透視顯示器以及平視顯示器的製作方法

2023-12-09 03:07:06 1

專利名稱：透視顯示器以及平視顯示器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種主要用於平視顯示器(head-up display, HUD)或頭戴式顯示器(head-mount display, HMD)等影像顯示裝置所使用的透視顯示器(see-through display)。
背景技術：
被稱為平視顯示器(HUD)的影像顯示裝置主要顯示在汽車或飛機的駕駛艙中進行操縱或操作所需要的信息。汽車的駕駛員或飛機的飛行員能夠察覺到HUD所顯示的信息，好像顯示信息存在於前擋玻璃的前方。被稱為頭戴式顯示器(HMD)的影像顯示裝置以與視力矯正用的普通眼鏡同樣的方法佩戴。佩戴了 HMD的使用者能夠察覺HMD所顯示的圖像，好像顯示信息存在於透鏡部分的前方的空間。由於HUD以及HMD都是通過前擋玻璃或透鏡部件等大致透明的部件讓使用者觀看圖像，因而這些影像顯示裝置被稱為「透視顯示器」。近年來，對這些影像顯示裝置的開發非常活躍。例如，搭載有HUD的汽車的駕駛員能夠在駕駛過程中保持著面向前方，以較少的視線移動量便能觀看到駕駛所需要的信息。因此，HUD能夠提供較高的安全性以及便利性。HMD能夠以非常小的耗電量對使用者提供大尺寸的圖像。另外，使用者不管在任何場所都能收視圖像，無論何時何地都能獲取所需要的信息。透視顯示器需要將從景色等外界射入的外光(自然光)和應顯示的圖像進行混合。例如，用於汽車的HUD利用合成器(combiner)在前擋玻璃的附近混合應顯示的圖像和從外界射入的外光。在混合應顯示的圖像和從外界射入的外光的期間，希望減少從外界射入的外光與應顯示的圖像各自的光的損失。以往的透視顯示器利用體全息(volume hologram)作為合成器(參照例如專利文獻1)。若利用全息作為合成器，則由於全息的透鏡作用，使HUD顯示的圖像得到擴大。其結果是，使用者能夠觀看到大尺寸的圖像。體全息不產生高次的衍射光。因此，由體全息的衍射引起的從外界入射的外光的損失的比例較小。此外，體全息對指定波長具有較高的衍射效率。例如，若使用雷射光源作為光源，則由於雷射的窄波長範圍，使HUD具有較高的光利用效率。在以往的透視顯示器所利用的體全息中，記錄有幹涉條紋。如果與用於記錄幹涉條紋的記錄光的波長稍微不同的波長的雷射射入體全息，則衍射角稍微偏離所期望的方向。因此，如果從具備體全息的透視顯示器的光源發出的光的波長與用於記錄體全息的幹涉條紋的記錄光的波長有偏差，則圖像的顯示位置會偏離所期望的位置。透視顯示器典型地包括多個光源。從多個光源發出不同色相的光。由於從透視顯示器的多個光源發出的光的波長以及溫度所引起的波長變動等因素，有時由來自多個光源的光所描繪的圖像的位置按色相分別發生偏移。若利用混色形成圖像，則由於光源波長的各自偏差或溫度所引起的波長變動等因素，造成圖像中的色偏移(color shift)變得醒目。 另外，若光源波長例如隨著溫度變動而發生變化，則衍射效率降低，導致圖像中的亮度分布或顏色分布變得不均勻。此外，有時還引起圖像整體的亮度降低。專利文獻1 日本專利公開公報特表2007-5^498號

發明內容
本發明的目的在於提供一種能夠顯示高畫質圖像的透視顯示器(see-through display)。本發明所提供的透視顯示器包括發出光的光源；投射從該光源發出的光的投射光學系統；以及使從該投射光學系統投射的光偏向的體全息，該體全息具有α (/°C)線膨脹係數和利用波長為A(nm)的記錄光記錄的幹涉條紋(interference fringe)，從所述光源發出的光的波長具有K(nm/°C )溫度依賴性，所述波長Λ (nm)以及所述溫度依賴性 K(nm/°C )之間滿足0彡Κ/Λ彡2 α的關係。本發明所提供的另一種透視顯示器包括發出光的光源；投射從該光源發出的光的投射光學系統；使從該投射光學系統投射的光偏向的體全息；以及調整所述光源的溫度的調整構件，從所述光源發出的光的波長具有溫度依賴性，該體全息具有線膨脹係數α和利用中心波長為Λ的記錄光記錄的幹涉條紋，所述調整構件基於所述線膨脹係數α與所述記錄光的中心波長Λ，調整所述光源的溫度。本發明所提供的又一種透視顯示器包括具有發出光的η個(η為大於1的整數)光源構件的光源；投射從該光源發出的光的投射光學系統；以及使從該投射光學系統投射的光偏向的體全息，該體全息具有為了分別衍射從所述η個光源構件發出的光，利用 Al、Λ2、……、An波長的記錄光而形成的幹涉條紋，從所述η個光源構件發出、並由利用所述Al、Λ2、……、An波長的記錄光而形成的幹涉條紋衍射的光的波長分別具有為 Kl(nm/°C )、K2(nm/°C )、……、Kn(nm/°C)的溫度依賴性，Kl/Λ 1、Κ2/Λ 2、……Κη/Λη 的最大值與最小值之間的差值為0. 0001以下。本發明所提供的又一其他的透視顯示器包括發出光的光源；投射從該光源發出的光的投射光學系統；以及使從該投射光學系統投射的光偏向的體全息，所述光源具有發出第一波長的第一光的第一光源構件和發出與所述第一波長不同的波長的第二光的第二光源構件，由所述第一光描繪的第一圖像顯示在離開由所述第二光描繪的第二圖像的位置。本發明所提供的又一其他的透視顯示器包括發出光的光源；投射從該光源發出的光的投射光學系統；以及使從該投射光學系統投射的光偏向的體全息，所述投射光學系統具有反射來自所述光源的光的MEMS鏡，以及在該MEMS鏡反射從所述光源發出的光之前調製來自所述光源的光的偏振方向的調製構件。本發明所提供的又一其他的透視顯示器包括發出光的光源；投射從該光源發出的光並形成幀圖像的投射光學系統；以及使從該投射光學系統投射的光偏向的體全息，所述投射光學系統具有MEMS鏡，所述幀圖像利用被時間分割的多個子幀而形成，顯示所述多個子幀的至少其中之一的子幀時的所述光源發出的光的光量為0或最大值。本發明所提供的平視顯示器搭載在具有夾有選擇性地調整射入車室內的光的波長成分的中間膜的前擋玻璃的車輛上，該平視顯示器包括上述的透視顯示器，所述體全息配置在所述車室與所述中間膜之間。


圖1是作為按照第一實施方式的透視顯示器而例示的平視顯示器的概略圖。圖2(A)是幹涉條紋的形成階段中體全息的概略圖，圖2(B)是幹涉條紋形成後射入有雷射的體全息的概略圖。圖3是概略表示體全息的溫度膨脹特性以及雷射的波長的溫度依賴特性的曲線圖。圖4是作為按照第一實施方式的其他透視顯示器而例示的平視顯示器的概略圖。圖5是概略表示紅色雷射、綠色雷射以及藍色雷射的波長的溫度依賴特性的曲線圖。圖6是具有對雷射光源的溫度調整功能的平視顯示器的概略圖。圖7是圖6所示的平視顯示器的調整部的概略圖。圖8是具有對雷射光源的溫度調整功能的其他平視顯示器的概略圖。圖9是概略表示體全息的溫度膨脹特性以及雷射的波長的溫度依賴特性的曲線圖。圖10是具有用於減少紅色圖像、藍色圖像、以及綠色圖像之間的相對偏移的功能的平視顯示器的概略圖。圖11是圖10所示的平視顯示器的反射型全息的概略的剖視圖。圖12是夾持體全息的前擋玻璃的概略的剖視圖。圖13是作為按照第二實施方式的透視顯示器而例示的平視顯示器的概略圖。圖14(A)是綠色波長轉換雷射光源的概略圖，圖14(B)是具有其他結構的綠色波長轉換雷射光源的概略圖。圖15是固定在基材上的體全息的概略的剖視圖。圖16是作為按照第三實施方式的透視顯示器而例示的平視顯示器的概略圖。圖17是圖16所示的平視顯示器所顯示的顯示內容的概略圖。圖18(A)是作為按照第四實施方式的透視顯示器而例示的平視顯示器的概略圖， 圖18(B)是不具備1/2波長板的平視顯示器的概略圖。圖19(A)是圖18(B)所示的平視顯示器在屏幕上描繪的圖像的概略圖，圖19(B) 是駕駛員觀看到的虛像的概略圖。圖20是作為按照第四實施方式的透視顯示器而例示的其他平視顯示器的概略圖。圖21 (A)是圖18 (B)所示的平視顯示器在屏幕上描繪的幀圖像的概略圖，圖21 (B) 是與圖21(A)所示的幀圖像對應的虛像的概略圖。圖22是作為按照第五實施方式的透視顯示器而例示的其他平視顯示器的概略圖。圖23(A)是概略表示圖18(B)所示的平視顯示器的雷射光源的點亮模式的時間圖，圖23(B)是概略表示圖22所示的平視顯示器的雷射光源的點亮模式的時間圖。
具體實施例方式以下利用

按照一實施方式(應為各實施方式)的透視顯示器。圖中對具有同一、相同的作用或進行相同的動作的結構要素標註相同的符號。為了避免冗餘的說明， 根據需要省略重複的說明。為了幫助理解一系列實施方式的原理，圖中所示的結構要素示意性地被示出。因此，圖中所示的結構要素的形狀也是示意性的，並且對以下說明的實施方式的原理不做任何限定。(第一實施方式)圖1是作為按照第一實施方式的透視顯示器而例示的平視顯示器(以下稱為HUD) 的概略圖。利用圖1說明平視顯示器。(平視顯示器的結構)圖1中概略所示的HUD100例如搭載於汽車上。圖1示出汽車的前擋玻璃210。前擋玻璃210具有規定車室的內側邊界的內表面211、以及內表面211的相反一側的外表面 212。HUD100包括射出雷射LB的雷射光源110、投射從雷射光源110射出的雷射LB的投射光學系統(projection optical system) 120、以及安裝在前擋玻璃210的內表面211 的體全息200 (volume hologram)。投射光學系統120包括透鏡121、折返鏡122、液晶面板123、投射透鏡124、以及屏幕125。在本實施方式中，雷射光源110作為發出光的光源而被例示。HUD100還包括控制部130。控制部130與雷射光源110和液晶面板123電連接。 雷射光源110以及液晶面板123在控制部130的控制下動作。(平視顯示器的動作)利用圖1來說明本實施方式的HUD100的動作。控制部130向雷射光源110輸出用於射出雷射LB的控制信號。雷射光源110根據來自控制部130的控制信號，向透鏡121射出雷射LB。通過透鏡121的雷射LB由折返鏡 122向液晶面板123反射。其結果是，液晶面板123被雷射LB 二維照明。透鏡121擴大雷射LB，以便無損耗地照明液晶面板123。由於折返鏡122被配置成使雷射LB折返，因而形成小型的HUD100。另外，擴大雷射的透鏡或折返雷射的折返鏡可以根據HUD的規格或者雷射光源的特性而省略。控制部130向液晶面板123輸出用於顯示被顯示的圖像的圖案的控制信號。液晶面板123根據來自控制部130的控制信號，產生所顯示的圖像的圖案。如上所述，由於雷射 LB對液晶面板123進行照明，因而雷射LB被進行二維強度調製，作為影像光IL從液晶面板 123射出。投射透鏡IM將從液晶面板123射出的影像光IL在屏幕125上成像。其結果，圖像被顯示在屏幕125上。體全息200使從屏幕125射出的影像光IL發生衍射，並朝向駕駛員DR偏向。其結果，駕駛員DR能夠透過前擋玻璃210看到由體全息200放大了的虛像VI。只要能夠實現參照圖1說明的投射光學系統120的功能，具有其他光學結構的光學系統也可以被用作為投射光學系統。因此，圖1所示的投射光學系統120的光學結構對本實施方式的原理並不做任何限定。(體全息的衍射原理)圖2(A)是幹涉條紋的形成階段中體全息200的概略圖。圖2(B)是幹涉條紋形成後射入有雷射LB的體全息200的概略圖。利用圖1至圖2(B)說明體全息的衍射原理。在體全息200中形成有幹涉條紋201。為了形成幹涉條紋201，波長與參照圖1說明的雷射LB大致相等的雷射(以下稱為記錄光RL)被分離成兩束光束。被分離成兩束光束的記錄光RL如圖2㈧所示，以角度Θ1以及角度θ 2射入體全息200。其結果，幹涉條紋間隔為Γ的幹涉條紋201形成在體全息200中。形成了幹涉條紋201後，若雷射LB以角度θ 1射入體全息200，則體全息200以指定的衍射效率衍射雷射LB。其結果，雷射LB沿角度θ 2的方向從體全息200射出。該條件一般稱為布拉格條件(Bragg condition)。(溫度變動的影響)以下說明HUD100的周圍溫度的變化對體全息200的衍射產生的影響。在參照圖1說明的HUD100的各種構件中，容易受到HUD100的周圍溫度變動的影響的構件主要是體全息200和雷射光源110。以下說明由於HUD100的周圍溫度的變動使體全息200以及雷射光源110受到的影響。體全息200隨著HUD100的周圍溫度的變動而膨脹或收縮。其結果，幹涉條紋間隔 Γ發生變動。幹涉條紋間隔Γ的變動導致體全息200的衍射角度和衍射效率變動。例如， 若雷射LB的波長固定，並且由於HUD100的周圍溫度的上升而使體全息200各向同性地發生膨脹，則如圖2(B)所示，當角度Θ2大於角度Θ1時，以角度Θ1入射的雷射LB以小於體全息200膨脹前的角度θ 2的角度從體全息200射出。作為偏離布拉格條件的結果，與 HUD100的周圍溫度上升之前相比，衍射效率也發生降低。若HUD100的周圍溫度降低，則以角度θ 1射入到體全息200的雷射LB相反地以大於角度θ 2的角度從體全息200射出。在角度Θ1小於角度θ 2的條件下，若HUD100的周圍溫度上升，則雷射LB以大於體全息200 膨脹前的角度θ 2的角度從體全息200射出。相反，若HUD100的周圍溫度降低，則雷射LB 以小於體全息200收縮前的角度θ 2的角度從體全息200射出。如上所述，若由於溫度變動體全息200發生膨脹或收縮，則根據角度θ 1與角度 θ 2之間的大小關係，偏離布拉格條件的偏離方向不同。但是，不管是哪種情況，都發生相對於布拉格條件的偏離，因而與HUD100的周圍溫度變動之前相比，衍射效率都發生降低。作為本實施方式的雷射光源110，例示出半導體雷射光源。如果半導體雷射光源的周圍溫度變動，從半導體雷射光源射出的雷射LB的波長發生變動。一般而言，半導體雷射光源的周圍溫度越高，半導體的能帶結構(band structure)的禁帶(forbidden band)的寬度越窄。其結果，來自半導體雷射光源的雷射LB的振蕩波長向低能量側(長波長側)移動。雷射LB的波長的變動導致體全息中的衍射角和衍射效率的變動。在體全息200的幹涉條紋間隔Γ為恆定的條件下，若由於作為雷射光源110使用的半導體雷射光源的周圍溫度的上升而使雷射LB的波長向長波長側移動，並且如圖2(B) 所示，角度θ 2大於角度θ 1，則以角度θ 1射入體全息200的雷射LB以大於雷射LB的波長變動前的角度θ 2的角度從體全息200射出。作為偏離布拉格條件的結果，與雷射光源 110的周圍溫度上升之前相比，衍射效率發生降低。相反，若雷射光源110的周圍溫度降低，則雷射LB以小於角度θ 2的角度從體全息200射出。若角度θ 2小於角度θ 1，並且雷射光源110的周圍溫度上升，則雷射LB以小於雷射LB的波長變動前的角度θ 2的角度從體全息200射出。相反，若雷射光源110的周圍溫度降低，則雷射LB以大於角度θ 2的角度從體全息200射出。如上所述，如果由於溫度變動而使雷射LB的波長發生變動，則根據角度θ 1與角度θ 2之間的大小關係，相對於布拉格條件的偏離方向不同。但是，不管是哪種情況，都產生相對於布拉格條件的偏離，因而與雷射光源110的周圍溫度變動之前相比，衍射效率都發生降低。根據上述研究，較為理想的是，將由HUD100的周圍溫度變動造成的體全息200的膨脹或收縮所引起的相對於布拉格條件的偏離方向設定成與由雷射光源110的周圍溫度變動造成的雷射光源110的波長變動所引起的相對於布拉格條件的偏離方向相反。如果 HUD100及/或雷射光源110的周圍溫度變動使得體全息200的膨脹或收縮以及雷射LB的波長移動同時發生，則相對於布拉格條件的偏差被抵消。作為雷射光源110，若使用隨著溫度上升波長向長波長側移動的光源(例如半導體雷射光源)，則與由於溫度變動而使體全息單獨膨脹或收縮的情況或者由於溫度變動而使從雷射光源輸出的雷射的波長單獨變動的情況相比，不易產生由衍射角的變動造成的圖像顯示位置的偏移或由衍射效率的降低引起的亮度降低等的畫質的劣化。從半導體雷射光源射出的雷射的波長的溫度變動量一般而言依賴於用於半導體雷射光源的半導體的種類。例如，作為一般使用的紅色雷射光源，例示具有包含鋁(Al)、鎵 ( )、銦an)、以及磷(P)的組成的活性層的半導體雷射光源。從該半導體雷射光源射出的雷射的波長的溫度依賴性K約為0.2nm/°C。一般用於透視顯示器的體全息的線膨脹係數 α 約為 2. OXlO^V0C0圖3是概略表示體全息的溫度膨脹特性以及雷射的波長的溫度依賴特性的曲線圖。利用圖3說明體全息的溫度膨脹特性以及雷射的波長的溫度依賴特性。圖3所示的溫度膨脹特性根據具有2.0X10_4/°C的線膨脹係數α的體全息而得至IJ。另外，圖3所示的雷射的波長的溫度依賴特性根據由具有0. 2nm/°C的波長的溫度依賴性K的紅色半導體雷射光源射出的紅色雷射而得到。圖3的曲線圖的橫軸表示溫度。圖3的曲線圖的左縱軸表示由於溫度變動而變動的波長的變動比例。圖3的曲線圖的右縱軸表示由於溫度變動而發生膨脹的體全息的幹涉條紋間隔Γ的變動比例。在圖3所示的曲線圖中，25°C時的紅色雷射的波長為637nm。溫度例如為45 °C 時，溫度變動量為20°C。因此，溫度從25°C上升至45°C時的波長變動比例為0. 0063 (= 20(°C )X0.2(nm/°C )+637(nm))。另外，溫度從25°C上升至45°C時的體全息的幹涉條紋間隔Γ的一維方向的變動比例為0. 004( = 2. OX 10-4/oC X 200C )。因此，波長變動比例與幹涉條紋間隔Γ的變動比例之間的差異為0.0023。根據上述研究可知，若與體全息一起使用具有上述波長依賴性的半導體雷射光源，則可適於減少由溫度變動引起的相對於布拉格條件的偏差。因此，作為利用體全息的 HUD等透視顯示器的光源，若使用隨著溫度上升波長向長波長側移動的光源(例如半導體雷射光源)，則即使產生溫度變動，也不易產生由衍射角的變動引起的圖像顯示位置的偏移或者由衍射效率的降低引起的亮度降低等的畫質的劣化。半導體雷射光源一般而言在雷射光源中是最廉價的。因此，若使用半導體雷射光源作為HUD的光源，則可提供廉價的HUD。另外，顯然，使用上述組成以外的半導體的半導體雷射光源也能得到上述效果。因此，本實施方式的原理並不限定於具有上述組成的半導體的紅色半導體雷射光源。進一步，若來自光源的光的波長具有與上述特性相同的溫度特性， 則半導體雷射光源以外的光源也能取得上述的效果。作為基於上述原理的研究的結果，本發明人發現在以下的條件下，不易產生由衍射角的變動引起的圖像顯示位置的偏移或者由衍射效率的降低引起的亮度降低等的畫質的劣化。利用圖1至圖3對用於抑制畫質劣化的條件進行說明。若體全息200具有α (/°C )的線膨脹係數和利用波長為Λ (nm)的記錄光RL記錄的幹涉條紋201 (參照圖2(A))，並且從雷射光源110發出的雷射LB的波長具有K(nm/°C ) 的溫度依賴性，則當波長Λ (nm)和溫度依賴性K(nm/°C )滿足以下的數式(1)所示的關係時，在利用體全息200的透視顯示器(HUD100)中，由溫度變動引起的相對於布拉格條件的偏離得以降低。0 ^ K/ A ^ 2 α(1)若滿足上述的數式⑴的關係，則不易產生由衍射角的變動引起的圖像顯示位置的偏移或者由衍射效率的降低引起的亮度降低等的畫質的劣化。圖4是作為本實施方式的其他透視顯示器而例示的HUD的概略圖。利用圖1以及圖4說明HUD。圖4所示的HUD100A包括與參照圖1說明的HUD100相同的投射光學系統120。 HUD 100Α與參照圖1說明的HUD 100不同，包括具有紅色半導體雷射光源110R、綠色半導體雷射光源110G、以及藍色半導體雷射光源IlOB的光源150。紅色半導體雷射光源IlOR 射出紅色雷射LB(r)。綠色半導體雷射光源IlOG射出綠色雷射LB(g)。藍色半導體雷射光源IlOB射出藍色雷射LB(b)。在本實施方式中，紅色半導體雷射光源110R、綠色半導體雷射光源110G、以及藍色半導體雷射光源IlOB分別作為光源構件而被例示。HUD 100A還包括控制部130A。控制部130A與紅色半導體雷射光源110R、綠色半導體雷射光源110G、藍色半導體雷射光源IlOB以及液晶面板123分別電連接。紅色半導體雷射光源110R、綠色半導體雷射光源110G、藍色半導體雷射光源IlOB以及液晶面板123在控制部130A的控制下動作。HUD100A還包括分色鏡(dichroicmirror) 151、152。紅色半導體雷射光源IlOR向分色鏡151射出紅色雷射LB (r)。另外，藍色半導體雷射光源IlOB也向分色鏡151射出藍色雷射LB (b)。分色鏡151將紅色雷射LB (r)和藍色雷射LB (b)進行合波。由分色鏡151合波的雷射向分色鏡152傳播。綠色半導體雷射光源IlOG向分色鏡152射出綠色雷射LB(g)。 分色鏡152將由分色鏡151合波的雷射與綠色雷射LB(g)進行合波。由分色鏡152合波的三種顏色的雷射射入投射光學系統120。投射光學系統120如參照圖1所說明的那樣，包括透鏡121、折返鏡122、液晶面板123、投射透鏡124、以及屏幕125。紅色雷射LB (r)、綠色雷射LB (g)、以及藍色雷射LB (b) 照明液晶面板123。其結果，包含紅色雷射LB (r)、綠色雷射LB (g)、以及藍色雷射LB (b)的影像光IL從液晶面板123射出。然後，由紅色雷射LB (r)、綠色雷射LB (g)、以及藍色雷射LB(b)描繪的圖像被顯示在屏幕125上。HUD100A還包括安裝在前擋玻璃210的內表面211的體全息200A。從屏幕125射出的紅色雷射LB (r)、綠色雷射LB (g)、以及藍色雷射LB (b)由體全息200A衍射，而朝向駕駛員DR偏向。其結果，駕駛員DR能夠透過前擋玻璃210看到由體全息200A放大了的虛像 VI。體全息200A可以是多重地記錄了與紅色、綠色以及藍色的各色相相應的幹涉條紋的單一的全息元件。取而代之，體全息200A也可以通過層積形成有與紅色色相相應的幹涉條紋的全息元件、形成有與綠色色相相對的幹涉條紋的全息元件、以及形成有與藍色色相相應的幹涉條紋的全息元件而形成。如參照圖1所說明的那樣，如果紅色半導體雷射光源110R、綠色半導體雷射光源110G、及/或藍色半導體雷射光源IlOB的周圍溫度上升，則紅色雷射LB (r)、綠色雷射 LB (g)、以及藍色雷射LB (b)的波長分別向長波長側移動。圖5是概略地表示紅色雷射LB (r)、綠色雷射LB (g)以及藍色雷射LB (b)的波長的溫度依賴特性的曲線圖。利用圖2 (B)、圖4以及圖5，說明紅色雷射LB (r)、綠色雷射LB (g) 以及藍色雷射LB(b)的波長的溫度依賴特性。圖5的曲線圖的橫軸表示溫度。圖5的曲線圖的縱軸表示由於紅色半導體雷射光源110R、綠色半導體雷射光源110G、及/或藍色半導體雷射光源IlOB的周圍溫度變動而發生變動的波長的變動比例。圖5的曲線圖示出25°C時的紅色雷射LB(r)、綠色雷射LB(g)以及藍色雷射LB(b) 的波長隨著溫度變動以何種程度變化。圖5中，來自紅色半導體雷射光源IlOR的紅色雷射 LB (r)的波長的溫度依賴特性用符號「Kr」表示。來自綠色半導體雷射光源IlOG的綠色雷射LB(g)的波長的溫度依賴特性用符號「Kg」表示。來自藍色半導體雷射光源IlOB的藍色雷射LB(b)的波長的溫度依賴特性用符號「Kb」表示。紅色半導體雷射光源IlOR例如可以是具有包含鋁(Al)、鎵(( )、銦(In)以及磷 (P)的組成的活性層的半導體雷射光源。在此情況下，紅色雷射LB (r)的波長的溫度依賴特性 Kr 約為 0. 2nm/°C。綠色半導體雷射光源IlOG以及藍色半導體雷射光源IlOB可以是具有包含銦 an)、鎵(Ga)以及氮(N)的組成的活性層的眾所周知的半導體雷射光源。在此情況下，綠色雷射LB (g)的波長的溫度依賴特性Kg約為0.04nm/°C。另外，藍色雷射LB (b)的波長的溫度依賴特性Kb也約為0. 04nm/°C。圖5中，在25°C的溫度下，來自紅色半導體雷射光源1IOR的紅色雷射LB (r)的波長為637nm。來自綠色半導體雷射光源IlOG的綠色雷射LB (g)的波長為532nm。來自藍色半導體雷射光源IlOB的藍色雷射LB (b)的波長為445nm。當使用射出在25°C時與用於記錄體全息200A的幹涉條紋的記錄光的波長大致相等的波長的雷射的半導體雷射光源時，若半導體雷射光源的周圍溫度上升，則從半導體雷射光源射出的雷射的波長向長波長側移動。其結果，不能滿足布拉格條件，衍射角發生變動。如圖2 (B)所示，在雷射LB從體全息200A射出的角度θ 2大於雷射LB射入體全息200Α的角度θ 1的布拉格條件下，如果雷射LB的波長變長，則如上所述，從體全息200Α射出的雷射LB的從體全息200A的(應刪除)出射角度變得大於角度θ 2。例如，若代替 HUD100A的光源150中的綠色半導體雷射光源110G，使用具有儘管溫度變動波長也恆定的特性的雷射光源(例如，對從固體雷射元件射出的基波進行波長轉換，生成綠色雷射的波長轉換雷射光源)，則即使該雷射光源的周圍溫度達到例如45°C，綠色雷射的波長也幾乎不發生變動。另一方面，紅色雷射LB(r)的波長與25°C條件下的波長相比，增長約0.0062 倍的波長。因此，在紅色雷射LB(r)與從不易受到溫度變動影響的綠色雷射光源射出的綠色雷射之間，從體全息200A射出時的角度Θ2產生差異。因此，駕駛員DR觀看到虛像VI， 在該虛像VI中，在由紅色雷射LB (r)描繪的紅色圖像與由從不易受到溫度變動影響的綠色雷射光源射出的綠色雷射描繪的綠色圖像之間以與0. 0062倍的波長變動比例相應的量發生了色偏移(color shift)。本實施方式的HUD100A具有作為光源150的隨著溫度的上升射出的光的波長向長波長側移動的光源(紅色半導體雷射光源110R、綠色半導體雷射光源IlOG以及藍色半導體雷射光源110B)。例如，在45°C時，從綠色半導體雷射光源IlOG射出的綠色雷射LB(g)的波長與25°C時的波長相比增長約0. 0016倍的波長。若作為發出綠色色相的光的光源而使用綠色半導體雷射光源110G，則紅色雷射 LB(r)與綠色雷射LB(g)之間的從體全息200A射出的出射角的差異與使用發出不依賴於溫度的恆定波長的綠色雷射的雷射光源時相比，減少約1/4((0. 0062-0. 0016)/0. 0016 = 0. 74)。因此，圖像偏移量也減少約1/4。上述的圖像偏移量減少的原理並不受光源發出的色相所限定。上述的圖像偏移量減少的原理對於發出任意色相的雷射的光源都同樣適用。因此，本實施方式的原理適用於具有發出不同色相(不同波長)的光的η個(η為大於1的整數)的光源構件的透視顯示器(平視顯示器)。若η個光源構件全部都隨著溫度上升引起波長向長波長側的移動，則由溫度變動引起的圖像間(不同色相的圖像間)的相對位置偏移得到緩和。因此，HUD能夠顯示高畫質的圖像。在本實施方式中，說明由溫度變動引起的圖像偏移。但是，即使在HUD的使用環境溫度被管理為恆定的條件下，若用於圖像形成的雷射的波長與用於在體全息中記錄幹涉條紋的記錄光的波長不同，則由於與上述相同的理由，用於圖像形成的雷射的偏振方向也與幹涉條紋的記錄時設定的方向不同。若在指定溫度下使多種色相的雷射朝向與幹涉條紋記錄時相同的方向偏向而形成圖像(例如，如HUD100A那樣)，需要在指定溫度下射出波長與用於記錄幹涉條紋的記錄光相同的雷射的雷射光源。這使得可使用的波長的範圍變窄。因此，例如，將廉價的半導體雷射光源作為用於形成圖像的光源使用，會引起成品率的惡化。通過以下說明的本發明人的研究，可使用的波長範圍得到擴大。例如，在25°C的溫度條件下，測量從多個半導體雷射光源(η個光源構件)射出的雷射的波長。另外，多個半導體雷射光源被設計成發出不同波長(λ1、λ2、……、λη)的雷射。然後計算測量到的波長與用於體全息的幹涉條紋記錄的記錄光的波長(Al、Λ2、……、 An)之間的偏差的比例。若在被測量的半導體雷射光源中，選擇性地將計算出的偏差的比例接近的光源彼此組合，則可減少不同波長(λ 、λ2、……、λη)的雷射的衍射角相對於角度θ 2的偏差。另外，波長Al是用於記錄衍射用於圖像形成的雷射的波長λ 1的幹涉條紋的記錄光的波長。波長Λ2是用於記錄衍射用於圖像形成的雷射的波長λ2的幹涉條紋的記錄光的波長。波長An是用於記錄衍射用於圖像形成的雷射的波長λη的幹涉條紋的記錄光的波長。從用於形成衍射紅色色相的雷射的幹涉條紋的紅色雷射光源射出的波長在以下說明中用符號「 Ar」表示。從用於形成衍射綠色色相的雷射的幹涉條紋的綠色雷射光源射出的波長在以下說明中用符號「 Ag」表示。從用於形成衍射藍色色相的雷射的幹涉條紋的藍色雷射光源射出的波長在以下說明中用符號「Ab」表示。從搭載於HUD100A的紅色半導體雷射光源IlOR射出的紅色雷射LB (r)的波長在以下說明中用符號「 λΓ」表示。從搭載於HUD100A的綠色半導體雷射光源IlOG射出的綠色雷射LB(g)的波長在以下說明中用符號「Ag」表示。從搭載於HUD100A的藍色半導體雷射光源IlOB射出的藍色雷射LB(b)的波長在以下說明中用符號「λ b」表示。若選擇紅色半導體雷射光源110R、綠色半導體雷射光源IlOG以及藍色半導體雷射光源110B，以便使基於以下的數式( 至數式(4)計算出的無量綱數彼此接近，則紅色雷射LB (r)、綠色雷射LB (g)、以及藍色雷射LB (b)的衍射角與角度θ 2的偏差大致相等。因此，指定溫度下的紅色圖像、綠色圖像以及藍色圖像之間的相對偏移減少。( λ r- A r) / A r(2)(Xg-Ag)/Ag(3)(Ab-Ab)/Ab(4)具體而言，若(λι·-ΛΓ)/ΛΓ、(Xg-Ag)/Ag、(Xb_Ab)/Ab的最大值與最小值的差異在0. 005以下，則駕駛員DR幾乎察覺不到指定溫度下的紅色圖像、綠色圖像、以及藍色圖像之間的相對偏移。例如，若Λr = 637nm、Λg = 532nm、Λb = 445nm，並且在25°C時 λ r = 640nm、λ g =534nm、Ab = 448nm，則(λ r_ Λ r) / Λ r、( λ g-Λ g) / Λ g、( λ b_ Λ b) / Λ b 分另 Ij 為 0· 0047、 0. 0038,0. 0067ο在這些無量綱數中，最小值為0. 0038。另外，最大值為0. 0067。因此，最大值與最小值的差值為「0. 0067-0. 0038 = 0. 0029".因此，由於從這些紅色半導體雷射光源110R、綠色半導體雷射光源IlOG以及藍色半導體雷射光源IlOB的組合中得到的無量綱數的最大值與最小值之間的差異為0. 005以下，所以在25°C的溫度條件下，駕駛員DR幾乎察覺不到紅色圖像、藍色圖像以及綠色圖像之間的相對偏移。如上所述，將在指定溫度下由上述數式( 至數式(4)規定的無量綱數的範圍被限制在指定範圍內的半導體雷射光源進行組合，其結果，可減少以不同色相描繪的圖像之間的相對偏移。即使HUD具備射出不同波長的多個光源(例如，參照圖4說明的HUD100A)，作為基於在指定溫度下測量到的波長數據恰當地組合光源構件的結果，也可減小以不同色相描繪的圖像之間的相對偏移。此外，若與線膨脹係數的關係被設定成滿足由上述數式(1)規定的關係，則無論是否發生溫度變動，HUD都能顯示色偏移較少的圖像。在本實施方式中，25 0C的溫度作為指定溫度而被例示。取而代之，在其他溫度下測量的波長數據也可以被用來決定光源構件的組合。上述的λΓ、Xg、Xb、Ar、Ag、Ab的值僅為一例，也可以使用其他值的波長。在上述的說明中，主要說明三種顏色的光源構件。但是，也可以使用兩個或多於三個的光源構件。另外，從光源構件射出的光的色相併不限於紅、綠、藍，也可以從光源構件射出其他色相的光。在上述的說明中，作為具有波長依賴性的光源，例示了半導體雷射光源。但是，也可以將具有同樣的波長依賴性的光源組裝到HUD中。(對雷射光源的溫度控制)HUD100還可以包括調整雷射光源110的溫度的調整構件。同樣，HUD100A還可以包括分別調整紅色半導體雷射光源110R、綠色半導體雷射光源IlOG以及藍色半導體雷射光源IlOB的溫度的調整構件。在以下的關於對雷射光源的溫度控制的說明中，體全息如參照圖3的曲線圖說明的那樣，具有2.0X10_4/°C的線膨脹係數。另外，從半導體雷射光源射出的雷射的波長的溫度依賴性K為0. 2nm/°C。例如，如果HUD100的體全息200的周邊溫度達到50°C，幹涉條紋間隔Γ與25°C的溫度時相比寬出了 0.005倍的幹涉條紋間隔。此時，若將作為雷射光源110使用的半導體雷射光源的周邊溫度調整為約41°C，則與25°C時的雷射LB的波長相比，波長長出約0. 005 倍的波長的雷射LB被射出。如上所述，若像半導體雷射光源那樣，從雷射光源射出的雷射的波長具有溫度依賴性，則較為理想的是，基於體全息的線膨脹係數α以及雷射的波長的溫度依賴性K，決定雷射光源的溫度。其結果是，從布拉格條件的偏離減少，不易產生由衍射角的變動引起的圖像顯示位置的偏移或者由衍射效率的降低引起的亮度降低等的畫質的劣化。在上述的說明中，作為HUD的光源，例示了具有溫度上升時波長向長波長側移動的溫度依賴性的半導體雷射光源。但是，溫度依賴性並不限於溫度上升時波長向長波長側移動的特性。只要從雷射光源射出的雷射的波長具有某些溫度依賴性，都能得到上述效果。在上述的說明中，作為體全息的線膨脹係數α的值，例示了「2.0X10_4/°C」。但是，對於其他的線膨脹係數的值，也能取得上述效果。圖6是具有對雷射光源的溫度調整功能的HUD的概略圖。利用圖6說明具有溫度調整功能的HUD。圖6所示的HUD100B除了具備與參照圖1說明的HUD100同樣的雷射光源110、投射光學系統120以及體全息200以外，還包括測量體全息200自身的溫度及/或體全息200 的周邊溫度的溫度傳感器160、以及用於調整雷射光源110的溫度的調整部165。HUD100B 還包括控制部130B。控制部130B與參照圖1說明的控制部130同樣，與雷射光源110以及液晶面板123電連接。控制部130B也與溫度傳感器160以及調整部165電連接。在本實施方式中，控制部130B以及調整部165作為調整構件而被例示。溫度傳感器160測量體全息200自身的溫度及/或體全息200的周邊溫度，並向控制部130B輸出與測量到的溫度有關的溫度信息。控制部130B基於溫度信息，設定雷射光源110的溫度的目標溫度。調整部165在控制部130B的控制下，調整雷射光源110的溫度，使得雷射光源110的溫度達到目標溫度。圖7是調整部165的概略圖。利用圖6以及圖7說明調整部165。調整部165具備安裝在雷射光源110上的珀耳帖元件166和安裝在珀耳帖元件 166上的散熱板167。與控制部130B電連接的珀耳帖元件166在控制部130B的控制下調
1整雷射光源110的溫度。較為理想的是，將與體全息200的線膨脹係數α、雷射光源110的波長的溫度依賴性K有關的信息預先輸入控制部130Β。其結果是，控制部130Β能夠基於來自溫度傳感器 160的溫度數據，大致實時地設定雷射光源110的適當的目標溫度。在本實施方式中，作為調整部165使用珀耳帖元件。取而代之，也可以使用能夠調整雷射光源的溫度的其他調溫構件(例如加熱器、風扇或壓縮機)。此外，並不限於圖6以及圖7所示的調溫結構，也可以使用能夠基於體全息的線膨脹係數α與雷射光源射出的雷射的溫度依賴性，適當地設定雷射光源的溫度的其他調溫技術。圖8是具有對雷射光源的溫度調整功能的其他HUD的概略圖。利用圖8說明具有溫度調整功能的HUD。圖8所示的HUD100C除了具備與參照圖4說明的HUD100A同樣的光源150、投射光學系統120、以及體全息200Α以外，還包括測量體全息200Α自身的溫度及/或體全息200Α 的周邊溫度的溫度傳感器160、用於調整紅色半導體雷射光源IlOR的溫度的調整部165R、 用於調整綠色半導體雷射光源IlOG的溫度的調整部165G、以及用於調整藍色半導體雷射光源IlOB的溫度的調整部165Β。HUD100C還包括控制部130C。控制部130C與參照圖4說明的控制部130Α同樣，與光源150以及液晶面板123電連接。控制部130C也與溫度傳感器 160以及調整部165R、165G、165B電連接。在本實施方式中，控制部130C以及調整部165R、 165GU65B作為調整構件而被例示。溫度傳感器160測量體全息200A自身的溫度及/或體全息200A的周邊溫度，並向控制部130C輸出與測量到的溫度有關的溫度信息。控制部130C基於溫度信息，分別設定紅色半導體雷射光源110R、綠色半導體雷射光源110G、以及藍色半導體雷射光源IlOB的目標溫度。調整部165R、165G、165B在控制部130C的控制下，調整紅色半導體雷射光源110R、 綠色半導體雷射光源110G、以及藍色半導體雷射光源IlOB的溫度，使得紅色半導體雷射光源110R、綠色半導體雷射光源110G、以及藍色半導體雷射光源IlOB的溫度分別達到目標溫度。在體全息200A中，記錄有用於衍射紅色雷射LB (r)的幹涉條紋、用於衍射綠色雷射LB(g)的幹涉條紋、以及用於衍射藍色雷射LB(b)的幹涉條紋。紅色半導體雷射光源IlOR 在25°C的溫度條件下，射出與用來記錄用於衍射紅色雷射LB(r)的幹涉條紋的記錄光的中心波長大致相等的波長的紅色雷射LB(r)。綠色半導體雷射光源IlOG在25°C的溫度條件下，射出與用來記錄用於衍射綠色雷射LB(g)的幹涉條紋的記錄光的中心波長大致相等的波長的綠色雷射LB(g)。藍色半導體雷射光源IlOB在25°C的溫度條件下，射出與用來記錄用於衍射藍色雷射LB(b)的幹涉條紋的記錄光的中心波長大致相等的波長的藍色雷射 LB (b)。在光源150的周圍溫度從常溫上升時，控制部130C例如可以將藍色半導體雷射光源IlOB的目標溫度設定為約35°C，將綠色半導體雷射光源IlOG的目標溫度設定為約 37°C，將紅色半導體雷射光源IlOR的溫度設定為約^°C。在以25°C的溫度條件為基準時， 從光源150射出的紅色雷射LB(r)、綠色雷射LB(g)以及藍色雷射LB(b)的波長變動比例均約為0. 001 (參照圖5)。因此，如果根據從光源150射出的紅色雷射LB (r)、綠色雷射LB (g) 以及藍色雷射LB(b)的波長的溫度依賴性，分別設定紅色半導體雷射光源110R、綠色半導體雷射光源IlOG以及藍色半導體雷射光源IlOB的目標溫度，則可減少由溫度變動引起的紅色圖像、綠色圖像以及藍色圖像之間的相對偏移。因此，HUD100C能夠顯示高畫質的圖像。在上述的說明中，設定紅色半導體雷射光源110R、綠色半導體雷射光源IlOG以及藍色半導體雷射光源IlOB各自的目標溫度，使波長變動比例約為0. 001。取而代之，也可以將波長變動比例的其他值作為基準，設定紅色半導體雷射光源110R、綠色半導體雷射光源IlOG以及藍色半導體雷射光源IlOB各自的目標溫度。例如，若溫度傳感器160測量的溫度較高，則可以將紅色半導體雷射光源110R、綠色半導體雷射光源110G、以及藍色半導體雷射光源IlOB各自的目標溫度設定得較高。例如，控制部130C可以將藍色半導體雷射光源IlOB的目標溫度設定為47°C，將綠色半導體雷射光源IlOG的目標溫度設定為51°C，將紅色半導體雷射光源IlOR的溫度設定為31°C。或者，控制部130C也可以設定其他的目標溫度的組合。若根據溫度傳感器160 測量到的溫度，來增減控制部130C設定的目標溫度，則通過對紅色半導體雷射光源110R、 綠色半導體雷射光源110G、以及藍色半導體雷射光源IlOB的溫度調整，消耗的電量得以減少。因此，HUD100C的耗電減少。如上所述，控制部130C不僅基於體全息200A的線膨脹係數，還基於用於體全息 200A的幹涉條紋記錄的記錄光的中心波長以及光源150在指定溫度下發出的光的波長，來調整光源150的溫度。另外，在上述的說明中，來自光源150的紅色雷射LB(r)、綠色雷射 LB(g)以及藍色雷射LB(b)的波長被設定成在25°C時與用於體全息200A的幹涉條紋記錄的記錄光的中心波長大致相等。若在25°C時紅色雷射LB(r)、綠色雷射LB(g)以及藍色雷射LB(b)的波長偏離用於體全息200A的幹涉條紋記錄的記錄光的中心波長，則控制部130C 也可以針對25°C時的紅色雷射LB (r)、綠色雷射LB (g)、以及藍色雷射LB (b)的波長設定目標溫度。例如，若紅色半導體雷射光源IlOR在25°C的溫度條件下射出的紅色雷射LB (r) 的波長為638nm，並且用於衍射紅色雷射LB (r)的幹涉條紋記錄的記錄光的波長為637nm， 則在由溫度傳感器160測量到的溫度為25°C時，控制部130C可以將紅色半導體雷射光源 IlOR的溫度設定為比25°C低5°C ( = 1 (nm) +0. 2(nm/°C ))的目標溫度。即，對紅色半導體雷射光源IlOR設定的目標溫度為20°C。隨後，若由溫度傳感器160測量到的溫度發生變動，則控制部130C可以對紅色半導體雷射光源IlOR以20°C為基準設定目標溫度。控制部130C對其他的半導體雷射光源(綠色半導體雷射光源IlOG以及藍色半導體雷射光源 110B),也可以按照相同的方法設定目標溫度。在上述的說明中，作為射出具有溫度依賴性的波長的雷射的雷射光源，例示了半導體雷射光源。取而代之，可以使用發出具有相同的溫度依賴性的波長的光的光源。圖9是概略表示體全息的溫度膨脹特性以及雷射的波長的溫度依賴特性的曲線圖。另外，圖9所示的曲線圖是在圖5所示的曲線圖上作為右側的縱軸追加了體全息的幹涉條紋間隔Γ的變動比例的曲線圖。利用圖8以及圖9說明體全息的溫度膨脹特性以及雷射的波長的溫度依賴特性。在以下的說明中，體全息200Α的線膨脹係數與上述的說明同樣為2X10_4(/°C )。 另外，作為用於在體全息200A中記錄幹涉條紋的記錄光使用的紅色雷射的波長在以下說明中用符號「 Ar(nm) 」表示。作為用於在體全息200A中記錄幹涉條紋的記錄光使用的綠色雷射的波長在以下說明中用符號「Ag(nm)」表示。作為用於在體全息200A中記錄幹涉條紋的記錄光使用的藍色雷射的波長在以下說明中用符號「Ab(nm)」表示。來自搭載於HUD100C的紅色半導體雷射光源IlOR的紅色雷射LB(r)的波長的溫度依賴性用符號 "Kr(nm/°C ) 」表示。來自搭載於HUD100C的綠色半導體雷射光源IlOG的綠色雷射LB (g) 的波長的溫度依賴性用符號「Kg(nm/°C ) 」表示。來自搭載於HUD100C的藍色半導體雷射光源IlOB的藍色雷射LB (b)的波長的溫度依賴性用符號「Kb (nm/°C)」表示。體全息的線膨脹係數用符號「a (/°C)」表示。若滿足由以下的數式(5)所示的關係，則如上所述，與使用具有儘管溫度變動波長也恆定的特性的光源時相比，可減少由溫度變動引起的偏離布拉格條件的偏差。因此，不易產生由衍射角的變動引起的圖像顯示位置的偏移或者由衍射效率的降低引起的亮度降低等的畫質的劣化。0 < Κη/Λη < 2 a (n = r、g、b)(5)參照圖9，例如，當體全息200A的周圍溫度為35°C時，幹涉條紋間隔Γ與25°C時相比寬出了 0.002倍的幹涉條紋間隔。控制部130C若將紅色半導體雷射光源IlOR的目標溫度設定為32°C，將藍色半導體雷射光源IlOB的目標溫度設定為47°C，將綠色半導體雷射光源IlOG的目標溫度設定為51°C，則可消除偏離布拉格條件的偏差。因此，不易產生由衍射角的變動引起的圖像顯示位置的偏移或者由衍射效率的降低引起的亮度降低等的畫質的劣化。而且，紅色圖像、藍色圖像以及綠色圖像之間的相對偏移也被消除。因此，HUD100C 能夠顯示高畫質的圖像。圖8所示的溫度傳感器160例如可以是輻射溫度計。輻射溫度計向控制部130C 輸出與測量到的溫度有關的溫度信息。其結果是，輻射溫度計測量到的溫度被反映到紅色半導體雷射光源110R、綠色半導體雷射光源110G、以及藍色半導體雷射光源IlOB的溫度控制中。另外，體全息200A自身的溫度或者體全息200A的周邊溫度也可以用其他的測量方法來測量。圖10是具有用於減少紅色圖像、藍色圖像以及綠色圖像之間的相對偏移的功能的HUD的概略圖。利用圖4以及圖10，說明具有用於減少紅色圖像、藍色圖像以及綠色圖像之間的相對偏移的功能的HUD。圖10所示的HUD100D具有與參照圖4說明的HUD100A大致相同的結構。HUD100D 與參照圖4說明的HUD100A同樣，包括體全息200A、光源150、控制部130A、分色鏡151、152 以及投射光學系統120。為了使附圖清楚，這些構件在圖10中未示出。另外，圖10中示出投射光學系統120的屏幕125。HUD100D還包括配置在屏幕125與體全息200A之間的反射型全息 (reflection-type hologram) 1700為了使附圖清楚，圖10中示出了從屏幕125射出的紅色雷射LB(r)、LB(r+)。在以下的說明中，紅色雷射LB(r)具有與用於體全息200A的幹涉條紋記錄的記錄光相同的波長。紅色雷射LB(r+)具有從紅色雷射LB(r)向長波長側移動了例如5nm的波長。反射型全息170具有消除體全息200A的衍射角的波長依賴性的特性。如圖10所示，紅色雷射LB(r)以及紅色雷射LB(r+)在反射型全息170上的不同點處入射。反射型全息170使在不同點處入射的紅色雷射LB (r)以及紅色雷射LB (r+)在體全息200A上的大致同一點處入射。其結果是，紅色雷射LB(r)以及紅色雷射LB(r+)以大致相同的角度從體全息200A射出。因此，雖然是波長不同的雷射，但幾乎不產生虛像VI中的圖像間的位置偏移。 因此，駕駛員DR基本上察覺不到虛像VI中的圖像間的位置偏移，從而可舒適地觀看圖像。 上述的原理對於藍色雷射以及綠色雷射也同樣適用。根據參照圖10說明的原理，例如，即使周圍溫度發生變動，紅色圖像、綠色圖像以及藍色圖像之間相對的位置偏移也能被消除。因此，HUD100D能夠顯示高畫質的圖像。若利用具有上述特性的反射型全息，則即使HUD的光源像半導體雷射光源那樣，雷射的波長具有溫度依賴性，在不進行溫度調整的情況下，也不易產生圖像的位置偏移。因此，HUD能夠顯示高畫質的圖像。圖11是反射型全息170的概略的剖視圖。利用圖10以及圖11說明反射型全息 170。圖11所示的反射型全息170是浮雕全息(relief hologram)。另外，體全息也可以被用來作為反射型全息170。圖11所示的反射型全息170包括被層積的樹脂材料171、172、173。樹脂材料171、 172、173具有大致相同的折射率。樹脂材料171、172、173的表面上刻有互補的表面浮雕(不連續的凹凸結構)。刻有表面浮雕的樹脂材料171、172、173的表面彼此無間隙地貼緊。在樹脂材料171的外表面上，設置有反射紅色雷射LB (r)的反射塗層174r。在樹脂材料171 與樹脂材料172之間，設置允許紅色雷射LB(r)的透過而反射綠色雷射LB(g)的反射塗層 174g。在樹脂材料172與樹脂材料173之間，設置允許紅色雷射LB(r)以及綠色雷射LB(g) 的透過而反射藍色雷射LB (b)的反射塗層174b。圖11所示的反射塗層174r、174g、174b例如通過電介質多層膜的蒸鍍而形成。但是，也可以用其他的方法形成反射塗層174r、174g、174b。取而代之，反射塗層174r也可以
是金屬塗層ο樹脂材料171與樹脂材料172之間的貼緊面的浮雕結構也可以是以能夠有效地將綠色雷射LB(g)向所期望的方向衍射的方式形成的閃耀型結構(blaze structure)。同樣， 樹脂材料172與樹脂材料173之間的貼緊面的浮雕結構也可以是以能夠有效地將藍色雷射 LB(b)向所期望的方向衍射的方式形成的閃耀型結構。在樹脂材料171的外表面上形成的浮雕結構也可以是以能夠有效地將紅色雷射LB(r)向所期望的方向衍射的方式形成的閃耀型結構。參照圖10說明的特性(用於消除體全息200A的衍射角的波長依賴性的特性)可通過樹脂材料171、172、173的浮雕結構(浮雕的間距、厚度、角度等各種尺寸參數)的最優化而得到。如果影像光IL射入反射型全息170，影像光IL的紅色雷射LB (r)透過反射塗層 174b、174g，到達反射塗層174r。反射塗層174ι 反射/衍射紅色雷射LB(r)。其結果是，紅色雷射LB(r)向所期望的方向射出。影像光IL的綠色雷射LB(g)透過反射塗層174b，到達反射塗層174g。反射塗層174g反射/衍射綠色雷射LB(g)。其結果是，綠色雷射LB (g)向所期望的方向射出。影像光IL的藍色雷射LB(b)到達反射塗層174b，反射塗層174b反射 /衍射藍色雷射LB(b)。其結果是，藍色雷射LB(b)向所期望的方向射出。若使用圖11所示的反射型全息170，則如參照圖10說明的那樣，例如，即使周圍溫度發生變動，紅色圖像、綠色圖像以及藍色圖像之間的相對的位置偏移也能被消除。這樣，HUDIOOD能夠顯示高畫質的圖像。在本實施方式中，作為反射型全息170，例示了圖11所示的浮雕全息。取而代之， 也可以使用能夠補償體全息200A的衍射角的波長依賴性的其他結構作為反射型全息170。(體全息的配置)圖12是夾持體全息的前擋玻璃的概略的剖視圖。利用圖12說明體全息的配置。車輛的前擋玻璃210E典型地包括形成內表面211的內玻璃215、形成外表面212 的外玻璃216、以及配置在內玻璃215與外玻璃216之間的中間膜217。中間膜217選擇性地調整射入車室內的外部光線的波長成分。例如，中間膜217具有吸收紅外線或紫外線的吸收特性。圖12所示的體全息200E配置在內玻璃215與中間膜217之間。體全息200E典型地具有吸收紅外線區域的光的特性。在很多情況下，中間膜217中添加有紅外線吸收劑。 因此，如圖12所示，若將體全息200E配置在車室(內玻璃215)與中間膜217之間，則體全息200E的熱膨脹幾乎不會發生。圖12所示的體全息200E的配置可減少太陽光包含的紫外線所引起的體全息200E的升溫以及熱膨脹的影響。若將圖12所示的體全息200E的配置應用於上述的HUD100至100D，則HUD100至100D能夠顯示高畫質的圖像。若如上述的HUD100B、100C那樣，根據前擋玻璃的溫度調整雷射光源的溫度，則作為體全息的升溫抑制的結果，雷射光源的溫度上升也得到抑制。因此，溫度調節所需的能量減少。若使用像半導體雷射光源那樣在高溫環境下發光效率降低的光源，則作為體全息的升溫抑制的結果，幾乎不發生由升溫引起的發光效率降低。因此，適於減少HUD的耗能量。圖12所示的體全息200E配置在內玻璃215與中間膜217之間。取而代之，體全息也可以安裝在內玻璃215的內表面211。若中間膜217具有紫外線吸收特性，則不易發生由紫外線引起的體全息200E的劣化。因此，參照圖12說明的體全息200E的配置提高了 HUD的持久性。(第二實施方式)圖13是作為按照第二實施方式的透視顯示器而例示的HUD的概略圖。利用圖4 以及圖13說明HUD。本實施方式的HUD300除了具備與參照圖4說明的HUD100A相同的控制部130A、分色鏡151、152以及投射光學系統120以外，還包括具有紅色波長轉換雷射光源310R、綠色波長轉換雷射光源310G以及藍色波長轉換雷射光源310B的光源350、以及安裝在前擋玻璃210的內表面211上的體全息320。紅色波長轉換雷射光源310R、綠色波長轉換雷射光源310G以及藍色波長轉換雷射光源310B與控制部130A電連接，在控制部130A的控制下動作。紅色波長轉換雷射光源310R利用波長轉換元件將基波轉換為諧波，並射出紅色雷射LB (r)。綠色波長轉換雷射光源310G利用波長轉換元件將基波轉換為諧波，並射出綠色雷射LB (g)。藍色波長轉換雷射光源310B利用波長轉換元件將基波轉換為諧波，並射出藍色雷射LB (b)。HUD300在取代半導體雷射光源而具備波長轉換雷射光源作為光源這一點上，與參照圖4說明的HUD100A不同。由於有關其他構件的說明與HUD100A相同，因而將對HUD100A 的說明引用於HUD300。圖14㈧是綠色波長轉換雷射光源310G的概略圖。利用圖13以及圖14㈧說明綠色波長轉換雷射光源310G。另外，以下的有關綠色波長轉換雷射光源310G的說明同樣也能適用於紅色波長轉換雷射光源310R以及藍色波長轉換雷射光源310B。綠色波長轉換雷射光源310G具備射出激勵雷射PL的激勵用的半導體雷射光源 311、聚光透鏡312、固體雷射晶體313以及波長轉換元件314。從半導體雷射光源311射出的激勵雷射PL由聚光透鏡312聚光，並射入固體雷射晶體313。為了得到綠色雷射LB (g)，組裝在綠色波長轉換雷射光源310G中的半導體雷射光源311典型地射出與固體雷射晶體313的吸收波長相符的具有約808nm的中心波長的激勵雷射PL。固體雷射晶體313典型地可以採用YAG (在釔⑴和鋁(Al)的複合氧化物中摻雜了釹(Nd)的物質)或者YVO4 (在釔⑴和釩(V)的複合氧化物中摻雜了釹(Nd)的物質)。 使用YAG或YVO4的固體雷射晶體313發出約1064nm的基波光FL。固體雷射晶體313具有激勵雷射PL射入的入射面315、以及與入射面315相反一側的出射面316。典型地，在入射面315與出射面316之間形成共振器。其結果是，約1064nm 的波長的基波光FL進行雷射振蕩。波長轉換元件314典型地可以採用摻雜了氧化鎂的鈮酸鋰(LiNbO3)。在波長轉換元件314中形成極化反轉結構。射入波長轉換元件314的基波光FL在波長轉換元件314內被轉換成相當於基波光FL波長的一半波長的532nm的波長的二次諧波。二次諧波作為綠色雷射LB (g)從波長轉換元件314射出。綠色雷射LB(g)的振蕩波長主要由固體雷射晶體313的峰值波長決定。固體雷射晶體313的峰值波長典型地僅變動約0. 01nm/°C。即，綠色雷射LB(g)的波長僅變動約 0. 005nm/°C。因此，即使周圍溫度發生變動，綠色波長轉換雷射光源的振蕩波長也幾乎不發生變動。若紅色波長轉換雷射光源310R或藍色波長轉換雷射光源310B具有相同的結構， 則即使周圍溫度發生變動，它們的振蕩波長同樣也幾乎不發生變動。如果HUD300的周圍溫度發生變動，如參照第一實施方式說明的那樣，體全息320 發生膨脹或收縮。但在本實施方式中，射入體全息320的紅色雷射LB(r)、綠色雷射LB(g) 以及藍色雷射LB(b)的波長几乎不發生變動。如果體全息320的周圍溫度上升，體全息320 發生膨脹，紅色雷射LB(r)、綠色雷射LB(g)以及藍色雷射LB(b)的衍射角度發生變動。但是，由於紅色雷射LB(r)、綠色雷射LB(g)以及藍色雷射LB(b)的衍射角度的變動量相同，因此雖然圖像的顯示位置變動，但幾乎不產生紅色圖像、綠色圖像以及藍色圖像的顯示位置的相對偏移。因此，HUD300能夠顯示高畫質的圖像。圖14(B)是具有其他結構的綠色波長轉換雷射光源310G的概略圖。利用圖13至圖14(B)說明綠色波長轉換雷射光源310G。另外，以下的有關綠色波長轉換光源310G的說明同樣也能適用於紅色波長轉換雷射光源310R以及藍色波長轉換雷射光源310B。作為綠色波長轉換雷射光源310G，也可以代替具有由來自半導體雷射光源311的激勵雷射PL激勵的固體雷射晶體的光源，而使用組裝有產生基波光的光纖雷射器的光源。圖14(B)概略示出組裝有光纖雷射器的綠色波長轉換雷射光源310G。綠色波長轉換雷射光源310G具備射出激勵雷射PL的激勵用的半導體雷射光源 311、聚光透鏡312以及光纖雷射器317。從半導體雷射光源311射出的激勵雷射PL由聚光透鏡312聚光，並射入光纖雷射器317。光纖雷射器317典型地具有雙包層結構(double-clad structure)。光纖雷射器 317典型地具備例如摻雜了鐿( )的纖芯(core)。內包層(inner clad)部典型地例如由石英構成。激勵雷射PL通常在內包層部傳播。在內包層部傳播的激勵雷射PL激勵纖芯所包含的％。在光纖雷射器317的兩端部附近構成光纖光柵318。通過％的激勵而生成的紅外線中只有由光纖光柵318所決定的特定波長的光在光纖雷射器317的纖芯內選擇性地共振，作為基波光FL從光纖雷射器317射出。綠色波長轉換雷射光源310G具備波長轉換元件314。波長轉換元件314典型地可以採用摻雜了氧化鎂的鈮酸鋰(LiNbO3)。在鈮酸鋰(LiNbO3)中形成極化反轉結構。若從光纖雷射器317射出的基波光FL的波長為1064nm，則如參照圖14(A)說明的那樣，波長轉換元件314產生作為二次諧波具有532nm的波長的綠色雷射LB (g)。綠色雷射 LB (g)從波長轉換元件314射出。從光纖雷射器317射出的基波光FL的波長由光纖光柵318的周期決定。如上所述，光纖雷射器317的纖芯通常由石英構成，並且石英的線膨脹係數約為6X 10_7，因而從光纖雷射器317射出的基波光FL的波長與周圍溫度的變動無關，幾乎不發生變動。由於基波光FL的波長與周圍溫度的變動無關地幾乎不發生變動，因而作為基波光FL的二次諧波射出的綠色雷射LB(g)的波長同樣也與周圍溫度的變動無關，幾乎不發生變動。若將參照圖14說明的光學結構應用於紅色波長轉換雷射光源310R以及藍色波長轉換雷射光源310B，則不僅是綠色雷射LB (g)，紅色雷射LB (r)以及藍色雷射LB (b)同樣也與周圍溫度的變動無關，波長几乎不發生變動。因此，即使將使用光纖雷射器作為用於產生基波光的光源的波長轉換雷射光源用於HUD300，也與周圍溫度的變動無關，不易產生紅色圖像、綠色圖像以及藍色圖像之間的相對的位置偏移。因此，HUD300能夠顯示高畫質的圖像。本實施方式的原理適用於包括具有η個(η為大於1的整數)光源構件的光源的透視顯示器。若η個光源構件的波長與周圍溫度的變動無關，幾乎不發生變動，則由從η個光源構件射出的光描繪的圖像間的相對的位置偏移也與周圍溫度的變動無關，幾乎不會產生。若從η個光源構件射出的光的波長的溫度依賴性為同等程度，則上述原理同樣適用。在以下的說明中，用於記錄衍射紅色雷射LB(r)的體全息320的幹涉條紋的記錄光(雷射)的波長用符號「Ar (nm)」表示。用於記錄衍射綠色雷射LB (g)的體全息320的幹涉條紋的記錄光(雷射)的波長用符號「Ag(nm)」表示。用於記錄衍射藍色雷射LB(b) 的體全息320的幹涉條紋的記錄光(雷射)的波長用符號「Ab(nm)」表示。從紅色波長轉換雷射光源310R射出的紅色雷射LB (r)的波長依賴性用符號「Kr (nm/°C ) 」表示。從綠色波長轉換雷射光源310G射出的綠色雷射LB(g)的波長依賴性用符號「Kg(nm/°C )」表示。從藍色波長轉換雷射光源310B射出的藍色雷射LB (b)的波長依賴性用符號「Kb (nm/°C ) 」 表不。若Kr/Ar、Kg/Ag、Kb/Ab中的最大值與最小值的差為0.0001以下，則與周圍溫度的變動無關，駕駛員DR幾乎察覺不到紅色圖像、綠色圖像以及藍色圖像之間的相對的位置偏移。因此，HUD300能夠顯示高畫質的圖像。在本實施方式中，作為波長轉換雷射光源，例示了具備用於生成基波光的固體雷射光源的光源以及具備用於生成基波光的光纖雷射器的光源。取而代之，也可以使用具有與周圍溫度的變動無關、基波光的波長几乎不發生變動的結構的其他光源作為光源構件。圖15是固定在基材上的體全息320的概略的剖視圖。利用圖13以及圖15說明本實施方式的更有利的效果。圖15中示出具有固定有體全息320的平坦上表面211B的基材210B。另外，圖15 中示出垂直於上表面211B的第一方向以及平行於上表面211B的第二方向。在以下的說明中，基材210B的線膨脹係數用符號「β (/°C)」表示。另外，體全息 320的線膨脹係數用符號「a (/°C)」表示。若基材210B為玻璃板，則線膨脹係數β典型地約為8X10_6(/°C)。另外，體全息320的線膨脹係數α典型地約為2 X 10_4 (/°C )。一般而言，體全息320與玻璃板等的基材210B相比非常柔軟。因此，即使周圍溫度發生變動，體全息圖320在第二方向上的膨脹幅度或者收縮幅度也不會超過基材210B在第二方向上的膨脹幅度或者收縮幅度。但是，體全息320能夠在第一方向上自由地膨脹或收縮。在體全息320僅在第一方向上發生膨脹或收縮(即不發生體全息320在第二方向上的膨脹或收縮)的條件下，若射入體全息320的雷射(紅色雷射LB (r)，綠色雷射LB (g) 以及藍色雷射LB(b))的角度θ 1以及波長不發生變動，則即使體全息320在第一方向上發生膨脹或收縮，雷射射出的角度θ 2也幾乎不發生變動。因此，若基材210Β的線膨脹係數 β相對於體全息320的線膨脹係數α較小，則即使周圍溫度發生變動，雷射從體全息320 射出的角度θ 2也不易發生變化。若將基材210Β的線膨脹係數β設定得小於體全息320 的線膨脹係數α，則即使周圍溫度發生變動，也幾乎不產生圖像的顯示位置的偏移。這樣， HUD300能夠顯示高畫質的圖像。在本實施方式中，作為基材210Β例示了玻璃。取而代之，也可以使用具有小於體全息320的線膨脹係數α的線膨脹係數β的其他材料作為基材210Β。例如，可以將聚碳酸酯(polycarbonate) (β = 7 X IO"5)或丙烯(acryl) ( β = 7. 5 X IO"5)作為基材使用。進一步，圖13所示的前擋玻璃210也起到作為基材的作用。因此，如圖13所示，安裝在前擋玻璃210上的體全息320也帶來參照圖15說明的效果。(第三實施方式)在第一實施方式的原理中，考慮了從光源射出的光的波長的溫度依賴性，但本實施方式的原理能夠適用而不限於從光源射出的光的波長的溫度依賴性。圖16是作為按照第三實施方式的透視顯示器而例示的HUD的概略圖。利用圖4 以及圖16說明HUD。本實施方式的HUD400除了具備與參照圖4說明的HUD100A相同的分色鏡151、 152、投射光學系統120以及體全息200Α以外，還包括具有紅色雷射光源410R、綠色雷射光源410G以及藍色雷射光源410B的光源450、以及控制部430。控制部430與液晶面板123、 紅色雷射光源410R、綠色雷射光源410G以及藍色雷射光源410B電連接。液晶面板123、紅色雷射光源410R、綠色雷射光源410G以及藍色雷射光源410B在控制部430的控制下動作。 紅色雷射光源410R、綠色雷射光源410G以及藍色雷射光源410B可以是參照第一實施方式說明的半導體雷射光源。或者，紅色雷射光源410R、綠色雷射光源410G以及藍色雷射光源 410B可以是參照第二實施方式說明的波長轉換雷射光源。取而代之，光源450可以是半導體雷射光源與波長轉換雷射光源的組合。進一步取而代之，作為光源450，可以使用其他的雷射光源。紅色雷射光源410R在控制部430的控制下射出紅色雷射LB(r)。綠色雷射光源 410G在控制部430的控制下射出綠色雷射LB (g)。藍色雷射光源410B在控制部430的控制下射出藍色雷射LB(b)。在本實施方式中，紅色雷射光源410R、綠色雷射光源410G以及藍色雷射光源410B的其中之一光源作為第一光源構件而被例示，另一光源作為第二光源構件而例示。紅色雷射LB (r)、綠色雷射LB (g)以及藍色雷射LB (b)的其中之一雷射作為第一光而被例示，另一雷射作為第二光而例示。圖17是HUD400顯示的顯示內容的概略圖。利用圖16以及圖17說明顯示內容。控制部430控制光源450以及液晶面板123，顯示包含注意內容CTl、速度內容CT2 以及嚮導內容CT3的顯示內容。如圖17所示，控制部430控制液晶面板123，使注意內容 CTl和速度內容CT2在垂直方向上離開指定距離「W」。另外，控制部430控制液晶面板123， 使注意內容CTl及速度內容CT2在水平方向上離開嚮導內容CT3，使它們之間沒有重疊。在本實施方式中，注意內容CTl利用紅色雷射LB(r)來描繪。速度內容CT2利用綠色雷射LB(g)來描繪。嚮導內容CT3利用藍色雷射LB(b)來描繪。在本實施方式中，注意內容CT1、速度內容CT2以及嚮導內容CT3的其中之一內容作為第一圖像而被例示，另一內容作為第二圖像而例示。如上所述，由於在顯示內容中，注意內容CT1、速度內容CT2以及嚮導內容CT3之間的重疊不會發生，因此，HUD400不用混合紅色雷射LB(r)、綠色雷射LB(g)以及藍色雷射 LB (b)，便能夠顯示顯示內容。因此，即使從體全息200A射出的紅色雷射LB (r)、綠色雷射 LB (g)、以及藍色雷射LB (b)的出射角隨著周圍溫度的變動等環境變化而發生變動，駕駛員 DR也不會將注意內容CT1、速度內容CT2以及嚮導內容CT3的位置變化感覺為色偏移。如圖17所示，在上下方向排列的注意內容CTl和速度內容CT2離開指定距離「W」。 因此，即使由於溫度變動而導致注意內容CTl以及速度內容CT2的位置相對變動，注意內容 CTl和速度內容CT2也不易重疊。因此，HUD400能夠利用各種光源構件，顯示不易被看作為色偏移的圖像。這樣，向駕駛員DR提供高畫質的圖像。在本實施方式中，作為顯示內容，例示了三種圖像(注意內容CT1、速度內容CT2以及嚮導內容CH)。取而代之，HUD也可以顯示其他內容的圖像及/或更多或更少種類的圖像。例如，若HUD用四種色相生成顯示內容，則使用四種雷射光源。若用紅、綠以及藍以外的色相(例如黃色)顯示圖像，則也可以使用黃色雷射光源作為光源。若利用波長的溫度依賴性大致相同的光源的組合，則可以將由這些光源表現的顏色通過混色加以表現。(第四實施方式)圖18㈧是作為第四實施方式的透視顯示器而例示的HUD的概略圖。利用圖18(A)來說明第四實施方式的HUD。本實施方式的HUD500包括射出雷射LB的雷射光源510、投射從雷射光源510射出的雷射LB的投射光學系統520、以及安裝在前擋玻璃210的內表面211上的體全息530。 投射光學系統520具備MEMS鏡523和屏幕525。在本實施方式中，雷射光源510作為發出光的光源而被例示。HUD500還包括配置在雷射光源510與MEMS鏡523之間的1/2波長板MO、以及與雷射光源510、MEMS鏡523以及1/2波長板540分別電連接的控制部550。雷射光源510、 MEMS鏡523以及1/2波長板540在控制部550的控制下動作。雷射光源510在控制部550的控制下射出雷射LB。雷射LB穿過1/2波長板MO， 由MEMS鏡523向體全息530反射。1/2波長板540在MEMS鏡523反射雷射LB之前，調製雷射LB的偏振方向。在本實施方式中，1/2波長板540作為調製構件而被例示。在控制部550的控制下動作的MEMS鏡523在屏幕525上二維掃描雷射LB，從而照明屏幕525。此時，雷射光源510根據顯示的圖像，與MEMS鏡523的掃描同步地調製雷射 LB。其結果，在屏幕525上顯示所期望的圖像。然後，與在屏幕525上描繪的圖像相應的影像光IL從屏幕525射向體全息530。體全息530向駕駛員DR衍射影像光IL。其結果，駕駛員DR透過前擋玻璃210觀看到虛像VI。圖18⑶是不具備1/2波長板MO的HUD的概略圖。利用圖18(A)以及圖18(B) 說明不具備1/2波長板MO的HUD。圖18(B)所示的HUD900與圖18(A)所示的HUD500相同，包括雷射光源510、投射光學系統520、體全息530以及控制部950。但是，HUD900與HUD500不同的是，不具備1/2 波長板討0。另外，控制部950控制投射光學系統520的MEMS鏡523與雷射光源510，不控制1/2波長板MO。HUD900的動作除了參照圖18(A)說明的1/2波長板MO的動作以外， 與HUD500的動作相同。圖19 (A)是HUD900在屏幕525上描繪的圖像的概略圖。圖19⑶是駕駛員DR觀看到的虛像VI的概略圖。利用圖2(B)、圖18㈧至圖19⑶說明1/2波長板MO的效果。雷射光源510例如可以是半導體雷射光源。已知從半導體雷射光源射出的雷射的波長根據雷射的功率而發生變動。作為半導體雷射光源，例示具有包含鋁(Al)、鎵(Ga)、銦(In)以及磷(P)的組成的活性層的射出紅色雷射的紅色半導體雷射光源。紅色半導體雷射光源典型地具有約 0. 005nm/mff的功率依賴性。圖19㈧所示的圖像包含由低亮度的雷射描繪的低亮度區域LBA和由高亮度的雷射描繪的高亮度區域HBA。低亮度區域LBA和高亮度區域HBA交互排列。按照半導體雷射光源的上述特性，描繪高亮度區域HBA的雷射的波長與描繪低亮度區域LBA的雷射的波長相比較長。其結果，在虛像VI上，相對於低亮度區域LBA，高亮度區域HBA的位置發生移動。例如，如圖19⑶所示，如果相對於低亮度區域LBA，高亮度區域HBA的位置向下方偏移，則在虛像VI中，產生高亮度區域HBA與低亮度區域LBA之間的間隙或重疊。虛像VI中的低亮度區域LBA和高亮度區域HBA的相對移動方向(上下方向)由圖2(B)所示的布拉格條件下的雷射LB的入射角與出射角的關系所決定。例如，如圖2(B) 所示，若射入體全息的角度θ 1小於從體全息射出的角度θ 2，則雷射LB以波長越長(亮度越高)越大於角度θ 2的角度射出。相反，若角度θ 1小於(應為大於)角度θ 2，則雷射 LB以波長越長(亮度越高)越小於角度θ 2的角度射出。如上所述，圖19 (應為18) (A)所示的HUD500包括配置在雷射光源510與MEMS鏡 523之間的1/2波長板Μ0。而且，1/2波長板540在控制部550的控制下動作。為了形成圖像，雷射光源510以相同功率向指定方向輸出單偏振的雷射LB。控制部550根據顯示對象的圖像數據與MEMS鏡523的掃描位置使1/2波長板540旋轉，調製透過1/2波長板540的雷射LB的偏振方向。在以最高亮度描繪圖像時，配置在緊鄰MEMS鏡 523之前的1/2波長板540將雷射LB的偏振方向設定為與圖18(A)的紙面垂直的方向。其結果，雷射LB以S偏振射入體全息530。體全息一般而言如果S偏振入射則可實現較高的衍射效率，另一方面，針對P偏振具有較低的衍射效率。因此，只有以S偏振入射的部分可以明亮地點亮。如果控制部550設定1/2波長板540的角度，使得1/2波長板540將雷射LB的偏振方向設成圖18(A)的紙面的上下方向，則雷射LB以P偏振射入體全息530。其結果，P偏振入射的部分變暗。控制部550適當地調節1/2波長板MO的角度，使射入體全息530的雷射LB的P偏振與S偏振的比例得到調整，從而顯示以任意的灰階表現的圖像。由於雷射光源510的功率保持恆定，因而射入體全息530的雷射LB的波長也大致恆定。因此，不易產生參照圖19(B)說明的由於亮度差產生的圖像偏移。按照本實施方式的原理，利用MEMS鏡等掃描光學系統點狀掃描雷射，可顯示由亮度差產生的圖像偏移較少的圖像。因此，HUD500能夠顯示高畫質的圖像。在本實施方式中，作為調整偏振方向的調製構件，例示了 1/2波長板Μ0。取而代之，也可以使用能夠在任意時機調整雷射的偏振方向的其他光學元件作為調製構件。在本實施方式中，作為射出根據輸出其波長發生變動的雷射的光源，例示了半導體雷射器。若使用具有相同特性的光源，則按照本實施方式的原理，可顯示高畫質的圖像。圖20是作為第四實施方式的透視顯示器而例示的其他HUD的概略圖。利用圖 18(A)以及圖20說明第四實施方式的其他HUD。圖20所示的HUD500A除了具備與圖18(A)所示的11皿500相同的雷射光源510、投射光學系統520、體全息530、1/2波長板MO以及控制部550以外，還包括配置在1/2波長板540與MEMS鏡523之間的偏振板Μ5。偏振板545吸收或反射圖20中上下方向的偏振成分。偏振板545允許與圖20的紙面垂直的方向的偏振成分的透過。其結果，雷射LB以 S偏振射入體全息530。其結果，駕駛員DR能夠觀看到高亮度並且由亮度差產生的圖像偏移較少的圖像。這樣，HUD500A能夠顯示高畫質的圖像。(第五實施方式)按照第五實施方式的透視顯示器所顯示的幀圖像利用被時間分割的子幀而形成。 透視顯示器通過對各子幀的亮度調整，減少圖像的位置偏移。圖21㈧是圖18⑶所示的HUD900在屏幕525上描繪的幀圖像的概略圖。圖 2KB)是與圖21㈧所示的幀圖像對應的虛像VI的概略圖。利用圖18 (B)、圖21(A)、以及圖21 (B)說明HUD900所包含的問題。圖21 (A)中示出顯示在屏幕525上的高亮度點HBP以及低亮度點LBP。高亮度點 HBP的灰階(gradation level)用8比特為230。另外，低亮度點LBP的灰階同樣用8比特為80。為了描繪一個幀圖像，HUD900在各個掃描位置以所期望的亮度驅動雷射光源 510。若作為雷射光源510使用半導體雷射光源，則如上所述，半導體雷射光源的波長根據功率而發生變動，因而如圖21 (B)所示，在虛像VI中，高亮度點HBP的位置偏移量與低亮度點LBP的位置偏移量相比較大。因此，高亮度點HBP以及低亮度點LBP的相對位置發生偏移。圖22是作為本實施方式的透視顯示器而例示的HUD的概略圖。利用圖18(B)以及圖22說明本實施方式的HUD。本實施方式的HUD600除了具備與參照圖18(B)說明的HUD900相同的雷射光源 510、投射光學系統520以及體全息530以外，還包括與雷射光源510以及MEMS鏡523電連接的控制部650。雷射光源510以及MEMS鏡523在控制部650的控制下動作，利用被時間分割(time-divided)的多個子幀形成一幀圖像。圖23 (A)是概略表示HUD900的雷射光源510的點亮模式(lighting pattern)的時間圖。圖23⑶是概略表示HUD600的雷射光源510的點亮模式的時間圖。利用圖18⑶、 圖21(A)至圖23(B)說明雷射光源510的點亮模式的差異。如圖18 (應為23) (B)所示，HUD600的控制部650將一幀分割為多個子幀來控制雷射光源510。其結果，減少了高亮度點HBP與低亮度點LBP之間的位置偏移量的相對差。在圖23(B)所示的點亮模式中，一幀被分割為四個子幀(子幀1、子幀2、子幀3、子幀4)。MEMS鏡523在一個子幀內對屏幕525的整面掃描一次。如上所述，高亮度點HBP的灰階用8比特為230。對通過四次掃描得到的高亮度點 HBP的總灰階能夠進行由以下的數式(6)表示的變換。230X4 = 256X3+152(6)基於由上述的數式(6)表示的變換，控制部650使雷射光源510在子幀1至子幀 4(應為子幀3)中以256的灰階點亮，在子幀4中以152的灰階點亮。每個子幀的高亮度點HBP的點亮時間為圖23 (A)所示的高亮度點HBP的點亮時間的1/4。因此，每幀的高亮度點HBP的亮度在圖23(A)與圖23(B)為相等。如上所述，低亮度點LBP的灰階用8比特為80。對通過四次掃描得到的低亮度點 LBP的總灰階能夠進行由以下的數式(7)表示的變換。80X4 = 256+64(7)基於與高亮度點HBP相同的理由，每幀的低亮度點LBP的亮度在圖23㈧與圖 23(B)為相等。若將一幀分割為多個子幀，則在從子幀1至子幀3的期間，在雷射光源510點亮的情況下，雷射光源510僅以256的灰階點亮。因此，在從子幀1至子幀3的期間，虛像VI中的點(高亮度點HBP及/或低亮度點LBP)的相對位置無論是什麼灰階都不發生變動。這樣，若將一幀分割為多個子幀，則雷射光源510以中間灰階點亮的時間變短，由灰階差產生的虛像VI中的相對位置的偏移被適當地減少。因此，HUD600能夠顯示高畫質的圖像。在本實施方式中，為了進行高亮度點HBP的顯示，在子幀1至子幀3的期間，雷射光源510發出的光量達到最大值。另外，為了進行低亮度點LBP的顯示，在子幀1中，雷射光源510發出的光量被設定為最大值，在子幀2以及子幀3中，雷射光源510發出的光量被設定為「0」。然而，雷射光源510發出的光量被設定為最大值或者0的子幀可以任意設定。 若在多個子幀的至少其中之一子幀中，雷射光源510發出的光量被設定為最大值或者0，則不易察覺到顯示的圖像的偏移。在本實施方式中，將一幀分割為四個子幀。取而代之，也可以將一幀分割為不足4 或超過4的數目的子幀。一幀的分割數越多，則相對位置的偏移的減少效果越顯著。在本實施方式中，HUD600包括單一的光源。但是，HUD也可以包括射出不同波長的雷射的多個雷射光源。在本實施方式中，作為雷射光源510，例示了半導體雷射光源。取而代之，HUD可以包括具有相同的波長-輸出功率特性的光源。在此情況下，也可帶來上述對相對位置的偏移的減少效果。在上述的一系列實施方式中，作為光源或光源構件，例示了雷射光源。取而代之， 作為光源或光源構件，也可以使用其他的光源(例如LED)。如果是具有與上述的雷射光源的波長特性相同的特性的光源，則適於應用上述的一系列實施方式的原理。上述的一系列實施方式僅是透視顯示器的一例。因此，上述的說明並不限定本實施方式的原理的適用範圍。應該容易地認識到，在不偏離上述原理的含義以及範圍的情況下，本領域技術人員能夠進行各種變形或組合。上述的實施方式主要具有以下結構。具有以下結構的透視顯示器不易產生由光源波長的各自偏差或波長變動引起的色偏移或伴隨衍射效率的降低的亮度降低、亮度分布及顏色分布的劣化。因此，具有以下結構的透視顯示器幾乎不會引起畫質降低，能夠顯示高畫質的圖像。上述的實施方式所涉及的一種透視顯示器包括發出光的光源；投射從所述光源發出的光的投射光學系統；以及使從該投射光學系統投射的光偏向的體全息，其中，該體全息具有α (/°C )的線膨脹係數和利用波長為Λ (nm)的記錄光記錄的幹涉條紋，從所述光源發出的光的波長具有K(nm/°C)的溫度依賴性，所述波長A(nm)以及所述溫度依賴性 K(nm/°C )之間滿足0彡Κ/Λ彡2 α的關係。根據上述結構，投射光學系統投射從光源發出的光。使從投射光學系統投射的光偏向的體全息具有α (/°C)的線膨脹係數和利用波長為Λ (nm)的記錄光記錄的幹涉條紋。 從光源發出的光的波長具有K(nm/°C)的溫度依賴性。由于波長A(nm)以及溫度依賴性 K(nm/°C )滿足0彡Κ/Λ彡2α的關係，因而由溫度變動引起的偏離布拉格條件的偏差得以減少。因此，不易產生由衍射角的變動引起的圖像顯示位置的偏移或者由衍射效率的降低引起的亮度降低等的畫質的劣化。在上述的結構中，較為理想的是，所述光源包括η個(η是大於1的整數)光源構件，該多個光源構件在指定溫度下射出λ 、λ2、……、λ η波長的光，所述幹涉條紋利用 Λ1、Λ2、……、An波長的記錄光而形成，以便分別衍射所述λ 1、λ 2、……、λ η波長的光，(λ 1-Λ1)/Λ1、(λ2_Λ2)/Λ2、……(λη-Αη)/Αη的最大值與最小值之間的差值為 0. 005以下。根據上述結構，光源包括η個(η是大於1的整數)光源構件。多個光源構件在指定溫度下射出λ 、λ 2、……、λ η波長的光。幹涉條紋利用Al、Λ 2、……、An波長的記錄光而形成，以便分別衍射λ 1、λ2、……、λη波長的光。由於(λ1-Λ1)/Λ1、(λ 2-Λ 2)/Λ 2、……(λη-Λη)/Λη的最大值與最小值之間的差值為0.005以下，因而利用λ 、λ2、……、λ η波長的光分別描繪的圖像之間的相對偏移不易被收看者所察覺。上述的實施方式所涉及的另一種透視顯示器包括發出光的光源；投射從該光源發出的光的投射光學系統；使從該投射光學系統投射的光偏向的體全息；以及調整所述光源的溫度的調整構件，其中，從所述光源發出的光的波長具有溫度依賴性，該體全息具有線膨脹係數α和利用中心波長為Λ的記錄光記錄的幹涉條紋，所述調整構件基於所述線膨脹係數α和所述記錄光的中心波長Λ，調整所述光源的溫度。根據上述結構，投射光學系統投射從光源發出的光。使從投射光學系統投射的光偏向的體全息具有線膨脹係數α和利用中心波長為Λ的記錄光記錄的幹涉條紋。調整光源溫度的調整構件基於線膨脹係數α和所述記錄光的中心波長Λ調整光源的溫度，因而不易產生由衍射角的變動引起的圖像顯示位置的偏移或者由衍射效率的降低引起的亮度降低等的畫質的劣化。在上述的結構中，較為理想的是，所述光源包括多個光源構件，所述多個光源構件分別發出不同波長的光，所述調整構件對所述多個光源構件各自單獨設定目標溫度，分別調整所述多個光源構件的溫度以達到該目標溫度。根據上述結構，光源包括多個光源構件。多個光源構件分別發出不同波長的光。由於調整構件對多個光源構件各自單獨設定目標溫度，分別調整所述多個光源構件的溫度以達到該目標溫度，因而利用不同波長的光分別描繪的圖像之間的相對偏移不易被收看者所察覺。在上述結構中，較為理想的是，所述調整構件除了基於所述線膨脹係數α以及所述中心波長Λ，還基於所述光源在指定溫度下發出的光的波長，調整所述光源的溫度。根據上述結構，調整構件除了基於線膨脹係數α以及中心波長Λ以外，還基於光源在指定溫度下發出的光的波長來調整光源的溫度，因而不易產生由衍射角的變動引起的圖像顯示位置的偏移或者由衍射效率的降低引起的亮度降低等的畫質的劣化。在上述結構中，較為理想的是，透視顯示器還包括測量所述體全息的溫度以及所述體全息的周圍溫度的至少其中之一的溫度傳感器，所述調整構件基於所述溫度傳感器測量的溫度，設定所述目標溫度。根據上述結構，溫度傳感器測量體全息的溫度以及體全息的周圍溫度的至少其中之一。由於調整構件基於溫度傳感器測量的溫度設定目標溫度，因而不易產生由衍射角的變動引起的圖像顯示位置的偏移或者由衍射效率的降低引起的亮度降低等的畫質的劣化。上述的實施方式所涉及的又一種透視顯示器包括具有發出光的η個(η是大於1 的整數)光源構件的光源；投射從該光源發出的光的投射光學系統；以及使從該投射光學系統投射的光偏向的體全息，其中，該體全息具有為了分別衍射從所述η個光源構件發出的光，利用Al、Λ2、……、An波長的記錄光而形成的幹涉條紋，從所述η個光源構件發出的、由利用所述Al、Λ2、……、An波長的記錄光形成的幹涉條紋衍射的光的波長分別具有 Kl(nm,C )、K2(nm,C )、……、Kn (nm/°C )的溫度依賴性，Kl/Λ 1、K2/Λ 2、……Kn/ An的最大值與最小值之間的差值為0. 0001以下。根據上述結構，投射光學系統投射從具有發出光的η個光源構件的光源發出的光。體全息使從投射光學系統投射的光偏向。體全息具有為了分別衍射從η個光源構件發出的光，利用Al、Λ2、……、An波長的記錄光形成的幹涉條紋。從η個光源構件分別發出的光的波長具有^^!!!!/!)、!^^!!!!/!)、……、Kll (ΠΠ /°C )的溫度依賴性。由於Kl/ Λ1、Κ2/Λ2、……Κη/Λη的最大值與最小值之間的差值為0.0001以下，因而利用從η個光源構件發出的光分別形成的圖像之間的相對偏移不易被收看者所察覺。上述的實施方式所涉及的又一透視顯示器包括發出光的光源；投射從該光源發出的光的投射光學系統；以及使從該投射光學系統投射的光偏向的體全息，其中，所述光源包括發出第一波長的第一光的第一光源構件和發出與所述第一波長不同的波長的第二光的第二光源構件，由所述第一光描繪的第一圖像顯示在離開由所述第二光描繪的第二圖像的位置。根據上述結構，投射光學系統投射從光源發出的光。體全息使從投射光學系統投射的光偏向。光源包括發出第一波長的第一光的第一光源構件和發出與第一波長不同的波長的第二光的第二光源構件。由於由第一光描繪的第一圖像顯示在離開由第二光描繪的第二圖像的位置，因而色偏移不易被覺察。上述的實施方式所涉及的透視顯示器包括發出光的光源；投射從該光源發出的光的投射光學系統；以及使從該投射光學系統投射的光偏向的體全息，其中，所述投射光學系統包括反射來自所述光源的光的MEMS鏡，以及在該MEMS鏡反射從所述光源發出的光之前調製來自所述光源的光的偏振方向的調製構件。根據上述結構，投射光學系統投射從光源發出的光。體全息使從投射光學系統投射的光偏向。由於投射光學系統包括反射來自光源的光的MEMS鏡、以及在MEMS鏡反射從光源發出的光之前調製來自光源的光的偏振方向的調製構件，因而不易產生圖像的偏移。上述的實施方式所涉及的又一其他的透視顯示器包括發出光的光源；投射從該光源發出的光並形成幀圖像的投射光學系統；以及使從該投射光學系統投射的光偏向的體全息，其中，所述投射光學系統包括MEMS鏡，所述幀圖像利用被時間分割的多個子幀而形成，在所述多個子幀中的至少其中之一子幀中，所述光源發出的光的光量為0或最大值。根據上述結構，包括MEMS鏡的投射光學系統投射從光源發出的光，形成幀圖像。 體全息使從投射光學系統投射的光偏向。幀圖像利用被時間分割的多個子幀而形成。由於顯示多個子幀的至少其中之一子幀時的光源發出的光的光量為0或最大值，因而圖像的顯示位置的相對偏移不易被察覺。在上述結構中，較為理想的是，所述光源包括半導體雷射光源。根據上述結構，光源包括半導體雷射光源。即使產生來自半導體雷射光源的雷射的波長變動，圖像的顯示位置的偏移也不易被覺察。上述的實施方式所涉及的平視顯示器搭載在具有夾有選擇性地調整射入車室內的光的波長成分的中間膜的前擋玻璃的車輛上，該平視顯示器包括上述的透視顯示器，所述體全息設置在所述車室與所述中間膜之間。根據上述結構，搭載在具有夾有選擇性地調整射入車室內的光的波長成分的中間膜的前擋玻璃的車輛上的平視顯示器包括上述透視顯示器。由於體全息設置在車室與中間膜之間，因而不易產生由射入車室內的光產生的體全息的特性變化。產業上的可利用性本實施方式的原理幾乎不引起由周圍溫度的變動產生的色偏移或衍射效率的降低。因此，不易產生圖像的亮度不均或色斑等的畫質的劣化。因此，本實施方式的原理適合用於HUD或HMD等各種透視顯示器。
權利要求
1.一種透視顯示器，其特徵在於包括 光源，發出光；投射光學系統，投射從所述光源發出的光；以及體全息，使從所述投射光學系統投射的光偏向，其中，所述體全息具有線膨脹係數α和利用波長為Λ的記錄光記錄的幹涉條紋，α的單位為/°C，Λ的單位為nm，從所述光源發出的光的波長具有溫度依賴性K，K的單位為nm/°C， 所述波長Λ以及所述溫度依賴性K之間滿足0彡K/Λ的關係。
2.根據權利要求1所述的透視顯示器，其特徵在於 所述光源包括η個光源構件，η為大於1的整數，所述多個光源構件，在指定溫度下射出λ1、λ2、……、λη波長的光， 所述幹涉條紋，利用Λ1、Λ2、……、An波長的記錄光而形成，以便分別衍射所述入1、 λ 2、……、λ η波長的光，(λ1-Λ1)/Λ1、(λ2-Λ2)/Λ2、……(λ η-Λ η) / Λ η的最大值與最小值之間的差值為0. 005以下。
3.一種透視顯示器，其特徵在於包括 光源，發出光；投射光學系統，投射從所述光源發出的光； 體全息，使從所述投射光學系統投射的光偏向；以及調整構件，調整所述光源的溫度，其中， 從所述光源發出的光的波長具有溫度依賴性，所述體全息具有線膨脹係數α和利用中心波長為Λ的記錄光記錄的幹涉條紋， 所述調整構件，基於所述線膨脹係數α和所述記錄光的中心波長Λ，調整所述光源的溫度。
4.根據權利要求3所述的透視顯示器，其特徵在於 所述光源包括多個光源構件，所述多個光源構件分別發出不同波長的光，所述調整構件，對所述多個光源構件各自單獨設定目標溫度，分別調整所述多個光源構件的溫度以達到所述設定目標溫度。
5.根據權利要求4所述的透視顯示器，其特徵在於所述調整構件，除了基於所述線膨脹係數α以及所述中心波長Λ，還基於所述光源在指定溫度下發出的光的波長，調整所述光源的溫度。
6.根據權利要求4所述的透視顯示器，其特徵在於還包括溫度傳感器，測量所述體全息的溫度以及所述體全息的周圍溫度的至少其中之一，其中，所述調整構件，基於所述溫度傳感器測量的溫度設定所述目標溫度。
7.一種透視顯示器，其特徵在於包括光源，具有發出光的η個光源構件，η為大於1的整數； 投射光學系統，投射從所述光源發出的光；以及體全息，使從所述投射光學系統投射的光偏向，其中，所述體全息，具有為了分別衍射從所述η個光源構件發出的光，利用Al、Λ2、……、 An波長的記錄光而形成的幹涉條紋，從所述η個光源構件發出、並由利用所述Al、Λ2、……、An波長的記錄光形成的幹涉條紋衍射的光的波長分別具有溫度依賴性ΚΙ、Κ2、……Κη，ΚΙ、Κ2、……Kn的單位為 nm/°C,Κ1/Λ1、Κ2/Λ2、……Κη/Λη的最大值與最小值之間的差值為0.0001以下。
8.一種透視顯示器，其特徵在於包括 光源，發出光；投射光學系統，投射從所述光源發出的光；以及體全息，使從所述投射光學系統投射的光偏向，其中，所述光源，包括發出第一波長的第一光的第一光源構件和發出與所述第一波長不同的波長的第二光的第二光源構件，由所述第一光描繪的第一圖像顯示在離開由所述第二光描繪的第二圖像的位置。
9.一種透視顯示器，其特徵在於包括 光源，發出光；投射光學系統，投射從所述光源發出的光；以及體全息，使從所述投射光學系統投射的光偏向，其中，所述投射光學系統，包括反射來自所述光源的光的MEMS鏡和在該MEMS鏡反射從所述光源發出的光之前調製來自所述光源的光的偏振方向的調製構件。
10.一種透視顯示器，其特徵在於包括 光源，發出光；投射光學系統，投射從所述光源發出的光，並形成幀圖像；以及體全息，使從所述投射光學系統投射的光偏向，其中， 所述投射光學系統包括MEMS鏡， 所述幀圖像利用被時間分割的多個子幀而形成，在所述多個子幀的至少其中之一，所述光源發出的光的光量為0或最大值。
11.根據權利要求1至10中任一項所述的透視顯示器，其特徵在於所述光源包括半導體雷射光源。
12.—種平視顯示器，搭載在具有夾有選擇性地調整射入車室內的光的波長成分的中間膜的前擋玻璃的車輛上，其特徵在於包括如權利要求1至11中任一項所述的透視顯示器，其中， 所述體全息設置在所述車室與所述中間膜之間。
全文摘要
一種透視顯示器，包括發出光的光源；投射從所述光源發出的光的投射光學系統；以及使從該投射光學系統投射的光偏向的體全息，其中，該體全息具有α(/℃)線膨脹係數和用波長為Λ(nm)的的記錄光記錄的幹涉條紋，從所述光源發出的光的波長具有K(nm/℃)溫度依賴性，所述波長Λ(nm)以及所述溫度依賴性K(nm/℃)滿足0≤K/Λ≤2α的關係。
文檔編號H04N5/74GK102472894SQ20118000247
公開日2012年5月23日 申請日期2011年4月19日 優先權日2010年4月20日
發明者式井慎一, 杉山圭司, 門脅慎一 申請人:松下電器產業株式會社