JPH0577658A - 車両用ヘツドアツプデイスプレイとその表示方法 - Google Patents

車両用ヘツドアツプデイスプレイとその表示方法

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JPH0577658A
JPH0577658A JP3267160A JP26716091A JPH0577658A JP H0577658 A JPH0577658 A JP H0577658A JP 3267160 A JP3267160 A JP 3267160A JP 26716091 A JP26716091 A JP 26716091A JP H0577658 A JPH0577658 A JP H0577658A
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JP
Japan
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combiner
light
display
vehicle
light source
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Withdrawn
Application number
JP3267160A
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English (en)
Inventor
Takuomi Fukui
卓臣 福井
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AGC Inc
Original Assignee
Asahi Glass Co Ltd
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Publication date
Application filed by Asahi Glass Co Ltd filed Critical Asahi Glass Co Ltd
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Publication of JPH0577658A publication Critical patent/JPH0577658A/ja
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells

Landscapes

  • Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
  • Instrument Panels (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】ホログラフィックヘッドアップディスプレイの
コンバイナーの色付きを解消し、観視者の違和感を低減
する。 【構成】発光表示手段3からの情報光4は、ハーフミラ
ー2によって反射され、コンバイナー5によって回折さ
れる。白色の光源1は発光表示手段3を点灯していない
とき点灯し、光線8をコンバイナー5に照射する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は車両用ヘッドアップディ
スプレイ(HUD)に関するものである。
【0002】
【従来の技術】車両内の運転手等に情報表示する方法と
して、HUDが最近用いられるようになっている。これ
は、液晶表示装置等の発光表示手段から投射された光学
的情報を、ハーフミラー等からなるコンバイナーに映
し、運転手が運転状態からほとんど視線を動かすことな
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。このホログ
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、他にレ
ンズ等の光学系を使用せず、任意の位置に結像したりす
ることが可能となる。また、前景輝度を損なわずに高輝
度の表示像が得られるという特徴もある。
【0004】かかる車載用HUDの構成を示す概念図が
図5である。ここで、31は運転者の観察位置、32は
ホログラフィックコンバイナー、33は情報を含む光
線、34はコリメーターであるレンズ系、35は表示体
である透過型液晶表示素子、36はハロゲンランプ等か
らなる光源、37は風防ガラス、38は車体ボディーで
ある。
【0005】光源36から発した光はレンズ系34を介
して透過型液晶表示素子35を通過し、車両の風防ガラ
ス37に備えられたホログラフィックコンバイナー32
に照射され、反射(回折)されて運転者に観察位置31
で視認される。
【0006】図5においてホログラフィックコンバイナ
ー32にレンズ機能を持たせれば、表示を遠方結像させ
ることも可能になる。また、上記のコリメーターである
レンズ系4の機能をホログラフィックコンバイナー32
に持たせることも可能である。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】ホログラフィックコン
バイナーは、特定の色、すなわち特定の波長を選択的に
反射することが特長であり、その反射率を90%以上に
もすることが可能である。一方、この波長以外の色は、
透過率をやはり90%以上に高めることができる。この
ことが他方では短所となり、ホログラフィックコンバイ
ナーを通して、車外の景色を見た時、その色合いはその
反射色の欠けたものとなる。
【0008】つまり、反射色が緑色であれば、外の景色
はピンクがかったものを見ることとなる。このことは、
車両等の窓ガラスの一部、つまりホログラフィックコン
バイナーを設置してある部分のみが、ピンク色を呈して
おり、コンバイナーの非使用時には、運転者は、違和感
を覚えることとなり不都合である。
【0009】そして、かかるホログラフィックコンバイ
ナーにおいては、これを通して外界を見た時に生ずるピ
ンク等の違和感を与える色を低減する方法は知られてい
なかった。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は前述の問題点を
解決すべくなされたものであり、情報を含んだ特定波長
の光線をホログラムからなるコンバイナーで観視者方向
に回折してなる車両用ヘッドアップディスプレイにおい
て、前記特定波長を含む第2の光線を、前記情報を含ん
だ光線と略同一方向から、コンバイナーに照射する手段
を含むことを特徴とする車両用ヘッドアップディスプレ
イを提供するものである。
【0011】ここで情報とは、その表示用途により、適
宜選択されるものであり、車両のスピード計、タコメー
タなどが例として挙げられる。観視者とは、主には車両
の運転手であり、その他、助手席その他の同乗者や、こ
れらすべてを含めた者を含めて対象とすることができ
る。
【0012】ホログラムは、HUDのコンバイナーとし
て機能する。通常は数10mm角乃至数100mm角程
度の面積、数10μm程度の厚みであり、光回折機能を
持つ。このホログラムとしては、エンボスタイプ、リッ
プマンタイプ、レインボータイプ、その他ホログラムと
呼ばれるものを広く用いることができる。また、ホログ
ラム材料としては、ポリビニルカバゾール、重クロム酸
ゼラチン、光レジスト、フォトポリマー、銀塩など種々
の感光材を用いることができる。
【0013】ホログラムの回折強度のピーク波長は、前
記の光源の強度のピーク波長とほぼ一致させることが、
回折効率を高める上で好ましい。また、ホログラムは性
質の異なる光で多重露光を施して形成したものであって
もよい。
【0014】かかるホログラムからなるホログラフィッ
クコンバイナーは、風防ガラスと別に設けられていても
よいが、構造の簡素さから、車両の風防ガラスに装着し
て用いられるのが良く、特にホログラム保護の観点から
は、合せガラスである風防ガラスの内部に封入して用い
られるのが良い。本発明において、ホログラムは2種類
用いられるが、その両方を風防ガラスの中に封入しても
よいし、観察者方向に光を回折する方のホログラムのみ
を封入してもよい。
【0015】この場合、合せガラスは、少なくとも一枚
のガラスにポリビニルブチラール膜、ポリウレタン膜等
の合成樹脂膜を積層、接着したものであり、その形態の
例としては、ガラス板/合成樹脂膜、ガラス板/合成樹
脂膜/ガラス板、ガラス板/合成樹脂膜/ガラス板/合
成樹脂膜、ガラス板/合成樹脂膜/合成樹脂膜等のもの
がある。ホログラムはこれらのガラス板または合成樹脂
膜の境界部または合成樹脂膜の内部に封入されれば良
い。ホログラムの装着されるガラス板は、着色されてい
たり、表面に熱線反射膜等が設けられていてもよい。
【0016】情報を含んだ光線は発光表示手段から発せ
られる。発光表示手段は光を発して表示する機能をもつ
ものであり、代表的な例としては、液晶表示素子等のい
わゆる受光型表示素子に熱陰極管(HCT)、蛍光表示
管(VF)、タングステンランプ、ハロゲンランプ、L
EDなどからなる光源を併用したものがある。この液晶
表示素子としては、透過型のツイストネマチック型液晶
表示素子、スーパーツイストネマチック型液晶表示素子
等が好ましく使用できる。このような受光型表示素子に
上記光源を併用したものの場合は、受光型表示素子と光
源との間にレンズ系等の適当な光線平行化手段、導光板
等の適当な導光手段を配置してもよい。
【0017】さらに、発光表示手段として、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等の発光型の表示素子を用いてもよい。また、そ
れとは別に、表示素子を用いず、上記の光源自体をパタ
ーン化して配列し、特定の情報を光として発生するもの
であってもよい。
【0018】さらに、ホログラフィックコンバイナーに
光が投射されるまでの光経路内に、必要に応じて、ミラ
ー等の光偏向手段、あるいは、KNbO3、β−BaB2O4、KTi
OPO4 、KH2PO4 等からなる非線型光学素子を配置して
もよい。
【0019】ホログラムで回折される光の波長は、人間
の視感度の高い緑色領域にあるようにすることが好まし
い。本発明の1つの特徴は、このような波長を含む第2
の光線を、コンバイナーに照射する手段を有することで
ある。第2の光線は、前記の情報を含んだ光と略同一方
向からコンバイナーに照射される。従って、第2の光線
のうち、前記特定波長は観視者方向に回折されることに
なり、コンバイナーの光透過率のスペクトルのうち、吸
収される特定波長域を補償することになる。
【0020】第2の光線としては、白色光源が良い。コ
ンバイナーの光透過率のスペクトルの吸収帯が複数箇所
ある場合でも、補償可能だからである。もちろん、コン
バイナーの光透過率のスペクトルの吸収帯に合わせた単
色光源を用いることも可能である。また、情報を含んだ
光線と第2の光線で光源を共用することも可能である。
【0021】
【作用】図1は、この作用を表わす図を示す。(a)は
ホログラフィックコンバイナーの透過率(もしくは吸収
率)スペクトルであり、波長λa の所で鋭い吸収がある
ことを表わしている。つまり、コンバイナーを透過した
白色光は、波長λa の色の補色となって観視者の目に到
達する。(b)は当該コンバイナーが回折した反射率ス
ペクトルであり、波長λa の色の反射していることを示
している。これらのスペクトル(a)と(b)を加えた
ものは、理論上すべての波長に対して100%を与える
ことになる。つまりホログラフィック・コンバイナーを
透過してきた白色光に当該コンバイナーによる白色光の
反射光を重ねて観測することにより、上述の違和感を与
える色は、見えなくなることになる。この様子を(c)
に示す。ここでは、(a)にある吸収帯による効果は現
われない。
【0022】
【実施例】図2に実施例1を示す。白色の光源1及びハ
ーフミラー2を使用している以外は通常のヘッドアップ
ディスプレイと同じ構造である。すなわち、蛍光表示管
等の発光表示手段3からの情報光4は、ハーフミラー2
によって反射され、ホログラムからなるコンバイナー5
によって回折される。そのときの回折像(虚像)6が観
視者7により認識される。
【0023】白色の光源1は、拡散板等を使用して均一
でしかもコンバイナー全体を照射できる大きさが必要で
ある。フレネルレンズ等を挿入して拡大しても良い。輝
度は、コンバイナー5による回折光が200〜600c
d/m2となる程度で良い。余り明るいと回折色が目立
つこととなる。さらにこの光源1の輝度がコントロール
できれば、外界の明るさに応じて、違和感色を低減させ
ることが可能である。この光源1は発光表示手段3を点
灯していないとき点灯し、光線8をコンバイナー5に照
射する。
【0024】図3に実施例2を示す。ここでは、実施例
1のハーフミラー2の代りに通常のミラー2aを使用
し、光源系はバックライトを伴ったLCD表示素子9と
する。このLCD表示素子9は、運転情報を必要としな
い時にはLCDの表示文字等の無い均一な明るさ(情報
表示時より輝度を下げる)の光を照射する。この場合、
照射光の均一性を高めさらに拡散効果をもたせるため
に、LCD表示素子9とミラー2aの間に拡散板10が
挿入される(情報不要時)ようにしても良い。
【0025】図4に他の実施例を示す。この例は通常の
ヘッドアップディスプレイシステムに、白色の光源1と
拡散板10を加えたものである。運転情報不必要時に、
発光表示手段3は使用せず光源1のみ点灯し、同時に拡
散板10を図に示した位置へ移動する。拡散板10によ
って乱反射した光がコンバイナー5で回折され、観視者
7の目に入る。光源1の輝度は実施例1と同様である。
【0026】なお、実施例1および2ではコンバイナー
に発生する違和感色を解消するための光源として白色光
源を考えたが、コンバイナーの吸収帯が近傍に発光ピー
クを有する単色光の光源を使用しても良い。
【0027】また、本発明は、ヘッドアップディスプレ
イを使用していない時のコンバイナー透視違和感低減が
主たる目的であるが、使用時に違和感を覚える場合にも
適用できる。例えば、実施例1の光源1を当該ディスプ
レイ使用時に点灯すれば良い。この際、光源1の輝度を
ディスプレイ情報表示の邪魔にならぬ程度に下げること
が必要である。実施例2でも勿論可能であり、LCD表
示素子9の輝度のコントラスト比を適切に調整すれば良
い。
【0028】これまでの記述は、全てコンバイナーが単
色光を回折する場合に限ってきたが、2色以上の場合で
も勿論有効である。この場合、単色光反射と異なる違和
感色となるが、いかなる違和感色であろうとも、光源1
もしくはLCD表示素子9の非表示時の光を白色光とす
れば、これらの色を低減することができる。
【0029】
【発明の効果】本発明によれば、ホログラフィックヘッ
ドアップディスプレイのコンバイナーの色付きを解消
し、観視者の違和感を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の作用を示すグラフ
【図2】本発明の実施例を示す概念図
【図3】本発明の他の実施例を示す概念図
【図4】本発明の他の実施例を示す概念図
【図5】ホログラフィックHUDの概念図
【符号の説明】
1 光源 2 ハーフミラー 3 発光表示手段 4 情報光 5 コンバイナー 7 観視者 8 光線 9 LCD表示素子 10 拡散板

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】情報を含んだ特定波長の光線をホログラム
    からなるコンバイナーで観視者方向に回折してなる車両
    用ヘッドアップディスプレイにおいて、 前記特定波長を含む第2の光線を、前記情報を含んだ光
    線と略同一方向から、 コンバイナーに照射する手段を含むことを特徴とする車
    両用ヘッドアップディスプレイ。
  2. 【請求項2】情報を含んだ特定波長の光線をホログラム
    からなるコンバイナーで観視者方向に回折する車両用ヘ
    ッドアップディスプレイの表示方法において、 前記特定波長を含む第2の光線を、前記情報を含んだ光
    線と略同一方向から、 コンバイナーに照射することを特徴とする車両用ヘッド
    アップディスプレイの表示方法。
JP3267160A 1991-09-18 1991-09-18 車両用ヘツドアツプデイスプレイとその表示方法 Withdrawn JPH0577658A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6710902B2 (en) 2001-04-13 2004-03-23 Olympus Corporation Observation optical system
KR101349681B1 (ko) * 2012-12-20 2014-01-13 현대오트론 주식회사 헤드 업 디스플레이를 이용한 차량 정보 확인 장치 및 그 방법

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A300 Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 19981203