(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
反射面を含む可動部と、
前記可動部を一軸周りに揺動可能に支持する、複数の梁が蛇行するように連続する蛇行部を含む支持部と、
前記複数の梁に個別に設けられた複数の圧電部材と、を備え、
隣り合う２つの前記梁に個別に設けられた２つの前記圧電部材に所定の波形の２つの駆動信号が並行して個別に入力され、
前記可動部及び前記支持部を含む系が有する少なくとも１つの機械的な共振周波数は、前記２つの駆動信号それぞれの高周波成分の信号強度が極小となる周波数帯に含まれ、
前記駆動信号は、所定周波数帯域に周期的に存在する、前記高周波成分としての高調波成分を複数含み、
前記２つの駆動信号それぞれの繰り返し周波数は、前記共振周波数の略半整数分の１に設定され、
前記周波数帯は、前記複数の高調波成分のうち相前後する２つの高調波成分の周波数の間にあり、
前記共振周波数は、前記周波数帯における前記高周波成分の信号強度が最小となる周波数fnに一致し、
前記２つの駆動信号のうち少なくとも一方の駆動信号の駆動周波数fsと、当該２つの駆動信号のうち少なくとも一方の駆動信号の１周期における立ち上がり時間と立下り時間の比率Sと、を用いて、前記fnがfs/(1-S)の整数倍と一致する光偏向装置。
【請求項２】
前記共振周波数は、最低次の共振周波数であることを特徴とする請求項１に記載の光偏向装置。
【請求項３】
前記２つの駆動信号には、基準状態での位相差から±１０°の範囲内の位相差が付与されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の光偏向装置。
【請求項４】
前記２つの駆動信号の少なくとも一方は、前記共振周波数が前記周波数帯に含まれるように、１周期における立ち上がり時間と立ち下り時間の比率が設定されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の光偏向装置。
【請求項５】
前記２つの駆動信号の一方の１周期に対する立ち上がり時間の比率と、前記２つの駆動信号の他方の１周期に対する立ち下がり時間の比率は、異なることを特徴とする請求項４に記載の光偏向装置。
【請求項６】
前記２つの駆動信号の一方の１周期に対する立ち上がり時間の比率と、前記２つの駆動信号の他方の１周期に対する立下り時間の比率は、０．８以上であることを特徴とする請求項４又は５に記載の光偏向装置。
【請求項７】
前記２つの駆動信号の振幅は、異なることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の光偏向装置。
【請求項８】
前記２つの駆動信号それぞれの前記周波数帯及びその近傍の帯域の高周波成分を抑制するノッチフィルタを更に備え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装置。
【請求項９】
前記２つの駆動信号それぞれの前記周波数帯よりも高周波帯域の高周波成分を抑制するローパスフィルタを更に備えることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の光偏向装置。
【請求項１０】
画像情報に基づいて変調された光により被走査面を走査して画像を形成する画像形成装置であって、
前記光を射出する光源部と、
前記光源部からの光を偏向する請求項１〜９のいずれか一項に記載の光偏向装置と、を備える画像形成装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の画像形成装置と、
前記被走査面を介した光を透過反射部材に導く光学系と、を備える画像表示装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の画像表示装置と、
前記画像表示装置が搭載される移動体と、を備える移動体装置。
【請求項１３】
反射面を有する可動部と、該可動部を一軸周りに揺動可能に支持する、複数の梁が蛇行するように連続する蛇行部を含む支持部と、前記複数の梁に個別に設けられた複数の圧電部材とを備え、隣り合う２つの前記梁に個別に設けられた２つの前記圧電部材に所定の波形の２つの駆動信号が並行して個別に入力される光偏向装置の調整方法であって、
ミラー部及び前記支持部を含む系が有する少なくとも１つの機械的な共振周波数が前記２つの駆動信号それぞれの高周波成分の信号強度が極小となる周波数帯に含まれ、前記駆動信号は、所定周波数帯域に周期的に存在する、前記高周波成分としての高調波成分を複数含み、前記２つの駆動信号それぞれの繰り返し周波数は、前記共振周波数の略半整数分の１に設定され、前記周波数帯は、前記複数の高調波成分のうち相前後する２つの高調波成分の周波数の間にあり、前記共振周波数は、前記周波数帯における前記高周波成分の信号強度が最小となる周波数fnに一致し、前記２つの駆動信号のうち少なくとも一方の駆動信号の駆動周波数fsと、当該２つの駆動信号のうち少なくとも一方の駆動信号の１周期における立ち上がり時間と立下り時間の比率Sと、を用いて、前記fnがfs/(1-S)の整数倍と一致するように、前記２つの駆動信号の少なくとも一方の１周期における立ち上がり時間と立ち下がり時間の比率を調整する工程を含む光偏向装置の調整方法。
【請求項１４】
反射面を有する可動部と、該可動部を一軸周りに揺動可能に支持する、複数の梁が蛇行するように連続する蛇行部を含む支持部と、前記複数の梁に個別に設けられた複数の圧電部材とを備え、隣り合う２つの前記梁に個別に設けられた２つの前記圧電部材に所定の波形の２つの駆動信号が並行して個別に入力される光偏向装置の調整方法であって、
ミラー部及び前記支持部を含む系が有する少なくとも１つの機械的な共振周波数が前記２つの駆動信号それぞれの高周波成分の信号強度が極小となる周波数帯に含まれ、前記駆動信号は、所定周波数帯域に周期的に存在する、前記高周波成分としての高調波成分を複数含み、前記２つの駆動信号それぞれの繰り返し周波数は、前記共振周波数の略半整数分の１に設定され、前記周波数帯は、前記複数の高調波成分のうち相前後する２つの高調波成分の周波数の間にあり、前記共振周波数は、前記周波数帯における前記高周波成分の信号強度が最小となる周波数fnに一致し、前記２つの駆動信号のうち少なくとも一方の駆動信号の駆動周波数fsと、当該２つの駆動信号のうち少なくとも一方の駆動信号の１周期における立ち上がり時間と立下り時間の比率Sと、を用いて、前記fnがfs/(1-S)の整数倍と一致するように、前記ミラー部及び前記支持部を含む系が有する機械的な共振周波数を調整する工程を含む光偏向装置の調整方法。
【請求項１５】
前記２つの駆動信号の位相差を調整する工程を更に含むことを特徴とする請求項１３又は１４に記載の光偏向装置の調整方法。
【請求項１６】
前記２つの駆動信号の少なくとも一方の振幅を調整する工程を更に含むことを特徴とする請求項１３〜１５のいずれか一項に記載の光偏向装置の調整方法。
【請求項１７】
反射面を含む可動部と、
前記可動部を一軸周りに揺動可能に支持する、複数の梁が蛇行するように連続する蛇行部を含む支持部と、
前記複数の梁に個別に設けられた複数の圧電部材と、を備え、
隣り合う２つの前記梁に個別に設けられた２つの前記圧電部材に、所定の波形の２つの駆動信号が並行して個別に入力され、
前記可動部及び前記支持部を含む系が有する少なくとも１つの機械的な共振周波数は、前記２つの駆動信号それぞれの高周波成分の信号強度が極小となる周波数帯に含まれ、前記駆動信号は、所定周波数帯域に周期的に存在する、前記高周波成分としての高調波成分を複数含み、前記２つの駆動信号それぞれの繰り返し周波数は、前記共振周波数の略半整数分の１に設定され、前記周波数帯は、前記複数の高調波成分のうち相前後する２つの高調波成分の周波数の間にあり、前記共振周波数は、前記周波数帯における前記高周波成分の信号強度が最小となる周波数fnに一致し、前記２つの駆動信号のうち少なくとも一方の駆動信号の駆動周波数fsと、当該２つの駆動信号のうち少なくとも一方の駆動信号の１周期における立ち上がり時間と立下り時間の比率Sと、を用いて、前記fnがfs/(1-S)の整数倍と一致し、
前記共振周波数と、前記２つの駆動信号それぞれの高調波成分の周波数は、一致していない光偏向装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光偏向装置、画像形成装置、画像表示装置、移動体装置、及び光偏向装置の調整方法に係り、更に詳しくは、光を偏向する光偏向装置、該光偏向装置を備える画像形成装置、該画像形成装置を備える画像表示装置、該画像表示装置を備える移動体装置、及び光を偏向する光偏向装置の調整方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、反射面を有する可動部と、該可動部を一軸周りに揺動可能に支持する、複数の梁を含む支持部と、複数の梁に個別に設けられた複数の圧電部材とを備える２次元光スキャナ駆動装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特許文献１に開示されている２次元光スキャナ駆動装置では、可動部の一軸周りの揺動速度の均一性を高めることができなかった。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、反射面を含む可動部と、前記可動部を一軸周りに揺動可能に支持する、複数の梁が蛇行するように連続する蛇行部を含む支持部と、前記複数の梁に個別に設けられた複数の圧電部材と、を備え、隣り合う２つの前記梁に個別に設けられた２つの前記圧電部材に所定の波形の２つの駆動信号が並行して個別に入力され、前記可動部及び前記支持部を含む系が有する少なくとも１つの機械的な共振周波数は、前記２つの駆動信号それぞれの高周波成分の信号強度が極小となる周波数帯に含まれ、前記駆動信号は、所定周波数帯域に周期的に存在する、前記高周波成分としての高調波成分を複数含み、前記２つの駆動信号それぞれの繰り返し周波数は、前記共振周波数の略半整数分の１に設定され、前記周波数帯は、前記複数の高調波成分のうち相前後する２つの高調波成分の周波数の間にあり、前記共振周波数は、前記周波数帯における前記高周波成分の信号強度が最小となる周波数fnに一致し、前記２つの駆動信号のうち少なくとも一方の駆動信号の駆動周波数fsと、当該２つの駆動信号のうち少なくとも一方の駆動信号の１周期における立ち上がり時間と立下り時間の比率Sと、を用いて、前記fnがfs/(1-S)の整数倍と一致する光偏向装置である。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によれば、可動部の一軸周りの揺動速度の均一性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】本発明の第１実施形態に係るプロジェクタの概略的構成を示す図である。
【図２】図１の光偏向器の平面図である。
【図３】隣り合う２つの圧電部材に個別に印加される２つの駆動電圧の波形ａ、ｂを示す図である。
【図４】ミラーの第２軸周りの揺動速度が一定（均一）である場合のミラーの第２軸周りの振れ角の時間変化を示す図である。
【図５】ミラー、第１駆動部及び第２駆動部を含む系の共振モード（デバイスの共振モード）を説明するためのグラフである。
【図６】ミラーの第２軸周りの揺動速度にデバイスの０次の共振モードによる変動が生じている場合のミラーの第２軸周りの振れ角の時間変化を示す図である。
【図７】波形ａ、ｂの位相差を調整する方法を説明するための図である。
【図８】ミラーの第２軸周りの揺動速度にデバイスの１次の共振モードによる変動が生じている場合のミラーの第２軸周りの振れ角の時間変化を示す図である。
【図９】波形ａ、ｂのシンメトリを調整する方法について説明するための図である。
【図１０】図１０（Ａ）は、鋸波状波形の駆動電圧の高調波成分とデバイスの１次の共振モードとが重なるときの波形ａ、ｂのシンメトリαを説明するためのグラフであり、図１０（Ｂ）は、駆動電圧の高調波成分とデバイスの１次の共振モードとが重ならないときの波形ａ、ｂのシンメトリβを説明するためのグラフである。
【図１１】光偏向器の他の例を説明するための図である。
【図１２】ヘッドアップディスプレイ装置の一例を説明するための図である。
【図１３】第２実施形態の光偏向器の平面図である。
【図１４】第Ａ及び第Ｂ駆動信号の波形（鋸波状波形）を示す図である。
【図１５】図１５（Ａ）は、第１実施形態の駆動方式における第Ａ駆動信号の波形と該第Ａ駆動信号印加時のミラー偏向角を示すグラフであり、図１５（Ｂ）は、第１実施形態の駆動方式における第Ｂ駆動信号の波形と該第Ｂ駆動信号印加時のミラー偏向角を示すグラフであり、図１５（Ｃ）は、第１実施形態の駆動方式における位相差が付与された第Ａ及び第Ｂ駆動信号の波形と該第Ａ及び第Ｂ駆動信号印加時のミラー偏向角を示す図である。
【図１６】第１実施形態の駆動方式における駆動信号のスペクトル（高調波成分）とデバイスの最低次共振特性の関係を示すグラフである。
【図１７】図１７（Ａ）及び図１７（Ｂ）は、それぞれ第２実施形態の駆動方式における駆動信号のスペクトルとデバイスの最低次共振特性の関係（その１及びその２）を示すグラフである。
【図１８】図１８（Ａ）は、第２実施形態の駆動方式における第Ａ駆動信号の波形と該第Ａ駆動信号印加時のミラー偏向角を示すグラフであり、図１８（Ｂ）は、第２実施形態の駆動方式における第Ｂ駆動信号の波形と該第Ｂ駆動信号印加時のミラー偏向角を示すグラフである。
【図１９】図１９（Ａ）は、第２実施形態の駆動方式における位相差０の第Ａ及び第Ｂ駆動信号の波形と該第Ａ及び第Ｂ駆動信号印加時のミラー偏向角を示す図であり、図１９（Ｂ）は、第２実施形態の駆動方式における位相差が付与された第Ａ及び第Ｂ駆動信号の波形と該第Ａ及び第Ｂ駆動信号印加時のミラー偏向角を示す図である。
【図２０】最適位相差からの位相差ずれと走査線直線性指標の関係を示すグラフである。
【図２１】鋸波状波形のシンメトリと走査線直線性指標の関係を示すグラフである。
【図２２】図２２（Ａ）は、第２実施形態の駆動方式におけるシンメトリ調整後の第Ａ及び第Ｂ駆動信号の波形と該第Ａ及び第Ｂ駆動信号印加時のミラー偏向角を示す図であり、図２２（Ｂ）は、第２実施形態の駆動方式における振幅調整後の第Ａ及び第Ｂ駆動信号の波形と該第Ａ及び第Ｂ駆動信号印加時のミラー偏向角を示す図である。
【図２３】ノッチフィルタを使用する例を説明するための図である。
【図２４】図２４（Ａ）及び図２４（Ｂ）は、ローパスフィルタを使用する例を説明するための図である。
【図２５】共振周波数の調整方法について説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、本発明の第１実施形態を図１〜図１０（Ｂ）に基づいて説明する。図１には、第１実施形態に係る画像形成装置としてのプロジェクタ１０の概略構成が示されている。
【０００８】
プロジェクタ１０は、例えば建物の床もしくは設置台に載置された状態、建物の天井から吊り下げられた状態、建物の壁に掛けられた状態等で用いられる。以下では、図１に示されるＺ軸方向を鉛直方向とするＸＹＺ３次元直交座標系を適宜用いて説明する。
【０００９】
プロジェクタ１０は、一例として、光源装置５、光偏向装置１０００、画像処理部４０などを備えている。
【００１０】
光源装置５は、一例として、３つのレーザダイオードＬＤ１〜ＬＤ３、３つのコリメートレンズＣＲ１〜ＣＲ３、３つのダイクロイックミラーＤＭ１〜ＤＭ３、ＬＤ制御部５０などを含む。
【００１１】
レーザダイオードＬＤ１は、一例として、赤色レーザであり、赤色光（波長６４０ｎｍ）を＋Ｙ方向に射出するように配置されている。
【００１２】
レーザダイオードＬＤ２は、一例として、青色レーザであり、青色光（波長４５０ｎｍ）を＋Ｙ方向に射出するように、レーザダイオードＬＤ１の＋Ｘ側に配置されている。
【００１３】
レーザダイオードＬＤ３は、一例として、緑色レーザであり、緑色光（波長５２０ｎｍ）を＋Ｙ方向に射出するように、レーザダイオードＬＤ２の＋Ｘ側に配置されている。
【００１４】
各レーザダイオードは、ＬＤ制御部５０によって制御される。
【００１５】
コリメートレンズＣＲ１は、一例として、レーザダイオードＬＤ１の＋Ｙ側に配置されており、レーザダイオードＬＤ１から射出された赤色光を略平行光とする。
【００１６】
コリメートレンズＣＲ２は、一例として、レーザダイオードＬＤ２の＋Ｙ側に配置されており、レーザダイオードＬＤ２から射出された青色光を略平行光とする。
【００１７】
コリメートレンズＣＲ３は、一例として、レーザダイオードＬＤ３の＋Ｙ側に配置されており、レーザダイオードＬＤ３から射出された緑色光を略平行光とする。
【００１８】
３つのダイクロイックミラーＤＭ１〜ＤＭ３は、それぞれ、例えば誘電体多層膜などの薄膜から成り、特定の波長の光を反射し、それ以外の波長の光を透過させる。
【００１９】
ダイクロイックミラーＤＭ１は、一例として、コリメートレンズＣＲ１の＋Ｙ側に、Ｘ軸及びＹ軸に対して例えば４５°傾斜して配置されており、コリメートレンズＣＲ１を介した赤色光を＋Ｘ方向に反射させる。
【００２０】
ダイクロイックミラーＤＭ２は、一例として、ダイクロイックミラーＤＭ１の＋Ｘ側、かつコリメートレンズＣＲ２の＋Ｙ側に、Ｘ軸及びＹ軸に対して例えば４５°傾斜して配置されており、ダイクロイックミラーＤＭ１を介した赤色光を＋Ｘ方向に透過させ、コリメートレンズＣＲ２を介した青色光を＋Ｘ方向に反射させる。
【００２１】
なお、ダイクロイックミラーＤＭ１を介した赤色光及びコリメートレンズＣＲ２を介した青色光は、それぞれダイクロイックミラーＤＭ２の中央付近に入射する。
【００２２】
ダイクロイックミラーＤＭ３は、一例として、ダイクロイックミラーＤＭ２の＋Ｘ側かつコリメートレンズＣＲ３の＋Ｙ側に、Ｘ軸及びＹ軸に対して例えば４５°傾斜して配置されており、ダイクロイックミラーＤＭ２を介した赤色光及び青色光を＋Ｘ方向に透過させ、コリメートレンズＣＲ３を介した緑色光を＋Ｘ方向に反射させる。
【００２３】
なお、ダイクロイックミラーＤＭ２を介した赤色光及び青色光、並びにコリメートレンズＣＲ３を介した緑色光は、それぞれダイクロイックミラーＤＭ３の中央付近に入射する。
【００２４】
ダイクロイックミラーＤＭ３を介した３つの光（赤色光、青色光及び緑色光）は、１つの光に合成される。この場合、３つのレーザダイオードＬＤ１〜ＬＤ３の発光強度の強弱のバランスにより、合成された光の色が表現されるようになっている。
【００２５】
結果として、光源装置５は、３つのレーザダイオードＬＤ１〜ＬＤ３からの３つのレーザ光が合成されてなるレーザ光（合成光）を射出する。
【００２６】
ここで、プロジェクタ１０の全体動作について簡単に説明する。例えばパソコン（パーソナルコンピュータ）等の上位装置からの画像情報が画像処理部４０に印加され、画像処理部４０で所定の処理（例えば歪み補正処理、画像サイズ変更処理、解像度変換処理等）が施され、ＬＤ制御部５０に送られる。ＬＤ制御部５０は、画像処理部４０からの画像情報に基づいて強度変調した駆動信号（パルス信号）を生成し、駆動電流に変換する。そして、ＬＤ制御部５０は、光偏向装置１０００からの同期信号に基づいて、各レーザダイオードの発光タイミングを決定し、該発光タイミングで、駆動電流を供給して、該レーザダイオードを駆動する。光偏向装置１０００は、光源装置５からのレーザ光（合成光）を、ＸＺ平面に平行に張設されたスクリーンＳの表面（被走査面）に向けて互いに直交する二軸周り（ここでは、Ｘ軸周り及びＸ軸に直交する軸周り）に独立に偏向する。この結果、レーザ光により被走査面が互いに直交する二軸方向（ここでは、Ｚ軸方向及びＸ軸方向）に２次元走査され、被走査面上に２次元のフルカラー画像が形成される。以下では、Ｘ軸方向を主走査方向とも称し、Ｚ軸方向を副走査方向とも称する。なお、各レーザダイオードを直接変調する強度変調に代えて、該レーザダイオードから射出されたレーザ光を光変調器で変調（外部変調）しても良い。
【００２７】
次に、光偏向装置１０００について詳細に説明する。光偏向装置１０００は、一例として、光偏向器１００、コントローラ２００、メモリ３００などを備えている。
【００２８】
光偏向器１００は、図２に示されるように、＋Ｙ側に反射面を有するミラー１１０と、該ミラー１１０をＸ軸に直交する第１軸（例えばＺ軸）周りに駆動する第１駆動部１５０と、ミラー１１０及び第１駆動部１５０をＸ軸に平行な第２軸周りに駆動する第２駆動部２５０とを含む。ミラー１１０の反射面は、光源装置５からのレーザ光の光路上に位置している。
【００２９】
光偏向器１００では、一例として、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ）プロセスによって、各構成部が一体的に形成されている。簡単に言うと、光偏向器１００は、１枚のシリコン基板に切れ込みを入れて複数の可動部（弾性変形部）を形成し、各可動部に圧電部材を設けることで作成される。ミラー１１０の反射面は、一例として、シリコン基板１の＋Ｙ側の面に形成された例えばアルミニウム、金、銀等の金属薄膜である。
【００３０】
第１駆動部１５０は、一例として、ミラー１１０の第１軸方向の両端に個別に一端が連続し、第１軸方向に延びる２つのトーションバー１０５ａ、１０５ｂと、該２つのトーションバー１０５ａ、１０５ｂそれぞれの第１軸方向の他端に中間部が連続し、第２軸方向に延びる２つの梁１０６ａ、１０６ｂと、該２つの梁１０６ａ、１０６ｂそれぞれの第２軸方向の両端に内縁部が連続する第１矩形枠部１０７と、２つの梁１０６ａ、１０６ｂそれぞれの第１軸を挟む一側部及び他側部の＋Ｙ側の面に個別に設けられた２つの第１圧電部材１５、１６と、を有している。
【００３１】
ここでは、ミラー１１０の中心は、第１矩形枠部１０７の中心に位置している。２つのトーションバー１０５ａ、１０５ｂは同径かつ同長である。２つの梁１０６ａ、１０６ｂは、第２軸方向を長手方向とする矩形板状である。２つの第１圧電部材１５、１６は、同形かつ同大の第２軸方向を長手方向とする矩形板状である。
【００３２】
第１駆動部１５０では、２つの梁１０６ａ、１０６ｂに個別に設けられた２つの第１圧電部材１５に電圧（駆動電圧）が並列に印加されると、該２つの第１圧電部材１５が変形して、２つの梁１０６ａ、１０６ｂが撓み、２つのトーションバー１０５ａ、１０５ｂを介してミラー１１０に第１軸周りの駆動力が作用し、ミラー１１０が第１軸周りに揺動する。第１駆動部１５０は、コントローラ２００によって制御される。
【００３３】
また、第１駆動部１５０では、２つの梁１０６ａ、１０６ｂに個別に設けられた２つの第１圧電部材１６に電圧（駆動電圧）が並列に印加されると、該２つの第１圧電部材１６が変形して、２つの梁１０６ａ、１０６ｂが撓み、２つのトーションバー１０５ａ、１０５ｂを介してミラー１１０に第１軸周りの駆動力が作用し、ミラー１１０が第１軸周りに揺動する。
【００３４】
そこで、コントローラ２００によって、第１駆動部１５０の各梁に設けられた２つの第１圧電部材１５、１６に逆位相の正弦波電圧を並行して（例えば同時に）印加することで、ミラー１１０を、第１軸周りに該正弦波電圧の周期で効率良く振動させることができる。
【００３５】
ここでは、正弦波電圧の周波数が約２０ｋＨｚ（各トーションバーの共振周波数）に設定され、各トーションバーのねじれによる機械的共振を利用して、ミラー１１０を約２０ｋＨｚで振動させることができる。なお、ミラー１１０の振動中心からの最大振れ角は、±１５°程度とされている。
【００３６】
第２駆動部２５０は、一例として、第１矩形枠部１０７の−Ｚ側かつ＋Ｘ側の角部に一端が連続し、蛇行するように連続する複数（例えば８つ）の梁１０８ａを含む蛇行部２１０ａと、第１矩形枠部１０７の＋Ｚ側かつ−Ｘ側の角部に一端が連続し、蛇行するように連続する複数（例えば８つ）の梁１０８ｂを含む蛇行部２１０ｂと、蛇行部２１０ａの８つの梁１０８ａの＋Ｙ側の面に個別に設けられた８つの第２圧電部材と、蛇行部２１０ｂの８つの梁１０８ｂの＋Ｙ側の面に個別に設けられた８つの第２圧電部材と、２つの蛇行部２１０ａ、２１０ｂそれぞれの他端に内縁部が連続する第２矩形枠部１０９と、を有している。
【００３７】
ここでは、ミラー１１０の中心は、第２矩形枠部１０９の中心に位置している。各蛇行部の８つの梁は、同形かつ同大の第１軸方向を長手方向とする矩形板状である。各第２圧電部材は、同形かつ同大の第１軸方向を長手方向とする矩形板状である。第２圧電部材の第１軸方向（長手方向）の長さは、該第２圧電部材が設けられた梁の第１軸方向の長さよりも幾分短い。
【００３８】
第２駆動部２５０では、各蛇行部に設けられた８つの第２圧電部材のうち最も＋Ｘ側又は最も−Ｘ側の端の第２圧電部材から数えて奇数番目（１番目、３番目、５番目、７番目）の４つの第２圧電部材１１に電圧が並列に印加されると、該４つの第２圧電部材１１及び該４つの第２圧電部材が設けられた４つの梁が第２軸周りの同一方向に撓み、ミラー１１０が第２軸周りに揺動する。
【００３９】
また、第２駆動部２５０では、各蛇行部の８つの第２圧電部材のうち最も＋Ｘ側又は最も−Ｘ側の端の第２圧電部材から数えて偶数番目（２番目、４番目、６番目、８番目）の４つの第２圧電部材１２に電圧が並列に印加されると、該４つの第２圧電部材１２及び該４つの第２圧電部材１２が設けられた４つの梁が第２軸周りの同一方向に撓み、ミラー１１０が第２軸周りに揺動する。
【００４０】
以下では、便宜上、各蛇行部に設けられた奇数番目の４つの第２圧電部材１１を併せて圧電部材群Ｐ１と称し、該蛇行部に設けられた偶数番目の４つの第２圧電部材１２を併せて圧電部材群Ｐ２と称する。
【００４１】
そこで、各蛇行部に設けられた２つの圧電部材群Ｐ１、Ｐ２に鋸波状電圧及び逆鋸波状電圧を並行して（例えば同時に）個別に印加することで、該蛇行部の隣り合う２つの梁を第２軸周りの反対方向に撓ませて各梁の撓み量を累積させることで、ミラー１１０を、第２軸周りに該鋸波状電圧の周期で効率良く（低電圧で大きい振れ角で）振動させることができる（図４参照）。
【００４２】
ここで、「鋸波状電圧」とは、時間の経過につれ、徐々に高くなり、ピークに達すると、急激に低くなる電圧を意味する（図３上図参照）。「逆鋸波状電圧」とは、時間の経過につれ、急激に高くなり、ピークに達すると、徐々に低くなる電圧を意味する（図３下図参照）。
【００４３】
結果として、第１駆動部１５０及び第２駆動部２５０を含んで、ミラー１１０を第１軸及び第２軸周りに独立に駆動する駆動手段を含む支持部が構成されている。すなわち、ミラー１１０は、該支持部によって支持されている。
【００４４】
第１駆動部１５０及び第２駆動部２５０の各圧電部材は、一例として、圧電材料としてのＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）からなる。圧電部材は、分極方向に電圧が印加されると印加電圧の電位に比例した歪み（伸縮）が生じる、いわゆる逆圧電効果を発揮する。また、圧電部材は、力を加えると、該力に応じた電圧を分極方向に発生させる、いわゆる圧電効果を発揮する。
【００４５】
なお、ここでは、圧電部材がシリコン基板１の一面（例えば＋Ｙ側の面）のみに設けられた場合を一例として説明したが、配線のレイアウトや圧電部材の作成上の自由度を向上させるため、シリコン基板１の他面（例えば−Ｙ側の面）にのみ設けても良いし、シリコン基板１の一面及び他面（例えば＋Ｙ側及び−Ｙ側の面）の双方に設けても良い。いずれにしても、これらの圧電部材や電極の形成はほぼ半導体プロセスに準じるものであり、大量生産によりコストダウンを図ることができる。
【００４６】
ここで、第１軸周りに振動するミラー１１０に光が入射されると、反射光が第１軸周りにスキャン（偏向走査）される。また、第２軸周りに振動するミラー１１０に光が入射されると、反射光が第２軸周りにスキャン（偏向走査）される。そこで、被走査面に形成される画像の高精細化、面内均一化を図るために、ミラー１１０に入射される光を第１軸周りに直線的にスキャンし、その走査線を第２軸周りにスキャンすること、すなわちラスタスキャンを行うことができる。
【００４７】
具体的には、第１駆動部１５０では各トーションバーの機械的共振を利用してできるだけ少ないエネルギーでミラー１１０を高周波数で振動させ、第２駆動部２５０では非共振でミラー１１０を低周波数（例えば数十Ｈｚ）で振動させることでラスタスキャンを行うことができる。
【００４８】
しかしながら、この場合、各第２圧電部材の変位量は、各第１圧電部材の変位量よりも小さい。
【００４９】
そこで、上述の如く、第２駆動部２５０の各蛇行部の８つの梁に個別に設けられた８つの第２圧電部材を並列に動作させることで、変位量を稼ぐことができる。
【００５０】
第１実施形態では、ラスタスキャンを行うために、各蛇行部に設けられた圧電部材群Ｐ１、Ｐ２に印加する駆動電圧として互いに相似（相似比は１）の鋸波状電圧（波形ａ）及び逆鋸波状電圧（波形ｂ）を用いる（図３参照）。
【００５１】
この場合、ミラー１１０の第２軸周りの揺動速度、すなわちミラー１１０の第２軸周りの振れ角（偏向角）の時間変化は、図４に示されるように直線的であることが望ましい。つまり、ミラー１１０の第２軸周りの揺動速度に変動が生じないこと、すなわちミラー１１０の第２軸周りの駆動は線形駆動であることが望ましい。ミラー１１０の第２軸周りの揺動速度に変動が生じると、直線的な光走査が妨げられ、被走査面に形成される画像に輝度ムラ、歪みなどが発生し、画質の劣化を招くからである。
【００５２】
しかしながら、第２駆動部２５０によるミラー１１０の第２軸周りの偏向動作においては、ミラー１１０及び第１駆動部１５０を含む系の重さや第２駆動部２５０の各蛇行部の梁の剛性などにより決まる固有の機械的共振の振動成分が発生し、ミラー１１０に伝わる。すなわち、ミラー１１０、第１駆動部１５０及び第２駆動部２５０を含む系は、固有の機械的共振の共振モード（共振周波数）を有する（図５参照）。図５から分かるように、この共振モード（以下では、デバイスの共振モードとも称する。）には、メインとなる０次の共振モード（共振周波数ｆ０）に加えて、例えば１次の共振モード（共振周波数ｆ１）等の高次（１次以上）の共振モード（共振周波数ｆｋ、ｋ≧１）が存在する。
【００５３】
ここで、直線的なラスタ走査が必要となる第２軸周りの駆動において、０次の共振周波数ｆ０の振動成分が乗ると、ミラー１１０の振れ角の時間変化に大きなうねりが生じてしまう（図６参照）。すなわち、ミラー１１０の第２軸周りの揺動速度に大きな変動が生じてしまう。
【００５４】
そこで、第１実施形態では、各蛇行部に設けられた２つの圧電部材群Ｐ１、Ｐ２に個別に印加される互いに相似（相似比１）の鋸波状電圧及び逆鋸波状電圧の位相をｐだけずらすこととしている（図７参照）。
【００５５】
すなわち、第１実施形態では、各蛇行部に設けられた圧電部材群Ｐ１の４つの第２圧電部材の変形により励起される機械的共振の振動成分と該蛇行部に設けられた圧電部材群Ｐ２の４つの第２圧電部材の変形により励起される機械的共振の振動成分とが互いに打ち消しあうような、位相がｐだけずれた互いに相似の鋸波状電圧及び逆鋸波状電圧を圧電部材群Ｐ１及び圧電部材群Ｐ２に並行して（例えば同時に）個別に印加する。この結果、各蛇行部における機械的共振の振動成分を大幅に低減させることが可能になる。
【００５６】
このようにして、第２駆動部２５０によるミラー１１０の第２軸周りの駆動によるＺ軸方向（副走査方向）の光走査に対して、２つの圧電部材群Ｐ１、Ｐ２に印加する電圧の位相を異ならせることにより、ミラー１１０の揺動速度（ミラー１１０の振れ角の時間変化）の大きな変動を抑制することが可能となる。すなわち、ミラー１１０の第２軸周りの揺動速度の線形性をある程度向上させることが可能となる。
【００５７】
しかしながら、光偏向器１００では、高次（１次以上）の共振モード（ｎ次の共振周波数）が、圧電部材群Ｐ１及び圧電部材群Ｐ２に個別に印加される鋸波状電圧及び逆鋸波状電圧の高調波成分の周波数と重なる場合、この周波数での振動が光走査に乗り、ミラー１１０の振れ角の時間変化に小さな多数のうねりが生じてしまう。すなわち、ミラー１１０の第２軸周りの揺動速度に小刻みな変動が生じてしまう。この結果、高周波での速度ムラが生じ、画質の低下、具体的には細かい明るさムラとなって現れてしまう。
【００５８】
そこで、第１実施形態では、圧電部材群Ｐ１及び圧電部材群Ｐ２の駆動電圧（駆動信号）である鋸波状電圧及び逆鋸波状電圧のシンメトリを調整する。ここで、図９に示されるように、鋸波状電圧（波形ａ）のシンメトリは、該鋸波状電圧の１周期（Ｔａ）に対する、最小値から最大値になるまでの時間Ｔａ１（光走査のための時間）の割合（比率）を意味する。逆鋸波状電圧のシンメトリは、該逆鋸波状電圧の１周期（Ｔｂ）に対する、最大値から最小値になるまでの時間Ｔｂ１（光走査のための時間）の割合（比率）を意味する。
【００５９】
鋸波状電圧及び逆鋸波状電圧のシンメトリを変化させることで、鋸波状電圧及び逆鋸波状電圧の高調波成分の周波数特性を変化させることができる。具体的には、各電圧のシンメトリを調整することにより、共振周波数ｆ１にある高次の共振モードと該電圧の高調波成分の重なりを低減させ、高周波での振動成分を大幅に低減することが可能となる。
【００６０】
このようにして、非共振での駆動を行う副走査方向の光走査において、鋸波状電圧及び逆鋸波状電圧のシンメトリを調整することで、より均一な駆動（線形駆動）が可能になる。この結果、副走査方向に関して、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。
【００６１】
結果として、第１実施形態では、鋸波状電圧と逆鋸波状電圧の位相差を調整するとともに各電圧のシンメトリを調整することで、被走査面に形成される画像に輝度ムラ、歪みなどが発生するのを抑制し、画質の劣化を抑制することができる。すなわち、被走査面に高品質な画像を形成することができる。
【００６２】
ここで、鋸波状電圧及び逆鋸波状電圧のシンメトリを調整することで、垂直方向（副走査方向）の走査均一性（ミラー１１０の第２軸周りの揺動速度の均一性）を向上できる理由を詳細に説明する。以下の説明では、鋸波状電圧及び逆鋸波状電圧を、便宜上、「鋸波状波形」とも呼ぶ。
【００６３】
通常、シリコンなどを用いた光偏向デバイス（光偏向器）では、低次（０次）及び高次（１次以上）の共振モードを含む複数の共振モードが存在する。具体的には、図５に示されるように、メインとなる共振周波数ｆ０の０次の共振モード、共振周波数ｆ１の１次の共振モードが存在する。
【００６４】
図３に示される鋸波状電圧（波形ａ）及び逆鋸波状電圧（波形ｂ）による駆動ではｆ０の共振モードが大きく出るため、図６に示されるような、波うち形状の光走査になる。そこで、波形ａ、波形ｂの位相差を調整することによって、ｆ０の共振モードによる波うちを抑えることができる。
【００６５】
しかしながら、この場合であっても、図８に示すような細かい振動が発生することになる。この細かい振動は、高次（１次以上）の共振モードに起因しており、共振周波数ｆ１での光偏向デバイスの振動となっている。この細かい振動は、画像上に細かいスジ(明るさムラ)となって現れてしまう。
【００６６】
この細かい振動は、鋸波状波形の高調波成分と光偏向デバイスの高次共振モードとが重なることにより発生する。図１０（Ａ）に示されるように、シンメトリαのときは、鋸波状波形の高調波成分と光偏向デバイスの高次共振モードとが重なっている。この場合、共振周波数ｆ１での振動が発生し、副走査駆動時に図８に示されるような振動が発生することになる。ここで、鋸波状波形の周波数（駆動周波数）を固定したまま、鋸波状波形のシンメトリをαからβに変化させると、鋸波状波形の高調波成分のパターンが変化する。この鋸波状波形のシンメトリの調整により、図１０（Ｂ）に示されるように、光偏向デバイスの高次共振モードの周波数領域で鋸波状波形の高調波成分が発生しないようにすることができる。このように、鋸波状波形のシンメトリを僅かに変化させることで、光偏向デバイスの副走査方向の共振モードの励起を抑えることができる。その結果、図４に示されるような、副走査方向において、振動などのない、均一な光走査が可能になる。
【００６７】
コントローラ２００は、ミラー１１０の振れ角（偏向角）を検知する不図示のセンサからの検知結果に基づいて、ミラー１１０の振れ角と各レーザダイオードの発光タイミングとの同期をとるための同期信号を生成し、ＬＤ制御部５０に出力する。また、コントローラ２００は、以下に説明するように、光偏向器１００の第２駆動部２５０を制御する。
【００６８】
すなわち、コントローラ２００は、各蛇行部に設けられた圧電部材群Ｐ１の各圧電部材に波形ａの駆動電圧（鋸波状電圧）を印加するとともに、該蛇行部に設けられた圧電部材群Ｐ２の各圧電部材に波形ｂの駆動電圧（逆鋸波状電圧）を印加する。ここでは、波形ａ、ｂの周波数は、約６０Ｈｚとされている。但し、各蛇行部における機械的共振の共振周波数（基本共振モード（０次の共振モード）、高次共振モード）との関係により、周波数を数Ｈｚ程度シフトさせても良い。
【００６９】
このように、各蛇行部に設けられた２つの圧電部材群Ｐ１、Ｐ２にそれぞれ波形ａ、波形ｂの駆動電圧が並行して印加されることにより、各蛇行部の８つの梁が撓み、ミラー１１０が第２軸周りに振動する。このようにして、ミラー１１０の第２軸周りの駆動によるＺ軸方向（副走査方向）の光走査が行われる。
【００７０】
以下に、各蛇行部に設けられた圧電部材群Ｐ１、Ｐ２に印加される駆動電圧の調整方法（光偏向装置１０００の調整方法）の一例を説明する。この調整は、例えば、プロジェクタ１０の製造時、出荷時、メンテナンス時などに人（例えば作業者）によって行われる。
【００７１】
先ず、２つの圧電部材群Ｐ１、Ｐ２に、図９に示されるような同一周期かつ同一シンメトリかつ同一振幅、すなわち相似（相似比１）の波形ａの鋸波状電圧、波形ｂの逆鋸波状電圧を並行して個別に印加して第２駆動部２５０を動作させ、ミラー１１０を第２軸周りに振動させる。そして、第２軸周りに振動するミラー１１０に対してレーザ光を照射すると、該レーザ光は第２軸周りに偏向される。そこで、波形ａ、ｂの位相を相対的にずらしながら、例えばポジションセンサダイオード（ＰＳＤ）を用いて副走査方向の走査速度をモニタし、該走査速度（ミラー１１０の第２軸周りの揺動速度）の均一性が高くなる位相ずれ量（位相差）を求める。この位相差の調整により、副走査方向に関する低次共振（０次共振）を抑制でき、ミラー１１０の揺動速度の大きな変動を抑えることが可能になる。
【００７２】
なお、波形ａのシンメトリＳａは、該鋸波状電圧の１周期Ｔａに対する立ち上がり時間Ｔａ１（光走査のための時間）の比率Ｔａ１／Ｔａである。Ｔａ２＝Ｔａ−Ｔａ１は、元に戻すための時間である。
【００７３】
波形ｂのシンメトリＳｂは、該逆鋸波状電圧の１周期Ｔｂに対する立ち下り時間Ｔｂ１（光走査のための時間）の比率Ｔｂ１／Ｔｂを意味する。Ｔｂ２＝Ｔｂ−Ｔｂ１は、元に戻すための時間である。
【００７４】
そして、求められた位相ずれ量ｐを、メモリ３００に保存する。なお、波形ａ、波形ｂの周期、振幅（最大値）及びシンメトリは、予めミラー１１０の第２軸周りの振れ角が概ね適切になる値に設定されている。
【００７５】
次に、波形ａと波形ｂの位相差をｐに保ち、かつシンメトリＳａとシンメトリＳｂを一致させ（Ｓａ＝Ｓｂを保ち）、かつ振幅を固定した状態でシンメトリを変化させ（図９参照）、走査速度（ミラー１１０の第２軸周りの揺動速度）が均一になるように（ミラー１１０の第２軸周りの揺動速度の変動を考慮して）、シンメトリの調整を行う。このとき、走査速度の均一性が最も高くなるときのシンメトリを最適シンメトリＳｋとして、位相ずれ量ｐと同様にメモリ３００に保存する。このシンメトリの調整により、副走査方向に関する高次共振を抑制でき、ミラー１１０の揺動速度の小刻みな変動を抑えることが可能になる。
【００７６】
コントローラ２００は、被走査面に画像を形成する際のミラー１１０の駆動時に、メモリ３００から位相ずれ量ｐ及び最適シンメトリＳｋを読み出し、該位相ずれ量ｐ及び最適シンメトリＳｋを満たす２つの駆動電圧を各蛇行部に設けられた圧電部材群Ｐ１、Ｐ２に並行して個別に印加し、ミラー１１０を第２軸周りに駆動する。
【００７７】
詳述すると、メモリ３００には、各蛇行部の２つの圧電部材群Ｐ１、Ｐ２の一方に印加される電圧の波形（周期及び振幅）、最適シンメトリＳｋ及び位相ずれ量ｐが格納されている。コントローラ２００は、これらに基づいて２つの圧電部材群Ｐ１、Ｐ２の他方に印加される電圧の波形を求める。
【００７８】
以上の説明から分かるように、調整後の波形ａ、ｂは、位相差がｐ、シンメトリが最適シンメトリＳｋである互いに相似（相似比１）の鋸波状波形となることが分かる。
【００７９】
なお、波形ａ、ｂのシンメトリは、最適シンメトリＳｋに調整されることが理想的ではあるが、最適シンメトリＳｋから幾分ずれたシンメトリに調整されても良い。
【００８０】
また、副走査駆動用の鋸波状波形のシンメトリは、画像表示領域の利用効率の観点から、０．８以上に設定されることが望ましい。この範囲で駆動電圧の波形のシンメトリを変化させ、デバイスの高次共振モードと重ならないような高調波パターンに調整を行う。これと同時に鋸波状波形の周波数を調整することも、鋸波状波形の高調波パターンを変化させることができ、デバイスの共振モードを重ならないようにすることができるため、有効である。
【００８１】
なお、第１実施形態では、駆動電圧の波形として鋸波状波形を用いているが、これに限らず、鋸波状波形の頂点を丸くした波形、鋸波状波形の直線領域を曲線とした波形など、光偏向器のデバイス特性に応じて波形を変えることも可能である。
【００８２】
さらに、光偏向器１００の製造プロセスにおいて加工誤差や圧電部材の位置ずれが生じる場合にも、鋸波状波形のシンメトリ調整により、その加工誤差や位置ずれを補償することができる。この結果、副走査方向の走査の均一性、及び光偏向器１００の製造歩留まりを向上させることができる。
【００８３】
以上説明した第１実施形態の光偏向装置１０００は、光走査用の光偏向装置であって、反射面を有するミラー１１０と、前記ミラー１１０をＸ軸（第２軸）及び該Ｘ軸に直交する軸（第１軸）周りに揺動可能に支持する、複数の梁が蛇行するように連続する蛇行部を含む支持部と、複数の梁に個別に設けられた複数の圧電部材と、を備え、隣り合う２つの梁に個別に設けられた２つの圧電部材に異なる周期波形（波形ａ、ｂ）の２つの電圧が並行して個別に印加され、２つの電圧それぞれの１周期に対する光走査のための時間の比率（シンメトリ）は、ミラー１１０のＸ軸周りの揺動速度の変動を考慮して設定されている。
【００８４】
この場合、ミラー１１０のＸ軸周りの揺動速度の均一性を高めることができる。
【００８５】
また、２つの電圧それぞれの前記比率（シンメトリ）は、該電圧の高調波成分と、デバイスの（ミラー１１０及び蛇行部を含む系の）高次の共振モードとが重ならないように設定されているため、ミラー１１０のＸ軸周りの揺動速度の小刻みな変動を抑制できる。
【００８６】
また、２つの電圧のシンメトリは、一致しているため、ミラー１１０をＸ軸周りにバランス良く揺動させることができる。
【００８７】
また、２つの電圧は、振幅及び周期が一致し、前記２つの電圧の一方の前記比率は、１周期に対する立ち上がり時間の比率であり、前記２つの電圧の他方の前記比率は、１周期に対する立ち下がり時間の比率である。
【００８８】
この場合、ミラー１１０をＸ軸周りに更にバランス良く揺動させることができる。
【００８９】
また、２つの電圧の一方は鋸波状電圧であり、他方は逆鋸波状電圧であるため、ミラー１１０のＸ軸周りの振れ角（偏向角）を直線的に変化させることができる。
【００９０】
また、２つの電圧それぞれの前記比率（シンメトリ）が０．８以上である場合、画像表示領域の利用効率を向上できる。
【００９１】
また、２つの電圧の位相差は、デバイスの（ミラー１１０及び蛇行部を含む系の）０次の共振モードが抑制されるように設定されているため、ミラー１１０のＸ軸周りの揺動速度の大きな変動を抑制できる。
【００９２】
また、支持部は、ミラー１１０をＸ軸に直交する軸周りに揺動可能に支持し、蛇行部にＸ軸周りに揺動可能に支持される第１駆動部１５０を含む。
【００９３】
この場合、ミラー１１０を、第１駆動部１５０によってＸ軸に直交する軸周りに振動させ、かつ第２駆動部２５０によってＸ軸周りに振動させることができる。そこで、第１駆動部１５０及び第２駆動部２５０によるミラー１１０の偏向動作を用いて光により被走査面を２次元走査することができる。この場合、例えばミラーを一軸周りにのみ揺動可能な光偏向器を２つ組み合わせる場合よりも、小型化、低コスト化が可能になる。
【００９４】
また、プロジェクタ１０は、３つのレーザダイオードＬＤ１〜ＬＤ３を含み、画像情報に基づいて変調されたレーザ光を射出する光源装置５と、該光源装置５からの光を被走査面に向けて偏向する光偏向装置１０００と、を備えている。この場合、画像情報に基づいて変調された光により被走査面を安定して走査することができ、被走査面に高品質な画像を形成することができる。すなわち、ミラー１１０の第２軸周りの揺動速度の均一性が得られることにより、輝度ムラや歪みの発生が抑えられた高品質な画像を形成することができる。
【００９５】
また、第１実施形態の光偏向装置１０００の調整方法は、反射面を有するミラー１１０と、該ミラー１１０をＸ軸及び該Ｘ軸に直交する軸周りに揺動可能に支持する、複数の梁が蛇行するように連続する蛇行部を含む支持部と、複数の梁に個別に設けられた複数の圧電部材と、隣り合う２つの梁に個別に設けられた２つの圧電部材に２つの異なる周期波形の電圧が並行して個別に印加される、光走査用の光偏向装置の調整方法であり、２つの電圧それぞれの１周期に対する光走査のための時間の比率（シンメトリ）を、ミラー１１０のＸ軸周りの揺動速度の変動を考慮して設定する工程を含む。
【００９６】
この場合、ミラー１１０のＸ軸周りの揺動速度の均一性を高めることができるように光偏向装置１０００を調整することができる。
【００９７】
また、前記設定する工程では、２つの電圧それぞれの比率（シンメトリ）を、該電圧の高調波成分と、ミラー１１０及び蛇行部を含む系の高次の共振モードとが重ならないように設定する。
【００９８】
この場合、ミラー１１０のＸ軸周りの揺動速度の小刻みな変動が抑制されるように光偏向装置１０００を調整することができる。
【００９９】
また、２つの電圧の位相差を、ミラー１１０及び蛇行部を含む系の０次の共振モードが抑制されるように設定する工程を更に含む。
【０１００】
この場合、ミラー１１０のＸ軸周りの揺動速度の大きな変動が抑制されるように光偏向装置１０００を調整することができる。
【０１０１】
ところで、特開２０１１−１０７５０５号公報に開示されている２次元スキャナ駆動装置では、以下のような方法によりラスタスキャンにおける走査速度の均一性を確保している。
【０１０２】
すなわち、通常、光による２次元走査を行う場合、副走査方向の非共振駆動の高調波と走査駆動手段の副走査方向の構造による共振周波数が干渉して、副走査方向に波打ち現象が生じ、副走査方向の走査速度が不均一になる。そのため、光走査の速度を検出する速度検出手段を設け、速度検出信号を生成する。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、副走査方向の走査速度の不均一性を低減させている。
【０１０３】
しかしながら、この２次元スキャナ駆動装置では、光走査の速度信号を検出するための追加のセンサ機構が必要となり、装置の構成が煩雑となり、装置の大型化を招く。また、２次元走査を行っているため、主走査方向と副走査方向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かかり、また完全に除去することは難しい。さらに、これらの条件の最適化には精密な調整技術が必要であり、コストアップを招く。
【０１０４】
第１実施形態の光偏向装置１０００では、追加のセンサ機構、複雑な信号処理が必要なく、非共振駆動による副走査方向の走査速度の均一性を確保し、輝度ムラ、歪みのない高品質な画像を形成することができる。すなわち、簡易な構成及び制御で、かつ低コストで、副走査方向の走査速度の均一化を図ることができる。
【０１０５】
なお、上記第１実施形態では、ＲＧＢの３原色に対応する３つのレーザダイオードからの３つのレーザ光の合成光を光偏向装置１０００で偏向して被走査面を２次元走査することによりカラー画像を形成するプロジェクタについて説明したが、これに限らず、例えば、１つのレーザダイオードからの１つレーザ光を光偏向装置１０００で偏向して被走査面を２次元走査することによりモノクロ画像を形成するプロジェクタを提供しても良い。
【０１０６】
また、第１駆動部１５０及び第２駆動部２５０を含む駆動手段を有する支持部の構成は、上記第１実施形態で説明したものに限らず、適宜変更可能である。例えば上記第１実施形態の駆動手段は、ミラーを互いに直交する二軸（第１軸及び第２軸）周りに独立に駆動しているが、例えばミラー１１０を一軸周りにのみ駆動しても良い。具体的には、図１１に示されるように、非共振駆動による１次元光走査用の光偏向器にも適用可能である。図１１における駆動部は、第２駆動部２５０と同様の構成を有している。この場合、光偏向器を２つ組み合わせて、２つのミラーを互いに直交する二軸周りにそれぞれ駆動するようにしても良い。なお、図１１における駆動部は、第１駆動部と同様の構成を有していても良い。
【０１０７】
また、上記第１実施形態では、画像形成装置としてのプロジェクタ１０に光偏向装置１０００が配備されているが、これに限らず、例えば図１２に示される画像表示装置としてのヘッドアップディスプレイ７に光偏向装置１０００が配備されても良い。ヘッドアップディスプレイ７は、例えば車両、航空機、船舶等の移動体に搭載され、光により画像を形成し、該画像を形成した光を透過反射部材に導くことで、該透過反射部材を介して該画像の虚像を視認可能にする。そこで、ヘッドアップディスプレイ７と、該ヘッドアップディスプレイ７が搭載される移動体と、を備える移動体装置を提供することができる。「透過反射部材」は、光の一部を透過させ、残部の少なくとも一部を反射させる部材を意味する。
【０１０８】
詳述すると、ヘッドアップディスプレイ７は、一例として図１２に示されるように、光偏向装置１０００で偏向されたレーザ光の光路上に配置されたＸＺ平面に沿って２次元配列された複数のマイクロレンズ６０ａを含むマイクロレンズアレイ６０と、該マイクロレンズアレイ６０を介したレーザ光の光路上に配置された透過反射部材としての半透明部材７０（例えばコンバイナ）と、を備えている。この場合、光偏向装置１０００による第１軸及び第２軸周りのレーザ光の偏向動作に伴い該レーザ光によりマイクロレンズアレイ６０の表面（被走査面）が２次元走査され、該表面に画像が形成される。そして、マイクロレンズアレイ６０を介した画像光が半透明部材７０に入射し、該画像光の拡大された虚像が形成される。すなわち、観察者は、半透明部材７０を介して画像光の拡大された虚像を視認することができる。この場合、マイクロレンズアレイ６０により画像光が拡散されるため、所謂スペックルノイズの低減が期待できる。
【０１０９】
なお、マイクロレンズアレイ６０に代えて、光の少なくとも一部を透過又は反射させる部材（例えば透過スクリーン、反射スクリーン、拡散板等）を用いても良い。また、これらの部材と半透明部材７０との間の光路上に例えば凹面鏡、平面鏡等のミラーを設けても良い。また、半透明部材７０を例えば車両の窓ガラスで代用しても良い。
【０１１０】
また、光偏向装置１０００を、画像表示装置としてのヘッドマウントディスプレイに配備しても良い。
【０１１１】
また、上記第１実施形態では、画像形成装置の一例として、プロジェクタ１０を採用しているが、これに限らず、例えば、プリンタ、複写機等を採用しても良い。具体的には、例えば、図１１に示される１次元走査用の光偏向器で偏向されたレーザ光により像担持体としての感光体ドラムの表面を走査して静電潜像を形成し、該静電潜像にトナーを付着させて現像し、得られたトナー画像を媒体に転写し、画像を形成しても良い。
【０１１２】
また、上記第１実施形態では、波形ａと波形ｂの位相差は、０以外にされているが、０にされても良い。
【０１１３】
また、上記第１実施形態では、波形ａと波形ｂの周期は、等しくされているが、異なっていても良い。
【０１１４】
また、上記第１実施形態では、波形ａと波形ｂの振幅は、等しくされているが、異なっていても良い。
【０１１５】
また、上記第１実施形態では、波形ａと波形ｂのシンメトリは、等しくされているが、異なっていても良い。
【０１１６】
また、上記第１実施形態では、圧電部材に印加される駆動電圧の波形は、鋸波状波形とされているが、これに限らず、要は、周期的な波形であることが好ましい。特に、隣り合う２つの第２圧電部材に印加される駆動電圧の波形は、ミラー１１０の第２軸周りの揺動速度の変動が抑制されるように設定されていることが好ましい。
【０１１７】
また、上記第１実施形態における光偏向器１００の各構成部の配置、大きさ、形状、数、材質等は、適宜変更可能である。例えば、第１駆動部１５０において、トーションバーの一端にミラー１１０が連続し、該トーションバーの他端に梁が連続しているが、要は、トーションバーの一部にミラーが連続し、該トーションバーの他の一部に梁が連続していれば良い。
【０１１８】
また、上記第１実施形態における光源装置５の構成は、適宜変更可能である。例えば、光源装置５は、光の３原色に対応する３つのレーザダイオードを有しているが、１つ又は４つ以上のレーザダイオードを有していても良い。この場合、レーザダイオードの数に応じて、コリメートレンズ、ダイクロイックミラーの数（０を含む）を変更しても良い。
【０１１９】
また、上記第１実施形態では、光源として、レーザダイオード（端面発光レーザ）を用いているが、これに限られない。例えば、面発光レーザを用いても良いし、レーザ以外の光源を用いても良い。
【０１２０】
以下に、上記第１実施形態を本発明の一形態として発案した思考プロセスを説明する。
【０１２１】
近年、光ビームを偏向、走査する手段として、半導体製造技術を応用したシリコンやガラスを微細加工するマイクロマシニング技術により、基板上に反射面を設けた可動部や弾性梁部を一体形成した小型の光偏向器が開発されている。このような光偏向器の構成として、薄膜化した圧電材料からなる薄膜圧電体をアクチュエータとして使用したタイプのものがある。
【０１２２】
この圧電アクチュエータを使用した光偏向器では、薄膜圧電体をカンチレバー（片持ち梁）の表面に重ねあわせて形成する。この構成においては、圧電体の圧電特性から生じる面内方向の伸縮がカンチレバーに伝わり、カンチレバーを振動させることができる。この振動によって、反射面が回動し、光偏向を可能にする。
【０１２３】
このような光偏向器において、反射面を有するミラーが互いに直交する第１軸(例えば水平方向)と第２軸(例えば垂直方向)の２軸周りに揺動し、２次元の光走査が可能な光偏向器を用いることで、１次元走査の光偏向器を２つ組み合わせた構成とすることより、小型化、低コスト化が可能になる。
【０１２４】
２次元走査を行う場合の構成は、水平方向の光走査に関しては、機械的な共振周波数を使用する共振駆動が使われる。それに対し、垂直方向への光走査に関しては、多くの場合非共振駆動が使われることが通例である。
【０１２５】
２次元走査に際して、機械的共振を使った水平方向の駆動に関しては、まずカンチレバーの一端が枠部に固定されて支持され、圧電駆動によりカンチレバーの他端を振動させる。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一端が連続するトーションバー(弾性梁）に伝え、該トーションバーの他端に連続するミラーを回転駆動させる。これにより、小型、低電圧駆動で、大きな走査角が得られることになる。
【０１２６】
一方、表示画像の高精細化、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、垂直方向の光走査には非共振駆動を用いる。通常ラスタ走査させるためには、駆動信号としての鋸波状波形を使い光走査を行う。
【０１２７】
ところが、このような垂直方向のラスタ走査させるための駆動においては、可動部の重さとカンチレバーの剛性などにより決まる機械的共振と、駆動信号（駆動電圧）として使用している鋸波状波形の高調波成分とが干渉することがある。この振動成分の干渉は、輝度ムラ、画像歪みなどとなり表示画像の画質を劣化させるため、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していた。
【０１２８】
しかし、２次元走査が可能になる光偏向デバイスの構成から、デバイス固有の機械的共振周波数は1つではなく、複数となる。鋸波状波形の位相などを調整することによってメインとなる共振(０次共振)に対する機械的共振は抑制できても、さらに高周波領域に有する機械的共振を抑制できなくなるという問題が発生する。
【０１２９】
これは画像上、より細かい輝度ムラ、画像歪みとなって現れ、画像品質の低下を招いてしまう。
【０１３０】
そこで、発明者らは、画像品質の低下を防止すべく、上記第１実施形態を発案した。
【０１３１】
以下に、第２実施形態を、図１３〜図２５を参照して説明する。
第２実施形態の光偏向器５００も、上記第１実施形態やその変形例と同様に、画像表示装置（例えばヘッドアップディスプレイ、ヘッドマウントディスプレイ等）や画像形成装置（例えばプロジェクタ、プリンタ、複写機等）における光走査に用いられる。
【０１３２】
図１３には、第２実施形態の光偏向器５００が平面図にて示されている。光偏向器５００は、図１３から分かるように、各蛇行部の梁部（梁）の数が異なる点を除いて、上記第１実施形態の光偏向器１００と略同様の構成を有している。以下では、光偏向器５００を「デバイス」とも呼ぶ。
【０１３３】
すなわち、光偏向器５００は、反射面を有するミラーを含む可動部と、該可動部をＸ軸周りに揺動可能に支持する、一対の蛇行部と外側支持枠とを含む支持部と、を備えている。可動部では、ミラーがトーションバー、カンチレバーを介して内側支持枠にＹ軸周りに揺動可能に支持されている。
【０１３４】
光偏向器５００では、各蛇行部は、一例として、６つの梁部を有しており、隣り合う２つの梁部を梁部Ａ、梁部Ｂと呼ぶ。そして、梁部Ａ、梁部Ｂにそれぞれ設けられた圧電部材を第Ａ圧電部材、第Ｂ圧電部材と呼ぶ。
【０１３５】
ここでも、第Ａ及び第Ｂ圧電部材に異なる２つの電圧を並行して（例えば同時に）個別に印加して、隣り合う２つの梁部Ａ、梁部Ｂの撓みを累積させることで、ミラーを含む可動部をＸ軸周りに大きな角度で揺動させることができる。すなわち、第Ａ及び第Ｂ圧電部材に並行して個別に印加（入力）される電圧信号である第Ａ及び第Ｂ駆動信号の信号波形を異ならせることで可動部をＸ軸周りに揺動させて光走査（例えば副走査方向の光走査）を行うことが可能となる。
【０１３６】
図１４には、反射ミラーを鋸波状波形で動作させるために印加する、一般的な、第Ａ駆動信号、第Ｂ駆動信号が示されている。第Ａ駆動信号は、周波数ｆＡの鋸波状信号であり、繰返し周期ＴＡ（＝１／ｆＡ）は、印加電圧が極小値から極大値に一様に増加する立上がり期間（ＴｒＡ）と、逆に印加電圧が極大値から極小値まで一様に減少する立下がり期間（ＴｆＡ）とに分けられる。一方で、第Ｂ駆動信号は、周波数ｆＢの鋸波状信号であり、繰返し周期ＴＢ（＝１／ｆＢ）は印加電圧が極大値から極小値まで一様に減少する立下がり期間（ＴｆＢ）と印加電圧が極小値から極大値に一様に増加する立上がり期間（ＴｒＢ）とに分けられる。光偏向器５００による光走査によって画像を描画する場合には、ＴｒＡおよびＴｆＢの期間が画像描画時間帯となる。
【０１３７】
一般に第Ａ駆動信号と第Ｂ駆動信号の繰返し周波数は等しく、以後の説明においても、駆動周波数ｆｓ（駆動信号の繰返し周波数）について、ｆｓ＝ｆＡ＝ｆＢであることを前提とする。また、以後の説明において、「印加電圧」とは、電圧極大値と電圧極小値の差（振幅の２倍）のことを指すものとする。また、図１４に示されるように、第Ａ駆動信号の立ち上がり開始時間と第Ｂ駆動信号の立下り開始時間が同じタイミングとなる状態を「基準状態」と定義する。基準状態では第Ａ駆動信号と第Ｂ駆動信号との間の位相差が０°であり、両者に位相差が付与された場合はそれぞれの立上がり始点と立下がり始点に時間軸でのずれが生じる。さらに以後の説明のために以下のパラメータをシンメトリとして定義する。
シンメトリＡ＝ＴｒＡ／ＴＡ
シンメトリＢ＝ＴｆＢ／ＴＢ
例えば、第Ａ駆動信号の立上がり時間と立下り時間の比が９：１のときにはシンメトリＡ＝９０％である。通常は、シンメトリＡ＝シンメトリＢとなるように設定する。
【０１３８】
まず、従来の駆動方式の例として、特開２０１２‐１８５３１４号公報に開示されている従来方法に則って光偏向器を駆動したときの偏向角を評価した結果について説明する。図１５（Ａ）及び図１５（Ｂ）は、それぞれ第Ａ駆動信号のみ、第Ｂ駆動信号のみを基準状態で光偏向器に印加したときのミラー偏向角を評価した結果である。ここで、鋸波状波形の駆動周波数ｆｓを６０Ｈｚ、シンメトリＡ＝シンメトリＢ＝９５％と設定した。
【０１３９】
図１５（Ａ）及び図１５（Ｂ）から分かるように、ミラー偏向角には線形な偏向角の変化の上に周期的な高周波振動成分が重畳されている。このミラー偏向角に現れる高周波振動成分の周波数は、光偏向器が有する固有の共振モードの周波数に相当する。また、高周波振動成分は、第Ａ駆動信号のみ、第Ｂ駆動信号のみを印加した場合に、ほぼ同位相で発生している。
【０１４０】
従来方法では、基準状態では同位相で発生する高周波振動成分を抑制するために、第Ａ駆動信号と第Ｂ駆動信号との間に位相差を付与し、高周波振動成分が逆相で重なりあうような駆動条件を予め定める。図１５（Ｃ）には、このような位相差が付与された第Ａ及び第Ｂ駆動信号を同時に印加したときのミラー偏向角が示されるが、確かに位相差付与により高周波振動成分を除去でき、ミラー偏向角がほぼ線形に変化している。しかしながら、後述するが付与する位相差が最適値からわずかに異なっただけで、高周波振動成分が表出し、十分な走査線の線形性が得られないことも確認された。上述のように高周波振動成分は光偏向器の共振モードが励起されることに起因するが、この共振周波数は光偏向器の連続駆動や温度変化等により変動し、それに伴って最適位相差も変化する。したがって、最適位相差を保って光偏向器の駆動を継続することは困難である。
【０１４１】
図１６には、上記第１実施形態の駆動方式における鋸波状波形の駆動信号の周波数成分（高調波成分）と、光偏向器がもつＸ軸を揺動軸として振動する最低次の共振モードの周波数特性との関係が示されている。鋸波状の駆動信号の周波数成分は理想的な鋸波状波形をフーリエ変換して駆動信号を周波数成分に分解したものであり、直流（０Ｈｚ）から駆動周波数間隔で発生する印加電圧成分の重ね合わせで表される。光偏向器は前述のように固有の共振モードを有し、その近傍の周波数帯域に有意の感度を持っている。第１実施形態の駆動方式では、例えば図１５（Ａ）及び図１５（Ｂ）に示される条件と同様の条件下で、駆動信号の周波数を共振周波数の半整数分の１となるように設定する。駆動周波数をデバイスの共振周波数の半整数分の１に設定することで、周期的に発生する信号成分（高調波成分）と光偏向器の共振周波数とが重なり合わないため、理論上は可能な限り振動成分の大きさが低減されるはずであるが、実際には図１５（Ａ）及び図１５（Ｂ）にそれぞれ示される場合と同様に第Ａ駆動信号のみ、第Ｂ駆動信号のみを印加したときには、大きな高周波振動が発生してしまう。そこで、第１実施形態の駆動方式でも、図１５（Ｃ）に示されるような位相差付与が必要となる。
【０１４２】
なお、デバイスの共振周波数／駆動周波数は、半整数分の１に完全に一致する場合だけでなく、デバイスの共振周波数を駆動信号の相前後する（隣り合う）高調波成分間の中央ゾーンに収めることができれば、半整数分の１から数％程度ずれてもよい。
【０１４３】
ここで、鋸波状波形の周波数特性において注目すべきは、駆動信号の周波数特性に、理論上信号強度がゼロになるヌル周波数が存在することである。ヌル周波数ｆｎは、駆動周波数ｆｓおよびシンメトリＳを用いて以下の式で与えられる。
【数１】
0006641709.tif 000002
【０１４４】
Ｎは整数であり、ヌル周波数は周期的に表れる。例えば、シンメトリＡ＝シンメトリＢ＝９５％、駆動周波数が６０Ｈｚであるとき、Ｎ＝１に対応するヌル周波数は１２００Ｈｚとなる。
【０１４５】
ここで、「ヌル周波数」について説明する。例えば、所定の変調信号（例えば鋸波状信号）によってＭＥＭＳミラーを駆動した場合、その変調信号の種類によっては周波数スペクトル（変調信号をフーリエ変換して周波数成分に分解したもの）に、一定間隔の「谷」（理論上電力密度がゼロとなる点）が存在する。この谷のことを一般にヌル点と呼ぶ。そこで、本明細書では、ヌル点を取る周波数のことを「ヌル周波数」と定義している。
【０１４６】
鋸波状波形の駆動信号にもヌル周波数が存在していることが確認され、その周波数が上記（１）式で与えられることが帰納的に明らかとなった。
【０１４７】
なお、駆動信号スペクトル（図１７（Ａ）、図１７（Ｂ）参照）では駆動周波数に対応して離散的な周波数成分が現れているが、仮に鋸波状パルス１個だけをフーリエ変換すると連続的にヌルに向かって減衰していくようなスペクトル特性が得られる。周期的な鋸波状信号ではその連続スペクトルを包絡線として駆動周波数間隔で飛び飛びの信号成分をもつことになる。すなわち、ヌル周波数近傍の信号成分も相対的に低く抑えられる。
【０１４８】
つまり、ヌル周波数とその近傍を含む周波数帯（以下ではヌル周波数帯とも呼ぶ）では、駆動信号の高周波成分の信号強度が極小（ヌル周波数で最小）になる（図１７（Ａ）、図１７（Ｂ）参照）。
【０１４９】
図１７（Ａ）及び図１７（Ｂ）は、第２実施形態の光偏向器５００の駆動方式について、駆動信号の周波数成分とデバイス固有の共振周波数との関係を説明する図である。図１７（Ａ）には駆動周波数が光偏向器５００の共振周波数の整数分の１に設定され、かつヌル周波数と共振モードの周波数が一致するようにシンメトリＳが設定された駆動信号の周波数特性、図１７（Ｂ）には駆動周波数が光偏向器５００の共振周波数の半整数分の１に設定され、かつヌル周波数と共振モードの周波数が一致するようにシンメトリＳが設定された駆動信号の周波数特性が示されている。
【０１５０】
第２実施形態の光偏向器５００の駆動方式では、鋸波状波形が有するヌル周波数を、デバイス固有の共振周波数もしくはその近傍に一致させる。ヌル周波数及びその近傍では、信号成分がほとんど存在しないため（信号強度が極小になるため）、この帯域にデバイスの共振モードが存在しても、この振動モードが励振されることで発生する高周波振動成分を大幅に抑制できる。さらに、後述するように、ヌル周波数付近では第Ａ駆動信号のみ、第Ｂ駆動信号のみを印加したときに励起される高周波振動成分が互いに逆相で発生するため、第Ａ及び第Ｂ駆動信号を同時に印加した際の高周波振動成分をさらに低減することができる。
【０１５１】
駆動信号のパラメータは、以下のように決定される。すなわち、デバイスがもつ最低次の共振モードの共振周波数をｆ１とすると、上記（１）式においてｆｎ＝ｆ１より、
【数２】
0006641709.tif 000003
を満たすように駆動周波数ｆｓおよびシンメトリＳを予め設定することで、駆動信号のヌル周波数とデバイスの共振周波数が一致する。一般的には、Ｎ＝１とすればよい。さらに、上記（２）式を変形して、
【数３】
0006641709.tif 000004
と表わすと、デバイスの共振周波数ｆ１と駆動周波数ｆｓとの比が決まれば、自動的に最適なシンメトリが求められる。
【０１５２】
上記（３）式に示されるように、第２実施形態の光偏向器５００の駆動方式では任意の駆動周波数ｆｓを選択でき、これと既知の共振周波数ｆ１との比率から最適なシンメトリ値が求められるが、より好適には図１７（Ｂ）に示されるようなｆ１／ｆｓ＝半整数とすることが望ましい。
【０１５３】
鋸波状波形は、理想的にはヌル周波数では信号強度を持たないものの、現実には駆動周波数とシンメトリを完全に上記（３）式の関係を満たすように設定することが困難であり、ヌル周波数帯においても僅かに信号強度をもつため、ヌル周波数帯にデバイスの共振モードが存在した場合には高周波振動成分を励起するおそれがある。したがって、デバイスの共振周波数をヌル周波数帯に含ませる場合においても、駆動周波数ごとに周期的に発生する信号成分（高調波成分）の隙間に相当する周波数帯にデバイスの共振周波数を一致させた方が、結果的に高周波振動成分をより確実に抑制できる。
【０１５４】
図１８（Ａ）及び図１８（Ｂ）には、第２実施形態の光偏向器５００の駆動方式によって、それぞれ第Ａ駆動信号のみ、第Ｂ駆動信号のみを印加したときのミラー偏向角の応答特性が示されている。この例では、駆動周波数を共振周波数の半整数分の１とし、ヌル周波数と共振モードの周波数が一致するように駆動周波数のシンメトリを設定している。デバイス固有の振動モードが励起されることによる高周波振動成分が発生しているが、従来の駆動方式における高周波振動成分（図１５（Ａ）、図１５（Ｂ）参照)と比べると、大幅に高周波振動強度が抑制されている。
【０１５５】
さらに、第Ａ駆動信号の印加時、第Ｂ駆動信号の印加時にそれぞれ励起される高周波振動は互いにほぼ逆相で発生することが見出された。これにより、第Ａ駆動信号と第Ｂ駆動信号との間に位相差を付与することなく、基準状態のまま両者を同時に印加することによって、さらに高周波振動成分を低減できる。
【０１５６】
図１９（Ａ）には、前述の駆動条件において、第Ａ及び第Ｂ駆動信号を基準状態で同時に印加した際のミラー偏向角の応答特性が示されている。第Ａ駆動信号と第Ｂ駆動信号との間に位相差を付与しなくても、光走査線が良好な線形性を持つことが確認された。さらに基準状態で第Ａ駆動信号と第Ｂ駆動信号を同時に印加することから、位相差を付与した場合に生じる実効的な電圧の低下を招くことなく、デバイスの駆動感度、すなわち単位印加電圧当りのミラー偏向角が増加する。所定の偏向角を得るために必要な印加電圧を従来例による駆動方法と比較すると、第２実施形態における駆動方式によって駆動感度が１０％程度向上することが実験的に確認された。これはより低電圧でデバイスを駆動できることになり、特に長時間の駆動時の動作信頼性が向上する。
【０１５７】
上述のように、ヌル周波数とデバイスの共振周波数とを一致させて駆動させた場合、デバイスの固有振動モードが励振されることによって生じる高周波振動成分が、第Ａ駆動信号と第Ｂ駆動信号を同時に印加した場合にほぼ逆相で表れるが、デバイスの設計パラメータの違いや製作誤差等によって、完全に逆相ではなく±１０°程度の範囲での位相ずれが発生する。したがって、第Ａ駆動信号と第Ｂ駆動信号との間にこの位相ずれに相当する位相差を付与することで、よりいっそう高周波振動成分が取り除かれ、走査線の直線性が向上する。
【０１５８】
図１９（Ｂ）には、第Ａ駆動信号と第Ｂ駆動信号との間に位相差を付与した場合のミラー偏向角の応答特性が示されている。基準状態で第Ａ駆動信号と第Ｂ駆動信号を同時に印加した場合と比べて偏向角変化の直線性が向上している。実際に最適な位相差を見出す場合には、はじめに第Ａ駆動信号と第Ｂ駆動信号とを基準状態で同時に印加した後、ミラーに光ビームを反射させて形成された描画を観察しながら最も走査線の直線性が確保される、または走査線の輝度ムラが抑制される位相差を探せばよい。
【０１５９】
図２０には、第２実施形態の駆動方法と従来の駆動方法の位相差ずれに対するロバスト性の比較結果が示されている。それぞれ走査線の直線性が最適となる位相差からのずれ量に対する直線性の劣化の度合いをプロットした。ここで、直線性を評価するパラメータとして、走査線直線性指標を以下のように定義した。
走査線直線性＝（高周波振動成分の振動幅）／（走査範囲の走査線を直線近似した場合の走査線幅）
【０１６０】
すなわち、走査線直線性の値が小さいほど、ミラー偏向による走査線から高周波振動成分が取り除かれ、直線に近い走査線が描かれることになる。図２０から明らかなように、第２実施形態の駆動方法により、位相差ずれに対するロバスト性が大幅に向上できる。これは、第２実施形態では、第Ａ駆動信号と第Ｂ駆動信号を単独で印加した時点で、高周波振動成分が抑制されていることに起因する。最適位相差は、諸々の要因すなわち、駆動時の環境温度変化による共振周波数変動、長時間連続駆動によるデバイス特性変化、駆動中の印加電圧の微調整等によって容易に変動し得るが、第２実施形態による駆動方法では、最適位相差からずれた状態で駆動しても走査線の直線性がほとんど損なわれない。
【０１６１】
第Ａ駆動信号と第Ｂ駆動信号を印加した場合に発生する高周波振動成分の位相差は、信号同士の位相差を付与する他にも、前述のシンメトリを微調することによっても調整することが可能である。図２１は第Ａ駆動信号と第Ｂ駆動信号とを基準状態で同時に印加し、さらにそれぞれのシンメトリを変化させた場合の走査線直線性への影響を評価した結果である。上記（３）式に従って求めた最適なシンメトリを初期状態としてさらにシンメトリを僅か（０〜１％程度）に変化させると、走査線の直線性が向上する。これはシンメトリの微調整によって、第Ａ駆動信号および第Ｂ駆動信号それぞれによって励起される高周波成分が、完全に逆相で発生する状態に近づくためである。参考までに最も直線性が良好となるシンメトリにおける、第Ａ駆動信号、第Ｂ駆動信号およびミラー偏向角の応答特性が図２２（Ａ）に示されている。図２１の評価例では第Ａ駆動信号と第Ｂ駆動信号のシンメトリを互いに等しく設定しているが、高周波成分の位相は第Ａ駆動信号および第Ｂ駆動信号いずれのシンメトリによってもわずかに変化するため、これらの値に差を設け個別に調整してもよい。
【０１６２】
以上のように、高周波振動成分をよりいっそう抑制するためには、第Ａ駆動信号と第Ｂ駆動信号とに位相差を付与してもよいし、シンメトリを調整してもよいし、さらにこれらを組み合わせてもよい。なお、シンメトリの調整に代えて又は加えて、駆動周波数ｆｓを調整してもよい。
【０１６３】
これまでは、第Ａ駆動信号と第Ｂ駆動信号の印加電圧、すなわち電圧極大値と電圧極小値の差（振幅の２倍）を互いに等しく設定して駆動した場合の評価例を示したが、両者の印加電圧に差を設けることも高周波振動成分のさらなる低減に有効である。図２２（Ｂ）には、第Ａ駆動信号の印加電圧と、第Ｂ駆動信号の印加電圧を異ならせて、光偏向器５００を駆動したときの第Ａ駆動信号、第Ｂ駆動信号およびミラー偏向角の応答特性であり、第Ｂ駆動信号を相対的に大きくすることにより、高周波振動がさらに抑制できることが確認された。ここで、第Ａ駆動信号と第Ｂ駆動信号とを基準状態で同時に印加しており、シンメトリは共に同じ値に設定している。
【０１６４】
印加電圧に差を設けることが有効であるのは以下の理由による。すなわちヌル周波数付近にデバイスの共振周波数を一致させるように設定して駆動した場合、第Ａ駆動信号による高周波振動成分の振動幅が第Ｂ駆動信号による高周波振動成分の振動幅より大きくなることに起因する。したがって、高周波振動成分の振動幅を揃えるために、第Ｂ駆動信号の印加電圧を大きめに設定するとよい。この印加電圧差について調査したところ、第Ｂ駆動信号の印加電圧を第Ａ駆動信号の印加電圧より５〜３０％の範囲で大きく設定することが有効であることが見出された。
【０１６５】
第２実施形態の駆動方法は、光偏向器５００の共振周波数と駆動信号のヌル周波数とを一致させ、第Ａ駆動信号または第Ｂ駆動信号を単独で駆動させた際の、デバイス固有振動モードに起因する高周波振動を抑制することが特徴である。理想的な印加信号は上記の共振周波数では信号強度を持たないが、実際には駆動周波数の繰り返し誤差等などによって僅かながら信号成分が発生し、これが高周波振動発生の原因となる。
【０１６６】
そこで、図２３に示されるように、さらに高周波振動成分を抑制するために、デバイスの共振周波数近傍の周波数帯のみ信号透過率を減衰させるノッチフィルタを介して駆動信号を印加することも有効である。ノッチフィルタが減衰を与える周波数帯域として、デバイスの駆動周波数以下に設定すれば、駆動信号への波形歪みを引き起こすことなく、デバイスの固有振動を励起する成分のみを抑制することができる。
【０１６７】
例えばデバイスの駆動周波数が６０Ｈｚ程度の場合、ノッチフィルタの遮断帯域として、デバイスの共振周波数を中心周波数として帯域幅±２０Ｈｚ程度に設定すればよい。さらに、駆動信号のヌル周波数付近で発生する信号強度は他の帯域と比べて小さいため、よりノッチフィルタの帯域を広げて信号成分自体をカットしても鋸波状波形に対する影響は小さい。したがって高周波振動成分の減衰を促進するために、ヌル周波数付近の信号成分を部分的にカットすることも有効である。
【０１６８】
第２実施形態では、光偏向器５００に固有の振動モードのうち、走査線の歪に大きな影響を与える最低次の振動モードの励振を抑制するための駆動方法を示してきた。一方で、光偏向器５００には様々な振動モードが存在し、ミラーの偏向特性に影響し得る。例えば図１３におけるＸ軸を揺動軸とするより高次の振動モードは、第２実施形態における課題であった高周波振動成分よりさらに周期の短い振動を発生させる。また、別の周波数帯においてはＹ軸を揺動軸とする振動モードも存在し、この振動モードが励振された場合は、例えば垂直方向に直線を描くことを意図したのに対し、水平方向に振動するような所謂波状の線が描かれる。
【０１６９】
駆動信号として鋸波状波形を与えた場合、図１７（Ａ）及び図１７（Ｂ）に示されるように信号成分（高調波成分）は駆動周波数間隔で高周波帯まで発生するため、上記のようなより高次の振動モードを意図せず励振してしまい、光偏向器５００によって描画される画像が歪んでしまう恐れがある。
【０１７０】
このような、より高次の振動モードの励振を防止するために、図２４（Ａ）に示されるように駆動信号にローパスフィルタをかけ、高周波成分をカットすることが有効である。ローパスフィルタによる帯域制限の例として、透過帯域をヌル周波数より低周波側とし、残りの成分をカットした場合の駆動信号波形が図２４（Ｂ）に示されている。ヌル周波数より低周波数側に鋸波状波形を形成する大部分の振動成分が存在するため、高周波成分をカットしてもほとんど駆動信号波形への影響はない。より現実的には、予め最低次の振動モードおよびその次に発生する振動モードの共振周波数を把握しておき、ローパスフィルタの遮断周波数をこれらの２つの振動モードの共振周波数の間に設定すればよい。
【０１７１】
このように、鋸波状の駆動信号から高周波信号成分を除去することによって、光偏向器５００がもつ固有の振動モードが励振されることを防止し、光走査によって描画される画像に歪みが発生することを抑制できる。
【０１７２】
以上説明したように、第２実施形態では、「駆動信号のヌル周波数帯にデバイスの共振周波数を含ませる」ことで、光偏向器５００のミラーの揺動速度の均一性を高めて、走査線の直線性の低下を抑制している。
【０１７３】
その手法として、上記では、駆動信号のヌル周波数の方を変化させて（動かして）、デバイスの共振周波数と一致させているが、デバイスの共振周波数の方を変化させてヌル周波数と一致させる手法も考えられる。
【０１７４】
そこで、以下にデバイスの共振周波数を調整する方法について図２５を参照して説明する。
（１）デバイスの副走査方向（Ｘ軸周り）の共振周波数は、例えば以下の構造パラメータに依存する。
・蛇行部の梁部の厚さ（厚くするほど梁部の剛性が上がるため共振周波数が高くなる）
・蛇行部の梁部の長さ（梁部が長いほど共振周波数が低くなる）
・蛇行部の梁部の幅（梁部の幅が広いほど共振周波数が高くなる）
・ミラーを含む可動部の重量（重いほど共振周波数は低くなる。）
なお、可動部の重量は、例えば内側支持枠の枠幅やミラーの大きさを変えることで変えることができる。
【０１７５】
以上説明した第２実施形態の光偏向装置は、第１の観点からすると、反射面を有するミラーを含む可動部と、該可動部を一軸（Ｘ軸）周りに揺動可能に支持する、複数の梁部が蛇行するように連続する蛇行部を含む支持部と、複数の梁部に個別に設けられた複数の圧電部材と、を備え、隣り合う２つの梁部に個別に設けられた２つの圧電部材に鋸波状波形の２つの駆動信号が並行して個別に印加（入力）され、可動部及び支持部を含む系が有する機械的な共振周波数は、２つの駆動信号それぞれの高周波成分の信号強度が極小となる周波数帯（ヌル周波数帯）に含まれる。なお、「高周波成分」は、駆動信号の繰り返し周波数（例えば５０〜７０Ｈｚ）よりも高い周波数の成分を意味する。
【０１７６】
この場合、各駆動信号の高周波成分による共振モードの励起を抑制することができ、可動部の一軸周りの揺動速度の変動を抑制できる。
【０１７７】
この結果、可動部の一軸周りの揺動速度の均一性を高めることができる。
【０１７８】
また、共振周波数が周波数帯における高周波成分の信号強度が最小となる周波数（ヌル周波数）に一致する場合には、可動部の揺動速度の変動を極力抑制できる。
【０１７９】
また、共振周波数は、最低次の共振周波数であるため、可動部の揺動速度の変動に最も影響する最大の共振モードの励起を抑制することができる。なお、「共振周波数」は、最低次以外の次数の共振周波数としても良い。この場合には、該次数の共振モードの増幅を抑制できる。
【０１８０】
また、駆動信号は、所定周波数帯域に周期的に（駆動周波数間隔で）存在する、高周波成分としての高調波成分を複数含んでいる。そこで、ヌル周波数帯は、複数の高調波成分のうち相前後する（隣り合う）２つの高調波成分の周波数の間にあることが好ましい。
【０１８１】
さらに、例えば２つの駆動信号それぞれの繰り返し周波数（駆動周波数ｆｓ）は、共振周波数の略半整数分の１に設定されることが好ましい。この場合、ヌル周波数帯を相前後する２つの高調波成分の周波数の間の中央領域に収めることができる。
【０１８２】
結果として、可動部の一軸周りの揺動速度の変動をより確実に抑制できる。
【０１８３】
また、２つの駆動信号に、基準位相差から±１０°の範囲内の位相差が付与される場合に、可動部の一軸周りの揺動速度の変動を抑制できる。すなわち、例えば基準位相差を２つの駆動信号の理想的な設計値（最適位相差）とした場合に、該設計値から±１０°の範囲の位相のずれが生じても可動部の一軸周りの揺動速度の変動を抑制できる。つまり、ロバスト性が高い。
【０１８４】
また、２つの駆動信号の一方は１周期における立ち上がり時間が立ち下がり時間よりも長く、２つの駆動信号の他方は１周期における立ち上がり時間が立ち下がり時間よりも短い。すなわち、２つの駆動信号の一方は「鋸波状信号」であり、他方は「逆鋸波状信号」である。
【０１８５】
そして、２つの駆動信号の一方の１周期に対する立ち上がり時間の比率と、２つの駆動信号の他方の１周期に対する立下り時間の比率を異ならせる（鋸波状信号と逆鋸波状信号のシンメトリを異ならせる）ことで、共振周波数をヌル周波数帯に含ませることができる。なお、鋸波状信号と逆鋸波状信号のシンメトリを同じにして一律に増減することでも、共振周波数をヌル周波数帯に含ませることができる。要は、鋸波状信号と逆鋸波状信号の少なくとも一方のシンメトリを調整することで、共振周波数をヌル周波数帯に含ませることができる。
【０１８６】
また、２つの駆動信号の一方の１周期に対する立ち上がり時間の比率と、２つの駆動信号の他方の１周期に対する立下り時間の比率が、０．８以上である場合には、画像表示領域もしくは画像形成領域の利用効率を向上できる。
【０１８７】
また、２つの駆動信号の振幅（印加電圧の１／２）を異ならせることでも、可動部の揺動速度の変動を更に抑制できる。詳述すると、２つの駆動信号の振幅を同一にしたときに２つの駆動信号によるミラー偏向角の高周波振動成分の振動幅が異なる場合に、２つの駆動信号の少なくとも一方の振幅を調整することで２つの駆動信号による高周波振動成分の振動幅を揃えることができ、可動部の一軸周りの揺動速度の変動をより抑制できる。
【０１８８】
また、光偏向装置が２つの駆動信号それぞれのヌル周波数及びその近傍の帯域の高周波成分を抑制するノッチフィルタを更に備える場合には、共振周波数近傍の高周波成分を低減できるため、可動部の一軸周りの揺動速度の変動をより抑制できる。
【０１８９】
また、光偏向装置が２つの駆動信号それぞれのヌル周波数帯よりも高周波帯域の高周波成分を抑制するローパスフィルタを更に備える場合には、可動部の揺動動作の周波数（駆動周波数）とはかけ離れた高周波数帯の高周波成分を低減できるため、可動部の揺動動作を阻害することなく揺動速度の変動をより抑制できる。
【０１９０】
また、第２実施形態の光偏向装置は、第２の観点からすると、反射面を含む可動部と、可動部を一軸周りに揺動可能に支持する、複数の梁が蛇行するように連続する蛇行部を含む支持部と、複数の梁に個別に設けられた複数の圧電部材と、を備え、隣り合う２つの前記梁に個別に設けられた２つの前記圧電部材に、鋸波状波形の２つの駆動信号が並行して個別に印加（入力）され、可動部及び支持部を含む系が有する機械的な共振周波数と、２つの駆動信号それぞれの高調波成分の周波数は、一致していない。
【０１９１】
この場合、各駆動信号の高周波成分による共振モードの励起を抑制することができ、可動部の一軸周りの揺動速度の変動を抑制できる。
【０１９２】
この結果、可動部の一軸周りの揺動速度の均一性を高めることができる。
【０１９３】
また、画像情報に基づいて変調された光により被走査面を走査して画像を形成する画像形成装置であって、光を射出する光源部と、光源部からの光を偏向する第２実施形態の光偏向装置と、を備える画像形成装置では、高品質な画像を形成できる。
【０１９４】
また、上記画像形成装置と、被走査面を介した光を透過反射部材に導く光学系と、を備える画像表示装置では、高品質な画像を表示できる。
【０１９５】
また、上記画像表示装置と、該画像表示装置が搭載される移動体と、を備える移動体装置では、運転者に対して視認性の良い画像を提供することができる。
【０１９６】
また、第２実施形態の光偏向装置の調整方法は、反射面を有する可動部と、該可動部を一軸周りに揺動可能に支持する、複数の梁が蛇行するように連続する蛇行部を含む支持部と、前記複数の梁に個別に設けられた複数の圧電部材とを備え、隣り合う２つの前記梁に個別に設けられた２つの前記圧電部材に鋸波状波形の２つの駆動信号が並行して個別に印加される光偏向装置の調整方法であって、可動部及び支持部を含む系が有する機械的な共振周波数が２つの駆動信号それぞれの高周波成分の信号強度が極小となる周波数帯（ヌル周波数帯）に含まれるように、２つの駆動信号の少なくとも一方の１周期における立ち上がり時間と立下り時間の比率を調整する工程を含む。
【０１９７】
この場合、光偏向器５００の設計で決まる共振周波数によらず、ヌル周波数を、共振周波数がヌル周波数帯に含まれるよう調整することができる。すなわち、光偏向器５００の設計によらず、該調整を容易に行うことが可能である。結果として、簡易な手法により、可動部の揺動速度の均一性を高めることができる。
【０１９８】
なお、光偏向装置の調整方法では、可動部及び支持部を含む系が有する機械的な共振周波数が２つの駆動信号それぞれの高周波成分の信号強度が極小となる周波数帯（ヌル周波数帯）に含まれるように、可動部及び支持部を含む系が有する機械的な共振周波数を調整しても良い。
【０１９９】
この場合、光偏向器５００の設計時に共振周波数をヌル周波数帯に含ませるため、設計毎に精密な調整が可能となる。結果として、可動部の揺動速度の均一性を高めることができる。
【０２００】
なお、共振周波数の調整後、さらにヌル周波数を調整しても良いし、ヌル周波数の調整後、さらに共振周波数を調整しても良い。
【０２０１】
また、光偏向装置の調整方法が２つの駆動信号の位相差を調整する工程を更に含む場合には、可動部の揺動速度の均一性を更に高めることができる。
【０２０２】
また、光偏向装置の調整方法が２つの駆動信号の少なくとも一方の振幅を調整する工程を更に含む場合には、可動部の揺動速度の均一性を更に高めることができる。
【０２０３】
以上、本発明の具体的な実施形態について説明したが、上述した各実施形態は本発明の一適用例を示したものである。本発明は、上述した各実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で様々な変形や変更を加えて具体化することができる。例えば、上述した各実施形態では、駆動信号の波形は、鋸波状波形としたが、台形波や立ち下がり時間が曲線を描いているような波形でも良く、要は、高周波成分（特に高調波成分）を含む波形であれば良い。また、上記第２実施形態では、デバイスの最低次の共振周波数をヌル周波数帯に含ませているが、要は、デバイスの最低次（例えば０次）の共振周波数及び該共振周波数よりも高次（例えば１次以上）の共振周波数を含む複数の共振周波数のうち少なくとも１つの共振周波数を、周期的に存在する複数のヌル周波数帯のいずれかに含ませることが好ましい。この場合に、該共振周波数をヌル周波数に一致させることがより好ましい。
【０２０４】
以下に、発明者らが上記第２実施形態を発案するに至った経緯を説明する。
【０２０５】
近年、光ビームを偏向、走査する手段として、半導体製造技術を応用したシリコンやガラスを微細加工するマイクロマシニング技術により、基板上に反射面を設けた可動部や弾性梁部を一体形成した小型の光偏向器（ＭＥＭＳ偏向素子）が開発されている。このような光偏向器の構成として、薄膜化した圧電材料からなる薄膜圧電体をアクチュエータとして使用したタイプのものがある。この圧電アクチュエータを使用した光偏向器では、薄膜圧電体をカンチレバーの表面に重ねあわせて形成する。この構成においては、圧電体の圧電特性から生じる面内方向の伸縮がカンチレバーとなる支持体に伝わり、カンチレバーの一端を固定しておけば、圧電体に印加する電圧量に応じてカンチレバーの他端を上下に振動させることができる。カンチレバー近傍に小型の反射ミラーを配置し、上述のような圧電薄膜への電圧印加によって生じる薄膜の収縮を利用することによって、数ｍｍ角程度の素子サイズで、素子内に設けられた直径１ｍｍ〜数ｍｍ程度の微小なミラーを高速で走査し得る。
【０２０６】
圧電カンチレバーを利用して２次元での光ビーム走査を可能にした光偏向素子の構成について説明する。光偏向素子は半導体プロセスにて製造されるMEMS偏向素子であり、反射ミラーを備えている。反射ミラーはトーションバーを介してミラー周辺枠に連結されて可動部を構成する。また光偏向素子は複数の折り返し部を有して蛇行して形成された一対の蛇行状梁部を有する。それぞれの蛇行状梁部の一端は支持基板に支持され、多端は可動部に連結されている。それぞれの蛇行状梁部は、一つおきに梁部Aおよび梁部Bに分けられ、隣り合う各梁部ごとに独立の圧電部材（例えばPZT）が設けられている。これらの圧電部材の一つおき(第A圧電部材および第B圧電部材）に異なる電圧を印加して、蛇行状梁部に反りを発生させることにより、隣り合う梁部が異なる方向にたわみ、それが累積されて、反射ミラーがＸ軸周り（＝垂直方向）に大きな角度で回転することになる。このような構成により、X軸を中心とした垂直方向への光走査が可能となる。一方、Ｙ軸を中心とした水平方向では、反射ミラーに接続されたトーションバーなどを利用した共振による光走査が行われる。
【０２０７】
２次元的に光ビームを走査する際の走査方法として以下のようなラスタ走査方式が一般的である。すなわち、Ｙ軸を中心とした水平方向には、光偏向器が有する水平方向の共振モードの励振周波数に合わせた高速（数ｋHz〜数１０ｋHz）の正弦波信号によってミラーを走査し、一方、Ｘ軸を中心とした垂直方向への光走査は、より低速（数Hz〜数１０Hz）の鋸波状波形信号によってミラーを走査する。例えば光ビーム走査を利用した画像描画装置では、光ビームの発光タイミングをミラーの走査角に合わせて点滅させることで、垂直方向の走査周波数と等しい更新時間で画像を描画することができる。
【０２０８】
このような水平走査および垂直走査ができる光偏向素子およびそれを利用した画像描画方法が既に知られている。
【０２０９】
上述のような、光透過窓を備えたリッドおよびパッケージによって封止された２軸走査光偏向素子および、これを利用した画像形成装置が既に知られている。
【０２１０】
しかし、垂直方向に鋸波状の走査線を形成する際、光ビームの走査角度すなわち光偏向素子のミラー偏向角は、時間の経過に対して直線的に変化することが望まれるのに対し、実際は光偏向素子が有する固有振動モードの影響により、走査周波数より高周波の振動成分が走査線に重畳され、走査線に歪みが生じてしまう。
【０２１１】
特に走査線の歪みに大きな影響を与えるのは、光偏向素子の蛇行状梁部構造に起因する共振モードである。振動方向はほぼX軸を回転軸とした垂直方向であり、その共振周波数は１００〜１０００Hz程度である。
【０２１２】
垂直方向の光走査のために蛇行状梁部に印加する鋸波状波形は、走査周波数の整数倍の周波数を持つ正弦波の重ね合わせによって生成されるため、高次の振動信号が上記の垂直方向の共振モードに応じた振動成分を励振してしまう。その結果、鋸波状の走査線にこの振動が重畳され、走査線が歪んでしまう。この走査線歪は垂直方向に発生するため、２次元画像を描画した場合には、画像の垂直方向に輝度ムラを発生させることになる。
【０２１３】
このように、通常の鋸波状信号印加による光偏向素子の駆動では、垂直方向のビーム走査を行う際に、光偏向素子がもつ固有振動モードの影響で走査線が歪んでしまい、これに伴いビーム走査による描画画像に輝度ムラが発生するという問題があった。
【０２１４】
このような問題を解決するための従来技術として、特開２０１２‐１８５３１４号公報には、蛇行上梁部に設けられた圧電アクチュエータの一端及び他端のいずれか一方側から偶数番目の圧電カンチレバーを圧電駆動する第１駆動電圧と、奇数数番目の圧電カンチレバーを圧電駆動する第２駆動電圧とを逆位相の鋸波状の電圧として与え、かつミラー部の高周波振動が発生するのを抑制するように第１駆動電圧と第２駆動電圧との間に位相差を付与する方法が開示されている。
【０２１５】
しかしながら、従来技術の駆動方法では、奇数番目あるいは偶数番目の圧電カンチレバーを単独で駆動させた場合の高周波振動が大きく、予め付与した位相差の最適値からのトレランスが狭い。すなわち、温度変化や長時間駆動によって、奇数番目および偶数番目のカンチレバーに発生する高周波信号の相対位相差が変化した場合、高周波振動を十分に抑制することができない。また、２種類の鋸波状波形に有意の位相差を付与して光素子を駆動するため、駆動電圧に対して素子に印加される実効的な電圧が低くなり、駆動感度が低下する。このため所定の偏向角を得るために、素子をより高い電圧で駆動する必要があり、長時間駆動した場合の信頼性を低下させる要因となる。
【０２１６】
そこで、発明者らは、このような問題を解決すべく、上記第２実施形態を発案するに至った。
【符号の説明】
【０２１７】
５…光源装置（光源部）、７…ヘッドアップディスプレイ（画像表示装置）、１０…プロジェクタ（画像形成装置）、１１、１２…第２圧電部材、１５、１６…第１圧電部材、１１０…ミラー（可動部の一部）、１０６ａ、１０６ｂ…梁（蛇行部の一部）、１０８ａ、１０８ｂ…梁（蛇行部の一部）、１５０…第１駆動部（支持部の一部）、２５０…第２駆動部（支持部の一部）、１０００…光偏向装置。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０２１８】
【特許文献１】特開２０１１−１０７５０５号公報
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【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】
0006641709.tif 000012
【図９】
0006641709.tif 000013
【図１０】
0006641709.tif 000014
【図１１】
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【図１２】
0006641709.tif 000016
【図１３】
0006641709.tif 000017
【図１４】
0006641709.tif 000018
【図１５】
0006641709.tif 000019
【図１６】
0006641709.tif 000020
【図１７】
0006641709.tif 000021
【図１８】
0006641709.tif 000022
【図１９】
0006641709.tif 000023
【図２０】
0006641709.tif 000024
【図２１】
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【図２２】
0006641709.tif 000026
【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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