件の変更を行うことが可能になる。
【００９１】
図１４に、本実施例に係る別の構成を示す。本実施例では、第一方向偏向装置３１５の駆動周期を操作することで、第二方向偏向器１０５の周波数を操作する手法について述べているが、前記別の構成は次の様に制御する。
【００９２】
二次元偏向装置は共振駆動される第一方向偏向装置５１５を備える。そして、センサユニット３１６で駆動データを収集することによって、第一方向偏向装置５１５が共振状態を維持する様に駆動周期補正部５１７で駆動周期生成部５１３を制御している。この様なシステムにおいて、第一方向偏向装置５１５を周波数特性調整手段５１８で温度制御すると、第一方向偏向装置５１５の共振周波数が変わり、これを追従して、駆動周期生成部５１３の出力周波数が変えられる。
【００９３】
この様に構成することで、第一方向偏向装置５１５の共振駆動状態を崩すことなく、第二方向偏向器１０５の繰り返し偏向の基本周波数を調整し、駆動条件を設定することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００９４】
【図１】本発明の揺動体装置を用いた偏向装置の実施形態を示すブロック図。
【図２】本発明の実施例１に係る偏向装置のシステム構成を示すブロック図。
【図３】(a)は実施例１における繰り返し周波数の補正値の算出のためのフローチャート１、(b)は実施例２に係る偏向装置における繰り返し周波数の補正値の算出のためのフローチャート２。
【図４】(a)は繰り返し偏向の基本周波数調整前の周波数成分ごとの正規化利得を示す図、(b)は繰り返し偏向の基本周波数調整後の周波数成分ごとの正規化利得を示す図。
【図５】利得が最大になる周波数の算出を説明する図。
【図６】本発明の実施例３に係る偏向装置の構成を示すブロック図。
【図７】実施例３における共振周波数の補正値の算出のためのフローチャート３Ａ。
【図８】(a)は共振周波数調整前の周波数成分ごとの正規化利得を示す図、(b)は共振周波数調整後の周波数成分ごとの正規化利得を示す図。
【図９】実施例３における共振周波数の補正値の算出に係るフローチャート３Ｂ。
【図１０】本発明の実施例４に係る二次元偏向装置のシステム構成を示す斜視図。
【図１１】実施例４のシステム構成を示すブロック図。
【図１２】実施例４の繰り返し偏向の基本周波数の周期の制御に係るフローチャート４。
【図１３】本発明の実施例５に係る二次元偏向装置の構成を示すブロック図。
【図１４】本発明の実施例５の別の構成に係る二次元偏向装置の構成を示すブロック図。
【図１５】ＭＥＭＳスキャナの駆動周波数に対する偏向波形の振幅比を示す図。
【符号の説明】
【００９５】
１０１    理想波形記憶手段
１０２    駆動指令波形更新手段（駆動波形更新手段）
１０３    関数発生手段（関数発生器）
１０４    駆動手段（ドライバ）
１０５    偏向器（第二方向偏向装置）
１０６    位置検出手段（センサユニット）
１０７    変換手段（フーリエ変換器）
１０８、３０８    クロック発生手段（クロック生成回路）
１０９    周波数特性検出手段
１１０、２１０、３１０、４１０、５１０    制御手段（制御ユニット）
２１２、５１８    周波数特性調整手段
３１３、４１３、５１３    駆動周期生成回路
３１４    駆動信号生成部
３１５、５１５    第一方向偏向装置
３１７    理想波形作成部（理想波形生成手段）
【図１】
2010097092.tif 000009
【図２】
2010097092.tif 000010
【図３】
2010097092.tif 000011
【図４】
2010097092.tif 000012
【図５】
2010097092.tif 000013
【図６】
2010097092.tif 000014
【図７】
2010097092.tif 000015
【図８】
2010097092.tif 000016
【図９】
2010097092.tif 000017
【図１０】
2010097092.tif 000018
【図１１】
2010097092.tif 000019
【図１２】
2010097092.tif 000020
【図１３】
2010097092.tif 000021
【図１４】
2010097092.tif 000022
【図１５】
2010097092.tif 000023