[发明专利]可移动体设备和使用该可移动体设备的光偏转器

说明书

技术领域

本发明涉及一种至少包括可移动体的可移动体设备的技术，其中，所述可移动体被往复且可转动地支撑。更具体地说，本发明涉及一种可移动体设备(诸如谐振式可移动体设备)以及使用它的光偏转器。该光偏转器可优选地用于光学仪器，诸如成像设备(如扫描式显示器、激光束打印机和数字复印机)。

背景技术

近年来，在光盘设备、激光束打印机等中使用用于偏转和扫描光束的光偏转器。此外，已经提出具有微小反射镜的光偏转器，其中，使用微加工技术来生产所述微小反射镜，并且它能够以谐振方式来振动。

所述谐振式光偏转器具有以下优点。与使用旋转多面镜的光偏转器相比，尺寸可显著减小。消耗的电功率也可减少。理论上不存在反射面的所谓面混乱(face tangle)的问题。具体说来，利用由能够通过半导体处理方法制造的Si单晶形成的这种光偏转器，理论上不存在金属疲劳，并且耐久性通常也很好。

然而，在谐振式光偏转器中，反射镜的偏转角(角位移)以正弦波方式改变。因此，反射镜的角速度发生变化。特许公开号为2005-208578A的日本专利申请(第一日本参考文件，相应于第7,271,943和7,388,702号美国专利以及US2008204843)公开了一种用于校正变化角速度的这种属性的方法。反射镜的偏转角与通过反射镜偏转的光束的扫描角具有预定关系，因此，可等同地使用这些角。在本说明书中，将偏转角(角位移)和扫描角用作具有相同含义的术语。

第一日本参考文件公开了一种微可移动体设备，其中，具有多个扭簧和多个可移动体的振动系统具有多个分离的特征振动模式。在这种微可移动体设备中，多个分离的特征振动模式包括：具有基频的基本振动模式、以及具有等于基频的近似偶数倍的频率的偶数倍振动模式。

在所述微可移动体设备中，通过按照所述振动模式来振动微可移动体来实现具有近似相等的角速度范围的锯齿波驱动。在图22中示出锯齿波驱动。在所述驱动中，在角位移的每个周期内，可移动体的往返行程运动中的一个路径上的角位移时间不同于往返行程运动中的另一路径上的角位移时间。当通过校正系统等来校正由微小反射镜在锯齿波驱动的振动下偏转的光束时，在形成于扫描面上的光斑的直径没有任何改变的情况下，可达到所述光斑的近似相等速度。

同时，谐振式光偏转器具有谐振频率由于环境状况(诸如温度)的改变而改变的属性。特许公开号为1995(Heisei7)-181415A的日本专利申请(第二日本参考文件)公开了如下的自激励振动技术。用于检测可移动体的振动的检测器的输出信号被反馈到振动输入部分，用于控制可移动体的驱动频率。因此，可移动体总是响应于温度的改变而以它的谐振频率进行振动。

当将第二日本参考文件的技术应用于如第一日本参考文件公开的多个扭簧和多个可移动体的系统时，产生以下缺点。在第二日本参考文件的技术中，目标驱动信号与扭簧的振动之间的延迟相位差具有固定值。在对于驱动信号与扭簧的振动之间的相位延迟存在多个因素的情况下，难以获得精确的延迟相位差。

此外，在第二日本参考文件的技术中，在单个振动模式(弯曲变形模式或扭转变形模式)下执行驱动。因此，当关于公共轴在相同种类的多种振动模式下以谐振频率执行多个扭簧的驱动时，出现以下缺点。

例如，如图2所示的振动系统200包括：可移动体201和202；扭簧211，用于耦接这些可移动体；以及扭簧212，用于将可移动体202耦接到支撑部分221。为了如图22所示地驱动可移动体，需要通过处于接近谐振频率的频率的基本振动模式下的基本驱动波与二倍频的整数倍驱动波(integer-fold driving wave)的合成波来执行驱动(如图19所示)。当通过具有在相同种类的振动模式下的两个频率分量的合成波来驱动两个可移动体时，难以控制角位移的两个频率分量，除非驱动信号的频率分量的相位得到控制。

此外，在第二日本参考文件的技术中，难以通过特意从谐振频率偏离的频率来驱动可移动体。

发明内容

根据一方面，本发明提供一种可移动体设备，其包括：振动系统、振动检测部分、驱动部分和控制部分。振动系统具有谐振频率以及能够被往复且可转动地振动的可移动体。将振动检测部分配置为用于检测可移动体的振动状况。将驱动部分配置为用于利用驱动信号来驱动振动系统。将控制部分配置为用于调节被提供给驱动部分的驱动信号。