JPH08115045A - ホログラフィック表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】ギラツキ感のない外観の良好なＨＵＤを得る。 【構成】拡散効果を有するイメージが記録されたホログ
ラム１を車体の風防ガラスに配し、車両の風防ガラスの
下方に備えられた発光表示手段２から発せられた表示す
べき情報を含む光が、ホログラム１により回折されて観
測者４に表示虚像５を視認させるホログラフィック表示
装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ホログラムを用いた表
示装置に関するものであり、特に車両、航空機など乗物
の風防ガラスを介して、速度等の運転者に必要な情報を
投影するホログラフィック表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ここでは、車載用表示装置を一例として
説明する。車両内の運転手等に情報表示する方法とし
て、ヘッドアップディスプレイ（以下ＨＵＤとする）が
最近用いられるようになっている。これは、液晶表示装
置等の発光表示手段から投射された光学的情報を、風防
ガラスに備えられているハーフミラーやホログラム等か
らなるコンバイナーで反射させ、表示虚像を、運転手が
運転状態からほとんど視線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。

【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させて
任意の位置に結像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虚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的であ
る。このＨＵＤは、表示素子から発した光をホログラム
で回折させ、遠方にできる表示虚像を観測者に視認させ
るものである。

【０００４】このようなホログラムの露光方法の一例を
図３に示した。これは、２つの点光源６、７から球面波
を発生させ、ホログラム１に記録するものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】通常の風防ガラスに外
光が入射した場合、風防ガラスで反射した外光を車外で
観測すると、その反射光を非常に眩しく感じることがあ
る。風防ガラスにホログラムが備えられている場合、こ
の反射光の眩しさがより顕著になり、車外の観測者はホ
ログラム部分にギラツキ感を感じてしまう。この結果、
ＨＵＤのある車両の外観は高級感に乏しく、デザイン上
の印象がよくないことがある。

【０００６】一方、外光が風防ガラスの車内側面で反射
してホログラムへ向かった場合、この車内側面での反射
光がホログラムで反射回折され、運転者に向かうことが
ある。この場合の光も眩しいものであり、従来のホログ
ラムを用いたＨＵＤでは、どうしても運転者にとって迷
光として視認されるという欠点を有していた。

【０００７】本発明の目的は、従来技術が有していた前
述のような欠点を解決することにあり、従来知られてい
なかったホログラフィック表示装置を新規に提供するこ
とにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、前述の課題に
鑑みてなされたものであり、情報を含む光を発する発光
表示手段と、前記光を観測者に向けて反射回折する反射
型ホログラムとを少なくとも備えて、観測者に表示虚像
を視認させるホログラフィック表示装置において、前記
ホログラムには、光の拡散効果を有するイメージが記録
されていることを特徴とするホログラフィック表示装置
を提供するものである。

【０００９】以下に、本発明のホログラフィック表示装
置を車両に搭載した場合を例にとって、図面に基づいて
本発明を詳細に説明する。

【００１０】図１は、本発明におけるホログラフィック
表示装置をＨＵＤに用いた一例を示す概略断面図であ
る。車両の風防ガラスの下方には表示すべき情報を含む
光を発する発光表示手段２が備えられていて、車体の風
防ガラスに配された反射型ホログラム１に向けて情報を
含む光を照射する。この光はホログラム１により回折さ
れ、運転者である観測者４に達し、観測者４はホログラ
ム１前方に表示虚像５を視認する。

【００１１】ホログラム１には、光の拡散効果を有する
イメージが記録されている。このようなホログラム１の
作製方法は、図２に示すように、２つの光源（６、７）
からレーザー光を発生させ、ホログラム１を露光するこ
とにより得られる。このとき、少なくともどちらか一方
の光源とホログラムとの間に、すりガラス等からなる拡
散板を配置して露光することにより、拡散板を記録した
ホログラムを作製することができる。

【００１２】光の拡散効果を有するイメージをホログラ
ムに記録できれば、光学系の配置等は上記例示に限定さ
れるものでない。例えば、拡散板を図示のような透過型
ではなく反射型のものを用いたり、レーザー光源を１つ
とし、ホログラムの光源と反対側に反射型の拡散板を配
置して露光することなどもできる。

【００１３】本発明におけるホログラムは、回折する光
の中心波長が、４００〜５００ｎｍ、５００〜５８０ｎ
ｍ及び５８０〜６５０ｎｍの３種類の波長領域のうち、
少なくとも２種類の波長領域に属することが好ましい。
こうして、ホログラムの外観色を白色に近づけることが
できる。特に、ホログラムの回折する光の中心波長が、
上記の３種それぞれの波長領域に属する３種以上とする
ことによって、より外観色が白色に近づき好ましい。

【００１４】このような、ホログラムの露光方法として
は、複数の波長のレーザーを用いて露光する方法があ
る。この多色で露光する方法としては、同時に露光する
ほかに、逐次露光する方法や、何枚かのホログラムを露
光し重ね合わせるなどの方法がある。さらに、このよう
に、多色で露光されたホログラムを用いることにより表
示色を多色化でき好ましい。

【００１５】本発明のように、拡散板等の拡散効果を有
するイメージを記録したホログラムを用いることによ
り、外光が回折することによって現れる外観色のギラツ
キはなくなり、あたかも風防ガラス上にすりガラスがあ
り、それがぼんやり光っているように観測され、輝度も
低下することが確かめられた。このようなギラツキがな
くなることにより、高級感が増大した。また、前述の迷
光のギラツキも同様の理由からなくなり、しかも輝度も
低下したことにより、運転中に支障をきたすことがな
い。

【００１６】また、システムの構成としては、ホログラ
ムを通して前景が視認できないように、ホログラムの後
方（あるいは裏面）に遮光板等を配してもよい。

【００１７】一方、本発明におけるホログラムは、光の
拡散効果を有するイメージが記録されたものであるた
め、観測者が視認する表示虚像がどうしてもぼけてしま
う。そこで、本発明における拡散効果は余り大きくない
方が好ましい。具体的には、わずかでも拡散効果を備え
ていれば上記ギラツキ感をおさえることができるため、
発光表示手段から反射型ホログラムに照射されて回折さ
れた回折光のうち、その強度が最大となる光の回折方向
から１０°以上拡散した方向に回折される光の強度が、
最大強度の２０％以下となる程度の拡散効果が好まし
い。

【００１８】一方、本発明における表示虚像のぼけを効
果的に防止するひとつの手段としては、表示虚像のぼけ
が低減されるように露光手段を適正化することが挙げら
れる。すなわち、発光表示手段が配される位置とほぼ同
等の位置からホログラムに向けて照射される発光表示手
段から発せられる光に含まれる波長とほぼ等しい波長の
概略平行な細い光がホログラムによって回折される際
に、この回折光のうちの強度が最大となる光の回折方向
から１０°以上拡散した方向に回折される光の強度を最
大強度の２０％以下とするように、拡散板、レーザー光
点光源等の露光用光源や、これらの光学配置等の露光条
件を適宜選択してホログラム感光材料を露光し、ホログ
ラムを作製すればよい。

【００１９】かかるホログラムは風防ガラスに備えられ
るものであり、例えば風防ガラスの表面（車外側表面）
や車内側表面に備えられてもよいが、特にホログラムの
保護の点に鑑みて、合せガラスである風防ガラスの内部
に封入して用いられることが好ましい。

【００２０】また、このホログラムとしては、エンボス
タイプ、リップマン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。ホログラム材料として
は、ポリビニルカルバゾール、重クロム酸ゼラチン、光
レジスト、フォトポリマー、銀塩など種々の感光材料を
用いうる。

【００２１】本発明における表示すべき情報とは、その
表示用途により適宜選択されるものであり、車両のスピ
ード計、タコメーター、さらには種々の警告ランプや、
ナビゲーション情報等が例として挙げられる。観視者と
は、主には車両の運転手であるが、その他、助手席その
他の同乗者や、これらすべての者を含めることができ
る。

【００２２】ここでは、用途としてはＨＵＤを例に説明
したが、そのほかの表示装置に適用することも当然可能
である。

【００２３】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）、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。

【００２４】この液晶表示素子としては、透過型のツイ
ストネマチック型液晶表示素子、スーパーツイストネマ
チック型液晶表示素子等が好ましく使用できる。

【００２５】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。

【００２６】

【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。本
実施例は、上記した図２に基づく露光方法によって、ホ
ログラムの感光材料と光源との間に拡散板を介在させ
て、拡散効果を有するイメージが記録された反射型ホロ
グラムを作製して用いた。レーザーの中心波長として、
４５８ｎｍ、５４５ｎｍ、６４７ｎｍの３色を同一光軸
上から露光した。

【００２７】図１に示すように、上記のように得られた
ホログラム１を車体の風防ガラスに配し、車両の風防ガ
ラスの下方に備えられた表示すべき情報を含む光を発す
る発光表示手段２から、ホログラム１に向けて情報を含
む光を照射する。この光はホログラム１により回折さ
れ、運転者である観測者４に達し、観測者４はホログラ
ム１前方に表示虚像５を視認する。この際、観測者は、
前景の輝度を低下させることなく、はっきり表示虚像を
視認することができた。

【００２８】こうして、外光が回折することにより現れ
る外観色は白色に近く、しかも、ギラツキ感もなくな
り、あたかも風防ガラス上にすりガラスがありそれがぼ
んやり光っているように観測されることが確かめられ
た。このようなギラツキがなくなることにより、高級感
が増大した。また、前述の迷光のギラツキも同様の理由
からなくなり、しかも輝度も低下したことにより、運転
中に支障をきたすことがない。

【００２９】

【発明の効果】本発明によれば、光の拡散効果を有する
イメージが記録されているホログラムを用いているの
で、前景の視認性を損なうことなく表示虚像をはっきり
視認できるホログラフィック表示装置を得ることができ
る。また、この表示装置は、外光がホログラムに照射し
た場合でも外観色のギラツキ感はない。さらに、多色で
露光することにより外観色の色合いも白色に近く高級感
が増大した。また、外光が観測者に視認される迷光のギ
ラツキも十分に低減された。

【００３０】特に、発光表示手段から反射型ホログラム
に照射されて回折された回折光のうち、その強度が最大
となる回折方向から１０°以上拡散した方向に回折され
る光の強度が、最大強度の２０％以下となる程度の拡散
効果をホログラムに記録することによって、観測者が視
認する表示虚像のぼけを防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明におけるホログラフィック表示装置をＨ
ＵＤに用いた一例を示す概略断面図

【図２】本発明におけるホログラムを作製する一例を示
す概略断面図

【図３】従来のホログラムを作製する一例を示す概略断
面図

【符号の説明】

１：ホログラム ２：発光表示手段 ４：観測者 ５：表示虚像 ６、７：レーザー光点光源 ８：拡散板

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】情報を含む光を発する発光表示手段と、前
   記光を観測者に向けて反射回折する反射型ホログラムと
   を少なくとも備えて、観測者に表示虚像を視認させるホ
   ログラフィック表示装置において、前記ホログラムに
   は、光の拡散効果を有するイメージが記録されているこ
   とを特徴とするホログラフィック表示装置。
2. 【請求項２】前記反射型ホログラムが、前記発光表示手
   段から反射型ホログラムに照射されて回折された回折光
   のうち、その強度が最大となる光の回折方向から１０°
   以上拡散した方向に回折される光の強度を、前記最大強
   度の２０％以下とするように発光表示手段からの光を拡
   散回折することを特徴とする請求項１のホログラフィッ
   ク表示装置。
3. 【請求項３】前記反射型ホログラムは、前記発光表示手
   段が配される位置とほぼ同等の位置から反射型ホログラ
   ムに向けて照射される前記発光表示手段から発せられる
   光に含まれる波長とほぼ等しい波長の概略平行な細い光
   が反射型ホログラムによって回折される際に、この回折
   光のうちの強度が最大となる光の回折方向から１０°以
   上拡散した方向に回折される光の強度を、前記最大強度
   の２０％以下とするように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のホログラフィック表示装
   置。