JP2022070830A - ヘッドアップディスプレイのグレア排除 - Google Patents

Abstract

【課題】ヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）からのグレアを低減するためのシステムと方法。【解決手段】ホログラフィックポリマー層を取り囲むガラス層の内面および外面に、内部および外部の反射防止コーティングが提供され得る。基板誘導ホログラムをＨＵＤに統合して、外部放射を回折してＨＵＤのエッジに向け得る。基板誘導ホログラムを形成するための構成は、リフレクタのアレイおよび成形ガラスブロックを含む。反射防止コーティングされたガラス層は、反射ホログラムを記録する前に、ホログラフィックポリマーフィルムの対向する面と屈折率が一致され得る。非アクティブな再生ビームを使用して、反射ホログラムおよびスプリアス透過ホログラムの回折効率を監視し得、反射ホログラムを記録して、有用な反射ホログラムと、スプリアス透過ホログラムとの回折効率の差を最大化し得る。【選択図】図２Ａ

Description

（背景）
ヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）は、自動車または航空機などの車両の操縦者に、車両操作中の改良された体験を提供する。例えば、そのようなディスプレイは、操縦者がその視覚的な焦点を、車両前方の経路から、地図プログラムを実行している携帯電話のような別のガイダンスユニットに動かす必要なしに、ガイダンス情報を提供できる。車両の速度、燃料の状態および障害物の検出を含む、車両状態の情報をＨＵＤデータに統合することもできる。

薄膜ホログラムが統合された最新のＨＵＤは、スタンドアロンにすることも、車両のフロントガラスに統合することもできる。どちらも、操縦者の目に許容できる虚像を回折するようにプロジェクタービームを向けるという点である程度の柔軟性を提供する。さらに、ホログラフィーに基づくＨＵＤは、屈折／反射ガラス光学系に基づくＨＵＤと比較して、車両内で占める体積をより小さくできる。

ただし、現在のＨＵＤシステムには問題があり得る。ＨＵＤのホログラムコンポーネントによって作成される虚像は、光の回折に依存する。太陽光などの外部の広帯域照明の存在は、ホログラム及び周囲の構造物との様々な相互作用を通じてグレア（又は眩しさ：glare）を形成し得る。例えば、ホログラム基板の平坦な面（又は側、又は側面：sides）からの、明るいレーザー記録ビームのフレネル反射のために、スプリアス透過ホログラム(spurious transmission hologram)が、所望の反射ホログラムの記録中に気づかずに（又は不注意に：inadvertently）記録され得る。さらに、再生中に一定の角度でＨＵＤに当たる太陽光は、フロントガラスを形成するガラス層によってブラッグ角で反射され得、それにより、スプリアスの明るい分散ビームが操縦者の目に取得される。そのようなグレアは、ＨＵＤによって提供される投影画像を覆い隠す可能性があり、車両の操縦中に車両の操縦者の注意をそらしたり、部分的に盲目にしたりする可能性があり、それは安全ではない。

従って、外部放射(external radiation)の影響およびその結果それによって生成されるグレアの影響を受けないＨＵＤ構成を有することが望ましいであろう。

本開示は、ＨＵＤにおけるグレアを排除するためのシステムおよび方法を説明する。そのようなグレアは、所望の反射ホログラムの記録中に形成されたスプリアス透過ホログラムからの再生時の回折によって、および／または反射ホログラムに隣接する内部基板からの再生時のフレネル反射によって引き起こされ得る。

一実施形態は、遠位ガラス層；近位ガラス層;遠位ガラス層および近位ガラス層に隣接する反射ホログラムを含むホログラフィックポリマー層；および、遠位ガラス層および近位ガラス層の外面を被覆する外部反射防止コーティング；を含むヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）であって、外部光源からの放射は、反射ホログラム上で回折し得、遠位ガラス層の外面からの内部反射なしにシステムから出射し得、回折しない外部光源からの放射は、フレネル反射で反射ホログラムに戻ることなく近位ガラス層の内面を通過し得、それによってグレアを排除できる、ヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）における、グレアを低減するためのシステムに向けられている。さらに、システムにおいて、ＨＵＤは、スタンドアロンＨＵＤであり得る。

この実施形態では、外部反射防止カバーは、低光反射を提供するガラス、薄膜、コーティング、またはそれらの混合物を含む１つ以上の追加の層を含む。

さらに別の実施形態では、外部反射防止カバーは、低光反射を提供する１つ以上の追加のガラス層を含み、ガラスの反射防止層は、ホログラムに隣接する遠位ガラス層および／または近位ガラス層と屈折率が一致する。

さらに別の実施形態では、外部反射防止カバーは、低光反射を提供する１つ以上の追加のコーティング層を含む。

別の実施形態は、遠位ガラス層；近位ガラス層;近位ガラス層に隣接する反射ホログラムを含むホログラフィックポリマー層；および、反射ホログラムに隣接し、遠位ガラス層に隣接する少なくとも１つの複合基板誘導ホログラム（又は化合物基板誘導ホログラム：compound substrate-guided hologram）（ＳＧＨ）；を含むＨＵＤであって、外部光源からの放射は、反射ホログラムの背面に衝突し得るが、ＳＧＨの使用により、像がグレアによって隠されないように、全反射（又は全内部反射：total internal reflection）（ＴＩＲ）を通してホログラムのエッジに誘導される、ＨＵＤからの、グレアを低減するためのシステムに関する。

別の実施形態では、少なくとも１つの複合ＳＧＨは、複数の隣接するＳＧＨセグメントの線形アレイから構成される。

さらに、線形アレイ内の複数の隣接するＳＧＨセグメントの各々は、遠位ガラス層に隣接しており、それぞれのＳＧＨセグメント内の第１の位置で外部光源からの光を受け入れることができ、線形アレイ内の第２の位置への全反射によって、回折されることなく、光を遠位ガラス層に伝達できる。

さらに別の実施形態では、遠位ガラス層は、それぞれのＳＧＨセグメントの長さに沿って透明な基板として機能する。

また、各ＳＧＨセグメントは、外部光源の少なくとも１つからの光を受け入れ、受け入れられた光を遠位ガラス層内のそれぞれの誘導角度（又はガイド角度：guided angle）で伝達（又は透過：transmit）するように構成される。

さらに別の実施形態では、各ＳＧＨセグメントのそれぞれの誘導角度は、隣接するＳＧＨセグメントのそれぞれの誘導角度から同じ値だけ異なり、第１の方向における隣接するＳＧＨセグメントの誘導角度よりも小さい。

この実施形態では、隣接するＳＧＨセグメントの最小誘導角度は１２°であり、隣接するＳＧＨセグメントの最大誘導角度は４８°である。

さらに別の実施形態では、各ＳＧＨセグメントの長さは、第１の方向における隣接するＳＧＨセグメントの長さよりも長い。

さらに、各ＳＧＨセグメントの各ＳＧＨセグメントの誘導角度は、残りのＳＧＨセグメントの誘導角度とは異なる。

さらに別の実施形態では、遠位ガラス層で一度跳ね返った後の光は、隣接するＳＧＨセグメントとブラッグの関係(in Bragg)ではないであろう。

また、複数の隣接するＳＧＨセグメントの線形アレイは、複数の垂直に隣接する横方向に配向されたＳＧＨセグメントとして配向される。

さらに、複数の隣接するＳＧＨセグメントを多重化できる。

別の実施形態は、ホログラフィックフィルムに複合ＳＧＨを記録するためのシステムを対象とする。複合ＳＧＨは、複数の隣接するＳＧＨセグメントのアレイから構成され、アレイ内の複数の隣接するＳＧＨセグメントの各々は、外部光源からそれぞれの波長範囲の光を受け入れることができ、受け入れられた光を、第１の位置でＳＧＨによって伝達された光を受け入れることが可能な細長い透明基板内に伝達させることができ、全反射によって第１の位置から離間した第２の位置に、第１の方向における基板の長さに沿って光を向けることができ、第２の位置は、第１の位置を有するＳＧＨセグメントと第１の方向における次の隣接するＳＧＨセグメントとの間の境界、または第１の方向における次の隣接するＳＧＨセグメント内のいずれかにあり、各ＳＧＨセグメントは、第１の方向における透明基板内のそれそれの誘導角度で、および隣接する１つ以上のＳＧＨセグメントのそれぞれの誘導角度とは異なる各ＳＧＨセグメントのホログラフィックレンズのそれぞれの誘導角度で、受け入れられた光を伝達するように構成され、システムは、第１および第２の面を有するホログラフィックフィルム；リフレクタのアレイ;コリメートされた（又は視準が合った、又は平行な：collimated）光ビームを選択的に生成するための第１および第２の光ビーム源、ここで第１および第２のビームは平行でコヒーレントであり、第１のビームはホログラフィックフィルムの第１の面に衝突し、第２のビームはリフレクタのアレイに衝突する；および、第１の面と対向するホログラフィックフィルムの第２の面に隣接する成形ガラスブロック；を含み、ここで、ホログラフィックフィルムに記録される複合ＳＧＨの各ＳＧＨセグメントにつき、リフレクタのアレイ内に、それぞれのＳＧＨセグメントと一致するホログラフィックフィルムの第２の面への第２のビームの一部を反射するために、それぞれリフレクタがあり、ここで、成形されたガラスブロックは、ホログラフィックフィルムに記録される複合ＳＧＨの各ＳＧＨセグメントのために、リフレクタのアレイのそれぞれのリフレクタから、それぞれのＳＧＨセグメントと一致するホログラフィックフィルムの第２の面に、第２のビームの反射された一部を誘導し、ここで、リフレクタのアレイの各リフレクタの、第２のビームの方向に対する角度は、第２のビームの方向に対するリフレクタのアレイの他の各リフレクタの角度とは異なる。

さらに別の実施形態は、反射ホログラムの形成中にフレネル反射の形成を防止するためのシステムを対象とし、そのシステムは、対向する第１および第２の平坦な面を有するホログラフィックポリマーフィルム；ホログラフィックポリマーフィルムの第１の面に対して配置された、ホログラフィックポリマーフィルムと屈折率が一致する第１のガラス層；外側が反射防止コーティングされ、反射防止コーティングが無い状態で第１のガラス層と屈折率が一致する、第１の薄いガラス；ホログラフィックポリマーフィルムの第２の面に対して配置された、ホログラフィックポリマーフィルムと屈折率が一致する第２のガラス層；外側が反射防止コーティングされ、反射防止コーティングが無い状態で第２のガラス層と屈折率が一致する、第２の薄いガラス層；反射防止コーティングされた第１の薄いガラス層および第１のガラス層を通して第１の記録ビームをホログラフィックポリマーフィルムの第１の面に選択的に投射するように構成された第１の記録ビーム源；および、反射防止コーティングされた第２の薄いガラス層および第２のガラス層を通して第２の記録ビームをホログラフィックポリマーフィルムの第２の面に選択的に投射するように構成された第２の記録ビーム源；を含み、これにより、第１および第２の反射防止コーティングの各々が、第１および第２のガラス層の外側からホログラフィックポリマーフィルムへのそれぞれの第１または第２のビームのフレネル反射を防ぎ、それにより、反射ホログラム形成中のスプリアス透過ホログラムの記録を防ぐ。

さらに別の実施形態は、反射ホログラムの記録中のスプリアス透過ホログラムの形成を最小化するためのシステムを対象とし、第１および第２の面を有するホログラフィックポリマーフィルム；ホログラフィックポリマーフィルムの第１の面に向けられた第１の記録ビーム；ホログラフィックポリマーフィルムの第２の面に向けられた、第１の記録ビームとコヒーレントな第２の記録ビーム；ホログラフィックポリマーフィルムの第１の面に向けられた再生ビーム(playback beam)であって、第１および第２の記録ビームのそれぞれの波長とは異なり、ホログラフィックポリマーフィルムに対して不活性である(inactive)再生ビーム；反射ホログラムが記録されているときに、反射ホログラムの一部からの再生ビームのブラッグ角での回折の光パワーを検出するためのホログラフィックポリマーフィルムの第１の面にある第１の検出器；および、反射ホログラムが記録されているときに、スプリアス透過ホログラムからの再生ビームのブラッグ角での回折の光パワーを検出するための、ホログラフィックポリマーフィルムの第２の面にある第２の検出器；を含む。

別の実施形態は、ホログラフィックフィルムに複合基板誘導ホログラム（ＳＧＨ）を記録する方法を対象とし、複合ＳＧＨは、複数の隣接するＳＧＨセグメントのアレイからなり、その方法は、（ａ）第１および第２の面を有するホログラフィックフィルムを提供すること；（ｂ）リフレクタのアレイを提供すること；（ｃ）コリメートされた光ビームを選択的に生成するための第１および第２の相互にコヒーレントな光ビーム源を提供すること、ここで第１および第２のビームは平行であり、第１のビームはホログラフィックフィルムの第１の面に衝突し、第２のビームはリフレクタのアレイに衝突する；（ｄ）第１の面と対向するホログラフィックフィルムの第２の面に隣接する成形ガラスブロックを配置すること；および（ｅ）ホログラフィックフィルムの第１の面を第１のビームで照射し、リフレクタのアレイを第２のビームで照射し、それによって、成形ガラスブロックを介してホログラフィックフィルムの第２の面を照射すること；を含む。

また、別の実施形態は、反射ホログラムの記録中のスプリアス透過ホログラムの形成を最小化する方法を対象とし、第１の記録ビームをホログラフィックポリマーフィルムの第１の面に向けること；第１の記録ビームとコヒーレントな第２の記録ビームをホログラフィックポリマーフィルムの第２の面に向けること；再生ビームをブラッグ角度でホログラフィックポリマーフィルムに向けること、ここで再生ビームは、第１および第２の記録ビームの波長とは異なり、ホログラフィックポリマーフィルムに対して不活性である波長である；反射ホログラムが記録されているときに、ホログラフィックポリマーフィルムに記録された反射ホログラムの一部からの再生ビームの回折の光パワーを、第１の検出器で検出すること；および、反射ホログラムが記録されているときに、ホログラフィックポリマーフィルムに記録されたスプリアス透過ホログラムの一部からの再生ビームの回折の光パワーを第２の検出器で検出すること；を含む。

従来技術に係る反射ホログラムの記録プロセスの側面図である。 図１Ｂは、太陽光が通過し、それを通して、近位のガラス基板で反射し、次に反射ホログラムをグレアとして拡散する２つのガラス基板の間に、図１Ａに従って形成されるような、従来技術の反射ホログラムの側面図である。 本開示の一実施形態に係る、図１Ｂのグレアを抑制するためにガラス基板の外面に反射防止コーティングした反射ホログラムの側面図である。 図２Ｂは、ＨＵＤ仮想赤色画像上のアンチグレア（又は防眩：antiglare）効果を示すホログラムと屈折率が一致するＡＲコーティングを含むスライドガラスの一端からその反対側の（又はそれと対向する：opposite）一端に通過する光源の一連のタイムラプス写真（又は微速度写真：time lapse photos）である。 図３Ａは、層の厚さを示す複合フロントガラス構造の図である。 図３Ｂは、フロントガラスのエッジの写真である。 図３Ｃは、反射ホログラムに隣接する基板誘導ホログラムと、図１Ｂのグレアを抑制するための遠位ガラス基板と、を備えた反射ホログラムの側面図である。 図４Ａは、複数の隣接する基板誘導ホログラムを備えた、反射ホログラムの詳細な側面図である。 図４Ｂは、グレアを排除するために、１つの基板誘導ホログラムからとなりの（又は次の：next）ホログラムに、光が通過することを示す図４Ａの配置の写真である。 図４の実施形態での使用のため等の、基板誘導ホログラムを記録するための装置の側面図である。 図６Ａは、反射ホログラムを記録するビームがスプリアス透過ホログラムも記録するガラス基板間に、図１Ｂに従って形成されるような従来技術の反射ホログラムの側面図である。 図６Ｂは、太陽光が透過ホログラム(transmission hologram)の表面格子からグレアとして回折される、図６Ａの従来技術の反射ホログラムの側面図である。 図７Ａは、反射ホログラムを記録する前にホログラフィック基板の反対側に配置された反射防止コーティングの側面図であり、ガラス基板の外側からの反射をもたらさない。 図７Ｂは、図７Ａの反射ホログラムの側面図であり、図７Ａの反射防止コーティングは、図６Ｂのグレアを抑制する。 図８は、反射ホログラムが記録されているが、非活性な光ビームが所望の反射ホログラムおよび望ましくない透過ホログラムの回折効率を特徴付ける、ホログラフィック基板の側面図である。 図９は、図８の配置で実現され得るような、経時的な反射ホログラム回折効率および経時的な透過ホログラム回折効率のプロットである。 図１０は、図８による反射ホログラムの記録中の反射ホログラム対透過ホログラムの回折効率を分析するためのコンパレータの概略図である。

（例示的な実施形態の詳細な説明）
車両用途のヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）に使用されるものなど、反射ホログラムにおけるグレアの形成を防止するためのアプローチが開示される。反射ホログラムは、本開示のアプローチがない場合、太陽光などの強い外部照明の存在下でグレア発生の影響を受けやすい可能性がある。これらは、個別にまたは組み合わせて実践できる。一定のこれらのアプローチは、反射ホログラムが記録された後に役立つ。他には、反射ホログラム記録プロセス中に役立つ。

図１Ａは、ホログラフィック基板１０に反射ホログラムを記録する際に使用される典型的な記録形状を示す。参照ビーム１４および物体ビーム１２は、記録中にホログラフィック基板の反対側を照射する。ビームは相互にコヒーレントな球面ビームであり、ＨＵＤの視野によって一定の角度の発散が定められる。観察者は、参照ビームと同じ側からのホログラム結果を見るであろう。ホログラフィック基板は、例えば、記録前にガラス基板上に配置されたフォトポリマーであり得、フォトポリマーは、車両のフロントガラスに使用するためにガラス層の間に挟まれるなどの特定の用途で使用される前に、ガラス基板から除去され得る。

ホログラムは、さまざまな形式のＨＵＤ内で使用され得る。いくつかの用途では、ＨＵＤはフレームまたは他の支持構造内に取り付けられ、ガラスシートなどの透明基板の間に挟まれる。そのような構造は、自立型ＨＵＤと称される。他の用途では、ＨＵＤは、自動車、トラック、航空機などの車両のフロントガラスに統合される。

図１Ｂにおいて、図１Ａの記録された反射ホログラムは、近位および遠位のガラス層１８、１６内に配置され、近位は、使用時に、観察者により近いものとして本明細書で定義される。車両用途において、強い太陽光照明２４の少なくとも一部は、遠位ガラス層１６を通過し得、反射ホログラム１０を通過し得、フレネル反射２６として近位ガラス層１８の内側で反射し得、グレア２８として観察者に向かってブラッグ角度で反射ホログラム１０を回折し得る。このグレア２８は、投影された画像２０によって生成された所望の反射画像２２を覆い隠し得る。

事前に記録された反射ホログラム１００に関してそのようなグレア２８を排除するための１つのアプローチを図２Ａに示す。ここで、反射防止層１３４は、ホログラム１００を取り囲む近位および遠位ガラス層１１８、１１６の外面に配置される。反射防止層１３４は、低光反射を提供するガラス、薄膜、コーティング、またはそれらの混合物の、追加の層であり得る。反射防止層は、遠位および／または近位のガラス層に屈折率を合わせることができる。

実際には、太陽光１２４などの強い外部照明の一部は、遠位ガラス層１１６上の反射防止層１３４の存在のために、ホログラム１００上で回折し得、遠位ガラス層１１６の外面からの内部反射１３０なしで光学システムから出射し得る。投影された画像１２０によって生成された所望の反射画像１２２は、グレアによって不明瞭にならない。

同様に、太陽光１２４の非回折部分は、図１Ｂに示されるように、ホログラム１００を通過し得、次に、フレネル反射１３２でホログラムに戻ることなく、近位ガラス層１１８の外面を通過して、このようにグレア２８を排除し得る。

反射防止層１３４は、近位および遠位ガラス層１１８、１１６の両方で同じであり得る。あるいは、そのような各反射防止層は、その位置および動作環境に応じてカスタマイズされ得る。さらに、開示されたアプローチはまた、近位ガラス層１１８の外面上の反射防止層の単一インスタンス(a single instance)を使用し得る。

図２Ｂは、ＨＵＤ仮想赤色画像に対するアンチグレア効果を示す一連のタイムラプス写真である。ここで、システムは、図２Ａに示すシステムと同様であり、遠位ガラス層；近位ガラス層；遠位ガラス層および近位ガラス層に隣接する反射ホログラムを含むホログラフィックポリマー層、および遠位ガラス層および近位ガラス層の外面を覆う外部反射防止コーティングを有する。この実施形態では、外部光源からの放射は、反射ホログラム上で回折し得、遠位ガラス層の外面からの内部反射なしにシステムを通過し得る。また、回折しない外部光源からの放射は、フレネル反射で反射ホログラムに戻ることなく、近位ガラス層の内面を通過し得、それによってグレアを排除し得る。

一実施形態では、ガラスの反射防止層は、ホログラムに隣接する遠位および／または近位のガラス層と屈折率が一致している。

図２Ｂは、屈折率が一致したＡＲコーティングガラスで覆われた中央にホログラム領域を含むスライドガラスの、一方の端からもう一方の端への光源の通過を示す。このセットアップは、外部からさまざまな角度でＨＵＤを照射する太陽または街灯をシミュレーションする。第１のスライドは、青色で輪郭が描かれた拡張された不規則な領域を示し、それは、ＡＲガラスをスライド上の「＋」記号の近くにあるホログラムに一致させる屈折液(index fluid)の水たまりの上端である。第２のスライドは時間０．２２秒である。次のスライドで示すように、白色光源はスライドの左側に表示され、時間の経過とともにスライドの右側に向かって移動する。第３のスライドは時間０．３７秒である。白色光はスライドの左端に移動したことが示され、すでに一部の光はホログラムと一致するＡＲガラスによって遮られていることが示されている。第４のスライドは時間０．４４秒である。白色光はスライドの中央に移動したことが示され、ホログラムに一致するＡＲガラスがこの光を完全に遮断する。第５のスライドは時間０．６７秒である。白色光はスライドの反対側の端である右端に移動したことが示され、ほとんどの光はホログラムと一致するＡＲガラスによって依然として遮られている。スライドの右遠くの、ホログラムと一致するＡＲガラスの領域の外側では、光が再び可視化される。第６のスライドは時間０．８１秒である。白色光はスライドから右遠くに移動し、遮られておらず、明らかに非常に明るい。これらの写真は、屈折率がよく一致するＡＲコーティングガラスで覆われたホログラム領域が、光がガラスを通過するのを効果的に遮断し、それによってグレアを排除することを示している。

図２Ａおよび図２Ｂに関して上記のグレア除去へのアプローチは、フロントガラスまたは他のガラス表面の外側および内側に反射防止層を使用することを必要とする。別の実施形態では、近位ガラス層１１８の外面上の単一の反射防止層１３４のみが使用される。

図３Ａは、厚さ０．７５ｍｍの間にプラスチック中間層を有する２層の厚さ２．５ｍｍのガラスを含むガラス製フロントガラスの一実施形態の図である。プラスチック層は、グレアを排除するように、約７５ミクロンの厚さのＨＵＤ反射ホログラム構造と、同様の厚さのＳＧＨとを含む。

図３Ｂは、図３Ａのフロントガラスのエッジの写真である。

図３Ｃでは、反射ホログラム２００は、近位ガラス層２１８に隣接している。基板誘導ホログラム（ＳＧＨ）２４０は、ホログラム２００および遠位ガラス層２１６に隣接して配置されている。集合的に、ホログラムおよびガラス層は、車両のフロントガラスの一部を構成し得る。太陽光２２４などの強い外部照明は、反射ホログラム２００の背面に衝突し得たが、ＳＧＨを使用することにより、全反射（ＴＩＲ）によってホログラムの端部に誘導される２４２。投影された画像２２０によって生成された所望の反射画像２２２は、使用者には明らかであり、グレアによって不明瞭にはならない。

ＳＧＨのサイズは、基板の厚さに依存する。ここで得られた実験結果は、ＳＧＨが積層された基板の厚さがブラッグ減衰方向（又はブラッグ変性方向：Bragg degeneration direction)におけるＳＧＨサイズの約１／６であることを示す。例えば、これは、減衰方向におけるＳＧＨが６インチの場合、基板の厚さを約１インチにする必要があるであろうことを意味する。

ホログラムが統合された典型的なフロントガラスには、プラスチック中間層のいずれかの面に２つのガラス層を含む。各ガラス層の厚さの典型的な値は０．０９８インチ（２．５ｍｍ）であるが、プラスチック中間層の厚さの典型的な値は０．０３インチ（０．７５ｍｍ）である。ＨＵＤホログラムの厚さは約２５μｍで、基板の厚さは約５０μｍである。これにより、プラスチック中間層に、および同様の７５μｍの厚さのＳＧＨ構造のために、十分なスペースが残る。

これまでのところ、ＳＧＨの１つのセグメントは、衝突する光のみを向けることができる。この制限の解決策は、複数の隣接するＳＧＨセグメントを含めることであり、それは、複合ＳＧＨと呼ばれ得る配置である。そのような配置では、太陽光などの外部放射は、全反射の繰り返しのインスタンスを介してホログラムのエッジに向けられ得る。

図４Ａは、近位ガラス層２１８および遠位ガラス層２１６である、対向するガラス層に隣接するホログラム２００の一部を示す。ＳＧＨ層２４０は、ホログラム２００の外面に配置され、それはホログラムと遠位ガラス層に隣接する。ＳＧＨ層内の各セグメントは、太陽光などの外部光源からの光を受け入れることができ、受け入れた光を細長い透明基板に伝達できるホログラフィックレンズを提供する。長さＬ１を有する第１のＳＧＨセグメントの一部に衝突する太陽光２２４は、全反射ＴＩＲによって、それぞれの誘導角度αで遠位ガラス層２１６を通して向けられる。したがって、遠位ガラス層２１６は、第１のＳＧＨセグメントがそれに光を伝達する、細長い透明基板として機能する。前述のように、ＳＧＨセグメントのサイズまたは長さは、基板の厚さに依存する。したがって、薄い基板は、基板内の全反射によって、ＳＧＨが受け入れられた光を向け得る距離を制限する。しかしながら、隣接するＳＧＨセグメントのセットを使用して、距離におけるこの制限を克服するために複数の連続する全反射を可能にし得る。

より具体的には、図４Ａは、長さＬ１の第１のセグメント、長さＬ２の第２のセグメント、および長さＬ３の第３のセグメントの一部を有する複合ＳＧＨを示す。示されているセグメントは相互に隣接している。長さＬ２のセグメントが長さＬ１のセグメントと同じ誘導角度αで記録された場合、誘導されたビームａは、２．５ｍｍの遠位ガラス層２１６で１回跳ね返った後、第１の位置２５０で誘導ビームを取得した、最初の太陽光ビーム２２４のコピーを取得するであろう。そのようなコピーされたビームは、観察者の目に結合されるであろう。遠位ガラス層は、それぞれのＳＧＨの長さに沿って透明な基板として機能する。長さＬ２のセグメントにおける同じ誘導角度αの望ましくない使用は、破線の誘導されたビームの連続をもたらすものとして図４に示される。

しかしながら、長さＬ２のＳＧＨセグメントが長さＬ１のセグメントのそれとは十分に異なる誘導角度で記録された場合、誘導されたビームａは、細長い透明基板として２．５ｍｍ遠位ガラス層２１６内で一度跳ね返った後、長さＬ２のＳＧＨセグメントでブラッグの関係にはないであろう。したがって、誘導されたビームはビームｂとして連続するであろう。長さＬ３のセグメントは、セグメントＬ２のそれとは十分に異なる誘導角度で記録されるため、誘導されたビームはビームｃとして連続するであろう。ここでは回折はない。図４に示すように、ＳＧＨセグメント間の誘導角度の差は２°であるため、長さＬ１のセグメントの誘導角度はα、長さＬ２のセグメントの誘導角度はα＋２°、ガイド長さＬ３のセグメントの角度はα＋４°などである。したがって、ＳＧＨセグメントは、入射する太陽光をグレアとして取得しない。各ＳＧＨセグメントのそれぞれの誘導角度は、隣接する１つまたは複数のＳＧＨセグメントのそれぞれの誘導角度と同じ値だけ異なり、第１方向における隣接するＳＧＨセグメントの誘導角度よりも小さくなる。連続する（又は次に続く：successive）誘導角度の差は、用途の幾何学形状と要件に応じて、２°とは異なり得る。

図４に示すように、Ｌ１＞Ｌ２＞Ｌ３である。連続する各ＳＧＨセグメントの長さは、式（１）のように計算できる：

ここで、ｎ＝０、１、２、・・・である。２．５ｍｍは遠位ガラス層２１６の厚さである。ＴＩＲ角度は４２°を超えることはできないため、誘導角度α＋２ｎは４８°未満である必要がある（誘導角度は９０°－ＴＩＲ角度に等しい）。ここでは、実験により、細長い透明基板を損失なく通るために、記録された誘導角度は１２°より大きくなければならないことが決定された。連続する各ＳＧＨセグメントの記録された角度の間に２°の差がある場合、式（２）は次のようになる：

式（２）から、ｎ＝１８と決定できる。

したがって、複合ＳＧＨの全長は、最大１８のセグメントで構成でき、長さＬ_ｎ＋１の各々および各々は誘導角度α＋２ｎで記録される。複合ＳＧＨの全長は、式（３）を使用して計算される：

各ＳＧＨセグメントの長さは、第１の方向における隣接するＳＧＨセグメントの長さよりも長い。各ＳＧＨセグメントの各ＳＧＨセグメントの誘導角度は、残りのＳＧＨセグメントの誘導角度とは異なる。遠位ガラス層で一度跳ね返った後の光は、隣接するＳＧＨセグメントとブラッグの関係にはないだろう。

したがって、この例のブラッグ方向における最大複合ＳＧＨサイズは約１０．７インチである。ホログラフィックＨＵＤでは、ブラッグ方向は通常、実質的に垂直である。したがって、そのような複合ＳＧＨにおける複数のＳＧＨセグメントは、複数の、垂直に隣接する、横方向に配向されたＳＧＨセグメントとして配向される。車両のフロントガラスにあるこのサイズのホログラムは、通常、水平から観察者に向かって３０°傾いている。これは、複合ＳＧＨによってグレアから保護された、ＨＵＤホログラムによって制限される約９°の垂直視野（ＦＯＶ）に変換される。水平ＦＯＶと垂直ＦＯＶの比率が１６：９のＨＤＭＩ解像度を使用すると、そのようなＨＵＤの水平ＦＯＶは１７°、垂直ＦＯＶは９°になるであろう。通常、運転者の目からフロントガラスまでの距離は約８０ｃｍ（約３２インチ）である。したがって、図４Ａの構造は、水平から約３０°に向けられ、長さＬ１のセグメントはより低くなり、車両の前方に向かっており、隣接するセグメントは、次第に高く、車両の操縦者に近づくであろう。図４Ｂは、図４Ａに記載した配置の写真であり、グレアを除去するために隣接するＳＧＨのラインを通過する光を示す。

ただし、そのような複合ＳＧＨは、１つの狭い指向範囲のみから、および１つの狭い波長帯域のみで、外光のグレアを排除できる。各複合ＳＧＨの２°以内の角度選択性と約２０ｎｍの波長選択性を考慮すると、複数の複合ＳＧＨセットを多重化して、約２０°の円錐角におけるグレアを排除し、太陽光の可視スペクトルの半分にすることが望ましい。ガラス層間の０．７５ｍｍの利用可能なプラスチック中間層の厚さにより、ホログラフィック層の数十ミクロンを使用して、必要な数の多重化された複合ＳＧＨを記録できる。

１層の複合ＳＧＨの総数は、ホログラム寸法とフロントガラスのガラス厚さによって異なる。典型的なＨＵＤサイズは８インチ×１１インチで、８インチの寸法はブラッグ減衰方向と一致する。フロントガラスのガラス層の厚さが３．０ｍｍ（上記の例で使用されている２．５ｍｍに反する）、初期の最小のＳＧＨセグメントの誘導角度が１２°、連続するＳＧＨセグメント間の誘導角度の差が２°の場合、１４個のＳＧＨセグメントが使用され得る。まとめると、それらは８インチ以上のＨＵＤ寸法をカバーする。

一実施形態では、屈折率変化Δｎ＝０．０３を有する１つの２５．０μｍ厚のホログラム内に多重化された３つの複合ＳＧＨホログラムは、可視スペクトルの約６０ｎｍをカバーする。２つのそのような層は、一方がもう一方の上に配置され、互いに隣接し、ＨＵＤの反射ホログラムの外面に配置されており、可視スペクトルの半分をカバーするであろう。各層の幾何学形状は図４Ａの形状のようになるであろうが、回折光のスペクトルを拡大するために、ＳＧＨが各層にさまざまな波長で記録されるであろう。

ホログラフィックポリマーは、Δｎ＝０．１６の屈折率変化で利用できる。そのようなポリマーを使用すると、１５個のホログラムを多重化できる。あるいは、厚さを減らすことができ、したがって角度選択性を減らせる。例えば、３つの複合ＳＧＨを組み込んだΔｎ＝０．１６の５．０μｍの１つの層は、可視スペクトルの１０°と約６０ｎｍをカバーするであろう。さらに、それぞれ５．０μｍの厚さの４つの複合ＳＧＨ層は、２０°と可視スペクトルの半分をカバーするであろう。

重ね合わされた(laminated one on top of another)、屈折率が完全に一致するそのような４つの層は、追加のフレネル反射がないであろうため、フロントガラスの透過率に大きく影響しないであろう。１つの層の透過率（又は透過：transmission）は９０％より高い。１つのＨＵＤホログラム層を含む４つのＳＧＨ層は、約７０％の透過率を有するであろう。

上記のように、および図４Ａに関して、固有の（又はユニークな：unique）誘導角度のセグメントを有する複合ＳＧＨを記録するために、図５のような配置を利用できる。長さＬ１、Ｌ２、およびＬ３の３つのＳＧＨセグメントが示されているが、同じ原理を、最大１８以上のセグメントなど、さらに多くのセグメントの複合ＳＧＨに拡張できる。

図５では、幅の広いコリメートされた光ビームの２つの光源２６２、２６４が提供され、ビームは平行であり、下方の垂直方向に向いていることが示されている。第１の光源２６２によって提供されるビームは、９０度の角度でＳＧＨ基板に衝突することが示されている。代替の実施形態では、他の所望の角度を使用してもよい。

第２の光源２６４は、ミラーアレイ２６６内のいくつかのミラーに衝突し、ＳＧＨセグメントごとに１つのミラーであり、各ミラーは、第２の光源ビームの方向に対して配向されて、第２の光源ビームの一部を所望の角度でそれぞれのＳＧＨセグメント基板に向ける。ミラーアレイ２６６から反射されたビームの所望の配向をさらに達成するために、成形されたガラスブロック２６０がＳＧＨ基板に隣接して配置されている。各反射ビームは、実質的に直交する角度でガラスブロックのそれぞれの部分に入る。ガラスブロックは、各セグメントのビームが隣接する各セグメントの角度とは異なる所定の角度で衝突することで、コリメートされたビームをＳＧＨ基板に向けるミラーアレイの能力を向上させる。上記のように、所定の角度差は２°であり得る。また、上記のように、連続するセグメント間の誘導角度の差が、上記のようにガラス層およびホログラフィック基板の厚さに対して２°である場合、最大１８個のＳＧＨセグメントが存在し得る。

代替の実施形態では、第２の光源２６４は、ミラーアレイ２６６内にミラーがあるのと同じ数の個別の光源に置き換えられる。この実施形態は、ミラーアレイ２６６に向けられる平行ビームを達成するために各光源の配向に注意を要する。

別の実施形態では、ホログラフィックフィルムに複合基板誘導ホログラム（ＳＧＨ）を記録するためのシステムは、第１および第２の面を有するホログラフィックフィルム；リフレクタのアレイ；コリメートされた光ビームを選択的に生成するための第１および第２の光ビーム源、ここで第１および第２のビームは平行でコヒーレントであり、第１のビームはホログラフィックフィルムの第１の面に衝突し、第２のビームはリフレクタのアレイに衝突する；および、第１の面と対向するホログラフィックフィルムの第２の面に隣接する成形ガラスブロック；を含み、ここで、ホログラフィックフィルムに記録される複合ＳＧＨの各ＳＧＨセグメントについて、それぞれのＳＧＨセグメントと一致し、第２のビームの一部をホログラフィックフィルムの第２の面に反射させるためのリフレクタのアレイ内にそれぞれのリフレクタがあり、成形ガラスブロックは、ホログラフィックフィルムに記録される複合ＳＧＨの各ＳＧＨセグメントのために、リフレクタのアレイのそれぞれのリフレクタからホログラフィックフィルムの第２の面に反射された第２のビームの部分は、それぞれのＳＧＨセグメントと一致しており、リフレクタのアレイの各リフレクタの、角度は、リフレクタのアレイの他の各リフレクタの、第２のビームの方向に対する角度とは異なる。

複合ＳＧＨの使用は、太陽光などの外部照明がホログラムを通ってグレアとして観察者に向かって伝播するのを抑制するのに有用である、と説明してきた。さらに、ＨＵＤホログラムの回折効率は１００％未満であることが観察されている。したがって、一定量のプロジェクタの光は、所望の虚像として回折されて観察者に戻されることはない。代わりに、いくつかの小さな部分がホログラムを介して伝播し得る。複合ＳＧＨの使用により、プロジェクタの光の小さな部分が外光と同じようにＳＧＨに結合されるため、プロジェクタの光の小さな部分が遠位ガラス層の外面で反射し、観察者が感じるグレアの原因となるのを抑制する。

ＨＵＤで直面するグレアの別の原因は、反射ＨＵＤホログラムの記録と同時に誤って記録されたスプリアス透過ホログラムに起因する。図６Ａを参照すると、意図された反射ホログラムを記録するビーム３２４Ａ、３２６が示されている。ホログラフィックポリマー層３１０は、遠位および近位ガラス層３１６、３１８の間に挟まれ、それは通常、もろい（又は割れやすい：fragile）薄膜ホログラフィックポリマー層３１０のホログラム記録中にハード安定化支持体として機能する。ビーム３２６の無視できない部分は、ホログラム基板３１０を通過する。この部分のフレネル反射３２８は、遠位ガラス基板３１６の外面からホログラフィック基板に戻る。記録ビーム３２４Ｂおよびこの反射３２８は、ホログラフィックポリマー層３１０内の透過ホログラムを記録する。

図６Ｂに示すように、太陽光３３４などの外部照明は、ホログラフィックポリマー層３１０に記録された透過ホログラム上で再生グレア(playback glare)を回折させる。次に、回収されたグレア３３８は、投影された画像３４０によって生成された所望のライブ再生３４２とともに、観察者の目に向けられる。

不要なスプリアス透過ホログラムによるグレアを除去するには、ＨＵＤ反射ホログラムの記録中に透過ホログラムを形成させないようにすべきである。これを達成するための１つのアプローチを図７Ａおよび７Ｂに示す。薄い反射防止コーティングされたガラス３７０、３７２は、反射ホログラムを記録する前に、ホログラフィック層３５０を間に挟んだ近位および遠位ガラス層３５８、３５６の各面で屈折率が一致している。例えば、厚さ１～２ｍｍの反射防止ガラス層が適切であり得る。図７Ａに示すように、スプリアス透過ホログラムは、記録中に参照ビーム３６４および目標ビーム（又は対象ビーム：object beam）３６６によって抑制されているので、図７Ｂの再生のデモンストレーションに示すように、使用中および太陽光などの外部照明の存在下で、この透過ホログラムによって生じるグレアは生じない。

別の実施形態では、反射ホログラム形成中のフレネル反射の形成を防止するためのシステムは、対向する第１および第２の平坦な面を有するホログラフィックポリマーフィルム；ホログラフィックポリマーフィルムの第１の面に対して配置された、ホログラフィックポリマーフィルムと屈折率が一致する第１のガラス層；外側が反射防止コーティングされ、且つ反射防止コーティングされていない面の屈折率が第１のガラス層と一致する、第１の薄いガラス；ホログラフィックポリマーフィルムの第２の面に対して配置された、ホログラフィックポリマーフィルムと屈折率が一致する第２のガラス層；外側が反射防止コーティングされ、且つ反射防止コーティングされていない面の屈折率が第２のガラス層と一致する、第２の薄いガラス層；反射防止コーティングされた第１の薄いガラス層および第１のガラス層を通して第１の記録ビームをホログラフィックポリマーフィルムの第１の面に選択的に投射するように構成された第１の記録ビーム源；および反射防止コーティングされた第２の薄いガラス層および第２のガラス層を通して第２の記録ビームをホログラフィックポリマーフィルムの第２の面に選択的に投射するように構成された第１の記録ビーム源とコヒーレントな第２の記録ビーム源；を含み、それによって、第１および第２の反射防止コーティングの各々は、第１および第２のガラス層の外側からホログラフィックポリマーフィルムへのそれぞれの第１または第２のビームのフレネル反射を防ぎ、それにより、反射ホログラム形成中のスプリアス透過ホログラムの記録を防ぐ。

さらに別の実施形態において、反射ホログラムの記録中のスプリアス透過ホログラムの形成を最小化する方法は、第１の記録ビームをホログラフィックポリマーフィルムの第１の面に向けること；第１の記録ビームとコヒーレントな第２の記録ビームをホログラフィックポリマーフィルムの第２の面に向けること；再生ビームをブラッグ角度でホログラフィックポリマーフィルムに向けること、ここで再生ビームは、第１および第２の記録ビームの波長とは異なり、ホログラフィックポリマーフィルムに対して不活性の波長である；ホログラフィックポリマーフィルムに記録された反射ホログラムの一部からの再生ビームの回折の光パワーを、反射ホログラムが記録されているときに第１の検出器で検出すること；および、反射ホログラムが記録されているときに、第２の検出器を用いて、ホログラフィックポリマーフィルムに記録されたスプリアス透過ホログラムの一部からの再生ビームの回折の光パワーを検出すること；を含む。

図７Ｂは、近位および遠位ガラス層３５８、３５６の各々に隣接するＨＵＤホログラフィックポリマー層３５０を示す。太陽光３８４は、投影画像３８０によって生成された所望の反射画像３８２において、そこにスプリアス透過ホログラムはないため、観察者の目にグレアを引き起こさない。

ホログラフィックポリマーにおいて、重合の開始により、記録中に、ある程度の回折効率（ＤＥ）が存在する。グレア最小化へのさらなるアプローチは、反射ホログラム記録中のＤＥが記録ビーム露光とともに増加するのに対し、透過ホログラム記録中のＤＥは記録レベルによって変動する(fluctuates)、というここでの発見の結果として達成される。

透過ホログラム記録に対する反射ホログラム記録のＤＥにおけるこの相違は、図８にグラフ形式で示される。露光時間がＸ軸に沿って右に増加すると、反射ホログラムＤＥ ５００はＹ軸方向に上昇し続け、その後次第に衰えるが、減少はしない。

対照的に、透過ホログラム記録５０２のＤＥは、一連の極大値および極小値を有する。 反射ホログラムＤＥが所望の閾値に達した後に透過ホログラムＤＥの最小値を検出できれば、そのような透過ホログラムから生じ得るグレアは最小化されるであろう。

非アクティブな光ビームおよび適切な検出器で記録中にホログラフィックポリマー層を照射することにより、反射および透過ホログラムの各々の様々な程度のＤＥを監視し得、記録プロセスを制御して、許容可能な程度の反射ホログラムＤＥとともに、最小程度の透過ホログラムＤＥを達成し得る。例えば、ブラッグ条件での近赤外（ＮＩＲ）レーザービームで記録されているホログラムを照射することにより、記録中のＤＥの変化プロセスを監視し得、透過ホログラムＤＥを最小化しながら反射ホログラムＤＥを最大化する露光レベルを達成し得る。

厚いホログラムの記録用の、再生ブラッグ角θと波長λの比率は、式（４）のように表現できる：

記録ブラッグ角はθ_Ｒ、再生ブラッグ角はθ_Ｐ、記録波長はλ_Ｒ、再生波長はλ_Ｐである。式（４）から、ＮＩＲ波長（たとえば９００ｎｍ）での再生角度は、通常青、緑、または赤のレーザービームで生成される可視光での記録角度とは大幅に異なることがわかる。

統合された可視記録およびＮＩＲ再生セットアップのために簡略化された光線伝搬図を図９に示す。反射ホログラム干渉フリンジ平面４１２（１つのフリンジ平面のみが示されている）は、２つの可視スペクトルレーザービーム４１６、４２２で記録されている。これらのビームの最初のものは、ホログラフィックポリマー層４１０の右側を通って屈折して示されている。すべての記録干渉の中で、反射ＨＵＤホログラムのフリンジ面、および簡単にするために、１つの主な記録ホログラムフリンジ面４１２のみが示されている。このフリンジ平面は、２つの記録ビーム４１６、４２２で作成される。図９のＸ点は、これらの記録ビームが交わる干渉フリンジ内の点の１つであり、推定的な（又は構成的な：constructive）干渉を生成する。第１の記録ビーム４１６の一部４２４は、ポリマー４１０を通って伝播し続け、ホログラムを作成し、最終的にホログラフィックポリマー層の左側に到達する。次に、部分的なフレネル反射４２６は、Ｙ点で第２の記録ビーム４２２の一部と干渉し、破線４３０として示されるスプリアス透過ホログラムフリンジ面の１つの記録に寄与する。

ホログラム露光中にホログラフィックポリマーにおいて重合が開始され得るため、露光時間が１秒よりも大幅に長い場合、露光中にいくつかのＤＥがすでに存在する。ポリマーホログラムのこの特性は、非アクティブなＮＩＲレーザービーム４２０を使用して記録プロセスをテストおよび監視するために利用される。図９の実施形態では、２つの個別の光線４２０Ａ、４２０Ｂのみが示されているが、広い再生ビームが使用される。

最上部の光線４２０Ａは、記録されたホログラム４１０において屈折し、主な記録ホログラムフリンジ４１２上で回折する。第１の光検出器４４６は、反射ホログラムフリンジ４１２から回折されたＮＩＲビーム４４４の強度を測定するために使用される。

ワイドＮＩＲ再生ビーム４２０の最下部の光線４２０Ｂは、スプリアス透過ホログラム４３０のフリンジ上で回折する。第２の光検出器４４２は、透過ホログラムフリンジ４３０から回折されるＮＩＲビーム４４０の強度を測定するために使用される。２つの回折ＮＩＲビーム４４４、４４０の強度に対応する２つの光検出器４４６、４４２の出力が、比較の目的で、従来の動作増幅器またはオペアンプなどのコンパレータ回路に提供される。

また、図８を参照すると、露光時間ｔ_ｅｘｐで、反射ホログラム５００のＤＥはその最大に近づいているが、透過ホログラム５０２のＤＥは約５分の１である。記録ビーム４１６、４２２の強度を変化させることにより、２つのＤＥ間の差を１桁以上に大きくすることができ、それにより、不要なスプリアス透過ホログラムを効果的に排除し、スプリアスホログラムに起因するグレアの影響を受けにくいＨＵＤを達成できる。それぞれのホログラムが十分に記録されることを保証するために、反射ホログラムのＤＥの最小値が定められ得る。

記録ビームフリンジからのＮＩＲビーム４２０によって多くの反射が生成され得るとしても、ブラッグ条件は、１つの入射ビーム角度のみで達成できる。したがって、所望の回折ビームに関して区別できない（又は困惑する：confused）可能性は低い。全反射（ＴＩＲ）により、回折されたＮＩＲビームがホログラフィックポリマー層４１０内に閉じ込められ得るため、ブラッグ角度で回折された記録フリンジの徹底的な分析を実行し、ＴＩＲの可能な状況を評価することは重要である。次に、適切なＮＩＲレーザー波長を使用して、回折されたＮＩＲビームが大気中で結合され、光検出器４４６、４４２によって測定されることを確実にする。

図１０は、コンパレータ、コンパレータと通信するデータプロセッサ、データプロセッサと通信するメモリモジュール、およびメモリモジュールに格納されたソフトウェア製品を含むコンパレータモジュールである。データプロセッサはソフトウェア製品を実行して、記録された有用な反射ホログラムとスプリアス透過ホログラムの回折効率を比較し、それらの間の最大差で記録プロセスを停止させる。

グレアの最小化または防止において満足のいく結果は、前述のアプローチの１つを個別に使用して達成できるが、前述のアプローチの２つ、３つ、または４つすべての態様を組み合わせることによってさらに大きな結果が得られる。これらのアプローチはスタンドアロンの解決策として示され、説明されているが、複数のそのような解決策を有益に組み合わせることができると考えられる。

本願の主題の代替の実施形態は、その思想および範囲から逸脱することなく、本発明が関係する当業者に明らかになるであろう。ここで示されている特定の実施形態に関する制限は、意図または推測されないことを理解されたい。

Claims (21)

1. ヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）におけるグレアを低減するためのシステムであって、
   （ａ）遠位ガラス層；
   （ｂ）近位ガラス層；
   （ｃ）前記遠位ガラス層および前記近位ガラス層に隣接する反射ホログラムを含む、ホログラフィックポリマー層；ならびに
   （ｄ）前記遠位ガラス層および前記近位ガラス層の外面の外部反射防止カバー；を含み、
   外部光源からの放射は、前記反射ホログラム上で回折されて、前記遠位ガラス層の外面で内部反射することなく、前記システムから出射され得、
   回折していない、外部光源からの前記放射は、フレネル反射で前記反射ホログラムに戻ることなく、前記近位ガラス層の内面を通過して、それによってグレアを排除できる、システム。
2. 前記外部反射防止カバーは、低光反射を提供する、ガラス、薄膜、コーティング、またはそれらの混合物を含む１つ以上の追加の層を含む、請求項１に記載のシステム。
3. 前記外部反射防止カバーは、低光反射を提供する１つ以上の追加のガラス層を含み、ガラスの反射防止層は、前記ホログラムに隣接する前記遠位ガラス層および／または前記近位ガラス層と屈折率が一致する、請求項１に記載のシステム。
4. 前記外部反射防止カバーは、低光反射を提供する１つ以上の追加のコーティング層を含む、請求項１に記載のシステム。
5. ヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）からグレアを低減するためのシステムであって、
   （ａ）遠位ガラス層；
   （ｂ）近位ガラス層；
   （ｃ）前記近位ガラス層に隣接する反射ホログラムを含む、ホログラフィックポリマー層；ならびに
   （ｄ）前記反射ホログラムに隣接し、且つ前記遠位ガラス層に隣接する、少なくとも１つの複合基板誘導ホログラム（ＳＧＨ）；を含み、
   外部光源からの放射は、前記反射ホログラムの背面に衝突し得るが、ＳＧＨの使用により、全反射（ＴＩＲ）して前記ホログラムのエッジに誘導されて、画像がグレアによって不明瞭にならない、システム。
6. 前記少なくとも１つの複合ＳＧＨは、複数の隣接するＳＧＨセグメントの線形アレイから構成される、請求項５に記載のシステム。
7. 線形アレイ内の複数の隣接するＳＧＨセグメントの各々は、前記遠位ガラス層に隣接し、それぞれのＳＧＨセグメント内の第１の位置で外部光源からの光を受け入れることができ、前記線形アレイ内の第２の位置への全反射によって、回折されることなく、前記遠位ガラス層に前記光を伝達できる、請求項５に記載のシステム。
8. 前記遠位ガラス層は、それぞれのＳＧＨセグメントの長さに沿って透明基板として機能する、請求項５に記載のシステム。
9. 各ＳＧＨセグメントは、前記外部光源の少なくとも１つからの光を受け入れ、且つ受け入れられた前記光を前記遠位ガラス層内のそれぞれの誘導角度で伝達するように構成される、請求項５に記載のシステム。
10. 前記各ＳＧＨセグメントのそれぞれの誘導角度は、隣接する１つまたは複数のＳＧＨセグメントのそれぞれの誘導角度と同じ値だけ異なり、第１の方向における前記隣接するＳＧＨセグメントの誘導角度よりも小さい、請求項９に記載のシステム。
11. 隣接するＳＧＨセグメントの最小誘導角は１２°であり、前記隣接するＳＧＨセグメントの最大誘導角は４８°である、請求項９に記載のシステム。
12. 各ＳＧＨセグメントの長さは、第１の方向において隣接するＳＧＨセグメントの長さよりも長い、請求項５に記載のシステム。
13. 各ＳＧＨセグメントの各ＳＧＨセグメントの誘導角度は、残りの前記ＳＧＨセグメントの前記誘導角度とは異なる、請求項９に記載のシステム。
14. 前記遠位ガラス層で一度跳ね返った後の光は、隣接するＳＧＨセグメントとブラッグの関係ではなくなる、請求項５に記載のシステム。
15. 複数の隣接するＳＧＨセグメントの線形アレイは、複数の、垂直に隣接する、横方向に配向されたＳＧＨセグメントとして配向される、請求項５に記載のシステム。
16. 複数の隣接するＳＧＨセグメントが多重化されている、請求項５に記載のシステム。
17. 複合基板誘導ホログラム（ＳＧＨ）をホログラフィックフィルムに記録するためのシステムであって、
    第１および第２の面を有するホログラフィックフィルム；
    リフレクタのアレイ；
    コリメートされた光ビームを選択的に生成するための第１および第２の光ビーム源、ここで、前記第１および第２のビームは平行且つコヒーレントであり、前記第１のビームは前記ホログラフィックフィルムの前記第１の面に衝突し、前記第２のビームは前記リフレクタのアレイに衝突する；ならびに
    前記ホログラフィックフィルムの、前記第１の面に対向する前記第２の面に隣接する成形ガラスブロック；を含み、
    前記ホログラフィックフィルムに記録されるべき複合ＳＧＨの各ＳＧＨセグメントにおいて、それぞれのＳＧＨセグメントと一致する前記ホログラフィックフィルムの前記第２の面に、前記第２のビームの一部を反射するために、前記リフレクタのアレイにそれぞれのリフレクタが存在し、
    前記成形ガラスブロックは、前記ホログラフィックフィルムに記録される前記複合ＳＧＨの各ＳＧＨセグメントにおいて、前記リフレクタのアレイのそれぞれのリフレクタから、それぞれのＳＧＨセグメントと一致する前記ホログラフィックフィルムの前記第２の面に前記第２のビームの反射された部分を誘導し、
    前記第２のビームの方向に対する前記リフレクタのアレイの各リフレクタの角度は、前記第２のビームの方向に対する前記リフレクタのアレイの他の各リフレクタの角度とは異なる、システム。
18. 反射ホログラム形成中にフレネル反射の形成を防止するためのシステムであって、
    対向する第１および第２の平坦な面を有するホログラフィックポリマーフィルム；
    前記ホログラフィックポリマーフィルムの前記第１の面に対して配置され、前記ホログラフィックポリマーフィルムと屈折率が一致する、第１のガラス層；
    外側が反射防止コーティングされ、反射防止コーティングされていない面は、反射防止前記第１のガラス層と屈折率が一致する、第１の薄いガラス；
    前記ホログラフィックポリマーフィルムの前記第２の面に対して配置され、前記ホログラフィックポリマーフィルムと屈折率が一致する、第２のガラス層；
    外側が反射防止コーティングされ、反射防止コーティングされていない面は、反射防止前記第２のガラス層と屈折率が一致する、第２の薄いガラス層；
    第１の記録ビームを、反射防止コーティングされた前記第１の薄いガラス層および第１のガラス層を通して、前記ホログラフィックポリマーフィルムの前記第１の面に選択的に投射するように構成された第１の記録ビーム源；ならびに
    反射防止コーティングされた前記第２の薄いガラス層および第２のガラス層を通して、前記ホログラフィックポリマーフィルムの前記第２の面に第２の記録ビームを選択的に投射するように構成された、前記第１の記録ビーム源とコヒーレントな第２の記録ビーム源；を含み、
    それにより、前記第１および第２の反射防止コーティングの各々は、前記第１および第２のガラス層の外側から前記ホログラフィックポリマーフィルムへの、それぞれの第１または第２のビームのフレネル反射を防ぎ、それにより、反射ホログラム形成中のスプリアス透過ホログラムの記録を防ぐ、システム。
19. 反射ホログラムの記録中にスプリアス透過ホログラムの形成を最小化するためのシステムであって、
    第１および第２の面を有するホログラフィックポリマーフィルム；
    前記ホログラフィックポリマーフィルムの第１の面に向けられた第１の記録ビーム；
    前記ホログラフィックポリマーフィルムの第２の面に向けられた、前記第１の記録ビームとコヒーレントな第２の記録ビーム；
    前記ホログラフィックポリマーフィルムの前記第１の面に向けられた再生ビーム；ここで、前記再生ビームは、第１および第２の記録ビームの各々の波長とは異なり、前記ホログラフィックポリマーフィルムに対して不活性である波長を有する；
    前記反射ホログラムが記録されているときに、前記反射ホログラムの一部からの前記再生ビームの、ブラッグ角での回折の光パワーを検出するための、前記ホログラフィックポリマーフィルムの前記第１の面にある第１の検出器；ならびに
    前記反射ホログラムが記録されているときに、前記スプリアス透過ホログラムからの前記再生ビームの、ブラッグ角での回折の光パワーを検出するための、前記ホログラフィックポリマーフィルムの前記第２の面にある第２の検出器；を含むシステム。
20. 複合基板誘導ホログラム（ＳＧＨ）をホログラフィックフィルムに記録する方法であって、前記複合ＳＧＨは、複数の隣接するＳＧＨセグメントのアレイから構成され、前記方法は：
    （ａ）第１および第２の面を有するホログラフィックフィルムを提供すること；
    （ｂ）リフレクタのアレイを提供すること；
    （ｃ）コリメートされた光ビームを選択的に生成するための第１および第２の相互にコヒーレントな光ビーム源を提供すること、ここで前記第１および第２のビームは平行であり、前記第１のビームは前記ホログラフィックフィルムの前記第１の面に衝突し、前記第２のビームは、前記リフレクタのアレイに衝突する；
    （ｄ）前記第１の面に対向する前記ホログラフィックフィルムの前記第２の面に隣接する成形ガラスブロックを配置すること；ならびに
    （ｅ）前記ホログラフィックフィルムの前記第１の面を前記第１のビームで照射し、前記リフレクタのアレイを前記第２のビームで照射し、それによって、前記成形ガラスブロックを介して前記ホログラフィックフィルムの前記第２の面を照射すること；を含む、方法。
21. 反射ホログラムの記録中にスプリアス透過ホログラムの形成を最小限に抑える方法であって、
    ホログラフィックポリマーフィルムの第１の面に第１の記録ビームを向けること；
    前記第１の記録ビームとコヒーレントな第２の記録ビームを前記ホログラフィックポリマーフィルムの第２の面に向けること；
    再生ビームをブラッグ角度で前記ホログラフィックポリマーフィルムに向けること、ここで前記再生ビームは、前記第１および第２の記録ビームの波長とは異なり、且つ前記ホログラフィックポリマーフィルムに対して不活性である波長を有する；
    前記反射ホログラムが記録されているときに、前記ホログラフィックポリマーフィルムに記録された前記反射ホログラムの一部からの前記再生ビームの回折の光パワーを、第１の検出器で検出すること；ならびに
    前記反射ホログラムが記録されているときに、前記ホログラフィックポリマーフィルムに記録されたスプリアス透過ホログラムの一部からの前記再生ビームの回折の光パワーを、第２の検出器で検出すること；を含む方法。

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