[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：

使图像光和外界光同时被观看；

具备使图像光产生的图像元件和1个棱镜，

该1个棱镜包括3个面以上的非轴对称的曲面并作为光学系统的一部分在内部形成中间像；

当通过构成所述棱镜的多个面之中的第1面和第3面而观看外界时，视度基本为0；

所述第1面和所述第3面相对于观看侧呈凹面形状；

来自所述图像元件的图像光在以所述第3面全反射、以所述第1面全反射、以第2面反射之后，透射所述第1面而到达观看侧；

以构成所述光学系统的各面的原点为基准，当设面形状的表达式为关于从原点延伸于切线方向的正交坐标x及y进行了多项式展开的表达式时，以表示第k面的多项式的项x^m·yⁿ的系数为Ak_m,n，满足下述(1)～(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|＜1×10^－2…(2)

|A1_2,0－A3_2,0|＜5×10^－3以及

|A1_0,2－A3_0,2|＜5×10^－3…(3)。

2.根据权利要求1所述的虚像显示装置，其特征在于：

所述棱镜具有光射出侧的第1棱镜部分和光入射侧的第2棱镜部分，所述光射出侧的第1棱镜部分具有第1面、第2面和第3面；并且所述第1棱镜部分和所述第2棱镜部分一体形成。

3.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面形成半透射半反射镜，将图像光提供给观看者，并在所述第2面的外侧一体地配置光透射构件，使相对于外界光的视度基本为0，将外界光和图像光重叠地提供给观看者。

4.根据权利要求3所述的虚像显示装置，其特征在于：

所述光透射构件在观看者侧具有第1透射面和第2透射面并在外界侧具有第3透射面，所述棱镜的第2面和所述光透射构件的第2透射面具有基本相同的曲面形状，所述第2面和所述第2透射面一体化。

5.根据权利要求2所述的虚像显示装置，其特征在于：

进一步具备使来自所述图像元件的图像光入射于所述棱镜的投影透镜；

至少所述棱镜的一部分和所述投影透镜构成形成中间像的中继光学系统。

6.根据权利要求5所述的虚像显示装置，其特征在于：

所述投影透镜包括轴对称的透镜，包括至少1个面以上的非球面。

7.根据权利要求5所述的虚像显示装置，其特征在于：

所述第2棱镜部分至少具有1个以上的光学面，并通过所述图像元件、所述投影透镜和所述第2棱镜部分形成中间像。

8.根据权利要求7所述的虚像显示装置，其特征在于：

所述图像元件为从显示位置射出图像光的图像显示元件；

所述投影透镜和所述第2棱镜部分作为所述中继光学系统，使从所述图像显示元件的显示位置射出的图像光在所述棱镜的内部成像而形成中间像。

9.根据权利要求7或8所述的虚像显示装置，其特征在于：

所述第2棱镜部分具有兼具作为折射面及反射面的功能的至少1个以上的光学面。

10.根据权利要求1所述的虚像显示装置，其特征在于：

所述第1面与所述第3面的间隔为5mm以上且15mm以下。

11.根据权利要求1所述的虚像显示装置，其特征在于：

所述第2面相对于所述第1面的倾斜角为20°以上且40°以下。

12.根据权利要求1所述的虚像显示装置，其特征在于：

包括所述棱镜的所述光学系统在配戴时覆盖观看者的眼前之中的一部分，使眼前未被覆盖的部分存在。

13.根据权利要求1所述的虚像显示装置，其特征在于：

所述图像元件具有射出对应于图像调制的信号光的信号光形成部和通过使从所述信号光形成部入射的信号光扫描而作为扫描光射出的扫描光学系统。