JPH02108006A - 高いコントラストの放射状光ファイバ拡散フェースプレート - Google Patents
高いコントラストの放射状光ファイバ拡散フェースプレートInfo
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
この発明は光表示装置に関するものであり、特に通常の
高利得またはホログラフ拡散スクリーンまたは直視型陰
極線管（ｃＲＴ）と関連した光ファイバフェイスプレー
トに関するものである。
高利得またはホログラフ拡散スクリーンまたは直視型陰
極線管（ｃＲＴ）と関連した光ファイバフェイスプレー
トに関するものである。
［従来の技術］
光ファイバフェイスプレートはホログラフ拡散スクリー
ンと関連して使用されている。その−例は米国特許節４
，５８６，７８１号明細書に開示されている。しかしな
がらフィールドレンズが典型的に第１Ａ図および第１Ｂ
図に示すように出口瞳孔に拡散された光を導くようにフ
ェイスプレートの後方に付加される。ホログラフフィル
ム２２（例えば２色性のゼラチンフィルム）を有する拡
散スクリーン２０は光ファイバフェイスプレート２４お
よびフィールド凸レンズ２６と共に組立てられている。
ンと関連して使用されている。その−例は米国特許節４
，５８６，７８１号明細書に開示されている。しかしな
がらフィールドレンズが典型的に第１Ａ図および第１Ｂ
図に示すように出口瞳孔に拡散された光を導くようにフ
ェイスプレートの後方に付加される。ホログラフフィル
ム２２（例えば２色性のゼラチンフィルム）を有する拡
散スクリーン２０は光ファイバフェイスプレート２４お
よびフィールド凸レンズ２６と共に組立てられている。
湾曲した表面２７を有するフィールド凸レンズ２６は出
口瞳孔に太陽光を反射させてスクリーンの一部を見えな
くする可能性を高める。太陽光反射は出口瞳孔に面する
レンズ２６の湾曲した表面２７（第１Ａ図）、或いはフ
ェイスプレート２４に面するレンズ２６の湾曲した表面
２７（第１Ｂ図）によって生じる。
口瞳孔に太陽光を反射させてスクリーンの一部を見えな
くする可能性を高める。太陽光反射は出口瞳孔に面する
レンズ２６の湾曲した表面２７（第１Ａ図）、或いはフ
ェイスプレート２４に面するレンズ２６の湾曲した表面
２７（第１Ｂ図）によって生じる。
太陽光反射の問題を最小にする唯一の方法はスクリーン
２４の後方に湾曲した表面を設けないことである。
２４の後方に湾曲した表面を設けないことである。
光ファイバフェイスプレートはまたコントラストを高め
るために直視型陰極線管によって使用されている。しか
しながら通常の光ファイバフェイスプレートでは光ファ
イバは互いに平行であるから、開口数（ＮＡ）は観察者
が観察位置から陰極線管の全てを見ることかできるよう
に故意に高く維持されなければならない。これは第２図
に示されておりフェイスプレート２６°は陰極線管３０
と共に組立てられ、フェイスプレート２６°の外面上の
点３１乃至３３から出る光線３５乃至３７はそれぞれフ
ァン状である。しかしながら開口数か高いほど出口瞳孔
の周囲環境からの周囲光はより多くフェイスプレート２
６′を通過して陰極線管３０の蛍光面８０ａで散乱され
、それによってコントラストを低下させる。
るために直視型陰極線管によって使用されている。しか
しながら通常の光ファイバフェイスプレートでは光ファ
イバは互いに平行であるから、開口数（ＮＡ）は観察者
が観察位置から陰極線管の全てを見ることかできるよう
に故意に高く維持されなければならない。これは第２図
に示されておりフェイスプレート２６°は陰極線管３０
と共に組立てられ、フェイスプレート２６°の外面上の
点３１乃至３３から出る光線３５乃至３７はそれぞれフ
ァン状である。しかしながら開口数か高いほど出口瞳孔
の周囲環境からの周囲光はより多くフェイスプレート２
６′を通過して陰極線管３０の蛍光面８０ａで散乱され
、それによってコントラストを低下させる。
［発明の解決すべき課題］
それ故、この発明の目的は、装置の出口瞳孔の外部の周
囲環境からの光を吸収し、光学装置によって生成された
画像の観察を妨害する太陽光反射可能性を増加させるこ
となくコントラストを改善する光学装置中で使用される
光ファイバフェイスプレートを提供することである。
囲環境からの光を吸収し、光学装置によって生成された
画像の観察を妨害する太陽光反射可能性を増加させるこ
となくコントラストを改善する光学装置中で使用される
光ファイバフェイスプレートを提供することである。
［課題解決のための手段］
この発明によれば、放射状の光ファイバフェイスプレー
トが提供され、それにおいて光ファイバは通常の光ファ
イバフェイスプレートのように互いに平行ではなく、各
光ファイバを通過する屈折された光が実質上予め定めら
れた出口瞳孔の方向へ向かうように光ファイバがそれぞ
れ方向を定められている。放射状の光ファイバフェイス
プレートによって開口数は通常のフェイスプレートに必
要な値より実質上小さくされる。放射状の光ファイバフ
ェイスプレートの特に有利な点は、予め定められた出口
瞳孔の外部からの周囲環境の光がフェイスプレートの各
光ファイバを囲んでいる光吸収物質によって実質上吸収
され、それによってコントラストが増加されることであ
る。
トが提供され、それにおいて光ファイバは通常の光ファ
イバフェイスプレートのように互いに平行ではなく、各
光ファイバを通過する屈折された光が実質上予め定めら
れた出口瞳孔の方向へ向かうように光ファイバがそれぞ
れ方向を定められている。放射状の光ファイバフェイス
プレートによって開口数は通常のフェイスプレートに必
要な値より実質上小さくされる。放射状の光ファイバフ
ェイスプレートの特に有利な点は、予め定められた出口
瞳孔の外部からの周囲環境の光がフェイスプレートの各
光ファイバを囲んでいる光吸収物質によって実質上吸収
され、それによってコントラストが増加されることであ
る。
放射状の光ファイバフェイスプレートはコントラストを
増加させるために光学的表示装置において有効に使用さ
れる。フェイスプレートの開口数を減少することによっ
て、表示装置の出口瞳孔は所望の観察ボックスの外側の
周囲環境の効果を同等拒否することなく、表示のために
所望の観察ボックスまたは区域に整合するように減少さ
せることができる。そのような光学装置の特定の応用は
航空機コックピットで使用される（例えば１０．０００
ｃｆの周囲光強度）高いコントラストと高い読取り能力
を有するように背面反射の低い高利得拡散スクリーンを
使用するカラー投影液晶表示装置である。別の応用は直
視型白黒陰極線管表示装置である。
増加させるために光学的表示装置において有効に使用さ
れる。フェイスプレートの開口数を減少することによっ
て、表示装置の出口瞳孔は所望の観察ボックスの外側の
周囲環境の効果を同等拒否することなく、表示のために
所望の観察ボックスまたは区域に整合するように減少さ
せることができる。そのような光学装置の特定の応用は
航空機コックピットで使用される（例えば１０．０００
ｃｆの周囲光強度）高いコントラストと高い読取り能力
を有するように背面反射の低い高利得拡散スクリーンを
使用するカラー投影液晶表示装置である。別の応用は直
視型白黒陰極線管表示装置である。
この発明はまた平行な光ファイバを有する通常のフェイ
スプレートから放射状の光ファイバフェイスプレートを
製造する方法を含む。
スプレートから放射状の光ファイバフェイスプレートを
製造する方法を含む。
［実施例コ
この発明は光ファイバの光学軸がそれぞれ予め定められ
た出口瞳孔へ向かうように方向を定められている放射状
の光ファイバフェイスプレートを提供する。拡散スクリ
ーンまたは直視型陰極線管を含む光学装置中で使用され
るとき、放射状の光ファイバフェイスプレートは画像を
生成する光を出口瞳孔の方向へ導き、一方実質上全ての
外部周囲光を吸収する。これはコントラストを増加させ
、実質上太陽光反射による観察妨害の可能性を減少する
。
た出口瞳孔へ向かうように方向を定められている放射状
の光ファイバフェイスプレートを提供する。拡散スクリ
ーンまたは直視型陰極線管を含む光学装置中で使用され
るとき、放射状の光ファイバフェイスプレートは画像を
生成する光を出口瞳孔の方向へ導き、一方実質上全ての
外部周囲光を吸収する。これはコントラストを増加させ
、実質上太陽光反射による観察妨害の可能性を減少する
。
第３図を参照すると、放射状の光ファイバフェイスプレ
ートを使用する光学装置の好ましい実施例が示されてい
る。光学装置４０は投影レンズ５２のレンズ絞り孔５０
を通って表示源５１の光を受ける。
ートを使用する光学装置の好ましい実施例が示されてい
る。光学装置４０は投影レンズ５２のレンズ絞り孔５０
を通って表示源５１の光を受ける。
光学装置４０はフィールドレンズ４２、拡散層またはス
クリーン４４、および放射状の光ファイバフェイスプレ
ート４６を備えている。フェイスプレート４６はそれぞ
れ平坦な表面４Ｇａおよび４Ｇｂを有しており、それら
はこの実施例では互いに平行である。
クリーン４４、および放射状の光ファイバフェイスプレ
ート４６を備えている。フェイスプレート４６はそれぞ
れ平坦な表面４Ｇａおよび４Ｇｂを有しており、それら
はこの実施例では互いに平行である。
表面４８ｂは拡散スクリーン４４に隣接しており、外部
表面４８ａは光学装置４０の出口瞳孔に面している。
表面４８ａは光学装置４０の出口瞳孔に面している。
フェイスプレート４６は複数の顕微鏡的な太さの光ファ
イバ、例えば光フアイバ４７乃至４９を具備し、それら
は熱および接着プロセスによって互いに固定されている
。光フアイバ間の光吸収材料は通常の光ファイバフェイ
スプレートと同様に各光ファイバを囲んでいる。各光フ
ァイバに入る光が光ファイバの中心軸に大して充分に小
さな角度であると、光は光ファイバとそれを囲む材料と
の境界面の反復的な全反射によっては光フアイバ中を伝
播し、一方急峻な角度で光ファイバに入る光は部分的に
境界面を通過して迅速に消滅する部分的反射光線を生じ
る。
イバ、例えば光フアイバ４７乃至４９を具備し、それら
は熱および接着プロセスによって互いに固定されている
。光フアイバ間の光吸収材料は通常の光ファイバフェイ
スプレートと同様に各光ファイバを囲んでいる。各光フ
ァイバに入る光が光ファイバの中心軸に大して充分に小
さな角度であると、光は光ファイバとそれを囲む材料と
の境界面の反復的な全反射によっては光フアイバ中を伝
播し、一方急峻な角度で光ファイバに入る光は部分的に
境界面を通過して迅速に消滅する部分的反射光線を生じ
る。
第４図はフェイスプレート４６の一部の拡大図であり、
中央の光ファイバ４８とそれを囲む光ファイバを詳細に
示しており、光ファイバの放射状の様子は説明のために
誇張して示されている。光吸収材料は光フアイバ間の材
料４８ｂとして示されている。フェイスプレート４６を
構成する光ファイバの光学軸は、光ファイバを通過する
屈折された光か光学装置の予め定められた出口瞳孔に向
けられるようにそれぞれ方向を定められている。したが
って例示された光フアイバ４７乃至４９の軸４７ａ乃至
４７ｃ（第３図）は出口瞳孔に向いており、ここでは出
口瞳孔か位置している媒体と光フアイバ媒体との間の屈
折率変化の屈折効果を無視している。
中央の光ファイバ４８とそれを囲む光ファイバを詳細に
示しており、光ファイバの放射状の様子は説明のために
誇張して示されている。光吸収材料は光フアイバ間の材
料４８ｂとして示されている。フェイスプレート４６を
構成する光ファイバの光学軸は、光ファイバを通過する
屈折された光か光学装置の予め定められた出口瞳孔に向
けられるようにそれぞれ方向を定められている。したが
って例示された光フアイバ４７乃至４９の軸４７ａ乃至
４７ｃ（第３図）は出口瞳孔に向いており、ここでは出
口瞳孔か位置している媒体と光フアイバ媒体との間の屈
折率変化の屈折効果を無視している。
放射状の光ファイバフェイスプレート４６は、出口瞳孔
の外部からの周囲光を拡散層４４に入る前に吸収するこ
とによってフェイスプレート４６のコントラスト強調を
増加させる利点を有する。フェイスプレート４６の開口
数を低くすることによって、出口瞳孔は第６図に示すよ
うに所望の観察ボックスの外側の周囲環境の効果を同等
拒否することなく、表示のために所望の観察ボックスま
たは区域に整合するように減少させることができる。放
射状の光ファイバフェイスプレート４６の厚さは比較的
薄くされることができ、そのため光学装置４ｏに対する
顕著な深さの増加はない。
の外部からの周囲光を拡散層４４に入る前に吸収するこ
とによってフェイスプレート４６のコントラスト強調を
増加させる利点を有する。フェイスプレート４６の開口
数を低くすることによって、出口瞳孔は第６図に示すよ
うに所望の観察ボックスの外側の周囲環境の効果を同等
拒否することなく、表示のために所望の観察ボックスま
たは区域に整合するように減少させることができる。放
射状の光ファイバフェイスプレート４６の厚さは比較的
薄くされることができ、そのため光学装置４ｏに対する
顕著な深さの増加はない。
第５図は、この発明を使用する光学装置の別の実施例を
示す。この実施例では蛍光面６１を有する白黒表示直視
型陰極線管６０か画像光を発生し、その画像光は放射状
の光ファイバフェイスプレート６２を通って出口瞳孔に
導かれる。第３図の実施例と同様に光学装置は平行光フ
ァイバフェイスプレートを使用する通常の装置と比較し
て実質的に低い開口数を有する。
示す。この実施例では蛍光面６１を有する白黒表示直視
型陰極線管６０か画像光を発生し、その画像光は放射状
の光ファイバフェイスプレート６２を通って出口瞳孔に
導かれる。第３図の実施例と同様に光学装置は平行光フ
ァイバフェイスプレートを使用する通常の装置と比較し
て実質的に低い開口数を有する。
第６図は、この発明による放射状の光ファイバフェイス
プレートの使用によって得られる利点を示す。通常の光
ファイバフェイスプレートは第２図に示すようにコント
ラストを増加するために直視型陰極線管と共に使用され
る。しかしながら通常の光ファイバフェイスプレートで
は第２図に示すように光ファイバは全て平行であるから
、観察者はその観察位置から陰極線管の全体を見ること
ができるように開口数は意図的に高く維持されなければ
ならない。開口数が高いほど周囲光は余計にフェイスプ
レートを通過して陰極線管の蛍光面によって散乱され、
そのためコントラストが低下する。そのような直視型陰
極線管に、通常の光７ァイバフェイスプレート２６°に
代わって放射状の光ファイバフェイスプレートを使用す
ることによって、第５図に示すように開口数を実質的に
減少させることを可能にする。これはフェイスプレート
を通って陰極線管の蛍光面で散乱される周囲光を実質的
に減少させる。
プレートの使用によって得られる利点を示す。通常の光
ファイバフェイスプレートは第２図に示すようにコント
ラストを増加するために直視型陰極線管と共に使用され
る。しかしながら通常の光ファイバフェイスプレートで
は第２図に示すように光ファイバは全て平行であるから
、観察者はその観察位置から陰極線管の全体を見ること
ができるように開口数は意図的に高く維持されなければ
ならない。開口数が高いほど周囲光は余計にフェイスプ
レートを通過して陰極線管の蛍光面によって散乱され、
そのためコントラストが低下する。そのような直視型陰
極線管に、通常の光７ァイバフェイスプレート２６°に
代わって放射状の光ファイバフェイスプレートを使用す
ることによって、第５図に示すように開口数を実質的に
減少させることを可能にする。これはフェイスプレート
を通って陰極線管の蛍光面で散乱される周囲光を実質的
に減少させる。
放射状の光ファイバフェイスプレートを製造するために
、平行な光ファイバを有する通常の光ファイバフェイス
プレートが軟化温度に加熱され、特定の球面半径のマン
ドレル上に置がれる。冷却後、湾曲したフェイスプレー
トから平坦なフェイスプレートが切り出され、研磨され
、それにおいて光ファイバは球面状工具の中心を向いて
いる。
、平行な光ファイバを有する通常の光ファイバフェイス
プレートが軟化温度に加熱され、特定の球面半径のマン
ドレル上に置がれる。冷却後、湾曲したフェイスプレー
トから平坦なフェイスプレートが切り出され、研磨され
、それにおいて光ファイバは球面状工具の中心を向いて
いる。
この放射状の光ファイバフェイスプレートは、第３図お
よび第５図に示すように観察者に向がって拡散された光
を導くスクリーンを生成するために、拡散スクリーンま
たは陰極線管の蛍光面のいずれかと一体に構成すること
ができる。
よび第５図に示すように観察者に向がって拡散された光
を導くスクリーンを生成するために、拡散スクリーンま
たは陰極線管の蛍光面のいずれかと一体に構成すること
ができる。
製造技術は第７Ａ図乃至第７Ｄ図に示されている。図を
参照すると十分な厚さおよび大きさを有する光ファイバ
フェイスプレートの未加工板７ｏが準備され、その光フ
ァイバの公称軸、例えば軸７２は観察軸と同じか、或い
は観察軸に対して少し傾斜している。フェイスプレート
の未加工板７０の寸法は、マンドレル上に置かれて垂れ
下がった状態で冷却した後の最終の切り出した部片の寸
法が表示設計によって要求されるようなものでなければ
ならない。
参照すると十分な厚さおよび大きさを有する光ファイバ
フェイスプレートの未加工板７ｏが準備され、その光フ
ァイバの公称軸、例えば軸７２は観察軸と同じか、或い
は観察軸に対して少し傾斜している。フェイスプレート
の未加工板７０の寸法は、マンドレル上に置かれて垂れ
下がった状態で冷却した後の最終の切り出した部片の寸
法が表示設計によって要求されるようなものでなければ
ならない。
未加工板７０はその軟化温度に到達するまで炉中で注意
深く加熱される。温度は使用されるフェイスプレート材
料の特定の組成にしたがって選択され、フェイスプレー
ト材料の溶融温度に達しないように監視される。加熱さ
れたフェイスプレートの未加工板７０は同じ温度に加熱
されている球面状の金属のマンドレル７４の頂部に置か
れる（第７Ｂ図参照）。マンドレル７４の曲率は表示装
置設計によって要求される出口瞳孔の寸法および位置に
したがって選択される。フェイスプレートの未加工板７
０はマンドレル７４の球状表面の形状に合致した形態に
なるまでマンドレル７４上に垂れ下がることを可能にす
る。必要な垂れ下りは大きくはなく（以下の例に示され
る）、光ファイバの軸は球面状マンドレル７４の半径に
沿った方向に向けられなければならず、それによって放
射状の光ファイバの効果が生じる。垂れ下ったフェイス
プレートの未加工板７０ｂおよびマンドレル７４はそれ
らが室温に戻されるまでゆっくりと冷却されることを可
能にし、室温に冷却された時点で第７Ｂ図に示されるよ
うな湾曲したフェイスプレート７０ｂはマンドレル７４
から取り外される。
深く加熱される。温度は使用されるフェイスプレート材
料の特定の組成にしたがって選択され、フェイスプレー
ト材料の溶融温度に達しないように監視される。加熱さ
れたフェイスプレートの未加工板７０は同じ温度に加熱
されている球面状の金属のマンドレル７４の頂部に置か
れる（第７Ｂ図参照）。マンドレル７４の曲率は表示装
置設計によって要求される出口瞳孔の寸法および位置に
したがって選択される。フェイスプレートの未加工板７
０はマンドレル７４の球状表面の形状に合致した形態に
なるまでマンドレル７４上に垂れ下がることを可能にす
る。必要な垂れ下りは大きくはなく（以下の例に示され
る）、光ファイバの軸は球面状マンドレル７４の半径に
沿った方向に向けられなければならず、それによって放
射状の光ファイバの効果が生じる。垂れ下ったフェイス
プレートの未加工板７０ｂおよびマンドレル７４はそれ
らが室温に戻されるまでゆっくりと冷却されることを可
能にし、室温に冷却された時点で第７Ｂ図に示されるよ
うな湾曲したフェイスプレート７０ｂはマンドレル７４
から取り外される。
湾曲したフェイスプレート７０ｂの中央部分の平坦な板
状部分７５が設計の仕様にしたがって切り出される。物
理的に平坦な板状部分７５は研磨され、光学的仕上げに
磨かれる。得られた平坦な板７５ａは放射状の光ファイ
バフェイスプレート素子となり、それは放射状の光ファ
イバフェイスプレートを使用する光学装置中に集積する
ことができる。
状部分７５が設計の仕様にしたがって切り出される。物
理的に平坦な板状部分７５は研磨され、光学的仕上げに
磨かれる。得られた平坦な板７５ａは放射状の光ファイ
バフェイスプレート素子となり、それは放射状の光ファ
イバフェイスプレートを使用する光学装置中に集積する
ことができる。
この発明を使用する光学装置の特定の例として第８図に
示すような２４インチの距離から観察する６、４インチ
×４，８の拡散スクリーンが放射状の光ファイバフェイ
スプレートを使用して有効に構成される。このスクリー
ンの対角線は８インチであり、それ故スクリーンのコー
ナーは正常の観察位置で光学軸と次の角度をなす。
示すような２４インチの距離から観察する６、４インチ
×４，８の拡散スクリーンが放射状の光ファイバフェイ
スプレートを使用して有効に構成される。このスクリー
ンの対角線は８インチであり、それ故スクリーンのコー
ナーは正常の観察位置で光学軸と次の角度をなす。
ｊａｎ’（４°゛／２４°’） ＝９．５゜フェイスプ
レートは典型的には約１．５の屈折率を有しているから
、このコーナーの光ファイバの角度は光ファイバを出て
行く主光線が９，５°の角度となるように調整される。
レートは典型的には約１．５の屈折率を有しているから
、このコーナーの光ファイバの角度は光ファイバを出て
行く主光線が９，５°の角度となるように調整される。
それ故スネルの法則（ｓｎｅｌｌ）によって光ファイバ
軸は次の角度でなければならない。
軸は次の角度でなければならない。
ｓｉｎ ’ ［５ｉｎ（９，５） ／ １．５］＝ ６
．３゜この角度はフェイスプレートから次の距離で光学
軸と交差する。
．３゜この角度はフェイスプレートから次の距離で光学
軸と交差する。
４” ／ｊａｎ（［ｉ、３°） ＝３Ｂ、２それ故放射
状の光ファイバフェイスプレートは３６．２インチの半
径を有する球状マンドレル上に垂れ下ったフェイスプレ
ートから製作されなければならない。
状の光ファイバフェイスプレートは３６．２インチの半
径を有する球状マンドレル上に垂れ下ったフェイスプレ
ートから製作されなければならない。
この半径において未加工フェイスプレートはそのもとの
平坦な状態から端部において０．２２インチ垂れ下る。
平坦な状態から端部において０．２２インチ垂れ下る。
完成されたフェイスプレートの厚さは周囲光を適切に吸
収するために０．２５インチでなければならず、フェイ
スプレートの未加工板は少なくとも最初に０．４フイン
チの厚さを有していなければならない。これらの数値は
市販の供給源（例えばｌｎｃｏｍ、 Ｉｎｃ、マサチュ
ーセッツ州すウスブリッジ）から容易に入手できる製造
されたフェイスプレートと一致している。
収するために０．２５インチでなければならず、フェイ
スプレートの未加工板は少なくとも最初に０．４フイン
チの厚さを有していなければならない。これらの数値は
市販の供給源（例えばｌｎｃｏｍ、 Ｉｎｃ、マサチュ
ーセッツ州すウスブリッジ）から容易に入手できる製造
されたフェイスプレートと一致している。
もしもこのようなフェイスプレートが後方から投影され
るスクリーンのような拡散層として使用されるならば、
輝度の全体の均一性が増加される。
るスクリーンのような拡散層として使用されるならば、
輝度の全体の均一性が増加される。
例えば粒度１５の拡散ガラス（オハイオ州シンシナチ、
ウィリアムソンロードのＤａ−Ｌｉ ｔｅスクリーン社
の＃ ＬＳ８５）を全ての光ファイバがその光学軸に平
行な（第２図参照）な通常の光ファイバフェイスプレー
トの背面に取り付けられるならば、スクリーンの中心と
コーナーの間に利得の変化があるであろう。光学軸上の
正常な位置で観察するとき、中央における利得は１５で
あるか、コーナーではスクリーン利得軸に対して９．５
度の角度をなし、利得は７に低下する。放射状光ファイ
バフェイスプレートを使用することによって、コーナー
における利得は中央と同じ１５になる。それは光ファイ
バから出る主光線が全て正常の観察位置を向いているか
らである（第３図参照）。この方法は他の方法で可能で
あるよりも光学拡散スクリーンの粒子による屈折を許容
する。
ウィリアムソンロードのＤａ−Ｌｉ ｔｅスクリーン社
の＃ ＬＳ８５）を全ての光ファイバがその光学軸に平
行な（第２図参照）な通常の光ファイバフェイスプレー
トの背面に取り付けられるならば、スクリーンの中心と
コーナーの間に利得の変化があるであろう。光学軸上の
正常な位置で観察するとき、中央における利得は１５で
あるか、コーナーではスクリーン利得軸に対して９．５
度の角度をなし、利得は７に低下する。放射状光ファイ
バフェイスプレートを使用することによって、コーナー
における利得は中央と同じ１５になる。それは光ファイ
バから出る主光線が全て正常の観察位置を向いているか
らである（第３図参照）。この方法は他の方法で可能で
あるよりも光学拡散スクリーンの粒子による屈折を許容
する。
０．３５の開口数によって、２４インチにおける領域を
見る大きさまたは出口瞳孔は直径１８インチである。そ
れ故この１８インチ観察領域の外側からの周囲光は放射
状光ファイバフェイスプレートによって吸収される。も
つと低い開口数のフェイスプレートに対して、この大き
さはさらに減少されるであろう。
見る大きさまたは出口瞳孔は直径１８インチである。そ
れ故この１８インチ観察領域の外側からの周囲光は放射
状光ファイバフェイスプレートによって吸収される。も
つと低い開口数のフェイスプレートに対して、この大き
さはさらに減少されるであろう。
インコム社（ｌｎｃｏｍ Ｉｎｃ、）によって市販され
ているモデル３５ＮＡフエイスプレート材料の通常のフ
ェイスプレートから放射状光ファイバフェイスプレート
を製作するために、−例として以下の処理が使用される
ことが理解されるであろう。それぞれ適当な半径の曲率
を有し、一方は凸面であり他方は凹面である２個の鋳鉄
ラップまたはマンドレルが製作された。
ているモデル３５ＮＡフエイスプレート材料の通常のフ
ェイスプレートから放射状光ファイバフェイスプレート
を製作するために、−例として以下の処理が使用される
ことが理解されるであろう。それぞれ適当な半径の曲率
を有し、一方は凸面であり他方は凹面である２個の鋳鉄
ラップまたはマンドレルが製作された。
凸面が上方を向いたマンドレルが炉中に配置された。軟
化により垂れ下がる通常の光ファイバフェイスプレート
がこのマンドレルの上に置かれた。
化により垂れ下がる通常の光ファイバフェイスプレート
がこのマンドレルの上に置かれた。
凹面のマンドレルがその凹面を下に向けてフェイスプレ
ートの上面に置かれた。
ートの上面に置かれた。
炉は１１２０°Ｆに加熱され、その温度に４時間維持さ
れた。この期間にフェイスプレートは軟化して凸面のマ
ンドレル上に垂れ下がった。炉はそれから加熱を停止さ
れ、全体は８時間の期間でゆっくりと室温間で冷却され
た。冷却された垂れ下がって湾曲したフェイスプレート
はそれから２個のマンドレルから取り外された。第７Ａ
図乃至第７Ｄ図に示した上記のような平坦な部分の切出
しが行われ、研磨されて平坦な放射状光ファイバフェイ
スプレートが得られた。
れた。この期間にフェイスプレートは軟化して凸面のマ
ンドレル上に垂れ下がった。炉はそれから加熱を停止さ
れ、全体は８時間の期間でゆっくりと室温間で冷却され
た。冷却された垂れ下がって湾曲したフェイスプレート
はそれから２個のマンドレルから取り外された。第７Ａ
図乃至第７Ｄ図に示した上記のような平坦な部分の切出
しが行われ、研磨されて平坦な放射状光ファイバフェイ
スプレートが得られた。
上記の実施例はこの発明の原理を示す可能な実施例を単
に例示として示したものに過ぎないことを理解すべきで
ある。当業者にはこの発明の技術敵範囲を逸脱すること
なくその他の構成も容易に考えられるであろう。
に例示として示したものに過ぎないことを理解すべきで
ある。当業者にはこの発明の技術敵範囲を逸脱すること
なくその他の構成も容易に考えられるであろう。
第１Ａ図および第１Ｂ図は、拡散スクリーン、通常の光
ファイバフェイスプレートおよびフィールドレンズを備
えた光学装置の簡略図である。 第２図は、陰極線管および通常の光ファイバフェイスプ
レートを備えた光学装置の簡略図である。 第３図は、この発明を使用する光学装置の好ましい実施
例を示し、拡散スクリーンが投影源からの画像光を受け
、画像光を放射状の光ファイバフェイスプレートを通っ
て予め定められた出口瞳孔に導いている。 第４図は、第３図の光学装置を構成する光ファイバフェ
イスプレートの一部の拡大した詳細図である。 第５図は、直視型陰極線管が画像を生成し、画像光を放
射状の光ファイバフェイスプレートを通って予め定めら
れた出口瞳孔に導くこの発明の第２の実施例を示してい
る。 第６図は、第３図の光学装置で使用される放射状の光フ
ァイバフェイスプレートのコントラスト増加能力を示し
ている。 第７Ａ図乃至第７Ｄ図は、この発明による放射状の光フ
ァイバフェイスプレートを製造するための一般的な製造
段階を示している。 第８図は、放射状の光ファイバフェイスプレートを有効
に使用する特定の拡散スクリーンの簡略図である。 ４２・・・フィールドレンズ、４４・・・拡散スクリー
ン、４Ｂ・・・放射状光ファイバフェイスプレート。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 ム 手続補正書 平成元年１１月２７８ 特許庁長官 吉 １）文 毅 殿 １、事件の表示 特願平１−２２３３４４号 ２、発明の名称 高いコントラストの放射状光フアイバ拡散フェースプレ
ート ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 名称 ヒユーズ・エアクラフト・カンパニ４、代理人 東京都千代田区霞が関３丁目７番２号 〒１００ 電話 ０３ （５０２）３１８１ （大代
表）６、補正の対象 ２、特許請求の範囲 （１）出口瞳孔に向かって予め定められた方向からその
上の特定の点に入射する光ビームを回折さフ せる手段を備えた拡散ホログラ責光学素子と、光吸収物
質と複数の光ファイバとを具備し、出口瞳孔に面する実
質的に平坦な外面を有する光ファイバフェイスプレート
であって、回折された光フ がそれを通過するように前記拡散ホログラ宍光学素子に
対して位置を定められ、各光ファイバはそれを通過する
回折された光が出口瞳孔に実質上導かれるように方向を
定められている光ファイバフェイスプレートとを具備し
、 出口瞳孔の外部から前記平坦な外面に入射する周囲光は
前記光吸収物質によって実質上吸収されてそれによりコ
ントラストが強調されることを特徴とする光学装置。 （２）第２の平坦な表面を有し、この第２の平坦な表面
は前記外面に実質上平行であり、前記光ファイバおよび
前記光吸収物質は前記外面とこの第２の平坦な表面との
間に配置されている特許請求の範囲第１項記載の光学装
置。 （））前記出口瞳孔は前記フェースプレー１・がら予め
定められた距離に配置された中心点を特徴とし、前記光
ファイバはその各光軸がこの中心点がら出ている対応す
る半径に沿ってそれぞれ整列しているように方向が定め
られている特許請求の範囲第１項記載の光学装置。
ファイバフェイスプレートおよびフィールドレンズを備
えた光学装置の簡略図である。 第２図は、陰極線管および通常の光ファイバフェイスプ
レートを備えた光学装置の簡略図である。 第３図は、この発明を使用する光学装置の好ましい実施
例を示し、拡散スクリーンが投影源からの画像光を受け
、画像光を放射状の光ファイバフェイスプレートを通っ
て予め定められた出口瞳孔に導いている。 第４図は、第３図の光学装置を構成する光ファイバフェ
イスプレートの一部の拡大した詳細図である。 第５図は、直視型陰極線管が画像を生成し、画像光を放
射状の光ファイバフェイスプレートを通って予め定めら
れた出口瞳孔に導くこの発明の第２の実施例を示してい
る。 第６図は、第３図の光学装置で使用される放射状の光フ
ァイバフェイスプレートのコントラスト増加能力を示し
ている。 第７Ａ図乃至第７Ｄ図は、この発明による放射状の光フ
ァイバフェイスプレートを製造するための一般的な製造
段階を示している。 第８図は、放射状の光ファイバフェイスプレートを有効
に使用する特定の拡散スクリーンの簡略図である。 ４２・・・フィールドレンズ、４４・・・拡散スクリー
ン、４Ｂ・・・放射状光ファイバフェイスプレート。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 ム 手続補正書 平成元年１１月２７８ 特許庁長官 吉 １）文 毅 殿 １、事件の表示 特願平１−２２３３４４号 ２、発明の名称 高いコントラストの放射状光フアイバ拡散フェースプレ
ート ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 名称 ヒユーズ・エアクラフト・カンパニ４、代理人 東京都千代田区霞が関３丁目７番２号 〒１００ 電話 ０３ （５０２）３１８１ （大代
表）６、補正の対象 ２、特許請求の範囲 （１）出口瞳孔に向かって予め定められた方向からその
上の特定の点に入射する光ビームを回折さフ せる手段を備えた拡散ホログラ責光学素子と、光吸収物
質と複数の光ファイバとを具備し、出口瞳孔に面する実
質的に平坦な外面を有する光ファイバフェイスプレート
であって、回折された光フ がそれを通過するように前記拡散ホログラ宍光学素子に
対して位置を定められ、各光ファイバはそれを通過する
回折された光が出口瞳孔に実質上導かれるように方向を
定められている光ファイバフェイスプレートとを具備し
、 出口瞳孔の外部から前記平坦な外面に入射する周囲光は
前記光吸収物質によって実質上吸収されてそれによりコ
ントラストが強調されることを特徴とする光学装置。 （２）第２の平坦な表面を有し、この第２の平坦な表面
は前記外面に実質上平行であり、前記光ファイバおよび
前記光吸収物質は前記外面とこの第２の平坦な表面との
間に配置されている特許請求の範囲第１項記載の光学装
置。 （））前記出口瞳孔は前記フェースプレー１・がら予め
定められた距離に配置された中心点を特徴とし、前記光
ファイバはその各光軸がこの中心点がら出ている対応す
る半径に沿ってそれぞれ整列しているように方向が定め
られている特許請求の範囲第１項記載の光学装置。
Claims (11)
- （１）光吸収物質と複数の光ファイバとを具備し、出口
瞳孔に面する実質的に平坦な外面を有し、各光ファイバ
はそれを通過する屈折された光が予め定められた出口瞳
孔に実質上導かれるように方向を定められ、出口瞳孔の
外部から前記平坦な外面に入射する周囲光は前記光吸収
物質によつて実質上吸収されることを特徴とする光ファ
イバフェースプレート。 - （２）第２の平坦な表面を有し、この第２の平坦な表面
は前記外面に実質上平行であり、前記光ファイバおよび
前記光吸収物質は前記外面とこの第２の平坦な表面との
間に配置されている特許請求の範囲第１項記載のフェー
スプレート。 - （３）前記出口瞳孔は前記フェースプレートから予め定
められた距離に配置された中心点を特徴とし、前記光フ
ァイバはその各光軸がこの中心点から出ている対応する
半径に沿ってそれぞれ整列しているように方向が定めら
れている特許請求の範囲第１項記載のフェースプレート
。 - （４）出口瞳孔に向かって予め定められた方向からその
上の特定の点に入射する光ビームを屈折させる手段を備
えた拡散ホログラフ光学素子と、光吸収物質と複数の光
ファイバとを具備し、出口瞳孔に面する実質的に平坦な
外面を有する光ファイバフェイスプレートであつて、屈
折された光がそれを通過するように前記拡散ホログラフ
光学素子に対して位置を定められ、各光ファイバはそれ
を通過する屈折された光が出口瞳孔に実質上導かれるよ
うに方向を定められている光ファイバフェイスプレート
とを具備し、 出口瞳孔の外部から前記平坦な外面に入射する周囲光は
前記光吸収物質によつて実質上吸収されてそれによりコ
ントラストが強調されることを特徴とする光学装置。 - （５）第２の平坦な表面を有し、この第２の平坦な表面
は前記外面に実質上平行であり、前記光ファイバおよび
前記光吸収物質は前記外面とこの第２の平坦な表面との
間に配置されている特許請求の範囲第４項記載の光学装
置。 - （６）前記出口瞳孔は前記フェースプレートから予め定
められた距離に配置された中心点を特徴とし、前記光フ
ァイバはその各光軸がこの中心点から出ている対応する
半径に沿ってそれぞれ整列しているように方向が定めら
れている特許請求の範囲第４項記載の光学装置。 - （７）画像を生成する直視型陰極線管と、 に面光吸収物質と複数の光ファイバとを具備し、出口瞳
孔する実質的に平坦な外面を有する光ファイバフェイス
プレートであつて、前記陰極線管によつて発生された画
像の光がそれを通過するように前記陰極線管に対して位
置を定められ、各光ファイバはそれを通過する屈折され
た光が予め定められた出口瞳孔に実質上導かれるように
方向を定められている光ファイバフェイスプレートとを
具備し、 出口瞳孔の外部から前記平坦な外面に入射する周囲光は
前記光吸収物質によつて実質上吸収されてそれによりコ
ントラストが強調されることを特徴とする光学装置。 - （８）第２の平坦な表面を有し、この第２の平坦な表面
は前記外面に実質上平行であり、前記光ファイバおよび
前記光吸収物質は前記外面とこの第２の平坦な表面との
間に配置されている特許請求の範囲第７項記載の光学装
置。 - （９）前記出口瞳孔は前記フェースプレートから予め定
められた距離に配置された中心点を特徴とし、前記光フ
ァイバはその各光軸がこの中心点から出ている対応する
半径に沿ってそれぞれ整列しているように方向が定めら
れている特許請求の範囲第７項記載の光学装置。 - （１０）（ａ）複数の実質上平行な光ファイバを有する
光ファイバフェイスプレートを設け、（ｂ）予め定めら
れた半径を有する球状表面を有するマンドレルを設け、 （ｃ）フェイスプレートを加熱して軟化状態にし、加熱
されたフェイスプレートをマンドレルの球状表面上に垂
れ下がらせてフェイスプレートの光ファイバが球状表面
の半径に沿った方向をとるようにし、 （ｄ）垂れ下がらせたフェイスプレートを冷却して硬化
させ、 （ｅ）フェイスプレートをマンドレルから取り外し、こ
のフェイスプレートから対向する広い平坦な表面を有す
る平板部分を切り出し、 （ｆ）平板部分の広い平坦な表面を研磨して光学的に仕
上げて放射状の光ファイバフェイスプレートを形成する
工程を有することを特徴とする放射状光ファイバフェイ
スプレートの製造方法。 - （１１）前記予め定められた半径は、放射状光ファイバ
フェイスプレートの各光ファイバを通過する屈折された
光が予め定められたフェイスプレートの出口瞳孔に実質
上向けられるように選択されている特許請求の範囲第１
０項記載の製造方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/239,250 US4904049A (en) | 1988-09-01 | 1988-09-01 | High-contrast fiber optic diffusion faceplate with radiused fibers |
| US239,250 | 1988-09-01 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02108006A true JPH02108006A (ja) | 1990-04-19 |
| JPH079488B2 JPH079488B2 (ja) | 1995-02-01 |
Family
ID=22901303
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1223344A Expired - Lifetime JPH079488B2 (ja) | 1988-09-01 | 1989-08-31 | 高いコントラストの放射状光ファイバ拡散フェースプレート |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4904049A (ja) |
| EP (1) | EP0357070B1 (ja) |
| JP (1) | JPH079488B2 (ja) |
| CA (1) | CA1328754C (ja) |
| DE (1) | DE68919176T2 (ja) |
| DK (1) | DK171003B1 (ja) |
| ES (1) | ES2015449A6 (ja) |
| IL (1) | IL91176A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008233911A (ja) * | 2007-03-21 | 2008-10-02 | Schott Corp | 収束成分であるイメージング・コンジットを含む光ファイバ面板とこれを組み込むタイル式イメージング・アレイ |
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