JP3312706B2 - ホログラフィック表示装置 - Google Patents
ホログラフィック表示装置Info
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03H—HOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
- G03H1/00—Holographic processes or apparatus using light, infrared or ultraviolet waves for obtaining holograms or for obtaining an image from them; Details peculiar thereto
- G03H1/04—Processes or apparatus for producing holograms
- G03H1/0402—Recording geometries or arrangements
- G03H1/0408—Total internal reflection [TIR] holograms, e.g. edge lit or substrate mode holograms
Landscapes
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Description
【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、自動車用のハイマウン
トストップランプあるいは方向指示器、ショーウィンド
ゥのディスプレイ等に応用可能な、透明板状体に該透明
板状体の一方の端部近傍に配設された光源からの光をプ
リズムあるいは導入用ホログラムを介して導入し、該透
明板状体中を全反射させながら、該透明板状体に接着さ
れた表示用ホログラムに照射し、その回折により表示さ
せるライトガイド式のホログラフィック表示装置に関す
るものである。
トストップランプあるいは方向指示器、ショーウィンド
ゥのディスプレイ等に応用可能な、透明板状体に該透明
板状体の一方の端部近傍に配設された光源からの光をプ
リズムあるいは導入用ホログラムを介して導入し、該透
明板状体中を全反射させながら、該透明板状体に接着さ
れた表示用ホログラムに照射し、その回折により表示さ
せるライトガイド式のホログラフィック表示装置に関す
るものである。
【0002】
【従来技術とその問題点】自動車用のハイマウントスト
ップランプとして、後部窓ガラスに表示用ホログラムを
設け、光源からの光をプリズムを介して導入し、窓ガラ
ス中を全反射させながら、表示用ホログラムに照射し、
後方に回折させるライトガイド式の表示装置が特開平4
−228329号などとして提案されているが、板ガラ
スは取扱いが容易なように端面の鋭角な部分が研削され
ている(シ−ミング)が、光源と反対側のこの部分に光
が入射されると乱反射して光が洩れる欠点があり、窓ガ
ラスとは別の透明板状体にホログラムを接着して表示す
る別置きタイプのホログラフィック表示装置も提案され
ているが、ホログラムで回折されずにホログラムと空気
との界面で全反射されて、光源とは反対側の端面に到
り、この部分で端面から透過する光と反射する光があ
り、透過する光は自動車の天井等に照射されて不要な光
となり、反射された光はホログラムに再度入射して車内
側に回折されて運転者などの支障になり、特に夜間など
においてはこの不要な光が安全上も好ましくないことを
本発明者らは新たに見いだして、本発明をなしたもので
あり、このような不要な光が洩れることを防止したライ
トガイド式のホログラフィック表示装置を提供すること
を目的とする。
ップランプとして、後部窓ガラスに表示用ホログラムを
設け、光源からの光をプリズムを介して導入し、窓ガラ
ス中を全反射させながら、表示用ホログラムに照射し、
後方に回折させるライトガイド式の表示装置が特開平4
−228329号などとして提案されているが、板ガラ
スは取扱いが容易なように端面の鋭角な部分が研削され
ている(シ−ミング)が、光源と反対側のこの部分に光
が入射されると乱反射して光が洩れる欠点があり、窓ガ
ラスとは別の透明板状体にホログラムを接着して表示す
る別置きタイプのホログラフィック表示装置も提案され
ているが、ホログラムで回折されずにホログラムと空気
との界面で全反射されて、光源とは反対側の端面に到
り、この部分で端面から透過する光と反射する光があ
り、透過する光は自動車の天井等に照射されて不要な光
となり、反射された光はホログラムに再度入射して車内
側に回折されて運転者などの支障になり、特に夜間など
においてはこの不要な光が安全上も好ましくないことを
本発明者らは新たに見いだして、本発明をなしたもので
あり、このような不要な光が洩れることを防止したライ
トガイド式のホログラフィック表示装置を提供すること
を目的とする。
【0003】
【問題点を解決するための手段】本発明は厚さがtの透
明板状体に該透明板状体の一方の端部近傍に配設された
光源からの光をプリズムあるいは導入用ホログラムを介
して導入し、該透明板状体中を全反射角をθとして全反
射させながら、該透明板状体に端部からl’離して接着
された表示用ホログラムにlなる範囲で照射し、その回
折により表示させるホログラフィック表示装置におい
て、n・t・tanθ<l’<(n+1)・t・tan
θ−l(nは0を含む正の整数)なる関係を満足するよ
うにしたことを特徴とするものであり、端面は平滑な面
としたほうがよく、この端面から透過しても支障がない
場合には端面は反射膜を被覆する必要がないが、表示装
置を室内に設ける場合などにおいては、端面に反射膜を
形成すると好ましい。
明板状体に該透明板状体の一方の端部近傍に配設された
光源からの光をプリズムあるいは導入用ホログラムを介
して導入し、該透明板状体中を全反射角をθとして全反
射させながら、該透明板状体に端部からl’離して接着
された表示用ホログラムにlなる範囲で照射し、その回
折により表示させるホログラフィック表示装置におい
て、n・t・tanθ<l’<(n+1)・t・tan
θ−l(nは0を含む正の整数)なる関係を満足するよ
うにしたことを特徴とするものであり、端面は平滑な面
としたほうがよく、この端面から透過しても支障がない
場合には端面は反射膜を被覆する必要がないが、表示装
置を室内に設ける場合などにおいては、端面に反射膜を
形成すると好ましい。
【0004】
【作用】図2、図3を参照しながら本発明の作用を説明
する光源からの光a1 、a2 、a3 などが全反射しなが
ら、ホログラム2に入射角θで照射された光はほとんど
後方にa12、a22などとして回折されて、後続車などに
視認されるが、回折されない光はホログラムと空気との
界面、ホログラムと透明板状体の界面などで全反射され
るが、端面とその面を被覆する反射膜3’が点線が示す
位置にあると、例えばa1 、a2 からの光は再度ホログ
ラム2に入射し、ホログラムと空気との界面で全反射さ
れ、一部の回折しない光は透明板状体中を全反射しなが
ら、光源側に戻るが(この光は透明板状体中で減衰する
ので無視してよい)、残りの光は回折効率に従って室内
側へa12’、a22’として回折し、運転者等の支障にな
る。
する光源からの光a1 、a2 、a3 などが全反射しなが
ら、ホログラム2に入射角θで照射された光はほとんど
後方にa12、a22などとして回折されて、後続車などに
視認されるが、回折されない光はホログラムと空気との
界面、ホログラムと透明板状体の界面などで全反射され
るが、端面とその面を被覆する反射膜3’が点線が示す
位置にあると、例えばa1 、a2 からの光は再度ホログ
ラム2に入射し、ホログラムと空気との界面で全反射さ
れ、一部の回折しない光は透明板状体中を全反射しなが
ら、光源側に戻るが(この光は透明板状体中で減衰する
ので無視してよい)、残りの光は回折効率に従って室内
側へa12’、a22’として回折し、運転者等の支障にな
る。
【0005】そこで、本発明では光源とは反対側の端面
に反射膜3を端面に被覆する場合には、図2に示すよう
に、光源からの光a1 、a2 、a3 などが全反射しなが
ら、ホログラム2に入射角θ’(図2において、厳密に
はガラスとホログラムの屈折率に差があるので、その界
面で屈折し、そのときの角度がθ’であるが、屈折率の
差が実際には小さいので、図示していない)で照射され
た光はほとんど後方にa12、a22などとして回折され
て、後続車などに視認されるが、回折されない光はホロ
グラムと空気との界面、透明板状体と空気との界面(光
a3 の場合のみ)で全反射されて光a1 、a2 、a3 と
も端面に被覆した反射膜3に直接到達し、ホログラムと
は反対側の透明板状体表面で全反射しながら、光源側に
戻るが、いずれの光a13、a23、a33もホログラム2を
外れており、不要な回折を完全に防ぐことができる。
に反射膜3を端面に被覆する場合には、図2に示すよう
に、光源からの光a1 、a2 、a3 などが全反射しなが
ら、ホログラム2に入射角θ’(図2において、厳密に
はガラスとホログラムの屈折率に差があるので、その界
面で屈折し、そのときの角度がθ’であるが、屈折率の
差が実際には小さいので、図示していない)で照射され
た光はほとんど後方にa12、a22などとして回折され
て、後続車などに視認されるが、回折されない光はホロ
グラムと空気との界面、透明板状体と空気との界面(光
a3 の場合のみ)で全反射されて光a1 、a2 、a3 と
も端面に被覆した反射膜3に直接到達し、ホログラムと
は反対側の透明板状体表面で全反射しながら、光源側に
戻るが、いずれの光a13、a23、a33もホログラム2を
外れており、不要な回折を完全に防ぐことができる。
【0006】この条件を満足する端面と反射膜の位置は
図2においてはホログラムの端部であるV2 とホログラ
ムの端部に入射した光a1 が、ホログラム2で回折され
ずに、全反射された光がホログラムとは反対側の透明板
状体表面と交わる点であるV 3 の範囲にあればよい。図
2に示す例はnが0の場合であり、nがさらに2までの
場合については、図3の斜線に示すような範囲に端面と
反射膜30 、31 、3 2 を配置させると光源からの光が
ホログラム2で回折されずに、全反射しながら進行する
経路(斜線で示す)内を戻ることはないのでホログラム
に再度入射することを完全に防ぐことができる。
図2においてはホログラムの端部であるV2 とホログラ
ムの端部に入射した光a1 が、ホログラム2で回折され
ずに、全反射された光がホログラムとは反対側の透明板
状体表面と交わる点であるV 3 の範囲にあればよい。図
2に示す例はnが0の場合であり、nがさらに2までの
場合については、図3の斜線に示すような範囲に端面と
反射膜30 、31 、3 2 を配置させると光源からの光が
ホログラム2で回折されずに、全反射しながら進行する
経路(斜線で示す)内を戻ることはないのでホログラム
に再度入射することを完全に防ぐことができる。
【0007】こられの範囲は図2、図3から明らかなよ
うに、n・t・tanθ<l’<(n+1)・t・ta
nθ−l(nは0を含む正の整数)となる。この場合、
端面に表面凹凸があるとこの部分で散乱して光が漏れる
恐れがあるので、平滑な面としたほうがよく、この端面
から透過しても支障がない場合には端面は反射膜を被覆
する必要がないが、表示装置を室内に設ける場合など、
一般的には端面を透過した光は目障りになるので、この
部分には反射膜を被覆して、透過する光がなく、ほとん
どこの端面で反射するようにすると、ホログラムに再入
射しないで透明板状体を全反射しながら光源側に戻る光
は途中で減衰するので無視でき、不要な光は室内側に漏
れたり、端面から漏れたりすることはない。
うに、n・t・tanθ<l’<(n+1)・t・ta
nθ−l(nは0を含む正の整数)となる。この場合、
端面に表面凹凸があるとこの部分で散乱して光が漏れる
恐れがあるので、平滑な面としたほうがよく、この端面
から透過しても支障がない場合には端面は反射膜を被覆
する必要がないが、表示装置を室内に設ける場合など、
一般的には端面を透過した光は目障りになるので、この
部分には反射膜を被覆して、透過する光がなく、ほとん
どこの端面で反射するようにすると、ホログラムに再入
射しないで透明板状体を全反射しながら光源側に戻る光
は途中で減衰するので無視でき、不要な光は室内側に漏
れたり、端面から漏れたりすることはない。
【0008】また、以上の説明では、条件式の基礎にな
るlについてホログラムに照射される照明光の範囲とし
たが、この範囲lはホログラムの幅より若干大きめであ
るが、その差が小さいのでホログラムの幅としてもよ
い。
るlについてホログラムに照射される照明光の範囲とし
たが、この範囲lはホログラムの幅より若干大きめであ
るが、その差が小さいのでホログラムの幅としてもよ
い。
【0009】
【実施例】以下、図面を参照しながら、本発明を詳細に
説明する。図1は本発明の実施例におけるホログラフィ
ック表示装置を示す要部概略図、図2は実施例における
光の経路を示す要部断面図、図3はnが0から3までの
光の経路を示す要部断面図である。
説明する。図1は本発明の実施例におけるホログラフィ
ック表示装置を示す要部概略図、図2は実施例における
光の経路を示す要部断面図、図3はnが0から3までの
光の経路を示す要部断面図である。
【0010】図1を参照しながら、車両用の後部窓ガラ
スとは別に、ホログラム2が接着された板ガラスなどの
透明板状体1を別置きタイプのハイマウントストップラ
ンプとして応用したホログラフィック表示装置であっ
て、透明板状体1の端面に反射膜3を被覆した場合につ
いて例示する。
スとは別に、ホログラム2が接着された板ガラスなどの
透明板状体1を別置きタイプのハイマウントストップラ
ンプとして応用したホログラフィック表示装置であっ
て、透明板状体1の端面に反射膜3を被覆した場合につ
いて例示する。
【0011】厚さが例えば15mmの板ガラスなどの透
明板状体1を複数枚重ねて、先頭と再後尾の透明板状体
の露出している表面部分と複数枚全ての光源側になる一
方の片側の端面をマスキングしてクロム膜を通常のスパ
ッタリング法により複数枚の全ての他方の端面にクロム
の反射膜3を被覆する。
明板状体1を複数枚重ねて、先頭と再後尾の透明板状体
の露出している表面部分と複数枚全ての光源側になる一
方の片側の端面をマスキングしてクロム膜を通常のスパ
ッタリング法により複数枚の全ての他方の端面にクロム
の反射膜3を被覆する。
【0012】一方、ポリエチレンテレフタレートなどの
基材フィルムにフォトポリマーなどの感光材を塗布した
乾板に、図示しない例えば緑色を発振するレーザー光源
からの光を2分割し、2方向からの光を照射し、干渉縞
を形成し、その後通常の現像処理をして得られた縦80
mm×横200mmのホログラム2によりポリエチレン
テレフタレートが最上部(保護層)になるように、前記
方法で得られた端面に反射膜が形成された透明板状体1
の一枚に接着する。
基材フィルムにフォトポリマーなどの感光材を塗布した
乾板に、図示しない例えば緑色を発振するレーザー光源
からの光を2分割し、2方向からの光を照射し、干渉縞
を形成し、その後通常の現像処理をして得られた縦80
mm×横200mmのホログラム2によりポリエチレン
テレフタレートが最上部(保護層)になるように、前記
方法で得られた端面に反射膜が形成された透明板状体1
の一枚に接着する。
【0013】このようにして得られた透明板状体1を車
両用の後部窓ガラス4に近接して装着し、リアパーセル
5の下部に隠蔽して反射鏡、赤色の光を透過させるフィ
ルターなどを含む光源6を設けるとともに、プリズム7
を透明板状体1に密着させるように設ける。
両用の後部窓ガラス4に近接して装着し、リアパーセル
5の下部に隠蔽して反射鏡、赤色の光を透過させるフィ
ルターなどを含む光源6を設けるとともに、プリズム7
を透明板状体1に密着させるように設ける。
【0014】このように構成されたホログラフィック表
示装置において、光源から、赤色の光を出射すると、プ
リズム7を介して透明板状体に導入され、透明板状体中
を全反射角θが臨界角41.8°を越える角度で全反射
しながら進行し、表示用ホログラム2で矢印の方向に回
折されて、後続車の目8などに赤色の光が視認される。
示装置において、光源から、赤色の光を出射すると、プ
リズム7を介して透明板状体に導入され、透明板状体中
を全反射角θが臨界角41.8°を越える角度で全反射
しながら進行し、表示用ホログラム2で矢印の方向に回
折されて、後続車の目8などに赤色の光が視認される。
【0015】このとき、ホログラム2に照射される範囲
lはホログラムの幅と同じ80mmとし、全反射角θを
80°とすると、透明板状体におけるホログラム端部か
ら透明板状体のエッジまでの距離l’はnが0の場合に
l’<t・tanθ−lの条件式から5mmより小さく
すればよく、nが1の場合にはt・tanθ<l’<2
t・tanθ−lの関係から85mm<l’<90mm
の範囲に、nが2の場合170.1mm<l’<17
5.2mmの範囲に、nが3の場合255.2mm<
l’<260.2mmの範囲に、以下、nが増加した場
合にはこの条件式を満足する範囲にすればよいが、nが
大きくなると途中の光の減衰も大きくなり無視できるよ
うになる。
lはホログラムの幅と同じ80mmとし、全反射角θを
80°とすると、透明板状体におけるホログラム端部か
ら透明板状体のエッジまでの距離l’はnが0の場合に
l’<t・tanθ−lの条件式から5mmより小さく
すればよく、nが1の場合にはt・tanθ<l’<2
t・tanθ−lの関係から85mm<l’<90mm
の範囲に、nが2の場合170.1mm<l’<17
5.2mmの範囲に、nが3の場合255.2mm<
l’<260.2mmの範囲に、以下、nが増加した場
合にはこの条件式を満足する範囲にすればよいが、nが
大きくなると途中の光の減衰も大きくなり無視できるよ
うになる。
【0016】また、透明板状体の厚さtを20mm、ホ
ログラムの幅lを65mm、全反射角θを75゜とする
と、透明板状体におけるホログラム端面から透明板状体
のエッジまでの距離l’はnが0の場合にl’<t・t
anθ−lの条件式から9.6mmより小さくすればよ
く、nが1の場合にはt・tanθ<l’<2t・ta
nθ−lの関係から74.6mm<l’<84.2mm
の範囲に、nが2の場合149.2mm<l’<15
8.8mmの範囲に、nが3の場合223.8.2mm
<l’<233.4mmの範囲に、以下、nが増加した
場合にはこの条件式を満足する範囲にすればよいが、n
が大きくなると途中の光の減衰も大きくなり無視できる
ようになる。
ログラムの幅lを65mm、全反射角θを75゜とする
と、透明板状体におけるホログラム端面から透明板状体
のエッジまでの距離l’はnが0の場合にl’<t・t
anθ−lの条件式から9.6mmより小さくすればよ
く、nが1の場合にはt・tanθ<l’<2t・ta
nθ−lの関係から74.6mm<l’<84.2mm
の範囲に、nが2の場合149.2mm<l’<15
8.8mmの範囲に、nが3の場合223.8.2mm
<l’<233.4mmの範囲に、以下、nが増加した
場合にはこの条件式を満足する範囲にすればよいが、n
が大きくなると途中の光の減衰も大きくなり無視できる
ようになる。
【0017】以上、好適な例で説明したが、本発明はこ
れらに限定されるものではなく、種々の応用が可能であ
る。反射膜について、クロム膜以外にも、真空蒸着法に
より形成されるアルミ膜、屈折率が1.4のシリカ(S
iO2 )と屈折率が2.2のチタニア(TiO2 )の混
合割合を適当に選択してゾルゲル法などにより成膜した
特定波長の光を反射する波長選択膜などを使用すること
ができる。
れらに限定されるものではなく、種々の応用が可能であ
る。反射膜について、クロム膜以外にも、真空蒸着法に
より形成されるアルミ膜、屈折率が1.4のシリカ(S
iO2 )と屈折率が2.2のチタニア(TiO2 )の混
合割合を適当に選択してゾルゲル法などにより成膜した
特定波長の光を反射する波長選択膜などを使用すること
ができる。
【0018】透明板状体について、板ガラス以外にも透
明なアクリル板、ポリカーボネート板などのプラスチッ
ク材料など各種の透明板状体を使用することができ、そ
の用途も車両などの乗り物用の窓ガラス、あるいは建築
用の窓ガラス、間仕切などにホログラムを接着した場合
にも応用することができ、その表示も無地の表示以外に
も、文字、図形などの立体表示なども行うことができ
る。
明なアクリル板、ポリカーボネート板などのプラスチッ
ク材料など各種の透明板状体を使用することができ、そ
の用途も車両などの乗り物用の窓ガラス、あるいは建築
用の窓ガラス、間仕切などにホログラムを接着した場合
にも応用することができ、その表示も無地の表示以外に
も、文字、図形などの立体表示なども行うことができ
る。
【0019】したがって、光源も各種のランプを採用す
ることができ、設置場所も上方に取りつけてもよく、建
築用窓ガラスなどに応用する場合には、天井裏、床下な
どにも取りつけることができる。
ることができ、設置場所も上方に取りつけてもよく、建
築用窓ガラスなどに応用する場合には、天井裏、床下な
どにも取りつけることができる。
【0020】
【発明の効果】本発明はライトガイド式のホログラフィ
ック表示装置であって、再生時に不要な光が洩れること
を防止することができるものであり、安全上も好ましい
ものである。
ック表示装置であって、再生時に不要な光が洩れること
を防止することができるものであり、安全上も好ましい
ものである。
【図1】本発明の実施例におけるホログラフィック表示
装置を示す要部概略図である。
装置を示す要部概略図である。
【図2】実施例における光の経路を示す要部断面図であ
る。
る。
【図3】実施例におけるnが0から3までの光の経路を
示す要部断面図である。
示す要部断面図である。
1 透明板状体 2 ホログラム 3 反射膜 4 車両用の後部窓ガラス 5 リアパーセル 6 光源 7 プリズム 8 目
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平6−55973(JP,A) 特開 昭62−74175(JP,A) 特開 平6−48245(JP,A) 特開 平7−20321(JP,A) 特開 昭62−146443(JP,A) 特開 平4−228329(JP,A) 特開 平3−121943(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02B 5/32 G03H 1/22 G02B 27/02
Claims (2)
- 【請求項1】厚さがtの透明板状体に該透明板状体の一
方の端部近傍に配設された光源からの光をプリズムある
いは導入用ホログラムを介して導入し、該透明板状体中
を全反射角をθとして全反射させながら、該透明板状体
に端部からl’離して接着された表示用ホログラムにl
なる範囲で照射し、その回折により表示させるホログラ
フィック表示装置において、n・t・tanθ<l’<
(n+1)・t・tanθ−l(nは0を含む正の整
数)なる関係を満足するようにしたことを特徴とするホ
ログラフィック表示装置。 - 【請求項2】透明板状体の端面に反射膜を形成するよう
にしたことを特徴とする請求項1記載のホログラフィッ
ク表示装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11871494A JP3312706B2 (ja) | 1994-05-31 | 1994-05-31 | ホログラフィック表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11871494A JP3312706B2 (ja) | 1994-05-31 | 1994-05-31 | ホログラフィック表示装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07325222A JPH07325222A (ja) | 1995-12-12 |
JP3312706B2 true JP3312706B2 (ja) | 2002-08-12 |
Family
ID=14743288
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11871494A Expired - Fee Related JP3312706B2 (ja) | 1994-05-31 | 1994-05-31 | ホログラフィック表示装置 |
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Country | Link |
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JP (1) | JP3312706B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113687584B (zh) * | 2020-05-18 | 2022-11-22 | 京东方科技集团股份有限公司 | 显示装置及其制备方法和智能魔镜 |
-
1994
- 1994-05-31 JP JP11871494A patent/JP3312706B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Publication date |
---|---|
JPH07325222A (ja) | 1995-12-12 |
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