JPH08169257A - Head-up display device - Google Patents

Head-up display device

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Publication number
JPH08169257A
JPH08169257A JP6315179A JP31517994A JPH08169257A JP H08169257 A JPH08169257 A JP H08169257A JP 6315179 A JP6315179 A JP 6315179A JP 31517994 A JP31517994 A JP 31517994A JP H08169257 A JPH08169257 A JP H08169257A
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JP
Japan
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hologram
light
display
vehicle
information
Prior art date
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Pending
Application number
JP6315179A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Motoji Ono
元司 小野
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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 JP6315179A priority Critical patent/JPH08169257A/en
Publication of JPH08169257A publication Critical patent/JPH08169257A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE: To effectively reduce flare incident from the outside of a vehicle by using a hologram as a combiner for diffracting light toward an observer in a vehicle with low diffraction efficiency for S-polarized light and high diffraction efficiency for P-polarized light. CONSTITUTION: Regarding a head-up display using a hologram as a combiner 2 built into the windshield or the like of a vehicle, a display source is provided at the lower position of a windshield 47. This display source emits information to be indicated as light 26 after the passage thereof through a display body 5, using light reaching from a light source 46 via a lens system 44. Then, the light 26 is irradiated to the combiner 2 and diffracted for recognition by a driver. In this case, a hologram with high diffraction efficiency for P-polarized light and low diffraction efficiency for S-polarized light is used, or the hologram is a combined body made of a transmissive hologram 10 diffracting only the S-polarized light without any diffraction of the P-polarized light, and a reflective hologram 21.

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
レイシステム(以下HUDとする)装置に関し、特に車
両外からのフレアー光を低減したHUDに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a head-up display system (hereinafter referred to as HUD) device, and more particularly to a HUD in which flare light from outside the vehicle is reduced.

【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3は、従来のHUDの一例を示す概念図
である。光源46から発し、レンズ系44を介して透過
型液晶表示素子45を通過した表示すべき情報を含む光
は、車体の風防ガラス47に備えられたホログラム42
に照射され、回折されて運転者に観察位置41で視認さ
れる。
FIG. 3 is a conceptual diagram showing an example of a conventional HUD. The light emitted from the light source 46 and passing through the transmissive liquid crystal display element 45 via the lens system 44 and containing the information to be displayed is the hologram 42 provided on the windshield 47 of the vehicle body.
The light is radiated, is diffracted, and is visually recognized by the driver at the observation position 41.

【0005】上記レンズ系44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4
2に持たせることもでき、速度表示48警告表示49の
表示像を遠方に結像させることも可能になる。
The lens system 44 has a function as a collimator, and the function is the hologram 4.
2 can be provided, and the display image of the speed display 48 and the warning display 49 can be formed in the distance.

【0006】また、ホログラム42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
は単一であることが多いが、多重露光による多色表示も
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48を緑色、警告表示49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 hologram 42 has a wavelength selection function, an image of a desired color can be displayed. Usually, the color is often single, but multi-color display by multiple exposure is also possible, and the amount and quality of display information can be improved. For example,
By setting the speed display 48 in green and the warning display 49 in 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
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 hologram, one side of the photosensitive material surface of the hologram is irradiated with reference light and the other side 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4は風防ガラス内部に封入したホログラ
ムを示す概念断面図である42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42の内部
には図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22は風防ガラスの車内
側ガラス23に備えられ、ポリビニルブチラール(PV
B)よりなる中間膜25と共に、車外側ガラス24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
25とホログラム42の界面21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. 4 is a conceptual cross-sectional view showing a hologram enclosed in the windshield, and 42 is a reflection hologram which functions as a combiner. Inside the hologram 42, a diffraction grating having an inclination with respect to the surface as shown in the figure is formed. The hologram 22 is provided on the inside glass 23 of the windshield, and is made of polyvinyl butyral (PV
Together with the intermediate film 25 made of B), it is enclosed inside the vehicle outside glass 24 to form a safety laminated glass. The interface 21 between the intermediate film 25 and the hologram 42 is a protective layer that prevents the hologram characteristics from being affected by the plasticizer contained in the intermediate film.

【0010】情報表示源より放射された情報を含む光2
6は車内側ガラス23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ガラス内部ではθ
1’の角度となる。ガラス内部に入った光はホログラム
42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’となりガラス表面で屈折して車
内側では角度θ2で出射し光27として運転者等の観察
者に視認される。一般にθ1とθ2は車外側ガラス表面
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。
Light 2 containing information emitted from the information display source
6 is incident on the glass 23 on the inside of the vehicle at an angle of θ 1, and is refracted due to the difference in refractive index between air and glass, and θ
The angle is 1 '. The light entering the glass is reflected and diffracted by the hologram 42 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 θ2 ′ and is refracted at the glass surface and emitted at an angle θ2 inside the vehicle and visually recognized as light 27 by an observer such as a driver. To be done. Generally, θ1 and θ2 are different in order to prevent a double image due to reflected light on the glass surface outside the vehicle, and in a passenger car, θ1 <θ2 due to the positional relationship between the light source, the combiner and the 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、点線で示した外部光28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θ1’で到達し再びθ
1’でガラス内部方向に反射する。この角度は情報を含
む光26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42によって反射回折され車内側ガラス
表面から角度θ2で出射することになり、情報を含む光
27と共に29のように運転者等の観察者に到達する。
この外部光によるノイズ光をフレアー光と呼ぶ。
[Problems to be Solved by the Invention] Such hologram HU
When the external light 28 indicated by the dotted line enters a vehicle equipped with D, the external light reaches the surface of the glass on the inside of the vehicle at θ1 ′ and enters θ again when the incident angle θin is a certain angle.
At 1 ', it reflects toward the inside of the glass. Since this angle is the same as the angle of the information-containing light 26 inside the glass, the external light is reflected and diffracted by the hologram 42 and exits from the vehicle interior glass surface at an angle θ2. And reach an observer such as a driver.
The noise light due to this external light is called flare light.

【0012】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 a spot-like bright spot depending on the incident angle of light from the outside of the vehicle, which may reduce the visibility of the display image of the HUD. Bring Especially, when sunlight is observed as flare light, the brightness is high, which may cause dazzling, which is a safety problem. In addition, weak lights such as street lights, which are not noticeable in the daytime due to the dark surroundings at night, were observed as flare lights, which was 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.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明は、前述の問題点
を解決すべくなされたものであり、以下のような特徴を
持つHUDを提供するものである。
The present invention has been made to solve the above problems, and provides a HUD having the following features.

【0014】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
情報表示源と、車両の風防ガラスに備えられていて前記
光を車両内の観察者に向けて回折するホログラムよりな
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、前記ホログラムはP偏光に対して回
折効率が高く、S偏光に対しては回折効率が低いことを
特徴とし、加えてまた、P偏光は回折せずS偏光のみ回
折する透過型ホログラムと反射型ホログラムよりホログ
ラムコンバイナーを構成することを特徴とし、また、前
記コンバイナーへの表示光源からの入射角θ1がブリュ
ースター角であることを特徴とするHUDを提供するも
のである。
An information display source 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 a windshield of the vehicle that is provided with an observer in the vehicle. In a head-up display including at least a combiner made of a hologram that diffracts toward, a hologram has a high diffraction efficiency for P-polarized light and a low diffraction efficiency for S-polarized light. , A P-polarized light is not diffracted and only a S-polarized light is diffracted to form a hologram combiner, and the incident angle θ1 from the display light source to the combiner is a Brewster angle. HUD is provided.

【0015】[0015]

【作用】フレアー光の原因となる外部光は、ホログラム
コンバイナー通過後、フロントガラス内側と車内との境
界で、一部ガラス内部へ反射、残りはガラス外部へ透過
する。この際、フレアーの原因となる内部への反射光
は、S偏光成分の多い光であり、外部への透過光はP偏
光成分の多い光である。そこで、本発明によるHUDを
用いれば、ホログラムコンバイナーに偏光特性(P偏光
に対しては高効率、S偏光に対しては低効率)を持たせ
ているので、フレアー光の原因となるS偏光成分の多い
内部への反射光を、ホログラムコンバイナーにより車内
へ回折されることが低減でき、フレアー光を有効に低減
できる。
The external light, which causes flare light, after passing through the hologram combiner, is partially reflected inside the glass at the boundary between the inside of the windshield and the inside of the vehicle, and the rest is transmitted outside the glass. At this time, the reflected light to the inside that causes flare is light having a large amount of S-polarized component, and the transmitted light to the outside is light having a large amount of P-polarized component. Therefore, when the HUD according to the present invention is used, the hologram combiner has polarization characteristics (high efficiency for P-polarized light and low efficiency for S-polarized light), so that the S-polarized light component causing flare light is generated. It is possible to reduce the amount of internal reflected light, which is often diffracted into the vehicle interior by the hologram combiner, and to effectively reduce flare light.

【0016】また、S偏光のみをある所定の角度に回折
する様な偏光特性を持った透過型ホログラムを、通常の
無偏光特性の反射型ホログラムの車外側、または、車内
側に設けることにより、フレアー光を有効に低減でき
る。すなわち、透過型ホログラムを回折されずに通過す
る光はP偏光となり、フロントガラス内側と車内との境
界でのガラス内部への反射はほとんど無くなるためであ
る。
Further, by providing a transmission hologram having a polarization characteristic for diffracting only S-polarized light at a predetermined angle on the outside or inside of a normal reflection-type hologram having no polarization, The flare light can be effectively reduced. That is, the light that passes through the transmission hologram without being diffracted becomes P-polarized light, and there is almost no reflection inside the glass at the boundary between the inside of the windshield and the inside of the vehicle.

【0017】更に、表示光源からホログラムコンバイナ
ーへの入射角θ1をブリュースター角にすることにより
フレアー光を完全に除去できる。
Further, the flare light can be completely removed by setting the incident angle θ1 from the display light source to the hologram combiner to the Brewster angle.

【0018】[0018]

【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、図2はその拡大図である。風防ガラス47の下方に
は情報表示源が備えられており、この情報表示源は熱陰
極管を用いた光源46から発した光がコリメーターであ
るレンズ系44を介し、透過型カラー液晶表示素子から
なる表示体45を通過した表示すべき情報を光26とし
て発するものである。この光26は、車体の風防ガラス
47に備えられたホログラムからなるコンバイナー2に
照射されて、回折され、運転者に観察位置41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, and FIG. 2 is an enlarged view thereof. An information display source is provided below the windshield 47. This information display source is a transmission type color liquid crystal display device in which light emitted from a light source 46 using a hot cathode tube is passed through a lens system 44 which is a collimator. The light 26 emits the information to be displayed which has passed through the display body 45. The light 26 is applied to the combiner 2 formed of a hologram provided on the windshield 47 of the vehicle body, diffracted, and visually recognized by the driver at the observation position 41.

【0019】上記レンズ系44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に
持たせることもでき、速度表示48、警告表示49の表
示像を遠方に結像させることも可能となる。
The lens system 44 has a function as a collimator, and this function can be provided in the hologram, and the display images of the speed display 48 and the warning display 49 can be formed at a distance. It will be possible.

【0020】また、必要に応じて表示体45とコンバイ
ナー2との間に収差補正用の別のホログラムやレンズ等
を配してもよい。
If desired, another hologram or lens for aberration correction may be provided between the display body 45 and the combiner 2.

【0021】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540nmと6
12nmの光を回折する多重露光のホログラムを用い、
速度表示48を緑色、警告表示49を緑色と赤色とを混
合しアンバー色(橙色)等として表示した。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
なる。
Further, since the hologram has a wavelength selection function, an image of a desired color can be displayed, and further, multi-exposure and stacking of a plurality of holograms enable multi-color display, and the quantity and quality of display information. Can be improved. In this embodiment, 540 nm and 6 corresponding to the emission peak wavelength of the hot cathode tube are used.
Using a multiple exposure hologram that diffracts 12 nm light,
The speed display 48 is displayed in green, and the warning display 49 is displayed in amber (orange) with a mixture of green and red. as a result,
It becomes possible to transmit information to the driver more accurately.

【0022】本実施例では風防ガラスの傾きθwは30
゜であり、情報を含む光26のホログラム2への入射角
θ1をブリュースタ角(56.3゜)とし出射角θ2を
65゜となるように露光した反射型ホログラム21と、
フレアーの原因となるガラス内で入射角θr=33.7
゜で入射するランダム偏光の入射光28(図面中実線)
に対し、P偏光1(図面中一点鎖線)を回折せずそのま
ま透過し、S偏光9(図面中破線)をガラス内でθs=
70.6゜で回折するよう、露光された透過型ホログラ
ム10をガラス中に封入した。ここで、透過型ホログラ
ム10は反射型ホログラム21よりも車外側に封入し
た。このようにして車外の光がフレアー光として車両内
に入るのを防ぐことができた。また、透過型ホログラム
を反射型ホログラムよりも車内側に封入してもよい。
In the present embodiment, the inclination θw of the windshield is 30.
And the reflection hologram 21 exposed so that the incident angle θ1 of the light 26 containing information on the hologram 2 is Brewster's angle (56.3 °) and the outgoing angle θ2 is 65 °.
Incident angle θr = 33.7 in glass that causes flare
Randomly polarized incident light 28 incident at ° (solid line in the drawing)
On the other hand, P-polarized light 1 (dashed-dotted line in the drawing) is transmitted as it is without being diffracted, and S-polarized light 9 (dashed line in the drawing) is θs = in the glass.
The exposed transmission hologram 10 was encapsulated in glass to diffract at 70.6 °. Here, the transmissive hologram 10 is enclosed more on the outside of the vehicle than the reflective hologram 21. In this way, it was possible to prevent light outside the vehicle from entering the vehicle as flare light. Further, the transmission hologram may be enclosed inside the vehicle rather than the reflection hologram.

【0023】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 10 mm to several 100 mm square and a thickness of several μm to several 10 μm. Although such a hologram is desirable in that a volume / phase type hologram such as a Lippmann type can obtain high diffraction efficiency, a hologram called an embossed type or a rainbow type can be widely used. Further, as the hologram material, a photopolymer such as polyvinylcarbazole or acrylic is used.
Various light-sensitive materials such as dichromated gelatin, photoresists and silver salts can be used.

【0024】本実施例で反射型ホログラム22として横
150mm・縦200mm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、
体積位相型のホログラムを用いた。更に、透過型ホログ
ラム10として横150mm・縦200mmの大きさ
で、厚さが17.7μmのアクリル系フォトポリマーよ
りなる感光材料を用い、上記請求項3の2つの式を満た
すようn=0.04、λ=540nm、θr=33.7
゜、θs=70.6゜の条件で作製した体積位相型のホ
ログラムを用いた。
In this embodiment, the reflection hologram 22 is 150 mm wide and 200 mm long and has a thickness of 20 μm.
Using a photosensitive material made of acrylic photopolymer of
A volume phase hologram was used. Further, as the transmissive hologram 10, a photosensitive material made of an acrylic photopolymer having a size of 150 mm in width and 200 mm in length and a thickness of 17.7 μm is used, and n = 0. 04, λ = 540 nm, θr = 33.7.
A volume phase type hologram produced under the conditions of θ and θs = 70.6 ° was used.

【0025】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(車両外表面)
や車両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、本実施例のように合わせガラスで
ある風防ガラスの内部に封入して用いることが好まし
い。
Such a hologram is provided on the windshield, and for example, the surface of the windshield (the outer surface of the vehicle).
It may be provided on the inner surface of the vehicle or on the inside surface of the vehicle, but in view of protection of the hologram in particular, it is preferably enclosed and used in the windshield which is a laminated glass as in the present embodiment.

【0026】本発明における情報表示源は光を発して表
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 information display source in the present invention has a function of displaying light by emitting light, and a hot cathode tube (HC) is attached to a display body composed of a so-called light receiving 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.

【0027】本発明におけるコンバイナーをカラー表示
に用いる場合、この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 combiner of the present invention is used for color display, the liquid crystal display element includes a color nematic liquid crystal display element including a transmission type twist nematic liquid crystal element and a super twist nematic liquid crystal display element. It can be preferably used, and light emitted from one light source can be irradiated as light of a desired color.

【0028】このようにして複数の色の光は、同一の情
報表示源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が重なって表示され、
逆にこの表示像の重なりを防ぐためには、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 information display source, and when the lights of a plurality of colors are simultaneously displayed, the display images are 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 so that light of a plurality of colors is not simultaneously irradiated.

【0029】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.

【0030】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は各色で同一と
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 in the same plane, and if the color is changed, the display color is changed. Thus, it is possible to obtain a three-dimensional image in which the display image is observed at different distances.

【0031】次に、本発明の第二の実施例について図5
を用いて説明する。ホログラムコンバイナー5に、S偏
光に対しては回折効率が低く、P偏光に対しては回折効
率が高い反射型ホログラムを用いた。この際、表示光源
からの光26には、P偏光の光を用いて回折される表示
像の輝度低下を防いだ。この方法では、フレアー光の原
因となるランダム偏光の光28(図面中一点鎖線)は内
側フロントガラスと車内との界面でほとんどP偏光の透
過光6とほとんどS偏光の反射光4とに分かれる。反射
型ホログラム5はS偏光をほとんど回折しないので、回
折光3(図面中点線)は非常に弱くフレアー光を有効に
低減できた。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
Will be explained. As the hologram combiner 5, a reflection hologram having low diffraction efficiency for S-polarized light and high diffraction efficiency for P-polarized light was used. At this time, as the light 26 from the display light source, the reduction in the brightness of the display image diffracted by using the P-polarized light was prevented. In this method, randomly polarized light 28 (one-dot chain line in the drawing) that causes flare light is divided into almost P-polarized transmitted light 6 and almost S-polarized reflected light 4 at the interface between the inner windshield and the vehicle interior. Since the reflection hologram 5 hardly diffracts S-polarized light, the diffracted light 3 (dotted line in the drawing) is very weak and flare light can be effectively reduced.

【0032】[0032]

【発明の効果】フレアーの原因となる内部への反射光
は、S偏光成分の多い光であり、外部への透過光はP偏
光成分の多い光である。そこで、本発明によるHUDを
用いれば、ホログラムコンバイナーに偏光特性(P偏光
に対しては高効率、S偏光に対しては低効率)を持たせ
ているので、フレアー光の原因となるS偏光成分の多い
内部への反射光が、ホログラムコンバイナーにより車内
へ回折されることが低減でき、フレアー光を有効に低減
できる。また、S偏光のみをある所定の角度に回折する
様な偏光特性を持った透過型ホログラムを、通常の無偏
光特性の反射型ホログラムの車外側、または、車内側に
設けることにより、フレアー光を有効に低減できる。す
なわち、透過型ホログラムを回折されずに通過する光は
P偏光となり、フロントガラス内側と車内との境界での
ガラス内部への反射はほとんど無くなるためである。更
に、表示光源からホログラムコンバイナーへの入射角θ
1をブリュースター角にすることによりフレアー光を完
全に除去できる。
The reflected light to the inside that causes flare is light having a large amount of S-polarized component, and the transmitted light to the outside is light having a large amount of P-polarized component. Therefore, when the HUD according to the present invention is used, the hologram combiner is provided with polarization characteristics (high efficiency for P-polarized light and low efficiency for S-polarized light), so that the S-polarized light component causing flare light is generated. It is possible to reduce the amount of reflected light that is reflected into the interior of the vehicle, which is often diffracted into the vehicle by the hologram combiner, and it is possible to effectively reduce flare light. Further, by providing a transmission hologram having a polarization characteristic such that only S-polarized light is diffracted at a predetermined angle on the outside or inside of a normal reflection-type hologram having no polarization characteristics, flare light is generated. It can be effectively reduced. That is, the light that passes through the transmission hologram without being diffracted becomes P-polarized light, and there is almost no reflection inside the glass at the boundary between the inside of the windshield and the inside of the vehicle. Further, the incident angle θ from the display light source to the hologram combiner
By setting 1 to Brewster's angle, flare light can be completely removed.

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

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

【図2】図1の要部拡大図FIG. 2 is an enlarged view of a main part of FIG.

【図3】従来のHUDを示す概念図FIG. 3 is a conceptual diagram showing a conventional HUD.

【図4】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念断面図
FIG. 4 is a conceptual cross-sectional view for explaining a hologram and a flare light generation mechanism enclosed in a windshield.

【図5】本発明におけるHUDの一例を示す要部拡大図FIG. 5 is an enlarged view of an essential part showing an example of a HUD in the present invention.

【符号の説明】 2:ホログラムコンバイナー 10:透過型ホログラム 21:反射型ホログラム 41:運転者の観測位置 43:情報を含む光 44:レンズ系 45:表示素子 46:光源 48:速度表示 49:警告表示[Explanation of Codes] 2: Hologram combiner 10: Transmission hologram 21: Reflection hologram 41: Driver's observation position 43: Light containing information 44: Lens system 45: Display element 46: Light source 48: Speed display 49: Warning display

Claims (4)

【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
る情報表示源と、車両の風防ガラスに備えられていて前
記光を車両内の観察者に向けて回折するホログラムより
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、前記ホログラムは、S偏光に対す
る回折効率が低く、P偏光に対する回折効率が高いこと
を特徴とするヘッドアップディスプレイシステム。
1. An information display source that includes at least a light source and a display that displays information to be displayed, and an information display source that generates the information to be displayed as light, and the windshield of the vehicle. In a head-up display including at least a combiner made of a hologram that diffracts toward an observer, the hologram has low diffraction efficiency for S-polarized light and high diffraction efficiency for P-polarized light. .
【請求項2】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
る情報表示源と、車両の風防ガラスに備えられていて前
記光を車両内の観察者に向けて回折するホログラムより
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、前記ホログラムは、P偏光は回折
せずS偏光のみ回折させる透過型ホログラムと、反射型
ホログラムとの組み合わせにより構成されることを特徴
とするヘッドアップディスプレイシステム。
2. An information display source that includes at least a light source and a display body that displays information to be displayed, and an information display source that generates information to be displayed as light, and a windshield of a vehicle, the light being provided inside the vehicle. In a head-up display at least including a combiner made of a hologram that diffracts toward an observer, the hologram is configured by a combination of a transmissive hologram that diffracts P-polarized light and diffracts only S-polarized light and a reflective hologram. A head-up display system characterized in that
【請求項3】前記透過型ホログラムは、n・d/[λ
(cosθr・cosθs)]=m+1/2、n・d・
cos(θs−θr)/[λ(cosθr・cosθ
s)]=mを満たすホログラムからなることを特徴とす
る請求項2のヘッドアップディスプレイシステム。な
お、nはホログラム材料の屈折率変調、dはホログラム
材料の厚さ、λは記録再生波長、θrはガラス内部での
入射角、θsはガラス内部での回折角、mは正の整数で
ある。
3. The transmission hologram is n · d / [λ
(Cos θr · cos θs)] = m + 1/2, n · d ·
cos (θs−θr) / [λ (cosθr · cosθ
3. The head-up display system according to claim 2, wherein the head-up display system comprises a hologram satisfying s)] = m. Here, n is the refractive index modulation of the hologram material, d is the thickness of the hologram material, λ is the recording / reproducing wavelength, θr is the incident angle inside the glass, θs is the diffraction angle inside the glass, and m is a positive integer. .
【請求項4】前記情報表示源からホログラムコンバイナ
ーへ入射する光の入射角θ1がブリュースター角に等し
いことを特徴とする請求項1〜3のいずれかのヘッドア
ップディスプレイシステム。
4. The head-up display system according to claim 1, wherein an incident angle θ1 of light entering the hologram combiner from the information display source is equal to Brewster's angle.
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