KR970011518B1 - 후부 윈도우를 갖는 자동차용 홀로그래픽 중앙 상부 장착 스톱라이트 시스템 및 그와 함께 이용하기 위한 홀로그램 구성 방법 - Google Patents

후부 윈도우를 갖는 자동차용 홀로그래픽 중앙 상부 장착 스톱라이트 시스템 및 그와 함께 이용하기 위한 홀로그램 구성 방법 Download PDF

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휴즈 에어크라프트 캄파니
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    • G03H1/2202—Reconstruction geometries or arrangements

Abstract

요약없음

Description

후부 윈도우를 갖는 자동차용 홀로그래픽 중앙 상부 장착 스톱라이트 시스템 및 그와 함께 이용하기 위한 홀로그램 구성 방법
제1도는 본 발명에 따라 구성된 홀로그램을 이용하는 자동차 중앙 상부 장착 스톱라이트 설비를 예시하는 단면도.
제2도는 중앙 상부 장착 스톱라이트에 대한 현재의 수직 및 수평 요건을 칸델라(candelas) 단위로 도시하는 조명 강도 분포 그래프.
제3도는 본 발명에 따른 다수의 1차 홀로그램 블럭과 다수의 2차 홀로그램 블럭을 갖는 평면형 CHMSL 홀로그램의 개략도.
제4도는 제 3 도에 도시된 1차 홀로그램 블럭의 각각에 대한 단일 격자 홀로그램 셀의 제각기 입체 회절 각도 영역의 개략도.
제5도는 제 3 도에 도시된 2차 홀로그램 블럭의 각각에 대한 단일 격자 홀로그램 셀의 제각기의 입체 회절 각도 영역의 개략도.
제6도는 제 3 도에 도시된 CHMSL 홀로그램의 1차 홀로그램 블럭의 단일 격자 홀로그램 셀을 구성하는데 이용된 마스크의 개략도.
제7도는 제 3 도에 도시된 CHMSL 홀로그램의 2차 홀로그램 블럭의 단일 격자 홀로그램 셀을 구성하는데 이용된 마스크의 개략도.
제8도는 제 3 도에 도시된 CHMSL 홀로그램의 단일 격자 홀로그램 셀을 구성하기 위한 노출 시스템을 예시적으로 도시한 도면.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
A : 1차 홀로그램 블럭B,B1,B2 : 2차 홀로그램 블럭
PG : 1차 홀로그램 블럭의 단일 격자 홀로그램 블럭 셀
SG1,SG2 : 2차 홀로그램 블럭의 단일 격자 홀로그램 블럭 셀
49 : CHMSL 홀로그램
본 발명은 전반적으로 자동차 중앙의 상부에 장착된 스톱라이트용 홀로그램(holograms)에 관한 것으로, 특히, 요구되는 밝기와 각도 범위를 효율적으로 만족시키는 홀로그램과 이러한 홀로그램을 기록하기 위한 노출 기법(an exposure technique)에 관한 것이다.
현재 연방 규정은 자동차 후부에 장착된 표준 스톱라이트에 부가하여 중앙 상부에 장착된 스톱라이트(center high mounted stoplights ; CHMSLs)를 요구한다. 이러한 상부 장착 스톱라이트는 브레이크를 거는 자동차를 뒤따르는 운전자에 대한 자동차 브레이킹 표시기의 가시성을 최대화하기 위한 것으로, 통상 자동차 후부의 윈도우상에 장착된다.
상부 장착 자동차는 통상적으로 표준 렌티큘러 렌즈, 적색 필터, 조명 백열 전구 및 반사기로서 구현되며, 이들은 전형적으로 자동차 후부 윈도우의 상부 또는 하부에 인접하여 고정된 하우징내에 수용된다. 그러나 이러한 하우징은 부피가 커서 운전자의 후방 시야를 부분적으로 가리고, 더욱이 자동차 설계에 제한요소가 된다.
이러한 문제점을 해결하기 위해 중앙 상부 장착 스톱라이트는 또한 자동차체의 후부 데크, 스포일러, 천정 등과 같은 부품내로 집적되어 있으며, 이렇게 함으로써 어느 정도까지는 후방 시야 문제를 감소시키거나 제거할 수 있었다. 그러나, 이러한 스톱라이트는 복잡하며, 또한 자동차 설계에 제한요소를 부과할 수도 있다.
스톱라이트 규정을 효율적으로 만족시키기 위한 홀로그래픽 중앙 상부 장착 스톱라이트가 또한 개발되었다. 홀로그래픽 중앙 상부 장착 스톱라이트용 홀로그램에서 고려할 사항은 조명 강도와 각도면에서의 도달 범위 요건이다. 일반적으로 이러한 요건은 정량적으로는 한정된 입체 각도 범위 전반에 걸친 조명 강도를 정의하며, 정상적으로는 한정된 입체 각도 범위의 수평 성분보다 큰 수평 각도 범위에 걸친 가시성을 요구한다. 본질적으로 이들 규정은 도달 각도 범위의 중앙에서 일반적으로 더 밝은 영역을 요구한다.
중앙 상부 장착 스톱라이트용 홀로그램을 기록하는 간단한 방법은 선택된 각도 범위에 걸쳐 균일하게 광을 발산하는 렌티큘러 렌즈 어레이(예를들면, 서로에 대해 90° 각도로 회전하고 함께 적층된 두개의 렌티큘러 어레이)의 이미지를 기록하는 것일 것이다. 그러나 이러한 방법에서는 렌즈 어레이가 겹치는 영역을 포함함으로 인한 가짜 홀로그램 발생을 고려해야 한다. 이러한 가짜 홀로그램은 소망하는 스톱라이트 홀로그램의 효율을 감소시키며, 더욱이 홀로그램의 투시 명료도를 제한한다. 또한, 회절되는 광방향의 정밀 제어가 어렵다.
그러므로 본 발명의 목적은 과도한 가짜 홀로그램이 없이 소망하는 조명 강도 분포를 효율적으로 제공하는 홀로그래픽 중앙 상부 장착 스톱라이트를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 회절 방향이 정밀하게 제어될 수 있는 홀로그래픽 중앙 상부 장착 스톱라이트를 제공하는 것이다.
이상의 목적 및 다른 장점이 본 발명에 따른 홀로그래픽 중앙 상부 장착 스톱라이트 시스템에 의해 제공되며, 이러한 시스템은 내부에 다수의 단일 격자 홀로그램이 형성된 홀로그램 층으로서, 각각의 단일 격자 홀로그램이 광을 제각기의 사전결정된 각도로 회절시키도록 구성된 상기 홀로그램 층과, 각각의 단일 격자 홀로그램이 광을 입체 각도 영역에 걸쳐 회절시키도록 하는 각도 스프레딩(angular spreading)을 갖는 플레이백 조명을 제공하는 플레이백 광원(a playback source)을 포함한다.
이하 본 발명이 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하면, 도면중 유사한 구성요소는 유사한 참조 부호로서 식별된다.
제 1 도를 참조하면, 홀로그램 어셈블리(20)와 조명 광원(30)을 포함하는 중앙 상부 장착 스톱라이트 시스템이 도시된다. 홀로그램 어셈블리(20)는 본 명세서에서 더욱 상세히 설명되는 입체 전송 홀로그램을 포함하며, 자동차 후부 윈도우(211)의 내측 표면에 고정되어 운전자의 후방 시야에서 실질적으로 투명하다. 조명 광원(30)은 홀로그램 어셈블리(20) 전방의 운전자 후방 시야 각도 밖에, 예를 들면, 자동차 천정의 내측에 인접하여 장착되며, 발산하는 빔으로 홀로그램 어셈블리(20)의 입체 홀로그램을 조명한다.
홀로그램 어셈블리의 입체 홀로그램은, 조명 광원(30)에 의해 조명되었을때, 자동차 뒤로부터 가시가능한 적절한 이미지를 적절한 수평 및 수직 시야 각도에 걸쳐 제공하도록 구성된다.
이 조명 광원(30)은 석영 할로겐 전구와 같은 백열광 램프(15)와, 전반적으로 조명을 홀로그램 어셈블리(20)로 제한하는 포물선형 반사기(17)와, 약 600nm의 차단 파장을 갖는 고역통과 필터(19)를 포함한다. 인간의 시각 감도에 의존하는 파장 특성으로 인해 홀로그램 어셈블리의 홀로그램에 의해 제공되는 이미지는 적색으로서 인식되며, 약 600nm와 620nm사이의 어딘가에 놓이는 명백한 피크 강도를 갖는다. 백열광 램프(15)는 브레이크 페달이 내리눌러졌을때 활성화되도록 자동차의 브레이크 광 작동 회로에 접속된다.
제 2 도를 참조하면, (a) CHMSL의 중앙을 통과하는 중앙 수평 평면에 대해 상향 10°, 하향 5°및 (b) CHMSL의 중앙을 통과하고 연방 자동차 안전 규격 제108호에 규정된 자동차의 길이방향 축을 포함하는 중앙 수직 평면에 대해 좌우 10°로서 한정된 영역에 대한 CHMSL의 조명 강도(칸델라 단위) 대 각도 범위 요건을 나타내는 그래프가 도시된다. 이 그래프내의 숫자는 각각의 각도 위치에서 최소 조명 강도(칸델라 단위)를 나타내며, 임의의 주어진 각도 위치에서 전체 각도 영역은 최대 160칸델라이다.
앞서 설명된 정량적 측면의 요건에 부가하여, 정상적으로 중앙의 수직 평면 양측상의 45°각도 범위(즉, 서로의 서로의 미러 이미지가 존재하는 두개의 수평 각도 영역)에 걸쳐 중앙의 수평 평면내에서 스톱라이트가 가시가능할 것이 요구된다. 예로서, 이러한 정상적인 요건은 약 1칸델라의 조명 강도를 요구하는 것으로서 해석될 수 있다.
제 3 도를 참조하면, 홀로그램 어셈블리내에 설치하기전 본 발명에 따른 평면형 CHMSL 홀로그램(49)의 개략도가 도시되며, 도시된 표면은 설치되었을때 자동차 외측에 직면하는 표면이다. CHMSL 홀로그램(49)은 동일한 사이즈의 2차 홀로그램 블럭(B1,B2)(집합적으로 홀로그램 블럭 B라 함)의 행과 교대로 및 겹치지 않게 인터리브된 동일한 사이즈의 1차 홀로그램 블럭(A)의 행을 포함한다. 홀로그램 블럭(A)의 각 행은 겹치지 않는 1차 홀로그램 블럭(A)을 포함하며, 홀로그램 블럭(B)의 각 행은 겹치지 않게 병렬로 배열된 2차 홀로그램 블럭(B2)과 교대로 인터리브된 2차 홀로그램 블럭(B1)을 포함한다.
참고로, 홀로그램 블럭(A)의 제 1 행은 CHMSL 시스템의 설치된 홀로그램 어셈블리내에 위치되었을때 CHMSL 홀로그램(49)의 상부가 되며, 이에 의해 홀로그램 블럭의 각 행은 전반적으로 수평으로 정렬된다. 이러한 방위와 일관성 있게, 자동차내에 설치되었을때 전반적으로 수평으로 정렬된 블럭의 평행 에지는 상부 및 하부 에지들로 불리우며, 상부 에지는 도면의 상부에 가장 가깝고, 설치되었을때 후부 윈도우의 상부에 가장 가깝다. 또한, 상부 및 하부 에지에 수직인 홀로그램 블럭의 평행 에지들은 측면 에지로서 참조된다. 홀로그램 블럭의 폭은 상부 또는 하부 에지를 따라 측정되며, 홀로그램 블럭의 높이는 측면 에지들중 하나를 따라 측정된다. 제 3 도의 특정 실시예에서, 각각의 홀로그램 블럭(A,B)은 동일한 폭을 갖지만 높이에 있어서는 홀로그램 블럭(B)가 훨씬 더 작다.
1차 홀로그램 블럭(A)은 수평방향으로 좌우 10°및 수직방향으로 상향 5°와 하향 10°의 요구된 중앙 영역내에서 조명 강도의 연방 규격 요건을 만족시키기 위해 스톱라이트 조명을 회절시켜 회절된 스톱라이트 조명이 이러한 요구된 중앙 영역의 모든 각도 위치에서 가시가능하도록 구성되며, 2차 홀로그램 블럭(B)은 중앙으로부터 좌우 45°까지의 중앙 영역 아래의 주변 수평 도달범위의 요건을 만족시키기 위해 스톱라이트 조명을 회절시켜 회절된 스톱라이트 조명이 이 요구된 주변 수평 영역내의 모든 각도 위치에서 가시가능하도록 구성된다.
홀로그램 블럭(A)은 홀로그램 블럭(B)보다 큰 영역을 커버하며, 전체 영역의 비는 홀로그램 블럭(A)과 홀로그램 블럭(B)사이의 소망하는 광분포에 기초하여 결정되며, 예를들면, 다음과 같이 결정될 수 있다. 2차 홀로그램 블럭(B)에 요구되는 조명 광도는 1차 홀로그램 블럭(A)에 요구되는 조명 광도의 약 1/10이다. 1차 홀로그램 블럭(A)의 입체 각도 범위는 약 25°×25°이고, 2차 홀로그램 블럭(B)의 입체 각도 범위는 전부 약 80°×6°이다. 1차 홀로그램 블럭(A)에 대해 약 22칸델라의 평균 조명 강도를 가정하면, 1차 홀로그램 블럭(A)의 입체 각도 범위와 22의 평균 조명 강도를 곱하여 1차 홀로그램 블럭(A)에 대해 13,750의 조명 인수가 얻어진다. 2차 홀로그램 블럭(B)에 대해 약 2.2칸델라의 평균 조명 강도를 가정하면, 입체 각도 범위와 약 2.2칸델라의 평균 조명 강도를 곱하여 2차 홀로그램 블럭(B)에 대해 1056의 조명 인수가 얻어진다. 따라서, 1차 홀로그램 블럭의 영역은 2차 홀로그램 블럭 영역의 13배가 된다. 제 3 도의 특정 실시예의 경우, 1차 홀로그램 블럭(A)과 2차 홀로그램 블럭(B)간에 일 대 일 대응되며, 각각의 홀로그램 블럭(A)은 각각의 홀로그램 블럭(B)의 약 13배이고, 홀로그램 블럭(A)과 홀로그램 블럭(B)은 동일한 폭을 가지므로 홀로그램 블럭(B)의 높이는 홀로그램 블럭(A)의 높이는 약1/3이다.
사실상, 제 3 도의 홀로그램은 1차 홀로그램 블럭(A)의 어레이와 2차 홀로그램 블럭(B1)의 어레이와 2차 홀로그램 블럭(B2)의 어레이가 인터리브된 3개의 어레이로 이루어진다. 모든 홀로그램 블럭(A)은 동일 사지즈이며, 각 행의 홀로그램 블럭(A)이 연속적이고 이들 행이 동일한 간격으로 나뉘어진 직선형 패턴으로 배열된다. 마찬가지로, 홀로그램 블럭(B2)은 각 행의 홀로그램 블럭(B2)이 동일한 간격으로 이격되고 이들 행이 동일한 간격으로 분리된 직선형 패턴으로 배열된다. 보다 구체적으로, 홀로그램 블럭(B1)들간의 간격은 홀로그램 블럭(B2)들간의 간격과 동일하다.
본 발명에 따르면, 각각의 홀로그램 블럭(A)은 제 3 도의 개략적으로 도시된 바와 같이 겹치지 않는 단일 격자 홀로그램 셀(PG)의 2차원 어레이로 이루어진다. 각각의 단일 격자 홀로그램 셀(PG)는 제 4 도에 도시된 바와 같이 요구되는 중앙 영역내에서 사전결정된 각도 영역(PG´)내로 광을 회절시키도록 구성된다. 구체적으로, 각각의 단일 격자 홀로그램 셀(PG)은 단지 하나의 특정 각도로 광을 회절하도록 기록되지만, 실제로는 완전한 점광원이 아닌 플레이백 조명 광원의 각도 스프레딩 결과로서 전체 입체 각도 영역(PG´)에 걸쳐 광을 회절시키게 된다. 각 홀로그램 블럭(A)내의 각각의 단일 격자 홀로그램 셀(PG)은 광을 상이한 입체 각도 영역(PG´)내로 회절시키게 되므로, 각 홀로그램 블럭(A)내의 모든 단일 격자 홀로그램 셀(PG)로부터 회절된 광의 집합은 제 4 도에 도시된 바와 같이 요구되는 중아 각도 영역을 완전히 채운다. 본질적으로, 각 홀로그램 블럭(A)의 홀로그램 셀과 플레이백 광원의 각도 스프레딩은 요구되는 중앙 영역내의 모든 각도 위치에서 회절된 스톱라이트 조명을 동시에 제공하는 상이한 각도 영역 어레이내로 광을 회절시키도록 함께 동작한다. 따라서, 각각의 홀로그램 블럭(A)에 요구되는 홀로그램 셀의 수는 물론 상이한 셀의 회절각도는 CHMSL이 함께 이용되는 특정 플레이백 광원의 각도 스프레딩에 의존하게 된다. 참조로, 제 4 도에 포함된 각도 좌표 시스템은 CHMSL 홀로그램의 출력이 지정된 조명 강도 요건을 만족시켜야 하는 복수의 각도 위치에서의 입체 도트(solid dots)를 포함한다.
예를들어, 단일 격자 홀로그램 셀(PG)은 제 3 도 및 제 4 도에 도시된 바와 같은 각도 공간에서 회절된 입체 각도 영역(PG´)의 패턴과 유사한 패턴으로 각각의 홀로그램 블럭(A)내에 배열될 수 있다. 그러나 단일 격자 셀(PG)은 각도 공간내에서 회절된 입체 각도 영역(PG´)과 동일한 패턴을 유지하면서 다른 패턴으로 배열될 수 있다.
2차 홀로그램 블럭(B)의 경우, 각각의 홀로그램 블럭(B1)은 스톱라이트 조명을 중앙 영역 좌측의 수평 주변 각도 영역내로 회절시키도록 구성되며, 각각의 홀로그램 블럭(B2)은 스톱라이트 조명을 중앙 영역 우측의 수평 주변 각도 영역내로 회절시키도록 구성된다. 각각의 블럭(B1)은 제 3 도에 개략적으로 예시된 바와 같이 단일 격자 홀로그램 셀(SG1)로 이루어지는 1차원 수평 어레이를 포함한다. 각각의 단일 격자 홀로그램 셀(SG1)은 제 5 도에 도시된 바와 같이 요구되는 좌측 수평 주변 각도 영역내의 사전결정된 입체 각도 영역(SG´)내로 광을 회절시키도록 구성된다. 보다 구체적으로, 각각의 단일 격자 홀로그램 셀(SG1)은 단 하나의 특정 각도로 광을 회절시키도록 기록되지만, 실제로는 완전한 점광원이 아닌 플레이백 조명 광원의 각도 스프레딩 결과로서 전체 입체 각도 영역(SG1´)위로 광을 회절시킨다. 각 홀로그램 블럭(B1)내의 각각의 단일 격자 홀로그램 셀(SG1)은 상이한 입체 각도 영역(SG1´)으로 광을 회절시키므로, 각 홀로그램 블럭(B1)내의 모든 단일 격자 홀로그램 셀(SG1)로부터 회절된 광의 집합은 제 5 도에 도시된 바와 같이 요구된 좌측 수평 주변 각도 영역을 완전히 채운다. 본질적으로, 각 홀로그램 블럭(B1)의 홀로그램 셀(SG1)과 플레이백 광원의 각도 스프레딩은 요구되는 좌측 수평 주변 각도 영역내의 모든 각도 위치에서 회절된 스톱라이트 조명을 동시에 제공하는 상이한 각도 영역 어레이내로 광을 회절시키도록 함께 동작한다. 따라서, 각각의 홀로그램 블럭(B1)에 요구되는 홀로그램 셀의 수는 불론 상이한 셀의 회절 각도는 CHMSL이 함께 이용되는 특정의 플레이백 광원의 각도 스프레딩에 의존하게 된다. 예를들어, 제 5 도에 도시된 바와 같이, 단일 격자 홀로그램 셀(SG1)은 (a) 중앙 수직 평면의 좌측 약 10°와 (b) 중앙 수직 평면의 좌측 약 50°사이 및 (a) 중앙 수평 평면의 상향 약 3°와 (b) 중앙 수평 평면의 하향 약 3°사이에 위치하는 각도 영역을 커버한다.
예를들어, 단일 격자 홀로그램 셀(SG1)은 제 3 도 및 제 5 도에 도시된 바와 같이 각도 공간에서 회절된 입체 각도 영역(SG1´)의 패턴과 유사한 패턴으로 각각의 홀로그램 블럭(B1)내에 배열될 수 있다. 그러나 단일 격자 셀(SG1)은 각도 공간에서 회전될 입체 각도 영역(SG1´)과 동일한 패턴을 유지하면서 다른 패턴으로 배열될 수 있다.
2차 홀로그램 블럭(B1)과 마찬가지로, 각각의 2차 홀로그램 블럭(B2)은 제 3 도에 도시된 바와 같이 단일 격자 홀로그램 셀(SG2)로 이루어진 1차원 수평 어레이를 포함한다. 각각의 단일 격자 홀로그램 셀(SG2)은 제 5 도에 도시된 바와 같이 요구된 우측 수평 주변 각도 영역내의 사전결정된 입체 각도 영역(SG2´)내로 광을 회절시키도록 구성된다. 보다 구체적으로, 각각의 단일 격자 홀로그램 셀(SG2)은 단 하나의 특정 각도로 광을 회절시키도록 기록되지만, 실제로는 완전 점광원이 아닌 플레이백 조명 광원의 각도 스프레딩 결과로서 전체 입체 각도 영역(SG2´)위로 광을 회절시킨다. 각 홀로그램 블럭(B2)내의 각각의 단일 격자 홀로그램 셀(SG2)은 상이한 입체 각도 영역(SG2´)으로 광을 회절시키므로, 각 홀로그램 블럭(B2)내의 모든 단일 격자 홀로그램 셀(SG2)로부터 회절된 광의 집합은 제 5 도에 도시된 바와 같은 요구된 우측 수평 주변 각도 영역을 완전히 채운다. 본질적으로, 각 홀로그램 블럭(B2)의 홀로그램 셀(SG2)과 플레이백 광원의 각도 스프레딩은 요구된 우측 수평 주변 각도 영역내의 모든 각도 위치에서 회절된 스톱라이트 조명을 동시에 제공하는 상이한 각도 영역 어레이내로 광을 회절시키도록 함께 동작한다. 따라서, 각각의 홀로그램 블럭(B2)에 요구되는 홀로그램 셀의 수는 물론 상이한 셀의 회절 각도는 CHMSL이 함께 이용되는 특정의 플레이백 광원의 각도 스프레딩에 의존하게 된다. 예로서, 각각의 2차 홀로그램 블럭(B2)은 각각의 2차 홀로그램 블럭(B1)과 동일한 사이즈를 갖고, 각각의 2차 홀로그램 블럭(B2)내의 홀로그램 셀(SG2)의 수는 각각의 2차 홀로그램 블럭(B1)내의 홀로그램 셀(SG1)의 수와 동일하다. 또한 예로서, 각 2차 홀로그램 블럭(B2)의 홀로그램 셀(SG2)의 회절 각도는 2차 홀로그램 블럭(B1)의 홀로그램 셀(SG1)의 회절 각도와 중앙의 수직 평면을 가로질러 미러 이미지를 형성하도록 이루어진다.
예를들어, 단일 격자 홀로그램 셀(SG2)은 제 3 도 및 제 5 도에 도시된 바와 같은 각도 공간에서 회절된 입체 각도 영역(SG2´)의 패턴과 유사한 패턴으로 각각의 홀로그램 블럭(B2)내에서 배열될 수 있다. 그러나 단일 격자 셀(SG2)는 각도 공간에서 회절된 입체 각도 영역(SG2´)와 동일한 패턴을 유지하면서 다른 패턴으로 배열될 수 있다.
이제 제 8 도를 참조하면, 홀로그램 블럭(A)을 노출시키기 위한 노출 순차, 홀로그램 블럭(B1)을 노출시키기 위한 노출 순차 및 홀로그램 블럭(B2)을 노출시키기 위한 노출 순차에 따라 본 발명에 따른 CHMSL 홀로그램을 기록하기 위한 노출 시스템이 예시된다. 홀로그램 기록 어셈블리(60)은 유리 기판(63)과, 이 유리 기판(63)상에 배치된 홀로그램 기록층(61)과, 이 홀로그램 기록층(61)상에 커버된 얇은 커버층(65)으로 이루어지며, 마스크 개구를 갖는 마스크(51)와 마스크 지지 기판(55)을 구비한 노출 마스크 어셈블리(50)아래에 배치된다. 홀로그램 기록 어셈블리(60)와 노출 마스크 어셈블리(60)는 서로 직면하는 노출 마스크(51)와 얇은 커버층(65)을 이용하여 배향되며, 마스크(51)의 마스크 개구내를 또한 채우는 매우 얇은 인덱스 정합 유동체 층(a very thin layer of index matching fluid)(57)에 의해 분리된다. 홀로그램 기록 조명은 마스크 기판, 마스크 개구, 인덱스 정합 유동체 및 얇은 커버층을 통과하여 홀로그램 기록층에 도달한다. 예로서, 노출 마스크 어셈블리(50)는, 예를들면, 컴퓨터에 의해 구동되는 거리측정기에 의해 이동가능하며, 따라서, CHMSL 홀로그램의 홀로그램 셀에 대응하는 홀로그램 형성 셀이 노출을 위해 마스크 개구 아래에 선택적으로 위치될 수 있다. 가짜 홀로그램의 발생을 유발하는 반사를 감소시키기 위해, 참조 및 구성 빔용으로 사용된 컬러 광을 흡수하는 광흡수 유리층(71)이 기록 어셈블리(60)의 기판(63) 아래에 위치되며, 얇은 인덱스 정합 유동체 층(73)에 의해 기판(63)에 광학적으로 결합된다. 이 유리층(71)의 하측면상에서는 광흡수 블랙 페인트층(75)이 배치된다.
홀로그램 블럭(A)의 구성에 관하여, 구체적으로, 노출 마스크(51)는 제 6 도에 개략적으로 예시된 마스크 개구(151a)를 갖는 마스크(151)로 이루어지며, 이 마스크 개구(151a)는 동일한 셀 위치에 놓인 각 홀로그램 블럭(A)의 각각의 셀을 커버되지 않은 채로 남겨두므로써, 모든 홀로그램 블럭(A)내에서 동일한 위치에 놓인 모든 홀로그램 셀은 동시에 노출된다. 따라서, 마스크 개구(151a)의 수는 홀로그램 블럭(A)의 수와 동일하고, 각 마스크 개구(151a)의 사이즈는 홀로그램 셀 사이즈와 동일하고, 마스크 개구(151a)들간에 중심-대-중심 수평 간격은 홀로그램 블럭(A)들가의 중심-대-중심 수평 간격에 대응하며, 마스크 개구(151a)들간의 중심-대-중심 수직 간격은 홀로그램 블럭(A)들간의 중심-대-중심 수직 간격에 대응한다. 상이한 셀은 특정의 노출시에 노출되어야 할 셀 위치 위로 마스크 개구를 적절히 위치시키므로써 노출된다.
홀로그램 블럭(B1)의 구성에 관하여, 구체적으로, 노출 마스크(51)는 제 7 도에 개략적으로 도시된 마스크 개구(251a)를 갖는 마스크(251)로 이루어지며, 이들 마스크 개구(251a)는 동일한 셀 위치에 놓인 각 홀로그램 블럭(B1)의 각 셀을 커버되지 않은 채로 남겨두므로써, 모든 홀로그램 블럭(B1)내의 동일한 위치에 놓인 모든 홀로그램 셀은 동시에 노출된다. 마스크 개구(251a)의 수는 홀로그램 블럭(B1)의 수와 동일하고, 각각의 마스크 개구 사이즈는 홀로그램 셀 사이즈에 대응하고, 마스크 개구(251a)들간의 중심-대-중심 수평 간격은 홀로그램 블럭(B1)들간의 중심-대-중심 수평 간격에 대응하며, 마스크 개구(251a)들간의 중심-대-중심 수직 간격은 홀로그램 블럭(B1)들간의 중심-대-중심 수직 간격에 대응한다. 홀로그램 블럭(B1)의 상이한 셀은 특정의 노출시에 노출되어야 할 셀 위치 위에 마스크 개구(251a)를 적절히 위치시키므로써 노출된다.
홀로그램 블럭(B2)의 구성에 관하여, 구체적으로, 노출 마스크(51)는 홀로그램 블럭(B1)의 셀을 노출시키는데 이용된 것과 같은 제 7 도에 개략적으로 도시된 노출 마스크(251)로 이루어진다. 이러한 마스크는 동일한 셀 위치에 있는 각 홀로그램 블럭(B2)의 각 셀을 커버되지 않은 채로 남겨두므로써 모든 홀로그램 블럭(B2)내의 동일한 위치에 놓인 모든 홀로그램 셀은 동시에 노출된다. 홀로그램 블럭(B2)의 상이한 셀은 특정의 노출시에 노출되어야 하는 셀 위치 위로 마스크 개구(251a)를 적절히 위치시키므로써 노출된다.
참조 빔(reference beam ; RB)은 의도된(예를들면, 시준된, 구형으로 발산하는, 원통형으로 발산하는 등등) 플레이백 빔 형성과 동형상이 되도록 선택된 빔으로 이루어지며, 물체 빔(object beam ; OB)은 시준된 빔으로 이루어진다. 참조 빔의 입사각은 의도된 플레이백 빔의 입사각에 대응하도록 선택되지만, 물체 빔(OB)의 입사각은 특정의 셀 위치에 대해 지정된 방향으로 광을 회절시키게 되는 홀로그램 프린지 패턴(a hologram fringe pattern)을 구성하기 위해 요구되는 바에 따라 각 셀 위치에 대해 변화된다.
홀로그램 블럭(A,B)내의 홀로그램 셀의 사이즈는 모양을 포함하는 요인에 기초하여 선택되며, 마스크 에지에서 회절 효과를 최소화하고, 조명 강도 요건이 만족될 것을 보장하며, 마스터 홀로그램을 구성하는데 필요한 홀로그램 노출 횟수를 최소화한다. 예로서, 1차 홀로그램 블럭(A)의 각 셀(PG)은 0.083인치 폭과 0.072인치 높이일 수 있으며, 2차 홀로그램 블럭(B)의 각 셀(SG1,SG2)은 0.083인치 폭과 0.02인치 높이일 수 있다.
당분야에 숙련된 자라면, 이상의 노출 방법이 복잡하고 시간이 소요되며, 이러한 방법에 따라 만들어진 홀로그램은 종래에 알려진 카피 기법에 따라 키피하기 위해 마스터 홀로그램으로서 용이하게 이용될 수 있다.
지금까지 가짜 홀로그램을 아주 유리하게 감소시키고 회절된 조명 방향을 정밀하게 제어할 수 있는 홀로그래픽 중앙의 상부 장착 스톱라이트시스템이 개시되었다.
이상에서는 발명의 특정 실시예에 대해 예시하고 설명하였지만, 당분야에 숙련된 자라면 이후 첨부되는 특허청구범위에 의해 한정된 발명의 사상 및 범주로부터 벗어나지 않고 이에 대한 다양한 수정 및 변경이 이루어질 수 있음을 알 것이다.

Claims (8)

  1. 후부 윈도우를 갖는 자동차용 홀로그래픽 중앙 상부 장착 스톱라이트 시스템에 있어서, 제각기의 사전 결정된 각도로 광을 회절시키도록 제각기 구성되는 다수의 단일 격자 홀로그램이 형성된 홀로그램 층과, 상기 각 단일 격자 홀로그램이 입체 각도 영역 위로 광을 회절시키도록 각도 스프레딩을 갖는 플레이백 조명을 제공하는 플레이백 광원과, 제각기, 동일한 2차원 어레이로 배열된 다수의 단일 격자 홀로그램을 포함하여, 중앙의 입체 각도 영역내 제각기의 입체 각도 영역으로 광을 회절시키는 다수의 1차 홀로그램 블럭으로서, 각각의 1차 홀로그램 블럭내의 단일 격자 홀로그램의 수는 상기 각 1차 홀로그램 블럭에 의해 회절된 광이 상기 중앙의 각도 범위내의 모든 각도 위치에서 가시가능하도록 선택되는 상기 다수의 1차 홀로그램 블럭과, 제각기, 1차원 어레이로 배열된 다수의 단일 격자 홀로그램을 포함하여 상기 중앙의 입체 각도 영역에 인접하는 제 1 주변 각도 영역내의 제각기의 입체 각도 영역으로 광을 회절시키는 다수의 제 1 의 2차 홀로그램 블럭으로서, 상기 각 제 1 의 2차 홀로그램 블럭내의 단일 격자 홀로그램의 수는 상기 각 제 1 의 2차 홀로그램 블럭에 의해 회절된 광이 상기 제 1 주변 각도 영역내 모든 각도 위치에서 가시가능하도록 선택되는 상기 다수의 제 1 의 2차 홀로그램 블럭과, 제각기, 1차원 어레이로 배열된 다수의 단일 격자 홀로그램을 포함하여, 상기 제 1 주변 각도 영역에 대향하는 상기 사전결정된 중앙의 입체 각도 영역에 인접하고 상기 제 1 주변 각도 영역의 미러 이미지를 형성하는 제 2 주변 각도 영역내 제각기의 입체 각도 영역으로 광을 회절시키는 다수의 제 2 의 2차 홀로그램 블럭으로서, 상기 각 제 2 의 2차 홀로그램 블럭내의 단일 격자 홀로그램의 수는 상기 각 제 2 의 2차 홀로그램 블럭에 의해 회절된 광이 상기 제 2 주변 각도 영역내 모든 각도 위치에서 가시가능하도록 선택되는 상기 다수의 제 2 의 2차 홀로그램 블럭을 포함하는 자동차용 홀로그래픽 중앙 상부 장착 스톱라이트 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1차 홀로그램 블럭은 복수 행으로 배열되며, 상기 제 1 및 제 2 의 2차 홀로그램 블럭은, 제각기 다수의 제 1 의 2차 홀로그램 블럭이 다수의 제 2 의 2차 홀로그램 블럭과 인터리브되어 이루어지는 복수 행으로 배열되는 자동차용 홀로그래픽 중앙 상부 장착 스톱라이트 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 1차 홀로그램 블럭의 행들은 상기 2차 홀로그램 블럭의 행들에 의해 인터리브되는 자동차용 홀로그래픽 중앙 상부 장착 스톱라이트 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 각 1차 홀로그램 블럭내의 각 홀로그램 격자는 상이한 사전결정된 각도로 광을 회절시키며, 상기 각 제 1 의 2차 홀로그램 블럭내의 각 홀로그램 격자는 상이한 사전결정된 각도로 광을 회절시키며, 상기 각 제 2 의 2차 홀로그램 블럭내의 각 홀로그램 격자는 상이한 사전결정된 각도로 광을 회절시키는 자동차용 홀로그래픽 중앙 상부 장착 스톱라이트 시스템.
  5. 사전결정된 각도 스프레딩을 갖는 플레이백 광원을 구비한 홀로그래픽 중앙 상부 장착 스톱라이트 시스템에서 이용하기 위한 홀로그램을 구성하는 방법이 있어서, 홀로그래픽 기록 재료층을 1차 홀로그램 블럭, 제 1 의 2차 홀로그램 블럭 및 제 2 의 2차 홀로그램 블럭으로 구성하는 단계와, 상기 각 1 차 홀로그램 블럭내에, 중앙의 입체 각도 영역내의 제각기의 입체 각도 영역내로 광을 회절시키도록 구성된 다수의 단일 격자 홀로그램을 기록하는 단계로서, 이와 같은 입체 각도 영역내로의 회절은 플레이백 광원의 각도 스프레딩으로부터 얻어지며, 상기 각 1차 홀로그램 블럭내의 단일 격자 홀로그램의 수는 상기 플레이백 광원의 각도 스프레딩에 따라 선택되어, 상기 각 1차 홀로그램 블럭에 의해 회절된 광이 상기 중앙의 입체 각도 영역내 모든 각도 위치에서 가시가능하게 되는, 상기 다수의 단일 격자 홀로그램을 기록하는 단계와, 상기 각 제 1 의 2차 홀로그램 블럭내에, 상기 중앙의 입체 각도 영역에 인접하는 제 1 주변 각도 영역내의 제각기의 입체각도 영역으로 광을 회절시키도록 구성된 다수의 단일 격자 홀로그램을 기록하는 단계로서, 이와 같은 입체 각도 영역으로의 회절은 상기 플레이백 광원의 각도 스프레딩으로부터 얻어지고, 상기 각 제 1 의 2차 홀로그램 블럭내의 단일 격자 홀로그램의 수는 상기 각 제 1 의 2차 홀로그램 블럭에 의해 회절된 광이 상기 제 1 주변 각도 영역내의 모든 각도 위치에서 가시가능하도록 상기 플레이백 광원의 각도 스프레딩에 따라 선택되는, 상기 제 1 의 2차 홀로그램 블럭내에 다수의 단일 격자 홀로그램을 기록하는 단계와, 상기 각 제 2 의 2차 홀로그램 블럭내에, 상기 제 1 주변 각도 영역에 대향하는 상기 중앙의 입체 각도 영역에 인접하며 상기 제 1 주변 각도 영역의 미러 이미지를 이루는 제 2 주변 각도 영역내의 제각기의 입체 각도 영역으로 광을 회절시키도록 구성된 다수의 단일 격자 홀로그램을 기록하는 단계로서, 이와 같은 입체 각도 영역으로의 회절은 상기 플레이백 광원의 각도 스프레딩으로부터 얻어지고, 상기 각 제 2 의 2차 홀로그램 블럭내의 단일 격자 홀로그램의 수는 상기 각 제 2 의 2차 홀로그램 블럭에 의해 회절된 광이 상기 제 2 주변 각도 영역내의 모든 각도 위치에서 가시가능하도록 상기 플레이백 광원의 각도 스프레딩에 따라 선택되는, 상기 각 제 2 의 2차 홀로그램 블럭내에 다수의 단일 격자 홀로그램을 기록하는 단계를 포함하는 홀로그래픽 중앙 상부 장착 스톱라이트 시스템에서 이용하기 위한 홀로그램 구성 방법.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 1차 홀로그램 블럭은 복수 행으로 배열되며, 상기 제1 및 제 2 의 2차 홀로그램 블럭은, 제각기 다수의 제 1 의 2차 홀로그램 블럭이 다수의 제 2 의 2차 홀로그램 블럭에 의해 인터리브된 복수 행으로 배열되는 방법.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 1차 홀로그램 블럭 행들은 상기 제1 및 제 2 의 2차 홀로그램 블럭의 행들에 의해 인터리브된 방법.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 1차 홀로그램 블럭을 기록하는 단계는 사전결정된 회절 각도의 모든 1차 홀로그램 블럭을 이러한 사전결정된 각도의 홀로그램에 대응하는 개구를 갖는 마스크를 통해 동시에 노출시키는 단계를 포함하며, 상기 제 1 의 2차 홀로그램 블럭을 기록하는 단계는 사전결정된 회절 각도의 모든 제 1 의 2차 홀로그램 블럭 셀을 이러한 사전결정된 각도의 홀로그램에 대응하는 개구를 갖는 마스크를 통해 동시에 노출시키는 단계를 포함하며, 상기 제 2 의 2차 홀로그래 블럭을 기록하는 단계는 사전결정된 회절 각도의 모든 제 2 의 2차 홀로그램 블럭을 이러한 사전결정된 각도의 홀로그램에 대응하는 개구를 갖는 마스크를 통해 동시에 노출시키는 단계를 포함하는 방법.
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