JPH10333081A - Head-up display device - Google Patents

Head-up display device

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Publication number
JPH10333081A
JPH10333081A JP9160560A JP16056097A JPH10333081A JP H10333081 A JPH10333081 A JP H10333081A JP 9160560 A JP9160560 A JP 9160560A JP 16056097 A JP16056097 A JP 16056097A JP H10333081 A JPH10333081 A JP H10333081A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
hologram
variable information
light
information projection
hologram member
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP9160560A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Watanabe
博司 渡辺
Masao Sakata
雅男 坂田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nissan Motor Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
Priority to JP9160560A priority Critical patent/JPH10333081A/en
Publication of JPH10333081A publication Critical patent/JPH10333081A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To make a head-up display device small and thin. SOLUTION: A hologram member 17 in which a hologram image as fixed information is recorded is arranged with close adhesion on the side of a projection light exit of a variable information projecting means composed of a liquid crystal panel 15 and a backlight 16. The display by the liquid crystal panel 15 is controlled by a controller 19, arbitrary information (image) is transmitted through the hologram member 17, reflected by a combiner 12 and projected on a visual point position 13. The hologram image recorded in the hologram member 17 is reproduced by the irradiation with a reproducing light beam of a reproducing light source 18 and introduced to the visual point position 13 through the combiner 12. A driver is enabled to visualize the fixed information and the variable information at the same time while visualizing a front scene, etc., through the combiner 12.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、運転者等が前方か
ら視線を離すことなく、車両等に関する各種の情報を同
時に視認できるようにしたヘッドアップディスプレイ
(head−updisplay)装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a head-up display device which enables a driver or the like to simultaneously visually recognize various information related to a vehicle or the like without leaving his / her gaze from the front.

【0002】[0002]

【従来の技術】ヘッドアップディスプレイ装置は、車両
等の運転者が運転室のフロントガラス越しに前方を見な
がら計器やその他の情報を視覚的に認知できるようにす
るための表示装置である。
2. Description of the Related Art A head-up display device is a display device that enables a driver of a vehicle or the like to visually recognize instruments and other information while looking ahead through a windshield of a driver's cab.

【0003】車両等に適用される従来のヘッドアップデ
ィスプレイ装置としては、例えば、特開平3−2277
36号公報に開示されているようなものが知られてい
る。これを、図8を参照して簡単に説明する。
A conventional head-up display device applied to a vehicle or the like is disclosed, for example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 3-2277.
The one disclosed in Japanese Patent Publication No. 36 is known. This will be briefly described with reference to FIG.

【0004】このヘッドアップディスプレイ装置は、可
変情報投影手段と固定情報投影手段を備えている。可変
情報投影手段は、車速等の可変情報を表示する第1表示
器31及び第1表示器31による表示を投影する第1光
源32を有している。固定情報投影手段は、ウォーニン
グ・シンボル等の固定情報が記録されたパターンマスク
等からなる第2表示器33及び第2表示器33による表
示を投影する第2光源34を有している。。
This head-up display device includes a variable information projection unit and a fixed information projection unit. The variable information projection means has a first display 31 for displaying variable information such as a vehicle speed, and a first light source 32 for projecting the display by the first display 31. The fixed information projecting means has a second display 33 made of a pattern mask or the like on which fixed information such as a warning symbol is recorded, and a second light source 34 for projecting the display by the second display 33. .

【0005】35は光の入射角と反射した光の出射角が
異なる性質である非正反射の性質を有する非正反射型の
ホログラムミラーであり、36はフルネルレンズであ
る。37はフロントガラスである。同図中、フロントガ
ラス37の右側に運転者の視点が位置する。
[0005] Reference numeral 35 denotes a non-specular reflection type hologram mirror having a non-specular reflection property in which an incident angle of light and an emission angle of reflected light are different, and 36 denotes a Fresnel lens. 37 is a windshield. In the figure, the driver's viewpoint is located on the right side of the windshield 37.

【0006】第1光源32の照明による第1表示器31
に基づく可変情報投影光はホログラムミラー35で非正
反射されてフルネルレンズ36の光軸に沿って進行し、
フロントガラス37に至る。一方、第2光源34の照明
による第2表示器33に基づく固定情報投影光はホログ
ラムミラー35で非正反射されてフルネルレンズ36の
光軸に沿って進行し、フロントガラス37に至る。
[0006] The first display 31 by the illumination of the first light source 32
Is non-specularly reflected by the hologram mirror 35 and travels along the optical axis of the Fresnel lens 36,
The windshield 37 is reached. On the other hand, the fixed information projection light based on the second display 33 by the illumination of the second light source 34 is non-specularly reflected by the hologram mirror 35, travels along the optical axis of the Fresnel lens 36, and reaches the windshield 37.

【0007】このように、可変情報投影手段による可変
情報投影光と固定情報投影手段による固定情報投影光を
非正反射型のホログラムミラー35により重畳し、運転
者がフロントガラス37越しに前方を視認しながら、可
変情報投影手段による表示と固定情報投影手段による表
示をフロントガラス37の視界内で重畳的に視認できる
ようにしたものである。
As described above, the variable information projection light from the variable information projection means and the fixed information projection light from the fixed information projection means are superimposed on each other by the non-specular reflection type hologram mirror 35, so that the driver can visually recognize the front through the windshield 37. Meanwhile, the display by the variable information projection unit and the display by the fixed information projection unit can be visually recognized in a superimposed manner within the field of view of the windshield 37.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような従来技術によると、可変情報投影手段による表
示と固定情報投影手段による表示をホログラムミラーを
介してコンバイナとしてのフロントガラスに投影するた
め、それぞれの構成手段又は部材間に所定の光路長を必
要とする。
However, according to the prior art described above, the display by the variable information projection means and the display by the fixed information projection means are projected on a windshield as a combiner via a hologram mirror. Requires a predetermined optical path length between the constituent means or members.

【0009】また、ホログラムミラーは、ホログラムミ
ラーへの光の入射角とホログラムミラーからの光の出射
角が異なる性質である非正反射の性質を利用したもので
あるから、二つの光を重畳させるためには、必然的にホ
ログラムミラーに対する当該二つの光の入射角を異なら
せなければならないので、可変情報投影手段と固定情報
投影手段をある程度の距離をおいて離間して配置する必
要がある。
Also, the hologram mirror utilizes the property of non-specular reflection, which is the property that the angle of incidence of light on the hologram mirror and the angle of emission of light from the hologram mirror are different, so that two lights are superimposed. For this purpose, the incident angles of the two lights with respect to the hologram mirror must be made different from each other, so that it is necessary to dispose the variable information projecting means and the fixed information projecting means at a certain distance.

【0010】このため、装置が大型となり、例えば、車
両のダッシュパネル上等の限られたスペースに載置して
使用することが難しいという問題があった。
For this reason, there is a problem that the device becomes large in size and it is difficult to mount and use the device in a limited space, for example, on a dash panel of a vehicle.

【0011】本発明は、このような従来技術の問題点に
鑑みてなされたものであり、ヘッドアップ・ディスプレ
イ装置の小型化を図ることを目的とする。
The present invention has been made in view of such problems of the prior art, and has as its object to reduce the size of a head-up display device.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1記載の本発明のヘッドアップディスプレイ
装置は、固定情報としてのホログラム像が記録されたホ
ログラム部材と、前記ホログラム部材の表面に向けて再
生光を照射する再生用光源と、任意の可変情報投影光を
出射する可変情報投影手段と、前記再生光の前記ホログ
ラム部材への照射により再生されたホログラム像投影光
及び前記可変情報投影手段による可変情報投影光を反射
して視点位置に導く光半透過性を有するコンバイナとを
備え、前記可変情報投影手段により出射された可変情報
投影光が前記ホログラム部材を透過して前記ホログラム
像投影光と重畳的に進行するように、前記ホログラム部
材を該ホログラム部材の裏面が該可変情報投影手段の可
変情報投影光の出射面に密着するように配置したことを
特徴とする。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a head-up display device comprising: a hologram member on which a hologram image as fixed information is recorded; and a surface of the hologram member. A reproducing light source that irradiates the reproducing light toward the hologram member; a variable information projecting unit that emits arbitrary variable information projecting light; a hologram image projection light reproduced by irradiating the hologram member with the reproducing light; and the variable information. A combiner having a semi-transmissive light that reflects the variable information projection light by the projection means and guides the variable information projection light to a viewpoint position, wherein the variable information projection light emitted by the variable information projection means passes through the hologram member and the hologram image The back surface of the hologram member is set so that the hologram member emits the variable information projection light of the variable information projection means so that the hologram member travels in a superimposed manner with the projection light. Characterized by being arranged so as to be in close contact with the surface.

【0013】可変情報投影手段による可変情報投影光
は、ホログラム部材を透過してコンバイナへ至り、一
方、ホログラム部材に記録された固定情報としてのホロ
グラム像は、再生光の照射により再生されて、このホロ
グラム像投影光は可変情報投影光と重畳的に進行してコ
ンバイナに至る。これにより、運転者等はコンバイナ越
しに前方の風景等を視認しながら、可変情報投影手段に
よる表示とホログラム像の再生による表示とをコンバイ
ナの視界内で重畳的に視認できる。
The variable information projection light from the variable information projection means passes through the hologram member and reaches the combiner. On the other hand, a hologram image as fixed information recorded on the hologram member is reproduced by irradiation with reproduction light. The hologram image projection light travels in a superimposed manner with the variable information projection light to reach the combiner. Thus, the driver or the like can visually recognize the display by the variable information projection unit and the display by the reproduction of the hologram image in a superimposed manner within the field of view of the combiner while visually recognizing the scenery or the like ahead through the combiner.

【0014】ホログラム像が記録されたホログラム部材
は、可変情報投影手段に密着して配置されているから、
従来技術よりも各構成手段又は部材間で必要とされる光
路長を短縮することができるとともに、従来のように可
変情報投影手段と固定情報投影手段を離間して配置せざ
るを得ない構成と比較して、装置を小型化することがで
きる。
Since the hologram member on which the hologram image is recorded is disposed in close contact with the variable information projection means,
A configuration in which the optical path length required between each component or member can be shortened as compared with the related art, and the variable information projection unit and the fixed information projection unit have to be arranged apart from each other as in the related art. In comparison, the size of the device can be reduced.

【0015】請求項2記載の本発明のヘッドアップディ
スプレイ装置は、請求項1記載のヘッドアップ・ディス
プレイ装置において、前記再生光の前記ホログラム部材
への入射方向と該ホログラム部材の法線とのなす角度
を、前記可変情報投影手段の可変情報投影光の広がり角
の最も広い成分の該ホログラム部材への入射方向と該ホ
ログラム部材の法線とのなす角度よりも大きく設定した
ことを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, in the head-up display device according to the first aspect, an incident direction of the reproduction light to the hologram member and a normal line of the hologram member are formed. The angle is set to be greater than the angle between the direction of incidence of the widest component of the variable information projection light of the variable information projection means on the hologram member and the normal line of the hologram member.

【0016】前記請求項1記載のヘッドアップディスプ
レイ装置では、可変情報投影手段による可変情報投影光
は、ホログラム部材を透過してコンバイナに至るから、
該可変情報投影光がホログラム部材に記録されたホログ
ラム像と干渉し、表示に悪影響を及ぼすという新たな問
題を生じる可能性があるが、再生光のホログラム部材へ
の入射角条件を、可変情報投影手段による可変情報投影
光の広がり角との関係で、請求項2記載のように設定す
ることにより、かかる新たな問題が防止され、良好な表
示を実現することができる。
In the head-up display device according to the first aspect, the variable information projection light from the variable information projection means passes through the hologram member and reaches the combiner.
There is a possibility that the variable information projection light interferes with the hologram image recorded on the hologram member, thereby causing a new problem of adversely affecting the display. By setting the relationship with the spread angle of the variable information projection light by the means as described in claim 2, such a new problem can be prevented and good display can be realized.

【0017】請求項3記載のヘッドアップディスプレイ
装置は、請求項1記載のヘッドアップ・ディスプレイ装
置において、前記可変情報投影手段の可変情報投影光の
広がり角を制限する制限部材を、前記ホログラム部材と
該可変情報投影手段の間に介装したことを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, in the head-up display device according to the first aspect, a limiting member for limiting the spread angle of the variable information projection light of the variable information projecting means is provided with the hologram member. The variable information projection means is interposed between the variable information projection means.

【0018】この請求項3記載のものも、前述した可変
情報投影光がホログラム部材に干渉することによる表示
への悪影響という新たな問題を緩和するためのものであ
り、可変情報投影手段の投影光の広がり角を制限部材に
よって制限することにより、かかる新たな問題が緩和さ
れ、より良好な表示を実現することができる。
The third aspect of the present invention is also to alleviate the new problem that the variable information projection light interferes with the hologram member and adversely affects the display. By restricting the divergence angle of the image by the restricting member, such a new problem is alleviated, and a better display can be realized.

【0019】請求項4記載のヘッドアップディスプレイ
装置は、請求項1記載のヘッドアップ・ディスプレイ装
置において、前記ホログラム部材のホログラム像を、前
記可変情報投影手段の可変情報投影光の波長域と異なる
波長域の光で記録したことを特徴とする。
According to a fourth aspect of the present invention, in the head-up display device according to the first aspect, the hologram image of the hologram member has a wavelength different from a wavelength range of the variable information projection light of the variable information projection means. It is characterized by recording with light in the region.

【0020】この請求項4記載のものも、前述した可変
情報投影光がホログラム部材に干渉することによる表示
への悪影響という新たな問題を緩和するためのものであ
り、ホログラム像の記録時に用いた光の波長と可変情報
投影手段の投影光の波長を異ならせることにより、かか
る新たな問題が緩和され、より良好な表示を実現するこ
とができる。
The fourth aspect of the present invention is also to alleviate the new problem that the variable information projection light interferes with the hologram member and adversely affects the display, and is used for recording a hologram image. By making the wavelength of the light different from the wavelength of the projection light of the variable information projection means, such a new problem is alleviated, and better display can be realized.

【発明の効果】請求項1記載の本発明のヘッドアップデ
ィスプレイ装置によると、各構成手段又は部材を小さい
スペースに集中的に配置することができ、従来技術より
も装置を小型に構成することができるから、車両のダッ
シュパネル上の限られたスペースに載置して使用するこ
とに適したヘッドアップディスプレイ装置が提供される
という効果がある。
According to the head-up display device of the present invention, each constituent means or member can be intensively arranged in a small space, and the device can be made smaller than in the prior art. Since it is possible, there is an effect that a head-up display device suitable for being mounted and used in a limited space on a dash panel of a vehicle is provided.

【0021】請求項2、3、4記載の本発明のヘッドア
ップディスプレイ装置によると、請求項1記載のものに
ついての前記効果に加えて、可変情報投影手段の投影光
がホログラム部材のホログラム像に干渉することが防止
又は緩和され、表示の劣化を防止することができ、優れ
た表示性能を有するヘッドアップディスプレイ装置が提
供されるという効果がある。
According to the head-up display device of the present invention, in addition to the effect of the first aspect, the projection light of the variable information projecting means is applied to the hologram image of the hologram member. Interference is prevented or mitigated, display degradation can be prevented, and a head-up display device having excellent display performance is provided.

【0022】[0022]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。図1は本発明のヘッドアップ・ディ
スプレイ装置の一実施形態の構成を示す図である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing the configuration of one embodiment of the head-up display device of the present invention.

【0023】同図において、11はこのヘッドアップデ
ィスプレイ装置の筐体であり、筐体11の上面には、半
透過型反射部材からなるコンバイナ12が傾斜して取り
付けられている。
In FIG. 1, reference numeral 11 denotes a housing of the head-up display device, and a combiner 12 made of a semi-transmissive reflective member is attached to the upper surface of the housing 11 at an angle.

【0024】コンバイナ12の傾斜角度は、任意に調整
・変更することができる。コンバイナ12は、平面形状
のものを採用することができるとともに、ホログラムを
採用することもできる。また、コンバイナ12として、
曲面形状のものを採用して、結像距離を変化させること
もできる。13は運転者の視点位置である。筐体11の
上面のコンバイナ12よりも視点位置13側には、内外
に貫通する窓14が形成されている。
The inclination angle of the combiner 12 can be arbitrarily adjusted or changed. The combiner 12 can adopt a planar shape, and can also employ a hologram. Also, as the combiner 12,
It is also possible to change the image forming distance by adopting a curved surface. 13 is a driver's viewpoint position. A window 14 penetrating inward and outward is formed on the upper surface of the housing 11 on the viewpoint position 13 side with respect to the combiner 12.

【0025】筐体11の内部には、可変情報を表示する
ための液晶パネル15及び液晶パネル15の裏面側に密
着的に配置された照明用のバックライト16を有する可
変情報表示手段が、筐体11の窓14を介してコンバイ
ナ12を指向するように取り付けられている。
Inside the housing 11, variable information display means having a liquid crystal panel 15 for displaying variable information and a backlight 16 for illumination arranged in close contact with the back side of the liquid crystal panel 15 are provided. It is mounted so that it faces the combiner 12 through the window 14 of the body 11.

【0026】なお、可変情報表示手段としては、液晶パ
ネル15及びバックライト16に代えて、プラズマディ
スプレイや自発光式の蛍光表示管、その他の任意の情報
を表示させることができるものを採用することができ
る。
As the variable information display means, instead of the liquid crystal panel 15 and the backlight 16, a plasma display, a self-luminous fluorescent display tube, or any other device capable of displaying arbitrary information is used. Can be.

【0027】可変情報表示手段の液晶パネル15の表面
側(バックライト16に対して反対側)には、固定情報
としてのホログラム像が予め記録された板状のホログラ
ム部材17が密着的に配置されている。
A plate-like hologram member 17 in which a hologram image as fixed information is recorded in close contact with the surface of the liquid crystal panel 15 (the side opposite to the backlight 16) of the variable information display means. ing.

【0028】筐体11の内部には、ホログラム部材17
に斜め方向から所定の角度で再生光を照射するように、
再生用光源18が取り付けられており、ホログラム部材
17に記録されたホログラム像は、再生用光源18から
の再生光によって再生される。再生用光源18は、ハロ
ゲン電球又はLEDによる光をリフレクタ等により集光
して出射することで、点光源に近い光を照射できるよう
にしたものである。
The hologram member 17 is provided inside the housing 11.
To irradiate the reproduction light at a predetermined angle from the oblique direction,
A reproduction light source 18 is attached, and a hologram image recorded on the hologram member 17 is reproduced by reproduction light from the reproduction light source 18. The light source for reproduction 18 is configured to be able to irradiate light close to a point light source by condensing and emitting light from a halogen bulb or an LED using a reflector or the like.

【0029】可変情報表示手段の液晶パネル15による
表示、バックライト16の点灯、再生用光源18の点灯
は、コントローラ19によって制御される。
Display by the liquid crystal panel 15 of the variable information display means, lighting of the backlight 16 and lighting of the reproduction light source 18 are controlled by the controller 19.

【0030】ホログラム部材17に記録されているホロ
グラム像は、例えば、運転者に車両端部の位置を知らせ
るための情報(画像)であり、ホログラフィーの原理に
より、予め記録されている。
The hologram image recorded on the hologram member 17 is, for example, information (image) for notifying the driver of the position of the end of the vehicle, and is recorded in advance according to the principle of holography.

【0031】これを図2を参照して簡単に説明する。レ
ーザー光20をハーフミラー21により二分岐させ、ハ
ーフミラー21で反射された一方のレーザー光をミラー
22及びレンズ23を介して参照光24としてホログラ
ム部材(写真乾板又はフィルム)17に導く。
This will be described briefly with reference to FIG. The laser beam 20 is split into two beams by the half mirror 21, and one of the laser beams reflected by the half mirror 21 is guided to the hologram member (photographic plate or film) 17 as the reference beam 24 via the mirror 22 and the lens 23.

【0032】ハーフミラー21を透過した他方のレーザ
ー光はミラー25及びレンズ26を介して、記録したい
物体27に照射し、物体27の表面で反射散乱された反
射光(物体光)28をホログラム部材17に導く。ホロ
グラム部材17上では、参照光24と物体光28の間で
干渉によって、数ミクロンメートル程度の間隔を持つ微
細な干渉縞が形成され、記録される。これを現像するこ
とによって、所定のホログラム像が記録されたホログラ
ム部材17を得る。
The other laser beam transmitted through the half mirror 21 irradiates an object 27 to be recorded via a mirror 25 and a lens 26, and a reflected light (object light) 28 reflected and scattered on the surface of the object 27 is used as a hologram member. Lead to 17. On the hologram member 17, fine interference fringes having an interval of about several micrometers are formed and recorded by interference between the reference beam 24 and the object beam 28. By developing this, a hologram member 17 on which a predetermined hologram image is recorded is obtained.

【0033】ホログラム像の再生は、元の参照光24と
同じ形状の波面を持つ再生光によって、ホログラム部材
17を照明すると、干渉縞は回折格子として働き、ホロ
グラム部材17上での回折によって形成された新しい光
の波面は、元の物体光28の波面と同じものとなり、観
察者は空間に浮かんだ形で物体の三次元再生像を見るこ
とができるのである。
In reproducing the hologram image, when the hologram member 17 is illuminated with the reproduction light having the same wavefront as the original reference light 24, the interference fringes function as a diffraction grating and are formed by diffraction on the hologram member 17. The wavefront of the new light becomes the same as the wavefront of the original object light 28, and the observer can see a three-dimensional reconstructed image of the object in a form floating in space.

【0034】ホログラム部材17に記録されている物体
(像)の位置は、運転者13がコンバイナ12を介して
ホログラム像を視認した場合に、予め決められた所定の
位置に像が見えるように設定されている。
The position of the object (image) recorded on the hologram member 17 is set so that the image can be seen at a predetermined position when the driver 13 visually recognizes the hologram image via the combiner 12. Have been.

【0035】再生用光源18による再生光のホログラム
部材17への入射角(再生光の入射方向とホログラム部
材17の法線とのなす角度)と再生された物体光(ホロ
グラム像投影光)のホログラム部材17からの出射角
(ホログラム像投影光の出射方向とホログラム部材17
の法線とのなす角度)との関係は、図3に示されている
ように設定されている。
The angle of incidence of the reproduction light from the reproduction light source 18 on the hologram member 17 (the angle between the incident direction of the reproduction light and the normal to the hologram member 17) and the hologram of the reproduced object light (hologram image projection light) The exit angle from the member 17 (the exit direction of the hologram image projection light and the hologram member 17
Is set as shown in FIG. 3.

【0036】即ち、再生用光源18からの再生光は、ホ
ログラム部材17へ入射角φinで入射され、再生され
た物体光がコンバイナ12に向けて出射角φoutで出
射するものとして、このときの入射角φinと出射角φ
outは異なる角度に設定されている。入射角φinと
出射角φoutを異なる角度に設定するのは、再生用光
源18からの光が直接運転者の視野に入るのを防止する
ためである。
That is, the reproduction light from the reproduction light source 18 is incident on the hologram member 17 at an incident angle φin, and the reproduced object light is emitted toward the combiner 12 at an emission angle φout. Angle φin and emission angle φ
out is set to a different angle. The reason why the incident angle φin and the emission angle φout are set to different angles is to prevent light from the reproduction light source 18 from directly entering the driver's field of view.

【0037】この再生されたホログラム像投影光はコン
バイナ12によって反射され、運転者の視点位置13へ
導かれる。このようにして、運転者はコンバイナ12を
介して前方に、固定情報としての車両端部を示す像を視
認できる。
The reproduced hologram image projection light is reflected by the combiner 12 and guided to the driver's viewpoint 13. In this way, the driver can visually recognize an image indicating the end of the vehicle as fixed information forward through the combiner 12.

【0038】一方、可変情報表示手段による可変情報の
表示は、以下のように行われる。これを図4を参照して
説明する。まず、コントローラ19からの表示すべき情
報(画像)に対応する制御信号に基づき、液晶パネル1
5に表示がなされる。なお、この表示は運転者に正しく
見えるようにするため、反転表示(情報部分を光が透過
し、背景部分を光が透過しないようにする表示)であ
る。
On the other hand, the display of variable information by the variable information display means is performed as follows. This will be described with reference to FIG. First, based on a control signal corresponding to information (image) to be displayed from the controller 19, the liquid crystal panel 1
5 is displayed. Note that this display is a reverse display (display in which light passes through the information portion and light does not pass through the background portion) so that the driver can see it correctly.

【0039】バックライト16による照明光は液晶パネ
ル15に裏面側から入射され、液晶パネル15を透過し
た光はさらにホログラム部材17を透過して、この透過
光が可変情報投影光としてコンバイナ12へ向けて照射
される。
The illumination light from the backlight 16 is incident on the liquid crystal panel 15 from the back side, and the light transmitted through the liquid crystal panel 15 further transmits through the hologram member 17, and this transmitted light is directed to the combiner 12 as variable information projection light. Irradiated.

【0040】コントローラ19は、車両の状態、ナビゲ
ーション情報、その他の任意の情報に基づいて、液晶パ
ネル15による表示を制御するので、様々な表示が可能
である。
Since the controller 19 controls the display on the liquid crystal panel 15 based on the state of the vehicle, navigation information, and other arbitrary information, various displays are possible.

【0041】この可変情報投影光はコンバイナ12によ
って反射され、運転者の視点位置13へ導かれる。この
ようにして、運転者はコンバイナ12を介して前方に、
可変情報としての種々の情報(画像)を視認できる。
The variable information projection light is reflected by the combiner 12 and guided to the driver's viewpoint 13. In this way, the driver can move forward through the combiner 12,
Various information (images) as variable information can be visually recognized.

【0042】このような構成を採用すると、可変情報投
影手段による可変情報投影光はホログラム像が記録され
たホログラム部材17を透過することになるから、可変
情報投影光とホログラム像との干渉が発生し、画像が劣
化する場合があるという新たな問題を生じる。
With such a configuration, the variable information projection light from the variable information projection means passes through the hologram member 17 on which the hologram image is recorded, so that interference between the variable information projection light and the hologram image occurs. However, there is a new problem that the image may be deteriorated.

【0043】そこで、この実施形態では、以下のように
対策している。即ち、図5に示されているように、液晶
パネル15からの出射光(可変情報投影光)は広がりを
もって出射するから、該出射光の広がり角の最も広い成
分の進行方向とホログラム部材17の法線とのなす角度
をβとして、再生用光源18からの再生光の進行方向と
ホログラム部材17の法線とのなす角度φinを、角度
βよりも大きくなるように、再生用光源18とホログラ
ム部材17の位置関係を設定する。
In this embodiment, the following measures are taken. That is, as shown in FIG. 5, the emitted light (variable information projection light) from the liquid crystal panel 15 is emitted with a spread, so that the traveling direction of the component with the widest spread angle of the emitted light and the hologram member 17 Assuming that the angle between the normal and the normal is β, the angle between the reproduction light source 18 and the hologram member 17 is larger than the angle βin between the traveling direction of the reproduction light from the reproduction light source 18 and the normal to the hologram member 17. The positional relationship of the member 17 is set.

【0044】このような角度条件とすることにより、液
晶パネル15からの出射光がホログラム像を再生するた
めの再生光の入射角と同一又はその近傍の角度で入射す
ることが防止され、ホログラム部材17での干渉が少な
くなり、表示画像の劣化を少なくすることができる。
By adopting such an angle condition, the light emitted from the liquid crystal panel 15 is prevented from being incident at an angle which is the same as or close to the incident angle of the reproduced light for reproducing the hologram image. The interference at 17 is reduced, and the deterioration of the displayed image can be reduced.

【0045】例えば、液晶パネル15からの出射光の広
がり角が20度(β=10度)である場合には、再生用
光源18からの再生光のホログラム部材17への入射角
φinを50度に設定すると良い。
For example, when the spread angle of the light emitted from the liquid crystal panel 15 is 20 degrees (β = 10 degrees), the incident angle φin of the reproduction light from the reproduction light source 18 to the hologram member 17 is set to 50 degrees. It is good to set to.

【0046】再生用光源18からの再生光のホログラム
部材17への入射角φinの変更以外による対策として
は、出射光の広がり角が狭い液晶パネル15を用いるこ
とにより、液晶パネル15からの出射光のホログラム部
材17での干渉を少なくすることができる。
As a countermeasure other than changing the incident angle φin of the reproduction light from the reproduction light source 18 to the hologram member 17, the liquid crystal panel 15 having a narrow spread angle of the output light is used. Of the hologram member 17 can be reduced.

【0047】あるいは、図6に示されているように、液
晶パネル15の出射光の広がり角を、本来の広がり角よ
りも狭く制限するための制限部材として微細なルーバー
29を、液晶パネル15とホログラム部材17の間に介
装することにより、液晶パネル15からの出射光のホロ
グラム部材17での干渉を少なくすることができる。な
お、この制限部材としては、ルーバー29ではなく、遮
光板、偏光板、マイクロレンズ、その他の出射角度を制
限できるものを採用することができる。
Alternatively, as shown in FIG. 6, a fine louver 29 serving as a restricting member for restricting the spread angle of the light emitted from the liquid crystal panel 15 to be smaller than the original spread angle is provided with the liquid crystal panel 15. By interposing between the hologram members 17, the interference of the light emitted from the liquid crystal panel 15 at the hologram member 17 can be reduced. Note that, as the restricting member, instead of the louver 29, a light-shielding plate, a polarizing plate, a microlens, or any other member that can restrict the output angle can be used.

【0048】また、上述した液晶パネル15からの出射
光のホログラム部材17での干渉を少なくするための方
法又は手段の代わりに、あるいはそれに加えて、可変情
報投影手段のバックライト16による投影光の波長域と
再生用光源18による再生光の波長域(即ち、記録時の
参照光の波長域)とを異ならせることにより、液晶パネ
ル15からの出射光のホログラム部材17での干渉を少
なくすることができる。
Further, instead of, or in addition to, the method or means for reducing the interference of the light emitted from the liquid crystal panel 15 at the hologram member 17, the projection light of the backlight 16 of the variable information projection means is used. By making the wavelength range different from the wavelength range of the reproduction light by the reproduction light source 18 (that is, the wavelength range of the reference light at the time of recording), interference of the light emitted from the liquid crystal panel 15 on the hologram member 17 is reduced. Can be.

【0049】上述した本発明の一実施形態によると、可
変情報表示手段の液晶パネル15の表面に密着して固定
情報としてのホログラム像が記録されたホログラム部材
17を配置し、可変情報表示手段による可変情報投影光
をホログラム部材17を透過させてコンバイナ12に導
き、一方、ホログラム部材17に記録されたホログラム
像を再生用光源18による再生光をホログラム部材17
の表面側(液晶パネル15に対して反対側)から照射す
ることにより再生して、この再生されたホログラム像投
影光をコンバイナ12に導くようにしている。
According to the above-described embodiment of the present invention, the hologram member 17 on which a hologram image as fixed information is recorded is disposed in close contact with the surface of the liquid crystal panel 15 of the variable information display means. The variable information projection light is transmitted through the hologram member 17 and guided to the combiner 12, while the hologram image recorded on the hologram member 17 is reproduced by the reproduction light source 18 by the hologram member 17.
The hologram image projection light is reproduced by irradiating it from the surface side (the opposite side to the liquid crystal panel 15) of the liquid crystal panel 15 and the reproduced hologram image projection light is guided to the combiner 12.

【0050】従って、ヘッドアップディスプレイ装置を
非常に小型・薄型に構成することができ、例えば、自動
車のダッシュパネル上に載置して使用するようなタイプ
のヘッドアップ・ディスプレイ装置の実現が可能にな
る。
Therefore, the head-up display device can be configured to be very small and thin, and for example, a head-up display device of a type used by mounting it on a dash panel of an automobile can be realized. Become.

【0051】また、上述したように、可変情報投影手段
による可変情報投影光がホログラム部材17を透過する
ことに伴うホログラム部材との干渉による画像劣化とい
う新たな問題についても十分に配慮されているから、表
示画像も良好である。
Further, as described above, due to the new problem of image deterioration due to interference with the hologram member caused by transmission of the variable information projection light by the variable information projection means through the hologram member 17, sufficient consideration is given. Also, the displayed image is good.

【0052】さらに、ホログラム像(固定情報)投影光
と可変情報投影光を共にコンバイナ12によって、運転
者に導くようにしたので、例えば、曲面形状のコンバイ
ナを使用して、その曲率を適宜選定することにより、表
示像の提示距離(表示位置)を容易に変更することが可
能である。
Furthermore, since both the hologram image (fixed information) projection light and the variable information projection light are guided to the driver by the combiner 12, for example, the curvature is appropriately selected using a curved shape combiner. This makes it possible to easily change the presentation distance (display position) of the display image.

【0053】図7は本発明のヘッドアップディスプレイ
装置の他の実施形態の概略構成を示す図である。図1に
示した一実施形態と実質的に同一の構成部分については
同一の番号を付し、異なる部分についてのみ説明するこ
とにする。
FIG. 7 is a diagram showing a schematic configuration of another embodiment of the head-up display device of the present invention. Components that are substantially the same as those of the embodiment shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and only different portions will be described.

【0054】前記一実施形態では、ホログラム部材17
への再生光が概略水平に進行するように再生用光源18
を筐体11の内部に収容しているが、この実施形態で
は、再生用光源18を光源支持部材30を介して筐体1
1の外側に配置している。
In the above embodiment, the hologram member 17
Light source 18 for reproduction so that the reproduction light to
Is housed inside the housing 11, but in this embodiment, the reproduction light source 18 is connected to the housing 1 via the light source support member 30.
1 outside.

【0055】光源支持部材30は筐体11に任意の角度
で位置決めできるように回動可能に取り付けられてお
り、再生用光源18は運転者による視認に支障がないよ
うに、コンバイナ12の上端よりも上側に位置するよう
に配置されている。
The light source support member 30 is rotatably attached to the housing 11 so that the light source support member 30 can be positioned at an arbitrary angle, and the reproducing light source 18 is positioned from the upper end of the combiner 12 so as not to hinder the driver's view. Are also arranged on the upper side.

【0056】液晶パネル15及びバックライト16から
なる可変情報表示手段及びこれに密着されたホログラム
部材17は、前記一実施形態よりも上側を指向するよう
に配置されている。
The variable information display means comprising the liquid crystal panel 15 and the backlight 16 and the hologram member 17 closely attached thereto are arranged so as to be directed upward from the above-described embodiment.

【0057】再生用光源18による再生光は斜め下向き
に照射され、ホログラム部材17で反射したホログラム
像投影光はコンバイナ12により反射されて、運転者の
視点位置13に至る。可変情報表示手段による可変情報
投影光はホログラム部材17を透過されてコンバイナ1
2に至り、ホログラム像投影光とともに可変情報投影光
はコンバイナ12で反射されて運転者の視点位置13に
導かれる。
The reproduction light from the reproduction light source 18 is irradiated obliquely downward, and the hologram image projection light reflected by the hologram member 17 is reflected by the combiner 12 to reach the driver's viewpoint 13. The variable information projection light from the variable information display means is transmitted through the hologram member 17 and
2, the variable information projection light together with the hologram image projection light is reflected by the combiner 12 and guided to the driver's viewpoint position 13.

【0058】このような構成を採用することにより、前
記一実施形態の構成と比較して、再生用光源18と再生
用光源18からホログラム部材17へ至る再生光の光路
を、筐体11の内部に設けていない分だけ装置を小型に
することができる。
By adopting such a configuration, the reproducing light source 18 and the optical path of the reproducing light from the reproducing light source 18 to the hologram member 17 are formed inside the casing 11 as compared with the configuration of the above-described embodiment. The size of the device can be reduced by the amount not provided.

【0059】なお、以上説明した実施形態は、本発明の
理解を容易にするために記載されたものであって、本発
明を限定するために記載されたものではない。従って、
上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的
範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨であ
る。
The embodiments described above are described for facilitating the understanding of the present invention, but are not described for limiting the present invention. Therefore,
Each element disclosed in the above embodiment is intended to include all design changes and equivalents belonging to the technical scope of the present invention.

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

【図1】本発明の一実施形態の構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an embodiment of the present invention.

【図2】ホログラフィーの原理を説明するための図であ
る。
FIG. 2 is a diagram for explaining the principle of holography.

【図3】本発明の一実施形態の再生光のホログラム部材
に対する入出射角条件を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing incident and exit angle conditions of a reproduction light with respect to a hologram member according to an embodiment of the present invention.

【図4】本発明の一実施形態の可変情報投影手段による
投影光の出射の様子を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a state in which projection light is emitted by a variable information projection unit according to an embodiment of the present invention.

【図5】本発明の一実施形態の再生光のホログラム部材
への入射角条件と可変情報投影手段による投影光の広が
り角との関係を示す図である。
FIG. 5 is a diagram illustrating a relationship between a condition of an incident angle of a reproduction light to a hologram member and a spread angle of light projected by a variable information projection unit according to an embodiment of the present invention.

【図6】本発明の一実施形態の可変情報投影手段による
投影光の広がり角を制限するための構成を示す図であ
る。
FIG. 6 is a diagram showing a configuration for limiting a spread angle of projection light by a variable information projection unit according to an embodiment of the present invention.

【図7】本発明の他の実施形態の構成を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing a configuration of another embodiment of the present invention.

【図8】従来技術の構成を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing a configuration of a conventional technique.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 …筐体 12 …コンバイナ 13 …運転者の視点位置 15 …液晶パネル 16 …バックライト 17 …ホログラム部材 18 …再生用光源 19 …コントローラ DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Housing 12 ... Combiner 13 ... Driver's viewpoint position 15 ... Liquid crystal panel 16 ... Backlight 17 ... Hologram member 18 ... Reproduction light source 19 ... Controller

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】固定情報としてのホログラム像が記録され
たホログラム部材と、 前記ホログラム部材の表面に向けて再生光を照射する再
生用光源と、 任意の可変情報投影光を出射する可変情報投影手段と、 前記再生光の前記ホログラム部材への照射により再生さ
れたホログラム像投影光及び前記可変情報投影手段によ
る可変情報投影光を反射して視点位置に導く光半透過性
を有するコンバイナとを備え、 前記可変情報投影手段により出射された可変情報投影光
が前記ホログラム部材を透過して前記ホログラム像投影
光と重畳的に進行するように、前記ホログラム部材を該
ホログラム部材の裏面が該可変情報投影手段の可変情報
投影光の出射面に密着するように配置したことを特徴と
するヘッドアップディスプレイ装置。
1. A hologram member on which a hologram image as fixed information is recorded, a reproduction light source for irradiating reproduction light toward a surface of the hologram member, and a variable information projection means for emitting arbitrary variable information projection light And a combiner having a light semi-transmissive property that reflects the hologram image projection light reproduced by irradiating the hologram member with the reproduction light and the variable information projection light by the variable information projection unit and guides the variable information projection light to a viewpoint position. The hologram member is mounted on the back surface of the hologram member so that the variable information projection light emitted by the variable information projection unit passes through the hologram member and travels in a superimposed manner with the hologram image projection light. A head-up display device arranged so as to be in close contact with the emission surface of the variable information projection light.
【請求項2】前記再生光の前記ホログラム部材への入射
方向と該ホログラム部材の法線とのなす角度を、前記可
変情報投影手段の可変情報投影光の広がり角の最も広い
成分の該ホログラム部材への入射方向と該ホログラム部
材の法線とのなす角度よりも大きく設定したことを特徴
とする請求項1記載のヘッドアップ・ディスプレイ装
置。
2. The hologram member, wherein the angle between the incident direction of the reproduction light to the hologram member and the normal line of the hologram member is the hologram member having the widest component of the spread angle of the variable information projection light of the variable information projection means. 2. The head-up display device according to claim 1, wherein an angle between an incident direction to the hologram member and a normal line of the hologram member is set to be larger.
【請求項3】前記可変情報投影手段の可変情報投影光の
広がり角を制限する制限部材を、前記ホログラム部材と
該可変情報投影手段の間に介装したことを特徴とする請
求項1記載のヘッドアップディスプレイ装置。
3. The variable information projection means according to claim 1, wherein a limiting member for limiting the spread angle of the variable information projection light of said variable information projection means is interposed between said hologram member and said variable information projection means. Head-up display device.
【請求項4】前記ホログラム部材のホログラム像を、前
記可変情報投影手段の可変情報投影光の波長域と異なる
波長域の光で記録したことを特徴とする請求項1記載の
ヘッドアップディスプレイ装置。
4. The head-up display device according to claim 1, wherein the hologram image of the hologram member is recorded with light in a wavelength range different from the wavelength range of the variable information projection light of the variable information projection means.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006171465A (en) * 2004-12-16 2006-06-29 Nippon Seiki Co Ltd Display device
JP2011070182A (en) * 2009-08-31 2011-04-07 Chiba Univ Display device and hologram plate for the same
JP2021012254A (en) * 2019-07-04 2021-02-04 株式会社デンソー Virtual image display device

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