JP7338403B2 - 光偏向器、画像投影装置、ヘッドアップディスプレイ、レーザヘッドランプ、ヘッドマウントディスプレイ、物体認識装置、及び車両 - Google Patents
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Description
まず、本実施形態の可動装置を適用した光走査システムについて、図1~図4に基づいて詳細に説明する。
次に、本実施形態の可動装置を適用した画像投影装置について、図5および図6を用いて詳細に説明する。
次に、本実施形態の可動装置13を適用した光書込装置について図7および図8を用いて詳細に説明する。
次に、上記本実施形態の可動装置を適用した物体認識装置について、図9および図10を用いて詳細に説明する。
次に、上記本実施形態の可動装置を自動車のヘッドライトに適用したレーザヘッドランプ50について、図12を用いて説明する。図12は、レーザヘッドランプ50の構成の一例を説明する概略図である。
次に、上記本実施形態の可動装置を適用したヘッドマウントディスプレイ60について、図13~図14を用いて説明する。ここでヘッドマウントディスプレイ60は、人間の頭部に装着可能な頭部装着型ディスプレイで、例えば、眼鏡に類する形状とすることができる。ヘッドマウントディスプレイを、以降ではHMDと省略して示す。
次に、本実施形態の可動装置のパッケージングについて図15を用いて説明する。
第1の実施形態における光偏向器について、図16に基づき説明する。本実施形態における光偏向器201は、可動装置13、駆動回路221、変位量検出部222、温度検出部223、振幅検出部224、周波数検出部225、及び演算部226を有している。尚、駆動回路221は、圧電アクチュエータ103を駆動するための駆動信号を生成するため、駆動信号生成部と記載する場合がある。
固定部105は、図17に示されるように、枠状に一体で形成されたものであってもよいが、図18に示されるように、固定部105の一部に開口部105aを設けることにより、固定部105が分離されているものであってもよい。ミラー部101が設けられている部分において、第1軸に対して直交する方向、即ち、±Y方向に、開口部105aを設けることにより、ミラー部101において反射された光が、枠状の固定部105により遮断されることを防ぐことができる。
次に、第2の実施形態における光偏向器について、図22に基づき説明する。本実施形態における光偏向器202は、可動装置13、駆動回路221、変位量検出部222、温度検出部223、演算部226、振幅情報取得部227及び周波数情報取得部228を有する。
次に、第3の実施形態における光偏向器203について、図23に基づき説明する。本実施形態における光偏向器203は、可動装置13、駆動回路221、変位量検出部222、温度検出部223、振幅検出部224、周波数検出部225、演算部226、及び駆動振幅制御部229を有している。
次に、第4の実施形態における光偏向器204について、図24に基づき説明する。本実施形態における光偏向器204は、可動装置13、駆動回路221、変位量検出部222、温度検出部223、演算部226、振幅情報取得部227、周波数情報取得部228及び駆動振幅制御部229を有している。
次に、第5の実施形態について説明する。本実施形態は、第1から第4の実施形態における光偏向器に適用可能な可動装置であり。具体的には、図25に示されるように、本実施形態における可動装置300は、第1軸、及び第2軸回りに回動可能な両持ちタイプ(両端支持梁)の可動装置である。
次に、可動装置13の駆動方法の一例を、図25を参照して説明する。第2軸回りの回動のために、反射部112と、トーションバー115a及び115bと、第2駆動梁116a及び116bからなる一体構造の共振周波数で、第2駆動梁116a及び116bに駆動電圧が印加される。共振周波数は、20kHz等である。
次に、可動装置13の断面形状を、図26を参照して説明する。図26は、図25において第1軸に沿って切断した断面図である。
11 制御装置
12、12b 光源装置
13、13A、13B、13C、13D、13E、13F 可動装置
14 反射面
15 被走査面
25 光源装置ドライバ
26 可動装置ドライバ
30 制御部
31 駆動信号出力部
50 レーザヘッドランプ
51 ミラー
52 透明板
60 ヘッドマウントディスプレイ
60a フロント
60b テンプル
61 導光板
62 ハーフミラー
63 装着者
101 ミラー部
102 ばね部
103 圧電アクチュエータ
104 圧電センサ
105 固定部
106 カンチレバー部
107 支持部
201、202、203、204 光偏向器
221 駆動回路
222 変位量検出部
223 温度検出部
224 振幅検出部
225 周波数検出部
226 演算部
400 自動車(車両の一例)
500 ヘッドアップディスプレイ装置(画像投影装置の一例、ヘッドアップディスプレイの一例)
650 レーザプリンタ
700 ライダ装置(物体認識装置の一例)
702 被対象物
801 パッケージ部材
802 取付部材
803 透過部材
Claims (13)
- 光を反射する反射面を有する反射部と、
前記反射部と一端で接続される支持部と、
前記支持部の他端と接続される固定部と、
前記支持部を変形させて、前記反射部を揺動させる圧電部材と、
前記圧電部材に入力された駆動信号の周波数を検出する周波数検出部と、
前記支持部の変形に応じた検知信号を出力する圧電センサと、
前記検知信号の信号強度を検出する変位量検出部と、
を有し、
少なくとも、前記周波数検出部で検出された周波数の周波数情報と、前記変位量検出部で検出された前記信号強度と、に基づいて、前記反射部の揺動角を演算する演算部を有することを特徴とする光偏向器。 - 前記圧電部材に入力された前記駆動信号の振幅を検出する振幅検出部を有し、
前記演算部は、少なくとも、前記周波数検出部で検出された周波数の周波数情報と、前記変位量検出部で検出された前記信号強度と、前記振幅検出部で検出された振幅の振幅情報と、に基づいて、前記反射部の揺動角を演算することを特徴とする請求項1に記載の光偏向器。 - 前記圧電部材の周囲温度を検出する温度検出部を有し、
前記演算部は、更に、前記温度検出部で検出された周囲温度の温度情報を加えて、前記反射部の揺動角を演算することを特徴とする請求項1または2に記載の光偏向器。 - 前記圧電部材を駆動する駆動信号を生成する駆動信号生成部を有し、
前記演算部は、前記駆動信号生成部から得られる駆動信号の周波数と振幅を前記振幅情報及び前記周波数情報として、前記反射部の揺動角を演算することを特徴とする請求項2に記載の光偏向器。 - 前記圧電部材の周囲温度を検出する温度検出部を有し、
前記演算部は、前記温度検出部で検出された周囲温度の温度情報と、前記振幅情報と、前記周波数情報を含む多項式を用いた演算により補正係数を算出し、前記信号強度に乗算することにより、前記反射部の揺動角を演算することを特徴とする請求項4に記載の光偏向器。 - 前記揺動角の情報に基づき、前記駆動信号生成部より前記圧電部材に入力される駆動信号を制御する駆動振幅制御部を有し、
前記駆動振幅制御部により、前記圧電部材による前記反射部の揺動角が一定となるように制御されることを特徴とする請求項4または5に記載の光偏向器。 - 請求項1から6のいずれか1項に記載の光偏向器と、
光を発する光源と、
を備え、
前記光源から発せられた光を偏向して投影することを特徴とする画像投影装置。 - 前記光源は複数設けられており、
前記複数の光源は、異なる波長の光を発するものであって、
前記複数の光源から発した前記複数の光を合成する合成部を更に備え、
前記合成部において合成された光を偏向して投影することを特徴とする請求項7に記載の画像投影装置。 - 請求項1から6のいずれか1項に記載の光偏向器を備えるヘッドアップディスプレイ。
- 請求項1から6のいずれか1項に記載の光偏向器を備えるレーザヘッドランプ。
- 請求項1から6のいずれか1項に記載の光偏向器を備えるヘッドマウントディスプレイ。
- 請求項1から6のいずれか1項に記載の光偏向器と、
光を発する光源と、
を備え、
前記光源から発せられた光を偏向し、前記光が物体に照射され、前記物体において反射された反射光を検出することにより物体を認識することを特徴とする物体認識装置。 - 請求項9に記載のヘッドアップディスプレイ、請求項10に記載のレーザヘッドランプ、及び請求項12に記載の物体認識装置の少なくとも1つを有する車両。
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