CN104145207A - 图像显示装置 - Google Patents

Abstract

图像显示装置(10)具有投射基于图像信号所生成的图像显示光的投射口(301)，和反射从投射口(301)投射的图像显示光来提示虚像的合成器(400)。合成器(400)在沿合成器(400)的反射面(410)的特定方向上，距投射口(301)的距离越远，特定方向的曲率越小。合成器(400)的反射面(410)可以由双圆锥曲面构成。

Description

图像显示装置

技术领域

本发明涉及图像显示装置，特别涉及将基于图像显示光的图像作为虚像提示给用户的图像显示装置。

背景技术

已知有被称作平视显示器的图像显示装置。平视显示器具有被称作合成器的光学元件。该合成器使外来光透射，并反射从平视显示器所具有的光学单元投射来的图像显示光。由此，用户能介由合成器，将基于图像显示光的图像重叠于风景进行视认。

通过该被称为平视显示器的图像显示装置，车辆的驾驶者能几乎不改变视认车外景色的视线方向和焦点位置地一并观看到从光学单元投射来的图像的信息，故作为车载用的图像显示装置，近年正被关注。

例如专利文献1中公开了一种通过使用X轴平台(stage)、Z轴平台、及旋转平台，来调整用户可视认的空间的、安装于车辆仪表盘的平视显示器。

[在先技术文献]

[专利文献]

[专利文献1]日本特开平10-278629号公报

发明内容

然而，上述那样的平视显示器被要求更加小型。例如对于要安装于车辆的平视显示器，可安装平视显示器的位置和空间受到限制，故要求所安装的合成器更加小型。另一方面，若为提高作为驾驶者的用户的视认性而想要在小型的合成器上提示大的虚像，则像差的影响变大，图像可能出现畸变。

本发明是鉴于上述的情况而研发的，其目的在于，提供一种在进行安装的位置或空间受到限制的情况下，也能降低像差导致的图像畸变的小型的图像显示装置。

为达到上述目的，本发明的一个方案是图像显示装置。该装置包括：投射基于图像信号所生成的图像显示光的投射口；反射从投射口投射的图像显示光来提示虚像的合成器。合成器在沿合成器的反射面的特定方向上，距投射口的距离越远，特定方向的曲率越小。

通过本发明，能提供一种在进行安装的位置或空间受到限制的情况下，也能减少因像差导致的图像畸变的小型的图像显示装置。

附图说明

图1是基于来自车辆内部的视野，表示本发明实施方式的作为车辆用图像显示装置的平视显示器的立体图。

图2是从车辆内部的视野来表示本发明车辆用显示装置的平视显示器的立体图。

图3是一并示出光学单元的内部构成和光的路径的图。

图4是实施方式的图像显示光生成部的分解立体图。

图5的(a)是从来自光源的光的入射方向看安装有图像显示元件的印刷基板时的俯视图。图5的(b)是安装有图像显示元件的印刷基板的侧视图。

图6是朝图像显示光的出射方向看实施方式的图像显示光生成部时的立体图。

图7是从来自光源的光的入射方向看实施方式的图像显示光生成部时的立体图。

图8是用于说明实施方式的图像显示光生成部中的、安装位置的调整的图。

图9是一并示出光学单元的内部构成和光的路径的图。

图10是表示光学单元的内部一部分及基板安装部的内部一部分的图。

图11是表示在图10中、拆掉散热器及挠性缆线时的样子的图。

图12是被安装于室内镜的平视显示器的侧视图。

图13是被安装于室内镜的平视显示器的主视图。

图14是表示被投射于合成器的图像(虚像)的视认区域的图。

图15是表示被投射于合成器的图像(虚像)的视认区域的图。

图16是表示合成器的形状的立体图。

图17是表示图16的合成器的侧视图。

图18是表示图16的合成器的俯视图。

图19是表示介由合成器提示给用户的图像显示光的光路的侧视图。

图20是表示作为驾驶者的用户的视点发生了移动时的图像显示光的光路的侧视图。

图21是表示介由合成器提示给用户的图像显示光的光路的俯视图。

图22是表示在被安装于右侧驾驶车用的平视显示器中、拆掉投射部及合成器时的样子的图。

图23是表示为左侧驾驶车用而重新安装基板安装部时的样子的图。

图24是表示为左侧驾驶车用而重新安装的平视显示器的图。

图25是表示用于将基板安装部安装于室内镜的安装部件的立体图。

图26是图25的安装部件中的安装盘的三面图。

图27是表示被安装于室内镜的平视显示器的立体图。

图28是以基板安装部的第1安装面接于安装盘的方式安装时的固定螺钉部分的剖视图。

图29是以基板安装部的第2安装面接于安装盘的方式安装时的固定螺钉部分的剖视图。

图30是表示安装盘的变形例的图。

图31是表示合成器通过安装合页而被折叠起来的样子的侧视图。

图32是表示合成器通过安装合页而被折叠起来的样子的主视图。

图33的(a)-(b)是示意性地表示实施方式的透射型中间像屏幕的剖面的剖视图。

图34是示意性地表示扩散层的厚度、透射配光角的半值角、及成像在透射型中间像屏幕上的图像的分辨能力的关系的图。

图35是使扩散层的厚度可变，并以表的形式表示扩散层厚度对在透射型中间像屏幕面上成像的实像的分辨能力的影响的调査结果、与分辨率的计算值的图。

图36是表示扩散层的厚度与在透射型中间像屏幕面上成像的实像的分辨能力、以及扩散层的厚度与分辨率的计算值的关系的图表。

图37是表示实施方式的仪表盘上型平视显示器的外观的立体图。

图38是示意性地表示仪表盘上型平视显示器的设置位置与提示给驾驶者的虚像的位置的关系的图。

图39是示意性地表示实施方式的反射型中间像屏幕的剖面的剖视图。

图40是示意性地表示扩散层的厚度、反射配光角的半值角、以及成像于反射型中间像屏幕上的图像的分辨能力的关系的图。

图41是使扩散层至反射面的距离可变，以表的形式表示扩散层-反射面间距离对在反射型中间像屏幕面上成像的实像的分辨能力的影响的调査结果、与分辨率的计算值的图。

图42是表示扩散层至反射面的距离与反射型中间像屏幕面上成像的实像的分辨能力、以及扩散层至反射面的距离与分辨率的计算值的关系的图表。

图43是示意性地表示实施方式的三层部的一例的图。

图44是示意性地表示实施方式的屏幕保持部的图。

图45是表示屏幕保持部设置了三层部的状态的俯视图。

图46是说明屏幕保持部设置了三层部的状态的图。

图47是表示在实施方式的投射部中设置了屏幕保持部的状态的图。

图48是示意性地表示实施方式的三层部的另一例的图。

具体实施方式

以下参照附图说明本发明的实施方式。相关实施方式中所示的具体数值等仅是为便于理解发明的例示，除非有特别的说明，否则不限定本发明。在本说明书及附图中，对于具有实质上相同的功能、构成的要素，标注相同的标号，由此省略重复的说明，此外，对于与本发明无直接关系的要素，省略图示。以下说明的实施方式的图像显示装置是以车辆用的车辆用显示控制装置为前提的，但实施方式的图像显示装置并不限于车辆用，也可以在航空机或游戏机、娱乐设施等中使用利用。

[本实施方式的车辆用图像显示装置的外观构成]

作为本实施方式的车辆用显示装置，以被安装于车辆所具有的室内镜(后视镜)来使用的平视显示器为例，参照图1及图2说明其外观构成。图1是表示以从安装平视显示器10的室内镜600朝车辆的未图示的挡风玻璃方向的视野，来观察本实施方式的平视显示器10的状态的立体图。图2是以从未图示的挡风玻璃朝室内镜600方向的视野，来观察平视显示器10的状态的立体图。在以后的说明中，前后、左右及上下所示的方向分别表示车辆的前方、后方、车辆的左侧方向、右侧方向、垂直于车辆所被配置的路面的相对于该面的车辆侧方向和其反方向。

平视显示器10具备安装有生成要作为虚像而显示于合成器400的图像的图像信号、并向光学单元200输出该生成的图像信号的电路基板111(参照图10)的基板安装部100。电路基板111也能在被输入了从导航装置或媒体再现装置等未图示的外部装置输出的图像信号时，针对该输入的信号进行预定的处理后，输出给光学单元200。该基板安装部100与作为平视显示器10的构成要素之一的后述的安装构件500(参照图25)相连结，室内镜600被保持于安装构件500，由此，平视显示器10被安装于室内镜600。关于基板安装部100与安装构件500的连结、以及安装构件500的室内镜600的保持的相关各机构的详细情况，将在后面说明。此外，为便于说明和理解平视显示器10的整体构成，在图1及图2中省略了安装构件500的记载。

平视显示器10具有被输入从电路基板111输出的图像信号的光学单元200。光学单元200具有光学单元主体210和投射部300。光学单元主体210上被安装后述的光源231、图像显示元件240、及各种光学透镜等。投射部300上被安装后述的各种投射镜及中间像屏幕360。电路基板111输出的图像信号介由光学单元主体210的上述各器件及投射部300的上述各器件，作为图像显示光而被从投射口301向具有凹面形状的合成器400投射。此外，在本实施方式中，作为图像显示元件240，例示了采用反射型液晶显示板的LCOS(Liquid crystal onsilicon：硅基液晶)的情况，但作为图像显示元件240，也可以采用DMD(Digital Micromirror Device：数字微镜元件)。此时，用与要适用的显示元件相应的光学系统及驱动电路来构成。

作为驾驶者的用户介由合成器400，以虚像的方式观看投射来的图像显示光。在图1中，投射部300向合成器400投射了“A”文字的图像显示光。用户通过观看合成器400，就看到“A”文字仿佛被显示于距用户例如1.7m～2.0m前方(车辆前方)那样，即能观看到虚像450。在此，将从投射部300向合成器400投射的图像显示光的中心轴定义为投射轴320。

详细情况会在后面说明，光学单元200为可相对于基板安装部100转动的构成。进而，在本实施方式的平视显示器10中，投射部300和合成器400为可相对于光学单元主体210的预定面变更安装方向、以及可拆装的构成。

[本实施方式的车辆用图像显示装置的内部构成：光学系统]

下面说明平视显示器10的内部构成。图3和图9是用于说明上述的平视显示器10的光学单元200的内部构成的图。图3是一并示出光学单元主体210的内部构成及投射部300的内部构成的一部分、和图像显示光的光路的图。图9是一并示出投射部300的内部构成及光学单元主体210的内部构成的一部分、以及投射至合成器400的图像显示光的光路的图。

首先，参照图3说明光学单元主体210的内部构成及图像显示光的光路。光学单元主体210包括光源231、准直透镜232、UV-IR(UltraViolet-Infrared Ray：紫外光-红外光)截止滤波器233、偏振器234、复眼透镜235、反射镜236、场镜237、线栅偏振分束器238、图像显示光生成部244、检光器241、投射透镜组242、及散热器243。

光源231由发出白色光、或发出蓝色、绿色及红色的三色光的发光二极管构成。光源231上安装有用于使伴随于发光而产生的热散热的散热器243。光源231发出的光被准直透镜232变成平行光。UV-IR截止滤波器233从通过了准直透镜232的平行光中吸收并除去紫外光及红外光。偏振器234将通过了UV-IR截止滤波器233的光变成无杂乱的P偏振。然后，复眼透镜235将通过了偏振器234的光的亮度调整均匀。在此需要说明的是，通过了UV-IR截止滤波器233的直线偏振，在与向线栅偏振分束器238的入射角的关系中成为P偏振。

反射镜236使通过了复眼透镜235的各单元的光的光路改变90度。在反射镜236反射后的光被场镜237集光。场镜237集光后的光介由使P偏振透射的线栅偏振分束器238，被照射到图像显示光生成部244。

图像显示光生成部244基于介由线栅偏振分束器238照射来的光和电路基板111所输出的图像信号，生成图像显示光，并作为图像显示光射出。图像显示光生成部244射出的图像显示光再次入射到线栅偏振分束器238，但在与入射角的关系中成为S偏振。出射的S偏振的光被线栅偏振分束器238反射，改变光路而通过检光器241后，入射到投射透镜群242。

透射过投射透镜组242的图像显示光从光学单元主体210出来而进入投射部300。然后，投射部300所具有的第1投射镜351改变入射来的图像显示光的光路。

[图像显示光生成部的构成及安装]

接下来说明实施方式的图像显示光生成部244的内部构成及其安装。

图4是实施方式的图像显示光生成部244的分解立体图。图像显示光生成部244如图3所示那样，在光学单元主体210内的光学系统配置部245，相对于从光源231照射来的光的光轴垂直地设置。在图4所示的坐标系中，Z轴是相对于光轴平行的轴，平行于X轴和Y轴所形成的XY平面的平面成为相对于光轴垂直的平面，故图像显示光生成部244被相对于XY平面平行地设置。

构成图像显示光生成部244的主要的光学部件是相互变换直线偏振和圆偏振的1/4波长板239、规定透射过1/4波长板239的圆偏振的照射区域的孔眼掩模270、以及基于要显示的图像的图像信号而使通过了孔眼掩模270的圆偏振反射来生成图像显示光的图像显示元件240。图像显示元件240由印刷基板250具备。

孔眼掩模270具有用于规定光的照射区域的开口部271，1/4波长板239以覆盖开口部271的一端侧的面的方式被安装。孔眼掩模270仅使要经过开口部271的光通过，且在开口部271中为抑制光的衍射，优选采用即使很薄也难以透射光的材料，作为具体例子，由金属材料形成。此外，为抑制在孔眼掩模270的表面反射后的光成为杂散光，使孔眼掩模270的表面成为光吸收率高的色较好，例如优选在施以氧化铝膜(alumite)处理后使之成为黒色。

孔眼掩模270在安装1/4波长板239一侧的面上、在夹着开口部271相对的位置，具有规制1/4波长板239的安装位置的波长板引导构件272。1/4波长板239上配合波长板引导构件272地具有半月板273，在将1/4波长板239安装于孔眼掩模270后，其被波长板引导构件272规制，能以平行于Z轴的旋转轴为中心旋转。

更具体来说，1/4波长板239在被压杆簧292压着半月板273的状态下，通过安装螺钉293安装于孔眼掩模270。压杆簧292以板簧的弹力将1/4波长板239按压于孔眼掩模270。因此，在用安装螺钉293安装于孔眼掩模270后，也能通过移动1/4波长板239的调整纽274来使1/4波长板239在预定的角度范围内旋转。

被安装于印刷基板250的图像显示元件240使透射过1/4波长板239的光反射，并基于电路基板111生成的图像信号生成图像显示光。更具体来说，图像显示元件240针对每个像素具有红色、绿色及蓝色的滤色器，被照射到图像显示元件240的光成为与各像素对应的颜色，通过图像显示元件240所具有的液晶组合物而被施以调制，成为S偏振的图像显示光后朝相对于入射方向180度反转的方向射出。因此，进行对位以使得1/4波长板239与图像显示元件240相对，是重要的。

因此，实施方式的图像显示光生成部244具有用于安装装配有1/4波长板239的孔眼掩模270、和装配有图像显示元件240的印刷基板250的安装基体260。安装基体260具有成为光路的开口部261，装配有1/4波长板239的孔眼掩模270和装配有图像显示元件240的印刷基板250被安装在夹着安装基体260的开口部261地相对的位置。更具体来说，具有1/4波长板239的孔眼掩模270被以覆盖安装基体260的开口部261的一端侧的面、即第1面整体的方式安装。此外，印刷基板250被以使图像显示元件240位于安装基体260的开口部261内、并覆盖处于安装基体260的开口部261另一端侧的第2面整体的方式安装。在以下的本说明书中，有时将孔眼掩模270的开口部271称作“第1开口部”，将安装基体260的开口部261称作“第2开口部”。

安装基体260还具有用于规制孔眼掩模270和印刷基板250的安装位置的定位针脚262。在此，定位针脚262是沿与光轴平行的方向贯穿安装基体260的。孔眼掩模270和印刷基板250分别具有用于插入定位针脚262的定位孔251和275，随着将定位针脚262插入定位孔251和275，其安装于安装基体260的位置得到固定。规制孔眼掩模270和印刷基板250的安装位置的定位针脚262是由一个部件构成的，故能提高安装位置的精度。

孔眼掩模270通过安装螺钉294而固定于安装基体260。同样地，印刷基板250通过安装螺钉290而固定于安装基体260。由此，能将装配于孔眼掩模270的1/4波长板239和装配于印刷基板250的图像显示元件240简单地安装于预定的安装位置。

但是，装配于印刷基板250的图像显示元件240是电子电路，会因通电而发热。因此，为介由印刷基板250使图像显示元件240的发热散热，安装基体260由金属材料形成。更具体来说，在印刷基板250的基板表面区域中的、至少安装于安装基体260时与安装基体260相接触的区域上，设有成为图像显示元件240的接地(グランド)的基于金属箔的金属层。

图5的(a)是从来自光源231的光的入射方向看装配有图像显示元件240的印刷基板250时的俯视图。图5的(b)是装配有图像显示元件240的印刷基板250的侧视图。

将图像显示元件240向印刷基板250安装时，按以下工序来实施安装。首先，在印刷基板250上如图5的(b)所示那样涂覆粘结剂256。利用粘结剂256，将图像显示元件240装配到印刷基板250的预定位置。在图像显示元件240被装配于印刷基板250后，通过引线键合254使图像显示元件240电连接于印刷基板250上。然后，施以液晶密封条253，安装台面玻璃252。最后涂覆用于保护引线键合254的保护树脂255。此外，连接器257连接后述的挠性缆线246，向图像显示元件240传输电路基板111生成的图像信号。

如图5的(a)所示，印刷基板250在两处设有用于规制向安装基体260安装时的位置的定位孔251。通过使定位针脚262分别贯通于该定位孔251，能简便地将装配于印刷基板250的图像显示元件240安装到安装基体260的预定安装位置。

但是，一般来说印刷基板多由酚醛树脂或环氧树脂等形成。因此，通过在与安装基体260接触的区域上设置热传导率比上述树脂高的金属层，能提高热传导率。在图5的(a)中，印刷基板250表面的斜线所示的区域是安装于安装基体260时与安装基体260接触的区域。实施方式的印刷基板250在图5的(a)中斜线所示的区域设有成为图像显示元件240的接地的金属层。由于安装基体260是由金属材料构成的，故图像显示元件240的热容易散热，且还能使安装基体260作为图像显示元件240的接地来发挥功能。

另一方面，在用金属材料形成安装基体260时，在安装基体260表面反射的光有可能成为杂散光。因此，同孔眼掩模270时一样，为抑制杂散光，使安装基体260的表面为光吸收率高的颜色较好，例如优选在施以氧化铝膜处理后使其成为黒色。

图6是朝图像显示光的出射方向观看实施方式的图像显示光生成部244时的立体图。如图6所示，安装基体260的开口部261的、入射图像显示元件240所生成的图像显示光的一侧，随着将装配有图像显示元件240的印刷基板250安装到安装基体260上而被封住。

图7是从来自光源231的光的入射方向观看实施方式的图像显示光生成部244时的立体图。如图7所示，安装基体260的开口部261的、来自光源231的光的入射方向侧，随着将装配有1/4波长板239的状态的孔眼掩模270安装到安装基体260上而被封住。更具体来说，孔眼掩模270通过安装螺钉294而被固定到安装基体260上，1/4波长板239基于压杆簧292的弹力而被按压于孔眼掩模270。

如上这样，安装基体260随着将1/4波长板239和孔眼掩模270安装到开口部261的一端侧的面、即第1面侧，以及将装配有图像显示元件240的印刷基板250安装到开口部261的另一端侧的面、即第2面侧，而以覆盖的方式封住开口部261的两端。更具体来说，1/4波长板239和孔眼掩模270被安装于安装基体260的面中的、来自光源231的光的入射方向侧的面、即第1面。装配有图像显示元件240的印刷基板250被安装于安装基体260的面中的、来自光源231的光的出射方向侧的面、即第2面。

由此，不对安装基体260的开口部261使用防尘专用的部件，就能实现抑制进入开口部261内的灰尘等的防尘构造。特别地、为抑制灰尘或尘埃进入到开口部261内部，优选在洁净室内进行向安装基体260的开口部261安装1/4波长板239、孔眼掩模270及印刷基板250的工序。

此外，如上所述，在与安装基体260接触的印刷基板250上的区域设有成为图像显示元件240的接地的金属层，故安装基体260能在作为图像显示元件240的接地发挥功能的同时，使来自印刷基板250的热散热。

在1/4波长板239中的、来自光源231的光的入射方向侧的表面，也有时会附着灰尘或尘埃。但是，1/4波长板239中的、来自光源231的光的入射方向侧的表面与生成图像显示光的图像显示元件240至少分离开安装基体260的厚度量。因此，具有如下这样的效果：附着于1/4波长板239的来自光源231的光的入射方向侧的表面的灰尘或尘埃被散开而变得不显眼。

如上述那样，1/4波长板239是在被入射直线偏振时将直线偏振变换成圆偏振，并在被入射圆偏振时将圆偏振变换成直线偏振的器件。1/4波长板239的变换效率取决于1/4波长板239相对于入射到1/4波长板239的光的旋转角度。因此，为使1/4波长板239的变换效率最优化，调整1/4波长板239相对于光轴的旋转角。

如图7所示，1/4波长板239基于压杆簧292的弹力而被装配于孔眼掩模270，故通过移动调整纽274，能使1/4波长板239以光轴为旋转轴转动。由此，例如在生产线上组装时，能将1/4波长板239的变换效率调整到最佳。此外，通过在使变换效率最优化后将1/4波长板239固定于孔眼掩模270，在产品出厂后也能使变换效率保持在最佳状态。

如上这样，通过将装配有1/4波长板239的孔眼掩模270安装到安装基体260的开口部261的一端，并将装配有图像显示元件240的印刷基板安装到开口部261的另一端，能实现1/4波长板239与图像显示元件240的对位。另一方面，实施方式的图像显示装置是平视显示器，故还实施使图像显示光生成部244生成的图像显示光成像在中间像屏幕360的预定位置这样的调整。

图8是用于说明实施方式的图像显示光生成部244向光学系统配置部245的安装位置的调整的图。如图8所示，安装基体260和孔眼掩模270具有用于使安装螺钉290通过的安装孔263。如图8所示，安装孔263被设于3处，通过3个安装螺钉290进行螺固，由此，图像显示光生成部244被设置于光学系统配置部245。

在此，成为安装螺钉290的螺孔的安装孔263的直径比安装螺钉290的螺钉直径大，确保了图像显示光生成部244的设置位置的间隙(clearance)。更具体来说，安装孔263的直径为安装螺钉290的螺钉直径的1.2～1.3倍。

这样，通过用比安装孔263的直径小预定比例的螺钉直径的安装螺钉290来螺固使图像显示光生成部244，在将图像显示光生成部244设置于光学系统配置部245时，能向与图4所示的XY平面平行的平面上的所有方向滑动，安装位置的调整变得自由。其结果，能调整图像显示光生成部244的设置位置，使得图像显示光生成部244生成的图像显示光成像于中间像屏幕360的预定位置(例如中间像屏幕360的中央部)。在该意义上，安装孔263和安装螺钉290作为安装基体260的设置位置调整部来发挥功能。

如图8所示，安装基体260和孔眼掩模270被施以C倒角加工，与施以C倒角加工前相比，安装基体260与孔眼掩模270接触的面积变小。因此，在向安装基体260安装孔眼掩模270时，能缓和两者所产生的机械性的应力。此外，图像显示光生成部244在安装基体260和孔眼掩模270所具有的3个安装孔263处被螺固，因此能抑制因机械或热而在安装基体260和孔眼掩模270上发生的畸变所导致的应力。

如以上说明的那样，通过本发明实施方式的平视显示器，能提供用于兼顾光学部件的防尘和散热的技术、以及能使光学部件的定位简易化的技术。

特别是通过在贯通安装基体260地具有的定位针脚262上嵌合具有1/4波长板239的孔眼掩模270和具有图像显示元件240的印刷基板250，能使1/4波长板239、孔眼掩模270及图像显示元件240的定位容易，使组装简便化。

此外，通过用具有1/4波长板239的孔眼掩模270和具有图像显示元件240的印刷基板250封住安装基体260的开口部261，能不另外安装防尘用部件地构建出防尘构造。进而，通过用金属材料形成安装基体260，既能作为印刷基板250的接地，又能效率良好地使印刷基板250产生的热散热。

将1/4波长板239、孔眼掩模270及图像显示元件240安装于安装基体260上而构成的图像显示光生成部244，设有使安装于光学系统配置部245时的位置调整自由的调整用的间隙。因此，能使图像显示光生成部244生成的图像显示光和中间像屏幕360的定位容易，使组装简便化。

下面参照图9说明投射部300的内部构成及图像显示光的光路。投射部300具有第1投射镜351、第2投射镜352、及中间像屏幕360。

如上所述，通过了光学单元主体210具有的线栅偏振分束器238、检光器241、及投射透镜组242的图像显示光的光路被第1投射镜351及第2投射镜352改变成朝向合成器400的光路。在此期间，基于被第2投射镜352反射后的图像显示光的实像成像于中间像屏幕360。在中间像屏幕360成像后的实像的图像显示光透过中间像屏幕360而投射到合成器400。用户如上述那样介由合成器400向前方观看该投射的图像显示光的虚像。

通过采用以上那样的内部构成，用户能介由合成器400将基于从电路基板111输出的图像信号的虚像重叠于现实风景上来视认。

[本实施方式的车辆用图像显示装置的内部构成：光学单元200的内部构成详细情况]

光学单元200为可相对于基板安装部100转动的构成。下面参照图10，针对光学单元200及基板安装部100的内部构成，以光学单元200及基板安装部100的连接处附近为中心详细说明。

图10是表示光学单元200的内部的一部分及基板安装部100的内部的一部分的图。在该图10中，主要示出了光学单元200与基板安装部100的连接处附近。光学单元200所具有的光学系统配置部245安装有除上述的散热器243外的各种器件。并且，在光学单元200内的光学系统配置部245的基板安装部100侧的与基板安装部100的连接处附近，设有散热器243和空间部248。

电路基板111对安装于光学系统配置部245的图像显示元件240及光源231进行电控制。电路基板111和光学系统配置部245所安装的图像显示元件240通过作为配线的挠性缆线246连接。在此，挠性缆线246只是一例，也可以采用挠性基板或其它传递电信号的配线。光学单元200在框体的一面形成有光学单元侧开口部247，基板安装部100在框体的一面形成有基板安装部侧开口部112。挠性缆线246介由这些光学单元侧开口部247和基板安装部侧开口部112来连接电路基板111和图像显示元件240。挠性缆线246优选具有能让基板安装部100和光学单元200自由转动的长度。

图11是针对图10的光学单元200的内部的一部分及基板安装部100的内部的一部分，拆掉上述的散热器243及挠性缆线246后的样子的图。

光学单元侧开口部247及基板安装部侧开口部112分别被形成为具有按预定角度相对分开的2边的形状，作为一例，形成为具有预定角度的大致扇形的形状。由此，在如后述那样光学单元200相对于基板安装部100转动时，能减轻设有光学单元200的光学单元侧开口部247的面的框体、以及基板安装部100的设有基板安装部侧开口部112的面的框体施加于挠性缆线246的力。因此，能防止随着转动、挠性缆线246被各框体破损或切断的情况。

此外，如上所述光学单元200内的基板安装部100的连接处附近设有空间部248，挠性缆线246在光学单元200内主要被安装于该空间部248。通过设置该空间部248，能留有余地地确保挠性缆线的长度。因此，在光学单元200相对于基板安装部100转动时，能减轻被施加于挠性缆线246的张力。于是，能防止因伴随于转动的张力而使挠性缆线246破损或切断的情况。

光学单元200及基板安装部100用成为彼此的转动的转动轴的作为转动构件的合页113和限制转动的角度范围的转动停止机构114连接。光学单元200以该合页113为中心相对于基板安装部100转动预定的角度。在此，本实施方式中是采用合页113的，但也可以使用其它转动构件。

基板安装部100的基板安装部侧开口部112及光学单元200的光学单元侧开口部247如上所述为大致扇形形状。在基板安装部100相对于光学单元200转动时，由基板安装部侧开口部112及光学单元侧开口部247两者形成的用于通过挠性缆线246的开口是被缩小的，但因基板安装部侧开口部112及光学单元侧开口部247为大致扇形形状，故在转动停止机构114所限制的角度范围内，维持了足够通过挠性缆线246的开口。

此外，上述的基板安装部侧开口部112及光学单元侧开口部247的形状仅为例示，只要是在转动时不损坏挠性缆线246等的形状，可以是任意形状。例如，也可以仅使基板安装部侧开口部112及光学单元侧开口部247的一者形成为具有按预定角度相对分开的2边的形状，使得不对挠性缆线246造成负荷。

如上所述，平视显示器10成为光学单元200和基板安装部100能以合页113为中心转动的构成。并且，合成器400被设于光学单元200，基板安装部100通过安装构件500而被安装于室内镜600。通过如上这样，用户能分别独立地进行室内镜的观察角度的调整和合成器400的观察角度的调整。因此，用户能将室内镜600调整成恰当确认车辆后方的角度，并能调整合成器400的视认角度，观看无畸变的恰当的图像(虚像)。

平视显示器10的合成器400如后文详细说明的那样，是距投射口301的距离越远、特定方向的曲率就越小的结构。通过该结构，即使将合成器400小型化了，也能提示畸变少的图像。如上所述，光学单元200为能相对于基板安装部100转动的构成，故用户能在保持光学单元200的投射口301与合成器400的位置关系的状态下调整合成器400的视认角度。因此，通过平视显示器10，用户能在使畸变少的图像提示于合成器400的状态下调整该合成器400的视认角度。

此外，通过在光学单元200内设置用于安装确保了一定余裕的长度的挠性缆线246的空间部248，光学单元200相对于基板安装部100的转动变得自由，用户能适当地实施上述各观察角度的调整，并能防止因转动所产生的张力使挠性缆线246破损或切断。

进而，通过使基板安装部侧开口部112和光学单元200的光学单元侧开口部247成为上述的大致扇形的形状，能防止因光学单元200相对于基板安装部100的转动，光学单元200及基板安装部100的各框体外壁使挠性缆线246破损或切断，用户能适当地实施上述各观察角度的调整。

此外，如图3所示，在本实施方式中，通过采用反射镜236和线栅偏振分束器238，使图像显示光的光路折曲了2次90度。由此，图像显示光按与光源231的光的射出方向相反朝向的方向向投射部300射出。通过像这样使图像显示光的路径成为字形，能将挠性缆线246以不与光源231相接近的方式布线(参照图10)。由此，能防止从光源231产生的电磁波所引起的噪音混入图像信号，并能防止挠性缆线246因光源231产生的热而发生破损。进而，由于与光源231相接近地设置的散热器243也被远离挠性缆线246地配置，故能设置安装挠性缆线246的空间部248。

[采用了合页的角度调整]

下面详细说明上述的光学单元200相对于基板安装部100的转动。图12是被安装于室内镜600的平视显示器10的侧视图。如该图所示，室内镜600通常为驾驶者能视认车辆后方而朝向驾驶者侧。即，很少情况下驾驶者在室内镜600的镜面602相对于车辆底面及行驶路面垂直的状态下进行驾驶，通常，驾驶者以使室内镜600的镜面602相对于与车辆底面等垂直的面具有一定角度的方式、来使室内镜600的朝向有所倾斜。因此，在室内镜600上安装平视显示器10时，随着室内镜600的倾斜，基板安装部100也相对于与车辆底面等平行的面具有一定角度。

本申请的发明人在针对很多车辆及各种用户进行了使其观看合成器400所提示的虚像的实验后发现，在以室内镜600的长度方向和基板安装部100的长度方向为相同方向的方式设置平视显示器10时，若调整合成器400及光学单元200的角度以成为用户无畸变地观看到虚像的位置，多数情况下镜面602与光学单元主体210的基准面212所成的角度约为100度。

这里所谓光学单元主体210的“基准面”，是作为用于测量光学单元主体210相对于室内镜600的镜面602的倾角的基准来使用的角度测量基准面。作为基准面212的一例，有包含光学单元主体210的光轴的平面或与其平行的平面。作为基准面212的另一例，有在将平视显示器10安装于右侧驾驶车辆时的作为下侧面的第1主体面221或作为与第1主体面221相对的面的第2主体面222，或者是与这些面平行的平面。光学单元主体210的“基准面”也可以作为光学单元200的基准面。

基于上述实验结果，实施方式的平视显示器10被如下这样设计：在以室内镜600的长度方向和基板安装部100的长度方向成为相同方向的方式、利用安装构件500或安装托盘571、581等将平视显示器10安装于室内镜600的情况下，当镜面602与基准面212所成的角度为预定的基准角度时能提示无畸变的最佳图像。具体来说，对构成平视显示器10的光学系统的光学部进行设计，以使得在上述条件下能提示最佳的图像。

这里所谓“构成平视显示器10的光学系统的光学部”，是基于基板安装部100上所安装的电路基板111输出的图像信号生成图像显示光并进行投射的系统。更具体来说，是光学单元主体210中的、光源231、准直透镜232、UV-IR截止滤波器233、偏振器234、复眼透镜235、反射镜236、场镜237、线栅偏振分束器238、1/4波长板239、检光器241、以及投射透镜组242、投射部300中的第1投射镜351、第2投射镜352、中间像屏幕360、以及合成器400的全部或预定的一部分。

此外，所谓“预定的基准角度”，是镜面602与基准面212所成的角度，是在平视显示器10的光学设计时作为设计基准而预设的角度。“预定的基准角度”只要针对多个车辆和各种用户通过实验来确定，以使得能提示无畸变的最佳图像即可。作为预定的基准角度的一例，是钝角，更具体来说为100度。此外，“预定的基准角度”在图12中用示出。

这样，实施方式的平视显示器10，以镜面602与基准面212所成角度成为预定的基准角度时为基准来设计构成光学系统的光学部，故与在通常的使用状态下所预想的室内镜600的倾斜相对应地、进行了最佳的光学设计。以能针对多种车辆和各种用户提示无畸变的最佳图像的方式安装实施方式的平视显示器10后，多数情况下光学单元200被保持为水平附近。由于光学单元200没有朝向用户的方向，故能降低作为驾驶者的用户所受到的压迫感。

在图12中，介由未图示的安装构件500安装的基板安装部100如上述那样被固定设置于朝向用户的室内镜600。因此，基板安装部100就被施加与室内镜600所被施加的朝向变更同样的朝向变更。另一方面，如上述那样，包含投射部300的光学单元200和合成器400能通过合页113相对于基板安装部100一体地转动。因此，驾驶者能与室内镜600的调整角度无关地、不使投射到合成器400的图像(虚像)发生畸变地调整为可视认的位置。

图13是被安装于室内镜600的平视显示器10的从室内镜600的镜面602侧来看时的视野的图。如该图所示，由基于合页113的转动所形成的作为基板安装部100及光学单元200的分界面的合页113的转动面，是与镜面602垂直且与投射轴320平行的面，从而处于不横跨室内镜600的位置。因此，能在基板安装部100被固定于室内镜600的状态下、不接触室内镜600地使光学单元200及合成器400一体地转动。

图14及图15是表示被投射到合成器400的图像(虚像)的可视认空间的图，是用于说明通过上述的合页113而转动的光学单元200及合成器400的驾驶者观察方向的变化的图。例如驾驶者A和眼的位置比其高的驾驶者B都使用被安装于同一车辆的平视显示器10时，驾驶者A使用时的合页113的调整角度如图14所示那样为角度以该角度，能使驾驶者A无畸变地视认到被投射到合成器400的图像(虚像)。另一方面，驾驶者B使用时的合页113的调整角度如图15所示那样为比角度大的角度以该角度能使驾驶者B无畸变地视认到被投射到合成器400的图像(虚像)。从该角度向角度的合页113的转动，使观看由合成器400作为虚像而显示的图像的位置主要沿平行于转动面和室内镜600的镜面602所形成的直线的方向变化。

因此，本实施方式的平视显示器10即使被设置在车辆内狭窄的空间，也能省空间地调节来自投射部300的图像显示光的投射方向、和被投射图像显示光的合成器400。此外，由于能不移动平视显示器10整体地仅一体移动光学单元200和合成器400，故能容易地调整可视认显示图像的空间。

[本实施方式的合成器的形状]

下面详细说明合成器400的形状。图16是表示合成器400的形状的立体图。从投射口301沿投射轴320投射出的图像显示光在合成器400的反射面410上的投射位置322被反射。反射后的图像显示光沿反射轴330前进，到达作为驾驶者的用户。用户将从投射口301投射出的图像显示光作为在合成器400前方的视线方向340上来看的虚像进行视认。

在用球面构成合成器400的反射面410的情况下，提示给用户E的图像显示光的虚像有可能受像差影响而发生畸变，视认性下降。特别是为作为室内镜安装型的小型图像显示装置而缩短投射口301与合成器400的距离时，为向用户提示较大的虚像，需要加大合成器400的反射面410的曲率。若加大反射面410的曲率，则球差或像散会増大，提示给用户的虚像容易发生畸变，故难以高精细地提示视认性高的图像显示光。

因此，为降低因像差引起的图像的畸变或精细度的劣化，本实施方式的合成器400的反射面410由非球面构成。例如，反射面410由以式(1)表示的双圆锥曲面(Biconic)构成。在式(1)中，z轴方向为用户的视线方向340，x轴方向、y轴方向分别为正交于视线方向340的水平方向和铅直方向。xyz轴的原点位置为说明方便而定为构成合成器400的反射面410的双圆锥曲面的顶点。

$Z=\frac{c_x{x}^2+c_y{y}^2}{1+\sqrt{1-(1+k_x){c_x}^2{x}^2-(1+k_y){c_y}^2{y}^2}}$ ···式(1)

[式1]

cx：x方向的曲率(x方向的曲率半径的倒数)

cy：y方向的曲率(y方向的曲率半径的倒数)

kx：x方向圆锥曲面常数

ky：y方向圆锥曲面常数

通过使圆锥曲面常数的值变化，能使式(1)所表示的双圆锥曲面的形状变化成双曲面、抛物面、椭圆面、球面等。例如在x方向圆锥曲面常数满足k_x<-1关系时，xz平面(y＝0)内的双圆锥曲面的形状成为双曲线。同样地，在k_x＝-1时成为抛物线、-1<k_x<0时成为椭圆、k_x＝0时成为圆、k_x>0时成为扁平椭圆面。关于y方向圆锥曲面常数k_y也成立同样的关系，通过使y方向圆锥曲面常数k_y变化，yz平面(x＝0)中的双圆锥曲面的形状将变化成双曲线、抛物线、椭圆线等。

下面说明由双圆锥曲面构成反射面410时的合成器400的具体形状。如图16所示，实施方式的合成器400被设置使得构成反射面410的双圆锥曲面的顶点位置422处于相对于作为投射轴320与反射面410的交点的投射位置322、向+y方向移动了的位置。此外，合成器400被设置使得顶点位置422处于距投射口301的距离最近的位置。在此，图16的第1曲线431表示反射面410与yz平面的交线，第2曲线432表示反射面410与xz平面的交线。

图17是表示图16的合成器400的侧视图。图17表示以通过顶点位置422的yz平面剖开的合成器400的剖面。因此，作为被yz平面剖开的反射面410的第1曲线431，在以顶点位置422为原点的式(1)中由x＝0的函数规定。

此时，通过第1曲线431的反射面410的顶点位置422被设置成相对于作为反射面410与投射轴320的交点的投射位置322、向+y方向移动了的位置。换言之，被配置成相对于来自用户的视点E的视线方向340，在顶点位置422正交的双圆锥曲面的基准轴420向y方向偏心了的位置关系。因此，从投射口301沿投射轴320投射的图像显示光在反射面410反射后改变其方向，处于反射轴330方向的用户能视认该反射光。

另外，并非使合成器400的反射面410成为以双圆锥曲面的顶点位置422为基准轴沿y轴方向对称的形状，而是使其成为利用了该双圆锥曲面的下半部分的非对称的形状。由此，与将双圆锥曲面的上半部分也包含为反射面时相比，能使合成器400更加小型化。

图18是表示图16的合成器400的俯视图。图18表示了以通过顶点位置422的xz平面来剖开的合成器400的切剖面。因此，作为被第2平面切剖开的反射面410的第2曲线432，在以顶点位置422为原点的式(1)中由y＝0的函数规定。

此时，通过第2曲线432的反射面410的顶点位置422被设于作为反射面410与投射轴320的交点的投射位置322和x坐标相同的位置。换言之，来自用户的视点E的视线方向340和正交于顶点位置422的双圆锥曲面的基准轴420被按相对于x方向同心地位置关系配置。因此，用户能向x方向视认到像差更少的反射光。

在本实施方式的合成器400的情况下，在式(1)所表示的双圆锥曲面中，x方向的曲线形状采用双曲线、抛物线、椭圆线的任一者。此时，圆锥曲面常数满足k_x<0的关系，故作为双圆锥曲面的x方向的曲率，原点x＝0的曲率最大，随着x坐标的绝对值变大、x方向的曲率减小。即，在沿合成器400的反射面的x轴方向上，距与投射口距离最近的顶点位置422的距离越远，双圆锥曲面的x方向的曲率越小。

同样地，对于y方向的曲线形状，也采用双曲线、抛物线、椭圆线的任一者。此时，由于圆锥曲面常数满足k_y<0的关系，故作为双圆锥曲面的y方向的曲率，原点y＝0的曲率最大，随着y坐标的绝对值变大、y方向的曲率减小。即，在沿合成器400的反射面的y轴方向上，距与投射口距离最近的顶点位置422的距离越远，双圆锥曲面的y方向的曲率越小。

因此，针对沿反射面410的特定方向，距顶点位置422的距离越远离，该特定方向的曲率越变小。由于构成反射面410的双圆锥曲面被设置成顶点位置422处于距投射口301最近的位置，故作为针对特定方向的曲率，距投射口301的距离最近的顶点位置422成为最大，随着距投射口301的距离沿特定方向逐渐变远，曲率逐渐减小。

图19是表示介由合成器向用户提示的图像显示光的光路的侧视图。从投射口301投射出的投射光324在合成器400的反射面发生反射。反射后的反射光334到达用户E，作为虚像450被视认。此时，通过由双圆锥曲面构成反射面410，即使投射具有二维大小的图像显示光，也能提示畸变少的虚像450。特别是在为缩短投射口301与合成器400的距离而加大了合成器400的反射面410的曲率的情况下，通过用双圆锥曲面构成反射面410，也能抑制提示给用户的虚像450的畸变，高精细地提示视认性高的虚像450。

图20是作为驾驶者的用户的视点移动了时的图像显示光的光路的侧视图。作为驾驶者的用户的视点E1～E3根据驾驶者的身高、乘坐位置而变化。在用户视点发生移动这样的情况下，若只要在某移动范围内就能视认到无畸变的虚像450，则对于用户来说是不错的。发明人发现，通过使作为双圆锥曲面的y方向形状的第1曲线431成为接近抛物线的双曲线，即使用户的视点上下移动了，也能提示畸变少的虚像450。

为使第1曲线431成为接近抛物线的双曲线，将y方向圆锥曲面常数k_y的值定为小于-1且接近-1的值。例如是满足-1>k_y>-2关系的值，至于具体值，优选根据虚像450的大小、投射口301与合成器400及虚像450的位置关系、投射轴320与基准轴420的偏心程度等，通过实验来确定。

图21是表示介由合成器向用户提示的图像显示光的光路的俯视图。同图20一样，从投射口301投射出的投射光在合成器400被反射，其反射光到达用户的左眼E1和右眼E2，作为虚像450被视认。此时，希望左眼E1视认的虚像和右眼E2视认的虚像的任一者都被提示为像差引起的图像畸变少的虚像。发明人发现通过使作为双圆锥曲面的x方向的形状的第2曲线432成为接近抛物线的椭圆线，即使左右方向的视点不同，也能提示畸变少的虚像450。

为使第2曲线432成为接近抛物线的椭圆线，使x方向圆锥曲面常数k_x的值成为比-1大的接近-1的值。例如是满足-1<k_y<-0.5的关系的值，具体值优选根据虚像450的大小、投射口301与合成器400及虚像450的位置关系等，通过实验来确定。

至于使反射面410的形状成为双曲面、抛物线、椭圆面的哪一者，可以根据构成反射面410的双圆锥曲面的基准轴420与视线方向340的偏心关系来确定。例如基准轴420相对于视线方向340向x方向偏心的情况下，可以考虑使y方向形状的第1曲线431成为接近抛物线的椭圆线、使作为x方向形状的第2曲线432成为接近抛物线的双曲线的选择。此外，基准轴420相对于视线方向340向x方向和y方向的任一者都偏心时，考虑使第1曲线431和第2曲线432成为接近抛物线的双曲线的选择。定义曲面的各种系数及常数优选实验确。

此外，关于合成器400，说明了包含构成反射面410的双圆锥曲面的顶点位置422的构成，但合成器也可以不包含顶点位置。例如根据车辆内的空间性的制约等而设计上需要更小型的合成器时，也可以在图16所示的反射面410中仅切取靠近投射位置322的部分。

[合成器及び投射部の转动及び脱着]

图22、图23、及图24是用于说明将平视显示器10安装于与右侧驾驶车辆对应的安装位置和与左侧驾驶车辆对应的安装位置的情况的图。在图22中，示出了在为右侧驾驶的车辆用而安装的平视显示器10中、将投射部300及合成器400从光学单元主体210拆下时的样子。在为右侧驾驶车用而安装的平视显示器10中，光学单元主体210及合成器400从驾驶者侧来看被配置于室内镜600的驾驶者侧、即右侧。基板安装部100具有第1安装面115和与第1安装面115相对的第2安装面117，在图22中，按第1安装面115与未图示的安装构件500相接触的朝向安装于室内镜600。此外，光学单元主体210在与基板安装部100的第1安装面115相同侧具有第1主体面221。将与第1主体面221相对的光学单元主体210的面作为第2主体面222。

图22所示的平视显示器10以基板安装部100的第1安装面115和光学单元主体210的第1主体面221朝向下侧、投射部300的投射口301及合成器400的下端404处于第1主体面221侧的配置状态，安装于室内镜600。因此，投射轴320处于第1主体面221侧(参照图1)。

图23中示出了为左侧驾驶车用而安装的平视显示器10。如该图所示，在为左侧驾驶车用而安装时，按使基板安装部100的第2安装面117处于下侧、第2安装面117与未图示的安装构件500相接触的朝向安装于室内镜600。此时，从驾驶者侧来看，光学单元主体210及合成器400被配置于室内镜600的驾驶者侧、即左侧。

图24是表示为左侧驾驶车用而安装的平视显示器10的图。平视显示器10被以基板安装部100的第2安装面117和光学单元主体210的第2主体面222处于作为相同侧的下侧、投射部300的投射口301及合成器400的下端404处于第2主体面222侧的配置状态，安装于室内镜600。

如图22及图24所示，投射部300及合成器400在投射口301和下端404处于光学单元主体210的第1主体面221侧或第2主体面222侧的任一侧的状态下，都能配置于光学单元主体210。此外，如图22和图23所示那样，还能从光学单元主体210拆下投射部300及合成器400改变其各自的安装方向，省略图示的是，光学单元主体210和投射部300及合成器400还可以通过转动构件而连接，介由转动构件改变其各自的安装方向。即，在平视显示器10中，投射部300及合成器400能分别向光学单元主体210改变安装朝向地安装，通过改变安装的朝向，既能使射出从投射部300投射到合成器400的图像显示光的投射口301的配置和与图像显示光的投射方向相关的投射轴320处于第1主体面221侧，也可以使其处于第2主体面222侧。

如图24所示，在第2安装面117成为下侧时，也能以投射部300的投射口301处于光学单元主体210的第2主体面222侧的状态配置投射部300，故图像显示光从光学单元主体210朝下方向投射。因此，投射轴320处于第2主体面222侧。

如上所述，投射部300和合成器400能以投射口301和下端404处于光学单元主体210的第1主体面221侧或第2主体面222侧的任一侧的状态，配置于光学单元主体210。即，能在投射部300的投射口301及合成器400的下端404相对于光学单元主体210的一个面(第1主体面221或第2主体面222)改变了180°的位置安装投射部300及合成器400。能改变向光学单元主体210安装投射部300及合成器400的安装位置，也能改变向基板安装部100的第1安装面115(或第2安装面117)安装投射部300及合成器400的安装位置。

在此，在分别相对于光学单元主体210改变了180°安装位置地安装投射部300及合成器400的情况下，合成器400上所被视认的图像(虚像)与改变安装前相比有可能朝向改变180°。因此，在平视显示器10中，通过由检测投射部300或合成器400的安装位置或朝向的传感器进行检测，或由驾驶者介由未图示的遥控器等操作部进行设定，电路基板111输出与安装变更前相比改变了图像的朝向的图像信号。

例如在如图22所示那样安装的平视显示器10中，通过使以投射部300的投射口301处于第1主体面221侧的安装位置输出的图像的朝向、和以投射部300的投射口301处于第2主体面222侧的安装位置输出的图像的朝向改变180°，使得即使投射部300安装于光学单元主体210的安装位置改变了180°，也能视认同样朝向的图像。

由此，图像显示元件240根据投射部300的安装位置改变图像的方向(上下左右、180°等)地输出图像，故驾驶者即使改变了安装位置也能视认图像(虚像)。

另外，在为左侧驾驶车用而安装时，由于合页113的转动面与图13所示时同样、处于不横跨室内镜600的位置，故能在基板安装部100被固定于室内镜600的状态下，不接触室内镜600地使光学单元200及合成器400一体地转动。

[室内镜安装构件]

下面详细说明用于将平视显示器10安装于室内镜600的安装构件500。图25中示出了用于将平视显示器10安装于室内镜600的安装构件500。如该图所示，安装构件500具有以抓住室内镜600的方式固定于室内镜600的一对支持部590、和用于安装该一对支持部590和基板安装部100的安装托盘581。在此，支持部590包括：具有为夹住室内镜600的下侧端部而可前后滑动的爪部分的2个下侧支持机构部591；具有为夹住室内镜600的上侧端部而可前后滑动的爪部分的2个上侧支持机构部592；为从后侧上下夹住室内镜600而可上下滑动的高度调整部593；在托载安装托盘581的上面、用于进行安装托盘581相对于支持部590的位置调整的作为长孔的位置调整槽594。在此，安装托盘581以横跨一对支持部590各自的上面的方式配置，通过在位置调整槽594内卡定后述的安装托盘581的一对突起部584来进行安装。

图26是图25的安装构件500中的安装托盘581的三面图。如该图所示，安装托盘581整体上由大致长方形的板状构件构成，在作为安装面的平整的表面，具有一对不同朝向的圆弧形状的孔、即圆弧孔部582，和分别形成在圆弧孔部582的作为圆弧基础圆的中心位置的一对孔、即中心孔部583，此外，在背面侧，具有在向支持部590安装时、以嵌合于支持部590上所形成的位置调整槽594的方式进行安装、从而能沿位置调整槽594的长度方向滑动的突起部584。

中心孔部583被设置在与连接安装托盘581的一对突起部的直线相正交的方向、即宽度方向的中央。与此不同，一对突起部584并非安装在上述宽度方向的中央，而是被配置在距中央向宽度方向偏离一定距离(偏置D)的位置。由此，能使安装托盘581成为下述的第1状态和第2状态，能使滑动的范围有较大不同，能加大基板安装部100的位置可调整范围，所述第1状态是，以各突起部584分别比各自的中心孔部583更接近高度调整部593的方式安装的状态，所述第2状态是，从该第1状态起、以垂直于安装托盘581的面的方向为轴，保持一对突起部584在下地旋转180°，对调宽度方向的2个端来使用的状态。需要说明的是，所谓第2状态，是以突起部584比中心孔部583更远离高度调整部593的方式安装的状态。

室内镜600与车的前挡风玻璃(front glass)的距离因车种而各有不同，故通过如以上那样使一对突起部584偏离中央偏置D地配置，使得向室内镜600固定平视显示器10的前后方向的位置的自由度变大，能安装于各种车辆。另外，通过设置多个支持部590(本实施方式中为一对)，能支持更多种类的车辆。

此外，关于一对支持部590间的距离，可以以2个位置调整槽594之间的距离与安装托盘581的2个突起部584间的距离为相同距离的方式进行配置，也可以以使2个位置调整槽594间的距离比2个突起部584间的距离短的方式配置一对支持部590。由于一对突起部584间的距离不变，故这样配置时，必然会倾斜地安装安装托盘581，能改变相对于位置调整槽594的长度方向的角度地进行安装。即，能使安装托盘581和基板安装部100沿安装托盘581上的平面转动后、带有一定角度地安装。这样，通过设置多个支持部590(本实施方式中为一对)，调整该多个支持部590间的距离，能实现更多样的安装位置。

在安装基板安装部100时，在以安装托盘581的表面(未设有突起部584的面)与基板安装部100的第1安装面或第2安装面相重叠的方式配置后，从圆弧孔部582和位于其圆弧的中心的中心孔部583插入固定螺钉118(固定构件)，螺固基板安装部100。在进行螺固时，基板安装部100能在安装托盘581的表面上以中心孔部583为中心转动，调整以基板安装部100的安装托盘581的面的法线为旋转轴的朝向。此时，以中心孔部583为中心，基板安装部100、光学单元200及合成器400一体地转动，故驾驶者能调整以安装托盘581的表面的法线为旋转轴的安装角度，以使得成为能确认合成器400上所显示的图像(虚像)的位置。此外，圆弧孔部582的圆弧的中心角被设定为足以调整成驾驶者可视认合成器400所显示的图像(虚像)的位置的范围的角度。此外，圆弧孔部582的圆弧的中心角优选设定成合成器400不与前挡风玻璃相接触的范围的角度。

另外，将圆弧孔部582的圆弧中心方向称为内侧、将圆弧中心方向的反方向称作外侧时，在本实施方式中，一对圆弧孔部582被配置成彼此的内侧相对的方式，根据基板安装部100的固定螺钉所固定的位置，也可以配置成彼此的外侧相对的方式。

图27中示出了被安装于室内镜600的平视显示器10。安装构件500的支持部590从室内镜600的背面(在此为没有镜子的面)两处支持室内镜600的上端及下端，安装托盘581通过使突起部584嵌合于支持部590的上侧支持机构部592上所形成的位置调整槽594，来可调整地安装位置调整槽594的长度方向、主要是与室内镜600的镜面垂直的方向的位置。另外，安装托盘581可调整地固定以基板安装部100的安装托盘581的面的法线为旋转轴的角度。

下面利用图27说明室内镜600的位置与合成器400的位置的关系。以使室内镜600的长度方向与水平面平行、并使镜面处于与水平面垂直的状态来进行说明。此外，将通过室内镜600的上下方向的中央、并与室内镜600的横方向平行的线称作室内镜中心线605。另外，将通过合成器400的上下方向的中央、并与合成器400的横方向平行的线称作合成器中心线403。

在本实施方式中，合成器400的观察角度是可调整的，随着调整合成器400的观察角度，合成器400相对于室内镜600的高度的相对高度也变化。所谓合成器400与室内镜600的相对高度，也可以称作合成器中心线403的高度与室内镜中心线605的高度之差。例如当合成器中心线403处于比室内镜中心线605高的位置时，可以说合成器400处于比室内镜600相对高的位置。

另外，以下说明的合成器400的位置条件优选在使用状态(投射图像，用户能视认该图像的状态)下的合成器400的所有位置都满足。即，优选在合成器400可能取得的所有观察角度都满足，但只要至少在处于合成器400所能取得的、相对于室内镜600的高度的相对高度内的平均高度时满足，就能发挥足够的效果。例如，在能将合成器400相对于室内镜600的高度的相对高度从合成器中心线403比室内镜中心线605高5cm的位置调整到低5cm的位置时，只要在合成器中心线403和室内镜中心线605处于相同高度时满足即可。

另外，在采用能固定合成器400相对于室内镜600的高度的相对高度、以使得无法通过螺固等进行调整的结构时，即，采用随着平视显示器10安装于车辆的室内镜600，相对于室内镜600的高度的合成器400的相对高度被固定(高度唯一确定)的结构时，只要在该被固定的位置满足以下说明的合成器400的位置条件即可。

此外，如图27所示，室内镜600具有横方向(长度方向)的长度L和上下方向的高度H。

首先，说明合成器400的优选的位置条件。在本实施方式中，被构成为使用状态下的合成器400的上端402比室内镜600的室内镜中心线605靠上侧，合成器400的下端606比室内镜600的室内镜中心线605靠下侧。通过采用将平视显示器10安装于室内镜600、并使合成器400处于这样的位置的安装构造，能将平视显示器10设置在观看显示图像时的视点移动较少的最佳位置。

此外，也可以构成为使用状态下的合成器400的合成器中心线403与室内镜中心线605处于几乎相同的高度。通过采用将平视显示器10安装于室内镜600、并使合成器400处于这样的位置的安装构造，能将平视显示器10设置在观看显示图像时的视点移动更少的最佳位置。

另外，针对合成器400的上下方向的高度比室内镜600的上下方向的高度H大的情况，可以构成为使用状态下的合成器400的上端402比室内镜600的上端604靠上侧、合成器400的下端606比室内镜600的下端606靠下侧。通过采用将平视显示器10安装于室内镜600、并使得合成器400处于这样的位置的安装构造，能将平视显示器10设置在观看显示图像时的视点移动更少的最佳位置。

在此需要说明的是，本实施方式这样的位置是最佳的，但只要被构成为至少使用状态下的合成器400的上端402比室内镜600的下端606靠上侧、或合成器400的下端606比室内镜600的上端604靠下侧，就能将平视显示器10设置在观看显示图像时的视点移动较少的优选位置。在本实施方式中，所谓合成器400处于室内镜600的侧方的状态，只要满足能发挥该上述效果的条件、且合成器400的横方向的位置为能从车辆的座席视认显示图像的位置即可。即，只要投射到合成器400的显示图像不被室内镜600遮挡即可。

另外，除上述的位置条件外，若使合成器400的横方向的位置在从室内镜600的横方向的端部(侧端)到室内镜600的长度L的范围内配置，室内镜600与合成器400就不会过分分离，且视点移动较少，故是更加优选的。

图28是以基板安装部100的第1安装面115与安装托盘581接触的方式安装时的固定螺钉118部分的剖视图，图29是以基板安装部100的第2安装面117与安装托盘581接触的方式安装时的固定螺钉118部分的剖视图。一般来说，室内镜600的上侧与车顶的间隙非常狭窄，故不论第1安装面115与安装托盘581接触时，还是第2安装面117与安装托盘581接触时，固定螺钉118都仅从下方来螺固。此外，由于基板安装部100也被设计得极薄，故使得电路基板111的由固定螺钉118进行固定的固定位置有贯通孔，能用更长的螺钉来固定。另外，在第1安装面115上形成延伸至第2安装面117的作为固定构件卡合部的嵌入螺母(insert nut)116，并在第2安装面117的对应位置形成贯通孔，不论在第1安装面115与安装托盘581接触时、还是第2安装面117与安装托盘581接触时，固定螺钉118都与同一嵌入螺母116相卡合来进行固定。因此，即使是车辆的室内镜600与车顶之间的狭小区域，也能设置基板安装部100。因此，本实施方式的平视显示器10，能省空间地进行位置及角度的调节。

图30中示出了作为安装托盘581的变形例的安装托盘571。安装托盘571具有在安装基板安装部100时使用的向相同方向延伸的一对直线状的直线孔部572，基板安装部100的第1安装面115和第2安装面117的任一安装面与安装托盘571的安装面相向时，固定螺钉118都通过两者的直线孔部572来固定。在安装托盘571中，在安装基板安装部100时，通过改变一对直线孔部572的两者的长度方向的安装位置地进行安装，能调整与基板安装部100的直线孔部572的长度方向相关的位置。在此，直线孔部572各孔的宽度被形成得比固定螺钉118的螺径足够大，由此，通过改变一对直线孔部572中的一者的长度方向的安装位置，就能调整以基板安装部100的安装托盘581的面的法线为旋转轴的朝向。直线孔部572的长度和宽度在合成器400不与前挡风玻璃接触的范围内设定。

像这样，在上述的安装托盘581上采用了圆弧状的一对长孔，但如该变形例的安装托盘571这样采用直线状的一对长孔，也能自由地调整基板安装部100的朝向。

另外，使用图25至图30说明的实施方式表示了基板安装部100和光学单元200分别为单体的构成例子，但它们作为一体构成时也能够适用。此外，在使用图25至图30说明的实施方式中，设置了2个位置调整槽594，但只要是1个以上具有位置调整功能的槽即可。

[合成器安装]

图31和图32分别是表示合成器400通过安装合页472而被置于安装时的位置的样子的侧视图及主视图。如图31和图32所示，合成器400通过作为合成器400的转动部的安装合页472，与光学单元200的框体面、即光学单元主体210的框体面相对，例如以与框体面重叠的方式转动安装。在此，投射部300处于与安装合成器400的一侧夹着框体面的相反侧，从安装合页472的转动中心至作为合成器400的最远端部的下端404的长度，比光学单元主体210的长度短，下端404比投射部300更靠安装合页472侧。此外，其距光学单元主体210的框体面的高度，比投射部300距框体面的高度低。因此，在不使用平视显示器10时，通过用安装合页472安装合成器400，能将合成器400配置在比使用时更不使驾驶者感到压迫感的位置(比使用合成器400时更难以进入驾驶者的视野的位置)。此外，通过用安装合页472转动地安装，能利用车辆的车顶和光学单元主体210遮挡太阳光，故能防止合成器400的劣化。进而，安装合页472在合成器400使用时的角度停止，故用安装合页472使合成器400转动地安装后，即使再次开始使用，驾驶者也能不再重新调整位置地开始使用。在此，也可以在合成器400的下端404侧的角部安装透明的套406。带有套406地用安装合页472安装合成器400，也能防止合成器400上附着污迹等。套406是透明的，几乎不会遮挡驾驶者的视野。

此外，以上是假定从室内镜600的背面侧进行安装的，但也可以安装在室内镜600的支柱上，还可以从作为镜面602的前面侧进行安装。此时，可以在与镜面602对应位置的车辆用显示装置的面上配置替代镜。

另外，在上述的实施方式中，室内镜600只要是在车辆中为确认其后方而使用的镜子即可，其在车辆内部的镜子位置等不受限定。另外，平视显示器10是安装于室内镜600的，但也可以在仪表盘上使用。另外，也可以在合成器400的位置配置液晶显示装置或有机EL显示装置等显示装置作为车辆用显示装置。

[中间像屏幕的种类]

如上所述，中间像屏幕360使图像显示元件240生成的图像成像，生成实像。在此，作为实现中间像屏幕360的方法，至少有“透射型”和“反射型”两种方法。

在“透射型”的中间像屏幕360的情况下，入射到屏幕的一个面的图像光透射过屏幕而从另一面射出。另一方面，在“反射型”的中间像屏幕360的情况下，入射到屏幕的一个面的图像光在屏幕的另一面附近被反射，然后再次从入射的面射出。在以下的本说明书中，将“透射型”的中间像屏幕记作透射型中间像屏幕361，将“反射型”的中间像屏幕记作反射型中间像屏幕362，在不特意区分两者时，总称为中间像屏幕360。以下针对透射型中间像屏幕361，参照附图进行说明。

[透射型中间像屏幕]

在并非车辆用显示装置的、室内使用的投影机等以往的显示装置中所使用的透射型屏幕(以下称作“通常用途的透射型屏幕”。)中，增益较低较暗，且视场角较广。因此，通常用途的透射型屏幕并不适合使用于作为车辆用显示装置的平视显示器。另一方面，若使用雾度值(haze value)比通常用途的透射型屏幕低的扩散片，则光源的聚光区(hotspot)过于明亮，亮度分布过大，难以看到图像。

为解决这些问题，正在开发出具有适当的透射型的配光分布且高增益的扩散膜，或在扩散板面上投影图像的透射型中间像屏幕。然而，平视显示器用的透射型中间像屏幕，预想会使屏幕上成像的实像映入合成器400或挡风玻璃，使作为驾驶者的用户观看其放大虚像。因此，平视显示器用的透射型中间像屏幕与通常用途的透射型屏幕相比，画面尺寸被要求极端地小、且具有高的分辨率。

图33的(a)-(b)是示意性地表示实施方式的透射型中间像屏幕361的剖面的剖视图。更具体来说，图33的(a)表示在塑料基体363上涂覆颗粒(beads)扩散材料364而形成了扩散层的透射型中间像屏幕361的剖视图，图33的(b)表示使丙烯酸系的基材365含有颗粒扩散材料364而形成了扩散层的透射型中间像屏幕361的剖视图。

图33的(a)和图33的(b)所示的透射型中间像屏幕361的例子，都是雾度值为84～90％，作为扩散材料使用了直径在10微米以下的光学用高透明颗粒。向这些透射型中间像屏幕361入射平行光时的透射配光角，其光度半值角为±7.5～10度。该透射配光角是用日本电色工业株式会社制的变角光度计GC5000L测定的值。

如图33的(a)所示，在塑料基体363上涂覆颗粒扩散材料364时，颗粒扩散材料364被用预定的粘合剂固定。然而，当扩散层的厚度在约50微米以上时，就无需用图33的(a)所示的塑料基体补强了，在扩散层的厚度在约50微米以上时，如图33的(b)所示那样通过使丙烯酸系的基材365含有颗粒扩散材料364，能改变扩散层的厚度。

如上所述，实施方式的平视显示器10将透射型中间像屏幕361上成像的实像介由合成器400，作为虚像提示给作为驾驶者的用户。在此，实施方式的平视显示器10是设想用户介由合成器400观察前方约1.7～2米处的10英寸程度大小的图像的。在该条件下，视力为2.0的用户视认所被提示的虚像时、所能观看的分辨率在透射型中间像屏幕361上是40～50微米程度。

一般来说，视力2.0的用户被认为具有足够的视力，大多数用户的视力被认为是不足2.0的。因此，在上述条件下，透射型中间像屏幕361上成像的实像的分辨率只要在50微米程度以上，可以说就能提供对用户来说足够的分辨率的图像。

此外，实施方式的平视显示器10被设计成合成器400提示的虚像的可视认空间的视场角至少确保±10度程度。因此，如上述那样，采用了透射配光角的光度半值角为±7.5～10度的透射型中间像屏幕361。

当然，上述的具体数值仅为一例，本领域技术人员很容易理解可以根据平视显示器10的利用场合而对其进行自由的变更。

图34是示意性地表示扩散层的厚度T、透射配光角的半值角A、以及透射型中间像屏幕361上所成像的图像的分辨能力R的关系的图。图34表示了入射到扩散层的一个面366上的点U的光在扩散层中按透射配光角为光度半值角A进行扩散的情况。入射到扩散层的一个面366上的一点U的光被扩散，在扩散层的入射面的相反侧的面367上，维持图34所示那样的光强度分布地在点V至点W间扩展。若将点V至点W的距离记作R，则入射到扩散层的一个面366上的一点的光将维持光强度至0.5的分布地扩展为直径R的圆形。该距离R的大小越小，图像显示光的重叠越少，故扩散层的入射面的相反侧的面367上的图像越能有细致的表现。在该意义上，本申请的发明人发现，扩散层的入射面的相反侧的面367上的分辨能力，能按从透射配光角的光度为半值的光强度0.5的图像显示光与相邻的光强度0.5的图像显示光重合的点V、至同样光强度0.5的图像显示光与相邻的光强度0.5的图像显示光重合的点W的距离R近似。

在图34中，扩散层的厚度T、透射配光角的半值角A、点V至点W的距离R的关系可用下式(2)表示。

T×tan(A)×2＝R  (2)

由式(2)可知，分辨能力R与扩散层的厚度T成正比。因此，若确定作为设计目标值的分辨能力R和透射配光角的半值角A，则扩散层的厚度T应满足的条件可用下式(3)表示。

0<T≦R/(2×tan(A))  (3)

这里，条件0<T是扩散层存在的条件，条件T≦R/(2×tan(A))是用于确保作为设计目标值的分辨能力R的条件。所谓“目标值”，是为实现实施方式的平视显示器10提示的虚像所应确保的分辨率，透射型中间像屏幕361上的图像所应具有的分辨率的下限值。“目标值”是作为目标的分辨率的下限值，故达到比“目标值”更高的分辨率当然没有问题，而且是更好。关于目标值的具体值，只要考虑平视显示器10设想的虚像与用户间的距离、要提示的虚像的大小、用户的视力等各种参数设定即可，作为一例，如上述那样是40～50微米程度。

图35是以表的形式表示使扩散层的厚度T可变、调查扩散层厚T对在透射型中间像屏幕361面上成像的实像的分辨率(分辨能力)的影响后的结果，和采用了式(2)的分辨率R的计算值的图。如图35所示，随着扩散层的厚度T的值増加，透射型中间像屏幕361的分辨能力会下降。此外，使用式(2)计算出的分辨率R的计算值可知是与基于实验的透射型中间像屏幕361的实像分辨能力R接近的数值。

图36是表示扩散层的厚度T与在透射型中间像屏幕361面上成像的实像的分辨能力R、以及扩散层的厚度T与使用了式(2)的分辨率R的计算值的关系的图表。如上所述，在实施方式的平视显示器10中，若透射型中间像屏幕361面上成像的实像的分辨能力R为50微米程度，则向用户提供足够分辨率的图像。如图36所示，可知为使透射型中间像屏幕361面上成像的实像的分辨能力R在50微米以下，扩散层的厚度T所应满足的条件为T在140微米以下。此外，如图35的比较例1～3所示那样，已通过实验确认，当扩散层的厚度T比125微米厚时，透射型中间像屏幕361面上成像的实像的分辨能力R会成为50微米以上。

总结以上，在使用实施方式的平视显示器10，介由合成器400向用户提示约1.7～2米前方处10英寸程度大小的、视场角为10度的图像时，优选使透射型中间像屏幕361内的扩散层的厚度T在125微米以下。通过使透射型中间像屏幕361内的扩散层的厚度T在125微米以下，能提供视场角广且无聚光区的明亮的图像，能提供在视力2.0以下的用户视认1.7～2米以上前方处的10英寸程度的虚像时具有足够的分辨能力的图像。

[反射型中间像屏幕]

以上说明了使用透射型中间像屏幕361作为中间像屏幕360的情况。下面说明使用反射型中间像屏幕362作为中间像屏幕360的情况。为说明的方便，作为平视显示器，以设置在汽车等的仪表盘上来使用的仪表盘上型平视显示器11为前提进行说明，但本领域技术人员能容易地理解上述的以安装到室内镜600上进行使用为前提的平视显示器10也能使用反射型中间像屏幕362。

图37是表示实施方式的仪表盘上型平视显示器11的外观的立体图。仪表盘上型平视显示器11包括安装控制基板和光学单元的主体20、合成器400、反射型中间像屏幕362、具有通气口22、23的散热部21、以及热管盖24。

热管盖24中安装有热管25，热管25将主体20中产生的热送到散热部21。散热部21包含散热器243和冷却扇26，使仪表盘上型平视显示器11产生的热散到外部。

图38是示意性地表示仪表盘上型平视显示器11的设置位置与提示给驾驶者C的虚像450的位置的关系的图。在图38中，从设置在仪表盘上的仪表盘上型平视显示器11的主体20投射出的图像光在反射型中间像屏幕362上成像并被反射，投影于合成器400。对于观察被投影到合成器400的图像的驾驶者C来说，会观察到就如虚像450存在于相对合成器400进一步向视线方向深处的样子。仪表盘上型平视显示器11的内部构成及其动作与上述的平视显示器10是同样的。因此，以下对于与平视显示器10重复的说明，将适当省略或简化说明。

以往的通常用途的反射型屏幕，有亚光(matte)系、幼珠(bead)系、珠光(pearl)系、银面(silver)系、透声屏幕(sound screen)系等各种类型。然而，任何一种类型，其增益变低变暗、且视场角较广，都不适合用于平视显示器。此外，若通过镜面使其镜面反射，则对于用户来说，存在光源231的聚光区过于炫目，亮度分布过大，难以观看图像这样的问题。

为解决这些问题，正在开发在板状或片状的镜面反射面正上方层叠透射型的最佳配光分布、且高增益的扩散层或扩散膜，向该面上投影图像的反射型屏幕。然而，平视显示器用的反射型中间像屏幕362是预想为使屏幕上成像的实像映入合成器400或挡风玻璃，使作为驾驶者的用户观察其放大虚像的。因此，与通常用途的反射型屏幕相比，画面尺寸小，且被要求高的分辨率。

图39是示意性地表示实施方式的反射型中间像屏幕362的剖面的剖视图。反射型中间像屏幕362从光的入射面侧起依次层叠有颗粒扩散材料364、第1膜基底(film base)370、第1粘结层371、蒸镀有银幕的反射膜372、第2膜基底373、第2粘结层374、以及补强底盘375。

在图39中，入射到颗粒扩散材料364层的光因颗粒扩散材料364而被扩散地到达反射膜372，在反射膜372反射后再次到达颗粒扩散材料364层。因此，在反射型中间像屏幕362中，认为颗粒扩散材料364与第1膜基底370合起来的层厚会影响屏幕的分辨率。此外，第2膜基底373和补强底盘375有对反射型中间像屏幕362给予强度，方便用户的操作的功能。

同图33所示的透射型中间像屏幕361的情况一样，图39所示的颗粒扩散材料364为光学用的高透明颗粒，其直径在10微米以下。颗粒扩散材料364按10～15微米厚度涂覆在第1膜基底370的表面。向其入射平行光时的反射配光视场角，光度半值角为±7.5～10度。该反射配光角是用日本电色工业株式会社制的变角光度计GC5000L测定的值。

图40是示意性地表示反射型中间像屏幕中的扩散层中的图像显示光从入射面侧至反射面的距离L、反射配光角的半值角A、以及在反射型中间像屏幕362上成像的图像的分辨能力R的关系的图。图40表示了入射到扩散层的表面376上的点U’的光按反射配光角的光度半值角A扩散的情况。入射到扩散层的表面376上的一点U’的光在该点扩散，并在反射面377上的点X处被反射，从扩散层的表面376上的点V’及点W’再次扩散地射出。将点V’至点W’的距离记作R时，入射到扩散层的表面376上的一点U’的光在反射面377反射，维持至光强度0.5的分布地扩展成直径R的圆形。该距离R的大小越小，图像显示光的重叠越少，故扩散层的既是光入射面也是光出射面的扩散层表面376中的图像能进行精细地表现。在该意义上，本申请的发明人发现，扩散层的表面376中的分辨能力能够按从反射配光角的光度为半值的光强度0.5的图像显示光与相邻的光强度0.5的图像显示光重合的点V’、至同样光强度0.5的图像显示光与相邻的光强度0.5的图像显示光重合的点W’的距离R而近似。

在图40中，从扩散层的图像显示光的入射面侧至入射的图像显示光到达反射面的距离L、反射配光角的半值角A、点V’至点W’的距离R的关系可以用下式(4)表示。

L×tan(A)×2＝R  (4)

由式(4)可知，分辨能力R与扩散层中的图像显示光从入射面侧至反射面的距离L成正比。因此，确定作为设计目标值的分辨能力R和反射配光角的半值角A时，扩散层中的图像显示光从入射面侧到达反射面的距离L所应满足的条件可由下式(5)表示。

0<L≦R/(2×tan(A))  (5)

在此，条件0<L是扩散层存在的条件，条件L≦R/(2×tan(A))是用于确保作为设计目标值的分辨能力R的条件。

图41是以表的形式表示使扩散层中的图像显示光从入射面侧至反射面的距离L可变、调查至反射面的距离L对在反射型中间像屏幕362面上成像的实像的分辨率(分辨能力)的影响后的结果，和使用了式(4)的分辨率R的计算值的图。如图41所示，随着至反射面的距离L的值増加，反射型中间像屏幕362的分辨能力下降。此外，可知用式(4)计算出的分辨率R的计算值是与基于实验的反射型中间像屏幕362的实像的分辨能力R接近的数值。

图42是表示扩散层中的图像显示光从入射面侧至反射面的距离L与在反射型中间像屏幕362面上成像的实像的分辨能力R、以及至反射面的距离L与使用了式(4)的分辨率R的计算值的关系的图表。同平视显示器10时一样，在仪表盘上型平视显示器11中也是若反射型中间像屏幕362面上成像的实像的分辨能力R在50微米程度，则能对用户提供足够分辨率的图像。如图42所示，可知为了在反射型中间像屏幕362面上成像的实像的分辨能力R变成50微米以下，扩散层中的图像显示光从入射面侧至反射面的距离L所应满足的条件为L在140微米以下。此外，如图41的比较例1～3所示那样，通过实验确认了扩散层中的图像显示光从入射面侧至反射面的距离L若比110微米厚，则在反射型中间像屏幕362面上成像的实像的分辨能力R将变成50微米以上。

汇总以上内容，在使用实施方式的仪表盘上型平视显示器11介由合成器400向用户提示在约1.7～2米前方处为10英寸程度大小的、视场角为±10度的图像时，优选使反射型中间像屏幕362内的扩散层中的图像显示光从入射面侧至反射面的距离L在110微米以下。通过使反射型中间像屏幕362内的扩散层中的图像显示光从入射面侧至反射面的距离L在110微米以下，能提供视场角广且无聚光区的明亮的图像，能提供在视力2.0以下的用户视认1.7～2米以上前方处为10英寸程度的虚像时具有足够分辨能力的图像。

[中间像屏幕的设置]

如以上说明的那样，实施方式的中间像屏幕360不论是“透射型”还是“反射型”，都为约20微米～200微米的厚度。因此，中间像屏幕单体可能缺乏刚性，故在设置或更换等操作时优选用某种保持构件保持中间像屏幕360。此外，即便是采用了具有充分刚性的中间像屏幕360时，为防止中间像屏幕360的脏污或损伤等，优选设置某种保护构件。以下，针对实施方式的透射型中间像屏幕361的保持和保护进行说明。

图43是示意性地表示实施方式的三层部380的一例的图。三层部380是包括第1板380a和第2板380b，并在第1板380a和第2板380b之间夹入透射型中间像屏幕361的3层构造。

第1板380a是相对于透射型中间像屏幕361位于图像显示光的入射侧的面的前面板，作为保护透射型中间像屏幕361的保护板来发挥功能。第1板380a是丙烯酸酯或聚碳酸酯等高透明塑料，在图像显示光入射的面上附加有防尘、耐化学性、防损伤功能。

第2板380b是夹着透射型中间像屏幕361地与第1板380a相对而设的后面板，同前面板一样，作为保护透射型中间像屏幕361的保护板来发挥功能。第2板380b也同第1板380a一样，是丙烯酸酯或聚碳酸酯等高透明塑料。第2板380b与第1板380a一起夹持着透射型中间像屏幕361进行补强，抑制透射型中间像屏幕361的弯曲或起伏地使其形状保持平坦，并使得夹持位置不会错位。此外，作为实施方式的第1板380a和第2板380b的大小的一例，高度为19.0mm、宽度为13.0mm、厚度为1mm。第1板380a和第2板380b与透射型中间像屏幕361相比有一定厚度，故也作为对透射型中间像屏幕361的设置状态进行补强的补强板来发挥功能。

这样，三层部380具有至少包括第1板380a、透射型中间像屏幕361及第2板380b的3层部的多层构造，但仅使这些层简单地重合贴紧，还夹持位置仍有可能发生错位。因此，优选通过某种手段将该多层构造固定。在此，也考虑了夹着含有粘结剂或黏合剂的粘结层地固定第1板380a和透射型中间像屏幕361、或第2板380b和透射型中间像屏幕361的方法。然而，本申请的发明人发现，若在透射型中间像屏幕361的固定中使用粘结层，则因以温度或湿度等为原因的经年变化，有可能发生粘结层变色成黄色的“黄变”，其结果，作为屏幕的性能会变差。

因此，实施方式的三层部380不是形成粘结层来固定第1板380a、透射型中间像屏幕361及第2板380b这3层，而是采用固定保持这3层的方式。

图44是示意性地表示实施方式的屏幕保持部390的图。屏幕保持部390设有用于安装三层部380的安装基体392。安装基体392是用于嵌入保持三层部380的基体。图44中作为安装基体392的例子，表示了挖穿屏幕保持部390的一部分而制成的挖穿阶梯。如图44所示，安装基体392设有成为图像显示光的光路的开口部。此外，屏幕保持部390还具有用于固定嵌入到安装基体392中的三层部380的按压部件394。图44中作为按压部件394的一例，表示了使用小螺钉396来安装的板簧状的压条。此外，图44中例示了在屏幕保持部390的一边具有两个按压部件394的情况，但只要以三层部380的至少两处被按压的方式在屏幕保持部390上设置按压部件394即可。另外，按压部件394的数量不限于两个，例如也可以在屏幕保持部390的四角各具有一个按压部件394，共计设置四个按压部件394。进而，按压部件394也可以采用作为一体地按压三层部380的四边那样的框状的按压手段，在按压三层部380的状态下安装于安装基体392。

图45是表示屏幕保持部390设置有三层部380的状态的俯视图。按压部件394能以小螺钉396为旋转轴自由转动。因此，在向安装基体392嵌入三层部380时，将按压部件394从安装基体392旋开，在向安装基体392嵌入三层部380后，使按压部件394旋转到与第1板380a接触的位置，由此能将三层部380固定于安装基体392。

图46是说明屏幕保持部390设置了三层部380的状态的图，是设置有三层部380的状态下的图45所示的A-A线剖视图。如图46所示，被嵌入安装基体392的三层部380基于按压部件394的弹力而被按压固定于屏幕保持部390。

由此，屏幕保持部390能简易地固定三层部380。此外，由于不使用粘结层地固定第1板380a、透射型中间像屏幕361及第2板380b这3层，故能够减少其经年变化。此外，由于第1板380a和透射型中间像屏幕361及第2板380b这3层没有被粘结，故能自由地从三层部380卸下透射型中间像屏幕361。由此，例如能仅更换透射型中间像屏幕361，故能够更换因经年变化而性能下降了的透射型中间像屏幕361。进而，还能够根据作为驾驶者的用户的喜好来设置视场角、即图34所示的透射配光角的透射型中间像屏幕361。

图47是表示实施方式的在投射部300中设置屏幕保持部390的状态的图，是图1中的表示上方向和前方向的轴所规定的平面内的投射部300的剖视图。

如图47所示，投射部300具有用于插入固定屏幕保持部390的设置槽310。因此，屏幕保持部390能从投射部300的投射口301侧自由装卸。如上所述投射部300能从光学单元主体210自由装卸，故在将平视显示器10设置于室内镜600的状态下，也能仅拆下投射部300地装卸屏幕保持部390。

如以上说明的那样，通过本发明实施方式的平视显示器10，能提供一种使平视显示器中的屏幕的更换变得容易的技术。此外，由于在透射型中间像屏幕361的固定中不使用粘结层，故不会发生因粘结层的黄变而导致的光学性能的下降。

以上基于实施方式说明了本发明。本领域技术人员能够理解实施方式仅为例示，其各构成要素和各处理过程的组合可以有各种各样的变形例，并且这样的变形例也包含在本发明的范围内。

[中间像屏幕的变形例]

在上述本发明的实施方式中，说明了对于透射型中间像屏幕361和反射型中间像屏幕362的扩散层，使用入射平行光时的雾度值(hazevalue)为84～90％的扩散层的情况。只要扩散片的扩散层或表面性的雾度值(haze value)在84～90％的范围内，则也可以不是颗粒扩散，而是凹凸形状类型的扩散、气泡类型的扩散、透镜类型的扩散、以及浮雕全息图案(relief hologram pattern)的扩散等任意的方式。当然，形成上述中间像屏幕的扩散层的具有扩散功能的最小单位、即扩散材料粒径或透镜节距、凹凸形状节距、图案节距及气泡径，为能容易类推，显然需要比在中间像屏幕上成像的实像的分辨能力的目标值R小。

此外，对于反射型中间像屏幕362的反射面，也可以取代镜面银膜片而采用镜面铝膜片。另外，不论是非片状、还是板状，只要高反射率的镜面反射面位于扩散层或扩散膜的下层即可。

[三层部的变形例]

在上述本发明的实施方式中，说明了三层部380中的第1板380a和透射型中间像屏幕361及第2板380b这3层相独立的情况。只要从三层部380可装卸至少透射型中间像屏幕361即可，未必需要这3层全都独立。

图48是示意性地表示实施方式的三层部380的另一例的图。在图48所示的例子中，第1板380a和第2板380b通过小型的合页382连接。因此，第1板380a和第2板380b可通过合页382自由转动。如上所述第1板380a和第2板380b是高度19.0mm、宽度13.0mm、厚度1mm程度的小型部件。因此，与使两者独立分别移动的情况相比，如图48所示那样限制两者的运动反而可能会使透射型中间像屏幕361的更换等作业变得容易，在这一点上具有效果。

虽然未图示，但作为实施方式的三层部380的形状的再一个例子，也可以是如下形状：第1板380a的三边与第2板380b的边中的对应于第1板380a的三边的三边相连接，剩余的一边开放，以使得能出入透射型中间像屏幕361。作为实施方式的三层部380的形状的再一个例子，可以是如下形状：第1板380a的两边与第2板380b的边中的对应于第1板380a的两边的两边相连接，剩余的两边以可出入透射型中间像屏幕361的方式开放，即所谓的透明资料夹(clear folder)的形状。

[屏幕保持部的变形例]

在上述本发明的实施方式中，说明了向屏幕保持部390的安装基体392嵌入固定三层部380的情况。屏幕保持部390只要能以物理性的力固定三层部380即可，并非必须具有安装基体392。例如，屏幕保持部390也可以采用如下的透明资料夹样的形状：为能透射图像显示光而采用两个透明或具有开口部的矩形部件，连接相邻的两边，并使其余两边开闭自由。此时，三层部380的装卸能通过滑入滑出屏幕保持部390来实现。进而，也可以在上述的两个矩形部件上分别一体地形成第1板380a和第2板380b，由此一体地形成屏幕保持部390和第1板380a及第2板380b。

此外，在上述说明中说明了屏幕保持部390插入固定在投射部300中的设置槽310中的情况，但只要屏幕保持部390被固定于投射部300，什么样的方式都可以，固定的方式不限于插入设置槽310的方式。例如，屏幕保持部390和投射部300也可以采用磁力来固定。这能通过在屏幕保持部390和投射部300的设置位置配置磁石来实现。

另外，在上述实施方式中，说明了配置于车辆的车辆用显示装置，但也可以是其它用途中所使用的图像显示装置。例如将用户佩戴的眼镜等透镜面作为合成器来使用，通过向该合成器投射图像显示光，来向用户提示虚像。

〔标号说明〕

10平视显示器、11仪表盘上型平视显示器、20主体、21散热部、22通气口、24热管盖、25热管、26冷却扇、100基板安装部、111电路基板、112基板安装部侧开口部、113合页、114转动停止机构、115第1安装面、116嵌入螺母、117第2安装面、118固定螺钉、200光学单元、210光学单元主体、212基准面、221第1主体面、222第2主体面、231光源、232准直透镜、233UV-IR截止滤波器、234偏振器、235复眼透镜、236反射镜、237场镜、238线栅偏振分束器、2391/4波长板、240图像显示元件、241检光器、242投射透镜群、243散热器、244图像显示光生成部、245光学系统配置部、246挠性缆线、247光学单元侧开口部、248空间部、250印刷基板、251定位孔、252台面玻璃、253液晶密封条、254引线键合、255保护树脂、256粘结剂、257连接器、260安装基体、261开口部、262定位针脚、263安装孔、270孔眼掩模、271开口部、272波长板引导构件、273半月板、292压杆簧、300投射部、301投射口、310设置槽、320投射轴、322投射位置、340视线方向、351第1投射镜、352第2投射镜、360中间像屏幕、361透射型中间像屏幕、362反射型中间像屏幕、363塑料基体、364颗粒扩散材料、365基材、370第1膜基底、371第1粘结层、372反射膜、373第2膜基底、374第2粘结层、375补强底盘、376表面、377反射面、380三层部、380a第1板、380b第2板、390屏幕保持部、392安装基体、394按压部件、400合成器、402上端、403合成器中心线、404下端、406套、410反射面、422顶点位置、431第1曲线、432第2曲线、450虚像、472安装合页、500安装部件、571安装盘、572直线孔部、581安装盘、582圆弧孔部、583中心孔部、584突起部、590支持部、591下侧支持机构部、592上侧支持机构部、593高度调整部、594位置调整槽、600室内镜、602镜面、604上端、606下端。

〔工业可利用性〕

通过本发明，能提供一种在进行安装的位置或空间受到限制的情况下，也能减少像差引起的图像畸变的小型的图像显示装置。

Claims (5)

1.一种图像显示装置，其特征在于，包括：

投射基于图像信号所生成的图像显示光的投射口，和

反射从上述投射口投射的图像显示光来提示虚像的合成器；

其中，上述合成器在沿上述合成器的反射面的特定方向上，距上述投射口的距离越远，上述特定方向的曲率越小。

2.如权利要求1所述的图像显示装置，其特征在于，

上述合成器的上述反射面由双圆锥曲面构成。

3.如权利要求2所述的图像显示装置，其特征在于，

在将介由上述合成器视认虚像的视线方向记作z轴方向、将与该z轴方向正交的方向记作x轴方向、将与该z轴方向和该x轴方向正交的方向记作y轴方向时，

上述合成器的被从上述投射口投射图像显示光的投射轴与上述反射面相交的投射位置、与构成上述反射面的双圆锥曲面的x轴方向的曲率和y轴方向的曲率都成为最大的顶点位置被设在不同的位置。

4.如权利要求3所述的图像显示装置，其特征在于，

上述合成器的上述反射面上的上述投射位置和上述反射面上的上述顶点位置在上述y轴方向上不同。

5.如权利要求3或4所述的图像显示装置，其特征在于，

上述合成器是如下形状：

构成上述反射面的双圆锥曲面与xz平面的交线为椭圆线的形状，且

构成上述反射面的双圆锥曲面与yz平面的交线为双曲线的形状。