JPH0950227A - ホログラム表示装置 - Google Patents
ホログラム表示装置Info
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- JPH0950227A JPH0950227A JP22469895A JP22469895A JPH0950227A JP H0950227 A JPH0950227 A JP H0950227A JP 22469895 A JP22469895 A JP 22469895A JP 22469895 A JP22469895 A JP 22469895A JP H0950227 A JPH0950227 A JP H0950227A
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- hologram
- combiner
- light
- distance
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- Holo Graphy (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 外部光による回折光が視域内に入らないよう
にすると共にノイズ像が正規の像に重なって見えるのを
防止するホログラム表示装置の提供。 【解決手段】 信号光３１を発信する表示器２１と，ホ
ログラムコンバイナ１０と，前置ホログラム１５とを有
するホログラム表示装置１である。両ホログラム１０，
１５の回折特性は，光路を横方向から透視した正面図上
において入射角と出射角とが等く，上方から透視した平
面図上において入射角と出射角とが異なっている。上記
平面図上において，ホログラムコンバイナ１０で正反射
することによって形成されるノイズ像８４の位置は，観
者の目Ｅとホログラムコンバイナの横端部１０１とを結
ぶ視線の外側に位置するように幾何光学的な条件を設定
する。
にすると共にノイズ像が正規の像に重なって見えるのを
防止するホログラム表示装置の提供。 【解決手段】 信号光３１を発信する表示器２１と，ホ
ログラムコンバイナ１０と，前置ホログラム１５とを有
するホログラム表示装置１である。両ホログラム１０，
１５の回折特性は，光路を横方向から透視した正面図上
において入射角と出射角とが等く，上方から透視した平
面図上において入射角と出射角とが異なっている。上記
平面図上において，ホログラムコンバイナ１０で正反射
することによって形成されるノイズ像８４の位置は，観
者の目Ｅとホログラムコンバイナの横端部１０１とを結
ぶ視線の外側に位置するように幾何光学的な条件を設定
する。
Description
【０００１】
【技術分野】本発明は，ホログラムコンバイナを用いた
表示装置に関するものであり，特にノイズ光が目に入ら
ないようにしたホログラム表示装置に関する。
表示装置に関するものであり，特にノイズ光が目に入ら
ないようにしたホログラム表示装置に関する。
【０００２】
【従来技術】通常の自動車の運転においては，速度表示
などを確認するためには，視線を外の光景から一旦イン
スツルパネル上の計器類に移さなければならない。この
動作は，運転においては必要不可欠であるが，非常に煩
わしい行為である。また，頻繁な視線の移動は，運転者
にかなりの疲労をもたらすとも言われている。そこで，
近年ホログラフィック光学素子を用いて，速度などの運
転に必要な情報と外界の光景とを重ねて同時に視認でき
るヘッドアップディスプレイ９０（図７）が提案されて
いる。
などを確認するためには，視線を外の光景から一旦イン
スツルパネル上の計器類に移さなければならない。この
動作は，運転においては必要不可欠であるが，非常に煩
わしい行為である。また，頻繁な視線の移動は，運転者
にかなりの疲労をもたらすとも言われている。そこで，
近年ホログラフィック光学素子を用いて，速度などの運
転に必要な情報と外界の光景とを重ねて同時に視認でき
るヘッドアップディスプレイ９０（図７）が提案されて
いる。
【０００３】そして，図７に示すように，ヘッドアップ
ディスプレイ９０において，複数の光学的情報を重ね合
せる上記イメージコンバイナとして，反射型ホログラム
を使用したホログラムコンバイナ９１が用いられてい
る。上記ホログラムコンバイナ９１には，特定の選択波
長帯域の光のみを効率よく反射する回折特性を持たせて
いる。その結果，ホログラムコンバイナ９１は表示器
（情報光源）９２から発せられた選択波長帯域の信号光
３１を高い効率で反射（回折）し，一方，上記特定の波
長域以外の光に対しては高い透過率を持つため，背景か
ら来る光８１の殆どを透過させることができる。
ディスプレイ９０において，複数の光学的情報を重ね合
せる上記イメージコンバイナとして，反射型ホログラム
を使用したホログラムコンバイナ９１が用いられてい
る。上記ホログラムコンバイナ９１には，特定の選択波
長帯域の光のみを効率よく反射する回折特性を持たせて
いる。その結果，ホログラムコンバイナ９１は表示器
（情報光源）９２から発せられた選択波長帯域の信号光
３１を高い効率で反射（回折）し，一方，上記特定の波
長域以外の光に対しては高い透過率を持つため，背景か
ら来る光８１の殆どを透過させることができる。
【０００４】これにより，運転者８５は，ホログラムコ
ンバイナ９１を通して見える外の光景と，ホログラムコ
ンバイナ９１により反射されて見える速度などの表示８
０とは，共に明るさが損なわれることがない。同図にお
いて符号３２は，回折光である。また，上記ホログラム
コンバイナ９１に対しては，情報光源９２から発せられ
た表示像８０を拡大して視認するために，通常は拡大鏡
の回折特性を持たせている。また，ホログラムコンバイ
ナ９１の前段に，更に像拡大用のホログラムデバイスや
像の歪み補正用のホログラムデバイスをもう一段設ける
ものもある。
ンバイナ９１を通して見える外の光景と，ホログラムコ
ンバイナ９１により反射されて見える速度などの表示８
０とは，共に明るさが損なわれることがない。同図にお
いて符号３２は，回折光である。また，上記ホログラム
コンバイナ９１に対しては，情報光源９２から発せられ
た表示像８０を拡大して視認するために，通常は拡大鏡
の回折特性を持たせている。また，ホログラムコンバイ
ナ９１の前段に，更に像拡大用のホログラムデバイスや
像の歪み補正用のホログラムデバイスをもう一段設ける
ものもある。
【０００５】ところが，このようなホログラムコンバイ
ナを用いたヘッドアップディスプレイにおいて，ホログ
ラムの再生光の入射角θx1と出射角θx2とが異なった値
となるように回折特性を設定すると，太陽光や街路灯な
どの外光が，ウィンドシールドやホログラムコンバイナ
で回折と反射とをする間に進路を曲げられて運転者の目
に入り眩惑するという不具合を生ずる。即ち，図５又は
図６に示すように，上記外光８９がホログラムコンバイ
ナ９１の界面（空気との境界面）９１１又は９１２で反
射し，またホログラム９１０で回折して，その結果通常
の正反射光学系と異なった光路をたどり，運転者８５の
通常の視域内に上記外光８９の光源８９０が実在しない
場合にも，運転者８５の視域内に外光８１が入るように
なり，運転の障害となる。同図において符号９１０は，
ホログラムである。
ナを用いたヘッドアップディスプレイにおいて，ホログ
ラムの再生光の入射角θx1と出射角θx2とが異なった値
となるように回折特性を設定すると，太陽光や街路灯な
どの外光が，ウィンドシールドやホログラムコンバイナ
で回折と反射とをする間に進路を曲げられて運転者の目
に入り眩惑するという不具合を生ずる。即ち，図５又は
図６に示すように，上記外光８９がホログラムコンバイ
ナ９１の界面（空気との境界面）９１１又は９１２で反
射し，またホログラム９１０で回折して，その結果通常
の正反射光学系と異なった光路をたどり，運転者８５の
通常の視域内に上記外光８９の光源８９０が実在しない
場合にも，運転者８５の視域内に外光８１が入るように
なり，運転の障害となる。同図において符号９１０は，
ホログラムである。
【０００６】そこで，上記不具合を解決するために，ウ
ィンドシールドの外光側にもホログラムを設けてホログ
ラムを２枚とし，外光を遮断する方法が提案されている
（特開平４−２９４３１６号公報参照）。また，上記ホ
ログラムに換えて，外光側に光制御膜（角度選択透過
膜）を設ける方法が提案されている。しかしながら，こ
の対策法によれば一定の効果を有するものの，通常の光
源に比べて遙に大量の光量を有する太陽光に対しては，
所望のレベル迄は完全にノイズ光を低減出来ないという
問題がある。即ち，太陽光では，１００万ｃｄ／ｍ2以
上の光量があり，例えそれを１％に減衰させたとして
も，１万ｃｄ／ｍ2 程度の明るさになってしまう。
ィンドシールドの外光側にもホログラムを設けてホログ
ラムを２枚とし，外光を遮断する方法が提案されている
（特開平４−２９４３１６号公報参照）。また，上記ホ
ログラムに換えて，外光側に光制御膜（角度選択透過
膜）を設ける方法が提案されている。しかしながら，こ
の対策法によれば一定の効果を有するものの，通常の光
源に比べて遙に大量の光量を有する太陽光に対しては，
所望のレベル迄は完全にノイズ光を低減出来ないという
問題がある。即ち，太陽光では，１００万ｃｄ／ｍ2以
上の光量があり，例えそれを１％に減衰させたとして
も，１万ｃｄ／ｍ2 程度の明るさになってしまう。
【０００７】そこで，他の対策方法として，ホログラム
の入射角と出射角とをほぼ等しくし，光学系を正反射光
学系とし，これによって上部にある太陽等の光源像が運
転者の視野角内に入らないようにする方法が考えられ
る。即ち，図４に示すように，ホログラム９１０の入出
射角θx1，θx2を等しくし，ほぼ正反射する光学部材に
よって光路の全域が形成される場合には，ホログラム９
１０での回折や界面の反射によって方向がまげられるこ
とがなく，ノイズ光源８１０が空間に実在する方向と運
転者８５が視認する光源像（ノイズ光８１よる像）の方
向とは，ほぼ同一の方向となるから，太陽など水平線よ
りも上部にある外光がその方向を変えて観者の目にはい
ることがなくなり，運転時に通常見る前方の視野内には
入らないようになる。
の入射角と出射角とをほぼ等しくし，光学系を正反射光
学系とし，これによって上部にある太陽等の光源像が運
転者の視野角内に入らないようにする方法が考えられ
る。即ち，図４に示すように，ホログラム９１０の入出
射角θx1，θx2を等しくし，ほぼ正反射する光学部材に
よって光路の全域が形成される場合には，ホログラム９
１０での回折や界面の反射によって方向がまげられるこ
とがなく，ノイズ光源８１０が空間に実在する方向と運
転者８５が視認する光源像（ノイズ光８１よる像）の方
向とは，ほぼ同一の方向となるから，太陽など水平線よ
りも上部にある外光がその方向を変えて観者の目にはい
ることがなくなり，運転時に通常見る前方の視野内には
入らないようになる。
【０００８】
【解決しようとする課題】上記のようにホログラムの入
出射角θx1，θx2を等しくすれば，太陽や街灯等の外光
は運転時の視野内に入らなくなるが，一方ホログラムの
入出射角θx1，θx2を等しくすると，図４に示すよう
に，信号光３１のホログラムコンバイナ９１での表面反
射光３９によるノイズ像が正規の回折光３２による像に
重なって見えるようになり，表示像を不鮮明にするとい
う問題を生じて来る。即ち，信号光３１がホログラム９
１０で回折された正規の回折光３２は，界面で正反射し
たノイズ光３９と同一の方向となり互いに平行となるか
ら，同方向から観者８５の目に入るようになる。
出射角θx1，θx2を等しくすれば，太陽や街灯等の外光
は運転時の視野内に入らなくなるが，一方ホログラムの
入出射角θx1，θx2を等しくすると，図４に示すよう
に，信号光３１のホログラムコンバイナ９１での表面反
射光３９によるノイズ像が正規の回折光３２による像に
重なって見えるようになり，表示像を不鮮明にするとい
う問題を生じて来る。即ち，信号光３１がホログラム９
１０で回折された正規の回折光３２は，界面で正反射し
たノイズ光３９と同一の方向となり互いに平行となるか
ら，同方向から観者８５の目に入るようになる。
【０００９】本発明は，かかる従来の問題点に鑑みてな
されたものであり，太陽など前方の視域内に実在しない
光源から発せられた光は観者の視域内に入らないように
すると共に，信号光のホログラムコンバイナでの表面反
射光も観者の視域内に入らないようにするホログラム表
示装置を提供しようとするものである。
されたものであり，太陽など前方の視域内に実在しない
光源から発せられた光は観者の視域内に入らないように
すると共に，信号光のホログラムコンバイナでの表面反
射光も観者の視域内に入らないようにするホログラム表
示装置を提供しようとするものである。
【００１０】
【課題の解決手段】本願の第１発明は，前方に配置した
透光性の面にホログラムコンバイナを設け，面の裏側か
ら透過してくる光によって外景を視認すると共に面の表
側から上記ホログラムコンバイナに投射した信号光によ
って所定の表示像を視認するよう構成したホログラム表
示装置であって，上記表示装置は，上記信号光を発信す
る表示器と，上記ホログラムコンバイナと，このホログ
ラムコンバイナの前段に配置された収差補正用の前置ホ
ログラムとを有しており，両ホログラムの回折特性は，
光路を横方向から透視した正面図上において入射角と出
射角とが等しい正反射光学特性を示し，一方光路を上方
から透視した平面図上において入射角と出射角とが異な
る軸外し光学特性を示しており，上記軸外し光学特性を
示す平面図上において，上記表示器から発せられた光が
上記前置ホログラムにおいて正反射もしくは回折されず
に透過して形成されるノイズ光が再び上記ホログラムコ
ンバイナで正反射することによって形成されるノイズ像
の位置は，観者の目とホログラムコンバイナの横端部と
を結ぶ視線の外側に位置するように，両ホログラムの入
射角と出射角の関係，両ホログラム間の距離，表示器と
前置ホログラムの間の距離，及び観者とホログラムコン
バイナの間の距離の関係等を定めたことを特徴とするホ
ログラム表示装置にある。
透光性の面にホログラムコンバイナを設け，面の裏側か
ら透過してくる光によって外景を視認すると共に面の表
側から上記ホログラムコンバイナに投射した信号光によ
って所定の表示像を視認するよう構成したホログラム表
示装置であって，上記表示装置は，上記信号光を発信す
る表示器と，上記ホログラムコンバイナと，このホログ
ラムコンバイナの前段に配置された収差補正用の前置ホ
ログラムとを有しており，両ホログラムの回折特性は，
光路を横方向から透視した正面図上において入射角と出
射角とが等しい正反射光学特性を示し，一方光路を上方
から透視した平面図上において入射角と出射角とが異な
る軸外し光学特性を示しており，上記軸外し光学特性を
示す平面図上において，上記表示器から発せられた光が
上記前置ホログラムにおいて正反射もしくは回折されず
に透過して形成されるノイズ光が再び上記ホログラムコ
ンバイナで正反射することによって形成されるノイズ像
の位置は，観者の目とホログラムコンバイナの横端部と
を結ぶ視線の外側に位置するように，両ホログラムの入
射角と出射角の関係，両ホログラム間の距離，表示器と
前置ホログラムの間の距離，及び観者とホログラムコン
バイナの間の距離の関係等を定めたことを特徴とするホ
ログラム表示装置にある。
【００１１】第１発明において特に注目すべきことの第
１点は，ホログラムコンバイナの前段に収差補正用の前
置ホログラムを配置したことである。そして最も注目す
べきことは，両ホログラムの回折特性は，光路を横方向
から透視した正面図上において入射角と出射角とが等し
い正反射光学特性を示し，一方光路を上方から透視した
平面図上において入射角と出射角とが異なる軸外し光学
特性を示すことである。即ち，入出射角の上下方向の座
標成分は等しく，いわゆる正反射光学系であり，一方，
入出射角の横方向の座標成分の間には差異があり，いわ
ゆる軸外し光学系であることである。
１点は，ホログラムコンバイナの前段に収差補正用の前
置ホログラムを配置したことである。そして最も注目す
べきことは，両ホログラムの回折特性は，光路を横方向
から透視した正面図上において入射角と出射角とが等し
い正反射光学特性を示し，一方光路を上方から透視した
平面図上において入射角と出射角とが異なる軸外し光学
特性を示すことである。即ち，入出射角の上下方向の座
標成分は等しく，いわゆる正反射光学系であり，一方，
入出射角の横方向の座標成分の間には差異があり，いわ
ゆる軸外し光学系であることである。
【００１２】そして，更に，上記軸外し光学特性を示す
平面図上において，表示器から発せられた光が前置ホロ
グラムにおいて正反射もしくは回折されずに透過して形
成されるノイズ光が再びホログラムコンバイナで正反射
して形成されるノイズ像の位置は，観者の目とホログラ
ムコンバイナの横端部とを結ぶ視線の外側に位置するよ
うに，両ホログラムの入射角と出射角の関係，両ホログ
ラム間の距離，表示器と前置ホログラムの間の距離，及
び観者とホログラムコンバイナの間の距離の関係等を定
めたことである。
平面図上において，表示器から発せられた光が前置ホロ
グラムにおいて正反射もしくは回折されずに透過して形
成されるノイズ光が再びホログラムコンバイナで正反射
して形成されるノイズ像の位置は，観者の目とホログラ
ムコンバイナの横端部とを結ぶ視線の外側に位置するよ
うに，両ホログラムの入射角と出射角の関係，両ホログ
ラム間の距離，表示器と前置ホログラムの間の距離，及
び観者とホログラムコンバイナの間の距離の関係等を定
めたことである。
【００１３】上記のように構成することにより，次の作
用効果を得ることができる。第１に，光路を横方向から
透視した正面図上において，ホログラムコンバイナは入
射角と出射角とが等しい正反射光学特性を示しているか
ら，太陽光など上方から来る外光がホログラムコンバイ
ナで上下方向に方向を変えて観者の目に入るようなこと
がない（前記図４参照）。
用効果を得ることができる。第１に，光路を横方向から
透視した正面図上において，ホログラムコンバイナは入
射角と出射角とが等しい正反射光学特性を示しているか
ら，太陽光など上方から来る外光がホログラムコンバイ
ナで上下方向に方向を変えて観者の目に入るようなこと
がない（前記図４参照）。
【００１４】一方，両ホログラムを含む光路を上方から
透視した平面図上において，ホログラムは入射角と出射
角とが異なる軸外し光学特性を示す。そのために，両ホ
ログラムにおけるノイズ光としての表面反射光又は透過
光は，正反射光学系を進むから正規の回折光とは異なっ
た方向に光路を進むことになり，観者の目に入りにくく
なる（なお以下の説明は表面反射光のみに付いて記し，
透過光の説明については同様であるので省略する）。と
ころが，上記表面反射光は，ホログラムコンバイナと前
置ホログラムの２つのホログラムにおいて２回反射する
から，回折光との間のずれ方向が互いに打ち消し合って
再び正規の回折光と同一方向とならないようにする必要
がある。
透視した平面図上において，ホログラムは入射角と出射
角とが異なる軸外し光学特性を示す。そのために，両ホ
ログラムにおけるノイズ光としての表面反射光又は透過
光は，正反射光学系を進むから正規の回折光とは異なっ
た方向に光路を進むことになり，観者の目に入りにくく
なる（なお以下の説明は表面反射光のみに付いて記し，
透過光の説明については同様であるので省略する）。と
ころが，上記表面反射光は，ホログラムコンバイナと前
置ホログラムの２つのホログラムにおいて２回反射する
から，回折光との間のずれ方向が互いに打ち消し合って
再び正規の回折光と同一方向とならないようにする必要
がある。
【００１５】そのため，本発明においては，この軸外し
光学系について，前置ホログラムにおいて正反射して形
成されるノイズ光が再びホログラムコンバイナで正反射
して形成されるノイズ像の位置が，観者の目とホログラ
ムコンバイナの横端部とを結ぶ視線の外側に位置するよ
うに幾何光学的な条件を設定してある。その結果，２つ
のホログラムで連続して表面反射したノイズ光は，観者
の視域内には完全に入らなくなる。即ち，両ホログラム
の入射角と出射角の関係，両ホログラム間の距離，表示
器と前置ホログラムの間の距離，及び観者とホログラム
コンバイナの間の距離の関係は，上記ノイズ光が観者の
視域内には入らなくなるような関係に定められている。
光学系について，前置ホログラムにおいて正反射して形
成されるノイズ光が再びホログラムコンバイナで正反射
して形成されるノイズ像の位置が，観者の目とホログラ
ムコンバイナの横端部とを結ぶ視線の外側に位置するよ
うに幾何光学的な条件を設定してある。その結果，２つ
のホログラムで連続して表面反射したノイズ光は，観者
の視域内には完全に入らなくなる。即ち，両ホログラム
の入射角と出射角の関係，両ホログラム間の距離，表示
器と前置ホログラムの間の距離，及び観者とホログラム
コンバイナの間の距離の関係は，上記ノイズ光が観者の
視域内には入らなくなるような関係に定められている。
【００１６】特に，前置ホログラムが反射型のホログラ
ムの場合には，上記ノイズ光が観者の視域内には入らな
くなる上記の幾何光学的条件は，請求項２記載のように
構成することによって実現することができる。即ち，軸
外し光学系の前記平面図上における，上記ホログラムコ
ンバイナの入，出射角及び前置ホログラムの入，出射角
をそれぞれθh1，θh2，φh1，φh2とし，前記表示器と
前置ホログラム間の光路上の距離をＲ，両ホログラム間
の光路上の距離をＬ，観者の目とホログラムコンバイナ
間の光路上の距離をＳ，ホログラムコンバイナの幅をＤ
とし，上記表示器から発せられた光が前置ホログラムに
おいて表面反射して形成される虚像Ｎとホログラムコン
バイナの中心点Ｏとの距離をＬN ，上記虚像Ｎと中心点
Ｏとを結ぶ線と上記中心点Ｏにおいてホログラムコンバ
イナに立てた法線がなす角をψとしたときに， ＬN ×ｓｉｎψ＞Ｄ（Ｓ×ｃｏｓθh2＋ＬN ×ｃｏｓ
ψ）／（２Ｓ×ｃｏｓθh2）＋ＬN ×ｃｏｓψ×ｔａｎ
θh2 なる関係が成立するように構成すればよい（詳細は，実
施形態例１，図１参照）。
ムの場合には，上記ノイズ光が観者の視域内には入らな
くなる上記の幾何光学的条件は，請求項２記載のように
構成することによって実現することができる。即ち，軸
外し光学系の前記平面図上における，上記ホログラムコ
ンバイナの入，出射角及び前置ホログラムの入，出射角
をそれぞれθh1，θh2，φh1，φh2とし，前記表示器と
前置ホログラム間の光路上の距離をＲ，両ホログラム間
の光路上の距離をＬ，観者の目とホログラムコンバイナ
間の光路上の距離をＳ，ホログラムコンバイナの幅をＤ
とし，上記表示器から発せられた光が前置ホログラムに
おいて表面反射して形成される虚像Ｎとホログラムコン
バイナの中心点Ｏとの距離をＬN ，上記虚像Ｎと中心点
Ｏとを結ぶ線と上記中心点Ｏにおいてホログラムコンバ
イナに立てた法線がなす角をψとしたときに， ＬN ×ｓｉｎψ＞Ｄ（Ｓ×ｃｏｓθh2＋ＬN ×ｃｏｓ
ψ）／（２Ｓ×ｃｏｓθh2）＋ＬN ×ｃｏｓψ×ｔａｎ
θh2 なる関係が成立するように構成すればよい（詳細は，実
施形態例１，図１参照）。
【００１７】一方，本願の第２発明は，前方に配置した
透光性の面にホログラムコンバイナを設け，面の裏側か
ら透過してくる光によって外景を視認すると共に面の表
側から上記ホログラムコンバイナに投射した信号光によ
って所定の表示像を視認するよう構成したホログラム表
示装置であって，上記表示装置は，上記信号光を発信す
る表示器と，上記ホログラムコンバイナと，このホログ
ラムコンバイナの前段に配置された収差補正用の前置ホ
ログラムとを有しており，両ホログラムの回折特性は，
光路を横方向から透視した正面図上において入射角と出
射角とが等しい正反射光学特性を示し，一方光路を上方
から透視した平面図上において入射角と出射角とが異な
る軸外し光学特性を示しており，上記軸外し光学特性を
示す平面図上において，上記表示器から発せられた光が
上記前置ホログラムにおいて回折した信号光が，次に上
記ホログラムコンバイナの境界面で正反射して形成され
るノイズ像の位置は，観者の目とホログラムコンバイナ
の横端部とを結ぶ視線の外側に位置するように，両ホロ
グラムの入射角と出射角の関係，両ホログラム間の距
離，表示器と前置ホログラムの間の距離，及び観者とホ
ログラムコンバイナの間の距離の関係等を定めたことを
特徴とするホログラム表示装置にある。
透光性の面にホログラムコンバイナを設け，面の裏側か
ら透過してくる光によって外景を視認すると共に面の表
側から上記ホログラムコンバイナに投射した信号光によ
って所定の表示像を視認するよう構成したホログラム表
示装置であって，上記表示装置は，上記信号光を発信す
る表示器と，上記ホログラムコンバイナと，このホログ
ラムコンバイナの前段に配置された収差補正用の前置ホ
ログラムとを有しており，両ホログラムの回折特性は，
光路を横方向から透視した正面図上において入射角と出
射角とが等しい正反射光学特性を示し，一方光路を上方
から透視した平面図上において入射角と出射角とが異な
る軸外し光学特性を示しており，上記軸外し光学特性を
示す平面図上において，上記表示器から発せられた光が
上記前置ホログラムにおいて回折した信号光が，次に上
記ホログラムコンバイナの境界面で正反射して形成され
るノイズ像の位置は，観者の目とホログラムコンバイナ
の横端部とを結ぶ視線の外側に位置するように，両ホロ
グラムの入射角と出射角の関係，両ホログラム間の距
離，表示器と前置ホログラムの間の距離，及び観者とホ
ログラムコンバイナの間の距離の関係等を定めたことを
特徴とするホログラム表示装置にある。
【００１８】第１発明が，前置ホログラムとホログラム
コンバイナの両面で表面反射（または回折されずに透
過）したノイズ光が，観者の視域内に入らないようにす
るのに対して，第２発明は，前置ホログラムにおいて正
規に回折して形成される信号光が次のホログラムコンバ
イナにおいて回折されず表面反射して生ずるノイズ像
が，観者の視域内に入らないように光学系を構成するも
のである。
コンバイナの両面で表面反射（または回折されずに透
過）したノイズ光が，観者の視域内に入らないようにす
るのに対して，第２発明は，前置ホログラムにおいて正
規に回折して形成される信号光が次のホログラムコンバ
イナにおいて回折されず表面反射して生ずるノイズ像
が，観者の視域内に入らないように光学系を構成するも
のである。
【００１９】そのため，軸外し光学特性を示す平面図上
において，上記表示器から発せられた光が上記前置ホロ
グラムにおいて回折して形成される信号光が，次に上記
ホログラムコンバイナで正反射して形成されるノイズ像
の位置は，観者の目とホログラムコンバイナの横端部と
を結ぶ視線の外側に位置するように，両ホログラムの入
射角と出射角の関係，両ホログラム間の距離，表示器と
前置ホログラムの間の距離，及び観者とホログラムコン
バイナの間の距離の関係を定めてある。その他の構成
は，第１発明の構成と同様である。
において，上記表示器から発せられた光が上記前置ホロ
グラムにおいて回折して形成される信号光が，次に上記
ホログラムコンバイナで正反射して形成されるノイズ像
の位置は，観者の目とホログラムコンバイナの横端部と
を結ぶ視線の外側に位置するように，両ホログラムの入
射角と出射角の関係，両ホログラム間の距離，表示器と
前置ホログラムの間の距離，及び観者とホログラムコン
バイナの間の距離の関係を定めてある。その他の構成
は，第１発明の構成と同様である。
【００２０】第２発明において，例えば上記前置ホログ
ラムが反射型ホログラムであり且つ倍率Ｋ倍の凹面鏡で
ある場合には，上記軸外し光学系の幾何光学的な条件は
次のように構成する。即ち，上記平面図上における，上
記ホログラムコンバイナの入，出射角及び前置ホログラ
ムの入，出射角をそれぞれθh1，θh2，φh1，φh2と
し，前記表示器と前置ホログラム間の光路上の距離を
Ｒ，両ホログラム間の光路上の距離をＬ，観者の目とホ
ログラムコンバイナ間の光路上の距離をＳ，ホログラム
コンバイナの幅をＤとしたときに， （Ｌ＋ＫＲ）×ｓｉｎθh1＞Ｄ｛Ｓ×ｃｏｓθh2＋（Ｌ
＋ＫＲ）×ｃｏｓθh1｝／（２Ｓ×ｃｏｓθh2）＋（Ｌ
＋ＫＲ）×ｃｏｓθh1×ｔａｎθh2 なる関係が成立するように構成する。その結果，前置ホ
ログラムにおいて回折して形成される信号光が次に上記
ホログラムコンバイナで正反射して形成されるノイズ像
は，観者の目に入ることがなくなる（実施形態例２，図
３参照）。
ラムが反射型ホログラムであり且つ倍率Ｋ倍の凹面鏡で
ある場合には，上記軸外し光学系の幾何光学的な条件は
次のように構成する。即ち，上記平面図上における，上
記ホログラムコンバイナの入，出射角及び前置ホログラ
ムの入，出射角をそれぞれθh1，θh2，φh1，φh2と
し，前記表示器と前置ホログラム間の光路上の距離を
Ｒ，両ホログラム間の光路上の距離をＬ，観者の目とホ
ログラムコンバイナ間の光路上の距離をＳ，ホログラム
コンバイナの幅をＤとしたときに， （Ｌ＋ＫＲ）×ｓｉｎθh1＞Ｄ｛Ｓ×ｃｏｓθh2＋（Ｌ
＋ＫＲ）×ｃｏｓθh1｝／（２Ｓ×ｃｏｓθh2）＋（Ｌ
＋ＫＲ）×ｃｏｓθh1×ｔａｎθh2 なる関係が成立するように構成する。その結果，前置ホ
ログラムにおいて回折して形成される信号光が次に上記
ホログラムコンバイナで正反射して形成されるノイズ像
は，観者の目に入ることがなくなる（実施形態例２，図
３参照）。
【００２１】
実施形態例１ 本例は，第１発明の実施形態例にかかるヘッドアップデ
ィスプレイ装置である。図１，図２に示すように，本例
は，前方のウィンドシールドにホログラムコンバイナ１
０を設け，ウィンドシールドの裏側（車外）から透過し
てくる外光８１によって外景を視認すると共に車内側か
らホログラムコンバイナ１０に投射した信号光３１によ
って所定の表示像を視認するよう構成したヘッドアップ
ディスプレイ装置１である。
ィスプレイ装置である。図１，図２に示すように，本例
は，前方のウィンドシールドにホログラムコンバイナ１
０を設け，ウィンドシールドの裏側（車外）から透過し
てくる外光８１によって外景を視認すると共に車内側か
らホログラムコンバイナ１０に投射した信号光３１によ
って所定の表示像を視認するよう構成したヘッドアップ
ディスプレイ装置１である。
【００２２】ヘッドアップディスプレイ装置１は，信号
光３１０を発信する表示器２１と，ホログラムコンバイ
ナ１０と，ホログラムコンバイナ１０の前段に配置され
た収差補正用の反射型の前置ホログラム１５とを有して
いる。両ホログラム１０，１５の回折特性は，光路を横
方向から透視した正面図（図２）上において入射角θv1
と出射角θv2，及び入射角φv1と出射角φv2とがそれぞ
れ等しい正反射光学特性を示し，一方光路を上方から透
視した平面図（図１）上において入射角θh1と出射角θ
h2と，及び入射角φh1と出射角φh2とが異なる軸外し光
学特性を示す。図１，図２において，記号ＮV1，ＮV2，
ＮH1，Ｍ−Ｍはホログラム１５，１０に対する法線を示
す。そして，図１の平面図に示すように，表示器２１か
ら発せられた信号光３１０が前置ホログラム１５におい
て正反射するノイズ光によって生ずる虚像８４０が再び
ホログラムコンバイナ１０で正反射することによって形
成されるノイズ像８４の位置は，観者の目Ｅとホログラ
ムコンバイナ１０の横端部１０１とを結ぶ視線３８の外
側に位置するように，両ホログラムの入射角と出射角の
関係，両ホログラム１０，１５間の配置，表示器２１と
前置ホログラム１５の間の配置，及び観者８５とホログ
ラムコンバイナ１０の間の距離の関係等を定めてある。
光３１０を発信する表示器２１と，ホログラムコンバイ
ナ１０と，ホログラムコンバイナ１０の前段に配置され
た収差補正用の反射型の前置ホログラム１５とを有して
いる。両ホログラム１０，１５の回折特性は，光路を横
方向から透視した正面図（図２）上において入射角θv1
と出射角θv2，及び入射角φv1と出射角φv2とがそれぞ
れ等しい正反射光学特性を示し，一方光路を上方から透
視した平面図（図１）上において入射角θh1と出射角θ
h2と，及び入射角φh1と出射角φh2とが異なる軸外し光
学特性を示す。図１，図２において，記号ＮV1，ＮV2，
ＮH1，Ｍ−Ｍはホログラム１５，１０に対する法線を示
す。そして，図１の平面図に示すように，表示器２１か
ら発せられた信号光３１０が前置ホログラム１５におい
て正反射するノイズ光によって生ずる虚像８４０が再び
ホログラムコンバイナ１０で正反射することによって形
成されるノイズ像８４の位置は，観者の目Ｅとホログラ
ムコンバイナ１０の横端部１０１とを結ぶ視線３８の外
側に位置するように，両ホログラムの入射角と出射角の
関係，両ホログラム１０，１５間の配置，表示器２１と
前置ホログラム１５の間の配置，及び観者８５とホログ
ラムコンバイナ１０の間の距離の関係等を定めてある。
【００２３】即ち，図１に示す平面図上において，ホロ
グラムコンバイナ１０の入，出射角及び前置ホログラム
１５の入，出射角をそれぞれθh1，θh2，φh1，φh2と
し，表示器２１と前置ホログラム１５間の光路上の距離
をＲ，両ホログラム１０，１５間の光路上の距離をＬ，
観者８５の目Ｅとホログラムコンバイナ１０間の光路上
の距離をＳ，ホログラムコンバイナ１０の幅をＤとし，
表示器２１から発せられた光３１０が前置ホログラム１
５において表面反射して形成される光源像８４０とホロ
グラムコンバイナ１０の中心点Ｏとを結ぶ線上の距離を
ＬN ，上記光源像８４０と中心点Ｏとを結ぶ線と中心点
Ｏにおいてホログラムコンバイナ１０に立てた法線Ｍ−
Ｍとがなす角をψとしたときに， ＬN ×ｓｉｎψ＞Ｄ（Ｓ×ｃｏｓθh2＋ＬN ×ｃｏｓψ）／（２Ｓ×ｃｏｓθ h2）＋ＬN ×ｃｏｓψ×ｔａｎθh2 ・・・・・・・（１） なる関係が成立する。
グラムコンバイナ１０の入，出射角及び前置ホログラム
１５の入，出射角をそれぞれθh1，θh2，φh1，φh2と
し，表示器２１と前置ホログラム１５間の光路上の距離
をＲ，両ホログラム１０，１５間の光路上の距離をＬ，
観者８５の目Ｅとホログラムコンバイナ１０間の光路上
の距離をＳ，ホログラムコンバイナ１０の幅をＤとし，
表示器２１から発せられた光３１０が前置ホログラム１
５において表面反射して形成される光源像８４０とホロ
グラムコンバイナ１０の中心点Ｏとを結ぶ線上の距離を
ＬN ，上記光源像８４０と中心点Ｏとを結ぶ線と中心点
Ｏにおいてホログラムコンバイナ１０に立てた法線Ｍ−
Ｍとがなす角をψとしたときに， ＬN ×ｓｉｎψ＞Ｄ（Ｓ×ｃｏｓθh2＋ＬN ×ｃｏｓψ）／（２Ｓ×ｃｏｓθ h2）＋ＬN ×ｃｏｓψ×ｔａｎθh2 ・・・・・・・（１） なる関係が成立する。
【００２４】表示記２１から放射された信号光３１０
は，収差補正用の前置ホログラム１５で回折され，正規
の回折光である信号光３１はホログラムコンバイナ１０
に投射される。そして，ホログラムコンバイナ１０の回
折光３２は，観者の目Ｅに入り，観者は図１のＸ位置に
虚像としての正規の表示像を視認する。一方，前置ホロ
グラム１５で表面反射するノイズ光３９は，前置ホログ
ラム１５の反対側に光源（表示器２１）の鏡像としての
虚像８４０を形成し，ノイズ光３９が更にホログラムコ
ンバイナ１０で表面反射するノイズ光（図示略）は，虚
像８４０の鏡像としてのノイズ虚像８４を結像する。
は，収差補正用の前置ホログラム１５で回折され，正規
の回折光である信号光３１はホログラムコンバイナ１０
に投射される。そして，ホログラムコンバイナ１０の回
折光３２は，観者の目Ｅに入り，観者は図１のＸ位置に
虚像としての正規の表示像を視認する。一方，前置ホロ
グラム１５で表面反射するノイズ光３９は，前置ホログ
ラム１５の反対側に光源（表示器２１）の鏡像としての
虚像８４０を形成し，ノイズ光３９が更にホログラムコ
ンバイナ１０で表面反射するノイズ光（図示略）は，虚
像８４０の鏡像としてのノイズ虚像８４を結像する。
【００２５】しかしながら，ノイズ像８４の結像位置
は，以下に詳述するように，目Ｅとホログラムコンバイ
ナ１０の横端部１０１とを結ぶ線３８の外側にあり，観
者がそれを視認することはない。すなわち，図１におい
て，虚像８４０とホログラムコンバイナ１０の中心点Ｏ
とを結ぶ線の長さをＬN ，その信号光３１の光軸との角
度をΦとし，虚像８４０の位置Ｉから信号光３１の光軸
上に下ろした垂線の光軸との交点をＰとすると， ＯＰ＝Ｒ×ｃｏｓ（φh2−φh1）＋Ｌ ＩＰ＝Ｒ×ｓｉｎ（φh2−φh1） ｔａｎΦ＝（ＩＰ／ＰＩ） ＬN （＝ＯＩ）＝ＯＰ／（ｃｏｓΦ）＝ＩＰ／（ｓｉｎ
Φ） となる。
は，以下に詳述するように，目Ｅとホログラムコンバイ
ナ１０の横端部１０１とを結ぶ線３８の外側にあり，観
者がそれを視認することはない。すなわち，図１におい
て，虚像８４０とホログラムコンバイナ１０の中心点Ｏ
とを結ぶ線の長さをＬN ，その信号光３１の光軸との角
度をΦとし，虚像８４０の位置Ｉから信号光３１の光軸
上に下ろした垂線の光軸との交点をＰとすると， ＯＰ＝Ｒ×ｃｏｓ（φh2−φh1）＋Ｌ ＩＰ＝Ｒ×ｓｉｎ（φh2−φh1） ｔａｎΦ＝（ＩＰ／ＰＩ） ＬN （＝ＯＩ）＝ＯＰ／（ｃｏｓΦ）＝ＩＰ／（ｓｉｎ
Φ） となる。
【００２６】そして，ノイズ像８４は，ホログラムコン
バイナ１０に対する虚像８４０の鏡像であるから，ノイ
ズ像８４とホログラムコンバイナ１０の中心点Ｏとの距
離も上記ＬN に等しくなる。また，ノイズ像８４を形成
するノイズ光のホログラムコンバイナ１０への入射角ψ
は，ψ＝（θh1−Φ）である。そして，ホログラムコン
バイナ１０の中心点Ｏでの法線Ｍ−Ｍとノイズ像８４の
位置Ｉ’からＭ−Ｍに下ろした垂線との交点をＱとし，
観者の目Ｅと中心点Ｏとを結ぶ線の延長線とＱＩ’との
交点をＸ，ホログラムコンバイナ１０の横端点１０１と
目Ｅとを結ぶ線とＱＩ’との交点をＹとすると， ＱＩ’＝ＬN ×ｓｉｎψ ・・・（１１） ＱＸ＝｛Ｓ×ｓｉｎ（θh2）｝×〔｛ＬN ×ｃｏｓψ｝×｛Ｓ×ｃｏｓ（θh2 ）｝-1〕＝ＬN ×ｃｏｓψ×ｔａｎ（θh2） ・・・（１２） ＸＹ＝（Ｄ／２）×｛（ＥＯ＋ＯＸ）／ＥＯ｝ ＝（Ｄ／２）×｛Ｓ×ｃｏｓ（θh2）＋（ＬN ×ｃｏｓψ｝×｛Ｓ×ｃ ｏｓ（θh2）｝-1 ・・・（１３） ＱＹ＝ＱＸ＋ＸＹ ・・・（１４） となる。
バイナ１０に対する虚像８４０の鏡像であるから，ノイ
ズ像８４とホログラムコンバイナ１０の中心点Ｏとの距
離も上記ＬN に等しくなる。また，ノイズ像８４を形成
するノイズ光のホログラムコンバイナ１０への入射角ψ
は，ψ＝（θh1−Φ）である。そして，ホログラムコン
バイナ１０の中心点Ｏでの法線Ｍ−Ｍとノイズ像８４の
位置Ｉ’からＭ−Ｍに下ろした垂線との交点をＱとし，
観者の目Ｅと中心点Ｏとを結ぶ線の延長線とＱＩ’との
交点をＸ，ホログラムコンバイナ１０の横端点１０１と
目Ｅとを結ぶ線とＱＩ’との交点をＹとすると， ＱＩ’＝ＬN ×ｓｉｎψ ・・・（１１） ＱＸ＝｛Ｓ×ｓｉｎ（θh2）｝×〔｛ＬN ×ｃｏｓψ｝×｛Ｓ×ｃｏｓ（θh2 ）｝-1〕＝ＬN ×ｃｏｓψ×ｔａｎ（θh2） ・・・（１２） ＸＹ＝（Ｄ／２）×｛（ＥＯ＋ＯＸ）／ＥＯ｝ ＝（Ｄ／２）×｛Ｓ×ｃｏｓ（θh2）＋（ＬN ×ｃｏｓψ｝×｛Ｓ×ｃ ｏｓ（θh2）｝-1 ・・・（１３） ＱＹ＝ＱＸ＋ＸＹ ・・・（１４） となる。
【００２７】そして，ＱＩ’＞ＱＹ となるようにすれ
ば，ノイズ像８４は観者の目に入らないようになる。そ
れ故，（１４）に（１１）〜 （１３）を代入して ＬN ×ｓｉｎψ＞Ｄ（Ｓ×ｃｏｓθh2＋ＬN ×ｃｏｓψ）／（２Ｓ×ｃｏｓ θh2）＋ＬN ×ｃｏｓψ×ｔａｎθh2 ・・・・・（１） が，必要な条件式となり，本例はこの条件を満たすか
ら，ノイズ像８４は，観者の目に入らない。なお，ヘッ
ドアップディスプレイ装置では，ホログラムコンバイナ
１０は観者の目の前に置かれており，θh2≒０であるか
ら，近似式として， ＬN ×ｓｉｎψ＞Ｄ（Ｓ＋ＬN ×ｃｏｓψ）／（２Ｓ） なる条件式を満たせば，ほぼ同様の特性を得ることが出
来る。
ば，ノイズ像８４は観者の目に入らないようになる。そ
れ故，（１４）に（１１）〜 （１３）を代入して ＬN ×ｓｉｎψ＞Ｄ（Ｓ×ｃｏｓθh2＋ＬN ×ｃｏｓψ）／（２Ｓ×ｃｏｓ θh2）＋ＬN ×ｃｏｓψ×ｔａｎθh2 ・・・・・（１） が，必要な条件式となり，本例はこの条件を満たすか
ら，ノイズ像８４は，観者の目に入らない。なお，ヘッ
ドアップディスプレイ装置では，ホログラムコンバイナ
１０は観者の目の前に置かれており，θh2≒０であるか
ら，近似式として， ＬN ×ｓｉｎψ＞Ｄ（Ｓ＋ＬN ×ｃｏｓψ）／（２Ｓ） なる条件式を満たせば，ほぼ同様の特性を得ることが出
来る。
【００２８】一方，光路を横方向から透視した図２に示
す正面図上においては，ホログラムコンバイナ１０は入
射角θv1，φv1と出射角θv2，φv2とが等しい正反射光
学特性を示しているから，図４〜図６に示したように，
太陽光など上方から来る外光８９がホログラムコンバイ
ナ１０で方向を変えて観者の目に入るようなことがな
い。従って，水平線より上部にある太陽光等の外光によ
って運転者が眩惑されることがない。上記のように，本
例によれば，太陽など前方の視域内に実在しない光源か
ら発せられた光は観者の視域内に入らないようにすると
共に，ホログラム１０，１５の表面反射によるノイズ像
も観者の視域内に入らないようにすることのできるヘッ
ドアップディスプレイ装置１を提供することができる。
す正面図上においては，ホログラムコンバイナ１０は入
射角θv1，φv1と出射角θv2，φv2とが等しい正反射光
学特性を示しているから，図４〜図６に示したように，
太陽光など上方から来る外光８９がホログラムコンバイ
ナ１０で方向を変えて観者の目に入るようなことがな
い。従って，水平線より上部にある太陽光等の外光によ
って運転者が眩惑されることがない。上記のように，本
例によれば，太陽など前方の視域内に実在しない光源か
ら発せられた光は観者の視域内に入らないようにすると
共に，ホログラム１０，１５の表面反射によるノイズ像
も観者の視域内に入らないようにすることのできるヘッ
ドアップディスプレイ装置１を提供することができる。
【００２９】実施形態例２ 本例は，第２発明の実施形態例であり，図３に示すよう
に，前置ホログラム１６において正規に回折して形成さ
れる信号光３１が次のホログラムコンバイナ１０におい
て表面反射して生ずるノイズ像８３が，観者の視域内に
入らないように光学系を構成したヘッドアップディスプ
レイ１である。そして，前置ホログラム１６は，反射型
で且つ倍率Ｋの凹面鏡特性のホログラムであり，下記に
示す幾何光学的な条件式を満たしている。 （Ｌ＋ＫＲ）×ｓｉｎθh1＞Ｄ｛Ｓ×ｃｏｓθh2＋（Ｌ＋ＫＲ）×ｃｏｓθh1｝ ／（２Ｓ×ｃｏｓθh2）＋（Ｌ＋ＫＲ）×ｃｏｓθh1×ｔａｎθh2 ・・（３）
に，前置ホログラム１６において正規に回折して形成さ
れる信号光３１が次のホログラムコンバイナ１０におい
て表面反射して生ずるノイズ像８３が，観者の視域内に
入らないように光学系を構成したヘッドアップディスプ
レイ１である。そして，前置ホログラム１６は，反射型
で且つ倍率Ｋの凹面鏡特性のホログラムであり，下記に
示す幾何光学的な条件式を満たしている。 （Ｌ＋ＫＲ）×ｓｉｎθh1＞Ｄ｛Ｓ×ｃｏｓθh2＋（Ｌ＋ＫＲ）×ｃｏｓθh1｝ ／（２Ｓ×ｃｏｓθh2）＋（Ｌ＋ＫＲ）×ｃｏｓθh1×ｔａｎθh2 ・・（３）
【００３０】図３に示すように，前置ホログラム１６に
よる信号光３１の正規の虚像８３０は，前置ホログラム
１６の倍率がＫ倍であることから，前置ホログラム１６
から（Ｋ×Ｒ）だけ離れた位置に結像する。そして，虚
像８３０とホログラムコンバイナ１０の中心点Ｏとの距
離は，（Ｌ＋Ｋ×Ｒ）であり，信号光３１がホログラム
コンバイナ１０の表面で鏡面反射して形成されるノイズ
像８３は，虚像８３０の鏡像としてホログラムコンバイ
ナ１０の反対側に形成される。上記のように，図３に示
す配置は，図１の配置において，ψ＝θh1（Φ＝０）と
し，更に光源像８４０とホログラムコンバイナ１０の中
心点Ｏとを結ぶ線上の距離ＬN を（Ｌ＋Ｋ×Ｒ）に置き
換えたものと等価である。それ故，観者がノイズ像８３
を視認しないための前記条件ＱＩ’＞ＱＹは，前記
（１）式においてψ＝θh1とし更にＬN を（Ｌ＋Ｋ×
Ｒ）とおいて，本例のヘッドアップディスプレイ１が満
たす次式を得る。 （Ｌ＋ＫＲ）×ｓｉｎθh1＞Ｄ｛Ｓ×ｃｏｓθh2＋（Ｌ＋ＫＲ）×ｃｏｓθh1｝ ／（２Ｓ×ｃｏｓθh2）＋（Ｌ＋ＫＲ）×ｃｏｓθh1×ｔａｎθh2 ・・（３） それ故，本例のヘッドアップディスプレイ１によれば，
ホログラムコンバイナ１０によるノイズ像８３の結像位
置は，目Ｅとホログラムコンバイナ１０の横端部１０１
とを結ぶ線３８の外側にあり，観者がこれを視認するこ
とはない。その他については，実施形態例１と同様であ
る。
よる信号光３１の正規の虚像８３０は，前置ホログラム
１６の倍率がＫ倍であることから，前置ホログラム１６
から（Ｋ×Ｒ）だけ離れた位置に結像する。そして，虚
像８３０とホログラムコンバイナ１０の中心点Ｏとの距
離は，（Ｌ＋Ｋ×Ｒ）であり，信号光３１がホログラム
コンバイナ１０の表面で鏡面反射して形成されるノイズ
像８３は，虚像８３０の鏡像としてホログラムコンバイ
ナ１０の反対側に形成される。上記のように，図３に示
す配置は，図１の配置において，ψ＝θh1（Φ＝０）と
し，更に光源像８４０とホログラムコンバイナ１０の中
心点Ｏとを結ぶ線上の距離ＬN を（Ｌ＋Ｋ×Ｒ）に置き
換えたものと等価である。それ故，観者がノイズ像８３
を視認しないための前記条件ＱＩ’＞ＱＹは，前記
（１）式においてψ＝θh1とし更にＬN を（Ｌ＋Ｋ×
Ｒ）とおいて，本例のヘッドアップディスプレイ１が満
たす次式を得る。 （Ｌ＋ＫＲ）×ｓｉｎθh1＞Ｄ｛Ｓ×ｃｏｓθh2＋（Ｌ＋ＫＲ）×ｃｏｓθh1｝ ／（２Ｓ×ｃｏｓθh2）＋（Ｌ＋ＫＲ）×ｃｏｓθh1×ｔａｎθh2 ・・（３） それ故，本例のヘッドアップディスプレイ１によれば，
ホログラムコンバイナ１０によるノイズ像８３の結像位
置は，目Ｅとホログラムコンバイナ１０の横端部１０１
とを結ぶ線３８の外側にあり，観者がこれを視認するこ
とはない。その他については，実施形態例１と同様であ
る。
【００３１】
【発明の効果】上記のように，本発明によれば，太陽な
ど前方の視域内に実在しない光源から発せられた光は観
者の視域内に入らないようにすると共に，ホログラムコ
ンバイナの表面反射ノイズ光が観者の視域内に入らない
ようにするホログラム表示装置をうることができる。
ど前方の視域内に実在しない光源から発せられた光は観
者の視域内に入らないようにすると共に，ホログラムコ
ンバイナの表面反射ノイズ光が観者の視域内に入らない
ようにするホログラム表示装置をうることができる。
【図１】実施形態例１のヘッドアップディスプレイを上
部から見た時の光学系統図（平面図）。
部から見た時の光学系統図（平面図）。
【図２】実施形態例１のヘッドアップディスプレイを正
面から見た時の光学系統図（正面図）。
面から見た時の光学系統図（正面図）。
【図３】実施形態例２のヘッドアップディスプレイを上
部から見た時の光学系統図（平面図）。
部から見た時の光学系統図（平面図）。
【図４】ヘッドアップディスプレイにおいてホログラム
コンバイナの入射角と出射角とが等しい回折特性の場合
における，内部反射ノイズ光の進路を示す図。
コンバイナの入射角と出射角とが等しい回折特性の場合
における，内部反射ノイズ光の進路を示す図。
【図５】ヘッドアップディスプレイにおいてホログラム
コンバイナの入射角と出射角とが等しくない回折特性の
場合における，内部反射ノイズ光の進路を示す図（その
１）。
コンバイナの入射角と出射角とが等しくない回折特性の
場合における，内部反射ノイズ光の進路を示す図（その
１）。
【図６】ヘッドアップディスプレイにおいてホログラム
コンバイナの入射角と出射角とが等しくない回折特性の
場合における，内部反射ノイズ光の進路を示す図（その
２）。
コンバイナの入射角と出射角とが等しくない回折特性の
場合における，内部反射ノイズ光の進路を示す図（その
２）。
【図７】従来のヘッドアップディスプレイ装置のシステ
ム構成図。
ム構成図。
１０．．．ホログラムコンバイナ， １０１．．．横端部， １５，１６．．．前置ホログラム， ２１．．．表示器， ３１．．．信号光（入射再生光）， ８３，８４．．．ノイズ像，
Claims (6)
- 【請求項１】 前方に配置した透光性の面にホログラム
コンバイナを設け，面の裏側から透過してくる光によっ
て外景を視認すると共に面の表側から上記ホログラムコ
ンバイナに投射した信号光によって所定の表示像を視認
するよう構成したホログラム表示装置であって，上記表
示装置は，上記信号光を発信する表示器と，上記ホログ
ラムコンバイナと，このホログラムコンバイナの前段に
配置された収差補正用の前置ホログラムとを有してお
り，両ホログラムの回折特性は，光路を横方向から透視
した正面図上において入射角と出射角とが等しい正反射
光学特性を示し，一方光路を上方から透視した平面図上
において入射角と出射角とが異なる軸外し光学特性を示
しており，上記軸外し光学特性を示す平面図上におい
て，上記表示器から発せられた光が上記前置ホログラム
において正反射もしくは回折されずに透過して形成され
るノイズ光が再び上記ホログラムコンバイナで正反射す
ることによって形成されるノイズ像の位置は，観者の目
とホログラムコンバイナの横端部とを結ぶ視線の外側に
位置するように，両ホログラムの入射角と出射角の関
係，両ホログラム間の距離，表示器と前置ホログラムの
間の距離，及び観者とホログラムコンバイナの間の距離
の関係等を定めたことを特徴とするホログラム表示装
置。 - 【請求項２】 請求項１において，前記前置ホログラム
は反射型であり，前記平面図上における，上記ホログラ
ムコンバイナの入，出射角及び前置ホログラムの入，出
射角をそれぞれθh1，θh2，φh1，φh2とし，前記表示
器と前置ホログラム間の光路上の距離をＲ，両ホログラ
ム間の光路上の距離をＬ，観者の目とホログラムコンバ
イナ間の光路上の距離をＳ，ホログラムコンバイナの幅
をＤとし，上記表示器から発せられた光が前置ホログラ
ムにおいて表面反射して形成される虚像Ｎとホログラム
コンバイナの中心点Ｏとの距離をＬN ，上記虚像Ｎと中
心点Ｏとを結ぶ線と上記中心点Ｏにおいてホログラムコ
ンバイナに立てた法線とがなす角をψとしたときに， ＬN ×ｓｉｎψ＞Ｄ（Ｓ×ｃｏｓθh2＋ＬN ×ｃｏｓ
ψ）／（２Ｓ×ｃｏｓθh2）＋ＬN ×ｃｏｓψ×ｔａｎ
θh2 なる関係が成立するように構成してあることを特徴とす
るホログラム表示装置。 - 【請求項３】 前方に配置した透光性の面にホログラム
コンバイナを設け，面の裏側から透過してくる光によっ
て外景を視認すると共に面の表側から上記ホログラムコ
ンバイナに投射した信号光によって所定の表示像を視認
するよう構成したホログラム表示装置であって，上記表
示装置は，上記信号光を発信する表示器と，上記ホログ
ラムコンバイナと，このホログラムコンバイナの前段に
配置された収差補正用の前置ホログラムとを有してお
り，両ホログラムの回折特性は，光路を横方向から透視
した正面図上において入射角と出射角とが等しい正反射
光学特性を示し，一方光路を上方から透視した平面図上
において入射角と出射角とが異なる軸外し光学特性を示
しており，上記軸外し光学特性を示す平面図上におい
て，上記表示器から発せられた光が上記前置ホログラム
において回折した信号光が，次に上記ホログラムコンバ
イナの境界面で正反射して形成されるノイズ像の位置
は，観者の目とホログラムコンバイナの横端部とを結ぶ
視線の外側に位置するように，両ホログラムの入射角と
出射角の関係，両ホログラム間の距離，表示器と前置ホ
ログラムの間の距離，及び観者とホログラムコンバイナ
の間の距離の関係等を定めたことを特徴とするホログラ
ム表示装置。 - 【請求項４】 請求項３において，前記前置ホログラム
は反射型で且つ倍率Ｋの凹面鏡特性のホログラムであ
り，前記平面図上における，上記ホログラムコンバイナ
の入，出射角及び前置ホログラムの入，出射角をそれぞ
れθh1，θh2，φh1，φh2とし，前記表示器と前置ホロ
グラム間の光路上の距離をＲ，両ホログラム間の光路上
の距離をＬ，観者の目とホログラムコンバイナ間の光路
上の距離をＳ，ホログラムコンバイナの幅をＤとしたと
きに， （Ｌ＋ＫＲ）×ｓｉｎθh1＞Ｄ｛Ｓ×ｃｏｓθh2＋（Ｌ
＋ＫＲ）×ｃｏｓθh1｝／（２Ｓ×ｃｏｓθh2）＋（Ｌ
＋ＫＲ）×ｃｏｓθh1×ｔａｎθh2 なる関係が成立するように構成してあることを特徴とす
るホログラム表示装置。 - 【請求項５】 請求項３または請求項４において，前記
前置ホログラムの表面に無反射コート処理を施してある
ことを特徴とするホログラム表示装置。 - 【請求項６】請求項１から請求項５のいずれか１項にお
いて，前記ホログラムコンバイナを配置する透光性の面
はウィンドシールドであることを特徴とする車両用のヘ
ッドアップディスプレイ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22469895A JPH0950227A (ja) | 1995-08-08 | 1995-08-08 | ホログラム表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22469895A JPH0950227A (ja) | 1995-08-08 | 1995-08-08 | ホログラム表示装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0950227A true JPH0950227A (ja) | 1997-02-18 |
Family
ID=16817846
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22469895A Pending JPH0950227A (ja) | 1995-08-08 | 1995-08-08 | ホログラム表示装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0950227A (ja) |
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-
1995
- 1995-08-08 JP JP22469895A patent/JPH0950227A/ja active Pending
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