JPH0299427A - ヘツドアツプデイスプレイ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、車両のフロントガラスを介した前方視界内に
運転情報の表示像を映出するヘッドアップディスプレイ
装置に関する。

〔従来の技術〕

近年では、車両走行時の安全性向上の見地から。

通常はインストルメントパネル内に配置された計器類に
表示される車速等の運転情報を運転者が前方視界から視
線をそらすことなく認知し得るように、光学技術を利用
してフロントガラスの内側に配置されたコンバイナと呼
ばれる透明反射板に運転情報の表示像を映出することに
より、前方視界に重ねて運転情報を表示するヘッドアッ
プディスプレイ装置が考えられている。

このようなヘッドアップディスプレイ装置の従来例とし
ては１例えばホログラフィ技術を利用したもの（特開昭
６１−３５４１６号）が提案されている。この装置では
第５図に示すように、コンバイナとして利用する半透過
回折部材よりなるホログラム１１を積層構造を有するフ
ロントガラス１２内にその積層物として埋設し、ダツシ
ュボード内等に配設された図示せぬ表示器から光学系を
介して運転情報の表示像をホログラム１１に投射してい
る。ホログラム１１は図中に矢印で示すような所定の方
向から照射されたコヒーレントな光ａおよびりの干渉縞
を記録したものであって、光学系を介してａ方向からホ
ログラム１１に投射された表示像を構成する光は、運転
者の視線方向であるｂ方向に回折反射されて運転者の１
１３に入る。その結果運転音はフロントガラス１２の外
側に結像した表示像の虚像を前方視界と重ねて見ること
ができる。

またその他の従来例としては、フロントガラスの内側に
半透過反射部材よりなるコンバイナを配置し、レンズ作
用を有する反射部材等によって構成される光学系を介し
て表示器からの表示像をコンバイナに投射することによ
り、前記従来例と同様に前方視界内に表示像の虚像を結
像させるもの（特開昭６２−３１５３１号）や、上記コ
ンバイナにダツシュボード上に配置した表示器からの表
示像を直接投影し、コンバイナに表示像の鏡像を映出す
るもの（特開昭６２−１３９７２８号）などが提案され
ている。

〔発明が解決しようどする課題〕

−１−記の如き従来例では、表示像を明るく見せるため
にコンバイナによって表示像の反射率を高めている。こ
のため前記のホログラフィ方式の装置では、第６図に示
すように、太陽光や街灯の光などが上方よりフロントガ
ラス１２に入射した場合に、ニオしらの光がホログラム
１１に記録されている干渉縞で回折反射されて対向車に
向けて投射され、対向車の運転者を眩惑するといった問
題が生じる。また、その他の前記従来例においても、コ
ンバイナとして用いる半透過反射部材の反射率を高める
ことにより同様な問題が生じる。

さらに前記ホログラフィ方式の記録光学系において、ホ
ログラム１１を構成するホログラム乾板は、第７図に示
すように、その記録時に光ａおよびｂの干渉縞の他に光
ａおよびｂの乾板裏面反射光ａ′およびｂ′による干渉
縞をも記録している。

このため第８図に示すように車外よりフロントガラス１
２を介して光ａ′の光路に相当する光がホログラム１１
に入射した場合に、ホログラム１１において光ａ、ｂ、
ｂ’　が再生され、このうち光すが運転者の目にノイズ
光として入る。このとき再生した光すは、透過型ホログ
ラム（フレネルホログラム）であるので虹色のノイズ光
となる６また、車外よりフロントガラス１２に入射した
光が、第９図に示すように一旦ホログラム１１を透過し
た後にフロントガラス１２０車室側裏面で反射して、第
６図における光ａと同一またはほぼ等しい光路（第９図
に波線で示す）でホログラム１１に再び入射する場合が
ある。この場合、ガラス裏面反射光はホログラム１１で
第７図の光すと等しい方向に回折反射されて、ノイズ光
として運転者の目に入る、このノイズ光は反射型ホログ
ラム（リップマンホログラム）であり、単色光とな机 さらに装置の構成によっては、車外からの光が光学系を
構成する他のホログラムに入射し、この入射光により前
述の如きノイズ光が当該ホログラムから表示器に向けて
発生して表示像を乱すこともある。

このように従来のホログラフィ方式の装置では。

虹色または単色のノイズ光が発生するため、表示像の視
認性が低下するだけでなく、運転者の前方視界も阻害さ
れるといった問題が生じる。

そこで本発明は、上記の如き対向車および運転者に対す
るノイズ光の発生を抑制し、前方視界を確保しかつ表示
像の視認性を向」ユさせたヘッドアップディスプレイ装
置を提供することを課題とするものである。

〔課題を解決すめための手段〕

Ｌ記課題を解決するために６本発明は、表示器にて表示
される運転情報等の表示像を、車両のフロントガラスま
たはその近傍に配置された半透明のコンバイナを含む光
学系により当該コンバイナに映出することにより、運転
者の前方視界に重ねて前記表示像を光学的に表示するヘ
ッドアップディスプレイ装置において、 特定方向から入射する光を透過させかつ他の方向から入
射する光を散乱または遮断する角度選択透過膜を前記コ
ンバイナまたは前記光学系を構成する光学要素の外部光
入射側に設けたものである。

〔作用〕

上記のように構成された本発明では、車外からフロント
ガラスに入射した光は角度選択透過膜を介してコンバイ
ナに入射する。この角度選択透過膜は特定方向からの入
射光（運転者の視線方向への光）を透過させ、かつその
他の方向からの入射光を散乱または遮断してコンバイナ
に入射するのを抑制する。

即ち、前述のようなノイズ光の発生原因となるコンバイ
ナの入射光の入射方向は、フロントガラスの傾斜および
コンバイナの設置位置等によって決定され、例えば前記
従来のホログラフィ方式の装置を一般的な乗用車に設置
した場合、ノイズ光を発生させる入射光はコンバイナ（
即ちフロントガラス）に対して仰角方向の入射角がほぼ
一５０度から４０度の範囲であり、かつコンバイナに対
する運転者の視線方向は前記角度範囲よりも低い角度と
なる。従って、上記の如く角度選択透過膜によって車外
からの入射光を選択的に透過させてコンバイナに入射さ
せることによりコンバイナを通した外部視界を確保する
とともに、ノイズ光の発生原因となる光がコンバイナに
入射するのを抑制している。

また同様に、装置の構成によって上記ノイズ光が光学系
を構成する他の光学要素より表示器に向けて発生する場
合であっても、ノイズ光の発生原因となる光が当該光学
要素に入射するのを抑制している。

〔実施例〕

第１図は、本発明の一実施例の構成を示す図である。第
１図において、１は車速、エンジン回転数等の運転情報
の表示像を表示する表示器で、螢光表示管または液晶等
によって構成されている。

２は表示像を前方視界内に映出するための光学系の一要
素である収差補正用の第１ホログラムである。第１ホロ
グラム２はその両主面に劣化防止用のガラス３，３が光
学接着剤等によりそれぞれ接着されており、表示器１と
ともに車両のダツシュボード内に配置されている。４は
第１ホログラム２とともに光学系を構成し、コンバイナ
として用いられる第２ホログラムである。５は第２ホロ
グラム４の車外側主面を被覆する角度選択透過膜であり
、第２ホログラム４と重ね合わせた状態で積層構造を有
し、フロントガラス６．６内の表示像映出位置に挟装さ
れている。角度選択透過膜５は、特定方向からの光を透
過させるとともにその他の方向からの光を遮断するもの
であり１本実施例では、−殻内な乗用車への適用例とし
て、角度選択透過膜５に第２図に示すように入射角が一
５０’以下の光を透過させ、かつ入射角が一５０°以上
の光を散乱させる特性を有する高分子膜を用いている。

なお、７はフロントガラス６．６を貼り合わせるための
ポリビニールブチラール等の接着剤である。

上記の構成において１表示器１から照射される表示像を
構成する光は、まず第１ホログラム２に投射されてそこ
で第２ホログラム４に向けて回折反射された後、第２ホ
ログラム４でさらに回折反射されて運転者の目８に入る
。その結果運転者はフロントガラス６の外側に結像した
表示器１からの表示像の虚像を視認することができる。

ここで、角度選択透過膜５は、車外からコンバイナであ
る第２ホログラム４に入射する光のうち、前述の如く運
転者の視線方向を含む入射角が一５０’以下の領域の入
射光を選択的に透過させて第２ホログラム４に入射させ
、かつノイズ光の原因となる入射光を含む一５０°以上
の領域の入射光を散乱させることにより第２ホログラム
４に入射するのを抑制している。従って、第２ホログラ
ム４および角度選択透過膜５を通した前方視界は確保さ
れており、また太陽光等の上方からの光による対向車へ
のノイズ光および特定の光路からの入射光による運転者
への虹色または単色のノイズ光の発生が著しく低減され
るので、表示像の視認性を向上させるとともに前方視界
が阻害されることを防止することができ、さらに対向車
を眩惑することもない。

なお、角度選択透過膜５としては、前記実施例における
高分子膜の他、ハニカム構造もしくはルーバー構造の遮
光板を内蔵した物または結晶構造等によって特定方向か
らの光を反射または吸収する角度選択透過性を備えた物
が利用できる。

：した、角度選択透過膜５は、必ずしも前記実施例のよ
うにコンバイナとして用いる第２ホログラム４と東ね合
わせて設置する必要はなく、第３図に示すように、第２
ホログラム４を劣化防止用のガラス：３．３で挾持して
車両のダツシュボード上に配置した装置において、フロ
ントガラス６内の対応する位置に角度選択透過膜５のみ
を配設することによっても前記実施例と同様な効果が得
られる。ただし、この場合にはフロントガラス６の傾斜
と第２ポログラム４の設置角度および特性等を考慮して
角度選択透過膜５の特性を決定しなければならない。

また、第４図に示す様に、第１ホログラム２と。

蒸着膜（ハーフミラ−）又は表面反射を用いたコンバイ
ナ９とを組み合せた他の実施例においても、角度選択透
過膜５を設けると同様の効果を得られる。この角度選択
透過膜５は第１ホログラム２からの情報は透過させ、ノ
イズ光が発生する外乱光の入射（ホログラム２への）を
防げる。この角度選択透過膜５により、太陽光などの外
乱光が、ホログラム２へ入射することが防げることがで
きるので、ホログラム２で反射した外部光が表示器を照
すことにより発生するノイズ光を防止できる。。

以上、ホログラフィ方式の装置の例について説明したが
、反射部材により構成される光学系を用いて表示像を映
出する装置においても、前記実施例と同様にして半透過
反射部材よりなるコンバイナの外部光入射側に角度選択
透過膜を配置することにより、対向車へのノイズ光の防
止および表示像の視認性向上等、前記実施例と同様な効
果が得られる。

〔効果〕

以」−説明したように、本発明は、ヘッドアップディス
プレイ装置において、コンバイナの外部光入射側に、特
定方向、即ち運転者の視線方向への入射光を透過させ、
かつ他の方向からの入射光を散乱または遮断する角度選
択透過膜を設けたことにより、運転者の前方視界を確保
した」−で、外向車および運転車に対するノイズ光の発
生原因となる光がコンバイナに入射することを抑制する
ことができるため、運転車の前方視界が阻害されること
がなく、かつ表示像の視認性が向上し、さらに対向車が
眩惑されることがなく、また角度選択透過膜で光学系を
構成する光学要素に不要な外部光が入射するのを抑制す
ることにより、表示器に対するノイズ光の発生を防止す
ることができるので表示像が乱れることがない等の効果
を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の要部断面図、第２図は本発
明の一実施例における角度選択透過膜の特性を示す図、
第３図および第４図は、それぞれ本発明の他の実施例の
要部断面図、第５図ないし第９図は、従来のヘッドアッ
プディスプレイ装置の動作を示す図である。 １・・・・・・・・・表示器。 ２・・・・・・・・・第１ホログラム、３・・・・・・
・・・ガラス。 ４・・・・・・・・・第２ホログラム。 ５・・・・・・・・・角度選択透過膜。 ６・・・・・・・・・フロントガラス。 ７・・・・・・・・・接着剤。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 表示器にて表示される運転情報等の表示像を、車両のフ
   ロントガラスまたはその近傍に配置された半透明のコン
   バイナを含む光学系により当該コンバイナに映出するこ
   とにより、運転者の前方視界に重ねて前記表示像を光学
   的に表示するヘッドアップディスプレイ装置において、 特定方向から入射する光を透過させかつ他の方向から入
   射する光を散乱または遮断する角度選択透過膜を前記コ
   ンバイナまたは前記光学系を構成する光学要素の外部光
   入射側に設けたことを特徴とするヘッドアップディスプ
   レイ装置。