現有申請的交叉引用

本申請基于2016年3月29日提交的日本專利申請(申請no.2016-065763)并且要求其優先權，該專利申請的全部內容通過引用并入本文。

本發明涉及一種車輛用投影顯示設備，該車輛用投影顯示設備通過使用例如設置在車輛中的駕駛員前方的擋風玻璃(窗玻璃)的光反射來進行顯示。

背景技術：

在顯示諸如車輛速度和導航系統上的引導顯示這樣的車輛中的駕駛員所要求的信息的情況下，在有些場合已經使用了平視顯示(hud)裝置來提高當駕駛員在駕駛期間觀看顯示時的顯示的可視性。

在用于一般車輛的平視顯示裝置中，形成光路，使得將包括要顯示的各種信息的光的圖像從hud單元投射到前擋風玻璃或稱為組合器的反射板，并且使得由前擋風玻璃等反射的光指向駕駛員的視點。因此，在通過前擋風玻璃視覺識別車輛的前方的景色的同時，駕駛員能夠將反射到擋風玻璃等上的hud單元的顯示視覺識別為虛像。也就是說，在維持通常的駕駛狀態而不移動視線的同時，駕駛員能夠憑借hud單元的顯示而視覺識別各種信息。

然而，如在hud單元中的情況一樣，在用于通過使用在擋風玻璃的面上的光的反射來投射顯示圖像的裝置中，可能在要由駕駛員視覺識別的圖像中發生扭曲。換句話說，因為圖像由于光在擋風玻璃的面上在傾斜方向上反射而變形，并且因為擋風玻璃的面自身具有逐漸彎曲的形狀，所以在圖像中發生扭曲。此外，由于擋風玻璃相對于水平面(或垂直面)的曲率和傾斜角度與在擋風玻璃上的位置相對應而不同，所以可能根據情況而在要被視覺識別的顯示圖像中發生各種類型的扭曲，從而不利地影響可視性。而且，在hud單元使用放大光學系統投射圖像的情況下，由于包含在該光學系統中的透鏡和反射鏡的曲面的影響而發生像差(aberration)。

已知由于車輛的擋風玻璃和hud光學系統而產生像差是在顯示圖像(虛像)中發生扭曲的因素。此外，在各種像差中，將由于“像面曲率”引起的顯示圖像(虛像)的三維扭曲帶來的像差假設為降低顯示質量的因素。

為了校正顯示圖像中的這種扭曲，例如，可以利用在其光學系統中采用非球面鏡的顯示系統。另外，存在將預先已經扭曲的圖像顯示在顯示裝置的顯示面上從而得到期望圖像(虛像)的情況。

此外，例如，已經在jp-a-2013-25205中公開了用于校正由于像面彎曲而引起的虛像的三維扭曲的技術。在根據jp-a-2013-25205的平視顯示裝置中，從激光掃描儀出射的激光投射到屏幕的圖像形成面上。圖像形成面上的圖像的光在漫射的同時被反射，并且經由凹面鏡和擋風玻璃的投影面指向眼點。而且，屏幕的圖像形成面具有在要形成的圖像的水平方向上彎曲的凸狀，并且該形狀用于校正由于凹面鏡的反射面的彎曲和擋風玻璃的投影面的彎曲而引起的虛像的像面彎曲。

另外，在根據jp-a-2010-224016的圖像顯示裝置中，平凸柱面鏡設置在與用于顯示二維圖像的顯示裝置的顯示面相鄰的位置處，并且該圖像顯示裝置構造為，使得由于該柱面鏡的光學作用引起的顯示面的表面(apparent)彎曲與由于凹面鏡而發生的像面彎曲互相抵消，從而減小像面彎曲。

而且，根據jp-a-2004-130892的車輛用顯示裝置公開了能夠在視野內的視覺識別范圍中進行位置調整的技術。

技術實現要素：

在采用非球面鏡作為hud光學系統的反射鏡的情況下，能夠減小由于反射鏡自身的特性而發生的像差，并且能夠校正由于車輛的擋風玻璃的反射面的特性而引起的像差。然而，即使使用非球面鏡，也不能校正像面彎曲，即，三維扭曲。

此外，在要顯示在內置于hud單元中的顯示裝置的顯示面上的圖像已經預先扭曲的情況下，能夠在一定程度上校正要在眼點處被視覺識別的虛像中的扭曲。然而，由于顯示裝置的顯示面通常是平坦的，所以即使要顯示在顯示面上的圖像已經扭曲，也僅能夠校正要顯示的虛像的平面扭曲。也就是說，由于不能校正圖像的在深度方向(當投射圖像時的光軸的方向)上的扭曲，所以不能校正由于“像面彎曲”而引起的顯示圖像(虛像)的三維扭曲。

在采用如在jp-a-2013-25205的情況中一樣的圖像投射到的屏幕的情況下，屏幕的面能夠彎曲。因此，屏幕的面的彎曲形狀能夠減小由于擋風玻璃等的特性而發生的“像面彎曲”所導致的顯示圖像(虛像)的三維扭曲。

然而，由于在投影儀等中要采用的屏幕的面是漫反射面，所以要投射到屏幕的顯示圖像的光漫射。結果，存在這樣的問題：光的利用效率降低，并且在光源中產生額外的電力消耗和發熱。此外，在諸如太陽光這樣的外部光進入屏幕的面的情況下，由于該外部光散射，所以存在顯示光的可視性劣化的問題。

再者，同樣在采用根據jp-a-2010-224016的技術的情況下，能夠減小由于像面彎曲而引起的三維扭曲。然而，在根據jp-a-2010-224016的技術中，由于柱面鏡設置在與顯示裝置的顯示面相鄰的位置處，所以hud光學系統使用具有相對于顯示裝置的顯示面的大出射角的光線。因此，在使用諸如tn液晶(扭曲向列相液晶)這樣的具有小的可視角度并且具有根據觀看角度而顯著改變的亮度特性的顯示裝置的情況下，難以獲得在hud單元的虛像顯示中的良好的亮度特性。因此，在根據jp-a-2010-224016的技術中，凹面菲涅耳透鏡設置在顯示裝置的顯示面與柱面鏡的平坦面之間，以提高顯示特性。然而，不可避免地，圖像顯示裝置的結構變得復雜化。

已經考慮到上述情況做出了本發明，并且本發明的目的是提供一種車輛用投影顯示設備，該車輛用投影顯示設備能夠在不使用屏幕的情況下減小由于擋風玻璃和hud光學系統中的其它部件而發生的“像面彎曲”的影響，并且能夠在不使得裝置的結構復雜化的情況下提高顯示質量。

下面描述車輛用投影顯示設備的方面：

(1)一種車輛用投影顯示設備，包括：

中間圖像形成光學部件，該中間圖像形成光學部件包括光學透鏡、凸面鏡和凹面鏡中的至少一者，并且具有用于透過或反射光的面；

顯示裝置，該顯示裝置設置成將包括顯示圖像的光投射到所述中間圖像形成光學部件，并且在比所述中間圖像形成光學部件的焦點更靠近所述中間圖像形成光學部件的位置處，將所述顯示圖像的中間圖像形成為虛像，或者在比所述中間圖像形成光學部件的所述焦點更加遠離所述中間圖像形成光學部件的位置處，將所述中間圖像形成為實像，以及

hud光學系統，該hud光學系統接收經由所述中間圖像形成光學部件的由所述中間圖像形成光學部件形成的所述中間圖像的光，該hud光學系統將所述光引導至車輛的擋風玻璃的反射面或所述擋風玻璃的附近的光反射部件，并且該hud光學系統投射所述光，從而使得由所述反射面反射的所述光的顯示圖像能夠在預定的眼點處被視覺識別為虛像，

其中，所述中間圖像形成光學部件在所述中間圖像的至少一部分從平坦面彎曲的狀態下，相對于所述顯示裝置形成所述中間圖像。

(2)根據上述條目(1)的車輛用投影顯示設備，

其中，所述hud光學系統包括放大要投射的圖像的凹面鏡，

其中，所述中間圖像形成光學部件包括凸面鏡，所述凸面鏡具有與所述hud光學系統的所述凹面鏡的凹面對置的面的中央部相對于所述面的外周部突出的形狀，并且通過所述中間圖像形成光學部件形成的所述中間圖像是虛像，并且

其中，所述中間圖像的彎曲狀態具有如下形狀：其校正由于包括在所述hud光學系統中的曲面和所述車輛的所述擋風玻璃的表面形狀中的至少一者的影響而發生的像面彎曲的像差。

(3)根據上述條目(1)的車輛用投影顯示設備，

其中，所述hud光學系統包括放大要投射的圖像的第一凹面鏡，

其中，所述中間圖像形成光學部件包括第二凸面鏡，所述第二凸面鏡具有與所述第一凹面鏡的凹面對置的面的外周部比所述面的中央部更突出的形狀，并且通過所述中間圖像形成光學部件形成的所述中間圖像是實像，并且

其中，所述中間圖像的彎曲狀態具有如下形狀：其校正由于包括在所述hud光學系統中的曲面和所述車輛的所述擋風玻璃的表面形狀中的至少一者的影響而發生的像面彎曲的像差。

(4)根據上述條目(1)的車輛用投影顯示設備，

其中，所述hud光學系統包括放大要投射的圖像的凹面鏡，

其中，所述中間圖像形成光學部件包括一個以上的凸面，所述一個以上的凸面具有其中央部比其外周部更突出的形狀，并且通過所述中間圖像形成光學部件形成的所述中間圖像是實像，并且

其中，所述中間圖像的彎曲狀態具有如下形狀：其校正由于包括在所述hud光學系統中的曲面和所述車輛的所述擋風玻璃的表面形狀中的至少一者的影響而發生的像面彎曲的像差。

(5)根據上述條目(1)至(4)的任意一項的車輛用投影顯示設備，

其中，確定設置所述中間圖像形成光學部件的位置，并且確定所述中間圖像形成光學部件的光學特性，使得經由包括所述擋風玻璃或在所述擋風玻璃附近的反射面、所述hud光學系統和所述中間圖像形成光學部件的光學系統而形成在所述眼點的位置處的圖像設置在包括所述中間圖像形成光學部件的所述焦點的平面的附近。

利用具有上述條目(1)中所述的構造的車輛用投影顯示設備，由于中間圖像形成為彎曲狀態，所以能夠校正由于車輛的擋風玻璃和hud光學系統而發生的“像面彎曲”。此外，由于中間圖像形成光學部件透過或反射中間圖像的光，并且將該光直接傳輸到hud光學系統，所以提高了光傳輸效率。而且，由于不使用光散射屏幕，所以該車輛用投影顯示設備難以受到諸如太陽光這樣的外部光的影響。而且，由于不要求中間圖像形成光學部件必須設置在顯示裝置的附近，所以能夠使用具有小的出射角度并且從顯示裝置的顯示面出射的光，并且能夠防止要顯示的圖像的亮度特性的劣化。

利用上述條目(2)中所述的構造的車輛用投影顯示設備，由用作中間圖像形成光學部件的凸面鏡形成的中間圖像是在與hud光學系統的凹面鏡的彎曲方向相同的方向上彎曲的虛像。因此，能夠通過中間圖像的彎曲形狀來校正由于hud光學系統的凹面鏡的曲面的影響而發生的像面彎曲的像差。

利用具有上述條目(3)中所述的構造的車輛用投影顯示設備，由用作中間圖像形成光學部件的第二凹面鏡形成的中間圖像是在與hud光學系統的第一凹面鏡的彎曲方向相同的方向上彎曲的實像。因此，能夠通過中間圖像的彎曲形狀來校正由于hud光學系統的第一凹面鏡的曲面的影響而發生的像面彎曲的像差。

利用具有上述條目(4)中所述的構造的車輛用投影顯示設備，由用作中間圖像形成光學部件的凸面形成的中間圖像是在與hud光學系統的凹面鏡的彎曲方向相同的方向上彎曲的實像。因此，能夠通過中間圖像的彎曲形狀來校正由于hud光學系統的凹面鏡的曲面的影響而發生的像面彎曲的像差。

利用具有在上述條目(5)中描述而構造的車輛用投影顯示設備，具有小的出射角度并且從顯示裝置的顯示面出射的光能夠形成光路，使得在眼點的附近形成圖像。因此，即使在顯示裝置的角度小的情況下，也能夠將要投射的圖像的亮度特性維持在良好狀態。

利用根據本發明的方面的車輛用投影顯示設備，能夠在不使用屏幕的情況下減小由于擋風玻璃或hud光學系統中的其它部件而發生的“像面彎曲”的影響。此外，能夠提高裝置的顯示質量，與此同時，抑制構成裝置的部件的數量的增加。

以上已經簡要描述了本發明的方面。而且，通過參考附圖閱讀下面描述的用于實施本發明的實施方式(在下文中稱為“實施例”)，本發明的細節將更加清晰。

附圖說明

圖1是示出根據本發明的實施例的車輛用投影顯示設備的整體構造和裝置中的光路的視圖；

圖2是示出圖1所示的凸面鏡、物體與中間圖像之間的關系的光路圖；

圖3是示出要在變形例1中使用的凹面鏡、物體與中間圖像之間的關系的光路圖；

圖4是示出要在變形例2中使用的凸透鏡、物體與中間圖像之間的關系的光路圖；

圖5是根據變形例2的車輛用投影顯示設備中的光路圖。

具體實施方式

下面將參考各個附圖描述根據本發明的具體實施例。

首先，將描述車輛用投影顯示設備的構造實例。圖1示出從側面觀看配備有車輛用投影顯示設備，即，hud單元100的車輛的情況下的車輛用投影顯示設備的各個部件的位置關系。

圖1所示的hud單元100容納在車輛的儀表板的內側，并且被構造為能夠從形成在儀表板的上面的一部分中的開口部70向上出射包括顯示圖像的光。

顯示裝置20、凸面鏡30、凹面鏡50、和未示出的顯示控制部設置在hud單元100的內部。顯示裝置20可以是諸如透過型液晶顯示面板這樣的顯示裝置，或者內置有光源和用于投射顯示光的光學系統，并且在圖1所示的顯示裝置20的位置處具有屏幕的投影儀，雖然未示出這樣的顯示裝置和投影儀。

顯示裝置20內部的顯示裝置具有能夠顯示任意二維圖像的顯示面。在一般顯示裝置的情況下，其顯示面是平坦的。對于車輛駕駛有用的信息，例如，諸如車輛速度值和“km/h”這樣的文字信息根據需要顯示在顯示裝置的顯示面上。

包括顯示在顯示裝置20的顯示面上顯示的二維顯示圖像的光從顯示裝置20發射到凸面鏡30，由凸面鏡30的面反射到凹面鏡50，由凹面鏡50的面反射，并且從開口部70出射，如圖1所示。從開口部70出射的光由擋風玻璃ws的面反射到眼點ep。眼點(eyepoint)ep是假設駕駛員的實際視點(viewpoint)存在而設計的點或區域。

因此，駕駛員能夠在眼點ep的位置處視覺識別由hud單元100投射的顯示圖像。要由駕駛員實際視覺識別的顯示圖像60在擋風玻璃ws的前方的預定位置處形成為虛像。由于凹面鏡50具有光學放大系數，所以凹面鏡能夠以放大狀態投射要由駕駛員視覺識別的顯示圖像。

雖然在圖1所示的實例中，從hud單元100出射的光由擋風玻璃ws的面反射，但是可以使用被稱為組合器或半反射鏡的光學反射部件代替擋風玻璃ws。

接著，將描述凸面鏡30的光路。在圖1所示的車輛用投影顯示設備200中，hud單元100內部的凸面鏡30具有形成特別的中間圖像40的功能，用于校正由于凹面鏡50的曲面和擋風玻璃ws上的反射面的形狀的影響而導致的在顯示圖像60中產生的三維像面彎曲。

圖2示出圖1所示的凸面鏡30、物體與中間圖像40之間的關系。在圖2中，點f1表示凸面鏡30的焦點，并且點c表示凸面鏡30的球心。雖然為了有助于理解裝置的操作原理而假設凸面鏡30在圖2中具有單一的曲率半徑，但是鏡子的形狀可以根據需要而改變。

在顯示裝置20的面平坦的情況下，由于圖像顯示在顯示裝置的平坦的顯示面上，所以平坦的光學圖像進入凸面鏡30，如圖2中的“物體”所示。在該“物體”靠近凸面鏡30的情況下，“物體”的中間圖像40在比焦平面31更靠近凸面鏡30的位置處形成為虛像，該焦平面31用作包括凸面鏡30的焦點f1并且與圖2所示的凸面鏡30的光軸垂直的平面。

此外，由于凸面鏡30的反射面是彎曲的，所以中間圖像40具有與通過彎曲“物體”的平坦面而得到的形狀相似的彎曲形狀。也就是說，像凸面鏡30的彎曲形狀一樣，中間圖像40的彎曲形狀是這樣的形狀：其中，彎曲形狀的中央部比該彎曲形狀的外周部更向凸面鏡30的反射面側突出。

在圖1所示的車輛用投影顯示設備200中，由凸面鏡30形成的中間圖像40的光學圖像(虛像)經由凸面鏡30被引導至凹面鏡50的面。中間圖像40在與凹面鏡50的反射面相同的方向上彎曲。也就是說，雖然凹面鏡50的反射面的中央部相對于其外周部凹入，但是與中間圖像40的外周部相比，中間圖像40的中央部向凹面鏡50的反射面側突出地彎曲。

接著，將描述像面彎曲及其校正。當假設不形成圖1所示的特別的中間圖像40時，在顯示裝置20的面平坦的情況下，由于具有曲面的凹面鏡50的反射面的形狀的影響，導致顯示圖像(虛像)的圖像形成位置是彎曲面而不是平坦面上的位置。因此，在駕駛員視覺識別顯示圖像60的情況下，發生像面彎曲的像差，并且發生在光軸的深度方向(z方向)上的扭曲。

另一方面，在圖1所示的車輛用投影顯示設備200中，由于通過凸面鏡30從顯示裝置20形成彎曲的中間圖像40，所以顯示圖像60也受到中間圖像40的形狀的影響。此外，由于中間圖像40的形狀在與凹面鏡50的反射面的彎曲方向相同的方向上彎曲，所以中間圖像40的形狀的影響發揮作用，從而抵消由于凹面鏡50的曲面的影響而產生的像面彎曲。也就是說，顯示圖像60不是形成為彎曲的而是形成為平坦的，從而校正像面彎曲。

然而，實際上，擋風玻璃ws的面一般是彎曲的。因此，有時可能由于擋風玻璃ws的曲面的影響而發生像面彎曲。從而，要求考慮凹面鏡50的影響和擋風玻璃ws的影響二者來確定中間圖像40的彎曲形狀。結果，還能夠校正由于擋風玻璃ws的形狀的影響而產生的像面彎曲。

接著，將描述顯示裝置20的入射角的影響和顯示裝置的顯示質量的提高。

在圖1所示的顯示裝置20是例如tn液晶顯示裝置的情況下，其視角小。因此，在使用具有大的出射角度并且從顯示裝置出射的光束的情況下，顯示的亮度特性根據出射角度而顯著變化，并且顯示質量可能降低。

因此，即使在采用具有小的視角的顯示裝置的情況下，也能夠通過僅使用具有小的出射角度并且從顯示裝置20出射的光束來防止顯示質量降低。在圖1所示的車輛用投影顯示設備200中，已經預先調整了光學系統的特性和設置凸面鏡30的位置，使得通過僅使用具有小的出射角度并且從顯示裝置出射的光束來顯示顯示圖像(虛像)60。

更具體地，整個光路形成為使得眼點ep處的圖像經過例如光束l1、l2和l3的路徑，由擋風玻璃ws的面反射，并且由凹面鏡50的面反射，而后在包括凸面鏡30的焦點f1的焦平面31的附近形成為圖像32。

因此，由于凸面鏡30的光學特性的影響，導致對于要在眼點ep的位置處由駕駛員視覺識別的圖像，僅使用從顯示裝置20出射的光束之中的具有小的出射角度的光束。因此，即使在采用具有小的視角的顯示裝置的情況下，也能夠抑制亮度特性的變化，并且能夠防止諸如對比度的降低這樣的顯示質量的劣化。

<變形例1>

圖3示出要在變形例1中使用的凹面鏡30b、物體與中間圖像之間的位置關系。也就是說，在變形例1中，使用圖3所示的凹面鏡30b代替圖1所示的凸面鏡30。

而且，在變形例1中，光路形成為使得與圖3所示的“物體”相對應的顯示裝置20設置在比焦平面更加遠離凹面鏡30b的反射面的位置處，該焦平面包括凹面鏡30b的焦點f2，如圖3所示。圖3中的點c表示凸面鏡30b的反射面的球心。

在變形例1中，如圖3所示，中間圖像40b在比凹面鏡30b的焦點f2更加遠離凹面鏡30b的反射面的位置處形成為實像。中間圖像40b的光束，即，實像被引導至圖1所示的凹面鏡50，并且顯示圖像的光束進一步經由凹面鏡50的反射面和擋風玻璃ws的面被引導至眼點ep。

中間圖像40b，即，實像在與凹面鏡30b的反射面的方向相反的方向上彎曲，如圖3所示。因此，在設置凹面鏡30b代替圖1所示的凸面鏡30的情況下，在與凹面鏡50的反射面的彎曲方向相同的方向上彎曲的中間圖像40b形成在與圖1所示的中間圖像40相對應的位置處。

因此，同樣在變形例1中，如在圖1所示的構造的情況中一樣，能夠通過中間圖像40的彎曲形狀而抵消由于凹面鏡50的反射面的曲面形狀而發生的像面彎曲。另外，同樣在變形例1中，如在圖1所示的構造的情況中一樣，能夠抑制顯示圖像60中的亮度特性的變化，并且能夠通過形成光路使得眼點ep處的圖像32形成在凹面鏡30b的焦平面31的附近，而防止諸如對比度的下降這樣的顯示質量的劣化。

<變形例2>

圖4示出要在變形例2中使用的凸透鏡30c、物體與中間圖像之間的位置關系。此外，圖5示出根據變形例2的車輛用投影顯示設備的光路。

也就是說，在變形例2中，使用圖4所示的凸透鏡30c代替圖1所示的凸面鏡30，并且如圖5所示地形成光路。凸透鏡30c的兩個面可以具有凸狀，或者僅其一個面可以具有凸狀并且另一個面可以具有平面狀。

而且，在變形例2中，光路如圖5所示地形成，使得與圖4所示的“物體”相對應的顯示裝置20設置在比焦平面更加遠離凸透鏡30c的位置處，該焦平面包括凸透鏡30c的焦點f3a，如圖4所示。

在變形例2中，如圖4所示，中間圖像40c在比凸透鏡30c的焦點f3b更加遠離凸透鏡30c的位置處形成為實像。中間圖像40c，即，實像的光束被引導至圖5所示的凹面鏡50，并且顯示圖像的光束進一步經由凹面鏡50的反射面和擋風玻璃ws的面被引導至眼點ep。

中間圖像40c，即，實像在與凹面鏡50的反射面的彎曲方向相同的方向上彎曲，如圖4和5所示。也就是說，在與凹面鏡50的反射面的彎曲方向相同的方向上彎曲的中間圖像40c形成在圖5所示的位置處。

因此，同樣在變形例2中，如在圖1所示的構造的情況中一樣，能夠通過中間圖像40c的彎曲形狀而抵消由于凹面鏡50的反射面的彎曲形狀而發生的像面彎曲。另外，同樣在變形例2中，如在圖1所示的構造的情況中一樣，能夠抑制顯示圖像60中的亮度特性的變化，并且能夠通過形成光路使得眼點ep處的圖像32形成在凸透鏡30c的焦平面的附近，而防止諸如對比度的降低這樣的顯示質量的劣化。

在圖5所示的構造中，在將顯示裝置20設置成使得其顯示面比凸透鏡30c的焦平面更靠近凸透鏡30c的情況下，中間圖像，即，彎曲的虛像能夠形成在凸透鏡30c與顯示裝置之間的位置處，并且能夠通過將中間圖像的光學圖像引導至凹面鏡50而如在圖1所示的構造的情況一樣地減小像面彎曲。然而，在凸透鏡30c靠近顯示裝置的情況下，由于使用具有大的出射角度并且從顯示裝置發出的光束，所以對比度可能降低。

如上所述，在圖1中示出以及變形例1和變形例2中描述的所有構造中，能夠減小由于凹面鏡50和擋風玻璃ws的反射面的形狀而發生的像面彎曲的三維扭曲，從而能夠提高要視覺識別的顯示圖像(虛像)60的顯示質量。另外，在光路形成為使得眼點位置處的圖像32形成在用于形成中間圖像的凸透鏡30等的焦平面31的附近的情況下，僅具有小的出射角度并且從顯示裝置出射的光束能夠用于顯示圖像60的顯示，從而即使在使用具有小的視角的顯示裝置的情況下，也能夠防止顯示質量的惡化。

在下面的條目[1]至[5]中簡要概括并且列出了上述根據本發明的實施例的車輛用投影顯示設備。

[1]一種車輛用投影顯示設備，包括：

中間圖像形成光學部件(凸面鏡30、凹面鏡30b或凸透鏡30c)，該中間圖像形成光學部件包括光學透鏡、凸面鏡和凹面鏡中的至少一者，并且具有用于透過或反射光的面；

顯示裝置(20)，該顯示裝置設置成將包括顯示圖像的光投射到所述中間圖像形成光學部件，并且在比所述中間圖像形成光學部件的焦點(f1)更靠近所述中間圖像形成光學部件的位置處，將所述顯示圖像的中間圖像(40、40b、40c)形成為虛像，或者在比所述中間圖像形成光學部件的所述焦點(f2、f3)更加遠離所述中間圖像形成光學部件的位置處，將所述中間圖像形成為實像，和

hud光學系統(凹面鏡50)，該hud光學系統接收經過所述中間圖像形成光學部件的由所述中間圖像形成光學部件形成的所述中間圖像的光，該hud光學系統將所述光引導至車輛的擋風玻璃的反射面或所述擋風玻璃的附近的光反射部件，并且該hud光學系統投射所述光，從而使得由所述反射面反射的所述光的顯示圖像能夠在預定的眼點處被視覺識別為虛像，

其中，在所述中間圖像的至少一部分從平坦面彎曲的狀態下，所述中間圖像形成光學部件相對于所述顯示裝置形成所述中間圖像。

[2]根據上述條目[1]的車輛用投影顯示設備，

其中，所述hud光學系統包括放大要投射的圖像的凹面鏡(凹面鏡50)，

其中，所述中間圖像形成光學部件包括凸面鏡(凸面鏡30)，所述凸面鏡具有其中與所述hud光學系統的所述凹面鏡的凹面對置的面的中央部相對于所述面的外周部突出的形狀，并且通過所述中間圖像形成光學部件形成的所述中間圖像(40)是虛像，并且

其中，所述中間圖像的彎曲狀態具有如下形狀：其校正由于包括在所述hud光學系統中的曲面和所述車輛的所述擋風玻璃的表面形狀中的至少一者的影響而發生的像面彎曲的像差。

[3]根據上述條目[1]的車輛用投影顯示設備，

其中，所述hud光學系統包括放大要投射的圖像的第一凹面鏡(凹面鏡50)，

其中，所述中間圖像形成光學部件包括第二凸面鏡(凸面鏡30b)，所述第二凸面鏡具有其中與所述第一凹面鏡的凹面對置的面的外周部比所述面的中央部更突出的形狀，并且通過所述中間圖像形成光學部件形成的所述中間圖像(40b)是實像，并且

其中，所述中間圖像的彎曲狀態具有如下形狀：其校正由于包括在所述hud光學系統中的曲面和所述車輛的所述擋風玻璃的表面形狀中的至少一者的影響而發生的像面彎曲的像差。

[4]根據上述條目[1]的車輛用投影顯示設備，

其中，所述hud光學系統包括放大要投射的圖像的凹面鏡(凹面鏡50)，

其中，所述中間圖像形成光學部件包括一個以上的凸面(凸透鏡30c)，所述一個以上的凸面具有其中央部比其外周部更突出的形狀，并且通過所述中間圖像形成光學部件形成的所述中間圖像(40c)是實像，并且

其中，所述中間圖像的彎曲狀態具有如下形狀：其校正由于包括在所述hud光學系統中的曲面和所述車輛的所述擋風玻璃的表面形狀中的至少一者的影響而發生的像面彎曲的像差。

[5]根據上述條目[1]至[4]的任意一項的車輛用投影顯示設備，

其中，確定設置所述中間圖像形成光學部件的位置并且確定所述中間圖像形成光學部件的光學特性，使得經由包括所述擋風玻璃或在擋風玻璃附近的反射面、所述hud光學系統和所述中間圖像形成光學部件的光學系統而形成在所述眼點的位置處的圖像(32)設置在包括所述中間圖像形成光學部件的所述焦點的平面(焦平面31)的附近。