(57)【要約】【課題】光源の電流の許容範囲内で十分な検出器出力を得ることができる光照射装置を提供すること。【解決手段】サーミスタ１１６の抵抗値から推定されるＬＥＤ５の発光点温度に従って減衰器１０２、１１１の減衰量を設定する。減衰器１０２によって光量指示値信号を低下させることによりＬＥＤ５を電流の許容範囲内で動作させる。また、ＬＥＤ５の光量の低下による位置信号の変化を減衰器１１１によって補正する。【選択図】図３
2009243970.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の光源から放射された光線の方向を、上記第１の光源について相対的に移動可能な移動部に配置された光学素子により決定する光照射装置であって、
上記移動部に対して固定配置された又は上記移動部に配置された第２の光源と、
上記第２の光源から放射された光を受光可能なように設置された受光素子と、
上記移動部を移動させるアクチュエータと、
上記受光素子から出力される信号に基づいて上記移動部の位置を表す位置信号を生成する位置信号生成部と、
外部から入力された位置を指示する位置指示信号と上記位置信号とに基づいて上記アクチュエータの駆動を制御するアクチュエータ制御部と、
上記第２の光源の環境温度を検出する温度検出部と、
上記温度検出部が検出した環境温度に応じて上記第２の光源に供給される電流を制御する電流制御部と、
を具備し、
上記位置信号生成部は、上記電流の制御による上記第２の光源の発光量の変化に伴って上記生成した位置信号が変化しないように上記位置信号を補正する補正部を有することを特徴とする光照射装置。
【請求項２】
上記位置信号生成部から出力された位置信号から上記移動部の速度を表す速度信号を生成する速度信号生成部をさらに具備し、
上記アクチュエータ制御部は、外部から入力された速度を指示する速度指示信号と上記速度信号とに基づいて上記アクチュエータの駆動を制御することを特徴とする請求項１に記載の光照射装置。
【請求項３】
上記電流制御部は、上記温度検出部が検出した上記第２の光源の環境温度が所定温度以上になった場合に、上記第２の光源への電流の供給を停止させるように制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の光照射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学素子を動かすことにより光を所定の角度に照射する光照射装置に関し、特にレーザ光を利用した測距装置などにおいてレーザ光をスキャンする装置に好適な光照射装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、先進安全自動車（ＡＳＶ）の開発が進められている。「先進安全自動車」とは、さらなる安全性向上を目指して、国土交通省と国内自動車・２輪車メーカーとで開発を推進している自動車のことである。先進安全自動車の開発に関連して、最新のＩＴ技術を用いた運転の支援機能や、万一の際の衝撃軽減機能、被害拡大の防止機能などの開発・研究も進められてきている。各社とも２０００年度からは公道での実験も実施するなど、開発は着実に進んでおり、中にはすでに市販車にフィードバックされた技術も存在する。レーダーを用いて前走車との車間距離を検出し、車間距離に応じて衝突を予測して自動的にブレーキをかける「追突軽減ブレーキ」などはその一例である。
【０００３】
ここで、車間距離を測定するための提案に関し、例えば特許文献１においては、パルスレーザ光を投光して測定角度範囲内を掃引し、被検出物からの反射光を受光器で受光して反射光の戻り時間を計測することにより被検出物との距離を算出する装置が提案されている。
【０００４】
また、特許文献２では、パルスレーザ光を掃引するための具体的な手段について述べている。即ち、特許文献２では、可動鏡を用いて、レーザダイオードから出力されるパルス光の投射方向を連続的に可変することにより一定の角度を繰り返し掃引することができるようにした投光器の構成が開示されている。この例においては、可動鏡の回転角度を検出する検出器を設け、角度の指示値と検出器の出力とから求まる実際の角度との差を求め、可動鏡を駆動するモーターにフィードバックすることにより光の投射方向を正確に保つことができる。
【０００５】
この例において、可動鏡の回転角度を検出する検出器にはＰＳＤ（Position  Sensitive  Detector：位置検出素子）が使われている。ＰＳＤは、フォトダイオードの表面抵抗を利用した受光素子である。例えば、１方向の動き量だけを検出する１次元ＰＳＤでは、  
Io：全光電流  
Ix1：ＰＳＤの一方の出力電極x1の出力電流  
Ix2：ＰＳＤの他方の出力電極x2の出力電流  
Lx：ＰＳＤの抵抗長  
XA：ＰＳＤの中心を原点とした入射光重心位置  
とすると、これらの間には、  
【数１】
2009243970.tif 000003
【０００６】
に示す関係があることが知られている。この（１）式及び（２）式から、入射光重心位置XAは、  
【数２】
2009243970.tif 000004
【０００７】
で求めることができる。（３）式のIx2-Ix1はＰＳＤの両電極の電流を減算した差信号であり、Ix2＋Ix1はＰＳＤの両電極を加算した和信号であり、これは全光電流I0に相当する。一般に、電気信号を加算したり減算したりする演算は、アナログ信号であればオペアンプを用いて簡単に実現することができ、また、デジタル信号の場合でも比較的簡単な構成で実行することができる。しかし電子回路を用いた除算は簡単に行うことができない。一般的にアナログ除算を精度良く行うためにはバイポーラトランジスタのＶｂｅ-Ｉｃ間の対数特性を応用したアナログ除算回路が必要になる。また、デジタル信号の場合でも精度良く除算を行うためには演算時間が長くなるため、位相遅れによる制御系の位相余有不足を招く場合が多い。
【０００８】
この除算は、回転角度が比較的小さい場合には省略しても実用上問題ないとされているが、実際にはＰＳＤの入射光を生成する光源に着目すると以下のような問題が生じる。
【０００９】
一般に、ＰＳＤの入射光を生成する光源には発光ダイオード（ＬＥＤ）やレーザダイオード（ＬＤ）が用いられることが多い。これらＬＥＤやＬＤの光量は、温度上昇に伴い原理的に低下することが知られている。ＬＥＤの周囲温度対相対光量の特性の一例を図１１に示す。図１１によると周囲温度が２５℃から６０℃に上がると光量は０.７倍に低下する。このような場合に除算器を省略してしまうと、（３）式より、検出器の出力は、下記（４）式に示すごとく０.７倍となる。これにより、可動鏡の動き量は１/０.７＝１.４３倍となってしまい精密な位置決めが不可能となってしまう。
【数３】
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【００１０】
通常、車載用のレーザレーダは車体前方の外気に晒される位置に配置されるため、自動車のエンジンからの熱や外気温の影響を受けやすい。そのため使用温度範囲は−３０℃から１００℃近くまでと広範囲に渡っている。このような条件で、光源の相対光量を一定に保つ機構なしでレーザレーダを使用することは事実上不可能である。
【００１１】
ここで、除算器を使用せずに光源の光量を一定に保つ方法として特許文献３に記載されているような光出力制御回路を用いる手法が知られている。特許文献３の手法は、光源の光出力の一部をモニター用フォトダイオードで検出し、光源の駆動電流にフィードバックすることにより光源の光出力を所望の強度となるように制御する手法である。
【特許文献１】特開平７−２７０５３５号公報
【特許文献２】特開平８−３１３３０２号公報
【特許文献３】特開昭５８−２００４４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
図１２にＬＥＤの周囲温度対許容電流の一例を示す。図１２は、周囲温度が６０℃を越えると許容電流が減り始め、１００℃以上の環境ではＬＥＤが使用できないことを示している。もし、この許容電流を越えて使用するとＬＥＤの劣化を引き起こす可能性がある。これを防止するために特許文献３は光源の電流を制限するリミッタ回路について提案している。
【００１３】
しかしながら、光源の電流を下げると光源の光量が下がるので、（２）式に示したように検出器の検出出力が変化してしまい、可動鏡の制御が正しく行えなくなるおそれがある。
【００１４】
また、全温度範囲に渡って光源の電流を１００℃で許容される電流以下に設定して使う方法が考えられるが、この場合は全温度範囲に渡って光源の光量が低下するため、検出器の感度も全温度範囲に渡って低下してしまう。検出器の感度が下がるとノイズに弱くなる等の問題があるため、２５℃を中心とした通常の温度においては、光源の電流を許容範囲内でなるべく大きくして検出器の感度を上げるのが望ましい。
【００１５】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、光源の電流の許容範囲内で十分な検出器出力を得ることができる光照射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】
【００１６】
上記の目的を達成するために、本発明の第１の態様の光照射装置は、第１の光源から放射された光線の方向を、上記第１の光源について相対的に移動可能な移動部に配置された光学素子により決定する光照射装置であって、上記移動部に対して固定配置された又は上記移動部に配置された第２の光源と、上記第２の光源から放射された光を受光可能なように設置された受光素子と、上記移動部を移動させるアクチュエータと、上記受光素子から出力される信号に基づいて上記移動部の位置を表す位置信号を生成する位置信号生成部と、外部から入力された位置を指示する位置指示信号と上記位置信号とに基づいて上記アクチュエータの駆動を制御するアクチュエータ制御部と、上記第２の光源の環境温度を検出する温度検出部と、上記温度検出部が検出した環境温度に応じて上記第２の光源に供給される電流を制御する電流制御部とを具備し、上記位置信号生成部は、上記電流の制御による上記第２の光源の発光量の変化に伴って上記生成した位置信号が変化しないように上記位置信号を補正する補正部を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、光源の電流の許容範囲内で十分な検出器出力を得ることができる光照射装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。  
［第１の実施形態］
まず、本発明の第１の実施形態について説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に係る光照射装置の概略構成を示す図である。図１に示す光照射装置は、レーザダイオード（ＬＤ）１と、レンズ２と、アクチュエータ３とを備えている。
【００１９】
第１の光源の一例としてのＬＤ１は、パルス状のレーザ光を対象物に向けて照射する。レンズ２は、ＬＤ１から照射されたレーザ光の方向を変化させるための光学素子であって、ＬＤ１に対して相対移動が可能に構成されている。アクチュエータ３は、後述するシステム制御部の制御に従ってレンズ２を相対移動（例えば図示矢印Ａ方向）させる。アクチュエータ３の構成は特に限定されるものではなく、コイルと磁石との間の電磁気力によってレンズ２を駆動させるもの、モータを用いてレンズ２を駆動させるものなど、各種適用できる。ここでは、その詳細については省略する。
【００２０】
このような構成において、ＬＤ１から放射された光は、レンズ２を通って対象物に照射される。図１の状態では、レーザ光は直進するが、アクチュエータ３によってレンズ２を移動させることにより、レンズ２において入射光が屈折し、図示矢印Ｂで示す範囲内でレーザ光が対象物に照射されることになる。
【００２１】
ここで、レンズ２には、レンズ２の移動に伴って移動する可動部４が取り付けられており、可動部４にはスリットが形成されている。さらに、スリットを挟むようにして第２の光源の一例としての発光ダイオード（ＬＥＤ）５と、受光素子としてのポジションセンサ（ＰＳＤ）６とが固定配置されている。
【００２２】
図２は、スリット４ａ、ＬＥＤ５、ＰＳＤ６の付近を拡大して示した図である。図２に示すように、ＬＥＤ５とＰＳＤ６は、それぞれ、基板７、８に実装され本光照射装置の固定部に固定されている。また、スリット４ａはレンズ２に取り付けられた可動部４に形成されている。このような構成において、レンズ２の動きに連動してスリット４ａの位置が移動することにより、ＬＥＤ５からの光はスリット４ａを通過して、ＰＳＤ６に入射する光スポットの入射位置が移動する。ＰＳＤ６からの出力電流に基づき、スリット４ａ（即ち可動部４）の位置を示す位置信号を生成し、この位置信号に基づいて可動部４の位置制御を行う。
【００２３】
以下、位置信号生成回路及びレンズ２の位置制御回路について説明する。図３は、第１の実施形態に係る光照射装置の電気回路構成を示した図である。なお、図３において図１と同様の構成については図１と同様の参照符号を付している。
【００２４】
上述したように、図３において、ＬＥＤ５から放射された光は可動部４と連動してその位置を変化させるスリット４ａにより絞られてＰＳＤ６に入射する。ＰＳＤ６の２つの電極からは光スポットの入射位置に応じた電流がそれぞれ出力される。このＰＳＤ６の２つの電極の出力を加算器１０７で加算することによりＬＥＤ５からの光の総光量を示す光量信号を得る。この光量信号と基準電圧源１０１から供給される所定の基準電圧から生成される光量指示値信号との差を取ることにより光量誤差信号を生成する。光量指示値信号は、基準電圧源１０１からの電圧を減衰器１０２により所望の値に減衰して生成する。光量誤差信号は、位相補償回路１０３で周波数特性が整えられた後、ＬＥＤ５に印加される。この印加された光量誤差信号に従ってＬＥＤ５の発光量が調整される。ＬＥＤ５から出射された光はスリット４ａにより絞られて再びＰＳＤ６へ入射する。
【００２５】
以上の一連の動作により、ＬＥＤ５の光量は光量指示値信号に追従して一定値となる。この一連の自動光量調整制御をＡＰＣ（Automatic Power Control）と称する。なお、以後の説明においては、スリット４ａ、ＰＳＤ６、加算器１０７で構成された光量信号の検出部を光量検出器１０８と称する。
【００２６】
一方、ＰＳＤ６の出力を減算器１０９で引き算することにより可動部４（スリット４ａ）の位置を示す位置信号を得る。この位置信号を減衰器１１１において減衰（詳細は後述するが実際には増幅となる）した後、減衰器１１１を通過させた後の位置信号とシステム制御部１１７から指示される位置指示値との差を取ることにより位置誤差信号を生成する。位置誤差信号は位相補償回路１１２で周波数特性が整えられた後、ＯＮ／ＯＦＦスイッチ１１３を介して可動部４を駆動するアクチュエータ３に印加される。ＯＮ／ＯＦＦスイッチ１１３は、位置誤差信号のアクチュエータ３への入力のＯＮ／ＯＦＦを切り替えるために設けられており、システム制御部１１７からの位置制御ＯＦＦ信号に従ってＯＮ／ＯＦＦ状態が切り替えられる。ＯＮ／ＯＦＦスイッチ１１３がＯＮすると、位相補償回路１１２からアクチュエータ３に位置誤差信号が印加される。アクチュエータ３は位置誤差信号に従って可動部４を移動させる。
【００２７】
これにより、可動部４の位置が、システム制御部１１７の位置指示値信号（位置指示値信号は、例えば、位置に応じた電圧の形で与えられる）によって指示された位置に追従するようになる。この一連の動きにより可動部４の位置決め自動制御が可能となる。なお、以後の説明においては、スリット４ａ、ＰＳＤ６、減算器１０９で構成された位置信号の検出手段を位置検出器１１０とする。
【００２８】
ここで、位置検出器１１０の検出器出力について考えると、  
P：ＬＥＤ５からの光の強度  
Es：スリット４ａの効率  
Ep：ＰＳＤ６の光変換効率  
Ix1：ＰＳＤ６の出力電極x1の出力電流  
Ix2：ＰＳＤ６の出力電極x2の出力電流  
XA：ＰＳＤ６上での中心を原点とした入射光重心位置  
Lx：ＰＳＤ６の抵抗長  
G：減算器１０９のゲイン  
としたとき、上述の（１）式と（２）式の関係より、検出器出力は、
検出器出力＝（Ix2-Ix1）×G
＝2×Io×G×XA/Lx
＝2×P×Es×Ep×G×XA/Lx    ・・・(5)
で与えられる。
【００２９】
次に、減衰器１０２と減衰器１１１との関係について考える。図３に示すように、システム制御部１１７には、温度検出部の一例としてのサーミスタ１１６が接続されている。サーミスタ１１６は、ＬＥＤ５の近傍に設置され、ＬＥＤ５の周辺環境の温度を検出し、検出した環境温度に応じた信号をシステム制御部１１７に出力する。このような構成により、システム制御部１１７はＬＥＤ５の発光点の温度を推定することができる。ＬＥＤ５の環境温度が上昇し、ＬＥＤ５の動作電流を暫減させる必要が生じた場合に、システム制御部１１７は減衰器１０２の減衰量を上げて光量指示値信号の電圧を下げることにより、ＬＥＤ５の動作電流を絞る。このときの減衰器１０２の減衰量を１/ｎ（−20log ｎ〔ｄB〕）とすると、位置検出器１１０の検出器出力は、
検出器出力＝2×P/n×Es×Ep×G×XA/Lx    ・・・(6)
となり、出力は下がることになる。ただし、このままの状態で可動部４の位置制御を行うと、可動部４の位置は位置指示値に対してｎ倍の距離だけ移動したところで均衡することになり、正しい位置制御ができない。
【００３０】
そこで、本実施形態では、位置検出器１１０の後段に、補正部の一例としての減衰器１１１をさらに設け、その減衰量をｎ倍（＋20logｎ〔ｄB〕）にする。この場合、位置検出器１１０の検出器出力は、  
検出器出力＝2×P/n×Es×Ep×G×n×XA/Lx
＝2×P×Es×Ep×G×XA/Lx      ・・・(7)
となり、正しい出力とすることができる。例として、ｎ＝２とすると、減衰器１０２は−６ｄBとなるので減衰器１１１を＋６ｄBに設定すれば、ＬＥＤ５の光量を低下させても位置検出器１１０の検出器出力は変化しない。
【００３１】
また、ＬＥＤ５の環境温度が、予め決められた範囲を逸脱した場合に、システム制御部１１７は位置制御ＯＦＦ信号によりＯＮ／ＯＦＦスイッチ１１３をＯＦＦにしてから減衰器１０２の減衰量を−∞（電圧０Ｖ）に設定する。これによりＬＥＤ５が消灯するので、温度によるストレスでＬＥＤ５が壊れる可能性を低減できる。
【００３２】
温度によって減衰器１０２、１１１の減衰量を切り替える場合の具体的な動作について図４を参照して説明する。本光照射装置の電源投入等によって図４の処理が開始される。図４の処理が開始されると、まずシステム制御部１１７は、サーミスタ１１６の抵抗値を取り込み、ＬＥＤ５の発光点の温度を推定する（ステップＳ１）。ＬＥＤ５の発光点温度は、例えば、予めシステム制御部１１７に記憶させておいたサーミスタ１１６の抵抗値とＬＥＤ５の発光点温度との対応テーブルにより推定する。発光点温度の推定後、この推定した温度がＬＥＤ５の点灯可能範囲温度であることを確認してから、システム制御部１１７は、減衰器１０２の減衰量を０ｄBにセットするとともに（ステップＳ２）、減衰器１１１の減衰量を初期値にセットする（ステップＳ３）。ここで、減衰器１１１は減衰量を小さくする必要があるため、初期値としては例えば−６ｄBとか−１２ｄBといったようにゲイン増加に備えた初期値にしておく。
【００３３】
この後、システム制御部１１７は、ＯＮ／ＯＦＦスイッチ１１３をＯＮにセットする（ステップＳ４）。これにより、アクチュエータ３の駆動が開始され、可動部４の位置決め自動制御が実行される。システム制御部１１７は、位置指示値信号により可動部４の位置決めを行う。
【００３４】
その一方で、システム制御部１１７は一定周期毎にサーミスタ１１６の抵抗値を取り込み、ＬＥＤ５の発光点温度を常に監視している（ステップＳ５）。発光点温度の推定毎に、この推定された発光点温度Ｔの範囲に応じた適切な減衰量Ｎｄbを選択する（ステップＳ６）。
【００３５】
また、システム制御部１１７は、発光点温度Ｔがある値Ｔmaxを越えたかを判定しており（ステップＳ７）、発光点温度ＴがＴmaxを超えていない場合には、減衰器１０２の減衰量を−ＮｄBにセットするとともに（ステップＳ８）、減衰器１１１の減衰量を＋ＮｄBにセットする（ステップＳ９）。一方、発光点温度Ｔがある温度Ｔmaxを超えた場合に、システム制御部１１７は、位置制御ＯＦＦ信号を解除してＯＮ／ＯＦＦスイッチ１１３をＯＦＦにし、可動部４の位置決め制御を止めてから（ステップＳ１０）、減衰器１０２の減衰量を−∞ｄBにセットして（ステップＳ１１）、ＬＥＤ５を消灯する。その後、温度異常処理に移行する。
【００３６】
なお、ＴmaxはＬＥＤ５の絶対最大定格温度に対して検出誤差、処理遅れ時間分のマージンを見込んだ温度に設定しておくのが望ましい。ここで、図５に、絶対最大定格温度が１００℃のＬＥＤを使用する場合の減衰量の設定例を示す。
【００３７】
以上説明したように、第１の実施形態によれば、ＬＥＤ５の発光点温度を推定し、推定した発光点温度に応じて減衰器１０２の減衰量をセットすることにより、温度によるストレスでＬＥＤ５が破壊する可能性を低減することができる。また、減衰器１０２の減衰量の変化に伴う位置信号の変化を打ち消すように減衰器１１１の減衰量をセットすることにより、温度上昇に伴ってＬＥＤ５の発光量が減少させたとしても、位置信号を一定に保つことができ、結果として可動部４の正確な位置制御を行うことが可能である。
【００３８】
［第２の実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。図６は、第２の実施形態に係る光照射装置の電気回路構成を示した図である。なお、図３と同様の構成については図３と同様の参照符号を付すことで説明を省略する。
【００３９】
第２の実施形態は、基準電圧源１０１と減衰器１０２の替わりに、ＤＡコンバータ１３０を使用して光量指示値信号を生成している点が第１の実施形態と異なる。第２の実施形態において、ＬＥＤ５の周辺環境の温度が上がり、ＬＥＤ５の動作電流を暫減させる必要が生じた場合に、システム制御部１１７は、ＤＡコンバータ１３０への光量指示値を下げることにより、ＬＥＤ５の動作電流を絞ることができる。ＤＡコンバータ１３０の出力電圧を1/ｎ（−20log ｎ〔ｄB〕）に下げるように光量指示値を与えたとすると、第１の実施形態と同様に、位置検出器１１０の出力は、式（６）に示すものとなる。このままの状態で可動部４の位置制御を行うと、可動部４の位置は位置指示値に対してｎ倍の距離だけ移動したところで均衡することになり、正しい位置制御ができない。そこで、第１の実施形態と同様に減衰器１１１の減衰量をｎ倍（＋20logｎ〔ｄB〕）にすることで、位置検出器１１０の出力が式（７）に示すものとなり、正しい出力とすることができる。例として、ｎ＝２とすると、ＤＡコンバータ１３０の出力は−６ｄBとなるので減衰器１１１の減衰量を＋６ｄBに設定すれば位置検出器１１０の出力は変化しない。
【００４０】
以上説明したように、第２の実施形態によれば、第１の実施形態と同様の効果を得ることができるとともに、基準電圧源１０１及び減衰器１０２を省略することが可能である。
【００４１】
［第３の実施形態］
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。図７は、第３の実施形態に係る光照射装置の電気回路構成を示した図である。なお、図３と同様の構成については図３と同様の参照符号を付すことで説明を省略する。
【００４２】
第３の実施形態において、システム制御部１４０は、ＩＯポート１４１と、ＤＡコンバータ１４２と、ＤＡコンバータ１４３と、ＡＤコンバータ１４４と、ＣＰＵ１４５とを有している。サーミスタ１１６を介して得られる抵抗値情報はＡＤコンバータ１４４でデジタル信号に変換されてＣＰＵ１４５に取り込まれる。ＣＰＵ１４５は、取り込んだ抵抗値情報からＬＥＤ５の発光点の温度を推定する。ＬＥＤ５の動作電流を暫減させる必要が生じた場合には、ＤＡコンバータ１４２を介して光量指示値信号を下げる。ここで、（４）式の例で考えると位置検出器１１０の出力が０.７倍となったときは、可動部４の動き量は１/０.７＝１.４３倍となる。このとき位置指示値を０.７倍にすると可動部４の動き量は１/０.７×０.７＝１となり、可動部４は正しい位置に保持される。
【００４３】
以上説明した第３の実施形態によれば、ＤＡコンバータ１４２を介して光量指示値を下げた場合に、ＤＡコンバータ１４３を介して位置指示値も同時に下げることにより、ＬＥＤ５の破壊を防止しつつ、可動部４の移動量を一定に保つことができる。
【００４４】
［第４の実施形態］
次に、本発明の第４の実施形態について説明する。図８は、第４の実施形態に係る光照射装置の電気回路構成を示した図である。なお、図３と同様の構成については図３と同様の参照符号を付すことで説明を省略する。
【００４５】
第４の実施形態においては、位相補償回路１０３とＬＥＤ５との間にＯＮ／ＯＦＦスイッチ１６１を設けた点が第１の実施形態と異なる。このような構成において、ＬＥＤ５の周辺の温度が、予め決められた範囲を逸脱した場合に、システム制御部１１７は、位置制御ＯＦＦ信号によりＯＮ／ＯＦＦスイッチ１１３をＯＦＦにした後、光源ＯＦＦ信号によりＯＮ／ＯＦＦスイッチ１６１をＯＦＦにしてＬＥＤ５を消灯する。
【００４６】
以上説明した第４の実施形態によれば、ＯＮ／ＯＦＦスイッチ１６１を設けることにより、ＡＰＣの自動制御ループが完全に遮断されるので、ＬＥＤ５を確実に消灯することができる。
【００４７】
［第５の実施形態］
次に、本発明の第５の実施形態について説明する。図９は、第５の実施形態に係る光照射装置の電気回路構成を示した図である。なお、図３と同様の構成については図３と同様の参照符号を付すことで説明を省略する。
【００４８】
光照射装置の構成によっては、可動部４の位置制御は行わず、可動部４の移動速度を一定にすればよい場合がある。第５の実施形態は、このような光照射装置への適用例であって、位置検出器１１０の後に、微分器１７１が設けられている点が第１の実施形態と異なる。微分器１７１を設けることにより、位置信号の微分信号、即ち可動部４の移動速度に比例した移動速度信号を取り出すことができる。この移動速度信号とシステム制御部１１７から指示される速度指示値との差を取ることにより速度誤差信号となる。速度誤差信号は位相補償回路１１２で周波数特性が整えられた後、アクチュエータ３に印加される。
【００４９】
第１の実施形態と同様に、位相補償回路１１２とアクチュエータ３との間には、アクチュエータ３への速度誤差信号の入力のＯＮ／ＯＦＦを切り替えるＯＮ／ＯＦＦスイッチ１１３が設けられており、システム制御部１１７の制御により位置制御ＯＦＦ信号が解除されると、可動部４の速度はシステム制御部１１７の速度指示値信号によって指示された速度に追従する。
【００５０】
以上説明したように、第５の実施形態によれば、温度によるストレスでＬＥＤ５が破壊する可能性を低減しつつ、可動部４の正確な速度制御を行うことが可能である。
【００５１】
以上実施形態に基づいて本発明を説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形や応用が可能なことは勿論である。
【００５２】
例えば、上述の各実施形態では、ＬＥＤ５の環境温度がある所定の高温度に達したときのＬＥＤ５を消灯するようにしているが、所定の低温度に達したときにもＬＥＤ５を消灯するようにしても良い。
【００５３】
また、上述の各実施形態では、可動な光学素子であるレンズ２に可動部４を設け、この可動部４にスリット４ａを形成する例を示したが、スリット４ａ、ＬＥＤ５、ＰＳＤ６の関係は図２に示したものに限るものではなく、種々変更可能である。
【００５４】
図１０（ａ）は、スリット、ＬＥＤ、ＰＳＤの第１の他の構成例を示す図である。図１０（ａ）の例において、ＰＳＤ６は、基板８を介して光照射装置の固定部に固定されている。可動部４にはＬＥＤ５が搭載されるとともにスリット４ａが形成されている。図１０（ａ）の構成では、可動部４の動きに連動してＬＥＤ５とスリット４ａとが動くことによりＰＳＤ６上の光スポットの位置も移動する。これにより、可動部４の動き量を検出できる。
【００５５】
図１０（ｂ）は、スリット、ＬＥＤ、ＰＳＤの第２の他の構成例を示す図である。図１０（ｂ）の例において、ＰＳＤ６は、基板８を介して光照射装置の固定部に固定されている。ＬＥＤ５は回動型の可動部４に搭載され、可動部４にスリット４ａが形成されている。図１０（ｂ）の構成では、可動部４の回動に連動してＬＥＤ５とスリット４ａも回動する。これによりＰＳＤ６上の光スポットの位置も移動するため、ＰＳＤ６の両電極からの出力電流に基づいて可動部４の動き量を検出できる。
【００５６】
図１０（ｃ）は、スリット、ＬＥＤ、ＰＳＤの第３の他の構成例を示す図である。図１０（ｃ）の例において、ＰＳＤ６は光照射装置の固定部に固定され、ＰＳＤ６の前面にスリット４ａが形成されている。また、ＬＥＤ５は回動型の可動部４に搭載されている。図１０（ｃ）の構成では、可動部４の回動に連動してＬＥＤ５のみが動く。ＬＥＤ５から照射された光はスリット４ａを通り、ＰＳＤ６上に光スポットを形成する。ＬＥＤ５が回動すると光スポットがＰＳＤ６上で移動するため、ＰＳＤ６の両電極からの出力電流に基づいて可動部４の動き量を検出できる。
【００５７】
図１０（ｄ）は、スリット、ＬＥＤ、ＰＳＤの第４の他の構成例を示す図である。図１０（ｄ）の例において、ＬＥＤ５は光照射装置に固定部に固定され、ＬＥＤ５の前面にスリット４ａが形成されている。また、可動部４にはＰＳＤ６が搭載されている。図１０（ｄ）の構成では、可動部４の動きに連動してＰＳＤ６が動くことにより、ＬＥＤ５からスリット４ａを介して入射する光スポットの位置も移動する。これにより、ＰＳＤ６の両電極からの出力電流に基づいて可動部４の動き量を検出できる。
【００５８】
また、上述の各変形例は、スリット４ａを有している例について説明しているが、ＬＥＤ５の光量分布に比べてＰＳＤ６の受光面が十分長い場合にはスリット４ａを省略することができる。この場合の構成例を図１０（ｅ）に示す。図１０（ｅ）の構成では、ＰＳＤ６は光量分布の重心を検出するため、ＬＥＤ５の光束をスリットでスポット状の光にしなくとも、ＬＥＤ５との相対的な変位を検出することは可能である。
【００５９】
なお、スリットは、図２、及び図１０（ａ）〜図１０（ｅ）で示した各例においても省略することが可能である。
【００６０】
さらに、上記した実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件の適当な組合せにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、上述したような課題を解決でき、上述したような効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成も発明として抽出され得る。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る光照射装置の概略構成を示す図である。
【図２】スリット、ＬＥＤ、ＰＳＤの付近を拡大して示した図である。
【図３】第１の実施形態に係る光照射装置の電気回路構成を示した図である。
【図４】温度によって減衰器１０２、１１１の減衰量を切り替える場合の具体的な動作について示すフローチャートである。
【図５】絶対最大定格温度が１００℃のＬＥＤを使用する場合の減衰量の設定例を示す図である。
【図６】第２の実施形態に係る光照射装置の電気回路構成を示した図である。
【図７】第３の実施形態に係る光照射装置の電気回路構成を示した図である。
【図８】第４の実施形態に係る光照射装置の電気回路構成を示した図である。
【図９】第５の実施形態に係る光照射装置の電気回路構成を示した図である。
【図１０】スリット、ＬＥＤ、ＰＳＤの構成の変形例を示した図である。
【図１１】ＬＥＤの周囲温度対相対光量の特性の一例を示す図である。
【図１２】ＬＥＤの周囲温度対許容電流の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００６２】
１…レーザダイオード（ＬＤ）、２…レンズ、３…アクチュエータ、４…可動部、４ａ…スリット、５…発光ダイオード（ＬＥＤ）、６…ポジションセンサ（ＰＳＤ）、１０１…基準電圧源、１０２，１１１…減衰器、１０３，１１２…位相補償回路、１０７…加算器、１０９…減算器、１１３，１６１…ＯＮ／ＯＦＦスイッチ、１１６…サーミスタ、１１７…システム制御部、１３０，１４２…ＤＡコンバータ、１４１…ＩＯポート、１４２，１４３…ＤＡコンバータ、１４４…ＡＤコンバータ、１４５…ＣＰＵ、１７１…微分器
【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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