JPH04303813A - Headup display - Google Patents
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- JPH04303813A JPH04303813A JP9353791A JP9353791A JPH04303813A JP H04303813 A JPH04303813 A JP H04303813A JP 9353791 A JP9353791 A JP 9353791A JP 9353791 A JP9353791 A JP 9353791A JP H04303813 A JPH04303813 A JP H04303813A
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Landscapes
- Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
Abstract
Description
【0001】0001
【産業上の利用分野】本発明は、ホログラムを用いたヘ
ッドアップディスプレイに係り、特に鮮明な画像表示を
可能とするヘッドアップディスプレイに関するものであ
る。ヘッドアップディスプレイは、運転者の負担を軽減
する装置として航空機、戦闘機、自動車、船舶、電車な
どに搭載する事が可能である。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a head-up display using a hologram, and more particularly to a head-up display capable of displaying clear images. A head-up display can be installed in aircraft, fighter jets, automobiles, ships, trains, etc. as a device to reduce the burden on drivers.
【0002】0002
【従来技術】従来、ホログラムを用いたヘッドアップデ
ィスプレイでは、特開昭61−278820号公報に開
示されているように、外界の風景と計器盤情報とを重ね
て表示するホログラフィックコンバイナが、体積位相反
射型のホログラフィック光学素子であった。また、計器
盤情報は、CRTや液晶表示装置などの表示手段に画像
として表示され、この表示手段上の画像がホログラフィ
ック光学素子により反射・回折した虚像を、運転者は観
察する事になる。[Prior Art] Conventionally, in a head-up display using a hologram, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-278820, a holographic combiner that displays external scenery and instrument panel information in a superimposed manner has a volumetric It was a phase reflection type holographic optical element. Further, the instrument panel information is displayed as an image on a display means such as a CRT or a liquid crystal display device, and the driver observes a virtual image obtained by reflecting and diffracting the image on the display means by a holographic optical element.
【0003】0003
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述のような
ヘッドアップディスプレイでは、前記表示手段の周縁部
分からの情報が収差により歪んでしまい、鮮明な表示が
出来ない。また、この収差をガラスレンズを組み合わせ
て補正する事も考えられているが、装置全体が重く、大
型な物となってしまい実用的ではない。本発明は、従来
技術における上記のごとき欠点、すなわち収差による表
示画像の歪みをなくし、鮮明な表示を可能とする目的で
なされたものである。However, in the head-up display as described above, information from the peripheral portion of the display means is distorted due to aberrations, making it impossible to display clearly. It has also been considered to correct this aberration by combining glass lenses, but this would make the entire device heavy and large, making it impractical. The present invention has been made for the purpose of eliminating the above-mentioned drawbacks of the prior art, that is, distortion of displayed images due to aberrations, and enabling clear display.
【0004】0004
【課題を解決するための手段】上記の問題点を解決する
ため、本発明では、計器盤情報を表示する装置をCRT
や液晶表示装置ではなく、LEDや可視光半導体レーザ
ーを2次元に配列した点光源の集合とした。[Means for Solving the Problems] In order to solve the above problems, the present invention provides a device for displaying instrument panel information using a CRT.
Instead of a liquid crystal display or a liquid crystal display, it is a collection of point light sources that are two-dimensionally arranged LEDs and visible light semiconductor lasers.
【0005】そして、比較的収差の少ない表示装置の中
心部分では従来と同様に計器盤情報を画像として表示し
、コンバイナはこの画像光を反射回折して運転者に情報
を読み取らせる。この表示装置の中心部分には時事刻々
と変化する情報を表示する。[0005] In the central part of the display device, which has relatively few aberrations, instrument panel information is displayed as an image as in the past, and the combiner reflects and diffracts this image light to allow the driver to read the information. The central part of this display device displays information that changes from moment to moment.
【0006】一方、計器盤情報の中で警告灯のように一
時的に表示するマーク等は、表示装置の周縁部分の点光
源から出た光で対応するマークを再生するように作製さ
れた体積位相反射型のディスプレイホログラムとした。On the other hand, marks that are temporarily displayed in the instrument panel information, such as warning lights, are volumes that are created so that the corresponding marks are reproduced with light emitted from a point light source on the periphery of the display device. It is a phase reflection type display hologram.
【0007】[0007]
【作用】上記のように、本発明では、ヘッドアップディ
スプレイにおけるコンバイナが、狭帯域の光だけを反射
し、それ以外の波長の光は透過するように作用するホロ
グラフィック光学素子の部分と点光源から出る球面波で
画像を再生するディスプレイホログラムの部分とからな
っている。[Operation] As described above, in the present invention, the combiner in the head-up display combines a holographic optical element portion and a point light source that acts to reflect only a narrow band of light and transmit light of other wavelengths. It consists of a display hologram part that reproduces images using spherical waves emitted from the hologram.
【0008】ホログラフィック光学素子はコンバイナの
中心部分に作製し、表示装置からの情報を比較的少ない
収差で鮮明に表示する。また、ディスプレイホログラム
の部分はコンバイナの周縁部分に作製してあり、予めホ
ログラムとして撮影してある画像を球面波で再生するた
め、これも鮮明な画像表示が可能である。加えて、計器
盤の情報源がLEDや半導体レーザー等の点光源を2次
元配列した装置であるので、光量の利用効率が高く、高
輝度の表示を可能とする。The holographic optical element is fabricated at the center of the combiner and displays information clearly from the display device with relatively little aberration. In addition, the display hologram part is fabricated on the periphery of the combiner, and since the image previously taken as a hologram is reproduced using spherical waves, it is also possible to display a clear image. In addition, since the information source of the instrument panel is a two-dimensional array of point light sources such as LEDs and semiconductor lasers, the efficiency of light usage is high and high brightness display is possible.
【0009】[0009]
【実施例】次に、本発明のヘッドアップディスプレイを
図面に基づいて説明する。図1は、本発明によるヘッド
アップディスプレイの全体構成例を示す概略図である。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, a head-up display of the present invention will be explained based on the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of the overall configuration of a head-up display according to the present invention.
【0010】画像表示手段3から出た情報光4がホログ
ラフィックコンバイナ2を照明し、反射・回折した光5
が操縦者7の目に到達する。このホログラフィックコン
バイナ2は、ホログラフィック光学素子の部分2bとデ
ィスプレイホログラムの部分2a、2cからなっている
。そして、点光源3aからの光がホログラム2aを照明
すると、例えば図4の16aに示した画像を表示し、同
様に点光源3cでホログラム2cを照明して16bの画
像を表示する。一方、点光源配列である3bの部分では
速度情報などの時事刻々と変化する情報を表示し、これ
をホログラフィック光学素子2bで反射・回折させ表示
する。Information light 4 emitted from the image display means 3 illuminates the holographic combiner 2, and reflected and diffracted light 5
reaches the eyes of pilot 7. This holographic combiner 2 consists of a holographic optical element part 2b and display hologram parts 2a, 2c. When the light from the point light source 3a illuminates the hologram 2a, the image shown at 16a in FIG. 4 is displayed, for example, and when the hologram 2c is similarly illuminated by the point light source 3c, the image 16b is displayed. On the other hand, the point light source array 3b displays information that changes from moment to moment, such as speed information, and displays this by reflecting and diffracting it by the holographic optical element 2b.
【0011】このホログラフィックコンバイナの、ホロ
グラフィック光学素子の部分とディスプレイホログラム
の部分の両方とも一般にリップマン型と言われているホ
ログラムと同じものであり、回折はブラッグ条件に左右
され、表示画像の混在は起こらない。[0011] Both the holographic optical element part and the display hologram part of this holographic combiner are the same as a hologram that is generally referred to as a Lippmann type hologram, and diffraction is influenced by Bragg conditions, resulting in a mixture of displayed images. doesn't happen.
【0012】次に、本実施例におけるホログラフィック
コンバイナの作製方法の一例について説明する。図2は
、ホログラフィックコンバイナ2の中心部分にあるホロ
グラフィック光学素子の作製方法を示している。ここで
、レーザー発振器8から出たレーザー光をレンズ10で
球面波にし、ホログラム用感光材料11の表裏面から入
射させ干渉させてホログラフィック光学素子の部分を撮
影する。この時、ディスプレイホログラムの部分は露光
されないように遮光マスク12で覆われている。Next, an example of a method for manufacturing the holographic combiner in this embodiment will be explained. FIG. 2 shows how the holographic optical element in the central part of the holographic combiner 2 is made. Here, the laser beam emitted from the laser oscillator 8 is made into a spherical wave by the lens 10, and is made to enter the hologram photosensitive material 11 from the front and back surfaces to cause interference, thereby photographing a portion of the holographic optical element. At this time, the display hologram portion is covered with a light-shielding mask 12 so as not to be exposed to light.
【0013】図3は、ホログラフィックコンバイナ2の
周縁部分にあるディスプレイホログラム部分の作製方法
を示している。表示する画像の透明陽画16(例えば、
図4における16a、16b)はホルダー13と拡散板
14により挟侍され、レンズ10により発散したレーザ
ー光で照明される。透明陽画16を透過した光は、拡散
板14で拡散し、これがディスプレイホログラム部分2
a、2cの撮影時の物体光に相当する。一方、参照光は
反対側の1点から出る球面波である。FIG. 3 shows a method for making the display hologram portion at the peripheral portion of the holographic combiner 2. As shown in FIG. A transparency 16 of the image to be displayed (e.g.
16a and 16b) in FIG. 4 are sandwiched between the holder 13 and the diffuser plate 14, and are illuminated with laser light diverging from the lens 10. The light transmitted through the transparent positive image 16 is diffused by the diffuser plate 14, and this is reflected in the display hologram portion 2.
This corresponds to the object light at the time of photographing a and 2c. On the other hand, the reference light is a spherical wave emitted from one point on the opposite side.
【0014】このようにして表示画像16からの拡散光
と球面波との干渉縞をホログラム用感光材料11の周縁
部分に撮影する。この時、16aの画像を撮影する際は
15aの位置に点光源を移動させ、16bでは15bの
位置に点光源を移動させて露光し、それ以外の部分は遮
光マスク12で覆う。In this manner, interference fringes between the diffused light from the display image 16 and the spherical wave are photographed at the peripheral portion of the hologram photosensitive material 11. At this time, when photographing the image 16a, the point light source is moved to the position 15a, and in 16b, the point light source is moved to the position 15b for exposure, and the other parts are covered with the light shielding mask 12.
【0015】[0015]
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ヘ
ッドアップディスプレイにおけるホログラフィックコン
バイナが、ホログラフィック光学素子の部分とディスプ
レイホログラムの部分とを有し、点光源の集合からなる
画像表示手段を備える事で、従来と同様の機能を保ち、
かつ鮮明な画像を表示することが可能となる。As explained above, according to the present invention, a holographic combiner in a head-up display has a holographic optical element part and a display hologram part, and an image display means consisting of a collection of point light sources. By providing the same functions as before,
Moreover, it becomes possible to display a clear image.
【0016】[0016]
【図1】本発明によるヘッドアップディスプレイの全体
構成例を示す概略説明図である。FIG. 1 is a schematic explanatory diagram showing an example of the overall configuration of a head-up display according to the present invention.
【図2】ホログラフィックコンバイナの、ホログラフィ
ック光学素子の部分の作製方法の一例を示す説明図であ
る。FIG. 2 is an explanatory diagram showing an example of a method for manufacturing a holographic optical element portion of a holographic combiner.
【図3】ホログラフィックコンバイナの、ディスプレイ
ホログラム部分の作製方法の一例を示す説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram showing an example of a method for manufacturing a display hologram portion of a holographic combiner.
【図4】ホログラフィックコンバイナの、ディスプレイ
ホログラム部分で表示する表示画像の例を示す説明図で
ある。FIG. 4 is an explanatory diagram showing an example of a display image displayed in a display hologram portion of the holographic combiner.
【図5】従来のヘッドアップディスプレイの全体構成例
を示す概略説明図である。FIG. 5 is a schematic explanatory diagram showing an example of the overall configuration of a conventional head-up display.
1 ・・・ 外光
2 ・・・ ホログラフィックコンバイナ3 ・
・・ 画像表示手段
4 ・・・ 表示光(計器盤情報)6 ・・・
正反射光
9 ・・・ ミラー
10・・・ レンズ
11・・・ 感光材料
12・・・ 遮光マスク
16・・・ 透明陽画
17・・・ 移動ステージ
18・・・ ハーフミラー
19・・・ CRT1... Ambient light 2... Holographic combiner 3
... Image display means 4 ... Display light (instrument panel information) 6 ...
Regularly reflected light 9...Mirror 10...Lens 11...Photosensitive material 12...Shading mask 16...Transparent positive image 17...Moving stage 18...Half mirror 19...CRT
Claims (1)
た表示光(計器盤情報)を反射・回折させて、乗り物の
前方ガラス窓を通して、操縦者に外界の風景と前記表示
光の両方を視認させるコンバイナとを備えたヘッドアッ
プディスプレイにおいて、ガラス窓上に貼付、またはガ
ラス窓中に狭持したコンバイナが、ある特定の部分は、
狭帯域の光だけを反射し、それ以外の波長の光は透過す
るように作用するホログラフィック光学素子であり、そ
れ以外の部分は、複数の表示画像をそれと対応する点光
源からの光により再生するディスプレイホログラムであ
り、表示光(計器盤情報)を出射する画像表示手段が、
狭帯域の光を出射する点光源の2次元配列であるという
ことを特徴とするヘッドアップディスプレイ。Claims: 1. Image display means; display light (instrument panel information) emitted from the display means is reflected and diffracted, and the driver is shown both the scenery of the outside world and the display light through the front glass window of the vehicle; In a head-up display equipped with a combiner for visual recognition, a certain part of the combiner attached to the glass window or sandwiched in the glass window is
It is a holographic optical element that reflects only a narrow band of light and transmits light of other wavelengths, and the remaining parts reproduce multiple display images using light from corresponding point light sources. It is a display hologram, and the image display means that emits display light (instrument panel information) is
A head-up display characterized by a two-dimensional array of point light sources that emit light in a narrow band.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9353791A JP2970033B2 (en) | 1991-03-30 | 1991-03-30 | Head-up display |
Applications Claiming Priority (1)
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---|---|---|---|
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Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH04303813A true JPH04303813A (en) | 1992-10-27 |
JP2970033B2 JP2970033B2 (en) | 1999-11-02 |
Family
ID=14085030
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9353791A Expired - Fee Related JP2970033B2 (en) | 1991-03-30 | 1991-03-30 | Head-up display |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2970033B2 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016128861A (en) * | 2015-01-09 | 2016-07-14 | セイコーエプソン株式会社 | Image display device and manufacturing method of image display device |
US11703799B2 (en) | 2018-01-08 | 2023-07-18 | Digilens Inc. | Systems and methods for high-throughput recording of holographic gratings in waveguide cells |
US12092914B2 (en) | 2018-01-08 | 2024-09-17 | Digilens Inc. | Systems and methods for manufacturing waveguide cells |
US12140764B2 (en) | 2023-06-02 | 2024-11-12 | Digilens Inc. | Wide angle waveguide display |
-
1991
- 1991-03-30 JP JP9353791A patent/JP2970033B2/en not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016128861A (en) * | 2015-01-09 | 2016-07-14 | セイコーエプソン株式会社 | Image display device and manufacturing method of image display device |
US11703799B2 (en) | 2018-01-08 | 2023-07-18 | Digilens Inc. | Systems and methods for high-throughput recording of holographic gratings in waveguide cells |
US12092914B2 (en) | 2018-01-08 | 2024-09-17 | Digilens Inc. | Systems and methods for manufacturing waveguide cells |
US12140764B2 (en) | 2023-06-02 | 2024-11-12 | Digilens Inc. | Wide angle waveguide display |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2970033B2 (en) | 1999-11-02 |
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