(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像を表示する表示光を投射する表示器と、凹面鏡と、コンバイナと、を備え、前記表示器から投射された表示光を前記凹面鏡で前記コンバイナに向けて反射し、その反射された表示光を前記コンバイナで搭乗者の座席に向けて反射させることで、前記画像を前記コンバイナ前方に虚像表示する車載表示装置であって、
前記凹面鏡は、前記凹面鏡に入射する前記表示光の光路と、前記凹面鏡から反射する前記表示光の光路と、を含む平面方向に正のパワーを有し、また、前記平面の法線方向の回転軸を中心として回転可能であって、それにより、前記搭乗者の座席の位置における前記表示光の到達位置を、上方位置と下方位置との間において変化可能に構成されており、
前記コンバイナは、前記平面方向に正のパワーを有するものであり、
前記表示器の中心位置から前記上方位置と前記下方位置との中間の位置である中間位置に向かう光路を主光線とし、
前記主光線が前記凹面鏡に入射する点での前記凹面鏡の法線を凹面鏡中心軸とし、また、前記主光線が前記コンバイナに入射する点での前記コンバイナの法線をコンバイナ中心軸としたときに、
前記凹面鏡と前記コンバイナの配置は、前記平面方向に関して、前記凹面鏡に入射する前記主光線に対する前記凹面鏡中心軸の傾斜の方向と、前記コンバイナに入射する前記主光線に対する前記コンバイナ中心軸の傾斜の方向とが同じ方向となる関係であり、
さらに、前記凹面鏡と前記コンバイナとの間の光路上に、以下の（Ａ）および（Ｂ）の条件を満たすように配置されるレンズを備える
ことを特徴とする車載表示装置。
（Ａ）前記主光線が前記レンズに入射する点での前記レンズの法線をレンズ中心軸としたときに、前記レンズ中心軸は、前記平面方向に関して、前記表示器から前記凹面鏡までは前記主光線と同一の光路を通り、前記凹面鏡にて反射されて、前記上方位置に到達する光線，および，前記下方位置に到達する光線、のいずれに対しても同じ方向に傾斜している
（Ｂ）前記レンズ中心軸は、前記平面方向に関して、前記上方位置に向かう前記表示光が前記凹面鏡および前記コンバイナから受ける正のパワーと、前記下方位置に向かう前記表示光が前記凹面鏡および前記コンバイナから受ける正のパワーと、の差が縮小する方向に傾斜している
【請求項２】
前記凹面鏡および前記コンバイナは、前記上方位置に向かう前記表示光が前記下方位置に向かう前記表示光よりも強く正のパワーを受けるように構成されており、
前記レンズは前記平面方向に負のパワーを有するレンズであり、
前記レンズ中心軸は、前記平面方向に関して、前記コンバイナへ入射する前記主光線に対して前記コンバイナ中心軸が傾斜する方向と同じ方向に、前記レンズへ入射する前記主光線に対して傾斜している
ことを特徴とする請求項１に記載の車載表示装置。
【請求項３】
前記平面方向に関して、前記主光線が前記凹面鏡に入射する点における前記凹面鏡の曲率半径をRm、入射角度をθmとし、また、前記主光線が前記コンバイナに入射する点における前記コンバイナの曲率半径をRc、入射角度をθcとしたときに、
前記凹面鏡および前記コンバイナは、以下の式を満たすように構成される
ことを特徴とする請求項２に記載の車載表示装置。
【数１】
0005533750.tif 000006
【請求項４】
前記凹面鏡および前記コンバイナは、前記下方位置に向かう前記表示光が前記上方位置に向かう前記表示光よりも強く正のパワーを受けるように構成されており、
前記レンズは前記平面方向に正のパワーを有するレンズであり、
前記レンズ中心軸は、前記平面方向に関して、前記コンバイナへ入射する前記主光線に対して前記コンバイナ中心軸が傾斜する方向と同じ方向に、前記レンズへ入射する前記主光線に対して傾斜している
ことを特徴とする請求項１に記載の車載表示装置。
【請求項５】
前記平面方向に関して、前記主光線が前記凹面鏡に入射する点における前記凹面鏡の曲率半径をRm、入射角度をθmとし、また、前記主光線が前記コンバイナに入射する点における前記コンバイナの曲率半径をRc、入射角度をθcとしたときに、
前記凹面鏡および前記コンバイナは、以下の式を満たすように構成される
ことを特徴とする請求項４に記載の車載表示装置。
【数２】
0005533750.tif 000007
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像を表示する表示光を投射する表示器と、凹面鏡と、コンバイナと、を備え、画像をコンバイナ前方に虚像表示する車載表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両に搭載され、表示器にて出力される表示光を搭乗者の視点に投射して虚像表示像を視認させる車載表示装置が利用されている。
このような車載表示装置としては、インストルメントパネルのメータに示される情報や経路案内の情報など示す画像を、コンバイナとして用いられるフロントガラスに投射する構成が考えられる。フロントガラスに投射された画像は、フロントガラスに反射して運転者の目に投射されるため、運転者はフロントガラスを介して車両外部を視認しながらに、その視界において画像を虚像表示像として視認することができるようになる。
【０００３】
このような車載表示装置において、搭乗者の体格や運転中の運転姿勢によっては、視点の位置（眼の位置）が上下に異なる場合があり、表示器から投射される表示光の中心から視点が大きくずれると虚像が視認できなくなる。そこで、表示器からフロントガラスまでの光路中に設けられた反射板の傾斜角度を調整可能に構成することで、視点の位置に表示光を到達させることができる車両用表示装置が提案されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−１４４５５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１に記載の車両用表示装置のように、表示器から出力される表示光を収束する光学作用を持つ凹面鏡を反射板として用いる場合がある。また、コンバイナも曲面形状であって、凹面鏡と同様の光学作用を有する場合がある。凹面鏡のような光学素子は、光の入射角が大きくなるほど入射光と反射光とが存在する面内方向の光学作用が大きくなる。このとき、入射光と反射光とが存在する面と直交する面内方向の凹面鏡の光学作用も変化するが、その影響は入射光と反射光とが存在する面内方向の光学作用の変化に対して十分小さい。そのため、上記車両用表示装置のように反射板の傾斜を変化させて表示光が到達する位置を上下に調整すると、搭乗者の視点から虚像表示像までの結像距離のうち、上下方向の結像距離が大きく変化することによって、上下方向と左右方向との間で結像距離のずれが発生し、表示画質が低下してしまうという問題があった。
【０００６】
本発明の目的は、良好な画質の虚像を表示することができる車載表示装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した問題を解決するためになされた請求項１に記載の発明は、画像を表示する表示光を投射する表示器と、凹面鏡と、コンバイナと、を備える車載表示装置に関するものである。この車載表示装置は、表示器から投射された表示光を凹面鏡でコンバイナに向けて反射し、その反射された表示光をコンバイナで搭乗者の座席に向けて反射させることで、画像をコンバイナ前方に虚像表示する。
【０００８】
凹面鏡は、凹面鏡に入射する表示光の光路と、凹面鏡から反射する表示光の光路と、を含む平面方向（以降、単に平面と言う場合はこの平面を指す。）に正のパワーを有する。なお、平面と交差する方向に関しては光学作用を有するものであってもよいし、光学作用を有さないものであってもよい。
【０００９】
また凹面鏡は、上記平面の法線方向の回転軸を中心として回転可能であって、それにより、搭乗者の座席の位置における表示光の到達位置を、上方位置と下方位置との間において変化可能となっている。なお、凹面鏡を回転させるための回転軸は実際に上記平面の法線方向に沿って設けられている必要はない。例えば、凹面鏡が、上記法線に対して角度を有するように設けられた軸や、複数の軸の組み合わせで回転変位するように構成されていても、上記平面方向に関して、実質的に凹面鏡が法線方向の軸を中心として回転していると見なせるように構成されていればよい。
【００１０】
コンバイナは、上記平面方向に正のパワーを有するものである。なお、凹面鏡と同様に、平面と交差する方向に関しては光学作用を有するものであってもよいし、光学作用を有さなくともよい。
【００１１】
本発明における凹面鏡とコンバイナの配置を説明する。表示器の中心位置から上方位置と下方位置との中間の位置である中間位置に向かう光路を主光線とし、その主光線が凹面鏡に入射する点での凹面鏡の法線を凹面鏡中心軸とし、また、主光線がコンバイナに入射する点でのコンバイナの法線をコンバイナ中心軸とする。
【００１２】
そのとき、凹面鏡とコンバイナの配置は、平面方向に関して、凹面鏡に入射する主光線に対する凹面鏡中心軸の傾斜の方向と、コンバイナに入射する主光線に対するコンバイナ中心軸の傾斜の方向とが同じ方向となる関係である。
【００１３】
本発明ではさらに、凹面鏡とコンバイナとの間の光路上にレンズが配置される。このレンズは、主光線がレンズに入射する点でのレンズの法線をレンズ中心軸としたときに、（Ａ）レンズ中心軸が、上記平面方向に関して、表示器から凹面鏡までは主光線と同一の光路を通り、凹面鏡にて反射されて、上記上方位置に到達する光線，および，上記下方位置に到達する光線、のいずれに対しても同じ方向に傾斜しており、かつ、（Ｂ）レンズの中心軸が、上記平面方向に関して、上方位置に向かう表示光が凹面鏡およびコンバイナから受ける正のパワーと、下方位置に向かう表示光が凹面鏡およびコンバイナから受ける正のパワーと、の差が縮小する方向に傾斜している。 
【００１４】
このように構成された車載表示装置は、凹面鏡を回転させて上方位置や下方位置に表示光の到達位置を変化させても、レンズによって画質の劣化が抑制される。この理由を以下に説明する。
【００１５】
凹面鏡を回転させると、表示器から投射された表示光の凹面鏡への入射角が変化する。表示光が凹面鏡から受ける正のパワーは、入射角が大きいほど大きくなる。また、凹面鏡を回転させることで、凹面鏡から反射する表示光の進む方向も変化するため、コンバイナにおいても表示光の入射角が変化し、表示光がコンバイナから受ける正のパワーも変化する。
【００１６】
即ち、凹面鏡の回転位置に応じて、上記平面方向に表示光が受ける正のパワーが変化する。上方位置と下方位置のいずれがより強い正のパワーを受けるかは凹面鏡およびコンバイナの曲率と、凹面鏡およびコンバイナへの主光線の入射角度に応じて定まる。
【００１７】
この状態で搭乗者の座席の位置から視認される虚像は、上述したように、凹面鏡の回転位置に応じて変化する正のパワーを受けている。その結果、例えば、上方位置と下方位置の中央である中間位置に表示光を投射した場合に良好な画質となるように（良好な画質の虚像が視認されるように）投射光学系を構成したとしても、凹面鏡を回転させて上方位置や下方位置に表示光を到達させると、その位置から視認される虚像は上記平面方向に関して正のパワーが変化しているため、画質が劣化してしまう。
【００１８】
ここで、レンズを上記（Ａ）のように配置すると、表示光は、到達位置が上方位置と下方位置のうちのいずれかに近いほど強く、他方に近いほど弱く正あるいは負のパワーが加えられる。加えられるパワーの正負はレンズの形状によって定まる。そして、上記（Ｂ）のように配置すると、凹面鏡およびコンバイナによって表示光に加えられた正のパワーの差は縮小する。
【００１９】
従って、凹面鏡の回転により生じる画質の劣化を抑制することができ、良好な画質の虚像を表示することができる。
なお、具体的なレンズの配置の例を挙げる。凹面鏡およびコンバイナによって、上方位置に向かう表示光が下方位置に向かう表示光よりも強く正のパワーを受けるように構成されており、かつ、レンズとして上記平面方向に負のパワーを有するレンズを用いる場合、レンズ中心軸は、上記平面方向に関して、コンバイナへ入射する主光線に対してコンバイナの中心軸が傾斜する方向と同じ方向に、上記レンズへ入射する主光線に対して傾斜している。このレンズ中心軸の傾斜方向が、上述した（Ｂ）における正のパワー差が縮小する方向である。なお、ここでいう傾斜の方向とは、上記平面方向の法線を回転軸として、中心軸を主光線から回転させた場合の回転方向のことを指す。
【００２０】
また、凹面鏡およびコンバイナによって、上方位置に向かう表示光が下方位置に向かう表示光よりも強く正のパワーを受ける構成とは、次の（数１）を満たす場合が考えられる。
【００２１】
【数１】
0005533750.tif 000002
【００２２】
上式において、上記平面方向に関して、主光線が凹面鏡に入射する点における凹面鏡の曲率半径がRm、入射角度がθmであり、また、主光線がコンバイナに入射する点におけるコンバイナの曲率半径がRc、入射角度がθcである。
【００２３】
また、レンズの配置の別の例としては、次のようなものも考えられる。凹面鏡および前記コンバイナによって、下方位置に向かう前記表示光が上方位置に向かう前記表示光よりも強く正のパワーを受けるように構成されており、かつ、レンズとして上記平面方向に正のパワーを有するレンズを用いる場合、レンズ中心軸は、上記平面方向に関して、コンバイナへ入射する主光線に対してコンバイナの中心軸が傾斜する方向と同じ方向に、上記レンズに入射する主光線に対して傾斜している。このレンズ中心軸の傾斜方向が、上述した（Ｂ）における正のパワー差が縮小する方向である。なお、ここでいう傾斜の方向とは、上記平面方向の法線を回転軸として、中心軸を主光線から回転させた場合の回転方向のことを指す。
【００２４】
また、凹面鏡およびコンバイナが、下方位置に向かう表示光が上方位置に向かう表示光よりも強く正のパワーを受ける構成とは、次の（数２）を満たす場合が考えられる。
【００２５】
【数２】
0005533750.tif 000003
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】実施例１の車載表示装置を示す側面図
【図２】凹面鏡周辺の拡大図
【図３】フロントガラス周辺の拡大図
【図４】実施例２の車載表示装置を示す側面図
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下に本発明の実施形態を図面と共に説明する。
［実施例１］
（１）構成
本実施例の車載表示装置１は、車両（移動体）に搭載されて用いられるものであって、図１に示すように、表示器１１，凹面鏡１３，シリンドリカル形状の平凹レンズ１５，フロントガラス１７，操作スイッチ１９，および制御装置２１を備えている。これらのうち、表示器１１，凹面鏡１３，平凹レンズ１５，および制御装置２１は、インストルメントパネル内部の空間２３に収められている。
【００２８】
車載表示装置１の各構成要素の機能を説明する。なお、図１における光路３１は表示器１１から投射され凹面鏡１３に入射する主光線を示すものであり、光路３１ａ〜３１ｃは、光路３１を通り凹面鏡１３で反射される光線のうち、後述する視点の上方位置、中間位置、および下方位置に向かう光線を示す模式的なものであり、視点の中間位置に向かう光路３１ｂは主光線を示している。なお、以降、凹面鏡１３に入射する表示光の光路３１と、凹面鏡１３から反射する表示光の光路３１ａ〜３１ｃと、を含む平面（図１においては紙面方向に沿う平面）を基準平面として説明する。また、以降で定義する、基準平面における回転の方向は、車両の左側面から基準平面を見る場合の方向（図１を紙面の上方向から見る場合の方向）とする。
【００２９】
表示器１１から投射された画像（表示光）は、凹面鏡１３で反射拡大され、平凹レンズ１５を透過して、車両に備えられたフロントガラス１７に投射される。表示光はこのフロントガラス１７をコンバイナとして反射し、運転者の座席の位置にある運転者の視点に到達する。表示光の到達位置は、後述する凹面鏡１３の回転により、上方位置２５ａと下方位置２５ｃとの間で変化する。なお、上方位置２５ａと下方位置２５ｃの中間を中間位置２５ｂとする。
【００３０】
運転者は、例えば視点が上方位置２５ａにあるときには、凹面鏡１３を回転させて表示光の光路が光路３１ａとなるように調整することで、フロントガラス１７の前方の地点において、表示器１１から出力された画像を拡大された虚像２７ａとして視認することができる。なお、図１において虚像２７ｂが中間位置２５ｂから見た虚像であり、虚像２７ｃが下方位置２５ｃから見た虚像である。
【００３１】
凹面鏡１３は、湾曲した曲面の内側を鏡面とし、表示光を集束する作用を有する（正のパワーを有する）鏡であって、公知の構成である。本実施例において、凹面鏡１３は回転駆動装置３５を備えており、この回転駆動装置３５によって凹面鏡１３は上記平面の法線方向の回転軸３３を中心に回転可能となっている。凹面鏡１３が回転すると、凹面鏡１３の中心軸４１と光路３１とのなす角度（凹面鏡への表示光の入射角）が変化する。なお、凹面鏡１３の中心軸４１とは、表示光が光路３１ｂ（主光線）に反射される凹面鏡の回転位置において、光路３１（主光線）が凹面鏡１３に入射する点での凹面鏡１３の法線である。この中心軸４１は凹面鏡１３を基準として定められた軸であり、凹面鏡１３の回転に伴って変位する。
【００３２】
この入射角の変化に応じて、凹面鏡１３からフロントガラス１７に向かう表示光の光路と、フロントガラス１７から運転者の座席に向かう光路が変化する。よって、凹面鏡１３を回転させることで、運転者の視点の位置に合うように、上方位置２５ａと下方位置２５ｃとの間で表示光の到達位置を自在に変化させることができる。
【００３３】
また、フロントガラス１７は、基準平面に関して曲率を有するように形成されており、凹面鏡１３と同様に、表示光に正のパワーを与えるものである。
操作スイッチ１９は、凹面鏡１３の傾斜角度を変化させる際に用いるものであって、インストルメントパネルに配置されており、運転者が手で操作できるようになっている。
【００３４】
制御装置２１は、車載表示装置１全体の動作を制御するものであって、車両に搭載された図示しない各種電子制御ユニットやセンサと接続しており、それらの出力信号に基づいて様々な情報（例えば、車両の走行速度情報）を示す表示光を表示器１１に投射させる。また制御装置２１は、運転者による操作スイッチ１９の操作に基づいて、凹面鏡１３に設けられた回転駆動装置３５を作動させ、凹面鏡１３を回転させることで、凹面鏡１３の傾斜角度を調整する。
【００３５】
次に、車載表示装置１の各構成要素の配置について説明する。
表示器１１と凹面鏡１３は、基準平面に関して、凹面鏡１３の中心軸４１が表示器１１と凹面鏡１３との間の光路３１に対して反時計回り方向に傾斜するように配置される。
【００３６】
また表示器１１と凹面鏡１３は、フロントガラス１７に対しては、基準平面に関して、フロントガラス１７に入射する表示光の光路３１ａ〜３１ｃいずれに対してもフロントガラス１７の中心軸４３が反時計回り方向に傾斜するように配置される。なお、ここでいう中心軸４３は、フロントガラス１７への主光線の入射位置におけるフロントガラス１７の法線である。
【００３７】
また、平凹レンズ１５は、平面側が凹面鏡１３側、凹面側がフロントガラス１７側を向くように配置されている。そして、平凹レンズ１５の中心軸４５は、基準平面に関して、凹面鏡１３とフロントガラス１７の間の光路３１ａ〜３１ｃいずれに対しても反時計回り方向に傾斜するように配置される。なお、中心軸４５とは、主光線が平凹レンズ１５に入射する点での平凹レンズ１５の法線である。
【００３８】
次に、凹面鏡１３およびフロントガラス１７への表示光の入射角について説明する。
凹面鏡１３の回転に伴う、表示光の凹面鏡１３への入射角の変化を図２を用いて説明する。
【００３９】
上述したように凹面鏡１３は回転軸３３を中心として回転可能であり、その回転によって、上方位置２５ａと下方位置２５ｃとの間において自在に変化可能である。
表示光の凹面鏡１３における反射光が光路３１ａとなる場合における入射角（凹面鏡１３の中心軸４１と光路３１との角度）をθｍ１，光路３１ｂとなる場合における入射角をθｍ２，光路３１ｃとなる場合における入射角をθｍ３とすると、θｍ１＜θｍ２＜θｍ３という関係になる。
【００４０】
凹面鏡１３の回転に伴う、表示光のフロントガラス１７への入射角の変化を図３を用いて説明する。
表示光が光路３１ａとなる場合における入射角（フロントガラス１７に対する光路３１ａの入射位置におけるフロントガラス１７の法線と光路３１ａとの角度）をθｃ１，表示光が光路３１ｂとなる場合における入射角（フロントガラス１７に対する光路３１ｂの入射位置におけるフロントガラス１７の法線を表すフロントガラス１７の中心軸４３と光路３１ｂとの角度）をθｃ２，表示光が光路３１ｃとなる場合における入射角（フロントガラス１７に対する光路３１ｃの入射位置におけるフロントガラス１７の法線と光路３１ｃとの角度）をθｃ３とすると、θｃ１＞θｃ２＞θｃ３という関係になる。なお、光路３１ａから光路３１ｃまで、徐々に入射角が小さくなるように構成されている。
【００４１】
なお、本実施例では、上方位置２５ａに向かう表示光が、下方位置２５ｃに向かう表示光よりも強く正のパワーを受けるように構成されている。
（２）平凹レンズの作用・効果
曲面へ光線が斜入射する場合、垂直入射する場合に比べて曲面の見かけ上の曲率半径が小さくなる。これは、ある極小のビーム幅dを持った平行光が入射する場合を考えたときに、垂直入射では幅dの領域で光学作用を受けるのに対して、入射角度θの斜入射では幅 d/cosθの領域で光学作用を受けることからわかる。
【００４２】
よって、垂直入射する場合に比べて、斜入射する際に入射光が曲面（曲率半径Ｒ）から受けるパワーは、1/cosθ倍となる。
この式（1/cosθ）を入射角度θで微分すると、（sinθ/cos2θ）となる。この値は入射角度が変化する際の曲面のパワーの変化の感度を表し、この値が大きいほど入射角度の変化に対して、パワーが大きく変わることになる。
【００４３】
従って、本実施例の場合、凹面鏡１３への入射角は、θｍ１＜θｍ２＜θｍ３となるため、凹面鏡１３からは、表示光が下方位置２５ｃに向かう光路３１ｃを通る場合に正のパワーを最も強く受け、上方位置２５ａ側に光路が移動するほど受ける正のパワーは徐々に弱くなる。
【００４４】
一方、フロントガラス１７への入射角は、θｃ１＞θｃ２＞θｃ３となるため、フロントガラス１７からは、表示光が上方位置２５ａに向かう光路３１ａを通る場合に正のパワーを最も強く受け、下方位置２５ｃ側に光路が移動するほど受ける正のパワーは徐々に弱くなる。
【００４５】
つまり、本実施例の配置においては、凹面鏡１３とフロントガラス１７は、上方位置２５ａと下方位置２５ｃとそれぞれ別々に正のパワーを強く与える。
ただし、上述したように本実施例では、上方位置２５ａに向かう表示光が、下方位置２５ｃに向かう表示光よりも強く正のパワーを受けるように構成されている。より具体的には、以下の（数３）を満たすように構成されている。
【００４６】
【数３】
0005533750.tif 000004
【００４７】
なお、上式においては、上記平面方向に関して、表示光の主光線が凹面鏡１３に入射する点における凹面鏡１３の曲率半径がRm、入射角度がθmであり、また、主光線がフロントガラス１７に入射する点におけるフロントガラス１７の曲率半径がRc、入射角度がθcである。なお、凹面鏡１３のパワーが（2/Rm）、フロントガラス１７のパワーが（2/Rc）となる。
【００４８】
上記のような場合に、平凹レンズ１５を上述したように配置すると、図２に示すように、光路３１ａの入射角が最も大きく、また光路３１ｃの入射角が最も小さくなる。平凹レンズ１５は負のパワーを有するため、光路３１ａの表示光（上方位置２５ａに向かう表示光）に与える負のパワーが最も強く、光路３１ｃの表示光（下方位置２５ｃに向かう表示光）に与える負のパワーが最も弱い。
【００４９】
従って、平凹レンズ１５を用いることで、上方位置２５ａと下方位置２５ｃとの間において表示光の到達位置が変化しても、その際に受ける正のパワーの差が縮小され、良好な画質の虚像を視認することができる。
【００５０】
また、平凹レンズ１５は凹面側がフロントガラス１７側を向くように配置されているため、凹面側が凹面鏡１３を向く場合よりも入射角の変化の影響を受けやすく、同レベルの光学作用を与えるために必要なレンズの厚みを小さくでき、インストルメントパネル内に設置するために必要な空間２３を小さくすることができる。
【００５１】
［実施例２］
実施例２の車載表示装置は、実施例１における平凹レンズ１５，凹面鏡１３，およびフロントガラス１７以外は実施例１と同様の構成であるため、相違点のみを説明し、同一である点の説明は割愛する。
【００５２】
本実施例においては、図４に示すように、平凹レンズに替えて、シリンドリカル形状の平凸レンズ５１を用いる。この平凸レンズ５１は、平面側がフロントガラス１７側、凹面側が凹面鏡１３側を向くように配置されている。そして、平凸レンズ５１の中心軸５３は、基準平面に関して、凹面鏡１３とフロントガラス１７の間の光路３１ａ〜３１ｃいずれに対しても反時計回り方向に傾斜するように配置される。
【００５３】
本実施例の凹面鏡１３およびフロントガラス１７は、実施例１とは逆に、下方位置２５ｃに向かう表示光が、上方位置２５ａに向かう表示光よりも強く正のパワーを受けるように構成されている。より具体的には、以下の（数４）を満たすように構成されている。なお、（数４）の各変数は、上記（数３）と同様である。
【００５４】
【数４】
0005533750.tif 000005
【００５５】
このように構成された車載表示装置１において、平凸レンズ５１を図４のように配置すると、光路３１ａの入射角が最も大きく、また光路３１ｃの入射角が最も小さくなる。平凸レンズ５１は正のパワーを有するため、光路３１ａの表示光（上方位置２５ａに向かう表示光）に与える正のパワーが最も強く、光路３１ｃの表示光（下方位置２５ｃに向かう表示光）に与える正のパワーが最も弱い。
【００５６】
従って、平凸レンズ５１を用いることで、上方位置２５ａと下方位置２５ｃとの間において表示光の到達位置が変化しても、その際に受ける正のパワーの差が縮小され、良好な画質の虚像を視認することができる。
【００５７】
［変形例］
以上、本発明の実施例について説明したが、本発明は、上記実施例に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態をとり得ることはいうまでもない。
【００５８】
例えば、上記実施例１においては、シリンドリカル形状の平凹レンズ１５を用いる構成を例示したが、基準平面の方向に負のパワーを有する様々なレンズを平凹レンズ１５に替えて用いることができる。また、上記実施例２においては、シリンドリカル形状の平凸レンズ５１を用いる構成を例示したが、基準平面の方向に正のパワーを有する様々なレンズを平凸レンズ５１に替えて用いることができる。
【００５９】
また、上記実施例１において、平凹レンズ１５に替えて基準平面の方向に正のパワーを有するレンズを用い、当該レンズの中心軸を、基準平面に関して、凹面鏡１３とフロントガラス１７の間の光路３１ａ〜３１ｃいずれに対しても時計回り方向に傾斜するように（即ち、実施例１とは逆の傾斜となるように）配置してもよい。レンズのパワーの正負と傾斜方向とをいずれも変えることで、実施例１と同様の作用・効果を得ることができる。また、実施例２においても同様に、基準平面の方向に負のパワーを有するレンズを用いて、実施例２とは逆の傾斜となるように配置してもよい。
【００６０】
また、上記実施例においては、操作スイッチ１９を用いて回転駆動装置３５を作動させ、凹面鏡１３の傾斜角度を調整する構成を例示したが、操作スイッチ１９の構成は実施例の構成に限定されず、様々な構成をとることができる。また、自動で搭乗者の眼の高さを検出するように構成し、検出した高さに応じて凹面鏡１３の傾斜角度を自動で調整するように構成してもよい。自動で搭乗者の眼の高さを検出する方法としては、例えば搭乗者の顔付近の撮影した画像から眼を示す部分を検出することが考えられる。
【００６１】
また、上記実施例においては、フロントガラス１７をコンバイナとして利用する構成を例示したが、フロントガラス１７以外に別途コンバイナを設けてもよいし、車両のリアガラスやサイドガラスをコンバイナとして用いる構成であってもよい。
【符号の説明】
【００６２】
１…車載表示装置、１１…表示器、１３…凹面鏡、１５…平凹レンズ、１７…フロントガラス、１９…操作スイッチ、２１…制御装置、２３…空間、２５ａ…上方位置、２５ｂ…中間位置、２５ｃ…下方位置、２７ａ，２７ｂ，２７ｃ…虚像、３１…光路、３３…回転軸、３５…回転駆動装置、４１，４３，４５…中心軸、５１…平凸レンズ、５３…中心軸
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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