JPS59177839A - イメ−ジ・デイスプレイ装置 - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明は、陰極線管等のディスプレイ面に使用して、幅
広い背景光状態のもとでも、ディスプレイ面の最適な視
度を得ることができるイメージ・ディスプレイ装置に関
する。

また、本発明は、航空機のコックビットにおけるヘッド
−ダウン・ビデオ・ディスプレイに対して有効で、しか
も照明状態の悪い所で照光ディスプレイを使用するよう
な他の多くの用途にも有効である。

〔従来技術〕

このようなタイプのヘッドダウン・ディスプレイは、航
空機のコックピットにおいて様々な種類の飛行案内情報
をディスプレイするのに使用さ詐ているが、異なる情報
が重々９合ったシまた細かく表示された場合など、周囲
元状態が変化する所では読みにくいことがよくある。た
とえば、夜間飛行のように、周囲光が暗い場合には、航
空機ディスプレイの輝度を減少することは比較的容易で
ある。

一方、ディスプレイの能力や観察者の安全性または快適
さを考えた場合、非現実的なディスプレイ輝度を要する
ような周囲光状態も、しばしば生じることがある。

たとえば、太陽光がひどいぎらつき状態を生じているよ
うな場合、ディスプレイは、このぎらつきを克服しなけ
ればなら々いだけでなく、いかなる背景光状態でも認識
し得るように、ディスプレイに裏フ与えられる情報に対
して十分間るくなけ周囲光状態を検出するのにオプティ
カルセンサを使用することはできるが、単に周囲光のレ
ベルを測定するだけではぎらつき状態を決定できるとは
限らない。

パイロットのように静止した位置にいる観察者に対して
は、狭い角度内に光を指向させるフィルタ技術を使用す
ることができる。このため、ＣＲＴディスプレイの正面
に様々な種類の方向フィルタを配置して、観察者の方向
に進むＣＲＴからの光を通過させる一方、ぎらつきを生
じる外部光源からの光をさえぎるようにしてきた。どの
ようなフィルタを使用した場合にも、ある程度のオプテ
ィカル振幅（輝度）の損失があるが、この損失はぎらつ
き状態を減少することにより補なえる。

このよう々フィルタを使用しているディスプレイの有効
視角を著しく制限することなく、このような方向フィル
タの作用を増すため、従来は複数の薄い方向フィルタを
使用していた。しかし、ゲ数のフィルタを使用すると、
フィルタ作用を増加する他の技術と同様に、フィルタを
通過する光の輝度が減少してしまう傾向がある０従って
、周囲光状態の悪影響を減少するために使用し得るフィ
ルタ作用の量は、事実上、制限されることになるＯ 従来の方向フィルタは’Ｉ　ＣＲＴのフェイスプレート
を形成しているガラス・シェルの物理的厚さによシ、け
い光コーティングのようなイメージ発生面から分離され
なければならなかった。方向フィルタをイメージ発生面
から分離することば、フィルタ作用の制限を招き、また
ある種のフィルタにおいては、保が不鮮明になることが
あった。一方、フィルタをイメージ発生面から分離する
ためにぎらつき作用の減少はあまｐ得られず、また周囲
光のフィルタ作用は、目的とする像からのフィルタ分離
による効果では々く、フィルタ自身の特性によってのみ
制限されていた。

ファイバ・オプティック・フィルタは、オプティック・
ファイバ束のストランド方向でオプティック・ファイバ
束に清って光を指向さぜるのに使用されていた。

ファイバ・オプティック・フィルタの作用は、オプティ
ック・ファイバ束の長さ方向に清って像を送ることであ
シ、従ってファイバ束の底部に生じた像は、ファイバ束
の上部に送られたように見え、ファイバ束の上面に現わ
れる。

このような光案内能力にもかかわらず、ファイバ・オプ
ティックフィルタの方向フィルタ能力とコントラスト強
化能力は限られたものでしがながった。

〔発明の概要〕

本発明は、ディスプレイにより生じたもとの像をファイ
バ・オプティック・フェイスプレートを通して送るよう
に、ディスプレイからの光イメージが最初にファイバ・
オプティック・フェイスプレートを通過するようにした
Ｍ視ディスプレイ用の方向フィルタに関する。方向フィ
ルタは、ファイバ・オプティック・フェイスプレート上
に設けられ、７エイスプレートからの像は方向フィルタ
に直接的に送られる。これによシ、解像度と輝度の損失
は最小になる。

反射防止コーティングは方向フィルタの外面に施さ詐、
これによりぎらつきはさらに減少する○ぎらつきおよび
コントラスト損失を生じる外部光源からの光は、方向フ
ィルタとファイノく・オプティック・フェイスプレート
との組み合わせによシ、有効にフィルタされ、これに、
Ｊ：ｐ輝度損失が最小で、ぎらつきが少なく、高解像度
の像金得ることができる。

なお、方向フィルタを使用するか否かの選択はオペレー
タに与えらｎている。

ファイバ・オプティック・フェイスプレートを使用する
ことに、ｌニジ、湾曲した面に像を投影し、かつこの像
をファイバ・オプティック・フェイスプレートによりそ
の平坦な外面に送シ、この平坦な外面で方向フィルタと
接するようにすることも〔実施例〕 以下、添付の図面に基づいて、本発明の実施例について
説明する。

第１図は、陰極線管（ＣＲＴ　）才たはＬＥＤディスプ
レイのようなイメージ・ディスプレイ装置における、本
発明の方向７エイスプレートの断面図全示している。フ
ァイバーオプティック・７エイスプレート１３は、イメ
ージ・ディスプレイ装置のフロント・マスクとして使用
されている。このフェイスプレート１３ば、イメージ発
生基板１４に密接して設けられている。イメージ・ディ
スプレイ装置が、通常の７エイスプレートヲ伴つ７でＣ
ＲＴ　でらるならば、フェイスプレート１３は、けい光
体のような適当な材質のイメージ発生層１４全形成する
ように、エレクトロルミネセンス・コーティングでコー
トされる。このコーティング１４は、ＣＲＴの場合と同
様に、電子衝撃に応じて発光する。カラー表示の場合は
、別の種類のけい光体や適当なスクリーンを使用して、
上層それの色をディスプレイする。ファイバ・オプティ
ック・フェイスプレート１３は１、ＣＲＴ　を密封する
ように形成され、管（図示せず）の適当な部分に取９つ
り−られ、管の一部となつヤいる。ブメージ発生層１４
ｖ」１、ネマテック（液晶）物＠を含Ｘ７でいる。

ファイバ・オプティック書７エイスブレート１３の１旧
（・１、けい光体コーティング１４からメーフ゛ティカ
ル・ファイバ１５に沿ってフェイスプレー）・１３の外
面１Ｇに、光をｆム達することでるる。むろん、外面１
６〃）らの元も、オプティック・ファイバ１５を介して
１メ一ジ発生Ｊ＠１４に送られ、得る。

第１図及び第２図において、ファイノく・オプティック
・フェイスプレー１１３ｉｄ、当業者には周知の方法で
、ファイバに沿って光を伝達する。ファイバは、クロス
トークを減少するためクラッドでるることが望ましく、
これらの７アイノ々ば、める角度を越えてファイノくに
送られる光を吸収するイクストラミュラル吸光（Ｅ、Ｐ
、／ＬＡ、　、　ｅｘｔｒａｍｕｒａｌ　ａｂｓｏｒｐ
ｔｉｏｎ　）　　特性を示す。ファイノくは、円錐形の
受入視界２３を有し、所定の角度φ以」二から発信され
７たつ旨Ｊ１ファイバにより吸収される。

第２図は、オプティック・ファイバ１５が縦方向に延び
ているファイバ・オプティック・フィルタの実施例を示
しＣいる。オプティック・フィルタ゛１５は、コヒレン
ト・オプティック・ファイバ釆として形成されている０
とが望ましい。点線２３で示した円錐形入視界仙１、角
度２６を有している。

φは、この角度」ン、上ではファイバ１５を介して光が
伝達されない入射角度全示している。実際に（ｌｉ、こ
の入射角φは、図面で示し友ようなはっきりとした境界
を有しているわけでは：なく、光が一層減少される角度
を表わしている。従って、観察者の視界がこの円錐形の
受入視界２３内に十分に入っているならば、観察者はフ
ァイバ・オプティック・フィルタ１３全介して像を見る
ことができ、フィルタ１３の一端２５に生じた像は、反
対側の端部すなわちフィルタの外面１６に生じたように
見える。端部２５における像がファイバ・オプティック
・フィルタ１３に隣接して生じた場合、像のどの部分も
、複数で（はなく１つだけのファイバ１５において生じ
る。すなわちフィルタの作用は、一端２５に生じた保全
反対側１６に送ることであるので、観察者は、ろたかも
像が反対側１６にプリントまたは投影されているように
実像を見ることになる。像が第１端部２５からかなり離
れている場合には、像のどの部分も複数のファイノく１
５の円錐形受入視界２３に位置し、従って、像は拡散烙
れてし甘う。このように、第１図（及び第３図）に示す
ように、像は、イメージ発生層１４によジフエイスプレ
ート１３の第１端部２５に形成される。Ｊ ファイバ・オプティック争フェイスプレート１３に極め
て密接して形成された元の像（−１：、はっきりした実
像として、フェイスプレートの反対側１６に送ら扛る。

別の方向フィルタ２６の作用を考慮しなければ、この像
（は第２図に示すような円錐形の受入視界２３内で見え
る。円錐形の受入視界２３の外側では、像の明るさにか
なりの損失がある。

ファイバ１５はクラッドでるるので、ファイノく光学の
分野では一般的なスリーブ部材２７を有している。ファ
イバ・オプティック・フィルタ１３に送られるイメージ
の鮮明度を強めるため、このスリーブ部材２７！ｆｉか
なりのイクストラミュラル吸収（Ｅ　、　Ｍ　、　Ａ　
）特性を有している。従って、ファイバ１５を通り越し
て横から漏れた光は、スリーブ部材２７で反射されず、
隣りのファイバ１５に送られる前にスリーブ部材２７に
より吸収される。もし、このようにしなければ、光、特
に円錐形の受入視界の外側に入射した光は、フィルタ１
３を越えて送られ、そのために、背景にぎらつきを生じ
たり、像が不鮮明になったりする。また、高いＥ、Ｍ、
Ａ特性を有する材質は一般に黒いので、スリーブ部材２
γはさらにぎらつきを減少するととができる。このよう
に、スリーブ部材２７（は、スリーブ部材２７に直接的
に入射した光を吸収する。

円錐形の受入視界２３内のろる方向からフィルタ１３に
入射した周囲光は、フィルタ１３を介してイメージ発生
層１４に送られ、反射されて（一部）ファイバ・オプテ
ィック・フィルタ１３の外面１６に戻される。一方、受
入視界２３の外側の、ある方向からフィルタ１３へ入射
した周囲光は、スリーブ部材２７によｐ吸収されるので
、イメージ発生層１４に送られｆ７：、り、層１４力・
ら送られたりするこ七はない。このように、ぎらつきの
主な原因となる、横からのフェイスプレートへの入射光
を吸収することにより、かなりのきらつき′ｆｆ：なく
すことができる。

第３図は、別の７エイスプレート１３′ニオイて、るる
角度を成して配置さｎたファイバ１５を示している。こ
れにより、第２図に示した円錐形の受入視界は、ファイ
バ１５の角度だけずれている。さらに、上面１６はファ
イバ１５に対しである角度を成しているため、上面１６
におけるガラスの屈折に応じて円錐形の受入視界はさら
に変化する。このように、イメージ発生層１４に生じた
像は、フィルタ１３′の外端部においてファイバ１５と
同じ角度だけずれている円錐形の受入視界２３内で、見
ることができる。このような構成は、フェイスプレート
１３′の視界の垂線内以外の場所に観察者が位置してい
るような場合に適している。

従って、観察者の正面に７エイスプレート１３′がない
場合でも、フェイスプレー）１３’ｆｆ１−！ｚる角度
を成して配置し２なくでもよい。周囲光は、ファイバ１
５の変化した角度に応じてフィルタされる。

第１図に示すように、方向フィルタ２６はファイバ・オ
プティックや７・ｒシタ１３とともに使用され、さらに
フィルタ作用を行なう。むろん、ファイバ・オプティッ
ク・フィルタ１３もまた方向フィルタでるる。このよう
な方向フィルタは、限定された方向の外側から生じた光
をさえぎるだけで、円錐形の受入視界全形成ツーる方向
内〃・らの晃は伝達さｎる。方向フィルタは、ＣＲ’ｌ
”　ディスプレ１′の分野では周知でろジ、ファイバ・
オプティック・フィルタ１３なしで使用されている。代
表的なタイプの方向フィルタは、吸光特性を増すためＱ
て処理さ才したエツチングスクリーン金有している。こ
のようなフィルタは円錐形受入視界が狭いが、高いフィ
ルタ作用を得るため、フィルタされない方向においてか
なりの減衰を生じるように作られていなければならない
。

ファイバーオプティック・フィルタ１３と方向フィルタ
２６との組み合せは、円錐形受入視界は比較的狭いが、
広い円錐形受入視界以上に光が減衰されるという利点を
有している。さらに、このような構成により、所定方向
の光の減衰を最小にすることができる。ファイバ・オプ
ティック・フィルタ１３または方向フィルタ２６のいず
れか一方のみでこのような特性を得るには、光出力また
は像の鮮明度にかなりの損失を生じてしまう。従って、
本発明の構成は、円錐形受入視界が比較的広く減衰が少
ないファイバーオプティック手フィルタの特性と、円錐
形受入視界が狭く、フィルタ作用の量に対してかなジの
ゲイン損失がある方向フィルタ２６の特性と全組み合せ
ることによる利点が得られる。これにより、像の輝度が
わずかし〃・減少されず、さらに観察者の方向とは別の
方向力）ら入射した光によるぎらつきを減少するよう々
方向フィルタ作用を得ることができる。最高の性能を得
るには、方向フィルタ２６とファイバ番オプティック・
フィルタ１３の円錐受入視界が同心になるようにこれら
を配置すればよい。

ファイバーオプティック・フィルタ１３の円錐受入視界
とほぼ同じ円錐受入視界を有する方向フィルタ２６を使
用することにより同じような結果が得られる。この場合
、２つのフィルタ１３．２６の相互作用により、輝度損
失が少なくて、ぎらつきを減少することができる。さら
に、方向フィルタ作用にもかかわらず、幅広い角度範囲
から像を見ることができる。

イメージ書ディスプレイ装置の７エイスプレートとして
ファイバ・オプティック−フィルタ１３を使用すること
により、イメージ発生層１４によジ発生された像をファ
イバ・オプティック・フィルタ拳７エイスプレート１３
の上面１６に直接的に送ることができる。従って、方向
フィルタ２６は、イメージ発生層１４により発生され、
ファイバ・オプティック−フィルタ１３により送られる
像の実像再生面に直接的に配置されている。才なわちこ
ｔ″Ｌにより、ＣＲＴのようなイメージ・ディスプレイ
装置上に発生した像と方向フィルタとの間に通常ある離
間距離をなくしている。像から方向フイ／ｌ−りを方形
することによって減衰が増加されるので、ファイバ・オ
ブティ゛ンク舎フィルタを使用することＱてより、方向
フィルタ２６を介して見る像の輝度を増すことができる
。

ファイバ・オプティック・プレート１３の外面に現われ
た芙像に対して、必要に応じて方向フィルタ２６を単に
取り替えることにより、簡単に方向フィルタ作用を制御
することができる。従来、複数フィルタを使用していた
が、外面１６に芙像が存在することにより、フィルタ１
３．２６な・介して見える像のブ０学的特性は高められ
る。さらに、方向フィルタ２６のかわりに角度フィルタ
（図示せず）を使用してもよい。たとえば、並んで着席
する構造を有する航空機において副操縦士の位置からパ
イロットの位置まで像を向は直すのに、湾曲’　Ｌ　ｆ
ｃコヒレント・オプティック会ファイバ束を使用すれば
よい。

像の鮮明度を強めるため、かつ、さらにぎらつき全減少
するために、フィルタの外面にぎらつき防止コーティン
グ２９を配置している。このぎらつき防止コーティング
は周知でろジ、本発明のぎらつき防止コーティングは、
へ／ＦＩＬ規格ＭＩＬ−Ｃ−１４８０６Ａに示されてい
る。

第３図に示したフィルタは、湾曲したイメージ発生面を
有するＣＲＴに使用できる。図示のように、電子エネル
ギを尤に変換する場所を成しているイメージ発生層１４
を形成するけい光コーティングは湾曲している。前述し
／とように、ファイバ・オプティックΦフィルタ１３′
の特性は、コーティング１４上の像をフィルタ１３′の
外面に送るととである。フィルタ１３′のいくつかの部
分における長い距離にわたって進行する光によって生じ
る時間の遅れとなる差を目は感知できないので、像は平
坦な面上の像として面１６に見える。これは湾曲した面
を有するＣＲＴはわずかに優７″した解像度を有するの
で、ＣＲＴ　により得られる鮮明度を強めることになる
。従って、不発ＢＡは、湾曲したけい光体イメージ発生
層１４とともに使用する場合、湾曲面２５′上の像を平
坦面１６上の像に変換する能力の他に、ファイバ・オプ
ティック・フィルタのフィルタ特性を得ることができる
。このように、観察者灯、面２５′のような湾曲コーテ
イング面を有するＣＲＴを観察するに際して、面１６の
ような平坦面上の像を見ることができる。

第３図に示したフィルタの場合、ファイバ・オプティッ
ク倫フィルタ１３′が湾曲面２５′　　上に生じプζ像
を・平坦面１６に再生することができるので、ファイバ
・オプティック・フィルタ１３　’　（’ｊ　、湾曲面
２５′全有するＣＲＴに対して方向フィルタ２６を使用
することご容易とづ−る。これにより、方向フィルタ２
６を平坦にし、（土面１６に再生さγした）像からの距
離を方向フィルタ２６のあらゆる部分において等距離に
することができる。

また、ファイバ・オプティック奢フィルタ１３全使用す
ることにより、フィルタから離ｉｔた’ａ　所ではなく
、フィルタ２６に直接的に現われているように、方向フ
ィルタ２６に像を送ることができる。従来、方向フィル
タ２６は、ガラスの７エイスプレートに普通に配置され
、イメージ発生層（イメージ発生層１４に類似〕は、フ
ィルタ２６とは反対側のフェイスプレートの面に設けら
ｔでぃた。一方、本発明は、イメージ発生Ｎ１４を方向
フィルタ２６から離間して配置しているが、イメージ発
生Ｎ１４ｆＣ生じた像を、方向フィルタ２６が位置して
いる面２６に直接的に送るようにしている。従って、方
向フィルタの作用は、７エイスプレートの厚さにより形
成さｆた離れた場所ではなく、送られた像の面において
行なゎする。このように、本発明は、像から離れた場所
ではなく、像〃Ｓ投影された面でフィルタ作用を行なう
こと殊できる。ファイバ・オプティック・フィルタを使
用することにより、広い円錐形の受入視界の外側からの
光をさらにフィルタするという利点金得ることができる
。また、ファイバ・オプティック・フィルタを使用する
ことによ、１０、ＣＲＴのターゲツト面を形成するイメ
ージ発生層１４の湾曲面金何ら補ｆｆることなく、第３
図に示したような湾曲面２５′　のけい光コーティング
を有するＣＲＴに対して方向フィルタ２６を使用するこ
とができる。

なお、本発明は、上述の実施例に限定されず、様々に改
変゛することができる。たとえば、ファイバ・オプティ
ック・フィルタ１３またはファイバ・オプティック・フ
ィルタ１３と方向フィルタと組み合わせて、偏光フィル
タ（図示せずつや一対の単一軸方向７１′ルタ（図示せ
ず）を使用することもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による方向フェイスプレートの断面図、
第２図は第１図の７エイスプレートに使用するオプティ
カル・ファイバの詳細図、第３図は湾曲面から平坦な観
察面まで像を送るようにした方向フェイスプレートの断
面図である。 １３＠ψ・・フェイスブレート、１４・・・争イメージ
発生ｉ、１５−−・譬オプティカルΦファイバ、２３・
・・雫円錐受入視界、２６・−・・方向フィルタ、２７
・・・・スリーブ部材、２９・・・・ぎらつき防止コー
ティング。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）内面（２５）と外面（１６）を有し、上記内面（
   ２５）に形成された像を上記外面（１６）に実像として
   再生する特性を有するフェイスプレー）　（１３）　ト
   ；上記フェイスプレートの内面（２５）に設けられたイ
   メージ発生基板（１４）と；上記外面（１６）に隣接し
   て設けられ、上記外面（１６）からのイメージ伝達を修
   正する光指向媒体（２６）とから成ることを特徴とする
   イメージ・ディスプレイ装置。 （２、特許請求の範囲第１項記載の装置において、フェ
   イスプレート（１３）は、イメージを再生するため内面
   （２５）から外面（１６）へ光を送るコヒレント・オプ
   ティック・ファイバ束から形成されていることを特徴と
   するイメージ・ディスプレイ装置。 （３）特許請求の範囲第２項記載の装置において、光指
   向媒体（２６）はフェイスプレート（１３）によシ得ら
   れるフィルタ作用よシ強いフィルタ作用を有する方向フ
   ィルタを有し、上記方向フィルタ（２６）はイメージデ
   ィスプレイを見るべき角度範囲によシ決まる円錐形の受
   入視界を有し、かつ、７エイスプレー）　（１３）は上
   記方向フィルタ（２６）の円錐形の受入視界よｐ広い円
   錐受入視界（φ）を有していることを％徴とするイメー
   ジ・ディスプレイ装置０ （４）特許請求の範囲第１項記載の装置において、元指
   向媒体（２６）の面上であって、フェイスプレー　）　
   （１３）の外面（１６）とは反対側の面上に、ぎらつき
   防止コーティング（２９）を配置することをｆｉ−徴と
   するイメージ・ディスプレイＫｔＯ（５）特許請求の範
   囲第１項、または、第２項に藺載の装置において、内面
   （２５’）が凹形曲率を有し、イメージ発生基板（１４
   ）がそれに対応する曲率を有し、かつ、外面（１６）は
   ほぼ平坦であることを特徴とするイメージ・ディスプレ
   イ装置０（６）透明層（１３）と、この透明層（１３）
   の内面（２５）に設けられ、透明層（１３）を介して外
   面（１６）から観察されるイメージ発生基板（１４）と
   を有するイメージ・ディスプレイ装置であって；前記透
   明層（１３）はファイバ・オプティック・フィルタであ
   り、かつ、透明層の外面（１６）に設けられ、それを介
   してディスプレイを見るようにした第２フィルタ層（２
   ６）を有することを特電とするイメージ・ディスプレイ
   装置。 （７）特許請求の範囲第６項に記載の装置において、内
   面（２５’）が凹形曲率を有し、イメージ発生基板（１
   ４）がそれに対応する曲率を有し、かつ、外面（１６）
   Ｉ−１：はぼ平坦であることを特徴とするイメージ・デ
   ィスプレイ装置。 （８）特許請求の範囲第６項に記載の装置において、第
   ２フィルタ層（２６）は、フェイスプレート（１３）に
   よるフィルタ作用以上のフィルタ作用を有する方向フィ
   ルタを含み、上記第２フィルタ層（２６）は、イメージ
   発生基板（１４）を見るべき角度範囲に工ｐ決定される
   円錐形の受入視界（２３）を有していることを特徴とす
   るイメニジ・ディスプレイ装置。 （９）特許請求の範囲第６項記載の装置において、前記
   第２フィルタ層の面であって、前記透明層（１３）の外
   面（１６）とは反対側の面に、ぎらつき防止コーディン
   グ（２９）を配置することを特徴とするイメージ・ディ
   スプレイ装置。 （１０）特許請求の範囲第６項記載の装置において、第
   ２フィルタ層（２６）は、外面（１６）を通る平面から
   非直交方向に光を指向させることを特徴とするイメージ
   ・ディスプレイ装置。