振荡器装置、光偏转器以及驱动信号产生方法

专利名称：：振荡器装置、光偏转器以及驱动信号产生方法
技术领域：
：本发明总的来说涉及振荡器装置的
技术领域：
，所述振荡器装置例如具有诸如微振荡结构的振荡器。更具体地说，本发明所关注的是在产生用于驱动振荡器的信号方面具有特定特点的振荡器装置、使用所述振荡器装置的光偏转装置以及用于在振荡器装置中产生驱动信号的驱动信号产生方法。使用所述振荡器装置的光偏转装置例如可应用于诸如扫描显示单元的投影仪或视觉显示单元、诸如激光束打印机(LBP)的打印机或诸如数字复印机的成像i史备。
背景技术：
：与使用诸如以多角镜为例的旋转多角镜的光学扫描光学系统相比，其中镜被谐振驱动的传统上提出的谐振类型的光偏转装置被以下特点所表征。即，光偏转装置的大小可制成非常小；功耗低；并且理论上没有表面倾斜。具体说来，包括单晶硅并由半导体工艺产生的光偏转装置的优点在于理论上不存在金属疲劳并且耐久性非常好(见第l号专利文献)。另一方面，在谐振类型偏转器中，由于镜的偏转角(位移角)理论上按正弦曲线改变，所以角速度不恒定。为了纠正这一特征，第2号专利文献已经提出一种具有多种固有振荡模式的微振荡器，其中，将包括多个扭簧的系统和包括多个可移动部件的系统分离。在所述微振荡器中，分离的固有振荡模式包括基准振荡模式，其为基准频率的固有振荡模式；以及偶数倍振荡模式，其为接近n倍基准频率的频率的固有振荡模式，其中，n为偶数。在第2号专利文献中，通过根据这些振荡模式来使微振荡器振荡，可实现锯齿波驱动等。此外，那里还公开了数字驱动电路示例。[专利文献1.第57-8520号日本专利特许公开2.第2005-208578号日本特许公开专利申请
发明内容应该进一步改进上述振荡器装置的驱动控制，本发明提供一种振荡器装置和驱动信号产生方法，通过其，可基于三角函数表(trigonometricfunctiontable)来产生马区动信号。根据本发明的一方面，提供一种具有多个振荡器和多个扭簧的振荡器装置，包括振荡系统，具有第一振荡器、第二振荡器、被配置为将所述第一和第二振荡器彼此连接的第一扭簧、连接到所述第二振荡器并且扭转轴与所迷第一扭簧的扭转轴一致的第二扭簧；支撑件，被配置为支撑所述振荡系统；驱动件，被配置为驱动所述振荡系统，从而使得所述第一和第二振荡器中的至少一个产生通过包含多个周期函数之和的等式所表示的振荡；信号输出装置，被配置为根据所述第一和第二振荡器中的至少一个的位移来产生输出信号；以及驱动控制单元，被配置为基于所述信号输出装置的输出信号并利用驱动信号来控制所述驱动件，从而所述多个周期函数的幅度和相位中的至少一个获得预定值；其中，通过包含分别与开始提到的多个周期函数相应的多个周期函数之和的等式来表示驱动信号，其中，所述驱动控制单元包括驱动信号产生电路，其被配置为基于三角函数表来产生驱动信号。在本发明这一方面的一优选形式中，当At和A2均表示幅度，-表示相对相位差，^表示角频率，t表示时间时，所述驱动控制单元控制所述驱动件以驱动所述振荡系统，从而所述第一和第二振荡器中的至少一个的位移提供通过至少包含项Aisincot+A2sin(ncot+0)的等式表示的振荡，其中，n是不小于2的整数。可将振荡系统配置为同时产生第一振动运动和第二振动运动，所述第一振动运动以作为基频的第一频率来运动，所述第二振动运动以作为基频整数倍的频率的第二频率来运动，其中，所述驱动件被配置为施加具有第一频率的第一周期驱动力和具有第二频率的第二周期驱动力，其中，所述信号输出装置的输出信号包含在所述第一和第二振荡器中的至少一个振荡器采用第一位移角时的不同的第一和第二时间项(entry)以及在所述至少一个振荡器采用第二位移角时的不同的第三和第四时间项，其中，所述驱动控制单元基于第一到第四这四个时间项来控制所述驱动件，从而控制由所述第一和第二振动运动的幅度和相对相位差定义的所述第一和第二振荡器中的至少一个的振荡。可将所述驱动控制单元的驱动信号产生电路配置为利用具有45度范围的三角函数表和微分电路来产生驱动信号。可将所述驱动控制单元的驱动信号产生电路配置为利用具有与要求的角分辨率的1/n相应的增量精度的三角函数表和插值电路来产生驱动信号，其中，n是整数。可将所述驱动控制单元的驱动信号产生电路配置为利用脉宽调制驱动电路来产生驱动信号。根据本发明的另一方面，提供一种光偏转器，包括光源，被配置为发出光束；以及如上所述的振荡器装置，具有在所述第一和第二振荡器的至少一个上形成的反射镜。根据本发明的另一方面，提供一种成像设备，包括如上所述的光偏转器；和感光件；其中，所述光偏转器被配置为对来自所述光源的光进行偏转，并至少将所述光的一部分导向所述感光件。根据本发明的另一方面，提供一种视觉显示设备，包括如上所述的光偏转器；以及视觉显示件；其中，所述光偏转器被配置为对来自所述光源的光进行偏转，并至少将所述光的一部分导向所述视觉显示件。根据本发明的另一方面，提供一种用于在振荡器装置中产生驱动信号的驱动信号产生方法，所述振荡器装置具有振荡系统，所述振荡系统包括多个振荡器和多个扭簧；驱动件，被配置为驱动振荡系统；以及驱动控制单元，被配置为基于驱动信号来控制驱动件，所述方法的改进之处在于通过包含多个周期函数之利用三角函数表来产生驱动信号。在本发明这一方面的一优选形式中，三角函数表是具有45度范围的三角函数表，其中，利用三角函数表和微分电路来产生驱动信号。根据本发明，通过使用三角函数表，可产生通过包括多个周期函数之和的等式表示的驱动信号，并且基于此，可控制例如按照具有两个谐振频率分量的模式进行振荡的振荡系统来提供期望的操作。在结合附图考虑本发明优选实施例的以下描迷时，本发明的这些和其它目的、特点和优点将变得更加清楚。图l是根据本发明工作示例的光偏转装置的框图。图2是示出本发明工作示例中的波束检测器和时序的示图。图3A是示出工组示例1中的基波产生电路的结构示例的示图。图3B是示出其正弦波表的示图。图4A是示出工作示例1的二次谐波产生电路的结构示例的示图。图4B是示出工作示例1的二次谐波产生电路的正弦波表的示图。图4C是示出在二次谐波产生电路110中使用的正弦波表的示图。图5A是示出工作示例2的二次谐波产生电路的结构示例的示图。图5B是示出工作示例2的二次谐波产生电路的正弦波表的示图。图6是示出工作示例3的二次谐波产生电路的结构示例的示图。图7A是示出工作示例4的PWM(脉宽调制)驱动电路的结构示例的示图。图7B是示出PWM驱动波形的示图。图8是工作示例4的H桥电路的示图。图9A和图9B是用于解释本发明实施例的示图。图IO是示出根据本发明的使用光偏转装置的光学仪器的实施例的透视图。具体实施方式现将参照附图来描述本发明的优选实施例。首先，将参照图9A和图9B来解释实施例和稍后将描述的某些工作示例中的共同的结构特点，其中，将本发明的振荡器装置和驱动信号产生方法应用于光偏转装置。如图9A和图9B所示，振荡器装置包括振荡系统IO，其至少具有第一振荡器l、第二振荡器2、第一扭簧11和第二扭簧12;以及用于支撑所述振荡系统的支撑件21。第一扭簧将第一振荡器和第二振荡器彼此连接。第二扭簧被连接到第二振荡器，并且第二扭簧的扭转轴与第一扭簧的扭转轴一致。振荡系统应该至少具有两个振荡器和两个扭簧。因此，如图9A和图9B所示，振荡系统10可包括三个或更多振荡器1、2和3以及三个或更多扭簧ll、12和13。振荡器装置还包括驱动件20，用于将驱动力施加到振荡系统；以及驱动控制单元50，用于控制驱动件20。驱动件20驱动振荡系统，从而所述多个振荡器中的至少一个提供振荡，所迷振荡可通过包括多个周期函数之和的等式来表示。驱动控制单元50向驱动件20提供驱动信号，促使振荡系统产生所述振荡。当振荡器装置被用作光偏转装置时，可在至少一个振荡器上形成反射镜。关于所述反射镜，可在振荡器的表面上形成光反射膜。如果振荡器的表面足够光滑，则其可用作反射镜，而不需要提供光反射膜。光偏转装置还可包括光源31，用于发出光束。其将光束32投射到在振荡器上设置的反射镜，反射光33以扫描方式偏转。现将解释振荡器装置的操作原理。通常，通过下面的等式(1)给出包括n个振荡器和n个扭簧的振荡系统的自由振荡等式。<formula>formulaseeoriginaldocumentpage10</formula>其中，Ik是振荡器的惯性矩，Kk是扭簧的弹簧常数，《是振荡器(k=l，".，n)的扭矩角(位移角)。如果所述系统的M"K的特征值是lk(k=l，...，n)，则通过cok=々ak)给出固有振荡模式的角频率o)k。如果具有n个振荡模式并包括n个振荡器和n个扭簧的振荡系统被设置为基频和n-l个基频整数倍的频率被包括在所述cok中，则振荡系统可产生对振荡器的各种运动。这里，应注意到在本说明书中，词语"整数倍"包括接近整数倍的情况，所述接近整数倍可处于从0.98n倍基频到1.02n倍基频的数值范围(n是任意整数)。具体说来，如果振荡器装置包括两个振荡器和两个扭簧，并且将其设置为基频和接近偶数倍基频的频率被包括在(Ok中，则可在预定范围中实现接近恒定的角速度驱动，同时很好地抑制振荡器角速度的漂移。此外，在11=3的情况下，可将具有振荡器l、2和3以及扭簧11、12和13的振荡系统设置为对于三种振荡模式提供1:2:3的频率比。通过同时利用该振荡系统支持的所述振荡模式1、2、3激励所述振荡系统，与n-2的情况相比，其产生角速度漂移较小的驱动。例如，可在振荡模式的频率比为1:2:3，振荡模式的幅度比为24:-6:1的情况下驱动所述振荡系统。通过如上所述增加振荡模式的数量，可减少振荡器在预定范围内的角速度漂移。此外，如果振荡器装置包括两个振荡器和两个扭簧并且其被设置为基频和接近三倍基频的频率被包括在COk中，则可根据近似斩波(choppingwave)来驱动振荡器。现在，将解释一个实施例中的振荡系统的振荡，其中，振荡系统包括n个振荡器和n个扭簧，如图9A和图9B所示。所述振荡系统被设置为同时产生以基频运动的振动运动和以n-l个接近整数倍基频的频率运动的振动运动。因此，在本发明的一实施例中，多个振荡器中的至少一个可被设置为提供振荡，所述振荡可通过包括多个周期函数之和的等式来表示。包含多个周期函数之和的等式还可包括包含常数项的等式。例如，包括常数项的情况可以是以下情况特定DC偏压被施加到驱动件，以便移动振荡器位移角(零位移角的位置)的原点。此外，在本发明的另一实施例中，光偏转装置的偏转角0(这里，可参照扫描中心的位置来测量所述偏转角e)可如下。如果分别通过Aj和co来表示第一振动运动的幅度及其角频率，通过A2和no(n是不小于2的整数)来表示第二振动运动的幅度及其角频率，并且通过-来表示第一和第二振动运动的相对相位差，则振荡器的运动提供如下振荡，所述振荡可通过至少包含项AiSincot+Azsin(nt+0)的算术表达式来表示。具体说来，在n=2的情况下，通过至少包括项A工sincot+A2sin(2cot+0)的〉式来表示所述振荡。因此，可在预定范围中实现接近恒定的角速度驱动，从而抑制振荡器角速度的漂移。此外，在n=3的情况下，通过至少包括项AiSincot+A2sin(3cot+0)的公式来表示所述振荡，并且可实现振荡器的近似斩波驱动。应注意到同样在所述情况下，至少包含项AiSincot+Azsin(ncot+0)的等式可包括包含常数项的等式。此外，可如下实现本发明。即，可通过等式e(t)=A^incot+SAnSin(ncot+0^〉来表示振荡器的运动，其中，分别通过Aj和O)来表示第一振动运动的幅度及其角频率，并分别通过An和IUO来表示第n振动运动的幅度及其角频率。此外，通过d来表示第一振动运动和第n振动运动的相对相位差。此外，n是不小于2的整数。关于n的值，可使得构成振荡器装置的振荡器数量尽可能得多。关于驱动件20，其可包括例如电磁系统、静电系统或压电系统，以将驱动力施加到振荡系统。在电磁驱动的情况下，例如，可在至少一个振荡器上设置永磁体，并且可将用于向所述永磁体施加磁场的线團设置在邻近振荡器处。或者，可相对地设置永磁体和线圏。在静电驱动的情况下，可在至少一个振荡器上形成电极，并可邻近振荡器来形成另一电极，用于在它和上述电极之间提供静电力。在压电驱动的情况下，可在振荡系统或支撑件上设置压电部件，从而施加驱动力。此外，可将驱动控制单元50配置为产生驱动信号，所述驱动信号促使如上所述的振荡系统的振动运动，并且其可将所述驱动信号施加到驱动件20。例如，驱动信号可以是直接使用如下信号的驱动信号，所述信号是基于根据三角函数表对正弦波的合成的。或者，驱动信号可以是从基于根据三角函数表对正弦波的合成的信号产生的脉冲状驱动信号。在基于对正弦波的合成的驱动信号的情况下，可通过调整各个正弦波的相位和幅度来获得期望的驱动信号。此外，如果基于脉冲状信号来驱动振荡器，则可根据基于对正弦波的合成的信号，参照时间来改变脉冲的数量、间隔和/或宽度。基于此，可产生期望的驱动信号(参见稍后描述的工作示例4)。此外，振荡器装置可包括信号输出装置，用于根据多个振荡器的至少一个振荡器的位移来输出信号。在图9A中，该信号输出装置是光接收部件40，在图9B中，信号输出装置是压电电阻器70。所述信号输出装置可用作位移角测量仪器。因此，在本说明书中，信号输出装置和位移角测量仪器具有等同的含义。为了利用压电电阻器70来检测振荡器的位移角，可在例如扭簧处设置压电电阻器70，基于从所述压电电阻器70输出的信号，可检测振荡器釆用特定位移角的时刻。例如，可通过在p类型的单晶硅中散布磷来制成压电电阻器70。压电电阻器70能够产生与扭簧的扭矩角相应的信号。因此，为了测量振荡器的位移角，可分别利用所迷压电电阻器70来提供多个扭簧，可基于所述多个扭簧的扭矩角的信息来检测振荡器的位移角。这确保了高精度的测量。此外，为了利用光接收部件40来测量振荡器的位移角，可如下设置所述装置。可在当振荡器采用第一位移角时在通过扫描光照射的位置设置第一光接收部件，可在当振荡器采用第二位移角时在通过扫描光照射的位置设置第二光接收部件。第一和第二光接收部件可包括不同的部件，或者它们可以是相同的部件。此外，扫描光可直接入射到光接收部件，或者，在其它方式中，通过至少一个反射件，反射光可入射到光接收部件。简言之，这里所要求的是将至少一个光接收部件设置为接收并检测以第一和第二扫描角的扫描光。信号输出装置可以是被配置为当参照时基间断地提供预定位移角时产生输出的装置，或者其可以是被配置为根据位移参照时基连续地产生信号的装置。在此，应注意到在本说明书中，由于通过镜以扫描方式偏转的扫描光的扫描角和所述镜的偏转角处于固定的关系中，可等同地处理它们。可将如上所述的根据实施例的驱动信号产生方法总结如下。在振荡器装置(该振荡器装置包括振荡系统，该振荡系统包括多个振荡器和多个扭簧；驱动件，用于驱动振荡系统；以及驱动控制单元，用于利用驱动信号来控制驱动件)中，通过包含多个周期函数之和的等式来表示驱动信号，并利用三角函数表来产生驱动信号。根据如上所述的实施例，可利用三角函数表来产生通过包含多个周期函数之和的等式表示的驱动信号。利用这种配置，可关于以包括多个谐振频率分量的模式进行运动的振荡系统的期望操作，实现反馈控制。接下来将解释之前描述的本发明的实施例的若干工作示例。[工作示例I]以下将解释作为本发明实施例的特定形式的工作示例。该工作示例涉及包括振荡系统115的光偏转装置。图l是该工作示例的框图，其示出光偏转装置的驱动控制单元以及驱动件的驱动电路的细节。在图1中，包括镜部件1151的部分相应于图9的振荡系统10的部分。更具体地说，具有镜部件1151的振荡器相应于图9的振荡器1，具有永磁体1152的振荡器相应于图9的振荡器2。LD(激光二极管)116相应于图139的光源31，波束检测器(BD1和BD2)121和122部分相应于图9的信号输出装置的光接收部件140或压电电阻器70。此外，驱动线團114和永磁体1152的部分相应于图9的驱动件20。剩余部分相应于图9的驱动控制单元50。在该实施例中，通过包括驱动线圏114和永磁体1152的驱动件来驱动振荡系统115，从而具有镜部件1152的振荡器提供如下振荡，所述振荡可通过包含多个周期函数之和的等式来表示。作为信号输出装置的波束检测器(BD1和BD2)121和122#>据镜部件1151的振荡器的位移来产生输出。包括组件101-113、123和124的驱动控制单元将驱动信号提供给驱动线團114，从而多个周期函数的幅度和相位获得预定值。来表示驱动信号，驱动控制单元包括驱动信号产生电路109和110，用于利用三角函数表来产生所述驱动信号。更具体地说，当Ai和A2均表示幅度，0表示相对相位差，w表示角频率，t表示时间时，所述驱动控制单元被配置从而镜部件1151的振荡器的位移提供可通过包含项A!sincot+A2sin(ncot+0)的等式表示的振荡，其中，n是不小于2的整数。在该工作示例中，驱动件驱动振荡系统，从而其产生可通过A丄sincot+A2sin(2cot+0)表示的振荡。此外，在工作示例中，可将包括镜部件1151的振荡器的振荡系统配置为同时产生第一振动运动和第二振动运动，所述第一振动运动以作为基频的第一频率来运动，所述笫二振动运动以作为n倍基频的频率的第二频率来运动，其中，n是整数。此外，所述驱动线圏114和永磁体1152的驱动件能够施加具有第一频率的第一周期驱动力和具有第二频率的第二周期驱动力。波束检测器121和122的信号输出装置的输出信号包含在镜部件1152的振荡器采用第一位移角时的不同的第一和第二时间项(时间信息)以及在镜部件1152的振荡器采用第二位移角时的不同的第三和第四时间项。所述驱动控制单元基于第一到第四这四个时间项来控制所述驱动件，从而控制由第一和第二振动运动的幅度和相对相位差定义的镜部件1152的振荡器的振荡。将参照图l进行更加详细的解释。这里，假设基波的角频率(第一频率)col为①1=2ti'200。Hz，假设二次谐波的角频率(第二频率)w2为co2=2tt'4000Hz。此外，假设系统控制器123等按照来自系统时钟124的时钟lOOMHz来工作。响应于来自系统控制器123的命令，LD116发出光。通过振荡系统115的镜部件1151来反射来自LD116的光束，其入射到设置在图像绘制区相对两端外部的第一波束检测器(BD1)121和第二波束检测器(BD2)122上。图像绘制区的相对两端外部的这些位置相应于当镜部件1152的振荡器分别采用第一位移角和第二位移角时光束入射的位置。根据振荡系统115的偏转角(位移角)，在如图2所示的光束的时间与位置之间存在关系。在图2中，将光在入射到第二波束检测器122之后入射到第一波束检测器121的定时作为基准(之前所述的第一时间项)。然后，从所述时刻到光随后入射到第一波束检测器121的时刻(之前所述的第二时间项)的时间作为tl。此外，直到光入射到第二波束检测器122的时刻(之前所述的第三时间项)的时间作为t2，直到光再次入射到第二波束检测器122的时刻(之前所述的第四时间项)的时间作为t3。在光入射到第二波束检测器122之后光初次入射到第一波束检测器121的时刻，系统控制器121利用三个计数器(CNT1、CNT2和CNT3)101、102和103以lOOMHz开始计数，当光随后入射到第一波束检测器121时，系统控制器123停止计数器(CNT1)101。当光随后入射到第二波束检测器122时，控制器停止计数器(CNT2)102。当光再次入射到第二波束检测器122时，控制器停止计数器(CNT3)103。通过这些过程，获得时间tl、t2和t3。通过分别利用加法器105、106和107从这些值减去目标值(t10、t20和t30)，获得目标值误差Atl、At2和△t3。通过利用矩阵运算电路(Mtx)108来计算这些目标值误差，获得基波的幅度信息A1、二次谐波的幅度信息A2、以及谐波相对于基波的相位-。之前已经设置了利用矩阵运算电路(Mtx)的计算等式，并将其存储。Al、A2和^这些值被输入到基波产生电路(Al+sin(cot))109和二次i皆波产生电路(A2+sin(2cot+0))110。通过加法器111来彼此合成来自这些产生电路的两个频率的周期函数，将产生的信号施加到PWM(脉宽调制)驱动电路112。将PWM驱动电路112的输出施加到H桥电路(H桥)113，从而将电流提供给驱动线圏114。以这种方式，通过在驱动线圏114产生的磁场来驱动永磁体1152(更具体地说，向其施加扭矩)，并实施振动系统115的镜部件1151的驱动控制。上述驱动信号的产生受反馈控制，并基于具有目标A1、A2和-的驱动信号来驱动振荡系统115。关于基波产生电路109和二次谐波产生电路IIO，稍后将更加详细地解释操作的结构的细节。应注意到可釆用以下结构。即，在不〗吏用PWM驱动电路112和H桥电路的情况下，可使用包括DAC(数字模拟转换器)和放大器的适当电路，并且可通过基于来自加法器111的复合信号的正弦波形的模拟驱动信号来驱动驱动线圏114。接下来，将解释该工作示例的基波产生电路109和二次谐波产生电路110。作为基波产生电路109的结构示例的图3A所示的电路产生随后乘以系数Al的2000Hz的基波。另一方面，作为二次谐波产生电路110的结构示例的图4A所示的电路产生相对于基波具有任意相位-的4000Hz的二次谐波，其随后将乘以系数A2。根据采样定理，如果基于以两倍于频率4000Hz的频率进行的采样来产生波形，则可产生任意相位的二次谐波，而没有任何问题。然而，只有在参照时基从过去到未来持续相同的条件的情况下，才可以如此应用。实际上，有必要以大约使所述频率再加倍的频率来产生波形。因此，在该示例中，以16000Hz的采样频率来执行波形产生。图3A示出基波产生电路109的结构示例。该基波产生电路109与100MHz的系统时钟124同步，其以时钟16000Hz工作(如果以lOOMHz计数则相应于6250个时钟)。可仅通过8点(8=16000/2000)的数据来产生2000Hz的基波，其相位可被固定。因此，作为三角函数表的正弦波表具有简单的8比特地址，如图3B所示，关于这些值，仅有5种类型的值，0、士V:2/:2和士1。在基波产生电路109中，最后通过参照正弦波表产生的波被乘以A1，产生输出。图4A另外示出的该工作示例的二次谐波产生电路110与lOOMHz的系统时钟124同步，其以16000Hz的时钟操作。如果相位可被固定，则将是简单的。然而，由于可能相对于基波存在任意相位差-,所以需要比较大的正弦波表。例如，如果以lOOMHz的系统时钟精度对4000Hz进行相位控制，则相对于基波的相位^具有25000种变化(=100000000/4000)。因此，图4A的正弦波产生器405的正弦波表应是那种如图4B所示的正弦波表，其中，360度被划分为25000个增量，提供从0到24999的地址和数据(实际上，为如图4C所示的那种表，而不是曲线图)。现将解释二次谐波产生电路110的操作。首先，在图4A的二次谐波产生电路中，选择器401在以16000Hz工作的基波产生电路109的初始相位之前的定时，即，在图3中地址==7的状态下，选择上述-的值(从0到24999)。接着，通过与随后的16000Hz时钟同步，将-的值载入寄存器402，作为初始相位。在剩余7个上升的16000Hz的时钟，选择器401利用加法器403将值6250加到寄存器402先前的值。值6250是与通过以lOOMHz对四倍于二次谐波4000Hz的频率(16000Hz)的一个周期进行计数而获得的值相应的值。如果结果是25000或更多，则使用可通过取模(模25000)404从中减去25000而获得的值，并通过选择器401将其写入寄存器402。通过将这一操作总共重复7次，从正弦波产生器405的正弦波表输出与二次谐波的两个周期相应的数据。这里，由于在二次谐波的产生中，针对每一个周期四个点的数据来参照正弦波表，所以提供两个周期的数据。这在图4B中显示在'V"和"1/7时间"到"7/7时间"处。二次谐波产生电路110在乘法器406将这些值乘以值A2，并产生输出。通常，为了尽可能地减少表的大小，在许多情况下，在正弦波产生器405的正弦波表中仅提供从O度到90度的部分，剩余部分被向右/向左以及向上/向下翻转。参照图4B，所述方法如下。如果输入地址范围从0到6249，则转换之后的地址仍旧不变，以及在基于该值参照正弦波表时，产生输出。如果输入地址范围从6250到12499，则转换之后的地址是可从"12500减地址"获得的值，以及在基于该值参照正弦波表时，产生输出。如果输入地址范围从12500到18749，则转换之后的地址是可从"地址减12500"获得的值，以及在基于该值参照正弦波表时，产生输出，其中符号反向。如果输入地址范围从18750到24999,则转换之后的地址是可从"25000减地址，，获得的值，基于该值参照正弦波表，产生输出，其中符号反向。自然可将该减少表大小的方法应用于基波产生电路。此外，在将要产生通过包括三个或更多周期函数之和的等式表示的驱动信号的情况下，可类似地应用上述结构。即，在所述情况下，除了之前描述的基波产生电路之外，使用三角函数表的两个或更多个谐波产生电路类似于上述二次谐波产生电路，可用于构建驱动控制单元的驱动信号产生电路。可在考虑从矩阵运算电路(Mtx)108提供的幅度和相位以及将产生的预定频率的谐波的情况下，如图4A所示来设计每个谐波产生电路。上述数值作为示例。根据情况，可增加或减少系统时钟和/或三角函数表的地址。根据该工作示例，可利用相对简单的三角函数表来产生通过包括多个周期函数之和的等式表示的驱动信号。此外，实现包括振荡器装置的光偏转装置，所述光偏转装置具有光源，用于产生光束；和多个振荡器，其中反射镜形成在至少一个振荡器上。[工作示例2现将解释本发明的工作示例2。第二工作示例与第一工作示例的不同之处在于二次谐波产生电路110的结构。第二工作示例的驱动控制单元的驱动信号产生电路使用具有45度范围的三角函数表和微分电路来产生驱动信号。在通过以下描述理解的工作示例2中，可进一步将二次谐波产生电路的正弦波表的大小减少一半。尽管二次谐波产生电路的基本结构与图4A所示的相同，但是正弦波产生器405周围的部分不同。图5A示出所述结构。这里，将解释其中正弦波表具有从O到45度的值的示例。根据参照第一工作示例的二次谐波产生电路描述的方法，输入地址被转换为从O到6249(0到99度)的范围，输出的符号按需要进行反转。可通过使用图5A的左下部分所示的结构来引入谐波相对于基波的相位-。该结构与工作示例1的结构基本相同。如下实施输入地址的转换。如果输入地址范围从0到3124，则转换之后的地址仍旧不变，以及在基于该值参照正弦波表时，产生输出。如果输入地址范围从3125到6249，则转换之后的地址是可从"6249减地址"获得的值，通过将与该值相应的正弦波的值进行微分，产生输出。这里，通过"6249减输入地址，，提供的值是可通过将从3124到0的地址向下折转而获得的值。现将参照图5来解释所述操作。在0到6249的范围(0到90度)中的输入地址在比较器502根据输入地址是否位于0到3124的范围(不小于0度且不大于45度)中进行区分。定序器501基于比较器502的输出来区分(1)输入地址从0到3124还是(2)输入地址从3125到6249。(1)输入地址从0到3124:在选择器504和509中，Y输入已经被选择。关于选择器504的输出，由于输入地址没有改变而直接输出，所以输入地址被栽入计数器505,选择器509的输入Y被连接到正弦波表506的输出。接着，选择器509的输出在乘法器510乘以系数A2，产生输出。(2)输入地址从3125到6249:在选择器504和509中，N输入已经被选择。首先，输入地址在地址转换器503进行如下转换。输出=6249减输入地址这说明图5B所示的区域"被转换为区域p。接着，定序器501将选择器504的输出栽入计数器505。接着，将解释用于对正弦波的值进行微分并产生输出的微分电路512。微分电路512包括寄存器507、加法器508和系数乘法器511。定序器501在寄存器507锁存正弦波表506的输出，与此同时，将计数器505的计数进行合计(总计)。加法器505随后产生与在寄存器507锁存的值与总计的值之间的差(即，一个增量角(在该示例中为271/25000))相应的输出。更具体地说，由于一个周期(0到360度)被划分为25000，所以获得sin(2ttx/25000)-sin(2兀(x+l)/25000)。为了按^、Ax=2兀/25000将其进行正规化(normalize)，在系数乘法器511将其乘以25000/(2ti)。结果，在微分电路，从正弦提供余弦，从图5B所示的y9的值，获得值/。然后，如情况(l)，在乘法器510将选择器509的输出乘以系数A2，产生输出。尽管输入到正弦波表506的地址已经被转换为从0到不大于45度的范围，但是正弦波表应具有从O直到且包括45度的范围。否则，地址将在计数器被加起来的时候超出正弦波表。此外，尽管参照其中使用具有从0到45度的范围的正弦波表的示例进行了上述描述，但是由于正弦的微分提供余弦的关系应用于从O到360度的范围，所以可使用45度的任意其它区域。然而，如果基于差正规化从45度到90度的正弦波表获得0到45度，则差值变小。这使得即使在算术意义上没有差别，但是当使用具有有限精度的实际电路时的误差增加。自然可将在二次谐波产生电路中使用的方法应用于基波产生电路。显然，在所述情况下，不引入相位剩余点类似于工组示例1，并实现类似于参照工作示例l描述的有益结果。具体说来，通过使用该工作示例，可进一步减小斩波表的大小。[工作示例3以下将解释本发明的工作示例3。第三工作示例与第一工作示例的不同之处在于二次谐波产生电路110的结构。第三工作示例的驱动控制单元的驱动信号产生电路使用具有相应于要求的角分辨率的1/n的增量精度的三角函数表(其中，n是整数)和插值电路来产生驱动信号。因此，在工作示例3中，可进一步减小正弦波表的大小。以这种方法，例如，可事先将正弦波表的分量数量减小到一半。如果正弦波表如图4C所示，则可仅使用偶数地址的值。当奇数地址被输入时，所述奇数地址的上面和下面的偶数地址的平均值可用于获得适当的值。应注意到关于图6所示的该工作示例的二次谐波产生电路的结构，由图5A的左下部分所示的结构(尽管没有在图6中示出)引入谐波相对于基波的相位-。将参照图6来解释该工作示例的操作。(1)输入地址是偶数(lsb(最低有效位)=0):由于输入地址的lsb为0且为偶数，所以定序器601将除了输入地址的lsb之外的值载入计数器602,并将选择器606的输入0连接到正弦波表603的输出。然后，在乘法器607将选择器606的输出乘以系数A2，产生输出。(2)输入地址是奇数(lsb=1):由于输入地址的lsb为1且为奇数，所以定序器601将除了输入地址的lsb之外的值载入计数器602。结果，比期望的奇数地址的值低1的偶数地址被设置。然后，正弦波表603的值在寄存器604被锁存，与此同时，计数器602被加起来。这样，在计数器602的输出设置比期望的奇数地址的值高1的偶数地址。因此，在平均电路605的输出，获得正弦波表在期望的奇数地址的较高与较低偶数地址之间的均值。因此，选择器606的输入1被连接到正弦波表603的输出。此后，在乘法器607将选择器606的输出乘以系数A2，产生输出。第三工作示例的上述结构示例可与第一和/或第二工作示例的结构示例相结合地使用。具体说来，如果其与第二工作示例相结合地使用，则可在相当程度上减小斩波表的大小。此外，同样在该工作示例中，可21将在二次谐波产生电路中使用的方法应用于基波产生电路。同样在该工作示例中，剩余点类似于第一工作示例，实现类似于第一工作示例的有益结果。[工作示例引以下将解释本发明的工作示例4。在第四工作示例中，驱动控制单元的驱动信号产生电路通过进一步使用PWM(脉宽调制)驱动电路来产生驱动信号。将详细解释该工作示例的振荡系统115的PWM驱动电路。已参照先前的工作示例描述的基波产生电路109和二次谐波产生电路110的输出通过图1的加法器lll彼此相加，其输出被应用于图7A所示的工作示例的PWM驱动电路112。在该工作示例中，由于在与5000Hz的8区段相应的每个单位时间产生一正弦波，所以该单位时间被称为"时隙，，。因此，lOOMHz的系统时钟是每单个时隙的6250个时钟。考虑到从其中零脉沖在该期间被输出的情况到其中6250个脉冲在该期间被输出的情况的各种情况，大约为13.5比特。然而，为了避免根据来自加法器lll的输出值的相位漂移，应控制脉冲数量，从而其从每个时隙的中心在两侧对称扩展。为此，应恒定地驱动偶数个脉沖，因此，分辨率将是上述一半。另一方面，在图8详细示出的后续阶段的H桥电路(H桥)113能够相对于驱动线團114沿正负方向执行电驱动。因此，可获得双倍的分辨能力。因此，结果可达到大约13.5比特。参照图7，将解释PWM驱动电路的操作。当定序器状态在最后时隙达到6249时，定序器701在寄存器704锁存加法器111的数据(有符号数)。另一方面，如图7B所示，在时隙的持续时间内，向上/向下计数器(U/D计数器)702的输出从3124变到0，然后从0变到3124，并重复进行。寄存器704通过绝对值电路708的输出(除了有符号数字的符号位之外的数字的绝对值)以及向上/向下计数器702的输出被输入到比较器703。在比较器703，如果REG〉U/D计数器，则如图7B所示，比较器703的输出是1。否则，如图7B所示，比较器703的输出是零。这里，在每个时隙，寄存器704经由绝对值电路708的输出(REG)相对于向上/向下计数器(U/D计数器)702的输出上升或下降。因此，产生比较器703的1的输出，同时其宽度相对于每个时隙的中心在侧面对称地改变。该输出被应用于图7A所示的输出门705。在该输出门705，每个时隙的1的输出根据寄存器704保存的符号比特，提供将被连接到图8所示的H桥电路113的加(正)侧的PWMP信号，或将被连接到其减(负)侧的PWMM信号。通过这种方式，在每个时隙，在输出为1的期间，驱动线围114被激励。如果信号被连接到加侧(PWMP)，则图8所示的开关1和开关2被闭合，从而加(+)电流被施加到驱动线團114。如果信号被连接到减侧(PWMM)，则开关3和开关4闭合，减(-)电流被施加到驱动线團114。如上所述，根据来自加法器lll的周期函数之和的形式的信号来产生脉冲信号，并由该^Ot驱动信号来驱动驱动件的驱动线圏114。剩余点类似于第一工作示例，实现类似于第一工作示例的有益结果。[工作示例5图IO是示出使用本发明的光偏转装置的光学仪器的工作示例的示意透视图。这里，将成像设备示为光学仪器。在图10中，3003表示本发明的光偏转装置。在该工作示例中，入射光是一维扫描的。3001表示激光源，3002表示透镜或透镜組。3004表示写入透镜或透镜组，3005表示鼓状感光件。从激光源3001发出的激光束经历涉及光的扫描偏转的定时的预定强度调制。强度调制的光沿着镜头或镜头组3002行进，通过光扫描系统(光偏转装置)3003对其进行一维扫描。由此扫描的激光束通过写入透镜或透镜组3004在感光件3005上形成图像。感光件3005沿着垂直于扫描方向的方向围绕旋转轴来旋转，通过充电装置(未示出)对其进行均匀的静电充电。通过用光来扫描感光件，在扫描的部分上形成静电潜像。接着，通过显影装置(未示出)，在静电潜像部分上形成调色剂图像。通过例如将调色剂图像转印到转印片材(未示出)，并将其定影，在所述片材上产生图像。当使用本发明的光偏转装置时，可通过由包括多个周期函数之和的等式表示的驱动信号并利用三角函数表来振荡所述振荡器。因此，可实现具有光偏转装置的成像设备，在所述光偏转装置中，按照期望控制振荡系统，该振荡系统例如按照具有例如两个谐振频率的分量的模式运动。通过这种方式，确保在期望的操作状态下良好调整的光偏转装置。由于可按照高幅度放大因子来进行驱动，所以可减小尺寸并可降低功耗。此外，感光件3005上光的扫描偏转的角速度可在规范的范围内近似恒定。而且，当使用本发明的光偏转装置时，改进光扫描特征，并实现能够产生尖锐图像的成像设备。本发明的光偏转装置还可应用于视觉显示单元，所述光偏转装置包括如上所述的振荡装置，具有光源，用于产生光束；和光偏转部件，用于对光束进行偏转并设置在振荡器上。作为示例，视觉显示单元可包括视觉显示件，光偏转装置对来自光源的光进行偏转。至少一部分来自光源的光被投射到视觉显示件上。尽管参照这里公开的结构描述了本发明，但是本发明不限制到这里描述的细节，该申请意在覆盖可以落入以改进为目的的所述改进或改变或覆盖落入权利要求范围的所述改进或改变。权利要求1、一种具有多个振荡器和多个扭簧的振荡器装置，包括振荡系统，具有第一振荡器、第二振荡器、被配置为将所述第一和第二振荡器彼此连接的第一扭簧、连接到所述第二振荡器并且扭转轴与所述第一扭簧的扭转轴一致的第二扭簧；支撑件，被配置为支撑所述振荡系统；驱动件，被配置为驱动所述振荡系统，从而使得所述第一和第二振荡器中的至少一个产生通过包含多个周期函数之和的等式所表示的振荡；信号输出装置，被配置为根据所述第一和第二振荡器中的至少一个的位移来产生输出信号；以及驱动控制单元，被配置为基于所述信号输出装置的输出信号并利用驱动信号来控制所述驱动件，从而使得所述多个周期函数的幅度和相位中的至少一个获得预定值；其中，通过包含分别与开始提到的多个周期函数相应的多个周期函数之和的等式来表示驱动信号，以及其中，所述驱动控制单元包括驱动信号产生电路，其被配置为基于三角函数表来产生驱动信号。2、如权利要求1所述的振荡器装置，其中，当A,和A2均表示幅度，-表示相对相位差，w表示角频率以及t表示时间时，所述驱动控制单元控制所述驱动件以驱动所述振荡系统，从而使得所述第一和第二振荡器中的至少一个的位移提供通过至少包含项Apin(Dt+A2sin(no)t+0)的等式表示的振荡，其中，n是不小于2的整数。3、如权利要求l所述的振荡器装置，其中，所述振荡系统被配置为同时产生第一振动运动和第二振动运动，所述第一振动运动以作为基频的第一频率来运动，所述第二振动运动以作为基频整数倍的频率的第二频率来运动，其中，所述驱动件被配置为施加具有第一频率的第一周期驱动力和具有第二频率的第二周期驱动力，其中，所述信号输出装置的输出信号包含在所述第一和第二振荡器中的至少一个振荡器采用第一位移角时的不同的第一和第二时间项以及在所述至少一个振荡器采用第二位移角时的不同的第三和第四时间项，其中，所述驱动控制单元基于第一到第四这四个时间项来控制所述驱动件，从而控制由所述第一和第二振动运动的幅度和相对相位差定义的所述第一和第二振荡器的至少一个的振荡。4、如权利要求l所述的振荡器装置，其中，所述驱动控制单元的所述驱动信号产生电路被配置为利用具有45度范围的三角函数表和微分电路来产生驱动信号。5、如权利要求l所述的振荡器装置，其中，所述驱动控制单元的所述驱动信号产生电路被配置为利用具有与要求的角分辨率的1/n相应的增量精度的三角函数表和插值电路来产生驱动信号。6、如权利要求1所述的振荡器装置，其中，所述驱动控制单元的所述驱动信号产生电路被配置为利用脉宽调制驱动电路来产生驱动信号。7、一种光偏转器，包括光源，被配置为发出光束；以及如权利要求1所述的振荡器装置，其具有在所述第一和第二振荡器的至少一个上形成的反射镜。8、一种成像设备，包括如权利要求7所述的光偏转器；以及感光件；其中，所述光偏转器被配置为对来自所述光源的光进行偏转，并至少将所述光的一部分导向到所述感光件上。9、一种视觉显示设备，包括如权利要求7所述的光偏转器；以及视觉显示件；其中，所述光偏转器被配置为对来自所述光源的光进行偏转，并至少将所述光的一部分导向到所述视觉显示件上。10、一种用于在振荡器装置中产生驱动信号的驱动信号产生方法，所述振荡器装置具有振荡系统，所述振荡系统包括多个振荡器和多个扭簧；驱动件，被配置为驱动振荡系统；以及驱动控制单元，被配置为基于驱动信号来控制驱动件，所述方法的特征在于通过包含多个周期函数之和的等式来表示驱动信号；以及利用三角函数表来产生驱动信号。11、如权利要求10所述的驱动信号产生方法，其中，三角函数表是具有45度范围的三角函数表，其中，利用三角函数表和微分电路来产生驱动信号。全文摘要一种振荡器装置、光偏转器以及驱动信号产生方法。振荡器装置包括振荡系统115，其具有多个振荡器和多个扭簧；支撑件，用于支撑振荡系统115；驱动件114和1152；信号输出装置121和122；以及驱动控制单元101-113、123和124，其中，驱动件驱动振荡系统115，从而振荡器提供通过包含多个周期函数之和的等式表示的振荡，其中，信号输出装置产生相应于振荡器的位移的信号，其中，驱动控制单元基于所述信号输出装置的输出信号并利用驱动信号来控制所述驱动件，所述驱动信号通过包括多个周期函数之和的等式来表示，驱动控制单元包括驱动信号产生电路119，用于使用三角函数表110来产生驱动信号。文档编号B81B7/02GK101308249SQ20081009908公开日2008年11月19日申请日期2008年5月16日优先权日2007年5月17日发明者渡辺郁夫申请人:佳能株式会社