CN109073888A - 屏幕以及平视显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种即使在横向上也能够抑制双重图像的产生从而提高整体的画质的屏幕以及设置有该屏幕的平视显示装置。本发明的平视显示装置的组合器(20)具备主体层(20a)，该主体层(20a)作为屏幕发挥功能，被在观察侧为凹的第一光学面(21)和在反观察侧为凸的第二光学面(22)夹持。主体层(20a)的厚度在横向(D2)上从中央朝向周边变薄，并且对于主体层(20a)的厚度在纵向(D1)上的变化而言，在横向(D2)上在中央部和周边部不同。

Description

屏幕以及平视显示装置
技术领域
本发明涉及用于在视线之前显示图像的屏幕以及设置有该屏幕的平视显示装置。
背景技术
平视显示装置能够在视线之前的背景上重叠地显示信息。通过将这样的平视显示装置设置于例如汽车，能够将包含在汽车行驶中由车辆内仪器类得到的速度等信息的图像投射到挡风玻璃等视线之前，所以能够不改变视野地驾驶，防止事故。
作为平视显示装置，例如公知有具备粘贴于挡风玻璃的内侧的组合器，组合器的纵剖面为楔形，在具有显示装置的下侧相对较薄，以防止双重图像(专利文献1)。
作为平视显示装置，例如公知有具备以与挡风玻璃分离的状态直立设置于挡风玻璃的内侧的组合器，组合器的曲率半径在观察者侧变小(专利文献2)。
然而，专利文献1、2所记载的组合器并没有充分地考虑横向的剖面的厚度，而即使在横向的中央部消除了纵向的图像的双重图像，但在横向的周边部双重图像并未被充分消除，整体的画质劣化。特别是，在视角较宽、可视区较宽的情况下，会显著地产生画质的劣化。
专利文献1:日本特开2012－58688号公报
专利文献2:日本特开2014－115417号公报
发明内容
本发明是鉴于上述背景技术而完成的，目的在于提供一种即使在横向上也能够抑制双重图像的产生从而提高整体的画质的屏幕以及设置有该屏幕的平视显示装置。
为了解决上述课题，反映出本发明的一个侧面的平视显示装置用的屏幕具备主体层，该主体层被在观察侧为凹的第一光学面和在反观察侧为凸的第二光学面夹持，主体层的厚度在与基准面正交的横向上从中央朝向周边变薄，并且对于主体层的厚度在与基准面平行的纵向上的变化而言，在横向上在中央部和周边部不同。此外，基准面是包含光轴的面，在从上下方向入射显示光的情况下，为垂直面。另外，主体层的厚度是与中央的第一光学面的法线方向平行的方向上的厚度。进一步，横向并不限于水平方向。
为了解决上述课题，反映出本发明的一个侧面的平视显示装置具备上述的屏幕、和向屏幕投影显示光的描绘单元。
附图说明
图1A是表示将作为第一实施方式的屏幕的组合器以及设置有该组合器的平视显示装置搭载于车体的状态的侧剖视图，图1B是来自对组合器等进行说明的车内侧的主视图。
图2是对图1A中的平视显示装置进行说明的放大侧剖视图。
图3A是组合器的主视图，图3B是图3A所示的组合器的AA箭头方向的剖视图，图3C是图3A所示的组合器的BB箭头方向的剖视图。
图4A是对平视显示装置的成像进行说明的剖视图，图4B是对被组合器反射的显示光进行说明的放大图，图4C是对能够观察虚像的可视区进行说明的图。
图5A是对第一实施例中的组合器的沿着中央横剖面的横向的厚度分布进行说明的图，图5B是对第一实施例的组合器的纵向的厚度分布进行说明的图，图5C是对第一比较例的组合器的纵向的厚度分布进行说明的图。
图6A表示在可视区中央观察利用第一实施例的组合器显示的格子图像的状态，图6B表示在可视区斜上部分观察利用第一实施例的组合器显示的格子图像的状态，图6C表示在可视区中央观察第一比较例的格子图像的状态，图6D表示在可视区斜上部分观察第一比较例的格子图像的状态。
图7A是对第二实施例中的组合器的沿着中央横剖面的横向的厚度分布进行说明的图，图7B是对第二实施例的组合器的纵向的厚度分布进行说明的图，图7C是对第二比较例的组合器的纵向的厚度分布进行说明的图。
图8A表示在可视区中央观察第二实施例的格子图像的状态，图8B表示在可视区斜上部分观察第二实施例的格子图像的状态。
图9A是来自对作为第二实施方式的屏幕的挡风玻璃等进行说明的车内侧的主视图，图9B是对平视显示装置进行说明的侧剖视图。
图10是对作为第三实施方式的屏幕的挡风玻璃等进行说明的侧剖视图。
具体实施方式
〔第一实施方式〕
以下，对本发明的第一实施方式的屏幕以及设置有该屏幕的平视显示装置进行说明。
图1A和1B是对本实施方式的平视显示装置100及其使用状态进行说明的概念性的侧剖视图以及主视图。该平视显示装置100被搭载于车体2内，具备描绘单元10和组合器20。
描绘单元10以嵌入的方式被设置于车体2的仪表板4内，朝向组合器20射出与包含驾驶关联信息的图像对应的显示光HK。组合器20是作为具有半透过性的凹面镜发挥功能的屏幕，通过下端的支承直立设置于仪表板4上，将来自描绘单元10的显示光HK朝向车体2的后方反射。换句话说，组合器20是与挡风玻璃8独立设置的独立型的部件。被组合器(屏幕)20反射出的显示光HK被导入与驾驶员UN的眼睛HT及其周边位置对应的可视区。驾驶员UN能够观察被组合器20反射出的显示光HK，换句话说作为处于车体2的前方的虚像的显示像IM。另一方面，驾驶员UN能够观察透过组合器20的外界光，换句话说前方景色等的实像。其结果，驾驶员UN能够观察与组合器20的背后的外界像重叠地通过组合器20的显示光HK的反射形成的包含驾驶关联信息的显示像(虚像)IM。
图2是对平视显示装置100进行放大后的剖视图。平视显示装置100中的描绘单元10具备：具有液晶显示面板11的描绘设备12、反射镜13以及壳体14。对于描绘设备12省略详细的说明，但除了液晶显示面板11以外，还具备使液晶显示面板11进行显示动作的显示驱动电路、射出用于照明液晶显示面板11的光的LED和其他光源、使来自这样的光源的光均匀化的均匀化光学系统等。反射镜13能够为凸面、凹面或者平面，在为曲面的情况下，并不局限于球面，能够为非球面、自由曲面等。壳体14具有使显示光HK通过的开口14a，在该开口14a能够配置薄膜或者薄板状的透光部件15。
组合器20是板状的部件，具有设置于观察者亦即驾驶员UN所处的观察侧或者车座6(参照图1A)侧的第一光学面21、和设置于反观察侧或者挡风玻璃8侧的第二光学面22。第一光学面21为凹的曲面，为非球面或者自由曲面。第二光学面22为凸的曲面(在从观察者侧观察的情况下为凹的曲面)，为非球面或者自由曲面。第一光学面21通过在作为基体材料的主体层20a上形成例如具有20～30％的反射率的半透半反镜涂层20b而得到，能够使显示光HK适度地反射并且使外界光GK透过所希望的程度。第二光学面22未形成防反射膜(或者反射防止涂层)而使主体层20a露出。在该情况下，能够省略反射防止涂层降低成本，并且抑制双重图像的产生。但是，在第二光学面22能够形成防反射膜或能够被保护涂层覆盖。
图3A～3C是组合器(屏幕)20的主视图、AA矢视剖面以及BB矢视剖面。组合器20被包含通过中心C1的光轴AX的虚拟的基准面SH1左右分割，具有左右对称的形状。组合器20被通过中心C1且水平延伸的虚拟的交叉面SH2上下分割，但未成为上下对称的形状。在这里，交叉面SH2为与基准面SH1正交并通过中心C1并且与αγ面平行的面。此外，在本说明书中，以通过组合器20的中心C1并被导入可视区SY(参照图4C)的中央的显示光HK为基准考虑光轴AX。另外，图示的组合器20仅示出光学的有效区域，也可以在有效区域的周围具有框部20z。换句话说，组合器20的中心C1为光学的中心，与轮廓的中心未必一致。
组合器20中横向D2的中央部亦即中央纵剖范围20i是组合器20与基准面SH1或通过中心C1的垂直面相交的部分。中央纵剖范围20i整体沿其长边方向弯曲，并沿相对于垂直的β轴向倾斜的纵向D1延伸。另外，横向D2上的一对周边部20j、20k分离在±α轴向的两端与中央纵剖范围20i大致平行地延伸，并且整体沿长边方向弯曲。
组合器20中纵向D1上的中央部亦即中央横剖范围20p是组合器20与交叉面SH2相交的部分，整体沿其长边方向弯曲。夹持中央横剖范围20p的上下一对端部20q、20r与中央横剖范围20p平行地沿横向D2延伸，并且整体沿长边方向弯曲。
组合器20通过在第一光学面21上的反射显示虚像，但也通过在第二光学面22上的反射二次形成虚像，为了防止通过这样的二次虚像形成双重图像，使二次虚像在尺寸和位置上与本来的虚像重叠。换句话说，使基于被第一光学面21反射出的一个显示光HK的虚像的尺寸和位置与基于透过第一光学面21被第二光学面22反射出的另一个显示光HK2的虚像的尺寸和位置一致。换言之，将从相同的显示点射出被第一光学面21反射出的显示光HK和透过第一光学面21被第二光学面22反射出的显示光HK2，以从与显示点对应的相同的虚像点射出的方式导入可视区SY侧。换句话说，引导为来自描绘单元10的向不同的方向射出的显示光HK、HK2从相同的虚像点射出。其结果，组合器20的剖面形状具有如下的特征。
首先，在组合器20中，主体层20a的厚度在横向D2上从中央到周边变薄。具体而言，例如在纵向D1的中央沿横向D2延伸的中央横剖范围20p，主体层20a的厚度在中心C1最厚，朝向横端区域SH21缓缓地变薄，在横端区域SH21最薄。上下的端部20q、20r也与中央横剖范围20p相同，在中央下部SH10和中央上部SH12最厚，朝向四角的横端下区域SH20或者横端上区域SH22缓缓地变薄，在横端下区域SH20或者横端上区域SH22最薄。以上，对于主体层20a的厚度而言，在与中心C1上的第一光学面21的法线NL方向(参照图3B)平行的方向上来考虑。
另外，在组合器20中，主体层20a的厚度在纵向D1上从与显示光HK斜入射的方向对应的下方的一端朝向上方的另一端变薄。由此，能够抑制在纵向D1的各部的双重图像的产生。具体而言，例如在横向D2的中央沿纵向D1延伸的中央纵剖范围20i，主体层20a的厚度在中央下部SH10最厚，朝向中心C1以及中央上部SH12缓缓地变薄，在中央上部SH12最薄。周边部20j、20k也与中央纵剖范围20i相同，在横端下区域SH20最厚，朝向横端区域SH21以及横端上区域SH22缓缓地变薄，在横端上区域SH22最薄。
进一步，中央纵剖范围20i内的主体层20a的厚度在纵向D1上的变化与周边部20j、20k的主体层20a的厚度在纵向D1上的变化不同。
图4A是对平视显示装置100的光学结构以及基于该结构的成像进行说明的剖视图，图4B是对被组合器20反射的显示光HK进行说明的剖视图。如图示那样，被组合器20反射出的显示光HK被导入驾驶员UN的眼睛HT。在这里，将显示光HK向组合器20的背后延长的虚像光线KK相对于驾驶员UN的眼睛HT在前方的规定位置形成显示像IM。此外，从眼睛HT到组合器20的距离d1依据车体2的规格，例如为0.5～1m左右，从组合器20到显示像IM的距离d2例如为1m左右以上，俯视显示像IM的俯角θ为10°～15°左右。另外，图4C所示的可视区SY被设定为覆盖标准的驾驶员UN的眼睛HT的位置，例如被设定为横10～15cm、纵5～8cm这样的尺寸。
配置于组合器20的眼睛HT侧的第一光学面21经由反射镜13将形成于液晶显示面板11的图像作为显示像IM以较少的失真投影至眼睛HT。此时，第一光学面21能够通过该光学面形状形成没有形变的显示像IM。另一方面，配置于组合器20的眼睛HT的相反侧的第二光学面22对通过第一光学面21而分支出的显示光HK进行部分反射。由于在分支后被背后的第二光学面22反射出的显示光(以下为了方便，称为副显示光HK2)通过第一光学面21入射至眼睛HT，所以具有与显示像IM重叠形成双重图像的可能性。然而，如果被第二光学面22反射出的副显示光HK2通过与原始的显示光HK的关联以从显示像IM上的相同点射出的方式行进，则基于显示光HK的虚像和基于副显示光HK2的虚像重叠能够避免双重图像的形成。换句话说，如图4B中概念性所示，显示光HK在原始的虚像光线KK的延长线上延伸，副显示光HK2在相对于原始的虚像光线KK形成微小角的其它的虚像光线KK2的延长线上延伸即可。此时，对于显示光HK和副显示光HK2的关系，在同时入射至驾驶员UN的眼睛HT的范围内考虑即可。为了像这样控制副显示光HK2的行进方向，以第一光学面21为基准调整第二光学面22的曲率或者倾斜角、主体层20a的厚度。其结果，如参照图3A～3C说明的那样，相当于第二光学面22和第一光学面21的间隔的主体层20a的厚度在横向D2上从中央朝向周边变薄，并且主体层20a的厚度在纵向D1上的变化在横向D2上的中央部和周边部不同。进一步，主体层20a的厚度在横向D2上的各位置，从纵向D1上的下端朝向上端变薄。
根据以上说明的第一实施方式的屏幕或者组合器20，由于主体层20a的厚度在与基准面SH1正交的横向D2或者α方向上从中央朝向周边变薄，并且主体层20a的厚度在与基准面SH1平行的纵向D1或者β方向上的变化在横向D2上在中央部和周边部不同，所以能够进一步抑制在中央以及周边的各部的双重图像的产生，并能够在可视区SY整个区域提高画质。
另外，根据第一实施方式的平视显示装置100，具备上述的屏幕或者组合器20，能够抑制中央以及周边的各部的双重图像的产生，并能够在可视区SY整个区域提高画质。
〔实施例〕
以下，示有本发明的平视显示装置的具体的实施例。
在以下所示的实施例的数据中，Si(i＝0，1，2，3，…)表示从形成显示像IM的虚像面侧开始数的第i个面(将显示像IM的虚像面设为第0个面)。接着与虚像面对应的第0面S0的第一面S1和第二面S2是虚拟的面，第三面S3相当于眼睛HT。
各面Si的配置分别根据面顶点坐标(x，y，z)和旋转角度(ADE)来确定。各面Si的面顶点坐标用将该面顶点作为局部正交坐标系(X，Y，Z)的原点，全局正交坐标系(x，y，z)中的局部正交坐标系(X，Y，Z)的原点的坐标(x，y，z)来表示(单位为mm)。另外，各面Si的倾斜度用围绕以该面顶点为中心的X轴的ADE或者旋转角度(X旋转)来表示。此外，旋转角度的单位为°，从X轴的正向观察逆时针方向的方向为X旋转的旋转角度的正向。另外，全局正交坐标系(x，y，z)为与眼睛HT或者眼睛平面(第三面S3)的局部正交坐标系(X，Y，Z)一致的绝对坐标系。即，各面Si的配置数据用以眼睛平面中心为原点的全局坐标系来表示。此外，在眼睛平面(第三面S3)中，从眼睛HT朝向组合器20的方向为+Z方向或者+z方向，相对于眼睛HT的上方为+Y方向或者+y方向，相对于眼睛HT的右方为+X方向或者+x方向。换句话说，X方向与图4A所示的α方向平行，Y方向与图4A所示的β方向平行。
在各实施例中，与组合器20对应的第四面S4和与反射镜13对应的第五面S5为自由曲面，该自由曲面形状通过将面的顶点设为原点、在光轴方向取Z轴、将与光轴垂直方向的高度设为X、Y，用以下的“式1”来表示。
〔式1〕
其中：
c：顶点曲率(c＝1/R)
k：圆锥常数或者锥形常数
Cj：XmYn的系数
R：Y曲率半径
以下，对本发明的平视显示装置的具体的实施例进行说明。
〔实施例1〕
将实施例1的平视显示装置的基本的规格示于以下的表1中。
〔表1〕
参照波长 520nm
可视区尺寸 X方向：-50mm～+50mm×Y方向：-14mm～+11mm
LCD尺寸 X方向：39.8mm×Y方向：22.4mm
将实施例1的光学面等的数据示于以下的表2。
〔表2〕
将实施例1的组合器部分的面数据示于以下的表3。表中的“＊”表示积，“^”表示取幂(在以下的实施例中也相同)。此外，构成组合器的一对面间隔为3.0mm，组合器的材料为聚碳酸酯(nd＝1.5869，vd＝30.0)，光学面尺寸在X方向上设为148mm、在Y方向上设为68mm。
〔表3〕
Cj 第一光学面(凹面) 第二光学面(凸面)
Y曲率半径R -4.099274E+02 -4.115342E+02
锥形常数 C1 -1.800271E-01 -5.858534E-01
X C2 0.000000E+00 0.000000E+00
Y C3 0.000000E+00 5.936875E-04
X^2 C4 4.868318E-04 4.855998E-04
X*Y C5 0.000000E+00 0.000000E+00
Y^2 C6 6.279177E-04 6.272233E-04
X^3 C7 0.000000E+00 0.000000E+00
X^2*Y C8 6.070492E-07 6.432424E-07
X*Y^2 C9 0.000000E+00 0.000000E+00
Y^3 C10 1.001214E-06 1.059070E-06
X^4 C11 1.817088E-09 1.817088E-09
X^3*Y C12 0.000000E+00 0.000000E+00
X^2*Y^2 C13 4.272311E-09 4.272311E-09
X*Y^3 C14 0.000000E+00 0.000000E+00
Y^4 C15 3.863658E-09 3.863658E-09
X^5 C16 0.000000E+00 0.000000E+00
X^4*Y C17 -8.761324E-12 -8.761324E-12
X^3*Y^2 C18 0.000000E+00 0.000000E+00
X^2*Y^3 C19 2.004210E-11 2.004210E-11
X*Y^4 C20 0.000000E+00 0.000000E+00
Y^5 C21 6.310483E-12 6.310483E-12
将实施例1的反射镜部分的面数据示于以下的表4。
〔表4〕
Cj 反射面
Y曲率半径R 9.500313E+02
锥形常数 C1 -3.205652E+01
X C2 0.000000E+00
Y C3 0.000000E+00
X^2 C4 -4.110722E-04
X*Y C5 0.000000E+00
Y^2 C6 -1.072301E-04
X^3 C7 0.000000E+00
X^2*Y C8 3.191371E-06
X*Y^2 C9 0.000000E+00
Y^3 C10 4.406605E-06
X^4 011 1.308794E-08
X^3*Y C12 0.000000E+00
X^2*Y^2 C13 8.932960E-10
X*Y^3 C14 0.000000E+00
Y^4 C15 -6.389405E-09
X^5 C16 0.000000E+00
X^4*Y C17 -2.825664E-10
X^3*Y^2 C18 0.000000E+00
X^2*Y^3 C19 1.226848E-10
X*Y^4 C20 0.000000E+00
Y^5 C21 9.147205E-11
图5A表示实施例1的组合器20的横剖面上的厚度，图5B表示实施例1的组合器20的纵剖面上的厚度。实施例1的组合器20的相对曲率较大，放大率较大。在图5A的图中，横轴表示横向坐标，纵轴表示组合器20的厚度。另外，在图5B中，横轴表示纵向坐标，纵轴表示组合器20的相对厚度。在图5B中用实线表示的曲线表示组合器20的横向D2上的中央的纵向D1的厚度变化，用虚线表示的曲线表示组合器20的横向D2上的周边的纵向D1的厚度变化。具体而言，实线表示图3A所示的组合器20的中央纵剖范围20i的厚度变化，虚线表示图3A所示的组合器20的周边部20j的厚度变化。如图5B可知，关于组合器20的主体层20a的厚度，对于纵向D1的厚度的变化率(绝对值)而言，同与一端对应的-Y或者下侧的端部20q(参照图3A)相比，与另一端对应的+Y或者上侧的端部20r(参照图3A)相对较大。另外，关于组合器20的主体层20a的纵向D1的厚度，对于纵向D1的厚度的变化率在上下两端的差而言，用虚线表示的周边部20j、20k比用实线表示的横向D2上的中央纵剖范围20i大。由此，能够进一步抑制横向D2的各部的双重图像的产生。进一步，对于以通过纵向D1的中央的中心C1沿横向D2延伸的中央横剖范围20p为基准的与主体层20a的一端对应的下侧的端部20q上的厚度、换句话说厚度增加量而言，在周边部即横端下区域SH20比横向D2上的中央部即中央下部SH10小R1。
参照图5C，对比较例1的组合器20的纵剖面上的厚度进行说明。在该情况下，组合器20的横向D2上的中央的沿着纵向D1的厚度变化(实线)和组合器20的横向D2上的周边的沿着纵向D1的厚度变化(虚线)一致。
图6A表示在可视区SY的中央观察利用实施例1的组合器20显示的格子图像的状态，图6B表示在可视区SY的斜上部分观察利用实施例1的组合器20显示的格子图像的状态。如图6A所示可知，在可视区SY的中央观察的图像用实线表示的基于主要的显示光HK的图像与用虚线表示的基于副显示光HK2的图像大致重叠，避免了双重图像的形成。另外，如图6B所示可知，在可视区SY的角落观察的图像用实线表示基于的主要显示光HK的图像和用虚线表示的基于副显示光HK2的图像也大致重叠，避免了双重图像的形成。
图6C表示在可视区SY的中央观察利用比较例1的组合器20显示的格子图像的状态，图6D表示在可视区SY的斜上部分观察利用比较例1的组合器20显示的格子图像的状态。如图6C所示可知，在可视区SY的中央观察的图像用实线表示的基于主要显示光HK的图像和用虚线表示的基于副显示光HK2的图像整体偏离而模糊，产生显著的双重图像。另外，如图6D所示可知，在可视区SY的角落观察的图像用实线表示的基于主要显示光HK的图像和用虚线表示的基于副显示光HK2的图像也整体偏离而模糊，产生了显著的双重图像。
〔实施例2〕
将实施例2的平视显示装置的基本的规格示于以下的表5所示。
〔表5〕
参照波长 520nm
可视区尺寸 X方向：-50mm～+50mm×Y方向：-15mm～+15mm
LCD尺寸 X方向：39.8mm×Y方向：22.4mm
将实施例2的光学面等的数据示于以下的表6。
〔表6〕
将实施例2的组合器部分的面数据示于以下的表7。此外，构成组合器的一对面间隔为3.0mm，组合器的材料为聚碳酸酯(nd＝1.5869，vd＝30.0)，光学面尺寸在X方向设为148mm，在Y方向设为73mm。
〔表7〕
Cj 第一光学面(凹面) 第二光学面(凸面)
Y曲率半径R ∞ ∞
锥形常数 C1 0.000000E+00 0.000000E+00
X C2 0.000000E+00 0.000000E+00
Y C3 0.000000E+00 9.217458E-04
X^2 C4 -1.084093E-03 -1.075852E-03
X*Y C5 0.000000E+00 0.000000E+00
Y^2 C6 -9.007398E-04 -8.967213E-04
X^3 C7 0.000000E+00 0.000000E+00
X^2*Y C8 7.552202E-07 7.417251E-07
X*Y^2 C9 0.000000E+00 0.000000E+00
Y^3 C10 1.514743E-06 1.482545E-06
X^4 C11 -2.394723E-10 -2.394723E-10
X^3*Y C12 0.000000E+00 0.000000E+00
X^2*Y^2 C13 -4.628489E-10 -4.628489E-10
X*Y^3 C14 0.000000E+00 0.000000E+00
Y^4 C15 -1.767370E-11 -1.767370E-11
X^5 C16 0.000000E+00 0.000000E+00
X^4*Y C17 -1.761966E-11 -1.761966E-11
X^3*Y^2 C18 0.000000E+00 0.000000E+00
X^2*Y^3 C19 4.162014E-11 4.162014E-11
X*Y^4 C20 0.000000E+00 0.000000E+00
Y^5 C21 -1.432843E-12 -1.432843E-12
将实施例2的反射镜部分的面数据示于以下的表8。
〔表8〕
Cj 反射面
Y曲率半径R 2.200309E+03
锥形常数 C1 4.820375E+01
X C2 0.000000E+00
Y C3 0.000000E+00
X^2 C4 -1.032779E-03
X*Y C5 0.000000E+00
Y^2 C6 -5.767935E-04
X^3 C7 0.000000E+00
X^2*Y C8 4.181558E-06
X*Y^2 C9 0.000000E+00
Y^3 C10 9.424649E-06
X^4 C11 1.534243E-08
X^3*Y C12 0.000000E+00
X^2*Y^2 C13 -1.059661E-08
X*Y^3 C14 0.000000E+00
Y^4 C15 -4.522601E-08
X^5 C16 0.000000E+00
X^4*Y C17 -6.555304E-10
X^3*Y^2 C18 0.000000E+00
X^2*Y^3 C19 8.533320E-10
X*Y^4 C20 0.000000E+00
Y^5 C21 -1.774170E-10
图7A表示实施例2的组合器20的横剖面上的厚度，图7B表示实施例2的组合器20的纵剖面上的厚度。实施例2的组合器20的相对曲率较小，放大率较小。在图7A的图中，横轴表示横向坐标，纵轴表示组合器20的厚度。另外，在图7B中，横轴表示纵向坐标，纵轴表示组合器20的相对厚度。在图7B中，用实线表示的曲线表示组合器20的横向D2上的中央的纵向D1的厚度变化，用虚线表示的曲线表示组合器20的横向D2上的周边的纵向D1的厚度变化。如图7B可知，关于组合器20的主体层20a的厚度，对于纵向D1的厚度的变化率(绝对值)而言，同与一端对应的-Y或者下侧的端部20q(参照图3A)相比，与另一端对应的+Y或者上侧的端部20r(参照图3A)相对较大。另外，关于组合器20的主体层20a的纵向D1的厚度，对于纵向D1的厚度的变化率的上下两端的差而言，用虚线表示的周边部20j、20k比用实线表示的横向D2上的中央纵剖范围20i大。进一步，对于以通过中心C1沿横向D2延伸的中央横剖范围20p为基准的与主体层20a的一端对应的下侧的端部20q的厚度，换句话说厚度增加量而言，横向D2上的周边部即横端下区域SH20比中央部即中央下部SH10小R1。
参照图7C，对比较例2的组合器20的纵剖面上的厚度进行说明。在该情况下，组合器20的横向D2上的中央的沿着纵向D1的厚度变化(实线)与组合器20的横向D2上的周边的沿着纵向D1的厚度变化(虚线)一致。
图8A表示在可视区SY的中央观察利用实施例2的组合器20显示的格子图像的状态，图8B表示在可视区SY的斜上部分观察利用实施例2的组合器20显示的格子图像的状态。如图8A所示可知，在可视区SY的中央观察的图像，用实线表示的基于主要显示光HK的图像和用虚线表示的基于副显示光HK2的图像大致重叠，避免了双重图像的形成。另外，如图8B所示可知，在可视区SY的角落观察的图像用实线表示的基于主要显示光HK的图像与用虚线表示的基于副显示光HK2的图像大致重叠，避免了双重图像的形成。
〔第二实施方式〕
以下，对第二实施方式的屏幕以及设置有该屏幕的平视显示装置进行说明。此外，第二实施方式的屏幕等是对第一实施方式的屏幕等进行变形所得的结构，未特别说明的事项与第一实施方式相同。
如图9A和9B所示，在设置有第二实施方式的屏幕的平视显示装置100的情况下，挡风玻璃8内置有较薄的中间层120，设置于挡风玻璃8的驾驶座正面的矩形的反射区域8d作为屏幕发挥功能。换句话说，本实施方式的屏幕为设置有反射显示光HK的虚像显示区域亦即反射区域8d的挡风玻璃8。
中间层120呈楔形，在上侧厚度增加。在图示的例子中，挡风玻璃8的内侧面作为第一光学面21发挥功能，中间层120的内侧面作为第二光学面22发挥功能。在该情况下，第一光学面21的形状能够通过挡风玻璃8的内侧面的成型、加工而在一定程度上进行调整，但其调整范围较小。第二光学面22的形状能够通过调整中间层120的配置、厚度来调整。
在第二实施方式中，通过适当地调整相对于第一光学面21的第二光学面22的间隔、倾斜度，副显示光HK2在相对于延长被第一光学面21反射出的显示光HK所得的虚像光线KK形成微小角，并且从相同的虚像点发出的其它的虚像光线KK2的延长线上延伸。由此，基于显示光HK的虚像和基于副显示光HK2的虚像以稍微偏离的状态重叠而能够避免形成双重图像。
在第二实施方式的情况下，第一光学面21和第二光学面22之间的主体层20a的厚度在横向D2上从中央朝向周边变薄。另外，主体层20a的厚度在纵向D1上从与显示光HK斜入射的方向对应的下方的一端朝向上方的另一端变薄。进一步，横向D2的中央的主体层20a的厚度在纵向D1上的变化与横向D2的周边的主体层20a的厚度在纵向D1上的变化不同。
〔第三实施方式〕
以下，对第三实施方式的屏幕以及设置有该屏幕的平视显示装置进行说明。此外，第三实施方式的屏幕等是对第一实施方式以及第二实施方式的屏幕等变形所得的结构，未特别说明的事项与第一实施方式等相同。
如图10所示，在设置有第三实施方式的屏幕的平视显示装置100的情况下，在设置于挡风玻璃8的驾驶座正面的矩形的反射区域8d的内侧粘贴有作为屏幕的组合器部分220。换句话说，本实施方式的屏幕为设置有反射显示光HK的虚像显示区域亦即反射区域8d的挡风玻璃8。
在图示的例子中，组合器部分220的内侧面作为第一光学面21发挥功能，挡风玻璃8的外侧面作为第二光学面22发挥功能。
在第三实施方式中，通过适当地调整相对于第一光学面21的第二光学面22的间隔、倾斜度，副显示光HK2在相对于延长被第一光学面21反射出的显示光HK所得的虚像光线KK形成微小角并且从相同的虚像点发出的其它的虚像光线KK2的延长线上延伸。由此，基于显示光HK的虚像和基于副显示光HK2的虚像以稍微偏离的状态重叠而能够避免形成双重图像。
在第三实施方式的情况下，第一光学面21和第二光学面22之间的合成的主体层220a的厚度在横向D2上从中央朝向周边变薄。另外，主体层220a的厚度在纵向D1上从与显示光HK斜入射的方向对应的下方的一端朝向上方的另一端变薄。进一步，横向D2的中央的主体层220a的厚度在纵向D1上的变化与横向D2的周边的主体层220a的厚度在纵向D1上的变化不同。
以上对实施方式的屏幕等进行了说明，但本发明的屏幕等并不限于上述的结构。例如，在第一实施方式中，能够为使平视显示装置100的配置上下反转，在挡风玻璃8的上部或者遮阳板位置配置组合器20的结构，在该情况下，在描绘单元10的斜下方前方配置组合器20。
组合器20的轮廓、反射区域8d的轮廓并不局限于矩形，能够为各种形状。
图2所示的描绘单元10仅仅是例示，能够省略反射镜13、或将液晶显示面板11置换为其他种类的显示元件。

Claims (12)

1.一种屏幕，是平视显示装置用的屏幕，
具备主体层，该主体层被在观察侧为凹的第一光学面和在反观察侧为凸的第二光学面夹持，
上述主体层的厚度在与基准面正交的横向上从中央朝向周边变薄，并且对于上述主体层的厚度在与上述基准面平行的纵向上的变化而言，在横向上在中央部和周边部不同。
2.根据权利要求1所述的屏幕，其中，
上述主体层的厚度从上述纵向上的一端朝向另一端变薄。
3.根据权利要求2所述的屏幕，其中，
对于上述主体层的厚度在上述纵向上的变化率而言，上述另一端比上述一端大。
4.根据权利要求3所述的屏幕，其中，
对于上述主体层的厚度在上述纵向上的变化率的两端上的差而言，上述横向上的周边部比中央部大。
5.根据权利要求4所述的屏幕，其中，
对于以通过上述纵向的中央沿上述横向延伸的中央横剖范围为基准的上述主体层的上述一端上的厚度增加量而言，上述横向上的周边部比中央部小。
6.根据权利要求2～5中任一项所述的屏幕，其中，
上述纵向的上述一端对应于显示光的斜入射的方向，上述纵向的上述另一端对应于显示光的斜入射的相反方向。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的屏幕，其中，
将来自描绘单元的向不同的方向射出的显示光引导为从相同的虚像点射出。
8.根据权利要求1～7中任一项所述的屏幕，其中，
是独立设置反射显示光的独立型的组合器。
9.根据权利要求8所述的屏幕，其中，
上述第二光学面未实施反射防止涂层。
10.根据权利要求1～7中任一项所述的屏幕，其中，
是设置有反射显示光的虚像显示区域的挡风玻璃。
11.一种平视显示装置，具备：
权利要求1～10中任一项所述的屏幕；和
描绘单元，向上述屏幕投影显示光。
12.根据权利要求11所述的平视显示装置，其中，
使基于被上述第一光学面反射出的显示光的虚像与基于透过上述第一光学面而被上述第二光学面反射出的显示光的虚像尺寸和位置一致。
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