特許 7601708 光偏向器駆動システム、及び光偏向器駆動方法

(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】

(24)【登録日】2024-12-09

(45)【発行日】2024-12-17

(54)【発明の名称】光偏向器駆動システム、及び光偏向器駆動方法

(51)【国際特許分類】

   G02B 26/10 20060101AFI20241210BHJP

   G02B 26/08 20060101ALN20241210BHJP

【ＦＩ】

G02B26/10 104Z

G02B26/08 E

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2021083666

(22)【出願日】2021-05-18

(65)【公開番号】P2022177425

(43)【公開日】2022-12-01

【審査請求日】2024-04-03

(73)【特許権者】

【識別番号】000002303

【氏名又は名称】スタンレー電気株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100103894

【弁理士】

【氏名又は名称】家入 健

(72)【発明者】

【氏名】松丸 直也

(72)【発明者】

【氏名】西岡 謙

【審査官】近藤 幸浩

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１８－５００１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－１４８９９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－１９０６１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１４／１２８８６４（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０２Ｂ ２６／１０

Ｇ０２Ｂ ２６／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ミラー部と、前記ミラー部を支持する第１支持部と、前記第１支持部を支持する第２支持部と、前記第１支持部を前記第２支持部に対して揺動軸周りに揺動させる少なくとも１つのアクチュエータと、を備え、
前記アクチュエータは、前記揺動軸の方向に配置された複数の圧電カンチレバーを含み、
前記複数の圧電カンチレバーは、各々の圧電カンチレバーが隣り合う圧電カンチレバーに対して折り返すように蛇腹形状に連結されており、
前記圧電カンチレバーのうち前記ミラー部側の圧電カンチレバーの自由端は、前記第１支持部に連結されており、
前記圧電カンチレバーのうち前記第２支持部側の圧電カンチレバーの自由端は、前記第２支持部に連結されており、
前記ミラー部から数えて偶数番目に配置された圧電カンチレバーを屈曲変形させるため、当該偶数番目に配置された圧電カンチレバーに第１駆動信号に対応する第１駆動電圧を印加し、かつ、前記ミラー部から数えて奇数番目に配置された圧電カンチレバーを屈曲変形させるため、当該奇数番目に配置された圧電カンチレバーに第２駆動信号に対応する第２駆動電圧を印加する光偏向器駆動システムであって、
前記第１駆動信号及び前記第２駆動信号の少なくとも一方を変更する旨の指示が入力された場合、前記第１駆動信号及び前記第２駆動信号のうち変更対象の駆動信号について電圧が最も小さくなるタイミングを判定するタイミング判定部と、
前記変更対象の駆動信号について電圧が最も小さくなるタイミングと判定された場合、前記変更対象の駆動信号に対して前記変更を反映する変更反映部と、を備える光偏向器駆動システム。

【請求項2】

前記変更する旨の指示は、振幅を変更する旨の指示である請求項１に記載の光偏向器駆動システム。

【請求項3】

前記変更する旨の指示は、オフセットを変更する旨の指示である請求項１に記載の光偏向器駆動システム。

【請求項4】

前記変更する旨の指示は、オフセット量を表すオフセットレベルデータであり、
前記オフセット量を立ち上がり時間又は立ち下がり時間で分割するオフセット分割部をさらに備え、
前記変更反映部は、前記分割された時間が経過するごとに、前記変更対象の駆動信号に対して段階的に前記変更を反映する請求項１に記載の光偏向器駆動システム。

【請求項5】

光偏向器のミラー部を揺動軸周りに揺動させるアクチュエータに印加される第１駆動電圧に対応する第１駆動信号及び第２駆動電圧に対応する第２駆動信号の少なくとも一方を変更する旨の指示を入力する変更指示入力ステップと、
前記指示が入力された場合、前記第１駆動信号及び前記第２駆動信号のうち変更対象の駆動信号について電圧が最も小さくなるタイミングを判定する判定ステップと、
前記変更対象の駆動信号について電圧が最も小さくなるタイミングと判定された場合、前記変更対象の駆動信号に対して前記変更を反映する変更反映ステップと、を備える光偏向器駆動方法。

【請求項6】

前記変更する旨の指示は、振幅を変更する旨の指示である請求項５に記載の光偏向器駆動方法。

【請求項7】

前記変更する旨の指示は、オフセットを変更する旨の指示である請求項５に記載の光偏向器駆動方法。

【請求項8】

前記変更する旨の指示は、オフセット量を表すオフセットレベルデータであり、
前記オフセット量を立ち上がり時間又は立ち下がり時間で分割するオフセット分割ステップをさらに備え、
前記変更反映ステップは、前記分割された時間が経過するごとに、前記変更対象の駆動信号に対して段階的に前記変更を反映する請求項５に記載の光偏向器駆動方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、光偏向器駆動システム、及び光偏向器駆動方法に関し、特に、オフセット（又は振幅）の変更を反映した場合であっても、光偏向器に異常振動が発生するのを抑制することができる（その結果、光偏向器が走査する光により描画される映像に縞模様が出現するのを抑制することができる）光偏向器駆動システム、及び光偏向器駆動方法に関する。

【背景技術】

【0002】

光偏向器（アクチュエータ）に印加される駆動信号（駆動電圧）に対してオフセットを実行することにより、光偏向器が走査する光により描画される映像の垂直方向の位置（オフセット量）を変更する映像投射システムが知られている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１８－５４７５２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、本発明者らが検討したところ、特許文献１においては、オフセット（又は振幅）を変更する旨の指示が入力されたタイミングでオフセット（又は振幅）の変更を反映した場合、変更の前後において駆動信号（駆動電圧）の波形が乱れてしまい、当該波形が乱れた駆動信号（駆動電圧）のエッジに含まれる不要な周波数成分（意図しない周波数成分）によって光偏向器に異常振動が発生し、これに起因して、光偏向器が走査する光により描画される映像に縞模様が出現してしまうとういう課題を見出した。

【0005】

本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、オフセット（又は振幅）の変更を反映した場合であっても、光偏向器に異常振動が発生するのを抑制することができる（その結果、光偏向器が走査する光により描画される映像に縞模様が出現するのを抑制することができる）光偏向器駆動システム、及び光偏向器駆動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】

本発明にかかる光偏向器駆動システムは、ミラー部と、前記ミラー部を支持する第１支持部と、前記第１支持部を支持する第２支持部と、前記第１支持部を前記第２支持部に対して揺動軸周りに揺動させる少なくとも１つのアクチュエータと、を備え、前記アクチュエータは、前記揺動軸の方向に配置された複数の圧電カンチレバーを含み、前記複数の圧電カンチレバーは、各々の圧電カンチレバーが隣り合う圧電カンチレバーに対して折り返すように蛇腹形状に連結されており、前記圧電カンチレバーのうち前記ミラー部側の圧電カンチレバーの自由端は、前記第１支持部に連結されており、前記圧電カンチレバーのうち前記第２支持部側の圧電カンチレバーの自由端は、前記第２支持部に連結されており、前記ミラー部から数えて偶数番目に配置された圧電カンチレバーを屈曲変形させるため、当該偶数番目に配置された圧電カンチレバーに第１駆動信号に対応する第１駆動電圧を印加し、かつ、前記ミラー部から数えて奇数番目に配置された圧電カンチレバーを屈曲変形させるため、当該奇数番目に配置された圧電カンチレバーに第２駆動信号に対応する第２駆動電圧を印加する光偏向器駆動システムであって、前記第１駆動信号及び前記第２駆動信号の少なくとも一方を変更する旨の指示が入力された場合、前記第１駆動信号及び前記第２駆動信号のうち変更対象の駆動信号について電圧が最も小さくなるタイミングを判定するタイミング判定部と、前記変更対象の駆動信号について電圧が最も小さくなるタイミングと判定された場合、前記変更対象の駆動信号に対して前記変更を反映する変更反映部と、を備える。

【0007】

このような構成により、オフセット（又は振幅）の変更を反映した場合であっても、光偏向器に異常振動が発生するのを抑制することができる（その結果、光偏向器が走査する光により描画される映像に縞模様が出現するのを抑制することができる）。

【0008】

これは、オフセット（又は振幅）を変更する旨の指示が入力されたタイミングでオフセット（又は振幅）の変更を反映するのではなく、変更対象の駆動信号について電圧が最も小さくなるタイミングと判定された場合、変更対象の駆動信号に対して変更を反映することにより、光偏光器の異常振動の原因となる不要な周波数成分（意図しない周波数成分）を除去することができることによるものである。

【0009】

また、上記光偏向器駆動システムにおいて、前記変更する旨の指示は、振幅を変更する旨の指示であってもよい。

【0010】

また、上記光偏向器駆動システムにおいて、前記変更する旨の指示は、オフセットを変更する旨の指示であってもよい。

【0011】

また、上記光偏向器駆動システムにおいて、前記変更する旨の指示は、オフセット量を表すオフセットレベルデータであり、前記オフセット量を立ち上がり時間又は立ち下がり時間で分割するオフセット分割部をさらに備え、前記変更反映部は、前記分割された時間が経過するごとに、前記変更対象の駆動信号に対して段階的に前記変更を反映してもよい。

【0012】

本発明にかかる光偏向器駆動方法は、光偏向器のミラー部を揺動軸周りに揺動させるアクチュエータに印加される第１駆動電圧に対応する第１駆動信号及び第２駆動電圧に対応する第２駆動信号の少なくとも一方を変更する旨の指示を入力する変更指示入力ステップと、前記指示が入力された場合、前記第１駆動信号及び前記第２駆動信号のうち変更対象の駆動信号について電圧が最も小さくなるタイミングを判定する判定ステップと、前記変更対象の駆動信号について電圧が最も小さくなるタイミングと判定された場合、前記変更対象の駆動信号に対して前記変更を反映する変更反映ステップと、を備える。

【0013】

このような構成により、オフセット（又は振幅）の変更を反映した場合であっても、光偏向器に異常振動が発生するのを抑制することができる（その結果、光偏向器が走査する光により描画される映像に縞模様が出現するのを抑制することができる）。

【0014】

これは、オフセット（又は振幅）を変更する旨の指示が入力されたタイミングでオフセット（又は振幅）の変更を反映するのではなく、変更対象の駆動信号について電圧が最も小さくなるタイミングと判定された場合、変更対象の駆動信号に対して変更を反映することにより、光偏光器の異常振動の原因となる不要な周波数成分（意図しない周波数成分）を除去することができることによるものである。

【0015】

また、上記光偏向器駆動方法において、前記変更する旨の指示は、振幅を変更する旨の指示であってもよい。

【0016】

また、上記光偏向器駆動方法において、前記変更する旨の指示は、オフセットを変更する旨の指示であってもよい。

【0017】

また、上記光偏向器駆動方法において、前記変更する旨の指示は、オフセット量を表すオフセットレベルデータであり、前記オフセット量を立ち上がり時間又は立ち下がり時間で分割するオフセット分割ステップをさらに備え、前記変更反映ステップは、前記分割された時間が経過するごとに、前記変更対象の駆動信号に対して段階的に前記変更を反映してもよい。

【発明の効果】

【0018】

本発明により、オフセット（又は振幅）の変更を反映した場合であっても、光偏向器に異常振動が発生するのを抑制することができる（その結果、光偏向器が走査する光により描画される映像に縞模様が出現するのを抑制することができる）光偏向器駆動システム、及び光偏向器駆動方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】本発明の一実施形態である光偏向器駆動システム１０の概略構成図である。

【図2】１軸非共振・１軸共振タイプの光偏向器１の斜視図である。

【図3】（ａ）図２の光偏向器のＩ－Ｉ線端面を模式的に示す図、（ｂ）ＩＩ－ＩＩ線端面を模式的に示す図である。

【図4】第３駆動電圧Ｖｘ１（駆動信号Ｐ）と第４駆動電圧Ｖｘ２（駆動信号Ｎ）の一例である。

【図5】（ａ）光偏向器の圧電アクチュエータが作動していない状態を示し、（ｂ）圧電アクチュエータが作動している状態を示す図である。

【図6】光偏向器１が走査（ラスタースキャン）するレーザー光Ｒａｙにより、スクリーン部材２０に映像ｐを描画している様子を表す図である（集光レンズ１４、補正ミラー１８、投影レンズ２３省略）。

【図7】光偏向器１に印加される駆動電圧（図７（ａ）参照）とミラー部２の揺動角度（図７（ｂ）参照）との関係を表す図である。

【図8】スクリーン部材２０に描画される、縦幅が異なる映像ｐの例である。

【図9】スクリーン部材２０に描画される、垂直方向の位置（オフセット量）が異なる映像ｐの例である。

【図10】光偏向器駆動システム１０の機能的構成例である。

【図11】映像信号処理部１１６の機能的構成例である。

【図12】ＭＥＭＳ駆動部１０８がミラー部２を第２軸Ｘ周りに揺動させる処理のシーケンス図である。

【図13】映像ｐの縦幅を縮小する場合の各信号例（タイムチャート）である。

【図14】本発明者らが見出した課題について説明するための図である。

【図15】本発明者らが見出した課題について説明するための図である。

【図16】光偏向器１に異常振動が発生するのを抑制しつつ、スクリーン部材２０に描画される映像の縦幅を変更する処理のシーケンス図である。

【図17】光偏向器１に異常振動が発生するのを抑制しつつ、スクリーン部材２０に描画される映像のオフセット量を変更する処理のシーケンス図である。

【図18】映像ｐを上方にオフセットする場合の各信号例（タイムチャート）である。

【図19】第５信号Ｎの点線で囲った円内の拡大図である。

【図20】映像ｐの縦幅を拡大する場合の各信号例（タイムチャート）である。

【図21】映像ｐを下方にオフセットする場合の各信号例（タイムチャート）である。

【図22】第５信号の変形例について説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、本発明の実施形態である光偏向器駆動システム１０について添付図面を参照しながら説明する。各図において対応する構成要素には同一の符号が付され、重複する説明は省略される。

【0021】

図１は、本発明の一実施形態である光偏向器駆動システム１０の概略構成図である。

【0022】

図１に示すように、光偏向器駆動システム１０は、光源１２、光源１２が発光する光（例えば、レーザー光）を集光する集光レンズ１４、補正ミラー１８、集光レンズ１４で集光され補正ミラー１８で反射されたレーザー光Ｒａｙを二次元的に（水平方向及び垂直方向に）走査する光偏向器１、光偏向器１が走査するレーザー光Ｒａｙにより映像が描画されるスクリーン部材２０、スクリーン部材２０に描画された映像を投影する投影レンズ２３等を備えている。なお、光偏向器駆動システム１０は、光源１２が発光する光を走査することにより映像を描画する光偏向器を備えていればどのような構成であってもよい。

【0023】

光源１２は、例えば、発光波長が青色域のレーザー光を放出するレーザーダイオード（ＬＤ）である。光源１２からのレーザー光は、集光レンズ１４で集光され（例えばコリメートされ）補正ミラー１８で反射されて光偏向器１（ミラー部２）に入射する。補正ミラー１８は、スクリーン部材２０に描画される映像が歪むのを防止するために設けられる。なお、補正ミラー１８は省略してもよい。

【0024】

光偏向器１は、集光レンズ１４で集光されたレーザー光を二次元的に（水平方向及び垂直方向に）走査する。光偏向器１が走査するレーザー光により、スクリーン部材２０に映像が描画される。スクリーン部材２０は、例えば、矩形板形状の蛍光体プレートである。蛍光体プレートは、波長変換部材で、光偏向器１が走査するレーザー光Ｒａｙの少なくとも一部を異なる波長の光（例えば、黄色域の光）に変換する。スクリーン部材２０に描画された映像は、投影レンズ２３により投影される。

【0025】

光偏向器１は、例えば、ＭＥＭＳスキャナである。光偏向器の駆動方式には大別して圧電方式、静電方式、電磁方式があるが、いずれの方式であってもよい。また、圧電方式には大別して１軸非共振・１軸共振タイプ、２軸非共振タイプ、２軸共振タイプがあるが、いずれの方式であってもよい。

【0026】

以下、代表して、圧電方式（１軸非共振・１軸共振タイプ）の光偏向器１について説明する。

【0027】

図２は、１軸非共振・１軸共振タイプの光偏向器１の斜視図である。

【0028】

光偏向器１は、ミラー部２と、一対の第１圧電アクチュエータ３１，３２と、第１支持部４と、一対の第２圧電アクチュエータ５１，５２と、第２支持部６とを備える。なお、光変更器１は、駆動信号（駆動電圧）に対してオフセット（又は振幅）の変更を反映した場合、当該光変更器１において意図しない異常振動（異常共振）が発生するのであれば、どのよう構成であってもよい。

【0029】

ミラー部２は、入射した光を反射する円形の反射面２ａと、反射面２ａを支持する円形の反射面支持体２ｂとを備える。

【0030】

反射面支持体２ｂは、シリコン基板で構成される。反射面支持体２ｂには、その両端から外側へ延びた一対のトーションバー２１，２２が連結されている。

【0031】

第１圧電アクチュエータ３１，３２は、それぞれが半円弧形状に形成され、互いにミラー部２を囲むように空隙を隔てて配置されている。第１圧電アクチュエータ３１，３２は、それぞれの一方の端部が一方のトーションバー２１を挟んで対向して連結され、それぞれの他方の端部が他方のトーションバー２２を挟んで対向して連結されている。

【0032】

第１支持部４は、矩形の枠形状に形成されており、ミラー部２と第１圧電アクチュエータ３１，３２とを囲むように設けられている。第１支持部４は、第１圧電アクチュエータ３１，３２の円弧部の中心位置の外側に連結されており、第１圧電アクチュエータ３１，３２を介してミラー部２を支持している。

【0033】

第２圧電アクチュエータ５１，５２は、第１支持部４を挟んで対向して配置されている。第２圧電アクチュエータ５１，５２は、それらの先端部が、第１支持部４のトーションバー２１，２２と直交する方向の一対の両側にそれぞれ連結されている。

【0034】

第２支持部６は、矩形の枠形状に形成されており、第１支持部４と第２圧電アクチュエータ５１，５２とを囲むように設けられている。第２支持部６には、第２圧電アクチュエータ５１，５２の、第１支持部４と連結されていない側の一対の他端がそれぞれ連結されている。これにより、第２支持部６は、第２圧電アクチュエータ５１，５２を介して第１支持部４を支持している。

【0035】

次に、第１圧電アクチュエータ３１，３２の詳細な構成について説明する。第１圧電アクチュエータ３１，３２は、それぞれが、圧電駆動によって屈曲変形するように構成された第１圧電カンチレバー３１Ａ，３２Ａを備える。詳細には、第１圧電アクチュエータ３１，３２のうちの一方の第１圧電アクチュエータ３１が一方の第１圧電カンチレバー３１Ａを備え、第１圧電アクチュエータ３１，３２のうちの他方の第１圧電アクチュエータ３２が他方の第１圧電カンチレバー３２Ａを備える。第１圧電アクチュエータ３１，３２は、第１圧電カンチレバー３１Ａ，３２Ａの屈曲変形により、トーションバー２１，２２を介して、ミラー部２を第１支持部４に対して第１軸Ｙ周りに揺動可能となっている。

【0036】

次に、第２圧電アクチュエータ５１，５２の詳細な構成について説明する。第２圧電アクチュエータ５１，５２は、それぞれが、圧電駆動によって屈曲変形するように構成された一対の第２圧電カンチレバー５１Ａ～５１Ｄ，５２Ａ～５２Ｄを備える。詳細には、一対の第２圧電アクチュエータ５１，５２のうちの一方の第２圧電アクチュエータ５１は、４つの圧電カンチレバーからなる一方の第２圧電カンチレバー５１Ａ～５１Ｄで構成される。また、一対の第２圧電アクチュエータ５１，５２のうちの他方の第２圧電アクチュエータ５２は、４つの圧電カンチレバーからなる他方の第２圧電カンチレバー５２Ａ～５２Ｄで構成される。

【0037】

一方の第２圧電カンチレバー５１Ａ～５１Ｄは、その長さ方向が同じになるようにそれぞれの両端部が隣り合うと共に、ミラー部２を第２軸Ｘ（第１軸Ｙに直交する軸。但し、正確に直交している必要はない。）周りに揺動可能に所定の間隔で並んで配置されている。そして、一方の第２圧電カンチレバー５１Ａ～５１Ｄは、隣り合う圧電カンチレバーに対して折り返すように連結されている。第２軸Ｘは、本発明の揺動軸の一例である。

【0038】

他方の第２圧電カンチレバー５２Ａ～５２Ｄは、一方の第２圧電カンチレバー５１Ａ～５１Ｄと同様に、その長さ方向が同じになるようにそれぞれの両端部が隣り合うと共に、ミラー部２を第２軸Ｘ周りに揺動可能に所定の間隔で並んで配置されている。そして、他方の第２圧電カンチレバー５２Ａ～５２Ｄは、隣り合う圧電カンチレバーに対して折り返すように連結されている。

【0039】

このように、一方の第２圧電アクチュエータ５１及び他方の第２圧電アクチュエータ５２は、それを形成する一方の第２圧電カンチレバー５１Ａ～５１Ｄ及び他方の第２圧電カンチレバー５２Ａ～５２Ｄが、所謂ミアンダ形状（又は蛇腹形状）に形成されている。

【0040】

一方の第２圧電カンチレバー５１Ａ～５１Ｄ及び他方の第２圧電カンチレバー５２Ａ～５２Ｄのうちのミラー部２側（第１支持部４側）に配置されているカンチレバー（以下、「１番目の第２圧電カンチレバー」という）５１Ａ，５２Ａは、その隣り合う第２圧電カンチレバー（以下、「２番目の第２圧電カンチレバー」という）５１Ｂ，５２Ｂと連結されていない側のそれぞれの一端（自由端）が第１支持部４の外周部に連結されている。

【0041】

同様に、一方の第２圧電カンチレバー５１Ａ～５１Ｄ及び他方の第２圧電カンチレバー５２Ａ～５２Ｄのうちの第２支持部６側に配置されている圧電カンチレバー（以下、「４番目の第２圧電カンチレバー」という）５１Ｄ，５２Ｄは、その隣り合う第２圧電カンチレバー（以下、「３番目の第２圧電カンチレバー」という）５１Ｃ，５２Ｃと連結されていない側のそれぞれの一端（自由端）が第２支持部６の内周部に連結されている。

【0042】

これにより、第１支持部４は、第２圧電アクチュエータ５１，５２を構成する第２圧電カンチレバー５１Ａ～５１Ｄ，５２Ａ～５２Ｄの屈曲変形によって、第２支持部６に対して第２軸Ｘ周りに揺動可能となっている。

【0043】

以降、一対の第２圧電カンチレバー５１Ａ～５１Ｄ，５２Ａ～５２Ｄのうち、ミラー部２から数えて奇数番目に配置されたそれぞれの圧電カンチレバー（１番目の第２圧電カンチレバー５１Ａ，５２Ａ及び３番目の第２圧電カンチレバー５１Ｃ，５２Ｃ）を奇数番目の第２圧電カンチレバー５１Ａ，５１Ｃ，５２Ａ，５２Ｃという。

【0044】

また、奇数番目の第２圧電カンチレバー５１Ａ，５１Ｃ，５２Ａ，５２Ｃのうち、一方の第２圧電カンチレバー５１Ａ～５１Ｄに含まれるものを一方の奇数番目の第２圧電カンチレバー５１Ａ，５１Ｃといい、他方の第２圧電カンチレバー５２Ａ～５２Ｄに含まれるものを他方の奇数番目の第２圧電カンチレバー５２Ａ，５２Ｃという。

【0045】

同様に、一対の第２圧電カンチレバー５１Ａ～５１Ｄ，５２Ａ～５２Ｄのうち、ミラー部２から数えて偶数番目に配置されたそれぞれの圧電カンチレバー（２番目の第２圧電カンチレバー５１Ｂ，５２Ｂ及び４番目の第２圧電カンチレバー５１Ｄ，５２Ｄ）を偶数番目の第２圧電カンチレバー５１Ｂ，５１Ｄ，５２Ｂ，５２Ｄという。

【0046】

また、偶数番目の第２圧電カンチレバー５１Ｂ，５１Ｄ，５２Ｂ，５２Ｄのうち、一方の第２圧電カンチレバー５１Ａ～５１Ｄに含まれるものを一方の偶数番目の第２圧電カンチレバー５１Ｂ，５１Ｄといい、他方の第２圧電カンチレバー５２Ａ～５２Ｄに含まれるものを他方の偶数番目の第２圧電カンチレバー５２Ｂ，５２Ｄという。

【0047】

図３は、光偏向器１の模式的な端面図を示す。図３（ａ）は、図２のＩ－Ｉ線端面図を示す。但し、図３（ａ）では、第２支持部６を省略して示している。図３（ｂ）は、図２のＩＩ－ＩＩ線端面図を示す。但し、図３（ｂ）では、第２支持部６、及び一対の第２圧電カンチレバー５１Ａ～５１Ｄ，５２Ａ～５２Ｄのうち３番目の第２圧電カンチレバー５１Ｃ，５２Ｃ及び４番目の第２圧電カンチレバー５１Ｄ，５２Ｄを省略して示している。

【0048】

３番目の第２圧電カンチレバー５１Ｃ，５２Ｃは、１番目の第２圧電カンチレバー５１Ａ，５２Ａと同じ構成である。同様に、４番目の第２圧電カンチレバー５１Ｄ，５２Ｄは、２番目の第２圧電カンチレバー５１Ｂ，５２Ｂと同じ構成である。

【0049】

第１圧電アクチュエータ３１，３２を構成する第１圧電カンチレバー３１Ａ，３２Ａのそれぞれと、第２圧電アクチュエータ５１，５２を構成する一対の第２圧電カンチレバー５１Ａ～５１Ｄ，５２Ａ～５２Ｄのそれぞれとは、起歪体（カンチレバー本体）としての支持体Ｂの層上に、下部電極Ｌ１、圧電体Ｌ２及び上部電極Ｌ３を積層した構造の圧電カンチレバーである。

【0050】

なお、圧電カンチレバーの詳細な構造は、支持体Ｂの層上に、下部電極Ｌ１、圧電体Ｌ２、及び上部電極Ｌ３が積層されており、これらの下部電極Ｌ１、圧電体Ｌ２、及び上部電極Ｌ３を囲むように層間絶縁膜Ｍ１が設けられている。そして、層間絶縁膜Ｍ１上に上部電極配線Ｗが積層され、この上部電極配線Ｗを囲むようにパッシベーション膜Ｍ２が設けられている。

【0051】

なお、上部電極配線Ｗは、後述するように、第１駆動用上部電極配線Ｗｙ、第２駆動用奇数上部電極配線Ｗｏ、第２駆動用偶数上部電極配線Ｗｅ、第１検知用上部電極配線Ｗｍｙ、及び第２検知用上部電極配線Ｗｍｘがあり、これらを特に区別する必要が無いときは、上部電極配線Ｗという。

【0052】

これらの圧電カンチレバー３１Ａ，３２Ａ，５１Ａ～５１Ｄ，５２Ａ～５２Ｄの圧電体Ｌ２は、上部電極Ｌ３と下部電極Ｌ１との間に駆動電圧が印加されることで、圧電駆動により屈曲変形する。これらの圧電カンチレバー３１Ａ，３２Ａ，５１Ａ～５１Ｄ，５２Ａ～５２Ｄは、圧電体Ｌ２の屈曲変形に伴って、屈曲変形する。

【0053】

なお、第２圧電アクチュエータ５１，５２を構成する一対の第２圧電カンチレバー５１Ａ～５１Ｄ，５２Ａ～５２Ｄのそれぞれの隣り合う圧電カンチレバーの連結部は、その隣り合う圧電カンチレバーのそれぞれの支持体Ｂを一体に連結した部分となっており、その連結部には圧電体Ｌ２及び上部電極Ｌ３の層は設けられていない。

【0054】

第１支持部４上には、第１検知部７１ｙ，７２ｙと、第２検知部７１ｘ，７２ｘとが設けられている。第１検知部７１ｙ，７２ｙは、第１支持部４上に、当該第１支持部４の第２軸Ｘに平行な辺（第２圧電カンチレバー５１Ａ～５１Ｄ，５２Ａ～５２Ｄの各圧電カンチレバーの長手方向の辺に直交する辺）に沿うように、当該辺の中央部に配置されている。

【0055】

第２検知部７１ｘ，７２ｘは、第１支持部４上に、当該第１支持部４の第１軸Ｙに平行な辺に沿うように、当該辺の中央部に配置されている。第１検知部７１ｙ，７２ｙと第２検知部７１ｘ，７２ｘは、平面的に互いに分離して設けられている。

【0056】

第１検知部７１ｙ，７２ｙは、第１圧電アクチュエータ３１，３２の圧電駆動によって、ミラー部２を第１支持部４に対して第１軸Ｙ周りに揺動させるときに、第１支持部４に伝達される第１振動を検知するためのセンサとして設けられている。第２検知部７１ｘ，７２ｘは、第２圧電アクチュエータ５１，５２の圧電駆動によって、第１支持部４を第２支持部６に対して第２軸Ｘ周りに揺動させるときに、第１支持部４に伝達される第２振動を検知するためのセンサとして設けられている。

【0057】

第１検知部７１ｙ，７２ｙ及び第２検知部７１ｘ，７２ｘは、第１圧電カンチレバー３１Ａ，３２Ａ及び第２圧電カンチレバー５１Ａ～５１Ｄ，５２Ａ～５２Ｄと同様に、第１支持部４を構成する支持体Ｂの層上に、下部電極Ｌ１、圧電体Ｌ２及び上部電極Ｌ３を積層した構造になっている。なお、第１検知部７１ｙ，７２ｙ及び第２検知部７１ｘ，７２ｘにおいても、各圧電カンチレバー３１Ａ，３２Ａ，５１Ａ～５１Ｄ，５２Ａ～５２Ｄと同様に、層間絶縁膜Ｍ１、上部電極配線Ｗ、パッシベーション膜Ｍ２が設けられている。

【0058】

そして、第１支持部４に第１振動又は第２振動が伝達されることで、第１支持部４が屈曲変形したときに、第１検知部７１ｙ，７２ｙ及び第２検知部７１ｘ，７２ｘの圧電体Ｌ２がこの屈曲変形の変形量に応じた電圧を出力する。光偏向器１は、このときの電圧値によって、第１支持部４に伝達された振動を検知することができる。

【0059】

本実施形態の光偏向器１の第１支持部４は、ミラー部２を第１軸Ｙ周りで揺動しているときには、第２軸Ｘに平行な２辺のそれぞれの中央部が屈曲変形しやすいことが、予め行なわれた実験によって分かった。このため、第１検知部７１ｙ，７２ｙを当該２辺の中央部に配置している。また、第１支持部４を第２軸Ｘ周りで揺動しているときには、第１軸Ｙに平行な２辺のそれぞれの中央部が屈曲変形しやすいことが、予め行なわれた実験によって分かった。このため、第２検知部７１ｘ，７２ｘを当該２辺の中央部に配置している。

【0060】

光偏向器１は、第２支持部６上に、下部電極パッド６１ａ，６２ａと、第１上部電極パッド６１ｂ，６２ｂと、奇数用第２上部電極パッド６１ｃ，６２ｃと、偶数用第２上部電極パッド６１ｄ，６２ｄと、第１検知用電極パッド６１ｅと、第２検知用電極パッド６２ｅとを備える。

【0061】

下部電極パッド６１ａ，６２ａのうちの一方の下部電極パッド６１ａは、一方の第１圧電カンチレバー３１Ａの下部電極Ｌ１、一方の第２圧電カンチレバー５１Ａ～５１Ｄの下部電極Ｌ１、及び第１検知部７１ｙ，７２ｙの下部電極Ｌ１に電気的に接続されている。下部電極パッド６１ａ，６２ａのうちの他方の下部電極パッド６２ａは、他方の第１圧電カンチレバー３２Ａの下部電極Ｌ１、他方の第２圧電カンチレバー５２Ａ～５２Ｄの下部電極Ｌ１、及び第２検知部７１ｘ，７２ｘの下部電極Ｌ１に電気的に接続されている。

【0062】

このように、下部電極パッド６１ａ，６２ａは、第１圧電アクチュエータ３１，３２、第２圧電アクチュエータ５１，５２、第１検知部７１ｙ，７２ｙ、及び第２検知部７１ｘ，７２ｘで共通の電極パッドとしている。

【0063】

第１上部電極パッド６１ｂ，６２ｂのうちの一方の第１上部電極パッド６１ｂは、一方の第１圧電カンチレバー３１Ａの上部電極Ｌ３に電気的に接続されている。第１上部電極パッド６１ｂ，６２ｂのうちの他方の第１上部電極パッド６２ｂは、他方の第１圧電カンチレバー３２Ａの上部電極Ｌ３に電気的に接続されている。

【0064】

奇数用第２上部電極パッド６１ｃ，６２ｃのうちの一方の奇数用第２上部電極パッド６１ｃは、一方の奇数番目の第２圧電カンチレバー５１Ａ，５１Ｃの上部電極Ｌ３に電気的に接続されている。奇数用第２上部電極パッド６１ｃ，６２ｃのうちの他方の奇数用第２上部電極パッド６２ｃは、他方の奇数番目の第２圧電カンチレバー５２Ａ，５２Ｃの上部電極Ｌ３に電気的に接続されている。

【0065】

偶数用第２上部電極パッド６１ｄ，６２ｄのうちの一方の偶数用第２上部電極パッド６１ｄは、一方の偶数番目の第２圧電カンチレバー５１Ｂ，５１Ｄの上部電極Ｌ３に電気的に接続されている。偶数用第２上部電極パッド６１ｄ，６２ｄのうちの他方の偶数用第２上部電極パッド６２ｄは、他方の偶数番目の第２圧電カンチレバー５２Ｂ，５２Ｄの上部電極Ｌ３に電気的に接続されている。

【0066】

第１検知用電極パッド６１ｅは、第１検知部７１ｙ，７２ｙの上部電極Ｌ３に電気的に接続されている。第２検知用電極パッド６２ｅは、第２検知部７１ｘ，７２ｘの上部電極Ｌ３に電気的に接続されている。

【0067】

以上のような電気的接続により、上部電極Ｌ３と下部電極Ｌ１との間に駆動電圧が印加された場合に、この印加された上部電極Ｌ３と下部電極Ｌ１との間に積層された圧電体Ｌ２が圧電駆動により屈曲変形する。これにより、この屈曲変形した圧電体Ｌ２に応じた支持体Ｂ（圧電カンチレバー）が屈曲変形する。

【0068】

また、後述するように、第１支持部４は、伝達された振動による屈曲変形による圧電効果によって第１検知部７１ｙ，７２ｙから発生した電圧が、第１検知用電極パッド６１ｅと一方の下部電極パッド６１ａとの間の電位差として出力される。同様に、この第１支持部４の屈曲変形による圧電効果によって第２検知部７１ｘ，７２ｘから発生した電圧が、第２検知用電極パッド６２ｅと一方の下部電極パッド６１ａとの間の電位差として出力される。

【0069】

一対の下部電極パッド６１ａ，６２ａと、第１圧電カンチレバー３１Ａ，３２Ａ、第２圧電カンチレバー５１Ａ～５１Ｄ，５２Ａ～５２Ｄ、第１検知部７１ｙ，７２ｙ、及び第２検知部７１ｘ，７２ｘの下部電極Ｌ１とは、シリコン基板上の金属薄膜（本実施形態では２層の金属薄膜、以下、下部電極層ともいう）を、半導体プレーナプロセスを用いて形状加工することにより形成される。この金属薄膜の材料としては、例えば、１層目（下層）にはチタン（Ｔｉ）、二酸化チタン（ＴｉＯ２）又は酸化量が調整された酸化チタン（ＴｉＯｘ）が用いられ、２層目（上層）には白金（Ｐｔ）、ＬａＮｉＯ３又はＳｒＲｕＯ３が用いられる。

【0070】

この場合、第１圧電カンチレバー３１Ａ，３２Ａの下部電極Ｌ１は、当該第１圧電カンチレバー３１Ａ，３２Ａの支持体Ｂ上のほぼ全面に形成される。第２圧電カンチレバー５１Ａ～５１Ｄ，５２Ａ～５２Ｄの下部電極Ｌ１は、当該第２圧電カンチレバー５１Ａ～５１Ｄ，５２Ａ～５２Ｄの支持体Ｂ上（各圧電カンチレバーが延在する直線部と連結部とを合わせた全体）のほぼ全面に形成される。

【0071】

第１検知部７１ｙ，７２ｙの下部電極Ｌ１は、第１支持部４の支持体Ｂ上の第１検知部７１ｙ，７２ｙが配置される部分に形成される。第２検知部７１ｘ，７２ｘの下部電極Ｌ１は、第１支持部４の支持体Ｂ上の第２検知部７１ｘ，７２ｘが配置される部分に形成される。また、第２支持部６上においても同様に、下部電極Ｌ１、層間絶縁膜Ｍ１、上部電極配線Ｗ、パッシベーション膜Ｍ２が設けられている。

【0072】

そして、下部電極パッド６１ａ，６２ａは、第２支持部６上及び第１支持部４上に形成された下部電極Ｌ１を介して、第１圧電カンチレバー３１Ａ，３２Ａの下部電極Ｌ１、第２圧電カンチレバー５１Ａ～５１Ｄ，５２Ａ～５２Ｄの下部電極Ｌ１、第１検知部７１ｙ，７２ｙの下部電極Ｌ１、及び第２検知部７１ｘ，７２ｘの下部電極Ｌ１に、上述したように導通される。

【0073】

第１圧電カンチレバー３１Ａ，３２Ａ、第２圧電カンチレバー５１Ａ～５１Ｄ，５２Ａ～５２Ｄ、第１検知部７１ｙ，７２ｙ、及び第２検知部７１ｘ，７２ｘのそれぞれの圧電体Ｌ２は、半導体プレーナプロセスを用いて、下部電極層上の１層の圧電膜（以下、圧電体層ともいう）を形状加工することにより、それぞれの圧電カンチレバーの下部電極Ｌ１上に互いに分離して形成されている。この圧電膜の材料としては、例えば、圧電材料であるチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）が用いられる。

【0074】

この場合、第１圧電カンチレバー３１Ａ，３２Ａの圧電体Ｌ２は、各第１圧電カンチレバー３１Ａ，３２Ａ毎に下部電極Ｌ１上のほぼ全面に形成されている。第２圧電カンチレバー５１Ａ～５１Ｄ，５２Ａ～５２Ｄの圧電体Ｌ２は、各第２圧電カンチレバー５１Ａ～５１Ｄ，５２Ａ～５２Ｄの延在部分（直線部）において、下部電極Ｌ１上のほぼ全面に形成されている。第１検知部７１ｙ，７２ｙの圧電体Ｌ２は、各第１検知部７１ｙ，７２ｙ毎に下部電極Ｌ１上のほぼ全面に形成されている。第２検知部７１ｘ，７２ｘの圧電体Ｌ２は、各第２検知部７１ｘ，７２ｘ毎に下部電極Ｌ１上のほぼ全面に形成されている。

【0075】

「第１上部電極パッド６１ｂ，６２ｂ、奇数用第２上部電極パッド６１ｃ，６２ｃ、偶数用第２上部電極パッド６１ｄ，６２ｄ、第１検知用電極パッド６１ｅ、及び第２検知用電極パッド６２ｅ」と、「第１圧電カンチレバー３１Ａ，３２Ａ、第２圧電カンチレバー５１Ａ～５１Ｄ，５２Ａ～５２Ｄ、第１検知部７１ｙ，７２ｙ、及び第２検知部７１ｘ，７２ｘのそれぞれの上部電極Ｌ３」と、これらを導通する上部電極配線Ｗは、半導体プレーナプロセスを用いて、圧電体層上の金属薄膜（本実施形態では１層の金属薄膜。以下、上部電極層ともいう）を形状加工することにより形成されている。この金属薄膜の材料としては、例えば白金（Ｐｔ）、金（Ａｕ）、アルミ（Ａｌ）、又はアルミ合金（Ａｌ合金）等が用いられる。

【0076】

この場合、第１圧電カンチレバー３１Ａ，３２Ａ、第２圧電カンチレバー５１Ａ～５１Ｄ，５２Ａ～５２Ｄ、第１検知部７１ｙ，７２ｙ、及び第２検知部７１ｘ，７２ｘのそれぞれの上部電極Ｌ３は、各圧電カンチレバー毎又は各検知部毎の圧電体Ｌ２上のほぼ全面に形成されている。

【0077】

そして、第１上部電極パッド６１ｂ，６２ｂは、それぞれ、第１圧電カンチレバー３１Ａ，３２Ａの上部電極Ｌ３に、第１駆動用上部電極配線Ｗｙを介して、上述したように導通される。また、奇数用第２上部電極パッド６１ｃ，６２ｃは、それぞれ、奇数番目の第２圧電カンチレバー５１Ａ，５１Ｃ，５２Ａ，５２Ｃの上部電極Ｌ３に、第２駆動用奇数上部電極配線Ｗｏを介して、上述したように導通される。また、偶数用第２上部電極パッド６１ｄ，６２ｄは、それぞれ、偶数番目の第２圧電カンチレバー５１Ｂ，５１Ｄ，５２Ｂ，５２Ｄの上部電極Ｌ３に、第２駆動用偶数上部電極配線Ｗｅを介して、上述したように導通される。

【0078】

また、第１検知用電極パッド６１ｅは、第１検知部７１ｙ，７２ｙの上部電極Ｌ３に、第１検知用上部電極配線Ｗｍｙを介して、上述したように導通される。また、第２検知用電極パッド６２ｅは、第２検知部７１ｘ，７２ｘの上部電極Ｌ３に、第２検知用上部電極配線Ｗｍｘを介して、上述したように導通される。

【0079】

図３に示されるように、第１駆動用上部電極配線Ｗｙ、第２駆動用奇数上部電極配線Ｗｏ、第２駆動用偶数上部電極配線Ｗｅ、第１検知用上部電極配線Ｗｍｙ、及び第２検知用上部電極配線Ｗｍｘは、平面的に互いに分離して設けられている。また、上部電極配線Ｗは、上部電極Ｌ３との間に形成された層間絶縁膜Ｍ１によって絶縁されており、上部電極配線Ｗを上部電極Ｌ３に導通する場合には、当該上部電極配線Ｗと当該上部電極Ｌ３とを導通可能に層間絶縁膜Ｍ１に導通部材（例えば、電極ビア等）が形成される。

【0080】

また、パッシベーション膜Ｍ２は、半導体プレーナプロセスを用いて、上部電極配線Ｗ上に、当該上部電極配線Ｗを囲うように形成されている。

【0081】

また、反射面支持体２ｂと、トーションバー２１，２２と、支持体Ｂと、第１支持部４と、第２支持部６とは、複数の層から構成される半導体基板（シリコン基板）を形状加工することにより一体的に形成されている。半導体基板を形状加工する手法としては、フォトリソグラフィ技術やドライエッチング技術等を利用した半導体プレーナプロセス及びＭＥＭＳプロセスが用いられる。

【0082】

次に、本実施形態の光偏向器１の作動について説明する。まず、第１圧電アクチュエータ３１，３２により、ミラー部２を第１支持部４に対して第１軸Ｙ周りに揺動させる場合について説明する。

【0083】

この場合には、光偏向器１は、第１圧電アクチュエータ３１，３２に駆動電圧を印加する。具体的には、一方の第１圧電アクチュエータ３１では、一方の第１上部電極パッド６１ｂと一方の下部電極パッド６１ａとの間に第１駆動電圧Ｖｙ１を印加して、一方の第１圧電カンチレバー３１Ａを駆動させる。また、他方の第１圧電アクチュエータ３２では、他方の第１上部電極パッド６２ｂと他方の下部電極パッド６２ａとの間に第２駆動電圧Ｖｙ２を印加して、他方の第１圧電カンチレバー３２Ａを駆動させる。ここで、第１駆動電圧Ｖｙ１と第２駆動電圧Ｖｙ２とは、互いに逆位相或いは位相のずれた交流電圧（例えば正弦波、ノコギリ波等）である。

【0084】

このとき、第１駆動電圧Ｖｙ１及び第２駆動電圧Ｖｙ２の揺動用の電圧成分は、第１圧電アクチュエータ３１，３２の垂直方向（図１の上方向Ｕ及びその反対の方向である下方向）について、一方の第１圧電カンチレバー３１Ａと他方の第１圧電カンチレバー３２Ａとの角度変位が逆方向に発生するように印加する。

【0085】

例えば、第１軸Ｙ周りに揺動するときに、一方の第１圧電アクチュエータ３１を上方向に変位させる場合には、一方の第１圧電カンチレバー３１Ａを上方向に変位させる。一方の第１圧電アクチュエータ３１を下方向に変位させるには、一方の第１圧電カンチレバー３１Ａを下方向に変位させる。

【0086】

また、他方の第１圧電アクチュエータ３２についても一方の第１圧電アクチュエータ３１と同様に、他方の第１圧電アクチュエータ３２を上方向に変位させる場合には、他方の第１圧電カンチレバー３２Ａを上方向に変位させる。他方の第１圧電アクチュエータ３２を下方向に変位させるには、他方の第１圧電カンチレバー３２Ａを下方向に変位させる。

【0087】

本実施形態の光偏向器１では、「一方の第１圧電アクチュエータ３１を上方向に変位させると共に、他方の第１圧電アクチュエータ３２を下方向に変位させること」か、又は「一方の第１圧電アクチュエータ３１を下方向に変位させると共に、他方の第１圧電アクチュエータ３２を上方向に変位させること」で、第１軸Ｙ周りで揺動するとき、大きな偏向角を得ている。このように、本実施形態では、ミラー部２を第１軸Ｙ周りに揺動することができ、所定の第１周波数Ｆｙで所定の第１偏向角の光走査をすることができる。

【0088】

次に、第２圧電アクチュエータ５１，５２により、第１支持部４を第２支持部６に対して第２軸Ｘ周りに揺動させる場合について説明する。

【0089】

この場合には、光偏向器１は、第２圧電アクチュエータ５１，５２に駆動電圧を印加する。具体的には、一方の第２圧電アクチュエータ５１では、一方の奇数用第２上部電極パッド６１ｃと一方の下部電極パッド６１ａとの間に第３駆動電圧Ｖｘ１を印加して、一方の奇数番目の第２圧電カンチレバー５１Ａ，５１Ｃを駆動させる。これと共に、一方の第２圧電アクチュエータ５１では、一方の偶数用第２上部電極パッド６１ｄと一方の下部電極パッド６１ａとの間に第４駆動電圧Ｖｘ２を印加して、一方の偶数番目の第２圧電カンチレバー５１Ｂ，５１Ｄを駆動させる。

【0090】

更に、他方の第２圧電アクチュエータ５２では、他方の奇数用第２上部電極パッド６２ｃと他方の下部電極パッド６２ａとの間に第３駆動電圧Ｖｘ１を印加して、他方の奇数番目の第２圧電カンチレバー５２Ａ，５２Ｃを駆動させる。これと共に、他方の第２圧電アクチュエータ５２では、他方の偶数用第２上部電極パッド６２ｄと他方の下部電極パッド６２ａとの間に第４駆動電圧Ｖｘ２を印加して、他方の偶数番目の第２圧電カンチレバー５２Ｂ，５２Ｄを駆動させる。

【0091】

ここで、第３駆動電圧Ｖｘ１と第４駆動電圧Ｖｘ２は、互いに逆位相の交流電圧（例えば正弦波、ノコギリ波等）である。図４は、第３駆動電圧Ｖｘ１と第４駆動電圧Ｖｘ２の一例である。図４中、実線で記載したノコギリ波が第３駆動電圧Ｖｘ１の一例である。以下、第３駆動電圧Ｖｘ１を第１駆動信号Ｐとも呼ぶ。また、図４中、一点鎖線で記載したノコギリ波が第４駆動電圧Ｖｘ２の一例である。以下、第４駆動電圧Ｖｘ２を第２駆動信号Ｎとも呼ぶ。なお、第３駆動電圧Ｖｘ１と第４駆動電圧Ｖｘ２は、互いに位相のずれた交流電圧（例えば正弦波、ノコギリ波等）であってもよい。光偏向器駆動システム１０により投影される映像の画角及び偏向方向は２つの駆動信号（第１駆動信号Ｐ、第２駆動信号Ｎ）の少なくとも一方の振幅及びオフセット量を変更することで可変できる。これにより、揺動の角度やオフセットされる角度を制御することができる。

【0092】

このとき、第３駆動電圧Ｖｘ１及び第４駆動電圧Ｖｘ２の揺動用の電圧成分は、第２圧電アクチュエータ５１，５２の垂直方向（図１の上方向Ｕ及びその反対の方向である下方向）について、奇数番目の第２圧電カンチレバー５１Ａ，５１Ｃ，５２Ａ，５２Ｃと偶数番目の第２圧電カンチレバー５１Ｂ，５１Ｄ，５２Ｂ，５２Ｄとの角度変位が、逆方向に発生するように設定される。

【0093】

例えば、第２軸Ｘ周りに揺動するとき、第２圧電アクチュエータ５１，５２の先端部を上方向（図１に示す方向Ｕ）に変位させる場合には、奇数番目の第２圧電カンチレバー５１Ａ，５１Ｃ，５２Ａ，５２Ｃを上方向に変位させ、偶数番目の第２圧電カンチレバー５１Ｂ，５１Ｄ，５２Ｂ，５２Ｄを下方向に変位させる。第２圧電アクチュエータ５１，５２の先端部を下方向に変位させるには、奇数番目の第２圧電カンチレバー５１Ａ，５１Ｃ，５２Ａ，５２Ｃを下方向に変位させ、偶数番目の第２圧電カンチレバー５１Ｂ，５１Ｄ，５２Ｂ，５２Ｄを上方向に変位させる。

【0094】

これにより、奇数番目の第２圧電カンチレバー５１Ａ，５１Ｃ，５２Ａ，５２Ｃと、偶数番目の第２圧電カンチレバー５１Ｂ，５１Ｄ，５２Ｂ，５２Ｄとが、互いに逆方向に屈曲変形する。

【0095】

図５は、光偏向器１の一方の第２圧電アクチュエータ５１の作動を示す図である。図５（ａ）は一方の第２圧電アクチュエータ５１が作動していない状態を示し、図５（ｂ）は一方の第２圧電アクチュエータ５１が作動している状態を示す。

【0096】

図５（ｂ）に示されるように、４番目の一方の第２圧電カンチレバー５１Ｄは、第２支持部６と連結した基端部を支点として、その先端部に下方向の角度変位が発生している。３番目の一方の第２圧電カンチレバー５１Ｃは、４番目の一方の第２圧電カンチレバー５１Ｄの先端部と連結した基端部を支点として、その先端部に上方向の角度変位が発生している。

【0097】

２番目の一方の第２圧電カンチレバー５１Ｂは、３番目の一方の第２圧電カンチレバー５１Ｃの先端部と連結した基端部を支点として、その先端部に下方向の角度変位が発生している。１番目の一方の第２圧電カンチレバー５１Ａは、２番目の一方の第２圧電カンチレバー５１Ｂの先端部と連結した基端部を支点として、その先端部（第１支持部４と連結している）に上方向の角度変位が発生している。これにより、一方の第２圧電アクチュエータ５１では、各一方の第２圧電カンチレバー５１Ａ～５１Ｄの屈曲変形の大きさを加算した大きさの角度変位が発生する。

【0098】

従って、第１支持部４を第２軸Ｘ周りに揺動することができ、所定の第２周波数Ｆｘで所定の第２偏向角の光走査をすることができる。このとき、これらの第２圧電アクチュエータ５１，５２では、駆動電圧として第２圧電アクチュエータ５１，５２を含む第１支持部４の機械的な共振周波数付近の周波数の交流電圧を印加して共振駆動させることで、より大きな偏向角で光走査することができる。

【0099】

また、第１支持部４を第２軸Ｘ周りに揺動する場合には、上述したように交流電圧を印加する必要はなく、直流電圧を印加してもよい。この場合、第２圧電カンチレバー５１Ａ～５１Ｄ，５２Ａ～５２Ｄで発生する屈曲変形の大きさは、直流電圧の大きさに応じて線形的に変化する。従って、例えば交流電圧を印加して圧電カンチレバーを共振駆動させる場合と異なり、直流電圧の大きさを制御することで第２圧電アクチュエータ５１，５２から任意の出力を得ることができる。

【0100】

このように、光偏向器１では、第２軸Ｘ周りに揺動する場合には、駆動電圧として印加した直流電圧の大きさに応じて線形的に偏向角を制御することができるので、任意の速度で任意の偏向角を得ることができる。

【0101】

また、第２圧電アクチュエータ５１，５２は、それぞれがミアンダ形状（又は蛇腹形状）に形成されている。これによって、各圧電カンチレバーの屈曲変形が累積されるように形成されている。このため、第２圧電アクチュエータ５１，５２は、第１圧電アクチュエータ３１，３２に比べて大きな偏向角を得やすい。

【0102】

このため、本実施形態では、第１圧電アクチュエータ３１，３２によって揺動する場合には、なるべく大きな偏向角を得るために、第１圧電アクチュエータ３１，３２の上方向又は下方向の変位を変化させる周波数、すなわち第１周波数Ｆｙが、光偏向器１（特に、圧電カンチレバー等）の構造や材料等によって決定される共振周波数になるように設定している。

【0103】

また、第２圧電アクチュエータ５１，５２は、ミアンダ形状（又は蛇腹形状）に形成されており、第１圧電アクチュエータ３１，３２に比べて揺動しやすい。このため、第２周波数Ｆｘは、第１周波数Ｆｙに比べて充分に低く設定されている。本実施形態では、例えば、第１周波数Ｆｙを３０ｋＨｚ、第２周波数Ｆｘを６０Ｈｚに設定している。

【0104】

図６は、光偏向器１が走査（ラスタースキャン）するレーザー光Ｒａｙにより、スクリーン部材２０に映像ｐを描画している様子を表す図である（集光レンズ１４、補正ミラー１８、投影レンズ２３省略）。

【0105】

以上のように、ミラー部２が第１支持部４に対して第１軸Ｙを中心に揺動することにより、図６に示すように、ミラー部２に入射する光源１２からのレーザー光Ｒａｙが第１方向（例えば水平方向）に走査される。

【0106】

また、ミラー部２が第２支持部６に対して第２軸Ｘを中心に揺動することにより、図６に示すように、ミラー部２に入射する光源１２からのレーザー光Ｒａｙが第２方向（例えば垂直方向）に走査される。

【0107】

図７は、光偏向器１に印加される駆動信号（図７（ａ）参照）とミラー部２の揺動角度（図７（ｂ）参照）との関係を表す図である。

【0108】

なお、光偏向器１においては、交互に配置されているカンチレバー（奇数番目の第２圧電カンチレバー５１Ａ，５１Ｃ，５２Ａ，５２Ｃと偶数番目の第２圧電カンチレバー５１Ｂ，５１Ｄ，５２Ｂ，５２Ｄ）の変位量が同じ場合に、すなわち、第１駆動信号Ｐと第２駆動信号Ｎの電圧が同じ場合に、ミラー部２は、基準位置（=角度０°。図７（ｂ）参照）に位置する。第２軸Ｘを中心とするミラー部２の動き（揺動）は、駆動信号から見ると２つの信号の差動信号（第１駆動信号Ｐから第２駆動信号Ｎを引き算した信号）と同じ動きとなる。すなわち、差動信号が０Ｖの時、ミラー部２は、基準位置（＝角度０°。図７（ｂ）参照）に位置する。

【0109】

以上のように、光偏向器１が走査するレーザー光Ｒａｙにより、スクリーン部材２０に映像ｐが描画される。

【0110】

その際、第１駆動信号Ｐ及び第２駆動信号Ｎ（図４参照）の少なくとも一方の振幅を変更することにより、図８に示すように、光偏向器１が走査するレーザー光Ｒａｙによりスクリーン部材２０に描画される映像ｐの縦幅（図８中、符号Ｈ１～Ｈ３参照）を変更することができる。図８は、スクリーン部材２０に描画される、縦幅が異なる映像ｐの例である。

【0111】

また、第１駆動信号Ｐ及び第２駆動信号Ｎ（図４参照）の少なくとも一方のオフセット（オフセット量）を変更することにより、図９に示すように、光偏向器１が走査するレーザー光Ｒａｙによりスクリーン部材２０に描画される映像ｐの垂直方向の位置（オフセット量）を変更することができる。図９は、スクリーン部材２０に描画される、垂直方向の位置（オフセット量）が異なる映像ｐの例である。

【0112】

次に、光偏向器駆動システム１０の機能的構成例について説明する。

【0113】

図１０は、光偏向器駆動システム１０の機能的構成例である。

【0114】

図１０に示すように、光偏向器駆動システム１０は、映像信号入力部１０２、映像信号処理部１１６、映像信号蓄積部１０４、ＭＥＭＳ駆動部１０８、センサ信号入力部１１０、光源駆動部１１４を備えている。

【0115】

映像信号入力部１０２には、当該映像入力部１０２に接続される外部装置（図示せず）が出力する映像信号が入力される。

【0116】

映像信号蓄積部１０４には、映像信号入力部１０２に入力された映像信号（映像）が蓄積される。

【0117】

映像信号処理部１１６は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）又はＤＳＰ（Digital Signal Processor）であり、映像信号蓄積部１０４に蓄積された映像信号（映像）に基づいて、当該映像をスクリーン部材２０に描画するため、光偏向器１（第１圧電アクチュエータ３１，３２、第２圧電アクチュエータ５１，５２）を駆動する駆動信号及び光源１２を駆動する駆動信号を生成する。

【0118】

その際、映像信号処理部１１６は、センサ信号入力部１１０に入力されるセンサ信号（例えば、第１検知部７１ｙ，７２ｙ、第２検知部７１ｘ，７２ｘそれぞれが検知した電圧）が目標値に一致するように例えば光偏向器１を駆動する駆動信号を調整する（フィードバック制御）。

【0119】

ＭＥＭＳ駆動部１０８は、映像信号処理部１１６が生成した第１圧電アクチュエータ駆動用の駆動信号をＤ／Ａ変換し（さらに増幅し）、第１駆動電圧Ｖｙ１、第２駆動電圧Ｖｙ２として光偏向器１（第１圧電アクチュエータ３１，３２）に印加する。また、ＭＥＭＳ駆動部１０８は、映像信号処理部１１６が生成した第２圧電アクチュエータ駆動用の駆動信号をＤ／Ａ変換し（さらに増幅し）、第３駆動電圧Ｖｘ１（第１駆動信号Ｐ）、第４駆動電圧Ｖｘ２（第２駆動信号Ｎ）として光偏向器１（第２圧電アクチュエータ５１，５２）に印加する。

【0120】

光源駆動部１１４は、映像信号処理部１１６が生成した光源駆動用の駆動信号をＤ／Ａ変換し（さらに増幅し）、光源１２に印加する。

【0121】

次に、映像信号処理部１１６の機能的構成例について説明する。

【0122】

図１１は、映像信号処理部１１６の機能的構成例である。

【0123】

図１１に示すように、映像信号処理部１１６は、波形生成部８１、計算部８２、タイミング判定部８３、振幅制御部８４、オフセット分割部８５、オフセットレベル制御部８６、第１加算部８７、第２加算部８８を備えている。これらは、映像信号処理部１１６（ＣＰＵ又はＤＳＰ）が所定プログラムを実行することにより実現される。なお、これらの一部又は全部はハードウエアにより実現してもよい。

【0124】

波形生成部８１は、波形データを出力する。図１３（ａ）、図１８（ｈ）、図２０（ａ）及び図２１（ｈ）が波形データの一例である。波形データは、例えば、６０Ｈｚのノコギリ波である。波形データは、例えば、メモリ等の記憶部（図示せず）に予め記憶されている。

【0125】

計算部８２は、振幅データ、時間データ、オフセットレベルデータを出力する。図１３（ｂ）及び図２０（ｂ）が振幅データの一例である。振幅データは、駆動信号の振幅を表す。

【0126】

時間データには、立ち上がり時間を表す時間データ（立ち上がり時間）と立ち下がり時間を表す時間データ（立ち下がり時間）がある。図１８（ｂ）及び図２１（ｂ）が時間データ（立ち上がり時間）の一例、図１８（ｃ）及び図２１（ｃ）が時間データ（立ち下がり時間）の一例である。具体的には、時間データ（立ち上がり時間）は図１８（ｈ）及び図２１（ｈ）中の時間ｔ２を表し、時間データ（立ち下がり時間）は図１８（ｈ）及び図２１（ｈ）中の時間ｔ１を表す。図１８（ａ）及び図２１（ａ）がオフセットレベルデータの一例である。オフセットレベルデータは、オフセット量ｏｆｆｓｅｔを表す。

【0127】

タイミング判定部８３は、変更対象の駆動信号について電圧が最も小さくなるタイミングを判定する。また、タイミング判定部８３は、第１信号Ｐ（図１３（ｃ）参照）及び第１信号Ｎ（図１３（ｄ）参照）を出力する。第１信号Ｐは、振幅データが表す振幅と同じ振幅を表す。同様に、第１信号Ｎは、振幅データが表す振幅と同じ振幅を表す。また、タイミング判定部８３は、第４信号Ｐ（図２１（ｆ）参照）及び第４信号Ｎ（図１８（ｇ）参照）を出力する。第４信号Ｐは、ｏｆｆｓｅｔ／ｔ２ごとに立ち上がる連続パルスである。同様に、第４信号Ｎは、ｏｆｆｓｅｔ／ｔ１ごとに立ち上がる連続パルスである。

【0128】

振幅制御部８４は、第２信号Ｐ（図１３（ｅ）参照）及び第２信号Ｎ（図１３（ｆ）参照）を生成し、この生成した第２信号Ｐ及び第２信号Ｎを出力する。第２信号Ｐは、波形データ（図１３（ａ）参照）の振幅を、第１信号Ｐが表す振幅と同じ振幅に調整することにより生成される。同様に、第２信号Ｎは、波形データ（図１３（ａ）参照）の位相を逆にした（１８０度逆にした）波形データの振幅を、第１信号Ｎが表す振幅と同じ振幅に調整することにより生成される。

【0129】

オフセット分割部８５は、計算部８２が出力するオフセットレベルデータが表すオフセット量ｏｆｆｓｅｔを立ち上がり時間ｔ２又は立ち下がり時間ｔ１で分割する。オフセット分割部８５は、第３信号Ｐ（図２１（ｄ）参照）及び第３信号Ｎ（図１８（ｅ）参照）を出力する。第３信号Ｐは、オフセットレベルデータが表すオフセット量ｏｆｆｓｅｔ／立ち上がり時間ｔ２を表す。第３信号Ｎは、オフセットレベルデータが表すオフセット量ｏｆｆｓｅｔ／立ち下がり時間ｔ１を表す。

【0130】

オフセットレベル制御部８６は、分割された時間（例えば、オフセット量ｏｆｆｓｅｔ／立ち下がり時間ｔ１）が経過するごとに、当該オフセットレベル制御部８６が出力する第５信号Ｎが表す数値を所定量（例えば、１）ずつカウントアップする（例えば、図１８（ｊ）に示すオフセット量を反映する場合）。なお、オフセットレベル制御部８６は、分割された時間（例えば、オフセット量ｏｆｆｓｅｔ／立ち上がり時間ｔ２）が経過するごとに、当該オフセットレベル制御部８６が出力する第５信号Ｎが表す数値を所定量（例えば、１）ずつカウントダウンする場合もある（例えば、図２１（ｊ）に示すオフセット量を反映する場合）。

【0131】

第１加算部８７は、これに入力される第２信号Ｐをそのまま第１駆動信号Ｐとして出力する。但し、第１加算部８７は、これに第５信号Ｐが入力されている場合、第２信号Ｐに第５信号Ｐを加算し（変更を反映し）、この加算後（変更反映後）の第２信号Ｐを第１駆動信号Ｐとして出力する。

【0132】

第２加算部８８は、これに入力される第２信号Ｎをそのまま第２駆動信号Ｎとして出力する。但し、第２加算部８８は、これに第５信号Ｎが入力されている場合、第２信号Ｎに第５信号Ｎを加算し（変更を反映し）、この加算後（変更反映後）の第２信号Ｎを第２駆動信号Ｎとして出力する。

【0133】

次に、ＭＥＭＳ駆動部１０８がミラー部２を第２軸Ｘ周りに揺動させる処理について説明する。

【0134】

図１２は、ＭＥＭＳ駆動部１０８がミラー部２を第２軸Ｘ周りに揺動させる処理のシーケンス図である。図１３は映像ｐの縦幅を縮小する場合の各信号例（タイムチャート）である。

【0135】

まず、図８（ａ）に示す縦幅Ｈ１の映像ｐを描画する際に、ＭＥＭＳ駆動部１０８がミラー部２を第２軸Ｘ周りに揺動させる処理について説明する。

【0136】

以下、前提として、図１２に示すように、波形生成部８１が出力した波形データ（図１３（ａ）参照）がタイミング判定部８３及び振幅制御部８４に入力されているものとする（ステップＳ１、Ｓ２）。また、計算部８２が出力した振幅ｈ１を表す振幅データ（図１３（ｂ）参照）がタイミング判定部８３に入力されているものとする（ステップＳ３）。

【0137】

まず、タイミング判定部８３は、これに振幅ｈ１を表す振幅データが入力されると（ステップＳ３）、振幅データが表す振幅ｈ１と同じ振幅を表す第１信号Ｐ（図１３（ｃ）参照）及び第１信号Ｎ（図１３（ｄ）参照）を出力する（ステップＳ４）。タイミング判定部８３が出力した第１信号Ｐ及び第１信号Ｎは、振幅制御部８４に入力される（ステップＳ４）。

【0138】

次に、振幅制御部８４は、これに第１信号Ｐ及び第１信号Ｎが入力されると（ステップＳ４）、第２信号Ｐ（図１３（ｅ）参照）及び第２信号Ｎ（図１３（ｆ）参照）を生成し（ステップＳ５）、この生成した第２信号Ｐ及び第２信号Ｎを出力する（ステップＳ６、Ｓ７）。第２信号Ｐは、波形データ（図１３（ａ）参照）の振幅を、第１信号Ｐが表す振幅ｈ１と同じ振幅に調整することにより生成される。同様に、第２信号Ｎは、波形データ（図１３（ａ）参照）の位相を逆にした（１８０度逆にした）波形データの振幅を、第１信号Ｎが表す振幅ｈ１と同じ振幅に調整することにより生成される。振幅制御部８４が出力した第２信号Ｐは、第１加算部８７に入力される（ステップＳ６）。一方、振幅制御部８４が出力した第２信号Ｎは、第２加算部８８に入力される（ステップＳ７）。

【0139】

第１加算部８７は、これに第２信号Ｐが入力されると（ステップＳ６）、第２信号Ｐをそのまま出力する（ステップＳ８）。第１加算部８７が出力した第２信号Ｐは、ＭＥＭＳ駆動部１０８に入力される（ステップＳ８）。

【0140】

一方、第２加算部８８は、これに第２信号Ｎが入力されると（ステップＳ７）、第２信号Ｎをそのまま出力する（ステップＳ９）。第２加算部８８が出力した第２信号Ｎは、ＭＥＭＳ駆動部１０８に入力される（ステップＳ９）。

【0141】

ＭＥＭＳ駆動部１０８は、これに振幅ｈ１の第２信号Ｐが入力されると（ステップＳ８）、この振幅ｈ１の第２信号ＰをＤ／Ａ変換し（さらに増幅し）、第３駆動電圧Ｖｘ１（第１駆動信号Ｐ）として光偏向器１に印加する（ステップＳ１１）。また、ＭＥＭＳ駆動部は、これに振幅ｈ１の第２信号Ｎが入力されると（ステップＳ９）、この振幅ｈ１の第２信号ＮをＤ／Ａ変換し（さらに増幅し）、第４駆動電圧Ｖｘ２（第２駆動信号Ｎ）として光偏向器１に印加する（ステップＳ１２）。

【0142】

これにより、ミラー部２が第２軸Ｘを中心に振幅データが表す振幅ｈ１に応じた範囲内で揺動する。これにより、図８（ａ）に示す縦幅Ｈ１の映像ｐが描画される。

【0143】

次に、本発明者らが見出した課題について説明する。

【0144】

図１４、図１５は、本発明者らが見出した課題について説明するための図である。

【0145】

スクリーン部材２０に描画される映像の縦幅は、駆動信号（例えば、第２信号Ｐ及び第２信号Ｎ）の振幅を変更することにより、例えば図８に示すように変更することができる。また、スクリーン部材２０に描画される映像のオフセット量は、第２信号Ｐ（及び第２信号Ｎ）に第５信号Ｐ（及び第５信号Ｎ）を加算又は減算することにより、例えば図９に示すように変更することができる。

【0146】

光偏向器１は複数の固有振動モードを有し、光偏向器１に固有振動数に近い周波数成分を含む信号を印加した場合、共振現象が発生する。共振現象は小さい印加電圧で大きな光偏向器１（ミラー部２）の変位を生むため、光偏向器１に印加する駆動信号（駆動電圧）は制御されていない共振(異常振動)を誘導しないような信号である必要がある。

【0147】

しかしながら、本発明者らが検討したところ、オフセット（又は振幅）を変更する旨の指示が入力されたタイミングでオフセット（又は振幅）の変更を反映した場合、変更の前後において駆動信号（駆動電圧）の波形が乱れてしまい（図１４参照）、当該波形が乱れた駆動信号（駆動電圧）のエッジに含まれる不要な周波数成分（意図しない周波数成分）によって光偏向器１に異常振動が発生し、これに起因して、光偏向器１が走査する光により描画される映像ｐに縞模様（図１５参照）が出現してしまうとういう課題を見出した。

【0148】

次に、光偏向器１に異常振動が発生するのを抑制しつつ、スクリーン部材２０に描画される映像の縦幅を変更する処理について説明する。

【0149】

図１６は、光偏向器１に異常振動が発生するのを抑制しつつ、スクリーン部材２０に描画される映像の縦幅を変更する処理のシーケンス図である。

【0150】

以下、スクリーン部材２０に描画される映像の縦幅を変更する処理として、図８（ａ）に示す映像ｐの縦幅Ｈ１を、図８（ｂ）に示す映像ｐの縦幅Ｈ２に変更（縮小）する処理について説明する。

【0151】

以下、前提として、図１２に示すステップＳ１～Ｓ１２の処理が実行されることにより、図８（ａ）に示す縦幅Ｈ１の映像ｐがスクリーン部材２０に描画されているものとする。

【0152】

まず、タイミング判定部８３は、これに現在入力されている振幅ｈ１を表す振幅データと異なる振幅ｈ２を表す振幅データ（図１３（ｂ）参照）が入力されると（ステップＳ２０）、第２信号Ｐ（図１３（ｅ）参照）について電圧が最も小さくなるタイミングか否かを判定する（ステップＳ２１）。現在入力されている振幅ｈ１を表す振幅データと異なる振幅ｈ２を表す振幅データは、例えば、ユーザが所定操作を行うことにより入力される。この現在入力されている振幅ｈ１を表す振幅データと異なる振幅ｈ２を表す振幅データが本発明の振幅を変更する旨の指示の一例である。

【0153】

タイミング判定部８３は、第２信号Ｐについて電圧が最も小さくなるタイミング（図１３（ｅ）中、符号Ｐ１参照）が到来するまで待機する（ステップＳ２１：ＮＯ）。このようなタイミングは波形データでの電圧が最も小さくなるタイミングと一致しているため、波形データより求めることができる。

【0154】

タイミング判定部８３は、第２信号Ｐについて電圧が最も小さくなるタイミング（図１３（ｅ）中、符号Ｐ１参照）であると判定すると（ステップＳ２１：ＹＥＳ）、振幅データが表す振幅ｈ２と同じ振幅を表す第１信号Ｐ（図１３（ｃ）参照）を出力する（ステップＳ２２）。タイミング判定部８３が出力した第１信号Ｐは、振幅制御部８４に入力される（ステップＳ２２）。

【0155】

また、タイミング判定部８３は、第２信号Ｎ（図１３（ｆ）参照）について電圧が最も小さくなるタイミングか否かを判定する（ステップＳ２３）。タイミング判定部８３は、第２信号Ｎ（図１３（ｆ）参照）について電圧が最も小さくなるタイミング（図１３（ｆ）中、符号Ｐ２参照）が到来するまで待機する（ステップＳ２３：ＮＯ）。第２信号Ｎは波形データと逆位相の波形であるため、このようなタイミングは波形データでの電圧が最も大きくなるタイミングと一致しており、波形データより求めることができる。

【0156】

タイミング判定部８３は、第２信号Ｎについて電圧が最も小さくなるタイミング（図１３（ｆ）中、符号Ｐ２参照）であると判定すると（ステップＳ２３：ＹＥＳ）、振幅データが表す振幅ｈ２と同じ振幅を表す第１信号Ｎ（図１３（ｄ）参照）を出力する（ステップＳ２４）。タイミング判定部８３が出力した第１信号Ｎは、振幅制御部８４に入力される。

【0157】

次に、振幅制御部８４は、これに第１信号Ｐが入力されると（ステップＳ２２）、振幅ｈ２の第２信号Ｐ（図１３（ｅ）参照）を生成し（ステップＳ２５）、この生成した振幅ｈ２の第２信号Ｐを出力する（ステップＳ２６）。振幅ｈ２の第２信号Ｐは、波形データ（図１３（ａ）参照）の振幅を、第１信号Ｐが表す振幅ｈ２と同じ振幅に調整することにより生成される。ステップＳ２５が本発明の変更反映部の一例である。振幅制御部８４が出力した第２信号Ｐは、第１加算部８７に入力される（ステップＳ２６）。

【0158】

また、振幅制御部８４は、これに第１信号Ｎが入力されると（ステップＳ２４）、振幅ｈ２の第２信号Ｎ（図１３（ｆ）参照）を生成し（ステップＳ２７）、この生成した振幅ｈ２の第２信号Ｎを出力する（ステップＳ２８）。振幅ｈ２の第２信号Ｎは、波形データ（図１３（ａ）参照）の位相を逆にした（１８０度逆にした）波形データの振幅を、第１信号Ｎが表す振幅ｈ２と同じ振幅に調整することにより生成される。ステップＳ２７が本発明の変更反映部の一例である。振幅制御部８４が出力した振幅ｈ２の第２信号Ｎは、第２加算部８８に入力される（ステップＳ２８）。

【0159】

第１加算部８７は、これに第２信号Ｐが入力されると（ステップＳ２６）、第２信号Ｐをそのまま出力する（ステップＳ２９）。第１加算部８７が出力した第２信号Ｐは、ＭＥＭＳ駆動部１０８に入力される（ステップＳ２９）。

【0160】

一方、第２加算部８８は、これに第２信号Ｎが入力されると（ステップＳ２８）、第２信号Ｎをそのまま出力する（ステップＳ３０）。第２加算部８８が出力した第２信号Ｎは、ＭＥＭＳ駆動部１０８に入力される（ステップＳ３０）。

【0161】

ＭＥＭＳ駆動部１０８は、これに振幅ｈ２の第２信号Ｐが入力されると（ステップＳ２９）、この振幅ｈ２の第２信号ＰをＤ／Ａ変換し（さらに増幅し）、第３駆動電圧Ｖｘ１（第１駆動信号Ｐ）として光偏向器１に印加する（ステップＳ３１）。また、ＭＥＭＳ駆動部は、これに振幅ｈ２の第２信号Ｎが入力されると（ステップＳ３０）、この振幅ｈ２の第２信号ＮをＤ／Ａ変換し（さらに増幅し）、第４駆動電圧Ｖｘ２（第２駆動信号Ｎ）として光偏向器１に印加する（ステップＳ３２）。

【0162】

これにより、ミラー部２が第２軸Ｘを中心に振幅データが表す振幅ｈ２に応じた範囲内で揺動する。これにより、図８（ｂ）に示す縦幅Ｈ２の映像ｐが描画される。

【0163】

以上のように、振幅を変更する旨の指示が入力されたタイミング（ステップＳ２０）で振幅の変更を反映するのではなく、変更対象の駆動信号（第２信号Ｐ、第２信号Ｎ）について電圧が最も小さくなるタイミングと判定された場合（ステップＳ２１：ＹＥＳ、ステップＳ２３：ＹＥＳ）、変更対象の駆動信号に対して変更を反映する（ステップＳ２５、Ｓ２７）。振幅を変更する旨の指示が入力されたタイミングから、変更対象の駆動信号（第２信号Ｐ、第２信号Ｎ）について電圧が最も小さくなるタイミングまでの間は変更前のふり幅を維持して駆動される。

【0164】

これにより、振幅の変更を反映した場合であっても、光偏向器１に異常振動が発生するのを抑制することができる（その結果、光偏向器が走査する光により描画される映像に縞模様が出現するのを抑制することができる）。

【0165】

以上、図１３に示す各信号を用いることにより、図８（ａ）に示す映像ｐの縦幅Ｈ１を、図８（ｂ）に示す映像ｐの縦幅Ｈ２に変更（縮小）する処理について説明したが、これに限らない。例えば、図２０に示す各信号を用いることにより、図８（ａ）に示す映像ｐの縦幅Ｈ１を、図８（ｃ）に示す映像ｐの縦幅Ｈ３に変更（拡大）することができる。図２０は、映像ｐの縦幅を拡大する場合の各信号例（タイムチャート）である。

【0166】

次に、光偏向器１に異常振動が発生するのを抑制しつつ、スクリーン部材２０に描画される映像のオフセット量を変更する処理について説明する。

【0167】

図１７は、光偏向器１に異常振動が発生するのを抑制しつつ、スクリーン部材２０に描画される映像のオフセット量を変更する処理のシーケンス図である。図１８は、映像ｐを上方にオフセットする場合の各信号例（タイムチャート）である。

【0168】

以下、スクリーン部材２０に描画される映像のオフセット量を変更する処理として、図９（ａ）に示す映像ｐを、図９（ｂ）に示すように上方にオフセットする処理について説明する。

【0169】

以下、前提として、図１７に示すステップＳ１～Ｓ１２の処理が実行されることにより、図９（ａ）に示す映像ｐがスクリーン部材２０に描画されているものとする。なお、図１７に示すステップＳ１～Ｓ１２は、図１２に示すステップＳ１～Ｓ１２と同様である。

【0170】

まず、オフセット分割部８５は、これに現在入力されているオフセット量を表すオフセットデータと異なるオフセット量を表すオフセットレベルデータ（図１８（ａ）参照）及び時間データ（図１８（ｂ）、図１８（ｃ）参照）が入力されると（ステップＳ４０）、第３信号Ｎ（図１８（ｅ）参照）を出力する（ステップＳ４１）。現在入力されているオフセット量を表すオフセットデータと異なるオフセット量を表すオフセットレベルデータは、例えば、ユーザが所定操作を行うことにより入力される。この現在入力されているオフセット量を表すオフセットデータと異なるオフセット量を表すオフセットレベルデータが本発明のオフセットを変更する旨の指示の一例である。第３信号Ｎは、オフセットレベルデータが表すオフセット量ｏｆｆｓｅｔ／立ち下がり時間ｔ１を表す。オフセット分割部８５が出力する第３信号Ｎは、タイミング判定部８３に入力される（ステップＳ４１）。

【0171】

タイミング判定部８３は、これに第３信号Ｎが入力されると、第２信号Ｎ（図１８（ｌ）参照）について電圧が最も小さくなるタイミングか否かを判定する（ステップＳ４２）。タイミング判定部８３は、第２信号Ｎについて電圧が最も小さくなるタイミング（図１８（ｌ）中、符号Ｐ３参照）が到来するまで待機する（ステップＳ４２：ＮＯ）。

【0172】

タイミング判定部８３は、第２信号Ｎについて電圧が最も小さくなるタイミング（図１８（ｌ）中、符号Ｐ３参照）であると判定すると（ステップＳ４２：ＹＥＳ）、第４信号Ｎ（図１８（ｇ）参照）を出力する（ステップＳ４３）。第４信号Ｎは、オフセット量ｏｆｆｓｅｔ／立ち下がり時間ｔ１ごとに立ち上がる連続パルスである。タイミング判定部８３が出力する第４信号Ｎは、オフセットレベル制御部８６に入力される。

【0173】

オフセットレベル制御部８６は、分割された時間（オフセット量ｏｆｆｓｅｔ／立ち下がり時間ｔ１）が経過するごとに（ステップＳ４４：ＹＥＳ）、すなわち、第４信号Ｎが立ち上がるタイミング（図１８（ｇ）参照）ごとに、当該オフセットレベル制御部８６が出力する第５信号Ｎが表す数値を所定量（例えば、１）ずつカウントアップする（ステップＳ４５）。

【0174】

オフセットレベル制御部８６は、カウントアップがｏｆｆｓｅｔに達するまで（ステップＳ４７：ＹＥＳ）ステップＳ４４～Ｓ４６の処理を繰り返し実行する（ステップＳ４７：ＮＯ）。その結果、図１９に示すように、第５信号Ｎは、分割された時間（オフセット量ｏｆｆｓｅｔ／立ち下がり時間ｔ１）が経過するごとに、所定量ずつカウントアップされる階段状の信号となる。オフセットレベル制御部８６が出力した第５信号Ｎは、第２加算部８８に入力される。

【0175】

第２加算部８８は、これに第５信号Ｎが入力されると（ステップＳ４６）、第２信号Ｎに第５信号Ｎを加算し（変更を反映し。ステップＳ４８）、この加算後（変更反映後）の第２信号Ｎを第２駆動信号Ｎとして出力する（ステップＳ９）。その際、第２加算部８８に入力される第５信号Ｎは、分割された時間（オフセット量ｏｆｆｓｅｔ／立ち下がり時間ｔ１）が経過するごとに、所定量ずつカウントアップされる階段状の信号であるため（図１９参照）、変更対象の駆動信号（第２信号Ｎ）に対して段階的に（徐々に）変更が反映される。ステップＳ４８が本発明の変更反映部の一例である。第２加算部８８が出力した第２信号Ｎは、ＭＥＭＳ駆動部１０８に入力される（ステップＳ９）。

【0176】

ＭＥＭＳ駆動部１０８は、これに変更が反映された第２信号Ｎが入力されると（ステップＳ９）、この変更が反映された第２信号ＮをＤ／Ａ変換し（さらに増幅し）、第４駆動電圧Ｖｘ２（第２駆動信号Ｎ）として光偏向器１に印加する（ステップＳ１２）。また、ＭＥＭＳ駆動部１０８は、これに第２信号Ｐが入力されると（ステップＳ８）、この第２信号ＰをＤ／Ａ変換し（さらに増幅し）、第３駆動電圧Ｖｘ１（第１駆動信号Ｐ）として光偏向器１に印加する（ステップＳ１１）。

【0177】

これにより、図９（ａ）に示す映像ｐを、図９（ｂ）に示すように上方にオフセットすることができる。

【0178】

以上のように、オフセットを変更する旨の指示が入力されたタイミング（ステップＳ４０）でオフセットの変更を反映するのではなく、変更対象の駆動信号（例えば、第２信号Ｎ）について電圧が最も小さくなるタイミングと判定された場合（ステップＳ４２：ＹＥＳ）、変更対象の駆動信号に対して段階的に（徐々に）変更を反映する（ステップＳ４３～Ｓ４７）。

【0179】

これにより、オフセットの変更を反映した場合であっても、光偏向器１に異常振動が発生するのを抑制することができる（その結果、光偏向器が走査する光により描画される映像に縞模様が出現するのを抑制することができる）。

【0180】

以上、図１８に示す各信号を用いることにより、図９（ａ）に示す映像ｐを、図９（ｂ）に示すように上方にオフセットする処理について説明したが、これに限らない。例えば、図２１に示す各信号を用いることにより、図９（ａ）に示す映像ｐを、図９（ｃ）に示すように下方にオフセットすることができる。図２１は、映像ｐを下方にオフセットする場合の各信号例（タイムチャート）である。

【0181】

以上説明したように、本実施形態によれば、オフセット（又は振幅）の変更を反映した場合であっても、光偏向器１に異常振動が発生するのを抑制することができる（その結果、光偏向器が走査する光により描画される映像に縞模様が出現するのを抑制することができる）。

【0182】

これは、オフセット（又は振幅）を変更する旨の指示が入力されたタイミングでオフセット（又は振幅）の変更を反映するのではなく、変更対象の駆動信号について電圧が最も小さくなるタイミングと判定された場合、変更対象の駆動信号に対して変更を反映することにより、光偏光器１の異常振動の原因となる不要な周波数成分（意図しない周波数成分）を除去することができることによるものである。

【0183】

次に変形例について説明する。

【0184】

図２２は、第５信号の変形例について説明する図である。

【0185】

上記実施形態では、ステップＳ４４～Ｓ４７の処理（オフセットの変更を反映する処理）を１周期の間に実行する例について説明したが、これに限らない。例えば、図２２に示すように、ステップＳ４４～Ｓ４７の処理（オフセットの変更を反映する処理）を複数周期の間に実行してもよい。

【0186】

上記各実施形態で示した各数値は全て例示であり、これと異なる適宜の数値を用いることができるのは無論である。

【0187】

上記各実施形態はあらゆる点で単なる例示にすぎない。上記各実施形態の記載によって本発明は限定的に解釈されるものではない。本発明はその精神または主要な特徴から逸脱することなく他の様々な形で実施することができる。

【符号の説明】

【0188】

１…光偏向器、２…ミラー部、２ａ…反射面、２ｂ…反射面支持体、４…第１支持部、６…第２支持部、１０…光偏向器駆動システム、１２…光源、１４…集光レンズ、１８…補正ミラー、２０…スクリーン部材、２１、２２…トーションバー、２３…投影レンズ、３１…第１圧電アクチュエータ、３１Ａ…第１圧電カンチレバー、３２…第１圧電アクチュエータ、３２Ａ…第１圧電カンチレバー、５１…第２圧電アクチュエータ、５１Ａ
…第２圧電カンチレバー、５１Ｂ…第２圧電カンチレバー、５１Ｃ…第２圧電カンチレバー、５１Ｄ…第２圧電カンチレバー、５２…第２圧電アクチュエータ、５２Ａ…第２圧電カンチレバー、５２Ｂ…第２圧電カンチレバー、５２Ｃ…第２圧電カンチレバー、５２Ｄ…第２圧電カンチレバー、６１ａ…下部電極パッド、６１ｂ…第１上部電極パッド、６１ｃ…奇数用第２上部電極パッド、６１ｄ…偶数用第２上部電極パッド、６１ｅ…第１検知用電極パッド、６２ａ…下部電極パッド、６２ｂ…第１上部電極パッド、６２ｃ…奇数用第２上部電極パッド、６２ｄ…偶数用第２上部電極パッド、６２ｅ…第２検知用電極パッド、７１ｘ…第２検知部、７１ｙ…第１検知部、７２ｘ…第２検知部、７２ｙ…第１検知部、８１…波形生成部、８２…計算部、８３…タイミング判定部、８４…振幅制御部、８５…オフセット分割部、８６…オフセットレベル制御部、８７…第１加算部、８８…第２加算部、１０２…映像信号入力部、１０４…映像信号蓄積部、１０８…ＭＥＭＳ駆動部、１１０…センサ信号入力部、１１４…光源駆動部、１１６…映像信号処理部、Ｂ…支持体、Ｆｘ…第２周波数、Ｆｙ…第１周波数、Ｈ１～Ｈ３…縦幅、Ｌ１…下部電極、Ｌ２…圧電体、Ｌ３…上部電極、Ｍ１…層間絶縁膜、Ｍ２…パッシベーション膜

【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】