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特開2023-151550光走査装置、光走査装置の駆動方法、及び画像描画システム
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023151550
(43)【公開日】2023-10-16
(54)【発明の名称】光走査装置、光走査装置の駆動方法、及び画像描画システム
(51)【国際特許分類】
G02B 26/10 20060101AFI20231005BHJP
G02B 26/08 20060101ALI20231005BHJP
B81B 3/00 20060101ALI20231005BHJP
B06B 1/06 20060101ALI20231005BHJP
H10N 30/20 20230101ALI20231005BHJP
【ＦＩ】
G02B26/10 C
G02B26/10 104Z
G02B26/08 E
B81B3/00
B06B1/06 A
H01L41/09
【審査請求】未請求
【請求項の数】8
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022061219
(22)【出願日】2022-03-31
(71)【出願人】
【識別番号】306037311
【氏名又は名称】富士フイルム株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001519
【氏名又は名称】弁理士法人太陽国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】園田 慎一郎
(72)【発明者】
【氏名】田中 伸也
(72)【発明者】
【氏名】吉澤 宏俊
【テーマコード（参考）】
2H045
2H141
3C081
5D107
【Ｆターム（参考）】
2H045AB13
2H045AB24
2H045AB34
2H045AB38
2H045AB44
2H045AB81
2H045BA12
2H141MA12
2H141MB24
2H141MC09
2H141MD13
2H141MD16
2H141MD20
2H141MD24
2H141MF05
2H141MZ06
2H141MZ13
2H141MZ15
3C081AA13
3C081BA28
3C081BA44
3C081BA47
3C081BA55
3C081CA44
3C081EA08
3C081EA11
5D107AA07
5D107CC01
5D107CC10
5D107CC12
5D107CD01
5D107CD03
5D107CD08
(57)【要約】
【課題】第１駆動信号の周波数及び第２駆動信号の周波数を変更する場合に、第１駆動信号の周波数と、第２駆動信号の周波数との周波数比を一定に保つことができる光走査装置、光走査装置の駆動方法、及び画像描画システムを得る。
【解決手段】駆動制御部は、第１設定値に応じた第１駆動周波数を有する第１駆動信号を第１アクチュエータに付与し、第２設定値に応じた第２駆動周波数を有する第２駆動信号を第２アクチュエータに付与し、第１設定値を第１設定値及び第２設定値の最大公約数で除算して得られた第１の数単位で第１設定値を変更することにより第１駆動周波数を変更し、第２設定値を最大公約数で除算して得られた第２の数単位で第２設定値を変更することにより第２駆動周波数を変更する。
【選択図】図１７
【解決手段】駆動制御部は、第１設定値に応じた第１駆動周波数を有する第１駆動信号を第１アクチュエータに付与し、第２設定値に応じた第２駆動周波数を有する第２駆動信号を第２アクチュエータに付与し、第１設定値を第１設定値及び第２設定値の最大公約数で除算して得られた第１の数単位で第１設定値を変更することにより第１駆動周波数を変更し、第２設定値を最大公約数で除算して得られた第２の数単位で第２設定値を変更することにより第２駆動周波数を変更する。
【選択図】図１７
【特許請求の範囲】
【請求項1】
入射光を反射する反射面を有するミラー部と、
前記ミラー部の静止時の前記反射面を含む平面内にある第１軸の周りに前記ミラー部を揺動させる第１アクチュエータと、
前記ミラー部の静止時の前記反射面を含む平面内であって前記第１軸に交差する第２軸の周りに前記ミラー部を揺動させる第２アクチュエータと、
少なくとも１つのプロセッサと、
を備える光走査装置であって、
前記プロセッサは、
第１設定値に応じた第１駆動周波数を有する第１駆動信号を前記第１アクチュエータに付与し、
第２設定値に応じた第２駆動周波数を有する第２駆動信号を前記第２アクチュエータに付与し、
前記第１駆動周波数及び前記第２駆動周波数を変更する場合、前記第１設定値及び前記第２設定値の最大公約数を導出し、
前記第１設定値を前記最大公約数で除算して得られた第１の数単位で前記第１設定値を変更することにより前記第１駆動周波数を変更し、
前記第２設定値を前記最大公約数で除算して得られた第２の数単位で前記第２設定値を変更することにより前記第２駆動周波数を変更する
光走査装置。
前記ミラー部の静止時の前記反射面を含む平面内にある第１軸の周りに前記ミラー部を揺動させる第１アクチュエータと、
前記ミラー部の静止時の前記反射面を含む平面内であって前記第１軸に交差する第２軸の周りに前記ミラー部を揺動させる第２アクチュエータと、
少なくとも１つのプロセッサと、
を備える光走査装置であって、
前記プロセッサは、
第１設定値に応じた第１駆動周波数を有する第１駆動信号を前記第１アクチュエータに付与し、
第２設定値に応じた第２駆動周波数を有する第２駆動信号を前記第２アクチュエータに付与し、
前記第１駆動周波数及び前記第２駆動周波数を変更する場合、前記第１設定値及び前記第２設定値の最大公約数を導出し、
前記第１設定値を前記最大公約数で除算して得られた第１の数単位で前記第１設定値を変更することにより前記第１駆動周波数を変更し、
前記第２設定値を前記最大公約数で除算して得られた第２の数単位で前記第２設定値を変更することにより前記第２駆動周波数を変更する
光走査装置。
【請求項2】
前記プロセッサは、共通のクロック信号に基づく同じタイミングに、前記第１駆動周波数及び前記第２駆動周波数を変更する
請求項１に記載の光走査装置。
請求項１に記載の光走査装置。
【請求項3】
前記共通のクロック信号は、前記第１設定値と前記第２の数とを乗算して得られる値に応じてクロックが立ち上がるクロック信号又は前記第２設定値と前記第１の数とを乗算して得られる値に応じてクロックが立ち上がるクロック信号である
請求項２に記載の光走査装置。
請求項２に記載の光走査装置。
【請求項4】
前記プロセッサは、
前記第１設定値と前記第２の数とを乗算して得られる値に応じてクロックが立ち上がる第１クロック信号のクロックが立ち上がるタイミングで前記第１駆動周波数を変更した前記第１駆動信号を前記第１アクチュエータに付与し、
前記第２設定値と前記第１の数とを乗算して得られる値に応じてクロックが立ち上がる第２クロック信号のクロックが立ち上がるタイミングで前記第２駆動周波数を変更した前記第２駆動信号を前記第２アクチュエータに付与する
請求項１に記載の光走査装置。
前記第１設定値と前記第２の数とを乗算して得られる値に応じてクロックが立ち上がる第１クロック信号のクロックが立ち上がるタイミングで前記第１駆動周波数を変更した前記第１駆動信号を前記第１アクチュエータに付与し、
前記第２設定値と前記第１の数とを乗算して得られる値に応じてクロックが立ち上がる第２クロック信号のクロックが立ち上がるタイミングで前記第２駆動周波数を変更した前記第２駆動信号を前記第２アクチュエータに付与する
請求項１に記載の光走査装置。
【請求項5】
前記プロセッサは、
前記第１駆動周波数及び前記第２駆動周波数を変更するとともに、前記第１設定値及び前記第２の数と、前記第２設定値及び前記第１の数とを、変更後の前記第１駆動周波数及び前記第２駆動周波数に応じた値に変更し、変更後の前記第１設定値及び前記第２の数に基づいて前記第１クロック信号を生成し、変更後の前記第２設定値及び前記第１の数に基づいて前記第２クロック信号を生成する
請求項４に記載の光走査装置。
前記第１駆動周波数及び前記第２駆動周波数を変更するとともに、前記第１設定値及び前記第２の数と、前記第２設定値及び前記第１の数とを、変更後の前記第１駆動周波数及び前記第２駆動周波数に応じた値に変更し、変更後の前記第１設定値及び前記第２の数に基づいて前記第１クロック信号を生成し、変更後の前記第２設定値及び前記第１の数に基づいて前記第２クロック信号を生成する
請求項４に記載の光走査装置。
【請求項6】
前記プロセッサは、
前記第１駆動周波数及び前記第２駆動周波数を変更するとともに、前記第１駆動周波数及び前記第２駆動周波数の変更前の前記第１クロック信号と第２クロック信号との位相差を、その位相差に変更後の前記第１駆動周波数に対する変更前の前記第１駆動周波数の比を乗算して得られた位相差に変更する
請求項４又は請求項５に記載の光走査装置。
前記第１駆動周波数及び前記第２駆動周波数を変更するとともに、前記第１駆動周波数及び前記第２駆動周波数の変更前の前記第１クロック信号と第２クロック信号との位相差を、その位相差に変更後の前記第１駆動周波数に対する変更前の前記第１駆動周波数の比を乗算して得られた位相差に変更する
請求項４又は請求項５に記載の光走査装置。
【請求項7】
入射光を反射する反射面を有するミラー部と、
前記ミラー部の静止時の前記反射面を含む平面内にある第１軸の周りに前記ミラー部を揺動させる第１アクチュエータと、
前記ミラー部の静止時の前記反射面を含む平面内であって前記第１軸に交差する第２軸の周りに前記ミラー部を揺動させる第２アクチュエータと、
を備える光走査装置の駆動方法であって、
第１設定値に応じた第１駆動周波数を有する第１駆動信号を前記第１アクチュエータに付与し、
第２設定値に応じた第２駆動周波数を有する第２駆動信号を前記第２アクチュエータに付与し、
前記第１駆動周波数及び前記第２駆動周波数を変更する場合、前記第１設定値及び前記第２設定値の最大公約数を導出し、
前記第１設定値を前記最大公約数で除算して得られた第１の数単位で前記第１設定値を変更することにより前記第１駆動周波数を変更し、
前記第２設定値を前記最大公約数で除算して得られた第２の数単位で前記第２設定値を変更することにより前記第２駆動周波数を変更する
光走査装置の駆動方法。
前記ミラー部の静止時の前記反射面を含む平面内にある第１軸の周りに前記ミラー部を揺動させる第１アクチュエータと、
前記ミラー部の静止時の前記反射面を含む平面内であって前記第１軸に交差する第２軸の周りに前記ミラー部を揺動させる第２アクチュエータと、
を備える光走査装置の駆動方法であって、
第１設定値に応じた第１駆動周波数を有する第１駆動信号を前記第１アクチュエータに付与し、
第２設定値に応じた第２駆動周波数を有する第２駆動信号を前記第２アクチュエータに付与し、
前記第１駆動周波数及び前記第２駆動周波数を変更する場合、前記第１設定値及び前記第２設定値の最大公約数を導出し、
前記第１設定値を前記最大公約数で除算して得られた第１の数単位で前記第１設定値を変更することにより前記第１駆動周波数を変更し、
前記第２設定値を前記最大公約数で除算して得られた第２の数単位で前記第２設定値を変更することにより前記第２駆動周波数を変更する
光走査装置の駆動方法。
【請求項8】
請求項１から請求項６の何れか１項に記載の光走査装置と、
前記ミラー部に光を照射する光源と、
を備える画像描画システム。
前記ミラー部に光を照射する光源と、
を備える画像描画システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、光走査装置、光走査装置の駆動方法、及び画像描画システムに関する。
【背景技術】
【0002】
シリコン（Ｓｉ）の微細加工技術を用いて作製される微小電気機械システム（Micro Electro Mechanical Systems：ＭＥＭＳ）デバイスの１つとしてマイクロミラーデバイス（マイクロスキャナともいう）が知られている。このマイクロミラーデバイスを備える光走査装置は、小型かつ低消費電力であることから、レーザーディスプレイ又はレーザープロジェクタ等の画像描画システムへの応用が期待されている。
【0003】
マイクロミラーデバイスは、ミラー部が、互いに直交する第１軸及び第２軸の周りに揺動可能に形成されており、ミラー部が各軸の周りに揺動することで、ミラー部が反射した光を二次元的に走査する。また、ミラー部を各軸の周りに共振させることにより、光をリサージュ走査することを可能とするマイクロミラーデバイスが知られている。
【0004】
特許文献１には、ＭＥＭＳミラーの振幅及び位相に基づいて、ＭＥＭＳミラーの駆動周波数及びＭＥＭＳミラーのスキャンが一周するまでのレートであるフレームレートを選択する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開２０１６－１８４０１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
ミラー部を第１軸の周りに揺動させるための第１駆動信号の周波数と、第２軸の周りに揺動させるための第２駆動信号の周波数との周波数比が変動してしまうと、光の走査軌道が変動してしまう。この結果、描画される画像にぶれが発生してしまう。特許文献１に記載の技術では、第１駆動信号の周波数及び第２駆動信号の周波数を変更する場合に、第１駆動信号の周波数と、第２駆動信号の周波数との周波数比を一定に保つことについては考慮されていない。
【0007】
本開示は、以上の事情を鑑みてなされたものであり、第１駆動信号の周波数及び第２駆動信号の周波数を変更する場合に、第１駆動信号の周波数と、第２駆動信号の周波数との周波数比を一定に保つことができる光走査装置、光走査装置の駆動方法、及び画像描画システム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】
【0008】
本開示の光走査装置は、入射光を反射する反射面を有するミラー部と、ミラー部の静止時の反射面を含む平面内にある第１軸の周りにミラー部を揺動させる第１アクチュエータと、ミラー部の静止時の反射面を含む平面内であって第１軸に交差する第２軸の周りにミラー部を揺動させる第２アクチュエータと、少なくとも１つのプロセッサと、を備える光走査装置であって、プロセッサは、第１設定値に応じた第１駆動周波数を有する第１駆動信号を第１アクチュエータに付与し、第２設定値に応じた第２駆動周波数を有する第２駆動信号を第２アクチュエータに付与し、第１駆動周波数及び第２駆動周波数を変更する場合、第１設定値及び第２設定値の最大公約数を導出し、第１設定値を最大公約数で除算して得られた第１の数単位で第１設定値を変更することにより第１駆動周波数を変更し、第２設定値を最大公約数で除算して得られた第２の数単位で第２設定値を変更することにより第２駆動周波数を変更する。第１の数と第２の数は互いに素となる。
【0009】
なお、本開示の光走査装置は、プロセッサが、共通のクロック信号に基づく同じタイミングに、第１駆動周波数及び第２駆動周波数を同時に変更してもよい。
【0010】
また、本開示の光走査装置は、共通のクロック信号が、第１設定値と第２の数とを乗算して得られる値に応じてクロックが立ち上がるクロック信号又は第２設定値と第１の数とを乗算して得られる値に応じてクロックが立ち上がるクロック信号であってもよい。
【0011】
また、本開示の光走査装置は、プロセッサが、第１設定値と第２の数とを乗算して得られる値に応じてクロックが立ち上がる第１クロック信号のクロックが立ち上がるタイミングで第１駆動周波数を変更した第１駆動信号を第１アクチュエータに付与し、第２設定値と第１の数とを乗算して得られる値に応じてクロックが立ち上がる第２クロック信号のクロックが立ち上がるタイミングで第２駆動周波数を変更した第２駆動信号を第２アクチュエータに付与してもよい。
【0012】
また、本開示の光走査装置は、プロセッサが、第１駆動周波数及び第２駆動周波数を変更するとともに、第１設定値及び第２の数と、第２設定値及び第１の数とを、変更後の第１駆動周波数及び第２駆動周波数に応じた値に変更し、変更後の第１設定値及び第２の数に基づいて第１クロック信号を生成し、変更後の第２設定値及び第１の数に基づいて第２クロック信号を生成してもよい。
【0013】
また、本開示の光走査装置は、プロセッサが、第１駆動周波数及び第２駆動周波数を変更するとともに、第１駆動周波数及び第２駆動周波数の変更前の第１クロック信号と第２クロック信号との位相差を、その位相差に変更後の第１駆動周波数に対する変更前の第１駆動周波数の比を乗算して得られた位相差に変更してもよい。
【0014】
また、本開示の光走査装置の駆動方法は、入射光を反射する反射面を有するミラー部と、ミラー部の静止時の反射面を含む平面内にある第１軸の周りにミラー部を揺動させる第１アクチュエータと、ミラー部の静止時の反射面を含む平面内であって第１軸に交差する第２軸の周りにミラー部を揺動させる第２アクチュエータと、を備える光走査装置の駆動方法であって、第１設定値に応じた第１駆動周波数を有する第１駆動信号を第１アクチュエータに付与し、第２設定値に応じた第２駆動周波数を有する第２駆動信号を第２アクチュエータに付与し、第１駆動周波数及び第２駆動周波数を変更する場合、第１設定値及び第２設定値の最大公約数を導出し、第１設定値を最大公約数で除算して得られた第１の数単位で第１設定値を変更することにより第１駆動周波数を変更し、第２設定値を最大公約数で除算して得られた第２の数単位で第２設定値を変更することにより第２駆動周波数を変更するものである。
【0015】
また、本開示の画像描画システムは、上記の何れかの光走査装置と、ミラー部に光を照射する光源と、を備える。
【発明の効果】
【0016】
本開示によれば、第１駆動信号の周波数及び第２駆動信号の周波数を変更する場合に、第１駆動信号の周波数と、第２駆動信号の周波数との周波数比を一定に保つことができる。
【図面の簡単な説明】
【0017】
【図1】画像描画システムの概略図である。
【図2】マイクロミラーデバイスの外観斜視図である。
【図3】第１駆動信号の一例を示すグラフである。
【図4】第２駆動信号の一例を示すグラフである。
【図5】第１実施形態に係る駆動制御部の機能的な構成の一例を示すブロック図である。
【図6】一対の第１角度検出センサから出力される信号の一例を示す図である。
【図7】一対の第２角度検出センサから出力される信号の一例を示す図である。
【図8】第１信号処理部の構成の一例を示す回路図である。
【図9】第１信号処理の一例を示す図である。
【図10】第２信号処理の一例を示す図である。
【図11】第１ゼロクロスパルスの生成処理を説明するための図である。
【図12】第２ゼロクロスパルスの生成処理を説明するための図である。
【図13】第１駆動周波数と第１振れ角との関係の一例を示すグラフである。
【図14】第２駆動周波数と第２振れ角との関係の一例を示すグラフである。
【図15】目標とする第１駆動周波数の決定処理を説明するための図である。
【図16】共通のクロック信号を説明するための図である。
【図17】第１駆動周波数及び第２駆動周波数の変更タイミングを説明するための図である。
【図18】第１実施形態に係る駆動周波数変更処理の一例を示すフローチャートである。
【図19】変形例に係る第１駆動周波数及び第２駆動周波数の変更タイミングを説明するための図である。
【図20】第２実施形態に係る駆動制御部の機能的な構成の一例を示すブロック図である。
【図21】第１クロック信号及び第２クロック信号を説明するための図である。
【図22】第１クロック信号及び第２クロック信号の位相差の変更処理を説明するための図である。
【図23】第２実施形態に係る駆動周波数変更処理の一例を示すフローチャートである。
【図24】変形例に係るマイクロミラーデバイスの平面図である。
【図25】変形例に係る第１信号処理部の構成を示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【0018】
以下、図面を参照して、本開示の技術を実施するための形態例を詳細に説明する。
【0019】
［第１実施形態］
まず、図１を参照して、本実施形態に係る画像描画システム１０の構成を説明する。図１に示すように、画像描画システム１０は、光走査装置２及び光源３を備える。光走査装置２は、マイクロミラーデバイス（以下、「ＭＭＤ（Micro Mirror Device）」という）４、駆動制御部５、及び温度センサ７を備える。駆動制御部５は、開示の技術に係るプロセッサの一例である。
まず、図１を参照して、本実施形態に係る画像描画システム１０の構成を説明する。図１に示すように、画像描画システム１０は、光走査装置２及び光源３を備える。光走査装置２は、マイクロミラーデバイス（以下、「ＭＭＤ（Micro Mirror Device）」という）４、駆動制御部５、及び温度センサ７を備える。駆動制御部５は、開示の技術に係るプロセッサの一例である。
【0020】
画像描画システム１０は、駆動制御部５の制御に従って、光源３から照射された光ビームＬをＭＭＤ４により反射して被走査面６を光走査することにより、画像を描画する。被走査面６は、例えば、画像を投影するためのスクリーン又は人の目の網膜等である。
【0021】
画像描画システム１０は、例えば、リサージュ走査方式のレーザーディスプレイに適用される。具体的には、画像描画システム１０は、ＡＲ（Augmented Reality）グラス又はＶＲ（Virtual Reality）グラス等のレーザースキャンディスプレイに適用可能である。
【0022】
ＭＭＤ４は、第１軸ａ１と、第１軸ａ１に直交する第２軸ａ２との周りに、ミラー部２０（図２参照）を揺動させることを可能とする圧電型２軸駆動方式のマイクロミラーデバイスである。以下、第２軸ａ２と平行な方向をＸ方向、第１軸ａ１と平行な方向をＹ方向、第１軸ａ１及び第２軸ａ２に直交する方向をＺ方向という。本実施形態では、第１軸ａ１と第２軸ａ２とが直交する（すなわち、垂直に交差する）例を示しているが、第１軸ａ１と第２軸ａ２とは９０°以外の角度で交差してもよい。ここでいう交差とは、９０度を中心として、許容誤差を含む一定の角度範囲内のことを意味する。
【0023】
光源３は、光ビームＬとして、例えばレーザ光を発するレーザ装置である。光源３は、例えば、Ｒ（Ｒｅｄ）、Ｇ（Ｇｒｅｅｎ）、及びＢ（Ｂｌｕｅ）の３色のレーザ光を出力する。光源３は、ＭＭＤ４のミラー部２０が静止した状態において、ミラー部２０が備える反射面２０Ａ（図２参照）に垂直に光ビームＬを照射することが好ましい。なお、光源３から反射面２０Ａに垂直に光ビームＬを照射する場合、光ビームＬを被走査面６に走査して描画する際に、光源３が障害物となる可能性がある。このため、光源３から発せられた光ビームＬを、ビームスプリッタ等の光学系で制御して、反射面２０Ａに垂直に照射することが好ましい。光学系は、レンズを含むものであってもよいし、レンズを含まないものであってもよい。また、光源３から発せられた光ビームＬを反射面２０Ａに照射する角度は垂直に限られず、光ビームＬを反射面２０Ａに対して斜めに照射してもよい。
【0024】
駆動制御部５は、光走査情報に基づいて光源３及びＭＭＤ４に駆動信号を出力する。光源３は、入力された駆動信号に基づいて光ビームＬを発生してＭＭＤ４に照射する。ＭＭＤ４は、入力された駆動信号に基づいて、ミラー部２０を第１軸ａ１及び第２軸ａ２の周りに揺動させる。
【0025】
温度センサ７は、ＭＭＤ４の近傍に設けられる。温度センサ７は、ＭＭＤ４が設置された環境の温度を検出し、検出した温度に応じた信号を駆動制御部５に出力する。
【0026】
駆動制御部５がミラー部２０を第１軸ａ１及び第２軸ａ２の周りにそれぞれ共振させることにより、ミラー部２０で反射される光ビームＬが被走査面６上においてリサージュ波形を描くように走査される。この光走査方式は、リサージュ走査方式と呼ばれる。
【0027】
次に、図２を参照して、本実施形態に係るＭＭＤ４の構成を説明する。図２に示すように、ＭＭＤ４は、ミラー部２０、第１支持部２１、第１可動枠２２、第２支持部２３、第２可動枠２４、接続部２５、及び固定枠２６を有する。ＭＭＤ４は、いわゆるＭＥＭＳスキャナである。
【0028】
ミラー部２０は、入射光を反射する反射面２０Ａを有する。反射面２０Ａは、ミラー部２０の一面に設けられ、例えば、金（Ａｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、又は銀の合金等の金属薄膜で形成される。反射面２０Ａの形状は、例えば、第１軸ａ１と第２軸ａ２との交点を中心とした円形状である。
【0029】
第１軸ａ１及び第２軸ａ２は、ミラー部２０が静止した静止時において反射面２０Ａを含む平面内に存在する。ＭＭＤ４の平面形状は、矩形状であって、第１軸ａ１に関して線対称であり、かつ第２軸ａ２に関して線対称である。
【0030】
第１支持部２１は、ミラー部２０の外側に、第２軸ａ２を挟んで対向する位置にそれぞれ配置されている。第１支持部２１は、第１軸ａ１上でミラー部２０と接続されており、ミラー部２０を第１軸ａ１周りに揺動可能に支持している。本実施形態では、第１支持部２１は、第１軸ａ１に沿って延伸したトーションバーである。
【0031】
第１可動枠２２は、ミラー部２０を取り囲む矩形状の枠体であって、第１軸ａ１上で第１支持部２１を介してミラー部２０と接続されている。第１可動枠２２の上には、第１軸ａ１を挟んで対向する位置にそれぞれ圧電素子３０が形成されている。このように、第１可動枠２２上に２つの圧電素子３０が形成されることにより、一対の第１アクチュエータ３１が構成される。
【0032】
一対の第１アクチュエータ３１は、第１軸ａ１を挟んで対向する位置に配置されている。第１アクチュエータ３１は、ミラー部２０に、第１軸ａ１周りの回転トルクを作用させることにより、ミラー部２０を第１軸ａ１周りに揺動させる。
【0033】
第２支持部２３は、第１可動枠２２の外側に、第１軸ａ１を挟んで対向する位置にそれぞれ配置されている。第２支持部２３は、第２軸ａ２上で第１可動枠２２と接続されており、第１可動枠２２及びミラー部２０を、第２軸ａ２周りに揺動可能に支持している。本実施形態では、第２支持部２３は、第２軸ａ２に沿って延伸したトーションバーである。
【0034】
第２可動枠２４は、第１可動枠２２を取り囲む矩形状の枠体であって、第２軸ａ２上で第２支持部２３を介して第１可動枠２２と接続されている。第２可動枠２４の上には、第２軸ａ２を挟んで対向する位置にそれぞれ圧電素子３０が形成されている。このように、第２可動枠２４上に２つの圧電素子３０が形成されることにより、一対の第２アクチュエータ３２が構成される。
【0035】
一対の第２アクチュエータ３２は、第２軸ａ２を挟んで対向する位置に配置されている。第２アクチュエータ３２は、ミラー部２０及び第１可動枠２２に、第２軸ａ２の周りの回転トルクを作用させることにより、第２軸ａ２の周りにミラー部２０を揺動させる。
【0036】
接続部２５は、第２可動枠２４の外側に、第１軸ａ１を挟んで対向する位置にそれぞれ配置されている。接続部２５は、第２軸ａ２上で第２可動枠２４と接続されている。
【0037】
固定枠２６は、第２可動枠２４を取り囲む矩形状の枠体であって、第２軸ａ２上で接続部２５を介して第２可動枠２４と接続されている。
【0038】
また、第１可動枠２２には、第１支持部２１の近傍に、第１軸ａ１を挟んで対向する位置に一対の第１角度検出センサ１１Ａ、１１Ｂが設けられている。一対の第１角度検出センサ１１Ａ、１１Ｂは、それぞれ圧電素子により構成されている。第１角度検出センサ１１Ａ、１１Ｂは、それぞれ、ミラー部２０の第１軸ａ１周りの回動に伴う第１支持部２１の変形により加わる力を電圧に変換して信号を出力する。すなわち、第１角度検出センサ１１Ａ、１１Ｂは、ミラー部２０の第１軸ａ１周りの角度に応じた信号を出力する。
【0039】
また、第２可動枠２４には、第２支持部２３の近傍に、第２軸ａ２を挟んで対向する位置に一対の第２角度検出センサ１２Ａ、１２Ｂが設けられている。一対の第２角度検出センサ１２Ａ、１２Ｂは、それぞれ圧電素子により構成されている。第２角度検出センサ１２Ａ、１２Ｂは、それぞれ、ミラー部２０の第２軸ａ２周りの回動に伴う第２支持部２３の変形により加わる力を電圧に変換して信号を出力する。すなわち、第２角度検出センサ１２Ａ、１２Ｂは、ミラー部２０の第２軸ａ２周りの角度に応じた信号を出力する。
【0040】
図２では、第１アクチュエータ３１及び第２アクチュエータ３２に駆動信号を与えるための配線及び電極パッドについては図示を省略している。また、図２では、第１角度検出センサ１１Ａ、１１Ｂ及び第２角度検出センサ１２Ａ、１２Ｂから信号を出力するための配線及び電極パッドについても図示を省略している。電極パッドは、固定枠２６上に複数設けられる。
【0041】
ミラー部２０の第１軸ａ１周りの振れ角（以下、「第１振れ角」という）θ１は、駆動制御部５が第１アクチュエータ３１に与える駆動信号（以下、「第１駆動信号」という）により制御される。第１駆動信号は、例えば正弦波の交流電圧である。第１駆動信号は、一対の第１アクチュエータ３１の一方に印加される駆動電圧波形Ｖ１Ａ（ｔ）と、他方に印加される駆動電圧波形Ｖ１Ｂ（ｔ）とを含む。駆動電圧波形Ｖ１Ａ（ｔ）と駆動電圧波形Ｖ１Ｂ（ｔ）は、互いに逆位相（すなわち位相差１８０°）である。
【0042】
なお、第１振れ角θ１は、反射面２０Ａの法線が、ＸＺ平面においてＺ方向に対して傾斜する角度である。
【0043】
ミラー部２０の第２軸ａ２周りの振れ角（以下、「第２振れ角」という）θ２は、駆動制御部５が第２アクチュエータ３２に与える駆動信号（以下、「第２駆動信号」という）により制御される。第２駆動信号は、例えば正弦波の交流電圧である。第２駆動信号は、一対の第２アクチュエータ３２の一方に印加される駆動電圧波形Ｖ２Ａ（ｔ）と、他方に印加される駆動電圧波形Ｖ２Ｂ（ｔ）とを含む。駆動電圧波形Ｖ２Ａ（ｔ）と駆動電圧波形Ｖ２Ｂ（ｔ）は、互いに逆位相（すなわち位相差１８０°）である。
【0044】
なお、第２振れ角θ２は、反射面２０Ａの法線が、ＹＺ平面においてＺ方向に対して傾斜する角度である。
【0045】
図３に、第１駆動信号の一例を示し、図４に、第２駆動信号の一例を示す。図３は、第１駆動信号に含まれる駆動電圧波形Ｖ１Ａ（ｔ）及びＶ１Ｂ（ｔ）を示す。図４は、第２駆動信号に含まれる駆動電圧波形Ｖ２Ａ（ｔ）及びＶ２Ｂ（ｔ）を示す。
【0046】
駆動電圧波形Ｖ１Ａ（ｔ）及びＶ１Ｂ（ｔ）は、それぞれ次のように表される。
Ｖ１Ａ（ｔ）＝Ｖｏｆｆ１＋Ｖ１ｓｉｎ（２πｆｄ１ｔ）
Ｖ１Ｂ（ｔ）＝Ｖｏｆｆ１＋Ｖ１ｓｉｎ（２πｆｄ１ｔ＋α）
Ｖ１Ａ（ｔ）＝Ｖｏｆｆ１＋Ｖ１ｓｉｎ（２πｆｄ１ｔ）
Ｖ１Ｂ（ｔ）＝Ｖｏｆｆ１＋Ｖ１ｓｉｎ（２πｆｄ１ｔ＋α）
【0047】
ここで、Ｖ１は振幅電圧である。Ｖｏｆｆ１はバイアス電圧である。Ｖｏｆｆ１はゼロでもよい。ｆｄ１は駆動周波数（以下、「第１駆動周波数」という）である。ｔは時間である。αは、駆動電圧波形Ｖ１Ａ（ｔ）及びＶ１Ｂ（ｔ）の位相差である。本実施形態では、例えば、α＝１８０°とする。
【0048】
駆動電圧波形Ｖ１Ａ（ｔ）及びＶ１Ｂ（ｔ）が一対の第１アクチュエータ３１に印加されることにより、ミラー部２０は、第１駆動周波数ｆｄ１で第１軸ａ１周りに揺動する。
【0049】
駆動電圧波形Ｖ２Ａ（ｔ）及びＶ２Ｂ（ｔ）は、それぞれ次のように表される。
Ｖ２Ａ（ｔ）＝Ｖｏｆｆ２＋Ｖ２ｓｉｎ（２πｆｄ２ｔ＋φ）
Ｖ２Ｂ（ｔ）＝Ｖｏｆｆ２＋Ｖ２ｓｉｎ（２πｆｄ２ｔ＋β＋φ）
Ｖ２Ａ（ｔ）＝Ｖｏｆｆ２＋Ｖ２ｓｉｎ（２πｆｄ２ｔ＋φ）
Ｖ２Ｂ（ｔ）＝Ｖｏｆｆ２＋Ｖ２ｓｉｎ（２πｆｄ２ｔ＋β＋φ）
【0050】
ここで、Ｖ２は振幅電圧である。Ｖｏｆｆ２はバイアス電圧である。Ｖｏｆｆ２はゼロでもよい。ｆｄ２は駆動周波数（以下、「第２駆動周波数」という）である。ｔは時間である。βは、駆動電圧波形Ｖ２Ａ（ｔ）及びＶ２Ｂ（ｔ）の位相差である。本実施形態では、例えば、β＝１８０°とする。また、φは、駆動電圧波形Ｖ１Ａ（ｔ）及びＶ１Ｂ（ｔ）と、駆動電圧波形Ｖ２Ａ（ｔ）及びＶ２Ｂ（ｔ）との位相差である。
【0051】
駆動電圧波形Ｖ２Ａ（ｔ）及びＶ２Ｂ（ｔ）が一対の第２アクチュエータ３２に印加されることにより、ミラー部２０は、第２駆動周波数ｆｄ２で第２軸ａ２周りに揺動する。
【0052】
本実施形態では、第１駆動周波数ｆｄ１は、ミラー部２０の第１軸ａ１周りの共振周波数に一致するように設定される。第２駆動周波数ｆｄ２は、第１駆動周波数ｆｄ１と、第１駆動周波数ｆｄ１及び第２駆動周波数ｆｄ２の周波数比Ｈに基づいて設定される。周波数比Ｈは、描画パターンに応じた光の走査密度に基づいて設定される。その第２駆動周波数ｆｄ２が、ミラー部２０の第２軸ａ２周りの共振周波数に一致するようにＭＭＤ４が設定される。本実施形態では、ｆｄ１＞ｆｄ２とする。すなわち、ミラー部２０は、第１軸ａ１周りの揺動周波数が、第２軸ａ２周りの揺動周波数よりも高い。なお、第１駆動周波数ｆｄ１及び第２駆動周波数ｆｄ２は、必ずしも共振周波数と一致していなくてもよい。例えば、第１駆動周波数ｆｄ１及び第２駆動周波数ｆｄ２は、それぞれ共振周波数の近傍の周波数範囲（例えば、共振周波数をピーク値とする周波数分布の半値幅の範囲）内の周波数であってもよい。この周波数範囲は、例えば、いわゆるＱ値の範囲内である。
【0053】
次に、図５を参照して、駆動制御部５の機能的な構成を説明する。図５に示すように、駆動制御部５は、第１駆動信号生成部６０Ａ、第２駆動信号生成部６０Ｂ、第１信号処理部６１Ａ、第２信号処理部６１Ｂ、第１位相シフト部６２Ａ、第２位相シフト部６２Ｂ、第１ゼロクロスパルス出力部６３Ａ、第２ゼロクロスパルス出力部６３Ｂ、導出部６４、クロック信号生成部６５、及び光源駆動部６６を有する。
【0054】
第１駆動信号生成部６０Ａ、第１信号処理部６１Ａ、及び第１位相シフト部６２Ａは、ミラー部２０の第１軸ａ１周りの揺動が指定の周波数の振動状態を維持するようにフィードバック制御を行ってもよい。第２駆動信号生成部６０Ｂ、第２信号処理部６１Ｂ、及び第２位相シフト部６２Ｂは、ミラー部２０の第２軸ａ２周りの揺動が指定の周波数の振動状態を維持するようにフィードバック制御を行ってもよい。
【0055】
第１駆動信号生成部６０Ａは、基準波形に基づいて、上述の駆動電圧波形Ｖ１Ａ（ｔ）及びＶ１Ｂ（ｔ）を含む第１駆動信号を生成し、生成した第１駆動信号を、第１位相シフト部６２Ａを介して一対の第１アクチュエータ３１に付与する。これにより、ミラー部２０は、第１軸ａ１周りに揺動する。
【0056】
第２駆動信号生成部６０Ｂは、基準波形に基づいて、上述の駆動電圧波形Ｖ２Ａ（ｔ）及びＶ２Ｂ（ｔ）を含む第２駆動信号を生成し、生成した第２駆動信号を、第２位相シフト部６２Ｂを介して一対の第２アクチュエータ３２に付与する。これにより、ミラー部２０は、第２軸ａ２周りに揺動する。
【0057】
第１駆動信号生成部６０Ａが生成する第１駆動信号と、第２駆動信号生成部６０Ｂが生成する第２駆動信号とは、第２駆動信号に含まれる駆動電圧波形Ｖ２Ａ（ｔ）及びＶ２Ｂ（ｔ）を示す式において、φで示したとおり、位相同期されている。
【0058】
第１角度検出センサ１１Ａ、１１Ｂは、ミラー部２０の第１軸ａ１周りの角度に応じた信号を出力する。第２角度検出センサ１２Ａ、１２Ｂは、ミラー部２０の第２軸ａ２周りの角度に応じた信号を出力する。
【0059】
図６は、一対の第１角度検出センサ１１Ａ、１１Ｂから出力される信号の一例を示す。図６において、Ｓ１ａ１及びＳ１ａ２は、ミラー部２０を第２軸ａ２周りには揺動させずに、第１軸ａ１周りにのみ揺動させた場合に一対の第１角度検出センサ１１Ａ、１１Ｂから出力される信号を表している。信号Ｓ１ａ１、Ｓ１ａ２は、第１駆動周波数ｆｄ１を有する正弦波に近似した波形信号であり、互いに逆位相となる。
【0060】
ミラー部２０を第１軸ａ１及び第２軸ａ２の周りに同時に揺動させた場合には、一対の第１角度検出センサ１１Ａ、１１Ｂの出力信号には、ミラー部２０の第２軸ａ２周りの揺動に起因する振動ノイズＲＮ１が重畳される。Ｓ１ｂ１は、信号Ｓ１ａ１に振動ノイズＲＮ１が重畳された信号を表している。Ｓ１ｂ２は、信号Ｓ１ａ２に振動ノイズＲＮ１が重畳された信号を表している。なお、図６の例では、本実施形態の説明のために、振動ノイズＲＮ１を強調して示している。
【0061】
図７は、一対の第２角度検出センサ１２Ａ、１２Ｂから出力される信号の一例を示す。図７において、Ｓ２ａ１及びＳ２ａ２は、ミラー部２０を第１軸ａ１周りには揺動させずに、第２軸ａ２周りにのみ揺動させた場合に一対の第２角度検出センサ１２Ａ、１２Ｂから出力される信号を表している。信号Ｓ２ａ１、Ｓ２ａ２は、第２駆動周波数ｆｄ２を有する正弦波に近似した波形信号であり、互いに逆位相となる。
【0062】
ミラー部２０を第１軸ａ１及び第２軸ａ２の周りに同時に揺動させた場合には、一対の第２角度検出センサ１２Ａ、１２Ｂの出力信号には、ミラー部２０の第１軸ａ１周りの揺動に起因する振動ノイズＲＮ２が重畳される。Ｓ２ｂ１は、信号Ｓ２ａ１に振動ノイズＲＮ２が重畳された信号を表している。Ｓ２ｂ２は、信号Ｓ２ａ２に振動ノイズＲＮ２が重畳された信号を表している。なお、図７の例では、本実施形態の説明のために、振動ノイズＲＮ２を強調して示している。
【0063】
第１信号処理部６１Ａは、一対の第１角度検出センサ１１Ａ、１１Ｂから出力されたＳ１ａ１、Ｓ１ａ２に基づいて、振動ノイズＲＮ１が除去された信号（以下、「第１角度検出信号」という）Ｓ１ｃを生成する。第２信号処理部６１Ｂは、一対の第２角度検出センサ１２Ａ、１２Ｂから出力されたＳ２ａ１、Ｓ２ａ２に基づいて、振動ノイズＲＮ２が除去された信号（以下、「第２角度検出信号」という）Ｓ２ｃを生成する。
【0064】
第１信号処理部６１Ａは、例えば、一例として図８に示す構成の回路によって実現が可能である。図８に示すように、第１信号処理部６１Ａは、バッファーアンプ７１、可変ゲインアンプ７２、減算回路７３、及びゲイン調整回路７４により構成されている。ゲイン調整回路７４は、第１ＢＰＦ（Band Pass Filter）回路７５Ａ、第２ＢＰＦ回路７５Ｂ、第１検波回路７６Ａ、第２検波回路７６Ｂ、減算回路７７により構成されている。減算回路７３及び減算回路７７は、オペアンプで構成された差動増幅回路である。
【0065】
第１角度検出センサ１１Ａから出力された信号Ｓ１ｂ１は、バッファーアンプ７１を経由して、減算回路７３のプラス入力端子（非反転入力端子）に入力される。また、バッファーアンプ７１から出力される信号は、減算回路７３に入力されるまでの間に途中で分岐されて、ゲイン調整回路７４内の第１ＢＰＦ回路７５Ａに入力される。
【0066】
第１角度検出センサ１１Ｂから出力された信号Ｓ１ｂ２は、可変ゲインアンプ７２を経由して、減算回路７３のマイナス入力端子（反転入力端子）に入力される。また、可変ゲインアンプ７２から出力される信号は、減算回路７３に入力されるまでの間に途中で分岐されて、ゲイン調整回路７４内の第２ＢＰＦ回路７５Ｂに入力される。
【0067】
第１ＢＰＦ回路７５Ａ及び第２ＢＰＦ回路７５Ｂは、それぞれ、第２駆動周波数ｆｄ２を中心周波数とする通過帯域Ｂ１を有する。通過帯域Ｂ１は、例えば、ｆｄ２±５ｋＨの周波数帯である。振動ノイズＲＮ１は、第２駆動周波数ｆｄ２を有するので、通過帯域Ｂ１を通過する。したがって、第１ＢＰＦ回路７５Ａは、バッファーアンプ７１から入力された信号から、振動ノイズＲＮ１を抽出して出力する。第２ＢＰＦ回路７５Ｂは、可変ゲインアンプ７２から入力された信号から、振動ノイズＲＮ１を抽出して出力する。
【0068】
第１検波回路７６Ａ及び第２検波回路７６Ｂは、それぞれ、例えば、ＲＭＳ－ＤＣコンバータ（Root Mean Squared value to Direct Current converter）により構成されている。第１検波回路７６Ａは、第１ＢＰＦ回路７５Ａから入力された振動ノイズＲＮ１の振幅をＤＣ電圧信号に変換して、減算回路７７のプラス入力端子に入力する。第２検波回路７６Ｂは、第２ＢＰＦ回路７５Ｂから入力された振動ノイズＲＮ１の振幅をＤＣ電圧信号に変換して、減算回路７７のマイナス入力端子に入力する。
【0069】
減算回路７７は、第１検波回路７６Ａから入力されたＤＣ電圧信号から第２検波回路７６Ｂから入力されたＤＣ電圧信号を減算した値ｄ１を出力する。値ｄ１は、第１角度検出センサ１１Ａから出力された信号Ｓ１ｂ１に含まれる振動ノイズＲＮ１の振幅と、第１角度検出センサ１１Ｂから出力された信号Ｓ１ｂ２に含まれる振動ノイズＲＮ１の振幅との差に対応する。減算回路７７は、値ｄ１を、ゲイン調整値として可変ゲインアンプ７２のゲイン調整端子に入力する。
【0070】
可変ゲインアンプ７２は、ゲイン調整値として入力された値ｄ１を、第１角度検出センサ１１Ｂから入力される信号Ｓ１ｂ２に乗じることにより、信号Ｓ１ｂ２の振幅レベルを調整する。このように、ゲイン調整回路７４によりフィードバック制御が行われることで、可変ゲインアンプ７２を通過した後の信号Ｓ１ｂ２に含まれる振動ノイズＲＮ１の振幅が、バッファーアンプ７１を通過した後の信号Ｓ１ｂ１に含まれる振動ノイズＲＮ１の振幅と一致するように調整される。
【0071】
減算回路７３は、プラス入力端子に入力された信号Ｓ１ｂ１から、マイナス入力端子に入力された信号Ｓ１ｂ２を減算した値を出力する。上記のフィードバック制御により両信号に含まれる振動ノイズＲＮ１の振幅が一致しているので、減算回路７３による減算処理により、両信号に含まれる振動ノイズＲＮ１が相殺される。従って、減算回路７３からは、振動ノイズＲＮ１が除去された信号である第１角度検出信号Ｓ１ｃ（図９参照）が出力される。
【0072】
図９は、一対の第１角度検出センサ１１Ａ、１１Ｂから出力されたＳ１ｂ１、Ｓ１ｂ２に基づいて、第１角度検出信号Ｓ１ｃが生成される様子を示している。第１角度検出信号Ｓ１ｃは、信号Ｓ１ｂ１から振動ノイズＲＮ１が除去された信号の振幅を２倍とした信号に対応する。
【0073】
ミラー部２０の第１軸ａ１周りの揺動が共振状態を維持している場合には、図９に示すように、第１信号処理部６１Ａから出力される第１角度検出信号Ｓ１ｃは、第１駆動信号に含まれる駆動電圧波形Ｖ１Ａ（ｔ）に対して、位相に９０°の遅れが生じる。
【0074】
第２信号処理部６１Ｂは、第１信号処理部６１Ａと同様の構成により実現が可能であるため、説明を省略する。
【0075】
図１０は、一対の第２角度検出センサ１２Ａ、１２Ｂから出力されたＳ２ｂ１、Ｓ２ｂ２に基づいて、第２角度検出信号Ｓ２ｃが生成される様子を示している。第２角度検出信号Ｓ２ｃは、信号Ｓ２ｂ１から振動ノイズＲＮ２が除去された信号の振幅を２倍とした信号に対応する。
【0076】
ミラー部２０の第２軸ａ２周りの揺動が共振状態を維持している場合には、図１０に示すように、第２信号処理部６１Ｂから出力される第２角度検出信号Ｓ２ｃは、第２駆動信号に含まれる駆動電圧波形Ｖ２Ａ（ｔ）に対して、位相に９０°の遅れが生じる。
【0077】
第１信号処理部６１Ａにより生成された第１角度検出信号Ｓ１ｃは、第１駆動信号生成部６０Ａにフィードバックされる。第１位相シフト部６２Ａは、第１駆動信号生成部６０Ａから出力された駆動電圧波形の位相をシフトする。第１位相シフト部６２Ａは、例えば、位相を９０°シフトさせる。また、第１信号処理部６１Ａにより生成された第１角度検出信号Ｓ１ｃは、第１ゼロクロスパルス出力部６３Ａに入力される。
【0078】
第２信号処理部６１Ｂにより生成された第２角度検出信号Ｓ２ｃは、第２駆動信号生成部６０Ｂにフィードバックされる。第２位相シフト部６２Ｂは、第２駆動信号生成部６０Ｂから出力された駆動電圧波形の位相をシフトする。第２位相シフト部６２Ｂは、例えば、位相を９０°シフトさせる。また、第２信号処理部６１Ｂにより生成された第２角度検出信号Ｓ２ｃは、第２ゼロクロスパルス出力部６３Ｂに入力される。
【0079】
第１ゼロクロスパルス出力部６３Ａは、第１信号処理部６１Ａから入力される第１角度検出信号Ｓ１ｃに基づき、ゼロクロスパルス（以下、「第１ゼロクロスパルス」という。）ＺＣ１を生成する。第１ゼロクロスパルス出力部６３Ａは、ゼロクロス検出回路により構成されている。
【0080】
図１１に示すように、第１ゼロクロスパルス出力部６３Ａは、交流信号である第１角度検出信号Ｓ１ｃがゼロボルトを横切るタイミングで第１ゼロクロスパルスＺＣ１を生成する。第１ゼロクロスパルス出力部６３Ａは、生成した第１ゼロクロスパルスＺＣ１を光源駆動部６６に入力する。
【0081】
第２ゼロクロスパルス出力部６３Ｂは、第２信号処理部６１Ｂから入力される第２角度検出信号Ｓ２ｃに基づき、ゼロクロスパルス（以下、「第２ゼロクロスパルス」という。）ＺＣ２を生成する。第２ゼロクロスパルス出力部６３Ｂは、ゼロクロス検出回路により構成されている。
【0082】
図１２に示すように、第２ゼロクロスパルス出力部６３Ｂは、交流信号である第２角度検出信号Ｓ２ｃがゼロボルトを横切るタイミングで第２ゼロクロスパルスＺＣ２を生成する。第２ゼロクロスパルス出力部６３Ｂは、生成した第２ゼロクロスパルスＺＣ２を光源駆動部６６に入力する。
【0083】
なお、第１ゼロクロスパルス出力部６３Ａ及び第２ゼロクロスパルス出力部６３Ｂは、正弦波が負から正に向けてゼロになる時点及び正弦波が正から負に向けてゼロになる時点の双方を用いてゼロクロスパルスを出力しているが、これに限定されない。例えば、第１ゼロクロスパルス出力部６３Ａ及び第２ゼロクロスパルス出力部６３Ｂは、正弦波が負から正に向けてゼロになる時点及び正弦波が正から負に向けてゼロになる時点の何れか一方を用いてゼロクロスパルスを出力してもよい。
【0084】
光源駆動部６６は、例えば、画像描画システム１０の外部から供給される描画データに基づいて、光源３を駆動する。また、光源駆動部６６は、光源３によるレーザ光の照射タイミングが、第１ゼロクロスパルスＺＣ１及び第２ゼロクロスパルスＺＣ２と同期するように照射タイミングを制御する。
【0085】
以上のように、第１駆動周波数ｆｄ１、第２駆動周波数ｆｄ２、及び第１駆動周波数ｆｄ１と第２駆動周波数ｆｄ２の周波数比Ｈの初期設定値に従って、光源３が駆動し、かつミラー部２０が第１軸ａ１及び第２軸ａ２の周りに揺動する。これにより、ミラー部２０で反射される光ビームＬが被走査面６上においてリサージュ波形を描くように走査される。
【0086】
ところで、ミラー部２０の第１軸ａ１周りの共振周波数及び第２軸ａ２周りの共振周波数は、環境条件によって変動する場合がある。本実施形態では、環境条件として環境温度を適用した例を説明する。図１３に、４つの環境温度それぞれでの第１駆動周波数ｆｄ１と第１振れ角θ１との関係の一例を示す。図１３に示すように、環境温度が変わると、共振周波数が変動する結果、第１振れ角θ１も変動する。図１４に、４つの環境温度それぞれでの第２駆動周波数ｆｄ２と第２振れ角θ２との関係の一例を示す。図１４に示すように、環境温度が変わると、共振周波数が変動する結果、第２振れ角θ２も変動する。
【0087】
そこで、本実施形態に係る光走査装置２は、環境温度の変動に対応して第１駆動周波数ｆｄ１、及び第２駆動周波数ｆｄ２を変更する。この際、周波数比Ｈが変わってしまうと、被走査面６上における光の走査密度も変わってしまうため、光走査装置２は、周波数比Ｈを維持した状態で第１駆動周波数ｆｄ１、及び第２駆動周波数ｆｄ２を変更する。周波数比Ｈを維持した状態で第１駆動周波数ｆｄ１、及び第２駆動周波数ｆｄ２を変更する場合の第１駆動信号生成部６０Ａ、第２駆動信号生成部６０Ｂ、導出部６４、及びクロック信号生成部６５の機能について説明する。本実施形態では、この機能を実現するために、図１３に示した環境温度毎の第１駆動周波数ｆｄ１と第１振れ角θ１との関係を表す情報（以下、「温度特性情報」という）が、駆動制御部５が備える不揮発性メモリ等の記憶装置に予め記憶される。温度特性情報は、環境温度毎に第１駆動周波数ｆｄ１と第１振れ角θ１とが対応付けられたルックアップテーブルでもよいし、環境温度を入力すると、第１振れ角θ１が最大となる第１駆動周波数ｆｄ１を出力する関数でもよい。
【0088】
本実施形態では、第１駆動信号生成部６０Ａによる第１駆動信号の生成及び第２駆動信号生成部６０Ｂによる第２駆動信号の生成にＤＤＳ（Direct Digital Synthesizer）を用いた場合を例に生成する。また、以下では、変更前の第１駆動周波数ｆｄ１を「ｆｄ１Ａ」と表記し、変更後の第１駆動周波数ｆｄ１を「ｆｄ１Ｂ」と表記する。また、以下では、変更前の第２駆動周波数ｆｄ２を「ｆｄ２Ａ」と表記し、変更後の第２駆動周波数ｆｄ２を「ｆｄ２Ｂ」と表記する。
【0089】
ＤＤＳの出力周波数は、以下の（１）式で表される。
【0090】
【数1】
【0091】
ここで、ｆｏｕｔはＤＤＳの出力周波数である。ｆｃはシステムクロック周波数である。Ｎは位相アキュムレータの長さである。Ｍはチューニングワード値である。システムクロック周波数及び位相アキュムレータの長さは、既知である。従って、第１駆動信号生成部６０Ａは、（１）式におけるｆｏｕｔが目標とする第１駆動周波数ｆｄ１となるようにチューニングワード値Ｍを設定することによって、チューニングワード値Ｍに応じた第１駆動周波数ｆｄ１を有する第１駆動信号を生成することができる。また、第２駆動信号生成部６０Ｂは、（１）式におけるｆｏｕｔが目標とする第２駆動周波数ｆｄ２となるようにチューニングワード値Ｍを設定することによって、チューニングワード値Ｍに応じた第２駆動周波数ｆｄ２を有する第２駆動信号を生成することができる。
【0092】
以下では、第１駆動信号を生成するためにＤＤＳに設定されるチューニングワード値Ｍを「Ｍ１」と表記し、第２駆動信号を生成するためにＤＤＳに設定されるチューニングワード値Ｍを「Ｍ２」と表記する。チューニングワード値Ｍ１は開示の技術に係る第１設定値の一例であり、ｆｄ１はＭ１に比例する。チューニングワード値Ｍ２は開示の技術に係る第２設定値の一例であり、ｆｄ２はＭ２に比例する。また、以下では、変更前の第１駆動周波数ｆｄ１Ａに対応するチューニングワード値Ｍを「Ｍ１Ａ」と表記し、変更後の第１駆動周波数ｆｄ１Ｂに対応するチューニングワード値Ｍを「Ｍ１Ｂ」と表記する。また、以下では、変更前の第２駆動周波数ｆｄ２Ａに対応するチューニングワード値Ｍを「Ｍ２Ａ」と表記し、変更後の第２駆動周波数ｆｄ２Ｂに対応するチューニングワード値Ｍを「Ｍ２Ｂ」と表記する。
【0093】
導出部６４は、温度センサ７により検出された温度を取得し、取得した温度に基づいて第１駆動周波数ｆｄ１及び第２駆動周波数ｆｄ２を変更するか否かを判定する。具体的には、例えば、導出部６４は、直近にチューニングワード値Ｍ１及びチューニングワード値Ｍ２を設定した際の温度と、取得した温度との差の絶対値が一定値（例えば、１℃）以上の場合に第１駆動周波数ｆｄ１及び第２駆動周波数ｆｄ２を変更すると判定する。
【0094】
導出部６４は、第１駆動周波数ｆｄ１及び第２駆動周波数ｆｄ２を変更すると判定した場合、Ｍ１Ａ及びＭ２Ａの最大公約数Ｇを導出する。次に、導出部６４は、Ｍ１Ａを最大公約数Ｇで除算して得られる商である第１の数Ｑ１を導出する。また、導出部６４は、Ｍ２Ａを最大公約数Ｇで除算して得られる商である第２の数Ｑ２を導出する。
【0095】
また、導出部６４は、取得した温度及び温度特性情報に基づいて、目標とする第１駆動周波数ｆｄ１を決定する。一例として図１５に示すように、環境温度が２５℃から３５℃に変動した場合、目標とする第１駆動周波数ｆｄ１はｆ１からｆ２になる。このように、導出部６４は、取得した温度に対応して第１振れ角θ１が目標の角度（本実施形態では、最大の角度）となる第１駆動周波数ｆｄ１を目標とする第１駆動周波数ｆｄ１とする。
【0096】
導出部６４は、（１）式に従って、目標とする第１駆動周波数ｆｄ１が得られるチューニングワード値Ｍ１を導出する。また、導出部６４は、Ｍ１Ａ＋ｎ（ｎは整数）×Ｑ１により得られる値が、導出したチューニングワード値Ｍ１に最も近くなるｎを決定する。そして、導出部６４は、以下の（２）式に従って、チューニングワード値Ｍ１Ｂを導出する。
Ｍ１Ｂ＝Ｍ１Ａ＋ｎ×Ｑ１・・・（２）
すなわち、Ｍ１Ｂは、Ｍ１Ａが第１の数Ｑ１単位で変更された値と言える。
Ｍ１Ｂ＝Ｍ１Ａ＋ｎ×Ｑ１・・・（２）
すなわち、Ｍ１Ｂは、Ｍ１Ａが第１の数Ｑ１単位で変更された値と言える。
【0097】
また、導出部６４は、以下の（３）式に従って、チューニングワード値Ｍ２Ｂを導出する。
Ｍ２Ｂ＝Ｍ２Ａ＋ｎ×Ｑ２・・・（３）
すなわち、Ｍ２Ｂは、Ｍ２Ａが第２の数Ｑ２単位で変更された値と言える。
Ｍ２Ｂ＝Ｍ２Ａ＋ｎ×Ｑ２・・・（３）
すなわち、Ｍ２Ｂは、Ｍ２Ａが第２の数Ｑ２単位で変更された値と言える。
【0098】
（１）式のＭにＭ１Ｂを代入することでｆｄ１Ｂが得られ、（１）式のＭにＭ２Ｂを代入することでｆｄ２Ｂが得られる。ここで、Ｍ１Ａ＝Ｇ×Ｑ１であり、かつＭ２Ａ＝Ｇ×Ｑ２であるため、第１駆動周波数ｆｄ１及び第２駆動周波数ｆｄ２の変更前の周波数比Ｈは、ｆｄ２Ａ／ｆｄ１Ａ＝Ｍ２Ａ／Ｍ１Ａ＝（Ｇ×Ｑ２）／（Ｇ×Ｑ１）＝Ｑ２／Ｑ１となる。また、第１駆動周波数ｆｄ１及び第２駆動周波数ｆｄ２の変更後の周波数比Ｈは、ｆｄ２Ｂ／ｆｄ１Ｂ＝Ｍ２Ｂ／Ｍ１Ｂ＝（Ｍ２Ａ＋ｎ×Ｑ２）／（Ｍ１Ａ＋ｎ×Ｑ１）＝（Ｇ×Ｑ２＋ｎ×Ｑ２）／（Ｇ×Ｑ１＋ｎ×Ｑ１）＝（（Ｇ＋ｎ）×Ｑ２）／（（Ｇ＋ｎ）×Ｑ１）＝Ｑ２／Ｑ１となる。このように、Ｍ１Ａを第１の数Ｑ１単位で変更し、かつＭ２Ａを第２の数Ｑ２単位で変更することによって、変更後の周波数比Ｈであるｆｄ１Ｂとｆｄ２Ｂの比は、変更前の周波数比Ｈであるｆｄ１Ａとｆｄ２Ａとの比に厳密に一致する。
【0099】
クロック信号生成部６５は、第１駆動信号生成部６０Ａが第１駆動周波数ｆｄ１を変更する際、及び第２駆動信号生成部６０Ｂが第２駆動周波数ｆｄ２を変更する際に用いられる共通のクロック信号を生成する。一例として図１６に示すように、共通のクロック信号は、Ｍ１ＡとＱ２とを乗算して得られる値に応じてクロックが立ち上がるクロック信号である。具体的には、共通のクロック信号は、システムクロックが（Ｍ１Ａ×Ｑ２）回立ち上がる毎にクロックが立ち上がるクロック信号である。共通のクロック信号の１周期は、第１駆動信号のＱ２周期、及び第２駆動信号のＱ１周期に相当する。共通のクロック信号の１周期に相当する期間を、動画像を描画する際の１フレームの期間としてもよい。
【0100】
なお、Ｍ１Ａ×Ｑ２＝Ｍ２Ａ×Ｑ１であるため、共通のクロック信号は、システムクロックが（Ｍ２Ａ×Ｑ１）回立ち上がる毎にクロックが立ち上がるクロック信号であってもよい。
【0101】
第１駆動信号生成部６０Ａ及び第２駆動信号生成部６０Ｂは、クロック信号生成部６５により生成される共通のクロック信号に基づく同じタイミングに、第１駆動周波数ｆｄ１及び第２駆動周波数ｆｄ２を変更する。
【0102】
具体的には、一例として図１７に示すように、第１駆動信号生成部６０Ａは、共通のクロック信号のクロックが立ち上がるタイミングに、ＤＤＳのチューニングワード値Ｍ１を導出部６４により導出されたＭ１Ｂに変更する。これにより、第１駆動信号生成部６０Ａは、第１駆動周波数ｆｄ１がｆｄ１Ｂに変更された第１駆動信号を生成し、生成した第１駆動信号を、第１位相シフト部６２Ａを介して一対の第１アクチュエータ３１に付与する。
【0103】
また、図１７に示すように、第２駆動信号生成部６０Ｂは、第１駆動信号生成部６０Ａが利用したクロックと同じクロックが立ち上がるタイミングに、ＤＤＳのチューニングワード値Ｍ２を導出部６４により導出されたＭ２Ｂに変更する。これにより、第２駆動信号生成部６０Ｂは、第２駆動周波数ｆｄ２がｆｄ２Ｂに変更された第２駆動信号を生成し、生成した第２駆動信号を、第２位相シフト部６２Ｂを介して一対の第２アクチュエータ３２に付与する。
【0104】
第１駆動周波数ｆｄ１及び第２駆動周波数ｆｄ２の変更とともに、クロック信号生成部６５が生成するクロック信号も、（Ｍ１Ｂ×Ｑ２）回立ち上がる毎にクロックが立ち上がるクロック信号に変更されてもよい。この場合のＱ２は、Ｍ２ＢをＭ１Ｂ及びＭ２Ｂの最大公約数Ｇで除算して得られる商である。
【0105】
次に、図１８を参照して、駆動周波数変更処理の流れを説明する。駆動周波数変更処理の流れは、例えば、画像描画システム１０による画像の描画中に実行される。
【0106】
図１８のステップＳ１０で、導出部６４は、前述したように、温度センサ７により検出された温度を取得し、取得した温度に基づいて第１駆動周波数ｆｄ１及び第２駆動周波数ｆｄ２を変更するか否かを判定する。この判定が否定判定となった場合、再度ステップＳ１０が実行され、肯定判定となった場合、処理はステップＳ１２に移行する。
【0107】
ステップＳ１２で、導出部６４は、Ｍ１Ａ及びＭ２Ａの最大公約数Ｇを導出する。ステップＳ１４で、導出部６４は、Ｍ１ＡをステップＳ１２で導出された最大公約数Ｇで除算して得られる商である第１の数Ｑ１を導出する。また、導出部６４は、Ｍ２ＡをステップＳ１２で導出された最大公約数Ｇで除算して得られる商である第２の数Ｑ２を導出する。
【0108】
ステップＳ１６で、導出部６４は、ステップＳ１０で取得された温度と温度特性情報に基づいて、目標とする第１駆動周波数ｆｄ１を決定する。また、導出部６４は、上記（１）式に従って、目標とする第１駆動周波数ｆｄ１が得られるチューニングワード値Ｍ１を導出する。また、導出部６４は、Ｍ１Ａ＋ｎ×Ｑ１により得られる値が、導出したチューニングワード値Ｍ１に最も近くなるｎを決定する。そして、導出部６４は、上記（２）式に従って、チューニングワード値Ｍ１Ｂを導出する。また、導出部６４は、上記（３）式に従って、チューニングワード値Ｍ２Ｂを導出する。
【0109】
ステップＳ１８で、第１駆動信号生成部６０Ａ及び第２駆動信号生成部６０Ｂは、クロック信号生成部６５により生成される共通のクロック信号が立ち上がるまで待機する。クロック信号生成部６５により生成される共通のクロック信号が立ち上がると、ステップＳ１８の判定が肯定判定なり、処理はステップＳ２０に移行する。
【0110】
ステップＳ２０で、第１駆動信号生成部６０Ａは、ＤＤＳのチューニングワード値Ｍ１をステップＳ１６で導出されたＭ１Ｂに変更する。これにより、第１駆動信号生成部６０Ａは、第１駆動周波数ｆｄ１がｆｄ１Ｂに変更された第１駆動信号を生成し、生成した第１駆動信号を、第１位相シフト部６２Ａを介して一対の第１アクチュエータ３１に付与する。また、第２駆動信号生成部６０Ｂは、ＤＤＳのチューニングワード値Ｍ２をステップＳ１６で導出されたＭ２Ｂに変更する。これにより、第２駆動信号生成部６０Ｂは、第２駆動周波数ｆｄ２がｆｄ２Ｂに変更された第２駆動信号を生成し、生成した第２駆動信号を、第２位相シフト部６２Ｂを介して一対の第２アクチュエータ３２に付与する。ステップＳ２０の処理が終了すると、処理はステップＳ１０に戻る。画像描画システム１０による画像の描画処理が終了すると、駆動周波数変更処理が終了する。
【0111】
以上説明したように、本実施形態によれば、第１駆動周波数ｆｄ１及び第２駆動周波数ｆｄ２を変更する場合に、第１駆動周波数ｆｄ１と、第２駆動周波数ｆｄ２との周波数比Ｈを厳密に一定に保つことができる。また、第１駆動周波数ｆｄ１及び第２駆動周波数ｆｄ２を同じタイミングに変更しているため、第１駆動信号及び第２駆動信号の位相差φを維持することができる。
【0112】
なお、第１実施形態において、図１９に示すように、第１駆動信号生成部６０Ａ及び第２駆動信号生成部６０Ｂは、２値化した第１駆動信号及び第２駆動信号のそれぞれが立ち上がるタイミングと同じタイミングであって、システムクロックが立ち上がるタイミングに第１駆動周波数ｆｄ１及び第２駆動周波数ｆｄ２を変更してもよい。この場合、システムクロックが共通のクロック信号となる。また、この場合、第１実施形態におけるクロック信号生成部６５は不要となる。
【0113】
【0114】
図２０を参照して、本実施形態に係る駆動制御部５の機能的な構成について説明する。第１実施形態と同一の機能を有する機能部については、第１実施形態と同一の符号を付して説明を省略する。駆動制御部５は、第１駆動信号生成部６０Ｃ、第２駆動信号生成部６０Ｄ、第１信号処理部６１Ａ、第２信号処理部６１Ｂ、第１位相シフト部６２Ａ、第２位相シフト部６２Ｂ、第１ゼロクロスパルス出力部６３Ａ、第２ゼロクロスパルス出力部６３Ｂ、導出部６４、第１クロック信号生成部６５Ａ、第２クロック信号生成部６５Ｂ、及び光源駆動部６６を有する。
【0115】
第１クロック信号生成部６５Ａは、Ｍ１ＡとＱ２とを乗算して得られる値に応じてクロックが立ち上がる第１クロック信号を生成する。具体的には、一例として図２１に示すように、第１クロック信号生成部６５Ａは、システムクロックが（Ｍ１Ａ×Ｑ２）回立ち上がる毎にクロックが立ち上がる第１クロック信号を生成する。
【0116】
第２クロック信号生成部６５Ｂは、Ｍ２ＡとＱ１とを乗算して得られる値に応じてクロックが立ち上がる第２クロック信号を生成する。具体的には、一例として図２１に示すように、第２クロック信号生成部６５Ｂは、システムクロックが（Ｍ２Ａ×Ｑ１）回立ち上がる毎にクロックが立ち上がる第２クロック信号を生成する。
【0117】
本実施形態では、第１クロック信号及び第２クロック信号に位相差がある場合について説明する。この位相差は、第１駆動信号及び第２駆動信号の位相差と等しいため、「φ」と表記する。位相差φの初期値は、第１角度検出信号Ｓ１ｃと第２角度検出信号Ｓ２ｃとの位相差に応じて設定される。以下では、第１駆動周波数ｆｄ１及び第２駆動周波数ｆｄ２の変更前の位相差φを「φｃ１」と表記し、変更後の位相差φを「φｃ２」と表記する。
【0118】
図２２に示すように、第２クロック信号生成部６５Ｂは、第１駆動周波数ｆｄ１及び第２駆動周波数ｆｄ２の変更タイミングと同じタイミングに、以下の（４）式に従って、φｃ１を、φｃ１にｆｄ１Ｂに対するｆｄ１Ａの比を乗算して得られた位相差φｃ２に変更する。
【0119】
【数2】
【0120】
また、第１クロック信号生成部６５Ａは、第１駆動周波数ｆｄ１の変更タイミングと同じタイミングに、チューニングワード値Ｍ１及び第２の数Ｑ２を、ｆｄ１Ｂ及びｆｄ２Ｂに応じた値に変更し、変更後のＭ１ＢとＱ２とを乗算して得られる値に応じてクロックが立ち上がる第１クロック信号を生成する。
【0121】
また、第２クロック信号生成部６５Ｂは、第２駆動周波数ｆｄ２の変更タイミングと同じタイミングに、チューニングワード値Ｍ２及び第１の数Ｑ１を、ｆｄ１Ｂ及びｆｄ２Ｂに応じた値に変更し、変更後のＭ２ＢとＱ１とを乗算して得られる値に応じてクロックが立ち上がる第２クロック信号を生成する。
【0122】
第１駆動信号生成部６０Ｃは、第１駆動周波数ｆｄ１を変更する場合の機能以外の機能については第１実施形態に係る第１駆動信号生成部６０Ａと同一の機能を有するため、ここでは、第１駆動周波数ｆｄ１を変更する場合の機能について説明する。
【0123】
第１駆動信号生成部６０Ｃは、第１クロック信号生成部６５Ａにより生成される第１クロック信号のクロックが立ち上がるタイミングでＤＤＳのチューニングワード値Ｍ１を導出部６４により導出されたＭ１Ｂに変更する。これにより、第１駆動信号生成部６０Ｃは、第１駆動周波数ｆｄ１がｆｄ１Ｂに変更された第１駆動信号を生成し、生成した第１駆動信号を、第１位相シフト部６２Ａを介して一対の第１アクチュエータ３１に付与する。この第１駆動周波数ｆｄ１の変更タイミングは、例えば、図２２の上段のｔ１で示される。
【0124】
第２駆動信号生成部６０Ｄは、第２駆動周波数ｆｄ２を変更する場合の機能以外の機能については第１実施形態に係る第２駆動信号生成部６０Ｂと同一の機能を有するため、ここでは、第２駆動周波数ｆｄ２を変更する場合の機能について説明する。
【0125】
第２駆動信号生成部６０Ｄは、第２クロック信号生成部６５Ｂにより生成される第２クロック信号のクロックが立ち上がるタイミングでＤＤＳのチューニングワード値Ｍ２を導出部６４により導出されたＭ２Ｂに変更する。これにより、第２駆動信号生成部６０Ｄは、第２駆動周波数ｆｄ２がｆｄ２Ｂに変更された第２駆動信号を生成し、生成した第２駆動信号を、第２位相シフト部６２Ｂを介して一対の第２アクチュエータ３２に付与する。この第２駆動周波数ｆｄ２の変更タイミングは、例えば、図２２の上段のｔ２で示される。
【0126】
次に、図２３を参照して、本実施形態に係る駆動周波数変更処理の流れを説明する。駆動周波数変更処理の流れは、例えば、画像描画システム１０による画像の描画中に実行される。図２３における図１８と同一の処理を実行するステップについては、同一のステップ番号を付して説明を省略する。
【0127】
図２３のステップＳ１６の処理が終了すると、処理はステップＳ３０に移行する。ステップＳ３０で、第１駆動信号生成部６０Ｃは、第１クロック信号生成部６５Ａにより生成される第１クロック信号のクロックが立ち上がるタイミングであるか否かを判定する。この判定が肯定判定となった場合、処理はステップＳ３２に移行する。
【0128】
ステップＳ３２で、第１駆動信号生成部６０Ｃは、ＤＤＳのチューニングワード値Ｍ１をステップＳ１６で導出されたＭ１Ｂに変更する。これにより、第１駆動信号生成部６０Ｃは、第１駆動周波数ｆｄ１がｆｄ１Ｂに変更された第１駆動信号を生成し、生成した第１駆動信号を、第１位相シフト部６２Ａを介して一対の第１アクチュエータ３１に付与する。
【0129】
ステップＳ３４で、第１クロック信号生成部６５Ａは、チューニングワード値Ｍ１及び第２の数Ｑ２を、ｆｄ１Ｂ及びｆｄ２Ｂに応じた値に変更し、変更後のＭ１ＢとＱ２とを乗算して得られる値に応じてクロックが立ち上がる第１クロック信号を生成する。ステップＳ３４の処理が終了すると、処理はステップＳ４２に移行する。
【0130】
一方、ステップＳ３０の判定が否定判定となった場合、処理はステップＳ３６に移行する。ステップＳ３６で、第２駆動信号生成部６０Ｄは、第２クロック信号生成部６５Ｂにより生成される第２クロック信号のクロックが立ち上がるタイミングであるか否かを判定する。この判定が否定判定となった場合、処理はステップＳ３０に戻り、肯定判定となった場合、処理はステップＳ３８に移行する。
【0131】
ステップＳ３８で、第２駆動信号生成部６０Ｄは、ＤＤＳのチューニングワード値Ｍ２をステップＳ１６で導出されたＭ２Ｂに変更する。これにより、第２駆動信号生成部６０Ｄは、第２駆動周波数ｆｄ２がｆｄ２Ｂに変更された第２駆動信号を生成し、生成した第２駆動信号を、第２位相シフト部６２Ｂを介して一対の第２アクチュエータ３２に付与する。
【0132】
ステップＳ４０で、第２クロック信号生成部６５Ｂは、チューニングワード値Ｍ２及び第１の数Ｑ１を、ｆｄ１Ｂ及びｆｄ２Ｂに応じた値に変更し、変更後のＭ２ＢとＱ１とを乗算して得られる値に応じてクロックが立ち上がる第２クロック信号を生成する。この際、第２クロック信号生成部６５Ｂは、前述したように、上記（４）式に従って、φｃ１を、φｃ１にｆｄ１Ｂに対するｆｄ１Ａの比を乗算して得られた位相差φｃ２に変更する。ステップＳ３４の処理が終了すると、処理はステップＳ４２に移行する。
【0133】
ステップＳ４２で、導出部６４は、第１駆動周波数ｆｄ１及び第２駆動周波数ｆｄ２の変更が完了したか否かを判定する。この判定が否定判定となった場合、処理はステップＳ３０に戻り、肯定判定となった場合、処理はステップＳ１０に戻る。画像描画システム１０による画像の描画処理が終了すると、駆動周波数変更処理が終了する。
【0134】
以上説明したように、本実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果を奏することができる。また、本実施形態では、第１駆動周波数ｆｄ１及び第２駆動周波数ｆｄ２を異なるクロック信号に基づいて変更した場合でも、第１駆動信号及び第２駆動信号の位相差φを維持することができる。
【0135】
なお、上記各実施形態では、第１駆動周波数ｆｄ１を決定してから、第１駆動周波数ｆｄ１及び周波数比Ｈに基づいて第２駆動周波数ｆｄ２を決定する場合について説明したが、これに限定されない。第２駆動周波数ｆｄ２を決定してから、第２駆動周波数ｆｄ２及び周波数比Ｈに基づいて第１駆動周波数ｆｄ１を決定する形態としてもよい。
【0136】
また、上記各実施形態で示したＭＭＤ４の構成は一例である。ＭＭＤ４の構成は、種々の変形が可能である。例えば、ミラー部２０を第１軸ａ１周りの揺動させる第１アクチュエータ３１を第２可動枠２４に配置し、ミラー部２０を第２軸ａ２周りの揺動させる第２アクチュエータ３２を第１可動枠２２に配置してもよい。
【0137】
また、上記各実施形態では、一対の第１角度検出センサ１１Ａ、１１Ｂが、第１軸ａ１を挟んで対向する位置に配置されている場合について説明したが、これに限定されない。例えば、図２４に示すように、一対の第１角度検出センサ１１Ａ、１１Ｂは、第２軸ａ２を挟んで対向する位置に配置されてもよい。図２４の例では、一対の第１角度検出センサ１１Ａ、１１Ｂは、第１可動枠２２上において、それぞれ第１支持部２１の近傍に配置されている。第１角度検出センサ１１Ａは、ミラー部２０の一方に接続された第１支持部２１の近傍に配置されている。第１角度検出センサ１１Ｂは、ミラー部２０の他方に接続された第１支持部２１の近傍に配置されている。従って、一対の第１角度検出センサ１１Ａ、１１Ｂは、第２軸ａ２を挟んで対向し、かつミラー部２０を挟んで対向する位置に配置されている。また、一対の第１角度検出センサ１１Ａ、１１Ｂは、第１軸ａ１から同じ方向（図２４の例では－Ｘ方向）にずれた位置に配置されている。
【0138】
上記各実施形態のように一対の第１角度検出センサ１１Ａ、１１Ｂが第１軸ａ１を挟んで対向する位置に配置されている場合には、両者の出力信号のうち、一方から他方を減算することにより、振動ノイズを除去することができる。これに対し、この形態例のように、一対の第１角度検出センサ１１Ａ、１１Ｂが第２軸ａ２を挟んで対向する位置に配置されている場合には、両者の出力信号を加算することにより、振動ノイズを除去することができる。
【0139】
この形態例における第１信号処理部６１Ａの構成の一例を図２５に示す。図２５に示すように、この形態例では、第１信号処理部６１Ａは、減算回路７３に代えて、加算回路７３Ａを有している。加算回路７３Ａは、第１角度検出センサ１１Ａからバッファーアンプ７１を経由して入力された信号Ｓ１ｂ１と、第１角度検出センサ１１Ｂから可変ゲインアンプ７２を経由して入力された信号Ｓ１ｂ２とを加算した値を出力する。
【0140】
また、上記各実施形態では、一対の第２角度検出センサ１２Ａ、１２Ｂが、第２軸ａ２を挟んで対向する位置に配置されている場合について説明したが、これに限定されない。例えば、図２４に示すように、一対の第２角度検出センサ１２Ａ、１２Ｂは、第１軸ａ１を挟んで対向する位置に配置されてもよい。図２４の例では、一対の第２角度検出センサ１２Ａ、１２Ｂは、第２可動枠２４上において、それぞれ第２支持部２３の近傍に配置されている。第２角度検出センサ１２Ａは、第１可動枠２２の一方に接続された第２支持部２３の近傍に配置されている。第２角度検出センサ１２Ｂは、第１可動枠２２の他方に接続された第２支持部２３の近傍に配置されている。従って、一対の第２角度検出センサ１２Ａ、１２Ｂは、第１軸ａ１を挟んで対向し、かつミラー部２０及び第１可動枠２２を挟んで対向する位置に配置されている。また、一対の第２角度検出センサ１２Ａ、１２Ｂは、第２軸ａ２から同じ方向（図２４の例では＋Ｙ方向）にずれた位置に配置されている。
【0141】
上記各実施形態のように一対の第２角度検出センサ１２Ａ、１２Ｂが第２軸ａ２を挟んで対向する位置に配置されている場合には、両者の出力信号のうち、一方から他方を減算することにより、振動ノイズを除去することができる。これに対し、この形態例のように、一対の第２角度検出センサ１２Ａ、１２Ｂが第１軸ａ１を挟んで対向する位置に配置されている場合には、両者の出力信号を加算することにより、振動ノイズを除去することができる。この形態例における第２信号処理部６１Ｂの構成は、図２５に示す第１信号処理部６１Ａと同様の構成により実現が可能であるため、説明を省略する。
【0142】
また、上記各実施形態において、一対の第１角度検出センサ１１Ａ、１１Ｂのうちの何れか１つがＭＭＤ４に設けられる形態としてもよい。同様に、一対の第２角度検出センサ１２Ａ、１２Ｂのうちの何れか１つがＭＭＤ４に設けられる形態としてもよい。
【0143】
また、駆動制御部５のハードウェア構成は種々の変形が可能である。駆動制御部５は、アナログ演算回路及びデジタル演算回路の少なくとも一方を用いて構成することが可能である。駆動制御部５は、１つのプロセッサで構成されてもよいし、同種又は異種の２つ以上のプロセッサの組み合わせで構成されてもよい。プロセッサには、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、プログラマブルロジックデバイス（Programmable Logic Device:ＰＬＤ）、及び専用電気回路等が含まれる。ＣＰＵは、周知のとおりソフトウエア（プログラム）を実行して各種の処理部として機能する汎用的なプロセッサである。ＰＬＤは、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等の、製造後に回路構成を変更可能なプロセッサである。専用電気回路は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等の特定の処理を実行させるために専用に設計された回路構成を有するプロセッサである。
【符号の説明】
【0144】
２ 光走査装置
３ 光源
４ マイクロミラーデバイス（ＭＭＤ）
５ 駆動制御部
６ 被走査面
７ 温度センサ
１０ 画像描画システム
１１Ａ、１１Ｂ 第１角度検出センサ
１２Ａ、１２Ｂ 第２角度検出センサ
２０ ミラー部
２０Ａ 反射面
２１ 第１支持部
２２ 第１可動枠
２３ 第２支持部
２４ 第２可動枠
２５ 接続部
２６ 固定枠
３０ 圧電素子
３１ 第１アクチュエータ
３２ 第２アクチュエータ
６０Ａ、６０Ｃ 第１駆動信号生成部
６０Ｂ、６０Ｄ 第２駆動信号生成部
６１Ａ 第１信号処理部
６１Ｂ 第２信号処理部
６２Ａ 第１位相シフト部
６２Ｂ 第２位相シフト部
６３Ａ 第１ゼロクロスパルス出力部
６３Ｂ 第２ゼロクロスパルス出力部
６４ 導出部
６５ クロック信号生成部
６５Ａ 第１クロック信号生成部
６５Ｂ 第２クロック信号生成部
６６ 光源駆動部
７１ バッファーアンプ
７２ 可変ゲインアンプ
７３、７７ 減算回路
７３Ａ 加算回路
７４ ゲイン調整回路
７５Ａ 第１ＢＰＦ回路
７５Ｂ 第２ＢＰＦ回路
７６Ａ 第１検波回路
７６Ｂ 第２検波回路
Ｌ 光ビーム
ＲＮ１、ＲＮ２ 振動ノイズ
Ｓ１ｃ 第１角度検出信号
Ｓ２ｃ 第２角度検出信号
ＺＣ１ 第１ゼロクロスパルス
ＺＣ２ 第２ゼロクロスパルス
ａ１ 第１軸
ａ２ 第２軸
ｆｄ１ 第１駆動周波数
ｆｄ２ 第２駆動周波数
３ 光源
４ マイクロミラーデバイス（ＭＭＤ）
５ 駆動制御部
６ 被走査面
７ 温度センサ
１０ 画像描画システム
１１Ａ、１１Ｂ 第１角度検出センサ
１２Ａ、１２Ｂ 第２角度検出センサ
２０ ミラー部
２０Ａ 反射面
２１ 第１支持部
２２ 第１可動枠
２３ 第２支持部
２４ 第２可動枠
２５ 接続部
２６ 固定枠
３０ 圧電素子
３１ 第１アクチュエータ
３２ 第２アクチュエータ
６０Ａ、６０Ｃ 第１駆動信号生成部
６０Ｂ、６０Ｄ 第２駆動信号生成部
６１Ａ 第１信号処理部
６１Ｂ 第２信号処理部
６２Ａ 第１位相シフト部
６２Ｂ 第２位相シフト部
６３Ａ 第１ゼロクロスパルス出力部
６３Ｂ 第２ゼロクロスパルス出力部
６４ 導出部
６５ クロック信号生成部
６５Ａ 第１クロック信号生成部
６５Ｂ 第２クロック信号生成部
６６ 光源駆動部
７１ バッファーアンプ
７２ 可変ゲインアンプ
７３、７７ 減算回路
７３Ａ 加算回路
７４ ゲイン調整回路
７５Ａ 第１ＢＰＦ回路
７５Ｂ 第２ＢＰＦ回路
７６Ａ 第１検波回路
７６Ｂ 第２検波回路
Ｌ 光ビーム
ＲＮ１、ＲＮ２ 振動ノイズ
Ｓ１ｃ 第１角度検出信号
Ｓ２ｃ 第２角度検出信号
ＺＣ１ 第１ゼロクロスパルス
ＺＣ２ 第２ゼロクロスパルス
ａ１ 第１軸
ａ２ 第２軸
ｆｄ１ 第１駆動周波数
ｆｄ２ 第２駆動周波数
【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】
