JPH1191402A - Vehicular holographic display system - Google Patents
Vehicular holographic display systemInfo
- Publication number
- 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
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- hologram
- display
- light
- vehicle
- information
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 12
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 16
- 239000012780 transparent material Substances 0.000 claims description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 abstract description 11
- 230000008602 contraction Effects 0.000 abstract 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 4
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N acrylic acid group Chemical group C(C=C)(=O)O NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 3
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 3
- 239000004925 Acrylic resin Substances 0.000 description 2
- 229920000178 Acrylic resin Polymers 0.000 description 2
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 description 2
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 2
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 2
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 2
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 2
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 description 2
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 description 2
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 description 2
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 2
- 229910000906 Bronze Inorganic materials 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 239000010974 bronze Substances 0.000 description 1
- KUNSUQLRTQLHQQ-UHFFFAOYSA-N copper tin Chemical compound [Cu].[Sn] KUNSUQLRTQLHQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 1
- 239000005340 laminated glass Substances 0.000 description 1
- 239000005304 optical glass Substances 0.000 description 1
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 description 1
- 229920002037 poly(vinyl butyral) polymer Polymers 0.000 description 1
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- G02B27/0103—Head-up displays characterised by optical features comprising holographic elements
-
- 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
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Instrument Panels (AREA)
- Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
Abstract
Description
【0001】[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。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a holographic display system for a vehicle for projecting information necessary for an observer in a vehicle, and more particularly to a holographic display system for a vehicle having no flare light and a wide viewing area. .
【0002】[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。2. Description of the Related Art In recent years, as a method of displaying information to a driver of a vehicle such as an automobile, a display device such as a head-up display (hereinafter, referred to as HUD) has been used. In this method, optical information projected from an information projection unit such as a liquid crystal display device is projected on a combiner including a half mirror or a hologram incorporated in a windshield of an automobile or the like, and a driver almost moves a viewpoint from a driving state. This allows information to be read without the need.
【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。In particular, a hologram as a combiner can have a function of diffracting optical information toward a driver and also have a lens function, so that the optical information can be diffracted in the direction of the driver's field of view. Alternatively, an image can be formed at an arbitrary position without using an optical system such as a lens. Further, since the angle of incidence and the angle of diffraction of light can be set arbitrarily, the design when mounting the information display source on the vehicle is facilitated. In addition, since the half width of the diffraction spectrum is narrow, a high-luminance display image can be obtained without deteriorating the foreground luminance, which is effective as a combiner for a display device.
【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。FIG. 8 is a conceptual diagram showing an example of a HUD which is an example of a conventional holographic display system for an automobile. Light 3 containing information to be displayed, which is emitted from a light source 6 and passed through a transmission type liquid crystal display 5 through a lens system 4
Is irradiated on the hologram 2 provided on the windshield 7 of the vehicle body, diffracted, and visually recognized at the observation position 1 by the driver.
The lens system 4 has a function as a collimator. By giving the hologram 2 a magnification, the display images of the speed display 8 and the warning display 9 are formed as virtual images in the distance.
【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。[0005] However, in such a conventional HUD, the hologram is arranged on the transparent portion of the windshield, so that light from the outside such as the sun or a street lamp is diffracted by the hologram and flare light is generated. When a non-specular reflection hologram is used, the flare light appears in a different direction from the actual external light source, and it appears that there are a plurality of external light sources. When a hologram having a magnification is used, the flare light moves differently from an actual external light source as the vehicle operates. Therefore, when flare light is generated, there is a problem that an observer feels troublesome and uncomfortable.
If the hologram is a regular reflection type without magnification, flare light will not be generated, but the advantage of using the hologram will be lost.
【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。Therefore, it is conceivable to dispose the hologram in the dark shaded portion of the windshield. In this case, since the outside of the hologram is covered with the dark shade, light from outside the vehicle does not enter and the generation of flare light can be prevented. Although the dark shade exists around the entirety of the windshield, a certain area is required to provide the hologram, and it is natural to use the dark shade on the lower side of the windshield from the viewpoint of securing a view.
In addition, the lower side is preferable because an installation location of the information display source is required. When placing a hologram on the lower side of the windshield, to prevent the display image from being hidden by the handle,
It will be located near the center of the vehicle.
【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。[0007] On the other hand, considering the requirements required for a display device arranged near the center of the vehicle, the display area is not a driver-specific display like a conventional HUD, but is a viewable area that can be seen by a passenger in a passenger seat or a rear seat. It needs to be wide. However, when a hologram having a magnification like a conventional HUD is used, a display image is formed at a long distance, but there is a problem that a viewing area becomes very narrow. Even if a passenger other than the driver forcibly peeked from the side, he could only see images with large blur and distortion due to aberrations.
【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。In addition, if the hologram is given a large magnification because the dark shade on the lower side of the windshield is used, the display image is formed not in the front but in the direction of the hood, and it is as if the display image were formed. There was also a problem of giving a sense of incongruity as if it was stuck in the hood.
【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。Therefore, a hologram in which the angle of incidence of light and the angle of diffraction are different, and the distance between the information display source and the hologram is substantially equal to the distance between the virtual image and the hologram, in other words, the magnification is approximately It is conceivable to use a hologram that is 1. By using such a hologram, it is possible to obtain a holographic display system for a vehicle having a wide viewing range that can be visually recognized by all persons in the vehicle.
【0010】[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。However, when such a non-specular hologram is used, the mountability of the information display source is improved, but the display image is inclined with respect to the line of sight as shown in FIG. When the observation position is changed, there is a problem that a display image is distorted. In order to solve this distortion, it is effective to tilt the surface of the display body of the information display source with respect to the optical axis as shown in FIG.
【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。Although this method can correct the inclination of the display image, there is a problem that the vertical direction of the display image shrinks. For example, in the case of the figure, the vertical direction is 1/3 of the display body. Therefore, in order to obtain a display of a desired size, a display element which is three times larger than the originally required size is required. Also, it was practically difficult to mount a large display in a dashboard with no space. It is an object of the present invention to provide a new holographic display system for a vehicle, which solves the above-mentioned problems of the prior art.
【0012】[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。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides an information display source having a light source and a display for displaying information to be displayed, and an information display source for generating information to be displayed as light, and a dark shade on a windshield of a vehicle. A holographic display system for a vehicle, comprising: a combiner having a hologram that is arranged in a part and diffracts the light toward an observer and displays it as a virtual image.
The hologram is a hologram having a diffraction characteristic in which the angle at which the light is incident on the hologram and the angle at which the light is diffracted by the hologram, and the display surface of the display body is such that the virtual image surface is substantially perpendicular to the line of sight. A hologram for a vehicle, wherein a prism made of a transparent material having two non-parallel surfaces is disposed between the hologram and the information display source. It is a display system.
【0013】[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。1 is a conceptual side view (a) and a front view (b) of a holographic display system for a vehicle according to the present invention. Hologram 2 is provided in a dark shade蔽部windshield 7 in their entirety are attached to the vehicle at an angle theta w. An information display source is provided in the vehicle,
Light 3 containing information is irradiated from a display body 5 of an information display source to a combiner at an incident angle θ i . The light is reflected and diffracted by the diffraction angle theta d by the hologram, it is visible as the display image 10 to a viewer (e.g., driver) 1. Here is the display body 5
The feature of the present invention is that the prism 30 is arranged between the hologram 2 and the hologram 2. The hologram 2 is arranged at the center of the dark shade 11 on the lower side of the windshield 7, and a prism 30 is arranged between the display 5 and the hologram 2.
【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。As a feature of the present invention, the incident angle θ i and the diffraction angle θ
d (θ i ≠ θ d ). The display body 5 is inclined with respect to the optical axis so that the display image 10 is substantially perpendicular to the line of sight. In the holographic display system for a vehicle having such a configuration, the display member 5 as in the present invention is used.
By disposing the prism 30 made of a transparent body having two non-parallel surfaces between the hologram 2 and the hologram 2, the display image 10 can obtain a display image substantially the same size as the display body without shrinking in the vertical direction. . Further, a display image without distortion can be visually recognized throughout the vehicle including the driver's seat, the passenger seat, and the rear seat.
【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。The prism in the present invention is preferably made of a transparent body having two non-parallel surfaces. The material may be optical glass or quartz glass, or a resin material such as acrylic or polycarbonate. A resin material is preferable because it is lightweight and suitable for mass production.
Further, the term “transparent” means not only a completely colorless material but also a colored material as necessary. For example, in order to take measures against chromatic aberration and absorb unnecessary light such as infrared rays and ultraviolet rays, a function of blocking light in a specific wavelength range may be provided. As the prism shape, the incident angle θ i of the hologram and the diffraction angle θ
Although depending on the combination of d , the apex angle is preferably about 20 to 60 °.
【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。FIG. 2 is a conceptual side view showing another example of the holographic display system for a vehicle according to the present invention. In this example, a prism plate 31 having one surface divided at minute intervals is used instead of the above-described prism. 30
The same effect can be realized with a smaller size, lighter weight, and lower cost than using such a prism. The prism plate can be obtained by cutting the surface of glass, but a molded product of a resin material such as acrylic or polycarbonate is desirable because it is lightweight and suitable for mass production.
【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。The shape of the surface is generally a sawtooth wave type having a vertex angle of 90 °, but may be changed according to the combination of the incident angle θ i and the diffraction angle θ d of the hologram. The distance (pitch) between the vertices is preferably about 0.1 to 2 mm, but a pitch of 1.0 mm or less is preferable because the influence on the resolution of the display image is small.
【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。The display surface of the display according to the present invention is not perpendicular to the optical axis connecting the display and the hologram. Because the hologram is non-specular reflection as shown in FIG. 6, if the display body 5 is vertical (α = 90 °), the obtained display image 10 is inclined with respect to the line of sight. As a result, the display image is tilted and distorted with the movement of the observation position. To prevent this, the display image 10 becomes substantially perpendicular to the line of sight by tilting the display with respect to the optical axis (α ≠ 90 °) as shown in FIG. 7, and the image distortion can be corrected.
【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。However, when the display is tilted as shown in FIG. 7, the vertical direction of the display image shrinks. Therefore, by using the prism 30 of FIG. 1A or the prism plate 31 of FIG. In addition, a display image without distortion can be obtained.
【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。FIG. 3 is a schematic partial sectional view showing an example of the structure of the windshield according to the present invention. Two glasses 21,
The hologram 2 is sealed in a safety laminated glass in which the reference numeral 21 'is bonded by an intermediate film 22 such as polyvinyl butyral. More specifically, one surface of the hologram 2 is adhered to the vehicle interior glass plate 21 with an adhesive 23, and the other surface is a barrier film 24 for preventing a change in hologram characteristics by a plasticizer contained in the intermediate film 22. (In this example, a polyvinyl alcohol (PVA) film is used.)
【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。A dark shade 11 is printed on the inside of the outside glass plate 21 '. Since the dark shade is opaque, the hologram 2 is not irradiated with light from the outside of the vehicle. Therefore, no flare light is generated. As the type of the glass plate used here, a transparent glass plate having no color or a glass plate colored with bronze or green can be used. In order to suppress light loss, it is desirable to use a non-colored glass plate for the vehicle interior glass.
【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。The hologram constituting the combiner in the holographic display system for a vehicle of the present invention is, for example, a hologram having an area of usually several tens mm to several hundred mm square and a thickness of several μm to several tens μm. Is done. This hologram is of a reflection type, and a volume / phase hologram such as a Lippmann type is desirable in that high diffraction efficiency can be obtained.
【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。The hologram of the present invention is a hologram and the incident angle theta i and diffraction angle theta d is different, are prepared as shown in FIG. It is obtained by irradiating two substantially parallel lights on the hologram photosensitive material at different incident angles and exposing them. That is, two light beams substantially parallel to the hologram photosensitive material 2 ′ may be irradiated from both sides so as to sandwich the photosensitive material at the incident angle θ I and the incident angle θ D (FIG. 4A). Substantially parallel light is obtained by converting light from a laser into divergent light by a spatial filter and collimating the light by a collimator lens or a concave mirror.
【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。These lights need not necessarily be completely parallel, and may be divergent light from a distance sufficiently far from the size of the hologram (FIG. 4B). For example, it is preferable that the distances r I and r D from the divergence point to the photosensitive material be 1000 mm or more. In this case, it is desirable that r I and r D are approximately equal.
【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。As the two lights, two substantially parallel lights may be actually used. However, one parallel light is applied to the hologram photosensitive material, the transmitted light is turned back by a mirror, and the predetermined light is again applied to the photosensitive material. A similar hologram can be obtained by irradiating at an angle.
【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。In order to obtain a bright display image, it is preferable to expose the hologram in the present invention so that the diffraction wavelength at a predetermined observation position matches the wavelength of the light source.
For example, as shown in FIG. 5, in the case of a hologram in which light incident at an incident angle of 9 ° in front of the hologram (vehicle center) is diffracted at a diffraction angle of 65 °, the diffraction wavelength at the front is 55 °.
Assuming 5 nm, the viewpoint position corresponding to the driver's seat + 400 mm
The diffraction wavelength in the vicinity is around 545 nm (black circles in the graph). If a cathode ray tube having a peak near 545 nm is used as a light source, a bright display image can be obtained. If the wavelength at the front is 530 nm, it is 520 nm near the driver's seat.
((In the graph). In this case, a fluorescent display tube (VFD) is suitable as a light source. Since the hologram is symmetrical, the above can be applied to the passenger seat.
【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。The information display source according to the present invention has a function of emitting light to display an image. The information display source includes a so-called light receiving type display element such as a liquid crystal display element and a hot cathode tube (HC).
T), which emits light emitted from a light source such as a cold cathode tube or a halogen lamp. Alternatively, a light source itself may be patterned and arranged to generate specific information as light, such as a fluorescent display tube.
【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。As these light sources, cathode tubes having a narrow spectral half width are preferable in that chromatic aberration due to the hologram is small. In the case of a light source having a wide half width, it is preferable to use an appropriate filter that limits the wavelength range.
【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。The information to be displayed in the present invention is appropriately selected depending on the display application, and includes a speedometer, a tachometer, a shift lever display of a vehicle, various warning lights, navigation information, an air conditioner, and audio equipment. For example, information of an attached device can be exemplified. In addition, information from outside the vehicle such as road information and parking lot availability information can be displayed. The observer may include not only a driver such as a vehicle but also all passengers and other passengers.
【0030】[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。(Example 1) In the holographic display system for a vehicle in FIG. 1, the windshield 7 is set so that θ w = 35 ° with respect to the horizontal, and the incident angle θ i from the center of the light source to the center of the hologram is 9 °. much trouble theta d is 65 °. And TFT
The prism 30 was arranged between the display 5 composed of a type color liquid crystal element and the hologram 2. The distance from the hologram to the prism is 50 mm. The prism is made of acrylic resin and has a vertex angle of 38 °. The distance from the prism to the display was about 50 mm. The surface of the display was inclined by 15 ° with respect to the optical axis. The backlight of this display element is a cathode ray tube, and has a bright line spectrum having a peak near 545 nm.
【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。In this example, the hologram is 20 μm thick.
Using a photosensitive material made of acrylic photopolymer,
A volume phase reflection hologram was used. The exposure of the hologram was performed with light of 565 nm of a dye laser. The laser light was spread by a spatial filter, and then collimated by a collimating lens. As shown in FIG. 3A, the photosensitive material was irradiated from both sides at θ I = 9 ° and θ D = 65 °. The hologram thus obtained reflects and diffracts light incident at 9 ° to 65 °. It has a diffraction peak near 555 nm, a diffraction efficiency of 95%, and a wavelength half width of about 2 nm.
It was 0 nm. Diffraction wavelength near driver and passenger seats is 5
It was around 45 nm.
【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。The displayed image was visible from the whole of the vehicle including the driver's seat, the passenger seat, and the rear seat. In addition, a display image without any vertical shrinkage and distortion was obtained from anywhere in the vehicle. When the prism is not used, it is necessary to incline the surface of the display body by 33 ° with respect to the optical axis to correct the distortion of the display image, and the magnification in the vertical direction is about 0.38 times (shrink to about 1/3). ). On the other hand, when the prism was used according to the present invention as described above, the magnification in the vertical direction was 0.97 times, and a display image with almost no shrinkage was obtained. In addition, flare light was not generated because light from the outside was blocked by the dark shade area and did not enter the hologram.
【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。(Example 2) In this example, the configuration shown in FIG. 2 was adopted. An acrylic resin product having a vertical angle of 90 ° and a pitch of 0.1 mm was used as the prism plate. Other configurations are the same as those in the first embodiment. In Example 2, a display image without shrinkage was obtained.
【0034】[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。According to the present invention, it is possible to realize a holographic display system for a vehicle which has no flare light, has a wide viewing range, and has no image vertical shrinkage and image distortion.
【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)。FIG. 1 is a side view (a) and a front view (b) showing an example of a holographic display system for a vehicle according to the present invention.
【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。FIG. 2 is a side view showing another example of the holographic display system for a vehicle of the present invention.
【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。FIG. 3 is a schematic partial sectional view showing an example of the structure of a windshield in the present invention.
【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。FIG. 4A is a conceptual diagram showing an example of a method for producing a hologram according to the present invention, and FIG. 4B is a conceptual diagram showing another example.
【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。FIG. 5 is a graph showing an example of a change in a diffraction wavelength when a viewpoint position of a hologram is changed in the present invention.
【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。FIG. 6 is a conceptual diagram illustrating a tilt of a display body, a tilt and a distortion of a display image.
【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。FIG. 7 is a conceptual diagram illustrating a tilt of a display body, a tilt and a distortion of a display image.
【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。FIG. 8 is a conceptual diagram showing an example of a conventional holographic display system for a vehicle.
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。 1: observer, 2: hologram, 2 ': hologram photosensitive material, 3: light containing information, 4: lens system, 5: display, 6: light source, 7: windshield, 8: speed display image, 9: Warning display image, 10: display image, 11: dark shade, 21, 21 ': glass plate, 22: interlayer, 23: adhesive, 24: barrier film, 30: prism, 31: prism plate.
Claims (3)
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。An information display source having a light source and a display body for displaying information to be displayed, the information display source generating information to be displayed as light, and the light source disposed on a dark shaded portion of a windshield of a vehicle. A holographic display system for a vehicle comprising a combiner having a hologram that diffracts toward an observer and displays it as a virtual image, wherein the hologram has an angle at which the light is incident on the hologram and an angle at which the light is diffracted by the hologram. Is a hologram having different diffraction characteristics, the display surface of the display body is disposed inclined with respect to the optical axis so that the virtual image plane is substantially perpendicular to the line of sight, the hologram and the information display source A holographic display system for a vehicle, characterized in that a prism made of a transparent material having two non-parallel surfaces is disposed between them.
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。2. A holographic display system for a vehicle according to claim 1, wherein at least one surface of said prism is a prism plate divided at minute intervals.
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。3. The holographic display system for a vehicle according to claim 1, wherein the hologram is a hologram in which two substantially parallel lights are irradiated on a hologram photosensitive material at different incident angles to be exposed.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9253852A JPH1191402A (en) | 1997-09-18 | 1997-09-18 | Vehicular holographic display system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9253852A JPH1191402A (en) | 1997-09-18 | 1997-09-18 | Vehicular holographic display system |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1191402A true JPH1191402A (en) | 1999-04-06 |
Family
ID=17257040
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9253852A Pending JPH1191402A (en) | 1997-09-18 | 1997-09-18 | Vehicular holographic display system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH1191402A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002178864A (en) * | 2000-12-12 | 2002-06-26 | Japan Science & Technology Corp | Control device for electric automobile |
WO2008065956A1 (en) * | 2006-11-29 | 2008-06-05 | Calsonic Kansei Corporation | Headup display system of high visibility |
EP2273303A1 (en) * | 2009-07-10 | 2011-01-12 | Thales | Head-up display providing protection against solar radiation |
JP2012233986A (en) * | 2011-04-28 | 2012-11-29 | Dainippon Printing Co Ltd | Projection device and projection controller |
-
1997
- 1997-09-18 JP JP9253852A patent/JPH1191402A/en active Pending
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002178864A (en) * | 2000-12-12 | 2002-06-26 | Japan Science & Technology Corp | Control device for electric automobile |
WO2008065956A1 (en) * | 2006-11-29 | 2008-06-05 | Calsonic Kansei Corporation | Headup display system of high visibility |
EP2273303A1 (en) * | 2009-07-10 | 2011-01-12 | Thales | Head-up display providing protection against solar radiation |
FR2947920A1 (en) * | 2009-07-10 | 2011-01-14 | Thales Sa | OPTICAL COMBINATION HIGH HEAD SUN VISOR PROVIDING PROTECTION AGAINST SUNLIGHT |
US8441734B2 (en) | 2009-07-10 | 2013-05-14 | Thales | Head-up display with optical combination providing protection against solar illumination |
JP2012233986A (en) * | 2011-04-28 | 2012-11-29 | Dainippon Printing Co Ltd | Projection device and projection controller |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP7397925B2 (en) | Vehicle information display device and vehicle information display system | |
US6545778B2 (en) | Holographic display device and method for producing a transmission diffusion hologram suitable for it | |
JPH02299934A (en) | Head-up-display of vehicle | |
WO2020183844A1 (en) | Head-up display device | |
EP0436662A1 (en) | Head-up display. | |
JPS6231531A (en) | Vehicle display device | |
JPH1191401A (en) | Vehicular holographic display device | |
JPH1191402A (en) | Vehicular holographic display system | |
JPH1010464A (en) | Holographic display device | |
JPH06167671A (en) | Display system using hologram | |
JPH07290994A (en) | Head up display for vehicle | |
JPH08169260A (en) | Display system and head-up display device | |
RU2371745C2 (en) | Method of displaying information on vehicle windscreen | |
JP2000280786A (en) | Vehicular projection type holographic information display device | |
JPH08190073A (en) | Hologlaphic display system | |
JP2817265B2 (en) | Display device | |
JPH05124455A (en) | On-vehicle head up display | |
JPH08271828A (en) | Holographic display device | |
JPH07285357A (en) | Head-up display | |
JPH05201272A (en) | Head-up display for vehicle | |
JPH05201271A (en) | Head-up display for vehicle | |
JPH07257225A (en) | Holographic display system | |
JPH07242134A (en) | Head up display | |
JPH08305299A (en) | Display system for vehicle | |
JPH06183285A (en) | Holographic display |