JPH03121943A - 表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は表示装置に関し、特に情報表示用として所定の
情報が記録されている回折格子を例えば自動車の後方窓
（リヤーウィンドウ）の透明部に設け、該回折格子を照
明手段で照明したとき該回折格子からの反射回折光に基
づく情報を車外に向けて表示するようにした表示装置に
関するものである。

（従来の技術） 従来より体積位相型回折格子やレリーフ型回折格子を利
用して情報を表示するようにした表示装置は、例えば所
定方向に対して明るい表示が出来る為、種々の表示装置
に用いられている。このような装置として例えば自動車
のブレーキランプ警告やパーキングランプ警告等の情報
を後方窓（リヤーウィンドウ）の一部に表示し、後続車
の運転者に表示するようにした表示装置が考えられる。

この自動車用の表示装置においては第６図（Ａ）に示す
ように情報表示用の回折格子５を照明する照明光源２は
比較的広い空間のある後部座席の背もたれ部付近に配置
される。

同図においてはリヤーウィンドウとしての透明基板４の
内側の一部に情報表示用の回折格子５を配設している。

尚６は屋根、７は後部ボンネットである。このとき回折
格子５としては例えば表面凹凸によるレリーフ型回折格
子や光の透過率が変調されている吸収型回折格子、そし
て高い透過率と高い回折格子（表示輝度）とを両立させ
た体積位相型回折格子等がある。

同図においては照明１段としてのハロゲン電球２からの
光束工０を凸レンズ３により集光し回折格ｆ５を照射し
ている。回折格子５に入射した光束のうちブラッグ条件
を満足する波長の光は高い回折効率で回折し射出して光
束１１となり、該光束１１に基つく情報は後続車の運転
者５１により観察される。

（発明か解決しようとする問題点） しかしながらこのような構成の表示装置は日中屋外で運
転したり、夜間照明用の街路灯の丁で運転したりする場
合、次のような問題点が生じてくる。例えば第６図（Ｂ
）に示すように口中運転する場合、太陽８からの光束工
２が回折格子５に入射してくる場合がある。このとき回
折格子５では第６図（Ａ）の場合と光の進行方向は逆向
きである点を除き全く同一の光学配置となる。従って太
陽８からの光束１２は回折格子５で回折されて光束１３
となり中白の運転者方向へと向かう。

一般に乗用中白のルームミラーは後続車を観察可能な角
度に設定されている。＝方、表示用光束１１は後続車の
運転者５１に明るく表示されるように設定されているの
で第６図（Ｂ）において回折された光束１３による光源
の像９は後続車の運転者５１に重なってくる。

この為、この光源像９はルームミラーの視野の中心部に
生じ、運転者を眩惑してしまい運転に！Ｒ大は支障を生
じてしまうという問題点がある。同様な問題点は自動中
に限らす、例えば歩道に而した商店等のショーウィンド
ウに情報表示用の回折格子を配設し、この回折格子を室
内に置かれた照明装置でト方に向けて照明している場合
にも同様に生じてくる。即ち屋外からの直射日光がショ
ーウィンドウに差込むと回折光か屋内に向けて水平力向
に生じ屋内で作業している人の眼に入射しイ］事の妨げ
になったり、ショーウィンドウの表示の効果を損ねてし
まう等の問題点が生じてくる。

本発明は回折格子を利用して情報表示を行う際に外部の
太陽光や街路灯からの輝度の高い光源からの不要光によ
り観察１−不都合な回折光が観察者に入射するのを防止
し、良好なる状態で情報表示の観察ができる表示装置の
提供を目的とする。

（問題点を解決するための手段） 本発明の表示装置は、情報表示用の回折格子を透明光学
部材の−・部に−・体的に設け、照明手段からの光束で
該回折格ｒを所定角度から照明し、該回折格子で回折さ
れた光を利用して情報表示を行なう表示装置において、
該照明手段からの光束のうち該透明光学部材の表面に配
設された光束角度偏向部材により臨界角を越えた光束で
該回折格子を照明するようにしたことを特徴としている
。

（実施例） 第１図は本発明を自動車の後方窓（リヤーウィンドウ）
に適用したときの第１実施例の光学系の要部概略図であ
る。同図において４は透明光学部材であり、略平行な平
面板より成っており、後方窓に相当している。５は反射
型の体積位相型回折格子でり、透明光学部材４の一部に
一体的に固設されている。２０は３角形状のプリズムで
あり、その斜面２０ｂは透明光学部材４の一部に貼着さ
れており、又一方の面２０ａは光束の入射面となってい
る。１９は角度制限要素であり、プリズム２０の入射面
２０ａに同着されており、平行状態の光束が入射してく
るようにしている。

本実施例では角度制限要素１９を所定の角度よりも大き
な傾き角の光束を遮断するために光束を吸収する黒色の
衝立を縦横に複数組合わせて構成している。３はコリメ
ーターレンズであり、白熱電球等から成る光源２からの
光束を平行光束にしている。光源２、コリメーターレン
ズ３、そしてプリズム２０は照明手段１の一要素を構成
している。

本実施例では光源２からの光束をコリメーターレンズ３
で略平行光束とし、角度制限要素１９を介して良好なる
平行光束のみをプリズム２０の入射面２０ａより入射さ
せた後、透明光学部材４の入射面４ａより入射させてい
る。

そして透明光学部材４に入射した平行光束１゜を透明光
学部材４の空気との境界部（裏面）４ｂて全反射させて
いる。即ち透明光学部材４の材質の屈折率を１．５２と
したとき臨界角は４２度となるので、この臨界角よりも
大きな入射角で光束１０が裏面４ｂに入射するように各
要素を設定している。これにより光束１０５が境界面（
裏面）４ｂで殆と全反射するようにしている。

そして全反射した光束１０を必要に応じて透明光学部材
４の入射面４ａ側で更に全反射を繰り返した後、反射型
の回折格子５に入射させている。

そして回折格子５で反射回折した光束を透明光学部材４
により射出させ光束１１として、例えば後続車の運転者
５１へと導光している。これにより回折格子５に基づく
情報が運転者５１により観察されるようにしている。

方、回折格子５で回折されなかった光束１０ａは透明光
学部材４中を全反射しながら進み、端部から射出又は端
部の吸収部で吸収される。

本実施例においては同図に示すように回折格子５を臨界
角よりも大きな角度で照明し、後方への情報表示を行っ
ている。このようにして運転者に向かって不要な光束を
発生するような光源が透明光学部材４の端面に位置した
ときでしか生じないようにしている。

通常、自動車等で後方窓（リヤーウィンドウ）は遮光性
の弾性体を介して車体に取付けられている為、端部から
不要な光束が入射することは殆どない。従って本実施例
によれば運転者に向かう不必要な回折光は殆ど発生しな
い。

又、本実施例においては車体からの照明光束が種々の方
向から入射した場合においても回折格子５により高い効
率で回折される光束は殆どの場合、透明光学部材４の表
面で全反射される角度で入射する為、車内及び車外のい
ずれの方向にも不都合な回折光は殆ど生じないようにす
ることができる。

第２図は第１図の透明光学部材４と回折格子５に入射す
る光束の拡大説明図である。同図においては光束１０は
回折格子５を入射角θ、　　′＝４５度で照明している
。回折格子５は角度φ＝５．１度傾いた格子を有してお
り、このとき光束は角度θ、、　′＝３４．７度の方向
に反射回折され裏面４ｂより射出角θ２−６０度で空気
中に射出する。

第３図は本発明に係る体積位相型回折格子５をイメージ
ホログラムとして作製する場合の一実施例の光学系の要
部概略図である。

同図ではＡｒレーザ（不図示）からの波長０．４８８μ
ｍ又は波長０．５１４５μｍの２つに分割された光束の
うち、一方の光束は平行光束９０として広げられプリズ
ム１０１、インデックスマツチング液１０２を介して透
明基板３１面一ヒのホログラム感光材料５ａに入射する
。ここでホログラム感光材料５ａとしては例えばビニル
カルバゾール系重合体を主体とし、種々の増感材により
増感を行フたものが適用可能である。

Ａｒレーザからの他方の光は拡大されて表示情報（不図
示）のマスクを照明した後、結像レンズ９２により光束
９１とし、プリズム１０３、インデックスマツチング液
１０４、そして透明基板３１を介してホログラム感光材
料５ａに入射する。

ここでマスクがホログラム感光材料５ａ面上に結像され
ている場合はイメージホログラムとなって、どのような
照明下においてもボケの無い良好なる表示情報が観察さ
れる。

一方、マスクの像を適当な距離を離して結像することに
より、基板面より離れた場所に情報を表示することが出
来、レンチキュラーシート等を光路中に配置すれば視域
を拡大させたレインボーホログラムを得ることができる
。

第４図は本発明の第２実施例の光学系の要部概略図であ
る。同図において４５は光学部材であり、光束導入部材
４４と回折格子３１とを一体化した部材より構成してい
る。

光束導入部材４４は光源２からの光束を透明光学部材４
に導入する為のものであり入射面４４ａが集光性の凸面
より成り、又斜面４４ｂは平面で透明光学部材４に貼着
されている。回折格子４１はレリーフ型回折格子より成
っている。又回折格子４１の面上には高屈折率物質等を
蒸着した反射膜４３が施されており、その面には回折格
子４１ど屈折率を略等しくした接着剤４２によりカバー
板４０が貼着されている。光束導入部材４４と回折格ｒ
−４１は一体に成形したプラスデック光学部品等から成
っている。

本実施例では光源２からの光束は光束導入部材４４の入
射面４４ａより人射し、略平行光束１０となり透明光学
部材４に人射し、裏面４ｂで全反射した後に回折格子４
１を照明している。

同折格ｆ−４１の格子面は第２図に示したのと同様に約
５．１皮類いており、格子の各面で反射した光束は第１
図と同様に透明光学部材４から光束１１として射出し、
後続車の運転者に導光される。これにより回折格子４１
に基づく情報が後続車の運転者により観察されるように
している。

方、回折格子４１と接着剤４２とは屈折率が略一致して
いる為、透過光には回折が生じず直進光は透明光学部材
４中で全反射を繰り返して端部に導光される。

本実施例において回折格子４１としては機械加工やフィ
トレジスト層にイメージホログラムやレインボーホログ
ラムを露光現像して金型に転写１ノで作ることかできる
。又表示情報もホログラム画像自身かあるいは反射膜４
３のパターンを用いて記録することができる。

本実施例では光学部材４５として、単　のプラスチック
光学部品をインジェクション又はコンプレッション法に
より量産性良く生産することかできるという特長を有し
ている。又プラスチックの素材としてはアクリル等の測
高屈折率で対湿時＋Ｌに優れたポリカーボネイト等が使
用１能である。

第５図は本発明の第３実施例の光学系の要部概略図であ
る。同図において５２は光束導入部てあり、適当な面内
どツチとブレーズ波長を持ったフィルム状の格子より成
り、入射光束はこの格子により回折されて例えば１次回
折光か透明光学部材４中に導入され照明用光束として用
いられる。

１ 本実施例では光源２からの光束は光束導入部５２で透過
回折されて透明光学部材４に入射する。そして透明光学
部材４の裏面４ｂで全反射して情報表示用の回折格ｆ５
１を照明する。表示情報に対応した格子面に入射した光
束は反射回折され、透明光学部材４の外に射出して光束
１１となり、後続車の運転者に導光される。これにより
前述と同様に回折格ｆ−５１に基づく情報が後続車の運
転者により観察される。

本実施例では回折格Ｙ−５１は前述のレインボーホログ
ラムであっても良く、又図示したように表示に必要な領
域にのみ回折格子を形成したものであっても良い。又必
要に応じて回折格子５１面一にに反射膜を形成すれば回
折効率を向１−させることかできるので好ましい。

本実施例において回折格子・５１で回折されずに点線で
示すように直進する光束が生じ、後方から観察されて不
都合な場合が生じるときは不透明、又は低い透過千の光
学部材２９を透明光学部材４の裏面の　部に配設するの
が良い。このとき光学　２ 部材２９の屈折率を適当に低いものとすると全反射光束
はそのままで光量損失を生じることはなく、又例えば光
学部材２９を赤色光たけ透過する色フィルターとすれば
、後方から光源２が的接赤い表示として観察される。

本実施例においては透明光学部材の一面にレリーフ型回
折格子を加工したフィルム部材と光源を用いるたけで臨
界角を越える角度から情報表示用の回折格子を照明し、
後方から情報表示を観察することのできる表示装置を実
現している。

又、本実施例では超薄型、かつ軽量で、しかも完成した
自動車の後方窓に容易に装着することができる等の特長
を有した表示装置を実現することを可能としている。

尚、以トの各実施例は自動車の後方窓に適用した場合を
示したが本発明はそのままショーウィンドウ等にも同様
に適用することができる。

尚、実施例の説明においては、照明光束か裏面で１回全
反射する場合を示したが、これは表・裏面で各１回全反
射する光束を用いたり、より多数回の全反射をした光で
照明することも可能であることはいうまでもない。

（発明の効果） 本発明によれば透明光学部材と情報表示用の回折格子を
適切に組合わせ、かつ照明手段からの光束で臨界角を越
える角度から該回折格子を照明することにより、外部の
太陽光や街路灯等の高輝度光源で回折格子が照明されて
も、運転者に向かって有害な回折光が生じることが無く
、常に良好なる状態で情報表示を行うことのできる自動
車用やショーウィンドウ用に好適な表示装置を達成する
ことかできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例の光学系の要部概略図、第
２図は第１図０）回折格子近傍の拡大説明図、第３図は
本発明に係る回折格子の製造方法の実施例の要部概略図
、第４．第５図は各々本発明の第２．第３実施例の光学
系の要部概略図、第６図（Ａ）　、　（Ｂ）は自動車の
後方窓に情報表示用の回折格子を設けたときの説明図で
ある。 図中、１は照明手段、２は光源、３はコリメタ−レンズ
、４は透明光学部材、５，４１．５１は情報表示用の回
折格子、８は太陽、１０は照明光束、１１は表示用光束
、５１は観察者、１９は角度制限要素、２０はプリズム
、４４．５２は光束導入部材である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）情報表示用の回折格子を透明光学部材の一部に一
   体的に設け、照明手段からの光束で該回折格子を所定角
   度から照明し、該回折格子で回折された光を利用して情
   報表示を行なう表示装置において、該照明手段からの光
   束のうち該透明光学部材の表面に配設された光束角度偏
   向部材により臨界角を越えた光束で該回折格子を照明す
   るようにしたことを特徴とする表示装置。