JPH04131891A - ホログラフィックヘッドアップディスプレイ装置 - 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、反射型ホログラム回折格子で表示器の表示像
を回折反射し、この反射像を視認させるようにしたホロ
グラフインクヘッドアップデイスプレィ装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、この種のヘッドアンプディスプレイ装置として、
第９図に示すものが知られている。

同図において、１は車両の走行速度などの運転情報を表
示する表示器であり、例えばバックライトを備えた液晶
表示器（ＬＣＤ）や蛍光表示管（ＶＦＴ）などのような
発光型の表示器である。２は反射型ホログラム回折格子
であり、この反射型ホログラム回折格子２は、表示器１
がらの可視光（表示光）を非正反射方向に回折反射する
。また、３は反射型ホログラム回折格子２がらの可視光
をフロントガラス４に向がって反射させる反射鏡である
。

以上の構成により、表示器１がらの可視光は、反射型ホ
ログラム回折格子２で回折反射され、反射鏡３とフロン
トガラス４とにより反射されて運転席側の視点５に向け
られる。

これにより、運転者はフロントガラス４の前方に形成さ
れる表示像（虚像）６を前景に重ね合わせて見ることが
でき、所謂ヘッドアップデイスプレィが構成されている
。

ここで、同図図示の場合、反射型ホログラム回折格子２
は、表示器１の表示像の回折反射方向と、正反射方向が
重ならない非正反射型のもの、すなわち、入射角θと反
射角θ′とが等しくならないようなものとなってるので
、光学的には、表示器１は破線で示した１′の位置に配
設されたものに相当し、外光がフロントガラス４から反
射鏡３側に入射しても、この外光は反射型ホログラム回
折格子２で正反射し、表示器１に入射することがない。

したがって、外光による表示のウォッシュアウトや、外
光による表示器１の破損等を防止することができる。

〔発明が解決しようとする課題］ ところで、表示器１に蛍光表示管を使用した場合の発光
スペクトルの一例と、反射型ホログラム回折格子２の反
射率の一例を示すと、第７図および第８図のようになっ
ている。

一般に、明るい表示虚像を得るためには、第８図におい
てピーク波長の反射率を上げかつ波長幅を広げることで
、反射型ホログラム回折格子２０反射率（回折効率）を
上げて蛍光表示管の発光エネルギを有効に利用すればよ
い。しかし、波長幅をあまり広げ過ぎると、表示虚像は
波長によって回折反射方向が異なるという色収差の影９
ｃこよるボケが増大する。したがって、上記従来のへ・
ン）アップデイスプレィ装置では、表示虚像の明るさを
上げることは、色収差の影響によるボケの兼ね合いから
限界を生じていた。

本発明は、反射型ホログラム回折格子の回折反射を利用
したホログラフィックヘッドアップディスプレイ装置に
おいて、色収差の影響によるボケをなくし、明るい表示
像を得ることを、さらに、車両用に応用して走行中の振
動等があってもよりクリアな表示像を得ることを課題と
する。

〔課題を解決するための手段］ 上記の課題を解決するためになした本発明のホログラフ
ィックヘッドアップディスプレイ装置は、発光型の表示
器からの可視光を、反射型ホログラム回折格子による非
正反射を介して運転席側に向け、外光による影響を防止
するようにしたホログラフィックへラドアップデイスプ
レィ装置において、前記表示器の表示像の実像を前記反
射型ホログラム回折格子の反射面上に結像させる光学系
を備えてなることを特徴とする。なお、表−示器の表示
像の実像を反射型ホログラム回折格子の反射面上に結像
させる光学系は特願平１−１７０２２４号に示されてい
る。

〔作　用〕

反射型ホログラム回折格子によって回折反射される可視
光は、例えば第３図に示したように、可視光の波長成分
（色）により回折角が異なる。

したがって、第２図（ａ）に示したように、点光源Ｐの
像を反射型ホログラム回折格子２で回折反射して見たと
きの虚像Ｑは、色がずれた線状になる。

このため、表示像がボケでしまう。これが色収差である
。

ところが、同図（ｂ）のように、光源Ｐを反射型ホログ
ラム回折格子に近づけて、虚像Ｑの結像位置を反射型ホ
ログラム回折格子２に近づけると色収差が少なくなり、
同図（Ｃ）のように、最終的に反射型ホログラム回折格
子２の反射面に光ａ、Ｐおよび虚像Ｑがあれば色収差が
なくなる。

本発明のヘッドアップデイスプレィ装置は、上記のよう
な原理に着目したもので、前記の構成において、表示器
の表示像の実像は光学系によって前記反射型ホログラム
回折格子の反射面上に結像され、色収差が除去される。

さらに、車両用に応用した場合、その振動に対する影響
を像のボケがなくなるため、極力小さくでき、クリアな
表示像が得られる。

〔実施例〕

第１図は本発明第１実施例のヘッドアップディスプレィ
装置を示す図であり、前記第９図と同しものには同符号
を付記しである。

第１図におて、７は光学系としての凸レンズであり、凸
レンズ７の光軸りは、表示器１から反射型ホログラム回
折格子２に向かう非正反射の入射光軸と一致されており
、表示器１からの可視光は凸レンズ７を介して反射型ホ
ログラム回折格子２によって非正反射の方向に回折反射
され、凹面鏡３′とフロントガラス４とにより反射され
て運転席側の視点５に向けられる。これにより、ヘンド
アツブデイスプレィが構成されるとともに、外光が凹面
鏡３′に入射しても、この外光は反射型ホログラム回折
格子２で正反射するので凸レンズ７および表示器１側に
入射することかく、外光による表示のウォッシュアウト
や破損等を防止することができる。

また、凸レンズ７、表示器１および反射型ホログラム回
折格子２の光学的な位置条件は、表示器１の表示像の凸
レンズ７による実像が反射型ホログラム回折格子２の反
射面上に結像されるように設定されている。

これにより、前記のようにして反射型ホログラム回折格
子２から凹面鏡３′に向けて反射される可視光は、あた
かも、反射型ホログラム回折格子２の反射面上にある物
点からの反射光となる。したがって、前記第２図（Ｃ）
について説明したと同様に色収差が発生することがない
。

なお、反射型ホログラム回折格子２は、ガラスのような
透明基板の片面に例えば重クロム酸ゼラチン感光材料な
どのホログラム乳剤層を塗布したホログラム用の写真乾
板にホログラムを記録したものであり、その製造方法を
第６図により説明する。

写真乾板Ｘと第１発敗レンズ１０の焦点は、前記反射型
ホログラム回折格子２と表示器１の表示面に対応する位
置にそれぞれ配設されており、第１発散レンズ１０の光
軸Ｎ　１０は写真乾板Ｘに対してθの入射角を成してい
る。また、第２発敗レンズ２０の光軸１２゜は前記光軸
Ｉ、。の入射角θに対して非正反射の方向θ′になるよ
うに設定されている。

一方、レーザ発生装置３０からのレーザ光はビームスプ
リッタ４０で２方向に分離され、この分離されたレーザ
光がミラー５０とミラー６０を介してそれぞれ第１発散
レンズ１０と第２発散レンズ２０の光軸に導かれるよう
になっている。

そして、第１発散レンズ１０と第２発敗レンズ２０で得
られる球面波のレーザ光を写真乾板Ｘの表裏に照射し、
写真乾板Ｘの乳剤層の■み方向に干渉縞を層状にしたり
ツブマン型のホログラムを記録する。その後、現像処理
等を施すことによって反射型ホログラム回折格子２が形
成される。

第１図の実施例では、表示器１と反射型ホログラム回折
格子２との間に、光学系としての凸レンズ７を配設する
ようにしているが、この凸レンズ７に代えて、第４図に
示したように、凹面鏡７′を配設するようにしてもよい
。すなわち、この凹面鏡７′は、凹面による表示器１の
表示像の実像がホログラム回折格子２の反射面上に結像
されるように、光学的な位置関係を設定されており、前
記実施例と同様に色収差が発生しないようになっている
。

以上の実施例では、フロントガラス４で表示像を反射視
認するようにしているが、例えば第５図に示したように
、表示器１の表示像を凸レンズ７で反射型ホログラム回
折格子２に結像した実像を直接視認するタイプでも、色
収差が除去された像が得られる。このタイプの特徴とし
ては、あたかも反射型ホログラム回折格子２の反射面上
に表示器１があるかの如く表示される面白さがある。

このように、第１図、第４図および第５図に示した何れ
のものでも、反射型ホログラム回折格子による非正反射
により外光の影響を防止することができ、色収差を除去
してボケのない鮮明な表示像を得ることができる。また
、これによって、表示器の発光スペクトルの波長幅を広
げるとともに反射型ホログラム回折格子の反射率を上げ
ることができるので、明るい表示虚像を得ることができ
、さらに、車両用に応用して走行中の振動等があっても
よりクリアな表示像を得ることができる。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、反射型ホログラム
回折格子の回折反射を利用した十ログラフイックヘッド
アンプデイスプレィ装置において、凸レンズや凹面鏡の
ような光学系により、表示器の表示像の実像を反射型ホ
ログラム回折格子の反射面上に結像させるようにしたの
で、色収差の影響によるボケをなくして明るい表示像を
得ることができ、さらに、車両用に応用して走行中の振
動等があってもよりクリアな表示像を得ることができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明第１実施例のホログラフィックヘッドア
ップディスプレイ装置を示す図、第２図は本発明におけ
る色収差の除去の原理を説明する図 第３図は反射型ホログラム回折格子の色収差を説明する
図、 第４図は本発明第２実施例のホログラフインクヘットア
ップデイスプレィ装置を示す図、第５図は本発明第３実
施例のホログラフィックヘンドアツブデイスプレィ装置
を示す図、第６図は本発明に係わる反射ホログラム回折
格子の製造方法を説明する図、 第７図は表示器の発光スペクトルの一例を示す図、 第８図は反射型ホログラム回折格子の反射特性の一例を
示す図、 第９図は従来のホログラフインクヘットアンプデイスプ
レィ装置を示す図である。 １・・・表示器、２・・・反射型ホログラム回折格子、
７・・・凸レンズ、７′・・・凹面鏡。 第１図 第３図 第４ 図 第 図 怖セ（ｎｍ） 第 図 第 図 第 図 手続補正書（自発） 平成　２年１１月 ５日 特許庁長官　植　松　　　敏　　殿 １、　萼呵牛の表示 平成　２年特許願第２５３５５８号 ２、発明の名称 ホログラフィックヘッドアンプデイスプレィ装置３、補
正をする者 事件との関係　　特許出願人 住所　神奈川県用崎市中原区上小田中１０１５番地名称
（５２２）富士通株式会社他１名 ４、代理人 ５、補正命令の日付　　　平成　　年　　月　　日６、
補正により増加する請求項の数 （ｂ） 第 図 第４ シ浅　、を七（ｎｍ） 戚：＆、（ｎｍｌ 第 図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）発光型の表示器からの可視光を、反射型ホログラ
   ム回折格子による非正反射を介して運転席側に向け、外
   光による影響を防止するようにしたホログラフィックヘ
   ッドアップディスプレイ装置において、 前記表示器の表示像の実像を前記反射型ホログラム回折
   格子の反射面上に結像させる光学系を備えてなることを
   特徴とするホログラフィックヘッドアップディスプレイ
   装置。
2. （２）前記光学系は、凸レンズであることを特徴とする
   請求項１記載のホログラフィックヘッドアップディスプ
   レイ装置。
3. （３）前記光学系は、凹反射鏡であることを特徴とする
   請求項１記載のホログラフィックヘッドアップディスプ
   レイ装置。