JPH06107036A - 車両用ヘッドアップ型表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】車両用ヘッドアップ型表示装置において、複数
色複数焦点の凹面鏡としての機能を有するホログラム
を、フロントウィンドシールドから分離しその下方に配
置して、表示器からの表示情報をフロントウィンドシー
ルドには直接には入射させないようにする。 【構成】フロントウィンドシールドＷの下方に位置する
ダッシュパネル１０の裏面側に、両車両情報を二色にて
表示する液晶表示器２０が配置される。ダッシュパネル
１０の開口部１２を通して上方に向けフロントウィンド
シールドＷの内表面運転者視野領域を臨むように、ダッ
シュパネルＷの裏面側に、二色二焦点の凹面鏡としての
機能を有するホログラム３０を配置する。そして、この
ホログラム３０により、液晶表示器２０からの各表示車
両情報を開口部１２を通し反射して前記内表面運転者視
野領域に投影する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車両用表示装置に係
り、特に、液晶表示器等の車速その他の複数の車両情報
を、当該車両のフロントウィンドシールドを介し、運転
者の視野前方に表示するようにした車両用ヘッドアップ
型表示装置に関する。

【０００２】

【従来技術】従来、この種のヘッドアップ型表示装置に
おいては、例えば、特開平３ー１８２７１６号公報にて
示されているように、運転者の視野前方に位置するフロ
ントウィンドシールドの内表面視野領域に、三色三焦点
の凹面鏡としての機能を有するホログラムを添着し、こ
のホログラムに下方から入射する表示器からの各表示情
報を同ホログラムによりその凹面鏡としての機能のもと
に反射し、これら各反射表示情報を、光の各所定波長の
相違に応じフロントウィンドシールドの前方の異なる位
置に虚像としてそれぞれ結像させて、同ホログラム及び
フロントウィンドシールドの視野領域を通して運転者が
視認できるようにしたものがある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
構成においては、上述のようにホログラムがフロントウ
ィンドシールドの内表面視野領域に添着されているた
め、表示器からの各表示情報がホログラムに入射された
とき、表示器からの上述の各所定波長以外の波長の情報
もホログラムに入射することになる。然るに、上述の各
所定波長以外の波長の情報は、ホログラムの凹面鏡とし
ての機能に影響されることなく、同ホログラムを透過す
るため、この透過情報は、フロントウィンドシールドに
入射してその内表面及び外表面の双方で反射され、上述
の各虚像と共に、車両の前方に反射像として結像する。
その結果、運転者は、その視野前方において、当該反射
像及び虚像の双方を、互いに異なる像として、視認する
ことになり、違和感を感ずるという不具合がある。ま
た、太陽の光がフロントウィンドシールドを通りホログ
ラムに入射したとき、この太陽が、ホログラムの凹面鏡
としての機能により、複数の虚像として結像されると、
これら太陽の虚像が対向車の運転者の視野に入り、その
結果、同運転者にまぶしさを感じさせるという不具合が
生ずるおそれがある。

【０００４】そこで、本発明は、このようなことに対処
すべく、車両用ヘッドアップ型表示装置において、複数
色複数焦点の凹面鏡としての機能を有するホログラム
を、フロントウィンドシールドから分離しその下方に配
置して、表示器からの表示情報をフロントウィンドシー
ルドには直接には入射させないようにしようとするもの
である。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するにあ
たり、本発明においては、複数の車両情報を複数色にて
表示する表示素子と、複数色複数焦点の凹面鏡としての
機能を有するホログラムとを備えて、前記複数の車両情
報に対する前記ホログラムの凹面鏡としての反射作用に
応じ、同複数の車両情報の各々を、車両のフロントウィ
ンドシールドを介し、運転者の視野前方の互いに異なる
位置に結像表示するようにしたヘッドアップ型表示装置
において、以下のようにしたことにその構成上の特徴が
ある。

【０００６】即ち、本発明の構成上の特徴は、前記表示
素子が前記フロントウィンドシールドの下方に位置する
ダッシュパネルの裏面側に配設され、かつ、前記ホログ
ラムが、前記ダッシュパネルの上縁開口部を通して上方
に向け前記フロントウィンドシールドの内表面運転者視
野領域を臨むように、前記ダッシュパネルの裏面側に配
設されて、前記表示素子からの各表示車両情報を、前記
上縁開口部を通して反射し前記フロントウィンドシール
ドの内表面運転者視野領域に投影するようにして、前記
フロントウィンドシールドが、その内表面運転者視野領
域への各投影表示車両情報を反射して運転者の視野前方
の互いに異なる位置に結像表示するようにしたことにあ
る。

【０００７】

【発明の作用・効果】このように本発明を構成したこと
により、前記表示素子が複数の車両情報を複数色にて表
示すると、前記ホログラムが同表示車両情報を上方へ反
射して前記ダッシュパネルの上縁開口部を通し前記フロ
ントウィンドシールドの内表面運転者視野領域に投影す
る。かかる場合、前記ホログラムが、上述のように、複
数色複数焦点の凹面鏡としての機能を有するので、前記
フロントウィンドシールドの内表面運転者視野領域に投
影される各車両情報は、前記ホログラムの反射により、
前記表示素子の各表示車両情報の複数色との関連で複数
色にて投影される。そして、これら各投影表示車両情報
は、前記フロントウィンドシールドの反射作用のもと
に、互いに異なる位置にて、同フロントウィンドシール
ドの運転者視野領域前方に、それぞれ虚像として結像表
示される。これにより、車両に関する複数の情報を、互
いに異なる位置にて、前記フロントウィンドシールドの
運転者視野領域前方にて、常に同時に確実に視認でき
る。また、上述のように、ホログラム及び表示器が、前
記フロントウィンドシールドの下方に位置するダッシュ
パネルの裏面側に配置されているので、表示器からの表
示情報が、直接、前記フロントウィンドシールドに入射
したり、或いは、太陽の光がホログラムに入射したりす
ることがない。従って、運転者により視認されるべき本
来の表示情報の虚像以外の像が同虚像に併せて結像され
て同運転者に違和感を与えたり、或いは太陽の虚像がホ
ログラムにより結像されて対向車の運転者にまぶしさを
与えたりするというようなことは生じない。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面により説明す
ると、図１は、本発明に係る車両用ヘッドアップ型表示
装置の一例を示しており、この表示装置は、当該車両の
車室内前壁下方部を構成するダッシュパネル１０の裏面
側近傍に配設されている。この表示装置は、液晶表示器
２０と、本発明の要部を構成するホログラム３０とを備
えており、液晶表示器２０は、ダッシュパネル１０のイ
ンストルメントパネル１１の裏面側にて、その液晶パネ
ル２１の出射面を当該車両の前方に向け、適宜な支持手
段により車体の適所に支持されている。しかして、この
液晶表示器２０は、液晶パネル２１の背後に内蔵してな
る光源からの平行光束を液晶パネル２１に入射させ、車
両情報を表す平行光束として液晶パネル２１を透過させ
その出射面から出射させる。

【０００９】但し、液晶パネル２１内には、車速情報Ｖ
ｓ（図３（Ａ）参照）を特定する車速ディジタル表示パ
ターン部及びコーナマーカ表示情報Ｍを特定するコーナ
マーカ表示パターン部（図３（Ａ）参照）が形成されて
いる。また、液晶パネル２１の入射面の前記車速ディジ
タル表示パターン部及びコーナマーカ表示パターン部に
対応する部分には、緑色フイルタ及び赤色フィルタがそ
れぞれ添着されるとともに、液晶パネル２１の入射面の
残余の部分には黒色のマスクが施されている。しかし
て、液晶パネル２１からの出射光束により特定される車
両情報は、前記車速ディジタル表示パターン部により前
記緑色フィルタとの関連で形成される緑色の車速情報Ｖ
ｓと、前記コーナマーカ表示パターン部により前記赤色
フィルタとの関連で形成される赤色のコーナマーカ表示
情報Ｍとによって構成される。なお、図１において、符
号Ｈは当該車両のステアリングハンドルを示す。

【００１０】ホログラム３０は、二色二焦点を有する凹
面鏡として機能するもので、このホログラム３０は、図
１にて示すごとく、液晶表示器２０の液晶パネル２１の
出射面の前方にて、適宜な支持手段により車体の適所
に、傾斜して支持されている。かかる場合、ホログラム
３０は、その入射面３１にて、ダッシュパネル１０の上
縁部に設けた開口部１２を通し当該車両の透明のフロン
トウィンドシールドＷの内表面下部（運転者の前方視野
領域に対応する）を臨み、かつ液晶パネル２１の出射面
を直接臨むように、前後方向に傾斜している。

【００１１】ところで、ホログラム３０の製作は以下の
ようにする。まず、ホログラム３０と同一の外形寸法に
て、透明な両薄板ガラス間にホログラム材料を層状に介
装したホログラム乾板Ｐを準備する。そして、このホロ
グラム乾板Ｐを、図２（Ａ）にて示すごとく、プリズム
４０の下面４１と平凸レンズ５０の上面５１との間に挟
持する。然る後、図２（Ａ）にて示すごとく、レーザ６
０からのレーザ光束（緑色に相当する波長λ1 を有す
る）を反射鏡７０により反射し凸レンズ８０及びスリッ
ト９０を通してプリズム４０の入射面４２に直角に入射
させる。すると、この入射面４２への入射レーザ光束
は、プリズム４０及びホログラム乾板Ｐを透過し、平凸
レンズ５０の下方への凸面を構成する底面５２に達して
反射されホログラム乾板Ｐに下方から入射する。但し、
レーザ光束がホログラム乾板Ｐに対し入射角α（図２
（Ａ）参照）にて入射したとき、同入射レーザ光束と、
平凸レンズ５０の底面５２からの反射レーザ光束とがホ
ログラム乾板Ｐ上にて干渉し合うように、底面５２の曲
率半径Ｒ1、即ち焦点距離Ｆ1が選定されている。しかし
て、上述のような干渉により、ホログラム乾板Ｐは、平
凸レンズ５０の底面５２の焦点距離をもち緑色波長の光
のみを選択する凹面鏡としての機能を光学的に記録した
ホログラム乾板Ｑとして形成される。

【００１２】ついで、このホログラム乾板Ｑを、図２
（Ｂ）にて示すごとく、プリズム４０Ａの下面４３と平
凸レンズ５０Ａの上面５３との間に挟持する。然る後、
図２（Ｂ）にて示すごとく、レーザ６０からのレーザ光
束（赤色に相当する波長λ2 を有する）を反射鏡７０に
より反射し凸レンズ８０及びスリット９０を通してプリ
ズム４０Ａの入射面４４に直角に入射させる。すると、
この入射面４４への入射レーザ光束は、プリズム４０Ａ
及びホログラム乾板Ｑを透過し、平凸レンズ５０Ａの下
方への凸面を構成する底面５４に達して反射されホログ
ラム乾板Ｑに下方から入射する。但し、レーザ光束がホ
ログラム乾板Ｑに対し、入射角β（図２（Ｂ）参照）に
て入射したとき、同入射レーザ光束と、平凸レンズ５０
Ａの底面５４からの反射レーザ光束とがホログラム乾板
Ｑ上にて干渉し合うように、底面５４の曲率半径Ｒ2
（Ｒ1よりも小さい）、即ち焦点距離Ｆ2 が選定されて
いる。しかして、このような干渉により、ホログラム乾
板Ｑは、平凸レンズ５０Ａの底面５４の焦点距離をもち
赤色波長の光のみを選択する凹面鏡としての機能を、上
述のホログラム乾板Ｑに記録した凹面鏡としての機能
に、重畳的に光学的に記録したホログラム乾板３０とし
て形成される。

【００１３】これにより、ホログラム３０は、液晶パネ
ル２１からの出射光束を入射面３１に入射されて、同入
射光束のうちブラッグの反射条件に合う特定波長、即ち
各波長λ1及びλ2の光束成分を反射してダッシュパネル
１０の開口部１２を通してフロントウィンドシールドＷ
の内表面に向け反射する。因みに、ホログラム３０の反
射効率を波長λとの関係で調べたところ、図３（Ｂ）に
て示すごとく、各波長λ1及びλ2にて顕著に高くなっ
た。なお、ホログラム乾板Ｑの図２（Ｂ）にて図示上面
がホログラム３０の入射面３１に相当する。

【００１４】このように構成した本実施例において、当
該車両の走行状態で液晶表示器２０がその液晶パネル２
１から車両情報、即ち緑色の車速情報Ｍ及び赤色のコー
ナマーカ表示情報Ｍを平行光束にてホログラム３０に向
けて出射すると、この出射光束がホログラム３０に入射
する。すると、ホログラム３０が、その入射光束を反射
してダッシュパネル１０の開口部１２を通しフロントウ
ィンドシールドＷの内表面に入射させる。かかる場合、
ホログラム３０は、ブラッグの反射条件に有った各波長
λ1及びλ2の入射光束のみを選択して反射し、同選択反
射光束を、上述のような二色二焦点の凹面鏡としての機
能のもとに、フロントウィンドシールドＷの内表面に入
射させる。

【００１５】換言すれば、フロントウィンドシールドＷ
の内表面への選択反射光束の入射領域（図１にて符号Ｗ
1 参照）からホログラム３０の入射面３１を見たときの
同ホログラム３０の反射像は、図１にて示すごとく、ホ
ログラム３０の背後に結像する緑色虚像Ｉｇ（緑色の車
速情報Ｖｓを表す）及びその後方に結像する赤色虚像Ｉ
ｒ（赤色のコーナマーカ表示情報Ｍを表す）として視認
される。従って、入射領域Ｗ1 がその入射選択反射光束
を運転者の顔部（図１にて符号Ｆ参照）に向けて反射し
たとき、同運転者は、フロントウィンドシールドＷの内
表面の反射像を同フロントウィンドシールドＷの前方に
て視認する。かかる場合、運転者は、図１にて示すごと
く、緑色虚像Ｉｇと同一の緑色虚像Ｉｇｏを視認すると
ともに、赤色虚像Ｉｇと同一の赤色虚像Ｉｒｏを緑色虚
像Ｉｇｏよりも当該車両の前方にて視認する。

【００１６】以上説明したように、本実施例において
は、上述のように二色二焦点の凹面鏡としての機能を有
するように構成したホログラム３０を採用して、液晶表
示器２０からの緑色の車速情報Ｖｓ及び赤色のコーナマ
ーカ表示情報Ｍを、同ホログラム３０により、フロント
ウィンドシールドＷを介しその前方にて緑色虚像Ｉｇｏ
及び赤色虚像Ｉｒｏとして異なる位置にて結像表示する
ようにした。これにより、ホログラム３０を採用するの
みで、同ホログラム３０の機能を有効に活用して、車両
に関する二種類の情報を、互いに異なる位置にて、フロ
ントウィンドシールドＷの運転者視野領域前方にて常に
同時に視認できるという斬新な視認効果をもつ車両用ヘ
ッドアップ型表示装置を簡単かつコンパクトな構成にて
提供し得る。

【００１７】かかる場合、ホログラム３０及び液晶表示
器２０が、フロントウィンドシールドＷの下方に位置す
るダッシュパネル１０の裏面側に配置されているので、
液晶表示器２０からの表示情報が、直接、フロントウィ
ンドシールドＷに入射したり、或いは、太陽の光がホロ
グラム３０に入射したりすることがない。従って、運転
者により視認されるべき本来の表示情報の虚像以外の像
が同虚像に併せて結像されて同運転者に違和感を与えた
り、或いは太陽の虚像がホログラム３０により結像され
て対向車の運転者にまぶしさを与えたりするというよう
なことは生じない。

【００１８】また、ホログラム３０の二色二焦点の凹面
鏡としての機能は、同ホログラムの全体に対し、色及び
焦点の各組合せ毎に重畳的にホログラム処理し、かつ同
ホログラムからの車両情報をフロントウィンドシールド
Ｗに投影するようにしたので、運転者の視認位置の変動
とはかかわりなく、緑色虚像Ｉｇｏ及び赤色虚像Ｉｒｏ
の各結像を常に確実に視認できるのは勿論のこと、液晶
表示器２０の配設位置の自由度もかなり高くなる。

【００１９】なお、本発明の実施にあたっては、ホログ
ラム３０を、二色二焦点の凹面鏡としての機能をもつホ
ログラムとして構成した例について説明したが、これに
限らず、複数色複数焦点の凹面鏡としての機能をもつホ
ログラムでもってホログラム３０を構成し、かつ液晶表
示器２０の車両情報も複数色の情報で構成するようにし
て実施してもよい。

【００２０】また、前記実施例においては、緑色の車速
情報Ｖｓと赤色のコーナマーカ表示情報Ｍとを表示する
例について説明したが、これに限らず、各種の色彩の種
々の車両に関する情報を表示するようにして実施しても
よい。

【００２１】また、本発明の実施にあたっては、液晶表
示器２０に限ることなく、ＣＲＴその他各種の表示装置
を採用して実施してもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を表す概略全体構成図であ
る。

【図２】図１のホログラム３０の製作過程の説明図であ
る。

【図３】図１の液晶パネルの表示例を示す図及びホログ
ラム３０の反射効率と光の波長λとの関係を示すグラフ
である。

【符号の説明】 Ｗ…フロントウィンドシールド、１０…ダッシュパネ
ル、１２…開口部、２０…液晶表示器、２１…液晶パネ
ル、３０…ホログラム。

フロントページの続き (72)発明者 佐分 淑樹 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本電 装株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の車両情報を複数色にて表示する表示
   素子と、 複数色複数焦点の凹面鏡としての機能を有するホログラ
   ムとを備えて、 前記複数の車両情報に対する前記ホログラムの凹面鏡と
   しての反射作用に応じ、同複数の車両情報の各々を、車
   両のフロントウィンドシールドを介し、運転者の視野前
   方の互いに異なる位置に結像表示するようにしたヘッド
   アップ型表示装置において、 前記表示素子が前記フロントウィンドシールドの下方に
   位置するダッシュパネルの裏面側に配設され、 かつ、前記ホログラムが、前記ダッシュパネルの上縁開
   口部を通して上方に向け前記フロントウィンドシールド
   の内表面運転者視野領域を臨むように、前記ダッシュパ
   ネルの裏面側に配設されて、前記表示素子からの各表示
   車両情報を、前記上縁開口部を通して反射し前記フロン
   トウィンドシールドの内表面運転者視野領域に投影する
   ようにして、 前記フロントウィンドシールドが、その内表面運転者視
   野領域への各投影表示車両情報を反射して運転者の視野
   前方の互いに異なる位置に結像表示するようにしたこと
   を特徴とする車両用ヘッドアップ型表示装置。