JP2817264B2 - 車両用表示器 - Google Patents

車両用表示器

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JP2817264B2 JP25938089A JP25938089A JP2817264B2 JP 2817264 B2 JP2817264 B2 JP 2817264B2 JP 25938089 A JP25938089 A JP 25938089A JP 25938089 A JP25938089 A JP 25938089A JP 2817264 B2 JP2817264 B2 JP 2817264B2
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    • B60QARRANGEMENT OF SIGNALLING OR LIGHTING DEVICES, THE MOUNTING OR SUPPORTING THEREOF OR CIRCUITS THEREFOR, FOR VEHICLES IN GENERAL
    • B60Q1/00Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor
    • B60Q1/26Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor the devices being primarily intended to indicate the vehicle, or parts thereof, or to give signals, to other traffic
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    • B60Q1/30Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor the devices being primarily intended to indicate the vehicle, or parts thereof, or to give signals, to other traffic for indicating rear of vehicle, e.g. by means of reflecting surfaces
    • B60Q1/302Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor the devices being primarily intended to indicate the vehicle, or parts thereof, or to give signals, to other traffic for indicating rear of vehicle, e.g. by means of reflecting surfaces mounted in the vicinity, e.g. in the middle, of a rear window
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03HHOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
    • G03H1/00Holographic processes or apparatus using light, infrared or ultraviolet waves for obtaining holograms or for obtaining an image from them; Details peculiar thereto
    • G03H1/04Processes or apparatus for producing holograms
    • G03H1/0402Recording geometries or arrangements
    • G03H1/0408Total internal reflection [TIR] holograms, e.g. edge lit or substrate mode holograms

Description

【発明の詳細な説明】 <産業上の利用分野> 本発明は、ホログラムを用いた車両用表示器に関する
ものである。
<従来の技術> 本出願人は車室内スペースを有効に利用し、かつ後方
視認性を確保するために、実願昭63−154608号におい
て、第13図に示すような車両用表示器を出願中である。
リアウインドウ1上に設置されたホログラム板2は殆
どの波長に対しては透明であるが、特定の波長に対して
は回折格子として作用する。このホログラム板2に向つ
て、室内ルーフ5部に設置された発光手段3より光を投
射する。光路12を通りホログラム板2に照射された光の
うち特定波長の光はホログラム板によつて回折され光路
13へと放射され後続車に視認される。(このように、ホ
ログラム板に投射される光を参照光、ホログラム板によ
つて回折された光を再生光という。) 上記の車両用表示器において、発光手段3の点灯をブ
レーキ操作と連動させることによつて、後続車にブレー
キが操作状態にあることを示す様にする事ができる。
<発明が解決しようとする課題> しかしながら、上記の車両用表示器では発光手段3か
ら投射された光は、搭乗者や車室内に積まれた荷物等に
より光路12を遮正しく表示できない恐れがある。
また、ホログラフイにおいてはホログラム板に対する
参照光の入射角は重要なフアクターである。そのため、
発光手段3の取り付け時の僅かな誤差もホログラム板ま
での距離や発光体の光出力等によつて無視し得ないもの
となる。その結果、参照光のホログラム板に対する入射
状態が悪くなり像が不鮮明となる。
本発明は上記の課題に鑑みてなされたもので、視認性
の高い車両用表示器の提供を目的とする。
<課題を解決するための手段> 本発明は、ウインドウに設置されたホログラム板と、
前記ホログラム板に参照光を投射する発光手段を備え、
前記ホログラム板によつて前記参照光を回折し該回折し
た光によつて表示を行う車両用表示器において、前記ウ
インドウのガラス内を前記発光手段から前記ホログラム
板に至るまでの参照光の光路とする事を特徴とする。
<作用> 上記の構成によると、発光手段から投射された参照光
はウインドウのガラス内部を通りホログラム板に入射す
る。ホログラム板は特定波長の光に対して回折格子とし
て働らくため、ホログラム板の回折角を所定角度に設定
することによつて車室外または車室内へ再生光を放射す
ることができる。この結果、様々な情報等を、車室外ま
たは車室内に表示できる。
<実施例> 以下、本発明の第1実施例を第1図乃至第3図に基づ
いて説明する。
第1図,第2図にリアウインドウおよびその周辺の断
面図を示す。1はリアウインドウであり車室内側に反射
型ホログラム板2aを装着している。リアウインドウ1の
下部に設置された発光手段3は内部に発光体3aを備え、
リアウインドウ1と接する部分からリアウインドウ1の
ガラス内へ平行光を投射するものである。5はルーフで
ある。
第2図に示すように、リアウインドウ1の下部に車室
外面となす角がθin(θin>θただし、θはガラス
の臨界角)となるような断面部分6を設け、断面部分6
に発光手段3を取り付けた。発光手段3内に設置する発
光体3aとしては、赤色LED、赤色フイルター付電球、CR
T、プラズマデイスプレイ、螢光表示菅等が考えられる
が、価格や信頼性等からLEDとフイルター付電球が最適
と考えられる。
発光手段3から投射された参照光7を、リアウインド
ウ1の断面部分6に対して0゜の入射角(断面部分6に
対して垂直)で入射させる。この時、参照光7はリアウ
インドウ車室外面(ガラスと空気層の境界面)へθin
角度で入射することとなる。なぜなら第2図における△
abcと△abdは2角が等しい三角形である為、相似であ
り、∠bacは∠adb(θ=in)と等しくなるからである。
リアウインドウ車室外面へ入射角θinで入射された光
は、θin>θの関係となつているので全反射する。以
降、参照光7は車室内側と車室外側の両面で全反射を繰
り返しながら進行した後、ホログラム板2aに入射する。
ホログラム板2aは回折反射板として作用するので、ある
角度に回折角を設定する事によつて車両後方の水平方向
に再生光8を反射する事ができる。
ホログラム板の回折角の設定は以下のように行う。車
両後方の水平方向に再生光8を放射するには、ガラスの
傾斜をθとすると、ガラス面に対する再生光8の出射
角もθでなければならない。また、ガラスと空気層の
境界面で屈折が起こるため、ホログラム板2aによる回折
角θoutは、θout=sin-1(nG・sinθ) (nG:ガラ
スの屈折率)により求まる。このθout及びθinの値を
もとに第3図に示す方法で反射型ホログラム板2aの回折
角の設定及びホログラム板2aの製作を行う。
9a及び9hはレーザー光を示し、10はレーザー光9aをホ
ログラム板に入射角θinで入射させるために用いるプリ
ズムである。このプリズムが無い場合、θin>θの関
係としている為レーザー光9aはホログラム板2aの表面で
全反射されてしまう。またレーザー光9hは回折角を設定
する為、ホログラム板2aに対し上記式で求められたθ
outの入射角で入射させる。
ホログラム板2aに、2束のレーザー光9a及び9hを当て
ると、定在波が立ち、ホログラム板2aは定在波のエネル
ギーの強弱の状態(干渉縞)を密度分布として記録す
る。その結果、ホログラム板2aはθinの角度で光が入射
された時θoutの回折角で回折反射する回折反射板とな
る。
以上のような方法で回折角を設定されたホログラム板
2aにθinの入射角で参照光7が入射すると、ホログラム
板2a上で回折反射された後、ガラスと空気層の境界面で
屈折し、車両後方の水平方向へ再生光8として投射され
る。発光体3aの点灯をブレーキ操作(ブレーキをかける
操作)と連動させる事により、前記の再生光8はストツ
プランプとして後続車に視認される。なお、上記実施例
では、リアウインドウ1の外面と断面部分6のなす角を
θinにし参照光7を断面部分6に対して0゜の入射角で
入射したが、参照光7がホログラム板2aに対してθin
入射角で入射すればよく、リアウインドウ1の外面と断
面部分6のなす角や参照光の断面部分6に対する入射角
は任意である。
上記の構成によると、参照光7の光路をガラス内にし
たため光路を遮られる事がなく、鮮明な表示が可能にな
る。さらに、発光手段3をウインドウ1に設けた断面部
分6に密着させるため、取り付け工程において参照光7
の入射角の調節を行う必要がなく、従つて入射角の誤差
が生じないので工数の低減になる。またホログラム板は
特定波長を除く殆どの光に対して透明なので、搭乗者が
後方の視認性を失う事はない。
第4図,第5図に第2の実施例を示す。第1の実施例
と共通または均等の部材については同じ符号を付して示
す。本実施例が第1の実施例の異なるのは発光手段3を
ルーフ側に付けた事と、発光手段3とリアウインドウ1
の間にプリズム4を設置した事である。プリズム4はリ
アウインドウ1の屈折率と同じ屈折率のものを使用すれ
ば、ホログラム板2bに対する参照光7の入射角を容易に
設定できる。
発光手段3は、内部に発光体3bとしての赤色フイルタ
ー付電球と反射鏡3cを備えている。回折格子としてのホ
ログラム板2bの回折角の設定方法は、第3図のレーザー
光9aの入射角θinを変えることの他は、第1の実施例中
にあるホログラム板2aと同様の設定方法となる。発光体
3bから放射された参照光7は、反射鏡3cにより平行光と
なり、プリズム4を介してリアウインドウ内に入る。以
降参照光7は空気層とガラスとの境界面で全反射を繰り
返しながらホログラム板2bに入射し回折反射されて車両
後方の水平方向に再生光8として放射される。
ところで、プリズム4はリアウインドウと一体成形に
すれば接合面での損失を減少させ、また取り付け時の工
数の削減にもなる。以上の構成によると、第1実施例と
同様の効果が得られるほか、プリズム4の利用によつて
光束を太くできるなど光出力を増加させ鮮明でかつ視認
性の高い表示が可能になる。
第1,第2実施例中に用いた反射型ホログラム板2a及び
2bの代りに以下の方法で三次元情報を記録された反射型
ホログラム板2cを使用することができる。
即ち、第6図に示すように、レーザー光9dを被写体11
にあてた時の反射光9cと、ホログラム板2cにθinの入射
角で入射する平行なレーザー光9bをホログラム板2cにあ
てると、ホログラム板2cには被写体11の3次元情報を2
束の光の干渉縞という形で記録する。このホログラム板
2cに参照光としてレーザー光9bと同じ入射角即ちθin
平行光が入射すると、被写体11の像が再生される。ここ
で、例として被写体11を第7図に示すような文字がデザ
インされたプレートとする。上記の方法で作られたホロ
グラム板2cをリアウインドウに装着し、ブレーキ操作時
に発光体3bが点灯する様にすれば、ブレーキ操作時には
第8図の様な状態となつて、後続車によつて視認され
る。
次に、第9図に第3の実施例を示す。
16は合わせガラスによるウインドシールドでガラス層
16a及び16cによつて中間層16bがはさまれており、中間
層16bの中に透過型ホログラム板2dを設置している。参
照光源としての発光手段3はプリズム4と接し、内部に
発光体を備えている。発光体の点灯および消灯はスイツ
チ15で行なわれる。プリズム4はウインドシールド16の
車室内側下部でウインドシールド16に密着している。14
はウインドシールド16の上部車室内側に施こされたマス
キングである。
上記構成によると、第10図に示す様に、スイツチ15が
ON状態の時発光手段3から投射された参照光7はプリズ
ム4を透過しガラスと空気層との境界面で全反射を繰り
返した後、ホログラム板2dに車室内側より入射する。ホ
ログラム板2dに入射した参照光7のうち特定波長の光は
ホログラム板2dによつて回折透過し車両前方に放射され
る。
発光手段3から投射された参照光7の一部であつてか
つ車室外側からホログラム板2dに入射する光(第10図、
光路は図示せず)及び車室内側から入射される光の中で
回折される特定波長を除いた波長成分をもつ光は、回折
条件を満たさないためホログラム板2dで回折されずその
まま透過する。これらの光はホログラム板2dを透過した
後も空気層とガラスの境界面で全反射を繰り返しウイン
ドシールド上端で乱反射する。そのため反射光がドライ
バーに見えてしまう可能性があるためマスキング14を施
こす。なお、一例として本実施例に用いた透過型ホログ
ラム板2dに3次元情報を記録させる方法を第11図に示
す。9e,9fはレーザー光、9gは被写体11によるレーザー
光9fの反射光である。ホログラム板2dが透過型なので、
プリズム10は平行四辺形のものを使用し、レーザー光9e
をホログラム板2dに対してθinの入射角で入射できるよ
うにホログラム板2dが接触している面と平行でない面か
らレーザー光9eを入射させるとともに、反射光9gの歪み
を防止する。ホログラム板2dにレーザー光9e及び反射光
9gを投射すると、ホログラム板2dはレーザー光9eと反射
光9gの干渉縞という形で、被写体11の3次元情報を記録
する。この時、例えば被写体11を「Z.」と書かれたプレ
ートとすれば、第12図のようなメツセージ像の表示がで
きる。
以上の構成によると、第1実施例及び第2実施例と同
様に車室内スペースを有効に利用でき、発光手段3の取
り付け工数を低減できるという効果はもちろん宣伝、警
告等の情報を鮮明に表示できるという効果が得られる。
ホログラム板の設置箇所(ウインドウの車室内側また
は車室外側または合わせガラスの中間層)、発光手段の
設置箇所(ウインドウの上部または下部または側部)、
プリズムの使用に関する組み合わせは任意であり、上記
の三実施例には拘束されない。
また、ウインドシールド及びリアウインドウの側部付
近またはサイドウインドウにホログラム板を設置し、黄
色系の点滅する光を利用すればウインカーとしての役割
を果たす。ところで、反射型ホログラム板をウインドウ
の車室外側若しくは合わせガラスの中間層に設置した場
合、または透過型ホログラム板をウインドウの車室内側
に設置した場合には、種々の警報及び走行状態に関する
情報等を搭乗者に知らせる事も可能である。
<発明の効果> 以上のように、本発明においてその構成を、ウインド
ウのガラス内を発光体からの参照光がホログラム板を投
射するまでの光路としたため、車室内の利用状況に拘ず
光路を遮られる事がなく何時でも鮮明な表示が可能にな
る。また、発光手段の取り付け工程において角度調整が
不要となり工数低減ができるほか、取り付け誤差が少な
くなるためホログラムによる映像が鮮明になるという効
果が得られるとともに、車室内スペースをさらに有効に
利用する事ができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1実施例の構成を示す断面図、第2
図は第1実施例の動作原理を示す断面図、第3図はホロ
グラム板製作に関する図、第4図は第2実施例の構成を
示す断面図、第5図は第2実施例の動作原理を示す断面
図、第6図は三次元情報をホログラム板上に記録させる
方法に関する図、第7図は三次元情報の元となる被写体
の例を示した図、第8図は第7図の被写体の三次元情報
を記録したホログラム板を用いて得られる像の想像図、
第9図,第10図は第3実施例の構成を示す断面図、第11
図は第3実施例の表示例を示す図、第12図は第3実施例
に使用したホログラム板に3次元情報を記録させる方法
を示す図、第13図は先願による従来例の構成を示す断面
図である。 1……リアウインドウ、2,2a,2b,2c,2d……ホログラム
板、3……発光手段、4……プリズム、7……参照光、
8……再生光、9a,9b,9d,9e,9f,9h……レーザー光、9c,
9g……反射光、11……被写体、15……スイツチ、16……
ウインドシールド。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B60Q 1/44 B60Q 1/26 G03H 1/24 G02B 27/02

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ウインドウに設置されたホログラム板と、
    前記ホログラム板に参照光を投射する発光手段とを備
    え、前記ホログラム板によつて前記参照光を回折し該回
    折した光により表示を行う車両用表示器において、前記
    ウインドウのガラス内を前記発光手段から前記ホログラ
    ム板に至るまでの前記参照光の光路とすることを特徴と
    する車両用表示器。
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