特開2024-123843ミラー制御方法、ミラー制御プログラム及びミラー制御装置
(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】P2024123843
(43)【公開日】2024-09-12
(54)【発明の名称】ミラー制御方法、ミラー制御プログラム及びミラー制御装置
(51)【国際特許分類】
G02B 26/08 20060101AFI20240905BHJP
G01S 7/481 20060101ALN20240905BHJP
【ＦＩ】
G02B26/08 E
G01S7/481 A
【審査請求】未請求
【請求項の数】12
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023031586
(22)【出願日】2023-03-02
(71)【出願人】
【識別番号】000005223
【氏名又は名称】富士通株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100107766
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠重
(74)【代理人】
【識別番号】100070150
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠彦
(74)【代理人】
【識別番号】100107515
【弁理士】
【氏名又は名称】廣田 浩一
(72)【発明者】
【氏名】江尻 革
【テーマコード（参考）】
2H141
5J084
【Ｆターム（参考）】
2H141MB23
2H141MZ11
2H141MZ12
2H141MZ13
2H141MZ15
2H141MZ16
5J084AA05
5J084AD01
5J084BA04
5J084BA50
5J084BB02
5J084BB04
5J084BB28
5J084CA65
(57)【要約】
【課題】ミラーの角度をフィードバック制御する際のゲイン調整を容易にする。
【解決手段】ミラー制御方法は、ミラーの角度を測定した測定信号を分解し、正弦波振幅測定値と余弦波振幅測定値とを生成し、正弦波振幅目標値と前記正弦波振幅測定値との差分に応じた値と、余弦波振幅目標値と前記余弦波振幅測定値との差分に応じた値とに基づいて、正弦波振幅指令値と、余弦波振幅指令値とを算出し、前記正弦波振幅指令値と、前記余弦波振幅指令値とに基づき、前記ミラーの角度を制御する駆動信号の駆動波形を生成する、処理をコンピュータが実行する。
【選択図】図１０
【解決手段】ミラー制御方法は、ミラーの角度を測定した測定信号を分解し、正弦波振幅測定値と余弦波振幅測定値とを生成し、正弦波振幅目標値と前記正弦波振幅測定値との差分に応じた値と、余弦波振幅目標値と前記余弦波振幅測定値との差分に応じた値とに基づいて、正弦波振幅指令値と、余弦波振幅指令値とを算出し、前記正弦波振幅指令値と、前記余弦波振幅指令値とに基づき、前記ミラーの角度を制御する駆動信号の駆動波形を生成する、処理をコンピュータが実行する。
【選択図】図１０
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ミラーの角度を測定した測定信号を分解し、正弦波振幅測定値と余弦波振幅測定値とを生成し、
正弦波振幅目標値と前記正弦波振幅測定値との差分に応じた値と、余弦波振幅目標値と前記余弦波振幅測定値との差分に応じた値とに基づいて、正弦波振幅指令値と、余弦波振幅指令値とを算出し、
前記正弦波振幅指令値と、前記余弦波振幅指令値とに基づき、前記ミラーの角度を制御する駆動信号の駆動波形を生成する、
処理をコンピュータが実行するミラー制御方法。
正弦波振幅目標値と前記正弦波振幅測定値との差分に応じた値と、余弦波振幅目標値と前記余弦波振幅測定値との差分に応じた値とに基づいて、正弦波振幅指令値と、余弦波振幅指令値とを算出し、
前記正弦波振幅指令値と、前記余弦波振幅指令値とに基づき、前記ミラーの角度を制御する駆動信号の駆動波形を生成する、
処理をコンピュータが実行するミラー制御方法。
【請求項2】
前記ミラーの角度を制御する際の目標信号を取得し、
取得した前記目標信号を分解することで、前記正弦波振幅目標値と前記正弦波振幅目標値を生成する、請求項１に記載のミラー制御方法。
取得した前記目標信号を分解することで、前記正弦波振幅目標値と前記正弦波振幅目標値を生成する、請求項１に記載のミラー制御方法。
【請求項3】
前記正弦波振幅目標値と前記正弦波振幅測定値との差分に応じた値は、
前記正弦波振幅指令値に対してゼロ点を消去するための処理を行い、
ゼロ点を消去するための処理が行われた消去後の前記正弦波振幅指令値を用いて、前記正弦波振幅目標値を減算し、
ゼロ点を消去するための処理が行われた消去後の前記正弦波振幅指令値を用いて、前記正弦波振幅測定値を減算し、
減算後の前記正弦波振幅目標値と、減算後の前記正弦波振幅測定値との差分を算出する、
ことで算出される、請求項１に記載のミラー制御方法。
前記正弦波振幅指令値に対してゼロ点を消去するための処理を行い、
ゼロ点を消去するための処理が行われた消去後の前記正弦波振幅指令値を用いて、前記正弦波振幅目標値を減算し、
ゼロ点を消去するための処理が行われた消去後の前記正弦波振幅指令値を用いて、前記正弦波振幅測定値を減算し、
減算後の前記正弦波振幅目標値と、減算後の前記正弦波振幅測定値との差分を算出する、
ことで算出される、請求項１に記載のミラー制御方法。
【請求項4】
前記余弦波振幅目標値と前記余弦波振幅測定値との差分に応じた値は、
前記余弦波振幅指令値に対してゼロ点を消去するための処理を行い、
ゼロ点を消去するための処理が行われた消去後の前記余弦波振幅指令値を用いて、前記余弦波振幅目標値を減算し、
ゼロ点を消去するための処理が行われた消去後の前記余弦波振幅指令値を用いて、前記余弦波振幅測定値を減算し、
減算後の前記余弦波振幅目標値と、減算後の前記余弦波振幅測定値との差分を算出する、
ことで算出される、請求項１に記載のミラー制御方法。
前記余弦波振幅指令値に対してゼロ点を消去するための処理を行い、
ゼロ点を消去するための処理が行われた消去後の前記余弦波振幅指令値を用いて、前記余弦波振幅目標値を減算し、
ゼロ点を消去するための処理が行われた消去後の前記余弦波振幅指令値を用いて、前記余弦波振幅測定値を減算し、
減算後の前記余弦波振幅目標値と、減算後の前記余弦波振幅測定値との差分を算出する、
ことで算出される、請求項１に記載のミラー制御方法。
【請求項5】
前記正弦波振幅指令値は、
前記正弦波振幅目標値と前記正弦波振幅測定値との差分に応じた値に対して第１のＰＩＤ制御を行うことで算出された値と、
前記余弦波振幅目標値と前記余弦波振幅測定値との差分に応じた値に対して第３のＰＩＤ制御を行うことで算出された値と、
を加算することで算出され、
前記余弦波振幅指令値は、
前記正弦波振幅目標値と前記正弦波振幅測定値との差分に応じた値に対して第２のＰＩＤ制御を行うことで算出された値と、
前記余弦波振幅目標値と前記余弦波振幅測定値との差分に応じた値に対して第４のＰＩＤ制御を行うことで算出された値と、
を加算することで算出される、請求項１に記載のミラー制御方法。
前記正弦波振幅目標値と前記正弦波振幅測定値との差分に応じた値に対して第１のＰＩＤ制御を行うことで算出された値と、
前記余弦波振幅目標値と前記余弦波振幅測定値との差分に応じた値に対して第３のＰＩＤ制御を行うことで算出された値と、
を加算することで算出され、
前記余弦波振幅指令値は、
前記正弦波振幅目標値と前記正弦波振幅測定値との差分に応じた値に対して第２のＰＩＤ制御を行うことで算出された値と、
前記余弦波振幅目標値と前記余弦波振幅測定値との差分に応じた値に対して第４のＰＩＤ制御を行うことで算出された値と、
を加算することで算出される、請求項１に記載のミラー制御方法。
【請求項6】
前記正弦波振幅指令値は、
前記正弦波振幅目標値と前記正弦波振幅測定値との差分に応じた値に対して第１のＰＩＤ制御を行うことで算出された値を対角化フィルタに入力することで算出され、
前記余弦波振幅指令値は
前記余弦波振幅目標値と前記余弦波振幅測定値との差分に応じた値に対して第２のＰＩＤ制御を行うことで算出された値を対角化フィルタに入力することで算出される、請求項１に記載のミラー制御方法。
前記正弦波振幅目標値と前記正弦波振幅測定値との差分に応じた値に対して第１のＰＩＤ制御を行うことで算出された値を対角化フィルタに入力することで算出され、
前記余弦波振幅指令値は
前記余弦波振幅目標値と前記余弦波振幅測定値との差分に応じた値に対して第２のＰＩＤ制御を行うことで算出された値を対角化フィルタに入力することで算出される、請求項１に記載のミラー制御方法。
【請求項7】
前記正弦波振幅目標値は、
前記目標信号から検出した振幅を用いることで算出され、
前記余弦波振幅目標値は、
前記目標信号から検出した位相と、前記目標信号から検出した振幅を用いることで算出された前記正弦波振幅目標値とを用いることで算出される、請求項２に記載のミラー制御方法。
前記目標信号から検出した振幅を用いることで算出され、
前記余弦波振幅目標値は、
前記目標信号から検出した位相と、前記目標信号から検出した振幅を用いることで算出された前記正弦波振幅目標値とを用いることで算出される、請求項２に記載のミラー制御方法。
【請求項8】
前記正弦波振幅測定値は、
前記ミラーの角度を測定した測定信号から検出した振幅を用いることで算出され、
前記余弦波振幅測定値は、
前記ミラーの角度を測定した測定信号から検出した位相と、前記ミラーの角度を測定した測定信号から検出した振幅を用いることで算出された前記正弦波振幅測定値とを用いることで算出される、請求項１に記載のミラー制御方法。
前記ミラーの角度を測定した測定信号から検出した振幅を用いることで算出され、
前記余弦波振幅測定値は、
前記ミラーの角度を測定した測定信号から検出した位相と、前記ミラーの角度を測定した測定信号から検出した振幅を用いることで算出された前記正弦波振幅測定値とを用いることで算出される、請求項１に記載のミラー制御方法。
【請求項9】
前記正弦波振幅目標値及び前記余弦波振幅目標値は、前記ミラーの角度を制御する際の目標信号であって、現在の時間における目標信号と、現在の時間より所定時間前の時間における目標信号とを用いることで算出され、
前記正弦波振幅測定値及び前記余弦波振幅測定値は、前記ミラーの角度を測定した測定信号であって、現在の時間における測定信号と、現在の時間より所定時間前の時間における測定信号とを用いることで算出される、請求項１に記載のミラー制御方法。
前記正弦波振幅測定値及び前記余弦波振幅測定値は、前記ミラーの角度を測定した測定信号であって、現在の時間における測定信号と、現在の時間より所定時間前の時間における測定信号とを用いることで算出される、請求項１に記載のミラー制御方法。
【請求項10】
前記正弦波振幅目標値及び前記余弦波振幅目標値、または、前記正弦波振幅目標値及び前記余弦波振幅目標値を算出するのに用いられる値を、メモリから読み出す、または、ネットワークを介して受信することで取得する、請求項１に記載のミラー制御方法。
【請求項11】
ミラーの角度を測定した測定信号を分解し、正弦波振幅測定値と余弦波振幅測定値とを生成し、
正弦波振幅目標値と前記正弦波振幅測定値との差分に応じた値と、余弦波振幅目標値と前記余弦波振幅測定値との差分に応じた値とに基づいて、正弦波振幅指令値と、余弦波振幅指令値とを生成し、
前記正弦波振幅指令値と、前記余弦波振幅指令値とに基づき、前記ミラーの角度を制御する駆動信号の駆動波形を生成する、
処理をコンピュータに実行させるためのミラー制御プログラム。
正弦波振幅目標値と前記正弦波振幅測定値との差分に応じた値と、余弦波振幅目標値と前記余弦波振幅測定値との差分に応じた値とに基づいて、正弦波振幅指令値と、余弦波振幅指令値とを生成し、
前記正弦波振幅指令値と、前記余弦波振幅指令値とに基づき、前記ミラーの角度を制御する駆動信号の駆動波形を生成する、
処理をコンピュータに実行させるためのミラー制御プログラム。
【請求項12】
ミラーの角度を測定した測定信号を分解し、正弦波振幅測定値と余弦波振幅測定値とを生成する測定値生成部と、
正弦波振幅目標値と前記正弦波振幅測定値との差分に応じた値と、余弦波振幅目標値と前記余弦波振幅測定値との差分に応じた値とに基づいて、正弦波振幅指令値と、余弦波振幅指令値とを生成する指令値生成部と、
前記正弦波振幅指令値と、前記余弦波振幅指令値とに基づき、前記ミラーの角度を制御する駆動信号の駆動波形を生成する駆動波形生成部と
を有するミラー制御装置。
正弦波振幅目標値と前記正弦波振幅測定値との差分に応じた値と、余弦波振幅目標値と前記余弦波振幅測定値との差分に応じた値とに基づいて、正弦波振幅指令値と、余弦波振幅指令値とを生成する指令値生成部と、
前記正弦波振幅指令値と、前記余弦波振幅指令値とに基づき、前記ミラーの角度を制御する駆動信号の駆動波形を生成する駆動波形生成部と
を有するミラー制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ミラー制御方法、ミラー制御プログラム及びミラー制御装置に関する。
【背景技術】
【0002】
レーザ距離計測装置において、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）ミラーを制御するミラー制御装置は、レーザを水平方向及び垂直方向に走査させるために、ミラーの２軸周りの角度を制御する。
【0003】
その際、ミラー制御装置では、ＭＥＭＳミラーの水平方向の駆動信号について、例えば、温度変化等の影響による振幅及び位相の変動を低減させるために、角度センサにより測定された測定信号をフィードバックすることにより、振幅及び位相を制御している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２０２１－１７７２１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、フィードバックされる測定信号に対して、試行錯誤によりゲイン調整を行ったのでは、最適なゲインを導き出すのに時間がかかる。また、ゲイン調整によって駆動信号の振幅と位相の両方が変化する制御系の場合、振幅と位相の両方を最適化させるのは容易ではない。
【0006】
一つの側面では、ミラーの角度をフィードバック制御する際のゲイン調整を容易にすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
一態様によれば、ミラー制御方法は、
ミラーの角度を測定した測定信号を分解し、正弦波振幅測定値と余弦波振幅測定値とを生成し、
正弦波振幅目標値と前記正弦波振幅測定値との差分に応じた値と、余弦波振幅目標値と前記余弦波振幅測定値との差分に応じた値とに基づいて、正弦波振幅指令値と、余弦波振幅指令値とを算出し、
前記正弦波振幅指令値と、前記余弦波振幅指令値とに基づき、前記ミラーの角度を制御する駆動信号の駆動波形を生成する、処理をコンピュータが実行する。
ミラーの角度を測定した測定信号を分解し、正弦波振幅測定値と余弦波振幅測定値とを生成し、
正弦波振幅目標値と前記正弦波振幅測定値との差分に応じた値と、余弦波振幅目標値と前記余弦波振幅測定値との差分に応じた値とに基づいて、正弦波振幅指令値と、余弦波振幅指令値とを算出し、
前記正弦波振幅指令値と、前記余弦波振幅指令値とに基づき、前記ミラーの角度を制御する駆動信号の駆動波形を生成する、処理をコンピュータが実行する。
【発明の効果】
【0008】
ミラーの角度をフィードバック制御する際のゲイン調整が容易になる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】レーザ距離計測装置の構成例を示す第１の図である。
【図2】ミラー制御装置が生成する駆動波形の一例を示す図である。
【図3】ミラー制御装置のハードウェア構成の一例を示す図である。
【図4】ミラー制御装置の機能構成の一例を示す図である。
【図5】比較例の水平駆動波形制御部の機能構成の一例を示す図である。
【図6】ＭＥＭＳミラーの特性を示すモデルの一例を示す図である。
【図7】ＭＥＭＳミラーの特性を示すモデルの入出力関係を説明するための図である。
【図8】ＭＥＭＳミラーの特性を示すモデルの伝達関数においてゼロ点を消去した場合の、消去後のモデルの伝達関数の一例を示す図である。
【図9】ゼロ点消去後のモデルの伝達関数において干渉成分を除去した場合の、干渉成分除去後のモデルの伝達関数の一例を示す図である。
【図10】水平駆動波形制御部の機能構成の一例を示す第１の図である。
【図11】正弦／余弦振幅変換部及び駆動波形生成部の詳細を示す図である。
【図12】正弦／余弦振幅フィードバック制御部の詳細を示す第１の図である。
【図13】水平駆動波形制御部による制御処理の流れを示すフローチャートである。
【図14】正弦／余弦振幅フィードバック制御部の詳細を示す第２の図である。
【図15】水平駆動波形制御部の機能構成の一例を示す第２の図である。
【図16】正弦／余弦振幅検出部の詳細を示す図である。
【図17】レーザ距離計測装置の構成例を示す第２の図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、各実施形態について添付の図面を参照しながら説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複した説明を省略する。
【0011】
［第１の実施形態］
＜レーザ距離計測装置の構成＞
はじめに、第１の実施形態に係るミラー制御装置を備えるレーザ距離計測装置の構成について説明する。図１は、レーザ距離計測装置の構成例を示す第１の図である。図１に示すように、レーザ距離計測装置１００は、レーザ駆動回路１１０、レーザダイオード１１１、ミラー制御装置１２０、ＭＥＭＳミラー１２１、投光レンズ１２２、センサ１２３を有する。また、レーザ距離計測装置１００は、距離計測回路１３０、受光レンズ１３１、光検出器１３２、センサ駆動制御回路１４０、演算回路１５０を有する。
＜レーザ距離計測装置の構成＞
はじめに、第１の実施形態に係るミラー制御装置を備えるレーザ距離計測装置の構成について説明する。図１は、レーザ距離計測装置の構成例を示す第１の図である。図１に示すように、レーザ距離計測装置１００は、レーザ駆動回路１１０、レーザダイオード１１１、ミラー制御装置１２０、ＭＥＭＳミラー１２１、投光レンズ１２２、センサ１２３を有する。また、レーザ距離計測装置１００は、距離計測回路１３０、受光レンズ１３１、光検出器１３２、センサ駆動制御回路１４０、演算回路１５０を有する。
【0012】
レーザ駆動回路１１０は、センサ駆動制御回路１４０よりレーザダイオード１１１の発光タイミングを示す発光タイミング信号を取得する。また、レーザ駆動回路１１０は、取得した発光タイミング信号に従ってレーザダイオード１１１を発光させるよう、発光信号を出力する。また、レーザ駆動回路１１０は、取得した発光タイミング信号を、距離計測回路１３０に通知する。
【0013】
レーザダイオード１１１は、発光タイミング信号に従ってレーザ駆動回路１１０が出力する発光信号により発光する。レーザダイオード１１１が発光することで出射されたレーザ光はＭＥＭＳミラー１２１に照射され、ＭＥＭＳミラー１２１にて反射した後、投光レンズ１２２を介して、測定対象に投光される。
【0014】
ミラー制御装置１２０は、センサ駆動制御回路１４０より、ＭＥＭＳミラー１２１の角度を制御する際の基準となる基準信号（目標信号の一例）を取得する。また、ミラー制御装置１２０は、ＭＥＭＳミラー１２１の角度を測定するセンサ１２３より、ＭＥＭＳミラー１２１の角度を示すＭＥＭＳミラー角度信号（測定信号の一例）を取得する。更に、ミラー制御装置１２０は、取得した基準信号とＭＥＭＳミラー角度信号とに基づいて、ＭＥＭＳミラー１２１を２軸の駆動信号で駆動するための２軸の駆動波形（水平駆動波形、垂直駆動波形）を生成し、出力する。
【0015】
例えば、ＭＥＭＳミラー１２１の水平方向の駆動には、水平駆動波形が正弦波形である駆動信号が用いられ、水平方向と直交する垂直方向の駆動には、垂直駆動波形が鋸波形である駆動信号が用いられる。
【0016】
センサ１２３は、ＭＥＭＳミラー１２１の角度を検出し、ＭＥＭＳミラー角度信号をミラー制御装置１２０に送信する。
【0017】
ＭＥＭＳミラー１２１は、ミラー制御装置１２０から出力された２軸の駆動波形（水平駆動波形、垂直駆動波形）の駆動信号に従って駆動する。これにより、レーザダイオード１１１から出射されたレーザ光は、ＭＥＭＳミラー１２１で反射されて、投光レンズ１２２を介して走査角度範囲を水平方向及び垂直方向に走査するラスタ走査を行う。なお、投光レンズ１２２には、例えば、角度拡大レンズを用いることができる。
【0018】
光検出器１３２は、測定対象からの反射光を、受光レンズ１３１を介して検出する。なお、受光レンズ１３１には、例えば、集光レンズを用いることができる。光検出器１３２は、例えば、検出した反射光を表す受光信号を距離計測回路１３０に供給する受光素子である。
【0019】
距離計測回路１３０は、レーザ光が出射されてから、測定対象で反射され、光検出器１３２で検出されるまでの往復時間（ＴＯＦ：Time of Flight）であるΔＴを計測する。なお、レーザ光が出射されたタイミングは、発光タイミング信号として、レーザ駆動回路１１０から距離計測回路１３０に通知される。これにより、距離計測回路１３０は、測定対象までの距離を光学的に計測し、計測した距離を示す距離データを演算回路１５０に供給する。光速をｃ（約３０万ｋｍ／ｓ）で表すと、測定対象までの距離は、例えば、（ｃ×ΔＴ）／２から求めることができる。
【0020】
演算回路１５０は、ミラー制御装置１２０からＭＥＭＳミラー角度データを取得し、距離計測回路１３０から距離データを取得する。また、演算回路１５０は、取得したＭＥＭＳミラー角度データと距離データとに基づいて距離画像及び３次元データを生成する。具体的には、演算回路１５０は、距離データから距離画像を生成し、距離画像とＭＥＭＳミラー角度データとから３次元データを生成する。距離画像は、ラスタ走査された順に、各測距点における距離データが配列された画像である。
【0021】
なお、演算回路１５０は、ＭＥＭＳミラー角度データから、レーザ光の投光角度を示す投光角度データを生成し、距離画像を、距離データと投光角度データとを用いて変換することで、３次元データを生成する。
【0022】
＜ミラー制御装置が生成する駆動波形の具体例＞
次に、ミラー制御装置１２０が生成する２軸の駆動波形（水平駆動波形、垂直駆動波形）の具体例について説明する。図２は、ミラー制御装置が生成する駆動波形の一例を示す図であり、（ａ）、（ｂ）は、それぞれＭＥＭＳミラー１２１の水平方向及び垂直方向の駆動波形（各時間における駆動角度）を示している。
次に、ミラー制御装置１２０が生成する２軸の駆動波形（水平駆動波形、垂直駆動波形）の具体例について説明する。図２は、ミラー制御装置が生成する駆動波形の一例を示す図であり、（ａ）、（ｂ）は、それぞれＭＥＭＳミラー１２１の水平方向及び垂直方向の駆動波形（各時間における駆動角度）を示している。
【0023】
図２（ａ）、（ｂ）に示すように、ＭＥＭＳミラー１２１の水平方向の駆動には、水平駆動波形が正弦波形である駆動信号が用いられ、ＭＥＭＳミラー１２１の垂直方向の駆動には、垂直駆動波形が鋸波形である駆動信号が用いられる。なお、図２（ａ）、（ｂ）において、破線は、レーザダイオード１１１の発光区間であるレーザ発光区間を示している。
【0024】
＜ミラー制御装置のハードウェア構成＞
次に、ミラー制御装置１２０のハードウェア構成について説明する。図３は、ミラー制御装置のハードウェア構成の一例を示す図である。図３に示すように、ミラー制御装置１２０は、プロセッサ３１０、メモリ３２０、入出力デバイス３３０を有する。なお、ミラー制御装置１２０の各ハードウェアは、バス３４０を介して相互に接続されている。
次に、ミラー制御装置１２０のハードウェア構成について説明する。図３は、ミラー制御装置のハードウェア構成の一例を示す図である。図３に示すように、ミラー制御装置１２０は、プロセッサ３１０、メモリ３２０、入出力デバイス３３０を有する。なお、ミラー制御装置１２０の各ハードウェアは、バス３４０を介して相互に接続されている。
【0025】
プロセッサ３１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等の各種演算デバイスを有する。プロセッサ３１０は、各種プログラム（例えば、ミラー制御プログラム等）をメモリ３２０上に読み出して実行する。
【0026】
メモリ３２０は、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等の主記憶デバイスを有する。プロセッサ３１０とメモリ３２０とは、いわゆるコンピュータを形成し、プロセッサ３１０が、メモリ３２０上に読み出した各種プログラムを実行することで、当該コンピュータは各種機能を実現する。
【0027】
入出力デバイス３３０は、レーザ距離計測装置１００内の他のデバイス（ミラー制御装置１２０以外のデバイス）との間で信号を入出力する。ここでいうミラー制御装置１２０以外のデバイスには、例えば、ＭＥＭＳミラー１２１、センサ１２３、センサ駆動制御回路１４０、演算回路１５０等が含まれる。
【0028】
＜ミラー制御装置の機能構成＞
次に、ミラー制御装置１２０の機能構成について説明する。図４は、ミラー制御装置の機能構成の一例を示す図である。図４に示すように、ミラー制御装置１２０は、ミラー制御プログラムを実行することで、水平駆動波形制御部４１０、垂直駆動波形制御部４２０として機能する。
次に、ミラー制御装置１２０の機能構成について説明する。図４は、ミラー制御装置の機能構成の一例を示す図である。図４に示すように、ミラー制御装置１２０は、ミラー制御プログラムを実行することで、水平駆動波形制御部４１０、垂直駆動波形制御部４２０として機能する。
【0029】
水平駆動波形制御部４１０は、センサ１２３から取得するＭＥＭＳミラー角度信号と、センサ駆動制御回路１４０から取得する基準信号との誤差（詳細は後述）を計算する。また、水平駆動波形制御部４１０は、計算した誤差に基づいて、水平方向の駆動に用いる駆動信号の水平駆動波形として、正弦波形を生成する。なお、水平駆動波形制御部４１０により生成される正弦波形は、ＭＥＭＳミラー１２１の機械的な共振周波数と等しい周波数の正弦波形（ノンリニアな共振駆動波形）である。これにより、水平駆動波形制御部４１０では、入力電圧に対して高い利得で（つまり、効率的に）ＭＥＭＳミラー１２１を動作させることができる。
【0030】
また、水平駆動波形制御部４１０によれば、計算した誤差に基づいて水平駆動波形を生成するため、温度変化などによりＭＥＭＳミラー１２１の機械的な共振周波数が変化した場合でも、水平駆動波形の振幅及び位相の変動を低減させることができる。この結果、例えば、演算回路１５０にて生成される画面において、歪みを低減させることができる。
【0031】
垂直駆動波形制御部４２０は、センサ駆動制御回路１４０から取得する基準信号に基づいて、垂直方向の駆動に用いる駆動信号の垂直駆動波形として、鋸波形（リニアな非共振駆動波形）を生成する。
【0032】
＜水平駆動波形制御部の詳細＞
次に、ミラー制御装置１２０がミラー制御プログラムを実行することで機能する、水平駆動波形制御部４１０と垂直駆動波形制御部４２０のうち、水平駆動波形制御部４１０の詳細について説明する。なお、説明にあたっては、まず、比較例の水平駆動波形制御部を挙げ、当該比較例の水平駆動波形制御部の詳細を示す。続いて、上記水平駆動波形制御部４１０を構築する際の検討過程を示したうえで、検討結果を踏まえて構築した上記水平駆動波形制御部４１０の詳細を示す。
次に、ミラー制御装置１２０がミラー制御プログラムを実行することで機能する、水平駆動波形制御部４１０と垂直駆動波形制御部４２０のうち、水平駆動波形制御部４１０の詳細について説明する。なお、説明にあたっては、まず、比較例の水平駆動波形制御部を挙げ、当該比較例の水平駆動波形制御部の詳細を示す。続いて、上記水平駆動波形制御部４１０を構築する際の検討過程を示したうえで、検討結果を踏まえて構築した上記水平駆動波形制御部４１０の詳細を示す。
【0033】
（１）比較例の水平駆動波形制御部の詳細
はじめに、比較例の水平駆動波形制御部の詳細について説明する。図５は、比較例の水平駆動波形制御部の機能構成の一例を示す図である。図５に示すように、比較例の水平駆動波形制御部５００は、振幅検出部５１１、５２１、位相検出部５１２、５２２、減算部５３１、５３２、ＰＩＤ制御部５４１、５４２、駆動波形生成部５５０を有する。
はじめに、比較例の水平駆動波形制御部の詳細について説明する。図５は、比較例の水平駆動波形制御部の機能構成の一例を示す図である。図５に示すように、比較例の水平駆動波形制御部５００は、振幅検出部５１１、５２１、位相検出部５１２、５２２、減算部５３１、５３２、ＰＩＤ制御部５４１、５４２、駆動波形生成部５５０を有する。
【0034】
振幅検出部５１１は、センサ駆動制御回路からの基準信号が入力されると、基準信号の振幅を検出する。振幅検出部５１１により検出された振幅は、減算部５３１に入力される。
【0035】
位相検出部５１２は、センサ駆動制御回路からの基準信号が入力されると、基準信号の位相を検出する。位相検出部５１２により検出された位相は、減算部５３２に入力される。
【0036】
振幅検出部５２１は、センサからのＭＥＭＳミラー角度信号が入力されると、ＭＥＭＳミラー角度信号の振幅を検出する。振幅検出部５２１により検出された振幅は、減算部５３１に入力される。
【0037】
位相検出部５２２は、センサからのＭＥＭＳミラー角度信号が入力されると、ＭＥＭＳミラー角度信号の位相を検出する。位相検出部５２２により検出された位相は、減算部５３２に入力される。
【0038】
減算部５３１は、振幅検出部５１１からの振幅を振幅検出部５２１からの振幅で減算することで、振幅誤差を算出する。減算部５３１により算出された振幅誤差は、ＰＩＤ制御部５４１に入力される。
【0039】
減算部５３２は、位相検出部５１２からの位相を位相検出部５２２からの位相で減算することで、位相誤差を算出する。減算部５３２により算出された位相誤差は、ＰＩＤ制御部５４２に入力される。
【0040】
ＰＩＤ制御部５４１は、減算部５３１からの振幅誤差に対してＰＩＤ制御を行い、振幅指令値を出力する。ＰＩＤ制御部５４１より出力された振幅指令値は、駆動波形生成部５５０に入力される。
【0041】
ＰＩＤ制御部５４２は、減算部５３２からの位相誤差に対してＰＩＤ制御を行い、位相指令値を出力する。ＰＩＤ制御部５４２より出力された位相指令値は、駆動波形生成部５５０に入力される。
【0042】
駆動波形生成部５５０は、ＰＩＤ制御部５４１からの振幅指令値とＰＩＤ制御部５４２からの位相指令値とに基づき、水平駆動波形として正弦波形を生成し、ＭＥＭＳミラーに出力する。
【0043】
（２）水平駆動波形制御部４１０を構築する際の検討過程の説明
続いて、上記水平駆動波形制御部４１０を構築する際の検討過程について説明する。上記比較例の水平駆動波形制御部５００では、制御対象となるＭＥＭＳミラーの特性が解析されておらず、ＰＩＤ制御部５４１、５４２のゲイン調整が試行錯誤的に行われていた。このため、最適なゲインを導き出すのに時間がかかっていた。また、上記比較例の水平駆動波形制御部５００の場合、ＰＩＤ制御部５４１、５４２のゲイン調整を行うと、駆動波形において振幅と位相の両方に影響が出るため、ゲイン調整により振幅と位相の両方を最適化させるのは容易ではなかった。
続いて、上記水平駆動波形制御部４１０を構築する際の検討過程について説明する。上記比較例の水平駆動波形制御部５００では、制御対象となるＭＥＭＳミラーの特性が解析されておらず、ＰＩＤ制御部５４１、５４２のゲイン調整が試行錯誤的に行われていた。このため、最適なゲインを導き出すのに時間がかかっていた。また、上記比較例の水平駆動波形制御部５００の場合、ＰＩＤ制御部５４１、５４２のゲイン調整を行うと、駆動波形において振幅と位相の両方に影響が出るため、ゲイン調整により振幅と位相の両方を最適化させるのは容易ではなかった。
【0044】
これらのことを踏まえ、水平駆動波形制御部４１０を構築するにあたっては、制御対象となるＭＥＭＳミラー１２１の特性を理論的に解析し、特性に応じた水平駆動波形制御部４１０を構築した。
【0045】
また、水平駆動波形制御部４１０を構築するにあたっては、振幅に対して支配的な信号と位相に対して支配的な信号とにわけて（具体的には、正弦波と余弦波とに分解して）ＰＩＤ制御を行うようにした。以下、水平駆動波形制御部４１０を構築する際の検討過程について詳細に説明する。
【0046】
図６は、ＭＥＭＳミラーの特性を示すモデルの一例を示す図である。図６に示すように、ＭＥＭＳミラー１２１を駆動する際の時間ｔにおける駆動信号の水平駆動波形をｕ（ｔ）、水平駆動波形ｕ（ｔ）の駆動信号が入力されることで駆動したＭＥＭＳミラー１２１の時間ｔにおける角度をｘ（ｔ）とする。この場合、ＭＥＭＳミラー１２１の特性を示すモデルは、符号６１０のように表すことができる。なお、符号６１０に示すＭＥＭＳミラー１２１の特性を示すモデルの微分方程式において、ａ１、ａ０、ｂ０は、所定の係数である。
【0047】
ここで、水平駆動波形を正弦波と余弦波とに分解してそれぞれを制御できるようにするために、水平駆動波形を、正弦波と余弦波との組み合わせにより表現する。
【0048】
具体的には、水平駆動波形ｕ（ｔ）をｓｉｎωγｔとおいて符号６１０に示すＭＥＭＳミラー１２１の特性を示すモデルの微分方程式を解くと、ＭＥＭＳミラー１２１の時間ｔにおける角度ｘ１（ｔ）は、図６の式１のように表すことができる。また、水平駆動波形ｕ（ｔ）をｃｏｓωγｔとおいて符号６１０に示すＭＥＭＳミラー１２１の特性を示すモデルの微分方程式を解くと、ＭＥＭＳミラー１２１の時間ｔにおける角度ｘ２（ｔ）は、図６の式２のように表すことができる。
【0049】
ただし、式１、式２において、"ｄｅ"、"ωγ"は、それぞれ、符号６２１、６２２に示す通りである。
【0050】
【0051】
ここで、符号６１０に示すＭＥＭＳミラー１２１の特性を示すモデルの微分方程式への入力ｕ（ｔ）を符号７３０のように整理する。また、符号６１０に示すＭＥＭＳミラー１２１の特性を示すモデルの微分方程式からの出力ｘ１（ｔ）、ｘ２（ｔ）をｙ（ｔ）として、符号７４０のように整理する。
【0052】
なお、符号７３０においてｕｓ（ｔ）は、入力ｕ（ｔ）のうち、正弦波の項の振幅を表し、ｕｃ（ｔ）は、入力ｕ（ｔ）のうち、余弦波の項の振幅を表す。また、符号７４０においてｙｓ（ｔ）は、出力ｙ（ｔ）のうち、正弦波の項の振幅を表し、ｙｃ（ｔ）は、出力ｙ（ｔ）のうち、余弦波の項の振幅を表す。
【0053】
この場合、符号６１０に示すＭＥＭＳミラー１２１の特性を示すモデルの微分方程式の入出力関係は、図７の符号７５０のように表現することができる。そして、符号７５０に示す式をラプラス変換すると、符号６１０に示すＭＥＭＳミラー１２１の特性を示すモデルの微分方程式の入出力関係は、式３により表すことができる。
【0054】
ここで、式３により入出力関係が表される、符号６１０に示すＭＥＭＳミラー１２１の特性を示すモデルの微分方程式の場合、ラプラス変換した伝達関数の分子にｓ（ゼロ点）が含まれる。このため、当該モデルの微分方程式の出力をフィードバックして制御しようとすると不安定な制御系になりやすい。
【0055】
そこで、水平駆動波形制御部４１０において、ＭＥＭＳミラー１２１の水平方向の駆動を制御するにあたっては、ゼロ点モデルを用いてゼロ点を消去し、ゼロ点を消去した出力をフィードバック制御に用いることとする。
【0056】
図８は、ＭＥＭＳミラーの特性を示すモデルの伝達関数においてゼロ点を消去した場合の、消去後のモデルの伝達関数の一例を示す図である。図８に示すように、符号６１０に示すＭＥＭＳミラー１２１の特性を示すモデルの伝達関数をＰとおくと、図７の式３は符号８１０のように表現することができる。更に、ゼロ点モデルの伝達関数をＱ、ゼロ点モデルの伝達関数Ｑを用いてゼロ点を消去した修正モデルの伝達関数をＲとおくと、符号８１０は、符号８２０のように表現することができる。
【0057】
ここで、符号８２０のＰ及びＱに、符号８１０を代入すると、符号８３０が導出されるため、修正モデル（ゼロ点消去後のモデル）の出力は、最終的に、式４のように整理することができる。
【0058】
なお、式４は、干渉成分がゼロではないため、式４に対しては、対角化フィルタをかけ合わせることで、干渉成分を除去してもよい。図９は、ゼロ点消去後のモデルの伝達関数において干渉成分を除去した場合の、干渉成分除去後のモデルの伝達関数の一例を示す図である。
【0059】
図９に示すように、対角化フィルタＴを符号９１０のようにおき、図８の式４に対角化フィルタＴをかけ合わせると、符号９２０が導出されるため、干渉成分除去後のモデルの伝達関数は、最終的に式５のように整理することができる。
【0060】
以上のことから、水平駆動波形制御部４１０を構築するにあたっては、
・正弦波と余弦波とに分解してＰＩＤ制御を行うこと、
・その際、ＭＥＭＳミラーの特性解析の結果を踏まえたゼロ点消去処理及び対角フィルタ処理を行うこと、
が、ゲイン調整を容易にするうえで有効であるといえる。
・正弦波と余弦波とに分解してＰＩＤ制御を行うこと、
・その際、ＭＥＭＳミラーの特性解析の結果を踏まえたゼロ点消去処理及び対角フィルタ処理を行うこと、
が、ゲイン調整を容易にするうえで有効であるといえる。
【0061】
（３）水平駆動波形制御部４１０の詳細
続いて、上記検討過程を踏まえて構築した水平駆動波形制御部４１０の詳細について説明する。図１０は、水平駆動波形制御部の機能構成の一例を示す第１の図である。図１０に示すように、水平駆動波形制御部４１０は、振幅検出部１０１１、１０２１、位相検出部１０１２、１０２２、正弦／余弦振幅変換部１０３１、１０３２、正弦／余弦振幅フィードバック制御部１０４０、駆動波形生成部１０５０を有する。なお、振幅検出部１０２１、位相検出部１０２２、正弦／余弦振幅変換部１０３２は、測定値生成部の一例である。
続いて、上記検討過程を踏まえて構築した水平駆動波形制御部４１０の詳細について説明する。図１０は、水平駆動波形制御部の機能構成の一例を示す第１の図である。図１０に示すように、水平駆動波形制御部４１０は、振幅検出部１０１１、１０２１、位相検出部１０１２、１０２２、正弦／余弦振幅変換部１０３１、１０３２、正弦／余弦振幅フィードバック制御部１０４０、駆動波形生成部１０５０を有する。なお、振幅検出部１０２１、位相検出部１０２２、正弦／余弦振幅変換部１０３２は、測定値生成部の一例である。
【0062】
振幅検出部１０１１は、センサ駆動制御回路１４０からの基準信号が入力されると、基準信号の振幅を検出する。振幅検出部１０１１により検出された振幅は、正弦／余弦振幅変換部１０３１に入力される。
【0063】
位相検出部１０１２は、センサ駆動制御回路１４０からの基準信号が入力されると、基準信号の位相を検出する。位相検出部１０１２により検出された位相は、正弦／余弦振幅変換部１０３１に入力される。
【0064】
振幅検出部１０２１は、センサ１２３からのＭＥＭＳミラー角度信号が入力されると、ＭＥＭＳミラー角度信号の振幅を検出する。振幅検出部１０２１により検出された振幅は、正弦／余弦振幅変換部１０３２に入力される。
【0065】
位相検出部１０２２は、センサ１２３からのＭＥＭＳミラー角度信号が入力されると、ＭＥＭＳミラー角度信号の位相を検出する。位相検出部１０２２により検出された位相は、正弦／余弦振幅変換部１０３２に入力される。
【0066】
正弦／余弦振幅変換部１０３１は、振幅検出部１０１１からの振幅と位相検出部１０１２からの位相とを三角関数の合成の定理を用いて正弦波振幅及び余弦波振幅に変換する。正弦／余弦振幅変換部１０３１により変換された正弦波振幅及び余弦波振幅は、正弦波振幅目標値及び余弦波振幅目標値として、正弦／余弦振幅フィードバック制御部１０４０に入力される。
【0067】
正弦／余弦振幅変換部１０３２は、振幅検出部１０２１からの振幅と位相検出部１０２２からの位相とを三角関数の合成の定理を用いて正弦波振幅及び余弦波振幅に変換する。正弦／余弦振幅変換部１０３２により変換された正弦波振幅及び余弦波振幅は、正弦波振幅測定値及び余弦波振幅測定値として、正弦／余弦振幅フィードバック制御部１０４０に入力される。
【0068】
正弦／余弦振幅フィードバック制御部１０４０は指令値生成部の一例であり、正弦／余弦振幅変換部１０３１からの正弦波振幅目標値及び余弦波振幅目標値と、正弦／余弦振幅変換部１０３２からの正弦波振幅測定値及び余弦波振幅測定値とを取得する。
【0069】
また、正弦／余弦振幅フィードバック制御部１０４０は、正弦波振幅目標値及び余弦波振幅目標値と、正弦波振幅測定値及び余弦波振幅測定値とに基づいて、正弦波振幅指令値及び余弦波振幅指令値を算出する。正弦／余弦振幅フィードバック制御部１０４０により算出された正弦波振幅指令値及び余弦波振幅指令値は、駆動波形生成部１０５０に入力される。
【0070】
駆動波形生成部１０５０は、正弦／余弦振幅フィードバック制御部１０４０からの正弦波振幅指令値及び余弦波振幅指令値に基づき、水平駆動波形として正弦波形を生成し、ＭＥＭＳミラー１２１に出力する。
【0071】
（４）水平駆動波形制御部４１０の各部の詳細
続いて、水平駆動波形制御部４１０の各部（ここでは、正弦／余弦振幅変換部１０３１、１０３２、正弦／余弦振幅フィードバック制御部１０４０、駆動波形生成部１０５０）の詳細について説明する。
続いて、水平駆動波形制御部４１０の各部（ここでは、正弦／余弦振幅変換部１０３１、１０３２、正弦／余弦振幅フィードバック制御部１０４０、駆動波形生成部１０５０）の詳細について説明する。
【0072】
（４－１）正弦／余弦振幅変換部、駆動波形生成部の詳細
はじめに、正弦／余弦振幅変換部１０３１、１０３２、駆動波形生成部１０５０の詳細について図１１を用いて説明する。図１１は、正弦／余弦振幅変換部及び駆動波形生成部の詳細を示す図である。
はじめに、正弦／余弦振幅変換部１０３１、１０３２、駆動波形生成部１０５０の詳細について図１１を用いて説明する。図１１は、正弦／余弦振幅変換部及び駆動波形生成部の詳細を示す図である。
【0073】
このうち、図１１（ａ）は、正弦／余弦振幅変換部１０３１、１０３２の詳細を示す図である。図１１（ａ）に示すように、ここでは、振幅検出部１０１１または振幅検出部１０２１より出力される振幅をｘ、位相検出部１０１２または位相検出部１０２２より出力される位相をφとする。この場合、三角関数の合成の定理により、正弦波振幅ｙｃ及び余弦波振幅ｙｓは、それぞれ、符号１１１０に示す式により算出される。なお、振幅ｘが振幅検出部１０１１より出力され、位相φが位相検出部１０１２より出力された場合、正弦波振幅ｙｃ及び余弦波振幅ｙｓは、それぞれ、正弦波振幅目標値及び余弦波振幅目標値として出力される。また、振幅ｘが振幅検出部１０２１より出力され、位相φが位相検出部１０２２より出力された場合、正弦波振幅ｙｃ及び余弦波振幅ｙｓは、それぞれ、正弦波振幅測定値及び余弦波振幅測定値として出力される。
【0074】
また、図１１（ｂ）は、駆動波形生成部１０５０の詳細を示す図である。図１１（ｂ）に示すように、正弦波振幅指令値をｕｓ、余弦波振幅指令値ｕｃとすると、水平駆動波形ｕ（ｔ）は、符号１１２０に示す式により算出することができる。
【0075】
（４－２）正弦／余弦振幅フィードバック制御部の詳細
続いて、正弦／余弦振幅フィードバック制御部１０４０の詳細について図１２を用いて説明する。図１２は、正弦／余弦振幅フィードバック制御部の詳細を示す第１の図である。図１２に示すように、正弦／余弦振幅フィードバック制御部１０４０は、減算部１２０１～１２０３、１２１１～１２１３、ＰＩＤ制御部１２０４、１２０５、１２１４、１２１５、加算部１２０６、１２１６、ゼロ点モデル１２２０を有する。
続いて、正弦／余弦振幅フィードバック制御部１０４０の詳細について図１２を用いて説明する。図１２は、正弦／余弦振幅フィードバック制御部の詳細を示す第１の図である。図１２に示すように、正弦／余弦振幅フィードバック制御部１０４０は、減算部１２０１～１２０３、１２１１～１２１３、ＰＩＤ制御部１２０４、１２０５、１２１４、１２１５、加算部１２０６、１２１６、ゼロ点モデル１２２０を有する。
【0076】
減算部１２０１は、正弦／余弦振幅変換部１０３１からの正弦波振幅目標値に対して、ゼロ点モデル１２２０を用いて正弦波振幅指令値からゼロ点が消去された消去後の正弦波振幅指令値を減算する。
【0077】
減算部１２０２は、正弦／余弦振幅変換部１０３２からの正弦波振幅測定値に対して、ゼロ点モデル１２２０を用いて正弦波振幅指令値からゼロ点が消去された消去後の正弦波振幅指令値を減算する。
【0078】
減算部１２０３は、ゼロ点が消去された消去後の正弦波振幅指令値によりそれぞれ減算された、減算後の正弦波振幅目標値と減算後の正弦波振幅測定値との差分を算出することで、正弦波振幅誤差を出力する。
【0079】
減算部１２１１は、正弦／余弦振幅変換部１０３１からの余弦波振幅目標値に対して、ゼロ点モデル１２２０を用いて余弦波振幅指令値からゼロ点が消去された消去後の余弦波振幅指令値を減算する。
【0080】
減算部１２１２は、正弦／余弦振幅変換部１０３２からの余弦波振幅測定値に対して、ゼロ点モデル１２２０を用いて余弦波振幅指令値からゼロ点が消去された消去後の余弦波振幅指令値を減算する。
【0081】
減算部１２１３は、ゼロ点が消去された消去後の余弦波振幅指令値によりそれぞれ減算された、減算後の余弦波振幅目標値と減算後の余弦波振幅測定値との差分を算出することで、余弦波振幅誤差を出力する。
【0082】
ＰＩＤ制御部１２０４は、減算部１２０３からの正弦波振幅誤差に対してＰＩＤ制御を行い、第１指令値を加算部１２０６に出力する。
【0083】
ＰＩＤ制御部１２０５は、減算部１２０３からの正弦波振幅誤差に対してＰＩＤ制御を行い、第２指令値を加算部１２１６に出力する。
【0084】
ＰＩＤ制御部１２１４は、減算部１２１３からの余弦波振幅誤差に対してＰＩＤ制御を行い、第３指令値を加算部１２０６に出力する。
【0085】
ＰＩＤ制御部１２１５は、減算部１２１３からの余弦波振幅誤差に対してＰＩＤ制御を行い、第４指令値を加算部１２１６に出力する。
【0086】
加算部１２０６は、ＰＩＤ制御部１２０４からの第１指令値と、ＰＩＤ制御部１２１４からの第３指令値とを加算し、正弦波振幅指令値を算出する。算出された正弦波振幅指令値は、駆動波形生成部１０５０に入力されるとともに、ゼロ点モデル１２２０に入力される。
【0087】
加算部１２１６は、ＰＩＤ制御部１２０５からの第２指令値と、ＰＩＤ制御部１２１５からの第４指令値とを加算し、余弦波振幅指令値を算出する。算出された余弦波振幅指令値は、駆動波形生成部１０５０に入力されるとともに、ゼロ点モデル１２２０に入力される。
【0088】
ゼロ点モデル１２２０は、加算部１２０６からの正弦波振幅指令値が入力されると、ゼロ点を消去し、消去後の正弦波振幅指令値を減算部１２０１、１２０２に出力する。また、ゼロ点モデル１２２０は、加算部１２１６からの余弦波振幅指令値が入力されると、ゼロ点を消去し、消去後の余弦波振幅指令値を減算部１２１１、１２１２に出力する。
【0089】
＜水平駆動波形制御部の制御処理の流れ＞
次に、水平駆動波形制御部４１０の制御処理の流れについて説明する。図１３は、水平駆動波形制御部による制御処理の流れを示すフローチャートである。
次に、水平駆動波形制御部４１０の制御処理の流れについて説明する。図１３は、水平駆動波形制御部による制御処理の流れを示すフローチャートである。
【0090】
ステップＳ１３０１において、水平駆動波形制御部４１０は、水平駆動波形の初期値及び基準信号を格納する。
【0091】
ステップＳ１３０２において、水平駆動波形制御部４１０は、水平駆動波形の初期値を設定する。
【0092】
ステップＳ１３０３において、水平駆動波形制御部４１０は、基準信号から振幅と位相を検出する。
【0093】
ステップＳ１３０４において、水平駆動波形制御部４１０は、ＭＥＭＳミラー角度信号から、振幅と位相を検出する。
【0094】
ステップＳ１３０５において、水平駆動波形制御部４１０は、基準信号から検出した振幅及び位相を、正弦波振幅及び余弦波振幅に変換し、正弦波振幅目標値及び余弦波振幅目標値を算出する。また、水平駆動波形制御部４１０は、ＭＥＭＳミラー角度信号から検出した振幅及び位相を、正弦波振幅及び余弦波振幅に変換し、正弦波振幅測定値及び余弦波振幅測定値を算出する。
【0095】
ステップＳ１３０６において、水平駆動波形制御部４１０は、ゼロ点を消去した正弦波振幅指令値を用いて、正弦波振幅目標値及び正弦波振幅測定値をそれぞれ減算する。また、水平駆動波形制御部４１０は、減算後の正弦波振幅目標値と減算後の正弦波振幅測定値との差分を算出し、正弦波振幅誤差を算出する。また、水平駆動波形制御部４１０は、ゼロ点を消去した余弦波振幅指令値を用いて、余弦波振幅目標値及び余弦波振幅測定値をそれぞれ減算する。また、水平駆動波形制御部４１０は、減算後の余弦波振幅目標値と減算後の余弦波振幅測定値との差分を算出し、余弦波振幅誤差を算出する。更に、水平駆動波形制御部４１０は、正弦波振幅誤差及び余弦波振幅誤差を用いてＰＩＤ制御を行い、正弦波振幅指令値及び余弦波振幅指令値を算出する。
【0096】
ステップＳ１３０７において、水平駆動波形制御部４１０は、正弦波振幅指令値及び余弦波振幅指令値に基づいて、水平駆動波形（正弦波形）を生成し、生成した水平駆動波形を、ＭＥＭＳミラー１２１に出力する。
【0097】
ステップＳ１３０８において、水平駆動波形制御部４１０は、制御処理を終了するか否かを判定し、制御処理を終了しないと判定した場合には（ステップＳ１３０８においてＮＯの場合には）、ステップＳ１３０３に戻る。一方、ステップＳ１３０８において、制御処理を終了すると判定した場合には（ステップＳ１３０８においてＹＥＳの場合には）、制御処理を終了する。
【0098】
＜ＰＩＤ制御のゲイン調整について＞
次に、水平駆動波形制御部４１０の正弦／余弦振幅フィードバック制御部１０４０におけるＰＩＤ制御部１２０４、１２０５、１２１４、１２１５のゲイン調整について説明する。図１２に示したように、ＭＥＭＳミラーの特性解析に伴うゼロ点モデル１２２０を配したことで、安定した制御系を構築することが可能になった。また、図１０、図１２に示したように、水平駆動波形制御部４１０において、基準信号を正弦波振幅目標値と余弦波振幅目標値とに分解し、ＭＥＭＳミラー角度信号を正弦波振幅測定値と余弦波振幅目標値とに分解したことで、
・駆動信号の振幅に対しては、正弦波振幅指令値の影響が支配的となり、
・駆動信号の位相に対しては、余弦波振幅指令値の影響が支配的となる、
制御系を構築することが可能になった（駆動信号の振幅に影響を与える要素と、駆動信号の位相に影響を与える要素とを切り分けて制御系を構築することが可能になった）。
次に、水平駆動波形制御部４１０の正弦／余弦振幅フィードバック制御部１０４０におけるＰＩＤ制御部１２０４、１２０５、１２１４、１２１５のゲイン調整について説明する。図１２に示したように、ＭＥＭＳミラーの特性解析に伴うゼロ点モデル１２２０を配したことで、安定した制御系を構築することが可能になった。また、図１０、図１２に示したように、水平駆動波形制御部４１０において、基準信号を正弦波振幅目標値と余弦波振幅目標値とに分解し、ＭＥＭＳミラー角度信号を正弦波振幅測定値と余弦波振幅目標値とに分解したことで、
・駆動信号の振幅に対しては、正弦波振幅指令値の影響が支配的となり、
・駆動信号の位相に対しては、余弦波振幅指令値の影響が支配的となる、
制御系を構築することが可能になった（駆動信号の振幅に影響を与える要素と、駆動信号の位相に影響を与える要素とを切り分けて制御系を構築することが可能になった）。
【0099】
この結果、安定した制御系のもと、
・駆動信号の振幅を調整する際には、正弦波振幅指令値を決定するＰＩＤ制御部１２０４及び１２１４のゲインを調整すれば足り、
・駆動信号の位相を調整する際には、余弦波振幅指令値を決定するＰＩＤ制御部１２０５及び１２１５のゲインを調整すれば足りる、
こととなり、駆動信号の振幅と位相のゲイン調整を容易に行うことが可能になった。
・駆動信号の振幅を調整する際には、正弦波振幅指令値を決定するＰＩＤ制御部１２０４及び１２１４のゲインを調整すれば足り、
・駆動信号の位相を調整する際には、余弦波振幅指令値を決定するＰＩＤ制御部１２０５及び１２１５のゲインを調整すれば足りる、
こととなり、駆動信号の振幅と位相のゲイン調整を容易に行うことが可能になった。
【0100】
以上の説明から明らかなように、第１の実施形態に係るミラー制御装置１２０は、制御対象となるＭＥＭＳミラーの特性を解析したうえで構築された水平駆動波形制御部４１０を有し、水平駆動波形制御部４１０は、
・ＭＥＭＳミラー１２１の角度を制御する際の基準信号を分解し、正弦波振幅目標値と余弦波振幅目標値とを算出する。
・ＭＥＭＳミラーの角度を測定したＭＥＭＳミラー角度信号を分解し、正弦波振幅測定値と余弦波振幅測定値とを算出する。
・正弦波振幅目標値と正弦波振幅測定値との差分に応じた指令値と、余弦波振幅目標値と余弦波振幅測定値との差分に応じた指令値とに基づいて、正弦波振幅指令値と、余弦波振幅指令値とを算出する。
・正弦波振幅指令値と、余弦波振幅指令値とに基づき、ＭＥＭＳミラーの角度を制御する駆動信号の水平駆動波形を生成する。
・ＭＥＭＳミラー１２１の角度を制御する際の基準信号を分解し、正弦波振幅目標値と余弦波振幅目標値とを算出する。
・ＭＥＭＳミラーの角度を測定したＭＥＭＳミラー角度信号を分解し、正弦波振幅測定値と余弦波振幅測定値とを算出する。
・正弦波振幅目標値と正弦波振幅測定値との差分に応じた指令値と、余弦波振幅目標値と余弦波振幅測定値との差分に応じた指令値とに基づいて、正弦波振幅指令値と、余弦波振幅指令値とを算出する。
・正弦波振幅指令値と、余弦波振幅指令値とに基づき、ＭＥＭＳミラーの角度を制御する駆動信号の水平駆動波形を生成する。
【0101】
このように、第１の実施形態によれば、
・ＭＥＭＳミラーの特性を解析したうえで、水平駆動波形制御部４１０を構築することで、安定した制御系を実現することができる。
・振幅への影響が支配的な正弦波振幅と、位相への影響が支配的な余弦波振幅とに分けてＰＩＤ制御を行うことで、振幅と位相とに分けてゲイン調整を行うことが可能になる。
・ＭＥＭＳミラーの特性を解析したうえで、水平駆動波形制御部４１０を構築することで、安定した制御系を実現することができる。
・振幅への影響が支配的な正弦波振幅と、位相への影響が支配的な余弦波振幅とに分けてＰＩＤ制御を行うことで、振幅と位相とに分けてゲイン調整を行うことが可能になる。
【0102】
この結果、第１の実施形態によれば、ＭＥＭＳミラーの角度をフィードバック制御する際のゲイン調整を容易にすることができる。
【0103】
［第２の実施形態］
上記第１の実施形態では、ＰＩＤ制御部１２０４、１２０５、１２１４、１２１５を配し、正弦波振幅指令値を算出する際、第１指令値と第３指令値とを加算し、かつ、余弦波振幅指令値を算出する際、第２指令値と第４指令値とを加算する場合について説明した。
上記第１の実施形態では、ＰＩＤ制御部１２０４、１２０５、１２１４、１２１５を配し、正弦波振幅指令値を算出する際、第１指令値と第３指令値とを加算し、かつ、余弦波振幅指令値を算出する際、第２指令値と第４指令値とを加算する場合について説明した。
【0104】
しかしながら、上記第１の実施形態において検討した対角化フィルタを用いて干渉成分を除去すれば、正弦／余弦振幅フィードバック制御部を簡素化し、ゲイン調整を更に容易にすることができる。以下、第２の実施形態について、上記第１の実施形態との相違点を中心に説明する。
【0105】
＜正弦／余弦振幅フィードバック制御部の詳細＞
はじめに、第２の実施形態における正弦／余弦振幅フィードバック制御部の詳細について説明する。図１４は、正弦／余弦振幅フィードバック制御部の詳細を示す第２の図である。図１２を用いて説明した正弦／余弦振幅フィードバック制御部１０４０との相違点は、図１４の正弦／余弦振幅フィードバック制御部１４００の場合、対角化フィルタ１４２０を有する点である。また、図１４の正弦／余弦振幅フィードバック制御部１４００の場合、ＰＩＤ制御部１２０４、１２０５、１２１４、１２１５に代えて、ＰＩＤ制御部１４０１、１４１１が配されている点である。
はじめに、第２の実施形態における正弦／余弦振幅フィードバック制御部の詳細について説明する。図１４は、正弦／余弦振幅フィードバック制御部の詳細を示す第２の図である。図１２を用いて説明した正弦／余弦振幅フィードバック制御部１０４０との相違点は、図１４の正弦／余弦振幅フィードバック制御部１４００の場合、対角化フィルタ１４２０を有する点である。また、図１４の正弦／余弦振幅フィードバック制御部１４００の場合、ＰＩＤ制御部１２０４、１２０５、１２１４、１２１５に代えて、ＰＩＤ制御部１４０１、１４１１が配されている点である。
【0106】
ＰＩＤ制御部１４０１は、減算部１２０３からの正弦波振幅誤差に対してＰＩＤ制御を行い、第１指令値を対角化フィルタ１４２０に出力する。
【0107】
ＰＩＤ制御部１４１１は、減算部１２１３からの余弦波振幅誤差に対してＰＩＤ制御を行い、第２指令値を対角化フィルタ１４２０に出力する。
【0108】
対角化フィルタ１４２０は、ＰＩＤ制御部１４０１からの第１指令値と、ＰＩＤ制御部１４１１からの第２指令値とに基づいて、正弦波振幅指令値及び余弦波振幅指令値を算出する。算出された正弦波振幅指令値は、駆動波形生成部１０５０に入力されるとともに、ゼロ点モデル１２２０に入力される。
【0109】
なお、対角化フィルタ１４２０における処理は、上記第１の実施形態において、図９の式５として示したので、ここでは説明を省略する。
【0110】
＜ＰＩＤ制御のゲイン調整について＞
次に、水平駆動波形制御部４１０の正弦／余弦振幅フィードバック制御部１４００におけるＰＩＤ制御部１４０１、１４１１のゲイン調整について説明する。上記第１の実施形態同様、図１４に示したように、ＭＥＭＳミラーの特性解析に伴うゼロ点モデル１２２０を配したことで、安定した制御系を構築することが可能になった。また、図１０に示したように、水平駆動波形制御部４１０において、基準信号を正弦波振幅目標値と余弦波振幅目標値とに分解し、ＭＥＭＳミラー角度信号を正弦波振幅測定値と余弦波振幅目標値とに分解したことで、
・駆動信号の振幅に対しては、正弦波振幅指令値の影響が支配的となり、
・駆動信号の位相に対しては、余弦波振幅指令値の影響が支配的となる、
制御系を構築することが可能になった（駆動信号の振幅に影響を与える要素と、駆動信号の位相に影響を与える要素とを切り分けて制御系を構築することが可能になった）。
次に、水平駆動波形制御部４１０の正弦／余弦振幅フィードバック制御部１４００におけるＰＩＤ制御部１４０１、１４１１のゲイン調整について説明する。上記第１の実施形態同様、図１４に示したように、ＭＥＭＳミラーの特性解析に伴うゼロ点モデル１２２０を配したことで、安定した制御系を構築することが可能になった。また、図１０に示したように、水平駆動波形制御部４１０において、基準信号を正弦波振幅目標値と余弦波振幅目標値とに分解し、ＭＥＭＳミラー角度信号を正弦波振幅測定値と余弦波振幅目標値とに分解したことで、
・駆動信号の振幅に対しては、正弦波振幅指令値の影響が支配的となり、
・駆動信号の位相に対しては、余弦波振幅指令値の影響が支配的となる、
制御系を構築することが可能になった（駆動信号の振幅に影響を与える要素と、駆動信号の位相に影響を与える要素とを切り分けて制御系を構築することが可能になった）。
【0111】
更に、図１４に示したように、ＭＥＭＳミラーの特性解析に伴う対角化フィルタ１４２０を配し、干渉成分を除去することで、安定した制御系のもと、
・駆動信号の振幅を調整する際には、正弦波振幅指令値（第１指令値）を決定するＰＩＤ制御部１４０１のゲインを調整すれば足り、
・駆動信号の位相を調整する際には、余弦波振幅指令値（第２指令値）を決定するＰＩＤ制御部１４１１のゲインを調整すれば足りる、
こととなり、駆動信号の振幅と位相のゲイン調整を更に容易に行うことが可能になった。
・駆動信号の振幅を調整する際には、正弦波振幅指令値（第１指令値）を決定するＰＩＤ制御部１４０１のゲインを調整すれば足り、
・駆動信号の位相を調整する際には、余弦波振幅指令値（第２指令値）を決定するＰＩＤ制御部１４１１のゲインを調整すれば足りる、
こととなり、駆動信号の振幅と位相のゲイン調整を更に容易に行うことが可能になった。
【0112】
以上の説明から明らかなように、第２の実施形態に係るミラー制御装置１２０は、制御対象となるＭＥＭＳミラーの特性を解析したうえで構築された水平駆動波形制御部４１０を有し、水平駆動波形制御部４１０は、
・ＭＥＭＳミラーの角度を制御する際の基準信号を分解し、正弦波振幅目標値と余弦波振幅目標値とを算出する。
・ＭＥＭＳミラーの角度を測定したＭＥＭＳミラー角度信号を分解し、正弦波振幅測定値と余弦波振幅測定値とを算出する。
・正弦波振幅目標値と正弦波振幅測定値との差分に応じた指令値と、余弦波振幅目標値と余弦波振幅測定値との差分に応じた指令値とを、対角化フィルタに入力することで、正弦波振幅指令値と、余弦波振幅指令値とを算出する。
・正弦波振幅指令値と、余弦波振幅指令値とに基づき、ＭＥＭＳミラーの角度を制御する駆動信号の水平駆動波形を生成する。
・ＭＥＭＳミラーの角度を制御する際の基準信号を分解し、正弦波振幅目標値と余弦波振幅目標値とを算出する。
・ＭＥＭＳミラーの角度を測定したＭＥＭＳミラー角度信号を分解し、正弦波振幅測定値と余弦波振幅測定値とを算出する。
・正弦波振幅目標値と正弦波振幅測定値との差分に応じた指令値と、余弦波振幅目標値と余弦波振幅測定値との差分に応じた指令値とを、対角化フィルタに入力することで、正弦波振幅指令値と、余弦波振幅指令値とを算出する。
・正弦波振幅指令値と、余弦波振幅指令値とに基づき、ＭＥＭＳミラーの角度を制御する駆動信号の水平駆動波形を生成する。
【0113】
このように、第２の実施形態によれば、
・ＭＥＭＳミラーの特性を解析したうえで、水平駆動波形制御部４１０を構築することで、安定した制御系を実現することができる。
・振幅への影響が支配的な正弦波振幅と、位相への影響が支配的な余弦波振幅とに分けてＰＩＤ制御を行うことで、振幅と位相とに分けてゲイン調整を行うことが可能になる。
・ＭＥＭＳミラーの特性解析に伴う対角化フィルタにより、干渉成分を除去することでＰＩＤ制御部の数を削減することができる。
・ＭＥＭＳミラーの特性を解析したうえで、水平駆動波形制御部４１０を構築することで、安定した制御系を実現することができる。
・振幅への影響が支配的な正弦波振幅と、位相への影響が支配的な余弦波振幅とに分けてＰＩＤ制御を行うことで、振幅と位相とに分けてゲイン調整を行うことが可能になる。
・ＭＥＭＳミラーの特性解析に伴う対角化フィルタにより、干渉成分を除去することでＰＩＤ制御部の数を削減することができる。
【0114】
この結果、第２の実施形態によれば、ＭＥＭＳミラーの角度をフィードバック制御する際のゲイン調整を更に容易にすることができる。
【0115】
［第３の実施形態］
上記第１及び第２の実施形態では、基準信号から振幅及び位相を検出したうえで、正弦波振幅目標値及び余弦波振幅目標値を算出した。また、上記第１及び第２の実施形態では、ＭＥＭＳミラー角度信号から振幅及び位相を検出したうえで、正弦波振幅測定値及び余弦波振幅目標値を算出した。しかしながら、正弦波振幅目標値及び余弦波振幅目標値の算出方法、及び、正弦波振幅測定値及び余弦波振幅目標値の算出方法はこれに限定されない。例えば、基準信号から（振幅及び位相を検出することなく）、直接、正弦波振幅目標値及び余弦波振幅目標値を算出してもよい。また、ＭＥＭＳミラー角度信号から（振幅及び位相を検出することなく）、直接、正弦波振幅測定値及び余弦波振幅目標値を算出してもよい。以下、第３の実施形態について、上記第１の実施形態との相違点を中心に説明する。
上記第１及び第２の実施形態では、基準信号から振幅及び位相を検出したうえで、正弦波振幅目標値及び余弦波振幅目標値を算出した。また、上記第１及び第２の実施形態では、ＭＥＭＳミラー角度信号から振幅及び位相を検出したうえで、正弦波振幅測定値及び余弦波振幅目標値を算出した。しかしながら、正弦波振幅目標値及び余弦波振幅目標値の算出方法、及び、正弦波振幅測定値及び余弦波振幅目標値の算出方法はこれに限定されない。例えば、基準信号から（振幅及び位相を検出することなく）、直接、正弦波振幅目標値及び余弦波振幅目標値を算出してもよい。また、ＭＥＭＳミラー角度信号から（振幅及び位相を検出することなく）、直接、正弦波振幅測定値及び余弦波振幅目標値を算出してもよい。以下、第３の実施形態について、上記第１の実施形態との相違点を中心に説明する。
【0116】
＜水平駆動波形制御部の機能構成＞
はじめに、第３の実施形態における水平駆動波形制御部の機能構成について説明する。図１５は、水平駆動波形制御部の機能構成の一例を示す第２の図である。図１０との相違点は、水平駆動波形制御部１５００の場合、振幅検出部１０１１、１０２１、位相検出部１０１２、１０２２、正弦／余弦振幅変換部１０３１、１０３２に代えて、正弦／余弦振幅検出部１５１１、１５１２を有する点である。
はじめに、第３の実施形態における水平駆動波形制御部の機能構成について説明する。図１５は、水平駆動波形制御部の機能構成の一例を示す第２の図である。図１０との相違点は、水平駆動波形制御部１５００の場合、振幅検出部１０１１、１０２１、位相検出部１０１２、１０２２、正弦／余弦振幅変換部１０３１、１０３２に代えて、正弦／余弦振幅検出部１５１１、１５１２を有する点である。
【0117】
正弦／余弦振幅検出部１５１１は、センサ駆動制御回路１４０からの基準信号が入力されると、正弦波振幅目標値及び余弦波振幅目標値を算出する。正弦／余弦振幅検出部１５１１により算出された正弦波振幅目標値及び余弦波振幅目標値は、正弦／余弦振幅フィードバック制御部１０４０に入力される。
【0118】
正弦／余弦振幅検出部１５１２は測定値生成部の他の一例であり、センサ１２３からのＭＥＭＳミラー角度信号が入力されると、正弦波振幅測定値及び余弦波振幅測定値を算出する。正弦／余弦振幅検出部１５１２により算出された正弦波振幅測定値及び余弦波振幅測定値は、正弦／余弦振幅フィードバック制御部１０４０に入力される。
【0119】
＜正弦／余弦振幅検出部の詳細＞
続いて、水平駆動波形制御部１５００の正弦／余弦振幅検出部１５１１、１５１２の詳細について説明する。図１６は、正弦／余弦振幅検出部の詳細を示す図である。図１６に示すように、ここでは、基準信号またはＭＥＭＳミラー角度信号の現在の時間における値をｘ（ｔ）、基準信号またはＭＥＭＳミラー角度信号の現在の時間より所定時間（Δｔ）前の時間における値をｘ（ｔ－Δｔ）とする。この場合、正弦波振幅ｙｃ及び余弦波振幅ｙｓは、それぞれ、符号１６１０に示す式により算出される。なお、符号１６１０に示す式において、"Ａ"は所定の係数を示している。
続いて、水平駆動波形制御部１５００の正弦／余弦振幅検出部１５１１、１５１２の詳細について説明する。図１６は、正弦／余弦振幅検出部の詳細を示す図である。図１６に示すように、ここでは、基準信号またはＭＥＭＳミラー角度信号の現在の時間における値をｘ（ｔ）、基準信号またはＭＥＭＳミラー角度信号の現在の時間より所定時間（Δｔ）前の時間における値をｘ（ｔ－Δｔ）とする。この場合、正弦波振幅ｙｃ及び余弦波振幅ｙｓは、それぞれ、符号１６１０に示す式により算出される。なお、符号１６１０に示す式において、"Ａ"は所定の係数を示している。
【0120】
具体的には、正弦／余弦振幅検出部１５１１の場合には、現在の時間における基準信号ｘ（ｔ）と、現在の時間よりΔｔだけ前の時間における基準信号ｘ（ｔ－Δｔ）とが入力される。これにより、正弦／余弦振幅検出部１５１１では、符号１６１０に示す式を用いて、正弦波振幅ｙｃ及び余弦波振幅ｙｓとして、正弦波振幅目標値及び余弦波振幅目標値を算出する。
【0121】
また、正弦／余弦振幅検出部１５１２の場合には、現在の時間におけるセンサ１２３からのＭＥＭＳミラー角度信号ｘ（ｔ）と、現在の時間よりΔｔだけ前の時間におけるセンサ１２３からのＭＥＭＳミラー角度信号ｘ（ｔ－Δｔ）とが入力される。これにより、正弦／余弦振幅検出部１５１２では、符号１６１０に示す式を用いて、正弦波振幅ｙｃ及び余弦波振幅ｙｓとして、正弦波振幅測定値及び余弦波振幅測定値を算出する。
【0122】
以上の説明から明らかなように、第３の実施形態に係るミラー制御装置１２０は、制御対象となるＭＥＭＳミラーの特性を解析したうえで構築された水平駆動波形制御部１５００を有し、水平駆動波形制御部１５００は、
・ＭＥＭＳミラーの角度を制御する際の基準信号を分解し、正弦波振幅目標値と余弦波振幅目標値とを算出する。
・その際、現在の時間における値と、現在の時間より所定時間前の時間における値（Δｔだけ前の時間における値）とを用いることで、基準信号から振幅及び位相を検出することなく、直接、正弦波振幅目標値及び余弦波振幅目標値を算出する。
・ＭＥＭＳミラーの角度を測定したＭＥＭＳミラー角度信号を分解し、正弦波振幅測定値と余弦波振幅測定値とを算出する。
・その際、現在の時間における値と、現在の時間より所定時間前の時間における値（Δｔだけ前の時間における値）とを用いることで、ＭＥＭＳミラー角度信号から振幅及び位相を検出することなく、直接、正弦波振幅測定値及び余弦波振幅測定値を算出する。
・ＭＥＭＳミラーの角度を制御する際の基準信号を分解し、正弦波振幅目標値と余弦波振幅目標値とを算出する。
・その際、現在の時間における値と、現在の時間より所定時間前の時間における値（Δｔだけ前の時間における値）とを用いることで、基準信号から振幅及び位相を検出することなく、直接、正弦波振幅目標値及び余弦波振幅目標値を算出する。
・ＭＥＭＳミラーの角度を測定したＭＥＭＳミラー角度信号を分解し、正弦波振幅測定値と余弦波振幅測定値とを算出する。
・その際、現在の時間における値と、現在の時間より所定時間前の時間における値（Δｔだけ前の時間における値）とを用いることで、ＭＥＭＳミラー角度信号から振幅及び位相を検出することなく、直接、正弦波振幅測定値及び余弦波振幅測定値を算出する。
【0123】
このように、第３の実施形態によれば、上記第１または第２の実施形態と同様の効果を享受しつつ、更に、直接、正弦波振幅及び余弦波振幅を算出することができるため、フィードバック制御時の応答を早くすることができる。
【0124】
［第４の実施形態］
上記各実施形態では、ミラー制御装置１２０に入力される基準信号が、センサ駆動制御回路１４０にて生成されるものとして説明した。しかしながら、ミラー制御装置１２０に入力される基準信号は、レーザ距離計測装置１００が有するメモリに予め格納され、当該メモリから読み出されてもよい。
上記各実施形態では、ミラー制御装置１２０に入力される基準信号が、センサ駆動制御回路１４０にて生成されるものとして説明した。しかしながら、ミラー制御装置１２０に入力される基準信号は、レーザ距離計測装置１００が有するメモリに予め格納され、当該メモリから読み出されてもよい。
【0125】
図１７は、レーザ距離計測装置の構成例を示す第２の図である。図１との相違点は、図１７の場合、レーザ距離計測装置１７００が基準信号格納部１７１０を有する点である。基準信号格納部１７１０は、レーザ距離計測装置１７００が有するメモリ上（図１７において不図示）において実現される。レーザ距離計測装置１７００の場合、ミラー制御装置１２０は、センサ駆動制御回路１４０から基準信号を取得する代わりに、基準信号格納部１７１０から読み出すことで取得する。
【0126】
なお、基準信号格納部１７１０に予め格納される基準信号は、例えば、センサ駆動制御回路１４０によって生成された基準信号であってもよいし、不図示のネットワークを介して受信された基準信号であってもよい。
【0127】
また、上記説明では、基準信号格納部１７１０には、予め基準信号が格納されているものとしたが、基準信号に代えて、基準信号の振幅及び位相が予め格納されていてもよい。この場合、水平駆動波形制御部４１０において、振幅検出部１０１１、位相検出部１０１２を省略することができる。
【0128】
あるいは、基準信号に代えて、正弦波振幅目標値及び余弦波振幅目標値が予め格納されていてもよい。この場合、水平駆動波形制御部４１０において、振幅検出部１０１１、位相検出部１０１２、正弦／余弦振幅変換部１０３１を省略することができる。また、水平駆動波形制御部１５００において、正弦／余弦振幅検出部１５１１を省略することができる。
【0129】
つまり、レーザ距離計測装置１００は、正弦波振幅目標値及び余弦波振幅目標値、または、正弦波振幅目標値及び余弦波振幅目標値を算出するのに用いられる値を、
・基準信号格納部１７１０から読み出すことで、または、
・ネットワークを介して受信することで、
ミラー制御装置１２０に入力するようにしてもよい。
・基準信号格納部１７１０から読み出すことで、または、
・ネットワークを介して受信することで、
ミラー制御装置１２０に入力するようにしてもよい。
【0130】
［その他の実施形態］
上記各実施形態では、正弦／余弦振幅フィードバック制御部１０４０または１４００にＰＩＤ制御部を配し、ＰＩＤ制御を行うものとして説明したが、フィードバック制御の制御方法は、ＰＩＤ制御に限定されない。例えば、ＰＩ制御であってもＰ制御であってもよい。
上記各実施形態では、正弦／余弦振幅フィードバック制御部１０４０または１４００にＰＩＤ制御部を配し、ＰＩＤ制御を行うものとして説明したが、フィードバック制御の制御方法は、ＰＩＤ制御に限定されない。例えば、ＰＩ制御であってもＰ制御であってもよい。
【0131】
なお、開示の技術では、以下に記載する付記のような形態が考えられる。
（付記１）
ミラーの角度を測定した測定信号を分解し、正弦波振幅測定値と余弦波振幅測定値とを生成し、
正弦波振幅目標値と前記正弦波振幅測定値との差分に応じた値と、余弦波振幅目標値と前記余弦波振幅測定値との差分に応じた値とに基づいて、正弦波振幅指令値と、余弦波振幅指令値とを算出し、
前記正弦波振幅指令値と、前記余弦波振幅指令値とに基づき、前記ミラーの角度を制御する駆動信号の駆動波形を生成する、
処理をコンピュータが実行するミラー制御方法。
（付記２）
前記ミラーの角度を制御する際の目標信号を取得し、
取得した前記目標信号を分解することで、前記正弦波振幅目標値と前記正弦波振幅目標値を生成する、付記１に記載のミラー制御方法。
（付記３）
前記正弦波振幅目標値と前記正弦波振幅測定値との差分に応じた値は、
前記正弦波振幅指令値に対してゼロ点を消去するための処理を行い、
ゼロ点を消去するための処理が行われた消去後の前記正弦波振幅指令値を用いて、前記正弦波振幅目標値を減算し、
ゼロ点を消去するための処理が行われた消去後の前記正弦波振幅指令値を用いて、前記正弦波振幅測定値を減算し、
減算後の前記正弦波振幅目標値と、減算後の前記正弦波振幅測定値との差分を算出する、
ことで算出される、付記１に記載のミラー制御方法。
（付記４）
前記余弦波振幅目標値と前記余弦波振幅測定値との差分に応じた値は、
前記余弦波振幅指令値に対してゼロ点を消去するための処理を行い、
ゼロ点を消去するための処理が行われた消去後の前記余弦波振幅指令値を用いて、前記余弦波振幅目標値を減算し、
ゼロ点を消去するための処理が行われた消去後の前記余弦波振幅指令値を用いて、前記余弦波振幅測定値を減算し、
減算後の前記余弦波振幅目標値と、減算後の前記余弦波振幅測定値との差分を算出する、
ことで算出される、付記１に記載のミラー制御方法。
（付記５）
前記正弦波振幅指令値は、
前記正弦波振幅目標値と前記正弦波振幅測定値との差分に応じた値に対して第１のＰＩＤ制御を行うことで算出された値と、
前記余弦波振幅目標値と前記余弦波振幅測定値との差分に応じた値に対して第３のＰＩＤ制御を行うことで算出された値と、
を加算することで算出され、
前記余弦波振幅指令値は、
前記正弦波振幅目標値と前記正弦波振幅測定値との差分に応じた値に対して第２のＰＩＤ制御を行うことで算出された値と、
前記余弦波振幅目標値と前記余弦波振幅測定値との差分に応じた値に対して第４のＰＩＤ制御を行うことで算出された値と、
を加算することで算出される、付記１に記載のミラー制御方法。
（付記６）
前記駆動信号の振幅を調整する場合、前記第１のＰＩＤ制御のゲイン及び前記第３のＰＩＤ制御のゲインを調整し、前記駆動信号の位相を調整する場合、前記第２のＰＩＤ制御のゲイン及び前記第４のＰＩＤ制御のゲインを調整する、付記５に記載のミラー制御方法。
（付記７）
前記正弦波振幅指令値は、
前記正弦波振幅目標値と前記正弦波振幅測定値との差分に応じた値に対して第１のＰＩＤ制御を行うことで算出された値を対角化フィルタに入力することで算出され、
前記余弦波振幅指令値は
前記余弦波振幅目標値と前記余弦波振幅測定値との差分に応じた値に対して第２のＰＩＤ制御を行うことで算出された値を対角化フィルタに入力することで算出される、付記１に記載のミラー制御方法。
（付記８）
前記駆動信号の振幅を調整する場合、前記第１のＰＩＤ制御のゲインを調整し、前記駆動信号の位相を調整する場合、前記第２のＰＩＤ制御のゲインを調整する、付記７に記載のミラー制御方法。
（付記９）
前記正弦波振幅目標値は、
前記目標信号から検出した振幅を用いることで算出され、
前記余弦波振幅目標値は、
前記目標信号から検出した位相と、前記目標信号から検出した振幅を用いることで算出された前記正弦波振幅目標値とを用いることで算出される、付記２に記載のミラー制御方法。
（付記１０）
前記正弦波振幅測定値は、
前記ミラーの角度を測定した測定信号から検出した振幅を用いることで算出され、
前記余弦波振幅測定値は、
前記ミラーの角度を測定した測定信号から検出した位相と、前記ミラーの角度を測定した測定信号から検出した振幅を用いることで算出された前記正弦波振幅測定値とを用いることで算出される、付記１に記載のミラー制御方法。
（付記１１）
前記正弦波振幅目標値及び前記余弦波振幅目標値は、前記ミラーの角度を制御する際の目標信号であって、現在の時間における目標信号と、現在の時間より所定時間前の時間における目標信号とを用いることで算出され、
前記正弦波振幅測定値及び前記余弦波振幅測定値は、前記ミラーの角度を測定した測定信号であって、現在の時間における測定信号と、現在の時間より所定時間前の時間における測定信号とを用いることで算出される、付記１に記載のミラー制御方法。
（付記１２）
前記正弦波振幅目標値及び前記余弦波振幅目標値、または、前記正弦波振幅目標値及び前記余弦波振幅目標値を算出するのに用いられる値を、メモリから読み出す、または、ネットワークを介して受信することで取得する、付記１に記載のミラー制御方法。
（付記１３）
ミラーの角度を測定した測定信号を分解し、正弦波振幅測定値と余弦波振幅測定値とを生成し、
正弦波振幅目標値と前記正弦波振幅測定値との差分に応じた値と、余弦波振幅目標値と前記余弦波振幅測定値との差分に応じた値とに基づいて、正弦波振幅指令値と、余弦波振幅指令値とを生成し、
前記正弦波振幅指令値と、前記余弦波振幅指令値とに基づき、前記ミラーの角度を制御する駆動信号の駆動波形を生成する、
処理をコンピュータに実行させるためのミラー制御プログラム。
（付記１４）
ミラーの角度を測定した測定信号を分解し、正弦波振幅測定値と余弦波振幅測定値とを生成する測定値生成部と、
正弦波振幅目標値と前記正弦波振幅測定値との差分に応じた値と、余弦波振幅目標値と前記余弦波振幅測定値との差分に応じた値とに基づいて、正弦波振幅指令値と、余弦波振幅指令値とを生成する指令値生成部と、
前記正弦波振幅指令値と、前記余弦波振幅指令値とに基づき、前記ミラーの角度を制御する駆動信号の駆動波形を生成する駆動波形生成部と
を有するミラー制御装置。
（付記１）
ミラーの角度を測定した測定信号を分解し、正弦波振幅測定値と余弦波振幅測定値とを生成し、
正弦波振幅目標値と前記正弦波振幅測定値との差分に応じた値と、余弦波振幅目標値と前記余弦波振幅測定値との差分に応じた値とに基づいて、正弦波振幅指令値と、余弦波振幅指令値とを算出し、
前記正弦波振幅指令値と、前記余弦波振幅指令値とに基づき、前記ミラーの角度を制御する駆動信号の駆動波形を生成する、
処理をコンピュータが実行するミラー制御方法。
（付記２）
前記ミラーの角度を制御する際の目標信号を取得し、
取得した前記目標信号を分解することで、前記正弦波振幅目標値と前記正弦波振幅目標値を生成する、付記１に記載のミラー制御方法。
（付記３）
前記正弦波振幅目標値と前記正弦波振幅測定値との差分に応じた値は、
前記正弦波振幅指令値に対してゼロ点を消去するための処理を行い、
ゼロ点を消去するための処理が行われた消去後の前記正弦波振幅指令値を用いて、前記正弦波振幅目標値を減算し、
ゼロ点を消去するための処理が行われた消去後の前記正弦波振幅指令値を用いて、前記正弦波振幅測定値を減算し、
減算後の前記正弦波振幅目標値と、減算後の前記正弦波振幅測定値との差分を算出する、
ことで算出される、付記１に記載のミラー制御方法。
（付記４）
前記余弦波振幅目標値と前記余弦波振幅測定値との差分に応じた値は、
前記余弦波振幅指令値に対してゼロ点を消去するための処理を行い、
ゼロ点を消去するための処理が行われた消去後の前記余弦波振幅指令値を用いて、前記余弦波振幅目標値を減算し、
ゼロ点を消去するための処理が行われた消去後の前記余弦波振幅指令値を用いて、前記余弦波振幅測定値を減算し、
減算後の前記余弦波振幅目標値と、減算後の前記余弦波振幅測定値との差分を算出する、
ことで算出される、付記１に記載のミラー制御方法。
（付記５）
前記正弦波振幅指令値は、
前記正弦波振幅目標値と前記正弦波振幅測定値との差分に応じた値に対して第１のＰＩＤ制御を行うことで算出された値と、
前記余弦波振幅目標値と前記余弦波振幅測定値との差分に応じた値に対して第３のＰＩＤ制御を行うことで算出された値と、
を加算することで算出され、
前記余弦波振幅指令値は、
前記正弦波振幅目標値と前記正弦波振幅測定値との差分に応じた値に対して第２のＰＩＤ制御を行うことで算出された値と、
前記余弦波振幅目標値と前記余弦波振幅測定値との差分に応じた値に対して第４のＰＩＤ制御を行うことで算出された値と、
を加算することで算出される、付記１に記載のミラー制御方法。
（付記６）
前記駆動信号の振幅を調整する場合、前記第１のＰＩＤ制御のゲイン及び前記第３のＰＩＤ制御のゲインを調整し、前記駆動信号の位相を調整する場合、前記第２のＰＩＤ制御のゲイン及び前記第４のＰＩＤ制御のゲインを調整する、付記５に記載のミラー制御方法。
（付記７）
前記正弦波振幅指令値は、
前記正弦波振幅目標値と前記正弦波振幅測定値との差分に応じた値に対して第１のＰＩＤ制御を行うことで算出された値を対角化フィルタに入力することで算出され、
前記余弦波振幅指令値は
前記余弦波振幅目標値と前記余弦波振幅測定値との差分に応じた値に対して第２のＰＩＤ制御を行うことで算出された値を対角化フィルタに入力することで算出される、付記１に記載のミラー制御方法。
（付記８）
前記駆動信号の振幅を調整する場合、前記第１のＰＩＤ制御のゲインを調整し、前記駆動信号の位相を調整する場合、前記第２のＰＩＤ制御のゲインを調整する、付記７に記載のミラー制御方法。
（付記９）
前記正弦波振幅目標値は、
前記目標信号から検出した振幅を用いることで算出され、
前記余弦波振幅目標値は、
前記目標信号から検出した位相と、前記目標信号から検出した振幅を用いることで算出された前記正弦波振幅目標値とを用いることで算出される、付記２に記載のミラー制御方法。
（付記１０）
前記正弦波振幅測定値は、
前記ミラーの角度を測定した測定信号から検出した振幅を用いることで算出され、
前記余弦波振幅測定値は、
前記ミラーの角度を測定した測定信号から検出した位相と、前記ミラーの角度を測定した測定信号から検出した振幅を用いることで算出された前記正弦波振幅測定値とを用いることで算出される、付記１に記載のミラー制御方法。
（付記１１）
前記正弦波振幅目標値及び前記余弦波振幅目標値は、前記ミラーの角度を制御する際の目標信号であって、現在の時間における目標信号と、現在の時間より所定時間前の時間における目標信号とを用いることで算出され、
前記正弦波振幅測定値及び前記余弦波振幅測定値は、前記ミラーの角度を測定した測定信号であって、現在の時間における測定信号と、現在の時間より所定時間前の時間における測定信号とを用いることで算出される、付記１に記載のミラー制御方法。
（付記１２）
前記正弦波振幅目標値及び前記余弦波振幅目標値、または、前記正弦波振幅目標値及び前記余弦波振幅目標値を算出するのに用いられる値を、メモリから読み出す、または、ネットワークを介して受信することで取得する、付記１に記載のミラー制御方法。
（付記１３）
ミラーの角度を測定した測定信号を分解し、正弦波振幅測定値と余弦波振幅測定値とを生成し、
正弦波振幅目標値と前記正弦波振幅測定値との差分に応じた値と、余弦波振幅目標値と前記余弦波振幅測定値との差分に応じた値とに基づいて、正弦波振幅指令値と、余弦波振幅指令値とを生成し、
前記正弦波振幅指令値と、前記余弦波振幅指令値とに基づき、前記ミラーの角度を制御する駆動信号の駆動波形を生成する、
処理をコンピュータに実行させるためのミラー制御プログラム。
（付記１４）
ミラーの角度を測定した測定信号を分解し、正弦波振幅測定値と余弦波振幅測定値とを生成する測定値生成部と、
正弦波振幅目標値と前記正弦波振幅測定値との差分に応じた値と、余弦波振幅目標値と前記余弦波振幅測定値との差分に応じた値とに基づいて、正弦波振幅指令値と、余弦波振幅指令値とを生成する指令値生成部と、
前記正弦波振幅指令値と、前記余弦波振幅指令値とに基づき、前記ミラーの角度を制御する駆動信号の駆動波形を生成する駆動波形生成部と
を有するミラー制御装置。
【0132】
なお、上記実施形態に挙げた構成等に、その他の要素との組み合わせ等、ここで示した構成に本発明が限定されるものではない。これらの点に関しては、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更することが可能であり、その応用形態に応じて適切に定めることができる。
【符号の説明】
【0133】
１００ ：レーザ距離計測装置
１１０ ：レーザ駆動回路
１１１ ：レーザダイオード
１２０ ：ミラー制御装置
１２１ ：ＭＥＭＳミラー
１２２ ：投光レンズ
１２３ ：センサ
１３０ ：距離計測回路
１３１ ：受光レンズ
１３２ ：光検出器
１４０ ：センサ駆動制御回路
１５０ ：演算回路
４１０ ：水平駆動波形制御部
４２０ ：垂直駆動波形制御部
１０１１、１０２１ ：振幅検出部
１０１２、１０２２ ：位相検出部
１０３１、１０３２ ：正弦／余弦振幅変換部
１０４０ ：正弦／余弦振幅フィードバック制御部
１０５０ ：駆動波形生成部
１２０１～１２０３ ：減算部
１２１１～１２１３ ：減算部
１２０４、１２０５ ：ＰＩＤ制御部
１２１４、１２１５ ：ＰＩＤ制御部
１２０６、１２１６ ：加算部
１２２０ ：ゼロ点モデル
１４０１、１４１１ ：ＰＩＤ制御部
１４２０ ：対角化フィルタ
１５００ ：水平駆動波形制御部
１５１１、１５１２ ：正弦／余弦振幅検出部
１１０ ：レーザ駆動回路
１１１ ：レーザダイオード
１２０ ：ミラー制御装置
１２１ ：ＭＥＭＳミラー
１２２ ：投光レンズ
１２３ ：センサ
１３０ ：距離計測回路
１３１ ：受光レンズ
１３２ ：光検出器
１４０ ：センサ駆動制御回路
１５０ ：演算回路
４１０ ：水平駆動波形制御部
４２０ ：垂直駆動波形制御部
１０１１、１０２１ ：振幅検出部
１０１２、１０２２ ：位相検出部
１０３１、１０３２ ：正弦／余弦振幅変換部
１０４０ ：正弦／余弦振幅フィードバック制御部
１０５０ ：駆動波形生成部
１２０１～１２０３ ：減算部
１２１１～１２１３ ：減算部
１２０４、１２０５ ：ＰＩＤ制御部
１２１４、１２１５ ：ＰＩＤ制御部
１２０６、１２１６ ：加算部
１２２０ ：ゼロ点モデル
１４０１、１４１１ ：ＰＩＤ制御部
１４２０ ：対角化フィルタ
１５００ ：水平駆動波形制御部
１５１１、１５１２ ：正弦／余弦振幅検出部
【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】