JPH03179314A - ヘルメット取り付けディスプレイ - Google Patents

ヘルメット取り付けディスプレイ

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JPH03179314A
JPH03179314A JP2299662A JP29966290A JPH03179314A JP H03179314 A JPH03179314 A JP H03179314A JP 2299662 A JP2299662 A JP 2299662A JP 29966290 A JP29966290 A JP 29966290A JP H03179314 A JPH03179314 A JP H03179314A
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はヘルメットが取り付はディスプレイに係る。
従来の技術 ヘルメット取り付はディスプレイは、（ヘルメットを着
用する例えばパイロットのような操作者に見えるように
）ヘルメットにディスプレイを取り付けたもので構成さ
れる。現在のヘルメットディスプレイは、−船釣に、高
分解能ＣＲＴ　（陰極線管）に基づくもので、ＣＲＴス
クリーン上の像は通常の光学素子及び接眼レンズによっ
て作られ、従ってかさばる上に重量がある。
ヘルメットから離れたところにＣＲＴを取り付けそして
ＣＲＴスクリーンの像を光ファイバ束より成る光学路を
経てヘルメットに通し、ヘルメットが通常の光学系を組
み込んでいて、ユーザから見える像を形成することが知
られている。然し乍ら、これを実施するのに必要な光フ
ァイバ束は比較的かさばる上に高価である。更に、従来
の光学系をホログラフ素子に代えて重量及びかさを減ら
すことも知られているが、このようなホログラフ素子は
ＣＲＴと共に使用したときに光の分散程度が許容できな
いものとなる。
英国特許第１４２３９４７号から、航空機の風防スクリ
ーンにホログラフ反射器が含まれた航空機用のヘッドア
ンプディスプレイを提供することが知られている。パイ
ロットは、ホログラフ反射器と中継レンズとを通じて液
晶ディスプレイを見る。この公知構成はかさばる上に、
ヘルメットに直接取り付けるのに適していない。
更に、英国特許第４３６１３８４号から、観察者が着用
したヘルメットの眉庇に配置されたホログラフ反射器に
よる反射を含む光学器を経て像を観察するようなヘルメ
ット取り付はディスプレイ構成体を提供することが知ら
れている。この公知構成では、比較的低電力のフラット
パネルディスプレイと、像増強回路とによって像が形成
される。
発明の構成 本発明は、ヘルメットに取り付けるのに適したディスプ
レイ組立体で、レーザ光源からの光を照射できる空間光
線変調器によって形成されたディスプレイ組立体におい
て、その光学系が、上記ディスプレイの像を形成するた
めの少なくとも１つのホログラフ素子と、上記空間光線
変調器と上記レーザ光線との間にあって単一の光ファイ
バより成る光学路とを具備することを特徴とするディス
プレイ組立体を提供する。
レーザが照射される空間光線変調器をディスプレイとし
て使用することによりホログラフ素子を光学系に使用す
ることができる。
像形成系統はホログラフコリメータを含んでもよい。空
間光線変調器は電気的にアドレス可能な空間光線変調器
を含んでもよい。空間光線変調器はレーザ光線が照射さ
れる。光ファイバにはモードスクランブラが設けられる
。
以下、添付図面を参照し、本発明の更に別の特徴を説明
する。
第１図に示すように、ディスプレイは、電気的にアドレ
ス可能な空間光線変調器（ＥＡＬＳＭ）１を有しており
、その上に観察されるべき表示が形成される。光線変調
器１はレーザ８からの単色光線が照射される。レーザ８
はヘリウムネオンレーザでもよいし、他の適当なレーザ
、例えば、第２変調波の発生を含むレーザダイオードポ
ンプＮｄ：ＹＡＧレーザであってもよい。
レーザ８は好ましくはヘルメットに取り付けられず、レ
ーザから単一の光ファイバ６を経てヘルメットに光が送
られる。光ファイバの端から放射される光は、ＥＡＬＳ
Ｍにできるだけ接近して光学路に配置された拡散器７を
経て送られて、偏光ビームスブリフタ２を経てＥＡＬＳ
ＭＩに当たる。
１つ以上の透過ホログラムより成る対物系３は、ＥＡ　
Ｌ　ＳＭ　１によって、発生された表示の中間縁４を形
成する。この中間縁４はコリメート合成器５の焦点面に
形成され、これは無限遠点に表示像を形成する。別の構
成（図示せず）においては、中間像４の平面に拡散器を
設けてもよい。
コリメート合成器５は、ヘルメットの眉庇の上に設けら
れたホログラフコーティングより成る反射ホログラムで
構成される。ホログラム素子は、所与の光学性能に必要
とされる素子数を最小にするために複素パワーを有する
素子で構成される。
コリメート合成器５のパワーとは、光の収差を補償する
ものである。透過ホログラム３とホログラフ合成器５と
のパワーのバランス、及び複素パワーを有するホログラ
ム素子の使い方は、充分に修正された光学性能を発揮す
る一方、光学路内の素子数を最小にし、これにより比較
的簡単な構造の軽量構成を得るようなものである。
第２図を参照し、本発明の第２の実施例について説明す
る。
第２図において、レーザ（図示せず）からの光は、光フ
アイバ光線ガイド６から放出され、偏光板１２を通過し
、ＳＬＭＩの前方に配置された凸レンズ１１を通過し、
ＳＬＭＩに入射する。
ＳＬＭＩは、２２から反射された光が再びレンズ１１を
通り、偏光器１３を通って対物系３へ送られるような向
きとされる。対物系３は拡散器１５の平面内にＳＬＭの
実像を形成する。このようにして形成された像は、ホロ
グラフ反射器５によって観察者の目９へと反射される。
拡散器は出て行（ビームを分散させ、コリメートされた
出力ビーム１０に対する観察者の目の位置に成る程度の
許容範囲を与える。
第２図の構成は、第１図に示された比較的かさばる偏光
ビームスプリンタを排除し、レンズ１１の集束作用によ
り、対物系３は第１図の対応するレンズ３よりも相当に
小さいアパーチャをもつことができる。これにより、光
線ガイド６の端と対物系３とを互いに接近して配置する
ことができる。
第３図は、上記した本発明の実施例のいずれかに使用さ
れるモードスクランブラを示している。
レーザからのコヒレントな光は最終的な像に粒状もしく
は鏡面作用を生じさせる。この作用は、光ファイバ６に
沿った成る点にモードスクランブラを設けることにより
除去することができる。適当なモードスクランブラの例
が第３図に示されており、ここでは、圧電素子３０が光
フアイバケーブル６に取り付けられている。圧電素子３
０は交流信号源３１によって駆動され、これによりケー
ブルに設定される振動で、ケーブルに沿って送られる光
のモードスクランブル使用が生じる。
空間光線変調器は、電気的にアドレスされる空間光線変
調器であって、トランジスタアレイを有するシリコンチ
ップを含んでいて、その金属接触領域は、偏光角度を選
択的に調整できる鏡面反射器として働くのが好ましい。
この反射器の偏光角度が入射光の偏光角度と一致する場
合には、実質的に全ての入射光が反射され、そうでない
場合には、光の各々の偏光角度と反射器との間の食い違
いの度合いに基づいて光が成る程度反射される。
このような光線変調器は、物理的にコンパクトで解像度
の高いディスプレイを実現できるという点で特に効果的
である。
本発明は上記実施例に示した構成に限定されるものでは
なく、本発明の範囲内で多数の変更がなされ得る。
例えば、本発明は、透過型液晶ディスプレイのような別
の空間光線変調器を用いて実施することもできる。透過
ディスプレイの場合には、対物系３から離れたディスプ
レイの側から光が照射されるので、第１図の偏光ビーム
スプリッタ２はもちろん必要とされない。
更に、対物系３はホログラフ素子より成るものとして説
明したが、全体的に従来の光学素子を含んでもよいし、
それで構成されてもよい。これは特に第２図の実施例に
おいて言えることで、小さなアパーチャが必要とされる
ことにより、小型で比較的軽量の従来のレンズを使用す
ることができる。
拡散器は通常の型式のものでよく、例えば、粉末ガラス
、ホログラフデイフェーサ又はダンマン格子のような通
常の拡散器でよい。ダンマン格子は、非常に効率的で且
つ正確に制御された所定量の分散を生じるので特に効果
的である。
ホログラフコリメート合成器は、ヘルメットの眉庇に配
置せずに、着用者の視界内でヘルメットに取り付けられ
た他の透明な面に配置してもよい。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明によるヘルメットが取り付はディスプ
レイ組立体の第１の実施例を示す図、第２図は、本発明
によるヘルメット取り付はディスプレイ組立体の第２の
実施例を示す図、そして 第３図は、第１図及び第２図の本発明による実施例に用
いるためのモードスクランブラを示す図である。 １・・・・電気的にアドレス可能な空間光線変調器２・
・・・偏光ビームスプリッタ ３・・・・対物系 ４・・・・中間縁 ５・・・・コリメート合成器 ６・・・・光ファイバ ７・・・・拡散器 ８・・・・レーザ 平底 年 月 日 １、事件の表示 平底２年特許願第２９９６６２号 ２、発明の名称 ヘルメット取り付はディスプレイ ３袖正をする者 事件との関係 出 願人 名 称 ジーイーシ− マルコニ リミテッド ４、代 理 人

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）ヘルメットに取付けるのに適したもので、レーザ
    光源からの光を照射できる空間光線変調器によってディ
    スプレイが形成されたディスプレイ組立体において、そ
    の光学系が、上記ディスプレイの像を形成するための少
    なくとも１つのホログラフ素子と、上記空間光線変調器
    と上記レーザ光線との間にあって単一の光ファイバより
    成る光学路とを具備することを特徴とするディスプレイ
    組立体。
  2. （２）上記光学系は、上記ディスプレイ像のコリメート
    された像を形成するホログラフコリメータを備えている
    請求項１に記載のディスプレイ組立体。
  3. （３）上記ホログラフコリメータはヘルメットの眉庇に
    配置される請求項２に記載のディスプレイ組立体。
  4. （４）上記ホログラフコリメータは動力反射ホログラム
    である請求項２又は３に記載のディスプレイ組立体。
  5. （５）上記空間光線変調器は電気的にアドレス可能な空
    間光線変調器である前記請求項のいずれかに記載のディ
    スプレイ組立体。
  6. （６）ディスプレイの中間実像が形成される光学系の平
    面に拡散器が挿入される前記請求項のいずれかに記載の
    ディスプレイ組立体。
  7. （７）上記電気的にアドレス可能な空間光線変調器と光
    学系との間に偏光ビームスプリッタが挿入される前記請
    求項のいずれかに記載のディスプレイ組立体。
  8. （８）上記レーザ光源と電気的にアドレス可能な空間光
    線変調器との間に拡散器が挿入される請求項１ないし５
    に従属する請求項７に記載のディスプレイ組立体。
  9. （９）上記レーザ光源からの入射光と、上記空間光線変
    調器によって反射された変調光線との両方が横断するよ
    うに上記空間光線変調器の付近に対物レンズが配置され
    た請求項１ないし７のいずれかに記載のディスプレイ組
    立体。
  10. （１０）上記入射光は第１偏光器を横切りそして上記反
    射された光線は第２偏光器を横切る請求項９に記載のデ
    ィスプレイ組立体。
  11. （１１）上記レーザ光源はヘリウムネオンレーザである
    前記請求項のいずれかに記載のディスプレイ組立体。
  12. （１２）上記空間光線変調器は、そこから反射される光
    の偏光角度を選択的に調整できる反射光線変調器より成
    る前記請求項のいずれかに記載のディスプレイ組立体。
  13. （１３）上記空間光線変調器は、透過光線変調器である
    請求項１ないし１１のいずれかに記載のディスプレイ組
    立体。
  14. （１４）上記単一の光ファイバはモードスクランブラよ
    り成る前記請求項のいずれかに記載のディスプレイ組立
    体。
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