JPH03501654A - 自動車フロントガラス表示システム - 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】 自動車フロントガラス表示システム 技術分野 本発明は自動車用表示システム、特にホログラフィック光学素子を含む自動車フ ロントガラス表示システムに関するものである。

背景技術 ヘッドアップ表示システムは観察者が同時に実際の外の景色を見れるようにしな がら観察者に情報を表示させるのに用いられる。従来ヘッドアップ表示システム は重要な飛行情報をパイロットに表示させるために航空機のコックビットに組み 込まれている。ヘッドアップ表示によってパイロットは計器パネルの情報を見る ために下方を一見する必要がなくなる。

ヘッドアップ表示システムの重要なコンポーネントは結合素子として既知である 。この結合素子を観察者の前方に位置させ、これを外の景色を見る観察者の視野 を部分的に横切って延在させている。結合素子は実際の外の景色からくる光を透 過すると共に、光源から伝搬してくる特定波長の光情報は反射するように構成す る。光情報は適当な光学素子の上に投映される。結合素子によって反射された情 報を担っている光線は例えば照準されて、光学的に無限大の所に情報の像を与え る。従って、観察者は目の焦点を変えなくても実際の外の景色及び表示情報を同 時に見ることができる。結合素子は照準をとるような形状とすることも、又別個 の照準光学素子を用いることもできる。

特に有効な結合素子はホログラムか、又はホログラフィック光学素子を用いて構 成することができることは既知である。ホログラフィックヘッドアップ表示シス テムは幾つかの米国特許に開示されている。例えば、米国特許第４．５８２．３ ８９号には「ホログラフィックデバイス」が、米国特許第４．６１３゜２００号 には「ホログラフィック分散補正を伴うヘッドアップ表示システム」が、又、米 国特許第３．９４０，２０４号には「ホログラフィックレンズを利用する光学表 示システム」が開示されている。

従来のホログラフィックヘッドアップ表示システムに最もよく用いられている結 合素子はエステル化したゼラチンに記録され、且つ透明のガラスか、プラスチッ クの平坦又は非平坦の基板に取り付けたホログラムを具えている。結合素子は適 当な支持機構で観察者の視線内に保持される。結合素子を航空機のコックビット に用いる場合には、それを観察者と航空機のフロントガラスとの間に取り付ける 。

自動車では運転者はフロントガラスを通して前方の外の実際の景色を見る。自動 車の操作状態に関する情報は、代表的にはフロントガラスの下側で、運転者の実 際の視界以外の所に位置する計器パネルに表示される。例えば、燃料の供給及び 自動車の速度の如き自動車にとって重要な情報をフロントガラスを通して運転者 の視界内に表示させるヘッドアップ表示システムは、運転者に実際の前方の景色 を見つめさせると同時に表示情報を見せることができると云う点で有利である。

発明の開示 本発明は自動車のフロントガラス内に組み込んだホログラムの如き波長選択素子 を含む結合素子を有しているフロントガラス表示システムに向けられるものであ る。ホログラフィック結合素子を含むフロントガラスのコンポーネントを、ホロ グラフィック結合素子を劣化させない方法により単一製品に積層化するのであっ て、従来のフロントガラス積層処置ではホログラフィック結合素子が劣化してし まう。

本発明により形成されるホログラフィック結合素子は運転者が実際の外の景色を 見ながら運転者の視界内に自動車情報の像を発生させる光学表示システムの素子 と共働する。フロントガラスにホログラフィック結合素子を形成することによっ て、観察者の前方に結合素子を取り付けるのにフロントガラスの外部に別個の機 構を必要としないために、運転者の眼きフロン１−ガラスとの間の空間が乱雑に ならなくなる。結合素子をフロントガラス内に封止することにより、さもなけれ ば露出により生ずる磨耗及び劣化が防止される。

本発明の他の要点は、ホログラムがフロントガラスの積層処置の際の極端な温度 及び圧力に耐える方法でホログラムを処理することにある。

さらに本発明の他の要点は単一のガラス層に取り付けたホログラフィック結合素 子を具えている自動車用フロントガラス表示システムを提供することにある。

図面の簡単な説明 第１図は本発明により形成したホログラフィックフロントガラス表示システムの 頂面図； 第２図は第１図のフロントガラスに取り付けたホログラフィック結合素子を見る 観察者に表示させるような記号表示物の例を拡大して示す正面図； 第３図は第１図のホログラフィック結合素子と一緒に用いる自動車に搭載する光 学表示システムを示す線図；第４図は積層処置によって第１図のフロントガラス を形成するのに用いられるガラス層及び中間層を展開して示す断面図；第５図は 第２図のフロントガラスを５−５線で切った拡大断面図；。

第６図はフロントガラスのコンポーネントの配置を変えて、本発明により形成し たフロントガラスの他の例を拡大して示す断面図； 第７図はフロントガラスのコンポーネントの配置を変えて本発明により形成した フロントガラスのさらに他の例を拡大して示す断面図； 第８図はフロントガラスのコンポーネントの配置をさらに変えて本発明により形 成したフロントガラスの他の例を拡大して示す断面図である。

発明を実施するための最良の形態 第１〜３図を参照するに、本発明のフロントガラス表示システムは自動車のフロ ントガラス１０を具えており、これに組込む結合素子１２は情報を担っている光 線を記号表示物１４の形態で自動車運転者の視野内に反射さ−せる。結合素子１ ２は波長選択素子、好ましくはホログラフィックタイプのものを具えている。光 線は像源１８から畠でホログラフィック結合素子１２上に投映される。

ホログラフィック結合素子は所定の狭い帯域幅内に含まれる波長の光を反射すべ く製造する。この所定の帯域幅は結合素子１２に投映される光源の波長及びその 入射角に相当する波長を含んでいる。ポログラフィック結合素子１２は以下に詳 述するようにフロントガラス１０の薄層内に支持させる。

適当な投映兼収差補正光学アセンブＵ２０を自動車のダツシュボード２２の上側 面２１の直ぐ下に取り付けるのが好適であり、このアセンブリを像源１８とホロ グラフィック結合素子１２との間に位置させて、光をこの結合素子上に投映して 、運転者が見る合成像が好ましくは自動車のフロントガラス１０の前方的３〜１ ５ｍの距離の所に集束されるようにする。光学アセンブリ２０はフロントガラス １０の曲率によって生ずる球面収差及び光学収差も補償する。なお、像源１８及 び光学アセンブリ２０は所定の乗物、例えば大型Ｉ・ラックのようなものでは頭 上取り付けとするのも有利である。

像源１８は好ましくは透過形の液晶ディスプｌノイ　（ＬＣＤ）を含み、これは 照射されて、記号表示物を担う光線を光学アセンブリ２０を介して結合素子１２ に投映する。第２図は自動車の速度、燃料レベル、エンジンの回転数、温度及び 警告メツセージを表す記号を数字又は図式的に投映した記号表示物１４の例を示 したものである。

ホログラフィック結合素子１２は運転者の視線方向に対する特定の区域内に記号 表示物１４を表示させるように配置する。特に、第１図及び第３図における線２ ４は、運転者がほぼ真っ直ぐ前方の外の実際の景色を一見る際の冶云者の視線を 一表している。この視線２４は破線の輪郭線２８によって示す眼球内における眼 の基準点２６から伸びている。眼の基準点２６とは、眼球２８の水平方向の中心 を表す空間内における幾何学的な点であり、これは運転者の両眼の真中の点であ る。

結合素子１２は、第１図の平面内で判断されるように、表示物１４が運転者の視 線方向を中心さする約１２°の角度内に位置付けられるように位置させるのが好 適である。好ましくは、結合素子１２をフロントガラス１０の下側部分に位置さ せて、第３図の平面内で判断されるように、表示される情報の中心が運転者の視 線２４の下側的１０”の個所に位置するようにする。情報表示個所を結合素子１ ２の位置によって好ましい位置とすることにより、運転者はその表示物を見る際 に外の実際の景色を見渡すことができる。結合素子１２の位置は、自動車に対す る有効なフロントガラス表示システムを提供するのに他の位置とすることも考え られるこきである。

ホログラフィック結合素子１２は積層処置によりフロントガラス１０に取り付け る。慣例の方法で製造されるホログラムは後に詳述するフロントガラスの積層処 理に耐えるようにするために、その処置を変更する必要があり、しかもホログラ ムは平坦状に製造してから、積層処置の際に曲げて、フロンＩ・ガラスの最終輪 郭に一致させるのが非常に簡単であることを確かめた。そこで、第４図を参照し て結合素子として使用するために積層フロントガラス内に組込むホログラムの好 適な製造方法に注目する。

なお、ここでは「ホログラフィック結合素子」及び「ホログラム」と云う２通り の用語を用いているが、「ホログラフィック結合素子」とはホログラムをフロン トガラス表示システムにおける結合素子として機能させるようにフロントガラス 内に位置させた後のホログラムを総称している。

ホログラムは光学的に透明な基板３４上にホログラフィックに記録材料層３２を 約１０〜４０ミクロンの厚さに堆積することにより形成する。ホログラフィック 記録材料層３２を基板３４上に堆積するので、基板３４は慣例の真空ホルダの如 き支持機構によって平坦な向きに固着させる。適当なホログラフィック記録材料 には、例えばジェー・ティー・ベーカ　ケミカル社から市販されているｖ、ｓ、 ｐグレードのゼラチンの如き感光性の乳剤がある。

基板３４は軟質性のものとし、これは厚さが約０．１２５ｍｍのポリエステル又 はポリカーボネーｌ−膜とするのが好適である。基板として疎水性のものを選択 する場合には、その基板の表面に適当な下塗り剤を被着してから、その上にゼラ チン層３２を堆積させる。下塗り剤は基板の表面を親水性とし、これによりゼラ チンと基板との間の接着が有効に行われる。

ゼラチン層３２を基板３４の上に堆積させた後に、このゼラチン層を当業者に既 知のように重クロム酸アンモニウムの水溶液中にて感光性とする。ついでゼラチ ンを露光してホログラムを形成する。好ましくは、ここに参考までに掲げる「ホ ログラフィック　デバイス」なる名称の米国特許第４，５８２．３８９号に記載 されている技法を用いてホログラムを露光させる。ホログラフィのフリンジライ ンは、基板３４の表面に交差するフリンジライン対が１　ミＩＪメートル当り２ つ以下となるように基板３４の表面に対してほぼ平行とするのが好適である。こ れによりホログラムのオプティカルパワーは本来０となり、しかもフレヤもなく なる。

ホログラムは一旦露光したら、慣例の方法で加工する。適格な加工処理の１つは ホログラムを１６°〜２０℃の温度の流水中にて１５分間洗浄し：連続的に攪拌 しながらホログラムをイソプロパツール中に２分間浸漬しておき；そしてホログ ラムを真空オーブン内にて少なくとも１００℃の温度で２時間乾燥させる方法で ある。

上述したようなホログラムの初期加工の後に、そのホログラムを二次加工して、 ホログラムがフロントガラスの積層処置に耐えるようにする。二次加工はホログ ラムに防湿層を被着してから、ホログラムの熱安定化を図り、それを湿度が比較 的低い環境に貯えると云う工程を特徴とする 特に、ホログラムは揮発性の高い溶剤と、その溶剤が蒸発した後にホログラムの 表面を被う有効な防湿層として残存する溶質との溶液中に浸漬させる。防湿層は 積層処置中にホログラムに対する湿度安定化剤として作用する。好ましい水溶液 は液体フレオン中に溶解した（エム・ダブリュ・ケロッグ社により商標名ＫＥＬ −Ｆにて製造されているような）ポリクロロトリフルオロエチレンを主成分とす るフルオロカーボン粉末の２重量％水溶液である。この水溶液中にホログラムを 浸漬させた後にフレオンを蒸発させて、ホログラムの表面に被着しているに、Ｅ Ｌ−Ｆ防湿層を残存させる。２％水溶液が好適ではあるが、０．５％〜５％の水 溶液でも適格な結果を得ることができる。上述したような防湿層の堆積は、積層 加工に用いられる中間層を十分に乾燥している材料で作る場合には不要となる。

防湿層を被着した後にホログラムを真空オーブン内に入れて、それを常温から１ ２０℃〜１４０℃の最高温度、好ましくは１３５℃の温度にまで加熱することに よって熱安定化を図る。ホログラムの加熱は３０〜９０分以内に最高温度に達す るように、好ましくは６０分で最高温度に達するように加熱する。ついでホログ ラムが常温に達するまで６０〜１２０分間ゆっくり冷却し、好ましくはホログラ ムが９０分後に常温に達するようにする。

最後に、ホログラムはそれをフロントガラス内に積層させるまで、相対湿度が約 ３０％以下で、温度が約２０℃〜３０℃の環境内に貯える。二次加工後における ホログラムの厚さは約０．１５ｍｍとする。

本発明によるホログラフィックフロントガラスを形成するための特定の処置に転 するに、フロントガラス１０は慣例の手段によってフロントガラスの曲率に予備 成型し７た内部ガラス層３６を具えている。この内部ガラス層３６の厚さは約２ ．３ｍｍとし、その外側面３８はフロントガラスを自動車に装着した後にその外 側面３８が運転者に対向するようにする。内部ガラス層３６は内側面４０も有し ており、この内側面の上に軟質の透明な内側中間層４２を載せる。この内側中間 層４２はポリウレタン又は可塑化ポリビニルブチラールの０．３８ｍｍシートの 如き薄い乾燥軟質プラスチック材料で形成する。ついで内側中間層４２の上に厚 さがホログラムの厚さに相当する０、１５ｍｍの厚さの中心となる軟質透明中間 層４４を載せる。この中心中間層４４は乾燥ポリウレタン又は可塑化ポリビニル ブチラールのシートで形成する。中心中間層４４には開口４６を形成する。開口 ４６の大きさ及び位置は、上述したようにフロントガラス１０内に入れるホログ ラフィック結合素子の好適な大きさ及び位置に対応させる。ついでホログラム１ ２を開口４６に嵌合させる。

ホログラムを開口４６内に入れた中心の中間層４４の上にさらに外側の軟質透明 中間層４８を載せる。この外側中間層４８はポリウレタン又は可塑化ポリビニル ブチラールの０．３ｍｍシートの如き乾燥軟質プラスチック材料で形成する。各 中間層４２．４４及び４８は、ちりめんじわ又は差動伸張をなくす方法で処理又 は被着する。

厚さが２．３ｍｍの外側ガラス層５０を外側中間層４８の上に載せる。

この外側ガラス層５０は自動車の外部環境に曝される外側面５２と、内部ガラス 層３６の内側面４０の曲率を補足する予備成型した曲率の内側面５４すを有して いる。なお、ガラス層３６及び５０はプラスチック又は他の適当な光学的に透明 の材料で形成することができる。

上述した中間層とガラス層とのアセンブリの全体から過剰なプラスチックを切り 離す。ついでこのアセンブリを例えば６５℃〜１０７℃の温度で一対の予備プレ スローラ間に通して、アセンブリを予備プレスする。この予備プレスは種々の中 間層及び中間シートの界面間から空気を除去すると共に、少なくともアセンブリ の周辺縁部を封止する。適当な予備プレス装置の１つがアチキオによる米国特許 第３，３５１．００１号に開示されている。

ついで予備プレスしたアセンブリをエアオートクレーブ内で１２０℃〜１６０℃ の温度で、しかも同時に１２．３〜１５．８ｋｇ／　ｃｎｔの圧力をかけて約２ 時間で積層化する。

積層処置により中間層４２．４４及び４８を一緒にブ１ノンドさせて、これによ り第５図に示すようにホログラム１２の両面に対するカバーを形成する。積層化 後には内側中間層４２及び外側中間層４８がホログラム１２０両面に沿う個所だ けに規定され、中心の中間層４４は中間層４２及び４８を形成した材料と一緒に 完全にブレンドされる。

上述した積層処理はエステル化したゼラチンホログラム１２の劣化及びそれによ るホログラム回折効率の低下をできるだけなくすように変更することができる。

このような劣化は、慣例の積層処置の期間中に、ホログラムから出る湿分の転送 を規制する状況にてフロントガラスのアセンブリを短期間苛酷に加熱したり、冷 却したりする際に中間層４２．４８から放たれる湿気にホログラム１２が曝され たり、又はホログラム１２が湿り空気に曝される場合に生じたりする。

このようなホログラムの劣化を防止するには、かなり乾燥した状況にてフロント ガラスのアセンブリを徐々に加熱して積層処置を行うのが最善である。この積層 処置を以後「変更積１層処置」と称する。

好適な変更積層処置はホログラフィックフロントガラスを構成するのに用いられ る全ての中間層の湿分含有量を低くする予備工程を含んでいる。この予備工程は 中間層を積層する前に相対湿度が約３０％以下で、温度が約２０℃〜３０℃の環 境に少なくとも２時間これらの中間層を貯えることによって行うことができる。

ホログラフィックフロンＩ・ガラスのコンポーネントを組立て、しかも所要に応 じこれらのコンポーネントを予備プレスした後には、積層処置中にホログラフィ ックフロントガラスのコンポーネントから出る湿気をいずれも有効に放散させる 傾斜加熱サイクルを有しているオートクレーブ内にてアセンブリを積層化する。

適当なオー１−クレープ加熱サイクルは、先ずオートクレーブの温度を約３〜７ 分以内、好ましくは５分以内に常温から中間温度レベル、例えば６０℃にまで」 −昇させる過程を含んでいる。オートクレーブを約１０〜２０分、好ましくは１ ５分間中間温度レベルに保つ。ついでオートクレーブの温度を約５〜１５分、好 ましくは１０分以内に中間温度ｌ／ベルか１う最大温度レベルにまで上昇させる 。このクレープを約７０〜１１０分間、好ましくは９０分間最大温度に保つ。つ いでオートり１ノーブを約５〜１５分間、好ましくは１０分で常温にまで冷却す る。

変更積層処置の中間及び最大温度レベルが上述したこれらの温度１ノベルから約 ２０″変化してもアセンブリには何等有害作用が起こらないと云える。

ホログラフィックフロントガラスのコンポーネントは他の配置構成とすることも でき、その幾つかの例につき説明する。

第６図はフロントガラスの他の例を示し、この例ではホログラフィック結合素子 １１２を透明内側層１３６と透明外側層１５０との間で、内側ガラス層１３６の 内側面１４０に隣接して位置させる。

（ホログラフィック結合素子１１２は外側層１５０の内側面１５４に隣接して位 置させることもできる）。ホログラフィック結合素子１１２は第１図のホログラ フィック結合素子１２とほぼ同じものである。内側層１３６及び外側層１５０は ガラス、プラスチック又は他の適当な光学的に透明の材料とし、これらは前述し た内側層３６及び外側層５０とほぼ同じように構成する（第４面参照）。

ホログラフィック結合素子１１２は内側層１３６の内側面１４０に直接接触させ て位置させることができるが、内側層１３６とホログラフィック結合素子１１２ との間にて内側層１３６の内側面１４０に薄い下塗り層１５６を被着するのが好 適であると云える。この薄い下塗り層１５６は接着ウレタン材のスプレィ被膜で 構成することができる。図面では誇張して示しである下塗り層１５６は内側層１ ３６に対するホログラフィック結合素子１１２の位置を安定化させる作用をする 。

引続き第６図を参照するに、ホログラフィック結合素子１１２の外側層１５０に 対向する側には、ポリウ１／タン又は可塑化ポリビニルブチラールの０．３８ｍ ｍシー）・の如き軟質透明プラスチック材料製の中間層１４８を被覆する。

第６図の例のフロントガラス１１０は上述した変更積層処置に従って単一製品に 形成される。

ホログラフィック結合素子１１２の縁部と中間層１４８との間に空隙が形成され ないようにするためには、ホログラフィック結合素子をできるだけ薄く形成する のが望ましい。この点に関し、ホログラフィック結合素子１１２を受け入れる大 きさの開口を中間層１４８に形成することが考えられる。

第７図を参照するに、ここには単一ガラス層２５０を有しているホログラフィッ クフロントガラス２１０のさらに他の例を示しである。この例ではホログラフィ ック結合素子２１２を透明ガラス層２５０の内側面２５４に対向させて位置させ る。ガラス層２５０にはプラスチック又は他の適当な材料を用いることができる 。

層２５０とホログラフィック結合素子２１２との間の層２５０の内側面２５４に は、第６図の例につき説明した下塗り層１５６とほぼ同じ下塗り層２５６を被着 するのが好適である。ホログラフィッり結合素子２１２の層２５０とは反対側の 面には、ポリウレタン又は可塑化ポリビニルブチラールの０．３８ｍｍシートの 如き軟質透明プラスチック材料製の中間層２４８を被覆する。

第７図の例では、フロントガラス２１０に第２ガラス層を組込まないで、このフ ロントガラスを上述した変更積層処置により単一製品に積層する。さらに、ホロ グラフィック結合素子２１２の縁部に沿って形成される空隙に関する問題も第６ 図の例につき上述した技法によりなくすことができる。

第８図はホログラフィック結合素子３１２を内側中間層３４２と外側中間層３４ ８との間に挾むホログラフィックフロントガラス３１００例を示す。内側中間層 ３４２、ホログラフィック結合素子３１２及び外側中間層３４８を単一ガラス層 ３５０の内側面に積層する。上述したように、ホログラフィック結合素子３１２ はできるだけ薄く製造して、積層処置の後に結合素子３１２の縁部に沿って空隙 が残らないようにする必要がある。

なお、第７図及び第８図に示したフロントガラスのコンポーネントの積層中には 、これらのフロントガラスのコンポーネントに圧力をかけるのに用いられる素子 を適切に取り扱って、中間層２４８．３４８の露出面がこれらの素子に接着しな いようにする必要がある。

第３図は自動車に据え付けられるフロントガラス１０にホログラフィック結合素 子１２を具えている光学表示システム６０のブロック図である。この光学表示シ ステム６０は自動車のダツシュボード２２の下側に位置させるのが好ましい光学 的で、しかも電子的な処理サブシステム６２図及びホログラフィック結合素子１ ２を保持するフロントガラス１０を具えている。光学レンズ投映システム２０は フロントガラスの複合曲率を補正して、フロントガラス１０内に埋設したホログ ラム１２にて記号表示物を反射させて観察者１６の方へと投映する。

特に、処理サブシステム６２は光源６４及び液晶ディスプレイ６６を含む像源１ ８を具えている。光源６４と液晶ディスプレイ６６は直角に曲げた光透過手段、 又は管状の光バイブロ８によって互いに分離させる。光源６４は最大輝度で約７ ５ワツトの熱を消費する例えば１２ボルトのハロゲンランプの如き高強度のラン プとするのが好適である。液晶ディスプレイ６６は光を選択的に透過して表示像 を合成する透過性セク゛メントのマトリックスで構成する。

光バイブロ８を用いることにより、光源が発生する熱を自動車の乗客用車内以外 に放散させることのできる位置に光源６４を設けることができる。光バイブロ８ はアルミニウム管で構成し、光源６４から出る光を液晶ディスプレイ６６に有効 に転送し得るように設計するのが好適である。光バイブロ８の内側面は、表面仕 上げが滑らかで、光っており、光透過を最大にするように研磨するか、ニッケル メッキするか、又は押出成型するのが好適である。アルミニウムの使用は光源６ ４が発生する熱の有効消散を促進する。

ランプ６４による液晶ディスプレイ６６の加熱は、光バイブロ８を直角に曲げる 個所に常温ミラー７０を用いることによってもさらに低下する。この構成では、 常温ミラー７０は光源６４と液晶ディスプレイ６６との間にて折り返しミラーと して作用する。常温ミラー７０は可視光を反射するが、赤外光を透過するので、 これにより液晶ディスズ１／イ６６の加熱は最小となる。なお、光バイブロ８の 長さが長くて、それが光源６４により発生される熱を消散させるのに十分である 場合は常温ミラー７０をなくすことができる。

液晶ディスプレイ６６は透過形のものとし、これを高強度の光源６４によって背 面照射する。光源６４から出る光の強度は輝度制御ポテンシオメータ７２を手動 調製することにより変えることができ、又、周囲或いは背景輝度に無関係にディ スプレイのコントラスト比（即ち、ディスジ１／イの輝度と外界の輝度吉の比） を一定に維持するように自動的にセットすることができる。ディスプレイのコン トラスト比は、出力電流が周囲の光強度の変化分の関数として変化する周囲光セ ンサダイオード７Ｇによって一定に維持することができる。自動輝度回路７８は センザダイオード７６を経て流れる電流の変化を検知（−で、出力信号をランプ 電源８０に供給し、この電源の出力電圧を自動輝度回路７８の出力信号の大きさ に応答して変化させる。光源６４の強度は電源８０の出力電圧に応答して変化し 、ディスフライのコントラスト比を一定に維持する。

液晶ディスプレイ６６のセグメントの透過度はプロセッサ回路８２により制御さ れ、このプロセッサ回路が発生する適切な出力信号の電圧は一組の入力信号の状 態を示す表示情報を表す。入力信号はインターフェース回路８６に供給され、こ れらの各入力信号はプロセッサ８２により６０ミリ秒毎に１度読み取られる。こ れらの入力信号は３タイプのフォーマットの１つで特徴付けられ、インターフェ ース回路８６はプロセッサ８２に送給する入力信号に条件付けする。入力信号の フォーマツ）・は、これらの入力信号が周波数依存形のものであるのか、アナロ グ形か、ディジタル形かを示す。車速及びタコメータの読み取りは例えば周波数 依存入力信号とし；燃料及びオイルレベル、エンジン温度又はバッテリ状態の読 み取りは例えばアナログ信号とし；又シートベルト、ドア、ブレーキ、照明、光 ビーム、方向信号の状態読み取りはディジクル信号とする。プロセッサ８２の出 力信号をセグメント駆動回路８８に供給し、これから液晶ディスプレイ６６の個 々のセグメントを駆動させるのに十分な大きさの出力電流を発生させる。

投映兼収差補正光学アセンブリ２０は像情報を自動車の前方に投映するものであ り、これはプラスチック及び／又はガラス材料のいずれかで製造した多数のレン ズ素子で構成する。光学アセンブリ２０は複合フロントガラスの曲率による球面 収差及び光学収差も補償する。光学アセンブリ２０の設計に当たっては、フロン トガラスの非球面形状が液晶ディスプレイ６６から出る像情報に及ぼす影響の特 徴及び自動車への表示システムの設置の仕方も考慮する。適切な光学アセンブリ ２０は通常の当業者が慣例の技法により設計することができる。なお、フロント ガラス曲率収差補正はフロントガラスが平坦な所定のトラックのような自動車で は不必要である。

本発明は上述した例にのみに限定されるものではなく、幾多の変更を加え得るこ と勿論である。例えば、本発明の実施に当たっては、液晶ディスプレイ装置以外 の像源を用いることができる。

ｆｌＧ、６　ＦＩＧ、７　Ｆ！Ｇ、８ 補正書の写しく翻訳文）提出書（特許法第１８４条の７第１項）平成元年１２月 １２日 特許庁長官　吉　１）　文　毅　殿 １、特許出願の表示 ＰＣＴ／ＵＳ　８８１０２００３ ２、発明の名称 自動車フロントガラス表示システム ３、特許出願人 名　称　フライト　ダイナミックス　インコーホレーテッド代表者　デスモンド 　ジョン　ビー 国　籍　アメリカ合衆国 ４、代　理　人 住所　東京都千代田区霞が関三丁目２番４号霞山ビルディング７階　電話（５８ １）２２４１番（代表）１９８８年１２、特許 請求の範囲 １、（ａ）内側面を有している光学的透明層と；（ｂ）前記光学的透明層の内側 面に隣接して取り付けられ波長選択特性を有している露光光感応物質と；（Ｃ） 前記光学的透明層の内側面に隣接して取り付けた前記光感応物質を覆うべく位置 させた光学的に透明の中間層；とを具えており、前記光学的透明層、前記波長選 択物質及び前記光学的に透明の中間層を一緒に接着して単一製品に形成するよう にしたことを特徴とするフロントガラス表示システム。

２、　第２の光学的透明層も有し、前記最初に述べた透明層と前記第２の透明層 を、これら両層の間に前記光学的に透明の中間層と前記光感応物質を位置させる ように配置し、前記両透明層、前記光感応層及び前記光学的に透明の中間層を一 緒に接着して単一製品に形成するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の システム。

３、　前記光感応物質と前記光学的透明層との間の前記光学的透明層の内側面に 透明材料の下塗り層を被着したことを特徴とする請求項１に記載のシステム。

４、（ａ）内側面が互いに対向する第１及び第２の光学的透明層と；（ｂ）前記 第１及び第２透明層の間に位置させ、波長選択特性を有している露光光感応物質 と； （Ｃ）前記光感応物質を覆うと共に、前記第１及び第２透明層の内側面間に位置 させた光学的に透明の材料製の中間層；とを具えていることを特徴とするフロン トガラス表示システム。

５、　積層フロントガラスに組込むホログラムを加工する方法が＝（ａ）前記ホ ログラムを約３０〜９０分の間に約１１５℃〜１５５℃の範囲内の温度に加熱す る工程；及び （ｂ）前記ホログラムを約６０〜１２０分にわたり常温にまで冷却する工程； を含む、ことを特徴とするホログラム加工方法。

６、　前記ホログラムを冷却する工程の後に、前記ホログラムを相対湿度が約３ ０％以下で、温度が約２０℃〜３０℃の環境内に貯える工程も含むことを特徴と する請求項５に記載の方法。

７、　前記ホログラムを加熱する工程の前にホログラムに湿度安定化剤を被着す る工程も含むことを特徴とする請求項５に記載の方法。

８、　ホログラフィックフロントガラス表示システムを形成する方法が： （ａ）一対の内側と外側透明層の間に波長選択特性を有する露光光感応物質を位 置させる工程；及び （ｂ）前記内側層と外側層を一緒に接着して、単一製品に形成する工程； を含むことを特徴とするホログラフィックフロントガラス表示システム形成方法 。

９、　密閉ポログラフィック結合素子を有するフロントガラスの形成方法が： （ａ）光学的透明層の片面に隣接して波長選択物質を位置させる工程；。

（ｂ）前記波長選択物質に光学的に透明の中間層を被覆して、光学的透明層、波 長選択物質及び光学的に透明の中間層から成るフロントガラスアセンブリを形成 する工程；（Ｃ）前記フロントガラスアセンブリを３〜７分以内に４０℃〜８０ ℃の範囲内の中間温度ｉノベルに加熱する工程：（ｄ）前記フロントガラスアセ ンブリを約１０〜２０分間前記中間レベルの温度に保つ工程； （ｅ）前記フロントガラスアセンブリを中間温度レベルから約５〜１５分以内に 約１１０℃〜１５０℃の範囲内の最大温度レベルに加熱する工程； げ）前記フロントガラスアセンブリを約７０〜１１０分間前記゛最大温度レベル に保つ工程；及び （匂前記フロントガラスアセンブリを約５〜１５分以内に常温にまで冷却する工 程； を含むことを特徴とするフロントガラス形成方法。

１０、前記工程（ａ）の前に、波長選択物質及び光学的に透明の中間層を相対的 湿度が約３０％以下で、温度が２０℃〜３０℃の環境内に貯える工程も含むこと を特徴とする請求項９に記載の方法。

１１、内側面が互いに対向している２つの第１及び第２光学的透明層により形成 され、これらあ透明層を一緒に接着して単一構造に形成したフロントガラスを有 している乗物に搭載する光学表示システムが： 光像情報を発生する像源手段； 像情報を観察者に表示させる光学素子手段であって、前記２つの透明層の内側面 間に位置付けられる波長選択物質と、該波長選択物質を覆い、前記第１及び第２ 透明層の内側面間に位置付けられる光学的に透明の材料製の第１中間層とを含む 結合素子を具え、前記波長選択物質を前記光像情報を反射すべく製造した光学素 子手段；及び 前記像情報を前記光学素子手段の方へき向けると共に、前記像情報における光学 収差を補正することにより前記像情報を観察者に表示させる像投映兼収差補正手 段；を具えることを特徴とする乗物搭載用光学表示システム。

１２、前記像源手段が液晶ディスプレイと、該液晶ディスプレイを照射する光源 とを具えていることを特徴とする請求項ｌｌに記載の表示システム。

１３、前記光源からの光を前記液晶ディスプレイに伝導する光転送手段も具えて いることを特徴とする請求項１２に記載の表示システム。

１４、前記光転送手段が管状の光パイプを具え、該パイプの内側面を反射性きし て光透過率を高めるようにしたことを特徴とする請求項１３に記載の表示システ ム。

１５、前記光転送手段が前記光源により発生される熱を消散する熱伝導特性を有 している管状の光パイプを具えることを特徴とする請求項１４に記載の表示シス テム。

１６、前記波長選択物質が前記２つの光学的透明層の外形に一致し得るようにし たことを特徴とする請求項１１に記載の表示システム。

１７、前記波長選択物質がホログラムを具えることを特徴とする請求項１６に記 載の表示システム。

１８、密閉ホログラフィック結合素子を有するフロントガラスの形成方法が： （ａ）光学的透明層の片面に隣接して波長選択物質を位置させる工程； （ｂ）前記波長選択物質に光学的に透明の中間層を被覆して、前記光学的透明層 、波長選択物質及び光学的に透明の中間層から成るフロントガラスアセンブリを 形成する工程；（Ｃ）前記フロントガラスアセンブリを第１温度からこの第１温 度よりも高い中間温度にまで加熱する工程；（ｄ）前記フロントガラスアセンブ リの温度を前記中間温度に保つ工程； （ｅ）前記フロントガラスアセンブリを前記中間温度からこの中間温度よりも高 い最大温度にまで加熱する工程；（ｆ）前記フロントガラスアセンブリを前記最 大温度に保つ工程；及び （（至）前記フロントガラスアセンブリを常温に冷却する工程；を含むことを特 徴とするフロントガラス形成方法　。

国際調査報告 １＋１１１ｒ１１□０ｒ１１ｉＡＩ口１（がＯ＋〜口Ｐ（Ｔ／Ｕ４８ε１０２０ ０３

Claims (17)

【特許請求の範囲】
1. １．（ａ）内側面を有している光学的透明層と；（ｂ）前記光学的透明層の内側 面に隣接して取り付けた波長選択物質と； （ｃ）前記光学的透明層の内側面に隣接して取り付けた前記波長選択物質を覆う べく位置させた光学的に透明の中間層；とを具えており、前記光学的透明層、前 記波長選択物質及び前記光学的に透明の中間層を一緒に接着して単一製品に形成 するようにしたことを特徴とするフロントガラス表示システム。
2. ２．第２の光学的透明層も有し、前記最初に述べた透明層と前記第２の透明層を 、これら両層の間に前記光学的に透明の中間層と前記波長選択物質を位置させる ように配置し、前記両透明層、前記波長選択物質及び前記光学的に透明の中間層 を一緒に接着して単一製品に形成するようにしたことを特徴とする請求項１に記 載のシステム。
3. ３．前記波長選択物質と前記光学的透明層との間の前記光学的透明層の内側面に 透明材料の下塗り層を被着したことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
4. ４．（ａ）内側面が互いに対向する第１及び第２の光学的透明層と；（ｂ）前記 第１及び第２透明層の間に位置させた波長選択物質と； （ｃ）前記波長選択物質を覆うと共に、前記第１及び第２透明層の内側面間に位 置させた光学的に透明の材料製の中間層；とを具えていることを特徴とするフロ ントガラス表示システム。
5. ５．積層フロントガラスに組込むホログラムを加工する方法が：（ａ）前記ホロ グラムを約３０〜９０分の間に約１１５℃〜１５５℃の範囲内の温度に加熱する 工程；及び （ｂ）前記ホログラムを約６０〜１２０分にわたり常温にまで冷却する工程； を含むことを特徴とするホログラム加工方法。
6. ６．前記ホログラムを冷却する工程の後に、前記ホログラムを相対湿度が約３０ ％以下で、温度が約２０℃〜３０℃の環境内に貯える工程も含むことを特徴とす る請求項５に記載の方法。
7. ７．前記ホログラムを加熱する工程の前にホログラムに湿度安定化剤を被着する 工程も含むことを特徴とする請求項５に記載の方法。
8. ８．ホログラフィックフロントガラス表示システムを形成する方法が： （ａ）内側層と外側層との対の間に波長選択物質を位置させる工程；及び （ｂ）前記内側層と外側層を一緒に接着して、単一製品に形成する工程； を含むことを特徴とするホログラフィックフロントガラス表示システム形成方法 。
9. ９．密閉ホログラフィック結合素子を有するフロントガラスの形成方法が： （ａ）光学的透明層の片面に隣接して圧力下にて波長選択物質を位置させる工程 ； （ｂ）前記波長選択物質に圧力下にて光学的に透明の中間層を被覆して、光学的 透明層、波長選択物質及び光学的に透明の中間層から成るフロントガラスアセン ブリを形成する工程；（ｃ）前記フロントガラスアセンブリを３〜７分以内に４ ０℃〜８０℃の範囲内の中間温度レベルに加熱する工程；（ｄ）前記フロントガ ラスアセンブリを約１０〜２０分間前記中間レベルの温度に保つ工程； （ｅ）前記フロントガラスアセンブリを中間温度レベルから約５〜１５分以内に 約１１０℃〜１５０℃の範囲内の最大温度レベルに加熱する工程； （ｆ）前記フロントガラスアセンブリを約７０〜１１０分間前記最大温度レベル に保つ工程；及び （ｇ）前記フロントガラスアセンブリを約５〜１５分以内に常温にまで冷却する 工程； を含むことを特徴とするフロントガラス形成方法。
10. １０．前記工程（ａ）の前に、波長選択物質及び光学的に透明の中間層を相対的 湿度が約３０％以下で、温度が２０℃〜３０℃の環境内に貯える工程も含むこと を特徴とする請求項９に記載の方法。
11. １１．内側面が互いに対向している２つの第１及び第２光学的透明層により形成 され、これらの透明層を一緒に接着して単一構造に形成したフロントガラスを有 している乗物に搭載する光学表示システムが： 光像情報を発生する像源手段； 像情報を観察者に表示させる光学素子手段であって、前記２つの透明層の内側面 間に位置付けられる波長選択物質と、該波長選択物質を覆い、前記第１及び第２ 透明層の内側面間に位置付けられる光学的に透明の材料製の第１中間層とを含む 結合素子を具え、前記波長選択物質を前記光像情報を反射すべく製造した光学素 子手段；及び 前記像情報を前記光学素子手段の方へと向けると共に、前記像情報における光学 収差を補正することにより前記像情報を観察者に表示させる像投映兼収差補正手 段；を具えることを特徴とする乗物搭載用光学表示システム。
12. １２．前記像源手段が液晶ディスプレイと、該液晶ディスプレイを照射する光源 とを具えていることを特徴とする請求項１１に記載の表示システム。
13. １３．前記光源からの光を前記液晶ディスプレイに伝導する光転送手段も具えて いることを特徴とする請求項１２に記載の表示システム。
14. １４．前記光転送手段が管状の光パイプを具え、該光パイプの内側面を反射性と して光透過率を高めるようにしたことを特徴とする請求項１３に記載の表示シス テム。
15. １５．前記光転送手段が前記光源により発生される熱を消散する熱伝導特性を有 している管状の光パイプを具えることを特徴とする請求項１４に記載の表示シス テム。
16. １６．前記波長選択物質が前記２つの光学的透明層の外形に一致し得るようにし たことを特徴とする請求項１１に記載の表示システム。
17. １７．前記波長選択物質がホログラムを具えることを特徴とする請求項１６に記 載の表示システム。