JP3449720B2 - 夜光イメージングシステムと両立できるカラー液晶表示バックライトシステム - Google Patents
夜光イメージングシステムと両立できるカラー液晶表示バックライトシステムInfo
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
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Description
【発明の詳細な説明】
発明の背景
発明の分野
本発明は、正規の昼光動作モードにおけるできる限り
大きいカラースペクトルを維持しつつ、カラー表示の夜
間放射を450から930ナノメートル（nm）、特に630nmか
ら930nmに制限する夜光イメージングシステム（NVIS）
コンパティビリティのためのカラー液晶表示（LCD）バ
ックライトシステムに関する。
大きいカラースペクトルを維持しつつ、カラー表示の夜
間放射を450から930ナノメートル（nm）、特に630nmか
ら930nmに制限する夜光イメージングシステム（NVIS）
コンパティビリティのためのカラー液晶表示（LCD）バ
ックライトシステムに関する。
従来の技術の論議
NVISコンパティビリティは軍用航空機において要求さ
れることが多い。夜光コンパティビリティは、夜間動作
中には、カラー表示からの放射の強さを450nmから930n
m、特に630nmから930nmのスペクトル範囲の中で制御し
なければならないという条件を課す。
れることが多い。夜光コンパティビリティは、夜間動作
中には、カラー表示からの放射の強さを450nmから930n
m、特に630nmから930nmのスペクトル範囲の中で制御し
なければならないという条件を課す。
本発明は、正規の昼光動作モードにあってはできる限
り大きい色範囲を維持しつつ活動マトリクスLCDに関わ
るNVISコンパティビリティに適合する装置を提供する。
り大きい色範囲を維持しつつ活動マトリクスLCDに関わ
るNVISコンパティビリティに適合する装置を提供する。
バックライトは、カラー能動マトリクスLCDを観察す
るときの照明用として必然的に利用される。アビオニク
スに適用する場合、昼光動作中に現れる高輝度の周囲光
条件の下でもその表示を読み取れるようにするための高
い輝度と、夜間動作に対応するそれより低い輝度とが必
要とされる。従来の典型的なLCDシステムは光源の調光
とフィルタリングとによって、夜間動作中に放射を630n
mから930nmまで弱める。
るときの照明用として必然的に利用される。アビオニク
スに適用する場合、昼光動作中に現れる高輝度の周囲光
条件の下でもその表示を読み取れるようにするための高
い輝度と、夜間動作に対応するそれより低い輝度とが必
要とされる。従来の典型的なLCDシステムは光源の調光
とフィルタリングとによって、夜間動作中に放射を630n
mから930nmまで弱める。
コックピット表示装置では、昼光輝度条件は輸送用航
空機の場合の340カンデラ／メートル２（cd/m2）から戦
闘用航空機の場合の860cd/m2の範囲を要求する。典型的
なLCDは入射して来る光の２〜4.5パーセントしか透過し
ないので、バックライトに課される昼光輝度条件は非常
に高い。２〜4.5パーセントの透過で340〜860cd/m2を発
生するためには、昼光動作時のバックライト出力は、実
際にはLCDにより光の1/20から1/50しか透過されないの
で、20倍から50倍の6850から42800cd/m2と高くなければ
ならない。
空機の場合の340カンデラ／メートル２（cd/m2）から戦
闘用航空機の場合の860cd/m2の範囲を要求する。典型的
なLCDは入射して来る光の２〜4.5パーセントしか透過し
ないので、バックライトに課される昼光輝度条件は非常
に高い。２〜4.5パーセントの透過で340〜860cd/m2を発
生するためには、昼光動作時のバックライト出力は、実
際にはLCDにより光の1/20から1/50しか透過されないの
で、20倍から50倍の6850から42800cd/m2と高くなければ
ならない。
昼光表示のときの光出力は高くなければならないが、
それに反して、夜間表示は非常に低い輝度レベルで動作
しなければならず、多くの場合、0.34cd/m2以下が要求
される。バックライトのダイナミックレンジは2500対１
を上回ることが当業者には明白であろう。昼光動作時の
輝度条件が高いので、光学系の損失を最小にしなければ
ならないことは容易にわかる。
それに反して、夜間表示は非常に低い輝度レベルで動作
しなければならず、多くの場合、0.34cd/m2以下が要求
される。バックライトのダイナミックレンジは2500対１
を上回ることが当業者には明白であろう。昼光動作時の
輝度条件が高いので、光学系の損失を最小にしなければ
ならないことは容易にわかる。
能動マトリクスLCDの光源として主に使用されている
のは蛍光灯である。そのようなランプは高い輝度効率を
示すと共に、実装時に適度の融通性を示す。幾何学的に
適切に設計すれば、蛍光灯は要求されるダイナミックレ
ンジを提供できる。このようなランプは効率の良い照明
空洞とともに、LCDに昼光で使用するのに適する一様な
光源を形成できる。
のは蛍光灯である。そのようなランプは高い輝度効率を
示すと共に、実装時に適度の融通性を示す。幾何学的に
適切に設計すれば、蛍光灯は要求されるダイナミックレ
ンジを提供できる。このようなランプは効率の良い照明
空洞とともに、LCDに昼光で使用するのに適する一様な
光源を形成できる。
残念なことに、蛍光灯のスペクトル放射の範囲は630n
mから930nmであるので、望ましくない。それらの放射
は、蛍光灯が熱陰極ランプであるか又は冷陰極ランプで
あるかにかかわらず、ランプの蛍光体、アーク及び陰極
から得られる。このような放射源は現在の軍用（NVIS）
規格の必要条件に反するほどの強さを有する。もう１つ
の問題となる要因は、LCDの透過が可視光については５
パーセント未満であるが、700nmから900nmの範囲の中の
光については約50パーセントであるということである。
mから930nmであるので、望ましくない。それらの放射
は、蛍光灯が熱陰極ランプであるか又は冷陰極ランプで
あるかにかかわらず、ランプの蛍光体、アーク及び陰極
から得られる。このような放射源は現在の軍用（NVIS）
規格の必要条件に反するほどの強さを有する。もう１つ
の問題となる要因は、LCDの透過が可視光については５
パーセント未満であるが、700nmから900nmの範囲の中の
光については約50パーセントであるということである。
従来のシステムの中には、蛍光バックライトとLCDと
の間にフィルタを配置することによりNVISコンパティビ
リティを得ているものもある。このフィルタは、可視範
囲内の光を透過する一方で、630nmから930nmの範囲のラ
ンプ放射を吸収又は反射しなければならない。全バック
ライトフィルタリングを使用するときには、いくつかの
欠点を受け入れなければならない。第１に、光路の中の
フィルタの光学的誤差が追加されるために、吸収による
損失が起こる。そこで、NVISコンパティビリティの付加
的な特徴を得るためには、蛍光源からさらに多くの光を
発生させなければならない。第２に、630nmは可視赤色
スペクトルの中に十分に入っているので、LCDの色度は
限定される。言いかえれば、表示中の赤色の一部が失わ
れてしまう。従って、NVISコンパティビリティを得るた
めにバックライトをフィルタリングすると、正規の昼光
動作時の赤色領域の光は制限され、その結果、赤色の彩
度が低下するか又はよりオレンジに近い色に見える。そ
のようなNVISフィルタは典型的には吸収性ガラス又はダ
イクロイックホットミラーから構成されている。吸収性
ガラスは630nmから930nmの帯域の放射を吸収するという
役割をかなり良くこなすが、透過から吸収帯域への遷移
は漸進的であり、従って、透過から吸収への遷移領域は
赤色の透過に重大な悪影響を及ぼす。
の間にフィルタを配置することによりNVISコンパティビ
リティを得ているものもある。このフィルタは、可視範
囲内の光を透過する一方で、630nmから930nmの範囲のラ
ンプ放射を吸収又は反射しなければならない。全バック
ライトフィルタリングを使用するときには、いくつかの
欠点を受け入れなければならない。第１に、光路の中の
フィルタの光学的誤差が追加されるために、吸収による
損失が起こる。そこで、NVISコンパティビリティの付加
的な特徴を得るためには、蛍光源からさらに多くの光を
発生させなければならない。第２に、630nmは可視赤色
スペクトルの中に十分に入っているので、LCDの色度は
限定される。言いかえれば、表示中の赤色の一部が失わ
れてしまう。従って、NVISコンパティビリティを得るた
めにバックライトをフィルタリングすると、正規の昼光
動作時の赤色領域の光は制限され、その結果、赤色の彩
度が低下するか又はよりオレンジに近い色に見える。そ
のようなNVISフィルタは典型的には吸収性ガラス又はダ
イクロイックホットミラーから構成されている。吸収性
ガラスは630nmから930nmの帯域の放射を吸収するという
役割をかなり良くこなすが、透過から吸収帯域への遷移
は漸進的であり、従って、透過から吸収への遷移領域は
赤色の透過に重大な悪影響を及ぼす。
吸収性ガラスの代わりに使用可能なダイクロイックミ
ラーは、鮮鋭なカットオフフィルタリングを伴って高い
透過を示すので、より良い赤色透過を示すことができ
る。ところが、ダイクロイックミラーは角度の影響を非
常に受けやすい。ホットミラー被覆膜は正規の観察時に
は630nmでカットオフ周波数を有するであろうが、45゜
の角度で見るときには500nmのカットオフ周波数にシフ
トするので、視覚が45゜のときには、ほぼ全ての赤色を
除去するフィルタを構成することになる。
ラーは、鮮鋭なカットオフフィルタリングを伴って高い
透過を示すので、より良い赤色透過を示すことができ
る。ところが、ダイクロイックミラーは角度の影響を非
常に受けやすい。ホットミラー被覆膜は正規の観察時に
は630nmでカットオフ周波数を有するであろうが、45゜
の角度で見るときには500nmのカットオフ周波数にシフ
トするので、視覚が45゜のときには、ほぼ全ての赤色を
除去するフィルタを構成することになる。
関連技術分野の従来の技術は米国特許第5,211,463号
並びに欧州出願第0540140号及び第0364346号を含む。
並びに欧州出願第0540140号及び第0364346号を含む。
発明の概要
本発明に従えば、高光レベル動作モードと、低光レベ
ル動作モードとを有する平面カラーアビオニクス表示装
置が提供される。装置はほぼ平坦な底面を有するハウジ
ングを具備し、平坦な多色表示面は底面とほぼ平行であ
り、底面及び表示面の周囲を取り囲む壁により底面から
離間されている。底面と壁の内面は入射する光を拡散反
射するように、拡散反射被覆膜で被覆されている。第１
の光源はハウジングの中に配置されて、多色表示面を高
光レベルモードで相対的に高い照度をもって照明する。
第２の照明源はハウジングの中に配置されて、多色表示
面を低光レベルモードで照明する。第２の光源は、壁の
一部に隣接して、底面から選択された量だけ離間して配
置されたほぼ長手方向の光源から構成されている。第２
の光源は底面の拡散反射面から離間し且つその面に沿っ
てほぼ平行な方向へ光を発出するように配置されてい
る。壁は、第２の光源が低光レベルモードで動作される
ときは表示面を許容しうるほどに拡散照明すると共に、
第１の光源が利用されるときには昼光観察のための十分
に均一な照明を行うように、底面と表示面とを互いに十
分に離間させる。
ル動作モードとを有する平面カラーアビオニクス表示装
置が提供される。装置はほぼ平坦な底面を有するハウジ
ングを具備し、平坦な多色表示面は底面とほぼ平行であ
り、底面及び表示面の周囲を取り囲む壁により底面から
離間されている。底面と壁の内面は入射する光を拡散反
射するように、拡散反射被覆膜で被覆されている。第１
の光源はハウジングの中に配置されて、多色表示面を高
光レベルモードで相対的に高い照度をもって照明する。
第２の照明源はハウジングの中に配置されて、多色表示
面を低光レベルモードで照明する。第２の光源は、壁の
一部に隣接して、底面から選択された量だけ離間して配
置されたほぼ長手方向の光源から構成されている。第２
の光源は底面の拡散反射面から離間し且つその面に沿っ
てほぼ平行な方向へ光を発出するように配置されてい
る。壁は、第２の光源が低光レベルモードで動作される
ときは表示面を許容しうるほどに拡散照明すると共に、
第１の光源が利用されるときには昼光観察のための十分
に均一な照明を行うように、底面と表示面とを互いに十
分に離間させる。
多色表示面に観察可能な多色表示を形成するために多
色表示面を十分な強さをもってほぼ一様に拡散照明する
のを助けるように、第２の光源からの光は、表示面に入
射する前に、壁から少なくとも２回は拡散反射されるの
が好ましい。
色表示面を十分な強さをもってほぼ一様に拡散照明する
のを助けるように、第２の光源からの光は、表示面に入
射する前に、壁から少なくとも２回は拡散反射されるの
が好ましい。
第２の光源は、ランプにより発生された光を底面の表
面の上方に、それと平行に誘導するように配置されたフ
レネルレンズのようなレンズを有する冷陰極蛍光灯から
構成されていても良い。第２の光源は、ハウジングに入
るのに先立ってNVISに適合するようにフィルタリングさ
れるのが好ましい。一実施態様では、第２の光源は相対
的にまっすぐな長手方向ランプから構成され、壁はほぼ
平坦な要素から構成されて、ほぼ平坦な辺を有する閉鎖
された多角形を形成し、第２の光源はその多角形の辺の
１つに隣接して配置されている。多角形は矩形、正方形
又は他の閉鎖された形状であれば良い。あるいは、壁は
楕円形又は円形であっても良く、ランプは弓形であって
も良い。
面の上方に、それと平行に誘導するように配置されたフ
レネルレンズのようなレンズを有する冷陰極蛍光灯から
構成されていても良い。第２の光源は、ハウジングに入
るのに先立ってNVISに適合するようにフィルタリングさ
れるのが好ましい。一実施態様では、第２の光源は相対
的にまっすぐな長手方向ランプから構成され、壁はほぼ
平坦な要素から構成されて、ほぼ平坦な辺を有する閉鎖
された多角形を形成し、第２の光源はその多角形の辺の
１つに隣接して配置されている。多角形は矩形、正方形
又は他の閉鎖された形状であれば良い。あるいは、壁は
楕円形又は円形であっても良く、ランプは弓形であって
も良い。
本発明の１つの目的は、夜間条件と昼光条件の双方の
下でほぼ全スペクトルにわたるカラー表示を提供するこ
とである。
下でほぼ全スペクトルにわたるカラー表示を提供するこ
とである。
本発明の別の目的は、昼光条件の間の表示において適
切な赤色を維持することである。
切な赤色を維持することである。
本発明の利点は、表示全体にわたるNVISフィルタを使
用しないために、昼光用光源の強さを低下させることが
でき、必要電力が少なくてすむことである。
用しないために、昼光用光源の強さを低下させることが
でき、必要電力が少なくてすむことである。
本発明の別の利点は、様々な角度から見たときでも、
表示中にほぼ全ての色が維持されることである。
表示中にほぼ全ての色が維持されることである。
さらに別の利点は、第２の光源からの光が１本の軸に
沿ってほぼコリメートされるために色ずれが少なくなる
ことである。
沿ってほぼコリメートされるために色ずれが少なくなる
ことである。
別の利点は、夜間用のフィルタが表示装置の大きさと
比較して小さく、その結果、コストは低減され且つ製造
が容易になることである。
比較して小さく、その結果、コストは低減され且つ製造
が容易になることである。
さらに別の利点は、非常に低い光のレベル及びNVISモ
ードで第２の光源を使用できるので、調光範囲が拡大す
ることである。
ードで第２の光源を使用できるので、調光範囲が拡大す
ることである。
本発明のその他の目的、特徴及び利点は本発明の好ま
しい実施形態の説明、請求の範囲及び図面から当業者に
は明白になるであろう。図面中、同じ図中符号は同じ要
素を示す。
しい実施形態の説明、請求の範囲及び図面から当業者に
は明白になるであろう。図面中、同じ図中符号は同じ要
素を示す。
図面の簡単な説明
図１は、従来の技術で使用されるような吸収フィルタ
及びダイクロイックフィルタのフィルタリング後の透過
を示す。
及びダイクロイックフィルタのフィルタリング後の透過
を示す。
図２は、本発明の好ましい一実施形態の側面切取り図
である。
である。
図3aは、本発明の好ましい実施形態を開いた平面図で
ある。
ある。
図3bは、夜間用光源から光が底面とほぼ平行に放射さ
れる様子を示す好ましい実施形態の切取り側面図であ
る。
れる様子を示す好ましい実施形態の切取り側面図であ
る。
好ましい実施形態の説明
図１は、従来の技術の代表的な吸収フィルタのフィル
タリングの結果を線a,b及びｃにより示し、反射ダイク
ロイックフィルタのフィルタリングの結果を線ｄにより
示す。このようなフィルタは従来の装置で使用されてい
たフィルタの中でも典型的なものである。結果は、表示
装置のすぐ前方の観察者位置に対して示されている。線
ｄで示すように、ダイクロイックミラーは600nm未満で
高い光透過を示し、600nmを越えると急激に光透過は降
下する。ところが、ダイクロイックミラーフィルタは角
度の影響を非常に大きく受け、赤色の大半は45゜の視角
で失われる。線a,b及びｃの吸収性ガラスのゆっくりと
した遷移は、視角にかかわらず、赤色の透過をそこなわ
せる。
タリングの結果を線a,b及びｃにより示し、反射ダイク
ロイックフィルタのフィルタリングの結果を線ｄにより
示す。このようなフィルタは従来の装置で使用されてい
たフィルタの中でも典型的なものである。結果は、表示
装置のすぐ前方の観察者位置に対して示されている。線
ｄで示すように、ダイクロイックミラーは600nm未満で
高い光透過を示し、600nmを越えると急激に光透過は降
下する。ところが、ダイクロイックミラーフィルタは角
度の影響を非常に大きく受け、赤色の大半は45゜の視角
で失われる。線a,b及びｃの吸収性ガラスのゆっくりと
した遷移は、視角にかかわらず、赤色の透過をそこなわ
せる。
次に図２を参照すると、図２は、全て図3a及び図3bに
示されている底面14と、壁16、18及び20及び22とを有す
る矩形ハウジング12を具備する本発明の好ましい一実施
形態10の側面切取り図を示す。底面と壁の内側表面は拡
散反射被覆膜24で被覆されている。
示されている底面14と、壁16、18及び20及び22とを有す
る矩形ハウジング12を具備する本発明の好ましい一実施
形態10の側面切取り図を示す。底面と壁の内側表面は拡
散反射被覆膜24で被覆されている。
拡散層25の上には、複数の液晶表示素子から構成され
る表示面26があり、この表示面26は底面14から壁16、1
8、20及び22により、好ましくは底面14とほぼ平行に離
間されて、日中に使用するための第１の光源28を収納す
る空洞を形成しているが、好ましい実施形態では、この
第１の光源28は約27400cd/m2の輝度が可能であるジグザ
グ形状の熱陰極蛍光管から構成されている。
る表示面26があり、この表示面26は底面14から壁16、1
8、20及び22により、好ましくは底面14とほぼ平行に離
間されて、日中に使用するための第１の光源28を収納す
る空洞を形成しているが、好ましい実施形態では、この
第１の光源28は約27400cd/m2の輝度が可能であるジグザ
グ形状の熱陰極蛍光管から構成されている。
昼光条件の下で使用される光源28は、熱陰極蛍光源又
は冷電極蛍光源、あるいは白熱光源などの、昼光での観
察に適する照明を行う容易に入手可能な任意の数の光源
の中の１つから構成されていれば良いことが当業者には
理解されるであろう。
は冷電極蛍光源、あるいは白熱光源などの、昼光での観
察に適する照明を行う容易に入手可能な任意の数の光源
の中の１つから構成されていれば良いことが当業者には
理解されるであろう。
好ましい実施態様では、ブラケット30はジグザグ形電
球28を底面14の上方に、底面14と平行に位置決めする。
光源28はスイッチ（図示せず）により、エネルギー源
（図示せず）から動作される。パイロットが航空機のコ
ックピットにおける周囲光の強さに従って光源28の出力
を調整し、それにより、表示面26における照明の強さを
調整できるように、加減抵抗器又は他の可変電力制御手
段（図示せず）によって光源28の強さを制御しても良
い。たとえば、正午には、照度は薄暮条件、曇天条件又
は夜間条件の間と比べて高くなるのが好ましいであろ
う。好ましい実施形態の光源28の強さは正規の夜間条件
時に合うように十分に低減可能である。光源28は拡散層
25を通して、観察面26を相対的に一様に拡散照明する。
本発明を実施するに際しては、反射面被覆膜24が可視ス
ペクトルの中の光を拡散反射することと、表示面26のほ
ぼ全体にわたって相対的に一様な照明が得られるよう
に、空洞から光がほとんど失われないか又は全く失われ
ないことが重要である。
球28を底面14の上方に、底面14と平行に位置決めする。
光源28はスイッチ（図示せず）により、エネルギー源
（図示せず）から動作される。パイロットが航空機のコ
ックピットにおける周囲光の強さに従って光源28の出力
を調整し、それにより、表示面26における照明の強さを
調整できるように、加減抵抗器又は他の可変電力制御手
段（図示せず）によって光源28の強さを制御しても良
い。たとえば、正午には、照度は薄暮条件、曇天条件又
は夜間条件の間と比べて高くなるのが好ましいであろ
う。好ましい実施形態の光源28の強さは正規の夜間条件
時に合うように十分に低減可能である。光源28は拡散層
25を通して、観察面26を相対的に一様に拡散照明する。
本発明を実施するに際しては、反射面被覆膜24が可視ス
ペクトルの中の光を拡散反射することと、表示面26のほ
ぼ全体にわたって相対的に一様な照明が得られるよう
に、空洞から光がほとんど失われないか又は全く失われ
ないことが重要である。
NVISコンパティビリティが望まれる場合には、第２の
光源32を利用する。電源と、スイッチと、強さ制御部
（図示せず）とが設けられている。好ましい実施形態で
は、光源32は、ランプの長さに沿った、光を通過させる
相当に狭い、細長い光を通す開口44を除いて、蛍光体部
分に沿って反射被覆膜が設けられている長手方向円筒形
冷陰極蛍光灯から構成される。好ましい実施形態におい
ては、光が矢印34により示される方向へ底面14と平行に
発出されるように、ランプは回転自在に配置されてい
る。
光源32を利用する。電源と、スイッチと、強さ制御部
（図示せず）とが設けられている。好ましい実施形態で
は、光源32は、ランプの長さに沿った、光を通過させる
相当に狭い、細長い光を通す開口44を除いて、蛍光体部
分に沿って反射被覆膜が設けられている長手方向円筒形
冷陰極蛍光灯から構成される。好ましい実施形態におい
ては、光が矢印34により示される方向へ底面14と平行に
発出されるように、ランプは回転自在に配置されてい
る。
光射出開口44は、好ましい実施形態では透明プラスチ
ックのフレネルレンズであるレンズ40により集束される
のが好ましく、集束された光はNVIS規格に適合するよう
にフィルタ41によってフィルタリングされる。しかしな
がら、様々な材料から成る別の種類のレンズを使用して
も良く、希望に応じてレンズを組合わせて使用しても良
いことは当業者には認められるであろう。しかし、好ま
しい実施形態のフレネルレンズは一般に入手可能なプラ
スチックから低コストで製造でき且つ本発明を実施する
上で有効である。フィルタ41はレンズ40の被覆膜であっ
ても良く、あるいは別個の構成要素であっても良いが、
それは使用者の自由にまかされる。本発明独自の特徴の
１つは、光源28を昼光用にしか使用しないために第２の
光源32だけをフィルタリングすれば良いということであ
る。
ックのフレネルレンズであるレンズ40により集束される
のが好ましく、集束された光はNVIS規格に適合するよう
にフィルタ41によってフィルタリングされる。しかしな
がら、様々な材料から成る別の種類のレンズを使用して
も良く、希望に応じてレンズを組合わせて使用しても良
いことは当業者には認められるであろう。しかし、好ま
しい実施形態のフレネルレンズは一般に入手可能なプラ
スチックから低コストで製造でき且つ本発明を実施する
上で有効である。フィルタ41はレンズ40の被覆膜であっ
ても良く、あるいは別個の構成要素であっても良いが、
それは使用者の自由にまかされる。本発明独自の特徴の
１つは、光源28を昼光用にしか使用しないために第２の
光源32だけをフィルタリングすれば良いということであ
る。
本発明の非常に重大な特徴は、本発明に従えば、第２
の光源32から放射されている光を使用者が直接には見ら
れないということである。事実、拡散層25を介して面26
をほぼ一様に照明するために、その光源からの１回目の
反射でさえもできる限り見えないようになっている。従
って、図3a及び図3bでさらに良くわかるように、光源32
から出た光はレンズ40とフィルタ41を介して集束され、
矢印34、34′及び34″に従って、まず、壁16、20及び22
の拡散反射被覆膜24に入射する。壁は、光が最終的に拡
散層25に入射し、拡散層25を通って観察面26から現れ出
て、その面にほぼ一様に分布するまで、光を数多くの方
向へ拡散反射させる。光源32は使用者から直接には見え
ずに、開口44がどの方向からも見えないように閉塞する
上面42を有する三方閉鎖長手方向ボックスの中にほぼ包
囲されるように、光源32は壁18のすぐ背後に配置されて
いる。
の光源32から放射されている光を使用者が直接には見ら
れないということである。事実、拡散層25を介して面26
をほぼ一様に照明するために、その光源からの１回目の
反射でさえもできる限り見えないようになっている。従
って、図3a及び図3bでさらに良くわかるように、光源32
から出た光はレンズ40とフィルタ41を介して集束され、
矢印34、34′及び34″に従って、まず、壁16、20及び22
の拡散反射被覆膜24に入射する。壁は、光が最終的に拡
散層25に入射し、拡散層25を通って観察面26から現れ出
て、その面にほぼ一様に分布するまで、光を数多くの方
向へ拡散反射させる。光源32は使用者から直接には見え
ずに、開口44がどの方向からも見えないように閉塞する
上面42を有する三方閉鎖長手方向ボックスの中にほぼ包
囲されるように、光源32は壁18のすぐ背後に配置されて
いる。
図3bは、光源32によりレンズ40を通して発出された光
ビーム34のほぼ平行な性質を示す。
ビーム34のほぼ平行な性質を示す。
図示されている好ましい実施形態は矩形の箱のような
構成を有するが、表示面は別の形状であっても良く、た
とえば、閉じた多角形、楕円形又は円形でも良く、その
辺は平坦でも、湾曲していても良いであろうということ
は当業者には理解されるであろう。壁の高さ、すなわ
ち、奥行きは、使用者が表示面26で光源の像を見ないよ
うに光源32から発生する光を適切に（少なくとも２回）
拡散反射させるのに十分なものとすべきである。事実、
使用者は光源32からの最初の反射をごくわずかしか見な
いが、昼光モードと夜間モードの双方で拡散層25及び表
示面26のほぼ一様な照明を見ることになる。大規模モデ
ルプロトタイプでは、壁の奥行きは約２インチであり、
表示の大きさは６インチ×８インチである。
構成を有するが、表示面は別の形状であっても良く、た
とえば、閉じた多角形、楕円形又は円形でも良く、その
辺は平坦でも、湾曲していても良いであろうということ
は当業者には理解されるであろう。壁の高さ、すなわ
ち、奥行きは、使用者が表示面26で光源の像を見ないよ
うに光源32から発生する光を適切に（少なくとも２回）
拡散反射させるのに十分なものとすべきである。事実、
使用者は光源32からの最初の反射をごくわずかしか見な
いが、昼光モードと夜間モードの双方で拡散層25及び表
示面26のほぼ一様な照明を見ることになる。大規模モデ
ルプロトタイプでは、壁の奥行きは約２インチであり、
表示の大きさは６インチ×８インチである。
好ましい実施形態では、光源32は長手方向にまっすぐ
であり且つ長手方向開口44を除いて反射被覆膜を有する
冷陰極蛍光灯から構成されているが、発光ダイオード
（LED）又は白熱灯などの他の光源でも使用できるであ
ろうということは当業者には理解されるであろう。弓形
の壁をもつ装置で正確な夜間光源を使用できる。
であり且つ長手方向開口44を除いて反射被覆膜を有する
冷陰極蛍光灯から構成されているが、発光ダイオード
（LED）又は白熱灯などの他の光源でも使用できるであ
ろうということは当業者には理解されるであろう。弓形
の壁をもつ装置で正確な夜間光源を使用できる。
以上、特許法に従い且つ当業者に新規な原理を必要に
応じて適用し、そのような特殊化された構成要素を必要
に応じて構成し、使用するために必要とされる情報を提
供するために、本発明を相当に詳細に説明した。しかし
ながら、特定の点では異なる機器や装置により本発明を
実施できること、及び本発明の範囲自体から逸脱せず
に、機器の詳細と動作の手続きの双方に関して様々な変
形を実現できることを理解すべきである。
応じて適用し、そのような特殊化された構成要素を必要
に応じて構成し、使用するために必要とされる情報を提
供するために、本発明を相当に詳細に説明した。しかし
ながら、特定の点では異なる機器や装置により本発明を
実施できること、及び本発明の範囲自体から逸脱せず
に、機器の詳細と動作の手続きの双方に関して様々な変
形を実現できることを理解すべきである。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 ネルソン，ラリー・エイ
アメリカ合衆国 98008 ワシントン
州・ベルビュー・ノースイースト ６テ
ィエイチ ストリート・15930
(72)発明者 ウッド，テディ・ジェイ
アメリカ合衆国 87048 ニューメキシ
コ州・コラルス・ターゲット ロード・
144
(56)参考文献 特開 平５−273551（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G02F 1/13357
Claims (12)
- 【請求項１】高光レベル動作モードと、低光レベル動作
モードとを有し、ほぼ平坦な底面（14）から構成されて
いるハウジング（12）を具備し、多色液晶表示面（26）
は拡散層（25）の上に前記底面（14）とほぼ平行に、前
記底面（14）及び前記表示面（26）の周囲を包囲する壁
手段（16、18、20、22）によって前記底面から離間され
て配置されており、前記底面（14）と壁手段（16、18、
20、22）は拡散反射内面（24）を具備し、前記ハウジン
グ（12）の全体はほぼ光を漏らさず、前記ハウジング
（12）の中に配置された第１の照明手段（28）は、前記
多色表示面（26）を前記拡散層（25）を通して高光レベ
ルモードの相対的に高い照度で照明するカラーアビオニ
クス平面表示装置において、 その装置はさらに前記ハウジング（12）の中に配置され
て、低光レベルモードで前記多色表示面（26）を照明す
る第２の照明手段（32）を具備し、前記第２の照明手段
は、前記壁手段（16、18、20、22）の一部に隣接して前
記底面（14）から選択された距離をおいて配置され且つ
前記表示面に対して前記第１の照明手段の後方で、光を
放出するように配置され、光が前記底面（14）の前記拡
散反射面に沿ってほぼ平行な方向にのみ発出されるよう
に配置されているほぼ細長い光源であり、前記壁手段
（16、18、20、22）は前記底面（14）と前記表示面（2
6）とを、前記第２の照明手段（32）が低光レベルモー
ドで動作されるときに前記表示面を受け入れ可能なほど
拡散照明するように十分に互いに離間させ、前記低光レ
ベルモードの間、前記細長い光源は光を前記底面（14）
と平行に、前記底面から離間して且つ前記底面に沿って
出し、前記光は前記壁手段（16、18、20、22）により受
け取られて、前記壁手段から拡散反射され、前記底面
（14）と前記壁手段（16、18、20、22）はほぼ一様な拡
散光を反射して、前記多色表示面（26）を前記拡散層
（25）を通して、観察可能な多色表示を形成するのに十
分な強さをもって照明する装置。 - 【請求項２】前記第２の照明手段は、冷陰極蛍光灯及び
レンズ手段から構成され、 前記冷陰極蛍光灯及び前記レンズ手段は、前記冷陰極蛍
光灯により発生された光を底面（14）の上方へ、底面
（14）と平行に誘導するように配置されている請求項１
記載の発明。 - 【請求項３】前記レンズ手段はほぼ長手方向のフレネル
レンズから構成されている請求項２記載の発明。 - 【請求項４】前記第２の照明手段（32）は夜光イメージ
ングシステムと、フィルタ手段とを具備する請求項１記
載の発明。 - 【請求項５】前記フィルタ手段は夜光イメージングフィ
ルタシステムコンパチブルである請求項４記載の発明。 - 【請求項６】前記第２の照明手段（32）は比較的直線的
な細長いランプから構成されている請求項１記載の発
明。 - 【請求項７】前記壁手段（16、18、20、22）はほぼ平坦
な要素から構成され、前記要素はほぼ平坦な辺を有する
閉鎖された多角形を形成する請求項６記載の発明。 - 【請求項８】前記閉鎖された多角形は矩形である請求項
７記載の発明。 - 【請求項９】前記第２の照明手段（32）は幾分弓形に湾
曲した細長いランプから構成される請求項１記載の発
明。 - 【請求項１０】前記第１の照明手段（28）はジグザグ形
の熱陰極蛍光灯から構成される請求項１記載の発明。 - 【請求項１１】前記熱陰極灯の強さを調整自在に制御す
る手段をさらに具備する請求項10記載の発明。 - 【請求項１２】前記長手方向光源は表示装置の使用者の
視界から外れるように配置されている請求項１記載の発
明。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/097,521 | 1993-07-27 | ||
| US08/097,521 US5661578A (en) | 1993-07-27 | 1993-07-27 | Color liquid crystal display backlight system for night vision imaging system compatibility |
| PCT/US1994/008021 WO1995004300A1 (en) | 1993-07-27 | 1994-07-18 | Color liquid crystal display backlight system for night vision imaging system compatibility |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09500979A JPH09500979A (ja) | 1997-01-28 |
| JP3449720B2 true JP3449720B2 (ja) | 2003-09-22 |
Family
ID=22263800
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP50585895A Expired - Fee Related JP3449720B2 (ja) | 1993-07-27 | 1994-07-18 | 夜光イメージングシステムと両立できるカラー液晶表示バックライトシステム |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5661578A (ja) |
| EP (1) | EP0711423B1 (ja) |
| JP (1) | JP3449720B2 (ja) |
| CA (1) | CA2166553C (ja) |
| DE (1) | DE69405763T2 (ja) |
| WO (1) | WO1995004300A1 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| FI107844B (fi) | 1997-11-07 | 2001-10-15 | Nokia Display Products Oy | Menetelmä värilämpötilan säätämiseksi taustavalaistussa nestekidenäytössä ja taustavalaistu nestekidenäyttö |
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| DE60129972T2 (de) | 2000-06-30 | 2008-05-08 | Lifewaves International, Inc. | System zur bewertung und veränderung der physiologischen kondition eines individuums |
| US6419372B1 (en) | 2000-09-08 | 2002-07-16 | Rockwell Collins, Inc. | Compact optical wave-guide system for LED backlighting liquid crystal displays |
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| WO2011044076A2 (en) | 2009-10-05 | 2011-04-14 | American Panel Corporation | Nvis compatible backlight device and lcd using the same |
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1993
- 1993-07-27 US US08/097,521 patent/US5661578A/en not_active Expired - Lifetime
-
1994
- 1994-07-18 DE DE69405763T patent/DE69405763T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1994-07-18 EP EP94923521A patent/EP0711423B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1994-07-18 WO PCT/US1994/008021 patent/WO1995004300A1/en active IP Right Grant
- 1994-07-18 JP JP50585895A patent/JP3449720B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Also Published As
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|---|---|
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