JPH0488312A - Video superposing device - Google Patents

Video superposing device

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JPH0488312A
JPH0488312A JP20251890A JP20251890A JPH0488312A JP H0488312 A JPH0488312 A JP H0488312A JP 20251890 A JP20251890 A JP 20251890A JP 20251890 A JP20251890 A JP 20251890A JP H0488312 A JPH0488312 A JP H0488312A
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light
hologram
display
diffraction
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Masayuki Kato
雅之 加藤
Takakazu Aritake
敬和 有竹
Takeshi Matsumoto
剛 松本
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Fujitsu Ltd
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Fujitsu Ltd
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  • Transforming Electric Information Into Light Information (AREA)

Abstract

PURPOSE:To increase the width of a display angle by forming both 1st and 2nd diffraction elements of holograms multiple-recorded with plural pieces of plane diffraction gratings. CONSTITUTION:The 1st and 2nd diffraction elements 12A, 12B are respectively constituted of the elements multiple-recorded with the transmission type total reflection holograms. Then, the luminous fluxes of video information emitted from the point P1 of the display surface of a display means 4 are advanced like solid lines by the 1st holograms to the point Q1 and the luminous fluxes of the video information from the point P2 are advanced in the route of dotted lines by the 2nd holograms. These luminous fluxes respectively form virtual images at the point Q2. The videos superposed in such a manner are divergent light to an observer and, therefore, the range of eyes' positions is widened and the degree of freedom is increased. Namely, the display angle range is increased.

Description

【発明の詳細な説明】 〔概 要〕 視野内の景色、映像等に第二の映像情報を重畳させて表
示する映像重畳装置に関し、 映像重畳装置において表示角度幅を増大することを目的
とし、 表示手段からの情報映像を平行光に変換する光学素子と
、反射又は回折で伝播方向を変える透明平行平板の端部
に、該平行光を回折させる第1の回折素子、及び該透明
平行平板で伝播した該第1の回折素子の回折光を回折さ
せて取aす第2の回析素子を形成した偏向手段とを有し
、前記透明平行平板と共に前g己第2の回折素子を、前
記背景映像の光束を集束させる集束手段と、該第2の回
折素子より取出される前記情報映像と該集束手段からの
背景映像とを重畳させて取出す発散手段とにより挟持さ
せた映像重畳装置において、上記第1、第2回折素子を
共に多重記録ホログラムあるいは反射型ホログラムによ
り構成する。
[Detailed Description of the Invention] [Summary] Regarding a video superimposing device that superimposes and displays second video information on scenery, video, etc. within the field of view, the present invention aims to increase the display angle width in the video superimposing device, an optical element that converts the information image from the display means into parallel light; a first diffraction element that diffracts the parallel light; and a first diffraction element that diffracts the parallel light at the end of the transparent parallel plate that changes the propagation direction by reflection or diffraction; a deflection means formed with a second diffraction element that diffracts and extracts the propagated diffracted light of the first diffraction element; In an image superimposing device sandwiched between a focusing means for focusing a light beam of a background image, and a diverging means for superimposing and extracting the information image extracted from the second diffraction element and the background image from the focusing means, Both the first and second diffraction elements are constructed from multiple recording holograms or reflection holograms.

〔産業上の利用分野〕[Industrial application field]

本発明は、視野内の景色、映像等に第二の映像情報を重
畳させて表示する映像重畳装置に関する。
The present invention relates to a video superimposing device that superimposes and displays second video information on scenery, video, etc. within a field of view.

視野内の景色、映像等に第二の映像情報を重畳表示する
ことは、大きな視線の移動を伴うことなく、より多くの
情報をほぼ同時に認識できるという点で、利用価値が大
きく、従来から戦闘機、航空機のコックピット用のヘッ
ドアップデイスプレィとして実用化されている。また、
最近では操縦または運転に際して、視界から眼を離すこ
となく、操縦、運転情報等を視覚的に得られるようにし
、機動性、安全性、便利さを向上する目的で自動車への
適用なども検討されている。
Displaying secondary video information superimposed on scenery, images, etc. within the field of view has great utility value in that it allows more information to be recognized almost simultaneously without a large movement of the line of sight, and has traditionally been used in combat. It has been put into practical use as a head-up display for aircraft cockpits. Also,
Recently, application to automobiles has been considered in order to improve maneuverability, safety, and convenience by making it possible to visually obtain control and driving information without taking your eyes off the field of view when maneuvering or driving. ing.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来提案されている映像重畳法としては、反射率と透過
率が適当に設定された平板または湾曲板状の光学素子(
イメージコンバイナと称される)が用いられる。例えば
、第15図に示す如く、ハーフミラ−1のような反射素
子イメージコンバイナを用いて、背景と表示映像を適当
な強度比で重畳するもの、あるいは、特に図示はしない
が、波長選択性のある反射型ホログラムと狭い波長帯域
を有する表示装置を組み合わせたもの等がある。前者は
、簡素ではあるが、表示を見やすくするた給にはコンバ
イナの反射率を高める必要があり、その結果透過率が低
下して背景が暗くなるという欠点がある。また後者は、
光量的には優れた方法であるが、波長帯域の狭く、輝度
の高い表示装置を用いることが前提であり、さもなけれ
ば表示の明るさに関してはメリットが生じない。しかし
ながら、一般に波長帯域の狭く、輝度の高い表示装置は
高価で、戦闘機、航空機などにおいては価格的に問題が
なくとも、自動車や民生品においては許容されない。
Conventionally proposed image superimposition methods use flat or curved optical elements (with appropriately set reflectance and transmittance).
(referred to as an image combiner) is used. For example, as shown in Fig. 15, a reflective element image combiner such as a half mirror 1 is used to superimpose the background and the displayed image at an appropriate intensity ratio, or, although not particularly shown, a wavelength-selective image combiner is used. There is a combination of a reflection hologram and a display device with a narrow wavelength band. Although the former is simple, it is necessary to increase the reflectance of the combiner in order to make the display easier to see, which has the disadvantage that the transmittance decreases and the background becomes dark. Also, the latter is
Although this is an excellent method in terms of the amount of light, it requires the use of a display device with a narrow wavelength band and high brightness, otherwise there will be no advantage in terms of display brightness. However, display devices with a narrow wavelength band and high brightness are generally expensive, and although they are acceptable in terms of price for fighter jets, aircraft, etc., they are not acceptable for automobiles and consumer products.

戦闘機、航空機用のヘッドアップデイスプレィでは、表
示する映像に関して、歪みを極めて小さく抑えることが
要求され、そのためのレンズ系、コンバイナには厳しい
精度条件が求められていた。
Head-up displays for fighter jets and aircraft are required to keep distortion to an extremely low level in the displayed images, and strict accuracy conditions are required of lens systems and combiners for this purpose.

しかし、映像重畳装置もその用途によっては、それ程高
い精度が要求されず多少の歪みが許容されるものもある
。従って、ここにきて、簡素で安価なイメージコンバイ
ナ、映像重畳装置の關発が必要とされてきた。
However, depending on the use of the video superimposing device, some distortions may be tolerated without requiring such high accuracy. Therefore, there has been a need for a simple and inexpensive image combiner and video superimposing device.

そのような簡素な映像重畳装置の一例(J、Apatn
ieks、 5PIE Proc、 Vol、883.
 pp、171−176、1988)を第16図に示す
。第17図に示す如く、入射光を臨界角以上に回折させ
る透過型ホログラム2A2B(基板2b上にホログラム
媒体2aを形成したもの)を透明な平行板3の両面のそ
れぞれ一部に形成する。[:RT4の映像をコリメータ
レンズ5で平行光に変換し、第一のホログラム2Aを介
して映像を透明平行板3内を全反射伝播させ、第二のホ
ログラム2Bによって映像をとりだす。背景の光は、第
二のホログラム2Bのブラック角近傍の入射角を持つ光
線以外は殆ど透過する。ホログラム等の回折素子は波長
分散を有するが、平行平板3上に空間周波数の等しい平
面格子ホログラム2A、2Bを対に形成した場合は、第
18図に示すように、波長の違いによる回折角の違いが
第二のホログラム2Bにより補償され、最終的に光線は
ホログラム系に入射する前の方向と全く同じであり、色
収差が発生しない。
An example of such a simple video superimposition device (J, Apatn
ieks, 5PIE Proc, Vol, 883.
pp. 171-176, 1988) is shown in FIG. As shown in FIG. 17, transmission holograms 2A2B (a hologram medium 2a formed on a substrate 2b) that diffracts incident light at a critical angle or more are formed on a portion of both surfaces of a transparent parallel plate 3. [: The image of RT4 is converted into parallel light by the collimator lens 5, the image is propagated by total reflection inside the transparent parallel plate 3 via the first hologram 2A, and the image is taken out by the second hologram 2B. Most of the background light is transmitted except for light rays having an incident angle near the Black angle of the second hologram 2B. Diffraction elements such as holograms have wavelength dispersion, but when a pair of plane grating holograms 2A and 2B with the same spatial frequency are formed on a parallel plate 3, as shown in FIG. The difference is compensated by the second hologram 2B, and finally the light beam has exactly the same direction as before entering the hologram system, and no chromatic aberration occurs.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

第16〜第18図に示す従来例における問題として観察
者の眼に入射するビームが平行光であるため、虚像の位
置は無限遠に限定されてしまうこと、重畳映像を見るこ
とができる眼の位置(範囲)が極めて狭いエリアに限定
されること、両眼で映像を見えるようにするためには、
少なくとも2つの眼の間隔以上の直径のコリメータレン
ズ5、ホログラム2A、2Bが必要であること、眼の位
置がコンバイナ(平行平板3)から離れるほど眼の位置
がより厳しく限定されること等があげられる。こうした
欠点が解決されれば、同方式の応用は更に開ける。
Problems with the conventional example shown in Figures 16 to 18 are that since the beam that enters the observer's eye is parallel light, the position of the virtual image is limited to infinity; The position (range) is limited to an extremely narrow area, and in order to make the image visible with both eyes,
The collimator lens 5 and the holograms 2A and 2B are required to have a diameter that is at least the distance between the two eyes, and the farther the eye position is from the combiner (parallel plate 3), the more severely the eye position is restricted. It will be done. If these shortcomings are resolved, the method will have even more applications.

そこで、本願出願人は、少なくとも2つの、入射光を臨
界角以上に回折させるグレーティング(ホログラム>2
A’  、2B’が形成された透明平行平板3を用いて
映像重畳を可能にする装置において、光を平行平板から
取り出すためのグレーティング(第2グレーテイング2
B′)が形成されている領域を、凹レンズ機能を有する
手段(観察者側)6と、凸レンズ機能を有する手段(反
対側)7とで挟んだ構造を考案したく第8図)。このよ
うな構成にすることにより、重畳する映像(虚像)を観
察者から有限の距離の点Qに表示することができ、また
、観察者に向かう光は発散波となるたt、表示手段4か
らの映像を見ることのできる眼の位置の範囲を広げるこ
とができる。背景は、凹凸レンズ6.7の両方を透過す
るため、両レンズの焦点距離を適当に選ぶことにより、
実質上のパワーを打ち消し、単に透明平板を通して見た
ものと同じように見えるようにすることが出来る。
Therefore, the applicant has proposed at least two gratings (holograms > 2
In a device that enables image superimposition using a transparent parallel plate 3 on which A' and 2B' are formed, a grating (second grating 2) for extracting light from the parallel plate is used.
I would like to devise a structure in which the region in which B') is formed is sandwiched between means 6 having a concave lens function (on the observer's side) and means 7 having a convex lens function (on the opposite side) (FIG. 8). With this configuration, the superimposed image (virtual image) can be displayed at a point Q at a finite distance from the viewer, and the light directed toward the viewer becomes a diverging wave. The range of eye positions from which images can be seen can be expanded. Since the background passes through both the concave and convex lenses 6 and 7, by appropriately selecting the focal length of both lenses,
It is possible to cancel out the actual power and make it appear as if it were simply seen through a transparent plate.

尚、8は反射防止膜である。Note that 8 is an antireflection film.

以上により、従来法の欠点を改善することができるが、
表示エリア(第8図のCRT 4における縦方向の表示
領域)を広くとるという点に関しては、透過型ホログラ
ム2A’  、2B’のシャープな角度選択性により、
限定を受ける。第17図に示したような全反射ホログラ
ムの角度選択性は、ホログラムの膜厚、屈折率変調度に
よるが、第9図に示すように半値全幅で2度程度である
。即ち、コリメータレンズ5の中心から表示面を見て、
高さ2度の表示しか利用できないことになる。従って、
広いエリアが必要な場合には、本映像重畳装置は有用で
はない。
Through the above, the drawbacks of the conventional method can be improved, but
In terms of widening the display area (the vertical display area of the CRT 4 in FIG. 8), the sharp angle selectivity of the transmission holograms 2A' and 2B'
subject to limitations. The angle selectivity of a total reflection hologram as shown in FIG. 17 depends on the film thickness of the hologram and the degree of refractive index modulation, but as shown in FIG. 9, the angle selectivity is about 2 degrees in full width at half maximum. That is, looking at the display surface from the center of the collimator lens 5,
This means that only a 2 degree height display can be used. Therefore,
This video superimposition device is not useful if a wide area is required.

本発明の目的は上記のような映像重畳装置において表示
角度幅を増大することにある。
An object of the present invention is to increase the display angle width in the above-mentioned video superimposing device.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

上記目的を達成するたtに、本発明によれば、表示手段
からの情報映像を平行光に変換する光学素子と、反射で
伝播方向を変える透明平行平板の端部に、該平行光を回
折させる第1の回折素子、及び該透明平行平板で伝播し
た該第1の回折素子の回折光を回折させて取出す第2の
回折素子を形成した偏向手段とを有し、前記透明平行平
板と共に前記第2の回折素子を、前記背景映像の光束を
集束させる集束手段と、該第2の回折素子より取出され
る前記情報映像と該集束手段からの背景映像とを重畳さ
せて取aす発散手段とにより挟持させ、上記偏向手段並
びに集束手段と発散手段の双方を透過する上記背景映像
の光束を、偏向手段並びに集束手段と発散手段とのいず
れか一方を透過する情報映像の光束と共に取出す映像重
畳装置において、上記第1、第2回折素子を共に複数個
の平面回折格子を多重記録したホログラムにより形成し
たことを特徴とする映像重畳装置が提供される。
In order to achieve the above object, according to the present invention, an optical element that converts an information image from a display means into parallel light, and an end portion of a transparent parallel plate that changes the propagation direction by reflection, diffract the parallel light. a first diffraction element, and a deflection means formed with a second diffraction element that diffracts and extracts the diffracted light of the first diffraction element propagated by the transparent parallel plate; A second diffraction element is used as a focusing means for converging the light beam of the background image, and a diverging means for superimposing the information image extracted from the second diffraction element and the background image from the focusing means. and a video image superimposition device that extracts the background image light beam that passes through the deflection means and both the focusing means and the divergence means together with the information image light flux that passes through the deflection means and either the focus means or the divergence means. There is provided an image superimposing device characterized in that both the first and second diffraction elements are formed of holograms in which a plurality of planar diffraction gratings are multiplexed.

また、第2の本発明によれば表示手段からの情報映像を
平行光に変換する光学素子と、反射で伝播方向を変える
透明平行平板の端部に、該平行光を回折させる第1の回
折素子、及び該透明平行平板で伝播した該第1の回折素
子の回折光を回折させて取出す第2の回折素子を形成し
た偏向手段とを有し、前記透明平行平板と共に前記第2
の回折素子を、前記背景映像の光束を集束させる集束手
段と、該第2の回折素子より取出される前転情報映像と
該集束手段からの背景映像とを重畳させて取出す発散手
段とにより挟持させ、上記偏向手段並びに集束手段と発
散手段の双方を透過する上記背景映像の光束を、偏向手
段並びに集束手段と発散手段とのいずれか一方を透過す
る情報映像の光束と共に取出す映像重畳装置において、
上記第1、第2回折素子は共に反射型ホログラムにより
形成される。
According to the second aspect of the present invention, an optical element that converts an information image from a display means into parallel light, and a first diffraction device that diffracts the parallel light at the end of a transparent parallel plate that changes the propagation direction by reflection. element, and a deflection means formed with a second diffraction element that diffracts and extracts the diffracted light of the first diffraction element propagated by the transparent parallel plate, and together with the transparent parallel plate, the second
The diffraction element is held between a focusing means for focusing the light beam of the background image, and a diverging means for superimposing and extracting the forward rotation information image extracted from the second diffraction element and the background image from the focusing means. and extracts the background image light beam that passes through both the deflection means and the focusing means and the divergence means together with the information image light flux that passes through the deflection means and either the focus means or the divergence means,
Both the first and second diffraction elements are formed by reflection holograms.

〔作 用〕[For production]

第1A図に示すように、表示手段4の情報映像は、変換
手段(コリメータレンズ等)5により平行光に変換され
、該平行光が第1の回折素子12Aにより回折されて透
明平行平板3に入射する。透明平行平板3内では反射に
より伝播方向が変化し、第2の回折素子12Bにより回
折されて出射する。
As shown in FIG. 1A, the information image on the display means 4 is converted into parallel light by the conversion means (collimator lens, etc.) 5, and the parallel light is diffracted by the first diffraction element 12A and transmitted to the transparent parallel plate 3. incident. The propagation direction changes within the transparent parallel plate 3 due to reflection, and the light is diffracted by the second diffraction element 12B and output.

このときの8射光(情報映像)は平行光であるが、発散
手段6により、観察者9には発散光となる。
The eight emitted lights (information images) at this time are parallel lights, but due to the diverging means 6, they become divergent lights for the observer 9.

従って、情報映像は有限に虚像の位置Q (QIQ、)
に確認される。また、背景映像は集束手段17及び発散
手段18を介して等倍に認識され、この背景映像に情報
映像が重畳される。
Therefore, the information image has a finite virtual image position Q (QIQ,)
will be confirmed. Further, the background image is recognized at the same size through the focusing means 17 and the diverging means 18, and the information image is superimposed on this background image.

第1、第2回折素子12A、12Bの各々は透過型全反
射ホログラムを多重に記録した素子により構成される。
Each of the first and second diffraction elements 12A and 12B is constituted by an element in which transmission type total reflection holograms are recorded multiplexed.

従って、表示手段4の表示面の点P1(第1A図、第1
B図)から出射された情報映像の光束は多重記録ホログ
ラム12A、12Bの例えば第1のホログラムH1によ
り実線の如く進み、点Q1 に、また、点P2からの情
報映像の光束は第2のホログラムH2により点線の径路
を進み、点Q2に虚像を夫々形成する。こうして、観察
者には重畳された映像が発散光であることから、眼の位
置の範囲を広げて自由度を増す、即ち、表示角度範囲を
大きくすることができる。
Therefore, the point P1 on the display surface of the display means 4 (FIG. 1A,
The light beam of the information image emitted from the point P2 advances as shown by the solid line by, for example, the first hologram H1 of the multiplex recording holograms 12A and 12B, and the light beam of the information image from the point P2 travels to the second hologram. H2, the robot travels along the dotted line path and forms a virtual image at point Q2. In this way, since the superimposed image is of diverging light for the observer, it is possible to widen the range of eye positions and increase the degree of freedom, that is, to enlarge the display angle range.

即ち、第10図に示すように、入射角θ1(空気中)の
光束を角度θ2(透明基板内)で回折させる平面格子ホ
ログラム(Hυと、入射角01′(空気中)の光束を角
度02′(透明基板内)で回折させる平面格子ホログラ
ム(H3)を多重に記録したホログラム(12A、12
B)を、第8図に示した光学系の「グレーティングJ 
2A’  、2B’として使用する。角度θ1と01′
を適当に設定することにより、多重に記録された平面格
子は独立に機能し、高さ2度の表示を2行、即ち4度の
表示が可能となる。多重に記録する格子の数を増すこと
により、表示エリアを拡張することができる。
That is, as shown in FIG. 10, there is a plane grating hologram (Hυ) that diffracts a light beam at an incident angle θ1 (in air) at an angle θ2 (inside a transparent substrate), and a light beam at an incident angle 01' (in air) is diffracted at an angle 02. Holograms (12A, 12
B) of the optical system shown in Figure 8.
Used as 2A' and 2B'. Angle θ1 and 01'
By appropriately setting , the multiplexed planar gratings function independently, making it possible to display a 2 degree height display in two rows, ie, a 4 degree display. The display area can be expanded by increasing the number of multiplexed grids.

また、第2の発明においては、表示角度幅が狭いという
問題を解決する手段として、透過型全反射ホログラムの
代わりに、反射型ホログラム素子が用いられる。第3図
に示すように、透明平板3上のコリメータ手段5とは反
対側に、光を透明平板内に導くための第1回折素子22
A(反射型ホログラム)を形成し、伝播光を透明平板3
から取り出すための第2回折素子22B(反射型ホログ
ラム)を透明平板3上の何れか一方の面に形成する。こ
れによって、表示手段4の表示面上の点Pから発した光
束は、平行光束として透明平板から取り出される。次に
、凹レンズ機能を有する発散手段18により、平行ビー
ムは発散波に変換され、透明平板の反対側Ωに虚像が形
成される。
Further, in the second invention, a reflection hologram element is used instead of a transmission type total reflection hologram as a means to solve the problem of a narrow display angle width. As shown in FIG. 3, on the opposite side of the transparent flat plate 3 from the collimator means 5, there is a first diffraction element 22 for guiding light into the transparent flat plate.
A (reflection type hologram) is formed, and the propagating light is transmitted to the transparent flat plate 3.
A second diffraction element 22B (reflection type hologram) to be taken out from the transparent plate 3 is formed on either side of the transparent flat plate 3. As a result, the light beam emitted from the point P on the display surface of the display means 4 is extracted from the transparent flat plate as a parallel light beam. Next, the parallel beam is converted into a diverging wave by the diverging means 18 having a concave lens function, and a virtual image is formed on the opposite side Ω of the transparent flat plate.

反射型ホログラムは、透過型ホログラムに比べ、角度選
択性が弱いため、広い表示エリアの光を透明平板を用い
て伝播させることができる。ちなみに、透過型ホログラ
ムの場合に光を回折させる角度範囲は前述の如く2度程
度(半値全幅)であるが、反射型ホログラムの場合は1
0〜15度と広い。
Since a reflection hologram has weaker angle selectivity than a transmission hologram, it is possible to propagate light over a wide display area using a transparent flat plate. By the way, in the case of a transmission type hologram, the angle range in which light is diffracted is about 2 degrees (full width at half maximum) as mentioned above, but in the case of a reflection type hologram, it is about 1 degree.
Wide range from 0 to 15 degrees.

凸レンズ機能を有する集束手段17は、前述の如く凹レ
ンズ機能を有する発散手段18との間で、パワーを相殺
させるたtに配置される。
The focusing means 17 having a convex lens function is arranged at a distance t between the converging means 17 having a convex lens function and the diverging means 18 having a concave lens function so as to cancel out the power as described above.

反射型ホログラムには、第4図に示すような波長選択性
がある。成る特定の波長範囲に対してのみ、高い反射率
を有し、他の波長域では殆ど透過する(同図は、表面反
射も含まれたデータである)。
The reflection hologram has wavelength selectivity as shown in FIG. It has a high reflectance only in a specific wavelength range, and is almost transparent in other wavelength ranges (the figure includes data that includes surface reflection).

従って、表示光として用いられ得るのは、幅20〜3Q
nmの波長のみということができる。一般の表示手段は
、発光帯域が20〜30nmに比べると広いため、表示
光の有効利用は難しいが、多少の光損失があっても、最
終的に充分な明るさがあれば、表示装置として十分有用
である。第2発明の特徴は、反射型ホログラムの弱い角
度選択性を利用し、表示エリアの拡大を図った点にある
ということが出来る。
Therefore, the width that can be used as display light is 20 to 3Q.
It can be said that the wavelength is only nm. Since the emission band of general display means is wider than 20 to 30 nm, it is difficult to use display light effectively, but even if there is some light loss, if there is sufficient brightness in the end, it can be used as a display device. Very useful. The feature of the second invention can be said to be that the display area is expanded by utilizing the weak angle selectivity of the reflection hologram.

〔実施例〕〔Example〕

まず第1の本発明の実施例について説明する。 First, a first embodiment of the present invention will be described.

第10図に示した多重記録ホログラムにおける、回折効
率の角度選択性は、各々の回折格子のブラッグ角の差が
およそ4度以上であれば、個々の格子はほぼ独立に機能
し、第11図のような特性を示[R,Alfernes
s and S、 K、 Ca5e、 J、 opt、
 Soc、 AmVol、65.  No、6. P、
730(1975)(7)1文) 。実線1を第1ホロ
グラムH1、破線は第2ホログラムH2による回折を表
している。それぞれの曲線は、第9図に示した単一回折
格子における曲線とほぼ等しい特性を示す。第12図は
、表示手段4の表示面上の縦方向に異なる位置P、、P
、から発した発散波が、コリメータ手段5により平行光
束に変換され、多重記録ホログラム12Aにより、透明
平板3内に取り込まれる様子を示したものである(光軸
のみを示した)。実際上、P+  、P2は紙面に垂直
な方向に延びる線である(第18図)。従って、情報映
像が文字の場合には、行に相当する。
The angular selectivity of diffraction efficiency in the multiple recording hologram shown in FIG. 10 is such that if the difference in Bragg angle of each diffraction grating is approximately 4 degrees or more, each grating functions almost independently; [R, Alfernes
s and S, K, Ca5e, J, opt,
Soc, AmVol, 65. No, 6. P,
730 (1975) (7) 1 sentence). A solid line 1 represents diffraction by the first hologram H1, and a broken line represents diffraction by the second hologram H2. Each of the curves exhibits characteristics that are approximately the same as the curves for the single diffraction grating shown in FIG. FIG. 12 shows different positions P, , P on the display surface of the display means 4 in the vertical direction.
, is converted into a parallel light beam by the collimator means 5, and taken into the transparent flat plate 3 by the multiple recording hologram 12A (only the optical axis is shown). In reality, P+ and P2 are lines extending perpendicular to the plane of the paper (FIG. 18). Therefore, when the information image is a character, it corresponds to a line.

多重記録ホログラムにおけるブラッグ角の差が、4度よ
り小さい場合には、入射光が両方の格子により回折され
る効果を生じてくる(クロスカップリング効果)。第1
3図にその様子を示す。θ工はHlのブラッグ角である
が、H2によっても一部回折される。また、θ1′はH
2のブラッグ角であるが、Hlによっても一部回折され
る。このような場合には、ゴーストが発生する。第14
図に示すように、表示面上の一点から発した光が最初の
多重試録ホログラム12Aで2方向に伝播する光束に分
割され、透明平板3から光を取り出す部分の第2多重記
録ホログラム12Bにより、それぞれの光束は、更に2
つに分割される。凹レンズ機能を有する発散手段18に
より虚像を形成する時(第1A図)、これらは−点には
集束しない。従って、鮮明な映像重畳を行いたい場合に
は、多重に記録する複数のホログラムのブラッグ角を4
度以上異なるように設計するのが好ましい。
When the difference in Bragg angles in multiple recording holograms is smaller than 4 degrees, an effect occurs in which incident light is diffracted by both gratings (cross-coupling effect). 1st
Figure 3 shows the situation. Although θ is the Bragg angle of Hl, it is also partially diffracted by H2. Also, θ1' is H
The Bragg angle is 2, but it is also partially diffracted by Hl. In such cases, ghosts occur. 14th
As shown in the figure, the light emitted from one point on the display surface is split into a beam propagating in two directions by the first multiplex recording hologram 12A, and then by the second multiplex recording hologram 12B, which is the part that takes out the light from the transparent flat plate 3. , each luminous flux is further divided into 2
divided into. When a virtual image is formed by the diverging means 18 having a concave lens function (FIG. 1A), these do not converge to the - point. Therefore, if you want to superimpose clear images, set the Bragg angle of multiple holograms to 4
It is preferable to design them so that they differ by more than a degree.

第1A図に本発明による映像重畳装置の光学系の全体構
成を示す。凹レンズ機能を有する手段18、凸レンズ機
能を有する手段17としては、例えば、フレネル凹レン
ズ、フレネル凸レンズを用いることが出来る。表示器4
からの光は、コリメータレンズ5によりコリメータされ
た後、第一の多重記録ホログラム12A (H,)によ
り臨界角以上に回折され、平行板3の中を全反射伝播し
、第二の多重試録ホログラム12B (H2)により再
び空気中に取り出される。この時の光ビームの進行方向
は、第一の多重記録ホログラム12Aに入射する直前の
ものと同じである。次に、同光ビームは凹レンズ18に
より発散波に変換されるが、平行板に関して光の進行方
向とは反対側に虚像Q+  、Q2が形成され、観察者
(眼球9で示す)は表示器4の映像を視野内に見ること
ができる。発散波であるため、眼の位置を多少変えても
、映像を見ることができる。背景からの光は、凹、凸レ
ンズ18・17の組合せによる相殺効果により、厚さの
等しい透明曲面板を透過するかたちとなり、光学的なパ
ワーを殆どもたない。従って、倍率が変換されることも
なく、通常の視界を得ることができる。なお、平行平板
3の側面は、全反射伝播光の一部が側面で反射または散
乱され、ノイズ光とならないように、反射防止手段8を
設ける。具体的には、光吸収物質を塗布する等の公知の
技術を用いればよい。
FIG. 1A shows the overall configuration of an optical system of an image superimposing device according to the present invention. As the means 18 having a concave lens function and the means 17 having a convex lens function, for example, a Fresnel concave lens or a Fresnel convex lens can be used. Display 4
After being collimated by the collimator lens 5, the light is diffracted by the first multiplex recording hologram 12A (H,) by a critical angle or more, propagates through the parallel plate 3 by total reflection, and is transmitted to the second multiplex recording hologram 12A (H,). It is taken out into the air again by hologram 12B (H2). The traveling direction of the light beam at this time is the same as that immediately before entering the first multiple recording hologram 12A. Next, the same light beam is converted into a diverging wave by the concave lens 18, but virtual images Q+ and Q2 are formed on the opposite side of the parallel plate to the direction in which the light travels. images can be seen within the field of view. Since it is a diverging wave, you can see the image even if you slightly change the position of your eyes. Due to the canceling effect of the combination of concave and convex lenses 18 and 17, light from the background passes through the transparent curved plate of equal thickness and has almost no optical power. Therefore, a normal field of view can be obtained without changing the magnification. Note that anti-reflection means 8 are provided on the side surfaces of the parallel plate 3 to prevent part of the totally reflected propagating light from being reflected or scattered on the side surfaces and becoming noise light. Specifically, a known technique such as applying a light-absorbing substance may be used.

第2図は、第12図に示した光学系を用いて作成した映
像重畳装置の外観を示すもので、表示器4、コリメータ
系5は下部の箱(本体)50内に収納されている。第1
、第2ホログラムHr  、H2が形成された透明平行
板3、凹凸フレネルレンズ1817の対の部分が直立し
た形になっている。
FIG. 2 shows the external appearance of an image superimposing device created using the optical system shown in FIG. 12, in which the display 4 and collimator system 5 are housed in a lower box (main body) 50. 1st
, the transparent parallel plate 3 on which the second holograms Hr and H2 are formed, and the concave-convex Fresnel lens 1817 are in an upright shape.

以上の実施例においては、第一の多重記録ホログラム1
2A (Hl)と第二の多重記録ホログラム12B (
H2)を平行基板の異なる面に形成した場合を示したが
、同じ側に形成することにより、表示器4、コリメータ
系5がイメージコンバイナ3に関して観察者と同一の側
にくる配置とすることもできる。
In the above embodiment, the first multiplex recording hologram 1
2A (Hl) and the second multiple recording hologram 12B (
H2) are formed on different sides of parallel substrates, but by forming them on the same side, the display 4 and collimator system 5 can be placed on the same side of the image combiner 3 as the observer. can.

尚、表示手段4としては、CRTの他に、輝度の高い蛍
光表示管、発光ダイオード(LED)等が有利であるが
、液晶表示器などを用いることも可能である。
As the display means 4, in addition to CRT, a fluorescent display tube with high brightness, a light emitting diode (LED), etc. are advantageous, but it is also possible to use a liquid crystal display or the like.

コリメータ手段5としては、軸外性能が良いレンズもし
くはレンズ系が好ましい。レンズ系の光軸に近い表示面
上の表示は歪み無く結像されるが、レンズ系の軸外性能
が悪いと、表示の周辺部に歪みが生じる。表示する映像
に要求される品質に応じて、コリメーターレンズを選択
する。
The collimator means 5 is preferably a lens or lens system with good off-axis performance. Although the display on the display surface near the optical axis of the lens system is imaged without distortion, if the off-axis performance of the lens system is poor, distortion occurs at the periphery of the display. Select a collimator lens depending on the quality required for the image to be displayed.

次に、第2の本発明の実施例について説明する。Next, a second embodiment of the present invention will be described.

上述の如く、第2の本発明によれば第1、第2回折手段
として反射型ホログラム22A、22Bを用いることを
最大の特徴とする。
As described above, the main feature of the second invention is that the reflection holograms 22A and 22B are used as the first and second diffraction means.

反射型ホログラムの作成方法自体は周知である。The method of creating a reflection hologram itself is well known.

表示に使用する波長帯域が、長波長(赤)であれば、短
波長レーザをホログラム記録媒体12Hの両側から、適
当な角度で照射し、干渉させることにより、作成出来る
。しかし、緑、または青色の表示を行う場合には、回折
光が透明平板3内を全反射伝播するようなホログラムを
上記方法で作成することはできない。実際人間の視感度
を考慮すると、540nm(緑)周辺に最大値をもつた
め、表示色は緑色が好ましい。そこで、反射型ホログラ
ムを作成する時には、プリズムを基板面に光学的に密着
させ、ホログラム作成光の一方を大きい入射角で照射す
ればよい。同手法自体は公知の技術であり、従って詳述
しない。反射型ホログラムは、光伝播に用いる透明平板
3上に直接形成してもよいが、別途薄い基板12b(第
8図)上に作成したものを、透明平板に接着(光硬化型
接着剤)する方法をとってもよい。光束を透明平板3の
外に取り出す第2の反射型ホログラムについても全く同
様である。
If the wavelength band used for display is a long wavelength (red), it can be created by irradiating a short wavelength laser from both sides of the hologram recording medium 12H at an appropriate angle and causing interference. However, when displaying green or blue, it is not possible to create a hologram in which the diffracted light propagates through total internal reflection within the transparent flat plate 3 using the above method. In fact, considering human visibility, the maximum value is around 540 nm (green), so green is preferable as the display color. Therefore, when creating a reflection hologram, the prism may be optically brought into close contact with the substrate surface, and one side of the hologram creation light may be irradiated at a large incident angle. The method itself is a well-known technique and therefore will not be described in detail. The reflection type hologram may be formed directly on the transparent flat plate 3 used for light propagation, but it is also created on a separate thin substrate 12b (Fig. 8) and adhered to the transparent flat plate (with a photocurable adhesive). You can take other methods. The same is true for the second reflection hologram that takes out the light beam outside the transparent flat plate 3.

凹、凸レンズ機能を有する素子17.18の具体例とし
ては、平凹、平凸レンズを使用してもよいが、レンズの
厚みが装置の小型・軽量性を損ねる場合は、上述の如く
プラスチック製のフレネル凹、凸レンズ(15ED)を
用いればよい。フレネルレンズには同心円状の線が存在
するが、映像を観察する人の焦点面にはないため、実質
上は気にならない場合が多い。凹、凸レンズ17.18
は、透明平板3に接着してもよいが、透明平板内を全反
射伝播する光束が、第2の反射型ホログラム22Bで回
折される前に、接着された凹、凸レンズによって、空気
中に一部出射するような場合は、スペーサ等により、僅
かな空気層を設け、全反射を妨げない状態で凹、凸レン
ズを固定する方法をとる。
As a specific example of the elements 17 and 18 having concave and convex lens functions, plano-concave and plano-convex lenses may be used, but if the thickness of the lens impairs the compactness and lightness of the device, it is possible to use plastic as described above. A Fresnel concave and convex lens (15ED) may be used. Fresnel lenses have concentric lines, but since they are not in the focal plane of the person viewing the image, they are often not noticeable. Concave and convex lenses 17.18
may be adhered to the transparent flat plate 3, but before the light beam propagating through total internal reflection within the transparent flat plate is diffracted by the second reflective hologram 22B, it is unified in the air by the concave and convex lenses adhered to it. In the case of partial emission, a method is used in which a slight air layer is provided using a spacer or the like and the concave and convex lenses are fixed in a state that does not impede total reflection.

第3図において、表示器4からの光は、コリメータレン
ズ5によりコリメートされた後、第一の反射型ホログラ
ム22Aで透明平板3内に取り込まれ、全反射伝播し、
第2の反射型ホログラム22Bにより透明平板外に取り
出される。次に同光ビームは凹レンズ18により発散波
に変換されるが、平行板3に関して光の進行方向とは反
対側に虚像Qが形成され、観察者(眼9で示す)は表示
器4の映像を視野内に見ることができる。発散波である
たt1眼の位置を多少変えても、映像を見ることができ
る。背景からの光は凹、凸レンズ17.18の組合せに
よる相殺効果により厚さの等しい透明曲面板を透過する
かたちとなり、光学的なパワーを殆どもたない。従って
、倍率が変換されることもなく、通常の視界を得ること
ができる。また、背景の明るさは、反射型ホログラムに
より、波長帯域幅20〜3Qnrnの光が欠落した形と
なり、やや色味づき(補色)があるが、明るさは見た目
では殆ど変化しない。なお、平行平板3の側面は、全反
射伝播光の一部が側面で反射または散乱され、ノイズ光
とならないように、第1A図の場合と同様に反射防止手
段8を設ける。
In FIG. 3, the light from the display 4 is collimated by the collimator lens 5, then taken into the transparent flat plate 3 by the first reflection hologram 22A, and propagated by total reflection.
It is taken out of the transparent flat plate by the second reflection type hologram 22B. Next, the light beam is converted into a diverging wave by the concave lens 18, but a virtual image Q is formed on the opposite side of the parallel plate 3 to the direction in which the light travels. can be seen within the field of view. Even if the position of the t1 eye is slightly changed due to the diverging wave, the image can be seen. Light from the background passes through the transparent curved plate of equal thickness due to the canceling effect of the combination of concave and convex lenses 17 and 18, and has almost no optical power. Therefore, a normal field of view can be obtained without changing the magnification. Furthermore, the brightness of the background is such that light with a wavelength bandwidth of 20 to 3 Qnrn is missing due to the reflection hologram, and there is a slight tint (complementary color), but the brightness does not change visually. Note that anti-reflection means 8 are provided on the side surfaces of the parallel plate 3 in the same manner as in the case of FIG. 1A to prevent part of the totally reflected propagating light from being reflected or scattered by the side surfaces and becoming noise light.

尚、第3図に示した光学系を用いて作成した映像重畳装
置の外観は第2図と全く同様である。
Incidentally, the appearance of the image superimposing device created using the optical system shown in FIG. 3 is exactly the same as that shown in FIG. 2.

以上の実施例にふいては、第一のホログラム22Aと第
二のホログラム22Bを平行基板3の異なる面に形成し
た場合を示したが、同じ側に形成することにより、表示
器、コリメータ系がイメージコンバイナに関して観察者
側にくる配置とすることもできる。
In the above embodiment, the first hologram 22A and the second hologram 22B are formed on different surfaces of the parallel substrate 3, but by forming them on the same side, the display and collimator system can be It is also possible to arrange the image combiner on the viewer's side.

また、ホログラム22A・22Bを第1A図の場合と同
様に多重ホログラムとすることも可能である。
Further, the holograms 22A and 22B may be multiple holograms as in the case of FIG. 1A.

その場合には、カラー表示を行うことが8来る。In that case, color display may be performed.

第4図は、前述の如く、反射型ホログラムの波長選択性
を示すものであるが、反射率が高くなる波長帯域(ピー
ク波長)の値は、周知の如く、反射型ホログラムの作り
方をかえることにより、変えることができる。従って、
例えば第4図に示したような530nmで反射率が最大
となる反射型ホログラムに、630nmで反射率が最大
となるような反射型ホログラムを多重記録、または2種
類の反射型ホログラムを接着したものを、第3図に示す
反射型ホログラム22A、22Bとして用いることによ
り、緑色と赤色の光を表示することができる。更に、4
501m(青色)で反射率が最大となるような反射型ホ
ログラムを多重に記録することにより、カラー表示(R
GB表示)も可能となる。
As mentioned above, Figure 4 shows the wavelength selectivity of the reflection hologram, and as is well known, the value of the wavelength band (peak wavelength) where the reflectance is high can be determined by changing the method of making the reflection hologram. It can be changed by Therefore,
For example, as shown in Figure 4, a reflection hologram whose reflectance is maximum at 530 nm and a reflection hologram whose reflectance is maximum at 630 nm is multiple recorded, or two types of reflection holograms are bonded together. By using these as the reflection holograms 22A and 22B shown in FIG. 3, green and red light can be displayed. Furthermore, 4
Color display (R
GB display) is also possible.

第6図、第7図は、それぞれ2色(585nm、 65
5nm) 、3色(445nm、 530nm、 63
0nm)表示用に作成した反射型ホログラムの波長選択
特性を示すグラフである。
Figures 6 and 7 show two colors (585nm, 65nm), respectively.
5nm), 3 colors (445nm, 530nm, 63
0 nm) is a graph showing wavelength selection characteristics of a reflection hologram created for display.

尚、本発明において、「多重記録ホログラム」とは同一
のホログラム媒体層内に複数個のホログラムを記録した
場合のみならず、夫々のホログラム媒体内にホログラム
を別個に形成したものを多層に重ねたものも含む。
In the present invention, a "multiple recording hologram" refers not only to a case in which a plurality of holograms are recorded in the same hologram medium layer, but also to a case in which holograms are separately formed in each hologram medium and stacked in multiple layers. Including things.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上述べた構成により、眼の位置に関する自由度が増加
する。両眼視する場合においても、虚像から発する光が
発散光であるため、その仮想円錐体内に両眼を置くこと
は容易となる。また、観察者から有限の距離に映像を表
示することも可能となる。凹、凸レンズ素子を付加する
ことになるが、プラスチック製のフレネルレンズを利用
すれば、安価な装置とすることが可能である。そして、
多重記録ホログラムあるいは反射型ホログラムを用いる
ことにより、表示エリアを拡張することができる。
The configuration described above increases the degree of freedom regarding the position of the eyes. Even when viewing with both eyes, since the light emitted from the virtual image is diverging light, it is easy to place both eyes within the virtual cone. It also becomes possible to display images at a finite distance from the viewer. Although concave and convex lens elements are added, if a plastic Fresnel lens is used, the device can be made inexpensive. and,
The display area can be expanded by using a multiple recording hologram or a reflection hologram.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1A図は本発明にかかる映像重畳装置の基本構成を示
す図、第1B図は表示器の表示面における表示位置を示
す図、第2図は第1図に示す映像重畳装置の外観図、第
3図は第2の本発明の基本構成を示す図、第4図は反射
型ホログラムの効率特性を示す線図、第5図はフレネル
凸凹レンズを用いた実施例を示す図、第6図及び第7図
は夫々2色、3色表示の場合の反射型ホログラムの効率
特性を示す線図、第8図は本願出願人が先願出願で提案
した映像重畳装置の概略構成を示す図、第9図は透過型
ホログラムにおける回折効率の入射角依存性を示す線図
、第10図は多重記録ホログラムによる選択入射角度の
拡張を説明する図、第11図は多重記録ホログラムにお
ける回折効率の入射角依存性を示す線図、第12図は多
重記録ホログラムを使用した場合の表示エリアの拡大を
説明する図、第13図は多重ホログラムにおける各ホロ
グラムのブラッグ角が近接し過ぎの場合の影響を説明す
る線図、第14図はクロスカップリングによるゴースト
の発生を説明する図、第15図は従来の映像重畳方法を
説明する図、第16図は別の従来の映像重畳装置の一例
を示す図、第17図は透過型ホログラムの特性を説明す
る図、第18図はホログラム対による波長分散の補償を
説明する図。 3・・・透明平行平板、  4・・・表示器、12A、
12B・・・回折格子、17・・・集束手段、18・・
・発散手段。 映像重畳装置 第1A図 表示面における表示位置 弗1B図 波 長(nm) 反射型ホログラムの効率特性 第4図 実 施 例 秦 図 第 図 第 図 500   改℃ 波長(nm) 7印 反射型ホログラムの効率特性(2色) 第6図 反射型ホログラムの効率特性(3色) 第 図 従来例の欠点を改善した先願出願で提案した構成第8J
3J 入射角θ 透過型ホログラムにおける 回折効率の入射角依存性 第10図 W!111図 イメージコンバイナ 従来の映像重畳法 第152 第16図
FIG. 1A is a diagram showing the basic configuration of the video superimposing device according to the present invention, FIG. 1B is a diagram showing the display position on the display surface of the display, and FIG. 2 is an external view of the video superimposing device shown in FIG. FIG. 3 is a diagram showing the basic configuration of the second invention, FIG. 4 is a diagram showing the efficiency characteristics of a reflection hologram, FIG. 5 is a diagram showing an embodiment using a Fresnel convex-concave lens, and FIG. and FIG. 7 are diagrams showing the efficiency characteristics of a reflective hologram in the case of two-color and three-color display, respectively, and FIG. 8 is a diagram showing the schematic configuration of the image superimposition device proposed by the applicant in the earlier application. Figure 9 is a diagram showing the incidence angle dependence of diffraction efficiency in a transmission hologram, Figure 10 is a diagram explaining the expansion of the selected incident angle by a multiple recording hologram, and Figure 11 is a diagram showing the incidence angle dependence of diffraction efficiency in a multiple recording hologram. A diagram showing the angle dependence, Figure 12 is a diagram explaining the expansion of the display area when multiple recording holograms are used, and Figure 13 is a diagram showing the effect when the Bragg angles of each hologram in multiple holograms are too close. Diagrams for explaining, FIG. 14 is a diagram for explaining the occurrence of ghosts due to cross-coupling, FIG. 15 is a diagram for explaining a conventional video superimposing method, and FIG. 16 is an example of another conventional video superimposing device. 17 is a diagram for explaining the characteristics of a transmission hologram, and FIG. 18 is a diagram for explaining compensation for wavelength dispersion by a hologram pair. 3...Transparent parallel plate, 4...Display device, 12A,
12B... Diffraction grating, 17... Focusing means, 18...
・Variation means. Image superimposition device Fig. 1A Display position on the display surface Fig. 1B Efficiency characteristics of reflection hologram Fig. 4 Example of implementation Figure Hata Fig. 500 °C Wavelength (nm) 7 mark Efficiency characteristics of reflection hologram (2 colors) Fig. 6 Efficiency characteristics of reflection hologram (3 colors) Fig. 8J, a configuration proposed in a prior application that improves the drawbacks of the conventional example
3J Incident angle θ Incident angle dependence of diffraction efficiency in transmission hologram Figure 10 W! Figure 111 Image combiner Conventional video superimposition method Figure 152 Figure 16

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、表示手段(4)からの情報映像を平行光に変換する
光学素子と、反射で伝播方向を変える透明平行平板(3
)の端部に、該平行光を回折させる第1の回折素子(1
2A)、及び該透明平行平板(3)で伝播した該第1の
回折素子(12A)の回折光を回折させて取出す第2の
回折素子(12B)を形成した偏向手段とを有し、 前記透明平行平板(3)と共に前記第2の回折素子(1
2B)を、前記背景映像の光束を集束させる集束手段(
17)と、該第2の回折素子(12B)より取出される
前記情報映像と該集束手段(17)からの背景映像とを
重畳させて取出す発散手段(18)とにより挟持させ、
上記偏向手段並びに集束手段と発散手段の双方を透過す
る上記背景映像の光束を、偏向手段並びに集束手段と発
散手段とのいずれか一方を透過する情報映像の光束と共
に取出す映像重畳装置において、 上記第1、第2回折素子を共に複数個の平面回折格子を
多重記録したホログラム(H_1,H_2)により形成
したことを特徴とする映像重畳装置。 2、表示手段(4)からの情報映像を平行光に変換する
光学素子と、反射で伝播方向を変える透明平行平板(3
)の端部に、該平行光を回折させる第1の回折素子(1
2A)、及び該透明平行平板(3)で伝播した該第1の
回折素子(12A)の回折光を回折させて取出す第2の
回折素子(12B)を形成した偏向手段とを有し、 前記透明平行平板(3)と共に前記第2の回折素子(1
2B)を、前記背景映像の光束を集束させる集束手段(
17)と、該第2の回折素子(12B)より取出される
前記情報映像と該集束手段(17)からの背景映像とを
重畳させて取出す発散手段(18)とにより挟持させ、
上記偏向手段並びに集束手段と発散手段の双方を透過す
る上記背景映像の光束を、偏向手段並びに集束手段と発
散手段とのいずれか一方を透過する情報映像の光束と共
に取出す映像重畳装置において、 上記第1、第2回折素子を共に反射型ホログラムにより
形成したことを特徴とする映像重畳装置。 3、上記発散手段はガラスあるいはプラスチック製の凹
レンズにより形成されることを特徴とする請求項1また
は2に記載の映像重畳装置。 4、上記集束手段はガラスあるいはプラスチック製の凸
レンズにより形成されることを特徴とする請求項1また
は2に記載の映像重畳装置。 5、上記第1、第2回折素子を共に複数個の反射型ホロ
グラムを多重記録したホログラムにより形成したことを
特徴とする請求項2に記載の映像重畳装置。
[Claims] 1. An optical element that converts the information image from the display means (4) into parallel light, and a transparent parallel plate (3) that changes the propagation direction by reflection.
) is provided with a first diffraction element (1) that diffracts the parallel light.
2A), and a deflection means formed with a second diffraction element (12B) that diffracts and extracts the diffracted light of the first diffraction element (12A) propagated by the transparent parallel plate (3), The second diffraction element (1) together with the transparent parallel plate (3)
2B) is a focusing means (
17) and a diverging means (18) for superimposing and extracting the information image extracted from the second diffraction element (12B) and the background image from the focusing means (17),
In the image superimposing device for extracting the light beam of the background image that passes through both the deflection means and the focusing means and the diverging means, together with the light flux of the information image passing through the deflecting means and either the focusing means or the diverging means, 1. An image superimposing device characterized in that both the second diffraction elements are formed by holograms (H_1, H_2) in which a plurality of plane diffraction gratings are multiplex recorded. 2. An optical element that converts the information image from the display means (4) into parallel light, and a transparent parallel plate (3) that changes the propagation direction by reflection.
) is provided with a first diffraction element (1) that diffracts the parallel light.
2A), and a deflection means formed with a second diffraction element (12B) that diffracts and extracts the diffracted light of the first diffraction element (12A) propagated by the transparent parallel plate (3), The second diffraction element (1) together with the transparent parallel plate (3)
2B) is a focusing means (
17) and a diverging means (18) for superimposing and extracting the information image extracted from the second diffraction element (12B) and the background image from the focusing means (17),
In the image superimposing device for extracting the light beam of the background image that passes through both the deflection means and the focusing means and the diverging means, together with the light flux of the information image passing through the deflecting means and either the focusing means or the diverging means, 1. An image superimposing device characterized in that both the second diffraction elements are formed of reflection holograms. 3. The image superimposing device according to claim 1 or 2, wherein the diverging means is formed by a concave lens made of glass or plastic. 4. The image superimposing device according to claim 1 or 2, wherein the focusing means is formed by a convex lens made of glass or plastic. 5. The image superimposing device according to claim 2, wherein both the first and second diffraction elements are formed by a hologram in which a plurality of reflection holograms are multiplexed.
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