KR950011381B1 - 트랩식 빔 홀로그램 중앙상부 장착 정지등 - Google Patents
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Abstract
내용 없음.
Description
제1도는 본 발명에 따른 트랩식 빔 홀로그래픽 정지등 시스템(trapped beam holographic stoplight system)을 개략적으로 도시한 측단면도.
제2도는 투과형 볼륨 홀로그램으로 구현된 제1도의 트랩식 빔 홀로그래픽 정지등 시스템의 동작을 개략적으로 도시한 측단면도.
제3도는 반사형 볼륨 홀로그램으로 구현된 제1도의 트랩식 빔 홀로그래픽 정지등 시스템의 동작을 개략적으로 도시한 측단면도.
제4도는 백열등의 어레이를 포함하는 제1도의 트랩식 빔 홀로그래픽 정지등 시스템의 재생 조명원의 예시적인 도면.
제5도는 길고 가느다란 필라멘트 튜브를 포함하는 제1도의 트랩식 빔 홀로그래픽 정지등 시스템의 재생 조명원의 예시적인 도면.
제6도는 백열등 및 가는 선을 빛을 따라 분배시키기 위한 광섬유를 포함하는 제1도의 트랩식 빔 홀로그래픽 정지등 시스템의 재생 조명원의 예시적인 도면.
제7도는 본 발명에 따라서 트랩된 재생 빔이 볼륨 홀로그램을 여러 번 통과하는 트랩식 빔 홀로그래픽 정지등 시스템을 도시한 도면.
제8도는 본 발명에 따라서 차량의 후방 창 위에 있는 조명원과, 조명을 정지등 홀로그램을 지지하고 있는 기판으로 결합시키기 위한 결합 프리즘에 조명원을 결합시키기 위한 광도파관(optical guides)을 이용하는 트랩식 빔 홀로그래픽 정지등 시스템의 다른 실시예의 개략도.
제9도는 개시된 트랩식 빔 홀로그래픽 정지등 시스템용 홀로그램을 기록하기 위한 노출 장치를 도시한 도면.
제10도는 개시된 트랩식 빔 홀로그래픽 정지등 시스템용의 홀로그램을 기록하기 위한 다른 노출장치를 도시한 도면.
제11도는 개시된 트랩식 빔 홀로그래픽 정지등 시스템용의 반사형 무지개 홀로그램(reflection rainbow hologram)을 기록하기 위한 노출 장치를 도시한 도면.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
111 : 홀로그램 구조 113 : 차량이 후방 창
115 : 광원 116 : 필터
117 : 프리즘 211 : 백열등
213 : 렌즈구조 619 : 쇄기형 프리즘
본 발명은 일반적으로 차량의 중앙 상부에 정착된 브레이크등 또는 정지등(stoplight)에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 차량 후방 창(rear window) 내부에 트랩되는(trapped) 재생 조명으로 비추어 지는 볼륨 홀로그램(volume hologram)을 포함하는 홀로그래픽 중앙 상부 정지등 시스템에 관한 것이다.
현재의 미합중국 연방 규정은 자동차에 종래의 정지등 뿐만 아니라 중앙 상부에 장착된 정지등도 요구하고 있다. 상부에 장착되는 정지등은 뒤따라 오는 운전자에게 정지등을 최대한 잘 보이도록 하기 위한 것이다.
중앙 상부 장착 정지등은 표준 적색 투과성 물결 무늬 렌즈(standard red transmitting lenticular lens)와 차량 후방 창의 상부 혹은 하부 근처에 평이하게 고착된 하우징에 싸인 백열 전구에 구현되어 왔다. (자동차 백라이트(backlight)라고 하기도 함.)산란된 정지등 조명이 운전자의 후방 시야에 들어오는 것을 방지하기 위한 큰 하우징은 부분적으로 후방의 시야를 가리고 디자인 상의 제약을 주어서 일반적으로는 별로 주목을 받지 못하고 있다. 큰 하우징은 산란된 정지등 조명이 차안으로 들어오는 것을 방지하려는 것이지만, 완벽한 효고가 있는 것은 아니며, 특히 백라이트가 더럽혀지거나 습기나 눈으로 덮여 있을 경우에는 그 효과를 기대할 수 없다.
전구와 렌즈로 이루어진 중앙상부 정치등이 시야를 가리는 것을 피하기 위하여, 자동차 백라이트에 고착된 홀로그램이 재생 조명으로 비추어질 때 정지등 조명을 제공하는 홀로그래픽 정지등 시스템이 개발되었다. 이 홀로그램은 실질적으로 운전자의 후방 시야에는 보이지 않으며 재생 조명원은 그 시야 밖에 있게 되는데, 이는 전구와 렌즈 형태의 정지등 어셈블리에 의해 야기되는 시야 차단을 없게 한다. 중앙 상부 장착 홀로그래픽 정지등 시스템의 예들은 공동으로 양도되고, 1990년 1월 9일에 특허된 미합중국 특허 제4,892,369호와 1990년 4월 10일에 특허된 미합중국 특허 제4,916,593호에 개시되어 있다.
투사된 재생 조명을 사용하는 공지된 홀로그래픽 정지등 시스템에서 고려할 점들은 차량의 후방에 놓인 물건들로 인하여 생길 수 있는 방해물, 후방 창에서의 지장을 주는 반사 가능성 및 광원으로부터 생기는 불쾌한 열 등이다. 투사된 재생 조명을 사용하는 홀로그래픽 정지등 시스템에 대해 더 고려해야 할 점은 빛을 차량 운전자의 후방 시야로 회절시키는 턴-온(turn-on)을 포함한 주변 턴-온(ambient trun-on)이다.
또 다른 공지돈 홀로그래픽 정지등 시스템은 1990년 1월 9일에 허여되어 공동으로 양도된 미합중국 특허 제4,892,369호에 개시된 것으로, 예를 들면 광섬유 링크(fiber optic link)에 의해 홀로그램의 연부(edge)를 통하여 재생 조명을 결합시키는 것이다.
이 연부 결합 시스템(edge coupled system)에서 고려해야 할점은 홀로그램의 효율과, 레이저나 매우 밝은 재생 조명으로부터 제공될 수 있는 것과 같은 고도로 평행하게 되고 매우 좁은 주파수 대역을 갖는 재생 조명을 사용해야 한다는 것이다.
그러므로 본 발명의 장점은 투사된 재생 조명을 사용하지 않는 홀로그래픽 정지등 시스템을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 장점은 지나치게 밝은 재생 조명을 필요로 하지 않는 홀로그래픽 정지등 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 하나의 장점은 레이저 재생 조명을 필요로 하지 않는 홀로그래픽 정지등 시스템을 제공하는 것이다.
전술한 장점 외에도 여러 장점들이 본 발명에 의해 제공되는데, 본 발명은 재생조명에 응답하여 정지등 조명을 발생시키기 위해 차량의 후방 창에 고착된 볼륨 홀로그램, 후방 창에 광학적으로 결합된 프리즘, 및 프리즘을 조명하기 위한 재생 조명원을 포함하는 자동차용 정지등 어셈블리이다.
본 발명의 장점 및 특징은 본 기술 분야에 숙련된 자라면 첨부된 도면을 참조하여 다음의 상세한 설명을 읽는다면 쉽게 이해할 수 있을 것이다.
다음에 상세한 설명과 여러 도면에서, 같은 소자들은 같은 도면 부호로 나타내기로 한다.
이제 제1도를 참조하면, 차량이 후방 창(113)의 안쪽 면에 고착된 홀로그램 구조(111)을 포함하는 트랩 식 빔 홀로그래픽 정지등 시스템의 측면도가 개략적으로 도시되어 있다. 투과형 홀로그램 또는 반사형 홀로그램을 포함할 수 있는 홀로그램 구조(111)은 실질적으로 후방 창(113) 내에서의 내부 전반사를 통하여 홀로그램 구조(111)로 전파되어 가는 재생 조명 PB에 응답하여 정지등 조명을 발생시킨다.
재생 조명은 광원(115) 및 적당한 범위의 파장을 제공하는 필터(116)에 의해 제공된다. 광원(115)는 브레이크 페달이 눌려질 때 동작하도록 차량의 브레이크등을 동작시키는 회로에 연결되어 있다. 필터(116)은 정지등 영상의 선명도 요구 조건에 따라 고역 통과(high pass) 필터나 협대역 통과 (narrow band pass)필터도 될 수 있는데, 이는 광원(115)와 함께 미합중국 연방의 정지등 규격에 따르는 적당한 광도의 스펙트럴의 대역폭을 제공한다.
특별한 예로서, 홀로그램 영상(image)이 홀로그램 평면내에 접속되는 홀로그램에서, 약 600mm의 차단(cutoff) 파장을 가진 고역 통과 필터는 약 600mm와 620mm사이에 뚜렷한 피크 광도를 가지는 적색으로 인식될 영상을 발생시킬 것이다. 홀로그램 영상이 홀로그램 평면에서 떨어져 집속되고, 소정의 영상의 선명도가 요구되는 홀로그램 있어서는, 조명 스펙트럴 대역폭이 고역 통과 필터에서 생기는 대역폭보다 작게 감소되어야 하며, 협대역 필터가 이용될 것이다.
필터(116)의 출력은 홀로그램 구조(111)과 측면으로 동일하게 연장된(laterally coextensive) (즉, 차량에서 배향된 수평 방향으로) 프리즘(117)에 의하여 후방 창(113)의 하부에 결합된다. 전구 및 집속 렌즈로서 제1도에 개략적으로 도시되어 있는 광원(115)의 예시적인 예는 나중에 논의될 것이다.
후방 창으로 입사하는 재생 빔(playback beam)의 입사각, 후방 창으로 결합되는 재생 빔의 폭 W, 및 프리즘의 높이 H는 내부 반사된 빛이 프리즘/창 경계로 입사되지 못하도록 하기 위해 후방 창의 두께 T에 관련하여 적절하게 선택된다. 모든 빔이 홀로그램 구조(111)에 전 표면을 조명하기 위해 사용되는 제1도의 정지등에 대해서는 전술한 파라메타들은 홀로그램 구조의 최대 수직 크기뿐만 아니라 홀로그램 구조의 위치도 규정한다. 특히, 홀로그램 구조는 프리즘(117)의 상부 연부로부터 거리 D에 위치할 수 있다.
D=m*S (식1)
여기에는 m은 정수이고, S는 (a) 빛이 후방 창 내로의 입사하는 지점과 (b) 제1 내부반사후 빛이 입사 표면과 처음으로 만나는 지점 사이의 거리, 즉 입사 지점으로부터 제2 내부 반사 지점까지의 거리이다. 이러한 거리 S는 다음과 같이 표현될 수 있다.
S=(2T)/tanθ (식 2)
여기에서 T는 후방 창의 두께이고 θ는 후방 창에 입사하는 빛과 후방 창의 입사 표면사이의 예각이다.
전체 홀로그램이 전체 내부 반사된 재생 빔에 의해 조명되기 때문에 홀로그램의 최대 수직 크기는 S가 될 것이다.
제1도의 예시적인 예가 차량의 후방 창 하부에 결합되어 있는 재생 도시하였지만, 이하에 기술되듯이, 광원이 후방 창 위에 있는 경우 재생 조명은 후방 창의 상부에서 선택적으로 결합될 수 있다는 것을 알 수 있다.
이제 제2도를 참조하면, 지지 기판(53)에 적층되어 있는 투과형 볼륨 홀로그램램(51)로 구현된 홀로그램(111)의 예시적인 예가 상세히 도시되어 있다. 이 적층 구조는 후방 창(13)의 내부 표면에 고착되어 있으며 투과형 홀로그램은 창 표면에 면해있다. 동작시에, 후방 창의 내부 반사에 의해 홀로그램(51)에 입사한 재생 조명은 회절하기 적당한 각에 있지않으므로, 지지 기판(53)을 통과한다. 지지 기판(53)에 도달하는 재생 조명은 내부의 공기/기판 경계에서 내부 전반사 된 빛이며, 정지등 조명을 발생시키는, 회절에 적합한 각도로 홀로그램(51)에 입사한다.
이제 제3도를 참조하면,지지 기판(63)에 적층되어 있는 반사형 볼륨 홀로그램(61)으로 구현된 홀로그램(111)의 예시적인 예가 상세하게 도시되어 있다. 이 적층구조는 후방 창(13) 내부 표면에 고착되어 있으며 반사형 홀로그램은 창 표면에 면해있다. 동작시에 재생 조명은 정지등 조명을 발생시키는, 회절에 적합한 각도로 반사형 홀로그램에 입사된다.
광원(115)의 적절한 특성은 볼륨 홀로그램(111)의 재생 특성에 기초한다. 특히, 재생 조명은 내부 반사로 전파되기 때문에 홀로그램의 입사 조명과 회절된 조명의 각도가 필연적으로 크다. 볼륨 홀로그램에 관련하여 공지되어 있는 바와 같이, 입사 조명과 회절 조명 사이의 각도가 증가함에 따라 각 대역폭(angular bandwidth)은 감소한다. 결과적으로, 홀로그램은 홀로그램 구조(111)의 수선과 제작시 기준 빔의 중심축에 의해 정해지는 입사 평면 내의 매우 좁은 범위의 입사각에 대해서만 비교적 높은 효율로 회절할 것이다. 특별한 예로서, 이러한 입사평면은 제1도의 평면에 평행하게 선택될 수 있다.
효율을 고려하는 측면에서 보면, 홀로그램(111)에 입사하는 재생 조명이 입사평면에 평행하도록 평행광을 만드는 것은 바람직하다. 홀로그램 회절의 효율은 입사평면에 수직인 방향에서 입사각의 변화에 훨씬 덜 민감하기 때문에, 홀로그램에 입사하는 재생 조명은 그 방향으로는 상대적으로 평행광이 아닐 수도 있으면서 여전히 홀로그램에 의해 강하게 회전될 수 있다. 입사평면에 수직인 방향으로의 비평행광은 수평 방향으로의 회절된 빔의 흐릿해짐(blurring)을 야기할 수 있는데, 이는 정지등의 시야에는 극소의 영향만을 끼친다.
이제 제4도를 참조하면, 홀로그램 구조(111)에 대한 입사평면에 실제로 평행한 평행광인 재생 조명을 제공하는 광원(115A)가 도시되어 있다. 특히, 광원(115A)는 전구에 가장 인접한 후방 창 부분의 하부 연부에 실제로 평행하게 배치된 길다란 필라멘트 구조를 가진 길고 가느다란 각각의 필라멘트를 가진 백열등(211)의 어레이을 포함한다 백열등 어레이(211)로 부터의 조명은 각각의 전구당 구면 렌즈를 포함하도록 구성된 파리의 눈 모양의 구면 렌즈 어레이(spherical lens array)와 같은 적당한 렌즈 구조(213)에 의해 집속된다. 다른 방법으로는, 렌즈 구조(213)은 원통형 렌즈에 관련하여 90°회전된 렌즈들로 이루어진 원통형 렌즈어레이에 적층된 원통형 렌즈를 포함할 수도 있다. 렌즈 구조(213)에 의해 제공된 조명은 제1도의 구조를 가진 필터(116)에 관련하여 상술된 특성들을 가진 필터(216)에 의해 필터링된다.
이제 제5도를 참조하면, 홀로그램(111)의 입사 평면에 실제로 평행한 평행광인 재생 조명을 제공하는 광원(115B)가 더 도시되어 있다. 광원(115B)는 가장 인접한 후방 창부분의 하부 연부에 실제로 평행한 길고 가느다란 필라멘트 튜브(311)을 포함한다. 필라멘트 튜브(311)의 어레이에서 나오는 조명은 예를 들면 원통형 렌즈와 같은 적당한 렌즈(313)에 의해 집속된다. 렌즈(313)에 의해 제공된 조명은 제1도의 필터(116)구조와 관련하여 상술한 특성을 가진 필터(316)에 의해 필터링된다.
이제 제6도를 참조하면, 홀로그램(111)의 입사 평면에 실제로 평행한 평행광인 재생 조명을 제공하는 또 다른 광원(115C)가 더 도시되어 있다. 광원(115C)는 백열전구(411) 및 백열 전구(411)으로부터 좁고 긴 출력면(419)를 제공하기 위해 하우징(417)에 배열된 광섬유 다발(415)내로 조명을 집속시키기 위한 렌즈(413)을 포함한다. 광섬유 출력면(419)로 부터의 출력 조명은, 예를 들면 파리 눈 모양의 구면 렌즈 어레이나 원통형 렌즈, 또는 상술한 것과 같은 원통형 렌즈 어레이에 적층된 원통형 렌즈와 같은 적당한 렌즈(421)에 의해 집속된다. 렌즈(316)에 의해 제공된 조명은 제1도의 필터(116) 구조와 관련하여 상술한 특성을 가진 필터(416)에 의해 필터링된다.
입력 결합 프리즘(input coupilng prism)을 사용하면, 연부 결합(edge coupling)에 비해 디자인상의 신축성, 더 넓은 빔, 그리고 재생 조명의 보다 효율적인 결합이 가능하다. 특히 연부 결합은 매우 좁은 빔이 필요하고, (수선에 대하여)비교적 작은 빔의 각도 조차 허용하지 않는다.
수선에 대하여 비교적 큰(예를 들면, 61°보다 큰) 입사각으로 후방 창에 재생조명을 결합시키는 것은 후방 창에 물이나 얼음이 있을 때도 내부 전반사를 유지해주는 장점이 있음은 주목할 만하다. 먼지나 더러운 얼룩이 있을 때에도 내부 전반사를 유지하는 것은 약 73° 이상이 큰 빔 각도에서 사용할 수 있도록 후방 창 바깥표면에 피롤리틱 이산화 실리콘(pyrolytic silicon dioxide)층을 가함으로써 달성될 수 있다.
제7도를 참조하면, 홀로그램이 재생 빔의 다중 반사에 의해 조명되는 트랩식 빔 홀로그래픽 정지등이 도시되어 있다. 바꾸어 말하면, 홀로그램은 각각의 내부 반사에 대응하는 각각의 띠(stripe)로 이루어진 수평띠 모양으로 조명되는 것이다. 제7도의 다중 반사 구현은 홀로그램의 비효율성에 기인하여, 홀로그램을 이전에 통과할 때 회절 되지 않았던 재생 조명을 사용하기 때문에 재생 조명이 더욱 효율적으로 사용된다.
내부 반사광이 프리즘/창의 경계에 입사하지 않고 홀로그램 상에 조명띠들이 합당하게 인접하게 되어 불필요하게 겹치지 않게 하도록 재생 빔이 후방 창으로의 입사하는 각, 재생 빔의 폭 W, 및 프리즘의 높이 H가 후방 창 두께 T에 관련하여 적절하게 선택된다. 홀로그램 구조(111)의 다중 반사 조명을 위해서는, 홀로그램 구조(111)은 단일 통과(single pass) 조명 시스템에 관련하여 상술한 (식1)에서 정의된 소정 거리 D에 위치할 수 있으나, 그 수직크기는 (식2)에 관련하여 또한 상술한 거리 S의 정수배가 될 수 있다. 실제로는 앞서의 요건들은 다소 유동적이 되는데 이는 실제 광원의 필라멘트는 진정한 점 광원이 아니어서 완벽하게 평행광인 조명이 제공될 수 없기 때문이다.
제8도는 참조하면, 상부 조명원(overhead illumination source), 즉 차량의 후방 창 위에 위치한 조명원을 이용한 본 발명의 또 다른 실시예의 측면도가 도시되어 있다. 할로켄 전구(511)의 출력은 포물 타원형 반사기(para-elliptical reflector)(513)에 의해 쐐기형의 유리 기판(glass wedge substrate)(517)의 상부 표면에 배치된 냉각 거울(cold mirror)(515)로 반사된다. 열반사 금속 피막(heat reflection metallic couting)(519)는 열을 방열판(521)로 반사하도록 각이 진 쐐기형 유리 기판의 하부 표면에 배치된다.
포물 타원형 반사기(513)가 냉각거울(515)는 냉각거울(515)에 의해 반사된 조명이 제1 아크릴 광도파관(523) 입구에 있는 선 촛점(kine focus)에 수렴되도록 구성되어 있다. 광도파관(523)의 입구에서, 도면에 수직된 조명 빔의 폭은 적어도 정지등 홀로그램(111) 만큼 넓어야 하며 광고파관(523)도 거기에 맞도록 크기가 정해진다. 제1 광도파관(523)으로부터 나오는 빛은 제2 아크릴 광도파관(525)의 입구로 향한다. 특히, 제1 광도파관의 출구 표면과 제2광도파관의 입구 표면은, 제1 광도파관에서 제2 광도파관으로 결합되는 조명의 굴절이 제2 광도파관 내로 적절하게 향하게 하도록 적당한 각도에 있는 프리즘 표면들이다. 실질적으로 프리즘 표면들도 조명 빔이 최소이 부채꼴(fanning)로 휘게하는 작용을 한다.
고역 통과 또는 협대역 통과 필터(527)은 제2 광도파관(525) 출구에 배치되어 있고, 필터(527)의 출력은 프리즘(529)에 의해 정지등 홀로그램 구조(111)을 포함한 적층구조(531)에 결합된다. 특정한 예로서, 적층구조는 그 사이에 홀로그램 구조를 갖는 제1과 제2의 워터 화이트 유리층(water white glass layers)으로 구성될 수도 있다. 이 적층구조는 후방 창 상부에 적당하게 노치(notch)에 삽입할 수 있을 것이다.
제9도를 참조하면, 본 발명에 따라 정지등 홀로그램구조(111)을 기록하는데 사용할 수 있는 노출 장치의 예시적인 예가 도시되어 있다.
홀로그래픽 기록층(611)과 투명한지지 기판(613)을 포함하는 홀로그램기록판은 굴절율 정합(index matching) 유체가 채워져 있는 오일통(oil gate trough) (617)의 개구(615)내에 지지된다. 예시적인 예로서, 홀로그래픽 기록층은 중크롬산염화 젤라틴(dichromated gelatin) 또는 광중합화합물(photopolymer compound)로 구성되어 있다. 개구의 한쪽은 쐐기형 프리즘(619)의 한쪽면(619a)로 되어 있고 기록층은 그 프리즘면에 평행하게 지지되어 있다. 쐐기형 프리즘(619)는 한쪽면(619a)에 대하여 예각을 이루는 한면(619a)를 더 포함한다.
오일통(617)은 또한 오일통 개구(615)의 한쪽면을 형성하는 쐐기형 프리즘면(619a)에 평행한 바깥면(617a)를 포함한다.
노출 장치는 또한 오일통 표면(617a)에 평행하며 공기 간극으로 분리되어 있는 물결 무늬 렌즈 어레이(621)를 더 포함한다. 예시적인 예로써, 물결 무니 렌즈 어레이(621)은 네가티브 플라노볼록 원통형 렌즈어레이(negative plano-convex cylindrical lens array) (621b)와 상호 길이방향 중심축의 각도가 90°적충되어 있는 포지티브 플라노 오목 원통형 렌즈 어레이(621b)를 포함한다. 플라노 오목 원통형 렌즈어레이(621a)는 수직 방향으로 빛을 산란시키기 위한 것인 반면에, 플라노 볼록 원통형 렌즈 어레이는 수평 방향으로 빛을 산란시키기 위한 것이다.
길이방향 축이 서로 직교하는 다른 구조의 원통형 렌즈 어레이도 물결 무늬 렌즈 어레이(621)으로 이용될 수 있다는 것이 고려되어야 한다. 예를 들면, 원통형 렌즈 어레이는 모두 포지티브이거나 모두 네거티브일수 있다. 또한, 적절한 반사 방지 코팅을 사용하는 경우에는 원통형 렌즈 어레이는 공기 간극으로 두고 분리될 수도 있다.
각각의 평행 빔이 기준빔 RB와 대물빔 OB를 발생시키기 위해 사용될 수 있다. 양호하게는 이러한 빔들은 그 출력이 광분배기(beamsplitter)에 의해 분리되는 동일한 레이저 광원에서 발생한다. 광분배기 출력은 각기 대물렌즈와 바늘구멍 조리개와 같은 각각의 발산 광학 소자에 의해 발산하게 된다. 다음에 각각의 발산 빔은 각각이 콜리메이팅 광학 소자들에 의해 평행광이 된다.
기준빔용의 평행 빔은 프리즘면(619b)를 통하여 원하는 재생 구조에 알맞은 각도로 기록매체에 결합되는데, 이는 일반적으로 수직에 대하여 측정될 정도로 클 것이다.
대물빔 용의 평행 빔은 홀로그램이 장착될 의 각도 배향을 적절하게 고려하여, 회절된 재생 조명이 필요한 방향에서의 각도로 물결 무늬 렌즈 어레이(621)에 향하게 된다.
제10도를 참조하면, 제1도에 도시한 발생된 볼륨 홀로그램의 설치 배향과 동일한 방향을 갖는 홀로그램 기록 필름을 가지는, 홀로그램 구조(111)의 투과형 볼륨 홀로그램을 기록하기 위한 다른 노출장치의 측면도가 개략적으로 도시되어 있다. 유리기판(712)에 의해 지지되는 홀로그램 기록 필름(711), 예를 들면 중크롬산염화 젤라틴은 프리즘(713)에 의해 필름(711)에 결합되는 대물빔 OB와 기준빔 RB에 노출되고 있다. 홀로그램 기록 필름상에 기준 및 대물빔이 입사하는 각도로 원하는 재생 구조 및 기록 파장과 재생 파장간의 관계에 의해 정해진다.
대물 및 기준빔은 양호하게는 그 출력이 각각의 레이저 출력을 제공하기 위하여 광분배기(715)에 의해 분리되는 동일한 레이저 광원(712)에서 발생하며 이는 대물 빔이 현미경 대물렌즈와 바늘구멍에 조리개와 같은 발산 광학 소자에 의해 발산하도록 이루어지기 때문이다 발산 광학 소자(717)에 의해 제공되는 발산된 조명은 아이리스(iris)(719)를 통과하여 그 출력쪽에 마스크(723)을 포함하는 확산 스크린(diffusion screen)(721)에 입사한다. 확산스크린(721)의 마스크된 출력은 렌즈(725)에 의해 집속되어 그 출력은 프리즘(713)으로 향한다.
기준빔 RB용 레이저 출력은 현미경 대물렌즈와 바늘 구멍에 조리개와 같은 발산광학 소자(727)에 의해 발산된다. 발산 광학 소자에 의해 제공되는 발산 조명은 아이리스(729)를 통해 그 출력이 프리즘(713)으로 향하는 콜리메이팅 렌즈(731)로 입사한다.
또한, 홀로그램 구조(111)은, 후방 창 뒤에 떠 있어(float) 뒤따라오는 차의 운전자에게 잘 보이는 실상을 발생시키는 무지개 홀로그램을 포함할 수도 있다. 무지개 홀로그램은 어느 한 파장의 입사광을 아이박스(eyebox)에 위치한 수직 방향으로 매우 좁고 수평 방향으로 넓게 집속된 슬릿 모양의 상으로 회절시킨다. 그러므로, 백열등과 같은 광대역 광원이 있고 대역 제한 필터가 없는 경우, 각각의 파장은 다른 파장의 것과는 다른 높이에 위치한 슬릿형 출사 동공(exit pupil)을 발생시킨다. 무지개 홀로그램은 정지등에 사용되는 파장의 범위가 필요한 수직각을 망라하여 보이도록 설계될 것이다. 슬릿형 출사 동공의 위치는 뒤따라 오는 차의 운전자가 있음직한 곳에 위치하도록 설계될 것이다. 홀로그램 영상은 이러한 위치에서 앞뒤로 변위함에 따라 점차로 흐려질 것인데, 이는 관찰자가 각각의 색에 대해 좁은 슬릿형 출사동공을 통하여 들여다 보지 않게 되기 때문이다.
정지등 색 요구 조건에 부합하기 위해서, 고역 통과 필터(116)이 비무지개 홀로그램(ono-rainbow hologram)에 관련하여 상술한 바와 같이 사용된다. 그러나 무지개 홀로그램은 원하는 선명도의 영상을 홀로그램 평면으로부터 멀리 떨어져 위치하도록 할 수 있다.
제11도를 참조하면, 홀로그램 구조(111)를 위한 무지개 홀로그램을 만들기 위한 노출장치가 도시되어 있다. 예를 들어, 레이저로부터의 평행 빔은 공간 필터(spatial filter) (811)을 통과하여 집속 렌즈(813)에 입사한다. 집속 렌즈(813)의 출력은 고이득 스크린(high gain screen)(815)로 입사한다. 이 고이득 스크린(815)의 출력은 그 내부에 형성된 슬릿 조리개를 가진 마스크(817)에 의해 마스크된다. 조명된 슬릿 마스크는 평면 F에 실상(835)을 발생시키도록 렌즈(819)에 의해 상을 맺는다. 렌즈(819)의 출력은 마스크(821)과 영상 격자(image reticle)(823)을 통과하는데, 영상 격자는 예를 들면 홀로그램 내에 기록된 정지등 영상을 가지는 투명한 것이 될 수 있다. 영상 격자의 영상 출력은 예를 들면 중크롬산염화 젤라틴으로 이루어진 기록매질 층(827)을 지지하는 유리 기판(825)를 통과 한다.
기록 매질층(827)은 블록 프리즘(829)의 면과 평행하게 위치하고, 예를 들면 제9도는 노출 장치에 관련하여 전술한 것과 같은 오일통 내의 굴절율 정합 오일에 의해 분리되어 있다. 기준빔은 기준 빔이 원하는 재생 각도에 의해 결정되는 각도로 기록 매질에 입사되도록 구성된 블록 프리즘 표면을 통하여 기록 매질로 결합된다.
기준빔은 그 출력이 콜리메이팅 렌즈(833)에 의해 평행 빔이 되는 공간 필터(831)을 통하여 평행 빔이 됨으로써 형성된다.
이상은 내부 반사에 의한 전파를 위하여 차량과 결합된 프리즘을 사용한 재생조명을 유리하게 이용한 홀로그래픽 정지등 시스템의 설명으로, 이 시스템은 투사 조명에 의해 부과되는 공간의 이용 제한을 피하고 연부 조명 시스템보다 더 많은 양의 재생 조명을 가능하게 한다. 또한, 개시된 홀로그래픽 정지등 시스템은 투사 재생시스템보다 주변 턴ㆍ온에 의한 영향을 덜 받는다.
지금까지 본 발명의 특정한 실시예들을 설명하고 예시하였지만, 본 기술 분야에 숙련된 자라면 다음의 특허 청구의 범위에서 정의된 본 발명의 범위와 본질에 벗어남이 없이 다양한 수정과 변화를 가할 수 있을 것이다.
Claims (18)
- 후방 창이 있는 차량용 홀로그래픽 정지등에 있어서, 재생 빔을 가진 재생 조명을 제공하기 위한 조명수단, 프리즘을 포함하며, 내부 반사에 의해 상기 재생 조명이 상기 후방 창 내에 전파되도록 상기 재생 조명을 상기 후방 창 내부에 결합하기 위한 광결합 수단 및 차량의 뒤에서 볼 수 있는 홀로그래픽 정지등 영상을 발생시키기 위하여 상기 내부 반사된 재생 조명을 회절시키기 위한 홀록그램을 포함하고, 상기 빔이 상기 후방 창에 입사하는 상기 재생빔의 각도, 상기 후방 창으로 결합된 상기 재샘빔의 폭 및 상기 프리즘의 높이는 상기 내부 반사된 빛이 상기 프리즘/창 경계로 입사하지 않도록 상기 후방 창의 두께와 관련하여 선정되는 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 정지등.
- 제1항에 있어서, 상기 광결합 수단이 쐐기형 프리즘(wedge shaped prism)을 포함하는 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 정지등.
- 제1항에 있어서, 상기 홀로그램이 반사형 홀로그램을 포함하는 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 정지등.
- 제1항에 있어서, 상기 홀로그램이 투과형 홀로그램을 포함하는 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 정지등.
- 제1항에 있어서, 상기 홀로그램이 무지개 홀로그램을 포함하는 것을 특징으로 홀로그래픽 정지등.
- 제1항에 있어서, 상기 조명수단이 아크릴 광도파관(acrylic light guide)을 포함하는 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 정지등.
- 제1항에 있어서, 상기 광결합 수단 및 상기 홀로그램은 상기 내부 반사된 재생 조명이 한번 통과함으로써 상기 홀로그램을 실제로 완전히 조명하도록 구성된 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 정지등.
- 제1항에 있어서, 상기 광결합 수단 및 상기 홀로그램은 상기 내부 반사된 재생 조명이 다중 통과함으로써 상기 홀로그램을 실제로 완전히 조명하도록 구성된 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 정지등.
- 후방 창이 있는 차량용 홀로그래픽 정지등에 있어서, 재생빔을 가진 재생 조명을 제공하는 조명 수단 : 내부 반사에 의해 상기 재생 조명이 상기 후방 창 내에 전파되도록 상기 재생조명을 상기 후방 창 내부에 결합하기 위한 쐐기형 프리즘 : 및 차량의 뒤에서 볼 수 있는 홀로그래픽 정지등 영상을 발생시키기 위하여 상기 내부 반사된 재생 조명을 회절시키기 위한 홀로그램을 포함하고, 상기 빔이 상기 후방 창에 입사하는 상기 재생 빔의 각도, 후방 창으로 결합된 상기 재생 빔의 폭 및 상기 쐐기형 프리즘의 높이는 상기 내부 반사된 빛이 상기 프리즘/창 경계로 입사하지 않도록 상기 후방 창의 두께와 관련하여 선정되며, 상기 쐐기형 프리즘 및 상기 홀로그램은 상기 내부 반사된 재생 조명이 한번이 한번 통과함으로써 상기 홀로그램을 실제로 완전히 조명할 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 정지등.
- 제9항에 있어서, 성기 홀로그램이 반사형 홀로그램을 포함하는 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 정지등.
- 제9항에 있어서, 상기 홀로그램이 투과형 홀로그램을 포함하는 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 정지등.
- 제9항에 있어서, 상기 홀로그램이 무지개 홀로그램을 포함하는 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 정지등.
- 제9항에 있어서, 상기 조명수단이 아크릴 광도파관을 포함하는 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 정지등.
- 후방 창이 있는 차량용 홀로그래픽 정지등에 있어서, 재생 빔을 가진 재생 조명을 제공하는 조명 수단 : 내부 반사에 의해 상기 재생 조명이 상기 후방 창 내에 전파되도록 상기 재생 조명을 상기 후방 창 내부에 결합하기 위한 쐐기형 프리즘 : 및 차량의 뒤에서 볼 수 있는 홀로그래픽 정지등 영상을 발생시키기 위하여 상기 내부 반사된 재생 조명을 회절시키기 위한 홀로그램을 포함하고, 상기 빔이 상기 후방 창에 입사하는 상기 재생 빔의 각도, 상기 후방 창으로 결합된 상기 재생 빔의 폭 및 상기 쐐기형 프리즘의 높이는 상기 내부 반사된 빛이 상기 프리즘/창 경계로 입사하지 않도록 상기 후방 창의 두께와 관련하여 선정되며, 상기 쐐기형 프리즘 및 상기 홀로그램은 상기 내부 반사된 재생 조명이 다중통과함으로써 상기 홀로그램을 실제로 완전히 조명할 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 정지등.
- 제14항에 있어서, 상기 홀로그램이 반사형 홀로그램을 포함하는 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 정지등.
- 제14항에 있어서, 상기 홀로그램이 투과형 홀로그램을 포함하는 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 정지등.
- 제14항에 있어서, 상기 홀로그램이 무지개 홀로그램을 포함하는 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 정지등.
- 제14항에 있어서, 상기 조명수단이 아크릴 광도파관을 포함하는 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 정지등.
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPH03297003A (ja) * | 1990-04-16 | 1991-12-27 | Nippondenso Co Ltd | ホログラムを用いた表示装置 |
-
1991
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- 1991-04-16 JP JP3110901A patent/JP2523232B2/ja not_active Expired - Lifetime
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