(57)【要約】光走査装置においてＭＥＭＳ偏向手段を効率的に且つ高精度に駆動する。光走査装置（１０）は、光源（２００）からの照射光を偏向するＭＥＭＳ偏向手段としてのＭＥＭＳミラー（３００）と、ＭＥＭＳミラーを垂直駆動信号としての鋸歯状波により第１走査方向に駆動する駆動手段（１００）と、ＭＥＭＳミラーの共振周波数Ｆｒｅｓの変化を検出する変化検出手段（１００）と、検出された共振周波数Ｆｒｅｓの変化に応じて垂直駆動信号の周波数Ｆｖｒｔを制御する周波数制御手段（１００）とを具備する。
2014132447.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源からの照射光を偏向するＭＥＭＳ偏向手段と、
前記ＭＥＭＳ偏向手段を鋸歯状波により少なくとも一の走査方向に駆動する駆動手段と、
前記ＭＥＭＳ偏向手段の共振周波数の変化を検出する変化検出手段と、
前記検出された変化に応じて前記鋸歯状波の周波数を制御する周波数制御手段と
を具備することを特徴とする光走査装置。
【請求項２】
前記鋸歯状波の基準波形を標本化して得られた所定個数の標本値を記憶する記憶手段と、
所定の読み出し周期で前記記憶された標本値を順次読み出す読み出し手段と
を具備し、
前記駆動手段は、前記読み出された標本値に基づいて前記ＭＥＭＳ偏向手段を駆動し、
前記周波数制御手段は、前記検出された変化に応じて前記読み出し周期を制御する
ことを特徴とする請求の範囲第１項に記載の光走査装置。
【請求項３】
前記鋸歯状波の基準波形を標本化して得られた所定個数の標本値を記憶する記憶手段と、
所定の読み出し周期で前記記憶された標本値を順次読み出す読み出し手段と
を具備し、
前記駆動手段は、前記読み出された標本値に基づいて前記ＭＥＭＳ偏向手段を駆動し、
前記周波数制御手段は、前記検出された変化に応じて前記読み出し手段における前記標本値の読み出し位置を制御する
ことを特徴とする請求の範囲第１項に記載の光走査装置。
【請求項４】
前記鋸歯状波は、前記ＭＥＭＳ偏向手段の周波数応答を規定する伝達関数に基づいて設定された、周波数に対する前記ＭＥＭＳ偏向手段の感度の差異を補正するための補正係数が夫々乗じられてなる、基本波と高調波との合成波である
ことを特徴とする請求の範囲第１項に記載の光走査装置。
【請求項５】
前記走査方向における前記ＭＥＭＳ偏向手段の位置に応じた位置信号を取得する位置信号取得手段と、
前記取得された位置信号において所定次数の前記高調波に相当する高調波成分を取得する高調波成分取得手段と
を具備し、
前記変化検出手段は、前記取得された高調波成分に基づいて前記共振周波数の変化を検出する
ことを特徴とする請求の範囲第４項に記載の光走査装置。
【請求項６】
前記ＭＥＭＳ偏向手段の温度を検出する温度検出手段を具備し、
前記変化検出手段は、前記検出された温度に基づいて前記共振周波数の変化を検出する
ことを特徴とする請求の範囲第１項に記載の光走査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光走査装置の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の技術分野において、特許文献１には、高速走査軸（即ち、水平走査軸）と低速走査軸（即ち、垂直走査軸）とを有するＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems：微小電気機械システム）スキャニングミラーにおいて、当該低速走査軸の運動を制御する低速スキャニングミラー制御装置が開示されている。【０００３】
また、特許文献２には、低速走査素子にジュール熱を発生させ共振周波数をシフトさせることにより、低速走査素子の異常共振を抑制する、画像表示装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−１１９９７１号公報
【特許文献２】特開２０１２−１３７６９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示された装置では、ＭＥＭＳスキャニングミラーの位置検出信号から駆動信号の高調波に対応する高調波成分が抽出され、夫々目標値と比較される。そして、ＭＥＭＳスキャニングミラーの周波数感度を補正するための感度補正係数が、この各高調波成分と目標値との過不足に応じて調整される。【０００６】
ここで、このＭＥＭＳスキャニングミラーを包含する概念としてのＭＥＭＳ偏向手段の共振周波数は、ＭＥＭＳ偏向手段の温度に応じて変化する。共振周波数が変化すると、周波数に対するＭＥＭＳ偏向手段の感度（以下、適宜「周波数感度」と表現する）が変化する。このため、ＭＥＭＳ偏向手段の位置制御精度を維持するためには、共振周波数の変化に応じて、この周波数感度を補正するための感度補正係数を調整する必要が生じる。【０００７】
ここで特に、鋸歯状波が、基本波とその高調波の合成波として生成される場合、感度補正係数は高調波の次数毎に必要となる。従って、特許文献１に開示された装置において、共振周波数の変化に対しＭＥＭＳ偏向手段の位置制御精度を維持しようとすると、ＭＥＭＳ偏向手段の動作を制御する制御系の負荷が大きくなる。【０００８】
一方、特許文献２に開示される装置は、ジュール熱により共振周波数を積極的にシフトさせる構成を有する。然るに特許文献２には、共振周波数の変化に起因するＭＥＭＳ偏向手段の位置精度の低下については記載されていない。また、共振周波数の変化が、付与されるジュール熱のみによって生じる保証はないから、特許文献２の装置では、感度補正係数の調整が不要となる程度に共振周波数の変化を抑制することは実践的にみて困難である。【０００９】
本発明は、例えば、このような問題に鑑みてなされたものであり、ＭＥＭＳ偏向手段を効率的に且つ高精度に駆動し得る光走査装置を提供することを一つの課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した課題を解決するため、本発明に係る光走査装置は、光源からの照射光を偏向するＭＥＭＳ偏向手段と、前記ＭＥＭＳ偏向手段を鋸歯状波により少なくとも一の走査方向に駆動する駆動手段と、前記ＭＥＭＳ偏向手段の共振周波数の変化を検出する変化検出手段と、前記検出された変化に応じて前記鋸歯状波の周波数を制御する周波数制御手段とを具備することを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１実施例に係る光走査装置のブロック図である。
【図２】図１の光走査装置における制御装置のブロック図である。
【図３】鋸歯状波の概念図である。
【図４】第１実施例の効果に係り、共振周波数の変化に対する感度を表した表である。
【図５】本発明の第２実施例に係る制御装置のブロック図である。
【図６】本発明の第３実施例に係る制御装置のブロック図である。
【図７】ＭＥＭＳ温度と読み出し周期の関係を表した表である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
＜光走査装置の実施形態＞
【００１３】
本発明の光走査装置に係る実施形態は、光源からの照射光を偏向するＭＥＭＳ偏向手段と、前記ＭＥＭＳ偏向手段を鋸歯状波により少なくとも一の走査方向に駆動する駆動手段と、前記ＭＥＭＳ偏向手段の共振周波数の変化を検出する変化検出手段と、
前記検出された変化に応じて前記鋸歯状波の周波数を制御する周波数制御手段とを具備する（請求の範囲第１項）。
【００１４】
光走査装置に係る実施形態は、ＭＥＭＳ偏向手段を備える。ＭＥＭＳ偏向手段とは、ＭＥＭＳの一部を構成する偏向手段であり、入射光を屈折又は反射させることによって偏向する機能を有する。
【００１５】
ＭＥＭＳ駆動装置に係る実施形態において、駆動手段は、鋸歯状波により、ＭＥＭＳ偏向手段を、少なくとも一の走査方向に駆動する。鋸歯状波とは、時間軸上で表される波形（即ち、時間波形）がノコギリ状となる信号波を意味する。鋸歯状波においては、一般的には立ち上がり時間が立ち下がり時間よりも長くなるが、両者の比は特に限定されない。例えば、立ち上がり時間と立ち下がり時間との比が１：１である信号波は、一般的には三角波と呼ばれるが、本発明の光走査装置に係る実施形態における鋸歯状波は三角波を含む概念である。尚、「鋸歯状波により駆動する」とは、鋸歯状の時間波形を有する駆動信号により駆動することを意味する。
【００１６】
ＭＥＭＳ偏向手段を鋸歯状波で駆動した場合、理想的には、ＭＥＭＳ偏向手段の出力信号波形もまた鋸歯状となるが、実際の出力信号波形は、ＭＥＭＳ偏向手段の周波数感度に影響を受ける。即ち、実際の出力信号の振幅、言い換えればＭＥＭＳ偏向手段の位置を鋸歯状波相当に維持するには、係る周波数感度の影響を相殺する必要がある。従って、駆動信号としての鋸歯状波には、予めこの周波数感度の差異を補正するための感度補正係数が適用される。この感度補正係数は、鋸歯状波の基本波及び高調波に夫々対応する補正係数であって、例えば、基本波及び高調波における、ＭＥＭＳ偏向手段の周波数感度（例えば、出力信号の振幅値／入力信号の振幅値）の逆数である。
【００１７】
一方、ＭＥＭＳ偏向手段の温度は、その動作期間において必ずしも一定でない。これは、ＭＥＭＳ偏向手段自身の駆動による発熱、周辺部からの伝導熱や、ＭＥＭＳ偏向手段を取り巻く雰囲気からの輻射熱等各種の要因による。ＭＥＭＳ偏向手段の共振周波数は、ＭＥＭＳ偏向手段の温度に応じて変化する。共振周波数が変化すると、周波数感度が変化することから、上記感度補正係数による感度補正の精度が低下する。このため、何らの対策も講じられることがなければ、共振周波数の変化に対してＭＥＭＳ偏向手段の位置は一定しない。即ち、共振周波数の変化に対してＭＥＭＳ偏向手段の位置精度は低い。ＭＥＭＳ偏向手段の位置精度を向上させる取り組みとしては、従来、上述したように感度補正係数の逐次調整が行われてきた。
【００１８】
しかしながら、感度補正係数は、基本波及び高調波に夫々に対応して定められることから、このような調整を共振周波数の変化に対して常時実行すると制御系の負担が重くなる。この種の制御負荷の増大は、光走査装置に少なくとも良い影響を与えない。
【００１９】
これに対し、光走査装置に係る実施形態は、鋸歯状波の周波数が、ＭＥＭＳ偏向手段の共振周波数の変化に応じて制御される構成となっている。共振周波数の変化とは、共振周波数が低周波側と高周波側とのうちいずれに変化したかといった定性的な変化及び共振周波数が低周波側又は高周波側にどの程度変化したかといった定量的な変化の双方を含む。従って、共振周波数の変化に応じた制御もまた、鋸歯状波の周波数を単に高周波側又は低周波側に変化させるといった二値的な制御及び鋸歯状波の周波数を高周波側又は低周波側に○○Ｈｚ変化させる等といった段階的又はシームレスな制御を含み得る。
【００２０】
ここで、鋸歯状波の周波数とは、端的には、鋸歯状波の基本波の周波数を意味する。鋸歯状波の周波数が変化すると、各感度補正係数が適用される高調波の周波数も必然的に変化する。従って、共振周波数の変化に応じて鋸歯状波の周波数を変化させた場合、各感度補正係数を個別に調整することなく、共振周波数の変化に対してＭＥＭＳ偏向手段の出力信号の振幅を一定又は略一定に維持することができる。即ち、ＭＥＭＳ偏向手段の位置精度を向上させることができる。従来技術との比較の上では、従来、考慮すべき高調波の数だけ感度補正係数も調整する必要があるのに対して、本実施形態では鋸歯状波の周波数を変化させれば済むことから、ＭＥＭＳ偏向手段の駆動制御に要する負荷は大きく軽減される。
【００２１】
尚、光走査装置に係る実施形態において、ＭＥＭＳ偏向手段の共振周波数の変化は、変化検出手段により検出される。ここで、変化検出手段は、共振周波数の変化を検出する手段であればよいから、必ずしも共振周波数を検出する手段である必要は無い。即ち、共振周波数の変化は、共振周波数の変化と一対一、一対多、多対一又は多対多に対応する物理量、制御量若しくは指標値又は物理状態の変化に基づいて間接的に検出されてもよい。
【００２２】
本発明の光走査装置に係る実施形態の一の態様では、前記鋸歯状波の基準波形を標本化して得られた所定個数の標本値を記憶する記憶手段と、所定の読み出し周期で前記記憶された標本値を順次読み出す読み出し手段とを具備し、前記駆動手段は、前記読み出された標本値に基づいて前記ＭＥＭＳ偏向手段を駆動し、前記周波数制御手段は、前記検出された変化に応じて前記読み出し周期を制御する（請求の範囲第２項）。
【００２３】
この態様によれば、基準波形を標本化（サンプリング）して得られた所定個数の標本値（サンプリング値）が順次読み出されることによって、ＭＥＭＳ偏向手段を駆動するための鋸歯状波が生成される。また、周波数制御手段が、基準波形の標本値が読み出されるにあたっての読み出し周期を、共振周波数の変化に応じて変化させる。
【００２４】
従って、この態様によれば、鋸歯状波の波形を維持したまま、その周波数のみを変化させることが可能となる。即ち、光走査装置に係る実施形態を好適に実現することが可能となる。
【００２５】
本発明の光走査装置に係る実施形態の他の態様では、前記鋸歯状波の基準波形を標本化して得られた所定個数の標本値を記憶する記憶手段と、所定の読み出し周期で前記記憶された標本値を順次読み出す読み出し手段とを具備し、前記駆動手段は、前記読み出された標本値に基づいて前記ＭＥＭＳ偏向手段を駆動し、前記周波数制御手段は、前記検出された変化に応じて前記読み出し手段における前記標本値の読み出し位置を制御する（請求の範囲第３項）。
【００２６】
この態様によれば、基準波形を標本化（サンプリング）して得られた所定個数の標本値（サンプリング値）が順次読み出されることによって、ＭＥＭＳ偏向手段を駆動するための鋸歯状波が生成される。また、周波数制御手段が、標本値が読み出されるにあたっての読み出し位置を、共振周波数の変化に応じて変化させる。
【００２７】
従って、この態様によれば、鋸歯状波の波形を維持したまま、その周波数のみを変化させることが可能となる。即ち、光走査装置に係る実施形態を好適に実現することが可能となる。
【００２８】
尚、上述した読み出し周期を変化させる技術思想との対比の上では、本態様では、標本値の読み出し周期が常に一定である代わりに読み出される標本値が適宜変化する。例えば、一の標本値が複数回連続して読み出されたり、或いは、標本値が離散的に読み出されたりすることによって、鋸歯状波の周波数が変化する。いずれにせよ、鋸歯状波の周波数に実践上有意な制御性を付与し得る点において変わりはない。
【００２９】
本発明の光走査装置に係る実施形態の他の態様では、前記鋸歯状波は、前記ＭＥＭＳ偏向手段の周波数応答を規定する伝達関数に基づいて設定された、周波数に対する前記ＭＥＭＳ偏向手段の感度の差異を補正するための補正係数が夫々乗じられてなる、基本波と高調波との合成波である（請求の範囲第４項）。
【００３０】
本発明の光走査装置に係る実施形態によれば、既に述べたように共振周波数の変化に対して各高調波に対応する感度補正係数を逐次調整する必要が生じない。即ち、本発明の光走査装置に係る実施形態は、鋸歯状波がこのように基本波と高調波との合成波として構成される場合において顕著にその効能を発揮し得る。
【００３１】
尚、この態様では、前記走査方向における前記ＭＥＭＳ偏向手段の位置に応じた位置信号を取得する位置信号取得手段と、前記取得された位置信号において所定次数の前記高調波に相当する高調波成分を取得する高調波成分取得手段とを具備し、前記変化検出手段は、前記取得された高調波成分に基づいて前記共振周波数の変化を検出する（請求の範囲第５項）。
【００３２】
先述したように、共振周波数の変化を検出するにあたって、共振周波数の継続的な監視は必ずしも必要とならない。例えば、共振周波数の変化が生じた場合、ＭＥＭＳ偏向手段の周波数感度が変化する。尚、「感度」とは、好適には入力信号と出力信号との振幅比に相当する指標値である。ある周波数におけるＭＥＭＳ偏向手段の感度が変化した場合、或いは、ある周波数におけるＭＥＭＳ偏向手段の感度比が変化した場合、共振周波数の変化が生じているとの判断が可能となる。
【００３３】
尚、後者の場合における「感度比」とは、感度の比を意味する。共振周波数の変化に対する感度の変化は、各周波数において一律ではないから、相異なる周波数における感度の比は、共振周波数の変化が生じる前後で変化する。従って、感度比からも共振周波数の変化が検出され得る。
【００３４】
ここで。鋸歯状波が基本波と高調波との合成波であることを前提とする場合、出力信号に相当するＭＥＭＳ偏向手段の位置信号から所定次数の高調波成分を抽出することができる。また、この抽出された高調波成分から当該高調波の周波数におけるＭＥＭＳ偏向手段の感度を特定することができる。従って、高調波成分取得手段により取得され得る高調波成分に基づいて、ＭＥＭＳ偏向手段の共振周波数が変化したか否かを、またどの程度変化したかを正確に検出することができる。
【００３５】
本発明の光走査装置に係る実施形態の他の態様では、前記ＭＥＭＳ偏向手段の温度を検出する温度検出手段を具備し、前記変化検出手段は、前記検出された温度に基づいて前記共振周波数の変化を検出する（請求の範囲第６項）。
【００３６】
先述したように、共振周波数の変化を検出するにあたって、共振周波数の継続的な監視は必ずしも必要とならない。例えば、ＭＥＭＳ偏向手段の共振周波数の変化は、主としてＭＥＭＳ偏向手段の温度変化により生じる。即ち、ＭＥＭＳ偏向手段の温度は、共振周波数と一義的な関係を有する。
【００３７】
この態様によれば、温度検出手段により検出されたＭＥＭＳ偏向手段の温度に基づいて、ＭＥＭＳ偏向手段の共振周波数が変化したか否かを、またどの程度変化したかを正確に検出することができる。
【００３８】
本発明のこのような作用及び他の利得は次に説明する実施例から明らかにされる。
【実施例】
【００３９】
以下、適宜図面を参照し、本発明の実施例について説明する。【００４０】
＜第１実施例＞
＜実施例の構成＞
始めに、図１を参照し、本発明の第１実施例に係る光走査装置１０の構成について説明する。ここに、図１は、光走査装置１０のブロック図である。【００４１】
図１において、光走査装置１０は、制御装置１００、光源２００、ＭＥＭＳミラー３００を備えた、本発明に係る「光走査装置」の一例である。光走査装置１０は、例えば、ビームプロジェクタやスキャニング装置に用いられる光走査装置であり、光源２００の出射光である入力光Ｌｉｎを、ＭＥＭＳミラー３００において反射して出力光Ｌｏｕｔとして出力する装置である。尚、光走査装置１０は、本発明に係る光走査装置が採り得る実践的態様の一例であって、例えば、本発明に係る光走査装置の用途や仕様は、本発明に係る光走査装置の概念を逸脱しない範囲で如何様にも変更され得る。【００４２】
制御装置１００は、ＭＥＭＳミラー３００を駆動し、その動作状態を制御する装置である。制御装置１００の詳細な構成については、図２を参照して後述する。【００４３】
光源２００は、例えば、レーザダイオード等のレーザ光源であり、ＭＥＭＳミラー３００に対してレーザ光を照射可能に構成されている。光源２００から出射されたレーザ光は、ＭＥＭＳミラー３００の入力光Ｌｉｎとなる。【００４４】
ＭＥＭＳミラー３００は、入力光Ｌｉｎを反射するスキャニングミラーであり、本発明に係る「ＭＥＭＳ偏向手段」の一例である。ＭＥＭＳミラー３００は、ＭＥＭＳ（微小電気機械システム）として構成されており、制御装置１００によりその動作状態が制御される構成となっている。【００４５】
ＭＥＭＳミラー３００は、鏡面として機能するシリコン基板に、ピエゾ素子（圧電素子）によるピエゾ抵抗が形成された構成を有している。ピエゾ素子としては、圧電効果を有するものを広く使用可能であり、例えばＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）等の圧電セラミクスを使用することができる。このピエゾ抵抗は、ＭＥＭＳミラー３００に印加される駆動電圧に応じて、その圧電効果により歪みを生じる。この歪みによりＭＥＭＳミラー３００の鏡面の光源２００に対する角度が変化する。即ち、所定の走査方向への走査が実現される。【００４６】
一方、ピエゾ抵抗の電気抵抗値は、この歪みの度合いに応じて変化する。ＭＥＭＳミラー３００は、この電気抵抗値に応じた電気信号をＭＥＭＳ位置信号Ｓｍｅｍｓとして取り出し可能に構成されている。尚、ピエゾ素子に生じる歪みの方向は、ＭＥＭＳミラー３００の走査方向であり、本実施例に係るＭＥＭＳミラー３００は、第１走査軸周りに生じる歪みに対応する第１走査方向（垂直方向）と、第２走査軸周りに生じる歪みに対応する第２走査方向（水平方向）との二つの走査方向に走査される。【００４７】
ＭＥＭＳミラー３００は、第１走査方向については鋸歯状波である垂直駆動信号により駆動され、第２走査方向については正弦波である水平駆動信号により駆動される。尚、ＭＥＭＳミラー３００として例示される、本発明のＭＥＭＳ偏向手段に係る基本的構成や基本的駆動方法については公知である。従って、本実施例では、説明の煩雑化を防ぐ目的からその詳細についての説明を省略する。また、少なくとも一の走査方向に鋸歯状波により駆動される限りにおいて、本実施例のＭＥＭＳミラー３００の構成及び駆動方法は公知の他の構造及び駆動方法をもって代替され得る。或いは、本実施例のＭＥＭＳミラー３００の構成及び駆動方法に対して公知の構成及び駆動方法に係る技術を適用することもできる。【００４８】
次に、図２を参照し、制御装置１００の構成について詳述する。ここに、図２は、制御装置１００のブロック図である。尚、同図において、図１と重複する箇所には同一の符号を付してその説明を適宜省略することとする。【００４９】
図２において、制御装置１００は、水平波形生成部１１０、水平Ｄ／Ａコンバータ１２０、パワーアンプＰＡ１、垂直Ｄ／Ａコンバータ１３０、パワーアンプＰＡ２ＢＰＦ（Band Pass Filter）１４０、ＢＰＦ１５０、クロック生成部１６０、分周器１７０、垂直波形生成部１８０を備える。【００５０】
水平波形生成部１１０は、上述した第２走査方向、即ち水平方向にＭＥＭＳミラー３００を掃引するための水平駆動信号を生成可能に構成されている。【００５１】
水平Ｄ／Ａコンバータ１２０は、水平波形生成部１１０から供給される水平駆動信号をＤ／Ａ変換可能に構成されている。【００５２】
パワーアンプＰＡ１は、水平Ｄ／Ａコンバータ１２０から供給されるアナログ信号としての水平駆動信号を増幅可能に構成されている。パワーアンプＰＡ１を通過した水平駆動信号はＭＥＭＳミラー３００に供給され、この水平駆動信号によりＭＥＭＳミラー３００は第２走査方向に正弦波駆動される。【００５３】
垂直Ｄ／Ａコンバータ１３０は、垂直波形生成部１８０から供給される垂直駆動信号をＤ／Ａ変換可能に構成されている。【００５４】
パワーアンプＰＡ２は、垂直Ｄ／Ａコンバータ１３０から供給されるアナログ信号としての垂直駆動信号を増幅可能に構成されている。パワーアンプＰＡ２を通過した垂直駆動信号はＭＥＭＳミラー３００に供給され、この垂直駆動信号によりＭＥＭＳミラー３００は第１走査方向に鋸歯状波駆動される。【００５５】
ＢＰＦ１４０は、ＭＥＭＳミラー３００から取り出されたＭＥＭＳ位置信号Ｓｍｅｍｓに帯域通過処理を施す帯域通過フィルタである。後述するように、ＢＰＦ１４０の通過帯域は、垂直駆動信号を形成する基本波に相当する周波数帯域に設定されている。【００５６】
ＢＰＦ１５０は、ＭＥＭＳミラー３００から取り出されたＭＥＭＳ位置信号Ｓｍｅｍｓに帯域通過処理を施す帯域通過フィルタである。後述するように、ＢＰＦ１５０の通過帯域は、垂直駆動信号を形成する基本波の１０次高調波に相当する周波数帯域に設定されている。【００５７】
クロック生成部１６０は、所定周期でクロック信号を生成可能に構成されている。尚、本実施例では、この所定周期が１０ｎｓに設定される。生成された１０ｎｓ周期のクロック信号は、後述するｎ進カウンタ部１８３及び分周器１７０に供給される。【００５８】
分周器１７０は、クロック生成部１８０から供給される１０ｎｓのクロック信号を分周し、２０ｎｓのクロック信号を生成可能に構成されている。生成された２０ｎｓのクロック信号は、垂直Ｄ／Ａコンバータ１３０に供給される。【００５９】
垂直波形生成部１８０は、上述した第１走査方向、即ち垂直方向にＭＥＭＳミラー３００を掃引するための垂直駆動信号を生成可能に構成される。垂直駆動信号は、上述したように鋸歯状波である。ここで、図３を参照し、鋸歯状波について説明する。ここに、図３は、鋸歯状波の概念図である。【００６０】
図３において、鋸歯状波は、立ち上がり部と立ち下がり部から構成される。立ち上がり部に相当する時間を立ち上がり時間Ｔｕ、立ち下がり部に相当する時間を立ち下がり時間Ｔｄとすると、本実施例における垂直駆動信号における両者の時間比率は９５対５、即ちＴｕ：Ｔｄ＝９５：５に設定される。尚、Ｔｕ：Ｔｄ＝５０：５０である場合、鋸歯状波は三角波となるが、三角波もまた鋸歯状波の一種として扱われ得る。【００６１】
図２に戻り、垂直波形生成部１８０は、波形ＲＯＭ１８１、読み出し部１８２、ｎ進カウンタ部１８３、カウンタ制御部１８４及び振幅制御部１８５を備える。【００６２】
波形ＲＯＭ１８１は、垂直駆動信号である鋸歯状波の基本波形が格納された不揮発性記憶装置である。より具体的には、波形ＲＯＭ１８１には、当該基本波形が所定のサンプル数（即ち、標本数）でサンプリング（即ち、標本化）された状態で格納されている。本実施例におけるサンプル数は３００である。即ち、波形ＲＯＭ１８１には、鋸歯状波の振幅に係る３００個のサンプルデータが、波形を再現するためのアドレス情報と共に格納されている。【００６３】
読み出し部１８２は、波形ＲＯＭ１８２に格納された鋸歯状波の基本波形に関するサンプルデータを、当該サンプルデータに付帯されるアドレス情報に従って順次読み出し可能に構成されている。【００６４】
ｎ進カウンタ部１８３は、読み出し部１８２におけるサンプルデータの読み出し周期に相当するクロック信号を生成可能なカウンタである。具体的には、ｎ進カウンタ部１８３は、クロック生成部１６０から取得される１０ｎｓのクロック信号をカウントし、サンプルデータの読み出し周期に応じて出力クロックを反転しクロック信号を生成する構成となっている。【００６５】
カウンタ制御部１８４は、サンプルデータの読み出し周期を指示することによってｎ進カウンタ部１８３を制御可能に構成されている。【００６６】
振幅制御部１８５は、ＭＥＭＳミラー３００から出力されるＭＥＭＳ位置信号Ｓｍｅｍｓに基づいてＭＥＭＳ位置信号Ｓｍｅｍｓの振幅値を一定に維持する振幅調整処理を実行可能に構成されている。【００６７】
＜実施例の動作＞
次に、引き続き図２を参照し、実施例の動作として光走査装置１０における制御部１００の動作を説明する。尚、実施例は、ＭＥＭＳミラー３００の垂直駆動信号に対する応答に関する。垂直駆動信号は、既に述べたように鋸歯状波である。【００６８】
＜周波数制御の前提＞
光走査装置１０において、ＭＥＭＳミラー３００の伝達関数Ｇ（ｓ）は、下記（１）式により表される。【００６９】
【数１】
2014132447.tif 000003
上記（１）式において、ωｎはＭＥＭＳミラー３００の固有角周波数、ζはＭＥＭＳミラー３００の減衰係数、ＫはＭＥＭＳミラー３００のプロセスゲインである。【００７０】
また、上記（１）式における固有角周波数ωｎは、下記（２）式により表される。【００７１】
【数２】
2014132447.tif 000004
上記（２）式において、ｋはＭＥＭＳミラー３００のバネ係数、ｍはＭＥＭＳミラー３００の質量である。【００７２】
また、上記（１）式における減衰係数ζは、下記（３）式により表される。【００７３】
【数３】
2014132447.tif 000005
上記（３）式において、ｃはＭＥＭＳミラー３００の粘性減衰係数である。【００７４】
これ以降の説明においては、一例として、固有角周波数ωｎ＝２・π・７２０、減衰係数ζ＝１／４００とし、またプロセスゲインＫ＝１、即ち伝達関数Ｇ（ｓ）をＤＣゲインで正規化した場合について説明する。尚、これら各値は、設計的に多様な変形を加えることができる。【００７５】
ここで、ＭＥＭＳミラー３００は、その出力信号の波形、即ち、上述したＭＥＭＳ位置信号Ｓｍｅｍｓの波形が、下記（４）式により規定される鋸歯状波ｆ（ｔ）となるように駆動される。下記（４）式において、ω＝２・π・６０である。即ち、本実施例において、鋸歯状波である垂直駆動信号の周波数Ｆｖｒｔの基準値は６０Ｈｚである。下記（４）式に示されるように、第１走査方向、即ち垂直方向における、ＭＥＭＳミラー３００の理想的な出力波形は、６０Ｈｚの基本波ｓｉｎω・ｔと、その２倍から１０倍までの各高調波の合成波である。【００７６】
【数４】
2014132447.tif 000006
尚、上記（４）式において、Ｆｎは、上述した鋸歯状波における立ち上がり時間Ｔｕと立ち下がり時間Ｔｄとの時間比率によって変化する。本実施例では、既に述べたようにＴｕ：Ｔｄ＝９５：５である。この場合、基本波及び高調波の各成分は、次のように構成される。【００７７】
Ｆ１＝１
Ｆ２＝０．４９４
Ｆ３＝０．３２２
Ｆ４＝０．２３５
Ｆ５＝０．１８１
Ｆ６＝０．１４３
Ｆ７＝０．１１６
Ｆ８＝０．０９５
Ｆ９＝０．０７８
Ｆ１０＝０．０６４
また、基本波及び各高調波に対応するＭＥＭＳミラー３００の感度、即ち、出力信号の振幅／入力信号の振幅は、下記の通りとなる。【００７８】
６０Ｈｚ  …１．００６９９３
１２０Ｈｚ…１．０２８５７１
１８０Ｈｚ…１．０６６６６６
２４０Ｈｚ…１．１４９９８
３００Ｈｚ…１．２１００８
３６０Ｈｚ…１．３３３３２６
４２０Ｈｚ…１．５１５５７５
４８０Ｈｚ…１．７９９９６８
５４０Ｈｚ…２．２８５６３
６００Ｈｚ…３．２７２４２３
ここで、出力信号の波形を上記（４）式に相当する鋸歯状波とするためには、入力信号たる垂直駆動信号ｆ（ｘ）において、これらの周波数感度の差異を補正する必要がある。そのため、垂直駆動信号ｆ（ｘ）は、下記（５）式のように設定される。【００７９】
【数５】
2014132447.tif 000007
上記（５）式において、ａｎは、ＭＥＭＳミラー３００の周波数感度を補正するための感度補正係数であり、基本波及び高調波の各々について、次のように表される。感度補正係数ａｎは、上述した感度の逆数である。【００８０】
ａ１＝１／１．００７
ａ２＝１／１．０２９
ａ３＝１／１．０６７
ａ４＝１／１．２５０
ａ５＝１／１．２１０
ａ６＝１／１．３３３
ａ７＝１／１．５１６
ａ８＝１／１．８００
ａ９＝１／２．２８６
ａ１０＝１／３．２７２
ここで、上記（１）式における固有角周波数ωｎが、ωｎ１からωｎ２に変化した場合の周波数応答について説明する。この場合のバネ係数ｋの変化率Δｋは、上記（２）式から下記（６）式のように表される。また、バネ係数ｋが上記（６）式のように変化した場合の減衰係数ζの変化率Δζは、上記（３）式から下記（７）式のように表される。【００８１】
【数６】
2014132447.tif 000008
【００８２】
【数７】
2014132447.tif 000009
一方、ＭＥＭＳミラー３００の共振周波数Ｆｒｅｓは、ＭＥＭＳミラー３００自身の温度上昇によってシフトする。具体的には、１℃の温度上昇につき、ＭＥＭＳミラー３００の共振周波数Ｆｒｅｓは約０．０３Ｈｚ低下する。例えば、共振周波数Ｆｒｅｓは、ＭＥＭＳミラー３００の温度が２５℃の時に７２０Ｈｚであったとすると、約６７℃の温度上昇によってＭＥＭＳミラー３００の温度が９２℃になった場合には約７１８Ｈｚまで低下する。【００８３】
共振周波数Ｆｒｅｓが７１８Ｈｚである場合、上記（１）式においてωｎ＝２・π・７１８となり、また減衰係数ζは上記（７）式から下記（８）式のように表される。【００８４】
【数８】
2014132447.tif 000010
従って、共振周波数Ｆｒｅｓが７１８Ｈｚである場合、ＭＥＭＳミラー３００の周波数感度は、下記のようになる。【００８５】
６０Ｈｚ  …１．００７０３２
１２０Ｈｚ…１．０２８７３５
１８０Ｈｚ…１．０６７０６３
２４０Ｈｚ…１．１２５７８３
３００Ｈｚ…１．２１１５００
３６０Ｈｚ…１．３３５８１０
４２０Ｈｚ…１．５２０１４９
４８０Ｈｚ…１．８０８０３７
５４０Ｈｚ…２．３０２１４２
６００Ｈｚ…３．３１４４４１
このように、ＭＥＭＳミラー３００の共振周波数が変化した場合、基本波及びその高調波に相当する周波数におけるＭＥＭＳミラー３００の感度もまた変化する。例えば、基本波の１０次高調波に相当する６００Ｈｚにおいて、その変化率は約１．２８％である。【００８６】
従って、共振周波数Ｆｒｅｓがシフトした場合においても、出力信号の波形を上記（４）式に相当する鋸歯状波に安定的に維持するためには、上述した感度補正係数を適宜再設定する必要がある。このような感度補正係数の再設定は、制御装置１００に掛かる負担が大きくなる。本実施例では、例えば、このような制御装置１００の負担を軽減することを一つの目的として、周波数制御が実行される。周波数制御は、感度補正係数を再設定する代わりに、垂直駆動信号の周波数Ｆｖｒｔを変化させる制御である。尚、垂直駆動信号の周波数Ｆｖｒｔとは、垂直駆動信号の基本波の周波数を意味する。即ち、本実施例に係る周波数制御では、垂直駆動信号の基本波の周波数が上述した６０Ｈｚから適宜変更される。これに伴い、必然的に２〜１０次高調波の周波数も変化する。【００８７】
＜周波数制御の概要＞
次に、周波数制御の概要について説明する。【００８８】
図２において、波形ＲＯＭには、一周期分の鋸歯状波を３００個のサンプリング位置でサンプリングしてなる３００個のサンプリングデータが格納されている。このサンプリングデータは、鋸歯状波の振幅のデータである。尚、この波形データは、上記（５）式から算出される。尚、共振周波数は７２０Ｈｚであるとし、また感度補正係数ａｎは上記の通りとする。また、上述したように、ＭＥＭＳミラー３００の温度が２５℃のときに、ＭＥＭＳミラー３００の共振周波数Ｆｒｅｓが７２０Ｈｚであるとする。【００８９】
ＭＥＭＳミラー３００の温度が２５℃である場合、読み出し部１８２は、波形ＲＯＭ１８１から５５．５６μｓ周期でサンプリングデータを、付帯されるアドレス情報に従って順次読み出す。この場合、鋸歯状波たる垂直駆動信号の周波数は、５５．５６μｓ×３００となり、５９．９９５Ｈｚとなる。即ち、周波数約６０Ｈｚの垂直駆動信号が得られる。【００９０】
一方、例えば、ＭＥＭＳミラー３００の温度が９１．７℃（Ｆｒｅｓ＝７１８Ｈｚ）になった場合、５５．５６μｓに対して周波数の変化率の逆数を乗じることによって、サンプリングデータの読み出し周期が変更される。この場合、５５．５６μｓ×７２０／７１８≒５５．７１５μｓとなるので、５５．７１５μｓに最も近くなるように読み出し周期が決定される。尚、最も近くなるように、とは、読み出し部１８２の読み出し周期が、ｎ進カウンタ部１８３のクロック信号に律束されるためである。但し、本実施例ではクロック生成部１６０が１０ｎｓ周期でクロック信号を生成するため、大きな誤差はなく読み出し周期を設定することができる。【００９１】
ここでは、波形の読み出し周期が５５．７２μｓに設定されたとする。この場合、垂直駆動信号の周波数Ｆｖｒｔは、５５．７２μｓ×３００となり、５９．８２３Ｈｚとなる。【００９２】
このようにして垂直駆動信号の周波数Ｆｖｒｔ（基本波の周波数）を変更する周波数制御の効果について、図４を参照して説明する。ここに、図４は、共振周波数の変化に対する感度のばらつきを表した表である。【００９３】
図４から明らかなように、ＭＥＭＳミラー３００の温度が２５℃から９１．７℃まで上昇して共振周波数Ｆｒｅｓが７２０Ｈｚから７１８Ｈｚまで低下した場合にも、基本波及び２〜１０次の各高調波に相当する周波数におけるＭＥＭＳミラー３００の感度は、感度補正係数ａｎが固定値であっても殆ど変化しない。【００９４】
ここで、感度の変化率は高調波の次数が高い程大きくなるので、最も感度の変化が大きい１０次高調波について具体的に説明する。１０次高調波に相当する感度は、垂直駆動信号の周波数Ｆｖｒｔを変化させない場合（即ち、サンプルデータの読み出し周期が５５．５６μｓである場合）、３．３１４４３である。これに対して、垂直駆動信号の周波数Ｆｖｒｔを変化させた場合（即ち、サンプルデータの読み出し周期を５５．７２μｓに変化させた場合）、図４に例示される通り、３．２６９８４になる。従って、感度の誤差は、本実施例に係る周波数制御が行われない場合には１．３２％（即ち、（３．３１４４３−３．２７１２３）／３．２７１２３）であり、周波数制御が行われない場合にはー０．０３５％（即ち、（３．２６９８４−３．２７１２３）／３．２７１２３）である。即ち、感度の誤差は大きく低減される。【００９５】
尚、図４において、１０次成分に対応する感度補正係数ａ１０は１／３．２７１であり、上述したａ１０＝１／３．２７２と若干異なっている。これは、上述した感度補正係数がＦｖｒｔ＝６０Ｈｚである場合の計算値であるのに対して、図４に示される数値がＦｖｒｔ＝５９．９９５Ｈｚであるために生じる誤差である。【００９６】
以上説明したように、本実施例に係る周波数制御によれば、ＭＥＭＳミラー３００の共振周波数の変化に対して、感度補正係数の調整を行わずにＭＥＭＳミラー３００を安定的に鋸歯状波駆動することができる。即ち、制御装置１００の負担が大きく緩和される。【００９７】
尚、上記（１）式に示された伝達関数Ｇ（ｓ）は、ＤＣ出力値で正規化されているため、ＭＥＭＳ位置信号Ｓｍｅｍｓの振幅値の絶対値の変化には対応しない。従って、制御装置１００において、振幅制御部１８５により共振周波数Ｆｒｅｓの変化に伴う当該振幅値の調整が行われる。この振幅値の調整は、ＭＥＭＳミラー３００から出力されるＭＥＭＳ位置信号Ｓｍｅｍｓの振幅値が目標値となるように、入力される垂直駆動信号に対するゲインを変更することにより行われる。【００９８】
＜周波数制御の詳細＞
次に、引き続き図２を参照し、周波数制御の詳細について説明する。【００９９】
図２において、カウンタ制御部１８４は、初期状態として、波形ＲＯＭ１８１からのサンプリングデータの読み出し周期を、Ｆｒｅｓ＝７２０Ｈｚの場合に対応する５５．５６μｓに設定する。一方、共振周波数Ｆｒｅｓの変化に対しては、制御装置１００は、下記のように対応する。【０１００】
即ち、先述したように、共振周波数Ｆｒｅｓが変化した場合、ＭＥＭＳミラー３００の周波数感度への影響は、１０次高調波に対応する周波数において最も顕著に現れる。そこで、制御装置１００では、ＭＥＭＳ位置信号Ｓｍｅｍｓにおける１０次高調波成分（１０次高調波に対応する周波数における出力信号成分）が、ＢＰＦ１５０により抽出される。そのため、ＢＰＦ１５０の通過帯域は、予め共振周波数Ｆｒｅｓが７２０から７１８Ｈｚの範囲で変化することを想定し、５９８．２３Ｈｚ〜５９９．９５Ｈｚに設定されている。【０１０１】
一方、先述したように伝達関数Ｇ（ｓ）が正規化されているため、ＭＥＭＳ位置信号Ｓｍｅｍｓの１０次高調波成分の絶対値からは共振周波数Ｆｒｅｓの変化が正確に検出されない可能性がある。そこで、制御装置１００においては、ＭＥＭＳ位置信号Ｓｍｅｍｓにおける基本波成分（基本波に対応する周波数における出力信号成分）が、ＢＰＦ１４０により抽出される。そのため、ＢＰＦ１４０の通過帯域は、予め共振周波数Ｆｒｅｓが７２０から７１８Ｈｚの範囲で変化することを想定し、５９．８２３Ｈｚ〜５９．９９５Ｈｚに設定されている。【０１０２】
このようにＭＥＭＳ位置信号Ｓｍｅｍｓの基本波成分と１０次高調波成分とが抽出されると、基本波と１０次高調波との間における感度比（即ち、１０次高調波成分／基本波成分）が求められる。【０１０３】
この感度比は、共振周波数Ｆｒｅｓが７２０Ｈｚであれば、図４の関係から３．２４９（即ち、３．２７１２３／１．００６９９）である。この共振周波数Ｆｒｅｓが７２０Ｈｚである場合の当該感度比を、これ以降適宜「基準感度比」と表現することとする。【０１０４】
これに対して共振周波数Ｆｒｅｓが７２０Ｈｚよりも低くなると、基本波成分よりも１０次高調波成分の方が振幅の振れ幅が大きくなる（感度が高くなる）ことから、当該感度比は、基準感度比（即ち、３．２４９）よりも大きくなる。従って、求められた感度比が基準感度比よりも大きい場合には、共振周波数Ｆｒｅｓが低下しているとの判定が可能となる。【０１０５】
共振周波数Ｆｒｅｓが低下していると判定された場合、カウンタ制御部１８４は、読み出し部１８２におけるサンプリングデータの読み出し周期を相対的に長くし、共振周波数Ｆｒｅｓが上昇していると判定された場合、カウンタ制御部１８４は、読み出し部１８２におけるサンプリングデータの読み出し周期を相対的に短くする。このような感度比に基づいた垂直駆動信号の周波数Ｆｖｒｔの制御は、求められた感度比と基準感度比との偏差が最も小さくなるまで継続される。【０１０６】
尚、ここでは当該偏差が最小となるまで周波数の変更が継続されるとしたが、当該偏差が予め設定される基準値以内となるまで継続されてもよい。【０１０７】
尚、ここでは基本波成分と１０次高調波成分との抽出処理が、バンドパスフィルタにより行われたが、このような周波数成分値の抽出処理は、ＦＦＴ（高速フーリエ変換）解析により行われてもよい。【０１０８】
また、本実施例では、１０次高調波成分が抽出される構成となっているが、信号成分が抽出される周波数は、１０次高調波に相当する周波数に限らず他の高調波に相当する周波数であってもよい。【０１０９】
このようにしてカウンタ制御部１８４は、波形ＲＯＭ１８１からのサンプルデータの読み出し周期が変更される毎に、ｎ進カウンタ部１８３に対してカウント数ｎを指示する。ｎ進カウンタ部１８３は、クロック生成部１６０から１０ｎｓ周期で入力されるクロック信号をカウントし、５５．５６μｓから５５．７２μｓまで２０ｎｓ単位で可変なクロック信号を生成する。【０１１０】
例えば、サンプルデータの読み出し周期が５５．５６μｓの場合には、２７７８カウント毎に出力クロック信号を反転してクロック信号を生成する。また、サンプルデータの読み出し周期が５５．７２μｓの場合には、２７８６カウント毎に出力クロック信号を反転してクロック信号を生成する。この生成されたクロック信号は、読み出し部１８２に入力される。【０１１１】
読み出し部１８２は、ｎ進カウンタ部１８３からクロック信号が入力される毎に（即ち、クロック信号周期で）、波形ＲＯＭ１８１から読み出しアドレスを第１番地からインクリメントしつつ第３００番地まで順次サンプルデータを読み出す。第３００番地に達した場合には、再び第１番地に戻ってサンプルデータの読み出しを繰り返す。この読み出されたサンプルデータは、振幅制御部１８５における振幅調整を経て、分周器１７０から供給される２０ｎｓ周期のクロック信号と共に垂直Ｄ／Ａコンバータ１３０に入力される。【０１１２】
周波数制御では、このように波形ＲＯＭからのサンプルデータの読み出し周期が変更されることにより、垂直駆動信号の周波数Ｆｖｒｔが変更される。その結果、感度補正係数ａｎを変化させることなく、共振周波数Ｆｒｅｓの変化に対するＭＥＭＳ位置信号Ｓｍｅｍｓの振幅のばらつきを抑制することが可能となる。即ち、ＭＥＭＳミラー３００に高い位置精度を与えることが可能となるのである。【０１１３】
＜第２実施例＞
第１実施例では、波形ＲＯＭ１８１に格納されたサンプルデータの読み出し周期が変更されることにより、垂直駆動信号の周波数Ｆｖｒｔが変更された。第２実施例では、図５を参照する形で、垂直駆動信号の周波数Ｆｖｒｔを変更するための他の構成について説明する。ここに、図５は、第２実施例に係る制御装置４００のブロック図である。尚、光走査装置の構成としては、図１に例示される第１実施例に係る光走査装置１０において、制御装置１００が制御装置４００に置換される。【０１１４】
制御装置４００は、主として波形ＲＯＭ１８１、読み出し部１８２、ｎ進カウンタ部１８３及びカウンタ制御部１８４に替えて、駆動周波数決定部４１２及びＤＤＳ（Direct Digital Synthesizer）４１１を有する点において制御装置１００と相違する。【０１１５】
この構成においては、駆動周波数決定部４１２が、ＢＰＦ１４０により抽出されるＭＥＭＳ位置信号Ｓｍｅｍｓの基本波成分及びＢＰＦ１５０により抽出されるＭＥＭＳ位置信号Ｓｍｅｍｓの１０次高調波成分から、両者の感度比（振幅比）を算出し、垂直駆動信号の周波数Ｆｖｒｔを決定する。ＤＤＳ４１１は、決定された周波数Ｆｖｒｔの鋸歯状波を生成し、振幅制御部１８５に供給する。【０１１６】
尚、本発明との対比の上では、第１実施例は、読み出し周期を制御する構成（請求の範囲第２項の構成）の一例であり、本実施例（第２実施例）は、読み出し位置を制御する構成（請求の範囲第３項の構成）の一例である。尚、第１実施例及び第２実施例は、夫々予め標本化されたデータを読み出す点において技術的に共通するが、第２実施例では、波形データを記憶する機能及びそれらを読み出す機能が、ＤＤＳ４１１に包含されている。尚、読み出し位置の変更により周波数を制御する構成においては、必要なサンプルデータの数は波形ＲＯＭ１８１に格納されるサンプルデータの数より多い。従って、ＤＤＳ４１１に記憶されるサンプルデータと、波形ＲＯＭ１８１に格納されるサンプルデータとは一致しない。【０１１７】
＜第３実施例＞
第１及び第２実施例においては、本発明に係る「共振周波数の変化」の検出に係る例として、ＭＥＭＳ位置信号Ｓｍｅｍｓの基本波成分と高調波成分とが抽出される例が説明された。しかしながら、ＭＥＭＳミラー３００の共振周波数の変化が主としてＭＥＭＳミラー３００自身の温度変化により生じる点に鑑みれば、ＭＥＭＳミラー３００の温度に基づいて共振周波数の変化を検出することも可能である。第３実施例では、図６を参照し、共振周波数Ｆｒｅｓの変化を検出するための他の構成について説明する。ここに、図６は、第３実施例に係る制御装置５００のブロック図である。尚、光走査装置の構成としては、図１に例示される第１実施例に係る光走査装置１０において、制御装置１００が制御装置５００に置換される。【０１１８】
第３実施例において、ＭＥＭＳミラー３００のシリコン基板には、拡散抵抗が形成される（符号省略）。拡散抵抗は正の温度特性を有しており、定電流原を接続して拡散抵抗の両端の電圧を測定することによって、ＭＥＭＳミラー３００の温度を推定することができる。【０１１９】
制御装置５００は、主としてＢＰＦ１４０及び１５０に替えてＭＥＭＳ温度検出部５１０を有する点において制御装置１００と相違する。ＭＥＭＳ温度検出部５１０は、上述した定電流源を備えており、拡散抵抗の両端の電圧が検出される構成となっている。検出された電圧値は、カウンタ制御部１８４に入力される。カウンタ制御部１８４は、入力される電圧値に基づいてＭＥＭＳミラー３００の温度（以下、適宜「ＭＥＭＳ温度Ｔｍｅｍｓ」と表現する）を推定し、垂直駆動信号に係る適切な周波数を設定してｎ進カウンタ部１８３に入力する。【０１２０】
具体的には、カウンタ制御部１８４は、予め２５℃において最適な読み出し周期を求め、初期値として設定する。波形ＲＯＭ１８１には、第１実施例と同様に、共振周波数Ｆｒｅｓが７２０Ｈｚ（即ち、ＭＥＭＳミラー３００の温度が２５℃）の条件で計算された鋸歯状波の振幅データがサンプルデータとして格納されている。推定されるＭＥＭＳ温度Ｔｍｅｍｓが２５℃よりも高い場合には、１０次高調波に相当する周波数における感度の逆数が、感度補正係ａｎに最も近くなるように波形ＲＯＭ１８１からのサンプルデータの読み出し周期が設定される。【０１２１】
図７には、読み出し周期とＭＥＭＳ温度Ｔｍｅｍｓとの関係が表される。図示されるように、ＭＥＭＳ温度Ｔｍｅｍｓに基づいて設定される読み出し周期は、ＭＥＭＳミラー３００の共振周波数Ｆｒｅｓとの関係性において、第１実施例に係る読み出し周期と同様である。即ち、第３実施例の構成においても、共振周波数Ｆｒｅｓの変化によらずＭＥＭＳミラー３００の振幅精度の高い鋸歯状波駆動が可能となる。【０１２２】
本発明は、上述した実施例に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う光走査装置もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【産業上の利用可能性】
【０１２３】
本発明は、少なくとも一走査方向に鋸歯状波により駆動されるＭＥＭＳ偏向手段を備えた装置に適用可能である。
【符号の説明】
【０１２４】
１０…光走査装置、１００…制御装置、１８０…垂直波形生成部、１８１…波形ＲＯＭ、１８２…読み出し部、１８３…ｎ進カウンタ部、１８４…カウンタ制御部、１８５…振幅制御部、２００…光源、３００…ＭＥＭＳミラー。
【図１】
2014132447.tif 000011
【図２】
2014132447.tif 000012
【図３】
2014132447.tif 000013
【図４】
2014132447.tif 000014
【図５】
2014132447.tif 000015
【図６】
2014132447.tif 000016
【図７】
2014132447.tif 000017
【手続補正書】
【提出日】平成27年7月28日(2015.7.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源からの照射光を偏向するＭＥＭＳ偏向手段と、
前記ＭＥＭＳ偏向手段を鋸歯状波により少なくとも一の走査方向に駆動する駆動手段と、
前記ＭＥＭＳ偏向手段の共振周波数の変化を検出する変化検出手段と、
前記鋸歯状波の基準波形を標本化して得られた所定個数の標本値を記憶する記憶手段と、
前記検出された変化に応じて読み出し周期を変化させて、前記記憶された標本値を順次読み出す読み出し手段と
を具備し、
前記駆動手段は、前記読み出された標本値に基づいて前記ＭＥＭＳ偏向手段を駆動する
ことを特徴とする光走査装置。
【請求項２】
光源からの照射光を偏向するＭＥＭＳ偏向手段と、
前記ＭＥＭＳ偏向手段を鋸歯状波により少なくとも一の走査方向に駆動する駆動手段と、
前記ＭＥＭＳ偏向手段の共振周波数の変化を検出する変化検出手段と、
前記鋸歯状波の基準波形を標本化して得られた所定個数の標本値を記憶する記憶手段と、
所定の読み出し周期で前記記憶された標本値を順次読み出しつつ、前記検出された変化に応じて前記標本値の読み出し位置を変化させる読み出し手段と
を具備し、
前記駆動手段は、前記読み出された標本値に基づいて前記ＭＥＭＳ偏向手段を駆動する
ことを特徴とする光走査装置。
【請求項３】
前記鋸歯状波は、前記ＭＥＭＳ偏向手段の周波数応答を規定する伝達関数に基づいて設定された、周波数に対する前記ＭＥＭＳ偏向手段の感度の差異を補正するための補正係数が夫々乗じられてなる、基本波と高調波との合成波である
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の光走査装置。
【請求項４】
前記走査方向における前記ＭＥＭＳ偏向手段の位置に応じた位置信号を取得する位置信号取得手段と、
前記取得された位置信号において所定次数の前記高調波に相当する高調波成分を取得する高調波成分取得手段と
を具備し、
前記変化検出手段は、前記取得された高調波成分に基づいて前記共振周波数の変化を検出する
ことを特徴とする請求項３に記載の光走査装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
上述した課題を解決するため、本発明に係る光走査装置は、光源からの照射光を偏向するＭＥＭＳ偏向手段と、前記ＭＥＭＳ偏向手段を鋸歯状波により少なくとも一の走査方向に駆動する駆動手段と、前記ＭＥＭＳ偏向手段の共振周波数の変化を検出する変化検出手段と、前記鋸歯状波の基準波形を標本化して得られた所定個数の標本値を記憶する記憶手段と、前記検出された変化に応じて読み出し周期を変化させて、前記記憶された標本値を順次読み出す読み出し手段とを具備し、前記駆動手段は、前記読み出された標本値に基づいて前記ＭＥＭＳ偏向手段を駆動する。
上述した課題を解決するため、本発明に係る他の光走査装置は、光源からの照射光を偏向するＭＥＭＳ偏向手段と、前記ＭＥＭＳ偏向手段を鋸歯状波により少なくとも一の走査方向に駆動する駆動手段と、前記ＭＥＭＳ偏向手段の共振周波数の変化を検出する変化検出手段と、前記鋸歯状波の基準波形を標本化して得られた所定個数の標本値を記憶する記憶手段と、所定の読み出し周期で前記記憶された標本値を順次読み出しつつ、前記検出された変化に応じて前記標本値の読み出し位置を変化させる読み出し手段とを具備し、前記駆動手段は、前記読み出された標本値に基づいて前記ＭＥＭＳ偏向手段を駆動する。
【手続補正書】
【提出日】平成28年10月7日(2016.10.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
照射光を偏向するＭＥＭＳ偏向手段と、
鋸歯状波により前記ＭＥＭＳ偏向手段を駆動させる駆動手段と、
前記ＭＥＭＳ偏向手段の共振周波数の変化を検出する変化検出手段と、
前記鋸歯状波の基準波形を標本化して得られた複数の標本値を記憶する記憶手段と、
前記検出された変化に応じて読み出し周期を変化させて、前記標本値を順次読み出す読み出し手段と、
前記変化させた読み出し周期に基づき、前記鋸歯状波の周波数を変更する周波数制御手段と
を備えることを特徴とする光走査装置。
【請求項２】
照射光を偏向するＭＥＭＳ偏向手段と、
鋸歯状波により前記ＭＥＭＳ偏向手段を駆動する駆動手段と、
前記ＭＥＭＳ偏向手段の共振周波数の変化を検出する変化検出手段と、
前記鋸歯状波の基準波形を標本化して得られた複数の標本値を記憶する記憶手段と、
所定の読み出し周期で前記標本値を順次読み出しつつ、前記検出された変化に応じて前記標本値の読み出し位置を変化させる読み出し手段と、
前記変化させた読み出し位置に基づき、前記鋸歯状波の周波数を変更する周波数制御手段と
を備えることを特徴とする光走査装置。
【請求項３】
前記鋸歯状波は、前記ＭＥＭＳ偏向手段の周波数応答を規定する伝達関数に基づいて設定された、周波数に対する前記ＭＥＭＳ偏向手段の感度の差異を補正するための補正係数が夫々乗じられてなる、基本波と高調波との合成波である
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の光走査装置。
【請求項４】
前記走査方向における前記ＭＥＭＳ偏向手段の位置に応じた位置信号を取得する位置信号取得手段と、
前記取得された位置信号において所定次数の前記高調波に相当する高調波成分を取得する高調波成分取得手段と
を具備し、
前記変化検出手段は、前記取得された高調波成分に基づいて前記共振周波数の変化を検出する
ことを特徴とする請求項３に記載の光走査装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
上述した課題を解決するため、本発明に係る光走査装置は、照射光を偏向するＭＥＭＳ偏向手段と、鋸歯状波により前記ＭＥＭＳ偏向手段を駆動させる駆動手段と、前記ＭＥＭＳ偏向手段の共振周波数の変化を検出する変化検出手段と、前記鋸歯状波の基準波形を標本化して得られた複数の標本値を記憶する記憶手段と、前記検出された変化に応じて読み出し周期を変化させて、前記標本値を順次読み出す読み出し手段と、前記変化させた読み出し周期に基づき、前記鋸歯状波の周波数を変更する周波数制御手段とを備える。
上述した課題を解決するため、本発明に係る他の光走査装置は、照射光を偏向するＭＥＭＳ偏向手段と、鋸歯状波により前記ＭＥＭＳ偏向手段を駆動する駆動手段と、前記ＭＥＭＳ偏向手段の共振周波数の変化を検出する変化検出手段と、前記鋸歯状波の基準波形を標本化して得られた複数の標本値を記憶する記憶手段と、所定の読み出し周期で前記標本値を順次読み出しつつ、前記検出された変化に応じて前記標本値の読み出し位置を変化させる読み出し手段と、前記変化させた読み出し位置に基づき、前記鋸歯状波の周波数を変更する周波数制御手段とを備える。
【国際調査報告】
2014132447.tif 000018
2014132447.tif 000019