CN104345458A - 平视显示设备 - Google Patents

Abstract

一种平视显示设备包括投射激光束的投影仪(10)以及具有多个按照网格图案布置的光学元件(32，2032，3032，4032，5032)的屏幕(30)。所述屏幕(30)使从所述投影仪(10)进入到所述多个光学元件(32，2032，3032，4032，5032)的激光束朝向所述投影面(91)漫射。所述多个光学元件(32，2032，3032，4032，5032)中的每一个光学元件都具有在所述屏幕(30)的外表面(31，31a，31b)上形成为凸面或凹面形状的弯曲表面(33，2033，3033，4033，5033)。所述多个光学元件(32，2032，3032，4032，5032)中的一个光学元件在曲率中心点(34，2034，3034，4034，5034)处具有的厚度(T，ta，Tb)不同于所述多个光学元件(32，2032，3032，4032，5032)中的与所述的所述多个光学元件(32，2032，3032，4032，5032)中的一个光学元件直接相邻的另一个光学元件的厚度。

Description

平视显示设备

技术领域

本公开涉及一种平视显示设备，所述平视显示设备通过将显示图像投影到交通工具内部的投影平面上而显示所述显示图像的虚拟图像。

背景技术

已知有通过采用屏幕使激光束朝向投影面漫射而提供由所述激光束(光束)生成的显示图像的虚像的平视显示设备(下文中的“HUD设备”)。

例如，专利文献1中公开的HUD设备采用多个按照网格图案布置的光学元件使从投影仪投影到屏幕上的激光束发生漫射。对于交通工具内部的观看者而言，发生漫射并且投影到投影面上的激光束可作为显示图像的虚像看到。

但是，在将高相干性激光束朝向具有网格布置的规则图案的光学元件投射并采用所述光学元件使其发生漫射时，可能产生具有亮度不规则性的虚像(即，未受到均匀照射)。

发明内容

本公开是在考虑上述内容的情况下产生的，本公开的目的在于提供一种HUD设备，其将显示具有低亮度不规则性的虚像。

就本公开的第一方面而言，一种平视显示设备包括投射光束的投影仪以及具有多个光学元件的屏幕，所述多个光学元件在所述屏幕的外表面上按照网格图案布置。所述屏幕使从投影仪投射的光束朝向投影面漫射。所述多个光学元件中的每一个光学元件具有凸面形状或者凹面形状的弯曲表面。通过所述弯曲表面使所述光束发生漫射。所述多个光学元件中的一个光学元件在所述弯曲表面的曲率中心点所具有的厚度不同于所述多个光学元件中的与所述的所述多个光学元件中的所述一个光学元件直接相邻的另一光学元件的厚度。

根据本公开的第一方面，相邻光学元件具有处于所述屏幕的外表面上的形成为凸面形状或凹面形状的弯曲表面，并且所述光束通过所述弯曲表面从所述外表面发射。因此，因所述光束之间的干涉而生成的衍射光的强度分布具有根据发射角而处于不同的级上的多个衍射峰。但是，由于相邻光学元件在曲率中心点上的厚度彼此不同，因而使一个光学元件和处于所述的一个光学元件两侧的其他光学元件生成的衍射光的衍射峰相互移位。结果，使所述一个光学元件和处于所述一个光学元件的一侧的另一光学元件生成的衍射峰与所述一个光学元件和处于所述一个光学元件的另一侧的另一光学元件生成的衍射谷叠加。相应地，能够抑制被观看者识别为虚像的衍射光中的亮度不规则性。

就本公开的第二方面而言，所述外表面包括光束进入的接收表面和发射光束的发射表面。将所述弯曲表面形成在所述接收表面和所述发射表面的至少其中之一上。将“m”定义为大于等于1的奇数数值，将定义为光束的波长，将“n”定义为所述多个光学元件的折射率，将所述多个光学元件中的一个光学元件与所述多个光学元件中的另一光学元件的厚度差定义为ΔT。满足下面提供的数学公式。

$\mathrm{\ΔT}\≠\frac{1}{n-1}\·m\·\frac{\mathrm{\λ}}{2}$

在光束通过所述多个光学元件的弯曲表面进入时，所述屏幕使所述光束发生漫射。因此，在相邻光学元件的厚度之间的差ΔT等于{1/(n-1)}·m·λ/2时，可以使一个光学元件和处于所述一个光学元件两侧的光学元件生成的衍射峰相互叠加。但是，根据本公开的第二方面，由于所述差ΔT不等于{1/(n-1)}·m·λ/2，因而能够避免所述衍射峰的叠加。因此，能够确实地抑制观看者觉察到的亮度不规则性。

就本公开的第三方面而言，所述多个光学元件中的一个光学元件的宽度与所述多个光学元件中的另一个光学元件的宽度不同。

根据本公开的第三方面，透过相邻光学元件之间的边界发射的光束通过衍射而相互干涉。因此，即使在产生相邻光学元件的发射射束的波动强度分布时，所述波动强度分布也将根据光学元件的宽度之差相互移位。因此，观看者将辨识从相邻光学元件发射的并且具有相互之间存在移位的强度分布的发射射束，由此进一步抑制了亮度不规则性。

附图说明

通过以下的说明、所附的权利要求和附图，本公开内容连同其额外目的、特征和优点将得到最佳理解，其中：

图1是示意性地示出了配备有根据第一实施例的HUD设备的交通工具的图示；

图2是示意性地示出了根据第一实施例的HUD设备的透视图；

图3是示意性地示出了根据所述第一实施例的在交通工具内部之内对显示图像进行显示的HUD设备的图示；

图4是示出了根据所述第一实施例的HUD设备的图示；

图5是部分地示出了根据所述第一实施例的屏幕的图示；

图6是沿图5的VIx-VIx线和VIy-VIy线获得的截面图，其部分示出了根据所述第一实施例的屏幕；

图7是部分示出了根据比较例的屏幕的截面图；

图8是示出了根据比较例的发射射束的光程差的图示；

图9是示出了根据比较例的衍射光的强度分布的图示；

图10是示出了根据比较例的衍射光的叠加的图示；

图11示出了根据第一实施例的发射射束的光程差的图示；

图12是示出了根据第一实施例的衍射光的强度分布的图示；

图13是示出了根据第一实施例的衍射光的叠加的图示；

图14是示出了根据第一实施例的当差Δt为具体值时的叠加的图示；

图15是示出了根据第一实施例的发射射束的强度分布的图示；

图16是示出了根据第一实施例的发射射束的叠加的图示；

图17是图5的放大图；

图18是部分示出了根据第二实施例的屏幕的图示；

图19是沿图18的XIXx-XIXx线和XIXy-XIXy线获得的截面图，其部分示出了根据所述第二实施例的屏幕；

图20是部分示出了根据第三实施例的屏幕的图示；

图21是示出了根据第四实施例的屏幕的图示；

图22是示意性地示出了根据第五实施例的HUD设备的图示；

图23是部分示出了根据第五实施例的屏幕的图示；

图24是部分示出了根据第二变形的屏幕的图示；

图25是部分示出了根据第三变形的屏幕的图示；

图26是部分示出了根据第四变形的屏幕的图示；

图27是部分示出了根据第五变形的屏幕的图示；

图28是部分示出了根据第十一变形的屏幕的图示；

图29是部分示出了根据第十二变形的屏幕的图示；

图30是部分示出了根据第十三和第十四变形的屏幕的图示。

具体实施方式

在下文中将参考附图描述本公开内容的多个实施例。在每一实施例中，将相同的附图标记分配给对应的配置元件，并且存在省略重复描述的情况。在每一实施例中，在仅描述实施例的配置的部分时，先前描述的另一实施例的对应配置适用于所述实施例的配置的其他部分。在配置的组合不存在问题的限度内，不仅能够按照每一实施例中的陈述将各种配置组合到一起，而且还能够将多个实施例的配置部分地组合到一起，尽管并没有对所述配置的部分组合给出阐述。

(第一实施例)

如图1所示，将第一实施例的HUD设备100安装到作为“交通工具”的汽车内，并且安放到仪表面板80内。HUD设备100将显示图像71朝向作为交通工具1的“显示元件”的挡风玻璃90投影。在交通工具1中，将投影面91形成到挡风玻璃90的暴露于交通工具内部的内表面上。将投影面91形成为凹形表面或平直表面。挡风玻璃90在暴露到交通工具内部的外侧的外表面和所述内表面之间可以具有角度差，以抑制光程差。或者，挡风玻璃90可以具有位于挡风玻璃90的内表面上的蒸镀薄片或膜。

在交通工具内部当中，通过投影面91反射的显示图像71的光通量抵达观看者的眼点61。在观看者辨识所述光通量时，其将在视觉上识别出处于挡风玻璃90的前面的显示图像71的虚像70。仅当观看者的眼点61如图2所示那样处于目视区域60内时才能够实现对虚像70的识别。

如上文所述，HUD设备100通过将显示图像71朝向投影面91投影而显示显示图像71的虚像70，并且处于交通工具内部当中的观看者目视识别出虚像71，如图3所示。应当指出，虚像70可以包括交通工具速度的指示图像70a、基于导航系统的交通工具1的行进方向的指示图像70b、警告图像70c等。

(HUD设备的整个配置)

接下来，将在下文中描述HUD设备100的整个配置。如图1所示，HUD设备100包括处于外壳50内的激光扫描仪10、控制器29、屏幕30、光学系统40。

如图4所示，作为“投影仪”的激光扫描仪10包括光源13、光导部分20和微机电系统(MEMS)26。

光源13具有三个投影仪14、15和16。每一激光投影仪14、15、16被电气连接至控制器29，并根据来自控制器29的控制信号投射具有单一波长的激光束(即，光束)。由一个机构投影仪14、15、16投射的激光束具有与其他激光投影仪14、15、16的不同的色相。更具体而言，激光投影仪14投射具有处于(例如)600到650nm的范围内(优选为640nm)的峰值波长的红光激光射束。激光投影仪15投射峰值波长处于(例如)430到470nm的范围内(优选为450nm)的蓝光激光束。激光投影仪16投射峰值波长处于(例如)490到530nm的范围内(优选为515nm)的绿光激光束。因而，能够通过混合从激光投影仪14、15和16投射的三种颜色的激光束而生成各种颜色。

光导部分20包括三个准直透镜21、三个分色滤光器22、23和24以及聚光透镜25。将每一准直透镜21布置为沿激光束的投射方向具有相对于投影仪14、15、16的间隔(例如，0.5mm)。每一准直透镜21通过使激光束发生折射而将激光束准直为平行射束。

将每一分色滤光器22、23、24以一定间隔(例如，4mm)布置到对应准直透镜21的下游。每一分色滤光器22、23、24部分反射并且部分透射来自对应的准直透镜21的激光束。换言之，分色滤光器22、23、24反射具有特定波长的激光束，并透射具有除了所述特定波长之外的波长的激光束。具体而言，对应于激光投影仪14的分色滤光器22仅透射红光激光束，反射其他颜色的激光束。对应于激光投影仪15的分色滤光器23仅反射蓝光激光束，并透射其他颜色的激光束。对应于激光投影仪16的分色滤光器24仅反射绿光激光束，并透射其他颜色的激光束。

在分色滤光器24对绿光激光束的反射方向上将分色滤光器23置于与分色滤光器24相距一定距离(例如，6mm)的位置上。在分色滤光器23对蓝光激光束的反射方向(即，绿光激光束穿过分色滤光器23的透射方向)内将分色滤光器22置于与分色滤光器23相距一定距离(例如，6mm)的位置上。在红光激光束穿过分色滤光器22的透射方向(即，分色滤光器22对蓝光激光束和绿光激光束的反射方向)内将聚光透镜25置于与分色滤光器22相距一定距离(例如4mm)的位置上。通过这些配置，已经经过分色滤光器22的红光激光束以及在分别受到分色滤光器23和24的反射之后受到了分色滤光器22反射的蓝光激光束和绿光激光束通过进入聚光透镜25而混合。

聚光透镜25是具有平的入射表面和凸的发射表面的平凸透镜。聚光透镜25通过折射使进入入射表面的激光束聚焦。因此，使激光束从聚光透镜25朝向MEMS 26发射。

MEMS 26包括第一扫描反射镜27、第二扫描反射镜28以及用于所述第一和第二扫描反射镜27和28的驱动构件(未示出)。所述第一扫描反射镜27包括面对聚光透镜25的对立表面，并且使其中心部分相对于聚光透镜25具有一定间隔(例如，5mm)。通过采用铝的金属气相淀积将反射表面27b形成到第一扫描反射镜27的所述对立表面上。所述第二扫描反射镜28包括面对第一扫描反射镜27的对立表面，并且使其中心部分相对于第一扫描反射镜27具有一定间隔(例如，1mm)。通过采用铝的金属气相淀积将反射表面28b形成到第二扫描反射镜28的所述对立表面上。将MEMS 26的驱动构件电气连接至控制器29，并根据来自控制器29的控制信号单独驱动扫描反射镜27和28，使之围绕相应的旋转轴27a和28a旋转。

将第二扫描反射镜28的中心部分设置为相对于屏幕30具有一定间隔(例如，100mm)。激光束从聚光透镜25依次进入扫描反射镜27和28，之后依次受到反射表面27b和28b反射。因此，使激光束从MEMS 26朝向屏幕30投射。

控制器29是具有处理器的控制电路。控制器29向每一激光投影仪14、15、16输出控制信号，每一激光投影仪14、15、16间歇式地投射诸如脉冲光的激光束。控制器29向扫描反射镜27和28的驱动构件输出控制信号。扫描反射镜27和28在接收到控制信号之后沿多条扫描线LN将激光束相对于屏幕30的投射方向改为图4中的箭头指示的方向。因此，如图5所示，通过移动投影区域O显示显示图像71，在投影区域O内，将激光束按照圆形斑点形状投影到屏幕30上。也就是说，通过沿水平方向x和竖直方向y(即，垂直于水平方向x)扫描从激光扫描仪10投射的激光束使得所述激光束变成了显示图像71。在屏幕30上以每秒60帧的速度将显示图像71形成为沿水平方向x具有(例如)480个像素，沿竖直方向y具有240个像素的图像。应当指出，水平方向x平行于交通工具1的水平方向，竖直方向y可以相对于交通工具1的垂直方向成一定角度或者平行于其垂直方向(参考图2)。

如图5和图6所示，屏幕30由诸如聚碳酸酯之类的树脂或者具有半透明性的玻璃构成。将屏幕30形成为具有(例如)2到5mm的厚度的板状。将屏幕30设置到激光扫描仪10和凹面镜42之间(参考图1和图2)。屏幕30具有多个光学元件32，它们沿水平方向x和竖直方向y按照网格图案布置，从而形成了微透镜阵列。在激光束穿过光学元件32时，每一光学元件32使所述激光束发生漫射并将其发出。如图5所示，投影区域O的直径大于等于每一光学元件32的元件宽度W(即，宽度)的半值。第一实施例中，如下文所述，投影区域O的直径还大于等于小元件宽度Wb的半值。如图6所示，屏幕30被形成为单个部件。或者，可以将屏幕30单独形成为膜，并将其设置到衬底上。在下文中，将激光束进入的屏幕30的外表面31中的一个表面称为“接收表面31a”，将激光束所发出的另一个外表面31称为“发射表面31b”。

如图1和图2所示，光学系统40包括凹面镜42和用于光学系统40的驱动部分(未示出)。例如，通过将铝蒸镀到树脂衬底或玻璃衬底表面上形成所述凹面镜42。凹面镜42通过采用其反射表面42a反射已经受到屏幕30漫射的激光束而将所述激光束朝向投影面91引导，以显示显示图像71。反射面42a具有朝向远离屏幕30和投影面91的方向凹陷的中央部分。也就是说，将反射表面42a形成为平滑弯曲的表面，从而对显示图像71放大。

将光学系统40的驱动部分电气连接至控制器29，并根据来自控制器29的控制信号使凹面镜42绕摆动轴42b摆动(如图1所示)。通过使凹面镜42摆动，使目视区域60根据虚像70的成像位置沿向上和向下方向的移动而向上和向下移动。考虑“眼边缘62”设定目视区域60的位置。眼边缘62(或眼范围)表示坐在驾驶席上的观看者的眼点61可能存在的空间区域。因此，将目视区域60设置为在目视区域60根据凹面镜42的摆动而发生移动的同时使目视区域60的至少一部分处于眼边缘62内。

应当指出，光学系统40可以包括替代凹面镜42的或者除凹面镜42之外的光学部件。此外，可以在通过每一光学元件32对激光束进行漫射之后，将激光束不经光学系统40(凹面镜42)直接朝向投影面91投射。

(光学元件的详细描述)

接下来，将在下文中描述对第一实施例的光学元件32的详细说明。

如图5和图6所示，每一光学元件32具有处于屏幕30的外表面上的弯曲表面33。将光学元件32的相应的弯曲表面33形成为凹形。第一实施例的弯曲表面33未形成在接收表面31a上，而是形成在发射表面31b上。弯曲表面33沿垂直于方向x和y两者的正交方向z(即，厚度方向)朝向激光扫描仪10和光学系统40突出(参考图2)。弯曲表面33具有处于光学元件32的顶部的顶点34(即，曲率中心点)。通过使光学元件32的外围边缘(即，光学元件32的周线)交叠而在沿方向x或y相邻的光学元件32之间形成边界线35。如图6所示，将顶点34和边界线35(即，截面图中的拐点)之间的沿光学元件32的厚度方向(即，方向z)的距离定义为“下陷量S”。

本公开内容的发明人已经围绕屏幕30进行了研究和探索，在屏幕30当中，通过每一光学元件32的弯曲表面33对激光束进行漫射并由其发射出去。因此，本发明人发现由于从相邻光学元件32投射的激光束之间的干涉生成了强度分布具有多个根据发射角处于不同级内的衍射峰的衍射光。最后，本发明发现了这样的认识，即，亮度不规则性是由多重衍射诱发的。

具体而言，图7示出了在相邻光学元件932之间具有恒定下陷量S的比较例的屏幕30。如图8所示，在激光束之间生成光程差ΔL，所述激光束是从相邻光学元件932以发射角θ发射并且相互干涉的激光束。将相邻光学元件932的顶点934之间的距离定义为峰间距P(参考图7)，那么通过下文采用sinθ≈θ[rad]的近似而提供的数学公式1表示光程ΔL。此外，在将激光束的波长定义为λ，那么通过下文采用sinα≈α的近似和峰间距P提供的数学公式2表示发射角θ的角度差α，其对应于对于波长λ而言的光程差的变化量ΔL，即，对应于衍射峰的一级的变化。

[数学公式1]

ΔL＝P·θ

[数学公式2]

$\mathrm{\α}=\frac{\mathrm{\λ}}{P}$

图9采用数学公式1和2示出了在光程差ΔL为-λ、0和+λ时(即，衍射峰的级为-1、0+1)时所述比较例的强度分布。如图9所示，所述强度分布对应于所述角度差而变化。在所述强度分布当中，示出了在发射角θ为-α、0、+α时通过一个光学元件932以及处于所述的一个光学元件932的两侧的其他光学元件932生成的衍射峰的中心。此外，还示出了在发射角θ为-3α/2、-α/2、α/2、3α/2时通过一个光学元件932以及处于所述的一个光学元件932的两侧的其他光学元件932生成的衍射谷的中心。应当指出，所述衍射谷对应于所述强度分布中的衍射峰之间的谷。

图10示出了通过一个光学元件932以及处于所述的一个光学元件932的两侧的其他光学元件932之间的衍射光(双点虚线)的叠加而得到的强度分布(实线)。在图10所示的强度分布中，增大了叠加的衍射峰(即，发射角θ为-α、0、+α)和叠加的衍射谷(即，发射角为-3α/2、-α/2、α/2、3α/2)之间的强度差ΔI。因而，观看者识别出了虚像70中的根据强度差ΔI的亮度不规则性。

与所述比较例形成对照的是，根据第一实施例，一个光学元件32的下陷量S不同于所述一个光学元件两侧的其他光学元件32的下陷量。更具体而言，在第一实施例中，相邻的光学元件具有两种类型的下陷量S(大下陷量Sa和小下陷量Sb)。沿方向x和方向y两者交替布置具有大下陷量Sa的光学元件32和具有小下陷量Sb的光学元件32。通过这种布置，沿方向z在大下陷量Sa和小下陷量Sb之间形成了下陷量S的台阶ΔS(即，Sa-Sb)。换言之，台阶ΔS是一个光学元件32的下陷量Sa和与所述一个光学元件32相邻的另一光学元件32的下陷量Sb之间的差。

将光学元件32在顶点34处沿方向z的厚度定义为厚度T。在第一实施例中，如图6所示，一个光学元件32的厚度T不同于处于所述的一个光学元件32的两侧的其他光学元件32的厚度T。在所述第一实施例中，有两种类型的厚度T(较厚的厚度Ta和较薄的厚度Tb)。沿方向x和方向y两者交替布置具有较厚厚度Ta的光学元件32和具有较薄厚度Tb的光学元件32。

第一实施例中，具有大下陷量Sa的光学元件32具有较厚厚度Ta，而具有小下陷量Sb的光学元件32则具有较薄厚度Tb。由于弯曲表面33形成于发射表面31b上，因而所述的沿方向z的台阶ΔS形成于发射表面31b上。因而，在将较厚厚度Ta和较薄厚度Tb之间的厚度差定义为ΔT时，基本满足ΔT＝ΔS。

例如，第一实施例中的光程差ΔL的生成如图11所示。当在sinθ≈θ[rad]的近似下将光学元件32(或屏幕30)的折射率定义为“n”时，通过下文采用充分大于ΔT的峰间距P(参考图5和图6)提供的数学公式3和数学公式4表示光程差ΔL。具体而言，在一个具有较厚厚度Ta的光学元件32和处于所述一个光学元件32的一侧(例如，图6中的右侧方向)的具有较薄厚度Tb的另一光学元件32之间满足数学公式3。而在一个具有较厚厚度Ta的光学元件32和处于所述一个光学元件32的另一侧(例如，图6中的左侧方向)的具有较薄厚度Tb的另一光学元件32之间则满足数学公式4。此外，与所述比较例的情况一样，通过下文采用峰间距P提供的数学公式5表示角度差α。

[数学公式3]

ΔL＝P·θ-(n-1)·ΔT

[数学公式4]

ΔL＝P·θ+(n-1)·ΔT

[数学公式5]

$\mathrm{\α}=\frac{\mathrm{\λ}}{P}$

图12在数学公式3、4、5的基础上示出了第一实施例的具有-λ、0、+λ的光程差ΔL(即，衍射峰的级为-1、0、+1)的强度分布。如图12所示，所述强度分布取决于发射角θ的角度差α。在一种强度分布当中(参考图12中的实线)，在发射角θ是从0、θ0-α、θ0+α偏移了ΔT·α/λ的零级衍射角θ0时，根据数学公式3和5示出了通过一个具有较厚厚度Ta的光学元件32和处于所述一个光学元件32的一侧的具有较薄厚度Tb的另一光学元件32形成的衍射峰的中心。而在另一强度分布当中(参考图12中的一点虚线)，在发射角θ是从0、θ0-α、θ0+α偏移了-ΔT·α/λ的零级衍射角-θ0时，根据数学公式4和5示出了通过所述具有较厚厚度Ta的光学元件32和处于所述一个光学元件32的另一侧的具有较薄厚度Tb的另一光学元件32形成的衍射峰的中心。应当指出，图12示出了这样一个例子，其中，通过设置ΔT＝{1/(n-1)}·λ/4而示出了分别在θ0＝α/4、α/4+α、α/4-α，-θ0＝-α/4、-α/4+α、-α/4-α时的衍射峰中心。此外，在图12的实线上指示的点A到G对应于生成光程差ΔL的衍射光的方向A到G，如图11所示。

如上所述，由所述的一个光学元件32和处于所述一个光学元件32的两侧的其他光学元件32生成的衍射光的衍射峰是在不同的发射角θ上生成的，也就是说是所述的衍射峰相互之间发生了偏移。因此，使所述的一个光学元件32和处于所述的一个光学元件32的一侧的另一光学元件32生成的衍射峰与所述的一个光学元件32和处于所述一个光学元件32的另一侧的另一光学元件32生成的衍射谷叠加。

图13示出了通过使由一个光学元件32和处于所述的一个光学元件32的两侧的其他光学元件32生成的衍射光(两点划线)叠加而得到的强度分布(图13的实线)。降低了处于所述发射角θ(即，θ0、θ0+α、θ0-α、-θ0、-θ0+α、-θ0-α等)以及所述另一发射角θ上的衍射峰的中心之间的强度差ΔI。例如，当在图13中与在图12中一样设定ΔT＝{1/(n-1)}·λ/4时，在发射角θ处于α/4、α/4+α/2、α/4-α/2、-α/4、-α/4+α/2、－α/4-α/2等等上时得到的衍射峰的中心与发射角θ处于0、0-α/2、0+α/2等等上时得到的最低点之间的强度差ΔI降低。因此，由于强度差ΔI的降低能够抑制观看者对量度不规则性的感受。

如上所述，在第一实施例中，在激光束经过弯曲表面33时，激光束受到每一光学元件32漫射并由其发射。在所述配置下，在将大于等于1的奇数数值定义为“m”，并且相邻光学元件32的厚度之间的差ΔT等于{1/(n-1)}·m·λ/2时，可以使由一个光学元件32和处于所述一个光学元件32两侧的其他光学元件32生成的衍射峰相互叠加，如图14所示。这是因为在满足ΔT＝{1/(n-1)}·m·λ/2(其中，在图14中ΔT＝λ/2)时，所示出的衍射峰在θ0＝α/2、α/2+α、α/2-α，-θ＝-α/2、-α/2+α、-α/2-α等等上。

但是，根据第一实施例，将相邻光学元件32的厚度差ΔT设定为满足下文提供的数学公式6。此外，差ΔT优选满足数学公式7。更优选地，在满足数学公式6的前提下，差ΔT满足数学公式8。

[数学公式6]

$\mathrm{\ΔT}\≠\frac{1}{n-1}\·m\·\frac{\mathrm{\λ}}{2}$

[数学公式7]

$\frac{2m-1}{n-1}\&CenterDot;\frac{\mathrm{\&lambda;}}{8}<\mathrm{\&Delta;T}<\frac{2m+1}{n-1}\&CenterDot;\frac{\mathrm{\&lambda;}}{8}$

[数学公式8]

$\mathrm{\&Delta;T}=\frac{1}{n-1}\&CenterDot;m\&CenterDot;\frac{\mathrm{\&lambda;}}{4}$

应当指出，在采用具有多种颜色的激光束的第一实施例中，针对所述激光束的至少其中之一设定数学公式6、7、8中的波长λ。例如，在仅针对一个具有某种颜色的激光束设定波长λ时，可以优选将波长λ设为具有高可视性的绿光激光束的峰值波长或者具有大衍射角的红光激光束的峰值波长。在针对两个或更多具有不同颜色的激光束设定波长λ时，通过在考虑对应于每种颜色的折射率的情况下根据激光束的每一颜色将“m”设为不同值而满足数学公式6、7、8。

尤其是，在针对绿光激光束的峰值波长设定波长λ时，在数学公式6的基础上将差ΔT[nm]设定为满足数学公式9的值，优选在数学公式7的基础上将其设定为满足数学公式10的值，更优选在数学公式8的基础上将其设定为满足数学公式11的值，如下文所述。

[数学公式9]

$\mathrm{\&Delta;T}\&NotEqual;\frac{1}{n-1}\&CenterDot;m\&CenterDot;\frac{490}{2}~\frac{1}{n-1}\&CenterDot;m\&CenterDot;\frac{530}{2}$

[数学公式10]

$\frac{2m-1}{n-1}\&CenterDot;\frac{490}{8}<\mathrm{\&Delta;T}<\frac{2m+1}{n-1}\&CenterDot;\frac{530}{8}$

[数学公式11]

$\mathrm{\&Delta;T}=\frac{1}{n-1}\&CenterDot;m\&CenterDot;\frac{490}{4}~\frac{1}{n-1}\&CenterDot;m\&CenterDot;\frac{530}{4}$

而在针对红光激光束的峰值波长设定波长λ时，在数学公式6的基础上将差ΔT[nm]设定为满足数学公式12的值，优选在数学公式7的基础上将其设定为满足数学公式13的值，更优选在数学公式8的基础上将其设定为满足数学公式14的值，如下文所述。

[数学公式12]

$\mathrm{\&Delta;T}\&NotEqual;\frac{1}{n-1}\&CenterDot;m\&CenterDot;\frac{600}{2}~\frac{1}{n-1}\&CenterDot;m\&CenterDot;\frac{650}{2}$

[数学公式13]

$\frac{2m-1}{n-1}\&CenterDot;\frac{600}{8}<\mathrm{\&Delta;T}<\frac{2m+1}{n-1}\&CenterDot;\frac{650}{8}$

[数学公式14]

$\mathrm{\&Delta;T}=\frac{1}{n-1}\&CenterDot;m\&CenterDot;\frac{600}{4}~\frac{1}{n-1}\&CenterDot;m\&CenterDot;\frac{650}{4}$

应当指出，在将下限值或下限数学公式定义为“MIN”，将上限值或上限数学公式定义为“MAX”时，在本说明书中列举的范围“MIN～MAX”表示包括“MIN”和“MAX”的范围，即“大于等于MIN并且小于等于MAX”的范围。

根据满足数学公式6、10或11中的任一者的第一实施例，使有关至少一个具有某种颜色的激光束的差ΔT从{1/(n－1)}·m·λ/2发生偏移，因而能够避免衍射峰相互重叠。应当指出，为了易于理解，在图6中将差ΔT示为比实际的所述差要大得多。

本实施例的发明人还发现了另一项认识，即，在激光束透过相邻光学元件32之间的边界35发射时，发射的激光束由于边界35处的衍射而具有根据发射角而波动的强度分布，由于所述边界衍射(开口衍射)的原因，也可能诱发量度不规则性。

考虑到上述内容，将根据第一实施例的光学元件32配置为使分别沿方向x和y延伸并且包括顶点34的横截面上的元件宽度W在相邻的光学元件32之间是不同的，如图5和图6所示。更具体而言，根据第一实施例的元件宽度W包括大元件宽度Wa和小于所述大元件宽度Wa的小元件宽度Wb。使具有大元件宽度Wa的光学元件32和具有小元件宽度Wb的光学元件32沿两方向x和y交替布置。根据这一布置，沿水平方向x的相邻光学元件32之间的元件宽度W的幅值关系对应于沿竖直方向y的相邻光学元件32之间的元件宽度W的幅值关系。

因此，如图15所示，使得具有大元件宽度Wa(实线)的光学元件32的强度分别和具有小元件宽度Wb(一点虚线)的光学元件32的强度分布相互之间存在偏移，由此抑制了峰值强度的增大。图16示出了通过叠加具有大元件宽度Wa和小元件宽度Wb的光学元件32发射的激光束而得到的强度分布。如图16所示，由于抑制了对应于边界35的围绕发射角θb的波动，也能够抑制亮度不规则性。根据本发明人的研究，为了抑制亮度不规则性，优选将元件宽度Wa相对于峰间距P(对应于第一实施例中的元件宽度Wa和Wb的平均量)的差值比设为处于+3.5％～+5％的范围内，将元件宽度Wb相对于峰间距P的差值比设为处于-5％～-3.5％的范围内。

为了实现上文描述的特征，将具有大下陷量Sa的光学元件32(即具有较厚厚度Ta的光学元件32)配置为具有大光学元件宽度Wa，如图6所示。将具有小下陷量Sb的光学元件32(即，具有较薄厚度Tb的光学元件32)配置为具有小光学元件宽度Wb。此外，每一光学元件32的弯曲表面33具有处于分别包括顶点34并且沿方向x和y延伸的横截面上的曲率半径，，每一光学元件32的曲率半径都是相同的。如图5和图6所示，在整个屏幕30上将沿方向x和y两者的峰间距P设为相同。此外，沿方向x和y两者都将峰间距P的二倍值设为等于大元件宽度Wa和小元件宽度Wb之和(即Wa+Wb)。

在所述配置下，在如图5所示从方向z来看时，具有小下陷量Sb的光学元件32具有方形形状，并且在边界35处连接至四个具有大下陷量Sa的光学元件32，所述边界35在屏幕30的外表面31上线性延伸。因而，如图17所示，将具有小下陷量Sb的光学元件32的每一个拐角的内角ψb设为90°，如图17所示。而在如图5所示从方向z来看时，具有大下陷量Sa的光学元件32具有通过从方形形状切去四个角而形成的基本上为八边形的形状。因而，具有大下陷量Sa的光学元件32不仅在边界35处被连接至四个具有小下陷量Sb的光学元件32，而且还连接至四个具有大下陷量Sa的光学元件32。相应地，将具有大下陷量Sa的光学元件32的每一个拐角的内角ψa设为135°，如图17所示。

(操作和效果)

下文将描述根据第一实施例的操作和效果。

根据第一实施例的相邻光学元件32穿过形成为凸形的弯曲表面33从外表面31发射激光束。因而，因发射射束之间的干涉生成的强度分布具有对应于发射角的多级衍射峰。但是，在所述第一实施例中，由于相邻光学元件32的厚度T彼此不同，因而由一个光学元件32和处于所述的一个光学元件32的两侧的其他光学元件32生成的衍射光的衍射峰彼此存在偏移。利用衍射峰的偏移，使由所述的一个光学元件32和处于所述的一个光学元件32的一侧的另一光学元件32生成的衍射峰与由所述的一个光学元件32和处于所述的一个光学元件32的另一侧的另一光学元件32生成的衍射谷叠加，由此抑制亮度不规则性。

此外，根据第一实施例，在屏幕30的整个外表面31上形成具有不同厚度Ta和Tb的相邻光学元件32。因此，能够在不对光学元件32的位置进行布置的情况下在外表面31上获得衍射峰的移位，因而能够实现对亮度不规则性的高抑制作用。

根据第一实施例，由于厚度T的差ΔT(即，Ta-Tb)不等于{1/(n-1)}·m·λ/2，因而能够避免衍射峰的叠加。因而，能够确实达到对观看者觉察到的亮度不规则性的抑制作用。

尤其是，在差ΔT等于{1/(n-1)}·m·λ/4时，能够使衍射光的每一衍射谷的中心与衍射光的每一衍射峰的中心叠加，由此确实达到了对观看者觉察到的亮度不规则性的抑制作用。

此外，相邻光学元件32的差ΔT等于相邻光学元件32的下陷量的差ΔS。因此，能够避免衍射峰的叠加，因而能够确实达到对观看者觉察到的亮度不规则性的抑制作用。

此外，在考虑处于490到530nm之间的绿光激光束的峰值波长λ，即具有高可视性的激光束的峰值波长λ的情况下避免衍射峰的叠加。因而，能够增强对观看者觉察到的亮度不规则性的抑制作用。此外，在考虑处于600到650nm之间的红光激光束的峰值波长λ，即具有大衍射角的峰值波长λ的情况下避免衍射峰的叠加。因此，能够切实抑制倾向于在大衍射角上变得明显的亮度不规则性。

根据第一实施例，透过相邻光学元件32之间的边界35发射的激光束通过衍射而相互干涉。因此，即使在生成相邻光学元件32的发射射束的波动强度分布时，所述强度分布也将根据元件宽度W的差(即，Wa-Wb)相互移位。因此，观看者将从相邻光学元件32发射的并且具有相互之间存在偏移的强度分布的发射射束识别为虚像70，由此进一步抑制了亮度不规则性。

此外，由于使光学元件32在直线边界35处相互连接，因而能够抑制由于激光束在边界35处的衍射而导致的激光束进入眼点61的入射损失和重影的出现。

(第二实施例)

图18和19示出了根据第二实施例的屏幕30，所述第二实施例是对第一实施例的变形。在第二实施例中，相应的光学元件2032沿方向x和y两者的元件宽度W是彼此相同的，即，将每一元件宽度W设为等于峰间距P。换言之，沿水平方向x和竖直方向y按照峰间距P布置具有均匀元件宽度的光学元件2032。

根据第二实施例的相邻光学元件2032具有不同下陷量S，更具体而言，具有大下陷量Sa和比大下陷量Sa小差ΔS的小下陷量Sb。而且，光学元件2032具有弯曲表面2033，各个弯曲表面在分别沿方向x和y延伸并且包含顶点2034(即曲率中心点)的横截面上具有相同的曲率半径R。应当指出，在第二实施例中，将下陷量S定义为顶点2034与相邻光学元件2032之间的边界2035之间的沿方向z(即，厚度方向)的差(即，深度)。

如图18所示，具有大下陷量Sa的光学元件2032从方向z来看具有方形形状，其在边界2035处被连接至四个具有小下陷量Sb的光学元件，所述边界具有如图19所示的台阶形状。此外，如图18所示，具有小下陷量Sb的光学元件2032从方向z来看具有方形形状，其在边界2035处被连接至四个具有大下陷量Sa的光学元件，所述边界具有如图19所示的台阶形状。换言之，一个光学元件2032沿所述的一个光学元件2032的厚度方向相对于与所示的一个光学元件2032直接相邻的其他光学元件2032存在偏移。

与第一实施例的情况一样，在将相邻光学元件2032在顶点2034处的厚度T(即，较厚厚度Ta和较薄厚度Tb)之间的差定义为ΔT时，基本满足ΔT＝ΔS。

根据第二实施例，将边界2035形成为台阶形状(即，偏移形状)，因而相邻光学元件2032的顶点2034的位置沿方向z(即，厚度方向)相互偏移。因而，相邻光学元件2032具有彼此不同的厚度T(较厚厚度Ta和较薄厚度Tb)，由此抑制了亮度不规则性。此外，根据第二实施例的光学元件2032具有相同的曲率半径R和相同的元件宽度W。换言之，一个光学元件2032的弯曲表面2033具有与其他光学元件2032的弯曲表面2033的相等的曲率半径R。此外，所述的一个光学元件2032具有与其他光学元件2032的相等的元件宽度W。因此，能够保持来自光学元件2032的每一激光束的漫射范围的一致性，因而能够抑制激光束进入眼点61的入射损失。

(第三实施例)

图20示出了根据第三实施例的屏幕30，所述第三实施例是对第二实施例的变形。相邻的光学元件3032具有等于峰间距P的相同的元件宽度W以及彼此不同的下陷量S(大下陷量Sa和小下陷量Sb)。但是，第三实施例的光学元件3032所具有的曲率半径R的设定方式与第二实施例中不同。更具体而言，相邻光学元件3032所具有的弯曲表面3033具有彼此不同的曲率半径R(即小曲率半径Ra和大曲率半径Rb)。沿方向x和方向y两者交替布置具有小曲率半径Ra的光学元件3032和具有大曲率半径Rb的光学元件3032。因此，曲率半径R沿水平方向x的幅值关系与曲率半径R沿竖直方向y的幅值关系相同。具有大下陷量Sa的光学元件3032具有小曲率半径Ra，具有小下陷量Sb的光学元件3032具有大曲率半径Rb。

具有大下陷量Sa的光学元件3032从方向z来看具有方形形状(未示出)，其在边界3035处连接至四个具有小下陷量Sb的光学元件3032，所述边界在屏幕30的外表面31上线性延伸。具有小下陷量Sb的光学元件3032从方向z来看具有方向形状(未示出)，其在边界3035处连接至四个具有大下陷量Sa的光学元件3032，所述边界在屏幕30的外表面31上线性延伸。

与第二实施例的情况一样，在将相邻光学元件3032在顶点3034(即曲率中心点)处的厚度T(即较厚厚度Ta和较薄厚度Tb)之间的差定义为ΔT时，基本上满足ΔT＝ΔS。

根据第三实施例，相邻光学元件3032具有不同曲率半径R，因而相邻光学元件3032的顶点3034的位置沿方向z相互偏移。因而，相邻光学元件3032具有彼此不同的厚度T(较厚厚度Ta和较薄厚度Tb)，由此抑制了亮度不规则性。此外，使根据第三实施例的光学元件3032在直线边界3035处相互连接。因而，能够降低由于激光束在边界3035处的衍射导致的激光束进入眼点61的入射损失和重影的出现。

(第四实施例)

图21示出了根据第四实施例的屏幕30，第四实施例是对第一实施例的变形。第四实施例的光学元件4032具有发射表面31b。每一发射表面31b具有被形成为凹面形状的弯曲表面4033。弯曲表面4033沿正交方向z朝背离激光扫描仪10和光学系统40的方向凹陷，其具有最深点4034(即，曲率中心点)。通过使光学元件4032的外围边缘(即，轮廓线)相互交叠而使相邻光学元件4032形成了位于其间的边界4035。在第四实施例中，将最深点4034和边界4035(即，截面图中的拐点)之间的沿方向z(即，厚度方向)的差定义为下陷量S。与第一实施例的情况一样，第四实施例的下陷量S包括大下陷量Sa和小下陷量Sb。使具有大下陷量Sa的光学元件4032和具有小下陷量Sb的光学元件4032沿方向x和y两者交替布置。

此外，与第一实施例的情况一样，光学元件4032的厚度T包括较厚厚度Ta和较薄厚度Tb，使具有较厚厚度Ta的光学元件4032和具有较薄厚度Tb的光学元件4032沿方向x和y两者交替布置。

更具体而言，具有大下陷量Sa的光学元件4032具有较薄厚度Tb，具有小下陷量Sb的光学元件4032具有较厚厚度Ta。此外，与第一实施例的情况一样，在将相邻光学元件4032在最深点4034处的厚度T之间的差(即Ta-Tb)定义为ΔT时，基本满足ΔT＝ΔS。

根据第四实施例，除了上文所述的构造之外，第四实施例与第一实施例的配置相同，因而能够达到与第一实施例相同的操作和效果。

(第五实施例)

图22和23示出了第五实施例，其是对第一实施例的变形。第五实施例的光学元件5032具有外表面31的弯曲表面5033。将每一弯曲表面5033形成为凹面形状。更具体而言，光学元件5032的弯曲表面5033不形成在发射表面31b上而是形成在接收表面31a上。

由于弯曲表面5033形成在接收表面31a上，因而在接收表面31a上形成沿方向z的台阶。因此，在将相邻光学元件5032在顶点5034(即曲率中心点)处的厚度T之间的差(即，Ta-Tb)定义为ΔT时，基本满足ΔT＝ΔS。

在第五实施例中，如第一实施例中所描述的，通过公式3和4表示从相邻光学元件5032发射并且相互干涉的激光束之间的光程差ΔL。此外，如第一实施例中所描述的，通过数学公式5表示发射角θ的角度差α，其对应于光程差ΔL的变化量，即对应于因激光束的干涉而生成的衍射峰的一个级的变化。应当指出，在计算数学公式3、4、5时，针对接收表面31a应用基于第一实施例的计算。此外，在将激光束自接收表面31a的发射角定义为θm时，考虑发射表面31b处的折射采用sinθ＝n·sinθm。

如第一实施例中所述，将相邻光学元件5032之间的差ΔT设为满足数学公式6的值。此外，更优选地，如第一实施例中所述，在满足数学公式6的范围内，优选将相邻光学元件5032的厚度差ΔT设为满足数学公式7的值。

根据第五实施例，除了上文所述的构造之外，第五实施例与第一实施例的配置相同，因而能够达到与第一实施例相同的操作和效果。

(其他实施例)

上文描述了多个实施例，但是本公开内容不限于所述实施例。可以应用各种实施例及其组合，只要所述实施例和所述组合不背离本公开的范围即可。

图24示出了对第一和第五实施例的第一变形的屏幕30，如图24所示，相邻光学元件32可以具有根据第三实施例的不同曲率半径R(其中Ra>Rb)。

图25示出了对第二实施例的第二变形的屏幕30，如图25所示，相邻光学元件2032可以具有根据第三实施例的不同曲率半径R(其中Ra>Rb)。

或者，如示出了对第二实施例的第三变形的屏幕30的图26所示，相邻光学元件2032可以具有根据第一实施例的不同元件宽度W(Wa、Wb)。

图27示出了对第二和第三实施例的第四变形的屏幕30，如图27所示，光学元件2032可以具有根据第四实施例的形成为凹面形状的弯曲表面2033。应当指出，图27示出了对第二实施例的第四变形。

在对第一到第五实施例的第五变形当中，光学元件32(2032，3032，4032，5032)沿方向x和y可以具有不同的元件宽度W(Wa和Wb)。

在对第一到第五实施例的第六变形中，光学元件32(2032，3032，4032，5032)沿方向x和y可以具有不同的曲率半径R(Ra和Rb)。

在对第一和第五实施例的第七变形当中，可以在光学元件之间形成三种或更多种下陷量S。

在对第一、第四和第五实施例的第八变形当中，光学元件可以具有三种或更多种元件宽度W。

在对第一到第五实施例的第九变形当中，可以采用可围绕两个轴旋转的扫描反射镜作为起着“投影仪”作用的激光扫描仪10的MEMS 26。

在对第一到第五实施例的第十变形当中，可以采用除了挡风玻璃90以外的另一元件作为起着交通工具1的投影面91的作用的“显示部分”。例如，可以采用在交通工具内部附着到挡风玻璃90上的或者与挡风玻璃90分开形成的组合部件。

在对第一到第五实施例的第十一变形当中，光学元件32(2032，3032，4032，5032)可以具有处于接收表面31a和发射表面31b两者上的弯曲表面33(2033，3033，4033，5033)。如图28所示，在接收表面31a和发射表面31b两者上形成处于相邻光学元件32(2032，3032，4032，5032)之间的边界35(2035，3035，4035，5035)。沿方向x和y将接收表面31a上的边界35的位置设定为对应于发射表面31b上的边界35。

图29示出了对第一、第四和第五实施例的第十二变形的屏幕30，如图29所示，光学元件32(4032，5032)可以具有基本为八边形的形状和大下陷量Sa。光学元件32可以通过平坦部分37(通过图29中的阴影指示的)与四个具有大下陷量Sa的光学元件32(4032，5032)相邻。在这种情况下，具有小下陷量Sb的光学元件32(4032，5032)也通过平坦部分37与四个具有小下陷量Sb的光学元件32(4032，5032)相邻。应当指出，图29示出了对第一实施例的变形12。

图30示出了对第一到第五实施例的第十三变形的屏幕30，如图30所示，屏幕30可以具有相邻光学元件32(2032，3032，4032，5032)具有彼此不同的厚度T的部分，以及其余的在相邻光学元件32(2032，3032，4032，5032)之间形成相同的下陷量S的部分。应当指出，图30示出了对第一实施例的第十三变形。

此外，图30还示出了对第一到第五实施例的第十四变形的屏幕30，如图30所示，屏幕30可以具有相邻光学元件32(2032，3032，4032，5032)具有彼此不同的元件宽度W的部分，以及所有相邻光学元件32具有相同元件宽度S的其余部分。应当指出，图30还示出了对第一实施例的第十四变形。

在对第一到第五实施例的第十五变形当中，可以将本发明应用于除了在第一实施例中描述的汽车以外的各种交通工具(即，运输体)，例如，飞机、船等。

Claims (13)

1.一种平视显示设备，所述平视显示设备用于通过将显示图像(71)投影到交通工具(1)内部的投影面上(91)上来显示所述显示图像(71)的虚像(70)，所述平视显示设备包括：

对光束进行投影的投影仪(10)；以及

包括多个光学元件(32，2032，3032，4032，5032)的屏幕(30)，所述多个光学元件在所述屏幕(30)的外表面(31)上按照网格图案布置，所述屏幕(30)使从所述投影仪(10)投影的所述光束朝向所述投影面(91)发生漫射，其中

所述多个光学元件(32，2032，3032，4032，5032)中的每一个光学元件都具有含凸面形状或凹面形状的弯曲表面(33，2033，3033，4033，5033)，所述光束通过所述弯曲表面(33，2033，3033，4033，5033)被漫射，并且

所述多个光学元件(32，2032，3032，4032，5032)中的一个光学元件在所述弯曲表面(33，2033，3033，4033，5033)的曲率中心点(34，2034，3034，4034，5034)处的厚度(T，Ta，Tb)不同于所述多个光学元件(32，2032，3032，4032，5032)中的与所述多个光学元件(32，2032，3032，4032，5032)中的所述一个光学元件直接相邻的另一个光学元件的厚度。

2.根据权利要求1所述的平视显示设备，其中，

所述外表面(31)包括接收表面(31a)和发射表面(31b)，其中，所述光束进入所述接收表面(31a)，所述光束从所述发射表面(31b)发射，并且

所述弯曲表面(33，2033，3033，4033，5033)形成于所述接收表面(31a)和所述发射表面(31b)的至少其中之一上，其中

将m定义为大于或等于1的奇数数值，

将λ定义为所述光束的波长，

将n定义为所述多个光学元件(32，2032，3032，4032，5032)的折射率，并且

将所述多个光学元件(32，2032，3032，4032，5032)中的所述一个光学元件的所述厚度(T，Ta，Tb)与所述多个光学元件(32，2032，3032，4032，5032)中的所述另一个光学元件的所述厚度(T，Ta，Tb)之间的差定义为ΔT，其中

$\mathrm{\&Delta;T}\&NotEqual;\frac{1}{n-1}\&CenterDot;m\&CenterDot;\frac{\mathrm{\&lambda;}}{2}.$

3.根据权利要求2所述的平视显示设备，其中

$\frac{2m-1}{n-1}\&CenterDot;\frac{\mathrm{\&lambda;}}{8}<\mathrm{\&Delta;T}<\frac{2m+1}{n-1}\&CenterDot;\frac{\mathrm{\&lambda;}}{8}.$

4.根据权利要求3所述的平视显示设备，其中

$\mathrm{\&Delta;T}=\frac{1}{n-1}\&CenterDot;m\&CenterDot;\frac{\mathrm{\&lambda;}}{4}.$

5.根据权利要求2至4中任一项所述的平视显示设备，其中

所述弯曲表面(33，2033，3033，4033，5033)形成于所述接收表面(31a)或所述发射表面(31b)上，

所述多个光学元件(32，2032，3032，4032，5032)中的所述一个光学元件在边界(35，2035，3035，4035，5035)处连接至所述多个光学元件(32，2032，3032，4032，5032)中的所述另一个光学元件，

所述多个光学元件(32，2032，3032，4032，5032)中的每一个光学元件都具有下陷量(S，Sa，Sb)，所述下陷量是沿所述多个光学元件(32，2032，3032，4032，5032)的厚度方向从所述弯曲表面(33，2033，3033，4033，5033)的所述曲率中心点(34，2034，3034，4034，5034)到所述边界(35，2035，3035，4035，5035)的距离，其中

当将所述多个光学元件(32，2032，3032，4032，5032)中的所述一个光学元件的所述下陷量(Sa)与所述多个光学元件(32，2032，3032，4032，5032)中的所述另一个光学元件的所述下陷量(Sb)之间的差定义为ΔS时，

ΔT＝ΔS。

6.根据权利要求2至4中任一项所述的平视显示设备，其中

所述光束包括多个彩色激光束，

所述多个彩色激光束包括峰值波长处于490到530nm之间的绿色激光束，并且

是所述绿色激光束的峰值波长。

7.根据权利要求2至4中任一项所述的平视显示设备，其中

所述光束包括多个彩色激光束，

所述多个彩色激光束包括峰值波长处于600到650nm之间的红色激光束，并且

是所述红色激光束的峰值波长。

8.根据权利要求1至4中任一项所述的平视显示设备，其中

所述多个光学元件(32，4032，5032)中的所述一个光学元件的宽度(W，Wa，Wb)与所述多个光学元件(32，4032，5032)中的所述另一个光学元件的宽度不同。

9.根据权利要求1至4中任一项所述的平视显示设备，其中

所述多个光学元件(32，3032，4032，5032)中的所述一个光学元件在边界(35，3035，4035，5035)处连接至所述多个光学元件(32，3032，4032，5032)中的所述另一个光学元件，所述边界在所述屏幕(30)的外表面(31)上线性延伸。

10.根据权利要求1至4中任一项所述的平视显示设备，其中

所述多个光学元件(2032)中的所述一个光学元件沿所述多个光学元件(2032)的厚度方向相对于所述多个光学元件(2032)中的所述另一个光学元件在所述一个光学元件与所述另一个光学元件之间的边界(2035)处发生偏移。

11.根据权利要求1至4中任一项所述的平视显示设备，其中

所述多个光学元件(3032)中的所述一个光学元件的所述弯曲表面(3033)的曲率半径(R，Ra，Rb)与所述多个光学元件(3032)中的所述另一个光学元件的所述弯曲表面(3033)的曲率半径不同。

12.根据权利要求1至4中任一项所述的平视显示设备，其中

所述多个光学元件(2032)中的所述一个光学元件沿所述多个光学元件(2032)的厚度方向相对于所述多个光学元件(2032)中的所述另一个光学元件在所述一个光学元件与所述另一个光学元件之间的边界(2035)处发生偏移，

所述多个光学元件(2032)中的所述一个光学元件的所述弯曲表面(2033)的曲率半径(R)与所述多个光学元件(2032)中的所述另一个光学元件的所述弯曲表面(2033)的曲率半径相等，并且

所述多个光学元件(2032)中的所述一个光学元件的宽度(W)与所述多个光学元件(2032)中的所述另一个光学元件的宽度相等。

13.根据权利要求1至4中任一项所述的平视显示设备，其中

所述多个光学元件(32，2032，3032，4032，5032)形成于所述屏幕(30)的整个所述外表面(31)之上。