特許 7195078 光照射装置

(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】2022-12-15

(45)【発行日】2022-12-23

(54)【発明の名称】光照射装置

(51)【国際特許分類】

   G02B 26/10 20060101AFI20221216BHJP

   G02B 26/08 20060101ALI20221216BHJP

【ＦＩ】

G02B26/10 104Z

G02B26/08 E

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2018137077

(22)【出願日】2018-07-20

(65)【公開番号】P2020013073

(43)【公開日】2020-01-23

【審査請求日】2021-06-02

(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】110000800

【氏名又は名称】特許業務法人創成国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】齋藤 貴夫

【審査官】山本 貴一

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１０－２６６５０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２００８／０３２４８５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１７／１０４５１０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１１－２２１２１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－１０９３５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－００１２７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－０８３６５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－０５７５７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１３／０１８１１０９（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開昭６２－０４７７８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－２５８５５９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０２Ｂ ２６／０８，２６／１０

Ｈ０１Ｌ ３１／１２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１光を射出する第１光源と、
前記第１光源から射出された前記第１光を反射する光偏向ミラーと、前記光偏向ミラーを支持し、第１軸線周りに回動可能な支持部と、前記光偏向ミラーを前記第１軸線に直交する第２軸線周りに回動させる回動部とを有し、前記支持部を回動して前記光偏向ミラーを前記第１軸線周りに回動させ、且つ、前記回動部により前記光偏向ミラーを前記第２軸線周りに回動させて、前記光偏向ミラーによる前記第１光の反射方向を変更することにより、前記第１光を走査する光偏向器と、
第２光を射出する第２光源と、
前記第２光源から射出され、前記光偏向器の前記支持部で反射された前記第２光を受光する受光器と、
前記受光器で受光した前記第２光に基づいて、前記光偏向ミラーの前記第１軸線周りの回動角度を検出する角度検出部と、
を備え、
前記支持部は、前記第１軸線に直交して配置された圧電カンチレバーによって回動されているものであり、
前記第１光源は、前記第２光よりも短波長の前記第１光を射出し、
前記第２光源は、前記第１光を受光可能に設けられ、受光した前記第１光に基づいて前記第１光源の光強度を検出することを特徴とする光照射装置。

【請求項2】

請求項１に記載の光照射装置において、
前記受光器は、複数の受光素子が配列されたアレイ状に形成されて、前記複数の受光素子のいずれによって前記第２光を受光したかに基づいて、前記第２光の反射角度を検出し、
前記角度検出部は、前記受光器で検出された前記第２光の反射角度に基づいて、前記光偏向ミラーの回動角度を検出することを特徴とする光照射装置。

【請求項3】

請求項１に記載の光照射装置において、
前記受光器は、受光した前記第２光の光強度分布を検出し、
前記角度検出部は、前記受光器で検出された前記第２光の光強度分布に基づいて、前記光偏向ミラーの回動角度を検出することを特徴とする光照射装置。

【請求項4】

請求項１～３のいずれか１項に記載の光照射装置において、
前記角度検出部で検出された前記光偏向ミラーの回動角度に基づいて、前記光偏向ミラーの回動角度を補正する補正部を備えることを特徴とする光照射装置。

【請求項5】

請求項４に記載の光照射装置において、
前記第１光源は、前記第２光源で検出された前記第１光源の光強度に基づいて前記第１光源の光強度を補正することを特徴とする光照射装置。

【請求項6】

第１光を射出する第１光源と、
前記第１光源から射出された前記第１光を反射する光偏向ミラーと、前記光偏向ミラーを支持し、第１軸線周りに回動可能な支持部と、前記光偏向ミラーを前記第１軸線に直交する第２軸線周りに回動させる回動部とを有し、前記支持部を回動して前記光偏向ミラーを前記第１軸線周りに回動させ、且つ、前記回動部により前記光偏向ミラーを前記第２軸線周りに回動させて、前記光偏向ミラーによる前記第１光の反射方向を変更することにより、前記第１光を走査する光偏向器と、
第２光を射出する第２光源と、
前記第２光源から射出され、前記光偏向器の前記支持部で反射された前記第２光を受光する受光器と、
前記受光器で受光した前記第２光に基づいて、前記光偏向ミラーの前記第１軸線周りの回動角度を検出する角度検出部と、
を備え、
前記第１光源は、前記第２光よりも短波長の前記第１光を射出し、
前記第２光源は、前記第１光を受光可能に設けられ、受光した前記第１光に基づいて前記第１光源の光強度を検出することを特徴とする光照射装置。

【請求項7】

請求項６に記載の光照射装置において、
前記第１光源は、前記第２光源で検出された前記第１光源の光強度に基づいて前記第１光源の光強度を補正することを特徴とする光照射装置。

【請求項8】

第１光を射出する第１光源と、
前記第１光源から射出された前記第１光を反射する光偏向ミラーと、前記光偏向ミラーを支持し、第１軸線周りに回動可能な支持部と、前記光偏向ミラーを前記第１軸線に直交する第２軸線周りに回動させる回動部とを有し、前記支持部を回動して前記光偏向ミラーを前記第１軸線周りに回動させ、且つ、前記回動部により前記光偏向ミラーを前記第２軸線周りに回動させて、前記光偏向ミラーによる前記第１光の反射方向を変更することにより、前記第１光を走査する光偏向器と、
第２光を射出する第２光源と、
前記第２光源から射出され、前記光偏向器の前記支持部で反射された前記第２光を受光する受光器と、
前記受光器で受光した前記第２光に基づいて、前記光偏向ミラーの前記第１軸線周りの回動角度を検出する角度検出部と、
前記角度検出部で検出された前記光偏向ミラーの回動角度に基づいて、前記光偏向ミラーの回動角度を補正する補正部と、
を備え、
前記補正部は、ある時点における制御上の前記光偏向ミラーの回動角度と、前記角度検出部にて検出された前記光偏向ミラーの回動角度とに基づいて、前記光偏向ミラーの回動角度を補正することを特徴とする光照射装置。

【請求項9】

請求項６～８のいずれか１項に記載の光照射装置において、
前記第２光は、前記支持部の前記第２軸線上で反射されることを特徴とする光照射装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、光偏向ミラーを備えた光照射装置に関する。

【背景技術】

【0002】

現在、レーザ等の光源からの光を反射する光偏向ミラーを回動させて光の反射方向を変更することにより、光を走査するMEMS（Micro Electro Mechanical Systems）等の光偏向器を備える光照射装置が知られている。さらに、光偏向ミラーの回動角度を検出する角度検出装置が知られている（例えば、特許文献１及び２参照）。

【0003】

特許文献１に記載の角度検出装置（プレーナ型アクチュエータ）は、検出光を射出する発光部と、検出光を受光する受光部（光検出手段）とを備え、光偏向ミラー（可動板）の回動状態を、受光部での受光強度変化に基づいて検出している。

【0004】

また、特許文献２に記載の角度検出装置（共振型光スキャナ）では、光偏向ミラー（反射面）に貫通孔を形成し、貫通孔を通過した光を受光素子で受光し、この受光状態に基づいて、光偏向ミラーの回動角度を検出している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特許第４６４７２４０号公報

【文献】特許第４４１９２５５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、特許文献１に記載の角度検出装置では、光偏向ミラーが連続的に回動した場合には、検出光が光偏向ミラーにより遮断されるため、光偏向ミラーが回動していることは検出することができるが、光偏向ミラーが傾斜して静止した場合は、回動角度を検出することができないという問題があった。

【0007】

特許文献２に記載の角度検出装置では、光偏向ミラーに形成された貫通孔の部分では光を反射することができないため、暗くなる。さらに、貫通孔を形成するための加工が必要となり、コストが高くなる。

【0008】

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、光偏向ミラーの回動角度を確実に検出することができ、低コストの光照射装置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】

【0009】

本発明の光照射装置は、第１光を射出する第１光源と、前記第１光源から射出された前記第１光を反射する光偏向ミラーと、前記光偏向ミラーを支持し、第１軸線周りに回動可能な支持部と、前記光偏向ミラーを前記第１軸線に直交する第２軸線周りに回動させる回動部とを有し、前記支持部を回動して前記光偏向ミラーを前記第１軸線周りに回動させ、且つ、前記回動部により前記光偏向ミラーを前記第２軸線周りに回動させて、前記光偏向ミラーによる前記第１光の反射方向を変更することにより、前記第１光を走査する光偏向器と、第２光を射出する第２光源と、前記第２光源から射出され、前記光偏向器の前記支持部で反射された前記第２光を受光する受光器と、前記受光器で受光した前記第２光に基づいて、前記光偏向ミラーの前記第１軸線周りの回動角度を検出する角度検出部と、を備え、前記支持部は、前記第１軸線に直交して配置された圧電カンチレバーによって回動されているものであり、前記第１光源は、前記第２光よりも短波長の前記第１光を射出し、前記第２光源は、前記第１光を受光可能に設けられ、受光した前記第１光に基づいて前記第１光源の光強度を検出することを特徴とする。

【0010】

支持部が回動し、光偏向ミラーを回動させた場合には、支持部で反射された第２光の反射方向が変わる。すなわち、第２光の反射方向は、光偏向ミラーの回動角度に連動して変化する。

【0011】

本発明によれば、光偏向ミラーを回動させた場合に反射方向が変わる第２光に基づいて、光偏向ミラーの回動角度を検出するので、光偏向ミラーが途中で静止した場合にも確実に回動角度を検出することができる。また、２方向に回動可能な光偏向ミラーの第１軸線周りの回動角度を検出することができる。

【0012】

前記受光器は、複数の受光素子が配列されたアレイ状に形成されて、前記複数の受光素子のいずれによって前記第２光を受光したかに基づいて、前記第２光の反射角度を検出し、前記角度検出部は、前記受光器で検出された前記第２光の反射角度に基づいて、前記光偏向ミラーの回動角度を検出することが好ましい。

【0013】

この構成によれば、検出した第２光の反射角度に基づいて、光偏向ミラーの回動角度を検出するので、簡単な構成で容易に光偏向ミラーの回動角度を検出することができる。

【0014】

前記受光器は、受光した前記第２光の光強度分布を検出し、前記角度検出部は、前記受光器で検出された前記第２光の光強度分布に基づいて、前記光偏向ミラーの回動角度を検出することが好ましい。

【0015】

この構成によれば、検出した第２光の光強度分布に基づいて、光偏向ミラーの回動角度を検出するので、簡単な構成で容易に光偏向ミラーの回動角度を検出することができる。

【0016】

前記角度検出部で検出された前記光偏向ミラーの回動角度に基づいて、前記光偏向ミラーの回動角度を補正する補正部を備えることが好ましい。

【0017】

この構成によれば、検出した光偏向ミラーの回動角度に基づいて、光偏向ミラーの回動角度を補正することができるので、光偏向ミラーの回動角度が制御上での回動角度に対してずれている場合に発生する照射範囲のずれを抑制することができる。

【0018】

前記第１光源は、前記第２光よりも短波長の前記第１光を射出し、前記第２光源は、前記第１光を受光可能に設けられ、受光した前記第１光に基づいて前記第１光源の光強度を検出することが好ましい。

【0019】

この構成によれば、光偏向ミラーの回動角度を検出するために用いられる第２光源で、第１光源の光強度を検出することができるので、新たな部材を追加することなく、容易に第１光源の光強度を検出することができる。

【0020】

前記第１光源は、前記第２光源で検出された前記第１光源の光強度に基づいて前記第１光源の光強度を補正することが好ましい。

【0021】

この構成によれば、第１光源の光強度を検出し、その検出した光強度に基づいて第１光源の光強度を補正することができるので、第１光源の光強度が、設定した光強度範囲よりも弱い又は強い場合には、設定した光強度範囲内に補正することができ、光強度不良による照射不良を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】ＭＥＭＳプロジェクタを示す概略図。

【図2】光偏向器を示す斜視図。

【図3】ＭＥＭＳプロジェクタの内部構成を示すブロック図。

【図4】角度検出制御の流れを示すフローチャート。

【図5】光強度を検出する第２実施形態のＭＥＭＳプロジェクタを示す概略図。

【図6】第２実施形態の光強度検出制御の流れを示すフローチャート。

【発明を実施するための形態】

【0023】

［第１実施形態］
図１に示すように、ＭＥＭＳプロジェクタ１０（光照射装置）は、照射光源１１（第１光源）と、照射光源１１からの光を二次元的（水平方向及び垂直方向）に走査する光偏向器１２とを備える。照射光源１１は、例えば、ＲＧＢのレーザ光を各々射出する各レーザダイオードを含有し、光学部品などを用いてそれらの合波光を射出するよう構成されている。

【0024】

また、ＭＥＭＳプロジェクタ１０は、詳しくは後述する光偏向器１２の第１支持部２２に向けてレーザ光（検査光）を射出する検査光源１３（第２光源）と、第１支持部２２で反射した検査光を受光する受光器１４とを備える。

【0025】

本実施形態では、検査光源１３は、検査光として例えば赤外線（例えば、発光波長が０．７～２．５μｍの近赤外線）を射出する。赤外線は人が視認することができない光であるため、検査光がＭＥＭＳプロジェクタ１０から外部に射出された場合にも、問題になることはない。

【0026】

照射光源１１、検査光源１３、及び受光器１４は、回路基板１５に実装されている。

【0027】

ＭＥＭＳプロジェクタ１０は、光偏向器１２により走査された光の歪み（詳しくは後述する）を補正する補正ミラー１７と、補正ミラー１７で補正された光が入射する投影レンズ１８とを備える。

【0028】

照射光源１１は、詳しくは後述する光偏向器１２の光偏向ミラー２０の回転中心に向けてレーザ光を射出する。

【0029】

光偏向器１２により走査された光は、補正ミラー１７に入射する。光偏向器１２により走査された光は、光の光偏向ミラー２０への入射角と、光偏向ミラー２０の回転軸との影響により歪んでいる。

【0030】

補正ミラー１７は、光偏向器１２により走査された光の歪みを補正して反射するものであり、反射面が湾曲されている。

【0031】

図２に示すように、光偏向ミラー２０を備える光偏向器１２は、反射面を有する光偏向ミラー２０を一対のトーションバー２１ａ，２１ｂにより支持する第１支持部２２（支持部）を備える。

【0032】

また、光偏向器１２は、光偏向ミラー２０を第１支持部２２に対して一対のトーションバー２１ａ，２１ｂ、すなわち、主走査方向（Ｙ軸周り）（第２軸線周り）に回動させる第１のアクチュエータ２４，２６（回動部）を備える。

【0033】

光偏向器１２は、第１支持部２２を支持する第２支持部２８と、第１支持部２２を第２支持部２８に対して副走査方向（Ｘ軸周り）（第１軸線周り）に回動させる第２のアクチュエータ３０，３２とを備える。このように、光偏向器１２は、２次元走査が可能な２軸型光偏向器である。

【0034】

光偏向器１２のアクチュエータとしては、圧電方式、静電方式、電磁形式のアクチュエータを用いることができる。本実施形態では、第１のアクチュエータ２４，２６として、圧電アクチュエータを採用している。また、第２のアクチュエータ３０，３２はそれぞれ、５つの圧電カンチレバーが連結されて構成されている。圧電カンチレバー３０ａ～３０ｅ，３２ａ～３２ｅは、支持体と、下部電極と、圧電体と、上部電極とから構成された積層体を含む。

【0035】

映像信号に基づく映像の投射は、水平方向の高速走査、垂直方向の低速走査によって実行される。そのため、光偏向ミラー２０は、高速動作に対応した第１のアクチュエータ２４，２６の共振駆動により主走査方向（Ｙ軸周り）に回動し、低速動作に対応した第２のアクチュエータ３０，３２の非共振駆動により副走査方向（Ｘ軸周り）に回動する。なお、本実施形態における「映像」とは、ＲＧＢ各色発光の光強度分布で表現されるものや、白色発光の光強度分布のみで表現されるものを含む。

【0036】

光偏向ミラー２０の回動状態を検出するために、第１のアクチュエータ２４，２６には、トーションバー２１ａ，２１ｂと隣接する位置に第１のアクチュエータ２４，２６の動きを検知する第１のセンサ３４が、また、第２のアクチュエータ３０，３２には、第２支持部２８側の近傍に第２のアクチュエータ３０，３２の動きを検知する第２のセンサ３６が設けられている。位置センサとしては、圧電効果を用いたセンサやピエゾ抵抗効果を用いたセンサを採用することができる。圧電効果を用いたセンサは、光偏向ミラー２０の振れ角の変位量に対して微分値を返す速度センサとして動作する。また、ピエゾ抵抗効果を用いたセンサは、光偏向ミラー２０の振れ角の変位量に比例した値を返す位置センサとして動作する。

【0037】

なお、同一の製造プロセスでアクチュエータ及びセンサの積層構造を形成できるという点では、圧電効果を用いたアクチュエータ及びセンサを用いることが好ましい。

【0038】

また、各センサ３４，３６はそれぞれ、少なくとも１つ設ける必要があるが、光偏向ミラー２０の主走査方向（Ｙ軸周り）及び副走査方向（Ｘ軸周り）の回動安定性及び差動信号のノイズキャンセリング効果の向上のために、図２に示されるように、Ｙ軸及びＸ軸を中心として線対称に２つ設けることが好ましい。

【0039】

検査光源１３（図１参照）は、検査光を光偏向器１２の第１支持部２２の反射位置ＲＰに向けて射出する。本実施形態では、反射位置ＲＰは、光偏向ミラー２０のＹ軸線上で、光偏向ミラー２０のＸ軸線より上側の位置である。なお、反射位置ＲＰは、光偏向ミラー２０のＸ軸線上ではない位置であれば適宜変更可能である。

【0040】

図１に示すように、受光器１４は、光偏向器１２の第１支持部２２の反射位置ＲＰ（図２参照）で反射された検査光を受光する。受光器１４は、第１支持部２２（光偏向ミラー２０）がＸ軸線周りに最大量回動した場合にも、検査光を受光可能となるように図１における奥行き方向に延びる形状で形成されている。本実施形態では、受光器１４は、検査光を受光した位置を検出するために、例えば、複数の受光素子３８が図１における奥行き方向に配列された１次元アレイ状のフォトダイオードから構成されている。

【0041】

光偏向器１２の第１支持部２２がＸ軸線周りに回動すると、受光器１４において検査光を受光する位置が変化する。受光器１４は、複数の受光素子３８のうち、いずれの受光素子３８で受光したかに基づいて、検査光を受光した位置を検出する。なお、受光素子３８の数は適宜変更可能である。

【0042】

図３に示すように、ＭＥＭＳプロジェクタ１０は、パーソナルコンピュータ、カメラシステム等の映像ソースから出力された映像信号が入力される映像信号入力部１０２と、受信した映像信号を処理するために所定ビット毎に書き込み・読み出しが行われる映像信号蓄積部１０４と、光偏向器１２に対して駆動信号を出力する光偏向器駆動部１０６とを備える。

【0043】

また、ＭＥＭＳプロジェクタ１０は、照射光源１１に対して画素データを出力する照射光源駆動部１０８と、映像信号を処理してＭＥＭＳプロジェクタ１０の制御を行う映像信号処理部１１０とを備える。

【0044】

ＭＥＭＳプロジェクタ１０は、検査光源１３を駆動する検査光源駆動部１１２と、検査光源駆動部１１２に向けて駆動信号を送信する検査信号処理部１１４（角度検出部）とを備える。

【0045】

映像信号入力部１０２は、映像信号を処理するために、入力された映像信号を映像信号処理部１１０に出力する。映像信号入力部１０２としては、ＶＧＡ（アナログＲＧＢ）、ＤＶＩ、ＨＤＭＩ（登録商標）、Ｄｉｓｐｌａｙ Ｐｏｒｔ等の映像信号レシーバを用いることができる。

【0046】

映像信号蓄積部１０４では、映像信号入力部１０２から出力された映像信号を処理するために信号の書き込み、読み出しが行われる。映像信号蓄積部１０４としては、ＳＤＲＡＭ等を用いることができる。

【0047】

光偏向器駆動部１０６は、光偏向器１２に対する駆動信号を出力するために、映像信号処理部１１０からのデジタル信号をアナログ信号に変換するＤ／Ａコンバーターと、その出力信号を光偏向器１２の駆動電圧レベルまで増幅するオペアンプ（いずれも図示せず）とを備える。

【0048】

照射光源駆動部１０８は、映像信号処理部１１０から出力されたデジタル信号をアナログ信号に変換する高速Ｄ／Ａコンバーターと、ＲＧＢ各色の照射光源１１を駆動できるだけの電流容量を持つドライバトランジスタ等（いずれも図示せず）とを備える。

【0049】

映像信号処理部１１０は、映像信号を処理してＭＥＭＳプロジェクタ１０の制御を行う。映像信号処理部１１０は、例えば、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）、マイクロプロセッサ、又はこれらのハイブリッドデバイス（EPP（Extensible Processing Platform）やＳｏＣ（System on Chip））等を用いることができる。なお、映像信号処理部１１０としては、例えば、特開２０１８－０４９２１７号公報に詳しく記載されたものを用いることができる。

【0050】

［スキャン］
映像信号入力部１０２に外部から映像信号が入力されると、映像信号蓄積部１０４で映像信号の所定ビット毎に書き込み・読み出しが行われ、映像信号処理部１１０は、光偏向器駆動部１０６に光偏向器１２を駆動するための駆動信号を送り、照射光源駆動部１０８に照射光源１１を駆動するための駆動信号を送る。

【0051】

光偏向器駆動部１０６は、受信した駆動信号に基づいて、光偏向器１２を駆動する（光偏向ミラー２０を回動する）。

【0052】

照射光源駆動部１０８は、受信した駆動信号に基づいて、照射光源１１を駆動し、照射光源１１から光を射出させる。

【0053】

図１に示すように、照射光源１１から射出され、光偏向器１２で反射された光は、補正ミラー１７で歪みが補正されて反射され、投影レンズ１８を通って映像投射範囲に映像（走査軌跡）を描画する。映像の描画に関して、副走査方向（Ｘ軸周り）に回動する光偏向ミラー２０により、図１の映像投射範囲において垂直方向の走査が実行される。さらに、主走査方向（Ｙ軸周り）に回動する光偏向ミラー２０により、図１の映像投射範囲において水平方向の走査が実行される。

【0054】

副走査方向に回動する光偏向ミラー２０は低速駆動されるので、共振駆動のアクチュエータと非共振駆動のアクチュエータの何れも用いることができるが、本実施形態では、非共振駆動のアクチュエータが用いられる。この場合、特開２０１８－０４９２１７号公報に詳しく記載されているように、非共振駆動のアクチュエータに好適な鋸波形状の駆動信号を用いて有効描画時間を長く確保することにより、映像投射範囲の明るさの向上を図ることができる。

【0055】

［光偏向ミラーの角度検出・補正］
光偏向器１２の光偏向ミラー２０の回動角度を検出して補正する場合の制御を、図４のフローチャートを用いて説明する。

【0056】

先ず、映像信号処理部１１０は、映像投射範囲に映像（走査軌跡）を描画する通常動作を行っている（ＳＴＥＰ１）。この状態では、映像信号処理部１１０は、所定時間（例えば、１０秒）毎に、検査信号処理部１１４に向けて検査信号を出力する（ＳＴＥＰ２）。なお、検査信号には、その時点での制御上における光偏向ミラー２０のＸ軸線周りの回動角度情報が含まれる。

【0057】

検査信号処理部１１４は、検査信号が入力されると、検査光源駆動部１１２に向けて発光指示信号を出力する（ＳＴＥＰ３）。検査光源駆動部１１２は、発光指示信号が入力されると、検査光源１３に向けて発光信号を出力し（ＳＴＥＰ４）、検査光源１３は、光偏向器１２の第１支持部２２の反射位置ＲＰに向けて検査光を射出する（ＳＴＥＰ５）。

【0058】

第１支持部２２の反射位置ＲＰに向けて射出された検査光は、第１支持部２２の反射位置ＲＰで反射される。

【0059】

光偏向器１２の第１支持部２２の反射位置ＲＰで反射された検査光が、受光器１４で受光される（ＳＴＥＰ６）と、受光器１４は、検査光を受光した受光位置に応じた受光信号を検査信号処理部１１４に向けて出力する（ＳＴＥＰ７）。

【0060】

検査光を受光した受光位置の検出方法としては、受光器１４は、複数の受光素子３８が１次元的に配列されており、複数の受光素子３８のうち、いずれの受光素子で受光したかに基づいて、検査光を受光した受光位置を検出する。なお、複数の受光素子３８のそれぞれは、受光した光の強度を検出可能であり、複数の受光素子３８で光を受光した場合には、最大強度の検査光を受光した受光素子３８で受光したと判断する。

【0061】

本実施形態では、第１支持部２２が回動し、光偏向ミラー２０を副走査方向（Ｘ軸周り）に回動させた場合には、第１支持部２２の反射位置ＲＰで反射された検査光の反射方向が変わる。このため、検査光を受光した位置に基づいて、検査光の反射方向（反射角度）を検出することができる。また、検査光の反射方向は、光偏向ミラー２０のＸ軸周りの回動角度に連動して変化するので、受光した検査光に基づいて、光偏向ミラー２０のＸ軸周りの回動角度を検出することができる。

【0062】

検査信号処理部１１４は、入力された受光信号に基づいて、光偏向器１２の光偏向ミラー２０のＸ軸線周りの回動角度を検出し、さらに、光偏向器１２の光偏向ミラー２０のＸ軸線周りのずれ量（角度）を、所定の演算処理により算出する。そして、検査信号処理部１１４は、算出したずれ量に応じた補正信号を、光偏向器駆動部１０６に向けて出力する（ＳＴＥＰ８）。

【0063】

ずれ量の算出方法としては、例えば、圧電アクチュエータに電圧を印加しない状態（素材の持つ弾性力で機械的原点に保持されている）でＸ軸線周りのずれがない光偏向ミラー２０を用いた場合の受光器１４での受光位置を閾値として予め測定し、この閾値と実際の受光位置との差により算出する。なお、上記閾値は、光偏向ミラー２０の複数の回動位置（例えば、０．１°毎）で予め測定されている。検査信号処理部１１４は、検査信号に含まれる検査時の光偏向ミラー２０のＸ軸線周りの回動角度に基づいて、ずれ量を算出する。

【0064】

例えば、制御上では、光偏向ミラー２０のＸ軸線周りの回動角度が１°であるのに対し、実際の光偏向ミラー２０のＸ軸線周りの回動角度が３°である場合、ＳＴＥＰ８で算出されるずれ量は２°となる。

【0065】

光偏向器駆動部１０６は、入力された補正信号に基づいて、光偏向器１２の光偏向ミラー２０のＸ軸周りの回動角度を補正する（ＳＴＥＰ９）。例えば、上記した２°のずれ量に応じた補正信号が入力された場合、光偏向器駆動部１０６は、光偏向器１２の光偏向ミラー２０のＸ軸周りの回動角度を２°補正する。なお、ＳＴＥＰ２からＳＴＥＰ９までは、例えば３０μｓｅｃ程度の期間で行われる。

【0066】

光偏向器１２の光偏向ミラー２０が、Ｘ軸周りにおいてずれている場合、照射光源１１から射出されたレーザ光を、所望する範囲で走査させることができないことがある。

【0067】

本実施形態では、上記ＳＴＥＰ９を行うので、光偏向器１２の光偏向ミラー２０のＸ軸周りのずれが補正され、照射光源１１から射出されたレーザ光を、所望する範囲で走査させることができる。

【0068】

検査信号処理部１１４は、補正信号を光偏向器駆動部１０６に向けて出力した（ＳＴＥＰ８）後、終了信号を映像信号処理部１１０に向けて出力する（ＳＴＥＰ１０）。

【0069】

映像信号処理部１１０は、終了信号が入力されると、検査信号の出力を停止し、通常動作に戻る（ＳＴＥＰ１１）。

【0070】

第１実施形態では、光偏向器１２の第１支持部２２の反射位置ＲＰで反射されて、受光器１４で受光した検査光の受光位置に基づいて、検査光の反射方向（反射角度）を検出して、光偏向ミラー２０のＸ軸周りの回動角度を検出する。そして、光偏向ミラー２０のＸ軸線周りのずれ量（角度）を算出して、算出したずれ量に基づいて、光偏向ミラー２０のＸ軸周りの回動角度を補正するので、光偏向ミラー２０の回動角度が制御上での回動角度に対してずれている場合に発生する照射範囲のずれを抑制することができる。

【0071】

［第２実施形態］
図５及び図６に示す第２実施形態のＭＥＭＳプロジェクタ２００は、照射光源１１Ａ，１１Ｂ、光偏向器１２Ａ，１２Ｂ、受光器１４Ａ，１４Ｂ、補正ミラー１７Ａ，１７Ｂ及び光偏向ミラー２０Ａ，２０Ｂを備える。照射光源１１Ａ，１１Ｂ、光偏向器１２Ａ，１２Ｂ、受光器１４Ａ，１４Ｂ、補正ミラー１７Ａ，１７Ｂ及び光偏向ミラー２０Ａ，２０Ｂは、第１実施形態の照射光源１１、光偏向器１２、受光器１４、補正ミラー１７及び光偏向ミラー２０と同様に構成され、左右対称に配置されている。なお、上記第１実施形態と同様の構成部材には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。

【0072】

ＭＥＭＳプロジェクタ２００では、光偏向ミラー２０Ａは、光偏向器１２Ａの第２のアクチュエータ３０，３２の非共振駆動により副走査方向（ＸＡ軸周り）に回動し、光偏向ミラー２０Ｂは、光偏向器１２Ｂの第２のアクチュエータ３０，３２の非共振駆動により副走査方向（ＸＢ軸周り）に回動する。

【0073】

ＭＥＭＳプロジェクタ２００は、入射した光を分光するプリズム２０２を備える。本実施形態では、検査光源１３（第２光源）は、プリズム２０２に向けてレーザ光（検査光）を射出する。プリズム２０２は、検査光源１３から射出された検査光を、左側の光偏向器１２Ａの第１支持部２２の反射位置ＲＰ（図２参照）と、右側の光偏向器１２Ｂの第１支持部２２の反射位置ＲＰとに向けて分光する。

【0074】

［スキャン］
第２実施形態では、上記第１実施形態と同様に、映像信号入力部１０２に外部から映像信号が入力されると、映像信号蓄積部１０４で映像信号の所定ビット毎に書き込み・読み出しが行われ、映像信号処理部１１０は、光偏向器駆動部１０６に光偏向器１２Ａ，１２Ｂそれぞれを駆動するための駆動信号を送り、照射光源駆動部１０８に照射光源１１Ａ，１１Ｂそれぞれを駆動するための駆動信号を送る。なお、本実施形態における「映像」とは、ＲＧＢ各色発光の光強度分布で表現されるものや、白色発光の光強度分布のみで表現されるものを含む。

【0075】

光偏向器駆動部１０６は、受信した駆動信号に基づいて、光偏向器１２Ａ，１２Ｂそれぞれを駆動する（光偏向ミラー２０Ａ，２０Ｂを回動する）。

【0076】

照射光源駆動部１０８は、受信した駆動信号に基づいて、照射光源１１Ａ，１１Ｂそれぞれを駆動し、照射光源１１Ａ，１１Ｂから光を射出させる。

【0077】

図５に示すように、照射光源１１Ａから射出され、光偏向器１２Ａの光偏向ミラー２０Ａで反射された光は、補正ミラー１７Ａで歪みが補正されて反射され、投影レンズ１８を通って第１映像投射範囲ＰＲ１に第１の映像（第１の走査軌跡）を描画する。

【0078】

照射光源１１Ｂから射出され、光偏向器１２Ｂの光偏向ミラー２０Ｂで反射された光は、補正ミラー１７Ｂで歪みが補正されて反射され、投影レンズ１８を通って第２映像投射範囲ＰＲ２に第２の映像（第２の走査軌跡）を描画する。

【0079】

第２実施形態では、光偏向器１２Ａによる第１映像投射範囲ＰＲ１と、光偏向器１２Ｂによる第２映像投射範囲ＰＲ２とが重なる。また、第２映像投射範囲ＰＲ２は、第１映像投射範囲ＰＲ１より大きく、第１映像投射範囲ＰＲ１と、第２映像投射範囲ＰＲ２とは、第２映像投射範囲ＰＲ２の中央部で横長に重なり、その重なった部分は、他の部分よりも輝度が高くなる。なお、第１映像投射範囲ＰＲ１及び第２映像投射範囲ＰＲ２のそれぞれのサイズは適宜変更可能であり、重なる範囲も適宜変更可能である。例えば、第２映像投射範囲ＰＲ２を、第１映像投射範囲ＰＲ１より小さくしてもよく、第１映像投射範囲ＰＲ１の一部と、第２映像投射範囲ＰＲ２の一部とを重ねるようにしてもよい。

【0080】

［光強度検出・補正］
ＭＥＭＳプロジェクタ１０で、照射光源１１Ａ，１１Ｂそれぞれの光強度を検出して補正する場合の制御を、図６のフローチャートを用いて説明する。

【0081】

先ず、映像信号処理部１１０は、映像投射範囲に映像（走査軌跡）を描画する通常動作を行っている（ＳＴＥＰ２１）。この状態では、映像信号処理部１１０は、所定時間（例えば、２時間）毎に、照射光源駆動部１０８に向けて検出信号を出力する（ＳＴＥＰ２２）。このとき、検査光源１３は消灯している。

【0082】

照射光源駆動部１０８は、検出信号が入力されると、照射光源１１Ａ，１１Ｂのうちの非検出対象である例えば照射光源１１Ｂに向けて消灯信号を出力する（ＳＴＥＰ２３）。非検出対象の照射光源１１Ｂは、消灯信号が入力されると消灯する（ＳＴＥＰ２４）。

【0083】

照射光源駆動部１０８は、消灯信号の出力と同時に、検出対象である照射光源１１Ａに向けて発光信号を出力する（ＳＴＥＰ２５）。検出対象の照射光源１１Ａは、発光信号が入力されると発光（光を射出）する（ＳＴＥＰ２６）。この状態では、検出対象の照射光源１１Ａのみ発光している。なお、検出対象の照射光源１１Ａは、発光している状態で発光信号が入力されたときには、発光を継続する。

【0084】

本実施形態では、照射光源駆動部１０８は、第１映像投射範囲ＰＲ１及び第２映像投射範囲ＰＲ２の上部を走査するときに、照射光源１１Ａ，１１Ｂのうちの検出対象の１つに向けて前記発光信号を出力する（ＳＴＥＰ２５）。このため、第１映像投射範囲ＰＲ１及び第２映像投射範囲ＰＲ２のいずれか一方の上部を走査するときに、照射光源１１Ａ，１１Ｂのうちの非検出対象の１つが消灯する。この消灯される部分は、第１映像投射範囲ＰＲ１及び第２映像投射範囲ＰＲ２において、消灯した場合でも影響の少ない部分である。

【0085】

ＭＥＭＳプロジェクタ２００では、照射光源１１Ａ，１１Ｂから射出された光は、ＭＥＭＳプロジェクタ２００内で反射と散乱を繰り返して散乱光となり、検査光源１３に入射する。なお、必要に応じ、補正ミラー１７Ａ，１７Ｂと投影レンズ１８との間に、拡散板（図示せず）を配置し、照射光源１１Ａ，１１Ｂから射出された光をより効率よく検査光源１３に入射させるようにしてもよい。

【0086】

検査光源１３は、赤外線（０．７～２．５μｍの近赤外線）を射出するものであり、自身が射出する赤外線よりも短波長である照射光源１１Ａ，１１Ｂから射出された光（ＲＧＢ、例えば、７００．０ｎｍの赤色光、５５０ｎｍの緑色光、４５０ｎｍの青色光などの各放射光）を受光する性能を有する。詳しくは、検査光源１３は、赤色、緑色、青色の光が入射すると光電流が流れ、この光電流により光を受光した状態となる。

【0087】

検査光源１３は、検出対象の照射光源１１Ａから射出された光を受光する（ＳＴＥＰ２７）と、受光した光強度情報を含む受光信号を照射光源駆動部１０８に向けて出力する（ＳＴＥＰ２８）。

【0088】

照射光源駆動部１０８は、受光信号が入力されると、受光信号に含まれる光強度情報が、所定の光強度範囲外であるか否か（補正を行う必要があるか否か）を判定し（ＳＴＥＰ２９）、所定の光強度範囲外であると判定された場合（ＳＴＥＰ２９で「ＹＥＳ」）、検出対象の照射光源１１Ａに補正信号を出力する（ＳＴＥＰ３０）。

【0089】

検出対象の照射光源１１Ａは、補正信号が入力されると、光強度を補正して発光する（ＳＴＥＰ３１）。

【0090】

照射光源駆動部１０８は、受光信号に含まれる光強度情報が、所定の光強度範囲外ではないと判定された場合（ＳＴＥＰ２９で「ＮＯ」）、及び、検出対象の照射光源１１Ａに補正信号を出力した（ＳＴＥＰ３０）後に、終了信号を映像信号処理部１１０に向けて出力する（ＳＴＥＰ３２）。

【0091】

映像信号処理部１１０は、終了信号が入力されると、発光指示信号を照射光源駆動部１０８に向けて出力する（ＳＴＥＰ３３）。

【0092】

照射光源駆動部１０８は、発光指示信号が入力されると、非検出対象である照射光源１１Ｂに向けて発光信号を出力する（ＳＴＥＰ３４）。

【0093】

非検出対象である照射光源１１Ｂは、発光信号が入力されると発光する（ＳＴＥＰ３５）。これにより、照射光源１１Ａ，１１Ｂの全てが発光する。

【0094】

映像信号処理部１１０は、発光指示信号を照射光源駆動部１０８に向けて出力した（ＳＴＥＰ３３）後、検出信号の出力を停止し、通常動作に戻る（ＳＴＥＰ３６）。

【0095】

上記ＳＴＥＰ２１～３６は、検出対象を照射光源１１Ａ，１１Ｂのそれぞれに代えて繰り返し行われる。これにより、照射光源１１Ａ，１１Ｂの光強度を検出し、光強度補正を行うことができる。なお、第２実施形態の光強度検出・補正制御を、第１実施形態の構成で実施するようにしてもよい。

【0096】

また、第２実施形態のＭＥＭＳプロジェクタ２００においても、上記第１実施形態と同様に、光偏向器１２の光偏向ミラー２０の回動角度を検出して補正する制御を行う。

【0097】

ＭＥＭＳプロジェクタ２００では、光偏向器１２Ａ，１２Ｂが設けられており、順番に光偏向ミラー２０Ａ，２０Ｂの回動角度を検出して補正する制御を行う。この場合、光偏向器１２Ａ，１２Ｂのうちの制御対象となる一方に向けて光を射出し、非制御対象となる他方に向けて光を射出しないように、照射光源１１Ａ，１１Ｂの発光・消灯を制御する。そして、光偏向器１２Ａ，１２Ｂのうちの制御対象となる一方に対して、上記第１実施形態と同様の光偏向ミラーの角度検出・補正制御を行う。

【0098】

そして、制御対象を光偏向器１２Ａ，１２Ｂのそれぞれに変えて、上記第１実施形態と同様の光偏向ミラーの角度検出・補正制御を行う。なお、第２実施形態では、照射光源１１Ａ，１１Ｂ、光偏向器１２Ａ，１２Ｂ、受光器１４Ａ，１４Ｂ、補正ミラー１７Ａ，１７Ｂ及び光偏向ミラー２０Ａ，２０Ｂを備えているが、これらの数は適宜変更可能であり、１個でもよく、さらに、３個以上の場合には、順番に光偏向ミラーの角度検出・補正制御を行う。

【0099】

なお、上記第１実施形態では、光偏向ミラー２０の回動角度検出及び補正を行っているが、光偏向ミラー２０の回動角度補正は行わないようにしてもよい。

【0100】

上記第１実施形態では、受光器１４の複数の受光素子３８のいずれで検査光を受光したかに基づいて、光偏向ミラー２０の回動角度を検出しているが、受光器１４の複数の受光素子３８で受光した検査光の光強度分布を検出し、検出された検査光の光強度分布に基づいて、光偏向ミラー２０の回動角度を検出するようにしてもよい。

【0101】

また、上記第２実施形態では、照射光源１１Ａ，１１Ｂの光強度検出及び光強度補正を行っているが、光強度補正は行わないようにしてもよい。

【0102】

上記第２実施形態では、プリズム２０２を設け、プリズム２０２で分光された検査光を第１支持部２２の反射位置ＲＰに向かうようにしているが、プリズム２０２を設けずに、検査光源１３から直接、光偏向器１２Ａと光偏向器１２Ｂとの各々の第１支持部２２の反射位置ＲＰに向けて光を射出するようにしてもよい。

【0103】

上記第１，第２実施形態では、照射光源１１（照射光源１１Ａ，１１Ｂ）は、ＲＧＢのレーザ光を各々射出する各レーザダイオードを含有し、光学部品などを用いてそれらの合波光を射出するよう構成されているが、これに限定されることなく、例えば、青色域（例えば、発光波長が４５０ｎｍ）のレーザ光を放出するレーザダイオード（ＬＤ）から構成するようにしてもよい。この場合、補正ミラー１７（補正ミラー１７Ａ，１７Ｂ）と投影レンズ１８との間に、補正ミラー１７（補正ミラー１７Ａ，１７Ｂ）で反射された青色域のレーザ光が入射する蛍光体部材を設ける。蛍光体部材は、補正ミラー１７（補正ミラー１７Ａ，１７Ｂ）により補正された青色域のレーザ光を受けて、当該レーザ光の少なくとも一部を異なる波長の光に変換するものであり、例えば、青色域のレーザ光によって励起されて黄色光を発光するものが用いられる。これにより、蛍光体部材は、これを透過（通過）する青色域のレーザ光と青色域のレーザ光による発光（黄色光）との混色による白色光（疑似白色光）を放出する。なお、上記蛍光体部材を設ける場合、当該蛍光体部材を、第２実施形態の光強度検出・補正制御を行う場合の拡散板として使用してもよい。

【0104】

また、照射光源１１（照射光源１１Ａ，１１Ｂ）として、例えば、近紫外域のレーザ光を放出するＬＤを用いるようにしてもよい。この場合、蛍光体としては、近紫外域のレーザ光によって励起されて赤、緑、青の３色の光を発光するものが用いられる。

【0105】

上記第１，第２実施形態では、補正ミラー１７（補正ミラー１７Ａ，１７Ｂ）と投影レンズ１８とを設けているが、必須の構成要件ではなく、各部材の配置によっては、補正ミラー１７（補正ミラー１７Ａ，１７Ｂ）及び／又は投影レンズ１８は不要である。

【0106】

上記第１，第２実施形態では、本発明をＭＥＭＳプロジェクタに実施しているが、これに限定されることなく、例えば、車両のヘッドライトとして用いられる車両用灯具に実施してもよい。車両用灯具の場合、詳しくは特開２０１５－１８４５９１号公報に記載されているように、車両から配光パターンデータが入力され、この配光パターンデータに基づいて照射光源１１の点灯制御、及び光偏向器１２の駆動制御を行う。

【符号の説明】

【0107】

１０，２００…ＭＥＭＳプロジェクタ（光照射装置）、１１，１１Ａ，１１Ｂ…照射光源（第１光源）、１２，１２Ａ，１２Ｂ…光偏向器、１３…検査光源（第２光源）、１４，１４Ａ，１４ｂ…受光器、２０，２０Ａ，２０Ｂ…光偏向ミラー、２２…第１支持部（支持部）、２４，２６…第１のアクチュエータ（回動部）、３８…受光素子、１０６…光偏向器駆動部（補正部）、１１４…検査信号処理部（角度検出部）。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】