[发明专利]光学系统

说明书

本发明的目的在于提供小型的平视显示器装置。本发明的平视显示器装置包括：图像形成单元(2)，射出包含图像信息的影像光；以及目镜光学系统(5)，通过反射影像光而使虚像显示，目镜光学系统(5)构成为包括沿着影像光的射出方向从图像形成单元(2)侧起依次配置的凹透镜(51)、自由曲面透镜(52)以及自由曲面凹面反射镜(54)。

本申请是分案申请，其母案申请的申请日为2016年10月04日，国际申请号为PCT/JP2016/079540，进入中国国家阶段的申请号为201680089698.6，发明名称为“投影光学系统以及平视显示器装置”。

技术领域

本发明涉及投影光学系统以及平视显示器装置。

背景技术

已知将图像投影到汽车、航空飞机等移动体具备的风挡(挡风玻璃)而将其投影图像能够越过挡风玻璃而观察为虚像的平视显示器装置。

例如，在专利文献1中，作为以往的平视显示器装置，公开了“具备从透射型的液晶显示面板的背后照射光并对显示于液晶显示面板的图像进行放大投影的投影光学系统(摘要摘录)”装置。

另外，在专利文献2中，公开了“一种显示装置，从显示设备起按观察者的光路的顺序具有第1反射镜和第2反射镜，满足(引导到所述观察者的视点区域而使虚像显示的)条件式θxθy(θx：第1反射镜中的图像长轴方向的入射角，θy：第1反射镜中的图像短轴方向的入射角)，0.2D1/Lh0.9(D1：显示设备的图像显示面与第1反射镜的间隔(视点区域的中心的光路长)，Lh：由观察者视觉辨认的虚像的水平方向的宽度)(摘要摘录)”。

进而，在专利文献3中，公开了一种车辆用显示装置，该车辆用显示装置具备“校正部件，该校正部件设置于前面玻璃与显示设备之间，以抵消由于投影区域的非平面性而在从眼点视觉辨认的图像中产生的失真的方式，透射投影到前面玻璃的图像而进行校正(摘要摘录)”。

进而，在非专利文献1中，公开了一种平视显示器装置，该平视显示器装置为了校正在凹面反射镜产生的畸变，包括配置有屏幕的倾斜和作为场透镜的凸透镜的结构。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2009-229552号公报

专利文献2：美国专利申请公开第2016/195719号说明书

专利文献3：美国专利申请公开第2002/084950号说明书

非专利文献

非专利文献1：先锋RD(Vol.22，2013)

发明内容

在专利文献2公开的平视显示器装置中，通过使显示设备和第1反射镜(旋转非对称反射镜)在水平方向上偏移的配置而提供薄型的平视显示器装置。然而，在专利文献2的实施例1中，成为虚像尺寸的横宽为140mm×70mm且具有垂直方向尺寸的两倍的光束尺寸的水平方向上将光束折弯的结构。因此，折弯反射镜变大，即使是薄型的平视显示器装置，也难以实现平视显示器装置的容积的小型化。

在专利文献3公开的平视显示器装置例中，公开了校正挡风玻璃的投影区域的非平面性所引起的畸变，但未考虑到在非专利文献1中公开的凹面反射镜所产生的畸变。关于该非专利文献1，为了校正在凹面反射镜中产生的畸变，也本该配置有屏幕的倾斜和作为场透镜的凸透镜，但未满足专利文献1公开的液晶显示面板中的关于远心性的性能。这样，关于投影光学系统以及平视显示器装置，实际情况是存在用于在确保所需的性能的同时实现装置的小型化的进一步改善的余地。

本发明是鉴于上述实际情况而完成的，其目的在于提供在确保所需的性能的同时实现投影光学系统的光学结构的最小化的小型的平视显示器装置。