JP2001134216A - 導光体及びそれを用いた表示装置 - Google Patents
導光体及びそれを用いた表示装置Info
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- JP2001134216A JP2001134216A JP31348699A JP31348699A JP2001134216A JP 2001134216 A JP2001134216 A JP 2001134216A JP 31348699 A JP31348699 A JP 31348699A JP 31348699 A JP31348699 A JP 31348699A JP 2001134216 A JP2001134216 A JP 2001134216A
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- optical fibers
- light guide
- surface side
- entire
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 液晶表示パネルの画像を多数本の光ファイバ
からなる導光体を用いて拡大する表示装置において、画
面のサイズを大きくしても、画面全体が良好に見えるよ
うにする。 【解決手段】 導光体７は、多数本の光ファイバの入射
面側端部が密集され、多数本の光ファイバの出射面側端
部の配置間隔が入射面側端部の配置間隔よりも大きくさ
れ、且つ、多数本の光ファイバの出射面側端部が互いに
平行とされていると共に、全体の出射面１４が凸曲面と
された構造となっている。そして、凸曲面とされた出射
面１４の曲率半径を、導光体７を構成する各光ファイバ
の出射面から出射される光の進行方向がすべて観察位置
に向かう方向となる値もしくはこれに近似する値にす
る。
からなる導光体を用いて拡大する表示装置において、画
面のサイズを大きくしても、画面全体が良好に見えるよ
うにする。 【解決手段】 導光体７は、多数本の光ファイバの入射
面側端部が密集され、多数本の光ファイバの出射面側端
部の配置間隔が入射面側端部の配置間隔よりも大きくさ
れ、且つ、多数本の光ファイバの出射面側端部が互いに
平行とされていると共に、全体の出射面１４が凸曲面と
された構造となっている。そして、凸曲面とされた出射
面１４の曲率半径を、導光体７を構成する各光ファイバ
の出射面から出射される光の進行方向がすべて観察位置
に向かう方向となる値もしくはこれに近似する値にす
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は導光体及びそれを
用いた表示装置に関する。
用いた表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】表示装置には、画像の拡大を図るため
に、例えば液晶表示パネルとスクリーンとの間に多数本
の光ファイバからなる導光体を配置したものがある。こ
の場合、多数本の光ファイバの入射面側端部を密集して
液晶表示パネルの表面側に配置し、多数本の光ファイバ
の出射面側端部の配置間隔を入射面側端部の配置間隔よ
りも大きくして配列し、平面状の出射面が形成されてい
る。
に、例えば液晶表示パネルとスクリーンとの間に多数本
の光ファイバからなる導光体を配置したものがある。こ
の場合、多数本の光ファイバの入射面側端部を密集して
液晶表示パネルの表面側に配置し、多数本の光ファイバ
の出射面側端部の配置間隔を入射面側端部の配置間隔よ
りも大きくして配列し、平面状の出射面が形成されてい
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
このような表示装置では、出射面において、多数本の光
ファイバの出射面側端部が互いに平行に配置されてお
り、光ファイバの特性として出射光の角度範囲が比較的
狭い関係から、スクリーンのサイズつまり画面のサイズ
を大きくすると、画面全体が良好に見えにくくなってし
まうという問題があった。この発明の課題は、画面のサ
イズを大きくしても、画面全体が良好に見えるようにす
ることである。
このような表示装置では、出射面において、多数本の光
ファイバの出射面側端部が互いに平行に配置されてお
り、光ファイバの特性として出射光の角度範囲が比較的
狭い関係から、スクリーンのサイズつまり画面のサイズ
を大きくすると、画面全体が良好に見えにくくなってし
まうという問題があった。この発明の課題は、画面のサ
イズを大きくしても、画面全体が良好に見えるようにす
ることである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明に係
る導光体は、多数本の光ファイバの入射面側端部を密集
し、前記多数本の光ファイバの出射面側端部の配置間隔
を入射面側端部の配置間隔よりも大きくし、且つ、前記
多数本の光ファイバの出射面側端部を互いに平行に配置
すると共に、全体の出射面を凸曲面としたものである。
請求項３記載の発明に係る導光体は、多数本の光ファイ
バの入射面側端部を密集し、前記多数本の光ファイバの
出射面側端部の配置間隔を入射面側端部の配置間隔より
も大きくし、且つ、全体の出射面を平面とすると共に、
前記多数本の光ファイバの出射面側端部の全体の出射面
に対する配置角度をその配置中心部から離れるに従って
漸次配置中心部側に大きく傾斜する角度としたものであ
る。請求項５記載の発明に係る導光体は、多数本の光フ
ァイバの入射面側端部を密集し、前記多数本の光ファイ
バの出射面側端部の配置間隔を入射面側端部の配置間隔
よりも大きくし、且つ、前記多数本の光ファイバの出射
面側端部を互いに平行に配置すると共に、全体の出射面
を平面としてなる導光体本体の全体の出射面側にフレネ
ルレンズを配置したものである。請求項７記載の発明に
係る表示装置は、多数本の光ファイバの入射面側端部を
密集し、前記多数本の光ファイバの出射面側端部の配置
間隔を入射面側端部の配置間隔よりも大きくし、且つ、
前記多数本の光ファイバの出射面側端部を互いに平行に
配置すると共に、全体の出射面を凸曲面としてなる導光
体の入射面側に表示パネルを配置したものである。請求
項９記載の発明に係る表示装置は、多数本の光ファイバ
の入射面側端部を密集し、前記多数本の光ファイバの出
射面側端部の配置間隔を入射面側端部の配置間隔よりも
大きくし、且つ、全体の出射面を平面とすると共に、前
記多数本の光ファイバの出射面側端部の前記全体の出射
面に対する配置角度をその配置中心部から離れるに従っ
て漸次配置中心部側に大きく傾斜する角度としてなる導
光体の入射面側に表示パネルを配置したものである。請
求項１１記載の発明に係る表示装置は、多数本の光ファ
イバの入射面側端部を密集し、前記多数本の光ファイバ
の出射面側端部の配置間隔を入射面側端部の配置間隔よ
りも大きくし、且つ、前記多数本の光ファイバの出射面
側端部を互いに平行に配置すると共に、全体の出射面を
平面としてなる導光体本体の全体の出射面側にフレネル
レンズを配置してなる導光体の入射面側に表示パネルを
配置したものである。請求項１または７記載の発明によ
れば、多数本の光ファイバの出射面側端部を互いに平行
としても、導光体の全体の出射面を凸曲面としているの
で、画面のサイズを大きくしても、画面全体が良好に見
えるようにすることができる。請求項３または９記載の
発明によれば、導光体の全体の出射面を平面としても、
多数本の光ファイバの出射面側端部の全体の出射面に対
する配置角度をその配置中心部から離れるに従って漸次
配置中心部側に大きく傾斜する角度としているので、画
面のサイズを大きくしても、画面全体が良好に見えるよ
うにすることができる。請求項５または１１記載の発明
によれば、多数本の光ファイバの出射面側端部を互いに
平行とし、且つ、導光体本体の全体の出射面を平面とし
ても、導光体本体の全体の出射面側にフレネルレンズを
配置しているので、画面のサイズを大きくしても、画面
全体が良好に見えるようにすることができる。
る導光体は、多数本の光ファイバの入射面側端部を密集
し、前記多数本の光ファイバの出射面側端部の配置間隔
を入射面側端部の配置間隔よりも大きくし、且つ、前記
多数本の光ファイバの出射面側端部を互いに平行に配置
すると共に、全体の出射面を凸曲面としたものである。
請求項３記載の発明に係る導光体は、多数本の光ファイ
バの入射面側端部を密集し、前記多数本の光ファイバの
出射面側端部の配置間隔を入射面側端部の配置間隔より
も大きくし、且つ、全体の出射面を平面とすると共に、
前記多数本の光ファイバの出射面側端部の全体の出射面
に対する配置角度をその配置中心部から離れるに従って
漸次配置中心部側に大きく傾斜する角度としたものであ
る。請求項５記載の発明に係る導光体は、多数本の光フ
ァイバの入射面側端部を密集し、前記多数本の光ファイ
バの出射面側端部の配置間隔を入射面側端部の配置間隔
よりも大きくし、且つ、前記多数本の光ファイバの出射
面側端部を互いに平行に配置すると共に、全体の出射面
を平面としてなる導光体本体の全体の出射面側にフレネ
ルレンズを配置したものである。請求項７記載の発明に
係る表示装置は、多数本の光ファイバの入射面側端部を
密集し、前記多数本の光ファイバの出射面側端部の配置
間隔を入射面側端部の配置間隔よりも大きくし、且つ、
前記多数本の光ファイバの出射面側端部を互いに平行に
配置すると共に、全体の出射面を凸曲面としてなる導光
体の入射面側に表示パネルを配置したものである。請求
項９記載の発明に係る表示装置は、多数本の光ファイバ
の入射面側端部を密集し、前記多数本の光ファイバの出
射面側端部の配置間隔を入射面側端部の配置間隔よりも
大きくし、且つ、全体の出射面を平面とすると共に、前
記多数本の光ファイバの出射面側端部の前記全体の出射
面に対する配置角度をその配置中心部から離れるに従っ
て漸次配置中心部側に大きく傾斜する角度としてなる導
光体の入射面側に表示パネルを配置したものである。請
求項１１記載の発明に係る表示装置は、多数本の光ファ
イバの入射面側端部を密集し、前記多数本の光ファイバ
の出射面側端部の配置間隔を入射面側端部の配置間隔よ
りも大きくし、且つ、前記多数本の光ファイバの出射面
側端部を互いに平行に配置すると共に、全体の出射面を
平面としてなる導光体本体の全体の出射面側にフレネル
レンズを配置してなる導光体の入射面側に表示パネルを
配置したものである。請求項１または７記載の発明によ
れば、多数本の光ファイバの出射面側端部を互いに平行
としても、導光体の全体の出射面を凸曲面としているの
で、画面のサイズを大きくしても、画面全体が良好に見
えるようにすることができる。請求項３または９記載の
発明によれば、導光体の全体の出射面を平面としても、
多数本の光ファイバの出射面側端部の全体の出射面に対
する配置角度をその配置中心部から離れるに従って漸次
配置中心部側に大きく傾斜する角度としているので、画
面のサイズを大きくしても、画面全体が良好に見えるよ
うにすることができる。請求項５または１１記載の発明
によれば、多数本の光ファイバの出射面側端部を互いに
平行とし、且つ、導光体本体の全体の出射面を平面とし
ても、導光体本体の全体の出射面側にフレネルレンズを
配置しているので、画面のサイズを大きくしても、画面
全体が良好に見えるようにすることができる。
【０００５】
【発明の実施の形態】図１はこの発明の一実施形態にお
ける表示装置の要部の斜視図、図２はその平面図、図３
はその側面図を示したものである。この表示装置は液晶
表示パネル１を備えている。液晶表示パネル１の裏面側
にはエッジライト型のバックライト２が配置されてい
る。バックライト２は、傾斜型の導光板３の表面に拡散
板４が設けられ、導光板３の裏面に反射板５が設けら
れ、導光板３の上面側に蛍光管６及び反射シート（図示
せず）が設けられた構造となっている。
ける表示装置の要部の斜視図、図２はその平面図、図３
はその側面図を示したものである。この表示装置は液晶
表示パネル１を備えている。液晶表示パネル１の裏面側
にはエッジライト型のバックライト２が配置されてい
る。バックライト２は、傾斜型の導光板３の表面に拡散
板４が設けられ、導光板３の裏面に反射板５が設けら
れ、導光板３の上面側に蛍光管６及び反射シート（図示
せず）が設けられた構造となっている。
【０００６】液晶表示パネル１の表面側には導光体７が
配置されている。導光体７は、基本的には、後述する図
４に示す光ファイバシート８を複数枚積層したものから
なっている。光ファイバシート８は、複数本の光ファイ
バ９の出射面側端部が樹脂からなる帯状の光ファイバ支
持板１０の上面に一定の間隔をおいて設けられた溝（図
示せず）内に収納されて固定され、複数本の光ファイバ
９の入射面側端部が一の面上に密接されて配列されてい
ると共に相互に固定され、複数本の光ファイバ９の両端
部を除く部分がその配列方向中央部から離れるに従って
漸次大きく湾曲するように整形された構造となってい
る。
配置されている。導光体７は、基本的には、後述する図
４に示す光ファイバシート８を複数枚積層したものから
なっている。光ファイバシート８は、複数本の光ファイ
バ９の出射面側端部が樹脂からなる帯状の光ファイバ支
持板１０の上面に一定の間隔をおいて設けられた溝（図
示せず）内に収納されて固定され、複数本の光ファイバ
９の入射面側端部が一の面上に密接されて配列されてい
ると共に相互に固定され、複数本の光ファイバ９の両端
部を除く部分がその配列方向中央部から離れるに従って
漸次大きく湾曲するように整形された構造となってい
る。
【０００７】次に、光ファイバシート８の形成方法の一
例について説明する。まず、図５に示すように、図示し
ない複数のリールからそれぞれ繰り出された光ファイバ
９の各先端部を配列板１１に所定のピッチで設けられた
円孔１２に挿通する。次に、この挿通された光ファイバ
９の各先端部をその下側に配置された光ファイバ支持板
１０の上面に設けられた溝内に収納し、接着剤（または
接着テープ）で固定する。次に、光ファイバ支持板１０
と共に光ファイバ９を所定の長さだけ引き出し、この引
き出された光ファイバ９の後端部を切断する。
例について説明する。まず、図５に示すように、図示し
ない複数のリールからそれぞれ繰り出された光ファイバ
９の各先端部を配列板１１に所定のピッチで設けられた
円孔１２に挿通する。次に、この挿通された光ファイバ
９の各先端部をその下側に配置された光ファイバ支持板
１０の上面に設けられた溝内に収納し、接着剤（または
接着テープ）で固定する。次に、光ファイバ支持板１０
と共に光ファイバ９を所定の長さだけ引き出し、この引
き出された光ファイバ９の後端部を切断する。
【０００８】次に、このようにして得られたものを光フ
ァイバ整形用板（図示せず）の上面に載置し、光ファイ
バ支持板１０に一端部を支持された複数本の光ファイバ
９の他端側を集めて密接させると共に、複数本の光ファ
イバ９の両端部を除く部分をその配列方向中央部から離
れるに従って漸次大きく湾曲するように整形する。次
に、複数本の光ファイバ９の他端側を接着剤を用いてあ
るいは加熱処理により相互に接着する。次に、複数本の
光ファイバ９の他端側の不要な部分を切断して除去す
る。このとき、光ファイバ９の一端部が光ファイバ支持
板１０から突出されている場合には、この突出されてい
る光ファイバ９を切断して除去する。すると、図４に示
す光ファイバシート８が得られる。なお、複数本の光フ
ァイバ９の他端側の不要な部分の切断は、実際には、次
に説明するように、後工程で行う。
ァイバ整形用板（図示せず）の上面に載置し、光ファイ
バ支持板１０に一端部を支持された複数本の光ファイバ
９の他端側を集めて密接させると共に、複数本の光ファ
イバ９の両端部を除く部分をその配列方向中央部から離
れるに従って漸次大きく湾曲するように整形する。次
に、複数本の光ファイバ９の他端側を接着剤を用いてあ
るいは加熱処理により相互に接着する。次に、複数本の
光ファイバ９の他端側の不要な部分を切断して除去す
る。このとき、光ファイバ９の一端部が光ファイバ支持
板１０から突出されている場合には、この突出されてい
る光ファイバ９を切断して除去する。すると、図４に示
す光ファイバシート８が得られる。なお、複数本の光フ
ァイバ９の他端側の不要な部分の切断は、実際には、次
に説明するように、後工程で行う。
【０００９】次に、図４に示す光ファイバシート８を用
いて導光体７を形成する場合について説明する。まず、
第１番目の光ファイバシート８の光ファイバ支持板１０
の上面に第２番目の光ファイバシート８の光ファイバ支
持板１０を接着して積層すると共に、第２番目の光ファ
イバシート８の光ファイバ９の入射面側端部を第１番目
の光ファイバシート８の光ファイバ９の入射面側端部の
上面に接着して積層する。以下、同様の工程を経ること
により、複数枚の光ファイバシート８を積層する。ただ
し、この場合、各光ファイバシート８の両端部を除く部
分はその積層方向中央部から離れるに従って漸次大きく
湾曲するように整形する。次に、積層された複数枚の光
ファイバシート８の光ファイバ９の入射面側端部の不要
な部分を切断する。次に、この切断面を研磨する。ま
た、積層された複数枚の光ファイバ支持板１０の前面を
所定の凸曲面となるように研磨する。かくして、図１に
示す導光体７が得られる。
いて導光体７を形成する場合について説明する。まず、
第１番目の光ファイバシート８の光ファイバ支持板１０
の上面に第２番目の光ファイバシート８の光ファイバ支
持板１０を接着して積層すると共に、第２番目の光ファ
イバシート８の光ファイバ９の入射面側端部を第１番目
の光ファイバシート８の光ファイバ９の入射面側端部の
上面に接着して積層する。以下、同様の工程を経ること
により、複数枚の光ファイバシート８を積層する。ただ
し、この場合、各光ファイバシート８の両端部を除く部
分はその積層方向中央部から離れるに従って漸次大きく
湾曲するように整形する。次に、積層された複数枚の光
ファイバシート８の光ファイバ９の入射面側端部の不要
な部分を切断する。次に、この切断面を研磨する。ま
た、積層された複数枚の光ファイバ支持板１０の前面を
所定の凸曲面となるように研磨する。かくして、図１に
示す導光体７が得られる。
【００１０】このようにして得られた導光体７では、各
光ファイバシート８の光ファイバ９の入射面側端部の研
磨面が入射面１３となり、光ファイバ支持板１０の前面
の所定の凸曲面からなる研磨面が出射面１４となる。こ
の場合、入射面１３の縦横のサイズは、対向して配置さ
れた液晶表示パネル１の縦横のサイズと同じとなってい
る。また、出射面１４の縦横のサイズは入射面１３の縦
横のサイズつまり液晶表示パネル１の縦横のサイズの例
えば２倍となっている。なお、出射面１４の曲率につい
ては後で説明する。
光ファイバシート８の光ファイバ９の入射面側端部の研
磨面が入射面１３となり、光ファイバ支持板１０の前面
の所定の凸曲面からなる研磨面が出射面１４となる。こ
の場合、入射面１３の縦横のサイズは、対向して配置さ
れた液晶表示パネル１の縦横のサイズと同じとなってい
る。また、出射面１４の縦横のサイズは入射面１３の縦
横のサイズつまり液晶表示パネル１の縦横のサイズの例
えば２倍となっている。なお、出射面１４の曲率につい
ては後で説明する。
【００１１】次に、図１に示す表示装置による画像表示
について説明する。バックライト２の蛍光管６の点灯に
より導光板３の表面から出射された光が液晶表示パネル
１の裏面に照射されると、液晶表示パネル１の表示駆動
に応じた画像光が液晶表示パネル１の表面から出射され
る。この出射された画像光は、導光体７の入射面１３に
入射され、導光体７の光ファイバ９を通った後、導光体
７の出射面１４から出射される。そして、この出射され
た画像光が液晶表示パネル１の縦横のサイズの例えば２
倍に拡大されて視認されることになる。
について説明する。バックライト２の蛍光管６の点灯に
より導光板３の表面から出射された光が液晶表示パネル
１の裏面に照射されると、液晶表示パネル１の表示駆動
に応じた画像光が液晶表示パネル１の表面から出射され
る。この出射された画像光は、導光体７の入射面１３に
入射され、導光体７の光ファイバ９を通った後、導光体
７の出射面１４から出射される。そして、この出射され
た画像光が液晶表示パネル１の縦横のサイズの例えば２
倍に拡大されて視認されることになる。
【００１２】ここで、導光体７の出射面１４の曲率半径
について、図６を参照して説明する。導光体７の出射面
（全体の出射面）１４の曲率半径をＲ、光ファイバ９の
中心軸の出射面１４の法線に対する角度をＡ、出射面１
４の対角線の長さ（この場合、正面から見た出射面１４
の対角線の長さ）をＬとする。そして、出射面１４の
（対角線上の）中心点Ｐ1から出射面１４の対角線の長
さＬのｍ（ｍ≧３）倍だけ離れた位置を観察位置Ｐ2と
し、出射面１４の中心点Ｐ1と観察位置Ｐ2とを結ぶ線と
観察位置Ｐ2と光ファイバ９の中心軸の出射面１４との
交点とを結ぶ線とのなす角度をＢとし、観察位置Ｐ2と
光ファイバ９の中心軸の出射面１４との交点とを結ぶ線
の長さをＱとする。また、光ファイバ９のコアの屈折率
をｎ1（≒１．５）とし、空気の屈折率をｎ0（≒１）と
する。
について、図６を参照して説明する。導光体７の出射面
（全体の出射面）１４の曲率半径をＲ、光ファイバ９の
中心軸の出射面１４の法線に対する角度をＡ、出射面１
４の対角線の長さ（この場合、正面から見た出射面１４
の対角線の長さ）をＬとする。そして、出射面１４の
（対角線上の）中心点Ｐ1から出射面１４の対角線の長
さＬのｍ（ｍ≧３）倍だけ離れた位置を観察位置Ｐ2と
し、出射面１４の中心点Ｐ1と観察位置Ｐ2とを結ぶ線と
観察位置Ｐ2と光ファイバ９の中心軸の出射面１４との
交点とを結ぶ線とのなす角度をＢとし、観察位置Ｐ2と
光ファイバ９の中心軸の出射面１４との交点とを結ぶ線
の長さをＱとする。また、光ファイバ９のコアの屈折率
をｎ1（≒１．５）とし、空気の屈折率をｎ0（≒１）と
する。
【００１３】すると、スネルの法則より、次の（１）式
が得られ、また次の式（２）〜式（５）が成立する。 ｎ1ｓｉｎＡ＝ｎ0ｓｉｎ（Ａ＋Ｂ）……（１） ｓｉｎＡ＝Ｌ／２Ｒ……（２） ｃｏｓＢ＝ｍＬ／Ｑ……（３） ｓｉｎＢ＝Ｌ／２Ｑ……（４） Ｑ＝√（ｍ2Ｌ2＋Ｌ2／４）＝Ｌ√（（４ｍ2＋１）／４）≒ｍＬ…(５)
が得られ、また次の式（２）〜式（５）が成立する。 ｎ1ｓｉｎＡ＝ｎ0ｓｉｎ（Ａ＋Ｂ）……（１） ｓｉｎＡ＝Ｌ／２Ｒ……（２） ｃｏｓＢ＝ｍＬ／Ｑ……（３） ｓｉｎＢ＝Ｌ／２Ｑ……（４） Ｑ＝√（ｍ2Ｌ2＋Ｌ2／４）＝Ｌ√（（４ｍ2＋１）／４）≒ｍＬ…(５)
【００１４】そして、式（１）に式（２）を代入する
と、次の式（６）が得られる。 ｎ1Ｌ／２Ｒ＝ｎ0ｓｉｎ（Ａ＋Ｂ） ＝ｎ0（ｓｉｎＡｃｏｓＢ＋ｃｏｓＡｓｉｎＢ）……（６） また、式（３）及び式（５）から、次の式（７）が得ら
れる。 ｃｏｓＢ＝ｍＬ／ｍＬ＝１……（７） また、式（４）及び式（５）から、次の式（８）が得ら
れる。 ｓｉｎＢ＝Ｌ／２ｍＬ＝１／２ｍ……（８）
と、次の式（６）が得られる。 ｎ1Ｌ／２Ｒ＝ｎ0ｓｉｎ（Ａ＋Ｂ） ＝ｎ0（ｓｉｎＡｃｏｓＢ＋ｃｏｓＡｓｉｎＢ）……（６） また、式（３）及び式（５）から、次の式（７）が得ら
れる。 ｃｏｓＢ＝ｍＬ／ｍＬ＝１……（７） また、式（４）及び式（５）から、次の式（８）が得ら
れる。 ｓｉｎＢ＝Ｌ／２ｍＬ＝１／２ｍ……（８）
【００１５】ここで、角度Ａは１０度程度の小さい角度
であるので、ｃｏｓＡ≒１と見做すことができる。ま
た、式（７）から、ｃｏｓＢ＝１である。したがって、
式（６）を整理すると、次の式（９）が得られる。 ｎ1Ｌ／２Ｒ≒ｎ0（ｓｉｎＡ＋ｓｉｎＢ）……（９） そして、この式（９）に式（２）、式（８）を代入する
と、次の式（１０）が得られる。 ｎ1Ｌ／２Ｒ＝ｎ0（Ｌ／２Ｒ＋１／２ｍ）……（１０） この式（１０）を整理すると、次の式（１１）が得られ
る。 Ｒ＝ｍＬ（ｎ1−ｎ0）／ｎ0……（１１）
であるので、ｃｏｓＡ≒１と見做すことができる。ま
た、式（７）から、ｃｏｓＢ＝１である。したがって、
式（６）を整理すると、次の式（９）が得られる。 ｎ1Ｌ／２Ｒ≒ｎ0（ｓｉｎＡ＋ｓｉｎＢ）……（９） そして、この式（９）に式（２）、式（８）を代入する
と、次の式（１０）が得られる。 ｎ1Ｌ／２Ｒ＝ｎ0（Ｌ／２Ｒ＋１／２ｍ）……（１０） この式（１０）を整理すると、次の式（１１）が得られ
る。 Ｒ＝ｍＬ（ｎ1−ｎ0）／ｎ0……（１１）
【００１６】そこで、導光体７の出射面１４の曲率半径
Ｒを式（１１）から求められる値もしくはこれに近似す
る値にすると、導光体７を構成する各光ファイバ９の出
射面から出射される光の進行方向がすべて観察位置Ｐ2
に向かう方向となり、観察位置Ｐ2において、画面全体
が良好に見えるようにすることができる。
Ｒを式（１１）から求められる値もしくはこれに近似す
る値にすると、導光体７を構成する各光ファイバ９の出
射面から出射される光の進行方向がすべて観察位置Ｐ2
に向かう方向となり、観察位置Ｐ2において、画面全体
が良好に見えるようにすることができる。
【００１７】なお、上記実施形態では、図６に示すよう
に、導光体７を構成する各光ファイバ９の出射面側端部
を互いに平行とし、全体の出射面１４を凸曲面とした場
合について説明したが、これに限定されるものではな
い。例えば、図７に示すように、全体の出射面１４を平
面とし、導光体７を構成する各光ファイバ９の出射面側
端部の全体の出射面１４に対する配置角度（光ファイバ
９の中心軸の出射面１４に対する角度）Ａをその配置中
心部から離れるに従って漸次配置中心部側に大きく傾斜
する角度となるようにしてもよい。
に、導光体７を構成する各光ファイバ９の出射面側端部
を互いに平行とし、全体の出射面１４を凸曲面とした場
合について説明したが、これに限定されるものではな
い。例えば、図７に示すように、全体の出射面１４を平
面とし、導光体７を構成する各光ファイバ９の出射面側
端部の全体の出射面１４に対する配置角度（光ファイバ
９の中心軸の出射面１４に対する角度）Ａをその配置中
心部から離れるに従って漸次配置中心部側に大きく傾斜
する角度となるようにしてもよい。
【００１８】次に、この場合の光ファイバ９の出射面側
端部の配置角度Ａについて説明する。この場合、ｎ1ｓ
ｉｎＡ＝ｎ0ｓｉｎＢが成立し、ｓｉｎＡ≒Ａ、ｓｉｎ
Ｂ≒Ｂと見做すと、Ａ＝Ｂｎ0／ｎ1が得られる。そこ
で、各光ファイバ９の出射面側端部の配置角度Ａを当該
式から求められる値もしくはこれに近似する値にする
と、導光体７を構成する各光ファイバ９の出射面から出
射される光の進行方向がすべて観察位置Ｐ2に向かう方
向となり、観察位置Ｐ2において、画面全体が良好に見
えるようにすることができる。
端部の配置角度Ａについて説明する。この場合、ｎ1ｓ
ｉｎＡ＝ｎ0ｓｉｎＢが成立し、ｓｉｎＡ≒Ａ、ｓｉｎ
Ｂ≒Ｂと見做すと、Ａ＝Ｂｎ0／ｎ1が得られる。そこ
で、各光ファイバ９の出射面側端部の配置角度Ａを当該
式から求められる値もしくはこれに近似する値にする
と、導光体７を構成する各光ファイバ９の出射面から出
射される光の進行方向がすべて観察位置Ｐ2に向かう方
向となり、観察位置Ｐ2において、画面全体が良好に見
えるようにすることができる。
【００１９】ところで、図７に示す場合の導光体７の形
成方法としては、例えば、図５に示す光ファイバ支持板
１０の上面に設ける溝（図示せず）の配置角度を光ファ
イバ９の出射面側端部の配置角度Ａに対応する角度と
し、上記実施形態の場合と同様の形成方法により形成す
るようにしてもよい。また、１枚のスクリーン板に多数
の貫通孔をその傾斜角度を光ファイバ９の出射面側端部
の配置角度Ａに対応する角度として形成し、この多数の
貫通孔に各光ファイバ９の出射面側端部を挿入して固定
するようにしてもよい。
成方法としては、例えば、図５に示す光ファイバ支持板
１０の上面に設ける溝（図示せず）の配置角度を光ファ
イバ９の出射面側端部の配置角度Ａに対応する角度と
し、上記実施形態の場合と同様の形成方法により形成す
るようにしてもよい。また、１枚のスクリーン板に多数
の貫通孔をその傾斜角度を光ファイバ９の出射面側端部
の配置角度Ａに対応する角度として形成し、この多数の
貫通孔に各光ファイバ９の出射面側端部を挿入して固定
するようにしてもよい。
【００２０】また、図示していないが、導光体を構成す
る多数本の光ファイバの出射面側端部を互いに平行にす
ると共に、全体の出射面を平面とされた導光体本体の全
体の出射面側にフレネルレンズを配置するようにしても
よい。この場合、フレネルレンズの焦点距離を導光体本
体の全体の出射面の対角線の長さｍ（ｍ≧３）倍もしく
はこれに近似する値にすると、導光体を構成する各光フ
ァイバの出射面から出射される光の進行方向がすべて観
察位置に向かう方向となり、観察位置において、画面全
体が良好に見えるようにすることができる。
る多数本の光ファイバの出射面側端部を互いに平行にす
ると共に、全体の出射面を平面とされた導光体本体の全
体の出射面側にフレネルレンズを配置するようにしても
よい。この場合、フレネルレンズの焦点距離を導光体本
体の全体の出射面の対角線の長さｍ（ｍ≧３）倍もしく
はこれに近似する値にすると、導光体を構成する各光フ
ァイバの出射面から出射される光の進行方向がすべて観
察位置に向かう方向となり、観察位置において、画面全
体が良好に見えるようにすることができる。
【００２１】なお、表示パネルとしては、液晶表示パネ
ルに限らず、ＥＬ表示パネル、ＬＥＤ表示パネル、プラ
ズマ表示パネル等であってもよい。
ルに限らず、ＥＬ表示パネル、ＬＥＤ表示パネル、プラ
ズマ表示パネル等であってもよい。
【００２２】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１または７
記載の発明によれば、多数本の光ファイバの出射面側端
部を互いに平行としても、導光体の全体の出射面を凸曲
面としているので、画面のサイズを大きくしても、画面
全体が良好に見えるようにすることができる。請求項３
または９記載の発明によれば、導光体の全体の出射面を
平面としても、多数本の光ファイバの出射面側端部の全
体の出射面に対する配置角度をその配置中心部から離れ
るに従って漸次配置中心部側に大きく傾斜する角度とし
ているので、画面のサイズを大きくしても、画面全体が
良好に見えるようにすることができる。請求項５または
１１記載の発明によれば、多数本の光ファイバの出射面
側端部を互いに平行とし、且つ、導光体本体の全体の出
射面を平面としても、導光体本体の全体の出射面側にフ
レネルレンズを配置しているので、画面のサイズを大き
くしても、画面全体が良好に見えるようにすることがで
きる。
記載の発明によれば、多数本の光ファイバの出射面側端
部を互いに平行としても、導光体の全体の出射面を凸曲
面としているので、画面のサイズを大きくしても、画面
全体が良好に見えるようにすることができる。請求項３
または９記載の発明によれば、導光体の全体の出射面を
平面としても、多数本の光ファイバの出射面側端部の全
体の出射面に対する配置角度をその配置中心部から離れ
るに従って漸次配置中心部側に大きく傾斜する角度とし
ているので、画面のサイズを大きくしても、画面全体が
良好に見えるようにすることができる。請求項５または
１１記載の発明によれば、多数本の光ファイバの出射面
側端部を互いに平行とし、且つ、導光体本体の全体の出
射面を平面としても、導光体本体の全体の出射面側にフ
レネルレンズを配置しているので、画面のサイズを大き
くしても、画面全体が良好に見えるようにすることがで
きる。
【図１】この発明の一実施形態における表示装置の要部
の斜視図。
の斜視図。
【図２】図１に示す表示装置の平面図。
【図３】図１に示す表示装置の側面図。
【図４】図１に示す導光体を形成するための光ファイバ
シートの平面図。
シートの平面図。
【図５】光ファイバシートの形成方法の一例を説明する
ために示す斜視図。
ために示す斜視図。
【図６】図１に示す導光体の出射面の曲率半径を説明す
るために示す図。
るために示す図。
【図７】この発明の他の実施形態における導光体を説明
するために示す図。
するために示す図。
１ 液晶表示パネル ２ バックライト ７ 導光体 ８ 光ファイバシート ９ 光ファイバ １０ 光ファイバ支持板 １３ 入射面 １４ 出射面
Claims (12)
- 【請求項１】 多数本の光ファイバの入射面側端部を密
集し、前記多数本の光ファイバの出射面側端部の配置間
隔を入射面側端部の配置間隔よりも大きくし、且つ、前
記多数本の光ファイバの出射面側端部を互いに平行に配
置すると共に、全体の出射面を凸曲面としたことを特徴
とする導光体。 - 【請求項２】 請求項１記載の発明において、前記全体
の出射面の曲率半径は、 （全体の出射面の対角線の長さのｍ（ｍ≧３）倍）×
（光ファイバのコアの屈折率−空気の屈折率）÷（空気
の屈折率） により求められた値もしくはこれに近似する値であるこ
とを特徴とする導光体。 - 【請求項３】 多数本の光ファイバの入射面側端部を密
集し、前記多数本の光ファイバの出射面側端部の配置間
隔を入射面側端部の配置間隔よりも大きくし、且つ、全
体の出射面を平面とすると共に、前記多数本の光ファイ
バの出射面側端部の全体の出射面に対する配置角度をそ
の配置中心部から離れるに従って漸次配置中心部側に大
きく傾斜する角度としたことを特徴とする導光体。 - 【請求項４】 請求項３記載の発明において、前記各光
ファイバの出射面側端部の全体の出射面に対する配置角
度は、 （全体の出射面の中心点と当該中心点から全体の出射面
の対角線の長さのｍ（ｍ≧３）倍の距離だけ離れた位置
とを結ぶ線と当該離れた位置と各光ファイバの出射面中
心点とを結ぶ線とのなす角度）×（空気の屈折率）÷
（光ファイバのコアの屈折率） により求められた値もしくはこれに近似する値であるこ
とを特徴とする導光体。 - 【請求項５】 多数本の光ファイバの入射面側端部を密
集し、前記多数本の光ファイバの出射面側端部の配置間
隔を入射面側端部の配置間隔よりも大きくし、且つ、前
記多数本の光ファイバの出射面側端部を互いに平行に配
置すると共に、全体の出射面を平面としてなる導光体本
体の全体の出射面側にフレネルレンズを配置したことを
特徴とする導光体。 - 【請求項６】 請求項５記載の発明において、前記フレ
ネルレンズの焦点距離は前記導光体本体の全体の出射面
の対角線の長さのｍ（ｍ≧３）倍もしくはこれに近似す
る値であることを特徴とする導光体。 - 【請求項７】 多数本の光ファイバの入射面側端部を密
集し、前記多数本の光ファイバの出射面側端部の配置間
隔を入射面側端部の配置間隔よりも大きくし、且つ、前
記多数本の光ファイバの出射面側端部を互いに平行に配
置すると共に、全体の出射面を凸曲面としてなる導光体
の入射面側に表示パネルを配置したことを特徴とする表
示装置。 - 【請求項８】 請求項７記載の発明において、前記導光
体の全体の出射面の曲率半径は、 （全体の出射面の対角線の長さのｍ（ｍ≧３）倍）×
（光ファイバのコアの屈折率−空気の屈折率）÷（空気
の屈折率） により求められた値もしくはこれに近似する値であるこ
とを特徴とする表示装置。 - 【請求項９】 多数本の光ファイバの入射面側端部を密
集し、前記多数本の光ファイバの出射面側端部の配置間
隔を入射面側端部の配置間隔よりも大きくし、且つ、全
体の出射面を平面とすると共に、前記多数本の光ファイ
バの出射面側端部の前記全体の出射面に対する配置角度
をその配置中心部から離れるに従って漸次配置中心部側
に大きく傾斜する角度としてなる導光体の入射面側に表
示パネルを配置したことを特徴とする表示装置。 - 【請求項１０】 請求項９記載の発明において、前記導
光体の各光ファイバの出射面側端部の全体の出射面に対
する配置角度は、 （全体の出射面の中心点と当該中心点から全体の出射面
の対角線の長さのｍ（ｍ≧３）倍の距離だけ離れた位置
とを結ぶ線と当該離れた位置と各光ファイバの出射面中
心点とを結ぶ線とのなす角度）×（空気の屈折率）÷
（光ファイバのコアの屈折率） により求められた値もしくはこれに近似する値であるこ
とを特徴とする表示装置。 - 【請求項１１】 多数本の光ファイバの入射面側端部を
密集し、前記多数本の光ファイバの出射面側端部の配置
間隔がを射面側端部の配置間隔よりも大きくし、且つ、
前記多数本の光ファイバの出射面側端部を互いに平行に
配置すると共に、全体の出射面を平面としてなる導光体
本体の全体の出射面側にフレネルレンズを配置してなる
導光体の入射面側に表示パネルを配置したことを特徴と
する表示装置。 - 【請求項１２】 請求項１１記載の発明において、前記
導光体のフレネルレンズの焦点距離は前記導光体本体の
全体の出射面の対角線の長さのｍ（ｍ≧３）倍もしくは
これに近似する値であることを特徴とする表示装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31348699A JP2001134216A (ja) | 1999-11-04 | 1999-11-04 | 導光体及びそれを用いた表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31348699A JP2001134216A (ja) | 1999-11-04 | 1999-11-04 | 導光体及びそれを用いた表示装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001134216A true JP2001134216A (ja) | 2001-05-18 |
Family
ID=18041901
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31348699A Pending JP2001134216A (ja) | 1999-11-04 | 1999-11-04 | 導光体及びそれを用いた表示装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001134216A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1472664A1 (en) * | 2002-02-06 | 2004-11-03 | Screen Technology Limited | Display with optical fibre face plate |
| KR100880795B1 (ko) * | 2002-06-29 | 2009-02-02 | 매그나칩 반도체 유한회사 | 엘씨디 패널과 화소 사이즈 및 광전송경로를 이용한 대형디스플레이 장치 |
-
1999
- 1999-11-04 JP JP31348699A patent/JP2001134216A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1472664A1 (en) * | 2002-02-06 | 2004-11-03 | Screen Technology Limited | Display with optical fibre face plate |
| KR100880795B1 (ko) * | 2002-06-29 | 2009-02-02 | 매그나칩 반도체 유한회사 | 엘씨디 패널과 화소 사이즈 및 광전송경로를 이용한 대형디스플레이 장치 |
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