JP6705328B2 - Optical scanning device, image irradiation unit, and image display device - Google Patents
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Description
本発明は、光走査装置、画像照射ユニットおよび画像表示装置に関する。 The present invention relates to an optical scanning device, an image irradiation unit and an image display device.
従来、レーザ走査により2次元あるいは3次元的に光を高速に走査し、人間の目の残像現象を利用した表示画像を得るレーザ走査型の画像表示装置が最近使われ始めている。自動車のダッシュボード内に納められるヘッドアップディスプレイ(Head Up Display:HUD)は、レーザ走査型の画像表示装置の一例である。 2. Description of the Related Art Conventionally, a laser scanning type image display device has recently begun to be used, in which light is two-dimensionally or three-dimensionally scanned by laser scanning at high speed to obtain a display image utilizing the afterimage phenomenon of human eyes. A head-up display (HUD) housed in the dashboard of an automobile is an example of a laser scanning type image display device.
HUDにおける表示は風景や道路に重畳させられるため、HUDに求められる明るさは、外界の明るさに対して違和感のない明るさである必要がある。具体的には、雪道のような明るい背景では、それに負けないくらいの明るさが必要である。また、暗い夜には、眩しすぎない適切な明るさが必要である。 Since the display on the HUD is superimposed on the landscape and the road, the brightness required for the HUD needs to be a brightness that does not make the viewer feel uncomfortable with the brightness of the outside world. Specifically, in a bright background such as a snowy road, it is necessary to have a brightness that is comparable to that. Also, in a dark night, appropriate brightness that is not too dazzling is required.
特許文献1には、照射されたレーザ光の透過率を段階的に変化させて投影される画像の明るさを調整する複数段階の減光フィルタを切り替え、レーザ光の光量を暗い領域から明るい領域まで変化させる技術が開示されている。
In
しかしながら、特許文献1に記載の技術によれば、減光フィルタが多段に必要であって複雑な制御が必要な構成となり、量産性が低く、コスト的に高コストである、という課題がある。
However, according to the technique described in
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、高輝度から低輝度までの連続的な光量の調整を非常に簡単な構成で実現することができる光走査装置、画像照射ユニットおよび画像表示装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and an optical scanning device, an image irradiation unit, and an image display that can realize continuous adjustment of the amount of light from high brightness to low brightness with a very simple configuration. The purpose is to provide a device.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の光走査装置は、直線偏光である光を出力する光源部と、偏光透過軸を有して前記偏光透過軸に相当した前記光を透過させ、前記偏光透過軸に直交する前記光を反射させる反射型である直線偏光子を有し、所定の入射角を有して前記光を入射させるように当該光の射出方向に対して傾けて前記光の光路に配置される回転可能なフィルタと、前記フィルタにおける前記直線偏光子での反射光の光路に設けられ、当該反射光の光強度を検出する光検出器と、前記フィルタを回転駆動させ、前記光の入射位置を前記直線偏光子内で移動させる駆動部と、調光情報を入力する調光情報入力部と、前記調光情報に応じて予め決められた前記フィルタの回転角度となるように前記駆動部を制御して前記フィルタを移動させて前記直線偏光子の偏光透過軸を傾ける制御部と、を備えることを特徴とする。 To solve the above problems and achieve the object, an optical scanning apparatus of the present invention includes a light source unit that outputs light which is linearly polarized light and the light to have a polarization transmission axis corresponds to the polarization transmission axis And a linear polarizer that is a reflection type that reflects the light that is orthogonal to the polarization transmission axis, and has a predetermined incident angle with respect to the emission direction of the light so that the light is incident. A rotatable filter that is disposed in the optical path of the light with inclination, a photodetector that is provided in the optical path of the reflected light of the linear polarizer in the filter, and detects the light intensity of the reflected light, and the filter. A driving unit that rotates and moves the incident position of the light in the linear polarizer, a dimming information input unit that inputs dimming information, and a rotation of the filter that is predetermined according to the dimming information. A control unit that controls the drive unit to move the filter so as to form an angle and tilts the polarization transmission axis of the linear polarizer.
本発明によれば、高輝度から低輝度までの連続的な光量の調整を非常に簡単な構成で実現することができる、という効果を奏する。 According to the present invention, it is possible to achieve continuous adjustment of the amount of light from high brightness to low brightness with a very simple configuration.
以下に添付図面を参照して、光走査装置、画像照射ユニットおよび画像表示装置の実施の形態を詳細に説明する。 Embodiments of an optical scanning device, an image irradiation unit, and an image display device will be described in detail below with reference to the accompanying drawings.
(第1の実施の形態)
図1は、第1の実施の形態にかかるヘッドアップディスプレイ装置1の概略構成を示す図である。画像表示装置としてのヘッドアップディスプレイ(Head Up Display)装置1は、一例として、車両、航空機、船舶等の移動体に搭載される。なお、以下においては、便宜上、ヘッドアップディスプレイ装置1を「HUD1」と称する。
(First embodiment)
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a head-up
HUD1は、例えば、移動体のフロントガラス(フロントウインドシールド)50を介して該移動体の操縦に必要なナビゲーション情報(例えば速度、走行距離等の情報)等を視認可能にする。この場合、フロントガラス50は、入射された光の一部を透過させ、残部の少なくとも一部を反射させる透過反射部材としても機能する。以下では、HUD1がフロントガラス50を備える自動車に搭載される例について説明する。
The
図1に示すように、HUD1は、画像を照射する画像照射ユニット60と、凹面ミラー40とを備えている。なお、画像照射ユニット60から照射される画像情報は、例えばパーソナルコンピュータ、メモリ、ハードディスク、各種ディスクプレーヤ、テレビ会議端末、タブレット端末、スマートフォン等の画像データ出力機器からの画像情報である。なお、画像情報としては、例えば車両等の運転、運航に関する情報が挙げられる。HUD1は、画像照射ユニット60から照射された画像に基づいた光をフロントガラス50に対して凹面ミラー40を介して照射する。これにより、HUD1は、観察者Aの視点から虚像Iを視認可能にする。
As shown in FIG. 1, the
画像照射ユニット60は、光走査装置10と、光偏向器15と、走査ミラー20と、スクリーン30とを備えている。
The
光走査装置10は、詳細は後述するが、R,G,Bの3種のレーザダイオードからの3つのレーザ光が合成されてなるレーザ光(合成光)を、光偏向器15に対して射出する。
The
光偏向器15は、半導体プロセス等で作製されたMEMS(Micro Electro Mechanical Systems)ミラーであり、直交する2軸に対して揺動する単一の微小なミラーである。なお、光偏向器15は、1軸に揺動/回動するミラー二つから成るミラー系であってもよい。
The
走査ミラー20は、光偏向器15により偏向された光束を折り返し、被走査面であるスクリーン30に2次元像(中間像)を描画する。
The
スクリーン30は、レーザ光を所望の発散角で発散させる機能を有しており、マイクロレンズアレイ構造が好適である。スクリーン30から射出された光束は、単一の凹面ミラー40を介して投影面であるフロントガラス50に投射される。これにより、フロントガラス50には、虚像Iが拡大表示される。
The
単一の凹面ミラー40は、フロントガラス50の影響で中間像の水平線が上または下に凸形状となる光学歪み要素を補正するように設計・配置されている。
The single
なお、HUD1は、フロントガラス50とは別に、フロントガラス50と同じ機能(部分反射)を持つ部分反射鏡(コンバイナ)を投影面として有した構成であっても良い。
Note that the
次に、光走査装置10について詳述する。
Next, the
ここで、図2は光走査装置10の概略構成を示す図である。図2に示すように、光走査装置10は、制御部5と、モータドライバ6と、光源ドライバ7と、調光情報入力部8と、光源部11とを備えている。
Here, FIG. 2 is a diagram showing a schematic configuration of the
調光情報入力部8は、HUD1の輝度をどれだけにするか、すなわち投影画像の輝度の指標である調光情報を外部機器から入力する。調光情報は、外界の明るさに応じて変化する。
The dimming
制御部5は、画像情報を光源ドライバ7に送る。また、制御部5は、調光情報入力部8で入力された調光情報に基づいてモータドライバ6を制御する。
The
図3は、制御部5のハードウェア構成の一例を示す図である。制御部5は、CPU(Central Processing Unit)101、ROM(Read Only Memory)102、RAM(Random Access Memory)103、HDD(Hard Disk Drive)104、ネットワークI/F(Interface)105およびバス107を備える。CPU101、ROM102、RAM103、HDD104、ネットワークI/F(Interface)105は、バス107を介して互いに接続されている。
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of the hardware configuration of the
CPU101は、プログラムを実行する。ROM102には、起動プログラム等が記憶されている。RAM103は、CPU101がプログラムを実行するときに使用するメモリである。HDD104は、HUD1が動作するためのアプリケーションプログラム、および各種のデータ等を記憶する。なお、HDD104は、光学ドライブやフラッシュメモリ等でもよい。光学ドライブが読み出し又は書き込みする被記録部材は、CD−ROM(Compact Disk Read Only Memory)、CD−R(Compact Disk Recordable)およびDVD(Digital Versatile Disk)等である。ネットワークI/F105は、外部機器と各種の情報を送受信する。
The CPU 101 executes the program. The
なお、ROM102やHDD104に記憶されているプログラムは、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでCD−ROM、CD−R、DVD等のコンピュータで読み取り可能な被記録部材に記録して提供するように構成してもよい。
The programs stored in the
また、ROM102やHDD104に記憶されているプログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成しても良い。また、ROM102やHDD104に記憶されているプログラムをインターネット等のネットワーク経由で提供または配布するように構成しても良い。
Further, the program stored in the
なお、制御部5は、ICなどのハードウェアで構築されていてもよい。
The
以下において、光源部11について詳述する。
The
図2に示すように、光源部11は、単数あるいは複数の発光点を有する複数の光源素子111R,111B,111Gを備えている。光源素子111R,111B,111Gは、光源ドライバ7を介して制御部5により制御される。光源素子111R,111B,111Gは、LD(レーザダイオード:半導体レーザ素子)である。光源素子111Rは、赤色レーザであり、赤色光(波長λR=640nm)の光束を射出する。光源素子111Bは、青色レーザであり、青色光(波長λB=445nm)の光束を射出する。光源素子111Gは、緑色レーザであり、緑色光(波長λG=530nm)の光束を射出する。
As shown in FIG. 2, the
また、光源部11は、カップリングレンズ112R,112B,112Gと、アパーチャ113R,113B,113Gと、を備えている。カップリングレンズ112Rおよびアパーチャ113Rは、光源素子111Rの光束射出側に配置されている。カップリングレンズ112Bおよびアパーチャ113Bは、光源素子111Bの光束射出側に配置されている。カップリングレンズ112Gおよびアパーチャ113Gは、光源素子111Gの光束射出側に配置されている。
In addition, the
光源素子111R,111B,111Gから出射された波長λR,λB,λGの光束は、それぞれカップリングレンズ112R,112B,112Gにより後続の光学系にカップリングされる。
Light fluxes of wavelengths λR, λB, λG emitted from the
カップリングレンズ112R,112B,112Gによりカップリングされた光束は、それぞれ設けられたアパーチャ113R,113B,113Gにより、周辺部をカットされて所望の大きさのビーム径に整形される。なお、アパーチャ113R,113B,113Gは、光束の発散角等に応じて円形、楕円形、長方形、正方形等、様々な形状とすることができる。
The light fluxes coupled by the
また、図2に示すように、光源部11は、合成素子115とレンズ116とを備えている。合成素子115は、アパーチャ113R,113B,113Gにより整形されたそれぞれの光束を光路合成する。合成素子115は、プレート状或いはプリズム状のダイクロイックミラーであり、波長に応じて光束を反射/透過し、一つの光路に合成する。なお、合成されたレーザ光が直線偏光となるように、RGB各色の光源素子111R,111B,111Gの偏光軸はそろえておく必要がある。
Further, as shown in FIG. 2, the
なお、本実施の形態における直線偏光を有した光源光は、上記のレーザ光源(光源素子111R,111B,111G)が好適であるが、必ずしもレーザ光源そのものでなくてもよい。すなわち、無偏光のLED(Light Emitting Diode)などから発する光線について、直線偏光子を介して直接偏光を取り出した光源光としてもよい。また、偏光ビームスプリッターと1/2波長板を組み合わせて偏光を一方向にそろえる偏光変換して直線偏光とした光源ユニットから生成する光源光としてもよい。
Note that the laser light source (
合成素子115により合成された光束は、レンズ116により光偏向器15の反射面に向かって導かれる。レンズ116は、光偏向器15に向かって凹面を向けたメニスカスレンズである。
The light fluxes synthesized by the synthesizing
加えて、光源部11は、レーザ光に対する減光を実現する減光手段120を、合成素子115による合成後の光路に配置している。減光手段120は、駆動部である回転モータ121と、回転可能であって当該回転モータ121により回転駆動される円形状のフィルタ122とを備えている。図2に示すように、減光手段120のフィルタ122は、レーザ光の射出方向Xに対してほぼ垂直となるように配置されている。
In addition, the
回転モータ121は、モータドライバ6を介して制御部5により制御される。概略的には、制御部5は、HUD1の投影画像の輝度の指標である調光情報から減光率を決定する。制御部5は、減光率に応じて減光手段120のフィルタ122の回転角度を決定する。制御部5は、決定したフィルタ122の回転角度となるように回転モータ121を駆動制御し、フィルタ122を移動させる。このようにして、HUD1は、所望の減光を行うことができる。
The
次に、減光手段120について詳述する。ここで、図4は減光手段120の制御例を示す図である。図4に示すように、フィルタ122は、隣接配置した高透過率領域122aと直線偏光子122bとを有している。本実施の形態においては、高透過率領域122aと直線偏光子122bとは、同一の回転中心を持つ扇形状に形成されている。ここで回転中心は、回転モータ121の回転軸121aに一致する。
Next, the dimming means 120 will be described in detail. Here, FIG. 4 is a diagram showing an example of control of the dimming means 120. As shown in FIG. 4, the
本実施の形態の直線偏光子122bは、反射型である。直線偏光子122bが反射型の場合、直線偏光子122bの偏光透過軸に相当した成分が透過し、偏光透過軸に直交する成分は反射される。このように反射型の直線偏光子122bを採用することにより、減光率が高いときに吸収による発熱を抑えることが可能となり、装置の信頼性を向上させることができる。
The
なお、直線偏光子122bは、反射面に対し角度を持って反射した光が部分的に偏光することを利用し、多重反射を利用して直線偏光を作り出すいわゆる光学薄膜を構築した偏光ビームスプリッタ(PBS)であってもよい。また、直線偏光子122bは、金属を微小な格子構造としたワイヤーグリット型の偏光子であってもよい。
The
なお、本実施の形態の直線偏光子122bは反射型であるとしたが、これに限るものではなく、吸収型であっても良い。直線偏光子122bは吸収型であれば、直線偏光子122bの偏光透過軸に相当した成分が透過し、偏光透過軸に直交する成分は吸収される。吸収型の偏光子としては、ポリマーで作られたフィルム偏光子が挙げられる。
In addition, although the
制御部5は、減光手段120のフィルタ122の所望の領域に対して、合成素子115により合成されたレーザ光(直線偏光)を入射させる制御を行う。
The
図4(a)に示す例は、合成素子115により合成されたレーザ光の入射位置をフィルタ122の高透過率領域122aとするように、制御部5により回転モータ121を駆動制御した例である。図4(a)に示すフィルタ122の位置では、減光手段120は、レーザ光に対して減光をしていない。
The example illustrated in FIG. 4A is an example in which the
図4(b)に示す例は、合成素子115により合成されたレーザ光の入射位置をフィルタ122の直線偏光子122bとするように、制御部5により回転モータ121を駆動制御してフィルタ122を図4(a)に示す状態から回転させた例である。
In the example shown in FIG. 4B, the
前述したように、合成素子115により合成されたレーザ光は、フィルタ122に入射する手前では直線偏光を有している。直線偏光子122bの偏光透過軸は、高透過率領域122aと直線偏光子122bの境目になる際にレーザ光の透過率が最も高くなるような偏光透過軸としている。
As described above, the laser light combined by the combining
図4(b)に示すフィルタ122の位置では、直線偏光子122bの偏光透過軸が、光源素子111R,111B,111Gの偏光軸から少なからず傾いた状態となっている。すなわち、減光手段120は、フィルタ122の回転に応じてレーザ光の透過を制限し、レーザ光に対する減光を実現している。
At the position of the
図4(c)に示す例は、制御部5により回転モータ121を駆動制御して、図4(b)に示す状態からレーザ光の直線偏光軸に対して直線偏光子122bの偏光透過軸が垂直となる位置までフィルタ122を回転させ、レーザ光の入射位置とした例である。この状態では、レーザ光の直線偏光軸と直線偏光子122bの偏光透過軸とが互いに垂直になる、いわゆるクロスニコルの関係となり、レーザ光の透過率を実質0%にすることができる。
In the example shown in FIG. 4C, the
すなわち、本実施の形態の減光手段120によれば、フィルタ122の直線偏光子122bの傾き加減により、レーザ光の透過率を制御することができる。
That is, according to the light reduction means 120 of the present embodiment, the transmittance of the laser light can be controlled by adjusting the inclination of the
ここで、図5はフィルタ122の回転角とレーザ光の透過率との関係の一例を示すグラフである。図5に示すフィルタ122の横軸は回転角(deg)を示している。フィルタ122の回転角0度は、高透過率領域122aと直線偏光子122bの境目である。フィルタ122の回転角90度は、レーザ光の直線偏光軸と直線偏光子122bの偏光透過軸とが垂直となって実質遮光される状態を示す。
Here, FIG. 5 is a graph showing an example of the relationship between the rotation angle of the
図5に示すように、フィルタ122は、レーザ光の直線偏光軸と直線偏光子122bの偏光透過軸とが互いに並行となる最大透過率(パラレルニコル)となる位置では、レーザ光の透過率が80%となる。また、図5に示すように、フィルタ122は、レーザ光の直線偏光軸と直線偏光子122bの偏光透過軸とが互いに垂直となるクロスニコルとなる位置では、レーザ光の透過率が0%となる。なお、実際には光吸収や偏光解消がおこり、レーザ光の透過率が0%になることはないが、ここでは説明上0%とする。
As shown in FIG. 5, the
また、図5に示すように、フィルタ122の高透過率領域122aであるフィルタ122の回転角0度から回転角−10度の間は、レーザ光の透過率は100%になる。すなわち、フィルタ122の高透過率領域122aは、何も部材を介在しない場合に相当する。本実施の形態のフィルタ122の高透過率領域122aは、透明ガラス板やそれに順ずる素子を挿入することで、100%に近い値となる透過率を得ている。また、フィルタ122の高透過率領域122aは偏光依存性なく、透過率を直線偏光子122bの最大透過率(パラレルニコル)の状態に合わせることも可能である。
Further, as shown in FIG. 5, the transmittance of the laser light is 100% between the rotation angle of 0 degree and the rotation angle of −10 degrees of the
光源素子111R,111B,111Gからのレーザ光のパワーを最大限に利用する場合、制御部5は、フィルタ122の回転角が−10度〜0度までの範囲になるように回転角度を決定し、決定したフィルタ122の回転角度となるように回転モータ121を駆動制御する。
When the power of the laser light from the
なお、図5に示すように、フィルタ122は、フィルタ122の回転角が0度に入った瞬間に透過率が100%から80%に低下する。しかしながら、このような透過率の低下は、視認上まず変化を感じにくいので、問題になることはない。更に、図5に示すように、フィルタ122を回転していくと、cosθの自乗に比例した透過率となり、角度0度の位置より低下していく。このように、制御部5は、フィルタ122を回転制御することで、レーザ光に対する所望の減光が可能となる。
As shown in FIG. 5, the transmittance of the
ここで、図6は調光情報入力部8で入力される調光情報とレーザ光の光量との関係の一例を示す図である。図6(a)は調光情報とレーザ光の光量との関係を示すグラフ、図6(b)は各調光情報における回転角と透過率と光量との関係を示すテーブルを示す図である。図6に示す例では、HUD1の投影画像の輝度の指標である調光情報として12段階の調光段階を設定する。
Here, FIG. 6 is a diagram showing an example of the relationship between the light control information input by the light control
図6(a)に示すように、調光情報として設定される12段階の調光段階は、一段前後のレーザ光の光量比が略一定であるようにしている。この一定値は1/2とした。これによって、光量の変化は直線的な変化でなくとも、視覚的には段階的な変化と感じる。なお、レーザ光の光量が半減することは比較的大きな変化量と思われるが、視覚的には十分である。ウェバー・フェヒナーの法則によれば、知覚強度は刺激の対数に比例するとされている。 As shown in FIG. 6A, in the 12 light control steps set as the light control information, the light amount ratio of the laser light before and after the first step is set to be substantially constant. This constant value was set to 1/2. As a result, the change in the amount of light is not a linear change but is visually perceived as a gradual change. It should be noted that halving the amount of laser light is considered to be a comparatively large amount of change, but is visually sufficient. According to Webber-Fechner's law, perceptual intensity is proportional to the logarithm of the stimulus.
制御部5は、HDD104に、図6(b)に示すテーブルに示される調光段階とフィルタ122の回転角の角度情報との対応関係を予め記憶する。図6(b)に示すように、本実施の形態における12段階の調光段階は、HUD1の最大の明るさが10000cd/cm2とすると、最小値を8cd/cm2まで減光できるようにし、その間を10分割したものである。
The
図6(b)に示すように、フィルタ122の回転角度は、光量が多く輝度が高い段階では、段階毎の角度変化が比較的大きくなる。一方、光量が少ない段階(段階8〜段階11など)では、フィルタ122の回転角度は、段階毎の角度変化が小さくなる。このように調光段階に対してリニアに変化させないことで、減光率を対数的に変化させることができる。すなわち、制御部5は、減光率が小さく明るいときには荒いステップでフィルタ122を回転制御し、減光率が高く暗い輝度の時には細かなステップでフィルタ122を回転制御する。こうすることで、光量の変化を、対数的に行うことができる。対数的に変化させることで、人の知覚認識上の変化レベルが自然な変化とすることができ、より高品質なHUD1を実現できる。
As shown in FIG. 6B, the rotation angle of the
このように直線偏光子122bの偏光透過軸の傾きにより決まるレーザ光の透過率が低くなるほど1段階毎のフィルタ122の回転角度の角度変化を小さくするような調光段階を回転運動により変化させることができる。これにより、減光手段120の構造を小さくでき、より小型な画像表示装置としてのHUD1を実現することができる。
As described above, the dimming step is changed by the rotational movement so that the angle change of the rotation angle of the
なお、本実施の形態においては、1段階をレーザ光の光量が半減する値に設定する1/2ステップの回転制御にしたが、これに限るものではない。一段前後のレーザ光の光量比を一定とするように回転制御すればよい。例えば、更に半分の1/√2ステップとしてもよい。この場合は、12段階の間に更に1段階ずつ設定されるので、23段階となる。また、当然、一定値とする一段前後のレーザ光の光量比をより小さな値とし、回転角のステップを限りなく小さくすることで、実質無段階の調光も可能である。 It should be noted that in the present embodiment, one step is the 1/2 step rotation control in which the light amount of the laser light is set to a value at which the light quantity is halved, but the invention is not limited to this. The rotation may be controlled so that the light quantity ratio of the laser light before and after one stage is constant. For example, the number of steps may be 1/√2, which is a half. In this case, since one step is set for each of 12 steps, there are 23 steps. Naturally, stepless dimming is also possible by setting the light quantity ratio of the laser light of one stage before and after the constant value to a smaller value and making the step of the rotation angle as small as possible.
このように本実施の形態によれば、高輝度から低輝度までの連続的な光量の調整を非常に簡単な構成で実現することができ、画像表示装置としてのHUD1の品質を上げながら、部品点数が少なく量産性に富み、信頼性を高く維持したまま、安価な画像表示装置を実現することができる。
As described above, according to the present embodiment, it is possible to realize continuous adjustment of the amount of light from high brightness to low brightness with a very simple configuration, and improve the quality of the
なお、制御部5は、RGB各色の光源素子111R,111B,111Gに対する電流制御を行って減光するようにしても良い。これにより、さらに細かな制御が可能となる。
Note that the
なお、本実施の形態においては、減光手段120を、合成素子115による合成後の光路に配置するようにしたが、これに限るものではない。例えば、減光手段120をレンズ116の後に配置するようにしてもよいし、RGB各色の光源素子111R,111B,111Gの光路にそれぞれ配置するようにしてもよい。
In addition, in the present embodiment, the dimming means 120 is arranged in the optical path after being combined by the combining
(第2の実施の形態)
次に、第2の実施の形態について説明する。なお、前述した第1の実施の形態と同じ部分は同じ符号で示し説明も省略する。
(Second embodiment)
Next, a second embodiment will be described. The same parts as those in the first embodiment described above are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.
第2の実施の形態では、減光手段120のフィルタ122が、所定の入射角を有してレーザ光を入射させるように配置されている点で、第1の実施の形態とは異なるものとなっている。
The second embodiment differs from the first embodiment in that the
第1の実施の形態では、図2に示すように、減光手段120のフィルタ122は、レーザ光の射出方向Xに対してほぼ垂直となるように配置されていた。図2に示す構成の場合、フィルタ122の直線偏光子122bが反射型であると、直線偏光子122bでの反射光が合成素子115や光源素子111R,111B,111Gへ戻ってしまう場合がある。この場合、反射光により合成素子115や光源素子111R,111B,111Gの発熱など予期せぬ問題が生じる可能性がある。
In the first embodiment, as shown in FIG. 2, the
ここで、図7は第2の実施の形態にかかる減光手段120のフィルタ122の配置例を示す図である。図7に示すように、本実施の形態においては、減光手段120のフィルタ122が、所定の入射角を有してレーザ光を入射させるようにレーザ光の射出方向Xに対して傾けて配置されている。このため、直線偏光子122bでの反射光が合成素子115や光源素子111R,111B,111Gに戻ることを回避させることができる。
Here, FIG. 7 is a diagram showing an arrangement example of the
また、図7に示すように、本実施の形態の減光手段120は、光検出器123を直線偏光子122bでの反射光の光路に設けている。これにより、制御部5は、光検出器123により反射光の光強度の検出量を得ることによって、光源部11の射出光の光量を算出することができる。すなわち、制御部5は、減光率が所望の値となっているかを逐次モニターすることが可能となる。
Further, as shown in FIG. 7, in the dimming means 120 of the present embodiment, the
このように本実施の形態によれば、反射型の直線偏光子122bに入射する入射角度が垂直でないように、フィルタ122を傾斜させて配置したことにより、フィルタ122からの戻り光により、合成素子115や光源素子111R,111B,111Gへの影響を防ぐことで、信頼性の高い装置を実現することができる。
As described above, according to the present embodiment, the
また、本実施の形態によれば、反射型の直線偏光子122bによる反射光の光強度を検出する光検出器123を備え、制御部5は、光検出器123により得られる反射光の光強度の検出量に基づいてレーザ光の減光率を検出する。これにより、所望の減光率に設定されているかどうかを判定でき、より信頼性の高い画像表示装置としてのHUD1を実現することができる。
Further, according to the present embodiment, the
1 画像表示装置
5 制御部
8 調光情報入力部
10 光走査装置
11 光源部
15 光偏向器
20 走査ミラー
30 スクリーン
40 凹面ミラー
60 画像照射ユニット
121 駆動部
122 フィルタ
122a 高透過率領域
122b 直線偏光子
123 光検出器
DESCRIPTION OF
Claims (6)
偏光透過軸を有して前記偏光透過軸に相当した前記光を透過させ、前記偏光透過軸に直交する前記光を反射させる反射型である直線偏光子を有し、所定の入射角を有して前記光を入射させるように当該光の射出方向に対して傾けて前記光の光路に配置される回転可能なフィルタと、
前記フィルタにおける前記直線偏光子での反射光の光路に設けられ、当該反射光の光強度を検出する光検出器と、
前記フィルタを回転駆動させ、前記光の入射位置を前記直線偏光子内で移動させる駆動部と、
調光情報を入力する調光情報入力部と、
前記調光情報に応じて予め決められた前記フィルタの回転角度となるように前記駆動部を制御して前記フィルタを移動させて前記直線偏光子の偏光透過軸を傾ける制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記光検出器により得られる前記反射光の光強度の検出量に基づいて前記光の減光率を検出する、
ことを特徴とする光走査装置。 A light source unit that outputs linearly polarized light,
And have a polarization transmission axis is transmitted through the light corresponding to the to the polarization transmission axis, have a linear polarizer is a reflective for reflecting the light perpendicular to the polarization transmission axis has a predetermined angle of incidence And a rotatable filter that is arranged in the optical path of the light with an inclination with respect to the emission direction of the light so that the light is incident ,
A photodetector provided in the optical path of the reflected light at the linear polarizer in the filter, and detecting the light intensity of the reflected light,
A driving unit that rotationally drives the filter to move the incident position of the light in the linear polarizer,
A dimming information input section for inputting dimming information,
A control unit that tilts the polarization transmission axis of the linear polarizer by controlling the drive unit to move the filter so that the rotation angle of the filter is predetermined according to the dimming information.
Equipped with
The control unit detects the extinction ratio of the light based on the detection amount of the light intensity of the reflected light obtained by the photodetector,
An optical scanning device characterized by the above.
前記駆動部は、前記光の入射位置を前記高透過率領域と前記直線偏光子との間で移動させる、
ことを特徴とする請求項1に記載の光走査装置。 The filter has the same center of rotation as the linear polarizer and is disposed adjacent to the linear polarizer, further has a high transmittance region having a higher transmittance of the light than the linear polarizer,
The drive unit moves the incident position of the light between the high transmittance region and the linear polarizer,
The optical scanning device according to claim 1, wherein:
ことを特徴とする請求項1または2に記載の光走査装置。 The control unit moves the filter so that the light amount ratio of the light before and after one step is substantially constant, on condition that a plurality of dimming steps are set as the dimming information.
The optical scanning device according to claim 1 or 2, characterized in that.
ことを特徴とする請求項3に記載の光走査装置。 The control unit reduces the angle change of the rotation angle of the filter for each step as the light transmittance determined by the inclination of the polarization transmission axis of the linear polarizer decreases.
The optical scanning device according to claim 3, wherein
レーザを所望の発散角で発散させるスクリーンと、
前記光偏向器に対して光を射出する請求項1ないし4の何れか一項に記載の光走査装置と、
前記光偏向器により偏向された光束を折り返し、前記スクリーンに2次元像を描画する走査ミラーと、
を備えることを特徴とする画像照射ユニット。 An optical deflector,
A screen that diverges the laser at the desired divergence angle,
An optical scanning device according to any one of claims 1 to emit light 4 to the optical deflector,
A scanning mirror for folding back the light beam deflected by the optical deflector and drawing a two-dimensional image on the screen;
An image irradiation unit comprising:
光を所望の発散角で発散させるスクリーンと、
前記光偏向器に対して光を射出する請求項1ないし4の何れか一項に記載の光走査装置と、
前記光偏向器により偏向された光束を折り返し、前記スクリーンに2次元像を描画する走査ミラーと、
前記スクリーンから射出された光束を投影面に投射する凹面ミラーと、
を備えることを特徴とする画像表示装置。 An optical deflector,
A screen that diverges the light at the desired divergence angle,
An optical scanning device according to any one of claims 1 to emit light 4 to the optical deflector,
A scanning mirror for folding back the light beam deflected by the optical deflector and drawing a two-dimensional image on the screen;
A concave mirror that projects the light beam emitted from the screen onto a projection surface,
An image display device comprising:
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