專利名稱：振蕩器裝置和共振頻率檢測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及與具有被支持用于振蕩運(yùn)動(dòng)的振蕩器的振蕩器裝置相 關(guān)聯(lián)的技術(shù)。更具體地講，本發(fā)明涉及振蕩器裝置、使用該振蕩器裝 置的光學(xué)偏轉(zhuǎn)裝置和檢測(cè)振蕩器裝置的振蕩系統(tǒng)的共振頻率的方法。 該光學(xué)偏轉(zhuǎn)裝置可以優(yōu)選地使用于諸如圖像形成設(shè)備之類的光學(xué)儀器 中，所述圖像形成設(shè)備諸如是例如掃描顯示單元、激光束打印機(jī)或數(shù) 字復(fù)印機(jī)。
背景技術(shù)：
與使用諸如多面反射鏡之類的旋轉(zhuǎn)多面反射鏡的光學(xué)掃描光學(xué)系 統(tǒng)相比較，常規(guī)上提出的共振型光學(xué)偏轉(zhuǎn)裝置具有下述特征。也就是說(shuō)，光學(xué)偏轉(zhuǎn)裝置的大小可以顯著地減??；功率消耗慢；并且理論上 講，反射鏡表面沒(méi)有表面傾斜。另一方面，在共振型光學(xué)偏轉(zhuǎn)裝置中， 振蕩系統(tǒng)的振蕩器的共振頻率根據(jù)諸如制造差異或溫度的環(huán)境而不 同。在常規(guī)的共振型光學(xué)偏轉(zhuǎn)裝置中，通常在驅(qū)動(dòng)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)頻率被 固定在約為共振頻率附近的頻率的同時(shí)執(zhí)行驅(qū)動(dòng)。在這樣的裝置中， 通過(guò)使用用于檢測(cè)被振蕩系統(tǒng)的振蕩器掃描地偏轉(zhuǎn)的掃描光束的位置 或用于檢測(cè)振蕩器的位移角度的檢測(cè)部件，測(cè)量掃描光束到達(dá)預(yù)定掃 描位置時(shí)的時(shí)間或振蕩器取預(yù)定位移角度時(shí)的時(shí)間。然后，控制該系 統(tǒng)，使得所關(guān)心的時(shí)間與參考時(shí)間相符合(見(jiàn)日本特開(kāi)專利申請(qǐng) No.2005 - 292627 )。然而，如果共振頻率根據(jù)諸如制造差異或溫度的環(huán)境而不同，則 必須在開(kāi)始驅(qū)動(dòng)時(shí)檢測(cè)振蕩系統(tǒng)的共振頻率。對(duì)于用于檢測(cè)振蕩系統(tǒng) 的共振頻率的方法，已知這樣一種方法驅(qū)動(dòng)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)頻率被反復(fù)地改變，并且采取提供最高效率的驅(qū)動(dòng)頻率作為共振頻率(見(jiàn)日本特開(kāi)專利申請(qǐng)No.2005-241482)。發(fā)明內(nèi)容然而，在具有振蕩器和彈性支持部的高效率共振型振蕩系統(tǒng)中， 如果驅(qū)動(dòng)頻率被改變，則直到被改變之前的振蕩器的振蕩頻率變得與 驅(qū)動(dòng)頻率相等需要一定時(shí)間。尤其在共振頻率的附近，由于驅(qū)動(dòng)力相 對(duì)于慣性力較小，振蕩頻率的改變具有一個(gè)時(shí)間常數(shù)，從而振蕩頻率 改變所需要的時(shí)間段變得很長(zhǎng)。例如，如果振蕩系統(tǒng)的共振特征的Q 值在1000左右，則在共振頻率附近會(huì)需要大致0.5秒的時(shí)間。此外，應(yīng)以所需的頻率精確度來(lái)設(shè)定用于改變驅(qū)動(dòng)頻率的增加量。 因此，如果第一次設(shè)定的驅(qū)動(dòng)頻率從共振頻率大大地偏離，則驅(qū)動(dòng)頻 率不得不被改變?cè)S多次以便找到共振頻率。例如，現(xiàn)在假設(shè)驅(qū)動(dòng)頻率 被改變50次直到找到共振頻率，并且每次改變都設(shè)定了 0.5秒的待機(jī) 時(shí)間，則花費(fèi)約25秒來(lái)找到共振頻率。當(dāng)振蕩器裝置用于例如激光束 打印機(jī)時(shí)，其不利地影響了用于啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)的時(shí)間。本發(fā)明提供了一種振蕩器裝置，通過(guò)該振蕩器裝置，可以基于將 驅(qū)動(dòng)頻率改變較少的次數(shù)，在相對(duì)短的時(shí)間內(nèi)確定可被視為振蕩器裝 置的振蕩系統(tǒng)的共振頻率的頻率。此外，本發(fā)明提供一種振蕩器裝置， 通過(guò)該振蕩器裝置，可以基于調(diào)整改變驅(qū)動(dòng)頻率的增加量，非常準(zhǔn)確 地確定可被視為共振頻率的頻率。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種振蕩器裝置，包括振蕩系統(tǒng)， 包括振蕩器和彈性支持部；驅(qū)動(dòng)部，被配置為基于驅(qū)動(dòng)信號(hào)向所述振 蕩系統(tǒng)供應(yīng)驅(qū)動(dòng)力；檢測(cè)部，被配置為至少檢測(cè)所述振蕩器的振蕩振 幅；驅(qū)動(dòng)振幅控制單元，被配置為至少控制所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)振幅； 以及驅(qū)動(dòng)頻率控制單元，被配置為控制要被供應(yīng)至所述驅(qū)動(dòng)部的所述 驅(qū)動(dòng)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)頻率；其中，在所述驅(qū)動(dòng)振幅控制單元控制驅(qū)動(dòng)信號(hào) 的驅(qū)動(dòng)振幅而使得要檢測(cè)的振蕩振幅變?yōu)榈扔谀繕?biāo)值的狀態(tài)下，并且基于包括被各驅(qū)動(dòng)頻率的驅(qū)動(dòng)信號(hào)驅(qū)動(dòng)的不同驅(qū)動(dòng)狀態(tài)下的這些驅(qū)動(dòng)頻率以及被控制的所述驅(qū)動(dòng)振幅的信息，所述驅(qū)動(dòng)頻率控制單元獲取 使驅(qū)動(dòng)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)振幅變?yōu)樽钚〉尿?qū)動(dòng)頻率作為所述振蕩系統(tǒng)的共振 頻率。驅(qū)動(dòng)頻率控制單元可以向所述驅(qū)動(dòng)部供應(yīng)作為所述振蕩系統(tǒng)的共 振頻率被獲取的驅(qū)動(dòng)頻率的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，以使所述驅(qū)動(dòng)部驅(qū)動(dòng)所述振蕩 器裝置，從而要檢測(cè)的振蕩振幅變?yōu)榈扔谀繕?biāo)值。振蕩器裝置還可以包括驅(qū)動(dòng)信息記錄部，所述驅(qū)動(dòng)信息記錄部被 配置為記錄驅(qū)動(dòng)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)頻率和驅(qū)動(dòng)振幅，其中，在以多個(gè)驅(qū)動(dòng)頻 率的相應(yīng)驅(qū)動(dòng)信號(hào)被驅(qū)動(dòng)的不同驅(qū)動(dòng)狀態(tài)的每一個(gè)驅(qū)動(dòng)狀態(tài)中，所述 驅(qū)動(dòng)信息記錄部可以記錄使所述振蕩器獲得目標(biāo)振蕩振幅的驅(qū)動(dòng)信號(hào) 的驅(qū)動(dòng)頻率和驅(qū)動(dòng)振幅，并且其中，基于與記錄的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)頻 率和驅(qū)動(dòng)振幅相關(guān)的信息，所述驅(qū)動(dòng)頻率控制單元可以獲取使驅(qū)動(dòng)信 號(hào)的驅(qū)動(dòng)振幅變?yōu)樽钚〉尿?qū)動(dòng)頻率作為所述振蕩系統(tǒng)的共振頻率。根據(jù)基于由所述驅(qū)動(dòng)信息記錄部記錄的n ( n為不小于3的整數(shù)) 個(gè)驅(qū)動(dòng)頻率的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)下的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)頻率和驅(qū)動(dòng)振 幅，所述驅(qū)動(dòng)頻率控制單元可以執(zhí)行"n-l，，次曲線內(nèi)插，以便獲取使 驅(qū)動(dòng)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)振幅變?yōu)樽钚〉尿?qū)動(dòng)頻率作為所述振蕩系統(tǒng)的共振頻 率。根據(jù)基于由所述驅(qū)動(dòng)信息記錄部記錄的至少兩個(gè)驅(qū)動(dòng)頻率的驅(qū)動(dòng) 信號(hào)的相應(yīng)驅(qū)動(dòng)狀態(tài)下的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)頻率和驅(qū)動(dòng)振幅、以及事先 測(cè)量的所述振蕩系統(tǒng)的特征參數(shù)，所述驅(qū)動(dòng)頻率控制單元可以獲取使 驅(qū)動(dòng)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)振幅變?yōu)樽钚〉尿?qū)動(dòng)頻率作為所述振蕩系統(tǒng)的共振頻 率。驅(qū)動(dòng)頻率控制單元可以基于驅(qū)動(dòng)信息記錄部中記錄的驅(qū)動(dòng)頻率和 驅(qū)動(dòng)振幅來(lái)確定隨后將要使用的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)頻率。驅(qū)動(dòng)頻率控制單元可以確定隨后將要使用的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)頻 率，使得具有三個(gè)連續(xù)的驅(qū)動(dòng)頻率中的中間驅(qū)動(dòng)頻率的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的驅(qū) 動(dòng)振幅變?yōu)樾∮谄渌?qū)動(dòng)頻率的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)振幅。當(dāng)要改變驅(qū)動(dòng)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)頻率時(shí)，所述驅(qū)動(dòng)頻率控制單元可以基于對(duì)當(dāng)前驅(qū)動(dòng)頻率的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)振幅與前一驅(qū)動(dòng)頻率的驅(qū)動(dòng)信號(hào) 的驅(qū)動(dòng)振幅之間的幅值比較來(lái)確定隨后將要使用的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)頻率。基于相對(duì)于當(dāng)前驅(qū)動(dòng)頻率的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的相位的、所述振蕩器的驅(qū) 動(dòng)相位，驅(qū)動(dòng)頻率控制單元可以確定隨后將要使用的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的驅(qū)動(dòng) 頻率。振蕩系統(tǒng)可以包括多個(gè)振蕩器和多個(gè)彈性支持部，其中，其共振頻率可以具有基波的基頻和近似為n倍基頻的n倍(n-fold)波的n 倍頻(n是不小于2的整數(shù))，其中，所述驅(qū)動(dòng)頻率控制單元可以向 所述驅(qū)動(dòng)部供應(yīng)驅(qū)動(dòng)信號(hào)，所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)具有比率為1: n的分別對(duì)應(yīng) 于基波和n倍波的驅(qū)動(dòng)頻率的分量，以使所述驅(qū)動(dòng)部驅(qū)動(dòng)所述振蕩系 統(tǒng)，其中，所述檢測(cè)部檢測(cè)所述振蕩系統(tǒng)的所述振蕩器的與基波或n 倍波相對(duì)應(yīng)的振蕩分量的振蕩振幅，其中，所述驅(qū)動(dòng)振幅控制單元可 以控制驅(qū)動(dòng)信號(hào)的與所述基波或n倍波相對(duì)應(yīng)的分量的驅(qū)動(dòng)振幅，其 中，在所述驅(qū)動(dòng)振幅控制單元控制驅(qū)動(dòng)信號(hào)的與所述基波或n倍波相 對(duì)應(yīng)的分量的驅(qū)動(dòng)振幅，使得檢測(cè)出的所述振蕩器的與基波或n倍波 相對(duì)應(yīng)的振蕩分量的振蕩振幅變?yōu)榈扔谀繕?biāo)值的狀態(tài)下，并且基于包 括被與多個(gè)基波或n倍波相對(duì)應(yīng)的分量的驅(qū)動(dòng)頻率的驅(qū)動(dòng)信號(hào)驅(qū)動(dòng)的所述驅(qū)動(dòng)頻^控制單元可以獲取使驅(qū)動(dòng)信號(hào)的與基波或n:波相^應(yīng) 的分量的驅(qū)動(dòng)振幅變?yōu)樽钚〉尿?qū)動(dòng)頻率作為所述振蕩系統(tǒng)的基波或n 倍波的共振頻率。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種振蕩器裝置，包括振蕩系統(tǒng)， 包括振蕩器和彈性支持部；驅(qū)動(dòng)部，被配置為基于驅(qū)動(dòng)信號(hào)向所述振 蕩系統(tǒng)供應(yīng)驅(qū)動(dòng)力；檢測(cè)部，被配置為至少檢測(cè)所述振蕩器的振蕩振 幅；驅(qū)動(dòng)振幅控制單元，被配置為至少控制所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)振幅； 以及驅(qū)動(dòng)頻率控制單元，被配置為控制要被供應(yīng)至所述驅(qū)動(dòng)部的所述 驅(qū)動(dòng)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)頻率；其中，在所述驅(qū)動(dòng)振幅控制單元控制并保持驅(qū) 動(dòng)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)振幅恒定的狀態(tài)下，并且基于包括被各驅(qū)動(dòng)頻率的驅(qū)動(dòng)信.
的所述振蕩器的所述振蕩振幅的信息，所述驅(qū)動(dòng)頻率控制單元獲取使 所述振蕩器的振蕩振幅變?yōu)樽畲蟮尿?qū)動(dòng)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)頻率作為所述振蕩 系統(tǒng)的共振頻率。
此方面中的振蕩系統(tǒng)可以包括多個(gè)振蕩器和多個(gè)彈性支持部，其
中，其共振頻率可以具有基波的基頻和近似為n倍基頻的n倍波的n 倍頻(n是不小于2的整數(shù))，其中，所述驅(qū)動(dòng)頻率控制單元可以向 所述驅(qū)動(dòng)部供應(yīng)驅(qū)動(dòng)信號(hào)，所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)具有比率為1: n的分別對(duì)應(yīng) 于基波和n倍波的驅(qū)動(dòng)頻率的分量，以使所述驅(qū)動(dòng)部驅(qū)動(dòng)所述振蕩系 統(tǒng)，其中，所述檢測(cè)部可以檢測(cè)所述振蕩系統(tǒng)的所述振蕩器的與基波 或n倍波相對(duì)應(yīng)的振蕩分量的振蕩振幅，其中，所述驅(qū)動(dòng)振幅控制單 元可以控制驅(qū)動(dòng)信號(hào)的與基波或n倍波相對(duì)應(yīng)的分量的驅(qū)動(dòng)振幅，其 中，在所述驅(qū)動(dòng)振幅控制單元控制并保持驅(qū)動(dòng)信號(hào)的與基波或n倍波 相對(duì)應(yīng)的分量的驅(qū)動(dòng)振幅恒定的狀態(tài)下，并且基于包括被與多個(gè)基波 或n倍波相對(duì)應(yīng)的分量的驅(qū)動(dòng)頻率驅(qū)動(dòng)的各個(gè)驅(qū)動(dòng)狀態(tài)下的這些驅(qū)動(dòng) 頻率以及由所述檢測(cè)部檢測(cè)出的與所述振蕩器的基波或n倍波相對(duì)應(yīng) 的驅(qū)動(dòng)振幅的信息，所述驅(qū)動(dòng)頻率控制單元可以獲取使所述振蕩器的 與基波或n倍波相對(duì)應(yīng)的振蕩分量的振蕩振幅成為最大的、驅(qū)動(dòng)信號(hào) 的與基波或n倍波相對(duì)應(yīng)的分量的驅(qū)動(dòng)頻率，作為所述振蕩系統(tǒng)的基 波或n倍波的共振頻率。
根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供一種光學(xué)偏轉(zhuǎn)裝置，包括如上所 記載的振蕩器裝置；以及光學(xué)偏轉(zhuǎn)元件，被放置在至少一個(gè)所述振蕩 器上，以便使入射到所述光學(xué)偏轉(zhuǎn)元件上的光束偏轉(zhuǎn)。
根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供一種包括如上所記載的光學(xué)偏轉(zhuǎn)裝 置的光學(xué)儀器，其中，所述光學(xué)偏轉(zhuǎn)裝置可以被配置為使來(lái)自光源的 光束偏轉(zhuǎn)，從而光束的至少一部分入射在被光照射的物體上。
根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供一種檢測(cè)振蕩器裝置的振蕩系統(tǒng)的 共振頻率的方法，所述振蕩器裝置包括具有振蕩器和彈性支持部的振 蕩系統(tǒng)、和被配置為基于驅(qū)動(dòng)信號(hào)向振蕩系統(tǒng)供應(yīng)驅(qū)動(dòng)力的驅(qū)動(dòng)部，所述方法的特征在于在驅(qū)動(dòng)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)振幅被控制，使得被驅(qū)動(dòng)部 驅(qū)動(dòng)的振蕩器的振蕩振幅變?yōu)榈扔谀繕?biāo)值的狀態(tài)下，通過(guò)多個(gè)驅(qū)動(dòng)頻 率的驅(qū)動(dòng)信號(hào)順序地驅(qū)動(dòng)振蕩器；并且基于包括以所述多個(gè)驅(qū)動(dòng)頻率 的驅(qū)動(dòng)信號(hào)驅(qū)動(dòng)的各個(gè)驅(qū)動(dòng)狀態(tài)下的這些驅(qū)動(dòng)頻率以及被控制的所述 驅(qū)動(dòng)振幅的信息，獲取使驅(qū)動(dòng)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)振幅變?yōu)樽钚〉尿?qū)動(dòng)頻率作 為振蕩系統(tǒng)的共振頻率。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種檢測(cè)振蕩器裝置的振蕩系統(tǒng)的 共振頻率的方法，所述振蕩器裝置包括具有振蕩器和彈性支持部的振 蕩系統(tǒng)、和被配置為基于驅(qū)動(dòng)信號(hào)向振蕩系統(tǒng)供應(yīng)驅(qū)動(dòng)力的驅(qū)動(dòng)部， 所述方法的特征在于在驅(qū)動(dòng)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)振幅被控制并保持恒定的狀 態(tài)下，通過(guò)多個(gè)驅(qū)動(dòng)頻率的驅(qū)動(dòng)信號(hào)順序地驅(qū)動(dòng)振蕩器，并檢測(cè)振蕩 器的振蕩振幅；并且基于包括以所述多個(gè)驅(qū)動(dòng)頻率的驅(qū)動(dòng)信號(hào)驅(qū)動(dòng)的 各個(gè)驅(qū)動(dòng)狀態(tài)下的這些驅(qū)動(dòng)頻率以及所檢測(cè)到的振蕩器的振蕩振幅的 信息，獲取使振蕩器的振蕩振幅變?yōu)樽畲蟮尿?qū)動(dòng)頻率作為振蕩系統(tǒng)的 共振頻率。
結(jié)合附圖，基于對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的以下描述的考慮，本發(fā) 明的這些和其它目標(biāo)、特征和優(yōu)點(diǎn)將變得更加清楚。


圖l是示出了使用根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的振蕩器裝置的光學(xué) 偏轉(zhuǎn)裝置的示意圖2是示出了第一實(shí)施例的光學(xué)偏轉(zhuǎn)裝置的偏轉(zhuǎn)角度的圖； 圖3是示出了光學(xué)偏轉(zhuǎn)裝置的偏轉(zhuǎn)角度關(guān)于時(shí)間的改變的圖； 圖4是示出了第一實(shí)施例的光學(xué)偏轉(zhuǎn)裝置的操作梗概的流程的
圖5是示出了第一實(shí)施例中的基于驅(qū)動(dòng)相位比較來(lái)改變驅(qū)動(dòng)信號(hào) 的驅(qū)動(dòng)頻率的圖。
圖6是示出了第一實(shí)施例中的基于驅(qū)動(dòng)信號(hào)振幅的比較來(lái)改變驅(qū) 動(dòng)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)頻率的圖；圖7示出了在第一實(shí)施例中用于二次曲線內(nèi)插的三個(gè)驅(qū)動(dòng)頻率的
圖8是示出了使用根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的振蕩器裝置的光學(xué) 偏轉(zhuǎn)裝置的示意圖9是示出了第二實(shí)施例的光學(xué)偏轉(zhuǎn)裝置的偏轉(zhuǎn)角度的圖10是示出了使用根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的振蕩器裝置的光 學(xué)偏轉(zhuǎn)裝置的示意圖ll是示出了第三實(shí)施例的光學(xué)偏轉(zhuǎn)裝置的操作梗概的流程的
圖12是示出了基于振蕩振幅的比較來(lái)改變驅(qū)動(dòng)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)頻率 的圖13是示出了在第三實(shí)施例中用于二次曲線內(nèi)插的三個(gè)驅(qū)動(dòng)頻 率的圖。
圖14是示出了使用根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)偏轉(zhuǎn)裝置的圖像形成設(shè)備 的實(shí)施例的透視圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明涉及基于以下特征來(lái)獲取共振頻率的技術(shù)，該特征為當(dāng) 具有自然振蕩模式的振蕩系統(tǒng)以自然振蕩模式的共振頻率被驅(qū)動(dòng)時(shí)， 驅(qū)動(dòng)效率變?yōu)樽畲蟆?br> 使用該特征的第一方法可以是在振蕩系統(tǒng)的振蕩器的振蕩振幅 被控制在目標(biāo)值的狀態(tài)下，檢測(cè)哪個(gè)驅(qū)動(dòng)頻率可以提供具有最小驅(qū)動(dòng) 振幅的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，并且這樣的驅(qū)動(dòng)頻率被視為要獲取的共振頻率。稍 后將參照第一實(shí)施例來(lái)描述基于該方法的示例。
第二方法可以是在將驅(qū)動(dòng)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)振幅控制為恒定的狀態(tài)下， 檢測(cè)哪個(gè)驅(qū)動(dòng)頻率可以提供振蕩系統(tǒng)的振蕩器的最大振蕩振幅，并且 這樣的驅(qū)動(dòng)頻率被視為要獲取的共振頻率。稍后將參照第三實(shí)施例來(lái) 描述基于該方法的示例。
這些方法是以不同方式利用基于上述特征的現(xiàn)象的方法，但這些方法基于實(shí)質(zhì)上相同的原理。
根據(jù)上述第一方法的振蕩器裝置可以包括振蕩系統(tǒng)、用于向振蕩 系統(tǒng)供應(yīng)驅(qū)動(dòng)力的驅(qū)動(dòng)部、用于檢測(cè)振蕩器的振蕩振幅的檢測(cè)部(部 件)、用于控制驅(qū)動(dòng)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)振幅的驅(qū)動(dòng)振幅控制單元、和用于控
制要被供應(yīng)至驅(qū)動(dòng)部的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)頻率的驅(qū)動(dòng)頻率控制單元。在 驅(qū)動(dòng)振幅控制單元控制驅(qū)動(dòng)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)振幅，使得將由檢測(cè)部件檢測(cè)
的振蕩振幅變?yōu)榈扔谀繕?biāo)值的情況下，并且基于包括以各驅(qū)動(dòng)頻率的 驅(qū)動(dòng)信號(hào)驅(qū)動(dòng)的不同驅(qū)動(dòng)狀態(tài)下的這些驅(qū)動(dòng)頻率以及被控制的所述驅(qū) 動(dòng)振幅的信息，驅(qū)動(dòng)頻率控制單元獲取使驅(qū)動(dòng)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)振幅變?yōu)樽?小的驅(qū)動(dòng)頻率作為振蕩系統(tǒng)的共振頻率。
此外，根據(jù)上述第一方法檢測(cè)具有振蕩系統(tǒng)和驅(qū)動(dòng)部的振蕩器裝
置的共振頻率的方法可以包括下述過(guò)程也就是說(shuō)，在驅(qū)動(dòng)信號(hào)的驅(qū) 動(dòng)振幅被控制為使得由驅(qū)動(dòng)部驅(qū)動(dòng)的振蕩器的振蕩振幅變?yōu)榈扔谀繕?biāo) 值的狀態(tài)下，通過(guò)多個(gè)驅(qū)動(dòng)頻率的驅(qū)動(dòng)信號(hào)來(lái)順序地驅(qū)動(dòng)振蕩器；并 且基于包括以所述多個(gè)驅(qū)動(dòng)頻率的驅(qū)動(dòng)信號(hào)驅(qū)動(dòng)的各個(gè)驅(qū)動(dòng)狀態(tài)下的 這些驅(qū)動(dòng)頻率以及被控制的所述驅(qū)動(dòng)振幅的信息，獲取使驅(qū)動(dòng)信號(hào)的 驅(qū)動(dòng)振幅變?yōu)樽钚〉尿?qū)動(dòng)頻率作為振蕩系統(tǒng)的共振頻率。
根據(jù)上迷第二方法的振蕩器裝置可以包括振蕩系統(tǒng)、用于向振蕩 系統(tǒng)供應(yīng)驅(qū)動(dòng)力的驅(qū)動(dòng)部、用于檢測(cè)振蕩器的振蕩振幅的檢測(cè)部(部 件)、用于控制驅(qū)動(dòng)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)振幅的驅(qū)動(dòng)振幅控制單元、和用于控 制要被供應(yīng)至驅(qū)動(dòng)部的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)頻率的驅(qū)動(dòng)頻率控制單元，其 中，在驅(qū)動(dòng)振幅控制單元控制并保持驅(qū)動(dòng)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)振幅恒定的情況 下，并且基于包括以各驅(qū)動(dòng)頻率的驅(qū)動(dòng)信號(hào)驅(qū)動(dòng)的不同驅(qū)動(dòng)狀態(tài)下的 這些驅(qū)動(dòng)頻率以及由所述檢測(cè)部檢測(cè)到的所述振蕩器的振蕩振幅的信 息，驅(qū)動(dòng)頻率控制單元獲取使振蕩器的振蕩振幅變?yōu)樽畲蟮尿?qū)動(dòng)信號(hào) 的驅(qū)動(dòng)頻率作為所述振蕩系統(tǒng)的共振頻率。
此外，根據(jù)上述第二方法檢測(cè)具有振蕩系統(tǒng)和驅(qū)動(dòng)部的振蕩器裝 置的共振頻率的方法可以包括下述過(guò)程也就是說(shuō)，在驅(qū)動(dòng)信號(hào)的驅(qū) 動(dòng)振幅被控制并保持恒定的狀態(tài)下，通過(guò)多個(gè)驅(qū)動(dòng)頻率的驅(qū)動(dòng)信號(hào)順序地驅(qū)動(dòng)振蕩器，并檢測(cè)振蕩器的振蕩振幅；并且基于包括以所述多 個(gè)驅(qū)動(dòng)頻率的驅(qū)動(dòng)信號(hào)驅(qū)動(dòng)的不同驅(qū)動(dòng)狀態(tài)下的這些驅(qū)動(dòng)頻率以及由 所檢測(cè)到的所述振蕩器的振蕩振幅的信息，獲取使振蕩器的振蕩振幅 變?yōu)樽畲蟮尿?qū)動(dòng)頻率作為振蕩系統(tǒng)的共振頻率。
當(dāng)然，這兩種方法可以被應(yīng)用到具有單個(gè)振蕩器的振蕩系統(tǒng)來(lái)獲 取其共振頻率。然而，這兩種方法也可以應(yīng)用于具有多個(gè)振蕩器的振 蕩系統(tǒng)，以便獲取其共振頻率。在后一種情況下，如果需要獲取后一 種振蕩系統(tǒng)的多個(gè)自然振蕩模式中的某個(gè)共振頻率，則可以進(jìn)行下述 過(guò)程。也就是說(shuō)，在關(guān)注與該共振頻率的自然振蕩模式相對(duì)應(yīng)的振蕩 運(yùn)動(dòng)的分量的振蕩振幅、驅(qū)動(dòng)信號(hào)的分量的驅(qū)動(dòng)頻率和驅(qū)動(dòng)振幅的同 時(shí)，它們被如上述兩種方法中的振蕩振幅、驅(qū)動(dòng)頻率和驅(qū)動(dòng)振幅那樣 對(duì)待。然后，可以獲取可被視為具有多個(gè)振蕩器的振蕩系統(tǒng)的所需共 振頻率的頻率。稍后將參照第二實(shí)施例來(lái)描述這樣的示例。
將參照附圖描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。
第一實(shí)施例
圖l是當(dāng)本發(fā)明應(yīng)用于光學(xué)偏轉(zhuǎn)裝置時(shí)的第一實(shí)施例的示意圖。
在該實(shí)施例中，光學(xué)偏轉(zhuǎn)單元(光學(xué)掃描儀)包括振蕩系統(tǒng)ioo，
其包括一個(gè)振蕩器101和作為彈性支持部的扭簧111、和用于支持振 蕩系統(tǒng)的支持部121。該光學(xué)偏轉(zhuǎn)裝置被配置為使得驅(qū)動(dòng)部120接收 驅(qū)動(dòng)信號(hào)，并且作為響應(yīng)，其基于電磁系統(tǒng)、靜電系統(tǒng)或壓電系統(tǒng)向 振蕩系統(tǒng)100供應(yīng)驅(qū)動(dòng)力。作為一個(gè)示例，在電磁驅(qū)動(dòng)的情況下，可 以在振蕩器上安裝永磁體，并且可以在振蕩器的附近放置用于向該永 磁體施加磁場(chǎng)的電線圏。永磁體和電線圏的放置可以顛倒。在靜電驅(qū) 動(dòng)的情況下，可以在振蕩器上形成電極，并在振蕩器的附近形成電極， 該后一個(gè)電極有效地產(chǎn)生作用在其與前一個(gè)電極之間的靜電力。在壓 電驅(qū)動(dòng)的情況下，可以在振蕩系統(tǒng)或振蕩系統(tǒng)的固定支持部處設(shè)置壓 電元件，以〗更對(duì)其施加驅(qū)動(dòng)力。
振蕩器101上形成有諸如反射鏡之類的光學(xué)偏轉(zhuǎn)元件，并且其偏轉(zhuǎn)地反射來(lái)自光源131的光束132以便對(duì)其掃描。以這種方式，光學(xué) 偏轉(zhuǎn)元件被設(shè)置在振蕩器上，并且實(shí)現(xiàn)了用于使入射在光學(xué)偏轉(zhuǎn)元件 上的光束偏轉(zhuǎn)的光學(xué)偏轉(zhuǎn)裝置。此外，掃描光133在單個(gè)掃描周期期 間兩次經(jīng)過(guò)構(gòu)成檢測(cè)部(部件)的光接收元件140?？刂茊卧?50基 于掃描光133經(jīng)過(guò)光接收元件140時(shí)的時(shí)間來(lái)產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)信號(hào)，并且該 驅(qū)動(dòng)信號(hào)被供應(yīng)至驅(qū)動(dòng)部120。
圖2示出了通過(guò)光學(xué)偏轉(zhuǎn)裝置的振蕩器101的反射鏡偏轉(zhuǎn)的掃描 光133的偏轉(zhuǎn)角度。光學(xué)掃描儀的光接收元件140放置在其可以接收 掃描光133的位置(離掃描中心設(shè)定角度eBD的位置)，掃描光133 具有小于光學(xué)掃描儀的最大偏轉(zhuǎn)角度的偏轉(zhuǎn)角度。盡管在圖2中，光 接收元件140放置在圖2中的光學(xué)掃描儀的光路徑上，光接收元件140 也可以放置在被單獨(dú)的反射鏡進(jìn)一步偏轉(zhuǎn)的掃描光的光路徑上。
將詳細(xì)地說(shuō)明控制單元150的結(jié)構(gòu)和操作。
構(gòu)成檢測(cè)部(部件)的時(shí)間測(cè)量部152取光接收元件140的輸出 信號(hào)來(lái)測(cè)量與掃描光133的檢測(cè)時(shí)刻相關(guān)的時(shí)間tl和時(shí)間t2。圖3示 出了光學(xué)掃描儀的掃描光133的偏轉(zhuǎn)角度e關(guān)于時(shí)間的改變、以及涉 及掃描光133經(jīng)過(guò)光接收元件140的設(shè)定位置的設(shè)定角度0BD的時(shí)刻 的上述時(shí)間tl和t2。關(guān)于區(qū)分時(shí)間tl和t2的方法，4吏檢測(cè)時(shí)刻的時(shí) 間變?yōu)椴淮笥隍?qū)動(dòng)信號(hào)的半周期的那個(gè)時(shí)間被取為tl，而另一個(gè)被取 為t2。掃描光133的偏轉(zhuǎn)角度e關(guān)于時(shí)間的改變對(duì)應(yīng)于振蕩器101以 某振蕩頻率振蕩的振蕩運(yùn)動(dòng)。
驅(qū)動(dòng)振幅控制單元154基于圖3所示的檢測(cè)時(shí)間tl和由控制器 151設(shè)定的目標(biāo)時(shí)間153之間的差A(yù)tl來(lái)控制要被供應(yīng)至驅(qū)動(dòng)部120 的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的振幅。另一方面，波形發(fā)生器157產(chǎn)生由驅(qū)動(dòng)頻率控制 單元156設(shè)定的驅(qū)動(dòng)頻率的波形。此處，由于稍后將描述的驅(qū)動(dòng)信號(hào) 的振幅和驅(qū)動(dòng)相位0應(yīng)如上所述基于時(shí)間測(cè)量單元152的輸出而被固 定，因此檢測(cè)部應(yīng)僅具有設(shè)置了單個(gè)光接收元件140來(lái)測(cè)量檢測(cè)時(shí)間 tl和檢測(cè)時(shí)間t2的結(jié)構(gòu)。
此外，驅(qū)動(dòng)相位檢測(cè)部155基于從時(shí)間測(cè)量單元152輸出的檢測(cè)時(shí)間tl和t2、以及從波形發(fā)生器157輸出的波形來(lái)檢測(cè)振蕩器101的 驅(qū)動(dòng)相位0。驅(qū)動(dòng)相位0是相對(duì)于驅(qū)動(dòng)信號(hào)的相位的、振蕩器101的 振蕩運(yùn)動(dòng)的相位。如圖5所示，如果驅(qū)動(dòng)頻率小于共振頻率，則驅(qū)動(dòng) 相位0變?yōu)榇笥诋?dāng)驅(qū)動(dòng)頻率為共振頻率f0時(shí)的驅(qū)動(dòng)相位0。。如果驅(qū)動(dòng)
頻率大于共振頻率，則驅(qū)動(dòng)相位變?yōu)樾∮?0。
驅(qū)動(dòng)信息記錄部158記錄由驅(qū)動(dòng)振幅控制單元154控制的驅(qū)動(dòng)信 號(hào)的振幅、以及由驅(qū)動(dòng)頻率控制單元156在波形發(fā)生器157中設(shè)定的 驅(qū)動(dòng)頻率fd,所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)的振幅使得振蕩系統(tǒng)100的振蕩器101的 振蕩振幅變?yōu)榈扔谀繕?biāo)振幅。在本實(shí)施例中，基于由驅(qū)動(dòng)信息記錄部 158記錄的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的振幅和驅(qū)動(dòng)頻率、以及由驅(qū)動(dòng)相位檢測(cè)部155 檢測(cè)的驅(qū)動(dòng)相位0，驅(qū)動(dòng)頻率控制單元156確定驅(qū)動(dòng)頻率fd并在波形 發(fā)生器157中設(shè)定該驅(qū)動(dòng)頻率fd。更具體地講，驅(qū)動(dòng)頻率控制單元156 基于相對(duì)于當(dāng)前驅(qū)動(dòng)頻率的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的相位的、振蕩器的驅(qū)動(dòng)相位， 確定隨后將要使用的隨后驅(qū)動(dòng)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)頻率。
圖4示出了本實(shí)施例中的驅(qū)動(dòng)頻率控制單元156和驅(qū)動(dòng)信息記錄 部158的操作流程。將跟隨該流程進(jìn)行描述。在驅(qū)動(dòng)開(kāi)始時(shí)，驅(qū)動(dòng)頻 率控制單元156在波形發(fā)生器157a中設(shè)定基于生產(chǎn)時(shí)的共振頻率和/ 或之前驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)頻率的驅(qū)動(dòng)頻率fdl，并且其開(kāi)始驅(qū)動(dòng)。例如，可 以僅使用生產(chǎn)時(shí)的共振頻率或之前驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)頻率，或可供替換地， 可以在考慮此時(shí)的溫度的同時(shí)來(lái)設(shè)定(一般來(lái)說(shuō)，共振頻率隨溫度升 高而下降)。該設(shè)定可以在設(shè)備側(cè)自動(dòng)地執(zhí)行，或可以通過(guò)操作者手 動(dòng)地設(shè)定。驅(qū)動(dòng)振幅控制單元154控制驅(qū)動(dòng)信號(hào)振幅A15使得振蕩系 統(tǒng)100的振蕩器101在驅(qū)動(dòng)頻率f山獲得目標(biāo)振蕩振幅。驅(qū)動(dòng)信息記 錄部158記錄此時(shí)的驅(qū)動(dòng)頻率fc^和驅(qū)動(dòng)信號(hào)振幅A1()
圖5示出了基于驅(qū)動(dòng)相位比較的驅(qū)動(dòng)頻率改變的方向。驅(qū)動(dòng)頻率 控制單元156將由驅(qū)動(dòng)相位檢測(cè)部155檢測(cè)的驅(qū)動(dòng)相位0l與在共振頻 率fo驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)相位0。(事先測(cè)量并存儲(chǔ))進(jìn)行比較。如果作為比較 的結(jié)果，當(dāng)前驅(qū)動(dòng)相位01大于共振頻率f。的驅(qū)動(dòng)相位0。，則驅(qū)動(dòng)頻 率控制單元156在波形發(fā)生器157中設(shè)定驅(qū)動(dòng)頻率fd2，其中該頻率是從驅(qū)動(dòng)頻率f山增加預(yù)定頻率改變?cè)黾恿縡add的頻率。相反，如果當(dāng)前
驅(qū)動(dòng)相位01小于共振頻率f。的驅(qū)動(dòng)相位0。，則驅(qū)動(dòng)頻率控制單元156 在波形發(fā)生器157中設(shè)定驅(qū)動(dòng)頻率fd2，其中該頻率是減少預(yù)定頻率改 變?cè)黾恿?減少量)fadd的頻率。在該情況下，與驅(qū)動(dòng)頻率為f山的情 況相同，驅(qū)動(dòng)信息記錄部158記錄使振蕩系統(tǒng)100的振蕩器101在驅(qū) 動(dòng)頻率fd2獲得目標(biāo)振幅的驅(qū)動(dòng)信號(hào)振幅A2、以及該驅(qū)動(dòng)頻率fd2。
頻率改變?cè)黾恿縡add可以在考慮從之前驅(qū)動(dòng)的溫度改變、頻率改
變操作的估計(jì)次數(shù)、和/或所需共振頻率精確度的同時(shí)被確定。例如，
如果預(yù)期由于溫度從之前驅(qū)動(dòng)發(fā)生改變，共振頻率被改變了約aHz， 并且在將驅(qū)動(dòng)頻率f山設(shè)定為改變的值的同時(shí)，包括初始設(shè)定應(yīng)進(jìn)行 三次頻率改變，則頻率改變?cè)黾恿縡add可以是a/2Hz或更多。此外，如果包括初始設(shè)定應(yīng)進(jìn)行兩次頻率改變，則頻率改變?cè)黾恿縡add可以
是aHz或更多。換句話說(shuō)，在以初始設(shè)定的驅(qū)動(dòng)頻率開(kāi)始之后，頻率 改變?cè)黾恿繎?yīng)被設(shè)定得以便變?yōu)楦哂诠舱耦l率，直到設(shè)定最后的驅(qū)動(dòng) 頻率。
圖6和圖7示出了基于驅(qū)動(dòng)信號(hào)振幅的比較的驅(qū)動(dòng)頻率改變的方 向。在初始驅(qū)動(dòng)頻率改變時(shí)其不能適用。對(duì)于初始驅(qū)動(dòng)頻率改變，可 以應(yīng)用上文中提到的基于驅(qū)動(dòng)相位比較的方法。驅(qū)動(dòng)頻率控制單元 156比較驅(qū)動(dòng)信息記錄部158中記錄的驅(qū)動(dòng)振幅信號(hào)Az和驅(qū)動(dòng)振幅信 號(hào)&的幅值。如果比較結(jié)果為^大于A2，則在波形發(fā)生器157中設(shè)
定在與之前頻率改變相同的方向上改變預(yù)定頻率改變?cè)黾恿縡add所得 到的驅(qū)動(dòng)頻率fd3(見(jiàn)圖7中的驅(qū)動(dòng)信號(hào)振幅An、 A^和Aw)。在圖 7的情況下，由于驅(qū)動(dòng)相位大于共振頻率f。的驅(qū)動(dòng)相位0。，因此使驅(qū) 動(dòng)頻率fdw、 fdw和fdw以該順序連續(xù)變大。
相反，如果如圖6所示AN、于A2 ，則在該實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)頻率 控制單元156在波形發(fā)生器157中設(shè)定驅(qū)動(dòng)頻率fd3，該驅(qū)動(dòng)頻率fd3 是在與之前頻率改變方向相反的方向上將頻率改變頻率改變?cè)黾恿?br> fadd的兩倍而得到的。在該情況下，由于驅(qū)動(dòng)相位0j、于共振頻率fo 的驅(qū)動(dòng)相位0。，驅(qū)動(dòng)頻率fd2是通過(guò)降低驅(qū)動(dòng)頻率fdi得到的。然而，由于驅(qū)動(dòng)相位02大于驅(qū)動(dòng)相位0n，驅(qū)動(dòng)頻率fds是通過(guò)增大驅(qū)動(dòng)頻率 fd2得到的。在該情況下，與驅(qū)動(dòng)頻率為fdi的情況相似，驅(qū)動(dòng)信息記 錄部158記錄使振蕩系統(tǒng)100的振蕩器101在驅(qū)動(dòng)頻率fd3獲得目標(biāo) 振蕩振幅的驅(qū)動(dòng)信號(hào)振幅A3。以這種方式，驅(qū)動(dòng)頻率控制單元156基 于驅(qū)動(dòng)信息記錄部158中記錄的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)頻率和驅(qū)動(dòng)振幅來(lái)確 定隨后驅(qū)動(dòng)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)頻率。更具體地講，當(dāng)驅(qū)動(dòng)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)頻率要 被改變時(shí)，驅(qū)動(dòng)頻率控制單元156基于當(dāng)前驅(qū)動(dòng)頻率的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的驅(qū) 動(dòng)振幅與之前驅(qū)動(dòng)頻率的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)振幅的幅值比較，來(lái)確定隨 后驅(qū)動(dòng)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)頻率。
隨后，驅(qū)動(dòng)頻率控制單元156將當(dāng)在驅(qū)動(dòng)信息記錄部158中記錄 的驅(qū)動(dòng)頻率f(^和fd2中接近驅(qū)動(dòng)頻率fd3的一個(gè)驅(qū)動(dòng)頻率時(shí)記錄的驅(qū) 動(dòng)信號(hào)振幅與A3進(jìn)行比較。如果作為比較結(jié)果，A3較大，則基于驅(qū) 動(dòng)信息記錄部158中記錄的驅(qū)動(dòng)頻率和驅(qū)動(dòng)振幅，并且通過(guò)使用下述 等式(l-l)、 (1-2)和(1-3)來(lái)執(zhí)行二次曲線內(nèi)插，從而確定與使驅(qū)動(dòng)振幅 A變?yōu)樽钚〉墓舱耦l率相對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)頻率fd 。以這種方式，可以獲取 可被視為共振頻率的驅(qū)動(dòng)頻率fd。。此處，在下述等式中，"a"為經(jīng)過(guò) 圖6中的三個(gè)點(diǎn)的二次方程的二次項(xiàng)的系數(shù)，并且類似地，"b"是一次 項(xiàng)的系數(shù)。
a _ fdx (fd/ - fdj) - fd 2 x fd, + fd x fd3 + fd ,2 x (fd 2 - fd3)
.,.(1-1)
b— fc^x(A3-A:)-fd xA3 + fd3、A:+(fd —fd )xA, 一 一 fd t x (fd 3: _ fd) - fel: x fd 32 + fd:， x d 3 + fd,: x (fd 2 _ fd 3)
...(1-2)
w b
fdo—T …(l-3) 2a
此外，在本實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)頻率控制單元156在波形發(fā)生器157 中設(shè)定驅(qū)動(dòng)頻率fd。。控制單元150進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，使得在波形發(fā)生器157中設(shè)定的驅(qū)動(dòng)頻率fd。處，振蕩器101的振蕩振幅達(dá)到預(yù)定值。以這 種方式，驅(qū)動(dòng)頻率控制單元156將作為振蕩系統(tǒng)的共振頻率被獲取的 驅(qū)動(dòng)頻率的驅(qū)動(dòng)信號(hào)供應(yīng)至驅(qū)動(dòng)部120，從而使得驅(qū)動(dòng)部120驅(qū)動(dòng)振 蕩器101,以使由檢測(cè)部件檢測(cè)的振蕩振幅達(dá)到目標(biāo)值。驅(qū)動(dòng)頻率控 制單元156可以在波形發(fā)生器157中有意地設(shè)定從驅(qū)動(dòng)頻率fd。偏移 指定值的驅(qū)動(dòng)頻率，以便驅(qū)動(dòng)振蕩器101。
相反，如果A3較小，則執(zhí)行進(jìn)一步的驅(qū)動(dòng)頻率改變，使得如圖 7中的虛線圍成的區(qū)域所示，中間頻率的驅(qū)動(dòng)信號(hào)振幅變?yōu)榈陀谄渌?兩個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)振幅，并且在驅(qū)動(dòng)信息記錄部158中記錄驅(qū)動(dòng)信號(hào)振幅。 更具體地講，在波形發(fā)生器157中設(shè)定其頻率在與之前驅(qū)動(dòng)頻率改變 相同的方向上改變了 fadd而獲得的驅(qū)動(dòng)頻率fdn。此外，驅(qū)動(dòng)信息記錄 部158記錄使振蕩系統(tǒng)在驅(qū)動(dòng)頻率fdn獲得目標(biāo)振幅的驅(qū)動(dòng)信號(hào)振幅 An。然后，驅(qū)動(dòng)頻率控制單元156重復(fù)頻率改變，直到驅(qū)動(dòng)信號(hào)振幅 A^變?yōu)榈陀隍?qū)動(dòng)信號(hào)振幅An。之后，基于驅(qū)動(dòng)信息記錄部158中記
錄的驅(qū)動(dòng)頻率fdn、 fd^和fdn.2、以及驅(qū)動(dòng)振幅An、 和An_2 ，根據(jù)
與上文中提到的等式(l-l)、 (1- 2)和(l-3)相似的等式來(lái)執(zhí)行二次曲線內(nèi) 插，并且確定使驅(qū)動(dòng)頻率fd。變?yōu)樽钚〉尿?qū)動(dòng)振幅。以這種方式，驅(qū) 動(dòng)頻率控制單元156確定隨后驅(qū)動(dòng)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)頻率，使得三個(gè)連續(xù)的
它驅(qū)動(dòng)頻率的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)振幅。
根據(jù)上述本實(shí)施例的振蕩器裝置包括驅(qū)動(dòng)信息記錄部158,其用 于記錄驅(qū)動(dòng)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)頻率和振幅。該驅(qū)動(dòng)信息記錄部被配置為使得 當(dāng)振蕩器裝置通過(guò)多個(gè)驅(qū)動(dòng)頻率的驅(qū)動(dòng)信號(hào)在不同驅(qū)動(dòng)狀態(tài)下被順序 驅(qū)動(dòng)時(shí)，其記錄在各個(gè)驅(qū)動(dòng)狀態(tài)下使振蕩器101獲得目標(biāo)振蕩振幅的 驅(qū)動(dòng)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)頻率和振幅。然后，基于與所記錄的多個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)的 驅(qū)動(dòng)頻率和驅(qū)動(dòng)振幅相關(guān)的信息，驅(qū)動(dòng)頻率控制單元156獲取使驅(qū)動(dòng) 信號(hào)的驅(qū)動(dòng)振幅變?yōu)樽钚〉尿?qū)動(dòng)頻率作為振蕩系統(tǒng)100的共振頻率。
在此實(shí)施例中，如果在三個(gè)驅(qū)動(dòng)頻率中，中間驅(qū)動(dòng)頻率的驅(qū)動(dòng)信 號(hào)振幅不小于其它驅(qū)動(dòng)信號(hào)振幅，則在相同的方向上進(jìn)一步改變驅(qū)動(dòng)頻率，然后測(cè)量驅(qū)動(dòng)信號(hào)幅值。然而，可以不總是執(zhí)行該處理。例如， 如果預(yù)測(cè)了共振頻率位置的近似區(qū)域，則可以考慮該預(yù)測(cè)來(lái)執(zhí)行與上
述相似的二次曲線內(nèi)插，從而確定對(duì)應(yīng)于共振頻率的驅(qū)動(dòng)頻率fdo。此 外，可以考慮驅(qū)動(dòng)信號(hào)振幅的變化率(例如變化率逐漸減小)來(lái)執(zhí)行 與上述相似的二次曲線內(nèi)插，從而確定對(duì)應(yīng)于共振頻率的驅(qū)動(dòng)頻率 fd0。
此外，盡管在此實(shí)施例中，使用了三個(gè)驅(qū)動(dòng)頻率的驅(qū)動(dòng)信號(hào)振幅， 但數(shù)目不限于三個(gè)。通過(guò)使用多個(gè)(數(shù)目為n，其中n是不小于4的 整數(shù))驅(qū)動(dòng)頻率的驅(qū)動(dòng)信號(hào)振幅，可以執(zhí)行"n-l"次曲線內(nèi)插。即， 在該情況下，驅(qū)動(dòng)頻率控制單元可以基于在各個(gè)驅(qū)動(dòng)狀態(tài)下的驅(qū)動(dòng)信 號(hào)的驅(qū)動(dòng)頻率和驅(qū)動(dòng)振幅來(lái)執(zhí)行"n-l"次曲線內(nèi)插，所述各個(gè)驅(qū)動(dòng)狀 態(tài)是通過(guò)這些記錄在驅(qū)動(dòng)信息記錄部中的n (n為不小于3的整數(shù)) 個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)而被驅(qū)動(dòng)的。然后，獲取使驅(qū)動(dòng)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)振幅變?yōu)樽钚?的驅(qū)動(dòng)頻率作為振蕩系統(tǒng)的共振頻率。
可供替換地，基于由驅(qū)動(dòng)信息記錄部158記錄的兩個(gè)或更多的驅(qū) 動(dòng)頻率的驅(qū)動(dòng)信號(hào)振幅和事先測(cè)量的振蕩系統(tǒng)100的參數(shù)(例如Q 值)，可以確定使驅(qū)動(dòng)信號(hào)的振幅變?yōu)樽钚〉念l率。例如，通過(guò)使用 兩個(gè)或更多驅(qū)動(dòng)頻率的驅(qū)動(dòng)信號(hào)振幅，并且基于在考慮振蕩系統(tǒng)100 的參數(shù)的同時(shí)準(zhǔn)備的表格或任何其它函數(shù)，可以確定使驅(qū)動(dòng)信號(hào)的振 幅A變?yōu)樽钚〉尿?qū)動(dòng)頻率。例如，可以根據(jù)多個(gè)(兩個(gè)或更多)驅(qū)動(dòng) 頻率的驅(qū)動(dòng)信號(hào)振幅來(lái)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)振幅的變化率，然后基于來(lái)自具 有最小振幅A的驅(qū)動(dòng)頻率的多個(gè)驅(qū)動(dòng)頻率中的最小振幅的頻率的變化 率和偏移量的表格，來(lái)確定使振幅A變?yōu)樽钚〉尿?qū)動(dòng)頻率。
此外，如果作為振蕩系統(tǒng)的共振特征的參數(shù)的Q值隨環(huán)境波動(dòng)較 小，則可利用等式(1 - 1 )獲得的值"a，，可以是固定值。根據(jù)固定值"a"、 驅(qū)動(dòng)頻率fc^和fd2、以及驅(qū)動(dòng)信號(hào)振幅Ai和A2，可以4吏用下面的等 式(1-4)和上述等式(1-3)來(lái)執(zhí)行二次曲線內(nèi)插，可以確定使對(duì) 應(yīng)于共振頻率的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的振幅A變?yōu)樽钚〉尿?qū)動(dòng)頻率fd。。更具體 地講，基于在各個(gè)驅(qū)動(dòng)狀態(tài)下的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)頻率和驅(qū)動(dòng)振幅、以及事先測(cè)量的振蕩系統(tǒng)的特征參數(shù)，驅(qū)動(dòng)頻率控制單元獲取使驅(qū)動(dòng)振 幅變?yōu)樽钚〉尿?qū)動(dòng)頻率作為振蕩系統(tǒng)的共振頻率，所述各個(gè)驅(qū)動(dòng)狀態(tài) 是以兩個(gè)或更多驅(qū)動(dòng)頻率的這些驅(qū)動(dòng)信號(hào)被驅(qū)動(dòng)的。
b 一 _A2 + At +axfd / - axfd,
此外，可以基于確定驅(qū)動(dòng)頻率f。的精確度和共振頻率的可變范圍 來(lái)任意地確定驅(qū)動(dòng)頻率改變?cè)黾恿縡add。盡管在該實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)頻 率改變?cè)黾恿縡add具有恒定值，但可在每次頻率改變時(shí)改變fadd。例 如，可以考慮驅(qū)動(dòng)信號(hào)振幅的變化率來(lái)改變改變?cè)黾恿縡add (例如與 變化率成比例)。
此外，盡管在此實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)相位被用于確定隨后的驅(qū)動(dòng)頻率 fd2,但可以不使用基于驅(qū)動(dòng)相位的判斷來(lái)確定驅(qū)動(dòng)頻率fd2。例如， 可以在低于共振頻率的驅(qū)動(dòng)頻率下開(kāi)始處理，所述共振頻率的近似區(qū) 域已經(jīng)被預(yù)先檢測(cè)，并且在某個(gè)方向(增大的方向)上來(lái)改變隨后的 驅(qū)動(dòng)頻率fd2。此外，可以考慮驅(qū)動(dòng)信號(hào)振幅的變化率來(lái)確定驅(qū)動(dòng)頻率 變4匕方向。
關(guān)于驅(qū)動(dòng)信號(hào)振幅的記錄，可以在改變驅(qū)動(dòng)頻率之后和振蕩器 101以該頻率振蕩之前，存在待機(jī)時(shí)間。此外，驅(qū)動(dòng)信息記錄部158 可以記錄改變之后的預(yù)定時(shí)間期間的驅(qū)動(dòng)信號(hào)振幅的平均值。
盡管在此實(shí)施例中，振蕩器101的振蕩頻率是使用掃描光133和 光接收元件140被檢測(cè)的，但可以使用用于檢測(cè)振蕩頻率的諸如壓電 元件之類的某種檢測(cè)器。例如，可以在彈性支持部lll上安裝壓電傳 感器，或可供替換地，可以使用靜電電容傳感器或磁傳感器。
根據(jù)本實(shí)施例，通過(guò)合適地執(zhí)行初始驅(qū)動(dòng)頻率的設(shè)定和頻率改變 增加量的設(shè)定，可以基于較少數(shù)目的驅(qū)動(dòng)頻率改變來(lái)確定可被視為振 蕩器裝置的振蕩系統(tǒng)的共振頻率的頻率。通過(guò)調(diào)整驅(qū)動(dòng)頻率改變的增 加量，可以以高精確度來(lái)確定可被視為共振頻率的頻率。
第二實(shí)施例圖8是當(dāng)本發(fā)明被應(yīng)用于光學(xué)偏轉(zhuǎn)裝置時(shí)的第二實(shí)施例的示意圖。
在此實(shí)施例中，光學(xué)偏轉(zhuǎn)單元(光學(xué)掃描儀)包括振蕩系統(tǒng)， 其至少包括第一振蕩器101、第二振蕩器102、第一扭簧lll和第二扭 簧112;以及用于支持振蕩系統(tǒng)100的支持部121。作為彈性支持部的 第一扭簧ill將第一振蕩器101和第二振蕩器102彼此相連接。作為 彈性支持部的第二扭簧112與第二振蕩器102相連接，從而具有與第 一扭簧lll的扭轉(zhuǎn)軸一致的扭轉(zhuǎn)軸。本實(shí)施例的振蕩系統(tǒng)100至少包 括兩個(gè)振蕩器和兩個(gè)扭簧。該振蕩系統(tǒng)可以包括比如如圖8所示的三 個(gè)或更多振蕩器和三個(gè)或更多扭簧。
在此實(shí)施例中，第一振蕩器IOI在其表面上具有反射鏡，以便掃 描來(lái)自光源131的光束132。驅(qū)動(dòng)部120的功能和控制單元150的操 作基本上與第 一 實(shí)施例中的相似。
圖9示出了通過(guò)光學(xué)偏轉(zhuǎn)裝置的第一振蕩器101的反射鏡的掃描 光133的偏轉(zhuǎn)角度。光學(xué)掃描儀包括第一和第二光接收元件141和 142,其被放置在其可以接收偏轉(zhuǎn)角度小于光學(xué)掃描儀的最大偏轉(zhuǎn)角度 的掃描光133的位置(設(shè)定角度eBDl和設(shè)定角度0BD2的位置)。在此 示例中也同樣，第一和第二光接收元件141和142被放置在圖9中的光 學(xué)掃描儀的光路徑上。然而，第一和第二光接收元件141和142還可以 被放置在被單獨(dú)的反射鏡進(jìn)一步偏轉(zhuǎn)的掃描光的光路徑上。此處，基于 時(shí)間測(cè)量部152的輸出，有必要檢測(cè)第一振蕩器101的振蕩運(yùn)動(dòng)的至 少兩個(gè)振幅和相位(稍后描述)。因此，設(shè)置兩個(gè)光接收元件140, 以便能夠進(jìn)行檢測(cè)次數(shù)大于第一實(shí)施例中獲得的檢測(cè)次數(shù)的測(cè)量。
在此實(shí)施例中，振蕩系統(tǒng)IOO被構(gòu)造為可以同時(shí)產(chǎn)生以作為基頻 的基波來(lái)驅(qū)動(dòng)的第一振蕩運(yùn)動(dòng)、和以作為近似為基頻的整數(shù)倍的頻率 的n倍波來(lái)驅(qū)動(dòng)的第二振蕩運(yùn)動(dòng)。換句話說(shuō)，本實(shí)施例的光學(xué)偏轉(zhuǎn)裝
置的掃描光的偏轉(zhuǎn)角度e如下。當(dāng)?shù)谝徽袷庍\(yùn)動(dòng)的振幅、頻率(角頻
率)和相位分別由A、 oh、和^表示，第二振蕩運(yùn)動(dòng)的振幅、頻率(角 頻率)和相位分別由B、 (02、和y2表示，將合適的時(shí)間取為原點(diǎn)或基準(zhǔn)時(shí)間時(shí)，偏轉(zhuǎn)角度可以由下面的等式來(lái)表示。由于第一振蕩器101
的掃描光的振蕩運(yùn)動(dòng)和偏轉(zhuǎn)角度e彼此—對(duì)應(yīng)，因此第一振蕩器ioi 的振蕩運(yùn)動(dòng)實(shí)質(zhì)上也可以由此等式表示。
e(t) = Asin(cM+yJ+Bsin(co2t+y2)
為了實(shí)現(xiàn)諸如上述的第一振蕩器101的振蕩運(yùn)動(dòng)，設(shè)置具有根據(jù) 本實(shí)施例的兩個(gè)自然振蕩模式的振蕩器裝置的驅(qū)動(dòng)信號(hào)來(lái)驅(qū)動(dòng)振蕩系 統(tǒng)100，使得第一振蕩器101產(chǎn)生可以由包括兩個(gè)正弦波的項(xiàng)的諸如
上述的等式所表示的振蕩。驅(qū)動(dòng)信號(hào)可以是任何驅(qū)動(dòng)信號(hào)，只要其可
以產(chǎn)生第一振蕩器101的這種振蕩運(yùn)動(dòng)。例如，其可以是通過(guò)組合基 波和n倍波的正弦波而產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)信號(hào)?？晒┨鎿Q地，可以使用脈沖 的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。在該情況下，可以通過(guò)調(diào)整每一個(gè)正弦波的相位和振幅 來(lái)獲得目標(biāo)驅(qū)動(dòng)信號(hào)。此外，如果使用脈沖信號(hào)來(lái)驅(qū)動(dòng)，則可以通過(guò) 在時(shí)間上改變脈沖數(shù)目、間隔和寬度，從而產(chǎn)生目標(biāo)驅(qū)動(dòng)信號(hào)。此處， 一旦驅(qū)動(dòng)信號(hào)的與基波相對(duì)應(yīng)的分量的驅(qū)動(dòng)頻率被固定，就通過(guò)使基 波的驅(qū)動(dòng)頻率乘以n來(lái)自動(dòng)地確定驅(qū)動(dòng)信號(hào)的與n倍波相對(duì)應(yīng)的分量 的驅(qū)動(dòng)頻率。相反，通過(guò)使n倍波的驅(qū)動(dòng)頻率乘以1/n來(lái)自動(dòng)地固定 驅(qū)動(dòng)信號(hào)的與基波相對(duì)應(yīng)的分量的驅(qū)動(dòng)頻率。
在此說(shuō)明書(shū)中，詞"近似整數(shù)倍，，是指這樣一種情況，其中，當(dāng)基 波的頻率為ii而n倍波的頻率為f2時(shí)，滿足關(guān)系式0.98N^ f2/fl 5 1.02N (其中N為不小于2的整數(shù))。
在此實(shí)施例中，第一實(shí)施例的振蕩振幅是指以基波(0倍波)驅(qū) 動(dòng)的第一振蕩器101的第一或第二振蕩運(yùn)動(dòng)的振蕩振幅(等式中的A 或B)。此外，驅(qū)動(dòng)信號(hào)的振幅是指驅(qū)動(dòng)信號(hào)的與基波或n倍波相對(duì) 應(yīng)的分量的振幅。然后，根據(jù)由時(shí)間測(cè)量部152測(cè)量的檢測(cè)時(shí)間，檢 測(cè)與基波或n倍波相對(duì)應(yīng)的振蕩振幅，并且驅(qū)動(dòng)信號(hào)的與基頻或n倍 波相對(duì)應(yīng)的分量的驅(qū)動(dòng)振幅被控制為使得檢測(cè)的振幅變?yōu)榕c目標(biāo)值相 等。如果第一實(shí)施例的振蕩振幅和驅(qū)動(dòng)信號(hào)的振幅分別被這些振幅替換，則參考第一實(shí)施例做出的說(shuō)明就如同本實(shí)施例的操作的說(shuō)明一祥 適用。如果要檢測(cè)基波的共振頻率，則有關(guān)基波的振幅應(yīng)將其替換，
并且如果要檢測(cè)n倍波的共振頻率，則有關(guān)n倍波的振幅應(yīng)將其替換。 將關(guān)于要檢測(cè)基波的共振頻率的情況來(lái)進(jìn)行以下描述。
在此實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)振幅控制單元154基于由時(shí)間測(cè)量部測(cè)量的 檢測(cè)時(shí)間和由控制器151設(shè)定的目標(biāo)時(shí)間153之間的差，來(lái)執(zhí)行下述 控制過(guò)程。更具體地講，其控制驅(qū)動(dòng)信號(hào)的與基波相對(duì)應(yīng)的分量的振 幅A和相位yi和y2,使得振蕩系統(tǒng)的第一振蕩運(yùn)動(dòng)變?yōu)榕c目標(biāo)振蕩運(yùn) 動(dòng)相等。
波形發(fā)生器157產(chǎn)生由驅(qū)動(dòng)頻率控制單元156設(shè)定的頻率的波形 和n倍波的波形?；趶臅r(shí)間測(cè)量部152輸出的檢測(cè)時(shí)間和從波形發(fā) 生器157輸出的波形，驅(qū)動(dòng)相位檢測(cè)部155檢測(cè)關(guān)于振蕩系統(tǒng)100的 振蕩器101的第一振蕩運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)相位01。驅(qū)動(dòng)信息記錄部158記錄 由驅(qū)動(dòng)振幅控制單元154控制的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的與基波相對(duì)應(yīng)的分量的振 幅、以及與由驅(qū)動(dòng)頻率控制單元156在波形發(fā)生器157中設(shè)定的基波 相對(duì)應(yīng)的分量的驅(qū)動(dòng)頻率fd，以使振蕩系統(tǒng)獲得目標(biāo)振蕩運(yùn)動(dòng)。
基于由驅(qū)動(dòng)信息記錄部158記錄的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的振幅和驅(qū)動(dòng)相位 01，驅(qū)動(dòng)頻率控制單元156確定與基波相對(duì)應(yīng)的分量的驅(qū)動(dòng)頻率，并 在波形發(fā)生器157中設(shè)定該驅(qū)動(dòng)頻率。此處， 一旦確定了與基波相對(duì) 應(yīng)的分量的驅(qū)動(dòng)頻率，與n倍波相對(duì)應(yīng)的分量的驅(qū)動(dòng)頻率就被固定。 假設(shè)執(zhí)行前述替換，本實(shí)施例中的驅(qū)動(dòng)頻率控制單元156和驅(qū)動(dòng)信息 記錄部158的操作流程與參考第一實(shí)施例描述的操作流程實(shí)質(zhì)上相 同。
另一方面，如果n倍波的共振頻率被確定時(shí)，要檢測(cè)第二振蕩運(yùn) 動(dòng)的驅(qū)動(dòng)頻率fd。，則取n倍波的驅(qū)動(dòng)頻率fdl、 fd2和fd3作為要用 于計(jì)算的值(此處，基波的驅(qū)動(dòng)頻率為1/1^fd2和l/n*fd3)。 然后，可以通過(guò)使用對(duì)應(yīng)于確保目標(biāo)振蕩運(yùn)動(dòng)的n倍波的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的 分量的振幅Bl、 B2和B3來(lái)獲得n倍波的驅(qū)動(dòng)頻率fd。。當(dāng)要檢測(cè)使 與第二振蕩運(yùn)動(dòng)的共振頻率相對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的振幅B變?yōu)樽钚〉尿?qū)動(dòng)頻率fd。時(shí)，如果將要進(jìn)行驅(qū)動(dòng)相位比較，則使用關(guān)于振蕩系統(tǒng)IOO 的振蕩器101的第二振蕩運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)相位02。
在如上所述的本實(shí)施例中，振蕩系統(tǒng)包括多個(gè)振蕩器和多個(gè)彈性
支持部。其共振頻率具有基波的基頻和近似于n倍基波的基頻的n倍 頻(n為不小于2的整數(shù))。驅(qū)動(dòng)頻率控制單元向驅(qū)動(dòng)部供應(yīng)驅(qū)動(dòng)信 號(hào)，以使驅(qū)動(dòng)部驅(qū)動(dòng)振蕩系統(tǒng)，所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)具有比率為1: n的與基 波和n倍波相對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)頻率的分量。檢測(cè)部件檢測(cè)與振蕩系統(tǒng)的振 蕩器的基波或n倍波相對(duì)應(yīng)的振蕩分量的振蕩振幅，并且驅(qū)動(dòng)振幅控 制單元控制驅(qū)動(dòng)信號(hào)的與基波或n倍波相對(duì)應(yīng)的分量的驅(qū)動(dòng)振幅。然 后，在驅(qū)動(dòng)振幅控制單元控制驅(qū)動(dòng)信號(hào)的與基波或n倍波相對(duì)應(yīng)的分 量的驅(qū)動(dòng)振幅，以使檢測(cè)的振蕩器的與基波或n倍波相對(duì)應(yīng)的振蕩分 量的振蕩振幅變?yōu)榈扔谀繕?biāo)值的情況下，驅(qū)動(dòng)頻率控制單元如下操作 也就是說(shuō)，基于包括由與多個(gè)基波或n倍波相對(duì)應(yīng)的分量的驅(qū)動(dòng)頻率 的這些驅(qū)動(dòng)信號(hào)驅(qū)動(dòng)的各個(gè)驅(qū)動(dòng)狀態(tài)下的驅(qū)動(dòng)頻率以及所控制的所述 驅(qū)動(dòng)振幅的信息，驅(qū)動(dòng)頻率控制單元獲取振蕩系統(tǒng)的基波或n倍波的 共振頻率。其作為使驅(qū)動(dòng)信號(hào)的與基波或n倍波相對(duì)應(yīng)的分量的驅(qū)動(dòng) 振幅變?yōu)樽钚〉尿?qū)動(dòng)頻率而被荻得。
此外，參考第一實(shí)施例描述的變形在本實(shí)施例中是可行的。應(yīng)注 意，如果第一振蕩運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)頻率和第二振蕩運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)頻率可以被 類似地處理，則可以同時(shí)檢測(cè)它們二者的共振頻率。
第三實(shí)施例
圖IO是當(dāng)本發(fā)明應(yīng)用于光學(xué)偏轉(zhuǎn)裝置時(shí)的第三實(shí)施例的示意圖。 在本實(shí)施例中，光學(xué)偏轉(zhuǎn)單元(光學(xué)掃描儀)包括:振蕩系統(tǒng)100， 其包括一個(gè)振蕩器101和作為彈性支持部的扭簧111;以及用于支持 振蕩系統(tǒng)100的支持部121。驅(qū)動(dòng)部120接收驅(qū)動(dòng)信號(hào)，并作為響應(yīng)， 其基于電磁系統(tǒng)、靜電系統(tǒng)或壓電系統(tǒng)向振蕩系統(tǒng)IOO供應(yīng)驅(qū)動(dòng)力。
振蕩器101的表面上形成有諸如反射鏡之類的光學(xué)偏轉(zhuǎn)元件，用 于偏轉(zhuǎn)地反射來(lái)自光源131的光束132以便對(duì)其掃描。掃描光133在單個(gè)掃描周期期間兩次經(jīng)過(guò)作為檢測(cè)部件的光接收元件140。控制單 元150基于掃描光133經(jīng)過(guò)光接收元件140時(shí)的時(shí)間來(lái)產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)信號(hào)。 該驅(qū)動(dòng)信號(hào)被供應(yīng)至驅(qū)動(dòng)部120。
通過(guò)光學(xué)偏轉(zhuǎn)裝置的振蕩器101的反射鏡的掃描光133的偏轉(zhuǎn)角 度與第一實(shí)施例的圖2中所示的基本上相同。
將詳細(xì)地說(shuō)明控制單元150的結(jié)構(gòu)和操作。
時(shí)間測(cè)量部(檢測(cè)部件)152取光接收元件140的輸出信號(hào)并測(cè) 量掃描光133的檢測(cè)時(shí)刻的時(shí)間tl和t2。通過(guò)光學(xué)掃描儀的掃描光 133的偏轉(zhuǎn)角度e關(guān)于時(shí)間的改變、和與掃描光133經(jīng)過(guò)光接收元件 140的設(shè)定位置的設(shè)定角度6BD的時(shí)刻有關(guān)的時(shí)間tl和時(shí)間t2與第 一實(shí)施例的圖3中所示的基本上相同。
作為檢測(cè)部件的驅(qū)動(dòng)振幅控制單元154基于圖3所示的檢測(cè)時(shí)間 tl與由控制器151設(shè)定的目標(biāo)時(shí)間153之間的差A(yù)tl來(lái)控制要被供應(yīng) 至驅(qū)動(dòng)部120的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的振幅。根據(jù)檢測(cè)時(shí)間tl和由驅(qū)動(dòng)頻率控制 單元156設(shè)定的頻率，作為檢測(cè)部件的振蕩角度計(jì)算部159計(jì)算振蕩 器在該頻率下的振蕩振幅。另一方面，波形發(fā)生器157產(chǎn)生由驅(qū)動(dòng)頻 率控制單元156設(shè)定的驅(qū)動(dòng)頻率的波形。
此外，驅(qū)動(dòng)相位檢測(cè)部155基于從時(shí)間測(cè)量部152輸出的檢測(cè)時(shí) 間tl和t2以及從波形發(fā)生器157輸出的波形來(lái)檢測(cè)振蕩器101的驅(qū) 動(dòng)相位0。
驅(qū)動(dòng)信息記錄部158記錄由驅(qū)動(dòng)頻率控制單元156在波形發(fā)生器 157中設(shè)定的驅(qū)動(dòng)頻率fd、和振蕩器在驅(qū)動(dòng)頻率fd下的振蕩振幅。在 此實(shí)施例中，基于在驅(qū)動(dòng)信息記錄部158中記錄的頻率和振蕩器的振 蕩振幅、以及由驅(qū)動(dòng)相位檢測(cè)部155檢測(cè)的驅(qū)動(dòng)相位0，驅(qū)動(dòng)頻率控 制羊元156確定驅(qū)動(dòng)頻率fd并在波形發(fā)生器157中設(shè)定該頻率fd。
圖11示出了本實(shí)施例中的驅(qū)動(dòng)頻率控制單元156和驅(qū)動(dòng)信息記錄 部158的操作流程。將跟隨該流程進(jìn)行描述。在驅(qū)動(dòng)開(kāi)始時(shí)，驅(qū)動(dòng)頻 率控制單元156在波形發(fā)生器157a中設(shè)定基于生產(chǎn)時(shí)的共振頻率和/ 或之前驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)頻率的驅(qū)動(dòng)頻率fdl，并且開(kāi)始驅(qū)動(dòng)。振蕩角度計(jì)算部159計(jì)算振蕩器101在驅(qū)動(dòng)頻率fdi下的振蕩振幅Cl。驅(qū)動(dòng)信息 記錄部158記錄此時(shí)的驅(qū)動(dòng)頻率f山和振蕩振幅d。
通過(guò)基于驅(qū)動(dòng)相位比較而改變驅(qū)動(dòng)頻率，如第一實(shí)施例中那樣來(lái) 設(shè)定驅(qū)動(dòng)頻率fd2。如驅(qū)動(dòng)頻率為f山的情況那樣，驅(qū)動(dòng)信息記錄部158 記錄振蕩器在驅(qū)動(dòng)頻率fd2下的振蕩振幅C2。
圖12示出了基于振蕩器101的振蕩振幅的比較的驅(qū)動(dòng)頻率改變。 驅(qū)動(dòng)頻率控制單元156比較驅(qū)動(dòng)信息記錄部158中記錄的振蕩振幅C2 和振蕩振幅d的幅值。如果比較結(jié)果為d小于C2,則在波形發(fā)生器 157中設(shè)定將頻率在與之前頻率改變相同的方向上改變預(yù)定頻率改變 增加量fadd而得到的驅(qū)動(dòng)頻率fd3。相反，如果Q大于C2，則如圖12 所示，驅(qū)動(dòng)頻率控制單元156在波形發(fā)生器157中設(shè)定驅(qū)動(dòng)頻率fd3， 所述驅(qū)動(dòng)頻率fd3是將頻率在與之前頻率改變方向相反的方向上改變 頻率改變?cè)黾恿縡add的兩倍得到的頻率。此外，如驅(qū)動(dòng)頻率fd!的情況 中那樣，振蕩角度計(jì)算部159計(jì)算振蕩器在驅(qū)動(dòng)頻率fd3下的振蕩振 幅C3。驅(qū)動(dòng)信息記錄部158記錄此時(shí)的驅(qū)動(dòng)頻率fd3和振蕩器的振蕩 振幅C3。
隨后，驅(qū)動(dòng)頻率控制單元156將在驅(qū)動(dòng)信息記錄部158中記錄的
驅(qū)動(dòng)頻率fA和fd2中的接近驅(qū)動(dòng)頻率fd3的一個(gè)驅(qū)動(dòng)頻率時(shí)記錄的振
蕩振幅與C3進(jìn)行比較。如果作為比較結(jié)果，C3較小，則基于驅(qū)動(dòng)信
息記錄部158中記錄的驅(qū)動(dòng)頻率和驅(qū)動(dòng)振幅，并且通過(guò)使用下面的等
式(3-l)、 (3-2)和(3-3)，執(zhí)行二次曲線內(nèi)插來(lái)確定與使振蕩振幅C變?yōu)?br> 最大的共振頻率相對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)頻率fd。。隨后，驅(qū)動(dòng)頻率控制單元156
在波形發(fā)生器157中設(shè)定此驅(qū)動(dòng)頻率fd0。
fd'x(C3-C，)-fd,xC3 + fd3xC，+(fd, —fei3)xC, 一 fd, x (fd 3 2 - fd 2:) - fd 2 x H 3: + fd 2 2 x fd 3 + fd,: x (fd 2 - fd 3)
...(3-1)
b 記,x(C3 - C;;) 一fd , x A3 + fd/ x C: + (fit :2 — fd32)x C, 一 一 fd, x (fd 3: _ ft!) - fd 2 x fd 3: + ftl 22 x fd 3 + fd ,2 x (fd: - ft! 3)
...(3-2)如果相反，C3較大，則執(zhí)行驅(qū)動(dòng)頻率改變，使得如圖13所示，三個(gè)連續(xù)頻率中的中間頻率的振蕩振幅變?yōu)榇笥谄渌鼉蓚€(gè)振蕩振幅。然后在驅(qū)動(dòng)信息記錄部158中記錄振蕩振幅。更具體地講，在波形發(fā)生器157中設(shè)定將驅(qū)動(dòng)頻率在與之前驅(qū)動(dòng)頻率改變相同的方向上改變fadd而得到的驅(qū)動(dòng)頻率fdn。然后，驅(qū)動(dòng)頻率控制單元156重復(fù)該操作，直到振蕩振幅C^變?yōu)榇笥谡袷幷穹鵆n。此后，基于驅(qū)動(dòng)信息記錄部158中記錄的驅(qū)動(dòng)頻率fdn、 fd^和fdn.2以及驅(qū)動(dòng)信號(hào)振幅Cn、和Cn-2，使用與等式(3-1)、 (3-2)和(3-3)相似的等式來(lái)執(zhí)行二次曲線內(nèi)插。以這種方式，荻得使振蕩器的振蕩振幅變?yōu)樽畲蟮尿?qū)動(dòng)頻率fd0。
在本實(shí)施例中也是同樣，如果三個(gè)連續(xù)驅(qū)動(dòng)頻率中的中間驅(qū)動(dòng)頻率的振蕩振幅不大于其它振蕩振幅，則進(jìn)一步改變驅(qū)動(dòng)頻率并且再次測(cè)量振蕩振幅。然而，可以不總是執(zhí)行該處理。
此外，盡管在此實(shí)施例中使用了三個(gè)驅(qū)動(dòng)頻率的驅(qū)動(dòng)信號(hào)振幅，但數(shù)目不限于三個(gè)。通過(guò)使用多個(gè)(數(shù)目n個(gè))驅(qū)動(dòng)頻率的驅(qū)動(dòng)信號(hào)振幅，可以執(zhí)行"n-l，，次曲線內(nèi)插?？晒┨鎿Q地，通過(guò)使用表格或任何其它函數(shù)，可以確定使振蕩振幅C變?yōu)樽畲蟮尿?qū)動(dòng)頻率。
此外，如果作為振蕩系統(tǒng)的共振特征的參數(shù)的Q值隨環(huán)境波動(dòng)較小，則可利用等式(3 - 1 )獲得的值"a"可以是固定值。根據(jù)固定值"a"、驅(qū)動(dòng)頻率f山和fd2、和驅(qū)動(dòng)信號(hào)振幅d和C2，可以使用下面的等式(3-4)和上述等式(3-3)來(lái)執(zhí)行二次曲線內(nèi)插，可以確定與使振蕩振幅C變?yōu)樽畲蟮呐c共振頻率相對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)頻率fd0。_C2 + C, +axfd:i2 -axfd卩
此外，可以基于確定驅(qū)動(dòng)頻率f。的精確度和共振頻率的可變范圍來(lái)任意地確定驅(qū)動(dòng)頻率改變?cè)黾恿縡add。盡管在此實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)頻
率改變?cè)黾恿縡add具有恒定值，但可在每次頻率改變時(shí)改變fadd。盡管在此實(shí)施例中驅(qū)動(dòng)相位被用于確定驅(qū)動(dòng)頻率fd2，但可以不使 用基于驅(qū)動(dòng)相位的判斷來(lái)確定驅(qū)動(dòng)頻率fd2。關(guān)于振蕩振幅的記錄，在 改變驅(qū)動(dòng)頻率之后和振蕩器以該頻率振蕩之前，可以存在待機(jī)時(shí)間。 此外，驅(qū)動(dòng)信息記錄部可以記錄在改變之后的預(yù)定時(shí)間期間的振蕩振 幅的平均值。
在本實(shí)施例中，如上文所述，在驅(qū)動(dòng)振幅控制單元控制并保持驅(qū) 動(dòng)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)振幅恒定的狀態(tài)下，驅(qū)動(dòng)頻率控制單元如下操作。也就 是說(shuō)，基于包括由多個(gè)驅(qū)動(dòng)頻率的這些驅(qū)動(dòng)信號(hào)驅(qū)動(dòng)的各個(gè)驅(qū)動(dòng)狀態(tài) 下的驅(qū)動(dòng)頻率以及由檢測(cè)部件檢測(cè)到的振蕩器的振蕩振幅的信息，驅(qū) 動(dòng)頻率控制單元獲取使振蕩器的振蕩振幅變?yōu)樽畲蟮尿?qū)動(dòng)信號(hào)的驅(qū)動(dòng) 頻率作為振蕩系統(tǒng)的共振頻率。
本實(shí)施例的技術(shù)也可以應(yīng)用于根據(jù)第二實(shí)施例的裝置。更具體地 講，在這種情況下，振蕩系統(tǒng)包括多個(gè)振蕩器和多個(gè)彈性支持部。其
共振頻率具有基波的基頻和近似于n倍基波的基頻的n倍波的n倍頻 (n為不小于2的整數(shù))。驅(qū)動(dòng)頻率控制單元向驅(qū)動(dòng)部供應(yīng)驅(qū)動(dòng)信號(hào)， 以使驅(qū)動(dòng)部驅(qū)動(dòng)振蕩系統(tǒng)，所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)具有比率為1: n的分別與基 波和n倍波相對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)頻率的分量。檢測(cè)部件檢測(cè)振蕩系統(tǒng)的振蕩 器的與基波或n倍波相對(duì)應(yīng)的振蕩分量的振蕩振幅。驅(qū)動(dòng)振幅控制單 元控制驅(qū)動(dòng)信號(hào)的與基波或n倍波相對(duì)應(yīng)的分量的驅(qū)動(dòng)振幅。然后， 在驅(qū)動(dòng)振幅控制單元控制并保持驅(qū)動(dòng)信號(hào)的與基波或n倍波相對(duì)應(yīng)的 分量的驅(qū)動(dòng)振幅恒定的狀態(tài)下，驅(qū)動(dòng)頻率控制單元執(zhí)行下述操作。也 就是說(shuō)，基于包括由與多個(gè)基波或n倍波相對(duì)應(yīng)的分量的驅(qū)動(dòng)頻率的 這些驅(qū)動(dòng)信號(hào)驅(qū)動(dòng)的各個(gè)驅(qū)動(dòng)狀態(tài)下的驅(qū)動(dòng)頻率以及由檢測(cè)部件檢測(cè) 的振蕩器的與基波或n倍波相對(duì)應(yīng)的振蕩振幅的信息，驅(qū)動(dòng)頻率控制 單元獲取振蕩系統(tǒng)的基波或n倍波的共振頻率。其被獲得作為使振蕩 器的與基波或n倍波相對(duì)應(yīng)的振蕩分量的振蕩振幅變?yōu)樽畲蟮尿?qū)動(dòng)信 號(hào)的與基波或n倍波相對(duì)應(yīng)的分量的驅(qū)動(dòng)頻率。
在本實(shí)施例中也是同樣，通過(guò)合適地執(zhí)行初始驅(qū)動(dòng)頻率的設(shè)定和 頻率改變?cè)黾恿康脑O(shè)定，可以基于較少數(shù)目的驅(qū)動(dòng)頻率改變，在短時(shí)間內(nèi)確定可被視為振蕩器裝置的振蕩系統(tǒng)的共振頻率的頻率。通過(guò)調(diào) 整驅(qū)動(dòng)頻率改變的增加量，可以以高精確度來(lái)確定可被視為共振頻率 的頻率。
第四實(shí)施例
圖14是示出了使用根據(jù)前述實(shí)施例中的任何一個(gè)實(shí)施例的光學(xué) 偏轉(zhuǎn)裝置的光學(xué)儀器的實(shí)施例的圖。此處，圖像形成設(shè)備被示出作為 光學(xué)儀器。
在圖14中，803表示根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)偏轉(zhuǎn)裝置。在本實(shí)施例中， 一維地掃描入射光。801表示激光源，并且802表示透鏡或透鏡組。 804表示寫(xiě)入透鏡或透鏡組，并且805表示感光部。806表示掃描軌跡。
從激光源801發(fā)射的激光束經(jīng)過(guò)與光的掃描偏轉(zhuǎn)的定時(shí)相關(guān)的預(yù) 定強(qiáng)度調(diào)制，并由光學(xué)偏轉(zhuǎn)裝置803 —維地掃描。通過(guò)寫(xiě)入透鏡804， 掃描激光束被成像，從而在感光部805上形成圖像。感光部805通過(guò) 充電裝置(未示出)均勻地充電。通過(guò)以光束掃描感光部805，在掃 描部分上形成靜電潛像。然后，通過(guò)顯影裝置(未示出)在靜電圖像 部分形成調(diào)色劑圖像。然后調(diào)色劑圖像被轉(zhuǎn)印并定影在轉(zhuǎn)印片材(未 示出)上，由此在紙張上形成圖像。由于圖像形成設(shè)備使用本發(fā)明的 光學(xué)偏轉(zhuǎn)裝置，所述光學(xué)偏轉(zhuǎn)裝置可以可被快速檢測(cè)并以高精確度被 視為共振頻率的頻率驅(qū)動(dòng)，所以此實(shí)施例提供可以快速開(kāi)始驅(qū)動(dòng)的高 性能圖像形成設(shè)備。
本發(fā)明的光學(xué)偏轉(zhuǎn)裝置可以用于任何其它的光學(xué)儀器，以便偏轉(zhuǎn) 來(lái)自光源的光束，使得光的至少一部分入射在要被光照射的物體上。 除了諸如激光束打印機(jī)之類的圖像形成設(shè)備，這樣的光學(xué)儀器的示例 為諸如視覺(jué)顯示單元和條形碼讀取器等的用于掃描光束的光學(xué)儀器。
盡管本發(fā)明是參照此處公開(kāi)的結(jié)構(gòu)被描述的，其不限于所闡述的 細(xì)節(jié)，并且本申請(qǐng)旨在覆蓋出于改進(jìn)目的或在下述權(quán)利要求的范圍之 內(nèi)的變形或改變。
權(quán)利要求
1.一種振蕩器裝置，包括振蕩系統(tǒng)，包括振蕩器和彈性支持部；驅(qū)動(dòng)部，被配置為基于驅(qū)動(dòng)信號(hào)向所述振蕩系統(tǒng)供應(yīng)驅(qū)動(dòng)力；檢測(cè)部，被配置為至少檢測(cè)所述振蕩器的振蕩振幅；驅(qū)動(dòng)振幅控制單元，被配置為至少控制所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)振幅；以及驅(qū)動(dòng)頻率控制單元，被配置為控制要被供應(yīng)至所述驅(qū)動(dòng)部的所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)頻率；其中，在所述驅(qū)動(dòng)振幅控制單元控制驅(qū)動(dòng)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)振幅而使得要檢測(cè)的振蕩振幅變?yōu)榈扔谀繕?biāo)值的狀態(tài)下，并且基于包括被各驅(qū)動(dòng)頻率的驅(qū)動(dòng)信號(hào)驅(qū)動(dòng)的不同驅(qū)動(dòng)狀態(tài)下的這些驅(qū)動(dòng)頻率以及被控制的所述驅(qū)動(dòng)振幅的信息，所述驅(qū)動(dòng)頻率控制單元獲取使驅(qū)動(dòng)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)振幅變?yōu)樽钚〉尿?qū)動(dòng)頻率作為所述振蕩系統(tǒng)的共振頻率。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的振蕩器裝置，其中，所述驅(qū)動(dòng)頻率控制 單元向所述驅(qū)動(dòng)部供應(yīng)作為所述振蕩系統(tǒng)的共振頻率被獲取的驅(qū)動(dòng)頻 率的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，以使所述驅(qū)動(dòng)部驅(qū)動(dòng)所述振蕩器裝置，從而要檢測(cè)的 振蕩振幅變?yōu)榈扔谀繕?biāo)值。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的振蕩器裝置，還包括驅(qū)動(dòng)信息記錄部， 所述驅(qū)動(dòng)信息記錄部被配置為記錄驅(qū)動(dòng)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)頻率和驅(qū)動(dòng)振幅， 其中，在以多個(gè)驅(qū)動(dòng)頻率的相應(yīng)驅(qū)動(dòng)信號(hào)被驅(qū)動(dòng)的不同驅(qū)動(dòng)狀態(tài)的每 一個(gè)驅(qū)動(dòng)狀態(tài)中，所述驅(qū)動(dòng)信息記錄部記錄使所述振蕩器獲得目標(biāo)振 蕩振幅的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)頻率和驅(qū)動(dòng)振幅，并且其中，基于與記錄的 驅(qū)動(dòng)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)頻率和驅(qū)動(dòng)振幅相關(guān)的信息，所述驅(qū)動(dòng)頻率控制單元 獲取使驅(qū)動(dòng)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)振幅變?yōu)樽钚〉尿?qū)動(dòng)頻率作為所述振蕩系統(tǒng)的 共振頻率。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的振蕩器裝置，其中，根據(jù)基于由所述驅(qū) 動(dòng)信息記錄部記錄的n個(gè)驅(qū)動(dòng)頻率的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)下的驅(qū)動(dòng)信 號(hào)的驅(qū)動(dòng)頻率和驅(qū)動(dòng)振幅，所述驅(qū)動(dòng)頻率控制單元執(zhí)行"n- l"次曲線 內(nèi)插，以便獲取使驅(qū)動(dòng)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)振幅變?yōu)樽钚〉尿?qū)動(dòng)頻率作為所述 振蕩系統(tǒng)的共振頻率，其中n為不小于3的整數(shù)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的振蕩器裝置，其中，根據(jù)基于由所述驅(qū) 動(dòng)信息記錄部記錄的至少兩個(gè)驅(qū)動(dòng)頻率的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的相應(yīng)驅(qū)動(dòng)狀態(tài)下 的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)頻率和驅(qū)動(dòng)振幅、以及事先測(cè)量的所述振蕩系統(tǒng)的 特征參數(shù)，所述驅(qū)動(dòng)頻率控制單元獲取使驅(qū)動(dòng)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)振幅變?yōu)樽?小的驅(qū)動(dòng)頻率作為所述振蕩系統(tǒng)的共振頻率。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的振蕩器裝置，其中，所述驅(qū)動(dòng)頻率控制 單元基于驅(qū)動(dòng)信息記錄部中記錄的驅(qū)動(dòng)頻率和驅(qū)動(dòng)振幅來(lái)確定隨后將 要使用的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)頻率。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的振蕩器裝置，其中，所述驅(qū)動(dòng)頻率控制 單元確定隨后將要使用的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)頻率，使得具有三個(gè)連續(xù)的 驅(qū)動(dòng)頻率中的中間驅(qū)動(dòng)頻率的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)振幅變?yōu)樾∮谄渌?qū)動(dòng) 頻率的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)振幅。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的振蕩器裝置，其中，當(dāng)要改變驅(qū)動(dòng)信號(hào) 的驅(qū)動(dòng)頻率時(shí)，所述驅(qū)動(dòng)頻率控制單元基于對(duì)當(dāng)前驅(qū)動(dòng)頻率的驅(qū)動(dòng)信 號(hào)的驅(qū)動(dòng)振幅與前一驅(qū)動(dòng)頻率的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)振幅之間的幅值比較 來(lái)確定隨后將要使用的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)頻率。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的振蕩器裝置，其中，基于相對(duì)于當(dāng)前驅(qū) 動(dòng)頻率的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的相位的、所述振蕩器的驅(qū)動(dòng)相位，驅(qū)動(dòng)頻率控制單元確定隨后將要使用的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)頻率。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的振蕩器裝置，其中，所述振蕩系統(tǒng)包括多個(gè)振蕩器和多個(gè)彈性支持部，其中，其共振頻率具有基波的基頻和近似為n倍基頻的n倍波的n倍頻，其中，n是不小于2的整數(shù)， 其中，所述驅(qū)動(dòng)頻率控制單元向所述驅(qū)動(dòng)部供應(yīng)驅(qū)動(dòng)信號(hào)，所述驅(qū)動(dòng) 信號(hào)具有比率為l: n的分別對(duì)應(yīng)于基波和n倍波的驅(qū)動(dòng)頻率的分量， 以使所述驅(qū)動(dòng)部驅(qū)動(dòng)所述振蕩系統(tǒng)，其中，所述檢測(cè)部檢測(cè)所述振蕩 系統(tǒng)的所述振蕩器的與基波或n倍波相對(duì)應(yīng)的振蕩分量的振蕩振幅， 其中，所述驅(qū)動(dòng)振幅控制單元控制驅(qū)動(dòng)信號(hào)的與所述基波或n倍波相 對(duì)應(yīng)的分量的驅(qū)動(dòng)振幅，其中，在所述驅(qū)動(dòng)振幅控制單元控制驅(qū)動(dòng)信 號(hào)的與所述基波或n倍波相對(duì)應(yīng)的分量的驅(qū)動(dòng)振幅，使得檢測(cè)出的所 述振蕩器的與基波或n倍波相對(duì)應(yīng)的振蕩分量的振蕩振幅變?yōu)榈扔谀?標(biāo)值的狀態(tài)下，并且基于包括被與多個(gè)基波或n倍波相對(duì)應(yīng)的分量的 驅(qū)動(dòng)頻率的驅(qū)動(dòng)信號(hào)驅(qū)動(dòng)的各個(gè)驅(qū)動(dòng)狀態(tài)下的這些驅(qū)動(dòng)頻率以及被控 制的所述驅(qū)動(dòng)振幅的信息，所述驅(qū)動(dòng)頻率控制單元獲取使驅(qū)動(dòng)信號(hào)的 與基波或n倍波相對(duì)應(yīng)的分量的驅(qū)動(dòng)振幅變?yōu)樽钚〉尿?qū)動(dòng)頻率作為所 述振蕩系統(tǒng)的基波或n倍波的共振頻率。
11. 一種振蕩器裝置，包括 振蕩系統(tǒng)，包括振蕩器和彈性支持部；驅(qū)動(dòng)部，被配置為基于驅(qū)動(dòng)信號(hào)向所述振蕩系統(tǒng)供應(yīng)驅(qū)動(dòng)力； 檢測(cè)部，被配置為至少檢測(cè)所述振蕩器的振蕩振幅； 驅(qū)動(dòng)振幅控制單元，被配置為至少控制所迷驅(qū)動(dòng)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)振幅；以及驅(qū)動(dòng)頻率控制單元，被配置為控制要被供應(yīng)至所述驅(qū)動(dòng)部的所述 驅(qū)動(dòng)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)頻率；其中，在所述驅(qū)動(dòng)振幅控制單元控制并保持驅(qū)動(dòng)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)振幅 恒定的狀態(tài)下，并且基于包括被各驅(qū)動(dòng)頻率的驅(qū)動(dòng)信號(hào)驅(qū)動(dòng)的不同驅(qū)動(dòng)狀態(tài)下的這些驅(qū)動(dòng)頻率以及由所述檢測(cè)部檢測(cè)出的所述振蕩器的所 述振蕩振幅的信息，所述驅(qū)動(dòng)頻率控制單元獲取使所述振蕩器的振蕩 振幅變?yōu)樽畲蟮尿?qū)動(dòng)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)頻率作為所述振蕩系統(tǒng)的共振頻率。
12. 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的振蕩器裝置，其中，振蕩系統(tǒng)包括多 個(gè)振蕩器和多個(gè)彈性支持部，其中，其共振頻率具有基波的基頻和近 似為n倍基頻的n倍波的n倍頻，其中，n是不小于2的整數(shù)，其中， 所述驅(qū)動(dòng)頻率控制單元向所述驅(qū)動(dòng)部供應(yīng)驅(qū)動(dòng)信號(hào)，所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)具 有比率為1: n的分別對(duì)應(yīng)于基波和n倍波的驅(qū)動(dòng)頻率的分量，以使 所述驅(qū)動(dòng)部驅(qū)動(dòng)所述振蕩系統(tǒng)，其中，所述檢測(cè)部檢測(cè)所述振蕩系統(tǒng) 的所述振蕩器的與基波或n倍波相對(duì)應(yīng)的振蕩分量的振蕩振幅，其中， 所述驅(qū)動(dòng)振幅控制單元控制驅(qū)動(dòng)信號(hào)的與基波或n倍波相對(duì)應(yīng)的分量 的驅(qū)動(dòng)振幅，其中，在所述驅(qū)動(dòng)振幅控制單元控制并保持驅(qū)動(dòng)信號(hào)的 與基波或n倍波相對(duì)應(yīng)的分量的驅(qū)動(dòng)振幅恒定的狀態(tài)下，并且基于包 括被與多個(gè)基波或n倍波相對(duì)應(yīng)的分量的驅(qū)動(dòng)頻率驅(qū)動(dòng)的各個(gè)驅(qū)動(dòng)狀 態(tài)下的這些驅(qū)動(dòng)頻率以及由所述檢測(cè)部檢測(cè)出的與所述振蕩器的基波 或n倍波相對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)振幅的信息，所述驅(qū)動(dòng)頻率控制單元獲取使所 述振蕩器的與基波或n倍波相對(duì)應(yīng)的振蕩分量的振蕩振幅成為最大 的、驅(qū)動(dòng)信號(hào)的與基波或n倍波相對(duì)應(yīng)的分量的驅(qū)動(dòng)頻率，作為所述 振蕩系統(tǒng)的基波或n倍波的共振頻率。
13. —種光學(xué)偏轉(zhuǎn)裝置，包括如權(quán)利要求1-12中任一項(xiàng)所記載的振蕩器裝置；以及 光學(xué)偏轉(zhuǎn)元件，被放置在至少一個(gè)所述振蕩器上，以便使入射到 所述光學(xué)偏轉(zhuǎn)元件上的光束偏轉(zhuǎn)。
14. 一種包括如權(quán)利要求13所記載的光學(xué)偏轉(zhuǎn)裝置的光學(xué)儀器， 其中，所述光學(xué)偏轉(zhuǎn)裝置被配置為使來(lái)自光源的光束偏轉(zhuǎn)，使得光束 的至少一部分入射在被光照射的物體上。
15. —種檢測(cè)振蕩器裝置的振蕩系統(tǒng)的共振頻率的方法，所述振 蕩器裝置包括具有振蕩器和彈性支持部的振蕩系統(tǒng)、和被配置為基于 驅(qū)動(dòng)信號(hào)向振蕩系統(tǒng)供應(yīng)驅(qū)動(dòng)力的驅(qū)動(dòng)部，所述方法的特征在于在驅(qū)動(dòng)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)振幅被控制，使得被驅(qū)動(dòng)部驅(qū)動(dòng)的振蕩器的振 蕩振幅變?yōu)榈扔谀繕?biāo)值的狀態(tài)下，通過(guò)多個(gè)驅(qū)動(dòng)頻率的驅(qū)動(dòng)信號(hào)順序 地驅(qū)動(dòng)振蕩器；并且基于包括以所述多個(gè)驅(qū)動(dòng)頻率的驅(qū)動(dòng)信號(hào)驅(qū)動(dòng)的各個(gè)驅(qū)動(dòng)狀態(tài)下 的這些驅(qū)動(dòng)頻率以及被控制的所述驅(qū)動(dòng)振幅的信息，獲取使驅(qū)動(dòng)信號(hào) 的驅(qū)動(dòng)振幅變?yōu)樽钚〉尿?qū)動(dòng)頻率作為振蕩系統(tǒng)的共振頻率。
16. —種檢測(cè)振蕩器裝置的振蕩系統(tǒng)的共振頻率的方法，所述 振蕩器裝置包括具有振蕩器和彈性支持部的振蕩系統(tǒng)、和被配置為基 于驅(qū)動(dòng)信號(hào)向振蕩系統(tǒng)供應(yīng)驅(qū)動(dòng)力的驅(qū)動(dòng)部，所述方法的特征在于在驅(qū)動(dòng)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)振幅被控制并保持恒定的狀態(tài)下，通過(guò)多個(gè)驅(qū) 動(dòng)頻率的驅(qū)動(dòng)信號(hào)順序地驅(qū)動(dòng)振蕩器，并檢測(cè)振蕩器的振蕩振幅；并 且基于包括以所述多個(gè)驅(qū)動(dòng)頻率的驅(qū)動(dòng)信號(hào)驅(qū)動(dòng)的各個(gè)驅(qū)動(dòng)狀態(tài) 下的這些驅(qū)動(dòng)頻率以及所檢測(cè)到的振蕩器的振蕩振幅的信息，獲取使 振蕩器的振蕩振幅變?yōu)樽畲蟮尿?qū)動(dòng)頻率作為振蕩系統(tǒng)的共振頻率。
全文摘要
一種振蕩器裝置、光學(xué)偏轉(zhuǎn)裝置、光學(xué)儀器、以及檢測(cè)共振頻率的方法，所述振蕩器裝置包括振蕩系統(tǒng)，包括振蕩器和彈性支持部；驅(qū)動(dòng)部，基于驅(qū)動(dòng)信號(hào)向所述振蕩系統(tǒng)供應(yīng)驅(qū)動(dòng)力；檢測(cè)部，至少檢測(cè)振蕩器的振蕩振幅；驅(qū)動(dòng)振幅控制單元，至少控制驅(qū)動(dòng)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)振幅；以及驅(qū)動(dòng)頻率控制單元，控制要被供應(yīng)至驅(qū)動(dòng)部的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)頻率；其中，在驅(qū)動(dòng)振幅控制單元控制驅(qū)動(dòng)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)振幅而使得要檢測(cè)的振蕩振幅等于目標(biāo)值的狀態(tài)下，并且基于包括被各驅(qū)動(dòng)頻率的驅(qū)動(dòng)信號(hào)驅(qū)動(dòng)的不同驅(qū)動(dòng)狀態(tài)下的這些驅(qū)動(dòng)頻率以及被控制的驅(qū)動(dòng)振幅的信息，驅(qū)動(dòng)頻率控制單元獲取使驅(qū)動(dòng)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)振幅變?yōu)樽钚〉尿?qū)動(dòng)頻率作為振蕩系統(tǒng)的共振頻率。
文檔編號(hào)G02B26/10GK101515067SQ20091000787
公開(kāi)日2009年8月26日 申請(qǐng)日期2009年2月20日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月22日
發(fā)明者小沼和文 申請(qǐng)人:佳能株式會(huì)社