特許 7472748 光学スキャナ

(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】2024-04-15

(45)【発行日】2024-04-23

(54)【発明の名称】光学スキャナ

(51)【国際特許分類】

   G01S 7/481 20060101AFI20240416BHJP

   G01S 7/497 20060101ALI20240416BHJP

   H04B 10/11 20130101ALI20240416BHJP

   H01Q 3/26 20060101ALI20240416BHJP

   H01Q 21/08 20060101ALI20240416BHJP

【ＦＩ】

G01S7/481 A

G01S7/497

H04B10/11

H01Q3/26 Z

H01Q21/08

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2020165997

(22)【出願日】2020-09-30

(65)【公開番号】P2022057636

(43)【公開日】2022-04-11

【審査請求日】2023-03-06

(73)【特許権者】

【識別番号】000004260

【氏名又は名称】株式会社デンソー

(74)【代理人】

【識別番号】110000578

【氏名又は名称】名古屋国際弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】豊田 雄一

(72)【発明者】

【氏名】別府 太郎

(72)【発明者】

【氏名】守口 智博

(72)【発明者】

【氏名】佐々木 光

【審査官】藤脇 昌也

(56)【参考文献】

【文献】特開平１０－３１０６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０２０－５１０８８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１９－５２７８３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１７－５３０３４３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｓ ７／４８ － ７／５１

１７／００ － １７／９５

Ｈ０４Ｂ １０／１１

Ｈ０１Ｑ ３／２６

Ｈ０１Ｑ ２１／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

光源（２）と、
前記光源から供給される光を分岐した複数の分岐光の位相を、走査用位相量を用いて個別に制御して、複数のアンテナエレメントを有するアンテナアレイから放射することによって、光ビームによる走査を実現するように構成された光フェーズドアレイ（３）と、
前記光フェーズドアレイから放射された光を受光するように構成された監視用受光部（６）と、
前記監視用受光部での検出結果から前記光ビームの特性を検出し、前記特性の検出値が予め用意された設計値と一致するように前記走査用位相量を補正するための位相調整量を生成するように構成された信号処理部（７）と、
を備える光学スキャナ。

【請求項2】

請求項１に記載の光学スキャナであって、
前記信号処理部は、前記光ビームの特性として、ビームの広がり角及びビーム照射方向のずれ量のうち、少なくとも一つを用いる
光学スキャナ。

【請求項3】

請求項１又は請求項２に記載の光学スキャナであって、
前記監視用受光部は、前記光フェーズドアレイにより形成されるグレーティングローブを受光する位置に配置される
光学スキャナ。

【請求項4】

請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の光学スキャナであって、
前記監視用受光部は、前記光フェーズドアレイによる走査範囲の外側に配置される
光学スキャナ。

【請求項5】

請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の光学スキャナであって、
前記複数の分岐光の位相を個別に検出するように構成された位相モニタ（９）を更に備え、
前記信号処理部は、前記位相モニタでの検出結果から算出される、前記複数の分岐光をそれぞれ伝搬する導波路間の特性のばらつきを要因とする内的要因調整量に、前記監視用受光部での検出結果から算出される、アンテナエレメントが配置された面の歪みを要因とする外的要因調整量を加えた結果を、前記位相調整量として設定するように構成された
光学スキャナ。

【請求項6】

請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の光学スキャナであって、
前記信号処理部は、前記光ビームの特性に関する前記設計値に対する前記検出値の誤差から、予め用意されたルックアップテーブルを用いて前記位相調整量の更新に用いる修正量を算出するように構成された
光学スキャナ。

【請求項7】

請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の光学スキャナであって、
前記光源と前記光フェーズドアレイとが同一基板上に実装された
光学スキャナ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、光フェーズドアレイを用いる光学スキャナに関する。

【背景技術】

【0002】

光フェーズドアレイ（以下、ＯＰＡ）を用いて、ビーム形成及びビームステアリングを行う技術が知られている。ＯＰＡは、Optical Phased Arrayの略である。ＯＰＡでは、光を放射する複数のアンテナエレメントを有するアンテナアレイを用い、各アンテナエレメントに与える位相シフト量をそれぞれ制御する。

【0003】

ビームステアリングのために各アンテナエレメントに与える位相シフト量は、アンテナアレイの配置及び使用する光の波長によって理論的に一意に定まる。しかし、光源から各アンテナエレメントに到る導波路の特性が温度変化等によって変化すると、各アンテナエレメントに与えられる位相シフト量に誤差が発生し、ビームプロファイル及び出射角度等について必要な性能を得られなくなる。

【0004】

これに対して、下記特許文献１には、個々のアンテナエレメントに供給された光の位相を監視する位相モニタを設置し、モニタ値が目標値と一致するように、各アンテナエレメントに接続された導波路を通過する光の位相をフィードバック制御する技術が提案されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】米国特許出願公開第２０２０／０１５８８３９号明細書

【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、発明者の詳細な検討の結果、以下の課題が見出された。
すなわち、ＯＰＡは、ＰＩＣと呼ばれる基板上に形成される。ＰＩＣは、Photonic Integrated Circuitの略である。ＯＰＡを車載ＬｉＤＡＲに適用した場合、周囲温度環境やその他実装部品の発熱により、ＰＩＣ基板に歪み（例えば、基板の反り等）が生じることが想定される。ＬｉＤＡＲは、Light Detection and Rangingの略である。基板の歪みが生じると、アンテナエレメントの配置が３次元的に変化することで、ビームプロファイルの崩れやビーム出射角度のずれが発生する。従来技術では、アンテナエレメントの３次元的な配置が一定であることを前提とした技術であるため、アンテナエレメントの３次元的な配置に影響を与える基板の歪みに起因した誤差に対処できない。

【0007】

本開示の１つの局面は、光フェーズドアレイを用いる光学スキャナにおいて、アンテナエレメントの配置の変化に基づく誤差を補正する技術を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本開示の一態様は、光学スキャナであって、光源（２）と、光フェーズドアレイ（３）と、監視用受光部（６）と、信号処理部（７）と、を備える。光フェーズドアレイは、光源から供給される光を分岐した複数の分岐光の位相を、走査用位相量を用いて個別に制御して、複数のアンテナエレメントを有するアンテナアレイから放射することによって、光ビームによる走査を実現するように構成される。監視用受光部は、光フェーズドアレイから放射された光を受光するように構成される。信号処理部は、監視用受光部での検出結果から光ビームの特性を検出し、特性の検出値が予め用意された設計値と一致するように走
査用位相量を補正するための位相調整量を生成するように構成される。

【0009】

このような構成によれば、光フェーズドアレイから空間に放射された光ビームを直接検出することで、空間を伝搬する光の位相を、位相調整量の生成に直接的にフィードバックする。このため、光フェーズドアレイを構成する回路内の要因による誤差だけでなく、光フェーズドアレイを実装する基板の歪み等によって生じる回路外の要因による誤差も含めて、誤差を補償することができる。その結果、光ビームのビームプロファイル及び光ビームによる走査の最適化を精度よく実現できる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】第１実施形態の光学スキャナの構成を示すブロック図である。

【図2】光フェーズドアレイの原理を示す説明図である。

【図3】光フェーズドアレイの照射パターンを示すグラフである。

【図4】基板の歪みがビームプロファイルに与える影響を示す説明図である。

【図5】基板の歪み方とビームプロファイルとの関係を示す説明図である。

【図6】第１実施形態における通常処理のフローチャートである。

【図7】第１実施形態における補正処理のフローチャートである。

【図8】第２実施形態の光学スキャナの構成を示すブロック図である。

【図9】第２実施形態における通常処理のフローチャートである。

【図10】第２実施形態における補正処理のフローチャートである。

【図11】監視用受光部の他の配置方法を示す説明図である。

【図12】監視用受光部がミラーを介して受光する場合の配置例を示す説明図である。

【図13】監視用受光部がミラーを介して受光する場合の配置例を示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、図面を参照しながら、本開示の実施形態を説明する。
［１．第１実施形態］
［１－１．構成］
図１に示す光学スキャナ１は、光源２と、光フェーズドアレイ（即ち、ＯＰＡ）３と、ディテクタ４と、位相コントローラ５と、監視用受光部６と、信号処理部７とを備える。

【0012】

光学スキャナ１は、筐体１０に収納され、筐体１０の前壁に形成された開口部１１から光を照射する。開口部１１は、ＯＰＡ３から照射される光ビームによって走査が行なわれる角度範囲（すなわち、走査範囲）であるＦＯＶを妨げることがない大きさを有する。ＦＯＶは、Field Of Viewの略である。

【0013】

光源２は、レーザ光を発生させるデバイスである。ここでは、ＦＭ変調された１．５μｍ帯又は１．３μｍ帯の波長を有する連続波が用いられる。
ＯＰＡ３は、光の回折・干渉を利用して、光ビームの断面形状（すなわち、ビームプロファイル）や進行方向を制御するデバイスである。ＯＰＡ３は、スプリッタ３１と、位相シフタ３２と、アンテナアレイ３３とを備える。ＯＰＡ３は、光源２と共に単一のＰＩＣ基板上に実装される。

【0014】

スプリッタ３１は、光源２からの入射光を複数の導波路で構成された導波路アレイに分配する。また、スプリッタ３１は、導波路アレイからの入射光を混合した混合光を生成する。この混合光は、光源２からの入射光とともに光をディテクタ４に入射される。

【0015】

位相シフタ３２は、導波路アレイを構成する複数の導波路それぞれに設けられ、位相コントローラ５からの指示に従い、電気光学効果や熱光学効果等を利用して導波路の屈折率を変化させることで、各導波路を通過する光の位相を個別に変化させる。

【0016】

アンテナアレイ３３は、一定間隔で配置されたＫ個（例えば、Ｋ＝数百～数千程度）のアンテナエレメント（以下、エレメント）を有する。導波路アレイにおいてスプリッタ３１との接続端とは反対側の端部を個々のエレメントとして用いてもよい。

【0017】

アンテナアレイ３３は、導波路アレイから供給される光をＦＯＶに向けて照射すると共に、ＦＯＶから到来する光を受光して、導波路アレイに供給する。なお、アンテナアレイ３３は、光を回折・干渉させる回折格子を介して光の照射及び受光を行うように構成されてもよい。

【0018】

ＯＰＡ３は、図２に示すように、識別子ｋで特定されるエレメントからの放射によるθ方向の電場Ｅｋは、（１）式で表される。但し、Ｅ０は電場振幅、ＥＦ（θ）はエレメント単体の指向性（すなわち、照射パターン）を表すエレメントファクタである。λは波長、θは電波面進行／到来方向、ｄｋはｋで特定されるエレメントの基準エレメントからの距離、φｋは位相シフタ３２によってｋで特定されるエレメントに与えられる位相である。なお、基準エレメントは、アンテナアレイ３３の一端（例えば、図２では左端）に位置するエレメントでありｋ＝０で表される。以下、基準エレメントに近いものから順にｋの値が大きくなる。

【0019】

【数1】

【0020】

Ｋ個のエレメントを有するアンテナアレイ３３全体で作られる合成電場Ｅｓｕｍ（θ）は、（２）式で表される。但し、ＡＦ（θ，λ）は、アンテナアレイ３３全体の指向性を表すアレイファクタであり、（３）式で表される。

【0021】

【数2】

【0022】

（４）式は、（３）式から抽出される位相条件式であり、位相条件式を満たす方向θ０にメインローブが形成される。つまり、位相φｋを適切な値にすることで、メインローブが形成される方向θ０を任意に設定できる。但し、ｍを０以外の整数として、（５）式を満たす場合、θｇｍ方位にも強いピーク、すなわち、グレーティングローブが形成される。

【0023】

【数3】

従って、ＯＰＡ３では、図３に示すような、照射パターンが得られる。ＦＯＶは、メインローブが形成される方向θ０を中心として、ｍ＝±１のグレーティングローブが形成される方向θｇｍを含まない範囲に設定されることが一般的であるが、グレーティングローブを利用し、ＦＯＶを広げる場合もあり、前記範囲に限らない。

【0024】

ディテクタ４は、フォトダイオード等の受光素子を用いて構成され、ＯＰＡ３で受光及び混合されることで生成される光を電気信号に変換し、受光信号として信号処理部７に供給する。受光信号は、ＦＭＣＷ波の送信波（すなわち、参照波）と受信波の差の周波数成分を有したビート信号となる。

【0025】

位相コントローラ５は、ＯＰＡ３による光ビームの照射方向θに応じて、位相シフタ３２に与える走査位相量φ（θ）を変化させることで、光ビームによる走査を実現する。走査位相量φ（θ）は、アンテナアレイ３３のエレメント毎に設定される位相シフト量φ１～φＫを要素とするベクトルである。走査位相量φ（θ）は、エレメントの配置及びビームの照射方向θに応じて理論的に定まる値である。

【0026】

位相コントローラ５は、信号処理部７から供給される位相調整量ψで、走査位相量φ（θ）を補正した値を位相シフタ３２に与える。位相調整量ψは、エレメント毎に設定される調整量ψ１～ψＫを要素とするベクトルである。位相調整量ψは、ＯＰＡ３が実装される基板の歪み等により、アンテナアレイ３３の配置が３次元的に変化することによって生じる位相の誤差分を除去するための調整量である。

【0027】

監視用受光部６は、図１に示すように、ＯＰＡ３により制御可能なビーム照射方向の範囲内であって、且つ、ＦＯＶの外側に配置される。具体的は、筐体１０において、開口部１１が形成された前壁の内壁面等に設置される。監視用受光部６には、例えば、複数のフォトダイオード（以下、ＰＤ）を１次元的又は２次元的に配列したＰＤアレイが用いられる。

【0028】

信号処理部７は、ＣＰＵ７１と、例えば、ＲＯＭ又はＲＡＭ等の半導体メモリ（以下、メモリ）７２と、を有するマイクロコンピュータを備える。信号処理部７は、通常処理及び補正処理を少なくとも実行する。メモリ７２には、通常処理及び補正処理を実行するためのプログラムの他、補正処理に用いるビームプロファイルの設計値、及びルックアップテーブル（以下、ＬＵＴ）が少なくとも記憶される。

【0029】

［１－２．ビームプロファイル］
ビームプロファイルは、ＯＰＡ３によって形成される光ビームの特徴を表すものであり、ここでは、ビームの広がり角及びビーム照射方向のずれ量のうち、少なくとも一つが用いられる。ビームプロファイルは、ＯＰＡ３を実装するＰＩＣ基板が熱等によって歪むことによって、本来の設計値に対する誤差Ｅが生じる。誤差Ｅは、歪み量や歪みの方向に応じて異なった傾向を有する。

【0030】

具体的には、図４に示すように、歪み量が大きくなるに従って、ビームの広がり角が大
きくなると共に、ビーム照射方向（すなわち、メインローブの中心方向）のずれ量も大きくなる傾向を有する。
また、図５に示すように、ＰＩＣ基板の左端が設計値に相当する基準面からプラス方向に歪んだ場合、及びＰＩＣ基板の右端が基準面からマイナス方向に歪んだ場合、照射方向はいずれも右方向にずれる。ＰＩＣ基板の右端が基準面からプラス方向に歪んだ場合、及びＰＩＣ基板の左端が基準面からマイナス方向に歪んだ場合、照射方向はいずれも左方向にずれる。

【0031】

ＬＵＴは、このビームプロファイルにおける誤差Ｅの傾向を利用して作成され、具体的には、誤差Ｅと位相調整量ψの更新に用いる修正量Δψとを対応づけた内容を有する。また、ＬＵＴは、照射方向がずれる方向（すなわち、右方向か左方向か）、及び歪み方（すなわち、プラス方向かマイナス方向か）の組み合わせで４種類の異なるＬＵＴが用意される。

【0032】

［１－３．処理］
信号処理部７が実行する通常処理を、図６のフローチャートを用いて説明する。
通常処理は、予め設定された通常処理周期で、繰り返し実行される。

【0033】

Ｓ１１０では、信号処理部７は、位相調整量ψを位相コントローラ５に出力する。位相調整量ψは、補正処理によって最後に更新された値が用いられる。但し、直近の補正処理が行なわれてから、予め設定された許容時間以上経過している場合は、位相調整量ψは０に設定されてもよい。

【0034】

続くＳ１２０では、信号処理部７は、ＦＯＶの走査に必票な時間の間、光源２を発光させる。
このとき、位相コントローラ５は、走査位相量φ（θ）に位相調整量ψを加えた位相シフト量φ（θ）＋ψを、走査位相量φ（θ）を順次変化させながら位相シフタ３２に供給する。その結果、ＯＰＡ３からＦＯＶを走査する光ビームが照射される。

【0035】

続くＳ１３０では、信号処理部７は、ディテクタ４から受光信号を取得し、受光信号に基づきＦＭＣＷレーダにおける既知の手法を用いて測距処理を実行して、処理を終了する。
次に、信号処理部７が実行する補正処理を、図７のフローチャートを用いて説明する。

【0036】

補正処理は、通常処理が実行される毎に、通常処理の前又は後に実行される。これに限らず、補正処理は、通常処理周期より長く設定された補正処理周期毎、或いは光学スキャナ１が起動される毎に実行されてもよい。

【0037】

Ｓ２１０では、信号処理部７は、補正用の位相シフト量φ（θｈ＋ψ）が位相シフタ３２に供給されるように位相コントローラ５に指示を出す。θｈは、ＯＰＡ３の放射中心から見て監視用受光部６が位置する方位角度であり、光学スキャナ１の構造によって決まる固定値である。ψは、現在設定されている位相調整量である。

【0038】

続くＳ２２０では、信号処理部７は、光源２を発光させる。これにより、ＯＰＡ３から監視用受光部６に向けて光ビームが照射される。
続くＳ２３０では、信号処理部７は、監視用受光部６から監視用受光信号を取得し、取得した監視用受光信号に基づいてＯＰＡ３から照射される光ビームのビームプロファイルを検出する。具体的には、ビームの広がり角、及びビーム照射方向のずれ量を検出する。

【0039】

続くＳ２４０では、信号処理部７は、Ｓ２３０でのビームプロファイルの設計値に対す
る検出値の誤差Ｅを算出する。誤差Ｅは、絶対値によってずれの大きさが表され、正負の符号によってずれの方向が表されるものとする。従って、誤差Ｅは、照射方向のずれ量をそのまま検出値として用いて算出してもよいし、ビームの広がり角に、ビーム照射方向のずれ量の符号（すなわち、ずれの方向）を組み合わせた値を検出値として用いて算出してもよい。

【0040】

続くＳ２５０では、Ｓ２４０で算出される誤差Ｅの絶対値｜Ｅ｜が、予め設定された閾値Ｅｔｈより小さいか否かを判定し、｜Ｅ｜＜Ｅｔｈであれば処理を終了し、｜Ｅ｜≧Ｅｔｈであれば、処理をＳ２６０に移行する。

【0041】

Ｓ２６０では、信号処理部７は、終了条件を充足しているか否かを判定する。終了条件は、例えば、処理の繰り返し回数が上限値に達しているか否かを用いることができる。信号処理部７は、終了条件を充足している場合は処理を終了し、終了条件を充足していない場合は、処理をＳ２７０に移行する。

【0042】

Ｓ２７０では、信号処理部７は、今回の補正周期におけるＳ２１０～Ｓ２５０の処理の繰り返し回数が１回目であるか否かを判定し、１回目であれば処理をＳ２８０に移行し、２回目以降であれば、処理をＳ２９０に移行する。

【0043】

Ｓ２８０では、信号処理部７は、誤差Ｅが生じる原因となるＰＩＣ基板の歪み方が、プラス側への歪みであるかマイナス側への歪みであるかを表す歪み設定値を初期化して、処理をＳ３１０に進める。歪み設定値の初期化では、前回の補正処理が起動されたときに最終的に設定された歪み設定値と同じ値とする。但し、前回の補正処理から予め設定された許容時間以上経過している場合は、どちらの値に設定してもよい。

【0044】

Ｓ２９０では、信号処理部７は、Ｓ２４０で算出された誤差｜Ｅ｜と、前回の繰り返しサイクルにおけるＳ２４０で算出された誤差｜Ｅ｜とを比較して、誤差｜Ｅ｜が増加しているか否かを判定する。信号処理部７は、誤差｜Ｅ｜が増加していれば、処理をＳ２９０に移行し、増加していなければ処理をＳ３１０に移行する。

【0045】

Ｓ３００では、信号処理部７は、歪み設定値を反転させて、処理をＳ３１０に進める。
Ｓ３１０では、信号処理部７は、Ｓ２４０で算出された誤差Ｅをゼロに近づけるための修正量Δψを、歪み設定値に対応するＬＵＴを用いて求め、求めた修正量Δψを位相調整量ψの現在値に加算することで、位相調整量ψを更新して、処理をＳ２１０に戻す。なお、位相調整量ψの更新は、ＬＵＴを用いる代わりに計算式等を用いて行ってもよい。

【0046】

ここで、Ｓ２７０～Ｓ３１０の処理の意味は以下の通りである。すなわち、図５に示したように、ビームプロファイルの誤差Ｅだけでは、歪み方を区別できない状況が存在するため、最初は、例えば、左端がプラス方向に歪んでいると仮定して、その状況に対応したＬＵＴを用いて位相調整量ψを更新する。そして、Ｓ２１０～Ｓ２５０の処理を繰り返した結果、誤差｜Ｅ｜が減少していれば、歪み方の仮定が正しいと推定されるため、同じＬＵＴを用いて位相調整量ψの更新を繰り返す。一方、誤差｜Ｅ｜が増加していれば、歪み方の仮定が誤っていると推定されるため、歪み方の仮定を反転させ、すなわち、右端がマイナス方向に歪んでいると仮定して、その状況に対応したＬＵＴを用いて位相調整量ψを更新する。

【0047】

［１－３．効果］
以上詳述した第１実施形態によれば、以下の効果を奏する。
（１ａ）光学スキャナ１では、ＯＰＡ３からの照射光を監視用受光部６にて直接検出することで、空間を伝搬する光の位相を、ＯＰＡ３の位相シフタ３２に与える位相調整量ψ
に直接的にフィードバックする。このため、光源２からアンテナアレイ３に至る導波路間の特性のばらつき等によって生じるＰＩＣ基板に実装された回路内の要因による誤差だけでなく、ＰＩＣ基板の歪み等によって生じる回路外の要因による誤差も一括して補償できる。その結果、光ビームのビームプロファイル及び光ビームによる走査の最適化を精度よく実現できる。

【0048】

（１ｂ）光学スキャナ１では、ＰＩＣ基板の歪み方に応じて異なるＬＵＴを用意し、ＬＵＴを用いて算出された修正量Δψで位相調整量ψを更新した後の誤差｜Ｅ｜の増減によって、適切なＬＵＴが選択されているか否か、すなわち、歪み方の推定が正しいか否かを判定している。従って、光学スキャナ１では、監視用受光信号から検出されるビームプロファイルでは特定することが困難なＰＩＣ基板の歪み方を推定できるため、位相調整量ψを的確に更新できる。

【0049】

［２．第２実施形態］
［２－１．第１実施形態との相違点］
第２実施形態は、基本的な構成は第１実施形態と同様であるため、相違点について以下に説明する。なお、第１実施形態と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。

【0050】

第２実施形態では、位相調整量ψの算出方法が、第１実施形態とは異なる。
図８に示すように、本実施形態の光学スキャナ１ａは、第１実施形態の光学スキャナ１の構成に加えて、位相モニタ８を備える。

【0051】

位相モニタ８は、アンテナアレイ３３を形成する各エレメントに供給される光の位相を個別に検出する。
信号処理部７は、監視用受光部６からの検出信号に加えて、位相モニタ８からの検出信号を用いて、位相調整量ψを算出する。

【0052】

［２－２．処理］
第２実施形態の信号処理部７が、図６に示した通常処理に代えて実行する通常処理を、図９のフローチャートを用いて説明する。

【0053】

Ｓ１１５では、信号処理部７は、外的要因調整量ψａと内的要因調整量ψｂの合計値を位相調整量ψとして位相コントローラ５に出力する。ψａ，ψｂは、通常処理又は補正処理によって最後に更新された値が用いられる。但し、外的要因調整量ψａについては、最後の更新が行なわれてから、予め設定された許容時間以上経過している場合は０に設定してもよい。

【0054】

続くＳ１２０～Ｓ１３０の処理は、第１実施形態の場合と同様であるため説明を省略する。
続くＳ１４０では、信号処理部７は、位相モニタ８からの検出信号を取得し、取得した検出信号に基づいて、各エレメント間に供給される光の位相差に設計値からのずれ（以下、位相ずれ）があるか否かを判定する。信号処理部７は、位相ずれがあると判定した場合は処理をＳ１５０に移行し、位相ずれがないと判定した場合は処理を終了する。

【0055】

Ｓ１５０では、信号処理部７は、各エレメント間に供給される光の位相差を設計値と一致させる（すなわち、位相ずれを０にする）ための修正量Δψｂを算出し、現在の内的要因調整量ψｂに加算することで、内的要因調整量ψｂを更新して、処理を終了する。

【0056】

次に、第２実施形態の信号処理部７が、図７に示した補正処理に代えて実行する補正処
理を、図１０のフローチャートを用いて説明する。
Ｓ２１５では、信号処理部７は、補正用位相シフト量φ（θｈ＋ψ）が位相シフタ３２に供給されるように位相コントローラ５に指示を出す。θｈは、ＯＰＡ３の放射中心から見て監視用受光部６が位置する方位角度であり、光学スキャナ１の構造によって決まる固定値である。ψは、外的要因調整量ψａと内的要因調整量ψｂとの合計値である。

【0057】

続くＳ２２０～Ｓ２４０の処理は、第１実施形態の場合と同様であるため説明を省略する。
続くＳ２４２では、信号処理部７は、Ｓ１４０での処理と同様に、位相モニタ８からの検出信号を取得し、取得した検出信号に基づいて、位相ずれがあるか否かを判定する。信号処理部７は、位相ずれがあると判定した場合は処理をＳ２４４に移行し、位相ずれがないと判定した場合は処理をＳ２５０に移行する。

【0058】

Ｓ２４４では、信号処理部７は、Ｓ１５０での処理と同様に、修正量Δψｂを算出し、修正量Δψｂを用いて内的要因調整量ψ２を更新して、処理をＳ２５０に進める。
Ｓ２５０～Ｓ３１０の処理は、第１実施形態の場合と同様であるため、説明を省略する。但し、Ｓ２５０～Ｓ３１０の説明で使用される位相調整量ψは、外的要因調整量ψ１に読み替えるものとする。

【0059】

［２－３．効果］
以上詳述した第２実施形態によれば、上述した第１実施形態の効果（１ａ）（１ｂ）を奏し、さらに、以下の効果を奏する。

【0060】

（２ａ）光学スキャナ１ａでは、位相調整量ψを、外的要因調整量ψａと内的要因調整量ψｂとに分離して算出している。従って、位相調整量ψをより精度よく算出でき、ＯＰＡ３の制御精度を向上させることができる。

【0061】

［３．他の実施形態］
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は上述の実施形態に限定されることなく、種々変形して実施することができる。

【0062】

（３ａ）上記実施形態では、監視用受光部６を、筐体１０において開口部１１が形成された前壁の内壁面に設けられているが、図１１に示すように、筐体１０の側壁の内壁面に設けられてもよい。

【0063】

（３ｂ）上記実施形態では、メインローブを向けることが可能な位置に、監視用受光部６を配置しているが、監視用受光部６の配置は、これに限定されるものではない。例えば、図１１に示すように、メインローブが所定方向（例えば正面方向）にあるときに、グレーティングローブが照射される位置に、監視用受光部６を配置してもよい。この場合、補正処理用のビーム制御を不要とすることができる。

【0064】

（３ｃ）上記実施形態では、ＯＰＥ３からの照射光を直接受光する位置に監視用受光部６が配置されているが、ＯＰＥ３からの照射光が当たる位置にミラー９を配置し、ミラー９で反射した反射光を受光する位置に監視用受光部６を配置してもよい。この場合、監視用受光部６は、図１２に示すように、筐体１０の側壁に配置してもよいし、図１３に示すように、ＯＰＡ３等が配置されているのと同じ壁面に配置してもよい。ミラー９を設けることによって、監視用受光部６の配置の自由度を向上させることができる。

【0065】

（３ｄ）本開示に記載の信号処理部７及びその手法は、コンピュータプログラムにより具体化された一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメ
モリを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。あるいは、本開示に記載の信号処理部７及びその手法は、一つ以上の専用ハードウェア論理回路によってプロセッサを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。もしくは、本開示に記載の信号処理部７及びその手法は、一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリと一つ以上のハードウェア論理回路によって構成されたプロセッサとの組み合わせにより構成された一つ以上の専用コンピュータにより、実現されてもよい。また、コンピュータプログラムは、コンピュータにより実行されるインストラクションとして、コンピュータ読み取り可能な非遷移有形記録媒体に記憶されてもよい。信号処理部７に含まれる各部の機能を実現する手法には、必ずしもソフトウェアが含まれている必要はなく、その全部の機能が、一つあるいは複数のハードウェアを用いて実現されてもよい。

【0066】

（３ｅ）上記実施形態における１つの構成要素が有する複数の機能を、複数の構成要素によって実現したり、１つの構成要素が有する１つの機能を、複数の構成要素によって実現したりしてもよい。また、複数の構成要素が有する複数の機能を、１つの構成要素によって実現したり、複数の構成要素によって実現される１つの機能を、１つの構成要素によって実現したりしてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加又は置換してもよい。

【0067】

（３ｆ）本開示は、上述した光学スキャナの他、当該光学スキャナを構成要素とするシステム、当該光学スキャナの信号処理部としてコンピュータを機能させるためのプログラム、このプログラムを記録した半導体メモリ等の非遷移的実体的記録媒体、ＯＰＡの位相調整方法など、種々の形態で実現することもできる。

【符号の説明】

【0068】

１，１ａ…光学スキャナ、２…光源、３…光フェーズドアレイ、４…ディテクタ、５…位相コントローラ、６…監視用受光部、７…信号処理部、８…位相モニタ、９…ミラー、１０…筐体、１１…開口部、３１…スプリッタ、３２…位相シフタ、３３…アンテナアレイ、７１…ＣＰＵ、７２…メモリ。

【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】