JP2017134391A - 光偏向装置と、画像投影装置と、光書込みユニットと、物体認識装置 - Google Patents

Abstract

【課題】アクチュエータが異常の際に、所定範囲内の一点にレーザ光等の光が照射され続けてしまうことを抑制する。【解決手段】ミラー部Ｍと、ミラー部Ｍを第１軸回りに支持するミラー支持部６Ａ，６Ｂと、ミラー支持部６Ａ，６Ｂを支持する基部５Ａ，５Ｂと、ミラー支持部６Ａ，６Ｂを弾性変形させる駆動用圧電部Ａ４，Ｂ４とを有し、駆動用圧電部Ａ４，Ｂ４の駆動によってミラー支持部６Ａ，６Ｂを弾性変形させてミラー部Ｍを第１軸回りに回転運動させることにより、ミラー部Ｍに入射する光束を所定範囲内で偏向させる光偏向器１であって、基部５Ａ，５Ｂを弾性変形させる強制駆動用圧電部Ａ３，Ｂ３を基部５Ａ，５Ｂに設け、駆動用圧電部Ａ４，Ｂ４が異常のとき、強制駆動用圧電部Ａ３，Ｂ３を駆動させて基部５Ａ，５Ｂを弾性変形させることにより、ミラー部Ｍに入射する光束を前記所定範囲外へ偏向させる。【選択図】図１

Description

この発明は、光偏向装置と、画像投影装置と、光書込みユニットと、物体認識装置に関する。

従来から、光源から射出されたレーザ光を二次元方向に走査する光偏向装置が知られている（特許文献１参照）。

係る光偏向装置は、副走査揺動軸回りに揺動する副走査揺動部と、周方向揺動軸回りに揺動するミラー部とを備え、副走査揺動部はアームによって副走査方向に揺動可能に支持部に支持され、ミラー部は複数の梁部によって主走査揺動軸回りに揺動可能に副走査揺動部に支持されている。各梁部の表面には圧電素子を含む圧電部が取り付けられており、この圧電素子の伸縮により梁部が弾性変形してミラー部を主走査揺動軸回りに揺動させ、副走査揺動部を副走査軸回りに揺動させることによって、ミラー部に入射するレーザ光を二次元方向に走査（偏向）するものである。

ところで、このような光偏向装置では、圧電部等のアクチュエータが故障するとレーザ光の走査が停止され、その走査範囲内の一点にレーザ光が照射され続けてしまい、所定範囲内の一点にレーザ光が照射され続けると後段の装置に影響を及ぼすという問題があった。

この発明の目的は、アクチュエータが異常の際に、走査範囲である所定範囲内の一点にレーザ光等の光が照射され続けてしまうのを抑制しようとするものである。

この発明は、反射面を有するミラー部と、前記ミラー部を所定の軸周りに駆動させる複数のアクチュエータと、前記複数のアクチュエータの駆動を制御する駆動制御部と、前記複数のアクチュエータのうち少なくとも１つのアクチュエータの異常を検出する異常検出部と、を備え、前記駆動制御部は、前記異常検出部により、前記複数のアクチュエータのうち少なくとも１つのアクチュエータの異常を検出した際に、他のアクチュエータを用いて前記ミラー部に入射する光束を偏向するように制御する光偏向装置である。

この発明によれば、アクチュエータが異常の際に、走査範囲である所定範囲内の一点にレーザ光等の光が照射され続けてしまうのを抑制することができる。

第１実施例の光偏向装置で用いられる光偏向器の構成を示した平面図である。 図１の光偏向器を備えた第１実施例の光偏向装置の構成を示したブロック図である。 駆動用圧電部の電極板の接続関係を模式的に示した説明図である。 （Ａ）は正常時のミラー部と基部の位置関係を示した説明図、（Ｂ）は異常時のミラー部と基部との位置関係を示した説明図である。 異常時にレーザ光が出射口から外される状態を示した説明図である。 光偏向器の他の例を示した説明図である。 第２実施例のヘッドアップディスプレイ装置の構成を示したブロック図である。 第３実施例として、第１実施例の光偏向装置を備えたヘッドアップディスプレイ装置を搭載した自動車の構成を模式的に表した模式図である。 図８に示すヘッドアップディスプレイ装置の構成を示した光学配置図である。 第４実施例の光書込みユニットの構成を示した光学配置図である。 第５実施例の画像形成装置の概略構成を示した説明図である。 第６実施例の物体認識装置の構成を示したブロック図である。 異常検出部として受光部を設けた変形例を示した説明図である。 強制駆動用圧電部を設けない場合の光偏向器を示した説明図である。 図１４の光偏向器を用いて行われる異常処理の流れを示すフローチャートである。 光偏向器の他の異なる例を示した説明図である。 光偏向器の更に異なる例を示した説明図である。

以下、この発明に係る光偏向装置と、画像投影装置と、光書込みユニットと、物体認識装置の実施の形態である実施例を図面に基づいて説明する。

［第１実施例］
図１に、光偏向装置１２０（図２参照）で用いられる光偏向器１の構成を示す。この光偏向器１は、いわゆるＭＥＭＳデバイスである。光偏向器１は、枠状の基板２と、複数の切込みＫａ，Ｋｂによって蛇行状に形成された一対の弾性部（第２の弾性部）３，４と、この弾性部３，４に支持された一対の基部５Ａ，５Ｂとを有している。さらに、一対の基部５Ａ，５Ｂに支持された一対のミラー支持部（第１の弾性部）６Ａ，６Ｂと、一対のミラー支持部６Ａ，６Ｂに設けられ且つミラー部Ｍを支持した一対のトーションバー７Ａ，７Ｂとを有している。なお、基板２、弾性部３，４、基部５Ａ，５Ｂ、ミラー支持部６Ａ，６Ｂ、トーションバー７Ａ，７Ｂは１枚のＳＯＩ基板から形成されたものである。また、ミラー部Ｍは、例えば、ミラー基部に反射面としてＡｇやＡｌ等の金属薄膜を蒸着して形成され、ミラー基部は上記のＳＯＩ基板から形成され、トーションバー７Ａ，７Ｂと一体形成されている。

基板２の一端側（図１において右端側）の表面には、後述する駆動用圧電部を駆動させるための複数の端子Ｔ１〜Ｔ１６が設けられている。

駆動用圧電部は、例えば、上部電極、圧電素子、下部電極の積層構造となっており、上部電極と下部電極により圧電素子に駆動電圧が印加されると、圧電素子が変形（伸縮）することで、弾性部を変形させ、ミラー部Ｍを駆動させる。
［弾性部３］
弾性部３は、平行に配置された複数の梁部３Ａ１〜３Ａ４を有し、梁部３Ａ１の一端（図１において左端）が基板２に固定され、梁部３Ａ４の左端部が基部５Ａの上部に固定されている。また、梁部３Ａ１，３Ａ３と梁部３Ａ２，３Ａ４の右端部が連結部３Ｒ１によりそれぞれ接続され、梁部３Ａ２と梁部３Ａ３の左端部が連結部３Ｒ２により接続されている。

梁部３Ａ１，３Ａ３の表面には駆動用圧電部（第２の駆動部：副駆動部）Ａ１がそれぞれ取り付けられ、梁部３Ａ２，３Ａ４の表面には駆動用圧電部（第２の駆動部：副駆動部）Ｂ１がそれぞれ取り付けられている。
［弾性部４］
弾性部４は、平行に配置された複数の梁部４Ａ１〜４Ａ４を有し、梁部４Ａ１の右端部が基板２に固定され、梁部４Ａ４の右端部が基部５Ｂの下部（図１において）に固定されている。また、梁部４Ａ１，４Ａ３と梁部４Ａ２，４Ａ４の左端部が連結部４Ｒ１により接続され、梁部４Ａ２と梁部４Ａ３の右端部が連結部４Ｒ２により接続されている。

梁部４Ａ１，４Ａ３の表面には、梁部４Ａ１，４Ａ３を弾性変形させる駆動用圧電部（第２の駆動部：副駆動部）Ｂ２がそれぞれ取り付けられている。梁部４Ａ２，４Ａ４の表面には、梁部４Ａ２，４Ａ４を弾性変形させる駆動用圧電部（第２の駆動部：副駆動部）Ａ２がそれぞれ取り付けられている。

駆動用圧電部Ａ１，Ａ２と駆動用圧電部Ｂ１，Ｂ２とには、異なる駆動電圧が印加されるようになっている。これにより、各梁部３Ａ１〜３Ａ４，４Ａ１〜４Ａ４に反りが発生し、隣り合う各梁部３Ａ１〜３Ａ４，４Ａ１〜４Ａ４が異なる方向にたわむ。このたわみが累積されてミラー部ＭがＸ軸（第２軸）回りに大きく回転されることになる。

ミラー部ＭのＸ軸回りの回転により、ミラー部Ｍの反射光の垂直方向（Ｙ軸方向：副走査方向）への走査（偏向）が可能となる。すなわち、ミラー部Ｍは、Ｙ軸（第１軸）と直交するＸ軸（第２軸）回りに回転していく。

なお、この実施例では、各梁部３Ａ１〜３Ａ４，４Ａ１〜４Ａ４は４つずつ設けているが、実際にはこれ以上の数を設けており、説明の便宜上、４つだけ図示してある。また、駆動用圧電部は各梁部に独立して設けられてさえいればよく、大きさや形状、配置は上記実施例に限定されない。

［基部５Ａ，５Ｂ］
基部５Ａ，５Ｂには、基部５Ａ，５Ｂを強制的に弾性変形させる強制駆動用圧電部（強制駆動部）Ａ３，Ｂ３がそれぞれ取り付けられている。

基部５Ａ，５Ｂは、ミラー支持部６Ａ，６Ｂを支持しており、ミラー支持部６Ａ，６Ｂにはミラー支持部６Ａ，６Ｂを弾性変形させる駆動用圧電部（第１の駆動部：主駆動部）Ａ４，Ｂ４がそれぞれ取り付けられている。

ミラー支持部６Ａ，６Ｂは、ミラー部Ｍをトーションバー７Ａ，７Ｂを介してＹ軸（第１軸）回りに回転運動可能に支持している。このミラー支持部６Ａ，６Ｂの弾性変形により、ミラー部Ｍがトーションバー７Ａ，７Ｂ及びミラー支持部６Ａ，６Ｂを利用した共振によりＹ軸（第１軸）回りに揺動していく。この揺動により、ミラー部Ｍに入射するレーザ光（光束）の反射光がＸ方向（主走査方向）へ所定範囲内で走査（偏向）されていく。

また、基部５Ａ，５Ｂは、強制駆動用圧電部Ａ３，Ｂ３の駆動より弾性変形して、ミラー部Ｍに入射するレーザ光を上記の所定範囲外へ偏向させるようになっている。

［端子Ｔ１〜Ｔ１６］
端子Ｔ１〜Ｔ１６は、駆動用圧電部Ａ１，Ａ２，Ａ４，Ｂ１，Ｂ２，Ｂ４と強制駆動用圧電部Ａ３，Ｂ３とに電圧を印加させるためのものである。各端子Ｔ１〜Ｔ１６の所定の端子には、駆動電源部６０の駆動電源３１〜３４が電流計４１〜４４を介して接続されている。これら駆動電源３１〜３４によって駆動用圧電部Ａ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２が駆動され、強制駆動用圧電部Ａ３，Ｂ３は強制駆動電源部３５（図２参照）により駆動されるようになっている。なお、強制駆動電源部３５は図１では省略してある。

強制駆動電源部３５は、各端子Ｔ１〜Ｔ１６のうち所定の端子を介して強制駆動用圧電部Ａ３，Ｂ３に電圧を印加するようになっている。同様に、駆動用圧電部Ａ４，Ｂ４も駆動電源部６０（図１、図２参照）によって駆動される。駆動電源部６０は、各端子Ｔ１〜Ｔ１６のうち上記と異なる所定の端子を介して駆動用圧電部Ａ４，Ｂ４に電圧を印加するようになっている。

［光偏向装置１２０］
図２は、光偏向装置１２０の構成を概略的に示したブロック図である。光偏向装置１２０は、図１に示す光偏向器１と光走査駆動制御部１６とを備えている。

光走査駆動制御部１６は、駆動用圧電部Ａ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２，Ａ４，Ｂ４の異常を検出する異常検出部７０と、駆動電源部６０と、強制駆動電源部３５と、駆動制御部８０とを有している。

駆動電源部６０は、駆動電源３１〜３４（図１参照）を有し、駆動用圧電部Ａ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２，Ａ４，Ｂ４を駆動させるものである。強制駆動電源部３５は、強制駆動用圧電部Ａ３，Ｂ３を駆動させるものである。駆動制御部８０は、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＦＰＧＡ等により実現され、外部から入力された信号等に基づいて駆動電源部６０及び強制駆動電源部３５を駆動制御するものである。

［異常検出部７０］
異常検出部７０は、電流検知部（第１の異常検出部）５０と、電流検知部（第２の異常検出部）５１〜５４とを有している。電流検知部５０は、主駆動部である駆動用圧電部Ａ４，Ｂ４に流れる電流を検知して異常を検出するものである。

電流検知部５１〜５４は、副駆動部である駆動用圧電部Ａ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２の異常を検出するもので、電流計４１〜４４に流れる電流すなわち抵抗の両端に生じる電位差に基づいて異常を検知するものである。同様に、電流検知部５０も抵抗の両端に生じる電位差を検出して駆動用圧電部Ａ４，Ｂ４の異常を検知するものである。

［駆動制御部８０］
駆動制御部８０は、駆動電源部６０を制御して光偏向器１のミラー部ＭをＸ軸方向（図１参照）とＹ軸方向とに揺動させて、光偏向器１のミラー部Ｍに入射するレーザ光をＸ，Ｙ方向へ走査（偏向）せていく。このとき、ミラー支持部６Ａ，６Ｂおよび駆動用圧電部Ａ４，Ｂ４は、Ｙ軸に平行な軸回り（Ｙ軸回り）にミラー部Ｍを駆動させる第１のアクチュエータとして機能し、弾性部３，４と駆動用圧電部Ａ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２は、Ｘ軸に平行な軸回り（Ｘ軸回り）にミラー部Ｍを駆動させる第２のアクチュエータとして機能する。

また、異常検出部７０が異常を検出したとき、強制駆動電源部３５をオンさせて、強制駆動部である強制駆動用圧電部Ａ３，Ｂ３を駆動させるようになっている。

このとき、強制駆動用圧電部Ａ３，Ｂ３および基部５Ａ、５Ｂはミラー部Ｍを駆動させる第３のアクチュエータとして機能する。

強制駆動用圧電部Ａ３，Ｂ３が駆動されると、基部５Ａ，５Ｂが弾性変形してミラー部Ｍに入射するレーザ光が所定範囲外すなわちレーザ光の出射口９（図５参照）からレーザ光が出ないようになっている。

［光偏向装置１２０の動作］
次に、上記のように構成される光偏向装置１２０の動作を説明する。

図示しないスタートスイッチが操作されると、駆動制御部８０は、駆動電源部６０から所定の駆動周波数の駆動電圧を出力させて、駆動用圧電部Ａ４，Ｂ４を駆動させ、ミラー部ＭをＹ軸回りに回転させる。また、駆動制御部８０は、駆動電源部６０の駆動電源３１〜３４から所定の駆動電圧を出力させて駆動用圧電部Ａ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２を駆動させる。

駆動用圧電部Ａ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２の駆動により、ミラー部ＭはＸ軸回りに回転されていく。そして、ミラー部ＭのＹ軸回り及びＸ軸回りの回転により、ミラー部Ｍに入射したレーザ光は、ミラー部Ｍで反射して所定範囲内でＸ，Ｙ方向に走査されていくことになる（通常動作）。

ところで、図３は駆動用圧電部Ａ１，Ｂ１の電極板の接続関係を模式的に示したものであり、駆動用圧電部Ａ１，Ｂ１の電極板Ａ１ｂ，Ｂ１ｂは、コンタクトホールＡＰ，ＢＰから配線された配線ＡＤ，ＢＤにより直列接続されている。また、駆動用圧電部Ａ１，Ｂ１のグランド用の電極板Ａ１ｇ，Ｂ１ｇは、コンタクトホールＡＰｇ，ＢＰｇから配線された配線ＧＤにより直列接続されている。

駆動用圧電部Ａ１，Ｂ１の圧電膜（圧電素子）ＡＵ，ＢＵは誘電層であり、通常高い抵抗値を有するが、経年劣化や初期不良があった場合に、内部に欠陥が発生し圧電部がショートして動作不良を引き起こす可能性がある。とくに高温環境での使用がある車載環境において、上記不良は発生しやすい。

不良のモードとしては、電極板Ａ１ｂ，Ａ１ｇ，Ｂ１ｂ，Ｂ１ｇと圧電膜ＡＵ，ＢＵの密着性が低下することで圧電膜ＡＵ，ＢＵにかかる応力が不均一になることが考えられる。また、圧電膜ＡＵ，ＢＵの内部の初期不良としてクラックが存在し、圧電膜ＡＵ，ＢＵが伸縮を繰り返すことでクラックが成長すること、初期不良として分極が不均一な部分が存在し、動作時の内部応力が増大することなどが考えられる。

また、配線ＡＤ，ＢＤ，ＧＤと電極板Ａ１ｂ，Ａ１ｇ，Ｂ１ｂ，Ｂ１ｇの接合部は電流が集中するため発熱量が大きく、配線ＡＤ，ＢＤ，ＧＤをショートさせる可能性がある。

これら不良は、駆動用圧電部Ａ２，Ｂ２及び駆動用圧電部Ａ４，Ｂ４も同様である。

上記の不良が発生した場合、圧電膜ＡＵ，ＢＵへの給電が停止する。また、駆動用圧電部Ａ４，Ｂ４のグランド用の電極板（図示せず）が配線ＧＤにより共通のグランドとされている場合、駆動用圧電部Ａ４，Ｂ４の圧電膜（図示せず）への給電も停止するためミラー部Ｍの動作は停止してしまう。

このミラー部Ｍの動作が停止すると、レーザ光が走査範囲である所定範囲内の一点に照射され続けてしまうという問題がある。

しかし、上記不良が発生した場合、ショートの場合には電流値が大きく上昇し、電流検知部５１〜５４が検出する電流値が大きくなり、断線した場合にはその検出電流がゼロとなる。

駆動用圧電部Ａ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２，Ａ４，Ｂ４の印加電圧の変動に対して、駆動用圧電部Ａ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２，Ａ４，Ｂ４に流れる電流のいずれかが大きく変動した場合には、駆動制御部８０は、異常が発生したと判断する。この判断は、例えば、電圧印加時の電流値に対して変動が１０％以上の場合に異常ありと判断する。

駆動制御部８０は、異常が発生したと判断すると、強制駆動電源部３５をオンさせて強制駆動用圧電部Ａ３，Ｂ３（図１参照）に強制駆動電圧を印加させる。これにより、強制駆動用圧電部Ａ３，Ｂ３が駆動されて基部５Ａ，５Ｂが、図４の（Ａ）に示す位置から図４の（Ｂ）に示す位置へ弾性変形する。この弾性変形により、図４の（Ｂ）に示すように、ミラー部Ｍが大きく傾く。これは、例えば強制駆動用圧電部Ａ３の一方の電極に正電圧を印加し、強制駆動用圧電部Ｂ３の一方の電極に負電圧を印加させることにより、基部５Ａは図４において下方へ弾性変形し、基部５Ｂは上方に弾性変形させることができる。これにより、ミラー部Ｍを大きく傾けることができる。

ミラー部Ｍの傾きにより、ミラー部Ｍで反射されるレーザ光は、図５に示すように、所定の走査範囲である出射口（所定範囲）９から外れたレーザ光検出用ＣＣＤ８１上に移動（偏向）される。すなわち、レーザ光は所定範囲外へ偏向される。なお、図５において、１４はレーザ光源（図示せず）から射出されたレーザ光をミラー部Ｍへ照射させる光学系である。また、レーザ光検出用ＣＣＤ８１上に移動させることにより、所定範囲外へ偏向することによりレーザ光源が点灯しているか消灯しているのかレーザ光検出用ＣＣＤ８１の信号から確認することができる。

ここで、基部５Ａ，５Ｂの変位量と、ミラー部Ｍの傾きの関係は、ミラー部Ｍの中心から基部５Ａ，５Ｂ（基部５Ａと基部５Ｂの中間位置にミラー部Ｍの中心がある）の強制駆動用圧電部Ａ３，Ｂ３までの距離による。例えば、この距離が１mmのとき、強制駆動用圧電部Ａ３，Ｂ３の変位量＝tanθとなるから、ミラー部Ｍを例えばθ＝１０度傾けたとき、そのレーザ光が出射口９から外れる場合、強制駆動用圧電部Ａ３，Ｂ３を０.１７mm変位させればよい。

このように、駆動用圧電部Ａ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２，Ａ４，Ｂ４のいずれかに異常が生じた場合、強制駆動用圧電部Ａ３，Ｂ３を駆動させて基部５Ａ，５Ｂを強制的に弾性変形させる。このため、通常動作とは異なる動作によってミラー部Ｍに入射するレーザ光を所定範囲外へ偏向させることができ、レーザ光が所定の走査範囲内の一点を照射し続けてしまうという不具合を防止することができる。

また、光偏向器１の基部５Ａ，５Ｂに強制駆動用圧電部Ａ３，Ｂ３を設けて、基部５Ａ，５Ｂを弾性変形させることにより、ミラー部Ｍに入射するレーザ光を所定範囲外へ偏向させるようにしただけのものであるから、光偏向装置１２０は安価なものとなる。

上記実施例は、Ｘ，Ｙ方向である二次元方向に走査する光偏向器１に強制駆動用圧電部Ａ３，Ｂ３を設けたものについて説明したが、一次元方向に走査する光偏向器にも適用できる。

［他の例］
図６に、光偏向器１の他の例を示す。この図６に示す光偏向器１は、基部５Ａ，５Ｂとミラー支持部６Ａ，６Ｂが同一面を維持するように補強リブ（補強部材）９０で補強したものである。これは、基部５Ａ，５Ｂの弾性変形にならってミラー支持部６Ａ，６Ｂを傾けることが前提となっていることにより、光偏向器１の基板２の剛性が十分でない場合がある。このため、ミラー支持部６Ａ，６Ｂがねじれる可能性があり、これを防止するために、補強リブ９０で補強するものである。

［第２実施例］
図７は、第１実施例の光偏向装置１２０を備えたヘッドアップディスプレイ装置１００の構成を示したブロック図である。

第２実施例のヘッドアップディスプレイ装置１００は、光偏向器１と、レーザ光を出射するレーザ光源１２と、レーザ光源１２を制御する光源駆動制御部１３と、光学系１４と、制御部１９と、光検出部２０とを備えている。

光源駆動制御部１３は、制御部１９からの画像信号や同期信号に基づいてレーザ光源１２のオン・オフなどを制御する。

制御部１９は、画像信号演算部１８と検出信号演算部と１０１と光走査駆動制御部１６とを有している。

画像信号演算部１８は、画像信号から水平同期信号及び垂直同期信号を分離する。

検出信号演算部１０１は、光検出部２０がミラー部Ｍ（図１等参照）によって走査される光を受光したタイミングを求める。

光走査駆動制御部１６は、画像信号演算部１８からの水平同期信号と、検出信号演算部１０１が求めた光検出部２０の受光タイミングとが一致するように、光偏向器１のミラー部ＭのＹ軸回りの揺動を制御する。また、垂直同期信号に基づいて光偏向器１のミラー部ＭのＸ軸回りの揺動を制御する。

そして、光偏向器１と制御部１９の光走査駆動制御部１６とで第１実施例と同様な光偏向装置１２０が構成される。この光偏向装置１２０は、第１実施例と同様な動作を行うのでその説明は省略する。

ヘッドアップディスプレイ装置１００は、光偏向器１のミラー部ＭのＹ軸及びＸ軸回りの揺動により、光学系１４から入射するレーザ光の反射光を主走査方向と副走査方向に走査するものである。これにより、画像信号演算部１８に入力する画像信号の画像を投影面１５に投影することになる。

ヘッドアップディスプレイ装置１００は、光偏向装置１２０を備えていることにより、第１実施例と同様な効果を得ることができる。すなわち、駆動用圧電部Ａ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２，Ａ４，Ｂ４（図１参照）のいずれかに異常が生じた場合、強制駆動用圧電部Ａ３，Ｂ３により基部５Ａ，５Ｂを弾性変形させて、ミラー部Ｍに入射するレーザ光を所定範囲外へ偏向させる。このため、レーザ光が所定の走査範囲である投影面１５の一点を照射し続けてしまうという不具合を防止することができる。

［第３実施例］
図８は、第３実施例として、第１実施例の光偏向器１を備えた画像投影装置であるヘッドアップディスプレイ装置２００を搭載した自動車の構成を模式的に表した模式図である。また、図９はヘッドアップディスプレイ装置２００の内部構成を模式的に表した模式図である。

第３実施例のヘッドアップディスプレイ装置２００は、例えば図８に示すように、自動車３０１のダッシュボード内に設置される。ダッシュボード内のヘッドアップディスプレイ装置２００から発せられる画像光である投射光Ｌがフロントガラス３０２で反射され、ユーザーである観察者（運転者３００）に向かう。これにより、運転者３００は、ヘッドアップディスプレイ装置２００によって投影された画像を虚像として視認することができる。なお、フロントガラス３０２の内壁面にコンバイナを設置し、コンバイナによって反射する投射光によってユーザーに虚像を視認させる構成にしてもよい。

第３実施例のヘッドアップディスプレイ装置２００は、図９に示すように、赤色、緑色、青色のレーザ光源２０１Ｒ，２０１Ｇ，２０１Ｂと、各レーザ光源に対して設けられるコリメータレンズ２０２，２０３，２０４と、２つのダイクロイックミラー２０５，２０６と、光量調整部２０７と、光偏向器１と、自由曲面ミラー２０９と、スクリーン２１０と、投射ミラー２１１とから構成されている。そして、本実施例における光源装置としての光源ユニット２３０は、レーザ光源２０１Ｒ，２０１Ｇ，２０１Ｂ、コリメータレンズ２０２，２０３，２０４、ダイクロイックミラー２０５，２０６が、光学ハウジングによってユニット化されている。

本実施例のヘッドアップディスプレイ装置２００は、スクリーン２１０（図７に示す投影面１５に対応する）に表示される中間像を自動車３０１のフロントガラス３０２に投射することで、その中間像を運転者３００に虚像として視認させる。レーザ光源２０１Ｒ，２０１Ｇ，２０１Ｂから発せられる各色レーザ光は、それぞれ、コリメータレンズ２０２，２０３，２０４で略平行光とされ、２つのダイクロイックミラー２０５，２０６により合成される。合成されたレーザ光は、光量調整部２０７で光量が調整された後、光偏向器１によって二次元走査される。光偏向器１で二次元走査された投射光Ｌは、自由曲面ミラー２０９で反射されて歪みを補正された後、スクリーン２１０に集光され、中間像を表示する。スクリーン２１０は、マイクロレンズが二次元配置されたマイクロレンズアレイで構成されており、スクリーン２１０に入射してくる投射光Ｌをマイクロレンズ単位で拡大する。

光偏向器１は、第１実施例と同様に駆動制御され、ミラー部Ｍを主走査方向及び副走査方向に往復回転動作させ、ミラー部Ｍに入射する投射光Ｌを二次元走査（ラスタスキャン）する。この光偏向器１の駆動制御は、レーザ光源２０１Ｒ，２０１Ｇ，２０１Ｂの発光タイミングに同期して行われる。

また、第３実施例の光源ユニット２３０は、第２実施例のレーザ光源１２（図７参照）と光学系１４とをユニット化したものである。そして、第３実施例のヘッドアップディスプレイ装置２００は、第２実施例のヘッドアップディスプレイ装置１００に、光量調整部２０７と自由曲面ミラー２０９と投射ミラー２１１とを設けたものである。

ヘッドアップディスプレイ装置２００は、車両だけでなく、例えば、航空機、船舶、移動式ロボット等の移動体、あるいは、その場から移動せずにマニピュレータ等の駆動対象を操作する作業ロボットなどの非移動体に搭載される画像投影装置としても適用できる。

また、上述した第３実施例では、画像投影装置の一例としてのヘッドアップディスプレイの説明をしたが、第１実施例の光偏向器１を用いて光走査を行うことで画像を投影する装置であればよく、上述した実施形態に限定されるものではない。例えば、表示スクリーン上に画像を投影するプロジェクタや、観測者の頭部等に装着した装着部材が有する反射透過部材等のスクリーンに画像を投影するヘッドマウントディスプレイなどにも、同様に適用することができる。

第３実施例によれば、光偏向器１を備えていることにより、第１実施例と同様な効果を得ることができる。すなわち、駆動用圧電部Ａ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２，Ａ４，Ｂ４（図１参照）のいずれかに異常が生じた場合、強制駆動用圧電部Ａ３，Ｂ３を駆動させて基部５Ａ，５Ｂを強制的に弾性変形させる。このため、ミラー部Ｍに入射するレーザ光を所定範囲外へ偏向させることができ、レーザ光が所定の走査範囲であるスクリーン２１０の一点を照射し続けてしまうという不具合を防止することができる。これにより、一点を照射し続けるレーザ光が運転者３００の眼に入ってしまうことは防止される。

［第４実施例］
図１０は、第４実施例の光書込みユニット１０００を示す。この光書込みユニット１０００において、レーザ素子などの光源部１０２０からのレーザ光は、コリメータレンズなどの結像光学系１０２１を経た後、光偏向器１０２２により偏向される。この光偏向器１０２２として、第１実施例の光偏向器１（図１参照）が用いられ、第１実施例の光偏向装置１２０（図２参照）を使用する。この場合、光走査駆動制御部１６によって光偏向器１（１０２２）のミラー支持部６Ａ，６Ｂの駆動用圧電部Ａ４，Ｂ４のみを駆動制御して、レーザ光の反射光を主走査方向のみに走査させるようにする。なお、光偏向器１０２２として、図６に示す他の例の光偏向器１を用いることもできる。

そして、光偏向器１０２２で偏向されたレーザ光は、その後、第一レンズ１０２３ａと第二レンズ１０２３ｂ、反射ミラー部１０２３ｃからなる走査光学系１０２３を経て、被走査面である感光体ドラム１００２のビーム走査面に照射される。走査光学系１０２３は、被走査面であるビーム走査面にスポット状に光ビームを結像する。

光偏向器１０２２の圧電部の各電極は、それぞれ外部電源等のミラー駆動手段に電気的に接続されており、ミラー駆動手段は圧電部の上部電極と下部電極との間に駆動電圧を印加し、光偏向器１０２２を駆動する。これにより、光偏向器１０２２のミラー部Ｍが往復回転してレーザ光が偏向され、被走査面である感光体ドラム１００２のビーム走査面上が光走査される。

このように本実施例の光書込みユニット１０００は、感光体を用いたプリンタや複写機などの画像形成装置のための光書込みユニットとして使用することができる。また、走査光学系を異ならせて１軸方向だけでなく２軸方向に光走査可能にすることで、レーザ光をサーマルメディアに偏向して照射し、加熱することで印字するレーザラベル装置の光走査ユニットの構成部材として使用することができる。

この第４実施例では、図１に示す光偏向器１を使用するが、レーザ光の反射光を主走査方向のみに走査させる専用の光偏向器を使用してもよい。

第４実施例によれば、光書込みユニット１０００は、第１実施例と同様に光偏向器１を備えた光偏向装置１２０（図２参照）を使用するので、駆動用圧電部Ａ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２，Ａ４，Ｂ４（図１参照）のいずれかに異常が生じた場合、強制駆動用圧電部Ａ３，Ｂ３を駆動させて基部５Ａ，５Ｂを強制的に弾性変形させるものであるから、ミラー部Ｍに入射するレーザ光を所定範囲外へ偏向させることができる。このため、感光体ドラム１００２上の一点にレーザ光を照射し続けてしまう不具合を防止することができる。

［第５実施例］
図１１は、第４実施例の光書込みユニットを使用した第５実施例の画像形成装置１３００の一例を示す。

図１１に示す第５実施例の画像形成装置１３００において、光書込みユニット１３０１はレーザビームを被走査面に出射して画像を書き込む。感光体ドラム１３０２は光書込みユニット１３０１による走査対象としての被走査面を提供する像担持体である。光書込みユニット１３０１は、記録信号によって変調された１本又は複数本のレーザビームで被走査面である感光体ドラム１３０２の表面を同ドラムの軸方向に走査する。感光体ドラム１３０２は矢印方向に回転駆動され、帯電手段３０３により帯電された表面に光書込みユニット１３０１により光走査されることによって静電潜像を形成される。この静電潜像は現像手段３０４でトナー像に顕像化され、このトナー像は転写手段３０５で記録紙Ｐに転写される。転写されたトナー像は定着手段３０６によって記録紙Ｐに定着される。転写手段３０５を通過した感光体ドラム１３０２の表面部分はクリーニング部３０７で残留トナーを除去される。感光体ドラム１３０２に代えてベルト状の感光体を用いる構成も可能である。また、トナー像を記録紙以外の転写媒体に一旦転写し、この転写媒体からトナー像を記録紙に転写して定着させる構成とすることも可能である。

光書込みユニット１３０１は、記録信号によって変調された１本又は複数本のレーザビームを発する光源３０８と、光源３０８を変調する光源駆動手段３０９と、上記実施例の光偏向器３１０（１０２２）と、この光偏向器３１０のミラー基板のミラー面に光源３０８からの、記録信号によって変調されたレーザビームを結像させるための結像光学系３１１と、ミラー面で反射された１本又は複数本のレーザビームを被走査面である感光体ドラム（感光体）１３０２の表面に結像させるための手段である走査光学系３１２などから構成される。光偏向器３１０は、光偏向器３１０の駆動のための集積回路３１３とともに回路基板３１４に実装された形で光書込みユニット１３０１に組み込まれている。

集積回路３１３は、図２に示す光走査駆動制御部１６を備えており、光偏向器３１０は、第１実施例の光偏向器１と同様な構成となっており、第１実施例と同様に駆動制御される。

本実施例による光偏向器３１０は、回転多面鏡に比べ駆動のための消費電力が小さいため、画像形成装置の省電力化に有利である。光偏向器のミラー基板の振動時における風切り音は回転多面鏡に比べ小さいため、画像形成装置の静粛性の改善に有利である。光偏向装置は回転多面鏡に比べ設置スペースが圧倒的に少なくて済み、また光偏向器３１０の発熱量もわずかであるため、小型化が容易であり、よって画像形成装置の小型化に有利である。記録紙の搬送機構、感光体ドラムの駆動機構、現像手段、転写手段などの制御手段、光源部の駆動系などは、従来の画像形成装置と同様でよいため図中省略されている。

第５実施例によれば、光偏向器３１０が第１実施例の光偏向器１と同様な構成となっており、第１実施例と同様に駆動制御されるので、駆動用圧電部Ａ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２，Ａ４，Ｂ４（図１参照）のいずれかに異常が生じた場合、強制駆動用圧電部Ａ３，Ｂ３を駆動させて基部５Ａ，５Ｂを強制的に弾性変形させるものであるから、ミラー部Ｍに入射するレーザ光を所定範囲外へ偏向させることができる。このため、感光体ドラム１３０２上の一点にレーザ光を照射し続けてしまう不具合を防止することができる。

［第６実施例］
図１２は、第１実施例の光偏向器を用いた第６実施例の物体認識装置６００を示す。

第６実施例の物体認識装置６００は、光偏向器を用いて対象方向にレーザ光（測定光束）を光走査し、対象方向に存在する被対象物からの反射光を受光することで被対象物を認識する装置である。図１２は、本実施例の物体認識装置６００の一例であるレーザレーダの構成を模式的に表した模式図である。

図１２に示すように、レーザ光源６０１から出射されたレーザ光は、発散光を略平行光とする光学系であるコリメートレンズ６０２を経て、光偏向器６１０で１軸もしくは２軸方向に走査され、車両前方の被対象物６５０に照射される。光検出器６０５は、被対象物６５０で反射され、集光レンズ６０６を経たレーザ光を受光して、検出信号を出力する。なお、光源駆動部であるレーザドライバ６０３は、レーザ光源６０１を駆動するものであり、光偏向器駆動部である偏向器ドライバ６０７は、光偏向器６１０を駆動するものである。光偏向器６１０は、第１実施例の光偏向器１と同じ構成となっている。

コントローラ６０４は、レーザドライバ６０３および偏向器ドライバ６０７を制御し、光検出器６０５から出力された検出信号を処理する。すなわち、コントローラ６０４は、レーザ光を発光したタイミングと、光検出器６０５でレーザ光を受光したタイミングとのズレによって、被対象物６５０との距離を算出する。光偏向器６１０でレーザ光を走査することで１次元、もしくは２次元の範囲における被対象物６５０に対する距離が得られる。このように、破損しにくい光偏向器６１０を用いて、レーダ装置を提供することができる。このような物体認識装置６００は、例えば車両の前方側に取り付けられ、車両の前方を監視して前方方向の障害物の有無を認識することができる。

また、コントローラ６０４と偏向器ドライバ６０７とで第１実施例の光偏向装置１２０が構成され、光偏向器６１０はコントローラ６０４によって第１実施例と同様に駆動制御される。

第６実施例によれば、光偏向器６１０は第１実施例の光偏向器１と同じ構成であり、コントローラ６０４によって第１実施例と同様に駆動制御されるので、第１実施例と同様な効果を得ることができる。

すなわち、駆動用圧電部Ａ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２，Ａ４，Ｂ４（図１参照）のいずれかに異常が生じた場合、強制駆動用圧電部Ａ３，Ｂ３を駆動させて基部５Ａ，５Ｂを強制的に弾性変形させるものであるから、ミラー部Ｍに入射するレーザ光を所定範囲外へ偏向させることができる。このため、被対象物６５０の一点にレーザ光を照射し続けてしまう不具合を防止することができる。

上述した第６実施例では、物体認識装置の一例としてのレーザレーダの説明をしたが、第１実施例や他の例の光偏向器１を用いて対象方向の光走査を行い、反射光を受光することで被対象物を認識する装置であればよく、上述した実施形態に限定されるものではない。例えば、手や顔を光走査することで得た情報を、記録と参照することで対象物を認識する生体認証や、対象方向への光走査により侵入物を認識するセキュリティセンサ、光走査により得た距離情報から物体の形状を認識して３次元データとして出力する３次元スキャナの構成部材などにも同様に適用することができる。また、受光部が受光した反射光の光強度や反射による波長の変化等から、被対象物の有無や形状を認識する構成であってもよい。

以上、上記第１実施例の光偏向器１を用いて光走査を行う形態として、第２〜第６実施例を説明したが、光を偏向して１次元または２次元に光走査を行う装置であれば、上記第１実施例の光偏向器１を適用することが可能である。

この発明は、上記実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。

例えば、上記に説明した各実施例では、各アクチュエータの異常を電流検知部５０〜５４によって検知しているが、異常検出部として光偏向器の被走査面に受光器（例えばレーザ光検出用ＣＣＤやフォトダイオード等）を設け、光源からの光をミラー部Ｍによって反射して反射光を受光器で受光することにより、アクチュエータの異常を検知してもよい。

例えば、図１３に示すように、光偏向器（例えば、第１実施例の光偏向器１等を用いることができる）からの走査光Ｌ’の被走査面に、光偏向器によって走査可能な走査領域７００の内であって、光偏向器によって画像描画に使用する所定領域（画像として外部出力される領域）７０１の外である領域７０２に、受光器７０３ａ〜７０３ｄを設ける。このとき、所定の印加信号をアクチュエータに印加した際に、主走査方向（図１３のＸ方向）においては受光器７０３ａ、受光器７０３ｂがともに受光したか否かを駆動制御部が判定する。受光器７０３ａ，７０３ｂが所定の印加信号範囲において受光できなかった場合に、主走査方向のアクチュエータが異常であると検知する。副走査方向（図１３のＹ方向）においては受光器７０３ｃ，７０３ｄにより同様に異常検出を行う。このとき、受光器７０３ａ，７０３ｂが主走査方向の異常を検出する第１の異常検出部、受光器７０３ｃ，７０３ｄが副走査方向の異常を検出する第２の異常検出部として機能している。

なお、受光器を用いてアクチュエータの異常が検知できればよく、例えば、受光器７０３ａが２回受光した際に、それぞれの受光した時間を記録し、その時間差と予め定めた印加信号における所定の時間差とのズレが閾値よりも大きい場合に、異常であると検知してもよい。

また、上記に説明した各実施例では、ミラー部Ｍに入射するレーザ光を所定範囲外へ偏向させる方法として光偏向器１に強制駆動用圧電部Ａ３，Ｂ３を設ける方法について説明した。しかし、この方法に限定されることはなく、例えば、図１４に示すような主走査方向と副走査方向の二次元方向に走査する光偏向器１の場合は、主走査方向の圧電部の故障を検知した際に、副走査方向の圧電部によりミラー部Ｍに入射するレーザ光を所定範囲外へ偏向させる方法を適用してもよい。これにより、強制駆動用圧電部Ａ３，Ｂ３を新たに設けずにレーザ光を所定外へ偏向させることができる。

上記の複数のアクチュエータにより二次元方向に走査する光偏向器の場合に、一方のアクチュエータの異常を検知した際に、他方のアクチュエータを用いてミラー部Ｍに入射するレーザ光を所定範囲外へ偏向させる変形例について、以下に詳細に述べる。

図１４に示すように、この光偏向器１は、ミラー部ＭをＸ軸と平行な軸周りに可動させる第１のアクチュエータ（ミラー支持部６Ａ、６Ｂおよび駆動用圧電部Ａ４、Ｂ４）、ミラー部ＭをＹ軸と平行な軸周りに可動させる第２のアクチュエータ（弾性部３，４および駆動用圧電部Ａ１、Ａ２、Ｂ１、Ｂ２）を有している。第１、第２の異常検出部として、第１実施例の光偏向器１と同様の電流検知部５０〜５４を用いてもよいし、図１３に示す受光器７０３ａ〜７０３ｄを用いてもよい。

このような光偏向器１で行われる異常処理の流れを、図１５のフローチャートを用いて説明する。この図１５に示すように、まず、第１、第２の異常検知部により、第１、第２のアクチュエータが異常か否かを検知する（ステップＳ１）。いずれか一方のアクチュエータの異常を検出した場合（ステップＳ２の判定がＹＥＳ）、異常が検出されていない他方のアクチュエータにより、所定領域よりも外にレーザ光を偏向する（ステップＳ３）。これに対して、第１、第２のアクチュエータのいずれにも異常が検出されない場合（ステップＳ２の判定がＮＯ）、異常処理を終了する。

より具体的には、第１のアクチュエータの異常を第１の異常検出部により検知し、かつ第２のアクチュエータの異常を第２の異常検出部により検知していない場合に、第２のアクチュエータによってミラー部Ｍを副走査方向に傾かせて、所定領域よりも外にレーザ光を偏向する。

また、第２のアクチュエータの異常を第２の異常検出部により検知し、かつ第１のアクチュエータの異常を第１の異常検出手段により検知していない場合に、第１のアクチュエータによってミラー部Ｍを主走査方向に傾かせて、所定領域よりも外にレーザ光を偏向する。このように、後段の装置に影響が及び易い所定領域よりも外にレーザ光を偏向することにより、所定領域においてレーザ光が一点に集中することを抑制することができる。

このとき、所定領域の外においても、異常が検知されていないアクチュエータを用いて所定領域に入らない範囲で光走査することが好ましい。さらに、この光走査範囲に受光器（例えば、図１３に示す受光器７０３ａ〜７０３ｄ）が入るようにするのが好ましい。これにより、所定領域外においてもレーザ光が一点に集中することを抑制して後段部品への影響を抑制するとともに、受光器でレーザ光を受光して光源の状態を検知することができる。

なお、上記各実施例ではアクチュエータは圧電素子を用いた圧電駆動方式のアクチュエータを採用しているが、これに限定されることはない。例えば、電磁力を用いた電磁駆動方式のアクチュエータや静電力を用いた静電駆動方式のアクチュエータを採用してもよい。

また、駆動用圧電部を有するアクチュエータとは別体に、検知用圧電部を有する検知用アクチュエータを設け、駆動用制御部がアクチュエータの異常を検知した際に検知用圧電部を用いて光走査を行ってもよい。例えば、図１６に示す他の異なる変形例のように、検知用圧電部Ｃ１，Ｄ１は駆動用圧電部Ａ１，Ｂ１に並行して弾性部３，４に設けられる。この場合、駆動用圧電部Ａ１，Ｂ１と弾性部３，４が、ミラー部Ｍを所定の軸周りに駆動させる第１のアクチュエータとして機能し、検知用圧電部Ｃ１，Ｄ１と弾性部３，４が、通常動作とは異なる動作でミラー部Ｍを駆動させる検知用アクチュエータ（第２のアクチュエータ）として機能する。また、検知用圧電部Ｃ１，Ｄ１は異常検出部としても機能する。検知用圧電部Ｃ１，Ｄ１は、圧電効果を利用している。駆動用圧電部Ａ１，Ｂ１の伸縮によって弾性部３，４が変形するのに伴って、検知用圧電部Ｃ１，Ｄ１が変形することで、電荷が発生するので、その電荷をモニターすることによって、弾性部３，４の反り量、そして可動部の傾き角等を算出する。さらに、駆動用制御部が各弾性部３，４をモニターすることで、駆動用圧電部Ａ１，Ｂ１によって生じる変位量の合計を検出することが可能となる。

このとき、検知用圧電部Ｃ１，Ｄ１には、駆動用圧電部Ａ１，Ｂ１に接続される駆動電源とは別体の駆動電源を接続し、この別体の駆動電源を駆動制御部に接続する。そして、駆動制御部の制御により検知用圧電部Ｃ１，Ｄ１に駆動電圧を印加可能にする。これにより、駆動制御部は、第１のアクチュエータの異常を検知した場合に、第２のアクチュエータの検知用圧電部Ｃ１，Ｄ１に電圧印加を行うことにより、ミラー部Ｍを可動させて光走査する。よって、所定領域においてレーザ光が一点に集中することを抑制することができる。検知用圧電部Ｃ１，Ｄ１で光走査を行うときは、異常が起きていることを示す画像を投影することが好ましい。これにより、検知用圧電部Ｃ１，Ｄ１では所定領域外まで光源からの光を偏向できない場合であっても、光走査することで一点に集中するのを防ぐとともに、異常を示す画像を投影することでユーザーが異常に気づくことが可能となる。

なお、図１７に示す更に異なる変形例の光偏向器１のように、複数の梁部３Ａが折り返し部３Ｒにより蛇行上に連結されたアクチュエータにおいて、各梁部３Ａに駆動用圧電部Ａ１，Ａ２，・・・，Ｂ１，Ｂ２，・・・と検知用圧電部Ｃ１，Ｃ２，・・・，Ｄ１，Ｄ２，・・・を並行に設けて、上記と同様の操作を行ってもよい。

１ 光偏向器
３ 弾性部（第２の弾性部、第２のアクチュエータ）
Ａ１，Ａ２ 駆動用圧電部（第２の駆動部、第２のアクチュエータ）
４ 弾性部（第２の弾性部、第２のアクチュエータ）
５Ａ，５Ｂ 基部（可動支持部）
６Ａ，６Ｂ ミラー支持部（第１の弾性部、第１のアクチュエータ）
Ｂ１，Ｂ２ 駆動用圧電部（第２の駆動部、第２のアクチュエータ）
Ａ３，Ｂ３ 強制駆動用圧電部（強制駆動部、第３のアクチュエータ）
Ａ４，Ｂ４ 駆動用圧電部（第１の駆動部、第１のアクチュエータ）
Ｃ１，Ｃ２ 検知用圧電部（圧電駆動部、第２のアクチュエータ）
Ｄ１，Ｄ２ 検知用圧電部（圧電駆動部、第２のアクチュエータ）
Ｍ ミラー部
１２ レーザ光源
１６ 光走査駆動制御部（駆動制御部）
５０ 電流検知部（第１の異常検出部）
５１〜５４ 電流検知部（第２の異常検出部）
８０ 駆動制御部
９０ 補強リブ（補強部材）
１００，２００ ヘッドアップディスプレイ装置（画像投影装置）
１２０ 光偏向装置
３１１ 結像光学系
３１２ 走査光学系
６００ 物体認識装置
６０５ 光検出器
６１０ 光偏向器
７０３ａ〜７０３ｄ 受光器（光検出部、第１、第２の異常検出部）
１０００ 光書込みユニット
１０２１ 結像光学系
１０２２ 光偏向器
１３００ 画像形成装置
１３０２ 感光体ドラム（感光体、被走査面）

特開２０１３−１７３４６５号公報

Claims (13)

1. 反射面を有するミラー部と、
   前記ミラー部を所定の軸周りに駆動させる複数のアクチュエータと、
   前記複数のアクチュエータの駆動を制御する駆動制御部と、
   前記複数のアクチュエータのうち少なくとも１つのアクチュエータの異常を検出する異常検出部と、を備え、
   前記駆動制御部は、前記異常検出部により、前記複数のアクチュエータのうち少なくとも１つのアクチュエータの異常を検出した際に、他のアクチュエータを用いて前記ミラー部に入射する光束を偏向するように制御する光偏向装置。
2. 請求項１に記載の光偏向装置であって、
   前記アクチュエータは、前記ミラー部を第１軸周りに駆動させる第１のアクチュエータと、前記ミラー部を第２軸周りに駆動させる第２のアクチュエータとを有し、
   前記異常検出部は、前記第１のアクチュエータの異常を検出する第１の異常検出部と、前記第２のアクチュエータの異常を検出する第２の異常検出部とを有し、
   前記駆動制御部は、前記第１の異常検出部または前記第２の異常検出部により、前記第１のアクチュエータまたは前記第２のアクチュエータの一方の異常を検出した際に、他方のアクチュエータを用いて前記ミラー部に入射する光束を偏向するように制御する光偏向装置。
3. 請求項１に記載の光偏向装置であって、
   前記駆動制御部は、前記第１の異常検出部または前記第２の異常検出部により前記第１のアクチュエータまたは前記第２のアクチュエータの一方の異常を検出した際に、他方のアクチュエータを用いて前記ミラー部に入射する光束を所定範囲外へ偏向するように制御する光偏向装置。
4. 請求項１に記載の光偏向装置であって、
   前記ミラー部を駆動させる第３のアクチュエータを備え、
   前記駆動制御部は、前記第１の異常検出部または前記第２の異常検出部が異常を検出した際に、前記第３のアクチュエータを駆動させて前記ミラー部に入射する光束を所定範囲外へ偏向するように制御する光偏向装置。
5. 請求項１乃至４のいずれか一項に記載の光偏向装置であって、
   前記駆動制御部は、前記第１のアクチュエータに駆動電圧を印加する第１の駆動電源部と、前記第２のアクチュエータに駆動電圧を印加する第２の駆動電源部と、を有し、
   前記第１の異常検出部は、前記第１のアクチュエータと前記第１の駆動電源部の間の電流を検知することにより異常を検出し、
   前記第２の異常検出部は、前記第２のアクチュエータと前記第２の駆動電源部の間の電流を検知することにより異常を検出する光偏向装置。
6. 請求項１乃至５のいずれか一項に記載の光偏向装置であって、
   前記ミラー部を支持するミラー支持部と、
   前記第１のアクチュエータを支持する可動支持部と、を備え、
   前記ミラー部は、前記ミラー支持部を介して前記第１のアクチュエータに連結され、
   前記第２のアクチュエータは、前記可動支持部を介して前記第１のアクチュエータに連結され、
   前記第１のアクチュエータは、前記ミラー支持部に連結される第１の弾性部と、該第１の弾性部を弾性変形させる第１の駆動部と、を有し、
   前記第２のアクチュエータは、前記可動支持部に連結される第２の弾性部と、該第２の弾性部を弾性変形させる第２の駆動部と、を有する光偏向装置。
7. 請求項６に記載の光偏向装置であって、
   前記第２の弾性部は、複数の梁部が蛇行状に連結されてなり、
   前記第２の駆動部は、前記複数の梁部に個別に設けられている複数の圧電駆動部を有し、
   前記駆動制御部は、隣り合う２つの前記梁部に個別に設けられた２つの前記圧電駆動部にそれぞれ異なる駆動電圧を印加することにより駆動を制御し、
   前記第２の異常検出部は、隣り合う２つの前記梁部に個別に設けられた２つの前記圧電駆動部と前記駆動制御部の間の電流を検知し、該圧電駆動部それぞれの異常を検出する光偏向装置。
8. 請求項１に記載の光偏向装置であって、
   前記アクチュエータは、弾性部の上に該弾性部を屈曲変形させる駆動用圧電部が設けられた第１のアクチュエータと、前記弾性部の上に該弾性部の屈曲変形を検知する検知用圧電部が設けられた第２のアクチュエータとを有し、
   前記駆動制御部は、前記異常検出部が、前記第１のアクチュエータの異常を検出した場合に、前記検知用圧電部を制御して前記ミラー部を駆動させることを特徴とする光偏向装置。
9. 請求項１乃至８のいずれか一項に記載の光偏向装置と、光を射出する光源部と、を備え、
   前記光源部からの光を前記光偏向装置により光走査されて形成される画像を投影する画像投影装置。
10. 請求項９に記載の画像投影装置であって、
    前記駆動制御部は、前記第１の異常検出部または前記第２の異常検出部が異常を検出した際に、前記ミラー部に入射する光束を画像として投影される走査領域外の領域に偏向する画像投影装置。
11. 請求項９に記載の画像投影装置であって、
    画像として投影される走査領域の光が通過する領域外に設けられ、光を検出する光検出部を備え、
    前記駆動制御部は、前記第１の異常検出部または前記第２の異常検出部が異常を検出した際に、前記ミラー部に入射する光束を前記光検出部に偏向する画像投影装置。
12. 請求項１乃至８いずれか一項に記載の光偏向装置と、該光偏向装置によって走査されている反射光を被走査面にスポット状に結像する結像光学系とを備えている光書込みユニット。
13. 被対象物に向けて測定光束を走査する請求項１乃至８のいずれか一項に記載の光偏向装置と、前記被対象物からの反射光を受光する光検出器とを備え、該光検出器の受光に基づいて物体を認識することを特徴とする物体認識装置。