JPWO2012042793A1 - シースルーディスプレイ装置及びシースルーディスプレイ装置を搭載した車両 - Google Patents
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Abstract
Description
(シースルーディスプレイ装置の構造)
図1Aは、第1実施形態に係るシースルーディスプレイ装置として例示されるHUD100の概略図である。図1Aを用いて、HUD100が説明される。
第1実施形態のシースルーディスプレイ装置として例示されるHUD100の効果が、以下に説明される。
図6は、第2実施形態に係るシースルーディスプレイ装置として例示されるHUD100Aの概略図である。図6を用いて、HUD100Aが説明される。尚、第1実施形態に関連して説明されたHUD100と同様の要素に対して、同様の符号が割り当てられている。HUD100と同様の要素に対して、第1実施形態の説明が援用される。
図9は、第3実施形態に係るシースルーディスプレイ装置として例示されるHUD100Bの概略図である。図9を用いて、HUD100Bが説明される。尚、第1実施形態に関連して説明されたHUD100と同様の要素に対して、同様の符号が割り当てられている。HUD100と同様の要素に対して、第1実施形態の説明が援用される。
図11は、第4実施形態に係るシースルーディスプレイ装置として例示されるHUD100Cの概略図である。図11を用いて、HUD100Cが説明される。尚、第3実施形態に関連して説明されたHUD100Bと同様の要素に対して、同様の符号が割り当てられている。HUD100Bと同様の要素に対して、第4実施形態の説明が援用される。
図13は、第5実施形態に係るシースルーディスプレイ装置として例示されるHUD100Dの概略図である。図13を用いて、HUD100Dが説明される。尚、第1実施形態に関連して説明されたHUD100と同様の要素に対して、同様の符号が割り当てられている。HUD100と同様の要素に対して、第1実施形態の説明が援用される。
図15は、体積ホログラムに干渉縞を形成するための他の方法を概略的に説明する図である。図15を用いて、体積ホログラムに干渉縞を形成するための他の方法が説明される。尚、第6実施形態に関連して説明される体積ホログラムは、第1実施形態乃至第5実施形態のHUD100乃至100Dの体積ホログラム150に代えて、好適に利用可能である。
図16Aは、第7実施形態に係るシースルーディスプレイ装置として例示されるHUD200の概略図である。図16Aを用いて、HUD200が説明される。尚、第1実施形態に関連して説明されたHUD100と同様の要素に対して、同様の符号が割り当てられている。HUD100と同様の要素に対して、第1実施形態の説明が援用される。
図18Aは、第8実施形態に係るシースルーディスプレイ装置として例示されるHUD300の概略図である。図18Aを用いて、HUD300が説明される。尚、第1実施形態に関連して説明されたHUD100と同様の要素に対して、同様の符号が割り当てられている。HUD100と同様の要素に対して、第1実施形態の説明が援用される。
(シースルーディスプレイ装置の構造)
図23は、第9実施形態に係るシースルーディスプレイ装置として例示されるHMD400の概略図である。図23を用いて、HMD400が説明される。尚、HMD400には、第1実施形態乃至第8実施形態に関連して説明された原理が適用される。第1実施形態乃至第8実施形態に関連して説明された要素と同様の要素に対して、同様の符号が割り当てられる。第1実施形態乃至第8実施形態に関連して説明された要素と同様の要素に対して、第1実施形態乃至第8実施形態の説明が援用される。
上述の第1乃至第9実施形態に関連して説明された原理は、従来のシースルーディスプレイ装置と比べて、迷光を大幅に低減する。しかしながら、第1乃至第9実施形態に関連して説明された原理は、特定の角度から入射する外光成分に起因する迷光を低減するのには不向きである。
Claims (20)
- 光を出射する光源と、
前記光に基づき生成された映像光を投射する投射光学系と、
該投射光学系からの前記映像光が入射する第1面を含む透過型のホログラムと、
該ホログラムによって偏向された前記映像光をフレネル反射させる界面と、備え、
前記ホログラムは、二光束干渉により、前記第1面に入射した物体光及び参照光によって記録された第1干渉縞を含み、
前記第1面に入射した前記映像光は、前記第1干渉縞によって前記界面に向けて偏向され、
前記界面は、前記第1面に向けて前記映像光を反射することを特徴とするシースルーディスプレイ装置。 - 前記第1面は、前記映像光によって表現される映像を観察する観察者に対向し、
前記第1面に対する垂面に対して、前記観察者側の角度は、正の角度として定義され、前記正の角度とは反対側の角度は、負の角度として定義されるならば、前記第1面に対する前記物体光の入射角は、正の角度であることを特徴とする請求項1に記載のシースルーディスプレイ装置。 - 前記ホログラムは、前記第1面とは反対側の第2面を含み、
前記第1面又は前記第2面に向かう光路を横切るように配設された1/2波長板を更に備えることを特徴とする請求項1に記載のシースルーディスプレイ装置。 - 前記第1面に向けて反射する光を抑制する反射防止コート又は反射防止構造体を更に備えることを特徴とする請求項1に記載のシースルーディスプレイ装置。
- 前記投射光学系は、前記第1干渉縞の記録に用いられた前記参照光の主光線の光路上に存在しないことを特徴とする請求項1に記載のシースルーディスプレイ装置。
- 前記第1干渉縞の記録に用いられた前記参照光の前記主光線の前記光路上に配設された光拡散体を更に備えることを特徴とする請求項1に記載のシースルーディスプレイ装置。
- 前記参照光及び前記物体光は、前記第2面に1/4波長板が設置された前記体積ホログラムの前記第1面にS偏光又はP偏光で入射し、前記第1干渉縞を記録することを特徴とする請求項1に記載のシースルーディスプレイ装置。
- 請求項6に記載のシースルーディスプレイ装置を搭載した車両であって、
前記光拡散体は、ダッシュボードであることを特徴とする車両。 - 光を出射する光源と、
前記光に基づき生成された映像光を投射する投射光学系と、
該投射光学系からの前記映像光が入射する第1面と、該第1面とは反対側の第2面と、前記第1面から前記第2面への前記映像光の伝播を許容するように形成された第1干渉縞と、を含む透過型のホログラムと、
前記第1干渉縞によって偏向された前記映像光をフレネル反射させる界面と、を備え、
該界面に入射する前記映像光は、S偏光であり、
前記界面から出射される前記映像光の出射角は、前記第1面に入射する前記映像光の入射角よりも大きいことを特徴とするシースルーディスプレイ装置。 - 前記第1面又は前記第2面に向かう光路を横切るように配置された1/2波長板を更に備え、
該1/2波長板に入射する前記映像光は、P偏光であることを特徴とする請求項9に記載のシースルーディスプレイ装置。 - 前記第1面に向かう光の反射を抑制する反射防止コート又は反射防止構造体を更に備えることを特徴とする請求項9に記載のシースルーディスプレイ装置。
- 前記ホログラムは、50%以上の回折効率を有することを特徴とする請求項9に記載のシースルーディスプレイ装置。
- 前記映像光によって表現される映像を観察する観察者に対向する内面と、該内面とは反対側の外面と、を含む透明基板を更に備え、
前記界面は、前記外面であり、
前記内面上又は前記内面と前記外面との間で保持された前記ホログラムは、前記外面に入射する外光を除去する第2干渉縞を含む体積ホログラムであることを特徴とする請求項1又は9に記載のシースルーディスプレイ装置。 - 前記第1干渉縞による回折効率が最も高くなる第1光の前記体積ホログラムへの第1入射角は、前記第2干渉縞による回折効率が最も高くなる第2光の前記体積ホログラムへの第2入射角に等しいことを特徴とする請求項13に記載のシースルーディスプレイ装置。
- 前記体積ホログラムの温度変化に伴い前記第1入射角が増大するならば、前記第2入射角も増大し、
前記体積ホログラムの温度変化に伴い前記第1入射角が減少するならば、前記第2入射角も減少することを特徴とする請求項13又は14に記載のシースルーディスプレイ装置。 - 前記体積ホログラムの温度変化に対する前記第1入射角の変化率は、前記体積ホログラムの温度変化に対する前記第2入射角の変化率に等しいことを特徴とする請求項15に記載のシースルーディスプレイ装置。
- 前記第2干渉縞によって反射された前記外光は、前記第2面から出射されることを特徴とする請求項13乃至16のいずれか1項に記載のシースルーディスプレイ装置。
- 前記第1面又は前記第2面に対する垂面に対して、前記観察者側の角度は、正の角度として定義され、前記正の角度とは反対側の角度は、負の角度として定義され、
前記第1入射角が正の角度であるならば、前記体積ホログラムからの前記第1光の第1出射角は、負の角度であり、
前記第1入射角が負の角度であるならば、前記体積ホログラムからの前記第1光の第1出射角は、正の角度であり、
前記第2入射角が正の角度であるならば、前記体積ホログラムからの前記第2光の第2出射角も、正の角度であり、
前記第2入射角が負の角度であるならば、前記体積ホログラムからの前記第2光の第2出射角も、負の角度であることを特徴とする請求項17に記載のシースルーディスプレイ装置。 - 前記第1入射角は、50度以下であり、
前記第1出射角は、50度以上70度以下であり、
前記第2出射角は、70度以上であることを特徴とする請求項18に記載のシースルーディスプレイ装置。 - 前記第1干渉縞は、赤色、緑色、青色の光それぞれを特異的に回折する干渉縞を含み、
前記第2干渉縞は、赤色、緑色、青色の光それぞれを特異的に回折する干渉縞を含むことを特徴とする請求項13乃至19に記載のシースルーディスプレイ装置。
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