JPH08327939A - Head up display - Google Patents
Head up displayInfo
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- JPH08327939A JPH08327939A JP13433995A JP13433995A JPH08327939A JP H08327939 A JPH08327939 A JP H08327939A JP 13433995 A JP13433995 A JP 13433995A JP 13433995 A JP13433995 A JP 13433995A JP H08327939 A JPH08327939 A JP H08327939A
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- JP
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- hologram
- light
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- display
- light source
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- Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
- Holo Graphy (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】背景の明るさに負けない表示虚像の視認性を向
上させつつ、色収差を低減する。
【構成】風防ガラス10の周縁部に設けられた暗色隠蔽
層3よりも車内側に配されたホログラム1に、風防ガラ
ス10の下方に備えられた冷陰極管または熱陰極管から
なる光源16と光源16から発せられて表示体4を透過
した光が入射し、観測者の観測位置6に向けて回折され
て観測者が表示虚像7を視認するヘッドアップディスプ
レイ。
(57) [Abstract] [Purpose] To reduce the chromatic aberration while improving the visibility of the display virtual image that is comparable to the brightness of the background. [Structure] A hologram 1 arranged inside the vehicle with respect to a dark color concealing layer 3 provided on a peripheral portion of a windshield 10, and a light source 16 comprising a cold cathode tube or a hot cathode tube provided below the windshield 10. A head-up display in which light emitted from the light source 16 and transmitted through the display body 4 is incident, is diffracted toward the observation position 6 of the observer, and the observer visually recognizes the display virtual image 7.
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、ヘッドアップディスプ
レイに関するものであり、特に車両、航空機など乗物の
風防ガラスに反射型ホログラムを備えて、速度等の運転
者に必要な情報を投影するヘッドアップディスプレイに
関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a head-up display, and more particularly to a head-up display which is equipped with a reflection hologram on a windshield of a vehicle such as a vehicle or an aircraft so as to project information necessary for a driver such as speed. Regarding display.
【0002】[0002]
【従来の技術】車両内の運転手等に情報表示する方法と
して、ヘッドアップディスプレイ(以下HUDとする)
が最近用いられるようになっている。これは、液晶表示
装置等の発光表示手段から投射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に映し、運転手が運転状態からほ
とんど視線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。2. Description of the Related Art A head-up display (hereinafter referred to as HUD) is used as a method of displaying information to a driver in a vehicle.
Has been used recently. This is because the optical information projected from the light emitting display means such as a liquid crystal display device is displayed on a combiner including a half mirror and a hologram provided on the windshield so that the driver hardly moves his line of sight from the driving state. The information can be read.
【0003】特に、コンバイナー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させて
任意の位置に結像することが可能であり、また、前景輝
度を損なわずに高輝度の表示虚像が得られるという特徴
があるため、HUDのコンバイナーとしては有効であ
る。In particular, a hologram using a hologram as a combiner is capable of diffracting optical information toward a driver and forming an image at an arbitrary position, and it has a high brightness without impairing the foreground brightness. It is effective as a combiner for HUD because it has a characteristic that a display virtual image can be obtained.
【0004】しかし、このようなホログラムを風防ガラ
スの透明部に配した場合には、ホログラムの前方背景が
明るいため、発光表示手段からの光の輝度が大きな光源
を用いないと、表示される虚像の視認性が悪くなってし
まう。したがって、表示虚像の輝度としては3000c
d/m2 以上を求められる。表示虚像の輝度を大きなも
のとするためには、発光表示手段の光源として、ハロゲ
ンランプ等の輝度の大きなものを用いることが要求され
る。However, when such a hologram is arranged on the transparent portion of the windshield, the front background of the hologram is bright, so that a virtual image displayed unless a light source with a high brightness of the light emitting display means is used. The visibility of the will deteriorate. Therefore, the brightness of the display virtual image is 3000c.
d / m 2 or more is required. In order to increase the brightness of the display virtual image, it is required to use a halogen lamp or the like having a high brightness as the light source of the light emitting display means.
【0005】一方、ホログラムが風防ガラスに配された
場合、ホログラムが正反射タイプのホログラムである
と、ホログラムによる回折光とガラス板面における反射
光とで観察者に二重像が観察されてしまう。そのため、
ホログラムとしては非正反射タイプのものを用いること
が望ましい。On the other hand, when the hologram is arranged on the windshield, if the hologram is a regular reflection type hologram, the observer will see a double image due to the diffracted light by the hologram and the reflected light on the glass plate surface. . for that reason,
It is desirable to use a non-regular reflection type hologram.
【0006】ところが、非正反射タイプのホログラムを
用いた場合、発光表示手段からの光の波長によって回折
する角度が異なるため、表示虚像に色収差が生じてしま
う。However, when a non-regular reflection type hologram is used, the angle of diffraction is different depending on the wavelength of the light from the light emitting display means, so that chromatic aberration occurs in the display virtual image.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】そこで、図3に示すよ
うに発光表示手段をハロゲンランプからなる光源8と、
光源8からの光に情報を含ませる液晶表示素子からなる
表示体4と、光源8と表示体4との間に配されたバンド
パスフィルター9とから構成することが提案されてい
る。このように発光表示手段を構成することによって、
ホログラム1に入射する情報を含む光の波長を狭帯域化
させることができ、ホログラムによる色収差を低減させ
ることができる。なお、図中6は観察者の観察位置、7
は表示虚像、10は風防ガラスである。Therefore, as shown in FIG. 3, the light emitting display means is a light source 8 composed of a halogen lamp,
It has been proposed that the display body 4 is composed of a liquid crystal display element that makes the light from the light source 8 contain information, and the bandpass filter 9 arranged between the light source 8 and the display body 4. By configuring the light emitting display means in this way,
It is possible to narrow the wavelength band of the light including the information that is incident on the hologram 1 and reduce the chromatic aberration due to the hologram. In the figure, 6 is the observation position of the observer, 7
Is a display virtual image, and 10 is a windshield.
【0008】しかしながら、上記の発光表示手段の構成
では、部品点数が多くなり、発光表示手段が大型化して
しまう。また、バンドパスフィルター自身も高価なもの
である。さらに、色収差を低減させるために半値幅を数
nmのバンドパスフィルターを用いた場合には、光源か
らの光量のロスが大きくなってしまう。そのため、光源
としては消費電力の大きい、例えば50W以上の消費電
力のものを用いる必要が生じる。その結果、光源から発
せられた熱を放熱する機構が必要となり、その機構も複
雑となってしまい、バンドパスフィルターを用いること
によって、発光表示手段全体としての機構も複雑になっ
てしまう。However, in the above-mentioned structure of the light emitting display means, the number of parts is increased and the light emitting display means becomes large in size. Also, the bandpass filter itself is expensive. Furthermore, when a bandpass filter having a half width of several nm is used to reduce chromatic aberration, the loss of the light amount from the light source becomes large. Therefore, it is necessary to use a light source with a large power consumption, for example, a power consumption of 50 W or more. As a result, a mechanism for radiating the heat emitted from the light source is required, and the mechanism is also complicated. By using the bandpass filter, the mechanism of the entire light emitting display means is also complicated.
【0009】また、光源としてもともと狭帯域の光を発
する光源を用いることも考えられるが、このような光源
は十分な輝度を有しておらず、表示虚像が背景の明るさ
に負けてしまうという欠点を有していた。Although it is conceivable to use a light source that originally emits light in a narrow band as a light source, such a light source does not have sufficient brightness, and the displayed virtual image loses the brightness of the background. It had drawbacks.
【0010】本発明の目的は、従来技術が有していた前
述のような欠点を解決することにあり、従来知られてい
なかったヘッドアップディスプレイを新規に提供するこ
とにある。An object of the present invention is to solve the above-mentioned drawbacks of the prior art, and to provide a head-up display that has not been known in the past.
【0011】[0011]
【課題を解決するための手段】本発明は、前述の課題に
鑑みてなされたものであり、風防ガラスに配されたホロ
グラムと、風防ガラスの下方に備えられた情報を含む光
を発生する発光表示手段とを少なくとも備えて、前記光
をホログラムによって観測者の観測位置に向けて回折す
るヘッドアップディスプレイにおいて、前記風防ガラス
は周縁部に暗色隠蔽層を有していて、該暗色隠蔽層の車
内側にホログラムが配されており、前記発光表示手段は
冷陰極管または熱陰極管からなる光源を有することを特
徴とするヘッドアップディスプレイを提供するものであ
る。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and emits light including a hologram arranged on a windshield and light provided below the windshield and containing information. In a head-up display that includes at least a display unit and diffracts the light toward an observation position of an observer by a hologram, the windshield has a dark-colored hiding layer at a peripheral portion thereof, and the dark-colored hiding layer is a vehicle. A head-up display is provided, in which a hologram is arranged inside, and the light emitting display means has a light source composed of a cold cathode tube or a hot cathode tube.
【0012】[0012]
【実施例】以下に、図面に基づいて本発明の実施例につ
いて詳細に説明する。Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
【0013】図1は、本発明におけるヘッドアップディ
スプレイの一例を示す概略断面図である。2枚のガラス
板2、2’が中間膜15を介して積層された合わせガラ
スからなる風防ガラス10には、その周縁部に暗色隠蔽
層3が設けられている。この風防ガラス10の暗色隠蔽
層3よりも車内側にホログラム1が配されている。FIG. 1 is a schematic sectional view showing an example of a head-up display according to the present invention. A windshield 10 made of laminated glass in which two glass plates 2 and 2 ′ are laminated with an intermediate film 15 interposed between them is provided with a dark color hiding layer 3. The hologram 1 is arranged on the inside of the vehicle with respect to the dark color hiding layer 3 of the windshield 10.
【0014】風防ガラス10の下方には、冷陰極管また
は熱陰極管からなる光源16と光源16から発せられた
光に情報を含ませる液晶表示素子からなる表示体4を有
する発光表示手段5が備えられている。こうして、発光
表示手段5から発せられた情報を含む光はホログラム1
に入射し、観測者の観測位置6に向けて回折されて、観
測者は表示虚像7を視認する。Below the windshield 10, there is provided a light emitting display means 5 having a light source 16 composed of a cold cathode tube or a hot cathode tube and a display body 4 composed of a liquid crystal display element for containing information in the light emitted from the light source 16. It is equipped. Thus, the light including the information emitted from the light emitting display means 5 is the hologram 1
And is diffracted toward the observation position 6 of the observer, and the observer visually recognizes the display virtual image 7.
【0015】なお、本例では、ホログラム1と発光表示
手段5との距離が200mmであり、発光表示手段5か
ら10°の入射角で入射した光を、65°の回折角で観
測者の観測位置6に向けて回折し、ホログラム1から3
00mm離れた位置に表示虚像7が観察されるようなホ
ログラムを用いた。In this example, the distance between the hologram 1 and the light emitting display means 5 is 200 mm, and the light incident from the light emitting display means 5 at an incident angle of 10 ° is observed by an observer at a diffraction angle of 65 °. Diffract toward position 6 and holograms 1 to 3
A hologram was used such that the display virtual image 7 was observed at a position separated by 00 mm.
【0016】冷陰極管または熱陰極管は、半値幅が5n
m程度の狭帯域の発光特性を持つ。そのため、本質的に
色収差をもつ非正反射型ホログラムを用いても、その色
収差によるボケを無視できる程度に減らすことができ
る。The cold cathode tube or the hot cathode tube has a half width of 5n.
It has a light emission characteristic in a narrow band of about m. Therefore, even if a non-regular reflection hologram having chromatic aberration is used, blurring due to the chromatic aberration can be reduced to a negligible level.
【0017】狭帯域の発光特性を持つ冷陰極管または熱
陰極管は、通常発光輝度が数百cd/m2 以下である。
そのため、風防ガラスの透明部にホログラムを配した場
合、背景の明るさによって表示虚像の視認性に劣ってし
まう。本発明におけるHUDでは、ホログラムを暗色隠
蔽層に配しているため、狭帯域の発光特性を得るために
用いられる冷陰極管または熱陰極管のように数百cd/
m2 以下の発光輝度の光源であっても、十分視認性に富
んでいる。The cold-cathode tube or the hot-cathode tube having a narrow band emission characteristic usually has an emission luminance of several hundred cd / m 2 or less.
Therefore, when the hologram is arranged on the transparent portion of the windshield, the visibility of the display virtual image is deteriorated due to the brightness of the background. In the HUD of the present invention, since the hologram is arranged in the dark color hiding layer, the HUD has several hundreds cd / cd like a cold cathode tube or a hot cathode tube used for obtaining a narrow band emission characteristic.
Even with a light source having an emission luminance of m 2 or less, the visibility is sufficiently high.
【0018】これら冷陰極管または熱陰極管としては、
平面型のものをそのまま用いてもよいし、管状の冷陰極
管または熱陰極管に拡散板を併用することもできる。As these cold cathode tubes or hot cathode tubes,
A flat type may be used as it is, or a diffuser plate may be used in combination with a tubular cold cathode tube or a hot cathode tube.
【0019】図2は、光源として冷陰極管または熱陰極
管を用いてHUDを構成した場合の、表示虚像とホログ
ラムとの距離と色収差との関係を示したグラフである。
色収差の度合いとして、光源の半値幅分の違いによる回
折角のずれをミリradで表した。また、この表示虚像
とホログラムとの距離と色収差との関係を、ホログラム
への入射角とホログラムからの回折角との差を変えて4
つの場合について示した。FIG. 2 is a graph showing the relationship between the distance between the display virtual image and the hologram and the chromatic aberration when the HUD is constructed using a cold cathode tube or a hot cathode tube as the light source.
As the degree of chromatic aberration, the deviation of the diffraction angle due to the difference in the half width of the light source is expressed in millirad. Further, the relationship between the distance between the display virtual image and the hologram and the chromatic aberration is changed by changing the difference between the incident angle to the hologram and the diffraction angle from the hologram.
Two cases are shown.
【0020】色収差としては、1ミリrad以下ならば
許容される。したがって、図2に示す通り、光源として
冷陰極管または熱陰極管を用いた場合には、入射角と回
折角との差を70°以下とすることで、色収差を1ミリ
rad以下にすることができでき、シャープな表示虚像
を得ることができる。As for the chromatic aberration, if it is 1 millirad or less, it is allowed. Therefore, as shown in FIG. 2, when a cold cathode tube or a hot cathode tube is used as a light source, the chromatic aberration is set to 1 millirad or less by setting the difference between the incident angle and the diffraction angle to 70 ° or less. It is possible to obtain a sharp display virtual image.
【0021】本発明における表示すべき情報とは、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、ナ
ビゲーション情報等が例示できる。観視者とは、主には
車両の運転手であるが、その他、助手席その他の同乗者
や、これらすべての者を含めることができる。The information to be displayed in the present invention is appropriately selected according to its display application, and examples thereof include a vehicle speedometer, a tachometer, various warning lamps and navigation information. The observer is mainly a driver of the vehicle, but can also include passengers other than the passenger seat, and all these persons.
【0022】ホログラムは、通常は数10mm角〜数1
00mm角程度の面積で、数10μm程度の厚みであ
り、光回折機能を持つ。このホログラムとしては、エン
ボスタイプ、リップマンタイプ等のホログラムと呼ばれ
るものを広く使用できる。また、ホログラム材料として
は、ポリビニルカルバゾール、重クロム酸ゼラチン、光
レジスト、フォトポリマー、銀塩など種々の感光材料を
用い得る。The hologram is usually several 10 mm square to several 1
It has an area of about 00 mm square and a thickness of about several tens of μm, and has a light diffraction function. As this hologram, a so-called hologram such as an emboss type or a Lippmann type hologram can be widely used. As the hologram material, various photosensitive materials such as polyvinylcarbazole, dichromated gelatin, photoresist, photopolymer and silver salt can be used.
【0023】かかるホログラムを車両に組み付ける場合
には、例えば風防ガラスの車内側表面に配してもよい
が、特にホログラムの保護の点に鑑みて、風防ガラスの
内部に封入して用いられることが好ましい。ホログラム
は1枚構成としても、複数枚積層したものでもよい。そ
の他、ホログラムを透過型ホログラムを用いて、適宜の
場所に備えることもできる。いずれにしても、暗色隠蔽
層よりも車内側に配されるものである。また、ホログラ
ムの回折特性やそれにともなう光学配置も、車両のスペ
ース等に応じて適宜決定されるものであり、上記例に限
定されるものではない。When such a hologram is mounted on a vehicle, it may be arranged, for example, on the inside surface of the windshield, but in view of protection of the hologram in particular, it is used by being enclosed inside the windshield. preferable. The hologram may have a single-layer configuration or a plurality of layered layers. In addition, the hologram can be provided at an appropriate place by using a transmission hologram. In any case, it is arranged on the inner side of the vehicle with respect to the dark color hiding layer. Further, the diffraction characteristics of the hologram and the optical arrangement associated therewith are also appropriately determined according to the space of the vehicle and the like, and are not limited to the above examples.
【0024】観察者としては、主には車両の運転手であ
るが、その他、助手席その他の同乗者や、これらすべて
の者を含めることができる。The observer is mainly the driver of the vehicle, but can also include passengers such as the passenger seat and all other persons.
【0025】暗色隠蔽層は、通常車両の窓ガラスに焼き
付けられている黒色等のセラミック塗料が例示でき、ガ
ラス板の曲げ成形時に焼き付けられるものであるが、別
途S暗色フィルム等を風防ガラス内に封入してもよい。The dark color hiding layer can be exemplified by a ceramic paint such as black that is normally burned on the window glass of a vehicle. It is baked when bending the glass plate, but an S dark color film or the like is separately provided in the windshield. It may be enclosed.
【0026】[0026]
【発明の効果】本発明によれば、ホログラムを風防ガラ
スの暗色隠蔽層に配しているため、風防ガラスの透明部
における背景の明るさに左右されず、発光表示手段に用
いる光源として発光輝度の小さいものを用いることがで
きる。According to the present invention, since the hologram is arranged in the dark color concealing layer of the windshield, it is not affected by the brightness of the background in the transparent portion of the windshield, and the light emission brightness is used as the light source used in the light emitting display means. Can be used.
【0027】こうして、発光輝度の小さい光源を用いる
ことができるため、狭帯域の発光特性の光源を用いるこ
とができ、光源として冷陰極管または熱陰極管を用いる
ことによって、表示虚像の色収差の低減されたHUDを
得ることができる。In this way, since a light source with low emission brightness can be used, a light source having a narrow band emission characteristic can be used. By using a cold cathode tube or a hot cathode tube as the light source, the chromatic aberration of the display virtual image can be reduced. Can be obtained.
【図1】本発明におけるHUDの一例を示す概略断面図FIG. 1 is a schematic sectional view showing an example of a HUD according to the present invention.
【図2】本発明における光源を用いた場合の表示虚像と
ホログラムとの距離と色収差との関係を示すグラフFIG. 2 is a graph showing the relationship between the distance between a display virtual image and a hologram and chromatic aberration when a light source according to the present invention is used.
【図3】従来のHUDの一例を示す概略断面図FIG. 3 is a schematic sectional view showing an example of a conventional HUD.
1:ホログラム 2、2’:ガラス板 3:暗色隠蔽層 4:表示体 5:発光表示手段 6:観察者の観察位置 7:表示虚像 8:ハロゲンランプ 9:バンドパスフィルター 10:風防ガラス 15:中間膜 16:光源 1: Hologram 2, 2 ': Glass plate 3: Dark color concealing layer 4: Display body 5: Light emitting display means 6: Observing position of observer 7: Displayed virtual image 8: Halogen lamp 9: Bandpass filter 10: Windshield 15: Intermediate film 16: Light source
Claims (2)
ガラスの下方に備えられた情報を含む光を発生する発光
表示手段とを少なくとも備えて、前記光をホログラムに
よって観測者の観測位置に向けて回折するヘッドアップ
ディスプレイにおいて、前記風防ガラスは周縁部に暗色
隠蔽層を有していて、該暗色隠蔽層の車内側にホログラ
ムが配されており、前記発光表示手段は冷陰極管または
熱陰極管からなる光源を有することを特徴とするヘッド
アップディスプレイ。1. A hologram arranged on a windshield, and at least a light emitting display unit provided below the windshield for generating light containing information, and directing the light to an observation position of an observer by the hologram. In the head-up display that diffracts light, the windshield has a dark-colored hiding layer at the peripheral edge thereof, and a hologram is arranged inside the dark-colored hiding layer, and the light emitting display means is a cold cathode tube or a hot cathode. A head-up display having a light source formed of a tube.
る光の入射角と、ホログラムから観察者の観察位置に向
けて回折される光の回折角との差が、70°以下である
ことを特徴とする請求項1のヘッドアップディスプレ
イ。2. The difference between the incident angle of light entering the hologram from the light emitting display means and the diffraction angle of light diffracted from the hologram toward the viewing position of the viewer is 70 ° or less. The head-up display according to claim 1.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13433995A JPH08327939A (en) | 1995-05-31 | 1995-05-31 | Head up display |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13433995A JPH08327939A (en) | 1995-05-31 | 1995-05-31 | Head up display |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08327939A true JPH08327939A (en) | 1996-12-13 |
Family
ID=15126045
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13433995A Pending JPH08327939A (en) | 1995-05-31 | 1995-05-31 | Head up display |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08327939A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003127707A (en) * | 2001-10-23 | 2003-05-08 | Central Glass Co Ltd | Head-up display |
-
1995
- 1995-05-31 JP JP13433995A patent/JPH08327939A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003127707A (en) * | 2001-10-23 | 2003-05-08 | Central Glass Co Ltd | Head-up display |
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