(57)【要約】【課題】周囲の温度変化等に起因して、ミラー部の振れ角の角度範囲の中央位置が、設計上の初期位置から位置ずれした場合でも、ミラー部の振れ角を精度よく検出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。【解決手段】この光スキャナユニット２０およびプロジェクタ１００は、ミラー部２１と、ミラー部２１を揺動させるミラー駆動部２２と、発光部２５ａと受光部２５ｂとを含む光センサ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、発光部２５ａから出射された光を遮蔽する遮光部２７と、を備え、光センサ２５の受光部２５ｂは、遮光部２７の揺動角度範囲Ｒの中央位置θCよりも一方揺動角側Ａ1に設けられた第１受光部ＰＤ１、揺動角度範囲Ｒの中央位置θCよりも他方揺動角側Ａ2に設けられた第２受光部ＰＤ２と、を含む。【選択図】図６
2020187292.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項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、
発光部と、前記発光部から出射された光を受光する受光部と、を含む光センサと、
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、前記発光部から出射された光を遮蔽する遮光部と、を備え、
前記受光部は、前記遮光部の揺動角度範囲の中央位置よりも一方揺動角側に設けられる第１受光部と、前記揺動角度範囲の中央位置よりも他方揺動角側に設けられる第２受光部と、を含む、光スキャナユニット。
【請求項２】
前記第１受光部は、前記揺動角度範囲の中央位置よりも一方揺動角側、かつ、前記揺動角度範囲の一方揺動角側の端部よりも中央位置側に設けられ、
前記第２受光部は、前記揺動角度範囲の中央位置よりも他方揺動角側、かつ、前記揺動角度範囲の他方揺動角側の端部よりも中央位置側に設けられる、請求項１に記載の光スキャナユニット。
【請求項３】
前記遮光部は、前記第１受光部と前記第２受光部とが並ぶ受光部整列方向において、前記第１受光部の前記第２受光部とは反対側の端部と、前記第２受光部の前記第１受光部とは反対側の端部との間の距離よりも小さい幅を有する、請求項１または２に記載の光スキャナユニット。
【請求項４】
前記遮光部は、前記受光部整列方向において、前記第１受光部の前記第２受光部とは反対側の端部と、前記第２受光部の前記第１受光部とは反対側の端部との間の距離よりも小さく、かつ、前記第１受光部と前記第２受光部との間の距離以上の幅を有する、請求項３に記載の光スキャナユニット。
【請求項５】
前記遮光部は、前記受光部整列方向において、前記第１受光部と前記第２受光部との間の距離よりも小さい幅を有する、請求項３に記載の光スキャナユニット。
【請求項６】
前記遮光部が、前記第１受光部と前記第２受光部とが並ぶ受光部整列方向に沿って、前記第１受光部と前記第２受光部とを跨ぐように前記ミラー部を揺動させる制御を行う制御部をさらに備え、
前記制御部は、前記遮光部が、前記揺動角度範囲の一方揺動角側と他方揺動角側との間で、前記第１受光部および前記第２受光部を跨ぐ第１期間に基づいて、前記振動発生部に印加される交流電圧を制御するように構成されている、請求項１〜５のいずれか１項に記載の光スキャナユニット。
【請求項７】
前記制御部は、前記遮光部が、前記揺動角度範囲の一方揺動角側から他方揺動角側に向かって移動する際に、前記第１受光部に入射する光の遮蔽を開始してから前記第２受光部に入射する光の遮蔽を終了するまでの期間、または、前記遮光部が、前記揺動角度範囲の他方揺動角側から一方揺動角側に向かって移動する際に、前記第２受光部に入射する光の遮蔽を開始してから前記第１受光部に入射する光の遮蔽を終了するまでの期間の少なくともいずれかを前記第１期間として、前記第１期間に基づいて、前記振動発生部に印加される交流電圧を制御するように構成されている、請求項６に記載の光スキャナユニット。
【請求項８】
前記制御部は、前記遮光部が前記第１受光部を跨がない揺動状態となった場合に、前記遮光部が前記第２受光部に入射する光を遮蔽する位置よりも前記揺動角度範囲の他方揺動角側に位置する期間を第２期間として、前記第１期間に代えて、前記第２期間に基づいて、前記振動発生部に印加される交流電圧を制御するとともに、前記遮光部が前記第２受光部を跨がない揺動状態となった場合に、前記遮光部が前記第１受光部に入射する光を遮蔽する位置よりも前記揺動角度範囲の一方揺動角側に位置する期間を第２期間として、前記第１期間に代えて、前記第２期間に基づいて、前記振動発生部に印加される交流電圧を制御するように構成されている、請求項６または７に記載の光スキャナユニット。
【請求項９】
前記制御部は、前記遮光部が前記第１受光部に入射する光を遮蔽する位置よりも前記揺動角度範囲の一方揺動角側に位置する期間、および、前記遮光部が前記第２受光部に入射する光を遮蔽する位置よりも前記揺動角度範囲の他方揺動角側に位置する期間に基づいて、前記揺動角度範囲の中央位置の位置ずれを取得するように構成されている、請求項６〜８のいずれか１項に記載の光スキャナユニット。
【請求項１０】
前記遮光部は、前記第１受光部と前記第２受光部とが並ぶ受光部整列方向に沿って、前記第１受光部および前記第２受光部の各々と離間するように、前記第１受光部と前記第２受光部との間に設けられた第３受光部をさらに含む、請求項１〜９のいずれか１項に記載の光スキャナユニット。
【請求項１１】
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１〜１０のいずれか１項に記載の光スキャナユニット。
【請求項１２】
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１〜１１のいずれか1項に記載の光スキャナユニット。
【請求項１３】
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１〜１２のいずれか１項に記載の光スキャナユニット。
【請求項１４】
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１〜１３のいずれか１項に記載の光スキャナユニット。
【請求項１５】
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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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）。
【０００３】
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（スキャナミラーが揺動する角度）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（振れ角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（振れ角）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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平５−４５６０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
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つの振動検出部が、共に、スキャナミラーの振れ角の角度範囲の中央位置に対して一方側に設けられているので、スキャナミラーの振れ角の角度範囲の中央位置が、設計上の初期位置から、振れ角の角度範囲の中央位置に対して他方側に位置ずれした場合、２つの振動検出部のうちの１つ（振れ角の角度範囲の中央位置から遠い側にある振動検出部）が、スキャナミラーの振れ角の角度範囲に含まれなくなる場合がある。この場合、スキャナミラーの振れ角の角度範囲に含まれなくなった振動検出部では、スキャナミラーの振れ角を検出できなくなる。このため、上記特許文献１の共振型スキャナでは、周囲の温度変化等に起因して、スキャナミラーの振れ角の角度範囲の中央位置が、設計上の初期位置から、振れ角の角度範囲の中央位置に対して他方側に位置ずれした場合、スキャナミラーの振れ角を精度よく検出することが困難であるという問題点がある。
【０００６】
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、周囲の温度変化等に起因して、ミラー部の振れ角の角度範囲の中央位置が、設計上の初期位置から位置ずれした場合でも、ミラー部の振れ角を精度よく検出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。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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、発光部と、発光部から出射された光を受光する受光部と、を含む光センサと、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、発光部から出射された光を遮蔽する遮光部と、を備え、受光部は、遮光部の揺動角度範囲の中央位置よりも一方揺動角側に設けられる第１受光部と、揺動角度範囲の中央位置よりも他方揺動角側に設けられる第２受光部と、を含む。
【０００８】
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、光センサの第１受光部を、遮光部の揺動角度範囲の中央位置よりも一方揺動角側に設け、光センサの第２受光部を、揺動角度範囲の中央位置よりも他方揺動角側に設ける。これにより、遮光部が、設計上の初期位置から、揺動角度範囲の中央位置よりも一方揺動角側および他方揺動角側のいずれかに位置ずれした場合でも、光センサの第１受光部および第２受光部のいずれかが遮光部の揺動角度範囲（ミラー部の振れ角の角度範囲）に含まれなくなるのを抑制することができるので、第１受光部に入射する光に基づくミラー部の振れ角の検出または第２受光部に入射する光に基づくミラー部の振れ角の検出のいずれかができなくなるのを抑制することができる。その結果、周囲の温度変化等に起因して、ミラー部の振れ角の角度範囲の中央位置が、設計上の初期位置から位置ずれした場合でも、ミラー部の振れ角を精度よく検出することができる。このような効果は、たとえば、車載用の光スキャナユニット等、周囲の温度変化が比較的大きな環境に用いられる光スキャナユニットにおいて特に有効である。
【０００９】
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、第１受光部は、揺動角度範囲の中央位置よりも一方揺動角側、かつ、揺動角度範囲の一方揺動角側の端部よりも中央位置側に設けられ、第２受光部は、揺動角度範囲の中央位置よりも他方揺動角側、かつ、揺動角度範囲の他方揺動角側の端部よりも中央位置側に設けられる。このように構成すれば、遮光部を、第１受光部が設けられる位置および第２受光部が設けられる位置を跨ぐように揺動させることができる。したがって、遮光部が、設計上の初期位置から、揺動角度範囲の一方揺動角側に位置ずれした場合でも、揺動角度範囲の他方揺動角側に設けられる第２受光部に入射する光に基づくミラー部の振れ角の検出ができなくなるのを抑制することができる。また、遮光部が、設計上の初期位置から、揺動角度範囲の他方揺動角側に位置ずれした場合でも、揺動角度範囲の一方揺動角側に設けられる第１受光部に入射する光に基づくミラー部の振れ角の検出ができなくなるのを抑制することができる。その結果、遮光部が、設計上の初期位置から、揺動角度範囲の一方揺動角側および他方揺動角側のいずれに位置ずれした場合でも、第１受光部に入射する光に基づくミラー部の振れ角の検出または第２受光部に入射する光に基づくミラー部の振れ角の検出のいずれかができなくなるのをより抑制することができる。
【００１０】
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、第１受光部と第２受光部とが並ぶ受光部整列方向において、第１受光部の第２受光部とは反対側の端部と、第２受光部の第１受光部とは反対側の端部との間の距離よりも小さい幅を有する。このように構成すれば、遮光部を揺動角度範囲の中央位置に配置させた状態において、発光部から出射された光を、第１受光部および第２受光部の両方によって検知することができる。その結果、装置の組み立て時やメンテナンス時等に、遮光部を静止させた静止状態において、第１受光部および第２受光部の各々において検出される光量を比較することによって、遮光部を揺動角度範囲の中央位置に配置させる位置合わせ（センタリング）を容易に行うことができる。
【００１１】
この場合、好ましくは、遮光部は、受光部整列方向において、第１受光部の第２受光部とは反対側の端部と、第２受光部の第１受光部とは反対側の端部との間の距離よりも小さく、かつ、第１受光部と第２受光部との間の距離以上の幅を有する。このように構成すれば、遮光部を揺動角度範囲の中央位置に配置させた状態において、遮光部により、第１受光部および第２受光部の両方の一部が覆われるので、遮光部を揺動角度範囲の一方揺動角側または他方揺動角側に移動させた場合に、第１受光部および第２受光部の各々において検出される光量を変化させることができる。その結果、第１受光部および第２受光部の各々において検出される光量を精度よく比較することができるので、装置の組み立て時やメンテナンス時等に、遮光部を揺動角度範囲の中央位置に配置させる位置合わせ（センタリング）をより精度よく行うことができる。
【００１２】
上記遮光部が受光部整列方向において第１受光部の第２受光部とは反対側の端部と第２受光部の第１受光部とは反対側の端部との間の距離よりも小さい幅を有する構成において、好ましくは、遮光部は、受光部整列方向において、第１受光部と第２受光部との間の距離よりも小さい幅を有する。ここで、遮光部を揺動させた揺動状態において、遮光部の幅が大きくなるにしたがって、遮光部が受光部に入射する光を遮蔽する角度範囲が大きくなるので、遮光部が受光部を跨ぐのに必要となる角度範囲が大きくなる。したがって、上記のように構成すれば、遮光部が、受光部整列方向において、第１受光部と第２受光部との間の距離以上の幅を有する場合と比較して、遮光部の幅が小さくなるので、遮光部を揺動させた揺動状態において、遮光部が第１受光部および第２受光部を跨ぐのに必要となる角度範囲を小さくすることができる。その結果、揺動角度範囲（振れ角の大きさ）を小さくした場合でも、遮光部を、第１受光部が設けられる位置および第２受光部が設けられる位置を跨ぐように揺動させることができるので、ミラー部の振れ角が小さい場合でも、ミラー部の振れ角を精度よく検出することができる。
【００１３】
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、遮光部が、第１受光部と第２受光部とが並ぶ受光部整列方向に沿って、第１受光部と第２受光部とを跨ぐようにミラー部を揺動させる制御を行う制御部をさらに備え、制御部は、遮光部が、揺動角度範囲の一方揺動角側と他方揺動角側との間で、第１受光部および第２受光部を跨ぐ第１期間に基づいて、振動発生部に印加される交流電圧を制御するように構成されている。ここで、遮光部を揺動させた揺動状態の、遮光部の振れ角の角度位置および時間を、それぞれ、縦軸および横軸で表した正弦波形において、遮光部が第１受光部および第２受光部を跨ぐ上記第１期間は、正弦波形の折り返し部分を含まないので、傾き（時間（横軸）に対する振れ角（縦軸）の変化率（角速度））の変化率（角加速度）が比較的小さい。一方、上記第１期間を挟むように、揺動角度範囲の一方揺動角側および他方側にそれぞれ生じる、遮光部が第１受光部に入射する光を遮蔽しない期間、および、遮光部が第２受光部に入射する光を遮蔽しない期間は、上記正弦波形の折り返し部分を含むので、上記傾きの変化率が比較的大きい。そして、遮光部が、設計上の初期位置から、揺動角度範囲の中央位置よりも一方揺動角側または他方揺動角側に位置ずれした場合（上記正弦波形が、振れ角（縦軸）の初期位置に対して縦軸の一方側または他方側にずれた揺動状態に相当）、上記傾きの変化率が比較的大きい期間の長さ（横軸）は、比較的変化が大きい（上記位置ずれの影響が大きい）のに対して、上記傾きの変化率が比較的小さい期間の長さ（横軸）は、比較的変化が小さい（上記位置ずれの影響が小さい）。したがって、上記のように構成すれば、上記正弦波形において上記位置ずれの影響が小さい期間（第１期間）に基づいて、振動発生部に印加される交流電圧を制御することができる。その結果、上記位置ずれの影響が小さい第１期間に基づいて、第１期間が予め算出された目標値となるように、振動発生部に印加される交流電圧を制御することによって、遮光部に上記位置ずれが生じた場合でも、揺動角度範囲の大きさ（振れ角）を所望の値とするための制御を精度よく行うことができる。
【００１４】
この場合、好ましくは、制御部は、遮光部が、揺動角度範囲の一方揺動角側から他方揺動角側に向かって移動する際に、第１受光部に入射する光の遮蔽を開始してから第２受光部に入射する光の遮蔽を終了するまでの期間、または、遮光部が、揺動角度範囲の他方揺動角側から一方揺動角側に向かって移動する際に、第２受光部に入射する光の遮蔽を開始してから第１受光部に入射する光の遮蔽を終了するまでの期間の少なくともいずれかを第１期間として、前記第１期間に基づいて、振動発生部に印加される交流電圧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、遮光部が、揺動角度範囲の一方揺動角側から他方揺動角側に向かって移動する際に、第１受光部に入射する光の遮蔽を開始してから第２受光部に入射する光の遮蔽を終了するまで期間、または、遮光部が、揺動角度範囲の他方揺動角側から一方揺動角側に向かって移動する際に、第２受光部に入射する光の遮蔽を開始してから第１受光部に入射する光の遮蔽を終了するまでの期間に基づいて第１期間を取得して、上記正弦波形において上記位置ずれの影響が小さい期間（第１期間）に基づく振動発生部に印加される交流電圧の制御を確実に行うことができる。
【００１５】
上記制御部が第１期間に基づいて振動発生部に印加される交流電圧を制御する構成において、好ましくは、制御部は、遮光部が第１受光部を跨がない揺動状態となった場合に、遮光部が第２受光部に入射する光を遮蔽する位置よりも揺動角度範囲の他方揺動角側に位置する期間を第２期間として、第１期間に代えて、第２期間に基づいて、振動発生部に印加される交流電圧を制御するとともに、遮光部が第２受光部を跨がない揺動状態となった場合に、遮光部が第１受光部に入射する光を遮蔽する位置よりも揺動角度範囲の一方揺動角側に位置する期間を第２期間として、第１期間に代えて、第２期間に基づいて、振動発生部に印加される交流電圧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、遮光部が第１受光部または第２受光部のいずれかを跨がない揺動状態となった場合のように第１期間を取得することができない場合でも、第１期間に代えて、上記の第２期間に基づいて、振動発生部に印加される交流電圧の制御を継続することができる。
【００１６】
上記制御部が第１期間に基づいて振動発生部に印加される交流電圧を制御する構成において、好ましくは、制御部は、遮光部が第１受光部に入射する光を遮蔽する位置よりも揺動角度範囲の一方揺動角側に位置する期間、および、遮光部が第２受光部に入射する光を遮蔽する位置よりも揺動角度範囲の他方揺動角側に位置する期間に基づいて、揺動角度範囲の中央位置の位置ずれを取得するように構成されている。ここで、揺動角度範囲の中央位置が、揺動角度範囲の一方揺動角側に位置ずれした場合には、遮光部が第１受光部に入射する光を遮蔽する位置よりも揺動角度範囲の一方揺動角側に位置する期間が長くなる。また、揺動角度範囲の中央位置が、揺動角度範囲の他方揺動角側に位置ずれした場合には、遮光部が第２受光部に入射する光を遮蔽する位置よりも揺動角度範囲の他方揺動角側に位置する期間が長くなる。したがって、上記のように構成すれば、揺動角度範囲の中央位置が一方揺動角側または他方揺動角側のいずれの側にどれだけ位置ずれしているかを取得することができる。その結果、光スキャナユニットを備える光学機器に対して、揺動角度範囲の中央位置の位置ずれの情報を出力することによって、光学機器側で、たとえば、光スキャナユニットの姿勢を機械的に補正する、揺動角（振れ角）の大きさおよび光スキャナユニットのミラー部に照射する光の発光タイミングを、揺動角度範囲の中央位置の位置ずれ量に応じて、ソフトウェアを用いた制御手法により調整する、等の光スキャナユニットにおける揺動角度範囲の中央位置の位置ずれに対する適切な制御を行うことができる。
【００１７】
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、第１受光部と第２受光部とが並ぶ受光部整列方向に沿って、第１受光部および第２受光部の各々と離間するように、第１受光部と第２受光部との間に設けられた第３受光部をさらに含む。このように構成すれば、ミラー部の振れ角の角度範囲の中央位置が、初期位置から位置ずれすることに起因して、第１受光部および第２受光部のいずれかが、遮光部の揺動角度範囲に含まれなくなった場合でも、第１受光部および第２受光部の揺動角度範囲に含まれる方と、第３受光部とを用いることによって、２つの受光部に入射する光に基づくミラー部の振れ角の検出を行うことがきる。
【００１８】
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振れ角の検出精度が低下するのを抑制することができる。
【００１９】
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振れ角の検出精度が低下するのを抑制することができる。
【００２０】
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振れ角の検出精度が低下するのを抑制することができる。
【００２１】
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いる。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。その結果、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のに伴って小さくなる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、等が生じるのを抑制することができる。
【００２２】
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。
【００２３】
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、光スキャナユニットにおいて、光センサの第１受光部を、遮光部の揺動角度範囲の中央位置よりも一方揺動角側に設け、光センサの第２受光部を、揺動角度範囲の中央位置よりも他方揺動角側に設ける。これにより、光スキャナユニットにおいて、遮光部が、設計上の初期位置から、揺動角度範囲の中央位置よりも一方揺動角側および他方揺動角側のいずれかに位置ずれした場合でも、光センサの第１受光部および第２受光部のいずれかが遮光部の揺動角度範囲（ミラー部の振れ角の角度範囲）に含まれなくなるのを抑制することができるので、第１受光部に入射する光に基づくミラー部の振れ角の検出または第２受光部に入射する光に基づくミラー部の振れ角の検出のいずれかができなくなるのを抑制することができる。その結果、光スキャナユニットにおいて、周囲の温度変化等に起因して、ミラー部の振れ角の角度範囲の中央位置が、設計上の初期位置から位置ずれした場合でも、ミラー部の振れ角を精度よく検出することができる。このような効果は、たとえば、車載用の光学機器等、周囲の温度変化が比較的大きな環境に用いられる光学機器において特に有効である。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、上記のように、周囲の温度変化等に起因して、ミラー部の振れ角の角度範囲の中央位置が、設計上の初期位置から位置ずれした場合でも、ミラー部の振れ角を精度よく検出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。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の第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。
【図２】本発明の第１実施形態による光スキャナユニットの斜視図である。
【図３】本発明の第１実施形態による光スキャナユニットの平面図である。
【図４】本発明の第１実施形態による光スキャナユニットの別の斜視図である。
【図５】本発明の第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。
【図６】本発明の第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。
【図７】本発明の第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。
【図８】本発明の第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。
【図９】本発明の第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。
【図１０】本発明の第１実施形態による光スキャナユニットの第１受光部と第２受光部とが並ぶ受光部整列方向における第１受光部および第２受光部に対する遮光部の幅を説明するための図である。
【図１１】本発明の第１実施形態による光スキャナユニットのミラーの振れ角と検知信号とを説明するための図である。
【図１２】本発明の第１実施形態による光スキャナユニットにおけるミラーの振れ角が位置ずれした場合の検知信号を説明するための図である。
【図１３】本発明の第２実施形態による光スキャナユニットの遮光部を示した図である。
【図１４】本発明の第２実施形態による光スキャナユニットのミラーの振れ角と検知信号とを説明するための図である。
【図１５】本発明の第３実施形態による光スキャナユニットの光センサを示した側面図である。
【図１６】本発明の第３実施形態による光スキャナユニットのミラーの振れ角と検知信号とを説明するための図である。
【図１７】本発明の第３実施形態による光スキャナユニットにおけるミラーの振れ角が位置ずれした場合の検知信号を説明するための図である。
【図１８】本発明の第４実施形態による光スキャナユニットの斜視図である。
【図１９】本発明の第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。
【図２０】本発明の第５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。
【図２１】本発明の第５実施形態による光スキャナユニットにおけるミラーの振れ角が一方揺動角側に位置ずれした場合の検知信号を説明するための図である。
【図２２】本発明の第５実施形態による光スキャナユニットにおけるミラーの振れ角が他方揺動角側に位置ずれした場合の検知信号を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
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。
【００２７】
［第１実施形態］
図１〜図１２を参照して、本発明の第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。
【００２８】
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、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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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、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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。図４に示すように、ミラー基板支持部２１ｂは、格子状に形成されている。
【００３６】
図５〜図７に示すように、ミラー駆動部２２（図１参照）は、交流電圧が印加されることにより、所定の揺動軸９０周りにミラー部２１を揺動させるように構成されている。具体的には、図９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、図５〜図７に示すように、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。
【００３７】
図１に示すように、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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
図１に示すように、光センサ２５は、発光部２５ａと、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が、ミラー制御部２３へ送られる。
【００４３】
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。
【００４４】
図８に示すように、光スキャナユニット２０では、受光部２５ｂは、第１受光部ＰＤ１と、第２受光部ＰＤ２と、を含む。具体的には、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、互いにＺ方向に離間する２つのスリット（開口）２５ｆが形成されている。２つのスリット２５ｆは、互いに離間して配置されているので、２つのスリット２５ｆの各々を通過した光は、受光部２５ｂにおいて、互いに離れた検出位置において受光される。すなわち、２つのスリット２５ｆを用いることにより、１つの受光部２５ｂが、２つの受光部２５ｂ（第１受光部ＰＤ１および第２受光部ＰＤ２）として機能する。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。
【００４５】
図２に示すように、ベース部材２６は、メタル部材２４（図２参照）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。
【００４６】
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。
【００４７】
図５〜図７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が揺動する揺動状態において、発光部２５ａから出射された光を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、第１受光部ＰＤ１と第２受光部ＰＤ２とが並ぶ受光部整列方向（Ｚ方向）に沿って、第１受光部ＰＤ１と第２受光部ＰＤ２と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５の状態）や、ミラー部２１に設けられた遮光部２７が、受光部を覆わない状態（図６および図７の状態）となる。なお、図５では、遮光部２７が、第１受光部ＰＤ１の一部および第２受光部ＰＤ２の一部を覆った状態を示している。
【００４８】
第１実施形態では、第１受光部ＰＤ１は、遮光部２７の揺動角度範囲Ｒの中央位置θCよりも一方揺動角側Ａ1、かつ、揺動角度範囲Ｒの一方揺動角側Ａ1の端部θ1Eよりも中央位置θC側に設けられる。また、第２受光部ＰＤ２は、揺動角度範囲Ｒの中央位置θCよりも他方揺動角側Ａ2、かつ、揺動角度範囲Ｒの他方揺動角側Ａ2の端部θ2Eよりも中央位置θC側に設けられる。具体的には、光スキャナユニット２０では、ミラー部２１を、振れ角θA（揺動角度範囲Ｒの大きさ）で揺動させている。揺動角度範囲Ｒは、中央位置θCを挟んで、一方揺動角側Ａ1の端部θ1Eと、他方揺動角側Ａ2の端部θ2Eとの間の範囲である。そして、第１受光部ＰＤ１は、揺動角度範囲Ｒにおいて、中央位置θCと一方揺動角側Ａ1の端部θ1Eとの間に設けられている。また、第２受光部ＰＤ２は、揺動角度範囲Ｒにおいて、中央位置θCと他方揺動角側Ａ2の端部θ2Eとの間に設けられている。
【００４９】
また、図１０に示すように、第１実施形態では、遮光部２７は、第１受光部ＰＤ１と第２受光部ＰＤ２とが並ぶ受光部整列方向（Ｚ方向）において、第１受光部ＰＤ１の第２受光部ＰＤ２とは反対側の端部ＰＤ１ａと、第２受光部ＰＤ２の第１受光部ＰＤ１とは反対側の端部ＰＤ２ａとの間の距離Ｄ１よりも小さく、かつ、第１受光部ＰＤ１と第２受光部ＰＤ２との間の距離Ｄ２以上の幅Ｗ２を有する。具体的には、Ｘ方向から見て、Ｚ方向において、第１受光部ＰＤ１の中央位置θC側の端部ＰＤ１ｂと、第２受光部ＰＤ２の中央位置θC側の端部ＰＤ２ｂとは、距離Ｄ２だけ離れている。また、第１受光部ＰＤ１の一方揺動角側Ａ1の端部ＰＤ１ａと、第２受光部ＰＤ２の他方揺動角側Ａ2の端部ＰＤ２ａとは、距離Ｄ１だけ離れている。そして、遮光部２７の幅Ｗ２は、距離Ｄ２よりも大きく距離Ｄ１よりも小さい。
【００５０】
また、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。
【００５１】
ここで、第１実施形態では、ミラー制御部２３（図１参照）は、遮光部２７が、揺動角度範囲Ｒの一方揺動角側Ａ1と他方揺動角側Ａ2との間で、第１受光部ＰＤ１および第２受光部ＰＤ２を跨ぐ第１期間ｔ3（図１１参照）に基づいて、ミラー駆動部２２（図１参照）に印加される交流電圧を制御するように構成されている。詳細には、ミラー制御部２３は、遮光部２７が、揺動角度範囲Ｒの一方揺動角側Ａ1から他方揺動角側Ａ2に向かって移動する際に、第１受光部ＰＤ１に入射する光の遮蔽を開始してから第２受光部ＰＤ２に入射する光の遮蔽を終了するまでの期間ｔ3を第１期間として、第１期間ｔ3に基づいて、ミラー駆動部２２に印加される交流電圧を制御するように構成されている。
【００５２】
具体的には、図１１に示すように、ミラー部２１（遮光部２７）の振れ角および時間を、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３０によって表すことができる。そして、遮光部２７が、第１受光部ＰＤ１と第２受光部ＰＤ２とが並ぶ受光部整列方向（Ｚ方向）に沿って、第１受光部ＰＤ１と第２受光部ＰＤ２とを跨ぐようにミラー部２１を揺動させた状態は、第１受光部ＰＤ１の遮光区間および第２受光部ＰＤ２の遮光区間とを跨いで振動する正弦波形３０で表される。
【００５３】
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（２値化信号）は、遮光部２７により光が遮蔽される遮光区間、および、遮光部２７により光が遮蔽されない非遮光区間が、それぞれ、ＨＩＧＨおよびＬＯＷの状態を示すパルス状の信号となる。第１受光部ＰＤ１の遮光区間および第２受光部ＰＤ２の遮光区間を跨ぐ正弦波形３０の場合、１周期Ｔの間に、第１受光部ＰＤ１のパルス（ＨＩＧＨの状態）および第２受光部ＰＤ２のパルス（ＨＩＧＨの状態）が、各々、２つずつ出る状態となる。
【００５４】
図１１で示した正弦波形３０の場合、２値化信号は、以下の表１に示した順序で取得される。
【表１】
2020187292.tif 000003
具体的には、１番目に、ＰＤ２長パルスがＬＯＷの状態からＨＩＧＨの状態に変わるタイミング（第２受光部ＰＤ２の非遮光区間のうち相対的に長い方の区間が開始したタイミング）が取得される。２番目に、ＰＤ１短パルスがＬＯＷの状態からＨＩＧＨの状態に変わるタイミング（第１受光部ＰＤ１の非遮光区間のうち相対的に短い方の区間が開始したタイミング）が取得される。３番目に、ＰＤ１短パルスがＨＩＧＨの状態からＬＯＷの状態に変わるタイミング（第１受光部ＰＤ１の非遮光区間のうち相対的に短い方の区間が終了したタイミング）が取得される。４番目に、ＰＤ２長パルスがＨＩＧＨの状態からＬＯＷの状態に変わるタイミング（第２受光部ＰＤ２の非遮光区間のうち相対的に長い方の区間が終了したタイミング）が取得される。５番目に、ＰＤ１長パルスがＬＯＷの状態からＨＩＧＨの状態に変わるタイミング（第１受光部ＰＤ１の非遮光区間のうち相対的に長い方の区間が開始したタイミング）が取得される。６番目に、ＰＤ２短パルスがＬＯＷの状態からＨＩＧＨの状態に変わるタイミング（第２受光部ＰＤ２の非遮光区間のうち相対的に短い方の区間が開始したタイミング）が取得される。７番目に、ＰＤ２短パルスがＨＩＧＨの状態からＬＯＷの状態に変わるタイミング（第２受光部ＰＤ２の非遮光区間のうち相対的に短い方の区間が終了したタイミング）が取得される。８番目に、ＰＤ１長パルスがＨＩＧＨの状態からＬＯＷの状態に変わるタイミング（第１受光部ＰＤ１の非遮光区間のうち相対的に長い方の区間が終了したタイミング）が取得される。以上のパルスは、１周期Ｔの間において取得されるパルスである。なお、取得されるパルスの順序は、正弦波形３０の振幅の大きさ、パルスの取得を開始するタイミング、揺動角度範囲の中央位置の変化、等によって変化する。
【００５５】
ミラー制御部２３は、２値化処理された検知信号（２値化信号）に基づいて、ミラー部２１の振れ角θA（揺動角度範囲Ｒの大きさ）を算出し、一定の振れ角θA（揺動角度範囲Ｒの大きさ）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。
【００５６】
まず、プロジェクタ１００の使用時におけるフィードバック制御を行う前に、光スキャナユニット２０のプロジェクタ１００への組付け時等において、ミラー制御部２３は、第１受光部ＰＤ１の設定角度θ1および第２受光部ＰＤ２の設定角度θ2を取得する。第１受光部ＰＤ１の設定角度θ1は、第１受光部ＰＤ１による遮光区間の一方揺動角側Ａ1の端（遮光部２７が一方揺動角側Ａ1に移動する際に、遮光部２７による第１受光部ＰＤ１に入射する光の遮蔽が終了するタイミング）に相当する。また、第２受光部ＰＤ２の設定角度θ2は、第２受光部ＰＤ２による遮光区間の他方揺動角側Ａ2の端（遮光部２７が他方揺動角側Ａ2に移動する際に、遮光部２７による第２受光部ＰＤ２に入射する光の遮蔽が終了するタイミング）に相当する。
【００５７】
ミラー制御部２３は、ミラー駆動部２２に印加する電圧を徐々に上げることによって、１周期の間に第１受光部ＰＤ１のパルスおよび第２受光部ＰＤ２のパルスが、各々、２つずつ出る状態にする。設定角度θ1および設定角度θ2は、以下の式（１）および式（２）に基づいて、算出される。
【数１】
2020187292.tif 000004
【数２】
2020187292.tif 000005
ここで、θAは、遮光部２７（ミラー部２１）の振れ角（揺動角度範囲Ｒの大きさ）である。θAは、ミラー部２１を揺動させて、ミラー部２１が揺動することによりスキャン（走査）される光の走査角を検出することによって取得される。また、Ｔは周期である。周期Ｔは、パルスが取得されるタイミングに基づいて取得される。図１１の正弦波形３０の場合、８つのパルスの１番目が取得されてから８番目が取得されるまでの期間に相当する。また、ｔ1は、第１受光部ＰＤ１の一方揺動角側Ａ1側の折り返し時間（第１受光部ＰＤ１の遮光区間の一方揺動角側Ａ1側の非遮光区間を通過する時間に相当）である。また、ｔ2は、第２受光部ＰＤ２の他方揺動角側Ａ2側の折り返し時間（第２受光部ＰＤ２の遮光区間の他方揺動角側Ａ2側の非遮光区間を通過する時間に相当）である。なお、この第１受光部ＰＤ１の設定角度θ1および第２受光部ＰＤ２の設定角度θ2の取得は、１周期の間に第１受光部ＰＤ１のパルスおよび第２受光部ＰＤ２のパルスが、各々、２つずつ出る状態において行われる。
【００５８】
そして、プロジェクタ１００の使用時において、ミラー制御部２３は、ミラー駆動部２２に印加する電圧を徐々に上げることによって、１周期の間に第１受光部ＰＤ１のパルスおよび第２受光部ＰＤ２のパルスが、各々、２つずつ出る状態にする。そして、ミラー制御部２３は、毎周期、ｔ3を監視、ｔ3が目標時間ｔBに近づくようにＰＩＤ制御を行う。目標時間ｔBは、以下の式（３）に基づいて、算出される。
【数３】
2020187292.tif 000006
ここで、θBは、目標振れ角である。また、ＴBは、設定周期である。θ1およびθ2は、各々、上記の式（１）および式（２）で取得された値が用いられる。なお、ｔ3は、ｔ1とｔ2とに挟まれた期間である。
【００５９】
上記のｔ3を用いて、ミラー部２１が一定の振れ角θA（揺動角度範囲Ｒの大きさ）となるように制御した場合の試算値を以下の表２に示す。また、参考値として、上記のｔ1またはｔ2を用いて、ミラー部２１が一定の振れ角θA（揺動角度範囲Ｒの大きさ）となるように制御した場合の試算値を以下の表３に示す。
【表２】
2020187292.tif 000007
【表３】
2020187292.tif 000008
表２および表３では、一定に制御する振れ角θA（揺動角度範囲Ｒの大きさ）の目標角度（目標振れ角θB）を５度に設定し、受光部２５ｂの設定角度（θ1およびθ2）を揺動角度範囲Ｒの中央位置θCから１．５度の角度位置に設定した場合の試算値を示している。表２に示ように、ｔ3を用いて、ミラー部２１が一定の振れ角θA（揺動角度範囲Ｒの大きさ）となるように制御した場合、遮光部２７の初期位置からの位置ずれによって、目標角度（目標振れ角θB）の５度に対して、振れ角θAが最大で１０％程度の角度ずれが生じている。一方、表２に示ように、ｔ1またはｔ2を用いて、ミラー部２１が一定の振れ角θA（揺動角度範囲Ｒの大きさ）となるように制御した場合、遮光部２７の初期位置からの位置ずれによって、目標角度（目標振れ角θB）の５度に対して、振れ角θAが最大で５０％以上の角度ずれが生じている。この理由は、正弦波形において、ｔ3が、傾き（時間（横軸）に対する振れ角（縦軸）の変化率（角速度））の変化率（角加速度）が比較的小さい部分（折り返しを含まない部分）であるのに対して、ｔ1およびｔ2が、傾きの変化率（角加速度）が比較的大きい部分（折り返しを含む部分）であることに起因する。具体的には、図１２に示すように、遮光部２７が初期位置（正弦波形３０）から（正弦波形３１）に位置ずれした場合、初期位置のｔ3と位置ずれ後のｔ13との変化は比較的小さいが、初期位置のｔ1と位置ずれ後のｔ11との変化、および、初期位置のｔ2と位置ずれ後のｔ12との変化は比較的大きくなる。
【００６０】
なお、第１実施形態では、ミラー制御部２３は、遮光部２７が第１受光部ＰＤ１に入射する光を遮蔽する位置よりも揺動角度範囲Ｒの一方揺動角側Ａ1に位置する期間ｔ1、および、遮光部２７が第２受光部ＰＤ２に入射する光を遮蔽する位置よりも揺動角度範囲Ｒの他方揺動角側Ａ2に位置する期間ｔ2に基づいて、揺動角度範囲Ｒの中央位置θCの位置ずれを取得するように構成されている。具体的には、図１２に示すように、揺動角度範囲Ｒの中央位置θCが、揺動角度範囲Ｒの一方揺動角側Ａ1に位置ずれした場合には、遮光部２７が第１受光部ＰＤ１に入射する光を遮蔽する位置よりも揺動角度範囲Ｒの一方揺動角側Ａ1に位置する期間が長くなる（ｔ1が、ｔ1よりも長いｔ11に変化している）。また、図示しないが、揺動角度範囲Ｒの中央位置θCが、揺動角度範囲Ｒの他方揺動角側Ａ2に位置ずれした場合には、遮光部２７が第２受光部ＰＤ２に入射する光を遮蔽する位置よりも揺動角度範囲Ｒの他方揺動角側Ａ2に位置する期間が長くなる。したがって、ミラー制御部２３は、ｔ1およびｔ2に基づいて、揺動角度範囲Ｒの中央位置θCが一方揺動角側Ａ1または他方揺動角側Ａ2のいずれの側にどれだけ位置ずれしているかを取得することが可能である。
【００６１】
（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。
【００６２】
第１実施形態では、上記のように、光センサ２５の第１受光部ＰＤ１を、遮光部２７の揺動角度範囲Ｒの中央位置θCよりも一方揺動角側Ａ1に設け、光センサ２５の第２受光部ＰＤ２を、揺動角度範囲Ｒの中央位置θCよりも他方揺動角側Ａ2に設ける。これにより、遮光部２７が、設計上の初期位置から、揺動角度範囲Ｒの中央位置θCよりも一方揺動角側Ａ1および他方揺動角側Ａ2のいずれかに位置ずれした場合でも、光センサ２５の第１受光部ＰＤ１および第２受光部ＰＤ２のいずれかが遮光部２７の揺動角度範囲Ｒ（ミラー部２１の振れ角θAの角度範囲）に含まれなくなるのを抑制することができるので、第１受光部ＰＤ１に入射する光に基づくミラー部２１の振れ角θAの検出または第２受光部ＰＤ２に入射する光に基づくミラー部２１の振れ角θAの検出のいずれかができなくなるのを抑制することができる。その結果、周囲の温度変化等に起因して、ミラー部２１の振れ角θAの角度範囲の中央位置θCが、設計上の初期位置から位置ずれした場合でも、ミラー部２１の振れ角θAを精度よく検出することができる。
【００６３】
また、第１実施形態では、上記のように、第１受光部ＰＤ１を、揺動角度範囲Ｒの中央位置θCよりも一方揺動角側Ａ1、かつ、揺動角度範囲Ｒの一方揺動角側Ａ1の端部θ1Eよりも中央位置θC側に設け、第２受光部ＰＤ２を、揺動角度範囲Ｒの中央位置θCよりも他方揺動角側Ａ2、かつ、揺動角度範囲Ｒの他方揺動角側Ａ2の端部θ2Eよりも中央位置θC側に設ける。これにより、遮光部２７を、第１受光部ＰＤ１が設けられる位置および第２受光部ＰＤ２が設けられる位置を跨ぐように揺動させることができる。したがって、遮光部２７が、設計上の初期位置から、揺動角度範囲Ｒの一方揺動角側Ａ1に位置ずれした場合でも、揺動角度範囲Ｒの他方揺動角側Ａ2に設けられる第２受光部ＰＤ２に入射する光に基づくミラー部２１の振れ角θAの検出ができなくなるのを抑制することができる。また、遮光部２７が、設計上の初期位置から、揺動角度範囲Ｒの他方揺動角側Ａ2に位置ずれした場合でも、揺動角度範囲Ｒの一方揺動角側Ａ1に設けられる第１受光部ＰＤ１に入射する光に基づくミラー部２１の振れ角θAの検出ができなくなるのを抑制することができる。その結果、遮光部２７が、設計上の初期位置から、揺動角度範囲Ｒの一方揺動角側Ａ1および他方揺動角側Ａ2のいずれに位置ずれした場合でも、第１受光部ＰＤ１に入射する光に基づくミラー部２１の振れ角θAの検出または第２受光部ＰＤ２に入射する光に基づくミラー部２１の振れ角θAの検出のいずれかができなくなるのをより抑制することができる。
【００６４】
また、第１実施形態では、上記のように、遮光部２７を、第１受光部ＰＤ１と第２受光部ＰＤ２とが並ぶ受光部整列方向（Ｚ方向）において、第１受光部ＰＤ１の第２受光部ＰＤ２とは反対側の端部ＰＤ１ａと、第２受光部ＰＤ２の第１受光部ＰＤ１とは反対側の端部ＰＤ２ａとの間の距離Ｄ１よりも小さい幅Ｗ２を有するように構成する。これにより、遮光部２７を揺動角度範囲Ｒの中央位置θCに配置させた状態において、発光部２５ａから出射された光を、第１受光部ＰＤ１および第２受光部ＰＤ２の両方によって検知することができる。その結果、装置の組み立て時やメンテナンス時等に、遮光部２７を静止させた静止状態において、第１受光部ＰＤ１および第２受光部ＰＤ２の各々において検出される光量を比較することによって、遮光部２７を揺動角度範囲Ｒの中央位置θCに配置させる位置合わせ（センタリング）を容易に行うことができる。
【００６５】
また、第１実施形態では、上記のように、遮光部２７を、受光部整列方向（Ｚ方向）において、第１受光部ＰＤ１の第２受光部ＰＤ２とは反対側の端部ＰＤ１ａと、第２受光部ＰＤ２の第１受光部ＰＤ１とは反対側の端部ＰＤ２ａとの間の距離Ｄ１よりも小さく、かつ、第１受光部ＰＤ１と第２受光部ＰＤ２との間の距離Ｄ２以上の幅Ｗ２を有するように構成する。これにより、遮光部２７を揺動角度範囲Ｒの中央位置θCに配置させた状態において、遮光部２７により、第１受光部ＰＤ１および第２受光部ＰＤ２の両方の一部が覆われるので、遮光部２７を揺動角度範囲Ｒの一方揺動角側Ａ1または他方揺動角側Ａ2に移動させた場合に、第１受光部ＰＤ１および第２受光部ＰＤ２の各々において検出される光量を変化させることができる。その結果、第１受光部ＰＤ１および第２受光部ＰＤ２の各々において検出される光量を精度よく比較することができるので、装置の組み立て時やメンテナンス時等に、遮光部２７を揺動角度範囲Ｒの中央位置θCに配置させる位置合わせ（センタリング）をより精度よく行うことができる。
【００６６】
また、第１実施形態では、上記のように、光スキャナユニット２０を、遮光部２７が、第１受光部ＰＤ１と第２受光部ＰＤ２とが並ぶ受光部整列方向（Ｚ方向）に沿って、第１受光部ＰＤ１と第２受光部ＰＤ２とを跨ぐようにミラー部２１を揺動させる制御を行うミラー制御部２３を備えるように構成する。そして、ミラー制御部２３を、遮光部２７が、揺動角度範囲Ｒの一方揺動角側Ａ1と他方揺動角側Ａ2との間で、第１受光部ＰＤ１および第２受光部ＰＤ２を跨ぐ第１期間ｔ3に基づいて、ミラー駆動部２２に印加される交流電圧を制御するように構成する。これにより、遮光部２７を揺動させた揺動状態の、遮光部２７の振れ角θAの角度位置および時間を、それぞれ、縦軸および横軸で表した正弦波形３０において、遮光部２７が、設計上の初期位置から、揺動角度範囲Ｒの中央位置θCよりも一方揺動角側Ａ1または他方揺動角側Ａ2に位置ずれした場合の影響が小さい期間（第１期間）ｔ3に基づいて、ミラー駆動部２２に印加される交流電圧を制御することができる。その結果、上記位置ずれの影響が小さい第１期間ｔ3に基づいて、第１期間ｔ3が予め算出された目標値（目標時間ｔB）となるように、ミラー駆動部２２に印加される交流電圧を制御することによって、遮光部２７に上記位置ずれが生じた場合でも、揺動角度範囲Ｒの大きさ（振れ角θA）を所望の値とするための制御を精度よく行うことができる。
【００６７】
また、第１実施形態では、上記のように、ミラー制御部２３を、遮光部２７が、揺動角度範囲Ｒの一方揺動角側Ａ1から他方揺動角側Ａ2に向かって移動する際に、第１受光部ＰＤ１に入射する光の遮蔽を開始してから第２受光部ＰＤ２に入射する光の遮蔽を終了するまでの期間を第１期間ｔ3として、第１期間ｔ3に基づいて、ミラー駆動部２２に印加される交流電圧を制御するように構成する。これにより、遮光部２７が、揺動角度範囲Ｒの一方揺動角側Ａ1から他方揺動角側Ａ2に向かって移動する際に、第１受光部ＰＤ１に入射する光の遮蔽を開始してから第２受光部ＰＤ２に入射する光の遮蔽を終了するまで期間に基づいて第１期間ｔ3を取得して、上記正弦波形３０において上記位置ずれの影響が小さい期間（第１期間ｔ3）に基づくミラー駆動部２２に印加される交流電圧の制御を確実に行うことができる。
【００６８】
また、第１実施形態では、上記のように、ミラー制御部２３を、遮光部２７が第１受光部ＰＤ１に入射する光を遮蔽する位置よりも揺動角度範囲Ｒの一方揺動角側Ａ1に位置する期間ｔ1、および、遮光部２７が第２受光部ＰＤ２に入射する光を遮蔽する位置よりも揺動角度範囲Ｒの他方揺動角側Ａ2に位置する期間ｔ2に基づいて、揺動角度範囲Ｒの中央位置θCの位置ずれを取得するように構成する。これにより、揺動角度範囲Ｒの中央位置θCが一方揺動角側Ａ1または他方揺動角側Ａ2のいずれの側にどれだけ位置ずれしているかを取得することができる。その結果、光スキャナユニット２０を備えるプロジェクタ１００に対して、揺動角度範囲Ｒの中央位置θCの位置ずれの情報を出力することによって、プロジェクタ１００側で、光スキャナユニット２０の姿勢を機械的に補正する、揺動角（振れ角θA）の大きさおよび光スキャナユニット２０のミラー部２１に照射する光の発光タイミングを、揺動角度範囲Ｒの中央位置θCの位置ずれ量に応じて、ソフトウェアを用いた制御手法により調整する、等の光スキャナユニット２０における揺動角度範囲Ｒの中央位置θCの位置ずれに対する適切な制御を行うことができる。
【００６９】
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の振れ角θAの検出精度が低下するのを抑制することができる。
【００７０】
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。その結果、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のに伴って小さくなる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、等が生じるのを抑制することができる。
【００７１】
［第２実施形態］
図１３および図１４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、遮光部２７を、受光部整列方向（Ｚ方向）において、第１受光部ＰＤ１と第２受光部ＰＤ２との間の距離Ｄ２以上の幅Ｗ２を有するように構成した第１実施形態の光スキャナユニット２０と異なり、遮光部２２７を、受光部整列方向において、第１受光部ＰＤ１と第２受光部ＰＤ２との間の距離Ｄ２よりも小さい幅Ｗ２２を有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。
【００７２】
図１３に示すように、本発明の第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２２０を備える。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。
【００７３】
光スキャナユニット２２０は、遮光部２２７を備えている。第２実施形態では、遮光部２２７は、受光部整列方向（Ｚ方向）において、第１受光部ＰＤ１と第２受光部ＰＤ２との間の距離Ｄ２よりも小さい幅Ｗ２２を有する。具体的には、遮光部２２７は、第１実施形態の光スキャナユニット２０と同様に、ミラー基板支持部２１ｂに一体的に形成されている。一方、ミラー基板支持部２１ｂの厚みＷ２と、遮光部２７の厚みＷ２とが略等しく構成された第１実施形態の光スキャナユニット２０と異なり、遮光部２２７の厚みＷ２２７は、ミラー基板支持部２１ｂの厚みＷ２よりも小さい。そして、遮光部２２７の厚みＷ２２７は、第１受光部ＰＤ１の中央位置θC側の端部ＰＤ１ｂと、第２受光部ＰＤ２の中央位置θC側の端部ＰＤ２ｂとの間の距離Ｄ２よりも小さい。
【００７４】
図１４に示すように、光スキャナユニット２２０では、遮光部２２７が、受光部整列方向（Ｚ方向）において、第１受光部ＰＤ１と第２受光部ＰＤ２との間の距離Ｄ２よりも小さい幅Ｗ２２を有することによって、正弦波形２３０において、第１受光部ＰＤ１による遮光区間および第２受光部ＰＤ２による遮光区間の縦軸の幅が小さくなっている。すなわち、第１受光部ＰＤ１の設定角度θ21および第２受光部ＰＤ２の設定角度θ22は、第１実施形態の正弦波形３０における第１受光部ＰＤ１の設定角度θ1および第２受光部ＰＤ２の設定角度θ2よりも中央位置θC側となっている。したがって、揺動角度範囲Ｒの一方揺動角側Ａ1の端部θ21Eおよび揺動角度範囲Ｒの他方揺動角側Ａ2の端部θ22Eが、第１実施形態の正弦波形３０における揺動角度範囲Ｒの一方揺動角側Ａ1の端部θ1Eおよび揺動角度範囲Ｒの他方揺動角側Ａ2の端部θ2Eよりも中央位置θC側となる場合でも、遮光部２７が、第１受光部ＰＤ１と第２受光部ＰＤ２とを跨ぐように揺動させることが可能である。
【００７５】
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。
【００７６】
（第２実施形態の効果）
第２実施形態では、上記のように、遮光部２２７を、受光部整列方向（Ｚ方向）において、第１受光部ＰＤ１と第２受光部ＰＤ２との間の距離Ｄ２よりも小さい幅Ｗ２２を有するように構成する。これにより、遮光部２２７が、受光部整列方向において、第１受光部ＰＤ１と第２受光部ＰＤ２との間の距離Ｄ２以上の幅を有する場合と比較して、遮光部２２７の幅Ｗ２２が小さくなるので、遮光部２２７を揺動させた揺動状態において、遮光部２２７が第１受光部ＰＤ１および第２受光部ＰＤ２を跨ぐのに必要となる角度範囲を小さくすることができる。その結果、揺動角度範囲Ｒ（振れ角θAの大きさ）を小さくした場合でも、遮光部２２７を、第１受光部ＰＤ１が設けられる位置および第２受光部ＰＤ２が設けられる位置を跨ぐように揺動させることができるので、ミラー部２１の振れ角θAが小さい場合でも、ミラー部２１の振れ角θAを精度よく検出することができる。
【００７７】
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。
【００７８】
［第３実施形態］
図１５〜図１７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、受光部３２５ｂが、第１受光部ＰＤ１と第２受光部ＰＤ２に加えて、第３受光部ＰＤ３を含む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。
【００７９】
図１５に示すように、本発明の第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３２０を備えている。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。
【００８０】
光スキャナユニット３２０は、光センサ３２５を備えている。第３実施形態では、光センサ３２５は、受光部３２５ｂを含む。受光部３２５ｂは、第１受光部ＰＤ１と、第２受光部ＰＤ２と、第３受光部ＰＤ３と、を含む。
【００８１】
第３受光部ＰＤ３は、第１受光部ＰＤ１と第２受光部ＰＤ２とが並ぶ受光部整列方向（Ｚ方向）に沿って、第１受光部ＰＤ１および第２受光部ＰＤ２の各々と離間するように、第１受光部ＰＤ１と第２受光部ＰＤ２との間に設けられている。
【００８２】
図１６に示すように、光スキャナユニット３２０では、第１受光部ＰＤ１および第２受光部ＰＤ２に加えて、第１受光部ＰＤ１と第２受光部ＰＤ２との間に設けられた第３受光部ＰＤ３を含むので、１周期Ｔの間に、第１受光部ＰＤ１、第２受光部ＰＤ２および第３受光部ＰＤ３のパルスが、各々、２つずつ出る状態となる。光スキャナユニット３２０では、通常時において、第１受光部ＰＤ１および第２受光部ＰＤ２の検知信号に基づいてｔ3が算出され、算出されたｔ3に基づいて、ミラー部２１が一定の振れ角θA（揺動角度範囲Ｒの大きさ）となるように制御される。
【００８３】
図１７に示すように、ミラー部２１の振れ角θAの角度範囲（遮光部２７の揺動角度範囲Ｒ）の中央位置θCが、初期位置から揺動角度範囲Ｒの一方揺動角側Ａ1に位置ずれした場合（正弦波形３３０の場合）、１周期Ｔの間に、第２受光部ＰＤ２のパルスが１つしかでない状態となることに起因して、第１受光部ＰＤ１および第２受光部ＰＤ２の検知信号に基づいてｔ3を算出することができない。そこで、光スキャナユニット３２０は、第２受光部ＰＤ２に代えて、第３受光部ＰＤ３の検知信号を用いるように構成されている。すなわち、光スキャナユニット３２０では、第１受光部ＰＤ１および第３受光部ＰＤ３の検知信号に基づいてｔ33が算出され、算出されたｔ33に基づいて、ミラー部２１が一定の振れ角θA（揺動角度範囲Ｒの大きさ）となるように制御される。
【００８４】
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。
【００８５】
（第３実施形態の効果）
第３実施形態では、上記のように、遮光部２７を、第１受光部ＰＤ１と第２受光部ＰＤ２とが並ぶ受光部整列方向（Ｚ方向）に沿って、第１受光部ＰＤ１および第２受光部ＰＤ２の各々と離間するように、第１受光部ＰＤ１と第２受光部ＰＤ２との間に設けられた第３受光部ＰＤ３を含むように構成する。これにより、ミラー部２１の振れ角θAの角度範囲（遮光部２７の揺動角度範囲Ｒ）の中央位置θCが、初期位置から位置ずれすることに起因して、第１受光部ＰＤ１および第２受光部ＰＤ２のいずれかが、遮光部２７の揺動角度範囲Ｒに含まれなくなった場合でも、第１受光部ＰＤ１および第２受光部ＰＤ２の揺動角度範囲Ｒに含まれる方と、第３受光部ＰＤ３とを用いることによって、２つの受光部３２５ｂに入射する光に基づくミラー部２１の振れ角θA（揺動角度範囲Ｒの大きさ）の検出を行うことがきる。
【００８６】
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。
【００８７】
［第４実施形態］
図１８および図１９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４１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。
【００８８】
図１８に示すように、本発明の第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４２０。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。
【００８９】
第４実施形態では、光スキャナユニット４２０は、光センサ２５を覆うように設けられるカバー部材４１を備えている。具体的には、カバー部材４１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４１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４１に遮蔽されないように、カバー部材４１が設けられている。
【００９０】
また、光スキャナユニット４２０は、光センサ４２５を備えている。図１９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４２を備えている、フィルタ部材４２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。
【００９１】
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。
【００９２】
（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４１を備えるように構成する。これにより、カバー部材４１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の振れ角の検出精度が低下するのを抑制することができる。
【００９３】
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４２を備えるように構成する。これにより、フィルタ部材４２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の振れ角の検出精度が低下するのを抑制することができる。
【００９４】
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。
［第５実施形態］
図２０〜図２２を参照して、第５実施形態について説明する。この第５実施形態では、第１期間ｔ3が取得できない場合に、第１期間ｔ3に代えて、第１期間ｔ3とは異なる期間に基づいて、ミラー駆動部２２に印加される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。
【００９５】
図２０に示すように、本発明の第５実施形態によるプロジェクタ５００は、光スキャナユニット５２０を備えている。光スキャナユニット５２０は、ミラー制御部５２３を備えている。なお、プロジェクタ５００は、特許請求の範囲の「光学機器」の一例である。
【００９６】
図２４に示すように、第５実施形態では、ミラー制御部５２３（図２２参照）は、遮光部２７が第１受光部ＰＤ１を跨がない揺動状態となった場合に、遮光部２７が第２受光部ＰＤ２に入射する光を遮蔽する位置よりも揺動角度範囲Ｒの他方揺動角側Ａ2に位置する期間ｔ51を第２期間として、第１期間ｔ3に代えて、第２期間ｔ51に基づいて、ミラー駆動部２２に印加される交流電圧を制御するように構成されている。なお、ｔ51は、第１受光部ＰＤ１の一方揺動角側Ａ1側の折り返し時間（第１受光部ＰＤ１の遮光区間の一方揺動角側Ａ1側の非遮光区間を通過する時間に相当）である。
【００９７】
また、図２５に示すように、ミラー制御部５２３（図２２参照）は、遮光部２７が第２受光部ＰＤ２を跨がない揺動状態となった場合に、遮光部２７が第１受光部ＰＤ１に入射する光を遮蔽する位置よりも揺動角度範囲Ｒの一方揺動角側Ａ1に位置する期間ｔ52を第２期間として、第１期間ｔ3に代えて、第２期間ｔ52に基づいて、ミラー駆動部２２に印加される交流電圧を制御するように構成されている。なお、ｔ52は、第２受光部ＰＤ２の他方揺動角側Ａ2側の折り返し時間（第２受光部ＰＤ２の遮光区間の他方揺動角側Ａ2側の非遮光区間を通過する時間に相当）である。
【００９８】
なお、第５実施形態によるプロジェクタ５００のその他の構成は、上記第１実施形態と同様である。
【００９９】
（第５実施形態の効果）
第５実施形態では、上記のように、ミラー制御部５２３を、遮光部２７が第１受光部ＰＤ１を跨がない揺動状態となった場合に、遮光部２７が第２受光部ＰＤ２に入射する光を遮蔽する位置よりも揺動角度範囲Ｒの他方揺動角側Ａ2に位置する期間ｔ51を第２期間として、第１期間ｔ3に代えて、第２期間ｔ51に基づいて、ミラー駆動部２２に印加される交流電圧を制御するとともに、遮光部２７が第２受光部ＰＤ２を跨がない揺動状態となった場合に、遮光部２７が第１受光部ＰＤ１に入射する光を遮蔽する位置よりも揺動角度範囲Ｒの一方揺動角側Ａ1に位置する期間ｔ52を第２期間として、第１期間ｔ3に代えて、第２期間ｔ52に基づいて、ミラー駆動部２２に印加される交流電圧を制御するように構成する。これにより、遮光部２７が第１受光部ＰＤ１または第２受光部ＰＤ２のいずれかを跨がない揺動状態となった場合のように第１期間ｔ3を取得することができない場合でも、第１期間ｔ3に代えて、上記の第２期間ｔ51またはｔ52に基づいて、ミラー駆動部２２に印加される交流電圧の制御を継続することができる。
【０１００】
なお、第５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。
【０１０１】
［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。
【０１０２】
たとえば、上記第１〜第５実施形態では、遮光部２７（２２７）を、第１受光部ＰＤ１の第２受光部ＰＤ２とは反対側の端部ＰＤ１ａと、第２受光部ＰＤ２の第１受光部ＰＤ１とは反対側の端部ＰＤ２ａとの間の距離Ｄ１よりも小さい幅Ｗ２（Ｗ２２）を有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、遮光部を、第１受光部の第２受光部とは反対側の端部と、第２受光部の第１受光部とは反対側の端部との間の距離よりも大きい幅を有するように構成してもよい。
【０１０３】
また、上記第１〜第５実施形態では、ミラー制御部２３（５２３）を、遮光部２７（２２７）が、揺動角度範囲Ｒの一方揺動角側Ａ1から他方揺動角側Ａ2に向かって移動する際に、第１受光部ＰＤ１に入射する光の遮蔽を開始してから第２受光部ＰＤ２に入射する光の遮蔽を終了するまで期間を第１期間ｔ3（ｔ23、ｔ33）と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、ミラー制御部を、遮光部が、揺動角度範囲の他方揺動角側から一方揺動角側に向かって移動する際に、第２受光部に入射する光の遮蔽を開始してから第１受光部に入射する光の遮蔽を終了するまでの期間を第１期間とするように構成してもよい。
【０１０４】
また、上記第１〜第５実施形態では、遮光部２７（２２７）を、ミラー部２１の厚みＷ１よりも小さい厚みＷ２（Ｗ２２）を有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、遮光部を、ミラー部の厚みよりも大きい厚みを有するように構成してもよい。
【０１０５】
また、上記第１〜第５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。
【０１０６】
また、上記第１〜第５実施形態では、光センサ２５（３２５、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（３２５ｂ）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。
【０１０７】
また、上記第１〜第５実施形態では、ミラー制御部２３（５２３）を、ＰＩＤ制御によって、ミラー部２１が一定の振れ角（揺動角度範囲θa）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、ミラー制御部を、ＰＩＤ制御以外のフィードバック制御によって、ミラー部が一定の振れ角（揺動角度範囲）となるように制御するように構成してもよい。
【０１０８】
また、上記第１〜第５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望ましい。
【０１０９】
また、上記第１〜第５実施形態では、プロジェクタ１００（２００、３００、４００、５００）が、２つの光スキャナユニット２０（２２０、３２０、４２０、５２０）を備える例を示したが本発明はこれに限られない。本発明では、１つの光スキャナユニットのみを備えるように構成してもよい。
【０１１０】
また、上記第１〜第５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、５００）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。
【符号の説明】
【０１１１】
１１  光源部
２０、２２０、３２０、４２０、５２０  光スキャナユニット
２１ａ  ミラー基板（反射部分）
２１  ミラー部
２２  ミラー駆動部（振動発生部）
２３、５２３  ミラー制御部（制御部）
２５、３２５、４２５  光センサ
２５ａ  発光部
２５ｂ、３２５ｂ  受光部
２７、２２７  遮光部
４１  カバー部材
４２  フィルタ部材
９０  揺動軸
１００、２００、３００、４００、５００  プロジェクタ（光学機器)
Ａ1  （揺動角度範囲の）一方揺動角側
Ａ2  （揺動角度範囲の）他方揺動角側
Ｄ１  （第１受光部の第２受光部とは反対側の端部と、第２受光部の第１受光部とは反対側の端部との間の）距離
Ｄ２  （第１受光部と第２受光部との間の）距離
ＰＤ１  第１受光部
ＰＤ１ａ  第１受光部の（第２受光部とは反対側の）端部
ＰＤ２  第２受光部
ＰＤ２ａ  第２受光部の（第１受光部とは反対側の）端部
ＰＤ３  第３受光部
ｔ1、ｔ11、ｔ21、ｔ31  （遮光部が第１受光部に入射する光を遮蔽する位置よりも揺動角度範囲の一方揺動角側に位置する）期間
ｔ2、ｔ12、ｔ22、ｔ32  （遮光部が第２受光部に入射する光を遮蔽する位置よりも揺動角度範囲の他方揺動角側に位置する）期間
ｔ3、ｔ23、ｔ33  第１期間
ｔ51、ｔ52  第２期間
Ｗ１  （ミラー部）厚み
Ｗ２、Ｗ２２  （遮光部の）厚み
θA、θA2  揺動角度範囲
θC、θC1  （揺動角度範囲の）中央位置
θ1E、θ21E21E  （揺動角度範囲の一方揺動角側の）端部
θ2E、θ22E  （揺動角度範囲の他方揺動角側の）端部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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