JP6323747B2 - 光照射装置及び画像表示装置 - Google Patents
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Description
図1は、本実施形態における自動車用HUD装置を搭載した自動車の構成を模式的に表した模式図である。
図2は、本実施形態における自動車用HUD装置の内部構成を模式的に表した模式図である。
図4は、本実施形態の光量調整部100を、光軸O1及び回転軸O2を通る面に沿って切断したときの断面図である。
図5は、本実施形態の光量調整部100を、回転軸O2に対して直交する面に沿って切断したときの断面図である。
また、回転偏光板103や固定偏光板102としては、入射光のうち所定方向の偏光成分を透過する平板状光学部材を用いたが、透明基材表面に波長より短い微細構造による溝を形成して偏光特性をもたせた偏光フィルタ部材を用いてもよい。
(態様A)
入射する光のうちの特定の偏光方向をもつ光を選択的に透過させる回転偏光板103等の偏光フィルタ部材を回転させることにより該偏光フィルタ部材を透過する光の偏光方向を変更し、該偏光フィルタ部材を透過する光量を調整する光量調整部100等の光量調整装置において、前記偏光フィルタ部材に隣接する固定偏光板102等の光透過部材を有し、前記偏光フィルタ部材と前記光透過部材との間の互いに向かい合う面が相対的に傾いた平面であり、前記偏光フィルタ部材は、その回転軸O2が該偏光フィルタ部材の前記光透過部材と向かい合う平面の法線と略平行であり、かつ、該偏光フィルタ部材の該光透過部材と向かい合う平面が当該光量調整装置に入射する光の光軸O1に対して傾斜するように配置されており、前記偏光フィルタ部材の該光透過部材と向かい合う平面に対して垂直でかつ前記光軸O1を含む仮想面(図4の紙面)上で、該仮想面と該光透過部材の該偏光フィルタ部材と向かい合う平面との交差線S2が、該光軸O1に対し、該仮想面と該偏光フィルタ部材の該光透過部材と向かい合う平面との交差線S1とは逆向きに傾くように、該光透過部材の該偏光フィルタ部材と向かい合う平面が前記光軸に対して傾斜していることを特徴とする。
これによれば、光量調整のために回転する偏光フィルタ部材の光透過部材と向かい合う平面が光軸O1に対して傾斜しているだけでなく、この偏光フィルタ部材の前後に配置される光透過部材の偏光フィルタ部材と向かい合う平面も光軸O1に対して傾斜している。しかも、光透過部材の当該平面の光軸に対する傾斜方向は、偏光フィルタ部材の光透過部材と向かい合う平面に対して垂直でかつ光軸O1を含む仮想面上で、その仮想面と光透過部材の偏光フィルタ部材と向かい合う平面との交差線S2が、光軸O1に対し、その仮想面と偏光フィルタ部材の光透過部材と向かい合う平面との交差線S1とは逆向きに傾くように規定されている。このような構成により、光透過部材と偏光フィルタ部材との間で反射する戻り光L’が出射するときの光軸O1に対する角度を、光透過部材の当該平面だけが光軸O1に対して傾斜している構成と比較して、大きくすることができる。これにより、偏光フィルタ部材や光透過部材における当該平面の光軸O1に対する各傾斜角度がそれぞれ小さくても、偏光フィルタ部材と光透過部材との間で反射した光が出射するときの光軸O1に対する角度を大きくすることができる。よって、偏光フィルタ部材や光透過部材の当該平面が光軸O1に対して大きく傾斜することによる収差や光軸ズレを抑制しつつ、偏光フィルタ部材と光透過部材との間で反射する戻り光L’によるフレア現象等の不具合を低減することができる。
前記態様Aにおいて、前記偏光フィルタ部材と前記光透過部材との間で互いに向かい合う2つの平面は、該2つの平面間で反射した光L’が該偏光フィルタ部材及び該光透過部材よりも後段側に配置される光走査装置208のミラー等の後段側光学部材上の有効範囲(有効画像範囲)から外れるように相対的に傾いていることを特徴とする。
これによれば、偏光フィルタ部材と光透過部材との間で反射する戻り光L’によるフレア現象を低減することができる。
前記態様Bにおいて、前記偏光フィルタ部材と前記光透過部材との間で互いに向かい合う2つの平面は、該2つの平面間で反射した光が前記後段側光学部材に入射しないように相対的に傾いていることを特徴とする。
これによれば、偏光フィルタ部材と光透過部材との間で反射する戻り光L’によるフレア現象をより確実に低減することができる。
前記態様A〜Cのいずれかの態様において、前記偏光フィルタ部材は、その回転軸O2が該偏光フィルタ部材の有効フィルタ領域の略中央を通るように構成されていることを特徴とする。
これによれば、偏光フィルタ部材の小型化を図ることができる。
前記態様A〜Dのいずれかの態様において、前記光透過部材は、入射する光のうちの所定の偏光方向をもつ光を選択的に透過させるように固定配置された固定偏光板102等の偏光フィルタであることを特徴とする。
これによれば、前記偏光フィルタにより偏光方向を揃えることができ、前記偏光フィルタ部材の回転による光量調整を安定して適切に行うことができる。
前記態様Eにおいて、前記偏光フィルタは、前記偏光フィルタ部材及び該偏光フィルタよりも前段側から入射してくる光の中で最も光量の多い偏光成分を透過させるように配置されていることを特徴とする。
これによれば、偏光フィルタ部材及び偏光フィルタよりも前段側から入射してくる光を効率よく利用することができる。
発光部から射出される光を目標方向へ照射する光照射装置において、照射する光量を調整する光量調整手段として、前記態様A〜Fのいずれかの態様に係る光量調整装置を用いたことを特徴とする。
これによれば、偏光フィルタ部材や光透過部材の光軸に対する傾斜角度が大きくなることによって生じる収差や光軸ズレを抑制しつつ、偏光フィルタ部材と光透過部材との間で反射する戻り光によるフレア現象等の不具合を低減した光照射装置を実現できる。
前記態様Gにおいて、前記発光部は、レーザー光源201R,201G,201B等の複数の光源からそれぞれ射出される光を合成して射出するものであり、前記光量調整手段として、前記態様E又はFに係る光量調整装置を用いたことを特徴とする。
これによれば、偏光フィルタ部材の回転により各光源から射出される光をそれぞれ適切に調整することができる。
画像情報に基づく投射光L等の画像光により画像を表示する自動車用HUD装置等の画像表示装置において、前記画像光の光量を調整する光量調整手段として、前記態様A〜Fのいずれかの態様に係る光量調整装置を用いたことを特徴とする。
101 ハウジング
102 固定偏光板
103 回転偏光板
104 回転筒
105 ハウジングカバー
106 ハスバ歯車
107 ウォームギヤ
108 駆動モータ
110 制御部
120 照度計
200 HUD装置
201R,201G,201B レーザー光源
202,203,204 コリメータレンズ
205,206 ダイクロイックミラー
208 光走査装置
209 自由曲面ミラー
210 スクリーン
211 投射ミラー
300 運転者
301 自動車
302 フロントガラス
Claims (12)
- 発光部から射出される光を目標方向へ照射する光照射装置において、
照射する光量を調整する光量調整手段は、
入射する光のうちの特定の偏光方向をもつ光を選択的に透過させる偏光フィルタ部材を回転させることにより該偏光フィルタ部材を透過する光の偏光方向を変更し、該偏光フィルタ部材を透過する光量を調整する光量調整装置を備え、
前記光量調整装置は、
前記偏光フィルタ部材に隣接する光透過部材を有し、
前記偏光フィルタ部材と前記光透過部材との間の互いに向かい合う面が相対的に傾いた平面であり、
前記偏光フィルタ部材は、その回転軸が該偏光フィルタ部材の前記光透過部材と向かい合う平面の法線と略平行であり、かつ、該偏光フィルタ部材の該光透過部材と向かい合う平面が当該光量調整装置に入射する光の光軸に対して傾斜するように配置されており、
前記光透過部材は、前記偏光フィルタ部材の該光透過部材と向かい合う平面に対して垂直でかつ前記光軸を含む仮想面上で、該仮想面と該光透過部材の該偏光フィルタ部材と向かい合う平面との交差線が、該光軸に対し、該仮想面と該偏光フィルタ部材の該光透過部材と向かい合う平面との交差線とは逆向きに傾くように、該光透過部材の該偏光フィルタ部材と向かい合う平面が前記光軸に対して傾斜しており、
前記発光部は、複数の光源からそれぞれ射出される光を合成して射出するものであり、
前記光透過部材は、入射する光のうちの所定の偏光方向をもつ光を選択的に透過させるように固定配置された偏光フィルタであることを特徴とする光照射装置。 - 請求項1の光照射装置において、
前記偏光フィルタ部材と前記光透過部材との間で互いに向かい合う2つの平面は、該2つの平面間で反射した光が該偏光フィルタ部材及び該光透過部材よりも後段側に配置される後段側光学部材上の有効範囲から外れるように相対的に傾いていることを特徴とする光照射装置。 - 請求項2の光照射装置において、
前記偏光フィルタ部材と前記光透過部材との間で互いに向かい合う2つの平面は、該2つの平面間で反射した光が前記後段側光学部材に入射しないように相対的に傾いていることを特徴とする光照射装置。 - 請求項1乃至3のいずれか1項に記載の光照射装置において、
前記偏光フィルタ部材は、その回転軸が該偏光フィルタ部材の有効フィルタ領域の略中央を通るように構成されていることを特徴とする光照射装置。 - 請求項1乃至4のいずれか1項に記載の光照射装置において、
前記偏光フィルタは、前記偏光フィルタ部材及び該偏光フィルタよりも前段側から入射してくる光の中で最も光量の多い偏光成分を透過させるように配置されていることを特徴とする光照射装置。 - 画像情報に基づく画像光により画像を表示する画像表示装置において、
前記画像光を照射する光照射装置として、請求項1乃至5のいずれか1項に記載の光照射装置を用いたことを特徴とする画像表示装置。 - 画像情報に基づく画像光により画像を表示する画像表示装置において、
前記画像光の光量を調整する光量調整手段は、
入射する光のうちの特定の偏光方向をもつ光を選択的に透過させる偏光フィルタ部材を回転させることにより該偏光フィルタ部材を透過する光の偏光方向を変更し、該偏光フィルタ部材を透過する光量を調整する光量調整装置を備え、
前記光量調整装置は、
前記偏光フィルタ部材に隣接する光透過部材を有し、
前記偏光フィルタ部材と前記光透過部材との間の互いに向かい合う面が相対的に傾いた平面であり、
前記偏光フィルタ部材は、その回転軸が該偏光フィルタ部材の前記光透過部材と向かい合う平面の法線と略平行であり、かつ、該偏光フィルタ部材の該光透過部材と向かい合う平面が当該光量調整装置に入射する光の光軸に対して傾斜するように配置されており、
前記光透過部材は、前記偏光フィルタ部材の該光透過部材と向かい合う平面に対して垂直でかつ前記光軸を含む仮想面上で、該仮想面と該光透過部材の該偏光フィルタ部材と向かい合う平面との交差線が、該光軸に対し、該仮想面と該偏光フィルタ部材の該光透過部材と向かい合う平面との交差線とは逆向きに傾くように、該光透過部材の該偏光フィルタ部材と向かい合う平面が前記光軸に対して傾斜していることを特徴とする画像表示装置。 - 請求項7の画像表示装置において、
前記偏光フィルタ部材と前記光透過部材との間で互いに向かい合う2つの平面は、該2つの平面間で反射した光が該偏光フィルタ部材及び該光透過部材よりも後段側に配置される後段側光学部材上の有効範囲から外れるように相対的に傾いていることを特徴とする画像表示装置。 - 請求項8の画像表示装置において、
前記偏光フィルタ部材と前記光透過部材との間で互いに向かい合う2つの平面は、該2つの平面間で反射した光が前記後段側光学部材に入射しないように相対的に傾いていることを特徴とする画像表示装置。 - 請求項7乃至9のいずれか1項に記載の画像表示装置において、
前記偏光フィルタ部材は、その回転軸が該偏光フィルタ部材の有効フィルタ領域の略中央を通るように構成されていることを特徴とする画像表示装置。 - 請求項7乃至10のいずれか1項に記載の画像表示装置において、
前記光透過部材は、入射する光のうちの所定の偏光方向をもつ光を選択的に透過させるように固定配置された偏光フィルタであることを特徴とする画像表示装置。 - 請求項11の画像表示装置において、
前記偏光フィルタは、前記偏光フィルタ部材及び該偏光フィルタよりも前段側から入射してくる光の中で最も光量の多い偏光成分を透過させるように配置されていることを特徴とする画像表示装置。
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