JPH0764233B2 - 自動車用虚像表示装置 - Google Patents

自動車用虚像表示装置

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JPH0764233B2
JPH0764233B2 JP3302695A JP30269591A JPH0764233B2 JP H0764233 B2 JPH0764233 B2 JP H0764233B2 JP 3302695 A JP3302695 A JP 3302695A JP 30269591 A JP30269591 A JP 30269591A JP H0764233 B2 JPH0764233 B2 JP H0764233B2
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illumination
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virtual
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ロナルド・ジー・ヘッグ
− ジン・チャーン マオ
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Raytheon Co
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  • Arrangements Of Lighting Devices For Vehicle Interiors, Mounting And Supporting Thereof, Circuits Therefore (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、一般に虚像表示装置に
関し、特に同じ位置に異なる複数の表示を供給する自動
車計器のための虚像表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】自動車計器は通常、運転者の前方、例え
ばハンドルの前方に位置される通常の計器クラスターに
位置される１次計器を含む。２次計器は例えば無線制御
の状態の表示器、環境制御の状態の表示器、走行コンピ
ュータ制御および表示器を含み、保守信号表示器および
メッセージ表示器は通常中央に取付けられたパネルに配
置される。表示技術の進歩に関して、２次計器の表示は
真空蛍光表示管（ＶＦＤ）あるいは陰極線管（ＣＲＴ）
によって実行される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、１次お
よび２次計器の分離を考慮すると、２次計器を読むため
に必要とされる頭および目の動作を含み、これは潜在的
な危険がないとしても少なくとも不愉快なことである。
【０００４】それ故、自動車の運転者の前方の同じ位置
に１次および２次計器を表示するために設けられた自動
車計器の表示を供給することは有効なことである。
【０００５】また、運転者の前方の同じ位置に異なるタ
イプの情報の選択的な表示を与える自動車計器の表示を
供給することも有効である。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前記および他の利点は本
発明による自動車の虚像表示装置において与えられ、そ
れは第１のイメージ照射を供給するための第１のイメー
ジ源と、第２のイメージ照射を供給するための第２のイ
メージ源と、第１および第２のイメージ照射に応答して
結合イメージ照射を供給する結合器と、この結合イメー
ジ照射に応答して発散し反射されるイメージ照射を生成
する負倍率非球面のずれた軸のミラーと、発散するイメ
ージ照射に応答して反射されたイメージ照射を収束し供
給する正倍率非球面のずれた軸のミラーとを含み、この
イメージ照射は自動車の運転者によって観察されるイメ
ージ源の虚像を生成する。
【０００７】実施例によれば、第１および第２のイメー
ジ源は、第２のイメージ源が虚像の他の部分を与える間
に第１のイメージ源が虚像のある部分を与えるように任
意所定の時に１つのイメージ源のみを表示するように選
択的に照射され、或いは選択的に照射されることができ
る。
【０００８】
【実施例】以下の詳細な説明および図面の幾つかにおい
て、同様の部品は同様の参照符号を使用する。
【０００９】図１を参照にすると、本発明に従った自動
車の虚像表示装置が示されている。虚像表示装置は、例
えば自動車のステアリングコラムの上およびハンドルの
前方に位置され、通常計器パネルによって占められる領
域に位置される。
【００１０】表示システムは、第１のイメージ源11およ
びこの第１のイメージ源11からのイメージ照射の少なく
とも一部分を反射する平面結合器13を含む。第２のイメ
ージ源12は、第２のイメージ照射の少なくとも一部分を
透過する平面結合器13に第２のイメージ照射を供給す
る。反射される第１のイメージ照射および透過される第
２のイメージ照射は、反射される照射を発散するために
設けられている軸のずれた凸面負倍率ミラー15に向られ
る。ミラー15はまっすぐに見られる場合、イメージの縮
小が生じるので負倍率であることを特徴とされ、さらに
平行な入射光が反射によって発散するので反射を発散す
るために設けられていることを特徴とする。
【００１１】負倍率ミラー15からの照射は、反射された
照射を集束するために設けられている軸のずれた正倍率
ミラー17に入射する。ミラー17は、イメージの拡大を行
うので正倍率であることを特徴とされ、さらに平行な入
射光が反射して収束するので反射を収束するために設け
られていることを特徴とする。
【００１２】正倍率ミラー17によって反射された照射
は、観察者に向って湾曲した保護窓19を通過する。表示
システムの外側から見られるような湾曲した保護窓19
は、特に観察者によって見られる反射が保護窓の上に位
置される暗い光のトラップの反射に限定されるように構
成されている楕円形の円筒の凹状の部分にある。
【００１３】実施例によれば、第１のイメージ源11は、
例えば（ａ）スピード、エンジン回転数、油の温度、油
圧、および燃料のレベルを示すための電気機械ゲージの
１グループ、および（ｂ）方向指示信号の信号表示器の
光、高いビーム、および非常時のエンジン表示を含む。
図２は、第１のイメージ源によって生成される表示の例
の概略図を示す。
【００１４】さらに実施例によれば、第２のイメージ源
は、メッセージ、維持指示、および環境状態のようなア
ルファベットや数字の情報を供給するための例えばＶＦ
Ｄあるいは液晶表示装置（ＬＣＤ）のような大きいアル
ファベットや数字の表示装置を含む。図３は、第２のイ
メージ源によって生成される表示の例の概略図を示す。
【００１５】結合器13は、例えば半銀鏡あるいは誘電体
二色性ミラーを含む。特定の実施例によって、二色性ミ
ラーはスペクトルの黄色／オレンジ／赤の領域の照射を
反射し、青／緑の領域の照射を透過するように構成され
る。第１のイメージ源の電気機械ゲージは、適当にフィ
ルタされた白熱灯で照射され、表示器の光は二色性ミラ
ーによる反射に適当な光を生成するように構成される。
ＶＦＤは自分で発光し、出力は二色性ミラーによる伝送
の適当なスペクトル領域にある。
【００１６】動作において、第１および第２のイメージ
源は表示される源が照射されその間他方の源が照射され
ない２頁表示を供給するために独立して表示される。さ
らに、各表示の部分は、各イメージ源からの照射された
部分を含む虚像を生成するように選択的に照射される。
例えば、第１のイメージ源の速度計は照射された第１の
イメージ源の一部分であり、第２のイメージ源の第２の
選択された部分は速度計の虚像の周囲に虚像部分を生成
するように照射される。
【００１７】負倍率および正倍率ミラー15および17は、
非球面、非回転の対称的な反射表面を有し、例えば金属
反射被覆で被覆された非球面である注入造型あるいは鋳
造プラスチック基板を含む。
【００１８】非球面のミラー15および17は、非球面的に
形成されるより先にそれぞれ反射表面のベース半径によ
って限定されるそれぞれ光学軸ＯＡ１およびＯＡ２を有
する。光学軸は光学軸の点Ｐ１およびＰ２を通過し、そ
れはそれぞれの表面の非球面の変形を限定するために使
用されるそれぞれの座標系の原点として使用される。換
言すると、光学軸の点Ｐ１，Ｐ２およびそれを通過する
軸は取囲む領域が非球面的に変形される間、固定され維
持される。
【００１９】負のミラー15の反射表面に関して、光学軸
ＯＡ１は中央の軸ＣＡの入射および反射部分の角を２等
分し、この中央の軸ＣＡはイメージの中心とイメージ源
の中心を結合し、光学軸の点Ｐ１およびＰ２を通る。正
のミラー17の反射表面に関して、光学軸ＯＡ２は中央の
軸ＣＡの入射および反射部分の角をさらに２等分する。
【００２０】光学軸ＯＡ１およびＯＡ２に関して、非球
面の部品は、中央の軸ＣＡが光学軸と同一線上でないの
でずれた軸であり、イメージ源およびイメージはその反
射折り曲げを含んでいる非球面の部品の光学軸に配置さ
れない。
【００２１】中央の軸ＣＡは、さらにイメージ源から自
動車の運転者の目までイメージ照射によって移動される
光学経路を限定し、このような経路は虚像の実効的視距
離（すなわち、虚像を見るために運転者の目の焦点を合
わせる距離）よりも大きい距離を有していることをここ
で明らかにされる。
【００２２】従来のシステムは円錐の球面あるいは非球
面部分（例えば、放物面）のずれた軸の部分を含んでい
るミラーが使用されていたが、このようなシステムはミ
ラーを限定するために使用される円錐部分の光学軸上に
イメージ源を位置する。これは、製造の容易さのために
対称的な回転を維持するために行われる。しかしなが
ら、これはミラー表面に与えられる非球面の程度を制限
するため、そのような光学系の特性を制限する。本発明
による光学システムは、イメージ源のずれた軸を位置す
ることによってこの限定を除き、それによってイメージ
源からの非球面の表面の光学軸を減結合する。本発明の
非球面のミラーは、回転対称でなく、全体の光学上の特
性を改善する形をとる。この設計の自由の増加は、従来
の設計の特性を卓越する特性を本発明に与える。
【００２３】負のミラー15は小さいミラーであり、イメ
ージ源11,12 あるいは虚像源の領域（すなわち、虚像を
見るための観測者の目の焦点の効果的な距離）の大きさ
の変化を必要とすることなく拡大された虚像の合理的な
拡大範囲を得るために比較的簡単な光学式（例えば、カ
セグレン式反射望遠鏡）に従った大きな正のミラー17に
関して位置される。本発明に従って、虚像の領域は約４
乃至12フィートの範囲にあり、それは運転者の目と計器
パネルの直視計器の間の通常の距離よりも広い。
【００２４】負のミラーおよび正のミラーの利用は、適
当な倍率、虚像領域、視野、および光学特性（すなわ
ち、歪みおよび不均衡の減少）のために行われ、同時に
光学システム距離（すなわち、イメージ源と基準の目の
位置に光学的に最も近いミラーの間の距離）を維持し、
比較できるパラメータを有する単一の正のミラーシステ
ムよりもさらに小型である。換言すると、与えられた倍
率、虚像の領域、視野、および光学特性に関して、開示
された二重ミラーシステムは比較できる単一の正のミラ
ーシステムよりも短いシステム距離であり、それ故に小
さい光学パッケージを有する。
【００２５】二重ミラーシステムの小型化は、負および
正のミラーの逆転望遠鏡配置から生じ、システム距離に
おける顕著な増加なしに増加した動作焦点距離を提供す
る。動作焦点距離は、イメージ源から“第１の主平面”
までの距離であり、それはよく知られているように単一
のレンズあるいはミラーが実質的に同じパラメータを有
する単一のレンズあるいはミラー光学システムを生成す
るために配置される位置に配置される。二重ミラーシス
テムの第１の主平面は基準の目の位置と光学的に最も近
いミラーの間に位置され、同時に単一の正のミラーシス
テムの第１の主平面はミラーの位置に位置される。換言
すると、二重ミラーシステムの第１の主平面は、光学的
部品の１つの物理的な位置にあるように制限されない。
【００２６】さらに小型のシステム距離を達成すること
を二重ミラーシステムに可能にさせるファクターは、図
４および図５にそれぞれ描かれた単一および二重のレン
ズシステムの比較によってより理解され、本質的に単一
レンズシステムおよび二重ミラーシステムの折り曲げら
れない変形形態であることが容易に理解される。適当な
光学パラメータは以下の通りである。
【００２７】距離（Ｒ）：基準の目の位置から虚像まで
の距離。
【００２８】アイレリーフ（Ｌ）：基準の目の位置から
第１のレンズ表面までの距離。
【００２９】アイボックス（Ｙ）：ぼけることなしに虚
像がはっきりと見られる基準の目の位置の周囲の空間の
直径。
【００３０】視野（ＦＯＶ）：基準の目の位置から見ら
れる虚像の角度量。
【００３１】システム距離（Ｚ）：目に最も近いレンズ
とイメージ源の間の距離。
【００３２】後方焦点（Ｂ）：イメージ源からイメージ
源に最も近いレンズまでの距離。
【００３３】動作焦点距離（Ｆ）：イメージ源から光学
システムの第１の主平面までの距離。
【００３４】動作直径（Ｄ）：第１の主平面の直径。
【００３５】動作Ｆ番号（Ｆ／＃）：動作焦点距離と動
作直径の比（すなわち、Ｆ／Ｄ）。
【００３６】イメージ源の大きさ（Ｈ）：イメージ源の
高さ（垂直平面において）。
【００３７】虚像の大きさ（Ｈ' ）：虚像の高さ（垂直
平面において）。
【００３８】それぞれ単一および二重のレンズシステム
の光学特性（すなわち、歪みおよび不均衡の削減）は、
動作Ｆ／＃に直接的に関連される。特に、動作Ｆ／＃に
より特性の低下が減少される。故に、与えられた特性の
明確化に関して動作Ｆ／＃が通常固定される。さらに、
光学パッケージを最小にするために実用的な短いシステ
ム距離Ｚを形成することが望ましい。
【００３９】図４に示されるような単一のレンズシステ
ムに関して、動作焦点距離Ｆ、後方焦点Ｂ、およびシス
テム距離Ｚは等しい。動作直径Ｄは、レンズの直径であ
る。与えられた距離Ｒ、アイレリーフＬ、アイボックス
の大きさＹ、および視野ＦＯＶに関して動作直径Ｄは以
下の通りに表される。
【００４０】 Ｄ＝２Ｌｔａｎ（ＦＯＶ／２）＋Ｙ（１−Ｌ／Ｒ） （式１） あるいはＲ→∞に関して、 Ｄ＝２Ｌｔａｎ（ＦＯＶ／２）＋Ｙ （式２） 必要とされるイメージ源の大きさＨは虚像の大きさＨ'
とイメージ源の大きさＨとの比は、イメージ源の距離
（イメージ源からレンズまで）に対するイメージの距離
（イメージからレンズまで）の比に等しいと推測するこ
とによって決定される。
【００４１】 Ｈ＝（２Ｒｔａｎ（ＦＯＶ／２）Ｆ）／（Ｒ−Ｌ） （式３） あるいはＲ→∞に関して、 Ｈ＝２Ｆｔａｎ（ＦＯＶ／２） （式４） このように、特定のＦＯＶ、距離、アイボックス，およ
びアイレリーフの要求に関して、動作直径は式１によっ
て定められる。動作Ｆ／＃が特定の特性要求のために最
小にされ固定されるので、動作焦点距離もまた固定され
（Ｆ＝ＤＦ／＃の時）、イメージ源の大きさは式１によ
って定められる。
【００４２】単一のレンズシステムは、イメージ源が上
記されたイメージ源の必要な大きさに匹敵する任意の大
きさにされる場合、適当な特性を与える。このような大
きさは、イメージ源がグラフィクスの大きさが十分に小
さくなるまで容易に変えられる液晶表示（ＬＣＤ）ある
いはＶＦＤを含む場合に達成される。しかしながら、電
気機械ゲージは、例えば直径約１インチの一定の大きさ
よりは小型化されない。アナログイメージ源の大きさの
制約を仮定すれば、前記の式は与えられたイメージ源の
大きさから始まり逆に与えられることを要する。
【００４３】アナログゲージが式によって与えられたイ
メージ源の大きさよりも大きい場合、動作焦点距離およ
びＦＯＶの両方は一定の動作Ｆ／＃を増加しなければな
らない。ＦＯＶが一定でなければならない場合、動作直
径もまた一定であり、大きいイメージ源の大きさを使用
するための唯一の方法はＦ／＃を増加することである。
これはまた動作焦点距離（ＦＯＶが増加される場合より
も大きい時でさえ）を増加する。アナログゲージイメー
ジ源がＬＣＤあるいはＶＦＤ源と同様に小さく形成され
ないとすれば、最終的な結果はアナログゲージがイメー
ジ源として使用される場合システム距離が単一のレンズ
システムのため増加されなければならない。長いシステ
ムは長いボックスを意味し、光学パッケージの大きさを
全体的に増加する。
【００４４】図５の二重レンズシステムを考えると、そ
れは開示された二重ミラーシステムの折り返されない形
態であり、システム距離の増加なしに増加された動作焦
点距離を与える逆転望遠鏡配置として機能する。簡単に
するために、距離は単一のレンズシステムに関して上記
のように無限大にセットされる。２つのレンズの焦点距
離はｆ１およびｆ２であり、ｆ１は正の焦点距離であり
ｆ２は負の焦点距離である。２つのレンズ間の距離はｘ
である。故に、このシステムの動作焦点距離は次の通り
である。
【００４５】 Ｆ＝（ｆ１）（ｆ２）／（ｆ１＋ｆ２−ｘ） （式５） 図５に見られるように、焦点距離はシステム距離を実際
に超える。f1およびf2の変化によって焦点距離は、後方
焦点およびシステム距離と実質上無関係である。基準の
目の位置から第１の主平面までの距離Ｌ１は次の通りで
ある。
【００４６】 Ｌ１＝Ｌ＋ｘ＋Ｂ−Ｆ （式６） また動作直径は次の通りである。
【００４７】 Ｄ＝２Ｌ１ｔａｎ（ＦＯＶ／２）＋Ｙ （式７） 無限大の距離Ｒによってイメージ源の大きさＨを解く
と、式７は次のように変形する。
【００４８】 Ｈ＝２Ｆｔａｎ（ＦＯＶ／２） （式８） これは式４と同じである。
【００４９】イメージ源の大きさが動作Ｆ／＃および視
野ＦＯＶを一定に維持する間に変化される場合、動作焦
点距離は式８によってセットされ、動作直径Ｄは動作Ｆ
／＃によってセットされ、Ｌ１は式７によってセットさ
れる。式６はシステム距離である（ｘ＋Ｂ）について解
かれる。
【００５０】単一のおよび二重のレンズシステムの間の
相違の例として、単一のおよび二重のレンズシステムの
光学パラメータは次のシステム仕様によって計算され
る。
【００５１】Ｒ→∞ Ｌ＝２４'' Ｙ＝２．５'' ＦＯＶ＝３° 適当な特性に関して、動作Ｆ／＃は２．０以上でなけれ
ばならない。
【００５２】単一のレンズシステムに対して式２を使用
する動作直径は３．７５７インチであり７．５１４イン
チの焦点距離（Ｆ／＃＝Ｆ／Ｄ）を必要とし、また単一
レンズシステムではシステム距離が動作焦点距離に等し
いため式４からイメージ源の大きさは０．３９４インチ
である。
【００５３】アナログゲージパッケージの使用を考える
と、イメージ源の大きさは１インチである。式４および
ＦＯＶを３°に維持することから、焦点距離は１９．０
９４インチに増加しなければならない。これは、システ
ム距離の１５０％の増加である。動作直径は３．７５７
インチに維持され、Ｆ／＃は５．０８２である。１９．
０９４インチのシステム距離が許容されない場合、ＦＯ
Ｖは焦点距離を減少するために変えられる。式２の焦点
距離Ｆの（Ｄ）（Ｆ／＃）を置換し、および式２からＤ
の式を置換することによって、イメージ源は動作Ｆ／＃
およびＦＯＶに関連される。
【００５４】 Ｈ＝（２Ｆ／＃ｔａｎ（ＦＯＶ／２））［２Ｌｔａｎ（ＦＯＶ／２）＋Ｙ］ （式９） 上記二次方程式のＦＯＶの解（および実施例において
２．０と固定される動作Ｆ／＃を維持する）は、５．８
０３の値を与える。式４の数値を置換することは、９．
８６５インチの動作焦点距離および４．９３３インチの
動作直径を生ずる。システム距離は９．８６５インチ
（０．３９４インチの小さいイメージ源に対してもとの
７．５１４インチよりも大きい）に限定されるが、動作
直径は３．７５７インチから４．９３３インチまで（３
１％大きい）増加される。このように、新しいＦＯＶに
もシステムの全体の大きさが増加される。
【００５５】二重のレンズの方法は、１インチのイメー
ジ源の大きさについて解析される。式８より、動作焦点
距離は３°のＦＯＶにおいて１９．０９４インチであ
る。２つのレンズの間の距離ｘを３インチにセットし、
システム距離を７．５１４インチにセットすると（最も
短い単一のレンズは特定のアイレリーフＬ、アイボック
スＹ、および視野ＦＯＶに設定する）後方焦点は４．５
１４インチである。式６より、Ｌ１は１２．４２インチ
である。各レンズの焦点距離は互いに関して変化する
が、式５からの１つの解は、ｆ１が７．５６８インチで
ありｆ２が−７．５６８インチである。ｆ１の大きさが
３．７５７の単一のレンズシステムの動作直径と同じで
あるので、ｆ１のＦ／＃は２．０１４である。
【００５６】前記の比較から、距離、ＦＯＶ等の光学的
仕様に加えて特定のイメージ源の大きさについて、シス
テム距離に対して与えられる二重レンズシステムは小さ
いイメージ源の単一のレンズシステムに比較されること
が認められる。さらに二重レンズシステムの個々のレン
ズの動作Ｆ／＃はそれ程大口径でないことから、光学特
性は最適にする２つのレンズがあるので単一のレンズの
場合より良好であることが指摘される。
【００５７】開示された二重ミラーの虚像表示システム
の実行に関して、二重レンズシステムの前記の解析は第
１次の設定に達成するために利用され、第１次の設定の
球面ミラー形態について光学的設計のコンピュータプロ
グラムを利用することによって導かれる。コンピュータ
プログラムに関して、基準の球面がアイボックスに見ら
れる時に歪みを最小にする所望の特徴を満たすために変
形される。アイボックスおよび虚像が２つのミラーの個
々の軸に対してずれた軸であるので、非球面の式は目に
隣接している軸および虚像から独立的に調整される。こ
れは設計処理に大きな許容範囲を与え、光学収差および
歪みを補正する。このような歪みは、最終の設計で好ま
しくない垂直の不均衡および倍率の変化を生ずる。
【００５８】図６のＡ，Ｂ、および図７のＡ，Ｂを参照
すると、本発明に従った二重ミラーの虚像表示装置の負
および正のミラーの非球面反射表面が例示され、表面は
歪みを減少するために非球面的に変形される。ミラーの
寸法は図にインチで示される。
【００５９】負のミラーの例の非球面は、図６のＡおよ
びＢに示される座標系に対する次の表面の式を満たす。
【００６０】 ここでＣi およびＦ（Ｘ，Ｙ）i は次の通りである。
【００６１】 ｉ Ｃi Ｆ（Ｘ，Ｙ）i １ -0.152819 ×10-1 Ｘ2 −Ｙ2 ２ -0.228226 ×10-2 Ｙ（Ｘ2 ＋Ｙ2 ） ３ -0.384185 ×10-2 Ｙ（３Ｘ2 −Ｙ2 ） ４ -0.279668 ×10-3 Ｘ4 −Ｙ4 ５ -0.652462 ×10-6 Ｙ（Ｘ2 ＋Ｙ2 ）2 また、Ｓ（Ｘ，Ｙ）は次の通りである。
【００６２】 Ｓ（Ｘ，Ｙ）＝Ｒ＋（Ｒ2 −Ｘ2 −Ｙ2 ）1/2 また、Ｒ＝-11.8231である。
【００６３】次の表は負のミラーの非球面に沿った標本
点（インチ）のデータを示す。
【００６４】 負のミラーの表面の標本点 Ｘ Ｙ Ｚ ＋１ ０ -0.057928 ０ ＋１ -0.025244 ０ −１ -0.028365 ＋１ ＋１ -0.097131 ＋１ −１ -0.072639 前記の明らかにされた負のミラーと共に利用される正
のミラーの非球面は、図７のＡおよびＢに示される座標
系に対する次の表面の式を満たす。
【００６５】 ここでＣi およびＦ（Ｘ，Ｙ）は次の通りである。
【００６６】 ｉ Ｃi Ｆ（Ｘ，Ｙ）i １ -0.617592 ×10-2 Ｘ2 −Ｙ2 ２ -0.593066 ×10-3 Ｙ（Ｘ2 ＋Ｙ2 ３ -0.560451 ×10-3 Ｙ（３Ｘ2 −Ｙ2 ） ４ -0.206953 ×10-4 Ｘ4 −Ｙ4 ５ -0.181196 ×10-4 Ｙ（Ｘ2 ＋Ｙ2 ）2 また、Ｓ（Ｘ，Ｙ）は次の通りである。
【００６７】 Ｓ（Ｘ，Ｙ）＝Ｒ−（Ｒ2 −Ｘ2 −Ｙ2 ）1/2 また、Ｒ＝-14.1672である。
【００６８】次の表は正のミラーの非球面に沿った標本
点（インチ）のデータを示す。
【００６９】 正のミラーの表面の標本点 Ｘ Ｙ Ｚ ＋１ ０ -0.041533 ０ ＋１ -0.029191 ０ −１ -0.029089 ＋１ ＋１ -0.073142 ＋１ −１ -0.068383 前記ミラーの表面は、次のパラメータを有する表示シ
ステムで利用される。
【００７０】距離Ｒ：８０インチ アイレリーフＬ：２４インチ 後ろの焦点Ｂ：５．７インチ システム距離Ｚ：９インチ イメージ源の大きさ：５インチで１．２５ 虚像源：８０インチの距離で４°×１６° 上記の非球面の光学軸ＯＡ１，ＯＡ２がそれぞれの表面
の非球面の歪みを定めるために利用される各座標系のＺ
軸に沿い、表示システムの中央の軸ＣＡがこのような座
標系の原点を通る非球面の部品を含み、このような原点
が光学軸の点Ｐ１，Ｐ２に一致することが認められる。
【００７１】図８を参照にすると、本発明に関連して
“ずれた軸”の使用を例示する簡単なずれた軸のレンズ
システムを示している。物体の中心およびイメージの中
心を結ぶ中央の軸ＣＡはレンズの光学軸ＯＡと一致せ
ず、このような中央の軸は物体およびイメージに対して
“ずれた軸”である。本発明において、ずれた軸の配置
は球状の部品の光学軸に対して最初に設定され、適当な
非球面を得るために上記のように変形される。
【００７２】図９を参照すると、光学部品の光学軸に対
するずれた軸が配置される光学部品の一部を利用する既
知のオン軸のシステムを示している簡単なレンズシステ
ムが示され、このような軸は光学部品の基本的半径によ
って定められる。光学部品のずれた軸の部分が使用され
るが、物体の中心とイメージの中心とを結ぶ中央の軸は
光学軸ＯＡに一致し、物体およびイメージがある軸上に
ある（すなわち、物体およびイメージは光学軸上に配置
されている）。
【００７３】前記から、電気機械のアナログゲージと共
に使用する光学部品の配置の結果アルファベットや数字
の表示を含んでいる第２のイメージ源は図においてさら
に詳細に許容される単一のミラーシステムで利用される
ものより大きくすることができることが認められる。さ
らに異なるタイプのイメージ源が利用されることが認め
られ、例えば分けられたグラフ表示を含み、イメージ源
の両方は同じタイプ、すなわち電気機械、アルファベッ
トや数字、あるいは分けられたグラフ表示であってもよ
い。
【００７４】以上のように同じ位置に異なる時間に異な
る自動車計器の情報が表示でき、計器に必要とされるダ
ッシュボードのスペースを削減し、さらに計器を見やす
くする小型の虚像表示システムが明らかにされた。さら
に、倍率の使用は大きな直視形態よりも安価である小さ
いアルファベットや数字のイメージ源の使用を可能にす
る。
【００７５】前記は本発明の特定の実施例の説明である
が、変更および変化は特許請求の範囲によって定められ
るような本発明の技術的範囲から逸脱することなしに行
われる。
【図面の簡単な説明】
【図１】２頁の虚像表示装置を示している概略断面図。
【図２】図１の表示装置の１つのイメージ源によって生
成される表示の概略図。
【図３】図１の別のイメージ源によって生成される表示
の概略図。
【図４】図１の虚像表示装置の理解に有用な単一のレン
ズ表示装置の概略図。
【図５】図１の虚像源の理解に有用な折り曲げられない
二重レンズ表示システムの概略図。
【図６】図１の虚像表示装置の負の倍率ミラーの１例の
側面図および正面図。
【図７】図１の虚像表示装置の正の倍率ミラーの１例の
側面図および正面図。
【図８】本発明の虚像表示装置の軸のずれた形態を理解
するのに有用なずれた軸のレンズシステムの概略図。
【図９】光学部品のずれた軸を利用する既知のずれた軸
のシステムを理解するのに有用なオン軸レンズシステム
の概略図。
【符号の説明】
11,12 …イメージ源、13…結合器、15…負倍率ミラー、
17…正倍率ミラー、19…窓。

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 第１のイメージ照射を供給する第１のイ
    メージ源と、第２のイメージ照射を供給する第２のイメ
    ージ源と、前記第１および第２のイメージ照射に応答し
    て結合イメージ照射を供給する結合器と、この結合イメ
    ージ照射に応答して発散するイメージ照射を供給する負
    倍率非球面のずれた軸の光学的手段と、この発散するイ
    メージ照射に応答して自動車の運転者によって観察され
    る前記第１のイメージ源および前記第２のイメージ源の
    虚像を生成する収束イメージ照射を供給する正倍率非球
    面のずれた軸の光学的手段とを具備し、前記非球面光学
    的手段がずれた軸であり、それによってイメージ源およ
    び虚像が非球面部品の光学軸上に位置されず、ずれた軸
    上に配置されることによって生じる歪みを減少させるた
    めに非球面状に変形されていることを特徴とする自動車
    用虚像表示装置。
  2. 【請求項２】 前記第１および第２のイメージ源の１つ
    が複数の電気機械自動車器械ゲージを含む請求項１記載
    の虚像表示装置。
  3. 【請求項３】 前記第１および第２のイメージ源の１つ
    がアルファベットや数字表示を含む請求項２記載の虚像
    表示装置。
  4. 【請求項４】 前記結合器が前記第１のイメージ照射を
    部分的に反射し、前記第２のイメージ照射を透過するた
    めの部分的反射ミラーを具備している請求項１記載の虚
    像表示装置。
  5. 【請求項５】 前記結合器が前記第１のイメージ照射を
    反射し、前記第２のイメージ照射を透過するための二色
    性ミラーを具備している請求項１記載の虚像表示装置。
  6. 【請求項６】 第１のイメージ照射を供給する第１のイ
    メージ源と、第２のイメージ照射を供給する第２のイメ
    ージ源と、結合イメージ照射を供給するために前記第１
    および第２のイメージ照射を結合する結合器と、前記結
    合イメージ照射に応答して発散するイメージ照射を供給
    する負倍率非球面のずれた軸のミラーと、前記発散する
    イメージ照射に応答して自動車の運転者によって観察さ
    れる前記第１および第２のイメージ源の虚像を生成する
    収束イメージ照射を供給する正倍率非球面ミラーとを具
    備し、前記非球面ミラーがずれた軸であり、それによっ
    てイメージ源および虚像が非球面の部品の光学軸上に位
    置せず、それらのずれた軸の配置によって生じた歪みを
    減少させるために非球面状に変形されていることを特徴
    とする自動車用虚像表示装置。
  7. 【請求項７】 前記イメージ源手段が複数の電気機械的
    自動車計器ゲージを含む請求項６記載の虚像表示装置。
  8. 【請求項８】 前記第２のイメージ手段がアルファベッ
    トや数字表示装置を具備する請求項７記載の虚像表示装
    置。
  9. 【請求項９】 前記結合器が前記第１のイメージ照射を
    反射し、前記第２のイメージ照射を透過するための複数
    の反射ミラーを具備している請求項６記載の虚像表示装
    置。
  10. 【請求項１０】 前記結合器が前記第１のイメージ照射
    を反射し、前記第２のイメージ照射を透過するための二
    色性ミラーを具備している請求項６記載の虚像表示装
    置。
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