JPH03179418A - ヘッドアップディスプレイ装置 - Google Patents

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】 ［概要］ ヘッドアップディスプレイ装置における視認画像の着色
の改善に関し、 ホログラフィック光学素子の回折波長に対して補色関係
になる波長の光が観察者の目に入るのを防止することに
よって視認画像の着色を防止し、良好なカラー視認画像
が得られるヘッドアップディスプレイ装置を提供するこ
とを目的とし、外界画像が観察者の視野内に配置された
ホログラフィック光学素子を通して視認でき、表示素子
に表示される表示画像が前記ホログラフィック光学素子
で反射されて前記外界画像に重畳され視認できるように
構成されたヘッドアップディスプレイ装置において、前
記ホログラフィック光学素子で反射される波長域の光に
対して補色となる波長域の光を反射または減衰させる光
学素子を外界画像と観察者の間に配置するように構成す
る。

［産業上の利用分野］ 本発明は、ヘッドアップディスプレイ装置に関するもの
であり、更に詳しくは、視認画像の着［の改善に関する
。

近年、航空機や車両では、確実な操縦性を確保するため
にコンピュータが導入され、機体や車両の速度、残燃料
量１位置１機器の動作状態等の各種の情報を制御するこ
とが行われている。

そして、これら各種の情報を操縦者等の観察者に表示し
て視認させる手段として、観察者が外界両像を視認する
ために頭を上げた状態で視線の移動を最少限に抑えるこ
とができるヘッドアップディスプレイ装置が開発されて
いる。

このようなヘッドアップディスプレイ装置には半透過板
を用いるものと、ホログラフィック光学素子を用いるも
のとがある。

このうち、半透過板を用いるものは背景になる外界画像
と外界画像に重畳される表示画像との間でコントラスト
や輝度が十分に確保できず、視認性が低い。そこで、視
認性の高い表示画像を必要とする場合には、一般にホロ
グラフィック光学素子が用いられている。

［従来の技術］ 第１２図は従来のホログラフィック光学素子を用いた装
置の構成図である。表示装置１に表示される各種の情報
等の素子画像２はホログラフィック光学素子３に入射さ
れる。ここで、表示装置１の発光波長をλ１とすると、
ホログラフィック光学素子３としては、第１３図に示す
ように波長λ１の光を回折する特性を持つものを用いる
。これにより、表示素子１の表示画像２はホログラフィ
ック光学素子３て回折された後観察者４の視野内に表示
される。

一方、ホログラフィック光学素子３は外界画像５の全波
長の内の波長λ１の光のみを回折してその他の波長の光
は透過させる。これにより、ホログラフィック光学素子
３を通して反対側の外界画像５も観察者４の視野内に表
示される。

すなわち、観察者４の視野内には表示素子１の表示画像
と外界画像５が重畳表示されることになり、観察者が外
界画像５を視認するために頭を上げた状態で表示素子１
の表示画像を視認するための視線の移動を最少限に抑え
ることができる。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、このような装置によれば、観察者が視認する外
界画像５′は、原外界画像５に比べて波長λ１の成分が
ないために、白色から波長λ・１の成分が抜かれて全体
の色のバランスが崩れてしまい、外界画像５−全体がそ
の補色に相当する波長λ２の色で着色されたものになる
。具体的には、例えば緑の波長成分が抜かれると全体の
色のバランスが崩れて緑の補色関係になる紫色に染まっ
て見えることになる。

このような外界画像の着色現象は、実用時における視認
外界画像が不自然なものになり、更には色の誤認を生じ
てしまうこともある。

本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり
、ホログラフィック光学素子の回折波長に対して補色関
係になる波長の光が観察者の目に入るのを防止すること
によって視認画像の着色を防止し、良好なカラー視認画
像が得られるヘッドアップディスプレイ装置を提供する
ことを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 第１図は本発明のヘッドアップディスプレイ装置の原理
構成図であり、第１２図と共通する部分には同一の符号
を付けて示している。図において、６はホログラフィッ
ク光学素子３で回折される波長λ１に対して補色関係に
なる波長λ２の光を吸収または反射させる光学素子であ
り、外界画像５と観察者４の間に装置されている。

［作用］ ホログラフィック光学素子３には全波長を含む光が外界
画像５として入射されるが、このうち回折波長λ１の光
がホログラフィック光学素子３で反射されるのでホログ
ラフィック光学素子３から出射される外界画像５は波長
λ１の光が含まれないものになる。この結果、ホログラ
フィック光学素子３の全面が波長λ１に対して補色関係
になる波長λ２の色で表示される。ところが、本発明で
は、波長λ１に対して補色関係になる波長λ２の光を吸
収または反射させる光学素子６が外界画像５と観察者４
の間に配置されている。

これにより、ホログラフィック光学素子３の回折波長λ
１に対して補色関係になる波長λ２の光が観察者４の目
に入るのが防止され、波長λ２の光による視認画像の着
色が防止されて良好なカラー視認画像が得られる。

［実施例］ 以下、図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明す
る。

第２図は本発明の一実施例を示す構成図であり、第１図
と共通するものには同一の符号を付して示している。図
において、ホログラフィック光学素子３の回折波長λ１
に対して補色関係になる波長λ２の光を反射させる光学
素子６は、外界画像５とホログラフィック光学素子３の
間に配置されている。

このような構成において、ホログラフィック光学素子３
としては第３図に示すように波長λ１として例えば５１
０ｎｍの緑色系統の光を回折する特性を持つものを用い
る。一方、光学素子６としては第４図に示すように波長
λ２として例えば５１０ｎｍの緑色系統の光に対して補
色となる赤色系統の光を反射させる特性を持つものを用
いる。

これにより、光学素子６に外界画像うとして入１１され
る全波長を含む光のうち波長λ２の光は光学素子６で反
射され、ホログラフィック光学素子３には波長λ２を含
まない光が外界画像５として入射される。ここで、ホロ
グラフィック光学素子３は波長λ１の光は回折するがそ
の他の波長の光は透過させるので、波長λ２を含まない
外界画像５が観察者°４の視野内に表示されることにな
る。

また、波長λ１の表示素子１の表示画像２はホログラフ
ィック光学素子３で回折された後、観察者４の視野内に
表示される。

この結果、観察者４の視野内には波長λ１の表示素子１
の表示画像２と波長λ１に対して補色となる波長λ２を
含まない外界画像５が重畳して表示されることになり、
従来のような補色関係の波長λ２による外界画像５の着
色はなくなる。

第５図は本発明の他の実施例を示す構成図である。図に
おいて、７はホログラフィック光学素子３を保持する透
明基板であり、光学素子６はホログラフィック光学素子
３の表面に積層保持されている。

このような構成によれば第２図の実施例に比べてｔＭ或
が簡単になり、小形化が図れる。

なお、上述実施例では光学素子６として補色関係の波長
を反射させるものを用いる例を示したが、補色関係の波
長が観察者の視野に到達するのを防げればよく、補色関
係の波長を吸収減衰させるものを用いてもよい。

また、ホログラフィック光学素子は特定波長の光を反射
させることができるので、光学素子６として補色関係の
波長を反射させるホログラフィック光学素子を用いるこ
ともできる。

また、上述各実施例では表示装置１から出力される１つ
の波長λ１の表示画像２をホログラフィック光学素子３
で反射させる装置について示したが、本発明は複数の波
長をホログラフィック光学素子で反射させる装置の場合
にも適用できるものである。

第６図は表示装置１から出力される２つの波長λ１．λ
２の表示画像２をホログラフィック光学素子３ａ、３ｂ
で反射させる装置に適用する一実施例を示している。第
６図では、ホログラフィック光学素子３ａとしては第７
図に示すように波長λ１として例えば５１０ｎｍの緑色
系統の光を回折する特性を持つものを用い、ホログラフ
ィック光学素子３ｂとしては第８図に示すように波長λ
２として例えば６３０ｎｍの緑色系統の光を回折する特
性を持つものを用いる。一方、光学素子６ａとしては第
９図に示すように波長λ３として例えば５１．０　ｎ　
ｍの緑色系統の光に対して補色となる赤色系統の光を反
射させる特性を持つものを用い、光学素子６ｂとしては
第１０図に示すように波長λ４として例えば６３０ｎｍ
の緑色系統の光に対して補色となる赤色系統の光を反射
させる特性を持つものを用いる。

このように構成することにより、各波長λ１゜λ２の補
色波長λ３．λ４が反射されるので、補色関係の波長λ
３．λ４による外界画像５の着色はなくなる。

第１１図は第６図のホログラフィック光学素子３ａ、３
ｂ及び光学素子６ａ、６ｂを１枚の透明基板７に積層し
たものである。

これにより、第６図の実施例に比べて構成が簡単になり
、小形化が図れる。

また、第６図及び第１１図の実施例では異なる１波長を
反射させる２個の光学素子６ａ、６ｂを用いる例を示し
たが、複数の反射波長を持つ光学素子を用いて構成する
ことも可能である。

［発明の効果］ 以上詳細に説明したように、本発明によれば、ホログラ
フィック光学素子の回折波長に対して補色関係になる波
長の光が観察者の目に入るのを防止することによって視
認画像の着色を防止し、良好なカラー視認画像が得られ
るヘッドアップディスプレイ装置を提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理構成図、 第２図は本発明の一実施例を示す構成図、第３図はホロ
グラフィック光学素子３の特性例図、 第４図は光学素子６の特性例図、 第５図、第６図、第１１図はそれぞれ本発明の他の実施
例を示す構成図、 第７図はホログラフィック光学素子３ａの特性例図、 第８図はホログラフィック光学素子３ｂの特性例図、 第９図は光学素子６ａの特性例図、 第１０図は光学素子６ｂの特性例図、 第１２図は従来の装置の構成的図、 第１３図は波長の説明図である。 第１図において、 １は表示装置、 ２は表示画像、 ３はホログラフィック光学素子、 ４は観察者、 ５は外界画像、 ６は光学素子である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）外界画像（５）が観察者（４）の視野内に配置さ
   れたホログラフィック光学素子（３）を通して視認でき
   、表示素子（１）に表示される表示画像（２）が前記ホ
   ログラフィック光学素子（３）で反射されて前記外界画
   像（５）に重畳され視認できるように構成されたヘッド
   アップディスプレイ装置において、 前記ホログラフィック光学素子（３）で反 射される波長域の光に対して補色となる波長域の光を反
   射または減衰させる光学素子（６）を外界画像（５）と
   観察者（４）の間に配置したことを特徴とするヘッドア
   ップディスプレイ装置。
2. （２）前記ホログラフィック光学素子（３）及び光学素
   子（６）が複数波長系統配置された請求項１記載のヘッ
   ドアップディスプレイ装置。