JP7440466B2 - 投射装置、投射制御方法、およびプログラム - Google Patents

Description

本開示は、空間光を投射する投射装置等に関する。

空間を伝播する光信号（以下、空間光信号とも呼ぶ）を送受信し合う空間光通信や、被投射面に画像を表示させる投影、投射光による表面状態の検査などの用途では、レーザ光が用いられる。安全性の観点から、レーザの出力は、法令で制限されている。法令で定められた基準よりもレーザの出力が大きい場合、フィルタ等を用いて、レーザの出力を故意に落とす必要がある。例えば、法令で定められた基準で製造された投射装置の輝度が不十分な場合、２台の投射装置から投射された投射光を重ね合わせれば、所望の輝度を得ることができる。しかしながら、装置が配置される場所の空間的な制約や、コスト面での制約によって、投射装置の設置台数を増やすことができない場合もある。

特許文献１には、光変調器を含む画像投影装置について開示されている。特許文献１の装置は、光源、光変調器、フーリエ変換レンズ、スクリーン、および投影光学系を備える。光変調器は、光源から入射したレーザ光を、ホログラムデータに基づいて変調して出射する。フーリエ変換レンズは、光変調器からの出射光に対してフーリエ変換を行う。スクリーンは、光変調器による１次回折光による像の結像位置に配置される。投影光学系は、スクリーンに結像した画像に基づいて投影画像を生成する。

特開２０１６－１７６９９６号公報

特許文献１の装置は、光源から出射されて、光変調器を通過したレーザ光を、フーリエ変換レンズでフーリエ変換する。そして、特許文献１の装置は、フーリエ変換されたレーザ光を、スクリーンが拡散して、投影光学系で投射する。特許文献１の装置は、光源から投影光学系まで直線的に進行させた光を、投影光学系によってウィンドウシールドに投射する。そのため、特許文献１の装置は、光源から投影光学系に至る光路を直線的に形成する必要があり、装置を小型化することが難しかった。また、特許文献１の装置は、ウィンドウシールドのサイズを小さくすることで、所望画像の高次光が表示されないようにする。そのため、特許文献１の装置は、ウィンドウシールドよりも広範囲に向けて投影光を投影する場合、所望画像の高次光が表示されてしまう。

本開示の目的は、コンパクトな構成でありながら、所望画像の高次光を含まない投射光を広範囲に向けて投射できる投射装置等を提供することにある。

本開示の一態様の投射装置は、光源と、光源から出射された光が照射される複数の変調領域が設定される変調部を有し、照射された光の位相を変調部に設定された複数の変調領域の各々で変調する空間光変調器と、複数の変調領域の境界に配置され、複数の変調領域の各々で変調された変調光を隔てる隔壁と、所望の画像を形成するためのパターンを空間光変調器の変調部に設定された複数の変調領域の各々に設定し、パターンが設定された変調部に光が照射されるように光源を制御する制御部と、空間光変調器の変調部に設定された複数の変調領域ごとに変調された変調光が照射される曲面状の反射面を有し、変調光を反射面で反射し、反射面の曲率に応じて投射角が拡大された投射光を投射する曲面ミラーと、を備える。

本開示の一態様の投射制御方法は、光源と、光源から出射された光が照射される複数の変調領域が設定される変調部を有し、照射された光の位相を変調部に設定された複数の変調領域の各々で変調する空間光変調器と、複数の変調領域の境界に配置され、複数の変調領域の各々で変調された変調光を隔てる隔壁と、空間光変調器の変調部に設定された複数の変調領域ごとに変調された変調光が照射される曲面状の反射面を有し、変調光を反射面で反射し、反射面の曲率に応じて投射角が拡大された投射光を投射する曲面ミラーと、を備える投射装置を制御する投射制御方法であって、空間光変調器の変調部に複数の変調領域を設定し、空間光変調器の変調部に設定された複数の変調領域の各々に、所望の画像を形成するためのパターンを設定し、パターンが設定された変調部に光が照射されるように、光源を制御する。

本開示の一態様のプログラムは、光源と、光源から出射された光が照射される複数の変調領域が設定される変調部を有し、照射された光の位相を変調部に設定された複数の変調領域の各々で変調する空間光変調器と、複数の変調領域の境界に配置され、複数の変調領域の各々で変調された変調光を隔てる隔壁と、空間光変調器の変調部に設定された複数の変調領域ごとに変調された変調光が照射される曲面状の反射面を有し、変調光を反射面で反射し、反射面の曲率に応じて投射角が拡大された投射光を投射する曲面ミラーと、を備える投射装置を制御するためのプログラムであって、空間光変調器の変調部に複数の変調領域を設定する処理と、空間光変調器の変調部に設定された複数の変調領域の各々に、所望の画像を形成するためのパターンを設定する処理と、パターンが設定された変調部に光が照射されるように、光源を制御する処理と、をコンピュータに実行させる。

本開示によれば、コンパクトな構成でありながら、所望画像の高次光を含まない投射光を広範囲に向けて投射できる投射装置等を提供することが可能になる。

第１の実施形態の投射装置の構成の一例を示す概念図である。 第１の実施形態の投射装置の内部構成を上方の視座から見た一例を示す概念図である。 第１の実施形態の投射装置の空間光変調器の変調部に設定される変調領域と、変調部に配置される隔壁との位置関係の一例について説明するための概念図である。 第１の実施形態の投射装置の空間光変調器の変調部に設定されるパターンの一例について説明するための概念図である。 第１の実施形態の投射装置の内部に設定される集光点について説明するための概念図である。 第１の実施形態の投射装置による投射光のパターンについて説明するための概念図である。 第１の実施形態の投射装置の光源の一例を示す概念図である。 第１の実施形態の投射装置の光源の一例を示す概念図である。 第１の実施形態の投射装置の光源の一例を示す概念図である。 第１の実施形態の投射装置の光源の一例を示す概念図である。 第１の実施形態の投射装置の光源の一例を示す概念図である。 第２の実施形態の投射装置の構成の一例を示す概念図である。 第２の実施形態の投射装置の内部構成を上方の視座から見た一例を示す概念図である。 第２の実施形態の投射装置の光源の一例を示す概念図である。 第２の実施形態の投射装置の空間光変調器の変調部に設定される変調領域と、変調部に配置される隔壁との位置関係の一例について説明するための概念図である。 第２の実施形態の投射装置による投射光のパターンについて説明するための概念図である。 第３の実施形態の投射装置の構成の一例を示す概念図である。 第３の実施形態の投射装置の内部構成を上方の視座から見た一例を示す概念図である。 第３の実施形態の投射装置の内部構成を下方の視座から見た一例を示す概念図である。 第３の実施形態の投射装置の空間光変調器の変調部に設定される変調領域と、変調部に配置される隔壁との位置関係の一例について説明するための概念図である。 第３の実施形態の投射装置による投射光のパターンについて説明するための概念図である。 第４の実施形態の投射装置の構成の一例を示す概念図である。 各実施形態の制御や処理を実現するハードウェア構成の一例を示すブロック図である。

以下に、本発明を実施するための形態について図面を用いて説明する。ただし、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい限定がされているが、発明の範囲を以下に限定するものではない。なお、以下の実施形態の説明に用いる全図においては、特に理由がない限り、同様箇所には同一符号を付す。また、以下の実施形態において、同様の構成・動作に関しては繰り返しの説明を省略する場合がある。また、図面中の矢印の向きは、一例を示すものであり、ブロック間の信号の向きを限定するものではない。

以下の実施形態の説明に用いる全図において、図面中の矢印の向きは、一例を示すものであり、光や信号の向きを限定するものではない。また、図面中の光の軌跡を示す線は、概念的なものであり、実際の光の進行方向や状態を正確に表すものではない。例えば、図面においては、空気と物質との界面における屈折や反射、回折、拡散などによる光の進行方向や状態の変化を省略したり、光束を一本の線で表現したりすることもある。

（第１の実施形態）
まず、第１の実施形態に係る投射装置について図面を参照しながら説明する。本実施形態の投射装置は、空間を伝播する光信号（以下、空間光信号とも呼ぶ）を送受信し合う空間光通信や、被投射面に画像を表示させる投影、投射光による表面状態の検査などの用途に用いられる。本実施形態の投射装置は、空間を伝搬する光を投射する用途であれば、光空間通信や投影、検査以外の用途に用いられてもよい。

（構成）
図１～図２は、本実施形態の投射装置１０の構成の一例を示す概念図である。投射装置１０は、光源１１、空間光変調器１３、０次光除去器１４、曲面ミラー１５、および制御部１７を備える。光源１１、空間光変調器１３、０次光除去器１４、および曲面ミラー１５は、投射部１００を構成する。図１は、投射装置１０の内部構成を横方向から見た側面図である。図２は、投射装置１０の内部構成を上方向から見た側面図である。図２においては、光源１１を省略する。図１～図２は、概念的なものであり、各構成要素間の位置関係や、光の進行方向などを正確に表したものではない。

光源１１は、出射器１１１とレンズ１１２を含む。光源１１は、二方向に向けて、レーザ光１０１を出射する。光源１１から二方向に向けて出射されたレーザ光１０１は、レンズ１１２によって拡大され、空間光変調器１３の変調部１３０に設定された二つの変調領域（第１変調領域１３１、第２変調領域１３２）の各々に照射される。光源１１には、出射器１１１およびレンズ１１２を一つずつ含む構成、または出射器１１１およびレンズ１１２を二つずつ含む構成を選択できる。光源１１の構成例については、後述する。

出射器１１１は、制御部１７の制御に応じて、所定の波長帯のレーザ光１０１を、レンズ１１２に向けて出射する。光源１１から出射されるレーザ光１０１の波長は、特に限定されず、用途に応じて選定されればよい。例えば、出射器１１１は、可視や赤外の波長帯のレーザ光１０１を出射する。例えば、８００～９００ナノメートル（ｎｍ）の近赤外線であれば、レーザクラスを上げられるので、他の波長帯よりも１桁くらい感度を向上できる。例えば、１．５５マイクロメートル（μｍ）の波長帯の赤外線ならば、高出力のレーザ光源を用いることができる。１．５５μｍの波長帯の赤外線のレーザ光源としては、アルミニウムガリウムヒ素リン（ＡｌＧａＡｓＰ）系レーザ光源や、インジウムガリウムヒ素（ＩｎＧａＡｓ）系レーザ光源などを用いることができる。

レンズ１１２は、出射器１１１から出射されたレーザ光１０１を、空間光変調器１３の変調部１３０の大きさに合わせて拡大する。出射器１１１から出射されたレーザ光１０１は、レンズ１１２によって拡大され、光源１１から出射される。光源１１から出射された光１０２は、空間光変調器１３の変調部１３０に設定された二つの変調領域の各々に向けて進行する。

空間光変調器１３は、光１０２が照射される変調部１３０を有する。変調部１３０には、第１変調領域１３１と第２変調領域１３２が設定される。第１変調領域１３１と第２変調領域１３２の間には、隔壁１３５が配置される。隔壁１３５は、変調部１３０の面に対して垂直に立てられる。隔壁１３５は、第１変調領域１３１で変調された変調光１０３－１と、第２変調領域１３２で変調された変調光１０３－２とが、変調部１３０で変調された直後に混じり合わないように、変調部１３０を二分する。第１変調領域１３１および第２変調領域１３２の各々には、制御部１７の制御に応じて、投射光１０５によって表示される画像に応じたパターンが設定される。空間光変調器１３を用いる場合、回折現象を利用するため、回折格子と同じように高次の像が発生する。高次の像は、電力が低くなるために鮮明ではなくなるが、視認されてしまう。隔壁１３５は、被投射面に表示されうる高次の像を取り除く。

空間光変調器１３の変調部１３０には、光源１１から出射された光１０２が照射される。空間光変調器１３の変調部１３０に入射した光１０２は、空間光変調器１３の変調部１３０に設定されたパターンに応じて変調される。空間光変調器１３の変調部１３０で変調された変調光１０３は、曲面ミラー１５の反射面１５０に向けて進行する。

例えば、空間光変調器１３は、強誘電性液晶やホモジーニアス液晶、垂直配向液晶などを用いた空間光変調器によって実現される。例えば、空間光変調器１３は、ＬＣＯＳ（Liquid Crystal on Silicon）によって実現できる。また、空間光変調器１３は、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）によって実現されてもよい。位相変調型の空間光変調器１３では、投射光１０５を投射する箇所を順次切り替えるように動作させることによって、エネルギーを像の部分に集中することができる。そのため、位相変調型の空間光変調器１３を用いる場合、光源１１の出力が同じであれば、その他の方式と比べて画像を明るく表示させることができる。

図３は、空間光変調器１３の変調部１３０に設定される第１変調領域１３１と第２変調領域１３２の一例である。第１変調領域１３１には、変調光１０３－１によって形成される画像に対応するパターン（位相画像）が設定される。第２変調領域１３２には、変調光１０３－２によって形成される画像に対応する位相画像が設定される。例えば、変調光１０３－１および変調光１０３－２のうちいずれか一方しか画像の表示に用いられない場合、画像の表示に用いられる変調光１０３を出射する方の変調領域だけに、位相画像が設定されてもよい。

空間光変調器１３の変調部１３０に割り当てられた第１変調領域１３１および第２変調領域１３２の各々は、複数の領域に分割される（タイリングとも呼ぶ）。例えば、第１変調領域１３１および第２変調領域１３２の各々は、所望のアスペクト比の四角形の領域（タイルとも呼ぶ）に分割される。複数のタイルの各々は、複数の画素によって構成される。第１変調領域１３１および第２変調領域１３２に設定された複数のタイルの各々には、位相画像がタイリングされる。例えば、複数のタイルの各々には、予め生成された位相画像が設定される。複数のタイルの各々には、投射される画像に対応する位相画像が設定される。複数のタイルに位相画像が設定された状態で、変調部１３０に光１０２が照射されると、各タイルの位相画像に対応する画像を形成する変調光１０３が出射される。変調部１３０に設定されるタイルが多いほど、鮮明な画像を表示させることができるが、各タイルの画素数が低下すると解像度が低下する。そのため、変調部１３０に設定されるタイルの大きさや数は、用途に応じて設定される。

図４は、空間光変調器１３の変調部１３０の第１変調領域１３１および第２変調領域１３２に設定されるパターンの一例を示す概念図である。第１変調領域１３１および第２変調領域１３２の各々には、合成画像１３０３が設定される。合成画像１３０３は、所望の画像を形成するための位相画像１３０１と、所望の画像を形成する光を集光させる仮想レンズ画像１３０２とが合成されたパターンである。光の波面は、回折と同様に、位相制御によって制御できる。位相が球状に変化すると、波面に球状の差ができてレンズ効果が発生する。仮想レンズ画像１３０２は、空間光変調器１３の変調部１３０に照射される光１０２の位相を球状に変化させ、所定の焦点距離の位置（第２集光点とも呼ぶ）に集光するレンズ効果を発生させる。仮想レンズ画像１３０２によって集光された像は、曲面ミラー１５の反射面１５０に結像される。第１変調領域１３１で変調された変調光１０３－１の第２集光点は、曲面ミラー１５の第１反射領域１５１に設定される。第１変調領域１３１で変調された変調光１０３－１は、曲面ミラー１５の第１反射領域１５１において、変調光１０３－１によって形成される像を結像させる。第２変調領域１３２で変調された変調光１０３－２の第２集光点は、曲面ミラー１５の第２反射領域１５２に設定される。第２変調領域１３２で変調された変調光１０３－２は、曲面ミラー１５の第２反射領域１５２において、変調光１０３－２よって形成される像を結像させる。例えば、合成画像１３０３は、予め生成させておき、記憶部（図示しない）に記憶させておけばよい。なお、図４は、一例であって、位相画像１３０１や仮想レンズ画像１３０２、合成画像１３０３のパターンを限定するものではない。

第１変調領域１３１で変調された変調光１０３－１と、第２変調領域１３２で変調された変調光１０３－２とは、変調部１３０からの出射直後は、隔壁１３５によって隔てられる。変調光１０３－１と変調光１０３－２は、曲面ミラー１５の反射面１５０で反射された後、互いに混じり合うようにも設定できるし、互いに混じり合わないようにも設定できる。曲面ミラー１５の反射面１５０で反射された後の変調光１０３－１と変調光１０３－２の混合状況は、光源１１からの光１０２の出射方向を調整することで設定できる。

０次光除去器１４は、変調光１０３の光路に配置される。０次光除去器１４は、変調光１０３に含まれる０次光を除去する。０次光除去器１４を通過した変調光１０３には、０次光が含まれない。０次光除去器１４は、支持部材１４０と光吸収部材１４５とを含む。

支持部材１４０は、光吸収部材１４５を支持する部材である。支持部材１４０は、変調光１０３に含まれる０次光の光路上に光吸収部材１４５を固定する。例えば、支持部材１４０は、ガラスやプラスチックなどのように変調光１０３を透過しやすい材質で構成される。支持部材１４０をプラスチックで構成する場合は、リタデーションが発生しにくいように、全面が均一であり、位相むらの小さい材料を用いることが好ましい。例えば、支持部材１４０には、複屈折が抑制されたプラスチック材料が好適である。例えば、支持部材１４０は、光吸収部材１４５を固定する線材を含む構成としてもよい。例えば、支持部材１４０の周縁を枠状に形成し、その枠の開口部の内側に線材を張り巡らせて、張り巡らせた線材によって光吸収部材１４５を固定できる。支持部材１４０を線材で構成する場合は、変調光１０３の照射によって劣化が起こりにくいように、光による劣化の起こりにくい素材とし、変調光１０３の通過を妨げにくいように細い線材を用いることが好ましい。

光吸収部材１４５は、支持部材１４０によって、変調光１０３に含まれる０次光の光路上に保持される。本実施形態の構成では、変調光１０３－１および変調光１０３－２の各々の光路上に、光吸収部材１４５が配置される。例えば、光吸収部材１４５には、カーボンなどの黒体が用いられる。また、使用されるレーザ光１０１の波長が固定されている場合には、レーザ光１０１の波長の光を選択的に吸収する材質の光吸収部材１４５が用いられることが好ましい。

図５は、０次光が集光される集光点（第１集光点）と、仮想レンズ画像１３０２によって変調光１０３が集光される集光点（第２集光点）との位置関係の一例について説明するための概念図である。図５の例では、空間光変調器１３と曲面ミラー１５の間の位置に、第１集光点が設定される。空間光変調器１３と曲面ミラー１５の間の第１集光点の位置には、０次光除去器１４が配置される。０次光除去器１４に含まれる光吸収部材１４５は、変調光に含まれる０次光を除去する。第２集光点は、曲面ミラー１５の反射面１５０に設定される。

曲面ミラー１５は、曲面状の反射面１５０を有する反射鏡である。反射面１５０は、第１反射領域１５１と第２反射領域１５２に分割される。第１反射領域１５１には、変調光１０３－１が照射される。第２反射領域１５２には、変調光１０３－２が照射される。曲面ミラー１５の反射面１５０は、投射光１０５の投射角に合わせた曲面／曲率を有する。第１反射領域１５１と第２反射領域１５２の曲面／曲率は、同じであってもよいし、異なっていてもよい。第１反射領域１５１と第２反射領域１５２の曲面／曲率は、変調光１０３と投射光１０５の進行方向に応じて設定される。例えば、曲面ミラー１５の反射面１５０は、球面を含んでもよい。例えば、曲面ミラー１５の反射面１５０は、自由曲面を含んでもよい。例えば、曲面ミラー１５の反射面１５０は、単一の曲面ではなく、複数の曲面を組み合わせた形状を含んでもよい。例えば、曲面ミラー１５の反射面１５０は、曲面と平面を組み合わせた形状を含んでもよい。例えば、第１反射領域１５１を有する曲面ミラー１５と、第２反射領域１５２を有する曲面ミラー１５とを組み合わせてもよい。また、第１反射領域１５１を有する反射面１５０と、第２反射領域１５２を有する反射面１５０とを、任意の向きに向けて変更できるように、曲面ミラー１５が構成されてもよい。

曲面ミラー１５は、空間光変調器１３の変調部１３０に反射面１５０を向けて、変調光１０３の光路上に配置される。曲面ミラー１５の反射面１５０には、空間光変調器１３の変調部１３０で変調された変調光１０３が照射される。曲面ミラー１５の反射面１５０で反射された光（投射光１０５）は、反射面１５０の曲率に応じた拡大率で拡大されて、投射される。図１の例の場合、投射光１０５は、曲面ミラー１５の反射面１５０における変調光１０３の照射範囲の曲面／曲率に応じて、水平方向（図１の紙面方向）と鉛直方向（図１の紙面の上下方向）に拡大される。投射光１０５の拡大方向は、水平方向および鉛直方向のいずれかであってもよい。また、投射光１０５の拡大方向は、水平方向や鉛直方向に対して斜めの方向であってもよい。

曲面ミラー１５の反射面１５０には、仮想レンズ画像１３０２によって結像された画像が表示される。曲面ミラー１５の反射面１５０で反射された変調光１０３は、投射光１０５として投射される。曲面ミラー１５の反射面１５０に表示された画像の形状と、投射光１０５によって被投射面に表示される画像の形状とは、鏡面対称性を示す。フーリエ変換レンズなどのレンズ系の投射光学系を用いる場合、レンズを構成する部材の数の多さや、レンズの入射面や反射面における光の反射／散乱、ケラレによる一部の光の損失などによって、効率が落ちやすい。例えば、投射光学系を用いた構成では、効率が２割程度になる。本実施形態のように、レンズ系の投射光学系を用いずに、曲面ミラー１５を用いる場合、効率は３割程度に抑制できる。すなわち、投射光学系を用いる構成と比較して、本実施形態のように曲面ミラー１５を用いる場合、光の効率が向上する。

図６は、投射装置１０から投射される投射光１０５の投射パターンについて説明するための概念図である。図６は、投射装置１０の内部に配置された曲面ミラー１５と被投射面を上方から見た図である。図６には、第１反射領域１５１で反射された投射光１０５－１（実線）の照射範囲と、第２反射領域１５２で反射された投射光１０５－２（破線）の投射範囲とをハッチングで示す。光源１１から二方向に出射される光１０２の出射軸や、第１反射領域１５１と第２反射領域１５２の反射方向を調整することで、いくつかの投射パターンを実現できる。図６は、投射光１０５の投射パターンを誇張して図示しているため、曲面ミラー１５と被投射面との位置関係は正確ではない。

図６（Ａ）は、投射光１０５－１の投射範囲と、投射光１０５－２の投射範囲とが、被投射面において互いに重なり合うパターン（オーバーラップ型）である。図６（Ａ）においては、投射光１０５－１と投射光１０５－２の照射範囲が重なり合う様子をハッチングで示す。投射光１０５－１と投射光１０５－２の照射範囲が重なり合う領域では、他の領域と比較して光の輝度を高く設定できる。投射光１０５－１と投射光１０５－２の重なり合う投射範囲では、単独の投射光１０５と比較して、光の輝度が約２倍になる。例えば、物体の表面の傷などを検査する場合のように、輝度の高い光が必要な用途においては、図６（Ａ）のオーバーラップ型のパターンで投射光１０５を投射させればよい。

図６（Ｂ）は、投射光１０５－１の投射範囲と、投射光１０５－２の投射範囲とが、被投射面において互いに重なり合わずに隣接し合うパターン（標準型）である。被投射面に映像を表示させる用途や、均一な輝度の光が必要な用途などにおいては、図６（Ｂ）の標準型のパターンで投射光１０５を投射させればよい。

図６（Ｃ）は、投射光１０５－１の投射範囲と、投射光１０５－２の投射範囲との間に、隙間があるパターン（ギャップ型）である。単一の投射装置１０から異なる被投射体に投射光１０５を投射する用途などにおいては、図６（Ｃ）のギャップ型のパターンで投射光１０５を投射させればよい。

〔光源〕
次に、投射装置１０に含まれる光源１１の具体例について、いくつか例をあげて説明する。光源１１は、二方向に向けて光１０２を出射するように構成される。ここでは、出射器１１１が単一の例と、出射器１１１が二つの例とをあげる。

図７は、出射器１１１が単一の例（光源１１－１）である。光源１１－１は、出射器１１１、レンズ１１２、ビームスプリッタ１１３、および出射ミラー１１５を含む。ビームスプリッタ１１３および出射ミラー１１５は、光学系を構成する。出射器１１１は、制御部１７の制御に応じて、所定の波長帯のレーザ光１０１を、レンズ１１２に向けて出射する。レンズ１１２は、出射器１１１とビームスプリッタ１１３の間に配置される。レンズ１１２は、出射器１１１から出射されたレーザ光１０１を、空間光変調器１３の変調部１３０の大きさに合わせて拡大する。ビームスプリッタ１１３は、レンズ１１２によって拡大された光１０２の光路上に配置される。例えば、ビームスプリッタ１１３は、キューブ型やプレート型の構造を有する。例えば、ビームスプリッタ１１３として、無極性ビームスプリッタを用いることができる。ビームスプリッタ１１３として無極性ビームスプリッタを用いる場合、透過光と反射光の比率が１：１となるハーフミラーを構成すれば、検査用照明の一つである同軸落射照明にも適用できる。例えば、ビームスプリッタ１１３として、偏光ビームスプリッタを用いることができる。ビームスプリッタ１１３として偏光ビームスプリッタを用いれば、レーザ光１０１をｓ偏光とｐ偏光に分離できる。ビームスプリッタ１１３は、光１０２のうち、第１変調領域１３１に照射される成分（光１０２－１）を出射ミラー１１５に向けて反射し、第２変調領域１３２に照射される成分（光１０２－２）を通過させる。ビームスプリッタ１１３を通過した光は、第２変調領域１３２に向けて進行する。出射ミラー１１５は、ビームスプリッタ１１３によって反射された光１０２－１の光路上に、反射面を向けて配置される。出射ミラー１１５の反射面は、ビームスプリッタ１１３によって反射された光１０２－１を、第１変調領域１３１に向けて反射する。

図８は、出射器１１１が単一の例（光源１１－２）である。光源１１－２は、出射器１１１、レンズ１１２、分岐ミラー１１４、第１出射ミラー１１５－１、および第２出射ミラー１１５－２を含む。分岐ミラー１１４、第１出射ミラー１１５－１、および第２出射ミラー１１５－２は、光学系を構成する。出射器１１１は、制御部１７の制御に応じて、所定の波長帯のレーザ光１０１を、レンズ１１２に向けて出射する。レンズ１１２は、出射器１１１と分岐ミラー１１４の間に配置される。レンズ１１２は、出射器１１１から出射されたレーザ光１０１を、空間光変調器１３の変調部１３０の大きさに合わせて拡大する。分岐ミラー１１４は、光１０２の光路上に配置される。例えば、分岐ミラー１１４は、直角プリズムの直角を構成する二面に金属膜が施された直角プリズムミラーによって実現される。直角プリズムミラーによって実現される場合、分岐ミラー１１４の直角は、レンズ１１２に向けて配置される。分岐ミラー１１４は、光１０２のうち、第１変調領域１３１に照射される成分（光１０２－１）を、第１出射ミラー１１５－１に向けて反射する。分岐ミラー１１４は、光１０２のうち、第２変調領域１３２に照射される成分（光１０２－２）を、第２出射ミラー１１５－２に向けて反射する。第１出射ミラー１１５－１は、分岐ミラー１１４によって反射された光１０２－１の光路上に、分岐ミラー１１４に反射面を向けて配置される。第１出射ミラー１１５－１の反射面は、分岐ミラー１１４によって反射された光１０２－１を、第１変調領域１３１に向けて反射する。第２出射ミラー１１５－２は、分岐ミラー１１４によって反射された光１０２－２の光路上に、分岐ミラー１１４に反射面を向けて配置される。第２出射ミラー１１５－２の反射面は、分岐ミラー１１４によって反射された光１０２－２を、第２変調領域１３２に向けて反射する。

図９は、出射器１１１が二つの例（光源１１－３）である。光源１１－１は、第１出射器１１１－１、第２出射器１１１－２、第１レンズ１１２－１、および第２レンズ１１２－２を含む。第１出射器１１１－１と第２出射器１１１－２は、互いの出射軸が交差しないように配置される。第１出射器１１１－１は、制御部１７の制御に応じて、所定の波長帯のレーザ光１０１－１を、第１レンズ１１２－１に向けて出射する。第１レンズ１１２－１は、第１出射器１１１－１から出射されるレーザ光１０１－１の光路上に配置される。第１レンズ１１２－１は、第１出射器１１１－１から出射されたレーザ光１０１－１を、空間光変調器１３の変調部１３０の第１変調領域１３１の大きさに合わせて拡大する。第１レンズ１１２－１によって拡大された光は、第１変調領域１３１に向けて進行する。第２出射器１１１－２は、制御部１７の制御に応じて、所定の波長帯のレーザ光１０１－２を、第２レンズ１１２－２に向けて出射する。レーザ光１０１－１およびレーザ光１０１－２の波長や出力、同じであってもよいし、異なっていてもよい。第２レンズ１１２－２は、第２出射器１１１－２から出射されるレーザ光１０１－２の光路上に配置される。第２レンズ１１２－２は、第２出射器１１１－２から出射されたレーザ光１０１－２を、空間光変調器１３の変調部１３０の第２変調領域１３２の大きさに合わせて拡大する。第２レンズ１１２－２によって拡大された光は、第２変調領域１３２に向けて進行する。

図１０は、出射器１１１が二つの例（光源１１－４）である。光源１１－１は、第１出射器１１１－１、第２出射器１１１－２、第１レンズ１１２－１、および第２レンズ１１２－２を含む。第１出射器１１１－１と第２出射器１１１－２は、互いの出射軸が交差するように配置される。第１出射器１１１－１は、制御部１７の制御に応じて、所定の波長帯のレーザ光１０１－１を、第１レンズ１１２－１に向けて出射する。第１レンズ１１２－１は、第１出射器１１１－１から出射されるレーザ光１０１－１の光路上に配置される。第１レンズ１１２－１は、第１出射器１１１－１から出射されたレーザ光１０１－１を、空間光変調器１３の変調部１３０の第１変調領域１３１の大きさに合わせて拡大する。第１レンズ１１２－１によって拡大された光は、第１変調領域１３１に向けて進行する。第２出射器１１１－２は、制御部１７の制御に応じて、所定の波長帯のレーザ光１０１－２を、第２レンズ１１２－２に向けて出射する。レーザ光１０１－１およびレーザ光１０１－２の波長や出力、同じであってもよいし、異なっていてもよい。第２レンズ１１２－２は、第２出射器１１１－２から出射されるレーザ光１０１－２の光路上に配置される。第２レンズ１１２－２は、第２出射器１１１－２から出射されたレーザ光１０１－２を、空間光変調器１３の変調部１３０の第２変調領域１３２の大きさに合わせて拡大する。第２レンズ１１２－２によって拡大された光は、第２変調領域１３２に向けて進行する。

図１１は、出射器１１１が二つの例（光源１１－５）である。光源１１－１は、第１出射器１１１－１、第２出射器１１１－２、第１レンズ１１２－１、第２レンズ１１２－２、第１出射ミラー１１５－１、および第２出射ミラー１１５－２を含む。第１出射ミラー１１５－１および第２出射ミラー１１５－２は、光学系を構成する。第１出射器１１１－１と第２出射器１１１－２は、レーザ光１０１の出射面が対面するように配置される。第１出射器１１１－１は、制御部１７の制御に応じて、所定の波長帯のレーザ光１０１－１を、第１レンズ１１２－１に向けて出射する。第１レンズ１１２－１は、第１出射器１１１－１から出射されるレーザ光１０１－１の光路上に配置される。第１レンズ１１２－１は、第１出射器１１１－１から出射されたレーザ光１０１－１を、空間光変調器１３の変調部１３０の第１変調領域１３１の大きさに合わせて拡大する。第１レンズ１１２－１によって拡大された光１０２－１は、第１出射ミラー１１５－１に向けて進行する。第１出射ミラー１１５－１は、第１レンズ１１２－１によって拡大された光１０２－１の光路上に、第１レンズ１１２－１に反射面を向けて配置される。第１出射ミラー１１５－１は、第１レンズ１１２－１によって拡大された光１０２－１を、第１変調領域１３１に向けて反射する。第１出射ミラー１１５－１によって反射された光１０２－１は、第１変調領域１３１に向けて進行する。第２出射器１１１－２は、制御部１７の制御に応じて、所定の波長帯のレーザ光１０１－２を、第２レンズ１１２－２に向けて出射する。レーザ光１０１－１およびレーザ光１０１－２の波長や出力、同じであってもよいし、異なっていてもよい。第２レンズ１１２－２は、第２出射器１１１－２から出射されるレーザ光１０１－２の光路上に配置される。第２レンズ１１２－２は、第２出射器１１１－２から出射されたレーザ光１０１－２を、空間光変調器１３の変調部１３０の第２変調領域１３２の大きさに合わせて拡大する。第２レンズ１１２－２によって拡大された光１０２－２は、第２出射ミラー１１５－２に向けて進行する。第２出射ミラー１１５－２は、第２レンズ１１２－２によって拡大された光１０２－２の光路上に、第２レンズ１１２－２に反射面を向けて配置される。第２出射ミラー１１５－２は、第２レンズ１１２－２によって拡大された光１０２－２を、第２変調領域１３２に向けて反射する。第２出射ミラー１１５－２によって反射された光１０２－２は、第２変調領域１３２に向けて進行する。

図９～図１１の構成の光源１１－３～５は、出力の弱い出射器１１１を組み合わせることで、所望の出力の光を出射できる。例えば、光源１１－３～５は、４．５ミリワット（ｍＷ）の出射器１１１を二つ用いて、９．０ｍＷの出力を得ることができる。すなわち、図９～図１１の構成の場合、光源１１－３～５の実質的なレーザクラスを落とせるので、法令の基準をクリアしながら、高出力の投射光を投射できる。

以上のように、本実施形態の投射装置は、光源、空間光変調器、隔壁、０次光除去器、制御部、および曲面ミラーを備える。空間光変調器は、光源から出射された光が照射される二つの変調領域が設定される変調部を有する。空間光変調器は、照射された光の位相を変調部に設定された二つの変調領域の各々で変調する。隔壁は、二つの変調領域の境界に配置される。隔壁は、二つの変調領域の各々で変調された変調光を隔てる。０次光除去器は、空間光変調器の変調部に設定された二つの変調領域の各々に対応付けられた二つの光吸収部材と、二つの光吸収部材を支持する支持部材とによって構成される。二つの光吸収部材の各々は、対応付けられた変調領域で変調された変調光に含まれる０次光の光路に配置される。二つの光吸収部材の各々は、対応付けられた変調領域で変調された変調光に含まれる０次光を除去する。制御部は、所望の画像を形成するためのパターンを空間光変調器の変調部に設定された二つの変調領域の各々に設定する。制御部は、パターンが設定された変調部に光が照射されるように光源を制御する。曲面ミラーは、空間光変調器の変調部に設定された二つの変調領域ごとに変調された変調光が照射される曲面状の反射面を有する。曲面ミラーは、変調光を反射面で反射し、反射面の曲率に応じて投射角が拡大された投射光を投射する。

本実施形態の投射装置は、フーリエ変換レンズや投射レンズなどの投射光学系を含まないため、コンパクトに構成できる。また、本実施形態の投射装置は、空間光変調器の変調部に設定された二つの変調領域に、投射範囲ごとのパターンを設定する。そのため、本実施形態の投射装置によれば、二つの投射範囲を含む広範囲に向けて投射光を投射できる。また、本実施形態の投射装置は、二つの変調領域の境界に隔壁が配置されるため、異なる変調領域で変調された変調光が出射直後に混ざり合わない。そのため、本実施形態の投射装置によれば、所望画像に伴う高次光が、隣接した投射範囲に投射されることを防止できる。さらに、本実施形態の投射装置は、変調光に含まれる０次光を除去するため、投射範囲に０次光が投射されない。すなわち、本実施形態の投射装置によれば、コンパクトな構成でありながら、不要な光成分を含まない投射光を広範囲に向けて投射できる。

本実施形態の一態様において、隔壁は、二つの変調領域の全ての境界に、空間光変調器の変調部に対して略垂直に立てられて配置される。本態様によれば、二つの変調領域の全ての境界に隔壁が立てられるため、所望画像の高次光が被投射面に表示されにくい。

本実施形態の一態様において、制御部は、所望画像を形成するための位相画像と、所望画像を形成する変調光を曲面ミラーの反射面に集光させる仮想レンズ画像とが合成された合成画像を、空間光変調器の変調部に設定された二つの変調領域の各々に設定する。本態様によれば、仮想レンズ画像の集光位置が曲面ミラーの反射面に設置されるため、被投射面において所望画像をより鮮明に表示できる。

本実施形態の一態様において、光源は、出射器、レンズ、および光学系を有する。出射器は、光を出射する。レンズは、出射器から出射された光を、空間光変調器の変調部の大きさに合わせて拡大する。光学系は、レンズによって拡大された光を、二つの変調領域の各々に向けて分割して出射する。本態様によれば、単一の出射器を用いて、二つの変調領域に向けた光を出射する光源を実現できる。

本実施形態の一態様において、光源は、二つの出射器と二つのレンズを有する。二つの出射器の各々は、二つの変調領域のいずれかに対応付けられる。二つの出射器の各々は、対応付けられた変調領域に出射軸を向けて配置される。二つの出射器の各々は、光を出射する。二つのレンズの各々は、二つの出射器の各々に対応付けて配置される。二つのレンズの各々は、対応付けられた出射器から出射された光を、空間光変調器の変調部の大きさに合わせて拡大する。本態様の投射装置は、光を分割する光学系を含まない。そのため、本態様によれば、光学系で光の損失が発生しないため、光源から出射される光の効率を向上できる。

本実施形態の一態様において、曲面ミラーは、二つの変調領域に対応付けられて、反射面が二つの反射領域に分割される。曲面ミラーは、二つの変調領域の各々で変調された変調光が、変調光に対応付けられた反射領域で反射される位置に配置される。本態様によれば、曲面ミラーの反射面を二つの反射領域に分割することで、二つの変調領域の各々で変調された変調光に基づく投射光を、所望の投射範囲に向けてより正確に投射できる。

本実施形態の一態様において、曲面ミラーは、被投射面において、二つの反射領域で反射された投射光の投射範囲が互いに重なり合うように、二つの反射領域が設定される。本態様では、二つの投射範囲に向けて投射された投射光が互いに重なり合う領域が形成される。そのため、本態様によれば、二つの投射範囲に向けて投射された投射光が互いに重なり合う領域に、高輝度な光を投射できる。

本実施形態の一態様において、曲面ミラーは、被投射面において、二つの反射領域で反射された投射光の投射範囲が互いに重なり合わないように、二つの反射領域が設定される。本実施形態では、二つの投射範囲に向けて投射された投射光が互いに重なり合う領域が形成されない。二つの投射範囲に向けて投射された投射光が互いに重なり合う領域が予期なく形成されると、輝度を低く設定したい領域に高輝度な光が投射される可能性がある。本態様によれば、二つの投射範囲に向けて投射された投射光が互いに重なり合う領域が形成されないため、予期せぬ高輝度の領域が発生することを防止できる。

本実施形態の一態様において、曲面ミラーは、被投射面において、二つの反射領域で反射された投射光の投射範囲が互いに隣接するように、二つの反射領域が設定される。本態様では、二つの反射領域で反射された投射光が、互いに隣接する投射範囲に投射される。そのため、本態様によれば、隣接した投射範囲において、シームレスな画像や、連続的な表示情報を形成することができる。

（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態に係る投射装置について図面を参照しながら説明する。本実施形態の投射装置は、空間光変調器の変調部が三つの変調領域に分割され、三方向に向けて投射光を投射する。以下においては、空間光変調器の変調部が長手方向に三分割される例をあげる。変調部は、短手方向に三分割されてもよい。

（構成）
図１２～図１３は、本実施形態の投射装置２０の構成の一例を示す概念図である。投射装置２０は、光源２１、空間光変調器２３、０次光除去器２４、曲面ミラー２５、および制御部２７を備える。光源２１、空間光変調器２３、０次光除去器２４、および曲面ミラー２５は、投射部２００を構成する。図１２は、投射装置２０の内部構成を横方向から見た側面図である。図１３は、投射装置２０の内部構成を上方向から見た側面図である。図１３においては、光源２１を省略する。図１２～図１３は、概念的なものであり、各構成要素間の位置関係や、光の進行方向などを正確に表したものではない。

光源２１は、出射器２１１とレンズ２１２を含む。光源２１は、三方向に向けて、レーザ光２０１を出射する。具体的には、光源２１から三方向に向けて出射されたレーザ光２０１は、空間光変調器２３の変調部２３０に設定された三つの変調領域（第１変調領域２３１、第２変調領域２３２、第３変調領域２３３）の各々に照射される。光源２１には、出射器２１１およびレンズ２１２を一つずつ含む構成や、出射器２１１およびレンズ２１２を三つずつ含む構成を選択できる。光源２１の構成例については、後述する。

出射器２１１は、第１の実施形態の出射器１１１と同様の構成である。出射器２１１は、制御部２７の制御に応じて、所定の波長帯のレーザ光２０１を出射する。レンズ２１２は、出射器２１１から出射されたレーザ光２０１を、空間光変調器２３の変調部２３０の大きさに合わせて拡大する。出射器２１１から出射されたレーザ光２０１は、レンズ２１２によって拡大され、光源２１から出射される。光源２１から出射された光２０２は、空間光変調器２３の変調部２３０に向けて進行する。

図１４は、出射器２１１が単一の例（光源２１－１）である。光源２１－１は、出射器２１１、レンズ２１２、第１分岐ミラー２１４－１、第２分岐ミラー２１４－２、第１出射ミラー２１５－１、および第２出射ミラー２１５－２を含む。第１分岐ミラー２１４－１、第２分岐ミラー２１４－２、第１出射ミラー２１５－１、および第２出射ミラー２１５－２は、光学系を構成する。レンズ２１２を通過した光２０２の一部を通過させるために、第１分岐ミラー２１４－１と第２分岐ミラー２１４－２は、間隔を空けて配置される。例えば、第１分岐ミラー２１４－１および第２分岐ミラー２１４－２は、直角プリズムの直角を構成しない斜面に金属膜が施された直角プリズムミラーによって実現される。直角プリズムミラーによって実現される場合、第１分岐ミラー２１４－１および第２分岐ミラー２１４－２の各々の斜面は、レンズ２１２と、第１出射ミラー２１５－１および第２出射ミラー２１５－２の各々とに向けて配置される。光源２１は、図１４の構成ではなく、第１の実施形態で示した構成(図７～１１)を組み合わせて実現されてもよい。例えば、三つの出射器２１１を用いて、三方向にレーザ光２０１を出射するように構成できる。

出射器２１１は、制御部２７の制御に応じて、所定の波長帯のレーザ光２０１を、レンズ２１２に向けて出射する。レンズ２１２は、出射器２１１から出射されたレーザ光２０１の光路上に配置される。レンズ２１２は、出射器２１１から出射されたレーザ光２０１を、空間光変調器２３の変調部２３０の大きさに合わせて拡大する。第１分岐ミラー２１４－１は、レンズ２１２によって拡大された光２０２の光路上に配置される。第１分岐ミラー２１４－１は、光２０２のうち、第１変調領域２３１に照射される成分（光２０２－１）を第１出射ミラー２１５－１に向けて反射する。第１出射ミラー２１５－１は、第１分岐ミラー２１４－１によって反射された光２０２－１の光路上に、第１分岐ミラー２１４－１に反射面を向けて配置される。第１出射ミラー２１５－１の反射面は、第１分岐ミラー２１４－１によって反射された光２０２－１を、第１変調領域２３１に向けて反射する。レンズ２１２を通過した光２０２の一部（光２０２－２）は、第１分岐ミラー２１４－１と第２分岐ミラー２１４－２の間の隙間を抜けて、第２変調領域２３２に向けて進行する。第２分岐ミラー２１４－２は、レンズ２１２によって拡大された光２０２の光路上に配置される。第２分岐ミラー２１４－２は、光２０２のうち、第３変調領域２３３に照射される成分（光２０２－３）を第２出射ミラー２１５－２に向けて反射する。第２出射ミラー２１５－２は、第２分岐ミラー２１４－２によって反射された光２０２－３の光路上に、第２分岐ミラー２１４－２に反射面を向けて配置される。第２出射ミラー２１５－２の反射面は、第２分岐ミラー２１４－２によって反射された光２０２－３を、第３変調領域２３３に向けて反射する。

空間光変調器２３は、第１の実施形態の空間光変調器１３と同様の構成である。空間光変調器２３は、光２０２が照射される変調部２３０を有する。変調部２３０には、第１変調領域２３１、第２変調領域２３２、および第３変調領域２３３が設定される。第１変調領域２３１と第２変調領域２３２の間には、第１隔壁２３５－１が配置される。第２変調領域２３２と第３変調領域２３３の間には、第２隔壁２３５－２が配置される。第１隔壁２３５－１と第２隔壁２３５－２は、変調部２３０の面に対して垂直に立てられる。第１隔壁２３５－１と第２隔壁２３５－２は、変調部２３０を三分する。第１隔壁２３５－１は、第１変調領域２３１で変調された変調光２０３－１と、第２変調領域２３２で変調された変調光２０３－２とが、変調部２３０で変調された直後に混じり合わないように、第１変調領域２３１と第２変調領域２３２を分割する。第２隔壁２３５－２は、第２変調領域２３２で変調された変調光２０３－２と、第３変調領域２３３で変調された変調光２０３－３とが、変調部２３０で変調された直後に混じり合わないように、第２変調領域２３２と第３変調領域２３３を分割する。第１変調領域２３１、第２変調領域２３２、および第３変調領域２３３の各々には、制御部２７の制御に応じて、投射光２０５によって表示される画像に応じたパターンが設定される。

図１５は、空間光変調器２３の変調部２３０に設定される第１変調領域２３１、第２変調領域２３２、第３変調領域２３３の一例である。第１変調領域２３１には、変調光２０３－１によって形成される画像に対応するパターン（位相画像）が設定される。第２変調領域２３２には、変調光２０３－２によって形成される画像に対応する位相画像が設定される。第３変調領域２３３には、変調光２０３－３によって形成される画像に対応する位相画像が設定される。例えば、変調光２０３－１、変調光２０３－２、および変調光２０３－３のうちいずれかしか画像の表示に用いられない場合、画像の表示に用いられる変調光２０３を出射する変調領域だけに、位相画像が設定されてもよい。

第１変調領域２３１で変調された変調光２０３－１と、第２変調領域２３２で変調された変調光２０３－２とは、変調部２３０からの出射直後は、第１隔壁２３５－１によって隔てられる。また、第２変調領域２３２で変調された変調光２０３－２と、第３変調領域２３３で変調された変調光２０３－３とは、変調部２３０からの出射直後は、第２隔壁２３５－２によって隔てられる。変調光２０３－１、変調光２０３－２、および変調光２０３－３は、曲面ミラー２５の反射面２５０で反射された後、互いに混じり合うようにも設定できるし、互いに混じり合わないようにも設定できる。曲面ミラー２５の反射面２５０で反射された後の変調光２０３－１、変調光２０３－２、および変調光２０３－３の混合状況は、光源２１からの光２０２の出射方向を調整することで設定できる。

０次光除去器２４は、変調光２０３の光路に配置される。０次光除去器２４は、変調光２０３に含まれる０次光を除去する。０次光除去器２４を通過した変調光２０３には、０次光が含まれない。０次光除去器２４は、支持部材２４０と光吸収部材２４５とを含む。支持部材２４０は、第１の実施形態の支持部材１４０と同様である。光吸収部材２４５は、支持部材２４０によって、変調光２０３に含まれる０次光の光路上に保持される。本実施形態の構成では、変調光２０３－１、変調光２０３－２、および変調光２０３－３の各々の光路上に、光吸収部材２４５が配置される。光吸収部材２４５の材質は、第１の実施形態の光吸収部材１４５と同様である。

曲面ミラー２５は、第１の実施形態の曲面ミラー１５と同様の構成である。曲面ミラー２５は、曲面状の反射面２５０を有する反射鏡である。反射面２５０は、第１反射領域２５１、第２反射領域２５２、および第３反射領域２５３に分割される。第１反射領域２５１には、変調光２０３－１が照射される。第２反射領域２５２には、変調光２０３－２が照射される。第３反射領域２５３には、変調光２０３－３が照射される。曲面ミラー２５の反射面２５０は、投射光２０５の投射角に合わせた曲面／曲率を有する。第１反射領域２５１、第２反射領域２５２、第３反射領域２５３の曲面／曲率は、同じであってもよいし、異なっていてもよい。第１反射領域２５１、第２反射領域２５２、第３反射領域２５３の曲面／曲率は、変調光２０３と投射光２０５の進行方向に応じて設定される。例えば、第１反射領域２５１を有する曲面ミラー２５と、第２反射領域２５２を有する曲面ミラー２５と、第１反射領域２５１を有する曲面ミラー２５とを組み合わせてもよい。また、第１反射領域２５１を有する反射面２５０、第２反射領域２５２を有する反射面２５０、および第３反射領域２５３を有する反射面２５０の反射方向が変更できるように、曲面ミラー２５が構成されてもよい。

図１６は、投射装置２０から投射される投射光２０５の投射パターンについて説明するための概念図である。図１６は、投射装置２０の内部に配置された曲面ミラー２５を上方から見た図である。図１６には、第１反射領域２５１で反射された投射光２０５－１（実線）、第２反射領域２５２で反射された投射光２０５－２（破線）、および第３反射領域２５３で反射された投射光２０５－３（一点鎖線）の投射範囲をハッチングで示す。光源２１から三方向に出射される光２０２の出射軸や、第１反射領域２５１、第２反射領域２５２、および第３反射領域２５３の反射方向を調整することで、いくつかの投射パターンを実現できる。図１６は、投射光２０５の投射パターンを誇張して図示しているため、曲面ミラー２５と被投射面との位置関係は正確ではない。

図１６（Ａ）は、投射光２０５－１～３の投射範囲が、被投射面において互いに重なり合うパターン（オーバーラップ型）である。図１６（Ａ）においては、投射光２０５－１～３の投射範囲が重なり合う様子をハッチングで示す。図１６（Ａ）の場合、投射光２０５の投射範囲が重なり合うパターンは、３通りある。第１パターンは、投射光２０５－１と投射光２０５－２の投射範囲が重なり合うパターンである。第２パターンは、投射光２０５－２と投射光２０５－３の投射範囲が重なり合うパターンである。第３パターンは、投射光２０５－１～３の投射範囲が重なり合うパターンである。第１パターンおよび第２パターンで投射光２０５が重なり合う投射範囲においては、単独の投射光と比較して、光の輝度が高い。第３パターンで投射光２０５が重なり合う投射範囲においては、第１パターンおよび第２パターンで投射光２０５が重なり合う投射範囲と比べて、光の輝度を高く設定できる。第５パターンにおいて、投射光２０５－１～３が重なる投射範囲では、単独の投射光と比較して、光の輝度が約３倍になる。例えば、物体の表面の傷などを検査する場合のように、輝度の高い光が必要な用途においては、図１６（Ａ）のオーバーラップ型のパターンで投射光２０５を投射させればよい。

図１６（Ｂ）は、投射光２０５－１～３の投射範囲が、被投射面において互いに重なり合わずに隣接し合うパターン（標準型）である。被投射面に映像を表示させる用途や、均一な輝度の光が必要な用途などにおいては、図１６（Ｂ）の標準型のパターンで投射光２０５を投射させればよい。

図１６（Ｃ）は、投射光２０５－１～３の投射範囲の間に、隙間があるパターン（ギャップ型）である。単一の投射装置２０から異なる被投射体に投射光２０５を投射する用途などにおいては、図１６（Ｃ）のギャップ型のパターンで投射光２０５を投射させればよい。

以上のように、本実施形態の投射装置は、光源、空間光変調器、隔壁、０次光除去器、制御部、および曲面ミラーを備える。空間光変調器は、光源から出射された光が照射される三つの変調領域が設定される変調部を有する。空間光変調器は、照射された光の位相を変調部に設定された三つの変調領域の各々で変調する。隔壁は、三つの変調領域の境界に配置される。隔壁は、三つの変調領域の各々で変調された変調光を隔てる。０次光除去器は、空間光変調器の変調部に設定された三つの変調領域の各々に対応付けられた三つの光吸収部材と、三つの光吸収部材を支持する支持部材とによって構成される。三つの光吸収部材の各々は、対応付けられた変調領域で変調された変調光に含まれる０次光の光路に配置される。三つの光吸収部材の各々は、対応付けられた変調領域で変調された変調光に含まれる０次光を除去する。制御部は、所望の画像を形成するためのパターンを空間光変調器の変調部に設定された三つの変調領域の各々に設定する。制御部は、パターンが設定された変調部に光が照射されるように光源を制御する。曲面ミラーは、曲面状の反射面を有する。曲面状の反射面には、空間光変調器の変調部に設定された三つの変調領域ごとに変調された変調光が照射される。曲面ミラーは、変調光を反射面で反射し、反射面の曲率に応じて投射角が拡大された投射光を投射する。

本実施形態の投射装置は、フーリエ変換レンズや投射レンズなどの投射光学系を含まないため、コンパクトに構成できる。また、本実施形態の投射装置は、空間光変調器の変調部に設定された三つの変調領域に、投射範囲ごとのパターンを設定する。そのため、本実施形態の投射装置によれば、三つの投射範囲を含む広範囲に向けて投射光を投射できる。また、本実施形態の投射装置は、三つの変調領域の境界に隔壁が配置されるため、異なる変調領域で変調された変調光が出射直後に混ざり合わない。そのため、本実施形態の投射装置によれば、所望画像に伴う高次光が、隣接した投射範囲に投射されることを防止できる。さらに、本実施形態の投射装置は、変調光に含まれる０次光を除去するため、投射範囲に０次光が投射されない。すなわち、本実施形態の投射装置によれば、コンパクトな構成でありながら、不要な光成分を含まない投射光を広範囲に向けて投射できる。

本実施形態の一態様において、隔壁は、三つの変調領域の全ての境界に、空間光変調器の変調部に対して略垂直に立てられて配置される。本態様によれば、三つの変調領域の全ての境界に隔壁が立てられるため、所望画像の高次光が被投射面に表示されにくい。

本実施形態の一態様において、制御部は、所望画像を形成するための位相画像と、所望画像を形成する変調光を曲面ミラーの反射面に集光させる仮想レンズ画像とが合成された合成画像を、空間光変調器の変調部に設定された三つの変調領域の各々に設定する。本態様によれば、仮想レンズ画像の集光位置が曲面ミラーの反射面に設置されるため、被投射面において所望画像をより鮮明に表示できる。

本実施形態の一態様において、光源は、出射器、レンズ、および光学系を有する。出射器は、光を出射する。レンズは、出射器から出射された光を、空間光変調器の変調部の大きさに合わせて拡大する。光学系は、レンズによって拡大された光を、三つの変調領域の各々に向けて分割して出射する。本態様によれば、単一の出射器を用いて、三つの変調領域に向けた光を出射する光源を実現できる。

本実施形態の一態様において、光源は、三つの出射器と三つのレンズを有する。三つの出射器の各々は、三つの変調領域のいずれかに対応付けられる。三つの出射器の各々は、対応付けられた変調領域に出射軸を向けて配置される。三つの出射器の各々は、光を出射する。三つのレンズの各々は、三つの出射器の各々に対応付けて配置される。三つのレンズの各々は、対応付けられた出射器から出射された光を、空間光変調器の変調部の大きさに合わせて拡大する。本態様の投射装置は、光を分割する光学系を含まない。そのため、本態様によれば、光学系で光の損失が発生しないため、光源から出射される光の効率を向上できる。

本実施形態の一態様において、曲面ミラーは、三つの変調領域に対応付けられて、反射面が三つの反射領域に分割される。曲面ミラーは、三つの変調領域の各々で変調された変調光が、変調光に対応付けられた反射領域で反射される位置に配置される。本態様によれば、曲面ミラーの反射面を三つの反射領域に分割することで、三つの変調領域の各々で変調された変調光に基づく投射光を、所望の投射範囲に向けてより正確に投射できる。

本実施形態の一態様において、曲面ミラーは、被投射面において、三つの反射領域で反射された投射光の投射範囲が互いに重なり合うように、三つの反射領域が設定される。本態様では、三つの投射範囲に向けて投射された投射光が互いに重なり合う領域が形成される。そのため、本態様によれば、三つの投射範囲に向けて投射された投射光が互いに重なり合う領域に、高輝度な光を投射できる。

本実施形態の一態様において、曲面ミラーは、被投射面において、三つの反射領域で反射された投射光の投射範囲が互いに重なり合わないように、三つの反射領域が設定される。本実施形態では、三つの投射範囲に向けて投射された投射光が互いに重なり合う領域が形成されない。三つの投射範囲に向けて投射された投射光が互いに重なり合う領域が予期なく形成されると、輝度を低く設定したい領域に高輝度な光が投射される可能性がある。本態様によれば、三つの投射範囲に向けて投射された投射光が互いに重なり合う領域が形成されないため、予期せぬ高輝度の領域が発生することを防止できる。

本実施形態の一態様において、曲面ミラーは、被投射面において、三つの反射領域で反射された投射光の投射範囲が互いに隣接するように、三つの反射領域が設定される。本態様では、三つの反射領域で反射された投射光が、互いに隣接する投射範囲に投射される。そのため、本態様によれば、隣接した投射範囲において、シームレスな画像や、連続的な表示情報を形成することができる。

（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態に係る投射装置について図面を参照しながら説明する。本実施形態の投射装置は、空間光変調器の変調部が四つの変調領域に分割され、四方向に向けて投射光を投射する。以下においては、空間光変調器の変調部が十字で四分割される例をあげる。変調部は、長手方向や短手方向に四分割されてもよい。

（構成）
図１７～図１９は、本実施形態の投射装置３０の構成の一例を示す概念図である。投射装置３０は、光源３１、空間光変調器３３、０次光除去器３４、曲面ミラー３５、および制御部３７を備える。光源３１、空間光変調器３３、０次光除去器３４、および曲面ミラー３５は、投射部３００を構成する。図１７は、投射装置３０の内部構成を横方向から見た側面図である。図１８は、投射装置３０の内部構成を上方向から見た側面図である。図１９は、投射装置３０の内部構成を下方向から見た側面図である。図１８～図１９においては、光源３１を省略する。図１７～図１９は、概念的なものであり、各構成要素間の位置関係や、光の進行方向などを正確に表したものではない。

光源３１は、出射器３１１とレンズ３１２を含む。光源３１は、四方向に向けて、レーザ光３０１を出射する。具体的には、光源３１から四方向に向けて出射されたレーザ光３０１は、空間光変調器３３の変調部３３０に設定された四つの変調領域（第１変調領域３３１、第２変調領域３３２、第３変調領域３３３、第４変調領域３３４）の各々に照射される。光源３１には、出射器３１１およびレンズ３１２を一つずつ含む構成、または出射器３１１およびレンズ３１２を複数含む構成を選択できる。光源３１の構成例については、図面を省略する。例えば、図７～図１１の光源１１－１～５を二つ組み合わせれば、四方向にレーザ光３０１を出射する構成を実現できる。

出射器３１１は、第１の実施形態の出射器１１１と同様の構成である。出射器３１１は、制御部３７の制御に応じて、所定の波長帯のレーザ光３０１を出射する。レンズ３１２は、出射器３１１から出射されたレーザ光３０１を、空間光変調器３３の変調部３３０の大きさに合わせて拡大する。出射器３１１から出射されたレーザ光３０１は、レンズ３１２によって拡大され、光源３１から出射される。光源３１から出射された光３０２は、空間光変調器３３の変調部３３０に向けて進行する。

空間光変調器３３は、第１の実施形態の空間光変調器１３と同様の構成である。空間光変調器３３は、光３０２が照射される変調部３３０を有する。変調部３３０には、第１変調領域３３１、第２変調領域３３２、第３変調領域３３３、および第４変調領域３３４が設定される。隔壁３３５は、第１変調領域３３１、第２変調領域３３２、第３変調領域３３３、および第４変調領域３３４を、十字で四分する。隔壁３３５は、変調光３０３－１～４が、変調部３３０で変調された直後に混じり合わないように、変調部３３０を分割する。第１変調領域３３１、第２変調領域３３２、第３変調領域３３３、および第４変調領域３３４の各々には、制御部３７の制御に応じて、投射光３０５によって表示される画像に応じたパターンが設定される。

図２０は、空間光変調器３３の変調部３３０に設定される第１変調領域３３１、第２変調領域３３２、第３変調領域３３３、および第４変調領域３３４の一例である。第１変調領域３３１、第２変調領域３３２、第３変調領域３３３、および第４変調領域３３４の各々は、隔壁３３５によって分割される。第１変調領域３３１には、変調光３０３－１によって形成される画像に対応するパターン（位相画像）が設定される。第２変調領域３３２には、変調光３０３－２によって形成される画像に対応する位相画像が設定される。第３変調領域３３３には、変調光３０３－３によって形成される画像に対応する位相画像が設定される。第４変調領域３３４には、変調光３０３－４によって形成される画像に対応する位相画像が設定される。例えば、変調光３０３－１～４のうちいずれかしか画像の表示に用いられない場合、画像の表示に用いられる変調光３０３を出射する変調領域だけに、位相画像が設定されてもよい。

第１変調領域３３１、第２変調領域３３２、第３変調領域３３３、および第４変調領域３３４の各々で変調された変調光３０３－１～４は、変調部３３０からの出射直後は、隔壁３３５によって隔てられる。変調光３０３－１～４は、曲面ミラー３５の反射面３５０で反射された後、互いに混じり合うようにも設定できるし、互いに混じり合わないようにも設定できる。曲面ミラー３５の反射面３５０で反射された後の変調光３０３－１～４の混合状況は、光源３１からの光３０２の出射方向を調整することで設定できる。

０次光除去器３４は、変調光３０３の光路に配置される。０次光除去器３４は、変調光３０３に含まれる０次光を除去する。０次光除去器３４を通過した変調光３０３には、０次光が含まれない。０次光除去器３４は、支持部材３４０と光吸収部材３４５とを含む。支持部材３４０は、第１の実施形態の支持部材１４０と同様である。光吸収部材３４５は、支持部材３４０によって、変調光３０３に含まれる０次光の光路上に保持される。本実施形態の構成では、変調光３０３－１～４の各々の光路上に、光吸収部材３４５が配置される。光吸収部材３４５の材質は、第１の実施形態の光吸収部材１４５と同様である。

曲面ミラー３５は、第１の実施形態の曲面ミラー１５と同様の構成である。曲面ミラー３５は、曲面状の反射面３５０を有する反射鏡である。反射面３５０は、第１反射領域３５１、第２反射領域３５２、第３反射領域３５３、および第４反射領域３５４に分割される。第１反射領域３５１には、変調光３０３－１が照射される。第２反射領域３５２には、変調光３０３－２が照射される。第３反射領域３５３には、変調光３０３－３が照射される。第４反射領域３５４には、変調光３０３－４が照射される。曲面ミラー３５の反射面３５０は、投射光３０５の投射角に合わせた曲面／曲率を有する。第１反射領域３５１、第２反射領域３５２、第３反射領域３５３、および第４反射領域３５４の曲面／曲率は、同じであってもよいし、異なっていてもよい。第１反射領域３５１、第２反射領域３５２、第３反射領域３５３、および第４反射領域３５４の曲面／曲率は、変調光３０３と投射光３０５の進行方向に応じて設定される。例えば、第１反射領域３５１を有する曲面ミラー３５と、第２反射領域３５２を有する曲面ミラー３５と、第１反射領域３５１を有する曲面ミラー３５と、第４反射領域３５４を有する曲面ミラー３５とを組み合わせてもよい。また、第１反射領域３５１を有する反射面３５０、第２反射領域３５２を有する反射面３５０、第３反射領域３５３を有す反射面３５０、および第４反射領域３５４を有する反射面３５０の反射方向が変更できるように、曲面ミラー３５が構成されてもよい。

図２１は、投射装置３０から投射される投射光３０５の投射パターンについて説明するための概念図である。図２１は、投射装置３０から投射された投射光３０５－１～４が被投射面上を、投射装置３０の側（正面）から見た図である。図２１には、投射光３０５－１（実線）、投射光３０５－２（破線）、投射光３０５－３（一点鎖線）、および投射光３０５－４（二点鎖線）の投射範囲をハッチングで示す。光源３１から四方向に出射される光３０２の出射軸や、第１反射領域３５１、第２反射領域３５２、第３反射領域３５３、および第４反射領域３５４の反射方向を調整することで、いくつかの投射パターンを実現できる。

図２１（Ａ）は、投射光３０５－１～４の投射範囲が、被投射面において互いに重なり合うパターン（オーバーラップ型）である。図２１（Ａ）においては、投射光３０５－１～４の投射範囲が重なり合う様子をハッチングで示す。図２１（Ａ）の場合、投射光３０５の投射範囲が重なり合うパターンは、５通りある。第１パターンは、投射光３０５－１と投射光３０５－２の投射範囲が重なり合うパターンである。第２パターンは、投射光３０５－３と投射光３０５－４の投射範囲が重なり合うパターンである。第３パターンは、投射光３０５－１と投射光３０５－３の投射範囲が重なり合うパターンである。第４パターンは、投射光３０５－２と投射光３０５－４の投射範囲が重なり合うパターンである。第５パターンは、投射光３０５－１～４の投射範囲が重なり合うパターンである。第１～第４パターンで投射光３０５が重なり合う投射範囲においては、単独の投射光と比較して、光の輝度を高く設定できる。第５パターンで投射光３０５が重なり合う投射範囲においては、第１～第４パターンで投射光３０５が重なり合う投射範囲と比べて、光の輝度を高く設定できる。第５パターンにおいて、投射光３０５－１～４が重なる投射範囲では、単独の投射光と比較して、光の輝度が約４倍になる。例えば、物体の表面の傷などを検査する場合のように、輝度の高い光が必要な用途においては、図２１（Ａ）のオーバーラップ型のパターンで投射光３０５を投射させればよい。

図２１（Ｂ）は、投射光３０５－１～４の投射範囲が、被投射面において互いに重なり合わずに隣接し合うパターン（標準型）である。被投射面に映像を表示させる用途や、均一な輝度の光が必要な用途などにおいては、図２１（Ｂ）の標準型のパターンで投射光３０５を投射させればよい。

図２１（Ｃ）は、投射光３０５－１～４の投射範囲の間に、隙間があるパターン（ギャップ型）である。単一の投射装置３０から異なる被投射体に投射光３０５を投射する用途などにおいては、図２１（Ｃ）のギャップ型のパターンで投射光３０５を投射させればよい。

以上のように、本実施形態の投射装置は、光源、空間光変調器、隔壁、０次光除去器、制御部、および曲面ミラーを備える。空間光変調器は、光源から出射された光が照射される四つの変調領域が設定される変調部を有する。空間光変調器は、照射された光の位相を変調部に設定された四つの変調領域の各々で変調する。隔壁は、四つの変調領域の境界に配置される。隔壁は、四つの変調領域の各々で変調された変調光を隔てる。０次光除去器は、空間光変調器の変調部に設定された四つの変調領域の各々に対応付けられた四つの光吸収部材と、四つの光吸収部材を支持する支持部材とによって構成される。四つの光吸収部材の各々は、対応付けられた変調領域で変調された変調光に含まれる０次光の光路に配置される。四つの光吸収部材の各々は、対応付けられた変調領域で変調された変調光に含まれる０次光を除去する。制御部は、所望の画像を形成するためのパターンを、空間光変調器の変調部に設定された四つの変調領域の各々に設定する。制御部は、パターンが設定された変調部に光が照射されるように光源を制御する。曲面ミラーは、空間光変調器の変調部に設定された四つの変調領域ごとに変調された変調光が照射される曲面状の反射面を有する。曲面ミラーは、変調光を反射面で反射し、反射面の曲率に応じて投射角が拡大された投射光を投射する。

本実施形態の投射装置は、フーリエ変換レンズや投射レンズなどの投射光学系を含まないため、コンパクトに構成できる。また、本実施形態の投射装置は、空間光変調器の変調部に設定された四つの変調領域に、投射範囲ごとのパターンを設定する。そのため、本実施形態の投射装置によれば、四つの投射範囲を含む広範囲に向けて投射光を投射できる。また、本実施形態の投射装置は、四つの変調領域の境界に隔壁が配置されるため、異なる変調領域で変調された変調光が出射直後に混ざり合わない。そのため、本実施形態の投射装置によれば、所望画像に伴う高次光が、隣接した投射範囲に投射されることを防止できる。さらに、本実施形態の投射装置は、変調光に含まれる０次光を除去するため、投射範囲に０次光が投射されない。すなわち、本実施形態の投射装置によれば、コンパクトな構成でありながら、不要な光成分を含まない投射光を広範囲に向けて投射できる。

本実施形態の一態様において、隔壁は、四つの変調領域の全ての境界に、空間光変調器の変調部に対して略垂直に立てられて配置される。本態様によれば、四つの変調領域の全ての境界に隔壁が立てられるため、所望画像の高次光が被投射面に表示されにくい。

本実施形態の一態様において、制御部は、所望画像を形成するための位相画像と、所望画像を形成する変調光を曲面ミラーの反射面に集光させる仮想レンズ画像とが合成された合成画像を、空間光変調器の変調部に設定された四つの変調領域の各々に設定する。本態様によれば、仮想レンズ画像の集光位置が曲面ミラーの反射面に設置されるため、被投射面において所望画像をより鮮明に表示できる。

本実施形態の一態様において、光源は、出射器、レンズ、および光学系を有する。出射器は、光を出射する。レンズは、出射器から出射された光を、空間光変調器の変調部の大きさに合わせて拡大する。光学系は、レンズによって拡大された光を、四つの変調領域の各々に向けて分割して出射する。本態様によれば、単一の出射器を用いて、四つの変調領域に向けた光を出射する光源を実現できる。

本実施形態の一態様において、光源は、四つの出射器と四つのレンズを有する。四つの出射器の各々は、四つの変調領域のいずれかに対応付けられる。四つの出射器の各々は、対応付けられた変調領域に出射軸を向けて配置される。四つの出射器の各々は、光を出射する。四つのレンズの各々は、四つの出射器の各々に対応付けて配置される。四つのレンズの各々は、対応付けられた出射器から出射された光を、空間光変調器の変調部の大きさに合わせて拡大する。本態様の投射装置は、光を分割する光学系を含まない。そのため、本態様によれば、光学系で光の損失が発生しないため、光源から出射される光の効率を向上できる。

本実施形態の一態様において、曲面ミラーは、四つの変調領域に対応付けられて、反射面が四つの反射領域に分割される。曲面ミラーは、四つの変調領域の各々で変調された変調光が、変調光に対応付けられた反射領域で反射される位置に配置される。本態様によれば、曲面ミラーの反射面を四つの反射領域に分割することで、四つの変調領域の各々で変調された変調光に基づく投射光を、所望の投射範囲に向けてより正確に投射できる。

本実施形態の一態様において、曲面ミラーは、被投射面において、四つの反射領域で反射された投射光の投射範囲が互いに重なり合うように、四つの反射領域が設定される。本態様では、四つの投射範囲に向けて投射された投射光が互いに重なり合う領域が形成される。そのため、本態様によれば、四つの投射範囲に向けて投射された投射光が互いに重なり合う領域に、高輝度な光を投射できる。

本実施形態の一態様において、曲面ミラーは、被投射面において、四つの反射領域で反射された投射光の投射範囲が互いに重なり合わないように、四つの反射領域が設定される。本実施形態では、四つの投射範囲に向けて投射された投射光が互いに重なり合う領域が形成されない。四つの投射範囲に向けて投射された投射光が互いに重なり合う領域が予期なく形成されると、輝度を低く設定したい領域に高輝度な光が投射される可能性がある。本態様によれば、四つの投射範囲に向けて投射された投射光が互いに重なり合う領域が形成されないため、予期せぬ高輝度の領域が発生することを防止できる。

本実施形態の一態様において、曲面ミラーは、被投射面において、四つの反射領域で反射された投射光の投射範囲が互いに隣接するように、四つの反射領域が設定される。本態様では、四つの反射領域で反射された投射光が、互いに隣接する投射範囲に投射される。そのため、本態様によれば、隣接した投射範囲において、シームレスな画像や、連続的な表示情報を形成することができる。

（第４の実施形態）
次に、第４の実施形態に係る投射装置について図面を参照しながら説明する。本実施形態の投射装置は、第１～第３の実施形態の投射装置を簡略化した構成である。

図２２は、本実施形態の投射装置４０の構成の一例を示すブロック図である。投射装置４０は、光源４１、空間光変調器４３、曲面ミラー４５、および制御部４７を備える。図２２は、投射装置４０の内部構成を横方向の視座から見た図である。

光源４１は、光４０２を出射する。空間光変調器４３は、変調部４３０を有する。変調部４３０には、光源４１から出射された光４０２が照射される複数の変調領域が設定される。空間光変調器４３は、照射された光４０２の位相を、変調部４３０に設定された複数の変調領域の各々で変調する。隔壁４３５は、複数の変調領域の境界に配置される。隔壁４３５は、複数の変調領域の各々で変調された変調光４０３を隔てる。制御部４７は、所望の画像を形成するためのパターンを、空間光変調器４３の変調部４３０に設定された複数の変調領域の各々に設定する。制御部４７は、パターンが設定された変調部４３０に光４０２が照射されるように光源４１を制御する。曲面ミラー４５は、空間光変調器４３の変調部４３０に設定された複数の変調領域ごとに変調された変調光４０３が照射される曲面状の反射面４５０を有する。曲面ミラー４５は、変調光４０３を反射面４５０で反射し、反射面４５０の曲率に応じて投射角が拡大された投射光４０５を投射する。

以上のように、本実施形態の投射装置は、フーリエ変換レンズや投射レンズなどの投射光学系を含まないため、コンパクトに構成できる。また、本実施形態の投射装置は、空間光変調器の変調部に設定された複数の変調領域に、投射範囲ごとのパターンを設定する。そのため、本実施形態の投射装置によれば、複数の投射範囲を含む広範囲に向けて投射光を投射できる。また、本実施形態の投射装置は、複数の変調領域の境界に隔壁が配置されるため、異なる変調領域で変調された変調光が出射直後に混ざり合わない。そのため、本実施形態の投射装置によれば、所望画像に伴う高次光が、隣接した投射範囲に投射されることを防止できる。すなわち、本実施形態の投射装置によれば、コンパクトな構成でありながら、所望画像の高次光を含まない投射光を広範囲に向けて投射できる。

第１～第３の実施形態においては、空間光変調器の変調部を２～４つの変調領域に分割する例をあげた。第１～第３の実施形態の例に限定されず、空間光変調器の変調部は、５つ以上の変調領域に分割されてもよい。

（ハードウェア）
ここで、本開示の各実施形態に係る制御や処理を実行するハードウェア構成について、図２３の情報処理装置９０を一例として挙げて説明する。なお、図２３の情報処理装置９０は、各実施形態の制御や処理を実行するための構成例であって、本開示の範囲を限定するものではない。

図２３のように、情報処理装置９０は、プロセッサ９１、主記憶装置９２、補助記憶装置９３、入出力インターフェース９５、および通信インターフェース９６を備える。図２３においては、インターフェースをＩ／Ｆ（Interface）と略記する。プロセッサ９１、主記憶装置９２、補助記憶装置９３、入出力インターフェース９５、および通信インターフェース９６は、バス９８を介して、互いにデータ通信可能に接続される。また、プロセッサ９１、主記憶装置９２、補助記憶装置９３、および入出力インターフェース９５は、通信インターフェース９６を介して、インターネットやイントラネットなどのネットワークに接続される。

プロセッサ９１は、補助記憶装置９３等に格納されたプログラムを、主記憶装置９２に展開する。プロセッサ９１は、主記憶装置９２に展開されたプログラムを実行する。本実施形態においては、情報処理装置９０にインストールされたソフトウェアプログラムを用いる構成とすればよい。プロセッサ９１は、本実施形態に係る制御や処理を実行する。

主記憶装置９２は、プログラムが展開される領域を有する。主記憶装置９２には、プロセッサ９１によって、補助記憶装置９３等に格納されたプログラムが展開される。主記憶装置９２は、例えばＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）などの揮発性メモリによって実現される。また、主記憶装置９２として、ＭＲＡＭ（Magnetoresistive Random Access Memory）などの不揮発性メモリが構成／追加されてもよい。

補助記憶装置９３は、プログラムなどの種々のデータを記憶する。補助記憶装置９３は、ハードディスクやフラッシュメモリなどのローカルディスクによって実現される。なお、種々のデータを主記憶装置９２に記憶させる構成とし、補助記憶装置９３を省略することも可能である。

入出力インターフェース９５は、規格や仕様に基づいて、情報処理装置９０と周辺機器とを接続するためのインターフェースである。通信インターフェース９６は、規格や仕様に基づいて、インターネットやイントラネットなどのネットワークを通じて、外部のシステムや装置に接続するためのインターフェースである。入出力インターフェース９５および通信インターフェース９６は、外部機器と接続するインターフェースとして共通化してもよい。

情報処理装置９０には、必要に応じて、キーボードやマウス、タッチパネルなどの入力機器が接続されてもよい。それらの入力機器は、情報や設定の入力に使用される。なお、タッチパネルを入力機器として用いる場合は、表示機器の表示画面が入力機器のインターフェースを兼ねる構成としてもよい。プロセッサ９１と入力機器との間のデータ通信は、入出力インターフェース９５に仲介させればよい。

また、情報処理装置９０には、情報を表示するための表示機器を備え付けてもよい。表示機器を備え付ける場合、情報処理装置９０には、表示機器の表示を制御するための表示制御装置（図示しない）が備えられていることが好ましい。表示機器は、入出力インターフェース９５を介して情報処理装置９０に接続すればよい。

また、情報処理装置９０には、ドライブ装置が備え付けられてもよい。ドライブ装置は、プロセッサ９１と記録媒体（プログラム記録媒体）との間で、記録媒体からのデータやプログラムの読み込み、情報処理装置９０の処理結果の記録媒体への書き込みなどを仲介する。ドライブ装置は、入出力インターフェース９５を介して情報処理装置９０に接続すればよい。

以上が、本発明の各実施形態に係る制御や処理を可能とするためのハードウェア構成の一例である。なお、図２３のハードウェア構成は、各実施形態に係る制御や処理を実行するためのハードウェア構成の一例であって、本発明の範囲を限定するものではない。また、各実施形態に係る制御や処理をコンピュータに実行させるプログラムも本発明の範囲に含まれる。さらに、各実施形態に係るプログラムを記録したプログラム記録媒体も本発明の範囲に含まれる。記録媒体は、例えば、ＣＤ（Compact Disc）やＤＶＤ（Digital Versatile Disc）などの光学記録媒体で実現できる。記録媒体は、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）メモリやＳＤ（Secure Digital）カードなどの半導体記録媒体によって実現されてもよい。また、記録媒体は、フレキシブルディスクなどの磁気記録媒体、その他の記録媒体によって実現されてもよい。プロセッサが実行するプログラムが記録媒体に記録されている場合、その記録媒体はプログラム記録媒体に相当する。

各実施形態の構成要素は、任意に組み合わせてもよい。また、各実施形態の構成要素は、ソフトウェアによって実現されてもよいし、回路によって実現されてもよい。

以上、実施形態を参照して本発明を説明してきたが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。

上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。
（付記１）
光源と、
前記光源から出射された光が照射される複数の変調領域が設定される変調部を有し、照射された前記光の位相を前記変調部に設定された複数の前記変調領域の各々で変調する空間光変調器と、
複数の前記変調領域の境界に配置され、複数の前記変調領域の各々で変調された変調光を隔てる隔壁と、
所望の画像を形成するためのパターンを前記空間光変調器の前記変調部に設定された複数の前記変調領域の各々に設定し、前記パターンが設定された前記変調部に前記光が照射されるように前記光源を制御する制御手段と、
前記空間光変調器の前記変調部に設定された複数の前記変調領域ごとに変調された前記変調光が照射される曲面状の反射面を有し、前記変調光を前記反射面で反射し、前記反射面の曲率に応じて投射角が拡大された投射光を投射する曲面ミラーと、を備える投射装置。
（付記２）
前記隔壁は、
複数の前記変調領域の全ての境界に、前記空間光変調器の前記変調部に対して略垂直に立てられて配置される付記１に記載の投射装置。
（付記３）
前記制御手段は、
所望画像を形成するための位相画像と、前記所望画像を形成する前記変調光を前記曲面ミラーの前記反射面に集光させる仮想レンズ画像とが合成された合成画像を、前記空間光変調器の前記変調部に設定された複数の前記変調領域の各々に設定する付記１または２に記載の投射装置。
（付記４）
前記空間光変調器の前記変調部に設定された複数の前記変調領域の各々に対応付けられた複数の光吸収部材と、複数の前記光吸収部材を支持する支持部材とによって構成される０次光除去器を備え、
複数の前記光吸収部材の各々は、対応付けられた前記変調領域で変調された前記変調光に含まれる０次光の光路に配置され、対応付けられた前記変調領域で変調された前記変調光に含まれる前記０次光を除去する付記１乃至３のいずれか一つに記載の投射装置。
（付記５）
前記光源は、
前記光を出射する出射器と、
前記出射器から出射された前記光を、前記空間光変調器の前記変調部の大きさに合わせて拡大するレンズと、
前記レンズによって拡大された前記光を、複数の前記変調領域の各々に向けて分割して出射する光学系と、を有する付記１乃至４のいずれか一つに記載の投射装置。
（付記６）
前記光源は、
前記光を出射する複数の出射器と、
複数の前記出射器の各々に対応付けて配置され、対応付けられた前記出射器から出射された前記光を、前記空間光変調器の前記変調部の大きさに合わせて拡大する少なくとも一つのレンズと、を有し、
複数の前記出射器の各々は、
複数の前記変調領域のいずれかに対応付けられ、対応付けられた前記変調領域に出射軸を向けて配置される付記１乃至４のいずれか一つに記載の投射装置。
（付記７）
前記曲面ミラーは、
複数の前記変調領域に対応付けられて、前記反射面が複数の反射領域に分割され、
複数の前記変調領域の各々で変調された前記変調光が、前記変調光に対応付けられた前記反射領域で反射される位置に配置される付記１乃至６のいずれか一つに記載の投射装置。
（付記８）
前記曲面ミラーは、
被投射面において、複数の前記反射領域で反射された前記投射光の投射範囲が互いに重なり合うように、複数の前記反射領域が設定される付記７に記載の投射装置。
（付記９）
前記曲面ミラーは、
被投射面において、複数の前記反射領域で反射された前記投射光の投射範囲が互いに重なり合わないように、複数の前記反射領域が設定される付記７に記載の投射装置。
（付記１０）
前記曲面ミラーは、
被投射面において、複数の前記反射領域で反射された前記投射光の投射範囲が互いに隣接するように、複数の前記反射領域が設定される付記９に記載の投射装置。
（付記１１）
光源と、前記光源から出射された光が照射される複数の変調領域が設定される変調部を有し、照射された前記光の位相を前記変調部に設定された複数の前記変調領域の各々で変調する空間光変調器と、複数の前記変調領域の境界に配置され、複数の前記変調領域の各々で変調された変調光を隔てる隔壁と、前記空間光変調器の前記変調部に設定された複数の前記変調領域ごとに変調された前記変調光が照射される曲面状の反射面を有し、前記変調光を前記反射面で反射し、前記反射面の曲率に応じて投射角が拡大された投射光を投射する曲面ミラーと、を備える投射装置を制御する投射制御方法であって、
前記空間光変調器の前記変調部に複数の前記変調領域を設定し、
前記空間光変調器の前記変調部に設定された複数の前記変調領域の各々に、所望の画像を形成するためのパターンを設定し、
前記パターンが設定された前記変調部に前記光が照射されるように、前記光源を制御する投射制御方法。
（付記１２）
光源と、前記光源から出射された光が照射される複数の変調領域が設定される変調部を有し、照射された前記光の位相を前記変調部に設定された複数の前記変調領域の各々で変調する空間光変調器と、複数の前記変調領域の境界に配置され、複数の前記変調領域の各々で変調された変調光を隔てる隔壁と、前記空間光変調器の前記変調部に設定された複数の前記変調領域ごとに変調された前記変調光が照射される曲面状の反射面を有し、前記変調光を前記反射面で反射し、前記反射面の曲率に応じて投射角が拡大された投射光を投射する曲面ミラーと、を備える投射装置を制御するためのプログラムであって、
前記空間光変調器の前記変調部に複数の前記変調領域を設定する処理と、
前記空間光変調器の前記変調部に設定された複数の前記変調領域の各々に、所望の画像を形成するためのパターンを設定する処理と、
前記パターンが設定された前記変調部に前記光が照射されるように、前記光源を制御する処理と、をコンピュータに実行させるプログラム。

１０、２０、３０、４０ 投射装置
１１、２１、３１、４１ 光源
１３、２３、３３、４３ 空間光変調器
１４、２４、３４、４４ ０次光除去器
１５、２５、３５、４５ 曲面ミラー
１７、２７、３７、４７ 制御部
１１１、２１１、３１１ 出射器
１１２、２１２、３１２ レンズ
１１３ ビームスプリッタ
１１４ 分岐ミラー
１１５ 出射ミラー
１３５、２３５、３３５、４３５ 隔壁
１４０、２４０、３４０ 支持部材
１４５、２４５、３４５ 光吸収部材

Claims (12)

1. 光源と、
   前記光源から出射された光が照射される複数の変調領域が設定される変調部を有し、照射された前記光の位相を前記変調部に設定された複数の前記変調領域の各々で変調する空間光変調器と、
   複数の前記変調領域の境界に配置され、複数の前記変調領域の各々で変調された変調光を隔てる隔壁と、
   所望の画像を形成するためのパターンを前記空間光変調器の前記変調部に設定された複数の前記変調領域の各々に設定し、前記パターンが設定された前記変調部に前記光が照射されるように前記光源を制御する制御手段と、
   前記空間光変調器の前記変調部に設定された複数の前記変調領域ごとに変調された前記変調光が照射される曲面状の反射面を有し、前記変調光を前記反射面で反射し、前記反射面の曲率に応じて投射角が拡大された投射光を投射する曲面ミラーと、を備える投射装置。
2. 前記隔壁は、
   複数の前記変調領域の全ての境界に、前記空間光変調器の前記変調部に対して略垂直に立てられて配置される請求項１に記載の投射装置。
3. 前記制御手段は、
   所望画像を形成するための位相画像と、前記所望画像を形成する前記変調光を前記曲面ミラーの前記反射面に集光させる仮想レンズ画像とが合成された合成画像を、前記空間光変調器の前記変調部に設定された複数の前記変調領域の各々に設定する請求項１または２に記載の投射装置。
4. 前記空間光変調器の前記変調部に設定された複数の前記変調領域の各々に対応付けられた複数の光吸収部材と、複数の前記光吸収部材を支持する支持部材とによって構成される０次光除去器を備え、
   複数の前記光吸収部材の各々は、対応付けられた前記変調領域で変調された前記変調光に含まれる０次光の光路に配置され、対応付けられた前記変調領域で変調された前記変調光に含まれる前記０次光を除去する請求項１乃至３のいずれか一項に記載の投射装置。
5. 前記光源は、
   前記光を出射する出射器と、
   前記出射器から出射された前記光を、前記空間光変調器の前記変調部の大きさに合わせて拡大するレンズと、
   前記レンズによって拡大された前記光を、複数の前記変調領域の各々に向けて分割して出射する光学系と、を有する請求項１乃至４のいずれか一項に記載の投射装置。
6. 前記光源は、
   前記光を出射する複数の出射器と、
   複数の前記出射器の各々に対応付けて配置され、対応付けられた前記出射器から出射された前記光を、前記空間光変調器の前記変調部の大きさに合わせて拡大する少なくとも一つのレンズと、を有し、
   複数の前記出射器の各々は、
   複数の前記変調領域のいずれかに対応付けられ、対応付けられた前記変調領域に出射軸を向けて配置される請求項１乃至４のいずれか一項に記載の投射装置。
7. 前記曲面ミラーは、
   複数の前記変調領域に対応付けられて、前記反射面が複数の反射領域に分割され、
   複数の前記変調領域の各々で変調された前記変調光が、前記変調光に対応付けられた前記反射領域で反射される位置に配置される請求項１乃至６のいずれか一項に記載の投射装置。
8. 前記曲面ミラーは、
   被投射面において、複数の前記反射領域で反射された前記投射光の投射範囲が互いに重なり合うように、複数の前記反射領域が設定される請求項７に記載の投射装置。
9. 前記曲面ミラーは、
   被投射面において、複数の前記反射領域で反射された前記投射光の投射範囲が互いに重なり合わないように、複数の前記反射領域が設定される請求項７に記載の投射装置。
10. 前記曲面ミラーは、
    被投射面において、複数の前記反射領域で反射された前記投射光の投射範囲が互いに隣接するように、複数の前記反射領域が設定される請求項９に記載の投射装置。
11. 光源と、前記光源から出射された光が照射される複数の変調領域が設定される変調部を有し、照射された前記光の位相を前記変調部に設定された複数の前記変調領域の各々で変調する空間光変調器と、複数の前記変調領域の境界に配置され、複数の前記変調領域の各々で変調された変調光を隔てる隔壁と、前記空間光変調器の前記変調部に設定された複数の前記変調領域ごとに変調された前記変調光が照射される曲面状の反射面を有し、前記変調光を前記反射面で反射し、前記反射面の曲率に応じて投射角が拡大された投射光を投射する曲面ミラーと、を備える投射装置を制御する投射制御方法であって、
    前記空間光変調器の前記変調部に複数の前記変調領域を設定し、
    前記空間光変調器の前記変調部に設定された複数の前記変調領域の各々に、所望の画像を形成するためのパターンを設定し、
    前記パターンが設定された前記変調部に前記光が照射されるように、前記光源を制御する投射制御方法。
12. 光源と、前記光源から出射された光が照射される複数の変調領域が設定される変調部を有し、照射された前記光の位相を前記変調部に設定された複数の前記変調領域の各々で変調する空間光変調器と、複数の前記変調領域の境界に配置され、複数の前記変調領域の各々で変調された変調光を隔てる隔壁と、前記空間光変調器の前記変調部に設定された複数の前記変調領域ごとに変調された前記変調光が照射される曲面状の反射面を有し、前記変調光を前記反射面で反射し、前記反射面の曲率に応じて投射角が拡大された投射光を投射する曲面ミラーと、を備える投射装置を制御するためのプログラムであって、
    前記空間光変調器の前記変調部に複数の前記変調領域を設定する処理と、
    前記空間光変調器の前記変調部に設定された複数の前記変調領域の各々に、所望の画像を形成するためのパターンを設定する処理と、
    前記パターンが設定された前記変調部に前記光が照射されるように、前記光源を制御する処理と、をコンピュータに実行させるプログラム。

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