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(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】2023-10-30
(45)【発行日】2023-11-08
(54)【発明の名称】描画装置
(51)【国際特許分類】
G02B 26/10 20060101AFI20231031BHJP
G02B 26/08 20060101ALI20231031BHJP
G09G 3/02 20060101ALI20231031BHJP
H04N 5/74 20060101ALI20231031BHJP
【ＦＩ】
G02B26/10 104Z
G02B26/08 E
G09G3/02 A
H04N5/74 A
【請求項の数】
5
(21)【出願番号】P 2020087955
(22)【出願日】2020-05-20
(65)【公開番号】P2021182096
(43)【公開日】2021-11-25
【審査請求日】2022-12-01
(73)【特許権者】
【識別番号】000002130
【氏名又は名称】住友電気工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100136098
【弁理士】
【氏名又は名称】北野 修平
(74)【代理人】
【識別番号】100137246
【弁理士】
【氏名又は名称】田中 勝也
(72)【発明者】
【氏名】中西 裕美
(72)【発明者】
【氏名】小山 裕貴
【審査官】鈴木 俊光
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１８－０６００１９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００４－１２６４６５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００４－２７９８４７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１０－０４４１７０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特公昭４７－０１７８５９（ＪＰ，Ｂ１）
【文献】米国特許出願公開第２０１５／００２２７８３（ＵＳ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０２Ｂ ２６／０８ － ２６／１０
Ｇ０９Ｇ ３／０２
Ｇ０３Ｂ ２１／００
Ｇ０３Ｂ ２１／１４
Ｇ０３Ｂ ２１／２８
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
レーザ光源と、前記レーザ光源から出射される光を反射する第１ミラーを含み、前記第１ミラーの反射光を第１の方向に出射する状態と第２の方向に出射する状態とに切り換える切り替えスイッチと、
前記第１の方向に出射された前記第１ミラーの反射光を反射する第２ミラーを含み、前記第１ミラーの反射光を走査するように前記第２ミラーを駆動して、第１の描画面に描画する第１ミラー駆動機構と、
前記第２の方向に出射された前記第１ミラーの反射光を反射する第３ミラーを含み、前記第１ミラーの反射光を走査するように前記第３ミラーを駆動して、前記第１の描画面と異なる第２の描画面に描画する第２ミラー駆動機構と、を備える、描画装置。
【請求項2】
前記切り替えスイッチは、前記第１ミラーを駆動するミラー駆動機構である、請求項１に記載の描画装置。
【請求項3】
前記レーザ光源から前記第１ミラーに至る第１の光路上に配置され、前記レーザ光源から出射される光を反射して前記第１ミラーに入射させる第４ミラーをさらに備える、請求項１または請求項２に記載の描画装置。
【請求項4】
前記第１ミラーから前記第２ミラーに至る第２の光路上に配置され、第１ミラーから出射される光を反射して前記第２ミラーに入射させる第５ミラーをさらに備える、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の描画装置。
【請求項5】
前記レーザ光源から出射される光は、赤色の光と、緑色の光と、青色の光と、が合波された光である、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の描画装置。【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、描画装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
複数の半導体発光素子からの光が合波される発光部と、発光部からの光を走査する走査部とを含む光モジュールが知られている（例えば、特許文献１～３参照）。このような光モジュールは、発光部からの光を所望の経路に沿って走査することにより、文字や図形などを描画することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２０１４－１８６０６８号公報
【文献】特開２０１４－５６１９９号公報
【文献】国際公開第２００７／１２０８３１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
複数の描画面に描画することが求められる場合がある。このような場合、単一の光源で複数の描画面に描画できることが望まれる。
【0005】
そこで、単一の光源で複数の描画面に描画することができる描画装置を提供することを目的の１つとする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本開示に従った描画装置は、レーザ光源と、レーザ光源から出射される光を反射する第１ミラーを含み、第１ミラーの反射光を第１の方向に出射する状態と第２の方向に出射する状態とに切り換える切り替えスイッチと、第１の方向に出射された第１ミラーの反射光を反射する第２ミラーを含み、第１ミラーの反射光を走査するように第２ミラーを駆動する第１ミラー駆動機構と、第２の方向に出射された第１ミラーの反射光を反射する第３ミラーを含み、第１ミラーの反射光を走査するように第３ミラーを駆動する第２ミラー駆動機構と、を備える。
【発明の効果】
【0007】
上記描画装置によれば、単一の光源で複数の描画面に描画することができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【発明を実施するための形態】
【0009】
［本開示の実施形態の説明］
最初に本開示の実施態様を列記して説明する。本開示に係る描画装置は、レーザ光源と、レーザ光源から出射される光を反射する第１ミラーを含み、第１ミラーの反射光を第１の方向に出射する状態と第２の方向に出射する状態とに切り換える切り替えスイッチと、第１の方向に出射された第１ミラーの反射光を反射する第２ミラーを含み、第１ミラーの反射光を走査するように第２ミラーを駆動する第１ミラー駆動機構と、第２の方向に出射された第１ミラーの反射光を反射する第３ミラーを含み、第１ミラーの反射光を走査するように第３ミラーを駆動する第２ミラー駆動機構と、を備える。
最初に本開示の実施態様を列記して説明する。本開示に係る描画装置は、レーザ光源と、レーザ光源から出射される光を反射する第１ミラーを含み、第１ミラーの反射光を第１の方向に出射する状態と第２の方向に出射する状態とに切り換える切り替えスイッチと、第１の方向に出射された第１ミラーの反射光を反射する第２ミラーを含み、第１ミラーの反射光を走査するように第２ミラーを駆動する第１ミラー駆動機構と、第２の方向に出射された第１ミラーの反射光を反射する第３ミラーを含み、第１ミラーの反射光を走査するように第３ミラーを駆動する第２ミラー駆動機構と、を備える。
【0010】
本開示の描画装置において、レーザ光源から出射された光は、第１ミラーによって反射される。切り替えスイッチにより第１ミラーを駆動して、第１ミラーの反射光を第１の方向に出射する状態に切り替える。第１の方向に出射された第１ミラーの反射光を第２ミラーに入射させる。第１ミラー駆動機構により第１ミラーの反射光を走査するよう第２ミラーを駆動させて、第１の描画面に描画することができる。切り替えスイッチにより第１ミラーを駆動して、第１ミラーの反射光を第２の方向に出射する状態に切り替える。第２の方向に出射された第１ミラーの反射光を第３ミラーに入射させる。第２ミラー駆動機構により第１ミラーの反射光を走査するよう第３ミラーを駆動させて、第２の描画面に描画することができる。このように、切り替えスイッチにより第１ミラーの反射光を第１の方向に出射する状態および第２の方向に出射する状態に切り替え、一つのレーザ光源で第１の描画面および第２の描画面に描画することができる。よって、このような描画装置は、単一の光源で複数の描画面に描画することができる。
【0011】
上記描画装置において、切り替えスイッチは、第１ミラーを駆動するミラー駆動機構であってもよい。このようにすることにより、高速で第１ミラーを駆動させて、第１の描画面の描画および第２の描画面の描画を交互に高速で実現することができる。よって、第１の描画面の描画および第２の描画面の描画を視覚的に同時に行うことができる。
【0012】
上記描画装置において、レーザ光源から第１ミラーに至る第１の光路上に配置され、レーザ光源から出射される光を反射して第１ミラーに入射させる第４ミラーをさらに備えてもよい。このようにすることにより、レーザ光源および切り替えスイッチの設置位置の位置関係の自由度を高めることができる。
【0013】
上記描画装置において、第１ミラーから第２ミラーに至る第２の光路上に配置され、第１ミラーから出射される光を反射して第２ミラーに入射させる第５ミラーをさらに備えてもよい。このようにすることにより、第１の描画面の描画と第２の描画面の描画とを視覚的に同時に行いたい場合や切り替えスイッチとしてミラー駆動機構を用いた場合に、第１ミラーの振れ角を比較的小さくして、より精度よく描画することができる。
【0014】
上記描画装置において、レーザ光源から出射される光は、赤色の光と、緑色の光と、青色の光と、が合波された光であってもよい。このような光を用いることにより、所望の色の光によって描画することができる。
【0015】
［本開示の実施形態の詳細］
次に、本開示の描画装置の一実施形態を、図面を参照しつつ説明する。以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照符号を付しその説明は繰り返さない。
次に、本開示の描画装置の一実施形態を、図面を参照しつつ説明する。以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照符号を付しその説明は繰り返さない。
【0016】
（実施の形態１）
まず、実施の形態１における描画装置の構成について説明する。図１は、実施の形態１における描画装置の構成を示す概略図である。図１を参照して、実施の形態１における描画装置２１１Ａは、レーザ光源２１２と、切り替えスイッチ２２１Ａと、第１ミラー駆動機構２３１Ａと、第２ミラー駆動機構２３１Ｂと、を含む。本実施形態においては、切り替えスイッチ２２１Ａ、第１ミラー駆動機構２３１Ａおよび第２ミラー駆動機構２３１Ｂは、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ）により構成されている。
まず、実施の形態１における描画装置の構成について説明する。図１は、実施の形態１における描画装置の構成を示す概略図である。図１を参照して、実施の形態１における描画装置２１１Ａは、レーザ光源２１２と、切り替えスイッチ２２１Ａと、第１ミラー駆動機構２３１Ａと、第２ミラー駆動機構２３１Ｂと、を含む。本実施形態においては、切り替えスイッチ２２１Ａ、第１ミラー駆動機構２３１Ａおよび第２ミラー駆動機構２３１Ｂは、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ）により構成されている。
【0017】
【0018】
図２を参照して、本実施の形態１におけるレーザ光源２１２は、発光部３１と、発光部３１により出射された光を合波する合波部３２と、を含む。発光部３１および合波部３２は、それぞれ図２において破線で示される。発光部３１は、光軸Ｌ１に沿って赤色のレーザ光を出射する赤色レーザダイオード４１と、光軸Ｌ２に沿って緑色のレーザ光を出射する緑色レーザダイオード４２と、光軸Ｌ３に沿って青色のレーザ光を出射する青色レーザダイオード４３と、を含む。赤色レーザダイオード４１、緑色レーザダイオード４２および青色レーザダイオード４３は、半導体チップにより構成されている。赤色レーザダイオード４１と、緑色レーザダイオード４２と、青色レーザダイオード４３は、それぞれ間隔をあけて並列に配置されている。合波部３２は、第１レンズ５１と、第２レンズ５２と、第３レンズ５３と、第１フィルタ６１と、第２フィルタ６２と、第３フィルタ６３と、を含む。第１レンズ５１は、赤色レーザダイオード４１から出射された光のスポットサイズを変更する。第２レンズ５２は、緑色レーザダイオード４２から出射された光のスポットサイズを変更する。第３レンズ５３は、青色レーザダイオード４３から出射された光のスポットサイズを変更する。第１フィルタ６１は、赤色の光を反射する。第２フィルタ６２は、赤色の光を透過し、緑色の光を反射する。第３フィルタ６３は、赤色の光および緑色の光を透過し、青色の光を反射する。合波部３２は、赤色レーザダイオード４１、緑色レーザダイオード４２および青色レーザダイオード４３から出射される光を合波する。レーザ光源２１２において、合波部３２によって合波された光は、出射口２１５を通って光路を示す矢印Ｄ１１に沿って出射される。
【0019】
描画装置２１１Ａにおいて、レーザ光源２１２から出射される光は、赤色の光と、緑色の光と、青色の光と、が合波された光である。レーザ光源２１２から出射される光として、このような合波光を用いると、描画する際に所望の色の光によって描画することができる。なお、レーザ光源２１２から出射される光は、平行光であって、直進性が高い光である。
【0020】
本実施形態においては、切り替えスイッチ２２１Ａは、ミラー駆動機構である。図３は、ＭＥＭＳで構成されている切り替えスイッチを示す概略平面図である。図４は、図３に示す切り替えスイッチを図３に示す線分ＩＶ－ＩＶで切断した場合の概略断面図である。図３は、第１ミラー２２２Ａの板厚方向に見た図である。なお、第１ミラー２２２Ａの板厚方向は、図４中の矢印Ｔで示す方向である。また、図４において、後述する仮想線１２５Ａを軸として第１ミラー２２２Ａが傾斜した状態が破線で示されている。
【0021】
図３および図４を参照して、切り替えスイッチ２２１Ａは、矢印Ｄ１１の方向に出射されたレーザ光源２１２から出射された光を反射する第１ミラー２２２Ａを含む。切り替えスイッチ２２１Ａは、第１ミラー２２２Ａの反射光を第１の方向に出射する状態と第２の方向に出射する状態とに切り換えるよう第１ミラー２２２Ａを駆動する。
【0022】
ベース部１１１および第１ミラー２２２Ａの構成について説明する。本実施形態においては、第１ミラー２２２Ａは、円板状である。第１ミラー２２２Ａの反射面２２３Ａの直径Ｗ１は、例えば１．２ｍｍである。第１ミラー２２２Ａの反射面２２３Ａには、例えば、アルミニウムといった金属が蒸着されている。第１ミラー２２２Ａは、反射面２２３Ａがベース部１１１の一方の主表面である一方の面１２１Ａに沿うように配置される。
【0023】
ベース部１１１には、貫通孔１１５Ａ，１１５Ｂ，１１５Ｃ，１１５Ｄが形成されている。第１ミラー２２２Ａは、貫通孔１１５Ｃ，１１５Ｄ内に配置される。ベース部１１１は、第１ミラー２２２Ａを揺動させる駆動部１１３と、駆動部１１３を取り囲むように配置される枠体１１２と、を含む。ベース部１１１は、貫通孔１１５Ｃ，１１５Ｄを取り囲むベース部１１１の内壁面１２９Ａ，１２９Ｂと第１ミラー２２２Ａの外縁１３０とを接続する接続部としての一対の第１の軸部１１８Ａ，１１８Ｂと、一対の第２の軸部１１９Ａ，１１９Ｂと、を含む。図３に示すように第１ミラー２２２Ａの板厚方向に見て、ベース部１１１の外形形状は、長方形の形状を有する。ベース部１１１の外壁面である枠体１１２の外壁面１１４Ａは、第１ミラー２２２Ａの板厚方向に見て、一対の長辺と一対の短辺とを含む形状である。枠体１１２は、環状に形成される。駆動部１１３は、外壁面１１４Ａから離れて配置される。枠体１１２は、外壁面１１４Ａに沿って延びる形状である。
【0024】
駆動部１１３は、一対の第１部分１１６Ａ，１１６Ｂと、第２部分１１７とを含む。なお、図３において、枠体１１２と一対の第１部分１１６Ａ，１１６Ｂとのそれぞれの境界を破線で示している。一対の第１部分１１６Ａ，１１６Ｂはそれぞれ、枠体１１２に接続される。一対の第１部分１１６Ａ，１１６Ｂはそれぞれ、枠体１１２の内壁面１１４Ｂから互いが位置する方向に突出するように配置される。第２部分１１７は、第１ミラー２２２Ａの板厚方向に見て、長方形の形状を有する。枠体１１２の一方の面１２１Ａと、第１部分１１６Ａの一方の面１２１Ｂおよび第１部分１１６Ｂの一方の面１２１Ｃとはそれぞれ連なって形成される（特に図４参照）。
【0025】
一対の第２の軸部１１９Ａ，１１９Ｂは、細い棒状である。一対の第２の軸部１１９Ａ，１１９Ｂはそれぞれ、一対の第１部分１１６Ａ，１１６Ｂに接続されている。一対の第２の軸部１１９Ａ，１１９Ｂはそれぞれ、第２部分１１７の外縁１２４の一部と接続されている。
【0026】
第２部分１１７は、上記した貫通孔１１５Ｃ，１１５Ｄを有する。第２部分１１７と一対の第１部分１１６Ａ，１１６Ｂとの間、第２部分１１７と枠体１１２との間および一対の第１部分１１６Ａ，１１６Ｂと枠体１１２との間には、一対の第２の軸部１１９Ａ，１１９Ｂが配置される領域を除いて貫通孔１１５Ａ，１１５Ｂが配置される。第２部分１１７は、一対の第１部分１１６Ａ，１１６Ｂに対して一対の第２の軸部１１９Ａ，１１９Ｂを揺動軸として揺動可能に一対の第２の軸部１１９Ａ，１１９Ｂにより支持されている。すなわち、一対の第２の軸部１１９Ａ，１１９Ｂは、第１ミラー２２２Ａを揺動可能に支持する第２の支持部である。一対の第２の軸部１１９Ａ，１１９Ｂを通り、一点鎖線で示す第２の仮想線１２５Ｂが、揺動の中心軸となる。
【0027】
一対の第１の軸部１１８Ａ，１１８Ｂは、細い棒状である。一対の第１の軸部１１８Ａ，１１８Ｂは、貫通孔１１５Ｃ，１１５Ｄを取り囲むベース部１１１の内壁面１２９Ａ，１２９Ｂと第１ミラー２２２Ａの外縁１３０とを接続する接続部である。第２部分１１７と第１ミラー２２２Ａとの間には、一対の第１の軸部１１８Ａ，１１８Ｂが配置される領域を除いて貫通孔１１５Ｃ，１１５Ｄが配置される。第１ミラー２２２Ａは、駆動部１１３に対して一対の第１の軸部１１８Ａ，１１８Ｂを揺動軸として共振により揺動可能に一対の第１の軸部１１８Ａ，１１８Ｂにより支持されている。すなわち、一対の第１の軸部１１８Ａ，１１８Ｂは、第１ミラー２２２Ａを揺動可能に支持する第１の支持部である。一対の第１の軸部１１８Ａ，１１８Ｂを通り、一点鎖線で示す第１の仮想線１２５Ａが、揺動の中心軸となる。
【0028】
駆動部１１３は、一対のピエゾ素子１２２Ａ，１２２Ｂを含む。第１部分１１６Ａの一方の面１２１Ｂ上に、一対のピエゾ素子１２２Ａ，１２２Ｂが配置される。ピエゾ素子１２２Ａ，１２２Ｂは、Ｙ方向に間隔をあけて配置される。ピエゾ素子１２２Ａ，１２２Ｂは、第１ミラー２２２Ａの板厚方向に見て、それぞれ長方形の形状を有する。同様に、駆動部１１３は、一対のピエゾ素子１２３Ａ，１２３Ｂを含む。第１部分１１６Ｂの一方の面１２１Ｃ上に、一対のピエゾ素子１２３Ａ，１２３Ｂが配置される。ピエゾ素子１２３Ａ，１２３Ｂは、Ｙ方向に間隔をあけて配置される。ピエゾ素子１２３Ａ，１２３Ｂは、第１ミラー２２２Ａの板厚方向に見て、それぞれ長方形の形状を有する。
【0029】
ＭＥＭＳで構成されている切り替えスイッチ２２１Ａを使用する場合は、ピエゾ素子１２２Ａ，１２２Ｂまたはピエゾ素子１２３Ａ，１２３Ｂに所望の直流電圧を印加することで、第１ミラー２２２Ａの位置を決定することができる。すなわち、ピエゾ素子１２２Ａ，１２２Ｂまたはピエゾ素子１２３Ａ，１２３Ｂに所望の直流電圧を印加することで、仮想線１２５Ｂを軸として第１ミラー２２２Ａを所望の角度に傾斜させて、所望の方向に反射光を出射させることができる。
【0030】
駆動部１１３は、一対のピエゾ素子１２７Ａ，１２７Ｂを含む。ピエゾ素子１２７Ａ，１２７Ｂはそれぞれ、第２部分１１７の一方の面１２１Ｄ上に配置される。内壁面１２９Ａに沿って、ピエゾ素子１２７Ａが配置される。内壁面１２９Ｂに沿って、ピエゾ素子１２７Ｂが配置される。
【0031】
ＭＥＭＳで構成されている切り替えスイッチ２２１Ａを使用する場合は、ピエゾ素子１２７Ａまたはピエゾ素子１２７Ｂに所望の直流電圧を印加することで、第１ミラー２２２Ａの位置を決定することができる。すなわち、ピエゾ素子１２７Ａまたはピエゾ素子１２７Ｂに所望の直流電圧を印加することで、仮想線１２５Ａを軸として第１ミラー２２２Ａを所望の角度に傾斜させて、所望の方向に反射光を出射させることができる。
【0032】
なお、第１ミラー駆動機構２３１Ａは、第１の方向に出射された第１ミラー２２２Ａの反射光を反射する第２ミラー２３２Ａを含む。第１ミラー駆動機構２３１Ａは、第１ミラー２２２Ａの反射光を第２ミラー２３２Ａにより反射させる。第１ミラー駆動機構２３１Ａは、第２ミラー２３２Ａを揺動させるように駆動する。第２ミラー駆動機構２３１Ｂは、第２の方向に出射された第１ミラー２２２Ａの反射光を反射する第３ミラー２３３Ｂを含む。第２ミラー駆動機構２３１Ｂは、第１ミラー２２２Ａの反射光を第３ミラー２３３Ｂにより反射させる。第２ミラー駆動機構２３１Ｂは、第３ミラー２３３Ｂを揺動させるように駆動する。第１ミラー駆動機構２３１Ａおよび第２ミラー駆動機構２３１Ｂの構成はそれぞれ、ＭＥＭＳで構成されている切り替えスイッチ２２１Ａの構成と同様であるため、それらの説明を省略する。
【0033】
次に、描画装置２１１Ａを用いて第１の描画面および第２の描画面に描画する場合の動作について説明する。まず、第１の描画面２４１Ａに描画する場合について説明する。再び図１を参照して、レーザ光源２１２からレーザ光が出射される。レーザ光は平行光であり、出射口２１５から矢印Ｄ１１で示す方向に出射される。レーザ光は、切り替えスイッチ２２１Ａの第１ミラー２２２Ａの反射面２２３Ａに到達する。ここで、第１ミラー２２２Ａは、切り替えスイッチ２２１Ａにより、第１ミラー２２２Ａの反射光を第１の方向である矢印Ｄ１２の方向に出射する状態に切り換えられている。よって、第１ミラー２２２Ａの反射光は、矢印Ｄ１２に沿って進行し、第１ミラー駆動機構２３１Ａの第２ミラー２３２Ａに到達する。第２ミラー２３２Ａは、第１ミラー２２２Ａの反射光を反射する。ここで、第１ミラー駆動機構２３１Ａは、第１ミラー２２２Ａの反射光を第２ミラー２３２Ａによって反射させて走査するように第２ミラー２３２Ａを駆動する。よって、第２ミラー２３２Ａにより矢印Ｄ１３の方向に沿って第２ミラー２３２Ａの反射光を進行させ、第１の描画面２４１Ａに描画することができる。
【0034】
次に第１ミラー２２２Ａが切り替えスイッチ２２１Ａにより、第１ミラー２２２Ａの反射光を第２の方向である矢印Ｄ１４の方向に出射する状態に切り替えられると、第１ミラー２２２Ａの反射光は、矢印Ｄ１４に沿って進行し、第２ミラー駆動機構２３１Ｂの第３ミラー２３３Ｂに到達する。第３ミラー２３３Ｂは、第１ミラー２２２Ａの反射光を反射する。ここで、第２ミラー駆動機構２３１Ｂは、第１ミラー２２２Ａの反射光を第３ミラー２３３Ｂによって反射させて走査するように第３ミラー２３３Ｂを駆動する。よって、第３ミラー２３３Ｂにより矢印Ｄ１５の方向に沿って第３ミラー２３３Ｂの反射光を進行させ、第２の描画面２４１Ｂに描画することができる。
【0035】
このように、上記描画装置２１１Ａでは、レーザ光源２１２から出射された光は、第１ミラー２２２Ａによって反射される。切り替えスイッチ２２１Ａにより第１ミラー２２２Ａを駆動して、第１ミラー２２２Ａの反射光を第１の方向である矢印Ｄ１２の方向に出射する状態に切り替える。第１の方向に出射された第１ミラー２２２Ａの反射光を第２ミラー２３２Ａに入射させる。第１ミラー駆動機構２３１Ａによって、第１ミラー２２２Ａの反射光を第２ミラー２３２Ａによって反射させて走査するよう第２ミラー２３２Ａを駆動させて、第１の描画面２４１Ａに描画することができる。次に、切り替えスイッチ２２１Ａにより第１ミラー２２２Ａを駆動して、第１ミラー２２２Ａの反射光を第２の方向である矢印Ｄ１４の方向に出射する状態に切り替える。第２の方向に出射された第１ミラー２２２Ａの反射光を第３ミラー２３３Ｂに入射させる。第２ミラー駆動機構２３１Ｂによって、第１ミラー２２２Ａの反射光を第３ミラー２３３Ｂによって反射させて走査するよう第３ミラー２３３Ｂを駆動させて、第２の描画面２４１Ｂに描画することができる。このように、切り替えスイッチ２２１Ａにより第１ミラー２２２Ａの反射光を第１の方向に出射する状態および第２の方向に出射する状態に切り替え、一つのレーザ光源２１２で第１の描画面２４１Ａおよび第２の描画面２４１Ｂに描画することができる。その結果、上記描画装置２１１Ａは、単一のレーザ光源２１２で第１の描画面２４１Ａおよび第２の描画面２４１Ｂに描画することができる描画装置となっている。
【0036】
上記描画装置２１１Ａにおいて、切り替えスイッチ２２１Ａは、第１ミラー２２２Ａを駆動するミラー駆動機構である。よって、高速で第１ミラー２２２Ａを駆動させて、第１の描画面２４１Ａの描画および第２の描画面２４１Ｂの描画を交互に高速で実現することができる。よって、上記描画装置２１１Ａは、第１の描画面２４１Ａの描画および第２の描画面２４１Ｂの描画を視覚的に同時に行うことができる描画装置となっている。
【0037】
（実施の形態２）
次に、他の実施の形態である実施の形態２について説明する。図５は、実施の形態２における描画装置の構成を示す概略図である。実施の形態２の描画装置は、第４ミラーをさらに含む点において実施の形態１の場合とは異なっている。
次に、他の実施の形態である実施の形態２について説明する。図５は、実施の形態２における描画装置の構成を示す概略図である。実施の形態２の描画装置は、第４ミラーをさらに含む点において実施の形態１の場合とは異なっている。
【0038】
図５を参照して、実施の形態２における描画装置２１１Ｂは、第１ミラー２２２Ａを含む切り替えスイッチ２２１Ａと、第２ミラー２３２Ａを含む第１ミラー駆動機構２３１Ａと、第２ミラー駆動機構（図示せず）と、を含む。描画装置２１１Ｂは、レーザ光源２１２から第１ミラー２２２Ａに至る第１の光路上に配置され、レーザ光源２１２から出射される光を反射して第１ミラー２２２Ａに入射させる第４ミラー２１６を含む。切り替えスイッチ２２１Ａは、第４ミラー２１６によって反射された光が第１ミラー２２２Ａに入射する位置に配置されている。
【0039】
このような描画装置２１１Ｂは、レーザ光源２１２から出射され、第４ミラー２１６によって反射された光が第１ミラー２２２Ａに入射する。第１ミラー２２２Ａからの反射光が、第２ミラー２３２Ａに入射する。この入射した光を利用して、第１の描画面２４１Ａに描画する。よって、このような描画装置２１１Ｂは、レーザ光源２１２および切り替えスイッチ２２１Ａの設置位置の位置関係の自由度を高めることができる描画装置となっている。
【0040】
（実施の形態３）
次に、さらに他の実施の形態である実施の形態３について説明する。図６は、実施の形態３における描画装置の構成を示す概略図である。実施の形態３の描画装置は、第５ミラーをさらに含む点において実施の形態１の場合とは異なっている。
次に、さらに他の実施の形態である実施の形態３について説明する。図６は、実施の形態３における描画装置の構成を示す概略図である。実施の形態３の描画装置は、第５ミラーをさらに含む点において実施の形態１の場合とは異なっている。
【0041】
図６を参照して、実施の形態３における描画装置２１１Ｃは、第１ミラー２２２Ａを含む切り替えスイッチ２２１Ａと、第２ミラー２３２Ａを含む第１ミラー駆動機構２３１Ａと、第２ミラー駆動機構（図示せず）と、を含む。描画装置２１１Ｃは、第１ミラー２２２Ａから第２ミラー２３２Ａに至る第２の光路上に配置され、第１ミラー２２２Ａから出射される光を反射して第２ミラー２３２Ａに入射させる第５ミラー２１７を含む。第１ミラー駆動機構２３１Ａは、第５ミラー２１７によって反射された光が第２ミラー２３２Ａに入射する位置に配置されている。
【0042】
このような描画装置２１１Ｃは、レーザ光源２１２から出射され、第１ミラー２２２Ａによって反射された光が第５ミラー２１７に入射する。第５ミラー２１７からの反射光が、第２ミラー２３２Ａに入射する。この入射した光を利用して、第１の描画面２４１Ａに描画する。このような描画装置２１１Ｃは、第１の描画面２４１Ａの描画と第２の描画面の描画とを視覚的に同時に行いたい場合や切り替えスイッチ２２１Ａとしてミラー駆動機構を用いた場合に、第１ミラー２２２Ａの振れ角を比較的小さくして、より精度よく描画することができる描画装置となっている。
【0043】
（実施の形態４）
次に、さらに他の実施の形態である実施の形態４について説明する。図７は、実施の形態４における描画装置の構成を示す概略図である。実施の形態４の描画装置は、ミラーをさらに含む点およびミラー駆動機構の数が異なる点において実施の形態１の場合とは異なっている。
次に、さらに他の実施の形態である実施の形態４について説明する。図７は、実施の形態４における描画装置の構成を示す概略図である。実施の形態４の描画装置は、ミラーをさらに含む点およびミラー駆動機構の数が異なる点において実施の形態１の場合とは異なっている。
【0044】
図７を参照して、実施の形態４における描画装置２１１Ｄは、第１ミラー駆動機構２３１Ａと、第２ミラー駆動機構２３１Ｂと、第３ミラー駆動機構２３１Ｃと、第４ミラー駆動機構２３１Ｄと、第５ミラー駆動機構２３１Ｅと、第６ミラー駆動機構２３１Ｆと、を含む。描画装置２１１Ｄは、第１ミラー２２２Ａから第２ミラー２３２Ａに至る第２の光路上に配置され、第１ミラー２２２Ａから出射される光を反射して第２ミラー２３２Ａに入射させる第５ミラー２１７を含む。
【0045】
切り替えスイッチ２２１Ａは、第１ミラー２２２Ａを駆動させて、レーザ光源２１２から入射し、第１ミラー２２２Ａによって反射された光を、第１ミラー駆動機構２３１Ａ、第２ミラー駆動機構２３１Ｂおよび第３ミラー駆動機構２３１Ｃのそれぞれに入射させることができる。第１ミラー駆動機構２３１Ａ、第２ミラー駆動機構２３１Ｂおよび第３ミラー駆動機構２３１Ｃには、レーザ光源２１２から出射され、第１ミラー２２２Ａによって反射された光が入射する。
【0046】
第１ミラー駆動機構２３１Ａは、第１ミラー駆動機構２３１Ａに入射した光を走査する。そして、第１の描画面２４１Ａに画像を描画する。第２ミラー駆動機構２３１Ｂは、第２ミラー駆動機構２３１Ｂに入射した光を走査する。そして、第２の描画面２４１Ｂに画像を描画する。第３ミラー駆動機構２３１Ｃは、第３ミラー駆動機構２３１Ｃに入射した光を走査する。そして、第３の描画面２４１Ｃに画像を描画する。
【0047】
切り替えスイッチ２２１Ａは、第１ミラー２２２Ａを駆動させて、レーザ光源２１２から入射し、第１ミラー２２２Ａによって反射され、さらに第５ミラー２１７によって反射された光を、第４ミラー駆動機構２３１Ｄ、第５ミラー駆動機構２３１Ｅおよび第６ミラー駆動機構２３１Ｆのそれぞれに入射させることができる。第４ミラー駆動機構２３１Ｄ、第５ミラー駆動機構２３１Ｅおよび第６ミラー駆動機構２３１Ｆには、レーザ光源２１２から出射され、第１ミラー２２２Ａによって反射され、さらに第５ミラー２１７によって反射された光が入射する。
【0048】
第４ミラー駆動機構２３１Ｄは、第４ミラー駆動機構２３１Ｄに入射した光を走査する。そして、第４の描画面２４１Ｄに画像を描画する。第５ミラー駆動機構２３１Ｅは、第５ミラー駆動機構２３１Ｅに入射した光を走査する。そして、第５の描画面２４１Ｅに画像を描画する。第６ミラー駆動機構２３１Ｆは、第６ミラー駆動機構２３１Ｆに入射した光を走査する。そして、第６の描画面２４１Ｆに画像を描画する。
【0049】
このような描画装置２１１Ｄは、１つのレーザ光源２１２で、３６０度に相当する領域において、６つに分割した描画面２４１Ａ，２４１Ｂ，２４１Ｃ，２４１Ｄ，２４１Ｅ，２４１Ｆで描画することができる描画装置となっている。よって、上記描画装置２１１Ｄは、単一の光源でより多くの描画面に描画することができる描画装置となっている。
【0050】
本実施形態において、レーザ光源２１２から第１ミラー２２２Ａに至る第１の光路上に配置され、レーザ光源２１２から出射される光を反射して第１ミラー２２２Ａに入射させる第４ミラーをさらに備えてもよい。このようにすることにより、レーザ光源２１２および切り替えスイッチ２２１Ａの設置位置の位置関係の自由度を高めることができる。
【0051】
（実施の形態５）
次に、さらに他の実施の形態である実施の形態５について説明する。図８は、実施の形態５における描画装置の構成を示す概略図である。実施の形態５の描画装置は、自動車に実装されており、描画面として自動車のフロントガラス、サイドガラスおよびリアガラスを利用している点において実施の形態１および実施の形態２の場合とは異なっている。
次に、さらに他の実施の形態である実施の形態５について説明する。図８は、実施の形態５における描画装置の構成を示す概略図である。実施の形態５の描画装置は、自動車に実装されており、描画面として自動車のフロントガラス、サイドガラスおよびリアガラスを利用している点において実施の形態１および実施の形態２の場合とは異なっている。
【0052】
図８を参照して、実施の形態５における描画装置２１１Ｅは、自動車２５１に搭載されている。自動車２５１は、運転席２５２の前方に配置されるフロントガラス２５３と、運転席２５２の側方に配置されるサイドガラス２５４と、運転席２５２の後方に配置されるリアガラス２５５と、を含む。描画装置２１１Ｅは、レーザ光源２１２と、切り替えスイッチ２２１Ａと、第５ミラー２１７と、第１ミラー駆動機構２３１Ａと、第２ミラー駆動機構２３１Ｂと、第３ミラー駆動機構２３１Ｃと、第４ミラー駆動機構２３１Ｄと、を含む。レーザ光源２１２、切り替えスイッチ２２１Ａ、第１ミラー駆動機構２３１Ａ、第２ミラー駆動機構２３１Ｂ、第３ミラー駆動機構２３１Ｃおよび第４ミラー駆動機構２３１Ｄはそれぞれ、例えば自動車の天井２５６に取り付けられている。
【0053】
描画装置２１１Ｅにより、例えばフロントガラス２５３を第３の描画面２４１Ｃ、サイドガラス２５４を第１の描画面２４１Ａ、リアガラス２５５を第４の描画面２４１Ｄとすることができる。このような描画装置２１１Ｅは、構成のコンパクト化が求められる自動車２５１の車室内において、限られたスペースを有効に活用して安価に各ガラスに描画することができる描画装置となっている。
【0054】
（実施の形態６）
次に、さらに他の実施の形態である実施の形態６について説明する。図９は、実施の形態６における描画装置の構成を示す概略図である。実施の形態６の描画装置は、自動車の外側の周辺を描画面としている点において実施の形態５の場合とは異なっている。
次に、さらに他の実施の形態である実施の形態６について説明する。図９は、実施の形態６における描画装置の構成を示す概略図である。実施の形態６の描画装置は、自動車の外側の周辺を描画面としている点において実施の形態５の場合とは異なっている。
【0055】
図９を参照して、実施の形態６における描画装置２１１Ｆは、自動車２５１に搭載されている。描画装置２１１Ｆは、レーザ光源２１２と、切り替えスイッチ２２１Ａと、第１ミラー駆動機構２３１Ａと、第２ミラー駆動機構２３１Ｂと、第３ミラー駆動機構２３１Ｃと、を含む。描画装置２１１Ｆは、自動車２５１の外側の周辺を描画面としている。具体的には、第１ミラー駆動機構２３１Ａ、第２ミラー駆動機構２３１Ｂおよび第３ミラー駆動機構２３１Ｃは、フロント側から順に自動車２５１のボディ２５７の側面の外側を描画面としている。このような描画装置２１１Ｆは、自動車２５１の外側の横部分を描画面として描画することができる。
【0056】
（他の実施の形態）
上記の実施の形態においては、描画装置がレーザ光源２１２や切り替えスイッチ２２１Ａ、第１ミラー駆動機構２３１Ａ等の位置を制御する制御装置を含んでもよい。制御装置は、第１ミラー２２２Ａ等に入射する光量を監視するモニター機構の光量のデータや外部から入力されるデータを基に、レーザ光源２１２等を移動させることにしてもよい。こうすることにより、描画装置を構成する各部材の位置の調整を精密に行うことができる。また、レーザ光源２１２の位置を移動させる駆動機構を設け、制御装置からの信号により駆動機構を駆動させてレーザ光源２１２等の位置を調整することにしてもよい。
上記の実施の形態においては、描画装置がレーザ光源２１２や切り替えスイッチ２２１Ａ、第１ミラー駆動機構２３１Ａ等の位置を制御する制御装置を含んでもよい。制御装置は、第１ミラー２２２Ａ等に入射する光量を監視するモニター機構の光量のデータや外部から入力されるデータを基に、レーザ光源２１２等を移動させることにしてもよい。こうすることにより、描画装置を構成する各部材の位置の調整を精密に行うことができる。また、レーザ光源２１２の位置を移動させる駆動機構を設け、制御装置からの信号により駆動機構を駆動させてレーザ光源２１２等の位置を調整することにしてもよい。
【0057】
上記の実施の形態においては、圧電現象によりミラーを揺動させることにしたが、これに限らず、他の方式、例えば電磁力を利用してミラーを揺動させることにしてもよい。
【0058】
上記の実施の形態において、ミラー駆動機構は、一対の第１の軸部および一対の第２の軸部によってミラーを揺動させることにしたが、これに限らず、ミラー駆動機構は、いずれか一方によってミラーを揺動するようにしてもよい。
【0059】
上記の実施の形態においては、レーザ光源２１２において赤色の光、緑色の光および青色の光を合波して出射することとしたが、これに限らず、レーザ光源２１２から出射された赤色の光、緑色の光および青色の光をレーザ光源２１２外で合波することにしてもよい。この場合、例えば、導波路を利用して合波してもよい。さらにレーザ光源２１２は、単色の光を出射してもよいし、２色の光、４色以上の光を出射することにしてもよい。さらにレーザ光源２１２は、ＣＡＮタイプのレーザ光源２１２であってもよい。
【0060】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって、どのような面からも制限的なものではないと理解されるべきである。本開示の範囲は上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって規定され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【0061】
本開示の描画装置は、単一の光源で複数の描画面への描画が求められる場合に特に有利に適用され得る。
【符号の説明】
【0062】
３１ 発光部
３２ 合波部
４１ 赤色レーザダイオード
４２ 緑色レーザダイオード
４３ 青色レーザダイオード
５１ 第１レンズ
５２ 第２レンズ
５３ 第３レンズ
６１ 第１フィルタ
６２ 第２フィルタ
６３ 第３フィルタ
１１１ ベース部
１１２ 枠体
１１３ 駆動部
１１４Ａ 外壁面
１１４Ｂ，１２９Ａ，１２９Ｂ 内壁面
１１５Ａ，１１５Ｂ，１１５Ｃ，１１５Ｄ 貫通孔
１１６Ａ，１１６Ｂ 第１部分
１１７ 第２部分
１１８Ａ，１１８Ｂ 第１の軸部
１１９Ａ，１１９Ｂ 第２の軸部
１２１Ａ，１２１Ｂ，１２１Ｃ，１２１Ｄ 面
１２２Ａ，１２２Ｂ，１２３Ａ，１２３Ｂ，１２７Ａ，１２７Ｂ ピエゾ素子
１２４，１３０ 外縁
１２５Ａ，１２５Ｂ 仮想線
２１１Ａ，２１１Ｂ，２１１Ｃ，２１１Ｄ，２１１Ｅ，２１１Ｆ 描画装置
２１２ レーザ光源
２１４ 筐体
２１５ 出射口
２１６ 第４ミラー
２１７ 第５ミラー
２２１Ａ 切り替えスイッチ
２２２Ａ 第１ミラー
２２３Ａ 反射面
２３１Ａ 第１ミラー駆動機構
２３１Ｂ 第２ミラー駆動機構
２３１Ｃ 第３ミラー駆動機構
２３１Ｄ 第４ミラー駆動機構
２３１Ｅ 第５ミラー駆動機構
２３１Ｆ 第６ミラー駆動機構
２３２Ａ 第２ミラー
２３３Ｂ 第３ミラー
２４１Ａ，２４１Ｂ，２４１Ｃ，２４１Ｄ，２４１Ｅ，２４１Ｆ 描画面
２５１ 自動車
２５２ 運転席
２５３ フロントガラス
２５４ サイドガラス
２５５ リアガラス
２５６ 天井
２５７ ボディ
Ｄ１１，Ｄ１２，Ｄ１３，Ｄ１４，Ｄ１５，Ｔ 矢印
Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３ 光軸
Ｗ１ 直径
３２ 合波部
４１ 赤色レーザダイオード
４２ 緑色レーザダイオード
４３ 青色レーザダイオード
５１ 第１レンズ
５２ 第２レンズ
５３ 第３レンズ
６１ 第１フィルタ
６２ 第２フィルタ
６３ 第３フィルタ
１１１ ベース部
１１２ 枠体
１１３ 駆動部
１１４Ａ 外壁面
１１４Ｂ，１２９Ａ，１２９Ｂ 内壁面
１１５Ａ，１１５Ｂ，１１５Ｃ，１１５Ｄ 貫通孔
１１６Ａ，１１６Ｂ 第１部分
１１７ 第２部分
１１８Ａ，１１８Ｂ 第１の軸部
１１９Ａ，１１９Ｂ 第２の軸部
１２１Ａ，１２１Ｂ，１２１Ｃ，１２１Ｄ 面
１２２Ａ，１２２Ｂ，１２３Ａ，１２３Ｂ，１２７Ａ，１２７Ｂ ピエゾ素子
１２４，１３０ 外縁
１２５Ａ，１２５Ｂ 仮想線
２１１Ａ，２１１Ｂ，２１１Ｃ，２１１Ｄ，２１１Ｅ，２１１Ｆ 描画装置
２１２ レーザ光源
２１４ 筐体
２１５ 出射口
２１６ 第４ミラー
２１７ 第５ミラー
２２１Ａ 切り替えスイッチ
２２２Ａ 第１ミラー
２２３Ａ 反射面
２３１Ａ 第１ミラー駆動機構
２３１Ｂ 第２ミラー駆動機構
２３１Ｃ 第３ミラー駆動機構
２３１Ｄ 第４ミラー駆動機構
２３１Ｅ 第５ミラー駆動機構
２３１Ｆ 第６ミラー駆動機構
２３２Ａ 第２ミラー
２３３Ｂ 第３ミラー
２４１Ａ，２４１Ｂ，２４１Ｃ，２４１Ｄ，２４１Ｅ，２４１Ｆ 描画面
２５１ 自動車
２５２ 運転席
２５３ フロントガラス
２５４ サイドガラス
２５５ リアガラス
２５６ 天井
２５７ ボディ
Ｄ１１，Ｄ１２，Ｄ１３，Ｄ１４，Ｄ１５，Ｔ 矢印
Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３ 光軸
Ｗ１ 直径
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】