JPH09179058A - ホログラフィック・コンバイナおよびそれを用いたヘッドアップディスプレイ - Google Patents
ホログラフィック・コンバイナおよびそれを用いたヘッドアップディスプレイInfo
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- JPH09179058A JPH09179058A JP7334786A JP33478695A JPH09179058A JP H09179058 A JPH09179058 A JP H09179058A JP 7334786 A JP7334786 A JP 7334786A JP 33478695 A JP33478695 A JP 33478695A JP H09179058 A JPH09179058 A JP H09179058A
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- GGCZERPQGJTIQP-UHFFFAOYSA-N sodium;9,10-dioxoanthracene-2-sulfonic acid Chemical compound [Na+].C1=CC=C2C(=O)C3=CC(S(=O)(=O)O)=CC=C3C(=O)C2=C1 GGCZERPQGJTIQP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
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Abstract
(57)【要約】
【課題】非常に高い平面性は要求されることなく、ボケ
が少なく明るい再生像を観察できるようなホログラフィ
ック・コンバイナおよびそれを用いたヘッドアップディ
スプレイの提供。 【解決手段】コンバイナとして、反射回折により拡散光
を再生する透明なホログラム（好ましくは、体積位相型
ホログラム）を用いる。
が少なく明るい再生像を観察できるようなホログラフィ
ック・コンバイナおよびそれを用いたヘッドアップディ
スプレイの提供。 【解決手段】コンバイナとして、反射回折により拡散光
を再生する透明なホログラム（好ましくは、体積位相型
ホログラム）を用いる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、航空機や自動車な
どの計器情報を外界の景色と重ね合わせて操縦者に視認
させることによって、計器情報の観察時の操縦者の視点
移動を少なくさせて安全性を高めるヘッドアップディス
プレイに関する。特に、コンバイナ（外界の景色と計器
情報の双方を操縦者が視認できるようにするものの意）
として、ホログラムを用いたタイプのヘッドアップディ
スプレイに関する。
どの計器情報を外界の景色と重ね合わせて操縦者に視認
させることによって、計器情報の観察時の操縦者の視点
移動を少なくさせて安全性を高めるヘッドアップディス
プレイに関する。特に、コンバイナ（外界の景色と計器
情報の双方を操縦者が視認できるようにするものの意）
として、ホログラムを用いたタイプのヘッドアップディ
スプレイに関する。
【０００２】
【従来の技術】ヘッドアップディスプレイとしては種々
のものがあるが、その中でホログラフィック・コンバイ
ナを用いたヘッドアップディスプレイが公知である。ヘ
ッドアップディスプレイでは、光学的に投影される計器
情報をコンバイナで回折させて、観察者は前記情報の虚
像を視認する。ホログラフィック・コンバイナを用いた
ヘッドアップディスプレイは、透過率が可視域全体で９
０％と高いものであっても、特定波長に対する回折効率
を高くすることが可能であるという特色を有している。
のものがあるが、その中でホログラフィック・コンバイ
ナを用いたヘッドアップディスプレイが公知である。ヘ
ッドアップディスプレイでは、光学的に投影される計器
情報をコンバイナで回折させて、観察者は前記情報の虚
像を視認する。ホログラフィック・コンバイナを用いた
ヘッドアップディスプレイは、透過率が可視域全体で９
０％と高いものであっても、特定波長に対する回折効率
を高くすることが可能であるという特色を有している。
【０００３】上記のヘッドアップディスプレイは、図１
に概略的に示すような構成であり、計器情報の光源（以
下、「表示体」と称することとする）から出た光はコン
バイナで回折して、あたかもコンバイナの前方の特定位
置に計器情報が浮かび上がっている（結像している）か
のように観察者に視覚される。当然、コンバイナでは外
界の景色である光も透過するので、計器情報と景色の双
方が観察者に視認される。
に概略的に示すような構成であり、計器情報の光源（以
下、「表示体」と称することとする）から出た光はコン
バイナで回折して、あたかもコンバイナの前方の特定位
置に計器情報が浮かび上がっている（結像している）か
のように観察者に視覚される。当然、コンバイナでは外
界の景色である光も透過するので、計器情報と景色の双
方が観察者に視認される。
【０００４】上記コンバイナとしては、発散球面波と平
面波、または発散球面波同士の干渉により作製される体
積位相型のホログラムが例示される。従って、表示体上
の１点から出た光は、コンバイナで反射回折して、異な
る曲率を持つ球面波となって再生されるため、表示体か
らの計器情報光を虚像として観察者の遠方に浮かび上が
らせることができる。
面波、または発散球面波同士の干渉により作製される体
積位相型のホログラムが例示される。従って、表示体上
の１点から出た光は、コンバイナで反射回折して、異な
る曲率を持つ球面波となって再生されるため、表示体か
らの計器情報光を虚像として観察者の遠方に浮かび上が
らせることができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記のように、ホログ
ラフィック・コンバイナは、表示体からの光に対して鏡
（ハーフミラー）のように機能することになるため、前
記コンバイナには非常に高い平面性が要求される。図２
に示すように、コンバイナの表面に微細な凹凸のような
歪みがある場合、再生（結像）される計器情報にも歪み
が生じてしまい、良好に観察することができなくなる。
ラフィック・コンバイナは、表示体からの光に対して鏡
（ハーフミラー）のように機能することになるため、前
記コンバイナには非常に高い平面性が要求される。図２
に示すように、コンバイナの表面に微細な凹凸のような
歪みがある場合、再生（結像）される計器情報にも歪み
が生じてしまい、良好に観察することができなくなる。
【０００６】ところで、ヘッドアップディスプレイで表
示される画像情報は、再生像のボケが少ないことが望ま
れる。表示体からの計器情報光を回折させて観察者に視
覚させるタイプのホログラフィック・コンバイナでは、
ホログラム自体が本来的に有している分光特性に依存し
て、再生波長によって再生位置が異なるため、再生像に
ボケが生じてしまう。（図３参照） 前記ボケを小さくするためには、コンバイナによって回
折再生される再生像の波長幅を狭くすることが有効であ
るが、再生像が暗くなってしまうという欠点も併せ持つ
ことになる。
示される画像情報は、再生像のボケが少ないことが望ま
れる。表示体からの計器情報光を回折させて観察者に視
覚させるタイプのホログラフィック・コンバイナでは、
ホログラム自体が本来的に有している分光特性に依存し
て、再生波長によって再生位置が異なるため、再生像に
ボケが生じてしまう。（図３参照） 前記ボケを小さくするためには、コンバイナによって回
折再生される再生像の波長幅を狭くすることが有効であ
るが、再生像が暗くなってしまうという欠点も併せ持つ
ことになる。
【０００７】本発明は、非常に高い平面性は要求されず
に、ボケが少なく、しかも明るい再生像を観察できるよ
うなホログラフィック・コンバイナおよびそれを用いた
ヘッドアップディスプレイを提供することを目的とす
る。
に、ボケが少なく、しかも明るい再生像を観察できるよ
うなホログラフィック・コンバイナおよびそれを用いた
ヘッドアップディスプレイを提供することを目的とす
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明では、ホログラフ
ィック・コンバイナとして、計器情報光を回折させるの
ではなく、コンバイナをスクリーンのように機能させる
ことにより、コンバイナ面に計器情報を投影もしくは結
像させるタイプのものを用いる。
ィック・コンバイナとして、計器情報光を回折させるの
ではなく、コンバイナをスクリーンのように機能させる
ことにより、コンバイナ面に計器情報を投影もしくは結
像させるタイプのものを用いる。
【０００９】すなわち、本発明は、ホログラフィック・
コンバイナとして、反射回折により拡散光を再生する透
明なホログラムを用い、前記コンバイナと、前記コンバ
イナ面に表示体からの計器情報を光学的に投影もしくは
結像させる光学系と、を少なくとも備える構成のヘッド
アップディスプレイである。ホログラムとしては、体積
位相型ホログラムを用いることが好ましく、さらには、
特定の方向にのみ、拡散光を再生するタイプのホログラ
ムを用いることが一層好ましい。
コンバイナとして、反射回折により拡散光を再生する透
明なホログラムを用い、前記コンバイナと、前記コンバ
イナ面に表示体からの計器情報を光学的に投影もしくは
結像させる光学系と、を少なくとも備える構成のヘッド
アップディスプレイである。ホログラムとしては、体積
位相型ホログラムを用いることが好ましく、さらには、
特定の方向にのみ、拡散光を再生するタイプのホログラ
ムを用いることが一層好ましい。
【００１０】
【作用】コンバイナが、スクリーンとして機能するよう
に拡散光を再生するため、計器情報光を忠実に回折再生
させる程度までに平面性は要求されない。（請求項１） また、体積位相型ホログラムを用いることにより、特定
波長の光のみに対して回折（拡散光を再生）するため、
外界の景色の明るさを殆ど損なうことがなく、表示体の
投影光も観察することができる。（請求項２） さらに、前記ホログラムの回折再生する方向を規制する
ことにより、前記方向への回折再生光の強度を高くする
ことができ、表示体の投影光を一層明るく観察させるこ
とができるようになる。（請求項３）
に拡散光を再生するため、計器情報光を忠実に回折再生
させる程度までに平面性は要求されない。（請求項１） また、体積位相型ホログラムを用いることにより、特定
波長の光のみに対して回折（拡散光を再生）するため、
外界の景色の明るさを殆ど損なうことがなく、表示体の
投影光も観察することができる。（請求項２） さらに、前記ホログラムの回折再生する方向を規制する
ことにより、前記方向への回折再生光の強度を高くする
ことができ、表示体の投影光を一層明るく観察させるこ
とができるようになる。（請求項３）
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、図４を用いて本発明をさら
に詳細に説明する。表示体（光源により照明されて計器
情報光を発するタイプと、それ自体が計器情報光を発光
するタイプとがある）からの計器情報光は、レンズなど
の結像系によって、ホログラフィック・コンバイナ上に
結像される。
に詳細に説明する。表示体（光源により照明されて計器
情報光を発するタイプと、それ自体が計器情報光を発光
するタイプとがある）からの計器情報光は、レンズなど
の結像系によって、ホログラフィック・コンバイナ上に
結像される。
【００１２】前記コンバイナは、拡散板をホログラム面
上に回折再生するイメージ型ホログラムによって構成さ
れている。コンバイナに計器情報光が投影されると、光
の当たった部分では、コンバイナから観察者の視点方向
に光が拡散し、コンバイナ面に計器情報光が拡散パター
ンとして光っているかのように観察者には視覚される。
上に回折再生するイメージ型ホログラムによって構成さ
れている。コンバイナに計器情報光が投影されると、光
の当たった部分では、コンバイナから観察者の視点方向
に光が拡散し、コンバイナ面に計器情報光が拡散パター
ンとして光っているかのように観察者には視覚される。
【００１３】上記の説明では、結像系によって計器情報
光がコンバイナ上に結像されていたが、図５に示すよう
に、影絵のようにして計器情報光を投影してもよい。
光がコンバイナ上に結像されていたが、図５に示すよう
に、影絵のようにして計器情報光を投影してもよい。
【００１４】体積位相型ホログラムでは、その特性によ
り、ある特定の波長の光のみを回折し、他の波長の光に
対しては回折せずに単なる透明体として作用する。（回
折波長の選択性） また、回折波長のみならず回折角度にも選択性を有する
（ある特定の角度から入射する光のみを回折し、他の角
度からの光に対しては回折せずに単なる透明体として作
用する）場合もある。
り、ある特定の波長の光のみを回折し、他の波長の光に
対しては回折せずに単なる透明体として作用する。（回
折波長の選択性） また、回折波長のみならず回折角度にも選択性を有する
（ある特定の角度から入射する光のみを回折し、他の角
度からの光に対しては回折せずに単なる透明体として作
用する）場合もある。
【００１５】従って、体積位相型ホログラムをコンバイ
ナとして用いると、観察者は、外界の景色の明るさをほ
とんど損なうことなく、表示体からの計器情報光を観察
することが出来る。計器情報光は、コンバイナ表面で視
覚されるため、画像のボケおよび歪みは、表示体からの
計器情報光をコンバイナ上に投影もしくは結像させる光
学系のみに依存するため、コンバイナの平面性に起因す
る歪みや、ホログラムの分光特性に起因する色収差（ボ
ケ）は存在しない。
ナとして用いると、観察者は、外界の景色の明るさをほ
とんど損なうことなく、表示体からの計器情報光を観察
することが出来る。計器情報光は、コンバイナ表面で視
覚されるため、画像のボケおよび歪みは、表示体からの
計器情報光をコンバイナ上に投影もしくは結像させる光
学系のみに依存するため、コンバイナの平面性に起因す
る歪みや、ホログラムの分光特性に起因する色収差（ボ
ケ）は存在しない。
【００１６】次に、コンバイナとなる体積位相型ホログ
ラムの作製方法を説明する。この方法は、公知の「２ス
テップ法」によるリップマンホログラムの撮影方法の応
用である。まず、図６に示すように、拡散板を被写体と
して第１ホログラムを撮影記録する。次に、図７に示す
ように、第１ホログラムから拡散板の実像を再生し、そ
の再生位置近傍に感光材料を配置し、反射型の体積位相
型ホログラムとして第２ホログラムを作製する。
ラムの作製方法を説明する。この方法は、公知の「２ス
テップ法」によるリップマンホログラムの撮影方法の応
用である。まず、図６に示すように、拡散板を被写体と
して第１ホログラムを撮影記録する。次に、図７に示す
ように、第１ホログラムから拡散板の実像を再生し、そ
の再生位置近傍に感光材料を配置し、反射型の体積位相
型ホログラムとして第２ホログラムを作製する。
【００１７】第２ホログラムは、撮影時（２ステップ
目）の参照光の光軸に沿った方向からの光が入射する
と、特定波長の光のみがホログラム上で散乱し、その他
の波長の光には単なる透明体として機能することにな
る。図７に示すように、第１ホログラムをスリットによ
り規制すれば、第２ホログラムから再生される拡散光は
指向性（スリット方向のみへの再生）を持つことにな
り、一層明るい再生像を得ることが出来る。第２ホログ
ラムに、参照光の光軸からずれた光を入射させても、ホ
ログラム上での特定波長の光の散乱は極端に減少する。
目）の参照光の光軸に沿った方向からの光が入射する
と、特定波長の光のみがホログラム上で散乱し、その他
の波長の光には単なる透明体として機能することにな
る。図７に示すように、第１ホログラムをスリットによ
り規制すれば、第２ホログラムから再生される拡散光は
指向性（スリット方向のみへの再生）を持つことにな
り、一層明るい再生像を得ることが出来る。第２ホログ
ラムに、参照光の光軸からずれた光を入射させても、ホ
ログラム上での特定波長の光の散乱は極端に減少する。
【００１８】図８に示すように、上記の第２ホログラム
に対して、参照光の方向に相当する方向からパターンを
投影すると、投影された部分がある特定の波長で、スリ
ットの方向に相当する方向に拡散する。観察者は、投影
パターンを拡散光のパターンとして視覚するとともに、
第２ホログラムを透過した光（景色）も視覚できる。
に対して、参照光の方向に相当する方向からパターンを
投影すると、投影された部分がある特定の波長で、スリ
ットの方向に相当する方向に拡散する。観察者は、投影
パターンを拡散光のパターンとして視覚するとともに、
第２ホログラムを透過した光（景色）も視覚できる。
【００１９】上記の第２ホログラムを、ヘッドアップデ
ィスプレイのコンバイナとして利用すると、コンバイナ
の平面性に関わらず、ボケや歪みの少ない再生像を観察
することができ、ヘッドアップディスプレイの作製を容
易にし、コストダウンを可能とする。
ィスプレイのコンバイナとして利用すると、コンバイナ
の平面性に関わらず、ボケや歪みの少ない再生像を観察
することができ、ヘッドアップディスプレイの作製を容
易にし、コストダウンを可能とする。
【００２０】また、上記の第２ホログラムに感光材料を
密着させ、感光材料側からレーザー光を照射し、光学的
に複製をする（周知のコンタクト・コピー法）ことによ
って得られる第３ホログラムを、コンバイナとして大量
複製することもできる。コンバイナとして利用される感
光材料として、フォトポリマーやダイクロメートゼラチ
ンや銀塩感光材料やフォトレジストなどが挙げられる。
密着させ、感光材料側からレーザー光を照射し、光学的
に複製をする（周知のコンタクト・コピー法）ことによ
って得られる第３ホログラムを、コンバイナとして大量
複製することもできる。コンバイナとして利用される感
光材料として、フォトポリマーやダイクロメートゼラチ
ンや銀塩感光材料やフォトレジストなどが挙げられる。
【００２１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
非常に高い平面性は要求されることなく、ボケが少な
く、しかも明るい再生像を観察できるようなホログラフ
ィック・コンバイナおよびそれを用いたヘッドアップデ
ィスプレイが提供される。
非常に高い平面性は要求されることなく、ボケが少な
く、しかも明るい再生像を観察できるようなホログラフ
ィック・コンバイナおよびそれを用いたヘッドアップデ
ィスプレイが提供される。
【００２２】
【図１】従来のヘッドアップディスプレイの一例を概略
的に示す説明図。
的に示す説明図。
【図２】従来のヘッドアップディスプレイが有する課題
（高い平面性が要求されること）を示す説明図。
（高い平面性が要求されること）を示す説明図。
【図３】従来のヘッドアップディスプレイが有する課題
（再生像が、色分散によりボケること）を示す説明図。
（再生像が、色分散によりボケること）を示す説明図。
【図４】本発明のヘッドアップディスプレイの一例を概
略的に示す説明図。
略的に示す説明図。
【図５】本発明のヘッドアップディスプレイの他例を概
略的に示す説明図。
略的に示す説明図。
【図６】コンバイナとなる体積位相型ホログラムの作製
工程を示す説明図。
工程を示す説明図。
【図７】コンバイナとなる体積位相型ホログラムの作製
工程を示す説明図。
工程を示す説明図。
【図８】体積位相型ホログラムをコンバイナに適用した
状態を示す説明図。
状態を示す説明図。
Claims (4)
- 【請求項１】コンバイナとして、反射回折により拡散光
を再生する透明なホログラムを用いることを特徴とする
ホログラフィック・コンバイナ。 - 【請求項２】ホログラムとして、体積位相型ホログラム
を用いることを特徴とする請求項１記載のホログラフィ
ック・コンバイナ。 - 【請求項３】特定の方向にのみ、反射回折により拡散光
を再生する透明なホログラムをコンバイナとして用いる
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のホロ
グラフィック・コンバイナ。 - 【請求項４】請求項１〜請求項３の何れかに記載のホロ
グラフィック・コンバイナと、 前記コンバイナ面に計器情報を光学的に投影もしくは結
像させる光学系と、を少なくとも備える構成のヘッドア
ップディスプレイ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7334786A JPH09179058A (ja) | 1995-12-22 | 1995-12-22 | ホログラフィック・コンバイナおよびそれを用いたヘッドアップディスプレイ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7334786A JPH09179058A (ja) | 1995-12-22 | 1995-12-22 | ホログラフィック・コンバイナおよびそれを用いたヘッドアップディスプレイ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09179058A true JPH09179058A (ja) | 1997-07-11 |
Family
ID=18281226
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7334786A Pending JPH09179058A (ja) | 1995-12-22 | 1995-12-22 | ホログラフィック・コンバイナおよびそれを用いたヘッドアップディスプレイ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09179058A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11174366A (ja) * | 1997-12-08 | 1999-07-02 | Toppan Printing Co Ltd | ホログラフィック・コンバイナおよびそれを用いたヘッドアップディスプレイ |
| WO2000068728A1 (fr) * | 1999-05-10 | 2000-11-16 | Asahi Glass Company, Limited | Affichage d'hologramme et procede de production pour transmettre un hologramme de diffusion approprie |
| JP2002258408A (ja) * | 2001-03-05 | 2002-09-11 | Dainippon Printing Co Ltd | ホログラム投影スクリーン及びそれを用いた投影表示装置 |
| JP2007011279A (ja) * | 2005-05-30 | 2007-01-18 | Konica Minolta Photo Imaging Inc | 映像表示装置およびヘッドマウントディスプレイ |
| JP2011158542A (ja) * | 2010-01-29 | 2011-08-18 | Equos Research Co Ltd | プロジェクタ装置およびヘッドアップディスプレイ装置 |
| JP2013156584A (ja) * | 2012-01-31 | 2013-08-15 | Toshiba Corp | 表示装置、移動体、及び、表示装置の設置方法 |
| CN108431668A (zh) * | 2016-01-19 | 2018-08-21 | 株式会社电装 | 平视显示器装置 |
-
1995
- 1995-12-22 JP JP7334786A patent/JPH09179058A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6545778B2 (en) | 1909-05-10 | 2003-04-08 | Asahi Glass Company, Limited | Holographic display device and method for producing a transmission diffusion hologram suitable for it |
| JPH11174366A (ja) * | 1997-12-08 | 1999-07-02 | Toppan Printing Co Ltd | ホログラフィック・コンバイナおよびそれを用いたヘッドアップディスプレイ |
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