(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トンネル内で画像情報や文字情報を表示する光学式表示装置であって、
光源とホログラムとからなる表示ユニットを前記トンネルの天井面上に薄く平坦に複数個分散して配置し、前記ホログラムの各々には原画像を分割して得られる要素画像が記録されており、前記光源によって前記ホログラムから個々に再生される再生像が、前記トンネルの天井面と該垂直な再生面上、または前記再生面近傍で合成され、前記原画像を表示するよう構成されていることを特徴とする光学式表示装置。
【請求項２】
トンネル内で画像情報や文字情報を表示する光学式表示装置であって、
光源とホログラムとからなる前記表示ユニットを前記トンネルの天井面上に薄く平坦に複数個分散して配置し、前記ホログラムの各々が前記光源の像を前記トンネルの天井面と該垂直な再生面上、または前記再生面近傍に結像し、ここで形成される画素配列によって前記原画像を表示するよう構成されていることを特徴とする光学式表示装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２のいずれかに記載の光学式表示装置の各表示ユニットに色分散補償光学素子を加えて配置したことを特徴とする光学式表示装置。
【請求項４】
再生面が空間内に仮想的に設けられた平面または曲面である請求項１〜３のいずれかに記載の光学式表示装置。
【請求項５】
３原色の独立した発光ピークを持つ光源を用いることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の光学式表示装置。
【請求項６】
３原色の独立した発光源を組み合わせて光源を構成することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の光学式表示装置。
【請求項７】
光源を点滅することにより表示内容を変化させることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の光学式表示装置。
【請求項８】
原画像が３次元画像であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の光学式表示装置。
【請求項９】
原画像が文字情報であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の光学式表示装置。
【請求項１０】
ホログラムが反射型ホログラム、透過型ホログラム、エッジリット型ホログラムの少なくとも1つであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の光学式表示装置。
【請求項１１】
ホログラムによって回折されなかった非回折光を周辺照明に用いることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の光学式表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は画像情報や文字情報の表示を行う光学式表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、交通情報表示板や行き先案内板、または宣伝広告板等に電光式の光学式表示装置が広く用いられるようになってきた。以下、図面を用いて光学式表示装置の一例である光学式道路標識について説明する。
【０００３】
図１０は従来の光学式道路標識の構成を示すものである。図１０において、５１は標識表示板、５２は蛍光管、５３は標識本体、５４は標識支柱である。
【０００４】
標識表示板５１は半透明の樹脂の上に標識のパターンが印刷されているもので、これを標識内部側から蛍光管５２の光によって照明することで、夜でも標識が明るく認識されるものである。標識本体５３は蛍光管５２と標識表示板５１を支持し、標識支柱５４は標識本体５３を支持し、道路、側壁、またはトンネル天井に設置するものである。
【０００５】
ここでは光学式道路標識を例にその構成と機能を説明したが、その他の光学式表示装置も概略類似の構成を取っているのが現状である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記のような従来の構成では以下のような問題がある。まず、光学式表示装置本体が光源と、それを支持する構造体からなるため、大きく、そして重くなる。さらにはそれを支える支柱までもが堅固なものでなければならず、全体としてさらに大きな構造を有するものになってしまっていた。
【０００７】
また、その構造上、取付面から大きく突出した形で設置しなければならないため、何らかの理由で人や車、または運搬物等の移動体との接触が生じた場合、装置本体の破損と同時に移動体にも損傷を与えるという問題を含んでいた。さらには、こうした事故を避けるために、設置されるべき空間を大きく確保する必要があり、非経済的であった。
【０００８】
本発明は上記問題点に鑑み、移動体の経路を大きく占有すること無く、軽量で、かつ接触を起こすことのない光学式表示装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するため、トンネル内で画像情報や文字情報を表示する光学式表示装置であって、光源とホログラムとからなる表示ユニットを前記トンネルの天井面上に薄く平坦に複数個分散して配置し、前記ホログラムの各々には原画像を分割して得られる要素画像が記録されており、前記光源によって前記ホログラムから個々に再生される再生像が、前記トンネルの天井面と該垂直な再生面上、または前記再生面近傍で合成され、前記原画像を表示するよう構成されている。
またトンネル内で画像情報や文字情報を表示する光学式表示装置であって、
光源とホログラムとからなる前記表示ユニットを前記トンネルの天井面上に薄く平坦に複数個分散して配置し、前記ホログラムの各々が前記光源の像を前記トンネルの天井面と該垂直な再生面上、または前記再生面近傍に結像し、ここで形成される画素配列によって前記原画像を表示するよう構成されている。
【００１０】
【作用】
本発明は上記した構成によって、ホログラム再生像による表示を行うため、表示面は実体のない、いわば空間内に仮想的に設けられた面に選ぶことができる。また光源とホログラムからなる表示ユニットは、例えば壁面に極めて近接した平坦な領域に配置されるため、突出する部分がなく、装置の巨大化、設置領域の増大、接触事故といったこれまでの問題点が解消されることとなる。
【００１１】
【実施例】
以下本発明の光学式表示装置について、その実施例を図面を参照しながら説明する。
【００１２】
（第１の実施例）
図１は、本発明の第１の実施例における光学式表示装置の構成を示す側面図である。また図２はその平面図である。この実施例は本発明の光学式表示装置がトンネル内の道路標識として用いられた例であり、図１において、１は本実施例の光学式表示装置、２〜４は表示ユニット、５〜７はホログラム、８〜１０は光源を示している。表示ユニット２〜４はトンネル１１の天井面１２に並んで配置されている。尚、ここではホログラムとして反射型ホログラムを用いた。また光源としてハロゲンランプを用いた。
【００１３】
以上のように構成された光学式表示装置について、以下図１〜図４を用いてその動作を説明する。まず、ホログラム５、６、７にはそれぞれ図３（ａ）に示すような制限速度を表す道路標識の原画像１３がそれぞれ分割されて記録されている。即ち、図３（ｂ）に示すように、ホログラム５には図３（ｂ）に示すような原画像１３を分割して得られる下部約１／３の要素画像１４が記録されており、ホログラム６には中央部約１／３の要素画像１５が記録されており、ホログラム７には上部約１／３の要素画像１６が記録されている。
【００１４】
以上、各表示ユニットにおける個々のホログラムの構成を説明したが、分散して配置された３つの表示ユニットが一つの光学式表示装置としてその機能を発現するのは、各ホログラムの再生像が、空間内に仮想的に設けられた一つの平面上、またはその近傍に並んで配置するよう構成されていることによる。
【００１５】
即ち、図１に示したように、光源８によるホログラム５の再生像１７は、再生面１８近傍に形成されるよう構成されている。光源９によるホログラム６の再生像１９は、再生面２０近傍に形成されるよう構成されている。光源１０によるホログラム７の再生像２１は、再生面２２近傍に形成されるよう構成されている。
【００１６】
このとき正面から見た再生像１７、１９、２１は、図４に示すように一つの像として合成されるため、これをトンネル内を通行中の車から見ると、制限速度表示の道路標識が、あたかもトンネルの天井面から吊り下げられているかのように見えることになる。
【００１７】
しかしながら、これは仮想面上での表示であり、現実的にその表示面には何も物体は存在しない。従って、車との接触事故などは全く起こり得ない。極めて平坦な構造の光学式表示装置によって、トンネル掘削の断面積を削減することができ、これによる建築コスト削減効果は大きい。
【００１８】
（第２の実施例）
図５は本発明の第２の実施例における光学式表示装置の構成を示す側面図、また図６はその平面図である。この実施例は本発明の光学式表示装置がトンネル内の道路情報表示板として用いられた例である。図５において、３１は光学式表示装置であり、３２は一つの表示ユニット、３３はトンネル、３４はトンネル天井面である。一つの表示ユニット３２はホログラム３５と光源３６とから構成されており、これと同様の構成を持つ表示ユニットが１６行１６０列に配列をなして光学表示装置３１を構成している。また３７はホログラムの再生面、３８は光源の像である。尚、ここでホログラムには反射型ホログラム、光源にはハロゲンランプを用いた。
【００１９】
以上のように構成された光学式表示装置について、以下図５〜図８を用いてその動作を説明する。まず、図５、図６に示した表示ユニット３２は、トンネル天井面３４上のｉ行ｊ列の位置に配置された表示ユニットであり、その構成要素であるホログラム３５は、再生面３７近傍に光源３６の像３８を形成するよう構成されている。この像３８は、トンネル天井面３４上での表示ユニット３２の位置に対応して、再生面３７上においてもｉ行ｊ列の位置に結像する。
【００２０】
このように、すべての表示ユニットから再生される光源の像は、図７に示すように一つの再生面上に配列し、その配列位置は、天井面３４上での表示ユニットの位置に対応している。ここで、各光源を表示情報に応じて点滅することにより、再生面３７には一対一に対応した光源の像３８の配列による情報が表示されることになる。図８に示すようにｉ＝１６、ｊ＝１６０とすると１６×１６のドット配列により一つの文字を表示し、全体で１０文字の道路交通情報を表示することができる。さらには、点灯時間を制御することにより一方向に流れる文字表示が可能となる。
【００２１】
このように第２の実施例では、光のドットで情報を表示するため、第１の実施例とは異なり、任意の文字情報を表示することができる。表示ユニットの配列を、例えば２５６行２５６列とすることにより、ドット表示による画像を表示することも同様に可能である。
【００２２】
尚、再生面はトンネル天井面からトンネル空間内に浮き出た仮想的な面であり、ここには光学式表示装置の実体はない。従って、車との接触事故などは起こり得ない。この極めて平坦な構造の光学式表示装置によって、トンネル掘削の断面積を削減することができ、これによる建築コスト削減効果は大きい。
【００２３】
以上２つの実施例をもとに説明してきたように、本発明による光学的表示装置は、トンネルなどの空間的制約を受ける環境条件において大きな効果を発現するものである。
【００２４】
尚、第１の実施例において、原画像を３分割したが、この分割数を増やすことは容易に可能で、そのときには表示ユニットのさらなる薄型化が図れることとなる。また、同実施例において、３つの光源を使用したが、これを一つの光源で構成してもよい。
【００２５】
また、第１、及び第２の実施例において、ホログラム再生面は平面に限られることはない。ホログラムも反射型に限らず、透過型、エッジリット型で構成してもよい。
【００２６】
また、上記実施例において光源をハロゲンランプとしたが、これに限られることはなく、発光ダイオード、レーザ、蛍光管等の各種光源を用いた構成も可能である。さらにはこれら光源の光を光ファイバなどの導光手段を用いて各表示ユニットに光を供給してもよい。
【００２７】
また、上記各実施例の光源は、３原色の独立した発光ピークを持つ光源を用いてもよく、また３原色の独立した発光源を組み合わせて光源を構成してもよい。また、光源を点滅することにより表示内容を変化させる構成としてもよい。
また、原画像を３次元画像としてもよい。
【００２８】
尚、図９に示すように、光源とホログラムとの間に色分散補償光学素子４１を挿入することで、良好な色再現を行うことができる。ここでは色分散補償光学素子として透過型ホログラムを用いたが、これに限らず、グレーティング、プリズム、などの光学素子、及びこれらの組み合わせによるものを用いることも可能である。
【００２９】
また、上記各実施例では光学式道路標識、及び道路情報表示板への適用例を示したが、この用途に限られることはなく、一般文字情報、宣伝広告などを表示してもよい。同様に、設置される場所もトンネルに限らず、ビル、エレベータ、地下街、駅などに設置してもその効果は大きい。また、設置される位置も天井に限らず、壁面、床面などに設置しても効果的である。また、ホログラムによって回折されなかった非回折光を周辺照明に用いる構成としてもよい。
【００３０】
【発明の効果】
以上のように本発明は、光源とホログラムとからなる薄型の表示ユニットを設け、ホログラム再生像による表示を行うため、表示面は実体のない、いわば空間内に仮想的に設けられた面となり、突出する部分がなく、空間の節約、接触事故の防止などの優れた効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例における光学式表示装置の側面図
【図２】同実施例における光学式表示装置の平面図
【図３】（ａ）は同実施例における光学表示装置によって表示される原画像を示す図
（ｂ）は同実施例における光学表示装置の各表示ユニットに記録される要素画像を示す図
【図４】同実施例における光学式表示装置による再生像を示す図
【図５】本発明の第２の実施例における光学式表示装置の側面図
【図６】同実施例における光学式表示装置の平面図
【図７】同実施例における光学表示装置における画素配列を示す図
【図８】同実施例における光学式表示装置による再生像を示す図
【図９】同色分散補償光学素子を用いたときの構成を示す概略図
【図１０】（ａ）は従来の光学表示装置の概略構成を示す側面図
（ｂ）は従来の光学表示装置の概略構成を示す正面図
【符号の説明】
１  光学表示装置
２〜４  表示ユニット
５〜７  ホログラム
８〜１０  光源
１１  トンネル
１２  天井面
１３  原画像
１４〜１６  要素画像
１７  再生像
１８  再生面
１９  再生像
２０  再生面
２１  再生像
２２  再生面
３１  光学表示装置
３２  表示ユニット
３３  トンネル
３４  トンネル天井面
３５  ホログラム
３６  光源
３７  再生面
３８  光源の像
４１  色分散補償光学素子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
0003612798.tif 000009
【図９】
0003612798.tif 000010
【図１０】
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