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(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】P2023163947
(43)【公開日】2023-11-10
(54)【発明の名称】光走査装置及び異常検知方法
(51)【国際特許分類】
G02B 26/10 20060101AFI20231102BHJP
【ＦＩ】
G02B26/10 104Z
【審査請求】未請求
【請求項の数】11
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022075199
(22)【出願日】2022-04-28
(71)【出願人】
【識別番号】306037311
【氏名又は名称】富士フイルム株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001519
【氏名又は名称】弁理士法人太陽国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】阿部 昌昭
(72)【発明者】
【氏名】直野 崇幸
(72)【発明者】
【氏名】西浦 洋輔
【テーマコード（参考）】
2H045
【Ｆターム（参考）】
2H045AB13
2H045AB44
2H045AB81
2H045BA13
2H045BA14
(57)【要約】
【課題】ミラーの異常動作を動作中に高速に検知することを可能とする光走査装置及び異常検知方法を提供する。
【解決手段】本開示の光走査装置は、光を反射する反射面を有し、少なくとも１つの軸周りに揺動可能なミラーと、ミラーを揺動させるアクチュエータと、を含むマイクロミラーデバイスと、アクチュエータの動作を制御する制御装置と、ミラーの反射面とは反対側の裏面に照明光を照射する光照射装置と、ミラーにより反射された照明光の反射光が入射し、入射光の位置を表す位置信号を出力する検出装置と、位置信号の時間的な変動量に基づいて、ミラーの異常動作を検知する異常検知装置と、を備える。
【選択図】図７
【解決手段】本開示の光走査装置は、光を反射する反射面を有し、少なくとも１つの軸周りに揺動可能なミラーと、ミラーを揺動させるアクチュエータと、を含むマイクロミラーデバイスと、アクチュエータの動作を制御する制御装置と、ミラーの反射面とは反対側の裏面に照明光を照射する光照射装置と、ミラーにより反射された照明光の反射光が入射し、入射光の位置を表す位置信号を出力する検出装置と、位置信号の時間的な変動量に基づいて、ミラーの異常動作を検知する異常検知装置と、を備える。
【選択図】図７
【特許請求の範囲】
【請求項1】
光を反射する反射面を有し、少なくとも１つの軸周りに揺動可能なミラーと、前記ミラーを揺動させるアクチュエータと、を含むマイクロミラーデバイスと、
前記アクチュエータの動作を制御する制御装置と、
前記ミラーの前記反射面とは反対側の裏面に照明光を照射する光照射装置と、
前記ミラーにより反射された前記照明光の反射光が入射し、入射光の位置を表す位置信号を出力する検出装置と、
前記位置信号の時間的な変動量に基づいて、前記ミラーの異常動作を検知する異常検知装置と、
を備える光走査装置。
前記アクチュエータの動作を制御する制御装置と、
前記ミラーの前記反射面とは反対側の裏面に照明光を照射する光照射装置と、
前記ミラーにより反射された前記照明光の反射光が入射し、入射光の位置を表す位置信号を出力する検出装置と、
前記位置信号の時間的な変動量に基づいて、前記ミラーの異常動作を検知する異常検知装置と、
を備える光走査装置。
【請求項2】
前記検出装置は、前記入射光の光量重心位置を検出することを可能とする位置検出素子であり、
前記位置信号は、前記光量重心位置を表す、
請求項１に記載の光走査装置。
前記位置信号は、前記光量重心位置を表す、
請求項１に記載の光走査装置。
【請求項3】
前記制御装置は、前記アクチュエータを駆動することにより、一定の揺動周期で前記ミラーを共振させる、
請求項１に記載の光走査装置。
請求項１に記載の光走査装置。
【請求項4】
前記異常検知装置は、前記揺動周期の５％より小さい時間間隔において前記位置信号が変動する量を前記変動量として検出する、
請求項３に記載の光走査装置。
請求項３に記載の光走査装置。
【請求項5】
前記異常検知装置は、前記揺動周期の５％より小さく、かつ０．０５％より大きい時間間隔において前記位置信号が変動する量を前記変動量として検出する、
請求項３に記載の光走査装置。
請求項３に記載の光走査装置。
【請求項6】
前記異常検知装置は、前記変動量を検出する検出部と、前記変動量の閾値以上であるか否かを判定する判定部とを含む、
請求項３に記載の光走査装置。
請求項３に記載の光走査装置。
【請求項7】
前記検出部は、
前記検出装置から出力された前記位置信号を一定時間遅延させる遅延回路と、
前記検出装置から出力された前記位置信号と、前記遅延回路により遅延された前記位置信号との差を増幅して出力する差動増幅回路と、
で構成されている、
請求項６に記載の光走査装置。
前記検出装置から出力された前記位置信号を一定時間遅延させる遅延回路と、
前記検出装置から出力された前記位置信号と、前記遅延回路により遅延された前記位置信号との差を増幅して出力する差動増幅回路と、
で構成されている、
請求項６に記載の光走査装置。
【請求項8】
前記判定部は、コンパレータである、
請求項７に記載の光走査装置。
請求項７に記載の光走査装置。
【請求項9】
前記検出装置は、前記入射光の光量重心位置及び光強度を同時に検出することを可能とする位置検出素子であり、
前記異常検知装置は、前記位置信号に加えて、前記検出装置から出力される前記光強度を表す強度信号に基づいて、前記異常動作を検知する、
請求項２に記載の光走査装置。
前記異常検知装置は、前記位置信号に加えて、前記検出装置から出力される前記光強度を表す強度信号に基づいて、前記異常動作を検知する、
請求項２に記載の光走査装置。
【請求項10】
前記ミラーは、互いに直交する第１軸及び第２軸の周りに揺動可能であり、
前記検出装置は、前記入射光の二次元的な位置を検出する、
請求項１に記載の光走査装置。
前記検出装置は、前記入射光の二次元的な位置を検出する、
請求項１に記載の光走査装置。
【請求項11】
光を反射する反射面を有し、少なくとも１つの軸周りに揺動可能なミラーと、前記ミラーを揺動させるアクチュエータと、を含むマイクロミラーデバイスと、
前記アクチュエータの動作を制御する制御装置と、
を備える光走査装置の異常検知方法であって、
前記ミラーの前記反射面とは反対側の裏面に照明光を照射し、
前記ミラーにより反射された前記照明光の反射光の位置の時間的な変動量に基づいて、前記ミラーの異常動作を検知すること、
を含む異常検知方法。
前記アクチュエータの動作を制御する制御装置と、
を備える光走査装置の異常検知方法であって、
前記ミラーの前記反射面とは反対側の裏面に照明光を照射し、
前記ミラーにより反射された前記照明光の反射光の位置の時間的な変動量に基づいて、前記ミラーの異常動作を検知すること、
を含む異常検知方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示の技術は、光走査装置及び異常検知方法に関する。
【背景技術】
【0002】
シリコン（Ｓｉ）の微細加工技術を用いて作製される微小電気機械システム（Micro Electro Mechanical Systems：ＭＥＭＳ）デバイスの１つとしてマイクロミラーデバイス（マイクロスキャナともいう。）が知られている。マイクロミラーデバイスには、ミラーと、ミラーを揺動させるアクチュエータとが形成されている。このマイクロミラーデバイスは、小型かつ低消費電力であることから、ＬｉＤＡＲ（Light Detection and Ranging）、ＨＵＤ（Head-Up Display）などのレーザスキャナに用いられている。
【0003】
ＬｉＤＡＲ、ＨＵＤ等のレーザスキャナでは、ユーザの安全性を確保することが重要である。例えば、光源からのレーザ光の出力がオンの状態でミラーの動作が停止すると、レーザ光が同じ位置に連続的に照射されるので、危険である。そのため、ミラーの異常動作を動作中に検知することが求められる。ミラーの異常動作を検知するには、ミラーの動作中に、ミラーの振れ角を正確に検出する必要がある。
【0004】
特許文献１には、ミラーの裏面に光を照射し、ミラーにより反射された光を受光素子で受光し、受光素子の出力信号を演算することによりミラーの振れ角を検出する方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開２００４－１７０４９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
特許文献１には、ミラーの振れ角の検出については記載されているものの、ミラーの異常動作の検知については記載されていない。ミラーの異常動作を検知するには、ミラーの振幅を監視し、振幅が所定の範囲外となった場合に異常動作が生じたと判定する方法が考えられる。しかしながら、ミラーの振幅を検出するためには１揺動周期分の波形を取得して評価する必要があるので、ミラーの異常動作を高速に検知することはできない。
【0007】
本開示の技術は、ミラーの異常動作を動作中に高速に検知することを可能とする光走査装置及び異常検知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】
【0008】
上記目的を達成するために、本開示の光走査装置は、光を反射する反射面を有し、少なくとも１つの軸周りに揺動可能なミラーと、ミラーを揺動させるアクチュエータと、を含むマイクロミラーデバイスと、アクチュエータの動作を制御する制御装置と、ミラーの反射面とは反対側の裏面に照明光を照射する光照射装置と、ミラーにより反射された照明光の反射光が入射し、入射光の位置を表す位置信号を出力する検出装置と、位置信号の時間的な変動量に基づいて、ミラーの異常動作を検知する異常検知装置と、を備える。
【0009】
検出装置は、入射光の光量重心位置を検出することを可能とする位置検出素子であり、位置信号は、光量重心位置を表すことが好ましい
【0010】
制御装置は、アクチュエータを駆動することにより、一定の揺動周期でミラーを共振させることが好ましい。
【0011】
異常検知装置は、揺動周期の５％より小さい時間間隔において位置信号が変動する量を変動量として検出することが好ましい。
【0012】
異常検知装置は、揺動周期の５％より小さく、かつ０．０５％より大きい時間間隔において位置信号が変動する量を変動量として検出することが好ましい。
【0013】
異常検知装置は、変動量を検出する検出部と、変動量の閾値以上であるか否かを判定する判定部とを含むことが好ましい。
【0014】
検出部は、検出装置から出力された位置信号を一定時間遅延させる遅延回路と、検出装置から出力された位置信号と、遅延回路により遅延された位置信号との差を増幅して出力する差動増幅回路とで構成されていることが好ましい。
【0015】
判定部は、コンパレータであることが好ましい。
【0016】
検出装置は、入射光の光量重心位置及び光強度を同時に検出することを可能とする位置検出素子であり、異常検知装置は、位置信号に加えて、検出装置から出力される光強度を表す強度信号に基づいて、異常動作を検知することが好ましい。
【0017】
ミラーは、互いに直交する第１軸及び第２軸の周りに揺動可能であり、検出装置は、入射光の二次元的な位置を検出することが好ましい。
【0018】
本開示の異常検知方法は、光を反射する反射面を有し、少なくとも１つの軸周りに揺動可能なミラーと、ミラーを揺動させるアクチュエータと、を含むマイクロミラーデバイスと、アクチュエータの動作を制御する制御装置と、を備える光走査装置の異常検知方法であって、ミラーの反射面とは反対側の裏面に照明光を照射し、ミラーにより反射された照明光の反射光の位置の時間的な変動量に基づいて、ミラーの異常動作を検知することを含む。
【発明の効果】
【0019】
本開示の技術によれば、ミラーの異常動作を動作中に高速に検知することを可能とする光走査装置及び異常検知方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0020】
【図1】光走査装置の模式図である。
【図2】マイクロミラーデバイスの概略図である。
【図3】可動ミラーの第１振れ角ついて説明する図である。
【図4】可動ミラーの第２振れ角ついて説明する図である。
【図5】第１アクチュエータ及び第２アクチュエータに与える駆動信号の一例を示す図である。
【図6】角度検出装置の構成の一例を示す模式図である。
【図7】異常検知装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図8】可動ミラーが正常に動作している場合における出力信号、遅延信号、及び変動量の一例を模式的に示す図である。
【図9】可動ミラーに異常動作が生じた場合における出力信号、遅延信号、及び変動量の一例を模式的に示す図である。
【図10】検出装置から出力される位置信号及び強度信号の一例を示す図である。
【図11】光学的方法の一例を示す図である。
【図12】評価結果を示す図である。
【図13】Δｔ／Ｔ＝０．５％の場合における変動量の波形を示す図である。
【図14】Δｔ／Ｔ＝５％の場合における変動量の波形を示す図である。
【図15】Δｔ／Ｔ＝０．０１％の場合における変動量の波形を示す図である。
【図16】位置信号に基づく従来の判定方法による判定例を示す図である。
【図17】位置信号に基づく従来の判定方法による判定例を示す図である。
【図18】変形例に係る異常検知装置の構成を示すブロック図である。
【図19】強度信号に基づく判定方法の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0021】
添付図面に従って本開示の技術に係る実施形態の一例について説明する。
【0022】
図１は、一実施形態に係る光走査システム１０を模式的に示す。光走査システム１０は、光走査装置２と光源３とを含む。光走査装置２は、マイクロミラーデバイス（以下、ＭＭＤ（Micro Mirror Device）という。）４と、制御装置５と、角度検出装置６と、異常検知装置７とで構成されている。光走査システム１０は、ＬｉＤＡＲ、ＨＵＤなどのレーザスキャナに用いられる。
【0023】
光走査装置２は、制御装置５の制御に従って、光源３から入射するレーザ光ＬａをＭＭＤ４で反射することにより、光走査を行う。光走査システム１０がＬｉＤＡＲに用いられる場合には、光走査装置２は、例えば、レーザ光Ｌａをヘリカル状に走査する。本実施形態では、光走査のパターンをヘリカル状とするが、光走査のパターンは、ヘリカル状に限られず、リサージュ状、ラスター状などであってもよい。
【0024】
ＭＭＤ４は、第１軸ａ１と、第１軸ａ１に直交する第２軸ａ２との周りに、可動ミラー２０（図２参照）を揺動させることを可能とする圧電型２軸駆動方式のマイクロミラーデバイスである。以下、第１軸ａ１と平行な方向をＸ方向、第２軸ａ２と平行な方向をＹ方向、第１軸ａ１及び第２軸ａ２に直交する方向をＺ方向という。
【0025】
光源３は、レーザ光Ｌａを発するレーザ装置である。光源３は、ＭＭＤ４の可動ミラー２０が静止した状態において、可動ミラー２０が備える反射面２０Ａ（図２参照）に垂直にレーザ光Ｌａを照射する。レーザ光Ｌａは、本開示の技術に係る「光」の一例である。
【0026】
制御装置５は、光源３及びＭＭＤ４にそれぞれ駆動信号を入力する。光源３は、入力された駆動信号に基づいてレーザ光Ｌａを発生してＭＭＤ４に照射する。ＭＭＤ４は、入力された駆動信号に基づいて、可動ミラー２０を第１軸ａ１及び第２軸ａ２の周りに揺動させる。
【0027】
詳しくは後述するが、制御装置５は、可動ミラー２０を第１軸ａ１及び第２軸ａ２の周りにそれぞれ共振させる。これにより、可動ミラー２０で反射されるレーザ光Ｌａは、平面上において円形を描くように走査される。
【0028】
詳しくは後述するが、角度検出装置６は、可動ミラー２０の裏面側（すなわちレーザ光Ｌａが照射される面とは反対側）に、角度検出用の照明光Ｌｂを照射することにより、可動ミラー２０の角度を検出する。角度検出装置６の検出動作は、制御装置５により制御される。例えば、制御装置５は、角度検出装置６から出力される信号に基づいて駆動信号を補正するフィードバック制御を行う。
【0029】
詳しくは後述するが、異常検知装置７は、角度検出装置６から出力される信号の時間的な変動量に基づいて、可動ミラー２０の異常動作を動作中に検知する。
【0030】
【0031】
ＭＭＤ４は、可動ミラー２０、第１アクチュエータ２１、第２アクチュエータ２２、支持枠２３、第１支持部２４、第２支持部２５、接続部２６、及び固定部２７を有する。ＭＭＤ４は、例えばＳＯＩ（Silicon On Insulator）基板をエッチング処理することにより形成されている。可動ミラー２０は、本開示の技術に係る「ミラー」の一例である。
【0032】
可動ミラー２０は、入射光を反射する反射面２０Ａを有する。反射面２０Ａは、可動ミラー２０の一面に設けられた、例えば、金（Ａｕ）又はアルミニウム（Ａｌ）等の金属薄膜で形成されている。反射面２０Ａは、例えば円形である。
【0033】
支持枠２３は、可動ミラー２０を囲うように配置されている。第２アクチュエータ２２は、可動ミラー２０及び支持枠２３を囲うように配置されている。第１アクチュエータ２１は、可動ミラー２０、支持枠２３、及び第２アクチュエータ２２を囲うように配置されている。
【0034】
第１支持部２４は、可動ミラー２０と支持枠２３とを、第１軸ａ１上で接続し、かつ可動ミラー２０を第１軸ａ１周りに揺動可能に支持している。第１軸ａ１は、可動ミラー２０が静止している場合の反射面２０Ａを含む平面内にある。例えば、第１支持部２４は、第１軸ａ１に沿って延伸したトーションバーである。
【0035】
第２支持部２５は、支持枠２３と第２アクチュエータ２２とを、第２軸ａ２上で接続し、かつ可動ミラー２０及び支持枠２３を第２軸ａ２周りに揺動可能に支持している。第２軸ａ２は、可動ミラー２０が静止している場合の反射面２０Ａを含む平面内において第１軸ａ１と直交する。
【0036】
接続部２６は、第１アクチュエータ２１と第２アクチュエータ２２とを第１軸ａ１上で接続している。また、接続部２６は、第１アクチュエータ２１と固定部２７とを第１軸ａ１上で接続している。
【0037】
固定部２７は外形が矩形状であり、第１アクチュエータ２１を取り囲んでいる。固定部２７のＸ方向及びＹ方向への長さは、それぞれ、例えば１ｍｍ～１０ｍｍ程度である。固定部２７のＺ方向への厚みは、例えば５μｍ～０．２ｍｍ程度である。
【0038】
第１アクチュエータ２１及び第２アクチュエータ２２は、それぞれ圧電素子を備えた圧電アクチュエータである。第１アクチュエータ２１は、可動ミラー２０に第１軸ａ１周りの回転トルクを与える。第２アクチュエータ２２は、可動ミラー２０に第２軸ａ２周りの回転トルクを与える。これにより、可動ミラー２０は、第１軸ａ１周り及び第２軸ａ２周りに揺動する。
【0039】
第１アクチュエータ２１は、ＸＹ面内において可動ミラー２０、支持枠２３、及び第２アクチュエータ２２を囲む環状の薄板部材である。第１アクチュエータ２１は、一対の第１可動部２１Ａ及び第２可動部２１Ｂで構成されている。第１可動部２１Ａ及び第２可動部２１Ｂは、それぞれ略半環状である。第１可動部２１Ａと第２可動部２１Ｂとは、第１軸ａ１に関して線対称となる形状であり、第１軸ａ１上で接続されている。
【0040】
支持枠２３は、ＸＹ面内において可動ミラー２０を囲む環状の薄板部材である。
【0041】
第２アクチュエータ２２は、ＸＹ面内において可動ミラー２０及び支持枠２３を囲む環状の薄板部材である。第２アクチュエータ２２は、一対の第１可動部２２Ａ及び第２可動部２２Ｂで構成されている。第１可動部２２Ａ及び第２可動部２２Ｂは、それぞれ半環状である。第１可動部２２Ａと第２可動部２２Ｂとは、第２軸ａ２に関して線対称となる形状であり、第２軸ａ２上で接続されている。
【0042】
第１アクチュエータ２１において、第１可動部２１Ａ及び第２可動部２１Ｂには、それぞれ圧電素子が設けられている。また、第２アクチュエータ２２において、第１可動部２２Ａ及び第２可動部２２Ｂには、それぞれ圧電素子が設けられている。
【0043】
図３及び図４は、可動ミラー２０が揺動する際の振れ角について説明する。図３は、可動ミラー２０の第１軸ａ１周りの振れ角（以下、第１振れ角という。）θ１を示す。図４は、可動ミラー２０の第２軸ａ２周りの振れ角（以下、第２振れ角という。）θ２を示す。
【0044】
図３に示すように、可動ミラー２０の反射面２０Ａの法線Ｎが、ＹＺ平面において傾斜する角度を第１振れ角θ１という。反射面２０Ａの法線Ｎが＋Ｙ方向に傾斜した場合には、第１振れ角θ１は正の値をとり、－Ｙ方向に傾斜した場合には、第１振れ角θ１は負の値をとる。
【0045】
第１振れ角θ１は、制御装置５が第１アクチュエータ２１に与える駆動信号（以下、第１駆動信号という。）により制御される。第１駆動信号は、例えば正弦波の交流電圧である。第１駆動信号は、第１可動部２１Ａに印加される駆動電圧波形Ｖ１Ａ（ｔ）と、第２可動部２１Ｂに印加される駆動電圧波形Ｖ１Ｂ（ｔ）とを含む。駆動電圧波形Ｖ１Ａ（ｔ）と駆動電圧波形Ｖ１Ｂ（ｔ）は、互いに逆位相（すなわち位相差１８０°）である。
【0046】
図４に示すように、可動ミラー２０の反射面２０Ａの法線Ｎが、ＸＺ平面において傾斜する角度を第２振れ角θ２という。反射面２０Ａの法線Ｎが＋Ｘ方向に傾斜した場合には、第２振れ角θ２は正の値をとり、－Ｘ方向に傾斜した場合には、第２振れ角θ２は負の値をとる。
【0047】
第２振れ角θ２は、制御装置５が第２アクチュエータ２２に与える駆動信号（以下、第２駆動信号という。）により制御される。第２駆動信号は、例えば正弦波の交流電圧である。第２駆動信号は、第１可動部２２Ａに印加される駆動電圧波形Ｖ２Ａ（ｔ）と、第２可動部２２Ｂに印加される駆動電圧波形Ｖ２Ｂ（ｔ）とを含む。駆動電圧波形Ｖ２Ａ（ｔ）と駆動電圧波形Ｖ２Ｂ（ｔ）は、互いに逆位相（すなわち位相差１８０°）である。
【0048】
図５は、第１アクチュエータ２１及び第２アクチュエータ２２に与える駆動信号の一例を示す。図５（Ａ）は、第１駆動信号に含まれる駆動電圧波形Ｖ１Ａ（ｔ）及びＶ１Ｂ（ｔ）を示す。図５（Ｂ）は、第２駆動信号に含まれる駆動電圧波形Ｖ２Ａ（ｔ）及びＶ２Ｂ（ｔ）を示す。
【0049】
駆動電圧波形Ｖ１Ａ（ｔ）及びＶ１Ｂ（ｔ）は、それぞれ下式（１Ａ）及び下式（１Ｂ）により表される。
Ｖ１Ａ（ｔ）＝Ａ１ｓｉｎ（２πｆｄｔ） ・・・（１Ａ）
Ｖ１Ｂ（ｔ）＝Ａ１ｓｉｎ（２πｆｄｔ＋π） ・・・（１Ｂ）
Ｖ１Ａ（ｔ）＝Ａ１ｓｉｎ（２πｆｄｔ） ・・・（１Ａ）
Ｖ１Ｂ（ｔ）＝Ａ１ｓｉｎ（２πｆｄｔ＋π） ・・・（１Ｂ）
【0050】
ここで、ｔは時間である。ｆｄは駆動周波数である。Ａ１は、振幅である。駆動電圧波形Ｖ１Ａ（ｔ）と駆動電圧波形Ｖ１Ｂ（ｔ）との位相差は、π（すなわち１８０°）である。
【0051】
駆動電圧波形Ｖ２Ａ（ｔ）及びＶ２Ｂ（ｔ）は、それぞれ下式（２Ａ）及び下式（２Ｂ）により表される。
Ｖ２Ａ（ｔ）＝Ａ２ｓｉｎ（２πｆｄｔ＋φ） ・・・（２Ａ）
Ｖ２Ｂ（ｔ）＝Ａ２ｓｉｎ（２πｆｄｔ＋π＋φ） ・・・（２Ｂ）
Ｖ２Ａ（ｔ）＝Ａ２ｓｉｎ（２πｆｄｔ＋φ） ・・・（２Ａ）
Ｖ２Ｂ（ｔ）＝Ａ２ｓｉｎ（２πｆｄｔ＋π＋φ） ・・・（２Ｂ）
【0052】
ここで、Ａ２は、振幅である。駆動電圧波形Ｖ２Ａ（ｔ）と駆動電圧波形Ｖ２Ｂ（ｔ）との位相差は、π（すなわち１８０°）である。φは、駆動電圧波形Ｖ１Ａ（ｔ）と駆動電圧波形Ｖ２Ａ（ｔ）との位相差である。本実施形態では、可動ミラー２０に歳差運動を行わせて、光走査のパターンをヘリカル状とするために、φ＝９０°とする。なお、振幅Ａ１，Ａ２を、時間ｔに応じて変化させてもよい。
【0053】
本実施形態では、駆動周波数ｆｄを可動ミラー２０の共振周波数とする。これにより、可動ミラー２０は、一定の揺動周期Ｔで共振する。揺動周期Ｔは、Ｔ＝１／ｆｄで表される。
【0054】
図６は、角度検出装置６の構成の一例を示す。図６に示すように、角度検出装置６は、光照射装置３０、光偏向部材３１、検出装置３２、コリメートレンズ３３、及び集光レンズ３４を備える。光照射装置３０は、角度検出用の照明光Ｌｂを出射する。例えば、光照射装置３０は、照明光Ｌｂとして波長が約９８０ｎｍのレーザ光を発するレーザダイオードである。
【0055】
光偏向部材３１は、円柱の基材を、円柱の回転対称軸に対して斜めに切断することにより形成された切断面を有し、その切断面に反射面３１Ａが形成されている。光偏向部材３１は、光照射装置３０から出射された照明光Ｌｂが反射面３１Ａに約４５°の入射角で入射するように配置されている。
【0056】
光照射装置３０と光偏向部材３１との間には、コリメートレンズ３３が配置されている。光照射装置３０から出射された照明光Ｌｂは、コリメートレンズ３３を介して反射面３１Ａに入射する。光照射装置３０から出射される照明光Ｌｂの進行方向は、例えばＹ方向である。反射面３１Ａに入射した照明光Ｌｂは、角度が９０°偏向されてＺ方向に進行して、可動ミラー２０の裏面２０Ｂに入射する。裏面２０Ｂは、可動ミラー２０の反射面２０Ａが設けられた面とは反対側の面である。なお、図示を省略しているが、裏面２０Ｂには、可動ミラー２０の強度を高めるために梁構造（リブとも称される。）が設けられている。
【0057】
光偏向部材３１と可動ミラー２０との間には集光レンズ３４が配置されている。集光レンズ３４は、例えば両凸レンズであって、その光軸ＡＸに沿って、光偏向部材３１により偏向された照明光Ｌｂが進行するように配置されている。照明光Ｌｂは、集光レンズ３４の中央を通過して可動ミラー２０の裏面２０Ｂに入射する。
【0058】
可動ミラー２０の裏面２０Ｂに入射した照明光Ｌｂは、可動ミラー２０の振れ角（第１振れ角θ１及び第２振れ角θ２）に応じた反射角で反射される。可動ミラー２０の裏面２０Ｂによって反射された照明光Ｌｂは、集光レンズ３４を介して検出装置３２の受光面３２Ａに入射する。受光面３２Ａの中央に光偏向部材３１が配置されている。
【0059】
検出装置３２は、入射光の光量重心位置を検出することを可能とする位置検出素子であり、光量重心位置を表す位置信号を出力する。本実施形態では、検出装置３２として、入射光の二次元的な位置を検出する二次元ＰＳＤ（Position Sensitive Detector）が用いられる。検出装置３２は、受光面３２Ａにおける入射光のＸ方向に関する光量重心位置とＹ方向に関する光量重心位置とを検出する。検出装置３２は、Ｘ方向に関する光量重心位置を表す位置信号Ｐｘ（ｔ）と、Ｙ方向に関する光量重心位置を表す位置信号Ｐｙ（ｔ）とを出力する。図６に示すように、位置信号Ｐｙ（ｔ）は、第１振れ角θ１に応じて変化する。図示は省略するが、位置信号Ｐｘ（ｔ）は、第２振れ角θ２に応じて変化する。
【0060】
なお、本実施形態の検出装置３２は、入射光の光量重心位置及び光強度を同時に検出することを可能とし、位置信号Ｐｘ（ｔ），Ｐｙ（ｔ）に加えて、入射光の光強度を表す強度信号Ｉｘ（ｔ），Ｉｙ（ｔ）を出力する。強度信号Ｉｘ（ｔ）は、Ｘ方向に関する光強度を表す。強度信号Ｉｙ（ｔ）は、Ｙ方向に関する光強度を表す。
【0061】
制御装置５は、角度検出装置６から出力される位置信号Ｐｘ（ｔ），Ｐｙ（ｔ）に基づいて第１駆動信号及び第２駆動信号を補正するフィードバック制御を行う。
【0062】
図７は、異常検知装置７の構成の一例を示す。異常検知装置７は、検出部４０と判定部４１とを有する。検出部４０は、遅延回路４２と差動増幅回路４３とで構成されている。本実施形態では、異常検知装置７は、検出装置３２から出力される位置信号Ｐｘ（ｔ），Ｐｙ（ｔ）のうち位置信号Ｐｙ（ｔ）を用いて異常検知を行う。
【0063】
位置信号Ｐｙ（ｔ）は、検出部４０に入力される。具体的には、位置信号Ｐｙ（ｔ）は、遅延回路４２と差動増幅回路４３とに入力される。遅延回路４２は、入力された位置信号Ｐｙ（ｔ）を一定時間Δｔだけ遅延させて出力する。以下、遅延回路４２から出力される信号を遅延信号Ｐｙ（ｔ－Δｔ）という。以下、時間Δｔを、遅延時間Δｔという。遅延時間Δｔは、揺動周期Ｔよりも短い。
【0064】
遅延回路４２から出力される遅延信号Ｐｙ（ｔ－Δｔ）は、差動増幅回路４３に入力される。差動増幅回路４３は、位置信号Ｐｙ（ｔ）と遅延信号Ｐｙ（ｔ－Δｔ）との差を増幅して出力する。すなわち、遅延回路４２は、位置信号Ｐｙ（ｔ）の位相を調整して遅延信号Ｐｙ（ｔ－Δｔ）とする。以下、差動増幅回路４３から出力される出力信号を、変動量ΔＰｙ（ｔ）という。変動量ΔＰｙ（ｔ）は、位置信号Ｐｙ（ｔ）の時間的な変動量を表す。換言すると、変動量ΔＰｙ（ｔ）は、揺動周期Ｔより小さい時間間隔においてΔＰｙ（ｔ）が変動する量を表す。
【0065】
差動増幅回路４３から出力される変動量ΔＰｙ（ｔ）は、判定部４１に入力される。判定部４１は、コンパレータにより構成されている。判定部４１は、変動量ΔＰｙ（ｔ）が閾値Ｖｔｈ以上であるか否かを判定し、判定結果を制御装置５へ出力する。ここで、変動量ΔＰｙ（ｔ）が閾値Ｖｔｈ以上であるとは、変動量ΔＰｙ（ｔ）の絶対値が閾値Ｖｔｈ以上であること、換言すると、ΔＰｙ（ｔ）≧Ｖｔｈであるか、又はΔＰｙ（ｔ）≦－Ｖｔｈであることをいう。
【0066】
制御装置５は、判定部４１から出力される判定結果に応じて、光源３及びＭＭＤ４の動作を停止させる。具体的には、制御装置５は、判定部４１により変動量ΔＰｙ（ｔ）が閾値Ｖｔｈ以上であると判定された場合には、光源３及びＭＭＤ４の動作を停止させる。
【0067】
図８は、可動ミラー２０が正常に動作している場合における位置信号Ｐｙ（ｔ）、遅延信号Ｐｙ（ｔ－Δｔ）、及び変動量ΔＰｙ（ｔ）の一例を模式的に示す。図８（Ａ）は、位置信号Ｐｙ（ｔ）及び遅延信号Ｐｙ（ｔ－Δｔ）の一例を示す。図８（Ｂ）は、変動量ΔＰｙ（ｔ）の一例を示す。
【0068】
可動ミラー２０が一定の揺動周期Ｔで共振している場合には、図８（Ａ）に示すように、位置信号Ｐｙ（ｔ）は、理想的には略正弦波となる。図８（Ａ）において、位置信号Ｐｙ（ｔ）は実線で示されており、遅延信号Ｐｙ（ｔ－Δｔ）は破線で示されている。図８（Ｂ）に示す変動量ΔＰｙ（ｔ）は、遅延時間Δｔに対する位置信号Ｐｙ（ｔ）の変動電圧ΔＶに対応する。変動量ΔＰｙ（ｔ）は、理想的には略正弦波となる。
【0069】
図９は、可動ミラー２０に異常動作が生じた場合における位置信号Ｐｙ（ｔ）、遅延信号Ｐｙ（ｔ－Δｔ）、及び変動量ΔＰｙ（ｔ）の一例を模式的示す。図９（Ａ）は、位置信号Ｐｙ（ｔ）及び遅延信号Ｐｙ（ｔ－Δｔ）の一例を示す。図９（Ｂ）は、変動量ΔＰｙ（ｔ）の一例を示す。
【0070】
図９に示すように、可動ミラー２０に異常動作が生じた場合には、変動量ΔＰｙ（ｔ）が大きく変化して閾値Ｖｔｈ以上となり、判定部４１により可動ミラー２０の動作が異常と判定される。
【0071】
なお、可動ミラー２０の動作が正常であっても、位置信号Ｐｙ（ｔ）は、可動ミラー２０の裏面２０Ｂからの反射光に迷光等が含まれることにより、波形にノイズが生じることがある。迷光は、例えば、裏面２０Ｂに設けられた梁構造等で照明光Ｌｂが反射されることにより生じる。ノイズによる影響によらず、可動ミラー２０の異常動作を正確に検知するには、遅延時間Δｔを適切な範囲内に設定する必要がある。具体的には、揺動周期Ｔに対する遅延時間Δｔの割合（Δｔ／Ｔ）を適切な範囲内に設定することが好ましい。
【0072】
例えば、Δｔ／Ｔ＜５％と、上限値を規定することが好ましい。この場合、検出部４０は、揺動周期Ｔの５％より小さい時間間隔において位置信号Ｐｙ（ｔ）が変動する量を変動量ΔＰｙ（ｔ）として検出する。また、０．０５％＜Δｔ／Ｔ＜５％と、上限値及び下限値を規定することがさらに好ましい。この場合、検出部４０は、揺動周期Ｔの５％より小さく、かつ０．０５％より大きい時間間隔において位置信号Ｐｙ（ｔ）が変動する量を変動量ΔＰｙ（ｔ）として検出する。
【0073】
［実験による効果の検証］
上記のように構成された異常検知装置７を用いることにより、可動ミラー２０の異常動作を動作中に高速に検知することが可能となる。この効果を検証するために、本出願人は、複数のＭＭＤ４を作製して実験を行った。
上記のように構成された異常検知装置７を用いることにより、可動ミラー２０の異常動作を動作中に高速に検知することが可能となる。この効果を検証するために、本出願人は、複数のＭＭＤ４を作製して実験を行った。
【0074】
作製したＭＭＤ４を、駆動周波数ｆｄを約１４２０Ｈｚとして、可動ミラー２０に歳差運動を行わせた状態で、検出装置３２から出力される信号を異常検知装置７に入力して異常検知の精度を評価した。揺動周期Ｔは、約７０４μｓである。図１０は、検出装置３２から出力される位置信号Ｐｘ（ｔ），Ｐｙ（ｔ）及び強度信号Ｉｘ（ｔ），Ｉｙ（ｔ）の一例を示す。本実験では、位置信号Ｐｙ（ｔ）を異常検知装置７に入力した。異常検知装置７では、遅延時間Δｔを変化させることにより、複数の割合Δｔ／Ｔについて異常検知の精度を評価した。
【0075】
また、通常の環境下では異常動作が生じにくいため、負荷環境下でＭＭＤ４を動作させることにより異常動作を発生させた。負荷として、高温高湿度環境下でＭＭＤ４を駆動すること、外部からＭＭＤ４へ衝撃を印加すること、及び、高駆動電圧でＭＭＤ４を駆動することが含まれる。
【0076】
また、可動ミラー２０の動作を光学的方法で直接計測することにより得られる計測値に基づく異常動作の判定結果を評価基準とした。図１１は、光学的方法の一例を示す。図１１に示すように、評価用光源５０からコリメートレンズ５１を介して可動ミラー２０の反射面２０Ａに評価用レーザ光ＬＥを照射し、反射面２０Ａによる反射光を、レンズ５２，５３を介して位置検出素子（ＰＳＤ：Position Sensitive Detector）５４に結像する。位置検出素子により得られる結像位置を、可動ミラー２０の振れ角に変換する。なお、振れ角の変換精度を高めるために、ＭＭＤ４に代えて、角度が既知の基準ミラーを設置し、角度と位置情報とを校正するキャリブレーションを実施することが好ましい。
【0077】
上記の光学的方法により可動ミラー２０の振れ角（第１振れ角θ１及び第２振れ角θ２）を計測し、第１振れ角θ１と第２振れ角θ２とを合成した合成角を算出した。可動ミラー２０が歳差運動を行っている場合には合成角は一定である。合成角が定常値から±１０％の範囲を超えた場合に、異常動作が発生したと判定し、この判定した時間を基準時間とした。
【0078】
異常検知装置７による異常検知の精度を複数の評価項目について評価した。本実験で用いた評価項目は、「検知時間」、「検知漏れ」、及び「誤検知」である。検知時間は、異常動作を検知した時間（異常検知時間）に関する評価項目である。検知漏れは、異常動作を検知できたか否かに関する評価項目である。誤検知は、動作開始から異常動作が発生するまでの間に、異常動作と誤検知したか否かに関する評価項目である。
【0079】
図１２は、評価結果を示す。実施例１～７は、本実施形態の異常検知装置７を用いた異常検知の実験例であり、それぞれ遅延時間Δｔの設定値が異なることにより割合Δｔ／Ｔが異なる。比較例は、本実施形態の異常検知装置７は用いずに、位置信号Ｐｙ（ｔ）に基づく従来の判定方法を用いた異常検知の実験例である。
【0080】
検知時間の評価結果において、Ｐは、１００個のサンプルを用いて実験を行った結果、最も遅い異常検知時間（ワースト検知時間）が、上記の基準時間から３５０μｓ未満であったことを表している。Ｆ１は、ワースト検知時間が基準時間から７００μｓ未満であったことを表している。Ｆ２は、ワースト検知時間が基準時間から７００μｓ以上であったことを表している。
【0081】
検知漏れの評価結果において、Ｐは、１００個のサンプルを用いて実験を行った結果、全てのサンプルについて異常動作を検知することができたこと、すなわち検知漏れがなかったことを表している。Ｆは、少なくとも１つのサンプルについて異常動作を検知することができなかったこと、すなわち検知漏れがあったことを表している。
【0082】
誤検知の評価結果において、Ｐは、１００個のサンプルを用いて実験を行った結果、誤検知したサンプル数を全サンプル数で割った値（誤検知率）が１０％未満であったことを表している。Ｆ１は、誤検知率が５０％未満であったことを表している。Ｆ２は、誤検知率が５０％以上であったことを表している。
【0083】
検知時間の評価結果によれば、Δｔ／Ｔ＜５％の場合に、ワースト検知時間が基準時間から３５０μｓ未満となることがわかる。すなわち、可動ミラー２０の異常動作を動作中に高速に検知するうえで、Δｔ／Ｔ＜５％とすることが好ましい。
【0084】
検知漏れの評価結果によれば、０．０１％＜Δｔ／Ｔ＜１０％の場合に、検知漏れが生じないことがわかる。すなわち、検知漏れの観点からは、Δｔ／Ｔの下限値を０．０１％とすることが好ましい。
【0085】
誤検知の評価結果によれば、０．０５％＜Δｔ／Ｔの場合に、誤検知が生じないことがわかる。誤検知は、主に迷光によるノイズによって生じる。すなわち、ノイズ耐性の観点から、Δｔ／Ｔの下限値を０．０５％とすることが好ましい。
【0086】
図１３～図１５は、変動量ΔＰｙ（ｔ）の波形を示す。図１３は、Δｔ／Ｔ＝０．５％の場合における変動量ΔＰｙ（ｔ）の波形を示す。図１４は、Δｔ／Ｔ＝５％の場合における変動量ΔＰｙ（ｔ）の波形を示す。図１５は、Δｔ／Ｔ＝０．０１％の場合における変動量ΔＰｙ（ｔ）の波形を示す。
【0087】
図１３は、０．０５％＜Δｔ／Ｔ＜１０％の場合に、高速かつ高精度に異常検知を行うことを可能とする波形の一例を示している。図１３に示す波形は、異常動作時の振幅が正常動作時の振幅より大きいので、異常動作を高速かつ精度よく検出することができる。また、図１３は、波形に迷光によるノイズが混入した場合であっても、上記振幅の関係が維持され、安定して異常動作を検出することができることを示している。
【0088】
【0089】
図１５は、Δｔ／Ｔ≦０．０５％の場合に、誤検知が生じる波形の一例を示している。図１５に示す波形は、正常動作時及び異常動作時の振幅が小さいため、迷光等によるノイズの影響を受けやすく、誤検知が生じやすい。
【0090】
図１６及び図１７は、位置信号Ｐｙ（ｔ）に基づく従来の判定方法による判定例を示す。従来の判定方法では、位置信号Ｐｙ（ｔ）を閾値Ｖｔｈ２と比較することにより異常検知が行われる。図１６及び図１７に示す波形は、いずれも異常動作発生後に振幅が低下しており、異常動作を検知することができず、検知漏れとなる。仮に、異常動作発生後に振幅が増加する場合には、従来の判定方法であっても異常動作が検知されるが、異常動作が発生した後、位置信号Ｐｙ（ｔ）が閾値Ｖｔｈ２を超えるまでに時間が掛かる。このため、高速に異常検知を行うことはできない。
【0091】
［各種変形例］
上記実施形態では、異常検知装置７は、位置信号Ｐｙ（ｔ）に基づいて異常検知しているが、位置信号Ｐｘ（ｔ）に基づいて異常検知を行ってもよい。また、異常検知装置７は、位置信号Ｐｙ（ｔ），Ｐｘ（ｔ）のそれぞれに基づいて異常検知を行ってもよい。この場合、例えば、異常検知装置７は、位置信号Ｐｙ（ｔ），Ｐｘ（ｔ）のいずれか一方の時間的な変動量が閾値以上となった場合に、異常動作が発生したと判定する。
上記実施形態では、異常検知装置７は、位置信号Ｐｙ（ｔ）に基づいて異常検知しているが、位置信号Ｐｘ（ｔ）に基づいて異常検知を行ってもよい。また、異常検知装置７は、位置信号Ｐｙ（ｔ），Ｐｘ（ｔ）のそれぞれに基づいて異常検知を行ってもよい。この場合、例えば、異常検知装置７は、位置信号Ｐｙ（ｔ），Ｐｘ（ｔ）のいずれか一方の時間的な変動量が閾値以上となった場合に、異常動作が発生したと判定する。
【0092】
また、異常検知装置７は、位置信号に加えて、強度信号に基づいて異常検知を行ってもよい。図１８は、変形例に係る異常検知装置７Ａの構成を示す。異常検知装置７Ａは、検出装置３２から出力される位置信号Ｐｙ（ｔ）に加えて、強度信号Ｉｙ（ｔ）に基づいて異常検知を行う。異常検知装置７Ａは、検出部４０と、判定部４１Ａとを有する。判定部４１Ａは、位置信号Ｐｙ（ｔ）の変動量ΔＰｙ（ｔ）に基づいて上述の判定を行うとともに、強度信号Ｉｙ（ｔ）に基づいて判定を行う。
【0093】
図１９は、強度信号Ｉｙ（ｔ）に基づく判定方法の一例を示す。強度信号Ｉｙ（ｔ）は、可動ミラー２０が正常動作を行っている場合は一定範囲Ｄ内で変動するが、可動ミラー２０に異常動作が生じると一定範囲Ｄ外となる。このため、判定部４１Ａは、強度信号Ｉｙ（ｔ）を監視し、強度信号Ｉｙ（ｔ）が一定範囲Ｄ外となった場合に、異常動作が生じたと判定する。このように、位置信号に加えて、強度信号に基づいて異常検知を行うことで、異常検知の精度がさらに向上する。
【0094】
なお、位置信号Ｐｘ（ｔ），Ｐｙ（ｔ）及び強度信号Ｉｘ（ｔ），Ｉｙ（ｔ）のすべての信号に基づいて異常検知を行ってもよい。
【0095】
また、上記実施形態では、検出部４０を遅延回路４２と差動増幅回路４３とで構成しているが、検出部４０を微分回路により構成してもよい。また、検出部４０をハイパスフィルタにより構成してもよい。この場合、ハイパスフィルタのカットオフ周波数を、Δｔ／Ｔの上限値に応じて設定すればよい。また、検出部４０をバンドパスフィルタにより構成してもよい。この場合、バンドパスフィルタの高周波側及び低周波側のカットオフ周波数を、Δｔ／Ｔの下限値及び上限値に応じて設定すればよい。
【0096】
また、上記実施形態では、異常検知装置７をアナログ回路で構成しているが、異常検知装置７の一部又は全部をデジタル回路で構成してもよい。例えば、位置信号Ｐｙ（ｔ）をＡＤＣ（Analog to Digital Converter）でデジタル化した信号を、ソフトウエア（プログラム）により処理を行ってもよい。この場合、異常検知装置７として、汎用的なプロセッサを用いることができる。この汎用的なプロセッサには、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、プログラマブルロジックデバイス（ＰＬＤ：Programmable Logic Device）、専用電気回路等が含まれる。プロセッサが検出処理及び判定処理を行う。
【0097】
また、上記実施形態では、２つの軸周りに揺動可能なミラーを有するマイクロミラーデバイスを用いているが、マイクロミラーデバイスは、１つの軸周りに揺動可能なミラーを有するものであってもよい。すなわち、マイクロミラーデバイスは、少なくとも１つの軸周りに揺動可能なミラーと、ミラーを揺動させるアクチュエータとを含むものであればよい。また、検出装置は、入射光の二次元的な位置を検出するものに限られず、入射光の一次元的な位置を検出するものであってもよい。
【0098】
本明細書に記載された全ての文献、特許出願および技術規格は、個々の文献、特許出願および技術規格が参照により取り込まれることが具体的かつ個々に記された場合と同程度に、本明細書中に参照により取り込まれる。
【符号の説明】
【0099】
２ 光走査装置
３ 光源
４ マイクロミラーデバイス（ＭＭＤ）
５ 制御装置
６ 角度検出装置
７，７Ａ 異常検知装置
１０ 光走査システム
２０ 可動ミラー
２０Ａ 反射面
２０Ｂ 裏面
２１ 第１アクチュエータ
２１Ａ 第１可動部
２１Ｂ 第２可動部
２２ 第２アクチュエータ
２２Ａ 第１可動部
２２Ｂ 第２可動部
２３ 支持枠
２４ 第１支持部
２５ 第２支持部
２６ 接続部
２７ 固定部
３０ 光照射装置
３１ 光偏向部材
３１Ａ 反射面
３２ 検出装置
３２Ａ 受光面
３３ コリメートレンズ
３４ 集光レンズ
４０ 検出部
４１，４１Ａ 判定部
４２ 遅延回路
４３ 差動増幅回路
５０ 評価用光源
５１ コリメートレンズ
５２，５３ レンズ
５４ 位置検出素子
ＡＸ 光軸
ＬＥ 評価用レーザ光
Ｌａ レーザ光
Ｌｂ 照明光
Ｎ 法線
３ 光源
４ マイクロミラーデバイス（ＭＭＤ）
５ 制御装置
６ 角度検出装置
７，７Ａ 異常検知装置
１０ 光走査システム
２０ 可動ミラー
２０Ａ 反射面
２０Ｂ 裏面
２１ 第１アクチュエータ
２１Ａ 第１可動部
２１Ｂ 第２可動部
２２ 第２アクチュエータ
２２Ａ 第１可動部
２２Ｂ 第２可動部
２３ 支持枠
２４ 第１支持部
２５ 第２支持部
２６ 接続部
２７ 固定部
３０ 光照射装置
３１ 光偏向部材
３１Ａ 反射面
３２ 検出装置
３２Ａ 受光面
３３ コリメートレンズ
３４ 集光レンズ
４０ 検出部
４１，４１Ａ 判定部
４２ 遅延回路
４３ 差動増幅回路
５０ 評価用光源
５１ コリメートレンズ
５２，５３ レンズ
５４ 位置検出素子
ＡＸ 光軸
ＬＥ 評価用レーザ光
Ｌａ レーザ光
Ｌｂ 照明光
Ｎ 法線
【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】
