(57)【要約】【課題】  光の照射方向の光散乱体による視認性の低下を抑制できる照射装置において、製造コスト削減を実現する。【解決手段】  照射装置１は、第１の回転軸回りに回転可能な第１の光反射面４１ａと、該第１の回転軸に直交する平面Ｓに含まれる第２の回転軸回りに回転可能な第２の光反射面４１ｂと、平面Ｓと第１の回転軸との交点Ｆに向けて可視光Ｒｖを出射する可視光光源２１と、前記交点に向けて不可視光Ｒｉを出射する不可視光光源３１と、照射対象領域を可視光と時間的に先行する不可視光とで走査するように各光反射面の回転駆動及び各光源の動作を制御する制御部７とを備える。制御部７は、不可視光Ｒｉが光散乱体で散乱されて生じた散乱光を受光したとき可視光Ｒｖの出射を停止する。【選択図】図２
2015182661.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の回転軸回りに回転可能な第１の光反射面と、
前記第１の回転軸に直交する平面に含まれる第２の回転軸回りに回転可能な第２の光反射面と、
前記第１の光反射面の回転を駆動する第１のアクチュエータと、
前記第２の光反射面の回転を駆動する第２のアクチュエータと、
前記平面に含まれるように配置され、前記平面と前記第１の回転軸との交点に向けて可視光を出射する可視光光源と、
前記平面に含まれるように配置され、前記交点に向けて不可視光を出射する不可視光光源と、
前記交点に向けて出射され、前記第１の光反射面及び第２の光反射面で反射された不可視光の反射光が光散乱体によって散乱されて生じた散乱光を受光して、それに応じた信号を出力する散乱光受光部と、
照射対象領域を前記可視光と前記可視光に時間的に先行する不可視光で走査するように、前記第１のアクチュエータ、前記第２のアクチュエータ、前記可視光光源及び前記不可視光光源の動作を制御し、前記散乱光受光部が前記散乱光を受光したことを示す前記信号を受信した場合に前記可視光光源の出射を停止する制御部とを備えることを特徴とする照射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光を照射する照射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数の発光素子からなる光源と、光源が出射した光を車両前方に反射するミラーと、ミラーを往復回転しミラーの反射光により車両前方の照明領域をスキャンする走査用アクチュエータとを備える車両用前照灯が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許５２２１１７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の車両用前照灯では、前照灯の照射方向に雨滴等のような光を散乱する光散乱体が存在する場合、光散乱体によって光源からの光が散乱される。そして、この散乱光により光幕が発生するため、特に前照灯で照射している方向に対する視認性が低下してしまう。このような視認性が低下するという課題は、特許文献１に記載された車両用前照灯に限らず、照射装置全般に関わる課題である。
【０００５】
光の照射方向に光散乱体が存在する場合における視認性の低下を防止するための次のような照射装置が考えられる。
【０００６】
すなわち、当該照射装置は、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ）で構成された２軸回りのミラーにより光を偏向する角度を変化可能な光偏向器と、当該光偏向器へ向けて可視光を出射する可視光光源と、当該光偏向器へ向けて不可視光を出射する不可視光光源と、前記不可視光の反射光が光散乱体によって散乱されて生じた散乱光を受光する散乱光受光部と、前記散乱光受光部の受光状況を取得し、かつ、前記光偏向器の偏向角の変化と前記可視光光源との動作を制御する制御部と、前記可視光光源及び前記不可視光光源の少なくとも一方を移動させる駆動機構とを備える。
【０００７】
そして、当該照射装置の前記制御部が、前記光偏向器の偏向角を変化させている間に前記不可視光及び前記可視光を出射させるように前記不可視光光源と前記可視光光源との動作を制御し、かつ、前記散乱光受光部が前記散乱光を受光したとき可視光の出射を停止させるように前記可視光光源の動作を制御し、かつ、前記光偏向器の偏向角の変化方向に前記不可視光由来の光が前記可視光由来の光に対して先行するように前記可視光光源及び前記不可視光光源の少なくとも一方を移動させるように駆動機構の動作を制御するように構成される。
【０００８】
この照射装置によれば、照射対象領域を走査する可視光は、当該照射対象領域を走査する不可視光に追随するように走査している。すなわち、可視光の出射に対して時間的に先行して、不可視光が出射されている。
【０００９】
このため、光散乱体による散乱光が多くなりそうな状況においては、時間的に先行している不可視光が光散乱体によって散乱される。このとき、散乱光は不可視光であるので、当該散乱光によって光幕が生じたとしても、当該光幕が視認性を低下させる要因とはならない。そして、上記散乱光により散乱光受光部の不可視光の受光量が所定量以上となり、制御部は、このときの不可視光出射部の出射方向に、可視光を出射するのを止める（すなわち、可視光が出射されなくなる）。このため、可視光が光散乱体によって散乱されることを回避でき、視認性の低下を抑制できる。
【００１０】
しかし、当該照射装置にはＭＥＭＳで構成された２軸回りのミラーが必要であるため、コスト削減が困難であった。
【００１１】
そこで、本発明は、光の照射方向の光散乱体による視認性の低下を抑制できる照射装置においてコスト削減を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の照射装置は、
第１の回転軸回りに回転可能な第１の光反射面と、
前記第１の回転軸に直交する平面に含まれる第２の回転軸回りに回転可能な第２の光反射面と、
前記第１の光反射面の回転を駆動する第１のアクチュエータと、
前記第２の光反射面の回転を駆動する第２のアクチュエータと、
前記平面に含まれるように配置され、前記平面と前記第１の回転軸との交点に向けて可視光を出射する可視光光源と、
前記平面に含まれるように配置され、前記交点に向けて不可視光を出射する不可視光光源と、
前記交点に向けて出射され、前記第１の光反射面及び第２の光反射面で反射された不可視光の反射光が光散乱体によって散乱されて生じた散乱光を受光して、それに応じた信号を出力する散乱光受光部と、
照射対象領域を前記可視光と前記可視光に時間的に先行する不可視光で走査するように、前記第１のアクチュエータ、前記第２のアクチュエータ、前記可視光光源及び前記不可視光光源の動作とを制御し、前記散乱光受光部が前記散乱光を受光したことを示す前記信号を受信した場合に前記可視光光源の出射を停止する制御部とを備える。
【００１３】
本発明の照射装置によれば、第１の回転軸に直交する平面に、可視光光源及び不可視光光源が含まれ、当該各光源から当該平面と第１の回転軸との交点に向けて可視光及び不可視光が出射される。このため、第１の光反射面における各反射光は、当該平面内を進み、第２の光反射面に到達する。また、第２の回転軸も当該平面に含まれるから、前記各反射光は、当該第２の回転軸上に到達する。当該第２の回転軸上に到達した各反射光は、第２の回転軸における第２の光反射面の傾斜具合に応じて反射され、照射対象領域に到達する。
【００１４】
ここで、第１の光反射面が第１の回転軸回りに回転することにより、回転後の可視光の入射角度が、回転前の不可視光の入射角度と同一となりうる。この回転により、照射対象領域における不可視光が可視光に時間的に先行するような走査が実現される。
【００１５】
制御部が当該操作を制御している場合において、光散乱体が照射経路にある場合、まず、時間的に先行する不可視光が光散乱体に照射される。これにより、不可視の散乱光が生じる。この散乱光の散乱光受光部の受光に応じた信号が出力される。この信号が前記散乱光を受光したことを示す前記信号である場合、制御部は可視光の出射を停止する。これにより、可視光が当該光散乱体に照射されることが防止されるので、可視の散乱光の発生を抑制できる。
【００１６】
この結果、本発明の照射装置によれば、可視光の散乱光の発生を抑制することにより、光の照射方向の光散乱体による視認性の低下を抑制できるともに、ＭＥＭＳ以外の従来のミラーの採用も可能となるのでコスト削減が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態の照射装置の全体図で、（ａ）は通常走査時の説明図、（ｂ）は不可視光が光散乱体に照射された時の説明図。
【図２】光源とミラーの配置を示す図。
【図３ａ】照射対象領域照射時の一状態を説明する図。
【図３ｂ】図３ａにおいて、第１のミラー回転時の第１のミラー及び第２のミラーの回転と照射対象領域における照射点の移動範囲との関係を説明する図。
【図３ｃ】図３ｂにおいて、第２のミラー回転時の第１のミラー及び第２のミラーの回転と照射対象領域における照射点の移動範囲との関係を説明する図。
【図４】光散乱体Ｓｃａｔと可視光Ｒｖと不可視光Ｒｉとの関係を示す図であり、（ａ）は、不可視光Ｒｉが光散乱体Ｓｃａｔに入射しない場合の図、（ｂ）は、不可視光Ｒｉが光散乱体Ｓｃａｔに入射して散乱された場合の図、（ｃ）は、（ｂ）で不可視光Ｒｉが光散乱体Ｓｃａｔに入射したことで、可視光Ｒｖの出射がされなくなった場合の図。
【図５】光散乱体Ｓｃａｔが移動する場合の、光散乱体Ｓｃａｔと不可視光Ｒｉとの関係を示す図であり、（ａ）は、不可視光Ｒｉが光散乱体Ｓｃａｔに入射して散乱された場合の図。（ｂ）は、本実施形態について示す、走査方向と移動方向が異なる場合の図。（ｃ）は、参考例として示す、走査方向と移動方向が同一の場合の図。
【図６】制御装置によって実行される可視光制御処理の処理手順を示したフローチャート。
【図７】他の実施形態を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
（照射装置の構成）
本発明の実施形態の照射装置１の概要について、図１（ａ）及び図１（ｂ）を参照して説明する。照射装置１は、予め規定された照射対象の領域（以下、「照射対象領域」という）Ａに対して、可視光を用いて、比較的高周波数（例えば、６０［Ｈｚ］以上）で走査することで、当該照射対象領域Ａ全体を照射する照射装置である。
【００１９】
以降、照射対象領域Ａ全体に対する１回の走査を「１フレーム」という。すなわち、照射対象領域Ａ全体を６０［Ｈｚ］で走査しているということは、１秒間のフレーム数は、６０フレームということである。なお、走査の周波数は、３０［Ｈｚ］程度では目に可視光がちらついて見えるため好ましくないので、６０［Ｈｚ］以上が好ましい。
【００２０】
ここで、照射対象領域Ａは、照射装置１の光軸の軸方向（又は当該軸方向に近い方向）を法線方向とする面（当該面は、実面及び仮想的な面のいずれでもよい）上に規定される領域である。例えば、照射装置１が車両の前照灯として用いられる場合においては、車両の正面に対向する鉛直面上に照射対象領域Ａが規定される。なお、照射対象領域Ａは、照射装置１が可視光を照射する範囲に応じて、様々な形状を取り得る領域である。
【００２１】
本実施形態においては、可視光Ｒｖ及び不可視光Ｒｉにより６つの走査線ＲＳ１〜ＲＳ３及びＬＳ１〜ＬＳ３に従って走査することにより、照射対象領域Ａが規定される。
【００２２】
照射装置１は、図１（ａ）及び図１（ｂ）に示されるように、可視光光源２１と、第１不可視光光源３１ａと、第２不可視光光源３１ｂと、第１のミラー４１ａおよび第２のミラー４１ｂとを備える光偏向器４０と、切替回路５と、散乱光受光部６と、制御部７とを備える。
【００２３】
（光源の構成）
可視光光源２１は、図１（ａ）及び図１（ｂ）に示されるように、たとえば平行光の可視光を出射する固体半導体光源等によって構成されている。可視光光源２１は、可視の平行光（以下、単に「可視光」という）Ｒｖ（図１（ａ）におけるＲｖ＿１、及び図１（ｂ）におけるＲｖ＿２）を光偏向器４０の第１のミラー４１ａ上の回転軸上の中心点Ｆに向けて出射する。
【００２４】
第１不可視光光源３１ａは、平行光の不可視光を出射する固体半導体光源等によって構成されている。第１不可視光光源３１ａは、図１（ａ）に示されるように、光偏向器４０の第１のミラー４１ａ上の回転軸上の中心点Ｆに向けて不可視の平行光（以下、単に「不可視光」という）Ｒｉ（図１（ａ）におけるＲｉ＿１）を出射する。
【００２５】
第２不可視光光源３１ｂは、平行光の不可視光を出射する固体半導体光源等によって構成されている。第２不可視光光源３１ｂは、図１（ａ）に示されるように、光偏向器４０の第１のミラー４１ａ上の回転軸上の中心点Ｆに向けて不可視の平行光（以下、単に「不可視光」という）Ｒｉ（図１（ｂ）におけるＲｉ＿２）を出射する発光ダイオード等によって構成されている。
【００２６】
本実施形態において、可視光光源２１、第１不可視光光源３１ａ及び第２不可視光光源３１ｂは平行光状に集光された光を出射することが好ましい。たとえば、固体半導体光源、ＨＩＤ等の放電灯、フィラメント電球等の様々な種類の光源が可視光光源２１及び不可視光光源３１として採用されうる。特に、平行光に近いレーザ光を簡単に得るため、可視光光源２１及び不可視光光源３１として固体半導体光源であるＬＤ光源を採用することが好ましい。
【００２７】
なお、不可視光Ｒｉとして、紫外光（若しくは、波長が紫外光に近い光（近紫外線の光））、又は赤外光（若しくは、波長が赤外光に近い光（近赤外線の光））等を用いることができる。また、第１不可視光光源３１ａから出射される不可視光Ｒｉ及び第２不可視光光源３１ｂから出射される不可視光Ｒｉは同一の波長を有する。
【００２８】
以下、第１不可視光光源３１ａと第２不可視光光源３１ｂとを区別しない場合には、不可視光光源３１と表記する。
【００２９】
（光偏向器の構成）
光偏向器４０は、図１（ａ）に示されるように、第１軸回りに回転可能な第１のミラー４１ａと、第１軸に直交する平面Ｓに含まれる第２軸回りに回転可能な第２のミラー４１ｂとを備える（図２参照）。可視光光源２１、不可視光光源３１から出射された光が第１のミラー４１ａ上の１点（回転軸上の中心点Ｆ）に入光する。当該第１のミラー４１ａにおける反射光は、それぞれ、第２のミラー４１ｂの回転軸（第２軸）上に入光する。第２のミラー４１ｂにおける反射光は、照射対象領域Ａに向けて出射される。
【００３０】
より詳しくは、図３（ａ）に示されるように、第１のミラー４１ａでの反射光が、第２のミラー４１ｂの回転軸上の１点Ｆ１（図３では代表的に可視光Ｒｖの入光点を示している。）に入光し、その反射光が照射対象領域Ａの１点Ａ１に照射されているとする。この場合において、第１のミラー４１ａが第１軸回りに回転すると、図３（ｂ）に示されるように第１のミラー４１ａにおける反射光の第２のミラー４１ｂへの入光点が、たとえばＦ１からＦ２のように、第２軸上を移動する。この結果、第２のミラー４１ｂでの反射光は、照射対象領域Ａ上において、たとえば点Ａ１から点Ａ２のように、水平方向に移動する。
【００３１】
一方、第２のミラー４１ｂが第２軸回りに回転した場合には、図３（ｃ）に示されるように、第２のミラー４１ｂへの入光点は、たとえばＦ２のままであるように、移動しない。しかし、第２のミラー４１ｂの傾斜角度が変化しているため、第２のミラー４１ｂにおける反射光は、たとえば点Ａ２から点Ａ３のように、照射対象領域Ａにおいて垂直方向に移動する。
【００３２】
これらの２つのミラーの回転の組み合わせにより、光偏向器４０の第１のミラー４１ａ及び第２のミラー４１ｂにおける反射光による照射対象領域Ａの走査が行われる。
【００３３】
また、光偏向器４０は、圧電駆動により第１のミラー４１ａを第１軸回りに揺動させる第１アクチュエータ４２ａと、圧電駆動により第２のミラー４１ｂを第２軸回りに揺動させる第２アクチュエータ４２ｂとを備える。
【００３４】
第１アクチュエータ４２ａ及び第２アクチュエータ４２ｂは、例えば、ステッピングモータにより構成され、制御部７からの信号により、それぞれ第１のミラー４１ａ及び第２のミラー４１ｂを駆動させる。
【００３５】
第１のミラー４１ａ及び第２のミラー４１ｂに入射した可視光Ｒｖ及び不可視光Ｒｉは、第１アクチュエータ４２ａ及び第２アクチュエータ４２ｂによる第１軸回り及び第２軸回りの第１のミラー４１ａ及び第２のミラー４１ｂの揺動に応じた方向に反射される。そこで、制御部７は、第１アクチュエータ４２ａ及び第２アクチュエータ４２ｂへの制御信号を調整することで、第１のミラー４１ａ及び第２のミラー４１ｂの揺動を調整し、ひいては、このときの各光Ｒｖ、Ｒｉの反射光の出射方向を調整して、照射対象領域Ａを走査している。詳細は後述する。
【００３６】
（光源と光偏向器との配置の関係）
図２に示されるように、各光源２１、３１ａ，３１ｂ（の中心点）は、回転軸上の中心点Ｆを通って第１軸に直交する平面Ｓに含まれるように配置される。また、第２のミラー４１ｂは、その回転軸である第２軸が当該平面Ｓに含まれるように配置される。
【００３７】
また、可視光光源２１から出射された可視光Ｒｖの回転軸上の中心点Ｆへの入射角度と、第１不可視光光源３１ａから出射された不可視光Ｒｉの回転軸上の中心点Ｆへの入射角度との差は、図１（ａ）に示されるように所定角度θとなっている。また、可視光光源２１から出射された可視光Ｒｖの回転軸上の中心点Ｆへの入射角度と、第２不可視光光源３１ｂから出射された不可視光Ｒｉの回転軸上の中心点Ｆへの入射角度との差は、図１（ｂ）に示されるように所定角度θとなっている。
【００３８】
（切替回路の構成）
切替回路５は、各光源の出射及び不出射を切り替えるための回路で構成され、制御部７からの信号によりその動作を制御される。
【００３９】
（散乱光受光部の構成）
散乱光受光部６は、たとえばフォトダイオードで構成され、不可視光光源３１から出射された不可視光Ｒｉの散乱光Ｒｓを受光する。また、散乱光受光部６は、当該散乱光Ｒｓの受光に応じた信号として、散乱光Ｒｓの受光量Ｉを示す信号を出力する。このような散乱光Ｒｓは、たとえば図１（ｂ）に示されるように、不可視光光源３１からの不可視光Ｒｉの出射方向において、当該不可視光光源３１と照射対象領域Ａとの間に光散乱体Ｓｃａｔが位置していることにより、不可視光Ｒｉが光散乱体Ｓｃａｔを照射することによって生じる。
【００４０】
なお、散乱光受光部６は、不可視光光源３１が出射する不可視光Ｒｉの波長の光のみを受光するように構成されている。詳細には、散乱光受光部６の受光部分には、不可視光光源３１が出射する不可視光Ｒｉの波長の光のみを通過させるための光学フィルタ（図示省略）が設けられている。なお、散乱光受光部６は、不可視光光源３１が出射する波長の光を受光できるのであれば、光学フィルタを備えなくともよい。また、散乱光受光部６が、受光できる波長の範囲であれば、不可視光光源３１が出射する不可視光Ｒｉの波長は、異なっていてもよい。
【００４１】
（制御部の構成）
制御部７は、図示しないＣＰＵ，メモリ等を有する電子制御ユニットにより構成されている。制御部７は、光偏向器４０の第１のミラー４１ａ及び第２のミラー４１ｂの回転（第１アクチュエータ４２ａ及び第２アクチュエータ４２ｂの動作）及び切替回路５の動作を制御することにより、徐々に鉛直方向Ｄｖに沿って下から上に向かうように、左水平方向ＬＤｈの走査線ＬＳ及び右水平方向ＲＤｈの走査線ＲＳに沿った不可視光Ｒｉ及び可視光Ｒｖによる走査を繰り返すことにより、照射対象領域Ａ全体の走査を行う。
【００４２】
（照射対象領域の走査制御）
制御部７は、切替回路５の動作を制御することにより、最初の走査線ＲＳ１を走査するための第１不可視光光源３１ａから、のちに可視光光源２１から出射される可視光Ｒｖに対して走査線ＲＳ１において時間的に先行する一つの不可視光Ｒｉを出射させる。そして、光偏向器４０の第１のミラー４１ａを第１軸回りの第１方向に回転させることにより、照射対象領域Ａの左下の点Ｐ１から右走査線ＲＳ１に沿って不可視光Ｒｉによる走査を開始させる。
【００４３】
光偏向器４０の第１のミラー４１ａが第１方向に所定の角度θだけ回転した時点で、制御部７は、切替回路５の動作を制御することにより、可視光光源２１から、可視光Ｒｖを出射させる。最初の回転角度において、可視光光源２１から出射された可視光Ｒｖは、光偏向器４０の第１のミラー４１ａにより反射されることにより、照射対象領域Ａの左下の点Ｐ１に到達する。
【００４４】
制御部７は、第１アクチュエータ４２ａの動作を制御して光偏向器４０の第１のミラー４１ａの第１軸回りの回転を続行することにより、不可視光Ｒｉと可視光Ｒｖとにより照射対象領域Ａの右下の点Ｐ２まで走査する。不可視光Ｒｉが右下の点Ｐ２まで到達した後、制御部７は、切替回路５の動作を制御することにより、第１不可視光光源３１ａからの不可視光Ｒｉの出射を停止させる。
【００４５】
制御部７は、さらに光偏向器４０の第１のミラー４１ａを第１軸回りに所定の角度θだけ回転させたあと、切替回路５の動作を制御することにより、可視光光源２１からの可視光Ｒｖの出射を停止させる。このようにすることで、不可視光Ｒｉの走査線上の走査終了点と可視光Ｒｖの走査終了点とを同一にすることができる。
【００４６】
制御部７は、第２アクチュエータ４２ｂの動作を制御することにより、光偏向器４０の第２のミラー４１ｂを第２軸回りに所定の角度だけ回転させる。当該所定の角度は、光偏向器４０の第２のミラー４１ｂと照射対象領域Ａとの距離、及び走査線間の間隔ｌｅｎｇｔｈから定まる角度である。なお、間隔ｌｅｎｇｔｈは、照射対象領域Ａ内の走査線の密度に応じて適宜設定される。
【００４７】
制御部７は、次の走査線ＬＳ１に対応する第２不可視光光源３１ｂから、のちに可視光光源２１から出射される可視光Ｒｖに対して走査線ＬＳ１において時間的に先行する一つの不可視光Ｒｉを出射させる。そして、光偏向器４０の第１のミラー４１ａを第１軸回りの第２方向（第１方向と逆方向）に回転させることにより、照射対象領域Ａの右下の点Ｐ３から左走査線ＬＳ１に沿った不可視光Ｒｉによる走査を開始させる。
【００４８】
光偏向器４０の第１のミラー４１ａが第２方向に所定の角度θだけ回転した時点で、制御部７は、切替回路５の動作を制御することにより、可視光光源２１から、可視光Ｒｖを出射させる。
【００４９】
制御部７は、上記のような光偏向器４０の第１のミラー４１ａ及び第２のミラー４１ｂの回転と切替回路５の動作との制御を繰り返すことにより、可視光Ｒｖと不可視光Ｒｉとにより照射対象領域Ａの各走査線ＲＳ，ＬＳ上を走査する。
【００５０】
（可視光制御・概略）
可視光及び不可視光を散乱させる光散乱体Ｓｃａｔが、可視光Ｒｖ又は不可視光Ｒｉの出射方向において、光偏向器４０と照射対象領域Ａとの間に位置しているときには、たとえば図１（ｂ）に示されるように、まず、時間的に先行している不可視光Ｒｉが光散乱体Ｓｃａｔに入射して散乱光Ｒｓになる。このときの散乱光Ｒｓは、不可視光Ｒｉであるので、当該散乱光Ｒｓによって光幕が生じたとしても、当該光幕が視認性を低下させる要因とはならない。
【００５１】
制御部７は、散乱光受光部６の散乱光Ｒｓの受光量Ｉに応じて、可視光光源２１から可視光Ｒｖを出射するか否かを制御する（以下、制御部７によって実行される当該制御を「可視光制御」という）。
【００５２】
当該可視光制御の概略は、以下の通りである。制御部７は、散乱光受光部６の散乱光Ｒｓの受光量Ｉが散乱閾値Ｉｔｈ未満のときの不可視光光源３１の不可視光Ｒｉの出射方向（図１においては、不可視光Ｒｉ＿１の出射方向）に、可視光光源２１から可視光Ｒｖを出射させる。また、制御部７は、散乱光受光部６の散乱光Ｒｓの受光量Ｉが散乱閾値Ｉｔｈ以上のときの不可視光光源３１の不可視光Ｒｉの出射方向（図１においては、不可視光Ｒｉ＿２の出射方向）に、可視光光源２１から可視光Ｒｖの出射を止める。
【００５３】
ここで、散乱閾値Ｉｔｈは、光散乱体Ｓｃａｔによって不可視光Ｒｉが散乱されているか否かを充分な精度で区別できるような値に設定される。
【００５４】
上記散乱光Ｒｓにより散乱光受光部６の不可視光の受光量Ｉが散乱閾値Ｉｔｈ以上となると、制御部７によって、このときの不可視光光源３１の出射方向に、可視光Ｒｖの出射がされなくなる。このため、可視光Ｒｖが光散乱体Ｓｃａｔによって散乱されることを回避でき、視認性の低下を抑制できる。
【００５５】
（可視光制御・不可視光、可視光、光散乱体及び散乱光受光部の関係）
ここで、図３を参照して、制御部７によって実行される、不可視光Ｒｉ、可視光Ｒｖ、光散乱体Ｓｃａｔ及び散乱光受光部６の関係に応じた可視光制御について説明する。
【００５６】
図４（ａ）〜（ｃ）の各々は、可視光Ｒｖ及び不可視光Ｒｉの各々によって、右から左に向かって走査しているときを表しており、図４（ａ）が時点ｔ１、図４（ｂ）が時点ｔ１から単位時間Δｔだけ経過した時点ｔ２、図４（ｃ）が時点ｔ２から単位時間Δｔだけ経過した時点ｔ３を示している。
【００５７】
ここで、単位時間Δｔは、不可視光Ｒｉによる走査が、可視光Ｒｖによる走査に対してどの程度先行しているのかを表す時間である。すなわち、時点ｔ２（図４（ｂ））における可視光光源２１が出射する可視光Ｒｖの出射方向は、時点ｔ１（図４（ａ））における不可視光光源３１が出射する不可視光Ｒｉの出射方向に一致する。また、時点ｔ３（図４（ｃ））において可視光光源２１が出射するはずであった可視光Ｒｖの出射方向は、時点ｔ２（図４（ｂ））における不可視光光源３１が出射する不可視光Ｒｉの出射方向に一致する。なお、単位時間Δｔは、光偏向器４０の第１のミラー４１ａが第１軸回りの第１方向又は第２方向への角度θだけ回転するのに必要な時間に等しい。
【００５８】
時点ｔ１（図４（ａ））において、不可視光Ｒｉが光散乱体Ｓｃａｔに入射していない。これにより、散乱光受光部６が受光する散乱光Ｒｓの受光量Ｉは、散乱閾値Ｉｔｈ未満となる。このため、制御部７は、時点ｔ１から単位時間Δｔ経過した時点ｔ２（図４（ｂ））では、可視光光源２１から可視光Ｒｖを出射させた場合に、当該可視光Ｒｖが光散乱体Ｓｃａｔによって散乱される可能性が低いので、可視光光源２１から可視光Ｒｖを出射させる。
【００５９】
また、時点ｔ２では、不可視光Ｒｉが光散乱体Ｓｃａｔに入射して生じた散乱光Ｒｓが、光散乱体Ｓｃａｔの周囲に向かって散乱している。このときの散乱光Ｒｓの一部が散乱光受光部６に入射する。これにより、散乱光受光部６が受光する散乱光Ｒｓの受光量Ｉは、散乱閾値Ｉｔｈ以上となる。
【００６０】
このため、制御部７は、時点ｔ２から単位時間Δｔ経過した時点ｔ３（図４（ｃ））では、可視光光源２１から可視光Ｒｖを出射させた場合に、当該可視光Ｒｖが光散乱体Ｓｃａｔによって散乱される可能性が高いので、可視光光源２１から可視光Ｒｖを出射することが止められる（すなわち、可視光Ｒｖを出射しない）。
【００６１】
これにより、可視光Ｒｖが光散乱体Ｓｃａｔによって散乱されることを防止でき、可視光Ｒｖの散乱による視認性の低下を抑制できる。
【００６２】
また、上述したように、本実施形態において、可視光Ｒｖ及び不可視光Ｒｉによる照射対象領域Ａの走査は、水平方向の走査線ＲＳ、ＬＳに沿って行われる。
【００６３】
走査線ＲＳ、ＬＳが水平方向に規定されているのは、光散乱体Ｓｃａｔが落下することを想定している（例えば、光散乱体として雨滴を想定している）ためである。このような想定において、光散乱体Ｓｃａｔの移動方向（落下方向）は、通常、鉛直方向又は鉛直方向に近い方向に沿って上から下に向かう方向となる。このため、不可視光Ｒｉ及び可視光Ｒｖの走査方向（すなわち、右水平方向ＲＤｈ及び左水平方向ＬＤｈ）が、光散乱体Ｓｃａｔの移動方向（鉛直方向Ｄｖ又は該鉛直方向Ｄｖに近い方向に沿って上から下に向かう方向）とは異なるように構成している。
【００６４】
これにより、ある時点において不可視光Ｒｉが光散乱体Ｓｃａｔに散乱された場合であっても、その後において、不可視光Ｒｉの走査方向と光散乱体Ｓｃａｔの移動方向とが異なることにより、不可視光Ｒｉが同一の光散乱体Ｓｃａｔによって再び散乱されることを抑制できる。このように、不可視光Ｒｉが同一の光散乱体Ｓｃａｔによって散乱される機会が減るため、可視光Ｒｖの出射がされなくなる頻度を抑制できる。
【００６５】
詳細には、例えば、図５に示されるように、ある時点（図５（ａ）参照）において、不可視光Ｒｉが光散乱体Ｓｃａｔに散乱されたとする。これにより、制御部７は、当該時点から単位時間Δｔ経過後に、不可視光Ｒｉの出射方向と同一方向に対して可視光Ｒｖを出射することを止める。
【００６６】
そして、本実施形態のように、走査方向が、光散乱体Ｓｃａｔの移動方向とは異なるように設定されている場合、図５（ａ）の時点から所定時間経過した時点（図５（ｂ）参照）においては、移動した光散乱体Ｓｃａｔに対して不可視光Ｒｉが散乱される可能性が低くなる。
【００６７】
一方、本実施形態とは異なり、走査方向（主走査及び副走査の各々の走査方向）が、光散乱体Ｓｃａｔの移動方向と一致するように設定されている場合を仮定すると、図５（ａ）の時点から所定時間経過した時点（図５（ｃ）参照）においては、移動した光散乱体Ｓｃａｔによって不可視光Ｒｉが再び散乱される可能性が高くなる。
【００６８】
ここで、図５（ｂ）及び図５（ｃ）において、破線で示されている不可視光Ｒｉ及び光散乱体Ｓｃａｔは、図５（ａ）の時点における不可視光Ｒｉ及び光散乱体Ｓｃａｔを示している。
【００６９】
なお、光散乱体Ｓｃａｔが落下しているのではなく、他の方向（例えば、水平方向又は下から上に向かう方向）に移動している場合においては、不可視光Ｒｉ及び可視光Ｒｖの走査方向が光散乱体Ｓｃａｔの移動方向と異なるように制御するように制御部７を構成すればよい。この場合であっても、不可視光Ｒｉが同一の光散乱体Ｓｃａｔによって散乱される機会が減るため、可視光Ｒｖの出射がされなくなる頻度を抑制できるという効果が得られる。
【００７０】
（可視光制御処理）
次に、図６を参照して、可視光制御の詳細について説明する。制御部７は、単位時間Δｔ経過する毎に、図６に示されたフローチャートによる可視光制御処理を実行している。すなわち、１フレームの時間を「ｎ・Δｔ」秒で表す場合、制御部７は、図６に示されたフローチャートを１フレームにおいてｎ回実行している。
【００７１】
なお、図６（ａ）と図６（ｂ）は、ステップＳＴ１、２、４、５が同じであり、図６（ａ）のステップＳＴ３Ａと、図６（ｂ）のステップＳＴ３Ｂとが異なっている。以下の説明では、主に図６（ａ）を参照して説明するが、必要な場合には図６（ｂ）も参照する。
【００７２】
制御部７は、まず最初のステップＳＴ１で、前回の制御周期（単位時間Δｔだけ前の時点）における散乱光受光部６の散乱光Ｒｓの受光量Ｉを検知する。制御部７は、続くステップＳＴ２で、ステップＳＴ１で検知した受光量Ｉが散乱閾値Ｉｔｈ未満か否かを判定している。
【００７３】
制御部７は、ステップＳＴ２で、受光量Ｉが散乱閾値Ｉｔｈ以上であると判定した場合には、ステップＳＴ３Ａ（又は、図６（ｂ）のステップＳＴ３Ｂ）に進み、現在の１フレーム（以下、「現フレーム」という）において、照射対象領域Ａの各位置における可視光Ｒｖの光度（以下、「位置可視光光度」という）の合計（以下、「可視光光度総和」という）Ｌｒｖが所定光度Ｌｒｖ＿ｔｈ以上になると予測されるか否かを判定する。ここで、所定光度Ｌｒｖ＿ｔｈは、例えば、照射装置１として最低限出力すべき光度（もしくは、それよりも高い光度）に設定される。なお、可視光Ｒｖの出射方向が決定されると、当該可視光Ｒｖが照射される照射対象領域Ａの位置は、当該出射方向に応じて決定される。
【００７４】
ここで、現フレームにおける可視光光度総和Ｌｒｖが所定光度Ｌｒｖ＿ｔｈ以上になると予測されるか否かの判定方法としては、例えば、「現フレームにおける現時点までの可視光光度総和Ｌｒｖに基づいて判定する方法（図６（ａ）のステップＳＴ３Ａ参照）」、又は「前回の１フレーム（以下、「前フレーム」という）における可視光光度総和Ｌｒｖに基づいて判定する方法（図６（ｂ）のステップＳＴ３Ｂ参照）」を用いることができる。
【００７５】
ここで、照射対象領域Ａの各位置において、位置可視光光度は一定ではない。本実施例では、例えば、照射対象領域Ａの位置が中央部に近付くほど位置可視光光度を大きくしている。このため、制御部７は、「可視光光源２１から出射された可視光Ｒｖの出射方向」と、「位置可視光光度」とに応じたマップ（当該マップは、メモリ（図示省略）等に記憶保持されている）を参照することで、可視光Ｒｖを出射した方向における位置可視光光度を得ている。
【００７６】
なお、照射対象領域Ａの各位置に対する位置可視光光度は、本実施例のように設定されずに、例えば、照射対象領域Ａの位置によらず位置可視光光度が同一に設定されていてもよいし、照射対象領域Ａの中央部以外の所定の位置に近付くほど位置可視光光度が大きく設定されていてもよい。
【００７７】
ここで、現フレームにおける現時点までの位置可視光光度の合計を、「第１可視光光度総和」と定義する。また、現制御周期（本発明における現時点に相当する）において可視光Ｒｖが照射される照射対象領域Ａの位置（以下、「現可視光位置」という）に対して可視光Ｒｖを出射しないと仮定し、現フレームにおいて、照射対象領域Ａの位置のうちこれから走査する全ての位置（当該位置には、現可視光位置は含まれない）において、可視光Ｒｖが出射された場合を仮定したときの、位置可視光光度の合計を、「第２可視光光度総和」と定義する。
【００７８】
制御部７は、「現フレームにおける現時点までの可視光光度総和Ｌｒｖに基づいて判定する方法」では、第１可視光光度総和と第２可視光光度総和との和が、所定光度Ｌｒｖ＿ｔｈ未満になるときには、現可視光位置に可視光Ｒｖを出射しないと、「現フレームにおける可視光光度総和Ｌｒｖが所定光度Ｌｒｖ＿ｔｈ以上にならないと予測される」と判定する（すなわち、第１可視光光度総和と第２可視光光度総和との和が、「可視光光度総和Ｌｒｖ」を表す）。
【００７９】
また、制御部７は、「前フレームにおける可視光光度総和Ｌｒｖに基づいて判定する方法」では、前フレームの可視光光度総和Ｌｒｖが所定光度Ｌｒｖ＿ｔｈ未満になった場合には、現フレームにおいても可視光光度総和Ｌｒｖが所定光度Ｌｒｖ＿ｔｈ未満になりそうだと推定し、「現フレームにおける可視光光度総和Ｌｒｖが所定光度Ｌｒｖ＿ｔｈ以上にならないと予測される」と判定する。
【００８０】
制御部７は、ステップＳＴ２で、受光量Ｉが散乱閾値Ｉｔｈ未満であると判定した場合、又はステップＳＴ３Ａ（又は、図６（ｂ）のステップＳＴ３Ｂ）で、現フレームにおける可視光光度総和Ｌｒｖが所定光度Ｌｒｖ＿ｔｈ未満になると予測されると判定した場合には、ステップＳＴ４に進む。制御部７は、ステップＳＴ４で、可視光光源２１から可視光Ｒｖを出射する。
【００８１】
制御部７は、ステップＳＴ３Ａ（又は、図６（ｂ）のステップＳＴ３Ｂ）で、現フレームにおける可視光光度総和Ｌｒｖが所定光度Ｌｒｖ＿ｔｈ以上になると予測されると判定した場合には、ステップＳＴ５に進む。制御部７は、ステップＳＴ５で、可視光光源２１から可視光Ｒｖを出射することを止める。
【００８２】
特に、制御部７によって、ステップＳＴ３Ａ（又は、図６（ｂ）のステップＳＴ３Ｂ）の判定がなされることにより、照射対象領域Ａの現フレームにおける可視光光度総和Ｌｒｖが所定光度Ｌｒｖ＿ｔｈ未満になると予測されるときには、散乱光受光部６の受光量Ｉが散乱閾値Ｉｔｈ以上のとき（ステップＳＴ２の判定結果がＮＯのとき）であっても、可視光光源２１から可視光Ｒｖを出射している。
【００８３】
ここで、このようなステップＳＴ３Ａ（又は、図６（ｂ）のステップＳＴ３Ｂ）の判定を行わない場合を仮定すると、不可視光Ｒｉが光散乱体Ｓｃａｔによって散乱される頻度が多い場合（例えば、豪雨等のように雨滴（光散乱体）が大量に存在しているような場合）において、１フレームの多くのタイミングで、不可視光Ｒｉが光散乱体Ｓｃａｔに入射して散乱することになり、可視光Ｒｖが出射される頻度が少なくなってしまう。これにより、照射装置１が出力する光度が低下する。
【００８４】
照射装置１が、例えば、車両の前照灯のような用途に用いられるような場合においては、最低限出力すべき光度以上を維持できるように可視光Ｒｖを出力する必要がある。このように、照射装置１が最低限出力すべき光度として所定光度Ｌｒｖ＿ｔｈが規定されているような場合には、ステップＳＴ３Ａ（又は、図６（ｂ）のステップＳＴ３Ｂ）の判定を行うことで、照射装置１は、フレーム毎又は殆どのフレームにおいて、所定光度Ｌｒｖ＿ｔｈ以上の光度を出力することができる。
【００８５】
また、図６（ａ）のステップＳＴ３Ａのように判定することで、第１可視光光度総和と第２可視光光度総和との和によって可視光光度総和Ｌｒｖを表すことにより、照射装置１から所定光度Ｌｒｖ＿ｔｈ以上の光を照射するために、現制御周期において可視光Ｒｖを照射すべきか否かを判定できる。
【００８６】
また、図６（ｂ）のステップＳＴ３Ｂのように判定することで、前フレームにおける可視光光度総和Ｌｒｖを用いて現フレームにおける可視光光度総和Ｌｒｖを予測することで、照射装置１から所定光度Ｌｒｖ＿ｔｈ以上の光を照射できる。
【００８７】
図６（ａ）のステップＳＴ３Ａ（又は、図６（ｂ）のステップＳＴ３Ｂ）の判定により、光散乱体Ｓｃａｔが大量に存在しているような場合（光散乱体Ｓｃａｔが雨滴である場合、たとえば豪雨時）であっても、最低限出力すべき所定光度Ｌｒｖ＿ｔｈ以上の可視光Ｒｖを確実に出力することができる。
【００８８】
（不可視光Ｒｉと可視光Ｒｖとの時間差について）
ここで、先行して走査される不可視光Ｒｉと、それに続いて走査される可視光Ｒｖとの時間差（可視光Ｒｖと不可視光Ｒｉとの入射角度差に由来する）と、その時間により雨滴が落下する距離について説明する。第１のミラー４１ａの第１軸回りの回転角度を１４０度とし、この走査を１秒間に６０回行うとする。この条件において、不可視光Ｒｉと可視光Ｒｖの角度差（図１（ａ）及び図１（ｂ）の所定角度θ）を１度として２本の光線ビームによりある地点を走査する時間差△ｔ（秒）は、以下の計算式から１９．８マイクロ秒となる。
【００８９】
【数１】
2015182661.tif 000003
【００９０】
雨滴が落下する速度は、雨滴の粒が大きくなるとその落下速度も速くなることが知られており、雨滴の大きさから計算することができ、例えば大雨に相当するような、雨粒の直径２ｍｍの場合６８０ｃｍ／秒である。この雨滴の落下速度から、上記で計算した１９．８マイクロ秒後の落下位置△Ｐ（ｍｍ）は、以下の計算式から０．１３５（ｍｍ）となる
【００９１】
【数２】
2015182661.tif 000004
【００９２】
つまり２ｍｍの雨粒に対して不可視光Ｒｉが照射された後、１９．８マイクロ秒後に可視光Ｒｖが走査されるまでに約０．１４ｍｍしか雨滴が落下しないといえるから、不可視光Ｒｉ及び可視光Ｒｖでの時間差はほぼ無視できる。また、雨滴が小さい場合は落下速度も遅くなるため、時間差による雨滴位置のずれは考慮しなくても良い。時間差による雨滴の位置ずれを少なくするには、第１のミラー４１ａの回転速度を上げることが好ましい。回転速度を２倍にすることで、不可視光Ｒｉ及び可視光Ｒｖ間の時間差による位置ずれは半分の０．０７ｍｍと小さくすることができる。この場合、１秒間のフレーム数を多くしてもよいし、１フレームあたりの水平方向の走査回数を増加させてもよい。
【００９３】
（本実施形態の作用・効果）
照射装置１によれば、第１の回転軸に直交する平面Ｓに、可視光光源２１及び不可視光光源３１ａ，３１ｂが含まれ、当該各光源２１、３１ａ、３１ｂから当該平面Ｓと第１の回転軸との交点Ｆ（回転軸上の中心点）に向けて可視光Ｒｖ及び不可視光Ｒｉが出射される。このため、第１の光反射面（第１のミラー４１ａ）における各反射光Ｒｖ、Ｒｉは、当該平面Ｓ内を進み、第２の光反射面（第２のミラー４１ｂ）に到達する。また、第２の回転軸も当該平面Ｓに含まれるから、前記各反射光Ｒｖ，Ｒｉは、当該第２の回転軸上に到達する。当該第２の回転軸上に到達した各反射光Ｒｖ，Ｒｉは、第２の回転軸における第２の光反射面（第２のミラー４１ｂ）の傾斜具合に応じて反射され、照射対象領域Ａに到達する。
【００９４】
ここで、第１の光反射面（第１のミラー４１ａ）が第１の回転軸回りに回転することにより、回転後の可視光Ｒｖの入射角度が、回転前の不可視光の入射角度と同一となりうる。この回転により、照射対象領域Ａにおける不可視光が可視光に時間的に先行するような走査が実現される。
【００９５】
制御部７が当該操作を制御している場合において、光散乱体Ｓｃａｔが照射経路にある場合、まず、時間的に先行する不可視光Ｒｉが光散乱体Ｓｃａｔに照射される。これにより、不可視の散乱光Ｒｓが生じる。この散乱光Ｒｓの散乱光受光部６の受光に応じた信号が出力される。この信号が前記散乱光Ｒｓを受光したことを示す前記信号である場合、制御部７は可視光Ｒｖの出射を停止する。これにより、可視光Ｒｖが当該光散乱体Ｓｃａｔに照射されることが防止されるので、可視の散乱光の発生を抑制できる。
【００９６】
この結果、照射装置１によれば、可視光Ｒｖの散乱光の発生を抑制することにより、光の照射方向の光散乱体Ｓｃａｔによる視認性の低下を抑制できるともに、ＭＥＭＳ以外の従来のミラーの採用も可能となるのでコスト削減が可能となる。
【００９７】
（他の実施形態）
本実施形態では１つの可視光光源２１及び２つの不可視光光源３１ａ，３１ｂが使用されたが、これに代えて、図７に示されるように、１つの可視光光源２１及び１つの可視光光源３１ｃが使用されてもよい。この場合、各走査線において不可視光を可視光に時間的に先行させるため、たとえば、一定の方向の走査線、照射対象領域Ａの右下の点Ｐ４から左下の点Ｐ５までの右水平方向ＲＤｈの走査線ＲＳ４又は点Ｐ４から点Ｐ５のやや上方の点Ｐ６までの右斜め方向ＲＤｄの走査線ＲＳ５に従って走査することが好ましい。
【００９８】
また、各走査線は水平方向に限られない。図７に示されように、やや斜めの走査線ＲＳ５であってもよい。この場合、第１のミラー４１ａを所定方向に回転させるとともに、第２のミラー４１ｂを所定方向に回転させることにより、第１のミラー４１ａ及び第２のミラー４１ｂで反射された光による当該斜めの走査線の走査が可能となる。
【００９９】
また、本実施形態では切替回路５により光源の出射、及び停止を切り替えたが、これに代えて、一部に穴があけられたスリットの回転又はシャッターの開閉による光源の光の通過及び遮断で光源の出射及び停止を切り替えてもよい。このようにすることで、光源のＯＮ、ＯＦＦを繰り返す必要がなくなるため、光源のＯＮ、ＯＦＦに伴うタイムロスを軽減することができる。
【符号の説明】
【０１００】
１…照射装置、Ａ…照射対象領域、Ｒｖ…可視光、Ｒｉ…不可視光、Ｒｓ…散乱光、Ｓｃａｔ…散乱体、２１…可視光光源、３１…不可視光光源、４０…光偏向器、４１ａ…第１のミラー、４１ｂ…第２のミラー、４２ａ…第１アクチュエータ、４２ｂ…第２アクチュエータ、５…切替回路、６…散乱光受光部、７…制御装置、Ｉ…受光量、Ｉｔｈ…散乱閾値（所定量）、Ｌｒｖ…可視光光度総和、Ｌｒｖ＿ｔｈ…所定光度、Ｄｈ…水平方向、Ｄｖ…鉛直方向、Ｆ…回転軸上の中心点。
【図１】
2015182661.tif 000005
【図２】
2015182661.tif 000006
【図３ａ】
2015182661.tif 000007
【図３ｂ】
2015182661.tif 000008
【図３ｃ】
2015182661.tif 000009
【図４】
2015182661.tif 000010
【図５】
2015182661.tif 000011
【図６】
2015182661.tif 000012
【図７】
2015182661.tif 000013