(57)【要約】【課題】簡易な構成で周辺環境温度によらず走査の均一性を確保することができ、輝度ムラや画像歪みの発生を抑制して高品質な画質を得ることができる光偏向ミラーを提供する。【解決手段】反射面２ａを有するミラー２と、ミラー２を回転可能に支持するとともに複数の折返部４ｃを有して蛇行して形成した一対の蛇行状梁部４と、蛇行状梁部４の各梁部４ａ，４ｂにそれぞれ設けた複数の圧電部材５ａ，５ｂと、を有し、複数の圧電部材５ａ，５ｂに電圧波形を印加することにより各梁部４ａ，４ｂを変形させ、その変形の累積によりミラー２を回転駆動させる光偏向装置において、各圧電部材５ａ，５ｂに印加する電圧波形の駆動周波数を個別に調整する電圧調整部を有する。【選択図】図１
2015175889.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
反射面を有するミラーと、
前記ミラーを回転可能に支持するとともに複数の折返部を有して蛇行して形成した一対の蛇行状梁部と、
前記蛇行状梁部の前記各梁部にそれぞれ設けた複数の圧電部材と、
を有し、
前記複数の圧電部材に電圧波形を印加することにより前記各梁部を変形させ、その変形の累積により前記ミラーを回転駆動させる光偏向装置において、
前記各圧電部材に印加する電圧波形の駆動周波数を個別に調整する電圧調整部を有することを特徴とする光偏向装置。
【請求項２】
請求項１に記載の光偏向装置において、
前記電圧調整部は、
前記複数の圧電部材と対応する前記複数の梁部に対して一つ置きに異なる２種類の電圧波形を印加するとともに、当該２種類の印加電圧波形の駆動周波数を個別に調整することを特徴とする光偏向装置。
【請求項３】
請求項２に記載の光偏向装置であって、
前記２種類の印加電圧波形のそれぞれの駆動周波数を記憶部を備え、
前記電圧調整部は、
前記記憶部に記憶したそれぞれの駆動周波数の値に基づいて前記各圧電部材に電圧波形を印加することを特徴とする光偏向装置。
【請求項４】
請求項３に記載の光偏向装置であって、
前記記憶部は、
前記光偏向装置の共振周波数と、前記２種類の電圧波形のそれぞれの駆動周波数とを記憶し、
前記電圧調整部は、
前記記憶部に記憶した前記共振周波数と前記２種類の電圧波形のそれぞれの駆動周波数との相対値に基づいて前記各圧電部材に電圧を印加することを特徴とする光偏向装置。
【請求項５】
請求項４に記載の光偏向装置であって、
前記電圧調整部は、
前記共振周波数と前記それぞれの駆動周波数の割合が整数倍にならない駆動条件を満たすように前記各圧電部材に電圧を印加することを特徴とする光偏向装置。
【請求項６】
請求項５に記載の光偏向装置であって、
前記電圧調整部は、
前記各圧電部材に印加する電圧波形の最大値を個別に調整するとともに、前記駆動周波数の値を調整することを特徴とする光偏向装置。
【請求項７】
光軸と直交する同一面内で互いに直交する２軸を回動させることによって二次元光走査を行うミラーと、
前記ミラーを回転可能に支持するとともに複数の梁部を折り返すように蛇行状に形成した蛇行状梁部と、
前記蛇行状梁部の前記各梁部にそれぞれ設けた複数の圧電部材と、
を有し、
前記２軸のうち、少なくとも一方の軸周りの回転駆動に請求項１乃至請求項６の何れか１の請求項に記載の電圧波形が前記圧電部材に印加されることを特徴とする光偏向ミラー。
【請求項８】
請求項１乃至請求項６のいずれか１の請求項に記載の光偏向装置を備えたことを特徴とする画像投影装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光偏向ミラーを用いた光偏向装置及び画像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、光偏向装置や、それを用いた画像表示装置等の小型化並びに低コスト化を可能とするものとして、半導体製造技術を応用したマイクロマシニング技術によって製造される光偏向ミラーが開発されている。
【０００３】
この光偏向ミラーは、シリコンやガラスを微細加工して製造されるＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ）デバイスとして、基板上に反射面を設けた可動部や弾性梁状部を一体形成し、光ビームを偏向・走査する。
【０００４】
また、このような光偏向ミラーのミラー駆動方式としては、弾性梁状部材に薄膜化した圧電材料を重ね合わせた圧電アクチュエータ方式がある。
【０００５】
この圧電アクチュエータ方式においては、圧電材料の圧電特性から材料の伸縮をカンチレバーとなる支持体に伝えることでカンチレバーを上下に振動させることにより、ミラーを回動させるようにしている。
【０００６】
そして、このミラーを、光ビームの光軸と直行する同一面内において、互いに直行する第１軸（水平方向）と第２軸（垂直方向）との２軸を中心軸として回動させることによって二次元光走査を可能としている。
【０００７】
一方、このような光偏向ミラーを用いた光偏向装置で二次元光走査を行う際には、水平方向の光走査は機械的な共振周波数を使用する共振駆動を用い、垂直方向の光走査に関しては、非共振駆動を用いるのが通例となっている。
【０００８】
例えば、水平走査に対する共振駆動としては、カンチレバーの一端を枠部に固定して支持し、カンチレバーの他端を圧電駆動により振動させる。このカンチレバーの振動によって発生するトルクをカンチレバーの他端に連結したトーションバー（弾性梁状部材）に伝え、トーションバーの先端に設置したミラーを回転駆動させる。これにより、低電圧駆動で大きな走査角を得ることができる。
【０００９】
一方、垂直方向に対する非共振駆動を用いるのは、例えば、画像表示装置等に適用した場合の表示画像の高精細化や面内均一化を達成するためには、ラスタ走査が必要となるためである。
【００１０】
通常、ラスタ走査をさせるには、駆動信号として、のこぎり波を用いる。ところが、このような駆動の高調波に対して、可動部の重さとカンチレバーの剛性等によって決まる共振の振動成分が干渉することがある。
【００１１】
この光走査における共振の振動成分の干渉は、輝度ムラや画像歪み等の発生要因となって表示画像の画質を劣化させてしまうため、印加する駆動信号の振幅や位相を調整して共振による振動を抑制する必要がある。
【００１２】
しかしながら、光偏向装置の周辺温度変化を初めとして環境変化が生じると、光偏向ミラーの構造の物性値や圧電特性の変化に応じて副走査方向の共振特性も変化してしまう。その結果、常温を基準として光走査の干渉が抑制されるように調整した駆動信号が適合しなくなることがある。
【００１３】
これはラスタ走査における表示画像の経時的な輝度ムラや画像歪みの変動などとなって現れ、環境温度に依存して画質が劣化・不安定してしまうという問題があった。
【００１４】
そこで、ラスタ走査における走査速度の均一性を確保する技術も提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【００１５】
一般に、２軸での光走査を行う場合、垂直方向の光走査は非共振駆動の高調波と垂直方向走査用の構造による共振周波数が干渉することで波打ち現象が生じ、走査が不均一になる。
【００１６】
そのため、特許文献１では、光走査の速度を検出する速度検出手段を設け、その速度検出信号に基づいて走査駆動手段へのフィードバックを行い、光走査の走査速度の不均一性を低減させている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
しかしながら、このような構成にあっては、光走査の速度信号を検出するためには、追加のセンサ機構が必要となってしまい、デバイス全体の構成が複雑化するばかりでなく、デバイス全体の小型化をも阻害してしまうという問題が生じる。
【００１８】
また、２軸での光走査を行うため、水平方向と垂直方向との信号の混入が避けられず、信号の混入を回避するための処理に負担が掛かるうえ、混入を完全に除去することは非常に困難であるという問題も生じる。
【００１９】
さらに、環境温度の変化にも対応させる場合、センサ機構を含めるデバイス全体の温度依存性を検討し、フィードバック制御を行うための各機構や条件の最適化を行う必要があり、開発を含めて製品コストが高騰してしまうという問題も生じる。
【００２０】
本発明は、軸のラスタ走査における、垂直方向の光走査について駆動信号を制御することで走査速度の不均一性を低減させる際における上述のような従来の問題を解決するためになされたもので、光偏向装置及びこの光偏向装置を用いた画像表示装置において、簡易な構成で周辺環境温度によらず走査の均一性を確保することができ、輝度ムラや画像歪みの発生を抑制して高品質な画質を得ることができる光偏向装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本発明に係る光偏向装置は、上記目的達成のため、反射面を有するミラーと、前記ミラーを回転可能に支持するとともに前記ミラーを回転可能に支持するとともに複数の折返部を有して蛇行して形成した一対の蛇行状梁部と、前記蛇行状梁部の前記各梁部にそれぞれ設けた複数の圧電部材と、を有し、前記複数の圧電部材に電圧波形を印加することにより前記各梁部を変形させ、その変形の累積により前記ミラーを回転駆動させる光偏向装置において、前記各圧電部材に印加する電圧波形の駆動周波数を個別に調整する電圧調整部を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、光偏向装置及びこの光偏向装置を用いた画像表示装置において、簡易な構成で周辺環境温度によらず走査の均一性を確保することができ、輝度ムラや画像歪みの発生を抑制して高品質な画質を得ることができる光偏向装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施の形態に係る光偏向装置に適用される光偏向ミラーの正面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る光偏向装置を用いた二次元画像表示装置のブロック構成図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る光偏向装置を示し、（ａ）はラスタ走査の説明図、（ｂ）はラスタ走査時に発生する往復走査ずれのグラフ図である。
【図４】（ａ）〜（ｄ）は、本発明の実施の形態に係る光偏向装置おける光偏向ミラーの駆動信号例グラフ図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る光偏向装置を示し、（ａ）は理想的なラスタ走査のグラフ図、（ｂ）は非共振駆動に機械的共振成分が干渉した場合の速度波うちが発生している状態のグラフ図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る光偏向装置における光偏向ミラーの垂直方向の機械的共振モードの固有周波数特性のグラフ図である。
【図７】ミラー駆動信号の周波数成分をＦＦＴ解析した際の周波数成分のグラフ図である。
【図８】機械的共振と駆動信号の周波数成分との重なりを示すグラフ図である。
【図９】１次的な温度係数の共振周波数特性のグラフ図である。
【図１０】光偏向ミラーの駆動周波数と共振周波数の相対関係を示すグラフ図である。
【図１１】本発明の実施の形態に係る光偏向装置を用いた二次元画像表示における画像光強度ムラの温度依存性を説明（温度）するためのグラフ図である。
【図１２】本発明の実施の形態に係る光偏向装置を用いた二次元画像表示における画像光強度ムラの温度依存性を説明（垂直軸Ｙ）するためのグラフ図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の実施の形態における光変更ミラーについて説明する。
【００２５】
なお、本発明における非共振駆動による光走査を行うための光偏向装置の光偏向ミラーは、圧電材料が設けられたカンチレバーが蛇行状に形成された構成であり、これらカンチレバーの一つおきに異なる電圧を印加して、それぞれのカンチレバーに反りを発生させ、反射面を回転させて光走査を行っている。
【００２６】
この際、カンチレバーの一つおきに印加する電圧は、１周期の立ち上がり時間と立ち下がり時間とが互いに入れ替わったパターンののこぎり波とし、相対的な位相や電圧の最大値を調整することにより、機械的共振による走査速度の波うちを低減している。
【００２７】
しかしながら、周辺環境温度に応じて部材の物理定数が変化し、構造由来の共振周波数が変化する場合には、機械的共振の振動を非共振駆動を強めてしまい、垂直方向の光走査の速度均一性が変化し、画質の変動、劣化が起きてしまうことがあった。
【００２８】
そこで、本発明では、光偏向ミラー及び光偏向装置及び画像投影装置の想定する環境温度範囲とその時の光偏向ミラーの共振周波数の変動に対して、カンチレバーの一つおきに印加する駆動信号の周波数と共振周波数の相対値を常に整数倍の関係からずらすことにより、ミラーの光走査速度均一性が向上し、温度によらず十分な線形性を実現できることが実験的に確かめられた。
【００２９】
本発明で使用する光偏向ミラーには、蛇行状のカンチレバーが連結してつなげられている。この素子構成は、安定動作のために対称性が確保されるように設計されているが、蛇行状パターンの特性により完全な対称形状とすることは不可能である。
【００３０】
この時、共振周波数と駆動周波数が相対的に整数倍の関係になっていると、共振による振動成分を反射ミラーの動作成分が強めてしまうことで、光走査の高調波に共振が干渉した波うち現象が生じ、走査均一性が低下することになる。
【００３１】
そのため、想定する温度変動と共振周波数の変動範囲に対して、印加する駆動用信号の周波数と共振周波数の相対値が常に整数倍の関係からずれているように調整することで、機械的共振による振動の非共振駆動による光走査への干渉を抑制することができる。
【００３２】
このような駆動信号の調整機構により、速度均一性に優れた、高品質な画像を形成することができる。
【００３３】
また、本発明においては、駆動信号の調整のみで可能となるため、新たな温度センサなどの検出デバイスを使うことなく、広い温度範囲で均一な画像が得られる。また複雑な信号処理などを行う必要がない状態で、均一な画像が得られる。
【００３４】
以下、本発明にかかる光偏向装置について、図面を参照しつつ詳述する。先ず、図１に基づいて、本発明における光ビームを偏向・走査するようにした偏向ミラーの構成を説明する。
【００３５】
光偏向ミラー１は、ＭＥＭＳプロセスにより加工することで後述する各部材を一体で形成しており、一面をレーザ光の反射面２ａとするミラー２を略中心に配置した枠部材３を備えている。
【００３６】
ミラー２は、二次元画像表示を行なうために、レーザ光の光軸Ｐと直行する同一面内において互いに直交する水平軸Ｘと垂直軸Ｙとの２軸を中心軸として回転可能となっている。
【００３７】
枠部材３は、一端が外枠部３ａに支持され、他端が可動枠３ｂに支持された一対の蛇行状梁部４を支持している。
【００３８】
一対の蛇行状梁部４は、垂直軸Ｙに沿って長く延びる複数本の縦梁部４ａ，４ｂの上端間および下端間を水平軸Ｘに沿って短く延びる折返部としての横梁部４ｃで交互に接続することにより、蛇行して形成している。これにより、蛇行状梁部４は、横梁部４ｃを除く垂直軸Ｙに沿う部分を一つ置きに縦梁部４ａと縦梁部４ｂと分けている。この蛇行した隣り合う各縦梁部４ａ，４ｂには、独立の圧電部材（圧電部材層）５ａ，５ｂが設けられている。
【００３９】
一方、可動枠３ｂは、ミラー２の上下に垂直軸Ｙと同軸上に延びる一対のトーションバー６ａ，６ｂと、圧電材料を積層した駆動梁７ａ，７ｂと、を有している。
【００４０】
水平軸Ｘを中心としたミラー２の垂直方向の光走査は、圧電部材５ａ，５ｂのそれぞれに異なる電圧波形を印加して、蛇行状梁部４に反り（変形）を発生させることにより、隣接する縦梁部４ａ，４ｂを互いに反対方向に撓らせ、これを累積させることで非共振でミラー２を水平軸Ｘ周りに回転駆動させ、光偏向ミラー１に圧電型光偏向ミラーとしての機能を具備させる。
【００４１】
一方、垂直軸Ｙを中心としたミラー２の水平方向の走査は、ミラー２の両側に設けたトーションバー６ａ，６ｂと駆動梁７ａ，７ｂを利用した共振駆動により行われる。
【００４２】
このような構成により、水平軸Ｘと垂直軸Ｙとの２軸方向に同時に光走査することが可能になる。
【００４３】
次に、図２に基づいて、図１に示した光偏向ミラー１を駆動させる光偏向装置２０と、この光偏向装置２０を備えた二次元画像表示装置３０の構成を説明する。
【００４４】
光偏向装置２０は、ミラー２を有する光偏向ミラー１と、ミラー駆動部２１と、ミラー制御部２２と、を有する。
【００４５】
二次元画像表示装置３０は、外部から入力された画像信号を元に画像信号演算部３１がレーザ発光強度や打ち出しタイミングを設定し、その制御信号を光源駆動部３２に出力する。光源駆動部３２は、その制御信号に基づいて光源３３の発光を制御する。光源３３から出力された光ビームは、ビーム光学系３４により、光偏向ミラー１のミラー２に照射され、光偏向装置２０により走査された画像が投影面Ｓに二次元画像を投影する。
【００４６】
ここで、光偏向装置２０は、外部から入力された画像信号に基づく適切な画像を投影面Ｓに投影するために、図３（ａ）に示すように、二次元のラスタ走査を行う。なお、図において、水平軸Ｘ方向の水平走査は光偏向ミラー１の機械的共振駆動、Ｙ軸方向の垂直走査は光偏向ミラー１の非共振駆動である。
【００４７】
この際、垂直走査方向においても光偏向ミラー１を構成する各部品等の重さや剛性などによる固有の共振周波数を有しており、非共振駆動の振動に干渉することがある。これは画像表示において、図３（ｂ）に示すように、Ｙ軸方向における光強度の波うち、つまり画像の強度ムラとして現れる要因となる。
【００４８】
ここで、図４に基づいて、光偏向ミラー１の非共振駆動方法について説明する。なお、以下においては、電圧波形は、実際には圧電部材５ａ，５ｂに印加するものであるが、説明の便宜上、縦梁部４ａと縦梁部４ｂとに印加するものとして説明する。
【００４９】
光偏向ミラー１の蛇行状梁部４に印加する電圧波形のパターンは、図４（ａ）のような、縦梁部４ａに印加する電圧信号、縦梁部４ｂに印加する電圧信号とに分かれている。
【００５０】
電圧波形のパターンは、のこぎり波形になっており、垂直走査方向の１周期は、ラスタ走査させるために徐々に印加電圧を変化させている区間と、元に戻すために急激に印加電圧を変化させている区間と、に分けられる。
【００５１】
具体的には、縦梁部４ａへの印加電圧は、１周期の時間Ｔａに対して、ラスタ走査のための時間Ｔａ１、元に戻すための時間Ｔａ２に分けられる。ここで１周期に対するラスタ走査のための時間の割合をシンメトリＳａとすると、Ｓａ＝Ｔａ１／Ｔａとなる。
【００５２】
同様に、縦梁部４ｂへの印加電圧においては、１周期の時間Ｔｂに対して、Ｓｂ＝Ｔｂ１／Ｔｂとなる。また、波形の印加電圧信号の駆動周波数ｆｖとして調整すれば１周期の時間は、図４（ｂ）に示すように、１／ｆｖで表すことができる。なお、この調整が請求項１に示す駆動周波数の個別調整に相当する制御であり、上述したミラー制御部２２によるミラー駆動部２１の制御として実現される。
【００５３】
一方、図３（ｂ）に示した画像ムラを抑制するには、垂直方向への光走査速度の均一性を調べ、均一性が最も改善する信号設定をする必要がある。
【００５４】
設定パラメータとしては、図４（ｄ）に示すように、縦梁部４ａ及び縦梁部４ｂへの信号間の位相差Δｐ、縦梁部４ａ及び縦梁部４ｂへの各信号の電圧最大値Ｖａ，Ｖｂが挙げられる。
【００５５】
ミラー制御部２２は、垂直方向への光走査が最も改善する値を記憶しており、ミラー駆動部２１の駆動を制御する。
【００５６】
ここで、このような調整を行うことによって光走査の均一性に有効である理由は、光偏向ミラー１の構造により垂直方向を駆動する場合、蛇行状の蛇行状梁部４の構造が完全に対称ではないためである。
【００５７】
そのため、わずかに生じる非対称性への補償を縦梁部４ａ，縦梁部４ｂへの電圧値の調整によって行うことで、機械的共振の誘起を抑制できる効果が得られる。
【００５８】
しかしながら、この方法だけでは光偏向ミラー１の周辺温度変化に追従した機械的共振周波数変動に伴う光走査速度の変動を充分に抑制することはできない。
【００５９】
図５（ａ）は、画像表示範囲における光走査速度が理想的に均一な状態を示し、図５（ｂ）は、非共振駆動に機械的共振成分が干渉した場合の速度波うちが発生している状態を示す。
【００６０】
この波うち周期は、光偏向ミラー１の垂直方向の機械的な共振周波数ｆ０に対して１／ｆ０周期である。
【００６１】
つまり、共振周波数と非共振駆動の相対関係ｆｖ／ｆ０が整数倍に近いほど、波うちが誘起され易くなる。この際、垂直方向の機械的共振モードの固有周波数特性は、図６に示すようになっており、共振周波数ｆ０に加えて複数の共振周波数ｆ１を有する。
【００６２】
その結果、図４で示したのこぎり波形の電圧信号においても、駆動周波数ｆｖに応じた周波数成分を有しており、ＦＦＴ解析を行うと、図７に示すような周波数成分を確認することができる。
【００６３】
そのため、図８に示すように、機械的共振と駆動信号の周波数成分との重なりを考慮しなければならない。ここで、図６に示すような機械的共振モードの固有周波数は、使用環境の温度変化に応じた部材の物性や圧電部材５ａ，５ｂの薄膜材料の性能の変化により温度依存性を持つ。
【００６４】
そこで、光偏向ミラー１は、図９に示すような１次的な温度係数の共振周波数特性を有しており、この温度傾きをａとする。また、光偏向ミラー１の周辺の変化温度をΔＴ、共振周波数のシフトΔｆとすれば、
Δｆ＝ａΔＴ    （式１）
の関係で表すことができる。
【００６５】
また、周辺の温度変化に対して、光偏向ミラー１の光走査速度の均一性を維持するためには、図１０に示すように、ｎを整数として
ｎ＜（ｆ０＋Δｆ）／ｆｖ＜ｎ＋１    （式２）
の関係を満たす必要がある。
【００６６】
つまり、二次元画像表示装置３０及び光偏向装置２０で想定する使用温度範囲ΔＴに基づき、式２を満たす機械的共振／駆動周波数の関係を維持する駆動周波数をミラー制御部２２に記憶し、ミラー駆動部２１を制御するという調整を実行する。
【００６７】
これにより、図１１に示すように、温度の変動の度に煩雑な調整をすることなく、常に同一設定の駆動周波数広い温度範囲でリニアな光走査速度均一性を維持することが可能になる。また、図１２に示すように、垂直方向の画像に発生しやすい明るさムラや画像パターン歪みをなくすことができる。さらに、外部の温度検出手段を用いるなどして温度のテーブルデータに基づく駆動制御を行うといった複雑な信号処理をすることなく、環境によらない高品質な画質を投影することができる。
【００６８】
これにより、二次元画像表示装置３０での、光走査速度の波うちによる画像振幅ずれや、ミラー走査タイミングと発光同期タイミングのずれ、画像の乱れという問題を抑制することができる。
【００６９】
また、駆動周波数の調整機構と各蛇行状梁部４への電圧値を調整する機構を組み合わせることでより、高品質で温度依存性の小さい光走査が可能になる。
【００７０】
さらに、光偏向素子の製作プロセスにおいて発生する加工誤差、圧電部材の位置によるムラがわずかに生じる場合にも、駆動周波数の調整機構によりその誤差を補償することができる。そのため、副走査方向の均一性向上ができると同時に、加工により発生する誤差の補償が可能になり、製造プロセスによる歩留まりを上げることもできる。
【００７１】
以下、本発明のミラー制御部２２による光偏向ミラー１の制御例を説明する。具体的には、水平軸Ｘ方向の水平走査は共振周波数から数十Ｈｚ高周波側の約２０ｋＨｚの正弦波の電圧印加により、ミラー２がトーションバー６ａ，６ｂのねじれにより約２０ｋＨｚで回動することになる。ミラー２の回動角度に関しては、±１０°程度の回転が得られるように動作させた。
【００７２】
一方、縦梁部４ａ、縦梁部４ｂを駆動することで、可動枠３ｂがＹ軸方向に回転し、これに応じてミラー２も垂直方向に回転する。
【００７３】
具体的には、縦梁部４ａ、縦梁部４ｂの蛇行した各梁部に独立に設けられた圧電部材５ａ，５ｂの一つ置きにのこぎり波による電圧印加を行う。電圧印加パターンは、縦梁部４ａと縦梁部４ｂへののこぎり波の位相をずらし、最大電圧値の調整を行う。この際の調整は、ｆ０／ｆｖ＝ｎ，ｎ＋１／２の関係になるよう設定した。このような非共振駆動によるラスタ走査において、約６０Ｈｚののこぎり波により±４°程度の回転が得られるように動作させた。
【００７４】
このような光偏向ミラー１による２軸走査を利用して二次元の画像表示を行った。なお、駆動条件は、ｆ０／ｆｖ＝ｎとｆ０／ｆｖ＝ｎ＋１／２の関係とし、この駆動条件それぞれについて約−２５〜７５℃の温度範囲の画像の光強度ムラを調べた。
【００７５】
この結果、図１０に示すように、共振と駆動周波数との相対関係がｎ倍である条件では常温から温度が離れていくほど、画質の劣化が見られ、式２の関係を満たす光走査では温度による画質劣化が約１／１０以下にまで低減された。
【００７６】
実際の画像上の波うちは、図１１に示すようになり、式２を満たす光走査では光走査速度が一定となり、温度安定性にすぐれた画質の二次元画像を提供することが可能になる。
【００７７】
以上のように、主に１つ以上の光源３３を使用し、光偏向ミラー１によって二次元光走査されたレーザ光がスクリーン等の投影面Ｓに投影される実施例を示したが、これに限定されるものではない。
【００７８】
例えば、スクリーンとして拡散板を使用し、半透明板など使って虚像を形成する車両用等のヘッドアップディスプレイ装置に適用することができる。また、光偏向ミラー１として、２軸走査可能な構成の説明を行ったが、非共振によるラスタ走査のみの１次元光走査用の光偏向器にも適用可能である。
【００７９】
このように、本発明は、上記実施の形態の構成にのみ限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があってもこの発明に含まれることは勿論である。
【００８０】
以上のように、本発明の実施の形態に係る光偏向ミラーにおいては、追加のセンサ機構や複雑な信号処理を行うことなく、非共振駆動での光走査において周辺環境温度によらず均一な光走査速度を確保することができ、明るさムラや画像歪みを抑制した高品質な画質を提供することができる。
【符号の説明】
【００８１】
１  光偏向ミラー
２ａ  反射面
２  ミラー
４  蛇行状梁部
４ａ  縦梁部（梁部）
４ｂ  縦梁部（梁部）
４ｃ  横梁部（折返部）
５ａ  圧電部材
５ｂ  圧電部材
２０  光偏向装置
２２  ミラー制御部（電圧調整部）
【先行技術文献】
【特許文献】
【００８２】
【特許文献１】特開２０１１−１０７５０５号公報
【図１】
2015175889.tif 000003
【図２】
2015175889.tif 000004
【図３】
2015175889.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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