JPH04294316A - ホログラフィックイメ−ジコンバイナ - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ホログラフィックイメ
ージコンバイナに関し、更に詳しく言えば、飛行機、自
動車等のヘッドアップディスプレイなどに用いられるホ
ログラフィックイメージコンバイナに関する。

【０００２】

【従来の技術】図４〜図７は、従来例を示した図であり
、図４はヘッドアップディスプレイの構成例、図５はヘ
ッドアップディスプレイの使用例、図６は拡散反射型ホ
ログラムの作製方法説明図、図７は、ヘッドアップディ
スプレイにおける使用時の説明図である。

【０００３】図中、１はホログラフィックイメージコン
バイナ、２は表示器、３は外界風景、４は操縦者、５は
結像レンズ、６はフロントガラス、２Ａはスピードメー
タ、１Ａは拡散反射型ホログラム、７は感光材料、８は
スリガラス、９は太陽を示す。

【０００４】ヘッドアップディスプレイは、図４に示す
ように、表示器２の情報を、外界風景３に重畳して表示
できるため、飛行機や自動車等に用いられていた。

【０００５】このようなヘッドアップディスプレイを備
えた飛行機や自動車の運転者４は、表示器２から目を逸
さずに前方を向いたまま操縦（あるいは運転）をするこ
とができる。

【０００６】この場合、表示器２の情報を、外界風景３
に重畳するためのホログラフィックイメージコンバイナ
（光学素子）１として、反射型ホログラムが使われる。

【０００７】反射型ホログラムは、特定の波長のみを反
射し、他のほとんどの波長は透過するため、表示器２の
情報を明るく、かつ外界風景を暗くすることなく表示す
ることができる。

【０００８】上記のようなヘッドアップディスプレイの
具体的な構成例を、図５に示す。この例では、ホログラ
フィックイメージコンバイナとして、拡散反射型ホログ
ラム１Ａを用いる。

【０００９】拡散反射型ホログラム１Ａは、飛行機ある
いは自動車のフロントガラス６に取り付けられると共に
、例えばスピードメータ２Ａ（表示器）からの像を結像
させるために、結像レンズ５を設ける。

【００１０】このようにすると、操縦者４は、スピード
メータ２Ａの情報を、外界風景に重畳して見ることがで
きる、この例で用いた拡散反射型ホログラム１Ａは、図
６のようにして作製する。

【００１１】拡散反射型ホログラム１Ａを作製するには
、図６に示したように、感光材料７の直後に、スリガラ
ス８（治具として使用）を置いて、感光材料７上にレー
ザ光を照射する。

【００１２】このようにすると、レーザ光は、感光材料
７を透過し、スリガラス８の表面で乱反射し、再び感光
材料７に入射する。この場合の反射光と干渉させること
により、感光材料７に、干渉縞を記録する。

【００１３】スリガラス８は、無数の点光源の集合体で
あるため、参照光側から再生すると、感光材料面が拡散
面となり、あらゆる方向に光を拡散する。

【００１４】従って、表示器からの実像を、上記の感光
材料７上に結像させれば、表示器の情報が感光材料面に
収差なく観察される。

【００１５】すなわち、操縦者の目の位置によらず、収
差なく表示器の情報が観察でき、また外界風景もほとん
ど暗くならずに見ることができる。

【００１６】ところが、上記のヘッドアップディスプレ
イも、使用状態によっては問題が生じる。その例を図７
に示す。図７は、例えば図５のように、フロントガラス
に拡散反射型ホログラム１Ａを設けた例である。

【００１７】この場合、図７に示したように、拡散反射
型ホログラム１Ａに対して表示器２からの光の入射方向
と反対側から、例えば太陽９の光が照射したとすると、
拡散反射型ホログラム１Ａでは、図示点線のように光が
散乱する。

【００１８】このため、拡散反射型ホログラム１Ａが全
体的に明るくなり、表示情報のコントラストが著しく低
下する。

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】上記のような従来のも
のにおいては、次のような課題があった。 （１）ホログラフィックイメージコンバイナを、飛行機
や自動車等のヘッドアップディスプレイに用いた場合、
太陽光の影響で、表示情報のコントラストが著しく低下
することがある。

【００２０】（２）太陽光以外の他の同等な光（例えば
外界にある電灯など）によっても、コントラスト低下が
発生し、表示情報が見ずらくなる。

【００２１】本発明は、このような従来の課題を解決し
、ホログラフィックイメージコンバイナを、ヘッドアッ
プディスプレイに使用した場合、外乱光の影響を受けに
くくすることを目的とする。

【００２２】

【課題を解決するための手段】図１は本発明の原理図で
あり、図中、図４〜図７と同符号は同一のものを示す。 また１０はノイズ反射用ホログラムを示す。

【００２３】本発明は、上記の課題を解決するため、次
のように構成したものである。 （１）拡散反射型ホログラム１Ａを用いたヘッドアップ
ディスプレイ用のホログラフィックイメージコンバイナ
において、上記拡散反射型ホログラム１Ａへの外乱光の
入射を防止する光学的手段を、該拡散反射型ホログラム
１Ａに付加した。

【００２４】（２）上記構成（１）において、光学的手
段として、反射型ホログラム１０を用いた。

【００２５】（３）上記構成（２）において、反射型ホ
ログラム１０として、上記拡散反射型ホログラム１Ａと
、同じ入射角の光によって作製されたホログラムを用い
た。

【００２６】

【作用】上記構成に基づく本発明の作用を、図１を参照
しながら説明する。拡散反射型ホログラム１Ａに、反射
型ホログラム１０を付加して一体化した、ホログラフィ
ックイメージコンバイナをヘッドアップディスプレイに
用いる。

【００２７】このホログラフィックイメージコンバイナ
は、例えば飛行機や自動車のフロントガラス等に設けら
れる。この場合拡散反射型ホログラム１Ａが室内側で、
反射型ホログラム１０が室外側とする。

【００２８】このようにして、表示器２の表示情報を拡
散反射型ホログラム１Ａ上に結像させれば、操縦者４は
、外界風景と、表示器２の表示情報とを重ねて見ること
ができる。

【００２９】この場合、例えば太陽９からの光が、ホロ
グラフィックイメージコンバイナに入射したとする。こ
の光は、先ず反射型ホログラム１０に入射するが、図示
矢印の方向へ反射され、拡散反射型ホログラム１Ａには
入射しない。

【００３０】従って、表示器の情報は、太陽９からの光
によって影響を受けることがなく、常にコントラストの
高い表示情報となる。

【００３１】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。 （１実施例の説明）図２〜図３は、本発明の１実施例を
示した図であり、図２はホログラフィックイメージコン
バイナの作製方法説明図、図３はヘッドアップディスプ
レイを示した図である。

【００３２】図中、図１及び図４〜図７と同符号は同一
のものを示す。また、１１はミラーを示す。

【００３３】ホログラフィックイメージコンバイナを作
製するには、図２のようにして作製する。図２（Ａ）は
拡散反射型ホログラムの作製方法、図２（Ｂ）は反射型
ホログラム（ノイズ反射用）の作製方法を示す。

【００３４】拡散反射型ホログラムは、図６に示した方
法と同じように、スリガラス８を重ね合わせた感光材料
７を露光して作製する。この場合、露光に用いるレーザ
光の波長をλ１　、その入射角θ１　とした時、例えば
λ１　＝５１４ｎｍ、θ１　＝４０度に選定して露光を
行う。

【００３５】また、ノイズ反射用の反射型ホログラムは
、感光材料７の裏面にミラー１１を配置し、入射角θ１
　、（θ１　＝４０度）。波長λ１　（λ１　＝５１４
ｎｍ）のレーザ光を用いて露光し、感光材料７の表面に
平行な干渉縞を記録する。

【００３６】上記のように、拡散反射型ホログラムの作
製時と、反射型ホログラムの作製時において、入射角θ
１　と波長λ１　を一致させた状態でレーザ光を照射し
て露光を行うことが必要である。

【００３７】露光した感光材料７は、現像した後、それ
ぞれ拡散反射型ホログラム、あるいは反射型ホログラム
となる。これらのホログラムは、例えば図３に示したよ
うに、垂線よりθ２　（例えばθ２　＝２０度）の角度
で背中合わせにして保持する。

【００３８】表示器２は、例えば拡散反射型ホログラム
１Ａから２００ｍｍ離れた場所に設置すると共に、その
入射角度をθ１　（この例ではθ１　＝４０度）となる
ように調節する。

【００３９】また、焦点距離が１００ｍｍの球面結像レ
ンズ５を、表示器２からの距離が１００ｍｍの位置に設
ける。このようにすれば、表示器２の実像が、丁度拡散
反射型ホログラム１Ａに等倍結像する。

【００４０】操縦者４は、拡散反射型ホログラム１Ａ上
に収差なく表示情報を観察することができる。また、上
方より、ホログラフィックイメージコンバイナへの入射
角がθ１　になる位置に、例えば太陽９が存在しても、
ほとんどの光は前段の反射型ホログラム１０で反射され
、拡散反射型ホログラム１Ａには入射しない。

【００４１】このため、表示情報のコントラストは低下
せず、常に良好な表示品質を維持できる。

【００４２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば次
のような効果がある。 （１）ホログラフィックイメージコンバイナに太陽光な
どの外乱光が入射しても、ノイズ反射用の反射型ホログ
ラムによって反射し、拡散反射型ホログラムにはほとん
ど入射しない。従って、外乱光の影響を受けない。

【００４３】（２）表示情報のコントラストが向上し、
ノイズに埋もれることが無い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理図である。

【図２】本発明１実施例におけるホログラフィックイメ
ージコンバイナの作製方法説明図である。

【図３】１実施例におけるヘッドアップディスプレイを
示した図である。

【図４】ヘッドアップディスプレイの説明図である。

【図５】従来のヘッドアップディスプレイの構成例であ
る。

【図６】従来例における拡散反射型ホログラムの作製方
法説明図である。

【図７】従来のヘッドアップディスプレイにおける使用
時の説明図である。

【符号の説明】

１Ａ　　拡散反射型ホログラム ２　　表示器 ４　　操縦者 ９　　太陽 １０　　反射型ホログラム

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　拡散反射型ホログラム（１Ａ）を用い
   たヘッドアップディスプレイ用のホログラフィックイメ
   ージコンバイナにおいて、上記拡散反射型ホログラム（
   １Ａ）への外乱光の入射を防止する光学的手段を、該拡
   散反射型ホログラム（１Ａ）に付加したことを特徴とす
   るホログラフィックイメージコンバイナ。
2. 【請求項２】　　上記光学的手段として、反射型ホログ
   ラム（１０）を用いたことを特徴とする請求項１記載の
   ホログラフィックイメージコンバイナ。
3. 【請求項３】　　上記反射型ホログラム（１０）として
   、上記拡散反射型ホログラム（１Ａ）と、同じ入射角の
   光によって作製されたホログラムを用いたことを特徴と
   する請求項２記載のホログラフィックイメージコンバイ
   ナ。