JPH04283790A - 車両用ヘッドアップディスプレイ装置 - Google Patents

車両用ヘッドアップディスプレイ装置

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JPH04283790A
JPH04283790A JP3070406A JP7040691A JPH04283790A JP H04283790 A JPH04283790 A JP H04283790A JP 3070406 A JP3070406 A JP 3070406A JP 7040691 A JP7040691 A JP 7040691A JP H04283790 A JPH04283790 A JP H04283790A
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JP
Japan
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display
image
hologram
curvature
vehicle
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JP3070406A
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Inventor
Takuomi Fukui
福井 卓臣
Kiyoshi Shibata
柴田 潔
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AGC Inc
Original Assignee
Asahi Glass Co Ltd
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  • Instrument Panels (AREA)
  • Transforming Electric Information Into Light Information (AREA)
  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
  • Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
  • Holo Graphy (AREA)

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。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、自動車用ヘッドアップ
ディスプレイ装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】自動車内の運転手等に、情報表示する方
法として、ヘッドアップディスプレイ(HUD)が最近
用いられるようになっている。これは、液晶表示装置等
の情報投射手段から投射された光学的情報を、自動車の
風防ガラス等に組み込まれたコンバイナーであるハーフ
ミラーに映し、運転手が運転状態からほとんど視点を動
かすことなく情報を読み取れるようにしたものである。
【0003】最近、光学的素子としての簡素さ、及び付
加される機能の豊富さから上記のコンバイナーとして、
ホログラムが注目されるようになっている。かかるホロ
グラフィックコンバイナーは反射機能(回折機能)のみ
ならず、レンズ機能等を併せ持つことができるので、光
学的情報を運転手の視野方向に回折したり、或は、別個
に光学レンズを用いずに遠方結像表示が可能となる。
【0004】また、このようなホログラフィックHUD
は前景輝度を損なわずに高輝度の表示像を得られるとい
う特徴もある。
【0005】このようなホログラフィックHUDにコン
バイナーとして用いられる厚さ数ミクロン〜数十ミクロ
ンのホログラムはその薄膜内に曲面または平面状の多層
格子面が形成されており、この格子面によるブラッグ反
射を利用して表示像が結像される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】このようなホログラム
からなるホログラフィックコンバイナーは、通常、曲率
を有する車両用の風防ガラスに封入してもちいられるた
め、像が歪むという問題点を有している。特に、近年で
はデザイン上の理由から、比較的鋭く曲がった風防ガラ
スが求められる様になっており、この問題は深刻化して
いる。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は前述の問題点を
解決するためになされたものであり、曲率を有する風防
ガラスに装着されたホログラムと、表示像を光線として
前記ホログラムに投射する表示像投射手段とからなる車
両用ヘッドアップディスプレイにおいて、
【0008】
前記表示像は、ホログラムが曲率を有する風防ガラスに
装着されることによって生じる像歪みを相殺するように
、前記ホログラムに投射される前にあらかじめ補正され
ていることを特徴とする車両用ヘッドアップディスプレ
イ装置を提供するものである。
【0009】
【実施例】本発明の車両用HUDを自動車に使用した場
合の構成の一例を示す概念図が図2であり、1は運転者
の観察位置、2はホログラフィックコンバイナー、3は
表示像を含む光線、4は表示像、5は表示像投射手段、
6は表示像補正用の非球面レンズ、7は風防ガラス、8
は車体ボディーである。
【0010】表示像投射手段5から発せられた表示を含
む光は非球面レンズ6等の適当な表示像補正手段、及び
必要により反射手段等の導光手段を介して、自動車の風
防ガラス7に備えられたホログラフィックコンバイナー
2に照射され、反射(回折)されて表示像4として、運
転者に観察位置1で視認される。表示像投射手段5は、
液晶表示素子等の受光型の表示素子に適当な光源を併用
したものであっても良いし、プラズマディスプレイ、エ
レクトロルミネッセンスディスプレイ、CRT、または
パターン化して配列されたLED等半導体光デバイスな
どの発光型の表示素子であっても良い。
【0011】本発明では、表示像は、ホログラムが曲率
を有する風防ガラスに装着されることによって生じる像
歪みを相殺するように、前記ホログラムに投射される前
にあらかじめ補正されていることをひとつの特徴とする
。
【0012】表示像を前述の様に補正する手段としては
、図1の様に非球面レンズ等の光学系を用いてもよいし
、表示像投射手段5自体の表示を補正することも可能で
ある。表示像投射手段5自体の表示を補正するためには
、例えば、表示素子をドットマトリクス型のものとし、
補正後の点灯させるドットの位置をあらかじめ演算する
ことにより行える。いずれにしても、表示の各位置にお
いて、表示を適切な量だけ水平方向または鉛直方向に拡
大(または縮小)することによる。
【0013】ホログラムが曲率を有する風防ガラスに装
着されることによって生じる像歪みを相殺する様な補正
量を知る方法の一例を以下に説明する。
【0014】一般に表示像の任意の座標(x,y)にお
いて、歪み補正のされていない元の表示で単位長さがそ
れぞれ長さlx、lyに歪むものとすると、表示上の任
意の点(x,y)におけるx方向及びy方向での歪み補
正時の拡大倍率をc/lx、c/ly(cは任意の定数
)に設定することにより、歪みを補正することができる
。
【0015】実際には、特に自動車用の風防ガラスは通
常、水平方向にも鉛直方向にも曲率を有したものになっ
ているが、一般には水平方向の曲率の方が鉛直方向の曲
率に比べてはるかに小さい(即ち鋭く曲がっている)。 また、ホログラフィックコンバイナーが通常設けられる
位置では、水平方向の曲率は鉛直位置が同じなら、その
水平位置によって余り変わらないが、一方、特定の鉛直
位置での水平方向の曲率に注目すれば、鉛直位置により
水平方向の曲率は変化する。さらに、鉛直方向の曲率は
、もともと余り曲がりが大きくないので、その鉛直位置
、水平位置に依存せず、余り変化しない。
【0016】このような、自動車用風防ガラスの形状の
一搬的性質から、その歪みの様子は簡単でかつ有効な近
似が可能である。即ち、歪み補正しない表示像投射手段
5上で正方形の像は、車両用HUDのコンバイナーによ
って回折されることにより、図3に示したようにほぼ逆
台形状に歪むのが通例である。
【0017】このような場合、表示の水平方向と垂直方
向とでホログラフィックコンバイナーを回折させた後の
拡大倍率が異なることよりも、その水平方向の拡大倍率
が鉛直方向に沿って変化していること、すなわち、元の
表示における正方形の左右の両辺がホログラフィックコ
ンバイナーを回折した後に傾いてしまうことは、観察者
に像が極めて歪んでいるかのような印象を与え、HUD
の見栄えの点で深刻な問題である。
【0018】このような意味で、表示補正手段としては
、表示の鉛直方向に沿って、水平方向の拡大倍率が変化
するものを用いることが特に望ましい。例えば、表示の
鉛直方向に沿って、水平方向の曲率が変化するように配
置された非球面レンズ等である。また、表示自体をあら
かじめ補正しておく場合でも、特に表示の鉛直方向に沿
って水平方向の倍率を変化させるような補正をすること
が望ましい。もっとも、もともとホログラフィックコン
バイナーを回折した後の表示像は元の表示像に対して、
表示の鉛直方向と水平方向とでは拡大される倍率が異な
るので、これを補正すべく、非球面レンズの表示に対し
て鉛直方向の曲率と水平方向の曲率とを異ならせるよう
にすることは望ましいことである。あらかじめ、表示自
体を補正する場合も同様である。
【0019】通常は、元の表示で正方形の像をホログラ
フィックコンバイナーで回折させれば、上辺の方が下辺
より長いいわゆる逆台形となる傾向があるので、表示の
鉛直方向に沿って上方に行くに従って、倍率を小さくす
るような歪ませ方、特に直線的に倍率を小さくするよう
な歪ませ方をすることが好ましい。非球面レンズを歪み
補正手段として用いる場合は、表示の鉛直方向に沿って
上方に行くに従って、曲率が大きくなるような非球面レ
ンズを用いる。もっとも、車両用風防ガラスのデザイン
の多様化に従って、鉛直断面がS字形をしている風防ガ
ラス等も求められるようになっているのでその形状にし
たがって適宜調整すれば良い。
【0020】以下、元の表示が正方形であったものがホ
ログラフィクコンバイナーを回折した後に台形となるも
のについて、補正量を求める別の例を説明する。例えば
、正方形の表示パターンを歪み補正なしにホログラフィ
ックコンバイナーに回折させた時の表示像が図3の様な
各辺長W1,W2,H1,H4の台形であったとする。 ここで9はホログラム、10は表示像である。これから
、次式で示される変形量である縦横比D1、上下辺長比
D2をそれぞれ求める。
【0021】D1=(H1+H2)/(W1+W2)D
2= 0.5×(W1−W2)/(W1+W2)
【00
22】ホログラフィックコンバイナーを回折したあとに
正方形となるような元の表示パターンを形状を図1に示
したような各辺長w1、w2、h1、h2の台形として
これを用いて表現すると、以下の様になる(C は任意
の定数)。
【0023】w1=C・W1 w2=C・W2( 1−D2) h1=C・H2/D1 h2=C・H1/D1
【0024】なお、図1は、ドットマトリクスタイプの
液晶表示素子11上に、このような表示パターン12を
表示した平面図を示したものである。表示像全体をこの
ような台形と相似に歪ませることにより、元の表示に近
いホログラフィックコンバイナー回折後の表示が得られ
ることになる。
【0025】
【発明の効果】本発明によれば、元の表示に近く、像歪
みの少ない見栄えのよいホログラフィックHUDが得ら
れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】  ドットマトリクスタイプの液晶表示素子上
に、本発明により歪み補正したこのような表示パターン
を表示したものを示す平面図
【図2】  本発明のホログラフィックHUDの一例を
示す概念図
【図3】  正方形の表示パターンを歪み補正なしにホ
ログラフィックコンバイナーに回折させた時の平面図
【符号の説明】
1    観察位置 2    ホログラフィックコンバイナー3    表
示像を含む光線 4    表示像 5    表示像投射手段

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】曲率を有する風防ガラスに装着されたホロ
    グラムと、表示像を光線として前記ホログラムに投射す
    る表示像投射手段とからなる車両用ヘッドアップディス
    プレイにおいて、前記表示像は、ホログラムが曲率を有
    する風防ガラスに装着されることによって生じる像歪み
    を相殺するように、前記ホログラムに投射される前にあ
    らかじめ補正されていることを特徴とする車両用ヘッド
    アップディスプレイ装置。
  2. 【請求項2】前記表示像をあらかじめ補正するために、
    表示情報投射手段とホログラムとの間に、非球面レンズ
    を配置した車両用ヘッドアップディスプレイ装置。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08244495A (ja) * 1995-03-09 1996-09-24 Honda Motor Co Ltd 車両用ヘッドアップ型表示装置
US6532113B2 (en) 2001-01-10 2003-03-11 Yazaki Corporation Display device for use in vehicle
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JP2016132383A (ja) * 2015-01-20 2016-07-25 クラリオン株式会社 車両用ヘッドアップディスプレイ装置
JP2019185053A (ja) * 2019-07-04 2019-10-24 クラリオン株式会社 車両用ヘッドアップディスプレイ装置

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