JPH0741626Y2 - コンバイナ - Google Patents
コンバイナInfo
- Publication number
- JPH0741626Y2 JPH0741626Y2 JP5616790U JP5616790U JPH0741626Y2 JP H0741626 Y2 JPH0741626 Y2 JP H0741626Y2 JP 5616790 U JP5616790 U JP 5616790U JP 5616790 U JP5616790 U JP 5616790U JP H0741626 Y2 JPH0741626 Y2 JP H0741626Y2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- combiner
- thickness
- holographic
- light
- operator
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- Instrument Panels (AREA)
- Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】 A.考案の目的 １）産業上の利用分野 本考案は、視認位置の前方に降傾斜して設けられ、前方
の外界の情景からの光線を前方から後方に透過させると
ともに、情報投光装置から投光された情報表示光を後方
に向かわせるコンバイナに関する。
の外界の情景からの光線を前方から後方に透過させると
ともに、情報投光装置から投光された情報表示光を後方
に向かわせるコンバイナに関する。
前記コンバイナはたとえば、航空機の操縦者の前方視野
内に配置され、その操縦者が外界の情景と情報投光装置
に表示された光学的情報とを、それらが重なり合った状
態で視認できるようにしたヘッドアップディスプレイに
おいて、操縦者の前方に配置して使用される。
内に配置され、その操縦者が外界の情景と情報投光装置
に表示された光学的情報とを、それらが重なり合った状
態で視認できるようにしたヘッドアップディスプレイに
おいて、操縦者の前方に配置して使用される。
前記ヘッドアップディスプレイを用いれば、操縦者は一
々外界から視線をそらせて計器類を見る必要がなくなる
ので、外界から視線をそらせている間に生じる不慮の事
故を防ぐことができる。
々外界から視線をそらせて計器類を見る必要がなくなる
ので、外界から視線をそらせている間に生じる不慮の事
故を防ぐことができる。
２）従来の技術 前記ヘッドアップディスプレイにおいては、従来、第２
図に示したようなコンバイナが使用されている。
図に示したようなコンバイナが使用されている。
第２図（Ａ）に示したヘッドアップディスプレイは、操
縦者01の視野前方に、前側が凸となるように湾曲したホ
ログラフィックコンバイナ02が前方に降傾斜するように
配置されており、そのホログラフィックコンバイナ02
は、後面にホログラム素子02aが形成された基板ガラス0
2bとこの基板ガラス02b後面に配置されたカバー02cとか
ら構成されている。このホログラフィックコンバイナ02
の下方に情報投光装置03が配置されている。この情報投
光装置03は、CRT等から構成された光学的情報表示手段0
4とこの光学的情報表示手段から出射した光を所定の方
向に投光する光学系05とを備えている。そして、前記光
学系05は、リレーレンズ系06、およびターニングミラー
07から構成されている。このヘッドアップディスプレイ
を用いるとにより、操縦者01はホログラフィックコンバ
イナ02を通して前方外界の情景から出射した外部光Ｊを
視認するとともに、光学的情報表示手段04に表示された
光学的情報を、リレーレンズ系06、ターニングミラー07
およびホログラフィックコンバイナ02を介して視認する
とができる。
縦者01の視野前方に、前側が凸となるように湾曲したホ
ログラフィックコンバイナ02が前方に降傾斜するように
配置されており、そのホログラフィックコンバイナ02
は、後面にホログラム素子02aが形成された基板ガラス0
2bとこの基板ガラス02b後面に配置されたカバー02cとか
ら構成されている。このホログラフィックコンバイナ02
の下方に情報投光装置03が配置されている。この情報投
光装置03は、CRT等から構成された光学的情報表示手段0
4とこの光学的情報表示手段から出射した光を所定の方
向に投光する光学系05とを備えている。そして、前記光
学系05は、リレーレンズ系06、およびターニングミラー
07から構成されている。このヘッドアップディスプレイ
を用いるとにより、操縦者01はホログラフィックコンバ
イナ02を通して前方外界の情景から出射した外部光Ｊを
視認するとともに、光学的情報表示手段04に表示された
光学的情報を、リレーレンズ系06、ターニングミラー07
およびホログラフィックコンバイナ02を介して視認する
とができる。
第２図（Ｂ）に示したヘッドアップディスプレイは、第
２図（Ａ）の情報投光装置03と同様の情報投光装置03を
操縦者01の頭上に配置するとともに、ホログラフィック
コンバイナ02には、前方からの光はそのまま後方に透過
させ、上方からの光は後方に透過させるホログラフィッ
ク素子02aを用いている。そして操縦者01は、先に説明
した第２図（Ａ）に示したものと同様の作用により、外
界の情景から出射した外部光Ｊおよび光学的情報表示手
段04に表示された光学的情報を同時に視認することがで
きる。
２図（Ａ）の情報投光装置03と同様の情報投光装置03を
操縦者01の頭上に配置するとともに、ホログラフィック
コンバイナ02には、前方からの光はそのまま後方に透過
させ、上方からの光は後方に透過させるホログラフィッ
ク素子02aを用いている。そして操縦者01は、先に説明
した第２図（Ａ）に示したものと同様の作用により、外
界の情景から出射した外部光Ｊおよび光学的情報表示手
段04に表示された光学的情報を同時に視認することがで
きる。
３）考案が解決しようとする問題点 ところが、前記ヘッドアップディスプレイのコンバイナ
を透過して視認される外部光Ｊは第３図（Ａ）に示すよ
うに実際の方向からΔθずれた位置に視認される。した
がって第３図（Ｂ）に示すように、操縦者01に視認され
る外部の水平線08の前記コンバイナ02を通して視認され
る部分08aは、コンバイナ02を通さない部分に比べて下
側に視認されることになる。したがって、操縦者01によ
って視認される水平線08には、コンバイナ02の左右両端
において段差が生じてしまう。
を透過して視認される外部光Ｊは第３図（Ａ）に示すよ
うに実際の方向からΔθずれた位置に視認される。した
がって第３図（Ｂ）に示すように、操縦者01に視認され
る外部の水平線08の前記コンバイナ02を通して視認され
る部分08aは、コンバイナ02を通さない部分に比べて下
側に視認されることになる。したがって、操縦者01によ
って視認される水平線08には、コンバイナ02の左右両端
において段差が生じてしまう。
そして前方に降傾斜して配置されたコンバイナの場合、
前記水平線08の段差は前記コンバイナ02の下部よりも上
部において大きくなる。
前記水平線08の段差は前記コンバイナ02の下部よりも上
部において大きくなる。
前記段差の大きさを決定する要因としては次のものが考
えられる。すなわち、 （ａ）コンバイナ02を通して操縦者01に視認される外部
光Ｊのコンバイナ02前面に対する入射角と後面に対する
出射角。
えられる。すなわち、 （ａ）コンバイナ02を通して操縦者01に視認される外部
光Ｊのコンバイナ02前面に対する入射角と後面に対する
出射角。
（ｂ）コンバイナ02を通して操縦者01に視認される外部
光Ｊのコンバイナ02内での光路長、すなわち、コンバイ
ナ02の厚さ。
光Ｊのコンバイナ02内での光路長、すなわち、コンバイ
ナ02の厚さ。
次に第４図により、前記段差が下部よりも上部で大きく
なる理由を説明する。
なる理由を説明する。
第４図（Ａ）において、コンバイナ02の厚みｄは通常、
等厚に製作される。前記厚みｄは、内面S1の曲率半径R1
と外面S2の曲率半径R2との差である。
等厚に製作される。前記厚みｄは、内面S1の曲率半径R1
と外面S2の曲率半径R2との差である。
この場合、外側から入射する外部光Ｊに対して、コンバ
イナ02は内面S1の凹面としてのパワーが優るため、弱い
凹レンズとして働く。この凹レンズ効果により、外部光
Ｊは広げられるので、段差Δθ（第４図Ｂ参照）が発生
することになる。
イナ02は内面S1の凹面としてのパワーが優るため、弱い
凹レンズとして働く。この凹レンズ効果により、外部光
Ｊは広げられるので、段差Δθ（第４図Ｂ参照）が発生
することになる。
第４図（Ｃ）において、コンバイナ02の上部に入射した
光線の入射角θ１の方が下部に入射した光線の入射角θ
２よりも大きいので、コンバイナでの屈折の効果が大き
くなり、下部よりも上部で前記段差Δθが大きくなる。
光線の入射角θ１の方が下部に入射した光線の入射角θ
２よりも大きいので、コンバイナでの屈折の効果が大き
くなり、下部よりも上部で前記段差Δθが大きくなる。
第４図（Ｄ）において、上部が下部よりも薄く形成され
たプリズムは、前記図4Cで説明したコンバイナ02の効果
を相殺する効果を有する。
たプリズムは、前記図4Cで説明したコンバイナ02の効果
を相殺する効果を有する。
したがて、前方に行くに従って下方に傾斜し、且つ前側
が凸となるように湾曲したコンバイナは「上側に行くに
従って厚さが薄くなるように形成」することにより、前
記段差Δθを小さくすることができる。
が凸となるように湾曲したコンバイナは「上側に行くに
従って厚さが薄くなるように形成」することにより、前
記段差Δθを小さくすることができる。
したがって、前記コンバイナ02の前面に対する後面の角
度またはコンバイナ02の厚さ等をコンバイナ02の上下で
異ならせることにより、前記コンバイナ02の上下におけ
る段差の相違を少なくすることができるはずである。そ
して、前記段差の相違を少なくすることにより、前記コ
ンバイナ02を通して視認される外部情景の歪みを少なく
することができる。
度またはコンバイナ02の厚さ等をコンバイナ02の上下で
異ならせることにより、前記コンバイナ02の上下におけ
る段差の相違を少なくすることができるはずである。そ
して、前記段差の相違を少なくすることにより、前記コ
ンバイナ02を通して視認される外部情景の歪みを少なく
することができる。
本考案は、前述の事情および検討結果に鑑み、前方に行
くに従って下方に傾斜し、且つ前側が凸となるように湾
曲したコンバイナを通して視認される外部の情景の歪み
を少なくすることを課題とする。
くに従って下方に傾斜し、且つ前側が凸となるように湾
曲したコンバイナを通して視認される外部の情景の歪み
を少なくすることを課題とする。
B.考案の構成 １）課題を解決するための手段 前記課題を解決するために、本考案のコンバイナは、視
認位置の前方に降傾斜して設けられ、前方の外界の情景
からの光線を前方から後方に透過させるとともに、情報
投光装置から投光された情報表示光を後方に向かわせる
コンバイナにおいて、前側が凸となるように湾曲し、上
側に行くに従って厚さが連続的に薄くなるように形成さ
れたことを特徴とする。
認位置の前方に降傾斜して設けられ、前方の外界の情景
からの光線を前方から後方に透過させるとともに、情報
投光装置から投光された情報表示光を後方に向かわせる
コンバイナにおいて、前側が凸となるように湾曲し、上
側に行くに従って厚さが連続的に薄くなるように形成さ
れたことを特徴とする。
２）作用 前述の構成を備えた本考案のコンバイナは、前記コンバ
イナの前面に対する後面の角度およびコンバイナの厚さ
がコンバイナの上下で異なるので、前記前方に降傾斜し
て配置された前側が凸になるように湾曲した上から下ま
で同じ厚さのコンバイナの上部および下部を通して外部
を見た場合に比べて、視認される外部情景の歪みの差
（すなわち、コンバイナの上部および下部にける前記段
差の相違）を小さくすることができる。
イナの前面に対する後面の角度およびコンバイナの厚さ
がコンバイナの上下で異なるので、前記前方に降傾斜し
て配置された前側が凸になるように湾曲した上から下ま
で同じ厚さのコンバイナの上部および下部を通して外部
を見た場合に比べて、視認される外部情景の歪みの差
（すなわち、コンバイナの上部および下部にける前記段
差の相違）を小さくすることができる。
３）実施例 以下、図面により本考案の実施例を説明する。
第１において、操縦者（操縦者の目のみ図示）１の前方
には曲面形状のホログラフィックコンバイナ２が、前方
に降傾斜するように（すなわち、航空機または自動車等
のフロントガラスに沿う姿勢で）配置されている。そし
て、このホログラフィックコンバイナ２は、前方（外
方）の情景から出射した外部光Ｊを後方に透過させると
ともに下方からの光を後方に回折させるような光学的特
性を有している。そして、図示しない情報投光装置から
出射した情報表示光が下方からホログラフィックコンバ
イナ２に入射したときその情報表示光ををコリメート光
にして後方に回折するように構成されている。
には曲面形状のホログラフィックコンバイナ２が、前方
に降傾斜するように（すなわち、航空機または自動車等
のフロントガラスに沿う姿勢で）配置されている。そし
て、このホログラフィックコンバイナ２は、前方（外
方）の情景から出射した外部光Ｊを後方に透過させると
ともに下方からの光を後方に回折させるような光学的特
性を有している。そして、図示しない情報投光装置から
出射した情報表示光が下方からホログラフィックコンバ
イナ２に入射したときその情報表示光ををコリメート光
にして後方に回折するように構成されている。
前記ホログラフィックコンバイナ２は、基板ガラス３と
この基板ガラス３の後面に形成されたホログラフィック
素子４とれの背面に配置されたシールガラス５とから構
成されている。前記基板ガラス３およびシールガラス５
はいずれも、波長587、56nmのｄ線に対する屈折率ｎ＝
1.51633のBK7ガラス製である。そして、前記シールガラ
ス５の後面ａ、その前面（すなわち、基板ガラス３の後
面であり、前記ホログラフィック素子４が形成された
面）ｂ、および基板ガラス３の前面ｃは、いずれも球面
に形成されている。そして、それらの各球面a,b,cの曲
率半径はRa,Rb,Rcである。また、前記球面b,cは同心に
形成されているので、基板ガラス３の厚さは一定である
が、球面ａはその中心位置が前記同心の球面b,cの中心
位置とずれており、シールガラス５の厚さは上側が下側
よりも薄く形成されている。したがって、ホログラフィ
ックコンバイナ２全体としては、上側に行くに従って厚
さが薄くなるように形成されている。
この基板ガラス３の後面に形成されたホログラフィック
素子４とれの背面に配置されたシールガラス５とから構
成されている。前記基板ガラス３およびシールガラス５
はいずれも、波長587、56nmのｄ線に対する屈折率ｎ＝
1.51633のBK7ガラス製である。そして、前記シールガラ
ス５の後面ａ、その前面（すなわち、基板ガラス３の後
面であり、前記ホログラフィック素子４が形成された
面）ｂ、および基板ガラス３の前面ｃは、いずれも球面
に形成されている。そして、それらの各球面a,b,cの曲
率半径はRa,Rb,Rcである。また、前記球面b,cは同心に
形成されているので、基板ガラス３の厚さは一定である
が、球面ａはその中心位置が前記同心の球面b,cの中心
位置とずれており、シールガラス５の厚さは上側が下側
よりも薄く形成されている。したがって、ホログラフィ
ックコンバイナ２全体としては、上側に行くに従って厚
さが薄くなるように形成されている。
前記ホログラフィックコンバイナ２の下端とそのデザイ
ンアイポイントP0とを結ぶ直線はL0で示されている。前
記外部光Ｊの中で、直線L0と10度の角度で前記デザイン
アイポイントP0に入射する光線L1は、ホログラフィック
コンバイナ２の前面ｃの点P1で入射し、後面ａの点P2か
ら出射している。前記点P2においてホログラフィックコ
ンバイナ２の前面に垂直な法線をL2とし、前記点Ｐにお
いてホログラフィックコンバイナ２の後面ｃに垂直な法
線をL3とする。このとき、法線L2と法線L3とのなす角度
をθ１、法線L2と前記直線L0とのなす角度をθとし、ま
た、前記法線L2上での前記シールガラス５および基板ガ
ラス３の厚さをそれぞれd1およびd2とする。
ンアイポイントP0とを結ぶ直線はL0で示されている。前
記外部光Ｊの中で、直線L0と10度の角度で前記デザイン
アイポイントP0に入射する光線L1は、ホログラフィック
コンバイナ２の前面ｃの点P1で入射し、後面ａの点P2か
ら出射している。前記点P2においてホログラフィックコ
ンバイナ２の前面に垂直な法線をL2とし、前記点Ｐにお
いてホログラフィックコンバイナ２の後面ｃに垂直な法
線をL3とする。このとき、法線L2と法線L3とのなす角度
をθ１、法線L2と前記直線L0とのなす角度をθとし、ま
た、前記法線L2上での前記シールガラス５および基板ガ
ラス３の厚さをそれぞれd1およびd2とする。
そして、本考案の第１実施例では、前記ホログラフィッ
クコンバイナ２は、前記上側に行くに従って厚さが薄く
なるように形成するため、前記各寸法値が次のように定
められている。
クコンバイナ２は、前記上側に行くに従って厚さが薄く
なるように形成するため、前記各寸法値が次のように定
められている。
θ＝51° d1＝5.3mm d2＝9.3mm Ra＝564.81mm Rb＝565mm Rc＝579.83mm θ１＝0.69553° また、本考案の第２実施例では、前記ホログラフィック
コンバイナ２は、前記上側に行くに従って厚さが薄くな
るように形成するため、前記各寸法値が次のように定め
られている。
コンバイナ２は、前記上側に行くに従って厚さが薄くな
るように形成するため、前記各寸法値が次のように定め
られている。
θ＝51° d1＝7.3mm d2＝9.3mm Ra＝561.92mm Rb＝565mm Rc＝578.96mm θ１＝0.79479° また、本考案の第３実施例では、前記ホログラフィック
コンバイナ２は、前記上側に行くに従って厚さが薄くな
るように形成するため、前記各寸法値が次のように定め
られている。
コンバイナ２は、前記上側に行くに従って厚さが薄くな
るように形成するため、前記各寸法値が次のように定め
られている。
θ＝45.5° d1＝5.3mm d2＝9.3mm Ra＝559.4mm Rb＝565mm Rc＝574.3mm θ１＝0.615° また、本考案の第４実施例では、前記ホログラフィック
コンバイナ２は、前記上側に行くに従って厚さが薄くな
るように形成するため、前記各寸法値が次のように定め
られている。
コンバイナ２は、前記上側に行くに従って厚さが薄くな
るように形成するため、前記各寸法値が次のように定め
られている。
θ＝45.5° d1＝6.3mm d2＝9.3mm Ra＝558.3mm Rb＝565mm Rc＝574.3mm θ１＝0.655° 前記第１〜第４実施例において、製作誤差を、Ra,Rb,Rc
が±１％以内、θ１が±0.1°以内、d1,d2が±0.2mm以
内で製作した場合、前記歪みΔθ（第３図（Ａ）参照）
は、ホログラフィックコンバイナ２の全領域にわたって
上下左右共、2.5mrad以内であった。
が±１％以内、θ１が±0.1°以内、d1,d2が±0.2mm以
内で製作した場合、前記歪みΔθ（第３図（Ａ）参照）
は、ホログラフィックコンバイナ２の全領域にわたって
上下左右共、2.5mrad以内であった。
以上、本考案の実施例を詳述したが、本考案は、前記実
施例に限定されるものではなく、実用新案登録請求の範
囲に記載された本考案を逸脱することなく、種々の設計
変更を行うことが可能である。
施例に限定されるものではなく、実用新案登録請求の範
囲に記載された本考案を逸脱することなく、種々の設計
変更を行うことが可能である。
たとえば、前記ホログラフィックコンバイナ２は、基板
ガラス３自体を上部に行くに従って厚さを薄く形成して
シールガラス５を省略することも可能である。また、ホ
ログラフィックコンバイナの代わりに、ハーフミラーで
構成されたコンバイナに対しても本考案を適用すること
ができる。さらに、前記コンバイナ前面および後面は必
ずしも球面にする必要はなく、前面および後面の縦方向
の形状を円弧面に形成するとともに、その厚さを上側に
行く程薄く形成することにより、前方に降傾斜する多く
のコンバイナの上下方向の歪みの差を小さくすることが
できる。
ガラス３自体を上部に行くに従って厚さを薄く形成して
シールガラス５を省略することも可能である。また、ホ
ログラフィックコンバイナの代わりに、ハーフミラーで
構成されたコンバイナに対しても本考案を適用すること
ができる。さらに、前記コンバイナ前面および後面は必
ずしも球面にする必要はなく、前面および後面の縦方向
の形状を円弧面に形成するとともに、その厚さを上側に
行く程薄く形成することにより、前方に降傾斜する多く
のコンバイナの上下方向の歪みの差を小さくすることが
できる。
C.考案の効果 前述のように、本考案のコンバイナは、視認位置の前方
に降傾斜して設けられ、前方の外界の情景からの光線を
前方から後方に透過させるとともに、情報投光装置から
投光された情報表示光を後方に向かわせるコンバイナに
おいて、前側が凸となるように湾曲し、上側に行くに従
って厚さが薄くなるように形成されているので、前方に
降傾斜して配置された上から下まで同じ厚さのコンバイ
ナに比較して、コンバイナの上部および下部を通して視
認される外部情景の歪みの差を小さくすることができ
る。
に降傾斜して設けられ、前方の外界の情景からの光線を
前方から後方に透過させるとともに、情報投光装置から
投光された情報表示光を後方に向かわせるコンバイナに
おいて、前側が凸となるように湾曲し、上側に行くに従
って厚さが薄くなるように形成されているので、前方に
降傾斜して配置された上から下まで同じ厚さのコンバイ
ナに比較して、コンバイナの上部および下部を通して視
認される外部情景の歪みの差を小さくすることができ
る。
第１図は本考案のコンバイナの実施例の説明図、第２図
（Ａ），（Ｂ）は従来のヘッドアップディスプレイの説
明図、第３図（Ａ），（Ｂ）は従来のヘッドアップディ
スプレイで使用されているコンバイナの作用説明図、第
４図はコンバイナを通して見た外界の情景とコンバイナ
を通さずに見た外界の情景とに段差が生じることを説明
する図、である。 L1……情報表示光 １……操縦者、２……コンバイナ
（Ａ），（Ｂ）は従来のヘッドアップディスプレイの説
明図、第３図（Ａ），（Ｂ）は従来のヘッドアップディ
スプレイで使用されているコンバイナの作用説明図、第
４図はコンバイナを通して見た外界の情景とコンバイナ
を通さずに見た外界の情景とに段差が生じることを説明
する図、である。 L1……情報表示光 １……操縦者、２……コンバイナ
Claims (1)
- 【請求項１】視認位置の前方に降傾斜して設けられ、前
方の外界の情景からの光線を前方から後方に透過させる
とともに、情報投光装置から投光された情報表示光を後
方に向かわせるコンバイナにおいて、前側が凸となるよ
うに湾曲し、上側に行くに従って厚さが連続的に薄くな
るように形成されたことを特徴とするコンバイナ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5616790U JPH0741626Y2 (ja) | 1990-05-29 | 1990-05-29 | コンバイナ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5616790U JPH0741626Y2 (ja) | 1990-05-29 | 1990-05-29 | コンバイナ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0414524U JPH0414524U (ja) | 1992-02-05 |
| JPH0741626Y2 true JPH0741626Y2 (ja) | 1995-09-27 |
Family
ID=31579756
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5616790U Expired - Fee Related JPH0741626Y2 (ja) | 1990-05-29 | 1990-05-29 | コンバイナ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0741626Y2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6205595B2 (ja) * | 2013-04-23 | 2017-10-04 | カルソニックカンセイ株式会社 | 車両用表示装置 |
-
1990
- 1990-05-29 JP JP5616790U patent/JPH0741626Y2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0414524U (ja) | 1992-02-05 |
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