JPH05193400A - Head up display - Google Patents
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Landscapes
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は車載用ヘッドアップディ
スプレイ（ＨＵＤ）に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vehicle head-up display (HUD).
【０００２】[0002]
【従来の技術】車両内の運転手等に情報表示する方法と
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表示源から投射された光学的
情報を、ハーフミラー等からなるコンバイナーに映し、
運転手が運転状態からほとんど視線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 a vehicle. This is because the optical information projected from an information display source such as a liquid crystal display device is projected on a combiner including a half mirror,
The driver can read the information from the driving state without moving the line of sight.
【０００３】かかる車載用ＨＵＤの構成を示す概念図が
図３である。ここで、３１は運転者の観察位置、３２は
コンバイナー、３３は情報を含む光線、３４はレンズ、
３５は表示体である透過型液晶表示素子、３６はハロゲ
ンランプ等からなる光源、３７は風防ガラス、３８は車
体ボディーである。FIG. 3 is a conceptual diagram showing the structure of such a vehicle-mounted HUD. Here, 31 is a driver's observation position, 32 is a combiner, 33 is a light beam containing information, 34 is a lens,
Reference numeral 35 is a transmissive liquid crystal display element as a display, 36 is a light source including a halogen lamp, 37 is a windshield, and 38 is a vehicle body.
【０００４】光源３６から発した光は透過型液晶表示素
子３５を通過し、車両の風防ガラス３７に備えられたコ
ンバイナー３２に照射され、反射（回折）されて運転手
に観察位置３１で視認される。The light emitted from the light source 36 passes through the transmissive liquid crystal display element 35, is applied to the combiner 32 provided on the windshield 37 of the vehicle, is reflected (diffracted), and is visually recognized by the driver at the observation position 31. It
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】ここでコンバイナーに
照射している情報表示源の構成としては、従来、バック
ライトとしてのハロゲンランプ等の光源と、透過型液晶
表示素子等の表示体とが所定の間隔をなしてインストル
メントパネル内に設置されるのが一般的である。Heretofore, as a configuration of the information display source irradiating the combiner, conventionally, a light source such as a halogen lamp as a backlight and a display body such as a transmissive liquid crystal display element are predetermined. Generally, they are installed in the instrument panel at intervals of.
【０００６】ところが、インストルメントパネル内の構
造は各種計器類や電気配線、照明機器等が密集されてい
て、ＨＵＤ用の情報表示源を設置するための収納スペー
スが限られてしまう。しかも比較的大きなサイズの表示
体と光源を組み込むとなると収納しきれない欠点を有す
る。However, the instrument panel has a structure in which various instruments, electrical wiring, lighting equipment, etc. are densely packed, and the storage space for installing the information display source for the HUD is limited. Moreover, when a relatively large-sized display body and a light source are incorporated, there is a drawback that they cannot be stored.
【０００７】またランプ交換の際には非常に手間を要し
たり、ランプとして白熱タイプのハロゲンやタングステ
ンを用いるとランプ周辺が高温となり他の電装部品の故
障の原因になる。更には、車載用ヘッドアップディスプ
レイに用いられるためには、昼間時において、路面の明
るさ（約３０００ｃｄ／ｍ2 ）以上の輝度が要求され、
夜間時においては昼間時の約１／１００以下の輝度に落
すことが視認性を高めるために必要とされている。つま
り、いわゆるデミングを行うことが必要となる。Further, it takes a great deal of time to replace the lamp, and if an incandescent halogen or tungsten is used as the lamp, the temperature around the lamp becomes high, which causes a failure of other electric components. Furthermore, in order to be used for an on-vehicle head-up display, a brightness of road surface brightness (about 3000 cd / m 2 ) or more is required at daytime,
At night, it is necessary to reduce the brightness to about 1/100 or less of that at daytime in order to improve visibility. That is, it is necessary to perform so-called dimming.
【０００８】従来、収納スペースの問題から見てもラン
プのサイズは極力小型化に、しかも単品で用いざるを得
ないといったサイズ限定を余儀なくされていた。そこ
で、デミングを行うにはランプにかける電圧や電流を変
化させてランプの発光輝度を変化させていたが、ランプ
は定格の電圧や電流において使用させないと発光寿命が
短くなる欠点をも有する。Conventionally, the size of the lamp must be made as small as possible in view of the problem of the storage space, and the size of the lamp must be limited to a single product. Therefore, in order to perform dimming, the voltage or current applied to the lamp is changed to change the light emission brightness of the lamp. However, the lamp has a drawback that the light emission life is shortened unless the lamp is used at the rated voltage or current.
【０００９】また、車載用ＨＵＤの表示色としては従
来、人間の目の視感度が最も高い緑系色のみ用いられて
いる。車両走行中において、前景の色は多色であり表示
色と前景色が比較的同色であると表示画像のコントラス
トが低下し視認性が悪くなる。しかるにＨＵＤ表示色は
多色化することが望ましく、情報表示源に用いるランプ
としてはそれぞれの表示色の輝度を保つために各々の表
示色画像に合せて複数個必要とされる。このような場合
において、前述のごとくインパネ内にランプを複数個組
み込むことは更に困難となる。従来、ＨＵＤ用表示情報
源の収納スペースの問題から見てもランプのサイズは極
力小型化に、しかも単品で用いざるを得ないといったサ
イズ限定を余儀なくされていた。Further, as the display color of the vehicle-mounted HUD, conventionally, only the green color having the highest visibility of human eyes is used. While the vehicle is traveling, the foreground is multicolored, and if the display color and the foreground are relatively the same color, the contrast of the display image is lowered and the visibility is deteriorated. However, it is desirable that the HUD display colors are multicolored, and a plurality of lamps used as an information display source are required in accordance with each display color image in order to maintain the brightness of each display color. In such a case, as described above, it becomes more difficult to incorporate a plurality of lamps in the instrument panel. Conventionally, the size of the lamp has been made as small as possible in view of the problem of the storage space of the display information source for the HUD, and the size of the lamp has to be used individually.
【００１０】さらに、ランプ交換の際には非常に手間を
要したり、ランプとして白熱タイプのハロゲンやタング
ステンを用いるとランプ周辺が高温となり他の電装部品
の故障の原因にもなるという問題点もある。Further, it takes a lot of time and effort to replace the lamp, and if an incandescent halogen or tungsten is used as the lamp, the temperature around the lamp becomes high and it may cause a failure of other electric components. is there.
【００１１】本発明の目的は、従来技術が有していた前
述の欠点を解消しようとするものであり、従来知られて
いなかった構造のヘッドアップディスプレイを新規に提
供することを目的とするものである。An object of the present invention is to solve the above-mentioned drawbacks of the prior art, and to provide a head-up display having a structure that has hitherto not been known. Is.
【００１２】[0012]
【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備え、表示すべき情報を光線として
発生する情報表示源と、前記光線を観視者に向けて反射
するコンバイナーとからなるヘッドアップディスプレイ
において、前記表示体と光源との間に光ファイバーを束
ねてなるライトガイドを備えてなり、かつ前記ライトガ
イドはその光入射部分が分岐されていて、各々の入射端
にはそれぞれ異なる光源からの光が入射するようにされ
てな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。DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and is provided with a light source and a display for displaying information to be displayed, and information to be displayed is generated as a light beam. In a head-up display consisting of a display source and a combiner that reflects the light rays toward a viewer, a light guide is provided that bundles optical fibers between the display body and the light source, and the light guide is The head-up display is characterized in that the light incident portion is branched and light from different light sources is incident on each incident end.
【００１３】また、本発明の好ましい態様としては、ラ
イトガイドの入射端にはそれぞれ異なる主波長の光が入
射するようにされてなることを特徴とする。A preferred embodiment of the present invention is characterized in that light having different main wavelengths is made incident on the incident end of the light guide.
【００１４】更に、本発明の好ましい態様としては、ラ
イトガイドを構成する光ファイバー束のファイバー素線
配列が、その光出射端と光入射端とで不規則に対応して
いることを特徴とする。Furthermore, a preferred aspect of the present invention is characterized in that the fiber element array of the optical fiber bundle forming the light guide has irregular correspondence between the light emitting end and the light incident end.
【００１５】ここで表示すべき情報とは、その表示用途
により、適宜選択されるものであり、車両のスピード
計、タコメータなどが例として挙げられる。The information to be displayed here is appropriately selected according to its display application, and examples thereof include a vehicle speedometer and a tachometer.
【００１６】観視者とは、主には車両の運転手であり、
その他、助手席その他の同乗者や、これらすべてを含め
ることができる。The viewer is mainly the driver of the vehicle,
In addition, passengers and other passengers, and all of these can be included.
【００１７】[0017]
【実施例】図１に本発明の基本的構成の断面図を示す。
１２は車両用窓ガラス１１上に設けられているホログラ
フィックコンバイナーである。情報表示源１４からの情
報は該コンバイナーによって反射され、観視者１９へ照
射される。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 shows a sectional view of the basic structure of the present invention.
Reference numeral 12 is a holographic combiner provided on the vehicle window glass 11. The information from the information display source 14 is reflected by the combiner and illuminates the viewer 19.
【００１８】ここでコンバイナーとしては、車両用窓ガ
ラスの車内面側にTiO2、ZrO2またはこれらに加えてSiO2
等からなる誘電体増反射膜を形成したものや、ホログラ
ム膜を設けたものがある。Here, as the combiner, TiO 2 , ZrO 2 or SiO 2 in addition to these is formed on the inner surface of the vehicle window glass.
There are those in which a dielectric enhanced reflection film made of, etc. is formed, and those in which a hologram film is provided.
【００１９】特に、光学的素子としての簡素さ、及び付
加される機能の豊富さから上記のコンバイナーとして、
ホログラムを使用することが好ましい。本実施例ではか
かる観点からホログラフィックコンバイナーを用いた。
このホログラフィックコンバイナーは反射機能（回折機
能）のみならず、レンズ機能等を併せ持つことができる
ので、光学的情報を運転手の視野方向に回折したり、或
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となる。また、前景輝度を損な
わずに高輝度で大画面の表示像が得られるという特徴も
ある。In particular, because of the simplicity of the optical element and the abundance of added functions, the combiner is
Preference is given to using holograms. In this example, a holographic combiner was used from this point of view.
Since this holographic combiner can have not only the reflection function (diffraction function) but also the lens function and so on, it can diffract optical information in the driver's visual field direction, or use other optical systems such as lenses. It is possible to form an image at an arbitrary position without using it. Another feature is that a large-screen display image can be obtained with high brightness without impairing the foreground brightness.
【００２０】かかるコンバイナーは、窓ガラスと別に設
けられてもよいが、構造の簡素さから、車両の窓ガラス
に装着して用いられるのが良く、特にコンバイナーを形
成する膜の保護の観点からは、合せガラスである窓ガラ
スの内部に封入して用いるのが良い。Although such a combiner may be provided separately from the window glass, it is preferably used by being attached to the window glass of the vehicle because of its simple structure. Particularly, from the viewpoint of protecting the film forming the combiner. It is preferable to use it by enclosing it inside a window glass which is a laminated glass.
【００２１】本発明における情報表示源は光を発して表
示する機能をもつものであり、代表的な例としては、液
晶表示素子１３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（ＨＣＴ）、蛍光表示管（ＶＦ）、タン
グステンランプ、ハロゲンランプ、メタルハライドラン
プ、ＬＥＤなどからなる光源１６〜１８を併用したもの
がある。The information display source in the present invention has a function of emitting light to display, and as a typical example, a hot cathode tube (a cathode ray tube (a cathode ray tube) is provided on a display body composed of a so-called light receiving display element such as a liquid crystal display element 13. HCT), a fluorescent display tube (VF), a tungsten lamp, a halogen lamp, a metal halide lamp, and a light source 16 to 18 including an LED are used together.
【００２２】この液晶表示素子としては、透過型のツイ
ステッドネマチック型液晶表示素子、スーパーツイステ
ッドネマチック型液晶表示素子等が好ましく使用でき
る。また、それとは別に、受光型表示素子を用いず、表
示体として、特定の形状をした遮光マスクを用いたもの
であってもよい。As the liquid crystal display element, a transmission type twisted nematic type liquid crystal display element, a super twisted nematic type liquid crystal display element or the like can be preferably used. Alternatively, a light-shielding mask having a specific shape may be used as the display body instead of the light receiving display element.
【００２３】本発明においては、表示体と光源との間に
光ファイバーバンドルからなるライトガイドを設けるこ
とによって、表示体と光源とを分割している。表示体は
光源部と分離しているために小型化されインストルメン
トパネル内に容易に設置可能となった。また、ライトガ
イドの構成としては、光入射部側は複数に分岐されその
各々に光源が取付けられていて、さらに光出射部側では
一本に束ねられ表示体を照射する。このライトガイドの
材質はプラスチックファイバー、多成分ガラス系光ファ
イバー、石英ガラス系（製）光ファイバー、コアが液体
でクラッドが金属からなる光ファイバー、コアが石英で
クラッドがシリコーン等の樹脂からなるいわゆるＰＣＳ
ファイバー等を用いることができる。車載用としては安
価で耐環境性に優れるものとして多成分ガラスファイバ
ーが望ましい。In the present invention, the display body and the light source are divided by providing a light guide consisting of an optical fiber bundle between the display body and the light source. Since the display unit is separated from the light source unit, it is miniaturized and can be easily installed in the instrument panel. In addition, as a configuration of the light guide, the light incident part side is divided into a plurality of parts, and a light source is attached to each of them, and the light emitting part side is bundled into one to illuminate the display body. The material of this light guide is a plastic fiber, a multi-component glass optical fiber, a silica glass optical fiber (manufactured), an optical fiber having a liquid core and a metal clad, a so-called PCS having a quartz core and a resin such as silicone clad.
Fiber etc. can be used. For vehicle use, multi-component glass fiber is desirable because it is inexpensive and has excellent environmental resistance.
【００２４】また光ファイバーの各素線径は50〜 400μ
ｍ程度がフレキシブル性の観点から好ましい。The diameter of each strand of the optical fiber is 50 to 400 μ
About m is preferable from the viewpoint of flexibility.
【００２５】以下に、本発明の実施例を態様ごとに図面
に従って詳しく説明する。Embodiments of the present invention will be described in detail below for each mode with reference to the drawings.
【００２６】図１に本発明のヘッドアップディスプレイ
の１例を示す断面図である。１４は表示体の筐体であ
り、内部にスーパーツイステッドネマチック型液晶表示
素子１３とライトガイド１５の光出射端部を有してい
る。ライトガイド１５はおおよそ長さ１ｍでその光入射
部が三分岐されていて各々ミラー付ハロゲンランプ１
６、１７、１８が装着されている。ランプ１６及び１７
はそれぞれ５０Ｗタイプで、ランプ１８は２０Ｗタイプ
である。FIG. 1 is a sectional view showing an example of the head-up display of the present invention. Reference numeral 14 denotes a display housing, which has a light emitting end portion of a super twisted nematic liquid crystal display element 13 and a light guide 15 therein. The light guide 15 has a length of about 1 m, and its light incident part is divided into three parts.
6, 17, 18 are attached. Lamps 16 and 17
Is a 50 W type and the lamp 18 is a 20 W type.
【００２７】ここで、ホログラフィックコンバイナー１
２に映し出された表示像輝度はランプ３個点灯時で３０
００ｃｄ／ｍ2 、ランプ１８のみ点灯時で３００ｃｄ／
ｍ2となった。したがって昼間時はランプを３個点灯さ
せ夜間時はランプ１８のみ点灯させることができる。Here, the holographic combiner 1
The brightness of the display image displayed in 2 is 30 when three lamps are lit.
00 cd / m 2 , 300 cd / m when only lamp 18 is on
It became m 2 . Therefore, three lamps can be turned on during the daytime and only the lamp 18 can be turned on during the nighttime.
【００２８】図２に本発明のヘッドアップディスプレイ
の別の例の断面図を示す。これは多色表示を実現するも
のである。図１に示した実施例と同様に、２４は表示体
の筐体であり、内部にスーパーツイステッドネマチック
型液晶表示素子２３とライトガイド２５の光出射端部を
有している。また、２１、２２、２３、２９は図１と同
様に車両用窓ガラス、ホログラフィックコンバイナー、
液晶表示素子、観視者を示している。FIG. 2 shows a sectional view of another example of the head-up display of the present invention. This realizes multicolor display. Similar to the embodiment shown in FIG. 1, reference numeral 24 denotes a casing of a display body, which has a super twisted nematic liquid crystal display element 23 and a light emitting end portion of a light guide 25 therein. Reference numerals 21, 22, 23, and 29 are vehicle window glasses, a holographic combiner, and
A liquid crystal display element and a viewer are shown.
【００２９】ライトガイド２５は、やはりおおよそ長さ
１ｍで光入射部が三分岐され各々ミラー付ハロゲンラン
プ２６〜２８が装着されている。また、ランプとライト
ガイド入射端部との間には波長選択用フィルター２６ａ
〜２８ａが介装されている。なお、必要に応じて赤外カ
ットフィルター、レンズ、ミラー、偏光板等の光学部品
を所定の位置に介装することができる。ここで、ランプ
２６は４０Ｗタイプに赤色フィルター２６ａを、ランプ
２７は６０Ｗタイプに緑色フィルター２７ａを、ランプ
２８は８０Ｗタイプに青色フィルター２８ａをそれぞれ
用いて各色ごとに同じ輝度となるようにした。The light guide 25 also has a length of about 1 m, and the light incident portion is divided into three parts, and halogen lamps with mirrors 26 to 28 are mounted respectively. Further, a wavelength selection filter 26a is provided between the lamp and the light guide entrance end.
.About.28a are interposed. It should be noted that optical components such as an infrared cut filter, a lens, a mirror, and a polarizing plate can be provided at a predetermined position, if necessary. Here, the lamp 26 uses a 40 W type red filter 26a, the lamp 27 uses a 60 W type green filter 27a, and the lamp 28 uses an 80 W type blue filter 28a so that each color has the same brightness.
【００３０】本発明においては、ライトガイドを構成す
る光ファイバー束のファイバー素線配列が、その光出射
端と光入射端とでアトランダムに対応していることが好
ましい。こうすることにより、各ランプの輝度ばらつき
を補正し、表示体を均一に補正することができる。ま
た、光ファイバーの光出射端と、表示体との間に、光束
の広がりを制御するレンズ系を挿入しても良い。In the present invention, it is preferable that the fiber element array of the optical fiber bundle that constitutes the light guide correspond at random to the light emitting end and the light incident end. By doing so, it is possible to correct the luminance variation of each lamp and to uniformly correct the display body. Further, a lens system for controlling the spread of the light flux may be inserted between the light emitting end of the optical fiber and the display body.
【００３１】[0031]
【発明の効果】本発明によれば、車両用ヘッドアップデ
ィスプレイの表示器用の照明装置として、その光経路内
に光入射部が分岐されたライトガイドを備えてなること
で表示素子と光源を分離させることができ、インストル
メントパネル内における表示器の収納が容易となった。
また、光源（ランプ）を複数個用いることでランプの電
圧を変化させることなく表示輝度のデミングが可能とな
り、しかもランプの発光寿命が低下する要因が無くなっ
た。According to the present invention, as a lighting device for a display of a vehicle head-up display, a light guide having a branched light incident portion is provided in a light path thereof to separate a display element and a light source. This makes it easy to store the indicator in the instrument panel.
Further, by using a plurality of light sources (lamps), it is possible to dimm the display brightness without changing the voltage of the lamp, and there is no factor that reduces the light emission life of the lamp.
【００３２】更には、光源がインストルメントパネル以
外に設置できることからランプ交換が容易となる。ま
た、ランプの放熱によるインストルメントパネル内の電
装部品に与える熱影響が防げる効果をも有する。Furthermore, since the light source can be installed in a place other than the instrument panel, the lamp can be easily replaced. In addition, it also has an effect of preventing heat influence on electric components in the instrument panel due to heat dissipation of the lamp.
【００３３】また、請求項２にかかる発明によれば、ま
た、光源（ランプ）を複数個用いることで異なる波長の
光を個別に点灯したり、同じ輝度に合せたり、さらには
混色させることが可能となる。According to the second aspect of the present invention, by using a plurality of light sources (lamps), lights of different wavelengths can be individually turned on, adjusted to the same brightness, and mixed. It will be possible.
【図１】本発明の基本的構成を示す断面図FIG. 1 is a sectional view showing a basic configuration of the present invention.
【図２】本発明の基本的構成を示す断面図FIG. 2 is a sectional view showing the basic configuration of the present invention.
【図３】従来のＨＵＤを示す概念図FIG. 3 is a conceptual diagram showing a conventional HUD.
１１、２１ 車両用窓ガラス １２、２２ コンバイナー １３、２３ 液晶表示素子 １５、２５ ライトガイド １６〜１８、２６〜２８ 光源 11, 21 Vehicle window glass 12, 22 Combiner 13, 23 Liquid crystal display element 15, 25 Light guide 16-18, 26-28 Light source
Claims (3)
を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、前記光線を観視者に向けて反射するコンバイナー
とからなるヘッドアップディスプレイにおいて、 前記表示体と光源との間に光ファイバーを束ねてなるラ
イトガイドを備えてなり、かつ前記ライトガイドはその
光入射部分が分岐されていて、各々の入射端にはそれぞ
れ異なる光源からの光が入射するようにされてなること
を特徴とするヘッドアップディスプレイ。1. A head comprising an information display source that includes a light source and a display body that displays information to be displayed and that generates information to be displayed as light rays, and a combiner that reflects the light rays toward a viewer. In the up-display, a light guide formed by bundling optical fibers is provided between the display body and a light source, and the light guide has a light incident portion branched, and each incident end is provided with a different light source. Head-up display, characterized in that the light of is incident.
主波長の光が入射するようにされてなることを特徴とす
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 lights having different main wavelengths are made incident on respective incident ends of the light guide.
ファイバー素線配列が、その光出射端と光入射端とで不
規則に対応していることを特徴とする請求項１または請
求項２のヘッドアップディスプレイ。3. The head according to claim 1 or 2, wherein the fiber element array of the optical fiber bundle forming the light guide has irregular correspondence between the light emitting end and the light incident end. Up display.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4031401A JPH05193400A (en) | 1992-01-22 | 1992-01-22 | Head up display |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4031401A JPH05193400A (en) | 1992-01-22 | 1992-01-22 | Head up display |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05193400A true JPH05193400A (en) | 1993-08-03 |
Family
ID=12330240
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4031401A Withdrawn JPH05193400A (en) | 1992-01-22 | 1992-01-22 | Head up display |
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|---|---|
| JP (1) | JPH05193400A (en) |
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