(57)【要約】【課題】高速に起動可能な光走査装置及び振動ミラーの起動方法を提供する。【解決手段】本実施形態に係る光走査装置は、所定の軸に沿って回動可能に構成された振動ミラー１と、所定の駆動周波数で振動ミラー１を駆動する駆動手段１１１と、駆動周波数を設定する制御手段１１３と、振動ミラーの駆動特性データを保持する記憶手段１１４と、振動ミラー１の環境パラメータを測定する環境検出センサ１０６と、を有し、制御手段１１３は、起動時に、駆動特性データを参照して、環境検出センサ１０６により測定された環境パラメータの下における振動ミラー１の共振周波数を推定し、推定された共振周波数に基づいて起動時の駆動周波数を決定する。【選択図】図２
2009204804.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の軸に沿って回動可能に構成された振動ミラーと、
所定の駆動周波数で前記振動ミラーを駆動する駆動手段と、
前記駆動周波数を設定する制御手段と、
前記振動ミラーの駆動特性データを保持する記憶手段と、
前記振動ミラーの環境パラメータを測定する環境検出センサと、を有し、
前記制御手段は、
起動時に、前記駆動特性データを参照して、前記環境検出センサにより測定された環境パラメータの下における前記振動ミラーの共振周波数を推定し、推定された前記共振周波数に基づいて起動時の前記駆動周波数を決定する、
光走査装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記推定された共振周波数に基づいて複数の駆動周波数を含む周波数検出範囲を設定し、
前記駆動手段は、前記周波数検出範囲内において前記振動ミラーの駆動周波数を変えていく、
請求項１に記載の光走査装置。
【請求項３】
前記振動ミラーの動作をモニタする動作検出センサをさらに有し、
前記制御手段は、前記動作検出センサの検出結果に基づいて実際の前記振動ミラーの共振周波数を決定し、当該共振周波数を前記起動時の前記駆動周波数として決定する、
請求項２に記載の光走査装置。
【請求項４】
前記記憶手段は、製造時及び／又は過去の駆動時における所定の環境パラメータの下での前記振動ミラーの動作パラメータを、前記駆動特性データとして保持する、
請求項１〜３のいずれかに記載の光走査装置。
【請求項５】
前記制御手段は、起動時に、さらに、製造時における駆動特性データと、過去の駆動時における駆動特性データとを比較して、両者の差が所定の範囲外の場合に、前記振動ミラーが不良であると判定する、
請求項４に記載の光走査装置。
【請求項６】
所定の軸に沿って回動可能に構成された振動ミラーの周囲の環境パラメータを測定する工程と、
予め保持しておいた駆動特性データを参照して、前記測定された環境パラメータの下における前記振動ミラーの共振周波数を推定する工程と、
前記推定された共振周波数に基づいて、前記駆動周波数を設定するステップと、
を有する振動ミラーの起動方法。
【請求項７】
前記駆動周波数を設定するステップは、
前記推定された共振周波数に基づいて、周波数検出範囲を設定するステップと、
前記周波数検出範囲内の周波数で前記振動ミラーを駆動して、前記振動ミラーの共振周波数を決定するステップと、
を有する請求項６記載の振動ミラーの起動方法。
【請求項８】
製造時及び／又は過去の駆動時における所定の環境パラメータの下での前記振動ミラーの動作パラメータを、前記駆動特性データとして用いる、
請求項６記載の振動ミラーの起動方法。
【請求項９】
前記振動ミラーの製造時における前記駆動特性データと、前記振動ミラーの過去の駆動時における駆動特性データとを比較して、前記振動ミラーの異常の有無を判定するステップをさらに有する、
請求項６記載の振動ミラーの起動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、振動ミラーを利用した光走査装置及び振動ミラーの駆動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、マイクロメカニクス技術を用いたマイクロアクチュエータの開発が盛んである。例えば、一対の弾性支持部（トーションバー）でねじり回転可能に支持された振動ミラーを備えた光走査装置は、簡便な構成で画像表示装置を形成することが可能なデバイスとして開発が進んでいる。
【０００３】
このようなＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）により形成された振動ミラーを駆動する方法としては、静電引力を利用した方式、電磁力を利用した方式、圧電素子を利用した方式が主に挙げられる。この振動ミラーは、その共振周波数で駆動させることにより、小さい駆動力で大きな振幅（偏向角）を得ることができる。
【０００４】
ところで、この振動ミラーの共振を利用した光走査装置では、温度、湿度、気圧、経時劣化等の様々な環境因子によりその共振周波数が変化してしまう。動作中は、振動ミラーの状態がモニタでできるため、駆動周波数を常に共振周波数と同じにすることが可能である。例えば、特許文献１では、振動ミラーの振幅をモニタして、振幅が一定となるように温度を調節することで、共振周波数を一定に維持する技術が開示されている。
【特許文献１】特開２００４−６９７３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、起動時は、振動ミラーの共振周波数が不明であるため、上記の特許文献１の技術をそのまま適用することはできない。従って、振動ミラーが取りうる広い周波数範囲の中で少しずつ駆動周波数を変化させ、共振周波数を検出する動作が必要であり、起動時間が長くなるという欠点がある。この振動ミラーが取りうる周波数範囲を仮に１ｋＨｚ程度と想定し、この範囲において０．１Ｈｚずつ駆動周波数を変えて共振周波数を検出しようとすると、膨大な起動時間がかかることとなる。
【０００６】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的の一つは、高速に起動可能な光走査装置及び振動ミラーの起動方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するため、本発明の光走査装置は、所定の軸に沿って回動可能に構成された振動ミラーと、所定の駆動周波数で振動ミラーを駆動する駆動手段と、駆動周波数を設定する制御手段と、振動ミラーの駆動特性データを保持する記憶手段と、振動ミラーの環境パラメータを測定する環境検出センサと、を有し、制御手段は、起動時に、駆動特性データを参照して、環境検出センサにより測定された環境パラメータの下における振動ミラーの共振周波数を推定し、推定された共振周波数に基づいて起動時の駆動周波数を決定する。
【０００８】
上記構成では、起動時に、制御手段により、振動ミラーの駆動特性データが参照されて、環境検出センサにより測定された環境パラメータの下における振動ミラーの共振周波数が推定される。ここで、環境パラメータは、温度、湿度、気圧、積算時間等の振動ミラーの動作に影響を与える環境因子のいずれか又はその組み合わせからなる。
上記のようにして、現在の環境下における振動ミラーの共振周波数が推定されることにより、実際の共振周波数を探すための時間を短縮でき、ひいては起動時間を短縮できる。
【０００９】
例えば、制御手段は、推定された共振周波数に基づいて複数の駆動周波数を含む周波数検出範囲を設定し、駆動手段は、周波数検出範囲内において振動ミラーの駆動周波数を変えていく。本発明では、予め共振周波数を推定しておくことにより、周波数検出範囲は限定的なものとなる。したがって、この範囲内において、駆動手段により実際に振動ミラーを駆動させれば、実際の共振周波数を検出できる。
【００１０】
好ましくは、振動ミラーの動作をモニタする動作検出センサをさらに有し、制御手段は、動作検出センサの検出結果に基づいて実際の振動ミラーの共振周波数を決定し、当該共振周波数を起動時の駆動周波数として決定する。動作検出センサは、最終的に振動ミラーの共振周波数を決定するために必要な情報を取得できればよく、例えば、振動ミラーにより反射される光を受光するフォトダイオード等の受光素子や、振動ミラーに取り付けられた圧電素子により構成される。例えば、最も振動ミラーの振幅が大きい場合の周波数が共振周波数として決定される。
【００１１】
記憶手段は、製造時及び／又は過去の駆動時における所定の環境パラメータの下での振動ミラーの動作パラメータを、駆動特性データとして保持する。動作パラメータは、振動ミラーの動作特性を示す数値であり、例えば、振動ミラーの共振周波数、振幅、駆動電圧、駆動電流のいずれか又はその組み合わせである。このように、本発明では、実際に使用する振動ミラーの駆動特性データが使用されることにより、共振周波数の推定精度が向上する。このうち、経時変化による誤差を最小にするため、最も直近の駆動時における駆動特性データを用いることが好ましい。このため、駆動特性データは、更新されるようにしておくとよい。これにより、初回の起動時には製造時の駆動特性データが用いられ、２回目以降の起動時には前回の駆動時における駆動特性データが用いられる。
【００１２】
制御手段は、起動時に、さらに、製造時における駆動特性データと、過去の駆動時における駆動特性データとを比較して、両者の差が所定の範囲外の場合に、振動ミラーが不良であると判定する。これにより、振動ミラーの故障検出が可能となる。
【００１３】
上記の目的を達成するため、本発明の振動ミラーの起動方法は、所定の軸に沿って回動可能に構成された振動ミラーの周囲の環境パラメータを測定する工程と、予め保持しておいた駆動特性データを参照して、測定された環境パラメータの下における振動ミラーの共振周波数を推定する工程と、推定された共振周波数に基づいて、駆動周波数を設定するステップと、を有する。
【００１４】
上記構成では、起動時に、振動ミラーの駆動特性データが参照されて、測定された環境パラメータの下における振動ミラーの共振周波数が推定される。ここで、環境パラメータは、温度、湿度、気圧、積算時間等の振動ミラーの動作に影響を与える環境因子のいずれか又はその組み合わせからなる。
上記のようにして、現在の環境下における振動ミラーの共振周波数が推定されることにより、実際の共振周波数を探すための時間を短縮でき、ひいては起動時間を短縮できる。
【００１５】
駆動周波数を設定するステップは、推定された共振周波数に基づいて、周波数検出範囲を設定するステップと、周波数検出範囲内の周波数で振動ミラーを駆動して、振動ミラーの共振周波数を決定するステップと、を有する。本発明では、予め共振周波数を推定しておくことにより、周波数検出範囲は限定的なものとなる。したがって、この範囲内において、実際に振動ミラーを駆動させれば、実際の共振周波数を検出できる。
【００１６】
製造時及び／又は過去の駆動時における所定の環境パラメータの下での振動ミラーの動作パラメータを、駆動特性データとして用いる。このように、本発明では、実際に使用する振動ミラーの駆動特性データが使用されることにより、共振周波数の推定精度が向上する。このうち、経時変化による誤差を最小にするため、最も直近の駆動時における駆動特性データを用いることが好ましい。例えば、駆動特性データは、更新されるようにしておくとよい。これにより、初回の起動時には製造時の駆動特性データが用いられ、２回目以降の起動時には前回の駆動時における駆動特性データが用いられる。
【００１７】
振動ミラーの製造時における駆動特性データと、振動ミラーの過去の駆動時における駆動特性データとを比較して、振動ミラーの異常の有無を判定するステップをさらに有する。これにより、振動ミラーの故障検出が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
図１は、本実施形態に係る振動ミラーの構成を示す平面図である。図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線における断面図である。
【００１９】
振動ミラー１は、可動板１１と、支持枠１２と、可動板１１を支持枠１２に対してねじり回転可能に支持する一対の弾性支持部１３とを有する。可動板１１、支持枠１２、及び弾性支持部１３は、例えば、シリコン基板をエッチング加工することにより一体形成される。
【００２０】
可動板１１上には反射膜２１が形成されている。また、可動板１１の反射膜２１と反対側には、磁石２２が接合されている。磁石２２は、可動板１１を平面視したときに、可動板１１の回転中心軸である軸線Ｘに直交する方向に磁化されている。すなわち、磁石２２は、軸線Ｘを介して対向する互いに極性の異なる一対の磁極を有している。支持枠１２は、ホルダ２０に接合されており、ホルダ２０上には、可動板１１を駆動させるためのコイル２３が配置されている。
【００２１】
上記の振動ミラー１では、周期的に変化する電流（交流）がコイル２３に供給される。これにより、コイル２３は上方（可動板１１側）に向く磁界と、下方に向く磁界とを交互に発生させる。これにより、コイル２３に対し磁石２２の一対の磁極のうち一方の磁極が接近し他方の磁極が離間するようにして、弾性支持部１３を捩れ変形させながら、可動板１１がＸ軸回りに回動させられる。
【００２２】
図１では、磁石２２とコイル２３間の電磁力を利用した駆動方式の振動ミラーを示している。しかしながら、本発明は、静電引力を利用した方式や、圧電素子を利用した方式を採用してもよい。例えば、静電引力を利用した方式の場合には、磁石２２は不要であり、コイル２３の代わりに可動板１１に対向する１つ又は複数の電極が設置される。そして、可動板１１と電極との間に周期的に変化する交流電圧を印加することにより、可動板１１と電極との間に静電引力を作用させて、弾性支持部１３を捩れ変形させながら、可動板１１をＸ軸回りに回動させる。
【００２３】
図３は、上記の振動ミラー１を含む光走査装置の概略構成図である。図３に示す光走査装置は、水平走査ミラーとして図１に示す振動ミラー１を用いている。
【００２４】
図３に示す光走査装置は、振動ミラー１の他に、レーザ光源１０１と、ダイクロイックミラー１０２と、フォトダイオード１０３と、垂直ミラー１０４と、動作検出センサ１０５と、環境検出センサ１０６とを備える。
【００２５】
レーザ光源１０１は、赤色レーザ光を出射する赤色レーザ光源１０１Ｒと、青色レーザ光を出射する青色レーザ光源１０１Ｂと、緑色レーザ光を出射する緑色レーザ光源１０１Ｇとを有する。ただし、２色以下又は４色以上のレーザ光源を用いてもよい。
【００２６】
ダイクロイックミラー１０２は、赤色レーザ光源１０１Ｒからの赤色レーザ光を反射するダイクロイックミラー１０２Ｒと、青色レーザ光を反射し赤色レーザ光を透過させるダイクロイックミラー１０２Ｂと、緑色レーザ光を反射し青色レーザ光及び赤色レーザ光を透過させるダイクロイックミラー１０２Ｇとを有する。この３種のダイクロイックミラー１０２により、赤色レーザ光、青色レーザ光、及び緑色レーザ光の合成光が振動ミラー１に入射する。
【００２７】
フォトダイオード１０３は、各ダイクロイックミラー１０２Ｒ，１０２Ｇ，１０２Ｂに反射されずに透過した赤色レーザ光、緑色レーザ光、青色レーザ光の光量を検出する。
【００２８】
振動ミラー１は、ダイクロイックミラー１０２から送られたレーザ光を水平方向（軸線Ｘの垂直方向）に走査する。振動ミラー１は、上述したように、ＭＥＭＳにより形成された、共振型ミラーである。
【００２９】
垂直ミラー１０４は、振動ミラー１により反射されたレーザ光を垂直方向に走査する。垂直ミラー１０４は、例えば、ガルバノミラーにより構成される。ガルバノミラーとはミラーに軸を付け、電気振動に応じてミラーの回転角を変えられるようにした偏向器である。振動ミラー１によるレーザ光の水平走査、及び垂直ミラー１０４によるレーザ光の垂直走査により画像が表示される。
【００３０】
動作検出センサ１０５は、振動ミラー１の動作をモニタする。動作検出センサ１０５は、振動ミラーの共振周波数を含む動作パラメータを取得するために必要な動作をモニタできればよく、例えば、振動ミラーにより反射される光を受光するフォトダイオード等の受光素子や、振動ミラーに取り付けられた圧電素子により構成される。
【００３１】
環境検出センサ１０６は、振動ミラー１の環境パラメータを測定する。ここで、環境パラメータは、温度、湿度、気圧、積算時間等の振動ミラーの動作に影響を与える環境因子のいずれか又はその組み合わせからなる。このため、環境検出センサ１０６は、例えば、温度センサ、湿度センサ、圧力センサ、タイマー等の各種のセンサ又はその組み合わせからなる。なお、上記の環境因子のうち、振動ミラー１の共振周波数の変動に最も大きな影響を与えるものは、温度であると考えられる。
【００３２】
本実施形態に係る光走査装置は、上記のレーザ光源１０１、振動ミラー１、垂直ミラー１０４の駆動制御系として、さらに、レーザ光源１０１を駆動するレーザ駆動手段１１０と、振動ミラー１を駆動する水平ミラー駆動手段１１１と、垂直ミラー１０４を駆動する垂直ミラー駆動手段１１２と、全体の動作の制御を担う制御手段１１３と、記憶手段１１４とを有する。
【００３３】
記憶手段１１４は、例えば、各種のプログラムを収納するＲＯＭと、変数等を収納するＲＡＭと、不揮発性メモリとにより構成される。本実施形態では、記憶手段１１４は、振動ミラー１の製造時及び／又は過去の駆動時における駆動特性データを保持している。駆動特性データとは、所定の環境パラメータと、そのときの動作パラメータとを含むデータである。動作パラメータは、振動ミラー１の動作特性を示す数値であり、例えば、振動ミラー１の共振周波数、振幅、駆動電圧、駆動電流のいずれか又はその組み合わせである。
【００３４】
上記の環境パラメータとして温度を例にとり、動作パラメータとして共振周波数を例にとると、後述するように、所定の温度の下での共振周波数のデータがあれば、所定の演算式又はＬＵＴ（Look up table）を用いて、他の温度の下での共振周波数の推定が可能である。なお、経時変化による誤差を最小にするため、共振周波数の推定演算には、最も直近の駆動時における駆動特性データを用いることが好ましい。例えば、駆動特性データは、更新されるようにしておくとよい。これにより、初回の起動時には製造時の駆動特性データが用いられ、２回目以降の起動時には前回の駆動時における駆動特性データが用いられる。
【００３５】
制御手段１１３は、パーソナルコンピュータや携帯電話等の各種の映像ソース１１５から送られた画像情報に基づいて、これらの画像を表示すべく、レーザ駆動手段１１０、水平ミラー駆動手段１１１、垂直ミラー駆動手段１１２の動作を制御する。また、制御手段１１３は、フォトダイオード１０３からの出力に基づいて、レーザ駆動手段１１０をＡＰＣ制御する。さらに、制御手段１１３は、動作検出センサ１０５からの出力に基づいて、振動ミラー１の周波数を含む動作パラメータを計算する。
【００３６】
以下に示すようにして、動作検出センサ１０５からの出力に基づいて、振動ミラー１の動作パラメータが求められる。
【００３７】
図４及び図５は、動作検出センサ１０５として２つのフォトダイオード（ＰＤ）１０５ａ，１０５ｂを用いた場合における、振動ミラー１の動作パラメータ検出原理を説明するための図である。
図４及び図５に示すように、フォトダイオード１０５ａ，１０５ｂは２つ並んで配置されており、振動ミラー１により偏向された光が通過した瞬間にフォトダイオード１０５ａ，１０５ｂからパルスが出力される。振動ミラー１の捩れ振動運動は、フォトダイオード１０５ａ，１０５ｂの出力値を繋ぐ正弦波形で表すことができる。この結果、振動ミラー１の振幅、位相、周波数が求められる。
【００３８】
図６及び図７は、動作検出センサ１０５として圧電素子（ピエゾ素子）１０５ｃを用いた場合における、振動ミラー１の動作パラメータ検出原理を説明するための図である。
図６及び７に示すように、圧電素子１０５ｃは振動ミラー１の弾性支持部１３に設置されており、圧電素子１０５ｃからは振動ミラー１の捩れ運動に対応する出力が得られる。このため、振動ミラー１の振幅、位相、周波数が求められる。
【００３９】
次に、本実施形態に係る振動ミラー１の起動方法について、図８のフローチャートを参照して説明する。また、以下では、理解の容易のため、環境パラメータとして温度を用い、動作パラメータとして共振周波数を用いた例について説明する。
【００４０】
まず、制御手段１１３は、駆動特性データとして、記憶手段１１４に保持された製造時（初期）の振動ミラー１の環境パラメータおよびそのときの動作パラメータを取得する（ステップＳＴ１）。例えば、図９に示すように、製造時の駆動特性データ（温度、共振周波数）として、（Ｔ１、ｆ１）という駆動特性データが取得されるとする。このとき、図９に示すように、この駆動特性データ（Ｔ１、ｆ１）を基に、共振周波数ｆは、温度Ｔの関数、すなわちｆ１（Ｔ）として表すことができる。このｆ１（Ｔ）は、演算式又はＬＵＴのような形で記憶手段１１４により保持される。
【００４１】
次に、制御手段１１３は、初期の動作パラメータを正規化する（ステップＳＴ２）。本願明細書では、正規化とは、所定の環境下における動作パラメータを、標準環境下における動作パラメータの値に変換することをいう。例えば、図９に示すように、駆動特性データ（Ｔ１、ｆ１）を正規化することにより、駆動特性データ（Ｔ０、ｆ０）が得られる。例えば、Ｔ０は２５℃である。
【００４２】
次に、制御手段１１３は、記憶手段１１４に保持された、過去の駆動時、好適には前回駆動時（最新）の振動ミラー１の環境パラメータおよびそのときの動作パラメータを取得する（ステップＳＴ３）。例えば、図１０に示すように、前回駆動時の駆動特性データ（温度、共振周波数）として、（Ｔ２、ｆ２）という駆動特性データが保持されているとする。このとき、図１０に示すように、この駆動特性データ（Ｔ２、ｆ２）を基に、共振周波数ｆは、温度Ｔの関数、すなわちｆ２（Ｔ）として表すことができる。このｆ２（Ｔ）も、ｆ１（Ｔ）と同様に、演算式又はＬＵＴのような形で記憶手段１１４により保持される。
【００４３】
次に、制御手段１１３は、最新の動作パラメータを正規化する（ステップＳＴ４）。例えば、図１０に示すように、最新の駆動特性データ（Ｔ２、ｆ２）を正規化することにより、駆動特性データ（Ｔ０、ｆ'０）が得られる。例えば、Ｔ０は２５℃である。
【００４４】
次に、正規化された動作パラメータ同士を比較して、その差が規定範囲内か否かを判定する（ステップＳＴ５）。比較対象となる製造時の動作パラメータと、最新の動作パラメータとは互いに正規化されているため、動作パラメータの適切な比較が行なわれる。
【００４５】
ステップＳＴ５の判定処理において、２つの動作パラメータの差が規定範囲外である場合には、振動ミラー１に異常があると判定する。この場合には、ステップＳＴ６以降の起動処理を行なうことなく、ユーザに振動ミラー１が異常である旨知らせる。
【００４６】
ステップＳＴ５の判定処理において、２つの動作パラメータの差が規定範囲内である場合には、制御手段１１３は、環境検出センサ１０６の出力に基づいて、現在の環境パラメータ、すなわち、温度、湿度、気圧、積算時間等の情報を取得する（ステップＳＴ７）。
【００４７】
次に、制御手段１１３は、予め保持しておいた駆動特性データを参照して、現在の環境下における振動ミラー１の共振周波数を推定する（ステップＳＴ８）。経時劣化による誤差を最小にするため、この駆動特性データとしては、製造時のものよりも、最新の駆動特性データを使用することが好ましい。例えば、図１０に示すように、環境検出センサ１０６により温度がＴ３と検出された場合には、最新の駆動特性データ（Ｔ２、ｆ２）に基づいた計算式ｆ２（Ｔ）又はＬＵＴを利用して、現在の環境下における共振周波数ｆ３を求める。
【００４８】
次に、制御手段１１３は、推定された共振周波数ｆ３を中心として周波数検出範囲を設定する（ステップＳＴ９）。例えば、推定された共振周波数ｆ３を中心として上下に数Ｈｚ（Ｘとする）設定した場合には、周波数検出範囲は、ｆ３−Ｘ以上ｆ３＋Ｘ以下となる。そして、制御手段１１３は、駆動周波数を周波数検出範囲の下限であるｆ３−Ｘに設定する。
【００４９】
次に、制御手段１１３は、駆動周波数ｆ３−Ｘで水平ミラー駆動手段１１１に振動ミラー１を駆動させ、動作検出センサ１０５からの出力に基づいて、振動ミラー１の振幅及び／又は位相差を計測し、計測した振幅及び／又は位相差を記憶手段１１４に一時保存する（ステップＳＴ１０）。振幅は、図５及び図７を参照して説明した通り、振動ミラー１の捩れ振動の振幅を指す。位相差とは、水平ミラー駆動手段１１１から振動ミラー１へ入力される駆動電流（駆動電圧）の位相と、実際に振動ミラー１の捩れ振動の位相との差を示す。共振状態において、この位相差が略９０°となることは一般的に知られている事項である。
【００５０】
次に、駆動周波数が周波数検出範囲の上限値ｆ３＋Ｘに達したか否かの判定を行なう（ステップＳＴ１１）。上限値に達していない場合には、駆動周波数を増加させて（ステップＳＴ１２）、駆動周波数が上限値に達するまで、ステップＳＴ１０〜ステップＳＴ１２の処理を繰り返す。駆動周波数の増加分に限定はないが、例えば、０．１Ｈｚである。
【００５１】
駆動周波数が上限値ｆ３＋Ｘに達した後（ステップＳＴ１１）、記憶手段１１４に保存された振幅及び／又は位相差のデータに基づいて、実際の振動ミラー１の共振周波数を決定する（ステップＳＴ１３）。
【００５２】
振幅のデータから共振周波数を決定する場合には、図１１に示すように、ステップＳＴ１０において計測及び保存された振幅のデータのうち、最も大きい振幅が得られたときの駆動周波数ｆ４を共振周波数とする。
【００５３】
また、位相差のデータから共振周波数を決定する場合には、図１２に示すように、ステップＳＴ１０において計測及び保存された位相差のデータのうち、９０°の位相差が得られたときの駆動周波数ｆ４を共振周波数とする。
【００５４】
このようにして、振動ミラー１の実際の共振周波数ｆ４が決定される。以降の工程としては、振動ミラー１は、水平ミラー駆動手段１１１により駆動周波数ｆ４で駆動されて、画像処理中、共振状態とされる。なお、駆動時には駆動周波数ｆ４で駆動されるが、この画像表示中を通して駆動周波数ｆ４に固定するわけではない。例えば、画像処理中の温度等の環境パラメータの変化は環境検出センサ１０６によりモニタしておき、常に共振周波数に追従するように駆動周波数が調節される。
【００５５】
以上説明したように、本実施形態に係る光走査装置によれば、起動時に、制御手段１１３により、振動ミラー１の駆動特性データが参照されて、環境検出センサ１０６により測定された現在の環境パラメータの下における振動ミラー１の共振周波数が推定される。そして、この推定された共振周波数を中心として周波数検出範囲を設定し、周波数検出範囲内において振動ミラーの駆動周波数を徐々に変えていき、動作検出センサ１０５の出力に基づいて、実際の振動ミラーの共振周波数を探索する。
【００５６】
このように、予め共振周波数を推定することにより、周波数検出範囲を限定することができ、共振周波数を探索するのに要する時間を短縮でき、ひいては起動時間を短縮できる。例えば、何ら共振周波数を推定しない場合には、振動ミラー１の個体差及び環境変化等を考慮して周波数検出範囲を１ｋＨｚ程度までしか限定できないのに対し、本実施形態の場合には、１０Ｈｚ程度（推定共振周波数±５Ｈｚ）にまで限定することも可能となる。この周波数検出範囲を０．１Ｈｚずつ駆動周波数を変えて共振点を探索すると仮定した場合には、従来技術に対して、かなりの駆動時間の短縮を図ることができることは明白である。
【００５７】
共振周波数を推定するのに用いる駆動特性データとして、最新の駆動特性データを参照することにより、経時変化による誤差を最小にでき、共振周波数の推定精度を向上することができる。
【００５８】
また、周波数検出範囲を設定する前に、製造時における駆動特性データと、最新の駆動時における駆動特性データとを比較して、両者の差が所定の範囲外の場合に、振動ミラーが不良であると判定することにより、振動ミラーの故障検出が可能となり、安全性を向上させることができる。
【００５９】
本発明は、上記の実施形態の説明に限定されない。
例えば、振動ミラー１の構造に限定はない。例えば、可動板１１は円形以外の多角形でもよい。また、本実施形態では、１次元１自由度で駆動するタイプの振動ミラー１を例示したが、２次元に駆動するタイプの振動ミラーであってもよく、また、１次元２自由度で駆動するタイプの振動ミラーであってもよい。２次元に駆動するタイプの振動ミラーを用いた場合には、垂直ミラー１０４は不要である。
その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】振動ミラーの平面図である。
【図２】振動ミラーの断面図である。
【図３】光走査装置の概略構成図である。
【図４】フォトダイオードからの出力に基づく動作パラメータの検出原理を説明するための図である。
【図５】フォトダイオードの出力と、振動ミラーへの駆動電圧と、振動ミラーの振れ角との関係を示す図である。
【図６】ピエゾ抵抗素子からの出力に基づく動作パラメータの検出原理を説明するための図である。
【図７】ピエゾ抵抗素子の出力と、振動ミラーへの駆動電圧と、振動ミラーの振れ角との関係を示す図である。
【図８】本実施形態に係る振動ミラーの起動方法を示すフローチャートである。
【図９】製造時における駆動特性データの一例を示す図である。
【図１０】過去の駆動時における駆動特性データの一例を示す図である。
【図１１】駆動周波数と振動ミラーの振幅の関係を示す図である。
【図１２】駆動周波数と位相差の関係を示す図である。
【符号の説明】
【００６１】
１…振動ミラー、１１…可動板、１２…支持枠、１３…弾性支持部、２０…ホルダ、２１…反射膜、２２…磁石、２３…コイル、１０１…レーザ光源、１０１Ｒ…赤色レーザ光源、１０１Ｇ…緑色レーザ光源、１０１Ｂ…青色レーザ光源、１０２，１０２Ｒ，１０２Ｇ，１０２Ｂ…ダイクロイックミラー、１０３，１０３Ｒ，１０３Ｇ，１０３Ｂ…フォトダイオード、１０４…垂直ミラー、１０５…動作検出センサ、１０５ａ…フォトダイオード、１０５ｂ…フォトダイオード、１０５ｃ…圧電素子、１０６…環境検出センサ、１１０…レーザ駆動手段、１１１…水平ミラー駆動手段、１１２…垂直ミラー駆動手段、１１３…制御手段、１１４…記憶手段、１１５…映像ソース
【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】
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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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