JPH08192664A - ヘッドアップディスプレイ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】小型且つ簡単な構成で良好なホログラム画像を
表示することができ、しかもそのような構成で比較的大
きな光画像をホログラム画像として良好に表示すること
ができるヘッドアップディスプレイ装置を提供する。 【構成】光画像生成手段３からホログラムコンバイナ１
への光画像の光路が直線的になるよう光画像生成手段３
をホログラムコンバイナ１に対向配置すると共に、フレ
ネルレンズ４を光画像生成手段３とホログラムコンバイ
ナ１との間で光画像の光路上に配置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車等において使用
するヘッドアップディスプレイ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種のヘッドアップディスプレイ装置
は、例えば自動車のフロントガラス前方に車速や道路情
報などを示す画像をホログラムを用いて表示せしめるも
のであり、運転者の視界領域でフロントガラスに取着さ
れたホログラムコンバイナに、ＣＲＴディスプレイや液
晶ディスプレイから所定波長の光画像を投光することに
より、フロントガラス前方にホログラム画像を表示せし
める。この場合、フロントガラス前方に表示されるホロ
グラム画像の深度（奥行き）をある程度深める必要があ
ると共に、特に自動車等にあっては、前記ディスプレイ
をホログラムコンバイナから大きく離間させてダッシュ
ボード等に配置することが構造上、困難であることか
ら、例えば図２に示すように、ディスプレイで生成され
た光画像を凹面鏡を用いて拡大し、それをホログラムコ
ンバイナに投光するものが知られている。

【０００３】すなわち、図２に示すヘッドアップディス
プレイ装置では、フロントガラスａに取着されたホログ
ラムコンバイナｂの下方で凹面鏡ｃを対向配置すると共
に、この凹面鏡ｃにディスプレイｄから平面鏡ｅを介し
て光画像を投光し、それを該凹面鏡ｃで拡大してホログ
ラムコンバイナｂに投光する。

【０００４】このように、ディスプレイｄで生成される
光画像を拡大してホログラムコンバイナｂに投光するこ
とで、該ホログラムコンバイナｂから見たみかけ上の光
画像（虚像）の生成位置が該ホログラムコンバイナｂか
ら遠くなり、これにより、該ホログラムコンバイナｂに
より生成されるホログラム画像の深度が深くなる。

【０００５】しかしながら、かかるヘッドアップディス
プレイ装置にあっては、次のような不都合があった。

【０００６】すなわち、前記ヘッドアップディスプレイ
装置にあっては、凹面鏡ｃの光軸上で、ディスプレイｄ
を配置することができないため、該ディスプレイｄで生
成した光画像を凹面鏡ｃの光軸に対して傾斜させて該凹
面鏡ｃに入光せざるを得ない。このため、該凹面鏡ｃで
拡大して反射される光画像の歪みを生じやすく、その結
果、最終的に得られるホログラム画像にも歪みを生じ
る。さらに、凹面鏡ｃの光軸上で、ディスプレイｄを配
置することができないため、それらを設置するための比
較的広いスペースが必要となり、このため、特に自動車
等にあっては、それらの凹面鏡ｃやディスプレイｄをダ
ッシュボード等、狭いスペースに設置することが困難な
ものとなる。

【０００７】また、例えば地図等の比較的大きな光画像
をディスプレイｄで生成し、それをホログラム画像とし
て表示するような場合には、凹面鏡ｃの口径を大きくす
る必要があるが、このような口径の大きな凹面鏡ｃは、
その焦点距離も長くなる。このため、これに追従して、
ディスプレイｄから凹面鏡ｃに至る光画像の光路長を長
くしなけらばならず、それらに必要な設置スペースがさ
らに大きくなって、装置構成が大型化すると共に、自動
車等に装備することが実際上、不可能なものとなる場合
もある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる不都合
を解消し、小型且つ簡単な構成で良好なホログラム画像
を表示することができ、しかもそのような構成で比較的
大きな光画像をホログラム画像として良好に表示するこ
とができるヘッドアップディスプレイ装置を提供するこ
とを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明はかかる目的を達
成するために、視認者の視界領域に設けられたホログラ
ムコンバイナと、該ホログラムコンバイナに投光すべき
光画像を生成する光画像生成手段と、該光画像生成手段
から前記ホログラムコンバイナへの前記光画像の光路上
に設けられ、該光画像生成手段により生成された光画像
を前記ホログラムコンバイナに拡大して投光する光画像
拡大手段とを備えたヘッドアップディスプレイ装置にお
いて、前記光画像生成手段から前記ホログラムコンバイ
ナへの前記光画像の光路が直線的になるよう前記光画像
生成手段を前記ホログラムコンバイナに対向配置すると
共に、前記光画像拡大手段をフレネルレンズにより構成
し、該フレネルレンズを前記光画像生成手段とホログラ
ムコンバイナとの間で前記光画像の光路上に配置したこ
とを特徴とする。

【００１０】そして、前記光画像生成手段又はフレネル
レンズを前記光路方向で移動可能に設けたことを特徴と
する。

【００１１】さらに、前記ホログラムコンバイナは、視
認者前方のフロントガラスに取着されていることを特徴
とする。

【００１２】

【作用】本発明によれば、前記光画像生成手段及びフレ
ネルレンズは前記ホログラムコンバイナに向かって直線
的に配置される。この場合、フレネルレンズは、その口
径を大きくしても比較的薄肉でしかも焦点距離を短いも
のとすることが可能であり、これにより、光画像生成手
段とフレネルレンズとの距離を比較的短いものとしつ
つ、光画像生成手段で生成される光画像を適切に拡大し
て前記ホログラムコンバイナに投光することが可能とな
る。また、フレネルレンズは、その口径を大きなものと
しても、各部において歪みの少ない状態で光画像を拡大
することが可能であり、比較的大きな光画像を鮮明に拡
大して前記ホログラムコンバイナに投光することが可能
となる。

【００１３】従って、本発明によれば、前記光画像生成
手段で生成する光画像を比較的大きなものとしても、光
画像生成手段とフレネルレンズとの距離を短いものとし
つつ、光画像生成手段とフレネルレンズとをホログラム
コンバイナに向かって直線的に配置することが可能とな
る。

【００１４】さらに、前記光画像生成手段又はフレネル
レンズを前記光路方向で移動可能に設けたときには、該
光画像生成手段又はフレネルレンズを移動させること
で、最終的にホログラムコンバイナにより視認者に視界
領域前方に表示されるホログラム画像の深度を適宜調整
することが可能となる。

【００１５】また、前記ホログラムコンバイナを視認者
前方のフロントガラスに取着したときには、該フロント
ガラスにレンズとしての機能をもたせて、ホログラム画
像の深度を深めることが可能となる。

【００１６】

【実施例】本発明の一例を図１を参照して説明する。図
１は本実施例のヘッドアップディスプレイ装置の構成を
示す説明的側面図である。

【００１７】図１を参照して、本実施例のヘッドアップ
ディスプレイ装置は、例えば自動車Ａに装備されたもの
であり、１は運転者の視界領域でフロントガラス２にそ
の表面形状に沿って貼着されたホログラムコンバイナ、
３は表示すべき光画像を生成する光画像生成手段、４は
光画像生成手段３により生成された光画像を拡大してホ
ログラムコンバイナ１に投光せしめる光画像拡大手段と
してのフレネルレンズである。

【００１８】光画像生成手段３は、ホログラムコンバイ
ナ１の直下で運転席前方のダッシュボード５の上面部に
形成された凹部６にホログラムコンバイナ１に対向して
収容された光源７と、その光源７上で凹部６内に収容さ
れた液晶シャッタ８とにより構成されている。液晶シャ
ッタ８は、図示しないマイクロコンピュータ等の指示に
より、道路情報や地図等の表示すべき像を生成し、それ
を光源７からの光を受けつつ所定波長の光画像として凹
部６内からホログラムコンバイナ２に向かって直線的に
投光する。

【００１９】フレネルレンズ４は、環状レンズを同心円
状に配列したような形のものであり、液晶シャッタ８か
らホログラムコンバイナ１に至る直線的な光路上で該ホ
ログラムコンバイナ１と液晶シャッタ８との間の前記凹
部６の上部に装填されている。この場合、フレネルレン
ンズ４は、液晶シャッタ８で生成される比較的大きな光
画像を拡大してホログラムコンバイナ１に投光し得るよ
うに、比較的大きな口径のものとされているが、その焦
点距離は短いものとなっており、これにより、液晶シャ
ッタ８とフレネルレンズ４とは比較的接近して配置され
ている。

【００２０】また、フレネルレンズ４は、その側方でダ
ッシュボード５内に設けられたモータ等により構成され
た昇降機構９により、凹部６内で液晶シャッタ８からホ
ログラムコンバイナ１に至る光路上を上下に移動するこ
とができるようになっている。このフレネルレンズ４の
移動は、例えば図示しないマイクロコンピュータの指示
により、あるいは運転者の指示により適宜行われるよう
になっている。

【００２１】次に、本実施例の装置の作動を説明する。

【００２２】液晶シャッタ８で生成される道路情報や地
図等の像は、光源７から発せられる光により光画像とし
てホログラムコンバイナ１に向かって投光される。この
時、図１の実線示の矢線で示すように、該光画像は、フ
レネルレンズ４により拡大されてホログラムコンバイナ
１に投光され、さらに該ホログラムコンバイナ１により
運転者の目に向かって反射される。そして、ホログラム
コンバイナ１から運転者が受ける光画像は、運転者から
見ると、同図一点鎖線で示すように、フロントガラス２
の前方の例えば点Ｐで示すような位置に虚像を結び、見
かけ上、点Ｐの位置に液晶シャッタ８で生成された光画
像がホログラム画像として表示される。

【００２３】この場合、マイクロコンピュータや運転者
の指示により、フレネルレンズ４を前記昇降機構９を介
して適宜上下に移動させることで、運転者から見たホロ
グラム画像の深度が適切な深度に調整される。

【００２４】かかるヘッドアップディスプレイ装置にあ
っては、液晶シャッタ８で生成される光画像が比較的大
きなものであっても、フレネルレンズ４の口径が大き
く、しかも、該フレネルレンズ４の中心部から周縁部に
かけての各所において少ない歪みでもって光画像を拡大
することができるので、そのような大きな光画像であっ
ても、そに対応した鮮明なホログラム画像を得ることが
できる。また、フレネルレンズ４は口径が大きいにもか
かわらず、光画像を十分に拡大することができ、それに
より、ホログラム画像の十分な深度を得ることができ
る。

【００２５】また、光源７、液晶シャッタ８及びフレネ
ルレンズ４はホログラムコンバイナ１に向かって直線的
に配置され、しかもフレネルレンズ４と液晶シャッタ８
との距離を短いものとすることができるので、それらの
配置を簡単な構成で、且つ小さな設置スペースでもって
行うことができる。

【００２６】この場合、本実施例と同様に直線的な配置
で光画像を拡大してホログラムコンバイナ１に投光する
ためには、フレネルレンズ４に代えて凸レンズを使用す
ることも可能であるが、比較的大きな光画像を拡大する
ために凸レンズの口径を大きくすると、その焦点距離は
長くならざるを得ない。従って、光画像生成手段と凸レ
ンズとの間隔を比較的大きなものとせざるを得ず、それ
らの配置に必要なスペースが大きくなってしまう。ま
た、一般に、凸レンズはその周縁部寄りの箇所での像の
歪みを生じやすく、従って、大きな光画像を拡大するた
めに凸レンズの口径を大きくしても、鮮明なホログラム
画像を得ることが困難である。

【００２７】これに対して、本実施例においては、前述
のように、比較的大きな光画像を良好に拡大して鮮明な
光画像を得ることができると共に、光源７、液晶シャッ
タ８及びフレネルレンズ４の配置スペースを小さなもの
とすることができる。

【００２８】また、本実施例の装置においては、ホログ
ラムコンバイナ１がフロントガラス２に貼着されている
ので、該フロントガラス２にレンズとしての機能をもた
せてホログラム画像の深度を深めることができる。

【００２９】尚、本実施例においては、フレネルレンズ
４を上下に移動させてホログラム画像の深度を調整する
ようにしたが、液晶シャッタ８を移動させてホログラム
画像の深度を調整するようにすることも可能であること
はもちろんである。

【００３０】また、本実施例では、固体状のフレネルレ
ンズ４を用いたが、フレネルレンズ型の液晶レンズを用
いるようにしてもよく、この場合には、該レンズの焦点
を電気的に調整してホログラム画像の深度を調整するこ
とも可能である。

【００３１】

【発明の効果】上記の説明から明らかなように、本発明
によれば、光画像生成手段から前記ホログラムコンバイ
ナへの前記光画像の光路が直線的になるよう前記光画像
生成手段を前記ホログラムコンバイナに対向配置すると
共に、前記光画像拡大手段をフレネルレンズにより構成
し、該フレネルレンズを前記光画像生成手段とホログラ
ムコンバイナとの間で前記光画像の光路上に配置したこ
とによって、小型且つ簡単な構成で良好なホログラム画
像を表示することができ、しかもそのような構成で比較
的大きな光画像をホログラム画像として良好に表示する
ことができる。

【００３２】そして、光画像生成手段又はフレネルレン
ズを前記光路方向で移動可能に設けたことによって、ホ
ログラム画像の深度を適切に調整することができる。

【００３３】さらに、ホログラムコンバイナをフロント
ガラスに取着したことによって、該フロントガラスにレ
ンズとしての機能をもたせてホログラム画像の深度を深
めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のヘッドアップディスプレイ装置の一例
の構成を示す説明的側面図。

【図２】従来のヘッドアップディスプレイ装置の構成を
示す説明的側面図。

【符号の説明】

１…ホログラムコンバイナ、２…フロントガラス、３…
光画像生成手段、４…フレネルレンズ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 一瀬 勝樹 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内 (72)発明者 羽野 剛 埼玉県和光市中央１丁目４番１号株式会社 本田技術研究所内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】視認者の視界領域に設けられたホログラム
   コンバイナと、該ホログラムコンバイナに投光すべき光
   画像を生成する光画像生成手段と、該光画像生成手段か
   ら前記ホログラムコンバイナへの前記光画像の光路上に
   設けられ、該光画像生成手段により生成された光画像を
   前記ホログラムコンバイナに拡大して投光する光画像拡
   大手段とを備えたヘッドアップディスプレイ装置におい
   て、前記光画像生成手段から前記ホログラムコンバイナ
   への前記光画像の光路が直線的になるよう前記光画像生
   成手段を前記ホログラムコンバイナに対向配置すると共
   に、前記光画像拡大手段をフレネルレンズにより構成
   し、該フレネルレンズを前記光画像生成手段とホログラ
   ムコンバイナとの間で前記光画像の光路上に配置したこ
   とを特徴とするヘッドアップディスプレイ装置。
2. 【請求項２】前記光画像生成手段又はフレネルレンズを
   前記光路方向で移動可能に設けたことを特徴とする請求
   項１記載のヘッドアップディスプレイ装置。
3. 【請求項３】前記ホログラムコンバイナは、視認者前方
   のフロントガラスに取着されていることを特徴とする請
   求項１又は２記載のヘッドアップディスプレイ装置。