JPH10149085A - ホログラフィック表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】表示虚像の歪が補正されたホログラフィック表
示装置を得る。 【解決手段】表示体の変形（ｘ，ｙ）→（ｘ₁ ，ｙ₁ ）
を関数ｈ_x ，ｈ_y によりｘ₁ ＝ｈ_x （ｘ，ｙ），ｙ₁ ＝
ｈ_y （ｘ，ｙ）で表わして表示虚像の歪を補正したヘッ
ドアップディスプレイ（ｘ’＝ｍ₁ ・ｘ＝ｆ_x （ｘ₁ ，
ｙ₁ ），ｙ’＝ｍ₂ ・ｙ＝ｆ_y （ｘ₁ ，ｙ₁ ）、ｘ’＝
ｆ_x （ｘ，ｙ）、ｙ’＝ｆ_y （ｘ，ｙ）；ｍ₁ ：横方向
の平均倍率、ｍ₂ ：縦方向の平均倍率）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、観察者に必要な情
報を投影するホログラフィック表示装置に関するもので
あり、特に運転者等に運転情報を表示する車両用のホロ
グラフィック表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、自動車等の車両の運転者に情報を
表示する方法として、ヘッドアップディスプレイ（以下
ＨＵＤという）などの表示装置が用いられている。これ
は、液晶表示装置等の情報投射手段から投射された光学
的情報を、自動車の風防ガラス等に組み込まれたハーフ
ミラーやホログラム等を備えたコンバイナに映し、運転
者が運転状態からほとんど視点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。

【０００３】特に、コンバイナに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する機能とと
もにレンズ機能等を併せ持つことができるので、光学的
情報を運転者の視野方向に回折したり、あるいは、他に
レンズ等の光学系を使用せず、任意の位置に結像したり
することが可能であり、また、回折スペクトルの半値幅
が狭いため、前景輝度を損なわずに高輝度の表示像が得
られるという特徴を持ち、表示装置のコンバイナとして
は有効である。

【０００４】図４に自動車用ＨＵＤの一例を示す。光源
６から発し、レンズ系４を介して透過型液晶表示素子５
を通過した表示すべき情報を含む光３は、車体の風防ガ
ラス７に備えられたホログラム２に照射され、回折され
て運転者に観察位置１で視認される。上記レンズ系４は
コリメーターとしての機能を持つものである。ホログラ
ム２に倍率を持たせることにより、速度表示８、警告表
示９の表示像を遠方に虚像として結像させている。

【０００５】しかし、このような従来のＨＵＤは直接車
両に組み付けられているため非常に大型であった。ま
た、情報表示源は車両のダッシュボード内に組み付けら
れるのに対し、コンバイナは風防ガラスに備えられてい
るため、相互の位置合わせや調整が困難であり、車両へ
の搭載は容易ではなかった。また、大がかりなシステム
であるため、そのコストが高いという問題点もあった。

【０００６】そこで、ホログラムの倍率を更に高倍率化
することにより、表示体や光路長を小型化しシステム全
体のサイズを小さくすることが考えられるている。しか
し、一般にホログラムのような光学素子の倍率を大きく
すると像の歪曲が発生する。表示像が歪曲すると視認性
が悪いため、できるだけ像歪を低減するような試みがな
されている。たとえば、露光の最適化などによるホログ
ラムの改善が挙げられる。ホログラムだけでは像歪を改
善し切れないような場合は、リレーレンズ系などの補正
光学系を設ける方法が知られている。ところが、補正光
学系を設ける方法は像歪の改善効果は大きいが、大がか
りなレンズ系を必要とするため結局システムが大がかり
となり、システムの小型化・低コスト化という目的には
合致しないものである。

【０００７】そこで、補正光学系を設けるのではなく、
表示体をあらかじめ逆に変形しておくことが特開平７−
２５７２２５に提案されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の表示
体の変形方法はトライアンドエラーによる方法であっ
た。すなわち、表示像の変形具合を見ながら、表示体の
形状を少しずつ変形していくという方法であった。例え
ば、表示体を模したマスクを多数作製し最適な表示像が
得られるマスクを選択するなどの方法が採られていた。
このような従来の方法は、非常に時間とコストがかかる
という問題点があった。また、単純な像歪には対応でき
ても、非対称な歪のような複雑な変形には対応できなか
った。また、単純な像歪の場合であっても、単純図形の
補正は可能でも文字のような複雑な表示パターンの補正
はできないという問題点があった。

【０００９】本発明の目的は従来技術が有していた上記
の問題点を解決することにあり、従来知られていなかっ
たホログラフィック表示装置を新規に提供することにあ
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、前述の課題を
解決すべくなされたものであり、光源と表示すべき情報
を表示する表示体とを有し表示すべき情報を光として発
生する情報表示源と、前記光を観察者に向けて回折し虚
像として表示するホログラムを備えたコンバイナとを有
するホログラフィック表示装置において、前記表示体は
ホログラムによる表示虚像の変形を補正するためにあら
かじめその表示形状が変形されており、表示体面上の表
示の座標を（ｘ，ｙ）、虚像面上の虚像の座標を
（ｘ’，ｙ’）とし、ホログラムによる表示虚像の変形
（ｘ，ｙ）→（ｘ’，ｙ’）を関数ｆ_x，ｆ_y により
ｘ’＝ｆ_x （ｘ，ｙ），ｙ’＝ｆ_y （ｘ，ｙ）で表し、
ホログラムの横方向の平均倍率をｍ₁ 、ホログラムの縦
方向の平均倍率をｍ₂ としたとき、前記表示体の変形
（ｘ，ｙ）→（ｘ₁ ，ｙ₁ ）が、関数ｈ_x ，ｈ_y により
ｘ₁ ＝ｈ_x （ｘ，ｙ），ｙ₁ ＝ｈ_y （ｘ，ｙ）によって
表わされるものであることを特徴とするホログラフィッ
ク表示装置を提供するものである。

【００１１】なお、関数ｈ_x ，ｈ_y はｘ’＝ｍ₁ ・ｘ＝
ｆ_x （ｘ₁ ，ｙ₁ ），ｙ’＝ｍ₂ ・ｙ＝ｆ_y （ｘ₁ ，ｙ
₁ ）を満たす。

【００１２】

【作用】本発明は、ホログラムによる表示像の変形をモ
デル化し、補正のための一般的な基本原理を与えるもの
である。そのために、まず表示体面上、表示像面上に直
交座標系を設ける。すなわち、表示体面中心を原点とす
るｘ、ｙ直交座標系と、表示像面上にあって視点中心と
ホログラム中心とを結ぶ光軸と交わる点を原点とする
ｘ’，ｙ’直交座標系である。表示面が湾曲している場
合は、原点を含む仮想平面を考えその平面に射影した表
示像について考えるものとする。

【００１３】以下、図面に基づき本発明の原理を詳細に
説明する。図１は本発明の原理を示すダイアグラムであ
る。表示体に長方形の表示を行ったとき得られた表示像
が上に凸に歪曲したとする。この変形（ｘ，ｙ）→
（ｘ’，ｙ’）を本発明ではｘ，ｙの関数ｆ_x ，ｆ_y に
よりｘ’＝ｆ_x （ｘ，ｙ），ｙ’＝ｆ_y （ｘ，ｙ）と表
す。またホログラムの平均倍率が横方向、縦方向それぞ
れｍ₁ 、ｍ₂ としたとき、補正のための表示体の変形
（ｘ，ｙ）→（ｘ₁ ，ｙ₁ ）を、関数ｈ_x ，ｈ_y により
ｘ₁ ＝ｈ_x （ｘ，ｙ），ｙ₁ ＝ｈ_y （ｘ，ｙ）のように
変形させることが本発明の特徴である。ただし、関数ｈ
_x ，ｈ_y はｘ’＝ｍ₁ ・ｘ＝ｆ_x （ｘ₁ ，ｙ₁），ｙ’
＝ｍ₂ ・ｙ＝ｆ_y （ｘ₁ ，ｙ₁ ）を満たすものである。

【００１４】このように本発明の原理に基づいて表示体
の表示の一点一点を補正（移動）すれば、たとえば図１
のように横ｍ₁ 倍、縦ｍ₂ 倍に拡大された歪のない長方
形の表示像を得ることができる。なおここで、（ｘ₁ ，
ｙ₁ ）とはｘ、ｙ直交座標系において補正前の点（ｘ，
ｙ）を関数ｈ_x ，ｈ_y により補正（移動）した点を表す
ものであって、ｘ，ｙ直交座標系と異なる座標系を表す
ものではない。

【００１５】関数ｆ_x ，ｆ_y ，ｈ_x ，ｈ_y の具体例を示
す。一例として歪曲した表示像の横線を考える。ｘ’，
ｙ’直交座標系において横線は曲線であり、線上の点の
ｙ’は一般にｘ’の多項式で近似できる。当然その次数
が大きいほど厳密な近似が得られるが、ホログラフィッ
ク表示装置の場合、実用的には２次式で十分である。従
って、変形（ｘ，ｙ）→（ｘ’，ｙ’）において、ｙ’
はｘの２次式で表してよい。すなわち、ｙ’＝ａ・ｘ²
＋ｂ・ｘ＋ｃ・・・（＊）である。

【００１６】ところが、図１からわかるように横線の曲
がり方は上下で異なる。つまり上式の係数ａ、ｂ、ｃも
ｙの関数であることがわかる。そこで、ａ、ｂ、ｃもｙ
の２次式Ａ・ｙ² ＋Ｂ・ｙ＋Ｃの形とし、上式（＊）に
代入し展開して係数を整理する。高次のｘ² ｙ² の項を
無視すれば、結局ｙ’＝ｆ_y （ｘ，ｙ）＝ｋ₁ ・ｘ²＋
ｋ₂ ・ｘ＋ｋ₃ ・ｘ² ｙ＋ｋ₄ ・ｘｙ² ＋ｋ₅ ・ｙ² ＋
ｋ₆ ・ｙ＋ｋ₇ が得られる。ここで、ｋ₁ 〜ｋ₇ は上記
２式を展開して整理した係数であり、ａ、ｂ、ｃ、Ａ、
Ｂ、Ｃなどの多項式で表される。他の、ｆ_x 、ｈ_x ，ｈ
_y についても同様の式で表される。

【００１７】本発明ではｘ、ｙ直交座標系を用いて、像
歪のモデル化、表示体の補正変形のモデル化を行った。
いうまでもないことであるが、極座標系など他の座標系
においてもモデル化は可能である。しかし、それらは本
発明と数学的に同等のものであり本発明と本質的に異な
るものではない。一般に用いられる表示体が矩形上であ
ることに鑑み、本発明ではｘ、ｙ直交座標系を採用して
いる。表示体の形状からして、最も好ましい座標系であ
る。

【００１８】また、具体的な関数の形として本発明では
２次式からモデル化を始めた。当然のことながらより高
次の多項式を用いればより精度のよい近似が得られるの
で、必要に応じて上記の要領で式の形状を導出すればよ
い。しかし、一般的には表示体の分解能や観察者の識別
能力を考えると、本発明で示した２次式で実用的には十
分といえる。

【００１９】

【発明の実施の形態】本発明の実施においては、表示素
子上の点（ｘ，ｙ）とそれに対応する虚像面上の点
（ｘ’，ｙ’）の値を幾つかの組み合わせに対して知ら
ねばならない。例えば、図１の左上に示す表示素子上の
長方形の格子点と、右上に示す表示像上の上に凸に湾曲
した長方形の格子点の座標である。

【００２０】その方法には幾通りかある。例えば、光線
追跡法に基づくシミュレーションにより表示素子上の点
とそれに対応する虚像面上の点の座標を計算する方法が
ある。この方法によれば、ホログラムの露光配置、再生
時の光学部品の配置などの条件を決めれば、表示素子の
形状に対し得られる表示像の形状を自在に計算すること
ができるので、好ましい方法である。また、実測による
方法もある。表示素子上の点の位置を実測し、次に対応
する虚像面上の点の位置を虚像面にスクリーンを設ける
などして実測する方法が考えられる。

【００２１】表示素子に関しては、ドットマトリックス
表示素子の場合では実測ではなく、ドットの位置を調べ
ドット間隔から位置に換算してもよい。また、格子状の
評価パターンを用いてもよい。一方、虚像に関しては、
スクリーンではなくＣＣＤカメラや撮像管などの２次元
受光デバイスにより虚像を入力し、画像処理により位置
に換算する方法も考えられる。いずれの方法において
も、次に述べる変形関数の係数を計算するため、表示素
子上の点と対応する虚像面上の点の組をできるだけ多数
求めておく必要がある。最低でも係数の数（７個）以上
の組のデータがないと係数を精度よく決めることができ
ない。

【００２２】次に、変形の多項式関数ｆ_x ，ｆ_y ，
ｈ_x ，ｈ_y の係数ｋ₁ 〜ｋ₇ の組をそれぞれ決める必要
がある。その方法としては最小自乗法などによるフィッ
ティングが好ましく適用できる。すなわち、例えばｆ_y
の場合には上記の方法により求めた表示素子上の点
（ｘ，ｙ）とそれに対応する虚像面上の点（ｘ’，
ｙ’）のｙ’値と、ｙ’calc＝ｋ₁ ・ｘ² ＋ｋ₂ ・ｘ＋
ｋ₃ ・ｘ² ｙ＋ｋ₄ ・ｘｙ² ＋ｋ₅・ｙ² ＋ｋ₆ ・ｙ＋
ｋ₇ で求めた計算値ｙ’calcとの差の自乗和Σ（ｙ’−
ｙ’calc）² を最小とするようなｋ₁ 〜ｋ₇ の組を決め
ればよい。

【００２３】また、虚像の歪補正のための表示の変形ｈ
_x ，ｈ_y に関しては、上述のようにｘ’＝ｍ₁ ・ｘ＝ｆ
_x （ｘ₁ ，ｙ₁ ），ｙ’＝ｍ₂ ・ｙ＝ｆ_y （ｘ₁ ，
ｙ₁ ）を満たすような変形ｘ₁ ＝ｈ_x （ｘ，ｙ），ｙ₁
＝ｈ_y （ｘ，ｙ）の係数を最小自乗法などで決めればよ
い。

【００２４】こうして得られた変形の関数の使用方法は
主に２通り考えられる。一つは、いわゆる８セグメント
やマスクパターンなどの固定表示の表示を行う場合であ
る。得られた変形の式によりあらかじめ表示素子のパタ
ーン形状を変形させておけばよい。また、もう一つはＴ
ＦＴ液晶表示素子などのドットマトリックス型の表示素
子を用いる場合である。この場合は表示素子上に表示す
るドットの位置を変形の式に従い個々に補正すればよ
い。こらは、リアルタイムに計算してもよいし、変換テ
ーブルを利用する方法もある。また、あらかじめ変形さ
せたパターンをメモリーに記憶しておき表示してもよ
い。

【００２５】ドットマトリックス型の表示の場合に注意
すべきことがある。固定パターンは開口部や発光部の輪
郭を補正すればよいが、ドットマトリックスでは図形の
輪郭だけでなく内部をドットで埋めなければならない。
ドット間隔は有限であるため補正により隙間が生ずるこ
とがある。このような場合は、発生した隙間を埋めるよ
うに補完することが良好な表示像を得るために好まし
い。

【００２６】本発明のホログラフィック表示装置におけ
るコンバイナを構成するホログラムは、通常数１０ｍｍ
から数１００ｍｍ角程度の面積で、数μｍから数１０μ
ｍ程度の厚みを有するものが例示される。このホログラ
ムは、リップマンタイプ等の体積・位相型のホログラム
が高い回折効率を得られるという点で望ましいが、エン
ボスタイプ、レインボータイプ等のホログラムと呼ばれ
るものを広く用いることができる。そして、ホログラム
のタイプも、透過型、反射型等、特に制限はない。

【００２７】本発明におけるホログラムは基材に積層さ
れたものであり、その基材は用途や使用状態に応じて適
宜選択されるものである。ホログラムに対して、再生光
の入射側や回折光の出射側が透明な基材であることはい
うまでもないが、これは光を部分的に透過するものであ
ってもよい。例えば、色付きでない透明ガラス板や、そ
のほかにブロンズやグリーンなどに色付けされたガラス
板も基材として使用できる。基材の材質としては、ガラ
スのほか、アクリル、ポリカーボネート、ポリ塩化ビニ
ル、ポリオレフィンなどの樹脂基板でもよいし、透明な
結晶体などであってもよい。また、基材の厚さについて
も厚さ数ｍｍの板のほか、厚さ１ｍｍ以下のフィルムで
もよいし、厚さ数ｃｍのブロック体であってもよい。

【００２８】本発明で述べた表示虚像の歪補正方法は、
情報を含む光を出射する情報表示源からの光をホログラ
ムにより観察者に向けて回折し、観察者に表示像を視認
させるホログラフィック表示装置全般に、適切に用いら
れる。特に、風防ガラスに高倍率ホログラムを封入する
タイプのＨＵＤや、ホログラムと観察者の配置が斜めに
ずれた配置のＨＵＤ、あるいは、情報表示源を備えた本
体部にコンバイナが軸支され、車両のダッシュボード上
に載置され、運転者等に運転情報を視認させる、光路長
が短く小型のいわゆる別置き型ＨＵＤ（図２参照）のコ
ンバイナとして、好ましく使用できる。すなわち、高倍
率ゆえの虚像の変形や非対称な配置に起因する像の変形
の補正に好ましく適用できる。

【００２９】本発明のホログラフィック表示装置の一例
である別置き型ＨＵＤを図２に示す。ホログラムを透明
基材に備えたコンバイナ５０は、保持部材５４を介して
ＨＵＤの本体部５１に回動自在に軸支されている。本体
部５１の底面には脚部５３が設けられていて、この脚部
５３がＨＵＤの設置場所（例えば車両のダッシュボード
上）に保持される。本体部５１内には、光源５７と表示
体５６とからなる情報表示源が備えられていて、コンバ
イナに向けて情報を含む光を入射角θ_i で照射する。こ
の光がホログラムによって回折角θ_d で反射回折され、
観察者（例えば運転者）に運転情報を視認されることに
なる。

【００３０】この別置き型ＨＵＤに代表されるホログラ
フィック表示装置における情報表示源は光を発して表示
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（ＨＣＴ）、
冷陰極管、蛍光表示管（ＶＦ）、ハロゲンランプ、発光
ダイオード、半導体レーザー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。

【００３１】また、本発明のホログラフィック表示装置
をカラー表示とする場合、この液晶表示素子としては、
カラーフィルタと透過型のツイストネマチック型液晶素
子や、スーパーツイストネマチック型液晶表示素子等か
らなるカラー液晶表示素子等が好ましく使用でき、一つ
の光源から発せられた光線を所望の色の光線として照射
することができる。そして、この表示体が、上記のよう
に表示虚像の歪を補正するようにあらかじめ変形させた
形状を有するものである。

【００３２】このようにして複数の色の光線は、同一の
情報表示源から発することができ、これら複数の色の光
線が同時に表示される場合には表示像が重なって表示さ
れ、逆にこの表示像の重なりを防ぐためには、必要に応
じてカラーフィルタと光源の組み合わせによって、ある
いはカラー液晶表示素子を制御することによって、複数
の色の光線が同時に照射されないようにしてもよい。

【００３３】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や曲面反射鏡等の適当な
光線平行化手段、導光板等の適当な導光手段を配置して
もよい。さらに、ホログラムに光が投射されるまでの光
径路内に、必要に応じて、光偏光手段、あるいは、ＫＮ
Ｏ₃ 等の非線形光学素子を配置してもよい。

【００３４】本発明のホログラフィック表示装置をカラ
ー表示とする場合、コンバイナから表示像までの距離は
各色で同一とすれば同一平面内にカラー表示ができ、ま
た、色によって変えた場合には表示色によって表示像の
観察される距離の異なる立体的な像を得ることができ
る。

【００３５】本発明のホログラフィック表示装置を乗り
物用に用いる場合、表示すべき情報として、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、シフトレバー表示、さらには種々の
警告ランプや、ナビゲーション情報、エアコン、オーデ
ィオ機器など付属機器の情報等が例として挙げられる。
また、道路情報、駐車場空き情報などの車両外からの情
報を表示することももちろん可能である。航空機や船舶
などでは緯度、経度、高度、進行方向などの位置・方位
情報や、気象情報、レーダーの障害物情報、魚群探知機
の情報など、乗り物の運行や業務に関わる様々な情報が
考えられる。また、観察者とは主には車両等の乗り物の
運転手であるが、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。

【００３６】上記自動車用のＨＵＤに応用した例以外に
も、本発明のホログラム積層体、ホログラフィック表示
装置は種々の用途に用いることができる。例えば、車両
のコーナーを指示する虚像コーナーマーカーあるいは、
プロンプターやゲームなどホログラムを用いた表示装置
全般に広く応用できるものである。

【００３７】

【実施例】以下に本発明の実施例を説明する。図２の例
ではコンバイナ５０は水平に対してθ_w ＝６５°になる
ように設定し、光源中心からホログラム中心への入射角
度θ_i は６５°、回折角度θ_d は３５°、そして表示体
５６中心からホログラム中心間での距離は６０ｍｍとし
た。そこで、本体８０を水平に設置したときの観視者の
目への方向は水平より１０°である。

【００３８】本実施例ではホログラムとして、厚さ２０
μｍのアクリル系フォトポリマーよりなる感光材料を用
い、体積位相型の反射型ホログラムを用いた。ホログラ
ムの露光は、ローダミン６Ｇを用いた色素レーザーの５
７４．５ｎｍの光とＫｒレーザーの６４７．１ｎｍの光
を同軸に重ねた光により行った。レーザー光を広げるた
めの光学系としては、２つの円筒面レンズを用いた。円
筒面レンズにより横方向と縦方向の発散点の位置を実質
的に変え、光源側（参照光側）では露光点からホログラ
ムまでの距離をそれぞれ９０ｍｍ、３６０ｍｍとし、像
側（物体光側）では露光点からホログラムまでの距離を
それぞれ３６０ｍｍ、１０８０ｍｍとした。露光角度は
光軸中心において、光源側は６３°、光源側は３４°で
ある。レーザー露光の後、紫外線照射および熱処理を施
しホログラムを作製した。

【００３９】こうして得られたホログラムは６５゜の入
射に対し、５４５ｎｍおよび６１３ｎｍ付近に回折ピー
クを持ち、回折効率はそれぞれ７０％、５０％であっ
た。波長半値幅は共に約１０ｎｍであった。また、この
ホログラムに対し前記表示素子５６を６０ｍｍの距離に
配置すると、約２倍に拡大された表示像が得られた。表
示像は上に凸に湾曲した形状であった。なお、表示像の
色調は緑の透過型フィルタを透した部分では緑色、赤の
透過型フィルタを透した部分では赤色の領域分割された
鮮やかな２色表示が得られた。なお、フィルタを用いず
に緑色と赤色の回折光を混色すると、本実施例のホログ
ラムでは黄色の表示像を得ることができる。また、緑お
よび赤に対応する光源の輝線の強度とフィルタの透過
率、ホログラムの回折効率との関係を適宜調節すること
により緑、黄緑、黄色、橙色、赤など様々な色調の表示
像を得ることができる。

【００４０】表示像の歪補正の例を図３に従って説明す
る。左上のように表示体に横２８ｍｍ、縦１４ｍｍの長
方形を表示したときの表示像をシミュレーションにより
計算した。縦横各５点、計２５点の位置を計算した。表
示像は右上に示すように上に凸に湾曲し、実際の表示像
の変形を再現している。変形の関数を最小自乗法により
計算したところ、ｆ_x についてはｋ₁ 〜ｋ₇ ＝（−７．
７×１０^-8，２．００，−２．７×１０^-8，−１．４×
１０^-8，−０．０１，−３．２×１０^-7，４．５×１０
^-6，２．１×１０^-5）であり、ｆ_y についてはｋ₁ 〜ｋ
₇ ＝（−０．０２，−４．７×１０^-5，−３．９×１０
^-9，−１．１×１０^-6，−２．４×１０^-5，−１．９×
１０^-6，１．５、４．９×１０^-5）であった。

【００４１】そこで、表示像が右下のように長方形とな
るように、あらかじめ表示体を左下のように補正変形し
た。この補正変形の関数は、最小自乗法により計算した
ところ、ｈ_x に付いてはｋ₁ 〜ｋ₇ ＝（−２．８×１０
^-7，１．０１，１．３×１０^-7，２．７×１０^-5，５．
２×１０^-3，１．５×１０^-6，−１．７×１０^-5，−
２．５×１０^-5）であり、ｈ_y についてはｋ₁ 〜ｋ₇ ＝
（−０．０１４，２．３×１０^-5，１．４×１０^-4，
２．０×１０^-7，１．３×１０^-5，１．１×１０^−４，
１．０，４．３×１０^−４）であった。

【００４２】このようにして得られた補正変形関数によ
って、実際にあらかじめ表示体の表示を変形して表示し
たところ、歪のない良好な表示像を得ることがでた。従
来のように補正変形をトライアンドエラーで、表示像を
確認しながら微調整することもなく、迅速かつ容易に補
正をすることができ、本発明の有効性を確認することが
できた。

【００４３】

【発明の効果】本発明によれば、ホログラムによる表示
虚像の歪を補正するために表示体の表示形状をあらかじ
め変形させておくにあたり、表示体の変形（ｘ，ｙ）→
（ｘ₁，ｙ₁ ）を関数ｈ_x ，ｈ_y によりｘ₁ ＝ｈ
_x （ｘ，ｙ），ｙ₁ ＝ｈ_y （ｘ，ｙ）で表わしている
（この場合、ｘ’＝ｍ₁ ・ｘ＝ｆ_x （ｘ₁ ，ｙ₁ ），
ｙ’＝ｍ₂・ｙ＝ｆ_y （ｘ₁ ，ｙ₁ ）であり、ｘ’＝ｆ
_x （ｘ，ｙ），ｙ’＝ｆ_y （ｘ，ｙ）；ｍ₁ ：ホログラ
ムの横方向の平均倍率、ｍ₂ ：ホログラムの縦方向の平
均倍率）ので、補正変形をトライアンドエラーで、表示
像を確認しながら微調整することもなく、迅速かつ容易
に補正をすることができる。

【００４４】特に、上記の変形の手法は種々のホログラ
ムの表示虚像の変形に適用できるため、いかなるホログ
ラフィック表示装置であっても迅速かつ容易に表示像の
歪補正を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のホログラフィック表示装置の歪補正の
原理を説明する概念図

【図２】本発明のホログラフィック表示装置の一例を示
す断面図

【図３】本発明のホログラフィック表示装置の歪補正方
法の一例を示す概念図

【図４】ホログラフィック表示装置の一例を示す概念図

【符号の説明】

１：観察者 ２：ホログラムコンバイナ ３：情報を含む光 ４：レンズ系 ５：表示体 ６：光源 ７：風防ガラス ８：速度表示像 ９：警告表示像 ５０：ホログラムコンバイナ ５１：本体部 ５３：脚部 ５４：保持部材 ５６：表示体 ５７：光源

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光源と表示すべき情報を表示する表示体と
   を有し表示すべき情報を光として発生する情報表示源
   と、前記光を観察者に向けて回折し虚像として表示する
   ホログラムを備えたコンバイナとを有するホログラフィ
   ック表示装置において、前記表示体はホログラムによる
   表示虚像の変形を補正するためにあらかじめその表示形
   状が変形されており、表示体面上の表示の座標を（ｘ，
   ｙ）、虚像面上の虚像の座標を（ｘ’，ｙ’）とし、ホ
   ログラムによる表示虚像の変形（ｘ，ｙ）→（ｘ’，
   ｙ’）を関数ｆ_x ，ｆ_y によりｘ’＝ｆ_x （ｘ，ｙ），
   ｙ’＝ｆ_y （ｘ，ｙ）で表し、ホログラムの横方向の平
   均倍率をｍ₁ 、ホログラムの縦方向の平均倍率をｍ₂ と
   したとき、前記表示体の変形（ｘ，ｙ）→（ｘ₁ ，
   ｙ₁ ）が、関数ｈ_x ，ｈ_y によりｘ₁ ＝ｈ_x （ｘ，
   ｙ），ｙ₁ ＝ｈ_y （ｘ，ｙ）によって表わされるもので
   あることを特徴とするホログラフィック表示装置。ただ
   し、関数ｈ_x ，ｈ_y はｘ’＝ｍ₁ ・ｘ＝ｆ_x （ｘ₁ ，ｙ
   ₁ ），ｙ’＝ｍ₂・ｙ＝ｆ_y （ｘ₁ ，ｙ₁ ）を満たす。
2. 【請求項２】前記変形の関数ｆ_x ，ｆ_y ，ｈ_x ，ｈ_y が
   ｘとｙの多項式ｋ₁ ・ｘ² ＋ｋ₂ ・ｘ＋ｋ₃ ・ｘ² ｙ＋
   ｋ₄ ・ｘｙ² ＋ｋ₅ ・ｙ² ＋ｋ₆ ・ｙ＋ｋ₇ の形で表さ
   れることを特徴とする請求項１のホログラフィック表示
   装置。ただし、ｋ₁ 、ｋ₃ 、ｋ₄ 、ｋ₅ 、ｋ₆ 、ｋ₇ は
   係数である。
3. 【請求項３】前記表示体の表示が固定パターンであるこ
   とを特徴とする請求項１または２のホログラフィック表
   示装置。
4. 【請求項４】前記表示体はドットマトリックス型の表示
   体であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかのホ
   ログラフィック表示装置。
5. 【請求項５】前記補正されたドットマトリックス型の表
   示体の各ドット間にの隙間が生じた場合に、その隙間を
   埋めるように補正することを特徴とする請求項４のホロ
   グラフィック表示装置。