JPH03107119A - 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】 〔概要〕 ホログラムを使用して情報画像の虚像を表示する表示装
置に関し、 情報画像を色収差無く表示可能とし且つ外界の光景も色
収差なく観察可能とすることを目的とし、情報画像を転
送するホログラムと、該ホログラムにより生じた色分散
を除去しうる空間周波数と同一の空間周波数を有し、使
用される回折次数が＋１次である一の反射型ホログラム
と、上記空間周波数と同一の空間周波数を有し、使用さ
れる回折次数が一１次である別の反射型ホログラムとを
密着させてなるコンバイナとより構成する。

（産業上の利用分野） 本発明はホログラムを使用して情報画像の虚像を表示す
る表示装置に関する。

この種の表示装置は、空中に情報画像の虚像を色収差な
く表示できること、及び外界の光景を色収差なく見うる
ことが望ましい。

〔従来の技術〕

第６図は従来の１例を示す。

１は透過型ホログラムである。

２は」ンバイナであり、具体的にはミラータイプの反射
型ホログラムである。

表示器３の表示面３ａ上の情報画像４は、ホログラム１
及びコンバイナ２を介して、観察者５からみて」ンバイ
ナ２の後方の空間に虚像６として表示される。

また外界の光景７よりの光はコンバイナ２を通して観察
者５に到る。

第７図は従来の別の例を示す。同図中、第６図に示す構
成部分と対応する部分には同一符号を付す。この例は、
コンバイナ１０がミラータイプではな（結像特性を有す
る反射型ホログラムである以外は、上記の構成と同じで
ある。

上記と同様に、情報画像４の虚像６が外界の光景７内に
表示される。

〔発明が解決しようとする課題〕

第６図に示す構成の装置では、コンバイナ２がミラータ
イプのものであるため、ホログラム１で生じた色分散の
影響が補正されずに観察者５に到り、情報画像４の虚像
６には色収差が表われてしまう。

第７図に示す構成の装置では、コンバイナ１０が結像特
性を有し且つ型取差補正を行なう機能をもつため、ホロ
グラム１で生じた色分散がコンバイナ１０により補正さ
れ、情報画像４の虚像６は色収差の無いものとなる。

しかし、外界の光景７よりの光がコンバイナ１０を透過
するときに色分散が生じ、外界の光景７には色収差が生
じてしまう。

本発明は情報画像を色収差無く表示可能とし且つ外界の
光景も色収差なく観察可能とした表示装置を提供するこ
とを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、情報画像を転送するホログラムと、該ホログ
ラムにより生じた色分散を除去しつる空間周波数と同一
の空間周波数を有し、使用される回折次数が＋１次であ
る−の反射型ホログラムと、上記空間周波数と同＝−の
空間周波数を有し、使用される回折次数が一１次である
別の反射型ホログラムとを密着させてなる］ンバイナと
よりなる構成である。

〔作用〕

コンバイナを構成する・一対の反射型ホログラムにおい
て、−の反射型ホログラムは、コンバイナの後方よりの
透過光を回折し、別の反射型ホログラムは、この回折さ
れた光を元の方向に回折し直す。即ち、コンバイナはこ
の後方よりの透過光の色分数を防止する。

またコンバイナを構成する一対の反射型ホログラムのう
ち、ホログラムにより情報画像が転送される反射型ホロ
グラムは、上記ホログラムにより生じた色分散を補正し
、表示像の色収差を無（する。

〔実施例〕

第１図は本発明の一実施例になる表示装置を示す。

２０はコンバイナであり、第２図に拡大して且つ第３図
に分解して示すように、同一の空間周波数分布を有する
第１．第２の結像特性を持つ反射型ホログラム２１．２
２を、第１の反射型ホログラム２１については使用され
る回折次数が＋１次となる向き、第２の反射型ホログラ
ム２２については使用される回折次数が一１次となる向
きとして密着させて接着してなる構成である。上記空間
周波数は後述するホログラム２４により生じた色分散を
補正しつる値である。

第２の反射型ホログラム２２が観察者２３に対向してい
る。

２４はホログラムであり、表示器２５とコンバイナ２０
との間の光路中に、表示器２５の表示面２５ａ上の情報
画像２６を、コンバイナ２０の第２の反射型ホログラム
２２に転送するように配設しである。

表示器２５の表示面２５ａ上の情報画像２６は、農初に
ホログラム２４により転送され、次にコンバイナ２０の
第２の反射型ホログラム２２により観察者２３の方向に
転送され、虚像２７として表示される。

又、コンバイナ２０の後方にある外界の光景２８よりの
光は」ンバイナ２０を第２図に併せて示すように透過し
てＷＩ寮者２３に到る。

これにより、観察者２３は、コンバイナ２０の後方の光
景２８に、表示器２５の情報画像２６の虚像２７を重畳
して視認することが出来る。

次に、上記の表示装置における色収差補正について説明
する。

■　情報画像２６の虚像２７について。

」ンバイナ２０の一部を構成する第２の反射型ホログラ
ム２２の空間周波数は、ホログラム２４により生じた色
分散を補正しつる簡に定めである。

第１図中ホログラム２４において、表示面２５ａの情報
画像２６の−の物点３０よりの光３１のうち、波長λ０
の単色光は符号３１−ｏで示すように回折され、波長λ
１の単色光は符号３１−１で示すように回折される。

各単色光３１ｏ、３１−１が夫々第２の反射型ホログラ
ム２２で３１−ｏ　−＋　、　３１−＋　−＋で示すよ
うに回折されて観察者２３に自かう。

回折光３１　　ｏ　　＋、３１−電−１は波長は異なる
けれども、この延長線はホログラム２４上の一点３２で
一致する。この点３２は−の物点３０に対応する点であ
る。

これにより、虚像点３０Ａを含む空中には、色収差の無
い虚像２７が形成される。

■　外界の光景２８について。

まず、第４図を参照して、原理について説明する。

結像特性を有する第１の反射型ホログラム４０への入射
角度をθ１．出射角度をθ２．結像特性を有する第２の
反射型ホログラム４１からの出射角度をθ３とする。ま
た、第１．第２の反射型ホログラム４０．４１の位ｌｘ
における空間周波数をそれぞれｆＩ　（Ｘ）、ｆｚ　　
（Ｘ）とすると、以下のような関係式がえられる。

ｓｉｎ　　（θ２　　）＝ｎ＋　　”　　λ　ｒ　　”
　　ｆ　　１　（Ｘ）”　　５ｉｎ（θ　１　）ｓｉｎ
　（θ３　　）＝ｎ２　　”　　λ　ｒ　　＊　　ｆ　
２　（Ｘ）＋　　５ｉｎ（θ２　）ここで、λｒは再生
波長、ｎｌ　、ｎｌは第１゜第２の反射型ホログラム４
０．４ｉにおける回折次数である。

上式をまとめると、 ｓｉｎ　（θ３　）＝λｒ＊［ｎ、　　＊ｆ＋　　（Ｘ
）＋ｎ２　傘　ｆｚ　　（Ｘ）］＋　５ｉｎ（θ１） となる。

ここで、すべてのλｒに対し、５ｉｎ（θ３ン＝ｓｉｎ
（θ１）となって色分散をなくするには、ｎ＋　零ｆ＋
　　（Ｘ）＋ｎｚ　傘’ｆ’ｚ　　（ｘ）＝Ｏであれば
よい。

したがって、ｎ＋　＝１　、ｎ２＝−１とすると、ｆＩ
　　（Ｘ）＝ｆ２　　（Ｘ）となるように第１．第２の
反射型ホログラム４０．４１の空間周波数分布をとるこ
とにより、即ち第１．第２の反射型ホログラム４０．４
１の空間周波数を同一とすることにより、透過光の色分
散を防ぐことができる。

上記の原理に基づいて、上記の実施例中の第１゜第２の
反射型ホログラム２１．２２は、第１に密着して同じ位
Ｗｘとなるようにしである。

第２に、第３図（Ａ）に示す第１の反射型ホログラム２
１の位置Ｘの空間周波数ｆｎ　　（Ｘ）はｌ　（ｓｉｎ
θ、　−５ｉｎθ１２　＞　１　／λＣである。第３図
（Ｂ）中、θ口＝θ１１であり、第２の反射型ホログラ
ム２２の位置Ｘの空間処理数ｆｕ　（Ｘ）は１　（ｓｉ
ｎθｙ−ｓｔｎθ■）１／λＣである。即ち、第１、第
２反射型ホログラム２１．２２の位ｉＪｘの中層周波数
ｆ＋　　（Ｘ＞、ｆｚ　（Ｘ）は同一としである。λＣ
は後述する記録波長である。

また、第３に、第１．第２の反射型ホログラム２１．２
２の縞の向きは互いに逆方向であり、第２図に示すよう
に、第１の反射型ホログラム２′１は回折次数が＋１で
ある向き、第２の反射型ホログラム２２は回折次数が−
１である向きとしである。

即ち、第１の反射型ホログラム２１は第２の反射型ホロ
グラム２２のブラック特性を反転させたものである。

これにより、外界の光景２８の−の物点５０よりの光５
１は第２図に示すように、コンバイナ２０の第１の反射
型ホログラム２１内で符号５１−１で示すように＋１次
方向に回折され、直ちに第２の反射型ホログラム２２内
で符号５１−２で示すように一１次方向に回折され、即
ち元の方向に回折し直され、符＠５１−３で示すように
色分散を起こさずに出射して観察者２３に向かう。

従って、観察者２３は、コンバイナ２０の後方にある光
景２８を色収差無く見ることが出来る。

上記の結果、観察者２３は、情報画像２６の虚像２７及
び光景２８を共に色収差なく見ることが出来る。

次に、上記構成のコンバイナ２０の製造方法について、
第５図を参照して説明する。

第５図（Ａ）に示すように、記録媒体５０に、平行な参
照光５１を入射角θ■で照射し、点光源５２よりの物体
光５３を入射角θ１２で照射する。

これにより、同図＜８）に示すように、で定まる空間周
波数ｆｎ　　（Ｘ）を有し、且つ回折次数が÷１である
第１の反射型ホログラム２１が作成される。

また、同図（Ｃ）に示すように、記録媒体５４に、平行
な参照光５６と点光源５７よりの物体光５８を照射する
ことにより、同図（Ｄ）に示すように、回折次数が−１
である第２の反射型ホログラム２２が作成される。

上記の第１．第２の反射型ホログラム２１゜２２を同図
（Ｅ）に示すように重ね合わせ、密着させて貼り合せる
ことにより、上記のコンバイナ２０が製造される。

なお、本発明はヘッド７ツブデイスプレイ装置に限らず
、例えばＯＡＫ器の表示装置にも適用される。

また、コンバイナ２０の基板の形状は、上記の平板に限
らず、例えば湾曲等の任意の形状とし得る。

〔発明の効果〕

以上説明した様に、本発明によれば、情報画像を転送す
るホログラムと、コンバイナを構成する一対の反射型ホ
ログラムのうち上記ホログラムにより情報画像が転送さ
れる側の反射型ホログラムとにより、情報画像の虚像を
色収差の無い状態で表示することが出来る。

またコンバイナを構成する密着した第１及び第２の反射
型ホログラムにより、外界の光景も色ずれなく観察する
ことが出来る。

従って、色収差のない情報画像の虚像を色収差のない背
景の中に表示することが出来る。

また複数枚よりなるレンズ組立体は有していす、軽量で
、且つ小型、安価とし得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の表示装置の一実施例を示す図、第２図
は第１図中コンバイナ内の光線の透過の様子を示す図、 第３図はコンバイナを構成する反射型ホログラムの作用
を説明する図、 第４図は第１図中のコンバイナが透過光に対して色分散
を起こさない原理を説明する図、第５図はコンバイナの
製造を説明する図、第６図は従来の表示装置の１例を示
す図、第７図は従来の表示装置の別の例を示す図である
。 図において、 ２０はコンバイナ、 ２１は第１の反射型ホログラム、 ２２は第２の反射型ホログラム、 ２３は観察者、 ２４はホログラム、 ２５は表示器、 ２５ａは表示面、 ２６は情報画像、 ２７は虚像、 ２８は外界の光景、 ５１は物点からの光、 ５１−１は＋１次回折光、 ５１−２は一１次回折光、 ５１−３は観察者に向く光 を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 情報画像（２６）を転送するホログラム（２４）と、 該ホログラムにより生じた色分散を除去しうる空間周波
   数と同一の空間周波数を有し、使用される回折次数が＋
   １次である一の反射型ホログラム（２１）と、上記空間
   周波数と同一の空間周波数を有し、使用される回折次数
   が−１次である別の反射型ホログラム（２２）とを密着
   させてなるコンバイナ（２０）とよりなる構成の表示装
   置。