KR0152125B1

KR0152125B1 - 이중 화상 중앙 상부 장착식 정지등

Info

Publication number: KR0152125B1
Application number: KR1019940029883A
Authority: KR
Inventors: 이. 뤼드 죤
Original assignee: 완다 케이. 덴슨-로우; 휴우즈 에어크라프트 컴퍼니
Priority date: 1993-11-15
Filing date: 1994-11-15
Publication date: 1999-05-15
Also published as: JP2579129B2; KR950014662A; US5455692A; CA2135698A1; JPH07232591A

Abstract

본 발명은 차량용의 홀로그래픽 중앙 상부 장착식 정지등 시스템에 사용되는 홀로그램 구조물에 관한 것이다. 이 홀로그램 구조물은 복수개의 밝은 홀로그램 셀과 어두운 홀로그램 셀을 자체내에 각각 형성하고 있고 서로 적층식으로 고정된 제1 및 제2 홀로그램 층을 포함하며, 각각의 홀로그램 셀은 빛을 소정의 입체각 범위 안으로 회절시키는 형상을 취한다. 각각의 홀로그램의 밝은 홀로그램 셀과 어두운 홀로그램 셀은 밝은 영역 및 흐린 영역으로 된 인지가능한 패턴을 생성하도록 된 패턴으로 배열된다.

Description

이중 화상 중앙 상부 장착식 정지등

제1도는 본 발명에 따른 차량용 홀로그래픽 중앙 상부 장착식 정지등을 도시한 개략 단면도.

제2도는 중앙 상부 장착식 정지등의 경우 현재의 수직 및 수평 요구 조건을 칸델라 단위로 도시한 광도 분포 그래프.

제3도는 제1도의 홀로그래픽 중앙 상부 장착식 정지등의 홀로그램들 중 하나에서의 셀들의 배치 관계를 도시한 선도.

제4도는 제1도의 홀로그래픽 중앙 상부 장착식 정지등의 홀로그램들 중 다른 하나에서의 셀들의 배치 관계를 도시한 선도.

제5a도 및 제5b도는 제3도의 홀로그램의 홀로그램 렌즈들 각각의 재생 특성을 개략적으로 나타낸 정면도 및 평면도.

제6a도 및 제6b도는 제4도의 홀로그램의 홀로그램 렌즈들 각각의 재생 특성을 개략적으로 나타낸 정면도 및 평면도.

제7도는 제3도의 중앙 상부 장착식 정지등 홀로그램을 구성하는 노출 시스템의 일례를 도시한 개략도.

제8도는 제3도의 홀로그램을 구성하기 위한 제7도의 노출 시스템에 사용되는 구형 렌즈 열의 일례를 도시한 개략도.

제9도는 제3도의 홀로그램을 구성하기 위한 제7도의 노출 시스템에서 홀로그램 셀들을 형성하는 데 사용되는 마스크의 일례를 도시한 개략도.

제10도는 제3도의 중앙 상부 장착식 정지등 홀로그램을 구성하는 노출 시스템의 일례를 도시한 개략도.

제11도는 제4도의 홀로그램을 구성하기 위한 제10도의 노출 시스템에 사용되는 홀로그래픽 광 요소 열의 일례를 도시한 개략도.

제12도는 제4도의 홀로그램을 구성하기 위한 제10도의 노출 시스템에서 홀로그램 셀들을 형성하는 데 사용되는 마스크의 일례를 도시한 개략도.

제13도는 제4도의 홀로그램을 구성하기 위한 제10도의 노출 시스템에 사용하기 위한 마스크식 홀로그래픽 광 요소 열의 일례를 도시한 개략도.

제14도는 제7도 및 제10도의 노출 시스템에 따라 제조된 홀로그램 마스터들의 홀로그램 복제부들을 만들기 위한 복제 시스템의 일례를 도시한 개략도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

CB1 : 재구성 광선 L : 선 광원

S : 점 광원 30 : 발광원

31 : 제1홀로그램 또는 열 32 : 제2 홀로그램 또는 열

153a : 홀로그래픽 광 요소 153b : 마스크

본 발명은 차량의 중앙 상부 장착식 정지등 홀로그램에 관한 것으로, 특히 필요로하는 광도 및 각도 도달 범위를 효과적으로 만족시켜주는 홀로그램 및 이러한 홀로그램을 기록하는 노출 기술에 관한 것이다.

현재의 미합중국 규정에는 자동차의 후방부에 설치된 표준 정지등 이외에 중앙 상부 장착식 정지등(CHMSL)을 요하는 것으로 되어 있다. 이러한 상부 장착식 정지등은 제동중인 차량을 뒤따르는 운전자에게 자동차 제동 표시기들의 가시성을 극대화시키도록 의도된 것이며, 대개 자동차의 후면 유리에 장착되어 있다.

상부 장착식 정지등은 대개 표준 볼록 렌즈, 적색 필터, 조명 백열전구 및 반사체가 하우징내에 수납된 형태로 되어 있으며, 이 하우징은 대개 자동차 후면 유리의 상부 또는 하부에 인접해서 고정되어 있다. 그러나, 크기가 큰 하우징은 운전자의 후방 시야를 부분적으로 방해하며 자동차의 설계에도 제한을 가하게 된다.

또한, 중앙 상부 장착식 정지등은 후방 시야 문제를 어느 정도 줄이거나 없애기 위하여 후방 데크와 스포일러 및 루프와 같은 자동차의 본체부에 일체화되기도 한다. 그러나, 이러한 정지등은 복잡하며 자동차의 설계에 제한을 가하기도 한다.

홀로그래픽 중앙 상부 장착식 정지등도 정지등 규정을 만족시키기 위하여 개발되어 왔다. 홀로그래픽 중앙 상부 장착식 정지등 홀로그램을 사용함에 있어서는 종래의 정지등에 의해 제공되는 외관과 유사한 볼록한(lenticulated) 외관을 갖는 출력부를 얻도록 고려해야 한다.

홀로그래픽 중앙 상부 장착식 정지등 홀로그램을 사용함에 있어서 고려해야 할 또 다른 사항을 최소 전력을 사용하는 재구성 광원을 사용하면서 광도 및 각도 도달 영역에 대한 규정 조건들을 만족시키기 어렵다는 것이다. 광도 및 각도 도달 영역에 대한 요건들은 대개, 한정된 중앙 각도 영역에 걸쳐 광도를 정하는 정량적인 측면과, 한정된 중앙 각도 범위의 수평 성분보다 큰 수평 각도 영역에 걸쳐 가시성을 필요로 하는 정성적인 측면을 포함한다. 상기 규정들은 전체 각도 도달 영역의 중앙부에 더 밝은 영역을 반드시 요한다.

따라서, 본 발명에 따르면 종래의 정지등의 볼록한 출력부와 유사한 외관을 갖는 출력부를 제공하는 홀로그래픽 중앙 상부 장착식 정지등을 마련하는 것이 가능하다.

또한, 최소 전력을 소비하는 재구성 광원을 사용하면서 광도 및 각도 도달 영역에 관한 규정 요건들을 용이하게 만족시켜주는 홀로그래픽 중앙 상부 장착식 정지등을 마련하는 것도 가능하다.

상술한 장점 및 그밖의 장점들은 본 발명의 홀로그래픽 정지등 시스템에 의해 제공되는데, 이 시스템은 재구성 광선을 제공하는 광원과 재구성 광선의 일부를 제1 일정 각도 범위로 회절시키는 형상을 각각 취하는 복수 개의 비중첩 홀로그래픽 렌즈를 갖는 제1 홀로그램 층과, 재구성 광선의 일부를 제2 일정 각도 범위로 회절시키는 형상을 각각 취하는 복수 개의 비중첩 홀로그래픽 렌즈를 갖는 제2 홀로그램 층을 포함하며, 상기 제1 및 제2 홀로그램 층들은 서로 적층식으로 부착되고, 제1 및 제2 홀로그램 충들에 의해 회절된 기준 광선 부분들은 정지등 조명부를 구성한다.

본 발명의 장점 및 특징들은 이 기술 분야의 숙련자에게 첨부 도면을 참조한 이후의 상세한 설명으로부터 쉽게 이해될 수 있을 것이다.

후속의 상세한 설명 및 몇몇 도면들에 있어서, 동일 요소는 동일 참조 번호로써 지칭되게 된다.

제1도에 의하면, 홀로그램 조립체(20)과 발광원(30)을 포함하고 있는 중앙 상부 장착식 정지등(이하 때로는 CHMSL로 약칭하기도 함.) 시스템이 도시되어 있다. 본 원에서 이후 설명될 제1 및 제2 박층 체적체 전달 홀로그램을 갖는 이 홀로그램 조립체(20)은 자동차의 후방 창문(211)의 내부 표면에 고정되어 있다. 선택적으로, 이 홀로그램 조립체(20)은 후방 창문(211)의 근처에 적절히 위치한 개별의 판(substrate)에 고정될 수 있다. 상기 발광원(30)은 홀로그램 조립체(20)의 전방이면서 운전자의 후방 시계 각도를 벗어난, 예컨대 자동차의 후방 창문(211)의 하부 부분에 인접한 통상 수평인 후방 데크(deck)의 아래에 위치하고 있고, 홀로그램 조립체(20)의 전체 홀로그램(31,32)를 발광시켜 재구성 광선(reconstruction beam)을 형성한다.

홀로그램 조립체의 전체 홀로그램(31,32)는 발광원(30)에 의해 조명될 때 적절한 수직 및 수평 시계 영역(viewing field)에 걸쳐 자동차의 후방으로부터 식별될 수 있는 적절한 복합 화상을 구비하도록 형성된다. 후속 설명에서 각도 범위(즉, 광선 출력이 식별될 수 있는 각도 영역) 뿐만 아니라 구성에 관하여 전체 홀로그램(31,32)를 설명할 것이므로 설명의 편리상 각도 영역은 통상 홀로그램의 설치된 형상에 따르게 된다. 본 원에서 사용된 바와 같이, 각도 영역(angular field) 및 각도 도달 범위(angular coverage)라는 용어는 홀로그램 셀(cell)에 의해 광선이 회절되는 모든 영역, 즉 회절된 광선이 보일 수 있는 각도 영역을 가리키는 것이다. 홀로그램의 각도 범위는 홀로그램의 출력 광선이 보일 수 있는 각도 영역을 한정하는 것이므로 홀로그램의 회절 출력이 이 각도 범위 및 추가적인 번짐 영역(blurring)으로 한정된다는 것을 알아야 한다. 홀로그램 조립체의 홀로그램은 홀로그램이 장착되어 있는 차량의 후방으로부터 식별될 수 있는 회절 조명을 생성하도록 형상화되어 이들의 각도 영역은 차량으로부터 후방으로 멀리 연장되게 된다.

발광원(30)은 수정 할로겐 전구와 같은 백열등(15)와, 홀로그램 조립체(20)에 재구성 광선을 제공하도록 백열등(15)의 필라멘트와 상호 작용하는 반사체(17)과, 차단 파장이 대략 600㎚인 고주파 통과 필터(19)를 포함하고 있다. 설명적인 예에 의해, 반사체(17)은 거의 조준된(collimated) 재구성 광선을 생성하도록 백열등(15)와 상호 작용하는 포물선형 반사체를 구비하고 있다. 사람의 시각이 파장에 따라 민감하기 때문에 홀로그램 조립체의 홀로그램에 의해 제공된 화상은 대략 610 내지 620㎚ 사이의 임의의 최고 강도(peak intensity)를 적색으로 인식할 것이다. 이 백열등(15)가 제동 페달을 밟을 때 작동되도록 자동차의 제동등 작동 회로에 연결되어 있다.

제2도에 의하면, 중앙 상부 장착식 정지등(CHMSL)의 중앙을 통과하는 중앙 수평 평면(H)에 대해 위로 10도 및 아래로 5도, 그리고 중앙 상부 장착식 정지등의 중앙을 통과하는 중앙 수직 평면에 대해 좌,우로 각각 10도로써 한정되는 중앙의 일정 각도 영역에 관하여 중앙 상부 장착식 정지등의 각도 영역에 대한 조명 강도(단위는 칸델라)를 도시하는 선도가 개시되어 있고, 이는 미연방 자동차 안전 표준 제108호(MVSS 108이라고도 함)에 개시된 바와 같이 자동차의 종축을 에워싸고 있다. 선도 상의 숫자는 이들 각도 영역에서의 최소 조명 강도를 칸델라 단위로 나타내고 있고, 전체 각도 영역은 일정의 각도 위치에서 최대 160 칸델라를 받고 있다.

본원에서 중앙 각도 영역에 대한 요구 조건이라 불리는 전술한 정량적 요구 조건 외에도, 중앙의 수직 평면의 측면(즉, 서로 거울 상이 되는 2개의 수평 각도 영역)상에서 45도 각도의 수평 각도 범위에 걸쳐 중앙 수평 평면 내에서 정지등이 식별되어야 하는 정성적 요구 조건이 있다. 예를 들어, 이 정성적 요구 조건은 대략 1 칸델라의 조명 강도를 요하는 것으로 이해될 수 있다. 중앙 수직 평면의 측면 상의 45도 각도의 범위에 걸친 중앙 수평 평면의 식별성에 관한 이러한 요구 조건은 본 원에서는 광각(wide angle) 수평 요구 조건이라고 한다.

본 발명에 의하면, 홀로그램(31,32)는 발광원(30)에 의해 마련된 재구성 광선은 갖는 조명에 따라 다른 여러 각도 영역으로 광선을 회절시키도록 구성되고 있고, 각 홀로그램에 의해 발생된 회절된 광선은 예를 들어 로고나 영문 글자와 같은 인식 가능한 패턴으로 정렬된 밝은 영역(bright area)과, 흐린 또는 어두운 영역(dimmer or dark area)을 포함한다.

제3도에 의하면, 다른 홀로그램(32)가 박판 형성되기 이전의 홀로그램(31)이 개략적으로 도시되어 있고, 도시된 표면은 차량에 설치될 때 후방을 향하는 표면이 된다. 이 홀로그램은 동일한 크기를 갖는 비중첩 인접 밝은 홀로그램 및 흐린 홀로그램 셀(cell) 또는 면(facet) C(i,j)의 사각형 배열 또는 격자(grid)를 포함하고 있다. 예를 들어, 각 흐린 홀로그램 셀은 소형 홀로그램 및 비홀로그램의 열로 구성된 중간톤 홀로그램(half-tone hologram)를 포함한다. 각 홀로그램 셀은 모든 면 C(i,j)에서 동일한 일정의 각도 범위를 갖는 회절된 출력 광선을 발생시키는 홀로그래픽 렌즈렛(lenslet)을 포함하고 있다.

본 발명에 의하면, 제3도의 홀로그램의 밝은 홀로그램 셀들과 흐린 홀로그램 셀들은 홀로그램이 재구성 광선에 의해 조명될 때 예를 들어 로고와 같은 밝고 흐린 영역들의 인식가능한 패턴을 발생하도록 일정 패턴으로 배열되어 있다. 밝은 영역들은 밝은 홀로그램 셀들에 의해 발생되고 흐린 영역들은 흐린 홀로그램 셀들에 의해 발생된다.

이와는 달리, 비 홀로그램 셀을 제3도의 홀로그램(31)의 흐린 홀로그램 셀들에 대체시킬 수도 있으며, 이러한 경우 제3도의 밝은 홀로그램 셀과 비 홀로그램 셀들은 홀로그램이 재구성 광선에 의해 조명될 때 로고와 같은 밝은 영역 및 어두운 영역들의 인식가능한 패턴을 발생시키도록 일정 패턴으로 배열된다. 밝은 영역은 밝은 홀로그램 셀에 의해 발생되고, 어두운 영역은 비홀로그램 셀에 의해 발생된다.

참고적으로, 도면 내의 C(i,j)의 상부 열은 이것이 중앙 상부 장착식 정지등 시스템의 설치된 홀로그램 조립체 내에 위치될 때 홀로그램(31)의 상부를 포함하고, 이럼으로써 셀의 각 열은 통상 수평으로 정렬된다. 이렇게 배치됨으로써 차량 내에 설치될 때 통상 수평으로 정렬되는 셀의 평행 모서리는 상부 및 하부 모서리로 불릴 수 있으며, 이 경우에 상부 모서리는 도면의 상부에 아주 인접하게 되고 설치될 때 후방 창문의 상부에 아주 인접하게 된다. 또한, 상부 및 하부 모서리에 수직한 셀의 평행 모서리는 측면 모서리로 불리게 된다. 이 셀C(i,j)은 동일한 크기이며, 셀의 폭은 상부 및 하부 모서리를 따라 측정되고 반면에 셀의 높이는 측면 모서리 중의 하나를 따라 측정된다.

제4도에 의하면, 다른 홀로그램(31)이 박판 형성되기 이전의 홀로그램(32)가 개략적으로 도시되어 있고, 도시된 표면은 차량에 설치될 때 차량의 외부를 향하는 표면이 된다. 이 홀로그램은 동일한 크기를 갖는 비중첩된 인접한 밝은 홀로그램 및 흐린 홀로그램 셀 또는 면 F(i,j)의 사각형 배열 또는 격자를 포함하고 있다. 밝은 홀로그램 셀들은 제4도의 비해칭선의 사각형으로 표시되어 있으며, 흐린 홀로그램 셀들은 해칭선의 사각형으로 표시되어 있다. 각 홀로그램 셀은 모든 면 F(i,j)에서 거의 동일한 일정의 각도 범위를 갖는 회절된 출력 광선을 발생시키는 홀로그래픽 렌즈렛을 포함하고 있다.

본 발명에 의하면, 제4도의 홀로그램의 밝은 홀로그램 셀들과 흐린 홀로그램 셀들은 홀로그램이 재구성 광선에 의해 조명될 때 예를 들어 로고와 같은 밝은 영역 및 흐린 영역들의 인식가능한 패턴을 발생하도록 일정 패턴으로 배열되어 있다. 밝은 영역들은 밝은 홀로그램 셀들에 의해 발생되고 흐린 영역들은 흐린 홀로그램 셀들에 의해 발생된다.

이와는 달리, 비 홀로그램 셀을 제4도의 홀로그램(32)의 흐린 홀로그램 셀들에 대체시킬 수 있으며, 이러한 경우에 제4도의 밝은 홀로그램 셀과 비 홀로그램 셀들은 홀로그램들이 재구성 광선에 의해 조명될 때 로고와 같은 밝은 영역 및 어두운 영역들의 인식 가능한 패턴을 발생시키도록 일정 패턴으로 배열된다. 밝은 영역은 밝은 홀로그램 셀에 의해 발생되고, 어두운 영역은 비 호로그램 셀에 의해 발생된다.

참고적으로, 도면 내의 홀로그램 F(i,j)의 상부 열은 이것이 중앙 상부 장착식 정지등 시스템의 설치된 홀로그램 조립체 내에 위치될 때 홀로그램(32)의 상부를 포함하고, 이럼으로써 홀로그램 셀의 각 열은 통상 수평으로 정렬된다. 이렇게 배치됨으로써 차량 내에 설치될 때 통상 수평으로 정렬되는 셀의 평행 모서리는 상부 및 하부 모서리로 불릴 수 있으며, 이 경우에 상부 모서리는 도면의 상부에 아주 인접하게 되고 설치될 때 후방 창문의 상부에 아주 인접하게 된다. 또한, 상부 및 하부 모서리에 수직한 셀의 평행 모서리는 측면 모서리로 불리게 된다. 이 F(i,j)은 동일한 크기이며, 셀의 폭은 상부 및 하부 모서리를 따라 측정되고 반면에 셀의 높이는 측면 모서리 중의 하나를 따라 측정된다.

한 예로써, 제1 및 제2홀로그램의 각 밝은 홀로그램과 흐린 홀로그램(또는 비 홀로그램) 패턴들은 한 홀로그램의 밝은 영역과 흐린(또는 어두운) 영역들이 각각 다른 홀로그램안의 흐린(또는 어두운)영역과 밝은 영역인 다른 홀로그램의 음화(negative)일 수 있다. 예를 들어, 한 홀로그램 안의 흐린(또는 어두운) 영역에 의해 형성된 로고는 다른 홀로그램안의 밝은 영역에 의해 형성될 수 있다.

본 발명에 의하면, 홀로그램(31,32)중 하나의 홀로그램 면 또는 셀의 각각은 제2도에 도시된 중앙의 일정 각도 영역, 즉 수평면에 대해 상부로 10도 및 하부로 5도의 상부 및 하부 한계치와, 차량의 종축 방향과 평행한 수직 평면의 양 측면으로 10도의 한계치를 갖는 일정 각도 영역을 포함하는 각도 범위로 광선을 회절시키도록 형상화되어 있다. 다시 말하면, 이 일정 각도 영역은 홀로그램 셀 중앙을 통과하는 직선과 중심이 일치하고, 수평면 위로 대략 2.5도의 범위이고, 그리고 차량의 종축 방향과 평행한 수직 평면 상에 있다. 다른 홀로그램의 각 홀로그램 셀은 두 홀로그램의 조합이 수평 광각 요구 조건을 만족시킬 수 있도록 중앙의 일정 각도 영역의 어느 한 측면상의 2개의 수평 영역으로 구성된다. 이러한 수평 영역은 때때로 수평 외주연 각도 영역이라 한다.

홀로그램 각도 범위를 정밀 각도로 설명한다면 실제 범위는 비이상적인 재구성 광선에 의해 발생된 번짐 현상에 의해 구성한 각도 범위보다 약간 크게 됨을 알 수 있을 것이다. 따라서, 두 홀로그램 셀을 범위내에서 간격없이 인접된 각각의 비중첩 각도 범위를 갖도록 구성하는 범위까지는 실제적으로는 번짐 현상에 의해 범위내에 중첩될 것이다.

설명의 용이함을 위하여, 중앙의 일정 각도 영역으로 광선을 회절시키는 홀로그램은 때때로 협각(narrow angle) 홀로그램으로 불리고, 다른 홀로그램은 광각 홀로그램으로 불린다. 협각 홀로그램의 각 홀로그램 셀은 차단된 점 광원(point source)의 화상을 생성시키고 재구성 광선의 일부를 중앙의 일정 각도 영역으로 회절시키나, 반면에 광각 홀로그램의 각 홀로그램 셀은 차단된 선 광원(line source)의 화상을 생성시키고 재구성 광선의 일부를 중앙 일정 각도 영역의 어느 한 측면상의 수평범위로 회절시킨다. 본 발명에 의하면, 제1홀로그램(31)의 홀로그램 셀은 각각이 거의 동일한 일정의 각도 범위로 광선을 회절시키고, 제2홀로그램(32)의 셀은 홀로그램(31)의 홀로그램 셀의 일정의 각도 범위와는 상이한 각각이 거의 동일한 일정의 각도 범위로 광선을 회절시킨다. 설명적인 예에 의하면, 홀로그램(31,32)는 거의 동일한 셀의 열을 가지며, 이 경우에 셀 크기와 셀 배치는 거의 동일하다. 추가적인 설명적 예에 의하면, 홀로그램(31,32)의 셀 열은 홀로그램(31) 내의 각 셀이 홀로그램(32) 내의 셀과 대응되고 대응 셀의 경계가 정렬되도록 상기 홀로그램들이 서로 박판 형식으로 고정될 때 정렬되게 된다.

각 홀로그램(31,32)내의 셀의 개수와 각 홀로그램 내의 셀의 배치는 각 홀로그램의 전체 포맷의 전체 형상 및 크기와 선택되는 셀 크기에 따르며, 셀 크기는 외관 형상과, 밝은 영역 및 흐른(또는 어두운) 영역의 패턴 특성, 그리고 생산의 용이성과 같은 인자들의 고려에 따라 선택되게 된다. 본 원에서 추가로 설명되는 바와 같이, 본 발명은 셀 폭과 이미 축소된 셀의 높이의 비율이 미합중국 자동차 안전 표준 제108호를 만족하도록 설계된다. 홀로그램 셀의 치수를 보다 고려하는 것을 특정 자동차 설계와 조화되도록 셀의 크기를 정하는 것과 함께 밝은 영역 및 흐린 (또는 어두운) 영역의 인식가능한 패턴의 적절한 해결책이 이루어지도록 셀의 크기를 정하는 것을 포함한다.

제1홀로그램(31)이 광각 홀로그램을 포함하고 제2홀로그램(32)가 협각 홀로그램을 포함하는 설명적 예의 경우에 제2홀로그램(32)의 각 홀로그램 셀 F는 재구성(reconstruction)시 각 셀 F(i,j)가 수평면에 대해 상부로 10도 및 하부로 5도의 상부 및 하부 한계치와, 차량의 종축 방향과 평행한 수직 평면의 어느 한 측면으로 10도의 한계치를 갖는 일정 각도 영역을 포함하는 각도 영역으로 확산(diverging) 광선을 방사하는 차단된 점 광원의 화상을 생성하도록 구성된다. 이러한 설명적 예에 부가하여, 제1홀로그램(31)의 각 홀로그램 셀 C는 셀은 재구성 시 각 셀 C가 중앙의 일정 각도 영역의 어느 한 측면 상의 2개의 외주연 각도 영역을 구성하는 각도 범위로 확산 광선을 방사하는 차단된 선 광원의 화상을 생성하도록 구성된다. 예컨대, 양 외주연 일정 영역은 수평면에 대해 상부로 대략 5도 및 하부로 대략 5도인 상부 및 하부 한계치를 갖는다. 한 외주연 각도 영역은 차량의 종축 방향과 평행한 수직 평면의 일 측면에서 10도 내지 45도 사이이고, 반면에 다른 각도 영역은 수직 평면의 다른 측면에서 10도 내지 45도 사이가 된다.

설명적 예에 의하면, 홀로그램 셀은 양 홀로그램에 의해 생성된 점 광원 및 선 광원의 화상이 홀로그램 조립체의 전방(차량의 전방)에 또는 홀로그램 조립체의 후방(차량 뒤의 주시자를 향하는 방향)에 있도록 형상화되거나, 또는 한 홀로그램의 셀은 이 홀로그램에 의해 생성된 광원의 화상이 홀로그램 조립체의 전방(차량의 전방)을 향하나 반면에 다른 홀로그램에 의해 생성된 광원의 화상은 홀로그램 조립체의 후방(차량 뒤의 주시자를 향하는 방향)으로 위치되도록 형상화된다.

홀로그램 셀이 광선을 회절시키는 일정 각도 범위는 홀로그램 셀의 치수와 점 광원 및 선 광원의 대응 셀로부터의 거리에 의해 제어된다. 셀 크기는 양 홀로그램에서 동일하고 미합중국 자동차 안전 표준 제108호에 따른 중앙의 일정 각도 영역에 대한 요구 조건이 수직 각도의 정도를 규정하기 때문에 셀 폭에 대한 미리 축소된 셀 높이의 비율은 중앙의 일정 각도 영역의 수평 각도의 폭(spread)에 대한 수직 각도의 폭의 비율에 대응하도록 선택되고 점 광원의 거리는 특정 중앙 수직 및 수평 폭에 대한 요구 조건을 만족하도록 선택된다. 선 광원의 거리는 미합중국 자동차 안전 표준 제108호에 따른 특정 수평 각도 폭에 대한 요구 조건을 만족하도록 선택되고 몇몇 수직 각도 폭은 이상적인 재구성 광원보다 다소 작게 구비된다. 선택적으로, 선 광원 화상의 수직 각도 폭은 수직 방향으로 적은 동력을 유입시킴으로써 제어될 수 있다.

특히 제5a도 및 제5b도에 의하면, 홀로그램 셀 F의 측면도 및 상부 평면도가 개시되어 있고, 예를 들면 이 경우에 제2홀로그램(32)는 설치된 홀로그램 조립체내로 향할 때의 협각 홀로그램과 이에 의해 생성된 회절된 출력 광선 P를 포함하고 있다. 제5a도에 도시된 바와 같이 출력 광선 P의 상부 및 하부 경계는 (1) 겉보기(apparent) 점 광원 S 및 홀로그램 셀의 상부 모서리에 의해 형성된 상부 평면 TP와 (2) 명백한 점 광원 및 홀로그램 셀의 하부 모서리에 의해 형성된 하부 평면 BP에 의해 결정된다. 상부 평면 TP는 하부 평면 BP는 이러한 평면이 도면의 평면에 직교성(orthogonal)을 갖기 때문에 제5a도의 직선으로 도시된다. 실선으로 도시된 평면 TP, BP의 일부분은 재생 광선의 한계치를 나타내고, 반면에 점선으로 도시된 이러한 평면의 일부분은 명백한 점 광원 S로부터 방사되는 가상 광선의 상부 및 하부 한계치를 나타낸다. 제5b도에 도시된 바와 같이, 출력 광선 P의 측면 경게는 (1) 겉보기 점 광원 S 및 셀의 좌측 모서리에 의해 형성된 좌측 평면 LP와 (2) 겉보기 점 광원 S 및 홀로그램 셀의 우측 모서리에 의해 형성된 우측 평면 RP에 의해 결정된다. 좌측 평면 LP와 우측 평면 RP는 이 평면들이 도면의 평면에 대해 직교성을 가지므로 제5b도에 실선으로 도시된다. 제5a도에서와 같이, 실선으로 도시된 평면 LP, RP의 일부분은 재생 광선의 측면 한계치를 나타내고, 반면에 점선으로 도시된 평면 LP, RP의 일부분은 명백한 점 광원 S로부터 방사되는 가상 광선의 측면 한계치를 나타낸다.

제5a도 및 제5b도로부터, 겉보기 점 광원 S가 홀로그램 셀 F의 측면들 사이에서 측방향으로 중심이 잡혀 있다면 출력 광선 P의 각도 범위와 홀로그램 셀에 대한 이러한 각도 범위의 배치는 명백한 점 광원 S의 위치와 홀로그램 셀의 재구성에 의해 제어되는 홀로그램 셀 폭 및 대현하는 홀로그램 셀 높이(즉, 각도 범위의 중앙 축에 직교하는 평면 상에 도시된 바와 같은 홀로그램 셀의 높이)의 비율에 따르게 된다. 특히, 각 홀로그램 셀 F는 초점으로부터 발산하여 방사되는 물체 광선(object beam)에 노출되고 홀로그램 기록 중에서 차단된다. 명백한 점 광원 S의 위치를 한정하는 물체 광선 초점의 위치와 대현하는 높이에 대한 셀 폭의 비율은 일정의 각도 범위를 셀에 제공하도록 선택된다.

제2홀로그램(32)가 협각 홀로그램을 포함하고 제1홀로그램(31)이 45도의 광각 홀로그램을 포함하는 특정 설명적 예에 대하여, 생성된 회절 광선 BL, BR과 함께 설치된 홀로그램 조립체 내를 향할 때 제1홀로그램(31)의 홀로그램 셀 C의 측면도 및 상부 평면도가 각각 제6a도 및 제6b도에 도시되어 있다. 제6a도에 도시된 바와 같이, 광각 홀로그램의 좌측 및 우측 출력 광선 BL, BR의 상부 및 하부 경계는 (1) 홀로그램 셀의 상부 모서리를 둘러싸는 상부 수평 평면 TP와 (2) 홀로그램 셀의 하부 모서리를 둘러싸는 하부 평면 BP에 의해 결정된다. 상부 평면 TP와 하부 평면 BP는 이러한 평면들이 도면의 평면에 대해 직교성을 갖기 때문에 제6a도의 직선으로 도시된다. 실선으로 도시된 평면 TP, BP의 일부분은 재생 광선 한계치를 나타내고, 반면에 점선으로 도시된 이러한 평면의 일부분은 명백한 선 광원 L로부터 방사되는 가상 광선의 상부 및 하부 한계치를 나타낸다.

좌측 출력 광선 BL의 측면 경계는 (1) 명백한 선 광원 L 및 셀의 좌측 모서리에 의해 형성되는 좌측 평면 LP와 (2) 셀의 중앙을 통과하는 수직 평면의 좌측으로 10도 치우친 평면 LP'에 의해 결정된다. 우측 출력 광선 BR의 측면 경계는 (1) 명백한 선 광원 L 및 셀의 우측 모서리에 의해 형성되는 우측 평면 RP와 (2) 셀의 중앙을 통과하는 수직 평면의 우측으로 10도 치우친 평면 RP'에 의해 결정된다. 상기 평면들은 도면의 평면에 대해 직교성을 가지므로 평면 LP, LP', RP, RP'는 제6c도에서 실선으로 도시된다. 제6a도에서와 같이, 실선으로 도시된 평면 LP, LP', RP, RP'의 일부분은 재생 광선의 측면 한계치를 나타내고, 반면에 점선으로 도시된 이러한 평면의 일부분은 명백한 선 광원 L로부터 방사되는 가상 광선의 측면 한계치를 나타낸다. 추가 서술된 바와 같이, 평면 LP, LP', RP, RP'은 홀로그램 셀 C를 구성하기 위해 이용되는 물체 광선의 적절한 차단에 의해 형성된다.

제1홀로그램(31)이 재구성 광원(30)에 가장 인접하고 광각 홀로그램을 포함하는 전술한 특정 예에 관하여, 광각 홀로그램은 대부분의 재구성 조면이 현저히 밝은 출력을 제공할 필요가 있는 협각 홀로그램을 통과시키기에 상대적으로 비효율적인 것일 수도 있다. 예컨대, 광각 홀로그램은 이상적인 재구성 조명의 경우에 대략 30 내지 40%의 효율을 가질 수 있으며, 반면에 협각 홀로그램은 이상적인 재구성 조명인 경우에 적어도 90%의 효율을 가질 수 있다.

광각 홀로그램이 상대적으로 높은 효율을 갖도록 설계된다는 점에서, 제2홀로그램(32)는 광각 홀로그램으로 설계되어야 하고, 제1홀로그램은 협각 홀로그램으로 설계되어야 하며 이들 양 홀로그램은 이상적인 재구성 조명의 경우에 적어도 90%인 상대적으로 높은 효율을 가져야 한다. 이러한 조건들은 협각 홀로그램의 회절된 출력이 광각 홀로그램의 회절된 출력보다 상당히 커야 한다는 점에서 기인한다. 협각 홀로그램을 상대적으로 효율적으로 제조하여 재구성 광원에 아주 근접하게 위치시킴으로써 이 협각 홀로그램은 재구성 조명의 대부분을 회절시킴으로써 조명 강도 요구 조건을 충족시킬 수 있다. 대부분의 재구성 조명이 협각 홀로그램에 의해 회절되므로 광각 홀로그램에 사용가능한 재구성 조명은 현저히 감소되고 이상적인 조명의 경우에 적어도 90%의 상대적으로 높은 효율을 갖는다.

협각 홀로그램 및 광각 홀로그램의 연속 처리에 관한 전술한 양 실시예에 대하여 광각 홀로그램 셀과 협각 홀로그램 셀들이 중첩되는 실시예의 재회절에 의한 손실을 고려해야만 한다는 것을 인식해야 한다.

광각 홀로그램 셀과 협각 홀로그램 셀이 중첩되고, 광각 홀로그램이 재구성 광원에 아주 인접한 실시예에 있어서, 협각 및 광각 홀로그램의 가고 범위내에서의 제한된 중첩과 광각 홀로그램이 상대적으로 낮은 효율을 갖기 때문에 회절된 광선의 아주 소량이 협각 홀로그램에 입사되게 될 것이다. 그러므로, 회절된 광선의 소량 만이 협각 홀로그램에 의해 재회절된다.

협각 홀로그램 셀과 광각 홀로그램 셀들이 중첩되고 협각 홀로그램이 재구성 광원에 가장 인접해 있는 실시예에 있어서, 미합중국 자동차 안전 표준 제108호에 정의된 협각 중앙 영역 내의 회절광의 상당한 양은 광각 홀로그램 상으로 입사된다. 그러나, 광각 홀로그램은 광량을 감소시키도록 구성되므로, 광선은 중앙 각도 영역으로 회절되고 형각 홀로그램에 의해 회절된 광선의 재회절량은 감소된다.

각 홀로그램이 밝은 홀로그램 셀과 흐린 홀로그램 셀의 열로 구성되고, 한 홀로그램의 밝은 홀로그램 셀과 흐린 홀로그램 셀 패턴이 다른 홀로그램의 밝은 홀로그램 셀과 흐린 홀로그램 셀 패턴의 음화인 실시예에서는, 재 회절량은 감소될 것이다. 각 홀로그램이 홀로그램 셀과 비 홀로그램 셀의 열로 구성되고 한 홀로그램의 홀로그램 셀과 비 홀로그램 셀 패턴이 다른 홀로그램의 홀로그램 셀과 비 홀로그램 셀 패턴의 음화인 실시예에서는 재 회절은 발생되지 않는다.

각 제1 및 제2홀로그램(31,32)는 그 안에 형성된 홀로그램 셀의 출력이 밝은 홀로그램 셀들이 형성된 영역안에 형성된 출력보다 덜 밝도록 흐린 홀로그램으로 선택된 영역이 비간섭성 광으로 중간 톤(half-tone) 예비 노출을 받는 적절한 홀로그래픽 기록 층으로부터 만들어진다. 예를 들어, 흐린 홀로그램 셀을 한정하는 중간 톤 영역을 제외하고는 불투명한 필름형 마스크는 홀로그래픽 기록 층에 인접하게 위치하고 표시 작용 유체(index matching fluid)의 얇은 층으로 이에 표시 작용된다. 종래 기술에 따라, 마스크의 중간톤 영역들은 각각 매우적은 불투명 소영역들과 투명 소영역들의 패턴을 포함하는 영역들이다. 그러면, 마스크는 중간톤 영역의 투명 소영역에 인접한 홀로그램 기록 층의 영역들이 감도가 줄도록 하여 홀로그램이 형성할 수 없도록 비간섭 광으로 조명된다. 다시 말해, 마스크의 중간톤 영역에 인접한 홀로그램 기록 층의 영역들이 중간 톤 방법으로 감도가 감소되어, 흐린 홀로그램 셀이 형성되는 홀로그램 층의 영역들에 대하여 마스크 중간 톤 영역의 매우 적은 불투명 소영역에 의해 보호된 영역들만이 홀로그램을 갖게 된다. 이러한 결과, 흐린 홀로그램 셀안에서 셀의 일부에 홀로그램이 형성되고, 이러한 부분은 매우 적은 소영역으로 구성된다.

각 홀로그램(31,32)가 홀로그램 및 비 홀로그램 셀들의 열을 포함하는 한, 비 홀로그램 셀은 비 홀로그램 셀을 내장한 영역을 비간섭성 광에 노출시킴으로써 형성된다. 예를 들어, 비 홀로그램 셀을 한정하는 투명 영역을 제외한 불투명한 필름형 마스크는 홀로그래픽 기록층에 인접하게 위치하고 표시 작용 유체의 얇은 층에 의해 표시 작용된다. 그러면, 마스크는 마스크에 의해 덮혀 지지 않은 홀로그램 기록 층의 영역들이 감도가 감소되어 홀로그램이 그안에 형성되지 않도록 비간섭성 광으로 조명된다.

흐린 홀로그램 셀 또는 비 홀로그램 셀들을 형성하도록 적절히 감도를 감소시킨 후에, (실시예에 따라 밝은 그리고 흐린, 또는 밝은 것만의)홀로그램 셀을 홀로그램 형성 노출광에 의해 형성시킨다.

홀로그램 내의 모든 홀로그램 셀은 동일하게 회절되도록 노출될 수 있고, 또는 설치된 홀로그램 조립체의 곡률 또는 조명 광원의 비조준(non-collimation)성과 같은 특정 요구 조건에 따라 상이한 회절 특성을 갖도록 노출될 수 있다. 더욱이, 홀로그램 내의 홀로그램 셀은 한번에 하나 또는 다수의 셀이 노출될 수도 있다.

제7도에 의하면, 열지어 있는 다수의 비인접 셀을 각각 노출시키는 연속 노출에 의해 협각 홀로그램의 홀로그램 셀을 기록하기 위한 노출 설정 장치가 설명적으로 도시되어 있다. 이 노출 설정 장치는 조준 광선 CB1과 함께 도시된 바와 같이, 제8도에 개략적으로 도시된 평면-오목 구형 렌즈(53a)의 수평 선형 배열(53)을 포함하고 있다. 이 평면-오목 구형 렌즈는 제7도에 도시된 바와같이 조준 광선 CB1을 향하는 곡면을 갖고 있으며, 협각 홀로그램의 홀로그램 셀의 목표 광선(object beams)의 소정의 수직 및 수평 각도 폭을 생성하기 위하여 각 평면-오목 구형 렌즈(53a)에 필요로 하는 크기에 의해 결정되는 수평 방향으로의 중심과 중심 사이의 간격 S1을 갖는다. 더욱이, 이 중심 간격 S1은 인접한 셀의 전체 개수의 중심 거리와 동일하다. 이 노출 설정 장치는 또한 제4도에 도시된 바와 같이 필름식 마스크(51)을 사용하고 있으며, 이는 중앙 상부 장착식 정지등 홀로그램의 홀로그램 셀의 각각에 대해 동일한 크기의 균일하게 이격된 투명 영역(51a)를 제외하고는 불투명하며 평면-오목 렌즈(53a)와 동일한 중심 간격 S1을 갖도록 평면-오목 구형 렌즈(53a)와 정렬되어 있다. 투명 영역의 개수는 평면-오목 구형 렌즈(53a)의 개수와 동일하다.

제7도에 보다 상세히 도시된 바에 의하면 홀로그래픽 기록 조립체(60)은 노출 차단 조립체(50) 아래에 배치되게 된다. 이 홀로그래픽 기록 조립체(60)은 유리 판(63)과, 이 유리 판(63) 상에 배치된 홀로그래픽 기록 층(61)과, 이 홀로그래픽 기록 층(61) 위에 배치된 얇은 덮개 층(65)와, 그리고 유리 판(63)의 바닥에 인접하며 표식 작용 유체(index matching fluid, 73)의 층에 의해 표식 작용되는 광흡수층(71)을 구비하고 있다. 이 노출 차단 조립체(50)은 마스크(51)과 마스크 지지 판(55)로 구성된다. 홀로그래픽 기록 조립체(60)과 노출 차단 조립체는 노출 마스크(51)과 표식 작용 유체(57)의 아주 얇은 층에 의해 분리되어 상호 대향하는 얇은 덮개 층(65)와 함께 정렬된다.

설명적인 예에 의하면, 홀로그래픽 기록 조립체(60)은 중앙 상부 장착식 정지등 홀로그램의 셀에 대응하는 영역들이 마스크 투명 영역(51a)의 아래에 선택적으로 위치할 수 있도록 예컨대 컴퓨터의 의해 구동되는 모터에 의해 이동가능하게 된다. 마스크 투명 영역에 의해 덮히지 않는 셀에 대한 조명을 제한하기 위해 마스크 및 차단판은 기존의 오일 입구 홈통(trough)의 불투명 상부 덮개의 개구에 고정되게 되고, 이 상부 덮개는 충분히 커서 차단부 투명 영역(51a) 아래에 홀로그래픽 기록 층의 일부분 만이 홀로그램 기록 층의 모든 노출 위치에 대한 재구성 조명에 노출되는 것을 보장해 준다.

물체 광선 OB는 구형 렌즈(53)을 통과하는 조준 광선 CB1의 일부에 의해 생성되고, 각각의 초점 F 아래로 수렴되고, 이어서 마스크 투명 영역(51a)에 의해 덮혀지지 않는 홀로그램 기록 층의 홀로그램 형성 셀에 대한 발산하는 물체 광선 OB를 제공하도록 확산하게 된다. 제6a도 및 제6b도에 대해 전술한 기하학적 고려 사항에 근거하여 홀로그램 형성 셀의 크기와 마스크 투명 영역에 대한 구형 렌즈 배열의 위치는 설치된 홀로그램의 경사짐에 따른 이미 축소되는 것을 고려하여 최종적인 홀로그램 셀의 수직 및 수평 방향으로의 일정의 각도 범위를 생성하도록 선택된다.

노출용 기준 광선은 제1도에 도시된 바와 같이 아래로부터 조명되는 CHMSL의 설명적인 예에 근거한 각도를 갖는 조준 광선 CB1의 일부로써 구성된다. CHMSL 홀로그램의 상부는 도면의 평면에 수직한 홀로그램 기록 층의 좌측 모서리에 대응하게 된다.

차단부 투명 영역(51a)에 의해 덮혀지지 않는 셀의 노출은 홀로그래픽 기록 조립체를 차단부 투명 영역 아래의 셀에 대응하는 홀로그램 기록 층의 영역에 위치시키고 평면-오목 구형 렌즈의 배열 및 조준 광선 CB2를 통해 재구성 조명과 함께 차단되지 않은 셀을 조명함으로써 달성된다. 홀로그램이 밝은 홀로그램 셀과 흐린 홀로그램 셀들의 열을 포함하는 특정 실시예에서, 홀로그램은 밝은 홀로그램 셀이 되도록 구성된 영역들의 전체 포맷을 가로질러 그리고 흐린 홀로그램 셀들이 되도록 구성된 영역의 매우 적은 중간 톤의 소영역안에 형성된다. 홀로그램이 밝은 홀로그램 셀들과 비 홀로그램 셀들의 열을 포함하는 실시예에서는, 홀로그램은 의도한 비 홀로그램 셀들의 영역들이 비간섭성 조명으로 노출을 감소시킴으로써 감도가 감소되므로 홀로그램 셀이 되도록 구성된 홀로그램 기록층의 영역들안에만 형성될 수 있다.

설명적인 예에 의하면, 이 셀의 열은 연속적으로 노출되고, 이 각 열의 셀내에 최종적으로 이 열을 형성하는 셀의 부분 조합(subset)이 연속적으로 노출될 수 있다. 따라서, 차단부 투명 영역들 사이의 간격이 3개의 셀이 되는 특정 예의 경우에, 임의의 i번째 열에서 홀로그램 기록 조립체는 j가 1,4,7,10등과 일치하는 셀 C(i,j)로 구성되는 제1셀의 부분 조합을 덮지 않도록 이동될 수 있다. 홀로그램 기록 조립체가 고정된 후에 제1셀의 부분 조합은 재구성 조명으로 노출될 수 있다. 홀로그램 기록 조립체는 j가 2,5,8,10등과 일치하는 셀 C(i,j)로 구성되는 제2셀의 부분 조합을 덮지 않도록 이동될 수 있다. 홀로그램 기록 조립체가 고정된 후에 이 제2셀의 부분 조합은 홀로그램 형성 조명으로 노출될 수 있다. 한 열에 한 셀씩 홀로그래픽 기록 조립체를 표식하고 재구성 광선으로 덮히지 않은 셀을 노출시키는 절차는 홀로그램 형성 조명에 일정의 열에 있는 모든 셀을 노출시키기에 필요한 대로 계속 반복될 것이다. 주어진 열 내의 모든 셀 영역이 홀로그램 형성 조명으로 조명될지라도, 홀로그램은 감도가 감소되지 않았던 영역에만 형성될 수 있다. 열 내의 셀의 개수와, 차단부 내의 투명 영역의 개수와, 그리고 차단부 투명 영역 사이의 간격에 따라 이후의 표식 위치의 하나 이상에 있어서 덮히지 않은 셀의 개수는 제1표식 위치 내의 덮이지 않은 셀의 개수보다 적을수 있다는 것을 알아야 한다.

홀로그램기록 조립체가 차단부에 대해 이동하고 물체 광선 형성 렌즈가 정지해 있고 기준 광선이 조준 광선을 포함하는 전술한 절차에 있어서, 각 셀은 거의 동일한 기준 광선의 입사각으로 노출되고, 이 경우에 이 기준 광선 각도는 셀의 중앙을 관통하며 조준 광선 CB2의 중심 축에 평행한 직선 및 셀의 평면 사이에서 형성되게 된다. 비조준 기준 광선 형태가 이용되는 경우에 있어서, 이 기준 광선의 각도는 모든 셀에서 동일하게 되나, 대응하는 비조준 재생 광선 형태에 대한 재생 광선 각도는 모든 셀에서 동일하지 않게 되고, 이럼으로써 거의 동일한 입사각을 갖는 각각의 기준 광선으로 재구성된다면 밝기가 감소되게 될 것이다. 재생 광원을 기준 광선에 보다 유사하게 하기 위해, 이 기준 광선 입사각은 각 셀에 대한 이 기준 광선 입사각이 모든 셀에 대한 재생 광선 입사각에 근사시키도록, 예컨대 스미쓰 등에 의해 1992년 12월 22일자로 출원된 발명의 명칭이 저소음의 투사된 중앙 상부 장착식 정지등 홀로그램을 제작하기 위한 개선된 기술인 본 출원인에게 양도되어 현재 계류 중인 미합중국 특허 출원 제07/995,117호에 서술된 바와 같이 셀의 각 열에 따라 변경될 수 있다.

제10도에 의하면, 각 열에 있는 다수의 균일하게 이격된 비인접 셀의 각각이 노출되도록 일련의 노출에 의해 광각 홀로그램을 기록하기 위한 노출 설정 장치가 설명적 예에 의해 도시되어 있다. 제10도의 노출 시스템은 제7도의 노출 시스템과 유사하며, 동일한 참조 번호는 동일한 요소를 가리키고 있다. 이 노출 시스템의 차이점으로는, 홀로그래픽 광 요소(153a)의 선형 배열(153)이 조준된 재구성 광선 RB에 의해 재구성된다는 것과 필름식 차단부(151)이 제12도에 도시된 바와 같이 투명 영역(151a)를 제외하고는 불투명하다는 것이다. 홀로그래픽 광 요소의 재구성 광선 입사 표면은 제11도에 도시되어 있다. 각 홀로그래픽 광 요소(153a)는 간단한 원통형 렌즈(즉, 이것의 출력이 반응 원통형 렌즈의 출력에 필적함.)를 포함하며, 예컨대 이것의 원통 축은 제10도의 평면과 평행하게 된다. 각 홀로그래픽 광 요소(153a)의 출력 광선은 홀로그램 기록 층에 입사하는 광선이 상기 도면의 평면에 수직한 축을 따라 발산하도록 이 도면의 평면에 평행한 선 초점 L에 수렴하고 연이어 발산하는 광선을 포함한다. 이 홀로그래픽 광 요소는 광각 홀로그램에 필요한 수명 각도 폭을 얻기에 충분하도록 차단부 투명 영역(151a)에 인접하게 위치된다. 이 홀로그래픽 광 요소(153a)와 차단부 투명 영역(151a)는 차단부 투명 영역에 의해 덮혀지지 않는 홀로그램 영역에서 이러한 광선의 교차없이도 차단부 투명 영역에 의해 덮혀지지 않는 영역에서의 수직 및 수평 각도 폭을 생성하도록 각 홀로그래픽 광 요소(153a)에 필요한 간격 량에 의해 결정되는 중심 대중심 간격 S2로 상호 정렬된다. 다시 말하면, 이 홀로그래픽 광 요소(153a)는 이들의 출력 광선이 차단부 투명 영역(151a)에 의해 덮혀지지 않은 홀로그램 영역에서 중첩되지 않도록 상호 간에 분리되어야만 한다. 더욱이, 이 중심 대 중심 간격 S2는 전체 개수의 인접한 홀로그램 셀의 중심 대 중심 간격과 동일하고, 제4도의 차단부 투명 영역(151a)의 중심 대 중심 간격과 상이할 수 있다. 외주연 수평 영역에 대하여 광각 홀로그램의 회절을 제한하기 위하여, 마스크(153b)는 물체광선 조명이 선택된 각도 영역안에 위치하도록 홀로그래픽 광 요소(153a) 상에 위치한다. 각 마스크(153b)는 이에 부딛히는 홀로그래픽 광 요소의 수직 범위를 연장시키고, 예를 들어 미합중국 자동차 안전 표준 제108호에 정의된 바와 같이 중심의 어느 한 측면상에 수평으로 10°연장된 중앙 각도 영역과 같은 소정 각도 영역으로부터 물체 광선 조명을 차단하도록 선택된 측면 범위를 갖는다.

설명적 예에 의하면, 제10도의 노출 설정 장치에 따라 만들어진 외주연 수평 영역 홀로그램의 셀 열은 제7도의 노출 설정 장치에 관하여 전술한 바와 같은 표식 작용 방법으로 노출된다.

더욱이 본 발명에 의하면, 광각 홀로그램의 각 홀로그래픽 셀은 예컨대 수렴 광선으로 조명되는 원통형 렌즈의 출력 광선을 포함하는 물체 광선과 함께 구성되도록 함으로써 설치된 수평 방향으로는 적절한 각도 폭을 갖고 수직 방향으로는 작은 각도 폭을 제공하는 광선을 생성하도록 형상화될 수 있다. 이럼으로써 다소 작은 구형 능력(spherical power)을 갖는 원통형 렌즈에 필적하는 홀로그래픽 광 요소를 얻을 수 있다.

본 발명에 의한 광각 홀로그램은 중앙 각도 영역에 대응하는 영역안의 물체 광선 조명을 제한하도록 그 상에 위치한 적절한 마스크와 함께 제8도의 노출 설정 장치의 홀로그래픽 광 요소로 치환될 수 있는 원통형 렌즈의 선형 배열을 이용하여 구성될 수 있다는 것을 알아야 한다.

더욱이 본 발명에 의하면, 협각 홀로그램 마스터와 광각 홀로그램 마스터는 제7도 및 제10도의 노출 설정 장치에 의해 각각 제조될 수 있고, 이러한 마스터들은 제1도의 홀로그래픽 중앙 상부 장착식 정지등의 홀로그램(31,32)를 제작하는 데에 이용될 수 있다. 상기 마스터들은 각각의 개별 복제물을 제작하기 위해 개별적으로 복사될 수 있고, 복합 홀로그램을 제작하기 위해 박판 형성되어 복사될 수 있다. 이 경우에 있어서, 제7도 및 제10도의 노출 시스템에 따라 각각 제작된 협각 홀로그램 마스터 및 광각 홀로그램 마스터의 효율을 이 홀로그램 복제물들이 일정의 효율을 제공하도록 선택될 필요가 있게 된다.

제14도에 의하면, 제7도 및 제10도의 노출 시스템에 따라 각각 제작된 홀로그램 마스터들로부터 홀로그램 복제물을 제작하기 위한 복제 시스템이 개략적으로 도시되어 있다. 이 복제 시스템은 마스터 홀로그램(111), 이 마스터 홀로그램으로부터 최소 거리에 위치하고 있는 인접 홀로그래픽 기록 층(113), 및 표식 작용 유체(115)의 얇은 매개 층을 구비하고 있다. 홀로그래픽 기록 층(113)이 불투명 지지 층(119)에 의해 지지되는 반면에 이 마스터 홀로그램은 유리 판(117)에 의해 지지된다. 사용시, 마스터 홀로그램(111)을 구성하는 데에 이용되는 기준 광선에 필적하는 복제 기준 광선 RB는 마스터 홀로그램(111)의 재구성에 필요한 적절한 광선 각도를 생성시키는 각도로 유리 판을 향하게 된다. 이 복제 기준 광선은 유리 판(117)을 통과하고 마스터 홀로그램(111)에 의해 부분적으로 회절된다. 마스터 홀로그램으로부터의 회절 광선 및 비회절 광선은 홀로그램 복제물을 제작하기 위해 홀로그래픽 기록 층 내에서 간섭된다.

협각 홀로그램 복제물의 최대 효율에 대해서는, 협각 홀로그램 마스터로 사용되는 협각 홀로그램은 듀폰 사의 HRF 600 광 중합체(photopolymer) 홀로그래픽 기록 층의 경우 1 대 1 광선 비율을 갖도록 50%의 효율을 가져야 한다. 30 내지 40% 범위의 효율을 갖는 광각 홀로그램의 경우 광각 홀로그램이 재구성 광원(30)에 아주 인접하게 위치하는 실시예에 있어서, 광각 홀로그램 마스터를 사용하는 광각 홀로그램은 듀폰 사의 HRF 600 광 중합체 홀로그래픽 기록 층의 경우 대략 10 내지 20%의 효율을 가져야 한다. 적어도 90%의 효율을 갖는 광각 홀로그램 복제물의 경우 협각 홀로그램이 재구성 광원(30)에 아주 인접하게 위치하는 실시예에 있어서, 광각 홀로그램 마스터를 사용하는 광각 홀로그램은 듀폰 사의 HRF 600 광 중합체 홀로그래픽 기록 층의 경우 대략 50%의 효율을 가져야 한다.

전술한 바와 같이, 협각 홀로그램 마스터와 광각 홀로그램 마스터는 각각의 개별 복제물을 제작하기 위해 개별적으로 복사될 수 있고, 또는 제1광각 홀로그램 및 제2 홀로그램(31,32)의 대신에 이용될 수 있는 복합 홀로그램을 제작하기 위해 서로 박판 형성되어 복사될 수 있다. 제14도의 이 복제 시스템은 협각 홀로그램 마스터 및 광각 홀로그램 마스터를 홀로그램 마스터(111)로 이용함으로써 복합 홀로그램 복제물을 이용하는 데에 사용될 수 있다. 최종적인 복제 홀로그램에 있어서, 광각 홀로그램 셀 및 협각 홀로그램 셀이 중첩된다.

복합 복제물을 제작함에 있어서, 협각 및 광각 홀로그램 마스터의 효율들은 한 홀로그램 마스터로부터 회절된 광선이 협각 홀로그램 셀과 광각 홀로그램 셀이 중첩된 실시예에서 교차 변조 노이즈(cross-modulation noise) 홀로그램을 생성하기 위해 다른 홀로그램 마스터로부터 회절된 광선과 간섭할 수 있으므로 적절히 선택되어야 한다. 복합 홀로그램 복제물을 구성함에 있어 물체 광선을 구비하는 양 홀로그램 마스터의 회절된 출력 광선을 감소시킴으로써 이러한 문제점을 완화 시킬 수 있다. 예컨대, 듀폰 사의 HRF 600 광중합체 홀로그래픽 기록 층의 경우에 있어서, 대략 25%인 협각 홀로그램 마스터의 효율과 대략 5%인 광각 홀로그램 마스터의 효율은 교차 변조 노이즈 홀로그램을 감소시키고, 반면에 이 복제물의 일정의 회절 방향으로의 효율에 대한 손실을 최소화하도록 유지시킨다. 각 홀로그램 마스터가 홀로그램 및 비 홀로그램 셀들로 구성되고, 협각 홀로그램의 홀로그램 셀 및 비 홀로그램 셀 패턴이 광각 홀로그램의 홀로그램 셀 및 비 홀로그램 셀 패턴의 음화인 실시예에서는, 교차 변조 노이즈 홀로그램이 거의 발생되지 않을 것이며, 각 홀로그램 마스터는 약 50%의 효율을 갖을 수 있다.

상술한 복제 방법에서, 각 마스터 홀로그램은 홀로그램 및 비 홀로그램 셀의 소정 패턴을 갖고 있다. 별도의 협각 및 광각 복제물을 별도의 홀로그램 마스터로부터 제작하는 복제 공정의 다른 방법으로, 복제물 홀로그램은 소정 비홀로그램 셀을 한정하도록 홀로그래픽 기록 층을 미리 노출시키고, 그 연후 홀로그램 마스터의 모든 셀이 홀로그램 셀인 적절한 홀로그램 마스터를 이에 복제함으로써 제작될 수 있다. 이러한 방법으로, 비 홀로그램 셀은 예비 노출의 감도를 감소시킴으로써 한정되므로 홀로그램은 홀로그램 셀이 형성되어진 홀로그래픽 기록층의 영역에만 형성될 것이다.

본 발명에 의한 광각 홀로그램 조립체가 설명을 위하여 실상(orthoscopic image)을 제공하는 구성으로 서술되었으나, 본 발명은 허상(pseudoscopic image)을 제공하는 홀로그램을 또한 제시할 수 있다. 예컨대, 홀로그램 조립체의 홀로그램(31,32)중의 하나 또는 전부는 이 홀로그램의 원래의 상부가 바닥부에 있고 최초에 차량의 내부를 향하는 홀로그램 표면이 이제는 차량의 외부를 향하도록 수평 축에 대해 180도 회전될 수 있다. 이러한 방법으로 회전된 홀로그램이 각 셀은 마치 수렴 광선이 셀의 경계에 의해 차단되는 것처럼 결정되는 수평 및 수직 폭을 갖고서 홀로그램의 뒤쪽(즉, 차량의 후방을 향하는 방향)으로 위치한 점 광원 또는 선 광원의 화상을 형성할 것이다.

본 발명의 또 다른 형태에 의하면, 단일 협각 홀로그램을 제1도의 홀로그래픽 중앙 상부 장착식 정지등에 홀로그램 조립체 용으로 사용할 수 있으며, 이러한 경우에 외주연 영역의 범위는 산란 조명에 의해 마련될 것이다.

필요로 하는 전력을 최소로 하면서 전반적으로 요구되는 조명 강도 및 각도 범위에 대한 요구 조건들을 충족하는 홀로그래픽 중앙 상부 장착식 정지등에 대해 이상과 같이 설명하였다. 본 발명에 의한 홀로그래픽 중앙 상부 장착식 정지등의 홀로그램 표면은 기존의 정지등의 외관과 유사한 볼록한 외관을 생성하도록 형상화될 수 있고, 각각의 홀로그램 층을 각각의 홀로그램 복제물 층에 개별적으로 복제함으로써 또는 다수의 홀로그램 층을 단일 층을 갖는 홀로그램 복제물에 복제함으로써 효율적인 제작이 기능하게 할 수 있다.

전술한 내용이 비록 본 발명의 특정 실시예에 대한 설명이라 할지라도 이에 대한 다양한 변경 및 수정이 후속의 특허 청구의 범위에 한정된 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 본 분야의 당업자에 의하여 가능할 것이다.

Claims

차량용의 홀로그래픽 중앙 상부 장착식 정지등에 있어서, 재구성 광선을 제공하기 위한 광원과, 수직 및 수평 연장부를 갖는 중앙 각도 영역을 포함하는 제1소정 각도 범위안으로 재구성 광선의 일부를 회절시키도록 구성된 홀로그래픽 렌즈들로 각각 이루어진 밝은 홀로그램 셀들과 흐린 홀로그램 셀들로 구성되며 이 홀로그램 셀들의 홀로그램 렌즈들에 의한 회절에 따라 밝은 영역과 흐린 영역으로 된 패턴을 생성하도록 제1조정 패턴으로 배열된 제1열과, 중앙 각도 영역의 어느 일측면 상에 수평한 제1 및 제2 외주연 각도 영역들을 포함하는 제2소정 각도 범위 안으로 재구성 광선의 일부를 회절시키는 형상을 취하는 홀로그래픽 렌즈들로 각각 이루어진 비중첩식의 밝은 홀로그램 셀들과 흐린 홀로그램 셀들로 구성되며 이 홀로그램 셀들의 홀로그램 렌즈들에 의한 회절에 따라 밝은 영역과 흐린 영역으로 된 패턴을 생성하도록 제2 소정 패턴으로 배열된 제2열을 포함하며, 상기 제1 및 제2열의 홀로그래픽 렌즈들에 의해 회절되는 재구성 광선의 부분들이 정지등 조명부를 이루는 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 중앙 상부 장착식 정지등.
제1항에 있어서, 밝은 홀로그램 셀들과 흐린 홀로그램 셀들로 된 제1열이 제1홀로그램 층에 형성되고 밝은 홀로그램 셀들과 흐린 홀로그램 셀들로 된 제2열이 제2홀로그램 층에 형성되며, 이들 제1 및 제2 홀로그램 층이 서로 적층식으로 부착된 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 중앙 상부 장착식 정지등.
제2항에 있어서, 제1열의 홀로그램 셀들 각각이 점 광원 화상을 발생시키고 제2열의 홀로그램 셀들 각각이 선 광원 화상을 발생시키는 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 중앙 상부 장착식 정지등.
제3항에 있어서, 각각의 점 광원 화상과 각각의 선 광원 화상일 홀로그램 층들의 일측면으로부터 변위되는 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 중앙 상부 장착식 정지등.
제3항에 있어서, 각각의 점 광원 화상이 홀로그램 층들의 일측면으로부터 변위되고 각각의 선 광원 화상이 홀로그램 층들의 다른 측면으로부터 변위되는 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 중앙 상부 장착식 정지등.
제1항에 있어서, 밝은 홀로그램 셀들과 흐린 홀로그램 셀들로 된 제1열과 밝은 홀로그램 셀들과 흐린 홀로그램 셀들로 된 제2열이 단일 홀로그램 층에 형성되는 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 중앙 상부 장착식 정지등.
제6항에 있어서, 제1열의 홀로그램 셀들 각각이 점 광원 화상을 발생시키고 제2열의 홀로그램 셀들 각각이 선 광원 화상을 발생시키는 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 중앙 상부 장착식 정지등.
제7항에 있어서, 각각의 점 광원 화상과 각각의 선 광원 화상이 단일 홀로그램 층의 일측면으로부터 변위되는 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 중앙 상부 장착식 정지등.
제7항에 있어서, 각각의 점 광원 화상이 단일 홀로그램 층의 일측면으로부터 변위되고 각각의 선 광원 화상이 단일 홀로그램 층의 다른 측면으로부터 변위되는 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 중앙 상부 장착식 정지등.
차량용의 홀로그래픽 중앙 상부 장착식 정지등에 있어서, 재구성 광선을 제공하기 위한 광원과, 수직 및 수평 연장부를 갖는 중앙 각도 영역을 포함하는 제1소정 각도 범위안으로 재구성 광선의 일부를 회절시키는 형상을 취하는 홀로그래픽 렌즈들로 각각 이루어진 홀로그램 셀 및 비 홀로그램 셀로 구성되며 이 홀로그램 셀들의 홀로그램 렌즈들에 의한 회절에 따라 밝은 영역과 어두운 영역으로 된 패턴을 생성하도록 제1소정 패턴으로 배열된 제1열과, 중앙 각도 영역의 어느 일측면 상에 수평한 제1 및 제2 외주연 각도 영역들을 포함하는 제2소정 각도 범위 안으로 재구성 광선의 일부를 회절시키는 형상을 취하는 홀로그래픽 렌즈들로 각각 이루어진 비중첩식의 밝은 홀로그램 셀들과 어두운 홀로그램 셀로 구성되며 이 홀로그램 셀들의 홀로그램 렌즈들에 의한 회절에 따라 밝은 영역과 어두운 영역으로 된 패턴을 생성하도록 제2 소정 패턴으로 배열된 제2열을 포함하며, 상기 제1 및 제2열의 홀로그래픽 렌즈들에 의해 회절되는 재구성 광선의 부분들이 정지등 조명부를 이루는 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 중앙 상부 장착식 정지등.
제10항에 있어서, 홀로그램 셀과 비홀로그램 셀로 된 제1열이 제1홀로그램 층에 형성되고 홀로그램 셀과 비홀로그램 셀로 된 제2열이 제2홀로그램 셀에 형성되며, 이들 제1 및 제2 홀로그램 층이 서로 적층식으로 부착된 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 중앙 상부 장착식 정지등.
제11항에 있어서, 제1열의 홀로그램 셀들 각각이 점 광원 화상을 발생시키고 제2열의 홀로그램 셀들 각각이 선 광원 화상을 발생시키는 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 중앙 상부 장착식 정지등.
제12항에 있어서, 각각의 점 광원 화상과 각각의 선 광원 화상이 홀로그램 층들의 일측면으로부터 변위되는 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 중앙 상부 장착식 정지등.
제12항에 있어서, 각각의 점 광원 화상이 홀로그램 층들의 일측면으로부터 변위되고 각각의 선 광원 화상이 홀로그램 층들의 다른 측면으로부터 변위되는 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 중앙 상부 장착식 정지등.
제9항에 있어서, 홀로그램 셀 및 비 홀로그램 셀로 된 제1열과 홀로그램 셀 및 비 홀로그램 셀로 된 제2열이 단일 홀로그램 층에 형성되는 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 중앙 상부 장착식 정지등.
제12항에 있어서, 제1열의 홀로그램 셀들 각각이 점 광원 화상을 발생시키고 제2열의 홀로그램 셀들 각각이 선 광원 화상을 발생시키는 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 중앙 상부 장착식 정지등.
제16항에 있어서, 각각의 점 광원 화상과 각각의 선 광원 화상이 단일 홀로그램 층의 일측면으로부터 변위되는 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 중앙 상부 장착식 정지등.
제16항에 있어서, 각각의 점 광원 화상이 단일 홀로그램 층의 일측면으로부터 변위되고, 각각의 선 광원 화상이 단일 홀로그램 층의 다른 측면으로부터 변위되는 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 중앙 상부 장착식 정지등.
차량용의 홀로그래픽 중앙 상부 장착식 정지등에 있어서, 재구성 광선을 제공하기 위한 광원과, 재구성 광선의 일부를 일정 각도 범위 안으로 회절시키는 형상을 취하는 홀로그래픽 렌즈들로 각각 이루어진 밝은 홀로그램 셀 및 흐린 홀로그램 셀로 구성되며 이들 홀로그램 셀의 홀로그램 렌즈들에 의한 회절에 따라 밝은 영역과 흐린 영역으로 된 패턴을 생성하도록 일정 패턴으로 배열된 열을 포함하는 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 중앙 상부 장착식 정지등.
차량용의 홀로그래픽 중앙 상부 장착식 정지등에 있어서, 재구성 광선을 제공하기 위한 광원과, 재구성 광선의 일부를 일정 각도 범위 안으로 회절시키는 형상을 취하는 홀로그래픽 렌즈들로 각각 이루어진 홀로그램 셀 및 비 홀로그램 셀로 구성되며 이들 홀로그램 셀의 홀로그램 렌즈들에 의한 회절에 따라 밝은 영역과 어두운 영역으로 된 패턴을 생성하도록 일정 패턴으로 배열된 열을 포함하며, 상기 홀로그래픽 렌즈들에 의해 회절되는 재구성 광선의 부분들이 정지등 조명부를 이루는 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 중앙 상부 장착식 정지등.