JPH03118234A - 車両用表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、車両用表示装置に関する。

（従来の技術） 従来より、車両内に設置された画像表示器の表示内容を
フロントガラス内に挾み込まれたホログラムで回折させ
、運転者はその回折光により画像表示器の表示内容を視
認するヘッドアップデイスプレィタイプの車両用表示装
置が知られている。

第９図は上記従来例の一例を示すもので、画像表示器１
２より出射された表示光Ｒ１はフロントガラス１内に挾
み込まれた反射型ホログラム２のＰ、点に入射角θ１で
入射し、波長λ３の光成分は回折角θ３で回折された回
折光Ｒ３となって運転者の目４に届く。従って、表示像
（図示せず）は回折光Ｒ３の延長線上に結像され、運転
者は該表示像を視認することにより画像表示器１２の表
示内容を視認する。

（発明が解決しようとする課題） ところで、反射型のホログラムは、良く知られているよ
うにホログラム面に対して所定の入射角で入射するコヒ
ーレントなレーザー光の干渉縞を記録して作成されるも
ので、再生時の回折光の回折角およびその中心波長は記
録された干渉縞の角度１間隔によって定まる。

すなわち、今これを第１１図に示す露光系および第１２
図に示す再生系に基づいて説明すると、第１１図で示す
如く、未露光ホログラム２ＯＡに対して入射角θｒ、θ
０の露光ビーム２１．　２２を照射した場合、第１２図
に示す露光ホログラム２０Ｂが作製され、同図に示す如
く、露光ホログラム２０Ｂに入射角θＣのビーム光２３
が入射した場合、回折角θｉで回折される。

一方、この場合、ホログラムの波長に対する入射９回折
特性は次式（１，）で表わされる。

ｎｏ（ｓｉｎθ　ｒ−ｓｉｎθｏ）／λ０＝ｎｃ（ｓｉ
ｎθＣ−５１口θ　ｉ）／λｃ　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　（１）ただし、ｎｏ＋　　ｎｃは露光
時、再生時のホログラムの屈折率、λ。、λＣは露光時
、再生時のビー１、光の波長である。

従って、−に記（１）式から理解されるように、反射型
ホログラｔ、では、入射光の波長の大きさによって回折
角が異なり、例えば螢光表示管（ＶＦＤ）のような広帯
域のスペクトルを合一する画像表示器を用いた場合、以
下に述べるような不具合があった。

すなわち、再び第９図を参照しながら説明すると、波長
λ３より大きな波長λ２を何する光成分はθ３より大き
な回折角θ２で回折されて回折光Ｒ３となり、また波長
λ３より小さな波長λ４を有する光成分はθ３より小さ
な回折角θ４で回折されて回折光Ｒ４となる。

この場合、Ｒ３以外の回折光Ｒ２，Ｒ，は運転者の目４
のアイレンジをそれているので、その表示像は通常は視
認されないが、運転者の口４が北上したときにはアイレ
ンジに入り、この場合色収差により運転者には表示像が
ボケで見える。

一方、入射光の波長の大きさによって回折角が異なるの
で、第１０図に示す如く、例えば画像表示器１２のＰ点
から出射した表示光でも運転者の口４に届く回折光はい
くらでもある。

例えば、波長λ６を有する表示光Ｒ６はホログラム２１
−の点Ｐ６に入射角θ６で入射し、回折角θ６′で回折
された回折光Ｒ６−となって運転者の口４に届く。また
、波長λ６より大きな波長λ７を有する表示光Ｒ７は点
Ｐ７にθ６より大きな入射角θ７で入射し、θ６′より
小さな回折角θ７−で回折された回折光Ｒ７′となって
運転者の目４に届く。さらに、波長λ６より小さな波長
λ５を有する表示光Ｒ５は点Ｐ５にθ６より小さな入射
角θ５で入射し、０６′より大きな回折角θ５−で回折
された回折光Ｒ５−となって運転者の目４に届（。従っ
て、異なる波長をａする表示光Ｒ５，Ｒ６，Ｒ７が異な
る光路を通った回折光Ｒ１１−９Ｒ６”＋　　Ｒ７−と
なって運転者の目４に届く。このため、表示像に色収差
が生じ、同じく表示像がボケで見える。

なお、例えばＣＲＴ等の波長差の少ない狭帯域なスペク
トル領域を有する画像表示器を用いた場合、」ユ記の如
き課題を回避することができるが、この場合コスト高に
なる。

一方、ＣＲＴ等の高価な画像表示器に代えて画像表示器
の表示光を狭帯域のスペクトルに制限する干渉フィルタ
を画像表示器の前に設置し、その透過光をホログラｌ、
で回折するという方法が考えられる。

しかしながら、ホログラムは露光、定着等の製造プロセ
スにおいて膨脂や収縮作用を伴うので、ト記（１）式に
おける再生時の屈折率ｎｃが変化し易く、精密な制御が
行ないにくい。

また、ホログラｌ、はフロントガラスを構成する合わせ
ガラスのガラスとガラスの間に挾み込まれることが考え
られるが、この場合、合わせガラスの加工工程において
加熱、加圧の処理工程を軽るので（約１４５℃、　　１
２．　５Ｋｇ／ｃＪ稈度）、この場合にも上記屈折率ｎ
ｃが変化しやすい。

さらに、ホログラｔ、の取付位置の微妙な誤差。

フロン！・ガラスの形状誤差等のため、画像表示器から
出射される表示光のホログラムへの入射角は変化しやす
い。

以にの要因により、１−記（１）式における屈折率ｎｃ
や入射角θＣが微妙に変化し、再生時における回折光の
中心波長λＣも変化する。このため、画像表示器の前に
干渉フィルタを設置し、例え透過光のスペクトル領域を
狭帯域に制限したとしても、フィルタ透過後の中心波長
とホログラｔ、の回折光中心波長がズしてしまう場合が
あり、この場合は輝度不足となって視認性が低下すると
いう不具合があった。

この発明は、−に記課題に鑑みてなされたもので、画像
表示器とホログラｌ、間に画像表示器からの表示光を狭
帯域のスペクトルに制限する干渉フィルタおよびこの干
渉フィルタの傾斜角度を調整する機構を設けることによ
り、色収差がなく、−シかも表示輝度の高い車両用表示
装置を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段） この発明は、−１−記課題を解決するために、車両内に
設置された画像表示器の表示光をフロントガラスに設け
たホログラｌ、で回折し、運転者はその回折光によって
画像表示器の表示内容を視認する車両用表示装置におい
て、 画像表示器とフロントガラス間に介挿されて、画像表示
器から出射される表示光を狭帯域のスペクトルに制限し
て透過する干渉フィルタと、−に記干渉フィルタの傾斜
角を調整する干渉フィルタ傾斜角調整機構と、 を備えることを特徴とする。

（作用） この発明では、干渉フィルタによって画像表示器から出
射される表示光のスペクトル（波長分布）が狭帯域に制
限されるので、ホログラムで回折される回折光の波長差
が少なく、従って色収差が発生しない。

また、干渉フィルタ傾斜角調整機構によって干渉フィル
タの傾斜角が調整され、干渉フィルタの透過光の中心波
長を予めフロントガラスに設けたホログラトの回折光の
中心波長と一致させることができ、表示像の輝度が高く
なる。

（実施例の説明） 以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。な
お、１−記従来例に用いたものと同一構成部ｌには同−
符ｔ：、・をイ（１して説明する。

第１図はこの発明が適用された一実施例の全体構成図で
ある。

同図においＣ，１は合わせガラスよりなるフロントガラ
スで、このフロントガラス１内には反射型ホログラム２
が挾み込まれている。また、運転席前部のインストルメ
ントパッド１７の」二面側には、フロントガラス１に対
向してプロジェクタ（表示光源）６が埋め込まれている
。

次に、第２図はプロジェクタ６の詳細断面図、第３図は
第２図の入方向矢視図であるが、プロジェクタ６はイン
ストルメントパッド１７内の図示しないメンバーに固定
されたケース７に覆われているとともに、［二面側には
インストルメントパッド１７に嵌合して透明アクリル樹
脂等よりなるプロジェクタカバー１９が嵌め込まれてい
る。

また、ケース７の底面には、基板１３を支持する一対の
ステイ１４，１４が立設され、図示しない電源等に配線
１９によって接続された基板１３［〕には、画Ｑ表示器
１２を駆動する駆動装置（図示せず）が実装されている
。なお、画像表示器１２は、従来例同様螢光表示管（Ｖ
　Ｆ　Ｄ）よりなる発光型表示器で、各種車両情報が表
示される。

また、画像表示器１２の前面側（第２図において上方向
）には、支持具９の中央部分に嵌め込まれて干渉フィル
タ８が配置され、この干渉フィルタ８によって画像表示
器１２から出射された表示先を狭帯域のスペクトルに制
限するよう構成されている。

なお、ケース７内の車両前方側（第２図において左側）
の側面の中段には、車幅方向に負って軸１０ａが取り付
けられ、上記支持具９の長手ｈ゛向側は軸１０　ａが挿
通される貫通孔１０ｂが設けられ、支持具９は軸１０ａ
を介して回転自在とされている。

一方、支持具９の他側には一対のネジ１１．１１が取り
付けられる２つのネジ挿入孔９ａ、９ａが切り込み形成
されている。そして、ネジ１１の先端部分にはネジ山１
１ａが形成されてケース７の底部に螺合支持されている
とともに、ネジ１１の中段よりやや１−位部分にはスト
ッパ１６ａが取り付けられ、さらにストッパ１６ａと支
持具９間にはワッシャ１６ｃ、スプリング１６ｂが介挿
され、支持具９の一例はスプリング１６ｂの〜ＩＪｉへ
の付勢力により支持されている。従って、ネジ１１を回
転させることにより支持具９のネジ挿入側の高さを変え
ることができ、これによって支持具９は軸１０ａを回転
軸として回動するので、干渉フィルタ８の傾斜角度も自
由に調整できることになるう 本実施例装置は１−記の如く構成されているが、次にそ
の作用を説明する。

まず、第１図に示す如く、画像表示器１２を収納したプ
ロジェクタ６より出射された表示光ＲＯがフロントガラ
ス１内に挾み込まれたホログラｔ、２で回折され、その
回折光Ｒｏ′が辻転考の目４に届くことにより回折光Ｒ
６′の延長線１−に表示像３を視認するという基本的作
用は従来例と同様である。

ところで、ホログラｌ、へ同じ入射角で入射した光であ
っても、波長により回折角は異なり、このため色収差が
生じ表示像がボケで見えることは既に述べた通りである
（第９図および第１０図参照）一方、この場合の対策と
しては、ホログラムで回折される回折角の差を小さくす
れば良く、従ってホログラｌ、への入射光は単色光に近
い狭帯域のスペクトルをイ１するものであればあるほど
良いこと（こなる。このため、本実施例では、画像表示
器１２の前面に画像表示器１２からの出射光を狭帯域の
スペクトルに制限する干渉フィルタ８が設けられている
。

すなわち、今これを第４図〜第６図に基づいて説明する
と、第４図には画像表示器１２から出射される光のスペ
クトル特性が示されており、画像表示器１２から出射さ
れる光の連続スペクトルＣ１は波長λ０の成分を中心と
する広帯域な分布曲線を描いている。

−）ｊ、第５図には干渉フィルタ８の分光透過特性が示
されており、干渉フィルタ８は連続スペクトルＣ１の中
から波長λ。を中心とする狭帯域のスペクトルに制限し
て透過させる。

従って、この場合、第５図に示す如く、波長λ０を中心
とする略対称形の透過曲線Ｃ２が得られ、波長λ０にお
いて最高透過度Ｔ嘆が得られるとともに、透過曲線Ｃ２
中でＴ　ｈｑ　／　２の値を有する点における曲線間の
幅、すなわち半値幅はΔλ１で与えられている。

一方、第６図には干渉フィルタ８を透過後の画像表示器
１２から出射された光のスペクトル特性が示されており
、連続スペクトルＣ３は干渉フィルタ８の透過曲線Ｃ２
に近似した曲線でり、えられている。

、なお、干渉フィルタは第５図に示した透過曲線Ｃ２の
半値幅が小さいものほど色収差が少なく、ボケの少ない
高品質の表示となるが、半値幅を狭くするということは
それだけ光量損失を大きくするので、ある程度の大きさ
の半値幅を確保する必要がある。従って、例えば使用す
るホログラＬ、の回折光の半値幅をΔλ２とすると、干
渉フィルタ８の半値幅はΔλ２と同程度かそれ以下が良
い。

ところで、干渉フィルタの透過光の中心波長λ。とポロ
グラｔ、の回折光の中心波長λ１がスしているとそれぞ
れの半値幅は狭いので雨音の一致部分が少なくなり、表
示輝度が低下する。一方、ホログラｔ・の回折光の中心
波Ｐ＜を一定に保つことは、ポログラトの屈折率を一定
に保つことが難しいので困難である。また、干渉フィル
タは入射する光の入射角によって透過光の中心波長が異
なり、入射角０°の場合、すなわち干渉フィルタ１２に
垂直方向に入射した場合の透過光の中心波長をλ０とし
た場合、干渉フィルタの屈折率をｎｅとすると、第７図
に示す如く、入射角φのときの透過光の中心波長λ−は
次式でＩ−ｊ、えられる。

λ′＝λｏ　　（１−８ｉｎ２φ／　ｎ　ｅ　２）者　
（２）従って、干渉フィルタ８の透過光の中心波長λ。

とホログラｔ、２の回折の中心波長λ１が異なる場合、
干渉フィルタ８の傾斜角度を適宜調整すると良い。この
場合、プロジェクタカバー１９をはずして、ドライバを
ケース７内に差し込み、ネジ１１を回転させることによ
り干渉フィルタ８の傾斜角度を調整できる。

これによって、干渉フィルタ８の透過光の中心波長λ０
を調整し、第８図に示す如く、ホログラ１．２の回折光
の中心波長λ１と同一に設定できるので、表示輝度が最
高となるよう調整できる。

本実施例装置は、ｌ−記の如く、画像表示器とフロント
ガラス間に介挿して画像表示器から出射される表示光を
狭帯域のスペクトルに制限する干渉フィルタを設け、ホ
ログラ１、で回折される回折光の波長差が小さくなるよ
う構成したので、従来の如く色収差が発生せず、ボケの
ない鮮明な表示画面が得られる。また、干渉フィルタの
透過光の中心波長とホログラｊ、の回折光中心波長を一
致させるように干渉フィルタの傾斜角を自由に調整でき
るよう構成したので、干渉フィルタの透過光の中心波長
を予めフロントガラス内に挾み込まれたホログラ１１の
回折光の中心波長と一致させることができ、精度の高い
表示像を得ることができる。また、この場合、既に述べ
たような屈折率誤差を包含した個々のポログラｌ、に対
応して干渉フィルタの傾斜角を調整できるので、ホログ
ラムの歩留まりが向−１ニジ、この種装置を低コストに
得ることができることになる。

なお、本実施例ではホログラムを合せガラスのガラスと
ガラスの間に設けた例を示したが、ホログラ１、をガラ
ス表面に設けても良い。

（発明の効果） 本発明に係わる車両用表示装置は、〜１−記の如く、画
像表示器とフロントガラス間に介挿されて画（１表示器
から出射される表示光を狭帯域のスペクトルに制限して
透過する干渉フィルタと、この干渉フィルタの傾斜角を
、７！ｌ整する干渉フィルタ傾斜角調整機構を設けたの
で、従来の如く色収差が発生せず、ボケの少ない、しか
も表示輝度の高い車両用表示装置を得ることができる等
の効果を打する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明が適用された実施例の全体構成図、第２
図は第１図の要部詳細断面図、第３図は第２図における
Δ）Ｊ゛向矢視図、第４図は画像表示器から出射される
光のスペクトル特性図、第５図は干渉フィルタの分光透
過特性図、第６図は干渉フィルタ透過後のスペクトル特
性図、第７図は干渉フィルタの透過光中心波長説明図、
第８図は干渉フィルタの傾斜角を調整することにより干
渉フィルタ透過光の中心波長とホログラムの回折光中心
波長を一致させる場合の作用説明図、第９図および第１
０図は従来例における車両用表示装置の説明図、第１１
図は露光系におけるホログラムの説明図、第１２図は再
生系におけるホログラｔ１の説明図である。 １・・・フロントガラス ２・・・ホログラ１１ ４・・・運転者の［１ ８・・・干渉フィルタ ９・・・支持具 １１・・・ネジ １２・・・画像表示器 １７・・・インストルメントパッド

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、車両内に設置された画像表示器の表示光をフロント
   ガラスに設けたホログラムで回折し、運転者はその回折
   光によって画像表示器の表示内容を視認する車両用表示
   装置において、 画像表示器とフロントガラス間に介挿されて、画像表示
   器から出射される表示光を狭帯域のスペクトルに制限し
   て透過する干渉フィルタと、上記干渉フィルタの傾斜角
   を調整する干渉フィルタ傾斜角調整機構と、 を備えることを特徴とする車両用表示装置。