[发明专利]虚像显示装置

权利要求书

1.一种虚像显示装置，其特征在于，具备：

影像元件，其产生影像光；

导光部件，其通过在包括非轴对称的曲面在内的多个面的全反射，对来自所述影像元件的影像光进行导光，并且作为光学系统的一部分在内部形成有中间像；以及

投射光学系统，其使来自所述影像元件的影像光入射于所述导光部件，

所述投射光学系统至少包括一个非轴对称非球面，所述一个非轴对称非球面配置于从所述影像元件的光射出面中不同的角区域的两点分别射出的影像光的光束中应该到达观察者的眼睛的成分不相互交叉的位置，

所述投射光学系统具有多个光学元件，

所述一个非轴对称非球面设置于所述多个光学元件中配置于最接近所述影像元件的位置的光学元件，

从所述影像元件的各像素射出的影像光的光束朝所述影像元件的中心光轴射出，

关于从所述影像元件的各像素射出的影像光的光束的射出角度，从所述影像元件的外侧射出的光束的射出角度大于从所述影像元件的内侧射出的光束的射出角度，

所述内侧是接近所述观察者的一侧，

所述外侧是远离所述观察者的一侧。

2.根据权利要求1所述的虚像显示装置，其特征在于，

所述影像元件从矩形状的区域产生影像光，

在所述投射光学系统中，所述一个非轴对称非球面配置于从所述影像元件中所述矩形状的区域的四角分别射出的影像光的光束中应该到达观察者的眼睛的成分不相互交叉的位置。

3.根据权利要求1或2所述的虚像显示装置，其特征在于，

所述导光部件包括两个以上的所述非轴对称的曲面，

构成所述导光部件的多个面中的第一面和第三面以对置的方式配置，在通过所述第一面和所述第三面目视确认外界时，能见度大致成为0，

来自所述影像元件的影像光在所述第三面被全反射，并在所述第一面被全反射且在第二面被反射后，透过所述第一面而到达观察侧。

4.根据权利要求1所述的虚像显示装置，其特征在于，

在将相对于所述影像元件的光射出面的法线方向垂直并且与所述导光部件的导光方向对应的方向设为第一方向，将相对于所述法线方向和所述第一方向垂直的方向设为第二方向的情况下，从所述影像元件中沿着所述第一方向排列的各像素分别射出的光束在所述第二方向上的射出角度分别不同。

5.根据权利要求4所述的虚像显示装置，其特征在于，

所述投射光学系统具有光阑，所述光阑相对于通过所述影像元件的中心且与所述法线方向平行的透镜光轴垂直地配置，并且形成：相对于与所述第一方向平行地延伸并与所述透镜光轴交叉的第一轴为线对称且相对于与所述第二方向平行地延伸并与所述透镜光轴交叉的第二轴非线对称的开口部，或者相对于所述透镜光轴非垂直地配置的开口部。

6.根据权利要求4或5所述的虚像显示装置，其特征在于，

所述影像元件的像素构造具有与所述第一方向相比在所述第二方向更大地扩展的开口构造。

7.根据权利要求1所述的虚像显示装置，其特征在于，

构成所述投射光学系统的所述一个非轴对称非球面中供从所述影像元件射出的光束通过的每个通过位置的曲率，对应于构成所述导光部件的所述非轴对称的曲面中供从所述影像元件射出的光束入射的入射角度而变化。

8.根据权利要求1所述的虚像显示装置，其特征在于，

从所述影像元件射出的光束中亮度最高的光线方向，因所述影像元件的像素的位置的不同而不同。

9.根据权利要求1所述的虚像显示装置，其特征在于，

所述影像元件包括液晶面板，在具有TFT像素构造和黑矩阵构造的对置基板像素构造中各自间距不同。

10.根据权利要求1所述的虚像显示装置，其特征在于，

所述影像元件包括有机EL面板，并具有发光层和滤色层，并且所述发光层与所述滤色层的间距不同。