JP7338442B2 - 光スキャナユニットおよび光学機器 - Google Patents

Description

本発明は、光スキャナユニットおよび光学機器に関し、特に、所定の揺動軸周りにミラー部を揺動させる振動発生部を備える光スキャナユニットおよびその光スキャナユニットを備える光学機器に関する。

従来、所定の揺動軸周りにミラー部を揺動させる振動発生部を備える光スキャナユニットが知られている（たとえば、特許文献１参照）。

上記特許文献１には、スキャナミラー（ミラー部）と、アクチュエータ（振動発生部）と、アクチュエータ駆動部と、振動検出部と、誤差検出部と、を備える共振型スキャナ（光スキャナユニット）が開示されている。上記特許文献１に記載の共振型スキャナでは、スキャナミラーは、ねじりバネを介して、アクチュエータに接続されている。アクチュエータ駆動部は、アクチュエータを、スキャナミラーの共振周波数付近の交流信号で駆動させることにより、スキャナミラーを共振させる。振動検出部は、スキャナミラーの振れ角（スキャナミラーの揺動角度）の角度範囲の中央位置に対して一方側の異なる角度位置（揺動角度の角度範囲の中央位置に近い側および中央位置から遠い側）に２つ設けられており、２つの振動検出部の各々が、スキャナミラーの振動位置（揺動角度）を独自に検出する。誤差検出部は、各々の振動検出部の検出出力の差に相当する検出信号と、予め設定された所定信号とを比較することにより、スキャナミラーの振幅を一定に保つための誤差信号を算出する。そして、算出された誤差信号に基づいて、アクチュエータ駆動部が駆動される。

特開平５－４５６０３号公報

しかしながら、上記特許文献１の共振型スキャナ（光スキャナユニット）では、２つの振動検出部によって、スキャナミラーの揺動角度を検知するように構成されている。そのため、部品点数が増加するとともに、装置構成が複雑化するという問題点がある。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、部品点数の増加および装置構成の複雑化を抑制することが可能な光スキャナユニットおよび光学機器を提供することである。

上記目的を達成するために、この発明の第１の局面における光スキャナユニットは、光を反射する反射部分を含むミラー部と、交流電圧が印加されることにより、所定の揺動軸周りにミラー部を揺動させる振動発生部と、単一の発光部と発光部から出射された光を受光する単一の受光部とを含む単一の光センサと、ミラー部の揺動とともに揺動するようにミラー部に設けられ、揺動に伴って発光部から出射された光を周期的に遮蔽する遮光部と、交流電圧と、光センサの検出信号とに基づいて、ミラー部の揺動を制御する制御部と、を備え、制御部は、受光部の受光状態と、交流電圧のゼロクロスのタイミングとに基づいて、ミラー部の揺動の方向を含むミラー部の揺動の状態を取得し、ミラー部の揺動を制御するように構成されている。

この発明の第１の局面による光スキャナユニットでは、上記のように、単一の発光部と単一の受光部とを含む単一の光センサと、受光部の受光状態と、交流電圧のゼロクロスのタイミングとに基づいて、ミラー部の揺動の方向を含むミラー部の揺動の状態を取得し、ミラー部の揺動を制御する制御部とを備える。ここで、振動発生部は、交流電流が印加されることにより、振動を発生させ、共振現象によってミラー部を揺動させる。そのため、ミラー部が正常に揺動している場合には、交流電圧の信号と、ミラー部の揺動信号とは、９０度ずれた状態となる。すなわち、交流電圧の信号の値がゼロになる点（ゼロクロス）では、ミラー部は揺動端に位置している。また、交流電圧の信号がマイナス側からゼロになる点をゼロクロスとした場合、ゼロクロスが検知されるタイミングでは、ミラー部は、マイナス側に揺動しているものとする。また、交流電圧の信号がプラス側からゼロになる点をゼロクロスとした場合、ゼロクロスが検知されるタイミングでは、ミラー部は、プラス側に揺動しているものとする。このように定義することにより、ゼロクロスのタイミングによってミラー部の揺動方向を検知することが可能となる。したがって、上記のように構成することにより、受光部の受光状態と交流電圧のゼロクロスのタイミングとによって、ミラー部の揺動方向を検知することができる。したがって、単一の発光部と単一の受光部とを含む単一の光センサによってミラー部の揺動の状態を検知する場合でも、ミラー部の揺動方向を検知することが可能であるので、ミラー部の揺動を制御することができる。その結果、部品点数および装置構成が複雑化することを抑制することが可能な光スキャナユニットを提供することができる。

上記第１の局面による光スキャナユニットにおいて、好ましくは、制御部は、一方揺動角側において、遮光部が受光部を遮らないように揺動する区間である第１受光区間と、他方揺動角側において、遮光部が受光部を遮らないように揺動する区間である第２受光区間と、ゼロクロスのタイミングとに基づいて、ミラー部の揺動の状態を取得し、ミラー部の揺動を制御するように構成されている。ここで、ゼロクロスのタイミングによってミラー部の揺動方向を検知することができる。また、遮光部が第１受光区間を揺動している間に光センサによって検知された信号と、遮光部が第２受光区間を揺動している間に光センサによって検知された信号とにより、ミラー部の揺動角度を取得することができる。したがって、上記のように構成すれば、第１受光区間と第２受光区間とゼロクロスのタイミングとを取得することにより、ミラー部の揺動の状態を容易に取得することができる。その結果、ミラー部の揺動の状態を容易に取得することが可能となるので、ミラー部の揺動の制御を容易に行うことができる。

この場合、好ましくは、制御部は、遮光部が第１受光区間内を揺動する時間長さである第１受光時間と、遮光部が第２受光区間内を揺動する時間長さである第２受光時間とを取得し、取得した第１受光時間と、第２受光時間と、所定の目標揺動角度とに基づいて、ミラー部の揺動を制御するように構成されている。このように構成すれば、第１受光時間と第２受光時間とによってミラー部の揺動角度を取得することができる。その結果、取得したミラー部の揺動角度と目標揺動角度とを比較することにより、容易にミラー部の揺動をフィードバック制御することができる。

上記第１受光時間と第２受光時間と目標揺動角度とに基づいてミラー部の揺動を制御する構成において、好ましくは、制御部は、遮光部が受光部を遮るように揺動する区間である遮光区間から第１受光区間に切り替わるタイミングと、第１受光区間から遮光区間に切り替わるタイミングとに基づいて、第１受光時間を取得するとともに、遮光区間から第２受光区間に切り替わるタイミングと、第２受光区間から遮光区間に切り替わるタイミングとに基づいて、第２受光時間を取得するように構成されている。このように構成すれば、遮光区間から第１受光区間に切り替わるタイミングと、第１受光区間から遮光区間に切り替わるタイミングとを取得することにより、容易に第１受光時間を取得することがきる。また、遮光区間から第２受光区間に切り替わるタイミングと、第２受光区間から遮光区間に切り替わるタイミングとを取得することにより、容易に第２受光時間を取得することができる。

上記第１受光時間と第２受光時間と目標揺動角度とに基づいてミラー部の揺動を制御する構成において、好ましくは、制御部は、第１受光時間に基づいて、第１受光区間と遮光区間とが切り替わるタイミングにおける遮光部の揺動角度である第１角度を取得し、第２受光時間に基づいて、第２受光区間と遮光区間とが切り替わるタイミングにおける遮光部の揺動角度である第２角度を取得し、取得した第１角度と、第２角度と、第１受光時間と、第２受光時間とにより、ミラー部の揺動角度を取得するとともに、取得したミラー部の揺動角度と、所定の目標揺動角度とを比較することにより、ミラー部の揺動角度を制御するように構成されている。このように構成すれば、実際のミラー部の揺動角度の値をフィードバックし、ミラー部の揺動角度が目標揺動角度となるように制御するＰＩＤ制御（入力値に対して比例制御、微分制御、および、積分制御を組み合わせて、出力値を目標値に近づけるフィードバック制御）などを用いることによって、交流電圧を制御することが可能となりミラー部の揺動角度を、容易に目標揺動角度とすることができる。

上記第１受光時間と第２受光時間と目標揺動角度とに基づいてミラー部の揺動を制御する構成において、好ましくは、制御部は、他方揺動角側への揺動によって遮光部が遮光区間を通過する時間長さである第１遮光時間と、一方揺動角側への揺動によって遮光部が遮光区間を通過する時間長さである第２遮光時間とを取得するとともに、取得した第１遮光時間と、第２遮光時間とに基づいて、遮光部が受光部を遮光している時間長さである遮光時間を取得し、取得した遮光時間と所定の目標揺動角度によってミラー部を揺動させた際に、遮光部が受光部を遮光する時間長さである目標遮光時間とを比較することにより、ミラー部の揺動を制御するように構成されている。このように構成すれば、ミラー部の揺動周期が一定であれば、遮光時間を取得することにより、ミラー部の揺動を制御することができる。その結果、ミラー部の揺動角度を取得し、目標揺動角度と比較する構成と比べて、ミラー部の揺動を制御する際の制御部の処理負荷を低減することができる。

上記第１受光時間と第２受光時間と目標揺動角度とに基づいてミラー部の揺動を制御する構成において、好ましくは、制御部は、第１受光区間と、第２受光区間と、ゼロクロスのタイミングとに基づいて、ミラー部の揺動が正常であるか否かを検知するように構成されている。このように構成すれば、ミラー部の揺動が正常でない場合には、たとえば、交流電圧の値を変更せず、前回の電圧値を維持するように処理するなど、異常なパラメータによってミラー部の揺動を制御することを回避することができる。また、ミラー部の揺動が正常な場合には、取得したパラメータによってミラー部の揺動を制御することにより、ミラー部を目標揺動角度によって揺動させることができる。

この場合、好ましくは、制御部は、ゼロクロスのタイミングが、第２受光区間に含まれる場合には、ミラー部の揺動が正常であると判定し、ゼロクロスのタイミングが、第１受光区間に含まれる場合には、ミラー部の揺動が異常であると判定するように構成されている。このように構成すれば、ゼロクロスのタイミングと、その際の受光区間とを取得することにより、容易にミラー部の揺動の状態を判定することができる。

上記第１受光時間と第２受光時間と目標揺動角度とに基づいてミラー部の揺動を制御する構成において、好ましくは、制御部は、第１受光時間と、第２受光時間と、所定の目標揺動角度とに基づいて、ミラー部の揺動を１周期ごとに制御するように構成されている。このように構成すれば、1周期ごとにミラー部の揺動を制御することが可能となるので、たとえば、数周期ごとにミラー部の揺動を制御する構成と比較して、ミラー部の揺動をより精度よく制御することができる。

上記第１受光時間と第２受光時間と目標揺動角度とに基づいてミラー部の揺動を制御する構成において、好ましくは、制御部は、第１受光時間に基づく第３受光時間および第６受光時間、または、第２受光時間に基づく第４受光時間および第５受光時間と、所定の目標揺動角度とに基づいて、ミラー部の揺動を半周期ごとに制御するように構成されている。このように構成すれば、半周期ごとにミラー部の揺動を制御することが可能となるので、たとえば、１周期ごとにミラー部の揺動を制御する構成と比較して、ミラー部の揺動をより一層精度よく制御することができる。

この場合、好ましくは、第３受光時間は、所定の目標揺動角度と、遮光区間から第１受光区間に切り替わってから一方揺動角側の揺動端である第１揺動端までの時間長さであり、第６受光時間は、遮光区間から第２受光区間に切り替わってから他方揺動角側の揺動端である第２揺動端から遮光区間に切り替わるまでの時間長さであり、第４受光時間は、所定の目標揺動角度と、第１揺動端から遮光区間に切り替わるまでの時間長さであり、第５受光時間は、第２揺動端までの時間長さであり、制御部は、第３受光時間と、第６受光時間とに基づくか、または、第４受光時間と、第５受光時間とに基づいて、ミラー部の揺動を半周期ごとに制御するように構成されている。このように構成すれば、第３受光時間と、第４受光時間と、第５受光時間と、第６受光時間とを取得すことにより、容易にミラー部の揺動を制御することができる。

上記第１の局面による光スキャナユニットにおいて、好ましくは、受光部は、交流電圧を印加しない場合において、遮光部の揺動角度が０度となる位置と重なる位置に配置される。このように構成すれば、遮光部の揺動範囲の中心となる位置に受光部を配置することができる。その結果、受光部が遮光部の揺動角度の中心となる位置に配置されているので、第１受光時間と第２受光時間とを比較することにより、遮光部の揺動角度の中心位置のずれを容易に取得することができる。

上記第１の局面による光スキャナユニットにおいて、好ましくは、光センサを覆うように設けられるカバー部材をさらに備える。このように構成すれば、カバー部材に覆われた光センサには、光スキャナユニット内において発生する迷光（不要な反射光）、光スキャナユニットの外部から入射される光、等の外乱光が入射するのが抑制されるので、外乱光に起因して、受光部に入射する光に基づくミラー部の揺動角度の検出精度が低下するのを抑制することができる。

上記第１の局面による光スキャナユニットにおいて、好ましくは、受光部に入射する光が通過するように受光部の近傍に設けられ、発光部により出射された光に対応する波長域の光を通過させる、フィルタ部材をさらに備える。このように構成すれば、フィルタ部材が近傍に設けられた受光部には、発光部により出射された光に対応する波長域以外の光が入射するのが抑制されるので、光スキャナユニット内において発生する迷光（不要な反射光）、光スキャナユニットの外部から入射される光、等の外乱光に起因して、受光部に入射する光に基づくミラー部の揺動角度の検出精度が低下するのを抑制することができる。なお、受光部の近傍とは、受光部の位置そのものと、受光部の位置の付近との両方を含む意味である。

上記第１の局面による光スキャナユニットにおいて、好ましくは、光センサは、ミラー部と、振動発生部との間に配置されている。このように構成すれば、ミラー部の揺動を安定化させるために、ミラー部および振動発生部を、ベース部材等の他の部材に対して、角部や外周部で固定した場合、光センサが、ミラー部の振動発生部とは反対側、または、振動発生部のミラー部とは反対側、等に配置される場合と比較して、光センサを、ミラー部および振動発生部が固定される位置（角部や外周部）から離れた位置に配置することができる。その結果、光センサに振動発生部による振動が伝播することに起因して光センサが振動するのを抑制することができるので、光センサの受光部に入射する光に基づくミラー部の揺動角度の検出精度が低下するのを抑制することができる。

上記第１の局面による光スキャナユニットにおいて、好ましくは、遮光部は、反射部分の面が延びる面方向に沿って、ミラー部から光センサ側に突出するように構成されており、遮光部は、上記面が延びる方向と直交する方向において、ミラー部の厚みよりも小さい厚みを有する。このように構成すれば、遮光部の厚みがミラー部の厚みよりも小さいので、遮光部の質量が大きくなるのを抑制することができる。したがって、ミラー部から光センサ側に突出する遮光部の質量が大きくなることに起因して、ミラー部および遮光部を含む揺動部分の質量が大きくなることを抑制することができる。その結果、上記揺動部分の質量が大きくなることに伴って、上記揺動部分の共振周波数の低下、上記揺動部分の重心位置のずれ、等が生じることを抑制することができる。

上記目的を達成するために、この発明の第２の局面における光学機器は、上記第１の局面における光スキャナユニットと、光スキャナユニットが備えるミラー部の反射部分に走査用の光を照射する光源部と、を備える。

この発明の第２の局面による光学機器では、上記のように、単一の発光部と単一の受光部とを含む単一の光センサと、受光部の受光状態と、交流電圧のゼロクロスのタイミングとに基づいてミラー部の揺動の状態を取得し、ミラー部の揺動を制御する制御部とを備える光スキャナユニットが設けられる。これにより、上記第１の局面における光スキャナユニットと同様に、部品点数の増加および装置構成が複雑化することを抑制することが可能な光学機器を提供することができる。

本発明によれば、上記のように、部品点数の増加および装置構成が複雑化することを抑制することが可能な光スキャナユニットおよび光学機器を提供することができる。

第１実施形態によるプロジェクタの全体構成を示すブロック図である。 第１実施形態による光スキャナユニットの斜視図である。 第１実施形態による光スキャナユニットの平面図である。 第１実施形態による光スキャナユニットの遮光部が揺動角度範囲の中央位置に位置する状態を示した図である。 第１実施形態による光スキャナユニットの遮光部が揺動角度範囲の一方揺動角側に位置する状態を示した図である。 第１実施形態による光スキャナユニットの遮光部が揺動角度範囲の他方揺動角側に位置する状態を示した図である。 第１実施形態による光スキャナユニットの光センサの斜視図である。 第１実施形態による光スキャナユニットのミラー駆動部の断面図である。 第１実施形態による光スキャナユニットのミラー部に対する遮光部の幅を説明するための図である。 第１実施形態による光スキャナユニットのミラーの揺動角度と、交流電圧信号と、ゼロクロス信号と、検知信号とを説明するための図である。 第１実施形態によるミラー制御部が行う事前処理を説明するためのフローチャートである。 第１実施形態によるミラー制御部がゼロクロスを判定する処理を説明するためのフローチャートである。 第１実施形態によるミラー制御部がＬＯＷエッジを検出する処理を説明するためのフローチャートである。 第１実施形態によるミラー制御部がＨＩＧＨエッジを検出する処理を説明するためのフローチャートである。 第１実施形態によるミラー制御部が交流電圧の制御を説明するためのフローチャートである。 第２実施形態によるプロジェクタの全体構成を示すブロック図である。 第２実施形態によるミラー制御部が行う事前処理を説明するためのフローチャートである。 第２実施形態によるミラー制御部が交流電圧の制御を説明するためのフローチャートである。 第３実施形態によるプロジェクタの全体構成を示すブロック図である。 第３実施形態による光スキャナユニットのミラーの揺動角度と、交流電圧信号と、交流電圧二値化信号と、検知信号とを説明するための図である。 第３実施形態によるミラー制御部が行う事前処理を説明するためのフローチャートである。 第３実施形態によるミラー制御部がミラー部の揺動状態を判定する処理を説明するためのフローチャートである。 第３実施形態によるミラー制御部が交流電圧の制御を説明するためのフローチャートである。 第４実施形態によるプロジェクタの全体構成を示すブロック図である。 第４実施形態による光スキャナユニットの斜視図である。 第４実施形態による光スキャナユニットにおける光センサの受光部に設けられるフィルタ部材を説明するための図である。

以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。

［第１実施形態］
図１～図１０を参照して、第１実施形態によるプロジェクタ１００の構成について説明する。なお、プロジェクタ１００は、特許請求の範囲の「光学機器」の一例である。

図１に示すように、プロジェクタ１００は、光源部１１と、光源制御部１２と、制御部１３と、光スキャナユニット２０と、記憶部３０とを備えている。プロジェクタ１００は、投影面６０に対して、レーザ光を投射して画像を投影するように構成されている。

光源部１１は、レーザ光を出力するように構成されている。具体的には、光源部１１は、青色のレーザ光、赤色のレーザ光および緑色のレーザ光を、それぞれ、ビームスプリッタやレンズを介して、光スキャナユニット２０が備えるミラー部２１に照射するように構成されている。

光源制御部１２は、制御部１３による制御に基づいて、光源部１１によるレーザ光の照射を制御するように構成されている。具体的には、光源制御部１２は、制御部１３に制御されることにより、光源部１１から照射される青色のレーザ光、赤色のレーザ光および緑色のレーザ光の各々のタイミングの制御を行うように構成されている。

制御部１３は、プロジェクタ１００の各部を制御するように構成されている。制御部１３は、投影面６０に対して投影する映像信号を、外部から取得するように構成されている。制御部１３は、取得した映像信号に基づいて、光源制御部１２を介して、光源部１１によるレーザ光の照射を制御するように構成されている。制御部１３は、たとえば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）を含む。

光スキャナユニット２０は、ミラー部２１を揺動させながら、光源部１１から照射されたレーザ光を、投影面６０に投影させるように、ミラー部２１により反射させるように構成されている。すなわち、光スキャナユニット２０は、光源部１１から照射された走査用のレーザ光を所定の走査角においてスキャン（走査）するように構成されている。なお、プロジェクタ１００では、互いにスキャン方向が直交する２つの光スキャナユニット２０を用いて、画像の水平方向および垂直方向にレーザ光をスキャン（走査）するように構成されている。なお、２つの光スキャナユニット２０の構成は略同一であるが、図１では、２つの光スキャナユニット２０のうちの一方の構成を簡略化している。

光スキャナユニット２０は、ミラー部２１と、ミラー駆動部２２と、ミラー制御部２３と、メタル部材２４（図２参照）と、光センサ２５と、ベース部材２６と、遮光部２７と、を備えている。光スキャナユニット２０では、ミラー駆動部２２と、光センサ２５と、ミラー部２１とは、この順に、Ｙ１側からＹ２側に向かって、Ｙ方向に並ぶように配置されている。すなわち、第１実施形態では、光センサ２５は、ミラー部２１とミラー駆動部２２との間に配置されている。なお、第１実施形態では、光スキャナユニット２０は、単一の光センサ２５を備えている。また、ミラー駆動部２２は、特許請求の範囲の「振動発生部」の一例である。また、ミラー制御部２３は、特許請求の範囲の「制御部」の一例である。

ミラー部２１は、光源部１１から照射された光を反射させるように構成されている。ミラー部２１の構成の詳細については、後述する。

ミラー駆動部２２は、交流電圧が印加されることにより、所定の揺動軸９０（図４参照）周りにミラー部２１を揺動させるように構成されている。ミラー駆動部２２がミラー部２１を揺動させる構成の詳細については、後述する。

ミラー制御部２３は、光スキャナユニット２０の各部を制御するように構成されている。ミラー制御部２３は、制御部１３による制御に基づいて、ミラー駆動部２２によりミラー部２１の駆動を制御するように構成されている。ミラー制御部２３は、たとえば、ＣＰＵなどを含む。

メタル部材２４は、ミラー駆動部２２で生じた振動を、ミラー部２１に伝搬するように構成されている。メタル部材２４の詳細な構成については、後述する。

光センサ２５は、単一の発光部２５ａと、単一の受光部２５ｂと、を含む。光センサ２５では、発光部２５ａと受光部２５ｂとは、互いに対向するように設けられている。光センサ２５は、発光部２５ａから出射された光が、物体により遮られるのを受光部２５ｂで検出することによって、物体の有無や位置を判定するように構成されている。光センサ２５は、いわゆる、フォトインタラプタである。そして、受光部２５ｂの検出結果に基づく検知信号４３（図１０参照）が、ミラー制御部２３へ送られる。

図２に示すように、ミラー部２１は、光を反射するミラー基板２１ａと、ミラー基板２１ａを支持するミラー基板支持部２１ｂと、を含む。ミラー基板２１ａおよびミラー基板支持部２１ｂは、それぞれ、ミラー部２１の上側（Ｚ１側）および下側（Ｚ２側）に設けられている。ミラー基板２１ａとミラー基板支持部２１ｂとは、接着剤等で互いに固定されている。なお、ミラー基板２１ａは、特許請求の範囲の「反射部分」の一例である。

ミラー基板２１ａは、平板状に形成されている。ミラー基板２１ａは、ガラス製である。ミラー基板２１ａの光を反射する面２１ｃには、アルミニウム膜が形成されている。ミラー基板２１ａの光を反射する面２１ｃが延びる方向において、ミラー基板支持部２１ｂの大きさは、ミラー基板２１ａの大きさと略等しい。また、図２に破線で図示するように、ミラー基板支持部２１ｂは、格子状に形成されている。

また、図２に示すように、メタル部材２４は、駆動部支持部２４ａと、２つの梁部２４ｂおよび２４ｃと、２つのヒンジ部２４ｄおよび２４ｅと、を含む。メタル部材２４は、ＸＹ平面に沿って延びる板状に形成されている。メタル部材２４は、引張強度の高い高強度ステンレス、特殊金属、等により構成されている。なお、ミラー部２１のミラー基板支持部２１ｂは、メタル部材２４と一体的に形成されている。すなわち、ミラー部２１のミラー基板支持部２１ｂは、メタル部材２４の一部である。

駆動部支持部２４ａは、ミラー駆動部２２を支持するように、ミラー駆動部２２の下側（Ｚ２側）に配置されている。図３に示すように、駆動部支持部２４ａは、Ｚ方向から見て、略台形形状を有する。駆動部支持部２４ａは、Ｚ方向から見て、ミラー駆動部２２よりも大きく形成されている。

２つの梁部２４ｂおよび２４ｃは、各々、Ｚ方向から見て、駆動部支持部２４ａよりもＸ方向の大きさが小さく形成されている。梁部２４ｂは、駆動部支持部２４ａのＹ２側、かつ、Ｘ１側の端部から、Ｙ２方向に延びるように設けられている。また、梁部２４ｃは、駆動部支持部２４ａのＹ２側、かつ、Ｘ２側の端部から、Ｙ２方向に延びるように設けられている。

２つのヒンジ部２４ｄおよび２４ｅは、それぞれ、梁部２４ｂのＸ２側および梁部２４ｃのＸ１側に設けられている。ヒンジ部２４ｄは、ミラー基板支持部２１ｂのＹ方向における中央位置に接続されるように、梁部２４ｂからＸ２側に向かって延びるように設けられている。ヒンジ部２４ｅは、ミラー基板支持部２１ｂのＹ方向における中央位置に接続されるように、梁部２４ｃからＸ１側に向かって延びるように設けられている。２つのヒンジ部２４ｄおよび２４ｅは、振動が伝播された場合に、捩じり変形可能に構成されている。したがって、ミラー駆動部２２の振動が、メタル部材２４のミラー基板支持部２１ｂおよび２つの梁部２４ｂおよび２４ｃを介して、２つのヒンジ部２４ｄおよび２４ｅに伝播されることによって、２つのヒンジ部２４ｄおよび２４ｅと接続されたミラー部２１を揺動させることができる。なお、２つのヒンジ部２４ｄおよび２４ｅの断面の中央部は、ミラー部２１が揺動する際の揺動軸９０となる。

また、図２に示すように、ベース部材２６は、メタル部材２４の下側（Ｚ２側）に設けられている。ベース部材２６は、ＸＹ平面に延びるように板状に形成されている。メタル部材２４は、固定部２４ｆ、固定部２４ｇおよび固定部２４ｈの３か所の固定位置において、Ｚ方向に延びるメタル支持部材２８を介して、ベース部材２６に対して固定されている。メタル支持部材２８は、ベース部材２６と一体的に設けられてもよいし、ベース部材２６と別体として設けられてもよい。固定部２４ｆおよび固定部２４ｇは、それぞれ、梁部２４ｂおよび梁部２４ｃのＹ２側に設けられている。固定部２４ｆおよび固定部２４ｇは、それぞれ、Ｘ方向において、梁部２４ｂおよび梁部２４ｃよりも大きい長さを有する。固定部２４ｆをベース部材２６に固定するためのメタル支持部材２８ａ、および、固定部２４ｇをベース部材２６に固定するためのメタル支持部材２８ｂは、それぞれ、Ｚ方向から見て、固定部２４ｆおよび固定部２４ｇの略中央に配置されている。メタル支持部材２８ａおよびメタル支持部材２８ｂは、それぞれ、Ｚ方向から見て、固定部２４ｆおよび固定部２４ｇと略等しい大きさを有する。固定部２４ｈは、駆動部支持部２４ａのＹ１側に設けられている。固定部２４ｈをベース部材２６に固定するためのメタル支持部材２８ｃは、Ｙ方向において、固定部２４ｈと略等しい大きさを有する、かつ、Ｘ方向において、固定部２４ｈよりも小さい大きさを有する。メタル支持部材２８ｃは、Ｚ方向から見て、Ｘ方向において、固定部２４ｈの略中央に配置されている。固定部（２４ｆ、２４ｇおよび２４ｈ）と、メタル支持部材２８（２８ａ、２８ｂおよび２８ｃ）とは、たとえば、ビス、ボルト、ネジ、接着剤、溶接等の固定方法によって固定される。

遮光部２７は、ミラー基板２１ａの光を反射する面２１ｃが延びる面方向に沿って、ミラー部２１から光センサ２５側（Ｙ１側）に突出するように構成されている。具体的には、遮光部２７は、ミラー基板支持部２１ｂの光センサ２５側におけるＸ方向の中央位置からＹ１側に突出するように設けられている。なお、遮光部２７は、ミラー基板支持部２１ｂに一体的に形成されている。

図３に示すように、光センサ２５は、Ｚ方向から見て、Ｙ２側に開口する略Ｕ字状に形成されている。図３には図示しないが、発光部２５ａおよび受光部２５ｂは、それぞれ、略Ｕ字状に形成された光センサ２５の内側のＸ２側の面２５ｃおよびＸ１側の面２５ｄに設けられている。発光部２５ａは、たとえば、発光ダイオード（ＬＥＤ）である。また、受光部２５ｂは、たとえば、フォトトランジスタである。

図４～図６に示すように、遮光部２７は、ミラー部２１の揺動とともに揺動するようにミラー部２１に設けられ、ミラー部２１の揺動に伴って、発光部２５ａから出射された光を周期的に遮蔽するように構成されている。具体的には、ミラー制御部２３は、遮光部２７が、受光部２５ｂを跨ぐようにミラー部２１を揺動させる制御を行うように構成されている。そして、ミラー部２１が揺動軸９０周りに揺動することによって、ミラー部２１に設けられた遮光部２７が、受光部２５ｂを覆う状態（図４の状態）や、ミラー部２１に設けられた遮光部２７が、受光部２５ｂを覆わない状態（図５および図６の状態）となる。なお、図４～図６に示す例では、遮光部２７は、一方揺動角側Ａ_１の揺動端θ_ｅ１から、他方揺動角側Ａ_２の揺動端θ_ｅ２の間を揺動する。すなわち、揺動角度θ_ａは、一方揺動角側Ａ_１の揺動端θ_ｅ１から、他方揺動角側Ａ_２の揺動端θ_ｅ２の間の角度である。

第１実施形態では、受光部２５ｂは、遮光部２７の揺動範囲の中央位置θ_ｄの位置に設けられる。具体的には、図４に示すように、受光部２５ｂは、交流電圧を印加しない場合において、遮光部２７の揺動角度が０度となる位置と重なる位置に配置される。なお、受光部２５ｂは、交流電圧を印加しない場合において、遮光部２７の揺動角度が０度となる位置とは、遮光部２７が中央位置θ_ｄの位置に設けられる場合の位置である。

図７に示すように、光スキャナユニット２０には、受光部２５ｂを覆うようにスリット部材２５ｅが設けられている。スリット部材２５ｅには、スリット（開口）２５ｆが形成されている。したがって、スリット部材２５ｅのスリット２５ｆを通過した光は、受光部２５ｂにおいて受光される。なお、光センサ２５は、光センサ２５の下側（Ｚ２側）に設けられたベース部材２６（図２参照）に対して固定されている。

図８に示すように、ミラー駆動部２２は、圧電体２２ａと、上部電極２２ｂと、下部電極２２ｃと、を含む。圧電体２２ａは、誘電体（強誘電体）であるチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）によって構成されている。上部電極２２ｂおよび下部電極２２ｃは、それぞれ、圧電体２２ａの上側（Ｚ１側）および下側（Ｚ２側）に設けられている。上部電極２２ｂおよび下部電極２２ｃは、各々、圧電体２２ａに対して、導電性の接着剤により機械的および電気的に接続されている。圧電体２２ａは、厚み方向（Ｚ方向）に分極されており、電圧が印加されると、極性に応じて上側（Ｚ１側）または下側（Ｚ２側）がＸ方向に伸縮変形を起こす。これにより、ミラー駆動部２２に交流電圧が印加されると、圧電体２２ａが交流電圧の周波数に対応する振動数で振動する。そして、ミラー駆動部２２で生じた振動が、メタル部材２４を介して、ミラー部２１に伝播されることにより、ミラー部２１が所定の揺動軸９０周りに揺動する。

また、図９に示すように、第１実施形態では、遮光部２７は、ミラー基板２１ａの光を反射する面２１ｃが延びる方向と直交する方向において、ミラー部２１の厚みＷ１よりも小さい厚みＷ２を有する。具体的には、Ｘ方向から見て、ミラー部２１の厚みＷ１は、ミラー基板２１ａの厚みＷ３と、ミラー基板支持部２１ｂの厚みＷ２との合計である。一方、遮光部２７の厚みＷ２は、ミラー基板支持部２１ｂの厚みＷ２と等しい。したがって、遮光部２７の厚みＷ２は、ミラー基板２１ａの厚みＷ３分だけ、ミラー部２１の厚みＷ１よりも小さい。

（揺動信号、駆動信号、ゼロクロス信号、および、検知信号）
次に、図１０を参照して、ミラー部２１が揺動する際の揺動信号４０と、ミラー駆動部２２に印加される交流電圧信号４１と、ゼロクロス信号４２と、光センサ２５によって検知される検知信号４３とについて説明する。

ミラー制御部２３は、（図１参照）は、揺動角度θ_ａの範囲の一方揺動角側Ａ_１と他方揺動角側Ａ_２との間で、遮光部２７が受光部２５ｂを跨ぐように、ミラー部２１を揺動させる。具体的には、図１０のグラフＧ１に示すように、ミラー部２１（遮光部２７）の揺動角度および時間を、それぞれ、縦軸および横軸とした場合、ミラー部２１（遮光部２７）を揺動させた状態を、正弦波形形状を有する揺動信号４０によって表すことができる。

なお、グラフＧ１において、第１受光区間Ｓｅ１は、一方揺動角側Ａ_１において、遮光部２７が受光部２５ｂを遮らないように揺動する区間である。また、第２受光区間Ｓｅ２は、他方揺動角側Ａ_２において、遮光部２７が受光部２５ｂを遮らないように揺動する区間である。また、遮光区間Ｓｅ３は、遮光部２７が受光部２５ｂを遮るように揺動する区間である。

また、ミラー駆動部２２には、交流電圧が印加される。すなわち、図１０のグラフＧ２に示すように、交流電圧信号４１は、正弦波形形状を有する信号によって表すことができる。なお、グラフＧ２は、縦軸が電圧の強度であり、横軸が時間である。

なお、ミラー駆動部２２は、共振現象によってミラー部２１を揺動させる。したがって、交流電圧信号４１と揺動信号４０とは、半周期（９０度）ずれる。

また、図１０に示すグラフＧ３は、ゼロクロス信号４２を示すグラフである。グラフＧ３は、縦軸が信号強度であり、横軸が時間である。ゼロクロス信号４２とは、ゼロクロスのタイミングで１となり、ゼロクロス以外のタイミングでは０となる二値化信号である。第１実施形態では、交流電圧信号４１がマイナスからゼロになった点を、ゼロクロスとする。したがって、ミラー制御部２３は、交流電圧信号４１がマイナスからゼロになったタイミングで、ゼロクロス信号４２の値を１とし、それ以外ではゼロクロス信号４２の値を０とする。なお、第１実施形態では、ゼロクロスとなるタイミングでは、ミラー部２１（遮光部２７）は、他方揺動角側Ａ_２の揺動端θ_ｅ２に位置しているものとする。また、交流電圧信号４１がプラスからゼロになるタイミングでは、ミラー部２１（遮光部２７）は、一方揺動角側Ａ_１の揺動端θ_ｅ１に位置しているものとする。

図１０に示すグラフＧ４は、検知信号４３のグラフである。具体的には、グラフＧ４は、ミラー制御部２３（図１参照）は、光センサ２５（図１参照）から送られた受光部２５ｂの検出結果に基づく検知信号４３を、予め設定された閾値に基づいて、２値化処理する。２値化処理された検知信号４３（２値化信号）は、第１受光区間Ｓｅ１、および、第２受光区間Ｓｅ２が、ＨＩＧＨの状態を表し、遮光区間Ｓｅ３が、ＬＯＷの状態を示すパルス状の信号となる。第１実施形態では、グラフＧ４に示すように、１周期Ｔの間に、ＨＩＧＨの状態のパルスが２つ出る状態となる。

また、グラフＧ４において、第１受光時間ｔ_１は、遮光部２７が第１受光区間Ｓｅ１を揺動する時間長さである。第１実施形態では、第１受光時間ｔ_１は、ゼロクロス検出タイミングを含まないパルスの立ち上がりから立ち下がりまでの時間長さである。言い換えると、第１受光時間ｔ_１は、ミラー部２１が第１受光区間Ｓｅ１に入ってから、第１受光区間Ｓｅ１から出るまでの時間長さである。また、第２受光時間ｔ_２は、遮光部２７が第２受光区間Ｓｅ２を揺動する時間長さである。第１実施形態では、第２受光時間ｔ_２は、ゼロクロス検出タイミングを含むパルスの立ち上がりから立ち下がりまでの時間長さである。言い換えると、ミラー部２１が第２受光区間Ｓｅ２に入ってから、第２受光区間Ｓｅ２から出るまでの時間長さである。

また、第１遮光時間ｔ_３ａは、他方揺動角側Ａ_２側への揺動によって遮光部２７が遮光区間Ｓｅ３を通過する時間長さである。第１実施形態では、第１遮光時間ｔ_３ａは、ゼロクロス検出タイミングを含むパルスの立ち下がりから、次のパルスの立ち上がりまでの時間長さである。また、第２遮光時間ｔ_３ｂは、一方揺動角側Ａ_１への揺動によって遮光部２７が遮光区間Ｓｅ３を通過する時間長さである。第１実施形態では、第２遮光時間ｔ_３ｂは、ゼロクロス検出タイミングを含まないパルスの立ち下がりから、次のパルスの立ち上がりまでの時間長さである。

（ミラー部の揺動制御）
第１実施形態では、ミラー制御部２３は、受光部２５ｂの受光状態と、交流電圧のゼロクロスのタイミングとに基づいてミラー部２１の揺動の状態を取得し、ミラー部２１の揺動を制御するように構成されている。具体的には、ミラー制御部２３は、事前処理、ミラー部２１の揺動状態の判定、および、交流電圧の調整を行うことにより、ミラー部２１の揺動を制御するように構成されている。なお、第１実施形態では、ミラー制御部２３は、ゼロクロスの検出をトリガーとして、１周期Ｔごとにミラー部２１の揺動の制御を行う。

（事前処理）
まず、ミラー制御部２３は、事前処理として、ミラー部２１の揺動角度が所定の揺動角度θ_ａとなるようにミラー部２１を揺動させる。ミラー制御部２３は、予めミラー部２１を所定の揺動角度θ_ａで揺動させ、ミラー制御部２３は、第１受光時間ｔ_１に基づいて、第１受光区間Ｓｅ１と遮光区間Ｓｅ３とが切り替わるタイミングにおける遮光部２７の揺動角度である第１角度θ_１を取得する。また、ミラー制御部２３は、第２受光時間ｔ_２に基づいて、第２受光区間Ｓｅ２と遮光区間Ｓｅ３とが切り替わるタイミングにおける遮光部２７の揺動角度である第２角度θ_２を取得する。具体的には、ミラー制御部２３は、以下に示す式（１）および式（２）に基づいて、第１角度θ_１および第２角度θ_２を取得する。なお、所定の揺動角度θ_ａは、実測された遮光部２７の揺動角度であり、定数である。

ミラー制御部２３は、取得した第１角度θ_１および第２角度θ_２を、記憶部３０に記憶しておく。なお、事前処理は、プロジェクタ１００の製造時に実行される。

（ミラー部の揺動状態を判定）
第１実施形態では、ミラー制御部２３は、第１受光区間Ｓｅ１と、第２受光区間Ｓｅ２と、ゼロクロスのタイミングとに基づいて、ミラー部２１の揺動が正常であるか否かを検知するように構成されている。具体的には、ミラー制御部２３は、ゼロクロスのタイミングが、第２受光区間Ｓｅ２に含まれる場合には、ミラー部２１の揺動が正常であると判定し、ゼロクロスのタイミングが、第１受光区間Ｓｅ１に含まれる場合には、ミラー部２１の揺動が異常であると判定するように構成されている。

（ミラー部の揺動制御）
第１実施形態では、ミラー制御部２３は、ミラー部２１の揺動が正常の場合には、ミラー部２１の揺動を制御するように構成されている。具体的には、ミラー制御部２３は、第１受光区間Ｓｅ１と、第２受光区間Ｓｅ２と、ゼロクロスのタイミングとに基づいて、ミラー部２１の揺動の状態を取得し、ミラー部２１の揺動を制御するように構成されている。

ミラー制御部２３は、第１受光時間ｔ_１と、第２受光時間ｔ_２とを取得し、取得した第１受光時間ｔ_１と、第２受光時間ｔ_２と、所定の目標揺動角度θ_ｃとに基づいて、ミラー部２１の揺動を制御するように構成されている。

なお、第１実施形態では、ミラー制御部２３は、ゼロクロスの検出タイミングと、遮光区間Ｓｅ３から第１受光区間Ｓｅ１に切り替わるタイミングと、第１受光区間Ｓｅ１から遮光区間Ｓｅ３に切り替わるタイミングとに基づいて、第１受光時間ｔ_１を取得するように構成されている。すなわち、ゼロクロスが検出されない場合におけるＨＩＧＨの状態のパルス検出時間が、第１受光時間ｔ_１である。また、ミラー制御部２３は、ゼロクロスの検出タイミングと、遮光区間Ｓｅ３から第２受光区間Ｓｅ２に切り替わるタイミングと、第２受光区間Ｓｅ２から遮光区間Ｓｅ３に切り替わるタイミングとに基づいて、第２受光時間ｔ_２を取得するように構成されている。すなわち、ゼロクロスが検出された場合におけるＨＩＧＨの状態のパルス検出時間が、第２受光時間ｔ_２である。

ミラー制御部２３は、予め取得した第１角度θ_１と、第２角度θ_２と、第１受光時間ｔ_１と、第２受光時間ｔ_２とにより、ミラー部２１の揺動角度θ_ｂを取得するように構成されている。具体的には、ミラー制御部２３は、以下に示す式（３）に基づいて、ミラー部２１の揺動角度θ_ｂを取得する。

また、記憶部３０には、予め設定された所定の目標揺動角度θ_ｃが記憶されている。

第１実施形態では、ミラー制御部２３は、取得したミラー部２１の揺動角度θ_ｂと、所定の目標揺動角度θ_ｃとを比較することにより、ミラー部２１の揺動角度を制御するように構成されている。すなわち、ミラー制御部２３は、２値化処理された検知信号４３（２値化信号）に基づいて、ミラー部２１の揺動角度θ_ｂを算出し、目標揺動角度θ_ｃとなるように制御するＰＩＤ制御を行うように構成されている。また、第１実施形態では、ミラー制御部２３は、第１受光時間ｔ_１と、第２受光時間ｔ_２と、所定の目標揺動角度θ_ｃとに基づいて、ミラー部２１の揺動を１周期Ｔごとに制御するように構成されている。

また、ミラー制御部２３は、以下に示す式（４）により、ミラー部２１の揺動角度中心のずれ量θ_ｆを取得することが可能である。

次に、図１１を参照して、ミラー制御部２３が行う事前処理について説明する。

ステップＳ１において、ミラー制御部２３は、遮光部２７の揺動角度θ_ａを取得する。なお、ステップＳ１における処理は、遮光部２７の角度を検知可能なセンサなどを用いて、実際の揺動角度θ_ａを取得する。

ステップＳ２において、ミラー制御部２３は、検知信号４３に基づいて、第１受光時間ｔ_１を取得する。

ステップＳ３において、ミラー制御部２３は、検知信号４３に基づいて、第２受光時間ｔ_２を取得する。

ステップＳ４において、ミラー制御部２３は、上記式（１）に基づいて、第１角度θ_１を取得する。

ステップＳ５において、ミラー制御部２３は、上記式（２）に基づいて、第２角度θ_２を取得する。

ステップＳ６において、ミラー制御部２３は、取得した第１角度θ_１および第２角度θ_２を、記憶部３０に記憶する。その後、処理は、終了する。

次に、図１２～図１４を参照して、ミラー制御部２３がミラー部２１の揺動状態を判定する処理について説明する。なお、ミラー制御部２３がミラー部２１の揺動状態を判定する処理は、予め、上記ステップＳ１～Ｓ６における事前処理を行い、第１角度θ_１および第２角度θ_２が、記憶部３０に記憶されていることを前提として実行される。また、ミラー制御部２３がミラー部２１の揺動状態を判定する処理は、ゼロクロス判定処理、ＬＯＷエッジ検出処理、およいｂ、ＨＩＧＨエッジ検出処理を行うことにより実行される。

まず、図１２を参照して、ミラー制御部２３によるゼロクロス判定処理について説明する。

ステップＳ７において、ミラー制御部２３は、交流電圧二値化信号４４に基づいて、ゼロクロスを検知した否かを判定する。ゼロクロスを検知した場合、処理は、ステップＳ８へ進む。ゼロクロスを検知しなかった場合、ステップＳ７の処理を繰り返す。

ステップＳ８において、ミラー制御部２３は、ゼロクロス検出フラグをＯＮにする。その後、処理は、終了する。

次に、図１３を参照して、ミラー制御部２３によるＬＯＷエッジ検出処理について説明する。

ステップＳ９において、ミラー制御部２３は、検知信号４３に基づいて、ＬＯＷエッジを検出したか否かを判定する。ＬＯＷエッジを検出した場合、処理は、ステップＳ１０へ進む。ＬＯＷエッジを検出しなかった場合、ステップＳ９の処理を繰り返す。

ステップＳ１０において、ミラー制御部２３は、検出番号が１であるか否か、および、ゼロクロス検出フラグがＯＦＦであるか否かを判定する。検出信号が１で、かつ、ゼロクロス検出フラグがＯＦＦの場合、処理は、ステップＳ１１へ進む。それ以外の場合、処理は、ステップＳ１２へ進む。なお、検出番号とは、ミラー部２１の揺動状態を判定するために用いる数字であり、初期値は１である。

ステップＳ１１において、ミラー制御部２３は、第１受光時間ｔ_１を取得する。なお、ステップＳ７において取得する第１受光時間ｔ_１は、揺動制御時において、遮光部２７が揺動している際に、第１受光区間Ｓｅ１を実際に揺動する時間長さである。また、ミラー制御部２３は、検出番号を２に更新する。その後、処理は、終了する。

ＬＯＷエッジ検出処理がステップＳ１０からステップＳ１２へ進んだ場合、ステップＳ１２において、ミラー制御部２３は、検出番号が３であるか否かを判定する。検出番号が３の場合、処理は、ステップＳ１３へ進む。検出番号が３以外の場合、処理は、ステップＳ１４へ進む。

ステップＳ１３において、ミラー制御部２３は、検知信号４３に基づいて、第２受光時間ｔ_２を取得する。なお、ステップＳ１１において取得する第２受光時間ｔ_２は、揺動制御時において、遮光部２７が揺動している際に、第２受光区間Ｓｅ２を実際に揺動する時間長さである。また、ミラー制御部２３は、検出番号を４に更新する。その後、処理は、終了する。

ステップＳ１２からステップＳ１４へ処理が進んだ場合、ステップＳ１４において、ミラー制御部２３は、ゼロクロス検出フラグをＯＦＦにする。また、ミラー制御部２３は、検出番号を１に更新する。その後、処理は、ステップＳ１５へ進む。

ステップＳ１５において、ミラー制御部２３は、ミラー部２１の揺動状態が異常であると判定する。なお、ミラー部２１の揺動状態が異常の場合、ミラー制御部２３は、たとえば、ミラー部２１の揺動状態のステータスを異常として、記憶部３０に記憶する。その後、処理は、終了する。

次に、図１４を参照して、ミラー制御部２３によるＨＩＧＨエッジ検出処理について説明する。

ステップＳ１６において、ミラー制御部２３は、検知信号４３に基づいて、ＨＩＧＨエッジを検出したか否かを判定する。ＨＩＧＨエッジを検出した場合、処理は、ステップＳ１７へ進む。ＨＩＧＨエッジを検出しなかった場合、ステップＳ１６の処理を繰り返す。

ステップＳ１７において、ミラー制御部２３は、検出番号が２であるか否かを判定する。検出番号が２の場合、処理は、ステップＳ１８へ進む。それ以外の場合、処理は、ステップＳ１９へ進む。

ステップＳ１８にいて、ミラー制御部２３は、検知信号４３に基づいて、第１遮光時間ｔ_３ａを取得する。なお、ステップＳ８において取得する第１遮光時間ｔ_３ａは、揺動制御時において、遮光部２７が揺動している際に、他方揺動角側Ａ_２への揺動によって、遮光区間Ｓｅ３を実際に通過する時間長さである。

ステップＳ１７からステップＳ１９へ処理が進んだ場合、ステップＳ１９において、ミラー制御部２３は、検出番号が４であるか否かを判定する。検出番号が４の倍、処理は、ステップＳ２０へ進む。それ以外の場合、処理は、ステップＳ２１へ進む。

ステップＳ２０において、ミラー制御部２３は、検知信号４３に基づいて、第２遮光時間ｔ_３ｂを取得する。なお、ステップＳ１２において取得する第２遮光時間ｔ_３ｂは、揺動制御時において、遮光部２７が揺動している際に、一方揺動角側Ａ_１への揺動によって、遮光区間Ｓｅ３を実際に通過する時間長さである。また、ミラー制御部２３は、ゼロクロス検出フラグをＯＦＦにする。また、ミラー制御部２３は、検出番号を１に更新する。

ステップＳ２２において、ミラー制御部２３は、取得した第１遮光時間ｔ_３ａおよび第２遮光時間ｔ_３ｂに基づいて、遮光時間ｔ_３を取得する。具体的には、ミラー制御部２３は、以下に示す式（５）に基づいて、遮光時間ｔ_３を取得する。

ステップＳ２３において、ミラー制御部２３は、受光時間および遮光時間が妥当であるか否かを判定する。具体的には、ミラー制御部２３は、以下に示す式（６）によって取得した判定時間ｔ_４が、以下に示す式（７）の条件を満たしているか否かを判定する。すなわち、ミラー制御部２３は、判定時間ｔ_４が、予め設定された許容範囲内にあるか否かに基づいて、受光時間および遮光時間が妥当であるか否かを判定する。第１実施形態では、許容範囲は、たとえば設定周期（揺動信号４０の周期Ｔの半周期）に対して±１％の範囲である。許容範囲は、これ以外の範囲でもよい。判定時間ｔ_４が式（７）の条件を満たしている場合、処理は、ステップＳ１５へ進む。判定時間ｔ_４が式（７）の条件を満たしていない場合、処理は、ステップＳ２４へ進む。

ステップＳ２４において、ミラー制御部２３は、ミラー部２１の揺動状態が正常であると判定する。なお、ミラー部２１の揺動状態が正常の場合、ミラー制御部２３は、たとえば、ミラー部２１の揺動状態のステータスを正常として、記憶部３０に記憶する。その後、処理は、終了する。

また、ステップＳ１９からステップＳ２１へ処理が進んだ場合、ステップＳ２１において、ミラー制御部２３は、ゼロクロス検出フラグをＯＦＦにする。また、ミラー制御部２３は、検出番号を１に更新する。その後、処理は、ステップＳ１５に進み、ミラー部２１の揺動状態が異常であると判定される。その後、処理は、終了する。

第１実施形態では、ミラー制御部２３は、ゼロクロス判定処理、ＬＯＷエッジ検出処理、および、ＨＩＧＨエッジ検出処理を組み合わせて行うことにより、ミラー部２１の揺動状態を判定する

次に、図１５を参照して、ミラー制御部２３が交流電圧を調整する処理について説明する。

ステップＳ２５において、ミラー制御部２３は、ミラー部２１の揺動状態が正常であるか否かを取得する。具体的には、ミラー制御部２３は、記憶部３０に記憶されているミラー部２１の揺動状態のステータスを取得し、ミラー部２１の揺動状態が正常であるか否かを判定する。ミラー部２１の揺動状態が正常の場合、処理は、ステップＳ２６へ進む。ミラー部２１の揺動状態が異常の場合、処理は、ステップＳ２７へ進む。

ステップＳ２６において、ミラー制御部２３は、ミラー部２１の揺動角度θ_ｂを取得する。その後、ステップＳ２８において、ミラー制御部２３は、取得した揺動角度θ_ｂが目標揺動角度θ_ｃとなるように交流電圧を制御する。具体的には、ミラー制御部２３は、揺動角度θ_ｂをフィードバックし、揺動角度θ_ｂが目標揺動角度θ_ｃとなるように制御するＰＩＤ制御によって、交流電圧を制御する。その後、処理は、終了する。

ステップＳ２５においてミラー部２１の揺動が異常であると判定された場合には、処理は、ステップＳ２７へ進む。ステップＳ２７において、ミラー制御部２３は、交流電圧の制御を行わない。具体的には、ミラー制御部２３は、交流電圧を変更せずに、前回の制御時に設定した交流電圧を維持する。その後、処理は、終了する。

（第１実施形態の効果）
第１実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

第１実施形態では、上記のように、光スキャナユニット２０は、光を反射する反射部分を含むミラー部２１と、交流電圧が印加されることにより、所定の揺動軸周りにミラー部２１を揺動させるミラー駆動部２２と、単一の発光部２５ａと、発光部２５ａから出射された光を受光する単一の受光部２５ｂと、を含む単一の光センサ２５と、ミラー部２１の揺動とともに揺動するようにミラー部２１に設けられ、揺動に伴って発光部２５ａから出射された光を周期的に遮蔽する遮光部２７と、交流電圧と、光センサ２５の検出信号とに基づいて、ミラー部２１の揺動を制御するミラー制御部２３と、を備え、ミラー制御部２３は、受光部２５ｂの受光状態と、交流電圧のゼロクロスのタイミングとに基づいてミラー部２１の揺動の状態を取得し、ミラー部２１の揺動を制御するように構成されている。これにより、受光部２５ｂの受光状態と交流電圧のゼロクロスのタイミングとによって、ミラー部２１の揺動方向を検知することができる。したがって、単一の発光部２５ａと単一の受光部２５ｂとを含む単一の光センサ２５によってミラー部２１の揺動の状態を検知する場合でも、ミラー部２１の揺動方向を検知することが可能であるので、ミラー部２１の揺動を制御することができる。その結果、部品点数および装置構成が複雑化することを抑制することが可能な光スキャナユニット２０を提供することができる。

また、第１実施形態では、上記のように、ミラー制御部２３は、遮光部２７が第１受光区間Ｓｅ１内を揺動する時間長さである第１受光時間ｔ_１と、遮光部２７が第２受光区間Ｓｅ２内を揺動する時間長さである第２受光時間ｔ_２とを取得し、取得した第１受光時間ｔ_１と、第２受光時間ｔ_２と、所定の目標揺動角度θ_ｃとに基づいて、ミラー部２１の揺動を制御するように構成されている。これにより、第１受光時間ｔ_１と第２受光時間ｔ_２とによってミラー部２１の揺動角度θ_ｂを取得することができる。その結果、取得したミラー部２１の揺動角度θ_ｂと目標揺動角度θ_ｃとを比較することにより、容易にミラー部２１の揺動をフィードバック制御することができる。

また、第１実施形態では、上記のように、ミラー制御部２３は、遮光部２７が受光部２５ｂを遮るように揺動する区間である遮光区間Ｓｅ３から第１受光区間Ｓｅ１に切り替わるタイミングと、第１受光区間Ｓｅ１から遮光区間Ｓｅ３に切り替わるタイミングとに基づいて、第１受光時間ｔ_１を取得するとともに、遮光区間Ｓｅ３から第２受光区間Ｓｅ２に切り替わるタイミングと、第２受光区間Ｓｅ２から遮光区間Ｓｅ３に切り替わるタイミングとに基づいて、第２受光時間ｔ_２を取得するように構成されている。これにより、遮光区間Ｓｅ３から第１受光区間Ｓｅ１に切り替わるタイミングと、第１受光区間Ｓｅ１から遮光区間Ｓｅ３に切り替わるタイミングとを取得することにより、容易に第１受光時間ｔ_１を取得することがきる。また、遮光区間Ｓｅ３から第２受光区間Ｓｅ２に切り替わるタイミングと、第２受光区間Ｓｅ２から遮光区間Ｓｅ３に切り替わるタイミングとを取得することにより、容易に第２受光時間ｔ_２を取得することができる。

また、第１実施形態では、上記のように、ミラー制御部２３は、第１受光時間ｔ_１に基づいて、第１受光区間Ｓｅ１と遮光区間Ｓｅ３とが切り替わるタイミングにおける遮光部２７の揺動角度θ_ｂである第１角度θ_１を取得し、第２受光時間ｔ_２に基づいて、第２受光区間Ｓｅ２と遮光区間Ｓｅ３とが切り替わるタイミングにおける遮光部２７の揺動角度θ_ｂである第２角度θ_２を取得し、取得した第１角度θ_１と、第２角度θ_２と、第１受光時間ｔ_１と、第２受光時間ｔ_２とにより、ミラー部２１の揺動角度θ_ｂを取得するとともに、取得したミラー部２１の揺動角度θ_ｂ、所定の目標揺動角度θ_ｃとを比較することにより、ミラー部２１の揺動角度θ_ｂを制御するように構成されている。これにより、実際のミラー部２１の揺動角度θ_ｂの値をフィードバックし、ミラー部２１の揺動角度θ_ｂが目標揺動角度θ_ｃとなるように制御するＰＩＤ制御などを行うことによって、交流電圧を制御することが可能となりミラー部２１の揺動角度θ_ｂを、容易に目標揺動角度θ_ｃとすることができる。

また、第１実施形態では、上記のように、ミラー制御部２３は、第１受光区間Ｓｅ１と、第２受光区間Ｓｅ２と、ゼロクロスのタイミングとに基づいて、ミラー部２１の揺動が正常であるか否かを検知するように構成されている。これにより、ミラー部２１の揺動が正常でない場合には、たとえば、交流電圧の値を変更せず、前回の電圧値を維持するように処理するなど、異常なパラメータによってミラー部２１の揺動を制御することを回避することができる。また、ミラー部２１の揺動が正常な場合には、取得したパラメータによってミラー部２１の揺動を制御することにより、ミラー部２１を目標揺動角度θ_ｃによって揺動させることができる。

また、第１実施形態では、上記のように、ミラー制御部２３は、ゼロクロスのタイミングが、第２受光区間Ｓｅ２に含まれる場合には、ミラー部２１の揺動が正常であると判定し、ゼロクロスのタイミングが、第１受光区間Ｓｅ１に含まれる場合には、ミラー部２１の揺動が異常であると判定するように構成されている。これにより、ゼロクロスのタイミングと、その際の受光区間とを取得することにより、容易にミラー部２１の揺動の状態を判定することができる。

また、第１実施形態では、上記のように、ミラー制御部２３は、第１受光時間ｔ_１と、第２受光時間ｔ_２と、所定の目標揺動角度θ_ｃとに基づいて、ミラー部２１の揺動を１周期Ｔごとに制御するように構成されている。これにより、１周期Ｔごとにミラー部２１の揺動を制御することが可能となるので、たとえば、数周期ごとにミラー部２１の揺動を制御する構成と比較して、ミラー部２１の揺動をより精度よく制御することができる。

また、第１実施形態では、上記のように、受光部２５ｂは、交流電圧を印加しない場合において、遮光部２７の揺動角度θ_ｂが０度となる位置と重なる位置に配置される。これにより、遮光部２７の揺動範囲の中心となる位置に受光部２５ｂを配置することができる。その結果、受光部２５ｂが遮光部２７の揺動角度θ_ｂの中心となる位置に配置されているので、第１受光時間ｔ_１と第２受光時間ｔ_２とを比較することにより、遮光部２７の揺動角度θ_ｂの中心位置のずれを容易に取得することができる。

また、第１実施形態では、上記のように、光センサ２５を、ミラー部２１と、ミラー駆動部２２との間に配置する。これにより、ミラー部２１の揺動を安定化させるために、ミラー部２１およびミラー駆動部２２を、ベース部材２６に対して、角部（固定部２４ｆおよび固定部２４ｇ）や外周部（固定部２４ｈ）で固定した場合、光センサ２５が、ミラー部２１のミラー駆動部２２とは反対側（Ｙ２側）、または、ミラー駆動部２２のミラー部２１とは反対側（Ｙ１側）、等に配置される場合と比較して、光センサ２５を、ミラー部２１およびミラー駆動部２２が固定される位置（角部や外周部）から離れた位置に配置することができる。その結果、光センサ２５にミラー駆動部２２による振動が伝播することに起因して光センサ２５が振動するのを抑制することができるので、光センサ２５の受光部２５ｂに入射する光に基づくミラー部２１の揺動角度θ_ｂの検出精度が低下するのを抑制することができる。

また、第１実施形態では、上記のように、遮光部２７を、ミラー基板２１ａの面２１ｃが延びる面方向に沿って、ミラー部２１から光センサ２５側に突出するように構成する。そして、遮光部２７を、上記面２１ｃが延びる方向（Ｙ方向）と直交する方向（Ｚ方向）において、ミラー部２１の厚みＷ１よりも小さい厚みＷ２を有するように構成する。これにより、遮光部２７の厚みＷ２がミラー部２１の厚みＷ１よりも小さいので、遮光部２７の質量が大きくなるのを抑制することができる。したがって、ミラー部２１から光センサ２５側に突出する遮光部２７の質量が大きくなることに起因して、ミラー部２１および遮光部２７を含む揺動部分の質量が大きくなることを抑制することができる。その結果、上記揺動部分の質量が大きくなることに伴って、上記揺動部分の共振周波数の低下、上記揺動部分の重心位置のずれ、等が生じることを抑制することができる。

［第２実施形態］
図１６を参照して、第２実施形態について説明する。この第２実施形態では、ミラー制御部２３がミラー部２１の揺動角度θ_ｂを取得し、目標揺動角度θ_ｃと比較することにより、交流電圧を制御する上記第１実施形態とは異なり、遮光時間ｔ_３が目標遮光時間ｔ_ａとなるように交流電圧を制御するように構成した例について説明する。なお、図中において、上記第１実施形態と同様の構成の部分には、同一の符号を付している。

図１６に示すように、第２実施形態によるプロジェクタ２００は、光スキャナユニット２０の代わりに光スキャナユニット２２０を備える点で、上記第１実施形態におけるプロジェクタ１００とは異なる。なお、プロジェクタ２００は、特許請求の範囲の「光学機器」の一例である。

光スキャナユニット２２０は、ミラー制御部２３の代わりに、ミラー制御部２３０を備える点で、上記第１実施形態における光スキャナユニット２０とは異なる。

第２実施形態では、ミラー制御部２３０は、他方揺動角側Ａ_２への揺動によって遮光部２７が遮光区間Ｓｅ３を通過する時間長さである第１遮光時間ｔ_３ａと、一方揺動角側Ａ_１への揺動によって遮光部２７が遮光区間Ｓｅ３を通過する時間長さである第２遮光時間ｔ_３ｂとを取得するように構成されている。また、ミラー制御部２３０は、取得した第１遮光時間ｔ_３ａと、第２遮光時間ｔ_３ｂとに基づいて、遮光部２７が受光部２５ｂを遮光している時間長さである遮光時間ｔ_３を取得するように構成されている。ミラー制御部２３０は、上記第１実施形態によるミラー制御部２３と同様に、上記式（５）に基づいて、遮光時間ｔ_３を取得する。

ミラー制御部２３０は、取得した遮光時間ｔ３と、目標遮光時間ｔ_ａとを比較することにより、ミラー部２１の揺動を制御するように構成されている。なお、目標遮光時間ｔ_ａは、所定の目標揺動角度θ_ｃによってミラー部２１を揺動させた際に、遮光部２７が受光部２５ｂを遮光する時間長さである。また、目標遮光時間ｔ_ａは、予めミラー制御部２３０によって取得され、記憶部３０に記憶されている。ミラー制御部２３０は、以下に示す式（８）に基づいて、目標遮光時間ｔ_ａを取得するように構成されている。

次に、図１７を参照して、第２実施形態によるミラー制御部２３０が行う事前処理について説明する。なお、上記第１実施形態によるミラー制御部２３と同様の処理については、同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。

ステップＳ１～Ｓ５において、ミラー制御部２３０は、遮光部２７の揺動角度θ_ｂ、第１受光時間ｔ_１、第２受光時間ｔ_２、第１角度θ_１、および、第２角度θ_２を取得する。

ステップＳ３０において、ミラー制御部２３０は、目標遮光時間ｔ_ａを取得する。具体的には、ミラー制御部２３０は、上記式（８）に基づいて、目標遮光時間ｔ_ａを取得する。

ステップＳ３１において、ミラー制御部２３０は、取得した目標遮光時間ｔ_ａを記憶部３０に記憶する。その後、処理は、終了する。

次に、図１８を参照して、ミラー制御部２３０が交流電圧を制御する処理について説明する。なお、上記第１実施形態によるミラー制御部２３の処理と同様の処理については、同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。また、ミラー制御部２３０が交流電圧を制御する処理は、上記第１実施形態によるミラー制御部２３と同様に、ミラー部２１の揺動状態の判定が行われた後に実行される。

ステップＳ２５において、ミラー制御部２３０は、ミラー部２１の揺動状態が正常であるか否かを取得する。ミラー部２１の揺動状態が正常の場合、処理は、ステップＳ３２へ進む。ミラー部２１の揺動状態が異常の場合、処理は、ステップＳ２７へ進み、その後、処理は、終了する。

ステップＳ３２において、ミラー制御部２３０は、遮光時間ｔ_３と、目標遮光時間ｔ_ａとに基づいて、交流電圧を制御する。具体的には、ミラー制御部２３０は、遮光時間ｔ_３をフィードバックし、遮光時間ｔ_３が目標遮光時間ｔ_ａとなるように制御するＰＩＤ制御によって、交流電圧を制御する。その後、処理は、終了する。

なお、第２実施形態によるプロジェクタ２００のその他の構成は、上記第１実施形態と同様である。

（第２実施形態の効果）
第２実施形態では、上記のように、ミラー制御部２３０は、他方揺動角側Ａ_２への揺動によって遮光部２７が遮光区間Ｓｅ３を通過する時間長さである第１遮光時間ｔ_３ａと、一方揺動角側Ａ_１への揺動によって遮光部２７が遮光区間Ｓｅ３を通過する時間長さである第２遮光時間ｔ_３ｂとを取得するとともに、取得した第１遮光時間ｔ_３ａと、第２遮光時間ｔ_３ｂとに基づいて、遮光部２７が受光部２５ｂを遮光している時間長さである遮光時間ｔ_３を取得し、取得した遮光時間ｔ_３と所定の目標揺動角度θ_ｃによってミラー部２１を揺動させた際に、遮光部２７が受光部２５ｂを遮光する時間長さである目標遮光時間ｔ_ａとを比較することにより、ミラー部２１の揺動を制御するように構成されている。これにより、ミラー部２１の揺動周期が一定であれば、遮光時間ｔ_３を取得することにより、ミラー部２１の揺動を制御することができる。その結果、ミラー部２１の揺動角度θ_ｂを取得し、目標揺動角度θ_ｃと比較する構成と比べて、ミラー部２１の揺動を制御する際のミラー制御部２３０の処理負荷を低減することができる。

なお、第２実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。

［第３実施形態］
図１９および図２０を参照して、第３実施形態について説明する。この第３実施形態では、ミラー部２１の揺動を１周期Ｔごとに制御する上記第１実施形態とは異なり、ミラー部２１の揺動を半周期ごとに制御するように構成した例について説明する。なお、図中において、上記第１実施形態と同様の構成の部分には、同一の符号を付している。

図１９に示すように、第３実施形態によるプロジェクタ３００は、光スキャナユニット２０の代わりに、光スキャナユニット３２０を備えている点で、上記第１実施形態によるプロジェクタ１００とは異なる。なお、プロジェクタ３００は、特許請求の範囲の「光学機器」の一例である。

光スキャナユニット３２０は、ミラー制御部２３の代わりに、ミラー制御部２３１を備える点で、上記第１実施形態による光スキャナユニット２０とは異なる。

図２０は、ミラー部２１の揺動信号４０を示すグラフＧ１と、交流電圧信号４１を示すグラフＧ２と、交流電圧信号４１を二値化した交流電圧二値化信号４４のグラフＧ５と、検知信号４３のグラフＧ４とを示している。なお、グラフＧ５は、縦軸が信号強度であり、横軸が時間のグラフである。

交流電圧二値化信号４４は、交流電圧信号４１がプラスの場合にＨＩＧＨの状態となり、交流電圧信号４１がマイナスの場合にＬＯＷの状態となる二値化信号である。

図２０のグラフＧ１に示すように、第３角度θ_３は、遮光区間Ｓｅ３から第１受光区間Ｓｅ１に切り替わる際のミラー部２１の角度である。また、第４角度θ_４は、第１受光区間Ｓｅ１から遮光区間Ｓｅ３に切り替わる際のミラー部２１の角度である。また、第５角度θ_５は、遮光区間Ｓｅ３から第２受光区間Ｓｅ２に切り替わる際のミラー部２１の角度である。また、第６角度θ_６は、第２受光区間Ｓｅ２から遮光区間Ｓｅ３に切り替わる際のミラー部２１の角度である。

また、第３受光時間ｔ_１ａは、第１受光時間ｔ_１のうち、交流電圧二値化信号４４がＨＩＧＨの状態となっている時間長さである。また、第４受光時間ｔ_１ｂは、第１受光時間ｔ_１のうち、交流電圧二値化信号４４がＬＯＷの状態となっている時間長さである。また、第５受光時間ｔ_２ｂは、第２受光時間ｔ_２のうち、交流電圧二値化信号４４がＨＩＧＨの状態となっている時間長さである。また、第６受光時間ｔ_２ａは、第２受光時間ｔ_２のうち、交流電圧二値化信号４４がＬＯＷの状態となっている時間長さである。

ミラー制御部２３１は、以下に示す式（９）～式（１２）に基づいて、事前処理として第３角度θ_３、第４角度θ_４、第５角度θ_５、および、第６角度θ_６を予め取得しておく。

また、記憶部３０には、操作者によって予め設定された所定の第１目標揺動角度θ_ｃ１および所定の第２目標揺動角度θ_ｃ２が記憶されている。なお、所定の第１目標揺動角度θ_ｃ１および所定の第２目標揺動角度θ_ｃ２は、特許請求の範囲の「所定の目標揺動角度」の一例である。

第３実施形態では、ミラー制御部２３１は、第１受光時間ｔ_１または第２受光時間ｔ_２と、所定の目標揺動角度θ_ｃとに基づいて、ミラー部２１の揺動を半周期ごとに制御するように構成されている。具体的には、ミラー制御部２３１は、所定の第１目標揺動角度θ_ｃ１と、遮光区間Ｓｅ３から第１受光区間Ｓｅ１に切り替わってから一方揺動角側Ａ_１の揺動端である第１揺動端θ_ｅ１までの時間長さである第３受光時間ｔ_１ａと、第２揺動端θ_ｅ２から遮光区間Ｓｅ３に切り替わるまでの時間長さである第６受光時間ｔ_２ａとに基づいて、ミラー部２１の揺動を半周期ごとに制御するように構成されている。なお、ミラー制御部２３１は、所定の第２目標揺動角度θ_ｃ２と、第１揺動端θ_ｅ１から遮光区間Ｓｅ３に切り替わるまでの時間長さである第４受光時間ｔ_１ｂと、遮光区間Ｓｅ３から第２受光区間Ｓｅ２に切り替わってから他方揺動角側Ａ_２の揺動端である第２揺動端θ_ｅ２までの時間長さである第５受光時間ｔ_２ｂとに基づいて、ミラー部２１の揺動を半周期ごとに制御するように構成されていてもよい。

第３実施形態では、ミラー制御部２３１は、以下の式（１３）または式（１４）に基づいて、遮光部２７が一方揺動角側Ａ_１を揺動している際の第１揺動角度θ_ｇ、または、遮光部２７が他方揺動角側Ａ_２を揺動している際の第２揺動角度θ_ｈを取得する。

また、ミラー制御部２３１は、以下に示す式（１５）または式（１６）に基づいて、一方揺動角側Ａ_１における揺動角度中心のずれ量θ_ｉ、または、他方揺動角側Ａ_２における揺動角度中心のずれ量θ_ｊを取得することができる。

次に、図２１を参照して、ミラー制御部２３１が行う事前処理について説明する。なお、上記第１実施形態によるミラー制御部２３と同様の処理については、同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。

ステップＳ１において、ミラー制御部２３１は、遮光部２７の揺動角度θ_ａを取得する。

ステップＳ４０において、ミラー制御部２３１は、検知信号４３および交流電圧二値化信号４４に基づいて、第３受光時間ｔ_１ａを取得する。

ステップＳ４１において、ミラー制御部２３１は、検知信号４３および交流電圧二値化信号４４に基づいて、第４受光時間ｔ_１ｂを取得する。

ステップＳ４２において、ミラー制御部２３１は、検知信号４３および交流電圧二値化信号４４に基づいて、第５受光時間ｔ_２ｂを取得する。

ステップＳ４３において、ミラー制御部２３１は、検知信号４３および交流電圧二値化信号４４に基づいて、第６受光時間ｔ_２ａを取得する。

ステップＳ４４において、ミラー制御部２３１は、上記式（９）に基づいて、第３角度θ_３を取得する。

ステップＳ４５において、ミラー制御部２３１は、上記式（１０）に基づいて、第４角度θ_４を取得する。

ステップＳ４６において、ミラー制御部２３１は、上記式（１１）に基づいて、第５角度θ_５を取得する。

ステップＳ４７において、ミラー制御部２３は、上記式（１２）に基づいて、第６角度θ_６を取得する。

ステップＳ４８において、ミラー制御部２３１は、取得した第３角度θ_３、第４角度θ_４、第５角度θ_５、および、第６角度θ_６を、記憶部３０に記憶する。その後、処理は、終了する。

次に、図２２を参照して、第３実施形態によるミラー制御部２３１が、ミラー部２１の揺動状態の判定処理について説明する。なお、図２２に示す例は、ミラー部２１が等しい方向に揺動している場合の半周期ごとの揺動状態を判定する。また、上記第１実施形態によるミラー制御部２３と同様の処理を行うステップについては、同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。

ステップＳ４９において、第４受光時間ｔ_１ｂ、第２遮光時間ｔ_３ｂ、および、第５受光時間ｔ_２ｂを取得した際に、交流電圧二値化信号４４がＬＯＷであった否かを判定する。交流電圧二値化信号４４がＬＯＷだった場合、処理は、ステップＳ５０へ進む。交流電圧二値化信号４４がＬＯＷでなかった場合（ＨＩＧＨであった場合）、処理は、ステップＳ５１へ進む。

ステップＳ５０において、ミラー制御部２３１は、検知信号４３および交流電圧二値化信号４４に基づいて、第４受光時間ｔ_１ｂを取得する。なお、ステップＳ４９において取得する第４受光時間ｔ_１ｂは、ミラー部２１の揺動制御中において、遮光部２７が揺動している際に、一方揺動角側Ａ_１の揺動端θ_ｅ１から、遮光区間Ｓｅ３に到達するまでの実際の時間長さである。次に、処理は、ステップＳ５２へ進む。

ステップＳ５２において、ミラー制御部２３１は、交流電圧二値化信号４４および検知信号４３に基づいて、第２遮光時間ｔ_３ｂを取得する。なお、ステップＳ５０において取得する第２遮光時間ｔ_３ｂは、ミラー部２１の揺動制御中において、遮光部２７が揺動している際に、他方揺動角側Ａ_２の揺動によって遮光区間Ｓｅ３を通過する実際の時間長さである。

ステップＳ５３において、ミラー制御部２３１は、検知信号４３および交流電圧二値化信号４４に基づいて、第５受光時間ｔ_２ｂを取得する。なお、ステップＳ５０において取得する第５受光時間ｔ_２ｂは、ミラー部２１の揺動制御中において、遮光部２７が揺動している際に、遮光区間Ｓｅ３から、他方揺動角側Ａ_２の揺動端θ_ｅ２に到達するまでの実際の時間長さである。その後、処理は、ステップＳ５６へ進む。

ステップＳ４９からステップＳ５１へ処理が進んだ場合、ステップＳ５１において、ミラー制御部２３１は、検知信号４３および交流電圧二値化信号４４に基づいて、第６受光時間ｔ_２ａを取得する。なお、ステップＳ５２において取得する第６受光時間ｔ_２ａは、ミラー部２１の揺動制御中において、遮光部２７が揺動している際に、他方揺動角側Ａ_２の揺動端θ_ｅ２から、遮光区間Ｓｅ３に到達するまでの実際の時間長さである。その後、処理は、ステップＳ５４ヘ進む。

ステップＳ５４において、ミラー制御部２３１は、交流電圧二値化信号４４および検知信号４３に基づいて、第１遮光時間ｔ_３ａを取得する。なお、ステップＳ５４において取得する第１遮光時間ｔ_３ａは、ミラー部２１の揺動制御中において、遮光部が揺動している際に、一方揺動角側Ａ_１への揺動によって遮光部２７が遮光区間Ｓｅ３を通過する実際の時間長さである。

ステップＳ５５において、ミラー制御部２３１は、検知信号４３および交流電圧二値化信号４４に基づいて、第３受光時間ｔ_１ａを取得する。なお、ステップＳ５３において取得する第３受光時間ｔ_１ａは、ミラー部２１の揺動制御中において、遮光部２７が揺動している際に、遮光区間Ｓｅ３から、一方揺動角側Ａ_１の揺動端θ_ｅ１に到達するまでの実際の時間長さである。その後、処理は、ステップＳ５６へ進む。

ステップＳ５６において、ミラー制御部２３１は、受光時間および遮光時間が妥当であるか否かを判定する。ステップＳ５８における判定処理は、上記ステップＳ１４における処理と同様に、下記の式（１７）または式（１８）に基づいて第２判定時間ｔ_５を取得する。ミラー制御部２３１は、取得した第２判定時間ｔ_５が、以下に示す式（１９）の条件を満たしているか否かにより、受光時間および遮光時間が妥当であるか否かを判定する。受光時間および遮光時間が妥当である場合、処理は、ステップＳ２４へ進み、その後、終了する。受光時間および遮光時間が妥当でない場合、処理は、ステップＳ１５ヘ進み、その後、終了する。

次に、図２３を参照して、第３実施形態によるミラー制御部２３１が、交流電圧を調整する処理について説明する。なお、上記第１実施形態によるミラー制御部２３と同様の処理を行うステップについては、同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。

ステップＳ２５において、ミラー制御部２３１は、ミラー部２１の揺動状態が正常であるか否かを判定する。ミラー部２１の揺動状態が正常である場合、処理は、ステップＳ５９へ進む。ミラー部２１の揺動状態が異常である場合、処理は、ステップＳ２７へ進み、その後、終了する。

ステップＳ５９において、ミラー制御部２３１は、上記式（１３）または上記式（１４）に基づいて、ミラー部２１の半周期ごとの第１揺動角度θ_ｇまたは第２揺動角度θ_ｈを取得する。

ステップＳ６０において、ミラー制御部２３１は、第１揺動角度θ_ｇが第１目標揺動角度θ_ｃ１となるように交流電圧を制御するか、または、第２揺動角度θ_ｈが、第２目標揺動角度θ_ｃ２となるように交流電圧を制御する。その後、処理は、終了する。

なお、第３実施形態によるプロジェクタ３００のその他の構成は、上記第１実施形態と同様である。

（第３実施形態の効果）
第３実施形態では、上記のように、ミラー制御部２３１は、第１受光時間ｔ_１または第２受光時間ｔ_２と、所定の目標揺動角度θ_ｃとに基づいて、ミラー部２１の揺動を半周期ごとに制御するように構成されている。これにより、半周期ごとにミラー部２１の揺動を制御することが可能となるので、たとえば、１周期Ｔごとにミラー部２１の揺動を制御する構成と比較して、ミラー部２１の揺動をより一層精度よく制御することができる。

また、第３実施形態では、上記のように、ミラー制御部２３１は、所定の第１目標揺動角度θ_ｃ１と、遮光区間Ｓｅ３から第１受光区間Ｓｅ１に切り替わってから一方揺動角側Ａ_１の揺動端である第１揺動端θ_ｅ１までの時間長さである第３受光時間ｔ_１ａと、第２揺動端θ_ｅ２から遮光区間Ｓｅ３に切り替わるまでの時間長さである第６受光時間ｔ_２ａとに基づくか、または、所定の第２目標揺動角度θ_ｃ２と、第１揺動端θ_ｅ１から遮光区間Ｓｅ３に切り替わるまでの時間長さである第４受光時間ｔ_１ｂと、遮光区間Ｓｅ３から第２受光区間Ｓｅ２に切り替わってから他方揺動角側Ａ_２の揺動端である第２揺動端θ_ｅ２までの時間長さである第５受光時間ｔ_２ｂとに基づいて、ミラー部２１の揺動を半周期ごとに制御するように構成されている。これにより、第３受光時間ｔ_１ａと、第４受光時間ｔ_１ｂと、第５受光時間ｔ_２ｂと、第６受光時間ｔ_２ａとを取得すことにより、容易にミラー部２１の揺動を制御することができる。

なお、第３実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。

［第４実施形態］
図２４～図２６を参照して、第４実施形態について説明する。この第４実施形態では、光センサ２５を覆うように設けられるカバー部材５０を備えるように構成した例について説明する。なお、図中において、上記第１実施形態と同様の構成の部分には、同一の符号を付している。

図２４に示すように、第４実施形態によるプロジェクタ４００は、光スキャナユニット２０の代わりに光スキャナユニット４２０を備える点で、上記第１実施形態によるプロジェクタ１００とは異なる。なお、プロジェクタ４００は、特許請求の範囲の「光学機器」の一例である。

第４実施形態では、光スキャナユニット４２０は、カバー部材５０および光センサ４２５を備える点で、上記第１実施形態による光スキャナユニット２０とは異なる。光センサ４２５は、フィルタ部材５１を備える点で、上記第１実施形態による光センサ２５とは異なる。

図２５に示すように、カバー部材５０は、Ｚ方向から見て、板状に形成されたメタル部材２４のＹ１側の略半分を覆うとともに、Ｙ２側の略半分を覆わないように、メタル部材２４よりも上側（Ｚ１側）に設けられている。これにより、カバー部材５０は、光センサ２５およびミラー駆動部２２を上側（Ｚ１側）から覆うとともに、ミラー部２１を上側（Ｚ２側）から覆わない状態となっている。すなわち、ミラー部２１に入射する走査用のレーザ光がカバー部材５０に遮蔽されないように、カバー部材５０が設けられている。

また、図２６に示すように、光センサ４２５は、受光部２５ｂに入射する光が通過するように受光部２５ｂの近傍に設けられたフィルタ部材５１を備えている、フィルタ部材５１は、発光部２５ａにより出射された光に対応する波長域の光を通過させるように構成されている。

なお、第４実施形態によるプロジェクタ４００のその他の構成は、上記第１実施形態と同様である。

（第４実施形態の効果）
第４実施形態では、上記のように、光スキャナユニット４２０を、光センサ２５を覆うように設けられるカバー部材５０を備えるように構成する。これにより、カバー部材５０に覆われた光センサ２５には、光スキャナユニット４２０内において発生する迷光（不要な反射光）、光スキャナユニット４２０の外部から入射される光、等の外乱光が入射するのが抑制されるので、外乱光に起因して、受光部２５ｂに入射する光に基づくミラー部２１の揺動角度θ_ｂの検出精度が低下するのを抑制することができる。

また、第４実施形態では、上記のように、受光部２５ｂに入射する光が通過するように受光部２５ｂの近傍に設けられ、発光部２５ａにより出射された光に対応する波長域の光を通過させる、フィルタ部材５１を備えるように構成する。これにより、フィルタ部材５１が近傍に設けられた受光部２５ｂには、発光部２５ａにより出射された光に対応する波長域以外の光が入射するのが抑制されるので、光スキャナユニット４２０内において発生する迷光（不要な反射光）、光スキャナユニット４２０の外部から入射される光、等の外乱光に起因して、受光部２５ｂに入射する光に基づくミラー部２１の揺動角度θ_ｂの検出精度が低下するのを抑制することができる。

なお、第４実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。

［変形例］
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに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（変形例）が含まれる。

たとえば、上記第１～第３実施形態では、交流電圧信号４１がマイナス側からゼロになる場合をゼロクロスとして設定、その際のミラー部２１の位置を他方揺動角側Ａ_２の揺動端であるとする構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、交流電圧信号４１がプラス側からゼロになる場合を、ゼロクロスとして設定し、その際のミラー部２１の位置を一方揺動角側Ａ_１の揺動端であるとしてもよい。ゼロクロスと、ミラー部２１の揺動方向とを予め設定しておけば、プラス側からゼロになる場合とマイナス側からゼロになる場合とのどちらをゼロクロスとしてもよい。

また、上記第１、第２、および、第４実施形態では、ミラー制御部２３（２３０）が、ミラー部２１の揺動を１周期Ｔごとに制御し、第３実施形態では、ミラー制御部２３１が、ミラー部２１の揺動を半周期ごとに制御する構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、ミラー制御部２３（２３０、２３１）は、ミラー部２１の揺動を、１周期Ｔごとによる制御と、半周期ごとによる制御とを組み合わせ行ってもよい。また、ミラー制御部２３（２３０）は、数周期ごとにミラー部２１の揺動を制御するように構成されていてもよい。

また、上記第３実施形態では、ミラー制御部２３１が第１揺動角度θ_ｇと所定の第１目標揺動角度θ_ｃ１との比較、または、第２揺動角度θ_ｈと所定の第２目標揺動角度θ_ｃ２とに基づいて、交流電圧を制御する構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、ミラー制御部２３１は、以下に示す式（２０）および式（２１）に基づいて、第１目標遮光時間ｔ_ｂ１または、第２目標遮光時間ｔ_ｂ２を取得し、第１遮光時間ｔ_３ａと第１目標遮光時間ｔ_ｂ１との比較、または、第２遮光時間ｔ_３ｂと、第２目標遮光時間ｔ_ｂ２との比較に基づいて、交流電圧を制御するように構成されていてもよい。

また、上記第１～第４実施形態では、光センサ２５を、ミラー部２１とミラー駆動部２２との間に配置するように構成した例を示したが本発明はこれに限られない。本発明では、光センサを、ミラー部とミラー駆動部との間以外に配置するように構成してもよい。

また、上記第１～第４実施形態では、光センサ２５（４２５）を、発光部２５ａから出射された光が、物体により遮られるのを受光部２５ｂで検出することによって、物体の有無や位置を判定するセンサ（フォトインタラプタ）として構成した例を示したが本発明はこれに限られない。本発明では、光センサを、発光部から出射された光が、物体に当たって反射してきた光を検出することによって、物体の有無や位置を判定するセンサ（フォトリフレクタ）として構成してもよい。

また、上記第１～第４実施形態では、ミラー制御部２３（２３０、２３１）を、ＰＩＤ制御によって、ミラー部２１が目標揺動角度θ_ｃとなるように制御するように構成した例を示したが本発明はこれに限られない。本発明では、ミラー制御部２３（２３０、２３１）を、ＰＩＤ制御以外のフィードバック制御によって、ミラー部２１が目標揺動角度θ_ｃとなるように制御するように構成してもよい。

また、上記第１～第４実施形態では、ミラー部２１を、ミラー基板２１ａと、メタル部材２４の一部であるミラー基板支持部２１ｂと、を含むように構成した例を示したが本発明はこれに限られない。本発明では、ミラー部を、ミラー基板を含まないように構成してもよい。この場合、メタル部材の一部であるミラー基板支持部に対して光の反射率を向上させる表面処理を行うのが好ましい。

また、上記第１～第４実施形態では、本発明の「光学機器」を、プロジェクタ１００（２００、３００、４００）に適用した例を示したが本発明はこれに限られない。本発明の「光学機器」を、照明装置等のプロジェクタ以外の「光学機器」に適用してもよい。

１１ 光源部
２０、２２０、３２０、４２０ 光スキャナユニット
２１ ミラー部
２２ ミラー駆動部（振動発生部）
２３、２３０、２３１ ミラー制御部（制御部）
２５ 光センサ
２５ａ 発光部
２５ｂ 受光部
２７ 遮光部
５０ カバー部材
５１ フィルタ部材
１００、２００、３００、４００ プロジェクタ（光学機器）
Ａ_１ 一方揺動角側
Ａ_２ 他方揺動角側
Ｓｅ１ 第１受光区間
Ｓｅ２ 第２受光区間
Ｓｅ３ 遮光区間
Ｗ１ ミラー部の厚み
Ｗ２ 遮光部の厚み
ｔ_１ 第１受光時間
ｔ_１ａ 第３受光時間
ｔ_１ｂ 第４受光時間
ｔ_２ 第２受光時間
ｔ_２ｂ 第５受光時間
ｔ_２ａ 第６受光時間
ｔ_３ 遮光時間
ｔ_３ａ 第１遮光時間
ｔ_３ｂ 第２遮光時間
ｔ_ａ 目標遮光時間
θ_ｂ 揺動角度
θ_ｃ 目標揺動角度
θ_ｅ１ 第１揺動端
θ_ｅ２ 第２揺動端

Claims (17)

1. 光を反射する反射部分を含むミラー部と、
   交流電圧が印加されることにより、所定の揺動軸周りに前記ミラー部を揺動させる振動発生部と、
   単一の発光部と、前記発光部から出射された光を受光する単一の受光部と、を含む単一の光センサと、
   前記ミラー部の揺動とともに揺動するように前記ミラー部に設けられ、揺動に伴って前記発光部から出射された光を周期的に遮蔽する遮光部と、
   前記交流電圧と、前記光センサの検出信号とに基づいて、前記ミラー部の揺動を制御する制御部と、を備え、
   前記制御部は、前記受光部の受光状態と、前記交流電圧のゼロクロスのタイミングとに基づいて、前記ミラー部の揺動の方向を含む前記ミラー部の揺動の状態を取得し、前記ミラー部の揺動を制御するように構成されている、光スキャナユニット。
2. 前記制御部は、一方揺動角側において、前記遮光部が前記受光部を遮らないように揺動する区間である第１受光区間と、他方揺動角側において、前記遮光部が前記受光部を遮らないように揺動する区間である第２受光区間と、前記ゼロクロスのタイミングとに基づいて、前記ミラー部の揺動の状態を取得し、前記ミラー部の揺動を制御するように構成されている、請求項１に記載の光スキャナユニット。
3. 前記制御部は、前記遮光部が前記第１受光区間内を揺動する時間長さである第１受光時間と、前記遮光部が前記第２受光区間内を揺動する時間長さである第２受光時間とを取得し、取得した前記第１受光時間と、前記第２受光時間と、前記所定の目標揺動角度とに基づいて、前記ミラー部の揺動を制御するように構成されている、請求項２に記載の光スキャナユニット。
4. 前記制御部は、前記遮光部が前記受光部を遮るように揺動する区間である遮光区間から前記第１受光区間に切り替わるタイミングと、前記第１受光区間から前記遮光区間に切り替わるタイミングとに基づいて、前記第１受光時間を取得するとともに、前記遮光区間から前記第２受光区間に切り替わるタイミングと、前記第２受光区間から前記遮光区間に切り替わるタイミングとに基づいて、前記第２受光時間を取得するように構成されている、請求項３に記載の光スキャナユニット。
5. 前記制御部は、前記第１受光時間に基づいて、前記第１受光区間と前記遮光区間とが切り替わるタイミングにおける前記遮光部の揺動角度である第１角度を取得し、前記第２受光時間に基づいて、前記第２受光区間と前記遮光区間とが切り替わるタイミングにおける前記遮光部の揺動角度である第２角度を取得し、取得した前記第１角度と、前記第２角度と、前記第１受光時間と、前記第２受光時間とにより、前記ミラー部の揺動角度を取得するとともに、取得した前記ミラー部の揺動角度と、前記所定の目標揺動角度とを比較することにより、前記ミラー部の揺動角度を制御するように構成されている、請求項３または４に記載の光スキャナユニット。
6. 前記制御部は、前記他方揺動角側への揺動によって前記遮光部が前記遮光区間を通過する時間長さである第１遮光時間と、前記一方揺動角側への揺動によって前記遮光部が前記遮光区間を通過する時間長さである第２遮光時間とを取得するとともに、取得した前記第１遮光時間と、前記第２遮光時間とに基づいて、前記遮光部が前記受光部を遮光している時間長さである遮光時間を取得し、取得した前記遮光時間と前記所定の目標揺動角度によって前記ミラー部を揺動させた際に、前記遮光部が前記受光部を遮光する時間長さである目標遮光時間とを比較することにより、前記ミラー部の揺動を制御するように構成されている、請求項３または４に記載の光スキャナユニット。
7. 前記制御部は、前記第１受光区間と、前記第２受光区間と、前記ゼロクロスのタイミングとに基づいて、前記ミラー部の揺動が正常であるか否かを検知するように構成されている、請求項３～６のいずれか１項に記載の光スキャナユニット。
8. 前記制御部は、前記ゼロクロスのタイミングが、前記第２受光区間に含まれる場合には、前記ミラー部の揺動が正常であると判定し、前記ゼロクロスのタイミングが、前記第１受光区間に含まれる場合には、前記ミラー部の揺動が異常であると判定するように構成されている、請求項７に記載の光スキャナユニット。
9. 前記制御部は、前記第１受光時間と、前記第２受光時間と、前記所定の目標揺動角度とに基づいて、前記ミラー部の揺動を１周期ごとに制御するように構成されている、請求項３～８のいずれか１項に記載の光スキャナユニット。
10. 前記制御部は、前記第１受光時間に基づく第３受光時間および第６受光時間、または、前記第２受光時間に基づく第４受光時間および第５受光時間と、前記所定の目標揺動角度とに基づいて、前記ミラー部の揺動を半周期ごとに制御するように構成されている、請求項３に記載の光スキャナユニット。
11. 前記第３受光時間は、前記所定の目標揺動角度と、前記遮光区間から前記第１受光区間に切り替わってから前記一方揺動角側の揺動端である第１揺動端までの時間長さであり、
    前記第６受光時間は、前記遮光区間から前記第２受光区間に切り替わってから前記他方揺動角側の揺動端である第２揺動端から前記遮光区間に切り替わるまでの時間長さであり、
    前記第４受光時間は、前記所定の目標揺動角度と、前記第１揺動端から前記遮光区間に切り替わるまでの時間長さであり、
    前記第５受光時間は、前記第２揺動端までの時間長さであり、
    前記制御部は、前記第３受光時間と、前記第６受光時間とに基づくか、または、前記第４受光時間と、前記第５受光時間とに基づいて、前記ミラー部の揺動を半周期ごとに制御するように構成されている、請求項１０に記載の光スキャナユニット。
12. 前記受光部は、前記交流電圧を印加しない場合において、前記遮光部の揺動角度が０度となる位置と重なる位置に配置される、請求項１～１１のいずれか１項に記載の光スキャナユニット。
13. 前記光センサを覆うように設けられるカバー部材をさらに備える、請求項１～１２のいずれか１項に記載の光スキャナユニット。
14. 前記受光部に入射する光が通過するように前記受光部の近傍に設けられ、前記発光部により出射された光に対応する波長域の光を通過させる、フィルタ部材をさらに備える、請求項１～１３のいずれか１項に記載の光スキャナユニット。
15. 前記光センサは、前記ミラー部と、前記振動発生部との間に配置されている、請求項１～１４のいずれか１項に記載の光スキャナユニット。
16. 前記遮光部は、前記反射部分の面が延びる面方向に沿って、前記ミラー部から前記光センサ側に突出するように構成されており、
    前記遮光部は、前記面が延びる方向と直交する方向において、前記ミラー部の厚みよりも小さい厚みを有する、請求項１～１５のいずれか１項に記載の光スキャナユニット。
17. 請求項１～１６のいずれか１項に記載の光スキャナユニットと、
    前記光スキャナユニットが備える前記ミラー部の前記反射部分に走査用の光を照射する光源部と、を備える、光学機器。

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