JP2001004956A - 頭部搭載型映像表示装置 - Google Patents

頭部搭載型映像表示装置

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JP2001004956A
JP2001004956A JP11175262A JP17526299A JP2001004956A JP 2001004956 A JP2001004956 A JP 2001004956A JP 11175262 A JP11175262 A JP 11175262A JP 17526299 A JP17526299 A JP 17526299A JP 2001004956 A JP2001004956 A JP 2001004956A
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JP
Japan
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light
display device
light source
diffraction element
head
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JP11175262A
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English (en)
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Takao Tomono
孝夫 友野
Keizo Abe
敬三 阿部
Yasuhiro Ogasawara
康裕 小笠原
Masakazu Ogawa
正和 小川
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Fujifilm Business Innovation Corp
Original Assignee
Fuji Xerox Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 高解像でボケの少ない画像表示が可能な頭部
搭載型映像表示装置を提供する。 【解決手段】 光源11からの光は、画像表示用空間変
調器6に照射され、画像信号に応じて変調された後、第
1の反射型回折素子18Aに入射する。第1の反射型回
折素子18Aは、光源11のスペクトル幅と第1の反射
型回折素子18Aのスペクトル幅とが重なったスペクト
ル幅の光のみを非対称に反射する。第2の反射型回折素
子8Bは、第1の反射型回折素子18Aにより反射され
た光を非対称に反射すると共に眼9の瞳9aの中心10
に集光し、網膜9bに映像を投影する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、頭部に搭載する頭
部搭載型映像表示装置に関し、特に、高解像でボケの少
ない画像表示が可能な頭部搭載型映像表示装置する。
【0002】
【従来の技術】図4および図5は、特開平7−9884
号公報に示された従来の車載ヘッド・アップ・ディスプ
レイ(HUD)を示す。図4はHUD全体の概略を示
し、図5は情報表示部分の詳細を示す。このHUDは、
図4に示すように、風防ガラス47の下方には情報表示
源45が備えられている。情報表示源45は、図5に示
すように、拡散板52、液晶表示素子53および光学フ
ィルター54で構成される。この情報表示源45は、図
4に示すように、光源46から発した光線がコリメータ
ーとしてのレンズ系44を介して入射し、表示すべき情
報を光線43として発するものである。光線43は、車
体の風防ガラス47に備えられたホログラム42からな
るコンバイナーに照射され、ホログラム42で回折され
て運転者に観察位置41で視認される。なお、上記レン
ズ系44のコリメーターとしての機能をホログラム42
に持たせ、レンズ系44を省略することもできる。ホロ
グラム42にレンズの機能を持たせば、速度表示48、
警告表示49の表示像を遠方に結像させることも可能に
なる。ここで、液晶表示素子53の後に、光学フィルタ
ー54を配置している理由は、情報表示源45から発す
る光のスペクトル半値幅を狭いものにし、ホログラム4
2による色収差を低減するためである。このように、情
報表示源45とホログラム42との間に半値幅の狭い光
学フィルター54を備えることによって、光源46とし
てハロゲンランプ等の広いスペクトル幅のものを用いる
ことが可能となる。また、情報表示源45に光源46か
らの光線が拡散板52を通して入射するインコヒーレン
ト照明でスペクトル幅が引き起こす画像のボケを抑える
ことができる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のHUD
によると、ホログラム42を用いたインコヒーレント照
明は低解像度の画像情報を表示する上で問題はないが、
高解像度を必要とする表示システムには適さない。
【0004】図3は、出願平10−223575号にて
提案された網膜直接描画方式の頭部搭載型映像表示装置
を示す。この装置において、光源1から出射した光は、
集光レンズ2で集光された後、焦点位置に置いたピンホ
ール4で微小2次点光源3を形成し、その後球面波とな
って発散する。この時点で発散光は、部分的コヒーレン
ト照明光になる。その後、コリメータレンズ5により平
行光となって透過型画像表示用空間変調器6に入射し、
画像信号に応じて変調された後、透明基板7に密着形成
された第1の反射型回折素子8Aに照射される。第1の
反射型回折素子8Aは、例えば、反射型LOAホログラ
ム光学素子で構成されており、光を非対称に反射する。
第1の反射型回折素子8Aで反射された光は、透明基板
7の内面7aで反射した後、第2の反射型回折素子8B
に照射される。第2の反射型回折素子8Bは、例えば、
反射型LOAホログラム光学素子で構成されており、光
を非対称に反射すると共に眼球9の瞳9aの中心10に
集光し、網膜9bへと投影する。部分的コヒーレント照
明光を用いているので、高解像度の映像を投影すること
ができる。
【0005】しかし、図3に示す頭部搭載型映像表示装
置によると、光源1からの光は、あるスペクトル幅を有
するため、第1の反射型回折素子7Aで各波長に応じて
回折し、第1の反射型回折素子7Aからの光は平行光に
なることはなく、広がりを有して反射され、光源1に1
0nm程度の単色光を用いた場合は、その広がりが無視
できない程になることから、画像を投影した際のボケを
発生させ、解像度を低下させるという問題がある。一
方、光源1にある種のレーザー等のスペクトル半値幅が
非常に狭い(1×10-2nm未満)を用いた場合は、そ
の広がりは無視でき、高い解像度が得られる可能性は充
分あるが、スペックルノイズが解像度を劣化させると共
に、安全性にも問題がある。
【0006】従って、本発明の目的は、高解像でボケの
少ない画像表示が可能な頭部搭載型映像表示装置を提供
することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、光源からの光を空間変調器に照射し、そ
の透過光を目に投影する頭部搭載型映像表示装置におい
て、前記光源からの前記光のスペクトル幅と一部が重な
る所定のスペクトル幅を有し、前記透過光のうち前記一
部が重なるスペクトルの光のみを回折する第1の回折素
子と、前記第1の回折素子によって回折された光を回折
して前記目に集光させる第2の回折素子とを備えたこと
を特徴とする頭部搭載型映像表示装置を提供する。上記
構成によれば、光源からの光のスペクトル幅と第1の回
折素子からの光のスペクトル幅とを重ねることにより、
実質的なスペクトル幅が狭くなり、第2の回折素子によ
る回折光の広がりが小さくなる。
【0008】
【発明の実施の形態】図1は、本発明の実施の形態に係
る頭部搭載型映像表示装置を示す。この装置は、光を出
射する光源11と、光源11から出射した光を集光する
集光レンズ2と、焦点位置に設けられ、微小2次点光源
3を形成するピンホール4と、微小2次点光源3からの
拡散光を平行光にするコリメータレンズ5と、コリメー
タレンズ5からの平行光を画像信号に応じて変調する画
像表示用空間変調器6と、透明基板7に密着形成され、
画像表示用空間変調器6からの平行光を非対称に反射す
る第1の反射型回折素子18Aと、透明基板7に密着形
成され、第1の反射型回折素子18Aで反射され、さら
に透明基板7の内面7aで反射した光を非対称に反射す
るとともに、眼9の瞳9aの中心10に集光し、網膜9
bに投影する第2の反射型回折素子18Bとを有する。
【0009】図2は、光源11と第1および第2の反射
型回折素子18A,18Bのスペクトルの関係を示す。
【0010】光源11は、中心波長λ0 およびスペクト
ル幅Δλ0 を有する、例えば、単色LEDからなる。
【0011】第1の反射型回折素子18Aは、回折中心
波長λ1 およびスペクトル幅Δλ1を有する、例えば、
反射型LOAホログラム光学素子からなる。この第1の
反射型回折素子18Aのスペクトル幅Δλ1 は、光源1
1からの光のスペクトル幅Δλ0 と一部が重なるように
設定される。これにより、光源11のスペクトル12a
と第1の反射型回折素子18Aのスペクトル12aとの
重なった領域のスペクトル12abの中心波長をλA
スペクトル幅をΔλA としたとき、光源11からの光の
スペクトル幅Δλ0 をΔλA に狭くすることができる。
【0012】第2の反射型回折素子18Bは、回折中心
波長λ2 およびスペクトル幅Δλ2を有する、例えば、
反射型LOAホログラム光学素子からなる。この第2の
反射型回折素子18Bの回折中心波長λ2 は、λA とほ
ぼ一致し、スペクトル幅Δλ 2 全体がΔλA とほぼ重な
るように設定される。
【0013】第1および第2の反射型回折素子18A,
18Bは、感光材料が銀塩感光材料からなる場合は、膨
潤処理によって回折波長を調整し、フォトポリマーから
なる場合は、カラーチューニングフィルムによて回折波
長を調整して作製することができる。なお、第1および
第2の反射型回折素子18A,18Bは、ブリーズ型
(表面ノコギリ状)でもよい。この場合、コンピュータ
で干渉縞を計算してフォトリソ工程を経て目的の回折波
長の回折素子を作製できる。
【0014】次に、本装置の動作を説明する。光源11
から出射した光は、集光レンズ2により集光され、ピン
ホール4を通過することにより微小2次点光源3とな
り、球面波となって拡散する。微小2次点光源3からの
光は、コリメータレンズ5により平行光となる。この平
行光は、画像表示用空間変調器6に照射され、画像信号
に応じて変調された後、第1の反射型回折素子18Aに
照射される。第1の反射型回折素子18Aは、図2に示
すように、光源11のスペクトル12aと第1の反射型
回折素子18Aのスペクトル12bの重なった領域のス
ペクトル12abを有する光のみを非対称に反射する。
第1の反射型回折素子18Aで反射された光は、透明基
板7の内面7aで反射した後、第2の反射型回折素子1
8Bに照射される。第2の反射型回折素子18Bは、光
を非対称に反射すると共に集光し、眼9の瞳9aの中心
10に焦点を結ぶ。その結果、網膜9bに幾何学像が投
影される。ここで、人間の眼9に感じる光は、中心波長
がλA 、スペクトル幅がΔλ A 以内の光である。
【0015】上述した本装置によれば、光源11からの
光のスペクトル幅Δλ0 を第1の回折素子18Aによっ
て狭くしているので、第2の回折素子18Bの回折光の
広がりを小さくすることができ、画像を投影した際のボ
ケを抑制して、高解像の画像表示が可能となる。また、
部品を追加することなく、回折素子の特性を変更するこ
とにより、光源11からの光のスペクトル幅を小さくで
きるので、部品点数を増やすことなく、画質を向上させ
ることができる。また、光源にLEDを用いているの
で、レーザを用いるよりも安全性が高く、スペックルノ
イズによる解像度の劣化を回避できる。
【0016】
【発明の効果】以上説明した通り、本発明の頭部搭載型
映像表示装置によると、スペクトル幅の重なりを利用し
て実質的なスペクトル幅を狭くしているので、目に投影
される回折光の広がりを小さくすることができ、画像を
投影した際のボケを抑制して、高解像の画像表示が可能
となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係る頭部搭載型映像表示
装置の概略構成図
【図2】本実施の形態における波長の関係を示す図
【図3】頭部搭載型映像表示装置の一例を示す図
【図4】従来の車載ヘッド・アップ・ディスプレイ(H
UD)を示す図
【図5】図4の従来例における情報表示部分を示す図
【符号の説明】
2 集光レンズ 3 微小2次点光源 4 ピンホール 5 コリメータレンズ 6 画像表示用空間変調器 7 透明基板 9 眼 9a 瞳 9b 網膜 10 瞳の中心 11 光源 12a 第1の反射型回折素子のスペクトル 12b 第2の反射型回折素子のスペクトル 12ab 重なった領域のスペクトル 18A 第1の反射型回折素子 18B 第2の反射型回折素子 λ0 ,λ1 ,λ2 ,λA 中心波長 Δλ0 ,Δλ1 ,Δλ2 ,ΔλA スペクトル幅
フロントページの続き (72)発明者 小笠原 康裕 神奈川県足柄上郡中井町境430 グリーン テクなかい富士ゼロックス株式会社内 (72)発明者 小川 正和 神奈川県足柄上郡中井町境430 グリーン テクなかい富士ゼロックス株式会社内 Fターム(参考) 2H049 CA01 CA04 CA08 CA09 CA15 CA17 CA22

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】光源からの光を空間変調器に照射し、その
    透過光を目に投影する頭部搭載型映像表示装置におい
    て、 前記光源からの前記光のスペクトル幅と一部が重なる所
    定のスペクトル幅を有し、前記透過光のうち前記一部が
    重なるスペクトル幅の光のみを回折する第1の回折素子
    と、 前記第1の回折素子によって回折された光を回折して前
    記目に集光させる第2の回折素子とを備えたことを特徴
    とする頭部搭載型映像表示装置。
  2. 【請求項2】前記第2の回折素子は、前記一部が重なる
    スペクトル幅の中心波長とほぼ一致する回折中心波長を
    有する構成の請求項1記載の頭部搭載型映像表示装置。
  3. 【請求項3】前記光源は、インコヒーレント光を出射す
    るインコヒーレント光源と、前記インコヒーレント光を
    通過させることにより部分的コヒーレント光を生成して
    前記空間変調器に照射する空間フィルタとを備えた構成
    の請求項1記載の頭部搭載型映像表示装置。
  4. 【請求項4】前記光源は、LEDを用いた構成の請求項
    1記載の頭部搭載型映像表示装置。
  5. 【請求項5】前記第1の回折素子および前記第2の回折
    素子は、前記空間変調器の前記透過光を導入する透明基
    板の異なる位置に設けられ、 前記第1の回折素子は、前記透明基板に導入された前記
    透過光を非対称に回折し、 前記第2の回折素子は、前記第1の回折素子によって回
    折され、前記透明基板内で反射する光を非対称に回折し
    て前記目に集光させる構成の請求項1記載の頭部搭載型
    映像表示装置。
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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002277816A (ja) * 2001-03-21 2002-09-25 Minolta Co Ltd 映像表示装置
US6558007B2 (en) 2001-01-30 2003-05-06 Minolta Co., Ltd. Illumination optical system and image projection apparatus
JP2004333713A (ja) * 2003-05-06 2004-11-25 Minolta Co Ltd 映像表示装置
US7019798B2 (en) 2002-02-25 2006-03-28 Minolta Co., Ltd. Display device
JP2008020770A (ja) * 2006-07-14 2008-01-31 Sony Corp 回折格子部材、光学装置、及び、画像表示装置
EP1619533B1 (en) * 2004-07-23 2017-03-01 Murakami Corporation Display device
US11003212B2 (en) 2016-07-20 2021-05-11 Sony Corporation Image display device, display device, and adjustment method for display device
US11067799B2 (en) 2016-11-25 2021-07-20 Seiko Epson Corporation Display device

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6558007B2 (en) 2001-01-30 2003-05-06 Minolta Co., Ltd. Illumination optical system and image projection apparatus
JP2002277816A (ja) * 2001-03-21 2002-09-25 Minolta Co Ltd 映像表示装置
US6922267B2 (en) 2001-03-21 2005-07-26 Minolta Co., Ltd. Image display apparatus
US7019798B2 (en) 2002-02-25 2006-03-28 Minolta Co., Ltd. Display device
JP2004333713A (ja) * 2003-05-06 2004-11-25 Minolta Co Ltd 映像表示装置
EP1619533B1 (en) * 2004-07-23 2017-03-01 Murakami Corporation Display device
JP2008020770A (ja) * 2006-07-14 2008-01-31 Sony Corp 回折格子部材、光学装置、及び、画像表示装置
US11003212B2 (en) 2016-07-20 2021-05-11 Sony Corporation Image display device, display device, and adjustment method for display device
US11067799B2 (en) 2016-11-25 2021-07-20 Seiko Epson Corporation Display device

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