JPH10123325A - ホログラムを用いた表示体 - Google Patents
ホログラムを用いた表示体Info
- Publication number
- JPH10123325A JPH10123325A JP27225896A JP27225896A JPH10123325A JP H10123325 A JPH10123325 A JP H10123325A JP 27225896 A JP27225896 A JP 27225896A JP 27225896 A JP27225896 A JP 27225896A JP H10123325 A JPH10123325 A JP H10123325A
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- JP
- Japan
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- hologram
- image
- light
- diffracted
- recorded
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- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Pending
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- Lighting Device Outwards From Vehicle And Optical Signal (AREA)
- Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
- Holo Graphy (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】ホログラム面から離れた位置の像を白色光のよ
うな波長幅の広い照明光により照明し再生した場合で
も、照明光の波長による収差の影響を低減し、きれいな
像を再生する表示体の提供。 【解決手段】結像表示させる像の記録されたホログラム
と、収差を補正するホログラムとを組み合わせる。
うな波長幅の広い照明光により照明し再生した場合で
も、照明光の波長による収差の影響を低減し、きれいな
像を再生する表示体の提供。 【解決手段】結像表示させる像の記録されたホログラム
と、収差を補正するホログラムとを組み合わせる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、波長幅の広い再生
光によりホログラムを照射し、ホログラム面より遠方に
透過回折光を結像表示させる表示体に関する。
光によりホログラムを照射し、ホログラム面より遠方に
透過回折光を結像表示させる表示体に関する。
【０００２】
【従来の技術】ホログラム像を再生する場合、もっとも
基本的なホログラムであるフレネルホログラムは、レー
ザー光の様な単色の波長の光でのみしか再生できない。
しかしながら、リップマンホログラムやレインボウホロ
グラムそしてイメージホログラムなどの種類のホログラ
ムでは、白色光のような波長幅の広い再生光を用いても
ホログラム像を再生することができる。単色の波長の光
に比べて、白色光のような波長幅の広い光の方が、再生
光の強度を強くすることができ、明るいホログラムの再
生像を得ることが可能であるため、白色光による再生光
の照明が要求される場合が多い。
基本的なホログラムであるフレネルホログラムは、レー
ザー光の様な単色の波長の光でのみしか再生できない。
しかしながら、リップマンホログラムやレインボウホロ
グラムそしてイメージホログラムなどの種類のホログラ
ムでは、白色光のような波長幅の広い再生光を用いても
ホログラム像を再生することができる。単色の波長の光
に比べて、白色光のような波長幅の広い光の方が、再生
光の強度を強くすることができ、明るいホログラムの再
生像を得ることが可能であるため、白色光による再生光
の照明が要求される場合が多い。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記のホログラムであ
っても、再生可能な像はホログラム面から１０ｃｍ以内
の範囲に限られ、結像位置がホログラム面から離れれば
離れるほど、再生光の波長分布に起因する収差が増大
し、再生像の画質を著しく劣化させていた。例えばイメ
ージホログラムではホログラム面から数ｍｍが限界であ
り、リップマンホログラムやレインボウホログラムでも
一般的には１０ｃｍ程度が限界であった。
っても、再生可能な像はホログラム面から１０ｃｍ以内
の範囲に限られ、結像位置がホログラム面から離れれば
離れるほど、再生光の波長分布に起因する収差が増大
し、再生像の画質を著しく劣化させていた。例えばイメ
ージホログラムではホログラム面から数ｍｍが限界であ
り、リップマンホログラムやレインボウホログラムでも
一般的には１０ｃｍ程度が限界であった。
【０００４】しかし、照準器や、空間上のマーキング
（例えば、自動車のコーナーポール）として、空間上に
像再生する必要のある用途においては、それらの用途の
性格上、再生される像の結像位置はホログラム面上か
ら、かなり離れた位置に再生する必要がある。
（例えば、自動車のコーナーポール）として、空間上に
像再生する必要のある用途においては、それらの用途の
性格上、再生される像の結像位置はホログラム面上か
ら、かなり離れた位置に再生する必要がある。
【０００５】図１に自動車用コーナーポールの例を示
す。運転者が車輛の左前方の位置感覚をつかむため、自
動車の左前方隅にコーナーポールを立てる場合がある。
ホログラムを用いてポール位置に像を再生すると、観察
者は実際には障害物に接触することなく、像と障害物と
を重ねて観察することができ、より安全な運転が可能に
なる。
す。運転者が車輛の左前方の位置感覚をつかむため、自
動車の左前方隅にコーナーポールを立てる場合がある。
ホログラムを用いてポール位置に像を再生すると、観察
者は実際には障害物に接触することなく、像と障害物と
を重ねて観察することができ、より安全な運転が可能に
なる。
【０００６】本発明は、ホログラム面から離れた位置の
像を白色光のような波長幅の広い照明光により照明し再
生した場合でも、照明光の波長による収差の影響を低減
し、きれいな像を再生することを目的とする。
像を白色光のような波長幅の広い照明光により照明し再
生した場合でも、照明光の波長による収差の影響を低減
し、きれいな像を再生することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、像を記録した
ホログラムと収差補正用のホログラムを組み合わせ、収
差補正用のホログラムで回折した光で、像を記録したホ
ログラムを照明することにより、波長による収差を減少
させ、ホログラム面から離れた像でもきれいに再生する
ことができる。
ホログラムと収差補正用のホログラムを組み合わせ、収
差補正用のホログラムで回折した光で、像を記録したホ
ログラムを照明することにより、波長による収差を減少
させ、ホログラム面から離れた像でもきれいに再生する
ことができる。
【０００８】また、逆に像を記録したホログラムと収差
補正用のホログラムを組み合わせ、像を記録したホログ
ラムによる再生光を、収差補正用のホログラムで回折さ
せ、波長による収差を減少させ、ホログラム面から離れ
た像でもきれいに再生することもできる。
補正用のホログラムを組み合わせ、像を記録したホログ
ラムによる再生光を、収差補正用のホログラムで回折さ
せ、波長による収差を減少させ、ホログラム面から離れ
た像でもきれいに再生することもできる。
【０００９】像を記録してあるホログラムが平面の場
合、像を記録してあるホログラム面と収差補正用のホロ
グラム面を平行にすることによって、より収差量を低減
することができる。また、像を記録してあるホログラム
が平面以外の場合であっても、像を記録してあるホログ
ラム面と収差補正用のホログラム面とがなす角度を１０
度以内に保つことによって、同様に収差量を低減するこ
とができる。
合、像を記録してあるホログラム面と収差補正用のホロ
グラム面を平行にすることによって、より収差量を低減
することができる。また、像を記録してあるホログラム
が平面以外の場合であっても、像を記録してあるホログ
ラム面と収差補正用のホログラム面とがなす角度を１０
度以内に保つことによって、同様に収差量を低減するこ
とができる。
【００１０】結像表示させる像として、車輛などの車体
の大きさを運転者が認識するためのコーナーポールある
いは車幅灯などとしても良い。
の大きさを運転者が認識するためのコーナーポールある
いは車幅灯などとしても良い。
【００１１】干渉縞（または、回折格子）のピッチがｄ
のホログラムを、白色光により角度θで照明した場合、
再生回折光の波長λと回折角αの関係は、 ｄ＝λ／（sin θ−sin α） （１） となる。一般に、ホログラムを、波長幅の広い白色光の
ような照明光で照明した場合、波長によって回折角が異
なり像のボケが生じる原因となる。この像のボケ量は、
ホログラム面と像との距離に比例して増大する。このボ
ケを、波長による収差と称している。
のホログラムを、白色光により角度θで照明した場合、
再生回折光の波長λと回折角αの関係は、 ｄ＝λ／（sin θ−sin α） （１） となる。一般に、ホログラムを、波長幅の広い白色光の
ような照明光で照明した場合、波長によって回折角が異
なり像のボケが生じる原因となる。この像のボケ量は、
ホログラム面と像との距離に比例して増大する。このボ
ケを、波長による収差と称している。
【００１２】リップマンホログラムのように波長選択性
があり、ホログラム近傍で像を再生する場合には問題に
ならないような収差であっても、像がホログラム面から
離れるに従って収差が増大し、再生像が劣化する。
があり、ホログラム近傍で像を再生する場合には問題に
ならないような収差であっても、像がホログラム面から
離れるに従って収差が増大し、再生像が劣化する。
【００１３】例えば、ホログラムの正面から波長λ
1 （５００ｎｍ）の照明光１４を、４５度の方向に回折
再生するホログラムに対して、正面から波長λ2 （５１
０ｎｍ）の照明光を照明した場合、０．８１度異なった
角度で回折再生されてしまう。（図２参照）
1 （５００ｎｍ）の照明光１４を、４５度の方向に回折
再生するホログラムに対して、正面から波長λ2 （５１
０ｎｍ）の照明光を照明した場合、０．８１度異なった
角度で回折再生されてしまう。（図２参照）
【００１４】この角度差は、ホログラム面から２０ｍｍ
離れた位置の像では、０．２８ｍｍの収差でしかない
が、距離１００ｍｍ離れた位置では１．４ｍｍの収差
量、距離１０００ｍｍ離れた位置では１４ｍｍの収差量
となり、像の画質を著しく低下させてしまうことにな
る。
離れた位置の像では、０．２８ｍｍの収差でしかない
が、距離１００ｍｍ離れた位置では１．４ｍｍの収差
量、距離１０００ｍｍ離れた位置では１４ｍｍの収差量
となり、像の画質を著しく低下させてしまうことにな
る。
【００１５】このように、リップマンホログラムのよう
に波長選択性のあるホログラムを用いても、ホログラム
面から１００ｍｍ以上離れた像を画質良く再生すること
はできなかった。
に波長選択性のあるホログラムを用いても、ホログラム
面から１００ｍｍ以上離れた像を画質良く再生すること
はできなかった。
【００１６】
【発明の実施の形態】本発明の原理を図面を用いて詳細
に説明する。図３に示すように、白色の照明光源からの
照明光１４を、収差補正用のホログラム１１に照射す
る。収差補正用のホログラムで反射回折した光は、像を
記録してあるホログラム１２に入射し、回折し像を結像
する。コーナーポールのような場合、この像は虚像であ
る場合が多い。
に説明する。図３に示すように、白色の照明光源からの
照明光１４を、収差補正用のホログラム１１に照射す
る。収差補正用のホログラムで反射回折した光は、像を
記録してあるホログラム１２に入射し、回折し像を結像
する。コーナーポールのような場合、この像は虚像であ
る場合が多い。
【００１７】図３のような構成の場合、収差補正用のホ
ログラムによって、像を記録してあるホログラムからの
収差による色の分散が打ち消され、ホログラム１２から
回折される再生光の色分散はなくなる。（図４参照）
ログラムによって、像を記録してあるホログラムからの
収差による色の分散が打ち消され、ホログラム１２から
回折される再生光の色分散はなくなる。（図４参照）
【００１８】収差補正用のホログラム１１と像を記録し
てあるホログラムの関係は、逆でも同様の効果が成り立
ち、図５に示すように、像を記録したホログラム１２を
照明光源１４で照明した回折光を、収差補正用のホログ
ラム１１で回折させることでも同様の効果が得られる。
てあるホログラムの関係は、逆でも同様の効果が成り立
ち、図５に示すように、像を記録したホログラム１２を
照明光源１４で照明した回折光を、収差補正用のホログ
ラム１１で回折させることでも同様の効果が得られる。
【００１９】この収差補正の効果を高めるために、次の
ような構成が考えられる。ホログラムの波長による色分
散の強さは、式（１）より照明光の入射角と回折光の出
射角に依存する。そこで、像を再生したい光の中心波長
λでの光軸上での、収差を補正するホログラムの照明光
の入射角θ0 ，回折光の出射角α0 ，像を再生するホロ
グラムの照明光の入射角をθ1 ，回折光の出射角をα1
とすると、 θ0 ＝α1 （２） かつ α0 ＝θ1 （３） の関係が成り立つとき、光軸上での収差量は最小とな
る。α0 ＝θ1 の関係より、収差を補正するホログラム
と、像を記録するホログラムが双方とも平面の場合は、
この２つのホログラムが平行に位置していることを示
す。
ような構成が考えられる。ホログラムの波長による色分
散の強さは、式（１）より照明光の入射角と回折光の出
射角に依存する。そこで、像を再生したい光の中心波長
λでの光軸上での、収差を補正するホログラムの照明光
の入射角θ0 ，回折光の出射角α0 ，像を再生するホロ
グラムの照明光の入射角をθ1 ，回折光の出射角をα1
とすると、 θ0 ＝α1 （２） かつ α0 ＝θ1 （３） の関係が成り立つとき、光軸上での収差量は最小とな
る。α0 ＝θ1 の関係より、収差を補正するホログラム
と、像を記録するホログラムが双方とも平面の場合は、
この２つのホログラムが平行に位置していることを示
す。
【００２０】また、２つのホログラムの照明光の入射方
向に対する位置関係は、この例では収差を補正するホロ
グラムが照明光源側に位置しているが、その逆でも全く
同様の効果が得られることは、上記の説明より明らかで
ある。
向に対する位置関係は、この例では収差を補正するホロ
グラムが照明光源側に位置しているが、その逆でも全く
同様の効果が得られることは、上記の説明より明らかで
ある。
【００２１】以上の説明は、収差を補正するホログラム
と像を記録してあるホログラムとが双方とも平面の場合
であるが、どちらか一方もしくは両方とも曲面の場合に
ついて次に述べる。
と像を記録してあるホログラムとが双方とも平面の場合
であるが、どちらか一方もしくは両方とも曲面の場合に
ついて次に述べる。
【００２２】例えば、収差を補正するホログラムと像を
記録してあるホログラムとが１０度平行な状態から傾い
たとすると、５００ｎｍ程度の可視光で、波長幅が１０
ｎｍ程度あった場合、色のボケは約０．０１６度程度と
なる。この程度の角度は標準的な人の眼の分解能であ
り、ボケの量がこれ以下であれば、一般の観察には支障
がないと思われる。
記録してあるホログラムとが１０度平行な状態から傾い
たとすると、５００ｎｍ程度の可視光で、波長幅が１０
ｎｍ程度あった場合、色のボケは約０．０１６度程度と
なる。この程度の角度は標準的な人の眼の分解能であ
り、ボケの量がこれ以下であれば、一般の観察には支障
がないと思われる。
【００２３】よって、収差を補正するホログラムと、像
を記録してあるホログラムとの位置関係が平行な状態か
ら、１０度以下におさまるように配置すればよい。な
お、この関係は、曲面のホログラムの場合のみでなく、
双方のホログラムが平面の場合にも成り立つ。
を記録してあるホログラムとの位置関係が平行な状態か
ら、１０度以下におさまるように配置すればよい。な
お、この関係は、曲面のホログラムの場合のみでなく、
双方のホログラムが平面の場合にも成り立つ。
【００２４】なお、以上の説明では、ホログラムを全て
反射型のリップマンホログラムとして説明したが、どち
らかのホログラムの一方もしくは両方とも透過型のホロ
グラムであっても全く同様の効果が得られる。
反射型のリップマンホログラムとして説明したが、どち
らかのホログラムの一方もしくは両方とも透過型のホロ
グラムであっても全く同様の効果が得られる。
【００２５】
【発明の効果】以上説明したように本発明によって、ホ
ログラム面から離れた位置の像を白色光のような波長幅
の広い照明光により照明し再生した場合でも、照明光の
波長による収差の影響が低減され、きれいな像が再生結
像される。
ログラム面から離れた位置の像を白色光のような波長幅
の広い照明光により照明し再生した場合でも、照明光の
波長による収差の影響が低減され、きれいな像が再生結
像される。
【００２６】
【図１】表示体の一例であるヘッドアップディスプレイ
を示す説明図。
を示す説明図。
【図２】ホログラムの波長による収差を示す説明図。
【図３】本発明の表示体の構成の一例を示す説明図。
【図４】本発明により、収差の影響が解消される原理を
示す説明図。
示す説明図。
【図５】本発明の表示体の構成の他例を示す説明図。
１１…収差補正ホログラム １２…像記録ホログラム １４…照明光
Claims (4)
- 【請求項１】波長幅の広い再生光によりホログラムを照
射し、ホログラム面より遠方に回折光を結像表示させる
表示体において、 再生光源からの光を、収差を補正する第１ホログラムで
回折させ、 結像表示させる像の記録された第２ホログラムに、前記
第１ホログラムからの回折光を再生光として照射し、 第２ホログラムからの回折光の結像位置が第２ホログラ
ム面から１０ｃｍ以上離れた位置である構成であること
を特徴とする表示体。 - 【請求項２】波長幅の広い再生光によりホログラムを照
射し、ホログラム面より遠方に回折光を結像表示させる
表示体において、 再生光源からの光を、結像表示させる像の記録された第
１ホログラムに照射し、 第１ホログラムからの回折光を、収差を補正する第２ホ
ログラムで回折させ、 第２ホログラムからの回折光の結像位置が第２ホログラ
ム面から１０ｃｍ以上離れた位置である構成であること
を特徴とする表示体。 - 【請求項３】結像表示させる像の記録されたホログラム
と収差を補正するホログラムとが、平行もしくはそれに
近い配置であること特徴とする請求項１または請求項２
に記載の表示体。 - 【請求項４】結像表示させる像として、車輛などの車体
の大きさを運転者が認識するためのコーナーポールある
いは車幅灯であることを特徴とする請求項１〜請求項３
の何れかに記載の表示体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27225896A JPH10123325A (ja) | 1996-10-15 | 1996-10-15 | ホログラムを用いた表示体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27225896A JPH10123325A (ja) | 1996-10-15 | 1996-10-15 | ホログラムを用いた表示体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10123325A true JPH10123325A (ja) | 1998-05-15 |
Family
ID=17511349
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27225896A Pending JPH10123325A (ja) | 1996-10-15 | 1996-10-15 | ホログラムを用いた表示体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10123325A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7573623B2 (en) | 2001-05-04 | 2009-08-11 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Hologram recording method using beam with very large incident angle, hologram reproduction apparatus using holographic reflector and hologram reproduction method using the same, and flat display element apparatus using holographic reflector |
| WO2021112302A1 (ko) * | 2019-12-06 | 2021-06-10 | 전자부품연구원 | 헤드 업 디스플레이를 위한 홀로그래픽 광학 소자 기록 방법 |
-
1996
- 1996-10-15 JP JP27225896A patent/JPH10123325A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7573623B2 (en) | 2001-05-04 | 2009-08-11 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Hologram recording method using beam with very large incident angle, hologram reproduction apparatus using holographic reflector and hologram reproduction method using the same, and flat display element apparatus using holographic reflector |
| WO2021112302A1 (ko) * | 2019-12-06 | 2021-06-10 | 전자부품연구원 | 헤드 업 디스플레이를 위한 홀로그래픽 광학 소자 기록 방법 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20051025 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060314 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060515 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20060606 |