JPH07230059A - ホログラム表示装置 - Google Patents

ホログラム表示装置

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JPH07230059A
JPH07230059A JP4502094A JP4502094A JPH07230059A JP H07230059 A JPH07230059 A JP H07230059A JP 4502094 A JP4502094 A JP 4502094A JP 4502094 A JP4502094 A JP 4502094A JP H07230059 A JPH07230059 A JP H07230059A
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JP
Japan
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light
hologram
display device
polarized light
reflected
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Pending
Application number
JP4502094A
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English (en)
Inventor
Sadasuke Kimura
禎祐 木村
Hiroshi Ando
浩 安藤
Minako Sugiura
美奈子 杉浦
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Denso Corp
Original Assignee
NipponDenso Co Ltd
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Publication date
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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

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ホログラムの表面で反射するノイズ光をカッ
トし,鮮明な表示像を得ることのできるホログラム表示
装置を提供すること。 【構成】 表示器21から発せられた放射光31をホロ
グラム11で回折・反射させ,その反射光32を視認す
るホログラム表示装置1である。放射光31はP偏光
(又はS偏光)で,ホログラム11の入光面111には
λ/4波長板12を形成し,ホログラム11の後方には
P偏光(又はS偏光)を遮断する偏光板15を配置す
る。放射光31をP偏光とし,ホログラム11への入射
角θ1 をブリュースタ角θB に近くすることが好まし
い。上記ホログラム表示装置1はヘッドアップディスプ
レイ装置として用いることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は,ヘッドアップディスプ
レイ装置などに用いることのできるホログラム表示装置
に関するものであり,特にノイズの少ない表示像を得る
ことができるホログラム表示装置に関する。
【0002】
【従来技術】近年,自動車のウインドシールドの前方に
スピード,警報などを表示させるヘッドアップディスプ
レイが注目されている。そして,このヘッドアップディ
スプレイに用いるディスプレイ装置として,ホログラム
の波長選択性のある回折・反射特性を利用したものが提
案されている。
【0003】このホログラム反射式ヘッドアップディス
プレイ9は,図3に示すように,表示器90から発せら
れた被表示像に関する入射光30を,像を拡大するホロ
グラム931を介して,ウインドシールド91の内側面
911又は外側面に設けた反射膜(又はホログラムコン
バイナー)に入射する。そして運転者92は,このウイ
ンドシールド91の反射膜で反射した再生光31を知覚
し,ウインドシールド91の前方に表示された虚像とし
て,被表示像93を視認する。
【0004】
【解決しようとする課題】しかしながら,従来のヘッド
アップディスプレイには,次のような問題がある。それ
は,入射光30のうちホログラム931で回折されず,
ホログラム931の表面で反射されるもの,いわゆる表
面反射光があり,これが正規の再生光31に対するノイ
ズ光となることである。
【0005】その結果,被表示像93が不鮮明となる。
本発明は,かかる従来のホログラム表示装置の問題点に
鑑みて,ホログラムの表面反射光によるノイズをカット
し,鮮明な表示像を得ることのできるホログラム表示装
置を提供しようとするものである。
【0006】
【課題の解決手段】本発明は,表示器から発せられた被
表示像に関する放射光をホログラムにより回折・反射さ
せ,その反射光を視認するよう構成したホログラム表示
装置であって,上記放射光は,P偏光又はS偏光の直線
偏光であり,上記ホログラムの入光面には,λ/4波長
板を形成してあると共に,上記反射光の通る光路中に
は,上記放射光と同じ直線偏光であるP偏光又はS偏光
を遮断し,S偏光又はP偏光を通過させる偏光板を配置
したことを特徴とするホログラム表示装置にある。
【0007】本発明において最も注目すべきことは,表
示器から発せられる放射光がP偏光又はS偏光であり,
ホログラムの入光面にはλ/4波長板を設けると共にホ
ログラムの反射光の通る光路には偏光板を設けてあり,
該偏光板は放射光と同じ直線偏光であるP偏光又はS偏
光をカットする偏光板であることである。
【0008】なお,上記偏光板を通過したホログラムの
反射光は,直接観者の目に入るよう構成してもよく,更
に他の光学素子を介して観者の目に入るよう構成しても
よい。該他の光学素子には,例えば,光路を屈曲させる
反射光学素子などがある。そして該反射光学素子には,
例えば,ヘッドアップディスプレイ装置においてウイン
ドシールドに設けた反射膜やホログラムコンバイナーな
どがある。
【0009】そして,上記偏光板と観者との間に反射光
学素子を配置する場合には,表示器から発する放射光
は,P偏光であることが好ましい。詳細を後述するよう
に,放射光がP偏光である場合には,偏光板を通過する
反射光はS偏光であり,S偏光は反射光学素子における
反射率が円偏光やP偏光より高い。その結果,観者はよ
り明るい表示像を視認することができるからである。
【0010】また,放射光がP偏光である場合には,ホ
ログラム(λ/4波長板)に対する放射光の入射角は,
上記λ/4波長板に対するブリュースタ角θB に近い角
度であることが好ましい。入射角がブリュースタ角θB
に近いほど,P偏光は表面で反射されないから,λ/4
波長板での表面反射光が抑制され,表面反射光ノイズが
減少するからである。
【0011】そして,入射角がブリュースタ角θB の±
5°以内にあれば,例えば,通常用いられるλ/4波長
板の場合,反射率は大体0.5%以下に抑制されるか
ら,表面反射によるS/N比の悪化は,極めて小さい。
上記ホログラム表示装置は,車両のウインドシールドに
設けた反射膜から反射された反射光を観者が視認するよ
うに構成したヘッドアップディスプレイ装置などに用い
ることができる。
【0012】
【作用及び効果】本発明にかかるホログラム表示装置に
おいては,放射光はP偏光(又はS偏光)である。そし
て,ホログラムの入光面には,λ/4波長板が形成され
ているから,該λ/4波長板を透過しホログラムに達す
る光は,λ/4波長板によって円偏光となる。そして,
円偏光は,ホログラムでの回折効率が高いから,反射光
の強度が大きい(輝度向上)。
【0013】次に,ホログラムで反射された反射光は,
再びλ/4波長板を透過して所定の光路を進む。このλ
/4波長板を透過するときに,反射光は円偏光からS偏
光(放射光がS偏光の場合はP偏光)に偏光される。即
ち,ホログラムで回折,反射されて正規に光路を進む反
射光(信号光)は,S偏光(又はP偏光)である。
【0014】一方,λ/4波長板の表面で反射されホロ
グラムに達しない表面反射光(ノイズ光)は,偏光され
ないからP偏光(放射光がS偏光の場合はS偏光)のま
まである。そして,上記ホログラムに続く光路中には,
偏光板が配置されている。そして,該偏光板は,放射光
と同じように偏光したP偏光(又はS偏光)をカットす
る偏光板である。
【0015】それ故,λ/4波長板の表面から反射した
ノイズ光であるP偏光(又はS偏光)は,上記偏光板に
おいてカットされ,信号光であるS偏光(又はP偏光)
のみが光路を進行する。上記のように,本発明のホログ
ラム表示装置においては,ノイズ光である表面反射光は
偏光板でカットされるから,S/N比の高い反射光が観
者の目に達することになる。
【0016】そして,上記偏光板によるノイズ光の遮断
効果は,放射光の入射角に関係なく発揮される(無反射
膜などをコーティングして,表面反射を防止する場合に
は,入射角が大きいと効果が大幅に低下するから,入射
角が制約される)。従って,光学系の配置に対する自由
度が大きく,コンパクトな構成が可能となる。上記のよ
うに,本発明によればホログラムの表面反射光によるノ
イズをカットし,鮮明な表示像を得ることのできるホロ
グラム表示装置を提供することができる。
【0017】
【実施例】本発明の実施例にかかるホログラム表示装置
につき,図1,図2を用いて説明する。本例は,ホログ
ラムを用いた自動車のヘッドアップディスプレイ装置で
ある。本例は,図1に示すように,表示器21から発せ
られた被表示像81に関する放射光31をホログラム1
1により回折・反射させ,その反射光32を視認するよ
う構成したホログラム表示装置1である。
【0018】放射光31は,P偏光した光であり,ホロ
グラム11の入光面111には,λ/4波長板12が形
成されており,上記反射光32の通る光路中には,放射
光31と同じP偏光した光をカットし,S偏光した光を
通過させる偏光板15を配置してある。そして,ホログ
ラム11と観者8との間には,ホログラム11の反射光
32を再反射させる反射光学素子22としての反射膜が
配置されており,偏光板15は反射光学素子22とホロ
グラム11との間に配置されている。
【0019】また,放射光31のホログラム11への入
射角θ1 は,λ/4波長板12に対するブリュースタ角
θB の±5°以内となるよう表示器21とホログラム1
1は配置されている。そして,反射光学素子22として
の反射膜は,車両のウインドシールド41の内側面に形
成されており,本例はウインドシールド41から反射さ
れた再反射光35を観者8が視認するヘッドアップディ
スプレイ装置である。
【0020】以下それぞれについて詳説する。図1,図
2において,光路(光線)と直角に短線を付した光はP
偏光を,光線に・(ドット)印を付したものはS偏光
を,光線に○(丸)印を付したものは円偏光を示す。
【0021】表示器21から発せられる放射光31は,
P偏光であり,入射角θ1 でホログラム11に入射す
る。ホログラム11の入光面には,λ/4波長板12が
形成されており,入射角θ1 は,上記λ/4波長板12
に対するブリュースタ角θB の±5°以内にあり,ブリ
ュースタ角θB に近い角度である(52°≦θ1 ≦ 6
2°)。
【0022】そして,図2に示すように,放射光31の
多くは,λ/4波長板12中に進入し,円偏光となりホ
ログラム11で回折・反射される。そして,この回折光
321はλ/4波長板12を進み,正規の反射光32
(信号光)としてλ/4波長板12から出射する。しか
しながら一部の放射光31は,λ/4波長板12の表面
で反射されて表面反射光33(ノイズ光)となる。そし
て,上記表面反射光33は,放射光31と同一の直線偏
光であるP偏光である。
【0023】一方,λ/4波長板12に進入した放射光
31は,λ/4波長板12により偏光されてP偏光から
円偏光311となる。そして円偏光311はホログラム
11で回折・反射されて,再びλ/4波長板12外から
出射する。そして,上記回折光321はこの間に偏光さ
れ,λ/4波長板12から出射する正規の反射光32は
S偏光となる。
【0024】なお,上記ホログラム11は,拡大鏡の特
性と波長選択性(波長特性)とを有する回折素子であ
る。ホログラム11は,例えば,重クロム酸ゼラチン,
フォトポリマなどによって形成される。
【0025】また,図1に示すように,ホログラム11
で反射された表面反射光33(ノイズ光)と反射光32
(信号光)の光路前方には,偏光板15が配置されてい
る。偏光板15は,S偏光を通過させ,P偏光を遮断す
る偏光板である。そして,偏光板15においてP偏光し
た光である表面反射光33はカットされ,S偏光である
反射光32は通過する。
【0026】偏光板15を通過した正規の反射光32
は,ウインドシールド41の内側面に形成された反射膜
によって再反射される。そして再反射光35は観者8の
目に入り,観者8はウインドシールド41の前方に虚像
である被表示像81を視認する。なお,図1において,
破線331及び破線像811は,表面反射光33が偏光
板15を透過した場合における光路とノイズ虚像を示す
ものである。
【0027】次に,本例のホログラム表示装置1の作用
効果について述べる。本例では放射光31は,ブリュー
スタ角θB に近い入射角θ1 でホログラム11(λ/4
波長板12)に入射し,かつ放射光31はP偏光である
からホログラム11(λ/4波長板12)表面での反射
率は極めて小さい。従って表面反射光33は極めて微弱
である。
【0028】更に,本例のホログラム表示装置1におい
ては,ホログラム11の入光面111にλ/4波長板が
形成されているから,前記のようにホログラム11の回
折光である反射光32(信号光)と表面反射光33(ノ
イズ光)とは,異なった直線偏光(S偏光とP偏光)に
なる。そのため,偏光板15においてノイズ光である表
面反射光33だけをカットすることができる。
【0029】そして,ホログラム11で回折される光
は,円偏光311であるから,ホログラム11での回折
効率が高い。従って反射光32の強度が大きい(輝度
大)。また,信号光である反射光32は,S偏光された
光であるから,円偏光やP偏光に比べて反射光学素子2
2における反射率が高い。そのため,反射光学素子22
の再反射光35の強度は大きい。これらの効果により,
放射光31に対する再反射光35のトータルの減衰率が
小さくなる。それ故,観者8は,ノイズ像811がな
く,かつ明瞭(輝度大)な被表示像81を視認すること
ができる。
【0030】上記のように,本例によれば,ホログラム
11(λ/4波長板12)の表面反射光33によるノイ
ズが極めて少なく,鮮明な表示像を得ることのできるホ
ログラム表示装置1(ヘッドアップディスプレイ装置)
を得ることができる。なお,λ/4波長板12の表面に
無反射膜をコーティングすれば,表面反射光33は更に
抑制することができ,場合によっては,入射角θ1 をブ
リュースタ角θB に近くしなくても充分に表面反射光3
3を小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例のホログラム表示装置の光学システム構
成図。
【図2】実施例におけるホログラム近傍の光路の拡大
図。
【図3】従来のヘッドアップディスプレイのシステム構
成図。
【符号の説明】
1...ホログラム表示装置, 11...ホログラム, 12...λ/4波長板, 15...偏光板, 21...表示器, 31...放射光, 32...反射光,

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 表示器から発せられた被表示像に関する
    放射光をホログラムにより回折・反射させ,その反射光
    を視認するよう構成したホログラム表示装置であって,
    上記放射光は,P偏光(電界方向がホログラムに対する
    入射面に平行)又はS偏光(電界方向がホログラムに対
    する入射面に垂直)の直線偏光であり,上記ホログラム
    の入光面には,λ/4波長板を形成してあると共に,上
    記反射光の通る光路中には,上記放射光と同じ直線偏光
    であるP偏光又はS偏光を遮断し,S偏光又はP偏光を
    通過させる偏光板を配置したことを特徴とするホログラ
    ム表示装置。
  2. 【請求項2】 請求項1において,上記ホログラムと観
    者との間の光路中には,上記ホログラムの反射光の方向
    を転換させる反射光学素子が配置されており,上記偏光
    板は,該反射光学素子とホログラムとの間に配置されて
    いることを特徴とするホログラム表示装置。
  3. 【請求項3】 請求項2において,上記放射光はP偏光
    であり,上記偏光板はP偏光をカットする偏光板である
    ことを特徴とするホログラム表示装置。
  4. 【請求項4】 請求項1又は請求項2において,上記放
    射光はP偏光であり,上記ホログラムに対する放射光の
    入射角は,上記λ/4波長板に対するブリュースタ角θ
    B の±5°以内であることを特徴とするホログラム表示
    装置。
  5. 【請求項5】 請求項1〜請求項3又は請求項4におい
    て,上記ホログラム表示装置は,車両のウインドシール
    ドの内側面又は外側面に設けた反射層により反射された
    光を観者が視認するよう構成したヘッドアップディスプ
    レイ装置であることを特徴とするホログラム表示装置。
JP4502094A 1994-02-17 1994-02-17 ホログラム表示装置 Pending JPH07230059A (ja)

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Cited By (4)

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