JPH0943530A - 車載用表示システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】太陽光が反射により直接運転者の目に差し込む
ことがなく、また、ウォッシュアウトも起きない車載用
表示システムを提供する。 【解決手段】風防ガラス２の下方に入射角１８と出射角
１９とが異なる非正反射型ホログラムレンズ１を設け、
発光表示装置４からの光をホログラムレンズ１により風
防ガラス２の下部の反射面２５に向けて非正反射させ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車載用表示システ
ムに関するものであり、特に車両、船舶、航空機等の乗
物の風防ガラス等を介して、運転手等に速度等の必要な
情報を表示する車載用表示システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】車両内の運転手等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。）が最近用いられるようになっている。これは、液
晶表示装置等の発光表示装置から射出された光学的情報
を、風防ガラスに備えられているハーフミラーやホログ
ラム等からなるコンバイナーで運転手に向けて反射させ
て風防ガラスの前方に表示虚像を生じさせることによっ
て、運転手が運転状態からほとんど視線を動かすことな
く表示虚像から情報を読み取れるようにしたものであ
る。

【０００３】特に、風防ガラス下部の暗色セラミックス
が重なった部分のガラスの反射面に表示するようにすれ
ば、背景と重ならず、外が明るくても高いコントラスト
で、かつあまり視線を動かさずに表示を見ることができ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような風
防ガラス下部の表面反射を利用して表示を行う表示シス
テムを乗用車に搭載するには、実際の車両では図６のよ
うに風防ガラス２の下端付近には防火壁３０があるの
で、これを避けるために風防ガラス２の反射面２５のす
ぐ下に折り返し用のミラー２０を置き光路を曲げる必要
があった。

【０００５】ところが、このようにミラー２０を設ける
と、図７のように、車体と太陽の向きによっては、この
ミラー２０に当たった太陽光２１が、ミラー２０で反射
されて直接運転手６の目に差し込み、視界を幻惑し危険
になることがあった。また太陽光２２がミラー２０で反
射し発光表示装置４に差し込んだときは、発光表示装置
４が点灯していなくても、太陽光の反射のせいであたか
も点灯しているように見えてしまう、いわゆるウォッシ
ュアウトが起きてしまっていた。

【０００６】したがって、本発明の目的は、従来技術が
有していた前述のような問題を解決し、太陽光が反射に
より直接運転者の目に差し込むことがなく、また、ウォ
ッシュアウトも起きない車載用表示システムを提供する
ことにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、情報を光とし
て発する表示手段からの光を乗物の窓ガラス下部の反射
面で反射して前記表示手段からの像を表示する車載用表
示システムにおいて、前記表示手段と前記反射面との間
に非正反射のホログラムを設け、前記表示手段からの光
を前記ホログラムによって前記反射面に向けて非正反射
させるようにしたことを特徴とする車載用表示システム
を提供する。

【０００８】本発明においては、表示手段と窓ガラス下
部の反射面との間に非正反射のホログラムを設け、表示
手段からの光をこのホログラムによって窓ガラス下部の
反射面に向けて非正反射させるようにしているから、非
正反射の角度を適宜選定することによって、太陽光がホ
ログラムに入射してもそれが運転手に向けて反射されて
運転者の目に直接差し込むことを防止できる。

【０００９】また、ホログラムは波長依存性を持つの
で、ホログラムに入射してホログラムによって回折され
た太陽光は一部の波長の光が表示手段に当たるが、運転
手から観察される像の波長とは異なるので、ウォッシュ
アウトは起きない。

【００１０】本発明において使用される非正反射のホロ
グラムとは、入射角と出射角が異なる反射型のホログラ
ムをいい、レンズ作用を有していてもよく、レンズ作用
のない反射型のミラーであってもよい。

【００１１】また、反射面の外側にさらに暗色層を設け
ることが好ましい。このようにすれば、表示像が背景と
重ならず、外が明るくても高いコントラストで表示像を
見ることができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下に、図面に基づいて本発明を
詳細に説明する。図１は、本発明における車載用表示シ
ステムの一例を示す概略断面図であり、車載用表示シス
テムの一形態を示している。車両の風防ガラス２の下方
には入射角１８と出射角１９とが異なる非正反射の反射
型ホログラムレンズ１が備えられており、発光表示装置
４がその先に取り付けてある。また風防ガラス２は、下
部に暗色フィルム３を封入した合わせガラスであり、ダ
ッシュボード３５には光路となる部分に開口５を設けて
いる。

【００１３】発光表示装置４から出た光束は反射型ホロ
グラムレンズ１で回折され風防ガラス２の内面の反射面
２５による表面反射を経て、運転手６に虚像７として表
示される。

【００１４】図２、３に、本発明の表示システムに太陽
光が入射した場合の振る舞いを示す。まず、図２に示す
ように、車外から入射する太陽光８が反射型ホログラム
レンズ１に当たると、表面反射光９と回折光１０とに分
かれる。反射型ホログラムレンズ１は、入射角１８と出
射角１９との異なる非正反射の反射型ホログラムレンズ
であり、入射角１８と出射角１９とを表示システムに応
じて自由に設定できるので、入射角１８と出射角１９と
を適宜選択して、図１のように反射型ホログラムレンズ
１を置いた場合に、表面反射光９をダッシュボード３５
の下方に反射するようにすることができ、運転手６の目
に入ってしまうことがないようにすることができる。

【００１５】なお、入射角１８と出射角１９の設定は、
ホログラム露光時の露光光の入射角をそれぞれ所定の角
度に設定することで行うことができる。またホログラム
レンズ１は波長依存性を持つので、回折光１０は一部の
波長の光が発光表示装置４に当たるが、運転手６から観
察される虚像７の波長とは異なるのでウォッシュアウト
は起きない。

【００１６】また、図３に示すように、車内から入射す
る太陽光１５は、反射型ホログラムレンズ１に当たる
と、表面反射光１６と回折光１７とに分かれる。表面反
射光１６は、上方に反射するので、運転手６の目に入っ
てしまうことはない。また回折光１７は一部の波長の光
が発光表示装置４に当たるが、運転手６から観察される
虚像７の波長とは異なるのでウォッシュアウトは起きな
い。

【００１７】なお、この発光表示装置４は、本発明の情
報を光として発する表示手段の一形態であり、例えば、
液晶表示素子等のいわゆる光のシャッターとなる受光型
表示素子からなる表示体に、熱陰極管（ＨＣＴ）、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が好ましく
用いられる。また、受光型表示素子を用いずに、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。

【００１８】反射型ホログラムレンズ１はレンズ作用に
より、虚像の位置を実際の発光表示装置４の距離以上に
飛ばすことができるので、視認性を向上させうる。

【００１９】反射型ホログラムレンズ１には本来色収差
があるが、像を飛ばす距離を必要以上に遠くせず、入射
角と出射角の差も必要最小限とすることで、光源として
ＶＦＤやハロゲンランプ等の波長幅の広いものを用いて
も、シャープな像を得ることができる。

【００２０】像を非常に遠くに飛ばし、かつボケの少な
い像を得るには、発光表示装置４の光源として、波長ス
ペクトルの狭い光源を用いればよく、冷陰極管光源やハ
ロゲンランプ等に狭スペクトルの波長フィルターを組み
合わせて用いればよい。また反射型ホログラムレンズ１
に代えて、レンズ作用のない非正反射ミラーを用いるこ
ともできる。

【００２１】風防ガラス２の反射面２５での表面反射
は、ガラス表面での反射をそのまま使ってもよく、増反
射層をコーティングしてもよい。反射面２５の外側には
暗色フィルム３を設けているから、表示虚像７が背景と
重ならず、外が明るくても高コントラストで表示虚像７
を見ることができる。

【００２２】上記のように、ホログラムには波長依存性
がある。そのため、ホログラムは発光表示装置から発せ
られる光の波長にあわせて、この波長の光を反射面に向
けて反射回折するように露光されている。反射面の方向
以外の方向（例えば図２の符号８や図３の符号１５等）
からホログラムに向けて入射した光のうち、発光表示装
置に向って反射回折する光の波長は、発光表示装置から
ホログラムに向けて発せられて反射面に向けて反射回折
される光の波長とは異なる。したがって、上記のように
ウォッシュアウトは起こらない。

【００２３】一方、反射面の方向から入射する光のう
ち、発光表示装置からホログラムに向けて発せられて反
射回折する光の波長と異なる波長の光は、発光表示装置
に向って反射回折はされない。ところが、反射面の方向
から入射する光のうち、発光表示装置からホログラムに
向けて発せられて反射回折する光の波長と同じ波長の光
は、発光表示装置に向って反射回折され、これがウォッ
シュアウトを引き起こす可能性がある。そこで、反射面
の外側に暗色フィルムを設けることによって、上記のウ
ォッシュアウトも防止できるので、好ましい。

【００２４】なお、上記例では暗色フィルムを反射面の
外側に設けているが、暗色フィルムのかわりに、ガラス
面に暗色セラミック隠蔽層を焼きつけたものであっても
よい。この暗色セラミック隠蔽層は、車内側ガラス面、
車外側ガラス面、風防ガラスが合わせガラスである場合
には２枚の対向するガラス板の対向する側の少くとも一
方の面に適宜焼きつけられる。通常は、車内側ガラス面
や２枚のガラス板の対向面の一方に焼きつけられる。

【００２５】ダッシュボード３５の開口部５には、ゴミ
が入るのを防ぐために、透明部材で出来た窓をつけても
よい。外観を良くするために、この窓材を半透明とし
て、反射型ホログラムレンズ１が運転手６から直接見え
てしまうのを防いでもよい。

【００２６】図４は、本発明における車載用表示システ
ムの他の例を示す概略断面図である。このように、発光
表示装置４と反射型ホログラムレンズ１との間に折り返
しミラー１１を置くことで、コンパクト化や、発光表示
装置４が風防ガラス２に直接反射して運転手６から見え
てしまうことを防いでもよい。

【００２７】折り返しミラー１１として凹面ミラーを用
い、レンズ作用を持たせて像を遠くに飛ばしてもよい。

【００２８】ここで、本発明において表示される情報と
は、その表示用途により適宜選択されるものであり、車
両のスピード計、タコメーター、さらには種々の警告ラ
ンプや、ナビゲーション情報等が例として挙げられる。

【００２９】本発明において、像を観察する者は、主に
は車両の運転手であるが、その他、場合により、助手席
搭乗者やその他の同乗者、これらすべての者を含めう
る。

【００３０】以上においては、本発明を適用する分野と
してＨＵＤを例にとって説明したが、そのほかの車載用
表示システムに適用することも当然可能である。

【００３１】

【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。

【００３２】（実施例１）本発明の一実施例である車載
用表示システムは、図１のように、車両の風防ガラス２
の下方には入射角１８を３５度、出射角１９を１５度と
した非正反射型ホログラムレンズ１が備えられており、
ＶＦＤを用いた発光表示装置４がその先１００ｍｍのと
ころに取り付けてある。また風防ガラス２は、下部に黒
色ＰＶＢフィルム３を、その他の部分は透明のＰＶＢフ
ィルムを封入した合わせガラスとし、ダッシュボード３
５には光路となる部分に開口５を設けた。

【００３３】図５に反射型ホログラムレンズ１の製作法
を示す。ホログラム感光材料としてフォトポリマー１２
を用い、入射角３５度の発散光１３と入射角１５度の発
散光１４とで露光して反射型ホログラムレンズ１を作成
した。

【００３４】図１のように、発光表示装置４から出た光
束は反射型ホログラムレンズ１で回折され風防ガラス２
の内面の反射面２５の表面反射を経て、運転手６に虚像
７として表示された。虚像７は色収差の少ないシャープ
な像であった。

【００３５】図２、３は、本発明の表示システムに、太
陽光が外乱光として入射した場合の振る舞いを示す。ま
ず、図２に示すように、車外から入射する太陽光８は、
反射型ホログラムレンズ１に当たると、表面反射光９と
回折光１０に分かれる。表面反射光１０は、ダッシュボ
ード３５の下方に反射し、運転手６の目に入ってしまう
ことはなかった。また反射型ホログラムレンズ１は波長
依存性を持つので、回折光１０は一部の波長の光が発光
表示装置４に当たるが、運転手６から観察される虚像７
の波長とは異なるのでウォッシュアウトは起きなかっ
た。

【００３６】また、図３に示すように、車内から入射す
る太陽光１５は、反射型ホログラムレンズ１に当たる
と、表面反射光１６と回折光１７とに分かれる。表面反
射光１６は、上方に反射するので、運転手６の目に入っ
てしまうことはなかった。また回折光１７は一部の波長
の光が発光表示装置４に当たるが、運転手６から観察さ
れる虚像７の波長とは異なるのでウォッシュアウトは起
きなかった。

【００３７】

【発明の効果】本発明においては、表示手段と窓ガラス
下部の反射面との間に非正反射のホログラムを設け、表
示手段からの光をこのホログラムによって窓ガラス下部
の反射面に向けて非正反射させるようにすることによ
り、単純な構成のまま、太陽光の反射光が運転手の目を
直射することを防止でき、また、ウォッシュアウト現象
も防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明における車載用表示システムの一例を示
す概略断面図

【図２】本発明における車載用表示システムに太陽光が
入射したときの様子を示す概念図

【図３】本発明における車載用表示システムに太陽光が
入射したときの様子を示す概念図

【図４】本発明における車載用表示システムの一例を示
す概略断面図

【図５】本発明におけるホログラムレンズの作製方法の
一例を示す概念図

【図６】従来の車載用表示システムの一例を示す概略断
面図

【図７】従来の車載用表示システムの問題点を説明する
ための概念図

【符号の説明】

１：反射型ホログラムレンズ ２：風防ガラス ３：暗色フィルム ４：発光表示装置 ５：開口 ６：運転手 ７：虚像 ８：太陽光 ９：表面反射光 １０：回折光 １１：折り返しミラー １２：フォトポリマー １３、１４：発散光 １５：太陽光 １６：表面反射光 １７：回折光 １８：ホログラム入射角 １９：ホログラム出射角 ２０：ミラー ２１、２２：太陽光 ２５：反射面 ３０：防火壁 ３５：ダッシュボード

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】情報を光として発する表示手段からの光を
   乗物の窓ガラス下部の反射面で反射して前記表示手段か
   らの像を表示する車載用表示システムにおいて、 前記表示手段と前記反射面との間に非正反射のホログラ
   ムを設け、前記表示手段からの光を前記ホログラムによ
   って前記反射面に向けて非正反射させるようにしたこと
   を特徴とする車載用表示システム。
2. 【請求項２】前記反射面の外側にさらに暗色層を設けた
   ことを特徴とする請求項１記載の車載用表示システム。