JPH06160634A - ホログラフィック表示システム - Google Patents

ホログラフィック表示システム

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Publication number
JPH06160634A
JPH06160634A JP33553492A JP33553492A JPH06160634A JP H06160634 A JPH06160634 A JP H06160634A JP 33553492 A JP33553492 A JP 33553492A JP 33553492 A JP33553492 A JP 33553492A JP H06160634 A JPH06160634 A JP H06160634A
Authority
JP
Japan
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hologram
light
holographic display
display system
light emitting
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP33553492A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroaki Shimozono
裕明 下薗
Tsuneo Wakabayashi
常生 若林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
AGC Inc
Original Assignee
Asahi Glass Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Asahi Glass Co Ltd filed Critical Asahi Glass Co Ltd
Priority to JP33553492A priority Critical patent/JPH06160634A/ja
Publication of JPH06160634A publication Critical patent/JPH06160634A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01Head-up displays
    • G02B27/0101Head-up displays characterised by optical features
    • G02B27/0103Head-up displays characterised by optical features comprising holographic elements

Abstract

(57)【要約】 【構成】ホログラム感光材料の露光面に対して面対称の
位置に配された光源から照射された光によって露光され
反射型ホログラム2が、発光表示手段1からの光線がホ
ログラム2に向かって入射する発光表示手段中心からホ
ログラム中心への入射角θ1 と、ホログラム2から回折
されて観測者10が視認する表示虚像3のホログラム中
心からの回折角θ2 とが、θ1 =θ2 の関係を満足する
ように配されたホログラフィック表示システム。 【効果】色収差の少ない、1枚の反射型ホログラム回折
格子を用いたホログラフィック表示システムを得る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ホログラフィック表示
システムに関するものであり、特に車両、航空機など乗
物の風防ガラスを介して、速度等の運転者に必要な情報
を投影するホログラフィック表示システムに関する。
【0002】
【従来の技術】車両内の運転手等に情報表示する方法と
して、ヘッドアップディスプレイ(以下HUDとする)
が最近用いられるようになっている。これは、液晶表示
装置等の発行表示手段から投射された光学的情報を、風
防ガラスに備えられているハーフミラーやホログラム等
からなるコンバイナーに映し、運転手が運転状態からほ
とんど視線を動かすことなく情報を読み取れるようにし
たものである。
【0003】特に、コンバイナーとしてホログラムを用
いたものは、運転者に向かって光学的情報を回折して任
意の位置に結像することが可能であり、また、前景輝度
を損なわずに高輝度の表示虚像が得られるという特徴が
あるため、HUDのコンバイナーとしては有効的であ
る。
【0004】しかしながら、このようなホログラムは点
光源から発せられた二方向からの光によって露光される
ものであるため、有限の大きさを持つ発行表示手段の光
学的情報がホログラムによって作られる表示虚像(の特
に端部)にボケや歪みに関する収差が生じてしまい、H
UDとして十分な表示像が得られなかった。
【0005】そこで、米国特許第4,218,111号
に開示されているように、反射型ホログラムで生ずる像
のボケや歪みに関する収差を、表示手段であるCRTと
反射型ホログラムの間にリレーレンズを設けることによ
り除去する表示システムが提案されている。
【0006】また、特開昭62−94816号公報に
は、反射型ホログラムで生ずる収差を、表示手段である
表示スクリーンと反射型ホログラムの間に2枚のホログ
ラフィック光学素子を設けることにより除去するシステ
ムが開示されている。
【0007】特開昭61−278820号公報では、反
射型ホログラムで生ずる像のボケや歪みに関する収差
を、表示スクリーンと反射型ホログラムの間に1枚のホ
ログラフィック光学素子を設け、この光学素子の反射面
または透過面の形状で補正するシステムが示されてい
る。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】ホログラフィック表示
システムというものは、表示虚像のボケや歪みが少な
く、また色収差も十分に除去されていることが望まし
く、また車両等に搭載される場合には、それら車両のス
ペースから考えて、小型で簡単な構成であることが望ま
しい。
【0009】しかしながら、米国特許第4,218,1
11号に開示されている表示システムは、表示虚像のボ
ケや歪みに関する収差を複数枚のレンズからなる光学系
を用いて低減するために、システムの軽量化、小型化が
困難であり、高価になるという欠点を有していた。
【0010】また特開昭62−94816号公報に開示
されている表示システムは、システムの軽量、小型化に
おいては改善されるものの、計3枚のホログラム光学素
子を用いるため、光の利用効率がよくないという欠点を
有していた。
【0011】さらに、上記した方法や特開昭61−27
8820号公報に開示されているシステムによれば、表
示虚像のボケや歪みは低減されるものの、表示虚像の色
収差は低減されず、情報を観測者に与える表示虚像とし
ては十分でなかった。
【0012】また、特開昭61−35416号公報に
は、反射型ホログラムの分散特性で生ずる色収差を除去
するために、構造が幾何学的に等しい2枚の反射型ホロ
グラムが配されたホログラフィック表示システムが開示
されており、色収差に関しては低減できるものの、表示
虚像のボケや歪みを低減することができなかった。
【0013】本発明の目的は、従来技術が有していた前
述のような欠点を解決しようとするものであり、従来知
られていなかったホログラフィック表示システムを新規
に提供することにある。
【0014】
【課題を解決するための手段】本発明は、前述の課題に
鑑みてなされたものであり、情報を含む光線を発生する
発光表示手段と、前記光線を観測者に向けて反射的に回
折するように配された反射型ホログラムとを少なくとも
備え、前記反射型ホログラムによって形成される表示虚
像を観測者に視認できるようにしたホログラフィック表
示システムにおいて、反射型ホログラムは、ホログラム
感光材料の露光面に対して両面にそれぞれ配された2つ
の光源からの、略同一の入射角で照射された光によって
露光されて作成されたものであり、発光表示手段からの
光線がホログラムに向かって入射する発光表示手段中心
からホログラム中心への入射角θ1 と、ホログラムから
回折されて観測者が視認する表示虚像のホログラム中心
からの回折角θ2 とが、θ1 =θ2 の関係を満足するこ
とを特徴とするホログラフィック表示システムを提供す
るものである。
【0015】また、本発明は、情報を含む光線を発生す
る発光表示手段と、前記光線を観測者に向けて反射的に
回折するように配された反射型ホログラムと、前記発光
表示手段と反射型ホログラムとの間に介在された収束光
学系とを少なくとも備え、前記反射型ホログラムによっ
て形成される表示虚像を視認できるようにしたホログラ
フィック表示システムにおいて、反射型ホログラムは、
ホログラム感光材料の露光面に対して略面対称の位置に
配された2つの光源から照射された光によって露光され
て作成されたものであり、発光表示手段からの光線が収
束光学系を経てホログラムに向かって入射する収束光学
系中心からホログラム中心への入射角θ1 と、ホログラ
ムから回折されて観測者が視認する表示虚像のホログラ
ム中心からの回折角θ2 とが、θ1 =θ2 の関係を満足
することを特徴とするホログラフィック表示システムを
提供するものである。
【0016】
【作用】ホログラム感光材料が露光されて作成されたホ
ログラムに対し、発光表示手段から入射する光線の入射
角θと、ホログラムから回折される光線の回折角θ’の
関係は、 sinθ’=sinθ+λ・f によって与えられるものである。ここでλは光線の波
長、fは光線が入射した点での干渉縞の空間周波数であ
る。
【0017】本発明によれば、反射型ホログラムは、ホ
ログラム感光材料の露光面の両側に配された2つの光源
から、同一の入射角で照射された光によって露光されて
作成されたものであるため、干渉縞がホログラム面に平
行に生成され、面方向の干渉縞の空間周波数はゼロであ
る。
【0018】したがって、本発明の反射型ホログラムに
よれば、表示虚像の光の波長依存性をなくすことができ
るため、観測者が視認する表示虚像の色収差を低減する
ことができ、反射型ホログラムを1枚のみで表示虚像の
色収差の低減されたホログラフィック表示システムとな
る。
【0019】特に、本発明に用いられる反射型ホログラ
ムが、ホログラム感光材料の露光面に対して面対称の位
置に配された2つの光源によって露光されたもの、すな
わち、露光の際の入射角が同一であり、かつ露光距離が
同一である場合、上記したような色収差のみならず、表
示虚像のボケや歪み等の収差も低減される。
【0020】
【実施例】以下、図面に基づいて本発明の実施例を説明
する。
【0021】図1は、本発明のホログラフィク表示シス
テムの一例を示す概念図である。発光表示手段1と反射
型ホログラム2とは、距離sの間隔をあけて配されてお
り、形成される表示虚像3はホログラム2から距離をs
を隔てて形成される。また、発光表示手段1の発光素子
面とホログラム2とのなす角はθ1 であり、形成される
表示虚像3面とホログラム2とのなす角はθ2 となって
いて、観測者10は表示虚像3とホログラム2との延長
線上において表示虚像3を観測する。
【0022】また、図2は本発明のホログラムを作成す
る露光方法の一例を示す概念図であり、ホログラム感光
材料21からそれぞれR1 、R2 の距離だけ離れた位置
に点光源41を備え、ホログラム感光材料21の両面か
ら、それぞれθ1 、θ2 の入射角で球面波露光が行われ
る。
【0023】この際、点光源41からホログラム感光材
料21へ照射される光の入射角θ1、θ2 が等しく(θ1
=θ2 )なるように、ホログラム2と発行表示手段1
とが配されて、ホログラムに入射する発行表示手段1か
らの光の波長に依存しない、色収差の低減されたホログ
ラフィック表示システムが得られた。
【0024】さらに、本発明においてホログラムの露光
時の露光距離を等しくして(R1 =R2 )露光を行え
ば、表示虚像のボケや湾曲等の歪みを低減することがで
きるので好ましい。
【0025】図3は、本発明のホログラフィク表示シス
テムの別の例を示す概念図である。発光表示手段1と反
射型ホログラム2との間には、発光表示手段1からの可
視光を屈折させる収束光学系4が介在されている。この
収束光学系4としては、例えば、単レンズあるいは両面
非球面単レンズ等が用いられ、発光表示手段1とホログ
ラム2との距離を図1に示した実施例に比較して短くす
ることができ、本発明におけるホログラフィック表示シ
ステムの備えられる車両等のスペースに応じてこの距離
を確保することができる。
【0026】図4は、本発明のホログラフィク表示シス
テムの別の例を示す概念図である。発光表示手段1と反
射型ホログラム2との間には、発光表示手段1からの可
視光を反射させる収束光学系5が介在されている。この
収束光学系5としては、例えば反射凹面鏡等が用いら
れ、発光表示手段1とホログラム2との距離を図1に示
した実施例に比較して短くすることができ、本発明にお
けるホログラフィック表示システムの備えられる車両等
のスペースに応じてこの距離を確保できる。
【0027】ここで、本発明のホログラフィック表示シ
ステムを車両に搭載した場合について説明する。図5
は、本発明のホログラフィック表示システムを車両に搭
載した概念図であり、車両の風防ガラス61の下方には
情報表示源が備えられており、この発行表示手段は、光
源62から発した光が、表示体63を通過して表示すべ
き情報を光線として発するものである。車体の風防ガラ
ス61には反射型ホログラム2が備えられており、上記
した光線がホログラム2に照射されて回折され、観測者
10の観測位置において視認されるものである。
【0028】本発明における表示すべき情報とは、その
表示用途により適宜選択されるものであり、車両のスピ
ード計、タコメーター、さらには種々の警告ランプ等が
例として挙げられ、それぞれの情報伝達の緊急性や必要
性などに応じて表示距離を定めることができる。観視者
とは、主には車両の運転手であるが、その他、助手席そ
の他の同乗者や、これらすべての者を含めることができ
る。
【0029】ホログラムは、通常は数10mm角〜数1
00mm角程度の面積で、数10μm程度の厚みであ
り、光回折機能を持つ。このホログラムとしては、エン
ボスタイプ、リップマンタイプ等のホログラムと呼ばれ
るものを広く用いることができる。また、ホログラム材
料としては、ポリビニルカルバゾール、重クロム酸ゼラ
チン、光レジスト、フォトポリマー、銀塩など種々の感
光材料を用いうる。
【0030】かかるホログラムは風防ガラスに備えられ
るものであり、例えば風防ガラスの表面(車外側表面)
や車内側表面に備えられてもよいが、特にホログラムの
保護の点に鑑みて、合せガラスである風防ガラスの内部
に封入して用いられることが好ましい。
【0031】本発明における情報表示源は光を発して表
示する機能を持つものであり、液晶表示素子等のいわゆ
る受光型表示素子からなる表示体に熱陰極管(HC
T)、蛍光表示管(VF)、ハロゲンランプ、LEDな
どからなる光源から発した光を照射するものであり、ま
た、これらの機能を併せ持つものであってもよい。
【0032】この液晶表示素子としては、透過型のツイ
ストネマチック型液晶表示素子、スーパーツイストネマ
チック型液晶表示素子等が好ましく使用できる。また、
それとは別に、受光型表示素子を用いず、上記の光源自
体をパターン化して配列し、特定の情報を光として発生
するものであってもよい。受光型表示素子に上記光源を
併用したものの場合は、この受光型表示素子と光源との
間にレンズ系等の適当な光線平行化手段、導光板等の適
当な導光手段を配置してもよい。
【0033】
【発明の効果】本発明によれば、反射型ホログラムは、
ホログラム感光材料の露光面の両側に配された2つの光
源から、同一の入射角で照射された光によって露光され
て作成されたものであり、干渉縞がホログラム面に平行
に生成されて面方向の干渉縞の空間周波数はゼロである
ため、表示虚像の光の波長依存性をなくせる。
【0034】そのため、観測者が視認する表示虚像の色
収差を低減することができ、反射型ホログラムを1枚の
みで表示虚像の色収差の低減されたホログラフィック表
示システムを得ることができる。
【0035】特に、本発明に用いられる反射型ホログラ
ムが、ホログラム感光材料の露光面に対して面対称の位
置に配された2つの光源によって露光されたもの、すな
わち、露光の際の入射角が同一であり、かつ露光距離が
同一である場合、上記したような色収差のみならず、表
示虚像のボケや歪み等の収差も低減できる。
【0036】また、本発明によれば、二つの球面波で露
光した反射型ホログラムが1枚のみで表示虚像のボケ、
歪みといった収差を低減できるため、システムの構成が
単純で小型化され、安価にでき、光の利用効率のよいホ
ログラフィック表示システムを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のホログラフィク表示システムの一例を
示す概念図
【図2】本発明のホログラムを作成する露光方法の一例
を示す概念図
【図3】本発明のホログラフィク表示システムの一例を
示す概念図
【図4】本発明のホログラフィク表示システムの一例を
示す概念図
【図5】本発明のホログラフィック表示システムを車両
に搭載した概念図
【符号の説明】
1:発光表示手段 2:反射型ホログラム 3:表示虚像 4、5:収束光学系 10:観測者 21:ホログラム感光材料 41:点光源 61:風防ガラス 62:光源 63:表示体

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】情報を含む光線を発生する発光表示手段
    と、前記光線を観測者に向けて反射的に回折するように
    配された反射型ホログラムとを少なくとも備え、前記反
    射型ホログラムによって形成される表示虚像を観測者に
    視認できるようにしたホログラフィック表示システムに
    おいて、反射型ホログラムは、ホログラム感光材料の露
    光面に対して両面にそれぞれ配された2つの光源から
    の、略同一の入射角で照射された光によって露光されて
    作成されたものであり、発光表示手段からの光線がホロ
    グラムに向かって入射する発光表示手段中心からホログ
    ラム中心への入射角θ1 と、ホログラムから回折されて
    観測者が視認する表示虚像のホログラム中心からの回折
    角θ2 とが、 θ1 =θ2 の関係を満足することを特徴とするホログラフィック表
    示システム。
  2. 【請求項2】ホログラムが、2つの点光源からホログラ
    ム感光材料までの露光距離を略同一にして露光されたも
    のであることを特徴とする請求項1のホログラフィック
    表示システム。
  3. 【請求項3】情報を含む光線を発生する発光表示手段
    と、前記光線を観測者に向けて反射的に回折するように
    配された反射型ホログラムと、前記発光表示手段と反射
    型ホログラムとの間に介在された収束光学系とを少なく
    とも備え、前記反射型ホログラムによって形成される表
    示虚像を視認できるようにしたホログラフィック表示シ
    ステムにおいて、反射型ホログラムは、ホログラム感光
    材料の露光面に対して略面対称の位置に配された2つの
    光源から照射された光によって露光されて作成されたも
    のであり、発光表示手段からの光線が収束光学系を経て
    ホログラムに向かって入射する収束光学系中心からホロ
    グラム中心への入射角θ1 と、ホログラムから回折され
    て観測者が視認する表示虚像のホログラム中心からの回
    折角θ2 とが、 θ1 =θ2 の関係を満足することを特徴とするホログラフィック表
    示システム。
  4. 【請求項4】ホログラムが、2つの点光源からホログラ
    ム感光材料までの露光距離を略同一にして露光されたも
    のであることを特徴とする請求項3のホログラフィック
    表示システム。
  5. 【請求項5】収束光学系が、単レンズであることを特徴
    とする請求項3または4のホログラフィック表示システ
    ム。
  6. 【請求項6】収束光学系が、両面非球面単レンズである
    ことを特徴とする請求項3または4のホログラフィック
    表示システム。
  7. 【請求項7】収束光学系が、反射凹面鏡であることを特
    徴とする請求項3または4のホログラフィック表示シス
    テム。
JP33553492A 1992-11-20 1992-11-20 ホログラフィック表示システム Withdrawn JPH06160634A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016128861A (ja) * 2015-01-09 2016-07-14 セイコーエプソン株式会社 画像表示装置、及び画像表示装置の製造方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016128861A (ja) * 2015-01-09 2016-07-14 セイコーエプソン株式会社 画像表示装置、及び画像表示装置の製造方法

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Date Code Title Description
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Effective date: 20000201