JPH078623B2 - 乗物用表示装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、自動車、航空機などの乗り物の風防ガラス
に、速度等の運転者に必要な運転動作状態の情報を投影
する乗物用表示装置に関する。

〔従来の技術〕

従来から、運転者の視野内に必要な情報を表示する乗物
用表示装置（以下、ヘッド・アップ・ディスプレイ言
う）としては、例えば実公昭52−35785号公報等に示さ
れるように、運転者が直視可能にダッシュボード内に設
けられた計器、同計器の前方に設けられた第１ハーフミ
ラー、フロントガラスに装着された第２ハーフミラーに
より，運転者は、第１ハーフミラーで反射して第２ハー
フミラーに映つった計器の像を見るものが考案されてい
る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、従来のものは、フロントガラスにハーフ
ミラー装着しているため、運転者の前方視野の一部が見
にくくなるという問題点、さらにはハーフミラーの特性
上、計器に表示される全ての情報が運転者に不必要であ
っても、その視野内で見えてしまうと言う問題点を有し
ている。言い換えると、計器に表示される情報の内、特
定の表示を選択して投影することができないという問題
点を有していた。

本発明は上記問題点に鑑みてなされたもので、計器等の
表示手段に表示される情報の内、必要な情報のみを特定
して、運転者の視野内に投影可能な乗物用表示装置を提
供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

そこで本発明は、運転者が直視可能に配設された発光表
示手段と、前記表示手段の前方に設けられ、前記表示手
段の表示光の一部を反射し、残りを透過する第１光学手
段と、風防ガラスに装着され外部光を透過するととも
に、前記第１光学手段にて反射された表示光を運転者の
視野内に結像する第２光学手段とを備える乗物用表示装
置において、前記第１、第２光学手段の少なくとも一方
を、所定の波長成分の光を回折反射するホログラム回折
手段にするとともに、前記表示手段の表示の一部を前記
所定波長成分にて発光表示させる制御手段とを設けたこ
とを特徴とする。

〔作用〕

本発明の上記構成によると、前記表示手段に情報が表示
されると、運転者は、その情報を前記第１光学手段を介
して透過する表示光によって直視することができる。一
方、前記第１光学手段にて反射された情報は、前記ホロ
グラム回折手段で、所定の波長成分の表示光が、運転者
の視野内に結像投影されることになる。

〔発明の効果〕

従って，運転者は，前記第１光学手段の方向を見ること
により、前記表示手段に表示された全ての情報をみるこ
とができる。また、風防ガラスの方向を見ることによ
り、前記表示手段で表示された情報の内、所定の波長成
分の光が前記ホログラム回折手段で運転者の視野内に投
影されるので、運転者の視野内に不必要な表示の投影に
よる影響をなくすことができると同時に、所定の波長成
分の表示光の特定の情報のみを表示することができる。

〔実施例〕

以下本発明の第１実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は，ヘッドアップディスプレイを示す車体の概略
構成図、第２図は，風防ガラスの部分断面図である。

１は、陰極線管（CRT）の発光によって情報を表示する
表示手段であって、このCRT1は車室内の前方パネル内に
装着され、運転車が着座した状態で直接みることができ
るように配設されている。このCRT1は後述する制御回路
48、駆動回路49によって、赤、緑、青等の波長成分を持
つ表示光で車両動作状態、例えば、車速、エンジン回転
数等の情報を表示する。

２は、CRT1の前面に設けられたホログラム回折板で、こ
のホログラム回折板２はCRT1に表示される複数の波長成
分の表示光の中から、所定の波長成分の表示光のみを、
風防ガラス24に向かって回折反射し、残りの波長成分の
表示光は透過させるものである。ここでは、緑色系の波
長成分を約50％の回折高率で回折反射するように作成さ
れている。

３は、フロント風防ガラス24の所定位置に装着されたホ
ログラムレンズで、前記ホログラム回折板２にて回折反
射された所定の波長成分の表示光を、運転車の視野ない
で結像するレンズ作用を有する。このホログラムレンズ
３は透過率80％以上の重クロム酸ゼラチン等を感光材料
として、後述する方法によって、光の干渉縞パターンが
記録されている。

第２図に示すように、重クロム酸ゼラチンの乳剤面31a
が塗布されたホログラム乾板31は、乳剤面31aが風防ガ
ラス24の内面と対向するように、風防ガラス24内に密封
状態で装着されている。ホログラム乾板31の車室外側に
は、乳剤面31aを紫外線から守る紫外線カットフィルム3
2が、風防ガラス24、24に挟み込まれて装着されてい
る。

第３図に基づいて、ホログラム乾板31の作成について簡
単に説明する。第３図は、作成時の光学装置の配置図で
ある。10はアルゴン（Ar）レーザーで、その光はハーフ
ミラー11によって２つの光路に分光される。一方の光
は、ミラー12、13、14、レンズ15、絞り16を介して、ホ
ログラム乾板31の裏面より球面波の参照光として入射す
る。他方の光は，ミラー17、18、レンズ19、絞り20、レ
ンズ21を介して、ホログラム乾板31の表面より平面波の
物体光として入射する。このように参照光と物体光の露
光によって生じる干渉縞パターンを、ホログラム乾板31
の感光材料で記録し，その後現像処理を行う。このよう
に作成されたホログラム乾板31に，記録時の球面波入射
方向に発光表示体を置くと、この表示体からの光は、記
録された干渉縞パターンにより、記録時の平面波入射方
向に結像されるように回折反射される。ここで，ホログ
ラム乾板31は，記録時のレーザー11の波長、又は現像処
理方法やその後に施される熱処理などによって、所定の
波長成分の光のみを回折反射するように調整処理され
る。

またホログラム回折板２は、上述したホログラム乾板31
の作成方法において，球面波の参照光を平面波にするこ
とによって作成される。

次に、第４図に基づいてCRT1の制御装置を説明する。

40にはエンジン回転数に反比例するイグニッション
（−）信号のパルスが入力される。41は車速センサで車
速に対応した車速信号を発生する。42は運転者によって
任意の車速を設定することのできる車速設定スイッチで
ある。43はフューエルセンサで、車両の燃料残量に対応
した燃料量信号を発生する。44は水温センサで、エンジ
ン冷却水温に対応した水温信号を発生する。45は運転者
の操作によって，ヘッドアップディスプレイしたい情報
を選択する選択スイッチである。47はその他のアクセサ
リーで、例えば時計、目的地の方向、車両の進行方位、
地図の一部等のナビゲーション情報を表示するアクセサ
リーで、その情報信号を送出する。

制御回路48は、上記センサ、スイッチ等からの信号を受
けて、表示に必要な情報を演算すると同時に、ヘッドア
ップディスプレイすべき情報を選択するもので、例え
ば、車速が100Km/h以上となったり、エンジン回転数が
所定回転数以上となったりして警告表示を行う時や、運
転者が車速設定スイッチ42に設定した車速以上になった
時、またフューエルセンサ43からの燃料量信号が所定量
以下になった時、水温センサ44からの水温信号が異常に
高温になったときなどに、自動的にヘッドアップディス
プレイすべき情報のヘッドアップ信号を発生する。更
に、制御回路48は、選択スイッチ45の操作によって運転
車が特定の情報を選択した時、例えば車速、時計、ナビ
ゲーション情報などを選択したときには、これらの特定
の情報をヘッドアップディスプレイすべきヘッドアップ
信号を発生する。

49はCRT1の駆動回路で、通常は緑色系以外の波長成分の
表示光でCRT1が情報を表示するように駆動している。そ
して、制御回路48からのヘッドアップ信号を受けると、
ヘッドアップディスプレイすべき情報を、今までの表示
光の代わりに緑色系の表示光にて発光表示させる。

次に、上記構成に基づいてその作動を説明する。

ここでは、運転者が選択スイッチ45にてヘッドアップデ
ィスプレイしたい情報を車速情報として選択していると
する。すると、制御回路48は車速情報のヘッドアップ信
号を送出し、駆動回路49はCRT1に表示されている情報の
内、車速のみを緑色系の波長成分の表示光で表示する。
また、他の情報としてエンジン回転数，燃料計、水温
計，積算走行距離計等の情報を緑色系以外の表示光で表
示している。

このCRT1にて表示された情報の内、緑色系の車速情報の
みがホログラム回折板２にてホログラムレンズ３に向か
って回折反射される。このとき回折効率が約50％である
ので、残り約50％がホログラム回折板２を介して透過す
るため，運転者は50％減光した状態で、緑色系の車速情
報を通常のメータ位置にて直接確認することができる。
また、他の表示は、ホログラム回折板２を約90％透過す
るので、減光されることなく見ることができる。一方、
ホログラム回折板２にて回折反射された緑色系の車速情
報は、ホログラムレンズ３にて再び回折反射されて、運
転者の視野内に立体的に結像投影される。よって、運転
者は視点CRT1に移動することなく、前方を見たままの視
野に緑色系の車速情報を見ることができる。

また、選択スイッチ45によって、他の情報をヘッドアッ
プディスプレイするように選択すると、制御回路48がそ
の情報のヘッドアップ信号を送出する。駆動回路49は、
この信号を受けて所望の情報を緑色系の波長成分の表示
光にてCRT1に発光表示する。そして、前述と同様にホロ
グラム回折板２、ホログラムレンズ３により、ヘッドア
ップディスプレイされる。

また、水温センサ44が冷却水温の所定温度以上になった
ことを検出したとき、フューエルセンサ43が所定量より
も燃料残量の少なくなったことを検出したとき、或いは
所定の警告車速（100Km/b）以上になるときなどに、自
動的にこれらの情報が緑色系に波長成分の表示光で、CR
T1に表示されることにより、同様に運転者の視野内にヘ
ッドアップディスプレイによる表示が行われて、運転者
に注意を促すことができる。

上述実施例においては、ホログラム回折板２、ホログラ
ムレンズ３を用いてヘッドアップディスプレイをしてい
るため、従来のようにハーフミラーを用いたときの２重
像表示をなすことができる。尚、ハーフミラーによる反
射光は、ミラーの表、裏面にて反射されるため、２重像
表示になる。

上述実施例においては、緑色系の波長成分の表示光を回
折反射するホログラム回折板２、ホログラムレンズ３を
用いたが、他の波長成分の表示光を回折反射するものを
用いてもよいことは言うまでもない。但し、CRT1に表示
される種々の色の表示情報の内、ホログラム回折板２、
ホログラムレンズ３の回折反射される波長成分と一致す
る色の表示情報のみがヘッドアップディスプレイされる
ことになる。

更に、上記ホログラム回折板２などでヘッドアップディ
スプレイされる表示は、緑色系などの１つの波長成分の
表示光であったが，同時に複数の波長成分の表示光をヘ
ッドアップディスプレイするようにしてもよい。これ
は，ホログラム回折板２などを作成する際に、異なる波
長成分の光、例えば緑と青を、多重露光することによっ
てそれぞれ記録し、CRT1では、車速を緑色、積算走行距
離計を青色の表示光にてそれぞれ表示することによっ
て、緑色の車速、青色の積算走行距離がそれぞれヘッド
アップディスプレイされる。また、ホログラム回折板２
などを作成するときに、その焦点距離を変更して多重露
光することによって、ヘッドアップディスプレイされる
奥行きの位置を、多数の異なった位置に投影することも
できる。

尚、上述実施例においては、表示装置としてCRTを用い
たが、螢光表示管、発光ダイオード、液晶表示板（背面
から表示用照明がされている）などを用いてもよい。

また、第１光学手段、第２光学手段として、共にホログ
ラム回折板２、ホログラムレンズ３を用いたが、いずれ
か一方をハーフミラーにしても、他方がホログラムによ
る回折反射する作用を持っているため，特定の波長成分
の表示光をヘッドアップディスプレイすることはでき
る。

【図面の簡単な説明】 第１図は，ヘッドアップディスプレイを示す車体の概略
構成図、第２図は，風防ガラスの部分断面図、第３図
は、ホログラム乾板を作成する時の光学装置の配置図、
第４図は、表示装置の表面光を制御する制御装置のブロ
ック回路図である。 １……CRT,2……ホログラム回折板,3……ホログラムレ
ンズ,24……風防ガラス,48……制御回路,49……駆動回
路。

フロントページの続き (72)発明者 後藤 司 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本電 装株式会社内 (72)発明者 戸田 益資 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本電 装株式会社内 (72)発明者 松井 数馬 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本電 装株式会社内 (56)参考文献 特開 昭60−124533（ＪＰ，Ａ) 実開 昭60−1117（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】運転者が直視可能な配設された発光表示手
   段と、前記表示手段の前方に設けられ、前記表示手段の
   表示光の一部を反射し、残りを透過する第１光学手段
   と、風防ガラスに装着され外部光を透過するとともに、
   前記第１光学手段にて反射された表示光を運転者の視野
   内に結像する第２光学手段とを備える乗物用表示装置に
   おいて、前記第１、第２光学手段の少なくとも一方を、
   所定の波長成分の光を回折反射するホログラム回折手段
   にするとともに、前記表示手段の表示の一部を前記所定
   波長成分にて発光表示させる制御手段とを設けたことを
   特徴とする乗物用表示装置。