CN112562523A - 图像光生成模块以及图像显示装置 - Google Patents

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Abstract

提供图像光生成模块以及图像显示装置，能够减少随时间推移的颜色偏移的产生。本发明的图像光生成模块具有：第1面板，其射出不具有偏振特性的红色波段的第1图像光；第2面板，其射出不具有偏振特性的蓝色波段的第2图像光；第3面板，其射出不具有偏振特性的绿色波段的第3图像光；以及颜色合成棱镜，其射出由第1图像光、第2图像光以及第3图像光合成而得的合成光，第1面板、第2面板以及第3面板分别具有配置有多个像素的像素构造，第1面板、第2面板以及第3面板中的像素的开口率分别不同。

Description

图像光生成模块以及图像显示装置
技术领域
本发明涉及图像光生成模块以及图像显示装置。
背景技术
在下述专利文献1中公开了一种图像光生成模块，其具有：第1显示单元，其射出蓝色光；第2显示单元，其射出绿色光；第3显示单元，其射出红色光；以及十字分色棱镜，其对从各显示单元射出的光进行合成。在该图像光生成模块中，各显示单元具有液晶面板和作为各色光的背光源的有机EL面板。
专利文献1：日本特开2000-275732号公报
近年来，还考虑了仅由有机EL面板构成上述显示单元的情况。即，可考虑使用射出各色光的3个有机EL面板和分色棱镜来构成射出白色的合成光的图像光生成模块。
但是，一般来说，有机EL元件的寿命特性很大程度上依赖于发光材料和元件结构，因此，当使用3色的有机EL面板时，可想到每个面板的寿命特性不同。这样，当每个面板产生寿命差时，每个颜色的劣化速度会出现差异。于是，从图像光生成模块射出的白色光产生与时间推移的劣化相伴的颜色偏移，存在显示图像的品质下降的问题。
发明内容
为了解决上述课题，本发明第1方式的图像光生成模块的特征在于，具有：第1面板，其射出不具有偏振特性的红色波段的第1图像光；第2面板，其射出不具有偏振特性的绿色波段的第2图像光；第3面板，其射出不具有偏振特性的蓝色波段的第3图像光；以及颜色合成棱镜，其射出由所述第1图像光、所述第2图像光和所述第3图像光合成而得的合成光，所述第1面板、所述第2面板和所述第3面板分别具有设置有多个像素的显示区域，所述第1面板、所述第2面板和所述第3面板的像素开口率分别不同。
在上述图像光显示模块中，也可以构成为，所述颜色合成棱镜具有射出所述合成光的射出面，在俯视观察所述射出面的状态下，从所述第1面板的第1像素射出的第1像素光、从所述第2面板的第2像素射出的第2像素光以及从所述第3面板的第3像素射出的第3像素光各自的至少一部分是重叠的。
在上述图像光显示模块中，也可以构成为，所述颜色合成棱镜具有射出所述合成光的射出面，在俯视观察所述射出面的状态下，从所述第1面板的第1像素射出的第1像素光的穿过所述第1像素的中心的第1中心轴、从所述第2面板的第2像素射出的第2像素光的穿过所述第2像素的中心的第2中心轴以及从所述第3面板的第3像素射出的第3像素光的穿过所述第3像素的中心的第3中心轴相互一致。
在上述图像光显示模块中，也可以构成为，所述第1面板、所述第2面板和所述第3面板中的像素间距相同。
在上述图像光显示模块中，也可以构成为，所述第1面板、所述第2面板和所述第3面板是有机EL面板。
本发明的第2方式的图像显示装置的特征在于，具有上述第1方式的图像光生成模块。
附图说明
图1是第1实施方式的图像光生成模块的概略结构图。
图2是示出第1发光元件的结构的剖视图。
图3是对各面板的像素构造的主要部分进行比较而示出的放大图。
图4是示出与比较例的图像光生成模块相关的特性的表。
图5是示出与本实施方式的图像光生成模块相关的特性的表。
图6是分色棱镜的射出面的俯视图。
图7A是示出像素光中的重叠方式的变形例的图。
图7B是示出像素光中的重叠方式的变形例的图。
图7C是示出像素光中的重叠方式的变形例的图。
图7D是示出像素光中的重叠方式的变形例的图。
图8是第2实施方式的头部佩戴型显示装置的说明图。
图9是示意性地示出虚像显示部的光学系统结构的立体图。
图10是示出光学系统的光路的说明图。
图11是第3实施方式的投射型显示装置的概略结构图。
标号说明
1：图像光生成模块；10：第1面板；20：第2面板；30：第3面板；54：射出面；111a、211a、311a：像素；111b、211b：开口；111a1：第1像素；211a1：第2像素；311a1：第3像素；C1：第1中心轴；C2：第2中心轴；C3：第3中心轴；LB：第3图像光；LB1、LG3、LR3：第3像素光；LB2、LG1、LR2：第2像素光；LG：第2图像光；LL1：像素光；LR：第1图像光；LR1：第1像素光；P1：像素间距。
具体实施方式
(第1实施方式)
以下，使用附图对本发明的一个实施方式进行说明。
图1是本发明第1实施方式的图像光生成模块的概略结构图。
另外，在以下的各附图中，为了易于观察各构成要素，有时根据构成要素而使尺寸的比例尺不同来示出。
第1实施方式的图像光生成模块例如是如下模块：对来自有机EL面板等射出不具有偏振特性的图像光的多个面板的多个色光进行合成并射出。
如图1所示，图像光生成模块1具有第1面板10、第2面板20、第3面板30以及分色棱镜50(颜色合成棱镜)。第1面板10具有呈矩阵状设置有多个像素的第1显示区域111、以及非显示区域112。在多个像素中分别设置有第1发光元件15。第2面板20具有呈矩阵状设置有多个像素的第2显示区域211、以及非显示区域212。在多个像素中分别设置有第2发光元件25。第3面板30具有呈矩阵状设置有多个像素的第3显示区域311、以及非显示区域312。在多个像素中分别设置有第3发光元件35。
在本实施方式中，设置在第1面板10的第1显示区域111中的多个第1发光元件15射出红色光。同样，设置在第2面板20的第2显示区域211中的多个第2发光元件25射出绿色光。同样，设置在第3面板30的第3显示区域311中的多个第3发光元件35射出蓝色光。在本实施方式中，第1发光元件15、第2发光元件25以及第3发光元件35分别由顶部发射型的有机EL元件构成。即，第1面板10、第2面板20以及第3面板30由有机EL面板构成。
以下，对第1面板10、第2面板20以及第3面板30的结构进行说明。第1面板10、第2面板20以及第3面板30各自的由有机EL材料构成的发光层和输送层的材料是不同的，但面板的基本结构是相同的。因此，以下，以第1面板10为代表对面板的基本结构进行说明。
图2是示出第1面板10的一个第1发光元件15的结构的剖视图。
如图2所示，第1面板10具有反射电极72、阳极73、发光功能层74、阴极75、密封膜76、滤色器77以及盖玻璃78。具体来说，在基板71的一个面上从基板71侧依次设置有反射电极72、阳极73、发光功能层74以及阴极75。基板71例如由硅等半导体材料构成。反射电极72例如由含有铝或银等的光反射性的导电材料构成。更具体来说，反射电极72例如可以由铝或银等单体材料构成，也可以由钛(Ti)/AlCu(铝·铜合金)的层叠膜等构成。
阳极73例如由ITO(Indium Tin Oxide：氧化铟锡)等具有透光性的导电性材料构成。虽然省略了图示，但发光功能层74由包括含有有机EL材料的发光层、空穴注入层、电子注入层等在内的多个层构成。发光层由与发光色对应的公知的有机EL材料构成。另外，发光层发出的光可以是荧光或磷光中的任意一种。
阴极75作为具有使一部分的光透过并反射剩余的光的性质(半透半反性)的半透半反层来发挥功能。具有半透半反性的阴极75例如能够通过将含有银或镁的合金等光反射性的导电材料形成为足够薄的膜厚而实现。来自发光功能层74的射出光在反射电极72与阴极75之间往返的期间被选择地放大特定的谐振波长的成分，并透过阴极75向观察侧(与基板71相反的一侧)射出。即，通过从反射电极72到阴极75的多个层来构成光谐振器80。
从反射电极72到阴极75的多个层被密封膜76覆盖。密封膜76是用于防止外部气体或水分的进入的膜，由具有透光性的无机材料或有机材料的单层或多层构成。在密封膜76的一个面上设置有滤色器77。
在第1面板10中，滤色器77由吸收红色波段以外的波段的光并使红色波段的光透过的光吸收型的滤光层构成。同样，第2面板20中的滤色器77由吸收绿色波段以外的波段的光并使绿色波段的光透过的光吸收型的滤光层构成。第3面板10中的滤色器77由吸收蓝色波段以外的波段的光并使蓝色波段的光透过的光吸收型的滤光层构成。
在本实施方式中，由于第1面板10、第2面板20以及第3面板30分别具有光谐振器80，所以通过谐振波长处的光的谐振来射出与各色对应的光。此外，由于在光谐振器80的光射出侧设置有滤色器77，所以从各面板10、20、30射出的光的颜色纯度进一步提高。另外，滤色器77也可以根据从发光功能层74射出的光的波段而省略。
在滤色器77的一个面上设置有用于保护各面板10、20、30的盖玻璃78。
如图1所示，第1面板10射出红色波段的第1图像光LR。因此，从第1面板10射出的图像光作为红色波段的第1图像光LR而入射到分色棱镜50。第2面板20射出绿色波段的第2图像光LG。因此，从第2面板20射出的图像光作为绿色波段的第2图像光LG而入射到分色棱镜50。第3面板30射出蓝色波段的第3图像光LB。因此，从第3面板30射出的图像光作为蓝色波段的第3图像光LB而入射到分色棱镜50。
红色波段的峰值波长例如为630nm以上且680nm以下。绿色波段的峰值波长例如为495nm以上且570nm以下。蓝色波段的峰值波长例如为450nm以上且490nm以下。第1图像光LR、第2图像光LG以及第3图像光LB各自不具有偏振特性。即，第1图像光LR、第2图像光LG以及第3图像光LB各自是不具有特定的振动方向的无偏振光。另外，无偏振光即不具有偏振特性的光不是完全无偏振的状态，而是包含某种程度的偏振成分，例如是具有被视为对分色镜等光学部件在光学性能上不带来积极影响的范围的偏振度(例如20％以下的偏振度)的光。
分色棱镜50由呈四棱柱状的形状的透光性部件构成。分色棱镜50具有：第1入射面51；第3入射面53，其与第1入射面51对置；第2入射面52，其与第1入射面51和第3入射面53垂直地相接；以及射出面54，其与第2入射面52对置。
分色棱镜50具有：第1分色镜56，其不具有偏振分离特性；以及第2分色镜57，其不具有偏振分离特性。第1分色镜56和第2分色镜57相互以90°的角度交叉。第1分色镜56具有对第1图像光LR进行反射并使第2图像光LG和第3图像光LB透过的特性。第2分色镜57具有对第3图像光LB进行反射并使第1图像光LR和第2图像光LG透过的特性。
第1面板10与第1入射面51对置地配置。第2面板20与第2入射面52对置地配置。第3面板30与第3入射面53对置地配置。在本实施方式中，第1面板10通过具有透光性的粘接剂层17固定在第1入射面51上。第2面板20通过具有透光性的粘接剂层17固定在第2入射面52上。第3面板30通过具有透光性的粘接剂层17固定在第3入射面53上。
本实施方式的图像光生成模块1从分色棱镜50的射出面54射出对第1图像光LR、第2图像光LG以及第3图像光LB进行合成而得的合成图像光LL。
接着，对各面板10、20、30的像素构造进行说明。
图3是对各面板10、20、30的像素构造的主要部分进行比较而并列示出的放大图。另外，在图3中，为了容易看图，沿着上下方向排列将构成各面板10、20、30的像素构造的多个像素中的一部分放大的图。
如图3所示，在第1面板10的第1显示区域111中呈矩阵状设置有具有矩形的多个像素111a。各像素111a具有相同的大小，分别以规定的像素间距P1配置。这里，例如在按每个像素111a来分割形成滤色器77(参照图2)的情况下，由设置在相邻的2个像素111a的一个像素中的滤色器77的中心与设置在另一个像素中的滤色器77的中心之间的距离来规定像素间距P1。
或者，在滤色器77被共同设置在多个像素111a之间而未分割形成的情况下，由设置在相邻的2个像素111a的一个像素中的光谐振器80(参照图2)的中心与设置在另一个像素中的光谐振器80的中心之间的距离来规定像素间距P1。
各像素111a发出构成第1图像光LR的一部分的第1像素光LR1。各像素111a包含射出第1像素光LR1的开口113。以下，将开口113占像素111a整体的比例称为像素111a中的像素开口率。第1发光元件15具有与像素开口率对应的面积。
并且，在第2面板20的第2显示区域211中呈矩阵状设置有具有矩形的多个像素211a。各像素211a具有相同的大小，分别以规定的像素间距P2配置。这里，例如在按每个像素211a来分割形成滤色器77(参照图2)的情况下，由设置在相邻的2个像素211a的一个像素中的滤色器77的中心与设置在另一个像素中的滤色器77的中心之间的距离来规定像素间距P2。
或者，在滤色器77被共同设置在多个像素211a之间而未分割形成的情况下，由设置在相邻的2个像素211a的一个像素中的光谐振器80(参照图2)的中心与设置在另一个像素中的光谐振器80的中心之间的距离来规定像素间距P2。
各像素211a发出构成第2图像光LG的一部分的第2像素光LG1。各像素211a包含射出第2像素光LG1的开口213。以下，将开口213占各像素211a整体的比例称为像素211a的像素开口率。第2发光元件25具有与像素开口率对应的面积。
并且，在第3面板30的第3显示区域311中呈矩阵状设置有具有矩形的多个像素311a。各像素311a具有相同的大小，分别以规定的像素间距P3配置。这里，例如在按每个像素311a来分割形成滤色器77(参照图2)的情况下，由设置在相邻的2个像素311a的一个像素中的滤色器77的中心与设置在另一个像素中的滤色器77的中心之间的距离来规定像素间距P3。
或者，在滤色器77被共同设置在多个像素311a之间而未分割形成的情况下，像素间距P3由设置在相邻的2个像素311a的一个像素中的光谐振器80(参照图2)的中心与设置在另一个像素中的光谐振器80的中心之间的距离来规定。
各像素311a发出构成第3图像光LB的一部分的第3像素光LB1。各像素311a包含射出第3像素光LB1的开口313。以下，将开口313占各像素311a整体的比例称为像素311a的像素开口率。第3发光元件35具有与像素开口率对应的面积。
在本实施方式中，第1面板10、第2面板20以及第3面板30中的像素间距P1、P2、P3是相同的。即，第1显示区域111、第2显示区域211以及第3显示区域311中的像素数相等。并且，第1显示区域111、第2显示区域211以及第3显示区域311中的像素尺寸S1、S2、S3相等。
另外，一般来说，有机EL元件的寿命依赖于发光材料或元件结构。因此，射出不同颜色的第1发光元件15、第2发光元件25以及第3发光元件35的寿命会存在差异。
这里，作为比较例，考虑了第1面板10、第2面板20以及第3面板30中的像素开口率相等的情况下的图像光生成模块。
本发明人通过仿真来求出使各面板的像素开口率相等的图像光生成模块的特性，并将其结果汇总在表中。图4是示出与比较例的图像光生成模块相关的特性的表。图4示出了各面板10、20、30的开口率、寿命、白色点的坐标、劣化引起的颜色偏移(Δu′v′)。另外，寿命相当于LT50基准的寿命，是指从面板射出的图像光的亮度到变为50％以下为止的时间(h)。
如图4的表所示，可以确认出：在将各面板10、20、30的像素开口率相等地设定为例如60％的图像光生成模块中，射出红色波段的第1图像光LR的第1面板10的寿命最长、为8000h，射出蓝色波段的第3图像光LB的第3面板30的寿命最短、为5000h，射出绿色波段的第2图像光LG的第2面板20的寿命为6500h。在这样使各面板10、20、30的像素开口率相等的情况下，各面板10、20、30的寿命会产生差异。
具体来说，在比较例的图像光生成模块中，随着时间的推移，与第1面板10和第2面板20相比，第3面板30的劣化进展较快。因此，在从比较例的图像光生成模块射出的合成图像光LL中，随着时间的推移，从第3面板30射出的蓝色波段的第3图像光LB的光量减少。因此，合成图像光LL的蓝色成分随着时间的推移而变得不足，从而产生色调从黄色偏移到红色的颜色偏移。即，从比较例的图像光生成模块射出的合成图像光LL如图4所示那样，LT50基准的白色点的颜色偏移为“0.0335”。
与此相对，在本实施方式的图像光生成模块1中，使第1面板10、第2面板20以及第3面板30的像素开口率分别不同，并使第1发光元件15、第2发光元件25以及第3发光元件35的面积不同，由此，能够降低上述寿命差。
以下，对通过本实施方式的图像光生成模块1得到的作用进行说明。本发明人通过仿真来求出使各面板的像素开口率不同的本实施方式的图像光生成模块1的特性，并将其结果汇总在表中。图5是示出与本实施方式的图像光生成模块1相关的特性的表。与图4的表同样，图5示出了各面板10、20、30的开口率、寿命、白色点的坐标、劣化引起的颜色偏移(Δu′v′)。
这里，考虑了使供给到构成像素的发光元件的电流恒定并减小像素开口率的情况。当在向发光元件供给恒定的电流的状态下减小像素开口率时，供给到发光元件的每单位面积的电流(以下为电流密度)变高。当发光元件的电流密度变高时，发光元件的劣化速度增加，由此，发光元件的寿命缩短。即，能够通过调整像素开口率来控制发光元件的寿命。
在本实施方式的图像光生成模块1中，通过使上述比较例所示的寿命相对较长的第1面板10和第2面板20的像素开口率小于第3面板30的像素开口率，使寿命最短的第3面板30与第1面板10和第2面板20的寿命匹配。
具体来说，在本实施方式的图像光生成模块1中，如图5的表所示，将在比较例中寿命最长的第1面板10的像素开口率设定为最小的45.5％，将在比较例中寿命最短的第3面板30的像素开口率设定为最大的60.0％，将具有中间寿命的第2面板20的像素开口率设定为比第1面板10大且比第3面板30小的51.4％。
这里，各面板10、20、30的像素开口率通过下式来计算。另外，在下述式中，寿命[最短颜色]相当于射出3种颜色中的寿命最短的颜色的光、即蓝色光的发光元件的寿命。并且，[对象颜色]相当于上述寿命最短颜色以外的两个颜色、在本实施方式中为绿色和红色。并且，最大开口率相当于面板设计上可取得的最大的开口率、在本实施方式中例如为60％。并且，[加速系数]是根据向发出对象颜色的光的发光元件供给的电流密度而规定的系数，一般来说是1.4～1.9左右，在本实施方式中设定为1.7。
开口率[对象颜色]＝(寿命[最短颜色]/寿命[对象颜色])＾(1/加速系数[对象颜色])*最大开口率
本实施方式的图像光生成模块1通过将第1面板10的像素开口率设定为最小值(45.5％)，使构成各像素111a的第1发光元件15的电流密度大幅地增加，从而提高第1面板10的劣化速度，使寿命与比较例的寿命8000h相比大幅缩短。具体来说，射出红色波段的第1图像光LR的第1面板10的寿命为4998h，与第3面板30的寿命(5000h)大致相等。
并且，本实施方式的图像光生成模块1通过将第2面板20的像素开口率设定为中间值(51.4％)，使构成各像素211a的第2发光元件25的电流密度稍微增加，从而提高第2面板20的劣化速度，使寿命与比较例的寿命6500h相比缩短。具体来说，射出绿色波段的第2图像光LG的第2面板20的寿命为4995h，与第3面板30的寿命(5000h)大致相等。
如以上那样，根据本实施方式的图像光生成模块1，通过使各面板10、20、30的像素开口率不同，能够减小各面板10、20、30的寿命差。这样，当各面板10、20、30的寿命差减小时，随着时间的推移，各面板10、20、30以大致相同的速度劣化。因此，从本实施方式的图像光生成模块1射出的合成图像光LL所包含的第1图像光LR、第2图像光LG以及第3图像光LB的光量随着时间的推移而以大致相同的比例减少。因此，在随时间的色调变化减小的状态下，合成图像光LL的光量减少。
因此，根据本实施方式的图像光生成模块1，如图5所示，能够射出将LT50基准的白色点的颜色偏移抑制为小于0.001的合成图像光LL。
并且，在本实施方式的图像光生成模块1中，从射出面54射出的合成图像光LL由多个像素光LL1构成。各像素光LL1是对从第1显示区域111中的1个像素111a射出的第1像素光LR1、从第2显示区域211中的1个像素211a射出的第2像素光LG1以及从第3显示区域311中的1个像素311a射出的第3像素光LB1进行合成而得的光。
以下，将图3所示的第1面板10的多个像素111a中的1个像素称为第1像素114。并且，将图3所示的第2面板20的多个像素211a中的1个像素称为第2像素214。并且，将图3所示的第3面板30的多个像素311a中的1个像素称为第3像素314。
第1面板10中的第1像素114、第2面板20中的第2像素214以及第3面板30中的第3像素314相互对应。即，从第1像素114射出的第1像素光LR1通过与从第2像素214射出的第2像素光LG1和从第3像素314射出的第3像素光LB1合成而生成合成图像光LL中的形成1个像素的像素光LL1。
另外，各面板10、20、30中的其他像素111a、211a、311a也具有同样的对应关系。因此，从各面板10、20、30的各像素111a、211a、311a射出的像素光分别被合成而生成像素光LL1。
如以上那样，在本实施方式的图像光生成模块1中，通过将从各面板10、20、30中的对应的像素111a、211a、311a射出的像素光LL1彼此分别合成起来而生成由多个像素光LL1构成的合成图像光LL。
图6是分色棱镜50的射出面54的俯视图。图6仅示出了从各面板10、20、30的多个像素111a、211a、311a中的第1像素114、第2像素214以及第3像素314射出的光。第1像素114、第2像素214以及第3像素314例如在各面板10、20、30的多个像素中位于中心部分。另外，从第1像素114、第2像素214以及第3像素314以外的其他像素111a、211a、311a射出的像素光可以说也同样如此。
如图6所示，在俯视观察射出面54的状态下，从第1像素114射出的第1像素光LR1的第1中心轴C1、从第2像素214射出的第2像素光LG1的第2中心轴C2以及从第3像素314射出的第3像素光LB1的第3中心轴C3相互一致。第1像素光LR1、第2像素光LG1以及第3像素光LB1中的沿着射出面54的剖面形状为矩形。
这里，第1像素光LR1的第1中心轴C1是指穿过第1像素114的中心、即第1像素114中的滤色器77(参照图2)的中心的轴。并且，第2像素光LG1的第2中心轴C2是指穿过第2像素214的中心、即第2像素214中的滤色器77(参照图2)的中心的轴。并且，第3像素光LB1的第3中心轴C3是指穿过第3像素314的中心、即第3像素314中的滤色器77(参照图2)的中心的轴。
即，在本实施方式的图像光生成模块1中，在各中心轴C1、C2、C3一致的状态下，第1像素光LR1、第2像素光LG1以及第3像素光LB1重叠，由此生成合成图像光LL的1个像素光LL1。通过以这种方式使各中心轴C1、C2、C3为一致的状态，对于重叠第1像素光LR1、第2像素光LG1以及第3像素光LB1时的位置偏移，可以增大公差。由此，生成将第1像素光LR1、第2像素光LG1以及第3像素光LB1良好地重叠的像素光LL1。
另外，如上所述，第1像素114、第2像素214以及第3像素314是各面板10、20、30的中心像素。在该情况下，本实施方式的图像光生成模块1能够至少使位于容易被观察者的眼睛看到的图像光的中心的像素良好地重叠。因此，即使假设在图像光的周边侧、像素的重叠发生偏离，也不容易对观察者所看到的图像产生影响。
如上所述，从本实施方式的图像光生成模块1射出的合成图像光LL由将各色的像素光高精度地重叠的多个像素光LL1构成，因此，能够将LT50基准的白色点的颜色偏移抑制在0.001以内。利用该合成图像光LL，例如即使在AR(增强现实)或VR(虚拟现实)用途等中放大显示的情况下，也能够提供不容易出现颜色不均的高品质的图像。
在图6中，以在使各中心轴C1、C2、C3一致的状态下重叠第1像素光LR1、第2像素光LG1以及第3像素光LB1的情况为例，但第1像素光LR1、第2像素光LG1以及第3像素光LB1的重叠方式并不限于此。以下，参照附图对各图像光的不同的重叠方式进行说明。
图7A至图7D是示出3色的像素光的重叠方式的变形例的图。
如图7A所示，第1像素光LR1、第2像素光LG1以及第3像素光LB1也可以通过以一边一致的方式各自重叠而生成像素光LL1。并且，如图7B所示，第1像素光LR1、第2像素光LG1以及第3像素光LB1也可以通过以1个角部对齐的方式分别重叠而生成像素光LL1。并且，也可以是，如图7C所示，第1像素光LR1和第3像素光LB1以一边一致的方式各自重叠，第2像素光LG1和第3像素光LB1以不同的一边一致的方式各自重叠，由此生成像素光LL1。即，在图7C所示的方式中，第1像素光LR1、第2像素光LG1以及第3像素光LB1的光束形状与其他方式不同，不具有相似关系。
如图7A至图7C所示，通过重叠第1像素光LR1、第2像素光LG1以及第3像素光LB1，能够将LT50基准的白色点的颜色偏移抑制在0.02以内。
并且，在上述实施方式及图7A至图7C所示的方式中，以第1像素光LR1和第2像素光LG1整体重叠在第3像素光LB1上的情况为例，但如图7D所示，也可以使第1像素光LR1和第2像素光LG1的一部分分别与第3像素光LB1重叠。
(第2实施方式)
以下，使用附图对本发明的第2实施方式进行说明。
在上述第1实施方式中说明的图像光生成模块1被用于以下说明的图像显示装置。
图8是第2实施方式的头部佩戴型显示装置1000的说明图。图9是示意性地示出图8所示的虚像显示部1010的光学系统的结构的立体图。图10是示出图9所示的光学系统的光路的说明图。
如图8所示，头部佩戴型显示装置1000(图像显示装置)构成为透视型的眼镜显示器，具有在左右具备镜腿1111、1112的框架1110。在头部佩戴型显示装置1000中，虚像显示部1010被框架1110支承，令使用者将从虚像显示部1010射出的图像识别为虚像。在本实施方式中，头部佩戴型显示装置1000具有左眼用显示部1101和右眼用显示部1102来作为虚像显示部1010。左眼用显示部1101和右眼用显示部1102以相同的结构左右对称地配置。
在以下的说明中，以左眼用显示部1101为中心来进行说明，省略右眼用显示部1102的说明。
如图9和图10所示，在头部佩戴型显示装置1000中，左眼用显示部1101具有：图像光生成模块1；以及导光系统1030，其将从图像光生成模块1射出的合成图像光LL向射出部1058引导。在图像光生成模块1与导光系统1030之间配置有投射透镜系统1070，从图像光生成模块1射出的合成图像光LL经由投射透镜系统1070而入射到导光系统1030。投射透镜系统1070由具有正的屈光力的1个准直透镜构成。
图像光生成模块1具有分色棱镜50和与分色棱镜50的4个面(三棱柱棱镜的第3面)中的3个面对置设置的3个面板10、20、30。面板10、20、30例如由有机EL面板构成。
从第1面板10射出的图像光作为第1波段的第1图像光LR入射到分色棱镜50。从第2面板20射出的图像光作为第2波段的第2图像光LG入射到分色棱镜50。从第3面板30射出的图像光作为第3波段的第3图像光LB入射到分色棱镜50。从分色棱镜50射出由第1图像光LR、第2图像光LG以及第3图像光LB合成而得的合成图像光LL。
导光系统1030具有：透光性的入射部1040，合成图像光LL入射到该入射部1040；以及透光性的导光部1050，其一端1051侧与入射部1040连接。在本实施方式中，入射部1040和导光部1050由一体的透光性部件构成。
入射部1040具有：入射面1041，从图像光生成模块1射出的合成图像光LL入射到该入射面1041；以及反射面1042，其使从入射面1041入射的合成图像光LL在反射面1042与入射面1041之间反射。入射面1041由平面、非球面或自由曲面等构成，隔着投射透镜系统1070与图像光生成模块1对置。投射透镜系统1070倾斜地配置，使得与入射面1041的端部1412之间的间隔比与入射面1041的端部1411之间的间隔大。
在入射面1041上没有形成反射膜，但对以临界角以上的入射角入射的光进行全反射。因此，入射面1041具有透光性和光反射性。反射面1042由与入射面1041对置的面构成，并且倾斜地配置以使端部1422比入射面1041的端部1421更远离入射面1041。因此，入射部1040具有大致三角形的形状。反射面1042由平面、非球面或自由曲面等构成。反射面1042具有形成有以铝、银、镁、铬等为主成分的反射性的金属层的结构。
导光部1050具有：第1面1056(第1反射面)，其从一端1051朝向另一端1052侧延伸；第2面1057(第2反射面)，其与第1面1056平行地对置并从一端1051侧朝向另一端1052侧延伸；以及射出部1058，其设置于第2面1057的从入射部1040隔开的部分。第1面1056和入射部1040的反射面1042经由斜面1043而连接。第1面1056和第2面1057的厚度比入射部1040薄。第1面1056和第2面1057基于导光部1050与外界(空气)的折射率差而对以临界角以上的入射角入射的光进行全反射。因此，在第1面1056和第2面1057上未形成反射膜。
在导光部1050的厚度方向的第2面1057侧的一部分构成射出部1058。在射出部1058中，相对于第2面1057的法线方向倾斜的多个部分反射面1055相互平行地配置。射出部1058是第2面1057中的与多个部分反射面1055重叠的部分，是在导光部1050的延长方向上具有规定的宽度的区域。多个部分反射面1055分别由电介质多层膜构成。并且，多个部分反射面1055中的至少1个也可以是电介质多层膜和以铝、银、镁、铬等为主成分的反射性的金属层(薄膜)的复合层。在部分反射面1055包含金属层的情况下，具有提高部分反射面1055的反射率的效果或者能够使部分反射面1055的透射率及反射率的入射角依赖性或偏振依赖性适当化的效果。另外，对于射出部1058，也可以是设置有衍射光栅或全息元件等光学元件的方式。
在上述结构的头部佩戴型显示装置1000中，由从入射部1040入射的平行光构成的合成图像光LL在入射面1041上折射并朝向反射面1042。接着，合成图像光LL被反射面1042反射而再次朝向入射面1041。此时，由于合成图像光LL以临界角以上的入射角入射到入射面1041，所以被入射面1041朝向导光部1050反射并朝向导光部1050。另外，在入射部1040中，采用了作为平行光的合成图像光LL入射到入射面1041的结构，但也可以采用如下的结构：由自由曲面等构成入射面1041和反射面1042，作为非平行光的合成图像光LL在入射到入射面1041之后，在反射面1042与入射面1041之间反射的期间被变换为平行光。
在导光部1050中，合成图像光LL在第1面1056与第2面1057之间反射并行进。入射到部分反射面1055的合成图像光LL的一部分被部分反射面1055反射并从射出部1058朝向观察者的眼睛E射出。并且，入射到部分反射面1055的合成图像光LL的剩余部分透过部分反射面1055并入射到相邻的下一个部分反射面1055。因此，在多个部分反射面1055上分别反射的合成图像光LL从射出部1058朝向观察者的眼E射出。由此，观察者能够识别虚像。
此时，从外界入射到导光部1050的光在入射到导光部1050之后，透过部分反射面1055并到达观察者的眼睛E。因此，观察者能够看到从图像光生成模块1射出的彩色图像，并且能够透视地看到外界的景色等。
第2实施方式的头部佩戴型显示装置1000具有第1实施方式的图像光生成模块1，因此，能够显示减少了颜色不均的产生的高品质的图像。
另外，在第2实施方式的头部佩戴型显示装置1000中，以使用导光部1050作为导光系统1030的情况为例，但也可以通过在不使用导光部的光学系统中应用第1实施方式的图像光生成模块1来构成头部佩戴型显示装置。
(第3实施方式)
以下，使用图11对本发明的第3实施方式进行说明。
在上述第1实施方式中说明的图像光生成模块1被用于以下说明的显示装置。
图11是第3实施方式的投射型显示装置2000的概略结构图。
如图11所示，投射型显示装置2000(图像显示装置)具有：上述实施方式的图像光生成模块1；以及投射光学系统2100，其将从图像光生成模块1射出的合成图像光LL放大投射到屏幕等被投射部件2200上。
图像光生成模块1具有分色棱镜50和与分色棱镜50的4个面(三棱柱棱镜的第3面)中的3个面对置设置的3个面板10、20、30。面板10、20、30例如由有机EL面板等射出不具有偏振特性的图像光的面板构成。
第3实施方式的投射型显示装置2000具有第1实施方式的图像光生成模块1，因此，能够显示减少了颜色不均的产生的高品质的图像。
另外，本发明的技术范围并不限于上述实施方式，能够在不脱离本发明主旨的范围内施加各种变更。
例如，在上述实施方式中例示的图像光生成模块和图像显示装置的各构成要素的材料、数量、配置、形状等具体的结构能够适当变更。
并且，在上述实施方式中，说明了射出蓝色波段的光的发光材料的寿命最短，但也可以根据发光材料或结构等，将寿命最短的颜色设为蓝色以外的颜色而应用本发明的结构。
并且，在上述实施方式中，作为构成图像光生成模块的第1面板、第2面板以及第3面板，列举了不具有偏振特性的有机EL面板的例子，但图像显示面板并不限于有机EL面板，也可以使用无机EL面板、微型LED面板等不具有偏振特性的自发光型面板。并且，作为第1面板、第2面板以及第3面板，也可以使用具有偏振特性的有机EL面板。
并且，作为有机EL面板，也可以采用如下的结构：根据面板内的像素的位置使滤色器77(参照图2)相对于光谐振器80(参照图2)的位置错开而由滤色器77使像素光会聚或发散。在该情况下，在第1面板、第2面板以及第3面板中使像素间距按每一场所发生变化，但像素间距的变化方式在第1面板、第2面板以及第3面板之间相同。
并且，使本发明的开口率按每个像素而不同的结构、以及使来自各像素的图像光的一部分或中心轴重叠的结构也可以应用在组合2块面板和分色棱镜而得的图像光生成模块中。在该情况下，2块面板中的一个射出2色的像素光，2块面板中的另一个射出剩余的1色的像素光。从一个面板射出的2色的像素光与从另一面板射出的1色的像素光的重叠方式为图7D所示的状态。
并且，作为具有在上述实施方式中说明的图像光生成模块的图像显示装置的例子，可以举出在摄像机或静态照相机等摄像装置中使用的电子式取景器(EVF：ElectronicView Finder)等。

Claims (6)

1.一种图像光生成模块，其特征在于，该图像光生成模块具有：
第1面板，其射出不具有偏振特性的红色波段的第1图像光；
第2面板，其射出不具有偏振特性的绿色波段的第2图像光；
第3面板，其射出不具有偏振特性的蓝色波段的第3图像光；以及
颜色合成棱镜，其射出由所述第1图像光、所述第2图像光和所述第3图像光合成而得的合成光，
所述第1面板、所述第2面板和所述第3面板分别具有设置有多个像素的显示区域，
所述第1面板、所述第2面板和所述第3面板的像素开口率分别不同。
2.根据权利要求1所述的图像光生成模块，其特征在于，
所述颜色合成棱镜具有射出所述合成光的射出面，
在俯视观察所述射出面的状态下，从所述第1面板的第1像素射出的第1像素光、从所述第2面板的第2像素射出的第2像素光以及从所述第3面板的第3像素射出的第3像素光各自的至少一部分是重叠的。
3.根据权利要求1所述的图像光生成模块，其特征在于，
所述颜色合成棱镜具有射出所述合成光的射出面，
在俯视观察所述射出面的状态下，从所述第1面板的第1像素射出的第1像素光的穿过所述第1像素的中心的第1中心轴、从所述第2面板的第2像素射出的第2像素光的穿过所述第2像素的中心的第2中心轴以及从所述第3面板的第3像素射出的第3像素光的穿过所述第3像素的中心的第3中心轴相互一致。
4.根据权利要求1至3中的任意一项所述的图像光生成模块，其特征在于，
所述第1面板、所述第2面板和所述第3面板中的像素间距相同。
5.根据权利要求1所述的图像光生成模块，其特征在于，
所述第1面板、所述第2面板和所述第3面板是有机EL面板。
6.一种图像显示装置，其特征在于，该图像显示装置具有权利要求1至5中的任意一项所述的图像光生成模块。
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