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JP2015118359A - Optical module - Google Patents

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JP2015118359A
JP2015118359A JP2014124760A JP2014124760A JP2015118359A JP 2015118359 A JP2015118359 A JP 2015118359A JP 2014124760 A JP2014124760 A JP 2014124760A JP 2014124760 A JP2014124760 A JP 2014124760A JP 2015118359 A JP2015118359 A JP 2015118359A
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昌史 井出
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a projection device capable of improving safety in a projection device and reducing speckle due to laser coherency without providing a despeckle element.SOLUTION: The projection device includes: a plurality of laser sources 10 in which drive timing signals are each in synchronization; scan means 25 for scanning a laser beam from the laser source and projecting an image on a projection surface; and a control section 40 which, when the same image is displayed on the projection surface by the plurality of laser sources, controls emission timing of the plurality of laser sources so that a position irradiated with one of the plurality of laser sources is different from a position irradiated with other laser sources. This reduces speckle.

Description

本発明は、投影装置に関し、特に複数のレーザプロジェクタを走査して投影面上に画像を投影する投影装置に関する。   The present invention relates to a projection apparatus, and more particularly to a projection apparatus that scans a plurality of laser projectors and projects an image on a projection surface.

近年、投影装置として携帯電話、ノートパソコン等の小型情報機器への接続が可能な小型のレーザプロジェクタが用いられている。このようなレーザプロジェクタには、光学系の小型化を図るため、MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)ミラーが用いられることがある。半導体レーザ(以下、LDともいう)の出射するレーザ光をこのMEMSミラーで2次元的に走査することによって、スクリーン等の投影面上に所定の情報が表示される。   In recent years, small-sized laser projectors that can be connected to small-sized information devices such as mobile phones and laptop computers have been used as projection devices. In such a laser projector, a MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) mirror may be used to reduce the size of the optical system. Predetermined information is displayed on a projection surface such as a screen by two-dimensionally scanning laser light emitted from a semiconductor laser (hereinafter also referred to as LD) with this MEMS mirror.

特許文献1には、1つのレーザプロジェクタを用いた投影装置で、かかる投影装置の内部に設けられたMEMSミラーの振動を用いたXY方向の走査によってスクリーン上に画像を表示する技術が開示されている。図14は、特許文献1の投影装置によるレーザ光の軌跡を示した模式図である。この投影装置は、MEMSミラーによりレーザ光のスポットを走査させて、図14に点線および実線で示したような軌跡を形成する。   Patent Document 1 discloses a technique for displaying an image on a screen by scanning in the X and Y directions using vibration of a MEMS mirror provided in the projection apparatus using one laser projector. Yes. FIG. 14 is a schematic diagram showing a locus of laser light by the projection apparatus of Patent Document 1. This projection apparatus scans a spot of laser light with a MEMS mirror to form a locus as shown by a dotted line and a solid line in FIG.

また、特許文献2および特許文献3は、複数の投射光を用いてスクリーン上に画像を形成する技術についての文献である。特許文献2には、複数の光走査部を用いてビーム光の走査を分担させ、走査領域同士の継目部分が目立たない高品質な画像を表示することが可能な画像表示装置が開示されている。特許文献3には、複数の投影機を用いて複数の部分画像を立体(三次元)スクリーンに投影することにより、対象物上に合成画像を形成する投影システムが開示されている。   Patent Documents 2 and 3 are documents on a technique for forming an image on a screen using a plurality of projection lights. Patent Document 2 discloses an image display device capable of sharing the scanning of the beam light using a plurality of optical scanning units and displaying a high-quality image in which the joint portion between the scanning regions is not conspicuous. . Patent Document 3 discloses a projection system that forms a composite image on an object by projecting a plurality of partial images onto a stereoscopic (three-dimensional) screen using a plurality of projectors.

また、特許文献4には、2本の光ビームによって同一の走査線を重複して走査し、その際に各光ビームによって形成されるドット間隔dのドット列をそれぞれd/2ずつ主走査方向にずらすようにする画像形成装置が開示されている。特許文献5には、マイクロミラーの回動により光ビームを被走査面で走査する光ビーム走査方法において、被走査面で走査位置が異なる複数の光ビームを用い、被走査面での一回の走査中に複数の光ビームを数回時分割して使用する光ビーム走査方法が開示されている。   Further, in Patent Document 4, the same scanning line is scanned by two light beams in duplicate, and dot rows with a dot interval d formed by each light beam at that time are each d / 2 in the main scanning direction. There is disclosed an image forming apparatus that shifts to an image. In Patent Document 5, in a light beam scanning method of scanning a light beam on a surface to be scanned by rotating a micromirror, a plurality of light beams having different scanning positions on the surface to be scanned are used. A light beam scanning method is disclosed in which a plurality of light beams are time-divided several times during scanning.

特開2013−164503号公報(第6−7頁、図2)JP 2013-164503 A (page 6-7, FIG. 2) 特開2007−25190号公報(第8−9頁、図12)JP 2007-25190 A (page 8-9, FIG. 12) 特開2013−118596号公報(第8−9頁、図1)JP 2013-118596 A (page 8-9, FIG. 1) 特開2004−223754号公報JP 2004-223754 A 特開2005−338512号公報JP 2005-338512 A

特許文献1に示された技術は、1つのレーザプロジェクタを用いた投影装置であり、レーザ光源も1つのみ用いられている。そのため、この1つのレーザ光源によって十分な光量を得るためには、レーザ光源の光量を高める必要がある。しかしながら、1つのレーザ光源において光量を高めると、万が一、人間の眼に入ったときにレーザ光の安全基準を超え、眼の機能に影響を及ぼすおそれがある。   The technique disclosed in Patent Document 1 is a projection apparatus using one laser projector, and only one laser light source is used. Therefore, in order to obtain a sufficient amount of light with this one laser light source, it is necessary to increase the light amount of the laser light source. However, if the amount of light is increased in one laser light source, it may exceed the safety standard of laser light when it enters the human eye and may affect the function of the eye.

また、単一のレーザ光源によって画像を形成すると、レーザのコヒーレンシーに起因するスペックルが生じることがあり、それを低減するために別途デスペックル素子を設ける必要が生じることがある。   In addition, when an image is formed by a single laser light source, speckle due to laser coherency may occur, and it may be necessary to provide a separate despeckle element in order to reduce the speckle.

特許文献2および特許文献3では、複数のプロジェクタによる合成投射画像のスペックルを低減するための各プロジェクタの画像の同期や合成方法については言及がない。したがって、特許文献2および特許文献3のプロジェクタでは、依然としてスペックルが生じるおそれがある。   In Patent Document 2 and Patent Document 3, there is no mention of the image synchronization or composition method of each projector for reducing speckles of the composite projection image by a plurality of projectors. Therefore, the projectors of Patent Document 2 and Patent Document 3 may still cause speckle.

本発明の目的は、投影装置における安全性を向上させ、レーザのコヒーレンシーに起因するスペックルを低減可能な投影装置を提供することである。   An object of the present invention is to provide a projection apparatus capable of improving the safety of the projection apparatus and reducing speckles caused by laser coherency.

本発明に係る投影装置は、駆動のタイミング信号の同期を各々取った複数のレーザ光源と、レーザ光源からのレーザ光を走査して投影面上に画像を投影する走査手段と、複数のレーザ光源が同一の画像を投影面上に表示する際に、複数のレーザ光源のうちの一のレーザ光源が照射する位置と他のレーザ光源が照射する位置とを異ならせるように、複数のレーザ光源の発光タイミングを制御する制御部とを備えることを特徴とする。
上記の投影装置では、制御部は、投影面上の所定の画素を、一のレーザ光源と他のレーザ光源とが異なるフレーム周期において照射するように制御することが好ましい。
上記の投影装置では、制御部は、一のレーザ光源と他のレーザ光源とによって投影面上の異なる走査線を同時に照射させることが好ましい。
上記の投影装置では、制御部は、所定の時間において、一のレーザ光源と他のレーザ光源とによって投影面上の異なる画素を照射させることが好ましい。
A projection apparatus according to the present invention includes a plurality of laser light sources each of which synchronizes drive timing signals, a scanning unit that scans laser light from the laser light sources and projects an image on a projection surface, and a plurality of laser light sources When displaying the same image on the projection plane, the position of one of the plurality of laser light sources is different from the position irradiated by the other laser light source. And a control unit for controlling the light emission timing.
In the above projection apparatus, it is preferable that the control unit controls a predetermined pixel on the projection surface so that one laser light source and another laser light source irradiate in different frame periods.
In the above projection apparatus, it is preferable that the control unit simultaneously irradiates different scanning lines on the projection surface with one laser light source and another laser light source.
In the projection apparatus, it is preferable that the control unit irradiates different pixels on the projection surface with one laser light source and another laser light source for a predetermined time.

上記の投影装置では、レーザ光源から投影面までの距離を深度情報として検知する検知部をさらに有し、制御部は、深度情報に基づいて前記発光タイミングを制御することが好ましい。
上記の投影装置では、レーザ光源は、互いに色が異なり発光点が同一面上にある複数のレーザ光を、複数のレーザ光の各投射点が投影面上で走査手段の走査方向に沿って一列に並ぶように出射することが好ましい。
In the above projection apparatus, it is preferable that the projector further includes a detection unit that detects the distance from the laser light source to the projection surface as depth information, and the control unit controls the light emission timing based on the depth information.
In the above projection apparatus, the laser light source includes a plurality of laser beams having different colors and light emitting points on the same plane, and each projection point of the plurality of laser beams is arranged in a line along the scanning direction of the scanning unit on the projection plane. It is preferable to emit light so as to line up with each other.

上記の投影装置では、レーザ光源は、互いに色が異なる各色レーザ光を、色ごとに分けられた複数のファイバからそれぞれ出射可能であり、各色レーザ光の投射点が投影面上で走査手段の走査方向に沿って一列に並ぶように複数のファイバを固定する固定具をさらに有することが好ましい。
上記の投影装置では、走査手段は、複数のレーザ光源のそれぞれに対応して設けられ、対応するレーザ光源からのレーザ光を偏向させて投影面上を走査する複数のMEMSスキャナであることが好ましい。
In the above projection apparatus, the laser light source can emit each color laser beam having a different color from a plurality of fibers divided for each color, and the projection point of each color laser beam is scanned by the scanning means on the projection surface. It is preferable to further include a fixture that fixes the plurality of fibers so as to be aligned in a line along the direction.
In the above projection apparatus, the scanning unit is preferably a plurality of MEMS scanners provided corresponding to each of the plurality of laser light sources and scanning the projection surface by deflecting the laser light from the corresponding laser light sources. .

上記の投影装置では、複数のレーザ光源は、赤色、緑色および青色のレーザ光をそれぞれが含む複数組のレーザ光を複数のファイバから出射可能であり、複数組のレーザ光の投射点が投影面上で走査手段の走査方向に交差する方向に互いにずれるように複数のレーザ光源のファイバを固定する固定具をさらに有することが好ましい。   In the above projection apparatus, the plurality of laser light sources can emit a plurality of sets of laser beams each including red, green, and blue laser beams from a plurality of fibers, and projection points of the plurality of sets of laser beams are projection surfaces. It is preferable to further include a fixture for fixing the fibers of the plurality of laser light sources so as to be shifted from each other in a direction crossing the scanning direction of the scanning unit.

本発明によれば、投影装置における安全性を向上させ、レーザのコヒーレンシーに起因するスペックルを低減可能な投影装置を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the safety | security in a projector can be improved and the projector which can reduce the speckle resulting from the coherency of a laser can be provided.

投影装置1の構成を説明するための模式図である。FIG. 3 is a schematic diagram for explaining a configuration of the projection apparatus 1. レーザプロジェクタ2の構成を説明するための図である。2 is a diagram for explaining a configuration of a laser projector 2. FIG. MEMSスキャナ25の概略図である。1 is a schematic diagram of a MEMS scanner 25. FIG. フェルール23とファイババンドルを説明するための図である。It is a figure for demonstrating the ferrule 23 and a fiber bundle. ファイババンドルの変形例を示した図である。It is the figure which showed the modification of the fiber bundle. 高集積度に実装されSHG素子を用いて緑色を発光する緑色レーザダイオード12を示した断面図である。It is sectional drawing which showed the green laser diode 12 light-emitted green using the SHG element mounted with high integration. 第1のレーザプロジェクタの走査線Lpを示した図である。It is the figure which showed the scanning line Lp of the 1st laser projector. 第2のレーザプロジェクタの走査線Lqを示した図である。It is the figure which showed the scanning line Lq of the 2nd laser projector. 第1のレーザプロジェクタの走査線と第2のレーザプロジェクタの走査線を重ねた状態を示した図である。It is the figure which showed the state which accumulated the scanning line of the 1st laser projector, and the scanning line of the 2nd laser projector. 片側走査の場合における第1のレーザプロジェクタの走査線Lpと第2のレーザプロジェクタの走査線Lqを重ねた状態を示した図である。It is the figure which showed the state which accumulated the scanning line Lp of the 1st laser projector, and the scanning line Lq of the 2nd laser projector in the case of the one-side scanning. 変形例における第1のレーザプロジェクタの走査線と第2のレーザプロジェクタの走査線を示した模式図である。It is the schematic diagram which showed the scanning line of the 1st laser projector and the scanning line of a 2nd laser projector in a modification. 投影装置1’の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the projection apparatus 1 '. フェルール23’により固定されるファイバ22a,22bと各組RGBレーザ光による走査線Lp,Lqとの位置関係の例を示した図である。It is the figure which showed the example of the positional relationship of the fibers 22a and 22b fixed by the ferrule 23 ', and the scanning lines Lp and Lq by each group RGB laser beam. 従来の投影装置によるレーザ光の軌跡を示した模式図である。It is the schematic diagram which showed the locus | trajectory of the laser beam by the conventional projector.

以下、図面に基づいて、本発明の実施形態について説明する。なお、本発明の技術的範囲はこれらの実施の形態に限定されるものではない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The technical scope of the present invention is not limited to these embodiments.

図1は、投影装置1の構成を説明するための模式図である。投影装置1は、並列に配置された第1のレーザプロジェクタ2aと第2のレーザプロジェクタ2bを有し、それぞれのレーザプロジェクタからレーザ光28を投影面50に投射する。以下では、第1のレーザプロジェクタ2aと第2のレーザプロジェクタ2bを区別せず単に「レーザプロジェクタ2」ともいう。   FIG. 1 is a schematic diagram for explaining the configuration of the projection apparatus 1. The projection apparatus 1 includes a first laser projector 2a and a second laser projector 2b arranged in parallel, and projects laser light 28 from the respective laser projectors onto the projection surface 50. Hereinafter, the first laser projector 2a and the second laser projector 2b are not distinguished from each other and are also simply referred to as “laser projector 2”.

第1のレーザプロジェクタ2aはホスト側であり、内部にタイミング制御手段60を有する。第2のレーザプロジェクタ2bはスレーブ側であり、ホスト側の第1のレーザプロジェクタ2aから同期信号等を受信して制御される。タイミング制御手段60は、複数のレーザ光源のうちの一のレーザ光源が照射する位置と他のレーザ光源が照射する位置とを異ならせるように、複数のレーザ光源の発光タイミングを制御する。   The first laser projector 2a is on the host side and has timing control means 60 inside. The second laser projector 2b is on the slave side, and is controlled by receiving a synchronization signal or the like from the first laser projector 2a on the host side. The timing control means 60 controls the light emission timings of the plurality of laser light sources so that the position irradiated by one laser light source among the plurality of laser light sources is different from the position irradiated by another laser light source.

なお、投影装置1では、一方のレーザプロジェクタ2をホスト、他方のレーザプロジェクタ2をスレーブとして、タイミング制御手段60が、ホスト側のレーザプロジェクタ2からスレーブ側のレーザプロジェクタ2に同期信号等を送信する。しかしながら、レーザプロジェクタ2とは独立してタイミング制御手段60を設け、タイミング制御手段60によって、レーザプロジェクタ2のレーザ光の走査位置や発光タイミングを制御することも可能である。   In the projection apparatus 1, the timing control means 60 transmits a synchronization signal or the like from the host-side laser projector 2 to the slave-side laser projector 2 with one laser projector 2 as a host and the other laser projector 2 as a slave. . However, it is also possible to provide the timing control means 60 independently of the laser projector 2 and to control the laser light scanning position and the light emission timing of the laser projector 2 by the timing control means 60.

図2は、レーザプロジェクタ2の構成を説明するための図である。レーザプロジェクタ2は、それぞれ、レーザ光源10と、出射部20と、検知部30と、制御部40とを主要な構成要素として有する。レーザプロジェクタ2は、レーザ光源10から出射された各色のレーザ光を、フェルール23により束ねられた複数のファイバ21からそれぞれ出力し、揺動するMEMSスキャナ25を介して2次元状に走査して、投影面50上に画像を投影する。   FIG. 2 is a diagram for explaining the configuration of the laser projector 2. Each of the laser projectors 2 includes a laser light source 10, an emitting unit 20, a detecting unit 30, and a control unit 40 as main components. The laser projector 2 outputs the laser light of each color emitted from the laser light source 10 from each of the plurality of fibers 21 bundled by the ferrule 23, and scans in a two-dimensional manner via the oscillating MEMS scanner 25. An image is projected on the projection surface 50.

レーザ光源10は、赤(R)、緑(G)および青(B)の各色レーザ光を出射するレーザダイオード(LD)11、12および13を有する。レーザ光源10では、各レーザダイオード11、12および13の発光タイミングや発光強度等が、投影される画像の画像データに応じて制御部40により制御される。このとき、2台のレーザプロジェクタ2のレーザ光源10によって投影面50上に画像を投影するため、1台当たりのレーザ光源10の発光強度を低減することが可能となる。   The laser light source 10 includes laser diodes (LD) 11, 12, and 13 that emit red (R), green (G), and blue (B) laser beams. In the laser light source 10, the light emission timing, light emission intensity, and the like of each of the laser diodes 11, 12, and 13 are controlled by the control unit 40 according to the image data of the projected image. At this time, since the images are projected on the projection surface 50 by the laser light sources 10 of the two laser projectors 2, it is possible to reduce the emission intensity of the laser light sources 10 per unit.

出射部20は、レーザ光源10からの各色レーザ光を投影面50に向けて出射する。出射部20は、複数のファイバ21と、フェルール23と、投影レンズ24と、MEMSスキャナ25と、MEMSドライバ26と、遮蔽部29とを有する。   The emission unit 20 emits each color laser beam from the laser light source 10 toward the projection surface 50. The emitting unit 20 includes a plurality of fibers 21, a ferrule 23, a projection lens 24, a MEMS scanner 25, a MEMS driver 26, and a shielding unit 29.

複数のファイバ21には、レーザ光源10からの各色レーザ光をそれぞれ伝送するファイバと、図示しないダミーのファイバが含まれる。それぞれのファイバは、例えばシングルモードの光ファイバである。以下では、レーザダイオード11、12および13からのR、GおよびBのレーザ光を伝送するファイバのことを、それぞれRファイバ、Gファイバ、Bファイバという。これらのファイバをまとめて、RGBファイバともいう。また、ダミーファイバのことをDファイバという。レーザプロジェクタ2は、Rファイバ、GファイバおよびBファイバを1本ずつ有し、Dファイバを複数本有する。   The plurality of fibers 21 include a fiber for transmitting each color laser beam from the laser light source 10 and a dummy fiber (not shown). Each fiber is, for example, a single mode optical fiber. Hereinafter, the fibers that transmit the R, G, and B laser beams from the laser diodes 11, 12, and 13 are referred to as an R fiber, a G fiber, and a B fiber, respectively. These fibers are collectively referred to as RGB fibers. The dummy fiber is called D fiber. The laser projector 2 has one R fiber, one G fiber, and one B fiber, and a plurality of D fibers.

フェルール23は、固定具の一例であり、Rファイバ、Gファイバ、BファイバおよびDファイバを、レーザ光源10とは反対側の端部で束ねて固定する。RGBの各色レーザ光は、フェルール23の端部にある各ファイバ21の出射端面から出射される。   The ferrule 23 is an example of a fixture, and binds and fixes an R fiber, a G fiber, a B fiber, and a D fiber at the end opposite to the laser light source 10. The RGB laser beams are emitted from the emission end face of each fiber 21 at the end of the ferrule 23.

投影レンズ24は、各ファイバ21の出射端面から出射された各色レーザ光がMEMSスキャナ25に照射されるように整形する。   The projection lens 24 shapes so that each color laser beam emitted from the emission end face of each fiber 21 is irradiated to the MEMS scanner 25.

MEMSスキャナ25は、走査手段の一例であり、MEMSドライバ26によって例えば水平方向および垂直方向に高速に揺動される。水平方向には、MEMSスキャナ25は例えば約20KHzで共振駆動され、その走査角は正弦波状に時間変化する。垂直方向には、MEMSスキャナ25は鋸波状の強制駆動により例えば60Hzで駆動され、その走査角は鋸波状に時間変化する。これにより、MEMSスキャナ25は、投影レンズ24からの各色レーザ光を投影面50上に2次元状に走査する。   The MEMS scanner 25 is an example of a scanning unit, and is swung at a high speed, for example, in the horizontal direction and the vertical direction by the MEMS driver 26. In the horizontal direction, the MEMS scanner 25 is resonantly driven at, for example, about 20 KHz, and the scanning angle changes with time in a sine wave shape. In the vertical direction, the MEMS scanner 25 is driven at, for example, 60 Hz by a sawtooth forced drive, and its scanning angle changes with time in a sawtooth manner. As a result, the MEMS scanner 25 scans each color laser beam from the projection lens 24 two-dimensionally on the projection surface 50.

MEMSドライバ26は、制御部40による制御データに応じてMEMSスキャナ25を駆動し、MEMSスキャナ25を水平方向および垂直方向に高速に揺動させる。この駆動方式は、静電方式や、電磁方式、ピエゾ方式等のどれを用いてもよい。また、水平走査と垂直走査で異なる駆動方式を組み合わせてもよい。   The MEMS driver 26 drives the MEMS scanner 25 according to the control data from the control unit 40, and swings the MEMS scanner 25 in the horizontal direction and the vertical direction at high speed. As the driving method, any of an electrostatic method, an electromagnetic method, a piezo method, and the like may be used. Different driving methods may be combined for horizontal scanning and vertical scanning.

遮蔽部29は、矩形の開口29a(図1を参照)を有する枠体であり、MEMSスキャナ25により走査されるレーザ光28の走査領域の周囲を遮光する。遮蔽部29の開口29a内を通過するレーザ光28が投影面50上に画像を表示する。   The shielding unit 29 is a frame having a rectangular opening 29 a (see FIG. 1), and shields the periphery of the scanning region of the laser light 28 scanned by the MEMS scanner 25. The laser beam 28 passing through the opening 29 a of the shielding unit 29 displays an image on the projection surface 50.

検知部30は、出射部20でのレーザ光の発光点から投影面50までの距離(以下、深度情報という)を検知する。検知部30は、赤外線照射部31と、赤外線検知部32とを有する。赤外線照射部31は、レーザプロジェクタ2が設置されている空間内に赤外線を照射する。赤外線検知部32は、例えば赤外線カメラであり、赤外線照射部31から照射された赤外線がその空間内の物体や、床、壁等により反射された反射光を受光する。検知部30は、例えばタイムオブフライト(TOF)方式を利用し、赤外線照射部31が赤外線を照射してから赤外線検知部32が反射光を受光するまでの光の飛行時間を計測することにより深度情報を検知する。検知部30は、その深度情報を制御部40に通知する。なお、投影装置1では検知部30をレーザ光源10とは別に設置しているが、後述するように、赤外線等を照射するレーザダイオードをレーザ光源10とともに設け、赤外線等用のファイバを設けることによって深度情報を検知することも可能である。   The detection unit 30 detects the distance (hereinafter referred to as depth information) from the emission point of the laser light at the emission unit 20 to the projection plane 50. The detection unit 30 includes an infrared irradiation unit 31 and an infrared detection unit 32. The infrared irradiation unit 31 irradiates infrared light in the space where the laser projector 2 is installed. The infrared detection unit 32 is, for example, an infrared camera, and receives reflected light reflected by an object in the space, a floor, a wall, or the like, which is emitted from the infrared irradiation unit 31. The detection unit 30 uses, for example, a time-of-flight (TOF) method, and measures the depth of flight by measuring the flight time of light from when the infrared irradiation unit 31 emits infrared rays until the infrared detection unit 32 receives reflected light. Detect information. The detection unit 30 notifies the control unit 40 of the depth information. In the projection apparatus 1, the detection unit 30 is installed separately from the laser light source 10. As will be described later, a laser diode that irradiates infrared rays or the like is provided together with the laser light source 10, and a fiber for infrared rays or the like is provided. It is also possible to detect depth information.

制御部40は、レーザプロジェクタ2の動作を制御する。制御部40は、CPU41と、RAM42と、ROM43と、I/O44とを有する。I/O44は、レーザ光源10、出射部20および検知部30との間でデータの受渡しを行うためのインタフェースである。制御部40は、画像データおよび検知部30から取得した深度情報に応じて、後述するようにレーザ光源10の発光タイミングを制御する。また、制御部40は、出射部20を制御してレーザ光28を投影面50上に投影させる。   The control unit 40 controls the operation of the laser projector 2. The control unit 40 includes a CPU 41, a RAM 42, a ROM 43, and an I / O 44. The I / O 44 is an interface for transferring data between the laser light source 10, the emission unit 20, and the detection unit 30. The control unit 40 controls the light emission timing of the laser light source 10 as described later according to the image data and the depth information acquired from the detection unit 30. Further, the control unit 40 controls the emitting unit 20 to project the laser light 28 onto the projection surface 50.

また、図2には示していないが、ホストとなるレーザプロジェクタ2は、内部にタイミング制御手段60(図1を参照)を有し、スレーブとなるレーザプロジェクタ2に同期信号を送信する機能を有する。逆に、スレーブとなるレーザプロジェクタ2では、制御部40が、ホストとなるレーザプロジェクタ2からの同期信号を受信する機能を有する。タイミング制御手段60の機能は、ホスト側のレーザプロジェクタ2の制御部40により実現してもよいし、タイミング制御手段60は制御部40とは別の制御部であってもよい。   Although not shown in FIG. 2, the laser projector 2 serving as a host has timing control means 60 (see FIG. 1) inside, and has a function of transmitting a synchronization signal to the laser projector 2 serving as a slave. . On the contrary, in the laser projector 2 serving as a slave, the control unit 40 has a function of receiving a synchronization signal from the laser projector 2 serving as a host. The function of the timing control unit 60 may be realized by the control unit 40 of the laser projector 2 on the host side, or the timing control unit 60 may be a control unit different from the control unit 40.

各レーザプロジェクタ2がMEMSスキャナ25を揺動させることによって、レーザ光28の投射点51は、図1の矢印方向に移動して、破線および実線で示した正弦波状の軌跡L1を描く。投射点51の軌跡L1は、投影面50上をほぼ水平方向に繰り返し往復しながら投影面50上を2次元状に走査する。   When each laser projector 2 swings the MEMS scanner 25, the projection point 51 of the laser light 28 moves in the direction of the arrow in FIG. 1 to draw a sinusoidal locus L1 indicated by a broken line and a solid line. The locus L1 of the projection point 51 scans the projection surface 50 in a two-dimensional manner while repeatedly reciprocating in the horizontal direction on the projection surface 50.

図1では、水平方向をX方向とし、垂直方向をY方向としている。レーザ光28は、X方向表示幅A1とY方向表示幅B1で囲まれた矩形内で走査される。投射点51の軌跡L1は、点P1を始点として破線および実線で示す正弦波状の曲線に沿って矢印方向に移動する。軌跡L1は、開口29a内では軌跡La1,La2のようなほぼX方向の曲線を描き、遮蔽部29上では軌跡Lb1,Lb2のような曲線を描くという動きを周期的に繰り返す。軌跡L1は、最下端の点P2に到達すると、細かい点線で示す正弦波状の曲線Lc1、Lc2に沿って上方に向かい、始点P1に戻る。これにより1画面分の描画が終了する。各レーザプロジェクタ2は、以上の操作を繰り返すことによって連続的に画像を投影する。   In FIG. 1, the horizontal direction is the X direction and the vertical direction is the Y direction. The laser beam 28 is scanned within a rectangle surrounded by the X-direction display width A1 and the Y-direction display width B1. The locus L1 of the projection point 51 moves in the direction of the arrow along a sine wave curve indicated by a broken line and a solid line with the point P1 as a starting point. The locus L1 periodically repeats the movement of drawing a curve in the X direction like the locus La1 and La2 in the opening 29a and drawing a curve like the locus Lb1 and Lb2 on the shielding part 29. When the locus L1 reaches the lowermost point P2, the locus L1 moves upward along the sinusoidal curves Lc1 and Lc2 indicated by fine dotted lines and returns to the starting point P1. Thereby, drawing for one screen is completed. Each laser projector 2 continuously projects images by repeating the above operation.

各レーザプロジェクタ2における走査は以上の通りである。投影装置1では、ホストとなる第1のレーザプロジェクタ2a内のタイミング制御手段60が、スレーブとなる第2のレーザプロジェクタ2bに同期信号を送信し、第2のレーザプロジェクタ2bの走査位置や発光タイミングを制御する。   The scanning in each laser projector 2 is as described above. In the projection apparatus 1, the timing control means 60 in the first laser projector 2a serving as the host transmits a synchronization signal to the second laser projector 2b serving as the slave, and the scanning position and light emission timing of the second laser projector 2b. To control.

図3は、MEMSスキャナ25の概略図である。MEMSスキャナ25は、反射面となる微小ミラー251がトーションバー252,253で支持された構造を有する。微小ミラー251は、トーションバー252が捻れることにより、軸254を中心軸として水平方向(X方向)に揺動する。これにより、微小ミラー251の反射面の法線がX方向に変化するため、微小ミラー251に入射するレーザ光の反射角がX方向に変化する。また、微小ミラー251は、トーションバー253が捻れることにより、軸254に直交する軸255を中心軸として垂直方向(Y方向)に揺動する。これにより、微小ミラー251の反射面の法線がY方向に変化するため、微小ミラー251に入射するレーザ光の反射角がY方向に変化する。このようにして、MEMSスキャナ25によりレーザ光は2次元状に走査される。   FIG. 3 is a schematic diagram of the MEMS scanner 25. The MEMS scanner 25 has a structure in which a micro mirror 251 serving as a reflection surface is supported by torsion bars 252 and 253. When the torsion bar 252 is twisted, the micro mirror 251 swings in the horizontal direction (X direction) with the shaft 254 as the central axis. As a result, the normal line of the reflecting surface of the micromirror 251 changes in the X direction, so that the reflection angle of the laser light incident on the micromirror 251 changes in the X direction. Further, the micro mirror 251 swings in the vertical direction (Y direction) about the axis 255 orthogonal to the axis 254 as the torsion bar 253 is twisted. As a result, the normal line of the reflecting surface of the micromirror 251 changes in the Y direction, so that the reflection angle of the laser light incident on the micromirror 251 changes in the Y direction. In this way, the laser beam is scanned two-dimensionally by the MEMS scanner 25.

図4(A)〜図4(C)は、フェルール23とファイババンドルを説明するための図である。図4(A)は、フェルール23の破断斜視図である。図4(B)は、フェルール23により固定されるファイババンドルの断面図である。図4(C)は、図4(B)に示した各ファイバ21がどのファイバであるかを説明するための図である。   4A to 4C are diagrams for explaining the ferrule 23 and the fiber bundle. FIG. 4A is a cutaway perspective view of the ferrule 23. FIG. 4B is a cross-sectional view of the fiber bundle fixed by the ferrule 23. FIG. 4C is a diagram for explaining which fiber each fiber 21 shown in FIG. 4B is.

フェルール23は、例えばジルコニアにより円筒形に構成される。フェルール23は、円筒形の貫通孔23aの中に、Rファイバ21r、Gファイバ21g、Bファイバ21bをそれぞれ1本ずつと、Dファイバ21dを4本の、計7本のファイバを固定する。   The ferrule 23 is configured in a cylindrical shape by, for example, zirconia. The ferrule 23 fixes a total of seven fibers, one R fiber 21r, one G fiber 21g, and one B fiber 21b, and four D fibers 21d, in a cylindrical through hole 23a.

各ファイバ21は、コア211と、コアの周囲を覆うクラッド212とを有する。コア211は、ファイバ21の芯の中心に形成され、レーザ光を伝送する。クラッド212は、コア211の外周に形成され、コア211よりも屈折率が低い。RGBファイバのそれぞれには、図4(A)に示した端部と反対側の端部(図示せず)に、レーザダイオード11、12および13が接続される。そして、図4(A)に示したRGBファイバのそれぞれの端部から、各色レーザ光が出射される。   Each fiber 21 has a core 211 and a clad 212 covering the periphery of the core. The core 211 is formed at the center of the core of the fiber 21 and transmits laser light. The clad 212 is formed on the outer periphery of the core 211 and has a refractive index lower than that of the core 211. Laser diodes 11, 12, and 13 are connected to each of the RGB fibers at an end (not shown) opposite to the end shown in FIG. And each color laser beam is radiate | emitted from each edge part of the RGB fiber shown to FIG. 4 (A).

Gファイバ21g以外の6本のファイバは、中心となるGファイバ21gを取り囲むように同心円状に配置される。さらに、Rファイバ21r、Gファイバ21gおよびBファイバ21bは、その同心円の直径上で図4(C)のA方向に並ぶように配置される。各ファイバ21の直径は略等しく、隣接する2つのコア211間の距離も略等しくなる。フェルール23は、こうした配置で束ねられたファイババンドルを固定する。なお、フェルール23はレーザプロジェクタ2に対して固定されている。すなわち、レーザプロジェクタごと(装置ごと)に、各ファイバ21の配置は固定されている。   Six fibers other than the G fiber 21g are arranged concentrically so as to surround the G fiber 21g serving as the center. Furthermore, the R fiber 21r, the G fiber 21g, and the B fiber 21b are arranged so as to be aligned in the A direction in FIG. The diameter of each fiber 21 is substantially equal, and the distance between two adjacent cores 211 is also substantially equal. The ferrule 23 fixes the fiber bundle bundled in such an arrangement. The ferrule 23 is fixed with respect to the laser projector 2. That is, the arrangement of the fibers 21 is fixed for each laser projector (for each device).

このように、レーザプロジェクタ2では、RGBの各ファイバからの光を1本のファイバに結合するのではなく、RGBファイバを含む複数のファイバ21を単に束ねてファイババンドルとし、フェルール23で固定する。これにより、レーザプロジェクタ2では、融着されたファイバで起こり得るファイバ相互間での影響を抑えて、レーザ光の利用効率を向上させる。   As described above, in the laser projector 2, the light from each of the RGB fibers is not coupled to one fiber, but a plurality of fibers 21 including the RGB fibers are simply bundled to form a fiber bundle and fixed by the ferrule 23. Thereby, in the laser projector 2, the use efficiency of a laser beam is improved by suppressing the influence between the fibers which may occur in the fused fiber.

なお、フェルール23は、ステンレス鋼等の他の材質で構成してもよい。また、フェルール23とは別の固定具を用いて上記のファイババンドルを固定してもよい。さらに、コンバイナを用いることも可能である。   The ferrule 23 may be made of other materials such as stainless steel. Further, the fiber bundle may be fixed using a fixing tool different from the ferrule 23. Furthermore, a combiner can also be used.

また、図2の検知部30をファイババンドルに組み込むこともできる。図5(A)および図5(B)は、ファイババンドルの変形例を示した図である。フェルール23が固定する複数のファイバ21の組合せには、図4(C)に示したものの他に、例えば図5(A)および図5(B)に示す2通りがある。   Moreover, the detection part 30 of FIG. 2 can also be integrated in a fiber bundle. FIG. 5A and FIG. 5B are diagrams showing modifications of the fiber bundle. The combinations of the plurality of fibers 21 fixed by the ferrule 23 include, for example, two types shown in FIGS. 5A and 5B in addition to those shown in FIG. 4C.

図5(A)は、ダミーのDファイバのうちの1本を、深度情報を検知するための赤外線を出力するファイバとした変形例である。以下では、このファイバのことをIRファイバという。IRファイバは赤外線照射用ファイバの一例である。この変形例では、IRファイバの位置は、Dファイバがあった(RGBファイバ以外の)4箇所のうちどこでもよい。   FIG. 5A shows a modification in which one of the dummy D fibers is a fiber that outputs infrared rays for detecting depth information. Hereinafter, this fiber is referred to as an IR fiber. An IR fiber is an example of an infrared irradiation fiber. In this modification, the position of the IR fiber may be any of the four locations (other than the RGB fiber) where the D fiber was present.

図5(A)の場合、赤外線を照射するレーザダイオード(LD)(図示せず)がレーザ光源10とともに設けられる。そして、画像を投影するときにRGBのレーザ光と一緒に、または画像を投影する前に、IRファイバを介してフェルール23の端部から、そのレーザダイオードで生成された赤外線が照射される。深度情報は、IRファイバから照射された赤外線の反射光を赤外線検知部32が受光することにより検知される。この場合、検知部30の赤外線照射部31を外付けで設ける必要はなくなり、検知部30は赤外線検知部32だけを含めばよい。   In the case of FIG. 5A, a laser diode (LD) (not shown) for irradiating infrared rays is provided together with the laser light source 10. Then, before projecting the image, the infrared rays generated by the laser diode are irradiated from the end of the ferrule 23 through the IR fiber before projecting the image. The depth information is detected by the infrared detection unit 32 receiving the reflected infrared light emitted from the IR fiber. In this case, it is not necessary to provide the infrared irradiation unit 31 of the detection unit 30 externally, and the detection unit 30 may include only the infrared detection unit 32.

また、図5(B)は、図5(A)の3本のDファイバを、IRファイバから照射された赤外線の、投影面での反射光が入力されるファイバとした変形例である。以下では、このファイバのことをPDファイバという。PDファイバは赤外線受光用ファイバの一例である。この変形例では、PDファイバのフェルール23とは反対側の端部に、フォトダイオード(PD)(図示せず)が設けられる。赤外線は、投影面で反射される反射光のうち、MEMSスキャナ25の大きさに相当する立体角の分だけが各PDファイバに入り、そのフォトダイオードで受光される。   FIG. 5B shows a modified example in which the three D fibers shown in FIG. 5A are fibers to which infrared reflected light from the IR fiber is input. Hereinafter, this fiber is referred to as a PD fiber. The PD fiber is an example of an infrared receiving fiber. In this modification, a photodiode (PD) (not shown) is provided at the end of the PD fiber opposite to the ferrule 23. Of the reflected light reflected by the projection surface, only a solid angle corresponding to the size of the MEMS scanner 25 enters the respective PD fibers and is received by the photodiode.

図5(B)の場合、深度情報は、IRファイバから照射された赤外線の反射光を3本のPDファイバが受光することにより検知される。即ち、外付けの検知部30ではなく、RGBファイバとともにフェルール23で固定されたIRファイバとPDファイバにより、深度情報が検知される。このように、RGBとともに、深度情報を検知するためのIRファイバとPDファイバもフェルール23で束ねると、外付けの検知部30を設ける必要がなくなるため、レーザプロジェクタ2をさらに小型化することが可能になる。   In the case of FIG. 5B, the depth information is detected when the three PD fibers receive the infrared reflected light emitted from the IR fiber. That is, the depth information is detected not by the external detection unit 30 but by the IR fiber and the PD fiber fixed together with the ferrule 23 together with the RGB fiber. As described above, when the IR fiber and the PD fiber for detecting depth information are bundled together with the ferrule 23 together with RGB, it is not necessary to provide the external detection unit 30, so that the laser projector 2 can be further downsized. become.

さらに、上記のファイバに加えて、色検出用の可視PDに接続されたファイバも束ねてもよい。また、RGB以外も含むレーザ光のファイババンドルをマルチコアファイバに置き換えてもよい。   Further, in addition to the above fiber, a fiber connected to a visible color detection PD may be bundled. Further, a fiber bundle of laser light including other than RGB may be replaced with a multi-core fiber.

次に、走査型投影表示装置である投影装置1に用いられるレーザ光源に関して説明する。   Next, a laser light source used in the projection apparatus 1 that is a scanning projection display apparatus will be described.

レーザ光源10では、赤色レーザダイオード11および青色レーザダイオード13には直接発光型のレーザダイオードを使用し、緑色レーザダイオード12には励起用半導体レーザとSHG(Second Harmonic Generation)素子を用いたSHGレーザを使用する。ただし、3色ともSHGレーザを用いてもよい。   In the laser light source 10, a direct-emitting laser diode is used for the red laser diode 11 and the blue laser diode 13, and an SHG laser using an excitation semiconductor laser and an SHG (Second Harmonic Generation) element is used for the green laser diode 12. use. However, SHG lasers may be used for all three colors.

図6は、高集積度に実装されSHG素子を用いて緑色を発光する緑色レーザダイオード12を示した断面図である。   FIG. 6 is a cross-sectional view showing the green laser diode 12 that is mounted with high integration and emits green light using an SHG element.

緑色レーザダイオード12は、Siプラットホーム70と、励起用の近赤外LD71と、導波路タイプのSHG素子73と、光ファイバ75と、ベース部78と、恒温ブロック79とを有する。LD71、SHG素子73および光ファイバ75は、Siプラットホーム70上に搭載されている。恒温ブロック79は、例えばペルチェ素子であり、熱伝導性の良い金属材料からなるベース部78を介してSiプラットホーム70の下面に固着されている。近赤外LD71は、幅広い発光スペクトルを有するSLD(SuperLuminessence Diode)タイプのLDであり、グレーティング素子と組み合わせて外部共振回路を形成し、特定の波長でレーザ発振させて用いられる。なお、Siプラットホーム70は、Si基板に配線パターン、ランド、ロジックLSI、温度センサ等を形成し、さらに、光配線、回路となる導波路も形成したものである。   The green laser diode 12 includes a Si platform 70, a near-infrared LD 71 for excitation, a waveguide type SHG element 73, an optical fiber 75, a base portion 78, and a constant temperature block 79. The LD 71, the SHG element 73 and the optical fiber 75 are mounted on the Si platform 70. The constant temperature block 79 is a Peltier element, for example, and is fixed to the lower surface of the Si platform 70 via a base portion 78 made of a metal material having good thermal conductivity. The near-infrared LD 71 is an SLD (Super Luminescence Diode) type LD having a broad emission spectrum, and is used by forming an external resonance circuit in combination with a grating element and causing laser oscillation at a specific wavelength. The Si platform 70 is formed by forming wiring patterns, lands, logic LSIs, temperature sensors and the like on a Si substrate, and further forming optical wirings and waveguides serving as circuits.

緑色レーザダイオード12では、LD71とSHG素子73の導波路72、74が光結合するように、Siプラットホーム70の上面にLD71とSHG素子73が位置決め接合されている。そして、光ファイバ75も、そのコア76とSHG素子73の導波路74とが光結合するように位置決め接合されている。   In the green laser diode 12, the LD 71 and the SHG element 73 are positioned and joined to the upper surface of the Si platform 70 so that the waveguides 72 and 74 of the LD 71 and the SHG element 73 are optically coupled. The optical fiber 75 is also positioned and bonded so that the core 76 and the waveguide 74 of the SHG element 73 are optically coupled.

LD71とSHG素子73は極めて近接して配置固着され、LD71の導波路72から出射する近赤外光は、SHG素子73の導波路74に直接光結合により入射し、導波路74内で緑色光に変換されてSHG素子73より出力される。出力された緑色光はさらに光ファイバ75のコア76に導かれる。一方、変換されずに透過した近赤外光は、光ファイバ75に組み込まれたFBG(FiberBragg Grating)型の反射素子77により反射し、LD71とFBG反射素子77により形成される外部共振器で選択的に反射された共振波長でSHG素子73に入射する。緑色レーザダイオード12は、このようにして変換効率を高めて緑色変換光を出射する。   The LD 71 and the SHG element 73 are arranged and fixed extremely close to each other, and the near infrared light emitted from the waveguide 72 of the LD 71 is incident on the waveguide 74 of the SHG element 73 by direct optical coupling, and green light is emitted in the waveguide 74. Is output from the SHG element 73. The output green light is further guided to the core 76 of the optical fiber 75. On the other hand, near-infrared light transmitted without being converted is reflected by an FBG (Fiber Bragg Grating) type reflection element 77 incorporated in the optical fiber 75 and selected by an external resonator formed by the LD 71 and the FBG reflection element 77. Is incident on the SHG element 73 at the resonant wavelength reflected. In this way, the green laser diode 12 increases the conversion efficiency and emits green converted light.

次に、複数台のレーザプロジェクタ2を用いた投射方法について説明する。   Next, a projection method using a plurality of laser projectors 2 will be described.

ファイババンドル型等の多重化構造とされたレーザ光源10および出射部20からRGBおよびNIR(Near Infra−Red)の任意のパターンを同じエリアに投射できるように調整されたレーザプロジェクタ2を複数台、投影面50に対して設置する。各レーザプロジェクタ2は、M−Array等のNIRの投射パターンをNIRカメラで取得して、検知部30において3角測量で深度情報を計算できる機能を有している。   A plurality of laser projectors 2 adjusted so that arbitrary patterns of RGB and NIR (Near Infra-Red) can be projected on the same area from the laser light source 10 and the emitting unit 20 having a multiplexed structure such as a fiber bundle type, Installed with respect to the projection plane 50. Each laser projector 2 has a function of acquiring a NIR projection pattern such as an M-Array with an NIR camera and calculating depth information by triangulation in the detection unit 30.

はじめに、ホスト側の第1のレーザプロジェクタ2aから投影面50の投射位置に基準点を投射する。投影面50としては、スクリーン対象物を用いることもできるし、身近にある手のひらやテーブルトップを用いることもできる。   First, the reference point is projected from the first laser projector 2a on the host side to the projection position of the projection plane 50. As the projection surface 50, a screen object can be used, and a palm or a table top that is close to each other can be used.

次に、投影面50の投射位置に投射された基準点をスレーブ側の第2のレーザプロジェクタ2bに備えられたカメラで取得して、スレーブ側の基準点を設定する。   Next, the reference point projected on the projection position of the projection surface 50 is acquired by the camera provided in the second laser projector 2b on the slave side, and the reference point on the slave side is set.

ホスト側の第1のレーザプロジェクタ2aの検知部30において、デプスセンシングを行い、深度情報に関する幾何補正データを取得する。   In the detection unit 30 of the first laser projector 2a on the host side, depth sensing is performed to obtain geometric correction data related to depth information.

また、スレーブ側の第2のレーザプロジェクタ2bの検知部30において、デプスセンシングを行い、深度情報に関する幾何補正データを取得する。   In addition, the sensing unit 30 of the second laser projector 2b on the slave side performs depth sensing to acquire geometric correction data related to depth information.

ホスト側の第1のレーザプロジェクタ2aの制御部40は、幾何補正データによって幾何補正を行い、補正されたグリッドパターンを投影面50に投射させる。   The control unit 40 of the first laser projector 2a on the host side performs geometric correction based on the geometric correction data, and projects the corrected grid pattern onto the projection plane 50.

次に、スレーブ側の第2のレーザプロジェクタ2bにおいて、ホスト側で投射されたグリッドパターンを取得する。   Next, the grid pattern projected on the host side is acquired in the second laser projector 2b on the slave side.

次に、第2のレーザプロジェクタ2bの制御部40は、スレーブ側で取得した、ホスト側で投射されたグリッドパターンに重なるように、スレーブ側のグリッドパターンを補正する。   Next, the control unit 40 of the second laser projector 2b corrects the grid pattern on the slave side so as to overlap the grid pattern projected on the host side acquired on the slave side.

そして、第1のレーザプロジェクタ2aおよび第2のレーザプロジェクタ2bの制御部40は、ホスト側とスレーブ側の双方の補正パターンにより補正されたRGB画像を投影面50に投射させる。このとき、ホスト側パターンおよびスレーブ側パターンが混信しないように、ホストとスレーブは投射タイミングを同期駆動させる。以上のようにして、投影装置1のタイミング制御手段60は、デプスセンシングにより取得された深度情報に基づいて各レーザプロジェクタのレーザ光源の発光タイミングを制御することで、ホストとスレーブの投射タイミングを同期駆動させる。   Then, the control units 40 of the first laser projector 2a and the second laser projector 2b project the RGB images corrected by the correction patterns on both the host side and the slave side onto the projection plane 50. At this time, the host and the slave drive the projection timing synchronously so that the host side pattern and the slave side pattern do not interfere with each other. As described above, the timing control unit 60 of the projection apparatus 1 synchronizes the projection timing of the host and the slave by controlling the light emission timing of the laser light source of each laser projector based on the depth information acquired by depth sensing. Drive.

次に、2つのレーザプロジェクタ2からの表示画像、つまり表示画素を重ねる方法について説明する。   Next, a method of superimposing display images from the two laser projectors 2, that is, display pixels will be described.

投影装置1は、2つのレーザプロジェクタ2から、インターレースのように同じ画像・映像の奇数ラインと偶数ラインを相互に補間する画像を同時に投射する。このとき、第1のレーザプロジェクタ2aと第2のレーザプロジェクタ2bとでは、共振振動方向の位相が180゜ずれて、照射位置が相互に異なるように設定されている。2台のレーザプロジェクタ2が同時に走査して、同じ画像・映像の奇数・偶数ラインを相互に補間する形になるため、レーザプロジェクタ2が1台の場合と比べて、縦方向の走査線の本数が実質的に倍になる。   The projection device 1 simultaneously projects images that interpolate the odd and even lines of the same image / video from the two laser projectors 2 like interlace. At this time, the first laser projector 2a and the second laser projector 2b are set so that the phase of the resonance vibration direction is shifted by 180 ° and the irradiation positions are different from each other. Since two laser projectors 2 scan at the same time and interpolate odd and even lines of the same image / video, the number of scanning lines in the vertical direction is larger than that of a single laser projector 2. Is substantially doubled.

図7は第1のレーザプロジェクタの走査線Lpを示した図であり、図8は第2のレーザプロジェクタの走査線Lqを示した図である。図9は、第1のレーザプロジェクタの走査線と第2のレーザプロジェクタの走査線を重ねた状態を示した図である。つまり、第1のレーザプロジェクタ2aが表示している画像(画素)と、第2のレーザプロジェクタ2bが表示している画像(画素)の照射位置は異なっているが、同一の画像が表示されている。この方法の場合、往復で走査すると中央近傍では走査線が重なってしまうため、実効的な解像度を上げることができない。そのため、それぞれのレーザプロジェクタ2は、図1におけるLa2等ではレーザ光源10をオフとして、片側走査とすることが好ましい。   FIG. 7 is a diagram showing the scanning line Lp of the first laser projector, and FIG. 8 is a diagram showing the scanning line Lq of the second laser projector. FIG. 9 is a diagram showing a state in which the scanning lines of the first laser projector and the scanning lines of the second laser projector are overlapped. That is, the irradiation position of the image (pixel) displayed by the first laser projector 2a and the image (pixel) displayed by the second laser projector 2b are different, but the same image is displayed. Yes. In the case of this method, when scanning is performed in a reciprocating manner, the scanning lines overlap in the vicinity of the center, so that the effective resolution cannot be increased. Therefore, it is preferable that each laser projector 2 perform one-side scanning with the laser light source 10 turned off in La2 and the like in FIG.

図10は、片側走査の場合における第1のレーザプロジェクタの走査線Lpと第2のレーザプロジェクタの走査線Lqを重ねた状態を示した図である。走査線Lp,Lqのうち、実線部分ではレーザ光源10が点灯(オン)し、破線部分ではレーザ光源10が消灯(オフ)しているとする。   FIG. 10 is a diagram showing a state in which the scanning line Lp of the first laser projector and the scanning line Lq of the second laser projector are overlapped in the case of one-side scanning. Of the scanning lines Lp and Lq, it is assumed that the laser light source 10 is turned on (on) in the solid line portion and the laser light source 10 is turned off (off) in the broken line portion.

共振側のフレーム周期について180゜位相をずらして2台のレーザプロジェクタ2の像を重ねる場合には、図10のように一方のレーザプロジェクタ2の走査線を補間するように、他方のレーザプロジェクタ2の走査線が重なる。このため、レーザプロジェクタ2が1台の場合と比べて、片側走査時の垂直走査線の本数が2倍となり、垂直解像度を2倍とすることができる。また、片側走査のため、各走査線は有効表示エリアにおいてほぼ平行となるので、走査線同士が重なることもない。   When the images of the two laser projectors 2 are superimposed with a phase shift of 180 ° with respect to the frame period on the resonance side, the other laser projector 2 is interpolated so as to interpolate the scanning lines of one laser projector 2 as shown in FIG. The scanning lines overlap. For this reason, compared with the case where there is one laser projector 2, the number of vertical scanning lines at one-side scanning is doubled, and the vertical resolution can be doubled. In addition, since the scanning lines are substantially parallel in the effective display area because of one-side scanning, the scanning lines do not overlap each other.

図11(A)および図11(B)は、変形例における第1のレーザプロジェクタの走査線と第2のレーザプロジェクタの走査線を示した模式図である。本変形例においては、いわゆるインターレース方式の走査が行われ、2つのレーザプロジェクタの照射位置が相互に異なるように設定されている。   FIG. 11A and FIG. 11B are schematic views showing the scanning lines of the first laser projector and the second laser projector in the modification. In this modification, so-called interlace scanning is performed, and the irradiation positions of the two laser projectors are set to be different from each other.

図11(A)に示すように、奇数枚目のフレームにおいて、投影装置1は、第1のレーザプロジェクタ2aによって奇数本目の走査線を走査し(Lo1)、第2のレーザプロジェクタ2bによって偶数本目の走査線を走査する(Lo2)。また、図11(B)に示すように、偶数枚目のフレームにおいて、投影装置1は、第2のレーザプロジェクタ2bによって奇数本目の走査線を走査し(Le2)、第1のレーザプロジェクタ2aによって偶数本目の走査線を走査する(Le1)。つまり、タイミング制御手段60は、2つのレーザプロジェクタ2のレーザ光源が互いに異なるフレーム周期において投影面上の各画素を照射するように制御する。   As shown in FIG. 11A, in the odd-numbered frames, the projection apparatus 1 scans the odd-numbered scanning lines with the first laser projector 2a (Lo1), and the even-numbered frames with the second laser projector 2b. Are scanned (Lo2). In addition, as shown in FIG. 11B, in the even-numbered frame, the projection apparatus 1 scans the odd-numbered scanning lines by the second laser projector 2b (Le2), and the first laser projector 2a The even-numbered scanning lines are scanned (Le1). That is, the timing control means 60 controls the laser light sources of the two laser projectors 2 to irradiate each pixel on the projection plane in different frame periods.

図10〜図11(A)に示す例では、タイミング制御手段60は、2つのレーザプロジェクタ2のレーザ光源が投影面上の異なる走査線を同時に照射するように制御する。さらに、図10〜図11(A)に示す例では、タイミング制御手段60は、連続して走査されるビーム軌道のうちで片側走査に必要な照射時間において、2つのレーザプロジェクタ2のレーザ光源が投影面上の異なる画素を照射するように制御する。   In the example shown in FIGS. 10 to 11A, the timing control unit 60 controls the laser light sources of the two laser projectors 2 to simultaneously irradiate different scanning lines on the projection surface. Further, in the example shown in FIGS. 10 to 11A, the timing control means 60 is configured to detect the laser light sources of the two laser projectors 2 in the irradiation time necessary for one-side scanning among the beam trajectories scanned continuously. Control is performed so that different pixels on the projection surface are irradiated.

以上のような走査を行うことで、垂直方向の解像度が2倍になるとともに、第1のレーザプロジェクタ2aからの画像と第2のレーザプロジェクタ2bからの画像とが投影面上の同じ位置に交互に表示されるため、異なる位置から同一箇所を照射することで角度多重が可能となり、多重度(本変形例の場合2)の平方根(1/√2)分だけスペックルを低減することが可能となる。なお、本変形例を3台以上のレーザプロジェクタを用いた投影装置に適用することも可能である。   By performing the scanning as described above, the resolution in the vertical direction is doubled, and the image from the first laser projector 2a and the image from the second laser projector 2b are alternately placed at the same position on the projection surface. Therefore, it is possible to multiplex angles by irradiating the same part from different positions, and speckles can be reduced by the square root (1 / √2) of multiplicity (2 in the case of this modification). It becomes. Note that the present modification can also be applied to a projection apparatus using three or more laser projectors.

投影装置1のさらなる変形例として、一方のレーザプロジェクタ2と他方のレーザプロジェクタ2の間で水平同期信号を一画素分ずらして、同じ画像または映像を投影することもできる。つまり、2台のレーザプロジェクタ2で照射位置が一画素分ずれている。これにより、水平方向の解像度を向上させることができる。その際、フレームとして同期が取れていれば、画素をずらした状態で走査してもよい。   As a further modification of the projection apparatus 1, the same image or video can be projected by shifting the horizontal synchronization signal by one pixel between one laser projector 2 and the other laser projector 2. That is, the irradiation position is shifted by one pixel between the two laser projectors 2. Thereby, the resolution in the horizontal direction can be improved. At this time, if the frames are synchronized, scanning may be performed with the pixels shifted.

投影装置1やその変形例では、2台のレーザプロジェクタ2から投影面50に投影を行っているが、さらに多くの台数のレーザプロジェクタ2を用いて投影面50に投影を行ってもよい。また、レーザプロジェクタ2ではMEMSスキャナ25を用いているが、LCOS(Liquid Crystal on Silicon)を用いてもよい。   In the projection apparatus 1 and its modification, the projection is performed on the projection plane 50 from the two laser projectors 2, but the projection may be performed on the projection plane 50 using a larger number of laser projectors 2. In addition, although the MEMS scanner 25 is used in the laser projector 2, LCOS (Liquid Crystal on Silicon) may be used.

投影装置1やその変形例では、独立した光源を持つ複数台のレーザプロジェクタから投影面に投影を行っているため、レーザのコヒーレンシーに起因するスペックルを軽減することが可能となる。特に、複数台のレーザプロジェクタからそれぞれ異なる角度でレーザ光が投射されるため、角度多重によるスペックル軽減が可能である。また、複数台のレーザプロジェクタからのレーザ光によって画像を形成しているため、所定の光量を得るための1台当たりのレーザプロジェクタの光量を低減することができる。このため、万が一レーザ光が眼に入ったとき等の安全性を向上させることができる。   In the projection apparatus 1 and its modification, since the projection is performed on the projection surface from a plurality of laser projectors having independent light sources, speckle caused by laser coherency can be reduced. In particular, since laser beams are projected at different angles from a plurality of laser projectors, speckle reduction by angle multiplexing is possible. Further, since the image is formed by the laser beams from a plurality of laser projectors, the light amount of the laser projectors per unit for obtaining a predetermined light amount can be reduced. For this reason, it is possible to improve safety such as when laser light enters the eye.

上記の投影装置1は複数台のレーザプロジェクタ2で構成され、それぞれのレーザプロジェクタ2はレーザ光源10とMEMSスキャナ25を有している。ただし、投影装置は、複数組のRGBレーザ光源と1つの走査手段を有する1台のレーザプロジェクタで実現することも可能である。以下では、このような投影装置について説明する。   The projection apparatus 1 includes a plurality of laser projectors 2, and each laser projector 2 includes a laser light source 10 and a MEMS scanner 25. However, the projection apparatus can be realized by a single laser projector having a plurality of sets of RGB laser light sources and one scanning unit. Hereinafter, such a projection apparatus will be described.

図12は、投影装置1’の概略構成図である。投影装置1’は、図2に示したレーザプロジェクタ2と同様の1台のレーザプロジェクタにより構成され、レーザ光源10’と、出射部20’と、検知部30と、制御部40とを主要な構成要素として有する。検知部30および制御部40については、レーザプロジェクタ2のものと同様であるため、説明を省略する。投影装置1’の制御部40は、複数のレーザ光源のうちの一のレーザ光源が照射する位置と他のレーザ光源が照射する位置とを異ならせるように、複数のレーザ光源の発光タイミングを制御する。   FIG. 12 is a schematic configuration diagram of the projection apparatus 1 ′. The projection apparatus 1 ′ is composed of one laser projector similar to the laser projector 2 shown in FIG. 2, and includes a laser light source 10 ′, an emission unit 20 ′, a detection unit 30, and a control unit 40 as main components. As a component. About the detection part 30 and the control part 40, since it is the same as that of the laser projector 2, description is abbreviate | omitted. The control unit 40 of the projection apparatus 1 ′ controls the light emission timings of the plurality of laser light sources so that the position irradiated by one laser light source among the plurality of laser light sources is different from the position irradiated by another laser light source. To do.

レーザ光源10’は、2組のRGBレーザ光源として、レーザダイオード11a、12aおよび13aと、レーザダイオード11b、12bおよび13bとを有し、さらに各組のRGBレーザ光を合波する融着型RGBコンバイナ15a,15bを有する。レーザダイオード11a,11bは赤色の、レーザダイオード12a,12bは緑色の、レーザダイオード13a,13bは青色のレーザ光をそれぞれ出射する。レーザダイオード11a〜13aからのRGBレーザ光は融着型RGBコンバイナ15aにより、レーザダイオード11b〜13bからのRGBレーザ光は融着型RGBコンバイナ15bにより、それぞれ合波される。   The laser light source 10 ′ includes laser diodes 11 a, 12 a and 13 a and laser diodes 11 b, 12 b and 13 b as two sets of RGB laser light sources, and further, a fused RGB that combines the RGB laser lights of each set. It has combiners 15a and 15b. The laser diodes 11a and 11b emit red laser light, the laser diodes 12a and 12b emit green laser light, and the laser diodes 13a and 13b emit blue laser light, respectively. The RGB laser beams from the laser diodes 11a to 13a are combined by a fusion type RGB combiner 15a, and the RGB laser beams from the laser diodes 11b to 13b are combined by a fusion type RGB combiner 15b.

出射部20’は、ファイバ22a,22bと、フェルール23’と、投影レンズ24と、MEMSスキャナ25とを主要な構成要素として有し、レーザ光源10’からの2組のRGBレーザ光を投影面50に向けて出射する。投影レンズ24およびMEMSスキャナ25については、レーザプロジェクタ2のものと同様であるため、説明を省略する。また、図示を省略するが、出射部20’も、図2の出射部20と同様のMEMSドライバと、遮蔽部を有する。   The emission unit 20 ′ has fibers 22a and 22b, a ferrule 23 ′, a projection lens 24, and a MEMS scanner 25 as main components, and projects two sets of RGB laser light from the laser light source 10 ′. It emits toward 50. Since the projection lens 24 and the MEMS scanner 25 are the same as those of the laser projector 2, description thereof will be omitted. Although not shown, the emission unit 20 ′ also includes a MEMS driver similar to that of the emission unit 20 of FIG. 2 and a shielding unit.

ファイバ22a,22bは、融着型RGBコンバイナ15a,15bにより合波された各組のRGBレーザ光をそれぞれ導波する。フェルール23’は、固定具の一例であり、図4(A)に示すフェルール23と同様に円筒形の形状を有する。フェルール23’は、ファイバ22a,22bをレーザ光源10’とは反対側の端部で束ねて固定する。図12に示すように、ファイバ22a,22bは、フェルール23’の円形の断面上で、互いに異なる位置に固定される。各色のRGBレーザ光は、フェルール23’の端部にあるファイバ22a,22bの出射端面から出射される。   The fibers 22a and 22b respectively guide the respective sets of RGB laser beams combined by the fusion type RGB combiners 15a and 15b. The ferrule 23 ′ is an example of a fixture, and has a cylindrical shape like the ferrule 23 shown in FIG. The ferrule 23 'bundles and fixes the fibers 22a and 22b at the end opposite to the laser light source 10'. As shown in FIG. 12, the fibers 22a and 22b are fixed at different positions on the circular cross section of the ferrule 23 '. The RGB laser light of each color is emitted from the emission end faces of the fibers 22a and 22b at the end of the ferrule 23 '.

なお、融着型RGBコンバイナ15a,15bを用いずに、RGBレーザ光をそれぞれ導波する複数組のRファイバ、GファイバおよびBファイバをフェルール23’により束ねてファイババンドルを構成してもよい。また、レーザ光源10’には3組以上のRGBレーザ光源を設けて、フェルール23’の端部から3組以上のRGBレーザ光を出射してもよい。   Instead of using the fusion type RGB combiners 15a and 15b, a plurality of sets of R fiber, G fiber, and B fiber that respectively guide the RGB laser light may be bundled by the ferrule 23 'to form a fiber bundle. The laser light source 10 'may be provided with three or more sets of RGB laser light sources, and three or more sets of RGB laser light may be emitted from the end of the ferrule 23'.

図13は、フェルール23’により固定されるファイバ22a,22bと各組RGBレーザ光による走査線Lp,Lqとの位置関係の例を示した図である。投影装置1’では、図13に矢印Cで示すように、フェルール23’を光軸の周りに回転させることにより、ファイバ22aからのRGBレーザ光による走査線Lpと、ファイバ22bからのRGBレーザ光による走査線Lqとの間隔が調整される。フェルール23’は、2組のレーザ光の投射点が投影面50上でMEMSスキャナ25の垂直走査方向(水平走査方向に交差する方向)にずれるように、ファイバ22a,22bを固定する。このように、投影装置1’では、フェルール23’により形成されるファイババンドルの角度を微調整することで、2組のRGBレーザ光による走査線Lp,Lqの間隔を最適化することが可能になる。   FIG. 13 is a diagram showing an example of the positional relationship between the fibers 22a and 22b fixed by the ferrule 23 'and the scanning lines Lp and Lq by each set of RGB laser beams. In the projection apparatus 1 ′, as indicated by an arrow C in FIG. 13, by rotating the ferrule 23 ′ around the optical axis, the scanning line Lp by the RGB laser light from the fiber 22a and the RGB laser light from the fiber 22b are obtained. The distance from the scanning line Lq is adjusted. The ferrule 23 ′ fixes the fibers 22 a and 22 b so that the projection points of the two sets of laser light are shifted on the projection plane 50 in the vertical scanning direction (direction intersecting the horizontal scanning direction) of the MEMS scanner 25. Thus, in the projection apparatus 1 ′, it is possible to optimize the interval between the scanning lines Lp and Lq by the two sets of RGB laser light by finely adjusting the angle of the fiber bundle formed by the ferrule 23 ′. Become.

投影装置1’による2組のRGBレーザ光の走査は、図10〜図11(B)を用いて上述した投影装置1の場合と同様に、片側走査とすることが好ましい。図13に示すように、フェルール23’の回転により各走査線は垂直走査方向(Y方向)にずれるため、片側走査をすれば、2組のRGBレーザ光の走査線が互いに重なることはない。   The two sets of RGB laser light scanning by the projection apparatus 1 ′ are preferably single-sided scanning as in the case of the projection apparatus 1 described above with reference to FIGS. 10 to 11B. As shown in FIG. 13, since the scanning lines are shifted in the vertical scanning direction (Y direction) by the rotation of the ferrule 23 ', the scanning lines of the two sets of RGB laser light do not overlap each other if one-side scanning is performed.

また、投影装置1’も、投影装置1と同様に、図11(A)および図11(B)に示すようなインターレース方式の走査を行う。すなわち、投影装置1’は、奇数枚目のフレームでは、レーザダイオード11a〜13aで奇数本目の走査線を走査し(Lo1)、レーザダイオード11b〜13bで偶数本目の走査線を走査する(Lo2)とともに、偶数枚目のフレームでは、レーザダイオード11b〜13bで奇数本目の走査線を走査し(Le2)、レーザダイオード11a〜13aで偶数本目の走査線を走査する(Le1)。つまり、投影装置1’の制御部40は、2組のRGBレーザ光が投影面50上の異なる走査線を同時に照射し、かつ互いに異なるフレーム周期において投影面50上の各画素を照射するように、レーザ光源10’の発光を制御する。また、投影装置1’の制御部40は、連続して走査されるビーム軌道のうちで片側走査に必要な照射時間において、レーザダイオード11a〜13aとレーザダイオード11b〜13bが投影面上の異なる画素を照射するように制御する。   Further, similarly to the projection apparatus 1, the projection apparatus 1 'also performs interlace scanning as shown in FIGS. 11 (A) and 11 (B). That is, in the odd-numbered frame, the projection device 1 ′ scans the odd-numbered scanning lines with the laser diodes 11a to 13a (Lo1), and scans the even-numbered scanning lines with the laser diodes 11b to 13b (Lo2). At the same time, in the even-numbered frame, the odd-numbered scanning lines are scanned by the laser diodes 11b to 13b (Le2), and the even-numbered scanning lines are scanned by the laser diodes 11a to 13a (Le1). In other words, the control unit 40 of the projection apparatus 1 ′ causes the two sets of RGB laser light to irradiate different scanning lines on the projection plane 50 at the same time, and irradiate each pixel on the projection plane 50 in different frame periods. The light emission of the laser light source 10 ′ is controlled. In addition, the control unit 40 of the projection apparatus 1 ′ allows the laser diodes 11a to 13a and the laser diodes 11b to 13b to be different pixels on the projection surface during the irradiation time required for one-side scanning among the continuously scanned beam trajectories. Control to irradiate.

このように、投影装置1’では、複数組のRGBレーザ光源であるレーザ光源10’を使用し、各組のRGBレーザ光の投射点を垂直走査方向(Y方向)にずらして走査することにより、Y方向の交互走査線の本数を増加させる。投影装置1’では、2組のRGBレーザ光による走査線の間隔をフェルール23’の回転角により微調整できるため、投影装置1と比べて垂直走査方向の高解像度化を容易に実現することができる。なお、各組のRGBレーザ光による投射点の水平走査方向(X方向)のずれは、各レーザダイオードの発光タイミングを前後させることにより打ち消すことが可能である。   As described above, the projection apparatus 1 ′ uses the laser light sources 10 ′, which are a plurality of sets of RGB laser light sources, and scans by shifting the projection points of the RGB laser beams of each set in the vertical scanning direction (Y direction). The number of alternating scanning lines in the Y direction is increased. In the projection apparatus 1 ′, the interval between the scanning lines by the two sets of RGB laser light can be finely adjusted by the rotation angle of the ferrule 23 ′, so that higher resolution in the vertical scanning direction can be easily realized as compared with the projection apparatus 1. it can. It should be noted that the deviation in the horizontal scanning direction (X direction) of the projection point caused by each set of RGB laser light can be canceled by moving the emission timing of each laser diode back and forth.

また、投影装置1’では、複数組のRGBレーザ光源から投影面に投影するため、例えば波長のわずかに異なる同色のレーザを使用するなど、使用するレーザの組合せによってスペックルの軽減も可能となる。また、複数組のRGBレーザ光源からのレーザ光によって画像を形成するため、所定の光量を得るための1組当たりのRGBレーザ光源の光量を低減することも可能である。瞬間的には、2つの光源からのビームスポットが異なる位置を走査していることになる。このため、万が一、レーザ光が眼に入ったとき等の安全性を向上させることができる。   Further, in the projection apparatus 1 ′, since a plurality of sets of RGB laser light sources are projected onto the projection surface, speckles can be reduced depending on the combination of lasers used, for example, using lasers of the same color with slightly different wavelengths. . In addition, since an image is formed by laser beams from a plurality of sets of RGB laser light sources, it is also possible to reduce the amount of light of the RGB laser light sources per set for obtaining a predetermined amount of light. Instantaneously, the beam spots from the two light sources are scanning different positions. For this reason, it is possible to improve safety such as when laser light enters the eye.

投影装置1’は、走査線の本数をRGBレーザ光源の多重度分だけ増やせるため、ライトフィールドディスプレイ(Light Field Display)等の光学エンジンとしても応用可能である。従来の構成では、ピコプロジェクタを水平方向および垂直方向に多数個並べてライトフィールドを形成していたが、これでは装置の小型化と高精細化を同時に実現することが難しく、製造コストも高くなっていた。しかしながら、投影装置1’では、装置自体の小型化と高精細化が可能であるため、ライトフィールドディスプレイ等への応用も考えられる。   Since the projection apparatus 1 ′ can increase the number of scanning lines by the multiplicity of the RGB laser light source, it can be applied as an optical engine such as a light field display (Light Field Display). In the conventional configuration, a plurality of pico projectors are arranged in the horizontal direction and the vertical direction to form a light field. However, this makes it difficult to simultaneously reduce the size and increase the definition of the device and increase the manufacturing cost. It was. However, since the projection apparatus 1 ′ can reduce the size and definition of the apparatus itself, it can be applied to a light field display or the like.

なお、フェルール23,23’により、ファイバ21,22a,22bに加えてRGB以外の波長の光を導波するファイバも束ねて、フェルール23,23’の端部から、RGBレーザ光に加えて、例えば近赤外線や他の波長の可視光などを一緒に出射してもよい。   In addition to the fibers 21, 22 a, and 22 b, the ferrules 23 and 23 ′ also bundle fibers that guide light of wavelengths other than RGB, and in addition to the RGB laser light from the ends of the ferrules 23 and 23 ′, For example, near infrared rays or visible light with other wavelengths may be emitted together.

1,1’ 投影装置
2 レーザプロジェクタ
2a 第1のレーザプロジェクタ
2b 第2のレーザプロジェクタ
10,10’ レーザ光源
11,11a,11b 赤色レーザダイオード
12,12a,12b 緑色レーザダイオード
13,13a,13b 青色レーザダイオード
15a,15b 融着型RGBコンバイナ
20,20’ 出射部
21,21r,21g,21b,21d,22a,22b ファイバ
211 コア
212 クラッド
23,23’ フェルール
24 投影レンズ
25 MEMSスキャナ
251 微小ミラー
252,253 トーションバー
254,255 軸
26 MEMSドライバ
28 レーザ光
29 遮蔽部
30 検知部
31 赤外線照射部
32 赤外線検知部
40 制御部
41 CPU
42 RAM
43 ROM
44 I/O
50 投影面
51 投射点
60 タイミング制御手段
70 Siプラットホーム
71 近赤外LD
72,74 導波路
73 SHG素子
75 光ファイバ
76 コア
77 FBG反射素子
78 ベース部
79 恒温ブロック
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,1 'Projection apparatus 2 Laser projector 2a 1st laser projector 2b 2nd laser projector 10, 10' Laser light source 11, 11a, 11b Red laser diode 12, 12a, 12b Green laser diode 13, 13a, 13b Blue laser Diodes 15a, 15b Fusion type RGB combiner 20, 20 ′ Emitting part 21, 21r, 21g, 21b, 21d, 22a, 22b Fiber 211 Core 212 Clad 23, 23 ′ Ferrule 24 Projection lens 25 MEMS scanner 251 Micro mirror 252, 253 Torsion bar 254, 255 axis 26 MEMS driver 28 laser light 29 shielding unit 30 detection unit 31 infrared irradiation unit 32 infrared detection unit 40 control unit 41 CPU
42 RAM
43 ROM
44 I / O
50 Projection surface 51 Projection point 60 Timing control means 70 Si platform 71 Near infrared LD
72, 74 Waveguide 73 SHG element 75 Optical fiber 76 Core 77 FBG reflection element 78 Base part 79 Constant temperature block

Claims (9)

駆動のタイミング信号の同期を各々取った複数のレーザ光源と、
前記レーザ光源からのレーザ光を走査して投影面上に画像を投影する走査手段と、
前記複数のレーザ光源が同一の画像を前記投影面上に表示する際に、前記複数のレーザ光源のうちの一のレーザ光源が照射する位置と他のレーザ光源が照射する位置とを異ならせるように、前記複数のレーザ光源の発光タイミングを制御する制御部と、
を備えることを特徴とする投影装置。
A plurality of laser light sources each synchronizing drive timing signals;
Scanning means for projecting an image on a projection surface by scanning laser light from the laser light source;
When the plurality of laser light sources display the same image on the projection plane, a position irradiated by one laser light source among the plurality of laser light sources is made different from a position irradiated by another laser light source. A control unit for controlling the light emission timing of the plurality of laser light sources;
A projection apparatus comprising:
前記制御部は、前記投影面上の所定の画素を、前記一のレーザ光源と前記他のレーザ光源とが異なるフレーム周期において照射するように制御する、請求項1に記載の投影装置。   The projection apparatus according to claim 1, wherein the control unit controls a predetermined pixel on the projection surface to irradiate the one laser light source and the other laser light source in different frame periods. 前記制御部は、前記一のレーザ光源と前記他のレーザ光源とによって前記投影面上の異なる走査線を同時に照射させる、請求項1に記載の投影装置。   The projection apparatus according to claim 1, wherein the control unit simultaneously irradiates different scanning lines on the projection plane by the one laser light source and the other laser light source. 前記制御部は、所定の時間において、前記一のレーザ光源と前記他のレーザ光源とによって前記投影面上の異なる画素を照射させる、請求項1に記載の投影装置。   The projection apparatus according to claim 1, wherein the control unit irradiates different pixels on the projection surface with the one laser light source and the other laser light source at a predetermined time. 前記レーザ光源から前記投影面までの距離を深度情報として検知する検知部をさらに有し、
前記制御部は、前記深度情報に基づいて前記発光タイミングを制御する、請求項1〜4のいずれか一項に記載の投影装置。
A detector that detects the distance from the laser light source to the projection plane as depth information;
The projection device according to claim 1, wherein the control unit controls the light emission timing based on the depth information.
前記レーザ光源は、互いに色が異なり発光点が同一面上にある複数のレーザ光を、前記複数のレーザ光の各投射点が前記投影面上で前記走査手段の走査方向に沿って一列に並ぶように出射する、請求項1〜5のいずれか一項に記載の投影装置。   The laser light source includes a plurality of laser beams having different colors and light emitting points on the same plane, and projection points of the plurality of laser beams are arranged in a line along the scanning direction of the scanning unit on the projection plane. The projection apparatus according to any one of claims 1 to 5, which emits light like this. 前記レーザ光源は、互いに色が異なる各色レーザ光を、色ごとに分けられた複数のファイバからそれぞれ出射可能であり、
前記各色レーザ光の投射点が前記投影面上で前記走査手段の走査方向に沿って一列に並ぶように前記複数のファイバを固定する固定具をさらに有する、請求項6に記載の投影装置。
The laser light source can emit each color laser light having a different color from a plurality of fibers divided for each color,
The projection apparatus according to claim 6, further comprising a fixture that fixes the plurality of fibers so that the projection points of the respective color laser beams are arranged in a line along the scanning direction of the scanning unit on the projection surface.
前記走査手段は、前記複数のレーザ光源のそれぞれに対応して設けられ、対応するレーザ光源からのレーザ光を偏向させて前記投影面上を走査する複数のMEMSスキャナである、請求項1〜7のいずれか一項に記載の投影装置。   The scanning means is a plurality of MEMS scanners provided corresponding to each of the plurality of laser light sources and scanning the projection surface by deflecting laser light from the corresponding laser light sources. The projection device according to any one of the above. 前記複数のレーザ光源は、赤色、緑色および青色のレーザ光をそれぞれが含む複数組のレーザ光を複数のファイバから出射可能であり、
前記複数組のレーザ光の投射点が前記投影面上で前記走査手段の走査方向に交差する方向に互いにずれるように前記複数のレーザ光源のファイバを固定する固定具をさらに有する、請求項1〜4のいずれか一項に記載の投影装置。
The plurality of laser light sources are capable of emitting a plurality of sets of laser beams each including red, green and blue laser beams from a plurality of fibers,
The apparatus further comprises a fixture for fixing the fibers of the plurality of laser light sources so that projection points of the plurality of sets of laser beams are shifted from each other in a direction intersecting a scanning direction of the scanning unit on the projection surface. 5. The projection device according to any one of 4.
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