JPH06130318A - ヘッドアップディスプレイ装置 - Google Patents
ヘッドアップディスプレイ装置Info
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- JPH06130318A JPH06130318A JP28121792A JP28121792A JPH06130318A JP H06130318 A JPH06130318 A JP H06130318A JP 28121792 A JP28121792 A JP 28121792A JP 28121792 A JP28121792 A JP 28121792A JP H06130318 A JPH06130318 A JP H06130318A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】車両用のヘッドアップディスプレイ装置に関
し、ゴースト像の発生を抑えて視認性を向上する。 【構成】情報を表示するための表示器１０、例えばｙ軸
方向に１次元的光学パワーを有する光学素子１２、およ
びｘ軸方向（水平方向）に１次元的光学パワーを有する
コンバイナ反射型ホログラム１４とで構成され、１次元
的光学パワーを有する光学素子１２のパワー方向と、１
次元的光学パワーを有するコンバイナ反射型ホログラム
１４のパワー方向を結像系において直交させ、コンバイ
ナ反射型ホログラム１４の透過型回折格子成分（干渉
縞）の並びを垂直方向とさせることで、先方からの光を
水平面内に回折させ、ゴースト像を見えにくくする。
し、ゴースト像の発生を抑えて視認性を向上する。 【構成】情報を表示するための表示器１０、例えばｙ軸
方向に１次元的光学パワーを有する光学素子１２、およ
びｘ軸方向（水平方向）に１次元的光学パワーを有する
コンバイナ反射型ホログラム１４とで構成され、１次元
的光学パワーを有する光学素子１２のパワー方向と、１
次元的光学パワーを有するコンバイナ反射型ホログラム
１４のパワー方向を結像系において直交させ、コンバイ
ナ反射型ホログラム１４の透過型回折格子成分（干渉
縞）の並びを垂直方向とさせることで、先方からの光を
水平面内に回折させ、ゴースト像を見えにくくする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、車両用のヘッドアップ
ディスプレイ装置に関し、特に、ゴースト像の発生を抑
えるようにしたヘッドアップディスプレイ装置に関す
る。
ディスプレイ装置に関し、特に、ゴースト像の発生を抑
えるようにしたヘッドアップディスプレイ装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】ヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）装
置においては、表示像を遠方（前方）に拡大して表示す
ることが要求される。小型の表示器を用いてＨＵＤを実
現するためには、拡大光学系が必要である。凹面鏡機能
を有する反射型ホログラムをコンバイナとして使用し、
フロントウィンドに形成する方式が既に提案されてお
り、反射型ホログラムによって像の遠方拡大表示が可能
になる。
置においては、表示像を遠方（前方）に拡大して表示す
ることが要求される。小型の表示器を用いてＨＵＤを実
現するためには、拡大光学系が必要である。凹面鏡機能
を有する反射型ホログラムをコンバイナとして使用し、
フロントウィンドに形成する方式が既に提案されてお
り、反射型ホログラムによって像の遠方拡大表示が可能
になる。
【０００３】図１１に従来のヘッドアップディスプレイ
装置の一例を示す。図１１において、表示器１０からの
表示光はコンバイナ１００としての反射型ホログラムに
入射した後、車両の運転者２４に向けて反射され、同時
に凹面鏡機能によって拡大された虚像１０２が生成され
る。この場合、拡大倍率はおよそＬ 2 ／Ｌ1 である。
装置の一例を示す。図１１において、表示器１０からの
表示光はコンバイナ１００としての反射型ホログラムに
入射した後、車両の運転者２４に向けて反射され、同時
に凹面鏡機能によって拡大された虚像１０２が生成され
る。この場合、拡大倍率はおよそＬ 2 ／Ｌ1 である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、コンバ
イナとして反射型ホログラムを使用した場合、ゴースト
の問題がある。ヘッドアップディスプレ装置のコンバイ
ナ１００として使用する凹面鏡機能を有する反射型ホロ
グラムは、基本的にはホログラム面に平行な干渉縞（位
相面）を有するが湾曲しており、位相面がホログラム表
面と交わる部分は曲線群を構成する。物理的には、屈折
率変化がホログラム表面において透過型ホログラムを構
成する。
イナとして反射型ホログラムを使用した場合、ゴースト
の問題がある。ヘッドアップディスプレ装置のコンバイ
ナ１００として使用する凹面鏡機能を有する反射型ホロ
グラムは、基本的にはホログラム面に平行な干渉縞（位
相面）を有するが湾曲しており、位相面がホログラム表
面と交わる部分は曲線群を構成する。物理的には、屈折
率変化がホログラム表面において透過型ホログラムを構
成する。
【０００５】一般に光学パワーを有する反射型ホログラ
ムには透過型ホログラムも同時に形成されている。この
不可避的に形成される透過型ホログラム成分がヘッドア
ップディスプレイ装置において、ゴースト発生の原因と
なる。例えば図１１に示すように、前方に発光源１０４
が存在すると、コンバイナ１００の透過型ホログラム成
分によって、光は多数の次数で回折され、ゴースト像と
して運転者の眼に入る。特に水平方向の透過型回折格子
成分については図示のように前方の発光源１０４を鉛直
面内で回折するため、ゴーストとして眼に入りやすい。
ムには透過型ホログラムも同時に形成されている。この
不可避的に形成される透過型ホログラム成分がヘッドア
ップディスプレイ装置において、ゴースト発生の原因と
なる。例えば図１１に示すように、前方に発光源１０４
が存在すると、コンバイナ１００の透過型ホログラム成
分によって、光は多数の次数で回折され、ゴースト像と
して運転者の眼に入る。特に水平方向の透過型回折格子
成分については図示のように前方の発光源１０４を鉛直
面内で回折するため、ゴーストとして眼に入りやすい。
【０００６】本発明は、このような従来の問題点に鑑み
てなされたもので、反射型ホログラムをコンバイナとし
て使用しても、ゴースト像の発生を抑制できるようにし
た視認性の高いヘッドアップディスプレイ装置を提供す
ることを目的とする。
てなされたもので、反射型ホログラムをコンバイナとし
て使用しても、ゴースト像の発生を抑制できるようにし
た視認性の高いヘッドアップディスプレイ装置を提供す
ることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
本発明のヘッドアップディスプレイ装置は次のように構
成する。尚、実施例中の符号を併せて示す。即ち、本発
明のヘッドアップディスプレイ装置は、少なくとも、情
報を表示するための表示器１０、１次元的光学パワーを
有する光学素子１２、および１次元的光学パワーを有す
るコンバイナ手段１４とで構成され、１次元的光学パワ
ーを有する光学素子１２のパワー方向と、１次元的光学
パワーを有するコンバイナ手段１４のパワー方向を結像
系において直交させたことを特徴とする。
本発明のヘッドアップディスプレイ装置は次のように構
成する。尚、実施例中の符号を併せて示す。即ち、本発
明のヘッドアップディスプレイ装置は、少なくとも、情
報を表示するための表示器１０、１次元的光学パワーを
有する光学素子１２、および１次元的光学パワーを有す
るコンバイナ手段１４とで構成され、１次元的光学パワ
ーを有する光学素子１２のパワー方向と、１次元的光学
パワーを有するコンバイナ手段１４のパワー方向を結像
系において直交させたことを特徴とする。
【０００８】ここで１次元的光学パワーを有する光学素
子１２としては、シリンドリカル凹面ミラーまたは同等
の機能を有する反射型ホログラムを用いる。また１次元
光学パワーを有するコンバイナ手段１４としては、水平
方向に光学パワーをもつシリンドリカル凹面ミラーと同
等の機能を有する反射型ホログラム１４ａを用いる。こ
の場合、コンバイナ手段１４としての反射型ホログラム
１４ａは車両のフロントウィンド部に一体に形成され
る。
子１２としては、シリンドリカル凹面ミラーまたは同等
の機能を有する反射型ホログラムを用いる。また１次元
光学パワーを有するコンバイナ手段１４としては、水平
方向に光学パワーをもつシリンドリカル凹面ミラーと同
等の機能を有する反射型ホログラム１４ａを用いる。こ
の場合、コンバイナ手段１４としての反射型ホログラム
１４ａは車両のフロントウィンド部に一体に形成され
る。
【０００９】
【作用】このような構成を備えた本発明のヘッドアップ
ディスプレイ装置によれば、コンバイナ手段１４として
使用する反射型ホログラムは水平方向にのみ光学パワー
をもつシリンドリカル凹面鏡と同等の機能をもつように
形成されていることから、反射ホログラムの形成に伴っ
て不可避的に生ずる透過ホログラム成分による反射面で
の干渉縞（位相面）は垂直方向に並ぶことになる。
ディスプレイ装置によれば、コンバイナ手段１４として
使用する反射型ホログラムは水平方向にのみ光学パワー
をもつシリンドリカル凹面鏡と同等の機能をもつように
形成されていることから、反射ホログラムの形成に伴っ
て不可避的に生ずる透過ホログラム成分による反射面で
の干渉縞（位相面）は垂直方向に並ぶことになる。
【００１０】このためコンバイナ手段１４に前方に位置
する発光源からの光が入っても、垂直方向の透過型回折
格子成分により水平面内で回折し、ゴーストとして眼に
入りにくく、ゴースト像の発生を抑制でき、前方視界が
より見やすくなる。また反射型ホログラムをコンバイナ
に用いることで明るい表示と明るい視界の両立、投射光
学ユニットの簡素化と小型化、更に開口窓の縮小のメリ
ットがほぼ維持できる。
する発光源からの光が入っても、垂直方向の透過型回折
格子成分により水平面内で回折し、ゴーストとして眼に
入りにくく、ゴースト像の発生を抑制でき、前方視界が
より見やすくなる。また反射型ホログラムをコンバイナ
に用いることで明るい表示と明るい視界の両立、投射光
学ユニットの簡素化と小型化、更に開口窓の縮小のメリ
ットがほぼ維持できる。
【００１１】
【実施例】図１は本発明の基本的な実施例を示した実施
例構成図である。図１において、表示器１０は幅ｗ，高
さｈのサイズをもち、速度，エンジン回転数等の車両走
行に関する情報を表示する。表示器１０からＬ1 の距離
には１次元的光学パワー素子１２が配置される。ここ
で、水平方向をｘ軸、これに直交する方向をｙ軸とする
と、１次元的光学パワー素子１２はｙ軸方向に像を拡大
する１次元的な光学パワーをもつ。
例構成図である。図１において、表示器１０は幅ｗ，高
さｈのサイズをもち、速度，エンジン回転数等の車両走
行に関する情報を表示する。表示器１０からＬ1 の距離
には１次元的光学パワー素子１２が配置される。ここ
で、水平方向をｘ軸、これに直交する方向をｙ軸とする
と、１次元的光学パワー素子１２はｙ軸方向に像を拡大
する１次元的な光学パワーをもつ。
【００１２】１次元的光学パワー素子１２からＬ3 の距
離にはｘ軸方向に像拡大を行う１次元的な光学パワーを
有するコンバイナ１４が配置され、１次元的光学パワー
素子１２の反射光はコンバイナ１４に入射し、反射光は
運転者２４の眼に向かう。１次元的光学パワー素子１２
は表示器１０の虚像１８及び虚像２０をそれぞれ１次元
的光学パワー素子１２からの距離Ｌ1 ，Ｌ2 に形成させ
る。
離にはｘ軸方向に像拡大を行う１次元的な光学パワーを
有するコンバイナ１４が配置され、１次元的光学パワー
素子１２の反射光はコンバイナ１４に入射し、反射光は
運転者２４の眼に向かう。１次元的光学パワー素子１２
は表示器１０の虚像１８及び虚像２０をそれぞれ１次元
的光学パワー素子１２からの距離Ｌ1 ，Ｌ2 に形成させ
る。
【００１３】虚像１８は１次元的光学パワー素子１２に
おいて光学的パワーをもたないｘ方向の結像位置であ
り、これに対し虚像２０は１次元的光学パワーをもつｙ
方向の結像位置である。虚像２０のｙ方向の倍率Ｍy は Ｍy ＝（Ｌ1 ＋Ｌ2 ）／Ｌ1 で与えられる。
おいて光学的パワーをもたないｘ方向の結像位置であ
り、これに対し虚像２０は１次元的光学パワーをもつｙ
方向の結像位置である。虚像２０のｙ方向の倍率Ｍy は Ｍy ＝（Ｌ1 ＋Ｌ2 ）／Ｌ1 で与えられる。
【００１４】コンバイナ１４はｘ方向に１次元的光学パ
ワーを有することから、虚像２２におけるｘ方向の倍率
Ｍx は Ｍx ＝（Ｌ1 ＋Ｌ2 ＋Ｌ3 ）／（Ｌ1 ＋Ｌ3 ） で与えられる。更にコンバイナ１４と運転者２４の距離
をＬ4 とすると、最終的に運転者から（Ｌ1 ＋Ｌ2 ＋Ｌ
3 ＋Ｌ4 ）の距離に寸法Ｍx ｗ×Ｍy ｈの虚像２２が形
成される。
ワーを有することから、虚像２２におけるｘ方向の倍率
Ｍx は Ｍx ＝（Ｌ1 ＋Ｌ2 ＋Ｌ3 ）／（Ｌ1 ＋Ｌ3 ） で与えられる。更にコンバイナ１４と運転者２４の距離
をＬ4 とすると、最終的に運転者から（Ｌ1 ＋Ｌ2 ＋Ｌ
3 ＋Ｌ4 ）の距離に寸法Ｍx ｗ×Ｍy ｈの虚像２２が形
成される。
【００１５】更に表示器１０及び１次元的光学パワー素
子１２は投射窓１６を開口した筐体内に設けられてお
り、１次元的光学パワー素子１２の反射光は投射窓１６
からコンバイナ１４に入射し、運転者２４側に反射する
ようにしている。図２は図１の実施例に示した１次元的
光学パワー素子１２の具体例を示した説明図である。
子１２は投射窓１６を開口した筐体内に設けられてお
り、１次元的光学パワー素子１２の反射光は投射窓１６
からコンバイナ１４に入射し、運転者２４側に反射する
ようにしている。図２は図１の実施例に示した１次元的
光学パワー素子１２の具体例を示した説明図である。
【００１６】図１に示した本発明の１次元的光学パワー
素子１２は、例えば図２（ａ）のシリンドルカル凹面ミ
ラー１２ａで実現することができる。シリンドリカル凹
面ミラー１２ａは軸心線２６を中心とした円筒の一部分
を用いたもので、軸心線２６の方向を光学的パワーをも
たないｘ方向とし、これに直交する湾曲面のｙ方向で光
学パワーをもたせている。
素子１２は、例えば図２（ａ）のシリンドルカル凹面ミ
ラー１２ａで実現することができる。シリンドリカル凹
面ミラー１２ａは軸心線２６を中心とした円筒の一部分
を用いたもので、軸心線２６の方向を光学的パワーをも
たないｘ方向とし、これに直交する湾曲面のｙ方向で光
学パワーをもたせている。
【００１７】このため、１次元的光学パワー素子１２と
して図２（ａ）のシリンドリカル凹面ミラー１２ａを用
いる場合には、シリンドリカル凹面ミラー１２ａの軸心
線２６ａと平行なｘ方向を図１の１次元的光学パワー素
子１２のｘ方向に合わせるように配置すればよい。ま
た、本発明の１次元的光学パワー素子１２としては、図
２（ｂ）に示す反射型ホログラム１２ｂによっても実現
することができる。この反射型ホログラム１２ｂは図３
に示すホログラフィック露光により作ることができる。
して図２（ａ）のシリンドリカル凹面ミラー１２ａを用
いる場合には、シリンドリカル凹面ミラー１２ａの軸心
線２６ａと平行なｘ方向を図１の１次元的光学パワー素
子１２のｘ方向に合わせるように配置すればよい。ま
た、本発明の１次元的光学パワー素子１２としては、図
２（ｂ）に示す反射型ホログラム１２ｂによっても実現
することができる。この反射型ホログラム１２ｂは図３
に示すホログラフィック露光により作ることができる。
【００１８】図３において、中央に配置したホログラム
乾板３８に対し、右側の距離Ｌ1 に線光源３２を形成す
るようにレーザ平行光を１方向で絞り、シリンドリカル
レンズ３０を配置する。また、ホログラム乾板３８の左
側の距離（Ｌ1 ＋Ｌ2 ）に線光源３６を形成するように
レーザ平行光を１方向で絞り、シリンドリカルレンズ３
４を配置する。
乾板３８に対し、右側の距離Ｌ1 に線光源３２を形成す
るようにレーザ平行光を１方向で絞り、シリンドリカル
レンズ３０を配置する。また、ホログラム乾板３８の左
側の距離（Ｌ1 ＋Ｌ2 ）に線光源３６を形成するように
レーザ平行光を１方向で絞り、シリンドリカルレンズ３
４を配置する。
【００１９】このようなホログラム乾板３８，シリンド
リカルレンズ３０，３４の配置状態で両側よりレーザ平
行光を照射すると、線光源３２，３６による１方向、具
体的には図１のｙ方向にのみ光学パワーをもつシリンド
リカル凹面ミラーと同じ機能をもつ干渉縞をホログラム
乾板２８にホログラフィック露光することができる。図
４は図１のコンバイナ１４の具体的な実施例を示した説
明図である。
リカルレンズ３０，３４の配置状態で両側よりレーザ平
行光を照射すると、線光源３２，３６による１方向、具
体的には図１のｙ方向にのみ光学パワーをもつシリンド
リカル凹面ミラーと同じ機能をもつ干渉縞をホログラム
乾板２８にホログラフィック露光することができる。図
４は図１のコンバイナ１４の具体的な実施例を示した説
明図である。
【００２０】図１のコンバイナ１４は図４（ａ）に示す
反射型ホログラムを用いたコンバイナ反射型ホログラム
１４ａで実現することができる。このコンバイナ反射型
ホログラム１４ａは図４（ｂ）に示すシリンドリカル凹
面ミラー１４ｂと同等の機能を有する。即ち、コンバイ
ナ反射型ホログラム１４ａはｘ方向に光学的パワーをも
っており、この光学的パワーをもつｘ方向が図１のコン
バイナ１４におけるｘ方向と一致するように配置する。
反射型ホログラムを用いたコンバイナ反射型ホログラム
１４ａで実現することができる。このコンバイナ反射型
ホログラム１４ａは図４（ｂ）に示すシリンドリカル凹
面ミラー１４ｂと同等の機能を有する。即ち、コンバイ
ナ反射型ホログラム１４ａはｘ方向に光学的パワーをも
っており、この光学的パワーをもつｘ方向が図１のコン
バイナ１４におけるｘ方向と一致するように配置する。
【００２１】この図４（ａ）に示すコンバイナ反射型ホ
ログラム１４ａを図１のコンバイナ１４として使用した
場合、反射型ホログラムの形成によってｘ方向に光学的
パワーをもつことになるが、不可避的に形成される干渉
縞による透過型回折格子成分は、図４（ａ）に示すよう
に、ｙ方向（運転者から見て垂直方向）にのみ発生す
る。
ログラム１４ａを図１のコンバイナ１４として使用した
場合、反射型ホログラムの形成によってｘ方向に光学的
パワーをもつことになるが、不可避的に形成される干渉
縞による透過型回折格子成分は、図４（ａ）に示すよう
に、ｙ方向（運転者から見て垂直方向）にのみ発生す
る。
【００２２】従って、コンバイナ反射型ホログラム１４
ａをフロントウィンドに設置した場合、フロントウィン
ドのコンバイナ反射型ホログラム１４ａを通して見る前
方視界中の発光源の回折像は、垂直方向の透過型回折格
子成分により水平方向にのみ回折して発生し、運転者の
眼には入りにくい。この場合、運転者の眼の位置とコン
バイナ反射型ホログラム１４ａの面を見込む立体角に入
る領域内の発光源については、水平方向での回折光が運
転者の眼に入るため、ゴースト像となる。しかし、運転
者の眼からフロントウィンドに設置したコンバイナ反射
型ホログラム１４ａを見込む立体角に入る領域内は、通
常、車両直前の道路面であることがほとんどであるた
め、この部分に発光源が存在することはほとんどなく、
実用上、ゴーストが観察される頻度は極めて低い。
ａをフロントウィンドに設置した場合、フロントウィン
ドのコンバイナ反射型ホログラム１４ａを通して見る前
方視界中の発光源の回折像は、垂直方向の透過型回折格
子成分により水平方向にのみ回折して発生し、運転者の
眼には入りにくい。この場合、運転者の眼の位置とコン
バイナ反射型ホログラム１４ａの面を見込む立体角に入
る領域内の発光源については、水平方向での回折光が運
転者の眼に入るため、ゴースト像となる。しかし、運転
者の眼からフロントウィンドに設置したコンバイナ反射
型ホログラム１４ａを見込む立体角に入る領域内は、通
常、車両直前の道路面であることがほとんどであるた
め、この部分に発光源が存在することはほとんどなく、
実用上、ゴーストが観察される頻度は極めて低い。
【００２３】図４（ａ）の変形例として図５（ａ）に示
すようなホログラム１４ｃを用いることもできる。透過
型回折格子が主としてｙ方向に形成されているが、多
少、ｘ方向の成分も有する場合である。ゴースト防止効
果は図４（ａ）とほぼ同等である。図５（ａ）のホログ
ラム１４ｃは、図５（ｂ）に示すような円錘凹面ミラー
１４ｄの機能を有し、自動車のような傾斜したフロント
ウィンドに設置する場合に好適である。
すようなホログラム１４ｃを用いることもできる。透過
型回折格子が主としてｙ方向に形成されているが、多
少、ｘ方向の成分も有する場合である。ゴースト防止効
果は図４（ａ）とほぼ同等である。図５（ａ）のホログ
ラム１４ｃは、図５（ｂ）に示すような円錘凹面ミラー
１４ｄの機能を有し、自動車のような傾斜したフロント
ウィンドに設置する場合に好適である。
【００２４】図６は図５（ａ）に示したコンバイナ反射
型ホログラム１４ｃの作り方を示した説明図であり、図
７に図６を側面から見た説明図を示す。図６，７におい
て、ホログラム乾板３８に対し、下方に距離（Ｌ1 ＋Ｌ
3 ）離れた位置に線光源４２を形成するようにシリンド
リカルレンズ４０を配置する。また、ホログラム乾板３
８の右側の距離（Ｌ1 ＋Ｌ2 ＋Ｌ3 ）離れた位置に線光
源４６を形成するようにシリンドリカルレンズ４４を配
置する。ここで、線光源４２の位置は虚像１８で示され
る表示器１０の位置に相当し、また線光源４６は最終的
に運転者２４が見る虚像２２の位置に対応している。
型ホログラム１４ｃの作り方を示した説明図であり、図
７に図６を側面から見た説明図を示す。図６，７におい
て、ホログラム乾板３８に対し、下方に距離（Ｌ1 ＋Ｌ
3 ）離れた位置に線光源４２を形成するようにシリンド
リカルレンズ４０を配置する。また、ホログラム乾板３
８の右側の距離（Ｌ1 ＋Ｌ2 ＋Ｌ3 ）離れた位置に線光
源４６を形成するようにシリンドリカルレンズ４４を配
置する。ここで、線光源４２の位置は虚像１８で示され
る表示器１０の位置に相当し、また線光源４６は最終的
に運転者２４が見る虚像２２の位置に対応している。
【００２５】このようなホログラム乾板３８，シリンド
リカルレンズ４０，４４の配置状態で、シリンドリカル
レンズ４０，４４に対しレーザ平行光を同時に照射する
と、線光源４２，４６からの１方向（図１のｘ方向）に
のみパワーをもった２つの光束によるホログラフィック
露光を行うことができる。図８は本発明のヘッドアップ
ディスプレイ装置の車両の搭載状態の一実施例を示した
説明図である。
リカルレンズ４０，４４の配置状態で、シリンドリカル
レンズ４０，４４に対しレーザ平行光を同時に照射する
と、線光源４２，４６からの１方向（図１のｘ方向）に
のみパワーをもった２つの光束によるホログラフィック
露光を行うことができる。図８は本発明のヘッドアップ
ディスプレイ装置の車両の搭載状態の一実施例を示した
説明図である。
【００２６】図８において、コンバイナ反射型ホログラ
ム１４はフロントウィンド４８と一体に形成されてお
り、１次元的光学パワー素子を実現する例えば反射型ホ
ログラム１２ｂと表示器１０を同一筐体に収納した光学
ユニット５０をダッシュボード５６内に埋め込んでい
る。光学ユニット５０を収納したダッシュボード５６の
部分には投射窓１６が開口され、光路系の結露を防止す
るため、ガラス，プラスチック等の透明窓板５２で密閉
している。
ム１４はフロントウィンド４８と一体に形成されてお
り、１次元的光学パワー素子を実現する例えば反射型ホ
ログラム１２ｂと表示器１０を同一筐体に収納した光学
ユニット５０をダッシュボード５６内に埋め込んでい
る。光学ユニット５０を収納したダッシュボード５６の
部分には投射窓１６が開口され、光路系の結露を防止す
るため、ガラス，プラスチック等の透明窓板５２で密閉
している。
【００２７】コンバイナ反射型ホログラム１４ａ（また
は１４ｃ）をフロントウィンド４８に一体形成する方法
は、合せガラスの間にコンバイナ反射型ホログラム１４
ａ（または１４ｃ）を挿入する構造、あるいはフィルム
状のコンバイナ反射型ホログラム１４ａ（または１４
ｃ）をフロントウィンド４８の内面に貼る構造等があ
る。
は１４ｃ）をフロントウィンド４８に一体形成する方法
は、合せガラスの間にコンバイナ反射型ホログラム１４
ａ（または１４ｃ）を挿入する構造、あるいはフィルム
状のコンバイナ反射型ホログラム１４ａ（または１４
ｃ）をフロントウィンド４８の内面に貼る構造等があ
る。
【００２８】コンバイナ型反射ホログラム１４ｃを透過
する表示光成分があると、フロントウィンド４８の外面
で反射し、二重像となるため、ホログラム１４ｃは反射
率の高いものを用いる。また、光学ユニット５０内の反
射型ホログラム１２ｂで表示光の波長成分を狭帯域化す
ることによって、ホログラム１４ｃの反射率を高めるこ
とができる。また、表示光の表面反射を防止するため、
運転者側の面に反射防止処理を施す。
する表示光成分があると、フロントウィンド４８の外面
で反射し、二重像となるため、ホログラム１４ｃは反射
率の高いものを用いる。また、光学ユニット５０内の反
射型ホログラム１２ｂで表示光の波長成分を狭帯域化す
ることによって、ホログラム１４ｃの反射率を高めるこ
とができる。また、表示光の表面反射を防止するため、
運転者側の面に反射防止処理を施す。
【００２９】図９は本発明のヘッドアップディスプレイ
装置を車両の搭載する場合の光学ユニットの他の実施例
を示した説明図である。図９の実施例にあっては、光学
ユニット５０に内蔵した表示器１０と、１次元的光学パ
ワー素子としての反射型ホログラム１２ｂの光路中に、
更にミラー５４を配置し、表示器１０から反射型ホログ
ラム１２ｂまでの光路長を長くしている。このようにミ
ラー５４を設けて表示器１０からの光路長を長くする理
由は、表示器１０からの光路長が短いと反射型ホログラ
ム１２ｂ及びコンバイナ反射型ホログラム１４ａ（また
は１４ｃ）と等価なシリンドリカル凹面ミラー（または
円錘凹面ミラー）におけるミラー面の曲率がきつくな
る。このようにミラー面の曲率がきつくなると１次元的
な光学パワーが大きくなり、収差や像歪みが大きくな
る。
装置を車両の搭載する場合の光学ユニットの他の実施例
を示した説明図である。図９の実施例にあっては、光学
ユニット５０に内蔵した表示器１０と、１次元的光学パ
ワー素子としての反射型ホログラム１２ｂの光路中に、
更にミラー５４を配置し、表示器１０から反射型ホログ
ラム１２ｂまでの光路長を長くしている。このようにミ
ラー５４を設けて表示器１０からの光路長を長くする理
由は、表示器１０からの光路長が短いと反射型ホログラ
ム１２ｂ及びコンバイナ反射型ホログラム１４ａ（また
は１４ｃ）と等価なシリンドリカル凹面ミラー（または
円錘凹面ミラー）におけるミラー面の曲率がきつくな
る。このようにミラー面の曲率がきつくなると１次元的
な光学パワーが大きくなり、収差や像歪みが大きくな
る。
【００３０】そこで、図９の実施例にあっては、表示器
１０からの光路中にミラー５４を設けて反射型ホログラ
ム１２ｂおよびコンバイナ反射型ホログラム１４ａ（ま
たは１４ｃ）までの光路長を長くして、同等な機能をも
つシリンドリカル凹面ミラーの曲率を緩くし、これによ
って光学的パワーを小さくし、更に収差や像歪みを低減
することができる。
１０からの光路中にミラー５４を設けて反射型ホログラ
ム１２ｂおよびコンバイナ反射型ホログラム１４ａ（ま
たは１４ｃ）までの光路長を長くして、同等な機能をも
つシリンドリカル凹面ミラーの曲率を緩くし、これによ
って光学的パワーを小さくし、更に収差や像歪みを低減
することができる。
【００３１】図１０は光学ユニット５０内で光路を延ば
すようにした場合の他の実施例を示した説明図であり、
この実施例にあっては光学ユニット５０内の水平面内で
光路を折り曲げて光路長を延ばすようにしている。即
ち、光学ユニット５０内に配置された表示器１０からの
表示光はミラー５６により水平面内で折り曲げられて反
射型ホログラム１２ｂに入射し、ダッシュボード５６の
投射窓１６を介してフロントウィンドのコンバイナ反射
型ホログラム１４ａ（または１４ｃ）に入射され、運転
者２４に反射される。このような光学ユニット５０内の
水平面内での光路の折り曲げにあっては、更に光学ユニ
ット５０自体の薄型化が実現できる。
すようにした場合の他の実施例を示した説明図であり、
この実施例にあっては光学ユニット５０内の水平面内で
光路を折り曲げて光路長を延ばすようにしている。即
ち、光学ユニット５０内に配置された表示器１０からの
表示光はミラー５６により水平面内で折り曲げられて反
射型ホログラム１２ｂに入射し、ダッシュボード５６の
投射窓１６を介してフロントウィンドのコンバイナ反射
型ホログラム１４ａ（または１４ｃ）に入射され、運転
者２４に反射される。このような光学ユニット５０内の
水平面内での光路の折り曲げにあっては、更に光学ユニ
ット５０自体の薄型化が実現できる。
【００３２】
【発明の効果】以上説明してきたように本発明によれ
ば、反射型ホログラムで実現されるコンバイナとして前
方視界の発光源からの光を受けても、反射型ホログラム
形成時に不可避的に形成される透過型回折格子成分が垂
直方向に並ぶように１次元的光学パワーをもつ反射型ホ
ログラムとして形成しているため、前方発光源からの光
はコンバイナの水平面内で回折し、運転者から見て見え
にくく、ゴースト像を抑制してヘッドアップディスプレ
イの視認性を大幅に向上できる。
ば、反射型ホログラムで実現されるコンバイナとして前
方視界の発光源からの光を受けても、反射型ホログラム
形成時に不可避的に形成される透過型回折格子成分が垂
直方向に並ぶように１次元的光学パワーをもつ反射型ホ
ログラムとして形成しているため、前方発光源からの光
はコンバイナの水平面内で回折し、運転者から見て見え
にくく、ゴースト像を抑制してヘッドアップディスプレ
イの視認性を大幅に向上できる。
【図１】本発明の基本構成を示した実施例構成図
【図２】図１のｙ軸方向に光学パワーをもつ１次元的光
学パワー素子の具体例を示した説明図
学パワー素子の具体例を示した説明図
【図３】図２（ｂ）の反射型ホログラムの作成方法を示
した説明図
した説明図
【図４】図１のｘ軸方向に光学パワーをもつコンバイナ
１４の具体例を示した説明図
１４の具体例を示した説明図
【図５】図１のｘ軸方向に光学パワーをもつコンバイナ
１４の他の具体例を示した説明図
１４の他の具体例を示した説明図
【図６】図４のコンバイナとして使用される反射型ホロ
グラムの製造方法を示した説明図
グラムの製造方法を示した説明図
【図７】図６を側面から見て示した説明図
【図８】本発明の車両に対する実装構造の実施例を示し
た説明図
た説明図
【図９】本発明の車両に対する実装構造の他の実施例を
示した説明図
示した説明図
【図１０】本発明の車両に対する実装構造の他の実施例
を示した説明図
を示した説明図
【図１１】従来装置とゴースト像の発生を示した説明図
１０：表示器 １２：１次元的光学パワー素子 １２ａ，１４ｂ：シリンドリカル凹面ミラー １２ｂ：反射型ホログラム １４：コンバイナ １４ａ，１４ｃ：コンバイナ反射型ホログラム １４ｄ：円錘凹面ミラー １６：投射窓 １８，２０，２２：虚像 ２４：運転者 ２８，３８：ホログラム乾板 ３０，３４，４０，４４：シリンドリカルレンズ ３２，３６，４２，４６：線光源 ４８：フロントウィンド ５０：光学ユニット ５２：透明窓板 ５４，５６：ミラー
Claims (7)
- 【請求項１】少なくとも、情報を表示するための表示器
（１０）、１次元的光学パワーを有する光学素子（１
２）、および１次元的光学パワーを有するコンバイナ手
段（１４）とで構成され、前記１次元的光学パワーを有
する光学素子（１２）のパワー方向と、前記１次元的光
学パワーを有するコンバイナ手段（１４）のパワー方向
を結像系において直交させたことを特徴とするヘッドア
ップディスプレイ装置。 - 【請求項２】請求項１記載のヘッドアップディスプレイ
装置に於いて、前記１次元的光学パワーを有する光学素
子（１２）として、シリンドリカル凹面ミラー、円錘凹
面ミラーまたは同等の機能を有する反射型ホログラムを
用いたことを特徴とするヘッドアップディスプレイ装
置。 - 【請求項３】請求項１記載のヘッドアップディスプレイ
装置に於いて、前記１次元光学パワーを有するコンバイ
ナ手段（１４）として、水平方向に光学パワーをもつシ
リンドリカル凹面ミラーと同等の機能を有する反射型ホ
ログラム（１４ａ）を用いたことを特徴とするヘッドア
ップディスプレイ装置。 - 【請求項４】請求項３記載のヘッドアップディスプレイ
装置に於いて、前記コンバイナ手段（１４）として使用
する反射型ホログラム（１４ａ）を、車両のフロントウ
ィンド部に一体に形成したことを特徴とするヘッドアッ
プディスプレイ装置。 - 【請求項５】請求項１記載のヘッドアップディスプレイ
装置に於いて、前記１次元光学パワーを有するコンバイ
ナ手段（１４）として、主として水平方向に光学パワー
をもつ円錘凹面ミラーと同等の機能を有する反射型ホロ
グラム（１４ｃ）を用いたことを特徴とするヘッドアッ
プディスプレイ装置。 - 【請求項６】請求項１記載のヘッドアップディスプレイ
装置に於いて、少なくとも前記表示器（１０）と前記１
次元的光学パワーを有する光学素子（１２）を同一の筐
体内に設け、更に表示光を前記コンバイナ手段（１４）
に向けて投射するための開口部（１６）および開口部を
密閉するための透明窓板（５２）を設けた光学ユニット
（５０）を備えたことを特徴とするヘッドアップディス
プレイ装置。 - 【請求項７】請求項６記載のヘッドアップディスプレイ
装置に於いて、前記光学ユニット（５０）は、前記表示
器（１０）から前記１次元的光学パワーを有する光学素
子（１２）までの光路中に、少なくとも１枚の光路を折
り曲げるミラーを設けたことを特徴とするヘッドアップ
ディスプレイ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28121792A JPH06130318A (ja) | 1992-10-20 | 1992-10-20 | ヘッドアップディスプレイ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28121792A JPH06130318A (ja) | 1992-10-20 | 1992-10-20 | ヘッドアップディスプレイ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06130318A true JPH06130318A (ja) | 1994-05-13 |
Family
ID=17636001
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28121792A Withdrawn JPH06130318A (ja) | 1992-10-20 | 1992-10-20 | ヘッドアップディスプレイ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06130318A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101241494B1 (ko) * | 2010-08-31 | 2013-03-11 | 현대자동차주식회사 | 디스플레이용 윈드 실드 글라스 및 그 제조 방법 |
| WO2016152637A1 (ja) * | 2015-03-20 | 2016-09-29 | アルプス電気株式会社 | 画像表示装置 |
| KR20190071005A (ko) * | 2017-11-14 | 2019-06-21 | 가부시키가이샤 제이브이씨 켄우드 | 허상 표시 장치 |
| WO2020022841A1 (ko) * | 2018-07-27 | 2020-01-30 | (주)한교홀로그램 | 전방 표시 장치 |
| JP2020056881A (ja) * | 2018-10-01 | 2020-04-09 | 株式会社デンソー | 虚像表示装置 |
| JP2020187356A (ja) * | 2019-05-11 | 2020-11-19 | 国立大学法人宇都宮大学 | ホログラフィック光学素子、ホログラフィック光学素子製造装置及びホログラフィック光学素子製造方法 |
-
1992
- 1992-10-20 JP JP28121792A patent/JPH06130318A/ja not_active Withdrawn
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101241494B1 (ko) * | 2010-08-31 | 2013-03-11 | 현대자동차주식회사 | 디스플레이용 윈드 실드 글라스 및 그 제조 방법 |
| WO2016152637A1 (ja) * | 2015-03-20 | 2016-09-29 | アルプス電気株式会社 | 画像表示装置 |
| JPWO2016152637A1 (ja) * | 2015-03-20 | 2017-09-28 | アルプス電気株式会社 | 画像表示装置 |
| KR20190071005A (ko) * | 2017-11-14 | 2019-06-21 | 가부시키가이샤 제이브이씨 켄우드 | 허상 표시 장치 |
| US11092804B2 (en) | 2017-11-14 | 2021-08-17 | Jvckenwood Corporation | Virtual image display device |
| WO2020022841A1 (ko) * | 2018-07-27 | 2020-01-30 | (주)한교홀로그램 | 전방 표시 장치 |
| KR20200012390A (ko) * | 2018-07-27 | 2020-02-05 | (주)한교홀로그램 | 전방 표시 장치 |
| JP2020056881A (ja) * | 2018-10-01 | 2020-04-09 | 株式会社デンソー | 虚像表示装置 |
| JP2020187356A (ja) * | 2019-05-11 | 2020-11-19 | 国立大学法人宇都宮大学 | ホログラフィック光学素子、ホログラフィック光学素子製造装置及びホログラフィック光学素子製造方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20000104 |