JPS61278820A - ヘツドアツプデイスプレイ装置 - Google Patents
ヘツドアツプデイスプレイ装置Info
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- JPS61278820A JPS61278820A JP12115485A JP12115485A JPS61278820A JP S61278820 A JPS61278820 A JP S61278820A JP 12115485 A JP12115485 A JP 12115485A JP 12115485 A JP12115485 A JP 12115485A JP S61278820 A JPS61278820 A JP S61278820A
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- JP
- Japan
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- optical element
- holographic optical
- display screen
- display device
- head
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- Pending
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/01—Head-up displays
- G02B27/0101—Head-up displays characterised by optical features
- G02B27/0103—Head-up displays characterised by optical features comprising holographic elements
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/01—Head-up displays
- G02B27/0101—Head-up displays characterised by optical features
- G02B27/0103—Head-up displays characterised by optical features comprising holographic elements
- G02B2027/0105—Holograms with particular structures
- G02B2027/0107—Holograms with particular structures with optical power
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明はヘッドアップディスプレイ（ｈｅａｄ−ｕｐ
ｄｉｓｐｌａｙ）装置、特にその光学系に関するもの
である。
ｄｉｓｐｌａｙ）装置、特にその光学系に関するもの
である。
ヘッドアップディスプレイ装置は、情報画像（データ記
号、レーダ表示、テレビジョン画像又は赤外線画像等）
を外界の光景（この明細書でいう光景とは図面、絵画等
をも含むものとする）に重畳して観察者が視認できるよ
うにしたディスプレイ装置をいう。
号、レーダ表示、テレビジョン画像又は赤外線画像等）
を外界の光景（この明細書でいう光景とは図面、絵画等
をも含むものとする）に重畳して観察者が視認できるよ
うにしたディスプレイ装置をいう。
第５図は米国特許第４，２１８，１１１号明細書に示さ
れた従来のヘッドアップディスプレイ装置を示す断面図
であ５、（１）は画像発生装置、（２）はこの画像発生
装置の表示スクリーン、（３）はこの表示スクリーンの
前方に設置されたリレーレンズ、（４）はこのリレーレ
ンズ（３）によって結像する表示スクリーン（２）の実
像、（５）はリレーレンズ（３）の前方に傾斜して設置
され次折返しプリズム、（６）は第１のホログラフィッ
ク光学素子、（７）は観察者の視認位置である。
れた従来のヘッドアップディスプレイ装置を示す断面図
であ５、（１）は画像発生装置、（２）はこの画像発生
装置の表示スクリーン、（３）はこの表示スクリーンの
前方に設置されたリレーレンズ、（４）はこのリレーレ
ンズ（３）によって結像する表示スクリーン（２）の実
像、（５）はリレーレンズ（３）の前方に傾斜して設置
され次折返しプリズム、（６）は第１のホログラフィッ
ク光学素子、（７）は観察者の視認位置である。
表示スクリーン（２）から射出する光の波長は特定の波
長λを中心とする狭い波長であって、第１のホログラフ
ィック光学素子（６）は波長λの光に合せて作られてい
て、この波長域の光は反射するが、この波長域以外の波
長の光は透過する。また、第１のホログラフィック光学
素子（６）の反射面は放物線反射鏡を形成していて、そ
の放物線反射鏡の焦点位置から出射された波長λの光は
第１のホログラフィック光学素子（６）の反射面によっ
て平行光線になって反射する。表示スクリーン（２）の
実像（４）から出て折返しプリズム（５）で反射した波
長λの光は、第１のホログラフィック光学素子（６）の
焦点から発した光と等価になるように実像（４）と折返
しプリズム（５）の位置が定められているので、表示ス
クＩＪ−ンに）上の画像は観察者の視認位置（７）には
平行光線となって到達する。
長λを中心とする狭い波長であって、第１のホログラフ
ィック光学素子（６）は波長λの光に合せて作られてい
て、この波長域の光は反射するが、この波長域以外の波
長の光は透過する。また、第１のホログラフィック光学
素子（６）の反射面は放物線反射鏡を形成していて、そ
の放物線反射鏡の焦点位置から出射された波長λの光は
第１のホログラフィック光学素子（６）の反射面によっ
て平行光線になって反射する。表示スクリーン（２）の
実像（４）から出て折返しプリズム（５）で反射した波
長λの光は、第１のホログラフィック光学素子（６）の
焦点から発した光と等価になるように実像（４）と折返
しプリズム（５）の位置が定められているので、表示ス
クＩＪ−ンに）上の画像は観察者の視認位置（７）には
平行光線となって到達する。
一方、視認位置（７）に対して第１のホログラフィック
光学素子（６）の後方にある外界の光景は第１のホログ
ラフィック光学素子（６）ｔ−透過して観察者の視認位
置（７）に達するので、観察者は外界の光景にスクリー
ン（２）の実像（４）全重畳して視認することができる
。
光学素子（６）の後方にある外界の光景は第１のホログ
ラフィック光学素子（６）ｔ−透過して観察者の視認位
置（７）に達するので、観察者は外界の光景にスクリー
ン（２）の実像（４）全重畳して視認することができる
。
従来の装置は以上のように構成されているのであるが、
第１のホログラフィック光学素子（６）ではコマ収差（
ｃｏｍａ ）や非点収差（ａｓｔｉｇｍａｔｉｓｍ ）
を避けることができないという問題点があった。
第１のホログラフィック光学素子（６）ではコマ収差（
ｃｏｍａ ）や非点収差（ａｓｔｉｇｍａｔｉｓｍ ）
を避けることができないという問題点があった。
第１のホログラフィック光学素子（６）におけるこのよ
うな収差はリレーレンズ（３）によって補正しなければ
ならぬので、リレーレンズ（３）は第５図に示すように
多数枚のレンズで構成し、偏心や傾斜を含んだ大形で複
雑な構成となシ高価なものになるという点に問題があっ
た。
うな収差はリレーレンズ（３）によって補正しなければ
ならぬので、リレーレンズ（３）は第５図に示すように
多数枚のレンズで構成し、偏心や傾斜を含んだ大形で複
雑な構成となシ高価なものになるという点に問題があっ
た。
この発明は上記のような問題点を解決するためになされ
たもので、リレーレンズを省略し、簡単な構成で小形の
ヘッドアップディスプレイ装置を得ることを目的として
いる。
たもので、リレーレンズを省略し、簡単な構成で小形の
ヘッドアップディスプレイ装置を得ることを目的として
いる。
この発明では画像発生装置の表示スクリーンと第１のホ
ログラフィック光学素子との光路上に第２のホログラフ
ィック光学素子を設け、この第１及び第２のホログラフ
ィック光学素子によって構成される等価的な合成レンズ
の焦点が表示スクリーンと一致するようにした。
ログラフィック光学素子との光路上に第２のホログラフ
ィック光学素子を設け、この第１及び第２のホログラフ
ィック光学素子によって構成される等価的な合成レンズ
の焦点が表示スクリーンと一致するようにした。
この発明の構成によると、第１のホログラフィック光学
素子によって生ずる収差を第２のホログラフィック光学
素子によって補正するよう、第２のホログラフィック光
学素子の反射面又は透過面の形状を定めることは比較的
容易になる。
素子によって生ずる収差を第２のホログラフィック光学
素子によって補正するよう、第２のホログラフィック光
学素子の反射面又は透過面の形状を定めることは比較的
容易になる。
以下この発明の実施例を図面について説明する。
第１図はこの発明の一実施例を示す断面図であり、第５
図と同一符号は同−又は相当部分を示し、（８）は第２
のホログラフィック光学素子であり、表示スクリーン（
２）の前方に傾斜して設置される。
図と同一符号は同−又は相当部分を示し、（８）は第２
のホログラフィック光学素子であり、表示スクリーン（
２）の前方に傾斜して設置される。
第２図は第１図の第１及び第２のホログラフィック光学
素子によって構成される合成レンズを等価的に示す図で
あって、第２図において第１図と同一符号は同一部分を
等価的に示し、（９）は合成レンズの像側主面、（１０
）は表示スクリーン（２）の虚像であり、ｄＩＦｉ第１
のホログラフィック光学素子（６）と第２のホログラフ
ィック光学素子（８）間の距離、ｄ２ は表示スクリ
ーン（２）と第２のホログラフィック光学素子（８）と
の間の距離、ｆはこの合成レンズの焦点距離を示す。
素子によって構成される合成レンズを等価的に示す図で
あって、第２図において第１図と同一符号は同一部分を
等価的に示し、（９）は合成レンズの像側主面、（１０
）は表示スクリーン（２）の虚像であり、ｄＩＦｉ第１
のホログラフィック光学素子（６）と第２のホログラフ
ィック光学素子（８）間の距離、ｄ２ は表示スクリ
ーン（２）と第２のホログラフィック光学素子（８）と
の間の距離、ｆはこの合成レンズの焦点距離を示す。
また、第１のホログラフィック光学素子（６）の焦点距
離’ｉｆ１．第２のホログラフィック光学素子（８）の
焦点距離をｆ２ とすれば、の関係がある。
離’ｉｆ１．第２のホログラフィック光学素子（８）の
焦点距離をｆ２ とすれば、の関係がある。
第１図のような構成では、表示スクリーン（２）から射
出した波長λの光は第２のホログラフィック光学素子（
８）で反射して第１のホログラフィック素子（６）で反
射し視認位置に入射する。第１及び第２のホログラフィ
ック素子（６１、＋８１で構成されるレンズはコリメー
ティングレンズとして作用し、第２図に示したように第
１のホログラフィック光学素子（６）は第２のホログラ
フィック光学素子（８）による表示スクリーン（２）の
虚像（１０）を観察者に投影する。したがって観察者は
第１のホログラフィック光学素子（６）を通して外界の
光景と表示スクリーン（２）の虚像（ｌＯ）とを重畳し
て認識することができる。
出した波長λの光は第２のホログラフィック光学素子（
８）で反射して第１のホログラフィック素子（６）で反
射し視認位置に入射する。第１及び第２のホログラフィ
ック素子（６１、＋８１で構成されるレンズはコリメー
ティングレンズとして作用し、第２図に示したように第
１のホログラフィック光学素子（６）は第２のホログラ
フィック光学素子（８）による表示スクリーン（２）の
虚像（１０）を観察者に投影する。したがって観察者は
第１のホログラフィック光学素子（６）を通して外界の
光景と表示スクリーン（２）の虚像（ｌＯ）とを重畳し
て認識することができる。
また波長λの光線の第２のホログラフィック光学素子（
８１における波面と、第１のホログラフインク光学素子
（６）における波面とは、第１及び第２のホログラフィ
ック光学素子を組み合わせたときに互の収差を補正する
ように設定できるので、表示スクリーン（２）の良好な
保全観察者が視認できるよ５にすることが容易である。
８１における波面と、第１のホログラフインク光学素子
（６）における波面とは、第１及び第２のホログラフィ
ック光学素子を組み合わせたときに互の収差を補正する
ように設定できるので、表示スクリーン（２）の良好な
保全観察者が視認できるよ５にすることが容易である。
第５図に示す従来の装置に比し、大型で複雑なリレーレ
ンズ（３）が不要となり、ヘッドアップディスプレイ装
ｆＩｔを簡単な構成とし、小形化することができる。
ンズ（３）が不要となり、ヘッドアップディスプレイ装
ｆＩｔを簡単な構成とし、小形化することができる。
第３図はこの発明の他の実施例を示す断面図で、第３図
において第１図と同一符号は同−又は相当部分を示し、
（８０）は第１図の（８）に対応する第２のホログラフ
ィック光学素子であるが、（８）が波長λの光線を反射
するのに対し、（ＳＯ）は波長λの光線を透過する形の
ホログラフィック光学素子である。第３図に示す構成に
よる合成レンズも第２図に示すとおりになる。
において第１図と同一符号は同−又は相当部分を示し、
（８０）は第１図の（８）に対応する第２のホログラフ
ィック光学素子であるが、（８）が波長λの光線を反射
するのに対し、（ＳＯ）は波長λの光線を透過する形の
ホログラフィック光学素子である。第３図に示す構成に
よる合成レンズも第２図に示すとおりになる。
第４図はこの発明の更に他の実施例を示す断面図で、図
において第１図と同一符号は同−又は相当部分を示し、
（３）は第５図の（３）に相当するリレーレンズ、（４
）は第５図の（４）の相当する表示スクリーン（２）の
実像である。第４図に示すリレーレンズ（３）は収差補
正の必要がないので、簡単なレンズでよろシく、第１の
ホログラフィック光学素子（６）の収差は第２のホログ
ラフィック光学素子（８）によって補正される。
において第１図と同一符号は同−又は相当部分を示し、
（３）は第５図の（３）に相当するリレーレンズ、（４
）は第５図の（４）の相当する表示スクリーン（２）の
実像である。第４図に示すリレーレンズ（３）は収差補
正の必要がないので、簡単なレンズでよろシく、第１の
ホログラフィック光学素子（６）の収差は第２のホログ
ラフィック光学素子（８）によって補正される。
以上のようにこの発明によれば、第１のホログラフィッ
ク光学素子の収差を補正するため第２のホログラフィッ
ク光学素子を用いる構成としたので、装置の構成を簡単
にし、小形化できるという効果がある。
ク光学素子の収差を補正するため第２のホログラフィッ
ク光学素子を用いる構成としたので、装置の構成を簡単
にし、小形化できるという効果がある。
第１図はこの発明の一実施例を示す断面図、第２図は第
１図の第１及び第２のホログラフィック光学素子によっ
て構成される合成レンズを等価的に示す図、第３図はこ
の発明の他の実施例金示す断面図、第４図はこの発明の
更に他の実施例を示す断面図、第５図は従来の装置を示
す断面図である。 （１）は画像発生装置、（２）は表示スクリーン、（３
）はリレーレンズ、（６）は８ｇ１のホログラフィック
光学素子、（７）は観察者の視認位置、（８）は第２の
ホログラフィック光学素子。 尚、各図中同一符号は同−又は相当部分を示す。
１図の第１及び第２のホログラフィック光学素子によっ
て構成される合成レンズを等価的に示す図、第３図はこ
の発明の他の実施例金示す断面図、第４図はこの発明の
更に他の実施例を示す断面図、第５図は従来の装置を示
す断面図である。 （１）は画像発生装置、（２）は表示スクリーン、（３
）はリレーレンズ、（６）は８ｇ１のホログラフィック
光学素子、（７）は観察者の視認位置、（８）は第２の
ホログラフィック光学素子。 尚、各図中同一符号は同−又は相当部分を示す。
Claims (4)
- （１）観察者が外界の光景と情報画像とを重畳して視認
することができるヘッドアップディスプレイ装置におい
て、 上記情報画像が狭い波長領域の光線によって表示される
表示スクリーンをもつ画像発生装置、上記観察者の視野
内に設置され、上記表示スクリーンから放射される狭い
波長領域の光線と同様な波長領域の光線だけを反射し、
其他の波長領域の光線を透過する第１のホログラフィッ
ク光学素子、 上記表示スクリーンと上記第１のホログラフィック光学
素子との間の光路中に設置され、上記表示スクリーン上
に表示された画像を反射又は透過によって上記第１のホ
ログラフィック光学素子へ光学的に転送するように設け
られた第２のホログラフィック光学素子を有し、 上記第１のホログラフィック光学素子と上記第２のホロ
グラフィック光学素子とによって構成される合成レンズ
の焦点は、上記表示スクリーン上の画像からの光線を平
行光線に変換する位置に形成され、 上記第１のホログラフィック光学素子の反射面の形状に
よる収差を、上記第２のホログラフィック光学素子の反
射面又は透過面の形状により補正するよう、上記第２の
ホログラフィック光学素子を構成することを特徴とする
ヘッドアップディスプレイ装置。 - （２）第２のホログラフィック光学素子は、表示スクリ
ーンからの光線を反射によって第１のホログラフィック
光学素子へ転送することを特徴とする特許請求の範囲第
１項記載のヘッドアップディスプレイ装置。 - （３）第２のホログラフィック光学素子は、表示スクリ
ーンからの光線を透過によって第１のホログラフィック
光学素子へ転送することを特徴とする特許請求の範囲第
１項記載のヘッドアップディスプレイ装置。 - （４）表示スクリーンと第２のホログラフィック光学素
子との間にリレーレンズを設置したことを特徴とする特
許請求の範囲第１項記載のヘッドアップディスプレイ装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12115485A JPS61278820A (ja) | 1985-06-04 | 1985-06-04 | ヘツドアツプデイスプレイ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12115485A JPS61278820A (ja) | 1985-06-04 | 1985-06-04 | ヘツドアツプデイスプレイ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61278820A true JPS61278820A (ja) | 1986-12-09 |
Family
ID=14804184
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12115485A Pending JPS61278820A (ja) | 1985-06-04 | 1985-06-04 | ヘツドアツプデイスプレイ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61278820A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1991004519A1 (en) * | 1989-09-19 | 1991-04-04 | Fujitsu Limited | Achromatic hologram optical system |
| US5379132A (en) * | 1989-09-27 | 1995-01-03 | Canon Kabushiki Kaisha | Display apparatus for a head-up display system |
| WO2017064797A1 (ja) * | 2015-10-15 | 2017-04-20 | 日立マクセル株式会社 | 情報表示装置 |
-
1985
- 1985-06-04 JP JP12115485A patent/JPS61278820A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1991004519A1 (en) * | 1989-09-19 | 1991-04-04 | Fujitsu Limited | Achromatic hologram optical system |
| US5477348A (en) * | 1989-09-19 | 1995-12-19 | Fujitsu Limited | Achromatic hologram optical system |
| US5379132A (en) * | 1989-09-27 | 1995-01-03 | Canon Kabushiki Kaisha | Display apparatus for a head-up display system |
| WO2017064797A1 (ja) * | 2015-10-15 | 2017-04-20 | 日立マクセル株式会社 | 情報表示装置 |
| JPWO2017064797A1 (ja) * | 2015-10-15 | 2018-09-06 | マクセル株式会社 | 情報表示装置 |
| US11119315B2 (en) | 2015-10-15 | 2021-09-14 | Maxell, Ltd. | Information display apparatus |
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