JP2579130B2 - 反射および拡散イメージを組合せたｃｈｍｓｌ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は一般に自動車用の中央高
位置取付け制動灯用のホログラム、特に要求される輝度
および角度的なカバレージを効果的に満足させるホログ
ラムおよびこのようなホログラムを記録する露光技術に
関する。

【０００２】

【従来の技術】現在の連邦規制では、自動車の後部に取
付けられた標準方式の制動灯に加えて、中央高位置取付
け制動灯（ＣＨＭＳＬ）が要求される。高位置取付け制
動灯は、制動している自動車に後続する自動車の運転者
に対する自動車のブレーキングインジケータの可視度を
最大にすることを目的とし、一般に自動車のリアウイン
ドウ上に取付けられている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】高部取付け制動灯は一
般に、典型的に自動車のリアウインドウの上部または下
部に隣接して固定されたハウジングに含まれている標準
方式のレンチキュラレンズ、赤色フィルタ、照明白熱灯
および反射器として構成されている。しかしながら、大
型のハウジングは運転者の後方視界を部分的に妨害し、
さらに自動車の設計が制限される。中央高位置取付け制
動灯はまたリアデッキ、スポイラー、ルーフ等の自動車
のボディパーツに一体化されており、これは後方視界問
題をある程度実質的に軽減し、或は取除いている。しか
しながら、このような制動灯は複雑であり、自動車の設
計に制限を与える。

【０００４】ホログラフ中央高位置取付け制動灯はまた
制動灯規制を効果的に満足させるために開発されてい
る。ホログラフ中央高位置取付け制動灯に対するホログ
ラムの使用に関して考慮すべき事項は、通常の制動灯に
より提供されるものに類似したレンチキュラレンズの外
観を有する出力を得ることが所望されていることであ
る。ホログラフ中央高位置取付け制動灯に対するホログ
ラムの使用に関して考慮すべき別の事項は、政府の規定
した輝度および角度的カバレージ要求を満足させ、一方
で最小パワーの再構成光源を使用する時の複雑さであ
る。輝度および角度的カバレージ要求は、一般に定めら
れた中央角度領域に対して輝度を制限する量的な問題、
および定められた中央角度領域の水平成分より大きい水
平角度領域にわたる可視性を要求する質的な問題を含ん
でいる。本質的に、規制にはカバレージの角度フィール
ド全体のほぼ中央に明るい領域を必要とする。

【０００５】したがって、通常の制動灯のレンチキュラ
レンズの出力に類似した外観を有する出力を供給するホ
ログラフ中央高位置取付け制動灯を提供することが有効
である。別の利点は、政府の規定した輝度および角度的
カバレージ要求を容易に満足させ、一方最小パワーの再
構成光源を使用するホログラフ中央高位置取付け制動灯
を提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記およびその他の利点
は、再構成ビームを供給する光源と、非重複ホログラム
セルおよび非ホログラムセルの第１のアレイと、非重複
ホログラムセルおよび非ホログラムセルの第２のアレイ
とを含むホログラム制動灯システムにおいて本発明によ
り提供される。第１のアレイの各ホログラムセルは、再
構成ビームの一部分の回折にしたがって第１の予め定め
られた角度フィールドにおいて観察可能である反射イメ
ージを生成し、第２のアレイの各ホログラムセルは再構
成ビームの一部分の回折にしたがって第２の予め定めら
れた角度フィールドにおいて観察可能である拡散イメー
ジを生成する。第１および第２ホログラムによって生成
された反射イメージおよび拡散イメージは制動灯照明を
形成する。

【０００７】

【実施例】本発明の種々の利点は、以下の明細書の検討
および添付図面の参照により当業者に明らかになるであ
ろう。図１を参照すると、ホログラム装置20および照明
光源30を含む中央高位置取付け制動灯システムが示され
ている。ホログラム装置20はここにおいてさらに説明さ
れる第１および第２の積層されたボリュームトランスミ
ッションホログラム31，32を含み、自動車のリアウイン
ドウ211 の内側表面に固定されている。その代りとし
て、ホログラム装置20はリアウインドウ211 の近くに適
切に配置された分離した基体に固定されることができ
る。照明光源30はホログラム装置20の前方に運転者の後
方視界角度から外れて、例えば自動車のリアウインドウ
211 の下方部分に隣接したほぼ水平なリアデッキの下に
取付けられ、再構成ビームによりホログラム装置20のボ
リュームホログラム31，32を照明する。

【０００８】ホログラム装置20のボリュームホログラム
31，32は、照明光源30によって照明されたときに、自動
車の背後から適切な垂直および水平視界にわたって観察
可能な適切な複合イメージを提供するように構成されて
いる。以下、ボリュームホログラム31，32をそれらの角
度的カバレージ（すなわち、それらの光出力が観察され
ることができる角度フィールド）およびそれらの構成に
関して説明する。なお、関連性を容易にするために、角
度フィールドは一般的にホログラムの設置形態と関連し
ている。ここで使用されているように、角度フィールド
および角度カバレージという用語は一般に、光がホログ
ラムセルによって回折される空間の全ての角度領域を意
味し、したがって回折光が観察可能な角度領域を意味す
る。ホログラムの角度的カバレージはホログラムの光出
力が観察されることができる角度フィールドを限定する
ため、ホログラムの回折された出力はその角度的カバレ
ージおよびある付加的な不鮮明さに制限されることが理
解されるべきである。ホログラム装置のホログラムは、
それらが配置されており、したがってそれらの角度フィ
ールドが自動車から後方に延在している自動車の背後か
ら観察可能な回折された照明を生成するように構成され
る。

【０００９】照明光源30は、石英ハロゲンバルブ等の白
熱灯15、白熱灯15のフィラメントと協同して、ホログラ
ム装置20に再構成ビームを供給する反射器17、および約
600ナノメータ（nm）のカットオフ波長を有するハイパ
スフィルタ19を含む。示された例では、反射器17は白熱
灯15のフィラメントと協同して、ほぼコリメートされた
再構成ビームを生成する放物面反射器を含む。人間の視
覚の波長依存感応性の結果、ホログラム装置のホログラ
ムによって提供されたイメージは赤色として知覚され、
識別できるピーク強度は約610 乃至620nm の間にある。
白熱灯15は、ブレーキペダルが踏まれたときに励起され
るように自動車のブレーキ灯付勢回路に接続されてい
る。

【００１０】図２を参照すると、連邦自動車安全基準N
o.108（“MVSS 108”）に記載されているような、輝度
（カンデラで）対（ａ）ＣＨＭＳＬの中心を通る中央水
平面Ｈに関して上方に10°および下方に５°、並びに
（ｂ）ＣＨＭＳＬの中心を通り、自動車の縦軸を含む中
央垂直面Ｖに関して左右に各10°として定められた中央
立体角度領域に対する中央高位置取付け制動灯の角度フ
ィールド要求を表したグラフが示されている。グラフ中
の数字は、これらの角度位置における最小輝度をカンデ
ラで示しており、全体的な角度フィールドは任意の所定
の角度位置で最大160 カンデラにされる。ここでは“中
央角度領域要求”と呼ぶ上記の量的要求に加えて、制動
灯が中央垂直面の両側から45°の水平角度フィールド上
の中央水平面（すなわち、互いの鏡像である２つの水平
角度領域）内で観察可能である質的要求が存在してい
る。例示すると、この質的要求は、約１カンデラの輝度
を必要とすると解釈されることができる。中央垂直面の
両側から45°の範囲にわたる中央水平面に関する可視性
についてのこのような要求をここでは広角水平要求と呼
ぶ。

【００１１】本発明によると、ホログラム31，32は照明
光源30によって供給された再構成ビームによる照明にし
たがって異なる角度フィールドに光を回折するように構
成され、ここにおいて各ホログラムによって生成された
回折光は、例えばロゴまたは文字数字等の認識可能なパ
ターンで配列された（ａ）明るい領域および（ｂ）薄暗
い領域を含む。

【００１２】図３を参照すると、別のホログラム32と積
層する前のホログラム31が概略的に示されており、示さ
れた表面は自動車に設置されたときに後方に面した表面
である。ホログラムは、同じ大きさの重複しない隣接し
た明るいホログラムおよび薄暗いホログラムセルまたは
ファセットＣ（ｉ，ｊ）の直線的なアレイまたはグリッ
ドを含む。図３において、明るいホログラムセルは斜線
を付けられていない方形で示され、一方薄暗いホログラ
ムセルは斜線を付けられた方形で示されている。示され
た例では、各薄暗いホログラムセルは小さいホログラム
および非ホログラム領域のアレイからなる中間調ホログ
ラムを含んでいる。図３において斜線を付けられていな
い方形で示された各ホログラムセルは、ホログラムセル
を含む全てのファセットＣ（ｉ，ｊ）に対して同じであ
る所望の角度的なカバレージを有する回折された出力を
生成する。すなわち、各ホログラムセルの回折出力は予
め定められた角度空間内から観察可能であり、このよう
な角度空間は第１のホログラム31の各ホログラムセルに
対して実質的に同じである。本発明によると、図３のホ
ログラムの明るいホログラムセルおよび薄暗いホログラ
ムセルは、ホログラムが再構成ビームによって照明され
たときに、認識可能な明および暗領域のパターン、例え
ばＬＯＧＯを生成するようにパターンで配列されてい
る。明領域は明るいホログラムセルによって生成され、
暗領域は薄暗いホログラムセルによって生成される。そ
の代りとして、非ホログラムセルが図３のホログラム31
の薄暗いホログラムセルと置換されることが可能であ
り、その場合図３のホログラムの明るいホログラムセル
および非ホログラムセルは、ホログラムが再構成ビーム
によって照明されたときに、認識可能な明および暗領域
のパターン、例えばＬＯＧＯを生成するようにパターン
で配列される。図面を参照すると、セルの上部行Ｃ
（１，ｊ）は、それがＣＨＭＳＬシステムの設置された
ホログラム装置中に位置されたときにホログラム31の最
上部を構成し、それによってセルの各行はほぼ水平に整
列される。このような方向と一致して、自動車中に設置
されたときにほぼ水平に整列されたセルの平行なエッジ
を上部および下部エッジと呼び、上部エッジは図の上部
に最も近く、設置されたときにリアウインドウの上部に
最も近い。また、上部および下部エッジに対して垂直な
セルの平行なエッジはサイドエッジと呼ばれる。セルＣ
（ｉ，ｊ）は同じ大きさであり、セルの幅は上部または
下部エッジに沿って測定され、一方セルの高さは両サイ
ドエッジに沿って測定される。

【００１３】図４を参照すると、別のホログラム31と積
層する前のホログラム32が概略的に示されており、示さ
れた表面は設置されたときに自動車の外側に向く表面で
ある。ホログラムは、同じ大きさの重複しない隣接した
明るいホログラムおよび薄暗いホログラムセルまたはフ
ァセットＦ（ｉ，ｊ）の直線的なアレイまたはグリッド
を含む。図４において、明るいホログラムセルは斜線を
付けられていない方形で示され、一方薄暗いホログラム
セルは斜線を付けられた方形で示されている。図４にお
いて斜線を付けられていない方形で示された各ホログラ
ムセルは、ホログラムセルを構成する全てのファセット
Ｃ（ｉ，ｊ）に対して同じである所望の角度的なカバレ
ージを有する回折された出力を生成する。すなわち、各
ホログラムセルの回折出力は予め定められた角度空間内
から観察可能であり、このような角度空間は第２のホロ
グラム32の各ホログラムセルに対して実質的に同じであ
る。本発明によると、図４のホログラムの明るいホログ
ラムセルおよび薄暗いホログラムセルは、ホログラムが
再構成ビームによって照明されたときに、認識可能な明
るいおよび薄暗い領域のパターン、例えばＬＯＧＯを生
成するようにパターンで配列されている。明領域は明る
いホログラムセルによって生成され、薄暗い領域は薄暗
いホログラムセルによって生成される。その代りとし
て、非ホログラムセルが図４のホログラム32の薄暗いホ
ログラムセルと代替されることが可能であり、その場合
図４のホログラムの明るいホログラムセルおよび非ホロ
グラムセルは、ホログラムが再構成ビームによって照明
されたときに、認識可能な明および暗領域のパターン、
例えばＬＯＧＯを生成するようにパターンで配列され
る。明領域は明るいホログラムセルによって生成され、
暗領域は非ホログラムセルによって生成される。図面を
参照すると、ホログラムセルの上部行Ｆ（１，ｊ）は、
それがＣＨＭＳＬシステムの設置されたホログラム装置
中に位置されたときにホログラム32の最上部を構成し、
それによってホログラムセルの各行はほぼ水平に整列さ
れる。このような方向と一致して、自動車中に設置され
たときにほぼ水平に整列されるセルの平行なエッジを上
部および下部エッジと呼び、上部エッジは図の上部に最
も近く、設置されたときにリアウインドウの上部に最も
近い。また、上部および下部エッジに対して垂直なセル
の平行なエッジはサイドエッジと呼ばれる。セルＦ
（ｉ，ｊ）は同じ大きさであり、セルの幅は上部または
下部エッジに沿って測定され、一方セルの高さは両サイ
ドエッジに沿って測定される。例示すると、第１および
第２のホログラムの各明るいホログラムおよび薄暗いホ
ログラム（または非ホログラム）パターンは互いの逆の
ものであることができ、１つのホログラム中の明領域お
よび薄暗い（または暗）領域はそれぞれ他方のホログラ
ム中の暗および明領域である。

【００１４】本発明によると、ホログラム31，32の１つ
のホログラムファセットまたはセルは、図２に示された
中央立体角度領域、すなわち水平面に関して上方10°お
よび下方５°の上限および下限、並びに自動車の縦軸に
平行な垂直面の両側から10°の横方向の限界を有する立
体角を含む角度フィールド中に光を回折するように構成
されている。換言すると、立体角度領域はホログラムセ
ルの中心を通過するライン上に中心を有し、水平面から
上方に約2.5 °であり、自動車の縦軸に平行な垂直面に
ある。他方のホログラムの各ホログラムセルは、両ホロ
グラムの組合せが水平広角度要求を満足させるように中
央立体角度領域の両側の２つの水平領域からなる角度フ
ィールド中に光を回折するように構成されている。この
ような２つの水平領域はしばしば周辺水平角度領域と呼
ばれる。

【００１５】ホログラムの角度的カバレージが正確な角
度に関して説明されているが、実際のカバレージは理想
的でない再構成ビームによって生成される不鮮明さのた
めに構造される角度的カバレージを典型的に少し越える
ことを理解すべきである。したがって、２つのホログラ
ムセルはカバレージ中にギャップを生ぜずに隣接してい
る重複しない角度的カバレージを有するように構成され
るが、実際には不鮮明さのためにカバレージ中に重複が
存在している。

【００１６】参照を容易にするために、中央立体角度領
域中に光を回折するホログラムは狭角度ホログラムとも
呼ばれ、一方他方のホログラムは広角度ホログラムとも
呼ばれる。本発明によると、ホログラム31，32の１つの
各セルは反射イメージを生成し、他方のホログラムは拡
散イメージを生成する。例えば、狭角度ホログラムが反
射イメージを生成する構成に対して、各狭角度ホログラ
ムはマスクされたポイントソースのイメージを生成し、
一方広角度ホログラムは拡散イメージを生成する。反対
に、広角度ホログラムが反射イメージを生成するように
構成されるこが可能であり、この場合狭角度ホログラム
は拡散イメージを生成するように構成される。第１のホ
ログラム31のホログラムセルは、それぞれ実質的に同じ
予め定められた角度フィールド中に光を回折し、第２の
ホログラム32のセルは、ホログラム31のホログラムセル
の予め定められた角度フィールドと異なるそれぞれ実質
的に同じ予め定められた角度フィールドに光を回折す
る。各ホログラム31，32中のセルの数および各ホログラ
ム中のセルの配置は、各ホログラムの全体的なフォーマ
ットの全体的な形状および大きさ、並びに選択されたセ
ルの大きさに依存し、セルの大きさは、外観、明るいお
よび薄暗い領域（または暗領域）のパターンの性質、お
よび生成の容易さ等の要因を考慮して選択される。さら
に説明するように、本発明は、反射イメージを生成する
ホログラムセルに関して、縮小されたセルの高さに対す
るセルの幅の割合がMVSS 108の要求を満足させるように
選択されることを考慮している。さらに、ホログラムセ
ルのディメンションを考慮して、セルの大きさは特定の
自動車デザインに適合するだけでなく、識別可能な明る
いおよび薄暗い領域（または暗領域）のパターンの適切
な解像度を得るように定められる。

【００１７】第１のホログラム31が拡散イメージを生成
する広角度ホログラムを含み、第２のホログラム32が反
射イメージを生成する狭角度ホログラムを含む例に関し
て、第２のホログラム32の各ホログラムセルＦは、再構
成時に各ホログラムセルＦが水平面に関して上方10°お
よび下方５°の上限および下限、並びに自動車の縦軸に
平行な垂直面の両側から10°の横方向の限界を有する立
体角度領域を含む角度フィールド中に発散している光ビ
ームを放射するマスクされた点光源のイメージを生成す
るように構成されている。さらにこのような例に対し
て、第１のホログラム31の各ホログラムセルＣは、中央
立体角度領域の両側の２つの周辺角度領域からなる角度
フィールド中に拡散光を放射する拡散器のイメージを生
成する。例えば、両周辺立体角度領域は、水平面に関し
て上方約５°および下方約５°の上限および下限を有し
ている。１つの周辺角度領域は自動車の縦軸に平行な垂
直面の一側で10°乃至45°であり、一方別の角度領域は
垂直面の他方の側で10°乃至45°である。

【００１８】第１のホログラム31が反射イメージを生成
する広角度ホログラムを含み、第２のホログラム32が拡
散イメージを生成する狭角度ホログラムを含む別の例に
関して、第２のホログラム32の各ホログラムセルＦは、
再構成時に各ホログラムセルＦが中央角度領域に光を放
射するように構成され、一方第１のホログラム31の各ホ
ログラムセルＣは再構成時に各セルが中央領域の両側の
２つの周辺領域中に発散している光ビームを放射するマ
スクされた線光源のイメージを生成するように構成され
ている。例示すると、反射ホログラムセルは、生成され
た点光源および線光源イメージがホログラム装置（自動
車の背後の観察者に向かって）の正面に位置するように
構成される。

【００１９】反射ホログラムセルが光を回折する立体角
度フィールドは、ホログラムセルの寸法および点光源ま
たは線光源イメージの対応したホログラムセルからの距
離によって制御される。MVSS 108の中央立体角度領域要
求は垂直角度の広がりを特定するため、狭角反射ホログ
ラムセルに対して、縮小されたセルの高さのセルの幅に
対する割合は、中央立体角度領域の垂直角度の広がりの
水平角度の広がりに対する割合に対応するように選択さ
れ、また点光源の距離は特定された中央垂直および水平
の角度の広がりの要求を満たすように選択される。

【００２０】反射広角度ホログラムセルに対して、セル
幅およびセルからの線光源の距離は、MVSS 108の水平広
角度要求の特定の水平角度の広がりを満たすように選択
され、ある垂直角度の広がりは理想的でない再構成光源
によって与えられる。その代りとして、線光源イメージ
の垂直角度の広がりは垂直方向にわずかなパワーを導入
することによって制御されることができる。

【００２１】図５のＡおよびＢを参照すると、例えば、
第２のホログラム32がそれによって生成される回折され
た光出力ビームＰと共に、設置されたホログラム装置に
おいて方向付けされた狭角度反射ホログラムを含んでい
る反射狭角度ホログラムセルＦの側面図および上平面図
が概略的に示されている。図５のＡに示されているよう
に、出力ビームＰの上方および下方境界は、（１）見掛
け上の点光源Ｓおよびホログラムセルの上方エッジによ
り定められた上部平面ＴＰ、および（２）見掛け上の点
光源およびホログラムセルの下方エッジにより定められ
た下部平面ＢＰによって決定される。上部平面ＴＰおよ
び下部平面ＢＰは、このような平面が紙面の平面に直交
するため図５のＡにおいて線で示されている。実線で示
された平面ＴＰおよびＢＰの部分は、再生ビーム限界を
示し、一方破線で示されたこのような平面の部分は、見
掛け上の点光源Ｓから生じた仮想ビームの上限および下
限を示す。図５のＢに示されているように、出力ビーム
Ｐの横方向の境界は、（１）見掛け上の点光源Ｓおよび
ホログラムセルの左エッジにより定められる左側平面Ｌ
Ｐ、および（２）見掛け上の点光源Ｓおよびホログラム
セルの右エッジにより定められる右側平面によって決定
される。左側平面ＬＰおよび右側平面ＲＰは、このよう
な平面が図の紙面の平面に直交しているため図５のＢで
は線で示されている。図５のＡのように、実線によって
示された平面ＬＰおよびＲＰの部分は再生ビームの横方
向の限界を示し、一方破線で示された平面ＬＰおよびＲ
Ｐの部分は、見掛け上の点光源Ｓから生じた仮想ビーム
の横方向の限界を示す。

【００２２】図５のＡおよびＢから、見掛け上の点光源
Ｓが反射狭角度ホログラムセルＦの両側の間において横
方向中央に配置されたと仮定すると、出力ビームＰの角
度カバレージおよびホログラムセルに関するこのような
角度カバレージの方向は、見掛け上の点光源Ｓの位置、
並びに（ａ）ホログラムセルの幅と（ｂ）角に対するホ
ログラムセルの高さ（すなわち、角度カバレージの中心
軸に直交する平面に投射されたときのホログラムセルの
高さ）の比に依存しており、それらはホログラムセルの
構造によって制御されることが理解されるべきである。
特に、各ホログラムセルＦは焦点から生じた発散してい
る対物ビームにより露光され、ホログラフ記録層でマス
クされる。点光源Ｓの位置を定める対物ビームの焦点の
位置、および角に対する高さに対するホログラムセルの
幅の比は、ホログラムセルに対して所望の角度カバレー
ジを提供するように選択される。

【００２３】第１のホログラム31が反射イメージを生成
する広角度ホログラムを含む特定の例に対して、図６の
ＡおよびＢにおいて、それによって生成された回折され
たビームＢＬおよびＢＲと共に、設置されたホログラム
装置において方向付けされたホログラム31の広角度反射
ホログラムセルＣの側図および上平面図が示されてい
る。図６のＡに示されているように、広角度ホログラム
の左および右出力ビームＢＬおよびＢＲの上部および下
部境界は、（１）ホログラムセルの上部エッジを含む上
部水平面ＴＰ、および（２）ホログラムセルの下部エッ
ジを含む下部水平面ＢＰによって決定される。上部平面
ＴＰおよび下部平面ＢＰは、このような平面が図の紙面
の平面に直交するため図６のＡにおいて線で示されてい
る。実線で示された平面ＴＰおよびＢＰの部分は、再生
ビーム限界を示し、一方破線で示されたこのような平面
の部分は、見掛け上の点光源Ｌから生じた仮想ビームの
上限および下限を示す。左出力ビームＢＬの横方向の境
界は、（１）見掛け上の点光源Ｌおよびセルの左エッジ
により定められる左側平面ＬＰ、および（２）セルの中
心を通過する垂直平面から左10°の平面ＬＰ´によって
決定される。右出力ビームＢＲの横方向の境界は、
（１）見掛け上の点光源Ｌおよびセルの右エッジにより
定められる右側平面ＲＰ、および（２）セルの中心を通
過する垂直平面から右10°の平面ＲＰ´によって決定さ
れる。平面ＬＰ、ＬＰ´、ＲＰおよびＲＰ´は、このよ
うな平面が図の紙面の平面に直交するため図６のＢにお
いて線で示されている。図６のＡに示されているよう
に、実線で示された平面ＬＰ、ＬＰ´、ＲＰおよびＲＰ
´の部分は、回折ビームの横方向の限界を表し、一方破
線で示されたこのような平面の部分は、見掛け上の点光
源Ｌから生じた仮想ビームの横方向の限界を示す。ここ
においてさらに説明するように、平面ＬＰ、ＬＰ´、Ｒ
ＰおよびＲＰ´は、反射広角度ホログラムセルＣを構成
するために使用される対物ビームの適切なマスキングに
よって定められる。

【００２４】拡散狭角度ホログラムセルの角度カバレー
ジは、生成されたイメージが拡散されることを除いて、
反射狭角度ホログラムに対して図５のＡおよびＢに示さ
れたものと実質的に同じである。拡散広角度ホログラム
セルの角度カバレージは、生成されたイメージが拡散さ
れることを除いて、反射広角度ホログラムに対して図６
のＡおよびＢに示されたものと実質的に同じである。

【００２５】第１のホログラム31が再構成光源30に最も
近く、広角度ホログラムを含んでいる特定の例に関し
て、再構成照明の大部分が、著しく明るい出力を供給す
る必要がある狭角度ホログラムを通過することを可能に
するために他と比べて広角度ホログラムは効率が低くな
ければならない。例えば、広角度ホログラムは理想的な
再構成照明の約30乃至40％の効率を有し、狭角度ホログ
ラムは理想的な再構成照明の90％以上の効率を有するこ
とが可能である。

【００２６】広角度ホログラムが比較的高い効率で構成
されると、第２のホログラム32は広角度ホログラムとし
て構成されなければならず、第１のホログラムは狭角度
ホログラムとして構成されなければならず、両ホログラ
ムは理想的な再構成照明の90％以上の比較的高い効率を
有しなければならない。これらの条件は、狭角度ホログ
ラムの回折された光出力が広角度ホログラムの回折され
た光出力より著しく大きくなければならないという要求
から生じる。狭角度ホログラムを比較的効率的にし、そ
れを再構成光源に最も近く配置することによって、狭角
度ホログラムは再構成照明の大部分を回折することによ
って輝度要求を満たすことができる。再構成照明の大部
分は狭角度ホログラムによって回折されるため、広角度
ホログラムに利用できる再構成照明は著しく減少され、
それはまた理想的な再構成照明の90％以上の比較的高い
効率を有していなければならない。

【００２７】上記の両構造について狭角度および広角度
ホログラムの順序に関して、再回折による損失は、広角
度ホログラムセルおよび狭角度ホログラムセルが重ねら
れる構造に対して考慮されなければならないことが指摘
されるべきである。

【００２８】広角度ホログラムセルおよび狭角度ホログ
ラムセルが重ねられ、広角度ホログラムが再構成照明光
源に最も近い構造において、狭角度および広角度ホログ
ラムの角度カバレージの制限された重複、およびこのよ
うな構造に対する広角度ホログラムの比較的低い効率の
結果として、中央立体角度領域内の少量の回折光だけが
狭角度ホログラムに入射する。したがって、少量の回折
光だけが狭角度ホログラムによって再度回折される。

【００２９】狭角度ホログラムセルおよび広角度ホログ
ラムセルが重ねられ、狭角度ホログラムが再構成照明光
源に最も近い構造において、MVSS 108によって定められ
た狭角度中央領域内の大量の回折光は広角度ホログラム
に入射する。しかしながら、広角度ホログラムは光の量
を減少するように構成されているため、それは中央角度
領域中に回折し、狭角度ホログラムによって回折された
光の再回折量は減少される。

【００３０】各ホログラムが明るいおよび薄暗いホログ
ラムセルのアレイを含む構造において、１つのホログラ
ムの明るいホログラムセルおよび薄暗いホログラムセル
パターンは、他方のホログラムの明るいホログラムセル
および薄暗いホログラムセルパターンの逆のパターンで
あり、再回折量が減少される。各ホログラムがホログラ
ムセルおよび非ホログラムセルのアレイを含み、１つの
ホログラムのホログラムセルおよび非ホログラムセルパ
ターンが他方のホログラムの明るいホログラムセルおよ
び非ホログラムセルパターンの逆のものである構造で
は、再回折は生じない。

【００３１】第１および第２の各ホログラム31，32は、
そこに形成されるべきホログラムセルの出力の明るさ
が、明るいホログラムセルが形成されるべき領域に形成
されるホログラムの出力より低いように、薄暗いホログ
ラムに対して選択された領域がコヒーレントでない光に
よる中間調の予備露光にさらされる適切なホログラフ記
録層から形成されている。例えば、薄暗いホログラムセ
ルを定める中間調領域を除いて不透明な薄膜タイプのマ
スクは、ホログラフ記録層に隣接して配置され、屈折率
整合した流体の薄い層によってそれに屈折率整合され
る。通常の技術にしたがって、マスクの中間調領域は、
それぞれ多数の非常に小さい不透明および透明なサブ領
域のパターンを含む領域である。その後、マスクはコヒ
ーレントでない光により照明され、ホログラムがそこで
感光できないように、中間調領域の透明なサブ領域に隣
接したホログラフ記録層の領域の感度が減じられる。換
言すると、マスクの中間調領域に隣接したホログラフ記
録層の領域の感度は中間調的に減じられるため、薄暗い
ホログラムセルが形成されるホログラム層の領域に関し
て、マスクの中間調領域の非常に小さい不透明なサブ領
域によって保護された領域だけがホログラムを含む。最
終的に、薄暗いホログラムセルにおいてホログラムはセ
ルの一部分に形成され、このような一部分は非常に小さ
いサブ領域からなる。

【００３２】各ホログラム31，32がホログラムセルおよ
び非ホログラムセルのアレイを含む場合には、非ホログ
ラムセルは、非ホログラムセルを含むべき領域をコヒー
レントでない光に露出することによって形成される。例
えば、非ホログラムセルを定める透明な領域を除いて不
透明である薄膜タイプのマスクはホログラフ記録層に隣
接して配置され、屈折率整合した流体の薄層によってそ
れに屈折率整合される。その後、マスクはコヒーレント
でない光により照明され、ホログラムが感光できないよ
うに、マスクによって被覆されていないホログラフ記録
層の領域の感度が減じられる。

【００３３】薄暗いホログラムセルを定めるために適切
に感度を減少じた後、ホログラムセル（構造に応じて、
明るいおよび薄暗い、または明るいホログラムのみ）が
ホログラム形成露光によって形成される。ホログラム中
の全てのホログラムセルは、同様に回折するように露光
されることが可能であり、或は設置されたホログラム装
置の曲線または照明光源の非コリメーション等の特定の
要求にしたがって、それらは異なる回折特性を有するよ
うに露光されることができる。さらに、ホログラム中の
ホログラムセルは一時に１個または数個づつ露光される
ことができる。

【００３４】図７を参照すると、各露光が１行中の複数
の隣接していないセルを露光することができる一連の露
光によって、狭角度反射ホログラムの反射ホログラムセ
ルを記録するための露光設定が例示されている。露光設
定は、コリメートされたビームＣＢ1 に沿って観察され
るような、図８に概略的に示された平凸球面レンズ53ａ
の水平直線アレイ53を含む。平凸球面レンズは、図７に
示されているようなコリメートされたビームＣＢ1 に向
いたそれらの湾曲した表面を有し、狭角度ホログラムの
ホログラムセルに対する対物ビームの所望の垂直および
水平方向の角度分散を生じさせるように、各平凸球面レ
ンズ53ａに必要とされる大きさによって決定される水平
方向の中心間間隔Ｓ1 を有する。さらに、中心間間隔Ｓ
1 は隣接したセルの整数の中心間間隔に等しい。露光設
定はさらに図４に概略的に示されたように、ＣＨＭＳＬ
ホログラム31，32の各セルと同じ大きさであり、平凸球
面レンズ53ａと同じ中心間間隔Ｓ1 を有するように平凸
球面レンズ53ａと整列されている均一に間隔を隔てられ
た透明領域51ａを除いて、不透明である薄膜タイプのマ
スク51を使用する。透明領域51ａの数は、平凸球面レン
ズ53ａの数と同じである。

【００３５】特に図７に示されているように、ホログラ
フ記録装置60は露光マスク装置50の下に配置されてい
る。ホログラフ記録装置60は、ガラス基体63、ガラス基
体63上に配置されたホログラフ記録層61、ホログラフ記
録層61上に配置された薄い被覆層65、およびガラス基体
63の下部に隣接した光吸収層71から構成され、屈折率整
合流体の層73によってそれに屈折率整合されている。露
光マスク装置50はマスク51およびマスク支持基体55から
構成される。ホログラフ記録装置60および露光マスク装
置50は、屈折率整合流体57の非常に薄い層により分離さ
れた露光マスク51および薄い被覆層65が互いに向き合う
ように配置されている。

【００３６】例示すると、ホログラフ記録装置60は、Ｃ
ＨＭＳＬホログラムのセルに対応した領域がマスク透明
領域51ａの下に選択的に位置されることができるよう
に、例えばコンピュータ駆動モータによって移動可能で
ある。マスクの透明領域によって被覆されていないセル
に照明を限定するために、マスクおよびマスク基体は、
ホログラフ記録層の全露光位置に対してマスク透明領域
51ａの下のホログラフ記録層の部分だけが構成照明に露
光されることを確実にするために上部被覆が十分に大き
い通常のオイルゲート溝69の不透明な上部カバーの開口
に固定されている。

【００３７】対物ビームＯＢは、球形レンズ53を通過
し、各焦点Ｆに集中して、その後マスク透明領域51ａに
より被覆されていないホログラフ記録層のホログラム形
成セルに発散している対物ビームを供給するように発散
するコリメートされたビームＣＢ1 部分によって生成さ
れる。図６のＡおよびＢに関して上記に説明された幾何
学上の考慮事項に基づいて、ホログラム形成セルの大き
さおよび球形レンズアレイのマスク透明領域に関する位
置は、設置されたホログラムの傾斜によって生ぜられる
縮小を考慮して、結果的なホログラムセルに対して垂直
および水平の方向に所望の角度カバレージを生成するよ
うに選択される。

【００３８】露光用の基準ビームは、角度が図１に示さ
れているように下方から照明されるＣＨＭＳＬの示され
た例に基づいているコリメートされたビームＣＢ2 の部
分を含む。ＣＨＭＳＬホログラムの上部は、図の紙面の
平面に直交するホログラフ記録層の左エッジに対応す
る。

【００３９】マスク透明領域51ａによって被覆されない
セルの露光は、マスク透明領域の下のセルに対応したホ
ログラフ記録層の領域を配置するようにホログラフ記録
装置を位置し、平球面レンズアレイを介した構成ビーム
およびコリメートされたビームＣＢ2 でマスクされてい
ないセルを照明することによって行われる。ホログラム
が明るいホログラムセルおよび薄暗いホログラムセルの
アレイを含む特定の構造に対して、ホログラムは明るい
ホログラムセルであるように意図された領域の全フォー
マットにわたって、および薄暗いホログラムセルである
ように意図された領域の非常に小さい中間調のサブ領域
において形成される。ホログラムが明るいホログラムセ
ルおよび非ホログラムセルのアレイを含む構造に対し
て、意図された非ホログラムセルの領域はインコヒーレ
ントな照明による露光に対する感度を減少することによ
って感度を減じられるため、ホログラムはホログラムセ
ルであるように意図されたホログラフ記録層の領域のみ
に形成されることができる。

【００４０】例示すると、セルの行は順次露光され、各
行のセル内において行を最終的に形成するセルのセット
のサブセットは順次構成照明にさらされることができ
る。したがって、マスク透明領域間の空間が３個のセル
である特定の例に対して、各行ｉに対してホログラフ記
録装置はセルＣ（ｉ，ｊ）からなる第１のセルサブセッ
トを露出させるために移動され、ここでｊは１，４，
７，１０等に等しい。ホログラフ記録装置が設置された
後、このような第１のセルサブセットは構成照明で露光
される。その後、ホログラフ記録装置はセルＣ（ｉ，
ｊ）からなる第２のセルサブセットを露出させるために
移動され、ここでｊは２，５，８，１１等に等しい。ホ
ログラフ記録装置が設置された後、このような第２のセ
ルサブセットは構成照明で露光される。ある行の１個の
セルによってホログラフ記録装置をインデクスし、構成
照明でマスクで覆われていないセルを露光する工程は、
所定の行中の全てのセルをホログラム構成照明にさらす
必要に応じて反復される。所定の行中の全セル領域はホ
ログラム構成照明で照明されるが、ホログラムは感度を
減じられていない領域においてだけ形成することができ
る。１行中のセルの個数およびマスク中の透明領域の数
はおよびマスク透明領域間の間隔に応じて、１行中の１
以上の後にインデクスされる位置において、マスクで覆
われていないセルの個数は第１のインデクスされた位置
の覆われていないセルの個数より少ない可能性が高いこ
とを理解すべきである。

【００４１】ホログラフ記録層がマスクに関して移動さ
れる上記の工程において、対物ビーム形成レンズは静止
しており、基準ビームはコリメートされたビームを含
み、各セルはセルの平面とセルの中心を通過する線との
間に形成される実質的に同じ基準ビーム入射角度で露光
され、それはコリメートされたビームＣＢ2 の中心軸に
平行である。コリメートされない基準ビーム形状が使用
されるため、基準ビーム角度は全てのセルに対して同じ
であるが、対応したコリメートされない再生ビーム形状
に対する再生ビーム角度は全てのセルに対して同じでは
なく、結果として実質的に同じ入射角度を有する各基準
ビームにより構成された場合に、これは輝度を減少させ
る。再生光源をさらに正確にエミュレートするために、
基準ビーム入射角度は、例えばスミス氏他による別出願
の米国特許出願第07/995,117号明細書（1992年12月22日
出願，“MODIFIED TECHNIQUE FOR FABRICATING LOW NOI
SE FLOODLIT CHMSL HOLOGRAMS ”）に記載されているよ
うに、各セルに対する基準ビーム入射角度がそのセルに
対して意図された再生入射角度にもっと厳密に近似する
ように、セルの各行に対して変化されることができる。

【００４２】図１０を参照すると、各露光がある行中の
複数の均一に間隔を隔てられた隣接しないセルを露光す
る一連の露光によって広角度反射ホログラムの反射ホロ
グラムセルを記録するための露光設定が例示されてい
る。図１０の露光システムは、図７の露光システムに類
似しており、同じ素子は同じ参照符号により示されてい
る。露光システムの相違は、コリメートされた再構成ビ
ームＲＢによって再構成されたホログラフ光学素子 153
ａの線形アレイ153 と、図１２に示されているように透
明領域 151ａを除いて不透明である薄膜タイプのマスク
151 を含んでいることである。ホログラフ光学素子の再
構成ビーム入射面は、図１１に示されている。各ホログ
ラフ光学素子 153ａは簡単な円筒型レンズを含み（すな
わち、その出力は屈折円筒型レンズの出力をエミュレー
トする）、その円筒軸は図１０の平面に平行である。各
ホログラフ光学素子 153ａの出力は、図の紙面の平面に
平行である焦点ラインＬに集束し、その後ホログラフ記
録層に入射した光が図の紙面の平面に垂直な軸に沿って
発散するビームを含む。ホログラフ光学素子は、広角度
ホログラムに要求される水平角度分散を実現するのに十
分にマスク透明領域 151ａに近接して位置される。ホロ
グラフ光学素子 153ａおよびマスク透明領域 151ａは、
マスク透明領域によって被覆されていないホログラム領
域でビームが交差せずに、マスク透明領域によって被覆
されていない領域に所望の垂直および水平角度分散を生
じるために各ホログラフ光学素子 153ａに必要とされる
間隔の大きさによって決定される水平方向の中心間間隔
Ｓ2 で互いに関して整列している。換言すると、ホログ
ラフ光学素子 153ａは、それらの出力がマスク透明領域
151ａにより覆われていないホログラム領域で重ならな
いように、互いから分離されなければならない。さら
に、中心間間隔Ｓ2 は隣接したホログラムセルの整数の
中心間間隔に等しい。広角度ホログラムの回折を周辺水
平領域に対して制限するために、マスク 153ｂは、対物
ビーム照明が選択された角度領域内にあるようにホログ
ラフ光学素子 153ａ上に配置される。各マスク 153ｂ
は、それが結合されたホログラフ光学素子の垂直方向の
範囲に延在し、例えばMVSS 108によって定められている
ような中心の両側から10°水平方向に延在する中央角度
領域等の所望の角度領域からの対物ビーム照明を阻止す
るように選択された横方向の範囲を有する。この方法に
おいて、広角度ホログラムによって中央立体角度領域に
回折された光の量は減少させられ、したがって狭角度ホ
ログラムとの角度的な重なりをほとんど有しない。

【００４３】例示すると、図１０の露光設定にしたがっ
て形成された周辺水平領域ホログラムのセルの行は、図
７の露光設定に関して上記に説明されたようにインデク
スされる方法で露光される。

【００４４】さらに、本発明によると、広角度ホログラ
ムの各ホログラフセルは、例えば集束しているビームで
照明された円筒型レンズの出力を含む対物ビームにより
構成されることによって、設置された水平方向の適切な
水平角度分散および垂直方向の数度の角度の分散を行う
ビームを生成するように構成されることができる。これ
は、ごく少量の球形倍率を有する円筒型レンズをエミュ
レートするホログラフ光学素子を結果的に生じさせる。

【００４５】本発明の広角度反射ホログラムは、中央角
度領域に対応した領域において対物ビーム照明を制限す
るために配置された適切なマスクと共に、図８の露光設
定のホログラフ光学素子の代わりに円筒型レンズの線形
アレイを使用して構成されることができることが理解さ
れるべきである。

【００４６】図１４を参照すると、各露光が１行中の複
数の隣接しないホログラムセルを露光することができる
一連の露光によって拡散狭角度ホログラムの拡散狭角度
ホログラムセルを記録するための露光設定が例示されて
いる。露光設定は、コレメートされたビームＣＢ1 によ
り照明される拡散スクリーン252 のマスクされた出力を
受ける平凸球面レンズ 253ａの水平方向の線形アレイ25
3 を含む。拡散スクリーン252 は、拡散スクリーン252
の出力側から見たときに、図１５に概略的に示されてい
るように、このようなレンズの焦点距離だけ平凸球面レ
ンズ 253ａから移動されている。拡散スクリーン252 の
出力は、マスク254 の出力側から見たときに図１６に概
略的に示されているように透明領域 254ａの水平方向の
線形アレイを除いて、不透明である薄膜タイプのマスク
254 によってマスクされる。平凸レンズ 253の湾曲面
は、図１４に示されているように拡散スクリーンに向い
ている。マスクの透明領域 254ａは、同じ中心間間隔Ｓ
3 を有するように球面レンズ253ａと整列され、この間
隔Ｓ3 は露光されているホログラフ記録層に形成される
べき隣接したセルの整数に等しい。説明を容易にするた
めに、拡散スクリーンの252 のマスクされた出力および
平凸球面レンズ 253ａの出力は中心線で表わされてい
る。

【００４７】さらに露光設定は、ＣＨＭＳＬホログラム
31，32の各セルと同じ大きさの均一に間隔を隔てられた
透明な領域 251ａを除いて不透明であり、平凸球面レン
ズ 253ａと同じ中心間間隔Ｓ3 を有するように平凸球面
レンズ 253ａと整列された図１７に概略的に示されてい
るような薄膜タイプのマスク251 を使用する。透明領域
の個数は平凸球面レンズ 253ａと同数である。平凸球面
レンズ 253ａ、マスク透明領域 254ａおよびマスク透明
領域 253ａの水平方向の中心間間隔Ｓ3 は、マスク透明
領域のディメンションがMVSS 108によって定められた中
央角度領域に対応した角度分散を有する対物ビームＯＢ
を生成するように選択される各平球面レンズの大きさま
たはｆ数に適合するのに十分でなければならない。特
に、拡散スクリーン252 はこのようなレンズの焦点距離
だけ平凸球面レンズから離されるため、各レンズは対応
したマスク透明領域 254ａによって覆われていない拡散
スクリーンの部分上の各ポイントの出力をコリメート
し、したがってマスキングによってさらに制御されるこ
とが可能なマスクの大きさおよびレンズのｆ数は、対物
ビームＯＢの角度分散を決定する。ホログラフ記録膜と
平凸レンズとの間の距離は、各マスク透明領域 253ａが
対応した平凸レンズからの光で完全に満たされるように
選択され、ホログラフ記録層の覆われていない領域にお
ける平凸レンズの出力の重なりが回避される。

【００４８】特に図１４に示されているように、ホログ
ラフ記録装置60は図７と実質的に同じ方法で露光マスク
ソウチ50の下に配置されている。ホログラフ記録装置60
はガラス基体63、ガラス基体63上に配置されたホログラ
フ記録層61、ホログラフ記録層61上に配置された薄い被
覆層65およびガラス基体63の下部に隣接し、屈折率整合
した流体73によって屈折率整合された光吸収層71から構
成されている。露光マスク装置50は、マスク51およびマ
スク支持基体55から構成される。ホログラフ記録装置60
および露光マスク装置50は、屈折率整合流体57の非常に
薄い層により分離された露光マスク51および薄い被覆層
65に互いに向き合って配置されている。

【００４９】例示すると、ホログラフ記録装置60は、Ｃ
ＨＭＳＬホログラムのセルに対応した領域がマスク透明
領域51ａの下に選択的に位置されることができるよう
に、例えばコンピュータ駆動モータによって移動可能で
ある。マスク透明領域によって覆われていないセルに照
明を制限するために、マスクおよびマスク基体は、ホロ
グラフ記録層の全露光位置に対してマスク透明領域51ａ
の下のホログラフ記録層の部分だけが構成照明に露光さ
れることを確実にするために上部カバーが十分に大きい
通常のオイルゲート溝69の不透明な上部カバーの開口に
固定されている。

【００５０】露光用の基準ビームは、角度が図１に示さ
れているように下方から照明されるＣＨＭＳＬの示され
た例に基づいているコリメートされたビームＣＢ2 の部
分を含む。ＣＨＭＳＬホログラムの上部は、図の紙面の
平面に直交するホログラフ記録層の左エッジに対応す
る。

【００５１】例示すると、図１４の露光設定にしたがっ
て形成された拡散狭角度ホログラムのセルの行は、図７
の露光設定に関して上記に説明されているようにインデ
クスされる方法で露光される。

【００５２】ホログラフ記録層がマスクに関して移動さ
れる上記の工程において、対物ビーム形成レンズは静止
しており、基準ビームは静止したコリメートされたビー
ムを含み、各セルは実質的に同じ基準ビーム入射角度で
露光され、このような基準ビーム角度はセルの平面とセ
ルの中心を通過する線との間に形成され、コリメートさ
れたビームＣＢ2 の中心軸に平行である。コリメートさ
れない基準ビーム形状が使用される場合、基準ビーム角
度は全てのセルに対して同じであるが、対応したコリメ
ートされない再生ビーム形状に対する再生ビーム角度は
全てのセルに対して同じではなく、結果として実質的に
同じ入射角度を有する各基準ビームにより構成された場
合に、これは輝度を減少させる。再生光源をさらに正確
にエミュレートするために、基準ビーム入射角度は、例
えばスミス氏他による別出願の米国特許出願第07/995,1
17号明細書（1992年12月22日出願，“MODIFIED TECHNIQ
UEFOR FABRICATING LOW NOISE FLOODLIT CHMSL HOLOGRA
MS ”）に記載されているように、各セルに対する基準
ビーム入射角度がそのセルに対して意図された再生入射
角度にもっと厳密に近似するように、セルの各行に対し
て変化されることができる。

【００５３】図１８を参照すると、各露光がある行中の
複数の均一に間隔を隔てられた隣接しないセルを露光す
る一連の露光によって拡散広角度ホログラムの拡散広角
度ホログラムセルを記録するための露光設定が例示され
ている。図１８の露光システムは図１４の露光システム
に類似しており、同じ素子は同じ参照符号により示され
ている。露光システムの相違は、コリメートされたビー
ムＣＢ1 により照明され、出力が薄膜タイプのマスク35
4 によりマスクされる均等拡散スクリーン352と、マス
クの出力側から見たときに図１９に示されたような、ま
たマスク354 およびバッフル356 の上方から見たときに
図２０に示されているようなバッフル356 とを含んでい
ることである。マスク354 は、露光されているホログラ
フ記録層に形成されるべき隣接したセルの整数に等しい
Ｓ4 の中心間間隔を有する不透明領域 354ｂによって分
離されたマスク透明領域 354ａの水平方向の線形アレイ
を除いて不透明であり、バッフル356 はコリメートされ
たビームＣＢ1 の光軸と整列してマスク透明領域 354ａ
の中央に配置されている。説明を容易にするために、均
等拡散スクリーン352 のマスクされた出力は中心線によ
って示されている。

【００５４】図１８の露光設定はさらに図２１に概略的
に示された薄膜タイプのマスク351を使用し、このマス
ク351 は広角度ホログラムの各セルと同じ大きさの均一
に間隔を隔てられたマスク透明領域 351ａを除いて不透
明であり、不透明領域 354ｂと同じ中心間間隔Ｓ4 を有
するようにマスク354 の不透明領域 354ｂと整列されて
いる。マスク透明領域 351ａの個数は、不透明領域 154
ｂの個数と同じである。マスク354 およびバッフル356
は協同して、ホログラフ記録層に隣接しているマスク透
明領域 351ａをそれぞれ照明する対物ビームを生成す
る。各対物ビームは、中央影領域の両側で水平方向およ
び垂直方向に分散するビームを効率的に含んでいる。各
対物ビームの角度分散は、マスク354 のマスク透明領域
354ａ間の水平方向の中心間間隔、マスク透明領域 154
ａの高さ、およびホログラフ記録層に隣接したマスク透
明領域 351ａからのマスク354 および均等拡散スクリー
ンの距離によって制御され、一方影領域の角度範囲は、
マスク354 の介在している不透明領域 354ｂの幅、およ
びマスク154 および均等拡散スクリーンの距離によって
制御される。各対物ビームの角度フィールドは、特に両
ホログラムの組合せが水平方向の広角度要求を満たすよ
うに、中央立体角度領域の両側の２つの水平方向の領域
に対応するように制御される。

【００５５】例示すると、図１８の露光システムにした
がって形成された拡散広角度ホログラムのセル行は、図
７の露光設定に関して上記に示されているようにインデ
クスされる方法で露光される。

【００５６】さら本発明によると、図１のホログラム中
央高位置取付け制動灯のホログラム31，32は、図７およ
び図１３の露光システムの１つにより形成された狭角度
ホログラムマスターおよび図１１および図１７の露光シ
ステムの１つにより形成された広角度ホログラムマスタ
ーからそれぞれ形成されたホログラムコピーを含むこと
ができる。狭角度ホログラムマスターおよび広角度ホロ
グラムマスターは別々に複写され、それぞれの別個のコ
ピーを形成することができる。或は、それらは積層さ
れ、複写されて、複合ホログラムを形成することができ
る。いずれの場合においても、狭角度ホログラムマスタ
ーおよび広角度ホログラムマスターの効率は、ホログラ
ムコピーが所望の効率を提供するように選択される必要
がある。

【００５７】図２２を参照すると、上記の露光システム
にしたがって形成されたホログラムマスターからホログ
ラムコピーを形成するための複写システムが概略的に示
されている。複写システムは、マスターホログラム111
、マスターホログラムから最小距離に配置された隣接
したホログラフ記録層113 および介在している屈折率整
合流体の薄い層115 を含んでいる。マスターホログラム
はガラス基体117 によって支持され、一方ホログラフ記
録層113 は不透明な背面支持層119 によって支持されて
いる。使用時に、マスターホログラム111 を構成するた
めに使用された基準ビームをエミュレートする複写基準
ビームＲＢは、ホログラムマスター111 の再構成に適し
たビーム角度を生成する角度でガラス基体の方向に導か
れる。複写基準ビームはガラス基体117 を通過し、マス
ターホログラム111 によって部分的に回折される。マス
ターホログラムからの回折されたおよび回折されない光
はホログラフ記録層において干渉し、ホログラムコピー
を形成する。

【００５８】狭角度ホログラムコピーの最大効率に対し
て、狭角度ホログラムマスターとして使用される狭角度
ホログラムは、例えばデュポンＨＲＦ600 光重合ホログ
ラフ記録層に対して１対１のビーム率を提供するように
50％の効率を有していなければならない。約30％乃至40
％の範囲の効率を有する広角度ホログラムコピーに関し
て、広角度ホログラムが再構成光源30に最も近い構造に
対して、広角度ホログラムマスターとして使用される広
角度ホログラムは、例えばデュポンＨＲＦ600光重合ホ
ログラフ記録層に対して約10％乃至20％の範囲の効率を
有していなければならない。90％以上の効率を有する広
角度ホログラムコピーに関して、狭角度ホログラムが再
構成光源30に最も近い構造に対して、広角度ホログラム
マスターとして使用される広角度ホログラムは、例えば
デュポンＨＲＦ600 光重合ホログラフ記録層に対して約
50％の範囲の効率を有していなければならない。

【００５９】前に説明されたように、狭角度ホログラム
マスターおよび広角度ホログラムマスターは別個のそれ
ぞれのコピーを形成するように別々に複写されることが
できる。或は、それらは積層されて、複写され、第１お
よび第２のホログラム31，32の代わりに使用される複合
ホログラムコピーを形成することができる。図２０の複
写システムは、狭角度ホログラムマスターおよび広角度
ホログラムマスターの積層体をホログラムマスター111
として使用することによって複合ホログラムコピーを生
成するために使用されることができる。結果的なコピー
ホログラムにおいて、広角度ホログラムセルおよび狭角
度ホログラムセルは重畳されている。

【００６０】複合コピーを形成する時、１つのホログラ
ムマスターからの回折光が別のホログラムマスターから
の回折光と干渉して、広角度ホログラムセルおよび狭角
度ホログラムセルが重ねられている構造において交差変
調雑音ホログラムを生成する可能性が高いために、狭角
度および広角度ホログラムマスターの相対的な効率は適
切に選択されなければならない。この問題は、複合ホロ
グラムコピーの構造中に対物ビームを含む両ホログラム
マスターの回折出力を減少することによって軽減される
ことができる。例えば、デュポンＨＲＦ600 光重合ホロ
グラフ記録層に対して約25％の狭角度ホログラムマスタ
ーの効率および約５％の広角度ホログラムマスターの効
率は十分に交差変調雑音ホログラムを減少し、一方コピ
ーの所望の回折方向の効率の損失を最小にする。両ホロ
グラムマスターがホログラムおよび非ホログラムセルの
パターンを含み、狭角度ホログラムのホログラムセルお
よび非ホログラムセルパターンが広角度ホログラムのホ
ログラムセルおよび非ホログラムセルパターンの逆のも
のである構造において、交差変調雑音ホログラムは実質
的に存在せず、各ホログラムマスターは約50％の効率を
有することができる。

【００６１】上記の複写工程において、各マスターホロ
グラムはホログラムおよび非ホログラムセルの所望のパ
ターンを含んでいた。別々の狭角度および広角度ホログ
ラムコピーが別々のホログラムマスターから形成される
複写プロセスに対する別の工程として、コピーホログラ
ムは所望の非ホログラムセルを定めるためにホログラフ
記録層を予備露光し、その後ホログラムマスターの全て
のセルがホログラムセルである適切なホログラムマスタ
ーを複写することによって形成されることができる。こ
のようにして、非ホログラムセルは予備露光の感度を低
下させることによって定められたため、ホログラムはホ
ログラムセルが形成されることを意図されるホログラフ
記録層の領域だけに形成される。

【００６２】上記において、例示するために歪曲のない
イメージを提供する反射イメージホログラムに関連して
本発明のホログラム装置を説明してきたが、本発明はま
たシュードスコープ的な(pseudscopic) イメージを提供
する反射イメージホログラムにも適用可能である。例え
ば、ホログラム装置のホログラム31，32の反射イメージ
ホログラムは、反射ホログラムの元の上部が下部にあ
り、自動車の内側を始めに向いていたホログラム面が自
動車の外側を向くように水平軸を中心として180°回転
されることができる。このような方法で回転された反射
イメージホログラムの各セルは、ホログラムの背後に配
置された（すなわち、自動車の後方に向いた）点光源ま
たは線光源のイメージを生成し、集束ビームがセルの境
界によってマスクされたかのように水平および垂直分散
が決定される。

【００６３】本発明の別の観点によると、単一の狭角度
ホログラムは図１のホログラフ中央高位置取付け制動灯
のホログラム装置に対して使用されることが可能であ
り、その場合周辺領域のカバレージは散乱された照明に
よって提供される。

【００６４】本発明のさらに別の観点によると、第１お
よび第２のホログラムの一方または両方が全てのホログ
ラムセルから構成されることが可能であり、これは全て
のホログラムセルを含むホログラム構造の予備露光の感
度を低下させるステップを除くことによって達成される
ことができる。

【００６５】上記は政府の規則による輝度および角度的
カバレージ要求を満たし、一方において要求されるパワ
ーを最小にするホログラム中央高位置取付け制動灯の説
明である。本発明のホログラム中央高位置取付け制動灯
のホログラム構造は、通常の制動灯に類似したレンチキ
ュラレンズの外観を生じるように構成されることが可能
であり、各ホログラムコピー層に対する各ホログラム層
の別々の複写、或は単一層のホログラムコピーに対する
複数のホログラム層の複写による効率的な製造に容易に
適合させることができる。

【００６６】上記は本発明の特定の実施例の説明および
図示であり、当業者は添付された特許請求の範囲により
限定されるような本発明の技術的範囲を逸脱することな
く種々の修正および変化を行うことが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるホログラフ自動車中央高位置取付
け制動灯を示した概略的な断面図。

【図２】中央高位置取付け制動灯に対する垂直および水
平要求をカンデラで示した輝度分布グラフ。

【図３】図１のホログラフ中央高位置取付け制動灯のホ
ログラムの一方のセルの構成を示した概略図。

【図４】図１のホログラフ中央高位置取付け制動灯のホ
ログラムの他方のセルの構成を示した概略図。

【図５】図３のホログラムの各ホログラムセルの再生特
性を示した側面図および平面図。

【図６】図４のホログラムの各ホログラムセルの再生特
性を示した側面図および平面図。

【図７】本発明による反射イメージを生成する狭角度ホ
ログラムを構成するための露光システムの１実施例を示
した概略図。

【図８】図７の露光システムにおいて使用される球面レ
ンズアレイの１実施例を示した概略図。

【図９】図７の露光システムにおいてホログラムセルを
定めるために使用されるマスクの１実施例を示した概略
図。

【図１０】本発明による反射イメージを生成する広角度
ホログラムを構成するための露光システムの１実施例を
示した概略図。

【図１１】図１０の露光システムにおいて使用されるホ
ログラフ光学素子アレイの１実施例を示した概略図。

【図１２】図１０の露光システムにおいてホログラムセ
ルを定めるために使用されるマスクの１実施例を示した
概略図。

【図１３】図１０の露光システムにおいて使用するため
のマスクされたホログラフ光学素子アレイの１実施例を
示した概略図。

【図１４】本発明による拡散イメージを生成する狭角度
ホログラムを構成するための露光システムの１実施例を
示した概略図。

【図１５】図１４の露光設定において使用される球面レ
ンズアレイの１実施例を示した概略図。

【図１６】図１４の露光設定において拡散スクリーンの
出力をマスクするために使用されるマスクの１実施例を
示した概略図。

【図１７】図１４の露光設定においてホログラムセルの
領域を定めるために使用されるマスクの１実施例を示し
た概略図。

【図１８】本発明による拡散イメージを生成する広角度
ホログラムを構成するための露光システムの１実施例を
示した概略図。

【図１９】図１８の露光システムにおいて使用されるマ
スクおよびバッフルの正面図。

【図２０】図１９の露光システムにおいて使用されるマ
スクおよびバッフルの平面図。

【図２１】図１８の露光設定においてホログラムセルを
定めるために使用されるマスクの概略図。

【図２２】図７、図１０、図１４および図１８の露光シ
ステムによって形成されたホログラムマスターのホログ
ラムコピーを形成するための複写システムの１実施例を
示した概略図。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 マイケル・ジェイ・バーガダモ アメリカ合衆国、カリフォルニア州 91106、パサデナ、サウス・オークラン ド・アベニュー 1079 (72)発明者 リチャード・ビー・アッパー アメリカ合衆国、カリフォルニア州 91403、シャーマン・オークス、ハルブ レント・アベニュー 4713 (72)発明者 ロナルド・ティー・スミス アメリカ合衆国、カリフォルニア州 90504、トーランス、ナンバー215、ユコ ン・アベニュー 16700 (56)参考文献 特開 平６−32174（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−281819（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−316239（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−205716（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−232591（ＪＰ，Ａ) 特公 平６−98907（ＪＰ，Ｂ２) 米国特許5455692（ＵＳ，Ａ) 米国特許5495227（ＵＳ，Ａ) 米国特許5497251（ＵＳ，Ａ)

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 再構成ビームを供給するための光源と、 各ホログラムセルが前記再構成ビームの一部分の回折に
   したがって第１の予め定められた角度フィールドにおい
   て観察可能である反射イメージを生成し、明および暗領
   域のパターンを生成するように第１の予め定められたパ
   ターンで配列されている重複しないホログラムセルおよ
   び非ホログラムセルの第１のアレイと、 各ホログラムセルが前記再構成ビームの一部分の回折に
   したがって第２の予め定められた角度フィールドにおい
   て観察可能である拡散イメージを生成し、明および暗領
   域のパターンを生成するように第２の予め定められたパ
   ターンで配列されている重複しないホログラムセルおよ
   び非ホログラムセルの第２のアレイとを具備し、 それによって、前記第１および第２のホログラムによっ
   て生成された前記反射イメージおよび拡散イメージが制
   動灯照明を形成することを特徴とする自動車用のホログ
   ラフ中央高位置取付け制動灯システム。
2. 【請求項２】 再構成ビームを供給するための光源と、 各ホログラムセルが前記再構成ビームの一部分の回折に
   したがって第１の予め定められた角度フィールドにおい
   て観察可能である反射イメージを生成し、明るいおよび
   薄暗い領域のパターンを生成するように第１の予め定め
   られたパターンで配列されている重複しない明るいホロ
   グラムセルおよび薄暗いホログラムセルの第１のアレイ
   と、 各ホログラムセルが前記再構成ビームの一部分の回折に
   したがって第２の予め定められた角度フィールドにおい
   て観察可能である拡散イメージを生成し、明るいおよび
   薄暗い領域のパターンを生成するように第２の予め定め
   られたパターンで配列されている重複しない明るいホロ
   グラムセルおよび薄暗いホログラムセルの第２のアレイ
   とを具備し、 それによって、前記第１および第２のホログラムによっ
   て生成された前記拡散イメージが制動灯照明を形成する
   ことを特徴とする自動車用のホログラフ中央高位置取付
   け制動灯システム。
3. 【請求項３】 再構成ビームを供給するための光源と、 各ホログラムセルが前記再構成ビームの一部分の回折に
   したがって第１の予め定められた角度フィールドにおい
   て観察可能な反射イメージを生成し、明るいおよび薄暗
   い領域のパターンを生成するように第１の予め定められ
   たパターンで配列されている重複しない明るいホログラ
   ムセルおよび薄暗いホログラムセルの第１のアレイと、 各ホログラムセルが前記再構成ビームの一部分の回折に
   したがって第２の予め定められた角度フィールドにおい
   て観察可能な拡散イメージを生成し、明るいおよび薄暗
   い領域のパターンを生成するように第２の予め定められ
   たパターンで配列されている重複しない明るいホログラ
   ムセルおよび非ホログラムセルの第２のアレイとを具備
   し、 それによって、前記第１および第２のホログラムによっ
   て生成された前記拡散イメージは制動灯照明を形成する
   ことを特徴とする自動車用のホログラフ中央高位置取付
   け制動灯システム。
4. 【請求項４】 再構成ビームを供給するための光源と、 各ホログラムセルが前記再構成ビームの一部分の回折に
   したがって第１の予め定められた角度フィールドにおい
   て観察可能な反射イメージを生成し、明るいおよび薄暗
   い領域のパターンを生成するように第１の予め定められ
   たパターンで配列されている重複しない明るいホログラ
   ムセルおよび非ホログラムセルの第１のアレイと、 各ホログラムセルが前記再構成ビームの一部分の回折に
   したがって第２の予め定められた角度フィールドにおい
   て観察可能な拡散イメージを生成し、明るいおよび薄暗
   い領域のパターンを生成するように第２の予め定められ
   たパターンで配列されている重複しない明るいホログラ
   ムセルおよび薄暗いホログラムセルの第２のアレイとを
   具備し、 それによって、前記第１および第２のホログラムによっ
   て生成された前記拡散イメージが制動灯照明を形成する
   ことを特徴とする自動車用のホログラフ中央高位置取付
   け制動灯システム。