JPH1191402A - 車両用ホログラフィック表示システム - Google Patents
車両用ホログラフィック表示システムInfo
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- JPH1191402A JPH1191402A JP9253852A JP25385297A JPH1191402A JP H1191402 A JPH1191402 A JP H1191402A JP 9253852 A JP9253852 A JP 9253852A JP 25385297 A JP25385297 A JP 25385297A JP H1191402 A JPH1191402 A JP H1191402A
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- display
- light
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- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/01—Head-up displays
- G02B27/0101—Head-up displays characterised by optical features
- G02B27/0103—Head-up displays characterised by optical features comprising holographic elements
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/01—Head-up displays
- G02B27/0101—Head-up displays characterised by optical features
- G02B2027/0118—Head-up displays characterised by optical features comprising devices for improving the contrast of the display / brillance control visibility
- G02B2027/012—Head-up displays characterised by optical features comprising devices for improving the contrast of the display / brillance control visibility comprising devices for attenuating parasitic image effects
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
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- Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】フレア光の発生がなく、かつ視域が広く像の縦
方向の縮みおよび像歪みのない車両用ホログラフィック
表示システムを得る。 【解決手段】風防ガラス７の暗色陰蔽部１１に配された
ホログラム２に、光軸に対し傾きを有する表示体５を備
えた情報表示源からプリズム３０を介して入射角θi で
照射された情報を含む光３が、ホログラム２によって回
折角θd （≠θi）で回折され、観察者に表示像１０を
視認させる車両用ホログラフィック表示システム。
方向の縮みおよび像歪みのない車両用ホログラフィック
表示システムを得る。 【解決手段】風防ガラス７の暗色陰蔽部１１に配された
ホログラム２に、光軸に対し傾きを有する表示体５を備
えた情報表示源からプリズム３０を介して入射角θi で
照射された情報を含む光３が、ホログラム２によって回
折角θd （≠θi）で回折され、観察者に表示像１０を
視認させる車両用ホログラフィック表示システム。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、車両内の観察者に
必要な情報を投影する車両用ホログラフィック表示シス
テムに関し、特にフレア光の発生がなく、視域が広い車
両用ホログラフィック表示システムに関する。
必要な情報を投影する車両用ホログラフィック表示シス
テムに関し、特にフレア光の発生がなく、視域が広い車
両用ホログラフィック表示システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、自動車等の車両の運転者に情報を
表示する方法として、ヘッドアップディスプレイ（以下
ＨＵＤという）などの表示装置が用いられている。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ハーフ
ミラーやホログラム等からなるコンバイナに映し、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。
表示する方法として、ヘッドアップディスプレイ（以下
ＨＵＤという）などの表示装置が用いられている。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ハーフ
ミラーやホログラム等からなるコンバイナに映し、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。
【０００３】特に、コンバイナ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有しうるので、光学的情報を
運転者の視野方向に回折したり、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できる。また、光の
入射角と回折角を任意に設定できるので、情報表示源を
車両に取り付ける際の設計が容易になる。また、回折ス
ペクトルの半値幅が狭いため、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を持ち、表示装置の
コンバイナとしては有効である。
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有しうるので、光学的情報を
運転者の視野方向に回折したり、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できる。また、光の
入射角と回折角を任意に設定できるので、情報表示源を
車両に取り付ける際の設計が容易になる。また、回折ス
ペクトルの半値幅が狭いため、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を持ち、表示装置の
コンバイナとしては有効である。
【０００４】図８は、従来の自動車用車両用ホログラフ
ィック表示システムの一例であるＨＵＤの一例を示す概
念図である。光源６から発し、レンズ系４を介して透過
型液晶表示体５を通過した表示すべき情報を含む光３
は、車体の風防ガラス７に備えられたホログラム２に照
射され、回折されて運転者に観察位置１で視認される。
上記レンズ系４はコリメータとしての機能を持つもので
ある。ホログラム２に倍率を持たせることにより、速度
表示８、警告表示９の表示像を遠方に虚像として結像さ
せている。
ィック表示システムの一例であるＨＵＤの一例を示す概
念図である。光源６から発し、レンズ系４を介して透過
型液晶表示体５を通過した表示すべき情報を含む光３
は、車体の風防ガラス７に備えられたホログラム２に照
射され、回折されて運転者に観察位置１で視認される。
上記レンズ系４はコリメータとしての機能を持つもので
ある。ホログラム２に倍率を持たせることにより、速度
表示８、警告表示９の表示像を遠方に虚像として結像さ
せている。
【０００５】しかし、このような従来のＨＵＤはホログ
ラムを風防ガラスの透明部分に配しているため、太陽や
街灯などの外部からの光がホログラムに回折されフレア
光が発生する。非正反射のホログラムを用いると、フレ
ア光は実際の外部光源とは別の方向に見え、外部光源が
複数あるように見える。また、倍率のあるホログラムを
用いると、フレア光は車両の運行に伴い実際の外部光源
とは異なる動き方をする。そのため、フレア光が発生す
ると観察者は煩わしさや違和感を覚える問題があった。
ホログラムを倍率のない正反射型とすればフレア光は発
生しないが、それではホログラムを用いるメリットが失
われる。
ラムを風防ガラスの透明部分に配しているため、太陽や
街灯などの外部からの光がホログラムに回折されフレア
光が発生する。非正反射のホログラムを用いると、フレ
ア光は実際の外部光源とは別の方向に見え、外部光源が
複数あるように見える。また、倍率のあるホログラムを
用いると、フレア光は車両の運行に伴い実際の外部光源
とは異なる動き方をする。そのため、フレア光が発生す
ると観察者は煩わしさや違和感を覚える問題があった。
ホログラムを倍率のない正反射型とすればフレア光は発
生しないが、それではホログラムを用いるメリットが失
われる。
【０００６】そこで、ホログラムを風防ガラスの暗色陰
蔽部分に配することが考えられる。この場合ホログラム
の車外側は暗色陰蔽で覆われるため、車外からの光は入
射せずフレア光の発生を防止できる。暗色陰蔽は風防ガ
ラスの全周囲に存在するが、ホログラムを備えるために
ある程度の面積を必要とし、視界の確保の観点から風防
ガラスの下辺の暗色陰蔽部を利用するのが自然である。
また、情報表示源の設置場所も必要となるためやはり下
辺が好ましい。風防ガラスの下辺にホログラムを配する
場合、ハンドルにより表示像が隠されるのを防ぐため、
車両の中心付近に配置することになる。
蔽部分に配することが考えられる。この場合ホログラム
の車外側は暗色陰蔽で覆われるため、車外からの光は入
射せずフレア光の発生を防止できる。暗色陰蔽は風防ガ
ラスの全周囲に存在するが、ホログラムを備えるために
ある程度の面積を必要とし、視界の確保の観点から風防
ガラスの下辺の暗色陰蔽部を利用するのが自然である。
また、情報表示源の設置場所も必要となるためやはり下
辺が好ましい。風防ガラスの下辺にホログラムを配する
場合、ハンドルにより表示像が隠されるのを防ぐため、
車両の中心付近に配置することになる。
【０００７】一方、車両の中心付近に配置する表示器に
求められる要件を考えると、従来のＨＵＤのような運転
者専用の表示ではなく、助手席や後部席の同乗者にも見
える視域の広い表示であることが必要である。ところ
が、従来のＨＵＤのような倍率を持ったホログラムを用
いると、表示像は遠方に結像される反面、視域が非常に
狭くなる問題があった。運転者以外の同乗者が横から無
理に覗いたとしても、収差のためボケや歪みの大きい像
しか見ることができなかった。
求められる要件を考えると、従来のＨＵＤのような運転
者専用の表示ではなく、助手席や後部席の同乗者にも見
える視域の広い表示であることが必要である。ところ
が、従来のＨＵＤのような倍率を持ったホログラムを用
いると、表示像は遠方に結像される反面、視域が非常に
狭くなる問題があった。運転者以外の同乗者が横から無
理に覗いたとしても、収差のためボケや歪みの大きい像
しか見ることができなかった。
【０００８】また、風防ガラスの下辺の暗色陰蔽部を利
用するため、ホログラムに大きな倍率を持たせると、表
示像が前方ではなくボンネット内の方向に結像すること
になり、あたかも表示像がボンネット内にめり込んだよ
うな違和感を与える問題もあった。
用するため、ホログラムに大きな倍率を持たせると、表
示像が前方ではなくボンネット内の方向に結像すること
になり、あたかも表示像がボンネット内にめり込んだよ
うな違和感を与える問題もあった。
【０００９】そこで、光が入射する角度と回折される角
度とが異なり、かつ情報表示源とホログラム間の距離
と、虚像とホログラム間の距離とが概略等しくなるよう
なホログラム、言い換えると倍率が概略１であるホログ
ラムを用いることが考えられる。このようなホログラム
を用いると、車両内の全員から視認できる視域の広い車
両用ホログラフィック表示システムを得ることができ
る。
度とが異なり、かつ情報表示源とホログラム間の距離
と、虚像とホログラム間の距離とが概略等しくなるよう
なホログラム、言い換えると倍率が概略１であるホログ
ラムを用いることが考えられる。このようなホログラム
を用いると、車両内の全員から視認できる視域の広い車
両用ホログラフィック表示システムを得ることができ
る。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このような非
正反射のホログラムを用いると、情報表示源の搭載性は
高まる反面、図６のように表示像が視線に対して傾くこ
とになり、観察する位置を変えた場合、表示像が歪む問
題があった。この歪みを解決するために、図７のように
情報表示源の表示体の表面を光軸に対して傾けることが
有効である。
正反射のホログラムを用いると、情報表示源の搭載性は
高まる反面、図６のように表示像が視線に対して傾くこ
とになり、観察する位置を変えた場合、表示像が歪む問
題があった。この歪みを解決するために、図７のように
情報表示源の表示体の表面を光軸に対して傾けることが
有効である。
【００１１】ところが、この方法を用いると表示像の傾
きは補正できるが、表示像の縦方向が縮む問題があっ
た。たとえば、図の場合は縦方向が表示体の１／３にな
る。そのため、所望の大きさの表示を得るために、本来
必要なサイズの３倍も大きな表示素子を要することにな
る。また、スペースのないダッシュボード内に、大きな
表示を搭載することも現実的には困難であった。本発明
の目的は従来技術の上記の問題を解決する、新規な車両
用ホログラフィック表示システムを提供することにあ
る。
きは補正できるが、表示像の縦方向が縮む問題があっ
た。たとえば、図の場合は縦方向が表示体の１／３にな
る。そのため、所望の大きさの表示を得るために、本来
必要なサイズの３倍も大きな表示素子を要することにな
る。また、スペースのないダッシュボード内に、大きな
表示を搭載することも現実的には困難であった。本発明
の目的は従来技術の上記の問題を解決する、新規な車両
用ホログラフィック表示システムを提供することにあ
る。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明は、光源と表示す
べき情報を表示する表示体とを有し表示すべき情報を光
として発生する情報表示源と、車両の風防ガラスの暗色
陰蔽部分に配されていて前記光を観察者に向けて回折し
虚像として表示するホログラムを有するコンバイナとを
備えた車両用ホログラフィック表示システムであって、
前記ホログラムは、前記光がホログラムに入射する角度
とホログラムにより回折される角度とが異なる回折特性
を有するホログラムであり、前記表示体の表示面は、虚
像面が視線に対して略垂直となるように光軸に対して傾
いて配されており、前記ホログラムと情報表示源との間
には２つの平行でない面を有する透明体からなるプリズ
ムが配されていることを特徴とする車両用ホログラフィ
ック表示システムである。
べき情報を表示する表示体とを有し表示すべき情報を光
として発生する情報表示源と、車両の風防ガラスの暗色
陰蔽部分に配されていて前記光を観察者に向けて回折し
虚像として表示するホログラムを有するコンバイナとを
備えた車両用ホログラフィック表示システムであって、
前記ホログラムは、前記光がホログラムに入射する角度
とホログラムにより回折される角度とが異なる回折特性
を有するホログラムであり、前記表示体の表示面は、虚
像面が視線に対して略垂直となるように光軸に対して傾
いて配されており、前記ホログラムと情報表示源との間
には２つの平行でない面を有する透明体からなるプリズ
ムが配されていることを特徴とする車両用ホログラフィ
ック表示システムである。
【００１３】
【発明の実施の形態】図１は本発明の車両用ホログラフ
ィック表示システムの概念的な側面図（ａ）、正面図
（ｂ）である。ホログラム２は風防ガラス７の暗色陰蔽
部に備えられ、それら全体が角度θw で車両に取り付け
られている。車両内には情報表示源が備えられており、
情報表示源の表示体５からコンバイナに向けて情報を含
む光３を入射角θi で照射する。この光がホログラムに
よって回折角θd で反射回折され、観察者（例えば運転
者）１に表示像１０として視認される。ここで表示体５
とホログラム２の間にプリズム３０を配置したのが本発
明の特徴である。ホログラム２は風防ガラス７の下辺の
暗色陰蔽部１１の中央部に配され、また表示体５とホロ
グラム２の間にプリズム３０が配置されている。
ィック表示システムの概念的な側面図（ａ）、正面図
（ｂ）である。ホログラム２は風防ガラス７の暗色陰蔽
部に備えられ、それら全体が角度θw で車両に取り付け
られている。車両内には情報表示源が備えられており、
情報表示源の表示体５からコンバイナに向けて情報を含
む光３を入射角θi で照射する。この光がホログラムに
よって回折角θd で反射回折され、観察者（例えば運転
者）１に表示像１０として視認される。ここで表示体５
とホログラム２の間にプリズム３０を配置したのが本発
明の特徴である。ホログラム２は風防ガラス７の下辺の
暗色陰蔽部１１の中央部に配され、また表示体５とホロ
グラム２の間にプリズム３０が配置されている。
【００１４】本発明の特徴として入射角θi と回折角θ
d とは異なっている（θi ≠θd ）。かつ、表示体５は
表示像１０が視線に対して概略垂直となるように光軸に
対して傾けてある。このような構成の車両用ホログラフ
ィック表示システムにおいて、本発明のように表示体５
とホログラム２の間に２つの平行でない面を有する透明
体よりなるプリズム３０を配置することにより、表示像
１０は縦方向に縮むことなくほぼ表示体と同じ大きさの
表示像を得ることができる。また、歪みのない表示像が
運転席、助手席、後部座席を含め車両内全体で視認でき
る。
d とは異なっている（θi ≠θd ）。かつ、表示体５は
表示像１０が視線に対して概略垂直となるように光軸に
対して傾けてある。このような構成の車両用ホログラフ
ィック表示システムにおいて、本発明のように表示体５
とホログラム２の間に２つの平行でない面を有する透明
体よりなるプリズム３０を配置することにより、表示像
１０は縦方向に縮むことなくほぼ表示体と同じ大きさの
表示像を得ることができる。また、歪みのない表示像が
運転席、助手席、後部座席を含め車両内全体で視認でき
る。
【００１５】本発明におけるプリズムとしては、２つの
平行でない面を有する透明体により構成されたものが好
ましい。材質としては光学ガラスや石英ガラスなどでも
よく、アクリルやポリカーボネートなどの樹脂材料でも
よい。軽量で大量生産に向く点で樹脂材料が好ましい。
また、透明とは完全に色のないものだけでなく、必要に
応じて色付きのものでもよい。例えば色収差対策や赤外
線、紫外線などの不要な光を吸収するために、特定の波
長域の光を遮蔽する機能を併有していてもよい。プリズ
ムの形状としては、ホログラムの入射角θi と回折角θ
d の組み合わせにもよるが、頂角として２０〜６０°程
度が望ましい。
平行でない面を有する透明体により構成されたものが好
ましい。材質としては光学ガラスや石英ガラスなどでも
よく、アクリルやポリカーボネートなどの樹脂材料でも
よい。軽量で大量生産に向く点で樹脂材料が好ましい。
また、透明とは完全に色のないものだけでなく、必要に
応じて色付きのものでもよい。例えば色収差対策や赤外
線、紫外線などの不要な光を吸収するために、特定の波
長域の光を遮蔽する機能を併有していてもよい。プリズ
ムの形状としては、ホログラムの入射角θi と回折角θ
d の組み合わせにもよるが、頂角として２０〜６０°程
度が望ましい。
【００１６】図２は本発明の車両用ホログラフィック表
示システムの別の一例を示す概念的な側面図である。こ
の例では上記のようなプリズムではなく、一方の面が微
小間隔に分割されたプリズム板３１を用いている。３０
のようなプリズムを用いるよりも小型・軽量、低コスト
で同様の効果を実現できる。プリズム板はガラスの表面
を切削加工しても得られるが、軽量で大量生産に向く点
でアクリルやポリカーボネートなどの樹脂材料の成形品
が望ましい。
示システムの別の一例を示す概念的な側面図である。こ
の例では上記のようなプリズムではなく、一方の面が微
小間隔に分割されたプリズム板３１を用いている。３０
のようなプリズムを用いるよりも小型・軽量、低コスト
で同様の効果を実現できる。プリズム板はガラスの表面
を切削加工しても得られるが、軽量で大量生産に向く点
でアクリルやポリカーボネートなどの樹脂材料の成形品
が望ましい。
【００１７】表面の形状は一般に頂角９０°のノコギリ
波型が多いが、ホログラムの入射角θi と回折角θd と
の組み合わせに応じて変えてもよい。頂点同士の間隔
（ピッチ）は０．１〜２ｍｍ程度が好ましいが、表示像
の解像度への影響が少ない点で１．０ｍｍ以下のピッチ
が好ましい。
波型が多いが、ホログラムの入射角θi と回折角θd と
の組み合わせに応じて変えてもよい。頂点同士の間隔
（ピッチ）は０．１〜２ｍｍ程度が好ましいが、表示像
の解像度への影響が少ない点で１．０ｍｍ以下のピッチ
が好ましい。
【００１８】本発明における表示体の表示面は、表示器
とホログラムを結ぶ光軸に対し垂直ではない。なぜな
ら、図６に示すようにホログラムが非正反射であるため
表示体５を垂直（α＝９０°）とすると、得られる表示
像１０が視線に対して傾く。その結果、観察位置の移動
に伴って、表示像が傾き歪む。これを防ぐため、図７の
ように表示器を光軸に対して傾ける（α≠９０°）こと
により表示像１０が視線に対して概略垂直となり、像の
歪みを補正できる。
とホログラムを結ぶ光軸に対し垂直ではない。なぜな
ら、図６に示すようにホログラムが非正反射であるため
表示体５を垂直（α＝９０°）とすると、得られる表示
像１０が視線に対して傾く。その結果、観察位置の移動
に伴って、表示像が傾き歪む。これを防ぐため、図７の
ように表示器を光軸に対して傾ける（α≠９０°）こと
により表示像１０が視線に対して概略垂直となり、像の
歪みを補正できる。
【００１９】しかし、図７のように表示器を傾けると表
示像の縦方向が縮むため、図１（ａ）のプリズム３０ま
たは図２のプリズム板３１を用いることにより、縦方向
の縮みがなくかつ歪みのない表示像を得ることができ
る。
示像の縦方向が縮むため、図１（ａ）のプリズム３０ま
たは図２のプリズム板３１を用いることにより、縦方向
の縮みがなくかつ歪みのない表示像を得ることができ
る。
【００２０】図３は本発明における風防ガラスの構造の
一例を示す概略部分断面図である。２枚のガラス２１、
２１’がポリビニルブチラール等の中間膜２２により接
合された安全合わせガラスの内部にホログラム２が封入
されている。詳細には、ホログラム２の一方の面は接着
剤２３で車内側ガラス板２１に接着されており、もう一
方の面は中間膜２２に含まれる可塑剤によりホログラム
の特性変化を防止するバリヤフィルム２４（この例では
ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）フィルムを使用）を介
して中間膜２２に接合されている。
一例を示す概略部分断面図である。２枚のガラス２１、
２１’がポリビニルブチラール等の中間膜２２により接
合された安全合わせガラスの内部にホログラム２が封入
されている。詳細には、ホログラム２の一方の面は接着
剤２３で車内側ガラス板２１に接着されており、もう一
方の面は中間膜２２に含まれる可塑剤によりホログラム
の特性変化を防止するバリヤフィルム２４（この例では
ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）フィルムを使用）を介
して中間膜２２に接合されている。
【００２１】車外側ガラス板２１’の内側には暗色陰蔽
１１がプリントされている。暗色陰蔽は不透明であるた
め、車外側からの光がホログラム２に照射されることは
ない。そのため、フレア光は発生しない。ここで用いる
ガラス板の種類は色付きでない透明ガラス板や、そのほ
かにブロンズやグリーンなどに色付けされたガラス板も
使用できる。光の損失を抑えるためには車内側ガラスに
は色付きでないガラス板を用いることが望ましい。
１１がプリントされている。暗色陰蔽は不透明であるた
め、車外側からの光がホログラム２に照射されることは
ない。そのため、フレア光は発生しない。ここで用いる
ガラス板の種類は色付きでない透明ガラス板や、そのほ
かにブロンズやグリーンなどに色付けされたガラス板も
使用できる。光の損失を抑えるためには車内側ガラスに
は色付きでないガラス板を用いることが望ましい。
【００２２】本発明の車両用ホログラフィック表示シス
テムにおけるコンバイナを構成するホログラムは、ホロ
グラムは通常数十ｍｍ角〜数百ｍｍ角程度の面積で、数
μｍ〜数１０μｍ程度の厚みを有するものが例示され
る。このホログラムは反射型であり、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
る点で望ましい。
テムにおけるコンバイナを構成するホログラムは、ホロ
グラムは通常数十ｍｍ角〜数百ｍｍ角程度の面積で、数
μｍ〜数１０μｍ程度の厚みを有するものが例示され
る。このホログラムは反射型であり、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
る点で望ましい。
【００２３】本発明のホログラムは入射角θi と回折角
θd とが異なるホログラムであり、図４に示すように作
製される。２つの略平行な光が異なる入射角でホログラ
ム感光材料に照射されて露光されることにより得られ
る。すなわち、ホログラム感光材料２’に略平行な２つ
の光を入射角θI と入射角θD とで、感光材料を挟むよ
うに両側から照射すればよい（図４（ａ））。略平行な
光は、レーザからの光をスペーシャルフィルタにより発
散光とし、コリメータレンズや凹面鏡により平行化する
ことにより得られる。
θd とが異なるホログラムであり、図４に示すように作
製される。２つの略平行な光が異なる入射角でホログラ
ム感光材料に照射されて露光されることにより得られ
る。すなわち、ホログラム感光材料２’に略平行な２つ
の光を入射角θI と入射角θD とで、感光材料を挟むよ
うに両側から照射すればよい（図４（ａ））。略平行な
光は、レーザからの光をスペーシャルフィルタにより発
散光とし、コリメータレンズや凹面鏡により平行化する
ことにより得られる。
【００２４】これらの光は必ずしも完全に平行である必
要はなく、ホログラムのサイズと比べ充分に離れた距離
からの発散光でもよい（図４（ｂ））。たとえば、発散
点から感光材料までの距離ｒI 、ｒD は１０００ｍｍ以
上離れていることが好ましい。この場合、ｒI とｒD と
は概略等しいことが望ましい。
要はなく、ホログラムのサイズと比べ充分に離れた距離
からの発散光でもよい（図４（ｂ））。たとえば、発散
点から感光材料までの距離ｒI 、ｒD は１０００ｍｍ以
上離れていることが好ましい。この場合、ｒI とｒD と
は概略等しいことが望ましい。
【００２５】また、２つの光は実際に２つの略平行な光
を用いてもよいが、１つの平行光をホログラム感光材料
に照射し、透過した光を鏡で折り返して再度感光材料に
所定の角度で照射することでも同様のホログラムを得る
ことができる。
を用いてもよいが、１つの平行光をホログラム感光材料
に照射し、透過した光を鏡で折り返して再度感光材料に
所定の角度で照射することでも同様のホログラムを得る
ことができる。
【００２６】本発明におけるホログラムは、所定の観察
位置における回折波長が光源の波長と一致するように露
光することが、明るい表示像を得るためには好ましい。
例えば、図５に示すように、ホログラム正面（車両中
央）において入射角９°で入射した光が回折角６５°で
回折されるホログラムの場合、正面での回折波長を５５
５ｎｍとすると運転席に対応する視点位置＋４００ｍｍ
付近での回折波長は５４５ｎｍ付近となる（グラフ中の
黒丸）。光源として５４５ｎｍ付近にピークを持つ陰極
管を用いれば、明るい表示像が得られる。また、正面で
の波長を５３０ｎｍとすると運転席付近では５２０ｎｍ
程度となる（グラフ中の△）。この場合は蛍光表示管
（ＶＦＤ）が光源として適する。このホログラムは左右
対称であるため上記のことは助手席についても適用でき
る。
位置における回折波長が光源の波長と一致するように露
光することが、明るい表示像を得るためには好ましい。
例えば、図５に示すように、ホログラム正面（車両中
央）において入射角９°で入射した光が回折角６５°で
回折されるホログラムの場合、正面での回折波長を５５
５ｎｍとすると運転席に対応する視点位置＋４００ｍｍ
付近での回折波長は５４５ｎｍ付近となる（グラフ中の
黒丸）。光源として５４５ｎｍ付近にピークを持つ陰極
管を用いれば、明るい表示像が得られる。また、正面で
の波長を５３０ｎｍとすると運転席付近では５２０ｎｍ
程度となる（グラフ中の△）。この場合は蛍光表示管
（ＶＦＤ）が光源として適する。このホログラムは左右
対称であるため上記のことは助手席についても適用でき
る。
【００２７】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、ハロゲンランプなどからなる光源から
発した光を照射するものである。それとは別に、蛍光表
示管などのように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もよい。
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、ハロゲンランプなどからなる光源から
発した光を照射するものである。それとは別に、蛍光表
示管などのように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もよい。
【００２８】これらの光源としては、ホログラムによる
色収差の発生が少ない点でスペクトル半値幅の狭い陰極
管が好ましい。半値幅の広い光源の場合はその波長域を
制限する適当なフィルタをあわせて用いることが好まし
い。
色収差の発生が少ない点でスペクトル半値幅の狭い陰極
管が好ましい。半値幅の広い光源の場合はその波長域を
制限する適当なフィルタをあわせて用いることが好まし
い。
【００２９】本発明における表示すべき情報は、その表
示用途により適宜選択されるものであり、車両のスピー
ド計、タコメータ、シフトレバー表示、さらには種々の
警告ランプや、ナビゲーション情報、エアコン、オーデ
ィオ機器など付属機器の情報等が例示できる。また、道
路情報、駐車場空き情報などの車両外からの情報を表示
することもできる。また、観察者としては車両等運転者
だけでなく、助手席その他の同乗者すべての者を含める
ことができる。
示用途により適宜選択されるものであり、車両のスピー
ド計、タコメータ、シフトレバー表示、さらには種々の
警告ランプや、ナビゲーション情報、エアコン、オーデ
ィオ機器など付属機器の情報等が例示できる。また、道
路情報、駐車場空き情報などの車両外からの情報を表示
することもできる。また、観察者としては車両等運転者
だけでなく、助手席その他の同乗者すべての者を含める
ことができる。
【００３０】
（例１）図１の車両用ホログラフィック表示システムに
おいて風防ガラス７は水平に対してθw ＝３５°になる
ように設定し、光源中心からホログラム中心への入射角
θi は９°、回折角θd は６５°である。そしてＴＦＴ
型カラー液晶素子よりなる表示体５とホログラム２の間
にプリズム３０を配置した。ホログラムからプリズムま
での距離は５０ｍｍである。プリズムはアクリル樹脂製
であり頂角３８°のものである。また、プリズムから表
示体までの距離は約５０ｍｍとした。表示体の面は光軸
に対し１５°傾けた。この表示素子のバックライトは陰
極管であり、５４５ｎｍ付近にピークのある輝線スペク
トルを持つ。
おいて風防ガラス７は水平に対してθw ＝３５°になる
ように設定し、光源中心からホログラム中心への入射角
θi は９°、回折角θd は６５°である。そしてＴＦＴ
型カラー液晶素子よりなる表示体５とホログラム２の間
にプリズム３０を配置した。ホログラムからプリズムま
での距離は５０ｍｍである。プリズムはアクリル樹脂製
であり頂角３８°のものである。また、プリズムから表
示体までの距離は約５０ｍｍとした。表示体の面は光軸
に対し１５°傾けた。この表示素子のバックライトは陰
極管であり、５４５ｎｍ付近にピークのある輝線スペク
トルを持つ。
【００３１】本例ではホログラムとして、厚さ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、
体積位相型の反射型ホログラムを用いた。ホログラムの
露光は、色素レーザの５６５ｎｍの光により行った。レ
ーザ光をスペーシャルフィルタにより広げたのちコリメ
ートレンズにより平行化し、図３（ａ）のように感光材
料の両側からそれぞれθI ＝９°、θD ＝６５°で照射
した。こうして得られたホログラムは９°で入射した光
を６５°に反射回折する。そして、５５５ｎｍ付近に回
折ピークを持ち、回折効率は９５％、波長半値幅は約２
０ｎｍであった。運転席、助手席付近での回折波長は５
４５ｎｍ付近となった。
のアクリル系フォトポリマーよりなる感光材料を用い、
体積位相型の反射型ホログラムを用いた。ホログラムの
露光は、色素レーザの５６５ｎｍの光により行った。レ
ーザ光をスペーシャルフィルタにより広げたのちコリメ
ートレンズにより平行化し、図３（ａ）のように感光材
料の両側からそれぞれθI ＝９°、θD ＝６５°で照射
した。こうして得られたホログラムは９°で入射した光
を６５°に反射回折する。そして、５５５ｎｍ付近に回
折ピークを持ち、回折効率は９５％、波長半値幅は約２
０ｎｍであった。運転席、助手席付近での回折波長は５
４５ｎｍ付近となった。
【００３２】表示像は運転席、助手席、後部座席を含め
車両内全体から視認できた。また、車両内のどこから見
ても縦方向の縮みと歪みのない表示像が得られた。プリ
ズムを用いない場合は、表示像の歪み補正のため表示体
の面を光軸に対し３３°傾ける必要があり、縦方向の倍
率は約０．３８倍であった（約１／３に縮む）。一方上
記のように本発明に従いプリズムを用いると、縦方向の
倍率は０．９７倍となりほぼ縮みのない表示像が得られ
た。また、外部からの光は暗色陰蔽部に遮られてホログ
ラムに入射しないため、フレア光は発生しなかった。
車両内全体から視認できた。また、車両内のどこから見
ても縦方向の縮みと歪みのない表示像が得られた。プリ
ズムを用いない場合は、表示像の歪み補正のため表示体
の面を光軸に対し３３°傾ける必要があり、縦方向の倍
率は約０．３８倍であった（約１／３に縮む）。一方上
記のように本発明に従いプリズムを用いると、縦方向の
倍率は０．９７倍となりほぼ縮みのない表示像が得られ
た。また、外部からの光は暗色陰蔽部に遮られてホログ
ラムに入射しないため、フレア光は発生しなかった。
【００３３】（例２）本例では図２の構成とした。プリ
ズム板として、頂角９０°、ピッチ０．１ｍｍのアクリ
ル樹脂製品を用いた。その他の構成は例１と同様であ
る。例２においても縮みのない表示像が得られた。
ズム板として、頂角９０°、ピッチ０．１ｍｍのアクリ
ル樹脂製品を用いた。その他の構成は例１と同様であ
る。例２においても縮みのない表示像が得られた。
【００３４】
【発明の効果】本発明によれば、フレア光の発生がな
く、かつ視域が広く像の縦方向の縮みおよび像歪みのな
い車両用ホログラフィック表示システムを実現できる。
く、かつ視域が広く像の縦方向の縮みおよび像歪みのな
い車両用ホログラフィック表示システムを実現できる。
【図１】本発明の車両用ホログラフィック表示システム
の一例を示す側面図（ａ）、正面図（ｂ）。
の一例を示す側面図（ａ）、正面図（ｂ）。
【図２】本発明の車両用ホログラフィック表示システム
の別の一例を示す側面図。
の別の一例を示す側面図。
【図３】本発明における風防ガラスの構造の一例を示す
概略部分断面図。
概略部分断面図。
【図４】本発明におけるホログラムの作製法の一例を示
す概念図（ａ）、その別の例を示す概念図。
す概念図（ａ）、その別の例を示す概念図。
【図５】本発明におけるホログラムの視点位置を変えた
場合の回折波長の変化の一例を示すグラフ。
場合の回折波長の変化の一例を示すグラフ。
【図６】表示体の傾きと表示像の傾き、歪みを説明する
概念図。
概念図。
【図７】表示体の傾きと表示像の傾き、歪みを説明する
概念図。
概念図。
【図８】従来の車両用ホログラフィック表示システムの
一例を示す概念図。
一例を示す概念図。
１：観察者、 ２：ホログラム、 ２’：ホログラム感光材料、 ３：情報を含む光、 ４：レンズ系、 ５：表示体、 ６：光源、 ７：風防ガラス、 ８：速度表示像、 ９：警告表示像、 １０：表示像、 １１：暗色陰蔽、 ２１, ２１’：ガラス版、 ２２：中間膜、 ２３：接着剤、 ２４：バリヤフィルム、 ３０：プリズム、 ３１：プリズム板。
Claims (3)
- 【請求項１】光源と表示すべき情報を表示する表示体と
を有し表示すべき情報を光として発生する情報表示源
と、車両の風防ガラスの暗色陰蔽部分に配されていて前
記光を観察者に向けて回折し虚像として表示するホログ
ラムを有するコンバイナとを備えた車両用ホログラフィ
ック表示システムであって、前記ホログラムは、前記光
がホログラムに入射する角度とホログラムにより回折さ
れる角度とが異なる回折特性を有するホログラムであ
り、前記表示体の表示面は、虚像面が視線に対して略垂
直となるように光軸に対して傾いて配されており、前記
ホログラムと情報表示源との間には２つの平行でない面
を有する透明体からなるプリズムが配されていることを
特徴とする車両用ホログラフィック表示システム。 - 【請求項２】前記プリズムの少なくとも一方の面が、微
少間隔に分割されたプリズム板である請求項１記載の車
両用ホログラフィック表示システム。 - 【請求項３】前記ホログラムは、２つの略平行な光が異
なる入射角でホログラム感光材料に照射されて露光され
たホログラムである請求項１または２記載の車両用ホロ
グラフィック表示システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9253852A JPH1191402A (ja) | 1997-09-18 | 1997-09-18 | 車両用ホログラフィック表示システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9253852A JPH1191402A (ja) | 1997-09-18 | 1997-09-18 | 車両用ホログラフィック表示システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1191402A true JPH1191402A (ja) | 1999-04-06 |
Family
ID=17257040
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9253852A Pending JPH1191402A (ja) | 1997-09-18 | 1997-09-18 | 車両用ホログラフィック表示システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1191402A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002178864A (ja) * | 2000-12-12 | 2002-06-26 | Japan Science & Technology Corp | 電気自動車の制御装置 |
| WO2008065956A1 (en) * | 2006-11-29 | 2008-06-05 | Calsonic Kansei Corporation | Headup display system of high visibility |
| EP2273303A1 (fr) * | 2009-07-10 | 2011-01-12 | Thales | Viseur tête haute à combinaison optique assurant la protection contre l'éclairement solaire |
| JP2012233986A (ja) * | 2011-04-28 | 2012-11-29 | Dainippon Printing Co Ltd | 投射装置および投射制御装置 |
-
1997
- 1997-09-18 JP JP9253852A patent/JPH1191402A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002178864A (ja) * | 2000-12-12 | 2002-06-26 | Japan Science & Technology Corp | 電気自動車の制御装置 |
| WO2008065956A1 (en) * | 2006-11-29 | 2008-06-05 | Calsonic Kansei Corporation | Headup display system of high visibility |
| EP2273303A1 (fr) * | 2009-07-10 | 2011-01-12 | Thales | Viseur tête haute à combinaison optique assurant la protection contre l'éclairement solaire |
| FR2947920A1 (fr) * | 2009-07-10 | 2011-01-14 | Thales Sa | Viseur tete haute a combinaison optique assurant la protection contre l'eclairement solaire |
| US8441734B2 (en) | 2009-07-10 | 2013-05-14 | Thales | Head-up display with optical combination providing protection against solar illumination |
| JP2012233986A (ja) * | 2011-04-28 | 2012-11-29 | Dainippon Printing Co Ltd | 投射装置および投射制御装置 |
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