JPH06167671A - Display system using hologram - Google Patents

Display system using hologram

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Publication number
JPH06167671A
JPH06167671A JP34151392A JP34151392A JPH06167671A JP H06167671 A JPH06167671 A JP H06167671A JP 34151392 A JP34151392 A JP 34151392A JP 34151392 A JP34151392 A JP 34151392A JP H06167671 A JPH06167671 A JP H06167671A
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JP
Japan
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hologram
reflection
light
display means
light emitting
Prior art date
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Pending
Application number
JP34151392A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroaki Shimozono
裕明 下薗
Tsuneo Wakabayashi
常生 若林
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AGC Inc
Original Assignee
Asahi Glass Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Asahi Glass Co Ltd filed Critical Asahi Glass Co Ltd
Priority to JP34151392A priority Critical patent/JPH06167671A/en
Publication of JPH06167671A publication Critical patent/JPH06167671A/en
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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01Head-up displays
    • G02B27/0101Head-up displays characterised by optical features
    • G02B27/0103Head-up displays characterised by optical features comprising holographic elements

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)

Abstract

PURPOSE:To provide a hologram display system which has a small chromatic aberration and uses two reflection type holograms. CONSTITUTION:This holographic display system features 0.8<(theta2-theta1)/(theta4-theta3)<1.2, where theta1 is the incidence angle of incident light from a light emission display means 1 to a 2nd hologram 2, theta2 the diffraction angle of light diffracted from the 2nd hologram 2 to a 1st hologram 12, theta3 the incidence angle of light which is diffracted by the 2nd hologram 2 and made incident on the 1st hologram 12, and theta4 the incidence angle of light diffracted by the 1st hologram.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、ホログラムを用いた表
示システム(以下ホログラフィック表示システムともい
う)に関するものであり、特に車両、航空機など乗物の
風防ガラスを介して、速度等の運転者に必要な情報を投
影するホログラフィック表示システムに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a display system using a hologram (hereinafter also referred to as a holographic display system), and particularly to a driver such as a vehicle, a vehicle such as a vehicle or an aircraft through a windshield of a vehicle. The present invention relates to a holographic display system that projects necessary information.

【0002】[0002]

【従来の技術】車両内の運転手等に情報表示する方法と
して、ヘッドアップディスプレイ(以下HUDとする)
が最近用いられるようになっている。これは、液晶表示
装置等の発光表示手段から投射された光学的情報を、風
防ガラスに備えられているハーフミラーやホログラム等
からなるコンバイナーに映し、運転手が運転状態からほ
とんど視線を動かすことなく情報を読み取れるようにし
たものである。
2. Description of the Related Art A head-up display (hereinafter referred to as HUD) is used as a method of displaying information to a driver in a vehicle.
Has been used recently. This is because the optical information projected from the light emitting display means such as a liquid crystal display device is displayed on a combiner including a half mirror and a hologram provided on the windshield so that the driver hardly moves his or her line of sight from the driving state. The information can be read.

【0003】特に、コンバイナーとしてホログラムを用
いたものは、運転者に向かって光学的情報を回折して任
意の位置に結像したりすることが可能であり、また、前
景輝度を損なわずに高輝度の表示虚像が得られるという
特徴があるため、HUDのコンバイナーとしては有効的
である。
In particular, the one using a hologram as a combiner is capable of diffracting optical information toward a driver and forming an image at an arbitrary position, and it is possible to enhance the brightness without impairing the foreground brightness. It is effective as a combiner for HUD because it has a characteristic that a display virtual image of brightness can be obtained.

【0004】しかしながら、このようなホログラムは点
光源から発せられた2方向の光によって露光されるもの
であるため、有限の大きさを持つ発光表示手段の光学的
情報がホログラムによって作られる表示虚像(の特に端
部)にボケや歪みに関する収差が生じてしまい、HUD
として十分な表示像が得られなかった。
However, since such a hologram is exposed by two-direction light emitted from a point light source, a virtual display image (optical information of a light emitting display means having a finite size formed by the hologram ( Aberrations related to blurring and distortion occur especially at the edges of the
As a result, a sufficient display image could not be obtained.

【0005】そこで、米国特許第4,218,111号
に開示されているように、反射型ホログラムで生ずる像
のボケや歪みに関する収差を、表示手段であるCRTと
反射型ホログラムの間にリレーレンズを設けることによ
り除去し、また、表示手段に波長の狭帯域CRTを用い
ることによって色収差を低減する表示システムが提案さ
れている。
Therefore, as disclosed in US Pat. No. 4,218,111, an aberration relating to image blurring and distortion generated in a reflection hologram is relayed between a CRT as a display means and the reflection hologram. A display system has been proposed in which the chromatic aberration is reduced by removing the chromatic aberration by using the narrow band CRT having the wavelength as the display means.

【0006】また、特開昭62−94816号公報に
は、反射型ホログラムで生ずる収差を、表示手段である
表示スクリーンと反射型ホログラムの間に2枚のホログ
ラフィック光学素子を設けることにより除去するシステ
ムが開示されている。
Further, in Japanese Patent Laid-Open No. 62-94816, the aberration caused by the reflection hologram is removed by providing two holographic optical elements between the display screen as the display means and the reflection hologram. A system is disclosed.

【0007】特開昭61−278820号公報では、反
射型ホログラムで生ずる像のボケや歪みに関する収差
を、表示スクリーンと反射型ホログラムの間に1枚のホ
ログラフィック光学素子を設け、この光学素子の反射面
または透過面の形状で補正するシステムが示されてい
る。
In Japanese Laid-Open Patent Publication No. 61-278820, one holographic optical element is provided between the display screen and the reflective hologram to prevent aberrations associated with image blurring and distortion caused by the reflective hologram. A system for correcting with the shape of a reflective or transmissive surface is shown.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】ホログラフィック表示
システムというものは、表示虚像のボケや歪みが少な
く、また色収差も十分に除去されていることが望まし
く、また車両等に搭載される場合には、それら車両のス
ペースから考えて、小型で簡単な構成であることが望ま
しい。
In the holographic display system, it is desirable that the display virtual image has little blurring and distortion, and that chromatic aberration is sufficiently removed. When it is mounted on a vehicle or the like, Considering the space of those vehicles, it is desirable that the vehicle be small and have a simple structure.

【0009】しかしながら、米国特許第4,218,1
11号に開示されている表示システムは、表示虚像のボ
ケや歪みに関する収差を複数枚のレンズからなる光学系
を用いて低減し、色収差についても狭帯域CRTを用い
る必要があるために、システムの軽量化、小型化が困難
であり、高価になるという欠点を有していた。
However, US Pat. No. 4,218,1
The display system disclosed in No. 11 uses an optical system composed of a plurality of lenses to reduce aberrations associated with blurring and distortion of a display virtual image, and needs to use a narrow band CRT for chromatic aberrations. It is difficult to reduce the weight and size, and it is expensive.

【0010】また特開昭62−94816号公報に開示
されている表示システムは、システムの軽量、小型化に
おいては改善されるものの計3枚のホログラム光学素子
を用いるため、光の利用効率がよくないという欠点を有
していた。
Further, the display system disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. Sho 62-94816 uses three hologram optical elements in total, though it is improved in weight reduction and downsizing of the system, so that the light utilization efficiency is high. It had the drawback of not being.

【0011】さらに、上記した方法や特開昭61−27
8820号公報に開示されているシステムによれば、表
示虚像のボケや歪みに関する収差は低減されるものの、
表示虚像の色収差の低減には、発光表示手段は波長の狭
帯域化されたものでなければならなかった。
Further, the above-mentioned method and JP-A-61-27
According to the system disclosed in Japanese Patent No. 8820, although the aberration related to the blur and distortion of the display virtual image is reduced,
In order to reduce the chromatic aberration of the display virtual image, the light emitting display means had to have a narrow wavelength band.

【0012】また、特開昭61−35416号公報に
は、反射型ホログラムの分散特性で生ずる色収差を除去
するために、構造が幾何学的に等しい2枚の反射型ホロ
グラムが配されたホログラフィック表示システムが開示
されており、色収差に関しては低減できるものの、両者
の配置には制限があり、特に1枚のホログラムを車両等
のフロントガラスに備える場合には、もう1枚のホログ
ラムの配置の自由度や発光表示手段の配置の自由度に限
りがでてしまうという欠点を有しており、そのために、
これらのホログラムを所望の位置に配して表示虚像のボ
ケや歪みを低減することができなかった。
Further, Japanese Patent Laid-Open No. 61-35416 discloses a holographic image in which two reflective holograms having the same geometrical structure are arranged in order to eliminate chromatic aberration caused by the dispersion characteristic of the reflective hologram. Although a display system is disclosed and it is possible to reduce chromatic aberration, there is a limit to the arrangement of the two, and especially when one hologram is provided on the windshield of a vehicle or the like, the other hologram can be freely arranged. Has the drawback that the degree of freedom and the degree of freedom in the arrangement of the light emitting display means are limited, and therefore,
It was not possible to arrange these holograms at desired positions to reduce the blurring and distortion of the display virtual image.

【0013】本発明の目的は、従来技術が有していた前
述のような欠点を解決しようとするものであり、従来知
られていなかったホログラフィック表示システムを新規
に提供することにある。
An object of the present invention is to solve the above-mentioned drawbacks of the prior art, and to provide a new holographic display system which has not been known in the past.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】本発明は、前述の課題に
鑑みてなされたものであり、情報を含む光線を発生する
発光表示手段と、前記光線を観測者に向けて反射的に回
折するように配された第1の反射型ホログラムと、前記
発光表示手段と第1の反射型ホログラムとの間にあっ
て、発光表示手段からの光線を第1の反射型ホログラム
に向けて回折する第2の反射型ホログラムとを少なくと
も備え、前記発光表示手段の表示虚像を観測者に視認で
きるようにしたホログラムを用いた表示システムにおい
て、前記発光表示手段からの光線が第2の反射型ホログ
ラム中心に向かって入射する入射角θ1 と、第2の反射
型ホログラムから第1の反射型ホログラムへ向けて回折
される回折光の第2の反射型ホログラム中心から第1の
反射型ホログラム中心への回折角θ2 と、第2の反射型
ホログラムから回折されて第1の反射型ホログラムに入
射する入射光の第2の反射型ホログラム中心から第1の
反射型ホログラム中心への入射角θ3 と、第1の反射型
ホログラムから回折されて観測者が視認する表示虚像の
第1の反射型ホログラム中心からの回折角θ4 とが、
0.8<(θ2 −θ1 )/(θ4 −θ3 )<1.2の関
係を満足することを特徴とするホログラムを用いた表示
システムを提供するものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and a light emitting display means for generating a light ray containing information, and the light ray is diffractively reflected toward an observer. A second reflection hologram disposed between the first reflection hologram and the light emitting display means and the first reflection hologram, and diffracting a light beam from the light emission display means toward the first reflection hologram. In a display system using a hologram, which comprises at least a reflection hologram and allows a viewer to visually recognize a display virtual image of the light emitting display means, a light beam from the light emitting display means is directed toward the center of the second reflection hologram. Incident incident angle θ 1 and the center of the second reflection hologram to the center of the first reflection hologram of the diffracted light diffracted from the second reflection hologram to the first reflection hologram Angle θ 2 to the first reflection type hologram and the incident angle θ of the incident light diffracted from the second reflection type hologram and incident on the first reflection type hologram from the center of the second reflection type hologram to the center of the first reflection type hologram. 3 and the diffraction angle θ 4 from the center of the first reflective hologram of the display virtual image diffracted by the first reflective hologram and visually recognized by the observer,
The present invention provides a display system using a hologram characterized by satisfying the relationship of 0.8 <(θ 2 −θ 1 ) / (θ 4 −θ 3 ) <1.2.

【0015】以下、図面に基づいて本発明を詳細に説明
する。図1は、本発明のホログラフィク表示システムの
1例を示す概念図である。発光表示手段1と第2の反射
型ホログラム2とは、発光表示手段1から発せられる情
報を含む光線が反射型ホログラムに向かって入射する入
射角がθ1 と、この光線が第2の反射型ホログラムから
回折される回折光の回折角がθ2 となるように距離s1
の間隔で配されている。
The present invention will be described in detail below with reference to the drawings. FIG. 1 is a conceptual diagram showing an example of a holographic display system of the present invention. The light emitting display means 1 and the second reflection type hologram 2 have an incident angle θ 1 at which a light ray containing information emitted from the light emitting display means 1 is incident on the reflection type hologram, and this light ray is the second reflection type hologram. The distance s 1 is set so that the diffraction angle of the diffracted light diffracted from the hologram is θ 2.
Are arranged at intervals.

【0016】第1の反射型ホログラム12は、第2の反
射型ホログラム2によって回折された回折光が入射する
入射角がθ3 と、第1の反射型ホログラム12から回折
されて観測者10が視認する表示虚像3の第1の反射型
ホログラム12中心からの回折角がθ4 となるように配
されていて、観測者10は表示虚像3と第1の反射型ホ
ログラム12との延長線上において表示虚像3を視認す
る。
The first reflection type hologram 12 has an incident angle of θ 3 at which the diffracted light diffracted by the second reflection type hologram 2 enters, and is diffracted by the first reflection type hologram 12 so that the observer 10 can see it. The display virtual image 3 to be visually recognized is arranged so that the diffraction angle from the center of the first reflection type hologram 12 is θ 4, and the observer 10 is on an extension line between the display virtual image 3 and the first reflection type hologram 12. The display virtual image 3 is visually recognized.

【0017】また、第1の反射型ホログラム12と第2
の反射型ホログラム2とは距離dの間隔をあけて配され
ており、第1の反射型ホログラム12によって形成され
る表示虚像は第1の反射型ホログラム12から距離s2
の位置に形成される。
The first reflection hologram 12 and the second reflection hologram 12
Of the first reflection type hologram 12 and the display virtual image formed by the first reflection type hologram 12 are separated by a distance s 2 from the first reflection type hologram 12.
Is formed at the position.

【0018】図2は本発明の反射型ホログラムを作成す
る露光方法の1例を示す概念図であり、ホログラム感光
材料21からそれぞれR1 、R2 の距離だけ離れた位置
に点光源41を備え、ホログラム感光材料21の両面か
ら、それぞれα1 、α2 の入射角で球面波露光が行われ
る。
FIG. 2 is a conceptual diagram showing an example of an exposure method for producing a reflection type hologram of the present invention, in which a point light source 41 is provided at a position separated from the hologram photosensitive material 21 by a distance of R 1 and R 2. The spherical wave exposure is performed from both surfaces of the hologram photosensitive material 21 at incident angles of α 1 and α 2 , respectively.

【0019】図3は、2枚の反射型ホログラムの配され
たホログラフィック表示システムの色収差を説明する概
念図である。発光表示手段1の発光表示面の同一点から
出た波長λとλ+Δλの光線は、第2の反射型ホログラ
ム2を回折した後は、分散により異なる経路で観察者の
方へ向うことになる。従って観察者10へ向う光線の方
向を逆方向に延長して、波長λ+Δλの光線の表示虚像
3面への到達点の座標を(x’,y’)、波長λの光線
の表示虚像3面への到達点の座標を(x,y)とすると
きに、これら2つの座標の距離が色収差となって観測者
10に視認される。
FIG. 3 is a conceptual diagram for explaining chromatic aberration of a holographic display system in which two reflection holograms are arranged. Light rays of wavelengths λ and λ + Δλ emitted from the same point on the light emitting display surface of the light emitting display means 1 are diffracted by the second reflective hologram 2 and then travel toward the viewer through different paths due to dispersion. Therefore, the direction of the ray toward the observer 10 is extended in the opposite direction, and the coordinates of the arrival point of the ray of wavelength λ + Δλ to the display virtual image 3 plane are (x ′, y ′), and the display virtual image of the wavelength λ 3 plane When the coordinates of the reaching point are set to (x, y), the distance between these two coordinates becomes chromatic aberration and is visually recognized by the observer 10.

【0020】ここで、2枚の反射型ホログラムを上記し
た(図1参照)、0.8<(θ2 −θ1 )/(θ4 −θ
3 )<1.2となるようにそれぞれ配することによっ
て、点(x,y)と点(x’,y’)との距離を小さく
することができ、波長による反射型ホログラムの回折方
向のずれ、すなわち色収差が低減されることになる。
Here, the two reflection holograms are described above (see FIG. 1), 0.8 <(θ 2 −θ 1 ) / (θ 4 −θ
3 ) By arranging them so that <1.2, it is possible to reduce the distance between the points (x, y) and (x ', y'), and to adjust the diffraction direction of the reflection hologram depending on the wavelength. The shift, that is, the chromatic aberration will be reduced.

【0021】図4は、本発明のホログラフィク表示シス
テムの別の例を示す概念図である。発光表示手段1と第
2の反射型ホログラム2との間には、発光表示手段1か
らの光線を屈折させる収束光学系5が介在されている。
この収束光学系5としては、例えば、単レンズあるいは
両面非球面単レンズ等が用いられ、発光表示手段1と第
2の反射型ホログラム2との距離を図1に比較して短く
することができ、本発明におけるホログラフィック表示
システムの備えられる車両等のスペースに応じてこの距
離を確保することができる。
FIG. 4 is a conceptual diagram showing another example of the holographic display system of the present invention. A converging optical system 5 for refracting the light beam from the light emitting display means 1 is interposed between the light emitting display means 1 and the second reflection hologram 2.
As the converging optical system 5, for example, a single lens or a double-sided aspherical single lens is used, and the distance between the light emitting display means 1 and the second reflection hologram 2 can be shortened as compared with FIG. This distance can be secured according to the space of the vehicle or the like equipped with the holographic display system of the present invention.

【0022】図5は、本発明のホログラフィク表示シス
テムの別の例を示す概念図である。発光表示手段1と第
2の反射型ホログラム2との間には、発光表示手段1か
らの光線を反射させる収束光学系6が介在されている。
この収束光学系6としては、例えば反射凹面鏡等が用い
られ、発光表示手段1と反射型ホログラム2との距離を
図1に比較して短くすることができ、本発明におけるホ
ログラフィック表示システムの備えられる車両等のスペ
ースに応じてこの距離を確保することができる。
FIG. 5 is a conceptual diagram showing another example of the holographic display system of the present invention. A converging optical system 6 for reflecting the light beam from the light emitting display means 1 is interposed between the light emitting display means 1 and the second reflection hologram 2.
As the converging optical system 6, for example, a reflective concave mirror or the like is used, and the distance between the light emitting display means 1 and the reflection hologram 2 can be shortened as compared with FIG. 1, and the holographic display system according to the present invention is provided. This distance can be secured according to the space of the vehicle or the like.

【0023】ここで、本発明におけるホログラフィック
表示システムを車両に搭載した場合について説明する。
Here, a case where the holographic display system according to the present invention is mounted on a vehicle will be described.

【0024】図6は、本発明におけるホログラフィック
表示システムを車両に搭載した概念図であり、車両の風
防ガラス61の下方には発光表示手段が備えられてお
り、この発光表示手段は、光源62から発した光が、表
示体63を通過して表示すべき情報を光線として発する
ものである。車体の風防ガラス61には第1の反射型ホ
ログラム12が備えられており、発光表示手段からの光
線が第2の反射型ホログラム2に照射されて第1の反射
型ホログラム12に向けて回折され、観測者10の観測
位置において表示虚像が視認されるものである。
FIG. 6 is a conceptual view of the holographic display system according to the present invention mounted on a vehicle. A light emitting display means is provided below a windshield 61 of the vehicle. The light emitting display means is a light source 62. The light emitted from passes through the display body 63 and emits information to be displayed as light rays. The windshield 61 of the vehicle body is provided with the first reflection type hologram 12, and the light beam from the light emitting display means is applied to the second reflection type hologram 2 and diffracted toward the first reflection type hologram 12. The display virtual image is visually recognized at the observation position of the observer 10.

【0025】本発明における表示すべき情報とは、その
表示用途により適宜選択されるものであり、車両のスピ
ード計、タコメーター、さらには種々の警告ランプ等が
例として挙げられ、それぞれの情報伝達の緊急性や必要
性などに応じて表示距離を定めることができる。観視者
とは、主には車両の運転手であるが、その他、助手席そ
の他の同乗者や、これらすべての者を含めることができ
る。
The information to be displayed in the present invention is appropriately selected according to its display application, and examples thereof include a vehicle speedometer, a tachometer, and various warning lamps. The display distance can be set according to the urgency or need of the. The observer is mainly a driver of the vehicle, but can also include passengers other than the passenger seat, and all these persons.

【0026】反射型ホログラムは、通常は数10mm角
〜数100mm角程度の面積で、数10μm程度の厚み
であり、光回折機能を持つ。この反射型ホログラムとし
ては、エンボスタイプ、リップマンタイプ等の反射型ホ
ログラムと呼ばれるものを広く用いることができる。ま
た、反射型ホログラム材料としては、ポリビニルカルバ
ゾール、重クロム酸ゼラチン、光レジスト、フォトポリ
マー、銀塩など種々の感光材料を用いることができる。
The reflection type hologram usually has an area of several tens of mm square to several hundreds of mm square and a thickness of several tens of μm, and has a light diffraction function. As the reflection hologram, a so-called reflection hologram such as an emboss type or a Lippmann type hologram can be widely used. As the reflective hologram material, various photosensitive materials such as polyvinylcarbazole, gelatin dichromate, photoresist, photopolymer, and silver salt can be used.

【0027】第1の反射型ホログラムが風防ガラスに備
えられる場合、例えば風防ガラスの表面(車外側表面)
や車内側表面に備えられてもよいが、特に反射型ホログ
ラムの保護の点に鑑みて、合せガラスである風防ガラス
の内部に封入して用いられることが好ましい。
When the windshield is provided with the first reflection hologram, for example, the surface of the windshield (the outer surface of the vehicle).
Although it may be provided on the inner surface of the vehicle, it is preferable to use it by enclosing it in the windshield, which is a laminated glass, particularly in view of protection of the reflection hologram.

【0028】本発明における発光表示手段は光を発して
表示する機能を持つものであり、液晶表示素子等のいわ
ゆる受光型表示素子からなる表示体に熱陰極管(HC
T)、蛍光表示管(VF)、ハロゲンランプ、LEDな
どからなる光源から発した光を照射するものであり、ま
た、これらの機能を併せ持つものであってもよい。
The light emitting display means in the present invention has a function of emitting light to display, and a hot cathode tube (HC) is attached to a display body composed of a so-called light receiving display element such as a liquid crystal display element.
T), a fluorescent display tube (VF), a halogen lamp, an LED, or the like, which emits light emitted from a light source, or may have these functions together.

【0029】この液晶表示素子としては、透過型のツイ
ストネマチック型液晶表示素子、スーパーツイストネマ
チック型液晶表示素子等が好ましく使用できる。また、
それとは別に、受光型表示素子を用いず、上記の光源自
体をパターン化して配列し、特定の情報を光として発生
するものであってもよい。受光型表示素子に上記光源を
併用したものの場合は、この受光型表示素子と光源との
間にレンズ系等の適当な光線平行化手段や、導光板等の
適当な導光手段を配置してもよい。
As the liquid crystal display element, a transmission type twisted nematic type liquid crystal display element, a super twisted nematic type liquid crystal display element and the like can be preferably used. Also,
Apart from that, instead of using the light receiving display element, the light source itself may be patterned and arranged to generate specific information as light. In the case where the light source is used together with the light receiving display element, an appropriate light beam collimating means such as a lens system or an appropriate light guiding means such as a light guide plate is arranged between the light receiving display element and the light source. Good.

【0030】[0030]

【作用】反射型ホログラムを用いたHUDでは、反射型
ホログラムが車両等の風防ガラスに備えられるものであ
るため、反射型ホログラムの配される角度には制限(風
防ガラスの角度と同じ)があり、そのため、発光表示手
段の備えられる位置にも制限が生じてしまい、システム
の構成上様々な制約が生じてしまう。
In the HUD using the reflection hologram, since the reflection hologram is provided on the windshield of a vehicle or the like, the angle at which the reflection hologram is arranged is limited (same as the angle of the windshield). Therefore, the position where the light emitting display means is provided is also restricted, and various restrictions are caused in the system configuration.

【0031】そこで、本発明のホログラフィック表示シ
ステムでは、反射型ホログラムを2枚用いて、風防ガラ
スに備えられる第1の反射型ホログラムの角度に制限が
あっても、第2の反射型ホログラムの角度を調整するこ
とによって、表示虚像の色収差を低減することができ
る。
Therefore, in the holographic display system of the present invention, by using two reflection holograms, even if the angle of the first reflection hologram provided on the windshield is limited, the reflection hologram of the second reflection hologram can be changed. By adjusting the angle, it is possible to reduce the chromatic aberration of the display virtual image.

【0032】また、本発明において、露光時の点光源か
らの露光距離を最適化し、それぞれの反射型ホログラム
の配される位置を適当に定めることによって、表示虚像
のボケや歪み等に関する収差も、色収差の低減を犠牲に
することなく、低減することができる。
Further, in the present invention, the exposure distance from the point light source at the time of exposure is optimized, and the positions where the respective reflection holograms are arranged are appropriately determined. It can be reduced without sacrificing the reduction of chromatic aberration.

【0033】[0033]

【実施例】【Example】

(実施例1)図2示された露光方法によって、α1 =4
0.0°、α2 =60.0°、R1=575.7mm、
2 =494.0mmとしてホログラム感光材料を露光
して第1の反射型ホログラムを作成し、α1 =50.0
°、α2 =66.2°、R1=501.3mm、R2
466.8mmとしてホログラム感光材料を露光して第
2の反射型ホログラムを作成した。
(Example 1) By the exposure method shown in FIG. 2, α 1 = 4
0.0 °, α 2 = 60.0 °, R 1 = 575.7 mm,
The hologram photosensitive material was exposed with R 2 = 494.0 mm to form a first reflection hologram, and α 1 = 50.0
°, α 2 = 66.2 °, R 1 = 501.3 mm, R 2 =
The hologram photosensitive material was exposed to 466.8 mm to form a second reflection hologram.

【0034】このような露光条件によって作成された2
つの反射型ホログラムを、図1に示すように、s1 =5
00mm、d=120mm、s2 =500mm、θ1
66.2、θ2 =50.0、θ3 =40.0、θ4 =6
0.0となるように((θ2−θ1 )/(θ4 −θ3
=0.81)それぞれ配した。
2 created under such exposure conditions
As shown in FIG. 1, one reflection hologram has s 1 = 5
00 mm, d = 120 mm, s 2 = 500 mm, θ 1 =
66.2, θ 2 = 50.0, θ 3 = 40.0, θ 4 = 6
To be 0.0 ((θ 2 −θ 1 ) / (θ 4 −θ 3 ))
= 0.81), respectively.

【0035】発光表示手段の、図3に示されている座標
の点(0,0)から発せられた光線に含まれる2種類の
波長545nmと535nmとは、表示虚像の座標上の
(0,0)と(0,0.003)(単位mm)にそれぞ
れ到達し、2点間のずれはわずか0.003mmとな
り、0.8<(θ2 −θ1 )/(θ4 −θ3 )<1.2
とすることによって、2枚の反射型ホログラムを用いた
ホログラフィック表示システムの色収差を低減すること
ができた。
The two kinds of wavelengths 545 nm and 535 nm contained in the light beam emitted from the point (0, 0) of the coordinates shown in FIG. 3 of the light emitting display means are (0, 0) on the coordinates of the display virtual image. 0) and (0, 0.003) (unit mm), respectively, the difference between the two points is only 0.003 mm, and 0.8 <(θ 2 −θ 1 ) / (θ 4 −θ 3 ). <1.2
By doing so, it was possible to reduce the chromatic aberration of the holographic display system using the two reflection holograms.

【0036】(実施例2)図7は、本発明のホログラフ
ィク表示システムの別の例を示す概念図であり、発光表
示手段1は、観測者10の上方に配されている。
(Embodiment 2) FIG. 7 is a conceptual diagram showing another example of the holographic display system of the present invention, in which the light emitting display means 1 is arranged above the observer 10.

【0037】図2示された露光方法によって、α1 =5
0.0°、α2 =70.0°、R1=978.0mm、
2 =987.0mmとしてホログラム感光材料を露光
して第1の反射型ホログラムを作成し、α1 =12.0
°、α2 =28.6°、R1=777.6mm、R2
907.6mmとしてホログラム感光材料を露光して第
2の反射型ホログラムを作成した。
According to the exposure method shown in FIG. 2, α 1 = 5
0.0 °, α 2 = 70.0 °, R 1 = 978.0 mm,
The hologram photosensitive material was exposed with R 2 = 987.0 mm to form a first reflection hologram, and α 1 = 12.0
°, α 2 = 28.6 °, R 1 = 777.6 mm, R 2 =
The hologram photosensitive material was exposed to 907.6 mm to form a second reflection hologram.

【0038】このような露光条件によって作成された2
つの反射型ホログラムを、図7に示すように、s1 =1
000mm、d=120mm、s2 =750mm、θ1
=12.0、θ2 =28.6、θ3 =50.0、θ4
70.0となるように((θ2 −θ1 )/(θ4 −θ
3 )=0.83)それぞれ配した。
2 created under such exposure conditions
As shown in FIG. 7, one reflection hologram has s 1 = 1
000 mm, d = 120 mm, s 2 = 750 mm, θ 1
= 12.0, θ 2 = 28.6, θ 3 = 50.0, θ 4 =
To be 70.0 ((θ 2 −θ 1 ) / (θ 4 −θ
3 ) = 0.83), respectively.

【0039】発光表示手段の、図3に示されている座標
の点(0,0)から発せられた光線に含まれる2種類の
波長545nmと535nmとは、表示虚像の座標上の
(0,0)と(0,−0.002)(単位mm)にそれ
ぞれ到達し、2点間のずれはわずか0.002mmとな
り、0.8<(θ2 −θ1 )/(θ4 −θ3 )<1.2
とすることによって、2枚の反射型ホログラムを用いた
ホログラフィック表示システムの色収差を低減すること
ができた。
The two kinds of wavelengths 545 nm and 535 nm contained in the light beam emitted from the point (0, 0) of the coordinates shown in FIG. 3 of the light emitting display means are (0, 0) on the coordinates of the display virtual image. 0) and (0, -0.002) (unit mm), respectively, the difference between the two points is only 0.002 mm, and 0.8 <(θ 2 −θ 1 ) / (θ 4 −θ 3 ) <1.2
By doing so, it was possible to reduce the chromatic aberration of the holographic display system using the two reflection holograms.

【0040】[0040]

【発明の効果】本発明のホログラフィック表示システム
によれば、反射型ホログラムを2枚用いて、例えば第1
の反射型ホログラムが車両等の防風ガラスに備えられる
などして、第1の反射型ホログラムの配置や角度に制限
がある場合に、第2の反射型ホログラムの角度にはある
程度の自由度が与えられており、これら反射型ホログラ
ムの配置や、発光表示手段の配置の厳しい制限を取り除
くことができ、かつ、反射型ホログラムを2枚用いた場
合に生ずる色収差を低減することができる。
According to the holographic display system of the present invention, by using two reflection holograms, for example, the first hologram is used.
When the arrangement and angle of the first reflection type hologram are limited due to the fact that the reflection type hologram of 1 is provided in windshield glass of a vehicle or the like, a certain degree of freedom is given to the angle of the second reflection type hologram. Therefore, it is possible to remove the strict restriction on the arrangement of these reflection holograms and the arrangement of the light emitting display means, and it is possible to reduce the chromatic aberration that occurs when two reflection holograms are used.

【0041】さらに、本発明において、露光時の点光源
からの露光距離を最適化し、それぞれの反射型ホログラ
ムの配される位置を適当に定めることによって、色収差
の低減を犠牲にすることなく表示虚像のボケや歪み等に
関する収差も低減することができ、必ずしも狭帯域の発
光表示手段を用いる必要がなく、反射型ホログラム2枚
のみで、安価で簡素化されて小型化されたホログラフィ
ック表示システムによって、収差を低減することができ
る。
Further, in the present invention, the exposure distance from the point light source at the time of exposure is optimized, and the positions where the respective reflection holograms are arranged are appropriately determined, thereby displaying a virtual image without sacrificing reduction of chromatic aberration. It is possible to reduce aberrations associated with blurring and distortion, and it is not always necessary to use a narrow band light emitting display means, and a holographic display system that is inexpensive, simplified and downsized with only two reflection holograms. The aberration can be reduced.

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

【図1】本発明のホログラフィク表示システムの1例を
示す概念図
FIG. 1 is a conceptual diagram showing an example of a holographic display system of the present invention.

【図2】本発明の反射型ホログラムを作成する露光方法
の1例を示す概念図
FIG. 2 is a conceptual diagram showing an example of an exposure method for producing a reflection hologram of the present invention.

【図3】2枚の反射型ホログラムの配されたホログラフ
ィック表示システムの色収差を説明する概念図
FIG. 3 is a conceptual diagram illustrating chromatic aberration of a holographic display system in which two reflective holograms are arranged.

【図4】本発明のホログラフィク表示システムの1例を
示す概念図
FIG. 4 is a conceptual diagram showing an example of a holographic display system of the present invention.

【図5】本発明のホログラフィク表示システムの1例を
示す概念図
FIG. 5 is a conceptual diagram showing an example of a holographic display system of the present invention.

【図6】本発明のホログラフィク表示システムを車両に
搭載した1例を示す概念図
FIG. 6 is a conceptual diagram showing an example in which the holographic display system of the present invention is installed in a vehicle.

【図7】本発明のホログラフィク表示システムの1例を
示す概念図
FIG. 7 is a conceptual diagram showing an example of a holographic display system of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:発光表示手段 2:第2の反射型ホログラム 3:表示虚像 5、6:収束光学系 10:観測者 12:第1の反射型ホログラム 21:ホログラム感光材料 41:点光源 61:風防ガラス 62:光源 63:表示体 1: Light emitting display means 2: Second reflection type hologram 3: Display virtual image 5, 6: Converging optical system 10: Observer 12: First reflection type hologram 21: Hologram photosensitive material 41: Point light source 61: Windshield 62 : Light source 63: Display

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】情報を含む光線を発生する発光表示手段
と、前記光線を観測者に向けて反射的に回折するように
配された第1の反射型ホログラムと、前記発光表示手段
と第1の反射型ホログラムとの間にあって、発光表示手
段からの光線を第1の反射型ホログラムに向けて回折す
る第2の反射型ホログラムとを少なくとも備え、前記発
光表示手段の表示虚像を観測者に視認できるようにした
ホログラムを用いた表示システムにおいて、前記発光表
示手段からの光線が第2の反射型ホログラム中心に向か
って入射する入射角θ1 と、第2の反射型ホログラムか
ら第1の反射型ホログラムへ向けて回折される回折光の
第2の反射型ホログラム中心から第1の反射型ホログラ
ム中心への回折角θ2 と、第2の反射型ホログラムから
回折されて第1の反射型ホログラムに入射する入射光の
第2の反射型ホログラム中心から第1の反射型ホログラ
ム中心への入射角θ3 と、第1の反射型ホログラムから
回折されて観測者が視認する表示虚像の第1の反射型ホ
ログラム中心からの回折角θ4 とが、 0.8<(θ2 −θ1 )/(θ4 −θ3 )<1.2 の関係を満足することを特徴とするホログラムを用いた
表示システム。
1. A light emitting display means for generating a light ray containing information, a first reflection type hologram arranged so as to reflectively diffract the light ray toward an observer, the light emitting display means, and a first light emitting display means. And a second reflection hologram for diffracting the light beam from the light emission display means toward the first reflection hologram, and the observer visually recognizes the virtual display image of the light emission display means. In the display system using the hologram, the incident angle θ 1 at which the light beam from the light emitting display unit is incident toward the center of the second reflective hologram and the first reflective type from the second reflective hologram. a diffraction angle theta 2 to the first reflection hologram center from the second reflection hologram center of the diffracted light is diffracted toward the hologram, the first reflection is diffracted from the second reflection hologram The incident angle theta 3 from the second reflection hologram center of light incident on the hologram to the first reflection hologram center, the virtual display image that the observer is diffracted from the first reflection hologram is visible first The hologram is characterized in that the diffraction angle θ 4 from the center of the reflection type hologram satisfies the relationship of 0.8 <(θ 2 −θ 1 ) / (θ 4 −θ 3 ) <1.2. The display system was.
【請求項2】発光表示手段と第2の反射型ホログラムと
の間には収束光学系が配されていて、発光表示手段はこ
の収束光学系と収束光学系の焦点との間に位置している
ことを特徴とする請求項1のホログラムを用いた表示シ
ステム。
2. A converging optical system is arranged between the light emitting display means and the second reflection hologram, and the light emitting display means is located between the converging optical system and the focal point of the converging optical system. A display system using the hologram according to claim 1.
【請求項3】収束光学系が単レンズであることを特徴と
する請求項2のホログラムを用いた表示システム。
3. A display system using a hologram according to claim 2, wherein the converging optical system is a single lens.
【請求項4】収束光学系が両面非球面単レンズであるこ
とを特徴とする請求項2のホログラムを用いた表示シス
テム。
4. A display system using a hologram according to claim 2, wherein the converging optical system is a double-sided aspherical single lens.
【請求項5】収束光学系が反射凹面鏡であることを特徴
とする請求項2のホログラムを用いた表示システム。
5. A display system using a hologram according to claim 2, wherein the converging optical system is a reflecting concave mirror.
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