WO2021181805A1 - 投影装置 - Google Patents

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WO2021181805A1
WO2021181805A1 PCT/JP2020/047269 JP2020047269W WO2021181805A1 WO 2021181805 A1 WO2021181805 A1 WO 2021181805A1 JP 2020047269 W JP2020047269 W JP 2020047269W WO 2021181805 A1 WO2021181805 A1 WO 2021181805A1
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light
angle
scanning
scanner
control unit
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PCT/JP2020/047269
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Inventor
祥治 山田
勝山　俊夫
慧 中尾
Original Assignee
国立大学法人福井大学
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    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/08—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
    • G02B26/10—Scanning systems
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/02—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes by tracing or scanning a light beam on a screen

Definitions

  • the present invention relates to a projection device.
  • Patent Document 1 discloses an optical integrated circuit that projects laser beams corresponding to each color of RGB in close proximity to each other.
  • Patent Document 1 discloses an optical integrated circuit that irradiates a laser beam, but does not disclose a projection device that scans the irradiated light. Therefore, Cited Document 1 does not disclose an appropriate configuration as a laser display. Therefore, it is preferable to be able to provide an apparatus capable of appropriately operating as a laser display.
  • An object of the present invention is to provide a projection device that operates appropriately as a laser display.
  • the present invention is a projection device that scans light projected toward a projection target, in which a light emitting unit that emits a plurality of lights having different wavelengths and a scanning angle from one scanning limit angle to the other scanning limit angle are set.
  • a scanner unit that scans a predetermined scanning range in a predetermined direction by changing the scanning range, and outputs a scanner unit that outputs emitted light in a state of being arranged in order in the scanning direction, and a scanner control unit that controls the operation of the scanner unit.
  • a light emission control unit that controls the output of light, and the scanner control unit ranges the scanner unit from the one-sided scanning limit angle to a scanning angle inside the one-sided scanning limit angle by a first set angle.
  • the light emission control unit controls to stop the output of light, and the most when the scanner unit is set to a scanning angle inside the first set angle with respect to the one scanning limit angle.
  • the position of the outer light relates to a projection device that is inside the position of the innermost light when the scanner unit is set to the one-sided scanning limit angle.
  • the scanner control unit controls the scanner unit to fall within the range from the other scanning limit angle to the scanning angle inside the other scanning limit angle by a second set angle
  • the light emission control unit emits light.
  • the scanner unit determines the position of the outermost light. On the other hand, it may be inside the position of the innermost light when the scanning limit angle is set.
  • the scanner control unit reverses the scanning direction of the scanner unit from the one scanning limit angle toward the other scanning limit angle, and the light emission control unit starts outputting light at the first set angle. It may be controlled to do so.
  • the scanner control unit reverses the scanning direction of the scanner unit from the other scanning limit angle toward the one scanning limit angle, and the light emission control unit starts outputting light at the second set angle. It may be controlled to do so.
  • the projection device 1 is, for example, a laser display that projects a predetermined image onto a projection target T (for example, a screen). Specifically, the projection device 1 irradiates the projection target T with a predetermined light and scans the irradiated light in a predetermined direction to draw a predetermined image on the projection target T.
  • the projection device 1 scans a plurality of lights arranged side by side with respect to the scanning direction D. Further, the projection device 1 scans a predetermined angle range (for example, an angle of 2 ⁇ , that is, from + ⁇ to ⁇ ). The projection device 1 stops irradiating light within a predetermined scanning angle range.
  • the predetermined scanning angle range means a scanning range adjacent to the scanning limit angle and having a predetermined angle width.
  • the projection device 1 includes a light emitting unit 11, a condensing lens 12, a scanner unit 13, a drawing data storage unit 14, an angle information storage unit 15, a drawing data acquisition unit 16, and the like.
  • An operation control unit 17 is provided.
  • the projection device 1 scans the light so as to traverse the scanning range A of the projection target T while reciprocating in a straight line, for example. Further, the projection device 1 scans a plurality of lights (for example, B (blue) light, R (red) light, and G (green) light) arranged in order in the scanning direction D.
  • the light emitting unit 11 is a device that emits a predetermined light for projecting a predetermined image.
  • the light emitting unit 11 emits a plurality of lights having different wavelengths.
  • the light emitting unit 11 has, for example, a red semiconductor laser, a blue semiconductor laser, and a green semiconductor laser as the R (red) light source 111, the B (blue) light source 112, and the G (green) light source 113. ..
  • the light emitting unit 11 has optical waveguides 114, 115, 116 that guide the light emitted from each light source to the output port 117.
  • the light emitting unit 11 has an output port 117 corresponding to each of R light, B light, and G light. That is, there are three output ports 117.
  • the optical waveguides 114, 115, 116 guide R light, B light, and G light to the corresponding output ports 117. Further, among the output ports 117 corresponding to each of the R light, the B light, and the G light, the adjacent output ports are arranged at intervals of 5 to 50 ⁇ m. As a result, the light emitting unit 11 emits R light, B light, and G light from the output port 117. The light emitting unit 11 emits the R light, the B light, and the G light emitted from each of the R light source 111, the B light source 112, and the G light source 113 in close proximity to a predetermined width (for example, width 2d).
  • a predetermined width for example, width 2d
  • the light emitting unit 11 emits light, for example, with the optical axes of the R light, the B light, and the G light brought close to each other with a width of 5 to 200 ⁇ m. Further, in the present embodiment, the light emitting unit 11 emits light arranged in the order of G light, R light, and B light in one direction in the width direction intersecting the emitting direction.
  • the condenser lens 12 is, for example, a convex lens.
  • the condenser lens 12 is arranged in the emission direction of the light emitted from the light emitting unit 11.
  • the condensing lens 12 converts the directions of a plurality of parallel optical axes of light into a condensing direction.
  • the condensing lens 12 converts, for example, the optical axes of parallel R light, B light, and G light into a direction of condensing on the irradiation surface of the scanner unit 13, which will be described later. Further, the condenser lens 12 changes the incident light into a collimating beam and outputs the light.
  • the scanner unit 13 is a device that scans the emitted light with respect to the projection target T.
  • the scanner unit 13 is arranged at a position where it overlaps with the condenser lens 12 in the light emitting direction.
  • the scanner unit 13 is configured to be able to change the irradiation direction (scanning position) of the light emitted from the condenser lens 12, for example, by using a MEMS scanning mirror. That is, the scanner unit 13 is configured to be able to scan the light emitted to the projection target T by rotating and vibrating the reflector 131 reciprocating around a predetermined axis.
  • the scanner unit 13 has a scanning limit angle (a line connecting the reflecting mirror 131 and the projection target T, from a line L indicating the center of the scanning angle to an angle ⁇ ) to a scanning limit angle (a line L to an angle + ⁇ ). By changing the scanning angle, the predetermined scanning range A is scanned in a predetermined direction.
  • the scanner unit 13 outputs the emitted light in a state of being arranged in the scanning direction D in order.
  • the scanner unit 13 scans the light along the scanning direction D, for example.
  • the scanner unit 13 scans light with one direction (X-axis direction) on the plane of the projection target T as the scanning direction D.
  • the scanner unit 13 emits light arranged in the order of B light, R light, and G light along the scanning direction D. That is, the scanner unit 13 reverses the order of the incident light and outputs the light.
  • the scanner unit 13 repeatedly scans the scanning range A of the MEMS scanning mirror.
  • the scanner unit 13 includes another MEMS scanning mirror whose scanning direction is the Y-axis direction, but is not shown in FIGS. 1 to 3.
  • the drawing data storage unit 14 is, for example, a storage medium such as a hard disk or a memory.
  • the drawing data storage unit 14 stores drawing data for drawing a predetermined image.
  • the drawing data storage unit 14 stores, for example, information regarding light emission data of each light source for generating light emitted to draw a predetermined image as drawing data.
  • the angle information storage unit 15 is, for example, a storage medium such as a hard disk or a memory.
  • the angle information storage unit 15 stores the first set angle ⁇ of the light arranged in the center of the light scanned in the scanning direction D in a predetermined angle range as the angle information.
  • the first set angle ⁇ is, for example, limiting the scanning range to an angle capable of irradiating all of a plurality of lights among the scanning ranges between the one scanning limit angle ⁇ and the other scanning limit angle + ⁇ , or It is determined in advance for the purpose of removing the folded-back range that is over-irradiated by scanning reciprocating in the angle range 2 ⁇ .
  • the first set angle ⁇ is used for selecting the light emitting unit 11 that satisfies the width 2d (for example, 15 ⁇ m) of the light flux emitted from the output port of the light emitting unit 11, as will be described later.
  • the drawing data acquisition unit 16 is realized, for example, by operating the CPU.
  • the drawing data acquisition unit 16 acquires the drawing data stored in the drawing data storage unit 14.
  • the operation control unit 17 is realized by, for example, operating the CPU.
  • the operation control unit 17 controls the operation of the light emitting unit 11 and also controls the operation of the scanner unit 13. As a result, the operation control unit 17 controls the irradiation of the predetermined scanning range A with light.
  • the operation control unit 17 includes a scanner control unit 171 and a light emission control unit 172.
  • the scanner control unit 171 controls the scanning angle of the scanner unit 13.
  • the scanner control unit 171 controls the orientation of the reflecting surface of the reflecting mirror 131 by controlling the operation of the MEMS scanning mirror, for example. Further, the scanner control unit 171 is configured to be able to output information on the rotation position (rotation angle) of the MEMS scanning mirror.
  • the light emission control unit 172 controls the light emission of the R light source, the G light source, and the B light source of the light emission unit 11 based on the acquired drawing data.
  • the light emission control unit 172 controls the light emission of the R light source, the G light source, and the B light source based on drawing data that defines the light emission state of each light source in time series, for example. Further, the light emission control unit 172 controls the light emission of each light source based on, for example, information on the rotation position (rotation angle) of the scanner unit 13 supplied from the scanner control unit 171. During the period when the light beam scanning angle falls within the range from the one scanning limit angle ( ⁇ ) to the scanning angle inside the first set angle (+ ⁇ ) from the one scanning limit angle, the light emission control unit 172 outputs light. Control each light source to stop.
  • the width 2d of the luminous flux emitted from the output port of the light emitting unit 11 is the largest when the scanner unit 13 is set to a scanning angle inside the first set angle (+ ⁇ ) of the scanning limit angle ( ⁇ ).
  • the position of the outer (rear) light is set to be inside the position of the innermost light when the scanner unit 13 is set to the scanning limit angle ( ⁇ ).
  • the width 2d of the luminous flux emitted from the output port of the light emitting unit 11 is set to a scanning angle inside the scanner unit 13 by a second set angle ( ⁇ ) with respect to the other scanning limit angle (+ ⁇ ).
  • the position of the outermost light in the above is set to be inside the position of the innermost light when the scanner unit 13 is set to the other scanning limit angle. That is, the absolute values of the first set angle and the second set angle are equal.
  • the drawing data acquisition unit 16 acquires drawing data from the drawing data storage unit 14 (step S1).
  • the light emission control unit 172 irradiates the light emitting unit 11 with light based on the acquired drawing data (step S2).
  • the scanner unit 13 reflects the light emitted through the condenser lens 12 toward the projection target T.
  • the scanner control unit 171 operates the MEMS scanning mirror to rotate the reflecting mirror 131.
  • the scanner unit 13 scans the image toward the projection target T (step S3).
  • the scanner unit 13 deflects and outputs the emitted light in a state of being arranged in the scanning direction D in order.
  • the scanner unit 13 outputs the B light, the R light, and the G light in order along the scanning direction D. That is, the scanner unit 13 sequentially irradiates the predetermined projection position with the B light, the R light, and the G light in one scanning direction D.
  • the scanner unit 13 irradiates a predetermined projection position in the order of G light, R light, and B light in the other scanning direction D. Further, the scanner control unit 171 sends the rotation position (rotation angle) of the reflector 131 to the light emission control unit 172 (step S4).
  • the light emission control unit 172 controls the irradiation of light by the light emission unit 11 according to the rotation position of the reflector 131.
  • the light emission control unit 172 reads, for example, the angle information from the angle information storage unit 15 and acquires an angle (first set angle) for turning on or off the irradiation of the light emission unit 11.
  • the light emission control unit 172 determines whether or not the rotation position of the reflector 131 has reached the first set angle (step S5). When the rotation position of the reflector 131 has reached the first set angle (step S5: YES), the process proceeds to step S6. on the other hand. If the rotation position of the reflector 131 has not reached the first set angle (step S5: NO), the process returns to step S1.
  • step S6 the light emission control unit 172 stops the light emission by the light emission unit 11. As shown in FIG. 2, the light emission control unit 172 irradiates the light as the irradiation limit of the light located at the center in the predetermined scanning direction D (on the other hand, the scanning limit angle ( ⁇ ) + the first set angle ( ⁇ )). Limit the irradiation of light within the limits.
  • the light emission control unit 172 controls the light emission control unit 11 with an angle that is the irradiation limit of the light located at the center in the predetermined scanning direction D as the emission stop angle.
  • the light emission control unit 172 eventually reaches the R light.
  • the light emission of the light source in the light emitting unit 11 is controlled by setting the limit as the irradiation limit of the B light and the G light. That is, the light emission control unit 172 stops the light emission by the light emitting unit 11 at the scanning angle of one scanning limit angle + the first set angle ( ⁇ + ⁇ ), so that the one scanning limit angle ⁇ is substantially obtained.
  • the light emission is stopped inside the G light in.
  • the light emission control unit 172 uses the other scanning limit angle (+ ⁇ ) and the second set angle ( ⁇ ). , The light emission by the light emitting unit 11 is stopped in the same manner as described above. As a result, the processing by this flow is completed.
  • the projection device 1 By setting the output port interval 2d in this way, the area where the light of any of R, G, and B cannot reach is not used by the projection device 1.
  • the projection device 1 When a region unreachable by R light or G light is used as the projection device 1, the reproducibility of drawing data in the region is reduced. According to the projection device 1 of one embodiment, since such an area is not used, it is possible to provide the projection device 1 having good reproducibility of drawing data.
  • a projection device 1 that scans the light projected toward the projection target T, and scans the light emitting unit 11 that emits a plurality of lights having different wavelengths from one scanning limit angle to the other scanning limit angle.
  • the operation of the scanner unit 13 that scans a predetermined scanning range A in a predetermined direction by changing the angle, and outputs the emitted light in a state of being arranged in the scanning direction D in order, and the scanner unit 13.
  • a scanner control unit 171 for controlling and a light emission control unit 172 for controlling light output are provided, and the scanner control unit 171 moves the scanner unit 13 from one scanning limit angle to one inside the scanning limit angle by a first set angle.
  • the light emission control unit 172 controls so as to stop the output of light, and the scanner unit 13 is set to the scanning angle inside the first set angle of the scanning limit angle.
  • the position of the outermost light in this case is inside the position of the innermost light in the case where the scanner unit 13 is set to the scanning limit angle.
  • the arrival limit angle of the light arranged at the rearmost position is set as the first set angle, and the light emission by the light emitting unit 11 can be stopped in the scanning exceeding the first set angle.
  • the projection target T is not irradiated with light beyond the first set angle. Therefore, since the light is not irradiated except in the range where all the light can be irradiated, it is possible to provide the projection device 1 that operates appropriately as a laser display.
  • the light emission control unit 172 is used for light.
  • the scanner unit 13 determines the position of the outermost light at the other scanning limit angle. It is inside the position of the innermost light when it is set to. As a result, it is possible to provide the projection device 1 that operates appropriately as a laser display even when the scanning direction D is opposite.
  • the scanner control unit 171 reverses the scanning direction D of the scanner unit 13 from one scanning limit angle to the other scanning limit angle, and the light emission control unit 172 scans only the first set angle from one scanning limit angle. Control to start the output of light at an angle. As a result, when the scanning angle from the unidirectional scanning limit angle becomes equal to or greater than the first set angle, the light emission control unit 172 starts the light output again. Therefore, it is possible to provide a projection device 1 that operates more appropriately as a laser display.
  • the scanner control unit 171 reverses the scanning direction D of the scanner unit 13 from the other scanning limit angle to the one scanning limit angle.
  • the light emission control unit 172 controls so as to start the output of light at an angle obtained by scanning only the second set angle from the other scanning limit angle. As a result, when the scanning angle from the other scanning limit angle becomes equal to or larger than the second set angle, the light emission control unit 172 starts the light output again. Therefore, it is possible to provide a projection device 1 that operates more appropriately as a laser display.
  • the present disclosure is not limited to the above-described embodiments and can be changed as appropriate.
  • the light output from the R light source 111, the B light source 112, and the G light source 113 is collected by a condensing lens without using the optical waveguides 114, 115, 116. It may be directly bonded to 12.
  • R light, B light, and G light are given as an example for a plurality of lights, but the present invention is not limited to this.
  • the light emitting unit 11 may emit a plurality of other visible lights.
  • the light emitting unit 11 may include a shielding unit (not shown) that shields the emitted light.
  • the shielding portion is configured so that the light beam corresponding to the outside of the scanning range A does not reach the projection target in the scanning direction D.
  • the light emitting unit 11 may be configured to emit light by appropriately changing the width between the plurality of emitted lights.
  • the light emitting unit 11 may be configured to emit light at a different distance from other adjacent light, for example, according to the wavelength of the emitted light.
  • the condenser lens has been described as a convex lens, but the present invention is not limited thereto.
  • the condensing lens may be a condensing element (for example, a diffraction grating) or the like.
  • the scanner unit 13 has described an example of scanning in the X-axis direction, but the present invention is not limited to this.
  • the scanner unit 13 may scan in the Y-axis direction of the projection target T. Further, even if the scanner unit 13 can scan in both the X-axis and the Y-axis by combining the reflector 131 that scans in the X-axis direction and the reflector (not shown) that scans in the Y-axis direction. good.

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Abstract

レーザーディスプレイとして適切に動作する投影装置の提供。波長の異なる複数の光を出射する光出射部１１と、一方走査限界角から他方走査限界角まで、走査角を変更することで所定走査範囲Ａを所定方向に走査するスキャナ部１３であって、出射された光を走査方向Ｄに順に配置した状態で出力するスキャナ部１３と、スキャナ部１３の動作を制御するスキャナ制御部１７１と、光の出力を制御する発光制御部１７２と、を備え、スキャナ制御部１７１がスキャナ部１３を一方走査限界角から一方走査限界角よりも第１設定角だけ内側の走査角までの範囲に入る制御をする場合、発光制御部１７２は光の出力を止めるように制御し、スキャナ部１３が一方走査限界角よりも第１設定角だけ内側の走査角に設定されている場合における最も外側の光の位置は、スキャナ部１３が一方走査限界角に設定されている場合における最も内側の光の位置よりも内側である。

Description

投影装置
　本発明は、投影装置に関する。
　従来、レーザー光を二次元的に走査させることで使用者に画像を視認させるレーザーディスプレイが知られている。レーザーディスプレイにおいては、一般的にＲ（赤色）光源、Ｇ（緑色）光源、及びＢ（青色）光源から照射される３色の可視光が互いに近接されて、画像表示部に伝送される。画像表示部は、伝送された光を二次元的に走査することで、投影対象に映像を投影する。例えば、特許文献１には、ＲＧＢの各色に対応するレーザー光を近接させて投影する光集積回路が開示されている。
特開２０１９－３５８７６号公報
　ところで、特許文献１は、レーザー光を照射する光集積回路を開示しているが、照射された光を走査する投影装置については、開示していない。そのため、引用文献１は、レーザーディスプレイとしての適切な構成を開示していない。そこで、レーザーディスプレイとして適切に動作させることが可能な装置を提供することができれば好適である。
　本発明は、レーザーディスプレイとして適切に動作する投影装置を提供することを目的とする。
　本発明は、投影対象に向けて投射される光を走査する投影装置であって、波長の異なる複数の光を出射する光出射部と、一方走査限界角から他方走査限界角まで、走査角を変更することで所定走査範囲を所定方向に走査するスキャナ部であって、出射された光を走査方向に順に配置した状態で出力するスキャナ部と、前記スキャナ部の動作を制御するスキャナ制御部と、光の出力を制御する発光制御部と、を備え、前記スキャナ制御部が前記スキャナ部を前記一方走査限界角から前記一方走査限界角よりも第１設定角だけ内側の走査角までの範囲に入る制御をする場合、前記発光制御部は光の出力を止めるように制御し、前記スキャナ部が前記一方走査限界角よりも前記第１設定角だけ内側の走査角に設定されている場合における最も外側の光の位置は、前記スキャナ部が前記一方走査限界角に設定されている場合における最も内側の光の位置よりも内側である投影装置に関する。
　また、前記スキャナ制御部が前記スキャナ部を前記他方走査限界角から前記他方走査限界角よりも第２設定角だけ内側の走査角までの範囲に入る制御をする場合、前記発光制御部は、光の出力を止めるように制御し、前記スキャナ部が前記他方走査限界角よりも前記第２設定角だけ内側の走査角に設定されている場合における最も外側の光の位置は、前記スキャナ部が前記他方走査限界角に設定されている場合における最も内側の光の位置よりも内側であってもよい。
　また、前記スキャナ制御部は、前記一方走査限界角から前記他方走査限界角に向けて前記スキャナ部の走査方向を反転し、前記発光制御部は、前記第１設定角において、光の出力を開始するように制御してもよい。
　また、前記スキャナ制御部は、前記他方走査限界角から前記一方走査限界角に向けて前記スキャナ部の走査方向を反転し、前記発光制御部は、前記第２設定角において、光の出力を開始するように制御してもよい。
　本発明によれば、レーザーディスプレイとして適切に動作する投影装置を提供することができる。
本発明の一実施形態に係る投影装置を示す概略図である。 一実施形態の投影装置の走査範囲を示す概略図である。 一実施形態の投影装置の動作の流れを示すフローチャートである。 他の実施形態に係る投影装置の集光レンズ及びスキャナ部を示す概略図である。
　以下、本発明の投影装置１に係る一実施形態について、図１から図４を参照して説明する。
　まず、投影装置１の概要について説明する。
　投影装置１は、例えば、投影対象Ｔ（例えば、スクリーン）に対して所定の像を投影するレーザーディスプレイである。具体的には、投影装置１は、投影対象Ｔに所定の光を照射するとともに、照射する光を所定の方向に走査することで、投影対象Ｔ上に所定の像を描画する。
　以下の実施形態において、投影装置１は、走査方向Ｄに対して並べて配置される複数の光を走査する。また、投影装置１は、所定の角度範囲（例えば、角度２θ、すなわち、＋θから－θ）を走査する。投影装置１は、所定の走査角度範囲で光の照射を停止する。これにより、以下の実施形態に係る投影装置１は、レーザーディスプレイとしての適切な動作を図ったものである。ここで、所定の走査角度範囲とは、走査限界角に隣接し、予め定められた角度幅を持つ走査範囲をいう。
　投影装置１は、図１に示すように、光出射部１１と、集光レンズ１２と、スキャナ部１３と、描画データ格納部１４と、角度情報格納部１５と、描画データ取得部１６と、動作制御部１７と、を備える。投影装置１は、例えば、投影対象Ｔの走査範囲Ａを直線状に往復しながら横断するように光を走査する。また、投影装置１は、走査方向Ｄに順に配置される複数の光（例えば、Ｂ（青色）光、Ｒ（赤色）光、及びＧ（緑色）光）を走査する。
　光出射部１１は、所定の像を投影するための所定の光を出射する装置である。光出射部１１は、波長の異なる複数の光を出射する。本実施形態において、光出射部１１は、例えば、Ｒ（赤色）光源１１１、Ｂ（青色）光源１１２、及びＧ（緑色）光源１１３として、赤色半導体レーザー、青色半導体レーザー、及び緑色半導体レーザーを有する。また、光出射部１１は、それぞれの光源から出射された光を出力ポート１１７に導く光導波路１１４，１１５，１１６を有する。光出射部１１は、Ｒ光、Ｂ光、及びＧ光のそれぞれに対応する出力ポート１１７を有する。すなわち、出力ポート１１７は、３つ存在する。光導波路１１４，１１５，１１６は、Ｒ光、Ｂ光、及びＧ光を対応する出力ポート１１７に導く。また、Ｒ光、Ｂ光、及びＧ光のそれぞれに対応する出力ポート１１７のうち、隣接する出力ポートは、５～５０μｍの間隔で配置される。これにより、光出射部１１は、出力ポート１１７からＲ光、Ｂ光、及びＧ光を出射する。光出射部１１は、Ｒ光源１１１、Ｂ光源１１２、及びＧ光源１１３のそれぞれから出射するＲ光、Ｂ光、及びＧ光を所定の幅（例えば、幅２ｄ）に近接させて出射する。具体的には、光出射部１１は、例えば、Ｒ光、Ｂ光、及びＧ光の光軸の間隔を５～２００μｍの幅に近接させて出射する。また、本実施形態において、光出射部１１は、出射方向に交差する幅方向の一方向において、Ｇ光、Ｒ光、及びＢ光の順に配置された光を出射する。
　集光レンズ１２は、例えば、凸レンズである。集光レンズ１２は、光出射部１１から出射される光の出射方向に配置される。集光レンズ１２は、平行な複数の光の光軸の向きを集光する方向に変換する。集光レンズ１２は、例えば、平行なＲ光、Ｂ光、及びＧ光の光軸を後述するスキャナ部１３の照射面に集光する方向に変換する。また、集光レンズ１２は、入射した複数の光をコリメートビームに変更して出力する。集光レンズ１２は、例えば、コーン状に拡がるＢ光、Ｒ光、及びＧ光をコリメートビームに変更して出力する。
　スキャナ部１３は、出射した光を投影対象Ｔに対して走査する装置である。スキャナ部１３は、集光レンズ１２に対して光の出射方向に重なる位置に配置される。スキャナ部１３は、例えば、ＭＥＭＳ走査ミラーを使用することで、集光レンズ１２から出射される光の照射方向（走査位置）を変更可能に構成される。すなわち、スキャナ部１３は、所定の軸心周りに反射鏡１３１を往復回転振動させて、投影対象Ｔに対して出射した光を走査可能に構成される。スキャナ部１３は、一方走査限界角（反射鏡１３１と投影対象Ｔを結ぶ線であって、走査角の中央を示す線Ｌから角度－θ）から他方走査限界角（線Ｌから角度＋θ）まで、走査角を変更することで、所定走査範囲Ａを所定方向に走査する。
　また、スキャナ部１３は、出射した光を走査方向Ｄに順に配置した状態で出力する。スキャナ部１３は、例えば、走査方向Ｄに沿って光を走査する。本実施形態において、スキャナ部１３は、図１に示すように、投影対象Ｔの平面上の一方向（Ｘ軸方向）を走査方向Ｄとして光を走査する。また、スキャナ部１３は、走査方向Ｄに沿って、Ｂ光、Ｒ光、及びＧ光の順に配置した光を出射する。すなわち、スキャナ部１３は、入射した光の順序を反転させて出力する。また、本実施形態において、スキャナ部１３は、ＭＥＭＳ走査ミラーの走査範囲Ａを繰り返し走査する。なお、スキャナ部１３は、Ｙ軸方向を走査方向とする他のＭＥＭＳ走査ミラーを含むが、図１から図３には図示されない。
　描画データ格納部１４は、例えば、ハードディスク又はメモリ等の記憶媒体である。描画データ格納部１４は、所定の像を描画するための描画データを格納する。描画データ格納部１４は、例えば、所定の像を描画するために出射される光を生成するための各光源の発光データに関する情報を描画データとして格納する。
　角度情報格納部１５は、例えば、ハードディスク又はメモリ等の記憶媒体である。角度情報格納部１５は、所定の角度範囲で走査方向Ｄに走査される光のうち、中央に配置される光の第１設定角Δθを角度情報として格納する。ここで、第１設定角Δθは、例えば、一方走査限界角－θ及び他方走査限界角＋θの間の走査範囲のうち、複数の光の全てを照射可能な角度への走査範囲の限定、又は角度範囲２θを往復する走査によって過密に照射される折り返し範囲を除去する目的等により予め決定される。そして、第１設定角Δθは、後述するように、光出射部１１の出力ポートから出射する光束の幅２ｄ（例えば、１５μｍ）を満足する光出射部１１の選択に用いられる。
　描画データ取得部１６は、例えば、ＣＰＵが動作することにより実現される。描画データ取得部１６は、描画データ格納部１４に格納されている描画データを取得する。
　動作制御部１７は、例えば、ＣＰＵが動作することにより実現される。動作制御部１７は、光出射部１１の動作を制御するとともに、スキャナ部１３の動作を制御する。これにより、動作制御部１７は、所定走査範囲Ａへの光の照射を制御する。本実施形態において、動作制御部１７は、スキャナ制御部１７１と、発光制御部１７２と、を備える。
　スキャナ制御部１７１は、スキャナ部１３の走査角を制御する。スキャナ制御部１７１は、例えば、ＭＥＭＳ走査ミラーの動作を制御することで、反射鏡１３１の反射面の向きを制御する。また、スキャナ制御部１７１は、ＭＥＭＳ走査ミラーの回転位置（回転角度）の情報を出力可能に構成される。
　発光制御部１７２は、取得された描画データに基づいて光出射部１１のＲ光源、Ｇ光源、及びＢ光源の発光を制御する。発光制御部１７２は、例えば、時系列的に各光源の発光状態を規定する描画データに基づいて、Ｒ光源、Ｇ光源、及びＢ光源の発光を制御する。また、発光制御部１７２は、例えば、スキャナ制御部１７１から供給されるスキャナ部１３の回転位置（回転角度）の情報に基づいて各光源の発光を制御する。光ビーム走査角度が、一方走査限界角（－θ）から一方走査限界角よりも第１設定角（＋Δθ）だけ内側の走査角までの範囲に入る期間、発光制御部１７２は、光の出力を止めるように各光源を制御する。
　光出射部１１の出力ポートから出射する光束の幅２ｄは、スキャナ部１３が一方走査限界角（－θ）よりも第１設定角（＋Δθ）だけ内側の走査角に設定されている場合における最も外側（後ろ）の光の位置が、スキャナ部１３が一方走査限界角（－θ）に設定されている場合における最も内側の光の位置よりも内側であるように設定される。ここで、第１設定角Δθと、幅ｄは、集光レンズ１２の焦点距離をｆとして、
　Δθ＞２ＡｒｃＴａｎ（ｄ／ｆ）
の式で設定される。例えば、２ｄ＝１５μｍ、ｆ＝１０ｍｍである場合、Δθ＞５°である。
　また、光出射部１１の出力ポートから出射する光束の幅２ｄは、スキャナ部１３が他方走査限界角（＋θ）よりも第２設定角（－Δθ）だけ内側の走査角に設定されている場合における最も外側の光の位置が、スキャナ部１３が他方走査限界角に設定されている場合における最も内側の光の位置よりも内側であるように設定される。すなわち、第１設定角及び第２設定角の絶対値は等しい値になる。
　次に、投影装置１の動作について図３を参照して説明する。
　まず、描画データ取得部１６は、描画データ格納部１４から描画データを取得する（ステップＳ１）。発光制御部１７２は、取得された描画データに基づいて、光出射部１１に光を照射させる（ステップＳ２）。
　スキャナ部１３は、集光レンズ１２を介して照射された光を投影対象Ｔに向けて反射する。スキャナ制御部１７１は、ＭＥＭＳ走査ミラーを動作させ、反射鏡１３１を回動させる。これにより、スキャナ部１３は、投影対象Ｔに向けて像を走査する（ステップＳ３）。スキャナ部１３は、図２に示すように、出射された光を走査方向Ｄに順に配置した状態で偏向出力する。具体的には、スキャナ部１３は、走査方向Ｄに沿って、Ｂ光、Ｒ光、及びＧ光を順に配置した状態で出力する。すなわち、スキャナ部１３は、一方の走査方向Ｄにおいて、所定の投影位置に対して、Ｂ光、Ｒ光、及びＧ光を順に照射させる。また、スキャナ部１３は、他方の走査方向Ｄにおいて、所定の投影位置に対して、Ｇ光、Ｒ光、及びＢ光の順に照射させる。また、スキャナ制御部１７１は、反射鏡１３１の回転位置（回転角度）を発光制御部１７２に送る（ステップＳ４）。
　発光制御部１７２は、反射鏡１３１の回転位置に応じて、光出射部１１による光の照射を制御する。発光制御部１７２は、例えば、角度情報格納部１５から角度情報を読みだして、光出射部１１の照射をオン又はオフする角度（第１設定角）を取得する。発光制御部１７２は、反射鏡１３１の回転位置が第１設定角に到達しているか否かを判断する（ステップＳ５）。反射鏡１３１の回転位置が第１設定角に到達している場合（ステップＳ５：ＹＥＳ）、処理は、ステップＳ６に進む。一方。反射鏡１３１の回転位置が第１設定角に到達していない場合（ステップＳ５：ＮＯ）、処理は、ステップＳ１に戻る。
　ステップＳ６において、発光制御部１７２は、光出射部１１による光の出射を停止する。発光制御部１７２は、例えば、図２に示すように、所定の走査方向Ｄにおいて中心に位置する光の照射限界（一方走査限界角（－θ）＋第１設定角（Δθ））として、照射限界内に光の照射を制限する。
　すなわち、発光制御部１７２は、所定の走査方向Ｄにおいて中心に位置する光の照射限界となる角度を出射停止角度として、光出射部１１を制御する。本実施形態において、走査される光が所定の走査方向Ｄに沿って、Ｂ光、Ｒ光、及びＧ光の順に配置されている場合、発光制御部１７２は、結果的に、Ｒ光の到達限界をＢ光及びＧ光の照射限界として光出射部１１における光源の発光を制御することになる。すなわち、発光制御部１７２は、一方走査限界角＋第１設定角（－θ＋Δθ）の走査角で光出射部１１による光の出射を停止することにより、実質的には、一方走査限界角－θにおけるＧ光よりも内側で光の出射を停止することになる。なお、スキャナ部１３が一方走査限界角から他方走査限界角に向けて光を走査する場合、発光制御部１７２は、他方走査限界角（＋θ）と第２設定角（－Δθ）とを用いて、上記と同様に光出射部１１による光の出射を停止する。これにより、本フローによる処理は、終了する。
　このように出力ポートの間隔２ｄが設定されることによって、Ｒ・Ｇ・Ｂいずれかの光が到達できない領域は、投影装置１では利用されなくなる。Ｒ光やＧ光の到達できない領域が投影装置１として利用された場合、当該領域における描画データの再現性が低下する。一実施形態の投影装置１によれば、この様な領域が利用されないので、描画データの再現性の良好な投影装置１を提供できる。
　以上、一実施形態に係る投影装置１によれば、以下の効果を奏する。
（１）投影対象Ｔに向けて投射される光を走査する投影装置１であって、波長の異なる複数の光を出射する光出射部１１と、一方走査限界角から他方走査限界角まで、走査角を変更することで所定走査範囲Ａを所定方向に走査するスキャナ部１３であって、出射された光を走査方向Ｄに順に配置した状態で出力するスキャナ部１３と、スキャナ部１３の動作を制御するスキャナ制御部１７１と、光の出力を制御する発光制御部１７２と、を備え、スキャナ制御部１７１がスキャナ部１３を一方走査限界角から一方走査限界角よりも第１設定角だけ内側の走査角までの範囲に入る制御をする場合、発光制御部１７２は光の出力を止めるように制御し、スキャナ部１３が一方走査限界角よりも第１設定角だけ内側の走査角に設定されている場合における最も外側の光の位置は、スキャナ部１３が一方走査限界角に設定されている場合における最も内側の光の位置よりも内側である。
　これにより、走査方向Ｄにおいて、最も後方に配置される光の到達限界角度を第１設定角として、第１設定角を超える走査では光出射部１１による光の出射を停止することができる。光の出射を停止することで、第１設定角よりも先では投影対象Ｔに光が照射されない。したがって、全ての光を照射可能な範囲以外では光を照射しないので、レーザーディスプレイとして適切に動作する投影装置１を提供することができる。
（２）　スキャナ制御部１７１がスキャナ部１３を他方走査限界角から他方走査限界角よりも第２設定角だけ内側の走査角までの範囲に入る制御をする場合、発光制御部１７２は、光の出力を止めるように制御し、スキャナ部１３が他方走査限界角よりも第２設定角だけ内側の走査角に設定されている場合における最も外側の光の位置は、スキャナ部１３が他方走査限界角に設定されている場合における最も内側の光の位置よりも内側である。これにより、走査方向Ｄが逆の場合であっても、レーザーディスプレイとして適切に動作する投影装置１を提供することができる。
（３）　スキャナ制御部１７１は、一方走査限界角から他方走査限界角に向けてスキャナ部１３の走査方向Ｄを反転し、発光制御部１７２は、一方走査限界角から第１設定角だけ走査した角度において、光の出力を開始するように制御する。これにより、一方向走査限界角からの走査角が第１設定角以上になった場合、発光制御部１７２は、再度、光の出力を開始させる。したがって、よりレーザーディスプレイとして適切に動作する投影装置１を提供することができる。
（４）スキャナ制御部１７１は、他方走査限界角から一方走査限界角に向けてスキャナ部１３の走査方向Ｄを反転し、
　発光制御部１７２は、他方走査限界角から第２設定角だけ走査した角度において、光の出力を開始するように制御する。これにより、他方走査限界角からの走査角が第２設定角以上になった場合、発光制御部１７２は、再度、光の出力を開始させる。したがって、よりレーザーディスプレイとして適切に動作する投影装置１を提供することができる。
　以上、本開示の投影装置１の好ましい各実施形態につき説明したが、本開示は、上述の実施形態に制限されるものではなく、適宜変更が可能である。
　例えば、上記実施形態の他の形態として、図４に示すように、光導波路１１４，１１５,１１６を用いずに、Ｒ光源１１１、Ｂ光源１１２、及びＧ光源１１３からの光出力を集光レンズ１２に直接結合してもよい。
　また、上記実施形態において、複数の光について、Ｒ光、Ｂ光、及びＧ光を一例として挙げたが、これに制限されない。光出射部１１は、他の複数の可視光を出射してもよい。
　また、上記実施形態において、光出射部１１は、出射される光を遮蔽する遮蔽部（図示せず）を備えてもよい。遮蔽部は、走査方向Ｄにおいて、走査範囲Ａの外部に対応する光ビームが投射対象に到達しないように構成されている。
　また、上記実施形態において、光出射部１１は、出射する複数の光の間の幅を適宜異ならせて光を出射する構成であってもよい。光出射部１１は、例えば、出射する光の波長に合わせて、隣接する他の光との距離を異ならせて光を出射する構成であってもよい。
　また、上記実施形態において、集光レンズは、凸レンズとして説明されたがこれに制限されない。集光レンズは、集光素子（例えば、回折格子）等であってもよい。
　また、上記実施形態において、スキャナ部１３は、Ｘ軸方向に走査する例を説明したがこれに制限されない。スキャナ部１３は、投影対象ＴのＹ軸方向に走査するようにしてもよい。また、スキャナ部１３は、Ｘ軸方向に走査する反射鏡１３１と、Ｙ軸方向に走査する反射鏡（図示せず）とを組み合わせて、Ｘ軸及びＹ軸の双方に走査可能であってもよい。
　１　投影装置
　１１　光出射部
　１３　スキャナ部
　１７１　スキャナ制御部
　１７２　発光制御部
　Ａ　走査範囲
　Ｄ　走査方向
　Ｔ　投影対象

Claims (4)

  1. 　投影対象に向けて投射される光を走査する投影装置であって、
    　波長の異なる複数の光を出射する光出射部と、
    　一方走査限界角から他方走査限界角まで、走査角を変更することで所定走査範囲を所定方向に走査するスキャナ部であって、出射された光を走査方向に順に配置した状態で出力するスキャナ部と、
    　前記スキャナ部の動作を制御するスキャナ制御部と、
    　光の出力を制御する発光制御部と、
    を備え、
    　前記スキャナ制御部が前記スキャナ部を前記一方走査限界角から前記一方走査限界角よりも第１設定角だけ内側の走査角までの範囲に入る制御をする場合、前記発光制御部は光の出力を止めるように制御し、
    　前記スキャナ部が前記一方走査限界角よりも前記第１設定角だけ内側の走査角に設定されている場合における最も外側の光の位置は、前記スキャナ部が前記一方走査限界角に設定されている場合における最も内側の光の位置よりも内側である投影装置。
  2. 　前記スキャナ制御部が前記スキャナ部を前記他方走査限界角から前記他方走査限界角よりも第２設定角だけ内側の走査角までの範囲に入る制御をする場合、前記発光制御部は、光の出力を止めるように制御し、
    　前記スキャナ部が前記他方走査限界角よりも前記第２設定角だけ内側の走査角に設定されている場合における最も外側の光の位置は、前記スキャナ部が前記他方走査限界角に設定されている場合における最も内側の光の位置よりも内側である請求項１に記載の投影装置。
  3. 　前記スキャナ制御部は、前記一方走査限界角から前記他方走査限界角に向けて前記スキャナ部の走査方向を反転し、
    　前記発光制御部は、前記一方走査限界角から前記第１設定角だけ走査した角度において、光の出力を開始するように制御する請求項２に記載の投影装置。
  4. 　前記スキャナ制御部は、前記他方走査限界角から前記一方走査限界角に向けて前記スキャナ部の走査方向を反転し、
    　前記発光制御部は、前記他方走査限界角から前記第２設定角だけ走査した角度において、光の出力を開始するように制御する請求項２又は３に記載の投影装置。
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