專利名稱：光掃描裝置以及用于該光掃描裝置的光學(xué)反射元件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于雷達(dá)裝置、顯示裝置等的光掃描裝置、以及用于該光掃描裝置的光學(xué)反射元件。
背景技術(shù)：
沿相互正交的二軸方向掃描從激光器、LED等光源射出的光束的車載用雷達(dá)、投影型顯示裝置得到了實(shí)用。這些光掃描裝置包括光源、以及例如

圖13所示的致動(dòng)器及其驅(qū)動(dòng)控制裝置。致動(dòng)器包括使反射部繞相互正交的兩個(gè)動(dòng)作軸轉(zhuǎn)動(dòng)的反射元件、以及確定反射部的驅(qū)動(dòng)頻率的驅(qū)動(dòng)部。 特別是以李沙育(Lissajous)掃描方式掃描光束而描繪軌跡時(shí)，其軌跡、直到軌跡再次返回到原來的軌跡為止的周期(以下，稱為“李沙育周期”)是由各軸的驅(qū)動(dòng)頻率而決定。在雷達(dá)、投影型的顯示裝置中，必須使光束在由幀率等規(guī)定的時(shí)間內(nèi)通過由分辨率等規(guī)定的全部的像素之上。為此，需要將李沙育周期設(shè)定為適當(dāng)?shù)闹担⒃O(shè)定驅(qū)動(dòng)頻率以使軌跡盡可能細(xì)密。在圖13所示的第一以往例所涉及的致動(dòng)器驅(qū)動(dòng)控制裝置中，將使光束掃描到投影面的軌跡所描繪的網(wǎng)眼數(shù)預(yù)先設(shè)定在規(guī)定的范圍內(nèi)，將振蕩器51的時(shí)鐘數(shù)、通過諧振頻率設(shè)定單元52求出的掃描儀53的兩個(gè)動(dòng)作軸(通過第一可動(dòng)部54、第二可動(dòng)部55驅(qū)動(dòng)的動(dòng)作軸)的實(shí)際的諧振頻率輸入到驅(qū)動(dòng)頻率設(shè)定單元56，運(yùn)算動(dòng)作效率最高的驅(qū)動(dòng)頻率。此夕卜，作為與本申請(qǐng)的發(fā)明相關(guān)的先行技術(shù)文獻(xiàn)信息，已知例如專利文獻(xiàn)I。另外，作為用于投影型顯示裝置等的第二以往例所涉及的光掃描裝置，具有以下結(jié)構(gòu)包括反射鏡部，用于使從光源射出的光束反射；第一可動(dòng)部，在該反射鏡部第一框體的內(nèi)側(cè)由第一扭桿支承而成；以及第二可動(dòng)部，以使該第一可動(dòng)部與第一扭桿大致正交的方式，在第二框體的內(nèi)側(cè)支承第二扭桿而成，其中，通過對(duì)這些第一、第二可動(dòng)部施加庫侖力、洛倫茲力、壓電造成的位移，從而使反射鏡部繞二軸轉(zhuǎn)動(dòng)。此外，作為與本申請(qǐng)的發(fā)明相關(guān)的先行技術(shù)文獻(xiàn)信息，已知例如專利文獻(xiàn)2。專利文獻(xiàn)I :日本特開2004-302104號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2 :日本專利第2722314號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
在上述第一以往例所涉及的致動(dòng)器驅(qū)動(dòng)控制裝置中，邊考慮實(shí)際的諧振頻率的偏移邊求出可得到期望的分辨率的驅(qū)動(dòng)頻率，但在李沙育掃描的情況下，分辨率根據(jù)幀率而較大變動(dòng)。另外，在上述第二以往例所涉及的驅(qū)動(dòng)控制裝置中，為了提高反射鏡部的驅(qū)動(dòng)效率，優(yōu)選使驅(qū)動(dòng)頻率與各動(dòng)作軸的諧振頻率一致。但是，由于實(shí)際的諧振頻率因制造工序中的形狀偏差、周圍的溫度變化等環(huán)境因素而變動(dòng)，因此需要進(jìn)行考慮了這些變動(dòng)的驅(qū)動(dòng)頻率的校正。本發(fā)明的目的在于解決這種以往的課題，提供一種光掃描裝置、以及用于該光掃描裝置的光學(xué)反射元件，在以李沙育描繪方式掃描光束的光掃描裝置中，邊考慮幀率邊設(shè)定驅(qū)動(dòng)頻率以使光束盡可能描繪出細(xì)密的軌跡，能夠得到高分辨率。另外，本發(fā)明的另一目的在于解決這種以往的課題，提供一種光掃描裝置，在諧振驅(qū)動(dòng)中特別是進(jìn)行李沙育描繪的光掃描裝置中，提高驅(qū)動(dòng)效率，并且光束描繪出細(xì)密的軌跡而得到高分辨率。為了達(dá)到上述目的，第一發(fā)明所涉及的光掃描裝置，具備光源，射出光束；以及掃描單元，以第一頻率fH和第二頻率fV在大致正交的二軸方向上掃描所述光束，其特征在于，
將所述第一頻率fH和所述第二頻率4設(shè)為根據(jù)下式的公式I 公式4、或者公式5 公式8確定的關(guān)系，公式I
權(quán)利要求
1.一種光掃描裝置，具備 光源，射出光束；以及 掃描單元，以第一頻率fH和第二頻率4在大致正交的二軸方向上掃描所述光束， 所述光掃描裝置的特征在于， 將所述第一頻率fH和所述第二頻率4設(shè)為根據(jù)下式的公式I 公式4、或者公式5 公式8確定的關(guān)系， 公式I
2.一種光掃描裝置，具備 光源，射出光束；以及 掃描單元，以第一頻率fH和第二頻率4在大致正交的二軸方向上掃描所述光束， 所述光掃描裝置的特征在于， 根據(jù)下式的公式9 公式12、或者公式13 公式16確定所述第一頻率fH和所述第二頻率4， 且所述第一頻率fH為從所確定的頻率起+0. 09%以內(nèi)、或者一 O. 03%以內(nèi)的關(guān)系， 且所述第二頻率4為從所確定的頻率起±0. 3%以內(nèi)的關(guān)系， 公式9
3.一種光掃描裝置，具備 光源，射出光束；以及 掃描單元，以第一頻率fH和第二頻率4在大致正交的二軸方向上掃描所述光束， 所述光掃描裝置的特征在于， 所述掃描單元使用下式的公式17 公式20、或者公式21 公式24運(yùn)算所述第一頻率fH和所述第二頻率4，以所運(yùn)算出的第一頻率fH和第二頻率4掃描所述光束， 公式17
4.根據(jù)權(quán)利要求I至權(quán)利要求3的任一項(xiàng)所述的光掃描裝置，其特征在于， 所述掃描單元使用正弦波掃描所述光束。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光掃描裝置，其特征在于， 所述掃描單元具備 光學(xué)反射元件，包括使所述光束反射的反射部、和使所述反射部繞相互大致正交的兩個(gè)軸轉(zhuǎn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)部；以及 控制部，用于控制所述光學(xué)反射元件。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光掃描裝置，其特征在于， 所述掃描單元具備 第一光學(xué)反射元件，包括第一反射部、和使所述第一反射部繞第一軸轉(zhuǎn)動(dòng)的第一驅(qū)動(dòng)部; 第二光學(xué)反射元件，包括第二反射部、和使所述第二反射部繞第二軸轉(zhuǎn)動(dòng)的第二驅(qū)動(dòng)部；以及 控制部，用于控制所述第一光學(xué)反射元件和第二光學(xué)反射元件， 使所述第一反射部和所述第二反射部按順序反射所述光束，并且以相互大致正交的方式配置了所述第一軸和所述第二軸。
7.一種光學(xué)反射元件，用于光掃描裝置，所述光掃描裝置具備 光學(xué)反射元件，包括使光束反射的反射部、和使所述反射部繞相互大致正交的兩個(gè)軸轉(zhuǎn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)部；以及 控制部，用于控制所述光學(xué)反射元件， 所述光學(xué)反射元件的特征在于，具備 第一驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，包括使所述反射部繞第一軸轉(zhuǎn)動(dòng)的第一驅(qū)動(dòng)部；以及第二驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，包括使所述第一驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)繞與所述第一軸正交的第二軸轉(zhuǎn)動(dòng)的第二驅(qū)動(dòng)部， 在將所述第一驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的諧振頻率設(shè)為fH、將第二驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的諧振頻率設(shè)為4時(shí)，將所述諧振頻率fH和4設(shè)為根據(jù)下式的公式25 公式28、或者公式29 公式32確定的關(guān)系， 公式25
8.一種光學(xué)反射元件，用于光掃描裝置，所述光掃描裝置具備 光學(xué)反射元件，包括使光束反射的反射部、和使所述反射部繞相互大致正交的兩個(gè)軸轉(zhuǎn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)部；以及 控制部，用于控制所述光學(xué)反射元件， 所述光學(xué)反射元件的特征在于，具備 第一驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，包括使所述反射部繞第一軸轉(zhuǎn)動(dòng)的第一驅(qū)動(dòng)部；以及第二驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，包括使所述第一驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)繞與所述第一軸正交的第二軸轉(zhuǎn)動(dòng)的第二驅(qū)動(dòng)部，在將所述第一驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的諧振頻率設(shè)為fH、將第二驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的諧振頻率設(shè)為4時(shí)，根據(jù)下式的公式33 公式36、或者公式37 公式40確定所述諧振頻率fH和4， 且所述第一頻率fH為從所確定的頻率起+0. 09%以內(nèi)、或者一 O. 03%以內(nèi)的關(guān)系， 且所述第二頻率4為從所確定的頻率起±0. 3%以內(nèi)的關(guān)系， 公式33
9.一種光學(xué)反射元件，用于光掃描裝置，所述光掃描裝置具備 光學(xué)反射元件，包括使光束反射的反射部、和使所述反射部繞相互大致正交的兩個(gè)軸轉(zhuǎn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)部；以及 控制部，用于控制所述光學(xué)反射元件， 所述光學(xué)反射元件的特征在于，具備 第一驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，包括使所述反射部繞第一軸轉(zhuǎn)動(dòng)的第一驅(qū)動(dòng)部；以及第二驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，包括使所述第一驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)繞與所述第一軸正交的第二軸轉(zhuǎn)動(dòng)的第二驅(qū)動(dòng)部， 所述控制部在將所述第一驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的諧振頻率設(shè)為fH、將第二驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的諧振頻率設(shè) 為4時(shí)，使用下式的公式41 公式44、或者公式45 公式48運(yùn)算所述諧振頻率fH和4，并分別作為驅(qū)動(dòng)頻率設(shè)定到所述第一驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和第二驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中， 公式41
10.一種光掃描裝置，其特征在于，包括 光源，射出光束； 光學(xué)反射元件，繞大致正交的第一軸、第二軸掃描所述光束；以及 控制部，用于控制該光學(xué)反射元件的驅(qū)動(dòng)， 所述光學(xué)反射元件具有 反射鏡部; 第一驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，包括使該反射鏡部繞第一軸轉(zhuǎn)動(dòng)的第一驅(qū)動(dòng)部；以及第二驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，包括使該第一驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)繞與所述第一軸大致正交的第二軸轉(zhuǎn)動(dòng)的第二驅(qū)動(dòng)部， 在將所述第一驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的諧振頻率設(shè)為fY、將所述第二驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的諧振頻率設(shè)為fx時(shí)， 在所述控制部中，使用以下的公式49 公式52、或者公式53 公式56計(jì)算fH與4的關(guān)系式之后，在該關(guān)系式中設(shè)為fH=fY而求出4’，將這些fH和fj作為所述第一驅(qū)動(dòng)部的驅(qū)動(dòng)頻率以及第二驅(qū)動(dòng)部的驅(qū)動(dòng)頻率， 公式49
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的光掃描裝置，其特征在于， 第二驅(qū)動(dòng)部的驅(qū)動(dòng)頻率4高于第二驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的諧振頻率fx。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的光掃描裝置，其特征在于， 當(dāng)?shù)谝或?qū)動(dòng)系統(tǒng)的諧振頻率fY、或者第二驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的諧振頻率fx在這些諧振頻率的前后振幅為非對(duì)稱時(shí)，將第一驅(qū)動(dòng)部、第二驅(qū)動(dòng)部的驅(qū)動(dòng)頻率(4’，fH’)設(shè)為在所述諧振頻率的前后進(jìn)行比較時(shí)在振幅相對(duì)于頻率的變化率減小的頻率側(cè)。
13.—種光掃描裝置,其特征在于,包括 光源，射出光束； 光學(xué)反射元件，繞大致正交的第一軸、第二軸掃描所述光束；以及 控制部，用于控制該光學(xué)反射元件的驅(qū)動(dòng)， 所述光學(xué)反射元件具有 反射鏡部; 第一驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，包括使該反射鏡部繞第一軸轉(zhuǎn)動(dòng)的第一驅(qū)動(dòng)部；以及第二驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，包括使該第一驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)繞與所述第一軸大致正交的第二軸轉(zhuǎn)動(dòng)的第二驅(qū)動(dòng)部， 在將所述第一驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的諧振頻率設(shè)為fY、將所述第二驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的諧振頻率設(shè)為fx時(shí)， 在所述控制部中，使用以下的公式57 公式60、或者公式61 公式64計(jì)算fH與4的關(guān)系式之后，求出以最小二乘法求出的所述諧振頻率(fx，fY)與所述關(guān)系式的交點(diǎn)(fJ，4’)，將這些4’和fV’作為所述第一驅(qū)動(dòng)部的驅(qū)動(dòng)頻率以及第二驅(qū)動(dòng)部的驅(qū)動(dòng)頻率， 公式57
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的光掃描裝置，其特征在于， 當(dāng)?shù)谝或?qū)動(dòng)系統(tǒng)的諧振頻率fY、或者第二驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的諧振頻率fx在這些諧振頻率的前后振幅為非對(duì)稱時(shí)，將第一驅(qū)動(dòng)部、第二驅(qū)動(dòng)部的驅(qū)動(dòng)頻率(4’，fH’)設(shè)為在所述諧振頻率的前后進(jìn)行比較時(shí)在振幅相對(duì)于頻率的變化率減小的頻率側(cè)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種光掃描裝置以及用于該光掃描裝置的光學(xué)反射元件。提供一種在進(jìn)行李沙育描繪的投影型顯示裝置中，設(shè)定驅(qū)動(dòng)頻率以使掃描線盡可能描繪出細(xì)密的軌跡，能夠得到高分辨率的光掃描裝置。在對(duì)來自光源的光束進(jìn)行李沙育描繪時(shí)，由于驅(qū)動(dòng)頻率而軌跡變粗，或者軌跡隨時(shí)間變化，因此顯示動(dòng)畫時(shí)分辨率降低。一種光掃描裝置，具備光源，射出光束；以及掃描單元，以第一頻率(fH)和第二頻率(fL)在大致正交的二軸方向上掃描所述光束，所述掃描單元使用規(guī)定的公式運(yùn)算所述第一頻率(fH)和所述第二頻率(fL)，以所運(yùn)算出的第一頻率(fH)和第二頻率(fL)掃描所述光束。
文檔編號(hào)G02B26/08GK102789052SQ201210153658
公開日2012年11月21日 申請(qǐng)日期2012年5月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月17日
發(fā)明者中園晉輔, 山本雄大, 池田勉 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社