特許 6805568 駆動システム、画像投影装置および駆動制御方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6805568

(24)【登録日】2020年12月8日

(45)【発行日】2020年12月23日

(54)【発明の名称】駆動システム、画像投影装置および駆動制御方法

(51)【国際特許分類】

   G02B 26/10 20060101AFI20201214BHJP

   G09G 3/02 20060101ALI20201214BHJP

   B81B 7/02 20060101ALI20201214BHJP

   G02B 27/01 20060101ALN20201214BHJP

   G02B 27/48 20060101ALN20201214BHJP

【ＦＩ】

   G02B26/10 104Z

   G02B26/10 C

   G09G3/02 A

   B81B7/02

   !G02B27/01

   !G02B27/48

【請求項の数】10

【全頁数】21

(21)【出願番号】特願2016-121943(P2016-121943)

(22)【出願日】2016年6月20日

(65)【公開番号】特開2017-40911(P2017-40911A)

(43)【公開日】2017年2月23日

【審査請求日】2019年5月8日

(31)【優先権主張番号】特願2015-161414(P2015-161414)

(32)【優先日】2015年8月18日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000006747

【氏名又は名称】株式会社リコー

(74)【代理人】

【識別番号】100089118

【弁理士】

【氏名又は名称】酒井 宏明

(72)【発明者】

【氏名】▲高▼橋 啓行

【審査官】 竹村 真一郎

(56)【参考文献】

【文献】 特表２００９−５３０９９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−０９２６７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０８７４５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−０９９０７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０５−０７５９２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−００４３３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０２２５３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 欧州特許出願公開第３１３３５８１（ＥＰ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２０１３／０２４２２８３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２００９／０３０９６６１（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２０１４／０１６７８６０（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２０１４／００２８３９７（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０２Ｂ ２６／００−２６／１２、２７／０１、２７／４８

Ｂ８１Ｂ ７／０２

Ｇ０９Ｇ ３／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

駆動部を有する圧電アクチュエータと、前記駆動部を駆動するための電圧波形を生成する波形生成部と、前記電圧波形を増幅して前記駆動部に印加する駆動用アンプと、前記駆動部にバイアス電圧を印加するバイアスアンプと、を備える駆動システムであって、
前記バイアスアンプの出力電圧は、前記駆動用アンプの最小出力電圧以上であり、
前記圧電アクチュエータは、可動部と、前記可動部を第１の方向に駆動させる第１駆動部と、前記可動部を、前記第１の方向とは異なる方向である第２の方向に駆動させる第２駆動部と、を備え、
前記駆動用アンプは、前記第１駆動部に電圧を印加する第１駆動用アンプと、前記第２駆動部に電圧を印加する第２駆動用アンプと、を備え、
前記バイアスアンプは、前記第１駆動部に電圧を印加する第１バイアスアンプと、前記第２駆動部に電圧を印加する第２バイアスアンプと、を備え、
前記第１駆動用アンプ、前記第２駆動用アンプ、前記第１バイアスアンプ及び前記第２バイアスアンプは、それぞれ高電圧源及び低電圧源に接続されると共に、前記低電圧源がグランドに接続されていること
を特徴とする駆動システム。

【請求項2】

前記第２駆動用アンプ及び前記第２バイアスアンプには、前記高電圧源からの高電圧が供給され、
前記第１駆動用アンプ及び前記第１バイアスアンプには、前記高電圧よりも低い低電圧が供給されること
を特徴とする請求項１に記載の駆動システム。

【請求項3】

前記高電圧から前記低電圧を生成するレギュレータをさらに備え、
前記第１駆動用アンプおよび前記第１バイアスアンプは、前記レギュレータと前記グランドとの間に接続されること
を特徴とする請求項２に記載の駆動システム。

【請求項4】

前記第１駆動用アンプ、前記第２駆動用アンプ、前記第１バイアスアンプ及び前記第２バイアスアンプには、それぞれ共通の高電圧源からの高電圧が供給されること
を特徴とする請求項１に記載の駆動システム。

【請求項5】

前記可動部の駆動方向である前記第１の方向と前記第２の方向がなす角は直角であること
を特徴とする請求項１から請求項４のうち、いずれか一項に記載の駆動システム。

【請求項6】

前記第１バイアスアンプの出力は、可変であること
を特徴とする請求項１から請求項５のうち、いずれか一項に記載の駆動システム。

【請求項7】

前記第２バイアスアンプの出力は、可変であること
を特徴とする請求項１から請求項６のうち、いずれか一項に記載の駆動システム。

【請求項8】

請求項１〜７のいずれか一項に記載の駆動システムと、
前記圧電アクチュエータの前記駆動部に取り付けられた回転可能なミラーと、
レーザ光を出力する光源と、
前記レーザ光を前記ミラーへ入射させる光学系と、
前記駆動システムを制御して前記ミラーを駆動する制御部と、
を備えることを特徴とする画像投影装置。

【請求項9】

前記圧電アクチュエータは、前記ミラーを支持する支持部を備え、
前記支持部は、蛇行するように連続する複数の梁と、前記複数の梁に個別に設けられた複数の圧電部材とを含み、
前記駆動システムは、隣り合う２つの前記梁に個別に設けられた２つの前記圧電部材に非相似の波形の２つの電圧を平行して個別に印加すること
を特徴とする請求項８に記載の画像投影装置。

【請求項10】

可動部と、前記可動部を第１の方向に駆動させる第１駆動部と、前記第１の方向とは異なる方向である第２の方向に前記可動部を駆動させる第２駆動部と、を備えた圧電アクチュエータと、前記第１駆動部及び前記第２駆動部を駆動するための電圧波形を生成する波形生成部と、前記電圧波形を増幅して前記第１駆動部に電圧を印加する第１駆動用アンプと、前記第２駆動部に電圧を印加する第２駆動用アンプと、を備えた駆動用アンプと、前記第１駆動部に電圧を印加する第１バイアスアンプと、前記第２駆動部に電圧を印加する第２バイアスアンプと、を備えたバイアスアンプと、を備える駆動システムの駆動制御方法であって、
前記バイアスアンプの出力電圧を、前記駆動用アンプの最小出力電圧以上とし、
前記第１駆動用アンプ、前記第２駆動用アンプ、前記第１バイアスアンプ及び前記第２バイアスアンプを、それぞれ高電圧源及び低電圧源に接続すると共に、前記低電圧源をグランドに接続し、
前記波形生成部が第１電圧波形および第２電圧波形を生成し、
前記第１駆動用アンプ及び前記第２駆動用アンプが前記第１電圧波形を増幅し、
前記第１バイアスアンプ及び前記第２バイアスアンプが前記第２電圧波形を増幅し、
前記圧電アクチュエータが増幅後の前記第１および第２電圧波形に基づいて前記可動部を駆動制御すること
を特徴とする駆動制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、駆動システム、画像投影装置および駆動制御方法に関する。

【背景技術】

【0002】

圧電素子は、分極方向に電圧を印加すると、この印加電圧の電位に比例した歪み、即ち伸縮を生じる、いわゆる逆圧電効果を発揮することが知られている。そこで従来では、このような圧電素子を利用して被駆動体に駆動力を伝達する圧電アクチュエータが実現されている。

【0003】

圧電アクチュエータに用いられる圧電素子は、例えるなら、永久磁石のように一方向に分極されている状態で駆動力を発揮するものであり、その分極方向両端面に設けられた電極間に駆動回路の出力を接続することで駆動力を得ることができる。前述の分極は、素子の組成を考慮し、ある一定の電圧を一定時間印加し続けることで得られる。一度分極が得られた素子は、一般的に分極を与えた電圧方向とゼロの間で電圧が印加されることで駆動する。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

従来では、圧電素子の分極を保つために、駆動をグランド（ＧＮＤ）から正電圧で行っていた。圧電素子によるアクチュエータは基本的にコンデンサの構造をしている。そのため、容量が非常に大きく、普通のオペアンプのみで駆動することが困難である。そこで通常では、アンプの出力段に電流増幅を行う回路が付加されていた。しかしながら、片電源（正電源のみ）ではＧＮＤから出力することが不可能であるため、構造上負電源が必要になってしまい、コストが大幅に増加してしまうという問題があった。

【0005】

そこで本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、コストを大幅に増加させることなく片電源での駆動が可能な駆動システム、画像投影装置および駆動制御方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記目的を達成するために、本発明にかかる駆動システムは、駆動部を有する圧電アクチュエータと、前記駆動部を駆動するための電圧波形を生成する波形生成部と、前記電圧波形を増幅して前記駆動部に印加する駆動用アンプと、前記駆動部にバイアス電圧を印加するバイアスアンプと、を備える駆動システムであって、前記バイアスアンプの出力電圧は、前記駆動用アンプの最小出力電圧以上であり、前記圧電アクチュエータは、可動部と、前記可動部を第１の方向に駆動させる第１駆動部と、前記可動部を、前記第１の方向とは異なる方向である第２の方向に駆動させる第２駆動部と、を備え、前記駆動用アンプは、前記第１駆動部に電圧を印加する第１駆動用アンプと、前記第２駆動部に電圧を印加する第２駆動用アンプと、を備え、前記バイアスアンプは、前記第１駆動部に電圧を印加する第１バイアスアンプと、前記第２駆動部に電圧を印加する第２バイアスアンプと、を備え、前記第１駆動用アンプ、前記第２駆動用アンプ、前記第１バイアスアンプ及び前記第２バイアスアンプは、それぞれ高電圧源及び低電圧源に接続されると共に、前記低電圧源がグランドに接続されていることを特徴とする。

【0007】

また、本発明にかかる駆動制御方法は、可動部と、前記可動部を第１の方向に駆動させる第１駆動部と、前記第１の方向とは異なる方向である第２の方向に前記可動部を駆動させる第２駆動部と、を備えた圧電アクチュエータと、前記第１駆動部及び前記第２駆動部を駆動するための電圧波形を生成する波形生成部と、前記電圧波形を増幅して前記第１駆動部に電圧を印加する第１駆動用アンプと、前記第２駆動部に電圧を印加する第２駆動用アンプと、を備えた駆動用アンプと、前記第１駆動部に電圧を印加する第１バイアスアンプと、前記第２駆動部に電圧を印加する第２バイアスアンプと、を備えたバイアスアンプと、を備える駆動システムの駆動制御方法であって、前記バイアスアンプの出力電圧を、前記駆動用アンプの最小出力電圧以上とし、前記第１駆動用アンプ、前記第２駆動用アンプ、前記第１バイアスアンプ及び前記第２バイアスアンプを、それぞれ高電圧源及び低電圧源に接続すると共に、前記低電圧源をグランドに接続し、前記波形生成部が第１電圧波形および第２電圧波形を生成し、前記第１駆動用アンプ及び前記第２駆動用アンプが前記第１電圧波形を増幅し、前記第１バイアスアンプ及び前記第２バイアスアンプが前記第２電圧波形を増幅し、前記圧電アクチュエータが増幅後の前記第１および第２電圧波形に基づいて前記可動部を駆動制御することを特徴とする。

【0009】

さらにまた、本発明に係る画像投影装置は、上述した駆動システムと、前記圧電アクチュエータの前記駆動部に取り付けられた回転可能なミラーと、レーザ光を出力する光源と、前記レーザ光を前記ミラーへ入射させる光学系と、前記駆動システムを制御して前記ミラーを駆動する制御部と、を備えることを特徴とする。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、コストを大幅に増加させることなく片電源での駆動が可能な駆動システム、画像投影装置および駆動制御方法を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】図１は、圧電アクチュエータのフレームの構成例を示す図である。

【図2】図２は、圧電アクチュエータの圧電素子の配置例を示す図である。

【図3】図３は、圧電アクチュエータへの接続の一例を示す図である。

【図4】図４は、圧電アクチュエータと電極の配置の一例を示す図である。

【図5】図５は、圧電アクチュエータのＸ軸側の駆動電圧を示す図である。

【図6】図６は、図５に示す駆動電圧に対する圧電アクチュエータの動作を表した模式図である。

【図7】図７は、圧電アクチュエータのＹ軸側の駆動電圧を示す図である。

【図8】図８は、図７に示す駆動電圧に対する圧電アクチュエータの動作を表した模式図である。

【図9】図９は、圧電アクチュエータのＹ軸側動作中の形状を説明する図である（その１）。

【図10】図１０は、図９に示す形状における走査方向、走査領域および描画領域と光の輝線との関係を示す図である。

【図11】図１１は、圧電アクチュエータのＹ軸側動作中の形状を説明する図である（その２）。

【図12】図１２は、図１１に示す形状における走査方向、走査領域および描画領域と光の輝線との関係を示す図である。

【図13】図１３は、圧電アクチュエータを用いて２次元画像を描画する動作を示す図である。

【図14】図１４は、比較例としてのアクチュエータ駆動装置の概略構成例を示す図である。

【図15】図１５は、本発明の実施形態１にかかる駆動システムの概略構成例を示す回路図である。

【図16】図１６は、図１５に示す駆動システムにおける主走査および共通電極の駆動回路を示す回路図である。

【図17】図１７は、図１６に示すＤＡＣの出力波形の一例を示す図である。

【図18】図１８は、図１６に示すアンプの出力波形の一例を示す図である。

【図19】図１９は、図１５に示す駆動システムにおける副走査および共通電極の駆動回路を示す回路図である。

【図20】図２０は、図１９に示すＤＡＣの出力波形の一例を示す図である。

【図21】図２１は、図１９に示す他のＤＡＣの出力波形の一例を示す図である。

【図22】図２２は、図１９に示すアンプの出力波形の一例を示す図である。

【図23】図２３は、図１９に示す他のアンプの出力波形の一例を示す図である。

【図24】図２４は、図１９に示すさらに他のアンプの出力波形の一例を示す図である。

【図25】図２５は、本発明の実施形態２にかかる駆動システムにおける主走査および共通電極の駆動回路を示す回路図である。

【図26】図２６は、図２５に示すアンプの出力波形の一例を示す図である。

【図27】図２７は、本発明の実施形態３にかかる駆動システムにおける副走査および共通電極の駆動回路を示す回路図である。

【図28】図２８は、図２７に示すＤＡＣの出力波形の一例を示す図である。

【図29】図２９は、図２７に示すアンプの出力波形の一例を示す図である。

【図30】図３０は、本発明の実施形態５にかかる駆動システムの概略構成例を示す回路図である。

【図31】図３１は、図３０に示す駆動システムにおける主走査および共通電極の駆動回路を示す回路図である。

【図32】図３２は、本発明の実施形態７にかかる画像投影装置の概略構成例を示す模式図である。

【図33】図３３は、本発明の実施形態７にかかる２次元光偏向器の概略構成例を示す模式図である。

【図34】図３４は、本発明の実施形態７にかかる電圧印加パターンの一例を示す波形図である。

【図35】図３５は、本発明の実施形態７の変形例にかかるヘッドアップディスプレイの概略構成例を示す模式図である。

【図36】図３６は、本発明の実施形態８にかかる駆動制御方法の一例を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本発明の好適な実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に述べる実施形態は、本発明の好適な実施形態であるので、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明によって不当に限定されるものではなく、また、本実施形態で説明される構成の全てが本発明の必須の構成要件ではない。

【0013】

上述したように、従来技術による圧電素子を用いたアクチュエータは、構造上負電源が必要になり、コストが大幅に増加してしまうという問題があった。また、従来の構成では、共通電極部に任意の電圧を印加することができないという問題もあった。さらに、従来では相対的に正電圧しか掛けない駆動としていたが、その場合、アクチュエータの特性を補正することができないという問題も存在した。

【0014】

ここで、圧電アクチュエータの構造例およびその動作について、以下に例を挙げて説明する。図１は、圧電アクチュエータのフレーム構成の一例を示す図である。図２は、図１に例示するフレームに対する圧電素子の配置例を示す図である。図３は、図２に例示する圧電アクチュエータに対する配線例を示す図である。なお、ここで例示する圧電アクチュエータは、Ｘ軸およびＹ軸の２軸方向に光をスキャンするためのアクチュエータである。

【0015】

図１に示すように、圧電アクチュエータのフレーム構成は、シリコン基板上に形成された圧電アクチュエータのフレーム１１にミラー１が取り付けられた構造を有する。フレーム１１は、折り返し構造部１２〜１５と、Ｘ軸フレーム１６および１７とを備える。折り返し構造部１２の左側はフレーム１１との接続部であり、折り返し構造部１３の左側はＸ軸フレーム１６および１７との接続部であり、折り返し構造部１４の右側はＸ軸フレーム１６および１７との接続部であり、折り返し構造部１５の右側はフレーム１１との接続部である。なお、図１では折り返し構造部１２〜１５での折り返しが１回の例を示したが、２回以上の折り返し構造であってもよい。折り返し構造部１２〜１５は、Ｘ軸フレーム１６および１７全体を捻る方向に回動させる。ミラー１はＸ軸フレーム１６および１７の回動中心に取り付けられており、レーザ光線等の光を照射して光をスキャンする。図１においてスキャンのＹ軸方向は、ミラー１を通る上下方向の中心線に対して垂直、即ち左右の方向となる。Ｘ軸フレーム１６および１７もミラー１と接続されている。図１においてスキャンのＸ軸方向は、ミラー１を通る左右方向の中心線に対して垂直、即ち上下の方向となる。したがって、図１の場合は、紙面中上下方向がＸ軸となり、左右方向がＹ軸となる。

【0016】

図２に示すように、圧電アクチュエータ１０は、図１に示すフレーム１１に対し、折り返し構造部１２〜１５の各々に駆動用の圧電素子２２〜２５と検知用の圧電素子３２〜３５とが設けられた構造を有する。また、Ｘ軸フレーム１６および１７の各々にも駆動用の圧電素子２６および２７と検知用の圧電素子３６および３７とが設けられている。

【0017】

図３に示すように、図２に示す圧電アクチュエータ１０に対しては、圧電素子２２および２４を共通で駆動するための配線ＳＤＡ（Sub Drive Ach）と、圧電素子２３および２５を共通で駆動するための配線ＳＤＢ（Sub Drive Bch)と、圧電素子２６および２７を共通で駆動するための配線ＭＤ（Main Drive）と、折り返し構造部１２に接続された検知端子ＳＳＡ１（Sub Sense Ach-1）と、折り返し構造部１３に接続された検知端子ＳＳＢ１（Sub Sense Bch-1）と、折り返し構造部１４に接続された検知端子ＳＳＡ２（Sub Sense Ach-2）と、折り返し構造部１５に接続された検知端子ＳＳＢ２（Sub Sense Bch-2）とが設けられている。

【0018】

また、図４に、図２に例示した各圧電素子とこれらの裏面に設けられる電極との組み合わせと各電極に接続される配線との例を示す。図４に示すように、駆動用の圧電素子２２および２４の裏面には共通の配線ＳＤＡＧが接続された電極４２および４４が配置され、圧電素子２３および２５の裏面には共通の配線ＳＤＢＧが接続された電極４３および４５が配置され、圧電素子２６および２７の裏面には共通の配線ＭＤＧが接続された電極４６および４７が配置される。また、検知用の圧電素子３２の裏面には配線ＳＳＡ１Ｇが接続された電極５２が配置され、圧電素子３３の裏面には配線ＳＳＢ１Ｇが接続された電極５３が配置され、圧電素子３４の裏面には配線ＳＳＡ２Ｇが接続された電極５４が配置され、圧電素子３５の裏面には配線ＳＳＢ２Ｇが接続された電極５５が配置され、圧電素子３６および３７の裏面には共通の配線ＭＳＧが接続された電極５６および５７が配置される。

【0019】

一般的に、圧電素子に分極時に掛けた電圧と同じ極性の電圧を掛けると、圧電素子に引っ張る力が発生する。例えば分極時にＧＮＤ基準で＋３０Ｖを掛けたとすると、ＧＮＤ基準で正極性の電圧を掛けることで、圧電素子の全体が縮む方向に変形する。これにより、圧電素子に引っ張る力が発生する。また、圧電素子に力を掛けると微弱な電圧が発生する。この電圧により電荷がチャージされて、圧電素子と電極との間に電流が流れる。圧電素子２２〜２７および圧電素子３２〜３７では、これらの特性を利用して駆動と検知とが行われる。

【0020】

なお、図１から図４においては、圧電素子を一方の面のみに配置した場合を例示したが、配置配線や圧電素子の作成上の自由度を向上させるために両面に配置してもよい。また、これらの圧電素子や電極の形成はほぼ半導体プロセスに準じるものであるため、大量生産によりコストダウンを図ることが可能である。

【0021】

図５は、圧電アクチュエータ１０のＸ軸方向の動作を説明する図であり、図６は、圧電アクチュエータ１０を横方向から見た図である。なお、Ｘ軸方向は少ない投入エネルギーでできるだけ大きな振幅を得るために共振で動作させるのが一般的であることから、図５および図６では共振周波数で圧電アクチュエータ１０を動作させている。図５に示すように、時刻ｔ１では電極ＭＤ−ＭＤＧ間の電圧がゼロとなっている。この時刻ｔ１での圧電アクチュエータ１０は、図６に示すように、ミラー１の中心の左側で圧電素子の変位がゼロである。時刻ｔ２では、圧電素子が中央に縮む方向に変形し、それによりミラー１の中心がやや左向きに傾く。時刻ｔ３では、圧電素子の縮みが最大となり、その結果、ミラー１の中心が左向きに最大に傾く。このようにして圧電アクチュエータ１０はＸ軸方向に動作する。

【0022】

図７は、圧電アクチュエータ１０のＹ軸方向の動作を説明する図であり、図８は、圧電アクチュエータ１０を下方向から見た図である。なお、図７において、実線は電極ＳＤＡ−ＳＤＡＧ間の電圧波形を示し、破線は電極ＳＤＢ−ＳＤＢＧ間の電圧波形を示している。これらの波形は位相が１８０度反転した鋸波である。時刻ｔ０では、電極ＳＤＡ−ＳＤＡＧ間の電圧が最大となり、電極ＳＤＢ−ＳＤＢＧ間の電圧がゼロとなる。その際（時刻ｔ０）のミラー１は、図８に示すように、ミラー１を中心として右向きに最大に傾く。時刻ｔ１では、電極ＳＤＡ−ＳＤＡＧ間の電圧が最大電圧のおおよそ４分の１、電極ＳＤＢ−ＳＤＢＧ間の電圧が最大電圧のおおよそ４分の３となり、ミラー１の傾きが最大傾斜と水平とのおおよそ中間となる。時刻t２では、電極ＳＤＡ−ＳＤＡＧ間および電極ＳＤＢ−ＳＤＢＧ間とも、電圧が最大電圧のおおよそ中間の電圧となり、ミラー１の傾きがおおよそ水平となる。時刻ｔ３では、電極ＳＤＡ−ＳＤＡＧ間の電圧が最大電圧のおおよそ４分の３、電極ＳＤＢ−ＳＤＢＧ間の電圧が最大電圧のおおよそ４分の１となり、ミラー１の傾きが時刻ｔ０における最大傾斜の逆向きの最大傾斜と水平とのおおよそ中間の傾きとなる。時刻ｔ４では、電極ＳＤＡ−ＳＤＡＧ間の電圧がゼロ、電極ＳＤＢ−ＳＤＢＧ間の電圧が最大電圧となり、ミラー１の傾きが時刻ｔ０における最大傾斜の逆向きの最大傾斜となる。時刻ｔ５では、電極ＳＤＡ−ＳＤＡＧ間の電圧が最大、電極ＳＤＢ−ＳＤＢＧ間の電圧がゼロとなり、ミラー１が時刻ｔ０と同様に右向きに最大に傾く。

【0023】

図９〜図１２も圧電アクチュエータ１０のＹ軸方向の動作を説明する図であり、図８の動作を立体的に見た場合の図である。図９は、図８における時刻ｔ０およびｔ５の状態を示す図であり、電極ＳＤＡ、即ちＡｃｈに属する圧電素子２２および２４が最大に縮んでいる場合を示している。図１１は、図８における時刻ｔ４の状態を示す図であり、電極ＳＤＢ、即ちＢｃｈに属する圧電素子２３および２５が最大に縮んでいる場合を示している。図１０および図１２は、それぞれ図９および図１１に詳細な説明を加えた図である。図９〜図１２に示すように、ミラー１に光が入射されると、反射光がＹ軸方向（水平方向）にスキャンされるのが分かる。なお、光スキャナ等のシステムにこのような圧電アクチュエータを適用させる場合、Ｙ軸方向に直線的にスキャンさせる、即ちラスタスキャン動作とするのが一般的である。図９〜図１２はラスタスキャンで動作させている状況を説明している。この動作において印加される電圧の周波数は数十Ｈｚ程度である。一般的な画像或いは映像を扱う場合、６０〜７０Ｈｚで動作させることが多い。

【0024】

上述した動作では、Ｘ軸が共振現象を利用してできるだけ少ないエネルギーで動作させるのに対し、Ｙ軸は非共振で動作させる。そのため、Ｙ軸方向における圧電素子の変位量が小さい。そこで、圧電アクチュエータ１０に折り返し構造部１２〜１５ならびにＸ軸フレーム１６および１７を設け、複数の圧電素子２２〜２７を並列に動作させることで、Ｙ軸方向の変位量を稼ぐようにしている。

【0025】

図１３は、上述したような圧電アクチュエータ１０を用いて２次元画像を描画する動作を示す図である。図１３に示すように、２次元の画像の描画では、時刻ｔ０に走査領域の左上隅から始まり、時刻t１０で走査領域の右下隅に到達することで、１画面の走査が終了する。

【0026】

なお、上述ではいわゆる片持ち梁と呼ばれる構造の圧電アクチュエータ１０を例示したが、この構造に限定されるものではない。すなわち、以下の実施形態には、種々の構造による圧電アクチュエータを適用することが可能である。

【0027】

図１４は、比較例としてのアクチュエータ駆動装置の概略構成例を示す図である。図１４に示すように、アクチュエータ駆動装置９００は、波形生成部９１０と、アンプ９２１および９２３と、アクチュエータ９３０とを備える。波形生成部９１０からは、主走査用駆動電圧Ｍがアンプ９２１に出力され、副走査用駆動電圧Ｓがアンプ９２３に出力される。各々のアンプ９２１および９２３の電源には、０Ｖから必要な最大出力電圧までが得られるように、負電源Ｖｅｅと、必要な最大出力電圧より高い電圧である正電源Ｖｃｃとが用いられている。アクチュエータ９３０の駆動部には、アンプ９２１の出力Ｍ−ＡＭＰ（主走査）と、アンプ９２３の出力Ｓ−ＡＭＰ（副走査）とが接続される。アクチュエータ９３０の共通電極Ｍ−ＣＯＭおよびＳ−ＣＯＭは、ＧＮＤに接続されている。

【0028】

つづいて、実施形態１にかかるアクチュエータの駆動システムおよび駆動制御方法について、図面を用いて詳細に説明する。図１５は、実施形態１にかかる駆動システムの概略構成例を示すブロック図である。図１５に示すように、駆動システム１００は、波形生成部１１０と、主走査駆動用アンプ１２１と、主走査共通電極駆動用アンプ（主走査バイアスアンプともいう）１２２と、副走査駆動用アンプ１２３と、副走査共通電極駆動用アンプ（副走査バイアスアンプともいう）１２４と、アクチュエータ１３０とを備える。アクチュエータ１３０は、たとえば圧電素子をその駆動部として有している。波形生成部１１０には電源Ｖｌ（低電圧源）が供給され、各アンプ１２１〜１２４には第１の電源電圧Ｖｈ（高電圧源）が供給される。実施形態１では、図１４に示した比較例とは異なり、全てのアンプ１２１〜１２４の低電圧源がＧＮＤに接続されている。

【0029】

このような構成を備えた駆動システム１００は、負電源を必要とせずに片電源での駆動が可能である。それにより、コストの増加を抑制することが可能となる。なお、実施形態１では、共通電極部と駆動電圧との最小電圧を、主走査（第１の方向）で同電位とし、副走査（第２の方向）で負電位とする。以下に、その詳細について図面を用いて説明する。

【0030】

図１６は、駆動システム１００における主走査および共通電極の駆動回路を示す回路図である。図１６に示すように、主走査駆動回路１００Ｍは、デジタルアナログコンバータ（以下、ＤＡＣという）１１１と、シャントレギュレータ１１２と、アンプ１４１と、バッファ１４２とを備える。シャントレギュレータ１１２は、高精度で基準電圧Ｖｒｅｆを発生させ、ＤＡＣ１１１に入力する。ＤＡＣ１１１の電源電圧はＶｌ（Ｖ）である。基準電圧Ｖｒｅｆは抵抗Ｒ１およびＲ２で分圧され、電圧Ｖｍｏ（Ｖ）が生成される。この電圧Ｖｍｏは、バッファ１４２でバッファリングされて出力ＭＯＦＳとして出力されるが、その際、電圧Ｖｍｏに駆動側のアンプ１４１のゲインＧｍを乗じた電圧Ｖｍｏ×Ｇｍに等しい電圧となるように設定される。

【0031】

アンプ１４１の出力ＭＤは、図１５の出力Ｍ−ＡＭＰに対応し、バッファ１４２の出力ＭＯＦＳは、図１５の出力Ｍ−ＣＯＭに対応している。

【0032】

ここでＤＡＣ１１１は、一般的にＧＮＤレベルから基準電圧Ｖｒｅｆまで出力することが可能であるが、前述したように負電源を使わない場合、アンプ１４１の出力としてＧＮＤレベルから基準電圧Ｖｒｅｆまでを出力することはできない。ただし、単電源（片電源）で使う場合には、ＧＮＤよりある程度高い電圧から出力可能である。そこで実施形態１では、図１７に示すように、ＤＡＣ１１１の出力範囲をＧＮＤよりある程度高い電圧Ｖｏｆｓから基準電圧Ｖｒｅｆとする。その場合、駆動用のアンプ１４１のゲインをＧｍｄとすると、図１８に示すように、アンプ１４１の出力が電圧Ｖｏｆｓ×Ｇｍｄから電圧Ｖｒｅｆ×Ｇｍｄまでとなり、最低電圧が共通電極部の電圧Ｖｍｏ×Ｇｍと等しくなる。これにより、負電源が無い場合でも、主走査について従来と同様の駆動が可能となる。

【0033】

図１９は、駆動システム１００における副走査および共通電極の駆動回路を示す回路図である。図１９に示すように、副走査駆動回路１００Ｓは、ＤＡＣ１１３および１１４と、シャントレギュレータ１１５と、アンプ１４３〜１４５とを備える。シャントレギュレータ１１５は、高精度で基準電圧Ｖｒｅｆを発生させ、ＤＡＣ１１３および１１４にそれぞれ入力する。このシャントレギュレータ１１５は、主走査駆動回路１００Ｍで用いているシャントレギュレータ１１２と共通とすることが可能である。ＤＡＣ１１３および１１４の電源電圧はＶｌ（Ｖ）である。上述したように、副走査は極性の異なる２系統の駆動が必要である。そこで、図１９に示す副走査駆動回路１００Ｓでは、片方の駆動を出力ＳｕｂＤｒｉｖｅＡ（以下、ＳＤＡと記す）とし、もう一方の駆動を出力ＳｕｂＤｒｉｖｅＢ（以下、ＳＤＢと記す）としている。基準電圧Ｖｒｅｆは抵抗Ｒ３およびＲ４で分圧され、電圧Ｖｓｏ（Ｖ）が生成される。この電圧Ｖｓｏは、抵抗Ｒ３およびＲ４の接続点に接続されたアンプ１４５のゲインＧｓｏで増加されて、出力ＳＯＦＳとして出力される。なお、この出力ＳＯＦＳを主走査駆動回路１１０Ｍの出力ＭＯＦＳと等しい電圧にした場合、抵抗Ｒ３およびＲ４とアンプ１４５とを省略することが可能である。

【0034】

副走査駆動回路１００Ｓにおいても、ＤＡＣ１１３および１１４は、一般的にＧＮＤレベルから基準電圧Ｖｒｅｆ（Ｖ）まで出力することが可能であるが、前述したようにアンプ１４３および１４４の出力としてＧＮＤレベルから基準電圧Ｖｒｅｆまでを出力することはできない。ただし、単電源（片電源）で使う場合には、ＧＮＤよりある程度高い電圧から出力可能であるので、主走査駆動回路１００Ｍと同様に、ＤＡＣ１１３および１１４の出力範囲を電圧Ｖｃｏｍから基準電圧Ｖｒｅｆとする（ＤＡＣ１１３は図２０参照、ＤＡＣ１１４は図２１参照）。その際、駆動用のアンプ１４３〜１４５のゲインをＧｓｄとすると、図２２に示すように、アンプ１４３の出力は電圧Ｖｃｏｍ×Ｇｓｄから電圧Ｖｒｅｆ×Ｇｓｄまでとなり、また、図２３に示すように、アンプ１４４の出力も電圧Ｖｃｏｍ×Ｇｓｄから電圧Ｖｒｅｆ×Ｇｓｄまでとなる。一方、共通電極駆動用のアンプ１４５の出力Ｖｓｏは、前述した通り抵抗Ｒ３およびＲ４とアンプ１４５のゲインＧｓｏとで調整して、図２４に示すような出力ＳＯＦＳとすることができる。これにより、負電源が無い場合でも、副走査について相対的に負電圧を印加した状態で駆動をすることができる。

【0035】

以上のように、実施形態１によれば、負電源を使用せずに相対的に共通電極部に負電圧を掛けることが可能となる。その結果、コストを大幅に増加させることなく片電源での駆動を可能とすることができる。

【0036】

つぎに、実施形態２にかかるアクチュエータの駆動システムおよび駆動制御方法について、図面を用いて詳細に説明する。実施形態２では、実施形態１で例示した主走査駆動回路１００Ｍ（図１６参照）の別形態を例示する。図２５は、実施形態２にかかる主走査駆動回路２００Ｍの概略構成例を示す回路図である。図２５に示すように、主走査駆動回路２００Ｍは、図１６に示す主走査駆動回路１００Ｍと同様の構成において、抵抗Ｒ１およびＲ２がＤＡＣ２１１に置き換えられた構成を備える。このような構成を備えることで、実施形態２では、図２６に示すように、主走査側の共通電極の電圧を可変することができるため、相対的に負電圧で駆動することが可能となる。これにより、アクチュエータ１３０の特性変化を適切に補正することが可能となる。

【0037】

以上のように、実施形態２によれば、実施形態１にかかる駆動システム１００において、主走査のバイアス電圧を適切に制御することが可能となる。その他の構成、動作および効果は、実施形態１と同様のため、ここでは詳細な説明を省略する。

【0038】

つぎに、実施形態３にかかるアクチュエータの駆動システムおよび駆動制御方法について、図面を用いて詳細に説明する。実施形態３では、実施形態１で例示した副走査駆動回路１００Ｓ（図１９参照）の別形態を例示する。図２７は、実施形態３にかかる副走査駆動回路３００Ｓの概略構成例を示す回路図である。図２７に示すように、副走査駆動回路３００Ｓは、図１９に示す副走査駆動回路１００Ｓと同様の構成において、抵抗Ｒ３およびＲ４がＤＡＣ３１５に置き換えられた構成を備える。ＤＡＣ３１５の出力は、図２８に示すように、電圧Ｖｃｏｍから基準電圧Ｖｒｅｆまでの任意の電圧とすることができる。このような構成を備えることで、実施形態３では、図２９に示すように、副走査側の共通電極の電圧を可変することができるため、相対的に負電圧で駆動することが可能となる。これにより、アクチュエータ１３０の特性変化を適切に補正することが可能となる。

【0039】

以上のように、実施形態３によれば、実施形態１にかかる駆動システム１００において、副走査のバイアス電圧を適切に制御することが可能となる。その他の構成、動作および効果は、実施形態１と同様のため、ここでは詳細な説明を省略する。

【0040】

つぎに、実施形態４にかかるアクチュエータの駆動システムおよび駆動制御方法について説明する。上述の実施形態３では、実施形態１をベースとして副走査側の共通電極の電圧を可変としたが、これに限られるものではない。そこで実施形態４では、実施形態２をベースとして主走査側および副走査側の両方の共通電極の電圧を可変とする。

【0041】

実施形態４にかかる駆動システムは、たとえば実施形態１で例示した駆動システム１００に、実施形態２で例示した主走査駆動回路２００Ｍと、実施形態３で例示した副走査駆動回路３００Ｓとを組み込むことで実現することができる。このような構成を備えることで、アクチュエータ１３０の特性変化をさらに適切に補正することが可能となる。

【0042】

つぎに、実施形態５にかかるアクチュエータの駆動システムおよび駆動制御方法について、図面を用いて詳細に説明する。図３０は、実施形態５にかかる駆動システム５００の概略構成例を示す回路図である。図３０に示すように、駆動システム５００は、図１５に示す駆動システム１００と同様の構成において、主走査駆動用アンプ１２１および主走査共通電極駆動用アンプ１２２に、副走査駆動用アンプ１２３および副走査共通電極駆動用アンプ１２４の電源電圧Ｖｈとは異なる、専用の第２の電源電圧Ｖｈｍを供給するように構成されている。

【0043】

前述のように、主走査は共振で動作し、副走査は非共振で駆動するように構成されている。このため、副走査の駆動電圧は比較的高く、例えば５０Ｖ程度必要になる。一方、主走査の駆動電圧は、例えば２０Ｖから３０Ｖ程度である。そこで、主走査用に専用の電源電圧Ｖｈｍを設けることで、主走査に一般的な部品を用いることができるため、コストダウンを図ることが可能となる。

【0044】

図３１は、実施形態５にかかる主走査駆動回路５００Ｍの概略構成例を示す回路図である。図３１に示すように、主走査駆動回路５００Ｍは、図２５に示す主走査駆動回路２００Ｍと同様の構成において、低ドロップアウト（ＬＤＯ）レギュレータ５０１をさらに備えた構成を備える。ＬＤＯレギュレータ５０１は、電源電圧Ｖｈ（高電圧源）を必要な電源電圧Ｖｈｍまで下げてアンプ１４１およびバッファ１４２に供給する。たとえばＬＤＯレギュレータ５０１は、５０Ｖの電源電圧Ｖｈを２０Ｖから３０Ｖ程度の電源電圧Ｖｈｍに低下させ、この電源電圧Ｖｈｍをアンプ１４１およびバッファ１４２に供給する。その他の構成、動作および効果は、実施形態１と同様のため、ここでは詳細な説明を省略する。

【0045】

つぎに、実施形態６について説明する。上述の実施形態で例示した駆動システムおよび駆動制御方法は、映像機器に採用することもできる。それにより、制御性に優れた高性能な映像機器を得ることができる。

【0046】

つぎに、実施形態７について説明する。上述の実施形態１〜５で例示した駆動システムは、光偏偏向器として作用することができる。そのため、これらの駆動システムは、プロジェクタ、ヘッドマウントディスプレイ、ヘッドアップディスプレイなどの画像投影装置や画像投影装置を搭載した移動体装置などに搭載することが可能である。以下に、上述の実施形態１〜５で例示した駆動システムを搭載した画像投影装置を、実施形態７として図面を用いて詳細に説明する。

【0047】

図３２は、実施形態７にかかる画像投影装置の概略構成例を示す模式図である。図３２に示すように、画像投影装置１０００は、赤色レーザ光源１００１と、緑色レーザ光源１００２と、青色レーザ光源１００３と、コリメートレンズ１００４と、光路合成手段１００５と、２次元光偏向器１００９と、ＬＤ駆動部１０１１と、光偏向器駆動部１０１２と、制御部１０１３と、記憶部１０１４とを備える。上述した実施形態１〜５にかかる駆動システムは、光偏向器駆動部１０１２に組み込まれる。

【0048】

コリメートレンズ１００４および光路合成手段１００５は、レーザ光源１００１〜１００３から出力されたレーザ光を２次元光偏向器１００９の反射ミラー１１００（図３３参照）へ入射させる光学系を構成する。赤色レーザ光源１００１、緑色レーザ光源１００２および青色レーザ光源１００３のそれぞれから発せられた光は、コリメートレンズ１００４によってそれぞれ平行光になって出射される。図３２に示す例では、赤色レーザ光源１００１として波長６４２ｎｍ、緑色レーザ光源１００２として波長５２０ｎｍ、青色レーザ光源１００３として波長４５０ｎｍの光源をそれぞれ用いた。

【0049】

コリメートレンズ１００４でコリメートされたレーザ光は、光路合成手段１００５に入射される。光路合成手段１００５は、３本の光路を１つの光路に合成するものであり、ダイクロイックミラーなどの光路合成プリズムで構成されている。この光路合成手段１００５は、光源の数に対応した数の反射面を有してよい。したがって、図３２に示す例では、光路合成手段１００５は、３つの反射面１００６、１００７および１００８を有する。

【0050】

反射面１００６には、赤色の波長のレーザ光を反射し、緑色、青色の波長のレーザ光を透過するダイクロイック膜が形成されている。反射面１００７には、緑色の波長のレーザ光を反射し、青色の波長のレーザ光を透過するダイクロイック膜が形成されている。反射１００８は、青色の波長のレーザ光を反射する。このような反射面１００６〜１００８を備えることで、光路合成手段１００５は３つの光路を１つの光路に合成する。

【0051】

合成されたレーザ光は、２次元光偏向器１００９によってスクリーン１０１０を２次元に走査するように偏向される。スクリーン１０１０への画像の形成は、２次元光偏向器１００９によるレーザ光の２次元光走査と、各レーザ光源１００１〜１００３の強度変調とによって行なわれる。このとき、各レーザ光源１００１〜１００３の強度変調信号は、ＬＤ駆動部１０１１から送られる。２次元光偏向器１００９への動作信号は、光偏向器駆動部１０１２より送られる。画像を形成するためのＬＤ駆動部１０１１および２次元光偏向器１００９の制御は、制御部１０１３で行われる。記憶部１０１４には、２次元光偏向器１００９を駆動するための初期データが格納されている。

【0052】

つづいて、実施形態７における２次元光偏向器１００９のより具体的な構成例を、以下に図面を用いて詳細に説明する。図３３は、実施形態７にかかる２次元光偏向器の概略構成例を示す模式図である。

【0053】

図３３に示すように、２次元光偏向器１００９は、レーザ光を反射させる反射ミラー１１００を中心部に備える。反射ミラー１１００は、一対のトーションバー１１０１で支持されている。トーションバー１１０１の端部は、それぞれ圧電カンチレバー１１０２の一端に支持されている。圧電カンチレバー１１０２の他端は、それぞれ可動枠１１０３に支持されている。可動枠１１０３は、複数の折り返し部を有して蛇行して形成された一対の梁部（蛇行状梁部）１１０４で支持されている。蛇行状梁部１１０４は、素子枠部材１１０５に支持されている。蛇行した各梁部には、独立の圧電部材１１０６ａおよび１１０６ｂが設けられている。

【0054】

図３３に示す構成では、圧電カンチレバー１１０２を駆動することで、反射ミラー１１００を支持するトーションバー１１０１にねじれが発生し、それにより、反射ミラー１１００がＹ軸周りに回転振動する。ここでは、圧電カンチレバー１１０２に対して正弦波による駆動を行い、反射ミラー１１００の回転に機械的共振を利用する。

【0055】

一方、蛇行状梁部１１０４を駆動することで、可動枠１１０３がＸ軸周りに回転し、これに応じて反射ミラー１１００もＸ軸周りに回転する。具体的には、蛇行状梁部１１０４の蛇行した各梁部に独立に設けられた圧電部材１１０６ａおよび１１０６ｂの一つおきにのこぎり波による電圧印加を行う。ここでは、圧電部材１１０６ａ同士が同じ波形の電圧印加パターンであり、圧電部材１１０６ｂ同士が同じ波形の電圧印加パターンである。電圧印加パターンの一例を図３４に示す。図３４では、縦軸が電圧値を示し、横軸が時間を示す。また、例えば実線が圧電部材１１０６ａ（もしくは１１０６ｂ）の電圧印加パターンを示し、破線が圧電部材１１０６ｂ（もしくは１１０６ａ）の電圧印加パターンを示す。図３４に例示するような電圧印加パターンによれば、蛇行状梁部１１０４の一つおきにのこぎり波の位相の調整が行われ、それにより、蛇行状梁部１１０４が回転駆動する。このような駆動により、均一性の高い光走査が可能になる。

【0056】

なお、図３２では、画像投影装置１０００の一例としてプロジェクタ装置を示しているが、これに限らず、頭に装着するヘッドマウントディスプレイや、スクリーンとして拡散板やマイクロレンズアレイを使用し、フロントガラスなどの半透明板などを使って虚像を形成するヘッドアップディスプレイなどへ適用することができる。図３５に、ヘッドアップディスプレイの概略構成例を示す。図３５に示すように、ヘッドアップディスプレイ１２００は、図３２に示す画像投影装置１０００と同様の構成において、２次元光偏向器１００９の先の光路上に、複数のマイクロレンズを含むマイクロレンズアレイ１２１５と、半透明板１２１６（例えばコンバイナやフロントガラス）とが配置された構成を備える。図３５に示す構成では、２次元光偏向器１００９による第１軸および第２軸周りのレーザ光の偏向動作に伴い、マイクロレンズアレイ１２１５上に画像が形成される。そして、半透明板１２１６を介して画像が拡大された虚像１２１７を視点１２１８より視認することができる。この場合、マイクロレンズアレイ１２１５によりレーザ光が拡散されるため、スペックルノイズの低減された虚像１２１７となる。半透明板１２１６には、車両の窓ガラス等を使うことも可能である。

【0057】

このような構成を備えるヘッドアップディスプレイ１２００は、例えば車両、航空機、船舶、ロボット等の移動体に搭載することができる。そこで、ヘッドアップディスプレイ１２００と、ヘッドアップディスプレイ１２００が搭載される移動体とを備える移動体装置を提供することができる。

【0058】

つぎに、実施形態８について説明する。実施形態８では、上述した実施形態にかかる駆動システムが実行する駆動制御方法の一例について、図面を用いて詳細に説明する。なお、本説明では、実施形態１にかかる駆動システム１００（図１５参照）を引用して説明するが、他の実施形態にかかる駆動システム（たとえば図３０に示す駆動システム５００）に対しても、同様に適用可能である。

【0059】

図３６は、実施形態８にかかる駆動制御方法の一例を示すフローチャートである。図３６に示すように、本動作では、まず、波形生成部１１０がデバイス固有の感度値（係数やオフセットなどで表されたデバイス個体差補正用のパラメータ）を不図示のメモリから読み出す（ステップＳ１０１）。

【0060】

つぎに、波形生成部１１０が、ステップＳ１０１で読み出した感度値を用いて主走査駆動波形Ｍを生成し、この主走査駆動波形Ｍを主走査駆動用アンプ１２１へ出力する（ステップＳ１０２）。出力された主走査駆動波形Ｍは主走査駆動用アンプ１２１で増幅され（ステップＳ１０３）、その後、主走査駆動用アンプ１２１からアクチュエータ１３０へ、主走査駆動波形Ｍに基づく出力Ｍ−ＡＭＰとして出力される（ステップＳ１０４）。

【0061】

また、波形生成部１１０は、ステップＳ１０１で読み出した感度値を用いて主走査バイアス駆動波形Ｂ−ＢＩＡＳを生成し、この主走査バイアス駆動波形Ｂ−ＢＩＡＳを主走査バイアスアンプ１２２へ出力する（ステップＳ１０５）。出力された主走査バイアス駆動波形Ｂ−ＢＩＡＳは主走査バイアスアンプ１２２で増幅され（ステップＳ１０６）、その後、主走査バイアスアンプ１２２からアクチュエータ１３０へ、主走査バイアス駆動波形Ｂ−ＢＩＡＳに基づく出力Ｍ−ＣＯＭとして出力される（ステップＳ１０７）。

【0062】

また、波形生成部１１０が、ステップＳ１０１で読み出した感度値を用いて副走査駆動波形Ｓを生成し、この副走査駆動波形Ｓを副走査駆動用アンプ１２３へ出力する（ステップＳ１０８）。出力された副走査駆動波形Ｓは副走査駆動用アンプ１２３で増幅され（ステップＳ１０９）、その後、副走査駆動用アンプ１２３からアクチュエータ１３０へ、副走査駆動波形Ｓに基づく出力Ｓ−ＡＭＰとして出力される（ステップＳ１１０）。

【0063】

また、波形生成部１１０は、ステップＳ１０１で読み出した感度値を用いて副走査バイアス駆動波形Ｓ−ＢＩＡＳを生成し、この副走査バイアス駆動波形Ｓ−ＢＩＡＳを副走査バイアスアンプ１２４へ出力する（ステップＳ１１１）。出力された副走査バイアス駆動波形Ｓ−ＢＩＡＳは副走査バイアスアンプ１２４で増幅され（ステップＳ１１２）、その後、副走査バイアスアンプ１２４からアクチュエータ１３０へ、副走査バイアス駆動波形Ｓ−ＢＩＡＳに基づく出力Ｓ−ＣＯＭとして出力される（ステップＳ１１３）。

【0064】

以上のように、主走査駆動波形Ｍに基づく出力Ｍ−ＡＭＰ、主走査バイアス駆動波形Ｂ−ＢＩＡＳに基づく出力Ｍ−ＣＯＭ、副走査駆動波形Ｓに基づく出力Ｓ−ＡＭＰ、および、副走査バイアス駆動波形Ｓ−ＢＩＡＳに基づく出力Ｓ−ＣＯＭがアクチュエータ１３０にそれぞれ入力されることで、アクチュエータ１３０が駆動する（ステップＳ１１４）。その後、アクチュエータ１３０の駆動が終了次第、本動作が終了する。

【0065】

以上のように動作することで、上述した実施形態において説明したように、負電源を使用せずに相対的に共通電極部に負電圧を掛けることが可能となる。その結果、コストを大幅に増加させることなく片電源での駆動を可能とすることができる。その他の構成、動作および効果は、上述した実施形態と同様であるため、ここでは詳細な説明を省略する。

【0066】

以上、本発明者によってなされた発明を好適な実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施例で説明したものに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。

【0067】

上記実施形態の駆動システムは、アクチュエータを駆動させることにより動作する装置であれば適用可能であり、例えば、反射面を有したアクチュエータを駆動させることにより、レーザ光源から照射されたレーザ光を対象方向に光走査し、対象方向からの反射光により対象方向に存在する物体を認識する物体認識装置に適用可能である。物体認識装置は、例えば、レーザレーダ、レーザ３次元計測装置、生体認証装置等である。

【符号の説明】

【0068】

１００，５００ 駆動システム
１００Ｍ，２００Ｍ，５００Ｍ 主走査駆動回路
１００Ｓ，３００Ｓ 副走査駆動回路
１１０ 波形生成部
１１１，１１３，１１４，２１１，３１５ ＤＡＣ
１１２，１１５ シャントレギュレータ
１２１ 主走査駆動用アンプ
１２２ 主走査共通電極駆動用アンプ
１２３ 副走査駆動用アンプ
１２４ 副走査共通電極駆動用アンプ
１３０ アクチュエータ
１４１，１４３，１４４，１４５ アンプ
１４２ バッファ
１０００ 画像投影装置
１００１〜１００３ レーザ光源
１００４ コリメートレンズ
１００５ 光路合成手段
１００９ ２次元光偏向器
１２１５ マイクロレンズアレイ
１２１６ 半透明板
Ｒ１〜Ｒ４ 抵抗

【先行技術文献】

【特許文献】

【0069】

【特許文献1】特許第２９２１２１８号公報

【特許文献2】特許第２５７０２３７号公報

【特許文献3】特開２００８−１１６６６８号公報

【特許文献4】特開２００７−１５５９８４号公報

【特許文献5】特開２００７−２２６１０８号公報

【特許文献6】特開２００７−２４０６２６号公報

【特許文献7】特開２００７−２４１１６９号公報

【特許文献8】特許第３８０４３１２号公報

【特許文献9】特開２０１１−００４３３９号公報

【特許文献10】特開２０１０−０２６４４３号公報

【特許文献11】特開２０１２−０２２５３７号公報

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】

【図27】

【図28】

【図29】

【図30】

【図31】

【図32】

【図33】

【図34】

【図35】

【図36】