平视显示装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种确保图像显示元件至图像反射面的光路长度的同时实现小型化的平视显示装置。一种平视显示装置，其透过图像反射面将显示于图像显示元件(D)的图像扩大显示来作为虚拟图像，其中，反射光学系统沿从图像显示元件(D)射出的光线，从图像显示元件一侧依次连续具有第l反射镜(Ml)、第m反射镜(Mm)、第n反射镜(Mn)等至少3个以上的反射镜，第n反射镜(Mn)具有光焦度并在所有反射镜中配置于最靠近图像反射面一侧，从图像显示元件(D)射出的光线依次反射于第l反射镜(Ml)、第m反射镜(Mm)、第n反射镜(Mn)，从第n反射镜(Mn)射出的光线穿过第l反射镜(Ml)与第m反射镜(Mm)之间而到达图像反射面，并且满足规定条件式。

Head up display device

The invention provides a head up display device capable of ensuring the length of an optical path of an image display element to an image reflecting surface while realizing miniaturization. A head up display device, the image through the reflector will be displayed on the image display element (D) to expand the display image as a virtual image, the reflective optical system from the image display element (D) light emitted from the image display element, successively with the L side mirror (Ml), m mirror (Mm), the N mirror (Mn) and at least 3 mirror, n mirror (Mn) with optical power and in all mirrors placed on the side near the image reflecting surface, from the image display element (D) emitted light are reflected in article l mirror (Ml), the M mirror (Mm), the N mirror (Mn), from the N reflector (Mn) emitted light through the L mirror (Ml) and the M mirror (Mm) between and to reach the image reflecting surface, and meet the specified conditions.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术有关一种用于汽车等移动体的平视显示装置。
技术介绍
以往，作为对汽车等的驾驶者显示方向指示和提醒注意、行驶速度等信息的装置已知有平视显示装置。一种平视显示装置，其将所显示的图像的虚拟图像显示于前窗或组合器等图像反射面来使驾驶者能够识别驾驶汽车等时所需的信息，而无需从视野中转移视线。作为这种平视显示装置，提出有专利文献1、2。专利文献1：日本特开平4-247489号公报专利文献2：日本特开2007-272061号公报这种平视显示装置由于应设置于汽车等移动体的驾驶席周围的有限的空间中，因此要求小型化。并且，为了安全性和防止驾驶者的眼疲劳，并为了减少确认平视显示装置的显示信息时的驾驶者的视线移动，优选虚拟图像的焦点位置尽量远离驾驶者，并为了这种结构而需要将平视显示装置内的图像显示元件至图像反射面的光路长度设为较长，但这与装置的小型化要求恰恰相反。
技术实现思路
本专利技术是鉴于上述内容而完成的，其目的在于提供一种确保图像显示元件至图像反射面的光路长度的同时实现小型化的平视显示装置。本专利技术的平视显示装置，具备在与观察者相对的图像反射面中使来自图像显示元件的显示光朝向观察者一侧反射的反射光学系统，并透过图像反射面将显示于图像显示元件的图像放大显示为虚拟图像，其特征在于，反射光学系统沿从图像显示元件射出的光线，从图像显示元件一侧依次连续具有第l反射镜、第m反射镜、第n反射镜这样的至少3个以上的反射镜，第n反射镜具有光焦度并在所有反射镜中配置于在所述光线的光路上最靠近图像反射面一侧的位置，从图像显示元件射出的光线依次被第l反射镜、第m反射镜、第n反射镜反射，从第n反射镜射出的光线穿过第l反射镜与第m反射镜之间而到达图像反射面，并满足下述条件式(1)～(6)。0.18＜β×H1/αm＜0.33......(1)3.50＜αm/(αn×sinθn)＜5.00......(2)1.00＜αm/(L2-(αn×cosθn)2)1/2＜2.00......(3)π/36＜θn＜π/9......(4)-π/15＜(π/2)-(2×θm+θn)＜π/15......(5)-π/15＜(π/2)-(θl+θm+θn)＜π/15......(6)其中，将从图像显示元件的中心位置朝向与图像显示元件的显示面垂直的方向射出的光线设为中心光线，将中心光线与第l反射镜的交点设为Pl，将中心光线与第m反射镜的交点设为Pm，将中心光线与第n反射镜的交点设为Pn，将包含交点Pl、交点Pm、交点Pn的平面设为U时，β：第n反射镜的近轴放大率，H1：平面U上的图像显示元件的显示区域的中心至端末的距离，αm：交点Pl至交点Pm的距离，αn：交点Pm至交点Pn的距离，θl：交点Pl上的中心光线的入射角度或反射角度，θm：交点Pm上的中心光线的入射角度或反射角度，θn：交点Pn上的中心光线的入射角度或反射角度，L：交点Pl至交点Pn的距离。其中，第n反射镜的近轴放大率β中，将An设为图像显示元件的中心位置至交点Pn的中心光路长度时，以下述式表示。β＝|B/(-An)|上述式中“B”为，将R设为第n反射镜的近轴曲率半径(凸面取正，凹面取负)时，由下述式导出的图像距离。(1/(-An))+(1/B)＝(2/R)另外，满足条件式(1)～(6)的基础上，优选进一步满足下述条件式(1-1)～(6-1)中的任意一个或多个组合，进一步优选满足下述条件式(1-2)～(6-2)中的任意一个或多个组合。0.21＜β×H1/αm＜0.32......(1-1)0.22＜β×H1/αm＜0.30......(1-2)3.80＜αm/(αn×sinθn)＜4.50......(2-1)3.90＜αm/(αn×sinθn)＜4.30......(2-2)1.20＜αm/(L2-(αn×cosθn)2)1/2＜1.80......(3-1)1.25＜αm/(L2-(αn×cosθn)2)1/2＜1.70......(3-2)π/22＜θn＜π/10......(4-1)π/20＜θn＜π/11......(4-2)-π/18＜(π/2)-(2×θm+θn)＜π/18......(5-1)-π/22＜(π/2)-(2×θm+θn)＜π/22......(5-2)-π/18＜(π/2)-(θl+θm+θn)＜π/18......(6-1)-π/22＜(π/2)-(θl+θm+θn)＜π/22......(6-2)本专利技术的平视显示装置，具有用于使从图像显示元件射出的光线扩散投影的扩散部件，从图像显示元件射出的光线经由扩散部件而投影于图像反射面，其可以构成为从图像显示元件射出的光线穿过沿从图像显示元件射出的光线在图像显示元件至第n反射镜之间相邻的2个反射镜之间，并满足下述条件式(7)。这种条件下，更优选满足下述条件式(7-1)，进一步满足下述条件式(7-2)。0.20＜2×H2/ατ＜0.40......(7)0.22＜2×H2/ατ＜0.38......(7-1)0.24＜2×H2/ατ＜0.36......(7-2)其中，将相邻的2个反射镜从图像显示元件一侧依次设为第σ反射镜、第τ反射镜，并将中心光线与第σ反射镜的交点设为Pσ，将中心光线与第τ反射镜的交点设为Pτ时，H2：平面U上的扩散部件的显示区域中心至端末的距离，ατ：交点Pσ至交点Pτ的距离。在此，图10中示出表示条件式(1)的各符号所表示的内容的说明图，图11中示出表示条件式(2)的各符号所表示的内容的说明图，图12中示出表示条件式(3)的各符号所表示的内容的说明图，图13中示出表示条件式(4)的各符号所表示的内容的说明图，图14中示出表示条件式(5)的各符号所表示的内容的说明图，图15中示出表示条件式(6)的各符号所表示的内容的说明图，图16中示出表示条件式(7)的各符号所表示的内容的说明图。图10～图16中示出，从图像显示元件D的中心O射出的光线依次反射于第l反射镜Ml、第m反射镜Mm、第n反射镜Mn，从第n反射镜Mn射出的光线穿过第l反射镜Ml与第m反射镜Mm之间并达到未图示的图像反射面的状态。其中，图16中示出，将从包含于投影光学系统S的图像显示元件射出的光线暂时投影于扩散器等扩散部件E的状态。另外，上述各条件式中，H、αm、αn、L、ατ的单位为mm，θl、θm、θn的单位为rad(弧度)。专利技术效果本专利技术的平视显示装置，将从图像显示元件射出的光线的光路通多至少3个反射镜折弯，并且关于该3个反射镜的配置位置和配置角度，以满足下述条件式(1)～(6)的方式构成，因此能够确保图像显示元件至图像反射面的光路长度的同时实现小型化。0.18＜β×H1/αm＜0.33......(1)3.50＜αm/(αn×sinθn)＜5.00......(2)1.00＜αm/(L2-(αn×cosθn)2)1/2＜2.00......(3)π/36＜θn＜π/9......(4)-π/15＜(π/2)-(2×θm+θn)＜π/15......(5)-π/15＜(π/2)-(θl+θm+θn)＜π/15......(6)附图说本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种平视显示装置，具备在与观察者相对的图像反射面中使来自图像显示元件的显示光朝向所述观察者一侧反射的反射光学系统，并透过所述图像反射面将显示于所述图像显示元件的图像放大显示为虚拟图像，所述平视显示装置的特征在于，所述反射光学系统沿从所述图像显示元件射出的光线，从所述图像显示元件一侧依次连续具有第1反射镜、第m反射镜、第n反射镜这样的至少3个以上的反射镜，所述第n反射镜具有光焦度，并在所有反射镜中配置于在所述光线的光路上最靠近所述图像反射面一侧的位置，从所述图像显示元件射出的光线依次被所述第1反射镜、所述第m反射镜、所述第n反射镜反射，从所述第n反射镜射出的光线穿过所述第l反射镜与所述第m反射镜之间而到达所述图像反射面，并满足下述条件式(1)～(6)：0.18＜β×H1/αm＜0.33......(1)3.50＜αm/(αn×sinθn)＜5.00......(2)1.00＜αm/(L2‑(αn×cosθn)2)1/2＜2.00......(3)π/36＜θn＜π/9......(4)‑π/15＜(π/2)‑(2×θm+θn)＜π/15......(5)‑π/15＜(π/2)‑(θ1+θm+θn)＜π/15......(6)其中，将从所述图像显示元件的中心位置朝向与所述图像显示元件的显示面垂直的方向射出的光线设为中心光线，将该中心光线与所述第1反射镜的交点设为P1，将所述中心光线与所述第m反射镜的交点设为Pm，将所述中心光线与所述第n反射镜的交点设为Pn，将包含所述交点Pl、所述交点Pm、所述交点Pn的平面设为U时，β：所述第n反射镜的近轴放大率，H1：所述平面U上的所述图像显示元件的显示区域的中心至端末的距离，αm：所述交点Pl至所述交点Pm的距离，αn：所述交点Pm至所述交点Pn的距离，θl：所述交点Pl上的所述中心光线的入射角度或反射角度，θm：所述交点Pm上的所述中心光线的入射角度或反射角度，θn：所述交点Pn上的所述中心光线的入射角度或反射角度，L：所述交点Pl至所述交点Pn的距离。...

【技术特征摘要】
2015.09.29 JP 2015-1913431.一种平视显示装置，具备在与观察者相对的图像反射面中使来自图像显示元件的显示光朝向所述观察者一侧反射的反射光学系统，并透过所述图像反射面将显示于所述图像显示元件的图像放大显示为虚拟图像，所述平视显示装置的特征在于，所述反射光学系统沿从所述图像显示元件射出的光线，从所述图像显示元件一侧依次连续具有第1反射镜、第m反射镜、第n反射镜这样的至少3个以上的反射镜，所述第n反射镜具有光焦度，并在所有反射镜中配置于在所述光线的光路上最靠近所述图像反射面一侧的位置，从所述图像显示元件射出的光线依次被所述第1反射镜、所述第m反射镜、所述第n反射镜反射，从所述第n反射镜射出的光线穿过所述第l反射镜与所述第m反射镜之间而到达所述图像反射面，并满足下述条件式(1)～(6)：0.18＜β×H1/αm＜0.33......(1)3.50＜αm/(αn×sinθn)＜5.00......(2)1.00＜αm/(L2-(αn×cosθn)2)1/2＜2.00......(3)π/36＜θn＜π/9......(4)-π/15＜(π/2)-(2×θm+θn)＜π/15......(5)-π/15＜(π/2)-(θ1+θm+θn)＜π/15......(6)其中，将从所述图像显示元件的中心位置朝向与所述图像显示元件的显示面垂直的方向射出的光线设为中心光线，将该中心光线与所述第1反射镜的交点设为P1，将所述中心光线与所述第m反射镜的交点设为Pm，将所述中心光线与所述第n反射镜的交点设为Pn，将包含所述交点Pl、所述交点Pm、所述交点Pn的平面设为U时，β：所述第n反射镜的近轴放大率，H1：所述平面U上的所述图像显示元件的显示区域的中心至端末的距离，αm：所述交点Pl至所述交点Pm的距离，αn：所述交点Pm至所述交点Pn的距离，θl：所述交点Pl上的所述中心光线的入射角度或反射角度，θm：所述交点Pm上的所述中心光线的入射角度或反射角度，θn：所述交点Pn上的所述中心光线的入射角度或反射角度，L：所述交点Pl至所述交点Pn的距离。2.根据权利要求1所述的平视显示装置，具有用于使从所述图像显示元件射出的光线扩...

【专利技术属性】
技术研发人员：原田惠介，
申请(专利权)人：富士胶片株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP