[发明专利]光偏转器的驱动器及其设定方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于驱动光偏转器的驱动器和设定其驱动电压的方法。

背景技术

现有技术的二维光偏转器包括：反射镜；可动框，该可动框包围该反射镜以通过一对扭力杆来支承该反射镜；内部压电致动器，该内部压电致动器固定在该可动框与扭力杆之间并且用作悬臂，用于通过扭力杆使反射镜关于反射镜的X轴来摇摆；支承体，该支承体包围该可动框；以及外部压电致动器，该外部压电致动器固定在该支承体与可动框之间并且用作悬臂，用于通过该可动框使反射镜关于反射镜的垂直于X轴的Y轴来摇摆(参见JP2009-223165A)。

一般地，在光学扫描仪中，反射镜关于X轴摇摆以便在诸如15kHz的高频率下水平偏转，同时反射镜关于Y轴摇摆以便在诸如60Hz的高频率下竖直偏转。

在所描述的现有技术的二维光偏转器中，由于内部压电致动器通过扭力杆来摇摆反射镜，所以内部压电致动器被同步正弦波驱动电压所驱动。

另一方面，由于外部压电致动器不用扭力杆来摇摆反射镜，所以外部压电致动器被同步锯齿形驱动电压所驱动。更具体地，外部压电致动器在每个致动器处折返或者蜿蜒前进(meander)，并且第一组外部压电致动器的和与第一组外部压电致动器交替的第二组外部压电致动器的分别用两个同步锯齿形驱动电压来驱动。

然而，当第一组外部压电致动器和第二组外部压电致动器被这两个同步锯齿形驱动电压驱动时，同步的锯齿形驱动电压除了包括它们的基频还包括谐波频率分量。因此，即使当同步锯齿形驱动电压的基频小于依赖外部压电致动器的结构的反射镜关于Y轴的机械振动系统的固有频率，上述的共振频率分量之一也将会与固有频率之一重合或者接近固有频率之一。在此情况下，驱动电压的共振频率分量将与反射镜关于Y轴的机械振动系统的这种固有频率发生共振，从而高频振动将叠加到反射镜关于Y轴的摇摆上。

为了避免反射镜的高频振动，一种途径是使固有频率远大于同步锯齿形驱动电压的基频。然而在此情况下，由于包括外部压电致动器的反射镜的机械振动系统硬化，所以很难以更大的偏转角来摇摆反射镜。

另一个途径是取代同步锯齿形驱动电压而使用同步正弦驱动电压，其频率远大于反射镜关于Y轴的机械振动系统的固有频率。然而在此情况下，同步正弦驱动电压的一个时段内的线性偏转时段(其中偏转角线性地改变)变得太小，即，有效扫描时段变得太小，因此在诸如投影仪的图像显示设备中使用这种光偏转器是不实际的。

发明内容

本发明寻求解决上述问题中的一个或者更多个。

根据本发明的光偏转器包括：反射镜；可动框，所述可动框用于支承所述反射镜；支承体，所述支承体包围所述可动框；以及用作悬臂的第一组压电致动器和用作悬臂的与第一组压电致动器交替的第二组压电致动器，这些压电致动器在每个致动器处折返并且从所述支承体连接到所述可动框。每个压电致动器都与所述反射镜的一个轴平行。驱动器生成具有第一锯齿波的第一驱动电压并且将所述第一驱动电压施加到第一组压电致动器。该驱动器生成具有与第一锯齿波相位相反的第二锯齿波的第二驱动电压并且将第二驱动电压施加到第二组压电致动器。第一锯齿波和第二锯齿波之间的相位差为预定值，以抑制取决于所述压电致动器的、所述反射镜关于其轴的机械振动系统的固有频率。

根据本发明，由于使用了同步锯齿波，所以可线性地改变偏转角达更长的时段，从而根据本发明的光偏转器可应用于诸如投影仪的图像显示设备。另外，可抑制第一驱动电压和第二驱动电压的谐波频率分量与反射镜的机械振动系统的固有频率分量的共振。

另外，本发明提供了一种设定用于驱动光偏转器的驱动数据的方法，其中，该光偏振器包括：反射镜；可动框，所述可动框用于支承所述反射镜；支承体，所述支承体包围所述可动框；以及用作悬臂的第一组压电致动器和用作悬臂的与第一组压电致动器交替的第二组压电致动器，这些压电致动器在每个致动器处折返并且从所述支承体连接到所述可动框，每个压电致动器都与所述反射镜的一个轴平行，为分别用于第一组压电致动器和第二组压电致动器的第一驱动电压和第二驱动电压公共地设定了时段。接着，指定上升时段与下降时段的比。在此情况下，上升时段和下降时段之和等于用于选择形成具有该上升时段和该下降时段的锯齿波的第一驱动数据的时段。最终，反转并且移位第一驱动数据以获得用于第二组压电致动器的第二驱动数据。第一驱动数据的移位量是与取决于所述压电致动器的、所述反射镜关于其轴的机械振动系统的固有频率的半波长相对应的值。

附图说明

结合附图，与现有技术相比较，本发明的以上和其它优点和特征将从下面的特定实施方式的描述变得明显，其中：