WO2011121949A1 - See-through display - Google Patents

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WO2011121949A1
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WO
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light
hologram
laser light
image
light source
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PCT/JP2011/001733
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愼一 式井
研一 笠澄
愼一 門脇
博之 古屋
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パナソニック株式会社
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    • 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
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K35/00Arrangement of adaptations of instruments
    • GPHYSICS
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    • G03BAPPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B21/00Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
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    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N5/00Details of television systems
    • H04N5/64Constructional details of receivers, e.g. cabinets or dust covers

Definitions

  • the laser light source 110 emits a laser beam LB based on a control signal from the control unit 190.
  • the laser beam LB illuminates the liquid crystal panel 150 two-dimensionally.
  • the second resin material 230 is created by a technique such as injection molding.
  • One surface (second surface 231) of the injection-molded second resin material 230 is formed to be substantially flat, while a relief structure 241 is formed on the surface opposite to the second surface 231. .
  • the first resin material 220 is disposed on the second resin material 230.
  • an ultraviolet curable resin is used as the first resin material 220
  • a liquid ultraviolet curable resin formed on the first resin material 220 is applied on the relief structure 241 of the second resin material 230.
  • the upper surface (first surface 221) of the first resin material 220 is substantially flat, while the lower surface of the first resin material 220 is complementary to the relief structure 241 of the second resin material 230.
  • the first resin material 220 is irradiated with ultraviolet rays.
  • the liquid ultraviolet curable resin (first resin material 220) is cured on the second resin material 230.
  • the relief hologram 200 achieves high diffraction efficiency even for P-polarized light.
  • the calculation result shown in FIG. 5B is obtained based on the same conditions as those described with reference to FIG. 5A except that the image light IL incident on the hologram 200 is P-polarized light. Therefore, the reflectance of the notch filter 245 is also set to 50% in the entire band.
  • the diffraction efficiency of the grating surface 240 with respect to the image light IL is “ ⁇ %”.
  • the value of “ ⁇ ” is preferably set to a value approximate to “100%” or “0%”. As a result, the amount of stray light visually recognized by the driver DR is reduced.
  • the dielectric multilayer film 260 is preferably provided in a plane portion between the bent portions 246 and 247 formed between the sub surface 243 and the diffraction surface 242.
  • the wavelength characteristic of a dielectric multilayer film generally has a dependency on the incident angle. For example, since the apex portion of the blazed structure is curved or bent with a predetermined curvature, the reflection characteristics for the image light incident on the dielectric multilayer film disposed at the apex portion of the blazed structure may not be desired. There is sex.
  • the dielectric multilayer film 260 provided in the plane portion between the bent portions 246 and 247 formed between the sub surface 243 and the diffractive surface 242 is provided for the image light IL. And inclined at a certain angle. Therefore, desired reflection characteristics can be easily obtained.
  • the HUDs 100B and 100C can achieve high light utilization efficiency and display high-quality images. Moreover, HUD100B and 100C will be manufactured comparatively simply.
  • the front glass 210 includes an inner glass 213 that forms the inner surface 211, an outer glass 214 that forms the outer surface 212, and an intermediate layer such as an ultraviolet absorption layer 270 sandwiched between the inner glass 213 and the outer glass 214.
  • the windshield 210 schematically shown in FIG. 9A is relatively widespread.
  • the moisture absorption of the relief hologram mainly causes expansion of the relief hologram in the thickness direction. Therefore, the expansion of the relief-type hologram due to moisture absorption potentially causes a fluctuation in diffraction angle and a decrease in diffraction efficiency with respect to light of a predetermined wavelength. A change in diffraction angle or a decrease in diffraction efficiency with respect to light of a predetermined wavelength ultimately leads to a decrease in image quality of an image displayed by the HUD.
  • the linear expansion coefficients of the inner glass 213A and the outer glass 214 used for the windshield 210A are typically about 9 ⁇ 10 ⁇ ( ⁇ 6) / ° C.
  • the linear expansion coefficients of the resin materials (first resin material 220 and second resin material 230) used in the relief hologram 200 are typically about 7 ⁇ 10 ⁇ ( ⁇ 5) / ° C. Therefore, the linear expansion coefficient of the relief hologram 200 is an order of magnitude larger than that of the windshield 210A. That is, the relief hologram 200 is more susceptible to temperature fluctuations than the windshield 210A (that is, the hologram 200 is likely to expand or contract with temperature fluctuations).
  • the green laser light source 510g may be exemplified as the first light source.
  • the green laser light L (g) is exemplified as the first light.
  • the red laser light source 510r is exemplified as the second light source.
  • the red laser light L (r) emitted from the red laser light source 510r is exemplified as the second light.
  • Processing for laser light from the lens 130 to the screen 170 is the same as that of the HUD 100 described in relation to the first embodiment.
  • the driver DR can visually recognize the full-color virtual image VI drawn based on the image light IL.
  • the first layer 542b, the second layer 542g, and the third layer 542r each have substantially the same refractive index as that of the second resin material 230. Therefore, the refractive index is uniform between the first surface 221 formed by the third layer 542r and the second surface 231 formed by the second resin material 230.
  • the relief structure of the lattice surfaces 541b, 541g, and 541r shown in FIG. 11 is a blaze structure having a serrated contour surface.
  • the center wavelength of the red laser light L (r) is set to 635 nm
  • the center wavelength of the green laser light L (g) is set to 532 nm
  • the blue laser light L (b) May be set to 445 nm.
  • the maximum reflectance for each wavelength of the relief hologram 540 is set to “50%”
  • the first notch filter 550b, the second notch filter 550g, and the third notch filter 550r are as shown in FIG. 12A.
  • It is designed to reflect light having a wavelength component only in the vicinity of each central wavelength. Note that the reflectances of the first notch filter 550b, the second notch filter 550g, and the third notch filter 550r shown in FIG.
  • Step S100 Similar to the first embodiment, the second resin material 230 is manufactured by a molding technique such as injection molding. Through the molding process, a relief-structured lattice plane 541b is formed on the upper surface of the second resin material 230. A first notch filter 550b is applied or deposited on the lattice plane 541b. Thereafter, step S110 is executed.
  • the third notch filter 550r reflects a predetermined ratio of the red laser light L (r) incident on the grating surface 541r in a predetermined direction.
  • the red laser light L (r) is emitted from the relief hologram 540 toward the driver DR and is visually recognized as an image.
  • the red laser light L (r) remaining without being reflected by the third notch filter 550r passes through the grating surface 541r. Thereafter, the red laser light L (r) is emitted outside the passenger compartment without being reflected by the lattice surfaces 541g and 541b and the windshield 210. Therefore, the remaining red laser light L (r) does not contribute to the formation of an image that is visually recognized by the driver DR.
  • the projection optical system 180 is preferably designed so that the incident angle of the image light IL is substantially vertical at at least one location on the first surface 221 of the relief hologram 540. As a result, the HUD 500 can display a high-quality image with almost no stray light.
  • the liquid resin material is cured by irradiating ultraviolet rays from the stampers 560 and 561 placed on the applied liquid resin material.
  • lattice planes 541b, 541g, and 541r are formed, respectively.
  • Such lattice planes 541b, 541g, and 541r are preferably formed from a layer having a small unevenness dimension (D).
  • the second notch filter 550g that reflects the green laser light L (g) and the third notch filter 550r that reflects the red laser light L (r). If the second layer 542g and the second notch filter 550g or the third notch filter 550r of the third layer 542r disposed between the first layer 542b and the first surface 221 are added with a characteristic of reflecting ultraviolet rays. In the band around the center wavelength of 445 nm of the blue laser light L (b), the reflectance must be set to “0%”. However, it is very difficult or expensive to form a notch filter having such characteristics.
  • the use of the red laser light source 510r, the green laser light source 510g, and the blue laser light source 510b as light sources can achieve high diffraction efficiency in the hologram 540. Therefore, if the red laser beam L (r), the green laser beam L (g), and the blue laser beam L (b) are used as the light source, the blurring of the image due to the spread of the wavelength is suitably suppressed. Thus, the HUD 500 can display high-quality images with low power consumption.
  • the blue-green laser light source 510bg is exemplified as the first light source.
  • the red laser light source 510r is exemplified as the second light source.
  • the blue-green laser light L (bg) emitted from the blue-green laser light source 510bg is exemplified as the first light.
  • the red laser light L (r) emitted from the red laser light source 510r is exemplified as the second light.
  • the HUD 500A uses the video light for forming an image, as in the first to third embodiments. IL can be diffracted with high efficiency.
  • the HUD 500 ⁇ / b> A allows most outside light EL incident from outside the vehicle compartment to enter the vehicle interior. Therefore, the HUD 500A can provide the driver DR with a low power consumption and an image with low stray light and excellent visibility.
  • Step S200 The second resin material 230 and the second layer 740r are individually created using a molding technique such as injection molding. As a result of the injection molding of the second resin material 230, a lattice surface 741bg having a relief structure is formed on the upper surface of the second resin material 230. Further, as a result of injection molding of the second layer 740r, a lattice surface 741r having a relief structure is formed on the lower surface of the second layer 740r.
  • a molding technique such as injection molding.
  • Step S210 the second layer 740r is placed on the liquid resin material layer formed on the first layer 740bg. Thereafter, when the ultraviolet ray is irradiated, the liquid resin material between the second layer 740r and the second resin material 230 is cured to become the first layer 740bg.
  • the relief hologram 540A is created using a very simple manufacturing method.
  • the HUD 500A includes a red laser light source 510r that emits red laser light L (r), and a blue-green laser light L (having a complementary color to the hue (red) of the red laser light L (r). bg), and a blue-green laser light source 510bg. Therefore, the HUD 500A can display an image expressed using three colors of white, red, and blue-green.
  • FIG. 19 is a schematic cross-sectional view of a relief hologram 940.
  • a relief hologram 940 is described with reference to FIGS. 11, 18 and 19.
  • the relief hologram 940 includes a first notch filter 950b that at least partially covers the grating surface 941b, a second notch filter 950g that at least partially covers the grating surface 941g, and a third that at least partially covers the grating surface 941r.
  • the image light IL incident on the first surface 921 includes the red laser light L (r), the green laser light L (g), and the blue laser light L (b) as described with reference to FIG.
  • the second notch filter 950g provided in the relief structure of the grating surface 941g reflects only the green laser light L (g) in the desired direction out of the image light IL reaching the grating surface 941g.
  • the image light IL that has reached the grating surface 941g further propagates through the first layer 942b, and then reaches the grating surface 941b.
  • the grating surfaces 941r, 941g, and 941b of the relief hologram 940 have a blaze structure.
  • the relief hologram 940 achieves high diffraction efficiency. Since the light utilization efficiency of the HMD 700 is improved, the power consumption of the HMD 700 is reduced.
  • the relief hologram 940 is created using a molding technique. Therefore, an inexpensive HMD 700 with high productivity is provided.
  • the volume hologram is directly exposed after being attached to a lens of eyesight correction glasses.
  • a hologram optimal for the user is created regardless of the position of the eyeglass lens.
  • the embodiment described above mainly includes the following configuration.
  • the hologram includes a first transmission layer that forms the first surface and a second transmission layer that forms the second surface, and has a refractive index equal to that of the second transmission layer. It is preferable that the first transmission layer is in close contact with the second transmission layer without a gap.
  • the projection optical system causes the image light to enter the first surface substantially perpendicularly, so that stray light is appropriately reduced. Therefore, since high-precision exposure is not required for manufacturing a hologram, the hologram is manufactured at a low cost. In addition, since the hologram can be manufactured by a molding technique, it is excellent in mass productivity.
  • the notch filter since the notch filter includes the dielectric multilayer film, the diffraction efficiency is easily set.
  • the head-up display mounted on the vehicle having the windshield including the inner surface defining the indoor boundary includes the above-described see-through display. Since the hologram is attached to the inner surface, a highly reliable head-up display is provided.

Abstract

Disclosed is a see-through display provided with: a light source which emits light: a projection optical system which spatially modulates the intensity of the light and generates imaging light for displaying an image; and a hologram which deflects the imaging light that is emitted from the projection optical system. The hologram includes: a transparent layer which permits passage of the imaging light, and which includes a first face onto which the imaging light is directed, and a second face on the side opposite to the first face; a grating face which has a relief structure that diffracts the imaging light between the first face and the second face; and a notch filter which covers at least part of the grating face and reflects incident light of a specific wavelength component that is directed onto the grating face. The transparent layer has a uniform refractive index from the first face to the second face.

Description

シースルーディスプレイSee-through display
 本発明は、主に、ヘッドアップディスプレイ(HUD)やヘッドマウントディスプレイ(HMD)といった映像表示装置に用いられるシースルーディスプレイに関する。 The present invention mainly relates to a see-through display used in a video display device such as a head-up display (HUD) or a head-mounted display (HMD).
 ヘッドアップディスプレイ(HUD)と称される映像表示装置は、主に、自動車や航空機のコックピットでの操縦操作に必要とされる情報を表示する。自動車の運転手や航空機のパイロットは、あたかも表示情報がフロントガラスの前方に存在するかのように、HUDが表示する情報を知覚することができる。 A video display device called a head-up display (HUD) mainly displays information required for a steering operation in a cockpit of an automobile or an aircraft. An automobile driver or an aircraft pilot can perceive the information displayed by the HUD as if the display information exists in front of the windshield.
 ヘッドマウントディスプレイ(HMD)と称される映像表示装置は、視力矯正用の一般的な眼鏡と同様の方法で装着される。HMDを装着した使用者は、あたかも表示情報がレンズ部分の前方の空間に存在するかのように、HMDが表示する画像を知覚することができる。 A video display device called a head mounted display (HMD) is mounted in the same manner as general eyeglasses for correcting vision. A user wearing the HMD can perceive an image displayed by the HMD as if the display information exists in the space in front of the lens portion.
 HUD及びHMDはともに、フロントガラスやレンズ部材といった略透明な部材を通じて、使用者に画像を視認させるので、これらの映像表示装置は、「シースルーディスプレイ」と称される。近年、これらの映像表示装置に対する開発は、活発化している。 Both the HUD and the HMD allow the user to visually recognize an image through a substantially transparent member such as a windshield and a lens member. Therefore, these video display devices are referred to as “see-through displays”. In recent years, the development of these video display devices has become active.
 例えば、HUDを搭載した自動車の運転手は、運転中に前方を向いたまま、少ない視線の移動量で、運転に必要な情報を視認することができる。したがって、HUDは、高い安全性及び利便性を提供することができる。 For example, a driver of an automobile equipped with a HUD can view information necessary for driving with a small amount of line of sight while facing forward while driving. Therefore, HUD can provide high safety and convenience.
 HMDは、非常に小さな電力消費量で、使用者に大サイズの画像を使用者に提供することができる。また、使用者は、場所を問わずに、画像を視聴することができ、いつでも及びどこでも必要な上方を入手することができる。 The HMD can provide a user with a large-sized image with a very small power consumption. Further, the user can view the image regardless of the place, and can obtain the necessary upper part anytime and anywhere.
 シースルーディスプレイは、景色といった外界から入射する外光(自然光)と表示すべき画像とを混合する必要がある。例えば、自動車に用いられたHUDは、表示すべき画像と外界から入射する外光とを、フロントガラスの近傍で、コンバイナを用いて混合する。表示すべき画像と外界から入射する外光との混合の間、外界から入射する外光と表示したい画像それぞれの光のロスが低減されることが好ましい。 The see-through display needs to mix external light (natural light) incident from the outside such as scenery with the image to be displayed. For example, an HUD used in an automobile mixes an image to be displayed and external light incident from the outside using a combiner in the vicinity of the windshield. During the mixing of the image to be displayed and the external light incident from the outside, it is preferable that the light loss of the external light incident from the external world and the light to be displayed is reduced.
 従来のシースルーディスプレイは、コンバイナとして、体積型ホログラムを利用する(例えば、特許文献1参照)。コンバイナとしてホログラムが用いられるならば、ホログラムのレンズ作用の結果、HUDが表示する画像は拡大される。この結果、使用者は、大サイズの画像を視認することができる。 A conventional see-through display uses a volume hologram as a combiner (see, for example, Patent Document 1). If a hologram is used as a combiner, the image displayed by the HUD is enlarged as a result of the lens action of the hologram. As a result, the user can visually recognize a large size image.
 更に、体積型ホログラムは、所定の入射角において、所定の波長以外では回折が発生しないという特性を有する。したがって、体積型ホログラムは、体積型ホログラムによる回折に起因する外界からの外光のロスの割合を低減することができる。 Furthermore, the volume hologram has a characteristic that diffraction does not occur except at a predetermined wavelength at a predetermined incident angle. Therefore, the volume hologram can reduce the ratio of the loss of external light from the outside due to diffraction by the volume hologram.
 加えて、体積型ホログラムは、所定波長に対して高い回折効率を有する。例えば、光源としてレーザ光源が用いられるならば、レーザ光の狭い波長幅の結果、HUDは、高い光利用効率を有することとなる。 In addition, the volume hologram has a high diffraction efficiency for a predetermined wavelength. For example, if a laser light source is used as the light source, the HUD has high light utilization efficiency as a result of the narrow wavelength width of the laser light.
 従来のシースルーディスプレイで用いられる体積型ホログラムの作成工程において、ホログラム感材に対して干渉露光が施される。干渉露光の工程は、高精度の露光装置を必要とする。この結果、体積型ホログラムは高コストになる。加えて、露光装置のメンテナンスが要求されるという課題も存在する。 In the production process of a volume hologram used in a conventional see-through display, interference exposure is performed on the hologram sensitive material. The interference exposure process requires a highly accurate exposure apparatus. As a result, the volume hologram becomes expensive. In addition, there is a problem that maintenance of the exposure apparatus is required.
 ホログラム感材を露光するときと画像を表示するときとの間の入射角度差や波長差に起因する収差の緩和のために、薄いホログラム感材が用いられてもよい。しかしながら、薄いホログラム感材の回折効率は低いので、シースルーディスプレイの光利用効率が低くなる。したがって、薄いホログラム感材を用いたシースルーディスプレイは、厚いホログラム感材を用いたシースルーディスプレイと同等の輝度の画像を表示するために、より多くの電力を消費することとなる。 A thin hologram sensitive material may be used in order to mitigate the aberration caused by the difference in incident angle and wavelength between when the hologram sensitive material is exposed and when an image is displayed. However, since the diffraction efficiency of the thin hologram sensitive material is low, the light use efficiency of the see-through display is low. Therefore, a see-through display using a thin hologram sensitive material consumes more power in order to display an image having a luminance equivalent to that of a see-through display using a thick hologram sensitive material.
特許第2585717号公報Japanese Patent No. 2585717
 本発明は、安価に製造が可能で、且つ、光利用効率が高く消費電力の低いシースルーディスプレイを提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a see-through display that can be manufactured at low cost, has high light utilization efficiency, and low power consumption.
 本発明の一の局面に係るシースルーディスプレイは、光を発する光源と、前記光の強度を空間変調し、画像を表示するための映像光を生成する投射光学系と、前記投射光学系から出射された前記映像光を偏向するホログラムと、を備え、前記ホログラムは、前記映像光が入射される第1面と、該第1面と反対側の第2面と、を含み、前記映像光の透過を許容する透過層と、前記第1面と前記第2面との間において前記映像光を回折するレリーフ構造を有する格子面と、該格子面を少なくとも部分的に覆い、前記格子面に入射する特定の波長成分の入射光を反射するノッチフィルタと、を含み、前記透過層は、前記第1面から前記第2面に亘って、一様な屈折率を有することを特徴とする。 A see-through display according to one aspect of the present invention includes a light source that emits light, a projection optical system that spatially modulates the intensity of the light and generates image light for displaying an image, and the projection optical system. A hologram for deflecting the image light, wherein the hologram includes a first surface on which the image light is incident, and a second surface opposite to the first surface, and transmitting the image light A transmissive layer that allows light to pass, a grating surface having a relief structure that diffracts the image light between the first surface and the second surface, and at least partially covering the grating surface and entering the grating surface And a notch filter that reflects incident light having a specific wavelength component, wherein the transmission layer has a uniform refractive index from the first surface to the second surface.
 本発明の他の局面に係る室内の境界を規定する内面を含むフロントガラスを有する車両に搭載されたヘッドアップディスプレイは、上述のシースルーディスプレイを備え、前記ホログラムは、前記内面に取り付けられることを特徴とする。 According to another aspect of the present invention, a head-up display mounted on a vehicle having a windshield including an inner surface defining an indoor boundary includes the see-through display described above, and the hologram is attached to the inner surface. And
 本発明の更に他の局面に係る室内の境界を規定する内面を含むフロントガラスを有する車両に搭載されたヘッドアップディスプレイは、上述のシースルーディスプレイを備え、前記光源は、第1波長の第1光を出射する第1光源と、前記第1波長と異なる第2波長の第2光を出射する第2光源と、を含み、前記ホログラムは、前記第1光を回折させる第1ホログラムと、前記第2光を回折させる第2ホログラムと、を含み、前記第1光は、前記第2光よりも短い波長を有し、前記第2ホログラムは、前記第1ホログラムと前記内面との間に配設されることを特徴とする。 According to still another aspect of the present invention, a head-up display mounted on a vehicle having a windshield including an inner surface defining an indoor boundary includes the see-through display described above, and the light source includes first light having a first wavelength. A first light source that emits light, and a second light source that emits second light having a second wavelength different from the first wavelength, wherein the hologram diffracts the first light; A second hologram that diffracts two light, wherein the first light has a shorter wavelength than the second light, and the second hologram is disposed between the first hologram and the inner surface. It is characterized by being.
 本発明の更に他の局面に係る使用者の眼前に配設されるレンズ部を備えるヘッドマウントディスプレイは、上述のシースルーディスプレイを備え、前記ホログラムは、前記レンズ部と前記眼との間に配設されることを特徴とする。 According to still another aspect of the present invention, a head mounted display including a lens unit disposed in front of a user's eye includes the above-described see-through display, and the hologram is disposed between the lens unit and the eye. It is characterized by being.
第1実施形態に従うシースルーディスプレイとして例示されるヘッドアップディスプレイの概略図である。It is the schematic of the head-up display illustrated as a see-through display according to the first embodiment. 第1実施形態に従うシースルーディスプレイとして例示される他のヘッドアップディスプレイの概略図である。It is the schematic of the other head-up display illustrated as a see-through display according to the first embodiment. 図1A及び図1Bに示されるヘッドアップディスプレイに用いられるレリーフ型のホログラムの概略的な断面図である。It is a schematic sectional drawing of the relief type hologram used for the head up display shown in Drawing 1A and Drawing 1B. 図2に示されるレリーフ型のホログラムのノッチフィルタの特性を示す概略的なグラフである。3 is a schematic graph showing characteristics of a notch filter of the relief hologram shown in FIG. 2. 図2に示されるレリーフ型のホログラムの製造方法を示す概略図である。It is the schematic which shows the manufacturing method of the relief type hologram shown by FIG. S偏光に対する回折効率の波長依存性に対する計算結果を概略的に示すグラフである。It is a graph which shows roughly the calculation result with respect to the wavelength dependence of the diffraction efficiency with respect to S polarization | polarized-light. P偏光に対する回折効率の波長依存性に対する計算結果を概略的に示すグラフである。It is a graph which shows roughly the calculation result to the wavelength dependence of diffraction efficiency to P polarization. 迷光を除去するための他の方法を表す概略図である。It is the schematic showing the other method for removing a stray light. 迷光を除去するための他の方法を表す概略図である。It is the schematic showing the other method for removing a stray light. 第2実施形態に従うシースルーディスプレイとして例示されるヘッドアップディスプレイの概略図である。It is the schematic of the head-up display illustrated as a see-through display according to 2nd Embodiment. 第2実施形態に従うシースルーディスプレイとして例示される他のヘッドアップディスプレイの概略図である。It is the schematic of the other head-up display illustrated as a see-through display according to 2nd Embodiment. 図7A及び図7Bに示されるヘッドアップディスプレイに用いられるレリーフ型のホログラムの概略的な断面図である。FIG. 8 is a schematic cross-sectional view of a relief-type hologram used in the head-up display shown in FIGS. 7A and 7B. 紫外線吸収層を含むフロントガラスに取り付けられたホログラムの概略的な断面図である。It is a schematic sectional drawing of the hologram attached to the windshield containing an ultraviolet absorption layer. ホログラムを挟むフロントガラスの概略的な断面図である。It is a schematic sectional drawing of the windshield which pinches | interposes a hologram. 第3実施形態に従うシースルーディスプレイとして例示されるヘッドアップディスプレイの概略図である。It is the schematic of the head-up display illustrated as a see-through display according to 3rd Embodiment. 図10に示されるヘッドアップディスプレイに用いられるレリーフ型のホログラムの概略的な断面図である。It is a schematic sectional drawing of the relief type hologram used for the head up display shown in FIG. 図11に示されるレリーフ型のホログラムのノッチフィルタの特性を示す概略的なグラフである。12 is a schematic graph showing characteristics of the notch filter of the relief hologram shown in FIG. 図11に示されるレリーフ型のホログラムのノッチフィルタの他の特性を示す概略的なグラフである。12 is a schematic graph showing another characteristic of the notch filter of the relief hologram shown in FIG. 図11に示されるレリーフ型のホログラムの製造方法を示す概略図である。It is the schematic which shows the manufacturing method of the relief type hologram shown by FIG. 第4実施形態に従うシースルーディスプレイとして例示されるヘッドアップディスプレイの概略図である。It is the schematic of the head-up display illustrated as a see-through display according to the fourth embodiment. 図14に示されるヘッドアップディスプレイに用いられるレリーフ型のホログラムの概略的な断面図である。FIG. 15 is a schematic cross-sectional view of a relief hologram used in the head-up display shown in FIG. 14. 図15に示されるレリーフ型のホログラムのノッチフィルタの特性を示す概略的なグラフである。FIG. 16 is a schematic graph showing characteristics of the notch filter of the relief hologram shown in FIG. 15. FIG. 図15に示されるレリーフ型のホログラムの製造方法を示す概略図である。FIG. 16 is a schematic view showing a method for manufacturing the relief hologram shown in FIG. 15. 第5実施形態に従うシースルーディスプレイとして例示されるヘッドマウントディスプレイの概略図である。It is the schematic of the head mounted display illustrated as a see-through display according to 5th Embodiment. 図18に示されるヘッドマウントディスプレイに用いられるレリーフ型のホログラムの概略的な断面図である。FIG. 19 is a schematic cross-sectional view of a relief hologram used in the head mounted display shown in FIG. 18.
 以下、一実施形態に従うシースルーディスプレイが、図面を用いて説明される。図面中、同一、同様の作用或いは同様の動作をなす構成要素には、同様の符号が付されている。冗長な説明を避けるために、必要に応じて、重複する説明は省略される。一連の実施形態の原理の理解を助けるために、図面に示される構成要素は、模式的に示されている。したがって、図面に示される構成要素の形状も模式的であり、以下に説明される実施形態の原理を何ら限定するものではない。 Hereinafter, a see-through display according to an embodiment will be described with reference to the drawings. In the drawings, the same reference numerals are given to components that perform the same or similar operations or operations. In order to avoid redundant descriptions, redundant descriptions are omitted as necessary. To assist in understanding the principles of a series of embodiments, the components shown in the drawings are schematically shown. Therefore, the shapes of the components shown in the drawings are also schematic, and do not limit the principles of the embodiments described below.
 (第1実施形態)
 図1Aは、シースルーディスプレイとして例示されるヘッドアップディスプレイ(以下、HUDと称される)の概略図である。図1Aを用いて、ヘッドアップディスプレイが説明される。
(First embodiment)
FIG. 1A is a schematic view of a head-up display (hereinafter referred to as HUD) exemplified as a see-through display. A head-up display is described with reference to FIG. 1A.
 (ヘッドアップディスプレイの構成)
 図1Aに概略的に示されるHUD100は、例えば、自動車に搭載される。図1Aには、自動車のフロントガラス210が示されている。フロントガラス210は、車室の内側境界を規定する内面211と、内面とは反対側の外面212と、を含む。
(Configuration of head-up display)
The HUD 100 schematically shown in FIG. 1A is mounted on, for example, an automobile. FIG. 1A shows a windshield 210 of an automobile. The windshield 210 includes an inner surface 211 that defines an inner boundary of the passenger compartment and an outer surface 212 opposite to the inner surface.
 HUD100は、レーザ光LBを出射するレーザ光源110と、投射光学系180と、フロントガラス210の内面211に取り付けられたレリーフ型のホログラム200と、を備える。投射光学系180は、レンズ130、折返ミラー140と、液晶パネル150と、投射レンズ160と、スクリーン170と、を備える。本実施形態において、レーザ光源110は、光を発する光源として例示される。 The HUD 100 includes a laser light source 110 that emits a laser beam LB, a projection optical system 180, and a relief hologram 200 that is attached to the inner surface 211 of the windshield 210. The projection optical system 180 includes a lens 130, a folding mirror 140, a liquid crystal panel 150, a projection lens 160, and a screen 170. In the present embodiment, the laser light source 110 is exemplified as a light source that emits light.
 HUD100は、制御部190を更に備える。レーザ光源110及び液晶パネル150は、制御部190に電気的に接続される。かくして、レーザ光源110及び液晶パネル150は、制御部190の制御下で動作する。 The HUD 100 further includes a control unit 190. The laser light source 110 and the liquid crystal panel 150 are electrically connected to the control unit 190. Thus, the laser light source 110 and the liquid crystal panel 150 operate under the control of the control unit 190.
 本実施形態のHUD100の動作が説明される。レーザ光源110は、制御部190からの制御信号に基づき、レーザ光LBを出射する。レーザ光LBは、液晶パネル150を二次元的に照明する。 The operation of the HUD 100 of this embodiment will be described. The laser light source 110 emits a laser beam LB based on a control signal from the control unit 190. The laser beam LB illuminates the liquid crystal panel 150 two-dimensionally.
 図1Aに示されるレンズ130は、レーザ光LBを拡大する。この結果、レーザ光LBは、液晶パネル150を無駄なく照明することができる。折返ミラー140は、拡大されたレーザ光LBを折り返す。かくして、小型のHUD100が形成される。尚、HUDの仕様や光源の特性に応じて、拡大用のレンズや折返ミラーは省略されてもよい。 The lens 130 shown in FIG. 1A expands the laser beam LB. As a result, the laser beam LB can illuminate the liquid crystal panel 150 without waste. The folding mirror 140 folds the enlarged laser beam LB. Thus, a small HUD 100 is formed. Note that the magnifying lens and the folding mirror may be omitted depending on the specifications of the HUD and the characteristics of the light source.
 液晶パネル150は、制御部190からの制御信号に基づき、表示すべき画像パターンを表示する。折返ミラー140によって折り返されたレーザ光LBは、液晶パネル150を照明する。液晶パネル150は、レーザ光LBを二次元的に強度変調し(空間変調)、画像を表示するための映像光ILを生成する。投射レンズ160は、液晶パネル150から出射された映像光ILをスクリーン170上に結像する。この結果、所望の画像がスクリーン170上に表示される。 The liquid crystal panel 150 displays an image pattern to be displayed based on a control signal from the control unit 190. The laser beam LB folded back by the folding mirror 140 illuminates the liquid crystal panel 150. The liquid crystal panel 150 two-dimensionally modulates the intensity of the laser beam LB (spatial modulation) and generates video light IL for displaying an image. The projection lens 160 images the video light IL emitted from the liquid crystal panel 150 on the screen 170. As a result, a desired image is displayed on the screen 170.
 レリーフ型のホログラム200は、スクリーン170を介して出射された映像光ILを回折する。この結果、映像光ILは、運転者DRに向けて偏向される。この結果、運転者DRは、レリーフ型のホログラム200によって拡大された虚像VIをフロントガラス210越しに視認することができる。 The relief hologram 200 diffracts the image light IL emitted through the screen 170. As a result, the image light IL is deflected toward the driver DR. As a result, the driver DR can visually recognize the virtual image VI magnified by the relief hologram 200 through the windshield 210.
 図1Bは、シースルーディスプレイとして例示される他のヘッドアップディスプレイの概略図である。図1Bを用いて、ヘッドアップディスプレイの他の構成が説明される。 FIG. 1B is a schematic diagram of another head-up display exemplified as a see-through display. Another configuration of the head-up display will be described with reference to FIG. 1B.
 図1Bに概略的に示されるHUD100Aは、図1Aに関連して説明されたHUD100と同様のレーザ光源110、制御部190及びホログラム200に加えて、投射光学系180Aを備える。投射光学系180Aは、図1Aに関連して説明された投射光学系180のスクリーン170に加えて、MEMSミラー300を備える。 The HUD 100A schematically shown in FIG. 1B includes a projection optical system 180A in addition to the laser light source 110, the control unit 190, and the hologram 200 similar to the HUD 100 described with reference to FIG. 1A. The projection optical system 180A includes a MEMS mirror 300 in addition to the screen 170 of the projection optical system 180 described with reference to FIG. 1A.
 MEMSミラー300は、制御部190に電気的に接続される。MEMSミラー300は、制御部190の制御下で、レーザ光源110から出射されたレーザ光LBを二次元的に走査し、スクリーン170上に画像を直接的に形成する。スクリーン170を介して、映像光ILが出射される。図1Bに示されるHUD100Aのレーザ光LBは、表示すべき画像のデータとMEMSミラー300の向きに応じて、直接的に強度変調される。この結果、スクリーン170上に画像が形成される。 The MEMS mirror 300 is electrically connected to the control unit 190. The MEMS mirror 300 two-dimensionally scans the laser light LB emitted from the laser light source 110 under the control of the control unit 190, and directly forms an image on the screen 170. Video light IL is emitted through the screen 170. The laser beam LB of the HUD 100A shown in FIG. 1B is directly intensity-modulated according to the image data to be displayed and the direction of the MEMS mirror 300. As a result, an image is formed on the screen 170.
 投射光学系は、図1A及び図1Bに関連して説明された投射光学系180,180Aの構成に限定されるものではない。光の強度を空間変調し、画像を表示するための映像光を生成することができる他の投射光学系が用いられてもよい。 The projection optical system is not limited to the configuration of the projection optical systems 180 and 180A described with reference to FIGS. 1A and 1B. Other projection optical systems that can spatially modulate the intensity of light and generate video light for displaying an image may be used.
 (ホログラムの構成)
 図2は、レリーフ型のホログラム200の概略的な断面図である。図1A乃至図2を用いて、ホログラム200の構造及び光学的原理が説明される。
(Configuration of hologram)
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a relief hologram 200. The structure and optical principle of the hologram 200 will be described with reference to FIGS. 1A to 2.
 レリーフ型のホログラム200は、映像光ILが入射される第1面221と、第1面221とは反対側の第2面231と、を含む。第1面221は、自動車の車室の内側境界を規定する。第2面231は、フロントガラス210の内面211に固定される。 The relief-type hologram 200 includes a first surface 221 on which the image light IL is incident and a second surface 231 opposite to the first surface 221. The first surface 221 defines the inner boundary of the automobile cabin. The second surface 231 is fixed to the inner surface 211 of the windshield 210.
 レリーフ型のホログラム200は、第1面221を形成する第1樹脂材220と、第2面231を形成する第2樹脂材230と、を備える。第1樹脂材220及び第2樹脂材230は、可視域において略透明である。したがって、第1面221に入射した映像光ILは、第1樹脂材220を透過する。また、車外からの外光ELは、フロントガラス210を通じ、第2面231に入射し、第2樹脂材230を透過する。本実施形態において、第1樹脂材220及び/又は第2樹脂材230は、透過層として例示される。また、第1樹脂材220は、第1透過層として例示される。第2樹脂材230は、第2透過層として例示される。 The relief-type hologram 200 includes a first resin material 220 that forms the first surface 221 and a second resin material 230 that forms the second surface 231. The first resin material 220 and the second resin material 230 are substantially transparent in the visible range. Accordingly, the video light IL incident on the first surface 221 passes through the first resin material 220. Further, outside light EL from outside the vehicle enters the second surface 231 through the windshield 210 and passes through the second resin material 230. In this embodiment, the 1st resin material 220 and / or the 2nd resin material 230 are illustrated as a permeable layer. The first resin material 220 is exemplified as the first transmission layer. The second resin material 230 is exemplified as the second transmission layer.
 第1樹脂材220は、第2樹脂材230と略等しい屈折率を有する。好ましくは、第1樹脂材220は、第2樹脂材230と同じ材料から形成される。したがって、ホログラム200は、第1面221と第2面231との間で、略一様な屈折率を有する。 The first resin material 220 has a refractive index substantially equal to that of the second resin material 230. Preferably, the first resin material 220 is formed from the same material as the second resin material 230. Therefore, the hologram 200 has a substantially uniform refractive index between the first surface 221 and the second surface 231.
 ホログラム200は、第1面221と第2面231との間に形成されたレリーフ構造241を有する格子面240を備える。格子面240は、映像光ILを運転者DRに向けて回折する。 The hologram 200 includes a grating surface 240 having a relief structure 241 formed between the first surface 221 and the second surface 231. The grating surface 240 diffracts the image light IL toward the driver DR.
 第1面221とは反対側の第1樹脂材220の面に、レリーフ構造241が形成される。また、第2面231とは反対側の第2樹脂材230の面にも相補的なレリーフ構造241が形成される。第1樹脂材220のレリーフ構造241及び第2樹脂材230のレリーフ構造241が噛み合わせられる。この結果、第1樹脂材220及び第2樹脂材230は、略隙間無く密着した格子面240を形成する。尚、本実施形態において、「レリーフ構造」との用語は、非連続的な凹凸表面構造を意味する。 A relief structure 241 is formed on the surface of the first resin material 220 opposite to the first surface 221. A complementary relief structure 241 is also formed on the surface of the second resin material 230 opposite to the second surface 231. The relief structure 241 of the first resin material 220 and the relief structure 241 of the second resin material 230 are engaged with each other. As a result, the first resin material 220 and the second resin material 230 form a lattice surface 240 that is in close contact with the gap. In the present embodiment, the term “relief structure” means a discontinuous uneven surface structure.
 ホログラム200は、第2樹脂材230の格子面240にコートされたノッチフィルタ245を更に備える。ノッチフィルタ245は、第1樹脂材220が第2樹脂材230に貼り合わせられる前に、格子面240を少なくとも部分的に覆うようにコートされる。ノッチフィルタ245は、好ましくは、格子面240に入射する映像光ILの近傍波長のみを所定の反射率で反射させる。尚、以下の説明において、「ノッチフィルタ」との用語は、単一波長(通常、数nm~10数nm)の光のみを所定の反射率で反射させ、他の波長の光を透過させることができる光学フィルタを意味する。 The hologram 200 further includes a notch filter 245 coated on the grating surface 240 of the second resin material 230. The notch filter 245 is coated so as to at least partially cover the lattice surface 240 before the first resin material 220 is bonded to the second resin material 230. The notch filter 245 preferably reflects only the wavelength near the image light IL incident on the grating surface 240 with a predetermined reflectance. In the following description, the term “notch filter” refers to reflecting only light of a single wavelength (usually several nm to several tens of nm) with a predetermined reflectance and transmitting light of other wavelengths. Means an optical filter capable of
 図3は、ノッチフィルタ245の理想的な反射特性を概略的に示すグラフである。図1A乃至図3を用いて、ノッチフィルタ245の反射特性が説明される。 FIG. 3 is a graph schematically showing ideal reflection characteristics of the notch filter 245. The reflection characteristics of the notch filter 245 will be described with reference to FIGS. 1A to 3.
 図1A及び図1Bに関連して説明されたレーザ光源110は、例えば、532nm近傍の波長のレーザ光LBを出射する。本実施形態において、ノッチフィルタ245は、図3に示される如く、レーザ光LBの波長532nm近傍の光を所定の反射率(図3は、50%の反射率を例示する)で反射する。また、ノッチフィルタ245は、その他の波長の光に対して、「0」の反射率を有する。 The laser light source 110 described with reference to FIGS. 1A and 1B emits laser light LB having a wavelength in the vicinity of 532 nm, for example. In the present embodiment, as shown in FIG. 3, the notch filter 245 reflects light in the vicinity of the wavelength 532 nm of the laser light LB with a predetermined reflectance (FIG. 3 illustrates a reflectance of 50%). The notch filter 245 has a reflectance of “0” with respect to light of other wavelengths.
 図3に示される反射特性を有するノッチフィルタ245は、例えば、ルゲートフィルタであってもよい。ルゲートフィルタ膜内の屈折率を連続的に変化させることによって、図3に示される反射特性が得られる。代替的に、ノッチフィルタ245は、誘電体多層膜や干渉フィルタであってもよい。これらのフィルタ素子を用いても、図3に示される反射特性が得られる。 The notch filter 245 having the reflection characteristics shown in FIG. 3 may be, for example, a rugate filter. By continuously changing the refractive index in the rugate filter film, the reflection characteristics shown in FIG. 3 can be obtained. Alternatively, the notch filter 245 may be a dielectric multilayer film or an interference filter. Even if these filter elements are used, the reflection characteristics shown in FIG. 3 can be obtained.
 (ホログラムの製造方法)
 図4は、レリーフ型のホログラム200の製造工程を概略的に示す。図4を用いて、ホログラム200の製造方法が説明される。
(Hologram production method)
FIG. 4 schematically shows a manufacturing process of the relief hologram 200. A method of manufacturing the hologram 200 will be described with reference to FIG.
 まず、第2樹脂材230が、例えば、射出成型といった手法によって作成される。射出成型された第2樹脂材230の一方の面(第2面231)は、略平坦に形成される一方で、第2面231とは反対側の面には、レリーフ構造241が形成される。 First, the second resin material 230 is created by a technique such as injection molding. One surface (second surface 231) of the injection-molded second resin material 230 is formed to be substantially flat, while a relief structure 241 is formed on the surface opposite to the second surface 231. .
 その後、第2樹脂材230のレリーフ構造241上にノッチフィルタ245の層が形成される。ノッチフィルタ245の層の形成は、蒸着技術、塗布技術やレリーフ構造241を少なくとも部分的に被覆することができる他の技術によってもよい。 Thereafter, a layer of the notch filter 245 is formed on the relief structure 241 of the second resin material 230. Formation of the layer of notch filter 245 may be by vapor deposition techniques, coating techniques, or other techniques that can at least partially cover the relief structure 241.
 次に、第1樹脂材220が第2樹脂材230上に配置される。第1樹脂材220として、例えば、紫外線硬化樹脂が用いられるならば、第2樹脂材230のレリーフ構造241上に、第1樹脂材220に形成される液状の紫外線硬化樹脂が塗布される。この結果、第1樹脂材220の上面(第1面221)は、略平坦になる一方で、第1樹脂材220の下面は、第2樹脂材230のレリーフ構造241に対して相補的になる。その後、第1樹脂材220に紫外線が照射される。この結果、液状の紫外線硬化樹脂(第1樹脂材220)は、第2樹脂材230上で硬化する。かくして、第1樹脂材220及び第2樹脂材230が隙間無く密着した格子面240が形成される。尚、第1樹脂材220及び第2樹脂材230は、好ましくは、同一の屈折率を有する。図4に関連して説明された一連の工程を通じて、レリーフ型のホログラム200が形成される。 Next, the first resin material 220 is disposed on the second resin material 230. For example, if an ultraviolet curable resin is used as the first resin material 220, a liquid ultraviolet curable resin formed on the first resin material 220 is applied on the relief structure 241 of the second resin material 230. As a result, the upper surface (first surface 221) of the first resin material 220 is substantially flat, while the lower surface of the first resin material 220 is complementary to the relief structure 241 of the second resin material 230. . Thereafter, the first resin material 220 is irradiated with ultraviolet rays. As a result, the liquid ultraviolet curable resin (first resin material 220) is cured on the second resin material 230. In this way, a lattice surface 240 is formed in which the first resin material 220 and the second resin material 230 are in close contact with each other without any gap. The first resin material 220 and the second resin material 230 preferably have the same refractive index. The relief hologram 200 is formed through a series of steps described with reference to FIG.
 (ヘッドアップディスプレイの光学的な作用)
 図1A乃至図4を用いて、HUD100,100Aの光学的な作用が説明される。
(Optical action of head-up display)
The optical action of the HUDs 100 and 100A will be described with reference to FIGS. 1A to 4.
 一般的に、レリーフ型のホログラムは、入射光の回折に伴って、高次の回折光を生じさせる。したがって、HUDにレリーフ型のホログラムが用いられるならば、高次の回折光に起因する迷光が発生する。 Generally, a relief-type hologram generates higher-order diffracted light as incident light is diffracted. Therefore, if a relief hologram is used for the HUD, stray light due to higher-order diffracted light is generated.
 本実施形態にしたがうHUD100,100Aは、しかしながら、外光EL(自然光)に起因する迷光が十分に低減し、高画質の画像を運転者DRに表示する。以下に、本実施形態の迷光の低減原理が説明される。 However, the HUDs 100 and 100A according to the present embodiment sufficiently reduce stray light caused by the external light EL (natural light) and display a high-quality image to the driver DR. Hereinafter, the principle of reducing stray light according to this embodiment will be described.
 図4に関連して説明された如く、第1樹脂材220及び第2樹脂材230は、略隙間無く密着される。したがって、レリーフ型のホログラム200は、車室外からホログラム200に入射する外光ELに対して、ノッチフィルタ245が反射する光(本実施形態において、532nm近傍の波長の光)を除いて、回折機能を有さない1枚の樹脂板として機能する。したがって、レリーフ型のホログラム200は、外光ELが含む可視域の光成分の大部分が回折されることなく室内に入射することを許容する。 As described with reference to FIG. 4, the first resin material 220 and the second resin material 230 are in close contact with each other with almost no gap. Therefore, the relief type hologram 200 has a diffraction function except for light reflected by the notch filter 245 (in this embodiment, light having a wavelength near 532 nm) with respect to the external light EL incident on the hologram 200 from outside the passenger compartment. It functions as a single resin plate that does not have. Therefore, the relief hologram 200 allows most of the visible light component included in the external light EL to enter the room without being diffracted.
 本実施形態において、図2に示される如く、レリーフ構造241は、鋸歯状の輪郭面を形成するブレーズ構造である。ブレーズ構造の格子面240は、ノッチフィルタ245の反射帯域の光成分に対しても、高次の回折光をほとんど生じさせない。車室内に高次の回折光に起因する迷光はほとんど生じないので、運転者DRが、レリーフ型のホログラム200を通じて車室外を見ても、運転者DRの眼には迷光はほとんど入射しない。したがって、運転者DRは、迷光によって影響を受けることなく、安全な運転を継続することができる。かくして、迷光をほとんど生じない視認性に優れたHUD100,100Aが提供される。 In this embodiment, as shown in FIG. 2, the relief structure 241 is a blaze structure that forms a serrated contour surface. The blazed grating surface 240 hardly generates high-order diffracted light even for the light component in the reflection band of the notch filter 245. Since stray light caused by higher-order diffracted light hardly occurs in the passenger compartment, even when the driver DR looks outside the passenger compartment through the relief hologram 200, stray light hardly enters the eyes of the driver DR. Therefore, the driver DR can continue safe driving without being affected by stray light. Thus, HUDs 100 and 100A excellent in visibility that hardly generate stray light are provided.
 図5Aは、S偏光に対する回折効率の波長依存性に対する計算結果を概略的に示すグラフである。図2及び図5Aを用いて、回折効率の波長依存性が説明される。 FIG. 5A is a graph schematically showing a calculation result with respect to wavelength dependency of diffraction efficiency with respect to S-polarized light. The wavelength dependence of the diffraction efficiency is described with reference to FIGS. 2 and 5A.
 上述の如く、図2に示されるレリーフ構造241は、ブレーズ構造である。ブレーズ構造の格子面240は、高い光利用効率を達成することができる。 As described above, the relief structure 241 shown in FIG. 2 is a blaze structure. The blazed lattice surface 240 can achieve high light utilization efficiency.
 図5Aに示されるグラフは、波長532nmのレーザ光LBに対して最適化されたブレーズ構造を有する格子面240に基づき得られている。尚、ノッチフィルタ245の反射率は、全反射域で「50%」に設定されている。 The graph shown in FIG. 5A is obtained based on a lattice plane 240 having a blazed structure optimized for a laser beam LB having a wavelength of 532 nm. The reflectance of the notch filter 245 is set to “50%” in the total reflection region.
 図5Aに示されるグラフから、波長532nm近傍の光に対して、40%以上の回折効率が得られることが分かる。また、高次の回折光が抑制され、非常に高い回折効率が達成されていることが分かる。したがって、コンバイナとして、レリーフ型のホログラム200が用いられるならば、光利用効率が高く、且つ、消費電力の少ないHUD100,100Aが形成される。尚、レリーフ(凹凸領域)のピッチPやブレーズ角φは、レリーフ毎に最適化されてもよい。 From the graph shown in FIG. 5A, it can be seen that a diffraction efficiency of 40% or more is obtained for light in the vicinity of a wavelength of 532 nm. Further, it can be seen that high-order diffracted light is suppressed and very high diffraction efficiency is achieved. Therefore, if the relief hologram 200 is used as a combiner, the HUDs 100 and 100A with high light utilization efficiency and low power consumption are formed. Note that the pitch P and the blaze angle φ of the relief (uneven region) may be optimized for each relief.
 図5Bは、P偏光に対する回折効率の波長依存性に対する計算結果を概略的に示すグラフである。図2、図5A及び図5Bを用いて、回折効率の波長依存性が説明される。 FIG. 5B is a graph schematically showing a calculation result with respect to wavelength dependency of diffraction efficiency with respect to P-polarized light. The wavelength dependence of the diffraction efficiency is described with reference to FIGS. 2, 5A and 5B.
 レリーフ型のホログラム200は、P偏光に対しても、高い回折効率を達成する。図5Bに示される計算結果は、ホログラム200に入射される映像光ILがP偏光であることを除いて、図5Aに関連して説明された条件と同一の条件に基づき得られている。したがって、ノッチフィルタ245の反射率も全帯域で50%に設定されている。 The relief hologram 200 achieves high diffraction efficiency even for P-polarized light. The calculation result shown in FIG. 5B is obtained based on the same conditions as those described with reference to FIG. 5A except that the image light IL incident on the hologram 200 is P-polarized light. Therefore, the reflectance of the notch filter 245 is also set to 50% in the entire band.
 図5Bのグラフから、レリーフ型のホログラム200は、P偏光の条件の下でも、波長532nm近傍の光成分に対して、25%以上の高い回折効率を達成することが分かる。 From the graph of FIG. 5B, it can be seen that the relief hologram 200 achieves a high diffraction efficiency of 25% or more for the light component in the vicinity of the wavelength of 532 nm even under the condition of P-polarized light.
 一般的に、HUDに体積型ホログラムが用いられるならば、ホログラム感材の露光時と画像を表示するための照明時との間の光の入射角度差や画像の表示するための光の波長変動に起因する収差の緩和のため、ホログラム感材は、できる限り薄く形成される。この結果、体積型ホログラムの回折効率は、S偏光の場合であっても、一般的には10%程度に留まる。P偏光の場合には、体積型ホログラムの回折効率は、数%程度である。体積型ホログラムを利用したHUDでは、光利用効率や消費電力の観点から、一般的には、P偏光は用いられない。 In general, if a volume hologram is used for the HUD, the difference in the incident angle of light between the exposure of the hologram photosensitive material and the illumination for displaying the image, and the wavelength variation of the light for displaying the image In order to alleviate the aberration caused by the hologram sensitive material, the hologram sensitive material is formed as thin as possible. As a result, the diffraction efficiency of the volume hologram is generally only about 10% even in the case of S-polarized light. In the case of P-polarized light, the diffraction efficiency of the volume hologram is about several percent. In a HUD using a volume hologram, P-polarized light is generally not used from the viewpoint of light utilization efficiency and power consumption.
 しかしながら、本実施形態では、コンバイナとして、レリーフ型のホログラム200が用いられるので、ホログラム200は、P偏光であっても、十分に高い回折効率を達成する。したがって、P偏光を利用するHUD100,100Aであっても、従来と比べて、十分に低減された消費電力を達成することができる。 However, in this embodiment, since the relief hologram 200 is used as a combiner, the hologram 200 achieves sufficiently high diffraction efficiency even if it is P-polarized light. Therefore, even with the HUDs 100 and 100A using P-polarized light, it is possible to achieve sufficiently reduced power consumption as compared with the conventional case.
 レリーフ型のホログラム200は、更に、以下の効果を奏する。 The relief-type hologram 200 further has the following effects.
 図2に示される映像光ILは、レリーフ型のホログラム200の第1面221に入射角θで入射している。尚、投射光学系180,180Aからの映像光ILは、P偏光である。また、入射角θは、ブリュースター角である。このとき、第1樹脂材220の第1面221やフロントガラス210の外面212における表面反射はほとんど生じない。したがって、第1樹脂材220の第1面221やフロントガラス210の外面212に対する無反射コートなしに、表面反射の発生が低減される。例えば、第2樹脂材230及びフロントガラス210の屈折率が「1.5」であり、且つ、映像光ILの入射角θが約56°であるならば、ホログラム200の第1面221及びフロントガラス210の外面212における表面反射はほとんど生じない。したがって、本実施形態にしたがうレリーフ型のホログラム200は、P偏光の光の利用を可能にする。加えて、レリーフ型のホログラム200は、無反射コートといったフロントガラス210への表面処理なしに、表面反射を抑制することができる。かくして、HUD100,100Aは、表面反射に起因する二重像を生じさせず、高画質の画像を表示することができる。また、HUD100,100Aは、比較的低廉に製造されることとなる。 The image light IL shown in FIG. 2 is incident on the first surface 221 of the relief hologram 200 at an incident angle θ. The image light IL from the projection optical systems 180 and 180A is P-polarized light. Further, the incident angle θ is a Brewster angle. At this time, surface reflection on the first surface 221 of the first resin material 220 and the outer surface 212 of the windshield 210 hardly occurs. Therefore, the occurrence of surface reflection is reduced without the non-reflective coating on the first surface 221 of the first resin material 220 and the outer surface 212 of the windshield 210. For example, if the refractive index of the second resin material 230 and the front glass 210 is “1.5” and the incident angle θ of the image light IL is about 56 °, the first surface 221 of the hologram 200 and the front surface Surface reflection at the outer surface 212 of the glass 210 hardly occurs. Therefore, the relief-type hologram 200 according to the present embodiment enables the use of P-polarized light. In addition, the relief hologram 200 can suppress surface reflection without surface treatment on the windshield 210 such as a non-reflective coating. Thus, the HUDs 100 and 100A can display a high-quality image without generating a double image due to surface reflection. Further, the HUDs 100 and 100A are manufactured at a relatively low cost.
 図6A及び図6Bは、迷光を除去するための他の方法を表す概略図である。図1A、図1B、図4、図6A及び図6Bを用いて、迷光を除去するための他の方法が説明される。 6A and 6B are schematic diagrams showing another method for removing stray light. 1A, 1B, 4, 6A and 6B are used to describe other methods for removing stray light.
 図6Aに示される映像光ILは、入射角θ1でレリーフ型のホログラム200の第1面221に入射する。その後、映像光ILは、第1面221で角度θ2の方向に屈折し、レリーフ型のホログラム200内を伝搬する。この結果、映像光ILは、ノッチフィルタ245の層が形成された格子面240に入射角θaで入射する。その後、格子面240によって回折された映像光ILは、レリーフ型のホログラム200の第1面221に角度θ3で入射する。最後に、映像光ILは、レリーフ型のホログラム200から角度θ4の方向に出射する。この結果、図1A及び図1Bに関連して説明された如く、運転者DRは、虚像VIを視認することができる。 The image light IL shown in FIG. 6A is incident on the first surface 221 of the relief hologram 200 at an incident angle θ1. Thereafter, the image light IL is refracted in the direction of the angle θ 2 on the first surface 221 and propagates through the relief hologram 200. As a result, the image light IL enters the grating surface 240 on which the layer of the notch filter 245 is formed at an incident angle θa. Thereafter, the image light IL diffracted by the grating surface 240 is incident on the first surface 221 of the relief hologram 200 at an angle θ3. Finally, the image light IL is emitted from the relief hologram 200 in the direction of the angle θ4. As a result, as described with reference to FIGS. 1A and 1B, the driver DR can visually recognize the virtual image VI.
 図6Aは、映像光ILと同じ入射角θ1でフロントガラス210に車室外から入射する外光ELを示す。図6Aにおいて、外光ELは、格子面240に入射角θa’で入射している。このとき、格子面240に対する映像光ILの入射角θaが、格子面240に対する外光ELの入射角θa’と略等しいならば、外光ELに含まれる映像光ILと同じ波長の成分の光が格子面240より車室内側に伝播する割合は最小化される。この結果、迷光の発生が抑制される。 FIG. 6A shows the external light EL that is incident on the windshield 210 from outside the vehicle compartment at the same incident angle θ1 as that of the image light IL. In FIG. 6A, the external light EL is incident on the grating surface 240 at an incident angle θa ′. At this time, if the incident angle θa of the image light IL with respect to the grating surface 240 is substantially equal to the incident angle θa ′ of the outside light EL with respect to the grating surface 240, light having the same wavelength component as that of the image light IL included in the outside light EL. The rate of propagation from the grid surface 240 to the vehicle interior side is minimized. As a result, the generation of stray light is suppressed.
 以下の数式は、入射角θa及び入射角θa’が等しくなる条件を示す。 The following formula shows the condition that the incident angle θa and the incident angle θa ′ are equal.
(数式1)
 φ+θ2=φ―θ2
(Formula 1)
φ + θ2 = φ-θ2
(数式2)
 φ+θ2=θ2-φ
(Formula 2)
φ + θ2 = θ2-φ
 上述の数式1又は数式2の条件が満たされるならば、入射角θa及び入射角θa’が等しくなる。「φ=0」又は「θ2=0」であるならば、上記数式1又は数式2の条件が満たされる。 If the condition of Equation 1 or Equation 2 is satisfied, the incident angle θa and the incident angle θa ′ are equal. If “φ = 0” or “θ2 = 0”, the condition of Equation 1 or Equation 2 is satisfied.
 図6Bは、「θ2=0」となるときのレリーフ型のホログラム200の光学的な作用を示す概略図である。 FIG. 6B is a schematic diagram showing the optical action of the relief hologram 200 when “θ2 = 0”.
 図6Bに示される如く、「θ2=0」となるとき、投射光学系180,180Aからの映像光ILは、レリーフ型のホログラム200の第1面221に対して、略垂直に入射する。格子面240に入射する映像光ILの回折効率が「η%」で表されるならば、レリーフ型のホログラム200に対して、略垂直に入射する外光ELのうち映像光ILと等しい波長の光成分は、格子面240に入射する映像光ILの入射角度と等しい角度で、格子面240に入射する。この結果、映像光ILと同じ波長を有する外光ELの光成分の「η%」が格子面240によって回折される。残りの「(100-η)%」の光成分は、レリーフ型のホログラム200の第1面221に到達する。 6B, when “θ2 = 0”, the image light IL from the projection optical systems 180 and 180A is incident on the first surface 221 of the relief hologram 200 substantially perpendicularly. If the diffraction efficiency of the image light IL incident on the grating surface 240 is expressed by “η%”, the external light EL incident substantially perpendicularly to the relief hologram 200 has a wavelength equal to that of the image light IL. The light component is incident on the grating surface 240 at an angle equal to the incident angle of the image light IL incident on the grating surface 240. As a result, “η%” of the light component of the external light EL having the same wavelength as the image light IL is diffracted by the grating surface 240. The remaining “(100−η)%” light component reaches the first surface 221 of the relief hologram 200.
 レリーフ型のホログラム200の第1面221に到達した外光ELのうち、ある割合(通常、約5%程度)の光は、表面反射され、格子面240に再度入射する。格子面240に再度到達した外光ELのうち映像光ILの波長以外の光は、ノッチフィルタ245の特性にしたがい回折されないので、格子面240を透過する。この結果、映像光ILの波長以外の外光ELの光成分は、フロントガラス210を介して、車室外へ出射される。運転者DRは、映像光ILの波長以外の外光ELの光成分をほとんど視認しないので、映像光ILの波長以外の外光ELの光成分は運転者DRの運転にほとんど影響を与えない。 Of the external light EL that has reached the first surface 221 of the relief hologram 200, a certain proportion (usually about 5%) of the light is reflected from the surface and reenters the grating surface 240. Light outside the wavelength of the image light IL out of the external light EL that has reached the grating surface 240 again is not diffracted according to the characteristics of the notch filter 245, and therefore passes through the grating surface 240. As a result, the light components of the outside light EL other than the wavelength of the image light IL are emitted outside the passenger compartment through the windshield 210. Since the driver DR hardly sees the light components of the external light EL other than the wavelength of the video light IL, the light components of the external light EL other than the wavelength of the video light IL have little influence on the driving of the driver DR.
 格子面240に再度到達した外光ELのうち映像光ILと同じ波長の光成分は、所定の回折効率(本実施形態において、「η%」)で回折される。表面反射率が「5%」であるならば、運転者DRに視認される全光量は、「(100-η)%×5%×η%」となる。 Of the external light EL that has reached the grating surface 240 again, the light component having the same wavelength as the image light IL is diffracted with a predetermined diffraction efficiency (“η%” in the present embodiment). If the surface reflectance is “5%”, the total light amount visually recognized by the driver DR is “(100−η)% × 5% × η%”.
 第1面221に対する映像光ILの入射角θ1が垂直でないならば、室外から入射した外光ELの回折効率は、必然的にη以下となる。したがって、透過率は、「(100-η)%」以上となり、運転者DRに視認される全光量も必然的に「(100-η)×5%×η%」以上になる。 If the incident angle θ1 of the image light IL with respect to the first surface 221 is not perpendicular, the diffraction efficiency of the external light EL incident from the outside is necessarily η or less. Therefore, the transmittance is “(100−η)%” or more, and the total amount of light visually recognized by the driver DR is necessarily “(100−η) × 5% × η%” or more.
 図6Bに示される如く、レリーフ型のホログラム200の第1面221に対する映像光ILの入射角θ1が略垂直に設定されるならば、外光ELのうち運転者DRが視認する光量は、「(100-η)%×5%×η%」に低減される。かくして、HUD100,100Aは、迷光が低減された高画質の画像を表示することができる。 As shown in FIG. 6B, if the incident angle θ1 of the image light IL with respect to the first surface 221 of the relief hologram 200 is set to be substantially vertical, the amount of light seen by the driver DR in the external light EL is “ (100−η)% × 5% × η% ”. Thus, the HUDs 100 and 100A can display high quality images with reduced stray light.
 上記の説明において、映像光ILに対する格子面240の回折効率は、「η%」である。「η」の値は、好ましくは、「100%」若しくは「0%」に近似した値に設定される。この結果、運転者DRが視認する迷光の光量が低減される。 In the above description, the diffraction efficiency of the grating surface 240 with respect to the image light IL is “η%”. The value of “η” is preferably set to a value approximate to “100%” or “0%”. As a result, the amount of stray light visually recognized by the driver DR is reduced.
 回折効率ηは、例えば、ノッチフィルタ245の反射率の設定により決定される。例えば、「η=99%」であるならば、運転者DRが視認する光量の割合は、入射した外光ELのうち映像光ILと同じ波長成分の「(100-99)%×5%×99%=0.05%」となり、十分に低減された迷光が達成される。 The diffraction efficiency η is determined by setting the reflectance of the notch filter 245, for example. For example, if “η = 99%”, the ratio of the amount of light visually recognized by the driver DR is “(100−99)% × 5% × of the same wavelength component as the image light IL in the incident external light EL. 99% = 0.05% ”, and sufficiently reduced stray light is achieved.
 回折効率ηの値が高く設定されるならば、所定の光量の画像を運転者DRが視認するときに必要となるレーザ光LBの光量は、低く設定される。したがって、HUD100,100Aの消費電力も有利に低くなる。 If the value of the diffraction efficiency η is set high, the light amount of the laser light LB required when the driver DR visually recognizes an image having a predetermined light amount is set low. Therefore, the power consumption of the HUDs 100 and 100A is advantageously reduced.
 図6Bに示される如く、投射光学系180,180Aが映像光ILをレリーフ型のホログラム200の第1面221に対して略垂直に投射するならば(少なくとも1点において)、迷光の発生が好適に抑制され、HUD100,100Aは高画質の画像を表示することができる。 As shown in FIG. 6B, if the projection optical systems 180 and 180A project the image light IL substantially perpendicularly to the first surface 221 of the relief hologram 200 (at least at one point), stray light is preferably generated. The HUDs 100 and 100A can display high-quality images.
 HUD100,100Aに用いられるレリーフ型のホログラム200は、第1樹脂材220及び第2樹脂材230を用いて作成される。図4に関連して説明される如く、ホログラム200は、成型技術を用いて、好適に作成される。したがって、レリーフ型のホログラム200は、短期間で大量に作成される。第1樹脂材220及び第2樹脂材230は、汎用の樹脂材料であってもよい。したがって、HUD100,100Aは、比較的低廉に作成される。 The relief hologram 200 used for the HUDs 100 and 100A is created using the first resin material 220 and the second resin material 230. As will be described in connection with FIG. 4, the hologram 200 is preferably created using a molding technique. Therefore, a large number of relief holograms 200 are created in a short period of time. The first resin material 220 and the second resin material 230 may be general-purpose resin materials. Therefore, the HUDs 100 and 100A are made relatively inexpensively.
 (第2実施形態)
 図7A及び図7Bは、第2実施形態のHUDの概略図である。図1A、図1B、図7A及び図7Bを用いて、第2実施形態のHUDが説明される。
(Second Embodiment)
7A and 7B are schematic views of the HUD of the second embodiment. The HUD of the second embodiment will be described with reference to FIGS. 1A, 1B, 7A, and 7B.
 図7Aに示されるHUD100Bは、図1Aに関連して説明されたHUD100と同様のレーザ光源110、投射光学系180及び制御部190に加えて、レリーフ型のホログラム200Bを備える。図7Bに示されるHUD100Cは、図1Bに関連して説明されたHUD100Aと同様のレーザ光源110、投射光学系180A及び制御部190に加えて、レリーフ型のホログラム200Bを備える。図7A及び図7Bに示されるレリーフ型のホログラム200Bは、フロントガラス210の内面211にそれぞれ取り付けられる。 7A includes a relief hologram 200B in addition to the laser light source 110, the projection optical system 180, and the control unit 190 similar to the HUD 100 described with reference to FIG. 1A. The HUD 100C shown in FIG. 7B includes a relief hologram 200B in addition to the laser light source 110, the projection optical system 180A, and the control unit 190 similar to the HUD 100A described with reference to FIG. 1B. The relief hologram 200B shown in FIGS. 7A and 7B is attached to the inner surface 211 of the windshield 210, respectively.
 図8は、フロントガラス210の内面211に取り付けられたレリーフ型のホログラム200Bの概略的な断面図である。図2、図7A乃至図8を用いて、ホログラム200Bが説明される。 FIG. 8 is a schematic cross-sectional view of a relief hologram 200B attached to the inner surface 211 of the windshield 210. The hologram 200B is described with reference to FIGS. 2 and 7A to 8.
 ホログラム200Bは、図2に関連して説明されたホログラム200と同様に、第1樹脂材220と、第1樹脂材220に接合された第2樹脂材230と、を備える。ホログラム200Bは、第1樹脂材220と第2樹脂材230との間の境界に、レリーフ構造241(ブレーズ構造)の格子面240を備える。格子面240は、投射光学系180,180Aからの映像光ILを回折させる回折面242と、回折面242に対して屈曲する副面243と、を含む。 The hologram 200B includes a first resin material 220 and a second resin material 230 joined to the first resin material 220, similarly to the hologram 200 described with reference to FIG. The hologram 200 </ b> B includes a grating surface 240 of a relief structure 241 (blazed structure) at the boundary between the first resin material 220 and the second resin material 230. The grating surface 240 includes a diffractive surface 242 that diffracts the image light IL from the projection optical systems 180 and 180A, and a sub surface 243 that is bent with respect to the diffractive surface 242.
 ホログラム200Bは、ノッチフィルタ245Bとして用いられる誘電体多層膜260を更に備える。誘電体多層膜260は、回折面242それぞれに形成される。図2に関連して説明されたホログラム200のノッチフィルタ245とは異なり、本実施形態において、誘電体多層膜260は、回折面242の一部(即ち、所定のデューティで)のみを覆うように形成される。 The hologram 200B further includes a dielectric multilayer film 260 used as the notch filter 245B. The dielectric multilayer film 260 is formed on each of the diffraction surfaces 242. Unlike the notch filter 245 of the hologram 200 described with reference to FIG. 2, in this embodiment, the dielectric multilayer film 260 covers only a part of the diffractive surface 242 (that is, with a predetermined duty). It is formed.
 ノッチフィルタ245Bの反射率は、100%未満(例えば、50%程度)に設定されてもよい。この結果、車室外から入射する外光ELのロスが低減される。必要に応じて、格子面240全体を覆うように、50%程度の反射率を有するノッチフィルタが形成されてもよい。しかしながら、誘電体多層膜を用いて、50%程度の反射率を有するノッチフィルタを作成することは、使用可能な薄膜材料が限定されているので、高い製造コストに潜在的に帰結する。 The reflectance of the notch filter 245B may be set to less than 100% (for example, about 50%). As a result, the loss of the external light EL that enters from outside the passenger compartment is reduced. If necessary, a notch filter having a reflectance of about 50% may be formed so as to cover the entire grating surface 240. However, using a dielectric multilayer film to create a notch filter having a reflectivity of about 50% potentially results in high manufacturing costs because the thin film materials that can be used are limited.
 図8に示される如く、本実施形態において、映像光ILに対して100%の反射率を有する誘電体多層膜260は、約50%のデューティで回折面242を覆い、例えば、約100%の反射率を有するノッチフィルタ245Bが形成される。約100%の反射率を有するノッチフィルタを形成するために適切な材料として、SiOやTiOといった汎用の薄膜材料が例示される。したがって、安価な成膜が達成される。 As shown in FIG. 8, in this embodiment, the dielectric multilayer film 260 having a reflectance of 100% with respect to the image light IL covers the diffractive surface 242 with a duty of about 50%, for example, about 100%. A notch filter 245B having a reflectance is formed. Examples of suitable materials for forming a notch filter having a reflectance of about 100% include general-purpose thin film materials such as SiO 2 and TiO 2 . Therefore, inexpensive film formation is achieved.
 図8に示されるレリーフ型のホログラム200Bの格子面240に入射した映像光ILのうち半分は、誘電体多層膜260によって、略100%の反射率で反射される。残りの半分の映像光ILは、格子面240を透過する。かくして映像光ILは、巨視的に略50%の反射率で、格子面240で反射される。 8 Half of the image light IL incident on the grating surface 240 of the relief hologram 200B shown in FIG. 8 is reflected by the dielectric multilayer film 260 with a reflectance of approximately 100%. The remaining half of the image light IL passes through the grating surface 240. Thus, the image light IL is reflected by the grating surface 240 with a macroscopic reflectance of approximately 50%.
 本実施形態において、可視域における回折面242のピッチは、数ミクロン程度である。したがって、運転者DRは、誘電体多層膜260の蒸着位置を視覚的にほとんど知覚しない。したがって、運転者DRは、レリーフ型のホログラム200Bを通じて、車室外を見ても、アーチファクト(例えば、格子面240のブレーズ構造に起因する周期的な縞模様)をほとんど知覚しない。 In the present embodiment, the pitch of the diffractive surfaces 242 in the visible range is about several microns. Therefore, the driver DR hardly perceives the deposition position of the dielectric multilayer film 260 visually. Therefore, the driver DR hardly perceives artifacts (for example, a periodic striped pattern due to the blazed structure of the grating surface 240) even when looking outside the passenger compartment through the relief hologram 200B.
 上述の如く、安価な誘電体多層膜材料が蒸着される蒸着領域のデューティの設定により、比較的容易に100%未満の反射率を有する反射層を格子面240に形成することが可能である。かくして、安価なHUD100B,100Cが提供される。 As described above, a reflective layer having a reflectance of less than 100% can be relatively easily formed on the lattice plane 240 by setting the duty of a deposition region where an inexpensive dielectric multilayer material is deposited. Thus, inexpensive HUDs 100B and 100C are provided.
 誘電体多層膜260は、好ましくは、副面243と回折面242との間に形成された屈曲部246,247との間の平面部分に設けられる。誘電体多層膜の波長特性は、一般的に、入射角に対する依存性を有する。例えば、ブレーズ構造の頂点部分は、所定の曲率で湾曲又は屈曲しているので、ブレーズ構造の頂点部分に配設された誘電体多層膜に入射した映像光に対する反射特性は、所望のものでない可能性がある。一方、図8に示される如く、副面243と回折面242との間に形成された屈曲部246,247との間の平面部分に設けられた誘電体多層膜260は、映像光ILに対して、一定の角度で傾斜している。したがって、所望の反射特性が簡便に得られることとなる。かくして、HUD100B,100Cは、高い光利用効率を達成し、高画質の画像を表示することができる。また、HUD100B,100Cは、比較的簡便に製造されることとなる。 The dielectric multilayer film 260 is preferably provided in a plane portion between the bent portions 246 and 247 formed between the sub surface 243 and the diffraction surface 242. The wavelength characteristic of a dielectric multilayer film generally has a dependency on the incident angle. For example, since the apex portion of the blazed structure is curved or bent with a predetermined curvature, the reflection characteristics for the image light incident on the dielectric multilayer film disposed at the apex portion of the blazed structure may not be desired. There is sex. On the other hand, as shown in FIG. 8, the dielectric multilayer film 260 provided in the plane portion between the bent portions 246 and 247 formed between the sub surface 243 and the diffractive surface 242 is provided for the image light IL. And inclined at a certain angle. Therefore, desired reflection characteristics can be easily obtained. Thus, the HUDs 100B and 100C can achieve high light utilization efficiency and display high-quality images. Moreover, HUD100B and 100C will be manufactured comparatively simply.
 第1実施形態及び第2実施形態において、透過層として、第1樹脂材220及び第2樹脂材230が例示される。代替的に、透過層として、ガラスが用いられてもよい。更に代替的に、屈折率が同等であって、可視域において略透明な任意の素材が透過層として利用されてもよい。 In the first embodiment and the second embodiment, the first resin material 220 and the second resin material 230 are exemplified as the transmission layer. Alternatively, glass may be used as the transmissive layer. Further alternatively, any material having the same refractive index and substantially transparent in the visible range may be used as the transmission layer.
 図1A,図1B,図7A及び図7Bを用いて、レリーフ型のホログラム200,200Bの取付位置に伴う効果が説明される。 FIG. 1A, FIG. 1B, FIG. 7A and FIG. 7B are used to explain the effects associated with the mounting positions of the relief holograms 200 and 200B.
 第1実施形態及び第2実施形態に関連して説明されたレリーフ型のホログラム200,200Bは、フロントガラス210の内面211に取り付けられる。第1実施形態及び第2実施形態に関連して説明された如く、透過層が樹脂材料(第1樹脂材220及び第2樹脂材230)で形成されるならば、フロントガラス210の内面211へのホログラム200,200Bの取付は有利である。 The relief holograms 200 and 200B described in relation to the first embodiment and the second embodiment are attached to the inner surface 211 of the windshield 210. As described in relation to the first embodiment and the second embodiment, if the transmission layer is formed of a resin material (the first resin material 220 and the second resin material 230), the inner surface 211 of the windshield 210 is reached. The installation of the holograms 200 and 200B is advantageous.
 樹脂材へ入射した光による樹脂材料の内部の分子の励起が、樹脂材料の劣化を進行させることは一般的に知られている。特に、高いエネルギの光(紫外線或いは紫外線より短波長の光)が紫外線硬化樹脂といった樹脂材料に入射すると、樹脂材料は紫外線を吸収し、樹脂材料の劣化が進行しやすくなる。 It is generally known that excitation of molecules inside a resin material by light incident on the resin material causes deterioration of the resin material. In particular, when high energy light (ultraviolet light or light having a shorter wavelength than ultraviolet light) is incident on a resin material such as an ultraviolet curable resin, the resin material absorbs ultraviolet light, and the deterioration of the resin material is likely to proceed.
 図9Aは、紫外線吸収層を含むフロントガラス210に取り付けられたホログラム200を示す概略的な断面図である。図1A、図1B及び図9Aを用いて、フロントガラス210の内面211へのホログラム200の取付の効果が説明される。尚、以下に説明される効果は、第2実施形態に関連して説明されたホログラム200Bにも共通する。 FIG. 9A is a schematic cross-sectional view showing a hologram 200 attached to a windshield 210 including an ultraviolet absorbing layer. The effect of mounting the hologram 200 on the inner surface 211 of the windshield 210 will be described with reference to FIGS. 1A, 1B, and 9A. The effects described below are common to the hologram 200B described in relation to the second embodiment.
 フロントガラス210は、内面211を形成する内ガラス213と、外面212を形成する外ガラス214と、内ガラス213と外ガラス214とに挟まれる紫外線吸収層270といった中間層と、を備える。図9Aに概略的に示されるフロントガラス210は、比較的広く普及している。 The front glass 210 includes an inner glass 213 that forms the inner surface 211, an outer glass 214 that forms the outer surface 212, and an intermediate layer such as an ultraviolet absorption layer 270 sandwiched between the inner glass 213 and the outer glass 214. The windshield 210 schematically shown in FIG. 9A is relatively widespread.
 図9Aに示される如く、レリーフ型のホログラム200がフロントガラス210の内面211に取り付けられるならば、紫外線吸収層270は、フロントガラス210に入射した外光ELから紫外線を吸収するので、紫外線は、レリーフ型のホログラム200に入射しにくくなる。したがって、レリーフ型のホログラム200がフロントガラス210の内面211に取り付けられるならば、紫外線に起因する第1樹脂材220及び第2樹脂材230の劣化はほとんど生じない。特に、第2樹脂材230が紫外線によって劣化しやすい紫外線硬化樹脂といった樹脂材料を用いて形成されていても、第2樹脂材230は劣化しにくいので、HUD100,100Aの信頼性が高まることとなる。 As shown in FIG. 9A, if the relief hologram 200 is attached to the inner surface 211 of the windshield 210, the ultraviolet absorbing layer 270 absorbs the ultraviolet light from the external light EL incident on the windshield 210. It becomes difficult to enter the relief hologram 200. Therefore, if the relief hologram 200 is attached to the inner surface 211 of the windshield 210, the first resin material 220 and the second resin material 230 are hardly deteriorated due to ultraviolet rays. In particular, even if the second resin material 230 is formed using a resin material such as an ultraviolet curable resin that is easily deteriorated by ultraviolet rays, the second resin material 230 is hardly deteriorated, so that the reliability of the HUDs 100 and 100A is increased. .
 図9Bは、ホログラム200を挟むフロントガラスの概略的な断面図である。図1A、図1B及び図9Bを用いて、フロントガラス中へのホログラム200の内挿による劣化抑制効果が説明される。尚、以下に説明される効果は、第2実施形態に関連して説明されたホログラム200Bにも共通する。 FIG. 9B is a schematic cross-sectional view of the windshield sandwiching the hologram 200. 1A, 1B, and 9B, the effect of suppressing deterioration due to the interpolation of the hologram 200 into the windshield will be described. The effects described below are common to the hologram 200B described in relation to the second embodiment.
 図9Bに概略的に示されるフロントガラス210Aは、内面211を形成する内ガラス213Aと、外面212を形成する外ガラス214と、内ガラス213Aと外ガラス214との間の紫外線吸収層270Aといった中間層と、を備える。紫外線吸収層270Aは、内ガラス213Aと外ガラス214との間で、紫外線を吸収する。本実施形態において、内ガラス213Aは、第1ガラスとして例示される。また、外ガラス214は、第2ガラスとして例示される。紫外線吸収層270Aは、吸収層として例示される。 The windshield 210A schematically shown in FIG. 9B includes an inner glass 213A that forms the inner surface 211, an outer glass 214 that forms the outer surface 212, and an ultraviolet absorbing layer 270A between the inner glass 213A and the outer glass 214. A layer. The ultraviolet absorbing layer 270A absorbs ultraviolet rays between the inner glass 213A and the outer glass 214. In the present embodiment, the inner glass 213A is exemplified as the first glass. The outer glass 214 is exemplified as the second glass. The ultraviolet absorbing layer 270A is exemplified as the absorbing layer.
 ホログラム200は、紫外線吸収層270Aと内ガラス213Aとの間に配設される。図9Aに関連して説明された紫外線に起因する劣化抑制の効果は、図9Bに示されるホログラム200の配置によっても達成される。第2樹脂材230及び/又は第1樹脂材220を劣化させる紫外線は、紫外線吸収層270Aによって吸収されるので、レリーフ型のホログラム200へはほとんど入射しない。特に、第2樹脂材230が紫外線によって劣化しやすい紫外線硬化樹脂といった樹脂材料を用いて形成されていても、第2樹脂材230は劣化しにくいので、HUD100,100Aの信頼性が高まることとなる。 The hologram 200 is disposed between the ultraviolet absorbing layer 270A and the inner glass 213A. The effect of suppressing deterioration due to ultraviolet rays described in relation to FIG. 9A is also achieved by the arrangement of the hologram 200 shown in FIG. 9B. Ultraviolet light that degrades the second resin material 230 and / or the first resin material 220 is absorbed by the ultraviolet absorption layer 270 </ b> A, and therefore hardly enters the relief hologram 200. In particular, even if the second resin material 230 is formed using a resin material such as an ultraviolet curable resin that is easily deteriorated by ultraviolet rays, the second resin material 230 is hardly deteriorated, so that the reliability of the HUDs 100 and 100A is increased. .
 内ガラス213A及び外ガラス214は、紫外線吸収層270Aといった中間層を介して密着される。したがって、外気は、フロントガラス210Aの内部にまで、ほとんど進入しない。図9Bに示される如く、内ガラス213A及び外ガラス214がレリーフ型のホログラム200を挟むならば、レリーフ型のホログラム200と外気との直接的な接触が抑制される。レリーフ型のホログラム200は、空気中の水分をほとんど吸収しないので、レリーフ型のホログラム200の膨潤が好適に抑制される。 The inner glass 213A and the outer glass 214 are in close contact with each other through an intermediate layer such as an ultraviolet absorbing layer 270A. Therefore, outside air hardly enters the inside of the windshield 210A. As shown in FIG. 9B, if the inner glass 213A and the outer glass 214 sandwich the relief hologram 200, direct contact between the relief hologram 200 and the outside air is suppressed. Since the relief hologram 200 hardly absorbs moisture in the air, the swelling of the relief hologram 200 is suitably suppressed.
 レリーフ型のホログラムの吸湿は、主に、レリーフ型のホログラムの厚さ方向の膨張を生じさせる。したがって、吸湿に起因するレリーフ型のホログラムの膨張は、回折角度の変動や所定波長の光に対する回折効率の低下を潜在的に引き起こす。回折角度の変動や所定波長の光に対する回折効率の低下は、最終的に、HUDが表示する画像の画質低下を招く。 The moisture absorption of the relief hologram mainly causes expansion of the relief hologram in the thickness direction. Therefore, the expansion of the relief-type hologram due to moisture absorption potentially causes a fluctuation in diffraction angle and a decrease in diffraction efficiency with respect to light of a predetermined wavelength. A change in diffraction angle or a decrease in diffraction efficiency with respect to light of a predetermined wavelength ultimately leads to a decrease in image quality of an image displayed by the HUD.
 図9Bに示される如く、レリーフ型のホログラム200を挟むフロントガラス210Aは、ホログラム200の吸湿を好適に抑制するので、ホログラム200の膨潤に起因する画質の低下はほとんど生じない。したがって、HUD100,100Aの信頼性が高まることとなる。 As shown in FIG. 9B, the windshield 210A sandwiching the relief-type hologram 200 suitably suppresses the moisture absorption of the hologram 200, so that image quality deterioration due to the swelling of the hologram 200 hardly occurs. Therefore, the reliability of the HUDs 100 and 100A is increased.
 フロントガラス210Aに用いられる内ガラス213A及び外ガラス214の線膨張係数は、典型的には、9×10^(-6)/℃程度である。一方、レリーフ型のホログラム200に用いられる樹脂材(第1樹脂材220及び第2樹脂材230)の線膨張係数は、典型的には、7×10^(-5)/℃程度である。したがって、レリーフ型のホログラム200の線膨張係数は、フロントガラス210Aと比べて、一桁大きい。即ち、レリーフ型のホログラム200は、フロントガラス210Aと比べて、温度変動の影響を受けやすい(即ち、ホログラム200は、温度変動に伴い膨張又は収縮しやすい)。 The linear expansion coefficients of the inner glass 213A and the outer glass 214 used for the windshield 210A are typically about 9 × 10 ^ (− 6) / ° C. On the other hand, the linear expansion coefficients of the resin materials (first resin material 220 and second resin material 230) used in the relief hologram 200 are typically about 7 × 10 ^ (− 5) / ° C. Therefore, the linear expansion coefficient of the relief hologram 200 is an order of magnitude larger than that of the windshield 210A. That is, the relief hologram 200 is more susceptible to temperature fluctuations than the windshield 210A (that is, the hologram 200 is likely to expand or contract with temperature fluctuations).
 温度変動に起因するホログラムの膨張又は収縮は、回折角度の変動や回折効率の低下を引き起こすので、ホログラムの温度変動は、HUDが表示する画像の画質低下を潜在的に招く。 The expansion or contraction of the hologram due to the temperature variation causes a variation in diffraction angle and a decrease in diffraction efficiency. Therefore, the temperature variation of the hologram potentially causes a decrease in image quality of the image displayed by the HUD.
 図9Bに示される如く、レリーフ型のホログラム200を挟むフロントガラス210Aは、温度変動に起因するレリーフ型のホログラム200の膨張及び/又は収縮を緩和する。即ち、ホログラム200は、線膨張係数の小さな内ガラス213A及び外ガラス214によって挟まれるので、樹脂材(第1樹脂材220及び第2樹脂材230)の膨張及び/又は収縮は好適に抑制される。したがって、内ガラス213A及び外ガラス214によって挟持されるホログラム200の配置は、温度変動に起因する画質の低下を好適に抑制する。かくして、高い信頼性を有するHUD100,100Aが提供される。 As shown in FIG. 9B, the windshield 210A sandwiching the relief hologram 200 alleviates expansion and / or contraction of the relief hologram 200 due to temperature fluctuation. That is, since the hologram 200 is sandwiched between the inner glass 213A and the outer glass 214 having a small linear expansion coefficient, the expansion and / or contraction of the resin material (the first resin material 220 and the second resin material 230) is preferably suppressed. . Therefore, the arrangement of the hologram 200 sandwiched between the inner glass 213A and the outer glass 214 suitably suppresses deterioration in image quality due to temperature fluctuations. Thus, HUDs 100 and 100A having high reliability are provided.
 第1実施形態及び第2実施形態において、光源として、レーザ光源110が例示される。代替的に、光源として、例えば、LEDといった他の光源要素が用いられてもよい。尚、レーザ光源110が出射するレーザ光LBの波長範囲は、LEDといった他の光源よりも狭いので、光源としてのレーザ光源110の利用は、ホログラム200,200Bでの高い回折効率を達成することができる。したがって、光源としてレーザ光源110が用いられるならば、波長の広がりに起因する画像のボケが好適に抑制される。かくして、HUD100,100A,100B,100Cは、低い電力消費で、高画質の画像を表示することができる。 In the first embodiment and the second embodiment, the laser light source 110 is exemplified as the light source. Alternatively, other light source elements such as LEDs may be used as the light source. Since the wavelength range of the laser beam LB emitted from the laser light source 110 is narrower than other light sources such as LEDs, the use of the laser light source 110 as the light source can achieve high diffraction efficiency in the holograms 200 and 200B. it can. Therefore, if the laser light source 110 is used as the light source, blurring of the image due to the spread of the wavelength is suitably suppressed. Thus, the HUDs 100, 100A, 100B, and 100C can display high-quality images with low power consumption.
 第1実施形態及び第2実施形態において、空間変調素子として液晶パネル150が用いられる。代替的に、光源及び投射光学系として、二次元的に配列されたLEDを含むLEDアレイ光源といった光源要素が用いられてもよい。更に代替的に、第1実施形態及び第2実施形態に関連して説明された原理を適用可能な他の空間変調素子がHUDに組み込まれてもよい。 In the first embodiment and the second embodiment, the liquid crystal panel 150 is used as a spatial modulation element. Alternatively, a light source element such as an LED array light source including two-dimensionally arranged LEDs may be used as the light source and the projection optical system. Further alternatively, other spatial modulation elements that can apply the principles described in connection with the first and second embodiments may be incorporated into the HUD.
 第1実施形態及び第2実施形態に関連して、HUD100,100A,100B,100Cがシースルーディスプレイとして例示される。代替的に、第1実施形態及び第2実施形態に関連して説明された原理は、HMDといった他のシースルーディスプレイに対しても同様に適用可能である。 In connection with the first embodiment and the second embodiment, the HUDs 100, 100A, 100B, and 100C are exemplified as the see-through display. Alternatively, the principles described in connection with the first and second embodiments are equally applicable to other see-through displays such as HMDs.
 (第3実施形態)
 図10は、第3実施形態に従うシースルーディスプレイとして例示されるHUDの概略図である。図10を用いて、第3実施形態のHUDが説明される。
(Third embodiment)
FIG. 10 is a schematic diagram of a HUD exemplified as a see-through display according to the third embodiment. The HUD of the third embodiment will be described using FIG.
 HUD500は、第1実施形態に関連して説明されたHUD100と同様の投射光学系180及び制御部190に加えて、赤色レーザ光源510r、緑色レーザ光源510g及び青色レーザ光源510bを備える。赤色レーザ光源510r、緑色レーザ光源510g及び青色レーザ光源510bは、制御部190にそれぞれ電気的に接続される。本実施形態において、赤色レーザ光源510rは、赤色光源として例示される。緑色レーザ光源510gは、緑色光源として例示される。青色レーザ光源510bは、青色光源として例示される。 The HUD 500 includes a red laser light source 510r, a green laser light source 510g, and a blue laser light source 510b in addition to the projection optical system 180 and the control unit 190 similar to the HUD 100 described in relation to the first embodiment. The red laser light source 510r, the green laser light source 510g, and the blue laser light source 510b are electrically connected to the control unit 190, respectively. In the present embodiment, the red laser light source 510r is exemplified as a red light source. The green laser light source 510g is exemplified as a green light source. The blue laser light source 510b is exemplified as a blue light source.
 赤色レーザ光源510rは、制御部190の制御下で、中心波長570nm~680nmの赤色レーザ光L(r)を出射する。緑色レーザ光源510gは、制御部190の制御下で、中心波長490nm~570nmの緑色レーザ光L(g)を出射する。青色レーザ光源510bは、制御部190の制御下で、中心波長400nm~490nmの青色レーザ光L(b)を出射する。 The red laser light source 510r emits red laser light L (r) having a center wavelength of 570 nm to 680 nm under the control of the control unit 190. The green laser light source 510g emits green laser light L (g) having a center wavelength of 490 nm to 570 nm under the control of the control unit 190. The blue laser light source 510b emits blue laser light L (b) having a center wavelength of 400 nm to 490 nm under the control of the control unit 190.
 本実施形態において、青色レーザ光源510bは、第1光源として例示されてもよい。このとき、青色レーザ光L(b)は、第1光として例示される。また、緑色レーザ光源510g又は赤色レーザ光源510rは、第2光源として例示される。更に、緑色レーザ光源510gから出射される緑色レーザ光L(g)又は赤色レーザ光源510rから出射される赤色レーザ光L(r)は、第2光として例示される。 In the present embodiment, the blue laser light source 510b may be exemplified as the first light source. At this time, the blue laser light L (b) is exemplified as the first light. Further, the green laser light source 510g or the red laser light source 510r is exemplified as the second light source. Furthermore, the green laser light L (g) emitted from the green laser light source 510g or the red laser light L (r) emitted from the red laser light source 510r is exemplified as the second light.
 代替的に、緑色レーザ光源510gは、第1光源として例示されてもよい。このとき、緑色レーザ光L(g)は、第1光として例示される。また、赤色レーザ光源510rは、第2光源として例示される。更に、赤色レーザ光源510rから出射される赤色レーザ光L(r)は、第2光として例示される。 Alternatively, the green laser light source 510g may be exemplified as the first light source. At this time, the green laser light L (g) is exemplified as the first light. The red laser light source 510r is exemplified as the second light source. Furthermore, the red laser light L (r) emitted from the red laser light source 510r is exemplified as the second light.
 HUD500は、第1ダイクロイックミラー531を更に備える。青色レーザ光源510bが出射した青色レーザ光L(b)及び赤色レーザ光源510rが出射した赤色レーザ光L(r)は、第1ダイクロイックミラー531で合波される。その後、合波されたレーザ光は、投射光学系180に向かう。 The HUD 500 further includes a first dichroic mirror 531. The blue laser light L (b) emitted from the blue laser light source 510b and the red laser light L (r) emitted from the red laser light source 510r are combined by the first dichroic mirror 531. Thereafter, the combined laser light travels to the projection optical system 180.
 HUD500は、第1ダイクロイックミラー531と投射光学系180との間に配設された第2ダイクロイックミラー532を更に備える。第1ダイクロイックミラー531で合波されたレーザ光及び緑色レーザ光源510gから出射された緑色レーザ光L(g)は、第2ダイクロイックミラー532で合波される。第2ダイクロイックミラーで合波されたレーザ光は、投射光学系180のレンズ130に入射する。 The HUD 500 further includes a second dichroic mirror 532 disposed between the first dichroic mirror 531 and the projection optical system 180. The laser light combined by the first dichroic mirror 531 and the green laser light L (g) emitted from the green laser light source 510 g are combined by the second dichroic mirror 532. The laser beam combined by the second dichroic mirror enters the lens 130 of the projection optical system 180.
 レンズ130からスクリーン170までのレーザ光に対する処理(例えば、映像光ILの生成処理)は、第1実施形態に関連して説明されたHUD100と同様である。尚、本実施形態において、3色のレーザ光が映像光ILの生成に用いられるので、運転者DRは、映像光ILに基づき描かれたフルカラーの虚像VIを視認することができる。 Processing for laser light from the lens 130 to the screen 170 (for example, generation processing of the video light IL) is the same as that of the HUD 100 described in relation to the first embodiment. In the present embodiment, since the three colors of laser light are used to generate the image light IL, the driver DR can visually recognize the full-color virtual image VI drawn based on the image light IL.
 HUD500は、フロントガラス210に取り付けられたレリーフ型のホログラム540を更に備える。レリーフ型のホログラム540は、映像光ILを、運転者DRに向けて、回折並びに偏向する。かくして、運転者DRは、レリーフ型のホログラム540によって拡大された虚像VIをフロントガラス210越しに見ることができる。 The HUD 500 further includes a relief hologram 540 attached to the windshield 210. The relief hologram 540 diffracts and deflects the image light IL toward the driver DR. Thus, the driver DR can see the virtual image VI magnified by the relief hologram 540 through the windshield 210.
 図11は、レリーフ型のホログラム540の概略的な断面図である。図10及び図11を用いて、レリーフ型のホログラム540が説明される。 FIG. 11 is a schematic cross-sectional view of a relief hologram 540. A relief hologram 540 is described with reference to FIGS. 10 and 11.
 レリーフ型のホログラム540は、第1実施形態及び第2実施形態に関連して説明されたホログラム200,200Bと同様に、フロントガラス210の内面211に取り付けられた第2樹脂材230を備える。レリーフ型のホログラム540は、第2樹脂材230に積層された第1樹脂材220Aを更に備える。第1実施形態に関連して説明された第1樹脂材220とは異なり、第1樹脂材220Aは、第2樹脂材230とレリーフ構造の格子面541bを形成する第1層542bと、第1層542bとレリーフ構造の格子面541gを形成する第2層542gと、第2層542gとレリーフ構造の格子面541rを形成する第3層542rと、を含む。第1層542b、第2層542g及び第3層542rは、第2樹脂材230と略同一の屈折率をそれぞれ有する。したがって、第3層542rによって形成される第1面221と第2樹脂材230が形成する第2面231との間で屈折率は一様となる。図11に示される格子面541b、541g、541rのレリーフ構造は、鋸歯状の輪郭面をなすブレーズ構造である。 The relief-type hologram 540 includes a second resin material 230 attached to the inner surface 211 of the windshield 210, similarly to the holograms 200 and 200B described in relation to the first and second embodiments. The relief hologram 540 further includes a first resin material 220 </ b> A laminated on the second resin material 230. Unlike the first resin material 220 described in relation to the first embodiment, the first resin material 220A includes a first layer 542b that forms a lattice surface 541b of the relief structure with the second resin material 230, and a first layer 542b. A second layer 542g that forms a layer 542b and a lattice surface 541g with a relief structure; and a third layer 542r that forms a lattice surface 541r with a relief structure and a second layer 542g. The first layer 542b, the second layer 542g, and the third layer 542r each have substantially the same refractive index as that of the second resin material 230. Therefore, the refractive index is uniform between the first surface 221 formed by the third layer 542r and the second surface 231 formed by the second resin material 230. The relief structure of the lattice surfaces 541b, 541g, and 541r shown in FIG. 11 is a blaze structure having a serrated contour surface.
 レリーフ型のホログラム540は、格子面541bを少なくとも部分的に覆う第1ノッチフィルタ550bと、格子面541gを少なくとも部分的に覆う第2ノッチフィルタ550gと、格子面541rを少なくとも部分的に覆う第3ノッチフィルタ550rと、を含む。第1面221に入射する映像光ILは、図10に関連して説明されたように、赤色レーザ光L(r)、緑色レーザ光L(g)及び青色レーザ光L(b)を含む。 The relief hologram 540 includes a first notch filter 550b that at least partially covers the grating surface 541b, a second notch filter 550g that at least partially covers the grating surface 541g, and a third notch that at least partially covers the grating surface 541r. And a notch filter 550r. The image light IL incident on the first surface 221 includes the red laser light L (r), the green laser light L (g), and the blue laser light L (b) as described with reference to FIG.
 格子面541rのレリーフ構造に設けられた第3ノッチフィルタ550rは、所望の入射角で第1面221に入射した映像光ILのうち赤色レーザ光L(r)のみを所望の方向に反射する。格子面541rに到達した映像光ILは、第2層542g中を更に伝搬し、その後、格子面541gに到達する。 The third notch filter 550r provided in the relief structure of the grating surface 541r reflects only the red laser light L (r) in the desired direction out of the image light IL incident on the first surface 221 at a desired incident angle. The image light IL that has reached the grating surface 541r further propagates in the second layer 542g, and then reaches the grating surface 541g.
 格子面541gのレリーフ構造に設けられた第2ノッチフィルタ550gは、格子面541gに到達した映像光ILのうち、緑色レーザ光L(g)のみを所望の方向に反射する。格子面541gに到達した映像光ILは、第1層542b中を更に伝搬し、その後、格子面541bに到達する。 The second notch filter 550g provided in the relief structure of the grating surface 541g reflects only the green laser light L (g) in the desired direction out of the image light IL reaching the grating surface 541g. The image light IL that has reached the lattice plane 541g further propagates in the first layer 542b, and then reaches the lattice plane 541b.
 格子面541bのレリーフ構造に設けられた第1ノッチフィルタ550bは、格子面541bに到達した映像光ILのうち、青色レーザ光L(b)のみを所望の方向に反射する。本実施形態において、第1層542bは、第1ホログラム要素として例示される。第2層542gは、第2ホログラム要素として例示される。第3層542rは、第3ホログラム要素として例示される。また、青色レーザ光L(b)は、青色光として例示される。緑色レーザ光L(g)は、緑色光として例示される。赤色レーザ光L(r)は、赤色光として例示される。 The first notch filter 550b provided in the relief structure of the grating surface 541b reflects only the blue laser light L (b) in the desired direction out of the image light IL reaching the grating surface 541b. In the present embodiment, the first layer 542b is exemplified as the first hologram element. The second layer 542g is exemplified as the second hologram element. The third layer 542r is exemplified as the third hologram element. The blue laser light L (b) is exemplified as blue light. The green laser light L (g) is exemplified as green light. The red laser light L (r) is exemplified as red light.
 図12Aは、第1ノッチフィルタ550b、第2ノッチフィルタ550g及び第3ノッチフィルタ550rの特性を示す概略的なグラフである。図10乃至図12Aを用いて、第1ノッチフィルタ550b、第2ノッチフィルタ550g及び第3ノッチフィルタ550rの特性が説明される。 FIG. 12A is a schematic graph showing characteristics of the first notch filter 550b, the second notch filter 550g, and the third notch filter 550r. The characteristics of the first notch filter 550b, the second notch filter 550g, and the third notch filter 550r are described with reference to FIGS. 10 to 12A.
 図12Aに示される如く、例えば、赤色レーザ光L(r)の中心波長は、635nmに設定され、緑色レーザ光L(g)の中心波長は、532nmに設定され、青色レーザ光L(b)の中心波長は、445nmに設定されてもよい。レリーフ型のホログラム540の各波長に対する最大の反射率が「50%」に設定されるならば、第1ノッチフィルタ550b、第2ノッチフィルタ550g及び第3ノッチフィルタ550rは、図12Aに示される如く、それぞれの中心波長の近傍のみの波長成分の光を反射するように設計される。尚、図12Aに示される第1ノッチフィルタ550b、第2ノッチフィルタ550g及び第3ノッチフィルタ550rの反射率は、それぞれ最大で50%に設定されている。代替的に、第1ノッチフィルタ550b、第2ノッチフィルタ550g及び第3ノッチフィルタ550rの反射率は、50%を超える最大値を有してもよいし、或いは、50%を下回る最大値を有してもよい。第1ノッチフィルタ550b、第2ノッチフィルタ550g及び第3ノッチフィルタ550rの反射率が高い値に設定されると、HUD500の光利用効率は高くなる。第1ノッチフィルタ550b、第2ノッチフィルタ550g及び第3ノッチフィルタ550rの反射率が低い値に設定されると、車室外から車室内に入射する外光ELの光量は相対的に増大するので、車室内が明るくなる。第1ノッチフィルタ550b、第2ノッチフィルタ550g及び第3ノッチフィルタ550rの反射率は、上述の特性に従い、搭載される車両の仕様に応じて、適宜設定されてもよい。 As shown in FIG. 12A, for example, the center wavelength of the red laser light L (r) is set to 635 nm, the center wavelength of the green laser light L (g) is set to 532 nm, and the blue laser light L (b) May be set to 445 nm. If the maximum reflectance for each wavelength of the relief hologram 540 is set to “50%”, the first notch filter 550b, the second notch filter 550g, and the third notch filter 550r are as shown in FIG. 12A. , It is designed to reflect light having a wavelength component only in the vicinity of each central wavelength. Note that the reflectances of the first notch filter 550b, the second notch filter 550g, and the third notch filter 550r shown in FIG. 12A are each set to 50% at the maximum. Alternatively, the reflectivity of the first notch filter 550b, the second notch filter 550g, and the third notch filter 550r may have a maximum value greater than 50%, or have a maximum value less than 50%. May be. When the reflectivity of the first notch filter 550b, the second notch filter 550g, and the third notch filter 550r is set to a high value, the light use efficiency of the HUD 500 increases. When the reflectance of the first notch filter 550b, the second notch filter 550g, and the third notch filter 550r is set to a low value, the amount of external light EL that enters the vehicle interior from the outside of the vehicle interior relatively increases. The passenger compartment becomes brighter. The reflectivity of the first notch filter 550b, the second notch filter 550g, and the third notch filter 550r may be appropriately set according to the specifications of the vehicle to be mounted according to the above-described characteristics.
 図12Bは、第1ノッチフィルタ550b、第2ノッチフィルタ550g及び第3ノッチフィルタ550rの他の特性を示す概略的なグラフである。図11及び図12Bを用いて、第1ノッチフィルタ550b、第2ノッチフィルタ550g及び第3ノッチフィルタ550rの他の特性が説明される。 FIG. 12B is a schematic graph showing other characteristics of the first notch filter 550b, the second notch filter 550g, and the third notch filter 550r. 11 and 12B, other characteristics of the first notch filter 550b, the second notch filter 550g, and the third notch filter 550r will be described.
 図12Bに示される第2ノッチフィルタ550g及び第3ノッチフィルタ550rの特性は、図12Aに示される特性と同様である。図11に関連して説明された如く、格子面541bに到達する前に赤色レーザ光L(r)及び緑色レーザ光L(g)は、第3ノッチフィルタ550r及び第2ノッチフィルタ550gによってそれぞれ反射されるので、第1ノッチフィルタ550bは、青色レーザ光L(b)の中心波長の近傍の光だけでなく、青色レーザ光L(b)の中心波長以下の波長の光を反射してもよい(例えば、約50%の反射率で)。 The characteristics of the second notch filter 550g and the third notch filter 550r shown in FIG. 12B are the same as the characteristics shown in FIG. 12A. As described with reference to FIG. 11, before reaching the grating surface 541b, the red laser light L (r) and the green laser light L (g) are reflected by the third notch filter 550r and the second notch filter 550g, respectively. Therefore, the first notch filter 550b may reflect not only light in the vicinity of the center wavelength of the blue laser light L (b) but also light having a wavelength equal to or less than the center wavelength of the blue laser light L (b). (For example, with a reflectance of about 50%).
 図13は、レリーフ型のホログラム540の製造方法を示す概略図である。図13を用いて、レリーフ型のホログラム540の製造方法が説明される。 FIG. 13 is a schematic view showing a method for manufacturing the relief hologram 540. A method of manufacturing the relief hologram 540 will be described with reference to FIG.
 (ステップS100)
 第1実施形態と同様に、第2樹脂材230は、射出成型といった成型技術によって製造される。成型工程を通じて、第2樹脂材230の上面には、レリーフ構造の格子面541bが形成される。格子面541b上には、第1ノッチフィルタ550bが塗布或いは蒸着される。その後、ステップS110が実行される。
(Step S100)
Similar to the first embodiment, the second resin material 230 is manufactured by a molding technique such as injection molding. Through the molding process, a relief-structured lattice plane 541b is formed on the upper surface of the second resin material 230. A first notch filter 550b is applied or deposited on the lattice plane 541b. Thereafter, step S110 is executed.
 (ステップS110)
 ステップS110において、第2樹脂材230上に第1層542bに形成される液状の樹脂材料(本実施形態において、樹脂材料として、第1実施形態と同様に、紫外線硬化樹脂が例示される)が塗布される。その後、第1層542bに形成される液状の樹脂材料の層上に透明なスタンパ560が配設される。更に、透明なスタンパ560の上から紫外線が照射される。この結果、第1層542bは、第2樹脂材230上に積層される。また、第1層542bと第2樹脂材230との間には、隙間はほとんど生じない。透明なスタンパ560が除去されると、第1層542bの上面にレリーフ構造の格子面541gが形成される。その後、ステップS120が実行される。
(Step S110)
In step S110, a liquid resin material (in this embodiment, an ultraviolet curable resin is exemplified as the resin material in the present embodiment, as in the first embodiment) formed on the second resin material 230 in the first layer 542b. Applied. Thereafter, a transparent stamper 560 is disposed on the liquid resin material layer formed on the first layer 542b. Further, ultraviolet rays are irradiated from above the transparent stamper 560. As a result, the first layer 542b is laminated on the second resin material 230. In addition, there is almost no gap between the first layer 542b and the second resin material 230. When the transparent stamper 560 is removed, a lattice surface 541g having a relief structure is formed on the upper surface of the first layer 542b. Thereafter, step S120 is executed.
 (ステップS120)
 ステップS120において、格子面541g上に第2ノッチフィルタ550gが塗布或いは蒸着される。その後、第1層542b上に、第2層542gに形成される液状の樹脂材料(本実施形態において、樹脂材料として、第1層542bと同様に、紫外線硬化樹脂が例示される)が塗布される。更にその後、第2層542gに形成される液状の樹脂材料の層上に透明なスタンパ561が配設される。更に、透明なスタンパ561の上から紫外線が照射される。この結果、第2層542gは、第1層542b上に積層される。また、第1層542bと第2層542gとの間には、隙間はほとんど生じない。透明なスタンパ561が除去されると、第2層542gの上面にレリーフ構造の格子面541rが形成される。その後、ステップS130が実行される。
(Step S120)
In step S120, the second notch filter 550g is applied or deposited on the lattice plane 541g. Thereafter, a liquid resin material (in this embodiment, an ultraviolet curable resin is exemplified as the resin material in the present embodiment as in the first layer 542b) is applied to the first layer 542b. The Thereafter, a transparent stamper 561 is disposed on the liquid resin material layer formed on the second layer 542g. Further, ultraviolet rays are irradiated from above the transparent stamper 561. As a result, the second layer 542g is stacked on the first layer 542b. In addition, there is almost no gap between the first layer 542b and the second layer 542g. When the transparent stamper 561 is removed, a lattice surface 541r having a relief structure is formed on the upper surface of the second layer 542g. Thereafter, step S130 is executed.
 (ステップS130)
 ステップS130において、格子面541r上に第3ノッチフィルタ550rが塗布或いは蒸着される。その後、第2層542g上に、第3層542rに形成される液状の樹脂材料(本実施形態において、樹脂材料として、第1層542bと同様に、紫外線硬化樹脂が例示される)が塗布される。尚、第3層542rに形成される液状の樹脂材料の層の上面は、平坦化される。更にその後、第2層542g上の液状の樹脂材料の層に紫外線が照射され、第3層542rが形成される。かくして、レリーフ型のホログラム540が完成する。尚、上述の如く、第1層542b、第2層542g及び第3層542rは、第2樹脂材230と等しい屈折率を有する。
(Step S130)
In step S130, the third notch filter 550r is applied or deposited on the lattice plane 541r. Thereafter, a liquid resin material (in this embodiment, an ultraviolet curable resin is exemplified as the resin material in the present embodiment as in the first layer 542b) is applied to the second layer 542g. The Note that the upper surface of the liquid resin material layer formed in the third layer 542r is planarized. Thereafter, the layer of the liquid resin material on the second layer 542g is irradiated with ultraviolet rays to form the third layer 542r. Thus, the relief hologram 540 is completed. As described above, the first layer 542b, the second layer 542g, and the third layer 542r have the same refractive index as that of the second resin material 230.
 図11乃至図12Bを用いて、レリーフ型のホログラム540の光学的な作用が説明される。 11 to 12B, the optical action of the relief hologram 540 will be described.
 上述の如く、第3ノッチフィルタ550rは、格子面541rに入射した赤色レーザ光L(r)のうち所定の割合を、所定方向に反射する。この結果、赤色レーザ光L(r)は、レリーフ型のホログラム540から運転者DRに向けて出射され、画像として視認される。第3ノッチフィルタ550rによって反射されずに残った赤色レーザ光L(r)は、格子面541rを通過する。その後、赤色レーザ光L(r)は、格子面541g、541b及びフロントガラス210によって反射されることなしに車室外に出射される。したがって、残りの赤色レーザ光L(r)は、運転者DRに視認される画像の形成には寄与しない。 As described above, the third notch filter 550r reflects a predetermined ratio of the red laser light L (r) incident on the grating surface 541r in a predetermined direction. As a result, the red laser light L (r) is emitted from the relief hologram 540 toward the driver DR and is visually recognized as an image. The red laser light L (r) remaining without being reflected by the third notch filter 550r passes through the grating surface 541r. Thereafter, the red laser light L (r) is emitted outside the passenger compartment without being reflected by the lattice surfaces 541g and 541b and the windshield 210. Therefore, the remaining red laser light L (r) does not contribute to the formation of an image that is visually recognized by the driver DR.
 レリーフ型のホログラム540の第1面221に入射した緑色レーザ光L(g)は、第3ノッチフィルタ550r設けられた格子面541rでは反射されない。したがって、緑色レーザ光L(g)は、格子面541rを透過した後、格子面541gに入射する。 The green laser light L (g) incident on the first surface 221 of the relief hologram 540 is not reflected by the grating surface 541r provided with the third notch filter 550r. Therefore, the green laser light L (g) is incident on the grating surface 541g after passing through the grating surface 541r.
 格子面541gに設けられた第2ノッチフィルタ550gは、格子面541gに入射した緑色レーザ光L(g)のうち所定の割合を、所定の方向に反射する。この結果、緑色レーザ光L(g)は、レリーフ型のホログラム540から運転者DRに向けて出射される。したがって、格子面541gで反射された緑色レーザ光L(g)は、格子面541rで反射された赤色レーザ光L(r)とともに画像を形成する。 The second notch filter 550g provided on the grating surface 541g reflects a predetermined ratio of the green laser light L (g) incident on the grating surface 541g in a predetermined direction. As a result, the green laser light L (g) is emitted from the relief hologram 540 toward the driver DR. Therefore, the green laser light L (g) reflected by the grating surface 541g forms an image together with the red laser light L (r) reflected by the grating surface 541r.
 第2ノッチフィルタ550gによって反射されずに残った緑色レーザ光L(g)は、格子面541gを通過する。その後、緑色レーザ光L(g)は、格子面541b及びフロントガラス210によって反射されることなしに車室外に出射される。したがって、残りの緑色レーザ光L(g)は、運転者DRに視認される画像の形成には寄与しない。 The green laser light L (g) remaining without being reflected by the second notch filter 550g passes through the lattice plane 541g. Thereafter, the green laser light L (g) is emitted outside the passenger compartment without being reflected by the lattice plane 541b and the windshield 210. Therefore, the remaining green laser light L (g) does not contribute to the formation of an image visually recognized by the driver DR.
 レリーフ型のホログラム540の第1面221に入射した青色レーザ光L(b)は、第3ノッチフィルタ550rが設けられた格子面541r及び第2ノッチフィルタ550gが設けられた格子面541gでは反射されない。したがって、青色レーザ光L(b)は、格子面541r及び格子面541gを透過した後、格子面541bに入射する。 The blue laser light L (b) incident on the first surface 221 of the relief-type hologram 540 is not reflected by the grating surface 541r provided with the third notch filter 550r and the grating surface 541g provided with the second notch filter 550g. . Accordingly, the blue laser light L (b) is transmitted through the grating surface 541r and the grating surface 541g and then enters the grating surface 541b.
 格子面541bに設けられた第1ノッチフィルタ550bは、格子面541bに入射した青色レーザ光L(b)のうち所定の割合を、所定の方向に反射する。この結果、青色レーザ光L(b)は、レリーフ型のホログラム540から運転者DRに向けて出射される。したがって、格子面541bで反射された青色レーザ光L(b)は、格子面541rで反射された赤色レーザ光L(r)及び格子面541gで反射された緑色レーザ光L(g)とともに画像を形成する。 The first notch filter 550b provided on the grating surface 541b reflects a predetermined ratio of the blue laser light L (b) incident on the grating surface 541b in a predetermined direction. As a result, the blue laser light L (b) is emitted from the relief hologram 540 toward the driver DR. Therefore, the blue laser beam L (b) reflected by the grating surface 541b forms an image together with the red laser beam L (r) reflected by the grating surface 541r and the green laser beam L (g) reflected by the grating surface 541g. Form.
 第1ノッチフィルタ550bによって反射されずに残った青色レーザ光L(b)は、格子面541bを通過する。その後、青色レーザ光L(b)は、フロントガラス210によって反射されることなしに車室外に出射される。したがって、残りの青色レーザ光L(b)は、運転者DRに視認される画像の形成には寄与しない。 The blue laser light L (b) remaining without being reflected by the first notch filter 550b passes through the grating surface 541b. Thereafter, the blue laser light L (b) is emitted outside the passenger compartment without being reflected by the windshield 210. Therefore, the remaining blue laser light L (b) does not contribute to the formation of an image visually recognized by the driver DR.
 上述の如く、虚像VIは、赤色レーザ光L(r)、緑色レーザ光L(g)及び青色レーザ光L(b)によって描かれるので、運転者DRはフルカラーの画像を視認することとなる。したがって、レリーフ型のホログラム540を備えるHUD500は、表示すべきコンテンツ(画像)に着色することができる。表示されるコンテンツが、例えば、黄色や赤色の色相で表現されるならば、運転者DRへの注意喚起が促される。したがって、HUD500は、運転の安全性の向上に貢献することができる。 As described above, since the virtual image VI is drawn by the red laser light L (r), the green laser light L (g), and the blue laser light L (b), the driver DR visually recognizes a full color image. Therefore, the HUD 500 including the relief hologram 540 can color the content (image) to be displayed. If the displayed content is expressed in, for example, a yellow or red hue, an alert to the driver DR is prompted. Therefore, the HUD 500 can contribute to the improvement of driving safety.
 第1実施形態と同様に、各樹脂材(第2樹脂材230、第1層542b、第2層542g、第3層542r)は、格子面541b、541g、541rにおいて、隙間無く密着している。車室外からの外光ELのうち図12A及び図12Bに関連して説明されたノッチフィルタ(第1ノッチフィルタ550b、第2ノッチフィルタ550g及び第3ノッチフィルタ550r)それぞれの反射帯域に含まれない光成分は、回折されることなく、レリーフ型のホログラム540を透過する。したがって、フロントガラス210に入射する外光ELの大部分は、回折されることなく、車室内に入射する結果、一般的なレリーフ型のホログラムで生ずるような高次の回折光に起因する迷光はほとんど生じない。運転者DRの眼には、迷光はほとんど入射しないので、運転者は迷光に妨げられることなく、安全な運転を行うことができる。したがって、HUD500は、迷光をほとんど発生させることがないので、視認性に優れた画像を表示することができる。第1実施形態と同様に、投射光学系180は、好ましくは、レリーフ型のホログラム540の第1面221の少なくとも1箇所において、映像光ILの入射角が略垂直となるように設計される。この結果、HUD500は、迷光をほとんど発生させることなく、高画質の画像を表示することができる。 As in the first embodiment, the resin materials (second resin material 230, first layer 542b, second layer 542g, and third layer 542r) are in close contact with each other on the lattice surfaces 541b, 541g, and 541r. . Of the outside light EL from outside the passenger compartment, notch filters (first notch filter 550b, second notch filter 550g, and third notch filter 550r) described in relation to FIGS. 12A and 12B are not included in the reflection bands. The light component passes through the relief hologram 540 without being diffracted. Therefore, most of the external light EL incident on the windshield 210 is not diffracted, but is incident on the vehicle interior. As a result, stray light caused by higher-order diffracted light generated in a general relief hologram is not generated. Almost does not occur. Since stray light hardly enters the eyes of the driver DR, the driver can drive safely without being disturbed by the stray light. Therefore, since the HUD 500 hardly generates stray light, an image with excellent visibility can be displayed. Similar to the first embodiment, the projection optical system 180 is preferably designed so that the incident angle of the image light IL is substantially vertical at at least one location on the first surface 221 of the relief hologram 540. As a result, the HUD 500 can display a high-quality image with almost no stray light.
 図11、図12B及び図13を用いて、第1層542b、第2層542g及び第3層542rの積層順序に関連する効果が説明される。 The effects related to the stacking order of the first layer 542b, the second layer 542g, and the third layer 542r will be described with reference to FIGS.
 図13に示されるレリーフ型のホログラム540の製造工程において、最も下方に、映像光ILの光成分のうち最も波長の短い青色レーザ光L(b)を回折させるための格子面541bが形成される。格子面541bの上方に2番目に波長の長い緑色レーザ光L(g)を回折させるための格子面541gが形成される。格子面541g上に映像光ILの光成分のうち最も波長の長い赤色レーザ光L(r)を回折させるための格子面541rが形成される。したがって、図11に示される如く、第1面221から第2面231に向けて、第3層542r、第2層542g及び第1層542bが順に積層される。 In the manufacturing process of the relief hologram 540 shown in FIG. 13, a grating surface 541b for diffracting the blue laser light L (b) having the shortest wavelength among the optical components of the image light IL is formed at the lowermost position. . A grating surface 541g for diffracting the green laser light L (g) having the second longest wavelength is formed above the grating surface 541b. On the grating surface 541g, a grating surface 541r for diffracting the red laser beam L (r) having the longest wavelength among the light components of the image light IL is formed. Therefore, as shown in FIG. 11, the third layer 542r, the second layer 542g, and the first layer 542b are sequentially stacked from the first surface 221 to the second surface 231.
 一般的に、回折角が同じであるならば、長波長の光の方が、長いピッチ(p)の格子面形状を要求する。この結果、回折角が同じであるならば、長波長の光の方が、レリーフの凹凸寸法(D)は大きくなる。 Generally, if the diffraction angles are the same, longer wavelength light requires a longer pitch (p) lattice plane shape. As a result, if the diffraction angles are the same, the relief unevenness dimension (D) becomes larger for light having a longer wavelength.
 図13に示される製造方法に従ってレリーフ型のホログラムが作成されるならば、塗布された液状の樹脂材料に設置されたスタンパ560,561上から紫外線を照射し、液状の樹脂材料が硬化する。この結果、格子面541b,541g,541rがそれぞれ形成される。このような格子面541b,541g,541rにおいては、凹凸寸法(D)が小さな層から形成されることが好ましい。 If a relief-type hologram is created according to the manufacturing method shown in FIG. 13, the liquid resin material is cured by irradiating ultraviolet rays from the stampers 560 and 561 placed on the applied liquid resin material. As a result, lattice planes 541b, 541g, and 541r are formed, respectively. Such lattice planes 541b, 541g, and 541r are preferably formed from a layer having a small unevenness dimension (D).
 凹凸寸法(D)が小さい場合、スタンパ560,561による加圧時の加圧面内の圧力差が生じにくいので、高い精度でスタンパ560,561の格子面形状が転写される。凹凸寸法(D)が比較的大きい格子面の形成前に、凹凸寸法(D)が小さな格子面が形成されるならば、凹凸寸法(D)が比較的大きい格子面の形状に影響する形状誤差が小さくなる。したがって、レリーフ型のホログラム540全体として、格子面の正確な転写が達成される。レリーフ型のホログラム540は、高い精度で製造されるので、HUD500は、高い画質の画像を表示することができる。 When the concave and convex dimension (D) is small, the pressure difference in the pressurization surface during pressurization by the stampers 560 and 561 is unlikely to occur, so that the lattice plane shape of the stampers 560 and 561 is transferred with high accuracy. If a lattice surface with a small uneven dimension (D) is formed before the formation of a lattice surface with a relatively large uneven dimension (D), a shape error that affects the shape of the lattice surface with a relatively large uneven dimension (D). Becomes smaller. Therefore, accurate transfer of the lattice plane is achieved for the relief hologram 540 as a whole. Since the relief hologram 540 is manufactured with high accuracy, the HUD 500 can display an image with high image quality.
 図11に示される如く、青色レーザ光L(b)を回折させる格子面541bは、最も外側(フロントガラス210の最も近く)に配設される。図12Bに関連して説明された如く、格子面541b上に形成される第1ノッチフィルタ550bが、青色レーザ光L(b)だけでなく、青色レーザ光L(b)よりも短い波長の紫外線(波長400nm以下)を所定の反射率(図12Bは、約50%の反射率を示す)で反射するならば、第1ノッチフィルタ550bは、外光ELが含む紫外線を反射させる(即ち、除去する)ことができる。特に、図13で関連して説明された如く、第1層542b、第2層542g及び第3層542rが、紫外線を多く吸収する紫外線硬化樹脂で形成されているならば、第1ノッチフィルタ550bは、紫外線吸収に起因する第1層542b、第2層542g及び第3層542rの劣化を好適に抑制する。したがって、HUD500の信頼性が向上する。 As shown in FIG. 11, the grating surface 541b that diffracts the blue laser light L (b) is disposed on the outermost side (closest to the windshield 210). As described with reference to FIG. 12B, the first notch filter 550b formed on the grating surface 541b has not only the blue laser light L (b) but also an ultraviolet ray having a shorter wavelength than the blue laser light L (b). If (with a wavelength of 400 nm or less) is reflected with a predetermined reflectance (FIG. 12B shows a reflectance of about 50%), the first notch filter 550b reflects (that is, removes) the ultraviolet light included in the external light EL. can do. In particular, as described with reference to FIG. 13, if the first layer 542b, the second layer 542g, and the third layer 542r are formed of an ultraviolet curable resin that absorbs a large amount of ultraviolet rays, the first notch filter 550b. Suitably suppresses deterioration of the first layer 542b, the second layer 542g, and the third layer 542r due to ultraviolet absorption. Therefore, the reliability of the HUD 500 is improved.
 青色レーザ光L(b)を回折される格子面541bが最も外方に形成される結果、第1ノッチフィルタ550bの形成も容易となる。図12Bに示される如く、第1ノッチフィルタ550bの反射特性は、紫外線の波長域と青色レーザ光L(b)との間での反射率の低減を要求されない。したがって、紫外線を反射させるためのコート層及び青色レーザ光L(b)を反射させるためのコート層は、単なるローパスフィルタとして形成されればよい。かくして、第1ノッチフィルタ550bのコーティングが容易となる。 As a result of the outermost grating surface 541b that diffracts the blue laser light L (b) being formed, the first notch filter 550b can be easily formed. As shown in FIG. 12B, the reflection characteristic of the first notch filter 550b is not required to reduce the reflectance between the ultraviolet wavelength region and the blue laser light L (b). Therefore, the coat layer for reflecting the ultraviolet rays and the coat layer for reflecting the blue laser light L (b) may be formed as a simple low-pass filter. Thus, the coating of the first notch filter 550b is facilitated.
 一方で、緑色レーザ光L(g)を反射させる第2ノッチフィルタ550gや赤色レーザ光L(r)を反射させる第3ノッチフィルタ550rへの紫外線を反射させる特性の追加は容易ではない。第1層542bと第1面221との間に配設される第2層542gや第3層542rの第2ノッチフィルタ550gや第3ノッチフィルタ550rに紫外線を反射させる特性が追加されるならば、青色レーザ光L(b)の中心波長445nm付近の帯域において、必ず反射率は、「0%」に設定される必要がある。しかしながら、このような特性を有するノッチフィルタの成膜は、非常に困難であり、或いは、高コストとなる。したがって、映像光ILのうち最も波長の短い青色レーザ光L(b)を回折させる格子面541bが最外に形成されることが好ましい。また、格子面541b上に形成される第1ノッチフィルタ550bは、紫外線を反射する特性を有するコート層を含むことが好ましい。かくして、信頼性の高いHUD500が、安価に製造される。 On the other hand, it is not easy to add the characteristic of reflecting ultraviolet rays to the second notch filter 550g that reflects the green laser light L (g) and the third notch filter 550r that reflects the red laser light L (r). If the second layer 542g and the second notch filter 550g or the third notch filter 550r of the third layer 542r disposed between the first layer 542b and the first surface 221 are added with a characteristic of reflecting ultraviolet rays. In the band around the center wavelength of 445 nm of the blue laser light L (b), the reflectance must be set to “0%”. However, it is very difficult or expensive to form a notch filter having such characteristics. Therefore, it is preferable that the grating surface 541b that diffracts the blue laser light L (b) having the shortest wavelength in the image light IL is formed on the outermost side. The first notch filter 550b formed on the lattice plane 541b preferably includes a coat layer having a property of reflecting ultraviolet rays. Thus, the highly reliable HUD 500 is manufactured at low cost.
 尚、図12Bに示される第1ノッチフィルタ550bの紫外線の反射率は、約50%である。代替的に或いは好ましくは、第1ノッチフィルタ550bの紫外線の反射率は、50%を超える値に設定されてもよい。 Note that the reflectance of the ultraviolet rays of the first notch filter 550b shown in FIG. 12B is about 50%. Alternatively or preferably, the ultraviolet reflectance of the first notch filter 550b may be set to a value exceeding 50%.
 本実施形態において、光源として、赤色レーザ光源510r、緑色レーザ光源510g及び青色レーザ光源510bが例示される。代替的に、赤色、緑色及び青色の光をそれぞれ発するLEDや白色LEDといった他の光源要素が光源として用いられてもよい。尚、赤色レーザ光源510r、緑色レーザ光源510g及び青色レーザ光源510bが出射する赤色レーザ光L(r)、緑色レーザ光L(g)及び青色レーザ光L(b)それぞれの波長範囲は、LEDといった他の光源よりも狭いので、光源としての赤色レーザ光源510r、緑色レーザ光源510g及び青色レーザ光源510bの利用は、ホログラム540での高い回折効率を達成することができる。したがって、光源として赤色レーザ光L(r)、緑色レーザ光L(g)及び青色レーザ光L(b)が用いられるならば、波長の広がりに起因する画像のボケが好適に抑制される。かくして、HUD500は、低い電力消費で、高画質の画像を表示することができる。 In this embodiment, examples of the light source include a red laser light source 510r, a green laser light source 510g, and a blue laser light source 510b. Alternatively, other light source elements such as LEDs that emit red, green, and blue light or white LEDs may be used as the light source. The wavelength ranges of the red laser light L (r), green laser light L (g), and blue laser light L (b) emitted from the red laser light source 510r, the green laser light source 510g, and the blue laser light source 510b are LEDs. Since it is narrower than the other light sources, the use of the red laser light source 510r, the green laser light source 510g, and the blue laser light source 510b as light sources can achieve high diffraction efficiency in the hologram 540. Therefore, if the red laser beam L (r), the green laser beam L (g), and the blue laser beam L (b) are used as the light source, the blurring of the image due to the spread of the wavelength is suitably suppressed. Thus, the HUD 500 can display high-quality images with low power consumption.
 本実施形態において、空間変調素子として液晶パネル150が用いられる。代替的に、光源及び投射光学系として、二次元的に配列されたLEDを含むLEDアレイ光源といった光源要素が用いられてもよい。更に代替的に、本実施形態に関連して説明された原理を適用可能な他の空間変調素子がHUDに組み込まれてもよい。 In the present embodiment, the liquid crystal panel 150 is used as a spatial modulation element. Alternatively, a light source element such as an LED array light source including two-dimensionally arranged LEDs may be used as the light source and the projection optical system. Further alternatively, other spatial modulation elements to which the principles described in connection with this embodiment can be applied may be incorporated in the HUD.
 (第4実施形態)
 図14は、第4実施形態に従うシースルーディスプレイとして例示されるHUDの概略図である。図14を用いて、第4実施形態のHUDが説明される。
(Fourth embodiment)
FIG. 14 is a schematic diagram of a HUD exemplified as a see-through display according to the fourth embodiment. The HUD of the fourth embodiment will be described using FIG.
 HUD500Aは、第3実施形態に関連して説明されたHUD500と同様の赤色レーザ光源510r、投射光学系180及び制御部190に加えて、青緑色レーザ光源510bgを備える。赤色レーザ光源510rは、第3実施形態と同様に、制御部190に電気的に接続される。また、青緑色レーザ光源510bgも、同様に、制御部190に電気的に接続される。赤色レーザ光源510rは、制御部190の制御下で、赤色レーザ光L(r)を出射する。青緑色レーザ光源510bgは、制御部190の制御下で、青緑色レーザ光L(bg)を出射する。本実施形態において、青緑色レーザ光源510bgは、第1光源として例示される。赤色レーザ光源510rは、第2光源として例示される。また、青緑色レーザ光源510bgから出射される青緑色レーザ光L(bg)は、第1光として例示される。赤色レーザ光源510rから出射される赤色レーザ光L(r)は、第2光として例示される。 The HUD 500A includes a blue-green laser light source 510bg in addition to the red laser light source 510r, the projection optical system 180, and the control unit 190 similar to the HUD 500 described in relation to the third embodiment. The red laser light source 510r is electrically connected to the control unit 190 as in the third embodiment. Similarly, the blue-green laser light source 510bg is also electrically connected to the control unit 190. The red laser light source 510r emits red laser light L (r) under the control of the control unit 190. The blue-green laser light source 510bg emits blue-green laser light L (bg) under the control of the control unit 190. In the present embodiment, the blue-green laser light source 510bg is exemplified as the first light source. The red laser light source 510r is exemplified as the second light source. Further, the blue-green laser light L (bg) emitted from the blue-green laser light source 510bg is exemplified as the first light. The red laser light L (r) emitted from the red laser light source 510r is exemplified as the second light.
 HUD500Aは、ダイクロイックミラー533を更に備える。青緑色レーザ光源510bgが出射した青緑色レーザ光L(bg)及び赤色レーザ光源510rが出射した赤色レーザ光L(r)は、ダイクロイックミラー533で合波される。その後、合波されたレーザ光は、投射光学系180のレンズ130に向かう。 The HUD 500A further includes a dichroic mirror 533. The blue-green laser light L (bg) emitted from the blue-green laser light source 510bg and the red laser light L (r) emitted from the red laser light source 510r are combined by the dichroic mirror 533. Thereafter, the combined laser light travels toward the lens 130 of the projection optical system 180.
 HUD500Aは、フロントガラス210に取り付けられたレリーフ型のホログラム540Aを更に備える。投射光学系180は、第1実施形態乃至第3実施形態と同様に、レーザ光を用いて、映像光ILを生成する。ホログラム540Aは、映像光ILを運転者DRに向けて回折する。この結果、運転者DRは、フロントガラス210越しに、虚像VIを視認する。 The HUD 500A further includes a relief hologram 540A attached to the windshield 210. As in the first to third embodiments, the projection optical system 180 generates image light IL using laser light. The hologram 540A diffracts the image light IL toward the driver DR. As a result, the driver DR visually recognizes the virtual image VI through the windshield 210.
 図15は、レリーフ型のホログラム540Aの概略的な断面図である。図14及び図15を用いて、レリーフ型のホログラム540Aが説明される。 FIG. 15 is a schematic cross-sectional view of a relief hologram 540A. The relief hologram 540A is described with reference to FIGS.
 レリーフ型のホログラム540Aは、フロントガラス210の内面211に取り付けられた第2樹脂材230と、第2樹脂材230に積層された第1樹脂材220Bと、を備える。第1樹脂材220Bは、第2樹脂材230に積層される第1層740bgと第1層740bgに積層される第2層740rと、を備える。したがって、第3実施形態に関連して説明されたレリーフ型のホログラム540と異なり、レリーフ型のホログラム540Aは、3層構造を有する。 The relief hologram 540A includes a second resin material 230 attached to the inner surface 211 of the windshield 210, and a first resin material 220B laminated on the second resin material 230. The first resin material 220B includes a first layer 740bg laminated on the second resin material 230 and a second layer 740r laminated on the first layer 740bg. Therefore, unlike the relief type hologram 540 described in relation to the third embodiment, the relief type hologram 540A has a three-layer structure.
 図14に示される如く、投射光学系180は、フロントガラス210に取り付けられたレリーフ型のホログラム540Aに映像光ILを投射する。映像光ILは、第2層740rが形成する第1面221に入射する。レリーフ型のホログラム540Aは、映像光ILが含む青緑色レーザ光L(bg)及び赤色レーザ光L(r)をそれぞれ運転者DRに向けて回折並びに偏向する。かくして、運転者DRは、レリーフ型のホログラム540Aによって拡大された虚像VIをフロントガラス210越しに視認することができる。 As shown in FIG. 14, the projection optical system 180 projects the image light IL onto a relief hologram 540A attached to the windshield 210. The image light IL is incident on the first surface 221 formed by the second layer 740r. Relief-type hologram 540A diffracts and deflects blue-green laser beam L (bg) and red laser beam L (r) included in image light IL toward driver DR, respectively. Thus, the driver DR can visually recognize the virtual image VI enlarged by the relief hologram 540A through the windshield 210.
 図15に示される如く、レリーフ型のホログラム540Aは、第1層740bgと第2層740rとの間に形成された格子面741rと、第1層740bgと第2樹脂材230との間に形成された格子面741bgと、を備える。レリーフ型のホログラム540Aは、格子面741bg上に形成された第1ノッチフィルタ750bgと、格子面741r上に形成された第2ノッチフィルタ750rと、を更に備える。 As shown in FIG. 15, the relief hologram 540A is formed between the grating surface 741r formed between the first layer 740bg and the second layer 740r, and between the first layer 740bg and the second resin material 230. Grid surface 741bg. Relief-type hologram 540A further includes a first notch filter 750bg formed on grating surface 741bg and a second notch filter 750r formed on grating surface 741r.
 図16は、第1ノッチフィルタ750bg及び第2ノッチフィルタ750rの理想的な特性を示す概略的なグラフである。図14乃至図16を用いて、第1ノッチフィルタ750bg及び第2ノッチフィルタ750rの特性が説明される。 FIG. 16 is a schematic graph showing ideal characteristics of the first notch filter 750bg and the second notch filter 750r. The characteristics of the first notch filter 750bg and the second notch filter 750r will be described with reference to FIGS.
 図16に示される如く、例えば、赤色レーザ光L(r)の中心波長は、635nmに設定され、青緑色レーザ光L(bg)の中心波長は、488nmに設定されてもよい。レリーフ型のホログラム540Aの各波長に対する最大の反射率が「50%」に設定されるならば、第1ノッチフィルタ750bg及び第2ノッチフィルタ750rは、図16に示される如く、それぞれの中心波長の近傍のみの波長成分の光を反射するように設計される。尚、図16に示される第1ノッチフィルタ750bg及び第2ノッチフィルタ750rの反射率は、それぞれ最大で50%に設定されている。代替的に、第1ノッチフィルタ550bg及び第2ノッチフィルタ550rの反射率は、50%を超える最大値を有してもよいし、或いは、50%を下回る最大値を有してもよい。第1ノッチフィルタ750bg及び第2ノッチフィルタ750rの反射率が高い値に設定されると、HUD500Aの光利用効率は高くなる。第1ノッチフィルタ750bg及び第2ノッチフィルタ750rの反射率が低い値に設定されると、車室外から車室内に入射する外光ELの光量は相対的に増大するので、車室内が明るくなる。第1ノッチフィルタ750bg及び第2ノッチフィルタ750rの反射率は、上述の特性に従い、搭載される車両の仕様に応じて、適宜設定されてもよい。 As shown in FIG. 16, for example, the center wavelength of the red laser beam L (r) may be set to 635 nm, and the center wavelength of the blue-green laser beam L (bg) may be set to 488 nm. If the maximum reflectance for each wavelength of the relief-type hologram 540A is set to “50%”, the first notch filter 750bg and the second notch filter 750r have the respective center wavelengths as shown in FIG. It is designed to reflect light of wavelength components only in the vicinity. Note that the reflectance of the first notch filter 750bg and the second notch filter 750r shown in FIG. 16 is set to 50% at the maximum. Alternatively, the reflectivity of the first notch filter 550bg and the second notch filter 550r may have a maximum value greater than 50%, or may have a maximum value less than 50%. When the reflectivity of the first notch filter 750bg and the second notch filter 750r is set to a high value, the light use efficiency of the HUD 500A increases. When the reflectance of the first notch filter 750bg and the second notch filter 750r is set to a low value, the amount of external light EL that enters the vehicle interior from the outside of the vehicle interior relatively increases, so the interior of the vehicle becomes bright. The reflectivities of the first notch filter 750bg and the second notch filter 750r may be appropriately set according to the specifications of the vehicle to be mounted according to the above-described characteristics.
 第1ノッチフィルタ750bg及び第2ノッチフィルタ750rが、図16に示される反射特性をそれぞれ有するならば、第1実施形態乃至第3実施形態と同様に、HUD500Aは、画像を形成するための映像光ILを高効率に回折することができる。加えて、HUD500Aは、車室外から入射する外光ELの大部分の車室内への入射を許容する。したがって、HUD500Aは、低い消費電力で、迷光の少ない視認性に優れた画像を運転者DRに提供することができる。 If the first notch filter 750bg and the second notch filter 750r have the reflection characteristics shown in FIG. 16, respectively, the HUD 500A uses the video light for forming an image, as in the first to third embodiments. IL can be diffracted with high efficiency. In addition, the HUD 500 </ b> A allows most outside light EL incident from outside the vehicle compartment to enter the vehicle interior. Therefore, the HUD 500A can provide the driver DR with a low power consumption and an image with low stray light and excellent visibility.
 図17は、レリーフ型のホログラム540Aの製造方法の概略図である。図17に示されるレリーフ型のホログラム540Aの製造方法は、比較的簡便である。 FIG. 17 is a schematic view of a manufacturing method of the relief type hologram 540A. The manufacturing method of the relief hologram 540A shown in FIG. 17 is relatively simple.
 (ステップS200)
 第2樹脂材230及び第2層740rは、射出成型といった成型技術を用いて、個別に作成される。第2樹脂材230の射出成型の結果、第2樹脂材230の上面には、レリーフ構造を有する格子面741bgが形成される。また、第2層740rの射出成型の結果、第2層740rの下面には、レリーフ構造を有する格子面741rが形成される。
(Step S200)
The second resin material 230 and the second layer 740r are individually created using a molding technique such as injection molding. As a result of the injection molding of the second resin material 230, a lattice surface 741bg having a relief structure is formed on the upper surface of the second resin material 230. Further, as a result of injection molding of the second layer 740r, a lattice surface 741r having a relief structure is formed on the lower surface of the second layer 740r.
 その後、格子面741bg上に第1ノッチフィルタ750bgが塗布又は蒸着される。また、格子面741r上に第2ノッチフィルタ750rが塗布又は蒸着される。 Thereafter, a first notch filter 750bg is applied or deposited on the lattice plane 741bg. A second notch filter 750r is applied or deposited on the lattice surface 741r.
 更にその後、格子面741bg上に第1層740bgに形成される液状の樹脂材料(本実施形態において、上述の一連の実施形態と同様に、樹脂材料は、紫外線硬化樹脂である)が塗布される。その後、ステップS210が実行される。 Thereafter, a liquid resin material (in this embodiment, the resin material is an ultraviolet curable resin as in the above-described series of embodiments) formed on the first layer 740bg is applied onto the lattice plane 741bg. . Thereafter, step S210 is executed.
 (ステップS210)
 ステップS210において、第2層740rは、第1層740bgに形成される液状の樹脂材料の層上に設置される。その後、紫外線が照射されると、第2層740rと第2樹脂材230との間の液状の樹脂材料が硬化し、第1層740bgとなる。かくして、非常に簡便な製造方法を用いて、レリーフ型のホログラム540Aは作成される。
(Step S210)
In step S210, the second layer 740r is placed on the liquid resin material layer formed on the first layer 740bg. Thereafter, when the ultraviolet ray is irradiated, the liquid resin material between the second layer 740r and the second resin material 230 is cured to become the first layer 740bg. Thus, the relief hologram 540A is created using a very simple manufacturing method.
 本実施形態において、HUD500Aは、赤色レーザ光L(r)を出射する赤色レーザ光源510rと、赤色レーザ光L(r)の色相(赤)に対して補色の色相を有する青緑色レーザ光L(bg)を出射する青緑色レーザ光源510bgと、を備える。したがって、HUD500Aは、白色、赤色及び青緑色の3色を用いて表現される画像を表示することができる。 In this embodiment, the HUD 500A includes a red laser light source 510r that emits red laser light L (r), and a blue-green laser light L (having a complementary color to the hue (red) of the red laser light L (r). bg), and a blue-green laser light source 510bg. Therefore, the HUD 500A can display an image expressed using three colors of white, red, and blue-green.
 一般的に、HUDといったシースルーディスプレイでは、表示されるコンテンツの種類は多くない。したがって、フルカラーでの画像の表現は、あまり必要とされない。多くの場合、3つの色相を用いて、表示すべきコンテンツは表現される。したがって、HUD500Aは、2種類の光源のみを有するけれども、実用上十分な色彩表現をすることができる。HUD500Aの光源の数が2つとなる結果、実用上の利便性を維持しつつ、安価なHUD500Aが提供されることとなる。 Generally, in the see-through display such as HUD, there are not many kinds of displayed contents. Therefore, a full color image representation is not required much. In many cases, the content to be displayed is expressed using three hues. Therefore, although the HUD 500A has only two types of light sources, it can perform practically sufficient color expression. As a result of the number of light sources of the HUD 500A being two, an inexpensive HUD 500A is provided while maintaining practical convenience.
 本実施形態において、HUD500Aは、赤色レーザ光L(r)を出射する赤色レーザ光源510rと、赤色レーザ光L(r)の色相(赤)に対して補色の色相を有する青緑色レーザ光L(bg)を出射する青緑色レーザ光源510bgと、を備える。代替的に、HUDは、他の色相の組み合わせを達成するレーザ光源の組を備えてもよい。例えば、HUDは、青色レーザ光を出射する青色レーザ光源と、青色レーザ光の色相(青)に対して補色の色相を有する黄色レーザ光を出射する黄色レーザ光源と、を備えてもよい。更に代替的に、HUDは、紫色レーザ光を出射する紫色レーザ光源と、紫色レーザ光の色相(紫)に対して補色の色相を有する黄緑色レーザ光を出射する黄緑色レーザ光源と、を備えてもよい。補色関係にある2色のレーザ光を出射する光源の組が用いられることによって、白色を用いて、画像が表現される。しかしながら、画像の表現に白色が必要とされないならば、補色関係にない2色のレーザ光を出射する光源の組がHUDに用いられてもよい。 In this embodiment, the HUD 500A includes a red laser light source 510r that emits red laser light L (r), and a blue-green laser light L (having a complementary color to the hue (red) of the red laser light L (r). bg), and a blue-green laser light source 510bg. Alternatively, the HUD may comprise a set of laser light sources that achieve other hue combinations. For example, the HUD may include a blue laser light source that emits blue laser light and a yellow laser light source that emits yellow laser light having a hue complementary to the hue (blue) of the blue laser light. Further alternatively, the HUD includes a violet laser light source that emits violet laser light, and a yellow-green laser light source that emits yellow-green laser light having a hue complementary to the hue (purple) of the violet laser light. May be. By using a set of light sources that emit two-color laser beams having complementary colors, an image is expressed using white. However, if white is not required to represent an image, a set of light sources that emit laser beams of two colors that are not in a complementary color relationship may be used for the HUD.
 (第5実施形態)
 図18は、第5実施形態に従うシースルーディスプレイとして例示されるヘッドマウントディスプレイ(HMD)の概略図である。図18を用いて、第5実施形態のHMDが説明される。
(Fifth embodiment)
FIG. 18 is a schematic view of a head mounted display (HMD) exemplified as a see-through display according to the fifth embodiment. The HMD of the fifth embodiment is described with reference to FIG.
 HMD700は、第3実施形態のHUD500と同様に、制御部190、赤色レーザ光源510r、緑色レーザ光源510g、青色レーザ光源510b、第1ダイクロイックミラー531及び第2ダイクロイックミラー532を備える。赤色レーザ光源510r、緑色レーザ光源510g及び青色レーザ光源510bは、制御部190にそれぞれ電気的に接続される。 The HMD 700 includes a control unit 190, a red laser light source 510r, a green laser light source 510g, a blue laser light source 510b, a first dichroic mirror 531 and a second dichroic mirror 532, similarly to the HUD 500 of the third embodiment. The red laser light source 510r, the green laser light source 510g, and the blue laser light source 510b are electrically connected to the control unit 190, respectively.
 赤色レーザ光源510rは、制御部190の制御下で、中心波長570nm~680nmの赤色レーザ光L(r)を出射する。緑色レーザ光源510gは、制御部190の制御下で、中心波長490nm~570nmの緑色レーザ光L(g)を出射する。青色レーザ光源510bは、制御部190の制御下で、中心波長400nm~490nmの青色レーザ光L(b)を出射する。 The red laser light source 510r emits red laser light L (r) having a center wavelength of 570 nm to 680 nm under the control of the control unit 190. The green laser light source 510g emits green laser light L (g) having a center wavelength of 490 nm to 570 nm under the control of the control unit 190. The blue laser light source 510b emits blue laser light L (b) having a center wavelength of 400 nm to 490 nm under the control of the control unit 190.
 HMD700は、投射光学系180Bを更に備える。投射光学系180Bは、折返ミラー140Bと、MEMSミラー300Bと、を備える。MEMSミラー300Bは、制御部190に電気的に接続される。 The HMD 700 further includes a projection optical system 180B. The projection optical system 180B includes a folding mirror 140B and a MEMS mirror 300B. The MEMS mirror 300B is electrically connected to the control unit 190.
 青色レーザ光源510bが出射した青色レーザ光L(b)及び赤色レーザ光源510rが出射した赤色レーザ光L(r)は、第1ダイクロイックミラー531で合波される。その後、合波されたレーザ光は、第2ダイクロイックミラー532に向かう。第1ダイクロイックミラー531で合波されたレーザ光及び緑色レーザ光源510gから出射された緑色レーザ光L(g)は、第2ダイクロイックミラー532で合波される。第2ダイクロイックミラーで合波されたレーザ光は、投射光学系180Bの折返ミラー140Bに入射する。折返ミラー140Bにて反射された赤色レーザ光L(r)、緑色レーザ光L(g)及び青色レーザ光L(b)は、MEMSミラー300Bにて二次元的に偏向走査される。この結果、投射光学系180Bから映像光ILが出射される。 The blue laser light L (b) emitted from the blue laser light source 510b and the red laser light L (r) emitted from the red laser light source 510r are combined by the first dichroic mirror 531. Thereafter, the combined laser light travels to the second dichroic mirror 532. The laser light combined by the first dichroic mirror 531 and the green laser light L (g) emitted from the green laser light source 510 g are combined by the second dichroic mirror 532. The laser beam combined by the second dichroic mirror is incident on the folding mirror 140B of the projection optical system 180B. The red laser light L (r), green laser light L (g), and blue laser light L (b) reflected by the folding mirror 140B are two-dimensionally deflected and scanned by the MEMS mirror 300B. As a result, the image light IL is emitted from the projection optical system 180B.
 赤色レーザ光源510r、緑色レーザ光源510g、青色レーザ光源510b及びMEMSミラー300Bは、制御部190の制御下で動作する。制御部190は、例えば、MEMSミラー300Bの振り角を制御する。また、制御部190は、赤色レーザ光L(r)、緑色レーザ光L(g)及び青色レーザ光L(b)の走査位置と表示すべき画像とに応じて、赤色レーザ光源510r、緑色レーザ光源510g及び青色レーザ光源510bを制御し、赤色レーザ光L(r)、緑色レーザ光L(g)及び青色レーザ光L(b)の強度も変調する。 The red laser light source 510r, the green laser light source 510g, the blue laser light source 510b, and the MEMS mirror 300B operate under the control of the control unit 190. For example, the control unit 190 controls the swing angle of the MEMS mirror 300B. In addition, the control unit 190 controls the red laser light source 510r, the green laser light depending on the scanning position of the red laser light L (r), the green laser light L (g), and the blue laser light L (b) and the image to be displayed. The light source 510g and the blue laser light source 510b are controlled, and the intensity of the red laser light L (r), the green laser light L (g), and the blue laser light L (b) is also modulated.
 HMD700は、使用者の眼前に配設されるレンズ部710と、レンズ部710に取り付けられたレリーフ型のホログラム940と、を更に備える。レリーフ型のホログラム940は、レンズ部710と使用者の眼との間に配設される。投射光学系180Bから出射された映像光ILは、使用者の眼に対向するレンズ部710の内面711に取り付けられたレリーフ型のホログラム940に入射する。 The HMD 700 further includes a lens unit 710 disposed in front of the user's eyes, and a relief hologram 940 attached to the lens unit 710. The relief hologram 940 is disposed between the lens unit 710 and the user's eye. The video light IL emitted from the projection optical system 180B is incident on a relief hologram 940 attached to the inner surface 711 of the lens unit 710 facing the user's eye.
 図19は、レリーフ型のホログラム940の概略的な断面図である。図11、図18及び図19を用いて、レリーフ型のホログラム940が説明される。 FIG. 19 is a schematic cross-sectional view of a relief hologram 940. A relief hologram 940 is described with reference to FIGS. 11, 18 and 19.
 レリーフ型のホログラム940は、第3実施形態に関連して説明されたレリーフ型のホログラム540と略同様の構造を有する。レリーフ型のホログラム940は、レンズ部710の内面711に取り付けられた第2樹脂材930を備える。レリーフ型のホログラム940は、第2樹脂材930に積層された第1樹脂材920を更に備える。第1樹脂材920は、第2樹脂材930とレリーフ構造の格子面941bを形成する第1層942bと、第1層942bとレリーフ構造の格子面941gを形成する第2層942gと、第2層942gとレリーフ構造の格子面941rを形成する第3層942rと、を含む。第1層942b、第2層942g及び第3層942rは、第2樹脂材930と略同一の屈折率を有する。したがって、第3層942rによって形成される第1面921と第2樹脂材930が形成する第2面931との間で屈折率は一様となる。また、第2樹脂材930、第1層942b、第2層942g及び第3層942rは、好ましくは、隙間無く密着している。 The relief hologram 940 has a structure substantially similar to the relief hologram 540 described in relation to the third embodiment. The relief hologram 940 includes a second resin material 930 attached to the inner surface 711 of the lens unit 710. The relief hologram 940 further includes a first resin material 920 laminated on the second resin material 930. The first resin material 920 includes a second resin material 930 and a first layer 942b that forms a relief-structured lattice surface 941b, a first layer 942b and a second layer 942g that forms a relief-structured lattice surface 941g, And a third layer 942r forming a relief-structured lattice plane 941r. The first layer 942b, the second layer 942g, and the third layer 942r have substantially the same refractive index as that of the second resin material 930. Therefore, the refractive index is uniform between the first surface 921 formed by the third layer 942r and the second surface 931 formed by the second resin material 930. The second resin material 930, the first layer 942b, the second layer 942g, and the third layer 942r are preferably in close contact with each other without a gap.
 レリーフ型のホログラム940は、格子面941bを少なくとも部分的に覆う第1ノッチフィルタ950bと、格子面941gを少なくとも部分的に覆う第2ノッチフィルタ950gと、格子面941rを少なくとも部分的に覆う第3ノッチフィルタ950rと、を含む。第1面921に入射する映像光ILは、図18に関連して説明されたように、赤色レーザ光L(r)、緑色レーザ光L(g)及び青色レーザ光L(b)を含む。 The relief hologram 940 includes a first notch filter 950b that at least partially covers the grating surface 941b, a second notch filter 950g that at least partially covers the grating surface 941g, and a third that at least partially covers the grating surface 941r. A notch filter 950r. The image light IL incident on the first surface 921 includes the red laser light L (r), the green laser light L (g), and the blue laser light L (b) as described with reference to FIG.
 格子面941rのレリーフ構造に設けられた第3ノッチフィルタ950rは、所望の入射角で第1面921に入射した映像光ILのうち赤色レーザ光L(r)のみを所望の方向に反射する。格子面941rに到達した映像光ILは、第2層942g中を更に伝搬し、その後、格子面941gに到達する。 The third notch filter 950r provided in the relief structure of the grating surface 941r reflects only the red laser light L (r) in the desired direction out of the image light IL incident on the first surface 921 at a desired incident angle. The image light IL that has reached the grating surface 941r further propagates in the second layer 942g, and then reaches the grating surface 941g.
 格子面941gのレリーフ構造に設けられた第2ノッチフィルタ950gは、格子面941gに到達した映像光ILのうち、緑色レーザ光L(g)のみを所望の方向に反射する。格子面941gに到達した映像光ILは、第1層942b中を更に伝搬し、その後、格子面941bに到達する。 The second notch filter 950g provided in the relief structure of the grating surface 941g reflects only the green laser light L (g) in the desired direction out of the image light IL reaching the grating surface 941g. The image light IL that has reached the grating surface 941g further propagates through the first layer 942b, and then reaches the grating surface 941b.
 格子面941bのレリーフ構造に設けられた第1ノッチフィルタ950bは、格子面941bに到達した映像光ILのうち、青色レーザ光L(b)のみを所望の方向に反射する。 The first notch filter 950b provided in the relief structure of the grating surface 941b reflects only the blue laser light L (b) out of the image light IL reaching the grating surface 941b in a desired direction.
 図19に示される格子面941b、941g、941rのレリーフ構造は、鋸歯状の輪郭面をなすブレーズ構造である。格子面941b、941g、941rのレリーフ構造は、図19に示される如く、ホログラム940に入射した赤色レーザ光L(r)、緑色レーザ光L(g)及び青色レーザ光L(b)それぞれが、使用者の眼球に向けて回折されるように最適化されている。 The relief structure of the lattice planes 941b, 941g, and 941r shown in FIG. 19 is a blaze structure having a serrated contour surface. The relief structures of the grating surfaces 941b, 941g, and 941r have red laser light L (r), green laser light L (g), and blue laser light L (b) incident on the hologram 940, as shown in FIG. Optimized to be diffracted toward the user's eye.
 レリーフ型のホログラム940に入射した映像光ILに含まれる赤色レーザ光L(r)は、赤色レーザ光L(r)のみを反射する第3ノッチフィルタ950rが配設された格子面941rで回折される結果、使用者の眼球に向けて偏向される。レリーフ型のホログラム940に入射した映像光ILに含まれる緑色レーザ光L(g)は、緑色レーザ光L(g)のみを反射する第2ノッチフィルタ950gが配設された格子面941gで回折される結果、使用者の眼球に向けて偏向される。レリーフ型のホログラム940に入射した映像光ILに含まれる青色レーザ光L(b)は、青色レーザ光L(b)のみを反射する第1ノッチフィルタ950bが配設された格子面941bで回折される結果、使用者の眼球に向けて偏向される。尚、格子面941r、941g、941bで回折されない赤色レーザ光L(r)、緑色レーザ光L(g)及び青色レーザ光L(b)それぞれは、そのまま、レリーフ型のホログラム940を透過する。 The red laser light L (r) included in the image light IL incident on the relief hologram 940 is diffracted by the grating surface 941r provided with the third notch filter 950r that reflects only the red laser light L (r). As a result, it is deflected toward the user's eyeball. The green laser light L (g) included in the image light IL incident on the relief hologram 940 is diffracted by the grating surface 941g provided with the second notch filter 950g that reflects only the green laser light L (g). As a result, it is deflected toward the user's eyeball. The blue laser light L (b) included in the image light IL incident on the relief hologram 940 is diffracted by the grating surface 941b provided with the first notch filter 950b that reflects only the blue laser light L (b). As a result, it is deflected toward the user's eyeball. The red laser light L (r), green laser light L (g), and blue laser light L (b) that are not diffracted by the grating surfaces 941r, 941g, and 941b pass through the relief hologram 940 as they are.
 使用者の眼球に向けて偏向された赤色レーザ光L(r)、緑色レーザ光L(g)及び青色レーザ光L(b)は、眼球を透過して、網膜上に結像される。この結果、使用者は、映像光ILを画像として認識することができる。 The red laser light L (r), green laser light L (g), and blue laser light L (b) deflected toward the user's eyeball pass through the eyeball and are imaged on the retina. As a result, the user can recognize the video light IL as an image.
 第3実施形態に関連して説明されたHUD500のレリーフ型のホログラム540と同様に、映像光ILが入射する第1面921(映像光ILの入射面)は、好ましくは、レンズ部710に取り付けられる第2面931(映像光ILの出射面)に対して略平行である。この結果、レンズ部710と透過し、レリーフ型のホログラム940に入射する外光ELは、レリーフ型のホログラム940によってほとんど回折されることなく、且つ、屈折の影響をほとんど受けることなく、使用者の眼球に到達する。したがって、使用者は、歪みの少ない外界の景色を視認することができる。 Similar to the relief hologram 540 of the HUD 500 described in relation to the third embodiment, the first surface 921 on which the image light IL is incident (the incident surface of the image light IL) is preferably attached to the lens unit 710. Is substantially parallel to the second surface 931 (the exit surface of the image light IL). As a result, the external light EL transmitted through the lens unit 710 and incident on the relief hologram 940 is hardly diffracted by the relief hologram 940 and is hardly affected by refraction. Reach the eyeball. Therefore, the user can visually recognize an external scene with less distortion.
 図19に示されるレリーフ型のホログラム940の第1面921は、第2面931に対して略平行の関係を保ったまま湾曲している。代替的に、第1面921及び第2面931はともに、平坦な面を形成してもよい。 The first surface 921 of the relief hologram 940 shown in FIG. 19 is curved while maintaining a substantially parallel relationship with the second surface 931. Alternatively, both the first surface 921 and the second surface 931 may form a flat surface.
 上述の如く、レリーフ型のホログラム940が組み込まれたHMD700であっても、外光ELの大部分は、回折されることなく、レリーフ型のホログラム940を通過することができる。したがって、迷光の発生並びに迷光の眼への入射はほとんど生じない。したがって、HMD700は、視認性に優れた画像を表示することができる。 As described above, even in the HMD 700 in which the relief hologram 940 is incorporated, most of the external light EL can pass through the relief hologram 940 without being diffracted. Therefore, the generation of stray light and the incidence of stray light on the eyes hardly occur. Therefore, the HMD 700 can display an image with excellent visibility.
 本実施形態において、レリーフ型のホログラム940の格子面941r、941g、941bは、ブレーズ構造を有する。この結果、レリーフ型のホログラム940は、高い回折効率を達成する。HMD700の光利用効率が向上するので、HMD700の消費電力は低減する。加えて、レリーフ型のホログラム940は、成型技術を用いて、作成される。したがって、量産性が高く、廉価なHMD700が提供される。 In this embodiment, the grating surfaces 941r, 941g, and 941b of the relief hologram 940 have a blaze structure. As a result, the relief hologram 940 achieves high diffraction efficiency. Since the light utilization efficiency of the HMD 700 is improved, the power consumption of the HMD 700 is reduced. In addition, the relief hologram 940 is created using a molding technique. Therefore, an inexpensive HMD 700 with high productivity is provided.
 使用者は、視力矯正用の眼鏡とともにHMDを装着することもある。眼鏡のレンズは、外界の景色を適切に視認させるためにピント調整を行う。その一方で、HMDが形成する画像は、視力に関係なく、網膜に結蔵される。 The user may wear an HMD together with eyesight correction glasses. The lens of the eyeglasses is adjusted in order to appropriately view the outside scene. On the other hand, the image formed by the HMD is stored in the retina regardless of visual acuity.
 一般的な体積型ホログラムを用いたHMDの製造において、体積型ホログラムは、視力矯正用の眼鏡のレンズに貼り付けられた後、直接露光される。この結果、眼鏡のレンズの位置に拘わらず、使用者に最適なホログラムが作成される。 In manufacturing an HMD using a general volume hologram, the volume hologram is directly exposed after being attached to a lens of eyesight correction glasses. As a result, a hologram optimal for the user is created regardless of the position of the eyeglass lens.
 本実施形態の有利な特徴の1つとして、上述の如く、レリーフ型のホログラム940が量産可能(例えば、成型技術を用いて)な点が挙げられる。しかしながら、上述のHMDの製造手法(即ち、眼鏡のレンズに貼り付けられた体積型ホログラムに直接露光する手法)は、量産に不向きである。 As one of advantageous features of this embodiment, as described above, the relief hologram 940 can be mass-produced (for example, using a molding technique). However, the above-described HMD manufacturing method (that is, a method of directly exposing a volume hologram attached to a spectacle lens) is not suitable for mass production.
 本実施形態において、レリーフ型のホログラム940は、レンズ部710と使用者の眼球との間に配設される。したがって、量産製造された同一構造のレリーフ型のホログラム940が所望のレンズ部710に取り付けられ、使用者に対して最適化されたHMD700が形成される。使用者の眼球の位置に対して、所定の位置にレリーフ型のホログラム940及びMEMS300Bが配設される結果、HMD700が形成する画像は、網膜上に適切に結像される。レリーフ型のホログラム940よりも外方(即ち、外界側)のレンズ部710は、使用者の視力に応じて、ピント調整を行い、外界からの景色を適切に網膜上に結蔵させる。レンズ部710がレリーフ型のホログラム940よりも外界側に配設される結果、視力矯正用の眼鏡を装着する使用者に対しても、同一形状のレリーフ型のホログラム940を用いて、HMD700が形成する画像を視認させることができる。かくして、本実施形態のHMD700は、高い量産性を有するとともに、安価に作成される。 In this embodiment, the relief hologram 940 is disposed between the lens unit 710 and the user's eyeball. Accordingly, the relief hologram 940 having the same structure manufactured in mass production is attached to the desired lens unit 710, and the HMD 700 optimized for the user is formed. As a result of the relief-type hologram 940 and the MEMS 300B being arranged at predetermined positions with respect to the position of the user's eyeball, the image formed by the HMD 700 is appropriately formed on the retina. The lens unit 710 outside (that is, the outside world side) from the relief hologram 940 performs focus adjustment according to the visual acuity of the user and appropriately stores the scenery from the outside world on the retina. As a result of the lens unit 710 being disposed on the outside of the relief hologram 940, the HMD 700 is formed using the relief hologram 940 having the same shape even for a user wearing eyeglasses for correcting vision. The image to be viewed can be viewed. Thus, the HMD 700 of the present embodiment has high mass productivity and is manufactured at a low cost.
 上述の一連の実施形態は、シースルーディスプレイの一例にすぎない。したがって、上述の説明は、本実施形態の原理の適用範囲を限定するものではない。上述の原理の真意及び範囲を逸脱することなしに、当業者は、様々な変形や組み合わせを行うことが可能であることは容易に理解されるべきである。 The series of embodiments described above is merely an example of a see-through display. Therefore, the above description does not limit the scope of application of the principle of the present embodiment. It should be readily understood by those skilled in the art that various modifications and combinations can be made without departing from the spirit and scope of the principles described above.
 上述された実施形態は、以下の構成を主に備える。 The embodiment described above mainly includes the following configuration.
 上述の実施形態の一局面に係るシースルーディスプレイは、光を発する光源と、前記光の強度を空間変調し、画像を表示するための映像光を生成する投射光学系と、前記投射光学系から出射された前記映像光を偏向するホログラムと、を備え、前記ホログラムは、前記映像光が入射される第1面と、該第1面と反対側の第2面と、を含み、前記映像光の透過を許容する透過層と、前記第1面と前記第2面との間において前記映像光を回折するレリーフ構造を有する格子面と、該格子面を少なくとも部分的に覆い、前記格子面に入射する特定の波長成分の入射光を反射するノッチフィルタと、を含み、前記透過層は、前記第1面から前記第2面に亘って、一様な屈折率を有することを特徴とする。 The see-through display according to one aspect of the above-described embodiment includes a light source that emits light, a projection optical system that spatially modulates the intensity of the light and generates image light for displaying an image, and an emission from the projection optical system. A hologram for deflecting the image light, wherein the hologram includes a first surface on which the image light is incident, and a second surface opposite to the first surface, A transmission layer that allows transmission; a grating surface that has a relief structure that diffracts the image light between the first surface and the second surface; and at least partially covers the grating surface and is incident on the grating surface And a notch filter that reflects incident light having a specific wavelength component, wherein the transmission layer has a uniform refractive index from the first surface to the second surface.
 上記構成によれば、投射光学系は、光源から発せられた光の強度を空間変調し、画像を表示するための映像光を生成する。ホログラムは、投射光学系から出射された映像光を偏向する。ホログラムの透過層は、映像光が入射される第1面と、第1面と反対側の第2面と、を含み、映像光の透過を許容する。ホログラムの格子面は、第1面と第2面との間において映像光を回折するレリーフ構造を有する。格子面を少なくとも部分的に覆うノッチフィルタは、格子面に入射する特定の波長成分の入射光を反射する。透過層は、第1面から第2面に亘って、一様な屈折率を有するので、高次回折光が発生しにくくなる。したがって、視聴者は、迷光の影響をほとんど受けることなく、画像を好適に視認することができる。 According to the above configuration, the projection optical system spatially modulates the intensity of light emitted from the light source, and generates video light for displaying an image. The hologram deflects image light emitted from the projection optical system. The transmission layer of the hologram includes a first surface on which image light is incident and a second surface opposite to the first surface, and allows transmission of the image light. The hologram grating surface has a relief structure that diffracts image light between the first surface and the second surface. The notch filter that at least partially covers the grating surface reflects incident light having a specific wavelength component incident on the grating surface. Since the transmissive layer has a uniform refractive index from the first surface to the second surface, it is difficult for high-order diffracted light to be generated. Therefore, the viewer can suitably view the image with little influence of stray light.
 上記構成において、前記ホログラムは、前記第1面を形成する第1透過層と、前記第2面を形成する第2透過層と、を含み、前記第2透過層と等しい屈折率を有する前記第1透過層は、前記第2透過層に隙間無く密着されることが好ましい。 In the above configuration, the hologram includes a first transmission layer that forms the first surface and a second transmission layer that forms the second surface, and has a refractive index equal to that of the second transmission layer. It is preferable that the first transmission layer is in close contact with the second transmission layer without a gap.
 上記構成によれば、ホログラムは、第1面を形成する第1透過層と、第2面を形成する第2透過層と、を含む。第2透過層と等しい屈折率を有する第1透過層は、第2透過層に隙間無く密着されるので、高次回折光が発生しにくくなる。したがって、視聴者は、迷光の影響をほとんど受けることなく、画像を好適に視認することができる。 According to the above configuration, the hologram includes the first transmission layer that forms the first surface and the second transmission layer that forms the second surface. The first transmissive layer having the same refractive index as the second transmissive layer is in close contact with the second transmissive layer without any gap, so that high-order diffracted light is less likely to be generated. Therefore, the viewer can suitably view the image with little influence of stray light.
 上記構成において、前記投射光学系は、前記第1面に対して、前記映像光を略垂直に入射させることが好ましい。 In the above-described configuration, it is preferable that the projection optical system causes the image light to enter the first surface substantially perpendicularly.
 上記構成によれば、投射光学系は、第1面に対して、映像光を略垂直に入射させるので、迷光が適切に低減される。したがって、ホログラムの製造に高精度な露光が要求されないので、ホログラムは安価に製造される。加えて、ホログラムは、成型技術によって製造可能となるので、量産性に優れる。 According to the above configuration, the projection optical system causes the image light to enter the first surface substantially perpendicularly, so that stray light is appropriately reduced. Therefore, since high-precision exposure is not required for manufacturing a hologram, the hologram is manufactured at a low cost. In addition, since the hologram can be manufactured by a molding technique, it is excellent in mass productivity.
 上記構成において、レリーフ構造は、ブレーズ構造を含むことが好ましい。 In the above configuration, the relief structure preferably includes a blaze structure.
 上記構成によれば、レリーフ構造は、ブレーズ構造を含むので、光利用効率が高くなる。かくして、シースルーディスプレイの消費電力量が低減される。 According to the above configuration, since the relief structure includes a blaze structure, the light utilization efficiency is increased. Thus, the power consumption of the see-through display is reduced.
 上記構成において、前記映像光は、P偏光であり、前記投射光学系は、前記映像光を少なくとも部分的に前記第1面に対してブリュースター角で入射させることが好ましい。 In the above configuration, it is preferable that the image light is P-polarized light, and the projection optical system causes the image light to be incident at least partially on the first surface at a Brewster angle.
 上記構成によれば、映像光は、P偏光である。投射光学系は、映像光を少なくとも部分的に第1面に対してブリュースター角で入射させるので、視聴者は、表面反射に起因する二重像を視認しにくくなる。 According to the above configuration, the image light is P-polarized light. Since the projection optical system causes the image light to be incident at least partially on the first surface at a Brewster angle, it is difficult for the viewer to visually recognize the double image due to the surface reflection.
 上記構成において、前記ノッチフィルタは、誘電体多層膜を含むことが好ましい。 In the above configuration, the notch filter preferably includes a dielectric multilayer film.
 上記構成によれば、ノッチフィルタは、誘電体多層膜を含むので、回折効率は簡便に設定される。 According to the above configuration, since the notch filter includes the dielectric multilayer film, the diffraction efficiency is easily set.
 上記構成において、前記格子面は、前記映像光を回折させる回折面を含み、前記誘電体多層膜は、前記回折面のみに配設されることが好ましい。 In the above configuration, it is preferable that the grating surface includes a diffractive surface that diffracts the image light, and the dielectric multilayer film is disposed only on the diffractive surface.
 上記構成によれば、誘電体多層膜は、映像光を回折させる回折面のみに配設されるので、所望の反射特性を得るための回折効率が、簡便に設定される。かくして、外界から入射する外光と画像の混合割合が、安価且つ簡便に設定される。 According to the above configuration, since the dielectric multilayer film is disposed only on the diffractive surface that diffracts the image light, the diffraction efficiency for obtaining desired reflection characteristics can be easily set. Thus, the mixing ratio between the external light incident from the outside and the image is set inexpensively and simply.
 上記構成において、前記ノッチフィルタは、ルゲートフィルタを含むことが好ましい。 In the above configuration, the notch filter preferably includes a rugate filter.
 上記構成によれば、ノッチフィルタは、ルゲートフィルタを含むので、格子面に入射する特定の波長成分の入射光は、適切に反射される。 According to the above configuration, since the notch filter includes the rugate filter, incident light having a specific wavelength component incident on the grating surface is appropriately reflected.
 上記構成において、前記光源は、レーザ光を出射するレーザ光源を含むことが好ましい。 In the above configuration, the light source preferably includes a laser light source that emits laser light.
 上記構成によれば、光源は、レーザ光を出射するレーザ光源を含むので、高い光利用効率が達成される。また、波長の広がりに起因する画像のボケは、適切に低減される。かくして、低消費電力且つ高画質のシースルーディスプレイが提供される。 According to the above configuration, since the light source includes a laser light source that emits laser light, high light use efficiency is achieved. In addition, image blur due to the spread of the wavelength is appropriately reduced. Thus, a see-through display with low power consumption and high image quality is provided.
 上記構成において、前記光源は、第1波長の第1光を出射する第1光源と、前記第1波長と異なる第2波長の第2光を出射する第2光源と、を含み、前記第1透過層は、前記第1光を回折させる第1ホログラム要素と、前記第2光を回折させる第2ホログラム要素と、を含むことが好ましい。 In the above configuration, the light source includes: a first light source that emits first light having a first wavelength; and a second light source that emits second light having a second wavelength different from the first wavelength. The transmission layer preferably includes a first hologram element that diffracts the first light and a second hologram element that diffracts the second light.
 上記構成によれば、光源は、第1波長の第1光を出射する第1光源と、第1波長と異なる第2波長の第2光を出射する第2光源と、を含む。第1透過層は、第1光を回折させる第1ホログラム要素と、第2光を回折させる第2ホログラム要素と、を含むので、視聴者は、様々な色相で描かれた画像を適切に視認することができる。 According to the above configuration, the light source includes the first light source that emits the first light having the first wavelength and the second light source that emits the second light having the second wavelength different from the first wavelength. The first transmission layer includes a first hologram element that diffracts the first light and a second hologram element that diffracts the second light, so that the viewer can appropriately visually recognize images drawn in various hues. can do.
 上記構成において、前記光源は、青色光を出射する青色光源と、緑色光を出射する緑色光源と、赤色光を出射する赤色光源と、を含み、前記第1透過層は、前記青色光を回折させる第1ホログラム要素と、前記緑色光を回折させる第2ホログラム要素と、前記赤色光を回折させる第3ホログラム要素と、を含むことが好ましい。 In the above configuration, the light source includes a blue light source that emits blue light, a green light source that emits green light, and a red light source that emits red light, and the first transmission layer diffracts the blue light. It is preferable to include a first hologram element to be diffracted, a second hologram element that diffracts the green light, and a third hologram element that diffracts the red light.
 上記構成によれば、光源は、青色光を出射する青色光源と、緑色光を出射する緑色光源と、赤色光を出射する赤色光源と、を含む。第1透過層は、青色光を回折させる第1ホログラム要素と、緑色光を回折させる第2ホログラム要素と、赤色光を回折させる第3ホログラム要素と、を含むので、視聴者は、フルカラーの画像を視認することができる。 According to the above configuration, the light source includes a blue light source that emits blue light, a green light source that emits green light, and a red light source that emits red light. The first transmission layer includes a first hologram element that diffracts blue light, a second hologram element that diffracts green light, and a third hologram element that diffracts red light. Can be visually recognized.
 上記構成において、前記第1面から前記第2面に向けて、前記第3ホログラム要素、前記第2ホログラム要素及び前記第1ホログラム要素が順に積層されることが好ましい。 In the above configuration, it is preferable that the third hologram element, the second hologram element, and the first hologram element are sequentially laminated from the first surface toward the second surface.
 上記構成によれば、第1面から第2面に向けて、第3ホログラム要素、第2ホログラム要素及び第1ホログラム要素が順に積層されるので、ホログラムは、正確に形成される。かくして、視聴者は、高画質の画像を視聴することができる。 According to the above configuration, since the third hologram element, the second hologram element, and the first hologram element are sequentially laminated from the first surface to the second surface, the hologram is accurately formed. Thus, the viewer can view high-quality images.
 上述の実施形態の他の局面に係る室内の境界を規定する内面を含むフロントガラスを有する車両に搭載されたヘッドアップディスプレイは、上述のシースルーディスプレイを備え、前記ホログラムは、前記内面に取り付けられることを特徴とする。 A head-up display mounted on a vehicle having a windshield including an inner surface defining an indoor boundary according to another aspect of the above-described embodiment includes the above-described see-through display, and the hologram is attached to the inner surface. It is characterized by.
 上記構成によれば、室内の境界を規定する内面を含むフロントガラスを有する車両に搭載されたヘッドアップディスプレイは、上述のシースルーディスプレイを備える。ホログラムは、内面に取り付けられるので、高い信頼性のヘッドアップディスプレイが提供される。 According to the above configuration, the head-up display mounted on the vehicle having the windshield including the inner surface defining the indoor boundary includes the above-described see-through display. Since the hologram is attached to the inner surface, a highly reliable head-up display is provided.
 上記構成において、前記フロントガラスは、前記内面を形成する第1ガラスと、前記内面と反対側の外面を形成する第2ガラスと、前記第1ガラスと前記第2ガラスとの間において紫外線を吸収する吸収層と、を含み、前記ホログラムは、前記第1ガラスと前記吸収層との間に配設されることが好ましい。 In the above configuration, the windshield absorbs ultraviolet rays between the first glass forming the inner surface, the second glass forming the outer surface opposite to the inner surface, and the first glass and the second glass. It is preferable that the hologram is disposed between the first glass and the absorption layer.
 上記構成によれば、フロントガラスは、内面を形成する第1ガラスと、内面と反対側の外面を形成する第2ガラスと、第1ガラスと第2ガラスとの間において紫外線を吸収する吸収層と、を含む。ホログラムは、第1ガラスと吸収層との間に配設されるので、紫外線の影響を受けにくくなる。また、空気中の水分の吸湿に起因するホログラムの膨張を生じにくくなる。したがって、高い信頼性のヘッドアップディスプレイが提供される。 According to the above configuration, the windshield includes a first glass that forms an inner surface, a second glass that forms an outer surface opposite to the inner surface, and an absorption layer that absorbs ultraviolet rays between the first glass and the second glass. And including. Since the hologram is disposed between the first glass and the absorbing layer, it is less susceptible to ultraviolet rays. In addition, the hologram is less likely to expand due to moisture absorption in the air. Therefore, a highly reliable head-up display is provided.
 上述の実施形態の他の局面に係る室内の境界を規定する内面を含むフロントガラスを有する車両に搭載されたヘッドアップディスプレイは、上述のシースルーディスプレイを備え、前記第1光は、前記第2光よりも短い波長を有し、前記第1光は、前記第2光よりも短い波長を有し、前記第2ホログラム要素は、前記第1ホログラム要素と前記第1面との間に配設されることを特徴とする。 A head-up display mounted on a vehicle having a windshield including an inner surface defining an indoor boundary according to another aspect of the above-described embodiment includes the above-described see-through display, and the first light is the second light. The first light has a shorter wavelength than the second light, and the second hologram element is disposed between the first hologram element and the first surface. It is characterized by that.
 上記構成よれば、室内の境界を規定する内面を含むフロントガラスを有する車両に搭載されたヘッドアップディスプレイは、上述のシースルーディスプレイを備える。第1光は、第2光よりも短い波長を有する。第2ホログラムは、第1ホログラムと内面との間に配設されるので、紫外線を反射させるための特性の追加が容易となる。 According to the above configuration, the head-up display mounted on the vehicle having the windshield including the inner surface that defines the indoor boundary includes the above-described see-through display. The first light has a shorter wavelength than the second light. Since the second hologram is disposed between the first hologram and the inner surface, it is easy to add a characteristic for reflecting ultraviolet rays.
 上述の実施形態の他の局面に係る使用者の眼前に配設されるレンズ部を備えるヘッドマウントディスプレイは、上述のシースルーディスプレイを備え、前記ホログラムは、前記レンズ部と前記眼との間に配設されることを特徴とする。 A head-mounted display including a lens unit disposed in front of a user's eye according to another aspect of the above-described embodiment includes the above-described see-through display, and the hologram is disposed between the lens unit and the eye. It is provided.
 上記構成によれば、使用者の眼前に配設されるレンズ部を備えるヘッドマウントディスプレイは、上述のシースルーディスプレイを備える。ホログラムは、レンズ部と眼との間に配設されるので、同一形状のホログラムを用いて、画像が、眼鏡を着用する視聴者にも提供される。したがって、量産性に優れ、且つ、安価なヘッドマウントディスプレイが提供される。 According to the above configuration, the head mounted display including the lens unit disposed in front of the user's eyes includes the above-described see-through display. Since the hologram is disposed between the lens unit and the eye, an image is also provided to a viewer who wears glasses using the same shape hologram. Therefore, an inexpensive head-mounted display that is excellent in mass productivity is provided.
 本実施形態の原理は、光利用効率が高いシースルーディスプレイを提供する。本実施形態の原理にしたがうシースルーディスプレイは、低い消費電力を有し、且つ、視認性に優れる。加えて、本実施形態の原理にしたがうシースルーディスプレイは、高い量産性を有するので、安価に製造される。本実施形態の原理にしたがうシースルーディスプレイは、HUDやHMDといった様々なシースルーディスプレイ装置に適用することが可能である。 The principle of this embodiment provides a see-through display with high light utilization efficiency. The see-through display according to the principle of this embodiment has low power consumption and excellent visibility. In addition, the see-through display according to the principle of the present embodiment has high mass productivity and is manufactured at low cost. The see-through display according to the principle of the present embodiment can be applied to various see-through display devices such as HUD and HMD.

Claims (16)

  1.  光を発する光源と、
     前記光の強度を空間変調し、画像を表示するための映像光を生成する投射光学系と、
     前記投射光学系から出射された前記映像光を偏向するホログラムと、を備え、
     前記ホログラムは、
     前記映像光が入射される第1面と、該第1面と反対側の第2面と、を含み、前記映像光の透過を許容する透過層と、
     前記第1面と前記第2面との間において前記映像光を回折するレリーフ構造を有する格子面と、
     該格子面を少なくとも部分的に覆い、前記格子面に入射する特定の波長成分の入射光を反射するノッチフィルタと、を含み、
     前記透過層は、前記第1面から前記第2面に亘って、一様な屈折率を有することを特徴とするシースルーディスプレイ。
    A light source that emits light;
    A projection optical system that spatially modulates the intensity of the light and generates image light for displaying an image;
    A hologram for deflecting the image light emitted from the projection optical system,
    The hologram is
    A transmission layer that includes a first surface on which the image light is incident and a second surface opposite to the first surface, and allows transmission of the image light;
    A grating surface having a relief structure that diffracts the image light between the first surface and the second surface;
    A notch filter that at least partially covers the grating surface and reflects incident light of a specific wavelength component incident on the grating surface;
    The see-through display, wherein the transmissive layer has a uniform refractive index from the first surface to the second surface.
  2.  前記ホログラムは、前記第1面を形成する第1透過層と、前記第2面を形成する第2透過層と、を含み、
     前記第2透過層と等しい屈折率を有する前記第1透過層は、前記第2透過層に隙間無く密着され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。
    The hologram includes a first transmission layer that forms the first surface, and a second transmission layer that forms the second surface,
    The see-through display according to claim 1, wherein the first transmissive layer having a refractive index equal to that of the second transmissive layer is in close contact with the second transmissive layer without a gap.
  3.  前記投射光学系は、前記第1面に対して、前記映像光を略垂直に入射させることを特徴とする請求項1又は2に記載のシースルーディスプレイ。 The see-through display according to claim 1 or 2, wherein the projection optical system causes the image light to be incident substantially perpendicular to the first surface.
  4.  前記レリーフ構造は、ブレーズ構造を含むことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載のシースルーディスプレイ。 The see-through display according to any one of claims 1 to 3, wherein the relief structure includes a blaze structure.
  5.  前記映像光は、P偏光であり、
     前記投射光学系は、前記映像光を少なくとも部分的に前記第1面に対してブリュースター角で入射させることを特徴とする請求項4に記載のシースルーディスプレイ。
    The image light is P-polarized light,
    The see-through display according to claim 4, wherein the projection optical system causes the image light to be incident at least partially on the first surface at a Brewster angle.
  6.  前記ノッチフィルタは、誘電体多層膜を含むことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載のシースルーディスプレイ。 The see-through display according to any one of claims 1 to 5, wherein the notch filter includes a dielectric multilayer film.
  7.  前記格子面は、前記映像光を回折させる回折面を含み、
     前記誘電体多層膜は、前記回折面のみに配設されることを特徴とする請求項6に記載のシースルーディスプレイ。
    The grating surface includes a diffraction surface that diffracts the image light,
    The see-through display according to claim 6, wherein the dielectric multilayer film is disposed only on the diffractive surface.
  8.  前記ノッチフィルタは、ルゲートフィルタを含むことを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載のシースルーディスプレイ。 The see-through display according to any one of claims 1 to 7, wherein the notch filter includes a rugate filter.
  9.  前記光源は、レーザ光を出射するレーザ光源を含むことを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載のシースルーディスプレイ。 The see-through display according to any one of claims 1 to 8, wherein the light source includes a laser light source that emits laser light.
  10.  前記光源は、第1波長の第1光を出射する第1光源と、前記第1波長と異なる第2波長の第2光を出射する第2光源と、を含み、
     前記第1透過層は、前記第1光を回折させる第1ホログラム要素と、前記第2光を回折させる第2ホログラム要素と、を含むことを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1項に記載のシースルーディスプレイ。
    The light source includes: a first light source that emits first light having a first wavelength; and a second light source that emits second light having a second wavelength different from the first wavelength;
    10. The first transmission layer according to claim 1, wherein the first transmission layer includes a first hologram element that diffracts the first light and a second hologram element that diffracts the second light. See-through display described in 1.
  11.  前記光源は、青色光を出射する青色光源と、緑色光を出射する緑色光源と、赤色光を出射する赤色光源と、を含み、
     前記第1透過層は、前記青色光を回折させる第1ホログラム要素と、前記緑色光を回折させる第2ホログラム要素と、前記赤色光を回折させる第3ホログラム要素と、を含むことを特徴とする請求項2に記載のシースルーディスプレイ。
    The light source includes a blue light source that emits blue light, a green light source that emits green light, and a red light source that emits red light,
    The first transmission layer includes a first hologram element that diffracts the blue light, a second hologram element that diffracts the green light, and a third hologram element that diffracts the red light. The see-through display according to claim 2.
  12.  前記第1面から前記第2面に向けて、前記第3ホログラム要素、前記第2ホログラム要素及び前記第1ホログラム要素が順に積層されることを特徴とする請求項11に記載のシースルーディスプレイ。 The see-through display according to claim 11, wherein the third hologram element, the second hologram element, and the first hologram element are sequentially laminated from the first surface toward the second surface.
  13.  室内の境界を規定する内面を含むフロントガラスを有する車両に搭載されたヘッドアップディスプレイであって、
     請求項1に記載のシースルーディスプレイを備え、
     前記ホログラムは、前記内面に取り付けられることを特徴とするヘッドアップディスプレイ。
    A head-up display mounted on a vehicle having a windshield including an inner surface that defines an indoor boundary,
    The see-through display according to claim 1,
    The head-up display, wherein the hologram is attached to the inner surface.
  14.  前記フロントガラスは、前記内面を形成する第1ガラスと、前記内面と反対側の外面を形成する第2ガラスと、前記第1ガラスと前記第2ガラスとの間において紫外線を吸収する吸収層と、を含み、
     前記ホログラムは、前記第1ガラスと前記吸収層との間に配設されることを特徴とする請求項13に記載のヘッドアップディスプレイ。
    The front glass includes a first glass that forms the inner surface, a second glass that forms an outer surface opposite to the inner surface, and an absorption layer that absorbs ultraviolet light between the first glass and the second glass. Including,
    The head-up display according to claim 13, wherein the hologram is disposed between the first glass and the absorption layer.
  15.  室内の境界を規定する内面を含むフロントガラスを有する車両に搭載されたヘッドアップディスプレイであって、
     請求項10に記載のシースルーディスプレイを備え、
     前記第1光は、前記第2光よりも短い波長を有し、
     前記第2ホログラム要素は、前記第1ホログラム要素と前記第1面との間に配設されることを特徴とするヘッドアップディスプレイ。
    A head-up display mounted on a vehicle having a windshield including an inner surface that defines an indoor boundary,
    The see-through display according to claim 10,
    The first light has a shorter wavelength than the second light;
    The head-up display, wherein the second hologram element is disposed between the first hologram element and the first surface.
  16.  使用者の眼前に配設されるレンズ部を備えるヘッドマウントディスプレイであって、
     請求項1に記載のシースルーディスプレイを備え、
     前記ホログラムは、前記レンズ部と前記眼との間に配設されることを特徴とするヘッドマウントディスプレイ。
    A head mounted display including a lens unit disposed in front of a user's eyes,
    The see-through display according to claim 1,
    The head mounted display, wherein the hologram is disposed between the lens unit and the eye.
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