JPH01309086A - ホログラム光学素子 - Google Patents
ホログラム光学素子Info
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- JPH01309086A JPH01309086A JP63140697A JP14069788A JPH01309086A JP H01309086 A JPH01309086 A JP H01309086A JP 63140697 A JP63140697 A JP 63140697A JP 14069788 A JP14069788 A JP 14069788A JP H01309086 A JPH01309086 A JP H01309086A
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- light
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- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims description 20
- 239000003086 colorant Substances 0.000 abstract description 7
- 239000000758 substrate Substances 0.000 abstract description 5
- 239000011521 glass Substances 0.000 abstract description 3
- 238000010030 laminating Methods 0.000 abstract description 3
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 2
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 2
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 239000010902 straw Substances 0.000 description 1
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔概 要〕
ヘッドアップデイスプレィ等におけるホログラム光学素
子に関し、 表示品質の向上を目的とし、 ホログラムの両面に照射する異なった二個の光情報を、
重ね合わせた状態で片面に射出するコンバイナとしての
ホログラム光学素子であって、所定の反射再生波長と所
定の波長選択幅を備えた複数の体積型、ホログラムを積
層形成して構成する。
子に関し、 表示品質の向上を目的とし、 ホログラムの両面に照射する異なった二個の光情報を、
重ね合わせた状態で片面に射出するコンバイナとしての
ホログラム光学素子であって、所定の反射再生波長と所
定の波長選択幅を備えた複数の体積型、ホログラムを積
層形成して構成する。
本発明はヘッドアップデイスプレィ等における光学部品
に係り、特に表示品質の向上を図ったホログラム光学素
子に関する。
に係り、特に表示品質の向上を図ったホログラム光学素
子に関する。
近年、航空機産業や自動車産業等の分野では、操縦者の
負担を軽減するため外界の景色に各種計器類の諸情報を
重ねて表示するヘッドアップデイスプレィが多く使用さ
れるようになっている。
負担を軽減するため外界の景色に各種計器類の諸情報を
重ねて表示するヘッドアップデイスプレィが多く使用さ
れるようになっている。
従って、操′／１者は視線をずらすことなく外界の景色
と各種計器情報を同時に且つ同一画面から読み取ること
ができるが、外界の景色と計器情報を重ね合わせるため
の光学部品すなわちコンバイナによっ°ζ光量が減殺さ
れて外界の景色や計器情報が暗くなることからその解決
が望まれている。
と各種計器情報を同時に且つ同一画面から読み取ること
ができるが、外界の景色と計器情報を重ね合わせるため
の光学部品すなわちコンバイナによっ°ζ光量が減殺さ
れて外界の景色や計器情報が暗くなることからその解決
が望まれている。
第３図は従来のホログラム光学素子の適用例を説明する
図であり、（Ａ）は全体の構成を示しまた（Ｂ）は各構
成部分を説明する図である。
図であり、（Ａ）は全体の構成を示しまた（Ｂ）は各構
成部分を説明する図である。
図（Ａ）で、ｌは航空機や自動車等筐体の外壁を示し、
ｌａは操縦者２の前方に拡がる窓である。
ｌａは操縦者２の前方に拡がる窓である。
また各種計器類の情報を集める制御盤３の前面には各情
報を色分けして表示する計器盤３ａが装着されている。
報を色分けして表示する計器盤３ａが装着されている。
４はコンバイナと呼ばれるホログラムよりなる光学部品
であり、上記計器盤３ａの色分けされた実線で示す表示
信号Ｌ°のみを回折によって反射すると共に、外界から
窓１ａを通って入って来る一点鎖線で示す光線りの内上
記表示信号Ｌ°と同じ波長光を除（残部を透過して上記
表示信号Ｌ′の回折反射光と重なった状態で操縦者２の
視界に入るように構成している。
であり、上記計器盤３ａの色分けされた実線で示す表示
信号Ｌ°のみを回折によって反射すると共に、外界から
窓１ａを通って入って来る一点鎖線で示す光線りの内上
記表示信号Ｌ°と同じ波長光を除（残部を透過して上記
表示信号Ｌ′の回折反射光と重なった状態で操縦者２の
視界に入るように構成している。
なお、５は上記の表示信号Ｌ°を該コンバイナ４の所定
位置に導くための反射ミラーである。
位置に導くための反射ミラーである。
図（Ｂ）でコンバイナ４は、■に示す如く一層の体積型
ホログラム膜４ａの両面を所定の強度を保持するに足る
厚さ（例えば１〜２ ｍｍ）のガラス等よりなる透明基
＋１ｉ ４ ｂで挟着固定したホログラムで構成したも
のである。
ホログラム膜４ａの両面を所定の強度を保持するに足る
厚さ（例えば１〜２ ｍｍ）のガラス等よりなる透明基
＋１ｉ ４ ｂで挟着固定したホログラムで構成したも
のである。
一方上記計器盤３ａに表示される表示信号Ｌ°は、例え
ば■に示す場合では破線で示すＡおよびＢの領域に表示
する文字、記号を赤色でまたＣ領域の文字、記号等を緑
色で表示する等操縦者の注意を喚起する方法が取られて
いる。
ば■に示す場合では破線で示すＡおよびＢの領域に表示
する文字、記号を赤色でまたＣ領域の文字、記号等を緑
色で表示する等操縦者の注意を喚起する方法が取られて
いる。
この際、上記コンバイナ４はこれら複数の色で表示され
る信号を忠実に且つ効率よく回折し反射再生させなけれ
ばならず、該コンバイナ４に形成する上記ホログラム膜
４ａを複数の波長光が再生できるように形成している。
る信号を忠実に且つ効率よく回折し反射再生させなけれ
ばならず、該コンバイナ４に形成する上記ホログラム膜
４ａを複数の波長光が再生できるように形成している。
縦軸に入射光と回折反射光の光量の比（以下回折効率と
する）を％で、また横軸に回折によって反射再生し得る
波長（以下再生光波長とする）をｎ−でそれぞれとった
ホログラムの効率波長依存性を示す■で、例えば約６０
０ｎａｉの光波長を有する赤色信号と約５００ｒｖの光
波長を有する緑色信号を同時に反射再生させるために図
示りの如き広帯域の再生光波長域を有するホログラム膜
４ａを形成するが、この場合の回折効率は通常図示の如
くたかだか５０％程度である。
する）を％で、また横軸に回折によって反射再生し得る
波長（以下再生光波長とする）をｎ−でそれぞれとった
ホログラムの効率波長依存性を示す■で、例えば約６０
０ｎａｉの光波長を有する赤色信号と約５００ｒｖの光
波長を有する緑色信号を同時に反射再生させるために図
示りの如き広帯域の再生光波長域を有するホログラム膜
４ａを形成するが、この場合の回折効率は通常図示の如
くたかだか５０％程度である。
このことはホログラムの特性上、上記の表示信号Ｌ°の
約５０％が該コンバイナ４を透過して図（Ａ）の点線で
示すＬ＋ ’となり、また外界からの光線りの内上記
波長帯域に含まれる光の約５０％がコンバイナ４で回折
して点線で示す反射光Ｌ１となってそれぞれが外界に散
出することを意味する。
約５０％が該コンバイナ４を透過して図（Ａ）の点線で
示すＬ＋ ’となり、また外界からの光線りの内上記
波長帯域に含まれる光の約５０％がコンバイナ４で回折
して点線で示す反射光Ｌ１となってそれぞれが外界に散
出することを意味する。
従って、操縦者２に到達する光量がいずれも減殺される
ことから視界が暗くなって見難くなっている。
ことから視界が暗くなって見難くなっている。
互いに波長の異なる複数色の光信号を同時に表示するた
め回折によって反射し得る波長帯域幅（以下波長選択幅
とする）の広いホログラムを使用した従来のコンバイナ
では、操縦者に到達する光りが減殺されるため外界の景
色および各種計器類の表示信号が暗くなると云う問題が
あった。
め回折によって反射し得る波長帯域幅（以下波長選択幅
とする）の広いホログラムを使用した従来のコンバイナ
では、操縦者に到達する光りが減殺されるため外界の景
色および各種計器類の表示信号が暗くなると云う問題が
あった。
上記問題点は、ホログラムの両面に照射する異なった二
個の光情報を、重ね合わせた状態で片面に射出するコン
バイナとしてのホログラム光学素子であって、 所定の反射再生波長と所定の波長選択幅を備えた複数の
体積型ホログラムを積層形成してなるホログラム光学素
子によって解決される。
個の光情報を、重ね合わせた状態で片面に射出するコン
バイナとしてのホログラム光学素子であって、 所定の反射再生波長と所定の波長選択幅を備えた複数の
体積型ホログラムを積層形成してなるホログラム光学素
子によって解決される。
−ｉにホログラム膜は、入射光の波長と該ホログラム膜
が有する再生光波長がほぼ等しい場合には高い反射率を
持つミラーとして作用し、他方入射光の波長と該ホログ
ラム膜が有する再生光波長が大きく異なる場合には殆ど
透明な物体として作用する。
が有する再生光波長がほぼ等しい場合には高い反射率を
持つミラーとして作用し、他方入射光の波長と該ホログ
ラム膜が有する再生光波長が大きく異なる場合には殆ど
透明な物体として作用する。
本発明では、１個の波長のみを狭い波長選択幅で回折反
射するホログラム膜を計器盤に表示される各色調に対応
させて積層しコンバイナを構成している。
射するホログラム膜を計器盤に表示される各色調に対応
させて積層しコンバイナを構成している。
従って複数色からなる計器盤からの入射光の殆ど総てを
反射させると共に外界からの入射光に対しては殆ど透明
な膜として作用させることかできることから、操縦者は
明るい外界視野と鮮明な計器情件を得ることができる。
反射させると共に外界からの入射光に対しては殆ど透明
な膜として作用させることかできることから、操縦者は
明るい外界視野と鮮明な計器情件を得ることができる。
第１図は本発明の詳細な説明する図であり、第２図は本
発明になるホログラム光学素子の適用例を示した図であ
る。
発明になるホログラム光学素子の適用例を示した図であ
る。
第１図で、（＾）は第１のホログラム膜を、（Ｂ）は第
２のホログラム膜をまた（Ｃ）は上記（＾）、（Ｂ）の
ホログラム膜を積層した場合をそれぞれ示している。
２のホログラム膜をまた（Ｃ）は上記（＾）、（Ｂ）の
ホログラム膜を積層した場合をそれぞれ示している。
図（Ａ）で、体積型ホログラム膜１０ａはガラス等より
なる透明基板１０ａ ’の表面片側に数μｍの厚さに
形成されており、該ホログラム膜１０ａの内部には円内
拡大断面図（Ａ１）の如く厚さ方向垂直軸に対してαの
角度で屈折率の異なる層がピッチｐで交互に且つ平行に
繰り返し形成されている。
なる透明基板１０ａ ’の表面片側に数μｍの厚さに
形成されており、該ホログラム膜１０ａの内部には円内
拡大断面図（Ａ１）の如く厚さ方向垂直軸に対してαの
角度で屈折率の異なる層がピッチｐで交互に且つ平行に
繰り返し形成されている。
この場合、縦軸Ｙに回折効率を％で、また横軸Ｘに再生
光波長をｎｍでそれぞれとった第２図同様のホログラム
の効率波長依存性を示す図（Ａ２）では、上記のαおよ
びｐを適当に設定することによって所定の波長帯位置（
図の場合にはｘｌの位置）に回折効率ｙがほぼ１００％
に近く且つ波長選択幅Ｗが極めて狭い再生光波長域を有
するホログラム膜１０ａを形成することができる。
光波長をｎｍでそれぞれとった第２図同様のホログラム
の効率波長依存性を示す図（Ａ２）では、上記のαおよ
びｐを適当に設定することによって所定の波長帯位置（
図の場合にはｘｌの位置）に回折効率ｙがほぼ１００％
に近く且つ波長選択幅Ｗが極めて狭い再生光波長域を有
するホログラム膜１０ａを形成することができる。
また図（Ｂ）は第２の体積型ホログラム膜１０ｂを同様
の透明基板１０ｂ ’上に形成したものであるが、円内
拡大断面図（Ｂ１）の如（厚さ方向垂直軸に対する傾き
α！と屈折率の異なる層間ピッチｐ１を図（Ａ）の場合
と異ならせることによって図（八）の場合と異なった波
長帯位置（図の場合にはｘｌの位置）に回折効率ｙがほ
ぼ１００％に近く且つ波長選択幅Ｗが極めて狭い再生光
波長域を有するホログラム膜１０ｂを形成することがで
きる。
の透明基板１０ｂ ’上に形成したものであるが、円内
拡大断面図（Ｂ１）の如（厚さ方向垂直軸に対する傾き
α！と屈折率の異なる層間ピッチｐ１を図（Ａ）の場合
と異ならせることによって図（八）の場合と異なった波
長帯位置（図の場合にはｘｌの位置）に回折効率ｙがほ
ぼ１００％に近く且つ波長選択幅Ｗが極めて狭い再生光
波長域を有するホログラム膜１０ｂを形成することがで
きる。
図（Ｃ）は上記ホログラム膜１０ａ、１０ｂを透明基板
１０ｃ ’を挟んで対向させて積層固定したものであり
、この場合のホログラムの効率波長依存性を示す（Ｃ２
）では、上記（Ａ） 、 （Ｂ）の各波長帯位置にそれ
ぞれ回折効率ｙ力身よぼ１００％で且つ波長選択幅Ｗが
極めて狭い再生光波長を有するホログラムをコンバイナ
として形成することができる。
１０ｃ ’を挟んで対向させて積層固定したものであり
、この場合のホログラムの効率波長依存性を示す（Ｃ２
）では、上記（Ａ） 、 （Ｂ）の各波長帯位置にそれ
ぞれ回折効率ｙ力身よぼ１００％で且つ波長選択幅Ｗが
極めて狭い再生光波長を有するホログラムをコンバイナ
として形成することができる。
実験結果によれば、
ホログラム膜１０ａ、１０ｂの膜厚を共に約１０μｍと
し、 α＝α１＝Ｏ ｐ ＝０．２８９μｍ ｐ ＋ ＝０．３４６１１ｍ としたときに、緑色の波長帯域５００ｎｍの位置には選
択幅Ｗが約１０ｎｍで回折効率がほぼ１００％に近い再
生光波を、また赤色の波長帯域６００ｎｍの位置には同
様の再生光波を有するホログラムよりなるコンバイナが
得られることを確認している。
し、 α＝α１＝Ｏ ｐ ＝０．２８９μｍ ｐ ＋ ＝０．３４６１１ｍ としたときに、緑色の波長帯域５００ｎｍの位置には選
択幅Ｗが約１０ｎｍで回折効率がほぼ１００％に近い再
生光波を、また赤色の波長帯域６００ｎｍの位置には同
様の再生光波を有するホログラムよりなるコンバイナが
得られることを確認している。
かかる構成になるコンバイナを組み込んだ第２図で、ｌ
が航空機や自動車等筐体の外壁であり操縦者２の前方に
窓１ａが装着されていることは、第３図の場合と同様で
ある。
が航空機や自動車等筐体の外壁であり操縦者２の前方に
窓１ａが装着されていることは、第３図の場合と同様で
ある。
また各種計器類の情報を集める制御盤３の前面には各情
報を色分けして表示する計器ｍ３ａが装着されているこ
とは第３図と同様である。
報を色分けして表示する計器ｍ３ａが装着されているこ
とは第３図と同様である。
ＩＯは二層のホログラノ、膜１０ａ、１０１＋から構成
された第２図記載のコンバイナである。
された第２図記載のコンバイナである。
ここで、該計器ｍ３ａに表示された第３図■と同様の色
別された光信号Ｌ °は、前述の如く反射ミラー５で反
射した後上記コンバイナＩＯの所定位置に導かれる。
別された光信号Ｌ °は、前述の如く反射ミラー５で反
射した後上記コンバイナＩＯの所定位置に導かれる。
この場合、例えば第３図■におけるＡ、Ｂ領域の赤色信
号は第１のホログラム膜１０ａで反射再生されて操縦者
２の方向に進み、またＣ領域の緑色の光信号は第２のホ
ログラム膜ｌＯｂで反射再生されて操縦者２の方向に進
む。
号は第１のホログラム膜１０ａで反射再生されて操縦者
２の方向に進み、またＣ領域の緑色の光信号は第２のホ
ログラム膜ｌＯｂで反射再生されて操縦者２の方向に進
む。
一方外界から窓１；１を通って入って来る光線Ｉ、ば、
該コンバイナ１０で赤色および緑色の波長帯のみが反射
されその残部はすべて透過して操縦者の方向に進むため
、反射損失分の全体に占める比率は充分に小さい。
該コンバイナ１０で赤色および緑色の波長帯のみが反射
されその残部はすべて透過して操縦者の方向に進むため
、反射損失分の全体に占める比率は充分に小さい。
従って操縦汗は、明るい外界景色を得ることができる。
上述の如く本発明によって、明るい外界景色に計器盤か
らの複数色の鮮明な光信号を重ね合わせることができる
ヘッドアップデイスプレィを提供することができる。
らの複数色の鮮明な光信号を重ね合わせることができる
ヘッドアップデイスプレィを提供することができる。
なお本発明の説明に当たっては赤および緑の二色の場合
について行っているが、コンバイナを構成するホログラ
ム膜を各色調毎に多層化することによって三色以上複数
色の場合にも全く同等の効果を得ることができる。
について行っているが、コンバイナを構成するホログラ
ム膜を各色調毎に多層化することによって三色以上複数
色の場合にも全く同等の効果を得ることができる。
第１図は本発明の詳細な説明する図、
第２図は本発明になるホログラム光学素子の適用例を示
した図 第３図は従来のホログラム光学素子の適用例を説明する
図、 である。図において、 ｌは外壁、 ２は操縦者、 ３は制御盤、 ３ａは計器盤、 ５は反射ミラー、 １０はコンバイナ、 １０ａ、１０ｂは体積型ホログラム膜、１０ａ ”
、１０ｂ ’ 、１０ｃ ’は透明基板、をそれぞれ表
わす。 本発明の一ツク１！と説、印す５コ 藁 １＝２Ｔ ； ７トメシ！
した図 第３図は従来のホログラム光学素子の適用例を説明する
図、 である。図において、 ｌは外壁、 ２は操縦者、 ３は制御盤、 ３ａは計器盤、 ５は反射ミラー、 １０はコンバイナ、 １０ａ、１０ｂは体積型ホログラム膜、１０ａ ”
、１０ｂ ’ 、１０ｃ ’は透明基板、をそれぞれ表
わす。 本発明の一ツク１！と説、印す５コ 藁 １＝２Ｔ ； ７トメシ！
Claims (1)
- ホログラムの両面に照射する異なった二個の光情報を、
重ね合わせた状態で片面に射出するコンバイナとしての
ホログラム光学素子であって、所定の反射再生波長と所
定の波長選択幅を備えた複数の体積型ホログラムを積層
形成してなることを特徴とするホログラム光学素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63140697A JPH01309086A (ja) | 1988-06-08 | 1988-06-08 | ホログラム光学素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63140697A JPH01309086A (ja) | 1988-06-08 | 1988-06-08 | ホログラム光学素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01309086A true JPH01309086A (ja) | 1989-12-13 |
Family
ID=15274639
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63140697A Pending JPH01309086A (ja) | 1988-06-08 | 1988-06-08 | ホログラム光学素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01309086A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03200426A (ja) * | 1989-12-27 | 1991-09-02 | Nippon Seiki Co Ltd | 車両用表示装置 |
| EP0616921A2 (fr) * | 1993-03-25 | 1994-09-28 | Jaeger | Tableau de bord de faible épaisseur notamment pour véhicule automobile |
| JP2010102215A (ja) * | 2008-10-27 | 2010-05-06 | Sony Computer Entertainment Inc | 表示装置、画像処理方法、及びコンピュータプログラム |
| JP2012511739A (ja) * | 2008-12-09 | 2012-05-24 | デルファイ・テクノロジーズ・インコーポレーテッド | マルチカラーディスプレー及びモノクロディスプレー用の回折コンバイナー、その製造方法、及びこれを使用したヘッドアップディスプレー装置 |
| CN111448503A (zh) * | 2017-12-07 | 2020-07-24 | 视瑞尔技术公司 | 抬头显示器 |
| WO2022209173A1 (ja) * | 2021-03-29 | 2022-10-06 | ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 | 複合型回折素子、画像表示装置、および複合型回折素子の製造方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62227823A (ja) * | 1986-03-31 | 1987-10-06 | Nissan Motor Co Ltd | 車両用表示装置 |
-
1988
- 1988-06-08 JP JP63140697A patent/JPH01309086A/ja active Pending
Patent Citations (1)
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| FR2703008A1 (fr) * | 1993-03-25 | 1994-09-30 | Jaeger | Tableau de bord de faible épaisseur notamment pour véhicule automobile. |
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| WO2022209173A1 (ja) * | 2021-03-29 | 2022-10-06 | ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 | 複合型回折素子、画像表示装置、および複合型回折素子の製造方法 |
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