JPH04281422A - ヘッドアップディスプレイ装置 - Google Patents
ヘッドアップディスプレイ装置Info
- Publication number
- JPH04281422A JPH04281422A JP10495891A JP10495891A JPH04281422A JP H04281422 A JPH04281422 A JP H04281422A JP 10495891 A JP10495891 A JP 10495891A JP 10495891 A JP10495891 A JP 10495891A JP H04281422 A JPH04281422 A JP H04281422A
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- JP
- Japan
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- diffraction grating
- display device
- head
- display
- light
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はヘッドアップディスプレ
イ装置に関し、特に透明性を有するレリーフ型回折格子
や体積型位相回折格子等から成る光束結合素子を介して
、前方の例えば自然風景等の画像情報と人為的に作成さ
れた表示素子からの表示情報の双方の情報を同時に観察
する際に好適なヘッドアップディスプレイ装置に関する
ものである。
イ装置に関し、特に透明性を有するレリーフ型回折格子
や体積型位相回折格子等から成る光束結合素子を介して
、前方の例えば自然風景等の画像情報と人為的に作成さ
れた表示素子からの表示情報の双方の情報を同時に観察
する際に好適なヘッドアップディスプレイ装置に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】多層膜反射面や体積型位相回折格子、そ
してホログラム光学素子等の光学的に透明な光束結合素
子を用いて、表示装置からの表示情報と、外界の自然風
景等の画像情報とを同一視野内で空間的に重畳して観察
するようにした表示装置は、一般にヘッドアップディス
プレイ装置と呼ばれ、各分野で多用されている。
してホログラム光学素子等の光学的に透明な光束結合素
子を用いて、表示装置からの表示情報と、外界の自然風
景等の画像情報とを同一視野内で空間的に重畳して観察
するようにした表示装置は、一般にヘッドアップディス
プレイ装置と呼ばれ、各分野で多用されている。
【０００３】従来より、このヘッドアップディスプレイ
装置を航空機の操縦席をはじめとし、種々の車輛などに
使用した表示装置が種々提案されている。
装置を航空機の操縦席をはじめとし、種々の車輛などに
使用した表示装置が種々提案されている。
【０００４】ヘッドアップディスプレイ装置のうち人為
的に作成した表示素子の表示情報からの光束を第１、第
２の２つの回折格子で回折させた後観察者の方向に導光
すると共に第２回折格子の背後に位置した画像情報から
の光束を第２回折格子を通過させて、第２回折格子を介
して双方の情報を空間的に重畳して観察するようにした
ヘッドアップディスプレイ装置が例えば米国特許第４６
１３２００号、特開昭６３−１９４２２２号公報、特開
平１−２９６２１４号公報等で提案されている。
的に作成した表示素子の表示情報からの光束を第１、第
２の２つの回折格子で回折させた後観察者の方向に導光
すると共に第２回折格子の背後に位置した画像情報から
の光束を第２回折格子を通過させて、第２回折格子を介
して双方の情報を空間的に重畳して観察するようにした
ヘッドアップディスプレイ装置が例えば米国特許第４６
１３２００号、特開昭６３−１９４２２２号公報、特開
平１−２９６２１４号公報等で提案されている。
【０００５】これらで提案されているヘッドアップディ
スプレイ装置では２つの回折格子を用いて回折格子の色
分散を補正して色ニジミの少ない観察を可能としている
。
スプレイ装置では２つの回折格子を用いて回折格子の色
分散を補正して色ニジミの少ない観察を可能としている
。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】これらで提案されてい
るヘッドアップディスプレイ装置では回折格子からの１
次回折光を観察方向に導光している。この為０次光、即
ち回折格子表面で正反射した光束が正反射像の不要像を
形成するという問題点があった。
るヘッドアップディスプレイ装置では回折格子からの１
次回折光を観察方向に導光している。この為０次光、即
ち回折格子表面で正反射した光束が正反射像の不要像を
形成するという問題点があった。
【０００７】これに対して特開昭６３−１９４２２２号
公報のヘッドアップディスプレイ装置では第１回折格子
と第２回折格子との取付角度を適切に設定し、不要像が
観察者の眼に入射しないようにしている。
公報のヘッドアップディスプレイ装置では第１回折格子
と第２回折格子との取付角度を適切に設定し、不要像が
観察者の眼に入射しないようにしている。
【０００８】しかしながらこのヘッドアップディスプレ
イ装置では観察者の眼への不要像の入射防止は軸上光束
についてのみ取扱っている為、表示素子の配向特性によ
っては観察者の眼に不要像が入射してくる場合があった
。
イ装置では観察者の眼への不要像の入射防止は軸上光束
についてのみ取扱っている為、表示素子の配向特性によ
っては観察者の眼に不要像が入射してくる場合があった
。
【０００９】図２はこのときの不要像が観察者の眼に入
射する場合を示した要部概略図である。
射する場合を示した要部概略図である。
【００１０】図２において表示素子（表示デバイス）２
０１からの光束（一点鎖線で示す光束）２０６は第１回
折格子２０２に入射し、回折し、第２回折格子２０３に
入射し、該第２回折格子２０３で反射回折して観察者の
眼２０４に入射している。これにより表示素子２０１の
表示情報を第２回折格子２０３の背後の画像情報２０８
と空間的に重畳して双方を同時に観察している。
０１からの光束（一点鎖線で示す光束）２０６は第１回
折格子２０２に入射し、回折し、第２回折格子２０３に
入射し、該第２回折格子２０３で反射回折して観察者の
眼２０４に入射している。これにより表示素子２０１の
表示情報を第２回折格子２０３の背後の画像情報２０８
と空間的に重畳して双方を同時に観察している。
【００１１】第１回折格子２０２と第２回折格子２０３
は互いに所定の角度で配置している。この結果表示素子
２０１から光軸上の光束２０６に平行な光束（点線で示
す光束）、２０７は第１回折格子２０２と第２回折格子
２０３の表面で正反射したとき観察者の眼２０４へは入
射しない。
は互いに所定の角度で配置している。この結果表示素子
２０１から光軸上の光束２０６に平行な光束（点線で示
す光束）、２０７は第１回折格子２０２と第２回折格子
２０３の表面で正反射したとき観察者の眼２０４へは入
射しない。
【００１２】しかしながら表示素子２０１からの光束は
ある程度の配向特性を有している。この為、斜めから射
出した光束２０５（実線で示す光束）が第１回折格子２
０２及び第２回折格子２０３の表面で正反射し観察者の
眼２０４へ入射する場合があり、この結果、不要像が形
成され視認性を低下させてくるという問題点があった。
ある程度の配向特性を有している。この為、斜めから射
出した光束２０５（実線で示す光束）が第１回折格子２
０２及び第２回折格子２０３の表面で正反射し観察者の
眼２０４へ入射する場合があり、この結果、不要像が形
成され視認性を低下させてくるという問題点があった。
【００１３】このことは装置を構成する各要素の角度関
係だけではなく、各要素間の距離にも依存しており、こ
の為表示素子の配向特性が重要な要素になっている。
係だけではなく、各要素間の距離にも依存しており、こ
の為表示素子の配向特性が重要な要素になっている。
【００１４】本発明はある程度の光束の広がりのある配
向特性を有する表示素子を使用しても不要像が生じなく
又は観察者の眼に入射しなく、表示素子の表示情報の良
好なる観察を可能としたヘッドアップディスプレイ装置
の提供を目的とする。
向特性を有する表示素子を使用しても不要像が生じなく
又は観察者の眼に入射しなく、表示素子の表示情報の良
好なる観察を可能としたヘッドアップディスプレイ装置
の提供を目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明のヘッドアップデ
スプレイ装置は、表示素子からの光束を第１回折格子に
入射させ、該第１回折格子からの回折光を第２回折格子
により観察者の方向に反射回折させると共に、該第２回
折格子の背後の画像情報からの光束を該第２回折格子を
通過させるようにして、該表示素子の表示情報と該画像
情報とを空間的に重畳させて双方の情報を該第２回折格
子を介して同一視野で観察する際、該第１回折格子から
の所定次数の回折光のみを通過させるルーバを該第１回
折格子と第２回折格子との間に配置したことを特徴とし
ている。
スプレイ装置は、表示素子からの光束を第１回折格子に
入射させ、該第１回折格子からの回折光を第２回折格子
により観察者の方向に反射回折させると共に、該第２回
折格子の背後の画像情報からの光束を該第２回折格子を
通過させるようにして、該表示素子の表示情報と該画像
情報とを空間的に重畳させて双方の情報を該第２回折格
子を介して同一視野で観察する際、該第１回折格子から
の所定次数の回折光のみを通過させるルーバを該第１回
折格子と第２回折格子との間に配置したことを特徴とし
ている。
【００１６】特に本発明では、前記ルーバは前記第１回
折光からの回折光のうち１次回折光のみを通過させてい
ることを特徴としている。
折光からの回折光のうち１次回折光のみを通過させてい
ることを特徴としている。
【００１７】
【実施例】図１は本発明の一実施例の光学系の要部概略
図である。
図である。
【００１８】同図において１０１は表示素子であり、例
えばＣＲＴ、蛍光管、液晶表示パネル等から成っている
。１０２は第１回折格子であり、表示素子１０１から入
射してきた光束を反射回折している。１０４は第２回折
格子である。１０３はルーバであり、第１回折格子１０
２と第２回折格子１０４との間に配置しており、内部が
光透過性で壁面が光吸収性の円柱状又は多角形状の微少
な筒部材１０３ａを複数個、基板１０３ｂに２次元的に
配列した構成より成っている。
えばＣＲＴ、蛍光管、液晶表示パネル等から成っている
。１０２は第１回折格子であり、表示素子１０１から入
射してきた光束を反射回折している。１０４は第２回折
格子である。１０３はルーバであり、第１回折格子１０
２と第２回折格子１０４との間に配置しており、内部が
光透過性で壁面が光吸収性の円柱状又は多角形状の微少
な筒部材１０３ａを複数個、基板１０３ｂに２次元的に
配列した構成より成っている。
【００１９】ルーバ１０３は第１回折格子１０２からの
所定次数の回折光のみを通過させるようにその形状及び
位置を設定している。同図では第１回折格子１０２と第
２回折格子１０４との角度配置より複数の筒部材１０３
ａを基板１０３ｂに対して各々傾けて配置している。
所定次数の回折光のみを通過させるようにその形状及び
位置を設定している。同図では第１回折格子１０２と第
２回折格子１０４との角度配置より複数の筒部材１０３
ａを基板１０３ｂに対して各々傾けて配置している。
【００２０】尚、本実施例ではルーバ１０３は第１回折
格子１０２からの１次回折光のみを通過させ第２回折格
子１０４に入射させている。
格子１０２からの１次回折光のみを通過させ第２回折格
子１０４に入射させている。
【００２１】第２回折格子１０４はルーバ１０３を通過
してきた１次回折光を反射回折させ、このうち１次回折
光１０７が観察者の眼１０５に入射するようにしている
。又第２回折格子１０４は光束結合素子としての機能も
有している。第１回折格子１０２と第２回折格子１０４
を介して第２回折格子１０４の背後の所定位置に表示素
子１０１の表示情報の像１０８を形成している。
してきた１次回折光を反射回折させ、このうち１次回折
光１０７が観察者の眼１０５に入射するようにしている
。又第２回折格子１０４は光束結合素子としての機能も
有している。第１回折格子１０２と第２回折格子１０４
を介して第２回折格子１０４の背後の所定位置に表示素
子１０１の表示情報の像１０８を形成している。
【００２２】本実施例では表示素子１０１の表示情報の
像１０８と第２回折格子１０４の背後の景色等の画像情
報１０９とを光束結合素子としての機能を有した第２回
折格子１０４を介して空間的に重畳して双方の情報を同
一視野で観察している。
像１０８と第２回折格子１０４の背後の景色等の画像情
報１０９とを光束結合素子としての機能を有した第２回
折格子１０４を介して空間的に重畳して双方の情報を同
一視野で観察している。
【００２３】本実施例においてルーバ１０３は所定の方
向から（一定の角度で）入射してきた光束のみ（本実施
例では第１回折格子１０２からの１次反射回折光のみ）
を通過させ異った方向から（異った角度で）入射してき
た光（１次回折光以外の光）を吸収し射出させないよう
に又は観察者の方向に射出させないようにしている。
向から（一定の角度で）入射してきた光束のみ（本実施
例では第１回折格子１０２からの１次反射回折光のみ）
を通過させ異った方向から（異った角度で）入射してき
た光（１次回折光以外の光）を吸収し射出させないよう
に又は観察者の方向に射出させないようにしている。
【００２４】例えば表示素子１０１から斜め方向に射出
した光束１０６が第１回折格子１０２で正反射してルー
バ１０３に入射したとき、該光束１０６を吸収し、第２
回折格子１０４及び観察者の眼１０５方向に射出するの
を防止している。
した光束１０６が第１回折格子１０２で正反射してルー
バ１０３に入射したとき、該光束１０６を吸収し、第２
回折格子１０４及び観察者の眼１０５方向に射出するの
を防止している。
【００２５】これによりある程度の拡がりを有した表示
素子を用いても不要像が生じて、観察者の眼に入射する
のを効果的に防止して、表示素子１０１の表示情報の像
１０８と画像情報１０９の双方が良好なる状態で観察す
ることができるようにしている。
素子を用いても不要像が生じて、観察者の眼に入射する
のを効果的に防止して、表示素子１０１の表示情報の像
１０８と画像情報１０９の双方が良好なる状態で観察す
ることができるようにしている。
【００２６】尚、本実施例の第１回折格子１０２と第２
回折格子１０４は例えばレリーフ型の回折格子や反射体
積位相型の回折格子等が使用出来、又格子配列も直線等
間隔格子やゾーンプレート等のように集光性を有する格
子等が使用出来る。
回折格子１０４は例えばレリーフ型の回折格子や反射体
積位相型の回折格子等が使用出来、又格子配列も直線等
間隔格子やゾーンプレート等のように集光性を有する格
子等が使用出来る。
【００２７】図３（Ａ）〜（Ｃ）は本発明で使用可能な
ルーバの他の実施例の要部斜視図である。
ルーバの他の実施例の要部斜視図である。
【００２８】図３（Ａ）のルーバ３１は断面形状が４角
形の微少な複数の筒部材より成り、図３（Ｂ）のルーバ
３２は断面形状が６角形の微少な複数の筒部材より成り
、図３（Ｃ）のルーバ３３は断面形状が円形の微少な複
数の筒部材より成っている。
形の微少な複数の筒部材より成り、図３（Ｂ）のルーバ
３２は断面形状が６角形の微少な複数の筒部材より成り
、図３（Ｃ）のルーバ３３は断面形状が円形の微少な複
数の筒部材より成っている。
【００２９】
【発明の効果】本発明によれば表示素子としてある程度
の光束の拡がりを有する表示素子を用いても前述の如く
第１回折格子と第２回折格子との間に所定形状のルーバ
を配置することにより、第１回折格子からの正反射光に
基づく不要像の発生を防止し、表示素子の表示情報と景
色等の画像情報とを同一視野で良好なる状態で観察する
ことができるヘッドアップディスプレイ装置を達成する
ことができる。
の光束の拡がりを有する表示素子を用いても前述の如く
第１回折格子と第２回折格子との間に所定形状のルーバ
を配置することにより、第１回折格子からの正反射光に
基づく不要像の発生を防止し、表示素子の表示情報と景
色等の画像情報とを同一視野で良好なる状態で観察する
ことができるヘッドアップディスプレイ装置を達成する
ことができる。
【図１】本発明の一実施例の要部概略図
【図２】従来の
ヘッドアップディスプレイ装置の要部概略図
ヘッドアップディスプレイ装置の要部概略図
【図３】本発明において使用可能なルーバの一実施例の
要部斜視図
要部斜視図
１０１ 表示素子
１０２ 第１回折格子
１０３ ルーバ
１０４ 第２回折格子
１０５ 観察者の眼
１０８ 表示情報の像
１０９ 画像情報
３１ ルーバ
３２ ルーバ
３３ ルーバ
Claims (2)
- 【請求項１】 表示素子からの光束を第１回折格子に
入射させ、該第１回折格子からの回折光を第２回折格子
により観察者の方向に反射回折させると共に、該第２回
折格子の背後の画像情報からの光束を該第２回折格子を
通過させるようにして、該表示素子の表示情報と該画像
情報とを空間的に重畳させて双方の情報を該第２回折格
子を介して同一視野で観察する際、該第１回折格子から
の所定次数の回折光のみを通過させるルーバを該第１回
折格子と第２回折格子と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。 - 【請求項２】 前記ルーバは前記第１回折光からの回
折光のうち１次回折光のみを通過させていることを特徴
とする請求項１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 |
|---|---|---|---|
| JP10495891A JPH04281422A (ja) | 1991-03-08 | 1991-03-08 | ヘッドアップディスプレイ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10495891A JPH04281422A (ja) | 1991-03-08 | 1991-03-08 | ヘッドアップディスプレイ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04281422A true JPH04281422A (ja) | 1992-10-07 |
Family
ID=14394610
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10495891A Pending JPH04281422A (ja) | 1991-03-08 | 1991-03-08 | ヘッドアップディスプレイ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04281422A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6986581B2 (en) | 2003-11-03 | 2006-01-17 | Superimaging, Inc. | Light emitting material integrated into a substantially transparent substrate |
| US7090355B2 (en) | 2003-05-19 | 2006-08-15 | Superimaging, Inc. | System and method for a transparent color image display utilizing fluorescence conversion of nano particles and molecules |
| US7182467B2 (en) | 2003-11-03 | 2007-02-27 | Superimaging, Inc. | Microstructures integrated into a transparent substrate which scatter incident light to display an image |
| US7213923B2 (en) | 2004-04-19 | 2007-05-08 | Superimaging, Inc. | Emission of visible light in response to absorption of excitation light |
| US7452082B2 (en) | 2004-04-19 | 2008-11-18 | Superimaging, Inc. | Excitation light emission apparatus |
| US7537346B2 (en) | 2005-03-03 | 2009-05-26 | Superimaging, Inc. | Display having integrated light emitting material |
| US7976169B2 (en) | 2003-05-14 | 2011-07-12 | Sun Innovations, Inc. | Waveguide display |
| JP2020056880A (ja) * | 2018-10-01 | 2020-04-09 | 株式会社デンソー | 虚像表示装置 |
| JP2020060683A (ja) * | 2018-10-10 | 2020-04-16 | 株式会社デンソー | 虚像表示装置 |
| JP2023147210A (ja) * | 2022-03-29 | 2023-10-12 | エンヴィシクス リミテッド | ディスプレイシステムおよびそのための光制御フィルム |
-
1991
- 1991-03-08 JP JP10495891A patent/JPH04281422A/ja active Pending
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7976169B2 (en) | 2003-05-14 | 2011-07-12 | Sun Innovations, Inc. | Waveguide display |
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| JP2020056880A (ja) * | 2018-10-01 | 2020-04-09 | 株式会社デンソー | 虚像表示装置 |
| US11448880B2 (en) | 2018-10-01 | 2022-09-20 | Denso Corporation | Virtual image display device shifting light of an image to create a virtual image |
| JP2020060683A (ja) * | 2018-10-10 | 2020-04-16 | 株式会社デンソー | 虚像表示装置 |
| JP2023147210A (ja) * | 2022-03-29 | 2023-10-12 | エンヴィシクス リミテッド | ディスプレイシステムおよびそのための光制御フィルム |
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