(57)【要約】【課題】光の走査位置を精度よく検出できる光源装置およびそれを用いた投光装置を提供する。【解決手段】光源装置２は、レーザ光源１１ａ〜１１ｃと、レーザ光源１１ａ〜１１ｃから出射されたレーザ光の波長を他の波長に変換するとともに波長変換された光を拡散させる波長変換部材１８と、レーザ光源１１ａ〜１１ｃから出射されたレーザ光を波長変換部材１８の入射面上において走査させる光偏向器１６と、入射面上におけるレーザ光の走査方向において、入射面上の走査範囲の外側に配置され、波長変換部材１８によって拡散された光を受光して受光量に応じた検出信号を出力する光検出器２１と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光源と、
前記レーザ光源から出射されたレーザ光の波長を他の波長に変換するとともに波長変換された光を拡散させる波長変換部材と、
前記レーザ光源から出射された前記レーザ光を前記波長変換部材の入射面上において走査させる光偏向器と、
前記入射面上における前記レーザ光の走査方向において、前記入射面上の走査範囲の外側に配置され、前記波長変換部材によって拡散された光を受光して受光量に応じた検出信号を出力する光検出器と、を備える、
ことを特徴とする光源装置。
【請求項２】
請求項１に記載の光源装置において、
前記走査範囲と前記光検出器との間に配置され、前記波長変換部材によって拡散された光を前記光検出器の受光面上に集光する集光部材を備える、
ことを特徴とする光源装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の光源装置において、
前記走査範囲と前記光検出器との間に配置され、前記波長変換部材によって拡散された光を透過させる光学フィルタを備える、
ことを特徴とする光源装置。
【請求項４】
請求項１ないし３の何れか一項に記載の光源装置において、
前記光検出器の検出信号に基づいて、前記波長変換部材の前記入射面に対する前記レーザ光の走査状態が所定の走査状態となるように、前記光偏向器を制御するコントローラを備える、
ことを特徴とする光源装置。
【請求項５】
請求項１ないし４の何れか一項に記載の光源装置において、
前記光検出器の検出信号に基づいて前記波長変換部材の劣化に応じたパラメータ値を取得し、取得した前記パラメータ値に基づいて、前記波長変換部材の状態を判定するコントローラを備える、
ことを特徴とする光源装置。
【請求項６】
請求項１ないし５の何れか一項に記載の光源装置において、
前記光偏向器は、前記レーザ光源から出射された前記レーザ光を前記波長変換部材の入射面上において２次元に走査させ、
前記光検出器は、前記入射面上における前記レーザ光の主走査方向において、前記入射面上の走査範囲の外側に配置される、
ことを特徴とする光源装置。
【請求項７】
請求項１ないし６の何れか一項に記載の光源装置と、
前記波長変換部材により拡散された光を投射する投射光学系と、を備える、
ことを特徴とする投光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光を発する光源装置およびそれを用いた投光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、レーザ光源から出射された光を波長変換部材に照射することにより所定波長の光を生成する光源装置が知られている。この光源装置では、たとえば、波長変換部材により波長変換されて拡散された光と、波長変換部材により波長変換されずに拡散された光とが合成されて、白色光等、所定の色の光が生成される。このような光源装置が、たとえば、車両用前照灯の光源装置として利用されている。
【０００３】
以下の特許文献１には、光の走査位置を検出するために、光センサを用いた車両用前照灯が記載されている。この車両用前照灯は、レーザ光源と、マイクロミラーと、光センサと、を備える。マイクロミラーは、１軸周りに揺動自在であり、レーザ光源のレーザビームを、光変換蛍光体を有する発光面に向かって偏向させる。発光面上に生成された光の像は、光学系を介して道路上に投影される。光センサは、マイクロミラーの所定の揺動位置において発光面から出射する２次レーザビームを検出するように発光面に対して配置される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２０１６−５２８６７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１の構成では、マイクロミラーが所定の揺動位置以外の位置にある場合に、光偏向器の状態を検出できない。このため、光の走査位置の検出精度が低くなってしまう。
【０００６】
かかる課題に鑑み、本発明は、光の走査位置を精度よく検出できる光源装置およびそれを用いた投光装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の態様は、光源装置に関する。本態様に係る光源装置は、レーザ光源と、前記レーザ光源から出射されたレーザ光の波長を他の波長に変換するとともに波長変換された光を拡散させる波長変換部材と、前記レーザ光源から出射された前記レーザ光を前記波長変換部材の入射面上において走査させる光偏向器と、前記入射面上における前記レーザ光の走査方向において、前記入射面上の走査範囲の外側に配置され、前記波長変換部材によって拡散された光を受光して受光量に応じた検出信号を出力する光検出器と、を備える。
【０００８】
本態様に係る光源装置によれば、光検出器が走査方向において走査範囲の外側に配置されているため、レーザ光が波長変換部材の入射面を走査すると、走査位置が光検出器に近づくに伴い光検出器の受光量が徐々に大きくなる。したがって、光検出器の検出信号により、全走査範囲について、波長変換部材の入射面上におけるレーザ光の走査位置を検出できる。よって、光の走査位置を精度よく検出できる。
【０００９】
本発明の第２の態様は、投光装置に関する。本態様に係る投光装置は、第１の態様に係る光源装置と、前記波長変換部材により拡散された光を投射する投射光学系と、を備える。
【００１０】
本態様に係る投光装置によれば、第１の態様と同様の効果が奏される。また、光源装置において光の走査位置を精度よく検出できるため、目標領域に精度よく光を投射できる。
【発明の効果】
【００１１】
以上のとおり、本発明に係る光源装置および投光装置によれば、光の走査位置を精度よく検出できる。
【００１２】
本発明の効果ないし意義は、以下に示す実施の形態の説明により更に明らかとなろう。ただし、以下に示す実施の形態は、あくまでも、本発明を実施化する際の一つの例示であって、本発明は、以下の実施の形態に記載されたものに何ら制限されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１（ａ）、（ｂ）は、それぞれ、実施形態に係る投光装置の構成を示す側面図および平面図である。
【図２】図２（ａ）は、実施形態に係る波長変換部材の構成を模式的に示す側面図である。図２（ｂ）は、実施形態に係る波長変換部材の構成を模式的に示す平面図である。
【図３】図３（ａ）は、実施形態に係る波長変換部材と、光学フィルタと、集光レンズと、光検出器とを、Ｙ軸負方向に見た場合の模式図である。図３（ｂ）は、実施形態に係る走査位置と、光検出器により受光される黄色波長帯の光の受光量との関係を模式的に示すグラフである。
【図４】図４（ａ）は、比較例１に係る波長変換部材と、光学フィルタと、集光レンズと、光検出器とを、Ｙ軸負方向に見た場合の模式図である。図４（ｂ）は、比較例１に係る走査位置と、光検出器により受光される黄色波長帯の光の受光量との関係を模式的に示すグラフである。
【図５】図５（ａ）は、比較例２に係る波長変換部材と、光学フィルタと、集光レンズと、光検出器とを、Ｚ軸負方向に見た場合の模式図である。図５（ｂ）は、比較例２に係る走査位置と、光検出器により受光される黄色波長帯の光の受光量との関係を模式的に示すグラフである。
【図６】図６は、実施形態に係る光源装置の主たる回路構成を示す回路ブロック図である。
【図７】図７（ａ）は、実施形態に係るミラーの振り角が所定の振り角よりも低下した場合の波長変換部材の入射面上におけるビームスポットの移動を模式的に示す図である。図７（ｂ）は、実施形態に係る走査位置と、光検出器により受光される黄色波長帯の光の受光量との関係を模式的に示すグラフである。
【図８】図８（ａ）は、実施形態に係る走査範囲がＸ軸負方向にずれた場合の波長変換部材の入射面上におけるビームスポットの移動を模式的に示す図である。図８（ｂ）は、実施形態に係る走査位置と、光検出器により受光される黄色波長帯の光の受光量との関係を模式的に示すグラフである。
【図９】図９は、実施形態に係る経過時間と、光検出器により受光される黄色波長帯の光の受光量との関係を模式的に示すグラフである。
【図１０】図１０（ａ）〜（ｃ）は、実施形態に係る波長変換部材の状態が変化することを示す模式図である。図１０（ｄ）は、実施形態に係る波長変換部材の状態が適正な場合の走査位置と受光量との関係を模式的に示すグラフである。図１０（ｅ）、（ｆ）は、実施形態に係る波長変換部材の状態が変化した場合の走査位置と受光量との関係を模式的に示すグラフである。
【図１１】図１１は、実施形態に係る波長変換部材の異常を検出するための処理を示すフローチャートである。
【図１２】図１２（ａ）、（ｂ）は、それぞれ、変更例１に係る投光装置の構成を示す側面図および平面図である。
【図１３】図１３（ａ）は、変更例２に係る波長変換部材と、光学フィルタと、集光レンズと、光検出器とを、Ｚ軸正方向に見た場合の模式図である。図１３（ｂ）は、変更例２に係る各走査ラインにおける水平走査位置と受光量との関係を模式的に示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態について、図を参照して説明する。便宜上、各図には互いに直交するＸ、Ｙ、Ｚ軸が付記されている。Ｚ軸正方向は、投光装置１が光を投射する方向である。
【００１５】
図１（ａ）、（ｂ）は、それぞれ、投光装置１の構成を示す側面図および平面図である。
【００１６】
投光装置１は、光を生成する光源装置２と、光源装置２により生成された光を投射するための投射光学系３とを備える。投射光学系３は、２つのレンズ３ａ、３ｂを備え、これらレンズ３ａ、３ｂによって光源装置２からの光を集光して目標領域へと投射する。なお、投射光学系３は、必ずしも２つのレンズ３ａ、３ｂから構成されなくともよく、たとえば、１つのレンズでもよく、２つ以上のレンズやミラーを備えていてもよい。また、投射光学系３は、凹面ミラーによって光源装置２からの光を集光する構成であってもよい。
【００１７】
光源装置２は、３つのレーザ光源１１ａ〜１１ｃと、３つのコリメータレンズ１２ａ〜１２ｃと、２つの反射プリズム１３ａ、１３ｂと、シリンドリカルレンズ１４と、反射ミラー１５と、光偏向器１６と、シリンドリカルミラー１７と、波長変換部材１８と、光学フィルタ１９と、集光レンズ２０と、光検出器２１と、を備えている。光源装置２を構成する上記部材は、投射光学系３とともに、図示しないベースに設置されている。
【００１８】
レーザ光源１１ａ〜１１ｃは、それぞれ、青色波長帯（たとえば、４５０ｎｍ）のレーザ光を出射する。レーザ光源１１ａ〜１１ｃは、たとえば、半導体レーザからなっている。レーザ光源１１ａ〜１１ｃは、同一機種のレーザ光源である。レーザ光源１１ａ〜１１ｃから出射されるレーザ光の波長は、適宜変更可能である。レーザ光源１１ａ〜１１ｃは、必ずしも単一の発光領域を有するシングルエミッターの半導体レーザでなくともよく、たとえば、１つの発光素子に複数の発光領域を有するマルチエミッターの半導体レーザであってもよい。また、レーザ光源１１ａ〜１１ｃは、必ずしも単一波長帯のレーザ光を出射するものでなくともよく、たとえば、１基板に複数の発光素子がマウントされたマルチ発光の半導体レーザであってもよい。
【００１９】
コリメータレンズ１２ａ〜１２ｃは、それぞれ、レーザ光源１１ａ〜１１ｃから出射されたレーザ光を平行光に変換する。反射プリズム１３ａ、１３ｂは、それぞれ、コリメータレンズ１２ｂ、１２ｃを透過したレーザ光を、シリンドリカルレンズ１４に向かう方向に反射する。反射プリズム１３ａ、１３ｂに代えて、板状の反射ミラーを用いてもよい。
【００２０】
図１（ｂ）に示すように、レーザ光源１１ｂ、１１ｃは、互いに向き合うように配置されている。反射プリズム１３ａ、１３ｂは、レーザ光源１１ｂ、１１ｃが向き合う方向、すなわち、Ｘ軸方向に隙間が生じるように配置されている。レーザ光源１１ａ〜１１ｃは、出射光軸がＸ−Ｚ平面に平行な１つの平面に含まれるように配置されている。
【００２１】
レーザ光源１１ａから出射されたレーザ光は、コリメータレンズ１２ａにより平行光に変換された後、反射プリズム１３ａ、１３ｂの間の隙間を通って、シリンドリカルレンズ１４へと向かう。対向配置されたレーザ光源１１ｂ、１１ｃの光軸は、反射プリズム１３ａ、１３ｂによって、Ｘ−Ｚ平面に平行な方向に曲げられる。これにより、レーザ光源１１ａ〜１１ｃから出射されたレーザ光は、シリンドリカルレンズ１４の入射面に対し、Ｘ軸方向において互いに異なる位置に入射する。
【００２２】
以上の構成により、レーザ光源１１ａ〜１１ｃのパッケージやキャップ外形に制限されることなく、３つのレーザ光を接近させることが可能となる。これにより、シリンドリカルレンズ１４に入射する３つのレーザ光を束ねた光束の全幅を小さくできる。その結果、シリンドリカルレンズ１４以降の光学系のコンパクト化が可能となると共に、光学系が有する収差の影響を小さくすることができる。また、光偏向器１６のミラー１６ａのサイズを小さくでき、光偏向器１６の大型化や消費電力の増大を抑制できる。
【００２３】
レーザ光源１１ａから出射されたレーザ光は、シリンドリカルレンズ１４の入射面の中央位置に入射する。レーザ光源１１ｂ、１１ｃから出射されたレーザ光は、それぞれ、シリンドリカルレンズ１４の入射面の中央位置からＸ軸正負の方向に所定距離だけずれた位置に入射する。
【００２４】
シリンドリカルレンズ１４は、入射面がＸ−Ｚ平面に平行な方向のみに湾曲した曲面となっている。シリンドリカルレンズ１４の入射面は非球面であり、シリンドリカルレンズ１４の出射面は、Ｚ軸に垂直な平面である。シリンドリカルレンズ１４の出射面も、Ｘ−Ｚ平面に平行な方向に湾曲した曲面であってもよい。あるいは、シリンドリカルレンズ１４の入射面が平面で出射面が曲面であってもよい。
【００２５】
シリンドリカルレンズ１４は、入射面の母線が、入射面に入射する３つのレーザ光の光軸を含む平面に垂直、すなわちＹ軸方向に平行となるように配置されている。シリンドリカルレンズ１４は、入射位置におけるレーザ光源１１ａ〜１１ｃの３つの光軸が並ぶ方向、すなわち、Ｘ軸方向のみに収束パワーを有する。レーザ光源１１ａ〜１１ｃから出射されたレーザ光は、シリンドリカルレンズ１４によって、波長変換部材１８の入射面上においてレーザ光の走査方向に収束される。後述のように、３つのレーザ光のビームスポットは、波長変換部材１８の入射面上において近接することにより、実質的に１つのビームスポットに統合される。
【００２６】
３つのレーザ光のビームスポットは、波長変換部材１８の入射面上において完全に重なっていてもよく、あるいは、走査方向にややずれていてもよい。シリンドリカルレンズ１４に入射する３つのレーザ光の光軸が何れもＺ軸に平行であれば、３つのレーザ光のビームスポットは、波長変換部材１８の入射面上において略完全に重なる。シリンドリカルレンズ１４の入射位置において、Ｘ軸負側のレーザ光の光軸とＸ軸正側のレーザ光の光軸がそれぞれＺ軸に対してＸ軸正負の方向に傾いていれば、３つのレーザ光のビームスポットは、波長変換部材１８の入射面上において、走査方向にずれる。したがって、シリンドリカルレンズ１４よりも前段の光学系のレイアウトを調整することにより、波長変換部材１８の入射面上における３つのレーザ光のビームスポットの重なり具合を調整できる。
【００２７】
反射ミラー１５は、シリンドリカルレンズ１４を透過した３つのレーザ光の光軸を、それぞれ、Ｙ−Ｚ平面に平行な方向に折り曲げる。３つのレーザ光は、反射ミラー１５で反射された後、光偏向器１６のミラー１６ａに入射する。なお、シリンドリカルレンズ１４から波長変換部材１８までの光学系のレイアウトによっては、反射ミラー１５が省略され得る。この場合、シリンドリカルレンズ１４を透過した３つのレーザ光は、直接、光偏向器１６のミラー１６ａに入射する。
【００２８】
光偏向器１６は、ミラー１６ａを備え、ミラー１６ａをＺ軸に平行な回動軸Ｌ１について回動させることにより、反射ミラー１５で反射されたレーザ光の進行方向を変化させる。ミラー１６ａの入射面は平面である。ミラー１６ａは、たとえば、ガラス板に誘電体多層膜を形成した高反射率のミラーである。ミラー１６ａは、中立位置において、Ｘ−Ｚ平面に平行となるように配置される。光偏向器１６は、たとえば、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）ミラーによって構成される。
【００２９】
シリンドリカルミラー１７は、入射面がＹ−Ｚ平面に平行な方向のみ凹面に湾曲した反射面となっている。シリンドリカルミラー１７の入射面は球面であるが、非球面であってもよい。シリンドリカルミラー１７は、入射面の母線が、入射面に入射する３つのレーザ光の光軸を含む平面に平行、すなわちＸ軸方向に平行となるように配置されている。シリンドリカルミラー１７は、入射位置におけるレーザ光源１１ａ〜１１ｃの３つの光軸が並ぶ方向に垂直な方向、すなわち、Ｙ−Ｚ平面に平行な方向のみに収束パワーを有する。レーザ光源１１ａ〜１１ｃから出射されたレーザ光は、シリンドリカルミラー１７によって、波長変換部材１８の入射面上においてレーザ光の走査方向に垂直な方向に収束される。
【００３０】
なお、光偏向器１６から波長変換部材１８までの光学系のレイアウトによっては、シリンドリカルミラー１７が透過型のシリンドリカルレンズに置き換えられ得る。この場合、シリンドリカルレンズに入射した３つのレーザ光は、シリンドリカルレンズでＹ−Ｚ平面に平行な方向の収束作用を受けた後、波長変換部材１８に入射する。
【００３１】
さらに、ミラー１６ａの入射面を、シリンドリカルミラー面に置き換えてもよい。この場合、シリンドリカルミラー１７は、省略されるか、平面の反射ミラーとされ、シリンドリカルレンズ１４に入射した３つのレーザ光は、シリンドリカル面のミラー１６ａによりＹ−Ｚ平面に平行な方向の収束作用を受けた後、反射ミラーを経るか、または、そのまま直接、波長変換部材１８に入射する。
【００３２】
波長変換部材１８は、シリンドリカルミラー１７によって反射されたレーザ光が入射する位置に配置されている。波長変換部材１８は、長方形形状の板状の部材であり、入射面がＸ−Ｙ平面に平行となるように設置されている。上記のようにミラー１６ａが回動軸Ｌ１について回動することにより、波長変換部材１８は、レーザ光によって長手方向（Ｘ軸方向）に走査される。
【００３３】
波長変換部材１８は、入射したレーザ光の一部を、青色波長帯とは異なる波長に変換して、Ｚ軸方向に拡散させる。波長変換されなかった他のレーザ光は、波長変換部材１８によってＺ軸方向に拡散される。こうして拡散された２種類の波長の光が合成されて、所定の色の光が生成される。各波長の光は、投射光学系３に取り込まれて、目標領域に投射される。
【００３４】
本実施形態では、波長変換部材１８によって、レーザ光の一部が、黄色波長帯の光に変換される。波長変換後の黄色波長帯の拡散光と、波長変換されなかった青色波長帯の散乱光とが合成されて、白色の光が生成される。なお、波長変換後の波長は黄色波長帯でなくてもよく、生成される光の色は、白以外の色であってもよい。
【００３５】
なお、波長変換部材１８により拡散される黄色波長帯の光と青色波長帯の光の広がり角は、Ｚ軸周りの全周において、１８０°に近い角度となる。こうして拡散する黄色波長帯の光と青色波長帯の光のうち、中央から所定の角度範囲の各波長の光がレンズ３ａ、３ｂに取り込まれて、目標領域に投射される。また、この角度範囲よりも外側の拡散光の一部が、波長変換部材１８の側方に配置された光学フィルタ１９を介して、集光レンズ２０に入射し、光検出器２１に集光される。本実施形態では、光学フィルタ１９と、集光レンズ２０と、光検出器２１が、波長変換部材１８のＸ軸負側に設置されている。したがって、上記角度範囲よりも外側の拡散光のうち、Ｘ軸負側の拡散光の一部が、光検出器２１へと向かう。
【００３６】
光学フィルタ１９は、波長変換部材１８により拡散された光のうち、黄色波長帯の光を透過するよう構成されている。また、光学フィルタ１９の透過率は、後段の光検出器２１に入射する光量が適正なレベルになるよう設定される。集光レンズ２０は、光学フィルタ１９を透過した黄色波長帯の光を、光検出器２１の受光面上に集光させる。光検出器２１は、たとえば、フォトダイオードである。光検出器２１は、集光レンズ２０により集光された黄色波長帯の光を受光面において受光して、受光した黄色波長帯の光量に応じた検出信号を出力する。光検出器２１の配置および光検出器２１の検出信号に基づく制御については、追って説明する。
【００３７】
なお、光学フィルタ１９は、波長変換部材１８により拡散された光のうち、青色波長帯の光のみを透過するよう構成されてもよく、合成された白色の光を透過するよう構成されてもよい。ただし、青色波長帯の光は、光検出器２１の受光素子がシリコン基板の場合、青色光に対する受光感度が黄色光より低いため、感度よく受光することが困難である。したがって、実施形態のように、光学フィルタ１９は、黄色波長帯の光を透過するよう構成され、光検出器２１は、黄色波長帯の光を受光するのが好ましい。
【００３８】
図２（ａ）は、波長変換部材１８の構成を模式的に示す側面図である。
【００３９】
波長変換部材１８は、基板１０１の上面に、反射膜１０２と、蛍光体層１０３とを積層した構成となっている。
【００４０】
基板１０１は、たとえば、シリコンや窒化アルミニウムセラミック、サファイヤガラスなどからなっている。反射膜１０２は、第１の反射膜１０２ａと第２の反射膜１０２ｂとが積層されて構成されている。第１の反射膜１０２ａは、たとえば、Ａｇ、Ａｇ合金、Ａｌなどの金属膜である。第２の反射膜１０２ｂは、反射とともに第１の反射膜１０２ａを酸化などから保護する機能をも有し、たとえば、ＳｉＯ２、ＺｎＯ、ＺｒＯ２、Ｎｂ２Ｏ５、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２、ＳｉＮ、ＡｌＮなど誘電体の１つまたは複数の層からなっている。反射膜１０２は、必ずしも、第１の反射膜１０２ａおよび第２の反射膜１０２ｂから構成されなくともよく、単層または３つ以上の層が積層された構成であってもよい。
【００４１】
蛍光体層１０３は、蛍光体粒子１０３ａをバインダ１０３ｂで固定することにより形成される。蛍光体粒子１０３ａは、レーザ光源１１ａ〜１１ｃから出射された青色波長帯のレーザ光が照射されることによって黄色波長帯の蛍光を発する。蛍光体粒子１０３ａとして、たとえば、平均粒子径が１μｍ〜３０μｍの（ＹｎＧｄ１−ｎ）３（ＡｌｍＧａ１−ｍ）５Ｏ１２：Ｃｅ（０．５≦ｎ≦１、０．５≦ｍ≦１）が用いられる。また、バインダ１０３ｂとして、ポリメチルシルセスキオキサンなどのシルセスキオキサンを主に含む透明材料が用いられる。
【００４２】
さらに、蛍光体層１０３の内部に、ボイド１０３ｃを設けることが好ましい。これにより、内部に侵入したレーザ光をより効率的に散乱させて、光源装置２から取り出すことができる。また、第２の反射膜１０２ｂ付近にボイド１０３ｃが存在することにより、第２の反射膜１０２ｂの表面によるエネルギーロスを低減しつつ、効果的にレーザ光と蛍光を散乱させることができる。蛍光体層１０３には、さらに、強度および耐熱性を高めるためのフィラー１０３ｄが含まれることが望ましい。
【００４３】
レーザ光源１１ａ〜１１ｃから出射されたレーザ光は、図２（ａ）に示す励起領域Ｒ１に照射され、蛍光体層１０３の表面または内部で、散乱、吸収される。このとき、レーザ光の一部は、蛍光体粒子１０３ａにより黄色波長帯の光に変換されて、蛍光体層１０３から放射される。また、レーザ光の他の一部は、黄色波長帯の光に変換されずに散乱されて青色波長帯の光のまま蛍光体層１０３から放射される。このとき、各波長帯の光は、蛍光体層１０３内を伝搬しながら散乱されるため、励起領域Ｒ１よりもやや広く、波長帯によって領域の広さが異なる発光領域Ｒ２から放射される。
【００４４】
図２（ｂ）は、波長変換部材１８の構成を模式的に示す平面図である。
【００４５】
波長変換部材１８は、平面視において、Ｘ軸方向に長い長方形の形状を有する。波長変換部材１８は、光偏向器１６のミラー１６ａが回動されることにより、レーザ光でＸ軸方向に走査される。ミラー１６ａは、Ｘ−Ｚ平面に平行な中立位置から両方向に所定の角度範囲で回動される。図２（ｂ）において、ＢＳは、上記のようにレーザ光源１１ａ〜１１ｃから出射された各レーザ光が統合されて形成された１つのビームスポットを示している。通常の走査時において、ビームスポットＢＳは、波長変換部材１８の入射面１８ａを、幅Ｗ１において往復移動する。すなわち、通常の走査時におけるビームスポットＢＳの走査範囲は、幅Ｗ１の範囲である。
【００４６】
たとえば、光偏向器１６においてミラー１６ａを駆動するコイルに、ゼロレベルを振幅中心とする三角波状の駆動信号（電流）が印加される。この駆動信号によりコイルに励起される駆動力によって、ミラー１６ａが中立位置を中心に所定の回動幅で回動する。これにより、レーザ光（ビームスポットＢＳ）が、波長変換部材１８の入射面１８ａを幅Ｗ１において往復移動する。
【００４７】
なお、図２（ｂ）には、ビームスポットＢＳの往復移動が直線の矢印で示されているが、レーザ光が斜め方向から波長変換部材１８に入射するため、実際のビームスポットＢＳの移動軌跡は、Ｘ軸方向の中央位置に対してＸ軸正負方向の両端がＹ軸負方向に変位した、やや湾曲した軌跡となる。
【００４８】
入射面１８ａ上におけるビームスポットＢＳの領域は、図２（ａ）の励起領域Ｒ１に対応する。波長変換部材１８の入射面１８ａをビームスポットＢＳが移動する間に、ビームスポットＢＳの領域よりもやや広い発光領域Ｒ２から青色波長帯の拡散光と黄色波長帯の拡散光がＺ軸正方向に放射される。
【００４９】
こうして放射された２つの波長帯の光が、図１（ａ）、（ｂ）に示した投射光学系３により取り込まれ、目標領域に投射される。これにより、青色波長帯の光と黄色波長帯の光が合成された白色の光が、投光装置１から目標領域に投射される。
【００５０】
図３（ａ）は、波長変換部材１８と、光学フィルタ１９と、集光レンズ２０と、光検出器２１とを、Ｙ軸負方向に見た場合の模式図である。
【００５１】
光検出器２１は、レーザ光の走査方向（Ｘ軸方向）において、入射面１８ａ上の走査範囲の外側に配置されている。光学フィルタ１９および集光レンズ２０も、走査範囲の外側に配置されている。すなわち、集光レンズ２０は、走査範囲と光検出器２１との間に配置され、光学フィルタ１９は、走査範囲と集光レンズ２０との間に配置されている。なお、光学フィルタ１９は、集光レンズ２０と光検出器２１との間に配置されてもよい。また、光学フィルタ１９と、集光レンズ２０と、光検出器２１は、波長変換部材１８によって拡散された光が生じる側、すなわち、入射面１８ａ側（Ｚ軸正側）に配置されている。
【００５２】
レーザ光（ビームスポットＢＳ）が入射面１８ａを走査すると、走査位置が光検出器２１に近づくに伴い、光検出器２１の受光量が徐々に大きくなる。すなわち、走査方向（Ｘ軸方向）において、光検出器２１から最も遠い走査位置を位置Ｐ１１とし、光検出器２１に最も近い走査位置を位置Ｐ１２とすると、走査位置が位置Ｐ１１のとき光検出器２１の受光量が最小となり、走査位置が位置Ｐ１２のとき光検出器２１の受光量が最大となる。
【００５３】
なお、光検出器２１は、必ずしも、図３（ａ）に示すように受光面がＹ−Ｚ平面に平行となるように配置されなくてもよく、受光面がＹ−Ｚ平面に平行な状態から傾くように配置されてもよい。この他、光検出器２１は、受光面がＸ−Ｚ平面に平行となるように配置されてもよく、あるいは、受光面がＸ−Ｙ平面に平行となるように配置されてもよい。すなわち、光検出器２１は、レーザ光の走査位置が光検出器２１に近づくに伴い、光検出器２１の受光量が徐々に大きくなるように配置されればよい。また、集光レンズ２０に代えて、凹面ミラーにより、光学フィルタ１９を透過した光を光検出器２１の受光面に集光するようにしてもよく、集光レンズ２０を透過した光をミラーで折り返し、光検出器２１の受光面に集光してもよい。
【００５４】
図３（ｂ）は、走査位置と、光検出器２１により受光される黄色波長帯の光の受光量との関係を模式的に示すグラフである。グラフの横軸はスポット位置、すなわち走査方向におけるレーザ光の走査位置を示す。縦軸は、光検出器２１の受光量を示す。
【００５５】
図３（ｂ）に示すように、走査位置が位置Ｐ１１のとき光検出器２１の受光量が最小となり、走査位置が位置Ｐ１２のとき光検出器２１の受光量が最大となる。また、走査位置が光検出器２１に近づくに伴い、集光レンズ２０による拡散光の取り込み量が大きくなることで、光検出器２１の受光量が徐々に大きくなる。したがって、光検出器２１の検出信号に基づいて、波長変換部材１８の入射面１８ａ上の走査位置を検出できる。
【００５６】
図４（ａ）は、比較例１に係る波長変換部材１８と、光学フィルタ１９と、集光レンズ２０と、光検出器２１とを、Ｙ軸負方向に見た場合の模式図である。図４（ｂ）は、比較例１に係る走査位置と受光量との関係を模式的に示すグラフである。
【００５７】
図４（ａ）に示すように、比較例１では、図３（ａ）に示した実施形態の構成と比較して、集光レンズ２０が走査範囲内に配置されている。このため、図４（ｂ）に示すように、走査位置が位置Ｐ１２に近づくにつれて受光量は増加するものの、位置Ｐ１３よりも位置Ｐ１２に近づくと、集光レンズ２０に取り込まれる光が急激に減少するため、光検出器２１の受光量も急激に減少してしまう。この場合、位置Ｐ１３よりも位置Ｐ１２に近い位置においては、走査位置を適正に検出できなくなる。また、図４（ｂ）に示すように、受光量がＡ１のとき、対応する走査位置が２点生じてしまうため、受光量に基づいて走査位置を特定できなくなる。
【００５８】
図５（ａ）は、比較例２に係る波長変換部材１８と、光学フィルタ１９と、集光レンズ２０と、光検出器２１とを、Ｙ軸負方向に見た場合の模式図である。図５（ｂ）は、比較例２に係る走査位置と受光量との関係を模式的に示すグラフである。
【００５９】
図５（ａ）に示すように、比較例２では、図３（ａ）に示した実施形態の構成と比較して、光学フィルタ１９と、集光レンズ２０と、光検出器２１は、走査範囲のＹ軸負方向の外側に配置されている。このため、図５（ｂ）に示すように、走査位置が位置Ｐ１１から光検出器２１の正面に対応する位置Ｐ１４に近づくにつれて受光量は増加するものの、位置Ｐ１４から位置Ｐ１２に近づくに従って受光量は減少してしまう。この場合も、比較例１と同様、１つの受光量に対応する走査位置が２点生じてしまうため、受光量に基づいて走査位置を特定できなくなる。
【００６０】
また、比較例２の場合、位置Ｐ１１から生じた光が光検出器２１の受光面に集光される位置と、位置Ｐ１２から生じた光が光検出器２１の受光面に集光される位置とが、Ｘ軸方向において大きく離れてしまう。このため、実施形態と比較して、大型の光検出器２１が必要になってしまう。
【００６１】
このように、比較例１、２の構成では、入射面１８ａ上におけるレーザ光の走査位置を適正に検出できない。これに対し、本実施形態では、図３（ａ）、（ｂ）に示したように、光学フィルタ１９、集光レンズ２０および光検出器２１が、レーザ光の走査方向において走査範囲の外側に配置されるため、入射面１８ａ上におけるレーザ光の走査位置を適正に検出することができる。
【００６２】
図６は、光源装置２の主たる回路構成を示す回路ブロック図である。
【００６３】
光源装置２は、回路部の構成として、コントローラ２０１と、レーザ駆動回路２０２ａ〜２０２ｃと、ミラー駆動回路２０３と、信号処理回路２０４と、インタフェース２０５と、を備えている。
【００６４】
コントローラ２０１は、ＣＰＵ等の演算処理回路と、メモリとを備え、所定の制御プログラムに従って各部を制御する。レーザ駆動回路２０２ａ〜２０２ｃは、それぞれ、コントローラ２０１からの制御信号に従って、レーザ光源１１ａ〜１１ｃを駆動する。ミラー駆動回路２０３は、コントローラ２０１からの制御信号に従って、光偏向器１６のミラー１６ａを駆動する。信号処理回路２０４は、光検出器２１から出力された検出信号を処理する。
【００６５】
コントローラ２０１は、信号処理回路２０４から出力された検出信号に基づいて、図３（ｂ）に示したグラフに対応する位置検出テーブルにより位置検出信号を算出する。位置検出テーブルは、あらかじめコントローラ２０１内のメモリに記憶されている。
【００６６】
ここで、位置検出テーブルは、波長変換部材１８の入射面１８ａ上におけるレーザ光の走査位置と光検出器２１の出力値（信号処理回路２０４からの信号値）とを対応付けたテーブルである。位置検出テーブルには、図３（ｂ）に示した位置Ｐ１１から位置Ｐ１２までの走査範囲が所定の間隔で分割されて、各走査位置が規定されている。各走査位置にレーザ光があるときに光検出器２１から出力される信号値（信号処理回路２０４からの信号値）が、各走査位置に対応付けられて、位置検出テーブルに記述されている。
【００６７】
コントローラ２０１は、信号処理回路２０４から出力された検出信号の信号値に対応付けられた走査位置を位置検出テーブルから取得して、入射面１８ａ上におけるレーザ光の走査位置を検出する。信号処理回路２０４から出力された検出信号の信号値が、位置検出テーブル上の隣り合う信号値の間にある場合、コントローラ２０１は、たとえば、信号処理回路２０４から出力された検出信号の信号値により近い方の信号値に対応付けられた走査位置を、入射面１８ａ上におけるレーザ光の走査位置として取得する。これに代えて、コントローラ２０１は、隣り合う信号値を補間して、入射面１８ａ上におけるレーザ光の走査位置を取得してもよい。
【００６８】
なお、レーザ光源１１ａ〜１１ｃの出力は、経年劣化によって次第に低下するため、これに伴い、光検出器２１が受光する光量も低下していく。このため、位置検出テーブルに規定されている信号値も、レーザ光源１１ａ〜１１ｃの経年劣化に応じて調整する必要がある。たとえば、コントローラ２０１は、光源装置２の起動時に、ミラー１６ａを中立位置に位置付けた状態でレーザ光源１１ａ〜１１ｃを駆動し、その際に信号処理回路２０４から出力された検出信号の信号値を取得する。そして、コントローラ２０１は、取得した信号値と、位置検出テーブルにおいて、ミラー中立位置に対応する走査位置に対応付けられた信号値とを比較し、両信号の比率に応じて、位置検出テーブル上の全ての走査位置に対応付けられている信号値を更新する。コントローラ２０１は、こうして更新した位置検出テーブルに基づいて、上記の処理により、入射面１８ａ上におけるレーザ光の走査位置を検出する。
【００６９】
インタフェース２０５は、たとえば、車両側の制御回路等、外部制御回路との間でコントローラ２０１が信号の送受信を行うための入出力回路である。
【００７０】
コントローラ２０１は、信号処理回路２０４から入力された検出信号に基づいて、波長変換部材１８の入射面１８ａに対するレーザ光の走査状態を監視し、随時、レーザ光の走査状態の適否を判定する。そして、波長変換部材１８の入射面１８ａに対するレーザ光の走査状態が所定の走査状態から外れた場合、走査状態が適正となるように、光偏向器１６を制御する。以下、光偏向器１６の制御例について、説明する。
【００７１】
図７（ａ）は、ミラー１６ａの振り角が所定の振り角よりも低下した場合の波長変換部材１８の入射面１８ａ上におけるビームスポットＢＳの移動を模式的に示す図である。
【００７２】
たとえば、光偏向器１６の経年劣化等によって、駆動信号に応じたミラー１６ａの回動幅が、所定の回動幅から低下することが起こり得る。この場合、図７（ａ）に示すように、波長変換部材１８の入射面１８ａ上におけるビームスポットＢＳの移動幅が、所定の幅Ｗ１に対して２ΔＷだけ低下する。すなわち、走査位置の最もＸ軸負側の位置はＰ１１からＰ２１となり、走査位置の最もＸ軸正側の位置はＰ１２からＰ２２になる。このように、ビームスポットＢＳの移動幅が低下すると、これに伴い、光検出器２１の受光量も変化する。具体的には、図７（ｂ）に示すように、移動幅が低下する前と比較して、最小となる受光量がＡ１１からＡ２１に増加し、最大となる受光量がＡ１２からＡ２２に減少する。受光量がＡ２１のときの走査位置はＰ２１に対応し、受光量がＡ２２のときの走査位置はＰ２２に対応する。
【００７３】
この場合、コントローラ２０１は、最小となる受光量がＡ１１となり、最大となる受光量がＡ１２となるように、ミラー駆動回路２０３に対し、駆動信号の振り幅、すなわち、ゼロレベルを振幅中心とする三角波状の駆動信号の振幅を増加させる制御を行う。この制御により、波長変換部材１８の入射面１８ａ上におけるビームスポットＢＳの移動幅が、所定の幅Ｗ１に整合するようになる。
【００７４】
図８（ａ）は、走査範囲がＸ軸負方向にずれた場合の波長変換部材１８の入射面１８ａ上におけるビームスポットＢＳの移動を模式的に示す図である。
【００７５】
図８（ａ）に示すように、光偏向器１６の経年劣化等によって、ビームスポットＢＳによる走査範囲がＸ軸負方向にΔＷだけオフセットする場合も起こり得る。この場合、走査位置の最もＸ軸負側の位置はＰ１１からＰ２３となり、走査位置の最もＸ軸正側の位置はＰ１２からＰ２２になる。これにより、図８（ｂ）に示すように、走査範囲が変化する前と比較して、最小となる受光量がＡ１１からＡ２３に減少し、最大となる受光量がＡ１２からＡ２２に減少する。受光量がＡ２３のときの走査位置はＰ２３に対応する。この場合も、コントローラ２０１は、最小となる受光量がＡ１１となり、最大となる受光量がＡ１２となるように、ミラー駆動回路２０３に対して制御を行う。この制御により、波長変換部材１８の入射面１８ａ上における走査範囲のオフセットが修正される。
【００７６】
さらに、コントローラ２０１は、ビームスポットＢＳの１周期の走査に対応する時間ΔＴを取得することにより、ミラー１６ａの動作周波数を取得する。
【００７７】
図９は、経過時間と、光検出器２１により受光される黄色波長帯の光の受光量との関係を模式的に示すグラフである。
【００７８】
ミラー１６ａが駆動されると、図９に示すように、光検出器２１の受光量は、時間の経過に応じてＡ１１からＡ１２の間で変化する。受光量がＡ１１からＡ１２まで増加する期間と、受光量がＡ１２からＡ１１まで減少する期間は、それぞれ、一方向の走査に要する走査時間に対応し、連続する２つの走査時間は、ミラー１６ａの１周期の駆動に対応する。受光量がＡ１２からＡ１１まで減少した後、再びＡ１２まで増加する間の時間、または、受光量がＡ１１からＡ１２まで増加した後、再びＡ１１まで減少する間の時間は、１周期に対応する時間ΔＴである。
【００７９】
コントローラ２０１は、光検出器２１の検出信号に基づいて、受光量がＡ１１から再びＡ１１に戻るまでの時間、または、受光量がＡ１２から再びＡ１２に戻るまでの時間をΔＴとして取得することにより、光偏向器１６の動作周波数を取得する。そして、コントローラ２０１は、取得した動作周波数が、所望の動作周波数になるようにミラー駆動回路２０３に対して制御を行う。これにより、外乱や温度変化等の外部要因により動作周波数が変化しても、適正な動作周波数になるように光偏向器１６の制御を行うことができる。
【００８０】
本実施形態では、上記のような光偏向器１６の制御に加えて、コントローラ２０１は、光検出器２１の検出信号に基づいて、波長変換部材１８の状態を判定する処理を実行する。
【００８１】
図１０（ａ）〜（ｃ）は、波長変換部材１８の状態が変化することを示す模式図である。図１０（ａ）は、蛍光体層１０３が適正である状態を示す図であり、図１０（ｂ）は、蛍光体層１０３の一部の厚みが中程度に減少している状態を示す図であり、図１０（ｃ）は、蛍光体層１０３の一部の厚みが大きく減少している状態を示す図である。
【００８２】
高パワーのレーザ光が照射され続けること等の要因によって、波長変換部材１８において蛍光体層１０３の一部の厚みが初期の厚みから次第に減少することや、外部要因により蛍光体層１０３の一部が欠損することが起こり得る。このように蛍光体層１０３の厚みが減少または欠損すると、励起される蛍光が減少し、所望の色の光が出力されなくなってしまう。また、一部の領域において蛍光体層１０３が完全に消失すると、その領域に照射された光は、略全てが反射膜１０２で側方に反射されて、投射光学系３に取り込まれなくなる。また、光学構成によっては蛍光体層１０３が消失することでレーザ光がＺ軸正方向に出射され、高パワーの危険な光が外部へ出射されてしまう恐れがある。
【００８３】
すなわち、図１０（ａ）の状態では、波長変換部材１８に照射されたレーザ光３１に基づいて、青色波長帯の光３２ａと黄色波長帯の光３２ｂとを含む拡散光３２が適正に生じる。図１０（ｂ）の状態では、蛍光体層１０３の一部が減少しているため、レーザ光３１に基づいて拡散する黄色波長帯の光３２ｂが減少する。このとき、レーザ光３１は、図１０（ａ）の状態に比べて、黄色波長帯の光に変換されにくくなるため、レーザ光３１に基づいて拡散する青色波長帯の光３２ａは僅かに増加する。図１０（ｃ）の状態では、蛍光体層１０３の一部が略消失しているため、レーザ光３１は、殆どが反射膜１０２で反射され、その結果、レーザ光３１に基づいて拡散する青色波長帯の光３２ａと黄色波長帯の光３２ｂは大幅に減少する。この場合、特に黄色波長帯の光３２ｂは大きく減少する。
【００８４】
このように、一部の領域において、蛍光体層１０３の厚みが減少し、あるいは、蛍光体層１０３が消失すると、その部分で生成される光の色が所望の色から変化し、あるいは、その部分に照射された光が投射光学系３に取り込まれなくなってしまう。
【００８５】
図１０（ｄ）〜（ｆ）は、走査位置と、光検出器２１により受光される黄色波長帯の光３２ｂの受光量との関係を模式的に示すグラフである。図１０（ｄ）〜（ｆ）のグラフは、それぞれ、図１０（ａ）〜（ｃ）に示した状態の波長変換部材１８に対応する。
【００８６】
図１０（ｂ）、（ｃ）では、走査位置Ｐ３１の近傍において、蛍光体層１０３が減少または欠損している。上記のように蛍光体層１０３の減少に伴い、黄色波長帯の光３２ｂが減少する。このため、図１０（ｂ）に示すように蛍光体層１０３の減少量が僅かであると、図１０（ｅ）に示すように、受光量を示す曲線において僅かに立ち下がる部分が生じ、図１０（ｃ）に示すように蛍光体層１０３の減少量が大きいと、受光量を示す曲線において大きく立ち下がる部分が生じる。したがって、光検出器２１の検出信号に基づく曲線において、どの程度の立ち下がりが生じているかを判定することで、波長変換部材１８（蛍光体層１０３）の状態を判定できる。
【００８７】
なお、光学フィルタ１９が青色波長帯の光３２ａを選択的に透過するよう構成される場合、光検出器２１は、青色波長帯の光３２ａに基づく検出信号を出力することになる。この場合、図１０（ｂ）に示すように蛍光体層１０３の減少量が僅かであると、受光量を示す曲線において僅かに立ち上がる部分が生じ、図１０（ｃ）に示すように蛍光体層１０３の減少量が大きいと、受光量を示す曲線において立ち下がる部分が生じる。したがって、光検出器２１の検出信号に基づく曲線において、どの程度の立ち上がりまたは立ち下がりが生じているかを判定することで、波長変換部材１８（蛍光体層１０３）の状態を判定できる。
【００８８】
また、光学フィルタ１９が配置されない場合、または光学フィルタ１９が青色波長帯の光３２ａと黄色波長帯の光３２ｂの両方を選択的に透過するよう構成される場合、光検出器２１は、これら２つの波長帯の光（拡散光全体）に基づく検出信号を出力することになる。この場合、図１０（ｂ）に示すように蛍光体層１０３の減少量が僅かであると、受光量を示す曲線において僅かに立ち下がる部分が生じ、図１０（ｃ）に示すように蛍光体層１０３の減少量が大きいと、受光量を示す曲線において大きく立ち下がる部分が生じる。したがって、光検出器２１の検出信号に基づく曲線において、どの程度の立ち下がりが生じているかを判定することで、波長変換部材１８（蛍光体層１０３）の状態を判定できる。
【００８９】
黄色波長帯の光３２ｂに基づく受光量の曲線において、どの程度の立ち下がりが生じているかの判定は、立ち下がり量ΔＡに基づいて行われる。具体的には、図１０（ｅ）、（ｆ）に示すように、受光量（光検出器２１の検出信号）の曲線において、立ち下がり部分の左側境界の受光量の値と立ち下がり部分の受光量の最小値との差分を立ち下がり量ΔＡとして取得し、立ち下がり量ΔＡと所定の閾値Ａｔｈとを比較することにより、波長変換部材１８の状態が判定される。
【００９０】
図１１は、波長変換部材１８の異常を検出するための処理を示すフローチャートである。
【００９１】
コントローラ２０１は、信号処理回路２０４から出力された検出信号に基づいて、走査範囲の一方向の走査に応じた検出信号の曲線を取得する（Ｓ１１）。たとえば、コントローラ２０１は、走査範囲の一方向の走査において、所定の時間間隔（サンプリング周期）で検出信号の値を取得することにより、検出信号の曲線データを取得する。コントローラ２０１は、ステップＳ１１で取得した検出信号の曲線から、上述した立ち下がり量ΔＡを取得する（Ｓ１２）。続いて、コントローラ２０１は、予めコントローラ２０１の内部メモリに保持されている閾値Ａｔｈを読み出し、ステップＳ１２で取得した立ち下がり量ΔＡが閾値Ａｔｈを越えているかを判定する（Ｓ１３）。ここで、閾値Ａｔｈは、曲線に重畳され得るノイズ成分よりも高く、且つ、波長変換部材１８に異常（減少や消失）が生じたことを適正に検出できる値に設定される。
【００９２】
立ち下がり量ΔＡが閾値Ａｔｈを越えている場合（Ｓ１３：ＹＥＳ）、コントローラ２０１は、レーザ光源１１ａ〜１１ｃの点灯を終了し、波長変換部材１８に異常が生じたことを示すフラグを設定する（Ｓ１４）。この場合、コントローラ２０１は、インタフェース２０５を介して、外部制御回路（たとえば、車両側の制御回路）に、波長変換部材１８に異常が生じたことを示す報知信号を出力してもよい。
【００９３】
なお、検出信号の曲線に複数の立ち下がりが存在する場合、ステップＳ１２において、コントローラ２０１は、複数の立ち下がりにそれぞれ対応した複数の立ち下がり量ΔＡを取得する。そして、ステップＳ１３において、コントローラ２０１は、それぞれの立ち下がり量ΔＡが閾値Ａｔｈを越えているかを判定し、１以上の立ち下がり量ΔＡが閾値Ａｔｈを越えている場合、処理をステップＳ１４に進める。
【００９４】
他方、立ち下がり量ΔＡが閾値Ａｔｈを越えていない場合（Ｓ１３：ＮＯ）、コントローラ２０１は、ステップＳ１４をスキップする。コントローラ２０１は、ステップＳ１１〜Ｓ１４の処理を、光源装置２に対する電源が遮断されるまで（Ｓ１５：ＹＥＳ）、繰り返し実行する。光源装置２に対する電源が遮断されると（Ｓ１５：ＹＥＳ）、コントローラ２０１は、波長変換部材１８の異常検出処理を終了する。
【００９５】
なお、光検出器２１の検出信号に基づいて波長変換部材１８（蛍光体層１０３）の状態を判定する方法は、図１０（ｄ）〜図１１を参照して説明した方法に限られるものではない。上記方法では、波長変換部材１８の劣化に応じたパラメータ値として立ち下がり量ΔＡが取得されたが、たとえば、一方向の走査範囲における立ち下がりの分岐点の数または立ち上がりの分岐点数をパラメータ値として取得し、あるいは、一方向の走査範囲におけるピークの数をパラメータ値と取得してもよい。この場合、これらのパラメータ値が１つ以上ある場合に、波長変換部材１８に異常が生じたことが検出される。この他、立ち下がりのピークの位置の受光量とこの位置の受光量の期待値との差分がパラメータ値とし取得されてもよい。この場合も、上記方法と同様、パラメータ値が所定の閾値を超える場合に、波長変換部材１８に異常が生じたことが検出される。パラメータ値は、光検出器２１の検出信号に基づいて波長変換部材１８の異常を検出可能な値であればよい。
【００９６】
＜実施形態の効果＞
以上、本実施形態によれば、以下の効果が奏される。
【００９７】
光検出器２１は、入射面１８ａ上のレーザ光の走査方向において走査範囲の外側に配置されている。このため、レーザ光が波長変換部材１８の入射面１８ａを走査すると、走査位置が光検出器２１に近づくに伴い光検出器２１の受光量が徐々に大きくなる。したがって、光検出器２１の検出信号により、全走査範囲について、波長変換部材１８の入射面１８ａ上におけるレーザ光の走査位置を検出できる。よって、光の走査位置を精度よく検出できる。
【００９８】
なお、図５（ａ）、（ｂ）の比較例２を参照して説明したように、光検出器２１がレーザ光の走査方向において走査範囲の内側に配置されると、レーザ光の走査位置を特定できなくなる。これに対し、本実施形態のように光検出器２１がレーザ光の走査方向において走査範囲の外側に配置されると、全走査範囲についてレーザ光の走査位置を検出できるようになる。また、比較例２に比べて、光検出器２１のサイズを小型化できる。
【００９９】
走査範囲と光検出器２１との間に集光レンズ２０が配置され、波長変換部材１８によって拡散された光の一部が集光レンズ２０によって光検出器２１の受光面上に集光される。これにより、光検出器２１の受光量が高められるため、走査位置を検出する際の分解能を高めることができる。よって、走査位置をより精度よく検出できる。また、光検出器２１の受光面を小さくできるため、光源装置２を小型化できる。さらに、集光レンズ２０で集光した光をミラーで折り返すことが可能となるため、光学配置の自由度を増すことができる。
【０１００】
なお、図４（ａ）、（ｂ）の比較例１を参照して説明したように、集光レンズ２０が走査範囲内に配置されると、全走査範囲についてレーザ光の走査位置を検出できなくなる。これに対し、本実施形態のように集光レンズ２０が走査範囲の外側に配置されると、全走査範囲についてレーザ光の走査位置を適正に検出できるようになる。
【０１０１】
走査範囲と光検出器２１との間に光学フィルタ１９が配置され、波長変換部材１８によって拡散された光が光学フィルタ１９により選択的に透過される。これにより、外光等の波長変換部材１８を経由しない光が光検出器２１に入射することを抑止できるため、光の走査位置を精度よく検出できる。
【０１０２】
コントローラ２０１は、光検出器２１の検出信号に基づいて、波長変換部材１８の入射面１８ａに対するレーザ光の走査状態が所定の走査状態となるように、光偏向器１６を制御する。具体的には、コントローラ２０１は、図７（ａ）〜図８（ｂ）を参照して説明したように、レーザ光の走査状態が所定の走査状態から外れた場合、走査状態が適正となるよう光偏向器１６を制御する。また、コントローラ２０１は、図９を参照して説明したように、光偏向器１６の動作周波数を適正に維持する。このように、レーザ光の走査状態が所定の走査状態となるように光偏向器１６が制御されると、たとえば、レーザ光源１１ａ〜１１ｃと光偏向器１６とを同期させて、目標領域における投射光の消灯位置やスポット照明となる点灯位置を精度よく設定できる。
【０１０３】
コントローラ２０１は、光検出器２１の検出信号に基づいて波長変換部材１８の劣化に応じたパラメータ値として立ち下がり量ΔＡを取得し、取得した立ち下がり量ΔＡに基づいて、波長変換部材１８の状態を判定する。これにより、図１０（ａ）〜図１１を参照して説明したとおり、波長変換部材１８の異常を検出でき、異常の検出に応じて、レーザ光源１１ａ〜１１ｃの点灯を停止させる等の対応をとることができる。
【０１０４】
＜変更例１＞
上記実施形態では、反射型の波長変換部材１８が用いられた。これに対し、変更例１では、透過型の波長変換部材１８が用いられる。透過型の波長変換部材１８では、図２（ａ）に示す基板１０１が光透過性に優れた材料で形成され、反射膜１０２は省略される。レーザ光は、蛍光体層１０３と反対側の基板１０１の下面（Ｚ軸負側の面）から入射される。
【０１０５】
図１２（ａ）、（ｂ）は、それぞれ、変更例１に係る投光装置１の構成を示す側面図および平面図である。
【０１０６】
図１２（ａ）、（ｂ）の構成では、波長変換部材１８に対してレーザ光を照射可能に、ミラー１６ａの傾き角が調整されている。波長変換部材１８に照射されたレーザ光により、波長変換部材１８から青色波長帯の光と黄色波長帯の光とを含む拡散光が、波長変換部材１８のＺ軸正側およびＺ軸負側の両方に生じる。波長変換部材１８のＺ軸正側に生じた拡散光は、上記実施形態と同様、投射光学系３により目標領域に投射される。
【０１０７】
光学フィルタ１９と、集光レンズ２０と、光検出器２１は、上記実施形態と同様に構成され、上記実施形態と同様、入射面１８ａ上のレーザ光の走査方向において走査範囲の外側に配置されている。ここでは、光学フィルタ１９と、集光レンズ２０と、光検出器２１が、波長変換部材１８のＺ軸負側に配置されている。この構成により、光検出器２１は、波長変換部材１８のＺ軸負側に拡散された黄色波長帯の光を受光する。したがって、変更例１においても、光検出器２１の検出信号により、全走査範囲について、波長変換部材１８の入射面１８ａ上におけるレーザ光の走査位置を検出できる。よって、光の走査位置を精度よく検出できる。
【０１０８】
なお、光学フィルタ１９と、集光レンズ２０と、光検出器２１は、波長変換部材１８のＺ軸正側に配置されてもよい。この場合、光検出器２１は、波長変換部材１８のＺ軸正側に拡散された黄色波長帯の光を受光する。このように、光学フィルタ１９と、集光レンズ２０と、光検出器２１が、波長変換部材１８のＺ軸正側に配置される場合、波長変換部材１８のＺ軸負側からは、特に、黄色波長帯の拡散光を生じさせる必要がない。よって、この場合、波長変換部材１８は、図２（ａ）に示す基板１０１が光透過性に優れた材料で形成され、反射膜１０２が、青色波長帯の光を透過し、黄色波長帯の光を反射するダイクロイック膜に変更されて構成されればよい。これにより、投射光学系３に取り込まれる黄色波長帯の光を高めることができる。
【０１０９】
ただし、光学フィルタ１９と、集光レンズ２０と、光検出器２１が、波長変換部材１８のＺ軸正側に配置されると、波長変換部材１８から投射光学系３に向かう拡散光に光学フィルタ１９や集光レンズ２０が掛かりやすくなり、これら部材の配置が難しくなる。よって、この点からは、光学フィルタ１９と、集光レンズ２０と、光検出器２１が、図１２（ａ）、（ｂ）のように、波長変換部材１８のＺ軸負側に配置されることは好ましいと言える。
【０１１０】
＜変更例２＞
上記実施形態では、光偏向器１６は、ミラー１６ａを回動軸Ｌ１により１軸で回動させる構成であった。これに対し、変更例２では、ミラー１６ａが互いに直交する２つの回動軸について回動可能なように、光偏向器１６が構成される。すなわち、変更例２の光偏向器１６は、レーザ光を波長変換部材１８の入射面１８ａ上において２次元に走査させる。
【０１１１】
変更例２では、ミラー１６ａが２軸駆動可能であるため、波長変換部材１８の入射面１８ａにおけるレーザ光の走査軌跡が上記実施形態と異なっている。変更例２では、図１３（ａ）に示すように、入射面１８ａに複数の走査ラインＬＮ１〜ＬＮ３が設定され、これに伴い、入射面１８ａを走査するビームスポットのサイズが、上記実施形態に比べて、Ｙ軸方向に絞られている。
【０１１２】
変更例２の走査範囲は、水平方向（Ｘ軸方向）と垂直方向（Ｙ軸方向）に広がりを有する。水平方向は、入射面１８ａ上においてレーザ光の主走査方向であり、垂直方向は、入射面１８ａ上においてレーザ光の副走査方向である。走査範囲の左上から走査が開始されると、ビームスポットは、走査ラインＬＮ１に沿ってＸ軸負方向に走査された後、走査ラインＬＮ２に沿ってＸ軸正方向に走査され、走査ラインＬＮ３に沿ってＸ軸負方向に走査され、走査範囲の右下に位置付けられる。その後、ビームスポットは、走査ラインＬＮ２に沿ってＸ軸正方向に走査され、走査範囲の左上に戻される。
【０１１３】
図１３（ａ）に示すように、光学フィルタ１９と、集光レンズ２０と、光検出器２１は、上記実施形態と同様に構成され、上記実施形態と同様、入射面１８ａ上の水平走査方向において水平方向の走査範囲の外側に配置されている。また、これらの構成は、入射面１８ａ上の垂直走査方向において垂直方向の走査範囲の端部に配置されている。具体的には、最上段の走査ラインＬＮ１の延長線上に、光学フィルタ１９と、集光レンズ２０と、光検出器２１が配置されている。
【０１１４】
図１３（ｂ）は、走査位置と、光検出器２１により受光される黄色波長帯の光３２ｂの受光量との関係を模式的に示すグラフである。グラフにおいて、曲線Ｃ１１〜Ｃ１３は、それぞれ、走査ラインＬＮ１〜ＬＮ３に対応する。
【０１１５】
上記実施形態と同様、水平走査方向において光検出器２１から最も遠い位置Ｐ１１において、各走査ラインの受光量が最小となり、水平走査方向において光検出器２１から最も近い位置Ｐ１２において、各走査ラインの受光量が最大となる。したがって、各走査ラインにおいて、上記実施形態と同様、水平走査方向におけるレーザ光の照射位置を把握できるため、水平方向における光の走査位置を精度よく検出できる。
【０１１６】
また、光検出器２１は、垂直方向の走査範囲の端部に配置されているため、曲線Ｃ１１〜Ｃ１３は、この順に受光量が小さくなるように並んでいる。したがって、光検出器２１の検出信号の大小を判定することで、レーザ光がどの走査ラインを走査しているかを把握できる。また、上記実施形態と同様に、光偏向器１６の動作周波数の制御や走査範囲のオフセットの制御も可能である。
【０１１７】
また、光偏向器１６の経年劣化等により、垂直走査方向におけるミラー１６ａの振り幅が小さくなることが起こり得る。この場合、３つの走査ラインＬＮ１〜ＬＮ３の垂直走査方向における間隔が狭くなり、その結果、図１３（ｂ）に示すグラフにおいて、曲線Ｃ１１と曲線Ｃ１２との間隔、および、曲線Ｃ１２と曲線Ｃ１３との間隔が短くなる。したがって、各走査ラインの走査により得られる光検出器２１の検出信号を比較することにより、どの程度、垂直走査方向における走査範囲の幅が狭くなっているかが分かる。コントローラ２０１は、所定の水平方向の走査位置（たとえば、中立位置）において、各走査ラインに基づく検出信号の差が所望の差となるよう、ミラー駆動回路２０３に対し、垂直方向における駆動信号の振り幅を増加させる制御を行う。この制御により、垂直走査方向における走査範囲を、所望の幅に整合されることができる。
【０１１８】
また、変更例２においても、上記実施形態と同様に、波長変換部材１８の一部が減少または欠損した場合に曲線Ｃ１１、Ｃ１２、Ｃ１３の一部の受光量が減少するため波長変換部材１８の状態を判定できる。
【０１１９】
＜その他の変更例＞
投光装置１および光源装置２の構成は、上記実施形態および変更例に示した構成以外に、種々の変更が可能である。
【０１２０】
たとえば、上記実施形態および変更例において、光源装置２に配置されるレーザ光源の数は、３つに限らず、２つ以下または４つ以上であってもよい。
【０１２１】
また、上記実施形態および変更例において、複数のビームスポットが、波長変換部材１８の入射面１８ａ上において、走査方向に垂直な方向に並ぶように光源装置２の光学系が構成されてもよい。
【０１２２】
また、上記実施形態および変更例において、波長変換部材１８の蛍光体層１０３に含まれる蛍光体粒子１０３ａの種類は、必ずしも１種類でなくてもよく、たとえば、レーザ光源１１ａ〜１１ｃからのレーザ光によって互いに異なる波長の蛍光を生じる複数種類の蛍光体粒子１０３ａが蛍光体層１０３に含まれてもよい。この場合、各種類の蛍光体粒子１０３ａから生じた蛍光の拡散光と、これら蛍光体粒子１０３ａによって波長変換されなかったレーザ光の拡散光とによって、所定の色の光が生成される。
【０１２３】
また、上記実施形態において、光学フィルタ１９は、光検出器２１の受光面上に設置されてもよく、集光レンズ２０に一体的に形成されてもよい。
【０１２４】
また、上記実施形態において、目標領域における投射光の走査方向は、必ずしも水平方向でなくてもよく、必要とされる照射条件によっては、鉛直方向が投射光の走査方向であってもよい。
【０１２５】
また、コントローラ２０１と、レーザ駆動回路２０２ａ〜２０２ｃと、ミラー駆動回路２０３と、信号処理回路２０４と、インタフェース２０５は、光源装置２と一体でなくてもよい。
【０１２６】
この他、本発明の実施の形態は、特許請求の範囲に示された技術的思想の範囲内において、適宜、種々の変更が可能である。
【符号の説明】
【０１２７】
１  …  投光装置
２  …  光源装置
３  …  投射光学系
１１ａ〜１１ｃ  …  レーザ光源
１６  …  光偏向器
１８  …  波長変換部材
１８ａ  …  入射面
１９  …  光学フィルタ
２０  …  集光レンズ（集光部材）
２１  …  光検出器
２０１  …  コントローラ
【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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