CN105339831A - 混色装置和显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种混色装置和显示装置,其中,即使在低亮度区域的情况下,仍可稳定地呈现白色。混色装置(10)和显示装置包括:以与所供给的第1电流相对应的光强度来射出红色的光(R)的红色光源(LD11);以与所供给的第2电流相对应的光强度来射出绿色的光(G)的绿色光源(LD12);以与所供给的第3电流相对应的光强度来射出蓝色的光(B)的蓝色光源(LD13);将红色的光(R)、绿色的光(G)与蓝色的光(B)合成并进行混色的混色机构(15),光衰减部(16)将上述蓝色光透射或反射,然后使其衰减并朝射出方向行进,与其它颜色光R(G)相比,使上述蓝色光源(LD13)射出的上述蓝色光(B)衰减并射出。
Description
技术领域
本发明涉及混色装置和显示装置。
背景技术
作为显示装置,在专利文献1中公开有下述的类型,其中,让激光光源射出的激光通过扫描***而在屏幕上扫描,从而形成显示像。
在上述显示装置中,包括:混色装置,该混色装置将比如红色、绿色和蓝色的激光合成,并射出该已合成的激光(合成激光);扫描部,该扫描部通过对从该混色装置射出的合成激光进行扫描,从而形成彩色的图像。混色装置通过以规定的比例将红色、绿色和蓝色混合,由此进行呈现白色的白色平衡调整。比如,混色装置按照红色、绿色和蓝色的混合比为2.9∶2.4∶1的方式混合,呈现白色。具体来说,混色装置按照各激光的混色比为规定的比例的方式,控制各激光光源的电流值,从而进行白色平衡调整。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:JP特开平7-270711号公告
发明内容
发明要解决的课题
但是,上述激光光源包括开始激光振荡的电流阈值。在该电流阈值附近(不稳定振荡区域),激光振荡不稳定。由此,在不稳定振荡区域内,混色装置具有无法射出具有所需的光强度的光,无法稳定地呈现白色的问题。
于是,本发明的目的在于可针对上述的课题来提供一种混色装置和显示装置,其中,即使在低亮度区域的情况下,仍可稳定地呈现白色。
用于解决课题的技术方案
为了解决上述课题,本发明采用了下述技术方案。
即,第1发明的混色装置的特征在于包括:红色光源,该红色光源以与所供给的第1电流相对应的光强度来射出红色的光;绿色光源,该绿色光源以与所供给的第2电流相对应的光强度来射出绿色的光;蓝色光源,该蓝色光源以与所供给的第3电流相对应的光强度来射出蓝色的光;光源控制部,该光源控制部控制这些光源;混色机构,该混色机构将上述红色的光与上述绿色的光和上述蓝色的光合成并进行混色,该混色装置设置有光衰减部件,该光衰减部使上述蓝色光源射出的上述蓝色的光衰减。
另外,第2发明的显示装置的特征在于该显示装置包括:第1发明的混色装置;扫描部,该扫描部通过对上述混色机构混合的光进行扫描,从而形成图像。
发明的效果
按照本发明的混色装置和显示装置,即使在低亮度区域,仍可稳定地呈现白色。
附图说明
图1为用于说明本发明的第1实施方式的HUD装置的装载形态的图;
图2为上述实施方式的HUD装置的概略剖视图;
图3为上述实施方式的激光射出部的概略剖视图;
图4为上述实施方式的激光光源的光强度-电流特性的图;
图5为说明上述实施方式的光强度衰减部的波长依赖性的图;
图6为上述实施方式的HUD装置的电子结构图;
图7为上述实施方式的激光光源的光强度-电流特性的图,为说明光强度衰减部的作用的图;
图8为说明以不具有光强度衰减部的场合的全灰度·白色显示的激光B为基准时的激光R与激光G的分光放射亮度比的关系的图;
图9为说明以具有光强度衰减部的场合的全灰度·白色显示的激光B为基准时的激光R与激光G的分光放射亮度比的关系的图;
图10为本发明的变形例的激光射出部的概略剖视图;
图11为本发明的第2实施方式的激光射出部的概略剖视图。
具体实施方式
下面参照附图,对本发明的显示装置用于装载于车辆上的平视显示装置(HUD装置)的一个实施方式进行说明。另外,在本实施方式中,对显示装置用于HUD装置的例子进行说明,但是并不限于此。
(第1实施方式)
本发明的第1实施方式的显示装置为图1所示的平视显示装置(HUD)装置1。HUD装置1如图示那样,设置于车辆2的仪表盘上,将表示通报规定的信息的图像M(参照图2)的显示光L朝向挡风玻璃3射出。通过挡风玻璃3反射的显示光L通过观察者4(主要是车辆2的驾驶员),作为形成于挡风玻璃3的前方的图像M的虚像V而被辨认。如此,HUD装置1使观察者4辨认图像。
HUD装置1如图2所示的那样,包括激光射出部10;光强度检测部20;MEMS(MicroElectroMechanicalSystem,微机电***)镜30;屏幕40;第1反射部50;第2反射部60;外壳70;照度检测部80。
激光射出部10将多种颜色的光混色,使后述的合成激光C朝向MEMS镜30射出。激光射出部10如图3所示的那样,包括激光二极管(在下面称为LD)11、12、13;聚光光学***14;合波单元15;光衰减部16;调光部17;光强度检测部20。另外,激光射出部10相当于本发明的“混色装置”的一个具体例子。
LD11射出在约640nm的波长处具有峰值的红色的激光R。LD12射出在约520nm的波长处具有峰值的绿色的激光G。LD13射出在约450nm的波长处具有峰值的蓝色的激光B。从后述的LD控制部100将驱动信号(驱动电流)供向LD11、12、13,LD11、12、13各自以规定的光强度而在规定的时刻进行发光。另外,LD11、12、13具有电流-光强度特性(参照图4)。关于LD11、12、13的电流-光强度特性,将在后面进行具体说明。另外,LD11相当于本发明中的“红色光源”的一个具体例子。另外,LD12相当于本发明中的“绿色光源”的一个具体例子。此外,LD13相当于本发明中的“蓝色光源”的一个具体例子。
聚光光学***14汇聚各LD11、12、13射出的各激光R、G、B,缩小光点直径,从而形成收敛光。具体来说,聚光光学***14由各自通过透镜等构成的聚光光学***14a、14b和14c构成。聚光光学***14a位于LD11发出的激光R的光路上,聚光光学***14b位于LD12发出的激光G的光路上,聚光光学***14c位于LD13发出的激光B的光路上。
合波单元15将从各LD11、12、13射出并且通过聚光光学***14而到达的各激光R、G、B合成,作为一个合成激光C而射出。具体来说,合波单元15由第1合波部15a、第2合波部15b和第3合波部15b构成,该第1合波部15a反射光,该第2合波部15b和第3合波部15c由各自分别反射特定的波长的光但使其它波长的光透过的二向色镜等构成。另外,合波单元15相当于本发明中的“混色机构”的一个具体例子。
第1合波部15a将已射入的激光R朝向第2合波部15b反射。另外,第1合波部15a既可由不仅反射,而且伴随有透射的部件构成,也可将已射入的激光R朝向第2合波部15b透射。
第2合波部15b直接使来自第1合波部15a的激光R透射,并且将已射入的激光G朝向第3合波部15c反射。由此,由激光R和激光G合成的合成激光从第2合波部15b朝向第3合波部15c射出。
第3合波部15c直接使来自第2合波部15b的合成激光透射,并且将已射入的激光B朝向调光部17反射。如此,激光R、G与激光B合成了的合成激光C从第3合波部15c朝向光衰减部16而行进。
光衰减部16为使激光B的光强度衰减的部件,比如,较好地使长波长区域的光(激光R、激光G)透射,基本不使短波长区域的光(激光B)透射(反射),由设置具有图5所示那样的波长-透射率特性(旁路特性)的电介体多层膜的二向色镜、反射型的带通滤波器等构成。在该光衰减部16中,在第3合波部15c和调光部17之间,按照合成激光C以具有规定的入射角射入的方式倾斜地设置入光面,一部分的合成激光C向调光部17的方向透射,一部分的合成激光C作为反射光D向光强度检测部20的方向进行反射。在后面将对该光衰减部16的具体作用进行描述。
调光部17包括液晶面板等的偏振控制元件(在图中未示出)以及设置于该调光控制元件的两个面上的偏振片(在图中未示出)。该调光部17在后述的调光控制部300的控制之下(基于从调光控制部300供给的调光控制数据),调整偏振控制元件射入的合成激光C的偏振角度,调整透过调光部17的合成激光C的光强度。透过光衰减部16的合成激光C朝向MEMS镜30射出。另外,构成液晶面板的取向膜的部分采用有机材料和绝缘膜。有机材料具有在照射蓝色或波长短于蓝色的激光时,会发生劣化的特性。由此,可通过将光衰减部16设置在LD13与调光部17之间,从而将经过衰减的激光B照射到液晶面板,可一边抑制有机材料的劣化,一边提高混色的精度。
光强度检测部20由颜色传感器、光电二极管等构成,接收通过光衰减部16反射的反射光D,检测构成已接收的反射光D的各激光R、G、B的相应光强度。具体来说,光强度检测部20输出与光强度相对应的检测信号(电压),该检测信号通过在图中未示出的A/D(模拟/数字)转换器而转换为数字值,并且作为光强度信息而输出给后述的主控制部400。光强度检测部20可检测各激光R、G、B的相应光强度,因此,该光强度检测部也可不设置于合成激光C的光路上,而分别设置于可检测合成之前的激光R、激光G、激光B的相应光强度的部位。
MEMS镜30接收来自激光射出部10的合成激光C,在后述的扫描控制部200的控制之下(基于从扫描控制部200而供给的扫描控制信息),让已接收的合成激光C在屏幕40上进行扫描。由此,在屏幕40上显示图像M。另外,MEMS镜30相当于本发明的“扫描部”的一个具体例子。
屏幕40通过背面来接收来自MEMS镜30的合成激光C并使其透射,从而在其前面侧显示图像M。屏幕40由比如全息散射器、微型透镜阵列、扩散片等构成。
第1反射部50由平面镜等构成,接收表示显示于屏幕40上的图像M的显示光L,将其反射到第2反射部60侧。
第2反射部60由凹面镜等构成,将来自第1反射部50的显示光L向挡风玻璃3的方向反射。通过第2反射部60反射的显示光L经由透光部71,到达挡风玻璃3。
外壳70收纳激光射出部10、光强度检测部20、MEMS镜30、屏幕40、第1反射部50以及第2反射部60等,通过挡光性的部件形成。另外,在外壳70的一部分上嵌合由丙烯酸等透光性树脂形成的透光部71,该透光部71按照如下方式而呈弯曲状,该方式为:使来自第2反射部60的显示光L朝挡风玻璃3的方向透射,不使来自HUD装置1的外部的外光朝观察者4的方向反射。
照度检测部80为设置于透光部71的内侧的照度传感器,检测观察者4(车辆2)的周边的照度,将与图像M的亮度调节有关的照度数据作为电信号而输出给主控制部400。另外,照度检测部80不如图2所示的那样设置于HUD装置1的透光部71上,由于可检测车辆2的周边的照度即可,因此也可设置于车辆2的挡风玻璃3、仪表盘1(在图中未示出)上。另外,照度检测部80还可不直接将照度数据输出给HUD装置1的主控制部400,而通过车辆2的ECU,将照度数据转换为HUD亮度信号,然后将其输出给主控制部400。
下面对HUD装置1的电气结构进行说明。
HUD装置1不但具有上述结构,而且如图6所示的那样,包括LD控制部100;扫描控制部200;调光控制部300;控制该LD控制部100、扫描控制部200以及调光控制部300的主控制部400。这些控制部比如安装在设置于外壳70的内部的印刷电路板(在图中未示出)上。另外,这些控制部还可设置于HUD装置1的外部,通过布线与HUD装置1(LD11、12、13、调光部(偏振控制元件)16、光强度检测部20与MEMS镜30等)电连接。
LD控制部100由驱动LD11、12、13的驱动IC(集成电路)等构成,在主控制部400的控制之下(基于来自主控制部400的灰度控制数据),通过PWM(脉冲宽度调制:PulseWidthModulation)控制方式或PAM(脉冲振幅调制:PulseAmplitudeModulation)控制方式,分别对LD11、12、13进行灰度控制。
扫描控制部200由驱动MEMS镜30的驱动IC等构成,在主控制部400的控制之下(基于来自主控制部400的扫描控制数据),驱动MEMS镜30,在屏幕40上形成图像M。
调光控制部300由控制偏振控制元件的驱动IC等构成,在主控制部400的控制之下(基于来自主控制部400的调光控制数据),调整偏振控制元件的合成激光C的偏振角度,控制调光部17的合成激光C的透射率。调光控制数据为至少表示调光部17的透射率高的高光输出模式以及透射率低的低光输出模式的信号,主控制部400将与从后述的车辆2的ECU(电子控制单元)输入的信号相对应的调光控制数据输出给调光控制部300。
高光输出模式为在观察者4辨认图像M的环境为白天等明亮的场合,为用于提高图像M的亮度(为高亮度)的模式,调光部17按照几乎不使合成激光C衰减的方式使合成激光C透射。
另外,低光输出模式为在观察者4辨认图像M的环境为夜间等较暗的场合,为用于降低图像M的亮度(为低亮度)的模式,调光部17使合成激光C衰减。在该低光输出模式中,LD控制部100仅进行与高光输出模式基本相同的灰度控制,即使在降低LD11、12、13的驱动电流的情况下(在不稳定振荡区域附近不进行驱动的情况下),仍可进行图像M的低亮度显示。
主控制部400由微型控制器、FPGA(现场可编程门阵列)、ASIC(专用集成电路)等构成,主控制部400包括CPU(中央处理单元)401;存储部402。存储部402存储对于HUD装置1的动作来说必要的程序、数据,其由EEPROM(电擦写可编程只读存储器)、闪存(Flash)等构成。
CPU401从存储部402读取程序并运行,由此控制各部分。在CPU401中,输入来自车辆2的ECU等的外部装置(在图中未示出)的车辆信息和启动信号,来自照度检测部80的照度数据、HUD亮度信号、表示流过LD11、12、13的电流值的电流数据,来自光强度检测部20的光强度信息等各种信息,通过这些信息,CPU401生成并输出控制调光部17的调光控制数据、驱动LD控制部100的照度控制数据、驱动扫描控制部200的显示控制数据,从而进行HUD装置1的综合控制。即,CPU401对应于所输入的信息,经由LD控制部100和扫描控制部200与调光控制部300,驱动LD11、12、13与MEMS镜30和调光部17,形成图像M。由此,表示图像M的显示光L朝向挡风玻璃3而射出,观察者4可将图像M作为虚像V而辨认。
由以上的结构构成的HUD装置1以规定的比例将从LD11、12、13射出的激光R、激光G、激光B混色,从而呈现白色。呈现白色的规定比例为比如,R∶G∶B=2.9∶2.4∶1。比如,在HUD装置1中,通过控制LD11、12、13的电流值,从而进行白色平衡调整。下面具体对白色平衡调整进行说明。
首先,对构成HUD装置1的LD11、12、13的电流-光强度特性进行说明。
另外,LD11、12、13具有图4所示的那样的电流-光强度特性。图4为用于说明考虑了RGB激光光源的白色平衡调整的光强度混合比的电流-光强度特性的图。如图示那样,LD11、12、13分别具有开始激光振荡的电流阈值It(Itr、Itg、Itb)。电流阈值It附近为激光振荡不稳定的不稳定振荡区域,如果添加富余量(margin),则作为按照不形成不稳定振荡区域的方式驱动LD11、12、13的下限的电流值的下限驱动电流值为It+α。在这里,α表示数个mA。
另外,LD11、12、13具有考虑了白色平衡调整的光强度混色比的最大光强度的上限驱动电流值Ih(Ihr、Ihg、Ihb1(Ihb2))。另外,在图4、图7中,将不具有光衰减部16的场合的考虑了白色平衡调整的光强度混色比的最大光强度的电流值记载为“Ihb1”,在图7中,将具有光衰减部16的场合的考虑了白色平衡调整的光强度混色比的最大光强度的电流值记载为“Ihb2”。
但是,可进行稳定的显示、白色平衡调整的区域(在下面称为“稳定区域”)指从上限驱动电流值Ih到下限驱动电流值(It+α)的Ih-(It+α)。于是,优选在从(It+α)到Ih的区域内,进行全部灰度表示和跨过全部灰度的白色平衡调整。
在不具有光衰减部16的场合,LD13的稳定区域为Ihb1-(Itb+α)。即,LD13以与稳定区域((Itb+α)~Ihb1)内部的第3电流相对应的光强度来射出激光B。同样地,LD11以与稳定区域((Itr+α)~Ihr)内部的第1电流相对应的光强度来射出激光R。另外,LD12以与稳定区域((Itg+α)~Ihg)内部的第2电流相对应的光强度来射出激光G。
LD13的稳定区域((Itb+α)~Ihb1)比LD11的稳定区域((Itr+α)~Ihr)与LD12的稳定区域((Itg+α)~Ihg)窄。在呈现白色的场合,混色比为R∶G∶B=2.9∶2.4∶1。即,激光B的光量必须小于激光R、激光G,在采用激光R、激光G的低灰度区域来进行低亮度的白色呈现的场合,必须以低于Itb+α的程度的较小的电流来驱动LD13,难以呈现低亮度的白色。另外,第1驱动部101中的可施加给LD13的电流的分辨率也具有界限,在LD13的较窄稳定区域((Itb+α)~Ihb1),难以进行多个灰度控制。
图8表示不具有光衰减部16的场合的,以全部灰度·白色显示的LD13为基准时的分光放射亮度比的实测值(实线)与理想比(虚线)。如图示那样,实测值的R比为下述值:在该高灰度区域和中灰度区域(21~64/64),近似于R理想比,另一方面,在低灰度区域(1~20/64),与R理想比背离,为较大的值。同样地,实测值的G比也为下述值:该高灰度区域和中灰度区域(21~64/64),近似于G理想比,另一方面,在低灰度区域(1~20/64),与R理想比背离,为较大的值。
特别是在1~8灰度的场合,LD13的驱动电流I小于电流阈值It,R比和G比的实测值为理想比的10倍以上的较大的值。由此,不能稳定地进行白色平衡调整,显示画面也处于大大偏离于构成基准的白色的状态,即处于所谓的白色平衡破坏的状态。
下面对具有光衰减部16的场合进行说明。由于具有光衰减部16,故即使在低灰度区域,仍可输入规定值(下限电流值Itb+α)以上的驱动电流I,从而可稳定地呈现灰度的区域从Ihb1-(Itb+α)扩大到Ihb2-(Itb+α)(参照图7)。由此,可稳定地进行白色平衡调整的稳定区域也得以扩大。
图9表示具有光衰减部16的场合的,以全部灰度·白色显示的LD13为基准时的分光放射亮度比的实测值与理想比。由此可知,在与图8所示的测定结果相比较,相对用于白色平衡调整的R、G理想比的偏差可得以急剧改善。可将相对理想比的最大偏差抑制在2.25倍,与不具有光衰减部16时(参照图8)相比较,约5倍的白色平衡调整精度得以提高。
如上所述,按照本实施方式的HUD装置1,通过在合波单元15与调光部17之间设置光衰减部16,可使从波长短的(约450nm)LD13射出的激光B的光强度衰减。由此,与不具有光衰减部16的场合相比较,可以高的电流值(Ihb2)采用LD13。于是,在于低灰度区域采用LD13时,能以高于不稳定区域的电流来使用LD13。如此,由于采用以避免不稳定区域的电流来使用LD13,故可使LD13的光强度稳定。其结果是,在HUD装置1的场合,可稳定地呈现白色。
另外,由于射入光衰减部16中的合成激光C中的大量激光B作为反射光D而反射到光强度检测部20侧,故光强度检测部20可检测光强度高的激光B,激光B的光强度检测精度得以提高。由此,在LD控制部100中,由于可基于通过该光强度检测部20检测的激光B的光强度,以良好的精度调整LD13的驱动电流I,故可提高白色平衡调整精度。
此外,由于具有调整射入MEMS镜30中的激光R、激光G和激光B的光强度的调光部17,故即使在降低LD11、12、13的驱动电流的情况下(即使在不稳定振荡区域附近没有驱动的情况下),仍可实现图像M的低亮度显示。
还有,由于通过光衰减部16使射入调光部17中的激光B衰减,故调光部17可与激光R、激光G同样地进行激光B的光强度调整,仅对于激光B,不必要求特别的光强度调整(大大衰减),可通过调光部17的容易控制来实现白色。
再有,LD控制部100在降低调光部17的合成激光C的透射率的低输出模式和合成激光C的透射率高于低输出模式的高输出模式下,对LD11、12、13进行同样的灰度控制,LD控制部100的灰度控制并不复杂,在高亮度(高输出模式)和低亮度(低输出模式)下,可对图像M进行稳定的灰度控制。
另外,在将激光R、激光G和激光B混色的合成激光C照射到液晶面板上的场合,可通过使激光B的光强度衰减,从而抑制液晶面板的劣化。这是因为,通过照射激光B而使构成液晶面板的取向膜和绝缘膜的有机材料的性能劣化。由于该有机材料的性能劣化的程度与激光B的光强度成比例,故通过预先衰减射入液晶面板中的激光B的光强度,可减轻液晶面板对于有机材料的负荷。
此外,通过采用具有与各激光R、G、B的亮度分布成反比的透射率分布的光衰减部16,可使激光的照射面内的光强度分布均匀化。由此,在将各激光R、G、B照射到液晶面板上的场合,可抑制该液晶面板的劣化。这是因为,人们知道作为激光的特性,在照射范围的中心处光强度较强,越靠近照射范围的周边光强度越弱。由此,对于有机材料等的性能劣化,激光的光强度分布特别高,从激光中心处发生,慢慢向周边扩大。其结果是,液晶面板(偏振控制元件)因照射激光B而产生有机材料的性能劣化和损伤。其原因在于:由于上述因素,难以实现长寿命的调光性能。
另外,在具有上述结构的混色装置的显示装置中,LD13可通过稳定地射出激光B来进行白色平衡调整,可稳定地呈现白色。其结果是,可稳定地显示白色以外的显示图像。特别是,在调光部17采用液晶面板,对该液晶面板照射激光的场合,可通过衰减能量最高的激光B的光强度,从而抑制构成液晶面板的有机材料的性能劣化,其结果是,可实现液晶面板的寿命的延长。
此外,在上述实施方式中,光衰减部16降低波长短的激光的透射率,但是也可为降低波长短的激光的反射率的第2光衰减部16a,在这样的场合,激光射出部10比如图10所示的那样,按照第2光衰减部16a的激光B的反射方向与合成激光C的光路一致的方式设置。由此,可降低合成激光C中的激光B的光强度,可稳定地进行白色平衡调整。
还有,本发明并不限于上述实施方式和附图。在不改变本发明的实质的范围内,可适当地改变(还包括组成元件的删除)实施方式和附图。在下面记载变形例的一个例子。
(第2实施方式)
第2实施方式的显示装置的不同之处在于:使激光B衰减的第3衰减部16b如图11所示的那样,不设置于第1实施方式的合成激光C的光路上,而设置于仅仅激光B通过的光路上。另外,不同上述第1实施方式的地方在于:在光强度检测部20中,新设置透射膜18,该透射膜18朝向作为合成激光C的一部分的反射光D。由于除此以外的结构与第1实施方式相同,故在图11中,采用相同标号,有关的说明省略。
第3衰减部16b为光学***,该光学***使从LD13而射出的激光B的光强度衰减。第3衰减部16b设置于激光B的光路上。具体来说,第3衰减部16b设置于聚光光学***14c与第2合波部15c之间。通过第3衰减部16b而按照规定的透射率衰减而透射的激光B在光强度衰减的状态下,朝向第2合波部15c射出。另外,在第2实施方式中,设置于第3衰减部16b的光路上来使激光B的光强度衰减,但是,并不限于此。比如,也可将第3衰减部16b设置于激光R的光路上或激光G的光路上。
作为第3衰减部16b,采用比如具有0.5的OD(光密度)值,即32.0%的透射率的光学型,采用比如ND(中性灰度:减光)滤波器。特别是最好为牛眼型的切趾式滤波器等的ND滤波器。另外,在第2实施方式中,作为第3衰减部16b,以具有32.0%的透射率的ND滤波器为例而进行了说明,但是并不限于此,比如也可采用具有20.0%~50.0%的透射率的ND滤波器。
还有,在第2实施方式中,对为了使激光B的光强度衰减而设置第3衰减部16b的例子进行了说明,但是并不限于此。比如,也可降低射出激光B的LD13的射出窗部的透射率,或者还可以70%的程度减少反射激光B的第2合波部15c(二向色镜)的反射率。
另外,第3衰减部16b的照射各激光R、G、B的照射面优选具有与激光的光强度分布成比例的衰减率分布(=反比例的透射率分布)。由此,从第3衰减部16b透射后的激光在照射面内具有均匀的光强度分布。
此外,第3衰减部16b优选具有针对激光的耐光性。具有针对激光的耐光性的第3衰减部16b一般采用反射型ND滤波器。如果使反射型ND滤波器相对于激光B的入射角而垂直设置的话,则光强度衰减后的激光B’反射到LD13侧。在该场合,激光B’的照射可能会导致LD13劣化,可能妨碍长时间的驱动。于是,在使第3衰减部16b具有针对激光的耐光性的场合,第3衰减部16b优选按照相对于激光B的入射角而从垂直方向偏离的方式设置。
还有,作为第3衰减部16b,有时会采用反射入射光的一部分的反射型的光学***。在采用反射型的第3衰减部16b的场合,激光B与第3衰减部16b的关系为入射角90°,则通过第3衰减部16b而反射的反射光会返回到LD13。由此,反射光会导致LD13发热、寿命减少。于是,按照激光B的入射角为不同于垂直角度的方式来设置光衰减部件18,由此,可防止反射光返回到LD13的情况,并且可降低LD13的发热、寿命减少。
透射膜18由比如具有5%的反射率的透射性部件构成。透射膜18直接使来自第2合波部15c的合成激光C的大部分透射,将一部分的光朝光强度检测部20的方向反射。如此,在调光部17中透射的合成激光C的大部分朝向MEMS镜30射出。在下面,对其它变形例进行说明。
作为其它变形例,比如在上述实施方式中,激光R、激光G与激光B通过合波单元15而合成于光路上并进行混色,但是并不限定于此。比如,也可将激光R、激光G与激光B合成而混色于进行照射的屏幕40上。在该场合,屏幕40用作混色机构。
此外,在上述实施方式中,作为形成图像的空间光调制元件而采用了MEMS镜30(扫描部),但是并不限定于此。本发明的显示装置(HUD装置1)也可通过TFT(薄膜晶体管)、LCOS(注册商标:硅基液晶)、DMD(数字微镜器件)等空间光调制部、射出红色光的LD11、射出绿色光的LD12与射出绿色光的LD13,来显示图像。
产业上的利用可能性
本发明的混色装置和显示装置可适用作平视显示装置,该平视显示装置将图像投影于汽车等的挡风玻璃上。
标号的说明:
标号1表示HUD装置(显示装置);
标号2表示车辆;
标号3表示挡风玻璃;
标号4表示观察者;
标号10表示激光射出部(混色装置);
标号11表示LD(红色光源);
标号12表示LD(绿色光源);
标号13表示LD(蓝色光源);
标号14表示聚光光学***;
标号14a表示聚光光学***;
标号14b表示聚光光学***;
标号14c表示聚光光学***;
标号15表示合波单元(混色机构);
标号15a表示反射部;
标号15b表示第1合波部;
标号15c表示第2合波部;
标号16表示光衰减部;
标号17表示调光部(光强度调整部);
标号20表示光强度检测部;
标号30表示MEMS镜(扫描部);
标号40表示屏幕;
标号50表示第1反射部;
标号60表示第2反射部;
标号70表示外壳;
标号710表示透光部;
标号100表示LD控制部(光源控制部);
标号200表示扫描控制部;
标号300表示调光控制部;
标号400表示主控制部;
标号401表示CPU;
标号402表示存储部;
符号C表示合成激光;
符号L表示显示光;
符号M表示图像;
符号V表示虚像。
Claims (9)
1.一种混色装置,其特征在于包括:
红色光源,该红色光源以与所供给的第1电流相对应的光强度来射出红色的光;
绿色光源,该绿色光源以与所供给的第2电流相对应的光强度来射出绿色的光;
蓝色光源,该蓝色光源以与所供给的第3电流相对应的光强度来射出蓝色的光;
光源控制部,该光源控制部控制这些光源;
混色机构,该混色机构将上述红色的光与上述绿色的光和上述蓝色的光合成并进行混色,
该混色装置设置有光衰减部件,该光衰减部件使上述蓝色光源射出的上述蓝色的光衰减。
2.根据权利要求1所述的混色装置,其特征在于上述光衰减部射入上述蓝色光和其它颜色光,与其它颜色光相比,使已射入的上述蓝色光衰减并使其朝射出方向行进。
3.根据权利要求1或2所述的混色装置,其特征在于上述光衰减部还包括光强度检测部,该光强度检测部检测因上述光衰减部进行透射或反射而没有朝射出方向行进的上述蓝色光的光强度,
上述光源控制部根据由上述光强度检测部检测出的上述蓝色光的光强度,对上述蓝色光源进行控制。
4.根据权利要求3所述的混色装置,其特征在于上述光衰减部按照下述方式来调整透射率和/或反射率,该方式为:射入上述光强度检测部中的上述蓝色光的光强度在朝射出方向行进的上述蓝色光的光强度以上。
5.根据权利要求1~4中的任一项所述的混色装置,其特征在于,通过上述混色机构而进行混色了的光到达对光的透射率进行调整的光强度调整部,
在上述光强度调整部中,在上述混色了的光到达的部分包括由有机材料形成的部分。
6.根据权利要求1~5中的任一项所述的混色装置,其特征在于,上述光衰减部按照下述方式而使该光透射,该方式为:从上述蓝色光源射出的上述蓝色光的光强度分布在照射面内是均匀的。
7.根据权利要求1~6中的任一项所述的混色装置,其特征在于,上述光衰减部件具有与上述蓝色光源射出的上述蓝色光的光强度分布成反比的透射率分布。
8.一种显示装置,其特征在于包括:
权利要求1~7中的任一项所述的混色装置;
空间光调制部,该空间光调制部通过对由上述混色机构混色了的光进行空间光调制,从而形成图像。
9.一种显示装置,其特征在于包括:
权利要求1~7中的任一项所述的混色装置;
扫描部,该扫描部通过对上述混色机构混色了的光进行扫描,从而形成图像。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
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