(57)【要約】【課題】  任意の構造のフロントフェース上に、ゴースト像を発生させることなく、鮮明、正確、かつ完全な画像を合焦させることができる光学系を提供する。【解決手段】  少なくとも２つのレンズ（１２）を有する第１のグループ（１３）と、少なくとも２つのレンズ（１２）を有する第２のグループ（１４）との少なくとも２つのグループに分割される複数のレンズ（１２）を備えており、第１のグループ（１３）の少なくとも１つのレンズ（１２）は、第２のグループ（１４）の対応するレンズ（１２）に相対するように配置されている。光学系（１０）であって、第１のグループ（１３）の任意のレンズ（１２）に入射した光線（１１）を、第２のグループ（１４）の対応するレンズ（１２）に導く導光手段（２０）を備えている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２つのレンズ（１２）を有する第１のグループ（１３）と、少なくとも２つのレンズ（１２）を有する第２のグループ（１４）との少なくとも２つのグループに分割された複数のレンズ（１２）を備えており、第１のグループ（１３）の少なくとも１つのレンズ（１２）は、第２のグループ（１４）の対応するレンズ（１２）に相対するように配置されている光学系（１０）であって、第１のグループ（１３）の任意のレンズ（１２）に入射した光線（１１）を、第２のグループ（１４）の対応するレンズ（１２）に導く導光手段（２０）を備えていることを特徴とする光学系（１０）。
【請求項２】
前記導光手段（２０）は、前記第１のグループ（１３）のレンズ（１２）と、前記第２のグループ（１４）のレンズ（１２）との間に配置されている主グレーティング（２４）を備えており、主グレーティング（２４）は、前記第１のグループ（１３）のレンズ（１２）に接する遠位端（２５）と、前記第２のグループ（１４）のレンズ（１２）に接する近位端（２６）とを有することを特徴とする、請求項１に記載の光学系（１０）。
【請求項３】
前記主グレーティング（２４）は、主グレーティング（２４）の遠位端（２５）と近位端（２６）との間に延びる複数の主導光路（２７）を有することを特徴とする、請求項２に記載の光学系（１０）。
【請求項４】
前記主導光路（２７）の各々は、互いに相対するように配置されている前記第１のグループ（１３）のレンズ（１２）と、前記第２のグループ（１４）のレンズ（１２）とからなる対応する対（１５）に相対するように形成されていることを特徴とする、請求項３に記載の光学系（１０）。
【請求項５】
前記主導光路（２７）の各々は、前記第１のグループ（１３）のレンズによって塞がれている第１の開口（２８）と、前記第２のグループ（１４）の対応するレンズ（１２）によって塞がれている第２の開口（２９）との間に長手方向に延びていることを特徴とする、請求項３または４に記載の光学系（１０）。
【請求項６】
前記第１のグループ（１３）のレンズ（１２）は、１つの面Ｓ１に沿って配置されており、前記第２のグループ（１４）のレンズ（１２）は、１つの面Ｓ２に沿って配置されていることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１つに記載の光学系（１０）。
【請求項７】
前記面Ｓ１は、第１の平面Ｐ１の形態をしていることを特徴とする、請求項６に記載の光学系（１０）。
【請求項８】
前記第１のグループ（１３）の各レンズ（１２）は、前記第１の平面Ｐ１に直交する第１の光軸Ａ１を有していること、および前記第２のグループ（１４）の各レンズ（１２）は、やはり前記第１の平面Ｐ１に直交する第２の光軸Ａ２を有していることを特徴とする、請求項７に記載の光学系（１０）。
【請求項９】
同一の対（１５）を成す、前記第１のグループ（１３）と第２のグループ（１４）とのレンズ（１２）の第１の光軸Ａ１と第２の光軸Ａ２とは一致していることを特徴とする、請求項８に記載の光学系（１０）。
【請求項１０】
前記主グレーティング（２４）は、光学的に不透明な材料から成っていることを特徴とする、請求項２〜９のいずれか１つに記載の光学系（１０）。
【請求項１１】
前記主導光路（２７）の各々には、収束レンズ（１２）であり、かつ前記第１のグループ（１３）、および第２のグループ（１４）のレンズ（１２）と同じピッチを有する、第３のグループ（３０）のレンズ（１２）が収容されていることを特徴とする、請求項３〜１０のいずれか１つに記載の光学系（１０）。
【請求項１２】
前記導光手段（２０）は、副導光路（３３）を有する少なくとも１つの副グレーティング（３１、３２）を備えていることを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか１つに記載の光学系（１０）。
【請求項１３】
前記副導光路（３３）の各々には、前記第１のグループ（１３）の各レンズ（１２）が収容されていることを特徴とする、請求項１２に記載の光学系（１０）。
【請求項１４】
前記副導光路（３３）の各々には、前記第２のグループ（１４）の各レンズ（１２）が収容されていることを特徴とする、請求項１２または１３に記載の光学系（１０）。
【請求項１５】
前記第２のグループ（１４）のレンズ（１２）は、前記第１の平面Ｐ１と平行な第２の平面Ｐ２に沿って配置されていることを特徴とする、請求項７〜１４のいずれか１つに記載の光学系（１０）。
【請求項１６】
表示手段（４）と、フロントフェース（５）と、請求項１〜１５のいずれか１つに記載の光学系（１０）とを備えている、少なくとも１つの情報アイテム（２）を表示するための表示装置（１）であって、前記フロントフェース（５）上に前記情報アイテム（２）を投影するために、前記表示手段（４）は、光線（１１）の形態の前記情報アイテム（２）を発生させ、かつ前記フロントフェース（５）に向かい合わせに配置されており、前記光学系（１０）は、前記表示手段（４）と前記フロントフェース（５）との間に配置されている表示装置。
【請求項１７】
前記面Ｓ１は、前記フロントフェース（５）の構造（Ｃ、Ｐ’’）と類似の構造を有することを特徴とする、請求項６〜１５のいずれか１つに記載の光学系（１０）を備えている、請求項１６に記載の表示装置。
【請求項１８】
前記面Ｓ１は、前記フロントフェース（５）と該面Ｓ１との間に位置する対称面に関して、前記フロントフェース（５）の構造（Ｃ）と対称な構造を有することを特徴とする、請求項６〜１５のいずれか１つに記載の光学系（１０）を備えている、請求項１６に記載の表示装置。
【請求項１９】
前記情報アイテム（２）の画像（６）の焦点を、前記フロントフェース（５）上に合わせるために、前記第１のグループ（１３）のレンズ（１２）同士は、互いに光学的に異なることを特徴とする、請求項１６〜１８のいずれか１つに記載の表示装置。
【請求項２０】
前記情報アイテム（２）の画像（６）の焦点を、前記フロントフェース（５）上に合わせるために、前記第２のグループ（１４）のレンズ（１２）同士は、互いに光学的に異なっていることを特徴とする、請求項１６〜１９のいずれか１つに記載の表示装置。
【請求項２１】
前記第１の平面Ｐ１は、前記表示手段（４）の一般拡張平面Ｐに平行であることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか１つに記載の光学系（１０）を備えている、請求項１６〜２０のいずれか１つに記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通風、暖房、および／または空調の機器などの、自動車の付属品の作動に関連する情報を表示する表示装置の分野に関する。本発明は、そのような表示装置に付随する光学系、およびこの表示装置を提供することを目的としている。
【背景技術】
【０００２】
自動車は、通常、車室内の空気のための通風、暖房および／または空調の機器、移動電話機、車載コンピュータ、衛星測位システム、または他の同様の付属品を備えている。このような付属品には、自動車の基本的かつ最重要な機能、すなわち、その移動に不可欠ではないオプションの機材などの、ほとんどあらゆる種類の装備がある。より具体的には、そのような付属品には、自動車のエンジンの作動には関与しないが、それを監視することができるものもある。その一例として、ダッシュボード、さらには速度計を挙げることができる。
【０００３】
このような付属品は、通常、その付属品の作動に関連する情報アイテムなどの、少なくとも１つの情報アイテムを表示するための表示装置を備えている。付属品が上述の種類の機器である場合には、情報アイテムは、例えば車室内の空気の温度、および／またはその空気の所望の温度などの数値データ、またはさらには、車室の輪郭を表わすようなピクトグラムタイプまたはアイコンタイプの記号である。付属品が移動電話機である場合には、情報アイテムは、例えば電話番号および／または対応する名称などの情報アイテムである。付属品が車載コンピュータまたは衛星測位システムである場合には、情報アイテムは、例えば英数字、アイコンまたはピクトグラムである。
【０００４】
表示装置は、情報アイテムを表示するための表示手段を備えている。表示手段は、具体的には、透過照明、反射照明および／または半透過照明型のディスプレイスクリーンである。表示手段には、例えば一般に頭字語「ＬＣＤ」によって表わされる液晶スクリーン、また頭字語「ＴＦＴ」によって表わされる、薄膜トランジスタのアレイを有するスクリーン、一般に頭字語「ＶＦＤ」によって表わされる真空蛍光スクリーン、一般に頭字語「ＯＬＥＤ」によって表わされる有機発光ダイオードスクリーンが含まれる（これらの頭字語は英語の頭字語であるが、確立された記号でもある）。
【０００５】
表示装置は、さらに、表示手段を保護し、および／または情報アイテムを投影するための面として働くフロントフェースを備えている。フロントフェースは、例えば表示装置の外部環境から表示手段を保護するように作られた、装飾的な板ガラスである。フロントフェースは、特に研磨されていない場合には、不規則な表面かつ／または凹凸のあるざらざらの表面を有している場合がある。表示手段とフロントフェースとは、互いに向かい合わせに配置されており、それらの間に設けられているスペースは、空気で満たされており、その屈折率は１である。
【０００６】
表示手段は、ユーザが、表示手段の表面上に表示された情報アイテムを見ることができるように作られている。表示手段が「ＬＣＤ」タイプのスクリーンである場合には、フロントフェースを介して、ユーザが情報アイテムを見ることができるように、そのスクリーンは、スクリーンを背面照明するように構成された少なくとも１つの光源と組み合わされている。表示手段は、概ね拡張平面に沿って延びる平面形を有している。
【０００７】
この際に生じる一般的な問題は、表示手段上に表示された情報アイテムが、フロントフェースを介してスクリーンを見ているユーザに対して、ぼけた画像として、フロントフェース上に投影されるおそれがあるということである。この問題を解決する試みとして、橋本等による特許文献１は、表示手段とフロントフェースとの間に、２つのグループに分割された複数の同一のレンズから成る画像形成光学系を配置することを提案している。第１のグループのレンズは、スクリーンに向き合って位置する第１の平面に沿って配置されており、第２のグループのレンズは、フロントフェースに向き合って位置する第２の平面に沿って配置されている。第２の平面は、第１の平面と平行である。第１のグループの各レンズは、表示手段から発した入射光線が突き抜ける入射面を有しており、第２のグループの各レンズは、その入射光線がフロントフェースに向かうための出射面を有している。対応する出射面まで、この画像形成光学系内を通過した入射光線は、最終的にフロントフェースに達する。
【０００８】
各レンズは、１つの光軸、およびそのレンズの光軸の各端に形成されている２つの頂点を有している。レンズの光軸は、互いに平行をなしており、さらに、一方では、表示手段の一般拡張平面に、他方では、第１および第２の平面に直交している。さらに、第１のグループの各レンズは、第２のグループの対応するレンズに相対するように配置されている。言い換えると、第１のグループの各レンズは、第２のグループの対応するレンズに向かい合わせに配置されている。したがって、それらの２つのレンズの光軸は同一であり、また第１のグループのレンズの頂点の一方は、第２のグループの対応するレンズの頂点の一方に接している。
【０００９】
このような画像形成光学系を装備した表示装置を使用する際には、改善すべき問題点が存在する。
【００１０】
第１に、表示装置が複数の光源を有する場合には、フロントフェースを通して、ユーザが見る情報アイテムの画像は、その情報アイテムの複数の部分画像から成っており、それは、ユーザにとって全く満足できないものである。
【００１１】
さらに、ユーザにとって鮮明な画像が得られる視野角は制限される。より明確に言うと、表示装置の周辺領域にいるユーザは、情報アイテムを鮮明に見ることができない。それは、自動車を運転しているユーザを束縛し、さらには危険に陥れる。
【００１２】
最後に、情報アイテムの１つ以上のゴースト像が、フロントフェース上、および／またはその近傍に投影されるおそれがある。これらのゴースト像は、ユーザに対して、視覚的な妨害となるので、極力最小化すべきである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】米国特許公開第２００６−１３９７５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は、少なくとも２つのレンズを有する第１のグループと、少なくとも２つのレンズを有する第２のグループとの少なくとも２つのグループに分割される複数のレンズを備えており、第１のグループの少なくとも１つのレンズは、第２のグループの対応するレンズに相対するように配置されている光学系であって、実質的に任意の構造のフロントフェース上に、ゴースト像を発生させることなく、鮮明、正確、かつ完全な画像を合焦させることができる光学系を提供することを目的とする。本発明は、さらに、このような光学系を備えている表示装置であって、自動車の付属品の作動に関連する情報アイテムを表示するようになっており、かつ効率的で、小型で、高信頼性があり、したがって、情報アイテムを、歪ませたり、損なわせたりすることなく、かつ視覚的なアーチファクトの発生によってユーザを混乱させることなく、ユーザに伝達することができる表示装置を提供することを目的とする。
【００１５】
本発明の光学系は、少なくとも２つのレンズを有する第１のグループと、少なくとも２つのレンズを有する第２のグループとの少なくとも２つのグループに分割される複数のレンズを備えている光学系である。第１のグループの少なくとも１つのレンズは、第２のグループの対応するレンズに相対するように配置されている。
【００１６】
本発明によれば、この光学系は、第１のグループの任意のレンズに入射した光線を、第２のグループの対応するレンズに導く導光手段を備えている。
【００１７】
このような構成は、第１のグループの任意のレンズに入射した光線が、第１のグループのこのレンズに相対するように配置されている第２のグループのレンズ以外の第２のグループのレンズに向かうことを防止することを目的としている。第１のグループのレンズに入射した光線は、この導光手段によって、第１のグループのこのレンズに相対するように配置されている第２のグループの対応するレンズに向けられる。したがって、入射光線が、その入射光線の入射した第１のグループのレンズに向かい合わせに配置されている第２のグループのレンズ以外の第２のグループのレンズに向かって分散することが避けられる。
【００１８】
その結果、フロントフェース上に投影される情報アイテムの画像は、鮮明、正確、かつ完全なものとなる。別の１つの結果として、フロントフェース上に、ゴースト像が投影されなくなる。
【００１９】
導光手段は、第１のグループのレンズと第２のグループのレンズとの間に配置されている主グレーティングを備えており、この主グレーティングは、第１のグループのレンズに接する遠位端と、第２のグループのレンズに接する近位端とを有していると有利である。
【００２０】
主グレーティングは、この主グレーティングの遠位端と近位端との間に延びる複数の主導光路を有していることが好ましい。
【００２１】
各主導光路は、互いに相対するように配置されている第１のグループのレンズと、第２のグループのレンズとからなる対応する対に相対するように形成されていると有利である。
【００２２】
主導光路の各々は、第１のグループのレンズによって塞がれている第１の開口と、第２のグループの対応するレンズによって塞がれている第２の開口との間に長手方向に延びていることが好ましい。
【００２３】
第１のグループのレンズは、特定の１つの面Ｓ１に沿って配置されており、第２のグループのレンズは、特定の１つの面Ｓ２に沿って配置されている。
【００２４】
面Ｓ１は、例えば第１の平面Ｐ１の形態をしている。
【００２５】
第１のグループの各レンズは、第１の平面Ｐ１に直交する第１の光軸Ａ１を有していること、および第２のグループの各レンズは、やはり第１の平面Ｐ１に直交する第２の光軸Ａ２を有していることが好ましい。
【００２６】
同一の対を成す、第１のグループと第２のグループとのレンズの第１の光軸Ａ１と第２の光軸Ａ２とは一致している。
【００２７】
各主導光路は、第１の光軸Ａ１および第２の光軸Ａ２に一致する対称軸Ａを有していると有利である。
【００２８】
主グレーティングは、例えば第１の平面Ｐ１に平行なグレーティング面Ｐ’上に配置されている。
【００２９】
主グレーティングは、光学的に不透明な材料から成っている。
【００３０】
各主導光路は、第１のグループおよび第２のグループのレンズと同様の第３のグループのレンズを収容していると有利である。
【００３１】
第３のグループの各レンズは、第１の光軸Ａ１および第２の光軸Ａ２に一致する第３の光軸Ａ３を有することが好ましい。
【００３２】
第３のグループの各レンズは、第３のグループのレンズが間に配置されている、第１のグループのレンズと第２のグループのレンズとから等しい距離Ｘに位置していることが好ましい。
【００３３】
第３のグループのレンズは、第１の平面Ｐ１と平行な第３の平面Ｐ３上に配置されていることが好ましい。
【００３４】
導光手段は、副導光路を有する少なくとも１つの副グレーティングを備えていることが好ましい。
【００３５】
各副導光路は、第１のグループの対応するレンズを収容していると有利である。
【００３６】
副導光路の各々は、第２のグループの対応するレンズを収容していることが好ましい。
【００３７】
第１のグループの各レンズは、例えば表示手段が備えている対応するピクセルに相対するように配置されている。
【００３８】
本発明の表示装置は、表示手段と、フロントフェースと、上述のような光学系とを備えている、少なくとも１つの情報アイテムを表示するための表示装置であって、フロントフェース上に情報アイテムを投影するために、表示手段は、光線の形態の情報アイテムを発生させ、かつフロントフェースに向かい合わせに配置されており、光学系は、表示手段とフロントフェースとの間に配置されている表示装置であるということに主要な特色を有する。
【００３９】
この場合、面Ｓ１は、例えばフロントフェースの構造を表わす面Ｃ、Ｐ’’と類似の構造を有する。
【００４０】
面Ｓ１は、例えばフロントフェースと面Ｓ１との間に位置する対称面に関して、フロントフェースの構造を表わす面Ｃ、Ｐ’’と対称な構造を有する。
【００４１】
第１の実施形態によれば、情報アイテムの画像の焦点を、フロントフェース上に合わせるために、第１のグループのレンズ同士は、互いに光学的に異なる。
【００４２】
第２の実施形態によれば、情報アイテムの画像の焦点を、フロントフェース上に合わせるために、第２のグループのレンズ同士は、互いに光学的に異なる。
【００４３】
フロントフェースは、例えば曲面Ｃに沿って配置されている。曲面Ｃの曲率半径は、曲面Ｃから表示装置の内部に向かうか、または外部に向かう方向に延びている。
【００４４】
第１の平面Ｐ１は、表示手段の拡張平面Ｐと平行に設けられていることが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明による、情報アイテムの表示装置の概略図である。
【図２】図１に示されている表示装置の第１の変形実施形態の概略図である。
【図３】図１に示されている表示装置の第２の変形実施形態の概略図である。
【図４】図１に示されている表示装置の第３の変形実施形態の概略図である。
【図５】図１に示されている表示装置の第４の変形実施形態の概略図である。
【図６】図１に示されている表示装置の第５の変形実施形態の概略図である。
【図７】図１に示されている表示装置の第６の変形実施形態の概略図である。
【図８】図１に示されている表示装置の第７の変形実施形態の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００４６】
添付図面を参照して、本発明の変形実施形態に関する以下の説明を読むことによって、本発明をよりよく理解することができ、また本発明の詳細が明らかになると思う。
【００４７】
図１において、付属品３の作動に関連する情報アイテム２を表示するための表示装置１は、自動車に搭載しうるように作られている。付属品３は、通風、暖房および／または空調の機器から成っているが、移動電話機、衛星測位システム、車載コンピュータ、または自動車の最重要な機能、すなわちその移動にとって不可欠ではない他の任意の要素から成る場合もある。表示装置１は、情報アイテム２を自動車のユーザに伝達するために、車室内に配置されるようになっている。情報アイテム２は、例えば車室内の空気の温度などの数値データ、または車両を線図的に表わすピクトグラムである。表示装置１は、ユーザが付属品３の作動を制御することができるように、対話型の装置であってもよい。この場合には、表示装置１は、例えば付属品３の制御された作動に必要な電子部品を装備した触覚型の装置として構成される。
【００４８】
表示装置１は、情報アイテム２を表示するための表示手段４、およびユーザが情報アイテム２の画像６を見るフロントフェース５を備えている。表示手段４は、通常、一般拡張平面Ｐに沿って形成された平坦なスクリーンである。表示手段４は、ほとんどいかなる種類のスクリーン、例えば「ＬＣＤ」、「ＴＦＴ」、「ＯＬＥＤ」、「ＶＦＤ」、または同様のタイプのスクリーンであってもよく、特にスクリーンが、「ＬＣＤ」または「ＴＦＴ」タイプである場合には、いくつかの光源７を備えていてもよい。表示手段４が背面照明され、したがって、情報アイテム２を表示することができるように、光源７は、表示手段４の背面８に向かい合わせに配置されている。
【００４９】
特に表示手段４を保護するために、フロントフェース５は、表示手段４の前面９と向かい合わせに配置されている。一般的に、フロントフェース５は、特に美的観点から、表示手段４の電源が切られているときに表示手段４を遮蔽するために表示手段４を覆っている。フロントフェース５は、表示手段４から距離Ｄの位置に配置されている。表示手段４とフロントフェース５との間には、空間Ｅが設けられている。さらに、特に美的観点から、フロントフェース５はざらざらしており、隆起および／またはくぼみなどの不規則性を有していることが望ましい。
【００５０】
情報アイテム２の画像６の焦点を、フロントフェース５上に合わせるために、画像形成光学系１０が、表示手段４とフロントフェース５との間に配置されている。一般に、画像形成光学系１０は、画像形成光学系１０に入射してきた光線１１を、フロントフェース５上の点に集光させることができる、ほとんどいかなる種類の光学系であってもよい。画像形成光学系１０は、少なくとも複数の光学レンズ１２（以下、単にレンズ１２と呼ぶ）を有している。これらのレンズ１２は、レンズ１２の第１のグループ１３と、レンズ１２の第２のグループ１４とに分割されており、第１のグループ１３のレンズ１２は、第２のグループ１４のレンズ１２に向かい合わせに配置されている。したがって、レンズ１２は、第１のグループ１３の１つのレンズ１２と、第２のグループ１４の１つのレンズ１２とによる、重ね合わせに形成された２つのレンズ１２から成る対１５として配置されている。第１のグループ１３の各レンズ１２は、表示手段４の一般拡張平面Ｐと直交する第１の光軸Ａ１を有しており、第２のグループ１４の各レンズ１２は、やはり表示手段４の一般拡張平面Ｐと直交する第２の光軸Ａ２を有している。第１のグループ１３と第２のグループ１４とで重ね合わせに形成されている２つのレンズ１２から成る対１５の第１の光軸Ａ１と第２の光軸Ａ２とは、同一である。
【００５１】
第１のグループ１３のレンズ１２は、表示手段４の拡張平面Ｐと平行な第１の平面Ｐ１上に配置されている。第１のグループ１３のレンズ１２は、例えば表示手段４が備えている各ピクセル１６に相対するように配置されている。しかしながら、第１のグループ１３のレンズ１２は、表示手段４が備えているピクセル１６の配置と異なる配置を有していてもよい。第１の平面Ｐ１内で、第１のグループ１３のレンズ１２同士は、ほとんどいかなるパターン、すなわち、光学的に最も有効なタイリングから、最も有効でないタイリングまでの順に、好ましくは六角形、さらには正方形または長方形を並べたパターンに配置されていてもよいことは理解しうると思う。
【００５２】
各レンズ１２は、入射してきた光線１１が突き抜ける入射面１７、およびその光線がレンズ１２から出射していく出射面１８を有する。入射面１７および出射面１８の面内には、レンズ１２の第１の光軸Ａ１または第２の光軸Ａ２が通る、レンズ１２の表面上の点である、それぞれの頂点１９が存在する。レンズ１２は、その２つの頂点１９の間の距離として定義される厚さＬを有する。
【００５３】
さらに、第１のグループ１３の各レンズ１２は、表示手段４から距離Ｌ１の位置にあり、第２のグループ１４の各レンズ１２は、投影面であるフロントフェース５から距離Ｌ２の位置にある。最後に、第１のグループ１３のレンズ１２は、そのレンズ１２と対１５を構成する、そのレンズ１２と重ね合わされた、第２のグループ１４のレンズ１２から距離Ｈの位置にある。
【００５４】
第１および第２のグループ１３および１４のレンズ１２は、いずれも、フォトリソグラフィー加工または機械加工によってガラスから作られるか、または、射出成形法またはプレス成形法に基づいてプラスチック材料から作られている。
【００５５】
このような画像形成光学系１０は、情報アイテム２の不鮮明な、および／または一部が欠けた画像６を、ユーザに伝達するという欠点を有する。さらに、情報アイテム２の所望の画像のゴースト像が、フロントフェース５上および／またはその近傍に現われる。最後に、このような画像形成光学系１０は、ほとんどいかなる構造のフロントフェース５にも適しない。
【００５６】
これが、第１のグループ１３の任意のレンズ１２内に入射してきた光線１１を、第２のグループ１４の対応するレンズ１２に導く導光手段２０を、画像形成光学系１０に設けるという本発明の提案が有利であることの理由である。第１のグループ１３のレンズ１２は、そのレンズ１２と対向しているレンズ１２、すなわち第１のグループ１３の注目しているレンズ１２の第１の光軸Ａ１に一致する第２の光軸Ａ２を有する、第２のグループ１４のレンズ１２と対１５を成している。
【００５７】
このような構成によって、情報アイテム２の形状およびサイズに関わりなく、画像形成光学系１０は、ユーザに、明瞭で正確な画像６を伝達することができる。このような構成は、さらに、ユーザに対して、画像６の均質かつ全体的な表示を与えるように作られる。
【００５８】
図２〜図４にそれぞれ示されている、本発明の第１〜第３の変形実施形態によれば、導光手段１０は、第１のグループ１３のレンズ１２と第２のグループ１４のレンズ１２との間に、互いに接し合うように配置されている主グレーティング２４を備えている。より詳細に述べると、主グレーティング２４は、表示手段４の拡張平面Ｐと平行なグレーティング面Ｐ’に沿って延在している。グレーティング面Ｐ’のそれぞれの側方に、主グレーティング２４は、第１のグループ１３のレンズ１２に接している遠位端２５、第２のグループ１４のレンズ１２に接している近位端２６を有している。これらの変形実施形態においては、遠位端２５および近位端２６は水平であり、かつ互いに平行である。
【００５９】
主グレーティング２４は、主グレーティング２４の遠位端２５から、近位端２６までの両端間に延びる主導光路２７を備えている。主導光路２７同士は互いに平行であり、対称軸Ａに沿って長手方向に延在している。この対称軸Ａは、対応する２つのレンズ１２から成る対１５の第１および第２のグループ１３および１４のレンズ１２の第１および第２の光軸Ａ１およびＡ２と一致している。
【００６０】
各主導光路２７は、第１および第２のグループ１３および１４のレンズ１２から成る対応する対１５と相対するように形成されている。より具体的には、各主導光路２７は、第１のグループ１３のレンズ１２で塞がれている第１の開口２８と、第２のグループ１４の対応するレンズ１２で塞がれている第２の開口２９とによって、長手方向の境界を定められている。
【００６１】
主グレーティング２４は、光学的に不透明な材料で作られている。したがって、第１の開口２８を介して主導光路２７内に入射した光線は、その主導光路２７の第２の開口２９を介してのみしか、その主導光路２７から出ることはできない。
【００６２】
このような構成においては、第１のグループ１３のレンズ１２の出射面１８、および第２のグループ１４のレンズ１２の入射面１７によって塞がれているため、第１のグループ１３のレンズ１２の内側に入射した光線１１は、そのレンズ１２と対向して対１５をなしている、第２のグループ１４の対応するレンズ１２の方向にしか伝播することができない。したがって、表示手段４上に表示された情報アイテム２は、ゴースト像を出現させることなく、フロントフェース５上に忠実に再生される。
【００６３】
図３に、より詳しく示してあるように、主グレーティング２４の各主導光路２７は、第３のグループ３０のレンズ１２を収容している。それらのレンズ１２は、第１および第２のグループ１３および１４のレンズ１２のピッチと同一のピッチを有しており、収束レンズである。第３のグループ３０のレンズ１２は、第１の平面Ｐ１に平行な第３の平面Ｐ３上に配置されている。第３のグループ３０のレンズ１２は、第１および第２のグループ１３および１４のレンズ１２と同一であることが好ましい。
【００６４】
第３のグループ３０の各レンズ１２は、第１および第２の光軸Ａ１およびＡ２と一致する第３の光軸Ａ３を有している。第３のグループ３０の各レンズ１２は、第３のグループ３０のレンズ１２が中間に配置されている、第１および第２のグループ１３および１４のレンズ１２から等しい距離Ｘの位置にある。
【００６５】
図４に示す変形実施形態においては、導光手段１０は、主グレーティング２４に加えて、副導光路３３をそれぞれに有する２つの副グレーティング３１、３２を備えている。第１の副グレーティング３１の各副導光路３３は、第１のグループ１３の対応するレンズ１２を収容しており、第２の副グレーティング３２の各副導光路３３は、第２のグループ１４の対応するレンズ１２を収容している。図示していない一実施形態として、導光手段１０は、主グレーティング２４の他に、副グレーティング３１、３２のうちのどちらか一方しか備えていない場合もある。レンズ１２の厚さＬが、距離Ｈに比して十分に小さくなくなると、特に比Ｈ／Ｌがおよそ３以下になると、副グレーティング３１、３２の必要性が、より高くなる。
【００６６】
図５に示す第４の変形実施形態においては、導光手段１０は、上に定義された２つの副グレーティング３１、３２しか備えていない。この変形実施形態は、第１のグループ１３のレンズ１２と第２のグループ１４のレンズ１２とがほとんど接している場合に、特に好適である。
【００６７】
図２〜図５にそれぞれ示す第１〜第４の変形実施形態においては、第２のグループ１４のレンズ１２は、第１の平面Ｐ１、およびフロントフェース５の一般構成平面Ｐ’’に平行な第２の平面Ｐ２上に配置されていることは認識しうると思う。
【００６８】
図６および図７にそれぞれ示す第５および第６の変形実施形態においては、フロントフェース５は、曲面Ｃに沿って配置されている。曲面Ｃの曲率半径２２は、曲面Ｃ上の点から表示手段４に向かっており、曲率中心２３は、表示手段４と投影面であるフロントフェース５との間に位置しているか、または表示手段４の背面８に対向する位置にある。別の一実施形態においては、曲率半径は、曲面Ｃ上の点から表示装置の外側に向かっている。
【００６９】
図６に示す第５の変形実施形態においては、第２のグループ１４のレンズ１２は、レンズ１２から表示手段４に向かう曲率半径２１を有する曲面Ｓ２上に配置されている。第２のグループ１４のレンズ１２の分布は、レンズ１２の各対１５が像倍率１を与えるように、フロントフェース５の構成に類似の構成を有している。この場合には、第１のグループ１３のレンズを通った、情報アイテム２の中間像３４は平坦である。
【００７０】
第１〜第５の変形実施形態においては、第１のグループ１３内のレンズ１２も、第２のグループ１４内のレンズ１２も、ともに互いに同一であることは、これまでの説明で理解しうると思う。他方、図７に示されている第６の変形実施形態においては、第２のグループ１４のレンズ１２は、フロントフェース５上に投影される中間像３４が湾曲するように適合化されている。そのために、第１のグループ１３のレンズ１２と第２のグループ１４のレンズ１２とからなる対１５のうちの、第２のグループ１４のレンズ１２は、レンズ１２の各対１５がそれぞれ像倍率１を与えるように、互いに相違している。
【００７１】
図８に示す第７の変形実施形態においては、第１のグループ１３のレンズ１２は、曲面Ｓ１上に配置されている。この場合には、曲面Ｓ１の曲率は、第２のグループ１４のレンズ１２だけが曲面Ｓ２上に配置されている場合とは反対の符号を有する。さらに、第１のグループ１３のレンズ１２を曲面Ｓ１上に、第２のグループ１４のレンズ１２を曲面Ｓ２上に同時に配置することも可能である。この場合には、曲面Ｓ２の曲率は、フロントフェース５の曲率と同符号であるが、より小さくなり、曲面Ｓ１の曲率は、フロントフェース５の曲率と反対符号であるが、より大きくなる。曲面Ｓ１の曲率の効果と曲面Ｓ２の曲率の効果とは、フロントフェース５の曲率に適合するように加え合わされる。曲面Ｓ１およびＳ２の曲率は、レンズ１２の全ての対１５が像倍率１となるのが望ましいという規準を満たしている。
【符号の説明】
【００７２】
１  表示装置
２  情報アイテム
３  付属品
４  表示手段
５  フロントフェース
６  画像
７  光源
８  背面
９  前面
１０  画像形成光学系
１１  光線
１２  レンズ
１３  第１のグループ
１４  第２のグループ
１５  対
１６  ピクセル
１７  入射面
１８  出射面
１９  頂点
２０  導光手段
２２  曲率半径
２３  曲率中心
２４  主グレーティング
２５  遠位端
２６  近位端
２７  主導光路
２８  第１の開口
２９  第２の開口
３０  第３のグループ
３１、３２  副グレーティング
３３  副導光路
３４  中間像
Ａ  対称軸
Ａ１  第１の光軸
Ａ２  第２の光軸
Ａ３  第３の光軸
Ｃ、Ｓ１、Ｓ２  曲面
Ｄ、Ｈ、Ｌ１、Ｌ２  距離
Ｌ  厚さ
Ｐ  一般拡張平面
Ｐ’  グレーティング面
Ｐ’’  一般構成平面
Ｐ１  第１の平面
Ｐ２  第２の平面
Ｐ３  第３の平面
【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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【図８】
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【国際調査報告】
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