專利名稱：使用復(fù)合正弦波驅(qū)動(dòng)電壓的光偏轉(zhuǎn)器的驅(qū)動(dòng)器及其設(shè)置方法
技術(shù)領(lǐng)域：
這里公開的主題涉及用于驅(qū)動(dòng)光偏轉(zhuǎn)器的驅(qū)動(dòng)器和為其設(shè)置驅(qū)動(dòng)電壓的方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)的二維光偏轉(zhuǎn)器由以下部件構(gòu)成反射鏡；圍繞反射鏡的可動(dòng)框，其用于通過一對(duì)扭力桿支撐該反射鏡；內(nèi)側(cè)壓電致動(dòng)器，其固定在可動(dòng)框和扭力桿之間，并用作懸臂以通過扭力桿使反射鏡相對(duì)于反射鏡的X軸擺動(dòng)；支撐體，其圍繞可動(dòng)框；和外側(cè)壓電致動(dòng)器，其固定在支撐體和可動(dòng)框之間，并用作懸臂以通過可動(dòng)框使反射鏡相對(duì)于反射鏡的與X軸垂直的Y軸擺動(dòng)(參見JP2009-223165A)。一般在光掃描器中，針對(duì)諸如15kHz高頻的水平偏轉(zhuǎn)，使反射鏡關(guān)于X軸擺動(dòng)，而 針對(duì)諸如60Hz低頻的垂直偏轉(zhuǎn)，使反射鏡關(guān)于Y軸擺動(dòng)。在上述現(xiàn)有技術(shù)的二維光偏轉(zhuǎn)器中，由于內(nèi)側(cè)壓電致動(dòng)器通過扭力桿擺動(dòng)反射鏡，所以利用同步正弦波驅(qū)動(dòng)電壓來驅(qū)動(dòng)內(nèi)側(cè)壓電致動(dòng)器。另一方面，由于外側(cè)壓電致動(dòng)器不用扭力桿來擺動(dòng)反射鏡，所以利用同步的鋸齒驅(qū)動(dòng)電壓來驅(qū)動(dòng)外側(cè)壓電致動(dòng)器。更詳細(xì)地說，外側(cè)壓電致動(dòng)器在每個(gè)致動(dòng)器處折返或噴射，并且第一組外側(cè)壓電致動(dòng)器和與第一組外側(cè)壓電致動(dòng)器交替的第二組外側(cè)壓電致動(dòng)器分別由兩個(gè)同步鋸齒驅(qū)動(dòng)電壓來驅(qū)動(dòng)。但是，當(dāng)?shù)谝缓偷诙M外側(cè)壓電致動(dòng)器由這樣的兩個(gè)同步鋸齒驅(qū)動(dòng)電壓驅(qū)動(dòng)時(shí)，除了它們的基本頻率以外，同步鋸齒驅(qū)動(dòng)電壓還含有諧波頻率成分。因此，即使同步鋸齒驅(qū)動(dòng)電壓的基本頻率低于反射鏡關(guān)于Y軸的機(jī)械振動(dòng)系統(tǒng)的、取決于外側(cè)壓電致動(dòng)器的結(jié)構(gòu)的固有頻率，上述諧波頻率成分中的一個(gè)也可能與固有頻率中的一個(gè)一致或接近。在該情況下，驅(qū)動(dòng)電壓的該諧波頻率成分將與反射鏡的機(jī)械振動(dòng)系統(tǒng)關(guān)于Y軸的固有頻率共振，使得高頻振動(dòng)疊加在反射鏡關(guān)于Y軸的擺動(dòng)上。為了避免反射鏡的高頻振動(dòng)，一個(gè)辦法是使固有頻率遠(yuǎn)高于同步鋸齒驅(qū)動(dòng)電壓的基本頻率。但該情況下由于包括外側(cè)壓電致動(dòng)器在內(nèi)的反射鏡的機(jī)械振動(dòng)系統(tǒng)變硬，將難以使反射鏡以大偏轉(zhuǎn)角度進(jìn)行擺動(dòng)。另一辦法是取代同步鋸齒驅(qū)動(dòng)電壓，而使用頻率遠(yuǎn)高于反射鏡的機(jī)械振動(dòng)系統(tǒng)關(guān)于Y軸的固有頻率的同步正弦波驅(qū)動(dòng)電壓。但是在該情況下，同步正弦波驅(qū)動(dòng)電壓的一個(gè)周期內(nèi)的、偏轉(zhuǎn)角線性變化的線性偏轉(zhuǎn)周期變得太小，即有效掃描周期變得太小，這在投影儀這樣的使用該光偏轉(zhuǎn)器的圖像顯示裝置中是不實(shí)用的。

發(fā)明內(nèi)容
這里公開的主題尋求解決上述問題中的一個(gè)或更多個(gè)。根據(jù)這里公開的主題，光偏轉(zhuǎn)器包括反射鏡；可動(dòng)框，其用于支撐反射鏡；支撐體，其圍繞可動(dòng)框；和用作懸臂的第一組壓電致動(dòng)器、以及與第一組壓電致動(dòng)器交替的用作懸臂的第二組壓電致動(dòng)器，其中壓電致動(dòng)器在每個(gè)致動(dòng)器處折返并從支撐體連接到可動(dòng)框。各個(gè)壓電致動(dòng)器與反射鏡的一個(gè)軸平行。生成針對(duì)第一組壓電致動(dòng)器的第一驅(qū)動(dòng)電壓，該第一驅(qū)動(dòng)電壓具有第一重復(fù)波，每個(gè)第一重復(fù)波具有第一上升周期和第一下降周期。第一上升周期和第一下降周期中的一方大于另一方。生成針對(duì)第二組壓電致動(dòng)器的第二驅(qū)動(dòng)電壓，第二驅(qū)動(dòng)電壓具有第二重復(fù)波，每個(gè)第二重復(fù)波具有與第一驅(qū)動(dòng)電壓的第一上升周期對(duì)應(yīng)的第二下降周期和與第一驅(qū)動(dòng)電壓的第一下降周期對(duì)應(yīng)的第二上升周期。第一和第二重復(fù)波的頻率排除了反射鏡關(guān)于其軸的機(jī)械振動(dòng)系統(tǒng)的、取決于壓電致動(dòng)器的固有頻率。根據(jù)這里公開的主題，由于第一驅(qū)動(dòng)電壓的第一上升周期和第二驅(qū)動(dòng)電壓的第二下降周期大于第一驅(qū)動(dòng)電壓的第一下降周期和第二驅(qū)動(dòng)電壓的第二上升周期，偏轉(zhuǎn)角可在更長(zhǎng)的時(shí)間中線性地變化，使得根據(jù)這里公開的主題的光偏轉(zhuǎn)器可以應(yīng)用于諸如投影儀的圖像顯示裝置。另外，可以抑制第一和第二驅(qū)動(dòng)電壓的諧波頻率成分與反射鏡的機(jī)械振動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率成分之間的共振。 另外，在設(shè)置用于驅(qū)動(dòng)光偏轉(zhuǎn)器的驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)的方法中，光偏轉(zhuǎn)器包括反射鏡；可動(dòng)框，其用于支撐反射鏡；支撐體，其圍繞可動(dòng)框；和用作懸臂的第一組壓電致動(dòng)器、以及與第一組壓電致動(dòng)器交替的用作懸臂的第二組壓電致動(dòng)器，其中壓電致動(dòng)器在每個(gè)致動(dòng)器處折返并從支撐體連接到可動(dòng)框，每個(gè)壓電致動(dòng)器與反射鏡的一個(gè)軸平行，設(shè)置對(duì)于第一和第二組壓電致動(dòng)器各自的第一和第二驅(qū)動(dòng)電壓公共的周期。接著，選擇第一和第二半周期。此時(shí)，第一和第二半周期之和等于所設(shè)置的周期，以選擇分別具有第一和第二半周期的第一和第二正弦波。接著，確定第一和第二正弦波的頻率是否在反射鏡的機(jī)械振動(dòng)系統(tǒng)關(guān)于Y軸的、取決于壓電致動(dòng)器的結(jié)構(gòu)的固有頻率附近。接著，當(dāng)?shù)谝缓偷诙也ǖ念l率不在固有頻率附近時(shí)，將第一正弦波與第二正弦波組合，由此按照第一正弦波的上升周期的終點(diǎn)與第二正弦波的下降周期的起點(diǎn)一致并且第二正弦波的下降周期的終點(diǎn)與第一正弦波的上升周期的起點(diǎn)一致的方式設(shè)置針對(duì)第一組壓電致動(dòng)器的第一驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)。最后，將第一驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)反轉(zhuǎn)為針對(duì)第二組壓電致動(dòng)器的第二驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)。此外，在設(shè)置用于驅(qū)動(dòng)光偏轉(zhuǎn)器的驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)的方法中，光偏轉(zhuǎn)器包括反射鏡；可動(dòng)框，其用于支撐反射鏡；支撐體，其圍繞可動(dòng)框；和用作懸臂的第一組壓電致動(dòng)器、以及與第一組壓電致動(dòng)器交替的用作懸臂的第二組壓電致動(dòng)器，壓電致動(dòng)器在每個(gè)致動(dòng)器處折返并從支撐體連接到可動(dòng)框，各個(gè)壓電致動(dòng)器與反射鏡的一個(gè)軸平行，分別設(shè)置對(duì)第一和第二組壓電致動(dòng)器的第一和第二驅(qū)動(dòng)電壓公共的周期。接著指定上升周期和下降周期。此時(shí)，上升周期與下降周期之和等于所設(shè)置的周期，由此選擇周期等于上升周期與下降周期之和的鋸齒波數(shù)據(jù)。接著，對(duì)該鋸齒波數(shù)據(jù)執(zhí)行傅立葉變換以獲得頻譜。接著，去除或衰減頻譜中的處于反射鏡的機(jī)械振動(dòng)系統(tǒng)的取決于壓電致動(dòng)器的固有頻率成分附近的諧波頻率成分。接著，對(duì)頻譜執(zhí)行傅立葉逆變換以獲得針對(duì)第一組壓電致動(dòng)器的第一驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)。最后，將第一驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)反轉(zhuǎn)為針對(duì)第二組壓電致動(dòng)器的第二驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)。


與現(xiàn)有技術(shù)相比，通過以下結(jié)合附圖對(duì)具體實(shí)施方式
進(jìn)行的說明，可更清楚地理解這里公開的主題的上述和其它優(yōu)點(diǎn)和特征，在附圖中
圖I示出了根據(jù)這里公開的主題的用于驅(qū)動(dòng)光偏轉(zhuǎn)器的驅(qū)動(dòng)器的實(shí)施方式；圖2是圖I的光偏轉(zhuǎn)器的截面圖；圖3是用于說明圖I的外側(cè)壓電致動(dòng)器的動(dòng)作的圖；圖4A、4B和4C是用于示出當(dāng)圖I的驅(qū)動(dòng)器應(yīng)用于現(xiàn)有技術(shù)時(shí)圖I的驅(qū)動(dòng)電壓Vyi、Vy2和偏轉(zhuǎn)角度A的時(shí)序圖；圖5是用于說明作為圖I的控制電路的動(dòng)作的、外側(cè)壓電致動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)設(shè)置的第一例的流程圖；圖6是在圖5的步驟502中計(jì)算的、圖I的反射鏡的機(jī)械振動(dòng)系統(tǒng)的頻譜圖；圖7A和7B是在圖5的步驟503中選擇的正弦波電壓的時(shí)序圖； 圖8是在圖5的步驟505中獲得的驅(qū)動(dòng)電壓Vyi的時(shí)序圖；圖9A和9B是用于說明在圖5的步驟507中把驅(qū)動(dòng)電壓Vyi反轉(zhuǎn)為驅(qū)動(dòng)電壓Vy2的動(dòng)作的時(shí)序圖；圖10是用于說明作為圖I的控制電路的動(dòng)作的、外側(cè)壓電致動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)的流程圖；圖11A、11B和IlC是圖10的流程圖中的驅(qū)動(dòng)電壓VY1、VY2和偏轉(zhuǎn)角度A的時(shí)序圖；圖12A、12B和12C是圖10的流程圖中的驅(qū)動(dòng)電壓VY1、VY2和偏轉(zhuǎn)角度A的另一時(shí)序圖；圖13是用于說明作為圖I的控制電路的動(dòng)作的、外側(cè)壓電致動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)設(shè)置的第二例的流程圖；圖14是在圖13的步驟1302中計(jì)算的圖I的反射鏡的機(jī)械振動(dòng)系統(tǒng)的頻譜圖；圖15是在圖13的步驟1303中選擇的鋸齒電壓的時(shí)序圖；圖16是在圖13的步驟1304中通過傅立葉變換獲得的頻譜圖；圖17A和17B是在圖13的步驟1305中獲得的頻譜圖；圖18A和18B是用于說明在圖13的步驟1308中把驅(qū)動(dòng)電壓Vyi反轉(zhuǎn)為驅(qū)動(dòng)電壓Vy2的動(dòng)作的時(shí)序圖；圖19是用于說明作為圖I的控制電路的動(dòng)作的、外側(cè)壓電致動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)的流程圖；和圖20A、20B和20C是圖19的流程圖中的驅(qū)動(dòng)電壓VY1、VY2和偏轉(zhuǎn)角度A的時(shí)序圖。
具體實(shí)施例方式在圖I中，提供了光偏轉(zhuǎn)器10及其驅(qū)動(dòng)器20，圖I示出了根據(jù)這里公開的主題的用于驅(qū)動(dòng)光偏轉(zhuǎn)器的驅(qū)動(dòng)器的一個(gè)實(shí)施方式。光偏轉(zhuǎn)器10由以下構(gòu)成圓形反射鏡I，其用于反射入射光；可動(dòng)框2,其圍繞反射鏡I，用于通過一對(duì)扭力桿3a和3b支撐反射鏡I ;內(nèi)側(cè)壓電致動(dòng)器4a-l、4a-2、4b_l和4b-2，它們固定在可動(dòng)框2與扭力桿3a、3b之間，并用作懸臂以通過扭力桿3a和3b使反射鏡I關(guān)于反射鏡I的X軸擺動(dòng)；支撐體5,其圍繞可動(dòng)框2 ;外側(cè)壓電致動(dòng)器6a-l、6a-2、6a-3和6a-4以及6b-l、6b-2、6b-3和6b_4，它們固定在支撐體5和可動(dòng)框2之間，并用作懸臂以通過可動(dòng)框2使反射鏡I關(guān)于反射鏡I的與X軸垂直的Y軸擺動(dòng)；以及可動(dòng)框2上的壓電傳感器7a和7b。
扭力桿3a和3b沿X軸設(shè)置，其一端連接到可動(dòng)框2的內(nèi)周，另一端連接到反射鏡I的外周。因此，扭力桿3a和3b由內(nèi)側(cè)壓電致動(dòng)器4a-l、4a-2、4b-l和4b-2扭曲以使反射鏡I關(guān)于X軸擺動(dòng)。內(nèi)側(cè)壓電致動(dòng)器4a_l和4b_l沿Y軸彼此相對(duì)，并夾著扭力桿3a。內(nèi)側(cè)壓電致動(dòng)器4a_l和4b_l的一端連接到可動(dòng)框2的內(nèi)周，另一端連接到扭力桿3a。在該情況下，內(nèi)側(cè)壓電致動(dòng)器4a_l的彎曲方向與內(nèi)側(cè)壓電致動(dòng)器4b_l的彎曲方向相反。同樣，內(nèi)側(cè)壓電致動(dòng)器4 a_2和4b_2沿Y軸彼此相對(duì)，并夾著扭力桿3b。內(nèi)側(cè)壓電致動(dòng)器4a-2和4b-2的一端連接到可動(dòng)框2的內(nèi)周，另一端連接到扭力桿3b。在該情況下，內(nèi)側(cè)壓電致動(dòng)器4a-2的彎曲方向與內(nèi)側(cè)壓電致動(dòng)器4b-2的彎曲方向相反。支撐體5是矩形框，以圍繞可動(dòng)框2。外側(cè)壓電致動(dòng)器6a-l、6a-2、6a_3和6a_4，6b-l、6b-2、6b_3和6b_4連接在支撐體5的內(nèi)周和可動(dòng)框2的外周之間，以使與反射鏡I關(guān)聯(lián)的可動(dòng)框2相對(duì)于支撐體5擺動(dòng)，即，使反射鏡I關(guān)于Y軸擺動(dòng)。外側(cè)壓電致動(dòng)器6a-l、6a-2、6a_3和6a_4從支撐體5串聯(lián)地連接到可動(dòng)框2。另夕卜，外側(cè)壓電致動(dòng)器6a-l、6a_2、6a_3和6a_4都與反射鏡I的X軸平行。因此,外側(cè)壓電致動(dòng)器6a-l、6a-2、6a_3和6a_4在每個(gè)致動(dòng)器處折返,或從支撐體5蜿蜒到可動(dòng)框2，使得外側(cè)壓電致動(dòng)器6a-l、6a_2、6a_3和6a_4的振幅可以沿著垂直于反射鏡I的Y軸的方向變化。同樣，外側(cè)壓電致動(dòng)器6b-l、6b-2、6b_3和6b_4從可動(dòng)框2串聯(lián)地連接到支撐體
5。另外，外側(cè)壓電致動(dòng)器6b-l、6b-2、6b-3和6b-4都與反射鏡I的X軸平行。因此，外側(cè)壓電致動(dòng)器6b-l、6b_2、6b_3和6b_4在每個(gè)致動(dòng)器處折返，或從支撐體5蜿蜓到可動(dòng)框2，使得外側(cè)壓電致動(dòng)器6b-l、6b-2、6b-3和6b_4的振幅可以沿著垂直于反射鏡I的Y軸的方向變化。壓電傳感器7a和7b檢測(cè)反射鏡I相對(duì)于Y軸的偏轉(zhuǎn)角度A。在光偏轉(zhuǎn)器10上設(shè)置了連接到驅(qū)動(dòng)器20的焊盤Pal、Pa2、Pa3、Pa4、Pa5和Pa6，Pbl、Pb2、Pb3、Pb4、Pb5 和 Pb6°焊盤Pal連接到內(nèi)側(cè)壓電致動(dòng)器4a_l和4a_2各自的上電極層207 (參見圖2)，并且焊盤Pa2連接到內(nèi)側(cè)壓電致動(dòng)器4a-l和4a-2各自的下電極層205 (參見圖2)。另外，焊盤Pa3連接到外側(cè)壓電致動(dòng)器6a-l和6a-3各自的上電極層207 (參見圖2)，并且焊盤Pa4連接到外側(cè)壓電致動(dòng)器6a-2和6a-4各自的上電極層207 (參見圖2)。此外，焊盤Pa5連接到外側(cè)壓電致動(dòng)器6a-l、6a-2、6a-3和6a_4各自的下電極層205 (參見圖2)。此外，焊盤Pa6連接到壓電傳感器7a的上電極層207 (參見圖2)。另一方面，焊盤Pbl連接到內(nèi)側(cè)壓電致動(dòng)器4b_l和4b_2各自的上電極層207 (參見圖2)，并且焊盤Pb2連接到內(nèi)側(cè)壓電致動(dòng)器4b-l和4b-2各自的下電極層205 (參見圖
2)。另外，焊盤Pb3連接到外側(cè)壓電致動(dòng)器6b-l和6b-3各自的上電極層207 (參見圖2)，并且焊盤Pb4連接到外側(cè)壓電致動(dòng)器6b-2和6b-4各自的上電極層207 (參見圖2)。此外，焊盤Pb5連接到外側(cè)壓電致動(dòng)器6b-l、6b-2、6b-3和6b-4各自的下電極層205 (參見圖2)。此外，焊盤Pb6連接到壓電傳感器7b的上電極層207。驅(qū)動(dòng)器20由包括中央處理單元(CPU)、只讀存儲(chǔ)器(ROM)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)、輸入/輸出(I/O)接口等的微計(jì)算機(jī)這樣的控制電路21構(gòu)成。
驅(qū)動(dòng)器20還包括非易失性存儲(chǔ)器221，其用于存儲(chǔ)驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)Xa，驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)Xa用于驅(qū)動(dòng)內(nèi)側(cè)壓電致動(dòng)器4a-l和4a-2的上電極層；數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器(DAC) 231，其用于將驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)Xa轉(zhuǎn)換為驅(qū)動(dòng)電壓Vxa ;和驅(qū)動(dòng)電路241，其用于對(duì)焊盤Pal施加驅(qū)動(dòng)電壓VXa。驅(qū)動(dòng)器20還包括非易失性存儲(chǔ)器222，其用于存儲(chǔ)驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)Xb，驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)Xb用于驅(qū)動(dòng)內(nèi)側(cè)壓電致動(dòng)器4b-l和4b-2的上電極層；數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器(DAC) 232，其用于將驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)Xb轉(zhuǎn)換為驅(qū)動(dòng)電壓Vxb ;和驅(qū)動(dòng)電路242，其用于對(duì)焊盤Pbl施加驅(qū)動(dòng)電壓Vxb。驅(qū)動(dòng)器20還包括非易失性存儲(chǔ)器223，其用于存儲(chǔ)基準(zhǔn)數(shù)據(jù)Xr，基準(zhǔn)數(shù)據(jù)Xr用于驅(qū)動(dòng)內(nèi)側(cè)壓電致動(dòng)器4a-l、4a-2、4b-l和4b_2的下電極層；數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器(DAC) 233，其用于將基準(zhǔn)數(shù)據(jù)Xr轉(zhuǎn)換為基準(zhǔn)電壓Vx,;和驅(qū)動(dòng)電路243，其用于對(duì)焊盤Pa2和Pb2施加基準(zhǔn)電壓\t。驅(qū)動(dòng)器20還包括非易失性存儲(chǔ)器224，其用于存儲(chǔ)驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)Y1，驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)Yl用 于驅(qū)動(dòng)外側(cè)壓電致動(dòng)器6a-l、6a-3和6b-l和6b-3的上電極層；數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器(DAC) 234，其用于將驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)Yl轉(zhuǎn)換為驅(qū)動(dòng)電壓Vyi ;和驅(qū)動(dòng)電路244，其用于對(duì)焊盤Pa3和Pb3施加驅(qū)動(dòng)電壓Vyi。驅(qū)動(dòng)器20還包括非易失性存儲(chǔ)器225，其用于存儲(chǔ)驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)Y2，驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)Y2用于驅(qū)動(dòng)外側(cè)壓電致動(dòng)器6a_2、6a_4和6b_2和6b_4的上電極層；數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器(DAC) 235,其用于將驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)Y2轉(zhuǎn)換為驅(qū)動(dòng)電壓Vy2 ;和驅(qū)動(dòng)電路245，其用于對(duì)焊盤Pa4和Pb4施加驅(qū)動(dòng)電壓Vy2。驅(qū)動(dòng)器20還包括非易失性存儲(chǔ)器226，其用于存儲(chǔ)基準(zhǔn)數(shù)據(jù)Yr，基準(zhǔn)數(shù)據(jù)Yr用于驅(qū)動(dòng)外側(cè)壓電致動(dòng)器6a-l、6a-2、6a-3、6a-4、6b-l、6b-2、6b_3和6b_4的下電極層；數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器(DAC) 236，其用于將基準(zhǔn)數(shù)據(jù)Yr轉(zhuǎn)換為基準(zhǔn)電壓Vft ;和驅(qū)動(dòng)電路246，其用于對(duì)焊盤Pa5和Pb5施加基準(zhǔn)電壓Vft。驅(qū)動(dòng)器20還包括放大器251，其用于放大來自焊盤Pa6和Pb6的反射鏡I的模擬偏轉(zhuǎn)角度A ;和模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC) 252，其用于將模擬偏轉(zhuǎn)角度A轉(zhuǎn)換為數(shù)字偏轉(zhuǎn)角度數(shù)據(jù)。注意，外側(cè)壓電致動(dòng)器6a-l、6a_2、6a_3和6a_4的數(shù)量和外側(cè)壓電致動(dòng)器6b_l、6b-2、6b-3和6b-4的數(shù)量可以是其它值，諸如2、6、8...。下面參照?qǐng)D2說明光偏轉(zhuǎn)器10的各個(gè)元件的結(jié)構(gòu)。在圖2中，通過絕緣體上硅(SOI)基板形成了單晶硅支撐層201、中間二氧化硅層202和單晶娃有源層203。另外，標(biāo)號(hào)204表不_■氧化娃層，205表不由Pt、Au等制成的下電極層，206表示鋯鈦酸鉛(PZT)層，207表示由Pt、Au等制成的上電極層，208表示由Al、Ag等制成的金屬層，并且209表示由二氧化硅等制成的硬掩模層。反射鏡I由用作振動(dòng)板的單晶硅支撐層201、用作反射體的金屬層208和硬掩模層209構(gòu)成?？蓜?dòng)框2和扭力桿3a和3b由單晶硅有源層203和二氧化硅層204構(gòu)成。內(nèi)側(cè)壓電致動(dòng)器4a-l、4a-2、4b_l和4b_2和外側(cè)壓電致動(dòng)器6a_l至6a_4以及6b_l至6b_4以及壓電傳感器7a和7b由單晶娃有源層203、二氧化娃層204、下電極層205、PZT層206和上電極層207構(gòu)成。支撐體5由單晶硅支撐層201、中間二氧化硅層202、單晶硅有源層203、二氧化硅層204和硬掩模層209構(gòu)成。焊盤Pal、Pa2、Pa3、Pa4、Pa5 和 Pa6，Pbl、Pb2、Pb3、Pb4、Pb5 和 Pb6 由下電極層 205 構(gòu)成。下面首先說明使反射鏡I關(guān)于X軸擺動(dòng)而進(jìn)行的光偏轉(zhuǎn)或水平掃描動(dòng)作。即，基于預(yù)先存儲(chǔ)在非易失性存儲(chǔ)器221中的驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)Xa的驅(qū)動(dòng)電壓Vxa和基于預(yù)先存儲(chǔ)在非易失性存儲(chǔ)器222中的驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)Xb的驅(qū)動(dòng)電壓Vxb是諸如15kHz的預(yù)定頻率的正弦波，并且在相位上彼此對(duì)稱或相反，在非易失性存儲(chǔ)器223中預(yù)先存儲(chǔ)了基于基準(zhǔn)數(shù)據(jù)Xr的基準(zhǔn)電壓Vx,。結(jié)果，內(nèi)側(cè)壓電致動(dòng)器4a-l和4a_2與內(nèi)側(cè)壓電致動(dòng)器4b_l和4b-2進(jìn)行方向彼此相反的彎曲動(dòng)作，使得扭力桿3a和3b扭曲以使反射鏡I關(guān)于X軸擺動(dòng)。 在使反射鏡I關(guān)于X軸擺動(dòng)而進(jìn)行的光偏轉(zhuǎn)或水平掃描動(dòng)作中，由于驅(qū)動(dòng)電壓Vxa的上升和下降定時(shí)分別與驅(qū)動(dòng)電壓Vxb的下降和上升定時(shí)一致，可以說驅(qū)動(dòng)電壓Vxa和Vxb是彼此同步的。接著說明使反射鏡I關(guān)于Y軸擺動(dòng)而進(jìn)行的光偏轉(zhuǎn)或垂直掃描動(dòng)作。外側(cè)壓電致動(dòng)器6a-l、6a-2、6a-3、6a-4、6b-l、6b-2、6b_3和6b_4分為奇數(shù)組外側(cè)壓電致動(dòng)器6a-l和6a-3 ;6b_l和6b_3以及與奇數(shù)組外側(cè)壓電致動(dòng)器6a_l和6a_3 ;6b_l和6b-3交替的偶數(shù)組外側(cè)壓電致動(dòng)器6a-2和6a-4 ;6b_2和6b_4。如僅示出外側(cè)壓電致動(dòng)器6a-l、6a-2、6a_3和6a_4的圖3所示，當(dāng)奇數(shù)組外側(cè)壓電致動(dòng)器6a-l、6a-3、6b-l和6b_3在例如向下的一個(gè)方向上彎曲時(shí)，偶數(shù)組外側(cè)壓電致動(dòng)器6a-2、6a_4、6b_2和6b_4在另一方向、即向上的方向上彎曲。另一方面，當(dāng)奇數(shù)組外側(cè)壓電致動(dòng)器6a-l、6a-3、6b-l和6b_3在向上的方向上彎曲時(shí)，偶數(shù)組外側(cè)壓電致動(dòng)器6a_2、6a-4、6b-2和6b-4在向下的方向上彎曲。因而，反射鏡I擺動(dòng)。例如,假設(shè)驅(qū)動(dòng)電壓Vyi是圖4A所示的鋸齒形并且驅(qū)動(dòng)電壓Vy2是圖4B所示的鋸齒形。此時(shí)，如果根據(jù)外側(cè)壓電致動(dòng)器6a-l、6a-2、6a-3、6a-4、6b-l、6b-2、6b-3和6b_4，驅(qū)動(dòng)電壓Vyi和Vy2的一次諧波頻率成分等的諧波頻率成分與反射鏡I的機(jī)械振動(dòng)系統(tǒng)關(guān)于Y軸的固有頻率f。= &2(參見圖6) —致或接近，則一次諧波頻率成分將與固有頻率fc共振，使得固有頻率f。將出現(xiàn)在反射鏡I的偏轉(zhuǎn)角度A中，如圖4C所示。根據(jù)這里公開的主題的第一例,不使用圖4A和圖4B的鋸齒驅(qū)動(dòng)電壓Vyi和Vy2，而使用各為兩個(gè)不同正弦波電壓的組合的復(fù)合正弦波驅(qū)動(dòng)電壓。圖5是用于說明作為圖I的控制電路21的動(dòng)作的、外側(cè)壓電致動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)Vyi和Vy2的設(shè)置的第一例的流程圖。首先，參照步驟501，根據(jù)客戶的需求等設(shè)置驅(qū)動(dòng)電壓Vyi和Vy2的周期2 T。例如，如果按照60Hz的頻率進(jìn)行垂直偏轉(zhuǎn)，則2 T — 1/60其中T是半周期。接著參照步驟502，根據(jù)外側(cè)壓電致動(dòng)器6a-l、6a-2、6a-3、6a-4、6b-l、6b-2、6b_3和6b-4的結(jié)構(gòu)，控制電路21的CPU計(jì)算反射鏡I的機(jī)械振動(dòng)系統(tǒng)關(guān)于Y軸的固有頻率f^、f02.。例如，當(dāng)外側(cè)壓電致動(dòng)器 6a-l、6a-2、6a-3、6a-4、6b-l、6b-2、6b-3 和 6b_4 是 30 y m厚、35mm長(zhǎng)且0. 2mm寬并且它們的彈性常數(shù)是5. 0X 10_3N/cm2時(shí)，反射鏡I的頻率特性如圖6所示，其中f01 = 102Hz和f02 = 205Hz是固有頻率。接著，參照步驟503，通過指定Tla與Tlb之比來選擇兩個(gè)正弦波電壓Sa和Sb，其中Tla是正弦波電壓Sa的半周期，Tlb是正弦波電壓Sb的半周期。此時(shí)，Tla+Tlb = TTla > Tlb例如，Tla Tlb = 6 4結(jié)果，選擇圖7A所示的正弦波電壓Sa和圖7B所示的正弦波電壓Sb接著，參照步驟504，確定所選擇的正弦波電壓Sa和Sb的頻率fa和fb是否與步驟502中求出的反射鏡I的機(jī)械振動(dòng)系統(tǒng)關(guān)于Y軸的固有頻率4、f02...相同或接近(即在附近)。在該情況下，fa = 1/(2 Tla)fb = 1/(2 Tib)例如，當(dāng)Tla : Tlb = 6:4 時(shí)，fa = 50Hzfb = 75Hz因此，fa = 50Hz和fb = 75Hz小于固有頻率L1 = 102Hz和fQ2 = 205Hz，所選的正弦波電壓Sa和Sb的頻率fa和fb遠(yuǎn)離固有頻率4和&2。此時(shí)，控制從步驟504進(jìn)行到步驟505。注意，如果所選的正弦波電壓Sa和Sb的頻率fa和fb與固有頻率和&相同或接近，則控制返回到步驟503，改變Tla與Tlb之比而再次選擇兩個(gè)正弦波電壓Sa和Sb。在步驟505中，把圖7A所示的正弦波電壓Sa的上升周期和圖7B所示的正弦波電壓Sb的下降周期連續(xù)地組合為Tla Tlb正弦波驅(qū)動(dòng)電壓Vyi，即圖8所示的復(fù)合正弦波驅(qū)動(dòng)電壓VY1。即，正弦波電壓Sa的上升周期的終點(diǎn)與正弦波電壓Sb的下降周期的起點(diǎn)一致，并且正弦波電壓Sb的下降周期的終點(diǎn)與正弦波電壓Sa的上升周期的起點(diǎn)一致。 接著，參照步驟506，把驅(qū)動(dòng)電壓Vxi的驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)Yl存儲(chǔ)在非易失性存儲(chǔ)器224中。接著，參照步驟507，相對(duì)于基準(zhǔn)數(shù)據(jù)Yr把驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)Yl反轉(zhuǎn)為驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)Y2。SP，把對(duì)應(yīng)于圖8的圖9A中示出的驅(qū)動(dòng)電壓Vyi相對(duì)于基準(zhǔn)電SVft反轉(zhuǎn)為Tlb Tla正弦波驅(qū)動(dòng)電壓VY2，即圖9B所示的復(fù)合正弦波驅(qū)動(dòng)電壓VY2。即，正弦波電壓Sa的下降周期的終點(diǎn)與正弦波電壓Sb的上升周期的起點(diǎn)一致，并且正弦波電壓Sb的上升周期的終點(diǎn)與正弦波電壓Sa的下降周期的起點(diǎn)一致。因而，驅(qū)動(dòng)電壓Vy2與驅(qū)動(dòng)電壓Vyi同步。接著，參照步驟508，把驅(qū)動(dòng)電壓Vy2的驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)Y2存儲(chǔ)在非易失性存儲(chǔ)器225中。接著通過步驟509完成圖5的例程。圖10的流程圖解釋了作為圖I的控制電路21的動(dòng)作的、根據(jù)通過圖5的例程而存儲(chǔ)在非易失性存儲(chǔ)器224、225和226中的驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)Yl、Y2和Yr驅(qū)動(dòng)外側(cè)壓電致動(dòng)器的過程。參照步驟1001，順序地從非易失性存儲(chǔ)器224和225讀出驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)Yl和Y2，從而將圖IlA所示的驅(qū)動(dòng)電壓Vyi施加到奇數(shù)組外側(cè)壓電致動(dòng)器6a-l、6a-3、6b-l和6b_3，并且將圖IlB所示的驅(qū)動(dòng)電壓Vy2施加到偶數(shù)組外側(cè)壓電致動(dòng)器6a-2、6a-4、6b-2和6b_4。同時(shí)，從焊盤Pa6和Pb6讀取如圖IlC所示的反射鏡I的偏轉(zhuǎn)角度A。此時(shí)，注意偏轉(zhuǎn)角度A不含有固有頻率成分。接著通過步驟1002重復(fù)圖10的步驟1001，直到輸入或生成了停止消息。
在步驟1001中，注意可以把圖IlA所示的驅(qū)動(dòng)電壓Vyi施加到偶數(shù)組外側(cè)壓電致動(dòng)器6a-2、6a-4、6b-2和6b_4，并且可以把圖IlB所示的驅(qū)動(dòng)電壓Vy2施加到奇數(shù)組外側(cè)壓電致動(dòng)器 6a-l、6a-3、6b-l 和 6b_3。在上面提到的第一例中，Tla : Tlb = 6 : 4。但是，Tla與Tlb之比可以是其它值。例如，Tla Tlb = 5. 8 4.2。此時(shí)，fa = 51. 7Hzfb = 71.4Hz因此，即使在此情況下fa = 51. 7Hz和fb = 71. 4Hz也低于固有頻率f01 = 102Hz和fQ2 = 205Hz，所選擇的正弦波電壓Sa和Sb的頻率fa和fb遠(yuǎn)離固有頻率fQ1和fQ2，如圖7所示。結(jié)果，獲得如圖12A所示的驅(qū)動(dòng)電壓Vyi并獲得如圖12B所示的驅(qū)動(dòng)電壓Vy2,從而獲得了不含有固有頻率成分的圖12C所示的反射鏡I的偏轉(zhuǎn)角度A。 但是比率Tla/(Tla+Tlb)或Tlb (Tla+Tlb)應(yīng)該在0. 2至0. 8之間。若比率Tla/(Tla+Tlb)或Tlb (Tla+Tlb)小于0. 2或大于0. 8，則由Tla和Tlb中較小一方限定的正弦波電壓Sa或Sb接近于直線，這會(huì)增加驅(qū)動(dòng)電壓Vyi和Vy2中的與反射鏡I關(guān)于Y軸的固有頻率相應(yīng)的諧波成分。此外，在第一例中，驅(qū)動(dòng)電壓Vyi的振幅可以與驅(qū)動(dòng)電壓Vy2的振幅相同，或者與驅(qū)動(dòng)電壓Vy2的振幅不同。根據(jù)這里公開的主題的第二例，使用各由兩個(gè)偽正弦波電壓形成的復(fù)合正弦波驅(qū)動(dòng)電壓，而非圖4A和4B的鋸齒驅(qū)動(dòng)電壓Vyi和VY2。圖13是用于說明作為圖I的控制電路21的動(dòng)作的、外側(cè)壓電致動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)Vyi和Vy2的設(shè)置的第二例的流程圖。首先，參照步驟1301，根據(jù)客戶的需求等設(shè)置驅(qū)動(dòng)電壓Vyi和Vy2的周期2 T0例如，如果按照60Hz的頻率執(zhí)行垂直偏轉(zhuǎn)，則2 T ^ 1/60其中T是半周期。接著參照步驟1302，根據(jù)外側(cè)壓電致動(dòng)器6a_l、6a_2、6a_3、6a_4、6b_l、6b_2、6b-3和6b-4的結(jié)構(gòu)，控制電路21的CPU計(jì)算反射鏡I的機(jī)械振動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率4、&2、f03.。例如，當(dāng)外側(cè)壓電致動(dòng)器 6a-l、6a-2、6a-3、6a-4、6b-l、6b-2、6b-3 和 6b_4 是 40 y m厚、35mm長(zhǎng)且0. 2mm寬并且它們的彈性常數(shù)是I. 0X 10_3N/cm2時(shí)，反射鏡I的頻率特性如圖14 所示，其中 L1 = 80Hz、f02 = 150Hz,f03 = 300Hz. . 。接著參照步驟1303，通過指定T2a與T2b之比來選擇鋸齒電壓S。。此時(shí)，T2a+T2b = TT2a > T2b例如，T2a T2b = 8 2結(jié)果，獲得如圖15所示的鋸齒電壓S。。接著，參照步驟1304，控制電路21的CPU對(duì)所選擇的鋸齒電壓S。執(zhí)行傅立葉變換以獲得如圖15所示的頻譜，其中&是基本頻率(=60Hz)，f:是一次諧波頻率(=120Hz)，f2是二次諧波頻率(=180Hz)，…。
在圖16示出的頻譜中，諧波頻率f\、f2、...可能與反射鏡I的機(jī)械振動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率feu、一致。此時(shí)，如果從所選擇的鋸齒電壓S。去除落入大約80到300Hz內(nèi)的諧波頻率成分或衰減這樣的諧波頻率成分的振幅，則所選擇的鋸齒電壓S。將不與固有頻率、...共振。因此應(yīng)該去除或衰減諧波頻率成分4、4和f3。接著參照步驟1305，控制電路21的CPU確定諧波頻率成分是否在反射鏡I的機(jī)械振動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率feu、f02> f03-附近。接著，控制電路21的CPU去除或衰減在固有頻率feu、f02> f03-附近的諧波頻率成分。更詳細(xì)地說，控制電路21的CPU選擇諧波頻率成分中的具有最大振幅Ai的一個(gè)，并選擇振幅大于Ai/a的其它諧波頻率成分，其中a大于l(a >1)。接著，去除最大振幅Ai和上述其它振幅，或衰減到Ai/2。
實(shí)際上，在步驟1305中，如果a = 2，則去除一次諧波頻率成分和振幅大于一次諧波頻率成分的振幅Al的一半的其它諧波頻率成分，如圖17A所示，或者將它們的振幅衰減到么^],如圖17B所示。接著參照步驟1306，控制電路21的CPU對(duì)圖17A或17B的頻譜執(zhí)行傅立葉逆變換以獲得復(fù)合正弦波驅(qū)動(dòng)電壓Vyi,如圖18A所示。即，圖18A的驅(qū)動(dòng)電壓Vyi是圖14的鋸齒電壓的圓整波，使得圖18A的驅(qū)動(dòng)電壓乂￥1類似于圖9A的驅(qū)動(dòng)電壓VY1。另外，驅(qū)動(dòng)電壓Vyi的上升周期大致與圖14的鋸齒電壓S。的周期T2a相同，并且驅(qū)動(dòng)電壓Vyi的下降周期大致與圖14的鋸齒電壓S。的周期T2b相同。因而，可以說將偽正弦波的上升周期T2a和另一偽正弦波的下降周期T2b連續(xù)地組合為驅(qū)動(dòng)電壓VY1。因此，可以說獲得了 T2a T2b正弦波驅(qū)動(dòng)電壓、即復(fù)合正弦波驅(qū)動(dòng)電壓VY1。接著參照步驟1307，把驅(qū)動(dòng)電壓Vxi的驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)Yl存儲(chǔ)在非易失性存儲(chǔ)器224中。接著，參照步驟1308，相對(duì)于基準(zhǔn)數(shù)據(jù)Yr，把驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)Yl反轉(zhuǎn)為驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)Y2。SP，把圖18A中示出的驅(qū)動(dòng)電壓Vyi相對(duì)于基準(zhǔn)電壓Vft反轉(zhuǎn)為T2b T2a正弦波驅(qū)動(dòng)電壓VY2，即復(fù)合正弦波驅(qū)動(dòng)電壓Vy2,如圖18B所示。因而,驅(qū)動(dòng)電壓Vy2與驅(qū)動(dòng)電壓Vyi同步。接著，參照步驟1309，把驅(qū)動(dòng)電壓Vy2的驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)Y2存儲(chǔ)在非易失性存儲(chǔ)器225中。接著通過步驟1310完成圖13的例程。在步驟1305和1306中，可通過從鋸齒電壓S。減去應(yīng)該去除的頻率和f2的正弦波電壓而形成驅(qū)動(dòng)電壓Vyi。在步驟1308中，首先，可以把鋸齒電壓S。相對(duì)于基準(zhǔn)數(shù)據(jù)Yr反轉(zhuǎn)為鋸齒電壓S/，接著可以從鋸齒電壓S。減去應(yīng)該去除的頻率和f2的正弦波電壓而獲得驅(qū)動(dòng)電壓vY2。圖19的流程圖解釋了根據(jù)通過圖13的例程而存儲(chǔ)在非易失性存儲(chǔ)器224、225和226中的驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)Yl、Y2和Yr進(jìn)行的、作為圖I的控制電路21的動(dòng)作進(jìn)行的外側(cè)壓電致動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)。參照步驟1901，順序地從非易失性存儲(chǔ)器224和225讀出驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)Yl和Y2，從而把圖20A所示的驅(qū)動(dòng)電壓Vyi施加到奇數(shù)組外側(cè)壓電致動(dòng)器6a-l、6a-3、6b-l和6b_3，并把圖20B所示的驅(qū)動(dòng)電壓Vy2施加到偶數(shù)組外側(cè)壓電致動(dòng)器6a-2、6a-4、6b-2和6b_4。因而從焊盤Pa6和Pb6讀出圖20C所示的反射鏡I的偏轉(zhuǎn)角度A。注意，偏轉(zhuǎn)角度A不含固有頻率成分。接著通過步驟1902重復(fù)圖19的步驟1001，直到輸入或生成了停止消息。
在步驟1901中，注意，可以把圖20A所示的驅(qū)動(dòng)電壓Vyi施加到偶數(shù)組外側(cè)壓電致動(dòng)器6a-2、6a-4、6b-2和6b_4，并把圖20B所示的驅(qū)動(dòng)電壓Vy2施加到奇數(shù)組外側(cè)壓電致動(dòng)器 6a_l、6a-3、6b_l 和 6b_3。在上述第二例中，T2b : T2a = 8 : 2。但是T2b與T2a之比可以是其它值。另外，在第二例中，驅(qū)動(dòng)電壓Vyi的振幅可以與驅(qū)動(dòng)電壓Vy2的振幅相同，或者與驅(qū)動(dòng)電壓Vy2的振幅不同。根據(jù)上述實(shí)施方式，由于驅(qū)動(dòng)電壓Vyi的上升周期(或下降周期)和驅(qū)動(dòng)電壓Vy2的下降周期(或上升周期)大于驅(qū)動(dòng)電壓Vyi的下降周期(或上升周期)和驅(qū)動(dòng)電壓Vy2的上升周期(或下降周期)，所以偏轉(zhuǎn)角度可以更長(zhǎng)時(shí)間地線性變化，使得根據(jù)這里公開的主題的光偏轉(zhuǎn)器可以應(yīng)用于投影儀等的圖像顯示裝置。另外，根據(jù)上述實(shí)施方式，可以抑制驅(qū)動(dòng)電壓Vyi和Vy2的諧波頻率成分與反射鏡I的機(jī)械振動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率成分的共振。此外，圖5、10、13和19的例程作為程序存儲(chǔ)在控制電路21的ROM等中。此外，當(dāng)圖I的二維光偏轉(zhuǎn)器具有同樣的內(nèi)側(cè)壓電致動(dòng)器但如外側(cè)壓電致動(dòng)器那樣沒有扭力桿時(shí)，這里公開的主題也可應(yīng)用于這樣的光偏轉(zhuǎn)器。此外，這里公開的主題可以應(yīng)用于一維光偏轉(zhuǎn)器，該一維光偏轉(zhuǎn)器由以下構(gòu)成反射鏡；可動(dòng)體，其用于支撐反射鏡；支撐體，其圍繞可動(dòng)框；和壓電致動(dòng)器，其固定在支撐體和可動(dòng)框之間，并用作懸臂以通過可動(dòng)框使反射鏡關(guān)于反射鏡的軸擺動(dòng)。此時(shí)，可動(dòng)體可以是可動(dòng)框。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員明顯的是，在不脫離這里公開的主題的精神或范圍的情況下，可以對(duì)這里公開的主題做出各種修改和變化。因而，這里公開的主題旨在涵蓋落入所附權(quán)利要求及其等同物的范圍內(nèi)的各種修改和變化。在此以引用的方式并入在上面及本說明書的背景技術(shù)部分中說明的所有相關(guān)或現(xiàn)有技術(shù)參考資料。
本申請(qǐng)要求2011年3月4日提交的日本專利申請(qǐng)JP2011-048189的優(yōu)先權(quán)，由此以引用的方式并入其全部?jī)?nèi)容。
權(quán)利要求
1.一種用于驅(qū)動(dòng)光偏轉(zhuǎn)器的驅(qū)動(dòng)器，該光偏轉(zhuǎn)器包括 反射鏡； 可動(dòng)框，其用于支撐所述反射鏡； 支撐體，其圍繞所述可動(dòng)框；和 用作懸臂的第一組壓電致動(dòng)器，以及與所述第一組壓電致動(dòng)器交替的用作懸臂的第二組壓電致動(dòng)器， 所述壓電致動(dòng)器在每個(gè)致動(dòng)器處折返并從所述支撐體連接到所述可動(dòng)框，各個(gè)所述壓電致動(dòng)器與所述反射鏡的一個(gè)軸平行， 所述驅(qū)動(dòng)器生成具有第一重復(fù)波的第一驅(qū)動(dòng)電壓，所述第一重復(fù)波各具有第一上升周期和第一下降周期，所述第一上升周期和所述第一下降周期中的一方大于另一方，所述驅(qū) 動(dòng)器對(duì)所述第一組壓電致動(dòng)器施加所述第一驅(qū)動(dòng)電壓， 所述驅(qū)動(dòng)器生成具有第二重復(fù)波的第二驅(qū)動(dòng)電壓，所述第二重復(fù)波各具有與所述第一驅(qū)動(dòng)電壓的所述第一上升周期對(duì)應(yīng)的第二下降周期和與所述第一驅(qū)動(dòng)電壓的所述第一下降周期對(duì)應(yīng)的第二上升周期，使得所述第二驅(qū)動(dòng)電壓與所述第一驅(qū)動(dòng)電壓反相，所述驅(qū)動(dòng)器對(duì)所述第二組壓電致動(dòng)器施加所述第二驅(qū)動(dòng)電壓， 其中所述第一重復(fù)波和第二重復(fù)波的頻率排除了所述反射鏡關(guān)于其所述軸的機(jī)械振動(dòng)系統(tǒng)的、取決于所述壓電致動(dòng)器的固有頻率。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的驅(qū)動(dòng)器，其中所述第一重復(fù)波分別是通過將所述第一上升周期的第一正弦波與所述第一下降周期的第二正弦波組合而形成的，所述第二重復(fù)波分別是通過將所述第二下降周期的所述第一正弦波與所述第二上升周期的所述第二正弦波組合而形成的， 所述第一正弦波的頻率不同于所述第二正弦波的頻率， 所述第一上升周期的所述第一正弦波的終點(diǎn)與所述第一下降周期的所述第二正弦波的起點(diǎn)一致， 所述第一下降周期的所述第二正弦波的終點(diǎn)與所述第一上升周期的所述第一正弦波的起點(diǎn)一致， 所述第二下降周期的所述第一正弦波的終點(diǎn)與所述第二上升周期的所述第二正弦波的起點(diǎn)一致， 所述第二上升周期的所述第二正弦波的終點(diǎn)與所述第二下降周期的所述第一正弦波的起點(diǎn)一致。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的驅(qū)動(dòng)器，其中所述第一上升周期與所述第一上升周期加所述第一下降周期之比是0.2至0.8。
4.一種設(shè)置用于驅(qū)動(dòng)光偏轉(zhuǎn)器的驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)的方法，該光偏轉(zhuǎn)器包括 反射鏡； 可動(dòng)框，其用于支撐所述反射鏡； 支撐體，其圍繞所述可動(dòng)框；和 用作懸臂的第一組壓電致動(dòng)器，以及與所述第一組壓電致動(dòng)器交替的用作懸臂的第二組壓電致動(dòng)器， 所述壓電致動(dòng)器在每個(gè)致動(dòng)器處折返并從所述支撐體連接到所述可動(dòng)框，各個(gè)所述壓電致動(dòng)器與所述反射鏡的一個(gè)軸平行， 所述方法包括 設(shè)置對(duì)于所述第一壓電致動(dòng)器和第二組壓電致動(dòng)器各自的第一驅(qū)動(dòng)電壓和第二驅(qū)動(dòng)電壓公共的周期； 指定第一半周期和第二半周期，所述第一半周期與第二半周期之和等于所述周期，以選擇分別具有第一半周期和第二半周期的第一正弦波和第二正弦波； 確定所述第一正弦波和第二正弦波的頻率是否在所述反射鏡的機(jī)械振動(dòng)系統(tǒng)的、取決于所述壓電致動(dòng)器的結(jié)構(gòu)的固有頻率附近； 當(dāng)所述第一正弦波和第二正弦波的頻率不在所述固有頻率附近時(shí)，將所述第一正弦波與所述第二正弦波組合以按照所述第一正弦波的上升周期的終點(diǎn)與所述第二正弦波的下降周期的起點(diǎn)一致并且所述第二正弦波的下降周期的終點(diǎn)與所述第一正弦波的上升周期 的起點(diǎn)一致的方式設(shè)置所述第一組壓電致動(dòng)器的第一驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)；和 將所述第一驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)反轉(zhuǎn)為所述第二組壓電致動(dòng)器的第二驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中所述第一半周期與所述第一半周期加所述第二半周期之比是0.2至0.8。
6.一種設(shè)置用于驅(qū)動(dòng)光偏轉(zhuǎn)器的驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)的方法，所述光偏轉(zhuǎn)器包括 反射鏡； 可動(dòng)框，其用于支撐所述反射鏡； 支撐體，其圍繞所述可動(dòng)框；和 用作懸臂的第一組壓電致動(dòng)器，以及與所述第一組壓電致動(dòng)器交替的用作懸臂的第二組壓電致動(dòng)器， 所述壓電致動(dòng)器在每個(gè)致動(dòng)器處折返并從所述支撐體連接到所述可動(dòng)框，各個(gè)所述壓電致動(dòng)器與所述反射鏡的一個(gè)軸平行， 所述方法包括 設(shè)置對(duì)于所述第一組壓電致動(dòng)器和第二組壓電致動(dòng)器各自的第一驅(qū)動(dòng)電壓和第二驅(qū)動(dòng)電壓公共的周期； 指定上升周期和下降周期，所述上升周期和所述下降周期之和等于所述周期，以選擇具有所述上升周期和所述下降周期的鋸齒波數(shù)據(jù)； 對(duì)所述鋸齒波數(shù)據(jù)執(zhí)行傅立葉變換以獲得頻譜； 去除或衰減所述頻譜中的、所述反射鏡的機(jī)械振動(dòng)系統(tǒng)的取決于所述壓電致動(dòng)器的固有頻率附近的諧波頻率成分； 在去除或衰減所述諧波頻率成分后，對(duì)所述頻譜執(zhí)行傅立葉逆變換，以獲得所述第一組壓電致動(dòng)器的第一驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)；和 將所述第一驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)反轉(zhuǎn)為所述第二組壓電致動(dòng)器的第二驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中所述去除或衰減包括 選擇所述諧波頻率成分中的具有最大振幅Ai的一個(gè)； 選擇振幅大于Ai/a的其它諧波頻率成分，其中a大于I;和 去除或衰減所述頻譜中的所述諧波頻率成分中的所述一個(gè)和所述其它諧波頻率成分。
全文摘要
使用復(fù)合正弦波驅(qū)動(dòng)電壓的光偏轉(zhuǎn)器的驅(qū)動(dòng)器及其設(shè)置方法。光偏轉(zhuǎn)器包括反射鏡、支撐反射鏡的可動(dòng)框、圍繞可動(dòng)框的支撐體和用作懸臂的交替的第一組壓電致動(dòng)器及第二組壓電致動(dòng)器，壓電致動(dòng)器在各自處折返并從支撐體連接到可動(dòng)框，且分別平行于反射鏡的一個(gè)軸。生成第一組壓電致動(dòng)器的第一驅(qū)動(dòng)電壓，其具有包含第一上升周期及下降周期的第一重復(fù)波。第一上升周期和下降周期中的一方大于另一方。生成第二組壓電致動(dòng)器的第二驅(qū)動(dòng)電壓，其具有包含與所述第一上升周期對(duì)應(yīng)的第二下降周期和與所述第一下降周期對(duì)應(yīng)的第二上升周期的第二重復(fù)波。第一和第二重復(fù)波的頻率排除了反射鏡的機(jī)械振動(dòng)系統(tǒng)關(guān)于其軸的、取決于壓電致動(dòng)器的固有頻率。
文檔編號(hào)G02B26/08GK102654643SQ20121005441
公開日2012年9月5日 申請(qǐng)日期2012年3月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月4日
發(fā)明者四十物孝憲, 安田喜昭 申請(qǐng)人:斯坦雷電氣株式會(huì)社