JPH0557591B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はホログラムを形成する方法、特に多重
露出ホログラムにおける混信を取除く技術に関す
る。

［従来技術］ 共通の基体上に形成された多重ホログラム画像
に対するいくつかの適用が存在する。このような
適用の１つは、７セグメントの文字数字式デイス
プレイ形状である。デイスプレイの各セグメント
は別々のホログラムによつて共通の基体上に形成
されている。各ホログラムは、所望の文字または
数字をデイスプレイから形成するために再生モー
ド中に適切な再構成ビームにより個別にまたは集
合的に再生されることができる。

多重露出ホログラムを形成するための１つの可
能な技術は、基準ビームが光感応性材料の全てを
照明している間に対物ビームによつて光感応性の
基体上の異なる領域を照明することである。

［発明の解決すべき課題］ この技術に関する１つの欠点は、干渉または混
信が再生中に発生して真の表示を妨害することで
ある。換言すると、ある１つのホログラムだけし
か見えないような再生を行う場合に他のホログラ
ムを完全に見えないようにすることは非常に困難
であり、紛らわしい為のホログラム像が生成され
て表示を混乱させる欠点がある。これは光感応性
プレート上の対物ビームによつて複数のホログラ
ム像が形成される区域を含んだプレートの全区域
を基準ビームが照射しているためでと考えられて
いる。さらに第１のホログラム像を形成する処理
過程において第２の区域を含む他の区域も基準ビ
ームが照射するために第２の区域の光感応性プレ
ートのゲル材料がこの照射によつて多少硬化され
るため、次のその区域に形成するホログラムの露
出に対する効率を低下させ、その結果特別に露出
回数を増加させるか、或いはその他の好ましくな
い特別の処理を行わなければ第２のホログラム像
を同じ効率で形成することができない欠点があ
る。

本発明は、混信がほぼ除去され、広い視角を有
する多重露出ホログラムを形成する方法を提供す
ることを目的としている。

［課題解決のための手段］ 本発明によると、７−セグメントデイスプレイ
の形態の多重露出ホログラムは再生中に混信を最
少にし、観察者に広い視界または“アイ・ボツク
ス”を提供するように形成される。各露出ステツ
プ期間中の対物ビームは、デイスプレイ用の１つ
以上のセグメントに成形される。これは、多数の
切抜き部分を有する対物ビームマスクを使用する
ことによつて達成され、各切抜き部分は一般的に
長方形のセグメントの形を限定する。対照的に、
基準ビーム用のマスクは多数のダイヤモンド形状
の切抜き部分を有する。ダイヤモンド状に成形さ
れた切抜き部分は中間水平セグメント用の中央の
切抜き部分、および中央の切抜き部分を取囲み隣
接している６個の実質的に類似した切抜き部分を
有するコンパクトな重複しないパターンで配列さ
れる。両方のマスク中の切抜き部分は、７−セグ
メントデイスプレイの形状でホログラフ画像を生
成するために多数の露出ステツプ期間中選択的に
使用される。現像後、完成したホログラムは基準
ビームが露出ステツプ期間中プレートを照射する
角度に関連された角度でプレートを照射する再生
ビームによつて比較的広い視界を有することがで
きる。完成したホログラムは観察者に比較的広い
視界または“アイ・ボツクス”を提供する他、実
質的に再生期間中のセグメント間の混信を除去す
る。

さらに前記のように基準ビームの照射区域を対
物ビームが照射する長方形の領域が対向する頂点
間で横方向に延在するダイヤモンド形状にするこ
とによつて対物ビームの照射位置に対応する基準
ビームの照射位置を合わせることが非常に容易に
なる。このようなダイヤモンド形状にすれば基準
ビームの照射位置が少しずれてもホログラムの記
録にはほとんど影響はなく、しかも他のセグメン
ト区域にも影響を与えないで比較的コンパクトに
することが可能になる。

［実施例］ 第１図は本発明の方法を実行する光学系１０を
示す。光感応性プレート１２はその対向する側面
１１，１３上に対物ビーム１６および基準ビーム
１８からそれぞれコヒーレントな光線を受光する
ために適切な支持部１４によつて光学系中に固定
されている。プレート１２はホログラムを形成す
るときに都合良く使用される任意の適切な光感応
性媒体から形成されてもよい。この実施例におい
て、プレート１２は基準ビーム側面１３では透明
なガラス基体を有し、対物ビーム側面１１では重
クロム酸ゼラチンにより被覆されている。対物お
よび基準ビームは、アルゴンレーザのような任意
の適切なコヒーレントな光源によつて発生され
る。便宜上、初期レーザビームは基準および対物
ビームを発生するように適切なビームスプリツタ
および反射鏡（図示されていない）を通過する。

対物ビーム１６は、ビームを拡大してその雑音
を取除く空間ピンホールフイルタ２２を通るよう
に焦点を結ばせる対物レンズ２０を通過する。拡
大ビームは第２図においてさらに詳細に示されて
いる対物ビームマスク２４を照明する。マスク２
４はそこに形成された複数の切抜き部分２８乃至
４０を有する不透明フイルム２６の形状である。
切抜き部分は通常の７セグメント文字数字式デイ
スプレイを形成するように配列されていることが
好ましい。各セグメントは、一般的に隣接するセ
グメントの先細の端部と適合する先細の端部を有
する長方形である。図示されているように、切抜
き部分３０乃至４０は構成中に照明されるプレー
ト１２上の領域を限定するセグメント２８を除く
全てがテープ２７によつて覆われている。さらに
詳細に説明されるように、７個の異なるホログラ
ムは７つの異なる露出ステツプ期間中プレート１
２の異なる領域上に形成される。第１図におい
て、切抜き部分２８は第１図の番号42で一般的に
示される第１のホログラム画像を形成するために
被覆されないままである。

マスク２４中の被覆されない切抜き部分を通過
する対物ビームは、乳白色基底ガラス拡散プレー
ト４８を通過する。拡散プレートは再構成または
再生時に最も遠い観察者に広い視角を提供するよ
うに作用する。分離されたマスク２４を有する代
わりに、拡散プレート４８の一部分をマスクして
除去することができることに留意すべきである。
“成形された”対物ビームがこの拡散開口を通つ
て投影した後、リレーレンズ系５０およびフイー
ルドレンズ５２を通過する。リレーレンズ系５０
は光収集ツールとして機能し、成形された対物ビ
ームをコリメートする一方で、フイールドレンズ
が対物ビームの焦点をホログラフプレート１２の
平面に結ばせる。ホログラフプレート１２は対物
ビームの主光軸に対して32度のようなある角度で
設けられる。この場合、この角度の目的はセグメ
ントに分割されたデイスプレイが再生時に風防に
対して垂直にまたはそれと交差して見えるよう
に、特定の自動車用の特定の風防角度に整合する
ことである。

第１図において、点線は成形された対物ビーム
により照明されたホログラフプレート１２の領域
を表わす。基準ビーム１８は、対物ビーム１６が
ホログラフプレート１２を照明する領域を被覆す
るダイヤモンド形の領域においてホログラフプレ
ート１２の反対側を照明するように成形される。
基準ビーム１８によつて照明された領域は図面に
おいて実線で示されている。図から理解され得る
ように、対物ビームによつて照明された長方形領
域が基準ビームによつて照明されたダイヤモンド
形の領域の対向する頂点間に存在するように、ダ
イヤモンド形の基準ビームがプレートを照明す
る。

基準ビーム光サブシステムは対物ビーム５４お
よび基準ビーム１８を拡大するピンホールフイル
タ５６を含む。拡大されたビームはコリメートレ
ンズ５８を通り、次に基準ビームマスク６０にお
ける選択された被覆されていない切抜き部分を通
つて投影される。第３図において、基準ビームマ
スク６０が示され、関連した対物ビームマスク中
の切抜き部分が点線で示されている。基準ビーム
マスク６０は多数のダイヤモンド形の切抜き部分
６２乃至７４を有する。切抜き部分はコンパクト
で重複せずに配列されている。中央ダイヤモンド
形切抜き部分６８は６個の実質的に同様の切抜き
部分６２，６４，６６，７０，７２および７４に
よつて取囲まれている。基準ビームマスク６０の
中央切抜き部分６８は、ホログラフ画像を露出す
るときに７−セグメントデイスプレイの中間水平
セグメントに対して使用され、切抜き部分３４は
対物マスクにおいて使用される。基準マスク６０
中のその他の切抜き部分は、第３図に示されてい
るように選択された対物ビームマスク切抜き部分
と同様に関連されている。テープ６３は露出ステ
ツプ期間中に望ましくない切抜き部分を被覆する
ために同様に使用される。

一連の反射鏡７６および７８は、選択された角
度でプレート１２の反対の側面１３に成形された
基準ビームを向けるために使用される。８０およ
び８２で簡単に示された調節機構は、所望の入射
角度を調節するために設けられている。

本発明の方法を特定の実施例に関連して説明す
る。第１のホログラフ画像４２は、成形ビームが
対物ビームの光軸に関して32度の角度でプレート
１２のゼラチン側を照射するようにアルゴンレー
ザ対物ビーム１６に切抜き部分２８を通過させる
ことによつて形成される。基準ビーム１８はマス
ク６０中の切抜き部分６２を通過し（その他の切
抜き部分は被覆されている）、約30度の仰角でプ
レート１２の反対の側面１３上の領域を照射す
る。実際には、２つのホログラフ画像が同時に露
出され、露出ステツプの回数を減少することがで
きることに留意すべきである。例えば、文字数字
デイスプレイの左下のセグメントはまた第１図に
示されたセグメント４２と同時に形成されること
ができる。このような場合において、マスク２
４，６０中のそれぞれ対応した切抜き部分４０，
７４もまた開けられる。

第４図は、対物ビーム１６がここでは対物ビー
ムマスク２４中の切抜き部分３２である異なる切
抜き部分を通過することを除いて同じである第２
の露出ステツプを示す。したがつて対物ビームは
ホログラフプレート１２の側面１１上の異なる領
域を照射する。同様に基準ビーム１８は、第２の
ホログラフ画像４４の領域において反対の側面１
３からプレート１２を照明するようにマスク６０
における切抜き部分６６を通過する。しかしなが
ら、反射鏡７６および７８は、基準ビーム１８が
第１の露出期間中とは異なる角度でプレート１２
を照射するように調節される。この角度は第４図
においてφ₂として表わされ、下方に向かつてプ
レート１２上を照射する約30度の角度で示されて
いる。したがつて、この第２の露出ステツプは第
２のホログラフ画像４４を形成する。

第５図において、露出されている第３のホログ
ラフ画像４６が示されている。第３の露出ステツ
プ期間中、対物ビーム１６は対物マスクセグメン
ト３４を通過して前の露出におけるものと同一の
角度でプレート１２の第３の領域を照射する。基
準ビーム１８は切抜き６８を通過して前の２つの
露出とはさらに異なる角度でプレート１２の反対
の表面を照射する。この例において、基準ビーム
１８はその平面に垂直のプレート１２を照射する
ものとして示されている。このように、デイスプ
レイの中間水平セグメント用のホログラフ画像４
６の潜像が形成される。

この過程は、全てのデイスプレイ用セグメント
が露出されるまで継続される。それからプレート
１２は固定された位置から除去され、ホログラフ
画像の潜像が重クロム酸ゼラチンを現像するため
の通常処理を使用することによつて同時に現像さ
れる。

第６図および第７図を参照すると、自動車９２
の風防９０に埋設された現像されたホログラフプ
レート１２が示されている。一連の再生ランプ９
４乃至１０６は、１つ以上の再構成または再生ビ
ーム１１０を発生するために自動車のダツシユコ
ンパートメント１０８に適切に設けられている。
各ランプは異なる角度でホログラムプレート１２
に向けられ、それぞれの角度はホログラムの特定
セグメントの構成期間中に基準ビームの角度に関
連される。例えば、ランプ９４は、基準ビーム１
８が第１図におけるセグメント４２の露出期間中
にプレート１２で付けられた角度と同一角度でそ
のビーム１１０′をプレート１２に向けるように
作用する。その他のランプ９６乃至１０６は同様
に角度を付けられる。したがつて再生または再構
成期間中は１つ以上のランプ９４乃至１０６を付
勢することによつてセグメントの１つを別々にま
たはそれらの複数個を集合的に見えるようにする
ことができる。図示された実施例において、各ラ
ンプは、速度センサ１１４の出力に結合された入
力を有するマイクロコンピユータ１１２からの適
切な出力信号によつて付勢される。結果として、
ヘツドアツプデイスプレイタイプの速度計のよう
なプレート１２上の多重露出ホログラムが使用さ
れることができる。自動車の速度が変化するにし
たがつて、利用者が道路の前方から目を逸らさず
に自動車の速度を確認できるように、コンピユー
タは正確な出力ランプまたはセグメントの所望の
組合せを生成する複数の出力ランプを駆動して正
確な数を形成するために速度センサ１１４からの
信号を適切な信号に変換する。もちろん１つ以上
のホログラムがマルチデジツトデイスプレイを供
給するために照明されてもよい。

再生期間中はランプが異なる角度でホログラフ
プレート１２に向けられても、それらはホログラ
ムの重複領域を照明すると考えられる。しかしな
がら、本発明によるとこの重複は可視的な望まし
くないセグメントを生成せず、それによつて明瞭
で比較的高い分解能の画像を提供する。例えばラ
ンプ９４がホログラフプレート１２全体を照明し
ても、上記に記載された露出技術のためにセグメ
ント４２だけを見えるようになる。しかしなが
ら、別のセグメントが同一の基準ビーム角度で露
出された場合には、これらのセグメントを重複す
ることを避けるべきである。このため、できるだ
け共通に露出された領域を分離することが好まし
い。

本発明の明細書、図面および各請求項を検討し
た後、種々の別の利点が当業者に明らかになるで
あろう。例えば本発明は、基準ビームが対物ビー
ムによつて照射された側面の反対の側面からプレ
ートを照射する反射ホログラムと関連して説明さ
れた。しかしながら、本発明は基準および対物ビ
ームが共にプレートの同一の側面を照射する別の
タイプのホログラムにおいて使用されることがで
きる。ぴつたり適合した各切抜き部分を有するダ
イヤモンド形の基準ビーム切抜き部分マスクが極
めて広い視角を可能にし、同時に混信を除去する
ことができる。表面ホログラム効果はまたこの特
有の設計を満足させる特性を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の技術にしたがつて多重露出
ホログラムを形成するために使用されることがで
きる光学系を示す。第２図は対物ビームマスクの
平面図であり、関連した基準ビームマスクの形状
が点線で示されている。第３図は基準ビームマス
クの平面図であり、関連した対物ビームマスクの
相対的な形状が点線で示されている。第４図は、
第２のホログラフ画像が形成される第２の露出ス
テツプ期間中の光感応性プレートの拡大図であ
る。第５図は、第３のホログラフ画像が形成され
る第３の露出ステツプ期間中の光感応性プレート
の拡大された斜視図である。第６図は自動車の風
防に完成されたホログラムを示す。第７図は第６
図のホログラムの再生期間中の装置を示す。 １０……光学系、１２……光感応性プレート、
１４……支持部、１６……対物ビーム、１８……
基準ビーム、２６……不透明フイルム、５０……
リレーレンズ系、５２……フイールドレンズ、２
７，６３……テープ、２８乃至４０，６２乃至７
４……切抜き部分、７６，７８……反射鏡、９２
……自動車、９６乃至１０６……ランプ、１１２
……マイクロコンピユータ、１１４……速度セン
サ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 自動車の風防中に設置され、光感応性プレー
   トに記録されたホログラム画像の複数のセグメン
   トの組合わせにより数字または文字の形状でドラ
   イバーに見えるように照明される多重露出ホログ
   ラムの形成方法において、 (a) 対物ビームにより一方の側面から第１の不透
   明マスクのほぼ長方形の切抜き部分を通して所
   定の角度で光感応性プレートのセグメント区域
   中の第１のセグメント区域のみを含む第１のほ
   ぼ長方形の領域を照明し、 (b) 第２の不透明マスクのダイヤモンド形切抜き
   部分を通してダイヤモンド形の断面形状の基準
   ビームを第１の角度で前記光感応性プレートの
   他方の側面に向けて照射して光感応性プレート
   の第１のセグメント区域に対物ビームによつて
   照明されたほぼ長方形の領域が基準ビームによ
   つて照明されたダイヤモンド形領域の対向する
   頂点間で横方向に延在している第１のセグメン
   トのホログラム画像を形成させ、 (c) 対物ビームにより前記光感応性プレートの第
   ２のセグメント区域に対して前記一方の側面か
   ら前記第１の不透明マスクの別のほぼ長方形の
   切抜き部分を通して前記所定の角度で前記光感
   応性プレートの第２のほぼ長方形の領域を照明
   し、 (d) 前記第２の不透明マスクの第２のセグメント
   区域に対応しているダイヤモンド形切抜き部分
   を通してダイヤモンド形断面形状の基準ビーム
   により前記第１の角度とは異なる第２の角度で
   前記光感応性プレートの前記他方の側面を照明
   して光感応性プレートの第２のセグメント区域
   に対物ビームによつて照明された第２のほぼ長
   方形の領域が基準ビームによつて照明された第
   ２のダイヤモンド形領域の対向する頂点間で横
   方向に延在している第２のセグメントのホログ
   ラム画像を形成させ、 (e) 各セグメントについて基準ビームの照射角度
   を変えて順次同様の露出ステツプを行い、 (f) 全てのセグメントの露出後に光感応性プレー
   トを現像し、異なる角度でプレートに再生ビー
   ムをランプにより投射してそれらのセグメント
   が選択的に照明されるときに異なるセグメント
   のホログラフ画像の組合わせによる多重露出ホ
   ログラムを広い視角で生成して再生期間中の混
   信を最小にすることを特徴とする多重露出ホロ
   グラムの形成方法。 ２ ７セグメント文字数字デイスプレイの形態で
   ホログラムが形成され、 光感応性プレートを露出する各ステツプにおい
   ては、プレートの或るセグメントだけを選択的に
   照明するために対物ビームおよび基準ビーム用の
   マスク中の切抜き部分を使用し、一方光線がプレ
   ートの別の領域を照射することを妨げ、 対物ビーム用の第１の不透明マスクマスク中の
   切抜き部分はデイスプレイセグメントに形状およ
   び配置的に対応し、 基準ビームマスク中の切抜き部分はダイヤモン
   ド形である請求項１記載の方法。 ３ 基準ビームにおけるダイヤモンド形の切抜き
   部分は互いに重複しないように配置されている請
   求項１記載の方法。 ４ 自動車の風防中に設置される７セグメント文
   字数字デイスプレイの形態の多重露出ホログラム
   を生成する装置において、 後面に透明基体を有し、前面に重クロム酸ゼラ
   チンが被覆している光感応性プレートと、 対物ビーム源と、 対物ビーム源と光感応性プレートの前記前面と
   の間に設けられ、複数の切抜き部分を有し、各切
   抜き部分はほぼ先細の端部を有する長方形の形状
   であり、中間水平セグメントを含む前記デイスプ
   レイの形状で配列されている不透明な対物ビーム
   マスクと、 対物ビームがこの対物ビームマスクの被覆され
   ていない切抜き部分を通過し、それによつてプレ
   ートの選択された領域を照明する対物ビームを成
   形するように特定の切抜き部分を被覆する手段
   と、 基準ビーム源と、 基準ビーム源と光感応性プレートの前記後面と
   の間に設けられ、中間水平セグメントの露出期間
   中に使用するための中央切抜き部分と、この中央
   切抜き部分を取り囲み隣接する６個の実質的に類
   似した切抜き部分とを有し重複しないパターンで
   配列されている複数のダイヤモンド形の切抜き部
   分を有している基準ビームマスクと、 基準ビームがこの基準ビームマスクの被覆され
   ていない切抜き部分を通過し、ダイヤモンド形に
   された基準ビームの対抗する頂点間に存在する対
   物ビームによつて照明された長方形領域を有する
   限定された領域において後面から前記光感応性プ
   レートを照明するように選択された切抜き部分を
   被覆する手段と、 基準ビームが前記光感応性プレートを照射する
   角度を調節する手段とを具備していることを特徴
   とするホログラム生成装置。 ５ 前記角度を調節する手段は複数の反射鏡と、
   それらの各反射鏡の角度を調節する手段とを具備
   している請求項４記載の装置。 ６ 対物ビームマスクと光感応性プレートとの間
   に設けられた拡散プレートを具備している請求項
   ４記載の装置。