JPS59177501A - フイルタ - 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、所定の入射角でフィルタに入射する放射エネ
ルギ、たとえば光を減衰させるフィルタに関し、更に詳
細には２本発明は航空機のコンクピットにおけるヘッド
・ダウン−ディスプレイに有効で、しかも照明状態の悪
い所でもビデオ・ディスプレイを使用するよ◇な場合に
も有効である。

〔従来技術〕

このようなヘッド・ダウン・ディスプレイは。

航空機のコックピントにおいて、様々な航空機案内情報
をディスプレイするのに使用されているが。

別の情報が重なったり、または、情報が細かく表示され
た場合など１周囲の明るさが変化すると。

読み取りにくいことがよくあった。たとえば、夜間飛行
のように周囲の状況が暗い場合、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が、ティスプレ
ィの能力、または観察者の安全性すなわち快適さから見
ると非実用的なディスプレイ輝度を要するような周囲の
背景光状態がしばしば生じることがある。たとえば、太
陽光によりぎらつき状態が強い場合、ディスプレイはこ
のぎらつきを克服しなければならないだけでなく。

いかなる背景光状態でも識別し得るように、ディスプレ
イにより与えられる情報に対して十分な明るさを有して
いなけれはならない。さらに、航空機を操縦している場
合、背景光状態が急速に変化することが予想される。背
景光の強さの状態を検出するのにオプティカル・センサ
を使用することができるが、単に周囲の光レベルを測定
するだけでは、ぎらつき状態を決定できるとは限らない
。

パイロットのような固定した位置にいる観察者に対して
は単一方向に光を指向さぜるフィルタ技術を使用するこ
とができる。従って、観察者の方向に進むＣＲＴからの
光は通過させるが、ぎらつきの原因となる外部光源から
の光はさえぎるように。

種々の方向フィルタがＣＲＴディスプレイの正面に配置
されている。どのようなフィルタを使用する場合にも、
ある程度のオプティカル振幅（輝度）損失があるが、輝
度損失は、ぎらつき状態を低減させることにより補われ
ている。

従来の光フイルタ技術は、ニュートラル骨デンシティ・
フィルタを使用している。このようなフィルタは、ディ
スプレイからの光と同様に、外部光源からの光を減衰す
るが、外部光源からの光はフィルタを２回通過するので
、ディスプレイ自体からの光の減衰の二乗がさえぎられ
る。単色ディスプレイの場合、ディスプレイにより発生
されるかまたはティスプレィに関連して使用される光の
特許の色を選択するのに、ノンテ・フィルタを使用する
ことがある。背景光のわずかなパーセンテージしかノ、
ツチ・フィルタの範囲内に入射しないので２周囲光は高
率でフィルタされる。カラー・ディスプレイ技術を使用
する場合、いくつかの異なる波長がノンチ・フィルタの
入射帯域内にあるため、ノツチ・フィルタを使用するこ
とは実際的ではない。

所定の方向にだけ光を伝達するのに方向フィルタが使用
されている。ぎらつきを生じる背景光が。

ディスプレイから観察者への方向とは別の方向から放射
されると予想される場合には、方向フィルタを使用して
このような背景光をフィルタすることができる。従来の
ある種のフィルタでは、一枚のシートにエツチングを施
し、多数の穴を形成している。穴のあるシートの表面は
高い吸光率を有し、シートの面における穴に沿って反射
をなくしている。このようなシートを積み重ねて、フィ
ルタの減衰効果を強化することがよくあるが、これは高
価で、しかも光の減衰特性が大き過ぎる。

。他の方向フィルタ技術には、何枚かの薄い材質のシー
トから形成した一枚のフィルタ・プレートを使用したも
のがある。これら薄いシートは、各シートが光の進行方
向に平行になるように積重ねられており、フィルタやプ
レートは、この積重ねをスライス・カットすることによ
り得られる。従つて、フィルタープレートは、各薄いシ
ートの方向に対して直交した方向となる。なお、このス
ライス方向は、中央視角に関して直交方向から変化し、
従ってこの視角は垂線からフィルタの表面まで変化する
。しかし、この技術は、わずかではあるが、光学的歪を
生じ、擾た製造コストも高い。

〔発明の概要〕

従って１本発明の目的は、必要な光線に比べて不要光線
を著１．＜減衰させる光フィルタを提供することである
。

このようなフィルタは、目的とする視覚方向の光の減衰
を最小にし、所定の角度以外からの光を最大に減衰する
ことが望ましい。さらに２、フィルタは、外界の状況を
見る場合と同様に、ヘッド−アップ・ディスプレイのよ
うなフルカラー・ディスプレイに対しても有効であるこ
とが望ましい。

その上、フィルタは、背景光状態の悪い状況において、
ディスプレイされる光の減衰を最小にして背景光状態の
悪い場合でも有効に働くことが望ましい。すなわち、こ
のようなフィルタは２人間及び電子センサが外界を見る
場合に使用される風防ガラスやヘッドアップ・ディスプ
レイ（ＨＵＤ　。

Ｈｅａｄｓ　　ｕｐＤｉｓｐｌａｙ　）と同様に、受動
及び能動照明特性を有する直視ディスプレイに対しても
イ１効である。

本発明の放射エネルギ・フィルタは、複数のエンチング
溝を有する透明プレートから出来ている。

この溝は、プレート内から溝に向けて放射するエネルギ
に対して、特に高いエネルギ吸収特性を有している。従
って、放射エネルギが溝に衝突するよう方向度からプレ
ートに進行する放射エネルキはかなり減衰され、−万、
溝に衝突しないでプレートに進行する放射エネルギはプ
レートの光学特性によって減衰されるだけである。

本発明の利点は、視覚範囲内から入る光に比較して、視
覚範囲外から入る光に対して高い減衰率を有しているこ
とである。さらに本発明の利点は。

幅広い用途において高いフィルタ効果を有していること
である。

〔実施例〕

以下、添付の図面に基づいて２本発明の実施例について
説明する。

第・１図は、本発明によるオプティカル方向フィルタ１
１を示している。オプティカル方向フィルタは、プレー
ト１３の片側１６に切り込まれた複数の溝１５を有する
透明プレート１３から成っている。本実施例では、溝１
５は第２図に示したようにプレート１３の面にわたって
並列に延びている。なお、溝１５は、たとえば同心円の
ような他のパターンで配列されていてもよい。

第１図において、溝１５はプレート１３中から溝１５に
入射する光に対して高い吸光特性を有している。プレー
ト１３中から溝１５を通過する光の吸光度は、０．９ま
たはこれ以上でおることが望ましく、吸光度１．０は完
全吸光を表わしている。

従って、溝１５に入射した光は２反射してブレート１３
に戻ることはない。溝１５には吸光材１８が充填されて
いるため、プレート１３の外側から溝１５に入射した光
も溝１５で吸光される。

本実施例では、溝１５は、マスクを介してプレ−ト１３
をエツチングすることにより形成されているが、フィル
タ・プレート１３に勉して特別なモールドを使用するこ
とにより形成してもよい。

この場合９．モールド（図示せず）は、プレート１３の
片側１６に対応する面に沿って、適当なナイフ・エツジ
を有している。

プレート１３は、フィルタされる放射エネルギ（この場
合、光）を透過することのできる材質から出来ている。

代表的な材質としては、ガラス。

エポキシ、メチル・メタクリレート等がある。透過の度
合を強化するには、材質自体が放射エネルギ透過特性、
たとえば偏光フィルタ、ニュートラル・デンシティ部分
的吸光特性、または選択的フィルタ特性等を有していれ
ばよい。

第１図において、プレート１３を通過する光は。

プレート１３に関する光の進行方向、及び溝１５に対す
る光路の接近状態に応じて、溝１５の１つに衝突するか
否かが決定される。溝１５に衝突した光は、はとんど吸
光され、また溝１５に衝突しなかった光は、はとんど透
過される。ある角度φを越えると、はとんどの光は吸光
される。ブレート１３自体の屈折特性を考慮すると、こ
の角度φは、φの外角と考えらねる。溝１５がプレート
１３０片側１６の面に垂直にカットされているならば。

プレート１３に垂直などちらの方向から溝１５に入射す
る光（矢印Ａ及びＢ）も２次の式に従って透過される。

ここで、Ａは、溝１５以外の場所におけるプレート１３
の吸光度、Ｇは溝の最大幅、Ｗは隣接する溝１５間の距
離すなわち幅を表わしている。

この吸光度は、垂線に対して溝１５の＃ｉ斜面の成す角
度範囲を越えない方向からの光に対してはほぼ一定に保
持されている。またフィルター１の吸光度は、傾斜面と
φ（または、φ′）との角度範囲では線形的に減少する
。φ自体は次の式により決定される。

従って ここでＤは溝１５の深さである。

φは、スネルの法則に従い、プレート１３の屈折率に対
応してφ′を調整することにより得ることができる。

従って、フィルタ１１の効果は、観察者が、ＡまたはＢ
のいずれの側からも月ることかできることである。本実
施例では２反射防止コーティング（図示せず）で溝１５
の吸光材１８をカッ（−シているので観察者はＡｏｌｌ
ｌから見るようになっている。

また、ぎらつき防止コーティングはよく知られているが
１本発明では、ＭＩＬ規格Ｍ　Ｉ　Ｌ　−Ｃ−１４−８
０６Ａに記載のぎらつき防止コーティングを使用してい
る。

第２図において、オプティカル会フィルタ１１は、液晶
ティスプレィ２１のような受動ディスプレイ上に設けら
れている。このディスプレイ２１とフィルタ１１との間
には別の散光部材２３が設けられ、必要に応じてディス
プレイ２１を照らしている。これは、照明光の方向が角
度φ（紹１図）を越えた場合に必要である。むろん、照
明光は、選択された方向から入射され、かつ選択された
スペクトル特性を有しているため２周知の方法できらつ
きを減少することができる。また、フィルタ１１の吸光
特性を考慮すると、フィルタとともに外部光源２５を使
用してもよい。実際には、オプティカル・フィルタを、
純粋に受動的なディスプレイとともに使用することは困
難であるが、受動ディスプレイ部材と能動ディスプレイ
部材とを組み合せれば実現可能であり、この場合ぎらつ
き防止フィルタを使用する必要がある。

第３図において、フィルタ１１は、陰極線管（ＣＲＴ）
ｏ通Ｎの′フェイス・プレート３１上に設けられている
。この場合、溝１５がフェイス・プレート３１を通過し
てくる像に面する如く、フィルタ１１を裏返すこともで
きる。

第２図において、並列な溝について説明したが。

他のパターンの溝でちってもよい。たとえば、溝１５を
同心的に形成し、様々な方向からのぎらつきを有効に減
少することもできる。さらに、溝が延びている面１６に
対し７て垂直以外の角度で溝１５を形成してもよい。こ
れは９視野中心方向をプレート１３の垂直方向以外とす
ることができる。

また、実際には、直交方向に延びた溝を有する複数のフ
ィルタを使用することになるであろう。

第３図では、２つのフィルタ、すなわち、フィルタ１１
とプレート１３とがこのように積み重ねられている。し
かし、同じプレート１３の同じ面捷たは他の面に、溝１
５と直交する第２絹の溝（図示せず）を切り込むことも
可能である。

以上のように、可視光に関して本発明を説明してきたが
１本発明は。紫外線のような短い波長のエネルギや、赤
外線やマイクロ波エネルギのような長い波長のエネルギ
に対しても適用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるフィルタ・プレートの断面図、第
２図は受動照明を伴ったディスプレイとともに使用した
本発明のフィルタ・プレートを示した概要図、第３図は
第２のフィルタ・プレートを使用した本発明のフィルタ
・プレートの断面図である。 １１・φ・・フィルタ、１３・・・番プレート。 １５・・・−溝、２１＠・・−受動ディスプレイ。 ２３・・・・散光部材。２５・・・・外部光源。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）少くとも２つの側面を有する少くとも１つの放射
   エネルギ透過媒体（１３）を有し、上記媒体の一面（１
   ６）は上記２つの側面の一方に設けられ、上記媒体の一
   方における像を、上記媒体の他方から見ることができる
   ようにした。放射エネルギを選択的に透過させるフィル
   タ（１１）であって；上記面（１６）から延び、所定の
   パターンで配列された複数の溝（１５）を有し、かつ、
   垂線（Ａ）からの所定角度（φ）から上記面（１６）ま
   での角度で上記面を通過する放射エネルギをほとんど吸
   収するとともに、上記所定角度（φ）以内で上記面を通
   過し溝（１５）には衝突しない放射エネルギを１．上記
   媒体（１３）の放射エネルギ透過特性に応じて透過する
   ように、上記溝（１５）は媒体中から溝（１５）に衝突
   する放射エネルギを吸収する特性を有していることを特
   徴とするフィルタ。 （２、特許請求の範囲第１項記載のフィルタにおいて。 放射エネルギは光であることを特徴とするフィルタ。 （３）特許請求の範囲第１項記載のフィルへにおいて。 媒体（１３）は溝（１５）に衝突しない光を選択的に吸
   光する特性を有していることを特徴とするフィルタ。 （４）特許請求の範囲第１項記載のフィルタにおいて。 媒体（１３）の片側にぎらつき防止コーティングが施さ
   れていることを特徴とするフィルタ。 （５）特許請求の範囲第１項記載のフィルタにおいて。 溝（１５）は溝（１５）が互いに並列な方向で面（１６
   ）に沿って延びているようなパターンで設けられている
   ことを特徴とするフィルタ。 （６）特許請求の範囲第５項記載のフィルタにおいて。 互いに並列に切り込まれた第２組の溝を有する第２放射
   エネルギ透過媒体（２３）を有し、上記第２放射エネル
   ギ透過媒体（２３）は、第２の媒体（２３）の溝が第１
   の媒体（１３）の溝（１５）にほぼ直交するように。 上記第１媒体（１３）の側面の一方に隣接して配置され
   ていることを特徴とするフィルタ。 （力特許請求の範囲第５項に記載のフィルタにおいて、
   第２組の溝は、互いに並列方向に延び、かつ、第１組の
   溝（１５）に直交して配置されていることを特徴とする
   フィルタ。 （８）特許請求の範凹第１項記載のフィルタにおいて。 溝（１５）は、垂線（４）から面（１６）までのある角
   度で。 上記面（１６）から延びていることを特徴とするフィル
   タ。 （９）陰極線管（２１）と、放射エネルギを選択的に透
   過させるフィルタ（１１）とを有するビデオ・ディスプ
   レイであって、上記フィルタは少くとも２つの側面を有
   する少くとも１つの放射エネルギ透過媒体（１３）を鳴
   し、上記媒体の面（１６）は、上記２つの側面の一方に
   設けられ、上記媒体の一方における像を、上記媒体の他
   方から見ることができるようにしたビデオ・ディスプレ
   イにおいて；上記面（１６）から延び、所定のパターン
   で配列された複数の溝（１５）を有し９かつ、垂線（Ａ
   ）からの所定角度（ロ））から上記面（１６）までの角
   度で上記面（１６）を通過する放射エネルギをほとんど
   吸収するとともに、上記所定角度（φ）以内で上記面（
   １６）を通過した溝（１５）に衝突しない放射エネルギ
   を、上記媒体（１３）の放射エネルギ透過特性に応じて
   透過するように、上記溝は媒体（１３）中から溝に衝突
   する放射エネルギを吸収する特性を肩していることを特
   徴とするビデオ・ディスプレイ。