JPH02113218A - 表示装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は表示装置に関し、特に所定の光学特性を有する
例えば体積型位相回折格子等から成る光偏向部材を介し
て、前方の例えば自然風景等の画像情報と人為的に作成
された表示情報の双方の情報を空間的に重畳して同時に
観察する際に好適な表示装置に関するものである。

（従来の技術） 多層膜反射面や体積型位相回折格子等の光学的に透明な
光束結合素子を用いて１表示装置からの表示情報と、外
界の自然風景等の画像情報とを同−視野内で空間的に重
畳して観察するようにした表示装置は種々の表示動作が
可能で一般にヘッドアップデイスプレィ装置と呼ばれ、
各分野で多用されている。

従来より、このヘッドアップデイスプレィ装置を航空機
の操縦席をはじめとし、種々の車両などに使用した表示
装置が種々提案されている。

このヘッドアップデイスプレィ装置には、例えば航空機
であれば射撃用のマークのほかに、速度や高度、そして
燃料の残量等の表示情報が行なわれ、自動車や鉄道車両
等でも同様の内容の表示を行う。

従来のヘッドアップデイスプレィ装置に用いられている
表示装置としては高輝度のＣＲＴが用いられている。こ
のＣＲＴは蛍光体として単色性の良い分光特性Ｂ−４３
又はＢ−５３を用いている為１回折格子を通して画像表
示を行なっても光源の波長の広がりに伴う色のニジミが
全くなく、高解像力の画像表示を可能としている。又特
殊な高解像力のＣＲＴであることからその分解点数も２
０００点Ｘ２０００点と非常に多くの点の表示が可能で
ある。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、このＣＲＴは例えば電池駆動のラップト
ツブコンピューターと組合わせた場合にはＣＲＴを駆動
させる為に高電圧の電源が必要となるという問題点が生
じてくる０例えばＣＲＴを発光させるには最低でも数Ｋ
Ｖ、望ましくは１０ＫＶ〜２０ＫＶの電圧が必要となっ
てくる。

この他、電池駆動の製品では特に望まれている低消費電
力という点に反し、消費電力が大きくなってくる等の問
題点がある。

本発明は比較的低電圧で、しかも電力消費量の少ない状
態でヘッドアップデイスプレィ装置として動作させるこ
とのできる色のニジミのない良好なる表示が可能な表示
装置の提供を目的とする。

（問題点を解決するための手段） 照明系により照明された又は自己発光型の表示情報を光
透過性の回折格子を用いた光偏向部材に入射させ、該表
示情報と該表示情報とは異った位置にある他の表示体と
を該光偏向部材を介して空間的に重畳させて同一視野で
観察する際、該表示情報から該光偏向部材に至る光路中
に通過光束を波長的に制限する波長選択部材を設けたこ
とである。

（実施例） 第１図は本発明の第１実施例の要部概略図である。

同図において３は透明な光偏向部材であり、体積型の位
相回折格子から成っている。光偏向部材３は２つの透明
基板４．５で体積型の位相回折格子（ホログラム素子）
６を挟持して構成されている。

本実施例に係る光偏向部材３は直進性の可視光に対して
は少なくとも５０％の透過率を有している。又回折格子
６は例えば波長５５０ｎｍの光に対して回折効率８０％
程度で、その波長選択の半値幅は６０ｎｍ程度である。

１は表示情報であり自己発光型の比較的広い波長幅を有
する蛍光表示管等から成り、不図示の駆動回路により駆
動制御されている。

２は波長選択部材であり、例えば多層膜反射面や吸収フ
ィルター等から成り、中心波長５５０ｎｍ、半値波長幅
１０ｎｍ程度の光学特性を有しており表示情報１の前方
に配置されている。

７は遠方の自然風景等の表示体、８は観察位置である。

本実施例では遠方表示体７からの光束は光偏向部材３を
略直進通過する。これにより表示体７を観察位置８で光
偏向部材３を介して観察している。

により所定の波長領域の光束９のみが通過し光偏向部材
３に入射する。そして回折格子６で反射回折されて光束
１０となり観察位置８に導光される。これにより表示情
報ｌの像は遠方に表示され、先の表示体７と空間的に重
畳され、同一視野で同時にＩＢ！察している。

本実施例において、表示情報ｌと回折格子６との間隔が
２００ｍｍ、光束９が回折格子６に垂直入射し、回折反
射光束１０．６に約４５度の方向に射出するものとする
。そうすると回折格子６の面内ピッチＰは となる。波長入＋＝５４５ｎｍ、波長λ２＝５５５ｎｍ
の光の回折角θ１　、θ２は０．５４５ θ＋　＝　ａｒｃｓｉｎ　（）　＝　４４．４８　”一
方、表示情報ｌからの光束は波長選択部材２Ｆ となる、このときの色のニジミｌｃは ２００　　Ｘ　　ｔａｎ　　（０，５２°　）　　−１
，８（ａｓ）より３．６ｍｍとなる。これは例えば高さ
３０ｍｍ程度の数値より成る表示情報には一応許容出来
る値である。

一方、波長選択部材２を配置しない場合は色のニジミの
半値幅は６倍の２１．６ｍｍとなり許容し難いボケ量と
なってくる。

第２図は本実施例のおいて表示情報として用いた温白色
蛍光灯の分光エネルギー分布の説明図である。同図に示
すように波長４４０ｎｍ、５５０ｎｍ、そして５９０ｎ
ｍに輝線スペクトルを有している０本実施例では、これ
らの輝線スペクトルに半値幅３ｎｍ〜３０ｎｍの波長選
択部材を組合わせることにより眼に対する明るさをあま
り低下させることなく、表示情報の色のニジミを良好に
減少させている。

又このときの印加電圧は１００Ｖ程度であり。

通常のＣＲＴのｌ０ＫＶに比べてはるかに低く、電池と
昇圧回路とヤ容易に点灯することができる。

第３図は本発明の第２実施例の要部概略図である。

本実施例では表示情報として液晶表示素子１３を用い蛍
光灯等の光源１４により照明している。

そして液晶表示素子１３からの光束１１を反射部材より
成る波長選択部材１２で反射させ波長域を限定した光束
９とし光偏向部材３に入射させている。尚本実施例にお
いて液晶表示素子１３を波長選択部材１２と光偏向部材
３との間に配置しても良い、ＩＫ察位置８で表示体７と
表示情報１３とを重畳させて観察する構成については第
１図の第１実施例と同様である。

本実施例では光源１４として種々の光源が使用可能であ
る。又波長選択部材を反射鏡より構成し、装置全体の小
型化を図っている。

第４図は本発明の第３実施例の要部概略図である。

本実施例では輝線を有する光源１４からの発散光束をｔ
ｊＩＪｌ集光レンズ１９１により略平行光束とし、波長
選択部材２を介して波長域を制限した光束として第２集
光レンズ１９２で集光し表示情報工３を照射している。

そして表示情報１３からの光束９を光偏向部材３に入射
させている。光偏向部材３に入射し反射回折された光束
ｌＯにより観察位置８で表示体７と表示情報１３とを空
間的に重畳させてｉ察する構成は第１図の第１実施例と
同様である。

本実施例では光源１４からの光束を波長選択部材２に略
垂直に入射させ、入射角変動による分光特性の変化を緩
和させると共に機械的精度の緩和を図っている。

尚以上の各実施例において反射型の回折格子としてはポ
リビニルカルバゾール系材料、重クロム酸ゼラチン系材
料、銀塩感光材料等の体積位相型ホログラム感材を使用
することができる。また、十分な回折効率と透過特性と
が達成されれば、ブレーズ回折格子上に適当な反射率を
与える材料をＳ着し、これを略凹−の屈折率を有する材
料でカバーしたものも使用可能である。

又第２．第３実施例において用いる光源の分光エネルギ
ー分布が平坦で広い場合には、表示画像の明るさとボケ
量とは反比例関係であるが、適当な光源を用いることに
より、表示画像の明るさをあまり低下させること無く、
ボケ幅を減らすことが可能となる。

この他第２．第３実施例においては例えば第５図に示す
ような分光エネルギー分布を有する照明用メタルハライ
ドランプ（ｔｏｙ’５−Ｔ１１１ｎｌ）を用いても比視
感度の高い５４０ｎｍ付近に高いピークを有しているた
め、効果的にボケの防止を行なうことが可能な表示装置
を達成することができる。

（発明の効果） 本発明によれば前述のような特性を有する波長選択部材
を用い所定の位置に配置することにより従来のような高
電圧で駆動するＣＲＴを用いずに安価な光源又は自己発
光型の表示情報により、低電圧、低消費電力で高い解像
力を有しつつ表示情報と表示情報とは異った位置にある
表示体とを空間的に重畳させて同一視野で観察すること
のできる表示装置を達成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のＷ４１実施例の要部概略図、第２図は
第１図で用いた温白色蛍光灯の分光エネルギー分布の説
明図、第３図、第４図は本発明の第２．第３実施例の要
部概略図、第５図は本発明に使用可能なメタルハライド
ランプの分光エネルギーの説明図である。 １４中１．１３は表示情報、２は波長選択部材。 ３は光偏向部材、４．５は透明基板、６は位相型回折格
子、７は表示体、８は観察位置、１４は光源である。 特許出願人　　　キャノン株式会社 第 図 ］４ ］５ ］２ ：Ｊ　過［ｎｍｌ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）照明系により照明された又は自己発光型の表示情
   報を光透過性の回折格子を用いた光偏向部材に入射させ
   、該表示情報と該表示情報とは異った位置にある他の表
   示体とを該光偏向部材を介して空間的に重畳させて同一
   視野で観察する際、該表示情報から該光偏向部材に至る
   光路中に通過光束を波長的に制限する波長選択部材を設
   けたことを特徴とする表示装置。
2. （２）前記波長選択部材は半値幅３ｎｍ〜３０ｎｍの特
   定波長域の光束を通過させる特性を有していることを特
   徴とする請求項１記載の表示装置。