[发明专利]信息显示装置以及该信息显示装置所使用的反射镜

说明书

是将虚像的影像信息显示于交通工具的前窗玻璃的信息显示装置和用于该信息显示装置的信息显示方法，所述信息显示装置具备：显示器，显示所述影像信息；以及虚像光学系统，通过使从所述显示器射出的光由所述前窗玻璃反射，从而使虚像显示于所述交通工具的前方，所述虚像光学系统包括凹面镜和光学元件，使反射膜形成于所述凹面镜的反射面，使防止吸湿的保护膜形成于对置的面。使将前述两个面进行连接的端面形成为曲面或者斜面，还形成于端面，从而阻挡水分，防止塑料的吸湿。

技术领域

本发明涉及将图像投影到汽车、电车、飞机等(以下，一般还称 为“交通工具”)的前窗玻璃(以下，还称为“车窗玻璃”或者“挡风玻 璃”)的信息显示装置以及信息显示方法，特别涉及透过该前窗玻璃 将该图像作为虚像进行观察的投影光学系统以及使用了该投影光学 系统的信息显示装置以及该信息显示装置所使用的反射镜。

背景技术

根据以下的专利文献1，已知有所谓的抬头显示器(HUD：Head －Up－Display)装置，在所述抬头显示器装置中，将影像光投射到 汽车的前窗玻璃、组合器而形成虚像，并显示路线信息、拥堵信息等 交通信息、燃料剩余量、冷却水温度等汽车信息。

在这种信息显示装置中，期望扩大驾驶员能够观察虚像的区域， 而另一方面，虚像的分辨率高、低畸变且视觉辨认性高也是重要的性 能要素。

抬头显示器装置必须具有前窗玻璃或者组合器作为对驾驶员提 供虚像的最终反射面，发明者们为了得到视觉辨认性高且良好的分辨 率性能和低畸变的影像，提出了如下建议：通过使作为形成虚像的光 学元件的凹面反射镜的形状形成为设计自由度大的偏心非球面形状、 或自由曲面形状，从而得到满足上述性能要素的抬头显示器装置。

为了得到上述偏心非球面镜、自由曲面镜，一般使用通过注塑成 形得到的塑料制镜。作为原材料的塑料材料因使用温度而产生膨胀及 收缩，所以反射面(镜)形状因温度变化而变化。进而由于吸湿也产 生尺寸变化，所以实际使用状态下的熟练使用成为课题。

作为用于降低上述形状变化的镜的原材料，已经提出了使用作为 超低吸湿原材料的环烯烃聚合物(日本ZEON：Zeonex(注册商标))、 环烯烃共聚物(三井化学：APEL(注册商标))。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2015-194707号公报

发明内容

利用实现现有技术的抬头显示器装置的凹面镜生成虚像的原理 是指如图11所示相对于凹面镜1’的光轴上的点O而在焦点F(焦点 距离f)的内侧配置物点AB，从而能够得到基于凹面镜1’的虚像。在 该图11中，为了便于说明，将凹面镜1’视为具有相同的正的折射力 的凸透镜，示出了物点、凸透镜(为了便于说明，在图11中，用凹 面镜进行表示)以及产生的虚像的关系。

在现有技术中，为了扩大能够看得到由凹面镜1’生成的虚像的范 围，使物点AB靠近焦点F而相对于物体尺寸AB使凹面镜变大即可， 但为了得到所期望的倍率，凹面镜的曲率半径变小，所以难以同时实 现它们。其结果，镜尺寸变小，放大率有效地大，但只能得到可观察 范围小的虚像。因此，为了同时满足(1)所期望的虚像尺寸和(2) 所需的虚像的倍率M＝b/a，需要使凹面镜的尺寸与观察范围相匹配并 与影像显示装置保持均衡地决定虚像的倍率。

因此，在现有技术中，提出了一种凹面镜，该凹面镜为了在所期 望的观察范围中没有畸变地得到大的虚像，结合使用多个凹面镜，为 了降低图像畸变、所产生的像差，将偏心非球面、自由曲面用作反射 面。然而，完全未记载具体如何实现具备具有偏心非球面形状、自由 曲面形状的反射面的反射镜。