JPH07502001A - 導波管ホログラフィック表示ディスプレイ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 導波管ホログラフインク表示ディスプレイ発明の背景 本発明は、車両の風防にヘッドアップイメージを投射するホログラフィックディ スプレイに関する。

米国特許第４，７９０．６１３号と第４，７９５，２２３号に記述された投光照 明ホログラフィック表示ディスプレイは、風防面内に一連の明る（均一な多色虚 像を映し出すことが可能である。米国特許第４．７９０，６１３号では、ホログ ラムは光ファイバからの出力として照明される。

ホログラフィック表示ディスプレイは、二つの不利益を有する。それは、表示ホ ログラムを透過する太陽光により引き起こされる周囲の明るさ変化に災いされ、 この太陽光が下部風防ガラスと空気との界面での４％反射され、運転者に向は光 を回折させる表示ホログラムを照らす。さらに、光源或いは風防ケースに光を通 過させるため計器盤に穿孔された孔の不快な虚像が、風防で反射されることがあ る。

理想的には、車両製造者は、計器盤材料の均一な波形の見た目の質感を除き、計 器盤に特徴をもたせないことを望む。光源用に計器盤内に穿孔することは、そこ を覆う滑らかな輝度パターンに不連続性を生むことになる。

それ故、上記の不利益なしでチルテールの投光照明表示ディスプレイの全ての利 益を有するディスプレイを提供することは有益である。

発明の要約 本発明になるディスプレイは、透明な風防ベース内に光を出射する手段と、底部 風防ノンブレットに光を閉じ込めるホログラフィックミラーと、運転者に向けて 光を回折させる像ホログラムと、ゴースト像を抑制して運転者に偏光サングラス の使用を可能にする半波長板と、着色上部風防シングレットや太陽光絶縁被覆や ホログラフィック太陽光被覆のような車両に赤外光が進入するのを阻止する手段 とを含む。

半波長フィルム層と太陽光制御ホログラムと鏡面ホログラムと透明ガラスによる 光捕捉技法の独特の結合が、以前までは達し得なかったディスプレイの成就を可 能にする。ディスプレイは、風防面内に静止ホログラフィック像が見えるように し、太陽による周囲の明るさ変化を防ぎ、がっ電球を視界がらなくし、すなわち 計器盤から見えなくして、計器盤内の不快な電球の虚像を回避する。

図面の簡単な説明 本発明のこれらの特徴および長所は、添付図面に図解された例示的な本発明実施 例の以下の詳細な説明により、より明瞭となろう。

図１は、本発明の実施例である導波管ホログラフィック表示ディスプレイを示す 。

図２は、半波長フィルムが中に組み込まれていないという仮定の下で、図１のデ ィスプレイシステムを通る光路を示す。

図３Ａ、３Ｂは、図１（半波長層）のシステムをそれぞれ通るｐ偏光とＳ偏光に 対する主像とゴースト像の関係を示す。

図４Ａ、４Ｂは、半波長層を除いた図１のシステムをそれぞれ通るｐ偏光とＳ偏 光に対する主像とゴースト像の関係を示す。

図５は、本発明の導波管ホログラフィック表示ディスプレイの代替実施例を示す 。

図６は、従来の着色ガラスと赤外線反射太陽光制御ミラーの透過率特性の比較を 示す。

図７は、本発明に従って車両内に組み込まれた導波管ホログラフィック表示ディ スプレイを示す。

図８は、図１のディスプレイを構成するプリズムを示す。

図９〜１２は、図１のディスプレイの表示ホログラムを露光するための露光シス テムを示す。

図１３は、本発明の導波管表示ホログラムの代替実施例を示す。

好ましい実施例の詳細な説明 図１に示す導波管表示ディスプレイ５０は、本発明を具体化したものである。

風防５０には、その他のエレメントを挟持する内側風防シングレット５２と外側 風防シングレット５４が備わっており、該エレメントには、好ましくは着色シン グレットである外側シングレットに隣接する太陽光被覆すなわちホログラフィッ り太陽光制御フィルム６４が含まれる。ポリビニル・ブチラール（ＰＶＢ）層７ ０が、フィルム６４に隣接している。半波長層６６が、内側シングレット５２に 隣接して配設されている。ホログラム６２が、この層６６に隣接して配設されて いる。ホログラム６２は、数個の領域を有する。領域６２Ａは、光源５６により 照らされたときに所定の表示像をもたらす表示層ログラムである。表示像は、燃 料切れ指示やシートベルト警告などの何等かの所定のメツセージを伝達する。領 域６２Ｂは、鏡面ホログラムである。領域６２Ｃ内のホログラムは、太陽光制御 反射ホログラムすなわちホログラム６２Ａに隣接した最大肉厚ホログラムからホ ログラム６２Ａから２．５４ないし５．０５ｃｍ（１ないし２インチ）離れるの に伴い肉厚零まで傾斜する不活性フィルムでよい。この肉厚勾配は、好ましくな い透過歪みを招くことになる２個のシングレット内の肉厚の急激な不連続性を避 けるためである。ホログラム層６２は、以下に述べるように、フィルム単品で作 ることもできるが、そうではなく領域６２Ａ、６２Ｂ、６２Ｃを別個に作ること もできる。

車両風防を構成する内側風防ガラスシングレット５２は、従来の着色ガラスに代 えて透明ガラスで出来ている。外側ガラスシングレット５４は、着色でも透明で もよい。しかしながら、透明の場合は、そこで絶縁層又はポログラフィック赤外 反射層のような搭乗キャビン内に進入する赤外光を阻止する何らがの他の手段が 、一般には適用されて用いられる。

光源５６は、白熱電球（ハロゲン又は非ハロゲン）が高輝度放射電球が、或いは 遠隔地に配置された白熱電球や高輝度放射電球のファイバ光学出方でよい。光源 ５６からの光は、コリメートレンズが、パラボラ反射器又は非像反射収束キャビ ティにより平行光とされる。非像反射器の利用は、共に譲渡された係属中の出願 で、スミス（Ｒ，Ｔ、Ｓｍｉ　ｔｈ）とダイパー（Ａ、　Ｄａ　ｉ　ｂｅ　ｒ） による「線形ランプホログラフインクトラップト光線（Ｌｉｎｅａｒ　Ｌａｍｐ 　Ｈ。

１ｏｇｒａｐｈｉｃ　Ｔｒａｐｐｅｄ　Ｂｅａｍ　ＣＨＭＳＬ）Ｊ、代理人書類 番号（ａｔｔｏｒｎｅｙ　ｄｏｃｋｅｔ　ｎｕｍｂｅｒ）ＰＤ　９１５３６に記 述されている。本出願は、ここにその全体を参照用に組み込むものとする。また 、ニューヨークのアカデミツク（Ａｃａｄｅｍｉｃ）がら１９７８年に出版され たウェルフォード（Ｗ、Ｔ、　Ｗｅ　ｌ　ｆ　ｏ’ｒ　ｄ）とウィンストン（Ｒ ，Ｗｉｎｓｔ。

ｎ）による「非像収束器の最適化（Ｔｈｅ　０ｐｔｉｃｓ　ｏｆ　Ｎｏｎ−ｉｍ ａｇｉｎｇ　Ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｏｒｓ）Ｊも、非像収束器に対するさらなる 情報用として、参照されたい。

平行光は、内側シングレットに取り付けられた楔状プリズム６ｏが、さもな（ば 内側シングレット内のプリズム状切り込みノツチが、又は内側シングレットの真 上に配置された入力結合ホログラムにより、内側風防シングレット５２内に出射 される。図８は、プリズム６０をさらに詳しく示している。プリズム６ｏは、長 さ寸法り、高さ寸法Ｈ，プリズム角度θを特徴とする直角プリズムである。風防 内側ソングレット５２力吋法Ｗの肉厚を有する場合は、プリズムパラメータは、 以下に規定される。

２Ｗ／Ｌ＝ｔａｎθ Ｈ／Ｌ＝ｓｉｎθ 光源５６からの光は、シングレツト５２に対する空気とガラスの界面から、内部 全反射により風防の内側に捕捉される。内側に捕捉された平行光の大部分は、感 光性樹脂の零度反射ホログラム６２Ｂにより透明な内側ガラスシングレット５２ 内に閉じ込められる。これは、生として、着色外側シングレット５４及び又は絶 縁・金属太陽光制御フィルム６４により光が吸収されるのを回避するためである 。零度反射ホログラム６２Ｂは鏡面反射ホログラムであり、その縁はホログラム 面に平行である。反射ホログラム６２Ｂは、風防の全幅に亙って延びる必要はな いが、ただ表示ホログラム層６２ａの横方向限界を越えて、該層と光源との間に 延びていればよい。

反射ホログラム６２Ｂは、軸から非常に離れた角度位置、例えばこの実施例の説 明では４８度の位置に入射する光を、高効率（９０％以上）で反射するよう設計 されている。ホログラムの分光帯域は、所望の表示像の分光範囲かランプの分光 帯域、いずれにしてもより狭い帯域を覆うよう調整されている。この反射ホログ ラム６２Ｂは、Ｓ偏光に対する表示ホログラム６２ａの波長範囲を越えて非常に 強力に反射するが、ｐ偏光用反射器はど効率はよくない。それ故、Ｓ偏光は、本 質的に内側ガラスソングレット５２に閉じ込められる（半波長フィルム６６はこ こでは無いと仮定）。しかしながら、ｐ偏光は、一部がポリビニルブチラール（ ＰＶＢ）７０を通り、ホログラム６２を越えて伝播され、絶縁又はポログラフィ ック太陽光制御フィルム６４か外側ガラスと空気のシングレットのいずれかによ り反射され、表示及び又は鏡面ホログラム層６２を通って内側シングレット５２ 内に戻る。こうして、ｐ偏光は跳ね返され、風防ガラスを上方に伝播するさいに 、ホログラム層６２の両側を前進する。Ｓ偏光は、図２に示したように表示ポロ グラム６２Ａにより強力に回折させられるが、この図２には、そこに半波長フィ ルム６６が組み込まれていないという仮定の下、図１のシステムを通る光源５６ からの光の光路が図解しである。

前述の形状は、再び半波長フィルム６６が無いと仮定したときに、二つの問題を 引き起こす。まずは、強力に回折させられた運転者に向がう表示ホログラム６２ ＡからのＳ偏光が、内外のガラスと空気の界面（又は太陽光制御フィルム６４） でかなり強力に反射され、不快な虚像を生成する。次に、運転者に達する表示像 は、一義的にはＳ偏光であり、運転者がＳ偏光サングラスを装着したときに、表 示像は実質的に消滅する。

これらの問題は、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）の半波長フィルム層６６を内 側ガラスシングレット５２と表示並びに鏡面ホログラム層６２との間に配置する ことにより、部分的に解決される。

さて図３Ａ、３Ｂを参照し、内側シングレット５２内に光が出射される箇所から 始めるに、半波長層６２に入射するｐ偏光はＳ偏光に振り替えられ、鏡面ホログ ラム６２Ｂにより強く反射され、さらに半波長層６６を通って内側シングレット ５２内に戻るさいにｐ極光に振り戻される。内側シングレットに進入するＳ偏光 （図３Ｂ）は、半波長層６６を通るさいにｐ偏光に振り戻され、表示ホログラム 層６２Ａを通って一部が伝播され、表示ホログラム層６２Ａの箇所で、太陽光制 御フィルム６４及び又は外部ガラスと空気の界面で反射され、ホログラム６２と 半波長１６６を通って戻り、半波長層の箇所でＳ偏光として再度内側シングレッ ト５２に再進入する。光ホログラム６２Ａ上に入射したｓ！光は、運転者に向け て強く回折させられるが、半波長層６６を通過するさいにｐ偏光に振り替えられ る。ｐ偏光は、内側ガラスと空気のシングレットで弱く反射される。弱く反射さ れたｐ偏光は、外側ガラスと空気の界面で強く反射されて運転者に戻る前に、Ｓ 偏光に振り戻される。実質的な効果は、ゴースト像の輝度を低減することにある 。

それ故に、結果は、運転者の位置において、非常に弱いｐ偏光ゴースト像（図３ Ａ）を伴った高輝度のｐ偏光像が得られる。

底部からホログラム６２Ａに入射したｐ偏光は、ポログラム６２ａにより弱く回 折させられ、Ｓ偏光に振り戻され、内側ガラス５２と空気の界面でがなり強く反 射され、ｐ偏光に振り戻され、外側ガラスと空気の界面で弱く反射され、Ｓ偏光 振り戻され、最後に運転者に至る。結果は、もっと弱いゴースト像（図３Ｂ）を 伴ったＳ偏光像となる。

半波長フィルム層６６はただ部分的な解決に過ぎず、何故なら理想的な半波長層 は、Ｓ偏光を−の入射角度でかつ−の波長についてだけ全てｐ偏光に回転させる からである。上記に言及した光源により生成されたような波長範囲に対し、光の 大半はｐ偏光に回転させられるが１００％ではない。それ故に、何等かの余剰光 が存在してゴースト像の原因となり、偏光サングラスにとっては輝度低下を招く 。さらにまた、半波長層に入射するランプ光は、ただ一つの角度ではなく、一定 の角度範囲に亙っている。結局、これら半波長層の製作組立に不確定さが存在し 、そのことが完全な半波長から逸脱させる足かせとなる。

設計する半波長フィルム層６６の正確な波長は、どんなランプを用いるかにかか っている。白熱電球を用いる場合は、制限帯域は表示帯域である。表示像が６０ ０〜６３０ｎｍに亙る場合、その場合は中間帯域の波長は６１５ｎｍであり、こ れが半波長層を設計する波長となる。光源５６として６６０ｎｍにピーク輝度を 有するＬＥＤ　（発光ダイオード）光源を用いる場合、その場合は、半波長層の 中間帯域の波長は６６０ｎｍである。

図３Ａ、３Ｂ、４Ａ、４Ｂと表１．２は、例えば空気から風防に７２．８度で入 射する半波長層を含むものと含まないもの、１００％Ｓ偏光と５ｏ％ｐ偏光を回 折させる表示ホログラム６２Ａのそれぞれの像輝度の比較結果である。明らかに 、半波長層は状況を改善している。それは像輝度をも若干改善している。

Ｓ偏光　ｐ偏光　平均偏光 １：、像　（１，４１２８（＋、：う２　１．２／１８ゴースト像　（１，０２ ＝１　０．　旧１８　（１，（１３２ｆｉｌ−ｆ−ス）ｉｔ比　３８．７　４０ 　３９表２ Ｓ偏光　ｐ偏光　平均偏光 １−像　０．　（ｉｌ！　（１，４６４１，１０４ゴースト像　０．（１８３０ ，００２４０，０８５／１主像対ゴースト像比　７．７１　１９３．３　１２． ９表示ホログラム６２Δに（外側ソングレット５４に隣接する）上側から入射す るｐ偏光は、ホログラムにより弱（回折させられ、外側ガラスと空気の界面で弱 く反射され、Ｓ偏光に振り戻され、余計なゴースト像として運転者に達する。図 ４八、４Ｂの例では、ホログラムへの、ト側からの光入射角度が一つである場合 、その場合は運転者に到達する尤の値は０．０２３である。これは、無視できな いゴースト像である。しカルながら、ｐ偏光が表示ホログラ１１６２Δの１１面 に達する頃には、着色外側ノンブレラ１−５４及び又は大陽光制御フィルム６４ とｌ）　Ｖ　ｒ３７０とによりかなり減衰してしまっている。それ故に、ランプ 光源５６内の偏光器にとって、この部品を除外する必要はない。

図９は、表示ホログラム６２Δの組立に適した表示ホログラム露光システム２０ ０の上面図である。参叩用平行光２０２がフィルムプレート２ｏ８（図１２に示 す）を照射し、コリメートレンズ２０４と空間フィルタ２０６とを経由して供給 される。参即先は、プリズム２１０からなるプリズム液体ゲートを通り、ポログ ラフィックフィルム層２１２を凹らす。ホログラムフィルム２１２は、ＩＦｉ２ １６内の屈折率整合液体２１１１内に沈もプレート２（）８上に取り付けられて いる。

物体光２１０は、空間フィルタ２２０と金塊レンズ２２２と高利１）散光スクリ ーン２２４と、１を網線２２６と平凸球面レンズ２２８．２３２とを経由して供 給される。合亀レンズ２２２は、空間フィルタ２２０から球面状に分岐する波動 を集め、アパチャーマスク２３０の中心壱に合塊させるが、これは高利得スクリ ーンが織い場合である。このことで、最大の照明光がアイボックス２３４の位置 に達する。高利得スクリーン２２１１は光を散乱させ、像網線２２６は透き通っ た開口と表示像を形成する不透明領域とを伴った透過マスクとからなる。この網 線マスク２２６を出射するスクリーンからの散乱光は、２個のレンズ２２８．２ ３２により合焦され、これにより網線マスク２２６の像がフィルム２１２の面を 二分する。アパチャーマスク２３０は、第１のレンズ２２８の出射面上に配置さ れており、アイボックス２３４の大きさを規定している。アパチャーマスク２３ ０の輪郭は、第２のレンズ２３２によりフィルムプレートを通り、フィルムプレ ートから（３０インチかそれ以上）離れた空間内の点に合焦されるが、この点に アパチャーマスクの像が置かれる。この像は、ホログラム再生用のアイボックス を規定する。

図１０は、図９の露光システム２００の側面図である。図１１は、図１０の露光 システムの一部拡大側面図である。図１２は、プリズム２１０とフィルムプレー ト２０８の拡大図を示す。

物体光２１８は、ホログラム背後に良好に画成されたアイボックス２３４からＱ ることのできるホログラ１１フィルム面を二分する像２３６を均一に照らす。こ のホログラムが図１のシステム内で逆再生されると、光は表示ホログラム６２Ａ により回折させられ、これにより運転者の頭部領域内に良好に画成されたアイボ ックス内に位置する観察者は、風防の面を二分する垂直表示像２３６を観察する ことになる。ホログラムのアイボックスの外側では、運転者は何も見ることはで きない。

フィルム６４に適した絶縁・金属太陽光制御被覆は、リビー　オーニング　フォ ード（Ｌｉｂｂｅｙ　Ｏｗｅｎｓ　Ｆｏｒｄ（ＬＯＦ））とその他の人によって 作られた。ＬＯＦｔｆｉ覆の一例は、３５７１５　スタンレー　ドライブ　ステ ーリング　ハイツ　ミノガン（ＳＬａｎｌｙ　１）ｒｉｖｅ、Ｓｔｅｒｌｉｎｇ 　）ＩｅｉｇｈＬｓ、Ｍｌ）　４８３１２のＬＯＦ　自動車センター（Ａｕ　ｔ 　ｏｍｏ　ｔ　ｉｖｅ　Ｃｅｎｔｅｒ）からｒＥＺ−ＫｏｏｌＪ銘柄の太陽光制 御ガラスとして市販されている。

鏡面ホログラム６２．８は、金属ミラー上に一対の感光性用脂フィルム（フィル ムが何等かの自己結着性をＹｌする）を圧延ｌＷｗ４シ、このフィルム付きミラ ーを再生用に正規のピーク波長を生み出す角度で平行レーザ尤を照射するだけて 露光される。

ＰＶＡ層は、＋１　Ｖ　１３からの可塑剤がホログラム層６２に進入して不要な ピーク波長と分光帯域変化を招くのを避けるため、ホログラム層とＰＶＢとの間 に配置される。ホログラムｗ４６２下側の半波長ＰＶＡ＊６６を、ホログラム６ ２とＰＶＢ７０との間の障壁層としても役立てるべきであることは尤もである。

それ故、ホログラムｗＩｉ６２を上部ガラスシングレット５４の下側に隣接させ て配置することは有ｆすであろう。しかしながら、ノンブレット５４下側の太陽 光絶縁制御コーティング６４にｉ′１ＩＦ１１ホログラムｌ＊Ｇ２を接着するの は困難であろう。好ましい代替アプローチは、図５に示したように、絶縁被覆に 代えて広帯域赤外線感光性樹脂ホログラフィックミラーを用い、赤外光を阻止す ることである。図５のディスプレイ１００は、内側と外側の風防シングレット１ ０２，１０４から構成され、外側シングレット１Ｏ１１が着色カラスからなり、 内側シングレット１０２が透明ガラスからなる。光＃ｔ１０６からの光は、図１ の実施例のごとく、反射器１０８により平行光束とされ、プリズム１１０により 内側シングレット１０２内に送り込まれる。半波長ＰＶＡ層１１１１が、内側シ ングレット１０２に隣接する））　Ｖ　Ｉ１層１１２とホログラム層１１６との 間に配設されている。図５では、鏡面ホログラム１１６Ｂと表示ホログラム１１ ６Δとホログラフィック太陽光制御鏡面ホログラム１１６Ｃは、すべて単一のホ ログラム層１１６内に組み込まれており、層１１６は様々な接着剤及び又は下塗 剤のどれかによって外側ガラスノンブレット１０．１の内面に取りはけられてい る。

凸ホログラム構成層１１Ｇは、接触印刷すなわちホログラムフィルムを固体ホロ グラムマスクに圧延積層し、平行レーザ光を照射することにより組立てることが できるウレーザ尤はフィルムを通過し、マスクにて反射的に回折させられてフィ ルムに戻り、ＩＷ製ホログラムを生成する。鏡面反射ホログラムと太陽光制御ホ ログラムの場合は、マスクプレートは零度鏡面ホログラムか又は単純なアルミニ ウムミラーによって置換できる池のものである。表示ホログラムの場合は、マス クプレートは表示ホログラムをその中に組み入れである。ホログラフィックフィ ルムは、各ホログラム種に１個の接触複写露光モジュールを３個有する複製シス テム上に刻設される。ひとたびフィルムが３個のモジュールを通過すると、フィ ルムは紫外線硬化して出力スプール上に巻き付けられる。オプションとして、露 光フィルムのロールは、炉加熱してホログラム効率を高めることができる。

図６は、実施例に用いられ着色風防に対する長所を有する図５の太陽光制御赤外 反射ホログラムにより達成される特性の典型種を図示したグラフである。追加利 益として、赤外光のより多く遮断させたい場合に、外側ガラスシングレットを着 色させることができる。

車両内に搭載されたシステムの断面図が、図７に示されている。風防１５０はは 、内側と外側のシングレット１５２．１５４を含んでいる。シングレット間に配 設されたホログラム層１５６は、表示ホログラム１５６Ａの近傍内を除き鏡面ホ ログラム１５６Ｂからなる。光源１６０と反射器１６２とプリズム１６４は、風 防シングレット１５２内に光を出射する手段を提供する。

路面の昭り返しがｐ偏光ではなくＳ偏光で運転者に到達することを望むならば、 その場合は、追加の半波長層をホログラム層と外側シングレットの内面との間に 配置することが望まれよう。普通、路面の照り返しはＳ偏光である。それ故、偏 光サングラスは、Ｓ偏光を吸収しｐ偏光を通過させるよう設計されている。風防 内の半波長層が路面の照り返しをｐ偏光に振り替える場合には、そのｐ偏光は偏 光サングラスを実質的に減衰されることなく通過する。それ故、追加の半波長層 は、偏光方向をｐ偏光に振り戻すこともできる。この層はまた、図４の例に対し て表３に示されたゴースト像の輝度を修正するのにも役立つ。

表３ Ｓ偏光　ｐ偏光　平均偏光 主像　０．３２　０．９２８　１゜２４８ゴースｌｉｔ　Ｏ，０４１５０，００ ４８０，０４６３主像対ゴースト像比　７．７１　１９３．３　２７どの場合も 、半波長層の肉厚は、運転者の視点から風防を通して見たときに感知可能な透過 歪みを避けるようホログラム領域の外側で徐々に零に逓降させることができる。

本発明の他の実施例が、図１０に示されている。この場合、表示ホログラムに向 けて光が伝播する層１５２は、エアギャップＧにより風防とは物理的に分離され ている。この場合、ひとたび光が層１５２内に出射されると、全て内部全反射に より層を上方に伝播され、それを閉じ込める鏡面反射ホログラムを必要としない 。このことが、風防から物理的に分離された層を気にしない顧客への設計を大幅 に簡単化する。

図１３は、従来の風防２８０の内面からエアギャップＧにより分離された導波管 表示ホログラム組立体２５０を示す。組立体２５０は、かくしてプラスチックの 光ガイド２５２からなり、このガイドに図１の光源配置と同様に光源２５４と反 射器２５６とプラスチックプリズム２５８からの光が出射される。半波長層２６ ０は、風防２８０に面する光ガイド面２５２Ａに配設されている。表示ホログラ ム２６２は、今度はエアギャップと半波長層との間の半波長層２０６の外面に配 設されている。図１３に示したように、光源からの光は、内部全反射により光ガ イド内を伝播し、最後に表示ホログラムに達して観察者に向はホログラムで回折 させられる。組立体は、在来の様々な手段例えばスペーサや接着剤を用いて所定 位置に固着することもできよう。

上記の実施例が、本発明の原理を表す可能な特定の実施例を単に図解するもので あることは理解さるべきである。例えば、何等かの応用には半波長プレートを必 要としないかも知れず、半波長板が省略できるこうした場合は、そのことによっ て簡単でより安いディスプレイが提供される。他の装置も、本発明の範囲と精神 から逸脱することなく、当業者によりこれらの原則に従って容易に発明できよう 。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．内側及び外側の風防シングレットからなる車両風防を介して像を投射する導 波管ホログラフィック表示ディスプレイであって、前記内側風防シングレットの ベース内に光を出射する手段と、前記シングレット間の所定領域に配設され、前 記シングレット内に出射された光を車両運転者に向けて回折させる表示像ホログ ラムと、前記内側と外側のシングレット間に配設され、前記出射光を前記外側シ ングレットに進入しないよう閉じ込めるホログラフィックミラーであって、前記 所定領域を越えない該ホログラフィックミラーとを具備する、ことを特徴とする 前記ディスプレイ。 ２．請求項１記載のディスプレイにおいて、前記風防を通って前記車両に赤外光 が進入しないよう阻止する手段をさらに具備する、 ことを特徴とする前記ディスプレイ。 ３．請求項２記載のディスプレイにおいて、前記赤外光阻止手段は、前記外側シ ングレットを着色する着色手段からなる、ことを特徴とする前記ディスプレイ。 ４．請求項２記載のディスプレイにおいて、前記赤外光阻止手段は、前記外側と 内側のシングレット間に適用された太陽光絶縁被覆からなる、 ことを特徴とする前記ディスプレイ。 ５．請求項１記載のディスプレイにおいて、前記シングレット内に光を出射する 手段は、光源と該光源からの光を平行光とする光コリメート手段とからなる、 ことを特徴とする前記ディスプレイ。 ６．請求項５記載のディスプレイにおいて、前記シングレットベース内に光を出 射する前記手段は、前記内側シングレットベースに取り付けられて前記平行光を 前記ベース内に導く楔状プリズムをさらに具備する、 ことを特徴とする前記ディスプレイ。 ７．請求項１記載のディスプレイにおいて、前記ホログラフィックミラーは、感 光性樹脂の零度反射ホログラムからなる、ことを特徴とする前記ディスプレイ。 ８．請求項１記載のディスプレイにおいて、前記両シングレット間に配設された ポリビニル・ブチラール（ＰＶＢ）層をさらに具備し、前記半波長板が前記ＰＶ Ｂ層と前記ホログラフィックミラーと像ホログラムとの間に配設されたポリビニ ル・アルコールの半波長フィルムからなる、ことを特徴とする前記ディスプレイ 。 ９．請求項１記載のディスプレイにおいて、前記ホログラフィックミラーと前記 表示像ホログラムは、単一のホログラム層内に組立てられている、 ことを特徴とする前記ディスプレイ。 １０．内側及び外側の風防シングレットからなる車両風防を介して像を投射する 導波管ホログラフィック表示ディスプレイであって、前記内側風防シングレット のベース内に光を出射する手段と、前記両シングレット間の所定領域に配設され 、前記シングレット内に出射された光を車両運転者に向けて回折させる表示像ホ ログラムと、前記内側と外側のシングレット間に配設され、前記出射光を前記外 側シングレットに進入しないよう閉じ込めるホログラフィックミラーであって、 前記所定の領域を越えない該ホログラフィックミラーと、前記ホログラムと前記 内側シングレットとの間に配設され、表示ゴースト像を低減する半波長板とを具 備する、 ことを特徴とする前記ディスプレイ。 １１．請求項１０記載のディスプレイにおいて、前記風防を通って前記車両に赤 外光が進入しないよう阻止する手段をさらに具備する、 ことを特徴とする前記ディスプレイ。 １２．請求項１１記載のディスプレイにおいて、前記赤外光阻止手段は、前記外 側シングレットを着色する着色手段からなる、ことを特徴とする前記ディスプレ イ。 １３．請求項１１記載のディスプレイにおいて、前記赤外光阻止手段は、前記外 側と内側のシングレット間に適用された太陽光絶縁被覆からなる、 ことを特徴とする前記ディスプレイ。 １４．請求項１０記載のディスプレイにおいて、前記シングレット内に光を出射 する手段は、光源と該光源からの光を平行光とする光コリメート手段とからなる 、 ことを特徴とする前記ディスプレイ。 １５．請求項１４記載のディスプレイにおいて、前記シングレットベース内に光 を出射する前記手段は、前記内側シングレットベースに取り付けられて前記平行 光を前記ベース内に導く楔状プリズムをさらに具備する、 ことを特徴とする前記ディスプレイ。 １６．請求項１０記載のディスプレイにおいて、前記ホログラフィックミラーは 、感光性樹脂の零度反射ホログラムからなる、ことを特徴とする前記ディスプレ イ。 １７．請求項１０記載のディスプレイにおいて、前記半波長板は、ポリビニル・ アルコールの半波長フィルムからなる、ことを特徴とする前記ディスプレイ。 １８．請求項１０記載のディスプレイにおいて、前記両シングレット間に配設さ れたポリビニル・ブチラール（ＰＶＢ）層をさらに具備し、前記半波長板が前記 ＰＶＢ層と前記ホログラフィックミラーと像ホログラムとの間に配設されたポリ ビニル・アルコールの半波長フィルムからなる、ことを特徴とする前記ディスプ レイ。 １９．請求項１０記載のディスプレイにおいて、前記ホログラフィックミラーと 前記表示像ホログラムは、単一のホログラム層内に組立てられている、 ことを特徴とする前記ディスプレイ。 ２０．導波管ホログラフィックディスプレイであって、透明な内側シングレット 及び外側シングレットからなる車両風防と、前記内側シングレット内に光を出射 する手段と、前記両シングレット間の所定領域に配設され、前記内側シングレッ ト内に出射された光を車両乗員に向けて回折させて結像させる像ホログラムと、 前記光出射手段と前記ディスプレイ領域との間に前記内側と外側のシングレット 間に配設され、前記出射光を前記外側シングレットに進入しないよう閉じ込める ホログラフィックミラー手段であって、光が前記光出射手段から前記ディスプレ イ領域に向けて内部全反射により前記内側シングレット内を伝播する前記ホログ ラフィックミラー手段と、 前記ホログラムと前記内側シングレットとの間に配設され、表示ゴースト像を低 減する半波長板とを具備する、 ことを特徴とする前記ディスプレイ。 ２１．請求項２０記載のディスプレイにおいて、前記風防を通って前記車両に赤 外光が進入しないよう阻止する手段をさらに具備する、 ことを特徴とする前記ディスプレイ。 ２２．請求項２１記載のディスプレイにおいて、前記赤外光阻止手段は、前記外 側シングレットを着色する着色手段からなる、ことを特徴とする前記ディスプレ イ。 ２３．請求項２１記載のディスプレイにおいて、前記赤外光阻止手段は、前記外 側と内側のシングレット間に適用された太陽光絶縁被覆からなる、 ことを特徴とする前記ディスプレイ。 ２４．請求項２１記載のディスプレイにおいて、前記赤外光阻止手段は、前記両 シングレット間に配設された赤外光反射ホログラム層からなる、 ことを特徴とする前記ディスプレイ。 ２５．請求項２０記載のディスプレイにおいて、前記シングレット内に光を出射 する手段は、光源と該光源からの光を前記シングレットに向けて集光する集光手 段とからなる、ことを特徴とする前記ディスプレイ。 ２６．請求項２５記載のディスプレイにおいて、前記集光手段は、前記内側シン グレットのベースに取り付けられて前記集光された光を前記ベース内に導く楔状 プリズムをさらに具備する、ことを特徴とする前記ディスプレイ。 ２７．請求項２５記載のディスプレイにおいて、前記光源は、白熱ランプからな る、 ことを特徴とする前記ディスプレイ。 ２８．請求項２０記載のディスプレイにおいて、前記像ホログラムは、感光性樹 脂の零度反射ホログラム層からなる、ことを特徴とする前記ディスプレイ。 ２９．請求項２０記載のディスプレイにおいて、前記半波長層は、ポリビニル・ アルコールの半波長フィルムを具備する、ことを特徴とする前記ディスプレイ。 ３０．請求項２８記載のディスプレイにおいて、前記半波長層と前記像ホログラ ムとの間に配設されたポリビニル・ブチラール（ＰＶＢ）層をさらに具備する、 ことを特徴とする前記ディスプレイ。 ３１．請求項２０記載のディスプレイにおいて、前記ホログラフィックミラーと 前記像ホログラムは、単一のホログラム層内に組立てられている、 ことを特徴とする前記ディスプレイ。 ３２．請求項２０記載のディスプレイにおいて、前記像領域外側で前記両シング レット間に配設された赤外反射太陽光制御ホログラム手段をさらに具備し、該赤 外反射ホログラム手段と前記像ホログラムと前記鏡面ホログラムは、単一のホロ グラム層として組立てられている、ことを特徴とする前記ディスプレイ。 ３３．請求項２０記載のディスプレイにおいて、前記像は、車両の状態を指示す る表示像からなる、３４．導波管ホログラフィックディスプレイであって、内部 全反射により前記導波管に沿って光入力領域から像領域まで光を伝播する透明な 光導波管であって、空気と導波管の界面を作り出す対向する第１及び第２の面を 有し、該界面が前記導波管の内部から該界面に入射した光を全反射させることの できる前記光導波管と、 前記光入力領域において前記導波管内に光を出射する光源であって、前記出射光 が前記導波管に沿って前記入力領域から前記像領域に伝播する前記光源と、前記 像領域において前記第１の導波管に対向して配設した像ホログラムであって、前 記導波管内に出射された光を前記第２の面に向けて所定角度で回折させ、該回折 光を前記第２の面を通して前記導波管の外に伝播させる前記像ホログラムと、 前記像領域において前記第２の層に隣接して配設され、ゴースト像を低減する半 波長層とを具備する、 ことを特徴とする前記ディスプレイ。 ３５．請求項３４記載のディスプレイにおいて、前記導波管の第１の面は、車両 風防の内面に対し該内面と前記第１の面との間に空隙をもって隣接配置されてい る、 ことを特徴とする前記ディスプレイ。 ３６．請求項３４記載のディスプレイにおいて、前記光源は、白熱ランプと、反 射器と、前記入力領域において前記導波管に取り付けられ、前記ランプにより生 成された光を前記導波管内に導く楔状プリズムとを具備する、 ことを特徴とする前記ディスプレイ。 ３７．請求項３４記載のディスプレイにおいて、前記導波管は、透明なプラスチ ック導波管部材からなる、ことを特徴とする前記ディスプレイ。