JPH05113742A

JPH05113742A - ホログラムを用いた表示装置

Info

Publication number: JPH05113742A
Application number: JP27392991A
Authority: JP
Inventors: Kazutoshi Koie; 和俊鯉江; Shinji Nanba; 晋治難波
Original assignee: NipponDenso Co Ltd
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1991-10-22
Filing date: 1991-10-22
Publication date: 1993-05-07

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】太陽光のごとき外部光によっては再生され
ず、専用の光源によってのみ明るいホログラム像を再生
するようにした表示装置を提供する。【構成】自動車のリアウィンド２の内部に封入された
ホログラム１は、リアウィンド２の下端近傍に配置した
ランプ６、反射鏡５、フィルタ４、プリズム３から成る
再生用光源から出て、リアウィンド２のガラス面で全反
射した光が入射すると明るい像を再生し後方から見やす
いように配設されている。従って再生用光源のランプ６
の点滅により文字やパターンを表示したり消したりする
ことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はホログラムを用いた表示
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の装置としては、特公表１
−５０２４６５号公報に記載されたものがある。

【０００３】これは、透明なホログラムを自動車の後窓
の内側に設置して再生用光源からの再生光をホログラム
に入射させ、該ホログラムに記録されたホログラム像、
例えば停止灯像を後窓の外側に反射させ、後方の車両に
報知するようにしている。

【０００４】また、後窓の端から光ファイバーによりホ
ログラム層内に光入射し、特定の波長のみを車両の後方
に反射して停止灯や、メッセージを表示している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来では、外部光の影
響を受けてホログラム像が再生され、また光ファイバー
を用いたのでは、大容量の光でないと再生されるホログ
ラム像の明るさが不十分である。

【０００６】本発明は太陽光のごとき外部光によっては
ホログラムのホログラム像が再生されないようにすると
ともに、明るいホログラム像の再生を行うことのできる
表示装置を提供しようとするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は全反射角度で入
射する光でホログラム像を再生するホログラムと、該ホ
ログラムが設置され、かつ内部が導光路として機能する
基体と、再生光を基体へ入射させるとともに、該再生光
を基体の内部で全反射角度で反射してホログラムに入射
させるように設定された再生用光源と、を具備し、再生
用光源は、その光源から出射した光の大部分が基体へ入
射するように設定されているという技術的手段を採用す
るものである。

【０００８】本発明は、自動車に適用してもよく、その
場合には自動車の後窓にホログラムを設置し、再生用光
源は運転車の視界領域から外れた位置に設置する。本発
明において、基体、自動車の後窓に対して全反射角度で
再生用光源からの再生光を入射させるためには、プリズ
ムを用いるとよい。プリズムの採用によって再生用光源
からの光を反射させて基体、後窓に入射させることがで
き、例えば基体、後窓の端面から光を入射させる場合の
ように再生用光源の設置が困難な場合に適している。な
お、プリズムは、再生用光源の出射側と基体、自動車の
後窓の光の入射側との間に位置させる。

【０００９】本発明によれば、再生用光源はランプと反
射鏡とにより構成されており、反射鏡の反射面は楕円反
射面と円反射面との組合せがよい。円反射面で反射した
光はランプ側を通過して楕円反射面に到り、ここで再度
反射されるが楕円反射面であるため、再びランプ側に至
ることはなく反射鏡外部に出射していく。そのため、集
光性がよく、多くの光を基体、後窓に導くことができる
本発明においては、全反射角度は４５°〜７５°の範囲
がよい。この範囲によれば、ホログラム像を停止灯また
は停止表示像の色である赤色に対応した波長帯域に合致
する。従って、かかる全反射角度に設定されるように上
記の再生用光源の反射鏡の反射面の設定、該光源の、基
体、後窓に対する設置角度、プリズムの反射角度の設定
を行う必要がある。

【００１０】本発明においては、フィルタを再生用光源
の光の出射側に配置して更に特定波長帯域の光のみ通す
ようにしてもよい。かかるフィルタにより、赤色による
停止灯または停止表示像の一層の赤色感（にじみのない
赤色感）が得られる。

【００１１】本発明のホログラムは、ホログラム乾板と
ホログラム像となる被写体とを接触した状態で露光した
ものにより構成するとよい。かかる構成によれば、再生
像であるホログラム像の輪郭が極めてシャープとなる。
従って、例えば停止表示像をホログラム像とすることに
より、その像が鮮明となり、視認性が向上する。

【００１２】

【作用】本発明では、ホログラムは全反射角度でホログ
ラム像を記録したものにより構成し、かつ基体、自動車
の後窓の内部に全反射角度で再生用光源の光を入射させ
る。そして、ホログラムは、それに全反射角度で光が入
射して初めてホログラム像を再生する。このため、全反
射角度の設定によって外部光がホログラムに入射し、所
定以外の像が再生されることをを回避することができ
る。従って、再生用光源からの光の入射がない場合には
ホログラム像が再生されないので、誤表示を防ぐことが
できる。

【００１３】また、ホログラムに対して再生用光源から
の光の大部分が入射されるため、ホログラム像の明るい
再生を行うことができ、視認性の点で優れる。

【００１４】

【発明の効果】以上要するに、本発明によれば、ホログ
ラム像の誤表示とホログラム像の視認性に優れた再生を
行うことができる。

【００１５】

【実施例】図１は表示装置の全体を示し、図２は図１の
部分拡大図を示す。また、図３は自動車を後方見た図を
示し、図４は後続車と自車との関係を示す図である。

【００１６】図１および図２において、１はホログラ
ム、２は自動車の後窓、３はプリズム、４はフィルタ、
５は反射鏡、６はランプ、７は後席、８はトレイ、９は
集光点、１０は後続車を示す。

【００１７】ホログラム１にはホログラム像を再生する
ための干渉縞１ａが記録されており、透明である。該ホ
ログラム１は後窓２の内部に例えばポリビニルブチラー
ル等の透明な接着剤にて接着され、かつ封入されてい
る。

【００１８】プリズム３および再生用光源５、６は運転
車の視界領域から外れた位置である例えばトレイ８の下
方に配置されている。プリズム３は後窓２の下端の側方
に配置され、例えば紫外線硬化型の耐熱性光学接着剤に
より接着されている。プリズム３の側面には例えばアル
ミニウム、銀等を蒸着にて形成してなる反射面３ａが形
成してある。

【００１９】再生用光源５、６はプリズム３の斜面側に
設置されている。再生用光源５、６から出射される光は
後窓２に対して全反射角度で入射するように設定されて
いるが、その出射光はプリズム３の反射面３ａにて反射
され、後窓２に入射する。

【００２０】再生用光源５、６の反射鏡は楕円反射面５
ａと円反射面５ｂとにより構成され、光の出射側に円反
射面５ｂが位置している。ここで、ホログラム１に光が
設定値以外の角度で入射した場合には、再生波長のシフ
トが起こる。正規の波長λを、干渉縞と入射光とのなす
角度をｕ、シフトした波長をλ’、その時の干渉縞と入
射角とのなす角度をｕ’とすると、ブラッグの条件よ
り、

【００２１】

【数１】λ’＝（Ｓｉｎｕ’／Ｓｉｎｕ）で表すことができる。この条件に合うように光を効率よ
く後窓２の内部に入射させる必要がある。反射鏡５はこ
の条件を満足するように楕円反射面５ａと円反射面５ｂ
とにより構成されている。

【００２２】そして、後窓２内の光束の広がり角度αは
後窓２の材質であるガラスの全反射角度とブラッグ条件
とにより約３０°に設定されている。また、全反射角度
ｉは約４５°〜７５°に設定されている。ここで、全反
射角度とは、ガラスのごとき高屈折率な媒質ｎ₁から空
気のような低屈折率な媒質ｎ ₂へ光が入射する時に全て
の光が反射される現象であり、

【００２３】

【数２】Ｓｉｎｉ≧（ｎ₁／ｎ₂）の条件で全反射が起きる。そして、ｎ₁を１．５、ｎ₂
を１．０とすると、ｉ≧４１°４８’となる。該ｉはガ
ラスと空気との界面の法線と、ガラスへの入射光線との
なす角度である。

【００２４】本実施例では全反射角度は、ブラッグ条件
から４５°〜７５°がよい。下限は、ガラスと空気との
屈折率を考慮して計算した全反射角度（ｉ）≧４１°４
８’に余裕を持たせたものである。上限は、例えばガラ
ス表面に水滴が付着した場合を考えると、水の屈折率を
１．３とすると全反射角度は（ｉ）≧６０°となるこ
と、ならびに黄色っぽい赤色までカバーする全反射角度
は７５°となることから、７５°に設定すれば水滴が付
着しても殆どの光は後窓２の内部を反射し（全反射）、
しかもホログラム１に入射してホログラム像が再生され
た場合の色相としては赤色となる。

【００２５】ホログラム１は次の方法により製造され
る。図５および図６において、図５は露光方法を示し、
図６は図５のホログラム乾板の部分の拡大図である。図
５および図６において、１１はレーザ光の光源であり、
該レーザ光は例えばホログラム１の再生光が赤色となる
ような特定波長のものである。１２はハーフミラー、１
３および１６はミラー、１４、１５および１７は対物レ
ンズ、１８はホログラム乾板、１９および２０はプリズ
ム、２１は図７に示すにように、例えば図「ＳＴＯＰ」
の文字光非透過性の塗料にて印刷された被写体としての
フィルムを示す。

【００２６】具体的にはレーザ光源１１から出射された
レーザ光はハーフミラー１２にて二つの光路に分かれ
る。一方の光は、ミラー１３で反射され対物レンズ１
４、１５によりほぼ平行光に広げられる。かかる光が物
体光となる。他方の光はミラー１６で反射された後、対
物レンズ１７により広げられ、参照光となる。

【００２７】ホログラム乾板１８はその表面に重クロム
酸ゼラチン膜よりなる感光剤が形成されている。そし
て、ホログラム乾板１８は二つのプリズム１９、２０に
ガラスと同じ屈折率の例えばシリコンオイルを介して接
触させる。ここで、プリズム２０は全反射角度にてホロ
グラム乾板１８に参照光が入射するために必要である。
また、プリズム１９はホログラム乾板１８に入射した参
照光が再びホログラム乾板１８の表面で反射されること
によるノイズ像がホログラム乾板１８に記録されるのを
防ぐためのものである。ホログラム乾板１８に入射した
参照光は該乾板１８を通過後はプリズム１９側に進行
し、プリズム１９の表面で反射しても該乾板１８に再び
入射することはない。

【００２８】なお、露光後はホログラム乾板１８には
「ＳＴＯＰ」の文字は露光されず、その背景の部分が露
光されることになる。そして、露光部分は干渉縞が形成
されることになり、ホログラム１は黄色気味の赤色から
純な赤色までに相当する波長の光を少なくとも水平・垂
直方向で±２０°の範囲に反射または回折する。

【００２９】上記再生用光源５、６のランプ６は図８の
ように自動車の停止灯２１と直列に接続され、ブレーキ
ペダル２２を踏んでスイッチ２３を閉じると、停止灯２
１とともにランプ６が点灯されるようにしてある。な
お、２４は電源であるバッテリーを示す。

【００３０】上記構成によれば、自動車走行時にブレー
キペダル２２を踏み、スイッチ２３を閉じると、停止灯
２１とともに再生用光源５、６のランプ６が点灯する。
これにより、ランプ６から出射された再生光は反射鏡５
の楕円反射面５ａに入射し、反射されて集光点９に集ま
る。一方、円反射面５ｂに入射した光は再びランプ６の
フィラメント６ａを通過し、楕円反射面５ａに入射し、
やはり集光点７に集まる。これにより、ブラッグ条件を
満足しながら集光効率を高めることができる。なお、再
生用光源５、６は図２の紙面に対して垂直方向でしかも
ホログラム１の紙面と垂直方向の幅と同じ幅寸法を有し
ているため、集光点７は線ではなく、線状に光が集光す
る。かかる利点は、ホログラム１と光源との距離が近い
関係になっても均一にホログラム１を照明できる点であ
る。

【００３１】再生用光源５、６から出射した光はプリズ
ム３の反射面３ａで反射されて後窓２の側方から全反射
角度にて該後窓２内に入射する。後窓２内に入射した光
はその内部を全反射を繰り返しながら、ホログラム１に
入射する。ホログラム１に入射された再生光はホログラ
ム１のホログラム像を再生させる。これにより、後窓１
には図３に示すように「ＳＴＯＰ」の文字が表示され
る。ここで、ホログラム１には角度選択性があるため、
図４に示すように、運転車が後方を見るときには透明で
あり、このような文字が表示されても後方の視界が妨げ
られることもない。なお、表示がされていない場合には
そもそもホログラム１は透明であるため、後方視界は妨
げられない。

【００３２】そして、「ＳＴＯＰ」の文字がホログラム
１にて再生される場合には、その文字の輪郭が鮮明であ
り、視認性に優れる。これは、上述のように、被写体と
しての文字フィルム２１をホログラム乾板１８に直接接
触した状態で露光するためである。フィルム２１を乾板
１８に対して離した状態で露光すると、波長幅の広い光
を再生光に使った場合、再生時には色収差により文字の
輪郭がぼけることになる。

【００３３】本発明は上述の実施例に限定されず、下記
のごとく種々の変形が可能である。（１）ホログラム像としては停止文字に限らず、停止灯
であってもよく、またその他、自車に係わる情報を後続
車に伝達するための各種メッセージであっても勿論よ
い。

【００３４】（２）ホログラム１は後窓２に封入する必
要はなく、その外側、内側に設置してもよい。（３）ホログラム１は反射型に限らず、透過型であって
もよい。

【００３５】（４）後窓２の内面に透明な基体を設置
し、該基体にホログラム１を設置する方式であってもよ
い。（５）自動車用に限定されず、その後窓をショーウィン
ドーガラスに置換することでもよい。かかる場合にはシ
ョーウィンドーガラスに商品情報を表示することができ
る。そして、昼間時には光源からの光の出射を停止すれ
ばホログラムが透明であるため、客はガラスを介して内
部の商品を見ることができる。一方、夜間においてはホ
ログラムを介して商品情報を表示することができる。そ
の時、ガラス内部の店員はガラスを通して往来の客を見
ることができる。

【００３６】（６）プリズム３の後窓２と接触する側を
後窓２側に凹面とすることにより、発散角が小さくな
り、波長シフトを小さくすることができる。（７）用途によっては、ホログラムは完全に透明でなく
とも若干カラー化されていてもよい。

【００３７】（８）再生用光源は後窓の下方ではなく、
上方に位置させても勿論よい。

【図面の簡単な説明】

【図１】自動車後部の部分断面図である。

【図２】図１の再生用光源部分を拡大して示す断面図で
ある。

【図３】図１において後方から見た状態を示す図であ
る。

【図４】図１において後続車を見た状態を示す図であ
る。

【図５】ホログラムの作成方法を説明する斜視図であ
る。

【図６】図４におけるホログラム乾板部分を拡大して示
す図である。

【図７】図６におけるフィルムを示す図である。

【図８】再生用光源のランプと停止灯との関係を示す電
気結線図である。

【符号の説明】

１ホログラム２後窓３プリズム４フィルタ５反射鏡５ａ楕円反射面５ｂ円反射面６ランプ９集光点１８ホログラム乾板２１フィルム

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】全反射角度で入射する光でホログラム像
を再生するホログラムと、前記ホログラムが設置され、かつ内部が導光路として機
能する基体と、再生光を前記基体へ入射させるとともに、該再生光を前
記基体の内部で全反射角度で反射して前記ホログラムに
入射させるように設定された再生用光源と、を具備し、前記再生用光源は、その光源から出射した光の大部分が
前記基体へ入射するように設定されていることを特徴と
するホログラムを用いた表示装置。
【請求項２】前記再生用光源の再生光出射側と前記基
体の再生光入射側との間に、前記再生用光源の再生光が
前記基体に対して全反射角度にて入射するよう機能する
光学手段を備えることを特徴とする請求項１記載のホロ
グラムを用いた表示装置。
【請求項３】前記再生光源は、ランプと反射鏡とを具
備しており、前記反射鏡は、前記ランプから出射された
光の殆どが集光される反射面を備えていることを特徴と
する請求項１記載のホログラムを用いた表示装置。
【請求項４】前記反射面は、二つの焦点を有する楕円
部分よりなる反射面と一つの焦点を有する円部分よりな
る反射面との組合せから構成され、前記楕円部分よりな
る反射面の第１の焦点および前記円部分よりなる反射面
の焦点とが一致していて、前記ランプのフィラメントの
中心がその一致点における焦点に位置しており、かつ前
記円部分よりなる反射面で反射した光が前記楕円部分よ
りなる反射面で再度反射されて前記楕円部分よりなる反
射面の第２の焦点に向かうように、前記両反射面が設定
されていることを特徴とする請求項３記載のホログラム
を用いた表示装置。
【請求項５】前記基体は自動車の後窓であることを特
徴とする請求項１記載のホログラムを用いた表示装置。
【請求項６】前記光学手段はプリズムであることを特
徴とする請求項１記載のホログラムを用いた表示装置。
【請求項７】前記ホログラムのホログラム像は文字ま
たは図形であることを特徴とする請求項１記載のホログ
ラムを用いた表示装置。
【請求項８】前記再生用光源は前記基体の縁に位置し
ていることを特徴とする請求項１記載のホログラムを用
いた表示装置。
【請求項９】自動車の後窓に配置され、全反射角度で
入射した再生光のみによってホログラム像が再生される
よう該ホログラム像が全反射角度で記録された光学的に
透明なホログラムと、前記後窓の内側で、かつ運転車の視界領域から外れた位
置に設置されて該後窓の内部に全反射角度で再生光が入
射するよう設定されていて出射した光の大部分が後窓の
内部に入射するように構成された再生用光源と、を具備したことを特徴とするホログラムを用いた表示装
置。
【請求項１０】前記ホログラム像は、停止灯または停
止表示であることを特徴とする請求項９記載のホログラ
ムを用いた表示装置。
【請求項１１】前記光源は、停止灯または停止表示の
色に対応した波長帯域の光を所定の角度で出射するよう
設定されていることを特徴とする請求項１０記載のホロ
グラムを用いた表示装置。
【請求項１２】前記出射角度は、全反射角度であると
ころの約４５°〜約７５°であることを特徴とする請求
項１１記載のホログラムを用いた表示装置。
【請求項１３】前記光源は前記後窓の下端の側部に位
置しており、かつ該光源からの出射光を反射させて前記
後窓の前記側部から該後窓の内部に全反射角度にて入射
させる光学手段を備えることを特徴とする請求項９記載
のホログラムを用いた表示装置。
【請求項１４】前記光学手段はプリズムであることを
特徴とする請求項１３記載のホログラムを用いた表示装
置。
【請求項１５】前記停止灯または停止表示の色は赤色
であることを特徴とする請求項１１記載のホログラムを
用いた表示装置。
【請求項１６】前記ホログラムは後窓の内部に封入さ
れていることを特徴とする請求項１〜１５何れか一つに
記載のホログラムを用いた表示装置。
【請求項１７】前記ホログラムは反射型であることを
特徴とする請求項１６記載のホログラムを用いた表示装
置。
【請求項１８】前記ホログラムは、ホログラム乾板に
対してホログラム像となる被写体を接触させて露光する
ことにより構成されており、該ホログラムの再生像とし
てのホログラム像の輪郭がシャープであることを特徴と
する請求項９記載のホログラムを用いた表示装置。
【請求項１９】前記光源は、ランプと反射鏡とから構
成され、前記反射鏡の反射面は、楕円反射面と円反射面
とから構成されており、ランプから放射された光の出射
側に円反射面が位置していることを特徴とする請求項９
記載のホログラムを用いた表示装置。
【請求項２０】前記光源の光の出射側に、特定の波長
帯域の光を通すフィルタが位置していることを特徴とす
る請求項１５記載のホログラムを用いた表示装置。