(57)【要約】  本発明は、表示すべき情報を担持する光ビームを生成するためのプロジェクタ（１２）と、この情報をユーザの視野内に表示するための表示位置を有するコンバイナ（２０）と、コンバイナがその表示位置にあるときにプロジェクタとコンバイナの間に光路を画定して光ビームをコンバイナに向けて送るための光学系とを含むヘッドアップディスプレイ装置（１０）に関する。この光学系は、第１および第２の偏向ミラーを含む。第１のミラー（２２）は、プロジェクタからの光ビームを受け取り、この光ビームを第２のミラー（２４）に送出するように配置され、第２のミラーは、光ビームを光路に沿ってコンバイナに向けて送出するように配置される。第１および第２の偏向ミラーを位置決めすることによってプロジェクタとコンバイナの間の光路長を調整するための作動システムが設けられる。【選択図】図１
2013535700.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示すべき情報を担持する光ビームを生成するプロジェクタ（１２）と、
ユーザの視野内に前記情報を表示する表示位置を有するコンバイナ（２０）と、
前記コンバイナ（２０）が前記表示位置にあるときに前記プロジェクタ（１２）と前記コンバイナ（２０）の間に光路を画定して前記光ビームを前記コンバイナ（２０）に向けて送る光学系と、を備えるヘッドアップディスプレイ装置（１０）であって、
前記光学系は前記光路内に少なくとも第１および第２の偏向ミラー（２２、２４）を備え、前記第１のミラー（２２）は、前記プロジェクタ（１２）からの前記光ビームを受け取り、前記光ビームを前記第２のミラー（２４）に向けて送るように配置され、前記第２のミラー（２４）は、前記光ビームを前記光路に沿って前記コンバイナ（２０）に向けて送るように配置され、
前記ヘッドアップディスプレイ装置は、前記第１および第２の偏向ミラー（２２、２４）を互いに対して相対的に位置決めすることによって前記プロジェクタ（１２）と前記コンバイナ（２０）の間の前記光路の長さを調整するように構成された作動システムを備える、装置（１０）。
【請求項２】
前記作動システムは前記第１および第２のミラー（２２、２４）に結合された機構を備え、前記機構は好ましくはモータ（３４）によって駆動される、請求項１に記載の装置（１０）。
【請求項３】
前記第２のミラー（２４）は並進変位し得るように前記機構に結合され、前記第１のミラー（２２）は前記第２のミラー（２４）の変位の関数として決められる角度だけ回転するように前記機構に結合される、請求項２に記載の装置（１０）。
【請求項４】
前記プロジェクタ（１２）がバックライト式液晶ディスプレイ（１４）を備える、請求項１〜３のいずれか一項に記載の装置（１０）。
【請求項５】
前記プロジェクタ（１２）は前記表示すべき情報をまだ担持していない光ビームを前記液晶ディスプレイ（１４）を介して送出するように配置されたバックライト用光源（１６）を備え、前記液晶ディスプレイ（１４）は前記光ビームの方向に対して横断方向に変位可能に設けられる、請求項１〜４のいずれか一項に記載の装置（１０）。
【請求項６】
前記コンバイナ（２０）は半反射鏡または回折型コンバイナである、請求項１〜５のいずれか一項に記載の装置（１０）。
【請求項７】
前記コンバイナ（２０）は、前記表示位置に加えて格納位置を有する格納可能なコンバイナとして形成される、請求項１〜６のいずれか一項に記載の装置（１０）。
【請求項８】
前記コンバイナは、前記表示位置と前記格納位置の間で前記コンバイナ（２０）を変位させるように構成された関節機構（２６、２８、３０、３２、３６）に連結される、請求項７に記載の装置（１０）。
【請求項９】
前記プロジェクタ（１２）、前記光学系、および前記コンバイナ（２０）が配置されるケース（２５）をさらに備え、前記ケース（２５）は第１の開口を有し、前記コンバイナ（２０）は前記第１の開口を通過して前記格納位置と前記表示位置の間で変位することができ、前記ケース（２５）はさらに第２の開口を有し、前記光ビームは前記光学系から前記コンバイナ（２０）に向かって前記第２の開口を通過し得る、請求項７または８に記載の装置（１０）。
【請求項１０】
前記ケース（２５）は、前記コンバイナ（２０）が前記格納位置にあるときに前記第１の開口を閉鎖する閉鎖カーテン（４２）を備える、請求項９に記載の装置（１０）。
【請求項１１】
前記格納位置から前記表示位置への通過経路に沿った前記コンバイナの移動は、前記コンバイナおよび／または前記コンバイナが連結された前記機構が前記カーテンを前記コンバイナの進路から外して前記第１の開口を通る前記通過経路を開くように設計される、請求項１０に記載の装置（１０）。
【請求項１２】
前記ケース（２５）は、前記コンバイナ（２０）が前記格納位置にあるときに前記第２の開口を閉鎖するトラップドア（４６）を備え、前記トラップドア（４６）は、前記カーテンが前記コンバイナ（２０）の進路から外されたときに前記カーテン（４２）を受け入れるハウジングを備える、請求項１１に記載の装置（１０）。
【請求項１３】
前記表示位置と前記格納位置の間で前記コンバイナ（２０）を変位させるための前記機構（２６、２８、３０、３２、３６）に結合された、前記トラップドア（４６）を開閉するための機構を備える、請求項１２に記載の装置（１０）。
【請求項１４】
前記カーテン（４２）が前記コンバイナ（２０）の進路から外されたときに力学的エネルギーを蓄積し、前記コンバイナ（２０）が前記表示位置から格納位置まで通過するときに前記カーテン（４２）を前記第１の開口を閉鎖する位置に戻すように配置された、好ましくは戻しばね（５２）である戻し手段を備える、請求項１１〜１３のいずれか一項に記載の装置（１０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
[0001]本発明はヘッドアップディスプレイ装置、特に自動車、トラック、バス、列車、航空機などのためのヘッドアップディスプレイ装置に関する。詳細には、本発明は格納可能なコンバイナを備えたヘッドアップディスプレイ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
[0002]ヘッドアップディスプレイ装置は、典型的には、像を投写するためにコンバイナに向けて送られる光ビームを生成する投写ユニットを含む。これらの像は、詳細にはユーザの、特にパイロットや自動車の運転者の視野内における、虚像の形態での車両の操作および運転に関する情報である。
【０００３】
[0003]ヘッドアップディスプレイ装置は、当初は戦闘機のパイロットに対して情報を表示するために設計されたが、今日では、特に自動車の分野での使用、より詳細には中級および高級自動車への搭載が増えている。ヘッドアップディスプレイ装置は、運転者が眼前の道路から目を離すことなく情報を読み取ることができるので、交通安全に寄与すると考えられている。さらに、表示される情報を含む虚像は運転者の数メートル前方の距離に投写され、そのため、運転者が目の遠近調節を変えずに情報を読み取ることができる。
【０００４】
[0004]フロントガラスの一部をコンバイナとして、すなわち、ユーザに提示しなければならない情報を含む光ビームと、周囲環境からもたらされる光とを合成する光学要素として、使用するヘッドアップディスプレイ装置が存在する。他のヘッドアップディスプレイ装置は、フロントガラスとは独立したコンバイナを含む。このようなコンバイナは、投写ユニットからもたらされるビームの少なくとも実質的な部分をユーザに向けて偏向させるのに必要な光学特性を有し、また、周囲環境からもたらされる周囲光の実質的な部分を同時に通過させるのに十分に透明なストリップ部を含む。
【０００５】
[0005]ヘッドアップディスプレイ装置のこれらの光学要素を、例えば塵埃や投写性能を損ねる恐れのある他の有害な作用から保護し得ることが望ましいことがわかっている。
[0006]ヘッドアップディスプレイ装置のもう１つの問題は、運転者の要求どおりにヘッドアップディスプレイ装置を調整することである。詳細には、ヘッドアップディスプレイ装置の画角（十分なコントラストで画像を観察し得る、公称方向に対する最大角度）は、典型的にはかなり小さく、ユーザの目の位置はユーザ毎に大きく異なるので、ヘッドアップディスプレイ装置には、ユーザの目の高さに表示される情報を担持したビームが届く方向をユーザが調整し得る手段を設けることが必要になる。
【０００６】
[0007]米国特許第５，３９４，２０３号は、反射型ストリップとしてのコンバイナを備えるヘッドアップディスプレイ装置を記載している。このストリップは、傾くように装着され、装置の非使用時には閉じられる蓋として働く。しかし、このストリップが蓋として働くとしても、ストリップの側面の一方が有害な作用に対して曝されたままである。
【０００７】
[0008]国際公開第２００７／０５７６０８号は、格納可能なコンバイナを備えたヘッドアップディスプレイ装置を提示している。このコンバイナは、移動可能な支持部に装着されて、コンバイナが直立して運転者と正対する表示位置と、コンバイナがヘッドアップディスプレイ装置のすべての光学構成要素および機械構成要素を保護するケース内に戻される格納位置との間で変位し得る。コンバイナを担持する移動可能な支持部の移動制限は調整することができ、そのため、コンバイナの傾き角、ひいては運転者の目から虚像に向かう軸の傾き角を調整し得る。
【０００８】
[0009]しかし、国際公開第２００７／０５７６０８号のヘッドアップディスプレイ装置は、虚像が表示される位置までの距離を調整することができない。投写距離を調整することができれば、虚像を車両の機械的構造に対して（詳細には、ボンネットの寸法に対して）適切な位置に投写し得るので、人間工学の観点から極めて有利である。さらに、この種の調整により、ユーザは自身の観察状態に表示を合わせることができる。
【０００９】
[0010]日本特許出願公開第１０−３３３０８０号には、プロジェクタとコンバイナの間の光路に２つの偏向ミラーを備えたヘッドアップディスプレイ装置が開示されている。これら２つのミラーのうちプロジェクタに近いミラーは、回転可能または並進変位可能に装着されており、そのため、ユーザの視野内で虚像の垂直位置を変更することができる。
【００１０】
[0011]米国特許出願公開第２００５／００２４４９０号には、最後のミラー、すなわち、ユーザの視野内にあるミラーが格納可能であるヘッドアップディスプレイ装置が記載されている。このミラーは、その格納位置で、ヘッドアップディスプレイ装置の蓋を形成する。このミラーの裏面（すなわち、格納位置では上側の面）には折り畳み可能なカバーが設けられている。このカバーは、ミラーが閉じられたときに展開され、そのため、装置の見栄えが良くなる。このミラーはコンバイナとして形成することができ、その場合、ミラーが表示位置にあるときにカバーは完全に格納される。
【００１１】
[0012]米国特許第５，２３７，４５５号には、格納可能なコンバイナを備えたヘッドアップディスプレイ装置が記載されている。コンバイナを手動でケースから取り外し、またケースに戻すことができる開口は、カーテンで閉じることができる。このカーテンの開閉も手動で行われる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
[0013]本発明の目的は、上記で述べた欠点を是正することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
[0014]ヘッドアップディスプレイは、表示すべき情報を担持する光ビームを生成するプロジェクタと、ユーザの視野内にこの情報を表示する表示位置を有するコンバイナと、コンバイナがその表示位置にあるときにプロジェクタとコンバイナの間に光路を画定して光ビームをコンバイナに向けて送る光学系と、を備える。本発明によれば、この光学系は光路内に少なくとも第１および第２の偏向ミラーを備える。第１のミラーは、プロジェクタからの光ビームを受け取り、この光ビームを第２のミラーに向けて送るように配置され、第２のミラーは、光ビームを光路に沿ってコンバイナに向けて送るように配置される。この装置は、第１および第２の偏向ミラーを互いに対して相対的に位置決めすることによってプロジェクタとコンバイナの間の光路の長さを調整するように構成された作動システムも備える。本発明の構成によって、コンバイナからの、虚像が位置する距離（投写距離）を調整することが可能である。
【００１４】
[0015]作動システムは、好ましくは第１および第２のミラーに結合された機構を備える。この機構はユーザが手動で（例えば、この機構に連結される調整レバーによって）駆動することができる。ただし、ユーザがより快適に使用できるように、この機構は、ユーザが（例えばダッシュボード上の）制御ボタンによって制御し得る電動モータ（例えばサーボモータ）によって駆動されるのが好ましい。
【００１５】
[0016]本発明の有利な実施形態によれば、第２のミラーは（好ましくはミラー表面に垂直に）並進変位し得るようにこの機構に結合され、第１のミラーは第２のミラーの変位の関数として決まる角度だけ回転するようにこの機構に結合される。詳細には、第１のミラーの傾き角は、好ましくは、基準位置に対する第２のミラーの相対変位の線形関数で与えられる。第１および第２のミラーをこのように結合することによって、これらの中間ミラーの位置に関わらず光ビームがコンバイナに確実に到達する。こうして、第１のミラーによって光ビームが第２のミラーおよびコンバイナに自動的に向けられる。したがって、投写距離の調整に際して、虚像は運転者の目およびコンバイナを通る軸と実質的に同じ軸上に留まる。
【００１６】
[0017]プロジェクタは、好ましくは、例えば、表示すべき情報がホログラム形式で記憶されるホログラフィックメモリまたはバックライト式液晶ディスプレイなどの空間光変調器を備える。この場合、プロジェクタは、有利には、表示すべき情報をまだ担持していない光ビームを液晶ディスプレイを介して送出するように配置されたバックライト用光源（例えば、レーザ源あるいは１つまたは複数の発光ダイオード）を備え、液晶ディスプレイは光ビームの方向に対して横断方向に変位可能に装着される。第１の改変形態によれば、空間光変調器が変位するときに、光ビームは動かないままとし得る。別の改変形態によれば、プロジェクタは、プロジェクタ全体が並進変位し得るように構成される。ビームの方向に対して横断方向に空間光変調器を並進移動させることにより、運転者の目とコンバイナを結ぶ軸に対して虚像の位置を横断方向に調整し得ることに留意されたい。この装置は、好ましくは、空間光変調器に機械的に結合された制御レバーを備える。この制御レバーによって、ユーザは虚像の位置を横断方向に調整することができる。あるいは、空間光変調器は、ユーザがボタンまたは制御ノブによって制御し得る電動モータ（例えばサーボモータ）によって変位可能である。この場合のボタンまたはノブは、ヘッドアップディスプレイに調整指令を（例えば、車両の通信ネットワークを介して）伝達し、ヘッドアップディスプレイがこれらの指令を機械的な動きに変換する。ユーザが同じボタンまたは制御ノブによって投写距離および横断方向位置を制御し得る本発明の改変形態は特に人間工学的であると考えられる。
【００１７】
[0018]このコンバイナは、（平面または湾曲）半反射鏡または回折型コンバイナ（すなわち、光学回折格子によって、任意選択で虚像の拡大機能および／または発光レベル制御機能を一体化して、ユーザに向けて光を偏向するコンバイナ）として形成し得る。コンバイナは、有利には、プラスチック材料製とする。
【００１８】
[0019]本発明の極めて有利な実施形態によれば、コンバイナは、その表示位置に加えて格納位置を有する格納可能なコンバイナとして形成される。次いで、コンバイナは、好ましくは、表示位置と格納位置の間でコンバイナを変位させるように構成された関節機構に連結される。
【００１９】
[0020]本発明のこの実施形態によれば、ヘッドアップディスプレイは、好ましくは、プロジェクタ、光学系、およびコンバイナが配置されるケースを備え、このケースは第１の開口を有し、コンバイナは第１の開口を通過して格納位置と表示位置の間で変位することができ、このケースはさらに第２の開口を有し、光ビームは光学系からコンバイナに向かって第２の開口を通過し得る。
【００２０】
[0021]好ましくは、このケースは、コンバイナがその格納位置にあるときに第１の開口を閉鎖する閉鎖カーテンも備える。
[0022]格納位置から表示位置への通過経路に沿ったコンバイナの移動は、コンバイナおよび／またはコンバイナが連結された機構がカーテンを（例えば押すことによって）コンバイナの進路から外して第１の開口を通る通過経路を開くように設計し得ることを理解されたい。
【００２１】
[0023]このケースは、好ましくは、コンバイナがその格納位置にあるときに第２の開口を閉鎖するトラップドアを備える。より有利には、トラップドアは、カーテンがコンバイナの進路から外されたときにカーテンを受け入れるハウジング空間を備える。
【００２２】
[0024]トラップドアの開閉機構は、有利には、表示位置と格納位置の間でコンバイナを変位させるための機構に結合される。
[0025]ヘッドアップディスプレイは、好ましくは、カーテンがコンバイナの進路から外されたときに力学的エネルギーを蓄積し、このエネルギーを用いて、コンバイナがその表示位置から格納位置まで通過するときにカーテンを第１の開口を閉鎖する位置に戻すように配置された戻し手段、例えば戻しばねを備える。
【００２３】
[0026]コンバイナの格納および／またはトラップドアの閉鎖用のシステムは、上記で説明した投写距離の調整用のシステムと独立に形成し得ることに当業者は留意されたい。ただし、本発明のこれら２つの態様は、以下に図示例として説明する実施形態において特に有利なやり方で組み合わせられる。
【００２４】
[0027]本発明の他の特徴および特質は、図示例として以下に提示する有利な実施形態の詳細な説明を添付の図面と併せ読めば明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の好ましい実施形態によるヘッドアップディスプレイ装置の３次元的な部分図である。
【図２】図１の装置のコンバイナを格納するためのシステムを、コンバイナがその格納位置にある状態で示す長手方向断面図である。
【図３】図２のシステムを、コンバイナがその格納位置と表示位置の間にある状態で示す長手方向断面図である。
【図４】格納位置にあるコンバイナを保護するカーテンを開閉するためのシステムの部分図である。
【図５】図４のシステムを、コンバイナがその表示位置にある状態で示す部分図である。
【図６】虚像の位置を調整するためのシステムの基本図である。
【図７】図６の機構の部分図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
[0028]図１に、本発明の好ましい実施形態による自動車用ヘッドアップディスプレイ装置１０の斜視図を示す。装置１０は、図２〜図５を参照してより詳細に説明するコンバイナを格納するためのシステムと、図６および図７を参照して以下でより詳細に説明する虚像の位置を調整するためのシステムとを備える。
【００２７】
[0029]装置１０は、まず、車両の運転者に対して表示すべき情報を表す像を担持する光ビームを生成するプロジェクタ１２を備える。プロジェクタ１２は、液晶ディスプレイ１４と、光源１６（回折式または反射式とし得るコンバイナのタイプによって決まるコヒーレントまたは非コヒーレントな光源であり、バックライト用光ビームを生成する）と、光源１６からもたらされるバックライト用ビームを液晶ディスプレイ１４を介して返すミラー１８とを含む。液晶ディスプレイは、空間光変調器として機能し、運転者に対して表示される像を生成する。プロジェクタ１２とコンバイナ２０の表示位置の間の光路は光学系によって画定される。この光学系は、第１の偏向ミラー２２および第２の偏向ミラー２４を備える。第１のミラー２２は、プロジェクタ１２からの光ビームを受け取り、この光ビームを第２のミラー２４に向けて送るように配置される。第２のミラー２４は、コンバイナ２０が（図１に示す）表示位置にあるときに、コンバイナ２０に光ビームを返すように配置される。
【００２８】
[0030]コンバイナ２０は、図２〜図５により詳細に示す格納システムによって格納可能である。コンバイナ２０は、その表示位置に加えて、ヘッドアップディスプレイ装置１０のケース２５内でコンバイナ２０が本質的に平坦になる格納位置を有する。コンバイナ２０は、表示位置と格納位置の間でコンバイナ２０を変位させる関節機構に固定される。より正確には、この関節機構は、コンバイナ２０のいずれかの側に第１の連結ロッド２６および第２の連結ロッド２８を備える。これらの連結ロッドは、それぞれの一端で関節３０によって結合される。第１の連結ロッド２６の他端は、電動モータ３４によって並進変位可能な第１の軸受け３２に回転移動可能に収容され、第２の連結ロッド２８の他端は、ケース２５に対して相対的に固定される第２の軸受け３６に回転移動可能に収容される。コンバイナ２０は、第１の連結ロッド２６に取り付けられる。コンバイナをその格納位置（図２に示す）から表示位置にもってゆくには、モータ３４によりピニオン３８を回転させ、ピニオン３８が第１の軸受け３２をラック４０に沿って変位させる。したがって、軸受け３２および３６と関節３０によって形成される頂点を有する三角形の底辺が短くなる。その結果、第１の軸受け３２および第２の軸受け３６が互いに接近するにつれコンバイナ２０が徐々に持ち上がる。コンバイナ２０が完全に直立すると、モータ３４が停止し関節機構をその屈曲位置で係止する。ラック４０に沿うピニオン３８の移動制限が運転者によって調整可能であることが好ましい。それによって、運転者が表示位置にあるコンバイナ２０の傾きを調整することができる。
【００２９】
[0031]装置１０のケース２５は第１の開口を有し、コンバイナ２０は第１の開口を通って格納位置と表示位置の間で変位する。ケース２５はさらに第２の開口を有し、光ビームは光学系からコンバイナ２０の表示位置に向かって第２の開口を通過する。閉鎖カーテン（換言すれば、隔壁）４２が第１の開口を閉鎖するように備えられ、コンバイナ２０がその格納位置にあるときに塵埃からコンバイナ２０を保護する。
【００３０】
[0032]図４および図５に示すように、コンバイナ２０のその移動経路に沿った格納位置から表示位置への移動は、コンバイナがカーテン４２を押してコンバイナの進路から外して、第１の開口を通る移動経路を空けるように設計されている。コンバイナ２０がカーテン４２を押して後退させると、カーテン４２は、ケース２５の側壁に設けられた側路４４（図１参照）内を変位し、コンバイナがその格納位置にあるときに第２の開口を閉鎖するように設けられたトラップドア４６に沿って変位する。トラップドア４６の下側で、溝４８が、カーテン４２が変位してコンバイナ２０の進路から外れたときにカーテン４２を受け取るハウジングを画定している。コンバイナ２０によってカーテン４２が変位すると、カーテン４２は戻しばね５２に固定された固定片５０を押す。戻しばね５２は、伸びた状態で力学的エネルギーを蓄積する。コンバイナの表示位置でも、カーテン４２はコンバイナ２０に接したままである。戻しばね５２に蓄積される力学的エネルギーは、モータ３４が反対方向に動作し、コンバイナ２０がその表示位置から格納位置に移動するときにカーテン４２を第１の開口を閉鎖する位置に戻すのに用いられる。
【００３１】
[0033]トラップドア４６を開閉するために、ヘッドアップディスプレイ装置は、コンバイナ２０を表示位置と格納位置の間で変位させるための機構に結合されたトラップドア開閉機構を備える。このトラップドア開閉機構は、ばね５４、駆動要素５６、側路５８、およびトラップドア４６に取り付けられた回動要素６０を備える。コンバイナ２０がその格納位置にあるとき、モータ３４および軸受け３２は、移動限界に位置する駆動要素に接しており、駆動要素は回動要素６０によって閉じられたトラップドア４６を保持している。この位置では、ばね５４は圧縮されている。ヘッドアップディスプレイ装置１０を回転させる命令に従ってモータ３４および軸受け３２が第２の軸受け３６の方向に変位されると、ばね５４が弛緩され、駆動要素５６が側路５８内を変位する。この変位により、回動要素６０がその軸６２の周りで回転し、トラップドアが開位置に移動し、従って、プロジェクタ１２からもたらされる光ビームが通過し得る。
【００３２】
[0034]ヘッドアップディスプレイ装置１０は、虚像の位置を調整するためのシステムも含む（図６および図７）。虚像の投写距離は、偏向ミラー２２および２４を作動させるためのシステムによって調整可能である。さらに、虚像の垂直位置は、液晶ディスプレイ１４を並進移動させるためのシステムによって調整可能である。
【００３３】
[0035]公称距離の前後で投写距離を調整する原理を図６を参照して説明する。表示すべき情報を含む像はプロジェクタ１２によって生成される。プロジェクタと（表示位置にある）コンバイナの間の光路長ｐは、
ｐ＝Ｌ０＋Ｌ１＋Ｌ２
で与えられる。ここで、Ｌ０はプロジェクタとミラー２２（図６ではＭ１とも称する）の間の距離を表し、Ｌ１はミラー２２とミラー２４（Ｍ２とも称する）の間の距離を表し、Ｌ２はミラー２４とコンバイナ２０の間の距離を表す。
【００３４】
[0036]コンバイナから虚像までの距離Ｄｉｖは、プロジェクタとコンバイナの間の光路長ｐとコンバイナの拡大係数ｇとの積によって十分な精度で以下のように近似し得る。
Ｄｉｖ＝ｐ・ｇ
[0037]したがって、投写距離を調整するために、プロジェクタ１２とコンバイナ２０の間の光路長を調整することができる。装置１０では、光路長ｐは、第１の偏向ミラー２２および第２の偏向ミラー２４を互いに対して相対的に位置決めすることによって調整される。
【００３５】
[0038]以下の２つの場合に分けることができる。
・投写距離を（公称投写距離に対して）短くする必要がある場合、ミラー２４を図６において上方に（ミラー面に垂直に）変位させ、それと同時にミラー２２を反時計回りに回転させる。
・投写距離を（公称投写距離に対して）長くする必要がある場合、ミラー２４を図６において下方に（ミラー面に垂直に）変位させ、それと同時にミラー２２を時計回りに回転させる。
【００３６】
[0039]このようにして、投写距離を以下のように定義される最小値Ｄｉｖ＿ｍｉｎと最大値Ｄｉｖ＿ｍａｘの間で変化させることができる。
Ｄｉｖ＿ｍｉｎ＝ｇ・（Ｌ０＋Ｌ１ｍｉｎ＋Ｌ２ｍｉｎ）
Ｄｉｖ＿ｍａｘ＝ｇ・（Ｌ０＋Ｌ１ｍａｘ＋Ｌ２ｍａｘ）
[0040]図６に、ミラー２２および２４の最端位置を破線で示す。
【００３７】
[0041]ミラー２２および２４は、第１および第２のミラーの両方に結合された機構によって位置決めされる（図７参照）。この機構は、ユーザが（例えば、ダッシュボード上の）制御ボタンによって制御し得る電動モータ６４によって駆動される。
【００３８】
[0042]第２のミラー２４はその反射面に垂直に並進変位し得るようにこの機構に結合される。第１のミラー２２は第２のミラー２４の変位の関数として決まる角度θだけ回動するようにこの機構に結合される。図７に示すように、ミラー２４は、ミラー２４の反射面に垂直にスライドし得る移動可能な支持部に固定される。ミラー２４は、ミラー２４を担持する移動可能な支持部に固定されるラック６８と噛み合うピニオン６６を駆動する電動モータ６４によって位置決めされる。モータ６４が回転すると、同時に第１のミラー２２が歯車とベルトからなる機構７０によって回転する。一方ではモータ６４と第２のミラー２４の間の伝達比、及び、他方ではモータ６４とミラー２２の間の伝達比は、第２のミラー２４およびコンバイナ２０に光ビームが自動的に向けられるように選択され、したがって、中間ミラー２２および２４の位置に関わらず光ビームがコンバイナ２０の実質的に同じ場所に確実に到達する。したがって、投写距離の調整に際し、運転者が見る虚像は垂直方向または横方向に変位しない。
【００３９】
[0043]虚像を垂直方向に位置決めするために、光源１６からもたらされるバックライト用光ビームの方向に対して横断方向に液晶ディスプレイ１４を変位させることができる（図７には光源１６と液晶ディスプレイ１４の間の偏向ミラー１８を示していない）。液晶ディスプレイ１４の変位は、ピニオン７４およびラック７６のシステムを駆動する電動モータ７２によって行われる。液晶ディスプレイ１４は光ビームに垂直な面内で変位するので、虚像の投写距離がはっきりわかるほど変化することはない。
【００４０】
[0044]このように運転者は、虚像の投写距離および垂直位置をそれぞれ独立に調整し得る。
[0045]（サーボモータとし得る）いくつかの異なる電動モータを制御するために、ヘッドアップディスプレイ装置１０は、ユーザとの対話用の１つまたは複数のインターフェース（例えば制御ボタン）を有する制御ユニット（図示せず）を備える。詳細には、図に示す例では、ユーザは以下の項目を調整し得る。
・（ラック４０に沿ったピニオン３８の移動限界によって決まる）コンバイナの傾き、これにより運転者は表示が運転者の高さに（より正確には運転者の目の高さに）くるように調整することができる、
・（ミラー２２および２４の位置によって決まる）投写距離、および
・（液晶ディスプレイ１４の位置によって決まる）虚像の垂直位置。
【００４１】
[0046]ヘッドアップディスプレイ装置１０はコンパクトで容易に一体化される形状であり、ユーザの個々の要求に対する調整機能を提供することを理解されたい。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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