[發明專利]虛像顯示裝置

在審

• 申請號: 201310055443.6
• 申請日: 2013-02-21
• 公開（公告）號: CN103293675A
• 公開（公告）日: 2013-09-11
• 發明（設計）人: 小松朗;戶谷貴洋;武田高司;宮尾敏明;高木將行
• 申請（專利權）人: 精工愛普生株式會社
• 主分類號: G02B27/01
• 分類號: G02B27/01;G02B17/08;G02B13/06;G02B27/00
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 周春燕;陳海紅

1.一種虛像顯示裝置，其使圖像光和外界光同時被觀看，具備：

產生圖像光的圖像元件；以及

包括3個面以上的非軸對稱的曲面的棱鏡型像形成光學系統；

其中，所述棱鏡型像形成光學系統包括在光路上形成中間像的中繼光學系統；

在通過構成所述棱鏡型像形成光學系統的多個面之中的第1面和第3面觀看外界時，視度基本為0；

所述第1面和所述第3面相對于觀看側呈凹面形狀；

來自所述圖像元件的圖像光在由所述第3面全反射、由所述第1面全反射、由第2面反射之后，透射過所述第1面而到達觀看側。

2.根據權利要求1所述的虛像顯示裝置，其中：

所述棱鏡型像形成光學系統具備包括2個面以上的非軸對稱的曲面的第1棱鏡和包括2個面以上的非軸對稱的曲面的第2棱鏡，以至少包括所述第2棱鏡的光學系統作為所述中繼光學系統，在從所述第1棱鏡到所述第2棱鏡的光路上形成中間像。

3.根據權利要求2所述的虛像顯示裝置，其中：

所述第1棱鏡和具有多個面的所述第2棱鏡以分體形成。

4.根據權利要求2所述的虛像顯示裝置，其中：

所述第2棱鏡具有多個面，中間像通過所述圖像元件、所述第2棱鏡的所述多個面和所述第1棱鏡的作為光入射面的第4面形成。

5.根據權利要求1所述的虛像顯示裝置，其中：

所述棱鏡型像形成光學系統為包括3個面以上的非軸對稱的曲面的1個棱鏡，作為所述中繼光學系統在所述棱鏡的內部形成中間像。

6.根據權利要求4所述的虛像顯示裝置，其中：

所述棱鏡型像形成光學系統具有光射出側的第1棱鏡部分和光入射側的第2棱鏡部分，所述第1棱鏡部分與所述第2棱鏡部分一體形成，所述光射出側的第1棱鏡部分具有所述第1面、所述第2面和所述第3面。

7.根據權利要求6所述的虛像顯示裝置，其中：

所述第2棱鏡部分具有第4面、第5面和第6面，中間像通過所述圖像元件和所述第2棱鏡部分的所述第4面、第5面、第6面形成。

8.根據權利要求1~7中的任一項所述的虛像顯示裝置，其中：

在以構成所述棱鏡型像形成光學系統的各面的原點為基準，將面形狀的表達式關于從原點向切線方向延伸的正交坐標x及y進行了多項式展開時，將表示第k面的多項式的項x^m·yⁿ的系數設為Ak_m,n，滿足下述（1）~（3）的條件：

－5×10^-2＜A1_2,0＋A1_0,2＜－1×10^-3及

－5×10^-2＜A3_2,0＋A3_0,2＜－1×10^-3…（1）

｜A3_2,0－A3_0,2｜＜1×10^-2…（2）

｜A1_2,0－A3_2,0｜＜5×10^-3及

｜A1_0,2－A3_0,2｜＜5×10^-3…（3）。

9.根據權利要求1~8中的任一項所述的虛像顯示裝置，其中：

在所述第2面形成半透射半反射鏡，將圖像光提供給觀看者，并在所述第2面的外側一體地配置光透射部件，將對于外界光的視度基本設為0，將外界光和圖像光重疊地提供給觀看者。

10.根據權利要求9所述的虛像顯示裝置，其中：

所述光透射部件在觀看者側具有第1透射面和第2透射面并在外界側具有第3透射面，所述棱鏡型像形成光學系統的第2面與所述光透射部件的第2透射面具有基本相同的曲面形狀，所述第2面與所述第2透射面一體化。

11.根據權利要求1~10中的任一項所述的虛像顯示裝置，其中：

所述第1面、所述第2面和所述第3面夾持包含通過它們的光路的基準面而具有對稱的形狀。

12.根據權利要求1~11中的任一項所述的虛像顯示裝置，其中：

所述第1面與所述第3面的間隔為5mm以上且15mm以下。