JPH04361221A - 光学装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車等の前方に映像
を表示する光学装置に係り、特に前方景色からの入射光
と表示器に表示した映像からの入射光をホログラムによ
って重畳させて見ることができる光学装置に関するもの
である。

【０００２】近来、ヘッドアップディスプレイ（以下Ｈ
ＵＤという）が各方面に利用されているが、自動車の速
度等を表示する装置として設置される場合には、映像が
ウインドシールドより遙か前方に表示されるために、映
像が走行路や通行人等の外界景色を妨害して状況認識に
時間が掛かり安全性に欠けるので、安全性を向上させる
ことができる表示が望まれている。

【０００３】

【従来の技術】図５は従来例を示し、（ａ）　は乗用車
，（ｂ）はトラックの場合について、夫々自動車の速度
等の表示に使用されるＨＵＤ装置の概要構成を示す側面
図である。　　図に示すように、ディスプレイ　（以下
ＣＲＴという）１ａ，レンズ２ａ，　平面ミラー３，及
び反射型のホログラム４ａがウインドシールド５の内側
に配置されている。

【０００４】このような構成を有するので、ＣＲＴ１ａ
に表示された自動車の速度等を表示した緑色の光は、レ
ンズ２ａで集光されて平面ミラー３で反射して、ホログ
ラム４ａで反射して所定方向に回折され、図においてド
ライバの目によってウインドシールド５の前方に速度の
表示の像が見える。従ってウインドシールド５の前方に
は当然走行路等の景色がホログラム４ａを透して見え、
これに速度表示が重畳して見える。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記従来方法によれば
、表示像はレンズによって拡大，遠距離化されるので、
運転者が見る映像はウインドシールドより前方に表示さ
れる。この表示された映像が走行路や通行人等の外界景
色を妨害するために、安全確保のために外界の遠くから
近くまで様々な位置を注意深く見ているドライバにとっ
ては、外界の状況認識に時間が掛かり、トラック等のよ
うに前部に運転席がある車の場合には特に顕著となり、
安全性に欠けるという問題点がある。

【０００６】本発明は、安全性を高めることができる光
学装置を提供することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】第１図は本発明の原理図
である。図において、１は所定の映像を表示する表示手
段、２は表示手段１に表示された映像からの光を反射型
ホログラム４の位置に結像する結像手段、４はオフアク
シス型で、且つ波面変換機能を有し、結像手段２によっ
て結像された光を反射する反射型ホログラムである。

【０００８】７は結像手段２に対して反射型ホログラム
４の反対側から入射して反射型ホログラム４を透過した
第１の光、８は結像手段２によって結像されて反射型ホ
ログラム４で反射した第２の光である。

【０００９】従って第１の光７と第２の光８が重畳する
ように構成されている。

【００１０】

【作用】反射型ホログラム４を透過した第１の光７と、
表示手段１の映像が結像手段２によって反射型ホログラ
ム４の位置に結像されて反射型ホログラム４で反射した
第２の光８が重畳して見え、この時、第２の光８は反射
型ホログラム４の位置に見えるので、第１の光７と第２
の光８の遠近の区別が付き、例えば第１の光７が自動車
の走行路や通行人の景色の場合には、景色と第２の光８
の表示映像との区別が明瞭で、景色の認識を妨げること
がなく、安全性を高めることができる。

【００１１】

【実施例】図２〜図４により本発明の一実施例を説明す
る。全図を通じて同一符号は同一対象物を示す。図２の
ＣＲＴ１ａ，　レンズ２ｂ，　ホログラム４ｂ，　前方
視野光７ａ及び表示光８ａは、図１（請求項１に対応す
る原理図）の表示手段１，結像手段２，反射型ホログラ
ム４，第１の光７及び第２の光８に夫々対応している。

【００１２】図２は従来例で説明したＨＵＤ装置に本発
明を適用した実施例を示す側面図で、図に示すように、
ＣＲＴ１ａ，　平面ミラー３ａ，レンズ２ｂ及びフィル
タ６（請求項３に対応）が自動車のダッシュボード９内
に配置され、またホログラム４ｂが合わせガラスで構成
されたウインドシールド５の合わせ目に挟んで接着され
ている。

【００１３】ホログラム４ｂは、オフアクシス型で、且
つ波面変換機能　（この場合は凹レンズ機能）　を有す
る反射型の多重ホログラム（請求項４に対応）である。 従ってレンズ２ｂによって結像される映像を反射回折し
、ウインドシールド５の位置に表示光８ａを結像させる
。またウインドシールド５からの外乱光，例えば太陽の
入射光は、図４（ａ）　に示すように、波長帯λ０　の
光だけを透過する。

【００１４】ここでホログラム４ｂの作成方法を説明す
ると、図３に示すように、例えばガラス或いはプラスチ
ック基板面にゼラチン系銀塩或いは重クロム酸ゼラチン
を塗布した乾板Ａ（ホログラム原板）の、片側から物体
波（収束球面波）ａ，　反対側から参照波（発散球面波
）ｂを照射して作成される。

【００１５】この時、物体波ａの収束仮想点（図中破線
の収束位置）はドライバの目１０の位置に対応する点と
し、参照波の光源位置　（図中実線の発散位置）　はレ
ンズ２ｂの主点位置とする。

【００１６】また上記の露光の入射角等の作成条件をず
らせて多重露光することにより、ＣＲＴ１ａの発光波長
帯域，　即ち、異なる発光色に合わせる　（所謂カラー
化する）　ことができる。

【００１７】レンズ２ｂは、ＣＲＴ１ａ，　平面ミラー
３ａ及びホログラム４ｂとの相対的位置を設定して、Ｃ
ＲＴ１ａの映像の光が平面ミラー３ａで反射した反射光
をホログラム４ｂと（ドライバが見やすい角度で）交差
する位置に結像するように配置されている。（請求項２
に対応）フィルタ６は、図４（ｂ）に示すように、ホロ
グラム４ｂが透過，反射する光の波長帯λＯ　のみ通過
させる機能を持っており、レンズ２ｂの前方に配置され
ている。

【００１８】このような構成を有するので、例えばドラ
イバが自動車を運転する場合には、ウインドシールド５
の前方の走行路や景色からの前方視野光７ａは、ホログ
ラム４ｂを透過してドライバの目１０に入り、またＣＲ
Ｔ１ａに表示された映像の表示光８ａは、平面ミラー３
ａで反射してレンズ２ｂによりウインドシールド５の位
置に結像し、ホログラム４ｂで反射回折してドライバの
目１０に到達し、ホログラム４ｂのレンズ機能によって
ウインドシールド５と交差した位置に見ることができる
。

【００１９】この時、車外の景色と表示像が重畳して見
えるが、表示像がウインドシールド５に交差した位置に
あるので、車外の景色との距離的な分離により区別が容
易で、前方景色を見るのに妨げとならず、安全性を高め
ることができる。

【００２０】また車外から入射する太陽光は、ホログラ
ム４ｂを通過した光であるので、フィルタ６によってこ
の光を遮光することで、光路を逆行してＣＲＴ１ａへ入
射する光を防止してＣＲＴ１ａの温度上昇を抑制し、装
置を保護することができる。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、請
求項１では、オフアクシス型で、且つ波面変換機能を有
し、結像手段によって結像された光を反射する反射型ホ
ログラムを設けて、反射型ホログラムを透過した第１の
光と、表示手段の映像が結像手段によって反射型ホログ
ラムの位置に結像されて反射型ホログラムで反射した第
２の光とが重畳して見られるので、第２の光による映像
を近くに見ることができ、例えば自動車の前方の走行路
や通行人等の景色と表示像の区別が容易になり、安全性
を高めることができる。

【００２２】請求項２では、反射型ホログラムで反射し
た光の映像の表示位置が、反射型ホログラムと交差する
ように、表示手段、結像手段及び反射型ホログラムを配
置したことにより、例えば自動車の傾斜したウインドシ
ールドに対して表示される映像を交差させればドライバ
が見やすくなる。

【００２３】請求項３では、表示手段から反射型ホログ
ラムまでの光路中に所定波長帯域の光だけを通過させる
フィルタを備えることにより、例えば自動車の外から入
射する太陽光等の反射型ホログラムを通過してきた光を
フィルタで遮光することができ、表示手段の温度上昇を
防止して装置を保護することができる。

【００２４】請求項４では、反射型ホログラムを多重ホ
ログラムとすることにより、表示手段に表示される映像
の異なる発光色の発光波長帯域に対応することができる
。という効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】　　本発明の原理図

【図２】　　本願発明の実施例を示す側面図

【図３】　
　ホログラムの説明図

【図４】　　実施例の説明図

【図５】　　従来例のＨＵＤ装置を示す側面図

【符号の説明】

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　表示手段（１），結像手段（２），及
   び反射型ホログラム（４）　から成り、該表示手段（１
   ）　は、所定の映像を表示するものであり、該結像手段
   （２）　は、該表示手段（１）　に表示された映像から
   の光を該反射型ホログラム（４）　の位置に結像するも
   のであり、該反射型ホログラム（４）　は、オフアクシ
   ス型で、且つ波面変換機能を有し、該結像手段（２）　
   によって結像された光を反射するものであって、該結像
   手段（２）　に対して該反射型ホログラム（４）　の反
   対側から入射して該反射型ホログラム（４）　を透過し
   た第１の光（７）　及び該結像手段（２）　によって結
   像されて該反射型ホログラム（４）　で反射した第２の
   光（８）　が重畳する構成を有することを特徴とする光
   学装置。
2. 【請求項２】　　前記反射型ホログラム（４）　で反射
   した前記第２の光（８）　の映像の表示位置が、該反射
   型ホログラム（４）　と交差するように、前記表示手段
   （１），前記結像手段（２）　及び反射型ホログラム（
   ４）　を配置したことを特徴とする請求項１の光学装置
   。
3. 【請求項３】　　前記表示手段（１）　から該反射型ホ
   ログラム（４）　までの光路中に所定波長帯域の光だけ
   を通過させるフィルタを備えたことを特徴とする請求項
   １或いは請求項２の光学装置。
4. 【請求項４】　　前記反射型ホログラム（４）　は多重
   ホログラムであることを特徴とする請求項１、請求項２
   及び請求項３の光学装置。