JP2016058412A - Laser output device and output adjustment method of laser output device - Google Patents

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泰弘 山川
Yasuhiro Yamakawa
泰弘 山川
俊 関谷
Shun Sekiya
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a laser output device capable of increasing the dynamic range of laser light emitted.SOLUTION: A λ/2 wavelength plate 13 for converting the polarization direction of laser light is arranged on the optical path of laser light emitted from a light source 11, a polarization control element 142 for controlling the polarization direction of laser light is arranged on the optical path of laser light emitted from the λ/2 wavelength plate 13, an emission side polarization plate 143 is arranged on the optical path of laser light emitted from the polarization control element 142, the λ/2 wavelength plate 13 converts the polarization direction of incident laser light to become a polarization direction where the optical intensity of laser light emitted from a laser output device 10 takes an extreme value when the polarization control element 142 is turned on or off, or a polarization direction where the difference of the optical intensity of laser light emitted from the laser output device 10 takes an extreme value when the polarization control element 142 is turned on or off.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、2次元走査することで画像を生成するためのレーザー光を出力するレーザー出力装置と、このレーザー出力装置の出力調整方法に関するものである。 The present invention relates to a laser output device that outputs laser light for generating an image by two-dimensional scanning, and an output adjustment method for the laser output device.

レーザー光を二次元的に走査することで画像を生成するレーザー走査型表示装置が、例えば特許文献1に開示されている。このようなレーザー走査型表示装置は、レーザー出力装置が所望の光強度のレーザー光を出力し、このレーザー光を走査部が二次元的に走査することでスクリーン上に画像を生成するものである。 For example, Patent Document 1 discloses a laser scanning display device that generates an image by scanning laser light two-dimensionally. In such a laser scanning display device, a laser output device outputs laser light having a desired light intensity, and a scanning unit scans the laser light two-dimensionally to generate an image on a screen. .

特に、特許文献1に開示されているようにレーザー走査型表示装置をヘッドアップディスプレイ装置に適用する場合、明るい環境下でも視認できる輝度の高い画像と、暗い環境下でもユーザが眩しく感じない輝度の低い画像との双方を表示する必要がある。 In particular, when a laser scanning display device is applied to a head-up display device as disclosed in Patent Document 1, a high-luminance image that can be viewed even in a bright environment and a luminance that does not make the user feel dazzling even in a dark environment. Both low images need to be displayed.

特許文献1のレーザー走査型表示装置は、特定の偏光方向の光を透過する偏光板と、偏光方向を制御可能な偏光制御素子と、を備え、前記偏光制御素子が光源から出射されるレーザー光の偏光方向を調整し、前記偏光板が透過するレーザー光の光強度を調整する。したがって、明るい環境下では、前記偏光板を透過するレーザー光を多くし、暗い環境下では、前記偏光板を透過するレーザー光を少なくすることで、走査部に出射されるレーザー光の光強度のダイナミックレンジを確保している。 The laser scanning display device of Patent Document 1 includes a polarizing plate that transmits light in a specific polarization direction, and a polarization control element that can control the polarization direction, and the polarization control element emits laser light from a light source. The polarization direction is adjusted, and the light intensity of the laser beam transmitted through the polarizing plate is adjusted. Therefore, in a bright environment, the amount of laser light transmitted through the polarizing plate is increased, and in a dark environment, the amount of laser light transmitted through the polarizing plate is decreased, thereby reducing the light intensity of the laser light emitted to the scanning unit. The dynamic range is secured.

特開2013−15738号公報JP 2013-15738 A

通常、光源から出射されるレーザー光は、概ね一定の偏光方向を有する光である。そのため、光源から出射されるレーザー光の偏光方向と、偏光板の偏光方向との関係が組み立てなどの作業工程で一定ではなくなり、出射するレーザー光を少なくしたい際に想定以上の光強度のレーザー光が出射されたり、出射するレーザー光を多くしたい際に想定以下の光強度のレーザー光が出射されたりするため、ダイナミックレンジが十分に確保されないという問題があった。 Normally, laser light emitted from a light source is light having a substantially constant polarization direction. For this reason, the relationship between the polarization direction of the laser light emitted from the light source and the polarization direction of the polarizing plate is not constant in the work process such as assembly, and laser light with an intensity higher than expected when it is desired to reduce the emitted laser light. When the laser beam is emitted or when it is desired to increase the amount of emitted laser light, a laser beam having a light intensity below the expected level is emitted, so that there is a problem that a sufficient dynamic range is not ensured.

そこで本発明は、上述の課題を鑑みて、出射されるレーザー光のダイナミックレンジを確保するレーザー出力装置及びレーザー出力装置の出力調整方法を提供することを目的とする。 In view of the above-described problems, an object of the present invention is to provide a laser output device that secures a dynamic range of emitted laser light and an output adjustment method for the laser output device.

本発明は、前記課題を解決するため、以下の手段を採用した。
すなわち、本発明の第1の観点におけるレーザー出力装置は、レーザー光を出射する光源と、前記光源が出射したレーザー光の光路上に位置し、レーザー光の偏光方向を変換する偏光方向変換部と、前記偏光方向変換部から出射したレーザー光の光路上に位置し、レーザー光の偏光方向を制御する偏光制御素子と、前記偏光制御素子から出射したレーザー光の光路上に位置する偏光板と、を備えたレーザー出力装置において、前記偏光方向変換部は、前記偏光制御素子をオンまたはオフさせた際にレーザー出力装置から出射されるレーザー光の光強度が極値を取る偏光方向、または、前記偏光制御素子をオン及びオフさせた際にレーザー出力装置から出射されるレーザー光の光強度の差が極大値を取る偏光方向に入射したレーザー光の偏光方向を変換する、ことを特徴とする。
The present invention employs the following means in order to solve the above problems.
That is, a laser output device according to the first aspect of the present invention includes a light source that emits laser light, a polarization direction conversion unit that is positioned on the optical path of the laser light emitted from the light source, and that converts the polarization direction of the laser light. A polarization control element that is located on the optical path of the laser light emitted from the polarization direction conversion unit and controls the polarization direction of the laser light, and a polarizing plate that is located on the optical path of the laser light emitted from the polarization control element, In the laser output device comprising: the polarization direction converter, the polarization direction in which the light intensity of the laser light emitted from the laser output device takes an extreme value when the polarization control element is turned on or off, or the When the polarization control element is turned on and off, the polarization direction of the laser light incident in the polarization direction where the difference in the light intensity of the laser light emitted from the laser output device takes a maximum Converting the, characterized in that.

また、本発明の第2の観点におけるレーザー出力装置の出力調整方法は、レーザー光を出射する光源と、前記光源が出射したレーザー光の光路上に位置し、レーザー光の偏光方向を変換する偏光方向変換部と、前記偏光方向変換部から出射したレーザー光の光路上に位置し、レーザー光の偏光方向を制御する偏光制御素子と、前記偏光制御素子から出射したレーザー光の光路上に位置する偏光板と、を備えたレーザー出力装置の出力調整方法において、前記光源にレーザー光を出射させるレーザー光出力工程と、前記偏光制御素子をオンまたは/およびオフさせる偏光制御工程と、前記偏光方向変換部が出射するレーザー光の偏光方向を調整しながら前記偏光板から出射したレーザー光の光強度を検出する光強度検出工程と、前記偏光方向変換部が出射するレーザー光の偏光方向を、前記光強度検出工程で検出した光強度が極値を取った偏光方向、または、前記偏光制御素子をオン及びオフさせて前記光強度検出工程で検出した光強度の差が極大値を取った偏光方向に調整する偏光方向調整工程と、を備えることを特徴とする。   Further, the output adjustment method of the laser output device according to the second aspect of the present invention includes a light source that emits laser light, and polarization that is positioned on the optical path of the laser light emitted from the light source and converts the polarization direction of the laser light. A direction conversion unit, a polarization control element that controls the polarization direction of the laser light that is located on the optical path of the laser light emitted from the polarization direction conversion unit, and an optical path of the laser light that is emitted from the polarization control element In a method for adjusting the output of a laser output device comprising a polarizing plate, a laser light output step for emitting laser light to the light source, a polarization control step for turning on and / or off the polarization control element, and the polarization direction conversion A light intensity detecting step for detecting a light intensity of the laser beam emitted from the polarizing plate while adjusting a polarization direction of the laser beam emitted from the optical unit; The polarization direction of the laser light emitted from the light source is detected in the light intensity detection step by turning on and off the polarization control element, or the polarization direction in which the light intensity detected in the light intensity detection step takes an extreme value. A polarization direction adjusting step of adjusting the polarization direction so that the difference in light intensity takes a maximum value.

本発明のレーザー出力装置及びレーザー出力装置の出力調整方法によれば、出射されるレーザー光のダイナミックレンジを大きくすることができる。 According to the laser output device and the output adjustment method of the laser output device of the present invention, the dynamic range of the emitted laser light can be increased.

本発明の実施形態に係るHUD装置の搭載態様を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the mounting aspect of the HUD apparatus which concerns on embodiment of this invention. 上記実施形態のHUD装置の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the HUD apparatus of the said embodiment. 上記実施形態のレーザー出力装置の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the laser output apparatus of the said embodiment. 上記実施形態の偏光方向変換部を透過する前のレーザー光の偏光方向と、透過した後のレーザー光の偏光方向とを示す図である。It is a figure which shows the polarization direction of the laser beam before permeate | transmitting the polarization direction conversion part of the said embodiment, and the polarization direction of the laser beam after permeate | transmitting. 上記実施形態のレーザー出力装置の電気的構成と、レーザー出力装置の出力調整方法に用いる調整装置の電気的構成と、を示す図である。It is a figure which shows the electrical structure of the laser output apparatus of the said embodiment, and the electrical structure of the adjustment apparatus used for the output adjustment method of a laser output apparatus. 上記実施形態の出力調整方法のフロー図である。It is a flowchart of the output adjustment method of the said embodiment. 上記実施形態の出力調整方法における偏光方向変換部の角度の決定方法を説明するための図であり、偏光方向変換部の角度とレーザー光の光強度との関係の一例を示した図である。It is a figure for demonstrating the determination method of the angle of the polarization direction conversion part in the output adjustment method of the said embodiment, and is the figure which showed an example of the relationship between the angle of a polarization direction conversion part, and the light intensity of a laser beam.

以下、図面を参照して、本発明のレーザー出力装置をヘッドアップディスプレイ装置(HUD装置)に適用した一実施形態について説明する。 Hereinafter, an embodiment in which a laser output device of the present invention is applied to a head-up display device (HUD device) will be described with reference to the drawings.

HUD装置1は、図示するように、車両2のダッシュボードに配設され、所定の情報を報知する画像M(図2参照)を表す表示光Lをウインドシールド(透過反射面)3に向けて出射する。ウインドシールド3で反射した表示光Lは、観察者4(主に、車両2の運転者)により、ウインドシールド3の前方に形成された画像Mの虚像Vとして視認される。このようにしてHUD装置1は、観察者4に画像Mの虚像Vを視認させる。 As shown in the figure, the HUD device 1 is arranged on the dashboard of the vehicle 2 and directs the display light L representing an image M (see FIG. 2) for notifying predetermined information toward the windshield (transmission reflection surface) 3. Exit. The display light L reflected by the windshield 3 is visually recognized by the observer 4 (mainly the driver of the vehicle 2) as a virtual image V of the image M formed in front of the windshield 3. In this way, the HUD device 1 causes the observer 4 to visually recognize the virtual image V of the image M.

HUD装置1は、図2に示すように、レーザー出力装置10と、走査部20と、スクリーン30と、平面鏡40と、凹面鏡50と、照度センサ60と、を備える。 As shown in FIG. 2, the HUD device 1 includes a laser output device 10, a scanning unit 20, a screen 30, a plane mirror 40, a concave mirror 50, and an illuminance sensor 60.

レーザー出力装置10は、複数色のレーザー光を混色した後述する合成レーザー光Cを走査部20に向け出射するものである。レーザー出力装置10は、図3に示すように、半導体レーザーなどからなる光源11と、集光光学系12と、偏光方向変換部13と、調光部14と、光軸調整部15と、透過反射部16と、光強度検出部17と、を有する。 The laser output device 10 emits a synthetic laser beam C, which will be described later, mixed with laser beams of a plurality of colors toward the scanning unit 20. As shown in FIG. 3, the laser output device 10 includes a light source 11 made of a semiconductor laser, a condensing optical system 12, a polarization direction conversion unit 13, a light control unit 14, an optical axis adjustment unit 15, and a transmission. A reflection unit 16 and a light intensity detection unit 17 are included.

光源11は、約640nmの波長にピークをもつ赤色のレーザー光Rを出射する光源11aと、約520nmの波長にピークをもつ緑色のレーザー光Gを出射する光源11bと、約450nmの波長にピークをもつ青色のレーザー光Bを出射する光源11cと、を有する。光源11は、後述するレーザー出力制御部100から駆動信号(駆動電流)が供給され、各々が所定の光強度及びタイミングで発光する。なお、光源11がそれぞれ出射する赤色のレーザー光R,緑色のレーザー光G,青色のレーザー光Bは、一定の偏光方向を有する直線偏光を有する光であり、後述する合成レーザー光Cになる際にそれぞれの偏向方向が揃えて接着剤などで固定される。なお、偏光方向を揃えるとは、赤色のレーザー光R,緑色のレーザー光G,青色のレーザー光Bの偏光方向が完全に一致することのみを指すのではなく、例えば、±5度の範囲に揃えることも含む。 The light source 11 includes a light source 11a that emits red laser light R having a peak at a wavelength of about 640 nm, a light source 11b that emits green laser light G having a peak at a wavelength of about 520 nm, and a peak at a wavelength of about 450 nm. A light source 11c that emits blue laser light B having The light source 11 is supplied with a drive signal (drive current) from a laser output control unit 100 described later, and each emits light at a predetermined light intensity and timing. The red laser light R, green laser light G, and blue laser light B emitted from the light source 11 are light having linearly polarized light having a certain polarization direction, and are combined laser light C to be described later. The respective deflection directions are aligned and fixed with an adhesive or the like. Note that aligning the polarization direction does not only mean that the polarization directions of the red laser beam R, the green laser beam G, and the blue laser beam B are completely matched, but, for example, within a range of ± 5 degrees. Including aligning.

集光光学系12は、赤色のレーザー光R,緑色のレーザー光G,青色のレーザー光Bそれぞれの光路上に配置される集光光学系12a,集光光学系12b,集光光学系12cと、を有し、各光源11が出射した各レーザー光R,G,Bを集光し、スポット径を小さくして収束光とするレンズである。 The condensing optical system 12 includes a condensing optical system 12a, a condensing optical system 12b, and a condensing optical system 12c disposed on the optical paths of the red laser light R, the green laser light G, and the blue laser light B, respectively. , And each laser beam R, G, B emitted from each light source 11 is condensed, and the spot diameter is reduced to obtain convergent light.

偏光方向変換部13は、例えば、λ/2波長板などであり、入射した赤色のレーザー光R,緑色のレーザー光G,青色のレーザー光Bの偏光方向を回転させる。具体的には、λ/2波長板13は、図4に示すように、進相軸と入射したレーザー光の偏光方向とのなす角を角度θとした場合、この角度θの2倍の2θだけ偏光方向を回転させて出射する。λ/2波長板13は、進相軸を示す指標部を有し、この指標部を目印にして後述する出力調整前の組付けが行われる。 The polarization direction conversion unit 13 is, for example, a λ / 2 wavelength plate or the like, and rotates the polarization directions of the incident red laser light R, green laser light G, and blue laser light B. Specifically, as shown in FIG. 4, the λ / 2 wavelength plate 13 has an angle θ formed by the fast axis and the polarization direction of the incident laser beam as an angle θ, 2θ that is twice this angle θ. Only the polarization direction is rotated and emitted. The λ / 2 wavelength plate 13 has an index portion indicating a fast axis, and is assembled before output adjustment, which will be described later, with the index portion as a mark.

調光部14は、入射側偏光板141と、偏光制御素子142と、出射側偏光板143と、から構成され、通過する各レーザー光R,G,Bの量を調整する(調光する)。本実施形態において、入射側偏光板141,偏光制御素子142及び出射側偏光板143は、レーザー光R,G,Bの進行方向において、入射側偏光板141,偏光制御素子142,後述する光軸調整部15,出射側偏光板143の順に配置される。 The light control unit 14 includes an incident-side polarizing plate 141, a polarization control element 142, and an output-side polarizing plate 143, and adjusts (controls) the amount of each of the laser beams R, G, and B that pass therethrough. . In the present embodiment, the incident side polarizing plate 141, the polarization control element 142, and the output side polarizing plate 143 are the incident side polarizing plate 141, the polarization control element 142, and the optical axis described later in the traveling direction of the laser beams R, G, and B. The adjustment unit 15 and the emission-side polarizing plate 143 are arranged in this order.

入射側偏光板141は、ワイヤーグリッド偏光板などの反射型の偏光板で構成され、レーザー出力装置10から出射された各レーザー光R,G,Bの光路上に配置される。入射側偏光板141の透過軸は、各光源11a,11b,11cが固定された際の各レーザー光R,G,Bの偏光方向と概ね同じ方向になるように配置される。 The incident-side polarizing plate 141 is configured by a reflective polarizing plate such as a wire grid polarizing plate, and is disposed on the optical path of each laser beam R, G, B emitted from the laser output device 10. The transmission axis of the incident-side polarizing plate 141 is arranged so as to be substantially in the same direction as the polarization directions of the laser beams R, G, and B when the light sources 11a, 11b, and 11c are fixed.

偏光制御素子142は、例えばVA(Vertial Alignment)型液晶素子である。VA型液晶素子142は、透明電極を有する2枚の透明基板と、透明電極の間に狭持され、垂直配向された誘電率異方性が負のNematic液晶などから構成される。 The polarization control element 142 is, for example, a VA (Vertical Alignment) type liquid crystal element. The VA-type liquid crystal element 142 includes two transparent substrates having transparent electrodes and a nematic liquid crystal sandwiched between the transparent electrodes and vertically aligned with negative dielectric anisotropy.

出射側偏光板143は、ワイヤーグリッド偏光板などの反射型の偏光板で構成され、後述する光軸調整部15で各レーザー光R,G,Bの光軸を合わせた合成レーザー光Cの光路上に配置される。出射側偏光板143の透過軸は、入射側偏光板141の透過軸に対して直交する方向に配置される。すなわち、出射側偏光板143の透過軸は、各光源11a,11b,11cが固定された際の各レーザー光R,G,Bの偏光方向と概ね直交する方向に配置される。 The emission side polarizing plate 143 is formed of a reflection type polarizing plate such as a wire grid polarizing plate, and is a light of a synthetic laser beam C in which the optical axes of the laser beams R, G, and B are aligned by an optical axis adjusting unit 15 described later. Located on the road. The transmission axis of the output side polarizing plate 143 is arranged in a direction orthogonal to the transmission axis of the incident side polarizing plate 141. That is, the transmission axis of the output side polarizing plate 143 is arranged in a direction substantially orthogonal to the polarization direction of the laser beams R, G, and B when the light sources 11a, 11b, and 11c are fixed.

上述したように、出射側偏光板143の透過軸は、各レーザー光R,G,Bの偏光方向と直交するように配置されるため、偏光制御素子142と出射側偏光板143とは、1つのノーマリーブラックの液晶素子として機能する。すなわち、偏光制御素子142に電圧が印加されていない(偏光制御素子142をオフする)場合、偏光制御素子142に入射したレーザー光R,G,Bは、偏光状態を維持して偏光制御素子142から出射する。偏光制御素子142から出射したレーザー光R,G,Bは、出射側偏光板143に入射する。出射側偏光板143の透過軸は、各レーザー光R,G,Bと直行する方向であるので、レーザー光R,G,Bは、出射側偏光板143を透過できない。 As described above, since the transmission axis of the exit-side polarizing plate 143 is arranged so as to be orthogonal to the polarization directions of the laser beams R, G, and B, the polarization control element 142 and the exit-side polarizing plate 143 have 1 It functions as one normally black liquid crystal element. That is, when no voltage is applied to the polarization control element 142 (turning off the polarization control element 142), the laser beams R, G, and B incident on the polarization control element 142 maintain the polarization state while maintaining the polarization control element 142. Emanates from. The laser beams R, G, and B emitted from the polarization control element 142 are incident on the emission side polarizing plate 143. Since the transmission axis of the output side polarizing plate 143 is a direction orthogonal to the laser beams R, G, and B, the laser beams R, G, and B cannot pass through the output side polarizing plate 143.

一方、偏光制御素子142に電圧が印加された(偏光制御素子142をオンする)場合、偏光制御素子142に入射したレーザー光R,G,Bは、偏光制御素子142の複屈折性によって印加電圧に依存して偏光方向が変化し、偏光制御素子142から出射する。偏光方向が変化して偏光制御素子142から出射したレーザー光R,G,Bは、出射側偏光板143に入射する。出射側偏光板143の透過軸は偏光方向が変化する前の各レーザー光R,G,Bの偏光方向と直行する方向であるので、偏光方向が変化したレーザー光R,G,Bの一部(あるいはすべて)は、出射側偏光板143を透過する。出射側偏光板143を透過する各レーザー光R,G,Bの光強度は、偏光制御素子142に印加される電圧に依存するので、調光部14は各レーザー光R,G,Bの光強度を制御することができる。 On the other hand, when a voltage is applied to the polarization control element 142 (turns on the polarization control element 142), the laser light R, G, B incident on the polarization control element 142 is applied by the birefringence of the polarization control element 142. Depending on the polarization direction, the polarization direction changes and the light is emitted from the polarization control element 142. The laser beams R, G, and B emitted from the polarization control element 142 with the polarization direction changed are incident on the emission side polarizing plate 143. Since the transmission axis of the exit-side polarizing plate 143 is a direction orthogonal to the polarization direction of each of the laser beams R, G, and B before the polarization direction changes, a part of the laser beams R, G, and B whose polarization direction has changed. (Or all) is transmitted through the output-side polarizing plate 143. Since the light intensity of each of the laser beams R, G, and B that passes through the emission-side polarizing plate 143 depends on the voltage applied to the polarization control element 142, the light control unit 14 uses the light of each of the laser beams R, G, and B. The intensity can be controlled.

光軸調整部15は、光源11から出射され調光部14を通過して到達した各レーザー光R,G,Bの光軸を合わせて、1本の合成レーザー光Cとして出射するものである。具体的には、光軸調整部15は、光を反射する光軸調整部15aと、それぞれが特定の波長の光を反射するがその他の波長の光は透過するダイクロイックミラー等からなる光軸調整部15b及び光軸調整部15cと、から構成されている。 The optical axis adjusting unit 15 is configured to match the optical axes of the laser beams R, G, and B emitted from the light source 11 and passed through the dimming unit 14 and output the combined laser beam C as one synthetic laser beam C. . Specifically, the optical axis adjustment unit 15 includes an optical axis adjustment unit 15a that reflects light, and a dichroic mirror that reflects light of a specific wavelength but transmits light of other wavelengths. Part 15b and an optical axis adjusting part 15c.

透過反射部16は、例えば、5%程度の反射率を有する透過性部材からなり、出射側偏光板143からの合成レーザー光Cを入射し、その一部を反射光Dとして後述する光強度検出部17に反射し、他の大部分を後述する走査部20の方へ透過するものである。 The transmission / reflection part 16 is made of a transmissive member having a reflectivity of, for example, about 5%, and receives the combined laser light C from the output-side polarizing plate 143, and a part thereof as reflected light D, which will be described later. The light is reflected on the part 17 and most of the other part is transmitted toward the scanning part 20 described later.

光強度検出部17は、カラーセンサやフォトダイオード等からなり、透過反射部16で反射した反射光Dを受光し、受光した反射光Dを構成する各色レーザー光Cそれぞれの光強度を検出する。具体的には、光強度検出部17は、光強度に応じた検出信号(電圧)を出力し、この検出信号が図示しないA/D変換器によりデジタル値に変換されて、光強度情報として、後述するレーザー出力制御部100に出力する。光強度検出部17は、各レーザー光R,G,Bそれぞれの光強度を検出することができればいいので、合成レーザー光Cの光路ではなく、例えば、合成される前の各レーザー光R,G,Bそれぞれの光強度を検出できる箇所に別々に設けられていてもよい。 The light intensity detection unit 17 includes a color sensor, a photodiode, and the like, receives the reflected light D reflected by the transmission / reflection unit 16, and detects the light intensity of each color laser light C constituting the received reflected light D. Specifically, the light intensity detection unit 17 outputs a detection signal (voltage) corresponding to the light intensity, and this detection signal is converted into a digital value by an A / D converter (not shown) to obtain light intensity information. It outputs to the laser output control part 100 mentioned later. Since the light intensity detector 17 only needs to be able to detect the light intensity of each of the laser beams R, G, and B, it is not the optical path of the combined laser beam C, for example, each of the laser beams R, G before being combined. , B may be provided separately at locations where the light intensity of each can be detected.

走査部20は、レーザー出力装置10からの合成レーザー光Cを受光し、受光した合成レーザー光Cをスクリーン30上に走査する。これにより、スクリーン30には、画像Mが表示される。 The scanning unit 20 receives the synthesized laser beam C from the laser output device 10 and scans the received synthesized laser beam C on the screen 30. As a result, the image M is displayed on the screen 30.

スクリーン30は、走査部20からの合成レーザー光Cを背面で受光し、透過させることで、前面側に画像Mを表示するものである。スクリーン30は、例えば、ホログラフィックディフューザ、マイクロレンズアレイ、拡散板等によって構成される。 The screen 30 displays the image M on the front side by receiving and transmitting the synthetic laser beam C from the scanning unit 20 on the back side. The screen 30 is configured by, for example, a holographic diffuser, a microlens array, a diffusion plate, and the like.

平面鏡40は、スクリーン30に表示された画像Mを表す表示光Lを受け、凹面鏡50側へ反射させる。 The plane mirror 40 receives the display light L representing the image M displayed on the screen 30 and reflects it to the concave mirror 50 side.

凹面鏡50は、平面鏡40からの表示光Lを、ウインドシールド3の方向へ反射させる。凹面鏡50で反射した表示光Lは、HUD装置1から出射し、ウインドシールド3に到達する。 The concave mirror 50 reflects the display light L from the plane mirror 40 in the direction of the windshield 3. The display light L reflected by the concave mirror 50 is emitted from the HUD device 1 and reaches the windshield 3.

照度センサ60は、HUD装置1の外部の照度を検出する照度センサであり、観察者4(車両2)の周辺の照度を検出して、この照度データに基づいて調光部14を制御することで、合成レーザー光Cの調光を行い、画像Mの輝度調整が行われる。 The illuminance sensor 60 is an illuminance sensor that detects the illuminance outside the HUD device 1, detects the illuminance around the observer 4 (vehicle 2), and controls the light control unit 14 based on the illuminance data. Then, the brightness of the image M is adjusted by adjusting the light intensity of the synthetic laser beam C.

次に、レーザー出力装置10の出力調整方法を、図5,6,7を用いて説明する。図5は、レーザー出力装置10の出力調整方法に用いる調整装置200とレーザー出力装置10との電気的構成を示すブロック図であり、図6は、レーザー出力装置10の出力調整方法の工程を示すフロー図であり、図7は、偏光方向変換部13の角度θとレーザー光の光強度との関係の一例を示した図である。 Next, an output adjustment method of the laser output device 10 will be described with reference to FIGS. FIG. 5 is a block diagram showing the electrical configuration of the adjustment device 200 and the laser output device 10 used in the output adjustment method of the laser output device 10, and FIG. 6 shows the steps of the output adjustment method of the laser output device 10. FIG. 7 is a flowchart illustrating an example of the relationship between the angle θ of the polarization direction conversion unit 13 and the light intensity of the laser light.

(出力調整方法) まず、レーザー出力装置10の出力調整をする際に、レーザー出力制御部100は、調整装置200に接続される。調整装置200は、λ/2波長板13の角度θを適切な位置に調整するための装置であり、λ/2波長板13の角度調整が完了すると、レーザー出力制御部100から切断される。 (Output Adjustment Method) First, when adjusting the output of the laser output device 10, the laser output control unit 100 is connected to the adjustment device 200. The adjustment device 200 is a device for adjusting the angle θ of the λ / 2 wavelength plate 13 to an appropriate position. When the angle adjustment of the λ / 2 wavelength plate 13 is completed, the adjustment device 200 is disconnected from the laser output control unit 100.

調整装置200は、調整装置200全体の制御を行う調整制御部210と、レーザー出力装置10の光源11を駆動する光源調整部220と、レーザー出力装置10の偏光制御素子142を駆動する偏光制御素子調整部230と、光強度検出部17から光強度情報を取得する光強度情報取得部240と、λ/2波長板13の角度θを調整する角度調整部250と、を備える。 The adjustment device 200 includes an adjustment control unit 210 that controls the entire adjustment device 200, a light source adjustment unit 220 that drives the light source 11 of the laser output device 10, and a polarization control element that drives the polarization control element 142 of the laser output device 10. An adjustment unit 230, a light intensity information acquisition unit 240 that acquires light intensity information from the light intensity detection unit 17, and an angle adjustment unit 250 that adjusts the angle θ of the λ / 2 wavelength plate 13 are provided.

出力調整方法のステップS11として、光源11と調光部14とを一体的に組み付ける。この際、各レーザー光R,G,Bの偏光方向と、入射側偏光板141,出射側偏光板143の透過軸とは、特定の関係になるように組み付けられる。具体的には、前述したように出射側偏光板143の透過軸は、各レーザー光R,G,Bの偏光方向に直行するように配置され、入射側偏光板141の透過軸は、出射側偏光板143の透過軸に直交するように配置される。なお、異なる色のレーザー光を出射する光源11a,11b,11cは、それぞれ偏光方向や光軸を調整しながら接着剤などでそれぞれ固定される。 As step S11 of the output adjustment method, the light source 11 and the light control unit 14 are assembled together. At this time, the polarization directions of the laser beams R, G, and B and the transmission axes of the incident side polarizing plate 141 and the outgoing side polarizing plate 143 are assembled so as to have a specific relationship. Specifically, as described above, the transmission axis of the exit-side polarizing plate 143 is disposed so as to be orthogonal to the polarization directions of the laser beams R, G, and B, and the transmission axis of the incident-side polarizing plate 141 is the exit side. The polarizing plate 143 is disposed so as to be orthogonal to the transmission axis. The light sources 11a, 11b, and 11c that emit laser beams of different colors are respectively fixed with an adhesive or the like while adjusting the polarization direction and the optical axis.

次に、ステップS12において、λ/2波長板13の進相軸を示す指標部の方向を、理想的な進相軸の方向より所定の回転方向にずらして配置する。理想的な進相軸の方向とは、進相軸が出射側偏光板143の透過軸と直交する方向である。また、所定の回転方向にずらして配置するとは、具体的には、λ/2波長板1
3の進相軸を示す指標部を、出射側偏光板143の透過軸と直行する方向に対して、レーザー光の進行方向に向いて反時計回り(CCW:Counter Clock Wise)に−5度程度回転させて配置することである。このように、λ/2波長板13の進相軸を示す指標部を予め特定の方向に回転させて配置することにより、後述する光強度検出工程において、λ/2波長板13を一定方向に回転させることでλ/2波長板13の固定する角度θを迅速に決定することができる。
Next, in step S12, the direction of the index portion indicating the fast axis of the λ / 2 wavelength plate 13 is shifted from the ideal fast axis direction in a predetermined rotational direction. The ideal fast axis direction is a direction in which the fast axis is perpendicular to the transmission axis of the exit-side polarizing plate 143. In addition, specifically, the arrangement in a predetermined rotational direction means that the λ / 2 wavelength plate 1
The index portion indicating the phase advance axis of 3 is about −5 degrees counterclockwise (CCW: Counter Clock Wise) in the laser beam traveling direction with respect to the direction orthogonal to the transmission axis of the output-side polarizing plate 143. It is to rotate and arrange. In this way, by arranging the indicator portion indicating the fast axis of the λ / 2 wavelength plate 13 by rotating it in a specific direction in advance, the λ / 2 wavelength plate 13 is placed in a certain direction in the light intensity detection step described later. By rotating, the fixed angle θ of the λ / 2 wavelength plate 13 can be quickly determined.

ステップS13(レーザー光出力工程)において、調整制御部210は、光源調整部220を介して光源11のうち単一色の光源11を一定の出力で駆動し、単色のレーザー光を出射させる。なお、1色の光源11の光路上に配置されるλ/2波長板13の角度調整が完了したら、他の色の光源11を駆動する。 In step S13 (laser light output step), the adjustment control unit 210 drives the single color light source 11 of the light sources 11 with a constant output via the light source adjustment unit 220, and emits single color laser light. When the angle adjustment of the λ / 2 wavelength plate 13 arranged on the optical path of the light source 11 of one color is completed, the light sources 11 of other colors are driven.

ステップS14(偏光制御工程)において、調整制御部210は、偏光制御素子調整部230を介して偏光制御素子142をオフ駆動(印加電圧を0V)する。すると、光源11から出射された単色のレーザー光は、偏光制御素子142で偏光方向が変化することなく透過し、出射側偏光板143に入射し、出射側偏光板143の透過軸に合ったレーザー光の一部が出射側偏光板143を通過する。 In step S14 (polarization control step), the adjustment control unit 210 drives the polarization control element 142 off (applied voltage is 0 V) via the polarization control element adjustment unit 230. Then, the monochromatic laser light emitted from the light source 11 passes through the polarization control element 142 without changing the polarization direction, enters the output-side polarizing plate 143, and matches the transmission axis of the output-side polarizing plate 143. Part of the light passes through the exit side polarizing plate 143.

ステップS15(光強度検出工程)において、出射側偏光板143を透過したレーザー光が光強度検出部17に到達し、光強度検出部17は、光強度情報取得部240に対して光強度情報を出力する。調整制御部210は、光強度情報取得部240を介して入力された光強度情報とλ/2波長板13の角度θとを記憶する。調整制御部210は、λ/2波長板13の角度θを回転させながら、光強度情報とλ/2波長板13の角度θとの関係を複数取得する。 In step S <b> 15 (light intensity detection step), the laser light transmitted through the emission-side polarizing plate 143 reaches the light intensity detection unit 17, and the light intensity detection unit 17 provides the light intensity information to the light intensity information acquisition unit 240. Output. The adjustment control unit 210 stores the light intensity information input via the light intensity information acquisition unit 240 and the angle θ of the λ / 2 wavelength plate 13. The adjustment control unit 210 acquires a plurality of relationships between the light intensity information and the angle θ of the λ / 2 wavelength plate 13 while rotating the angle θ of the λ / 2 wavelength plate 13.

調整制御部210は、ステップS16(光強度検出工程)において、図7に示すように、λ/2波長板13の角度θに対する光強度情報が極小値を取ったかを判定する。 In step S16 (light intensity detection step), the adjustment control unit 210 determines whether the light intensity information with respect to the angle θ of the λ / 2 wavelength plate 13 has a minimum value, as shown in FIG.

λ/2波長板13の角度θに対する光強度情報が極小値を取らない(ステップS16でNO)場合、ステップS17(光強度検出工程)に移行し、調整制御部210は、角度調整部250を介してλ/2波長板13の角度θを微動回転させ、ステップS17(光強度検出工程)で再び光強度情報を入力し、ステップS16に戻って光強度情報が極小値を取ったかを判定する。 When the light intensity information with respect to the angle θ of the λ / 2 wavelength plate 13 does not take the minimum value (NO in step S16), the process proceeds to step S17 (light intensity detection step), and the adjustment control unit 210 sets the angle adjustment unit 250. Then, the angle θ of the λ / 2 wavelength plate 13 is finely rotated, and light intensity information is input again in step S17 (light intensity detection step), and the process returns to step S16 to determine whether the light intensity information has taken a minimum value. .

一方、λ/2波長板13の角度θに対する光強度情報が極小値を取ったと判定した(ステップS16でYES)場合、ステップS19(偏光方向調整工程)に移行し、調整制御部210は、角度調整部250を介して、光強度情報が極小値を取った角度θにλ/2波長板13を回転させ、λ/2波長板13の角度を固定する。λ/2波長板13は、例えばUV硬化性樹脂などの接着剤などで固定するが、固定方法はこれに限定されない。 On the other hand, when it is determined that the light intensity information with respect to the angle θ of the λ / 2 wavelength plate 13 has a minimum value (YES in step S16), the process proceeds to step S19 (polarization direction adjustment step), and the adjustment control unit 210 The λ / 2 wavelength plate 13 is rotated to an angle θ at which the light intensity information takes a minimum value via the adjustment unit 250, and the angle of the λ / 2 wavelength plate 13 is fixed. The λ / 2 wave plate 13 is fixed with an adhesive such as a UV curable resin, but the fixing method is not limited to this.

以上に説明したように、本実施形態におけるレーザー出力装置10の出力調整方法によれば、レーザー光を出射する光源11と、光源11が出射したレーザー光の光路上にレーザー光の偏光方向を変換するλ/2波長板13を配置し、λ/2波長板13から出射したレーザー光の光路上にレーザー光の偏光方向を制御する偏光制御素子142を配置し、偏光制御素子142から出射したレーザー光の光路上に出射側偏光板143を配置し、光源11にレーザー光を出射させ、偏光制御素子142をオフ(印加電圧を0V)にし、λ/2波長板13の角度θを調整しながらレーザー光の光強度を検出し、光強度が極小値を取った角度θを固定する角度として決定するものであり、斯かる構成により、光源11の偏光方向が出射側偏光板143の透過軸からずれて組付けされた場合でも、レーザー光の偏光方向を出射側偏光板143の透過軸に略直行した状態で偏光制御素子142に入射させることが可能となり、偏光制御素子142をオフした際に、出射側偏光板143からレーザー光が出射されにくく、偏光制御素子142がオンした際に、より多くのレーザー光を出射側偏光板143から出射させることができ、調光部14で調整されるレーザー光のダイナミックレンジを大きくすることができる。   As described above, according to the output adjustment method of the laser output device 10 in the present embodiment, the light source 11 that emits the laser light and the polarization direction of the laser light are converted onto the optical path of the laser light emitted from the light source 11. A λ / 2 wavelength plate 13 is disposed, a polarization control element 142 for controlling the polarization direction of the laser light is disposed on the optical path of the laser light emitted from the λ / 2 wavelength plate 13, and the laser emitted from the polarization control element 142 An emission-side polarizing plate 143 is disposed on the optical path of the light, the laser light is emitted from the light source 11, the polarization control element 142 is turned off (applied voltage is 0 V), and the angle θ of the λ / 2 wavelength plate 13 is adjusted. The light intensity of the laser light is detected, and the angle θ at which the light intensity takes a minimum value is determined as a fixed angle. With such a configuration, the polarization direction of the light source 11 is transmitted through the output side polarizing plate 143. Even when assembled off the axis, the polarization direction of the laser light can be incident on the polarization control element 142 in a state of being substantially perpendicular to the transmission axis of the output side polarizing plate 143, and the polarization control element 142 is turned off. At this time, it is difficult for laser light to be emitted from the emission-side polarizing plate 143, and when the polarization control element 142 is turned on, more laser light can be emitted from the emission-side polarizing plate 143 and adjusted by the light control unit 14. The dynamic range of the emitted laser light can be increased.

上記実施形態におけるレーザー出力装置10は、出射側偏光板143を、各レーザー光R,G,Bの光軸を揃えた合成レーザー光Cの光路上に配置している。斯かる構成により、出射側偏光板143を共通化することができ、出射側偏光板143の透過軸を調整するための工数を削減することができ、出射側偏光板143の部材費を削減することができる。また、レーザー出力装置10から出射される合成レーザー光Cに含まれる各レーザー光R,G,Bの偏光方向を一致させることができるため、ウインドシールド3(透過反射面)から観察者4に向かう表示光Lに含まれる各レーザー光R,G,Bのウインドシールド3における反射率が一定となり、各色のバランスが崩れることなく画像Mの虚像Vを観察者4に視認させることができる。また、λ/2波長板13(λ/2波長板13a,13b,13c)をそれぞれ各レーザー光R,G,Bの光路上にそれぞれ設け、λ/2波長板13のそれぞれの角度θを調整することで、光源11(光源11a,11b,11c)を組み付ける際にそれぞれの偏光方向を全て完全に一致させる必要がなく、組み立て工数を削減することができる。   In the laser output device 10 in the above-described embodiment, the emission-side polarizing plate 143 is disposed on the optical path of the synthetic laser beam C in which the optical axes of the laser beams R, G, and B are aligned. With such a configuration, the output side polarizing plate 143 can be made common, the number of steps for adjusting the transmission axis of the output side polarizing plate 143 can be reduced, and the member cost of the output side polarizing plate 143 can be reduced. be able to. In addition, since the polarization directions of the laser beams R, G, and B included in the synthetic laser beam C emitted from the laser output device 10 can be matched, the windshield 3 (transmission reflection surface) is directed to the observer 4. The reflectance of the laser beams R, G, and B included in the display light L at the windshield 3 is constant, and the observer 4 can visually recognize the virtual image V of the image M without losing the balance of the colors. Further, λ / 2 wavelength plates 13 (λ / 2 wavelength plates 13a, 13b, 13c) are provided on the optical paths of the laser beams R, G, B, respectively, and the respective angles θ of the λ / 2 wavelength plates 13 are adjusted. Thus, when assembling the light source 11 (the light sources 11a, 11b, and 11c), it is not necessary to completely match the respective polarization directions, and the number of assembling steps can be reduced.

[変形例] なお、本発明は、以上の実施形態及び図面によって限定されるものではない。本発明の要旨を変更しない範囲で、適宜、実施形態及び図面に変更(構成要素の削除も含む)を加えることが可能である。以下に、変形例の一例を記す。 [Modification] The present invention is not limited to the above embodiments and drawings. Changes (including deletion of constituent elements) can be added to the embodiments and the drawings as appropriate without departing from the scope of the present invention. Below, an example of a modification is described.

上記実施形態において、出射側偏光板143を各レーザー光R,G,Bの光軸を揃えた合成レーザー光Cの光路上に配置したが、各レーザー光R,G,Bの全ての光路上に亘って配置される共通の出射側偏光板143を設けてもよい。   In the above embodiment, the exit-side polarizing plate 143 is arranged on the optical path of the synthetic laser light C in which the optical axes of the laser lights R, G, and B are aligned, but on all the optical paths of the laser lights R, G, and B. You may provide the common output side polarizing plate 143 arrange | positioned over.

また、上記実施形態における偏光制御素子142は、各レーザー光R,G,Bの光路上に亘る偏光制御素子142を配置し、それぞれの光路上の画素を制御するものであったが、偏光制御素子142は、各レーザー光R,G,Bの光路上に独立に配置されていてもよい。   Moreover, although the polarization control element 142 in the said embodiment arrange | positions the polarization control element 142 over the optical path of each laser beam R, G, B, and controls the pixel on each optical path, it is polarization control. The element 142 may be independently arranged on the optical path of each laser beam R, G, B.

上記実施形態において、偏光制御素子142をオフした際の光強度情報が極小値を取るλ/2波長板13の角度θにλ/2波長板13を固定するものであったが、図7に示すように、偏光制御素子142をオン(偏光方向を略90度回転)した際の光強度情報が極大値を取るλ/2波長板13の角度θにλ/2波長板13を固定してもよい。   In the above embodiment, the λ / 2 wavelength plate 13 is fixed to the angle θ of the λ / 2 wavelength plate 13 where the light intensity information when the polarization control element 142 is turned off takes a minimum value. As shown, the λ / 2 wavelength plate 13 is fixed to the angle θ of the λ / 2 wavelength plate 13 where the light intensity information when the polarization control element 142 is turned on (the polarization direction is rotated approximately 90 degrees) takes a maximum value. Also good.

また、λ/2波長板13を固定する角度θは、偏光制御素子142をオフした際の光強度情報が極小値を取るλ/2波長板13の角度θ、または偏光制御素子142をオンした際の光強度情報が極大値を取るλ/2波長板13の角度θではなく、偏光制御素子142をオフした際の光強度情報と偏光制御素子142をオンした際の光強度情報との比が最大になる角度θに固定してもよい。斯かる構成により、出射されるレーザー光のダイナミックレンジを確実に大きくすることができる。   Further, the angle θ for fixing the λ / 2 wavelength plate 13 is the angle θ of the λ / 2 wavelength plate 13 where the light intensity information when the polarization control element 142 is turned off is the minimum value, or the polarization control element 142 is turned on. The ratio between the light intensity information when the polarization control element 142 is turned on and the light intensity information when the polarization control element 142 is turned on is not the angle θ of the λ / 2 wavelength plate 13 at which the light intensity information takes a maximum value. You may fix to angle (theta) from which becomes the maximum. With such a configuration, the dynamic range of the emitted laser light can be reliably increased.

また、偏光制御素子142をオフした際の光強度情報が、予め調整制御部210が記憶する閾値以下になった場合に、その際の角度θを固定する角度に決定してもよい。また、偏光制御素子142をオンした際の光強度情報が、予め調整制御部210が記憶する閾値以上になった場合に、その際の角度θを固定する角度に決定してもよい。また、λ/2波長板13は、偏光制御素子142をオフした際の光強度情報と偏光制御素子142をオンした際の光強度情報との差が予め調整制御部210が記憶する閾値以上になる角度θに固定されてもよい。   Further, when the light intensity information when the polarization control element 142 is turned off is equal to or less than the threshold value stored in advance by the adjustment control unit 210, the angle θ at that time may be determined as a fixed angle. In addition, when the light intensity information when the polarization control element 142 is turned on is equal to or greater than a threshold value stored in advance by the adjustment control unit 210, the angle θ at that time may be determined as a fixed angle. Further, in the λ / 2 wavelength plate 13, the difference between the light intensity information when the polarization control element 142 is turned off and the light intensity information when the polarization control element 142 is turned on is equal to or greater than a threshold stored in the adjustment control unit 210 in advance. The angle θ may be fixed.

また、上記実施形態におけるレーザー出力装置10は、偏光制御素子142と出射側偏光板143とが、1つのノーマリーブラックの液晶素子として機能していたが、ノーマリーホワイトの液晶素子として機能するように構成してもよい。   In the laser output device 10 in the above embodiment, the polarization control element 142 and the emission-side polarizing plate 143 function as one normally black liquid crystal element, but function as a normally white liquid crystal element. You may comprise.

また、偏光制御素子142は、偏光方向を制御できればよい。すなわち、上記実施形態におけるVA型液晶素子の代わりに、偏光制御素子142を、λ/2波長板と、このλ/2波長板を回転させるアクチュエータ、とで構成し、λ/2波長板を回転させることで調光するものであってもよい。   The polarization control element 142 only needs to be able to control the polarization direction. That is, instead of the VA liquid crystal element in the above embodiment, the polarization control element 142 is composed of a λ / 2 wavelength plate and an actuator that rotates the λ / 2 wavelength plate, and rotates the λ / 2 wavelength plate. The light may be dimmed.

また、偏光方向変換部13は、偏光方向を制御できればよいので、上記実施形態におけるλ/2波長板の代わりに液晶素子で構成してもよい。この場合、上記実施形態の出力調整方法におけるλ/2波長板13の角度θを設定する代わりに、液晶素子の駆動値を設定する。   Moreover, since the polarization direction conversion part 13 should just be able to control a polarization direction, you may comprise it with a liquid crystal element instead of the (lambda) / 2 wavelength plate in the said embodiment. In this case, instead of setting the angle θ of the λ / 2 wavelength plate 13 in the output adjustment method of the above embodiment, the drive value of the liquid crystal element is set.

1 HUD装置(ヘッドアップディスプレイ装置) 2 車両 3 ウインドシールド 4 観察者 10 レーザー出力装置 11 光源 12 集光光学系 13 λ/2波長板(偏光方向変換部) 14 調光部 15 光軸調整部 16 透過反射部 17 光強度検出部 100 レーザー出力制御部 141 入射側偏光板 142 偏光制御素子 143 出射側偏光板(偏光板) 200 調整装置 210 調整制御部 220 光源駆動部 230 偏光制御素子駆動部 240 光強度情報取得部 250 角度調整部 B 青色のレーザー光 C 合成レーザー光 D 反射光 G 緑色のレーザー光 L 表示光 M 画像 R 赤色のレーザー光 V 虚像 1 HUD device (head-up display device) 2 vehicle 3 windshield 4 observer 10 laser output device 11 light source 12 condensing optical system 13 λ / 2 wavelength plate (polarization direction conversion unit) 14 dimming unit 15 optical axis adjustment unit 16 Transmitting / reflecting unit 17 Light intensity detecting unit 100 Laser output control unit 141 Incident side polarizing plate 142 Polarization control element 143 Outgoing side polarizing plate (polarizing plate) 200 Adjustment device 210 Adjustment control unit 220 Light source driving unit 230 Polarization control element driving unit 240 Light Intensity information acquisition unit 250 Angle adjustment unit B Blue laser beam C Synthetic laser beam D Reflected beam G Green laser beam L Display beam M Image R Red laser beam V Virtual image

Claims (8)

レーザー光を出射する光源と、
前記光源が出射したレーザー光の光路上に位置し、レーザー光の偏光方向を変換する偏光方向変換部と、
前記偏光方向変換部から出射したレーザー光の光路上に位置し、レーザー光の偏光方向を制御する偏光制御素子と、
前記偏光制御素子から出射したレーザー光の光路上に位置する偏光板と、を備えたレーザー出力装置において、
前記偏光方向変換部は、前記偏光制御素子をオンまたはオフさせた際にレーザー出力装置から出射されるレーザー光の光強度が極値を取る偏光方向、または、前記偏光制御素子をオン及びオフさせた際にレーザー出力装置から出射されるレーザー光の光強度の差が極大値を取る偏光方向に入射したレーザー光の偏光方向を変換する、
ことを特徴とするレーザー出力装置。
A light source that emits laser light;
A polarization direction converter that is located on the optical path of the laser beam emitted from the light source and converts the polarization direction of the laser beam;
A polarization control element that is positioned on the optical path of the laser light emitted from the polarization direction converter and controls the polarization direction of the laser light,
In a laser output device comprising a polarizing plate located on the optical path of the laser light emitted from the polarization control element,
The polarization direction conversion unit turns on or off the polarization direction in which the light intensity of laser light emitted from the laser output device takes an extreme value when the polarization control element is turned on or off, or the polarization control element. The polarization direction of the laser beam incident on the polarization direction in which the difference in the light intensity of the laser beam emitted from the laser output device takes a maximum value,
A laser output device characterized by that.
前記光源は、異なる色のレーザー光を出射する複数の光源を有し、レーザー出力装置から出射される際に前記複数の光源の偏光方向が揃えて固定される、
ことを特徴とする請求項1に記載のレーザー出力装置。
The light source has a plurality of light sources that emit laser beams of different colors, and the polarization directions of the plurality of light sources are fixed and fixed when emitted from a laser output device,
The laser output device according to claim 1.
前記偏光板は、前記複数の光源から出射される異なる色のレーザー光の光軸が揃えられた合成レーザー光の光路上に配置される、
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載のレーザー出力装置。
The polarizing plate is disposed on an optical path of a synthetic laser beam in which optical axes of laser beams of different colors emitted from the plurality of light sources are aligned.
The laser output device according to claim 1, wherein the laser output device is a laser output device.
前記偏光方向変換部は、前記複数の光源から出射される異なる色のレーザー光の光路上にそれぞれ配置され、前記偏光方向変換部は、入射したレーザー光の偏光方向を前記光源ごとにそれぞれ個別に変換する、
ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載のレーザー出力装置。
The polarization direction conversion unit is disposed on an optical path of laser beams of different colors emitted from the plurality of light sources, and the polarization direction conversion unit individually determines the polarization direction of the incident laser light for each of the light sources. Convert,
The laser output device according to any one of claims 1 to 3, wherein
前記偏光方向変換部は、λ/2波長板からなり、設置される角度を調整することで出射するレーザー光の偏光方向を変換する、
ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載のレーザー出力装置。
The polarization direction conversion unit is composed of a λ / 2 wavelength plate, and converts the polarization direction of the emitted laser light by adjusting the installation angle.
The laser output device according to claim 1, wherein the laser output device is a laser output device.
レーザー光を出射する光源と、
前記光源が出射したレーザー光の光路上に位置し、レーザー光の偏光方向を変換する偏光方向変換部と、
前記偏光方向変換部から出射したレーザー光の光路上に位置し、レーザー光の偏光方向を制御する偏光制御素子と、
前記偏光制御素子から出射したレーザー光の光路上に位置する偏光板と、を備えたレーザー出力装置の出力調整方法において、
前記光源にレーザー光を出射させるレーザー光出力工程と、
前記偏光制御素子をオンまたは/およびオフさせる偏光制御工程と、
前記偏光方向変換部の角度を調整しながら前記偏光板から出射したレーザー光の光強度を検出する光強度検出工程と、
前記偏光方向変換部が出射するレーザー光の偏光方向を、前記光強度検出工程で検出した光強度が極値を取った偏光方向、または、前記偏光制御素子をオン及びオフさせて前記光強度検出工程で検出した光強度の差が極大値を取った偏光方向に調整する偏光方向調整工程と、を備える、
ことを特徴とするレーザー出力装置の出力調整方法。
A light source that emits laser light;
A polarization direction converter that is located on the optical path of the laser beam emitted from the light source and converts the polarization direction of the laser beam;
A polarization control element that is positioned on the optical path of the laser light emitted from the polarization direction converter and controls the polarization direction of the laser light,
In a method for adjusting the output of a laser output device, comprising a polarizing plate positioned on the optical path of laser light emitted from the polarization control element,
A laser light output step for emitting laser light to the light source;
A polarization control step of turning on and / or off the polarization control element;
A light intensity detection step of detecting the light intensity of the laser light emitted from the polarizing plate while adjusting the angle of the polarization direction converter;
The polarization direction of the laser beam emitted from the polarization direction conversion unit, the polarization direction in which the light intensity detected in the light intensity detection step takes an extreme value, or the light intensity detection by turning on and off the polarization control element A polarization direction adjustment step of adjusting the polarization direction in which the difference in light intensity detected in the process takes a maximum value,
A method for adjusting the output of a laser output device.
前記光源は、異なる色のレーザー光を出射する複数の光源を有し、
前記偏光方向変換部は、前記複数の光源毎に配置され、前記偏光方向変換部が出射するレーザー光の偏光方向は、それぞれ個別に調整される、
ことを特徴とする請求項6に記載のレーザー出力装置の出力調整方法。
The light source has a plurality of light sources that emit laser beams of different colors,
The polarization direction conversion unit is disposed for each of the plurality of light sources, and the polarization direction of the laser light emitted from the polarization direction conversion unit is individually adjusted.
The method of adjusting an output of a laser output device according to claim 6.
前記光源は、異なる色のレーザー光を出射する複数の光源を有し、
前記偏光方向調整工程の前に、前記複数の光源の偏光方向を揃えて固定する光源固定工程を備える、
ことを特徴とする請求項6に記載のレーザー出力装置の出力調整方法。
The light source has a plurality of light sources that emit laser beams of different colors,
Before the polarization direction adjustment step, comprising a light source fixing step of fixing the polarization directions of the plurality of light sources to be aligned.
The method of adjusting an output of a laser output device according to claim 6.
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