JP2797409B2 - スクリーン - Google Patents

スクリーン

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JP2797409B2
JP2797409B2 JP1105501A JP10550189A JP2797409B2 JP 2797409 B2 JP2797409 B2 JP 2797409B2 JP 1105501 A JP1105501 A JP 1105501A JP 10550189 A JP10550189 A JP 10550189A JP 2797409 B2 JP2797409 B2 JP 2797409B2
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裕也 杉山
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透 水野
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K35/00Instruments specially adapted for vehicles; Arrangement of instruments in or on vehicles
    • B60K35/20Output arrangements, i.e. from vehicle to user, associated with vehicle functions or specially adapted therefor
    • B60K35/21Output arrangements, i.e. from vehicle to user, associated with vehicle functions or specially adapted therefor using visual output, e.g. blinking lights or matrix displays
    • B60K35/215Output arrangements, i.e. from vehicle to user, associated with vehicle functions or specially adapted therefor using visual output, e.g. blinking lights or matrix displays characterised by the combination of multiple visual outputs, e.g. combined instruments with analogue meters and additional displays
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  • Mechanical Engineering (AREA)
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  • Illuminated Signs And Luminous Advertising (AREA)
  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
  • Overhead Projectors And Projection Screens (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)
  • Holo Graphy (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明は、例えば自動車用の各種情報の表示手段等
として効果的に使用され、スクリーン背面方向の物体の
観察をも選択的に実行できるようにしたスクリーンに関
する。
[従来の技術] 例えば車両用の表示装置としては、走行速度を表示す
るスピードメータ、エンジン回転数を表示するタコメー
タ等が存在し、さらにガソリンの残量を表示するフュエ
ルメータ、エンジンの冷却水温を表示する水温計等が存
在し、これら計器表示器類は、運転席の前のダッシュボ
ード部に取付け配置されている。しかし、自動車の自動
制御等の各種電子制御機器等が多数搭載されるようにな
ると、さらに多くの表示機能が要求されるようになり、
このような要望に応えることのできる表示装置が各種提
案されている。
このような自動車用の表示装置の1つとして、特開昭
50−71347号公報に示される装置にあっては、自動車の
フロントグラスに半透明鏡の部分を形成し、この半透明
鏡に対して光学的な映像を投射するようにしている。こ
の装置にあっては、運転者の視野部分に各種表示が行わ
れるようにしているものであるが、フロントグラスの一
部に表示機能を設定するようになり、運転者の視界に問
題が生ずる。同様にウインドシールド部を利用して表示
を行なわせるようにしたものとして、特開昭61−64551
号公報に記載されたヘッドアップ表示装置が提案されて
いる。さらに特開昭62−143084号公報にあっては、ホロ
グラムを用いた表示装置が提案されている。この提案に
あっては、通常の自動車用計器の全面部に、この表示用
計器の表示面に重なるようにしてホログラムを設定し、
このホログラムにホログラム再生光が選択的に照射され
るようにしている。そして、このホログラム上の表示と
共に、その背面部の計器類の表示をも選択的に観察でき
るようにしている。
しかし、この装置にあっては、ホログラム再生像を表
示している状態で、ホログラムを通してその内側の計器
類が見える。
このような問題点を考慮して、例えば特願昭63−2192
71号で提案されたように、計器類の前面に液晶スクリー
ンを設定し、この液晶スクリーンを半透明状態として、
ここにホログラムメモリ素子に記録された情報を投射さ
せるようにすることが考えらえた。
しかし、このように構成しても、観察者方向とホログ
ラムメモリ素子からの再生光方向との角度差が存在する
と、液晶スクリーンによる散乱光が充分に観察者方向に
到来しない。したがって、液晶スクリーンが暗くなり、
このスクリーン上の情報を明確に読み取ることが困難と
なる新たな問題点が生ずる。
[発明が解決しようとする課題] この発明は上記のような点に鑑みなされたもので、光
影像の投射によって任意性のある映像がスクリーン上に
表示されるようにすると共に、この表示を行なわない場
合には、スクリーンの背面部にある物体等がスクリーン
を透過して観察できるようにすることを目的とするもの
である。
[課題を解決するための手段] この発明においては、透明および光散乱性の状態が切
換え可能な部材と、該部材に組合せされて入射された光
を所定角度に回折して出射させる透明な回折部材と、を
具備したスクリーンにより上記目的を達成しようとする
ものである。
[作用] このように構成されるスクリーンにあっては、上記部
材を光散乱性の状態に設定し、この部材に対して記録媒
体からの光を投射するようにしても、透明な回折部材に
よって投射時の光は所定角度に回折されるものであり、
その回折角度を観察者方向に向くように設定することに
よって、上記部材を通る散乱光が充分に観察者方向に到
来するようになり、部材に表示された情報が確実に認識
できるようになる。
[発明の実施例] 以下、図面を参照してこの発明の一実施例を説明す
る。第1図は自動車用のメータ表示部における表示装置
の例を示したもので、運転者の前面のダッシュボード11
部のメータパネル部分には、例えばスピードメータ、タ
コメータ等のメータ12が設定されている。そして、この
メータ12の前面部をカバーするようにして、スクリーン
13が設定されている。
すなわち、運転者である観察者10は、スクリーン13を
介してメータ12が観察できるようにしているもので、こ
のスクリーン13が透明状態とされることによって、通常
にメータ12の表示を観察して運転動作が継続できるよう
にされている。
メータ12の下部には、例えばHe−Neレーザ(波長632.
8nm)、あるいは半導体レーザ(波長670nm)によって構
成されるレーザ光源14が設定されるもので、このレーザ
光源14はホログラム再生用レーザとして用いられる。
このレーザ光源14と共に、ホログラムメモリ素子15が
設定される。このホログラムメモリ素子15は、例えば円
板上に構成され、ステップモータ16によってその回転角
位置が選択されるようになっているもので、例えば複数
の地図等の情報がメモリ15の回転軸を取巻くようにして
配置され、ホログラフィックに記録されている。そし
て、レーザ光源14からのレーザ光が、ミラー17によって
反射されて、ホログラムメモリ15の選択された情報記録
部に導かれるようにし、このホログラムメモリ15を透過
したレーザ光が、スクリーン13の面に投射されるように
する。
スクリーン13は、レーザ光源14からのレーザ光、およ
びホログラムメモリ素子15に記録された情報に基づき得
られるホログラム像を運転者10の方向へ曲げるホログラ
ムレンズ一体型で構成されるもので、第2図はこのスク
リーン13の断面構造を示している。
すなわち、このスクリーン13は、その両面部がそれぞ
れ透明なガラス板131および132によって構成されるもの
で、ガラス板131の上に、例えばゼラチンを10〜20μm
の厚さで形成したホログラムレンズ133を形成させる。
そして、このホログラムレンズ133の層およびガラス基
板132のそれぞれ対向する面に、それぞれ第1および第
2の透明電極134および135を、それぞれスパッタあるい
は蒸着により形成し、この透明電極134および135に挟ま
れるようにして、動的散乱モード(DSM)の液晶層136
を、厚さ10〜30μmで介在設定させるようにしている。
そして、このように構成されるスクリーン13に、矢印
Aで示すようにホログラムメモリ素子15を通過した光が
入射されると、ホログラムレンズ133によって回折され
た回折光はBで示すようになり、また回折されなかった
透過光はCで示すようになる。
ここでスクリーン13は、前述したようにメータ12の前
面に配置設定されるものであるが、これはその全面に設
定されるようにすればよいもので、その情報を表示する
部位のみに電極134、135を形成して、この電極の存在す
る領域においてのみ白濁する構成としてもよい。またメ
ータ12の前面にメータアクリル板を設定し、このメータ
アクリルの特定される部位にのみ、ホログラムレンズ一
体型の液晶スクリーンを嵌め込み、接着等によって固定
するようにしてもよい。
すなわち、このスクリーン13は光透過性の透明状態と
光散乱性の白濁状態が任意切換えられる部材を含み構成
されるもので、このように構成される表示装置におい
て、スクリーン13の透明電極134と135との間に所定の電
圧(例えば40V、20〜30Hz)を印加設定すると、液晶層1
36は白濁し、光散乱性のスクリーンとして作用するよう
になる。この状態でレーザ光源14からレーザ光を発生さ
せ、この光をミラー17で反射してホログラムメモリ素子
15に照射すると、このメモリ素子15に予め記録設定され
た情報が、スクリーン13に投射されるようになる。
そして、スクリーン13の電極134と135との間に印加し
た電圧をオフすると、液晶層136は透明状態となり、こ
のスクリーン13の背面にあるメータ12の内部が運転者10
から観察できるようになる。すなわち、スクリーン13の
透明電極134と135との間に印加される電圧をオン・オフ
制御することによって、ホログラムメモリ素子15の記録
された情報、あるいはメータ12のいずれかが、切換え表
示されるようになる。
ホログラムメモリ素子15から得られた再生光は、観察
者10の方向とは異なった方向に向いている。したがっ
て、光を有効に利用するためには、ホログラムメモリ素
子16からの再生光を観察者10の方向に曲げるようにする
必要がある。
このような目的のために、OHP等に応用されるプラス
チック製のフレネルレンズを用いるようにすると、画質
に悪い影響が及ぼされるようになり、さらに液晶層136
を透明状態に設定した場合であっても、フレネルレンズ
の影響でスクリーン13の背面に存在する物体を明確に観
察することができない。
しかし、実施例で示したようにスクリーン13に設定さ
れるレンズとして、ホログラムレンズ133を使用するよ
うにすると、このレンズ133は透明度が高いものである
ため、液晶層136が透明状態とされたときには、スクリ
ーン13の背面に設定されるメータ12の表示が明確に観察
できるようになり、メータ12の表示が通常に読取れるも
のである。
しかし、ホログラムレンズ133は全ての光を観察者10
の方向に曲げるものではない。したがって、液晶層136
とホログラムレンズ133とが離れて設定されていると、
回折光と透過光とによって2重像が発生するようにな
る。しかしながら、実施例で示したようにホログラムレ
ンズ133と液晶層134とが直接的に積層されるような状態
とされると、この両者の間隔は29μm程度(ホログラム
レンズが15μm、液晶層が14μmに設定した場合)に設
定することができ、回折光と透過光による2つの輝点が
同一の点とみなすことができるようになり、2重像の発
生は充分抑制される。
ここで回折効率80%のホログラムレンズ133を用いる
ことによって、観察者10方向への輝度を、13cd/m2から1
14cd/m2に向上することができることを確認することが
できた。
上記実施例では、スクリーン13で表示する映像をホロ
グラムメモリ素子15により設定した。しかし、これに代
わりスライドプロジェクタを用いることも可能である。
すなわち、第3図で示すようにスクリーン13にレンズ
系21を介してスライドプロジェクタ22からの像を結像さ
せるもので、このスクリーン13は電圧を印加することに
より白濁する液晶層を備える構成とする。
この実施例にあっては、スクリーン13を白濁した状態
とすることによって、スライドプロジェクタ22からの像
が観察者10において観察できるものであり、スクリーン
が透明状態のときは、スクリーン13の背面に存在する物
体23を観察できるようになる。
また第4図で示すようにスクリーン13の全体は基本的
に透明に設定し、スクリーン13の背面に存在する物体23
をスクリーン13を通して観察できるようにすると共に、
このスクリーン13例えば下縁部に沿って、テロップ状の
表示部24を設定する。この表示部24に液晶層が設定さ
れ、電圧を印加設定することによって白濁されるように
するもので、この表示部24に対して、ホログラムメモリ
素子からの再生光を照射し、あるいはプロジェクタ等か
らの光像を投射するようにすれば、例えばスクリーン13
を透過して観察される物体23の解説等が、このテロップ
状の表示部24で行わせることができるようになる。
なお実施例においては、観察者の方向から見て液晶は
ホログラムレンズの手前に位置するような状態で示して
いるが、この液晶はホログラムレンズの後方に位置させ
るようにしてもよい。
また、透明状態および光散乱性の状態に切換えられる
部材として、実施例では液晶を使用するように説明し
た。しかし、この液晶に代えて例えば透明スクリーンと
すりガラス状のスクリーンとを並列的に結合したスクリ
ーン部材を備え、この部材をモータ等によって、駆動す
ることによって透明状態および光散乱性の状態が切換え
られるようにしてもよい。
[発明の効果] 以上述べたように、本発明によれば、透明および光散
乱性の状態が切換え可能な部材を透明状態にすることに
より、該部材の後方の情報を該部材を通して認識するこ
とができ、又該部材を光散乱性状態にして透明な回折部
材に情報光を入射させることにより、該回折部材を介し
て所定角度に情報光を回折して上記透明状態とさせた上
記部材を通して情報光を認識することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例に係るスクリーンを自動車
用表示部に適用した実施例を説明するための構成図、第
2図は第1図で使用されるこの発明のスクリーンの一実
施例の断面構造を示す図、第3図および第4図はそれぞ
れこの発明の他の適用例を説明する図である。 11……ダッシュボード、12……メータ、13……スクリー
ン、131、132……ガラス、133……ホログラムレンズ、1
34、135……透明電極、136……液晶層、14……レーザ光
源、15……ホログラムメモリ素子。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI G09F 13/04 G09F 13/04 U 19/12 19/12 L (72)発明者 水野 透 愛知県刈谷市昭和町1丁目1番地 日本 電装株式会社内 (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G09F 9/00 B60K 35/00

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】透明および光散乱性の状態が切換え可能な
    部材と、該部材に組合せされて入射された光を所定角度
    に回折して出射させる透明な回折部材と、を具備したこ
    とを特徴とするスクリーン。
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