WO2015022897A1 - 投射装置および投射方法 - Google Patents

Abstract

　投射装置（１０）は、レーザ光源（１００）、位相変調型空間変調素子（１１０）、フーリエ変換レンズ（１２０）、偏光保存素子（１３０）、モニタ素子（１４０）、制御部（１５０）、結像光学系（１６０）、および投射光学系（１７０）を備える。フーリエ変換レンズ（１２０）は位相変調型空間変調素子（１１０）によって位相変調された光をフーリエ変換する。偏光保存素子（１３０）はフーリエ変換レンズ（１２０）によってフーリエ変換された光の光路内に置かれ、光の一部を反射する。モニタ素子（１４０）は偏光保存素子（１３０）によって反射された光の一部の強度をモニタする。制御部（１５０）はモニタ素子（１４０）でモニタされた強度に基づいてレーザ光源（１００）および位相変調型空間変調素子（１１０）のいずれか一方を制御する。結像光学系（１６０）は偏光保存素子（１３０）を透過した光を結像する。投射光学系（１７０）は結像した光を投射する。

Description

投射装置および投射方法

本発明は、投射装置および投射方法に関する。

　画像や映像の投射装置には複数の方式のものがある。そのうちの一つである、位相変調型の空間変調素子を用いた投射装置では、レーザを光源とし、各画素の情報に基づいてレーザ光を回折することによって像を形成する。よって、所望の部分のみに光を集中させることが可能であり、画像や映像を明るく投影することが出来る。

　ただし、このような方式では、レーザを光源とするため、安全性を確保するための対策を施す必要がある。

　特許文献１には、画像信号に応じて各色の光源から出射されるレーザ光のパワーの比を求め、求めた比に応じて投射光が安全基準の上限値を超えないように光源から出射されるレーザ光を調整することが記載されている。

国際公開第２０１２／１１７５４８号

　しかし、本発明者は、特許文献１に記載された方法では、素子の温度変化、径時変化、不良、および信号の誤処理などにより、想定外の強度のレーザ光が出力される可能性があると考えた。

　本発明の目的は、想定外の強度の光が投射されることが抑制される投射装置および投射方法を提供することにある。

　本発明によれば、
　レーザ光である光を発するレーザ光源と、
　前記光を位相変調する位相変調型空間変調素子と、
　前記位相変調型空間変調素子によって位相変調された前記光をフーリエ変換するフーリエ変換レンズと、
　前記フーリエ変換レンズによってフーリエ変換された前記光の光路内に置かれ、前記光の一部を反射する偏光保存素子と、
　前記偏光保存素子によって反射された前記光の前記一部の強度をモニタするモニタ素子と、
　前記モニタ素子でモニタされた前記強度に基づいて前記レーザ光源および前記位相変調型空間変調素子のいずれか一方を制御する制御部と、
　前記偏光保存素子を透過した前記光を結像する結像光学系と、
　結像した前記光を投射する投射光学系と、
を備える投射装置が提供される。

　本発明によれば、
　レーザ光である光を発するレーザ光源を準備し、
　前記光を位相変調型空間変調素子により位相変調する工程と、
　前記位相変調型空間変調素子により位相変調された前記光を、フーリエ変換レンズによりフーリエ変換する工程と、
　前記フーリエ変換レンズによりフーリエ変換された前記光の、光路内に置かれた偏光保存素子により、前記光の一部を反射する工程と、
　前記偏光保存素子によって反射された前記光の前記一部の強度をモニタ素子によりモニタする工程と、
　前記モニタ素子でモニタされた前記強度に基づいて前記レーザ光源および前記位相変調型空間変調素子のいずれか一方を制御する工程と、
　前記偏光保存素子を透過した前記光を結像する工程と、
　結像した前記光を投射する工程と
を備える投射方法が提供される。

　本発明によれば、想定外の強度の光が投射される異常出力を検出し、投射光の強度を制御できる投射装置および投射方法を提供することができる。

　上述した目的、およびその他の目的、特徴および利点は、以下に述べる好適な実施の形態、およびそれに付随する以下の図面によってさらに明らかになる。

第１の実施形態に係る投射装置の構成を示す図である。 第１の実施形態に係るフーリエ変換レンズと偏光保存素子との相対位置を説明するための図である。 第１の実施形態に係る偏光保存素子の、光の入射角度と反射率との関係の例を示す図である。 第１の実施形態に係るフーリエ変換レンズ、偏光保存素子、およびモニタ素子の相対位置を示す図である。 第２の実施形態に係る位相変調型空間変調素子の構造を説明するための図である。 第２の実施形態に係るフーリエ変換レンズ、偏光保存素子、およびモニタ素子の相対位置を示す図である。 第３の実施形態に係るフーリエ変換レンズ、偏光保存素子、反射光学系、およびモニタ素子の相対位置を示す図である。

　以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。

　なお、以下に示す説明において、制御部１５０は、ハードウエア単位の構成ではなく、機能単位のブロックを示している。制御部１５０は、任意のコンピュータのＣＰＵ、メモリ、メモリにロードされたプログラム、そのプログラムを格納するハードディスクなどの記憶メディア、ネットワーク接続用インタフェースを中心にハードウエアとソフトウエアの任意の組合せによって実現される。そして、その実現方法、装置には様々な変形例がある。

（第１の実施形態）　
　図１は、第１の実施形態に係る投射装置１０の構成を示す図である。
　本実施形態によれば、投射装置１０は、レーザ光源１００、位相変調型空間変調素子１１０、フーリエ変換レンズ１２０、偏光保存素子１３０、モニタ素子１４０、制御部１５０、結像光学系１６０、および投射光学系１７０を備える。レーザ光源１００はレーザ光である光を発する。位相変調型空間変調素子１１０は光を位相変調する。フーリエ変換レンズ１２０は位相変調型空間変調素子１１０によって位相変調された光をフーリエ変換する。偏光保存素子１３０はフーリエ変換レンズ１２０によってフーリエ変換された光の光路内に置かれ、光の一部を反射する。モニタ素子１４０は偏光保存素子１３０によって反射された光の一部の強度をモニタする。制御部１５０はモニタ素子１４０でモニタされた強度に基づいてレーザ光源１００および位相変調型空間変調素子１１０のいずれか一方を制御する。結像光学系１６０は偏光保存素子１３０を透過した光を結像する。投射光学系１７０は結像した光を投射する。
　以下、詳細に説明する。

　投射装置１０はさらに整形光学系１９０を備える。レーザ光源１００は、レーザ光を発する。整形光学系１９０はレーザ光源１００の光出力口の前方に配置され、レーザ光源１００から出射された光を整形する。整形された光は位相変調型空間変調素子１１０に入射する。位相変調型空間変調素子１１０は整形光学系１９０で整形された光を受光するよう配置され、当該光を反射させてフーリエ変換レンズ１２０へ導く。制御部１５０は、投射しようとする画像を示す情報に基づき、位相変調型空間変調素子１１０を制御する。光は位相変調型空間変調素子１１０において位相変調される。フーリエ変換レンズ１２０および結像光学系１６０は位相変調型空間変調素子１１０によって反射された光の光路上に配置される。フーリエ変換レンズ１２０は当該光を結像光学系１６０に集光する。結像光学系１６０はフーリエ変換レンズ１２０を通して入射された光を用いて、像を形成する。投射光学系１７０は結像光学系１６０が光を出力した先に配置され、結像光学系１６０で形成された像を投射する。なお、ここでは電源や回路系は図示していない。

　フーリエ変換レンズ１２０と結像光学系１６０の間の光路上には、偏光保存素子１３０が配置される。偏光保存素子１３０は入射した光の一部を反射し、残りを透過する。モニタ素子１４０は偏光保存素子１３０により反射された光を受光するよう配置され、当該光の強度をモニタする。制御部１５０は、上述したように、投影する画像を示す情報に基づいて位相変調型空間変調素子１１０を制御するとともに、モニタ素子１４０でモニタした反射光の強度に基づいて位相変調型空間変調素子１１０およびレーザ光源１００の少なくともいずれか一方を制御する。偏光保存素子１３０の配置方法を含め、以下で詳細に説明する。

　光源にはレーザ光源１００を用いる。レーザ光源１００から出射された光は整形光学系１９０によって、後の位相変調、フーリエ変換、結像、投射に適する形状に整形される。さらに、整形光学系１９０は偏光板を含んでおり、整形光学系１９０を通ることで光の偏光が一様となる。この偏光状態は、光が投射光学系１７０から投射されるまで保存される。整形光学系１９０から位相変調型空間変調素子１１０へ入射した光は、位相変調型空間変調素子１１０の受光面に照射される。位相変調型空間変調素子１１０は、複数の受光領域を有している。制御部１５０は、位相変調型空間変調素子１１０の各受光領域の屈折率を、投射しようとする画像の画素毎の情報に応じて制御する。このことで、光は位相変調され、画像の情報が光に保持される。

　位相変調型空間変調素子１１０により位相変調された光は、フーリエ変換レンズ１２０を透過することにより回折され、また、結像光学系１６０に向けて集光される。集光された光は拡散板などを含む結像光学系１６０により結像され、投射光学系１７０により投射される。

　位相変調型空間変調素子１１０としては、たとえば強誘電性液晶、ホモジーニアス液晶、および垂直配向液晶を用いることが出来る。

　フーリエ変換レンズ１２０と結像光学系１６０の間の光路上には、偏光保存素子１３０が配置されている。フーリエ変換レンズ１２０を透過した光の一部は偏光保存素子１３０で反射され、モニタ素子１４０に入射する。偏光保存素子１３０で反射されなかった残りの光は、偏光保存素子１３０を透過し、結像光学系１６０に入射する。光の偏光は、偏光保存素子１３０を透過しても保存されている。モニタ素子１４０は、偏光保存素子１３０から反射された反射光を受光し、反射光の強度を示す信号を制御部１５０へ出力する。制御部１５０は、偏光保存素子１３０からの反射光の強度と、投射光学系１７０から投射される投射光の強度との関係を示す換算情報（たとえば係数、式、テーブル）を保持している。そして、制御部１５０はモニタ素子１４０から入力された、反射光の強度に基づき、投射光の強度を算出し、投射光の強度が基準値を超えないよう、レーザ光源１００および位相変調型空間変調素子１１０の少なくともいずれか一方を制御する。

　図２は、本実施形態に係るフーリエ変換レンズ１２０と偏光保存素子１３０との相対位置を説明するための図である。本図に示すように、フーリエ変換レンズ１２０の中心軸に垂直な面Ｓに対する、偏光保存素子１３０の受光面の傾き角度をａとする。フーリエ変換レンズ１２０の中心軸に対する、集光される光の最大角度をｂとする。ここでは、ａ＞ｂの場合の例を示しているが、これに限定されるものではない。本図に示すように、偏光保存素子１３０の受光面の法線と集光される光の成す角の最大値をｘ、最小値をｙとする。すると、ｘ＝ａ＋ｂ，ｙ＝ａ－ｂの関係が成り立つ。フーリエ変換レンズ１２０により集光された光は、偏光保存素子１３０に対して、ｙからｘの間の入射角度で偏光保存素子１３０に入射する。

　図３は、本実施形態に係る偏光保存素子１３０の、光の入射角度と反射率との関係の例を示す図である。偏光保存素子１３０は、たとえばガラスである。図３およびウェブサイトhttp://www.mgkk.com/products/01_kougaku/guide/5/5coating_3b.htmlにあるように、偏光保存素子１３０の反射率は偏光に依存し、さらに入射角度に依存する。また、入射角度が十分に小さい領域では、反射率は入射角度に依存せず、略一定である。このように反射率が略一定となる入射角度の領域を、ここでは一定領域と呼ぶ。一定領域内における偏光保存素子１３０の反射率の最小値は、一定領域内における偏光保存素子１３０の反射率の最大値の０．９５倍であることが好ましい。一定領域の入射角度の最大値をｃとすると、一定領域の入射角度の範囲は０度からｃであり、図３においては、ｃはおよそ１５度である。

　偏光保存素子１３０は、ｘ＝ａ＋ｂ＜ｃの関係を満たすように角度ａの大きさを設定して配置される。これにより、偏光保存素子１３０の受光面に入射する光の全体に亘って、反射率は一定となり、正しくモニタや画像の投射が行える。

　ａ＜ｂおよびａ＝ｂの場合においても、ｘ＝ａ＋ｂ＜ｃを満たすことにより、受光面に入射する光の全体に亘って、反射率は一定となる。

　図４は、本実施形態に係るフーリエ変換レンズ１２０、偏光保存素子１３０、およびモニタ素子１４０の相対位置を示す図である。モニタ素子１４０はたとえばフォトダイオードである。偏光保存素子１３０はたとえばガラスであり、ｃはおよそ１５度である。角度ａを８度、角度ｂを５度とすると、ｘは１３度、ｙは３度となり、ｘ＜ｃを満たす。偏光保存素子１３０で反射された光はモニタ素子１４０の受光面に向けて集光される。モニタ素子１４０には、偏光保存素子１３０に入射した光の５％程度が入射する。モニタ素子１４０は受光した光の強度を制御部１５０へ出力する。

　偏光保存素子１３０としては、たとえばガラス、石英、および光学プラスチックを用いることが出来る。偏光保存素子１３０の屈折率は１．５以下であることが好ましい。また、偏光保存素子１３０の屈折率が高いほど、ｃが大きくなるため好ましい。ガラスおよび石英においてｃは１５度、光学プラスチックにおいてｃは１２～１３度程度である。そして、偏光保存素子１３０の受光面の表面には無反射層や選択反射層などのコーティング層は設けられていないことが好ましい。コーティング層により、反射率および透過率の波長依存性が生じることを防ぐためである。

　本実施形態では、角度ａを８度、角度ｂを５度とした場合の例を示したが、これに限定されるものではない。また、図４ではモニタ素子１４０の受光面が反射光の集光点にある例を示したが、モニタ素子１４０は集光点よりも偏光保存素子１３０に近づけて配置されても良い。さらに、モニタ素子１４０の受光面と、偏光保存素子１３０からの反射光の光軸とは垂直の関係になくてもよい。全反射が起きない角度である限り、自由な角度でモニタ素子１４０を設置することができる。

　制御部１５０では、モニタ素子１４０から入力された、反射光の強度を示す情報と、あらかじめ記憶された換算情報とに基づいて、投射光学系１７０から投射される投射光の強度が算出される。算出された投射光の強度が予め定められた基準値を超えた場合、制御部１５０は、投射光の強度が基準値より小さくなるように、レーザ光源１００および位相変調型空間変調素子１１０の少なくともいずれか一方を制御する。

　本実施形態ではひとつのレーザ光源１００を有する構成ついて説明したが、異なる波長のレーザ光を出力する複数のレーザ光源を有しても良い。

　次に、本実施形態による効果を説明する。
　制御部１５０は、実際にフーリエ変換レンズ１２０を透過した光の一部をモニタした値に基づいて制御を行う。したがって、想定外の強度の光が投射される異常出力を検出し、投射光の強度を制御することが出来る。

　また、位相変調型の光学系においては、偏光が保存されることが重要である。位相変調素子で変調された光の偏光が保持されない場合、投射光学系１７０から光が投射されたスクリーン上で、画像が正常に復元されない。本実施形態では偏光保存素子１３０を用いているため、位相変調型空間変調素子１１０の反射光をモニタするとともに、画像を正常に映し出すことが可能となる。

　また、フーリエ変換レンズ１２０を透過した光の一部をモニタする方法として、フーリエ変換レンズ１２０と結像光学系１６０との間に４５度の角度でハーフミラーを挿入したとし、角度ｂが１０度であったとすると、ｘは５５度、ｙは３５度と算出される。このとき、図３によれば、入射角度が異なることによって、ｐ偏光の場合でおよそ３％、ｓ偏光の場合でおよそ１０％の反射率差が生じることが分かる。反射率が異なるということはすなわち、透過率が異なるということになり、画像が正しく投射されない。また、モニタ素子１４０に入射する光の強度も反射率の変化によって異なるので、制御部１５０は投射光の強度を正しく算出できない。本実施形態では、角度ａを小さく設定して偏光保存素子１３０を配置することで、偏光保存素子１３０の一定領域において光を入反射させるため、像の投射やモニタを正しく行える。また、偏光保存素子１３０の反射率は可視光の範囲では波長にほとんど依存しないため、青、緑、赤などの色のレーザ光を用いてもよい。

　（第２の実施形態）
　本実施形態に係る投射装置１０は、位相変調型空間変調素子１１０の構造、並びにフーリエ変換レンズ１２０、偏光保存素子１３０、およびモニタ素子１４０の相対位置を除いて、第１の実施形態に係る投射装置１０と同様の構成である。

　図５は、第２の実施形態に係る位相変調型空間変調素子１１０の構造を説明するための図である。本実施形態に係る位相変調型空間変調素子１１０は、位相変調型空間変調素子１１０の受光面に平行な基板１１２と、基板１１２上に各画素に割り当てて設けられた複数のミラー１１４とを備える。ミラー１１４に割り当てられた各画素の情報に基づいて、ミラー１１４と基板１１２との距離がそれぞれ制御される。各ミラー１１４は微小であり、位相変調型空間変調素子１１０はいわゆるMicro Electro Mechanical System（ＭＥＭＳ）素子である。

　基板１１２に対するミラー１１４の高さが変わることによって、画素毎に反射光の光路長を変化させることができる。これにより、光を位相変調し、投射したい画像の情報が光に保持される。

　図６は、第２の実施形態に係るフーリエ変換レンズ１２０、偏光保存素子１３０、およびモニタ素子１４０の相対位置を示す図である。本実施形態では、図６に示すように、偏光保存素子１３０の受光面とモニタ素子１４０の受光面との距離は、偏光保存素子１３０の受光面と、偏光保存素子１３０で反射した光の集光点との距離よりも長い。このように、反射光の全てが受光できるのであれば、偏光保存素子１３０とモニタ素子１４０との距離は自由に設定ができる。

　偏光保存素子１３０に近づくほど、また、角度ａが小さいほど、フーリエ変換レンズ１２０から偏光保存素子１３０へ向かう入射光の光軸と、偏光保存素子１３０からの反射光の光軸との間隔が狭くなる。そして、フーリエ変換レンズ１２０から偏光保存素子１３０へ向かう光をモニタ素子１４０が遮らないよう、角度ａは十分に大きく設定しなければならない。つまり、偏光保存素子１３０とモニタ素子１４０との距離が遠いほど、角度ａを小さく設定できる。

　本実施形態では、たとえば、角度ｂを５度として、角度ａを７度とすることができる。このとき、ｘは１２度、ｙは２度となり、偏光保存素子１３０の一定領域の入射角度の上限値ｃが１５度の場合、ｘ＜ｃを満たす。よって、偏光保存素子１３０の受光面に入射する光の全体に亘って、反射率は一定となり、正しくモニタや画像の投射が行える。

　本実施形態では、角度ａを７度、角度ｂを５度とした場合の例を示したが、これに限定されるものではない。また、モニタ素子１４０の受光面と、偏光保存素子１３０からの反射光の光軸とは垂直の関係になくてもよい。全反射が起きない角度である限り、自由な角度でモニタ素子１４０を設置することができる。

　次に、本実施形態の作用および効果について説明する。本実施形態においては第１の実施形態と同様の作用および効果が得られる。加えて、以下の作用および効果が得られる。
　本実施形態では、偏光保存素子１３０とモニタ素子１４０との距離を第１の実施形態よりも長くすることにより、角度ａを第１の実施形態よりも小さくしても、モニタ素子１４０が、フーリエ変換レンズ１２０から偏光保存素子１３０へ向かう光に重ならない。よって、設計自由度が上がる。つまり、偏光保存素子１３０の設置角度の許容範囲が広がり、また、一定領域の入射角度の上限値ｃが小さい偏光保存素子１３０を用いることが可能となる。モニタ素子１４０の設置位置についても、偏光保存素子１３０から遠ざける方向において、反射光の全てが受光できる範囲で自由に設定できる。投射装置１０をコンパクトに構成するためにも、このように設計自由度が高いことは非常に有効である。

　（第３の実施形態）
　第３の実施形態に係る投射装置１０は反射光学系２００をさらに備える。
　図７は、第３の実施形態に係るフーリエ変換レンズ１２０、偏光保存素子１３０、反射光学系２００、およびモニタ素子１４０の相対位置を示す図である。
　本実施形態に係る投射装置１０は、以下に説明する点を除いて、第１の実施形態に係る投射装置１０と同様の構成である。

　反射光学系２００は、偏光保存素子１３０からの反射光の光路上に配置される。反射光学系２００は偏光保存素子１３０からの反射光をさらに反射させ、モニタ素子１４０に導く。反射光学系２００からの反射光の全てが受光できるのであれば、モニタ素子１４０は自由に配置することができる。

　たとえば、角度ｂを５度として、角度ａを６度とすることができる。このとき、ｘは１１度、ｙは１度となり、偏光保存素子１３０の一定領域の入射角度の上限値ｃが１５度の場合、ｘ＜ｃを満たす。よって、偏光保存素子１３０の受光面に入射する光の全体に亘って、反射率は一定となり、正しくモニタや画像の投射が行える。

　本実施形態では、角度ａを６度、角度ｂを５度とした場合の例を示したが、これに限定されるものではない。また、モニタ素子１４０の受光面と、モニタ素子１４０に入射する光の光軸とは垂直の関係になくてもよい。全反射が起きない角度である限り、自由な角度でモニタ素子１４０を設置することができる。図７では反射光学系２００として、非球面反射鏡を用いる例を示したが、代わりに平面ミラーや凹面鏡などを反射光学系２００として用いてもよい。なお、非球面反射鏡を用いれば、反射する光の方向を自由に変化させることが可能であり、モニタ素子１４０の受光面の大きさや位置に対して最適な状態で、光を入射させることができる。モニタ素子１４０が大きく、配置場所が制限される場合などには、特に有効である。

　次に、本実施形態の作用および効果について説明する。本実施形態においては第１の実施形態と同様の作用および効果が得られる。加えて、以下の作用および効果が得られる。
　本実施形態では、反射光学系２００により偏光保存素子１３０からの反射光をさらに反射させ、モニタ素子１４０に導くことにより、角度ａを第１の実施形態よりも小さくすることができ、設計自由度が上がる。つまり、偏光保存素子１３０の設置角度の許容範囲が広がり、また、一定領域の入射角度の上限値ｃが小さい偏光保存素子１３０を用いることが可能となる。レイアウトの都合上、モニタ素子１４０をフーリエ変換レンズ１２０の近くに配置できない場合にも、偏光保存素子１３０からの反射光の強度をモニタできる。投射装置１０をコンパクトに構成するためにも、設計自由度が高いことは非常に有効である。

　第２の実施形態に係る位相変調型空間変調素子１１０は、第１および第３の実施形態で用いても良い。また、第１の実施形態に係る位相変調型空間変調素子１１０を第２および第３の実施形態で用いても良い。

　以上、図面を参照して本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。
　以下、参考形態の例を付記する。
１． レーザ光である光を発するレーザ光源と、
　前記光を位相変調する位相変調型空間変調素子と、
　前記位相変調型空間変調素子によって位相変調された前記光をフーリエ変換するフーリエ変換レンズと、
　前記フーリエ変換レンズによってフーリエ変換された前記光の光路内に置かれ、前記光の一部を反射する偏光保存素子と、
　前記偏光保存素子によって反射された前記光の前記一部の強度をモニタするモニタ素子と、
　前記モニタ素子でモニタされた前記強度に基づいて前記レーザ光源および前記位相変調型空間変調素子のいずれか一方を制御する制御部と、
　前記偏光保存素子を透過した前記光を結像する結像光学系と、
　結像した前記光を投射する投射光学系と
を備える投射装置。
２． １．に記載の投射装置において、
　前記フーリエ変換レンズの中心軸に垂直な面に対する、前記偏光保存素子の受光面の傾き角度をａとし、
　前記フーリエ変換レンズの前記中心軸に対する、集光される前記光の最大角度をｂとし、
　前記偏光保存素子への入射角度が０からｃまでの範囲における、前記偏光保存素子の反射率の最小値が、当該範囲における前記偏光保存素子の反射率の最大値の０．９５倍であるとしたとき、
　ａ＋ｂ＜ｃが成り立つように前記ａが設定されている
投射装置。
３． １．または２．に記載の投射装置において、
　前記偏光保存素子の前記受光面と前記モニタ素子の受光面との距離が、前記偏光保存素子の前記受光面と前記反射した前記光の集光点との距離よりも長い
投射装置。
４． １．または２．に記載の投射装置において、
　前記反射した前記光を反射させて前記モニタ素子に導く反射光学系をさらに備える
投射装置。
５． １．から４．のいずれか１つに記載の投射装置において、
　前記偏光保存素子は１．５以下の屈折率を有し、前記偏光保存素子の前記受光面には表面コーティング層を有さない
投射装置。
６． １．から５．のいずれか１つに記載の投射装置において、
　前記偏光保存素子は、ガラス、石英、および光学プラスチックのいずれかからなる
投射装置。
７． １．から６．のいずれか１つに記載の投射装置において、
　前記位相変調型空間変調素子は、強誘電性液晶、ホモジーニアス液晶、および垂直配向液晶のいずれかを備える
投射装置。
８． １．から７．のいずれか１つに記載の投射装置において、
　前記位相変調型空間変調素子は、前記位相変調型空間変調素子の受光面に平行な基板と、前記基板上に各画素に割り当てて設けられた複数のミラーとを備え、
　前記ミラーに割り当てられた各画素の情報に基づいて、前記ミラーと前記基板との距離がそれぞれ制御される
投射装置。
９． レーザ光である光を発するレーザ光源を準備し、
　前記光を位相変調型空間変調素子により位相変調する工程と、
　前記位相変調型空間変調素子により位相変調された前記光を、フーリエ変換レンズによりフーリエ変換する工程と、
　前記フーリエ変換レンズによりフーリエ変換された前記光の、光路内に置かれた偏光保存素子により、前記光の一部を反射させる工程と、
　前記偏光保存素子によって反射された前記光の前記一部の強度をモニタ素子によりモニタする工程と、
　前記モニタ素子でモニタされた前記強度に基づいて前記レーザ光源および前記位相変調型空間変調素子のいずれか一方を制御する工程と、
　前記偏光保存素子を透過した前記光を結像する工程と、
　結像した前記光を投射する工程と
を備える投射方法。
１０． ９．に記載の投射方法において、
　前記フーリエ変換レンズの中心軸に垂直な面に対する、前記偏光保存素子の受光面の傾き角度をａとし、
　前記フーリエ変換レンズの前記中心軸に対する、集光される前記光の最大角度をｂとし、
　前記偏光保存素子への入射角度が０からｃまでの範囲における、前記偏光保存素子の反射率の最小値が、当該範囲における前記偏光保存素子の反射率の最大値の０．９５倍であるとしたとき、
　ａ＋ｂ＜ｃが成り立つように前記ａが設定されている
投射方法。
１１． ９．または１０．に記載の投射方法において、
　前記偏光保存素子の前記受光面と前記モニタ素子の受光面との距離が、前記偏光保存素子の前記受光面と前記反射した前記光の集光点との距離よりも長い
投射方法。
１２． ９．または１０．に記載の投射方法において、
　前記反射した前記光を反射させて前記モニタ素子に導く反射光学系をさらに備える
投射方法。
１３． ９．から１２．のいずれか１つに記載の投射方法において、
　前記偏光保存素子は１．５以下の屈折率を有し、前記偏光保存素子の前記受光面には表面コーティング層を有さない
投射方法。
１４． ９．から１３．のいずれか１つに記載の投射方法において、
　前記偏光保存素子は、ガラス、石英、および光学プラスチックのいずれかからなる
投射方法。
１５． ９．から１４．のいずれか１つに記載の投射方法において、
　前記位相変調型空間変調素子は、強誘電性液晶、ホモジーニアス液晶、および垂直配向液晶のいずれかを備える
投射方法。
１６． ９．から１５．のいずれか１つに記載の投射方法において、
　前記位相変調型空間変調素子は、前記位相変調型空間変調素子の受光面に平行な基板と、前記基板上に各画素に割り当てて設けられた複数のミラーとを備え、
　前記ミラーに割り当てられた各画素の情報に基づいて、前記ミラーと前記基板との距離がそれぞれ制御される
投射方法。

　この出願は、２０１３年８月１３日に出願された日本出願特願２０１３－１６８０２６号を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。

Claims (9)

1. 　レーザ光である光を発するレーザ光源と、
   　前記光を位相変調する位相変調型空間変調素子と、
   　前記位相変調型空間変調素子によって位相変調された前記光をフーリエ変換するフーリエ変換レンズと、
   　前記フーリエ変換レンズによってフーリエ変換された前記光の光路内に置かれ、前記光の一部を反射する偏光保存素子と、
   　前記偏光保存素子によって反射された前記光の前記一部の強度をモニタするモニタ素子と、
   　前記モニタ素子でモニタされた前記強度に基づいて前記レーザ光源および前記位相変調型空間変調素子のいずれか一方を制御する制御部と、
   　前記偏光保存素子を透過した前記光を結像する結像光学系と、
   　結像した前記光を投射する投射光学系と
   を備える投射装置。
2. 　請求項１に記載の投射装置において、
   　前記フーリエ変換レンズの中心軸に垂直な面に対する、前記偏光保存素子の受光面の傾き角度をａとし、
   　前記フーリエ変換レンズの前記中心軸に対する、集光される前記光の最大角度をｂとし、
   　前記偏光保存素子への入射角度が０からｃまでの範囲における、前記偏光保存素子の反射率の最小値が、当該範囲における前記偏光保存素子の反射率の最大値の０．９５倍であるとしたとき、
   　ａ＋ｂ＜ｃが成り立つように前記ａが設定されている
   投射装置。
3. 　請求項１または２に記載の投射装置において、
   　前記偏光保存素子の前記受光面と前記モニタ素子の受光面との距離が、前記偏光保存素子の前記受光面と前記反射した前記光の集光点との距離よりも長い
   投射装置。
4. 　請求項１または２に記載の投射装置において、
   　前記反射した前記光を反射させて前記モニタ素子に導く反射光学系をさらに備える
   投射装置。
5. 　請求項１から４のいずれか一項に記載の投射装置において、
   　前記偏光保存素子は１．５以下の屈折率を有し、前記偏光保存素子の前記受光面には表面コーティング層を有さない
   投射装置。
6. 　請求項１から５のいずれか一項に記載の投射装置において、
   　前記偏光保存素子は、ガラス、石英、および光学プラスチックのいずれかからなる
   投射装置。
7. 　請求項１から６のいずれか一項に記載の投射装置において、
   　前記位相変調型空間変調素子は、強誘電性液晶、ホモジーニアス液晶、および垂直配向液晶のいずれかを備える
   投射装置。
8. 　請求項１から７のいずれか一項に記載の投射装置において、
   　前記位相変調型空間変調素子は、前記位相変調型空間変調素子の受光面に平行な基板と、前記基板上に各画素に割り当てて設けられた複数のミラーとを備え、
   　前記ミラーに割り当てられた各画素の情報に基づいて、前記ミラーと前記基板との距離がそれぞれ制御される
   投射装置。
9. 　レーザ光である光を発するレーザ光源を準備し、
   　前記光を位相変調型空間変調素子により位相変調する工程と、
   　前記位相変調型空間変調素子により位相変調された前記光を、フーリエ変換レンズによりフーリエ変換する工程と、
   　前記フーリエ変換レンズによりフーリエ変換された前記光の、光路内に置かれた偏光保存素子により、前記光の一部を反射させる工程と、
   　前記偏光保存素子によって反射された前記光の前記一部の強度をモニタ素子によりモニタする工程と、
   　前記モニタ素子でモニタされた前記強度に基づいて前記レーザ光源および前記位相変調型空間変調素子のいずれか一方を制御する工程と、
   　前記偏光保存素子を透過した前記光を結像する工程と、
   　結像した前記光を投射する工程と
   を備える投射方法。

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