JP7059654B2 - Display devices, mobiles, lighting devices and reflectors - Google Patents
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Description
本発明は、表示装置、表示装置を有する移動体、照明装置および反射板に関する。 The present invention relates to a display device, a moving body having a display device, a lighting device, and a reflector.
車、船、鉄道車両、飛行機等の移動体の多くに、表示装置が搭載されている。特許文献1は、移動体に搭載される表示装置として、例えばヘッドアップディスプレイを開示している。特許文献1に開示された表示装置では、画像光を射出する画像形成装置が、ダッシュボードの内部等、直接視認されない位置に配置される。そして、画像形成装置によって形成された画像光は、鏡等の誘導手段により、運転者から視認できる位置へ誘導される。
Many moving objects such as cars, ships, railroad cars, and airplanes are equipped with display devices.
ところで、フルカラーの表示を行う場合、画像形成装置は互いに異なる複数の波長域(例えば光の三原色である赤色(R)、緑色(G)および青色(B)の波長域)の光を射出する。画像形成装置に用いられる一般的な光源が射出する光の強度は、可視光全域で均一ではなく、波長域によって異なる。例えば、光源として一般的な青色発光ダイオードが射出する光の強度は、青色(B)の波長域では強く、緑色(G)および赤色(R)の波長域では弱い。このような一般的な光源を用いた画像形成装置では、所望の色の表示を得ることができない。したがって、画像形成装置の形成する画像光に含まれる複数の波長域の光の強度を、調整する必要がある。同様のニーズが、照明装置にも存在する。 By the way, when performing full-color display, the image forming apparatus emits light in a plurality of wavelength ranges different from each other (for example, wavelength ranges of red (R), green (G), and blue (B), which are the three primary colors of light). The intensity of light emitted by a general light source used in an image forming apparatus is not uniform over the entire visible light range and varies depending on the wavelength range. For example, the intensity of light emitted by a blue light emitting diode, which is generally used as a light source, is strong in the blue (B) wavelength range and weak in the green (G) and red (R) wavelength ranges. An image forming apparatus using such a general light source cannot obtain a desired color display. Therefore, it is necessary to adjust the intensity of light in a plurality of wavelength ranges included in the image light formed by the image forming apparatus. Similar needs exist for luminaires.
本発明は、以上の点を考慮してなされたものであり、互いに強度の異なる複数の波長域の光を含む光を射出する画像形成装置あるいは光源を含む表示装置あるいは照明装置であって、当該複数の波長域の光を、その強度差を緩和あるいは変更して射出可能な表示装置あるいは照明装置を提供することを目的とする。また、そのような表示装置を有する移動体を提供することを目的とする。あるいは、上述の表示装置あるいは照明装置に用いられる反射板を提供することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of the above points, and is an image forming device or a display device or a lighting device including a light source that emits light including light in a plurality of wavelength ranges having different intensities from each other. It is an object of the present invention to provide a display device or a lighting device capable of emitting light in a plurality of wavelength ranges by reducing or changing the intensity difference thereof. It is also an object of the present invention to provide a mobile body having such a display device. Alternatively, it is an object of the present invention to provide a reflector used in the above-mentioned display device or lighting device.
本発明による表示装置は、
画像光を射出する画像形成装置と、
前記画像光を反射して前記画像光の光路を変化させる偏光選択反射層と、を備え、
前記偏光選択反射層は、第1波長を選択反射中心波長とする第1コレステリック液晶構造層と、前記第1波長とは異なる第2波長を選択反射中心波長とする第2コレステリック液晶構造層と、を有し、
前記画像形成装置から射出した画像光に含まれる前記第1波長を含む第1波長域の光の強度は、前記画像形成装置から射出した画像光に含まれる前記第2波長を含む第2波長域の光の強度よりも、弱く、
前記第1コレステリック液晶構造層は、前記第2コレステリック液晶構造層よりも、前記画像形成装置から射出して前記偏光選択反射層に向かう前記画像光の入射側に位置する。
The display device according to the present invention is
An image forming device that emits image light and
A polarization selective reflection layer that reflects the image light and changes the optical path of the image light is provided.
The polarization selective reflection layer includes a first cholesteric liquid crystal structure layer having a first wavelength as a selective reflection center wavelength, and a second cholesteric liquid crystal structure layer having a second wavelength different from the first wavelength as a selective reflection center wavelength. Have and
The intensity of the light in the first wavelength region including the first wavelength included in the image light emitted from the image forming apparatus is the second wavelength region including the second wavelength included in the image light emitted from the image forming apparatus. Weaker than the light intensity of
The first cholesteric liquid crystal structure layer is located on the incident side of the image light emitted from the image forming apparatus toward the polarization selective reflection layer, rather than the second cholesteric liquid crystal structure layer.
本発明による表示装置において、
前記偏光選択反射層は、前記第1波長および前記第2波長とは異なる第3波長を選択反射中心波長とする第3コレステリック液晶構造層を、さらに有し、
前記画像形成装置から射出した画像光に含まれる前記第2波長域の光の強度は、前記画像形成装置から射出した画像光に含まれる前記第3波長を含む第3波長域の光の強度よりも、弱く、
前記第2コレステリック液晶構造層は、前記第3コレステリック液晶構造層よりも、前記画像形成装置から射出して前記偏光選択反射層に向かう前記画像光の入射側に位置していてもよい。
In the display device according to the present invention
The polarization selective reflection layer further includes a third cholesteric liquid crystal structure layer having a third wavelength different from the first wavelength and the second wavelength as the selective reflection center wavelength.
The intensity of the light in the second wavelength region included in the image light emitted from the image forming apparatus is higher than the intensity of the light in the third wavelength region including the third wavelength contained in the image light emitted from the image forming apparatus. Also weak,
The second cholesteric liquid crystal structure layer may be located on the incident side of the image light emitted from the image forming apparatus toward the polarization selective reflection layer, rather than the third cholesteric liquid crystal structure layer.
また、本発明による表示装置は、前記画像形成装置から前記偏光選択反射層までの前記画像光の光路上となる位置に配置された1/4波長位相差層を、さらに備えていてもよい。 Further, the display device according to the present invention may further include a 1/4 wavelength retardation layer arranged at a position on the optical path of the image light from the image forming device to the polarization selective reflection layer.
また、本発明による表示装置は、前記偏光選択反射層で反射された前記画像光の光路上となる位置に配置された1/4波長位相差層を、さらに備えていてもよい。 Further, the display device according to the present invention may further include a 1/4 wavelength retardation layer arranged at a position on the optical path of the image light reflected by the polarization selective reflection layer.
また、本発明による表示装置は、前記画像形成装置から前記偏光選択反射層までの前記画像光の光路上となり且つ前記偏光選択反射層で反射された前記画像光の光路上となる位置に配置された1/4波長位相差層を、さらに備えていてもよい。 Further, the display device according to the present invention is arranged at a position on the optical path of the image light from the image forming apparatus to the polarization selective reflection layer and on the optical path of the image light reflected by the polarization selective reflection layer. A 1/4 wavelength retardation layer may be further provided.
この場合、前記1/4波長位相差層は、前記偏光選択反射層に積層されていてもよい。 In this case, the 1/4 wavelength retardation layer may be laminated on the polarization selective reflection layer.
また、本発明による表示装置は、前記偏光選択反射層で反射され前記1/4波長位相差層を透過した後における前記画像光の光路上に配置された偏光子を、さらに備えていてもよい。 Further, the display device according to the present invention may further include a polarizing element arranged on the optical path of the image light after being reflected by the polarization selective reflection layer and transmitted through the 1/4 wavelength retardation layer. ..
また、本発明による表示装置において、前記画像形成装置は、一方の直線偏光成分の光からなる前記画像光を射出してもよい。 Further, in the display device according to the present invention, the image forming device may emit the image light composed of the light of one of the linearly polarized light components.
また、本発明による表示装置において、前記画像形成装置は、液晶表示装置を含んでいてもよい。 Further, in the display device according to the present invention, the image forming device may include a liquid crystal display device.
また、本発明による表示装置において、前記偏光選択反射層は、右円偏光成分の光を選択反射するコレステリック液晶構造層と、左円偏光成分の光を選択反射するコレステリック液晶構造層と、を含んでいてもよい。 Further, in the display device according to the present invention, the polarization selective reflection layer includes a cholesteric liquid crystal structure layer that selectively reflects light of a right circular polarization component and a cholesteric liquid crystal structure layer that selectively reflects light of a left circular polarization component. You may go out.
この場合、本発明による表示装置は、前記偏光選択反射層で反射された後における前記画像光の光路上に配置された偏光子を、さらに備えていてもよい。 In this case, the display device according to the present invention may further include a polarizing element arranged on the optical path of the image light after being reflected by the polarization selective reflection layer.
また、本発明による表示装置において、前記画像形成装置は、光源と、光源からの光の光路を変化させるデジタルマイクロミラーデバイスと、前記デジタルマイクロミラーデバイスで光路を変化させられた前記光が入射するスクリーンと、を含んでいてもよい。 Further, in the display device according to the present invention, in the image forming apparatus, the light source, the digital micromirror device that changes the optical path of the light from the light source, and the light whose optical path is changed by the digital micromirror device are incident. It may include a screen and.
また、本発明による表示装置において、前記画像形成装置は、レーザー光を射出するレーザー光源と、前記レーザー光の光路を経時的に変化させる走査装置と、前記走査装置で光路を調整された前記レーザー光が入射するスクリーンと、を含んでいてもよい。 Further, in the display device according to the present invention, the image forming apparatus includes a laser light source that emits a laser beam, a scanning device that changes the optical path of the laser beam over time, and the laser whose optical path is adjusted by the scanning device. It may include a screen on which light is incident.
あるいは、本発明による表示装置は、
画像光を射出する画像形成装置と、
前記画像光を反射して前記画像光の光路を変化させる偏光選択反射層と、を備え、
前記偏光選択反射層は、第1波長を選択反射中心波長とする第1コレステリック液晶構造層と、前記第1波長とは異なる第2波長を選択反射中心波長とする第2コレステリック液晶構造層と、を有し、
前記画像形成装置から射出した画像光に含まれる前記第1波長を含む第1波長域の光および前記画像形成装置から射出した画像光に含まれる前記第2波長を含む第2波長域の光の強度差を変更するように、前記偏光選択反射層に含まれる前記第1コレステリック液晶構造層および前記第2コレステリック液晶構造層の積層順が決定されている。
Alternatively, the display device according to the present invention is
An image forming device that emits image light and
A polarization selective reflection layer that reflects the image light and changes the optical path of the image light is provided.
The polarization selective reflection layer includes a first cholesteric liquid crystal structure layer having a first wavelength as a selective reflection center wavelength, and a second cholesteric liquid crystal structure layer having a second wavelength different from the first wavelength as a selective reflection center wavelength. Have and
Light in the first wavelength region including the first wavelength included in the image light emitted from the image forming apparatus and light in the second wavelength region including the second wavelength contained in the image light emitted from the image forming apparatus. The stacking order of the first cholesteric liquid crystal structure layer and the second cholesteric liquid crystal structure layer contained in the polarization selective reflection layer is determined so as to change the intensity difference.
また、本発明による移動体は、上述した本発明による表示装置のいずれかを備える。 Further, the moving body according to the present invention includes any of the above-mentioned display devices according to the present invention.
あるいは、本発明による表示装置は、
画像光を射出する画像形成装置と、
前記画像光を反射して前記画像光の光路を変化させる偏光選択反射層と、を備え、
前記偏光選択反射層は、第1波長を選択反射中心波長とする第1コレステリック液晶構造層と、前記第1波長とは異なる第2波長を選択反射中心波長とする第2コレステリック液晶構造層と、を有し、
前記画像形成装置から射出した画像光は、前記第1波長を含む第1波長域の光と、前記第2波長を含む第2波長域の光と、を含む。
Alternatively, the display device according to the present invention is
An image forming device that emits image light and
A polarization selective reflection layer that reflects the image light and changes the optical path of the image light is provided.
The polarization selective reflection layer includes a first cholesteric liquid crystal structure layer having a first wavelength as a selective reflection center wavelength, and a second cholesteric liquid crystal structure layer having a second wavelength different from the first wavelength as a selective reflection center wavelength. Have and
The image light emitted from the image forming apparatus includes light in a first wavelength region including the first wavelength and light in a second wavelength region including the second wavelength.
本発明による表示装置において、前記画像光に含まれる前記第1波長域の光の強度及び前記画像光に含まれる前記第2波長域の光の強度に基づき、前記偏光選択反射層に含まれる前記第1コレステリック液晶構造層及び前記第2コレステリック液晶構造層の積層順が決定されてもよい。 In the display device according to the present invention, the polarization selective reflection layer is included in the polarization selective reflection layer based on the intensity of the light in the first wavelength region included in the image light and the intensity of the light in the second wavelength region contained in the image light. The stacking order of the first cholesteric liquid crystal structure layer and the second cholesteric liquid crystal structure layer may be determined.
あるいは、本発明による照明装置は、
照明光を射出する光源と、
前記光源から射出した照明光を反射して前記照明光の光路を変化させる偏光選択反射層と、を備え、
前記偏光選択反射層は、第1波長を選択反射中心波長とする第1コレステリック液晶構造層と、前記第1波長とは異なる第2波長を選択反射中心波長とする第2コレステリック液晶構造層と、を有し、
前記光源から射出した照明光に含まれる前記第1波長を含む第1波長域の光の強度は、前記光源から射出した照明光に含まれる前記第2波長を含む第2波長域の光の強度よりも、弱く、
前記第1コレステリック液晶構造層は、前記第2コレステリック液晶構造層よりも、前記光源から射出して前記偏光選択反射層に向かう前記照明光の入射側に位置する。
Alternatively, the lighting device according to the present invention is
A light source that emits illumination light and
A polarization selective reflection layer that reflects the illumination light emitted from the light source and changes the optical path of the illumination light is provided.
The polarization selective reflection layer includes a first cholesteric liquid crystal structure layer having a first wavelength as a selective reflection center wavelength, and a second cholesteric liquid crystal structure layer having a second wavelength different from the first wavelength as a selective reflection center wavelength. Have and
The intensity of the light in the first wavelength region including the first wavelength included in the illumination light emitted from the light source is the intensity of the light in the second wavelength region including the second wavelength included in the illumination light emitted from the light source. Weaker than
The first cholesteric liquid crystal structure layer is located on the incident side of the illumination light emitted from the light source and directed toward the polarization selective reflection layer, rather than the second cholesteric liquid crystal structure layer.
あるいは、本発明による照明装置は、
照明光を射出する光源と、
前記光源から射出した照明光を反射して前記照明光の光路を変化させる偏光選択反射層と、を備え、
前記偏光選択反射層は、第1波長を選択反射中心波長とする第1コレステリック液晶構造層と、前記第1波長とは異なる第2波長を選択反射中心波長とする第2コレステリック液晶構造層と、を有し、
前記光源から射出した照明光に含まれる前記第1波長を含む第1波長域の光および前記光源から射出した照明光に含まれる前記第2波長を含む第2波長域の光の強度差を変更するように、前記偏光選択反射層に含まれる前記第1コレステリック液晶構造層および前記第2コレステリック液晶構造層の積層順が決定されている。
Alternatively, the lighting device according to the present invention is
A light source that emits illumination light and
A polarization selective reflection layer that reflects the illumination light emitted from the light source and changes the optical path of the illumination light is provided.
The polarization selective reflection layer includes a first cholesteric liquid crystal structure layer having a first wavelength as a selective reflection center wavelength, and a second cholesteric liquid crystal structure layer having a second wavelength different from the first wavelength as a selective reflection center wavelength. Have and
The difference in intensity between the light in the first wavelength region including the first wavelength included in the illumination light emitted from the light source and the light in the second wavelength region including the second wavelength contained in the illumination light emitted from the light source is changed. As such, the stacking order of the first cholesteric liquid crystal structure layer and the second cholesteric liquid crystal structure layer included in the polarization selective reflection layer is determined.
あるいは、本発明による照明装置は、
照明光を射出する光源と、
前記光源から射出した照明光を反射して前記照明光の光路を変化させる偏光選択反射層と、を備え、
前記偏光選択反射層は、第1波長を選択反射中心波長とする第1コレステリック液晶構造層と、前記第1波長とは異なる第2波長を選択反射中心波長とする第2コレステリック液晶構造層と、を有し、
前記光源から射出した照明光は、前記第1波長を含む第1波長域の光と、前記第2波長を含む第2波長域の光と、を含む。
Alternatively, the lighting device according to the present invention is
A light source that emits illumination light and
A polarization selective reflection layer that reflects the illumination light emitted from the light source and changes the optical path of the illumination light is provided.
The polarization selective reflection layer includes a first cholesteric liquid crystal structure layer having a first wavelength as a selective reflection center wavelength, and a second cholesteric liquid crystal structure layer having a second wavelength different from the first wavelength as a selective reflection center wavelength. Have and
The illumination light emitted from the light source includes light in a first wavelength region including the first wavelength and light in a second wavelength region including the second wavelength.
本発明による照明装置において、前記照明光に含まれる前記第1波長域の光の強度及び前記照明光に含まれる前記第2波長域の光の強度に基づき、前記偏光選択反射層に含まれる前記第1コレステリック液晶構造層及び前記第2コレステリック液晶構造層の積層順が決定されてもよい。 In the lighting apparatus according to the present invention, the polarization selective reflection layer is included in the polarization selective reflection layer based on the intensity of the light in the first wavelength region included in the illumination light and the intensity of the light in the second wavelength region included in the illumination light. The stacking order of the first cholesteric liquid crystal structure layer and the second cholesteric liquid crystal structure layer may be determined.
また、本発明による反射板は、
入光面を有し、前記入光面に入射した第1波長を含む第1波長域の光および前記第1波長とは異なる第2波長を含む第2波長域の光を反射して、前記第1波長域の光および前記第2波長域の光の光路を変化させる偏光選択反射層を含む反射板であって、
前記偏光選択反射層は、前記第1波長を選択反射中心波長とする第1コレステリック液晶構造層と、前記第2波長を選択反射中心波長とする第2コレステリック液晶構造層と、を有し、
前記偏光選択反射層に含まれる前記第1コレステリック液晶構造層および前記第2コレステリック液晶構造層の積層順は、前記第1波長域の光および前記第2波長域の光の強度差を変更するように決定されている。
Further, the reflector according to the present invention is
The light having an incoming surface and reflecting the light in the first wavelength region including the first wavelength incident on the incoming surface and the light in the second wavelength region including the second wavelength different from the first wavelength are reflected. A reflector including a polarization selective reflection layer that changes the optical path of light in the first wavelength region and light in the second wavelength region.
The polarization selective reflection layer includes a first cholesteric liquid crystal structure layer having the first wavelength as the selective reflection center wavelength, and a second cholesteric liquid crystal structure layer having the second wavelength as the selective reflection center wavelength.
The stacking order of the first cholesteric liquid crystal structure layer and the second cholesteric liquid crystal structure layer included in the polarization selective reflection layer changes the intensity difference between the light in the first wavelength region and the light in the second wavelength region. Has been decided.
本発明によれば、互いに強度の異なる複数の波長域の光を含む光を射出する画像形成装置あるいは光源を含む表示装置あるいは照明装置であって、当該複数の波長域の光を、その強度差を緩和あるいは変更して射出可能な表示装置あるいは照明装置を提供することができる。また、そのような表示装置を有する移動体を提供することができる。あるいは、上述の表示装置あるいは照明装置に用いられる反射板を提供することができる。 According to the present invention, an image forming device or a display device or a lighting device including a light source that emits light including light in a plurality of wavelength ranges having different intensities, and the light in the plurality of wavelength ranges is different in intensity. It is possible to provide a display device or a lighting device capable of emitting light by relaxing or modifying the above. It is also possible to provide a mobile body having such a display device. Alternatively, a reflector used in the above-mentioned display device or lighting device can be provided.
以下、図面を参照して本発明の一実施の形態について説明する。なお、本件明細書に添付する図面においては、図示と理解のしやすさの便宜上、適宜縮尺および縦横の寸法比等を、実物のそれらから変更し誇張してある。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings attached to the present specification, the scale and the aspect ratios are appropriately changed and exaggerated from those of the actual product for the convenience of illustration and comprehension.
図1および図2は本発明による一実施の形態を説明するための図である。このうち図1は、表示装置の全体構成を移動体の一部分とともに示す縦断面図であり、図2は、表示装置の要部を示す縦断面図である。 1 and 2 are diagrams for explaining one embodiment according to the present invention. Of these, FIG. 1 is a vertical sectional view showing the entire configuration of the display device together with a part of the moving body, and FIG. 2 is a vertical sectional view showing a main part of the display device.
図1に示すように、移動体1は、移動体本体2と、移動体本体2に搭載された表示装置10と、を有している。移動体本体2として、車、船、鉄道車両、飛行機等を例示することができる。図1に示された例において、移動体本体2は、自動車となっている。この例において、表示装置10は、ダッシュボード4内に配置され、フロントガラス3に画像を投影する。フロントガラス3に向けて投射された画像光は、フロントガラス3で反射して、移動体本体2の運転者によって観察され得るようになる。運転者は、表示装置10に含まれた画像形成装置30からフロントガラス3までの画像光Liの光路長に対応した距離だけ、フロントガラス3よりも前方となる位置に、虚像を視認するようになる。すなわち、図1に示された例において、表示装置10は、投影型の表示装置、より具体的にはヘッドアップディスプレイとして構成されている。
As shown in FIG. 1, the moving
図1に示された例において、ダッシュボード4には、開口4aが形成されている。表示装置10からの画像光Liは、この開口4aを介して、フロントガラス3に向かう。一方、図1に示すように、フロントガラス3を介して移動体本体2の内部に入射してきた外光Lx、とりわけ太陽光は、画像光Liの光路を逆向きに進んで、表示装置10内に入射する。表示装置10に含まれる画像形成装置30は、とりわけ耐熱性の低い光学フィルム類を含んでおり、外光Lxを受けることによって機能が害される可能性がある。以下に説明する一実施の形態では、表示装置10に含まれる画像形成装置30の加熱を効果的に抑制するための工夫がなされている。以下、本実施の形態における表示装置10の詳細について説明していく。
In the example shown in FIG. 1, the
なお、自動車に限られることなく、移動体1には、通常、表示装置10が設けられており、移動体1の運転者または操縦者は、表示装置10を介して、移動体本体2の状態や移動体本体2の周囲の様子を確認することができるようになっている。移動体1の運転者または操縦者は、通常、透明ガラス等で区画された領域内に位置し、透明ガラスを介して外部の状況を把握する。したがって、移動体本体2に搭載される表示装置10は、外光Lx、とりわけ太陽光を受光しやすい環境に設置される傾向にある。そして、以下に説明する一実施の形態は、自動車に限られることなく、移動体1一般に搭載される表示装置10において広く有用である。
Not limited to automobiles, the moving
図1に示すように、表示装置10は、筐体20と、筐体20内に配置された画像形成装置30と、画像形成装置30で形成された画像光を筐体20外へと誘導する誘導手段55と、を有している。また、図示された例では、画像形成装置30からの画像光Liは、一方の直線偏光成分の光によって構成されている。このような画像形成装置30に対応して、画像形成装置30と誘導手段55との間に、1/4波長位相差層50が設けられている。以下、各構成要素について説明する。
As shown in FIG. 1, the
筐体20は、樹脂または金属によって形成されている。図1に示すように、筐体20には、フロントガラス3に対面する位置に、開口21が形成されている。この開口21には、可視光透過性を有した透明カバー25が設けられている。透明カバー25は、一具体例として、ポリカーボネート樹脂やアクリル樹脂からなる透明板とすることができる。また、透明カバー25は、筐体20内への赤外線の入射を抑制する目的から、画像形成装置30の画像光である可視光の透過を損なわない範囲で、赤外線(近赤外線を含む概念)を反射する赤外線反射膜もしくは赤外線を吸収する赤外線吸収膜として機能するようにしてもよい。
The
画像形成装置30は、画像を形成する装置であり、画像を形成する画像光Liを射出する。図2に示すように、画像形成装置30として、液晶表示装置31を用いることができる。
The
図1および図2に示す例では、画像光Liは、複数の波長域の可視光で構成されている。画像光Liは、第1波長を含む第1波長域の可視光L1と、第2波長を含む第2波長域の可視光L2と、第3波長を含む第3波長域の可視光L3と、で構成されている。第1波長と第2波長と第3波長とは、互いに異なっている。画像形成装置30が光の三原色である赤色(R)、緑色(G)および青色(B)の波長域の光によりカラー表示を実現している場合、画像形成装置30から射出される画像光Liは、例えば、波長域が430~460nmの可視光と、波長域が540~570nmの可視光と、波長域が580~620nmの可視光と、によって構成されている。
In the example shown in FIGS. 1 and 2, the image light Li is composed of visible light in a plurality of wavelength ranges. The image light Li includes visible light L1 in the first wavelength region including the first wavelength, visible light L2 in the second wavelength region including the second wavelength, and visible light L3 in the third wavelength region including the third wavelength. It is composed of. The first wavelength, the second wavelength, and the third wavelength are different from each other. When the
なお、画像形成装置30は、4色以上の色の波長域の光によりカラー表示を実現してもよい。この場合、画像光Liは、4色以上の色の波長域の光で構成される。画像形成装置30が濃赤色(DR)、赤色(R)、緑色(G)、淡青色(LB)および青色(B)の波長域の光によりカラー表示を実現している場合、画像形成装置30から射出される画像光Liは、例えば、波長域が430~460nmの可視光と、波長域が490nm~520nmの可視光と、波長域が540~570nmの可視光と、波長域が580~620nmの可視光と、波長域が640~680nmの可視光と、によって構成されていてよい。
The
液晶表示装置31は、液晶表示パネル32と、液晶表示パネル32の背面側に配置され液晶表示パネル32を背面側から面状に照らす面光源装置33と、を有している。面光源装置33は、直下型やエッジライト型等、種々の形式のバックライトにより構成され得る。液晶表示パネル32は、面光源装置33からの光の透過または遮断を画素毎に制御するシャッターとして機能し、表示面に画像を表示することができる。
The liquid crystal display device 31 includes a liquid crystal display panel 32 and a surface
図示された液晶表示パネル32は、面光源装置33の側から順に、下偏光板32a、液晶セル32bおよび上偏光板32cを有している。下偏光板32aおよび上偏光板32cは、吸収型の偏光子であり、入射した光を直交する二つの偏光成分(P波およびS波)に分解し、一方の方向(透過軸と平行な方向)に振動する直線偏光成分(例えば、P波)を透過させ、前記一方の方向に直交する他方の方向(吸収軸と平行な方向)に振動する直線偏光成分(例えば、S波)を吸収する機能を有している。
The illustrated liquid crystal display panel 32 has a lower polarizing plate 32a, a liquid crystal cell 32b, and an upper
液晶セル32bには、一つの画素を形成する領域毎に、電界印加がなされ得るようになっている。そして、電界印加の有無によって液晶セル32b中の液晶分子の配向方向が変化するようになる。一例として、入光側に配置された下偏光板32aを透過した特定方向の偏光成分は、電界印加されていない液晶セル32bを通過する際にその偏光方向を90°回転させ、その一方で、電界印加された液晶セル32bを通過する際にその偏光方向を維持する。この場合、液晶セル32bへの電界印加の有無によって、下偏光板32aを透過した特定方向に振動する偏光成分が、下偏光板32aの出光側に配置された上偏光板32cをさらに透過するか、あるいは、上偏光板32cで吸収されて遮断されるか、を制御することができる。
An electric field can be applied to the liquid crystal cell 32b for each region forming one pixel. Then, the orientation direction of the liquid crystal molecules in the liquid crystal cell 32b changes depending on the presence or absence of the electric field application. As an example, the polarization component in a specific direction transmitted through the lower polarizing plate 32a arranged on the incoming light side rotates its polarization direction by 90 ° when passing through the liquid crystal cell 32b to which no electric field is applied, while rotating the polarization direction by 90 °. The polarization direction is maintained as it passes through the liquid crystal cell 32b to which an electric field is applied. In this case, whether the polarizing component vibrating in a specific direction transmitted through the lower polarizing plate 32a further transmits the upper
このようにして液晶表示パネル32(液晶表示部)では、面光源装置33からの光の透過または遮断を画素毎に制御し得るようになっている。なお、液晶表示装置31の詳細については、種々の公知文献(例えば、「フラットパネルディスプレイ大辞典(内田龍男、内池平樹監修)」2001年工業調査会発行)に記載されており、ここではこれ以上の詳細な説明を省略する。
In this way, the liquid crystal display panel 32 (liquid crystal display unit) can control the transmission or blocking of light from the surface
液晶表示装置31から射出する画像光Liは、上偏光板32cの透過軸に対応した一方の直線偏光成分の光となる。そして、図示された例では、画像形成装置30から射出した画像光Liは、1/4波長位相差層50に入射する。1/4波長位相差層50は、透過光に対して1/4波長分の位相差を付与する。1/4波長位相差層50は、一方の直線偏光成分の光からなる画像光Liが、1/4波長位相差層50を透過することで、右円偏光成分または左円偏光成分に変換されるように、その遅相軸の方向が決定される。図1および図2に示された例において、1/4波長位相差層50を透過した画像光Liは、右円偏光成分に変換されている。なお、図1および図2では、1/4波長位相差層50は、画像形成装置30から離間して配置されているが、これに限られない。1/4波長位相差層50は、画像形成装置30に対して固定されていてもよい。例えば、画像形成装置30の画像形成面に1/4波長位相差層50が積層されていてもよい。また、1/4波長位相差層50は、後述する偏光選択反射層70の最表面に積層されていてもよい。
The image light Li emitted from the liquid crystal display device 31 is the light of one linearly polarized light component corresponding to the transmission axis of the upper
次に、誘導手段(光路調整光学系)55について説明する。誘導手段55は、画像形成装置30からの画像光Liをフロントガラス3に向けて誘導する。すなわち、誘導手段55は、画像形成装置30からの画像光Liをフロントガラス3に投影する投影光学系(投射光学系)である。誘導手段55は、選択反射板60および反射手段80を有している。
Next, the guiding means (optical path adjusting optical system) 55 will be described. The guiding means 55 guides the image light Li from the
このうち、選択反射板60は、画像光Liを選択的に反射させて画像光Liの光路を調整する一方で、表示装置10に入射してきた不要な外光Lxの多くを透過させるように構成されている。すなわち、選択反射板60は、画像光Liの光路と不要な外光Lxの光路とを区分けする機能を期待された部材である。選択反射板60を設けることで、外光Lxが、画像形成装置30に進むことを効果的に防止している。一方、反射手段80は、画像光Liおよび外光Lxを分離させる機能を付与されていない。反射手段80は、例えば、反射鏡として構成され得る。とりわけ図示された例において、反射手段80は、凹面鏡81として構成されている。凹面鏡81を用いることで、画像形成装置30で形成される画像を拡大して投影することが可能となる。ただし、誘導手段55は、図示された例に限られず、例えば、反射手段80に代えて又は反射手段80に加えて、プリズム等の光学要素を含んでいてもよい。
Of these, the
以下、誘導手段55の選択反射板60についてさらに詳述する。図2に示すように、選択反射板60は、基材61と、基材61に積層された偏光選択反射層70と、を有している。偏光選択反射層70は、画像光Liを選択的に反射して画像光の光路を変化させる性質を有している。すなわち、偏光選択反射層70は、画像光Liをそれ以外の何らかの光から区別して、画像光をそれ以外の何らかの光よりも高い反射率で反射する。図示された例において、偏光選択反射層70は、画像光Liを外光Lxよりも高い反射率で反射する。また、偏光選択反射層70は、外光Lxを選択的に透過する性質を有している。すなわち、偏光選択反射層70は、外光Lxをそれ以外の何らかの光から区別して、外光Lxをそれ以外の何らかの光よりも高い透過率で透過させる。図示された例において、偏光選択反射層70は、外光Lxを画像光Liよりも高い透過率で透過させる。
Hereinafter, the
偏光選択反射層70は、具体的な構成として、コレステリック液晶構造を有した複数のコレステリック液晶構造層を含んでいる。コレステリック液晶構造層は、コレステリック規則性を示す液晶性組成物からなり、コレステリック液晶構造における液晶分子の物理的な分子配列として、液晶分子のダイレクターが層の厚さ方向に連続的に回転してなる螺旋構造をとなっている。そして、コレステリック液晶構造は、このような液晶分子の物理的な分子配列に基づいて、一方向の円偏光成分と、これと逆回りの円偏光成分とを分離する偏光分離特性を有している。すなわち、コレステリック液晶構造において、螺旋軸に沿って入射した無偏光状態の光は、2つの偏光状態の光(右円偏光および左円偏光)に分離され、一方は透過され、残りは反射される。この現象は、円偏光二色性として知られ、液晶分子の螺旋構造における螺旋巻き方向を適宜選択すると、この螺旋巻き方向と同一の旋光方向を有する円偏光成分が選択的に反射される。
As a specific configuration, the polarization
この場合の最大旋光光散乱は、次式(1)の波長λ0で生じる。
λ0=nav・p … (1)
ここで、pは液晶分子の螺旋構造における螺旋ピッチ長(液晶分子の分子螺旋の1ピッチ当たりの長さ)、navは螺旋軸に直交する平面内での平均屈折率である。
The maximum optical rotation light scattering in this case occurs at the wavelength λ 0 of the following equation (1).
λ 0 = nav ・ p… (1)
Here, p is the spiral pitch length (the length per pitch of the molecular spiral of the liquid crystal molecule) in the spiral structure of the liquid crystal molecule, and nav is the average refractive index in the plane orthogonal to the spiral axis.
また、このときの反射光の波長バンド幅△λは次式(2)で表される。ここで、△nは複屈折値である。
△λ=△n・p … (2)
Further, the wavelength bandwidth Δλ of the reflected light at this time is expressed by the following equation (2). Here, Δn is a birefringence value.
△ λ = △ n ・ p… (2)
すなわち、コレステリック液晶構造層は、円偏光選択性に加え波長選択性をも有している。したがって、選択反射中心波長λ0を中心とした波長バンド幅△λの範囲(選択反射波長域)に属する一方の円偏光成分(例えば選択反射波長域内の右円偏光)の光が、偏光選択反射層70で選択的に反射され(それ以外の光よりも高反射率で反射され)、それ以外の光が、偏光選択反射層70で選択的に透過される(選択反射波長域内の右円偏光成分の光よりも高い透過率で透過される)。 That is, the cholesteric liquid crystal structure layer has wavelength selectivity in addition to circular polarization selectivity. Therefore, the light of one circular polarization component (for example, right circular polarization in the selective reflection wavelength range) belonging to the range of the wavelength band width Δλ centered on the selective reflection center wavelength λ 0 is polarized selective reflection. It is selectively reflected by the layer 70 (reflected at a higher transmittance than the other light), and the other light is selectively transmitted by the polarization selective reflection layer 70 (right circular polarization within the selective reflection wavelength range). It is transmitted with a higher transmittance than the light of the component).
偏光選択反射層70は、可視光域(例えば、380nm~780nmの波長域)に含まれる複数の波長域の光を反射する。すなわち、図1および図2に示す例では、上述のように画像光Liは複数の波長域の可視光で構成されており、偏光選択反射層70は、当該複数の波長域の光に対応して、不連続的に異なる螺旋ピッチ長を有する少なくとも2以上のコレステリック液晶構造層を含んでいる。図1および図2に示す例では、画像形成装置30から射出される可視光Liは、第1波長域の光L1、第2波長域の光L2および第3波長域の光L3で構成されている。したがって、偏光選択反射層70に対して光が垂直に入射する場合を基準にして、選択反射中心波長が第1波長域、第2波長域および第3波長域に存在する光を選択的に反射するように、偏光選択反射層70に含まれる複数のコレステリック液晶構造層について、コレステリック液晶構造の螺旋ピッチ長を決定している。
The polarization
具体的には、画像形成装置30が赤色(R)、緑色(G)および青色(B)の波長域の光によりカラー表示を実現している場合、偏光選択反射層70に対して光が垂直に入射する場合を基準にして、例えば、選択反射中心波長が430~460nm、540~570nmおよび580~620nmの範囲に存在する光を選択的に反射するように、偏光選択反射層70に含まれる複数のコレステリック液晶構造層について、コレステリック液晶構造の螺旋ピッチ長を決定する。画像形成装置30が濃赤色(DR)、赤色(R)、緑色(G)、淡青色(LB)および青色(B)の波長域の光によりカラー表示を実現する場合は、偏光選択反射層70に対して光が垂直に入射する場合を基準にして、例えば、選択反射中心波長が430~460nm、490nm~520nm、540~570nm、580~620nmおよび640~680nmの範囲に存在する光を選択的に反射するように、偏光選択反射層70に含まれる複数のコレステリック液晶構造層について、コレステリック液晶構造の螺旋ピッチ長を決定すればよい。
Specifically, when the
なお、コレステリック液晶構造層のコレステリック液晶構造は、光が斜めに入射した際にその選択反射波長域が短波長側へシフト(いわゆる「ブルーシフト」)するという光学特性を有している。したがって、画像形成装置30から選択反射板60に入射する画像光Liの入射角に応じて、適宜、コレステリック液晶構造の螺旋ピッチ長を調節するようにすることが好ましい。
The cholesteric liquid crystal structure of the cholesteric liquid crystal structure layer has an optical characteristic that the selective reflection wavelength range is shifted to the short wavelength side (so-called "blue shift") when light is obliquely incident. Therefore, it is preferable to appropriately adjust the spiral pitch length of the cholesteric liquid crystal structure according to the incident angle of the image light Li incident on the
図2に示された例において、偏光選択反射層70は、第1波長を選択反射中心波長とする第1コレステリック液晶構造層71と、第2波長を選択反射中心波長とする第2コレステリック液晶構造層72と、第3波長を選択反射中心波長とする第3コレステリック液晶構造層73と、を有している。第1コレステリック液晶構造層71は、第1波長域の右円偏光成分の光を選択的に反射する。また、第2コレステリック液晶構造層72は、第2波長域の右円偏光成分の光を選択的に反射する。また、第3コレステリック液晶構造層73は、第3波長域の右円偏光成分の光を選択的に反射する。
In the example shown in FIG. 2, the polarization
コレステリック液晶構造層71,72,73の厚さは、選択的に反射される特定の円偏光成分の光を略100%反射する程度の大きさ(反射率が飽和する程度の大きさ)とすることが好ましい。コレステリック液晶構造層の反射率は、直接的には螺旋ピッチ数に依存しているが、螺旋ピッチ長が固定であるとすれば間接的にはコレステリック液晶構造層の厚さに依存している。具体的には、100%の反射率を得るためには、4~10ピッチ程度必要といわれているので、コレステリック液晶構造層を形成するための材料(例えばコレステリック規則性を示す液晶性組成物)の材料の種類や選択反射波長域にもよるが、例えば赤色(R)、緑色(G)および青色(B)のいずれかの波長域の光を反射する一層分のコレステリック液晶構造層であれば1~10μm程度の厚さを有することが好ましい。一方で、コレステリック液晶構造層の厚さは、厚くなればなるほどよいというわけではなく、厚くなりすぎると配向の制御などが困難となったり、ムラが生じたり、また材料自体による光吸収の程度が大きくなるので、上述した範囲が適切である The thickness of the cholesteric liquid crystal structure layers 71, 72, 73 shall be such that the light of the specific circularly polarized light component that is selectively reflected is reflected approximately 100% (the size is such that the reflectance is saturated). Is preferable. The reflectance of the cholesteric liquid crystal structure layer directly depends on the number of spiral pitches, but if the spiral pitch length is fixed, it indirectly depends on the thickness of the cholesteric liquid crystal structure layer. Specifically, since it is said that about 4 to 10 pitches are required to obtain 100% reflectance, a material for forming a cholesteric liquid crystal structure layer (for example, a liquid crystal composition exhibiting cholesteric regularity). Although it depends on the type of material and the selective reflection wavelength range, for example, if it is a layer of cholesteric liquid crystal structure layer that reflects light in any of the wavelength ranges of red (R), green (G) and blue (B). It preferably has a thickness of about 1 to 10 μm. On the other hand, the thicker the cholesteric liquid crystal structure layer, the better, and if it is too thick, it becomes difficult to control the orientation, unevenness occurs, and the degree of light absorption by the material itself is high. The above range is appropriate as it will be large.
一具体例として、第1コレステリック液晶構造層71が、600nm以上700nm以下の波長域の無偏光の光を30%以上の反射率で反射し、第2コレステリック液晶構造層72が、450nm以上550nm以下の波長域の無偏光の光を30%以上の反射率で反射し、第3コレステリック液晶構造層73が、300nm以上400nm以下の波長域の無偏光の光を30%以上の反射率で反射するようにしてもよい。
As a specific example, the first cholesteric liquid
以上に説明してきた表示装置10では、偏光選択反射層70が、画像光Liを選択反射し、画像光Liとは異なる波長域の光および画像光Liとは異なる円偏光成分の光を透過させることにより、フロントガラス3を介して移動体本体2の内部に入射してきた外光Lx、とりわけ太陽光が、画像光Liの光路を逆向きに進み、耐熱性の低い光学フィルム(例えば、上偏光板32c)を含む画像形成装置30へ入射する虞を低減させることができる。具体的には、画像光Liの光路を逆向きに進んだ外光Lxは、その大部分が偏光選択反射層70を透過する。したがって、偏光選択反射層70で反射して画像形成装置30に入射する外光Lxは、僅かに過ぎない。つまり、本実施の形態によれば、画像形成装置30が外光照射による加熱で損傷するといった不具合に効果的に対処することができる。
In the
また、特許文献1では、外光Lxを拡散させることで、外光Lxが画像形成装置30に入射することを防止している。しかしながら、表示装置10の筐体20内において外光Lxを拡散させると、画像のコントラストが低下する。一方、上述の表示装置10において、画像形成装置30は、外光Lxを拡散させる手段を用いることなく、外光Lxが画像形成装置30へ入射する虞を低減させている。このため、外光拡散に起因したコントラスト低下の問題が回避される。
Further, in
また、図2に示された例のように、選択反射板60は、基材61と、基材61上に積層された三つのコレステリック液晶構造層71,72,73と、に加え、基材61のコレステリック液晶構造層71,72,73とは反対側に積層された吸収層62を、有していてもよい。この吸収層62が、ビームストッパとして機能し、外光Lxを筐体20内で拡散させることなく回収することができる。これにより、外光拡散に起因したコントラスト低下を極めて効果的に防止することができる。なお、吸収層62としては、特に限定されることなく、可視光および赤外線(近赤外線を含む概念)を吸収し得る部材を用いることができる。具体的には、黒色の光吸収性ゴム材料や無機酸化物(一例として、黒アルマイト処理したアルミニウム)等を用いることができる。また、この吸収層の加熱を防止するため、放熱フィンを吸収層62に設置することや、送風ファン等の冷却手段を設けることも有効である。
Further, as shown in the example shown in FIG. 2, the
ところで、画像形成装置30から射出した画像光Liは、上述のように、複数の波長域の可視光L1,L2,L3で構成されている。画像形成装置30に用いられる一般的な光源33が射出する光の強度は、可視光全域で均一ではなく、波長域によって異なる。例えば、光源33として一般的な青色発光ダイオードが射出する光の強度は、青色(B)の波長域で最も強く、次いで緑色(G)の波長域において強く、赤色(R)の波長域では最も弱い。このため、画像形成装置30の光源33として、このような波長域毎に光の強度が異なる光源を用いた場合、所望の色の表示を得ることができないことがある。
By the way, as described above, the image light Li emitted from the
図1および図2に示す例においても、画像形成装置30から射出した画像光Liに含まれる第1波長域の光L1と第2波長域の光L2と第3波長域の光L3とは、その強度が異なっている。具体的には、第1波長域の光L1の強度は第2波長域の光L2の強度よりも弱く、第2波長域の光L2の強度は第3波長域の光L3の強度よりも弱い。ここで、本明細書における光の強度は、分光放射照度計(例えば、AsenseTEK社Lightning Passport ALP-01など)で測った強度をいう。
Also in the examples shown in FIGS. 1 and 2, the light L1 in the first wavelength region, the light L2 in the second wavelength region, and the light L3 in the third wavelength region contained in the image light Li emitted from the
このような事情を考慮して、本実施の形態による偏光選択反射層70は、画像形成装置30から射出した互いに強度の異なる複数の波長域の光L1,L2,L3の強度差を調整するための工夫がなされている。図示の例では、画像形成装置30から射出した互いに強度の異なる複数の波長域の光L1,L2,L3の強度差を緩和するための工夫がなされている。これにより、表示装置10において、所望の色の表示を得ることができるようになっている。以下、図2~図4Bを参照して、本実施の形態の偏光選択反射層70について、さらに詳細に説明する。
In consideration of such circumstances, the polarization
まず、図1に示す表示装置10では、画像形成装置30からの画像光Liは、偏光選択反射層70に斜めに、すなわち0°より大きい入射角で入射する。ここで入射角とは、画像光Liの入射方向と偏光選択反射層70の入光面70aの法線方向とがなす角度である。ここで、本件発明者らが得た知見によれば、複数のコレステリック液晶構造層を積層してなる積層体に、画像光が斜めに入射した場合、画像光が所望のように反射されないことがある。すなわち、当該積層体に含まれる一部のコレステリック液晶構造層において、当該層で反射されるべき波長域の光が所望のように反射されないことがある。とりわけ、積層体の入光面から離れた場所に配置されたコレステリック液層構造層において、当該層で反射されるべき波長域の光の反射率が低下する傾向にあることが知見された。また、このような現象は、画像光の入射角が大きいほど顕著であることが知見された。
First, in the
図3Aおよび図3Bを参照して、複数のコレステリック液晶構造層を積層してなる積層体の反射特性について説明する。 With reference to FIGS. 3A and 3B, the reflection characteristics of the laminated body obtained by laminating a plurality of cholesteric liquid crystal structural layers will be described.
図3Aは、複数のコレステリック液晶構造層を積層してなる積層体の縦断面図である。図3Aに示す積層体170は、入光側から順に、1/4波長位相差層150と、550nmに選択反射中心波長を有するコレステリック液晶構造層171と、650nmに選択反射中心波長を有するコレステリック液晶構造層172と、600nmに選択反射中心波長を有するコレステリック液晶構造層173と、450nmに選択反射中心波長を有するコレステリック液晶構造層174と、500nmに選択反射中心波長を有するコレステリック液晶構造層175と、ガラス基材161とを有している。
FIG. 3A is a vertical sectional view of a laminated body in which a plurality of cholesteric liquid crystal structural layers are laminated. The laminate 170 shown in FIG. 3A has a 1/4
図3Bに、図3Aに示す積層体170の反射特性を示す。反射特性は、積層体170に白色光を入射角30°で入射させ、反射光を日本分光製のV-670を用いて測定することにより測定した。
FIG. 3B shows the reflection characteristics of the
図3Bから理解されるように、積層体170の反射率は、波長域毎に異なっている。具体的には、積層体170の反射率は、510~560nmの波長域において概ね93%であるが、610~650nmの波長域では概ね87%であり、570~610nmの波長域では概ね82%であり、430~460nmの波長域では概ね76%であり、470~500nmの波長域では概ね65%である。これは、積層体170の入光面170aに近い位置に配置されたコレステリック液晶構造層171,172においては、その選択反射中心波長の光を高い反射率で反射することができるが、入光面170aから離れた位置に配置されたコレステリック液晶構造層173,174,175においては、その選択反射中心波長の光の反射率が低いことを示している。このような波長域による反射率の違いは、次の理由によるものと考えられる。
As can be seen from FIG. 3B, the reflectance of the
すなわち、コレステリック液晶構造層に斜めに入射した光には、当該層を透過する際、位相変調がもたらされ、その偏光状態が変化する。そして、複数のコレステリック液晶構造層を積層した積層体に斜めに光が入射すると、当該光にはコレステリック液晶構造層を透過する毎に位相変調がもたらされ、その偏光状態は、当該光にもたらされた位相変調量の分だけ変化する。この結果、例えば右円偏光成分の光として積層体に入射した光は、積層体の入光面から離れた位置に配置されたコレステリック液晶構造層に入射する際、右楕円偏光成分の光、あるいは直線偏光成分の光、場合によっては左円偏光成分の光に変換されている。ここで、積層体に含まれるコレステリック液晶構造層は、通常、積層体に入射する光に含まれる特定の円偏光成分の光を反射するように設計される。したがって、上述のように積層体に入射した光の偏光状態が変化してしまうと、積層体に含まれるコレステリック液晶構造層は、当該層に入射した光を所望のように反射することができない。以上により、積層体の入光面から離れた位置に配置されたコレステリック液晶構造層においては、積層体に入射した光とは偏光状態の異なる光が入射するため、当該層に入射した光を所望のように反射することができない。このため、複数のコレステリック液晶構造層を含む積層体の反射特性は、複数のコレステリック液晶構造層の積層順によって、異なったものとなる。 That is, the light obliquely incident on the cholesteric liquid crystal structure layer undergoes phase modulation when it passes through the layer, and its polarization state changes. Then, when light is obliquely incident on the laminated body in which a plurality of cholesteric liquid crystal structure layers are laminated, phase modulation is brought to the light each time it passes through the cholesteric liquid crystal structure layer, and the polarization state is also applied to the light. It changes by the amount of phase modulation that has been added. As a result, for example, the light incident on the laminate as the light of the right circular polarization component is the light of the right elliptical polarization component or the light of the right elliptical polarization component when incident on the cholesteric liquid crystal structure layer arranged at a position away from the incoming surface of the laminate. It is converted to light of a linearly polarized light component, and in some cases, light of a left circularly polarized light component. Here, the cholesteric liquid crystal structure layer contained in the laminated body is usually designed to reflect the light of a specific circularly polarized light component contained in the light incident on the laminated body. Therefore, if the polarization state of the light incident on the laminated body is changed as described above, the cholesteric liquid crystal structure layer contained in the laminated body cannot reflect the light incident on the layer as desired. As described above, in the cholesteric liquid crystal structure layer arranged at a position away from the light entering surface of the laminated body, light having a different polarization state from the light incident on the laminated body is incident, so that the light incident on the layer is desired. Can't reflect like. Therefore, the reflection characteristics of the laminated body including the plurality of cholesteric liquid crystal structural layers differ depending on the stacking order of the plurality of cholesteric liquid crystal structural layers.
図2に示す偏光選択反射層70は、上述のような複数のコレステリック液晶構造層を積層してなる積層体の反射特性を利用して、複数のコレステリック液晶構造層71~73の積層順が、画像形成装置から射出した互いに強度の異なる複数の波長域の光L1,L2,L3を、その強度差を緩和して反射するように、決定されている。すなわち、上述のように、画像光Liは、第1波長域の光L1と第2波長域の光L2と第3波長域の光L3とで構成されており、第1波長域の光L1の強度は第2波長域の光L2の強度よりも弱く、第2波長域の光L2の強度は第3波長域の光L3の強度よりも弱い。このような強度の異なる光L1,L2,L3を、その強度差を緩和して反射させるため、図2に示す偏光選択反射層70において、第1コレステリック液晶構造層71、第2コレステリック液晶構造層72および第3コレステリック液晶構造層73は、次のように配置されている。すなわち、第1コレステリック液晶構造層71は、第2コレステリック液晶構造層72よりも、画像形成装置30から射出して偏光選択反射層70に向かう画像光Liの入射側(入光面70aの側)に位置している。また、第2コレステリック液晶構造層71は、第3コレステリック液晶構造層73よりも、画像形成装置30から射出して偏光選択反射層70に向かう画像光Liの入射側(入光面70aの側)に位置している。ここで、偏光選択反射層70に関する「入射側」は、画像形成装置30から射出した画像光Liが入射する側である。
In the polarization
第1コレステリック液晶構造層71と第2コレステリック液晶構造層72とを上述のように配置することにより、第1コレステリック液晶構造層71における第1波長域の光L1の反射率を、第2コレステリック液晶構造層72における第2波長域の光L2の反射率よりも高くすることができる。この結果、第1コレステリック液晶構造層71に入射した第1波長域の光L1の強度と、第2コレステリック液晶構造層72に入射した第2波長域の光L2の強度と、の差よりも、第1コレステリック液晶構造層71で反射した第1波長域の光L1の強度と、第2コレステリック液晶構造層72で反射した第2波長域の光L2の強度と、の差を小さくすることができる。また、第2コレステリック液晶構造層72と第3コレステリック液晶構造層73とを上述のように配置することにより、第2コレステリック液晶構造層72における第2波長域の光L2の反射率を、第3コレステリック液晶構造層73における第3波長域の光L3の反射率よりも高くすることができる。この結果、第2コレステリック液晶構造層72に入射した第2波長域の光L2の強度と、第3コレステリック液晶構造層73に入射した第3波長域の光L3の強度と、の差よりも、第2コレステリック液晶構造層72で反射した第2波長域の光L2の強度と、第3コレステリック液晶構造層73で反射した第3波長域の光L3の強度と、の差を小さくすることができる。
By arranging the first cholesteric liquid
このように、偏光選択反射層70に含まれるコレステリック液晶構造層71,72,73の積層順が画像光Liに含まれる第1波長域の光L1、第2波長域の光L2および第3波長域の光L3の強度に基づいて決定されていることにより、複数の波長域の光L1,L2,L3の強度差を、緩和させることができる。また、好ましくは、複数の波長域の光L1,L2,L3の強度を、均一にすることができる。
As described above, the stacking order of the cholesteric liquid crystal structure layers 71, 72, 73 included in the polarization
なお、複数のコレステリック液晶構造層の積層順によって、積層体の反射特性が変化することは、図4Aおよび図4Bに明確に示されている。すなわち、図4Aおよび図4Bは、図3Aに示す積層体170と同様に、1/4波長位相差層150と、複数のコレステリック液晶構造層171~175と、ガラス基材161と、を有するが、複数のコレステリック液晶構造層171~175の積層順が異なる、という積層体の反射特性を示す。各積層体の反射特性は、積層体の1/4波長位相差層150に白色光を入射角30°で入射させ、反射光を日本分光製の分光光度計V-670を用いて測定した。
It is clearly shown in FIGS. 4A and 4B that the reflection characteristics of the laminated body change depending on the stacking order of the plurality of cholesteric liquid crystal structural layers. That is, FIGS. 4A and 4B have a 1/4
図4Aに示す積層体においては、入光側から順に、1/4波長位相差層150と、550nmに選択反射中心波長を有するコレステリック液晶構造層171と、600nmに選択反射中心波長を有するコレステリック液晶構造層173と、500nmに選択反射中心波長を有するコレステリック液晶構造層175と、650nmに選択反射中心波長を有するコレステリック液晶構造層172と、450nmに選択反射中心波長を有するコレステリック液晶構造層174と、ガラス基材161と、がこの順で積層されている。この積層体の反射率は、図3Bに示す積層体170の反射特性と比較して、560~600nmおよび470~500nmの波長域で高くなっている。これは、積層体170と比較して、600nmに選択反射中心波長を有するコレステリック液晶構造層173および500nmに選択反射中心波長を有するコレステリック液晶構造層175が、より入光側(1/4波長位相差層150側)に近い位置に配置されているためであると考えられる。
In the laminate shown in FIG. 4A, the 1/4
一方、図4Bに示す積層体においては、入光側から順に、1/4波長位相差層150と、650nmに選択反射中心波長を有するコレステリック液晶構造層172と、600nmに選択反射中心波長を有するコレステリック液晶構造層173と、550nmに選択反射中心波長を有するコレステリック液晶構造層171と、500nmに選択反射中心波長を有するコレステリック液晶構造層175と、450nmに選択反射中心波長を有するコレステリック液晶構造層174と、ガラス基材161と、がこの順で積層されている。この積層体の反射率は、図3Bに示す積層体170の反射特性と比較して、560~650nmの波長域で高くなっている。これは、積層体170と比較して、650nmに選択反射中心波長を有するコレステリック液晶構造層172および600nmに選択反射中心波長を有するコレステリック液晶構造層173が、より入光側(1/4波長位相差層150側)に近い位置に配置されているためであると考えられる。
On the other hand, in the laminate shown in FIG. 4B, the 1/4
図4Aおよび図4Bから理解されるように、偏光選択反射層の複数のコレステリック液晶構造層の積層順を変更することにより、偏光選択反射層で反射される反射光の特性を所望のように調整することができる。なお、図4Aに示すように、反射光の強度が550nm~560nmの波長域で最も高くなるように偏光選択反射層の複数のコレステリック液晶構造層の積層順を決定すると、人間の目の標準比視感度に合った反射光を得ることができる。この結果、表示装置において、高輝度で見やすい画像を得ることができる。あるいは、表示装置の消費電力を抑えることができる。 As can be seen from FIGS. 4A and 4B, the characteristics of the reflected light reflected by the polarization selective reflection layer can be adjusted as desired by changing the stacking order of the plurality of cholesteric liquid crystal structural layers of the polarization selective reflection layer. can do. As shown in FIG. 4A, when the stacking order of the plurality of cholesteric liquid crystal structural layers of the polarization selective reflection layer is determined so that the intensity of the reflected light becomes the highest in the wavelength range of 550 nm to 560 nm, the standard ratio of the human eye is determined. It is possible to obtain reflected light that matches the visual sensitivity. As a result, it is possible to obtain a high-brightness and easy-to-see image on the display device. Alternatively, the power consumption of the display device can be suppressed.
なお、後述する図7に示す表示装置10において、図4Aおよび図4Bに示す積層体を、1/4波長位相差層52を備えた偏光選択反射層70として採用し、表示装置10が設けられた移動体本体2のフロントガラス3に投影された画像のうち、白色で表示することが意図された白色部分の輝度および色味を、コニカミノルタ製の色彩輝度計CS-100Aを用いて測定することにより行ったところ、次のような結果が得られた。すなわち、図4Aに示す積層体を採用した場合、CIE1931-XYZ表色系における色度座標は、x=0.349、y=0.401であり、輝度は、2,510[cd/m2]であった。また、図4Bに示す積層体を採用した場合、CIE1931-XYZ表色系における色度座標は、x=0.370、y=0.364であり、輝度は、2,220[cd/m2]であった。上記の結果から、反射光の強度が550nm付近の波長域で最も高くなるように偏光選択反射層70に含まれる複数のコレステリック液晶構造層の積層順を決定すると、色度のy値が高くなり、白色部分の緑味が強くなることが理解される。また、この場合、輝度が高くなることが理解される。一方、反射光の強度が650nm付近の波長域で最も高くなるように偏光選択反射層70に含まれる複数のコレステリック液晶構造層の積層順を決定すると、色度のx値が高くなり、白色部分の赤味が強くなることが理解される。このように、偏光選択反射層70の複数のコレステリック液晶構造層の積層順を変更することで、表示色度および輝度を変更することができることが確認された。
In the
次に、以上の構成からなる表示装置10の作用について説明する。
Next, the operation of the
まず、画像形成装置30から第1波長域の光L1、第2波長域の光L2および第3波長域の光L3を含む画像光Liが射出する。画像光Liに含まれる光L1,L2,L3のうち、第1波長域の光L1の強度は第2波長域の光L2の強度よりも弱く、第2波長域の光L2の強度は第3波長域の光L3の強度よりも弱い。画像形成装置30は、液晶表示装置31である。したがって、画像光Liは、液晶表示装置31の上偏光板32cの透過軸の向きに対応した直線偏光成分の光によって構成されている。図1および図2に示すように、画像形成装置30から射出した画像光Liは、次に、1/4波長位相差層50を透過する。1/4波長位相差層50は、1/4波長分の位相変調を画像光Liに対してもたらす。この結果、画像光Liの偏光状態は、一方の直線偏光から一方の円偏光、例えば右円偏光へと変換される。
First, the image light Li including the light L1 in the first wavelength region, the light L2 in the second wavelength region, and the light L3 in the third wavelength region is emitted from the
1/4波長位相差層50を透過した画像光Liは、選択反射板60の偏光選択反射層70に向かう。図2に示すように、偏光選択反射層70は、第1コレステリック液晶構造層71、第2コレステリック液晶構造層72、第3コレステリック液晶構造層73を有している。コレステリック液晶構造層は、コレステリック液晶構造を有した層であって、波長選択性および円偏光選択性を有しており、画像光Liを選択的に反射させることができる。第1コレステリック液晶構造層71、第2コレステリック液晶構造層72および第3コレステリック液晶構造層73は、画像形成装置30から射出して偏光選択反射層70に向かう画像光Liに含まれる光L1,L2,L3の強度に応じて、当該画像光Liの入射側からこの順で積層されている。
The image light Li transmitted through the 1/4
コレステリック液晶構造層71,72,72のうち、上述の入射側から最も離れた位置に配置された第3コレステリック液晶構造層73では、画像光Liに含まれる光L1,L2,L3のうち、最も強度の強い第3波長域の光L3の右円偏光成分が反射される。また、第3コレステリック液晶構造層73よりも上述の入射側に位置する第2コレステリック液晶構造層72では、第3波長域の光L3よりも強度の弱い第2波長域の光L2の右円偏光成分が反射される。第2コレステリック液晶構造層72に入射した第2波長域の光L2の強度と、第3コレステリック液晶構造層73に入射した第3波長域の光L3の強度と、の差よりも、第2コレステリック液晶構造層72で反射した第2波長域の光L2の強度と、第3コレステリック液晶構造層73で反射した第3波長域の光L3の強度と、の差は小さい。さらに、第2コレステリック液晶構造層72よりも上述の入射側に位置する第1コレステリック液晶構造層71において、第2波長域の光L2よりも強度の弱い第1波長域の光L1の右円偏光成分が反射される。第1コレステリック液晶構造層71に入射した第1波長域の光L1の強度と、第2コレステリック液晶構造層72に入射した第2波長域の光L2の強度と、の差よりも、第1コレステリック液晶構造層71で反射した第1波長域の光L1の強度と、第2コレステリック液晶構造層72で反射した第2波長域の光L2の強度と、の差は小さい。
Among the cholesteric liquid crystal structure layers 71, 72, 72, in the third cholesteric liquid
選択反射板60で反射された画像光Liは、その後、反射手段80で拡大反射される。反射手段80で拡大反射された画像光Liは、透明カバー25を通過して、表示装置10から出射する。画像光Liは、その後フロントガラス3で反射して、観察者である運転者や操縦者に観察されるようになる。
The image light Li reflected by the
また、図示された例において、最終的に観察されるようになる画像光は、一方の円偏光成分からなっている。したがって、偏光サングラスを装着した観察者によっても、画像が観察され得る。 Further, in the illustrated example, the image light finally observed is composed of one of the circularly polarized light components. Therefore, the image can also be observed by an observer wearing polarized sunglasses.
以上に説明してきた上述の一実施の形態において、表示装置10は、画像光Liを射出する画像形成装置30と、画像光Liを反射して画像光Liの光路を変化させる偏光選択反射層70と、を備えている。偏光選択反射層70は、第1波長を選択反射中心波長とする第1コレステリック液晶構造層71と、第1波長とは異なる第2波長を選択反射中心波長とする第2コレステリック液晶構造層72と、を有している。ここで、画像形成装置30から射出した画像光Liに含まれる第1波長を含む第1波長域の光L1の強度は、画像形成装置30から射出した画像光Liに含まれる第2波長を含む第2波長域の光L2の強度よりも、弱い。そして、第1コレステリック液晶構造層71は、第2コレステリック液晶構造層72よりも、画像形成装置30から射出して偏光選択反射層70に向かう画像光Liの入射側に位置する。
In the above-described embodiment described above, the
また、偏光選択反射層70は、第1波長および第2波長とは異なる第3波長を選択反射中心波長とする第3コレステリック液晶構造層73を、さらに有している。ここで、画像形成装置30から射出した画像光Liに含まれる第2波長域の光L2の強度は、画像形成装置30から射出した画像光Liに含まれる第3波長を含む第3波長域の光L3の強度よりも、弱い。そして、第2コレステリック液晶構造層72は、第3コレステリック液晶構造層73よりも、画像形成装置30から射出して偏光選択反射層70に向かう画像光Liの入射側に位置する。
Further, the polarization
このような表示装置10の偏光選択反射層70では、画像形成装置30から射出した画像光Liに含まれる複数の波長域の光L1,L2,L3の各々の強度に基づいて、複数のコレステリック液晶構造層71,72,73の積層順が決定されている。この結果、偏光選択反射層70において、画像光Liに含まれる互いに強度の異なる光L1,L2,L3を、その強度差を緩和させて反射させることができる。すなわち、通常、複数のコレステリック液晶構造層からなる反射層においては、光を斜めに入射させると、当該光の入射側から離れた位置に配置されたコレステリック液晶構造層においては、当該層において反射されるべき波長域の光の反射率が低下する。したがって、第2波長域の光L2よりも強度の弱い第1波長域の光L1を反射する第1コレステリック液晶構造層71を、第2波長域の光L2を反射する第2コレステリック液晶構造層72よりも、画像光Liの入射側に配置することにより、第1コレステリック液晶構造層71における第1波長域の光L1の反射率を、第2コレステリック液晶構造層72における第2波長域の光L2の反射率よりも高くすることができる。この結果、互いに強度の異なる第1波長域の光L1と第2波長域の光L2とを、その強度差を緩和させて反射させることが可能である。すなわち、第1コレステリック液晶構造層71に入射する第1波長域の光L1の強度と、第2コレステリック液晶構造層72に入射する第2波長域の光L2の強度と、の差よりも、第1コレステリック液晶構造層71で反射した第1波長域の光L1の強度と、第2コレステリック液晶構造層72で反射した第2波長域の光L2の強度と、の差を小さくすることができる。また、第3波長域の光L3よりも強度の弱い第2波長域の光L2を反射する第2コレステリック液晶構造層72を、第3波長域の光L3を反射する第3コレステリック液晶構造層73よりも、画像光Liの入射側に配置することにより、第2コレステリック液晶構造層72における第2波長域の光L2の反射率を、第3コレステリック液晶構造層73における第3波長域の光L3の反射率よりも高くすることができる。この結果、互いに強度の異なる第2波長域の光L2と第3波長域の光L3とを、その強度差を緩和させて反射させることが可能である。すなわち、第2コレステリック液晶構造層72に入射する第2波長域の光L2の強度と、第3コレステリック液晶構造層73に入射する第3波長域の光L3の強度と、の差よりも、第2コレステリック液晶構造層72で反射した第2波長域の光L2の強度と、第3コレステリック液晶構造層73で反射した第3波長域の光L3の強度と、の差を小さくすることができる。以上により、各コレステリック液晶構造層71,72,73に入射した光L1,L2,L3の強度差を緩和させることができ、表示装置10において、所望の色の表示を得ることが容易になる。
In such a polarization
加えて、この表示装置10では、偏光選択反射層70は、画像光Liを反射させる一方で、画像光Liとは異なる円偏光成分の光や画像光Liとは異なる波長域の光を透過させることができる。偏光選択反射層70をなすコレステリック液晶構造層は波長選択性を有することから、赤外線(近赤外線を含む概念)および画像光Liとは異なる波長域の可視光等、画像光Liの光路を逆向きに進むようにして表示装置10に入射した外光Lxの大部分は、偏光選択反射層70を透過するようになる。これにより、画像形成装置30に多くの外光Lxが入射することを効果的に回避することができる。そして、画像形成装置30が外光により加熱され損傷に至ること効果的に防止することができる。
In addition, in the
また、この表示装置10では、反射ではなく偏光選択反射層70を透過させることによって、表示装置10に入射した不要な光を画像形成装置30から反らしている。したがって、不要な光が、画像光Liと同様の光路に沿って表示装置10から出射することを効果的に防止することができる。そして、この不要な光に起因したコントラスト低下による画像劣化を効果的に回避することができる。さらに、画像形成装置30から反らされた不要な光の多くを、偏光選択反射層70を透過した後に回収することもできる。これにより、表示装置10に入射した外光Lxに起因する画像の劣化を、より効果的に防止することができる。
Further, in the
また、偏光選択反射層70を作製する際、可視光波長域のうちの画像光Liの波長域に選択反射波長域を有するコレステリック液晶構造層を用意すればよい。フルカラーの表示装置10においても、画像光Liの波長域は限られている。したがって、偏光選択反射層70は、多数のコレステリック液晶構造層を含む必要はなく、典型的には、カラー表示の表示装置10では選択反射波長域の異なる三つのコレステリック液晶構造層を含めば十分である。したがって、偏光選択反射層の多層化、複雑化、高額化を効果的に防止することができる。
Further, when the polarization
さらに、円偏光成分の光によって形成された画像は、偏光サングラスを介しても視認され得る。以上のことから、本実施の形態による表示装置10は、外光が入射し易い環境となる移動体1へ好適である。
Further, the image formed by the light of the circularly polarized component can be visually recognized even through polarized sunglasses. From the above, the
また上述した一実施の形態において、表示装置10は、画層形成装置30から偏光選択反射層70までの画像光Liの光路上となる位置に配置された1/4波長位相差層50を、さらに有している。画像形成装置30が射出する画像光Liが一方の直線偏光成分の光である場合、典型的には、画像形成装置30が液晶表示装置31やレーザープロジェクタ等である場合、偏光選択反射層70迄の光路上に配置された1/4波長位相差層50により、偏光選択反射層70で選択的に反射されるようになる円偏光成分の光に画像光Liを変換することができる。したがって、画像形成装置30を適宜選択しながら、上述した優れた作用効果を享受することができる。
Further, in the above-described embodiment, the
さらに上述した一実施の形態において、画像形成装置30は、一方の直線偏光成分の光からなる画像光Liを射出する。一方の直線偏光成分の光からなる画像光Liは、1/4波長位相差層50を用いることにより、円偏光成分に変換することができる。したがって、画像形成装置30から射出する画像光Liを、高い利用効率で使用することができる。
Further, in the above-described embodiment, the
なお、上述した実施の形態に対して様々な変更を加えることが可能である。以下、図面を参照しながら、変形の一例について説明する。以下の説明および以下の説明で用いる図面では、上述した実施の形態と同様に構成され得る部分について、上述の実施の形態における対応する部分に対して用いた符号と同一の符号を用いるとともに、重複する説明を省略する。 It is possible to make various changes to the above-described embodiment. Hereinafter, an example of modification will be described with reference to the drawings. In the following description and the drawings used in the following description, the same reference numerals as those used for the corresponding portions in the above-described embodiment are used for the portions that can be configured in the same manner as in the above-described embodiment, and duplicates thereof are used. The explanation to be done is omitted.
例えば、図2に示す例において、基材61のコレステリック液晶構造層71,72,73とは反対側に吸収層62を積層してもよく、当該吸収層62によって、外光Lxを筐体20内で拡散させることなく回収し得ることを述べたが、これに限られない。外光Lxの処理方法に関する他の例として、図5に示された例では、画像光Liを誘導するための誘導手段55とは別途に、選択反射板60を透過した外光Lxを誘導するための外光誘導手段63が設けられている。外光誘導手段63は、光を誘導する種々の要素、例えば、レンズ、プリズム、反射鏡等を有し得る。図5に示された例において、外光誘導手段63は、外光Lxの光路を曲げる反射鏡から構成されている。この外光誘導手段63は、外光Lxを筐体20に設けられた排出開口22を介して、筐体20の外部へと誘導している。ただし、この例に限られず、画像形成装置30を冷却するために設けられた放熱フィンや、移動体本体2に設置された冷却システムに外光Lxを誘導するようにしてもよい。なお、図5に示す例において、排出開口22は、可視光透過性の蓋材22aによって覆われている。蓋材22aは、外光Lxを透過することができ、且つ、筐体20内へ粉塵等が入ることを防止している。
For example, in the example shown in FIG. 2, the
また、図6に示すように、表示装置10が、偏光選択反射層70で反射された画像光の光路上となる位置に配置された1/4波長位相差層51を、さらに有するようにしてもよい。この1/4波長位相差層51によれば、偏光選択反射層70で反射された画像光Liを、円偏光成分から直線偏光成分の光に変換することができる。直線偏光成分の画像光Liに対しては、種々の光学アプリケーションの適用が容易となる。
Further, as shown in FIG. 6, the
さらに、図6に示すように、表示装置10が、偏光選択反射層70で反射され1/4波長位相差層51を透過した後における画像光Liの光路上に配置された偏光子27を更に有するようにしてもよい。偏光子27は、吸収型偏光子27aおよび反射型偏光子27bのいずれとしてもよい。図6に示された例では、上述した一実施の形態における透明カバー25に代えて、筐体20の開口21に、吸収型偏光子27a又は反射型偏光子27bが設置されている。吸収型偏光子27aは、入射した光を直交する二つの偏光成分(P波およびS波)に分解し、一方の方向(透過軸と平行な方向)に振動する直線偏光成分(例えば、P波)を透過させ、前記一方の方向に直交する他方の方向(吸収軸と平行な方向)に振動する直線偏光成分(例えば、S波)を吸収する機能を有している。また、反射型偏光子27bは、入射した光を直交する二つの偏光成分(P波およびS波)に分解し、一方の方向(透過軸と平行な方向)に振動する直線偏光成分(例えば、P波)を透過させ、前記一方の方向に直交する他方の方向(吸収軸と平行な方向)に振動する直線偏光成分(例えば、S波)を反射させる機能を有している。
Further, as shown in FIG. 6, the polarizing element 27 arranged on the optical path of the image light Li after the
図6に示された例において、画像光Liは、1/4波長位相差層51を透過することで円偏光成分から直線偏光成分へと変換される。そして、吸収型偏光子27a又は反射型偏光子27bを、画像光Liをなす直線偏光成分の光が透過し得るように配置すれば、画像光Liの利用効率は低下しない。また、画像光Liが、円偏光である場合よりも直線偏光(例えばS波)である場合の方が、フロントガラス3での反射率が高く画像光Liを有効利用し得ることが確認された。この点においても、偏光選択反射層70で反射された画像光Liの光路上に1/4波長位相差層を設けることは有効である。
In the example shown in FIG. 6, the image light Li is converted from a circularly polarized light component to a linearly polarized light component by passing through the 1/4
一方、図6に示された例において、外光Lxは、その半分しか、吸収型偏光子27a又は反射型偏光子27bを透過することができない。したがって、画像光Liの利用効率を維持しながら、表示装置10の筐体20内に入射する外光Lxの量を大幅に低減することができる。これにより、画像の明るさに影響を及ぼすことなく、画像形成装置30の温度上昇および画像のコントラスト低下をさらに効果的に防止することできる。
On the other hand, in the example shown in FIG. 6, only half of the external light Lx can pass through the absorption type polarizing element 27a or the reflection type polarizing element 27b. Therefore, the amount of external light Lx incident on the
なお、上述した透明カバー25と同様に、偏光子27に赤外線反射膜あるいは赤外線吸収膜が積層されていてもよい。
As with the
さらに、図7に示すように、表示装置10が、上述した1/4波長位相差層50に代えて、画層形成装置30から偏光選択反射層70までの画像光Liの光路上となり且つ偏光選択反射層70で反射された画像光Liの光路上となる位置に配置された1/4波長位相差層52を、さらに有するようにしてもよい。この例によれば、画像形成装置30が射出する画像光Liが一方の直線偏光成分の光である場合、典型的には、画像形成装置30が液晶表示装置31やレーザープロジェクタ等である場合、偏光選択反射層70迄の光路上に配置された1/4波長位相差層52により、偏光選択反射層70で選択的に反射されるようになる円偏光成分の光に画像光Liを変換することができる。また、偏光選択反射層70で反射された画像光Liを、同一の1/4波長位相差層52によって、直線偏光成分に再変換することが可能となる。この結果、偏光選択反射層70で光路を調整された後における画像光Liの偏光状態を、直線偏光成分に変換することができる。直線偏光成分の画像光Liに対しては、種々の光学アプリケーションの適用が容易となる。
Further, as shown in FIG. 7, the
とりわけ、図7に示された例では、1/4波長位相差層52は、偏光選択反射層70に積層されている。このような1/4波長位相差層52の配置によれば、画像光Liは、偏光選択反射層70に入射する際と偏光選択反射層70で反射された後の二回にわたって、1/4波長位相差層52をより確実に透過することができる。そして、1/4波長位相差層52を偏光選択反射層70に近接して配置することができるので、表示装置10を小型化することができる。
In particular, in the example shown in FIG. 7, the 1/4
なお、図6に示された例と同様に、図7に示された例においても、表示装置10が、偏光選択反射層70で反射され1/4波長位相差層52を透過した後における画像光Liの光路上に配置された偏光子27(吸収型偏光子27a又は反射型偏光子27b)を、さらに有するようにしてもよい。吸収型偏光子27a又は反射型偏光子27bを設置することで、図6を参照して既に説明したように、画像の明るさに影響を及ぼすことなく、画像形成装置30の温度上昇および画像のコントラスト低下をさらに効果的に防止することも可能となる。
Similar to the example shown in FIG. 6, in the example shown in FIG. 7, the image after the
さらに、上述した一実施の形態において、一方の直線偏光成分からなる画像光Liを射出する画像形成装置30として、液晶表示装置31を例示したが、この例に限られない。例えば、図8に示すように、レーザープロジェクタ36を、一方の直線偏光成分からなる画像光Liを射出する画像形成装置30として、利用可能である。図8に示されたレーザープロジェクタ36は、レーザー光を射出するレーザー光源37と、レーザー光の光路を経時的に変化させる走査装置38と、走査装置で光路を調整されたレーザー光が入射するスクリーン39と、を含んでいる。走査装置38は、スクリーン上をレーザー光が走査するように、レーザー光の光路を調整する。スクリーン上を画素領域に区分けして、画素領域毎にレーザー光源37からのレーザー光の射出および射出停止を制御することで、レーザー光源37上に画像を形成する。なお、レーザー光源37から発振されるレーザー光の偏光状態を一方の直線偏光成分に整えておくことにより、レーザープロジェクタ36は、一方の直線偏光成分からなる画像光Liを走査装置38から射出することができる。図8に示されたレーザープロジェクタ36は、液晶表示装置と比較して、光源光の利用高効率が非常に高くなる点において有利である。
Further, in the above-described embodiment, the liquid crystal display device 31 is exemplified as the
さらに、上述した一実施の形態において、一方の直線偏光成分からなる画像光Liを射出する画像形成装置30を用いる例を示したが、これに限られない。無偏光の画像光Liを射出する画像形成装置を使用することも可能である。無偏光の画像光Liが偏光選択反射層70に入射した場合、画像光Liの略半分が、偏光選択反射層70で反射される。すなわち、画像光Liの利用効率が低下するが、外光反射に起因した画像のコントラスト低下を効果的に防止し得るといった上述の作用効果を享受することができる。例えば、図8に示されたレーザープロジェクタ36において、レーザー光源37が偏光状態を調整されていないレーザー光を発振する場合や、図2に示された液晶表示装置31や図8に示されたレーザープロジェクタ36が強い拡散機能を有した部材を含む場合、無偏光の画像光Liが画像形成装置30から射出される。
Further, in the above-described embodiment, an example is shown in which the
また、図9に示すようなデジタルマイクロミラーデバイス44を利用した画像形成装置41も、特別な手段を用いなければ、無偏光の画像光Liを射出する。図9に示された画像形成装置41は、無偏光の光を射出する光源42と、プリズム43と、デジタルマイクロミラーデバイス44と、を有している。光源42は、例えば発光ダイオードを含み、無偏光の面状光をプリズム43に照射する。面状光は、プリズム43を透過してデジタルマイクロミラーデバイス44に入射する。デジタルマイクロミラーデバイス44は、多数の微小ミラーを含むMEMS素子であり、反射型の空間光変調器として機能する。デジタルマイクロミラーデバイス44は、画素毎に微小ミラーの反射方向を切り替えることで、画像を形成する。デジタルマイクロミラーデバイス44で形成された画像光Liは、プリズム43で全反射して、誘導手段55の選択反射板60へと向かう。
Further, the image forming apparatus 41 using the digital micromirror device 44 as shown in FIG. 9 also emits unpolarized image light Li unless special means are used. The image forming apparatus 41 shown in FIG. 9 includes a
なお、図9に示された画像形成装置41は、液晶表示装置と比較して、光源光の利用高効率が非常に高くなる点において有利である。画像光Liの略半分しか偏光選択反射層70で反射され得なかったとしても、光源光の利用効率は全体として高くなる。
The image forming apparatus 41 shown in FIG. 9 is advantageous in that the utilization efficiency of the light source light is extremely high as compared with the liquid crystal display apparatus. Even if only about half of the image light Li can be reflected by the polarization
さらに、無偏光の画像光Liを射出する画像形成装置30との組み合わせにおいて、光源光の利用効率を改善する工夫が可能である。図10に示された例では、無偏光の画像光Liを射出する画像形成装置30を用いるとともに、偏光選択反射層70が、右円偏光成分の光を選択反射するコレステリック液晶構造層と、左円偏光成分の光を選択反射するコレステリック液晶構造層と、の両方を含むようにしてもよい。このような例によれば、コレステリック液晶構造層の選択反射波長域内にある無偏光の画像光Liを、偏光選択反射層70で、高反射率にて反射することができ、光源光に利用効率および表示装置10全体のエネルギー効率を大幅に改善することができる。
Further, in combination with the
右円偏光成分の光を選択反射するコレステリック液晶構造層および左円偏光成分の光を選択反射するコレステリック液晶構造層は、液晶分子がなす螺旋構造の巻き方向を互いに逆向きとしている。そして、右円偏光成分の光を選択反射するコレステリック液晶構造層および左円偏光成分の光を選択反射するコレステリック液晶構造層は、螺旋構造のピッチを同一とすることで、同一の選択反射中心波長を有するようになる。図11に示された具体例において、偏光選択反射層70は、第1~第6コレステリック液晶構造層71~76を有している。第1~第3のコレステリック液晶構造層71,72,73は、右円偏光成分の光を選択反射し、第4~第6のコレステリック液晶構造層74,75,76は、左円偏光成分の光を選択反射する。第1コレステリック液晶構造層71および第4コレステリック液晶構造層74は、同一の選択反射中心波長を有し、第1波長域の光L1を選択反射する。第2コレステリック液晶構造層72および第5コレステリック液晶構造層75は、同一の選択反射中心波長を有し、第2波長域の光L2を選択反射する。第3コレステリック液晶構造層73および第6コレステリック液晶構造層76は、同一の選択反射中心波長を有し、第3波長域の光L3を選択反射する。
The cholesteric liquid crystal structure layer that selectively reflects the light of the right circular polarization component and the cholesteric liquid crystal structure layer that selectively reflects the light of the left circular polarization component have the winding directions of the spiral structure formed by the liquid crystal molecules opposite to each other. The cholesteric liquid crystal structure layer that selectively reflects the light of the right circularly polarized light component and the cholesteric liquid crystal structure layer that selectively reflects the light of the left circularly polarized light component have the same selective reflection center wavelength by making the pitch of the spiral structure the same. Will have. In the specific example shown in FIG. 11, the polarization
さらに、図10に示された例においても、表示装置10が、偏光選択反射層70で反射された後における画像光Liの光路上に配置された偏光子27を更に有するようにしてもよい。偏光子27は、吸収型偏光子27aおよび反射型偏光子27bのいずれとしてもよい。図12に示された例では、図10に示された表示装置10における透明カバー25に代えて、筐体20の開口21に、吸収型偏光子27a又は反射型偏光子27bが設置されている。
Further, also in the example shown in FIG. 10, the
この例において、画像光Liは、偏光子27を透過する際に、その光量を略半分落としてしまう。しかしながら、上述したように、無偏光の画像光Liを射出する画像形成装置自体のエネルギー効率が優れているため、表示装置10全体としてのエネルギー効率も依然として高い水準となる。その一方で、図12に示された例において、外光Lxは、その半分しか、偏光子27を透過することができない。したがって、表示装置10の筐体20内に入射する外光Lxの量を大幅に低減することができる。これにより、画像形成装置30の温度上昇および画像のコントラスト低下をさらに効果的に防止することできる。
In this example, the image light Li reduces the amount of light by about half when it passes through the polarizing element 27. However, as described above, since the energy efficiency of the image forming apparatus itself that emits the unpolarized image light Li is excellent, the energy efficiency of the
なお、以上において上述した実施の形態に対するいくつかの変形例を説明してきたが、当然に、複数の変形例を適宜組み合わせて適用することも可能である。 Although some modifications to the above-described embodiments have been described above, it is naturally possible to apply a plurality of modifications in combination as appropriate.
また、上述した実施の形態およびその変形例では、偏光選択反射層70が可視光域の光を選択的に反射しそれ以外の光(とりわけ赤外線)を透過する、いわゆるコールドミラーとして、遮熱のために使用される例について説明してきたが、これに限られない。例えば、本発明による偏光選択反射層70は、可視光域の光を選択的に透過しそれ以外の光(とりわけ赤外線)を反射する、いわゆるホットミラーとして用いられてもよい。
Further, in the above-described embodiment and its modification, the polarization
また、上述した実施の形態およびその変形例では、偏光選択反射層70が画像形成装置30からの画像光Liを反射させ、反射された画像光Liが表示装置10における所望の表示に用いられる場合について説明してきたが、これに限られない。表示装置10は、偏光選択反射層70を透過した光を所望の表示に用いてもよい。この場合も、偏光選択反射層70の複数のコレステリック液晶構造層71,72,73を、画像形成装置30から射出した画像光Liに含まれる複数の波長域の光L1,L2,L3の各々の強度に基づいて積層することにより、偏光選択反射層70において、互いに強度の異なる複数の波長域の光L1,L2,L3を透過させる際に、その強度差を緩和させることができる。この結果、表示装置10において、所望の色の表示を得ることが容易である。
Further, in the above-described embodiment and its modification, the case where the polarization
また、上述した実施の形態およびその変形例では、偏光選択反射層70において、複数の波長域の光L1,L2,L3を反射させる際に、その強度差を緩和させる(小さくする)場合について説明してきたが、これに限られない。偏光選択反射層70は、複数の波長域の光L1,L2,L3を反射させる際に、その強度差を変更することができるものであればよい。すなわち、偏光選択反射層70に含まれる複数のコレステリック液晶構造層71,72,73の積層順が、画像形成装置30から射出した画像光Liに含まれる複数の波長域の光L1,L2,L3の強度差を変更するように、決定されていればよい。
Further, in the above-described embodiment and its modification, a case where the polarization
なお、偏光選択反射層70の複数のコレステリック液晶構造層71,72,73の積層順は、偏光選択反射層70が複数の波長域の光L1,L2,L3を反射させてその強度差を変更する際、複数の波長域の光L1,L2,L3の強度差を大きくするように決定されていてもよい。この場合、表示装置10において、所望の色味(例えば赤味、青味、緑味等)を有する表示を得ることができる。
In addition, in the stacking order of the plurality of cholesteric liquid crystal structure layers 71, 72, 73 of the polarization
あるいは、偏光選択反射層70の複数のコレステリック液晶構造層71,72,73の積層順は、偏光選択反射層70が複数の波長域の光L1,L2,L3を反射させてその強度差を変更する際、複数の波長域の光L1,L2,L3の強度の大小関係を変更するように決定されていてもよい。例えば、図1および図2に示す例において、偏光選択反射層70は、第1波長域の光L1の強度が第2波長域の光L2および第3波長域の光L3の強度よりも強くなるように、光L1,L2,L3を反射してもよい。すなわち、そのように偏光選択反射層70の複数のコレステリック液晶構造層71,72,73の積層順が決定されていてもよい。あるいは、図1および図2に示す例において、偏光選択反射層70は、第2波長域の光L2の強度が第1波長域の光L1および第3波長域の光L3の強度よりも強くなるように、光L1,L2,L3を反射してもよい。すなわち、そのように偏光選択反射層70の複数のコレステリック液晶構造層71,72,73の積層順が決定されていてもよい。これらの場合も、表示装置10において、所望の色味(例えば赤味、青味、緑味等)を有する表示を得ることができる。
Alternatively, in the stacking order of the plurality of cholesteric liquid crystal structure layers 71, 72, 73 of the polarization
また、上述した実施の形態およびその変形例では、偏光選択反射層70が表示装置10に用いられる場合について説明してきたが、これに限られない。例えば偏光選択反射層70は、照明装置に用いられてもよい。この場合、偏光選択反射層70は、照明装置の光源(あるいは画像形成装置)から射出した複数の波長域の光L1,L2,L3を反射させる際に、その強度差を緩和あるいは変更させて、白色光などの所望の色の反射光を提供するものであってもよい。このような偏光選択反射層70によれば、所望の色の照明を得ることが容易である。
Further, in the above-described embodiment and its modification, the case where the polarization
上述の照明装置は、照明光を射出する光源と、光源から射出した照明光を反射して照明光の光路を変化させる偏光選択反射層と、を備えている。そして、偏光選択反射層は、第1波長を選択反射中心波長とする第1コレステリック液晶構造層と、第1波長とは異なる第2波長を選択反射中心波長とする第2コレステリック液晶構造層と、を有している。また、光源から射出した照明光は、第1波長を含む第1波長域の光と、第2波長を含む第2波長域の光と、を含んでいる。 The above-mentioned lighting device includes a light source that emits illumination light and a polarization selective reflection layer that reflects the illumination light emitted from the light source to change the optical path of the illumination light. The polarization selective reflection layer includes a first cholesteric liquid crystal structure layer having a first wavelength as a selective reflection center wavelength, and a second cholesteric liquid crystal structure layer having a second wavelength different from the first wavelength as a selective reflection center wavelength. have. Further, the illumination light emitted from the light source includes light in the first wavelength region including the first wavelength and light in the second wavelength region including the second wavelength.
この場合、照明光に含まれる第1波長域の光の強度及び照明光に含まれる第2波長域の光の強度に基づき、偏光選択反射層に含まれる第1コレステリック液晶構造層及び第2コレステリック液晶構造層の積層順が決定されてもよい。 In this case, the first cholesteric liquid crystal structure layer and the second cholesteric included in the polarization selective reflection layer are based on the intensity of the light in the first wavelength region included in the illumination light and the intensity of the light in the second wavelength region included in the illumination light. The stacking order of the liquid crystal structural layers may be determined.
例えば、光源から射出した光に含まれる第1波長を含む第1波長域の光の強度は、光源から射出した光に含まれる第2波長を含む第2波長域の光の強度よりも、弱く、第1コレステリック液晶構造層は、第2コレステリック液晶構造層よりも、光源から射出して偏光選択反射層に向かう照明光の入射側に位置している。 For example, the intensity of the light in the first wavelength region including the first wavelength contained in the light emitted from the light source is weaker than the intensity of the light in the second wavelength region including the second wavelength contained in the light emitted from the light source. The first cholesteric liquid crystal structure layer is located on the incident side of the illumination light emitted from the light source and directed toward the polarization selective reflection layer, as compared with the second cholesteric liquid crystal structure layer.
このような照明装置の偏光選択反射層では、光源から射出した照明光に含まれる複数の波長域の光の各々の強度に基づいて、複数のコレステリック液晶構造層の積層順が決定されている。この結果、偏光選択反射層において、照明光に含まれる互いに強度の異なる複数の波長域の光を、その強度差を緩和させて反射させることができる。すなわち、第1コレステリック液晶構造層に入射する第1波長域の光の強度と、第2コレステリック液晶構造層に入射する第2波長域の光の強度と、の差よりも、第1コレステリック液晶構造層で反射した第1波長域の光の強度と、第2コレステリック液晶構造層で反射した第2波長域の光の強度と、の差を小さくすることができる。 In the polarization selective reflection layer of such a lighting device, the stacking order of the plurality of cholesteric liquid crystal structure layers is determined based on the intensity of each of the light in a plurality of wavelength ranges contained in the illumination light emitted from the light source. As a result, in the polarization selective reflection layer, light in a plurality of wavelength ranges having different intensities contained in the illumination light can be reflected by relaxing the difference in intensity. That is, the first cholesteric liquid crystal structure is more than the difference between the light intensity in the first wavelength region incident on the first cholesteric liquid crystal structure layer and the light intensity in the second wavelength region incident on the second cholesteric liquid crystal structure layer. The difference between the intensity of the light in the first wavelength region reflected by the layer and the intensity of the light in the second wavelength region reflected by the second cholesteric liquid crystal structure layer can be reduced.
あるいは、照明装置は、照明光を射出する光源と、光源から射出した照明光を反射して前記照明光の光路を変化させる偏光選択反射層と、を備えている。偏光選択反射層は、第1波長を選択反射中心波長とする第1コレステリック液晶構造層と、第1波長とは異なる第2波長を選択反射中心波長とする第2コレステリック液晶構造層と、を有している。そして、光源から射出した光に含まれる第1波長を含む第1波長域の光および光源から射出した光に含まれる第2波長を含む第2波長域の光の強度差を変更するように、偏光選択反射層に含まれる第1コレステリック液晶構造層および第2コレステリック液晶構造層の積層順が決定されている。 Alternatively, the illuminating device includes a light source that emits illumination light and a polarization selective reflection layer that reflects the illumination light emitted from the light source to change the optical path of the illumination light. The polarization selective reflection layer includes a first cholesteric liquid crystal structure layer having a first wavelength as a selective reflection center wavelength and a second cholesteric liquid crystal structure layer having a second wavelength different from the first wavelength as a selective reflection center wavelength. are doing. Then, the intensity difference between the light in the first wavelength region including the first wavelength included in the light emitted from the light source and the light in the second wavelength region including the second wavelength contained in the light emitted from the light source is changed. The stacking order of the first cholesteric liquid crystal structure layer and the second cholesteric liquid crystal structure layer included in the polarization selective reflection layer is determined.
この場合、偏光選択反射層の複数のコレステリック液晶構造層の積層順は、偏光選択反射層が複数の波長域の光を反射させてその強度差を変更する際、複数の波長域の光の強度差を大きくするように、決定されていてもよい。あるいは、偏光選択反射層の複数のコレステリック液晶構造層の積層順は、偏光選択反射層が複数の波長域の光を反射させてその強度差を変更する際、複数の波長域の光の強度の大小関係を変更するように、決定されていてもよい。これらの場合、所望の色味(例えば赤味、青味、緑味等)を有する照明を得ることができる。 In this case, the stacking order of the plurality of cholesteric liquid crystal structure layers of the polarization selective reflection layer is such that when the polarization selective reflection layer reflects light in a plurality of wavelength ranges and changes the intensity difference thereof, the intensity of the light in a plurality of wavelength ranges is changed. It may be determined to increase the difference. Alternatively, the stacking order of the plurality of cholesteric liquid crystal structure layers of the polarization selective reflection layer is such that when the polarization selective reflection layer reflects light in a plurality of wavelength ranges and changes its intensity difference, the intensity of the light in a plurality of wavelength ranges is changed. It may be decided to change the magnitude relationship. In these cases, it is possible to obtain lighting having a desired color (for example, redness, bluishness, greenness, etc.).
あるいは、上述した実施の形態およびその変形例による反射板60は、入光面70aを有し、前記入光面70aに入射した第1波長を含む第1波長域の光L1および第1波長とは異なる第2波長を含む第2波長域の光L2を反射して、第1波長域の光L1および第2波長域の光L2の光路を変化させる偏光選択反射層70を含む反射板60である。そして、偏光選択反射層70は、第1波長を選択反射中心波長とする第1コレステリック液晶構造層71と、第2波長を選択反射中心波長とする第2コレステリック液晶構造層72と、を有し、偏光選択反射層70に含まれる第1コレステリック液晶構造層71および第2コレステリック液晶構造層72の入光面70aの側からの積層順は、第1波長域の光L1および第2波長域の光L2の強度に基づいて決定されている。
Alternatively, the
この場合、偏光選択反射層70に含まれる前記第1コレステリック液晶構造層および前記第2コレステリック液晶構造層の前記入光面70aの側からの積層順は、第1波長域の光L1および第2波長域の光L2の強度差を変更するように決定されていてもよい。
In this case, the stacking order of the first cholesteric liquid crystal structure layer and the second cholesteric liquid crystal structure layer included in the polarization
このような反射板60を用いた表示装置10や照明装置では、反射板60の偏光選択反射層70で複数の波長域の光を反射させてその強度差を変更することができる。この結果、所望の色味(例えば赤味、青味、緑味等)を有する表示または照明を得ることができる。なお、反射板60には、入光面70aを示すマーク(図形や文字、凹凸等)等が付与されていてもよい。
In the
Li 画像光
L1 第1波長域の光
L2 第2波長域の光
L3 第3波長域の光
Lx 外光
1 移動体
2 移動体本体
3 フロントガラス
4 ダッシュボード
4a 開口
10 表示装置
20 筐体
21 開口
22 排出開口
25 透明カバー
30 画像形成装置
31 液晶表示装置
32 液晶表示パネル
32a 下偏光板
32b 液晶セル
32c 上偏光板
33 面光源装置
36 レーザープロジェクタ
37 レーザー光源
38 走査装置
39 スクリーン
41 画像形成装置
42 光源
43 プリズム
44 デジタルマイクロミラーデバイス
50 1/4波長位相差層
51 1/4波長位相差層
52 1/4波長位相差層
55 誘導手段
60 選択反射板
61 基材
62 吸収層
70 偏光選択反射層
71 第1コレステリック液晶構造層
72 第2コレステリック液晶構造層
73 第3コレステリック液晶構造層
74 第4コレステリック液晶構造層
75 第5コレステリック液晶構造層
76 第6コレステリック液晶構造層
80 反射手段
81 凹面鏡
Li Image light L1 Light in the first wavelength range L2 Light in the second wavelength range L3 Light in the third wavelength range
Claims (14)
前記画像光を反射して前記画像光の光路を変化させる偏光選択反射層と、
前記画像形成装置から前記偏光選択反射層までの前記画像光の光路上となり且つ前記偏光選択反射層で反射された前記画像光の光路上となる位置に配置された1/4波長位相差層と、を備え、
前記偏光選択反射層は、第1波長を選択反射中心波長とする第1コレステリック液晶構造層と、前記第1波長とは異なる第2波長を選択反射中心波長とする第2コレステリック液晶構造層と、を有し、
前記画像形成装置から射出した画像光に含まれる前記第1波長を含む第1波長域の光の強度は、前記画像形成装置から射出した画像光に含まれる前記第2波長を含む第2波長域の光の強度よりも、弱く、
前記第1コレステリック液晶構造層は、前記第2コレステリック液晶構造層よりも、前記画像形成装置から射出して前記偏光選択反射層に向かう前記画像光の入射側に位置する、表示装置。 An image forming device that emits image light and
A polarization selective reflection layer that reflects the image light and changes the optical path of the image light,
A 1/4 wavelength retardation layer arranged at a position on the optical path of the image light from the image forming apparatus to the polarization selective reflection layer and on the optical path of the image light reflected by the polarization selective reflection layer. , Equipped with
The polarization selective reflection layer includes a first cholesteric liquid crystal structure layer having a first wavelength as a selective reflection center wavelength, and a second cholesteric liquid crystal structure layer having a second wavelength different from the first wavelength as a selective reflection center wavelength. Have and
The intensity of the light in the first wavelength region including the first wavelength included in the image light emitted from the image forming apparatus is the second wavelength region including the second wavelength included in the image light emitted from the image forming apparatus. Weaker than the light intensity of
The first cholesteric liquid crystal structure layer is a display device located on the incident side of the image light emitted from the image forming apparatus and directed toward the polarization selective reflection layer, rather than the second cholesteric liquid crystal structure layer.
前記画像光を反射して前記画像光の光路を変化させる偏光選択反射層と、
前記偏光選択反射層で反射された後における前記画像光の光路上に配置された偏光子と、を備え、
前記偏光選択反射層は、第1波長を選択反射中心波長とする第1コレステリック液晶構造層と、前記第1波長とは異なる第2波長を選択反射中心波長とする第2コレステリック液晶構造層と、を有し、
前記画像形成装置から射出した画像光に含まれる前記第1波長を含む第1波長域の光の強度は、前記画像形成装置から射出した画像光に含まれる前記第2波長を含む第2波長域の光の強度よりも、弱く、
前記第1コレステリック液晶構造層は、前記第2コレステリック液晶構造層よりも、前記画像形成装置から射出して前記偏光選択反射層に向かう前記画像光の入射側に位置し、
前記偏光選択反射層は、右円偏光成分の光を選択反射するコレステリック液晶構造層と、左円偏光成分の光を選択反射するコレステリック液晶構造層と、を含む、表示装置。 An image forming device that emits image light and
A polarization selective reflection layer that reflects the image light and changes the optical path of the image light,
It comprises a polarizing element arranged on the optical path of the image light after being reflected by the polarization selective reflection layer.
The polarization selective reflection layer includes a first cholesteric liquid crystal structure layer having a first wavelength as a selective reflection center wavelength, and a second cholesteric liquid crystal structure layer having a second wavelength different from the first wavelength as a selective reflection center wavelength. Have and
The intensity of the light in the first wavelength region including the first wavelength included in the image light emitted from the image forming apparatus is the second wavelength region including the second wavelength included in the image light emitted from the image forming apparatus. Weaker than the light intensity of
The first cholesteric liquid crystal structure layer is located on the incident side of the image light emitted from the image forming apparatus and directed toward the polarization selective reflection layer, rather than the second cholesteric liquid crystal structure layer.
The polarization selective reflection layer is a display device including a cholesteric liquid crystal structure layer that selectively reflects light of a right circular polarization component and a cholesteric liquid crystal structure layer that selectively reflects light of a left circular polarization component.
前記画像形成装置から射出した画像光に含まれる前記第2波長域の光の強度は、前記画像形成装置から射出した画像光に含まれる前記第3波長を含む第3波長域の光の強度よりも、弱く、 The intensity of the light in the second wavelength region included in the image light emitted from the image forming apparatus is higher than the intensity of the light in the third wavelength region including the third wavelength contained in the image light emitted from the image forming apparatus. Also weak,
前記第2コレステリック液晶構造層は、前記第3コレステリック液晶構造層よりも、前記画像形成装置から射出して前記偏光選択反射層に向かう前記画像光の入射側に位置する、請求項1~7のいずれか一項に記載の表示装置。 The second cholesteric liquid crystal structure layer is located on the incident side of the image light emitted from the image forming apparatus toward the polarization selective reflection layer, rather than the third cholesteric liquid crystal structure layer. The display device according to any one of the items.
前記画像光を反射して前記画像光の光路を変化させる偏光選択反射層と、
前記画像形成装置から前記偏光選択反射層までの前記画像光の光路上となり且つ前記偏光選択反射層で反射された前記画像光の光路上となる位置に配置された1/4波長位相差層と、を備え、
前記偏光選択反射層は、第1波長を選択反射中心波長とする第1コレステリック液晶構造層と、前記第1波長とは異なる第2波長を選択反射中心波長とする第2コレステリック液晶構造層と、を有し、
前記画像形成装置から射出した画像光に含まれる前記第1波長を含む第1波長域の光および前記画像形成装置から射出した画像光に含まれる前記第2波長を含む第2波長域の光の強度差を変更するように、前記偏光選択反射層に含まれる前記第1コレステリック液晶構造層および前記第2コレステリック液晶構造層の積層順が決定されている、表示装置。 An image forming device that emits image light and
A polarization selective reflection layer that reflects the image light and changes the optical path of the image light,
A 1/4 wavelength retardation layer arranged at a position on the optical path of the image light from the image forming apparatus to the polarization selective reflection layer and on the optical path of the image light reflected by the polarization selective reflection layer. , Equipped with
The polarization selective reflection layer includes a first cholesteric liquid crystal structure layer having a first wavelength as a selective reflection center wavelength, and a second cholesteric liquid crystal structure layer having a second wavelength different from the first wavelength as a selective reflection center wavelength. Have and
Light in the first wavelength region including the first wavelength included in the image light emitted from the image forming apparatus and light in the second wavelength region including the second wavelength contained in the image light emitted from the image forming apparatus. A display device in which the stacking order of the first cholesteric liquid crystal structure layer and the second cholesteric liquid crystal structure layer included in the polarization selective reflection layer is determined so as to change the intensity difference.
前記光源から射出した照明光を反射して前記照明光の光路を変化させる偏光選択反射層と、を備え、
前記偏光選択反射層は、第1波長を選択反射中心波長とする第1コレステリック液晶構造層と、前記第1波長とは異なる第2波長を選択反射中心波長とする第2コレステリック液晶構造層と、を有し、
前記光源から射出した照明光に含まれる前記第1波長を含む第1波長域の光の強度は、前記光源から射出した照明光に含まれる前記第2波長を含む第2波長域の光の強度よりも、弱く、
前記第1コレステリック液晶構造層は、前記第2コレステリック液晶構造層よりも、前記光源から射出して前記偏光選択反射層に向かう前記照明光の入射側に位置する、照明装置。 A light source that emits illumination light and
A polarization selective reflection layer that reflects the illumination light emitted from the light source and changes the optical path of the illumination light is provided.
The polarization selective reflection layer includes a first cholesteric liquid crystal structure layer having a first wavelength as a selective reflection center wavelength, and a second cholesteric liquid crystal structure layer having a second wavelength different from the first wavelength as a selective reflection center wavelength. Have and
The intensity of the light in the first wavelength region including the first wavelength included in the illumination light emitted from the light source is the intensity of the light in the second wavelength region including the second wavelength included in the illumination light emitted from the light source. Weaker than
The first cholesteric liquid crystal structure layer is a lighting device located on the incident side of the illumination light emitted from the light source and directed toward the polarization selective reflection layer, rather than the second cholesteric liquid crystal structure layer.
前記光源から射出した照明光を反射して前記照明光の光路を変化させる偏光選択反射層と、を備え、
前記偏光選択反射層は、第1波長を選択反射中心波長とする第1コレステリック液晶構造層と、前記第1波長とは異なる第2波長を選択反射中心波長とする第2コレステリック液晶構造層と、を有し、
前記光源から射出した照明光に含まれる前記第1波長を含む第1波長域の光および前記光源から射出した照明光に含まれる前記第2波長を含む第2波長域の光の強度差を変更するように、前記偏光選択反射層に含まれる前記第1コレステリック液晶構造層および前記第2コレステリック液晶構造層の積層順が決定されている、照明装置。 A light source that emits illumination light and
A polarization selective reflection layer that reflects the illumination light emitted from the light source and changes the optical path of the illumination light is provided.
The polarization selective reflection layer includes a first cholesteric liquid crystal structure layer having a first wavelength as a selective reflection center wavelength, and a second cholesteric liquid crystal structure layer having a second wavelength different from the first wavelength as a selective reflection center wavelength. Have and
The difference in intensity between the light in the first wavelength region including the first wavelength included in the illumination light emitted from the light source and the light in the second wavelength region including the second wavelength contained in the illumination light emitted from the light source is changed. A lighting device in which the stacking order of the first cholesteric liquid crystal structure layer and the second cholesteric liquid crystal structure layer included in the polarization selective reflection layer is determined.
前記偏光選択反射層は、前記第1波長を選択反射中心波長とする第1コレステリック液晶構造層と、前記第2波長を選択反射中心波長とする第2コレステリック液晶構造層と、を有し、
前記偏光選択反射層に含まれる前記第1コレステリック液晶構造層および前記第2コレステリック液晶構造層の前記入光面の側からの積層順は、前記第1波長域の光および前記第2波長域の光の強度差を変更するように決定されており、
前記偏光選択反射層の前記入光面の側に1/4波長位相差層が積層されている、反射板。 The light having an incoming surface and reflecting the light in the first wavelength region including the first wavelength incident on the incoming surface and the light in the second wavelength region including the second wavelength different from the first wavelength are reflected. A reflector including a polarization selective reflection layer that changes the optical path of light in the first wavelength region and light in the second wavelength region.
The polarization selective reflection layer includes a first cholesteric liquid crystal structure layer having the first wavelength as the selective reflection center wavelength, and a second cholesteric liquid crystal structure layer having the second wavelength as the selective reflection center wavelength.
The stacking order of the first cholesteric liquid crystal structure layer and the second cholesteric liquid crystal structure layer included in the polarization selective reflection layer from the side of the incoming surface is the light in the first wavelength region and the second wavelength region. It has been decided to change the difference in light intensity,
A reflector in which a 1/4 wavelength retardation layer is laminated on the side of the light input surface of the polarization selective reflection layer .
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