本發明涉及反射投影型顯示裝置。
背景技術:
以往,已知通過反射太陽光、室內的照明光等外光而進行顯示的反射型液晶顯示裝置,其一例記載在下述專利文獻1中。專利文獻1中記載了一種層疊型的彩色膽甾液晶顯示元件,其從元件觀察側起按順序層疊第1藍色液晶層、第2綠色液晶層以及第3紅色液晶層,具備配置在綠色液晶層和紅色液晶層之間的選擇性地吸收600nm以下的波長的光線的綠色截止濾光片層,由此能將不需要的顏色的噪聲光除去。
現有技術文獻
專利文獻
專利文獻1:國際公開第2007/004286號
技術實現要素:
發明要解決的問題
如上所述,專利文獻1記載的彩色膽甾液晶顯示元件從元件觀察側起按順序具備藍色液晶層、綠色液晶層、紅色液晶層,由此,所反射的外光的光量增多。即,相互層疊的藍色液晶層、綠色液晶層以及紅色液晶層分別能吸收光,其吸收率具有越是短波長側的光而越高的趨勢。而另一方面,在專利文獻1的這種利用外光進行顯示的反射型液晶顯示裝置中,外光的發光強度不具有波長依賴性。因此,如果將反射吸收率最高的藍色光的藍色液晶層配置為最靠元件觀察側,則會避免藍色光被綠色液晶層和紅色液晶層吸收,由此,所反射的外光的光量會變多。
然而,在反射來自激光二極管、LED等光源的光,使觀察者將該反射光觀察為虛像的反射投影型顯示裝置中,與外光不同,光源具有特定的發光光譜,該光源光的發光強度具有波長依賴性。因此,假如是使用專利文獻1記載的彩色膽甾液晶顯示元件來反射光源光的情況,反而用于顯示的光量有可能減少。
本發明是基于上述情況而完成的,其目的在于增加用于顯示的光量。
用于解決問題的方案
本發明的反射投影型顯示裝置具備:顯示元件,其顯示圖像;以及波長選擇性反射構件,其反射來自上述顯示元件的光而使觀察者將該反射光觀察為虛像,并且透射外光,以層疊的形式具備:綠色光反射部,其主要選擇性地反射綠色的波長區域的綠色光;紅色光反射部,其主要選擇性地反射紅色的波長區域的紅色光;以及藍色光反射部,其主要選擇性地反射藍色的波長區域的藍色光,并且上述綠色光反射部配置為最靠近上述顯示元件。
這樣,來自顯示圖像的顯示元件的光由波長選擇性反射構件反射,該反射光被觀察者觀察為虛像。觀察者觀察的虛像是通過如下方式投影而成的:由構成波長選擇性反射構件的綠色光反射部、紅色光反射部以及藍色光反射部選擇性地反射各自的顏色的波長區域的光。另一方面,波長選擇性反射構件雖然使外光中的與綠色光反射部、紅色光反射部以及藍色光反射部的各反射光譜一致的外光反射,但會使與該各反射光譜不一致的外光透射過。由此,觀察者既能良好地觀察基于以高透射率透射過波長選擇性反射構件的外光的外部的像,又能以高亮度觀察由波長選擇性反射構件的反射光投影的虛像。
在此,構成波長選擇性反射構件的各光反射部相互層疊,因此,由各光反射部中的配置在遠離顯示元件的一側的光反射部反射的光具有被配置在靠近顯示元件的一側的光反射部吸收而光量減少的趨勢。各光反射部對光的吸收率具有越是短波長側的光而越高的趨勢。另一方面,來自顯示元件的光與外光不同,其發光強度具有波長依賴性,因此,為了確保白平衡而具有綠色的波長區域的綠色光包含得最多的趨勢。
鑒于這種情況,如上所述,波長選擇性反射構件以綠色光反射部最靠近顯示元件的方式配置,因此能高效地反射為了確保白平衡而包含得最多的綠色的波長區域的綠色光,由此既能良好地確保白平衡又能增加用于顯示的光量。而且,綠色光相比于紅色光和藍色光,相對可見度較高,因此通過如上所述增加用于顯示的光量,能實現亮度的提高。
作為本發明的實施方式,優選如下構成。
(1)具備對上述顯示元件至少照射上述紅色光、上述綠色光以及上述藍色光且各色的光的發光光譜所包含的波峰的半值寬度為1nm以下的光源,上述波長選擇性反射構件的上述紅色光反射部的反射光譜所包含的波峰的半值寬度、上述綠色光反射部的反射光譜所包含的波峰的半值寬度以及上述藍色光反射部的反射光譜所包含的波峰的半值寬度分別為6nm以上且小于11nm的范圍。這樣,能利用構成波長選擇性反射構件的各光反射部以80%以上且小于87.5%的范圍的反射率反射從光源發出的各色的光。由此,觀察者能以高亮度觀察由波長選擇性反射構件的反射光投影的虛像。在此,光源的發光光譜所包含的波峰的半值寬度極窄,為1nm以下,因此,在起因于光入射到各光反射部的入射角變動而在反射光中產生波長移位的情況下,反射率有可能顯著降低。另一方面,從光源發出的各色的光中也略微包含從發光光譜的峰值波長偏離的波長的光(以下,稱為旁瓣光),該旁瓣光具有各光反射部的反射光譜所包含的波峰的半值寬度越大而越多地被反射的趨勢。因此,通過將各光反射部的反射光譜所包含的波峰的半值寬度如上所述進行設定,即使在起因于光入射到各光反射部的入射角變動而在反射光中產生波長移位的情況下,也能利用構成波長選擇性反射構件的各光反射部以10%以上且小于25%的范圍的反射率反射從光源發出的各色的光,從而確保觀察虛像的觀察者的視野角較廣。此時,外光的透射過波長選擇性反射構件的光量確保得較多,因此觀察者能良好地觀察基于外光的外部的像。此外,上述的波長移位是在各光反射部具有周期結構的情況下基于反射光中產生的光路差與光的波長一致的條件而產生的,如果入射角變大則向短波長側產生波長移位,如果入射角變小則向長波長側產生波長移位。
(2)具備對上述顯示元件至少照射上述紅色光、上述綠色光以及上述藍色光且各色的光的發光光譜所包含的波峰的半值寬度為1nm以下的光源,上述波長選擇性反射構件的上述紅色光反射部的反射光譜所包含的波峰的半值寬度、上述綠色光反射部的反射光譜所包含的波峰的半值寬度以及上述藍色光反射部的反射光譜所包含的波峰的半值寬度分別為11nm以上且小于18nm的范圍。這樣,能利用構成波長選擇性反射構件的各光反射部以87.5%以上且小于90%的范圍的反射率反射從光源發出的各色的光。由此,觀察者能以高亮度觀察由波長選擇性反射構件的反射光投影的虛像。在此,光源的發光光譜所包含的波峰的半值寬度極窄,為1nm以下,因此,在起因于光入射到各光反射部的入射角變動而在反射光中產生波長移位的情況下,反射率有可能顯著降低。另一方面,從光源發出的各色的光中也略微包含從發光光譜的峰值波長偏離的波長的旁瓣光,該旁瓣光具有各光反射部的反射光譜所包含的波峰的半值寬度越大而越多地被反射的趨勢。因此,通過將各光反射部的反射光譜所包含的波峰的半值寬度如上所述進行設定,即使在起因于光入射到各光反射部的入射角變動而在反射光中產生波長移位的情況下,也能利用構成波長選擇性反射構件的各光反射部以25%以上且小于40%的范圍的充分高的反射率反射從光源發出的各色的光,從而確保觀察虛像的觀察者的視野角較廣。由此,觀察者斜向觀察虛像的情況下的亮度確保得充分高,因此顯示質量高。
(3)具備對上述顯示元件至少照射上述紅色光、上述綠色光以及上述藍色光且各色的光的發光光譜所包含的波峰的半值寬度為1nm以下的光源,上述波長選擇性反射構件的上述紅色光反射部的反射光譜所包含的波峰的半值寬度、上述綠色光反射部的反射光譜所包含的波峰的半值寬度以及上述藍色光反射部的反射光譜所包含的波峰的半值寬度分別為18nm以上且90nm以下的范圍。這樣,能利用構成波長選擇性反射構件的各光反射部以90%以上且95%以下的范圍的反射率反射從光源發出的各色的光。由此,觀察者能以高亮度觀察由波長選擇性反射構件的反射光投影的虛像。在此,光源的發光光譜所包含的波峰的半值寬度極窄,為1nm以下,因此,在起因于光入射到各光反射部的入射角變動而在反射光中產生波長移位的情況下,反射率有可能顯著降低。另一方面,從光源發出的各色的光中也略微包含從發光光譜的峰值波長偏離的波長的旁瓣光,該旁瓣光具有各光反射部的反射光譜所包含的波峰的半值寬度越大而越多地被反射的趨勢。因此,通過將各光反射部的反射光譜所包含的波峰的半值寬度如上所述進行設定,即使在起因于光入射到各光反射部的入射角變動而在反射光中產生波長移位的情況下,也能利用構成波長選擇性反射構件的各光反射部以40%以上且95%以下的范圍的更高的反射率反射從光源發出的各色的光,從而確保觀察虛像的觀察者的視野角較廣。由此,觀察者斜向觀察虛像的情況下的亮度進一步變高,因此顯示質量更高。而且,通過使各光反射部的反射光譜所包含的波峰的半值寬度為90nm以下,外光的透射率確保為70%以上,因此能滿足日本的道路運輸車輛安全基準。
(4)具備對上述顯示元件至少照射上述紅色光、上述綠色光以及上述藍色光且各色的光的發光光譜所包含的波峰的半值寬度為大于1nm并且小于24nm的范圍的光源,上述波長選擇性反射構件的上述紅色光反射部的反射光譜所包含的波峰的半值寬度、上述綠色光反射部的反射光譜所包含的波峰的半值寬度以及上述藍色光反射部的反射光譜所包含的波峰的半值寬度分別為4nm以上且小于14nm的范圍。從光源發出的各色的光中包含從發光光譜的峰值波長偏離的波長的光(以下,稱為旁瓣光),該旁瓣光具有各光反射部的反射光譜所包含的波峰的半值寬度越大而越多地被反射的趨勢。因此,通過將各光反射部的反射光譜所包含的波峰的半值寬度如上所述進行設定,能利用構成波長選擇性反射構件的各光反射部以20%以上且小于50%的范圍的反射率反射從光源發出的各色的光。由此,不僅觀察者能以充分的亮度觀察由波長選擇性反射構件的反射光投影的虛像,還能確保外光的透射過波長選擇性反射構件的光量更多,因此觀察者能更良好地觀察基于外光的外部的像。而且,即使在起因于光入射到各光反射部的入射角變動而在反射光中產生波長移位的情況下,也能利用構成波長選擇性反射構件的各光反射部以10%以上且小于25%的范圍的反射率反射從光源發出的各色的光,從而確保觀察虛像的觀察者的視野角較廣。此外,上述波長移位是在各光反射部具有周期結構的情況下基于反射光中產生的光路差與光的波長一致的條件而產生的,如果入射角變大則向短波長側產生波長移位,如果入射角變小則向長波長側產生波長移位。
(5)具備對上述顯示元件至少照射上述紅色光、上述綠色光以及上述藍色光且各色的光的發光光譜所包含的波峰的半值寬度為大于1nm并且小于24nm的范圍的光源,上述波長選擇性反射構件的上述紅色光反射部的反射光譜所包含的波峰的半值寬度、上述綠色光反射部的反射光譜所包含的波峰的半值寬度以及上述藍色光反射部的反射光譜所包含的波峰的半值寬度分別為14nm以上且小于40nm的范圍。從光源發出的各色的光中包含從發光光譜的峰值波長偏離的波長的旁瓣光,該旁瓣光具有各光反射部的反射光譜所包含的波峰的半值寬度越大而越多地被反射的趨勢。因此,通過將各光反射部的反射光譜所包含的波峰的半值寬度如上所述進行設定,能利用構成波長選擇性反射構件的各光反射部以50%以上且小于80%的范圍的充分高的反射率反射從光源發出的各色的光。由此,不僅觀察者能以更高的亮度觀察由波長選擇性反射構件的反射光投影的虛像,還能充分確保外光的透射過波長選擇性反射構件的光量,因此觀察者能良好地觀察基于外光的外部的像。而且,即使在起因于光入射到各光反射部的入射角變動而在反射光中產生波長移位的情況下,通過將各光反射部的反射光譜所包含的波峰的半值寬度如上所述進行設定,也能利用構成波長選擇性反射構件的各光反射部以25%以上且小于40%的范圍的反射率反射從光源發出的各色的光,從而確保觀察虛像的觀察者的視野角較廣。
(6)具備對上述顯示元件至少照射上述紅色光、上述綠色光以及上述藍色光且各色的光的發光光譜所包含的波峰的半值寬度為大于1nm并且小于24nm的范圍的光源,上述波長選擇性反射構件的上述紅色光反射部的反射光譜所包含的波峰的半值寬度、上述綠色光反射部的反射光譜所包含的波峰的半值寬度以及上述藍色光反射部的反射光譜所包含的波峰的半值寬度分別為40nm以上且90nm以下的范圍。從光源發出的各色的光中包含從發光光譜的峰值波長偏離的波長的旁瓣光,該旁瓣光具有各光反射部的反射光譜所包含的波峰的半值寬度越大而越多地被反射的趨勢。因此,通過將各光反射部的反射光譜所包含的波峰的半值寬度如上所述進行設定,能利用構成波長選擇性反射構件的各光反射部以80%以上且90%以下的范圍的更高的反射率反射從光源發出的各色的光。由此,觀察者能以更高的亮度觀察由波長選擇性反射構件的反射光投影的虛像。而且,即使在起因于光入射到各光反射部的入射角變動而在反射光中產生波長移位的情況下,通過將各光反射部的反射光譜所包含的波峰的半值寬度如上所述進行設定,也能利用構成波長選擇性反射構件的各光反射部以40%以上且90%以下的反射率反射從光源發出的各色的光,從而確保觀察虛像的觀察者的視野角較廣。而且,通過使各光反射部的反射光譜所包含的波峰的半值寬度為90nm以下,外光的透射率確保為70%以上,因此能滿足日本的道路運輸車輛安全基準。
(7)具備對上述顯示元件至少照射上述紅色光、上述綠色光以及上述藍色光且各色的光的發光光譜所包含的波峰的半值寬度為24nm以上且50nm以下的范圍的光源,上述波長選擇性反射構件的上述紅色光反射部的反射光譜所包含的波峰的半值寬度、上述綠色光反射部的反射光譜所包含的波峰的半值寬度以及上述藍色光反射部的反射光譜所包含的波峰的半值寬度分別為4nm以上且小于23nm的范圍。從光源發出的各色的光中包含從發光光譜的峰值波長偏離的波長的旁瓣光,該旁瓣光具有各光反射部的反射光譜所包含的波峰的半值寬度越大而越多地被反射的趨勢。因此,通過將各光反射部的反射光譜所包含的波峰的半值寬度如上所述進行設定,能利用構成波長選擇性反射構件的各光反射部以20%以上且小于50%的范圍的反射率反射從光源發出的各色的光。由此,不僅觀察者能以充分的亮度觀察由波長選擇性反射構件的反射光投影的虛像,還能確保外光的透射過波長選擇性反射構件的光量更多,因此觀察者能更良好地觀察基于外光的外部的像。而且,即使在起因于光入射到各光反射部的入射角變動而在反射光中產生波長移位的情況下,通過將各光反射部的反射光譜所包含的波峰的半值寬度如上所述進行設定,也能利用構成波長選擇性反射構件的各光反射部以10%以上且小于25%的范圍的反射率反射從光源發出的各色的光,從而確保觀察虛像的觀察者的視野角較廣。
(8)具備對上述顯示元件至少照射上述紅色光、上述綠色光以及上述藍色光且各色的光的發光光譜所包含的波峰的半值寬度為24nm以上且50nm以下的范圍的光源,上述波長選擇性反射構件的上述紅色光反射部的反射光譜所包含的波峰的半值寬度、上述綠色光反射部的反射光譜所包含的波峰的半值寬度以及上述藍色光反射部的反射光譜所包含的波峰的半值寬度分別為23nm以上且小于71nm的范圍。從光源發出的各色的光中包含從發光光譜的峰值波長偏離的波長的旁瓣光,該旁瓣光具有各光反射部的反射光譜所包含的波峰的半值寬度越大而越多地被反射的趨勢。因此,通過將各光反射部的反射光譜所包含的波峰的半值寬度如上所述進行設定,能利用構成波長選擇性反射構件的各光反射部以50%以上且小于80%的范圍的充分高的反射率反射從光源發出的各色的光。由此,不僅觀察者能以更高的亮度觀察由波長選擇性反射構件的反射光投影的虛像,還能充分確保外光的透射過波長選擇性反射構件的光量,因此觀察者能良好地觀察基于外光的外部的像。而且,即使在起因于光入射到各光反射部的入射角變動而在反射光中產生波長移位的情況下,通過將各光反射部的反射光譜所包含的波峰的半值寬度如上所述進行設定,也能利用構成波長選擇性反射構件的各光反射部以25%以上且小于40%的范圍的反射率反射從光源發出的各色的光,從而確保觀察虛像的觀察者的視野角較廣。
(9)具備對上述顯示元件至少照射上述紅色光、上述綠色光以及上述藍色光且各色的光的發光光譜所包含的波峰的半值寬度為24nm以上且50nm以下的范圍的光源,上述波長選擇性反射構件的上述紅色光反射部的反射光譜所包含的波峰的半值寬度、上述綠色光反射部的反射光譜所包含的波峰的半值寬度以及上述藍色光反射部的反射光譜所包含的波峰的半值寬度分別為71nm以上且90nm以下的范圍。從光源發出的各色的光中包含從發光光譜的峰值波長偏離的波長的旁瓣光,該旁瓣光具有各光反射部的反射光譜所包含的波峰的半值寬度越大而越多地被反射的趨勢。因此,通過將各光反射部的反射光譜所包含的波峰的半值寬度如上所述進行設定,能利用構成波長選擇性反射構件的各光反射部以80%以上且83%以下的范圍的更高的反射率反射從光源發出的各色的光。由此,觀察者能以更高的亮度觀察由波長選擇性反射構件的反射光投影的虛像。而且,即使在起因于光入射到各光反射部的入射角變動而在反射光中產生波長移位的情況下,通過將各光反射部的反射光譜所包含的波峰的半值寬度如上所述進行設定,也能利用構成波長選擇性反射構件的各光反射部以40%以上且83%以下的范圍的反射率反射從光源發出的各色的光,從而確保觀察虛像的觀察者的視野角較廣。而且,通過使各光反射部的反射光譜所包含的波峰的半值寬度為90nm以下,外光的透射率確保為70%以上,因此能滿足日本的道路運輸車輛安全基準。
(10)上述波長選擇性反射構件的上述紅色光反射部、上述綠色光反射部以及上述藍色光反射部分別包括膽甾液晶面板。這樣,通過選擇膽甾液晶使用的液晶材料,能容易且以低成本變更反射光譜的半值寬度。因此,能容易且以低成本實現波峰的半值寬度為特定的值的反射光譜。而且,能使波長選擇性反射構件兼有偏振光選擇性。
(11)上述波長選擇性反射構件是以上述藍色光反射部最遠離上述顯示元件的方式配置而成的。假如是將紅色光反射部配置為最遠離顯示元件的情況,為了調整白平衡,例如有時需要將來自顯示元件的光所包含的紅色的波長區域的光的亮度設為最大值并且使綠色的波長區域的光和藍色的波長區域的光的各亮度低于最大值。而另一方面,如果如上所述將藍色光反射部配置為最遠離顯示元件,則在調整白平衡時,例如能將來自顯示元件的光所包含的綠色的波長區域光的亮度設為最大值并且使紅色的波長區域的光和藍色的波長區域的光的各亮度低于最大值,因此,綠色的波長區域的光的亮度相對地變高。而且,由紅色光反射部反射的紅色的波長區域的光量也變多。由此,能使用于顯示的光量最多。
(12)具備偏振光轉換部,上述偏振光轉換部至少相對于上述波長選擇性反射構件配置在上述顯示元件側,并且將光選擇性地轉換為左圓偏振光或右圓偏振光,上述波長選擇性反射構件的上述紅色光反射部、上述綠色光反射部以及上述藍色光反射部各自不僅具有波長選擇性還具有偏振光選擇性,并且各自的偏振特性與上述偏振光轉換部的偏振特性相同。這樣,由偏振光轉換部選擇性地轉換為左圓偏振光或右圓偏振光的光被具有與偏振光轉換部相同的偏振特性的紅色光反射部、綠色光反射部以及藍色光反射部反射,從而被觀察者觀察為虛像。假如是省略偏振光轉換部并且波長選擇性反射構件不具有偏振光選擇性的構成,則反射光容易產生著色,而與之相比,通過上述構成能抑制反射光產生著色。在此,例如,在各光反射部的反射光譜中產生重疊的情況下,根據上述構成,能利用綠色光反射部反射紅色光和藍色光中的與綠色光反射部的反射光譜重疊的波長的光。假如紅色光反射部或藍色光反射部具有與綠色光反射部不同的偏振特性,則紅色光或藍色光中的與綠色光反射部的反射光譜重疊的波長的光不會被綠色光反射部反射。與其相比,能進一步增加用于顯示的光量。
發明效果
根據本發明,能增加用于顯示的光量。
附圖說明
圖1是示出將本發明的實施方式1的平視顯示器搭載于汽車的狀態的概略構成的側視圖。
圖2是平視顯示器的截面圖。
圖3是顯示構成激光二極管的各色的激光二極管元件的發光光譜的坐標圖。
圖4是顯示構成組合器的各光反射部的反射光譜的坐標圖。
圖5是表示構成激光二極管的各色的激光二極管元件的光學特性、達到目標白平衡的光通量比、以綠色光為基準的白平衡調整后的出射光的光通量以及構成組合器的各光反射部對各色的光的吸收率的表。
圖6是示出比較實驗1的實施例2的組合器的截面圖。
圖7是表示比較實驗1的比較例1~4的實驗結果的表。
圖8是表示比較實驗1的實施例1、2的實驗結果的表。
圖9是表示比較實驗2的實驗結果的坐標圖,是表示組合器的反射光譜的波峰的半值寬度與組合器的反射率或透射率的關系的坐標圖。
圖10是本發明的實施方式2的平視顯示器的截面圖。
圖11是表示構成LED的各色的LED元件的發光光譜的坐標圖。
圖12是表示構成LED的各色的LED元件的光學特性、達到目標的白平衡的光通量比、以綠色光為基準的白平衡調整后的出射光的光通量以及構成組合器的各光反射部對各色的光的吸收率的表。
圖13是表示比較實驗3的比較例5~8的實驗結果的表。
圖14是表示比較實驗3的實施例3、4的實驗結果的表。
圖15是表示比較實驗4的實驗結果的坐標圖,是表示組合器的反射光譜的波峰的半值寬度與組合器的反射率或透射率的關系的坐標圖。
圖16是本發明的實施方式3的組合器的截面圖。
圖17是本發明的實施方式4的組合器的截面圖。
圖18是示出本發明的實施方式5的組合器與液晶顯示裝置的截面圖。
圖19是本發明的實施方式6的組合器的截面圖。
具體實施方式
<實施方式1>
根據圖1至圖9說明本發明的實施方式1。在本實施方式中,例示了搭載于汽車的平視顯示器(反射投影型顯示裝置)10。該平視顯示器10用于在駕駛時使運行速度、各種警告、地圖信息等各種信息以在司機的前方視野中越過前窗1存在虛像VI的方式進行顯示,由此能減少駕駛中的司機的視線移動。此外,以下,將可見光線簡單地記載為“光”。
如圖1所示,平視顯示器10包括:顯示元件單元11,其收納在儀表板2內,顯示圖像;以及組合器(波長選擇性反射構件)12,其以與前窗1對面的形式配置,反射來自顯示元件單元11的光而使司機等觀察者將該反射光觀察為虛像VI。顯示元件單元11包括:激光二極管(光源)13;MEMS鏡子元件(顯示元件)14,其利用來自激光二極管13的光顯示圖像;以及屏幕15,其以放大的形式投影MEMS鏡子元件14所顯示的圖像。此外,“MEMS”是指“Micro Electro Mechanical Systems:微電子機械系統”。
激光二極管13具備:紅色激光二極管元件,其發出紅色的波長區域(約600nm~約780nm)所包含的波長的紅色光;綠色激光二極管元件,其發出綠色的波長區域(約500nm~約570nm)所包含的波長的綠色光;以及藍色激光二極管元件,其發出藍色的波長區域(約420nm~約500nm)所包含的波長的藍色光。構成激光二極管13的各色的激光二極管元件分別內置有通過多重反射使光產生共振的共振器,所發出的光是束狀且波長和相位相同的相干光,并且為直線偏振光。激光二極管13構成為所發出的各色的光的發光光譜所包含的波峰的半值寬度均為1nm以下。如圖3所示,構成激光二極管13的紅色激光二極管元件的發光光譜所包含的波峰的峰值波長為638nm左右,綠色激光二極管元件的發光光譜所包含的波峰的峰值波長為516nm左右,藍色激光二極管元件的發光光譜所包含的波峰的峰值波長為450nm左右。此外,省略作為發光源的各色的激光二極管元件的圖示。
激光二極管13按規定的順序和定時發出紅色光、綠色光以及藍色光。激光二極管13調整各色的發光強度,以使由紅色光、綠色光以及藍色光顯示的圖像成為特定的白平衡。調整該白平衡時,是通過設定構成激光二極管13的紅色激光二極管元件、綠色激光二極管元件以及藍色激光二極管元件的輸出值(電流值)的比率來進行的。如圖5所示,該激光二極管13的具體的圖像的白平衡調整為:紅色光的光通量比為26%左右,綠色光的光通量比為72%左右,藍色光的光通量比為2%左右(參照圖5的從下數第3行)。另外,構成激光二極管13的紅色激光二極管元件具有紅色光的最大光通量(單位為“a.u.”)為37.5左右的發光特性,綠色激光二極管元件具有綠色光的最大光通量為50左右的發光特性,藍色激光二極管元件具有藍色光的最大光通量為4左右的發光特性(參照圖5的最上面一行)。該最大光通量是對各色的激光二極管元件提供最大的額定電流時得到的光通量,該光通量是將發光強度乘以相對可見度而得到的。紅色光的相對可見度為0.25,綠色光的相對可見度為1.0,藍色光的相對可見度為0.05。另外,在激光二極管13中,例如在由綠色激光二極管元件以最大光通量(50左右)出射綠色光的情況下,為了確保目標白平衡,要調整紅色激光二極管元件和藍色激光二極管元件的輸出值,使得紅色光的光通量(單位為“a.u.”)為18.2左右并且使藍色光的光通量為1.4左右(參照圖5的從下數第2行)。
MEMS鏡子元件14是通過MEMS技術將單個鏡子和用于驅動該鏡子的驅動部制作在基板上而成的。鏡子呈例如直徑為零點幾毫米至幾毫米左右的大小的圓形,能利用作為鏡面的反射面發射來自激光二極管13的光。驅動部由相互正交的2個軸部支撐該鏡子,能利用電磁力或靜電力使鏡子自由傾斜。通過由驅動部控制鏡子的傾斜,MEMS鏡子元件14以二維掃描屏幕的形式將光朝向屏幕出射,從而能將二維的圖像投影到屏幕上。屏幕15對從MEMS鏡子元件14出射的光進行投影,將該投影的光朝向后述的組合器12出射。
如圖1所示,組合器12配置在前窗1的內側并與前窗1稍微隔開距離的位置,通過裝配到例如設置在儀表板2上的支撐部件、遮陽板(均省略圖示)等而支撐在相同位置。組合器12以層疊的形成具備主要選擇性地反射紅色光的紅色光反射部16、主要選擇性地反射綠色光的綠色光反射部17以及主要選擇性地反射藍色光的藍色光反射部18。相互層疊的各色的光反射部16~18通過介于其間的包括粘接劑等的固定層19固定。該組合器12是具有波長選擇性的反射構件,透射與各光反射部16~18的各反射光譜不一致的外光,因此通過將由各光反射部16~18反射的光投影到觀察者的瞳孔,觀察者能以高亮度觀察由該反射光投影的虛像VI,并且能良好地觀察基于以高透射率透射過組合器12的外光的、前窗1的前方外部的像。如圖4所示,構成組合器12的紅色光反射部16的反射光譜所包含的波峰的峰值波長為638nm左右,綠色光反射部17的反射光譜所包含的波峰的峰值波長為516nm左右,藍色光反射部18的反射光譜所包含的波峰的峰值波長為450nm左右。為了滿足日本的道路運輸車輛安全基準,該組合器12確保外光(外部的可見光線)的透射率至少為70%以上。
構成組合器12的各色的光反射部16~18均包括膽甾液晶面板。如圖2所示,膽甾液晶面板包括:大致透明的一對基板20、21;夾持在兩個基板20、21間的膽甾液晶層22;以及將膽甾液晶層22密封的密封部23。膽甾液晶層22具有液晶分子成為以特定的周期旋轉的螺旋狀的周期結構,能選擇性地反射基于該螺旋的間距的特定的波長的光。該膽甾液晶層22是通過將手性材料添加到向列型液晶材料中來賦予扭曲(螺旋形狀)而成的,通過調整該手性材料的添加量等,能適當變更螺旋的間距即選擇性地反射的光的波長(反射光譜所包含的波峰的峰值波長)。此時,為了調整各色的光反射部16~18的反射光譜所包含的波峰的半值寬度,例如,只要調整膽甾液晶層22所包含的液晶分子的螺旋的間距的數值、該數值不同的液晶分子的含有比率即可。膽甾液晶層22具有偏振光選擇性,僅選擇性地反射與呈螺旋狀的液晶分子的旋轉方向一致的圓偏振光即右圓偏振光和左圓偏振光中的任意一方。另外,膽甾液晶層22還具有入射角選擇性,僅選擇性地反射特定的范圍的入射角的光。
構成組合器12的各光反射部16~18如上所述具有波長選擇性,因此會透射與反射光譜不一致的光,但是在其透射時會以規定的比例進行吸收。各光反射部16~18對光的吸收率根據該光的波長而不同,具有越是短波長側越高,相反越是長波長側越低的趨勢。具體地說,如圖5所示,對于各光反射部16~18對光的吸收率分別是:紅色光為例如20%左右,綠色光為例如25%左右,藍色光為30%左右(參照圖5的最下面一行)。
一般來說,在利用外光進行顯示的反射型液晶顯示裝置中,外光的發光強度不具有波長依賴性。因此,在該反射型液晶顯示裝置所使用的彩色膽甾液晶顯示元件中,只要將反射吸收率最高的藍色光的藍色液晶層配置為最靠元件觀察側,就能避免藍色光被綠色液晶層和紅色液晶層吸收,由此,用于顯示的外光的光量會變多。然而,在如本實施方式這樣使用具有特定的發光光譜的激光二極管13作為光源的平視顯示器10中,如果使用與上述反射型液晶顯示裝置同樣的配置構成的彩色膽甾液晶顯示元件作為組合器,用于顯示的光量反而有可能減少。具體地說,對MEMS鏡子元件14供應光的激光二極管13的發光強度具有波長依賴性,為了確保顯示的圖像的白平衡而具有綠色光包含得最多的趨勢。而另一方面,構成組合器12的各光反射部16~18的光的吸收也具有波長依賴性,并且由各光反射部16~18中的配置在遠離MEMS鏡子元件14的一側的光反射部反射的光具有被配置在靠近MEMS鏡子元件14的一側的光反射部吸收而光量減少的趨勢。由于這些情況,當將上述反射型液晶顯示裝置所具備的彩色膽甾液晶顯示元件用作組合器時,特別是綠色光的光量會減少,顯示的圖像的明亮度有可能降低。
因此,本實施方式的組合器12為如下構成:關于各光反射部16~18的層疊順序,將綠色光反射部17配置為最靠近MEMS鏡子元件14(激光二極管13)和觀察者。根據這種構成,能利用最靠近MEMS鏡子元件14和觀察者的綠色光反射部17更高效地反射為了確保顯示的圖像的白平衡而從激光二極管13發出的光中包含得最多的綠色光。換句話說,通過將紅色光反射部16和藍色光反射部18配置為比綠色光反射部17遠離MEMS鏡子元件14和觀察者,能避免光量最多的綠色光被該光反射部16、18吸收。由此,既能良好地確保白平衡又能增加用于顯示的光量。而且,綠色光相比于紅色光和藍色光,相對可見度較高,因此,通過如上所述增加光量,能實現亮度的提高。
而且,具備偏振光轉換部24,偏振光轉換部24以介于激光二極管13和MEMS鏡子元件14之間的形式配置,并且將來自激光二極管13的光選擇性地轉換為左圓偏振光或右圓偏振光。偏振光轉換部24例如包括產生1/4λ的相位差的相位差板(四分之一波長板),能將從激光二極管13出射的直線偏振光轉換為左右任意一方圓偏振光。此外,構成組合器12的各光反射部16~18相互的偏振特性一致,并且其偏振特性與偏振光轉換部24的偏振特性也相同。例如,在偏振光轉換部24具有將直線偏振光選擇性地轉換為右圓偏振光的偏振特性的情況下,各光反射部16~18分別具有僅選擇性地反射右圓偏振光的偏振特性。相反地,在偏振光轉換部24具有將直線偏振光選擇性地轉換為左圓偏振光的偏振特性的情況下,各光反射部16~18分別具有僅選擇性地反射左圓偏振光的偏振特性。根據這種構成,由偏振光轉換部24選擇性地轉換為左圓偏振光或右圓偏振光的光被具有與偏振光轉換部24相同的偏振特性的紅色光反射部16、綠色光反射部17以及藍色光反射部18反射,從而被觀察者觀察為虛像VI。假如是省略偏振光轉換部并且組合器不具有偏振光選擇性的構成的情況,則在外光的透射光或反射光中容易產生著色,而與之相比,根據上述構成,能抑制在外光的透射光或反射光中產生著色。在此,例如,在各光反射部16~18的反射光譜中產生重疊的情況下(參照圖4),根據上述構成,能利用綠色光反射部17反射紅色光和藍色光中的與綠色光反射部17的反射光譜重疊的波長的光。假如紅色光反射部或藍色光反射部具有與綠色光反射部17不同的偏振特性,則紅色光或藍色光中的與綠色光反射部17的反射光譜重疊的波長的光不會被綠色光反射部17反射。與其相比,能進一步增加用于顯示的光量。
另外,組合器12按以下方式配置:關于各光反射部16~18的層疊順序,藍色光反射部18最遠離MEMS鏡子元件14和觀察者。即,構成組合器12的各光反射部16~18以從靠近MEMS鏡子元件14和觀察者的一側起按綠色光反射部17、紅色光反射部16、藍色光反射部18的順序排列的形式相互層疊配置。紅色光反射部16配置為夾在最靠近MEMS鏡子元件14和觀察者的綠色光反射部17與最遠離MEMS鏡子元件14和觀察者的藍色光反射部18之間。
接著,為了得知當變更構成組合器12的各光反射部16~18的層疊順序時組合器12的出射光的光通量即明亮度如何變化,進行下述的比較實驗1。在該比較實驗1中,使用比較例1、比較例2、比較例3、比較例4、實施例1以及實施例2,關于構成組合器12的各光反射部16~18的層疊順序,從靠近MEMS鏡子元件14和觀察者的一側起,比較例1為紅色光反射部16、綠色光反射部17、藍色光反射部18的順序,比較例2為紅色光反射部16、藍色光反射部18、綠色光反射部17的順序,比較例3為藍色光反射部18、紅色光反射部16、綠色光反射部17的順序,比較例4為藍色光反射部18、綠色光反射部17、紅色光反射部16的順序,實施例1為綠色光反射部17、紅色光反射部16、藍色光反射部18的順序,實施例2為綠色光反射部17、藍色光反射部18、紅色光反射部16的順序。實施例2的組合器12具有圖6所示的截面構成。關于經由MEMS鏡子元件14和屏幕15對該比較例1~4和實施例1、2的各組合器12供應光的激光二極管13,以使由各組合器12的反射光顯示的圖像的白平衡成為目標光通量比的方式調整所發出的各色的光的光通量。在該調整時,將從激光二極管13發出的紅色光、綠色光、藍色光中的任意一種光設定為最大光通量。分別測量通過使這樣調整后的來自激光二極管13的光由比較例1~4和實施例1、2的各組合器12反射而得到的出射光的光通量,將其結果在圖7和圖8中示出。此外,在圖7和圖8中,將各光反射部16~18的從靠近MEMS鏡子元件14和屏幕15的一側起的層疊順序用英文首字母寫在括弧中而記載在比較例1~4和實施例1、2的各欄中。
在圖7和圖8中,最上面一行的“用于得到白平衡調整后的出射光的入射光的光通量”表示為了得到以激光二極管13發出的光所包含的綠色光的最大光通量為基準調整白平衡后的組合器12的出射光12L_out(參照從圖5的從下數第2行)而需要的向組合器12入射的入射光12L_in的光通量(單位為“a.u.”)。即,在此,假如使調整白平衡后的組合器12的出射光12L_out所包含的綠色光的光通量與激光二極管13發出的光所包含的綠色光的最大光通量一致,則計算的是入射光12L_in所包含的紅色光、綠色光以及藍色光的各光通量為怎樣的數值。具體地說,該入射光12L_in由下述的式(1)算出。在式(1)中,“R1”表示構成組合器12的各光反射部16~18中從靠近MEMS鏡子元件14和觀察者的一側起第1層光反射部的反射率,“R2”表示構成組合器12的各光反射部16~18中從靠近MEMS鏡子元件14和觀察者的一側起第2層光反射部的反射率,“R3”表示構成組合器12的各光反射部16~18中從靠近MEMS鏡子元件14和觀察者的一側起第3層的光反射部(最遠離MEMS鏡子元件14和觀察者的光反射部)的反射率。關于“R1~R3”的具體數值,與各光反射部16~18的反射光譜的峰值波長一致的波長的光的反射率設為90%,與各光反射部16~18的反射光譜的峰值波長不一致的波長的光的反射率設為10%。在此,與上述反射光譜的峰值波長不一致的光的反射率設為10%的理由是,即使與反射光譜的峰值波長不一致,上述反射光譜中也能包含旁瓣光。在式(1)中,“A1”表示從靠近MEMS鏡子元件14和觀察者的一側起第1層光反射部對光的吸收率,“A2”表示從靠近MEMS鏡子元件14和觀察者的一側起第2層光反射部對光的吸收率。與組合器12中的第2層光反射部的反射光譜的峰值波長一致的波長的光在入射時和出射時分別透射過第1層光反射部,因此每次被第1層光反射部吸收。與組合器12中的第3層的光反射部的反射光譜的峰值波長一致的波長的光在入射時和出射時分別透射過第1層光反射部和第2層光反射部,因此每次被第1層光反射部和第2層光反射部吸收。
[數學式1]
12L_in=12L_out/(R1+R2×(1-R1)×(1-A1)2+R3×(1-R1)×(1-A1)2×(1-R2)×(1-A2)2)···(1)
在圖7和圖8中,從上數第2行的“上述入射光的光通量的最大額定值”是如下得到的最大額定值:算出將最上面一行的各色的入射光12L_in除以激光二極管13的各色的最大光通量(參照圖5的最上面一行)得到的值中的最大值,將各色的入射光12L_in除以該最大值。即,在此,在使各色的入射光12L_in中的任意一個為激光二極管13的最大光通量的情況下,為了使出射光12L_out的白平衡達到目標,求出其余2色的光的光通量應該為怎樣的數值。此外,其余2色的光的光通量為比最大光通量小的值。
在圖7和圖8中,從下數第2行的“各色的出射光的光通量”是如下得到的光通量:將“以綠色光為基準的白平衡調整后的出射光的光通量”(參照圖5的從下數第2行)乘以“上述入射光的光通量的最大額定值”,然后除以“用于得到白平衡調整后的出射光的入射光的光通量”。即,在此,算出將入射光12L_in設為“上述入射光的光通量的最大額定值”時的出射光12L_out作為“各色的出射光的光通量”。并且,在圖7和圖8中,最下面一行的“出射光整體的光通量”是將“各色的出射光的光通量”加在一起而得到的光通量。該“出射光整體的光通量”表示由組合器12的反射光顯示的圖像的明亮度。
說明比較實驗1的實驗結果。根據圖7和圖8,“出射光整體的光通量”的數值在實施例1、2中最高,其次在比較例1、4中較高,在比較例2、3中最低。在實施例1、2中,綠色光反射部17均配置在第1層,在比較例1、4中,綠色光反射部17均配置在第2層,在比較例2、3中,綠色光反射部17均配置在第3層。即,“出射光整體的光通量”依賴于組合器12中的綠色光反射部17的配置,可以說具有如下趨勢:綠色光反射部17越靠近MEMS鏡子元件14和觀察者配置而越提高,綠色光反射部17越遠離MEMS鏡子元件14和觀察者配置而越降低。詳細地說,在比較例1、4中,綠色光反射部17配置在第2層,因此為了使白平衡達到目標而在入射光12L_in中包含得最多的綠色光會被位于其光路上的第1層光反射部吸收,從而可以認為與實施例1、2相比綠色光的光量減少。在比較例2、3中,綠色光反射部17配置在第3層,因此為了使白平衡達到目標而在入射光12_in中包含得最多的綠色光會分別被位于其光路上的第1層光反射部和第2層光反射部吸收,從而可以認為與實施例1、2及比較例1、4相比綠色光的光量減少。而另一方面,在實施例1、2中,綠色光反射部17配置在第1層,因此為了使白平衡達到目標而在入射光12L_in中包含得最多的綠色光會在被其它光反射部吸收之前被綠色光反射部17高效地反射。由此,在實施例1、2中,綠色光的光量最多,因此出射光整體的光通量的數值也為最高值。
接著,為了得知構成組合器12的各光反射部16~18的反射光譜所包含的波峰的半值寬度與組合器12的透射率及各光反射部16~18的各色的光的反射率的關聯性,進行下面的比較實驗2。在比較實驗2中,使用與比較實驗1的實施例1為同一結構的組合器12,并且使構成該組合器12的各光反射部16~18的反射光譜所包含的波峰的半值寬度在4nm~100nm的范圍內變化時,測量伴隨著該波峰的半值寬度的變化而組合器12的可見光線的透射率以及與各光反射部16~18的反射光譜的峰值波長一致的波長的各光的反射率如何變化,將其結果在圖9中示出。在圖9中,橫軸為構成組合器12的各光反射部16~18的反射光譜所包含的波峰的半值寬度的數值(單位為“nm”),縱軸為組合器12的可見光線的透射率的數值(單位為“%”)以及與各光反射部16~18的反射光譜的峰值波長一致的波長的各光的反射率的數值(單位為“%”)。并且,在該比較實驗2中,分別測量在入射光12L_in入射到組合器12的入射角為25°的情況下和該入射角為30°的情況下的反射率。該入射光12L_in的入射角表示當使顯示元件單元11相對于組合器12的配置固定時入射光12L_in入射到組合器12的哪個位置。在該比較實驗2中,在上述入射角為25°的情況下,表示該入射光12L_in入射到組合器12的中央位置,在上述入射角為30°的情況下,表示該入射光12L_in入射到組合器12的一端位置。即,可以說在該比較實驗2中,驗證的是在光入射到組合器12的中央位置的情況下和光入射到組合器12的一端位置的情況下反射率的變化有什么區別。此外,組合器12的透射率對入射光12L_in的入射角沒有依賴性。另外,在光入射到組合器12的另一端位置的情況下,入射光12L_in入射到組合器12的入射角為20°,但是其實驗結果與該入射角為30°的情況相同。
說明比較實驗2的實驗結果。根據圖9,首先,可以說組合器12具有如下趨勢:雖然各光反射部16~18的反射光譜的波峰的半值寬度越窄而透射率即外光的透射光量越增加,但用于顯示圖像的光的反射光量減少而顯示的圖像的明亮度降低。另一方面,可以說具有如下趨勢:上述各光反射部16~18的反射光譜的波峰的半值寬度越大而用于顯示圖像的光的反射光量越增加,但外光的透射光量減少而外部的像的視覺識別變困難。其次,各光反射部16~18的反射光譜的波峰的半值寬度越大而用于顯示圖像的光的反射光量越增加,考慮這是因為激光二極管13發出的光所包含的旁瓣光的利用效率變高所致。
并且,當比較入射光12L_in入射到組合器12的入射角為25°的情況和該入射角為30°的情況時,不管各光反射部16~18的反射光譜的波峰的半值寬度的數值如何,前者的反射率始終大于后者的反射率。這起因于組合器12具有周期性結構。即,構成組合器12的各光反射部16~18均包括膽甾液晶面板,該膽甾液晶面板所包含的膽甾液晶層22具有周期性結構,因此反射光滿足布拉格條件。為了使反射光滿足布拉格條件,只要使其光路差與光的波長一致即可,因此如果入射角變大則光的波長會向短波長側產生波長移位,如果入射角變小則光的波長會向長波長側產生波長移位。因此,與入射光12L_in的入射角為25°的情況相比,在該入射角為30°的情況下,光的波長向短波長側進行波長移位,作為具體的數值,例如在膽甾液晶層22的折射率為1.5時,向短波長側產生9nm左右的波長移位。而另一方面,構成組合器12的各光反射部16~18的反射光譜所包含的波峰的峰值波長是以入射到組合器12的中央位置(入射角為25°)的入射光12L_in為基準設定的。因此,在入射光12L_in入射到組合器12的入射角為25°的情況下,不管各光反射部16~18的反射光譜的波峰的半值寬度的數值如何,反射率均最高。而另一方面,在入射光12L_in入射到組合器12的入射角為30°的情況下,與為25°的情況相比,在各光反射部16~18的反射光譜的波峰的半值寬度為4nm~33nm的范圍內,雖然反射率大致變低,但上述反射光譜的波峰的半值寬度越大,反射率越提高,當上述半值寬度大于33nm時,成為與25°的情況同等的反射率。考慮這是因為,各光反射部16~18的反射光譜的波峰的半值寬度越大,上述反射光譜中就越多地包含起因于入射角的差異而產生波長移位的光,當上述半值寬度大于33nm時上述反射光譜中包含產生波長移位的光的大致全部。此外,作為光源的激光二極管13的發光光譜所包含的波峰的半值寬度極窄,為1nm以下,因此,在各光反射部16~18的反射光譜的波峰的半值寬度為4nm~33nm的范圍內,當該半值寬度變窄時,起因于波長移位的反射率的降低顯著。
接著,說明各光反射部16~18的反射光譜的波峰的半值寬度與各光反射部16~18的反射率的具體對應關系。首先,如果各光反射部16~18的反射光譜的波峰的半值寬度為6nm以上且小于11nm的范圍,則入射光12L_in入射到組合器12的入射角為25°的情況下的反射率為80%以上且小于87.5%的范圍,在入射光12L_in入射到組合器1的入射角為30°的情況下,為10%以上且小于25%的范圍。由此,觀察者能以高亮度觀察由組合器12的反射光投影的虛像VI。另外,能確保外光的透射過組合器12的光量較多,因此觀察者能良好地觀察基于外光的外部的像。
其次,如果各光反射部16~18的反射光譜的波峰的半值寬度為11nm以上且小于18nm的范圍,則入射光12L_in入射到組合器1的入射角為25°的情況下的反射率為87.5%以上且小于90%的范圍,在入射光12L_in入射到組合器1的入射角為30°的情況下,為25%以上且小于40%的范圍。由此,觀察者能以高亮度觀察由組合器12的反射光投影的虛像VI,并且觀察者斜向觀察組合器12的端位置的情況下的亮度確保得充分高,因此顯示質量高。
并且,如果各光反射部16~18的反射光譜的波峰的半值寬度為18nm以上且90nm以下的范圍,則入射光12L_in入射到組合器1的入射角為25°的情況下的反射率為90%以上且95%以下的范圍,在入射光12L_in入射到組合器1的入射角為30°的情況下,為40%以上且95%以下的范圍。由此,觀察者能以高亮度觀察由組合器12的反射光投影的虛像VI,并且觀察者斜向觀察組合器12的端位置的情況下的亮度進一步變高,因此顯示質量更高。而且,通過使各光反射部16~18的反射光譜所包含的波峰的半值寬度為90nm以下,外光的透射率確保為70%以上,因此能滿足日本的道路運輸車輛安全基準。
如以上說明的那樣,本實施方式的平視顯示器(反射投影型顯示裝置)10具備:MEMS鏡子元件(顯示元件)14,其顯示圖像;以及組合器(波長選擇性反射構件)12,其反射來自MEMS鏡子元件14的光而使觀察者將該反射光觀察為虛像VI,并且透射外光,以層疊的形式具備:綠色光反射部17,其主要選擇性地反射綠色的波長區域的綠色光;紅色光反射部16,其主要選擇性地反射紅色的波長區域的紅色光;以及藍色光反射部18,其主要選擇性地反射藍色的波長區域的藍色光,并且綠色光反射部17配置為最靠近MEMS鏡子元件14。
這樣,來自顯示圖像的MEMS鏡子元件14的光由組合器12反射,該反射光被觀察者觀察為虛像VI。觀察者觀察的虛像VI是通過如下方式投影而成的:由構成組合器12的綠色光反射部17、紅色光反射部16以及藍色光反射部18選擇性地反射各自的顏色的波長區域的光。另一方面,組合器12雖然會使外光中的與綠色光反射部17、紅色光反射部16以及藍色光反射部18的各反射光譜一致的外光反射,但會使與該各反射光譜不一致的外光透射過。由此,觀察者既能良好地觀察基于以高透射率透射過組合器12的外光的外部的像,又能以高亮度觀察由組合器12的反射光投影的虛像VI。
在此,構成組合器12的各光反射部16~18相互層疊,因此由各光反射部16~18中的配置在遠離MEMS鏡子元件14的一側的光反射部反射的光具有被配置在靠近MEMS鏡子元件14的一側的光反射部吸收而光量減少的趨勢。各光反射部16~18對光的吸收率具有越是短波長側的光而越高的趨勢。另一方面,來自MEMS鏡子元件14的光與外光不同,其發光強度具有波長依賴性,因此,為了確保白平衡而具有綠色的波長區域的綠色光包含得最多的趨勢。
鑒于這些情況,如上所述,組合器12以綠色光反射部17最靠近MEMS鏡子元件14的方式配置,因此能高效地反射為了確保白平衡而包含得最多的綠色的波長區域的綠色光,從而能良好地確保白平衡并且增加用于顯示的光量。而且,綠色光相比于紅色光和藍色光,相對可見度較高,因此通過如上所述增加光量,能實現亮度的提高。
另外,具備激光二極管(光源)13,激光二極管(光源)13至少對MEMS鏡元件14照射紅色光、綠色光以及藍色光且各色的光的發光光譜所包含的波峰的半值寬度為1nm以下,組合器12的紅色光反射部16的反射光譜所包含的波峰的半值寬度、綠色光反射部17的反射光譜所包含的波峰的半值寬度以及藍色光反射部18的反射光譜所包含的波峰的半值寬度分別為6nm以上且小于11nm的范圍。這樣,能利用構成組合器12的各光反射部16~18以80%以上且小于87.5%的范圍的反射率反射從激光二極管13發出的各色的光。由此,觀察者能以高亮度觀察由組合器12的反射光投影的虛像VI。在此,激光二極管13的發光光譜所包含的波峰的半值寬度極窄,為1nm以下,因此,在起因于光入射到各光反射部16~18的入射角變動而在反射光中產生波長移位的情況下,反射率有可能顯著降低。另一方面,從激光二極管13發出的各色的光中也略微包含從發光光譜的峰值波長偏離的波長的光(以下,稱為旁瓣光),該旁瓣光具有各光反射部16~18的反射光譜所包含的波峰的半值寬度越大而越多地被反射的趨勢。因此,通過將各光反射部16~18的反射光譜所包含的波峰的半值寬度如上所述進行設定,即使在起因于光入射到各光反射部16~18的入射角變動而在反射光中產生波長移位的情況下,也能利用構成組合器12的各光反射部16~18以10%以上且小于25%的范圍的反射率反射從激光二極管13發出的各色的光,從而確保觀察虛像VI的觀察者的視野角較廣。此時,外光的組合器12的透射光量確保得較多,因此觀察者能更良好地觀察基于外光的外部的像。此外,上述波長移位是在各光反射部16~18具有周期結構的情況下基于反射光中產生的光路差與光的波長一致的條件而產生的,如果入射角變大則向短波長側產生波長移位,如果入射角變小則向長波長側產生波長移位。
另外,具備激光二極管13,激光二極管13至少對MEMS鏡元件14照射紅色光、綠色光以及藍色光且各色的光的發光光譜所包含的波峰的半值寬度為1nm以下,組合器12的紅色光反射部16的反射光譜所包含的波峰的半值寬度、綠色光反射部17的反射光譜所包含的波峰的半值寬度以及藍色光反射部18的反射光譜所包含的波峰的半值寬度分別為11nm以上且小于18nm的范圍。這樣,能利用構成組合器12的各光反射部16~18以87.5%以上且小于90%的范圍的反射率反射從激光二極管13發出的各色的光。由此,觀察者能以高亮度觀察由組合器12的反射光投影的虛像VI。在此,激光二極管13的發光光譜所包含的波峰的半值寬度極窄,為1nm以下,因此,在起因于光入射到各光反射部16~18的入射角變動而在反射光中產生波長移位的情況下,反射率有可能顯著降低。另一方面,從激光二極管13發出的各色的光中也略微包含從發光光譜的峰值波長偏離的波長的旁瓣光,該旁瓣光具有各光反射部16~18的反射光譜所包含的波峰的半值寬度越大而越多地被反射的趨勢。因此,通過將各光反射部16~18的反射光譜所包含的波峰的半值寬度如上所述進行設定,即使在起因于光入射到各光反射部16~18的入射角變動而在反射光中產生波長移位的情況下,也能利用構成組合器12的各光反射部16~18以25%以上且小于40%的范圍的充分高的反射率反射從激光二極管13發出的各色的光,從而確保觀察虛像VI的觀察者的視野角較廣。由此,觀察者斜向觀察虛像VI的情況下的亮度確保得充分高,因此顯示質量高。
另外,具備激光二極管13,激光二極管13至少對MEMS鏡元件14照射紅色光、綠色光以及藍色光且各色的光的發光光譜所包含的波峰的半值寬度為1nm以下,組合器12的紅色光反射部16的反射光譜所包含的波峰的半值寬度、綠色光反射部17的反射光譜所包含的波峰的半值寬度以及藍色光反射部18的反射光譜所包含的波峰的半值寬度分別為18nm以上且90nm以下的范圍。這樣,能利用構成組合器12的各光反射部16~18以90%以上且95%以下的范圍的反射率反射從激光二極管13發出的各色的光。由此,觀察者能以高亮度觀察由組合器12的反射光投影的虛像VI。在此,激光二極管13的發光光譜所包含的波峰的半值寬度極窄,為1nm以下,因此,在起因于光入射到各光反射部16~18的入射角變動而在反射光中產生波長移位的情況下,反射率有可能顯著降低。另一方面,從激光二極管13發出的各色的光中也略微包含從發光光譜的峰值波長偏離的波長的旁瓣光,該旁瓣光具有各光反射部16~18的反射光譜所包含的波峰的半值寬度越大而越多地被反射的趨勢。因此,通過將各光反射部16~18的反射光譜所包含的波峰的半值寬度如上所述進行設定,即使在起因于光入射到各光反射部16~18的入射角變動而在反射光中產生波長移位的情況下,也能利用構成組合器12的各光反射部16~18以40%以上且95%以下的范圍的更高的反射率反射從激光二極管13發出的各色的光,從而確保觀察虛像VI的觀察者的視野角較廣。由此,觀察者斜向觀察虛像VI的情況下的亮度進一步變高,因此顯示質量更高。而且,通過使各光反射部16~18的反射光譜所包含的波峰的半值寬度為90nm以下,外光的透射率確保為70%以上,因此能滿足日本的道路運輸車輛安全基準。
另外,組合器12的紅色光反射部16、綠色光反射部17以及藍色光反射部18分別包括膽甾液晶面板。這樣,通過選擇膽甾液晶使用的液晶材料,能容易且以低成本變更反射光譜的半值寬度。因此,能容易且以低成本實現波峰的半值寬度為特定的值的反射光譜。而且,能使組合器12兼有偏振光選擇性。
另外,具備偏振光轉換部24,偏振光轉換部24至少相對于組合器12配置在MEMS鏡子元件14側,并且將光選擇性地轉換為左圓偏振光或右圓偏振光,組合器12的紅色光反射部16、綠色光反射部17以及藍色光反射部18不僅具有波長選擇性還具有偏振光選擇性,并且各自的偏振特性與偏振光轉換部24的偏振特性相同。這樣,由偏振光轉換部24選擇性地轉換為左圓偏振光或右圓偏振光的光被具有與偏振光轉換部24相同的偏振特性的紅色光反射部16、綠色光反射部17以及藍色光反射部18反射,從而被觀察者觀察為虛像VI。假如是省略偏振光轉換部并且組合器12不具有偏振光選擇性的構成的情況,則反射光容易產生著色,而與之相比,通過上述構成能抑制反射光產生著色。在此,例如,在各光反射部16~18的反射光譜中產生重疊的情況下,根據上述構成,能利用綠色光反射部17反射紅色光和藍色光中的與綠色光反射部17的反射光譜重疊的波長的光。假如紅色光反射部16或藍色光反射部18具有與綠色光反射部17不同的偏振特性,則紅色光或藍色光中的與綠色光反射部17的反射光譜重疊的波長的光不會被綠色光反射部17反射。與其相比,能進一步增加用于顯示的光量。
<實施方式2>
根據圖10至圖15說明本發明的實施方式2。在該實施方式2中,示出將光源變更為LED25的構成。此外,對與上述實施方式1同樣的結構、作用以及效果省略重復的說明。
如圖10所示,本實施方式的平視顯示器110具備LED25作為光源。LED25具備:紅色LED元件,其發出紅色的波長區域所包含的波長的紅色光;綠色LED元件,其發出綠色的波長區域所包含的波長的綠色光;以及藍色LED元件,其發出藍色的波長區域所包含的波長的藍色光。構成LED25的各色的LED元件發出無偏振的光。LED25構成為發出的各色的光的發光光譜所包含的波峰的半值寬度均為大于1nm并且50nm以下的范圍,其半值寬度的值相互大致相同。如圖11所示,構成LED25的紅色LED元件的發光光譜所包含的波峰的峰值波長為638nm左右,綠色LED元件的發光光譜所包含的波峰的峰值波長為516nm左右,藍色LED元件的發光光譜所包含的波峰的峰值波長為450nm左右。此外,省略作為發光源的各色的LED元件的圖示。
LED25按規定的順序和定時發出紅色光、綠色光以及藍色光。LED25調整各色的發光強度,以使由紅色光、綠色光以及藍色光顯示的圖像成為特定的白平衡。調整該白平衡時,是通過設定構成LED25的紅色LED元件、綠色LED元件以及藍色LED元件的輸出值(電流值)的比率來進行的。如圖12所示,該LED25的具體的圖像的白平衡調整為:紅色光的光通量比為26%左右,綠色光的光通量比為72%左右,藍色光的光通量比為2%左右(參照圖12的從下數第3行)。另外,構成LED25的紅色LED元件具有紅色光的最大光通量(單位為“a.u.”)為5左右的發光特性,綠色LED元件具有綠色光的最大光通量為10.0左右的發光特性,藍色LED元件具有藍色光的最大光通量為1.8左右的發光特性(參照圖12的最上面一行)。該最大光通量是對各色的LED元件提供最大的額定電流時得到的光通量,該光通量是將發光強度乘以相對可見度而得到的。紅色光的相對可見度為0.25,綠色光的相對可見度為1.0,藍色光的相對可見度為0.05。另外,在LED25中,例如在由綠色LED元件以最大光通量(10.0左右)出射綠色光的情況下,為了確保目標白平衡,要調整紅色LED元件和藍色LED元件的輸出值,使得紅色光的光通量為3.6左右并且使藍色光的光通量為0.3左右(參照圖12的從下數第2行)。
本實施方式的平視顯示器110的光源以外的構成也有偏光,不是具備上述實施方式1所記載的MEMS鏡子元件14(參照圖2),而是具備DMD(Digital Micromirror Device:數字微鏡器件)顯示元件26。在DMD顯示元件26中,構成顯示像素的多個微小的微鏡按平面配置成矩陣狀,并且設置有用于控制各微鏡的單獨的動作的TFT等半導體元件(微鏡均省略圖示)等。在DMD顯示元件26中,以與從LED25順次照射的紅色光、綠色光以及藍色光的發光定時同步的形式控制微鏡的動作,由此,DMD顯示元件26的各色的光的反射光量按各微鏡(各顯示像素)被控制,從而能顯示彩色圖像。而且,在該平視顯示器110中具備以介于LED25和DMD顯示元件26之間的形式配置的第1偏振光轉換部27和第2偏振光轉換部28,并且第1偏振光轉換部27將來自LED25的無偏振的光轉換為直線偏振光;以及第2偏振光轉換部28,其將由第1偏振光轉換部27轉換的直線偏振光選擇性地轉換為左圓偏振光或右圓偏振光。第1偏振光轉換部27例如包括PS轉換器、偏振板、反射型偏振板中的任意一種,能將來自LED25的無偏振的光轉換為直線偏振光。第2偏振光轉換部28例如包括產生1/4λ的相位差的相位差板(四分之一波長板),能將從第1偏振光轉換部27出射的直線偏振光轉換為左右任意一方的圓偏振光。并且,與上述實施方式1同樣,構成組合器112的各光反射部116~118相互的偏振特性是一致的,并且其偏振特性也與第2偏振光轉換部28的偏振特性相同。
接著,為了得知在變更構成組合器112的各光反射部116~118的層疊順序時組合器112的出射光的光通量即明亮度如何變化,進行下述比較實驗3。在該比較實驗3中,使用比較例5、比較例6、比較例7、比較例8、實施例3以及實施例4,關于構成組合器112的各光反射部116~118的層疊順序,從靠近DMD顯示元件26和觀察者的一側起,比較例5為紅色光反射部116、綠色光反射部117、藍色光反射部118的順序的比較例5,比較例6為紅色光反射部116、藍色光反射部118、綠色光反射部117的順序,比較例7為藍色光反射部118、紅色光反射部116、綠色光反射部117的順序,比較例8為藍色光反射部118、綠色光反射部117、紅色光反射部116的順序,實施例3為綠色光反射部117、紅色光反射部116、藍色光反射部118的順序,實施例4為綠色光反射部117、藍色光反射部118、紅色光反射部116的順序。實施例4的組合器112的截面構成與上述實施方式1的比較實驗1的實施例2同樣(參照圖6)。關于經由DMD顯示元件26和屏幕115對該比較例5~8和實施例3、4的各組合器112供應光的LED25,以使由各組合器112的反射光顯示的圖像的白平衡成為目標光通量比的方式調整所發出的各色的光的光通量。在該調整時,將從LED25發出的紅色光、綠色光、藍色光中的任意一種設定為具有最大光通量。分別測量通過使來自這樣調整的LED25的光由比較例5~8和實施例3、4的各組合器112反射而得到的出射光的光通量,將其結果在圖13和圖14中示出。此外,在圖13和圖14中,將各光反射部116~118的從靠近DMD顯示元件26和屏幕115的一側起的層疊順序用英文首字母寫在括弧中而記載在比較例5~8和實施例3、4的各欄中。另外,圖13和圖14的各欄的數值的具體算出方法與上述實施方式1的比較實驗1同樣,因此省略詳細的說明。
說明比較實驗3的實驗結果。根據圖13和圖14,“出射光整體的光通量”的數值在實施例3中最高,其次在實施例4中較高,其次在比較例5、8中較高,在比較例6、7中最低。在實施例3、4中,綠色光反射部117均配置在第1層,在比較例5、8中,綠色光反射部117均配置在第2層,在比較例6、7中,綠色光反射部117均配置在第3層。即,“出射光整體的光通量”大致依賴于組合器112中的綠色光反射部117的配置,可以說具有如下趨勢:綠色光反射部117越靠近DMD顯示元件26和觀察者配置而越提高,綠色光反射部117越遠離DMD顯示元件26和觀察者配置而越降低。詳細地說,在比較例5、8中,綠色光反射部117配置在第2層,因此為了使白平衡達到目標而在入射光中包含得最多的綠色光會被位于其光路上的第1層光反射部吸收,從而可以認為與實施例3、4相比綠色光的光量減少。在比較例6、7中,綠色光反射部117配置在第3層,因此為了使白平衡達到目標而在入射光中包含得最多的綠色光會分別被位于其光路上的第1層光反射部和第2層光反射部吸收,從而可以認為與實施例3、4和比較例5、8相比綠色光的光量減少。而另一方面,在實施例3、4中,綠色光反射部117配置在第1層,因此為了使白平衡達到目標而在入射光中包含得最多的綠色光會在被其它光反射部吸收之前被綠色光反射部117高效地反射,從而與比較例5~8相比綠色光的光量變多。
并且,在比較實施例3、4時,實施例3與實施例4相比,“出射光整體的光通量”的數值變高。如圖14的從上數第2行的欄所示,這起因于入射光的光通量的最大額定值是以紅色光為基準算出的。即,在該比較實驗2中,在調整白平衡時,使LED25發出的光中的紅色光為最大光通量,使綠色光和藍色光小于最大光通量。在此,在實施例3、4中,紅色光反射部116和藍色光反射部118的層疊順序為相反的關系,起因于此,在實施例4中,綠色光和藍色光的各光通量的數值相對變低。而且,在實施例4中,具有最大光通量的紅色光由配置在第3層的紅色光反射部116反射,因此紅色光的光量進一步減少。與此相比,在實施例3中,紅色光反射部116配置在第2層,由此,綠色光和藍色光的各光通量的數值相對變高,并且紅色光的光量相對變多。由此,在實施例3中,各色的光的光量比實施例4多,從而出射光整體的光通量的數值為最高值。
接著,為了得知構成組合器112的各光反射部116~118的反射光譜所包含的波峰的半值寬度與組合器112的透射率及各光反射部116~118的各色的光的反射率的關聯性,進行以下比較實驗4。在比較實驗4中,使用與比較實驗3的實施例3為同一結構的組合器112,并且使構成該組合器112的各光反射部116~118的反射光譜所包含的波峰的半值寬度在4nm~100nm的范圍內變化時,測量伴隨著該波峰的半值寬度的變化而組合器112的可見光線的透射率以及與各光反射部116~118的反射光譜的峰值波長一致的波長的各光的反射率如何變化,將其結果在圖15中示出。在圖15中,橫軸為構成組合器112的各光反射部116~118的反射光譜所包含的波峰的半值寬度的數值(單位為“nm”),縱軸為組合器112的可見光線的透射率的數值(單位為“%”)以及與各光反射部116~118的反射光譜的峰值波長一致的波長的各光的反射率的數值(單位為“%”)。
并且,在該比較實驗4中,分別使用發光光譜的波峰的半值寬度為14nm的第1LED和發光光譜的波峰的半值寬度為24nm的第2LED作為光源,并且分別測量在入射光入射到組合器112的入射角為25°的情況下和該入射角為30°的情況下的反射率。該入射光的入射角表示當使顯示元件單元111相對于組合器112的配置固定時入射光入射到組合器112的哪個位置。在該比較實驗4中,在上述入射角為25°的情況下,表示該入射光入射到組合器112的中央位置,在上述入射角為30°的情況下,表示該入射光入射到組合器112的一端位置。即,可以說在該比較實驗4中,驗證的是在光入射到組合器112的中央位置的情況下和光入射到組合器112的一端位置的情況下反射率的變化有什么區別。此外,組合器112的透射率對入射光的入射角沒有依賴性。另外,在光入射到組合器112的另一端位置的情況下,入射光入射到組合器112的入射角為20°,但是其實驗結果與該入射角為30°的情況相同。
說明比較實驗4的實驗結果。根據圖15,首先,可以說組合器112具有如下趨勢:雖然各光反射部116~118的反射光譜的波峰的半值寬度越窄而透射率即外光的透射光量越增加,但用于顯示圖像的光的反射光量減少而顯示的圖像的明亮度降低。另一方面,可以說具有如下趨勢:上述各光反射部116~118的反射光譜的波峰的半值寬度越大而用于顯示圖像的光的反射光量越增加,但外光的透射光量減少而外部的像的視覺識別變困難。其次,各光反射部116~118的反射光譜的波峰的半值寬度越大而用于顯示圖像的光的反射光量越增加,考慮這是因為LED25發出的光所包含的旁瓣光的利用效率變高所致。
并且,在比較各LED中入射光入射到組合器112的入射角為25°的情況和該入射角為30°的情況時,不管各光反射部116~118的反射光譜的波峰的半值寬度的數值如何,前者的反射率始終大于后者的反射率。這起因于組合器112具有周期性結構。即,構成組合器112的各光反射部116~118均包括膽甾液晶面板,該膽甾液晶面板所包含的膽甾液晶層122(參照圖10)具有周期性結構,因此反射光滿足布拉格條件。為了使反射光滿足布拉格條件,只要使其光路差與光的波長一致即可,因此,如果入射角變大則光的波長會向短波長側產生波長移位,如果入射角變小則光的波長會向長波長側產生波長移位。因此,與入射光的入射角為25°的情況相比,在該入射角為30°的情況下,光的波長向短波長側進行波長移位,作為具體的數值,例如在膽甾液晶層122的折射率為1.5時,向短波長側產生9nm左右的波長移位。而另一方面,構成組合器112的各光反射部116~118的反射光譜所包含的波峰的峰值波長是以入射到組合器112的中央位置(入射角為25°)的入射光為基準設定的。因此,在入射光入射到組合器112的入射角為25°的情況下,不管各光反射部116~118的反射光譜的波峰的半值寬度的數值如何,反射率均最高。而另一方面,在入射光入射到組合器112的入射角為30°的情況下,與為25°的情況相比,不管各光反射部116~118的反射光譜的波峰的半值寬度的數值如何,反射率幾乎始終是低的。這是因為,各光反射部116~118的反射光譜的波峰的半值寬度越大,上述反射光譜中就越多地包含起因于入射角的差異而產生波長移位的光。然而,與上述實施方式1中使用的激光二極管13相比,本實施方式的LED25(第1LED和第2LED)的半值寬度變大,為14nm或24nm,因此,即使使各光反射部116~118的反射光譜的波峰的半值寬度變大,也不易隨著上述波長移位而在上述反射光譜中包含旁瓣光。因此,在入射光入射到組合器112的入射角為30°的情況下,不管各光反射部116~118的反射光譜的波峰的半值寬度的數值如何,反射率幾乎始終是低的。
接著,說明各光反射部116~118的反射光譜的波峰的半值寬度與各光反射部116~118的反射率的具體對應關系。首先,在使用第1LED的情況下,如果各光反射部116~118的反射光譜的波峰的半值寬度為4nm以上且小于14nm的范圍,則入射光入射到組合器112的入射角為25°的情況下的反射率為20%以上且小于50%的范圍,在入射光入射到組合器112的入射角為30°的情況下,為10%以上且小于25%的范圍。由此,不僅觀察者能以充分的亮度觀察由組合器112的反射光投影的虛像,還能確保外光的組合器112的透射光量更多,因此觀察者能更良好地觀察基于外光的外部的像。另外,觀察虛像的觀察者的視野角確保得較廣。此外,在該比較實驗4中,例示了第1LED的發光光譜的波峰的半值寬度為14nm的情況,但只要該半值寬度為大于1nm并且小于24nm的范圍,則組合器112的光的反射率為與上述大致同樣的值,即,在入射角為25°的情況下反射率為20%以上且小于50%的范圍,在入射角為30°的情況下反射率為10%以上且小于25%的范圍。
其次,在使用第1LED的情況下,如果各光反射部116~118的反射光譜的波峰的半值寬度為14nm以上且小于40nm的范圍,則入射光入射到組合器112的入射角為25°的情況下的反射率為50%以上且小于80%的范圍,在入射光入射到組合器112的入射角為30°的情況下,為25%以上且小于40%的范圍。由此,不僅觀察者能以更高的亮度觀察由組合器112的反射光投影的虛像,還能充分確保外光的透射過組合器112的光量,因此觀察者能良好地觀察基于外光的外部的像。另外,觀察虛像的觀察者的視野角確保得較廣。此外,在該比較實驗4中,例示了第1LED的發光光譜的波峰的半值寬度為14nm的情況,但只要該半值寬度為大于1nm并且小于24nm的范圍,則組合器112的光的反射率為與上述大致同樣的值,即,在入射角為25°的情況下反射率為50%以上且小于80%的范圍,在入射角為30°的情況下反射率為25%以上且小于40%的范圍。
并且,在使用第1LED的情況下,如果各光反射部116~118的反射光譜的波峰的半值寬度為40nm以上且90nm以下的范圍,則入射光入射到組合器112的入射角為25°的情況下的反射率為80%以上且90%以下的范圍,在入射光入射到組合器112的入射角為30°的情況下,為40%以上且90%以下的范圍。由此,觀察者能以更高的亮度觀察由組合器112的反射光投影的虛像,并且觀察者斜向觀察組合器112的端位置的情況下的亮度進一步變高,因此顯示質量更高。而且,通過使各光反射部116~118的反射光譜所包含的波峰的半值寬度為90nm以下,外光的透射率確保為70%以上,因此能滿足日本的道路運輸車輛安全基準。此外,在該比較實驗4中,例示了第1LED的發光光譜的波峰的半值寬度為14nm的情況,但只要該半值寬度為大于1nm并且小于24nm的范圍,則組合器112的光的反射率為與上述大致同樣的值,即,在入射角為25°的情況下反射率為80%以上且小于90%的范圍,在入射角為30°的情況下反射率為40%以上且小于90%的范圍。
而且,在使用第2LED的情況下,如果各光反射部116~118的反射光譜的波峰的半值寬度為4nm以上且小于23nm的范圍,則入射光入射到組合器112的入射角為25°的情況下的反射率為20%以上且小于50%的范圍,在入射光入射到組合器112的入射角為30°的情況下,為10%以上且小于25%的范圍。由此,不僅觀察者能以充分的亮度觀察由組合器112的反射光投影的虛像,還能確保外光的透射過組合器112的光量更多,因此觀察者能更良好地觀察基于外光的外部的像。另外,觀察虛像的觀察者的視野角確保得較廣。此外,在該比較實驗4中,例示了第2LED的發光光譜的波峰的半值寬度為24nm的情況,但只要該半值寬度為24nm以上且50nm以下的范圍,則組合器112的光的反射率為與上述大致同樣的值,即,在入射角為25°的情況下反射率為20%以上且小于50%的范圍,在入射角為30°的情況下反射率為10%以上且小于25%的范圍。
其次,在使用第2LED的情況下,如果各光反射部116~118的反射光譜的波峰的半值寬度為23nm以上且小于71nm的范圍,則入射光入射到組合器112的入射角為25°的情況下的反射率為50%以上且小于80%的范圍,在入射光入射到組合器112的入射角為30°的情況下,為25%以上且小于40%的范圍。由此,不僅觀察者能以更高的亮度觀察由組合器112的反射光投影的虛像,還能充分確保外光的透射過組合器112的光量,因此觀察者能良好地觀察基于外光的外部的像。另外,觀察虛像的觀察者的視野角確保得較廣。此外,在該比較實驗4中,例示了第2LED的發光光譜的波峰的半值寬度為24nm的情況,但只要該半值寬度為24nm以上且50nm以下的范圍,則組合器112的光的反射率為與上述大致同樣的值,即,在入射角為25°的情況下反射率為50%以上且小于80%的范圍,在入射角為30°的情況下反射率為25%以上且小于40%的范圍。
并且,在使用第2LED的情況下,如果各光反射部116~118的反射光譜的波峰的半值寬度為71nm以上且90nm以下的范圍,則入射光入射到組合器112的入射角為25°的情況下的反射率為80%以上且90%以下的范圍,在入射光入射到組合器112的入射角為30°的情況下,為40%以上且90%以下的范圍。由此,觀察者能以更高的亮度觀察由組合器112的反射光投影的虛像,并且觀察者斜向觀察組合器112的端位置的情況下的亮度進一步變高,因此顯示質量更高。而且,通過使各光反射部116~118的反射光譜所包含的波峰的半值寬度為90nm以下,外光的透射率確保為70%以上,因此能滿足日本的道路運輸車輛安全基準。此外,在該比較實驗4中,例示了第2LED的發光光譜的波峰的半值寬度為24nm的情況,但只要該半值寬度為24nm以上且50nm以下的范圍,則組合器112的光的反射率為與上述大致同樣的值,即,在入射角為25°的情況下反射率為80%以上且小于90%的范圍,在入射角為30°的情況下反射率為40%以上且小于90%的范圍。
如以上說明的那樣,根據本實施方式,具備LED(光源)25,LED(光源)25至少對DMD顯示元件(顯示元件)26照射紅色光、綠色光以及藍色光且各色的光的發光光譜所包含的波峰的半值寬度為大于1nm并且小于24nm的范圍,組合器112的紅色光反射部116的反射光譜所包含的波峰的半值寬度、綠色光反射部117的反射光譜所包含的波峰的半值寬度以及藍色光反射部118的反射光譜所包含的波峰的半值寬度分別為4nm以上且小于14nm的范圍。從LED25發出的各色的光中包含從發光光譜的峰值波長偏離的波長的光(以下,稱為旁瓣光),該旁瓣光具有各光反射部116~118的反射光譜所包含的波峰的半值寬度越大而越多地被反射的趨勢。因此,通過將各光反射部116~118的反射光譜所包含的波峰的半值寬度如上所述進行設定,能利用構成組合器112的各光反射部116~118以20%以上且小于50%的范圍的反射率反射從LED25發出的各色的光。由此,不僅觀察者能以充分的亮度觀察由組合器112的反射光投影的虛像,還能確保外光的透射過組合器112的光量更多,因此觀察者能更良好地觀察基于外光的外部的像。而且,即使在起因于光入射到各光反射部116~118的入射角變動而在反射光中產生波長移位的情況下,也能利用構成組合器112的各光反射部116~118以10%以上且小于25%的范圍的反射率反射從LED25發出的各色的光,從而確保觀察虛像的觀察者的視野角較廣。此外,上述波長移位是在各光反射部116~118具有周期結構的情況下基于反射光中產生的光路差與光的波長一致的條件而產生的,如果入射角變大則向短波長側產生波長移位,如果入射角變小則向長波長側產生波長移位。
另外,具備LED25,LED25至少對DMD顯示元件26照射紅色光、綠色光以及藍色光且各色的光的發光光譜所包含的波峰的半值寬度為大于1nm且24nm的范圍,組合器112的紅色光反射部116的反射光譜所包含的波峰的半值寬度、綠色光反射部117的反射光譜所包含的波峰的半值寬度以及藍色光反射部118的反射光譜所包含的波峰的半值寬度分別為14nm以上且小于40nm的范圍。從LED25發出的各色的光中包含從發光光譜的峰值波長偏離的波長的旁瓣光,該旁瓣光具有各光反射部116~118的反射光譜所包含的波峰的半值寬度越大而越多地被反射的趨勢。因此,通過將各光反射部116~118的反射光譜所包含的波峰的半值寬度如上所述進行設定,能利用構成組合器112的各光反射部116~118以50%以上且小于80%的范圍的充分高的反射率反射從LED25發出的各色的光。由此,不僅觀察者能以更高的亮度觀察由組合器112的反射光投影的虛像,還能充分確保外光的透射過組合器112的光量,因此觀察者能良好地觀察基于外光的外部的像。而且,即使在起因于光入射到各光反射部116~118的入射角變動而在反射光中產生波長移位的情況下,通過將各光反射部116~118的反射光譜所包含的波峰的半值寬度如上所述進行設定,也能利用構成組合器112的各光反射部116~118以25%以上且小于40%的范圍的反射率反射從LED25發出的各色的光,從而確保觀察虛像的觀察者的視野角較廣。
另外,具備LED25,LED25至少對DMD顯示元件26照射紅色光、綠色光以及藍色光且各色的光的發光光譜所包含的波峰的半值寬度為大于1nm且24nm的范圍,組合器112的紅色光反射部116的反射光譜所包含的波峰的半值寬度、綠色光反射部117的反射光譜所包含的波峰的半值寬度以及藍色光反射部118的反射光譜所包含的波峰的半值寬度分別為40nm以上且90nm以下的范圍。從LED25發出的各色的光中包含從發光光譜的峰值波長偏離的波長的旁瓣光,該旁瓣光具有各光反射部116~118的反射光譜所包含的波峰的半值寬度越大而越多地被反射的趨勢。因此,通過將各光反射部116~118的反射光譜所包含的波峰的半值寬度如上所述進行設定,能利用構成組合器112的各光反射部116~118以80%以上且90%以下的范圍的更高的反射率反射從LED25發出的各色的光。由此,觀察者能以更高的亮度觀察由組合器112的反射光投影的虛像。而且,即使在起因于光入射到各光反射部116~118的入射角變動而在反射光中產生波長移位的情況下,通過將各光反射部116~118的反射光譜所包含的波峰的半值寬度如上所述進行設定,也能利用構成組合器112的各光反射部116~118以40%以上且90%以下的反射率反射從LED25發出的各色的光,從而確保觀察虛像的觀察者的視野角較廣。而且,通過使各光反射部116~118的反射光譜所包含的波峰的半值寬度為90nm以下,外光的透射率確保為70%以上,因此能滿足日本的道路運輸車輛安全基準。
另外,具備LED25,LED25至少對DMD顯示元件26照射紅色光、綠色光以及藍色光且各色的光的發光光譜所包含的波峰的半值寬度為24nm以上且50nm以下的范圍,組合器112的紅色光反射部116的反射光譜所包含的波峰的半值寬度、綠色光反射部117的反射光譜所包含的波峰的半值寬度以及藍色光反射部118的反射光譜所包含的波峰的半值寬度分別為4nm以上且小于23nm的范圍。從LED25發出的各色的光中包含從發光光譜的峰值波長偏離的波長的旁瓣光,該旁瓣光具有各光反射部116~118的反射光譜所包含的波峰的半值寬度越大而越多地被反射的趨勢。因此,通過將各光反射部116~118的反射光譜所包含的波峰的半值寬度如上所述進行設定,能利用構成組合器112的各光反射部116~118以20%以上且小于50%的范圍的反射率反射從LED25發出的各色的光。由此,不僅觀察者能以充分的亮度觀察由組合器112的反射光投影的虛像,還能確保外光的組合器112的透射光量更多,因此觀察者能更良好地觀察基于外光的外部的像。而且,即使在起因于光入射到各光反射部116~118的入射角變動而在反射光中產生波長移位的情況下,通過將各光反射部116~118的反射光譜所包含的波峰的半值寬度如上所述進行設定,也能利用構成組合器112的各光反射部116~118以10%以上且小于25%的范圍的反射率反射從LED25發出的各色的光,從而確保觀察虛像的觀察者的視野角較廣。
另外,具備LED25,LED25至少對DMD顯示元件26照射紅色光、綠色光以及藍色光且各色的光的發光光譜所包含的波峰的半值寬度為24nm以上且50nm以下的范圍,組合器112的紅色光反射部116的反射光譜所包含的波峰的半值寬度、綠色光反射部117的反射光譜所包含的波峰的半值寬度以及藍色光反射部118的反射光譜所包含的波峰的半值寬度分別為23nm以上且小于71nm的范圍。從LED25發出的各色的光中包含從發光光譜的峰值波長偏離的波長的旁瓣光,該旁瓣光具有各光反射部116~118的反射光譜所包含的波峰的半值寬度越大而越多地被反射的趨勢。因此,通過將各光反射部116~118的反射光譜所包含的波峰的半值寬度如上所述進行設定,能利用構成組合器112的各光反射部116~118以50%以上且小于80%的范圍的充分高的反射率反射從LED25發出的各色的光。由此,不僅觀察者能以更高的亮度觀察由組合器112的反射光投影的虛像,還能充分確保外光的透射過組合器112的光量,因此觀察者能良好地觀察基于外光的外部的像。而且,即使在起因于光入射到各光反射部116~118的入射角變動而在反射光中產生波長移位的情況下,通過將各光反射部116~118的反射光譜所包含的波峰的半值寬度如上所述進行設定,也能利用構成組合器112的各光反射部116~118以25%以上且小于40%的范圍的反射率反射從LED25發出的各色的光,從而確保觀察虛像的觀察者的視野角較廣。
另外,具備LED25,LED25至少對DMD顯示元件26照射紅色光、綠色光以及藍色光且各色的光的發光光譜所包含的波峰的半值寬度為24nm以上且50nm以下的范圍,組合器112的紅色光反射部116的反射光譜所包含的波峰的半值寬度、綠色光反射部117的反射光譜所包含的波峰的半值寬度以及藍色光反射部118的反射光譜所包含的波峰的半值寬度分別為71nm以上且90nm以下的范圍。從LED25發出的各色的光中包含從發光光譜的峰值波長偏離的波長的旁瓣光,該旁瓣光具有各光反射部116~118的反射光譜所包含的波峰的半值寬度越大而越多地被反射的趨勢。因此,通過將各光反射部116~118的反射光譜所包含的波峰的半值寬度如上所述進行設定,能利用構成組合器112的各光反射部116~118以80%以上且83%以下的范圍的更高的反射率反射從LED25發出的各色的光。由此,觀察者能以更高的亮度觀察由組合器112的反射光投影的虛像。而且,即使在起因于光入射到各光反射部116~118的入射角變動而在反射光中產生波長移位的情況下,通過將各光反射部116~118的反射光譜所包含的波峰的半值寬度如上所述進行設定,也能利用構成組合器112的各光反射部116~118以40%以上且83%以下的范圍的反射率反射從LED25發出的各色的光,從而確保觀察虛像的觀察者的視野角較廣。而且,通過使各光反射部116~118的反射光譜所包含的波峰的半值寬度為90nm以下,外光的透射率確保為70%以上,因此能滿足日本的道路運輸車輛安全基準。
另外,組合器112以藍色光反射部118最遠離DMD顯示元件26的方式配置。假如是將紅色光反射部配置為最遠離DMD顯示元件26的情況,為了調整白平衡,例如有時需要將來自DMD顯示元件26的光所包含的紅色的波長區域的光的亮度設為最大值并且使綠色的波長區域的光和藍色的波長區域的光的各亮度低于最大值。而另一方面,如果如上所述將藍色光反射部118配置為最遠離DMD顯示元件26,則在調整白平衡時,例如能將來自DMD顯示元件26的光所包含的綠色的波長區域光的亮度設為最大值并且使紅色的波長區域的光和藍色的波長區域的光的各亮度低于最大值,因此綠色的波長區域的光的亮度相對地變高。而且,由紅色光反射部116反射的紅色的波長區域的光的光量也變多。由此,能使用于顯示的光量最多。
<實施方式3>
根據圖16說明本發明的實施方式3。在該實施方式3中,示出從上述實施方式1將組合器212變更后的構成。此外,對與上述實施方式1同樣的結構、作用以及效果省略重復的說明。
如圖16所示,本實施方式的組合器212的相互層疊配置的各光反射部216~218分別包括全息元件。全息元件具有對特定的波長成分反射率變高的波長選擇性,具體地說,以僅對于制造該全息元件時使用的特定的波長的附近的光具有大的衍射效率的形式具有波長選擇性。因此,構成紅色光反射部216的全息元件構成為主要選擇性地反射紅色光,構成綠色光反射部217的全息元件構成為主要選擇性地反射綠色光,構成藍色光反射部218的全息元件構成為主要選擇性地反射藍色光。在使用這種全息元件的組合器212中,通過將綠色光反射部217配置為最靠近顯示元件單元211,也能得到與上述實施方式1同樣的作用和效果。此外,構成顯示元件單元211的激光二極管213、MEMS鏡子元件214、屏幕215以及偏振光轉換部224與上述實施方式1同樣。
<實施方式4>
根據圖17說明本發明的實施方式4。在該實施方式4中,示出從上述實施方式1將組合器312變更后的構成。此外,對與上述實施方式1同樣的結構、作用以及效果省略重復的說明。
如圖17所示,在本實施方式的組合器312中,相互層疊配置的各光反射部316~318分別包括電介質多層膜。電介質多層膜是將折射率相互不同的透光性薄膜層疊而成的,具有與上述膽甾液晶面板、全息元件同樣對特定的波長成分反射率變高的波長選擇性。因此,構成紅色光反射部316的電介質多層膜構成為主要選擇性地反射紅色光,構成綠色光反射部317的電介質多層膜構成為主要選擇性地反射綠色光,構成藍色光反射部318的電介質多層膜構成為主要選擇性地反射藍色光。在使用這種電介質多層膜的組合器312中,通過將綠色光反射部317配置為最靠近顯示元件單元311,也能得到與上述實施方式1同樣的作用和效果。此外,構成顯示元件單元311的激光二極管313、MEMS鏡子元件314、屏幕315以及偏振光轉換部324與上述實施方式1同樣。
<實施方式5>
根據圖18說明本發明的實施方式5。在該實施方式5中,示出使用液晶顯示裝置29來代替上述實施方式1記載的激光二極管的構成。此外,對與上述實施方式1同樣的結構、作用以及效果省略重復的說明。
在本實施方式中,如圖18所示,液晶顯示裝置29用作顯示元件單元411的光源。液晶顯示裝置29包括:顯示圖像的液晶面板;以及對液晶面板供應用于顯示的光的背光源裝置。作為該背光源裝置的光源,例如能使用LED。來自液晶面板的出射光為直線偏振光。因此,以介于液晶顯示裝置29與屏幕415之間的形式配置有將直線偏振光轉換為圓偏振光的偏振光轉換部424。該偏振光轉換部424例如包括產生1/4λ的相位差的相位差板(四分之一波長板),能將從液晶顯示裝置29出射的直線偏振光轉換為左右任意一方的圓偏振光。另外,與上述實施方式1同樣,構成組合器412的各光反射部416~418的相互的偏振特性一致,并且其偏振特性與偏振光轉換部424的偏振特性相同。在將這種液晶顯示裝置29用作光源的情況下,通過在組合器412中將綠色光反射部417配置為最靠近顯示元件單元411,也能得到與上述實施方式1同樣的作用和效果。
<實施方式6>
根據圖19說明本發明的實施方式6。在該實施方式6中,示出從上述實施方式1將構成組合器512的各光反射部516~518的偏振特性變更后的構成。此外,對與上述實施方式1同樣的結構、作用以及效果省略重復的說明。
如圖19所示,本實施方式的組合器512包含各光反射部516~518的偏振特性不是全都相同,而包含不同偏振特性的光反射部。具體地說,組合器512例如構成為:紅色光反射部516和藍色光反射部518均具有僅選擇性地反射右圓偏振光的偏振特性,而綠色光反射部517具有僅選擇性地反射左圓偏振光的偏振特性。在此,直線偏振光是右圓偏振光和左圓偏振光的合成,因此在本實施方式中,向組合器512供應左右兩種圓偏振光作為入射光,因此是將來自激光二極管513的直線偏振光直接供應給組合器512。即,在本實施方式中,省略上述實施方式1所記載的偏振光轉換部24。此外,構成顯示元件單元511的激光二極管513、MEMS鏡子元件514以及屏幕515與上述實施方式1同樣。
根據上述這種構成,在各光反射部516~518的反射光譜中產生重疊的情況下,第1層的綠色光反射部517能反射綠色光的左圓偏振光,并且能反射紅色光和藍色光中的與綠色光反射部517的反射光譜重疊的波長的左圓偏振光。綠色光的右圓偏振光透射過該綠色光反射部517。因此,第2層的紅色光反射部516能反射紅色光的右圓偏振光,并且能反射綠色光和藍色光中的與紅色光反射部516的反射光譜重疊的波長的右圓偏振光。并且,第3層的藍色光反射部518能反射藍色光的右圓偏振光,并且能反射綠色光中的與藍色光反射部518的反射光譜重疊的波長的右圓偏振光。這樣,將上述實施方式1中未被利用的綠色光的右圓偏振光用作反射光,因此能進一步增加用于顯示的光量。
<其它實施方式>
本發明不限于根據上述記載和附圖說明的實施方式,例如下面的實施方式也包含在本發明的技術范圍中。
(1)除了上述各實施方式以外,激光二極管或LED的最大光通量的具體數值也能適當變更。在該情況下,基于變更后的最大光通量的數值,算出“以綠色光為基準的白平衡調整后的出射光的光通量”等數值,由此能求出“出射光整體的光通量”。
(2)除了上述各實施方式以外,達到目標的白平衡的光通量比的具體數值也能適當變更。在該情況下,基于變更后的最大光通量的數值,算出“以綠色光為基準的白平衡調整后的出射光的光通量”等數值,由此能求出“出射光整體的光通量”。
(3)除了上述各實施方式以外,構成組合器的各光反射部對各色的光的吸收率的具體數值也能適當變更。在該情況下,基于變更后的吸收率的數值,算出“用于得到白平衡調整后的出射光的入射光的光通量”等數值,由此能求出“出射光整體的光通量”。
(4)在上述實施方式1、3、4、6中,示出了使用發光光譜的波峰的半值寬度為1nm以下的激光二極管作為光源的情況,但是激光二極管的發光光譜的波峰的半值寬度的具體數值能適當變更。具體地說,在使激光二極管的發光光譜的波峰的半值寬度為大于1nm并且小于24nm的范圍的情況下,如果使組合器的各光反射部的反射光譜所包含的波峰的半值寬度為4nm以上且小于14nm的范圍,則反射光在組合器的中央位置的反射率為至少20%以上且小于50%,如果使組合器的各光反射部的反射光譜所包含的波峰的半值寬度為14nm以上且小于40nm的范圍,則反射光在組合器的中央位置的反射率為至少50%以上且小于80%,如果使組合器的各光反射部的反射光譜所包含的波峰的半值寬度為40nm以上且90nm以下的范圍,則反射光在組合器的中央位置的反射率為至少80%以上。另外,在使激光二極管的發光光譜的波峰的半值寬度為24nm以上且小于50nm的范圍的情況下,如果使組合器的各光反射部的反射光譜所包含的波峰的半值寬度為4nm以上且小于23nm的范圍,則反射光在組合器的中央位置的反射率為至少20%以上且小于50%,如果使組合器的各光反射部的反射光譜所包含的波峰的半值寬度為23nm以上且小于71nm的范圍,則反射光在組合器的中央位置的反射率為至少50%以上且小于80%,如果使組合器的各光反射部的反射光譜所包含的波峰的半值寬度為71nm以上且90nm以下的范圍,則反射光在組合器的中央位置的反射率為至少80%以上。在上述任意一種情況下,外光的透射率均確保為至少70%以上。
(5)在上述實施方式2的比較實驗4中,示出了使用發光光譜的波峰的半值寬度為14nm的第1LED和該半值寬度為24nm的第2LED作為光源的情況,但是LED的發光光譜的波峰的半值寬度的具體數值能適當變更。具體地說,在使LED的發光光譜的波峰的半值寬度為大于1nm并且小于24nm的范圍的情況下,如果使組合器的各光反射部的反射光譜所包含的波峰的半值寬度為4nm以上且小于14nm的范圍,則反射光在組合器的中央位置的反射率為至少20%以上且小于50%,如果使組合器的各光反射部的反射光譜所包含的波峰的半值寬度為14nm以上且小于40nm的范圍,則反射光在組合器的中央位置的反射率為至少50%以上且小于80%,如果使組合器的各光反射部的反射光譜所包含的波峰的半值寬度為40nm以上且90nm以下的范圍,則反射光在組合器的中央位置的反射率為至少80%以上。另外,在使LED的發光光譜的波峰的半值寬度為24nm以上且小于50nm的范圍的情況下,如果使組合器的各光反射部的反射光譜所包含的波峰的半值寬度為4nm以上且小于23nm的范圍,則反射光在組合器的中央位置的反射率為至少20%以上且小于50%,如果使組合器的各光反射部的反射光譜所包含的波峰的半值寬度為23nm以上且小于71nm的范圍,則反射光在組合器的中央位置的反射率為至少50%以上且小于80%,如果使組合器的各光反射部的反射光譜所包含的波峰的半值寬度為71nm以上且90nm以下的范圍,則反射光在組合器的中央位置的反射率為至少80%以上。另外,也能使LED的發光光譜的波峰的半值寬度為1nm以下,在該情況下,如果使組合器的各光反射部的反射光譜所包含的波峰的半值寬度為6nm以上且小于11nm的范圍,則反射光在組合器的中央位置的反射率為至少20%以上且小于50%,如果使組合器的各光反射部的反射光譜所包含的波峰的半值寬度為11nm以上且小于18nm的范圍,則反射光在組合器的中央位置的反射率為至少50%以上且小于80%,如果使組合器的各光反射部的反射光譜所包含的波峰的半值寬度為18nm以上且90nm以下的范圍,則反射光在組合器的中央位置的反射率為至少80%以上。在上述任意一種情況下,外光的透射率均確保為至少70%以上。
(6)在上述實施方式3、4、6中,也能使用實施方式2中記載的LED代替激光二極管作為光源。另外,在上述各實施方式中,也能使用激光二極管和LED以外的光源(例如有機EL等),在該情況下,如上述(5)記載的那樣,只要設定光源的發光光譜的波峰的半值寬度和組合器的各光反射部的反射光譜的波峰的半值寬度的數值范圍,就能得到與上述(5)同樣的作用。
(7)在上述實施方式5中,也能使用冷陰極管、有機EL等作為液晶顯示裝置的光源。
(8)在上述實施方式5中,能使用有機EL面板、PDP等自發光型的顯示元件來代替液晶顯示裝置。
(9)在上述各實施方式中,示出了組合器由遮陽板等支撐從而與前窗隔開距離配置的情況,但也能將組合器設為貼附于前窗的配置。除此以外,例如在將2張玻璃層疊而構成前窗的情況下,也能以夾入于構成前窗的2張玻璃之間的形式配置組合器。
(10)在上述各實施方式中,例示了顯示元件單元收納在儀表板內的構成,但是也可以由遮陽板等支撐顯示元件單元,或將顯示元件單元懸掛于汽車內的頂板。
(11)在上述各實施方式中,例示了搭載于汽車的平視顯示器,但是本發明也能適用于搭載于航空器、自動二輪車(摩托車)、乘坐型娛樂設備等乘坐物的平視顯示器。
(12)在上述各實施方式中,例示了平視顯示器,但是本發明也能適用于頭戴式顯示器。
(13)在上述各實施方式中,示出了對構成組合器的各光反射部(膽甾液晶面板)的反射光譜的波峰所包含的波長的光的反射率為90%,對該波峰不包含的波長的光的反射率為10%的情況,但這些具體的反射率的數值能適當變更。
(14)在上述實施方式1中,作為MEMS鏡子元件,示出了驅動部具有相互正交的2個軸部而由這2個軸部支撐鏡子的構成,但例如也可以設置2張鏡子,由相互正交的2個軸部中的一個軸部支撐這2個鏡子中的一個鏡子,由另一個軸部支撐另一個鏡子。在該情況下,由各軸部控制各鏡子的傾斜,由此以二維掃描屏幕的形式將光朝向屏幕出射,從而能將二維的圖像投影到屏幕上。另外,MEMS鏡子元件的具體構成除上述以外也能適當變更。另外,能將上述實施方式1所記載的MEMS鏡子元件用于以LED為光源的實施方式2。相反地,也能將實施方式2所記載的DMD顯示元件用于以激光二極管為光源的實施方式1。
附圖標記說明
10、110…平視顯示器(反射投影型顯示裝置);12、112、212、312、412、512…組合器(波長選擇性反射構件);13、213、313、513…激光二極管(光源);14、214、314、514…MEMS鏡子元件(顯示元件);16、116、216、316、416、516…紅色光反射部;17、117、217、317、417、517…綠色光反射部;18、118、218、318、418、518…藍色光反射部;24、224、324、424…偏振光轉換部;25…LED(光源);26…DMD顯示元件(顯示元件);27…第1偏振光轉換部(偏振光轉換部);28…第2偏振光轉換部(偏振光轉換部);29…液晶顯示裝置(顯示元件);VI…虛像。