JPH09101478A - Head-up display device - Google Patents
Head-up display deviceInfo
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- JPH09101478A JPH09101478A JP8160834A JP16083496A JPH09101478A JP H09101478 A JPH09101478 A JP H09101478A JP 8160834 A JP8160834 A JP 8160834A JP 16083496 A JP16083496 A JP 16083496A JP H09101478 A JPH09101478 A JP H09101478A
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Landscapes
- Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
- Surface Treatment Of Optical Elements (AREA)
- Instrument Panels (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【技術分野】本発明は,ヘッドアップディスプレイ装置
に関するものであり,特にノイズと色収差とを抑制する
ことのできるヘッドアップディスプレイ装置に関する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a head-up display device, and more particularly to a head-up display device capable of suppressing noise and chromatic aberration.
【0002】[0002]
【従来技術】通常の自動車の運転においては,速度表示
などを確認するためには,視線を外の光景から一旦イン
スツルパネル上の計器類に移さなければならない。この
動作は,運転においては必要不可欠であるが,非常に煩
わしい行為である。また,頻繁な視線の移動は,運転者
にかなりの疲労をもたらすとも言われている。そこで,
近年ではイメージコンバイナを用いて,速度などの運転
に必要な情報と外界の光景とを重ねて同時に視認できる
ヘッドアップディスプレイ90(図7)が提案されてい
る。2. Description of the Related Art In normal driving of an automobile, in order to confirm a speed display or the like, it is necessary to temporarily move a line of sight from an outside scene to instruments on an instrument panel. This operation is indispensable for driving, but is a very troublesome act. It is also said that frequent eye movements cause considerable fatigue for the driver. Therefore,
In recent years, a head-up display 90 (FIG. 7) has been proposed in which an image combiner is used to simultaneously visually recognize information necessary for driving such as speed and the external scene.
【0003】そして,ヘッドアップディスプレイ90に
おいて,運転者99が鮮明で歪みのない明るい表示像8
2を得るために様々な改良方法が提案されている。例え
ば,表示像82を明るい像とするためには,イメージコ
ンバイナ91における信号光31の反射率を大きくする
必要があるから,信号光31として入射面に対して垂直
方向に偏光した所謂S偏光光を用いる方法が提案されて
いる(特開昭58−139833号公報参照)。Then, on the head-up display 90, the driver 99 can see a bright and clear display image 8 without distortion.
Various improved methods have been proposed to obtain 2. For example, in order to make the display image 82 a bright image, it is necessary to increase the reflectance of the signal light 31 in the image combiner 91. Therefore, the signal light 31 is so-called S-polarized light that is polarized in the direction perpendicular to the incident surface. Has been proposed (see JP-A-58-139833).
【0004】そして,図7に示す構成のヘッドアップデ
ィスプレイ90において,上記のように複数の光学的情
報を重ね合せるイメージコンバイナ91として,反射型
ホログラムを使用したホログラムコンバイナも用いられ
ている。上記ホログラムコンバイナには,例えば図4に
示すような特定の波長帯域の光のみを効率よく反射する
回折特性を持たせている。その結果,ホログラムコンバ
イナは表示器(情報光源)92から発せられた特定の波
長域の信号光31を高い効率で反射し,一方,上記特定
の波長域以外の光に対しては高い透過率を持つため,背
景から来る光のほとんどを透過させることができる。In the head-up display 90 having the structure shown in FIG. 7, a hologram combiner using a reflection hologram is also used as the image combiner 91 for superimposing a plurality of optical information as described above. The hologram combiner is provided with a diffraction characteristic for efficiently reflecting only light in a specific wavelength band as shown in FIG. 4, for example. As a result, the hologram combiner reflects the signal light 31 in a specific wavelength range emitted from the display (information light source) 92 with high efficiency, while having a high transmittance for light other than the specific wavelength range. Since it has, it can transmit most of the light coming from the background.
【0005】これにより,ホログラムコンバイナ91を
通して見える外の光景と,ホログラムコンバイナ91に
より反射されて見える速度などの表示像82とは,とも
に明るさが損なわれることがない。また,表示器92か
ら発せられた表示像82を拡大して視認するために,上
記ホログラムコンバイナ91(又はその前段に設けたホ
ログラム93)に対して拡大鏡の回折特性を持たせるこ
とが多い。As a result, the brightness of the outside scene viewed through the hologram combiner 91 and the display image 82 such as the speed reflected by the hologram combiner 91 are not impaired. Further, in order to magnify and visually confirm the display image 82 emitted from the display device 92, the hologram combiner 91 (or the hologram 93 provided in the preceding stage) is often provided with a magnifying glass diffraction characteristic.
【0006】[0006]
【解決しようとする課題】ホログラムコンバイナは優れ
た特性を有しているが,表示像を不鮮明にする原因の一
つとして,ホログラムコンバイナの表面(ホログラムを
保持するガラス基板の表面など)で反射したノイズ光が
正規のホログラム回折光に重畳し,像を不鮮明にすると
いう問題がある。特に,ホログラムコンバイナに対する
入射角と出射角とがほぼ等しい場合には,上記ノイズ像
が正規像の近くに結像するからその影響が大きくなり,
逆に入出射角の角度差が大きければノイズ像は正規像か
ら離れて結像するから見えにくくなる。[Problems to be Solved] Although the hologram combiner has excellent characteristics, one of the causes of making the displayed image unclear is reflection on the surface of the hologram combiner (such as the surface of the glass substrate holding the hologram). There is a problem that noise light is superimposed on regular hologram diffracted light, making the image unclear. In particular, when the incident angle and the outgoing angle with respect to the hologram combiner are almost equal, the noise image is formed near the normal image, so that the influence becomes large,
On the other hand, if the angle difference between the entrance and exit angles is large, the noise image is formed apart from the normal image and is difficult to see.
【0007】また,信号光としてS偏光(入射面に垂直
な偏光面を有する偏光光)を用いた場合には,ガラス基
板での反射率が大きくなるから,表面反射ノイズ像が強
くなり,表面反射ノイズの影響が大きくなる。それ故,
S偏光を用いた場合には,例えば表面に無反射コート処
理を施しても,ノイズ像を完全に無くすことは困難であ
る。When S-polarized light (polarized light having a polarization plane perpendicular to the plane of incidence) is used as the signal light, the reflectance on the glass substrate increases, so that the surface reflection noise image becomes strong and the surface The influence of reflection noise becomes large. Therefore,
When S-polarized light is used, it is difficult to completely eliminate the noise image even if the surface is subjected to antireflection coating.
【0008】また,ホログラムコンバイナにおいて,表
示像を不鮮明にする他の原因として,色収差による像の
ぼけがある。ホログラムの回折特性は,図4に示すよう
に,高回折効率を示す波長帯に一定以上の幅がある(例
えば,回折効率が最大値の50%となる帯域幅,所謂半
値幅)。そして,上記帯域幅内において波長が異なれ
ば,波長による回折特性の変化により反射角のずれ(色
分散)が生ずる。従って,上記帯域幅(半値幅Δλ)が
大きい程これによる色収差(像のぼけ)が大きくなる。Further, in the hologram combiner, another cause of making the display image unclear is image blurring due to chromatic aberration. As for the diffraction characteristics of the hologram, as shown in FIG. 4, the wavelength band exhibiting high diffraction efficiency has a certain width (for example, the bandwidth at which the diffraction efficiency is 50% of the maximum value, so-called half-value width). When the wavelengths are different within the bandwidth, the reflection angle shifts (color dispersion) due to the change of the diffraction characteristic depending on the wavelength. Therefore, the greater the bandwidth (half-width Δλ), the greater the chromatic aberration (image blur) due to this.
【0009】そして,一般にホログラムの上記半値幅
は,図4の無印曲線69に示すように,S偏光の光が大
きくなるから,前記のようにS偏光光によってイメージ
コンバイナでの反射率を高めようとすると,この色収差
が増大するというジレンマを生じている。図4におい
て,ドット付きの曲線68は,P偏光光の回折特性を示
すものである。In general, the full width at half maximum of the hologram has a large S-polarized light as shown by the unmarked curve 69 in FIG. 4, so that the S-polarized light increases the reflectance of the image combiner as described above. Then, there is a dilemma that this chromatic aberration increases. In FIG. 4, a curve 68 with dots shows the diffraction characteristic of P-polarized light.
【0010】また,このような色収差の発生は,ホログ
ラムに記録された拡大鏡(凹面鏡)の焦点距離を短く
し,像の拡大率を大きくしようとするほど顕著となる。
本発明は,かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので
あり,ホログラムコンバイナの表面反射ノイズによる像
の乱れと色収差による像のぼけとを抑制し,鮮明な表示
像を提供することの出来るヘッドアップディスプレイ装
置を提供しようとするものである。The occurrence of such chromatic aberration becomes more remarkable as the focal length of the magnifying glass (concave mirror) recorded on the hologram is shortened and the magnifying power of the image is increased.
The present invention has been made in view of such conventional problems, and it is possible to provide a clear display image by suppressing image distortion due to surface reflection noise of a hologram combiner and image blurring due to chromatic aberration. It is intended to provide an up-display device.
【0011】[0011]
【課題の解決手段】本発明は,表示器から放射された信
号光を,ホログラムコンバイナに投射し,このホログラ
ムコンバイナーで反射された回折光を視認するよう構成
したヘッドアップディスプレイ装置であって上記信号光
は,上記ホログラムコンバイナに対する入射面に平行方
向に直線偏光されたP偏光光であり,また上記信号光の
入射角と上記回折光の反射角とがほぼ等しい値となるよ
うホログラムの回折特性が設定されており,上記ホログ
ラムコンバイナの表裏両面のうち少なくとも信号光照射
面については,無反射コート処理が施されていることを
特徴とするヘッドアップディスプレイ装置にある。The present invention is a head-up display device configured to project signal light emitted from a display device onto a hologram combiner and visually recognize diffracted light reflected by the hologram combiner. The light is P-polarized light that is linearly polarized in the direction parallel to the incident surface with respect to the hologram combiner, and the hologram diffraction characteristics are such that the incident angle of the signal light and the reflection angle of the diffracted light are substantially equal. The head-up display device is characterized in that at least the signal light irradiation surface of both the front and back surfaces of the hologram combiner is subjected to anti-reflection coating treatment.
【0012】本発明において最も注目すべきことの第1
点は,信号光が,P偏光光であることであり,最も注目
すべきことの第2点は,信号光の入射角と回折光の反射
角とがほぼ等しい値となるようホログラムの回折特性を
設定したことであり,最も注目すべき第3点は,ホログ
ラムコンバイナの表裏両面のうち少なくとも信号光照射
面については,無反射コート処理が施されていることで
ある。First of most noteworthy in the present invention
The point is that the signal light is P-polarized light. The most important point is the diffraction characteristic of the hologram so that the incident angle of the signal light and the reflection angle of the diffracted light have almost the same value. The third point that should be noted most is that at least the signal light irradiation surface of both the front and back surfaces of the hologram combiner is subjected to antireflection coating.
【0013】本発明にかかるヘッドアップディスプレイ
は,信号光がP偏光光であるから反射率が他の偏光光に
比べて小さくなる。そのため,信号光のホログラムコン
バイナにおける表面反射光は抑制される。更に,ホログ
ラムコンバイナの信号光照射面には無反射コート処理が
施されているから,これによって一段と表面反射光が抑
制される。In the head-up display according to the present invention, since the signal light is P-polarized light, the reflectance is smaller than that of other polarized light. Therefore, the surface reflection light of the signal light on the hologram combiner is suppressed. Further, since the signal light irradiation surface of the hologram combiner is subjected to the anti-reflection coating treatment, the surface reflected light is further suppressed by this.
【0014】そして,信号光がP偏光光であることか
ら,無反射コート処理を単層の無反射コーティング層と
した場合にも,上記無反射コーティング層の最低反射率
波長を信号光の中心波長とすることにより,大きな反射
抑制効果を得ることができる(詳細を後述する図6の曲
線611,621参照)。そして,単層のコーティング
処理により,コーティングの回数が最低(1回)で済む
ことから,工数を低減しコストを抑制することが可能と
なる。それ故,本発明のヘッドアップディスプレイは,
表面反射ノイズが極めて少なくなり,かつ低コスト化を
図ることができる。Since the signal light is P-polarized light, even when the antireflection coating is a single antireflection coating layer, the lowest reflectance wavelength of the antireflection coating layer is the center wavelength of the signal light. Thus, a large reflection suppressing effect can be obtained (see curves 611 and 621 in FIG. 6 described later in detail). The single-layer coating process allows the number of coatings to be minimized (1 time), which makes it possible to reduce man-hours and costs. Therefore, the head-up display of the present invention is
Surface reflection noise is extremely reduced and cost can be reduced.
【0015】また,信号光の入射角と反射角がほぼ等し
くなるようホログラムの回折特性を設定してあるから,
ホログラムの回折に伴う色分散が殆ど無くなり色収差に
よる像のぼけが殆どない。何故ならば,波長の違いによ
って生ずる反射角度の差異(ずれ)は,入射角と出射角
と間に差があって始めて生ずるものであり,その差が小
さくなるほど反射角度のずれ(分散)が生じなくなるか
らである。更に,信号光がP偏光光であるため,ホログ
ラムの回折特性における前記半値幅が狭くなり,ホログ
ラム外周部での表示像のぼけもが少なくなる。なお,本
願発明における上記入射角と反射角との角度差は,好ま
しくは0°である方がよいが,角度差が2°位までなら
ば本願発明の効果を得ることができる。Since the hologram diffraction characteristics are set so that the incident angle and the reflection angle of the signal light are substantially equal to each other,
There is almost no chromatic dispersion due to hologram diffraction, and there is almost no image blurring due to chromatic aberration. This is because the difference (deviation) in the reflection angle caused by the difference in wavelength occurs only when there is a difference between the incident angle and the exit angle, and the smaller the difference, the greater the deviation (dispersion) in the reflection angle. Because it will disappear. Further, since the signal light is P-polarized light, the full width at half maximum in the diffraction characteristics of the hologram is narrowed, and blurring of the display image at the outer peripheral portion of the hologram is reduced. The angle difference between the incident angle and the reflection angle in the present invention is preferably 0 °, but the effect of the present invention can be obtained if the angle difference is up to about 2 °.
【0016】そして,請求項2記載のように,信号光
は,帯域幅の狭い線スペクトル状の光であることが好ま
しい。そして,請求項3記載のように,無反射コート処
理は単層の無反射コーティング層を形成したものとする
ことが好ましい。信号光を帯域幅の狭い光とすることに
より,無反射コーティング処理の光反射防止層を単層と
しても,極めて大きな反射抑制効果を得ることができ
る。即ち,上記光反射防止層の最低反射率波長を信号光
の波長と一致させることにより,信号光の反射を効果的
に抑制することができる。Further, as described in claim 2, it is preferable that the signal light is line spectrum light having a narrow bandwidth. Further, as described in claim 3, it is preferable that the antireflection coating treatment is performed by forming a single antireflection coating layer. By making the signal light a light with a narrow bandwidth, an extremely large reflection suppressing effect can be obtained even if the light reflection preventing layer of the antireflection coating is a single layer. That is, by matching the minimum reflectance wavelength of the light reflection preventing layer with the wavelength of the signal light, the reflection of the signal light can be effectively suppressed.
【0017】そして,単層のコーティング処理により,
コーティングの回数が最低(1回)で済むことから,工
数を低減しコストを抑制することが可能となる。なお,
上記帯域幅の狭い線スペクトル状の光としては,レーザ
ー放射光や蛍光物質が放射する蛍光光等がある。Then, by a single layer coating treatment,
Since the number of times of coating is the minimum (1 time), it is possible to reduce the man-hours and the cost. In addition,
The linear spectrum light having a narrow bandwidth includes laser radiation light and fluorescent light emitted by a fluorescent substance.
【0018】なお,車両用のヘッドアップディスプレイ
は,請求項4記載のように表示器からホログラムコンバ
イナに至る全ての光学部材をケースに一体に収納し,車
両のダッシュボード近傍に配置することができる。この
ような独立型のヘッドアップディスプレイは,車両から
取り外して点検,調整,修理が可能であり,保守性に優
れており,またオプションとして随時装着することがで
きる。一方,請求項5記載のようにホログラムコンバイ
ナをウィンドシールドに設けた車両用のヘッドアップデ
ィスプレイは,ウィンドシールド内部にホログラムコン
バイナを埋め込む等の方法により,車両と一体化された
使用感を得ることができる。In the head-up display for a vehicle, all the optical members from the display to the hologram combiner can be housed in a case as a unit and placed near the dashboard of the vehicle. . Such an independent head-up display can be removed from the vehicle for inspection, adjustment, and repair, has excellent maintainability, and can be installed as an option at any time. On the other hand, in the vehicle head-up display having the hologram combiner provided on the windshield as described in claim 5, a use feeling integrated with the vehicle can be obtained by a method such as embedding the hologram combiner inside the windshield. it can.
【0019】[0019]
実施形態例1 本例は,図1に示すように,表示器5から放射された信
号光31を,ホログラムコンバイナ10に投射し,ホロ
グラムコンバイナー10で反射された回折光32を視認
するよう構成したヘッドアップディスプレイ装置1であ
る。信号光31は,ホログラムコンバイナ10に対する
入射面に平行方向に直線偏光された所謂P偏光光であ
り,また信号光31の入射角αと回折光32の反射角β
とがほぼ等しい値となるようホログラム11(図2)の
回折特性が設定されている。また,ホログラムコンバイ
ナ10の表裏両面には,無反射コート処理が施されてい
る。Embodiment 1 As shown in FIG. 1, this embodiment is configured such that the signal light 31 emitted from the display 5 is projected on the hologram combiner 10 and the diffracted light 32 reflected by the hologram combiner 10 is visually recognized. The head-up display device 1. The signal light 31 is so-called P-polarized light that is linearly polarized in a direction parallel to the incident surface with respect to the hologram combiner 10, and the incident angle α of the signal light 31 and the reflection angle β of the diffracted light 32 are also included.
The diffraction characteristics of the hologram 11 (FIG. 2) are set so that and become approximately equal values. Further, both surfaces of the hologram combiner 10 are anti-reflection coated.
【0020】上記ヘッドアップディスプレイ1は,表示
器5からホログラムコンバイナ10に至る全ての光学部
材をケース4に一体に収納し,車両のダッシュボード8
5近傍の運転者81の視認し易い位置に配置する。以
下,それぞれについて説明を補足する。In the head-up display 1, all optical members from the display 5 to the hologram combiner 10 are integrally housed in a case 4, and a vehicle dashboard 8 is provided.
It is placed at a position near the driver's eye 5 where the driver 81 can easily see it. The following is a supplementary explanation for each.
【0021】ヘッドアップディスプレイ1は,インスト
ルメントパネルのダッシュボード85に固定される底板
40と,底板40に立設した立軸40aを中心として回
動可能なケース本体41と,ケース本体41内部に設置
された表示器5と,同じくケース本体41の内部に設置
され表示器5から放射された信号光31を反射させるミ
ラー7及び制御部6と,ホログラムコンバイナ10とを
有する。ホログラムコンバイナ10は,ケース本体41
の上面に取り付けられて回動するホルダ42によって保
持されており,ケース本体41の上面において上下方向
に起伏させることが出来る。The head-up display 1 is installed in the case body 41, a bottom plate 40 fixed to a dashboard 85 of an instrument panel, a case body 41 rotatable about an upright shaft 40a standing on the bottom plate 40. The display unit 5 includes a display unit 5, a mirror 7, a control unit 6, which is also installed inside the case body 41 and reflects the signal light 31 emitted from the display unit 5, and a hologram combiner 10. The hologram combiner 10 includes a case body 41.
It is held by a holder 42 that is attached to the upper surface of and rotates, and can be undulated in the vertical direction on the upper surface of the case body 41.
【0022】ケース本体41は,底板40の軸40aの
周りにに回動可能なように固定された基板41aと,開
口部49を設けたカバー41bとを有する。カバー41
bは,運転者81の視野内に表示器5が入らないように
するための遮光板41cが設けられている。表示器5
は,光源のランプ51と,レンズ52と,液晶表示素子
53とを収容し,基板41aに固定されている。The case body 41 has a base plate 41a rotatably fixed around an axis 40a of the bottom plate 40, and a cover 41b having an opening 49. Cover 41
In b, a light shielding plate 41c is provided to prevent the display device 5 from entering the driver's 81 visual field. Display 5
Accommodates a light source lamp 51, a lens 52, and a liquid crystal display element 53, and is fixed to a substrate 41a.
【0023】また,ミラー7は,表示器5に対向し,信
号光31を開口部49からホログラムコンバイナ10の
受光面に向けて投射するように,所定の傾斜角度で基板
41aに取り付けられている。ホログラムコンバイナ1
0は,ホルダ42の長溝42aに圧入固定されており,
使用時には図1の実線に示すように起立させ,不使用時
には鎖線に示すように倒してケース本体41の上面に伏
せて置く。そして,ホログラムコンバイナ10を起伏さ
せる角度は,調整可能となっている。The mirror 7 faces the display 5 and is attached to the substrate 41a at a predetermined inclination angle so as to project the signal light 31 from the opening 49 toward the light receiving surface of the hologram combiner 10. . Hologram combiner 1
0 is press-fitted and fixed in the long groove 42a of the holder 42,
When in use, it is erected as shown by the solid line in FIG. The angle at which the hologram combiner 10 is undulated is adjustable.
【0024】ホログラムコンバイナ10は,図2に示す
ように,ホログラム11と,ホログラム11を保持する
ガラス基板12と,これらを両側から挟持する無反射コ
ートガラス13,14とを有する。無反射コートガラス
13,14は,表面にMgF2 /TiO2 系の多層膜1
5,16を蒸着したものである。無反射コートガラス1
3,14は,入射角α及び出射角βが30°の時に図3
に示す特性を有しており,同図から分かるようにP偏光
(ドット付曲線63)はS偏光(単純曲線64)よりも
反射率が低い。As shown in FIG. 2, the hologram combiner 10 has a hologram 11, a glass substrate 12 holding the hologram 11, and non-reflection coated glasses 13 and 14 sandwiching these from both sides. The non-reflective coated glass 13, 14 has a MgF 2 / TiO 2 system multilayer film 1 on the surface.
5 and 16 are vapor-deposited. Non-reflective coated glass 1
3 and 14 are shown in FIG. 3 when the incident angle α and the outgoing angle β are 30 °.
As shown in the figure, P-polarized light (dotted curve 63) has a lower reflectance than S-polarized light (simple curve 64).
【0025】それ故,信号光31としてP偏光を用いる
本例のヘッドアップディスプレイ1では,ホログラムコ
ンバイナ10の表面で反射されるノイズ光は減少する。
従って,本例のヘッドアップディスプレイ1では,表面
反射ノイズ像が正規の表示像に重なって見える不具合を
少なくすることが出来る。Therefore, in the head-up display 1 of this example using P-polarized light as the signal light 31, the noise light reflected on the surface of the hologram combiner 10 is reduced.
Therefore, in the head-up display 1 of this example, it is possible to reduce the problem that the surface reflection noise image appears to overlap the regular display image.
【0026】そして,ホログラムコンバイナ10には,
非球面の凹面鏡(双曲面鏡)が記録されている。ホログ
ラム11は,感光材として重クロム酸ゼラチンを用いた
体積ホログラムであり,焦点距離200mmの軸外し双
曲面鏡が記録されている。また,ホログラムコンバイナ
10の入射角と出射角とはほぼ等しい値に設定されてい
るから,ホログラムコンバイナ10で生ずる色収差は少
ない。The hologram combiner 10 has
An aspherical concave mirror (hyperbolic mirror) is recorded. The hologram 11 is a volume hologram using dichromated gelatin as a photosensitive material, and an off-axis hyperbolic mirror with a focal length of 200 mm is recorded. Further, since the incident angle and the outgoing angle of the hologram combiner 10 are set to be substantially equal to each other, the chromatic aberration generated in the hologram combiner 10 is small.
【0027】更に,信号光31は,P偏光光であり,ホ
ログラム11の回折特性は,例えば入射角30°で再生
光を入射させた時に,図4に示す回折特性となり,入射
光がP偏光(ドット付曲線68)の場合の半値幅Δλp
の方が,S偏光(単純曲線69)の場合の半値幅Δλs
よりもが狭くなる。それ故,色収差の低減は,この半値
幅の狭さによって更に強化されている。Further, the signal light 31 is P-polarized light, and the diffraction characteristic of the hologram 11 becomes the diffraction characteristic shown in FIG. 4 when reproducing light is incident at an incident angle of 30 °, and the incident light is P-polarized light. Half-width Δλp for (dotted curve 68)
Is the half-width Δλs for S-polarized light (simple curve 69)
Narrower than. Therefore, the reduction of chromatic aberration is further enhanced by the narrow half width.
【0028】その結果,このホログラム11を装着した
ホログラムコンバイナ10について,液晶表示素子53
との距離を140mmとして,実際に表示像を観察した
ところ,色収差の少ない鮮明な像を視認することができ
た。そして,再生時にP偏光光を得ることは,偏光板を
光路に配置することにより容易に実現することが出来る
から光学系も簡素である。上記のように,本例によれ
ば,ホログラムコンバイナ10の表面反射ノイズによる
像の乱れと色収差による像のぼけとを抑制し,鮮明な表
示像を提供することの出来るヘッドアップディスプレイ
装置1を得ることができる。As a result, in the hologram combiner 10 having the hologram 11 mounted, the liquid crystal display element 53
When the display image was actually observed with the distance between and as 140 mm, a clear image with little chromatic aberration could be visually recognized. Further, obtaining the P-polarized light at the time of reproduction can be easily realized by disposing the polarizing plate in the optical path, so that the optical system is also simple. As described above, according to this example, the head-up display device 1 capable of providing a clear display image by suppressing the image disturbance due to the surface reflection noise of the hologram combiner 10 and the image blurring due to the chromatic aberration is obtained. be able to.
【0029】なお,本例では,ホログラム13の感光材
として,重クロム酸ゼラチンを用いたが,銀塩,フォト
ポリマー,フォトレジスト等を用いてもよい。また,本
例では,無反射コート膜としてMgF2 /TiO2 系の
ものを用いたが,これに限定されるものではなく,Si
O2 等を用いてもよい。また,本例では,信号光の入射
角αを30°としたが,これに限らずα=10°〜45
°の範囲とすることも可能である。In this example, dichromated gelatin was used as the photosensitive material for the hologram 13, but silver salts, photopolymers, photoresists or the like may be used. Further, in this example, the MgF 2 / TiO 2 system was used as the antireflection coating film, but it is not limited to this, and Si
O 2 or the like may be used. In addition, although the incident angle α of the signal light is set to 30 ° in this example, the present invention is not limited to this, and α = 10 ° to 45 °.
It may be in the range of °.
【0030】実施形態例2 本例は,図5に示すように,ホログラムコンバイナ20
を車両のウィンドシールド86内に設けて,表示器5と
別体としたもう一つの実施形態例である。そして,本例
では,表示器5から放射された信号光31は,ミラーを
介することなく直接(あるいはミラーを介して)ホログ
ラムコンバイナ20に投射される。また,ウィンドシー
ルド86の車内側の信号光31の照射面には,無反射コ
ート膜17が形成されており,表面反射光を抑制する。
その他については,実施形態例1と同様である。Embodiment 2 In this embodiment, as shown in FIG. 5, the hologram combiner 20
Is another example of the embodiment in which is provided inside the windshield 86 of the vehicle and is separate from the indicator 5. Then, in this example, the signal light 31 emitted from the display device 5 is directly (or via the mirror) projected onto the hologram combiner 20 without passing through the mirror. A non-reflective coating film 17 is formed on the surface of the windshield 86 where the signal light 31 is applied inside the vehicle, and suppresses surface reflected light.
Others are the same as in the first embodiment.
【0031】実施形態例3 本例は,実施形態例1または実施形態例2において,表
示器5の光源として輝線光源を用いると共に図2の光反
射防止層15,16を単層のコーティング層としたもう
一つの実施形態例である。即ち,信号光31は,蛍光光
源から発せられる波長が543nmの蛍光光であり,光
反射防止層はMgF2 からなる単層のコーティングであ
る。Embodiment 3 This embodiment is the same as Embodiment 1 or Embodiment 2 except that a bright line light source is used as the light source of the display 5 and the light reflection preventing layers 15 and 16 of FIG. It is another embodiment example. That is, the signal light 31 is fluorescent light having a wavelength of 543 nm emitted from the fluorescent light source, and the light reflection preventing layer is a single-layer coating made of MgF 2 .
【0032】図6は,0°入射用のMgF2 単層コーテ
ィングにおける45°入射光に対する反射特性611〜
613と,45°入射用のMgF2 単層コーティングに
おける45°入射光に対するの反射特性621〜623
を示すグラフである。曲線611,621はP偏光光に
対する反射率を示し,曲線613,623はS偏光光に
対する反射率を,曲線612,622は全ての偏光面に
対する平均の反射率を示している。FIG. 6 shows the reflection characteristics 611 to 45 ° incident light in the MgF 2 single layer coating for 0 ° incidence.
613 and reflection characteristics 621 to 623 for 45 ° incident light in the MgF 2 single layer coating for 45 ° incidence.
It is a graph which shows. Curves 611 and 621 show the reflectance with respect to P-polarized light, curves 613 and 623 show the reflectance with respect to S-polarized light, and curves 612 and 622 show the average reflectances for all the polarization planes.
【0033】同図から分かるように,P偏光光とするこ
とにより単層の無反射コーティング処理であっても,0
°入射用のコーティング又は45°入射用のコーティン
グのいずれの場合にも,極めて低い反射率とすることが
可能である。それに加えて輝線光源を用い,その波長を
最低反射率の波長の近傍とすることにより,更に反射率
を低く抑制することができる。As can be seen from the figure, even if a single-layer antireflection coating treatment is performed by using P-polarized light,
Very low reflectivities are possible with either the ° incident or 45 ° incident coatings. In addition, by using a bright line light source and setting its wavelength near the wavelength of the lowest reflectance, the reflectance can be further suppressed.
【0034】[0034]
【発明の効果】上記のように,本発明によれば,ホログ
ラムコンバイナの表面反射ノイズによる像の乱れと色収
差による像のぼけとを抑制し,鮮明な表示像を提供する
ことの出来るヘッドアップディスプレイ装置を得ること
ができる。As described above, according to the present invention, a head-up display capable of providing a clear display image by suppressing image distortion due to surface reflection noise of a hologram combiner and image blurring due to chromatic aberration. The device can be obtained.
【図1】実施形態例1のヘッドアップディスプレイの断
面図と光路図。FIG. 1 is a sectional view and an optical path diagram of a head-up display according to a first embodiment.
【図2】実施形態例1のホログラムコンバイナの部分断
面図。FIG. 2 is a partial cross-sectional view of the hologram combiner according to the first embodiment.
【図3】実施形態例1の無反射コート膜の反射特性図。FIG. 3 is a reflection characteristic diagram of the antireflection coating film according to the first embodiment.
【図4】実施形態例1のホログラムの回折特性図。FIG. 4 is a diffraction characteristic diagram of the hologram according to the first embodiment.
【図5】実施形態例2のヘッドアップディスプレイのシ
ステム構成図。FIG. 5 is a system configuration diagram of a head-up display according to the second embodiment.
【図6】実施形態例3のヘッドアップディスプレイの光
反射防止膜の反射特性を示す図。FIG. 6 is a diagram showing a reflection characteristic of a light reflection preventing film of the head-up display according to the third embodiment.
【図7】従来のヘッドアップディスプレイのシステム構
成図。FIG. 7 is a system configuration diagram of a conventional head-up display.
1....ヘッドアップディスプレイ, 10...ホログラムコンバイナ, 11...ホログラム, 31...信号光, 32...回折光, 5....表示器, 1. . . . Head-up display, 10. . . Hologram combiner, 11. . . Hologram, 31. . . Signal light, 32. . . Diffracted light, 5. . . . display,
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 安藤 浩 愛知県刈谷市昭和町1丁目1番地 日本電 装株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Hiroshi Ando 1-1, Showa-cho, Kariya city, Aichi prefecture Nihon Denso Co., Ltd.
Claims (5)
ラムコンバイナに投射し,このホログラムコンバイナー
で反射された回折光を視認するよう構成したヘッドアッ
プディスプレイ装置であって上記信号光は,上記ホログ
ラムコンバイナに対する入射面に平行方向に直線偏光さ
れたP偏光光であり,また上記信号光の入射角と上記回
折光の反射角とがほぼ等しい値となるようホログラムの
回折特性が設定されており,上記ホログラムコンバイナ
の表裏両面のうち少なくとも信号光照射面については,
無反射コート処理が施されていることを特徴とするヘッ
ドアップディスプレイ装置。1. A head-up display device configured to project a signal light emitted from a display device onto a hologram combiner and visually recognize diffracted light reflected by the hologram combiner, wherein the signal light is the hologram. The hologram is a P-polarized light which is linearly polarized in a direction parallel to the incident surface with respect to the combiner, and the diffraction characteristics of the hologram are set so that the incident angle of the signal light and the reflection angle of the diffracted light have almost the same value. Of the front and back surfaces of the hologram combiner, at least the signal light irradiation surface,
A head-up display device characterized by being subjected to a non-reflective coating treatment.
幅の狭い線スペクトル状の光であることを特徴とするヘ
ッドアップディスプレイ装置。2. The head-up display device according to claim 1, wherein the signal light is line spectrum light having a narrow bandwidth.
理は単層の無反射コーティング層を形成したものである
ことを特徴とするヘッドアップディスプレイ装置。3. The head-up display device according to claim 2, wherein the antireflection coating treatment is a single antireflection coating layer formed.
おいて,前記表示器からホログラムコンバイナに至る全
ての光学部材をケースに一体に収納すると共に車両のダ
ッシュボード近傍に配置することを特徴とする車両のヘ
ッドアップディスプレイ装置。4. The optical device according to claim 1, wherein all optical members from the display unit to the hologram combiner are integrally housed in a case and arranged near a vehicle dashboard. Head-up display device for vehicles.
おいて,前記ホログラムコンバイナをウィンドシールド
に設けたことを特徴とする車両のヘッドアップディスプ
レイ装置。5. A head-up display device for a vehicle according to claim 1, wherein the hologram combiner is provided on a windshield.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8160834A JPH09101478A (en) | 1995-08-03 | 1996-05-30 | Head-up display device |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21989695 | 1995-08-03 | ||
JP7-219896 | 1995-08-03 | ||
JP8160834A JPH09101478A (en) | 1995-08-03 | 1996-05-30 | Head-up display device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09101478A true JPH09101478A (en) | 1997-04-15 |
Family
ID=26487201
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8160834A Pending JPH09101478A (en) | 1995-08-03 | 1996-05-30 | Head-up display device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH09101478A (en) |
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1996
- 1996-05-30 JP JP8160834A patent/JPH09101478A/en active Pending
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