JPH07234374A - 透過型ホログラムスクリーンを用いた表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 構成が簡単で、かつ内部部材が視認者側から
目視されず、視認性の良い透過型ホログラムスクリーン
を用いた表示装置の提供を目的とする。 【構成】 目視者７の視線から所定角度で傾斜させて設
けられたホログラムスクリーン１と、ホログラムスクリ
ーン１の裏面側に設けられ、ホログラムスクリーン１上
に所定の像を結像させるレンズ４、及び表示パネル３と
を備えた表示装置に、ホログラムスクリーン１と表示器
61との間、或いはホログラムスクリーン１上に、ホログ
ラムスクリーン１上に結像した像５は目視者７から見え
るが、表示器61等の内部部材は遮蔽する光制御部材を設
けて構成する。光制御部材にはレンズの焦点位置にピン
ホール8aのある光遮蔽板８を使用することができ、その
他にもホログラムスクリーンの表か裏に設けたルーバフ
ィルタ、または表面側に設けた視界制御フィルムが使用
できる。この結果、表示性能が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は透過型ホログラムスクリ
ーンを用いた表示装置に関し、特に、透過型ホログラム
スクリーンを用いた表示装置を構成する装置内部の部材
が、表示装置の目視者側から見えないようにした透過型
ホログラムスクリーンを用いた表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、使用者に対して警告表示等の表示
を行う表示装置として、透過型ホログラムスクリーンの
裏面側に、表示器から出射された表示画像をレンズを用
いて結像させて表示するものがある。

【０００３】図６(a) は従来の透過型ホログラムスクリ
ーンを用いた表示装置６０の構成を示す構成図である。
従来の透過型ホログラムスクリーンを用いた表示装置６
０は、内蔵する発光ダイオードや液晶パネル、或いはＣ
ＲＴ等の表示デバイス６の前面にホログラムスクリーン
１が傾斜して設けられており、視認者７はホログラムス
クリーン１を通じて表示デバイス６を目視するようにな
っている。そして、傾斜したホログラムスクリーン１の
下方には、光源２、パターンフィルムや液晶パネルのよ
うな表示パネル３、および投影レンズ４からなる別の表
示器６１が設けられている。

【０００４】この従来の透過型ホログラムスクリーンを
用いた表示装置６０では、ホログラムスクリーン１が透
明であるので、光源２からの光によって投影された表示
パネル３の像がレンズ４を介してホログラムスクリーン
１の裏面に結像して表示像５が形成されると、視認者７
はホログラムスクリーン１を通して表示デバイス６に表
示された像と、表示器６１によってホログラムスクリー
ン１に結像された像の両方を見ることができる。

【０００５】スクリーンが擦りガラスである場合には、
表示器６１からの像は図６(b) に示すように拡散されて
しまうので、視認者７は擦りガラス上に明るい像を見る
ことができない。これに対してこのホログラムスクリー
ン１は、図６(c) に示すように、視認者７の方向に対し
て強度を持った拡散光を出力することができるので、視
認者７は明るい表示像を見ることができる。以上の技術
に関しては、特開昭５８−５００８７５号公報に開示が
ある。

【０００６】また、スクリーンに透過型ホログラムスク
リーン１を使用した場合には、図７(a) に示すように多
数の表示器、例えば、光源２ａ、表示パネル３ａ、およ
び投影レンズ４ａを持つ第１の表示器６１ａ、光源２
ｂ、表示パネル３ｂ、および投影レンズ４ｂを持つ第２
の表示器６１ｂ、光源２ｃ、表示パネル３ｃ、および投
影レンズ４ｃを持つ第３の表示器６１ｃをホログラムス
クリーン１の裏面側に配置し、ホログラムスクリーン１
の上に複数のパターンや意匠が組み合わされた表示像５
を結像させて視認者７に視認させることができる。従っ
て、限られたスペースで複数の情報を表示することがで
きるので、スペースの限られる自動車用の表示装置等に
は有効に使用することができる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上の
ように構成された従来の透過型ホログラムスクリーンを
用いた表示装置６０では、ホログラムスクリーン１が透
明であるため、表示器６１の光学系が図７(b) に示すよ
うに目視者７の視線に近づくにつれ、表示装置６０内の
構成部材や表示器６１が視認者７に透けて見えてしま
い、視認性が著しく低下するという問題が生じる。

【０００８】この問題を解決する方法として、特開平２
−７７７３７号公報および図８に示されるように、透過
型ホログラムスクリーン１にルーバフィルタを組み合わ
せた例がある。この従来技術ではスクリーンモジュール
２０がガラス支持基体４０，４５の間に、伝送ホログラ
ム２５、ルーバフィルタ３０、および拡散ホログラム３
５を挟んで構成されている。符号１４で示される白色光
は伝送ホログラム２５によって回折され、ルーバフィル
タ３０の隔壁３２に囲まれた透明セル３１内で赤色光線
１７、緑色光線１８、および青色光線１９に別れた後
に、拡散ホログラム３５によって再び回析されて赤、
緑、青の光錐体２１〜２３に拡散される。このように、
特開平２−７７７３７号公報の装置では、ルーバフィル
タ３０を通ることによって回析光以外のゼロオーダ光１
６が遮断される。

【０００９】ところが、この特開平２−７７７３７号公
報の装置はガラス支持基体４０，４５の間に、伝送ホロ
グラム２５、ルーバフィルタ３０、および拡散ホログラ
ム３５を挟んだ構成であるので、ホログラム素子の構造
を複雑にし、その作製が困難でコストがかかるという問
題がある。

【００１０】そこで、本発明は透過型ホログラムスクリ
ーンを用いた表示装置において、構成が簡単で、しかも
装置内部の部材が視認者側から目視されず、視認性を向
上させることができる透過型ホログラムスクリーンを用
いた表示装置を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成する本発
明の透過型ホログラムスクリーンを用いた表示装置は、
目視者の視線に対して所定の角度で傾斜させて設けられ
た透過型ホログラムスクリーンと、この透過型ホログラ
ムスクリーンの裏面側に設けられ、透過型ホログラムス
クリーン上に所定の像を結像させるレンズおよび表示器
とを備えた透過型ホログラムスクリーンを用いた表示装
置において、前記透過型ホログラムスクリーンと前記表
示器との間、或いは前記透過型ホログラムスクリーン上
に、透過型ホログラムスクリーン上に結像した像は目視
者側から見えるが、前記表示器は見えないようにする光
制御部材を設けたことを特徴としている。

【００１２】前記光制御部材は、前記レンズの焦点位置
にピンホールを備えた光遮蔽板、前記透過型ホログラム
スクリーンの表面側、或いは裏面側に取り付けられたル
ーバフィルタ、または、前記透過型ホログラムスクリー
ンの表面側に取り付けられた視界制御フィルムとして構
成することが可能である。

【００１３】

【作用】本発明の透過型ホログラムスクリーンを用いた
表示装置によれば、光制御部材が表示器の像を結像させ
るレンズの焦点位置に置かれたピンホールを備えた光遮
蔽板である場合、表示器の像はピンホールを通ってホロ
グラムスクリーン上に結像し、表示装置の内部部材は光
遮蔽板によって目視者からは見えない。また、光制御部
材が、ホログラムスクリーンの表面側、或いは裏面側に
取り付けられたルーバフィルタである場合は、表示器の
像はルーバフィルタを通って目視者に達するが、目視者
と表示装置の内部部材とを結ぶ光路はルーバフィルタに
よって遮断されるので、内部部材は目視者側からは見え
ない。更に、光制御部材がホログラムスクリーンの表面
側に取り付けられた視界制御フィルムである場合には、
目視者側からのホログラムスクリーンに対する所定の目
視角度のみ視界制御フィルムが透明に見え、他の角度範
囲では擦りガラスのように不透明に見えるので、表示装
置の内部部材をこの見えない角度範囲に設置すれば目視
者側から内部部材が目視されない。

【００１４】

【実施例】以下添付図面を用いて本発明の実施例を詳細
に説明するが、従来の透過型ホログラムスクリーンを用
いた表示装置６０と同じ構成部材については同じ符号を
付して説明する。

【００１５】図１(a) は本発明の第１の実施例の透過型
ホログラムスクリーンを用いた表示装置１１の構成を示
す構成図である。この実施例の表示装置１１は、内蔵す
る発光ダイオードや液晶パネル、或いはＣＲＴ等の表示
デバイス６の前面に透過型ホログラムスクリーン１が傾
斜して設けられており、視認者７はホログラムスクリー
ン１を通じて表示デバイス６を目視するようになってい
る。そして、傾斜したホログラムスクリーン１の下方に
は、光源２、パターンフィルムや液晶パネルのような表
示パネル３、および投影レンズ４からなる別の表示器６
１が設けられている。

【００１６】透過型ホログラムスクリーン１は透明であ
るので、視認者７はホログラムスクリーン１を通して表
示デバイス６に表示された像と、表示器６１によってホ
ログラムスクリーン１に結像される像の両方を見ること
ができることは前述の通りである。

【００１７】第１の実施例の表示装置１１においては、
以上のような構成に加えて表示器６１等の内部部材が目
視者７から見えるのを防止するために、表示器６１の投
影レンズ４の焦点が表示器６１からホログラムスクリー
ン１までの光学系の途中にあるようになっている。そし
て、ピンホール８ａを備えた光遮蔽板８が、そのピンホ
ール８ａがこの焦点に位置するように設けられている。
つまり、表示画像を備えた表示パネル３を透過した光源
２からの光が、投影レンズ４によって表示器６１からホ
ログラムスクリーン１までの光学系の途中で焦点を結
び、ホログラムスクリーン１の上には倒立した表示画像
が結像されるようになっている。そして、この焦点部分
にピンホール８ａが設置されている。従って、このピン
ホール８ａによって表示光は通過して来るが、光遮蔽板
８の裏面側の表示器６１はこの光遮蔽板８によって視認
者７側からは見えない。

【００１８】ここで、図１(b) に示す投影レンズ４が１
枚の場合について、結像光学系の説明を行う。この図に
示すように、レンズ４の物空間焦点Ｆの外側に表示画像
を表示できる表示パネル３を設置すると、この表示画像
は像空間焦点Ｆ′で集光し、その後、倒立した画像５と
して結像する。複数のレンズの場合も同様であり、合成
焦点の外側に表示パネル３を設けることにより、表示画
像を倒立実像として得ることができる。

【００１９】図２は図１の透過型ホログラムスクリーン
を用いた表示装置１１を自動車のコンビネーションメー
タ５０に組み込んだ実施例を示すものであり、図２(a)
はコンビネーションメータ５０の断面図、図２(b) は図
２(a) のコンビネーションメータ５０の正面図である。
この実施例では、コンビネーションメータ５０のメータ
表ガラス１０にホログラムスクリーンを用いた表示装置
１１のホログラムスクリーン１が設置され、メータ文字
盤９の下方に光源２、表示パネル３、投影レンズ４、お
よびピンホール８ａを備えた光遮蔽板８が設けられてい
る。

【００２０】透過型ホログラムスクリーンを用いた表示
装置１１による表示画像は、図２(b) に示すようにコン
ビネーションメータ５０に設けられた回転計５１と速度
計５２の下部に、表示画像１ａ、１ｂとしてそれぞれ表
示されるようになっている。そして、この実施例のコン
ビネーションメータ５０では、目視者（運転者）が表示
画像１ａ、１ｂを覗き込んでも、光遮蔽板８によって表
示装置１１が見えてしまうことが防止され、視認性が向
上する。

【００２１】図３は図１の透過型ホログラムスクリーン
を用いた表示装置１１の光学系に、投影レンズの代わり
に凹面鏡１５を使用した場合の構成を示す断面図であ
る。この実施例では表示装置１１の内部が光遮蔽板８に
よって２つの部屋１１Ａ，１１Ｂに仕切られており、上
方の部屋１１Ａにホログラムスクリーン１が取付られ、
光遮蔽板８にピンホール８ａが設けられている。下方の
部屋１１Ｂには光源２、表示パネル３および凹面鏡１５
が設けられており、凹面鏡１５の焦点が光遮蔽板８のピ
ンホール８ａの位置になっている。従って、光源２から
出た光によって表示パネル３の表示画像が凹面鏡１５で
反射し、表示パネル３上の表示画像がホログラムスクリ
ーン１の上に実像５として結像される。

【００２２】この実施例でも目視者が表示画像５を覗き
込んでも、光遮蔽板８によって凹面鏡１５、表示パネル
３、および光源２等の内部部材が見えてしまうことが防
止され、視認性が向上する。

【００２３】図４(a) はルーバフィルタ３０を使用した
本発明の第２の実施例の透過型ホログラムスクリーンを
用いた表示装置１２の構成を示す構成図であり、図４
(b) は図４(a) の要部拡大断面図である。この実施例の
表示装置１２にも表示デバイス６が内蔵されており、こ
の表示デバイス６の前面にホログラムスクリーン１が傾
斜して設けられている。視認者７はホログラムスクリー
ン１を通じて表示デバイス６を目視するようになってい
る。そして、傾斜したホログラムスクリーン１の下方に
は、光源２、表示パネル３、および投影レンズ４からな
る別の表示器６１が設けられており、表示パネル３の表
示画像が光源２からの光で照射され、投影レンズ４によ
ってホログラムスクリーン１上に像５として結像される
ようになっている。

【００２４】透過型ホログラムスクリーン１は透明であ
るので、視認者７はホログラムスクリーン１を通して表
示デバイス６に表示された像と、表示器６１によってホ
ログラムスクリーン１に結像される像５の両方を見るこ
とができることは前述の通りである。

【００２５】第２の実施例の表示装置１２においては、
以上のような構成に加えて表示器６１等の内部部材が目
視者７から見えるのを防止するために、ホログラムスク
リーン１の前面側（視認者側）にルーバフィルタ３０が
設けられている。このルーバフィルタ３０は、図４(b)
に示すように、その隔壁３２が視認者７が表示デバイス
６を目視する時の視線に平行になっており、隔壁の間に
透明セルが設けられている。

【００２６】そして、光源２からの光で照射され、投影
レンズ４によってホログラムスクリーン１上に結像され
た表示パネル３の表示画像は、ホログラムスクリーン１
によって回折されて視認者７の視線に平行になるので、
ルーバフィルタ３０を通過して視認者７に達することが
できる。一方、視認者７が表示器６１を覗き込もうとし
ても、ルーバフィルタ３０の隔壁３２によって遮断され
るので、視認者７は内部の光学部材を見ることができ
ず、表示画像５だけを視認でき、透過型ホログラムスク
リーンを用いた表示装置１２の表示品位が向上する。

【００２７】なお、図４(a) ，(b) に示した実施例では
ルーバフィルタ３０がホログラムスクリーン１の前面側
に設けられているが、このルーバフィルタ３０はホログ
ラムスクリーン１の裏面側にも取り付けることが可能で
ある。このときには、図４(c) に示すように、ルーバフ
ィルタ３０には、その隔壁３２が表示器６１からホログ
ラムスクリーン１に向かう光路に平行になっており、隔
壁の間に透明セルが設けられているものを使用すれば良
い。

【００２８】図５(a) は視界制御フィルム２４を使用し
た本発明の第３の実施例の透過型ホログラムスクリーン
を用いた表示装置１３の構成を示す構成図であり、図５
(b)は図５(a) の要部拡大断面図である。この実施例の
表示装置１３にも表示デバイス６が内蔵されているが、
ここではその図示および説明を省略する。この実施例の
表示装置１３でも傾斜したホログラムスクリーン１の下
方には、光源２、表示パネル３、および投影レンズ４か
らなる別の表示器６１が設けられており、表示パネル３
の表示画像が光源２からの光で照射され、投影レンズ４
によってホログラムスクリーン１上に像５として結像さ
れるようになっている。

【００２９】透過型ホログラムスクリーン１は透明であ
るので、視認者７はホログラムスクリーン１を通して図
示しない表示デバイス６に表示された像と、表示器６１
によってホログラムスクリーン１に結像される像５の両
方を見ることができることは前述の通りである。

【００３０】第３の実施例の表示装置１３においては、
以上のような構成に加えて表示器６１等の内部部材が目
視者７から見えるのを防止するために、ホログラムスク
リーン１の前面側（視認者側）に視界制御フィルム２４
が設けられている。この視界制御フィルム２４は、見る
角度によって不透明、透明状態が変化する光学特性を備
えたフィルタであり、例えば、住友化学工業の「ルミス
ティー」〔商標〕を使用することができる。この視界制
御フィルタ２４には、フィルタに対して直交する方向か
ら所定の角度が不透明となるＸタイプと呼ばれる品種を
使用し、その不透明領域２６内に表示器６１を設けてお
けば、表示器６１が目視者７から視認されることがな
い。一方、表示器６１からの光は、視界制御フィルタ２
４の不透明領域２６を透過し、ホログラムスクリーン１
上で回折されて図示しない表示デバイスからの光に平行
になるので、目視者７から視認することができる。この
結果、視認者７が表示器６１を覗き込もうとしても、視
界制御フィルタ２４によって遮断されるので、視認者７
は内部の光学部材を見ることができず、表示画像５だけ
を視認でき、透過型ホログラムスクリーンを用いた表示
装置１３の表示品位が向上する。

【００３１】以上のように、表示器６１の像を結像させ
るレンズ４の焦点位置に置かれたピンホール８ａを備え
た光遮蔽板８を使用した表示装置１１では、表示器６１
の像はピンホール８ａを通ってホログラムスクリーン１
上に結像し、表示装置１１の内部部材は光遮蔽板８によ
って目視者からは見えない。また、ホログラムスクリー
ン１の表面側、或いは裏面側にルーバフィルタ３０を設
けた表示装置１２では、表示器６１の像はルーバフィル
タ６１を通って目視者７に達するが、目視者７と表示器
６１とを結ぶ光路はルーバフィルタ３０によって遮断さ
れるので、内部部材は目視者側からは見えない。更に、
ホログラムスクリーン１の表面側に取り付けられた視界
制御フィルム２４を設けた表示装置１３では、目視者７
からの透ホログラムスクリーン１に対する所定の目視角
度のみ視界制御フィルム２４が透明に見え、他の角度範
囲では擦りガラスのように不透明に見えるので、表示器
６１をこの見えない角度範囲に設置すれば目視者側から
内部部材が目視されない。よって、以上いずれの実施例
の表示装置１１，１２，１３においても、表示の視認性
が向上する。

【００３２】なお、本発明の透過型ホログラムスクリー
ンを用いた表示装置は前述の実施例に限定されるもので
はなく、種々の表示形態に応用可能である。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の透過型ホ
ログラムスクリーンを用いた表示装置によれば、構成が
簡単で、しかも装置内部の部材が視認者側から目視され
ず、視認性を向上させることができるという効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】(a) は本発明の第１の実施例の透過型ホログラ
ムスクリーンを用いた表示装置の構成を示す構成図、
(b) は(a) のピンホール付遮蔽板の機能を説明する説明
図である。

【図２】(a) は図１の透過型ホログラムスクリーンを用
いた表示装置を自動車のコンビネーションメータに組み
込んだ場合のコンビネーションメータの一例の断面図、
(b) は(a) のコンビネーションメータの正面図である。

【図３】図１の透過型ホログラムスクリーンを用いた表
示装置の光学系に、投影レンズの代わりに凹面鏡を使用
した場合の表示装置の構成を示す断面図である。

【図４】(a) はルーバフィルタを使用した本発明の第２
の実施例の透過型ホログラムスクリーンを用いた表示装
置の構成を示す構成図、(b) は(a) の要部拡大断面図、
(c) は(a) のルーバフィルタの透過型ホログラムスクリ
ーンへの取付位置が異なる場合の(b) と同じ部位の要部
拡大断面図である。

【図５】(a) は視界制御フィルムを使用した本発明の第
３の実施例の透過型ホログラムスクリーンを用いた表示
装置の構成を示す構成図であり、(b) は(a) の要部拡大
断面図である。

【図６】(a) は従来の透過型ホログラムスクリーンを用
いた表示装置の構成を示す構成図、(b) はスクリーンが
擦りガラスである場合の光の拡散を説明する図、(c) は
スクリーンが透過型ホログラムスクリーンである場合の
光の拡散を説明する図である。

【図７】(a) は複数の表示器により複数の表示画像を１
つの透過型ホログラムスクリーン上に結像させる従来の
透過型ホログラムスクリーンを用いた表示装置の構成を
示す構成図、(b) は従来の透過型ホログラムスクリーン
を用いた表示装置の問題点を説明する構成図である。

【図８】従来の透過型ホログラムスクリーンを用いた表
示装置の別の構成を説明する表示装置の要部拡大断面図
である。

【符号の説明】

１ ホログラムスクリーン ２ 光源 ３ 表示パネル ４ 投影レンズ ５ 表示像 ６ 表示デバイス ７ 視認者 ８ 光遮蔽板 ８ａ ピンホール １１ 本発明の第１の実施例の表示装置 １２ 本発明の第２の実施例の表示装置 １３ 本発明の第３の実施例の表示装置 １５ 凹面鏡 ２４ 視界制御フィルタ ２６ 不透明領域 ３０ ルーバフィルタ ３１ 透明セル ３２ 隔壁 ５０ コンビネーションメータ ６１ 表示器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 奈良間 伸二 静岡県島田市横井１−７−１ 矢崎計器株 式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 目視者の視線に対して所定の角度で傾斜
   させて設けられた透過型ホログラムスクリーンと、この
   透過型ホログラムスクリーンの裏面側に設けられ、透過
   型ホログラムスクリーン上に所定の像を結像させるレン
   ズおよび表示器とを備えた透過型ホログラムスクリーン
   を用いた表示装置であって、 前記透過型ホログラムスクリーンと前記表示器との間、
   或いは前記透過型ホログラムスクリーン上に、透過型ホ
   ログラムスクリーン上に結像した像は目視者側から見え
   るが、前記表示器は見えないようにする光制御部材を設
   けたことを特徴とする透過型ホログラムスクリーンを用
   いた表示装置。
2. 【請求項２】 前記光制御部材が前記レンズの焦点位置
   にピンホールを備えた光遮蔽板であることを特徴とする
   請求項１に記載の透過型ホログラムスクリーンを用いた
   表示装置。
3. 【請求項３】 前記光制御部材が前記透過型ホログラム
   スクリーンの表面側、或いは裏面側に取り付けられたル
   ーバフィルタであることを特徴とする請求項１に記載の
   透過型ホログラムスクリーンを用いた表示装置。
4. 【請求項４】 前記光制御部材が前記透過型ホログラム
   スクリーンの表面側に取り付けられた視界制御フィルム
   であることを特徴とする請求項１に記載の透過型ホログ
   ラムスクリーンを用いた表示装置。