[发明专利]虚像显示装置

摘要

本发明提供具有透视功能、广视角高性能且小型轻量的虚像显示装置。通过投射透镜（30）等在棱镜（10）的内部形成中间像，并且按照第1次的第3面（S13）、第1次的第1面（S11）、第2次的第3面（S13）、第2次的第1面（S11）及第2面（S12）的顺序在3个面以上全反射了的影像光（GL），透过第1面（S11）到达观察者的眼睛（EY），因此，能够使棱镜（10）薄型且光学系统整体小型轻量化，能够实现广视角且明亮的高性能的显示。另外，外界光（HL）能够通过第1面（S11）和第3面（S13）进行观察，此时的视度大致为0，因此，能够降低观察外界光时的散焦和/或失真。另外，棱镜的形状为沿观察者面部的形状，能够使重心也靠近脸部、外观设计也优异。

主权项

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xm·yn的系数设为Akm，n，满足下述(1)到(3)的条件，－5×10－2＜A12，0+A10，2＜－1×10－3以及－5×10－2＜A32，0+A30，2＜－1×10－3…(1)|A32，0－A30，2|＜5×10－2…(2)|A12，0－A32，0|＜5×10－3以及|A10，2－A30，2|＜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。