[發明專利]信息顯示裝置以及該信息顯示裝置所使用的反射鏡

有效

• 申請號: 201980061246.0
• 申請日: 2019-07-18
• 公開（公告）號: CN112740095B
• 公開（公告）日: 2023-03-07
• 發明（設計）人: 平田浩二;谷津雅彥;加藤修二;杉山壽紀;阿部通明;川和英司;梶川啟之
• 申請（專利權）人: 麥克賽爾株式會社
• 主分類號: G02B27/01
• 分類號: G02B27/01;B60K35/00;G02B5/08;G02B5/10
• 代理公司: 中國貿促會專利商標事務所有限公司 11038
• 代理人: 孫蕾

是將虛像的影像信息顯示于交通工具的前窗玻璃的信息顯示裝置和用于該信息顯示裝置的信息顯示方法，所述信息顯示裝置具備：顯示器，顯示所述影像信息；以及虛像光學系統，通過使從所述顯示器射出的光由所述前窗玻璃反射，從而使虛像顯示于所述交通工具的前方，所述虛像光學系統包括凹面鏡和光學元件，使反射膜形成于所述凹面鏡的反射面，使防止吸濕的保護膜形成于對置的面。使將前述兩個面進行連接的端面形成為曲面或者斜面，還形成于端面，從而阻擋水分，防止塑料的吸濕。

技術領域

本發明涉及將圖像投影到汽車、電車、飛機等(以下，一般還稱 為“交通工具”)的前窗玻璃(以下，還稱為“車窗玻璃”或者“擋風玻 璃”)的信息顯示裝置以及信息顯示方法，特別涉及透過該前窗玻璃 將該圖像作為虛像進行觀察的投影光學系統以及使用了該投影光學 系統的信息顯示裝置以及該信息顯示裝置所使用的反射鏡。

背景技術

根據以下的專利文獻1，已知有所謂的抬頭顯示器(HUD：Head －Up－Display)裝置，在所述抬頭顯示器裝置中，將影像光投射到 汽車的前窗玻璃、組合器而形成虛像，并顯示路線信息、擁堵信息等 交通信息、燃料剩余量、冷卻水溫度等汽車信息。

在這種信息顯示裝置中，期望擴大駕駛員能夠觀察虛像的區域， 而另一方面，虛像的分辨率高、低畸變且視覺辨認性高也是重要的性 能要素。

抬頭顯示器裝置必須具有前窗玻璃或者組合器作為對駕駛員提 供虛像的最終反射面，發明者們為了得到視覺辨認性高且良好的分辨 率性能和低畸變的影像，提出了如下建議：通過使作為形成虛像的光 學元件的凹面反射鏡的形狀形成為設計自由度大的偏心非球面形狀、 或自由曲面形狀，從而得到滿足上述性能要素的抬頭顯示器裝置。

為了得到上述偏心非球面鏡、自由曲面鏡，一般使用通過注塑成 形得到的塑料制鏡。作為原材料的塑料材料因使用溫度而產生膨脹及 收縮，所以反射面(鏡)形狀因溫度變化而變化。進而由于吸濕也產 生尺寸變化，所以實際使用狀態下的熟練使用成為課題。

作為用于降低上述形狀變化的鏡的原材料，已經提出了使用作為 超低吸濕原材料的環烯烴聚合物(日本ZEON：Zeonex(注冊商標))、 環烯烴共聚物(三井化學：APEL(注冊商標))。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2015-194707號公報

發明內容

利用實現現有技術的抬頭顯示器裝置的凹面鏡生成虛像的原理 是指如圖11所示相對于凹面鏡1’的光軸上的點O而在焦點F(焦點 距離f)的內側配置物點AB，從而能夠得到基于凹面鏡1’的虛像。在 該圖11中，為了便于說明，將凹面鏡1’視為具有相同的正的折射力 的凸透鏡，示出了物點、凸透鏡(為了便于說明，在圖11中，用凹 面鏡進行表示)以及產生的虛像的關系。

在現有技術中，為了擴大能夠看得到由凹面鏡1’生成的虛像的范 圍，使物點AB靠近焦點F而相對于物體尺寸AB使凹面鏡變大即可， 但為了得到所期望的倍率，凹面鏡的曲率半徑變小，所以難以同時實 現它們。其結果，鏡尺寸變小，放大率有效地大，但只能得到可觀察 范圍小的虛像。因此，為了同時滿足(1)所期望的虛像尺寸和(2) 所需的虛像的倍率M＝b/a，需要使凹面鏡的尺寸與觀察范圍相匹配并 與影像顯示裝置保持均衡地決定虛像的倍率。

因此，在現有技術中，提出了一種凹面鏡，該凹面鏡為了在所期 望的觀察范圍中沒有畸變地得到大的虛像，結合使用多個凹面鏡，為 了降低圖像畸變、所產生的像差，將偏心非球面、自由曲面用作反射 面。然而，完全未記載具體如何實現具備具有偏心非球面形狀、自由 曲面形狀的反射面的反射鏡。