JP2000039581A - 情報表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】コンバイナの外周側面での反射による観察者の
煩わしさを解消できる情報表示装置を提供する。 【解決手段】情報表示源２５から発光される情報を含む
光３を観察者視点１に向けて反射するコンバイナ２０を
備え、コンバイナ２０の外周側面２８が観察者方向への
光反射および／または光透過の抑制部分を有する情報表
示装置とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、表示すべき情報を
光として発生する情報表示源と、この光を観察者に向け
て反射し虚像として表示するコンバイナとが設けられた
情報表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年自動車などの運転者に情報を表示す
る方法として、ヘッドアップディスプレイ（以下ＨＵＤ
という）などの表示装置が用いられている。これは、液
晶表示装置などの情報表示源から投射された光学的情報
を、自動車の風防ガラスなどに組み込まれたハーフミラ
ーなどからなるコンバイナに映し、情報を前景に重畳し
て表示するものである。

【０００３】この情報表示装置によって、運転者はほと
んど視点を動かすことなく情報を読み取ることが可能と
なった。そのため、運転状態のままで素早く情報を獲得
でき、安全性が向上した。

【０００４】また、カーナビゲーションシステムの補助
情報表示装置として、情報表示源を備えた本体部にコン
バイナが軸支され、車両のダッシュボード上に載置され
る小型の別置き型のＨＵＤも用いられるようになってい
る。図７は従来の別置き型ＨＵＤの一例を示す概念図で
ある。コンバイナ２０が保持部材２４を介してＨＵＤの
本体部２２の上部に回動自在に軸支されている。本体部
２２の内部に備えられた情報表示源２５からの情報を含
む光３は反射鏡２６で反射され、本体部２２の外部に出
射し、本体部２２の上部に軸支されているコンバイナ２
０で反射され、観察者の視点１に至り、表示像１０とし
て視認される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】別置き型のＨＵＤは、
車両の前面風防ガラスにコンバイナを設けるＨＵＤと異
なり、小型化することが必須である。そのためコンバイ
ナ２０は図７のように本体部２２の外に配置され、使用
時には回動されて立ち上げることで表示面を観察者方向
に向けられる。表示面の外周側面は常に視界にさらされ
ている。

【０００６】ここで図５はコンバイナの外周側面での反
射の状態を示す模式図である。この図によると、太陽な
どの外部光源３０からの外部入射光３１が特定の角度か
らコンバイナ２０の外周側面に入射すると、上側や下側
側面に反射し、多重反射による回折光３４のように観察
者の視界に入り、光って見える場合がある。コンバイナ
２０の厚さは一般に数ｍｍ以下であるため、反射光量は
少ないが、煩わしさを感ずる場合があった。

【０００７】また、図６はコンバイナがホログラムであ
る場合の入射光の状態を示す模式図である。コンバイナ
２０ａは前景の透視性を確保するため、一般に透明であ
る。図６のような透明基板にホログラム１５を配したコ
ンバイナ２０ａの場合、上側側面から基板内部に特定の
角度で入射した透過光３２が、基板内部で多重反射しホ
ログラムに回折されて不要な回折光３３となって観察さ
れる場合がある。これも側面の反射と同様に煩わしさを
感ずる場合があるという問題点があった。

【０００８】本発明の目的は、従来技術が有していた前
述の課題を解決することにあり、コンバイナの外周側面
での外部入射光の反射または透過による観察者の煩わし
さを解消できる情報表示装置を新規に提供することにあ
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、前述の目的を
達成するため、表示すべき情報を光として発生する情報
表示源と、前記光を観察者に向けて反射して表示画像と
するコンバイナとを備えた情報表示装置において、前記
コンバイナの表示面の外周側面が観察者方向への光反射
および／または光透過の抑制部分を有することを特徴と
する情報表示装置を提供する。

【００１０】また、前記コンバイナが透明基板にホログ
ラムを配した表示部を有することを特徴とする上記の情
報表示装置を提供する。

【００１１】また、前記光反射および／または光透過の
抑制部分が光散乱および／または光吸収部分であること
を特徴とする上記の情報表示装置を提供する。

【００１２】また、上記の各情報表示装置は、情報表示
源が本体部に納められ、コンバイナが本体部の下辺近傍
において本体部に対して回動自在に軸支されるような構
成であることが好ましい。

【００１３】すなわち、太陽などの外部光源からのどの
ような角度の光に曝されても、前記コンバイナの表示面
の外周側面が観察者方向への光反射および／または光透
過の抑制部分を備える構成により、観察者に煩わしさを
感じる光を与えることがなくなる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施形態を図面
に基づき説明する。図１は本発明の一実施形態である情
報表示装置のコンバイナ部分を示す模式図である。この
実施形態のコンバイナ２０にはホログラム１５を使用し
ている。そして通常の表示において、情報表示源２５か
らの情報を含む光３は、コンバイナ２０に積層されたホ
ログラム１５の表示面で反射回折され、表示部２９で虚
像として観察者の視点１に至る。

【００１５】コンバイナ２０の外周側面２８は外部入射
光の反射および／または透過を抑制する機能を有してい
る。特に、この実施形態での外周側面２８は粗面化さ
れ、観察者方向への光の反射および／または透過を抑制
している。つまり、太陽などの外部光源３０からの入射
した光３１は、粗面化されたこの外周側面２８により四
方に拡散される。側面拡散光３５の一部は観察者の視点
１に到達するが、その光量はわずかで、輝度は十分弱ま
っているため、観察者が煩わしさを感じない。

【００１６】また、拡散光の一部はコンバイナ２０の内
部へ透過するが、やはりその光量はわずかであり、内部
のホログラムに回折される光の輝度はさらに弱まり、観
察者が煩わしさを感ずるような光は出射しない。

【００１７】すなわち本発明の上記実施形態によれば、
外周側面２８での反射や、透過光のホログラムによる回
折の影響が抑制され、観察者が煩わしく感じる光の出射
を軽減できる。

【００１８】外部入射光の観察者方向への反射および／
または透過を抑制する機能は、上述の粗面化の他に光吸
収機能を与えることでも実現できる。具体的には、側面
２８に暗色の塗装を施すことが例示できる。

【００１９】また、外周の必要部分にカバーを配する形
態もある。この配置としては、コンバイナの外周側面に
光を当てない位置、もしくは、コンバイナの外周側面か
ら観察者方向への反射光を遮る位置がある。

【００２０】図２は外周側面の表面状態の違いに対する
反射光の相対反射輝度を比較した図である。この図２に
おいて、点線ｍは方向性のない光の入射の場合で曇天時
に相当する。実線ｎは人工太陽光など方向性のある光の
入射の場合で晴天時に相当する。そして、図の横軸は外
周側面の表面状態を表わす。それぞれの状態としては、
まず基準としての反射鏡、コンバイナの材料で外周側面
が平滑なアクリル板、このアクリル板の外周側面を＃１
５００〜＃１２０番の粗さで研磨した粗面（数が小さい
方が粗い）、アクリル板の外周側面を塗装面として艶消
し、最後に外周側面を艶有りの黒、以上の状態について
相対輝度を測定した。縦軸は最大の輝度となる反射鏡の
輝度を１として規格化した相対輝度を対数表示で表わ
す。

【００２１】図２の実線ｎからわかるように、平滑なア
クリル板表面の反射輝度は反射鏡の数分の１程度であ
り、太陽のように明るく方向性のある光源からの光の場
合には、観察者が煩わしさを感ずる。ところが、表面を
研磨し粗面化すると面の荒れ具合に応じて、反射輝度は
アクリル板の数十分の１から数百分の１に低下し、側面
反射は気にならない。

【００２２】塗装の場合、艶消しの黒では反射輝度はア
クリル板の数百分の１に低下し、側面反射は気にならな
い。ただし艶有りの場合は、反射率が高いため平滑なア
クリル板と同じ反射輝度になるので好ましくない。

【００２３】また、図２の点線ｍのように方向性のない
光の入射時には表面の状態によらず反射輝度は一定であ
るが、曇天時はもともと入射光量が小さいため、側面反
射は気にならない程度である。

【００２４】図３は外周側面の端面状態の違いに対して
平行光線入射時のヘーズメータによる透過率を比較した
図である。実線ｙは平行光線透過率であり入射した光が
方向を変えずに透過する割合を表わす。点線ｘは拡散透
過率であり入射した光が拡散して透過する割合を示す。
横軸は図２と同じである。縦軸は透過率であり試料を置
かない場合（空気と記す）を１００％として表わす。

【００２５】平行光線透過率は面の粗さに応じて減少
し、拡散透過率は増加する。両者の和は面状態によらず
ほぼ９０％で一定である。拡散光によるホログラムの回
折光の輝度は無視できるので、平行光線透過率の減少に
応じてホログラムの回折光の輝度が低下し、観察者の煩
わしさを軽減することができる。

【００２６】塗装の場合は、入射した光を吸収するた
め、艶消し・艶有りともに透過率は零となり、観察者は
煩わしさを感ずることはない。 粗面化の方法は、番手のそろった研磨材で研磨してもよ
いし、サンドペーパやグラインダなどで研磨してもよ
い。成形品の場合は金型内面を粗面化しておいてもよ
い。コンバイナを所定形状に切削加工する場合は、切削
治具の回転数や送り速度などの切削条件により切削と同
時に粗面化することもできる。

【００２７】塗装の場合は前述のように艶消しが好適で
ある。色は光を吸収しやすい黒系が好ましい。また使用
者の嗜好に合わせて赤系、青系なとにすることもでき
る。また意匠性の観点から、本体部と色を揃えることが
好ましい。ホログラム積層コンバイナの場合、塗装は側
面を被覆保護できるという効果もある。

【００２８】なお、コンバイナの外周側面全体に渡っ
て、外部入射光の反射および／または透過を抑制する機
能を有する必要はなく、保持部材などに隠れて外部光が
当たらない部分は、特別な処理を施さなくともよい。

【００２９】本発明におけるコンバイナは情報表示源か
らの光を反射して、観察者の視点に導き虚像として視認
させるものであればよい。また、情報表示源からの光を
投影レンズなどでコンバイナ面に結像して、実像として
表示するスクリーン型のコンバイナであってもよい。つ
まり、虚像とするものとしては、透明基板に半反射コー
ティングしたもの、透明基板に反射型ホログラムを積層
したもの、透明基板に偏光性反射部材を積層したものな
どが例示できる。スクリーン型の場合には、拡散反射型
のホログラムや、表面を粗面化した透明基板に半反射コ
ーティングしたものなどが例示できる。

【００３０】半反射コーティングとしては、金属膜や誘
電体の多層膜などを例示できる。ホログラムとしては回
折効率の高い体積位相型ホログラムが好ましいが、金属
反射層を蒸着したエンボス型ホログラムでもよい。偏光
性反射部材としては屈折率の異なる高分子多層膜やコレ
ステリック液晶層と４分の１位相差板とからなるもを例
示できる。

【００３１】コンバイナの基材は、透明であることが好
ましいが、着色されることも可能である。入射光や反射
光が通過しない部分は不透明であってもよい。材質は、
ガラスのほか、アクリル、ポリカーボネート、ポリオレ
フィンなどの樹脂材料でもよいし、透明な結晶体などで
もよい。基材の厚さは数ｍｍ程度が好ましい。これらの
基材の表面には必要に応じて、反射防止コーティング、
ハードコーティングや撥水コーティングが施されていて
もよい。

【００３２】基材とホログラムや偏光性反射部材を貼り
付ける接着剤は、必要な強度で接着し長期信頼性を確保
できるものが好ましい。材質はアクリル系、エポキシ
系、ウレタン系、酢酸ビニル系、ゴム系などが使用でき
る。また、粘着剤も使用できる。その形態は光硬化型、
熱硬化型、硬化剤混合型、ホットメルト型、感圧型など
を例示できる。透明性が高く散乱性の少ないものが光の
損失が少ないため特に好ましい。

【００３３】本発明のコンバイナの実施形態として、図
１のように２枚の透明基材でホログラムを挟み込んだ形
態を示したが、表面に貼り付ける形態も可能である。

【００３４】本発明の情報表示装置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
素子などのいわゆる受光型表示素子からなる表示体に熱
陰極管、冷陰極管、蛍光表示管、ハロゲンランプ、発光
ダイオード、半導体レーザなどの光源から発した光を照
射するものが例示できる。

【００３５】また、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自発光型表示素子で
あってもよい。蛍光表示管、フィールドエミッションデ
ィスプレイ、プラズマディスプレイ、有機ＥＬ素子や、
あるいは発光ダイオードや半導体レーザを配列したもの
を例示できる。

【００３６】また、本発明の情報表示装置をカラー表示
とする場合、液晶表示素子としては、カラーフィルタと
透過型液晶表示素子などからなるカラー液晶表示素子な
どが好ましく使用できる。また、蛍光材料、発光材料、
半導体材料をカラー化した自発光型表示素子であっても
よい。

【００３７】本発明の情報表示装置を乗り物に用いる場
合、表示すべき情報としては、車両の速度、エンジン回
転数、シフトレバー位置、種々の警告などの運転情報、
エアコン、オーディオ、ナビゲーション装置など付属機
器の情報が挙げられる。また、道路情報、駐車場空き情
報などの車両外からの情報も表示できる。航空機や船舶
などでは緯度、経度、高度、進行方向などの位置・方位
情報や、気象情報、レーダの障害物情報、魚群探知機の
情報など、その運行や業務に関わる情報を例示できる。
また、観察者とは主には乗り物の運転者であるが、助手
席その他の同乗者を含めることができる。本発明はＨＵ
Ｄ以外にも適用できる。例えば、車両のコーナを指示す
る虚像コーナマーカなどが例示できる。

【００３８】

【実施例】図４は本発明の実施例の情報表示装置の断面
図である。コンバイナ２０は、保持部材２４を介してＨ
ＵＤの本体部２２の上部に回動自在に軸支されている。
本体部２２の底面には傾きや方向が調節可能な脚部２３
が設けられ、この脚部２３によりＨＵＤを車両のダッシ
ュボード上などに設置する。脚部２３は本体部２２から
脱着可能であり、必要に応じて使用される。本体部２２
内には、蛍光表示管からなる情報表示源２５が備えられ
ている。蛍光表示管２５からの情報を含む光３はコンバ
イナ２０で反射され、観察者の視点１に至り、表示像１
０として視認される。

【００３９】コンバイナ２０は２枚の透明アクリル板
に、ホログラムを挟み込み透明粘着剤で固定したもので
ある。コンバイナ２０の側面は、番手＃６００の粗さに
粗面化した。太陽などの光に方向性のある外部光源３０
からの外部入射光３１が入射しても、側面拡散光３５の
ような状態で拡散されるため、側面反射による煩わしさ
を感ずることはなかった。

【００４０】また、内部に透過する光も拡散されている
ため、ホログラムに回折される光の輝度は弱められてお
り、煩わしさを感ずることはなかった。以上のように本
発明により、コンバイナ外周側面における外部光の反射
や、透過光がホログラムにより回折された光の煩わしさ
を低減した情報表示装置が実現できた。

【００４１】

【発明の効果】本発明によれば、コンバイナ外周側面に
おいて、光に方向性のある外部光源からの光が入射して
も、外部光の反射や透過が抑制され、観察者が感じる煩
わしさを低減した情報表示装置が実現できる。特に、光
反射および／または光透過の抑制部分が光散乱および／
または光吸収部分とすることで、観察者が感じる煩わし
さをより低減した情報表示装置が実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態である情報表示装置のコン
バイナ部分を示す模式図。

【図２】本発明の外周側面の表面状態の違いに対する反
射光の相対的反射輝度を比較した図。

【図３】本発明の外周側面の端面状態の違いに対して平
行光線入射時のヘーズメータによる透過率を比較した
図。

【図４】本発明の実施例の情報表示装置の断面図。

【図５】従来のコンバイナの外周側面での反射の状態を
示す模式図

【図６】従来のコンバイナがホログラムである場合の入
射光の状態を示す模式図。

【図７】従来の別置き型ＨＵＤの一例を示す概念図。

【符号の説明】

１：観察者の視点 ３：情報を含む光 １０：表示像 ２０：コンバイナ ２２：本体部 ２５：情報表示源 ２８：外周側面 ２９：表示部 ３０：外部光源 ３１：外部入射光 ３２：透過光 ３３：不要な回折光 ３４：多重反射による回折光 ３５：側面拡散光

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】表示すべき情報を光として発生する情報表
   示源と、前記光を観察者に向けて反射して表示画像とす
   るコンバイナとを備えた情報表示装置において、前記コ
   ンバイナの表示面の外周側面が観察者方向への光反射お
   よび／または光透過の抑制部分を有することを特徴とす
   る情報表示装置。
2. 【請求項２】前記コンバイナが透明基板にホログラムを
   配した表示部を有することを特徴とする請求項１記載の
   情報表示装置。
3. 【請求項３】前記光反射および／または光透過の抑制部
   分が光散乱および／または光吸収部分であることを特徴
   とする請求項１または２記載の情報表示装置。