JPH0616136B2 - 車載用ホログラフィック表示システム - Google Patents
車載用ホログラフィック表示システムInfo
- Publication number
- JPH0616136B2 JPH0616136B2 JP61269746A JP26974686A JPH0616136B2 JP H0616136 B2 JPH0616136 B2 JP H0616136B2 JP 61269746 A JP61269746 A JP 61269746A JP 26974686 A JP26974686 A JP 26974686A JP H0616136 B2 JPH0616136 B2 JP H0616136B2
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- JP
- Japan
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- diffraction grating
- hologram diffraction
- dashboard
- light
- light emitting
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- 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
- G02B27/0103—Head-up displays characterised by optical features comprising holographic elements
- G02B2027/0109—Head-up displays characterised by optical features comprising holographic elements comprising details concerning the making of holograms
-
- 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
- G02B2027/0112—Head-up displays characterised by optical features comprising device for genereting colour display
- G02B2027/0116—Head-up displays characterised by optical features comprising device for genereting colour display comprising devices for correcting chromatic aberration
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Instrument Panels (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は車載用ホログラフィック表示システムに係り、
より詳細には、色収差の影響による表示像のボケを減ず
る手段を備える車載用ホログラフィック表示システムに
関するものである。
より詳細には、色収差の影響による表示像のボケを減ず
る手段を備える車載用ホログラフィック表示システムに
関するものである。
従来、この種のシステムとして、例えば米国特許第４２
１８１１１号に示されるものがある。該特許に示されて
いるシステムは、ＣＲＴの表示を反射型ホログラム回折
格子に投影して得る表示像に対する収差の影響を最小限
に抑えるためにリレーレンズ系や狂帯域高輝度ＣＲＴな
どを使用している。このため、光学系が複雑になり、軽
量化、小型化が困難である他、光利用効率が良くないと
か、システムが高価になるなどの問題があった。
１８１１１号に示されるものがある。該特許に示されて
いるシステムは、ＣＲＴの表示を反射型ホログラム回折
格子に投影して得る表示像に対する収差の影響を最小限
に抑えるためにリレーレンズ系や狂帯域高輝度ＣＲＴな
どを使用している。このため、光学系が複雑になり、軽
量化、小型化が困難である他、光利用効率が良くないと
か、システムが高価になるなどの問題があった。
そこで、このような問題を解消した車載用ホログラフィ
ック表示システムが特開昭６１−３５４１６号公報にお
いて提案されている。この提案のシステムは、同一条件
で作製された二枚の反射型ホログラム回折格子を対向し
て配置することにより色収差を補正している。
ック表示システムが特開昭６１−３５４１６号公報にお
いて提案されている。この提案のシステムは、同一条件
で作製された二枚の反射型ホログラム回折格子を対向し
て配置することにより色収差を補正している。
このように二枚の反射型ホログラム回折格子を対向して
色収差の補正を行うものにおいては、表示器とこの表示
器からの可視光を他方の反射型ホログラム回折格子に回
折反射する一方の反射型ホログラム回折格子とをダッシ
ュボード内に配置し、一方の反射型ホログラム回折格子
によって回折反射された可視光を最終的に運転者の方向
に回折反射する他方の反射型ホログラム回折格子をダッ
シュボード上方に配置している。この場合、ダッシュボ
ード内の表示器と、この表示器からの可視光をダッシュ
ボード上の反射型ホログラム回折格子の方向に回折反射
するダッシュボード内の一方の反射型ホログラム回折格
子とのダッシュボード内での配置が制約を受ける。すな
わち、ダッシュボード内の一方の反射型ホログラム回折
格子は、ダッシュボード内において表示器からの可視光
を受光することができるように、ダッシュボードに対し
て適当な角度傾斜して配置される必要があり、このため
ダッシュボード内に多くのスペースが必要であるという
問題があった。
色収差の補正を行うものにおいては、表示器とこの表示
器からの可視光を他方の反射型ホログラム回折格子に回
折反射する一方の反射型ホログラム回折格子とをダッシ
ュボード内に配置し、一方の反射型ホログラム回折格子
によって回折反射された可視光を最終的に運転者の方向
に回折反射する他方の反射型ホログラム回折格子をダッ
シュボード上方に配置している。この場合、ダッシュボ
ード内の表示器と、この表示器からの可視光をダッシュ
ボード上の反射型ホログラム回折格子の方向に回折反射
するダッシュボード内の一方の反射型ホログラム回折格
子とのダッシュボード内での配置が制約を受ける。すな
わち、ダッシュボード内の一方の反射型ホログラム回折
格子は、ダッシュボード内において表示器からの可視光
を受光することができるように、ダッシュボードに対し
て適当な角度傾斜して配置される必要があり、このため
ダッシュボード内に多くのスペースが必要であるという
問題があった。
そこで本発明は、上述した従来の問題点に鑑み、色収差
の補正を行うことができ、しかもダッシュボード内にお
ける表示器とホログラム回折格子の配置の制約を少なく
してダシュボード内に多くのスペースを必要とすること
なく構成することができるようにした車載用ホログラフ
ィック表示システムを提供することを目的としている。
の補正を行うことができ、しかもダッシュボード内にお
ける表示器とホログラム回折格子の配置の制約を少なく
してダシュボード内に多くのスペースを必要とすること
なく構成することができるようにした車載用ホログラフ
ィック表示システムを提供することを目的としている。
上記目的を達成するため本発明によりなされた車載用ホ
ログラフィック表示システムは、車両のダッシュボード
内に配置され、可視光を発生する発光表示手段と、前記
ダッシュボード内にダッシュボードの上面に倣うように
配置され、前記発光表示手段からの可視光を透過的回折
する透過型ホログラム回折格子と、前記ダッシュボード
の上方に配置され、前記透過型ホログラム回折格子によ
り透過的に回折された前記可視光を反射的に回折する反
射型ホログラム回折格子とを備え、前記透過型ホログラ
ム回折格子に、前記反射型ホログラム回折格子の波長に
よる回折角の相違を相殺する波長によって異なる回折角
を持たせ、前記反射型ホログラム回折格子からの回折光
を運転者に向けて導き、前記発光表示手段による発光表
示の虚像を視認できるようにしたことを特徴としてい
る。
ログラフィック表示システムは、車両のダッシュボード
内に配置され、可視光を発生する発光表示手段と、前記
ダッシュボード内にダッシュボードの上面に倣うように
配置され、前記発光表示手段からの可視光を透過的回折
する透過型ホログラム回折格子と、前記ダッシュボード
の上方に配置され、前記透過型ホログラム回折格子によ
り透過的に回折された前記可視光を反射的に回折する反
射型ホログラム回折格子とを備え、前記透過型ホログラ
ム回折格子に、前記反射型ホログラム回折格子の波長に
よる回折角の相違を相殺する波長によって異なる回折角
を持たせ、前記反射型ホログラム回折格子からの回折光
を運転者に向けて導き、前記発光表示手段による発光表
示の虚像を視認できるようにしたことを特徴としてい
る。
上記構成において、発光表示手段と透過型ホログラム回
折格子とが車両のダッシュボード内に配置され、透過型
ホログラム回折格子についてはダッシュボードの上面に
倣うように配置されている。この透過型ホログラム回折
格子はダッシュボード内の発光表示手段からの可視光を
透過的に回折し、透過型ホログラム回折格子により透過
的に回折された可視光をダッシュボード上に配置した反
射型ホログラム回折格子によって反射的に回折し、反射
型ホログラム回折格子からの回折光を運転者に向けて導
き、発光表示手段による発光表示の虚像を反射型ホログ
ラム回折格子の背後に視認できるようにしている。
折格子とが車両のダッシュボード内に配置され、透過型
ホログラム回折格子についてはダッシュボードの上面に
倣うように配置されている。この透過型ホログラム回折
格子はダッシュボード内の発光表示手段からの可視光を
透過的に回折し、透過型ホログラム回折格子により透過
的に回折された可視光をダッシュボード上に配置した反
射型ホログラム回折格子によって反射的に回折し、反射
型ホログラム回折格子からの回折光を運転者に向けて導
き、発光表示手段による発光表示の虚像を反射型ホログ
ラム回折格子の背後に視認できるようにしている。
このように、発光表示手段からの可視光を透過型ホログ
ラム回折格子を透過させて反射型ホログラムに投影して
いるため、広帯域可視光は回折角の相違が最終的に相殺
されて運転者の目に向かって同一直線上を進むようにな
り、色収差の補正が行われる。
ラム回折格子を透過させて反射型ホログラムに投影して
いるため、広帯域可視光は回折角の相違が最終的に相殺
されて運転者の目に向かって同一直線上を進むようにな
り、色収差の補正が行われる。
また、透過型ホログラム回折格子についてはダッシュボ
ードの上面に倣うように配置され、一方の面に入射した
可視光を他方の面から出射することができればよいの
で、ダッシュボード内においては、発光表示手段からの
可視光を透過型ホログラム回折格子に入射するための光
路が形成できるスペースがあればよい。
ードの上面に倣うように配置され、一方の面に入射した
可視光を他方の面から出射することができればよいの
で、ダッシュボード内においては、発光表示手段からの
可視光を透過型ホログラム回折格子に入射するための光
路が形成できるスペースがあればよい。
以下、本発明の実施例を図に基づいて説明する。
第１図は本発明による車載用ホログラフィック表示シス
テムを実施している車載用ヘッドアップ表示装置（ＨＵ
Ｄ）を示し、同図においては、１は通常車両に搭載され
ている蛍光表示管（ＶＦＤ）などからなる発光表示器、
２は反射型ホログラム回折格子、３は透過型ホログラム
回折格子、４はフロントガラス、５はダッシュボードで
あり、発光表示器１と透過型ホログラム回折格子３はダ
ッシュボード５内に配置され、特に透過反射型ホログラ
ム回折格子３についてはダッシュボード５の上面の倣う
ように配置されている。反射型ホログラム回折格子２は
フロントガラス４の車室側に適宜の手段によって設けら
れている。
テムを実施している車載用ヘッドアップ表示装置（ＨＵ
Ｄ）を示し、同図においては、１は通常車両に搭載され
ている蛍光表示管（ＶＦＤ）などからなる発光表示器、
２は反射型ホログラム回折格子、３は透過型ホログラム
回折格子、４はフロントガラス、５はダッシュボードで
あり、発光表示器１と透過型ホログラム回折格子３はダ
ッシュボード５内に配置され、特に透過反射型ホログラ
ム回折格子３についてはダッシュボード５の上面の倣う
ように配置されている。反射型ホログラム回折格子２は
フロントガラス４の車室側に適宜の手段によって設けら
れている。
発光表示器１が発光表示を行うと、そこからの可視光が
透過型ホログラム回折格子３を透過して反射型ホログラ
ム回折格子２に入射するようになり、このことにより発
光表示器１の発光表示が反射型ホログラム回折格子２に
投影され、発光表示器１の表示虚像１′がフロントガラ
ス４の前方に結像される。従って、フロントガラス４を
通じて外景を見ながら運転している運転者はその視野内
に虚像１′を外景と重ね合わせて見ることができる。
透過型ホログラム回折格子３を透過して反射型ホログラ
ム回折格子２に入射するようになり、このことにより発
光表示器１の発光表示が反射型ホログラム回折格子２に
投影され、発光表示器１の表示虚像１′がフロントガラ
ス４の前方に結像される。従って、フロントガラス４を
通じて外景を見ながら運転している運転者はその視野内
に虚像１′を外景と重ね合わせて見ることができる。
なお、図中、角度θ１，θ２、距離Ｌ１，Ｌ２，Ｌ４は
運転者の目６の位置、虚像１′の位置などによって定め
られる。
運転者の目６の位置、虚像１′の位置などによって定め
られる。
上記構成の車載用ホログラフィック表示システムの作用
を説明する前に、反射型ホログラム回折格子２が有する
色収差により表示像にボケが生じる様子を第２図を参照
して検討してみる。第２図は、発光表示器上の１点１ａ
から可視光を、発光スペクトルの中心波長λ０と半値幅
２Δλとの３種の波長λ０，λ０＋Δλ，λ０−Δλの
光によって代表させて光線トレースにて示したもので、
反射型ホログラム回折格子２の前方に点１ａの虚像１
ａ′が３個形成されている。勿論、図は誇張していて実
際にはもっと接近しているが、上述のような色収差によ
って表示像はボケて見えるようになる。
を説明する前に、反射型ホログラム回折格子２が有する
色収差により表示像にボケが生じる様子を第２図を参照
して検討してみる。第２図は、発光表示器上の１点１ａ
から可視光を、発光スペクトルの中心波長λ０と半値幅
２Δλとの３種の波長λ０，λ０＋Δλ，λ０−Δλの
光によって代表させて光線トレースにて示したもので、
反射型ホログラム回折格子２の前方に点１ａの虚像１
ａ′が３個形成されている。勿論、図は誇張していて実
際にはもっと接近しているが、上述のような色収差によ
って表示像はボケて見えるようになる。
第３図は上述した色収差が本発明のシステムによって補
正され、ボケが減少する様子を示している。図におい
て、透過型ホログラム回折格子３の存在により、点１ａ
から発せられた３種の波長の光λ０＋Δλ０、λ０，λ
０−Δλは反射型ホログラム回折格子２による回折角の
相違が最終的に相殺され、運転者の目６に向かって同一
線上を進むようになるため、点１ａの虚像１ａ′はほぼ
点として視認できる。
正され、ボケが減少する様子を示している。図におい
て、透過型ホログラム回折格子３の存在により、点１ａ
から発せられた３種の波長の光λ０＋Δλ０、λ０，λ
０−Δλは反射型ホログラム回折格子２による回折角の
相違が最終的に相殺され、運転者の目６に向かって同一
線上を進むようになるため、点１ａの虚像１ａ′はほぼ
点として視認できる。
第４図及び第５図は、本発明のシステムにおいて用いら
れる反射型ホログラム回折格子２及び透過型ホログラム
回折格子３を作製する際の光源７とホログラム乾板８の
位置関係をそれぞれ示す。いずれの場合も、ホログラム
乾板８は２つの球面発散光の照射によって露光され、干
渉縞が記録されて回折格子となっているが、前者はホロ
グラム乾板８の両側から、後者は片側のみから照射され
ている点で異なっている。
れる反射型ホログラム回折格子２及び透過型ホログラム
回折格子３を作製する際の光源７とホログラム乾板８の
位置関係をそれぞれ示す。いずれの場合も、ホログラム
乾板８は２つの球面発散光の照射によって露光され、干
渉縞が記録されて回折格子となっているが、前者はホロ
グラム乾板８の両側から、後者は片側のみから照射され
ている点で異なっている。
第４図及び第５図において、距離Ｌ１は使用時に虚像の
中心が見えて欲しい位置から反射型ホログラム回折格子
２の中心までの距離、距離Ｌ２及び角度θ１は、それぞ
れ使用時の反射型ホログラム回折格子２の中心から透過
型ホログラム回折格子３の中心までの概略懲及び方向、
距離Ｌ４は使用時の発光表示器１の中心から透過型ホロ
グラム回折格子３の中心までの距離にそれぞれ対応して
決定される。なお、距離Ｌ３及び角度θ２の決定に関し
ての絶対的な制約はないが、使用時の発光表示器１の位
置及び透過型ホログラム回折格子３の位置に関連し、こ
れらは表示像のボケの具合と微妙に関連したものとなっ
ている。
中心が見えて欲しい位置から反射型ホログラム回折格子
２の中心までの距離、距離Ｌ２及び角度θ１は、それぞ
れ使用時の反射型ホログラム回折格子２の中心から透過
型ホログラム回折格子３の中心までの概略懲及び方向、
距離Ｌ４は使用時の発光表示器１の中心から透過型ホロ
グラム回折格子３の中心までの距離にそれぞれ対応して
決定される。なお、距離Ｌ３及び角度θ２の決定に関し
ての絶対的な制約はないが、使用時の発光表示器１の位
置及び透過型ホログラム回折格子３の位置に関連し、こ
れらは表示像のボケの具合と微妙に関連したものとなっ
ている。
第１図の例では、発光表示器１及び透過型ホログラム回
折格子３は共にダッシュボード５内に配置されている
が、これらは、第６図に示すように、車室の天井９に設
置してもよい。また、反射型ホログラム回折格子２は図
示のようにダッシュボード５上に配置してもよい。
折格子３は共にダッシュボード５内に配置されている
が、これらは、第６図に示すように、車室の天井９に設
置してもよい。また、反射型ホログラム回折格子２は図
示のようにダッシュボード５上に配置してもよい。
以上説明した本発明によれば、透過型ホログラム回折格
子を発光表示器と反射型ホログラム回折格子間に設ける
だけで収差補正が正確に出来るため、反射型ホログラム
回折格子への投影像は複雑な光学系を用いなくても鮮明
となり、また広帯域発光の表示器を使用して明るい像の
投影が可能となる他、システム全体の軽量、コンパクト
化に併って様々な分野への応用を可能にする。
子を発光表示器と反射型ホログラム回折格子間に設ける
だけで収差補正が正確に出来るため、反射型ホログラム
回折格子への投影像は複雑な光学系を用いなくても鮮明
となり、また広帯域発光の表示器を使用して明るい像の
投影が可能となる他、システム全体の軽量、コンパクト
化に併って様々な分野への応用を可能にする。
特に、色収差の補正のために透過型ホログラム回折格子
が使用され、これがダッシュボードの上面に倣ってダッ
シュボード内に配置されていて、可視光の透過的回折で
補正を行っているため、ダッシュボード内には、ホログ
ラム回折格子の配置に関する位置的な制約がなく、透過
型ホログラム回折格子に発光表示手段からの可視光を入
射することができるスペースを確保できればよく、また
反射型ホログラム回折格子に対する発光表示器の配置位
置の自由度にも制約が加えられることがない。更に、透
過型ホログラム回折格子の製作が容易で大量生産が可能
であるなど相俟て経済的にも大きな効果が得られる。
が使用され、これがダッシュボードの上面に倣ってダッ
シュボード内に配置されていて、可視光の透過的回折で
補正を行っているため、ダッシュボード内には、ホログ
ラム回折格子の配置に関する位置的な制約がなく、透過
型ホログラム回折格子に発光表示手段からの可視光を入
射することができるスペースを確保できればよく、また
反射型ホログラム回折格子に対する発光表示器の配置位
置の自由度にも制約が加えられることがない。更に、透
過型ホログラム回折格子の製作が容易で大量生産が可能
であるなど相俟て経済的にも大きな効果が得られる。
第１図は本発明による車載用ホログラフィック表示シス
テムの一実施例を示す図、 第２図は色収差による表示像のボケを説明するための
図、 第３図は本発明による色収差の補正の仕方を示す図、 第４図は反射型ホログラム回折格子の作製の仕方を示す
図、 第５図は透過型ホログラム回折格子の作製の仕方を示す
図である。 １……発光表示器、１′……虚像、２……反射型ホログ
ラム回折格子、３……透過型ホログラム回折格子、５…
…ダッシュボード、６……運転者の目。
テムの一実施例を示す図、 第２図は色収差による表示像のボケを説明するための
図、 第３図は本発明による色収差の補正の仕方を示す図、 第４図は反射型ホログラム回折格子の作製の仕方を示す
図、 第５図は透過型ホログラム回折格子の作製の仕方を示す
図である。 １……発光表示器、１′……虚像、２……反射型ホログ
ラム回折格子、３……透過型ホログラム回折格子、５…
…ダッシュボード、６……運転者の目。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−35416（ＪＰ，Ａ) 特開 昭47−12480（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】車両のダッシュボード内に配置され、可視
光を発生する発光表示手段と、 前記ダッシュボード内にダッシュボードの上面に倣うよ
うに配置され、前記発光表示手段からの可視光を透過的
に回折する透過型ホログラム回折格子と、 前記ダッシュボードの上方に配置され、前記透過型ホロ
グラム回折格子により透過的に回折された前記可視光を
反射的に回折する反射型ホログラム回折格子とを備え、 前記透過型ホログラム回折格子に、前記反射型ホログラ
ム回折格子の波長による回折角の相違を相殺する波長に
よって異なる回折角を持たせ、 前記反射型ホログラム回折格子からの回折光を運転者に
向けて導き、前記発光表示手段による発光表示の虚像を
前記反射型ホログラム回折格子の背後に視認できるよう
にした ことを特徴とする車載用ホログラフィック表示システ
ム。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61269746A JPH0616136B2 (ja) | 1986-11-14 | 1986-11-14 | 車載用ホログラフィック表示システム |
| GB8726521A GB2197728B (en) | 1986-11-14 | 1987-11-12 | Holographic head-up display apparatus |
| DE19873738648 DE3738648A1 (de) | 1986-11-14 | 1987-11-13 | Holographisches abbildungsgeraet fuer aufrechte kopfhaltung |
| US07/377,042 US4932731A (en) | 1986-11-14 | 1989-07-10 | Holographic head-up display apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61269746A JPH0616136B2 (ja) | 1986-11-14 | 1986-11-14 | 車載用ホログラフィック表示システム |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2210257A Division JPH0627975B2 (ja) | 1990-08-10 | 1990-08-10 | 車載用ホログラフィック表示システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63124020A JPS63124020A (ja) | 1988-05-27 |
| JPH0616136B2 true JPH0616136B2 (ja) | 1994-03-02 |
Family
ID=17476577
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61269746A Expired - Fee Related JPH0616136B2 (ja) | 1986-11-14 | 1986-11-14 | 車載用ホログラフィック表示システム |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4932731A (ja) |
| JP (1) | JPH0616136B2 (ja) |
| DE (1) | DE3738648A1 (ja) |
| GB (1) | GB2197728B (ja) |
Families Citing this family (55)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01296214A (ja) * | 1988-05-25 | 1989-11-29 | Canon Inc | 表示装置 |
| JP2585717B2 (ja) * | 1988-06-03 | 1997-02-26 | キヤノン株式会社 | 表示装置 |
| GB8822731D0 (en) * | 1988-09-28 | 1988-11-02 | Secr Defence | Head-up display |
| FR2642927B1 (fr) * | 1989-02-07 | 1993-12-24 | Thomson Csf | Dispositif de visualisation a haute definition, couleur |
| US4981332A (en) * | 1989-06-29 | 1991-01-01 | Hughes Aircraft Company | Dispersion-compensated windshield hologram virtual image display |
| JP2653186B2 (ja) * | 1989-09-27 | 1997-09-10 | キヤノン株式会社 | ヘッドアップディスプレイ装置 |
| JP2705245B2 (ja) * | 1989-09-27 | 1998-01-28 | キヤノン株式会社 | ヘッドアップディスプレイ装置 |
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