JPH07325222A

JPH07325222A - ホログラフィック表示装置

Info

Publication number: JPH07325222A
Application number: JP11871494A
Authority: JP
Inventors: Shinji Nishikawa; 西川晋司
Original assignee: Central Glass Co Ltd
Current assignee: Central Glass Co Ltd
Priority date: 1994-05-31
Filing date: 1994-05-31
Publication date: 1995-12-12
Anticipated expiration: 2017-08-12
Also published as: JP3312706B2

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、厚さがｔの透明板状体１に該透明板
状体の一方の端部近傍に配設された光源６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２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・ｔａ
ｎθ＜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
徴とするものであり、透明板状体の端面に反射膜３を形
成したほうが好ましい。

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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【図面の簡単な説明】

【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。

【図２】実施例における光の経路を示す要部断面図であ
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。

【符号の説明】

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

Claims

【特許請求の範囲】

【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。