JPH07294841A - 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

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JPH07294841A
JPH07294841A JP6090101A JP9010194A JPH07294841A JP H07294841 A JPH07294841 A JP H07294841A JP 6090101 A JP6090101 A JP 6090101A JP 9010194 A JP9010194 A JP 9010194A JP H07294841 A JPH07294841 A JP H07294841A
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light
hologram
transparent plate
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face
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JP6090101A
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Shinji Nishikawa
西川晋司
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Central Glass Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】不用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。 【構成】本発明は、透明板状体1に該透明板状体の一方
の端部近傍に配設された光源7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
に接着されたホログラム2に照射し、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、ホログラ
ムに入射した光が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、端面などで反射されてホログラムに
再入射するときの入射角がθより小さく、しかもこの光
に対する回折効率を小さくして光源の光を無視しうる程
度にまで逓減するように、透明板状体の端面をカットす
るか、あるいは光源と反対側の端面に光吸収膜を被覆す
るようにしたことを特徴とするものであり、透明板状体
の端面を傾斜してカットする場合には、端面に反射層を
形成すると好ましい。

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。
【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。
【0003】
【問題点を解決するための手段】本発明は透明板状体に
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、ホログラム中への
入射角をθ’として全反射させながら、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
表示させるホログラフィック表示装置において、ホログ
ラムに入射した光が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、端面などで反射されてホログラム
に再入射するときの入射角をθ’より小さく、臨界角よ
り大きくして光源の光を無視しうる程度に逓減するよう
に、透明板状体の端面をカットするか、あるいは光源と
反対側の端面に光吸収膜を被覆するようにしたことを特
徴とするものであり、透明板状体の端面を傾斜してカッ
トする場合には、端面に反射層を形成すると好ましい。
【0004】
【作用】図2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
12、a22、a32などとして回折されて、後続車などに
視認されるが、光源と反対側の端面を、点線で示したよ
うに透明板状体と垂直にカットしてあると、回折されな
い光はホログラムと空気との界面、A 1 、A2 、A3
どで全反射されて光a1 はB1 を介して端面C1 ’に、
光a2は直接端面B2 ’に、光a3 は直接端面B3 ’に
到る。
【0005】この端面C1 ’、B2 ’、B3 ’ではそれ
ぞれa14、a24、a34として一部が外部に透過してしま
い、屋外などのように透過方向の空間が大きければ支障
ないが、室内など空間が狭い場合には天井等に照射され
好ましくない。一方残りの光は、光a3 は点線で示すC
3 ’、D3 ’を通る経路により透明板状体中を全反射し
ながら戻り、減衰するのでほとんど問題にならないが、
光a1 はホログラム2に入射角θ''で再入射し、ホログ
ラム2と空気との界面D1 ’で全反射され、この光は光
1 と完全に反対方向からの入射となるので、回折効率
に従って室内側へa12’として回折し、運転者等の支障
になる。光a2 も同様にホログラム2に入射角θ''で再
入射し、ホログラム2と空気との界面C2 ’で全反射さ
れ、室内側へa22’として回折し、運転者等の支障にな
る。
【0006】そこで、本発明ではこの光源とは反対側の
端面に光を吸収する、例えば黒色の吸収膜を被覆する
か、反射膜を被覆すると、端面から外側に透過する光を
殆ど無視しうる程度にまで逓減することができ、吸収膜
を端面に被覆した場合には、端面から反射して透明板状
体中に戻る光も殆ど無視しうる程度に逓減することがで
き、この場合には端面の形状は従来通り透明板状体に垂
直でも、垂直から傾斜してカットしてもよく、角の部分
をシーミングした形状でもよい。
【0007】光源とは反対側の端面を透明板状体の垂直
面から傾斜してカットし、カットされた端面に反射膜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、a32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、A1 、A2 、A3 などで全反射され
て光a1 はB1 を介して端面C1 に、光a 2 は直接端面
2 に、光a3 は直接端面B3 に到る。
【0008】この端面C1 、B2 、B3 ではその殆どの
光が反射膜3により反射されて、光a2 と光a3 はそれ
ぞれa23、a33として透明板状体中を板状体面にほぼ平
行に戻るので減衰されほとんど問題にならず、光a1
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)より小さく、
しかも臨界角より大きい角θ''で入射するので、ホログ
ラム2と空気との界面D1 で全反射され、この光は光a
1 とは異なる角度で、回折効率を小さくして光源の光を
例えば0.5%程度にまで逓減させるので、このときの
回折光を無視することができる。
【0009】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、ホログラムによる回折はほとんどなく、また、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しうるので、
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。
【0010】
【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1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2にお
ける光の経路を示す要部断面図、図3は実施例2におけ
るホログラムへの入射角度と回折効率の関係を示す図で
ある。
【0011】実施例1 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がはりつけら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の端面に光吸収膜4を被覆した場合について例示
する。
【0012】厚さが例えば4mmの板ガラスなどの透明
板状体1の上部側端面に黒色の塗料などを塗布して光吸
収膜4を形成する。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80mm×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、透明板状体1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5に近接して装着し、リアパーセル
6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7を設けるとともに、プリズム8
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8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9などに赤色の光が視認される。
【0015】このとき、ホログラム2で回折されずにホ
ログラム2と空気との界面で全反射された光は端面に到
るが、ほとんど黒色の光吸収膜4で吸収され、光の洩れ
を防ぐことができる。
【0016】実施例2 図2を参照しながら、実施例1と同様に別置きタイプの
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の端面を傾斜し
てカットし、その端面に反射膜を被覆した場合について
例示する。
【0017】厚さが例えば4mmの板ガラスなどの透明
板状体1の一方の端面を、透明板状体の垂直面から(φ
=)10°傾斜させて、カットしこのカット面を研磨し
たものを複数枚重ねて、先頭と再後尾の透明板状体の別
の透明板状体と隣接していない面を、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
端面にクロムの反射膜3を被覆する。
【0018】一方、実施例1と同様の方法により得られ
た表示用の縦80mm×横200mmのホログラム2
を、両面粘着テープ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、透明板状体1に接着
する。
【0019】このようにして得られた透明板状体1を実
施例1と同様に車両用の後部窓ガラス5に近接して装着
し、リアパーセル6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を設けるととも
に、プリズムを板ガラス1に密着させて設ける。
【0020】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、透明板状体中の全反射角θを70°、
透明板状体とリアパーセルがなす角度を30°、後方へ
の回折は水平な方向に回折するという条件に設定して、
入射角度による回折効率の変化を、周知のコゲルニック
の理論式により求めると図3のようになる。
【0021】光源から、赤色の光を出射すると、プリズ
ムを介して透明板状体中に導入され、透明板状体中を全
反射角θが臨界角41.8°を越える70°(ホログラ
ムの屈折率を1.5、板ガラスの屈折率を1.52とす
ると、ホログラムへの入射角θ’は72.2°となる)
で光a1 、a2 、a3 などが全反射しながら、ホログラ
ム2に入射角が72.2°で入射された光の87%が後
方にa12、a22、a32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13%の光はホログラ
ムと空気との界面、A1 、A2 、A3 などで全反射され
て光a1 はB1を介して端面C1 に、光a2 は直接端面
2 に、光a3 は直接端面B3 に到る。
【0022】この端面C1 、B2 、B3 ではその殆どの
光、90%以上の光が反射膜3により反射されて、光a
2 と光a3 はそれぞれa23、a33として透明板状体中を
板状体面にほぼ平行に戻るので減衰されほとんど問題に
ならず、光a1 はホログラム2にθ’より小さい51°
(=θ'')で入射し、ホログラム2と空気との界面D 1
で全反射され、この光による回折効率は図3から明らか
なようにほぼ1.5%であるので、光源の光を1とした
ときの回折光は0.13×0.9×0.015=0.0
01755、すなわち0.2%以下となり、完全に無視
しうる程度にまで逓減される。実際には透明板状体中で
の吸収による減衰があるので、さらに逓減される。
【0023】また、端面の反射膜から透明板状体外に抜
ける光は反射膜での吸収もあるので無視してよい。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。
【0024】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(SiO2 )と屈折率が2.2のチタニア(TiO
2 )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。
【0025】光吸収膜の色について、黒色が光を最も吸
収するので、好ましいが黒に近い色で吸収量が大きな灰
色、褐色などの色も採用することができ、他にも再生時
の波長の光を吸収する色、例えば補色の関係にある色、
実施例のように赤色で再生する場合には青色でも大部分
吸収することができる。
【0026】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。
【0027】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。
【0028】
【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。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例1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。
【図2】本発明の実施例2における光の経路を示す要部
断面図である。
【図3】実施例2におけるホログラムへの入射角度と回
折効率の関係を示す図である。
【符号の説明】
1 透明板状体 2 ホログラム 3 反射膜 4 光吸収膜 5 車両用の後部窓ガラス 6 リアパーセル 7 光源 8 プリズム 9 目

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】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、ホログラム中への入射角をθ’として全反射させ
    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ホログラフィック表
    示装置において、ホログラムに入射した光が回折されず
    にホログラムと空気との界面で全反射されて、端面など
    で反射されてホログラムに再入射するときの入射角を
    θ’より小さく、臨界角より大きくして光源の光を無視
    しうる程度に逓減するように、透明板状体の端面を透明
    板状体の垂直面から傾斜してカット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。
  2. 【請求項2】透明板状体のカットした端面に反射層を形
    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。
  3. 【請求項3】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ホログラフィック
    表示装置において、光源と反対側の端面に光吸収膜を被
    覆するようしたことを特徴とするホログラフィック表示
    装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN111258064A (zh) * 2018-11-30 2020-06-09 精工爱普生株式会社 导光装置和虚像显示装置
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