JPH01100511A - heads up display device - Google Patents

heads up display device

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Publication number
JPH01100511A
JPH01100511A JP62257236A JP25723687A JPH01100511A JP H01100511 A JPH01100511 A JP H01100511A JP 62257236 A JP62257236 A JP 62257236A JP 25723687 A JP25723687 A JP 25723687A JP H01100511 A JPH01100511 A JP H01100511A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
hoe
image light
image
diffracted
Prior art date
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Pending
Application number
JP62257236A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shigeru Kimura
茂 木村
Masayuki Takahashi
正行 高橋
Atsuhiro Takita
瀧田 厚宏
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Stanley Electric Co Ltd
Original Assignee
Stanley Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Stanley Electric Co Ltd filed Critical Stanley Electric Co Ltd
Priority to JP62257236A priority Critical patent/JPH01100511A/en
Publication of JPH01100511A publication Critical patent/JPH01100511A/en
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、航空機あるいは車両に使用されているヘッ
ドアップディスプレイ(heads−up displ
ay)装置に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to a heads-up display used in an aircraft or vehicle.
ay) It concerns the device.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

車両等において、走行中前方の視界から目を離すことな
く速度等の情報を視認したい場合、ヘットアップデイス
プレィ装置(以下HID装置という)が用いられる。こ
のHUD装置は、所望の画像情報を外部視界の情報に重
畳させて同時に視認させるもので、第2図(a)に示す
レンズ光学系によるものと、第2図(b)に示すホログ
ラフィック光学素子によるものとの2種類がある。
2. Description of the Related Art In a vehicle or the like, a head-up display device (hereinafter referred to as an HID device) is used when it is desired to visually check information such as speed without taking one's eyes off the front view while driving. This HUD device superimposes desired image information on external field of view information and makes it visible at the same time.The HUD device uses a lens optical system shown in Fig. 2(a), and a holographic optical system shown in Fig. 2(b). There are two types: one based on the element and the other based on the element.

第2図(a)に示したレンズ光学系によるものは、CR
T(陰極線管)や蛍光表示管を有した表示器1からの画
像光をコリメートレンズ2を通して平行にし、全反射ミ
ラー3で反射させた後、更にハーフミラ−4で反射させ
るようにしたもので、ハーフミラ−4で反射する際に外
部視界の情報に重畳され、観察者(運転者)は同時にこ
れらの情報を視認することができる。また、第2図のホ
ログラフィック光学素子(以下HOEという)によるも
のは、表示器1からの画像光を全反射ミラー3て反射さ
せた後、ガラス基板5上に設けたHOE6により回折さ
せて外部視界からの光に重畳させたもので、画像光はH
OE6を通過する際にコリメート化される。
The lens optical system shown in Fig. 2(a) is CR
Image light from a display 1 having a T (cathode ray tube) or a fluorescent display tube is made parallel through a collimating lens 2, reflected by a total reflection mirror 3, and then further reflected by a half mirror 4. When reflected by the half mirror 4, it is superimposed on the information of the external field of view, and the observer (driver) can visually recognize this information at the same time. In addition, in the case of the holographic optical element (hereinafter referred to as HOE) shown in FIG. 2, the image light from the display 1 is reflected by a total reflection mirror 3 and then diffracted by an HOE 6 provided on a glass substrate 5 to be externalized. It is superimposed on the light from the field of view, and the image light is H
It is collimated when passing through OE6.

このように、レンズ光学系を用いたハーフミラ−形とH
OEを用いたHOE形のHUD装置があり、これらは双
方共、上述したように表示B1からの各種画像情報を車
外の景色など外部視界の情報にスーパーインポーズさせ
るものであるが、その際表示部に表示される文字1図形
等の画像はコリメートレンズ2あるいはHOE6により
コリメート化される。これにより、表示画像が遠距離の
焦点に結ばね、従って外景を見てい払観察者の目の焦点
距離は遠方にあるので、観察者は外景を見ながら同時に
必要な画像情報を見ることができる。
In this way, the half mirror type and H
There are HOE-type HUD devices that use OE, and both of these superimpose various image information from display B1 on external visibility information such as the scenery outside the vehicle, as described above. An image such as a character 1 figure displayed on the screen is collimated by the collimating lens 2 or the HOE 6. As a result, the displayed image is focused at a far distance, and the observer's eyes are focused at a far distance, so the observer can see the outside scene and view necessary image information at the same time. .

第3図は従来の簡素化された車両用のHUD装置を示す
図である。このHUD装置では、単に表示器1から出た
画像光をHOE6によりコリメート化しているが、その
際HOE6は画像光の特定波長帯の光のみを回折させ、
観察者の目に画像情報を提供している。そして、その他
の波長の光はHOE6を通り抜けてグレア(glare
) 7どなる。すなわち、画像光は表示器1のCRTや
蛍光表示管等から出力されるので、その中にかなり広い
波長域のスペクトルを有している。例えば緑色の蛍光表
示管は460〜600nm程度のスペクトルを有してお
り、この蛍光表示管と緑色の光を回折させるHOEを用
いた場合には、回折される光の波長帯は約480〜52
0 nmであるので、これ以外の回折されない光はHO
Eを通過して上記のようにグレアとなる。そして、この
グレアのため、車外の景色が見に〈〈なり、安全運転に
支障を来す。
FIG. 3 is a diagram showing a conventional simplified HUD device for a vehicle. In this HUD device, the image light emitted from the display 1 is simply collimated by the HOE 6, but at this time, the HOE 6 diffracts only the light in a specific wavelength band of the image light.
It provides image information to the observer's eyes. Light of other wavelengths passes through HOE6 and forms glare.
) 7. Howl. That is, since the image light is output from the CRT, fluorescent display tube, etc. of the display device 1, it has a spectrum with a fairly wide wavelength range. For example, a green fluorescent display tube has a spectrum of about 460 to 600 nm, and when this fluorescent display tube and an HOE that diffracts green light are used, the wavelength band of the diffracted light is about 480 to 52 nm.
0 nm, the other light that is not diffracted is HO
It passes through E and becomes glare as described above. This glare also makes it difficult to see the scenery outside the vehicle, impeding safe driving.

この時、H,OEで回折される緑色の波長光をλ6とす
ると、他の赤色および青色の波長光λ□、λ8は)(O
Eを通り抜け、これが上記グレアの原因となり、特に雨
や霧などの天候の場合にはそれらがスクリーンとなって
、グレアが顕著になる。更にHOEはガラス基板上に形
成されているが、ガラスの屈折率は空気より大きいため
、第4図に示すように表示器1から発せられた画像光の
一部λ9.λ8はガラス基板5の内部に閉じ込められ、
従ってガラス基板5全体が明るくなり、特に夜間は外景
が一層見ずらくなる。
At this time, if the green wavelength light diffracted by H and OE is λ6, the other red and blue wavelength lights λ□ and λ8 are )(O
E, which causes the above-mentioned glare, and especially in weather such as rain or fog, they act as a screen and the glare becomes noticeable. Furthermore, although the HOE is formed on a glass substrate, since the refractive index of glass is greater than that of air, a portion of the image light emitted from the display 1 λ9. λ8 is confined inside the glass substrate 5,
Therefore, the entire glass substrate 5 becomes bright, making it even more difficult to see the outside scenery, especially at night.

また、ハーフミラ−形のHUD装置においても、上述の
)IOE形装置の場合と同様、表示器から出力された画
像光の一部がハーフミラ−を通過し、これがグレアとな
って外景が見ずらくなり、車両の運転、操縦に支障を来
す。
Also, in a half-mirror type HUD device, as in the case of the IOE type device (mentioned above), a portion of the image light output from the display passes through the half mirror, which creates glare and makes it difficult to see the outside scene. This can interfere with driving and operating a vehicle.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

従来のHUD装置は上記のように構成されているため、
グレアの発生が大きく、またHOE基板あるいはハーフ
ミラ−も内部に画像光が閉じ込められるので明るくなり
、外景が見ずらく、安全運転に支障を来すという問題点
があった。
Since the conventional HUD device is configured as described above,
There is a problem in that a large amount of glare is generated, and the image light is trapped inside the HOE board or half mirror, making it bright, making it difficult to see the outside, and impeding safe driving.

この発明は、このような問題点に着目してなされたもの
で、グレアの発生が抑制され、ガラス基板も明るく輝く
ことなく、外景の見易いHUD装置を得ることを目的と
している。
The present invention has been made in view of these problems, and aims to provide a HUD device in which the occurrence of glare is suppressed, the glass substrate does not shine brightly, and the outside scenery can be easily seen.

C問題点を解決するための手段) この発明のHUD装置は、同一波長帯の画像光のみを回
折させる2枚の反射形HOE基板を相対向して配置し、
画像光をこれらの)IOEで回折させて外部視界からの
光に重畳させるようにしたものである。
Means for Solving Problem C) The HUD device of the present invention has two reflective HOE substrates facing each other that diffract only image light in the same wavelength band,
The image light is diffracted by these IOEs and superimposed on the light from the external field of view.

〔作用〕[Effect]

この発明のHUD装置においては、画像光は相対向して
配置された2枚のHOE基板により順次回折され、外部
視界からの光に重畳される。その際、1枚目のHOE基
板である波長帯の画像光のみ回折され、この画像光は2
枚目のHOE基板で全て回折される。従って、表示部と
なる2枚目のHOE基板はグレアもなく、内部に光が閉
じ込められて明るく輝くこともない。
In the HUD device of the present invention, image light is sequentially diffracted by two HOE substrates placed opposite each other, and is superimposed on light from the external field of view. At that time, only the image light in the wavelength band of the first HOE substrate is diffracted, and this image light is
All the light is diffracted by the second HOE substrate. Therefore, the second HOE substrate serving as the display section has no glare, and light is not trapped inside and does not shine brightly.

〔実施例〕〔Example〕

第1図はこの発明に係るHUD装置の概略構成図である
。図中、1は画像光を出力量る表示器、8a、8bはそ
れぞれ同一波長帯の画像光のみを回折させる2枚の反射
形HOE基板で、平行に相対向して配置されている。こ
のHOE基板8a。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a HUD device according to the present invention. In the figure, reference numeral 1 denotes a display for outputting image light, and reference numerals 8a and 8b denote two reflective HOE substrates that diffract only image light in the same wavelength band, which are arranged in parallel and facing each other. This HOE board 8a.

8bは、ガラス基板9a、9bにHOEloa。8b is HOEloa on the glass substrates 9a and 9b.

10bを設けたもので、表示器1からの画像光はこれら
の)(OEloa、10bにより回折され、図の点線で
示す外部視界からの光に重畳される。
10b, and the image light from the display 1 is diffracted by these (OEloa, 10b) and superimposed on the light from the external view indicated by the dotted line in the figure.

上記表示器1から出力される画像光は赤色、緑色、青色
の波長光を含んでおり、HOEloa。
The image light output from the display device 1 includes red, green, and blue wavelength light, and is HOEloa.

10bが共に緑色の波長帯の光λ6のみを回折するもの
とすると、この画像光は1枚目の基板8aのHOElo
aで緑色の光λGのみ回折され、その他のグレアの原因
となる光λ8.λ8は通過する。そして、回折された緑
色の画像光λ6は2枚目の基板8bに向い、そのHOE
lobで更に回折される。この時、2枚目の基板8bに
達した画像光は緑色の波長帯の光であるので、2枚目の
HOElobでは全て回折され、車外からの光に重畳さ
れて運転者に画像情報を提供する。
10b, both of which diffract only the light λ6 in the green wavelength band, this image light is transmitted to the HOElo of the first substrate 8a.
Only the green light λG is diffracted at point a, and the other glare-causing light λ8. λ8 passes through. Then, the diffracted green image light λ6 is directed toward the second substrate 8b, and its HOE
It is further diffracted by the lob. At this time, since the image light that has reached the second board 8b is in the green wavelength band, it is all diffracted by the second HOElob and superimposed on the light from outside the vehicle to provide image information to the driver. do.

すなわち、運転者の視線上には2枚目のHOE基板板8
bがあるが、この2枚目のHOE基板8bには1枚目の
HOE基板8aからの緑色の波長光λGしか届かず、こ
の光λ。を全て回折しているのて、グレアの原因となる
他の波長光λ8゜λ8は運転者の視線上には表われない
。また、2枚目のHOE基板8bを形成しているガラス
基板9bには光が閉じ込められることがないので、この
2枚目のHOE基板8bが明るく輝くことはない。従っ
て、車外の景色は夜間でも見易く、安全運転に支障を来
すことはない。
In other words, the second HOE board 8 is in the driver's line of sight.
b, but only the green wavelength light λG from the first HOE board 8a reaches this second HOE board 8b, and this light λ. Since all of the light is diffracted, other wavelengths of light λ8°λ8 that cause glare do not appear in the driver's line of sight. Further, since light is not trapped in the glass substrate 9b forming the second HOE substrate 8b, the second HOE substrate 8b does not shine brightly. Therefore, the scenery outside the vehicle is easy to see even at night, and safe driving is not hindered.

なお、各HOE基板8a、8bは観察者(運転者)から
見て見苦しくならないように配置しなければならない。
Note that each HOE board 8a, 8b must be arranged so that it does not look unsightly to an observer (driver).

そのため、1枚目のHOE基板8aは、観察者の視界に
入らないように、フロントガラスの下方例えばダツシュ
ボードの下側に配置し、2枚目のHOE基板8bは、表
示画像がフロントガラスの外側に現れるような観察者の
視線上に配置することが望ましい。
Therefore, the first HOE board 8a is placed below the windshield, for example, under the dash board, so as not to enter the observer's field of view, and the second HOE board 8b is placed so that the display image is outside the windshield. It is desirable to place it in the observer's line of sight so that it appears in the viewer's line of sight.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように、この発明によれば、同一波長帯の
画像光のみを回折させる2枚のHOE基板を相対向して
配置し、画像光をこれらのHOEで回折させて外部視界
からの光に重畳させるようにしたため、グレアの発生が
抑制され、また観察者の視線上にあるガラス基板も明る
く輝くことなく、外景が見易いという効果が得られる。
As explained above, according to the present invention, two HOE substrates that diffract only the image light in the same wavelength band are arranged facing each other, and the image light is diffracted by these HOEs to generate light from the external field of view. Since the light is superimposed on the outside, the occurrence of glare is suppressed, and the glass substrate in the viewer's line of sight does not shine brightly, making it easy to see the outside scenery.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はこの発明に係るヘットアップデイスプレィ装置
の概略構成図、第2図(a)、(b)はへラドアップデ
イスプレィの原理を示す構成図、第3図は従来例を示す
構成図、第4図は第3図のガラス基板の内部に光が閉じ
込まれる様子を示す説明図である。 1・・・・・・表示器 8a、8b・・・・・・反射形ホログラフィック光学素
子基板 9a、9b・・・・・・ガラス基板 10a、10b・・・・・・ホログラフィック光学素子
出願人 スタンレー電気株式会社 hka   扛フ 渠6図 用廿凶
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a head-up display device according to the present invention, FIGS. 2(a) and (b) are configuration diagrams showing the principle of a head-up display, and FIG. 3 is a configuration diagram showing a conventional example. 4 are explanatory diagrams showing how light is trapped inside the glass substrate of FIG. 3. 1...Displays 8a, 8b...Reflective holographic optical element substrates 9a, 9b...Glass substrates 10a, 10b...Holographic optical element application People Stanley Electric Co., Ltd. hka

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 所望の画像情報を外部視界の情報と同時に視認させるヘ
ッドアップディスプレイ装置において、同一波長帯の画
像光のみを回折させる2枚の反射形ホログラフィック光
学素子基板を相対向して配置し、画像光をこれらのホロ
グラフィック光学素子で回折させて外部視界からの光に
重畳させることを特徴とするヘッドアップディスプレイ
装置。
In a head-up display device that allows desired image information to be viewed at the same time as information in the external field of view, two reflective holographic optical element substrates that diffract only image light in the same wavelength band are placed facing each other, and the image light is A head-up display device characterized by diffracting light using these holographic optical elements and superimposing it on light from an external field of view.
JP62257236A 1987-10-14 1987-10-14 heads up display device Pending JPH01100511A (en)

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JP62257236A JPH01100511A (en) 1987-10-14 1987-10-14 heads up display device

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JP62257236A JPH01100511A (en) 1987-10-14 1987-10-14 heads up display device

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