[發(fā)明專利]可移動體設(shè)備和使用該可移動體設(shè)備的光偏轉(zhuǎn)器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910132973.X
• 申請日: 2009-04-03
• 公開（公告）號: CN101551518A
• 公開（公告）日: 2009-10-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 西沢秀太
• 申請（專利權(quán)）人: 佳能株式會社
• 主分類號: G02B26/08
• 分類號: G02B26/08;G02B26/10
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進委員會專利商標(biāo)事務(wù)所
• 代理人: 楊國權(quán)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種至少包括可移動體的可移動體設(shè)備的技術(shù)，其中，所述可移動體被往復(fù)且可轉(zhuǎn)動地支撐。更具體地說，本發(fā)明涉及一種可移動體設(shè)備(諸如諧振式可移動體設(shè)備)以及使用它的光偏轉(zhuǎn)器。該光偏轉(zhuǎn)器可優(yōu)選地用于光學(xué)儀器，諸如成像設(shè)備(如掃描式顯示器、激光束打印機和數(shù)字復(fù)印機)。

背景技術(shù)

近年來，在光盤設(shè)備、激光束打印機等中使用用于偏轉(zhuǎn)和掃描光束的光偏轉(zhuǎn)器。此外，已經(jīng)提出具有微小反射鏡的光偏轉(zhuǎn)器，其中，使用微加工技術(shù)來生產(chǎn)所述微小反射鏡，并且它能夠以諧振方式來振動。

所述諧振式光偏轉(zhuǎn)器具有以下優(yōu)點。與使用旋轉(zhuǎn)多面鏡的光偏轉(zhuǎn)器相比，尺寸可顯著減小。消耗的電功率也可減少。理論上不存在反射面的所謂面混亂(face?tangle)的問題。具體說來，利用由能夠通過半導(dǎo)體處理方法制造的Si單晶形成的這種光偏轉(zhuǎn)器，理論上不存在金屬疲勞，并且耐久性通常也很好。

然而，在諧振式光偏轉(zhuǎn)器中，反射鏡的偏轉(zhuǎn)角(角位移)以正弦波方式改變。因此，反射鏡的角速度發(fā)生變化。特許公開號為2005-208578A的日本專利申請(第一日本參考文件，相應(yīng)于第7,271,943和7,388,702號美國專利以及US2008204843)公開了一種用于校正變化角速度的這種屬性的方法。反射鏡的偏轉(zhuǎn)角與通過反射鏡偏轉(zhuǎn)的光束的掃描角具有預(yù)定關(guān)系，因此，可等同地使用這些角。在本說明書中，將偏轉(zhuǎn)角(角位移)和掃描角用作具有相同含義的術(shù)語。

第一日本參考文件公開了一種微可移動體設(shè)備，其中，具有多個扭簧和多個可移動體的振動系統(tǒng)具有多個分離的特征振動模式。在這種微可移動體設(shè)備中，多個分離的特征振動模式包括：具有基頻的基本振動模式、以及具有等于基頻的近似偶數(shù)倍的頻率的偶數(shù)倍振動模式。

在所述微可移動體設(shè)備中，通過按照所述振動模式來振動微可移動體來實現(xiàn)具有近似相等的角速度范圍的鋸齒波驅(qū)動。在圖22中示出鋸齒波驅(qū)動。在所述驅(qū)動中，在角位移的每個周期內(nèi)，可移動體的往返行程運動中的一個路徑上的角位移時間不同于往返行程運動中的另一路徑上的角位移時間。當(dāng)通過校正系統(tǒng)等來校正由微小反射鏡在鋸齒波驅(qū)動的振動下偏轉(zhuǎn)的光束時，在形成于掃描面上的光斑的直徑?jīng)]有任何改變的情況下，可達到所述光斑的近似相等速度。

同時，諧振式光偏轉(zhuǎn)器具有諧振頻率由于環(huán)境狀況(諸如溫度)的改變而改變的屬性。特許公開號為1995(Heisei7)-181415A的日本專利申請(第二日本參考文件)公開了如下的自激勵振動技術(shù)。用于檢測可移動體的振動的檢測器的輸出信號被反饋到振動輸入部分，用于控制可移動體的驅(qū)動頻率。因此，可移動體總是響應(yīng)于溫度的改變而以它的諧振頻率進行振動。

當(dāng)將第二日本參考文件的技術(shù)應(yīng)用于如第一日本參考文件公開的多個扭簧和多個可移動體的系統(tǒng)時，產(chǎn)生以下缺點。在第二日本參考文件的技術(shù)中，目標(biāo)驅(qū)動信號與扭簧的振動之間的延遲相位差具有固定值。在對于驅(qū)動信號與扭簧的振動之間的相位延遲存在多個因素的情況下，難以獲得精確的延遲相位差。

此外，在第二日本參考文件的技術(shù)中，在單個振動模式(彎曲變形模式或扭轉(zhuǎn)變形模式)下執(zhí)行驅(qū)動。因此，當(dāng)關(guān)于公共軸在相同種類的多種振動模式下以諧振頻率執(zhí)行多個扭簧的驅(qū)動時，出現(xiàn)以下缺點。

例如，如圖2所示的振動系統(tǒng)200包括：可移動體201和202；扭簧211，用于耦接這些可移動體；以及扭簧212，用于將可移動體202耦接到支撐部分221。為了如圖22所示地驅(qū)動可移動體，需要通過處于接近諧振頻率的頻率的基本振動模式下的基本驅(qū)動波與二倍頻的整數(shù)倍驅(qū)動波(integer-fold?driving?wave)的合成波來執(zhí)行驅(qū)動(如圖19所示)。當(dāng)通過具有在相同種類的振動模式下的兩個頻率分量的合成波來驅(qū)動兩個可移動體時，難以控制角位移的兩個頻率分量，除非驅(qū)動信號的頻率分量的相位得到控制。

此外，在第二日本參考文件的技術(shù)中，難以通過特意從諧振頻率偏離的頻率來驅(qū)動可移動體。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)一方面，本發(fā)明提供一種可移動體設(shè)備，其包括：振動系統(tǒng)、振動檢測部分、驅(qū)動部分和控制部分。振動系統(tǒng)具有諧振頻率以及能夠被往復(fù)且可轉(zhuǎn)動地振動的可移動體。將振動檢測部分配置為用于檢測可移動體的振動狀況。將驅(qū)動部分配置為用于利用驅(qū)動信號來驅(qū)動振動系統(tǒng)。將控制部分配置為用于調(diào)節(jié)被提供給驅(qū)動部分的驅(qū)動信號。