JPH1191404A - 車両用ヘッドアップディスプレイ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ホログラム板の反射特性と透過特性の双方を
有効に活用することで、二つの表示装置からの各表示情
報を単一のホログラム板を介し運転者の視野前方に表示
するようにした車両用ヘッドアップディスプレイを提供
する。 【解決手段】 ホログラム板３０は、表示装置１０の前
方にて表示装置２０の上方に配設されて、表示装置１０
からの表示光を反射するとともに表示装置２０からの表
示光を透過させてこれら反射光及び透過光をインストル
メントパネル４０の開口部４１を通しフロントウインド
シールド６０の反射ミラー６１にそれぞれ結像光として
入射させる。これにより、フロントウインドシールドが
上記各結像光を反射して両表示装置の各表示情報をそれ
ぞれ虚像として表示する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両用ヘッドアッ
プディスプレイに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の車両用ヘッドアップディ
スプレイとしては、例えば、特開平６−１０７０３６号
公報にて開示されたものがある。このヘッドアップディ
スプレイは、車室内のインストルメントパネルの内側に
液晶パネルを配置して、この液晶パネルを透過するバッ
クライトからの光を、ホログラムからなる凹面鏡により
フロントウインドシールドに向け反射したとき、このフ
ロントウインドシールドにより前方に形成される液晶パ
ネルの虚像情報を運転者に視認させるようになってい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記ヘッドア
ップディスプレイでは、上述したホログラムは、その反
射特性のみを利用したものであって、このホログラムの
透過特性を利用していない。このため、表示器も液晶パ
ネル一つに限られてしまい、二つの表示器の各表示情報
を単一のホログラムでもって虚像情報として表示するこ
とができないという不具合がある。

【０００４】そこで、本発明は、以上のようなことに対
処するため、ホログラム板の反射特性と透過特性の双方
を有効に活用することで、二つの表示装置からの各表示
情報を単一のホログラム板を介し運転者の視野前方に表
示するようにした車両用ヘッドアップディスプレイを提
供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の課題の解決にあた
り、請求項１に記載の発明によれば、第１及び第２の表
示装置を、車両の車室内のインストルメントパネルの近
傍に配設する。そして、ホログラム板が、第１表示装置
から表示光を反射するとともに第２表示装置からの表示
光を透過させてこれら反射光及び透過光を運転者の視野
前方に位置するハーフミラー上にそれぞれ結像光として
入射させる。また、ハーフミラーが上記各結像光を反射
して第１及び第２の表示装置の各表示情報をそれぞれ虚
像として表示する。

【０００６】このように、ホログラム板の反射特性及び
透過特性の双方を活用することで、第１及び第２の表示
装置の両表示光を、ハーフミラー上に結像させることが
できる。従って、ホログラムを利用することで、単一の
ホログラム板でもって、両表示装置の各表示情報を運転
者の前方に表示できる車両用ヘッドアップディスプレイ
を提供し得る。

【０００７】また、請求項２に記載の発明によれば、第
１表示装置は、車両の車室内にてフロントウインドシー
ルドの下方に位置するインストルメントパネルの裏面側
にて配設されている。また、第２表示装置は、インスト
ルメントパネルの裏面側にて第１表示装置の下方に配設
されている。そして、ホログラム板は、第１表示装置か
らの光を反射するとともに第２表示装置からの光を透過
させてこれら反射光及び透過光をインストルメントパネ
ルの開口部を通しフロントウインドシールド上にそれぞ
れ結像光として入射させる。また、フロントウインドシ
ールドは上記各結像光を反射して第１及び第２の表示装
置の各表示情報をそれぞれ虚像として表示する。

【０００８】これによっても、請求項１に記載の発明と
実質的に同様の作用効果を達成できる。また、請求項３
に記載の発明によれば、第１表示装置の表示光のホログ
ラム板への入射角と、第１表示装置の表示光に対するホ
ログラム板の反射角とが互いに異なる。

【０００９】これにより、ホログラム板近傍の省スペー
ス化を確保しつつ、請求項１又は２に記載の発明の作用
効果を達成できる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を、図
１乃至図３に基づいて説明する。図１は、本発明に係る
ヘッドアップディスプレイが自動車に適用された例を示
している。このヘッドアップディスプレイは、両表示装
置１０、２０と、ホログラム板３０とを備えている。表
示装置１０は、インストルメントパネル４０にその裏面
側にて支持したケーシング５０内に、ホログラム板３０
と共に収容されている。なお、インストルメントパネル
４０は、当該自動車のフロントウインドシールド６０の
下縁部から車室内下方へ延出している。

【００１１】表示装置１０は、透過型液晶パネル１０ａ
と、光源１０ｂとを備えており、液晶パネル１０ａは、
光源１０ｂからの光を受けて、表示情報（車速表示情
報）を表す表示光として透過させる。表示装置２０は、
表示パターン２０ａと、光源２０ｂとを備えており、表
示パターン２０ａは、光源２０ｂからの光を受けて、表
示情報（マスターウォーニング表示情報）を表す表示光
として透過させる。

【００１２】また、液晶パネル１０ａ及び各光源１０
ａ、１０ｂは、それぞれ、図示しない各駆動回路により
駆動される。ここで、通常、光源１０ｂは消灯してお
り、光源１０ａが点灯する。ホログラム板３０は、参照
光と物体光との干渉縞を感光板に記録現像して所定のホ
ログラムを形成してなるもので、このホログラムは、図
３にて示すような光反射率と光の波長との関係を有する
光特性を有する。この場合、この光特性では、光反射率
が、波長５５０ｎｍを含む緑色波長域において、高くな
っており、当該緑色波長域以外の波長域においては、零
となっている。また、上記緑色波長域の光は、液晶パネ
ル１０ａの表示光に含まれている。なお、当該緑色波長
域の光は、表示パターン２０ａの表示光に含まれていて
もいなくてもよい。

【００１３】また、ホログラム板３０は、その表面３１
にて、液晶パネル１０ａの表示面を臨むとともに、ケー
シング５０の開口部５１及びインストルメントパネル４
０の開口部４１を通してフロントウインドシールド６０
のハーフミラー６１を臨むように位置している。さら
に、このホログラム板３０は、その裏面３２にて、表示
パターン２０ａの表示面を臨むように位置している。

【００１４】これにより、ホログラム板３０は、その表
面３１側にて上記ホログラムにより液晶パネル１０ａか
らの表示光を反射するとともに、その裏面３２側から上
記ホログラムにより表示パターン２０ａからの表示を透
過させ、これら反射表示光及び透過表示光をフロントウ
インドシールド６０のハーフミラー６１にそれぞれ結像
させる。なお、液晶パネル１０ａとホログラム板３０と
の間の距離は、表示パターン２０ａとホログラム板３０
との間の距離と同じである。

【００１５】この場合、ホログラム板３０の表面３１側
における上記ホログラムへの液晶パネル１０ａの表示光
の入射角θｉｎ及び反射角θｒ並びにホログラム板３０
の裏面側からの表示パターン２０ａの表示光の透過角度
θｔは互いに等しい（図２参照）。ハーフミラー６１
は、当該自動車の運転席に着座した運転者Ｍの視線の前
方にて、フロントウインドシールド６０の内面に形成さ
れた金属蒸着膜（増反射処理を施してある）により形成
されている。

【００１６】これにより、ハーフミラー６１は、その各
結像光を反射して運転者Ｍの眼に入射させる。このこと
は、運転者Ｍは、フロントウインドシールド６０の前方
にて、上記両表示情報を虚像６２、６３として視認する
ことを意味する。このように構成した本実施形態におい
て、液晶パネル１０ａ及び表示パターン２０ａが共に表
示情報を表示光として出射すると、液晶パネル１０ａの
表示光はホログラム板３０の表面３１に入射し、一方、
表示パターン２０ａの表示光はホログラム板３０の裏面
３２に入射する。

【００１７】このとき、ホログラム板３０のホログラム
は図３にて示すような光特性を有するため、液晶パネル
１０ａの表示光のうち緑色波長域の光のみがホログラム
板３０のホログラムにより反射されるとともに、表示パ
ターン２０ａの表示光のうち緑色波長域の光以外の波長
域の光がホログラム板３０を通り透過する。そして、こ
のように反射された光及び透過した光が、ケーシング５
０の開口部５１及びインストルメントパネル４０の開口
部４１を通り、ハーフミラー６１にそれぞれ結像光とし
て入射する。

【００１８】すると、ハーフミラー６１は各結像光を反
射して運転者Ｍの眼に入射させる。これにより、運転者
Ｍは、液晶パネル１０ａ及び表示パターン２０ａの各表
示情報を、ハーフミラー６１の前方にて各虚像６２、６
３として視認する。この場合、上述のごとく、液晶パネ
ル１０ａと反射透過板３０との間の距離は、表示パター
ン２０ａとホログラム板３０との間の距離と同じである
から、各虚像６２、６３は同一の位置に形成される。な
お、運転者Ｍは、フロントウインドシールド６０の前方
の視野をもハーフミラー６１を通して視認する。

【００１９】以上述べたように、図３の光特性を有する
ホログラムにより形成したホログラム板３０の反射特性
及び透過特性の双方を活用することで、液晶パネル１０
ａ及び表示パターン２０ａの両表示光を、フロントウイ
ンドシールド６０のハーフミラー６１上に結像させるこ
とができる。従って、上記ホログラムを利用すること
で、単一のホログラム板３０でもって、液晶パネル１０
ａ及び表示パターン２０ａの両表示情報をフロントウイ
ンドシールド６０の前方に各虚像６２、６３として表示
できるヘッドアップディスプレイを提供し得る。

【００２０】図４は、上記実施形態の第１変形例の要部
を示している。この第１変形例では、上記実施形態にて
述べたホログラム板３０の反射透過特性をそのまま維持
しつつ、ホログラム板３０の表示パターン２０ａとのな
す角度（図４にて符号φ参照）を、上記実施形態にて述
べたホログラム板３０の表示パターン２０ａとのなす角
度よりも小さくし得るように、ホログラムが、当該ホロ
グラム板３０の表面３１に対し前記実施形態と同様の記
録角度となるように上記感光板に形成されている。

【００２１】これにより、ホログラム板３０と表示パタ
ーン２０ａとの間の最大間隔を、上記実施形態の場合よ
りも狭くできる。その結果、表示パターン２０ａの光源
２０ｂ側スペースをより一層広くできる。その他の構成
及び作用効果は上記実施形態と同様である。図５は、上
記実施形態の第２変形例を示している。

【００２２】この第２変形例では、上記実施形態にて述
べた表示装置１０、ホログラム板３０が、両反射ミラー
７０、８０と共に、上記実施形態にて述べたケーシング
５０に代わるケーシング５０Ａ内に、配設されている。
両反射ミラー７０、８０は、ホログラム板３０と反射ミ
ラー６１との間の光学的経路内に位置しており、反射ミ
ラー７０は、ホログラム板３０からの反射表示光及び透
過表示光の双方を反射して反射ミラー８０の入射させ
る。

【００２３】反射ミラー８０は反射ミラー７０からの反
射表示光及び透過表示光の双方を反射して、ケーシング
５０Ａの開口部（図示しない）及びインストルメントパ
ネル４０の開口部５１を通して反射ミラー６１に入射さ
せる。また、液晶パネル１０ａとホログラム板３０との
間の距離は、上記実施形態とは異なり、表示パターン２
０ａとホログラム板３０との間の距離よりも長くなって
いる。なお、表示パターン２０ａの表示光は、ケーシン
グ５０Ａの底壁開口部を通してホログラム板３０の裏面
３２に入射する。その他の構成は上記実施形態と同様で
ある。

【００２４】このように構成した本第２変形例では、液
晶パネル１０ａとホログラム板３０との間の距離が表示
パターン２０ａと反射透過板３０との間の距離よりも長
くなっているから、各虚像６２、６３の位置が互いに異
なるが、この点を除き、両反射ミラー７０、８０を付加
しても、上記実施形態と実質的に同様の作用効果を達成
できる。

【００２５】なお、本発明の実施にあたり、ホログラム
板３０のホログラムは、図３にて示す光特性に限ること
なく、必要に応じて適宜変更して実施してもよく、この
場合、二つ以上のピーク波長を有していてもよい。ま
た、本発明の実施にあたり、ホログラム板３０のホログ
ラムは、反射に対して凹面鏡或いは凸面鏡の効果をもた
せ、かつ、透過に対して凸レンズ或いは凹レンズの効果
をもたせて、それぞれ、拡大或いは縮小の効果をもたせ
てもよい。

【００２６】また、本発明の実施にあたっては、両表示
装置１０、２０は、上記実施形態にて述べたものに限る
ことなく、ナビゲーション表示、地名表示等の各種の表
示情報を表示する他の表示装置に変更して実施してもよ
い。また、本発明の実施にあたり、両光源１０ａ、１０
ｂは、キセノンランプ、ハロゲンランプ、冷陰極管、発
光ダイオード等の各種の光源でよい。なお、光源の輝度
は、車外の明るさや運転者の好みに応じて適宜調整する
ようにしてもよい。

【００２７】また、本発明の実施にあたり、表示パター
ン２０ａは液晶パネルであってもよく、また、液晶パネ
ル１０ａ及び表示パターン２０ａとして、自発光パネル
（例えば、ＥＬ）を採用してもよく、この場合には、両
光源１０ｂ、２０ｂは廃止してもよい。また、本発明の
実施にあたり、フロントウインドシールド６０のハーフ
ミラー６１に代えて、専用のコンバイナのハーフミラー
を採用しても、上記実施形態と同様の作用効果を達成で
きる。

【００２８】また、本発明の実施にあたり、上記第１変
形例の場合に限ることなく、一般に、液晶パネル１０ａ
の表示光のホログラム板３０への入射角と、液晶パネル
１０ａの表示光に対するホログラム板３０の反射角とを
異ならしめれば、ホログラム板３０の近傍の省スペース
化が可能となる。また、上記実施形態では、本発明が自
動車用ヘッドアップディスプレイに適用された例につい
て説明したが、これに限ることなく、一般に、各種車両
用ヘッドアップディスプレイに本発明を適用して実施し
てもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る自動車用ヘッドアップディスプレ
イの一実施形態を示す概略全体構成図である。

【図２】図１の反射透過板３０、液晶パネル１０ａ及び
表示パターン２０ａの間の配置関係を示す拡大概略側面
図である。

【図３】図１の反射透過板３０の光特性を示すグラフで
ある。

【図４】上記実施形態の第１変形例を示す要部概略側面
図である。

【図５】上記実施形態の第２変形例を示す要部概略側面
図である。

【符号の号の説明】

１０、２０…表示装置、１０ａ…液晶パネル、１０ｂ、
２０ｂ…光源、２０ａ…表示パターン、３０…ホログラ
ム板、４０…インストルメントパネル、６０…フロント
ウインドシールド、６１…ハーフミラー。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川添 尚幸 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内 (72)発明者 水谷 泰弘 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両の車室内のインストルメントパネル
   （４０）の近傍に配設されてそれぞれ表示情報を表示光
   として出射する第１及び第２の表示装置（１０、２０）
   と、 前記第１表示装置から表示光を反射するとともに前記第
   ２表示装置からの表示光を透過させてこれら反射光及び
   透過光を運転者の視野前方に位置するハーフミラー（６
   １）上にそれぞれ結像光として入射させるホログラム板
   （３０）とを備えて、 前記ハーフミラーが前記各結像光を反射して前記第１及
   び第２の表示装置の各表示情報をそれぞれ虚像として表
   示するようにした車両用ヘッドアップディスプレイ。
2. 【請求項２】 車両の車室内にてフロントウインドシー
   ルド（６０）の下方に位置するインストルメントパネル
   （４０）の裏面側にて配設されて表示情報を表示光とし
   て出射する第１表示装置（１０）と、 前記インストルメントパネルの裏面側にて前記第１表示
   装置の下方に配設されて表示情報を表す表示光を出射す
   る第２表示装置（２０）と、 前記第１表示装置の前方にて前記第２表示装置の上方に
   配設されたホログラム板であって前記第１表示装置から
   の光を反射するとともに前記第２表示装置からの光を透
   過させてこれら反射光及び透過光を前記インストルメン
   トパネルの開口部を通し前記フロントウインドシールド
   上にそれぞれ結像光として入射させるホログラム板（３
   ０）とを備えて、 前記フロントウインドシールドが前記各結像光を反射し
   て前記第１及び第２の表示装置の各表示情報をそれぞれ
   虚像として表示するようにした車両用ヘッドアップディ
   スプレイ。
3. 【請求項３】 前記第１表示装置の表示光の前記ホログ
   ラム板への入射角と、前記第１表示装置の表示光に対す
   る前記ホログラム板の反射角とが互いに異なることを特
   徴とする請求項１又は２に記載の車両用ヘッドアップデ
   ィスプレイ。