JPH08169257A - ヘッドアップディスプレイシステム - Google Patents
ヘッドアップディスプレイシステムInfo
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- JPH08169257A JPH08169257A JP6315179A JP31517994A JPH08169257A JP H08169257 A JPH08169257 A JP H08169257A JP 6315179 A JP6315179 A JP 6315179A JP 31517994 A JP31517994 A JP 31517994A JP H08169257 A JPH08169257 A JP H08169257A
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- hologram
- light
- display
- vehicle
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- Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】フレアー光の低減されたヘッドアップディスプ
レイシステムを得る。 【構成】車外側にＰ偏光を回折せずＳ偏光のみ回折させ
る透過型ホログラム１０、車内側に反射型ホログラム２
１となるように、両者が風防ガラスに備えられていて、
情報表示源からの光２６を観察者に向けて回折させるヘ
ッドアップディスプレイシステム。
レイシステムを得る。 【構成】車外側にＰ偏光を回折せずＳ偏光のみ回折させ
る透過型ホログラム１０、車内側に反射型ホログラム２
１となるように、両者が風防ガラスに備えられていて、
情報表示源からの光２６を観察者に向けて回折させるヘ
ッドアップディスプレイシステム。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ヘッドアップディスプ
レイシステム（以下ＨＵＤとする）装置に関し、特に車
両外からのフレアー光を低減したＨＵＤに関する。
レイシステム（以下ＨＵＤとする）装置に関し、特に車
両外からのフレアー光を低減したＨＵＤに関する。
【０００２】
【従来の技術】自動車内等の運転者に情報を表示する方
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ホ
ログラムやハーフミラー等からなるコンバイナーに映
し、運転者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。
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ホ
ログラムやハーフミラー等からなるコンバイナーに映
し、運転者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】特に、コンバイナーとしてホログラムを用
いたものは、運転者に向かって光学的情報を回折する機
能とともにレンズ機能等を併せ持つことができるので、
光学的情報を運転者の視野方向に回折したり、あるい
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であり、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があるた
め、ＨＵＤのコンバイナーとしては有効である。
いたものは、運転者に向かって光学的情報を回折する機
能とともにレンズ機能等を併せ持つことができるので、
光学的情報を運転者の視野方向に回折したり、あるい
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であり、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があるた
め、ＨＵＤのコンバイナーとしては有効である。
【０００４】図３は、従来のＨＵＤの一例を示す概念図
である。光源４６から発し、レンズ系４４を介して透過
型液晶表示素子４５を通過した表示すべき情報を含む光
は、車体の風防ガラス４７に備えられたホログラム４２
に照射され、回折されて運転者に観察位置４１で視認さ
れる。
である。光源４６から発し、レンズ系４４を介して透過
型液晶表示素子４５を通過した表示すべき情報を含む光
は、車体の風防ガラス４７に備えられたホログラム４２
に照射され、回折されて運転者に観察位置４１で視認さ
れる。
【０００５】上記レンズ系４４はコリメーターとしての
機能を持つものであり、また、この機能はホログラム４
２に持たせることもでき、速度表示４８警告表示４９の
表示像を遠方に結像させることも可能になる。
機能を持つものであり、また、この機能はホログラム４
２に持たせることもでき、速度表示４８警告表示４９の
表示像を遠方に結像させることも可能になる。
【０００６】また、ホログラム４２は波長選択機能を持
つので、希望する色の像が表示可能となる。通常その色
は単一であることが多いが、多重露光による多色表示も
可能であり、表示情報の量と質を向上できる。例えば、
速度表示４８を緑色、警告表示４９を赤色とすることに
よって、運転者に対してより的確に情報を伝達すること
が可能となる。
つので、希望する色の像が表示可能となる。通常その色
は単一であることが多いが、多重露光による多色表示も
可能であり、表示情報の量と質を向上できる。例えば、
速度表示４８を緑色、警告表示４９を赤色とすることに
よって、運転者に対してより的確に情報を伝達すること
が可能となる。
【０００７】かかるホログラフィックコンバイナーとし
ては、通常、反射型のホログラムが用いられるが、反射
ホログラムの作製においては、ホログラムの感光材料面
の一方の面から参照光、他方の面から物体光を照射し
て、回折格子を作製する。
ては、通常、反射型のホログラムが用いられるが、反射
ホログラムの作製においては、ホログラムの感光材料面
の一方の面から参照光、他方の面から物体光を照射し
て、回折格子を作製する。
【０００８】ホログラムの感光材料内部では、これら２
つのレーザー光が干渉して光の明暗の干渉縞が生じ、そ
れが感光材料の屈折率または密度などの物性の違いに基
づく回折格子として記録される。この種の反射型ホログ
ラムにおいては、光の入射角度と反射回折角度が異なる
場合、その回折格子面はホログラム表面に対して傾いて
おり、表面と平行ではない。
つのレーザー光が干渉して光の明暗の干渉縞が生じ、そ
れが感光材料の屈折率または密度などの物性の違いに基
づく回折格子として記録される。この種の反射型ホログ
ラムにおいては、光の入射角度と反射回折角度が異なる
場合、その回折格子面はホログラム表面に対して傾いて
おり、表面と平行ではない。
【０００９】図４は風防ガラス内部に封入したホログラ
ムを示す概念断面図である４２はコンバイナーとして機
能する反射型ホログラムである。ホログラム４２の内部
には図に示すような表面に対して傾きを持った回折格子
が形成されている。ホログラム２２は風防ガラスの車内
側ガラス２３に備えられ、ポリビニルブチラール（ＰＶ
Ｂ）よりなる中間膜２５と共に、車外側ガラス２４の内
側に封入され安全合わせガラスを構成している。中間膜
２５とホログラム４２の界面２１は、中間膜中に含まれ
る可塑剤によりホログラムの特性が影響を受けないよう
な保護層となっている。
ムを示す概念断面図である４２はコンバイナーとして機
能する反射型ホログラムである。ホログラム４２の内部
には図に示すような表面に対して傾きを持った回折格子
が形成されている。ホログラム２２は風防ガラスの車内
側ガラス２３に備えられ、ポリビニルブチラール（ＰＶ
Ｂ）よりなる中間膜２５と共に、車外側ガラス２４の内
側に封入され安全合わせガラスを構成している。中間膜
２５とホログラム４２の界面２１は、中間膜中に含まれ
る可塑剤によりホログラムの特性が影響を受けないよう
な保護層となっている。
【００１０】情報表示源より放射された情報を含む光２
６は車内側ガラス２３に対して角度θ1 で入射し、空気
とガラスの屈折率の差により屈折しガラス内部ではθ
１’の角度となる。ガラス内部に入った光はホログラム
４２によって運転者方向に反射回折される。ホログラム
内部の回折格子は表面に対して傾いているため、回折光
のガラス内部角はθ２’となりガラス表面で屈折して車
内側では角度θ２で出射し光２７として運転者等の観察
者に視認される。一般にθ１とθ２は車外側ガラス表面
での反射光による二重像を防ぐため異なっており、また
乗用車では光源、コンバイナー、ドライバーの位置関係
によりθ１＜θ２となっている。
６は車内側ガラス２３に対して角度θ1 で入射し、空気
とガラスの屈折率の差により屈折しガラス内部ではθ
１’の角度となる。ガラス内部に入った光はホログラム
４２によって運転者方向に反射回折される。ホログラム
内部の回折格子は表面に対して傾いているため、回折光
のガラス内部角はθ２’となりガラス表面で屈折して車
内側では角度θ２で出射し光２７として運転者等の観察
者に視認される。一般にθ１とθ２は車外側ガラス表面
での反射光による二重像を防ぐため異なっており、また
乗用車では光源、コンバイナー、ドライバーの位置関係
によりθ１＜θ２となっている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】かかるホログラムＨＵ
Ｄを備えた車両に、点線で示した外部光２８が入射する
とき、その入射角θinがある特定の角度である場合に外
部光は車内側ガラスの表面に対しθ１’で到達し再びθ
１’でガラス内部方向に反射する。この角度は情報を含
む光２６のガラス内部での角度と同じであるため、外部
光はホログラム４２によって反射回折され車内側ガラス
表面から角度θ２で出射することになり、情報を含む光
２７と共に２９のように運転者等の観察者に到達する。
この外部光によるノイズ光をフレアー光と呼ぶ。
Ｄを備えた車両に、点線で示した外部光２８が入射する
とき、その入射角θinがある特定の角度である場合に外
部光は車内側ガラスの表面に対しθ１’で到達し再びθ
１’でガラス内部方向に反射する。この角度は情報を含
む光２６のガラス内部での角度と同じであるため、外部
光はホログラム４２によって反射回折され車内側ガラス
表面から角度θ２で出射することになり、情報を含む光
２７と共に２９のように運転者等の観察者に到達する。
この外部光によるノイズ光をフレアー光と呼ぶ。
【００１２】このようなフレアー光が発生すると車外か
らの光の入射角度によって、明るいむらとして見えた
り、スポット状の輝点として見えたりして、ＨＵＤの表
示像の視認性を低下させるなどの悪影響をもたらす。特
に太陽光がフレアー光として観察されると輝度が高いた
め眩惑を起こす可能性もあり安全上も問題があった。ま
た、夜間では周囲が暗いため昼間には気付かないような
街路灯などの弱い光も、フレアー光として観察されてし
まい運転する際に非常に目障りであった。このフレアー
光は太陽や街路灯などの外部の光源を直線的に見るのと
は異なる角度で観察されるため、１つの光源が複数個に
見えることとなりまことに目障りな存在であった。
らの光の入射角度によって、明るいむらとして見えた
り、スポット状の輝点として見えたりして、ＨＵＤの表
示像の視認性を低下させるなどの悪影響をもたらす。特
に太陽光がフレアー光として観察されると輝度が高いた
め眩惑を起こす可能性もあり安全上も問題があった。ま
た、夜間では周囲が暗いため昼間には気付かないような
街路灯などの弱い光も、フレアー光として観察されてし
まい運転する際に非常に目障りであった。このフレアー
光は太陽や街路灯などの外部の光源を直線的に見るのと
は異なる角度で観察されるため、１つの光源が複数個に
見えることとなりまことに目障りな存在であった。
【００１３】
【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、以下のような特徴を
持つＨＵＤを提供するものである。
を解決すべくなされたものであり、以下のような特徴を
持つＨＵＤを提供するものである。
【００１４】光源と表示すべき情報を表示する表示体と
を少なくとも備えて表示すべき情報を光として発生する
情報表示源と、車両の風防ガラスに備えられていて前記
光を車両内の観察者に向けて回折するホログラムよりな
るコンバイナーとを少なくとも備えたヘッドアップディ
スプレイにおいて、前記ホログラムはＰ偏光に対して回
折効率が高く、Ｓ偏光に対しては回折効率が低いことを
特徴とし、加えてまた、Ｐ偏光は回折せずＳ偏光のみ回
折する透過型ホログラムと反射型ホログラムよりホログ
ラムコンバイナーを構成することを特徴とし、また、前
記コンバイナーへの表示光源からの入射角θ１がブリュ
ースター角であることを特徴とするＨＵＤを提供するも
のである。
を少なくとも備えて表示すべき情報を光として発生する
情報表示源と、車両の風防ガラスに備えられていて前記
光を車両内の観察者に向けて回折するホログラムよりな
るコンバイナーとを少なくとも備えたヘッドアップディ
スプレイにおいて、前記ホログラムはＰ偏光に対して回
折効率が高く、Ｓ偏光に対しては回折効率が低いことを
特徴とし、加えてまた、Ｐ偏光は回折せずＳ偏光のみ回
折する透過型ホログラムと反射型ホログラムよりホログ
ラムコンバイナーを構成することを特徴とし、また、前
記コンバイナーへの表示光源からの入射角θ１がブリュ
ースター角であることを特徴とするＨＵＤを提供するも
のである。
【００１５】
【作用】フレアー光の原因となる外部光は、ホログラム
コンバイナー通過後、フロントガラス内側と車内との境
界で、一部ガラス内部へ反射、残りはガラス外部へ透過
する。この際、フレアーの原因となる内部への反射光
は、Ｓ偏光成分の多い光であり、外部への透過光はＰ偏
光成分の多い光である。そこで、本発明によるＨＵＤを
用いれば、ホログラムコンバイナーに偏光特性（Ｐ偏光
に対しては高効率、Ｓ偏光に対しては低効率）を持たせ
ているので、フレアー光の原因となるＳ偏光成分の多い
内部への反射光を、ホログラムコンバイナーにより車内
へ回折されることが低減でき、フレアー光を有効に低減
できる。
コンバイナー通過後、フロントガラス内側と車内との境
界で、一部ガラス内部へ反射、残りはガラス外部へ透過
する。この際、フレアーの原因となる内部への反射光
は、Ｓ偏光成分の多い光であり、外部への透過光はＰ偏
光成分の多い光である。そこで、本発明によるＨＵＤを
用いれば、ホログラムコンバイナーに偏光特性（Ｐ偏光
に対しては高効率、Ｓ偏光に対しては低効率）を持たせ
ているので、フレアー光の原因となるＳ偏光成分の多い
内部への反射光を、ホログラムコンバイナーにより車内
へ回折されることが低減でき、フレアー光を有効に低減
できる。
【００１６】また、Ｓ偏光のみをある所定の角度に回折
する様な偏光特性を持った透過型ホログラムを、通常の
無偏光特性の反射型ホログラムの車外側、または、車内
側に設けることにより、フレアー光を有効に低減でき
る。すなわち、透過型ホログラムを回折されずに通過す
る光はＰ偏光となり、フロントガラス内側と車内との境
界でのガラス内部への反射はほとんど無くなるためであ
る。
する様な偏光特性を持った透過型ホログラムを、通常の
無偏光特性の反射型ホログラムの車外側、または、車内
側に設けることにより、フレアー光を有効に低減でき
る。すなわち、透過型ホログラムを回折されずに通過す
る光はＰ偏光となり、フロントガラス内側と車内との境
界でのガラス内部への反射はほとんど無くなるためであ
る。
【００１７】更に、表示光源からホログラムコンバイナ
ーへの入射角θ１をブリュースター角にすることにより
フレアー光を完全に除去できる。
ーへの入射角θ１をブリュースター角にすることにより
フレアー光を完全に除去できる。
【００１８】
【実施例】以下、図面に基づいて本発明における実施例
を説明する。図１は、本発明のＨＵＤの一例を示す概念
図、図２はその拡大図である。風防ガラス４７の下方に
は情報表示源が備えられており、この情報表示源は熱陰
極管を用いた光源４６から発した光がコリメーターであ
るレンズ系４４を介し、透過型カラー液晶表示素子から
なる表示体４５を通過した表示すべき情報を光２６とし
て発するものである。この光２６は、車体の風防ガラス
４７に備えられたホログラムからなるコンバイナー２に
照射されて、回折され、運転者に観察位置４１で視認さ
れる。
を説明する。図１は、本発明のＨＵＤの一例を示す概念
図、図２はその拡大図である。風防ガラス４７の下方に
は情報表示源が備えられており、この情報表示源は熱陰
極管を用いた光源４６から発した光がコリメーターであ
るレンズ系４４を介し、透過型カラー液晶表示素子から
なる表示体４５を通過した表示すべき情報を光２６とし
て発するものである。この光２６は、車体の風防ガラス
４７に備えられたホログラムからなるコンバイナー２に
照射されて、回折され、運転者に観察位置４１で視認さ
れる。
【００１９】上記レンズ系４４はコリメーターとしての
機能を持つものであり、また、この機能はホログラムに
持たせることもでき、速度表示４８、警告表示４９の表
示像を遠方に結像させることも可能となる。
機能を持つものであり、また、この機能はホログラムに
持たせることもでき、速度表示４８、警告表示４９の表
示像を遠方に結像させることも可能となる。
【００２０】また、必要に応じて表示体４５とコンバイ
ナー２との間に収差補正用の別のホログラムやレンズ等
を配してもよい。
ナー２との間に収差補正用の別のホログラムやレンズ等
を配してもよい。
【００２１】また、ホログラムは波長選択機能を持つの
で、希望する色の像が表示可能であり、さらに、多重露
光や複数枚のホログラムの積層によって多色表示が可能
となり、表示情報の量と質の向上ができる。本実施例で
は熱陰極管の発光ピーク波長に対応する５４０ｎｍと６
１２ｎｍの光を回折する多重露光のホログラムを用い、
速度表示４８を緑色、警告表示４９を緑色と赤色とを混
合しアンバー色（橙色）等として表示した。その結果、
運転者に対してより的確に情報を伝達することが可能と
なる。
で、希望する色の像が表示可能であり、さらに、多重露
光や複数枚のホログラムの積層によって多色表示が可能
となり、表示情報の量と質の向上ができる。本実施例で
は熱陰極管の発光ピーク波長に対応する５４０ｎｍと６
１２ｎｍの光を回折する多重露光のホログラムを用い、
速度表示４８を緑色、警告表示４９を緑色と赤色とを混
合しアンバー色（橙色）等として表示した。その結果、
運転者に対してより的確に情報を伝達することが可能と
なる。
【００２２】本実施例では風防ガラスの傾きθｗは３０
゜であり、情報を含む光２６のホログラム２への入射角
θ１をブリュースタ角（５６．３゜）とし出射角θ２を
６５゜となるように露光した反射型ホログラム２１と、
フレアーの原因となるガラス内で入射角θｒ＝３３．７
゜で入射するランダム偏光の入射光２８（図面中実線）
に対し、Ｐ偏光１（図面中一点鎖線）を回折せずそのま
ま透過し、Ｓ偏光９（図面中破線）をガラス内でθｓ＝
７０．６゜で回折するよう、露光された透過型ホログラ
ム１０をガラス中に封入した。ここで、透過型ホログラ
ム１０は反射型ホログラム２１よりも車外側に封入し
た。このようにして車外の光がフレアー光として車両内
に入るのを防ぐことができた。また、透過型ホログラム
を反射型ホログラムよりも車内側に封入してもよい。
゜であり、情報を含む光２６のホログラム２への入射角
θ１をブリュースタ角（５６．３゜）とし出射角θ２を
６５゜となるように露光した反射型ホログラム２１と、
フレアーの原因となるガラス内で入射角θｒ＝３３．７
゜で入射するランダム偏光の入射光２８（図面中実線）
に対し、Ｐ偏光１（図面中一点鎖線）を回折せずそのま
ま透過し、Ｓ偏光９（図面中破線）をガラス内でθｓ＝
７０．６゜で回折するよう、露光された透過型ホログラ
ム１０をガラス中に封入した。ここで、透過型ホログラ
ム１０は反射型ホログラム２１よりも車外側に封入し
た。このようにして車外の光がフレアー光として車両内
に入るのを防ぐことができた。また、透過型ホログラム
を反射型ホログラムよりも車内側に封入してもよい。
【００２３】なお、ホログラムは通常数１０ｍｍから数
１００ｍｍ角程度の面積で、数μｍから数１０μｍ程度
の厚みである。このようなホログラムは、リップマンタ
イプ等の体積・位相型のホログラムが高い回折効率を得
られるという点で望ましいが、エンボスタイプ、レイン
ボータイプ等の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
ニルカルバゾールやアクリル系などのフォトポリマー、
重クロム酸ゼラチン、光レジスト、銀塩など種々の感光
材料を用いることができる。
１００ｍｍ角程度の面積で、数μｍから数１０μｍ程度
の厚みである。このようなホログラムは、リップマンタ
イプ等の体積・位相型のホログラムが高い回折効率を得
られるという点で望ましいが、エンボスタイプ、レイン
ボータイプ等の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
ニルカルバゾールやアクリル系などのフォトポリマー、
重クロム酸ゼラチン、光レジスト、銀塩など種々の感光
材料を用いることができる。
【００２４】本実施例で反射型ホログラム２２として横
１５０ｍｍ・縦２００ｍｍの大きさで、厚さが２０μｍ
のアクリル系フォトポリマーよりなる感光材料を用い、
体積位相型のホログラムを用いた。更に、透過型ホログ
ラム１０として横１５０ｍｍ・縦２００ｍｍの大きさ
で、厚さが１７．７μｍのアクリル系フォトポリマーよ
りなる感光材料を用い、上記請求項３の２つの式を満た
すようｎ＝０．０４、λ＝５４０ｎｍ、θｒ＝３３．７
゜、θｓ＝７０．６゜の条件で作製した体積位相型のホ
ログラムを用いた。
１５０ｍｍ・縦２００ｍｍの大きさで、厚さが２０μｍ
のアクリル系フォトポリマーよりなる感光材料を用い、
体積位相型のホログラムを用いた。更に、透過型ホログ
ラム１０として横１５０ｍｍ・縦２００ｍｍの大きさ
で、厚さが１７．７μｍのアクリル系フォトポリマーよ
りなる感光材料を用い、上記請求項３の２つの式を満た
すようｎ＝０．０４、λ＝５４０ｎｍ、θｒ＝３３．７
゜、θｓ＝７０．６゜の条件で作製した体積位相型のホ
ログラムを用いた。
【００２５】かかるホログラムは風防ガラスに備えられ
るものであり、例えば風防ガラスの表面（車両外表面）
や車両内側表面に備えられてもよいが、特にホログラム
の保護の点に鑑みて、本実施例のように合わせガラスで
ある風防ガラスの内部に封入して用いることが好まし
い。
るものであり、例えば風防ガラスの表面（車両外表面）
や車両内側表面に備えられてもよいが、特にホログラム
の保護の点に鑑みて、本実施例のように合わせガラスで
ある風防ガラスの内部に封入して用いることが好まし
い。
【００２６】本発明における情報表示源は光を発して表
示する機能を持つものであり、液晶表示素子等のいわゆ
る受光型表示素子からなる表示体に熱陰極管（ＨＣ
Ｔ）、冷陰極管、蛍光表示管（ＶＦ）、ハロゲンラン
プ、ＬＥＤなどからなる光源から発した光を照射するも
のであり、また、これらの機能を併せ持つものであって
もよい。
示する機能を持つものであり、液晶表示素子等のいわゆ
る受光型表示素子からなる表示体に熱陰極管（ＨＣ
Ｔ）、冷陰極管、蛍光表示管（ＶＦ）、ハロゲンラン
プ、ＬＥＤなどからなる光源から発した光を照射するも
のであり、また、これらの機能を併せ持つものであって
もよい。
【００２７】本発明におけるコンバイナーをカラー表示
に用いる場合、この液晶表示素子としては、カラーフィ
ルターと透過型のツイストネマチック型液晶素子や、ス
ーパーツイストネマチック型液晶表示素子等からなるカ
ラー液晶表示素子等が好ましく使用でき、一つの光源か
ら発せられた光を所望の色の光として照射することがで
きる。
に用いる場合、この液晶表示素子としては、カラーフィ
ルターと透過型のツイストネマチック型液晶素子や、ス
ーパーツイストネマチック型液晶表示素子等からなるカ
ラー液晶表示素子等が好ましく使用でき、一つの光源か
ら発せられた光を所望の色の光として照射することがで
きる。
【００２８】このようにして複数の色の光は、同一の情
報表示源から発することができ、これら複数の色の光が
同時に表示される場合には表示像が重なって表示され、
逆にこの表示像の重なりを防ぐためには、必要に応じて
カラーフィルターと光源の組み合わせによって、あるい
はカラー液晶表示素子を制御することによって、複数の
色の光が同時に照射されないようにしてもよい。
報表示源から発することができ、これら複数の色の光が
同時に表示される場合には表示像が重なって表示され、
逆にこの表示像の重なりを防ぐためには、必要に応じて
カラーフィルターと光源の組み合わせによって、あるい
はカラー液晶表示素子を制御することによって、複数の
色の光が同時に照射されないようにしてもよい。
【００２９】また、それとは別に、受光型表示素子を用
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。受光型表示
素子に上記光源を併用したものの場合は、この受光型表
示素子と光源との間にレンズ系や曲面反射鏡等の適当な
光平行化手段、導光板等の適当な導光手段を配置しても
よい。さらに、ホログラムに光が投射されるまでの光径
路内に、必要に応じて、光偏光手段、あるいは、ＫＮＯ
3 等の非線形光学素子を配置してもよい。
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。受光型表示
素子に上記光源を併用したものの場合は、この受光型表
示素子と光源との間にレンズ系や曲面反射鏡等の適当な
光平行化手段、導光板等の適当な導光手段を配置しても
よい。さらに、ホログラムに光が投射されるまでの光径
路内に、必要に応じて、光偏光手段、あるいは、ＫＮＯ
3 等の非線形光学素子を配置してもよい。
【００３０】また本発明のＨＵＤをカラー表示とする場
合、コンバイナーから表示像までの距離は各色で同一と
すれば同一平面内にカラー表示ができ、また、色によっ
て変えた場合には、表示色によって表示像の観察される
距離の異なる立体的な像を得ることができる。
合、コンバイナーから表示像までの距離は各色で同一と
すれば同一平面内にカラー表示ができ、また、色によっ
て変えた場合には、表示色によって表示像の観察される
距離の異なる立体的な像を得ることができる。
【００３１】次に、本発明の第二の実施例について図５
を用いて説明する。ホログラムコンバイナー５に、Ｓ偏
光に対しては回折効率が低く、Ｐ偏光に対しては回折効
率が高い反射型ホログラムを用いた。この際、表示光源
からの光２６には、Ｐ偏光の光を用いて回折される表示
像の輝度低下を防いだ。この方法では、フレアー光の原
因となるランダム偏光の光２８（図面中一点鎖線）は内
側フロントガラスと車内との界面でほとんどＰ偏光の透
過光６とほとんどＳ偏光の反射光４とに分かれる。反射
型ホログラム５はＳ偏光をほとんど回折しないので、回
折光３（図面中点線）は非常に弱くフレアー光を有効に
低減できた。
を用いて説明する。ホログラムコンバイナー５に、Ｓ偏
光に対しては回折効率が低く、Ｐ偏光に対しては回折効
率が高い反射型ホログラムを用いた。この際、表示光源
からの光２６には、Ｐ偏光の光を用いて回折される表示
像の輝度低下を防いだ。この方法では、フレアー光の原
因となるランダム偏光の光２８（図面中一点鎖線）は内
側フロントガラスと車内との界面でほとんどＰ偏光の透
過光６とほとんどＳ偏光の反射光４とに分かれる。反射
型ホログラム５はＳ偏光をほとんど回折しないので、回
折光３（図面中点線）は非常に弱くフレアー光を有効に
低減できた。
【００３２】
【発明の効果】フレアーの原因となる内部への反射光
は、Ｓ偏光成分の多い光であり、外部への透過光はＰ偏
光成分の多い光である。そこで、本発明によるＨＵＤを
用いれば、ホログラムコンバイナーに偏光特性（Ｐ偏光
に対しては高効率、Ｓ偏光に対しては低効率）を持たせ
ているので、フレアー光の原因となるＳ偏光成分の多い
内部への反射光が、ホログラムコンバイナーにより車内
へ回折されることが低減でき、フレアー光を有効に低減
できる。また、Ｓ偏光のみをある所定の角度に回折する
様な偏光特性を持った透過型ホログラムを、通常の無偏
光特性の反射型ホログラムの車外側、または、車内側に
設けることにより、フレアー光を有効に低減できる。す
なわち、透過型ホログラムを回折されずに通過する光は
Ｐ偏光となり、フロントガラス内側と車内との境界での
ガラス内部への反射はほとんど無くなるためである。更
に、表示光源からホログラムコンバイナーへの入射角θ
１をブリュースター角にすることによりフレアー光を完
全に除去できる。
は、Ｓ偏光成分の多い光であり、外部への透過光はＰ偏
光成分の多い光である。そこで、本発明によるＨＵＤを
用いれば、ホログラムコンバイナーに偏光特性（Ｐ偏光
に対しては高効率、Ｓ偏光に対しては低効率）を持たせ
ているので、フレアー光の原因となるＳ偏光成分の多い
内部への反射光が、ホログラムコンバイナーにより車内
へ回折されることが低減でき、フレアー光を有効に低減
できる。また、Ｓ偏光のみをある所定の角度に回折する
様な偏光特性を持った透過型ホログラムを、通常の無偏
光特性の反射型ホログラムの車外側、または、車内側に
設けることにより、フレアー光を有効に低減できる。す
なわち、透過型ホログラムを回折されずに通過する光は
Ｐ偏光となり、フロントガラス内側と車内との境界での
ガラス内部への反射はほとんど無くなるためである。更
に、表示光源からホログラムコンバイナーへの入射角θ
１をブリュースター角にすることによりフレアー光を完
全に除去できる。
【図１】本発明におけるＨＵＤの一例を示す概念図
【図２】図１の要部拡大図
【図３】従来のＨＵＤを示す概念図
【図４】風防ガラス内部に封入したホログラムおよびフ
レアー光の発生メカニズムを説明する概念断面図
レアー光の発生メカニズムを説明する概念断面図
【図５】本発明におけるＨＵＤの一例を示す要部拡大図
【符号の説明】 ２：ホログラムコンバイナー １０：透過型ホログラム ２１：反射型ホログラム ４１：運転者の観測位置 ４３：情報を含む光 ４４：レンズ系 ４５：表示素子 ４６：光源 ４８：速度表示 ４９：警告表示
Claims (4)
- 【請求項１】光源と表示すべき情報を表示する表示体と
を少なくとも備えて、表示すべき情報を光として発生す
る情報表示源と、車両の風防ガラスに備えられていて前
記光を車両内の観察者に向けて回折するホログラムより
なるコンバイナーとを少なくとも備えたヘッドアップデ
ィスプレイにおいて、前記ホログラムは、Ｓ偏光に対す
る回折効率が低く、Ｐ偏光に対する回折効率が高いこと
を特徴とするヘッドアップディスプレイシステム。 - 【請求項２】光源と表示すべき情報を表示する表示体と
を少なくとも備えて、表示すべき情報を光として発生す
る情報表示源と、車両の風防ガラスに備えられていて前
記光を車両内の観察者に向けて回折するホログラムより
なるコンバイナーとを少なくとも備えたヘッドアップデ
ィスプレイにおいて、前記ホログラムは、Ｐ偏光は回折
せずＳ偏光のみ回折させる透過型ホログラムと、反射型
ホログラムとの組み合わせにより構成されることを特徴
とするヘッドアップディスプレイシステム。 - 【請求項３】前記透過型ホログラムは、ｎ・ｄ／［λ
（ｃｏｓθｒ・ｃｏｓθｓ）］＝ｍ＋１／２、ｎ・ｄ・
ｃｏｓ（θｓ−θｒ）／［λ（ｃｏｓθｒ・ｃｏｓθ
ｓ）］＝ｍを満たすホログラムからなることを特徴とす
る請求項２のヘッドアップディスプレイシステム。な
お、ｎはホログラム材料の屈折率変調、ｄはホログラム
材料の厚さ、λは記録再生波長、θｒはガラス内部での
入射角、θｓはガラス内部での回折角、ｍは正の整数で
ある。 - 【請求項４】前記情報表示源からホログラムコンバイナ
ーへ入射する光の入射角θ１がブリュースター角に等し
いことを特徴とする請求項１〜３のいずれかのヘッドア
ップディスプレイシステム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6315179A JPH08169257A (ja) | 1994-12-19 | 1994-12-19 | ヘッドアップディスプレイシステム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6315179A JPH08169257A (ja) | 1994-12-19 | 1994-12-19 | ヘッドアップディスプレイシステム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08169257A true JPH08169257A (ja) | 1996-07-02 |
Family
ID=18062378
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6315179A Pending JPH08169257A (ja) | 1994-12-19 | 1994-12-19 | ヘッドアップディスプレイシステム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08169257A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11249062A (ja) * | 1998-03-04 | 1999-09-17 | Asahi Glass Co Ltd | 情報表示装置 |
| JP2004139074A (ja) * | 1996-07-04 | 2004-05-13 | Sanyo Electric Co Ltd | カラー液晶表示装置およびカラーフィルター |
| EP1579264A1 (en) * | 2002-12-31 | 2005-09-28 | 3M Innovative Properties Company | Head-up display with polarized light source and wide-angle p-polarization reflective polarizer |
| JP2008207614A (ja) * | 2007-02-23 | 2008-09-11 | Denso Corp | 車両用表示装置 |
| WO2011136214A1 (ja) * | 2010-04-28 | 2011-11-03 | シャープ株式会社 | 光学システム |
| JP2019512747A (ja) * | 2016-05-23 | 2019-05-16 | サン−ゴバン グラス フランス | センサアセンブリを有している積層ガラスペイン、及び、センサアセンブリを有している積層ガラスペインを製造する方法 |
| WO2021256554A1 (ja) * | 2020-06-18 | 2021-12-23 | 日本化薬株式会社 | ヘッドアップディスプレイ用光学積層体、機能性ガラス、及びヘッドアップディスプレイシステム |
-
1994
- 1994-12-19 JP JP6315179A patent/JPH08169257A/ja active Pending
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004139074A (ja) * | 1996-07-04 | 2004-05-13 | Sanyo Electric Co Ltd | カラー液晶表示装置およびカラーフィルター |
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| EP1579264A1 (en) * | 2002-12-31 | 2005-09-28 | 3M Innovative Properties Company | Head-up display with polarized light source and wide-angle p-polarization reflective polarizer |
| US6952312B2 (en) * | 2002-12-31 | 2005-10-04 | 3M Innovative Properties Company | Head-up display with polarized light source and wide-angle p-polarization reflective polarizer |
| US7123418B2 (en) | 2002-12-31 | 2006-10-17 | 3M Innovative Properties Company | Head-up display with narrow band reflective polarizer |
| JP2008207614A (ja) * | 2007-02-23 | 2008-09-11 | Denso Corp | 車両用表示装置 |
| WO2011136214A1 (ja) * | 2010-04-28 | 2011-11-03 | シャープ株式会社 | 光学システム |
| US8953124B2 (en) | 2010-04-28 | 2015-02-10 | Sharp Kabushiki Kaisha | Optical system |
| JP2019512747A (ja) * | 2016-05-23 | 2019-05-16 | サン−ゴバン グラス フランス | センサアセンブリを有している積層ガラスペイン、及び、センサアセンブリを有している積層ガラスペインを製造する方法 |
| WO2021256554A1 (ja) * | 2020-06-18 | 2021-12-23 | 日本化薬株式会社 | ヘッドアップディスプレイ用光学積層体、機能性ガラス、及びヘッドアップディスプレイシステム |
| JPWO2021256554A1 (ja) * | 2020-06-18 | 2021-12-23 |
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