JPH07215091A - Head-up display - Google Patents

Head-up display

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Publication number
JPH07215091A
JPH07215091A JP6008779A JP877994A JPH07215091A JP H07215091 A JPH07215091 A JP H07215091A JP 6008779 A JP6008779 A JP 6008779A JP 877994 A JP877994 A JP 877994A JP H07215091 A JPH07215091 A JP H07215091A
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JP
Japan
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hologram
light
vehicle
display
head
Prior art date
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Pending
Application number
JP6008779A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Norihito Nakazawa
伯人 中沢
Hiromi Sakurai
宏巳 桜井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
AGC Inc
Original Assignee
Asahi Glass Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Asahi Glass Co Ltd filed Critical Asahi Glass Co Ltd
Priority to JP6008779A priority Critical patent/JPH07215091A/en
Publication of JPH07215091A publication Critical patent/JPH07215091A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To obtain a head-up display which can prevent the incidence of external light at an angle for generating the flare light on the first hologram and suppresses the generation of the flare light. CONSTITUTION:A head-up display is constituted so that the first hologram 26 which diffracts the light including the information transmitted from a light emission display means toward an observer is arranged on a windshield glass laminate 6, and the second hologram 22 which is interposed between the light emission display means and the first hologram 26 and diffracts the light supplied from the light emission display means at the larger angle than the critical angle of incidence is arranged on the laminated glass 6.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、ヘッドアップディスプ
レイ(以下HUDとする)に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a head-up display (hereinafter referred to as HUD).

【0002】[0002]

【従来の技術】自動車内等の運転者に情報を表示する方
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投射手段から投射された
光学的情報を、自動車の風防ガラス等に組み込まれたホ
ログラムやハーフミラー等からなるコンバイナーに映
し、運転者が運転状態からほとんど視点を動かすことな
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 an automobile or the like.
This is because the optical information projected from the information projection means such as a liquid crystal display device is projected on a combiner composed of a hologram or a half mirror incorporated in the windshield of an automobile, etc., and the driver almost moves the viewpoint from the driving state. The information can be read without any need.

【0003】特に、コンバイナーとしてホログラムを用
いたものは、運転者に向かって光学的情報を回折する機
能とともにレンズ機能等を併せ持つことができるので、
光学的情報を運転者の視野方向に回折したり、あるい
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であり、また、前景輝度を損な
わずに高輝度の表示像が得られるという特徴があるた
め、HUDのコンバイナーとしては有効である。
In particular, a hologram using a hologram as a combiner can have a lens function and the like as well as a function of diffracting optical information toward the driver.
It is possible to diffract optical information in the direction of the driver's visual field, or to form an image at any position without using any other optical system such as a lens, and without impairing the foreground brightness. It is effective as a combiner for HUD because it has a feature that a high-intensity display image can be obtained.

【0004】図11は、従来のHUDの一例を示す概念
図である。光源81から発し、レンズ系82を介して透
過型液晶表示素子83を通過した表示すべき情報を含む
光87は、収差補正用ホログラム84に反射され車体の
風防ガラス86に備えられたホログラフィックコンバイ
ナー85に照射され、回折されて運転者に観察位置88
で視認される。
FIG. 11 is a conceptual diagram showing an example of a conventional HUD. The light 87 emitted from the light source 81 and passing through the transmissive liquid crystal display element 83 via the lens system 82 and containing information to be displayed is reflected by the aberration correction hologram 84 and is provided on the windshield 86 of the vehicle body. Illuminated at 85, diffracted and observed by the driver at the observation position 88
Is visible at.

【0005】上記レンズ系82はコリメーターとしての
機能を持つものであり、また、この機能はホログラム8
4または85に持たせることもできる。またホログラム
84または85に倍率を持たせれば速度表示89、警告
表示90の表示像を遠方に結像させることも可能にな
る。
The lens system 82 has a function as a collimator, and the function is the hologram 8.
It can also be provided in 4 or 85. Further, if the hologram 84 or 85 is provided with a magnification, the display images of the speed display 89 and the warning display 90 can be formed in a distant place.

【0006】また、ホログラム84および85は波長選
択機能を持つので、希望する色の像が表示可能となる。
通常その色は単一であることも多いが、多重露光したホ
ログラムによる多色表示も可能であり、表示情報の量と
質を向上できる。例えば、速度表示89を緑色、警告表
示90を赤色とすることによって、運転者に対してより
的確に情報を伝達することが可能となる。
Further, since the holograms 84 and 85 have a wavelength selection function, an image of a desired color can be displayed.
Usually, the color is often single, but multi-color display by holograms that have been subjected to multiple exposure is also possible, and the amount and quality of display information can be improved. For example, by setting the speed display 89 to green and the warning display 90 to red, it becomes possible to more accurately transmit information to the driver.

【0007】かかるホログラフィックコンバイナーとし
ては、通常、反射型のホログラムが用いられるが、反射
型ホログラムの作製においては、ホログラムの感光材料
面の一方の面から参照光、他方の面から物体光を照射し
て、回折格子を作製する。
As such a holographic combiner, a reflection type hologram is usually used. In the production of the reflection type hologram, one surface of the photosensitive material surface of the hologram is irradiated with reference light and the other surface thereof is irradiated with object light. Then, a diffraction grating is manufactured.

【0008】ホログラムの感光材料内部では、これら2
つのレーザー光が干渉して光の明暗の干渉縞が生じ、そ
れが感光材料の屈折率または密度などの物性の違いに基
づく回折格子として記録される。この種の反射型ホログ
ラムにおいては、光の入射角度と反射回折角度が異なる
場合、その回折格子面はホログラム表面に対して傾いて
おり、表面と平行ではない。
Inside the hologram photosensitive material, these two
The two laser beams interfere with each other to produce light and dark interference fringes, which are recorded as a diffraction grating based on the difference in physical properties such as the refractive index or density of the photosensitive material. In this type of reflection hologram, when the incident angle of light and the reflection diffraction angle are different, the diffraction grating surface is inclined with respect to the hologram surface and is not parallel to the surface.

【0009】図6は風防ガラス内部に封入したホログラ
ムを示す概略断面図である。46はコンバイナーとして
機能する反射型ホログラムである。ホログラム46の内
部には図6に示すような表面に対して傾きを持った回折
格子が形成されている。ホログラム46は風防ガラスの
車内側ガラス板43に備えられ、ポリビニルブチラール
(PVB)よりなる中間膜45と共に、車外側ガラス板
44の内側に封入され安全合わせガラスを構成してい
る。中間膜45とホログラム46の界面47は、中間膜
中に含まれる可塑剤によりホログラムの特性が影響を受
けないような保護層となっている。
FIG. 6 is a schematic sectional view showing a hologram enclosed in the windshield. Reference numeral 46 is a reflection hologram that functions as a combiner. Inside the hologram 46, a diffraction grating having an inclination with respect to the surface as shown in FIG. 6 is formed. The hologram 46 is provided on the windshield inner glass plate 43, and is enclosed inside the outer glass plate 44 together with the intermediate film 45 made of polyvinyl butyral (PVB) to form a safety laminated glass. The interface 47 between the intermediate film 45 and the hologram 46 is a protective layer that prevents the hologram characteristics from being affected by the plasticizer contained in the intermediate film.

【0010】発光表示手段より発せられた情報を含む光
41は車内側ガラス板43に対して角度θ1 で入射し、
空気とガラスの屈折率の差により屈折し、合わせガラス
内部ではθ1 ’の角度となる。合わせガラス内部に入っ
た光はホログラム46によって運転者方向に反射回折さ
れる。ホログラム内部の回折格子は表面に対して傾いて
いるため、回折光のガラス内部角はθ2 ’となりガラス
板の表面で屈折して車内側では角度θ2 で出射し、光4
8として運転者等の観測者に視認される。一般にθ1
θ2 は車外側ガラス板表面での反射光による二重像を防
ぐため異なっており、また乗用車では光源、コンバイナ
ー、ドライバーの位置関係によりθ1 <θ2 となってい
る。
The light 41 containing information emitted from the light emitting display means is incident on the glass plate 43 on the inside of the vehicle at an angle θ 1 ,
Refraction occurs due to the difference in refractive index between air and glass, and becomes an angle of θ 1 'in the laminated glass. The light entering the laminated glass is reflected and diffracted by the hologram 46 toward the driver. Since the diffraction grating inside the hologram is tilted with respect to the surface, the glass internal angle of the diffracted light becomes θ 2 'and it is refracted at the surface of the glass plate and emitted at an angle θ 2 inside the vehicle, and
8 is visually recognized by an observer such as a driver. Generally, θ 1 and θ 2 are different in order to prevent a double image due to the reflected light on the outside glass plate surface, and in a passenger car, θ 12 due to the positional relationship between the light source, combiner and driver.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】かかるホログラムHU
Dを備えた車両に、図11に示す太陽や街路灯などの光
源91からの外光92が特定の角度でホログラフィック
コンバイナー85に入射すると、外光は情報を含む光8
7と共に93のように運転者に到達する。この外光によ
るノイズ光をフレアー光と呼ぶ。フレアー光の発生する
原因は次のように理解できる。図6の点線で示した外部
光49が入射するとき、その入射角θinがある特定の角
度である場合に外部光は車内側ガラスの表面に対しθ
1 ’で到達し再びθ1 ’でガラス板内部方向に50のよ
うに反射する。この角度は情報を含む光41のガラス内
部での角度と同じであるため、外部光はホログラム46
によって反射回折され車内側ガラス板表面から角度θ2
で出射することになり、情報を含む光48と共に51の
ように運転者等の観測者に外光が到達することになる。
図6からわかる通り、車内側ガラス板43の表面と車外
側ガラス板44の表面が平行であれば、θin’とθ1
が等しくなるので、ガラス外部での入射角はθin=θ1
の場合にフレアー光が観察されることになる。一般の車
両の風防ガラスは曲面形状をしているが、その曲率はそ
れほど大きくないので、目安としてθinとθ1 とがほぼ
等しい場合にフレアー光が観察されると考えられる。
[Problems to be Solved by the Invention] Such hologram HU
When external light 92 from a light source 91 such as the sun or a street light shown in FIG. 11 enters a holographic combiner 85 at a specific angle in a vehicle equipped with D, the external light is the information-containing light 8
Reach the driver as at 93 with 7. The noise light caused by the outside light is called flare light. The cause of generation of flare light can be understood as follows. When the external light 49 shown by the dotted line in FIG. 6 is incident, when the incident angle θ in is a certain angle, the external light is θ with respect to the surface of the vehicle interior glass.
It arrives at 1 'and again at θ 1 ' reflects toward the inside of the glass plate as 50. Since this angle is the same as the angle of the light 41 containing information inside the glass, the external light is reflected by the hologram 46.
Is reflected and diffracted by the vehicle interior glass plate surface angle θ 2
The external light reaches the observer such as the driver 51 together with the information-containing light 48 at 51.
As can be seen from FIG. 6, if the surface of the inner glass plate 43 and the surface of the outer glass plate 44 are parallel, θ in 'and θ 1 '
Are equal, so the incident angle outside the glass is θ in = θ 1
In this case, flare light will be observed. The windshield of a general vehicle has a curved surface shape, but its curvature is not so large, so that flare light is considered to be observed when θ in and θ 1 are almost equal.

【0012】前述の説明は、外光49の波長がホログラ
ム46に回折される情報を含む光48の波長と等しい場
合のものである。一般の外光は広い波長範囲の光を含む
ため、必ず上記の条件を満たす波長が含まれフレアー光
が発生すると考えてよい。しかも、外光49の入射角θ
inがθ1 とわずかにずれたとしても、いわゆる回折のブ
ラッグ条件を満足する波長の光が外光49に含まれれ
ば、外光49の一部はホログラム46によって回折され
て情報を含む光48とわずかにずれた方向に進むことに
なる。その方向が運転者等の観測者の視域から大きくず
れなければやはりフレアー光として観察されることにな
る。
The above description is for the case where the wavelength of the external light 49 is equal to the wavelength of the light 48 containing the information diffracted by the hologram 46. Since general outside light includes light in a wide wavelength range, it may be considered that flare light is generated by including wavelengths that satisfy the above conditions. Moreover, the incident angle θ of the external light 49
Even if in is slightly deviated from θ 1 , if light having a wavelength satisfying the so-called diffraction Bragg condition is included in the external light 49, a part of the external light 49 is diffracted by the hologram 46 and the light 48 containing information. It will proceed in a direction slightly deviated from. If the direction does not deviate significantly from the visual range of an observer such as a driver, it will be observed as flare light.

【0013】このようなフレアー光が発生すると車外か
らの光の入射角度によって、明るいむらとして見えた
り、スポット状の輝点として見えたりして、HUDの表
示像の視認性を低下させるなどの悪影響をもたらす。特
に太陽光がフレアー光として観察されると、輝度が高い
ため眩惑を起こす可能性もあり安全上も問題があった。
また、夜間では周囲が暗いため、昼間には気付かないよ
うな街路灯などの弱い光もフレアー光として観察されて
しまい、運転する際に非常に目障りであった。このフレ
アー光は太陽や街路灯などの外部の光源を直線的に見る
のとは異なる角度で観察されるため、1つの光源が複数
個に見えることとなりまことに目障りな存在であった。
When such flare light is generated, it may appear as bright unevenness or as spot-like bright spots depending on the incident angle of light from the outside of the vehicle, which adversely affects the visibility of the display image of the HUD. Bring In particular, when sunlight is observed as flare light, the brightness is high, which may cause dazzling, which is a safety issue.
In addition, since the surroundings are dark at night, weak lights such as street lights that cannot be noticed during the day are also observed as flare lights, which is very annoying when driving. Since this flare light is observed at an angle different from that when an external light source such as the sun or a street light is viewed linearly, one light source can be seen by a plurality of eyes, which is very annoying.

【0014】また前述のように、従来のホログラフィッ
クHUDは特定の波長の光を回折するため、運転者がホ
ログラムを通して外部を見た場合、その透過光の色はホ
ログラムの回折波長に対応する色(表示色)の補色とな
る。すなわち、図7に示すように表示色が緑のみである
場合は、外部からの無色光62(白色光とも呼ばれる
が、以下総称して白色光のことを無色光と呼ぶことと
し、白色も無色と呼ぶこととする)はホログラム61を
透過する際に、ホログラム内部の回折格子に一部反射回
折され、反射光63は緑色となる。したがって、透過光
64はその補色であるマゼンダ(ピンクから赤)となり
運転者65に対して刺激的で不快な色と感ぜられる。ま
たその結果背景の色調が影響を受けるため、運転中にお
ける道路等の車外状況の視認性が損なわれ安全上も問題
があった。
Further, as described above, since the conventional holographic HUD diffracts light of a specific wavelength, when the driver looks outside through the hologram, the color of the transmitted light is a color corresponding to the diffraction wavelength of the hologram. It is the complementary color of (display color). That is, when the display color is only green as shown in FIG. 7, colorless light 62 from the outside (also called white light, but hereinafter, white light is generically called colorless light, and white is also colorless. When passing through the hologram 61, it is partially reflected and diffracted by the diffraction grating inside the hologram, and the reflected light 63 becomes green. Therefore, the transmitted light 64 becomes magenta (pink to red) which is the complementary color of the transmitted light 64, and the driver 65 feels it as an irritating and unpleasant color. Further, as a result, the color tone of the background is affected, and the visibility of the condition outside the vehicle such as the road during driving is impaired, which is a safety issue.

【0015】一方、図8に示すように、車両外の観測者
75(歩行者や対向車の運転者等)に対しては外光72
の反射色はホログラム71内部の回折格子の回折波長の
角度依存性により、観察する角度によって赤色(正面付
近観察)73から緑色(斜め観察)74と大きく変化
し、やはり不快な印象を与え、コンバイナーひいてはそ
れを搭載する車両そのものの意匠性、商品性を損なうと
いう問題があった。
On the other hand, as shown in FIG. 8, outside light 72 is applied to an observer 75 (a pedestrian or a driver of an oncoming vehicle) outside the vehicle.
Due to the angle dependence of the diffraction wavelength of the diffraction grating inside the hologram 71, the reflected color of the color changes greatly from red (observation near the front) 73 to green (oblique observation) 74 depending on the angle of observation, which also gives an unpleasant impression and results in a combiner. As a result, there was a problem that the designability and commercialability of the vehicle equipped with it were impaired.

【0016】図9は、この反射色の色変化のシミュレー
ション結果を表した色度図である。色度図はJIS−Z
8701で規定された色度座標x、yによって色を定量
的に表現するものである。図9で光源として示す×点は
無色を表す。ホログラムの色はこの点に近いほど無色に
近く観測者にとって好ましい色となる。
FIG. 9 is a chromaticity diagram showing a simulation result of the color change of the reflected color. Chromaticity diagram is JIS-Z
The color is quantitatively expressed by the chromaticity coordinates x and y defined by 8701. The point X shown as a light source in FIG. 9 represents colorless. The closer the color of the hologram is to this point, the more colorless it becomes, and the more preferable the color is for the observer.

【0017】ところが、従来のHUDに用いられる単色
のホログラムの反射光の色は、例えばホログラムの回折
条件が波長545nm、回折効率60%、半値幅15n
mの場合は図9の黒菱形印のように変化する。すなわ
ち、正面付近では赤色となり、斜めになるにしたがいオ
レンジ色、黄色、緑色と大きく変化することがわかる。
正面から見た場合には刺激色である赤色となり、斜めか
ら見た場合は視感度の高いぎらぎらした緑色となり観測
者に不快な印象を与える。
However, regarding the color of the reflected light of the monochromatic hologram used in the conventional HUD, for example, the diffraction condition of the hologram is such that the wavelength is 545 nm, the diffraction efficiency is 60%, and the half width is 15 n.
In the case of m, it changes like a black diamond mark in FIG. That is, it turns out that the color near the front becomes red, and as it becomes oblique, it changes greatly to orange, yellow, and green.
When viewed from the front, it becomes a stimulating color, red, and when viewed obliquely, it becomes a glare green with high visibility, giving an unpleasant impression to the observer.

【0018】そこで、特開平4−110984号公報に
は、車両外の観測者に対する反射光の色調を改善すべ
く、表示に用いる第1のホログラムによる反射色の色調
を改善するため、第1のホログラムの反射色の補色に近
い色を反射する第2のホログラムを積層または多重露光
するHUDが開示されているが、2色のホログラムで構
成されているため、完全には色調を改善できない。特に
表示色として頻繁に用いられる波長500〜560nm
の緑色光については、補色に対応する波長の光が存在し
ないため実際には反射色の色調を改善することは困難で
あるという欠点を有しており、また反射色の色調のみの
改善手段でしかなかった。
In order to improve the color tone of the reflected light for the observer outside the vehicle, the Japanese Patent Laid-Open No. 4-110984 discloses a first hologram for improving the color tone of the reflected color by the first hologram used for display. Although a HUD is disclosed in which a second hologram that reflects a color close to the complementary color of the hologram is stacked or multiple-exposed, the HUD cannot be completely improved because it is composed of two-color holograms. Especially, the wavelength often used as a display color is 500 to 560 nm.
As for the green light, it has a drawback that it is actually difficult to improve the color tone of the reflected color because there is no light of the wavelength corresponding to the complementary color. There was nothing else.

【0019】また、特開平3−179418号公報には
コンバイナーを通しての透過光の色調を改善するため、
表示用のホログラムの反射波長λ1 の補色となる波長λ
2 の光を反射または減衰させる光学素子を組み合わせる
HUDが開示されているが、上記の公知例と同様に2色
の構成で色補正しているため、緑色光に対しては完全に
は改善できないという同様の欠点を有しており、また透
過光の色調のみの改善手段でしかなかった。
Further, in JP-A-3-179418, in order to improve the color tone of light transmitted through a combiner,
A wavelength λ that is a complementary color to the reflection wavelength λ 1 of the hologram for display.
A HUD is disclosed in which an optical element for reflecting or attenuating the second light is combined. However, since it is color-corrected by the two-color configuration like the above-mentioned known example, it cannot be completely improved against the green light. It has the same drawbacks and is only a means of improving only the color tone of transmitted light.

【0020】また、特開平4−291221号公報に
は、緑色光に対してもコンバイナーの透過光の色調が改
善できるように、表示用のホログラムの反射波長λ1
補色となる波長域の光を合成できる複数の波長域を反射
または減衰させる光学素子を組み合わせるHUDが開示
されているが、透過光の色調に対してのみの改善である
ため、ホログラムと観測者を結ぶ特定の角度でしか効果
がなく、車両外の観測者に対してはホログラムの反射光
の色調は必ずしも改善されていなかった。例えば開示さ
れている実施例では、530nmの光を回折するホログ
ラムの透過光の色調を改善するため、530nmの光の
補色を合成可能な460nm,630nmの光を回折す
るホログラムを用いており、回折効率約90%、半値幅
約10nmである透過特性図を示している。この特性に
基づいて車外で観察するコンバイナーの反射色の色調シ
ミュレーションすると図10のようになり、斜め観察で
は比較的無色に近いものの正面観察では黄緑色に色づい
てしまうことがわかる。
Further, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-291221, in order to improve the color tone of the transmitted light of the combiner even with respect to green light, light in a wavelength range complementary to the reflection wavelength λ 1 of the hologram for display is used. Although a HUD that combines optical elements that reflect or attenuate multiple wavelength ranges that can combine light is disclosed, it is an improvement only for the color tone of transmitted light, so it is effective only at a specific angle connecting the hologram and the observer. The color tone of the reflected light of the hologram was not necessarily improved for the observer outside the vehicle. For example, in the disclosed embodiment, in order to improve the color tone of the transmitted light of the hologram that diffracts the light of 530 nm, a hologram that diffracts the light of 460 nm and 630 nm that can synthesize the complementary color of the light of 530 nm is used. It shows a transmission characteristic diagram having an efficiency of about 90% and a half value width of about 10 nm. A color tone simulation of the reflected color of the combiner observed outside the vehicle based on this characteristic is as shown in FIG. 10. It can be seen that the oblique observation makes the color relatively yellow, but the front observation turns yellow green.

【0021】以上のように、ホログラフィックコンバイ
ナーの反射光および透過光の色調を改善するため、複数
のホログラムを用いることは提案されているが、ホログ
ラムが原理的に回折現象を利用している以上、これらの
改善方法では外観色を十分に改善することはできなかっ
た。
As described above, it has been proposed to use a plurality of holograms in order to improve the color tones of the reflected light and the transmitted light of the holographic combiner. However, in principle, the hologram utilizes the diffraction phenomenon. However, the appearance color could not be sufficiently improved by these improvement methods.

【0022】また、上記のように3色のホログラムを用
いる場合、車外から入射した光は3色に対応する波長帯
域で反射回折されてしまうため、車内へ透過する光が減
少してしまう。法規により可視光線の垂直透過率は70
%以上と定められているが、3色のホログラムを合わせ
ガラスに封入した場合この規定を満足することは容易で
はなく、3色の波長にもよるがホログラムの回折効率を
60%程度以下に抑えないとならない。そのため表示像
の輝度の点からも問題となっていた。
Further, when the three-color hologram is used as described above, the light incident from the outside of the vehicle is reflected and diffracted in the wavelength bands corresponding to the three colors, so that the light transmitted to the inside of the vehicle is reduced. By law, the vertical transmittance of visible light is 70.
%, But it is not easy to satisfy this requirement when three-color holograms are enclosed in laminated glass, and the diffraction efficiency of the hologram is suppressed to about 60% or less depending on the wavelengths of the three colors. It has to be. Therefore, there is a problem in terms of the brightness of the display image.

【0023】また、ホログラムを用いたHUDではその
回折効果のため、ハロゲンランプや蛍光表示管(VF
D)のようなスペクトル半値幅の広い光源を用いた場
合、色収差が発生し表示虚像がボケてしまい視認性が劣
化する。それを補正するために図11の符号84のよう
に収差補正用の第2のホログラムを用いることが提案さ
れている。そのほか、ホログラムに限らずレンズや曲面
鏡のようなレンズ機能を持った光学素子を用いる場合、
入射光が単色光であっても表示虚像がボケたり歪んだり
することがある。その場合にも、ホログラムの露光条件
を最適化することによってある程度の効果があると共
に、色収差と同様に収差補正用のホログラムを用いるこ
とによって、これらの収差を防ぐことが可能となる。
In the HUD using the hologram, due to the diffraction effect, a halogen lamp or a fluorescent display tube (VF) is used.
When a light source having a wide spectrum half width such as D) is used, chromatic aberration occurs, the displayed virtual image is blurred, and the visibility is deteriorated. In order to correct it, it has been proposed to use a second hologram for aberration correction as indicated by reference numeral 84 in FIG. In addition to the hologram, when using an optical element having a lens function such as a lens or a curved mirror,
Even if the incident light is monochromatic light, the display virtual image may be blurred or distorted. Even in that case, there is some effect by optimizing the exposure conditions of the hologram, and it becomes possible to prevent these aberrations by using a hologram for aberration correction similar to chromatic aberration.

【0024】したがって、従来のホログラムHUDでは
コンバイナー85の他に収差補正用ホログラム84を用
いる必要があり、システム全体として大きなサイズにな
ってしまった。光源81からホログラム84までのシス
テムは通常ダッシュボード内に収納しなければならない
が、ダッシュボード内のスペースは非常に狭いため制約
が多く、ホログラムHUDを搭載するには不都合が生じ
るものであった。
Therefore, in the conventional hologram HUD, it is necessary to use the aberration correction hologram 84 in addition to the combiner 85, and the size of the entire system becomes large. The system from the light source 81 to the hologram 84 usually has to be housed in the dashboard, but the space inside the dashboard is very small, and there are many restrictions, and there is a problem in mounting the hologram HUD.

【0025】[0025]

【課題を解決するための手段】本発明は、従来技術が有
していた前述の欠点を解決するものであり、光源と表示
すべき情報を表示する表示体とを少なくとも備えて表示
すべき情報を光として発生する発光表示手段と、少なく
とも2枚のガラス板が中間膜を介して接着された合わせ
ガラスからなる車両の風防ガラスに配されていて前記光
を車両内の観測者に向けて回折する第1のホログラムか
らなるコンバイナーとを少なくとも備えたヘッドアップ
ディスプレイにおいて、前記合わせガラスには、前記発
光表示手段から発せられて合わせガラスに入射した後に
合わせガラスの内部から車内側あるいは車外側のガラス
板の表面に向かう光をガラス板表面で全反射させる臨界
角よりも大きく回折する第2のホログラムが配されてい
て、第2のホログラムで回折されて合わせガラス内部に
入射した前記光が第1のホログラムに向けて照射され、
第1のホログラムによって観測者に向けて回折されるこ
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 solves the above-mentioned drawbacks of the prior art, and includes at least a light source and a display for displaying information to be displayed, and information to be displayed. Is arranged on a windshield of a vehicle, which is made of laminated glass in which at least two glass plates are adhered via an intermediate film, and the light is emitted toward an observer in the vehicle. In the head-up display including at least a combiner made of the first hologram, the laminated glass has a glass inside or outside the laminated glass, which is emitted from the light emitting display means and enters the laminated glass. A second hologram is provided which diffracts the light traveling toward the surface of the plate to be larger than a critical angle at which the light is totally reflected on the surface of the glass plate. The light incident on the inside laminated glass is diffracted by the beam is radiated toward the first hologram,
A head-up display characterized by being diffracted toward an observer by a first hologram.

【0026】[0026]

【作用】本発明によるHUDを用いれば、ガラス板から
ホログラムへ向かって入射する情報を含んだ光の入射角
θ1 ’が、車内側ガラス板の車内側表面で全反射を起こ
す臨界角より大きいため(すなわち、車外側ガラス板の
車外側表面で全反射する臨界角より大きいため)、θ
1 ’とほぼ等しいフレアー光の入射角に対応するθin
も臨界角(以降、特にことわりのない限り車内側ガラス
板の車内側表面あるいは車外側ガラス板の車外側表面で
の全反射の臨界角を単に臨界角とする)より大きくな
る。臨界角より大きい角度でガラス板表面に入射する合
わせガラス内部での光は原理的に全反射し、合わせガラ
ス外部に透過することができない。言い替えれば合わせ
ガラス外部の光は臨界角より大きい角度では入射するこ
とが原理的にできない。したがって、フレアー光として
観察される角度で外部光が入射しないので、フレアー光
の発生を有効に低減できる。これは、外光が広い波長範
囲の光を含んでいたとしても、θ1 ’が臨界角よりも十
分大きければフレアー光の発生を抑制できる。
When the HUD according to the present invention is used, the incident angle θ 1 ′ of the light including the information incident from the glass plate toward the hologram is larger than the critical angle at which the total reflection on the inside surface of the inside glass plate occurs. Therefore (ie, because it is larger than the critical angle at which the glass plate on the outside of the vehicle is totally reflected on the outside surface)
Θ in 'corresponding to the incident angle of flare light which is almost equal to 1 '
Is also larger than the critical angle (hereinafter, unless otherwise specified, the critical angle of total reflection on the vehicle interior surface of the vehicle interior glass plate or the vehicle exterior surface of the vehicle exterior glass plate is simply referred to as the critical angle). The light inside the laminated glass that enters the surface of the glass plate at an angle larger than the critical angle is totally reflected in principle and cannot be transmitted to the outside of the laminated glass. In other words, in principle, the light outside the laminated glass cannot enter at an angle larger than the critical angle. Therefore, since the external light does not enter at an angle observed as flare light, it is possible to effectively reduce the generation of flare light. This means that even if outside light includes light in a wide wavelength range, flare light generation can be suppressed if θ 1 'is sufficiently larger than the critical angle.

【0027】また同様の理由により車外の観測者がホロ
グラムの反射色を見る場合、ほとんどの観察角度領域に
おいて、ホログラムで回折された光が車外側ガラス板に
向かって入射する角度は臨界角より大きくなるため車外
には出射せず観察されない。またそれ以外の角度領域で
臨界角より小さくなる場合には、回折波長が長波長化し
赤外線領域となるため、やはり外部の観測者は感知でき
ない。したがって、第1のホログラムの外観反射色を有
効に改善することができる。
When an observer outside the vehicle sees the reflection color of the hologram for the same reason, the angle at which the light diffracted by the hologram enters the glass plate outside the vehicle is larger than the critical angle in most of the observation angle range. Therefore, it is not emitted outside the vehicle and is not observed. When the angle is smaller than the critical angle in the other angle regions, the diffraction wavelength becomes longer and becomes the infrared region, which cannot be perceived by the outside observer. Therefore, the appearance reflection color of the first hologram can be effectively improved.

【0028】また第1のホログラムを通して車両外から
車両内に透過する外光に関しては、その色調を無色に近
づけるように選択した複数の色に対応する複数の波長の
光によって露光されたホログラムであるため、車内の観
測者にはその色調はほとんど無色と感じられる。
The external light transmitted from the outside of the vehicle to the inside of the vehicle through the first hologram is a hologram which is exposed by light of a plurality of wavelengths corresponding to a plurality of colors selected so that the color tone thereof becomes close to colorless. Therefore, the observer in the car feels that the color tone is almost colorless.

【0029】またホログラムを備えた合わせガラスに垂
直に光が入射した場合、ホログラムにより回折する波長
は赤外線領域となり感知できないため、実質的にはホロ
グラムは透明となり可視光線透過率を低下させることは
ない。したがって、効率の高い3色ホログラムであって
も可視光線垂直透過率の規定を十分に満足することがで
きる。
When light is vertically incident on a laminated glass having a hologram, the wavelength diffracted by the hologram is in the infrared region and cannot be detected, so that the hologram is substantially transparent and the visible light transmittance is not lowered. . Therefore, even a highly efficient three-color hologram can sufficiently satisfy the regulation of the visible light vertical transmittance.

【0030】さらにまた本発明におけるHUDは第1の
ホログラムに臨界角より大きい角度で光を入射させるた
めの第2のホログラムを風防ガラスに備えており、また
第2のホログラムに収差補正の機能を併せ持たせること
によって、従来風防ガラスと光源の間に必要であった収
差補正用ホログラムが不要となり、光源側のシステムサ
イズが大幅に小型化され、ダッシュボード内への収納の
問題が解決される。
Furthermore, in the HUD of the present invention, the windshield has a second hologram for allowing light to enter the first hologram at an angle larger than the critical angle, and the second hologram has an aberration correcting function. By combining them together, the aberration correction hologram that was required between the windshield and the light source is no longer needed, the system size on the light source side is significantly reduced, and the problem of storage in the dashboard is solved. .

【0031】本発明では、情報を含む光を合わせガラス
内部で全反射させるために、第2のホログラムによって
合わせガラスに入射した情報を含む光の角度を変えてお
り、車両のスペースやシステムサイズの点から、第1の
ホログラムと第2のホログラムとが車両の上下方向に並
列に配されていることが通常行われるものである。この
場合、第2のホログラムは回折光が観測者に視認しやす
いように配されている第1のホログラムの近傍に配され
ていてもよいが、本発明では、第2のホログラムによっ
て回折された情報を含む光は、合わせガラス内部を全反
射することができるため、第2のホログラムは、合わせ
ガラスの目立たない位置に配することも可能である。特
に、合わせガラスの第2のホログラムに相当する部分の
第2のホログラムよりも車外側にセラミックカラー隠蔽
層を設け、外部光が入射しないように遮蔽すればフレア
ー光の発生を防止できる。
In the present invention, in order to totally reflect the light containing information inside the laminated glass, the angle of the light containing information incident on the laminated glass is changed by the second hologram. From the point of view, it is usual that the first hologram and the second hologram are arranged in parallel in the vertical direction of the vehicle. In this case, the second hologram may be arranged in the vicinity of the first hologram where the diffracted light is arranged so that the observer can easily see the diffracted light, but in the present invention, the second hologram is diffracted by the second hologram. Since the light containing information can be totally reflected inside the laminated glass, the second hologram can also be arranged at an inconspicuous position of the laminated glass. In particular, flare light can be prevented by providing a ceramic color concealing layer on the outer side of the second hologram of the laminated glass corresponding to the second hologram so as to block external light from entering.

【0032】この際、ガラス板表面では全反射するの
で、複数回合わせガラス内部を反射させても、反射によ
るエネルギー的な損失の問題はない。しかも上述のよう
に風防ガラスと光源との間に第2のホログラムを介する
ことなく、収差補正用のホログラムとしての第2のホロ
グラムを配することができる。
At this time, since the glass plate surface is totally reflected, even if the inside of the laminated glass is reflected plural times, there is no problem of energy loss due to the reflection. Moreover, as described above, the second hologram serving as the aberration correction hologram can be arranged without the second hologram interposed between the windshield and the light source.

【0033】[0033]

【実施例】以下、図面に基づいて本発明における実施例
を説明する。図1は、本発明のHUDの一例を示す概念
図である。合わせガラス6の下方には発光表示手段が備
えられており、この発光表示手段は熱陰極管を用いた光
源1から発した光がコリメーターであるレンズ系2を介
し、透過型カラー液晶表示素子からなる表示体3を通過
した表示すべき情報を光7として発するものである。合
わせガラス6は2枚のガラス板が中間膜を介して接着さ
れたものであり、第1のホログラム26がこの合わせガ
ラス6に封入されていて、さらに第1のホログラム26
よりも下方に第2のホログラム22が封入されている。
発光表示手段から発せられた光7は、合わせガラス6に
封入された第2のホログラム22に照射回折され、合わ
せガラス6内部で全反射して伝播した後、第1のホログ
ラム26に照射されて、回折され、運転者に観察位置8
で視認される。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a conceptual diagram showing an example of the HUD of the present invention. A light emitting display means is provided below the laminated glass 6, and the light emitting display means is a transmissive color liquid crystal display device in which light emitted from a light source 1 using a hot cathode tube is passed through a lens system 2 which is a collimator. The information to be displayed which has passed through the display body 3 consisting of is emitted as light 7. The laminated glass 6 is formed by adhering two glass plates through an intermediate film, the first hologram 26 is enclosed in the laminated glass 6, and the first hologram 26 is further included.
The second hologram 22 is encapsulated below.
The light 7 emitted from the light emitting display means is irradiated and diffracted on the second hologram 22 enclosed in the laminated glass 6, is totally reflected and propagated inside the laminated glass 6, and then is irradiated on the first hologram 26. , Diffracted and observed by driver 8
Is visible at.

【0034】車内側ガラス板から第1のホログラム26
に向かって入射する光の入射角θin’はガラスと空気と
の界面での臨界角より大きいため、発光表示手段からの
情報を含む光は、そのままでは内部角θin’に対応する
角度で車内から直接照射することはできない。そこで本
実施例では第2のホログラム22を用いて入射させてい
る。第2のホログラム22は外部光が直接第2のホログ
ラム22に向かって入射しないように、ボンネットより
下側に配置されており、かつセラミックカラー隠蔽層1
1により車外側から遮蔽されている。
From the glass plate inside the vehicle to the first hologram 26
Since the incident angle θ in 'of the light entering toward is larger than the critical angle at the interface between the glass and the air, the light including the information from the light emitting display means has an angle corresponding to the internal angle θ in ' as it is. It cannot be directly illuminated from inside the car. Therefore, in this embodiment, the second hologram 22 is used for incidence. The second hologram 22 is disposed below the hood so that external light does not directly enter the second hologram 22, and the ceramic color concealing layer 1 is provided.
It is shielded from the outside of the vehicle by 1.

【0035】上記レンズ系2はコリメーターとしての機
能を持つものであり、ハロゲンランプのようなスポット
状の光源の場合に特に有効である。また、拡大機能をホ
ログラム22または26に持たせることもでき、速度表
示9、警告表示10の表示像を遠方に結像させることも
可能となる。必要に応じてレンズや曲面ミラーを用いて
もよい。
The lens system 2 has a function as a collimator and is particularly effective in the case of a spot-shaped light source such as a halogen lamp. Further, the hologram 22 or 26 can be provided with a magnifying function, and the display images of the speed display 9 and the warning display 10 can be formed at a distance. A lens or a curved mirror may be used if necessary.

【0036】また、ホログラムは波長選択機能を持つの
で、希望する色の像が表示可能であり、さらに、多重露
光や複数枚のホログラムの積層によって多色表示が可能
となり、表示情報の量と質の向上ができる。本実施例で
は熱陰極管の発光ピーク波長に対応する545nmおよ
び612nmと、ホログラムを透過する外光の色調を無
色に近づけるための460nmの光を回折する多重露光
のホログラムを用い、速度表示9を緑色、警告表示10
を緑色と赤色とを混合したアンバー色(橙色)として表
示した。その結果、運転者に対してより的確に情報を伝
達することが可能となった。
Further, since the hologram has a wavelength selecting function, an image of a desired color can be displayed, and further, multiple exposure or stacking of a plurality of holograms enables multicolor display, and the quantity and quality of display information. Can be improved. In this embodiment, multiple exposure holograms that diffract light of 545 nm and 612 nm corresponding to the emission peak wavelength of the hot cathode tube and light of 460 nm for making the color tone of the external light passing through the hologram close to colorless are used, and the speed indication 9 is displayed. Green, warning display 10
Was displayed as amber (orange) in which green and red were mixed. As a result, it has become possible to transmit information to the driver more accurately.

【0037】なお、ホログラムは通常数10mmから数
100mm角程度の面積で、数μmから数10μm程度
の厚みである。このようなホログラムは、リップマンタ
イプ等の体積位相型のホログラムが高い回折効率を得ら
れるという点で望ましいが、エンボスタイプ、レインボ
ータイプ等のホログラムと呼ばれるものを広く用いるこ
とができる。また、ホログラム材料としては、ポリビニ
ルカルバゾールやアクリル系などのフォトポリマー、重
クロム酸ゼラチン、光レジスト、銀塩など種々の感光材
料を用いることができる。
The hologram usually has an area of about several tens of mm to several hundreds of mm square and a thickness of about several μm to several tens of μm. Such a hologram is desirable in that a volume phase type hologram such as a Lippmann type hologram can obtain high diffraction efficiency, but a hologram called an emboss type hologram or a rainbow type hologram can be widely used. As the hologram material, various photosensitive materials such as polyvinyl carbazole, acrylic-based photopolymers, dichromated gelatin, photoresists, and silver salts can be used.

【0038】例えば第2のホログラムによって反射回折
した情報を含む光が車内側ガラス板の車内側面で全反射
した後に、再び第2のホログラムに入射すると不要な回
折光が生じてしまうことがある。特に、合わせガラスの
厚さは2mm程度のガラス板2枚と中間膜とで通常5m
m程度と薄いため、第2のホログラムが数100mm角
程度(全反射の角度にもよるが、300mm角を超える
程度)を超えるようでは、車内側ガラス板で全反射した
情報を含む光が再び第2のホログラムに入射することが
ある。そこで、第2のホログラムとしてある程度小さな
大きさ(100数10mm角程度)であれば、全反射し
てきた光の再度の第2のホログラムへの入射を防ぐこと
ができる。
For example, when the light including the information reflected and diffracted by the second hologram is totally reflected by the inner side surface of the vehicle interior glass plate and then enters the second hologram again, unnecessary diffracted light may be generated. Especially, the thickness of laminated glass is usually 5 m with two glass plates with a thickness of about 2 mm and an interlayer film.
Since the second hologram is as thin as about m, if the second hologram exceeds several hundred mm square (depending on the angle of total reflection, it exceeds 300 mm square), the light including the information totally reflected by the glass plate on the inside of the vehicle is re-generated. It may be incident on the second hologram. Therefore, if the size of the second hologram is small to some extent (a few hundreds of 10 mm square), it is possible to prevent the totally reflected light from entering the second hologram again.

【0039】本実施例ではコンバイナーとして横150
mm×縦120mmの大きさで、厚さが20μmのアク
リル系フォトポリマーよりなる感光材料を用い、体積位
相型の反射型ホログラムを用いた。
In this embodiment, a horizontal width of 150 is used as a combiner.
A volume phase reflection hologram was used using a photosensitive material made of an acrylic photopolymer having a size of mm × length 120 mm and a thickness of 20 μm.

【0040】また、ホログラムを通して車両外から車両
内に透過する外光の色調を、無色に近づけるように選択
した複数の色に対応する複数の波長の光によって露光さ
れたホログラムを作製する場合、本実施例のように1枚
の感光材料の中に3重に露光することが好ましいが、複
数の感光材料に個別に露光したホログラムを積層しても
もちろん支障ない。また、感光する波長帯域の異なる複
数の感光材料をあらかじめ積層しておいて、複数の波長
で露光するのも有効な方法である。
Further, in the case of producing a hologram exposed by light of a plurality of wavelengths corresponding to a plurality of colors selected so that the color tone of external light transmitted from the outside of the vehicle to the inside of the vehicle through the hologram is close to colorless, It is preferable to triple-exposure a single photosensitive material as in the embodiment, but it is of course not a problem to stack individually exposed holograms on a plurality of photosensitive materials. Further, it is also an effective method to stack a plurality of photosensitive materials having different wavelength bands to be exposed in advance and to expose at a plurality of wavelengths.

【0041】本発明における発光表示手段は光を発して
表示する機能を持つものであり、液晶表示素子等のいわ
ゆる受光型表示素子からなる表示体に熱陰極管(HC
T)、冷陰極管、蛍光表示管(VF)、ハロゲンラン
プ、LEDなどからなる光源から発した光を照射するも
のであり、また、これらの機能を併せ持つものであって
もよい。
The light emitting display means in the present invention has a function of emitting light to display, and a hot cathode tube (HC) is attached to a display body composed of a so-called light receiving type display element such as a liquid crystal display element.
T), a cold cathode tube, a fluorescent display tube (VF), a halogen lamp, an LED, or the like for irradiating light emitted from a light source, or may have these functions together.

【0042】本発明におけるHUDをカラー表示とする
場合、液晶表示素子としては、カラーフィルターと透過
型のツイストネマチック型液晶素子や、スーパーツイス
トネマチック型液晶表示素子等からなるカラー液晶表示
素子等が好ましく使用でき、一つの光源から発せられた
光を所望の色の光として照射することができる。
When the HUD in the present invention is used for color display, the liquid crystal display element is preferably a color liquid crystal display element including a color filter and a transmission type twisted nematic type liquid crystal element, a super twisted nematic type liquid crystal display element, or the like. It can be used and the light emitted from one light source can be irradiated as light of a desired color.

【0043】このようにして複数の色の光は、同一の発
光表示手段から発することができ、これら複数の色の光
が同時に表示される場合には表示像を重ねて表示するこ
とができる。逆にこの表示像の重なりを防ぐように、必
要に応じてカラーフィルターと光源の組み合わせによっ
て、あるいはカラー液晶表示素子を制御することによっ
て、複数の色の光が同時に照射されないようにしてもよ
い。
In this way, the lights of a plurality of colors can be emitted from the same light emitting display means, and when the lights of a plurality of colors are simultaneously displayed, the display images can be displayed in an overlapping manner. On the contrary, in order to prevent the overlapping of the displayed images, a combination of a color filter and a light source or a color liquid crystal display element may be controlled as necessary to prevent light of a plurality of colors from being simultaneously irradiated.

【0044】また、それとは別に、受光型表示素子を用
いず、上記の光源自体をパターン化して配列し特定の情
報を光として発生するものであってもよい。受光型表示
素子に上記光源を併用したものの場合は、この受光型表
示素子と光源との間にレンズ系や曲面反射鏡等の適当な
光平行化手段、導光板等の適当な導光手段を配置しても
よい。さらに、ホログラムに光が投射されるまでの光径
路内に、必要に応じて、光偏光手段、あるいは、KNO
3 等の非線形光学素子を配置してもよい。
Alternatively, instead of using the light receiving type display element, the light source itself may be patterned and arranged to generate specific information as light. In the case where the light source is used together with the light receiving display element, an appropriate light collimating means such as a lens system or a curved reflecting mirror, and a suitable light guiding means such as a light guide plate are provided between the light receiving display element and the light source. You may arrange. Further, if necessary, an optical polarization means or KNO is provided in the optical path until the light is projected on the hologram.
Non-linear optical elements such as 3 may be arranged.

【0045】また本発明のHUDをカラー表示とする場
合、コンバイナーから表示像までの距離を各色で同一と
すれば同一平面内にカラー表示ができ、また、色によっ
て変えた場合には表示色によって表示像の観察される距
離の異なる立体的な像を得ることができる。
Further, when the HUD of the present invention is displayed in color, if the distance from the combiner to the display image is the same for each color, color display can be performed on the same plane. It is possible to obtain three-dimensional images with different observed distances of the display image.

【0046】本実施例のHUDの要部概略断面図を図2
に示す。前述のように本実施例の第1のホログラム26
は熱陰極管の発光ピーク波長に対応する545nmおよ
び612nmと、外光の透過光の色調を無色に近づける
ための460nmの光を回折する3重露光のホログラム
を用いている。その回折効率は各々約60%であり、半
値幅は15nm程度であった。また合わせガラス6に
は、第1のホログラム26に臨界角より大きい角度で光
を入射させるための第2のホログラム22が封入されて
いる。第2のホログラム22としては、表示に必要な5
45nmおよび612nmの光を回折するように2重露
光されたホログラムを用いている。その回折効率は各々
約80%であり、半値幅は15nmであった。
FIG. 2 is a schematic sectional view of the main part of the HUD of this embodiment.
Shown in. As described above, the first hologram 26 of this embodiment is used.
Uses a triple exposure hologram that diffracts light of 545 nm and 612 nm corresponding to the emission peak wavelength of the hot cathode tube and 460 nm for making the color tone of transmitted light of external light closer to colorless. The diffraction efficiency was about 60%, and the half width was about 15 nm. Further, the laminated glass 6 is filled with a second hologram 22 for allowing light to enter the first hologram 26 at an angle larger than the critical angle. The second hologram 22 has 5
Double-exposed holograms are used to diffract light of 45 nm and 612 nm. The diffraction efficiency was about 80%, and the half width was 15 nm.

【0047】発光表示手段から第2のホログラム22へ
入射する光の入射角θ1 は30゜であり、車内側ガラス
板23から第2のホログラムへ向かって入射する入射角
θ1’はガラスの屈折率が約1.52、空気が約1.0
0であるからスネルの法則により、θ1 ’=sin
-1((sin30゜)/1.52)≒19.2゜であ
る。ガラスと空気の界面での臨界角はsin-1(1.0
0/1.52)≒41.1゜である。したがって、第2
のホログラムからの反射回折角θ3 ’を41.10より
大きくすることによって、θ3 ’は臨界角より大きくな
る。なお、雨天の場合等にガラス板表面に水滴が付着す
ると全反射条件が崩れることがあるため、θ3’は4
1.1°よりもかなり大きい値をとることが好ましい。
具体的には、水の屈折率が約1.33であり、sin-1
(1.33/1.52)≒61.0゜であるから、θ
3 ’>61.0°であることが望ましい。本実施例では
余裕を持ってθ3 ’=70゜とした。
The incident angle θ 1 of the light which is incident on the second hologram 22 from the light emitting display means is 30 °, and the incident angle θ 1 ′ which is incident from the glass plate 23 on the inside of the vehicle toward the second hologram is glass. Refractive index about 1.52, air about 1.0
Since it is 0, according to Snell's law, θ 1 '= sin
−1 ((sin30 °) /1.52) ≈19.2 °. The critical angle at the interface between glass and air is sin -1 (1.0
0 / 1.52) ≈41.1 °. Therefore, the second
By making the reflection diffraction angle θ 3 ′ from the hologram of 4 greater than 41.10, θ 3 ′ becomes larger than the critical angle. Note that if water drops adhere to the surface of the glass plate in rainy weather, etc., the condition for total reflection may collapse, so θ 3 'is 4
It is preferable to take a value considerably larger than 1.1 °.
Specifically, the refractive index of water is about 1.33, and sin -1
Since (1.33 / 1.52) ≈61.0 °, θ
It is desirable that 3 '> 61.0 °. In this embodiment, θ 3 ′ = 70 ° is set with a margin.

【0048】第2のホログラム22により回折された光
は合わせガラス内部、すなわち車内側ガラス板の車内側
表面と車外側ガラス板の車外側表面とでを複数回全反射
して伝播した後に、第1のホログラム26にθ3 ’で入
射する。第1のホログラム26の反射回折角は、第1の
ホログラム26の設置位置と運転者の観察位置とを勘案
しθ2 =60゜とした。したがって、第1のホログラム
を回折して車内側ガラス板23の車内側表面に向う入射
角θ2 ’はθ2 ’=sin-1((sin60゜)/1.
52)≒34.7゜となる。
The light diffracted by the second hologram 22 propagates after being totally reflected a plurality of times inside the laminated glass, that is, on the inside surface of the inside glass plate and the outside surface of the outside glass plate. It enters the hologram 26 of No. 1 at θ 3 ′. The reflection diffraction angle of the first hologram 26 was set to θ 2 = 60 ° in consideration of the installation position of the first hologram 26 and the observation position of the driver. Therefore, the incident angle θ 2 ′ that diffracts the first hologram and is directed toward the inside surface of the inside glass plate 23 is θ 2 ′ = sin −1 ((sin 60 °) / 1.
52) ≈ 34.7 °.

【0049】本実施例のホログラム22および26は合
わせガラス6の車内側ガラス板23の車外側面に接着さ
れ、ポリビニルブチラールよりなる中間膜25と共に、
車外側ガラス板24の内側に封入されて風防ガラスとな
っている。中間膜25とホログラム22および26の界
面は中間膜中に含まれる可塑剤によりホログラムの特性
が影響を受けないような保護層27となっている。保護
層としてはポリビニルアルコールフィルムを用いた。
The holograms 22 and 26 of this embodiment are adhered to the outer surface of the inner glass plate 23 of the laminated glass 6, and together with the intermediate film 25 made of polyvinyl butyral,
A windshield is enclosed inside the outside glass plate 24 of the vehicle. The interface between the intermediate film 25 and the holograms 22 and 26 is a protective layer 27 that prevents the hologram characteristics from being affected by the plasticizer contained in the intermediate film. A polyvinyl alcohol film was used as the protective layer.

【0050】HUDでフレアー光が発生するのは、前述
した通りθin’=θ3 ’となるような方向から光が入射
する場合である。ところが、本実施例ではθin’=θ
3 ’はガラスと空気の臨界角より大きいため29のよう
に全反射条件を満たし、外部からの光はθin’に対応す
る角度で入射することができない。したがって、フレア
ー光は発生し得ない。外部光が広い波長範囲の光を含ん
でいてあらゆる角度から入射するとしても、θ3 ’が臨
界角より十分大きい70゜に設定してあるのでフレアー
光の発生を有効に防ぐことができた。
The flare light is generated in the HUD when the light is incident from the direction such that θ in '= θ 3 ' as described above. However, in this embodiment, θ in '= θ
Since 3'is larger than the critical angle between glass and air, the condition of total reflection is satisfied as in 29, and light from the outside cannot enter at an angle corresponding to θ in '. Therefore, flare light cannot be generated. Even if the external light includes light in a wide wavelength range and is incident from any angle, since θ 3 'is set to 70 °, which is sufficiently larger than the critical angle, flare light generation can be effectively prevented.

【0051】また本実施例の第1のホログラムでは、車
外の観察者が見た場合の反射色も劇的に改善されてい
る。いま図2のように外光30が入射した場合第1のホ
ログラム26に反射回折された外光31は、車外側ガラ
ス板24の表面で全反射してしまい再び車外に出射する
ことができない。また別の角度で入射する外光32で
は、第1のホログラム26で反射回折された光が33の
ように外部に出射する場合があるが、そのときの回折波
長はブラッグ条件により長波長化して赤外光領域となる
ため、車外の観察者には感知できない。したがって、外
部の観察者はいかなる角度で入射した光でも、第1のホ
ログラムによる反射回折光を見ることができないため、
実質的に第1のホログラムの反射色は無色となる。
Further, in the first hologram of this embodiment, the reflection color when viewed by an observer outside the vehicle is also dramatically improved. When the external light 30 is incident as shown in FIG. 2, the external light 31 reflected and diffracted by the first hologram 26 is totally reflected by the surface of the glass plate 24 on the outside of the vehicle and cannot be emitted to the outside of the vehicle again. In the external light 32 incident at another angle, the light reflected and diffracted by the first hologram 26 may be emitted to the outside like 33. However, the diffraction wavelength at that time is lengthened by the Bragg condition. Since it is in the infrared region, it cannot be perceived by an observer outside the vehicle. Therefore, an external observer cannot see the reflected diffracted light by the first hologram even if the light is incident at any angle.
The reflected color of the first hologram is substantially colorless.

【0052】図4は本実施例のホログラムの反射回折光
の色調の変化の様子を示す色度図である。黒菱形で示す
ホログラムの反射色は観察角度を垂直面内で変化せせて
も、ほぼ×印で示す光源の色度と等しく無色となってい
る。光源と比べわずかに右寄り(赤色領域)にあるの
は、入射設定角θ3 ’において460nmを回折するホ
ログラムによる回折光が、ブラッグ条件により長波長化
してはいるが完全には赤外線領域ではなくわずかに赤色
として観察されるためである。このことは青色ホログラ
ムの回折波長を長波長化するか内部角θ1 ’をさらに大
きくすることによって容易に防ぐことができる。
FIG. 4 is a chromaticity diagram showing how the color tone of the reflected and diffracted light of the hologram of this embodiment changes. The reflection color of the hologram shown by the black rhombus is colorless, which is almost the same as the chromaticity of the light source shown by X even if the observation angle is changed in the vertical plane. Slightly to the right (red region) of the light source, the diffracted light from the hologram that diffracts 460 nm at the incident setting angle θ 3 'has a longer wavelength due to the Bragg condition, but it is not completely in the infrared region but slightly This is because it is observed as red. This can be easily prevented by increasing the diffraction wavelength of the blue hologram or further increasing the internal angle θ 1 '.

【0053】また、車外からの外光34が第1のホログ
ラム26を透過して運転者に観察される光35の色調
は、その色調を無色に近づけるように赤緑青の3原色露
光したホログラムを第1のホログラムとして用いている
ため、ほとんど無色となっている。
The color tone of the light 35 from the outside of the vehicle, which is transmitted through the first hologram 26 and observed by the driver, is a hologram exposed by the three primary colors of red, green and blue so that the color tone becomes closer to colorless. Since it is used as the first hologram, it is almost colorless.

【0054】また、本実施例では可視光線垂直透過率に
関しても改善された。垂直に入射する光がホログラム2
6に回折される波長はブラッグ条件により長波長化され
ており、人間の目には感知できない赤外光域の光となっ
ている。可視光線垂直透過率は人間の目の視感度で補正
された数値であるため、実質的にホログラムは透明であ
るといえる。本実施例では車外側ガラス板として2mm
厚のブロンズガラスを用い、車内側ガラスとして2mm
厚の透明ガラスを用いた。ホログラム無しの場合の可視
光線垂直透過率は約82%であるが、第1のホログラム
を備えた部分でも約80%であり、法規(70%)を十
分に満足している。
Further, in the present embodiment, the visible light vertical transmittance was also improved. Light incident vertically is hologram 2
The wavelength diffracted by 6 has a longer wavelength due to the Bragg condition, and the light is in the infrared light range that cannot be perceived by human eyes. Since the visible light vertical transmittance is a numerical value corrected by the visibility of human eyes, it can be said that the hologram is substantially transparent. In this embodiment, the outer glass plate is 2 mm.
2mm thick glass inside the car using thick bronze glass
Thick transparent glass was used. The visible light vertical transmittance in the case of no hologram is about 82%, but it is about 80% even in the portion provided with the first hologram, which sufficiently satisfies the regulation (70%).

【0055】また本実施例の第2のホログラムとして、
第1のホログラム26による色収差、ボケ、歪み等の収
差量を極小化するように露光されたものを用いることに
よって、ダッシュボード内の光源側には収差補正用ホロ
グラムが不要となった。したがって、システム全体の大
幅な小型化を実現することができる。
As the second hologram of this embodiment,
By using the one exposed so as to minimize the amount of aberration such as chromatic aberration, blur, and distortion due to the first hologram 26, the aberration correction hologram is not required on the light source side in the dashboard. Therefore, the size of the entire system can be significantly reduced.

【0056】また、第2のホログラム22に対し図6の
36で示すような方向から外部光が入射すると、その外
部光は第2のホログラムで回折され情報を含む光28と
共に運転者の視域内に到達してしまいフレアー光となっ
てしまう。しかし、本実施例のように第2のホログラム
をボンネットより下に配置し、車外側にセラミックカラ
ー隠蔽層37を備えて外部光を遮蔽することによって、
第2のホログラムによるフレアー光の発生を有効に防ぐ
ことができた。
When external light is incident on the second hologram 22 from a direction as shown by 36 in FIG. 6, the external light is diffracted by the second hologram 22 and the light 28 containing information is within the visual field of the driver. It reaches to and becomes flare light. However, by disposing the second hologram below the hood and providing the ceramic color concealing layer 37 on the outside of the vehicle to shield external light as in the present embodiment,
It was possible to effectively prevent the generation of flare light due to the second hologram.

【0057】本発明の第2から4の実施例におけるHU
Dの要部概略断面図を図3に示す。これらの実施例にお
いて、第1のホログラム26は熱陰極管の発光ピーク波
長に対応する545nmと612nmおよび433nm
の光を回折する3重露光のホログラムを用いている。そ
の回折効率は各々約60%であり、半値幅は15nm程
度であった。車内側ガラス板23あるいは車外側ガラス
板24から第1のホログラムに向かって入射する光の入
射角θ3 ’が75゜、回折角θ2 が60゜となるよう
に、ホログラム感光材料を露光して第1のホログラム2
6とした。これらの実施例ではカラー液晶による表示体
を併用し、フルカラー表示のHUDを構成している。
HU in the second to fourth embodiments of the present invention
FIG. 3 shows a schematic sectional view of a main part of D. In these examples, the first hologram 26 has 545 nm, 612 nm and 433 nm corresponding to the emission peak wavelength of the hot cathode tube.
A triple-exposure hologram that diffracts light is used. The diffraction efficiency was about 60%, and the half width was about 15 nm. The hologram photosensitive material is exposed so that the incident angle θ 3 ′ of the light incident from the inside glass plate 23 or outside glass plate 24 toward the first hologram is 75 ° and the diffraction angle θ 2 is 60 °. First hologram 2
It was set to 6. In these embodiments, a display body made of a color liquid crystal is used together to form a HUD for full color display.

【0058】合わせガラスの車外側ガラス板には、意匠
性や熱線吸収のため色付きガラス板を用いることが多
い。その場合合わせガラス内部を反射して伝播する情報
を含む光の強度は色付きガラス板への吸収によって減衰
してしまう。この減衰を防ぐ手段として、色付きでない
車内側ガラス板の内部のみを伝播させることが考えられ
る。
A colored glass plate is often used as the glass plate on the vehicle exterior side of the laminated glass for its design and absorption of heat rays. In that case, the intensity of light including information that propagates by being reflected inside the laminated glass is attenuated by absorption in the colored glass plate. As a means for preventing this attenuation, it is conceivable to propagate only the inside of the non-colored glass plate inside the vehicle.

【0059】図3(a)で示す第2の実施例では、第2
のホログラムとして第1の実施例と同様に反射型のホロ
グラム22を用いている。第2のホログラム22により
臨界角より大きい角θ3 ’=75゜で回折された情報を
含む光は、減衰を防ぐため色付きでない車内側ガラス板
23の内部のみを全反射して伝播するように車内側ガラ
ス板23に配された第3の反射型ホログラム38で回折
される。ホログラム38は臨界角より大きな入出射角を
持つ正反射型ホログラムであり、かつ透過色の色調を無
色に近づけるように複数の波長で露光されているため、
フレアー光、反射色、透過色、可視光透過率の問題がな
い。光は最終的に第1のホログラム26に向かって入射
して28のように運転者に回折する。
In the second embodiment shown in FIG. 3A, the second
The reflection type hologram 22 is used as the hologram of the same as in the first embodiment. The light including information diffracted by the second hologram 22 at an angle θ 3 '= 75 ° larger than the critical angle is propagated by totally reflecting only the inside of the uncolored glass plate 23 on the inside of the vehicle to prevent attenuation. It is diffracted by the third reflective hologram 38 arranged on the glass plate 23 on the inside of the vehicle. Since the hologram 38 is a regular reflection hologram having an entrance / exit angle larger than the critical angle, and is exposed at a plurality of wavelengths so that the color tone of the transmitted color becomes closer to colorless,
There are no problems with flare light, reflected color, transmitted color, and visible light transmittance. The light finally enters the first hologram 26 and diffracts to the driver as 28.

【0060】第3の実施例の図3(b)では、反射型の
第2のホログラム22と透過型の第1のホログラム26
を用いている。第2のホログラムにより回折された光は
合わせガラス内部を全反射して伝播した後、第1のホロ
グラム26で回折されて光28として運転者に到達す
る。
In FIG. 3B of the third embodiment, the reflective second hologram 22 and the transmissive first hologram 26 are shown.
Is used. The light diffracted by the second hologram propagates after being totally reflected inside the laminated glass, and then diffracted by the first hologram 26 to reach the driver as light 28.

【0061】第4の実施例では図3(c)のように、車
外側からセラミックカラー隠蔽層37によって外光から
遮蔽された透過型の第2のホログラム22を車内側ガラ
ス板23の車内側面に貼設して、反射型の第3のホログ
ラムを用いて車内側ガラス板23の内部のみを光が全反
射して伝播し、反射型の第1のホログラム26で回折さ
れて28のように運転者に到達する。この場合、第2の
ホログラム22の車内側表面には、第2のホログラムを
保護する透明保護フィルム(図示せず)が貼設されてい
ることが好ましい。
In the fourth embodiment, as shown in FIG. 3C, the transmissive second hologram 22 shielded from the outside by the ceramic color concealing layer 37 from the outside of the vehicle is provided on the inside surface of the glass plate 23 on the inside of the vehicle. The light is totally reflected and propagates only inside the vehicle inside glass plate 23 by using the reflection-type third hologram, and the light is diffracted by the reflection-type first hologram 26 so that the light is reflected as 28. Reach the driver. In this case, it is preferable that a transparent protective film (not shown) that protects the second hologram is attached to the vehicle inner surface of the second hologram 22.

【0062】第3のホログラムの入出射角を臨界角より
大きくすることによって、第1のホログラムと同様の理
由でフレアー光、反射色、可視光の問題はない。また透
過色については、透過色の色調が無色に近づくよう複数
の波長の光で第3のホログラムの感光材料を露光するこ
とによってやはり問題はない。
By making the entrance / exit angle of the third hologram larger than the critical angle, there is no problem of flare light, reflected color, or visible light for the same reason as the first hologram. Regarding the transmitted color, there is still no problem by exposing the photosensitive material of the third hologram with light of a plurality of wavelengths so that the color tone of the transmitted color approaches colorless.

【0063】これらの実施例では共通して、第1の実施
例と同様にフレアー光、反射色、透過色、可視光透過
率、システムサイズの問題が解決された。また、第1の
ホログラムへの内部入射角θ3 ’は75゜と第1の実施
例よりも更に大きくしているため、外光の反射色の変化
は図5の色度図に示すように、第1の実施例よりも更に
無色に近づいた。また外光の透過光の色調は、赤緑青の
3原色に対応する3重露光のホログラムを用いているた
めほとんど無色にすることができた。また可視光線垂直
透過率についても第1の実施例と同様に80%程度を確
保することができ法規の70%を十分超えることができ
た。
In common with these embodiments, the problems of flare light, reflected color, transmitted color, visible light transmittance and system size are solved as in the first embodiment. Further, since the internal incident angle θ 3 'to the first hologram is 75 °, which is larger than that in the first embodiment, the change of the reflected color of the external light is as shown in the chromaticity diagram of FIG. , And became more colorless than in the first example. Further, the color tone of the transmitted light of the external light can be made almost colorless because the hologram of triple exposure corresponding to the three primary colors of red, green and blue is used. As for the visible light vertical transmittance, it was possible to secure about 80% as well as the first embodiment, and it was possible to sufficiently exceed 70% of the regulation.

【0064】上記のように、本発明の実施例として4つ
を例示したが、本発明がこれらに限定されるものでない
ことはもちろんである。例えば、第3の実施例ように車
外側ガラス板の車外側表面で光を全反射させる場合であ
って、そのために発光表示手段からの光を回折させる第
2のホログラムとして、透過型のホログラムを用いても
よい。
As described above, the four examples of the present invention have been illustrated, but it goes without saying that the present invention is not limited to these. For example, in the case of totally reflecting the light on the outer surface of the outer glass plate as in the third embodiment, a transmissive hologram is used as the second hologram for diffracting the light from the light emitting display means for that purpose. You may use.

【0065】本発明におけるホログラムは合わせガラス
に配されるものであり、透過型のホログラムを用いる場
合には合わせガラスの表面(車内側表面)に貼設されて
もよいが、特にホログラムの保護の点に鑑みて、合わせ
ガラスの内部に封入して用いることが好ましい。ホログ
ラムが合わせガラスの車内側表面に貼設されている場合
には、ホログラムの車内側表面から透明保護フィルム
(図示せず)が積層されることが好ましい。
The hologram in the present invention is arranged on laminated glass, and when a transmissive hologram is used, it may be stuck on the surface of the laminated glass (the surface on the inside of the vehicle). In view of the point, it is preferable to use it by enclosing it inside the laminated glass. When the hologram is attached to the vehicle interior surface of the laminated glass, it is preferable that a transparent protective film (not shown) is laminated on the vehicle interior surface of the hologram.

【0066】ホログラムが合わせガラスの車内側表面に
貼設されている場合には、ホログラムを保護するために
その車内面側表面に透明保護フィルムが積層されてい
る。この場合、透明保護フィルムはホログラムの全面を
覆うだけの大きさであれば十分であり、ホログラムの大
きさよりも若干大きくても風防ガラスの全面に積層され
るだけの大きさを有していても特に制限はない。また、
この透明保護フィルムとしては、ガラスの屈折率とほぼ
同程度の屈折率を有する材料を用いることが、運転者等
の視認性の点に鑑みて好ましい。この場合、ホログラム
に向かって入射する情報を含む光の入射角は、透明保護
フィルムの車外側表面で全反射する臨界角よりも大きい
ため、透明保護フィルムによるフレアー光が生じること
も防止されている。
When the hologram is affixed to the vehicle interior surface of the laminated glass, a transparent protective film is laminated on the vehicle interior surface to protect the hologram. In this case, it suffices that the transparent protective film has a size enough to cover the entire surface of the hologram, and even if the transparent protective film is slightly larger than the size of the hologram or has a size enough to be laminated on the entire surface of the windshield. There is no particular limitation. Also,
As the transparent protective film, it is preferable to use a material having a refractive index that is substantially the same as the refractive index of glass in view of the visibility of the driver or the like. In this case, since the incident angle of the light including information incident on the hologram is larger than the critical angle of total reflection on the vehicle outer surface of the transparent protective film, flare light is also prevented from being generated by the transparent protective film. .

【0067】なお、ポリウレタン等からなる自己修復性
を有する透明樹脂膜をガラス板の全面に積層することに
よって得られる安全ガラスに用いられるその透明樹脂膜
自身を、この透明保護フィルムとして採用することも可
能である。合わせガラスは、通常2枚のガラス板をその
間に中間膜を介在させて接着させたものを指すが、上記
の安全ガラスも合わせガラスに含めた場合、車外側ガラ
ス板と上記の透明樹脂膜との間にホログラムが封入され
る際には、透明樹脂膜と車外側ガラス板との間を複数回
全反射した情報を含む光を観測者に向けて回折するホロ
グラムとして透過型のものも反射型のものもどちらも用
いることができる。
The transparent resin film itself, which is used for safety glass obtained by laminating a transparent resin film made of polyurethane or the like and having a self-repairing property on the entire surface of a glass plate, may be used as the transparent protective film. It is possible. Laminated glass usually refers to two glass plates adhered with an intermediate film interposed therebetween, but when the above safety glass is also included in the laminated glass, the outside glass plate and the above transparent resin film are included. When the hologram is enclosed between the transparent resin film and the glass plate on the outside of the car, the transmission type and the reflection type holograms are diffracted toward the observer, and the light containing information is totally reflected multiple times. Both of these can be used.

【0068】また、ホログラムは車外側ガラス板に当接
するように配されてもよく、合わせガラスに封入する場
合には、その製造の容易な点に鑑みれば、車内外のうち
の一方のガラス板に当接させることが好ましい。特に、
情報を含む光を車内側ガラス板の内部のみを伝播させる
場合には、ホログラムが車内側ガラス板のみに当接させ
て配されることによって、情報を含む光は中間膜をも伝
播することがないため好ましい。
Further, the hologram may be arranged so as to come into contact with the glass plate outside the vehicle, and when it is enclosed in the laminated glass, one of the glass plate inside and outside the vehicle is taken into consideration in view of the ease of manufacturing. It is preferable to bring them into contact with. In particular,
When propagating light containing information only inside the glass plate on the inside of the vehicle, the hologram containing light is arranged so as to be in contact with only the glass plate on the inside of the car, so that the light containing information can also propagate through the interlayer film. It is preferable because it does not exist.

【0069】[0069]

【発明の効果】本発明によれば、発光表示手段から第2
のホログラムを介して第1のホログラムへ入射する光の
入射角が臨界角より大きいため、フレアー光の発生する
角度で外光が入射することがなく、フレアー光の発生を
有効に抑制されたHUDを得ることができる。また、第
1のホログラムによる反射色の色調についても、上記の
入射角が臨界角より大きいため回折光が車外に出射する
ことがなく、また出射したとしてもその光は長波長化し
て赤外線領域となるため人間に感知できないため、第1
のホログラムの反射色をほとんど無色にすることができ
る。さらに、外部光の第1のホログラムの透過光の色調
に関しても、その色調を無色に近づけるように選択した
複数の色に対応する複数の波長の光によって露光したホ
ログラムを用いているため、ほとんど無色にすることが
できる。このように露光されたホログラムを第1のホロ
グラムとして用いることによって、本発明におけるHU
Dを多色表示のカラーHUDとすることも容易にでき
る。さらにまた、可視光垂直透過率に関してもホログラ
ムによる垂直入射光の回折波長が赤外線領域となるため
ほとんど影響を与えることはなく、法規の基準を容易に
満足することができる。
According to the present invention, the light emitting display means is
Since the incident angle of the light incident on the first hologram via the hologram is larger than the critical angle, the external light does not enter at the angle at which the flare light is generated, and the generation of the flare light is effectively suppressed. Can be obtained. Also, regarding the color tone of the reflected color by the first hologram, since the above-mentioned incident angle is larger than the critical angle, the diffracted light does not go out of the vehicle, and even if it goes out, the light has a long wavelength and becomes an infrared region. Because it cannot be sensed by humans,
The reflection color of the hologram can be made almost colorless. Further, regarding the color tone of the transmitted light of the first hologram of the external light, since the hologram exposed by the light of the plurality of wavelengths corresponding to the plurality of colors selected so as to make the color tone close to colorless is used, it is almost colorless. Can be By using the hologram thus exposed as the first hologram, the HU in the present invention is
It is also easy to make D a color HUD for multicolor display. Furthermore, the vertical transmittance of the visible light has little influence because the diffraction wavelength of the vertically incident light by the hologram is in the infrared region, and the standard of the regulation can be easily satisfied.

【0070】さらに本発明では、第1のホログラムへ臨
界角より大きな角度で入射させるための第2のホログラ
ムを用いており、第2のホログラムを第1のホログラム
によって生ずる表示虚像のボケ、歪み、色収差を補正す
る機能を持たせることによって、従来提案されていた収
差補正用のホログラムをダッシュボード等に別に設ける
必要がなく、光源システムの大幅な小型化を可能とす
る。
Further, in the present invention, the second hologram for making the light incident on the first hologram at an angle larger than the critical angle is used, and the second hologram is caused by the blurring, distortion, and the like of the display virtual image caused by the first hologram. By providing the function of correcting chromatic aberration, it is not necessary to separately provide a hologram for aberration correction that has been conventionally proposed on a dashboard or the like, and it is possible to significantly reduce the size of the light source system.

【0071】本発明におけるHUDは、第2ホログラム
からの回折光を合わせガラス内を全反射させて伝播させ
ているため、第2ホログラムと第1のホログラムとの空
間的な重複を避けることができる。
In the HUD of the present invention, since the diffracted light from the second hologram is totally reflected and propagated in the laminated glass, it is possible to avoid spatial overlap between the second hologram and the first hologram. .

【0072】特に車外側ガラス板として色付きガラスを
用いる場合は、色付きでない車内側ガラス板内のみを伝
播させるための第3のホログラムを用いるので、光の減
衰を防ぐことができる。
Particularly when colored glass is used as the vehicle outside glass plate, since the third hologram for propagating only in the uncolored vehicle inside glass plate is used, light attenuation can be prevented.

【0073】この第3のホログラムとして、臨界角より
大きい入出射角を持ち、透過色の色調を無色に近づける
ように複数の波長で露光されたものを用いることによっ
て、第1のホログラムと同様な理由でフレアー光、反射
色、透過色、可視光透過率の問題もない。
Similar to the first hologram, the third hologram has the same entrance / exit angle as the critical angle and is exposed at a plurality of wavelengths so that the color tone of the transmitted color is close to colorless. For this reason, there is no problem with flare light, reflected color, transmitted color, or visible light transmittance.

【0074】さらに、第2のホログラムの車外側に第2
のホログラムへ向う外部光が入射しないようにセラミッ
クカラー隠蔽層を合わせガラスに設けることによって、
第2のホログラムによるフレアー光の発生も防ぐことが
できる。
Further, a second hologram is provided outside the vehicle.
By providing a ceramic color concealing layer on the laminated glass so that external light that does not enter the hologram of
Generation of flare light due to the second hologram can also be prevented.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明のHUDの一例を示す概念図FIG. 1 is a conceptual diagram showing an example of a HUD of the present invention.

【図2】本発明におけるHUDの要部の一例を示す概略
断面図
FIG. 2 is a schematic sectional view showing an example of a main part of a HUD according to the present invention.

【図3】本発明におけるHUDの要部概略断面図FIG. 3 is a schematic sectional view of a main part of a HUD according to the present invention.

【図4】本発明のHUDの反射色の変化の一例を示す色
度図
FIG. 4 is a chromaticity diagram showing an example of changes in the reflection color of the HUD of the present invention.

【図5】本発明のHUDの反射色の変化の別の一例を示
す色度図
FIG. 5 is a chromaticity diagram showing another example of changes in the reflection color of the HUD of the present invention.

【図6】風防ガラス内部に封入したホログラムおよびフ
レアー光の発生メカニズムを説明する概略断面図
FIG. 6 is a schematic cross-sectional view for explaining a hologram and a flare light generation mechanism enclosed in a windshield.

【図7】ホログラムの透過色を説明する概念図FIG. 7 is a conceptual diagram illustrating a transparent color of a hologram.

【図8】ホログラムの反射色を説明する概念図FIG. 8 is a conceptual diagram illustrating a reflection color of a hologram.

【図9】従来のHUDの反射色の変化の一例を示す色度
FIG. 9 is a chromaticity diagram showing an example of changes in the reflection color of a conventional HUD.

【図10】従来のHUDの反射色の変化の別の一例を示
す色度図
FIG. 10 is a chromaticity diagram showing another example of changes in the reflection color of a conventional HUD.

【図11】従来のHUDを示す概念図FIG. 11 is a conceptual diagram showing a conventional HUD.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:光源 2:レンズ系 3:表示素子 6:合わせガラス 7:情報を含む光 8:運転者の観察位置 9:速度表示 10:警告表示 11:セラミックカラー隠蔽層 22:第2のホログラム 26:第1のホログラム 1: Light source 2: Lens system 3: Display element 6: Laminated glass 7: Light containing information 8: Driver's observation position 9: Speed display 10: Warning display 11: Ceramic color hiding layer 22: Second hologram 26: First hologram

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】光源と表示すべき情報を表示する表示体と
を少なくとも備えて表示すべき情報を光として発生する
発光表示手段と、少なくとも2枚のガラス板が中間膜を
介して接着された合わせガラスからなる車両の風防ガラ
スに配されていて前記光を車両内の観測者に向けて回折
する第1のホログラムからなるコンバイナーとを少なく
とも備えたヘッドアップディスプレイにおいて、前記合
わせガラスには、前記発光表示手段から発せられて合わ
せガラスに入射した後に合わせガラスの内部から車内側
あるいは車外側のガラス板の表面に向かう光をガラス板
表面で全反射させる臨界角よりも大きく回折する第2の
ホログラムが配されていて、第2のホログラムで回折さ
れて合わせガラス内部に入射した前記光が第1のホログ
ラムに向けて照射され、第1のホログラムによって観測
者に向けて回折されることを特徴とするヘッドアップデ
ィスプレイ。
1. A light-emitting display means that includes at least a light source and a display body that displays information to be displayed and that generates information to be displayed as light, and at least two glass plates are bonded via an intermediate film. A head-up display provided with at least a combiner composed of a first hologram arranged on a windshield of a vehicle made of laminated glass and diffracting the light toward an observer in the vehicle, wherein the laminated glass has: A second hologram that diffracts light emitted from the light emitting display means and incident on the laminated glass and then traveling from the inside of the laminated glass toward the surface of the glass plate on the inside or outside of the vehicle by a larger amount than a critical angle at which the glass plate surface totally reflects the light Is disposed, and the light that is diffracted by the second hologram and enters the laminated glass is directed toward the first hologram. It is a head-up display, characterized in that it is diffracted toward the viewer by the first hologram.
【請求項2】第2のホログラムと第1のホログラムとの
間には、第2のホログラムで回折された光を車内側ガラ
ス板に向けて正反射する第3のホログラムが合わせガラ
スに封入されて備えられてい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. A third hologram, which specularly reflects the light diffracted by the second hologram toward the vehicle inner glass plate, is enclosed in the laminated glass between the second hologram and the first hologram. The head-up display according to claim 1, wherein the head-up display is provided.
【請求項3】第3のホログラムは、ホログラムを通して
車両外から車両内に透過する外光の色調を無色に近づけ
るように選択した複数の色に対応する複数の波長の光に
よって露光されたホログラムであることを特徴とする請
求項2のヘッドアップディスプレイ。
3. The third hologram is a hologram exposed by light of a plurality of wavelengths corresponding to a plurality of colors selected so that the color tone of the external light transmitted from the outside of the vehicle to the inside of the vehicle through the hologram becomes close to colorless. The head-up display according to claim 2, wherein the head-up display is provided.
【請求項4】第1のホログラムは透過型ホログラムであ
って、前記合わせガラスに封入されて合わせガラスの車
外側ガラス板の車外側表面で全反射した前記光を観測者
に向けて透過回折することを特徴とする請求項1〜3の
いずれかのヘッドアップディスプレイ。
4. The first hologram is a transmissive hologram, and the light, which is enclosed in the laminated glass and totally reflected on the outer surface of the outer glass plate of the laminated glass, is transmitted and diffracted toward an observer. The head-up display according to any one of claims 1 to 3, wherein
【請求項5】第1のホログラムは透過型ホログラムであ
って、前記合わせガラスの車内側表面に貼設されている
ことを特徴とする請求項1〜4のいずれかのヘッドアッ
プディスプレイ。
5. The head-up display according to any one of claims 1 to 4, wherein the first hologram is a transmissive hologram and is attached to the surface of the laminated glass on the inside of the vehicle.
【請求項6】第1のホログラムは反射型ホログラムであ
って、前記合わせガラスに封入されて合わせガラスの車
内側ガラス板の車内側表面で全反射した前記光を観測者
に向けて反射回折することを特徴とする請求項1〜3の
いずれかのヘッドアップディスプレイ。
6. The first hologram is a reflection hologram, and the light, which is enclosed in the laminated glass and totally reflected by the inner surface of the inner glass plate of the laminated glass, is reflected and diffracted toward an observer. The head-up display according to any one of claims 1 to 3, wherein
【請求項7】前記合わせガラスの車外側ガラス板の第2
のホログラムに相当する部位であって第2のホログラム
よりも車外側には、セラミックカラー隠蔽層が積層され
ていることを特徴とする請求項1〜6のいずれかのヘッ
ドアップディスプレイ。
7. A second outer glass plate of the laminated glass
7. The head-up display according to any one of claims 1 to 6, wherein a ceramic color concealing layer is laminated on a portion corresponding to the hologram of above and outside the second hologram.
【請求項8】前記臨界角が、空気または水の屈折率とガ
ラスの屈折率とで定まる空気または水とガラス板との界
面における臨界角であることを特徴とする請求項1〜7
のいずれかのヘッドアップディスプレイ。
8. The critical angle is a critical angle at an interface between air or water and a glass plate, which is determined by a refractive index of air or water and a refractive index of glass.
One of the heads-up displays.
【請求項9】第1のホログラムは、ホログラムを通して
車両外から車両内に透過する外光の色調を無色に近づけ
るように選択した複数の色に対応する複数の波長の光に
よって露光されたホログラムであることを特徴とする請
求項1〜8のいずれかのヘッドアップディスプレイ。
9. The first hologram is a hologram exposed by light of a plurality of wavelengths corresponding to a plurality of colors selected so that the color tone of the external light transmitted from the outside of the vehicle to the inside of the vehicle through the hologram becomes close to colorless. The head-up display according to claim 1, wherein the head-up display is provided.
【請求項10】第2のホログラムは、第1のホログラム
によって形成される表示虚像の収差量を極小化するよう
露光されたホログラムであることを特徴とする請求項1
〜9のいずれかのヘッドアップディスプレイ。
10. The second hologram is a hologram exposed so as to minimize the amount of aberration of a display virtual image formed by the first hologram.
Head-up display of any of ~ 9.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014215410A (en) * 2013-04-24 2014-11-17 大日本印刷株式会社 Production method of holographic optical element and holographic optical combiner with holographic optical element produced by the production method
WO2020022841A1 (en) * 2018-07-27 2020-01-30 (주)한교홀로그램 Front display device
WO2020110598A1 (en) * 2018-11-30 2020-06-04 株式会社小糸製作所 Head-up display
US10800143B2 (en) 2014-03-07 2020-10-13 Corning Incorporated Glass laminate structures for head-up display system

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014215410A (en) * 2013-04-24 2014-11-17 大日本印刷株式会社 Production method of holographic optical element and holographic optical combiner with holographic optical element produced by the production method
US10800143B2 (en) 2014-03-07 2020-10-13 Corning Incorporated Glass laminate structures for head-up display system
WO2020022841A1 (en) * 2018-07-27 2020-01-30 (주)한교홀로그램 Front display device
KR20200012390A (en) * 2018-07-27 2020-02-05 (주)한교홀로그램 Head up display
WO2020110598A1 (en) * 2018-11-30 2020-06-04 株式会社小糸製作所 Head-up display

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