JP7365930B2 - Optical scanning device, lighting system - Google Patents

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JP7365930B2 JP2020026012A JP2020026012A JP7365930B2 JP 7365930 B2 JP7365930 B2 JP 7365930B2 JP 2020026012 A JP2020026012 A JP 2020026012A JP 2020026012 A JP2020026012 A JP 2020026012A JP 7365930 B2 JP7365930 B2 JP 7365930B2
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Description

本発明は、配光パターンの生成に用いる光偏向器、蛍光体プレート等を備える光走査装置、及び当該光走査装置を備える照明システムに関する。 The present invention relates to an optical scanning device including an optical deflector, a phosphor plate, etc. used to generate a light distribution pattern, and an illumination system including the optical scanning device.

従来、車両に搭載される車両用灯具として、光源から出射された光をＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）技術により製作された光偏向器によって走査し、走査光が蛍光体プレートに入射するようにして配光パターンを投影する灯具が知られている。 Conventionally, as a vehicle lamp mounted on a vehicle, light emitted from a light source is scanned by an optical deflector manufactured using MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) technology, and the scanned light is incident on a phosphor plate. BACKGROUND ART Lighting devices that project a light distribution pattern are known.

例えば、下記の特許文献１の照明システムは、一次光源、集光光源系、揺動する２つの可動ミラーを備える走査システム、波長変換装置、光像形成システム等で構成されている。一次光源から出射されたレーザ光は、走査システムで走査される。さらに、光像形成システムがレーザ光によって照らされた波長変換装置（リン光体プレート）の種々の点によって放射される光によって、光ビームを形成する。 For example, the illumination system disclosed in Patent Document 1 below includes a primary light source, a condensing light source system, a scanning system including two movable mirrors that swing, a wavelength conversion device, a light image forming system, and the like. Laser light emitted from the primary light source is scanned by a scanning system. Furthermore, a light imaging system forms a light beam with the light emitted by the various points of the wavelength conversion device (phosphor plate) illuminated by the laser light.

また、制御ユニットは、レーザ光が波長変換装置上のすべての点を連続的に走査するように走査システムを制御すると同時に、レーザ光の強度を調節すべく一次光源を制御する（特許文献１／段落００３３，００４４，００４６、図１）。 The control unit also controls the scanning system so that the laser light continuously scans all points on the wavelength conversion device, and at the same time controls the primary light source to adjust the intensity of the laser light (Patent Document 1/ Paragraphs 0033, 0044, 0046, Figure 1).

特許第６２７５４０８号Patent No. 6275408

しかしながら、特許文献１の照明システムでは、可動ミラーの振れ角に異常が発生した場合、レーザ光の走査範囲が変化してしまい、所望の配光パターンが得られないおそれがあった。また、温度環境や経年劣化によっても可動ミラーの振れ角が変化するため、波長変換装置に入射するレーザ光の範囲が変化してしまう点も問題となっていた。 However, in the illumination system of Patent Document 1, when an abnormality occurs in the deflection angle of the movable mirror, the scanning range of the laser beam changes, and there is a possibility that a desired light distribution pattern cannot be obtained. Furthermore, since the deflection angle of the movable mirror changes due to the temperature environment and deterioration over time, there is also a problem in that the range of laser light incident on the wavelength conversion device changes.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、ミラーの振れ角の異常を即座に検出し、正常な振れ角を維持することができる光走査装置及び照明システムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of these circumstances, and it is an object of the present invention to provide an optical scanning device and an illumination system that can immediately detect an abnormality in the deflection angle of a mirror and maintain a normal deflection angle. purpose.

第１発明の光走査装置は、光ビームを反射する回動ミラーを有し、前記回動ミラーを共振駆動する第１軸と前記第１軸の方向と直交して前記回動ミラーを非共振駆動する第２軸とを有する光偏向器と、前記回動ミラーで走査された走査光の波長を変換し、所定の配光パターンに対応する輝度分布を形成する黄色蛍光体と、前記回動ミラーを共振駆動させたときに前記走査光が走査する方向の前記黄色蛍光体のそれぞれ両端部に隣接配置され、前記走査光の波長を変換する赤外蛍光体とからなる蛍光体プレートと、前記赤外蛍光体からの光を検出する光検出部と、前記光検出部で検出された光強度の時間変化に応じて、前記回動ミラーを駆動させるための駆動電圧を制御する制御部と、を備えていることを特徴とする。 The optical scanning device of the first invention includes a rotating mirror that reflects a light beam, and a first axis that drives the rotating mirror in resonance and a direction perpendicular to the first axis that drives the rotating mirror in a non-resonant manner. an optical deflector having a second axis to be driven; a yellow phosphor that converts the wavelength of the scanning light scanned by the rotating mirror to form a brightness distribution corresponding to a predetermined light distribution pattern; a phosphor plate comprising an infrared phosphor that is arranged adjacent to each end of the yellow phosphor in the direction in which the scanning light scans when the mirror is driven to resonate, and that converts the wavelength of the scanning light; a light detection unit that detects light from an infrared phosphor; a control unit that controls a drive voltage for driving the rotating mirror according to a time change in the light intensity detected by the light detection unit; It is characterized by having the following.

本発明の光走査装置は、制御部が回動ミラーの駆動信号を生成し、回動ミラーを共振駆動及び（又は）非共振駆動で駆動させる。光ビームは回動ミラーで反射され走査光となり、蛍光体プレートに入射する。走査光のうち蛍光体プレートの黄色蛍光体に入射する光は、配光パターンに対応する輝度分布を形成する。 In the optical scanning device of the present invention, the control section generates a drive signal for the rotating mirror, and drives the rotating mirror by resonant drive and/or non-resonant drive. The light beam is reflected by a rotating mirror, becomes scanning light, and enters the phosphor plate. Of the scanning light, the light incident on the yellow phosphor of the phosphor plate forms a brightness distribution corresponding to the light distribution pattern.

また、蛍光体プレートの赤外蛍光体に入射する走査光があり、当該赤外蛍光体からの光が光検出部で検出される。光検出部で光が検出されるタイミングは、回動ミラーの振れ角により変化するため、制御部は、検出された光強度の時間変化に応じて当該回動ミラーの駆動電圧を制御する。これにより、回動ミラーの振れ角の異常を即座に検出し、正常な振れ角を維持することができる。 Further, there is scanning light that enters the infrared phosphor of the phosphor plate, and the light from the infrared phosphor is detected by the photodetector. Since the timing at which light is detected by the photodetector changes depending on the deflection angle of the rotating mirror, the control unit controls the driving voltage of the rotating mirror in accordance with the temporal change in the detected light intensity. Thereby, an abnormality in the deflection angle of the rotating mirror can be immediately detected and a normal deflection angle can be maintained.

第１発明の光走査装置において、前記回動ミラーの正常駆動時に、前記両端部のそれぞれで前記光検出部により検出された光の検出時間差から、前記走査光が前記黄色蛍光体を通過する第１期間を算出し、前記制御部は、走査時に計測した前記検出時間差が、前記第１期間に所定の余裕時間を加えた第１許容時間から外れた場合に、前記駆動電圧を変更することが好ましい。 In the optical scanning device of the first aspect, when the rotary mirror is normally driven, it is determined from the detection time difference between the light detected by the light detection section at each of the both ends that the scanning light passes through the yellow phosphor. one period, and the control unit changes the drive voltage when the detection time difference measured during scanning deviates from a first allowable time obtained by adding a predetermined margin time to the first period. preferable.

本発明では、回動ミラーの正常駆動時に、両端部の赤外蛍光体それぞれからの光を光検出部で検出し、検出時間差を求める。これにより、走査光が蛍光体プレートの黄色蛍光体を通過する第１期間が算出される。また、第１許容時間を定めておき、走査時の検出時間差を調べる。検出時間差が前記第１許容時間から外れた場合には、回動ミラーの振れ角に異常がある可能性があるため、制御部は、駆動電圧の変更を行う。従って、回動ミラーの振れ角を迅速に正常な値に戻すことができる。 In the present invention, when the rotating mirror is normally driven, the light from each of the infrared phosphors at both ends is detected by the photodetector, and the detection time difference is determined. As a result, the first period during which the scanning light passes through the yellow phosphor of the phosphor plate is calculated. Further, the first allowable time is determined in advance, and the detection time difference during scanning is checked. If the detection time difference deviates from the first allowable time, there is a possibility that there is an abnormality in the deflection angle of the rotating mirror, so the control unit changes the drive voltage. Therefore, the deflection angle of the rotating mirror can be quickly returned to its normal value.

また、第１発明の光走査装置において、前記回動ミラーの正常駆動時に、前記両端部の何れか一方で前記光検出部により検出された光の光強度ピーク時間から、前記走査光が前記赤外蛍光体を通過する第２期間を算出し、前記制御部は、走査時に計測した前記光強度ピーク時間が、前記第２期間に所定の余裕時間を加えた第２許容期間から外れた場合に前記駆動電圧を変更することが好ましい。 In the optical scanning device according to the first aspect of the invention, when the rotary mirror is normally driven, the scanning light changes from the light intensity peak time of the light detected by the light detection section at either of the both ends to the red light. The controller calculates a second period during which the light passes through the outer phosphor, and when the light intensity peak time measured during scanning deviates from a second allowable period obtained by adding a predetermined margin time to the second period, It is preferable to change the driving voltage.

本発明では、回動ミラーの正常駆動時に、両端部の赤外蛍光体の何れか一方からの光を光検出部で検出し、その光強度のピーク時間を求める。これにより、走査光が蛍光体プレートの赤外蛍光体を通過する第２期間が算出されるそして、第２許容時間を定めておき、走査時の光強度ピーク時間を調べる。光強度ピーク時間が前記第２許容時間から外れた場合には、回動ミラーの振れ角に異常がある可能性があるため、制御部は、駆動電圧の変更を行う。従って、回動ミラーの振れ角を迅速に正常な値に戻すことができる。 In the present invention, when the rotating mirror is normally driven, the light from either of the infrared phosphors at both ends is detected by the photodetector, and the peak time of the light intensity is determined. As a result, the second period during which the scanning light passes through the infrared phosphor of the phosphor plate is calculated. Then, the second allowable time is determined, and the light intensity peak time during scanning is checked. If the light intensity peak time deviates from the second allowable time, there is a possibility that there is an abnormality in the deflection angle of the rotating mirror, so the control unit changes the drive voltage. Therefore, the deflection angle of the rotating mirror can be quickly returned to its normal value.

また、第１発明の照明システムにおいて、前記赤外蛍光体は、前記回動ミラーを共振駆動させたときに前記走査光が走査する方向の幅が、前記回動ミラーを非共振駆動させたときに前記走査光が走査する方向に進むにつれて変化していることが好ましい。 Further, in the illumination system of the first invention, the width of the infrared phosphor in the scanning direction of the scanning light when the rotating mirror is driven in a non-resonant manner is such that when the rotating mirror is driven in a non-resonant manner, It is preferable that the scanning light changes as the scanning light advances in the scanning direction.

赤外蛍光体は、回動ミラーを共振駆動させたときに走査光が走査する方向（例えば、水平方向）の幅が、回動ミラーを非共振駆動させたときに走査光が走査する方向（例えば、垂直方向）に進むにつれて変化している。この構成によれば、走査光が赤外蛍光体よりも外側の領域を走査する時間、赤外蛍光体を走査する時間を計測することで、それぞれ第１期間、第２期間を容易に算出することができる。 The width of the infrared phosphor in the direction in which the scanning light scans when the rotating mirror is driven resonantly (for example, in the horizontal direction) is the same as the width in the direction in which the scanning light scans when the rotating mirror is driven non-resonantly (for example, in the horizontal direction). e.g., in the vertical direction). According to this configuration, the first period and the second period can be easily calculated by measuring the time during which the scanning light scans an area outside the infrared phosphor and the time during which the infrared phosphor is scanned. be able to.

また、第１発明の照明システムにおいて、前記蛍光体プレートは、入射した光を反射する反射型蛍光体からなることが好ましい。 Moreover, in the illumination system of the first invention, it is preferable that the phosphor plate is made of a reflective phosphor that reflects incident light.

この構成によれば、蛍光体プレートは、赤外蛍光体に入射した走査光を赤外光に変換し、反射する。これにより、反射された赤外光が光検出部で検出される装置構成とすることができる。 According to this configuration, the phosphor plate converts the scanning light incident on the infrared phosphor into infrared light and reflects it. Thereby, it is possible to provide an apparatus configuration in which the reflected infrared light is detected by the photodetector.

第２発明の照明システムは、上述の何れか１項に記載の光走査装置と、前記光ビームを出射する光源と、前記輝度分布をスクリーンに投影する投影レンズと、を備えていることを特徴とする。 An illumination system according to a second aspect of the invention includes the optical scanning device according to any one of the above, a light source that emits the light beam, and a projection lens that projects the luminance distribution onto a screen. shall be.

本発明の照明システムでは、光源から出射された光ビームが、光走査装置の光偏向器の回動ミラーに入射し、さらに走査光が蛍光体プレートに入射する。蛍光体プレートの黄色蛍光体に入射した光は、配光パターンの元となる輝度分布を形成し、当該輝度分布は投影レンズを介してスクリーンに投射される。 In the illumination system of the present invention, a light beam emitted from a light source is incident on a rotating mirror of an optical deflector of an optical scanning device, and scanning light is further incident on a phosphor plate. The light incident on the yellow phosphor of the phosphor plate forms a brightness distribution that is the source of a light distribution pattern, and this brightness distribution is projected onto a screen via a projection lens.

また、蛍光体プレートの赤外蛍光体に入射した光は、光検出部により検出され、制御部は、検出された光強度の時間変化に応じて回動ミラーの駆動電圧を制御する。これにより、配光パターンに応じた映像を投射するとともに、回動ミラーの振れ角の異常を即座に検出し、正常な振れ角を維持することができる。 Further, the light incident on the infrared phosphor of the phosphor plate is detected by the light detection section, and the control section controls the driving voltage of the rotating mirror according to the time change of the detected light intensity. Thereby, it is possible to project an image according to the light distribution pattern, to immediately detect an abnormality in the deflection angle of the rotating mirror, and to maintain a normal deflection angle.

本実施形態の照明システムの全体構成を示す図。FIG. 1 is a diagram showing the overall configuration of a lighting system according to the present embodiment. 蛍光体プレートの正面図。A front view of a phosphor plate. 蛍光体プレートの正面図（変更形態）。Front view of the phosphor plate (modified form). （ａ）ＭＥＭＳミラーの共振駆動時における走査光を説明する図。（ｂ）検出される赤外光強度のタイミングチャート。(a) A diagram illustrating scanning light during resonance driving of a MEMS mirror. (b) Timing chart of detected infrared light intensity. （ａ）ＭＥＭＳミラー（振れ角が増大）の共振駆動時における走査光を説明する図。（ｂ）検出される赤外光強度のタイミングチャート。(a) A diagram illustrating scanning light during resonance driving of a MEMS mirror (deflection angle increases). (b) Timing chart of detected infrared light intensity. （ａ）ＭＥＭＳミラー（振れ角が減少）の共振駆動時における走査光を説明する図。（ｂ）検出される赤外光強度のタイミングチャート。(a) A diagram illustrating scanning light during resonance driving of a MEMS mirror (decreased deflection angle). (b) Timing chart of detected infrared light intensity. ＭＥＭＳミラーの共振駆動の振れ角異常に対処する制御のフローチャート。5 is a flowchart of control for dealing with an abnormal deflection angle of resonance drive of a MEMS mirror. （ａ）ＭＥＭＳミラーの共振駆動時における走査光を説明する図（変更形態の蛍光体プレート）。（ｂ）検出される赤外光強度のタイミングチャート。(a) A diagram illustrating scanning light during resonance driving of a MEMS mirror (a modified phosphor plate). (b) Timing chart of detected infrared light intensity. （ａ）ＭＥＭＳミラー（振れ角が増大）の共振駆動時における走査光を説明する図（変更形態の蛍光体プレート）。（ｂ）検出される赤外光強度のタイミングチャート。(a) A diagram (modified phosphor plate) for explaining scanning light during resonance driving of a MEMS mirror (increased deflection angle). (b) Timing chart of detected infrared light intensity. （ａ）ＭＥＭＳミラー（振れ角が減少）の共振駆動時における走査光を説明する図（変更形態の蛍光体プレート）。（ｂ）検出される赤外光強度のタイミングチャート。(a) A diagram (modified phosphor plate) for explaining scanning light during resonance driving of a MEMS mirror (decreased deflection angle). (b) Timing chart of detected infrared light intensity. （ａ）ＭＥＭＳミラーの非共振駆動時における走査光を説明する図。（ｂ）検出される赤外光強度のタイミングチャート。(a) A diagram illustrating scanning light during non-resonant driving of the MEMS mirror. (b) Timing chart of detected infrared light intensity. （ａ）ＭＥＭＳミラー（振れ角が増大）の非共振駆動時における走査光を説明する図。（ｂ）検出される赤外光強度のタイミングチャート。(a) A diagram illustrating scanning light when a MEMS mirror (deflection angle increases) is driven non-resonantly. (b) Timing chart of detected infrared light intensity. （ａ）ＭＥＭＳミラー（振れ角が減少）の非共振駆動時における走査光を説明する図。（ｂ）検出される赤外光強度のタイミングチャート。(a) A diagram illustrating scanning light during non-resonant driving of a MEMS mirror (decreased deflection angle). (b) Timing chart of detected infrared light intensity. ＭＥＭＳミラーの非共振駆動の振れ角異常に対処する制御のフローチャート。5 is a flowchart of control for dealing with an abnormal deflection angle of non-resonant driving of a MEMS mirror.

図１は、本発明の光走査装置４を含む照明システム１の全体構成を示す図である。 FIG. 1 is a diagram showing the overall configuration of an illumination system 1 including an optical scanning device 4 of the present invention.

図示するように、照明システム１は、光源３と、光偏向器５、制御部６、蛍光体プレート８、赤外用フォトダイオード９等を含む光走査装置４と、投影レンズ１０とで構成されている。照明システム１は、例えば、車両用のヘッドライト（車両用灯具）、レーザスキャン型の照明装置として利用される。 As illustrated, the illumination system 1 includes a light source 3, an optical scanning device 4 including an optical deflector 5, a control unit 6, a phosphor plate 8, an infrared photodiode 9, etc., and a projection lens 10. There is. The lighting system 1 is used, for example, as a vehicle headlight (vehicle lamp) or a laser scan type lighting device.

光源３は、中心波長が約４５０ｎｍのレーザダイオード（ＬＤ：Laser Diode）であり、青色光（光ビームＢ）を出射する。なお、光源として、発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）を用いてもよい。 The light source 3 is a laser diode (LD) with a center wavelength of about 450 nm, and emits blue light (light beam B). Note that a light emitting diode (LED) may be used as the light source.

光偏向器５は、二次元的に傾倒可能なＭＥＭＳミラー５ａ（本発明の「回動ミラー」）を備え、光源３から出射された光ビームＢを所定の角度範囲に反射して走査する（走査光Ｓ）。光偏向器５は、ＭＥＭＳミラー５ａの中央部に光が入射するように光軸上に配設されている。このようなミラーを備えた光偏向器として、例えば、特開２００５－１２８１４７号公報や特許第４０９２２８３号公報に記載された公知の構成のミラーを適用することができる。 The optical deflector 5 includes a two-dimensionally tiltable MEMS mirror 5a (the "rotating mirror" of the present invention), and reflects and scans the light beam B emitted from the light source 3 in a predetermined angular range ( Scanning light S). The optical deflector 5 is arranged on the optical axis so that the light enters the center of the MEMS mirror 5a. As an optical deflector including such a mirror, for example, a mirror having a known configuration described in Japanese Patent Application Laid-open No. 2005-128147 or Japanese Patent No. 4092283 can be applied.

制御部６は図示しない制御基板に搭載され、ミラー制御用電子回路により光偏向器５のＭＥＭＳミラー５ａを制御する。具体的には、ミラー制御用電子回路は、ミラー制御用ＩＣと初期特性データ記憶素子とで構成されている。 The control unit 6 is mounted on a control board (not shown), and controls the MEMS mirror 5a of the optical deflector 5 using a mirror control electronic circuit. Specifically, the mirror control electronic circuit is composed of a mirror control IC and an initial characteristic data storage element.

ミラー制御用ＩＣは、ミラー制御用のソフトウェアによりＭＥＭＳミラー５ａの制御信号（正弦波電圧）を生成し、光偏向器５の圧電アクチュエータに当該制御信号を送信する。その際、ミラー制御用ＩＣは、初期特性データ記憶素子に記憶されたＭＥＭＳミラー５ａの初期特性データを参照する。 The mirror control IC generates a control signal (sine wave voltage) for the MEMS mirror 5a using software for mirror control, and transmits the control signal to the piezoelectric actuator of the optical deflector 5. At this time, the mirror control IC refers to the initial characteristic data of the MEMS mirror 5a stored in the initial characteristic data storage element.

これにより、ミラー制御用電子回路は、ＭＥＭＳミラー５ａの動作を制御することができる。また、ミラー制御用電子回路は、ＭＥＭＳミラー５ａを垂直軸方向に変位させたうえで、ＭＥＭＳミラー５ａを回動させる（いわゆる、Ｖ軸オフセット）こともできる。 Thereby, the mirror control electronic circuit can control the operation of the MEMS mirror 5a. Further, the mirror control electronic circuit can also rotate the MEMS mirror 5a after displacing the MEMS mirror 5a in the vertical axis direction (so-called V-axis offset).

図２Ａは、本実施形態の蛍光体プレート８の正面図を示している。図示するように、蛍光体プレート８は、基板７の略中央に形成された黄色蛍光体８ａと、その両端部に隣接配置された赤外蛍光体８ｂとで構成されている。黄色蛍光体８ａは、例えば、Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ３＋からなり、ＭＥＭＳミラー５ａで反射された青色光（走査光Ｓ）が照射されると波長変換され、青色光と補色の関係にある黄色光が発せられる。 FIG. 2A shows a front view of the phosphor plate 8 of this embodiment. As shown in the figure, the phosphor plate 8 is composed of a yellow phosphor 8a formed approximately at the center of the substrate 7, and infrared phosphors 8b disposed adjacent to both ends thereof. The yellow phosphor 8a is made of, for example, Y3Al5O12:Ce3+, and when irradiated with blue light (scanning light S) reflected by the MEMS mirror 5a, the wavelength is converted, and yellow light, which is a complementary color to the blue light, is emitted. .

このため、この黄色蛍光体８ａには配光パターンを生成するための輝度分布を有する領域が形成され、青色光と黄色光とが混色した白色光が出射される。なお、白色光（光Ｗ）は、後述する投影レンズ１０に入射する（図１参照）。 Therefore, a region having a brightness distribution for generating a light distribution pattern is formed in the yellow phosphor 8a, and white light, which is a mixture of blue light and yellow light, is emitted. Note that the white light (light W) enters a projection lens 10, which will be described later (see FIG. 1).

赤外蛍光体８ｂは、３価のネオジム（Ｎｄ3+）、３価のイッテルビウム（Ｙｂ3+）及び３価のエルビウム（Ｅｒ3+）等が含まれる。赤外蛍光体８ｂは、ＭＥＭＳミラー５ａで反射された青色光が照射されると波長変換され、赤外光が発せられる。赤外光は、赤外用フォトダイオード９で検出される（図１参照）。 The infrared phosphor 8b includes trivalent neodymium (Nd 3+ ), trivalent ytterbium (Yb 3+ ), trivalent erbium (Er 3+ ), and the like. When the infrared phosphor 8b is irradiated with the blue light reflected by the MEMS mirror 5a, the wavelength is converted and infrared light is emitted. The infrared light is detected by an infrared photodiode 9 (see FIG. 1).

ＭＥＭＳミラー５ａを共振駆動させたとき、走査光Ｓは、図中の水平方向に移動する。また、ＭＥＭＳミラー５ａを非共振駆動させたとき、走査光Ｓは、図中の垂直方向（下方向）に移動する。これにより、黄色蛍光体８ａと赤外蛍光体８ｂとからなる走査光Ｓの照射領域（破線部）をラスタースキャンすることができる。 When the MEMS mirror 5a is resonantly driven, the scanning light S moves in the horizontal direction in the figure. Further, when the MEMS mirror 5a is driven non-resonantly, the scanning light S moves in the vertical direction (downward) in the figure. Thereby, the irradiation area (broken line part) of the scanning light S made up of the yellow phosphor 8a and the infrared phosphor 8b can be raster scanned.

また、図２Ｂに、本実施形態の変更形態の蛍光体プレート１８の正面図を示す。図示するように、黄色蛍光体１８ａの形状は蛍光体プレート８と同じであるが、その両端部の赤外蛍光体１８ｂは、走査光Ｓが走査する水平方向の幅が垂直方向に対して変化する台形型となっている。 Further, FIG. 2B shows a front view of the phosphor plate 18 according to a modification of this embodiment. As shown in the figure, the shape of the yellow phosphor 18a is the same as that of the phosphor plate 8, but the width of the infrared phosphor 18b at both ends of the infrared phosphor 18b in the horizontal direction scanned by the scanning light S changes with respect to the vertical direction. It has a trapezoidal shape.

蛍光体プレート１８を使用した場合、赤外用フォトダイオード９で検出される光強度の波形が蛍光体プレート８とは異なるものとなる。詳細は後述するが、蛍光体プレート１８を使用すると、より簡易にＭＥＭＳミラー５ａの振れ角を検出することができる。なお、赤外蛍光体１８ｂは三角型でもよく、走査光Ｓが下方に進むにつれて、幅が狭くなる配置であってもよい。 When the phosphor plate 18 is used, the waveform of the light intensity detected by the infrared photodiode 9 will be different from that of the phosphor plate 8. Although details will be described later, by using the phosphor plate 18, the deflection angle of the MEMS mirror 5a can be detected more easily. Note that the infrared phosphor 18b may be triangular, or may be arranged such that the width becomes narrower as the scanning light S advances downward.

図１に戻り、赤外用フォトダイオード９（本発明の「光検出部」）は、受光素子が受光した赤外光Ｒの光強度を電気エネルギーに変換し電流を出力する、例えば、シリコン製のセンサである。また、本実施形態の蛍光体プレート８（赤外蛍光体８ｂ）は反射型蛍光体であるため、赤外光Ｒが入射する位置に赤外用フォトダイオード９を配設しておく。これにより、赤外光Ｒが入射している期間、赤外用フォトダイオード９のオン信号が出力される。 Returning to FIG. 1, the infrared photodiode 9 (the "photodetection section" of the present invention) is made of silicon, for example, and converts the light intensity of the infrared light R received by the light receiving element into electrical energy and outputs a current. It is a sensor. Further, since the phosphor plate 8 (infrared phosphor 8b) of this embodiment is a reflective phosphor, an infrared photodiode 9 is disposed at a position where the infrared light R is incident. As a result, the ON signal of the infrared photodiode 9 is output during the period when the infrared light R is incident.

蛍光体プレート８は、黄色蛍光体８ａの左側に配置された赤外蛍光体８ｂLと黄色蛍光体８ａの右側に配置された赤外蛍光体８ｂRとがあるが（図２Ａ参照）、それぞれに対応する赤外用フォトダイオード９を配設することが好ましい。これは、赤外蛍光体８ｂLで反射された赤外光Ｒが検出されてから赤外蛍光体８ｂRで反射された赤外光Ｒが検出されるまでの検出時間差から、ＭＥＭＳミラー５ａの振れ角を取得するためである。 The phosphor plate 8 has an infrared phosphor 8b L placed on the left side of the yellow phosphor 8a and an infrared phosphor 8b R placed on the right side of the yellow phosphor 8a (see FIG. 2A). It is preferable to arrange an infrared photodiode 9 corresponding to the above. This is due to the detection time difference between when the infrared light R reflected by the infrared phosphor 8b L is detected and when the infrared light R reflected by the infrared phosphor 8b R is detected. This is to obtain the deflection angle.

透過型蛍光体の蛍光体プレートを用いることも可能だが、赤外蛍光体８ｂを通過した赤外光Ｒが入射する位置に、赤外用フォトダイオード９を配設する必要がある。 Although it is possible to use a phosphor plate of a transmission type phosphor, it is necessary to arrange an infrared photodiode 9 at a position where the infrared light R that has passed through the infrared phosphor 8b is incident.

投影レンズ１０は４枚のレンズ１０ａ～１０ｄからなり、各レンズ１０ａ～１０ｄがレンズホルダ１１に保持されている。各レンズ１０ａ～１０ｄは、歪み等を抑えて配光パターンの解像度を向上させる役割がある。蛍光体プレート８に最も近いレンズ１０ａは、その後側焦点が蛍光体プレート８の位置となるように配置されている。 The projection lens 10 consists of four lenses 10a to 10d, and each lens 10a to 10d is held by a lens holder 11. Each of the lenses 10a to 10d has the role of suppressing distortion and the like and improving the resolution of the light distribution pattern. The lens 10a closest to the phosphor plate 8 is arranged so that its rear focal point is at the position of the phosphor plate 8.

投影レンズ１０は４枚の構成に限られず、特に、蛍光体プレート８が曲面状であれば、より少ない数のレンズで配光パターンを投影することができる。また、投影レンズ１０は、蛍光体プレート８からの光の収差を抑え、像を拡大しつつ前方へ反転投影する。そして、仮想スクリーン１２（照明システム１の前方約２５ｍの位置に配置）上に、所定形状の配光パターンが生成される。 The number of projection lenses 10 is not limited to four, and in particular, if the phosphor plate 8 has a curved shape, the light distribution pattern can be projected with a smaller number of lenses. Furthermore, the projection lens 10 suppresses aberrations of the light from the phosphor plate 8, magnifies the image, and inversely projects it forward. Then, a light distribution pattern of a predetermined shape is generated on the virtual screen 12 (located approximately 25 m in front of the lighting system 1).

次に、図３を参照して、蛍光体プレート８を使用した場合のＭＥＭＳミラー５ａの共振駆動時（２０ＫＨｚ）の赤外光強度の変化を説明する。 Next, with reference to FIG. 3, a change in infrared light intensity during resonance driving (20 KHz) of the MEMS mirror 5a when the phosphor plate 8 is used will be described.

図３（ａ）は、ＭＥＭＳミラー５ａで反射された走査光Ｓを矢印で示している。また、図３（ｂ）は、横軸を時間Ｔ、縦軸を赤外用フォトダイオード９で検出された赤外光Ｒの光強度Ｉとしたタイミングチャートである。 In FIG. 3(a), arrows indicate the scanning light S reflected by the MEMS mirror 5a. Further, FIG. 3(b) is a timing chart in which the horizontal axis represents time T and the vertical axis represents the light intensity I of the infrared light R detected by the infrared photodiode 9.

図３（ａ）に示すように、ＭＥＭＳミラー５ａの共振駆動時において、走査光Ｓは、蛍光体プレート８の水平方向に移動する。具体的には、走査光Ｓは、蛍光体プレート８の黄色蛍光体８ａから左端部に配置された赤外蛍光体８ｂLに入射した後、再び黄色蛍光体８ａに戻り、右端部に配置された赤外蛍光体８ｂRに入射する。また、ＭＥＭＳミラー５ａの非共振駆動により、照射領域（破線部）の端部において、走査光Ｓが下方に移動する。 As shown in FIG. 3A, the scanning light S moves in the horizontal direction of the phosphor plate 8 during resonance driving of the MEMS mirror 5a. Specifically, the scanning light S enters from the yellow phosphor 8a of the phosphor plate 8 to the infrared phosphor 8b L placed at the left end, returns to the yellow phosphor 8a again, and then enters the infrared phosphor 8b L placed at the right end. The light is incident on the infrared phosphor 8bR . Furthermore, due to non-resonant driving of the MEMS mirror 5a, the scanning light S moves downward at the end of the irradiation area (dashed line).

ここで、走査光Ｓが赤外蛍光体８ｂLに入射した瞬間をＴ＝ｔ０、走査光Ｓが赤外蛍光体８ｂＬから黄色蛍光体８ａに戻る瞬間をＴ＝ｔ３とすると、図３（ｂ）の光強度Ｉは、台形状の波形（左側）となる。なお、光強度Ｉが最大値となる立ち上がり完了の瞬間をＴ＝ｔ１、立ち下り開始の瞬間をＴ＝ｔ２とする。 Here, if the moment when the scanning light S enters the infrared phosphor 8bL is T=t0, and the moment when the scanning light S returns from the infrared phosphor 8bL to the yellow phosphor 8a is T=t3, then FIG. The light intensity I in b) has a trapezoidal waveform (left side). Note that the moment when the light intensity I reaches its maximum value is T=t1, and the moment when the light intensity I starts falling is T=t2.

また、図３（ａ）に示すように、走査光Ｓが赤外蛍光体８ｂRに入射した瞬間をＴ＝ｔ４、走査光Ｓが赤外蛍光体８ｂRから黄色蛍光体８ａに戻る瞬間をＴ＝ｔ７とすると、図３（ｂ）の光強度Ｉは、台形状の波形となる（右側）。なお、光強度Ｉが最大値となる立ち上がり完了の瞬間をＴ＝ｔ５、立ち下り開始の瞬間をＴ＝ｔ６とする。 In addition, as shown in FIG. 3(a), T=t4 is the moment when the scanning light S enters the infrared phosphor 8b R , and T=t4 is the moment when the scanning light S returns from the infrared phosphor 8b R to the yellow phosphor 8a. When T=t7, the light intensity I in FIG. 3(b) has a trapezoidal waveform (right side). Note that the moment when the light intensity I reaches its maximum value is T=t5, and the moment when the light intensity I starts falling is T=t6.

走査光Ｓが水平方向（主に、黄色蛍光体８ａ）を走査する走査時間Ｔは、おおよそＴ＝ｔ５－ｔ２の期間となる。さらに、正常時の走査時間Ｔ（本発明の「第１期間」）に所定の余裕時間を加えた時間を基準時間ＴS1（本発明の「第１許容期間」）として定める。制御部６は、走査時に計測した当該時間Ｔが、基準時間ＴS1の予め定めた範囲（ＴMIN≦ＴS1≦ＴMAX）に含まれる場合に、ＭＥＭＳミラー５ａの共振駆動（水平方向の振れ角）を正常であると判定する。 The scanning time T during which the scanning light S scans the horizontal direction (mainly the yellow phosphor 8a) is approximately T=t5-t2. Further, a time obtained by adding a predetermined margin time to the normal scanning time T (the "first period" of the present invention) is determined as a reference time T S1 (the "first allowable period" of the present invention). When the time T measured during scanning is included in a predetermined range of the reference time T S1 (T MIN ≦T S1 ≦ T MAX ), the control unit 6 performs resonance driving (horizontal deflection) of the MEMS mirror 5a. corner) is determined to be normal.

次に、図４を参照して、ＭＥＭＳミラー５ａの共振駆動の異常、特に、正常時よりも水平方向の振れ角が増大した場合を説明する。なお、ＭＥＭＳミラー５ａは、環境温度の上昇や、アクチュエータに印加する電圧が通常よりも高いという原因で振れ角が増大する。 Next, with reference to FIG. 4, an abnormality in the resonance drive of the MEMS mirror 5a, particularly a case where the horizontal deflection angle increases compared to the normal state, will be described. Note that the deflection angle of the MEMS mirror 5a increases due to an increase in environmental temperature or a higher voltage than usual applied to the actuator.

異常によりＭＥＭＳミラー５ａの振れ角が正常時より増大した場合、図４（ａ）に示すように、走査光Ｓは、蛍光体プレート８の黄色蛍光体８ａから左側の赤外蛍光体８ｂLを通過して基板７の領域まで到達し、再び赤外蛍光体８ｂLを通過して黄色蛍光体８ａに戻る。 When the deflection angle of the MEMS mirror 5a increases from normal due to an abnormality, the scanning light S moves from the yellow phosphor 8a of the phosphor plate 8 to the infrared phosphor 8b L on the left side, as shown in FIG. 4(a). It passes through and reaches the area of the substrate 7, passes through the infrared phosphor 8b L again, and returns to the yellow phosphor 8a.

図４（ｂ）のタイミングチャートにおいて、光強度Ｉの台形状の波形が２つ現れるが、２番目の波形に着目する。走査光Ｓが赤外蛍光体８ｂLに入射した瞬間をＴ＝ｔ０、赤外蛍光体８ｂLから黄色蛍光体８ａに戻る瞬間をＴ＝ｔ３とし、光強度Ｉが最大値となる立ち上がり完了の瞬間をＴ＝ｔ１、立ち下り開始の瞬間をＴ＝ｔ２とする。 In the timing chart of FIG. 4(b), two trapezoidal waveforms of light intensity I appear, and attention is paid to the second waveform. The moment when the scanning light S enters the infrared phosphor 8b L is T=t0, and the moment when the scanning light S returns from the infrared phosphor 8b L to the yellow phosphor 8a is T=t3. The moment is T=t1, and the moment when the fall starts is T=t2.

その後、走査光Ｓは、黄色蛍光体８ａから右側の赤外蛍光体８ｂRに入射する。走査光Ｓが赤外蛍光体８ｂRに入射した瞬間をＴ＝ｔ４、赤外蛍光体８ｂRから出る瞬間をＴ＝ｔ７とし、光強度Ｉが最大値となる立ち上がり完了の瞬間をＴ＝ｔ５、立ち下り開始の瞬間をＴ＝ｔ６とする。 Thereafter, the scanning light S enters the infrared phosphor 8b R on the right side from the yellow phosphor 8a. The moment when the scanning light S enters the infrared phosphor 8b R is T = t4, the moment when it exits from the infrared phosphor 8b R is T = t7, and the moment when the light intensity I reaches its maximum value is T = t5. , the moment of start of falling is assumed to be T=t6.

このとき、走査光Ｓの水平方向の走査時間Ｔ1は、おおよそＴ1＝ｔ５－ｔ２の期間となるが、ＭＥＭＳミラー５ａの振れ角速度が速くなるため、Ｔ1＜ＴMINの関係が成立する。この場合、走査時間Ｔ1についてＴMIN≦Ｔ1≦ＴMAXの条件を満たさなくなるため、制御部６は、ＭＥＭＳミラー５ａの水平方向の振れ角が異常であると判定する。 At this time, the horizontal scanning time T 1 of the scanning light S is approximately T 1 =t5-t2, but since the swing angular velocity of the MEMS mirror 5a increases, the relationship T 1 <T MIN holds true. . In this case, since the condition of T MIN ≦T 1 ≦T MAX is no longer satisfied for the scanning time T 1 , the control unit 6 determines that the horizontal deflection angle of the MEMS mirror 5a is abnormal.

次に、図５を参照して、ＭＥＭＳミラー５ａの共振駆動の異常、特に、正常時よりも水平方向の振れ角が減少した場合を説明する。なお、ＭＥＭＳミラー５ａは、主に長期使用による経年劣化が原因で振れ角が減少する。 Next, with reference to FIG. 5, an abnormality in the resonance drive of the MEMS mirror 5a, particularly a case where the horizontal deflection angle is smaller than normal, will be described. Note that the deflection angle of the MEMS mirror 5a decreases mainly due to aging deterioration due to long-term use.

異常によりＭＥＭＳミラー５ａの振れ角が正常時より減少した場合、図５（ａ）に示すように、走査光Ｓは、蛍光体プレート８の黄色蛍光体８ａから赤外蛍光体８ｂLをかすめて、再び黄色蛍光体８ａに戻る。 When the deflection angle of the MEMS mirror 5a decreases from normal due to an abnormality, the scanning light S passes from the yellow phosphor 8a of the phosphor plate 8 to the infrared phosphor 8b L , as shown in FIG. 5(a). , returns to the yellow phosphor 8a again.

図５（ｂ）のタイミングチャートにおいて、光強度Ｉの台形状の波形が１つ現れるが、走査光Ｓが赤外蛍光体８ｂLに入射した瞬間をＴ＝ｔ０、赤外蛍光体８ｂＬから黄色蛍光体８ａに戻る瞬間をＴ＝ｔ３とし、光強度Ｉが最大値となる立ち上がり完了の瞬間をＴ＝ｔ１、立ち下り開始の瞬間をＴ＝ｔ２とする。 In the timing chart of FIG. 5(b), one trapezoidal waveform of light intensity I appears, but the moment when the scanning light S enters the infrared phosphor 8b L is T=t0, and from the infrared phosphor 8b L Let T=t3 be the moment when the light intensity returns to the yellow phosphor 8a, T=t1 be the moment when the light intensity I reaches its maximum value, and T=t2 be the moment when the light intensity starts to fall.

その後、走査光Ｓは、黄色蛍光体８ａから右側の赤外蛍光体８ｂRに入射する。走査光Ｓが赤外蛍光体８ｂRに入射した瞬間をＴ＝ｔ４、赤外蛍光体８ｂRから黄色蛍光体８ａに戻る瞬間をＴ＝ｔ７とし、光強度Ｉが最大値となる立ち上がり完了の瞬間をＴ＝ｔ５、立ち下り開始の瞬間をＴ＝ｔ６とする。 Thereafter, the scanning light S enters the infrared phosphor 8b R on the right side from the yellow phosphor 8a. The moment when the scanning light S enters the infrared phosphor 8b R is T = t4, and the moment when the scanning light S returns from the infrared phosphor 8b R to the yellow phosphor 8a is T = t7. The moment is T=t5, and the moment when the fall starts is T=t6.

このとき、走査光Ｓの水平方向の走査時間Ｔ2は、おおよそＴ2＝ｔ５－ｔ２の期間となるが、ＭＥＭＳミラー５ａの振れ角速度が遅くなるため、ＴMAX＜Ｔ2の関係が成立する。この場合も、期間Ｔ2についてＴMIN≦Ｔ2≦ＴMAXの条件を満たさなくなるため、制御部６は、ＭＥＭＳミラー５ａの水平方向の振れ角が異常であると判定する。 At this time, the horizontal scanning time T 2 of the scanning light S is approximately T 2 = t5 - t2, but since the swing angular velocity of the MEMS mirror 5a becomes slow, the relationship T MAX < T 2 holds true. . In this case as well, since the condition T MIN ≦T 2 ≦T MAX is no longer satisfied for the period T 2 , the control unit 6 determines that the horizontal deflection angle of the MEMS mirror 5a is abnormal.

なお、ＭＥＭＳミラー５ａの水平方向の振れ角が減少して、走査光Ｓが赤外蛍光体８ｂまで到達しない場合も考え得るが、通常、ＭＥＭＳミラー５ａは劣化等により徐々に振れ角が小さくなるため、そのような状態となる前に振れ角の異常を検出する。 It is possible that the horizontal deflection angle of the MEMS mirror 5a decreases and the scanning light S does not reach the infrared phosphor 8b, but normally the deflection angle of the MEMS mirror 5a gradually decreases due to deterioration or the like. Therefore, an abnormality in the deflection angle is detected before such a situation occurs.

次に、図６を参照して、ＭＥＭＳミラー５ａの共振駆動（水平方向）の振れ角異常に対処する制御のフローチャートを説明する。 Next, with reference to FIG. 6, a flowchart of control for dealing with an abnormal deflection angle of the resonance drive (horizontal direction) of the MEMS mirror 5a will be described.

まず、走査光Ｓが蛍光体プレート８の水平方向を走査する走査時間Ｔを計測する（ステップＳ０１）。具体的には、赤外用フォトダイオード９が赤外光Ｒを検出した検出時間差から走査時間Ｔを算出する。 First, a scanning time T during which the scanning light S scans the phosphor plate 8 in the horizontal direction is measured (step S01). Specifically, the scanning time T is calculated from the detection time difference when the infrared photodiode 9 detects the infrared light R.

その後、走査時間Ｔが基準時間ＴS1の条件ＴMIN≦Ｔ≦ＴMAXの条件を満たすか否かを判定する（ステップＳ０２）。走査時間Ｔが上記条件を満たす場合にはステップＳ０３に進み、満たさない場合にはステップＳ０４に進む。 Thereafter, it is determined whether the scanning time T satisfies the condition T MIN ≦T≦T MAX of the reference time T S1 (step S02). If the scanning time T satisfies the above conditions, the process proceeds to step S03; otherwise, the process proceeds to step S04.

走査時間Ｔが上記条件を満たす場合（ステップＳ０２で「ＹＥＳ」）、ＭＥＭＳミラー５ａの駆動電圧を維持する（ステップＳ０３）。この場合、ＭＥＭＳミラー５ａの共振駆動は正常であるため、駆動電圧を変更せず、振れ角もそのままの状態で動作すればよい。その後、この処理を終了する。 If the scanning time T satisfies the above conditions ("YES" in step S02), the driving voltage of the MEMS mirror 5a is maintained (step S03). In this case, since the resonant drive of the MEMS mirror 5a is normal, it is sufficient to operate the MEMS mirror 5a without changing the drive voltage and with the deflection angle unchanged. After that, this process ends.

一方、走査時間Ｔが上記条件を満たさない場合（ステップＳ０２で「ＮＯ」）、走査時間ＴがＴ＜ＴMINの条件を満たすか否かを判定する（ステップＳ０４）。走査時間Ｔが上記条件を満たす場合にはステップＳ０５に進み、満たさない場合にはステップＳ０６に進む。 On the other hand, if the scanning time T does not satisfy the above condition ("NO" in step S02), it is determined whether the scanning time T satisfies the condition T<T MIN (step S04). If the scanning time T satisfies the above conditions, the process proceeds to step S05; otherwise, the process proceeds to step S06.

走査時間Ｔが上記条件を満たす場合（ステップＳ０４で「ＹＥＳ」）、ＭＥＭＳミラー５ａの駆動電圧を減少させる（ステップＳ０５）。この場合は、ＭＥＭＳミラー５ａの共振駆動が正常時よりも大きくなっているため、駆動電圧を減少させる。これにより、ＭＥＭＳミラー５ａの水平方向の振れ角を減少させて正常値に戻すことができる。その後、この処理を終了する。 If the scanning time T satisfies the above conditions ("YES" in step S04), the driving voltage of the MEMS mirror 5a is decreased (step S05). In this case, the resonant drive of the MEMS mirror 5a is greater than normal, so the drive voltage is reduced. Thereby, the horizontal deflection angle of the MEMS mirror 5a can be reduced and returned to a normal value. After that, this process ends.

一方、走査時間Ｔが上記条件を満たさない場合（ステップＳ０４で「ＮＯ」）、すなわち、ＴMAX＜Ｔの条件を満たすとき、ＭＥＭＳミラー５ａの駆動電圧を増大させる（ステップＳ０６）。この場合は、ＭＥＭＳミラー５ａの共振駆動が正常時よりも小さくなっているため、駆動電圧を増大させる。これにより、ＭＥＭＳミラー５ａの水平方向の振れ角を拡大させて正常値に戻すことができる。その後、この処理を終了する。 On the other hand, when the scanning time T does not satisfy the above condition ("NO" in step S04), that is, when the condition of T MAX <T is satisfied, the driving voltage of the MEMS mirror 5a is increased (step S06). In this case, the resonant drive of the MEMS mirror 5a is smaller than normal, so the drive voltage is increased. Thereby, the horizontal deflection angle of the MEMS mirror 5a can be expanded and returned to a normal value. After that, this process ends.

このように、ＭＥＭＳミラー５ａの振れ角が変化すると、赤外用フォトダイオード９で検出される光強度Ｉのパターン（走査時間Ｔ）が変化するため、光強度Ｉをモニタリングする。そして、ＭＥＭＳミラー５ａの振れ角に応じて駆動電圧を制御し、所望の振れ角となるように調整する。これにより、常に目的の配光パターンを生成することができる。 In this way, when the deflection angle of the MEMS mirror 5a changes, the pattern (scanning time T) of the light intensity I detected by the infrared photodiode 9 changes, so the light intensity I is monitored. Then, the driving voltage is controlled according to the deflection angle of the MEMS mirror 5a, and adjusted to a desired deflection angle. Thereby, a desired light distribution pattern can always be generated.

次に、図７を参照して、図２Ｂの蛍光体プレート１８を使用した場合のＭＥＭＳミラー５ａの共振駆動時（２０ＫＨｚ）の赤外光強度の変化を説明する。 Next, with reference to FIG. 7, a change in infrared light intensity during resonance driving (20 KHz) of the MEMS mirror 5a when the phosphor plate 18 of FIG. 2B is used will be described.

図７（ａ）は、ＭＥＭＳミラー５ａで反射された走査光Ｓを矢印で示している。また、図７（ｂ）は、横軸を時間Ｔ、縦軸を赤外用フォトダイオード９で検出された赤外光Ｒの光強度Ｉとしたタイミングチャートである。 In FIG. 7(a), arrows indicate the scanning light S reflected by the MEMS mirror 5a. FIG. 7B is a timing chart in which the horizontal axis represents time T and the vertical axis represents the light intensity I of the infrared light R detected by the infrared photodiode 9.

図７（ａ）に示すように、走査光Ｓは、蛍光体プレート１８の黄色蛍光体１８ａから左側の赤外蛍光体１８ｂLを通過して蛍光体がない領域に進み、再び赤外蛍光体１８ｂLを通過して黄色蛍光体８ａに戻る。また、ＭＥＭＳミラー５ａの非共振駆動により、照射領域（破線部）の端部において、走査光Ｓが下方に移動する。 As shown in FIG. 7(a), the scanning light S passes from the yellow phosphor 18a of the phosphor plate 18 to the infrared phosphor 18b L on the left side, advances to an area where there is no phosphor, and then returns to the infrared phosphor 18b. 18b L and returns to the yellow phosphor 8a. Furthermore, due to non-resonant driving of the MEMS mirror 5a, the scanning light S moves downward at the end of the irradiation area (dashed line).

ここで、走査光Ｓが最初に赤外蛍光体１８ｂLに入射した瞬間をＴ＝ｔ０、走査光Ｓが赤外蛍光体１８ｂＬから出る瞬間をＴ＝ｔ３とし、走査光Ｓが２回目に赤外蛍光体１８ｂLに入射した瞬間をＴ＝ｔ４、走査光Ｓが黄色蛍光体１８ａに戻る瞬間をＴ＝ｔ７とする。 Here, the moment when the scanning light S first enters the infrared phosphor 18b L is T=t0, the moment when the scanning light S exits the infrared phosphor 18bL is T=t3, and the moment when the scanning light S first enters the infrared phosphor 18b L is T=t3. The moment when the scanning light S enters the infrared phosphor 18b L is T=t4, and the moment when the scanning light S returns to the yellow phosphor 18a is T=t7.

図７（ｂ）のタイミングチャートにおいて、光強度Ｉの台形状の波形が２つ現れる。１番目の波形において、光強度Ｉが最大値となる立ち上がり完了の瞬間をＴ＝ｔ１、立ち下り開始の瞬間をＴ＝ｔ２とし、２番目の波形において、光強度Ｉが最大値となる立ち上がり完了の瞬間をＴ＝ｔ５、立ち下り開始の瞬間をＴ＝ｔ６とする。 In the timing chart of FIG. 7(b), two trapezoidal waveforms of the light intensity I appear. In the first waveform, the moment when the light intensity I reaches its maximum value is T=t1, the moment when it starts falling is T=t2, and in the second waveform, the moment when the light intensity I reaches its maximum value is the end of the rise. Let T=t5 be the moment of , and T=t6 be the moment of the start of falling.

その後、走査光Ｓは、黄色蛍光体１８ａから右側の赤外蛍光体１８ｂRに入射する。図７（ａ）において、走査光Ｓが赤外蛍光体８ｂRに入射した瞬間をＴ＝ｔ８、走査光Ｓが赤外蛍光体１８ｂRからから出る瞬間をＴ＝ｔ１１とする。 Thereafter, the scanning light S enters the infrared phosphor 18b R on the right side from the yellow phosphor 18a. In FIG. 7A, the moment when the scanning light S enters the infrared phosphor 8b R is T=t8, and the moment when the scanning light S exits from the infrared phosphor 18b R is T=t11.

図７（ｂ）のタイミングチャートにおいて、光強度Ｉの台形状の波形が１つ現れる。なお、光強度Ｉが最大値となる立ち上がり完了の瞬間をＴ＝ｔ９、立ち下り開始の瞬間をＴ＝ｔ１０とする。 In the timing chart of FIG. 7(b), one trapezoidal waveform of light intensity I appears. The moment when the light intensity I reaches its maximum value is T=t9, and the moment when it starts falling is T=t10.

走査光Ｓの水平方向の走査時間Ｔは、おおよそＴ＝ｔ９－ｔ６の期間となる。さらに、正常時の走査時間Ｔに所定の余裕時間を加えた時間を基準時間ＴS2として定める。制御部６は、走査時に計測した当該時間Ｔが、基準時間ＴS2の予め定めた範囲（ＴMIN≦ＴS2≦ＴMAX）に含まれる場合に、ＭＥＭＳミラー５ａの共振駆動の振れ角（水平方向の振れ角）を正常であると判定する。 The horizontal scanning time T of the scanning light S is approximately T=t9-t6. Further, a time obtained by adding a predetermined margin time to the normal scanning time T is determined as a reference time T S2 . The control unit 6 controls the deflection angle of the resonance drive of the MEMS mirror 5a ( horizontal deflection angle) is determined to be normal.

ここまでは、蛍光体プレート８を使用した場合と変わらない。しかしながら、蛍光体プレート１８を使用した場合、赤外蛍光体１８ｂＬから外れた時間Ｔ（＝ｔ４－ｔ３）を計測することで、振れ角の正常、異常を判定することができる。 Up to this point, the process is the same as when the phosphor plate 8 is used. However, when the phosphor plate 18 is used, it is possible to determine whether the deflection angle is normal or abnormal by measuring the time T (=t4-t3) during which the infrared phosphor plate 18b is removed from the infrared phosphor plate 18bL .

正常時の当該時間Ｔに所定の余裕時間を加えた時間を基準時間ＴS3として定める。制御部６は、走査時に計測した時間Ｔが、基準時間ＴS3の予め定めた範囲（ＴMIN≦ＴS3≦ＴMAX）に含まれる場合に、ＭＥＭＳミラー５ａの共振駆動の水平方向の振れ角を正常であると判定する。 The time obtained by adding a predetermined margin time to the time T during normal operation is determined as the reference time T S3 . The control unit 6 controls the horizontal deflection angle of the resonance drive of the MEMS mirror 5a when the time T measured during scanning is included in a predetermined range of the reference time T S3 (T MIN ≦T S3 ≦ T MAX ). is determined to be normal.

次に、図８を参照して、蛍光体プレート１８を使用した場合のＭＥＭＳミラー５ａの共振駆動の異常、特に、正常時よりも水平方向の振れ角が増大した場合を説明する。 Next, with reference to FIG. 8, an abnormality in the resonance drive of the MEMS mirror 5a when the phosphor plate 18 is used, particularly a case where the horizontal deflection angle increases compared to the normal state, will be described.

異常によりＭＥＭＳミラー５ａの振れ角が正常時より増大した場合、図８（ａ）に示すように、走査光Ｓは、蛍光体プレート１８の黄色蛍光体１８ａから左側の赤外蛍光体１８ｂLを通過して蛍光体がない領域（又は基板７の外側）まで到達し、再び赤外蛍光体１８ｂLを通過して黄色蛍光体１８ａに戻る。 When the deflection angle of the MEMS mirror 5a increases from normal due to an abnormality, the scanning light S moves from the yellow phosphor 18a of the phosphor plate 18 to the infrared phosphor 18b L on the left side, as shown in FIG. 8(a). It passes through and reaches a region where there is no phosphor (or outside of the substrate 7), passes through the infrared phosphor 18b L again, and returns to the yellow phosphor 18a.

図８（ｂ）のタイミングチャートにおいて、光強度Ｉの台形状の波形が２つ現れる。走査光Ｓが最初に赤外蛍光体１８ｂLに入射した瞬間をＴ＝ｔ０、赤外蛍光体１８ｂLから出る瞬間をＴ＝ｔ３とし、光強度Ｉが最大値となる立ち上がり完了の瞬間をＴ＝ｔ１、立ち下り開始の瞬間をＴ＝ｔ２とする。 In the timing chart of FIG. 8(b), two trapezoidal waveforms of the light intensity I appear. The moment when the scanning light S first enters the infrared phosphor 18b L is T = t0, the moment when it exits from the infrared phosphor 18b L is T = t3, and the moment when the light intensity I reaches its maximum value is T = t3. = t1, and the moment of start of falling is assumed to be T=t2.

また、走査光Ｓが２回目に赤外蛍光体１８ｂLに入射した瞬間をＴ＝ｔ４、赤外蛍光体１８ｂLから出る瞬間をＴ＝ｔ７とし、光強度Ｉが最大値となる立ち上がり完了の瞬間をＴ＝ｔ５、立ち下り開始の瞬間をＴ＝ｔ６とする。 In addition, the moment when the scanning light S enters the infrared phosphor 18b L for the second time is T = t4, and the moment when it exits from the infrared phosphor 18b L is T = t7. The moment is T=t5, and the moment when the fall starts is T=t6.

このとき、走査光Ｓが赤外蛍光体１８ｂLから外れる時間Ｔ3は、時間Ｔ3＝ｔ４－ｔ３の期間となるが、ＭＥＭＳミラー５ａの振れ角速度が速くなるため、Ｔ3＜ＴMINの関係が成立する。この場合、時間Ｔ3についてＴMIN≦Ｔ3≦ＴMAXの条件を満たさなくなるため、制御部６は、ＭＥＭＳミラー５ａの水平方向の振れ角が異常であると判定する。 At this time, the time T 3 during which the scanning light S leaves the infrared phosphor 18b L is the period T 3 =t4-t3, but since the swing angular velocity of the MEMS mirror 5a increases, T 3 <T MIN . A relationship is established. In this case, since the condition T MIN ≦T 3 ≦T MAX is no longer satisfied for the time T 3 , the control unit 6 determines that the horizontal deflection angle of the MEMS mirror 5a is abnormal.

次に、図９を参照して、蛍光体プレート１８を使用した場合のＭＥＭＳミラー５ａの共振駆動の異常、特に、正常時よりも水平方向の振れ角が減少した場合を説明する。 Next, with reference to FIG. 9, an abnormality in the resonance drive of the MEMS mirror 5a when the phosphor plate 18 is used, particularly a case where the horizontal deflection angle is smaller than normal, will be described.

異常によりＭＥＭＳミラー５ａの振れ角が正常時より減少した場合、図９（ａ）に示すように、走査光Ｓは、蛍光体プレート１８の黄色蛍光体１８ａから左側の赤外蛍光体１８ｂLを通過して蛍光体がない領域をかすめて、再び赤外蛍光体１８ｂLを通過して黄色蛍光体１８ａに戻る。 When the deflection angle of the MEMS mirror 5a decreases from normal due to an abnormality, the scanning light S moves from the yellow phosphor 18a of the phosphor plate 18 to the infrared phosphor 18b L on the left side, as shown in FIG. 9(a). It passes through an area where there is no phosphor, passes through the infrared phosphor 18b L again, and returns to the yellow phosphor 18a.

図９（ｂ）のタイミングチャートにおいて、光強度Ｉの台形状の波形が２つ現れる。走査光Ｓが最初に赤外蛍光体１８ｂLに入射した瞬間をＴ＝ｔ０、赤外蛍光体１８ｂLから出る瞬間をＴ＝ｔ３とし、光強度Ｉが最大値となる立ち上がり完了の瞬間をＴ＝ｔ１、立ち下り開始の瞬間をＴ＝ｔ２とする。 In the timing chart of FIG. 9(b), two trapezoidal waveforms of the light intensity I appear. The moment when the scanning light S first enters the infrared phosphor 18b L is T = t0, the moment when it exits from the infrared phosphor 18b L is T = t3, and the moment when the light intensity I reaches its maximum value is T = t3. = t1, and the moment of start of falling is assumed to be T=t2.

また、走査光Ｓが次に赤外蛍光体１８ｂLに入射した瞬間をＴ＝ｔ４、赤外蛍光体１８ｂLから出る瞬間をＴ＝ｔ７とし、光強度Ｉが最大値となる立ち上がり完了の瞬間をＴ＝ｔ５、立ち下り開始の瞬間をＴ＝ｔ６とする。 Further, the moment when the scanning light S next enters the infrared phosphor 18b L is T=t4, the moment when it exits from the infrared phosphor 18b L is T=t7, and the moment when the light intensity I reaches its maximum value is the completion of rising. Let T=t5 be T=t5, and the moment of start of falling be T=t6.

このとき、走査光Ｓが赤外蛍光体１８ｂLから外れる時間Ｔ4は、Ｔ4＝ｔ４－ｔ３の期間となるが、ＭＥＭＳミラー５ａの振れ角速度が遅くなるため、ＴMAX＜Ｔ4の関係が成立する。この場合、期間Ｔ4についてＴMIN≦Ｔ4≦ＴMAXの条件を満たさなくなるため、制御部６は、ＭＥＭＳミラー５ａの水平方向の振れ角が異常であると判定する。 At this time, the time T 4 during which the scanning light S leaves the infrared phosphor 18b L is a period of T 4 = t4 - t3, but since the swing angular velocity of the MEMS mirror 5a becomes slow, the relationship T MAX < T 4 holds true. In this case, since the condition T MIN ≦T 4 ≦T MAX is no longer satisfied for the period T 4 , the control unit 6 determines that the horizontal deflection angle of the MEMS mirror 5a is abnormal.

このように、蛍光体プレート１８を使用すると、両端部の何れか一方（例えば、赤外蛍光体１８ｂL）に対応する赤外用フォトダイオード９での検出時間から、ＭＥＭＳミラー５ａの水平方向の振れ角異常を検出することができる。 In this way, when the phosphor plate 18 is used, the horizontal deflection of the MEMS mirror 5a is determined from the detection time of the infrared photodiode 9 corresponding to either end (for example, the infrared phosphor 18b L ). Angular abnormalities can be detected.

次に、図１０を参照して、ＭＥＭＳミラー５ａの非共振駆動時における赤外光強度の変化を説明する。ここでは、上述の蛍光体プレート１８を使用する。 Next, with reference to FIG. 10, a change in infrared light intensity during non-resonant driving of the MEMS mirror 5a will be described. Here, the above-mentioned phosphor plate 18 is used.

図１０（ａ）は、ＭＥＭＳミラー５ａからの走査光Ｓを矢印で示している。また、図１０（ｂ）は、横軸を時間Ｔ、縦軸を赤外用フォトダイオード９で検出された赤外光Ｒの光強度Ｉとしたタイミングチャートである。 In FIG. 10(a), the scanning light S from the MEMS mirror 5a is indicated by an arrow. Further, FIG. 10(b) is a timing chart in which the horizontal axis represents time T and the vertical axis represents the light intensity I of the infrared light R detected by the infrared photodiode 9.

図１０（ａ）に示すように、走査光Ｓは、蛍光体プレート１８の黄色蛍光体１８ａから左側の赤外蛍光体１８ｂLを通過して蛍光体がない領域に進み、再び赤外蛍光体１８ｂLを通過して黄色蛍光体８ａに戻る。また、ＭＥＭＳミラー５ａの非共振駆動により、照射領域（破線部）の端部において、走査光Ｓが下方に移動する。 As shown in FIG. 10(a), the scanning light S passes from the yellow phosphor 18a of the phosphor plate 18 to the infrared phosphor 18b L on the left side, advances to an area where there is no phosphor, and returns to the infrared phosphor 18b. 18b L and returns to the yellow phosphor 8a. Furthermore, due to non-resonant driving of the MEMS mirror 5a, the scanning light S moves downward at the end of the irradiation area (dashed line).

ここで、走査光Ｓが最初に赤外蛍光体１８ｂLに入射した瞬間をＴ＝ｔ０、走査光Ｓが赤外蛍光体１８ｂＬから出る瞬間をＴ＝ｔ３とし、走査光Ｓが２回目に赤外蛍光体１８ｂLに入射した瞬間をＴ＝ｔ４、走査光Ｓが黄色蛍光体１８ａに戻る瞬間をＴ＝ｔ７とする。 Here, the moment when the scanning light S first enters the infrared phosphor 18b L is T=t0, the moment when the scanning light S exits the infrared phosphor 18bL is T=t3, and the moment when the scanning light S first enters the infrared phosphor 18b L is T=t3. The moment when the scanning light S enters the infrared phosphor 18b L is T=t4, and the moment when the scanning light S returns to the yellow phosphor 18a is T=t7.

図１０（ｂ）のタイミングチャートにおいて、光強度Ｉの台形状の波形が２つ現れる。１番目の波形において、光強度Ｉが最大値となる立ち上がり完了の瞬間をＴ＝ｔ１、立ち下り開始の瞬間をＴ＝ｔ２とし、２番目の波形において、光強度Ｉが最大値となる立ち上がり完了の瞬間をＴ＝ｔ５、立ち下り開始の瞬間をＴ＝ｔ６とする。 In the timing chart of FIG. 10(b), two trapezoidal waveforms of the light intensity I appear. In the first waveform, the moment when the light intensity I reaches its maximum value is T=t1, the moment when it starts falling is T=t2, and in the second waveform, the moment when the light intensity I reaches its maximum value is the end of the rise. Let T=t5 be the moment of , and T=t6 be the moment of the start of falling.

今回、光強度Ｉの２番目の波形に着目する。走査光Ｓが赤外蛍光体１８ｂＬに入射し、光強度Ｉが最大値となる赤外蛍光体１８ｂＬでの時間を滞在時間Ｔ’（＝ｔ６－ｔ５）とする。さらに、正常時の滞在時間Ｔ’（本発明の「第２期間」）に所定の余裕時間を加えた時間を基準時間ＴW（本発明の「第２許容期間」）として定める。制御部６は、走査時に計測した滞在時間Ｔ’が、基準時間ＴWの予め定めた範囲（ＴMIN≦ＴW≦ＴMAX）に含まれる場合に、ＭＥＭＳミラー５ａの非共振駆動の振れ角を正常であると判定する。 This time, we will focus on the second waveform of the light intensity I. The scanning light S enters the infrared phosphor 18b L , and the time at which the light intensity I reaches the maximum value in the infrared phosphor 18b L is defined as the residence time T' (=t6-t5). Furthermore, the time obtained by adding a predetermined margin time to the normal stay time T' (the "second period" of the present invention) is determined as the reference time T W (the "second allowable period" of the present invention). The control unit 6 controls the deflection angle of the non-resonant drive of the MEMS mirror 5a when the residence time T' measured during scanning is included in a predetermined range of the reference time T W (T MIN ≦T W ≦T MAX ). is determined to be normal.

次に、図１１を参照して、蛍光体プレート１８を使用した場合のＭＥＭＳミラー５ａの非共振駆動の異常、特に、正常時よりも垂直方向の振れ角が増大した場合を説明する。 Next, with reference to FIG. 11, an abnormality in the non-resonant drive of the MEMS mirror 5a when the phosphor plate 18 is used, in particular, a case where the deflection angle in the vertical direction is larger than normal will be described.

異常によりＭＥＭＳミラー５ａの振れ角が正常時より増大した場合、図１１（ａ）に示すように、走査光Ｓの照射領域（破線部）が垂直方向に拡大する。走査光Ｓは、蛍光体プレート１８の黄色蛍光体１８ａから左側の赤外蛍光体１８ｂLを通過して蛍光体がない領域に進み、再び赤外蛍光体１８ｂLを通過して黄色蛍光体１８ａに戻る。 When the deflection angle of the MEMS mirror 5a increases from normal due to an abnormality, the irradiation area (broken line) of the scanning light S expands in the vertical direction, as shown in FIG. 11(a). The scanning light S passes from the yellow phosphor 18a of the phosphor plate 18, passes through the infrared phosphor 18b L on the left side, advances to an area where there is no phosphor, and passes through the infrared phosphor 18b L again to reach the yellow phosphor 18a. Return to

図１１（ｂ）のタイミングチャートにおいて、光強度Ｉの台形状の波形が２つ現れる。走査光Ｓが最初に赤外蛍光体１８ｂLに入射した瞬間をＴ＝ｔ０、赤外蛍光体１８ｂLから出る瞬間をＴ＝ｔ３とし、光強度Ｉが最大値となる立ち上がり完了の瞬間をＴ＝ｔ１、立ち下り開始の瞬間をＴ＝ｔ２とする。 In the timing chart of FIG. 11(b), two trapezoidal waveforms of the light intensity I appear. The moment when the scanning light S first enters the infrared phosphor 18b L is T = t0, the moment when it exits from the infrared phosphor 18b L is T = t3, and the moment when the light intensity I reaches its maximum value is T = t3. = t1, and the moment of start of falling is assumed to be T=t2.

また、走査光Ｓが２回目に赤外蛍光体１８ｂLに入射した瞬間をＴ＝ｔ４、赤外蛍光体１８ｂLから出る瞬間をＴ＝ｔ７とし、光強度Ｉが最大値となる立ち上がり完了の瞬間をＴ＝ｔ５、立ち下り開始の瞬間をＴ＝ｔ６とする。 In addition, the moment when the scanning light S enters the infrared phosphor 18b L for the second time is T = t4, and the moment when it exits from the infrared phosphor 18b L is T = t7. The moment is T=t5, and the moment when the fall starts is T=t6.

このとき、光強度Ｉが最大値となる滞在時間ＴA（＝ｔ６－ｔ５）が長くなるため、ＴMAX＜ＴAの関係が成立する。この場合、滞在時間ＴAについてＴMIN≦ＴA≦ＴMAXの条件を満たさなくなるため、制御部６は、ＭＥＭＳミラー５ａの垂直方向の振れ角が異常であると判定する。 At this time, since the residence time T A (=t6-t5) at which the light intensity I reaches its maximum value becomes longer, the relationship T MAX <T A holds true. In this case, since the condition of T MIN ≦ TA ≦T MAX is no longer satisfied for the residence time T A , the control unit 6 determines that the vertical deflection angle of the MEMS mirror 5 a is abnormal.

次に、図１２を参照して、蛍光体プレート１８を使用した場合のＭＥＭＳミラー５ａの非共振駆動の異常、特に、正常時よりも垂直方向の振れ角が減少した場合を説明する。 Next, with reference to FIG. 12, an abnormality in the non-resonant drive of the MEMS mirror 5a when the phosphor plate 18 is used, particularly a case where the deflection angle in the vertical direction is smaller than normal, will be described.

異常によりＭＥＭＳミラー５ａの振れ角が正常時より減少した場合、図１２（ａ）に示すように、走査光Ｓの照射領域（破線部）が垂直方向に縮小する。走査光Ｓは、蛍光体プレート１８の黄色蛍光体１８ａから左側の赤外蛍光体１８ｂLを通過して蛍光体がない領域に進み、再び赤外蛍光体１８ｂLを通過して黄色蛍光体１８ａに戻る。 When the deflection angle of the MEMS mirror 5a is reduced from normal due to an abnormality, the irradiation area (broken line) of the scanning light S is reduced in the vertical direction, as shown in FIG. 12(a). The scanning light S passes from the yellow phosphor 18a of the phosphor plate 18, passes through the infrared phosphor 18b L on the left side, advances to an area where there is no phosphor, and passes through the infrared phosphor 18b L again to reach the yellow phosphor 18a. Return to

図１２（ｂ）のタイミングチャートにおいて、光強度Ｉの台形状の波形が２つ現れる。走査光Ｓが最初に赤外蛍光体１８ｂLに入射した瞬間をＴ＝ｔ０、赤外蛍光体１８ｂLから出る瞬間をＴ＝ｔ３とし、光強度Ｉが最大値となる立ち上がり完了の瞬間をＴ＝ｔ１、立ち下り開始の瞬間をＴ＝ｔ２とする。 In the timing chart of FIG. 12(b), two trapezoidal waveforms of light intensity I appear. The moment when the scanning light S first enters the infrared phosphor 18b L is T = t0, the moment when it exits from the infrared phosphor 18b L is T = t3, and the moment when the light intensity I reaches its maximum value is T = t3. = t1, and the moment of start of falling is assumed to be T=t2.

また、走査光Ｓが２回目に赤外蛍光体１８ｂLに入射した瞬間をＴ＝ｔ４、赤外蛍光体１８ｂLから出る瞬間をＴ＝ｔ７とし、光強度Ｉが最大値となる立ち上がり完了の瞬間をＴ＝ｔ５、立ち下り開始の瞬間をＴ＝ｔ６とする。 In addition, the moment when the scanning light S enters the infrared phosphor 18b L for the second time is T = t4, and the moment when it exits from the infrared phosphor 18b L is T = t7. The moment is T=t5, and the moment when the fall starts is T=t6.

このとき、光強度Ｉが最大値となる滞在時間ＴB（＝ｔ６－ｔ５）が短くなるため、ＴB＜ＴMAXの関係が成立する。この場合、滞在時間ＴBについてＴMIN≦ＴB≦ＴMAXの条件を満たさなくなるため、制御部６は、ＭＥＭＳミラー５ａの垂直方向の振れ角が異常であると判定する。 At this time, since the residence time T B (=t6-t5) at which the light intensity I reaches its maximum value becomes shorter, the relationship T B <T MAX holds true. In this case, since the condition of T MIN ≦T B ≦T MAX is no longer satisfied for the residence time T B , the control unit 6 determines that the vertical deflection angle of the MEMS mirror 5a is abnormal.

なお、走査光Ｓが最初に赤外蛍光体１８ｂLに入射したときの滞在時間（Ｔ’＝ｔ２－ｔ１）を計測して、ＭＥＭＳミラー５ａの垂直方向の振れ角の正常、異常を判定してもよい。 Note that the residence time (T'=t2-t1) when the scanning light S first enters the infrared phosphor 18b L is measured to determine whether the vertical deflection angle of the MEMS mirror 5a is normal or abnormal. It's okay.

最後に、図１３を参照して、ＭＥＭＳミラー５ａの非共振駆動方向の振れ角異常に対処する制御のフローチャートを説明する。 Finally, with reference to FIG. 13, a flowchart of control for dealing with an abnormal deflection angle of the MEMS mirror 5a in the non-resonant drive direction will be described.

まず、走査光Ｓが蛍光体プレート１８の赤外蛍光体１８ｂを通過するとき、光強度Ｉが最大となる滞在時間Ｔ’を計測する（ステップＳ１１）。時間Ｔ’は、赤外用フォトダイオード９が赤外光Ｒを検出することで算出される。 First, when the scanning light S passes through the infrared phosphor 18b of the phosphor plate 18, the residence time T' at which the light intensity I becomes maximum is measured (step S11). The time T' is calculated by the infrared photodiode 9 detecting the infrared light R.

その後、滞在時間Ｔ’がＴMIN≦Ｔ’≦ＴMAXの条件を満たすか否かを判定する（ステップＳ１２）。滞在時間Ｔ’が上記条件を満たす場合にはステップＳ１３に進み、満たさない場合にはステップＳ１４に進む。 Thereafter, it is determined whether the stay time T' satisfies the condition T MIN ≦T'≦T MAX (step S12). If the stay time T' satisfies the above conditions, the process proceeds to step S13; otherwise, the process proceeds to step S14.

滞在時間Ｔ’が上記条件を満たす場合（ステップＳ１２で「ＹＥＳ」）、ＭＥＭＳミラー５ａの駆動電圧を維持する（ステップＳ１３）。この場合は、ＭＥＭＳミラー５ａの非共振駆動は正常であるため、駆動電圧を変更せず、振れ角もそのままの状態で動作すればよい。その後、この処理を終了する。 If the residence time T' satisfies the above conditions ("YES" in step S12), the driving voltage of the MEMS mirror 5a is maintained (step S13). In this case, since the non-resonant drive of the MEMS mirror 5a is normal, it is sufficient to operate the MEMS mirror 5a without changing the drive voltage and with the deflection angle unchanged. After that, this process ends.

一方、滞在時間Ｔ’が上記条件を満たさない場合（ステップＳ１２で「ＮＯ」）、通過時間ＴがＴMAX＜Ｔ’の条件を満たすか否かを判定する（ステップＳ１４）。滞在時間Ｔ’が上記条件を満たす場合にはステップＳ１５に進み、満たさない場合にはステップＳ１６に進む。 On the other hand, if the stay time T' does not satisfy the above condition ("NO" in step S12), it is determined whether the transit time T satisfies the condition T MAX <T' (step S14). If the stay time T' satisfies the above conditions, the process proceeds to step S15; otherwise, the process proceeds to step S16.

滞在時間Ｔ’が上記条件を満たす場合（ステップＳ１４で「ＹＥＳ」）、ＭＥＭＳミラー５ａの駆動電圧を減少させる（ステップＳ１５）。この場合は、ＭＥＭＳミラー５ａの非共振駆動は正常時よりも大きくなっているため、駆動電圧を減少させる。これにより、ＭＥＭＳミラー５ａの垂直方向の振れ角を減少させて正常値に戻すことができる。その後、この処理を終了する。 If the residence time T' satisfies the above conditions ("YES" in step S14), the driving voltage of the MEMS mirror 5a is decreased (step S15). In this case, the non-resonant drive of the MEMS mirror 5a is greater than normal, so the drive voltage is reduced. Thereby, the vertical deflection angle of the MEMS mirror 5a can be reduced and returned to a normal value. After that, this process ends.

一方、滞在時間Ｔ’が上記条件を満たさない場合（ステップＳ１４で「ＮＯ」）、すなわち、Ｔ’＜ＴMINの条件を満たすとき、ＭＥＭＳミラー５ａの駆動電圧を増大させる（ステップＳ０６）。この場合は、ＭＥＭＳミラー５ａの非共振駆動は正常時よりも小さくなっているため、駆動電圧を増大させる。これにより、ＭＥＭＳミラー５ａの垂直方向の振れ角を拡大させて正常値に戻すことができる。その後、この処理を終了する。 On the other hand, when the residence time T' does not satisfy the above condition ("NO" in step S14), that is, when the condition of T'<T MIN is satisfied, the drive voltage of the MEMS mirror 5a is increased (step S06). In this case, since the non-resonant drive of the MEMS mirror 5a is smaller than normal, the drive voltage is increased. Thereby, the vertical deflection angle of the MEMS mirror 5a can be expanded and returned to a normal value. After that, this process ends.

このように、ＭＥＭＳミラー５ａの振れ角が変化すると、赤外用フォトダイオード９で検出される光強度Ｉのパターン（滞在時間Ｔ’）が変化するため、光強度Ｉをモニタリングする。そして、ＭＥＭＳミラー５ａの振れ角に応じて、駆動電圧を制御し、所望の振れ角となるように調整する。これにより、常に目的の配光パターンを生成することができる。 In this way, when the deflection angle of the MEMS mirror 5a changes, the pattern (residence time T') of the light intensity I detected by the infrared photodiode 9 changes, so the light intensity I is monitored. Then, the driving voltage is controlled according to the deflection angle of the MEMS mirror 5a, and adjusted to a desired deflection angle. Thereby, a desired light distribution pattern can always be generated.

以上の説明では、蛍光体プレート１８（蛍光体プレート８も同じ）の赤外蛍光体１８ｂは、黄色蛍光体１８ａの両端部に設けられていたが、黄色蛍光体１８ａを囲むように周辺領域に設けるようにしてもよい。また、図７で説明したように、少なくとも黄色蛍光体１８ａの一方の端部のみに赤外蛍光体１８ｂを設けて、ＭＥＭＳミラー５ａの振れ角を検出することもできる。 In the above explanation, the infrared phosphors 18b of the phosphor plate 18 (the same applies to the phosphor plate 8) are provided at both ends of the yellow phosphor 18a, but infrared phosphors 18b are provided in the peripheral area surrounding the yellow phosphor 18a. It may also be provided. Furthermore, as explained in FIG. 7, the deflection angle of the MEMS mirror 5a can be detected by providing the infrared phosphor 18b only at at least one end of the yellow phosphor 18a.

図３の例では、赤外用フォトダイオード９が黄色蛍光体８ａの両端部の赤外蛍光体８ｂのそれぞれに対して１つずつ、合計２つ配設されていることが好ましいが、１つの構成でもよい。この場合、可視光（白色光Ｗ）と区別され、赤外用フォトダイオード９で確実に検出されるように、波長の閾値を明確にしておく必要がある。 In the example of FIG. 3, it is preferable that two infrared photodiodes 9 are provided, one for each of the infrared phosphors 8b at both ends of the yellow phosphor 8a; But that's fine. In this case, it is necessary to define a wavelength threshold so that it can be distinguished from visible light (white light W) and reliably detected by the infrared photodiode 9.

赤外蛍光体８ｂに走査光Ｓを照射するタイミングは、光走査装置４の起動直後のタイミングでもよいし、配光パターンを生成する実行時の、人間の目が感知できないフレームで行ってもよい。 The scanning light S may be irradiated onto the infrared phosphor 8b at a timing immediately after the optical scanning device 4 is activated, or at a frame that cannot be detected by the human eye during execution of generating a light distribution pattern. .

なお、上記実施形態の照明システム１は、車両用灯具のみならず、小型のプロジェクタ装置や、光により対象物までの距離を計測するＬｉＤＥＲ装置にも利用することができる。 Note that the lighting system 1 of the embodiment described above can be used not only as a vehicle lamp but also as a small projector device and a LiDER device that measures the distance to an object using light.

１…照明システム、３…光源、４…光走査装置、５…光偏向器、５ａ…ＭＥＭＳミラー、６…制御部、７…基板、８，１８…蛍光体プレート、８ａ，１８ａ…黄色蛍光体、８ｂ，１８ｂ…赤外蛍光体、９…赤外用フォトダイオード、１０…投影レンズ、１１…レンズホルダ、１２…仮想スクリーン。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Illumination system, 3... Light source, 4... Optical scanning device, 5... Optical deflector, 5a... MEMS mirror, 6... Control unit, 7... Substrate, 8, 18... Phosphor plate, 8a, 18a... Yellow phosphor , 8b, 18b... Infrared phosphor, 9... Infrared photodiode, 10... Projection lens, 11... Lens holder, 12... Virtual screen.

Claims (6)

光ビームを反射する回動ミラーを有し、前記回動ミラーを共振駆動する第１軸と前記第１軸の方向と直交して前記回動ミラーを非共振駆動する第２軸とを有する光偏向器と、
前記回動ミラーで走査された走査光の波長を変換し、所定の配光パターンに対応する輝度分布を形成する黄色蛍光体と、前記回動ミラーを共振駆動させたときに前記走査光が走査する方向の前記黄色蛍光体のそれぞれ両端部に隣接配置され、前記走査光の波長を変換する赤外蛍光体とからなる蛍光体プレートと、
前記赤外蛍光体からの光を検出する光検出部と、
前記光検出部で検出された光強度の時間変化に応じて、前記回動ミラーを駆動させるための駆動電圧を制御する制御部と、
を備えていることを特徴とする光走査装置。 A light beam having a rotating mirror that reflects a light beam, a first axis that drives the rotating mirror resonantly, and a second axis that is orthogonal to the direction of the first axis and drives the rotating mirror non-resonantly. a deflector;
a yellow phosphor that converts the wavelength of the scanning light scanned by the rotary mirror and forms a brightness distribution corresponding to a predetermined light distribution pattern; a phosphor plate comprising an infrared phosphor that is arranged adjacent to both ends of the yellow phosphor in a direction in which the wavelength of the scanning light is converted;
a light detection unit that detects light from the infrared phosphor;
a control unit that controls a drive voltage for driving the rotary mirror according to a time change in the light intensity detected by the light detection unit;
An optical scanning device comprising: 前記回動ミラーの正常駆動時に、前記両端部のそれぞれで前記光検出部により検出された光の検出時間差から、前記走査光が前記黄色蛍光体を通過する第１期間を算出し、
前記制御部は、走査時に計測した前記検出時間差が前記第１期間に所定の余裕時間を加えた第１許容時間から外れた場合に、前記駆動電圧を変更することを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。 Calculating a first period during which the scanning light passes through the yellow phosphor from a detection time difference of light detected by the light detection unit at each of the both ends when the rotating mirror is normally driven;
2. The control unit changes the drive voltage when the detection time difference measured during scanning deviates from a first allowable time obtained by adding a predetermined margin time to the first period. The optical scanning device described. 前記回動ミラーの正常駆動時に、前記両端部の何れか一方で前記光検出部により検出された光の光強度ピーク時間から、前記走査光が前記赤外蛍光体を通過する第２期間を算出し、
前記制御部は、走査時に計測した前記光強度ピーク時間が前記第２期間に所定の余裕時間を加えた第２許容期間から外れた場合に前記駆動電圧を変更することを特徴とする請求項１又は２に記載の光走査装置。 A second period during which the scanning light passes through the infrared phosphor is calculated from the light intensity peak time of the light detected by the light detection unit at either end when the rotating mirror is normally driven. death,
1 . The control unit changes the drive voltage when the light intensity peak time measured during scanning deviates from a second allowable period obtained by adding a predetermined margin time to the second period. Or the optical scanning device according to 2. 前記赤外蛍光体は、前記回動ミラーを共振駆動させたときに前記走査光が走査する方向の幅が、前記回動ミラーを非共振駆動させたときに前記走査光が走査する方向に進むにつれて変化していることを特徴とする請求項１～３の何れか１項に記載の光走査装置。 The infrared phosphor has a width in a direction in which the scanning light scans when the rotary mirror is driven to resonate, and a width that advances in a direction in which the scanning light scans when the rotary mirror is driven in a non-resonant manner. The optical scanning device according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the optical scanning device changes with time. 前記蛍光体プレートは、入射した光を反射する反射型蛍光体からなることを特徴とする請求項１～４の何れか１項に記載の光走査装置。 5. The optical scanning device according to claim 1, wherein the phosphor plate is made of a reflective phosphor that reflects incident light. 請求項１～５の何れか１項に記載の光走査装置と、
前記光ビームを出射する光源と、
前記輝度分布をスクリーンに投影する投影レンズと、
を備えていることを特徴とする照明システム。 An optical scanning device according to any one of claims 1 to 5,
a light source that emits the light beam;
a projection lens that projects the brightness distribution onto a screen;
A lighting system comprising:
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