JPH06199149A - Head up display - Google Patents

Head up display

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Publication number
JPH06199149A
JPH06199149A JP4360509A JP36050992A JPH06199149A JP H06199149 A JPH06199149 A JP H06199149A JP 4360509 A JP4360509 A JP 4360509A JP 36050992 A JP36050992 A JP 36050992A JP H06199149 A JPH06199149 A JP H06199149A
Authority
JP
Japan
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light
color
hologram
display
combiner
Prior art date
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Pending
Application number
JP4360509A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Norihito Nakazawa
伯人 中沢
Motoji Ono
元司 小野
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AGC Inc
Original Assignee
Asahi Glass Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Asahi Glass Co Ltd filed Critical Asahi Glass Co Ltd
Priority to JP4360509A priority Critical patent/JPH06199149A/en
Publication of JPH06199149A publication Critical patent/JPH06199149A/en
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  • Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
  • Instrument Panels (AREA)

Abstract

PURPOSE:To bring respective color tones of transmitted light from the vehicle outside and reflected light on the vehicle outside respectively close to colorlessness, secure the transparent field of view, and improve safety by exposing a hologram used as a combiner by means of a beam of light having plural wave lengths corresponding to three primary colors. CONSTITUTION:An information display source arranged under windshield glass 7 in a vehicle body gives out a beam of light 3 from a light source 6 as information to be displayed through a lens system 4 being a collimator and a display body 5. The beam of light 3 is radiated to/diffracted by a combiner 2 composed of a hologram arranged in the windshield glass, and is confirmed visually by a driver in a observational position 1. A function as the collimator can be given to a hologram, and a display image of speed display 8 or warning display 9 can be formed in the distance. By the way, the hologram is exposed by a beam of light having plural wave lengths corresponding to three primary colors selected so as to bring respective color tones of external light transmitted to the vehicle inside from the vehicle outside and reflected light observed on the vehicle outside respectively close to colorlessness.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[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(以下HUDとする)装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a head-up display (hereinafter referred to as HUD) device.

【0002】[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。
2. Description of the Related Art HUD has recently been used as a method of displaying information to a driver in an automobile or the like.
This is because the optical information projected from the information projection means such as a liquid crystal display device is projected on a combiner composed of a hologram or a half mirror incorporated in the windshield of an automobile, etc., and the driver almost moves the viewpoint from the driving state. The information can be read without any need.

【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。
In particular, a hologram using a hologram as a combiner can have a lens function and the like as well as a function of diffracting optical information toward the driver.
It is possible to diffract optical information in the direction of the driver's visual field, or to form an image at any position without using any other optical system such as a lens, and without impairing the foreground brightness. It is effective as a combiner for HUD because it has a feature that a high-intensity display image can be obtained.

【0004】図8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
線43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。
FIG. 8 is a conceptual diagram showing an example of a conventional HUD. A light ray 43 including information to be displayed, which is emitted from a light source 46 and has passed through a transmissive liquid crystal display element 45 through a lens system 44, is irradiated on a hologram 42 provided on a windshield 47 of a vehicle body, diffracted, and then a driver. It is visually recognized at the observation position 41.

【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。
The lens system 44 has a function as a collimator, and the function is the hologram 4.
It can be attached to 2 and speed display 48, warning display 49
It is also possible to form the display image of (1) in the distance.

【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。
Further, since the hologram 42 has a wavelength selection function, an image of a desired color can be displayed. Usually, the color is often single, but multi-color display by multiple exposure is also possible, and the amount and quality of display information can be improved. For example,
By setting the speed display 48 in green and the warning display 49 in red, it becomes possible to more accurately transmit information to the driver.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】上記のように、従来の
ホログラフィックHUDは特定の波長の光線を回折する
ため、運転者がホログラムを通して外部を見た場合、そ
の透過光の色はホログラムの回折波長に対応する色(表
示色)の補色となる。すなわち、図5に示すように表示
色が緑のみである場合は、外部からの無色光22(白色
光とも呼ばれるが、以下総称して白色光のことを無色光
と呼ぶこととし、白色も無色と呼ぶこととする)はホロ
グラム21を透過する際に、ホログラム内部の回折格子
に一部反射回折され、反射光23は緑色となる。したが
って、透過光24はその補色であるマゼンダ(ピンクか
ら赤)となり運転者25に対して刺激的で不快な色と感
ぜられる。またその結果背景の色調が影響を受けるた
め、運転中における道路等の車外状況の視認性が損なわ
れ安全上も問題があった。
As described above, since the conventional holographic HUD diffracts a light beam of a specific wavelength, when the driver looks outside through the hologram, the color of the transmitted light is the diffraction of the hologram. It is a complementary color to the color (display color) corresponding to the wavelength. That is, when the display color is only green as shown in FIG. 5, colorless light from the outside 22 (also referred to as white light, but hereinafter, white light is generically called colorless light, and white is also colorless. When transmitted through the hologram 21, the light is partially reflected and diffracted by the diffraction grating inside the hologram, and the reflected light 23 becomes green. Therefore, the transmitted light 24 becomes magenta (pink to red) which is a complementary color of the transmitted light 24, and is perceived as an irritating and unpleasant color for the driver 25. Further, as a result, the color tone of the background is affected, and the visibility of the condition outside the vehicle such as the road during driving is impaired, which is a safety issue.

【0008】一方、図6に示すように、車両外の観測者
35(歩行者や対向車の運転者等)に対しては外光32
の反射色はホログラム31内部の回折格子の回折波長の
角度依存性により、観察する角度によって赤色(正面付
近)33から緑色(斜め観察)34と大きく変化し、や
はり不快な印象を与えるという問題があった。
On the other hand, as shown in FIG. 6, outside light 32 is applied to an observer 35 (a pedestrian, a driver of an oncoming vehicle, etc.) outside the vehicle.
Due to the angle dependence of the diffraction wavelength of the diffraction grating inside the hologram 31, the reflected color of the color changes greatly from red (near the front) 33 to green (oblique observation) 34 depending on the angle of observation, which also gives an unpleasant impression. there were.

【0009】図7はこの反射色の色変化のシミュレーシ
ョン結果を表した色度図である。色度図はJIS−Z8
701で規定された色度座標x、yによって色を定量的
に表現するものである。図7で光源として示す×点は無
色を表す。ホログラムの色はこの点に近いほど無色に近
く観測者にとって好ましい色となる。
FIG. 7 is a chromaticity diagram showing a simulation result of the color change of the reflected color. The chromaticity diagram is JIS-Z8
The color is quantitatively expressed by the chromaticity coordinates x and y defined by 701. The point X shown as a light source in FIG. 7 represents colorless. The closer the color of the hologram is to this point, the more colorless it becomes, and the more preferable the color is for the observer.

【0010】ところが、従来のHUDに用いられる単色
のホログラムの反射光の色は、例えば波長545nm、
回折効率60%の場合は図7の◆印のように変化する。
すなわち、正面付近では赤色となり、斜めになるにした
がい橙色、黄色、緑色と大きく変化することがわかる。
特に、正面から見た場合は刺激色である赤色となり観測
者に不快な印象を与える。
However, the color of the reflected light of the monochromatic hologram used in the conventional HUD is, for example, a wavelength of 545 nm,
When the diffraction efficiency is 60%, it changes as shown by a solid diamond in FIG.
That is, it turns out that the color near the front becomes red, and as it becomes oblique, it changes greatly to orange, yellow, and green.
In particular, when viewed from the front, the stimulating color is red, which gives an unpleasant impression to the observer.

【0011】そこで、特開平4−110984号公報に
は、車両外の観測者に対する反射光の色調を改善すべ
く、表示に用いる第1のホログラムによる反射色の色調
を改善するため、第1のホログラムの反射色の補色に近
い色を反射する第2のホログラムを積層または多重露光
するHUDが開示されているが、2色のホログラムで構
成されているため、完全には色調を改善できない場合が
あった。特に表示色として頻繁に用いられる500〜5
60nmの緑色光については、補色に対応する波長の光
が存在しないため実際には反射色の色調を改善すること
は困難であるという欠点を有しており、また反射色の色
調のみの改善手段でしかなかった。
In order to improve the color tone of the reflected light for an observer outside the vehicle, Japanese Patent Laid-Open No. 4-110984 discloses a first color tone for improving the color tone of the reflected color by the first hologram used for display. A HUD for stacking or multiple-exposing a second hologram that reflects a color close to the complementary color of the reflection color of the hologram is disclosed. However, since the HUD is composed of two-color holograms, the color tone may not be improved completely. there were. Especially, it is often used as a display color.
With respect to the green light of 60 nm, it is difficult to improve the color tone of the reflected color in practice because there is no light of a wavelength corresponding to the complementary color, and there is a drawback that only the color tone of the reflected color is improved. It was only.

【0012】また、特開平3−179418号公報には
コンバイナーを通しての透過光の色調を改善するため、
表示用のホログラムの反射波長λ1の補色となる波長λ
2の光線を反射または減衰させる光学素子を組み合わせ
るHUDが開示されているが、上記の公知例と同様に2
色の構成で色補正しているため、緑色光に対しては完全
には改善できないという同様の欠点を有しており、また
透過光の色調のみの改善手段でしかなかった。
Further, in Japanese Patent Laid-Open No. 3-179418, in order to improve the color tone of light transmitted through a combiner,
A wavelength λ that is a complementary color to the reflection wavelength λ1 of the display hologram.
Although a HUD is disclosed in which an optical element that reflects or attenuates two light rays is disclosed, the HUD is similar to the above-described known example.
Since the color is corrected by the color configuration, it has the same drawback that it cannot be completely improved for green light, and it is only a means for improving the color tone of transmitted light.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明は、前述の課題を
解決すべくなされたものであり、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
を光線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線を車両内の観測者に向けて回
折す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、前記コンバイナーはコンバイナ
ーを通して車両外から車両内に透過する外光の色調、お
よび車両外で観測されるコンバイナーによる外光の反射
光の色調を無色に近づけるように選択した少なくとも3
原色(赤、緑、青)の色に対応する複数の波長の光線に
よって露光されたホログラムであることを特徴とするヘ
ッドアップディスプレイを提供するものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problems, and includes at least a light source and a display for displaying information to be displayed, and generates information to be displayed as a light beam. In a head-up display including at least an information display source, and a combiner that is provided on a windshield of a vehicle and diffracts the light rays toward an observer in the vehicle, the combiner is provided inside the vehicle from outside the vehicle through the combiner. At least 3 selected to make the color of transmitted external light and the color of reflected external light from the combiner observed outside the vehicle close to colorless.
It is intended to provide a head-up display, which is a hologram exposed by light rays of a plurality of wavelengths corresponding to primary colors (red, green, blue).

【0014】[0014]

【作用】本発明によるHUDを用いれば、コンバイナー
の透過光の色調および反射光の色調が従来のホログラム
に比べ無色に近づくため、運転者に対しては補色のない
透明な視界を与え安全性を高めるとともに、外部の観測
者に対しては観察する角度による色変化が少なく、かつ
無色に近い外観色のHUDが得られる。特に、表示色と
して頻繁に用いられる500から560nm程度の緑色
光に対しても有効に色調を改善することができる。
When the HUD according to the present invention is used, the color tone of the transmitted light and the color tone of the reflected light of the combiner are closer to colorless as compared with the conventional hologram, so that the driver is provided with a transparent visual field with no complementary color and safety is improved. In addition to increasing the color, there is little color change depending on the angle of observation with respect to an external observer, and a HUD having an almost colorless appearance color can be obtained. In particular, the color tone can be effectively improved even for green light of about 500 to 560 nm which is frequently used as a display color.

【0015】また同時にこのコンバイナーはカラー表示
のコンバイナーとしても利用することが可能であるの
で、透過色および反射色が無色に近いカラーHUDを得
ることができる。
At the same time, since this combiner can be used as a combiner for color display, it is possible to obtain a color HUD whose transmitted and reflected colors are almost colorless.

【0016】[0016]

【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
図である。風防ガラス7の下方には情報表示源が備えら
れており、この情報表示源は光源6から発した光がコリ
メーターであるレンズ系4を介し、透過型液晶表示素子
からなる表示体5を通過した表示すべき情報を光線3と
して発するものである。この光線3は、車体の風防ガラ
ス7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、運転者に観測位置1で視認され
る。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a conceptual diagram showing an example of the HUD of the present invention. An information display source is provided below the windshield 7, and the information display source emits light from a light source 6 through a lens system 4 which is a collimator and passes through a display body 5 formed of a transmissive liquid crystal display element. The information to be displayed is emitted as a light ray 3. This light ray 3 is applied to the combiner 2 made of a hologram provided on the windshield 7 of the vehicle body, diffracted, and visually recognized by the driver at the observation position 1.

【0017】上記レンズ系4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8、警告表示9の表示像を
遠方に結像させることも可能となる。
The lens system 4 has a function as a collimator, and this function can be added to a hologram, so that the display images of the speed display 8 and the warning display 9 can be formed at a distance. It will be possible.

【0018】また、必要に応じて表示体5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。
If desired, another hologram or lens for aberration correction may be arranged between the display body 5 and the combiner 2.

【0019】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。例えば、速
度表示8を緑色、警告表示9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。
Further, since the hologram has a wavelength selection function, an image of a desired color can be displayed, and further, multi-exposure or stacking of a plurality of holograms enables multi-color display, and the quantity and quality of display information. Can be improved. For example, by setting the speed display 8 to green and the warning display 9 to red, it becomes possible to more accurately transmit information to the driver.

【0020】図2は本発明おけるホログラムの構造の一
例を示す概略断面図である。この例においては3原色に
対応する各波長の光線によって単独で露光した3枚のホ
ログラムを積層した構造例を示している。第1のホログ
ラム11は波長607nm(赤色)の光線を反射回折
し、第2のホログラム12は波長545nm(緑色)の
光線を反射回折し、第3のホログラム13は波長450
nm(青色)の光線を反射回折するように露光されたも
のである。
FIG. 2 is a schematic sectional view showing an example of the structure of the hologram of the present invention. In this example, a structure example is shown in which three holograms, which are independently exposed by light rays having respective wavelengths corresponding to the three primary colors, are stacked. The first hologram 11 reflects and diffracts a light beam having a wavelength of 607 nm (red), the second hologram 12 reflects and diffracts a light beam having a wavelength of 545 nm (green), and the third hologram 13 has a wavelength of 450 nm.
It was exposed so as to reflect and diffract a light beam of nm (blue).

【0021】また本発明のHUDのコンバイナーとして
用いられるホログラムとしては図2に示した積層型でも
よいが、1枚の感光材料に複数の波長のレーザー光を照
射する、いわゆる多重露光によって得られた1枚のホロ
グラムを用いることによって、積層による各波長の像の
ズレや、コンバイナーの透過率の低下などを防ぐ点でさ
らに好ましい。
The hologram used as the combiner of the HUD of the present invention may be the laminated type shown in FIG. 2, but it is obtained by so-called multiple exposure in which one light-sensitive material is irradiated with laser light of a plurality of wavelengths. It is more preferable to use one hologram in order to prevent the deviation of the image of each wavelength due to the stacking and the decrease of the transmittance of the combiner.

【0022】ここで、各ホログラムはその内部に作製さ
れる回折格子の傾きがすべて同一となるように露光され
たものであり、したがってこのようなホログラムからな
るコンバイナーに入射する光線の入射角をすべての色の
光線について同一とすることによって、ホログラムによ
って回折される回折角もすべての色の光線について同一
となっている。これらの角度が異なると、それぞれの色
の光線によって回折される方向が異なってしまうため、
本来無色となるべきものが3色に分かれてしまい、かえ
って観測者には不快な色と視認されてしまう。
Here, each hologram is exposed so that the inclinations of the diffraction gratings formed therein are all the same, and therefore all the incident angles of the light rays incident on the combiner composed of such holograms are set. By making the light rays of the same color the same, the diffraction angles diffracted by the hologram are also the same for all the color light rays. If these angles are different, the direction diffracted by each color ray will be different,
What should originally be colorless is divided into three colors, which is instead perceived as an unpleasant color by the observer.

【0023】このように各ホログラム内部の回折格子の
傾きがすべて同一となる反射型のホログラムを作製する
ためには、ホログラム感光材料の両側の面に照射される
レーザー光のホログラム感光材料に対する入射角を、感
光材料のそれぞれの面側において、すべての光線につい
て同一であるようにすればよい。また、露光時のレーザ
ー光の入射角を同一としない場合でも、1つの波長のレ
ーザー光がホログラム感光材料の両側へ入射する2つの
角度の関係を調整すれば、内部に形成される回折格子の
傾きを同一とすることができる。
As described above, in order to manufacture a reflection type hologram in which the inclinations of the diffraction gratings in each hologram are all the same, the incident angle of the laser beam applied to both sides of the hologram photosensitive material with respect to the hologram photosensitive material. Should be the same for all rays on each side of the photosensitive material. Even when the incident angles of the laser light at the time of exposure are not the same, if the relationship between the two angles at which the laser light of one wavelength is incident on both sides of the hologram photosensitive material is adjusted, the diffraction grating formed inside will be The slopes can be the same.

【0024】図3はこのようにして作製した3原色露光
ホログラムの外光反射色の色変化を示す色度図である。
本実施例のホログラムは3枚積層型であり、赤色として
は波長607nm、回折効率80%であり、表示に用い
る緑色としては波長545nm、回折効率73%であ
り、青色としては波長450nm、回折効率94%のも
のである。図3で黒三角印はシミュレーションによる色
変化の計算結果であり、□印は色彩輝度計により測定し
た実測値である。正面では緑色に見えるが、斜めではほ
ぼ無色に近い色調となっている。
FIG. 3 is a chromaticity diagram showing the color change of the external light reflection color of the three primary color exposure holograms thus produced.
The hologram of the present embodiment is a three-layered type, red has a wavelength of 607 nm and a diffraction efficiency of 80%, green used for display has a wavelength of 545 nm and a diffraction efficiency of 73%, and blue has a wavelength of 450 nm and a diffraction efficiency. 94%. In FIG. 3, black triangles are the results of color change calculation by simulation, and squares are the actual measurement values measured by a color luminance meter. Although it looks green in the front, the color tone is almost colorless when viewed diagonally.

【0025】図7の単色ホログラムの場合と比較して色
変化が少なく、刺激的な赤色がなくなり反射色の色調が
改善されている。また、シミュレーションと測定値とは
よい一致を示している。
Compared with the case of the monochromatic hologram shown in FIG. 7, the color change is small, the stimulating red color is eliminated, and the color tone of the reflected color is improved. Moreover, the simulation and the measured value show a good agreement.

【0026】また、この場合の透過色は近似的に反射色
と補色関係にあると考えられるので、図3の光源×印に
対する点対称の位置に近い色調となる。運転者がみる透
過色は斜め観察に対応する観察角度なので、その色調は
無色に近いものとなる。以上のように、本発明によるホ
ログラムは従来のホログラムに比べ、反射色、透過色と
もに色調を改善することができた。
Further, since the transmitted color in this case is considered to have a complementary color relationship with the reflected color, it has a color tone close to the position of point symmetry with respect to the light source x mark in FIG. Since the transmitted color seen by the driver is an observation angle corresponding to oblique observation, the color tone is close to colorless. As described above, the hologram according to the present invention was able to improve the color tone of both the reflected color and the transmitted color as compared with the conventional hologram.

【0027】また、本実施例のホログラムを車両の風防
合わせガラスの内部に封入しコンバイナーとすることに
よって、外光反射色および透過色の色調の改善されたH
UDを実現することができた。
Further, by enclosing the hologram of this embodiment in the windshield laminated glass of the vehicle to form a combiner, the color tone of the external light reflection color and the transmission color is improved.
We were able to realize UD.

【0028】なお、ホログラムとしては、通常数10m
mから数100mm角程度の面積で、数μmから数10
μm程度の厚みであり、光回折機能を持つ。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。
A hologram is usually several tens of meters.
From an area of 100 to 100 mm square, from several μm to several 10
It has a thickness of about μm and has a light diffraction function. Although such a hologram is desirable in that a volume / phase type hologram such as a Lippmann type can obtain high diffraction efficiency, a hologram called an embossed type or a rainbow type can be widely used. As the hologram material, various photosensitive materials such as polyvinyl carbazole, acrylic-based photopolymers, dichromated gelatin, photoresists, and silver salts can be used.

【0029】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、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。
Such a hologram is provided in the windshield, for example, the surface of the windshield (vehicle outer surface).
It may be provided on the inner surface of the vehicle or on the inside surface of the vehicle, but in view of protection of the hologram in particular, it is preferably enclosed and used in the windshield which is a laminated glass.

【0030】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。
The information display source in the present invention has a function of emitting light to display, and a hot cathode tube (HC) is attached to a display body composed of a so-called light receiving display element such as a liquid crystal display element.
T), a cold cathode tube, a fluorescent display tube (VF), a halogen lamp, an LED, or the like for irradiating light emitted from a light source, or may have these functions together.

【0031】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
ら発せられた光線を所望の色の光線として照射すること
ができる。
When the combiner of the present invention is used for color display, examples of the liquid crystal display device include a color liquid crystal display device including a color filter and a transmission type twisted nematic type liquid crystal device, a super twisted nematic type liquid crystal display device and the like. It can be preferably used, and a light beam emitted from one light source can be irradiated as a light beam of a desired color.

【0032】このようにして複数の色の光線は、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
線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
数の色の光線が同時に照射されないようにしてもよい。
In this way, light beams of a plurality of colors can be emitted from the same information display source, and when these light beams of a plurality of colors are displayed simultaneously, the display images are displayed in an overlapping manner, and conversely In order to prevent overlapping of displayed images, a combination of a color filter and a light source or a color liquid crystal display element may be controlled as necessary so that light beams of a plurality of colors are not simultaneously irradiated.

【0033】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。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、KN
3 等の非線形光学素子を配置してもよい。
Alternatively, instead of using the light receiving type display element, the light source itself may be patterned and arranged to generate specific information as light. In the case where the light source is used together with the light receiving type display element, an appropriate light beam collimating means such as a lens system or a curved reflecting mirror, and a suitable light guiding means such as a light guide plate are provided between the light receiving type display element and the light source. You may arrange. Further, if necessary, an optical polarization means or KN is provided in the optical path until the light is projected on the hologram.
A non-linear optical element such as O 3 may be arranged.

【0034】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測される距
離の異なる立体的な像を得ることができる。
When the HUD of the present invention is displayed in color, if the distance from the combiner to the display image is the same for each color, color display can be performed in the same plane, and if the display is changed depending on the color, the display color will change. It is possible to obtain a three-dimensional image having different observed distances of the display image.

【0035】また、本実施例では3色表示のホログラム
について説明したが、4色以上の表示のできるホログラ
ムでも同様の効果を得ることができる。また、本発明に
おけるホログラムは、上記のような反射型ホログラムに
限らず、透過型ホログラムを用いたHUDでもよい。
Further, in the present embodiment, the three-color display hologram has been described, but the same effect can be obtained even with a hologram capable of displaying four or more colors. Further, the hologram in the present invention is not limited to the reflection hologram as described above, and may be a HUD using a transmission hologram.

【0036】第2の実施例として、3原色露光の光線の
波長を、赤色として波長600nm、回折効率60%、
表示に用いる緑色として波長545nm、回折効率60
%、青色として波長430nm、回折効率60%となる
ホログラムを採用した。図4は本実施例のホログラムの
外光反射色の変化のシミュレーション結果を示す色度図
である。なお、シミュレーションと実測値は図3に示し
た通り非常によい一致を示しているので、本実施例では
シミュレーション結果のみを示す。
As a second embodiment, the wavelength of the light rays of the three primary color exposures is red, the wavelength is 600 nm, the diffraction efficiency is 60%,
Wavelength of 545 nm as a green color used for display, diffraction efficiency of 60
%, A hologram having a wavelength of 430 nm as a blue color and a diffraction efficiency of 60% was used. FIG. 4 is a chromaticity diagram showing a simulation result of a change in external light reflection color of the hologram of this embodiment. Since the simulation and the measured value show a very good match as shown in FIG. 3, only the simulation result is shown in this embodiment.

【0037】図4からわかる通り、本実施例のホログラ
ムの外光反射色の変化は、先の実施例よりさらに改善さ
れており、無色に近づいている。このように3波長を選
択することにより色調を最適化できる。
As can be seen from FIG. 4, the change in the external light reflection color of the hologram of this embodiment is further improved as compared with the previous embodiment, and is close to colorless. By thus selecting the three wavelengths, the color tone can be optimized.

【0038】また、本実施例のホログラムを車両の風防
合わせガラスの内部に封入しコンバイナーとすることに
よって、先の実施例同様外光反射色および透過色の色調
の改善されたHUDを実現することができる。なお、本
実施例のホログラムの構造、作製方法、またHUDとす
る場合の光源等その他に関しては先の実施例と同様とで
きる。
Further, by enclosing the hologram of this embodiment inside a windshield laminated glass of a vehicle to form a combiner, it is possible to realize a HUD in which the color tones of external light reflection color and transmission color are improved as in the previous embodiments. You can The structure of the hologram of the present embodiment, the manufacturing method thereof, the light source for the HUD, and the like can be the same as those of the previous embodiments.

【0039】[0039]

【発明の効果】本発明によれば、コンバイナーとして用
いているホログラムが3原色に対応する複数の波長の光
線によって露光されたものであるため、車両外からコン
バイナーを透過して運転者等の観測者の視認する透過光
の色調や、車両外におけるコンバイナーによる外光の反
射光の色調が、従来のコンバイナーに比べ無色に近づ
き、運転者に対しては補色の無い透明な視界を与え安全
性を高めるとともに、外部の観測者に対しては観察する
角度による色変化が少なくかつ無色に近い色調のHUD
が得られる。特に、表示色として頻繁に用いられる50
0から560nm程度の緑色光に対しても有効に色調を
改善することができる。
According to the present invention, since the hologram used as the combiner is exposed by the light rays having a plurality of wavelengths corresponding to the three primary colors, the observer of the driver or the like can see through the combiner from outside the vehicle. The color tone of the transmitted light seen by the driver and the color tone of the reflected light of the external light from the combiner outside the vehicle are closer to colorless than the conventional combiner, giving the driver a transparent view without complementary colors for safety. HUD with high color tone and little color change depending on the angle of observation to outside observers and a color tone close to colorless
Is obtained. Especially, it is often used as a display color.
It is possible to effectively improve the color tone even for green light of about 0 to 560 nm.

【0040】さらに、本発明におけるコンバイナーは、
少なくとも3色の光線の表示ができるため、車両外から
の透過色および車両外での反射色が無色としつつ、複数
色の情報表示を可能としたHUDを得ることができる。
Furthermore, the combiner in the present invention is
Since it is possible to display light rays of at least three colors, it is possible to obtain a HUD capable of displaying information in a plurality of colors while the transmitted color from outside the vehicle and the reflected color outside the vehicle are colorless.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明のHUDの一例を示す概念図FIG. 1 is a conceptual diagram showing an example of a HUD of the present invention.

【図2】本発明おけるホログラムの構造の一例を示す概
略断面図
FIG. 2 is a schematic sectional view showing an example of the structure of a hologram in the present invention.

【図3】本発明におけるホログラムの外光反射色の色変
化を示す色度図
FIG. 3 is a chromaticity diagram showing a color change of an external light reflection color of the hologram in the present invention.

【図4】本発明におけるホログラムの外光反射色の色変
化を示す色度図
FIG. 4 is a chromaticity diagram showing the color change of the external light reflection color of the hologram in the present invention.

【図5】従来のホログラムの透過色を説明する概念図FIG. 5 is a conceptual diagram illustrating a transmission color of a conventional hologram.

【図6】従来のホログラムの反射色を説明する概念図FIG. 6 is a conceptual diagram illustrating a reflection color of a conventional hologram.

【図7】従来のホログラムの外光反射色変化を示す色度
FIG. 7 is a chromaticity diagram showing a change in external light reflection color of a conventional hologram.

【図8】従来の車載用HUDを示す断面図FIG. 8 is a sectional view showing a conventional vehicle-mounted HUD.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:運転者の観測位置 2:コンバイナー 3:情報を含む光線 4:レンズ系 5:表示素子 6:光源 7:風防ガラス 8:速度表示 9:警告表示 1: Driver's observing position 2: Combiner 3: Ray containing information 4: Lens system 5: Display element 6: Light source 7: Windshield 8: Speed display 9: Warning display

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【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線として発生す
る情報表示源と、車両の風防ガラスに備えられていて前
記光線を車両内の観測者に向けて回折するコンバイナー
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、前記コンバイナーはコンバイナーを通して車両外か
ら車両内に透過する外光の色調、および車両外で観測さ
れるコンバイナーによる外光の反射光の色調を無色に近
づけるように選択した少なくとも3原色(赤、緑、青)
の色に対応する複数の波長の光線によって露光されたホ
ログラムであることを特徴とするヘッドアップディスプ
レイ。
1. An information display source that includes at least a light source and a display body that displays information to be displayed and that generates information to be displayed as a light beam; and a windshield of a vehicle that is provided with the light beam inside the vehicle. In a head-up display including at least a combiner diffracting toward an observer, the combiner is a color tone of external light transmitted from the outside of the vehicle to the inside of the vehicle through the combiner, and reflected light of the outside light by the combiner observed outside the vehicle. At least 3 primary colors (red, green, blue) selected so that the color tone of
Head-up display, which is a hologram exposed by light rays of a plurality of wavelengths corresponding to the colors of.
【請求項2】前記コンバイナーは、複数の波長の光線に
よって多重露光された1層のホログラムであることを特
徴とする請求項1のヘッドアップディスプレイ。
2. The head-up display according to claim 1, wherein the combiner is a single-layer hologram which is multiple-exposed by light rays having a plurality of wavelengths.
【請求項3】前記コンバイナーは、単一の波長または複
数の波長の光線によって露光された複数のホログラムを
積層したものであることを特徴とする請求項1のヘッド
アップディスプレイ。
3. The head-up display according to claim 1, wherein the combiner is a stack of a plurality of holograms exposed by light rays of a single wavelength or a plurality of wavelengths.
【請求項4】前記コンバイナーへ入射する複数の色の光
線の入射角がすべて略同一であり、かつコンバイナーか
ら回折される複数の色の光線の回折角がすべて略同一で
ある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。
4. The incident angles of light rays of a plurality of colors incident on the combiner are all substantially the same, and the diffraction angles of light rays of a plurality of colors diffracted from the combiner are all substantially the same. The head-up display according to claim 1.
【請求項5】前記3原色に対応する波長が、赤は580
〜620nm程度、緑は500〜560nm程度、青は
420〜480nm程度であることを特徴とする請求項
1〜4のいずれかのヘッドアップディスプレイ。
5. The wavelength corresponding to the three primary colors is 580 for red.
The head-up display according to any one of claims 1 to 4, wherein green is about 500 to 560 nm, blue is about 420 to 480 nm.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113966275A (en) * 2020-05-18 2022-01-21 法国圣戈班玻璃厂 Composite glass pane for holographic head-up display

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