JP2016058412A - Laser output device and output adjustment method of laser output device - Google Patents
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Abstract
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,
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
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
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.
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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 /
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
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
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
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
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
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
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
(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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
[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
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
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
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
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
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
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
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
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
Claims (8)
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.
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.
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.
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
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.
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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JP2014180719A JP2016058412A (en) | 2014-09-05 | 2014-09-05 | Laser output device and output adjustment method of laser output device |
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