[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，使人同时观看到影像光和外界光，具备：

产生影像光的影像元件；和

一个棱镜，其包含3个以上的非轴对称曲面并且作为光学系统的一部分在内部形成中间像，

在通过构成所述棱镜的多个面中的第1面和第3面而观看外界时，视度为0，

所述第1面和所述第3面相对于观察侧呈凹面形状，

来自所述影像元件的影像光在所述第3面全反射、在所述第1面全反射、在所述第3面再度全反射、在所述第1面再度全反射并在第2面反射后，透过所述第1面到达观察侧，

在以构成所述光学系统的各面的原点为基准，将面形状的表达式设为对从原点向切线方向延伸的正交坐标x及y进行多项式展开后的展开式时，将表示第k面的多项式的项x^m·yⁿ的系数设为Ak_m，n，满足下述(1)到(3)的条件，

－5×10^－2＜A1_2，0+A1_0，2＜－1×10^－3以及

－5×10^－2＜A3_2，0+A3_0，2＜－1×10^－3…(1)

|A3_2，0－A3_0，2|＜5×10^－2…(2)

|A1_2，0－A3_2，0|＜5×10^－3以及

|A1_0，2－A3_0，2|＜5×10^－3…(3)

所述棱镜具有：具备所述第1面、所述第2面和所述第3面的光出射侧的第1棱镜部分；和光入射侧的第2棱镜部分，

所述第1棱镜部分在所述第3面中具有对经过了所述第2棱镜部分的影像光进行第1次全反射的第1区域，

所述第1及第2棱镜部分使中间像在影像光被所述第3面中的所述第1区域反射的前后以折返了的状态形成。

2.根据权利要求1所述的虚像显示装置，其特征在于，

在所述第2面上形成半透半反镜并向观察者呈现影像光，并且在所述第2面的外侧一体地配置有光透射部件，该光透射部件对于外界光的视度为0，将外界光和影像光重叠地向观察者呈现。

3.根据权利要求2所述的虚像显示装置，其特征在于，

所述光透射部件在观察者侧具有第1透射面和第2透射面并且在外界侧具有第3透射面，所述棱镜的第2面和所述光透射部件的第2透射面具有相同的曲面形状，所述第2面和所述第2透射面一体化。

4.根据权利要求1到3中任一项所述的虚像显示装置，其特征在于，

还具备使来自所述影像元件的影像光入射所述棱镜的投射透镜，

至少所述棱镜的一部分和所述投射透镜构成形成中间像的中继光学系统。

5.根据权利要求4所述的虚像显示装置，其特征在于，

所述投射透镜包括轴对称透镜，并包含至少1个以上的非球面。

6.根据权利要求4所述的虚像显示装置，其特征在于，

所述棱镜具有与所述投射透镜相向配置的第4面，该第4面供从所述投射透镜出射的影像光入射并将其导向所述第3面。

7.根据权利要求5所述的虚像显示装置，其特征在于，

所述棱镜具有与所述投射透镜相向配置的第4面，该第4面供从所述投射透镜出射的影像光入射并将其导向所述第3面。

8.根据权利要求5所述的虚像显示装置，其特征在于，

所述第1棱镜部分和所述第2棱镜部分一体形成。

9.根据权利要求8所述的虚像显示装置，其特征在于，

所述第2棱镜部分具有至少两个以上的光学面。