本发明专利技术提供一种能够通过简单的结构得到高的亮度的虚像，并且实现小型的虚像显示装置。构成为具备：图像投射装置，投射图像光；发散元件，被入射从所述图像投射装置射出的图像光，并向规定角度范围发散射出图像光；以及光分支元件，对从所述发散元件射出的图像光进行反射，并且使来自与所述反射面不同的面的入射光透射，来自所述图像投射装置的图像光在所述发散元件中成像，在与由所述光分支元件反射了的图像光的射出方向相反的方向的延长线上，产生成像于所述发散元件的像的虚像。进而，构成为设置将从所述图像投射装置射出的图像光的光轴变换为规定的方向的光轴变换元件。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供一种能够通过简单的结构得到高的亮度的虚像，并且实现小型的虚像显示装置。构成为具备：图像投射装置，投射图像光；发散元件，被入射从所述图像投射装置射出的图像光，并向规定角度范围发散射出图像光；以及光分支元件，对从所述发散元件射出的图像光进行反射，并且使来自与所述反射面不同的面的入射光透射，来自所述图像投射装置的图像光在所述发散元件中成像，在与由所述光分支元件反射了的图像光的射出方向相反的方向的延长线上，产生成像于所述发散元件的像的虚像。进而，构成为设置将从所述图像投射装置射出的图像光的光轴变换为规定的方向的光轴变换元件。【专利说明】 虚像显示装置
本专利技术涉及能够使使用者进行虚像视觉辨认的显示装置的结构。
技术介绍
近年来，在现实空间中重叠显示图像信息的扩张现实技术(以下，AR AugmentedReality)在娱乐、作业支援系统的领域中得到注目。作为实现该AR的手段之一，有使光学地生成的图像通过光分支元件等反射到使用者侧来生成虚像并将虚像和现实空间重叠而使使用者看到的显示装置。特别，向飞机、车辆搭载的AR的显示装置被称为抬头显示器(以下，HUD:Head Up Display)。用HUD进行速度显示等，降低驾驶员的视线移动，从而对安全行驶作出贡献。 在专利文献1、专利文献2中，公开了上述那样的提供虚像的显示装置的技术。 更详细而言，专利文献I记载了用凹面镜反射显示器的实像，用挡风玻璃反射显示光而提供虚像的抬头显示器，公开了设置从凹面镜向挡风玻璃的光路中的棱镜片而小型化的技术。 另外，在专利文献2中，公开了设置有调整从光学部件向挡风玻璃投射的影像光的入射角度的移动机构、和进行向挡风玻璃投射的影像的失真校正的透镜光学系统，能够从不同的视点对虚像进行视觉辨认的技术。 【专利文献I】日本特开2004-20605号公报 【专利文献2】日本特开2010-197493号公报
技术实现思路
在HUD中，将能够观察虚像的位置称为观察点，将即使使观察点移动也能够观察虚像的范围称为观察范围。在车载HUD中，关于观察者的视场中的像的生成范围，一般相比于左右，上下更小，关于观察范围也是，相比于左右，上下更窄。 另外，在车载HUD中，为了观察在白天的外面等明亮的现实空间上重叠的像，虚像的亮度必须高于现实空间的亮度。因此，为了提高虚像的亮度，需要以光的能量效率尽可能高的状态进行投射。 进而，在车载HUD中，有根据观察者的体型而使观察范围不同的可能性。因此，期望具有能够与观察者的体格匹配地上下调节观察范围的机构、覆盖所设想的观察者的观察范围的宽的观察范围。 在上述专利文献I的技术中，虽然能够使车载HUD小型化，但未考虑观察范围。另夕卜，在上述专利文献2的技术中，完全未提到虚像的亮度。 本专利技术的目的在于解决上述课题，提供一种能够对观察范围宽且亮度高的虚像进行视觉辨认的HUD。 为了解决上述课题，本申请专利技术的虚像显示装置构成为具备:图像投射装置，投射图像光；发散元件，被入射从所述图像投射装置射出的图像光，并向规定角度范围发散射出图像光；以及光分支元件，对从所述发散元件射出的图像光进行反射，并且使来自与所述反射面不同的面的入射光透射，来自所述图像投射装置的图像光在所述发散元件中成像，在与由所述光分支元件反射了的图像光的射出方向相反的方向的延长线上，产生成像于所述发散元件的像的虚像。通过调整所述发散元件的发散角，能够调整观察范围。 进而，本申请专利技术的虚像显示装置构成为设置有将从所述图像投射装置射出的图像光的光轴变换为规定的方向的光轴变换元件。由此，能够进行观察范围的位置调整，并且能够防止虚像亮度降低。 根据本专利技术，可提供能够对观察范围宽且亮度高的虚像进行视觉辨认的虚像显示 >J-U ρ?α装直。 【专利附图】【附图说明】 图1是说明实施例1的虚像显示装置的概要的图。 图2是说明发散元件32的功能的图。 图3是说明发散元件33的功能的图。 图4是示出通过了发散元件30之后的光束的指向性的图。 图5是说明相对y轴平行的方向的观察范围的尺寸与发散角度的关系的图。 图6是说明相对X轴平行的方向的观察范围的尺寸与发散角度的关系的图。 图7是光轴变换元件21的结构图。 图8是光轴变换元件22的结构图。 图9是光轴变换元件23的结构图。 图10是光轴变换元件24的结构图。 图11是说明光轴变换元件20的驱动与光轴的变化的关系的图。 图12是说明光轴旋转元件20与角度Θ P以及观察范围Dv的位置的关系的图。 图13是实施例2的虚像显示装置的结构图。 图14是实施例3的虚像显示装置的结构图。 图15是实施例4的虚像显示装置的结构图。 图16是实施例5的虚像显示装置的结构图。 图17是实施例6的虚像显示装置的结构图。 (附图标记说明) 10:图像投射装置；20:光轴变换元件；30:发散元件；50:光分支元件。 【具体实施方式】 以下，使用附图，详细说明本专利技术的实施例。 【实施例1】 图1是说明实施例的虚像显示装置的概要的图。图是示出与地面垂直的剖面结构的图，图的Y轴方向是与地面垂直的方向、图的由X轴和Z轴构成的面形成与地面平行的面。在将实施例的虚像显示装置应用于车载HUD的情况下，观察范围的上下方向对应于Y轴方向，左右方向对应于X轴方向。 虚像显示装置的本体100由图像投射装置10、光轴变换元件20、发散元件30构成。此处，从图像投射装置10射出的影像光透过光轴变换元件20，而在发散元件30中使图像成像为规定的大小。将此时的投射在发散元件30上的图像的侧面的尺寸设为SvJf图像的中心位置设为点30ο。另外，图像投射装置10如图所示，与本体10的底面平行地设置，朝向图中z方向投射图像。 在图像投射装置10中，例如，应用:利用MEMS等微小反射镜在发散元件30上使激光二维扫描的装置；具有LED(Light Emitting D1de)光源且通过被称为所谓DMD(DigitalMicromirror Device)的微小反射镜对光强度进行调制并用投射透镜在发散元件中成像的小型投影仪装置。 光轴变换元件20具有使从图像投射装置10向z方向射出的光向图中Θ P方向弯曲的功能。进而，详细后述，光轴变换元件20能够以图中X轴为旋转轴而旋转，进行虚像的位置调整。 发散元件30在与纸面平行的方向和垂直的方向上，向不同的角度发散光，由发散元件30发散的光到达设置于本体10外面的光分支元件50。 光分支元件50成为对规定的能量(power)进行反射而使除此以外的能量透射的半透半反镜。例如，其材料由玻璃、塑料构成，也可以是车辆的挡风玻璃。另外，光分支元件50被设置成将光向使用者侧反射。 如图1所示，从发散元件30上的点30ο射出的光在光分支元件50上的点50ο反射而到达观察点60。在从观察点60观察时，点30ο被观察成与连接观察点60和点50ο的直线上的点70ο相同。向发散元件30投射的其他光也通过同样的光路而到达观察点60。其结果，从观察点60，以发散元件30上的点30ο为中心的实像被观察为以70ο为中心且与图像尺寸Sv相同的本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种虚像显示装置，其特征在于，具备：图像投射装置，投射图像光；发散元件，被入射从所述图像投射装置射出的图像光，并向规定角度范围发散射出图像光；以及光分支元件，对从所述发散元件射出的图像光进行反射，并且使来自与所述反射面不同的面的入射光透射，来自所述图像投射装置的图像光在所述发散元件中成像，在与由所述光分支元件反射了的图像光的射出方向相反的方向的延长线上，产生成像于所述发散元件的像的虚像。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：日下裕美，大内敏，濑尾欣穂，
申请(专利权)人：日立乐金光科技株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP
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