JP2002062439A - Two-dimensional magnification and reduction optical device and method for manufacturing the same - Google Patents

Two-dimensional magnification and reduction optical device and method for manufacturing the same

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JP2002062439A
JP2002062439A JP2000247406A JP2000247406A JP2002062439A JP 2002062439 A JP2002062439 A JP 2002062439A JP 2000247406 A JP2000247406 A JP 2000247406A JP 2000247406 A JP2000247406 A JP 2000247406A JP 2002062439 A JP2002062439 A JP 2002062439A
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optical device
dimensional
optical fiber
cross
enlargement
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Japanese (ja)
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Ikue Kawashima
伊久衞 川島
Yoshirou Futamura
恵朗 二村
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Ricoh Co Ltd
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Ricoh Co Ltd
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Publication date
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  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a thin two-dimensional magnification and reduction optical device at a low cost and a method for manufacturing the device without using a conventional projection method. SOLUTION: The device consists of an assembled body of polymer optical fibers 53 in such a manner that the end faces of a plurality of polymer optical fibers 53 are positioned on a single plane in the reduction face 55 by a holding material 54 for the reduction face and that the end faces of a plurality of polymer optical fibers 53 are positioned on a single plane in the magnification face 52 by a holding material 51 for the magnification face. The relation of the relative position of the end face of the polymer optical fiber 53 with the adjacent polymer optical fiber 53 is kept in the other end face. The relative distance between the center position in the cross section of the optical fiber 53 and the center position in the cross section of the adjacent optical fiber on the magnification face 52 is larger than the relative distance between the center position in the cross section of the optical fiber 53 and the center position in the cross section of the adjacent optical fiber 53 in the reduction face 55.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、表示または画像取
り込みを行う装置における拡大または縮小光学系として
用いる光学ディバイスおよび光学ディバイスの製造方法
に関し、特に安価で、薄型で、かつ倍率が高く、高屈折
率領域の拡大面での断面中心位置と隣接する他の高屈折
率領域の拡大面での断面中心位置の相対的な距離が、縮
小面での断面中心位置とそれに隣接する他の高屈折率領
域の縮小面での断面中心位置の相対的な距離よりも大き
いことにより、レンズ等を用いずに倍率の高い光学ディ
バイスを実現できる二次元拡大縮小光学ディバイスおよ
びその製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical device used as an enlargement or reduction optical system in an apparatus for displaying or capturing images, and a method for manufacturing the optical device. The relative distance between the cross-sectional center position on the enlarged surface of the index region and the cross-sectional center position on the adjacent high-refractive-index region on the enlarged surface is the cross-sectional center position on the reduced surface and the other high-refractive index adjacent to it. The present invention relates to a two-dimensional enlargement / reduction optical device capable of realizing a high-magnification optical device without using a lens or the like by being larger than a relative distance of a cross-sectional center position on a reduction surface of a region, and a method of manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】情報を表示する表示装置には、大別する
とフラットパネルディスプレイと呼ばれるパソコン用液
晶モニターなどの等倍型表示装置と、背面投影型液晶テ
レビなどの拡大投影型表示装置の2種類がある。等倍型
表示装置はディスプレイの厚みを薄く出来、設置に必要
なスペースが少なくて済むという利点を有するが、大き
な画面、例えば30インチ以上のサイズの画面を得よう
とする場合、製造工程の複雑さ、歩留まりの悪さなどか
らコストが高くなってしまう欠点がある。一方、拡大投
影型表示装置は、50インチ以上の大きな表示サイズを
等倍型表示装置に比べ安価に提供できる利点があるが、
ディスプレイの厚みを等倍型と同じように薄くすること
は原理上難しく、設置に必要なスペースが広くなってし
まう欠点がある。
2. Description of the Related Art There are two types of display devices for displaying information: a 1: 1 display device such as a liquid crystal monitor for a personal computer, which is generally called a flat panel display, and an enlarged projection display device such as a rear projection type liquid crystal television. There is. The unit-size display device has the advantage that the thickness of the display can be reduced and the space required for installation is small, but when a large screen, for example, a screen of 30 inches or more is obtained, the manufacturing process becomes complicated. However, there is a disadvantage that the cost is increased due to poor yield and the like. On the other hand, the enlarged projection display device has an advantage that it can provide a large display size of 50 inches or more at a lower cost than a 1 × display device.
It is difficult in principle to make the thickness of the display as thin as that of the unit-size type, and there is a disadvantage that the space required for installation is widened.

【0003】既存の液晶テレビなどの拡大投影型表示装
置では、レンズやミラーを使った拡大光学系の技術が使
われている。それ以外では、図1に示すように、小さな
画像に対して光ファイバを整列させて配列し、その光フ
ァイバを離散的に配置させることで画像を拡大する方法
(特開平05−88617号公報参照)(以下、方法
A)、図2に示すように、ファイバ集合体を斜めに切断
したブロックを複数個使用することにより画像を拡大す
る方法(特開平06−51142号公報参照)(以下、
方法B)、図3に示すように、複数の液晶表示パネルか
らなる表示装置のパネル間の継ぎ目を無くすために光フ
ァイバ3を用いて画像を表示パネルに伝送させる方法
(特開平09−252444号公報参照)(以下、方法
C)、図4に示すようにテーパー状の光導光路を用いて
画素の表示サイズを拡大する方法(特開平07−437
02号公報参照)(以下、方法D)などが提案されてい
る。
[0003] In a magnified projection display device such as an existing liquid crystal television, a technique of a magnifying optical system using a lens or a mirror is used. Otherwise, as shown in FIG. 1, a method of enlarging an image by aligning and arranging optical fibers with respect to a small image and disposing the optical fibers discretely (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 05-88617). (Hereinafter, method A), as shown in FIG. 2, a method of enlarging an image by using a plurality of blocks obtained by diagonally cutting a fiber assembly (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 06-51142)
Method B), as shown in FIG. 3, a method of transmitting an image to a display panel using an optical fiber 3 in order to eliminate a seam between panels of a display device including a plurality of liquid crystal display panels (Japanese Patent Laid-Open No. 09-252444). (Hereinafter referred to as “publication”) (hereinafter referred to as method C), and a method of enlarging the display size of a pixel using a tapered light guide path as shown in FIG.
No. 02) (hereinafter, method D) and the like have been proposed.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】従来の方法A(特開平
05-088617号公報)の構成では、表示面積を拡大する手
段として、集合していた画素を離散的に配置する方法を
用い光ファイバの一端部を角柱状に固め、他端部をパネ
ルに所定間隔で開口された多数の細孔に差し込む手法が
使用されている。この手法では、非常に画素数が多い場
合でもファイバを一本ずつ所定の位置に差し込む必要が
あり、非常に手間が掛かり安価なディバイスを提供する
ことはできない。同様な方法は、例えば特開平07−8
4127号公報にも開示されているが、やはり光ファイ
バを細孔に挿入する構成になっているため、安価な光学
ディバイスを提供することは難しいという問題点があ
る。
A conventional method A (Japanese Patent Laid-Open No.
In the configuration of Japanese Patent Application Laid-Open No. 05-088617), as a means for expanding the display area, one end of the optical fiber is fixed in a prism shape using a method of discretely arranging the pixels that have been assembled, and the other end is fixed to the panel. A technique of inserting into a large number of pores opened at intervals has been used. In this method, even if the number of pixels is very large, it is necessary to insert fibers one by one into a predetermined position, and it is not possible to provide a device which is very troublesome and inexpensive. A similar method is described in, for example, JP-A-07-8.
Although disclosed in Japanese Patent No. 4127, there is also a problem that it is difficult to provide an inexpensive optical device because the optical fiber is inserted into the pore.

【0005】次に、方法B(特開平06-51142号公報)の
構成では、複数のファイバ集合体を組み合わせて用いて
いるが、一つのファーバ集合体と他のファイバ集合体を
結合させる際に、光を最初のファイバ集合体から次のフ
ァイバ集合体に効率よく伝送させる手法が難しいこと、
また2つのファイバ集合体を接着させるための位置合わ
せはファイバ径が細い場合には非常に難しいこと、など
の光カップリングおよび製造上の問題点がある。次に、
方法C(特開平09-252444号公報)の構成では、薄型で
つなぎ目の無い大画面表示装置を小さな画面の表示装置
を組み合わせることにより実現できる利点があるが、基
本的には前述の方法A(特開平05-088617号公報)と同
じように光ファイバを一本ずつ手間をかけて配置する構
成になっているため、安価な光学ディバイスを提供する
ことが難しいという問題点がある。
[0005] Next, in the configuration of method B (Japanese Patent Laid-Open No. 06-51142), a plurality of fiber aggregates are used in combination, but when one fiber aggregate is combined with another fiber aggregate, The difficulty in efficiently transmitting light from the first fiber aggregate to the next fiber aggregate;
In addition, there is a problem in optical coupling and manufacturing such that alignment for bonding two fiber aggregates is very difficult when the fiber diameter is small. next,
The configuration of the method C (Japanese Patent Application Laid-Open No. 09-252444) has an advantage that a thin, seamless large-screen display device can be realized by combining a display device with a small screen, but basically, the method A ( As in the case of Japanese Patent Application Laid-Open No. 05-088617), it is difficult to provide an inexpensive optical device because the optical fibers are arranged one by one with extra effort.

【0006】次に、方法D(特開平07-43702号公報)の
構成では、一画素ごとの表示サイズは拡大されるが、画
素位置と表示位置の法線方向の位置が一致しているため
画像全体のサイズは大きくなっておらず、画像を拡大し
たことにはならないと言う問題点がある。上記の各従来
技術の他に、金属の貫通孔を用いて画像を拡大する技術
(例えば、特開平5−80319号公報参照)、金属の
反射板を用いて画像を拡大する技術(例えば、特開平7
−294757号公報参照)が提案されている。しか
し、金属面での反射による光伝達を用いる方式は、光フ
ァイバや導光路を用いる光伝達方式とは異なり、金属面
での反射による光の損失が大きく、実用には適さない。
Next, in the structure of method D (Japanese Patent Laid-Open No. 07-43702), the display size of each pixel is enlarged, but the pixel position and the display position in the normal direction coincide with each other. There is a problem that the size of the entire image is not increased and the image is not enlarged. In addition to the above conventional techniques, a technique for enlarging an image using a metal through-hole (for example, see Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-80319), a technique for enlarging an image using a metal reflector (for example, Kaihei 7
-294747). However, a method using light transmission by reflection on a metal surface is different from a light transmission method using an optical fiber or a light guide, because light loss due to reflection on a metal surface is large and is not suitable for practical use.

【0007】ファクシミリ、イメージスキャナ、デジタ
ル複写機等の画像読みとり装置の需要の増加とともに、
画像情報を電気信号に変化するイメージセンサの小型化
が要望され、小型の画像縮小ディバイスが求められてい
る。例えば、幅が広い原稿から読み取った一次元画像を
小さな一次元CCDディバイスに伝達する方法として、
テーパー状の光導波路を原稿面に並べ、CCDとの結合
面では細い光導波路で結合させる方法(例えば、特開平
9−37038号公報参照)が提案されている。この方
式は、一次元画像の拡大/縮小方式としては適している
が、導光路部の形成方法としては、射出成形によって作
られた溝を有する基板に光学エポキシ樹脂を塗布し、溝
を埋め、溝に埋まったエポキシ樹脂を硬化させることに
より導光路を作成している。この方式は、一次元画像を
伝達する2次元の光導波路を作成するには適している
が、3次元導光路を作成する場合、射出成形する際の金
型形状が非常に複雑になるため、2次元画像を伝達する
目的の導光路を作成する製造方法としては適していな
い。
With an increase in demand for image reading apparatuses such as facsimile machines, image scanners and digital copying machines,
There is a demand for miniaturization of an image sensor that converts image information into an electric signal, and a miniaturized image reduction device is required. For example, as a method of transmitting a one-dimensional image read from a wide original to a small one-dimensional CCD device,
A method has been proposed in which a tapered optical waveguide is arranged on a document surface and is coupled with a thin optical waveguide on a coupling surface with a CCD (for example, see Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-37038). This method is suitable as a method for enlarging / reducing a one-dimensional image, but as a method for forming a light guide path, an optical epoxy resin is applied to a substrate having a groove formed by injection molding, and the groove is filled. The light guide path is created by curing the epoxy resin buried in the groove. This method is suitable for creating a two-dimensional optical waveguide that transmits a one-dimensional image, but when creating a three-dimensional light guide, the mold shape during injection molding becomes very complicated. It is not suitable as a manufacturing method for creating a light guide path for transmitting a two-dimensional image.

【0008】次に、レンズを用いずに画像を拡大または
縮小する製品として、米国テーパービジョン社から「Ta
perMag」と言う商品が販売されている。この商品は多数
の光ファイバを高密度に束ね、溶融させてテーパー状に
加工している。この商品は、画像を拡大または縮小する
光学的な基本原理は本発明と同じであるが、ガラスファ
イバを束ねて加工しているため100mm角以上の大型
の表示面積を得ることが難しい。また、加工上の問題か
ら、テーパ状に加工する場合のテーパー角を大きくする
ことが難しく、例えば30インチ程度の表示画面を得よ
うとする場合、ディバイスの厚みを30cm以下にする
ことはできない。また、特開平06−59140号公報
にも上記「TaperMag」と同様の構造を持つテーパ状のガ
ラス光ファイバが画像拡大手段として提案されている
が、具体的な製法については何ら記載がされていない。
Next, as a product for enlarging or reducing an image without using a lens, "Ta
perMag ”is on sale. In this product, a large number of optical fibers are bundled at high density, melted and processed into a tapered shape. This product has the same basic optical principle as that of the present invention for enlarging or reducing an image, but it is difficult to obtain a large display area of 100 mm square or more because glass fibers are bundled and processed. Also, it is difficult to increase the taper angle when processing in a tapered shape due to processing problems. For example, when trying to obtain a display screen of about 30 inches, the thickness of the device cannot be reduced to 30 cm or less. Also, Japanese Patent Application Laid-Open No. 06-59140 proposes a tapered glass optical fiber having a structure similar to that of the above “TaperMag” as an image enlarging means, but does not disclose any specific manufacturing method. .

【0009】また、光導波路の製法は、これまで、様々
な方法が報告されている。しかし、これら報告されてい
るものは単一のファイバや一次元のファイバアレイの作
製法であり、本発明で要求されるような二次元のアレイ
で、かつ、三次元の複雑な形状をしたファイバアレイの
作製法に関する報告は皆無である。例えば、特開平11
−326660号公報には、光硬化樹脂に光導入口から
特定の光を入射し、光軸に従って導光路を形成する製法
が公開されている。この製法は、単純に一本の導光路を
作製したにすぎず、複数のファイバアレイによる二次元
の光学ディバイスの作製技術とは明らかに異なる。ま
た、特開平05−157923号公報には、ガラス中に
イオンを電界により導入し、立体光導波路を作製してい
るが、本発明で求められているディバイスの様な複雑な
構造体を作製するには現実的でない。
Various methods have been reported so far for producing optical waveguides. However, these reports are methods for fabricating single fibers or one-dimensional fiber arrays, and two-dimensional arrays as required by the present invention, and three-dimensional fibers with complicated shapes. There are no reports on how to make arrays. For example, Japanese Patent Application Laid-Open
JP-A-326660 discloses a manufacturing method in which specific light is incident on a photocurable resin from a light inlet and a light guide path is formed along an optical axis. This manufacturing method simply produces a single light guide, and is clearly different from a technique for manufacturing a two-dimensional optical device using a plurality of fiber arrays. In Japanese Patent Application Laid-Open No. 05-157923, ions are introduced into glass by an electric field to produce a three-dimensional optical waveguide, but a complex structure such as a device required by the present invention is produced. Is not realistic.

【0010】そこで、本発明の目的は、これら従来の課
題を解決し、画像全体および画素サイズ自体の拡大また
は縮小を従来のプロジェクション方式を用いることな
く、薄型で実現する二次元拡大縮小光学ディバイスを提
供することにある。また、本発明の他の目的は、光ファ
イバを離散的に束ねる拡大光学ディバイスの製造技術と
して非常に安価な製造方法を提供することにある。
Accordingly, an object of the present invention is to provide a two-dimensional enlargement / reduction optical device which solves these conventional problems and realizes a thin type without enlarging or reducing the entire image and the pixel size itself without using a conventional projection system. To provide. Another object of the present invention is to provide a very inexpensive manufacturing method as a manufacturing technique of an enlarged optical device that discretely bundles optical fibers.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の二次元拡大縮小光学ディバイスでは、高い
屈折率を持つ領域が複数形成されているディバイスにお
いて、前記高屈折領域は各々一本の高分子光ファイバ
をからなっており、且つ前記ディバイスは高分子光ファ
イバからなる導光路の集合体であることを特徴としてい
る。また、複数の前記高分子光ファイバの一方の端面
がほぼ一平面上に位置するとともに、複数の前記高分子
光ファイバの他方の端面もほぼ一平面上に位置している
ことも特徴としている。また、画像を拡大または縮小
伝達する特性を得るために、上記複数の高屈折率領域の
一方の端面の相対的な位置関係が他方の端面においても
維持されていることも特徴としている。
In order to achieve the above object, in a two-dimensional enlargement / reduction optical device according to the present invention, in a device in which a plurality of regions having a high refractive index are formed, each of the high refractive regions is one. And the device is an assembly of light guide paths made of a polymer optical fiber. Further, one end face of the plurality of polymer optical fibers is located substantially on one plane, and the other end faces of the plurality of polymer optical fibers are also located substantially on one plane. Further, in order to obtain a characteristic of transmitting an image in an enlarged or reduced manner, the relative positional relationship between one end face of the plurality of high refractive index regions is maintained also on the other end face.

【0012】また、画像を拡大または縮小する目的
で、高屈折率領域の一方の端面(以後、拡大面と呼ぶ)
での断面中心位置とそれと隣接する他の高屈折率領域の
拡大面での断面中心位置の相対的な距離が、前記高屈折
率領域の他方の端面(以後、縮小面と呼ぶ)での断面中
心位置とそれと隣接する他の高屈折率領域の縮小面での
断面中心位置の相対的な距離よりも大きいことも特徴と
している。さらに、画像をひずみ無く拡大または縮小
する特性を得るために、前記高屈折率領域の拡大面での
断面積と縮小面での断面積の比が複数の高屈折率領域に
おいて、ほぼ同じ値であることも特徴としている。
Further, for the purpose of enlarging or reducing an image, one end face of a high refractive index area (hereinafter referred to as an enlarged face)
The relative distance between the cross-sectional center position of the high-refractive-index area and the cross-sectional center position of another high-refractive-index area adjacent thereto on the enlarged surface is the cross-section at the other end face of the high-refractive-index area (hereinafter referred to as a reduced surface) It is also characterized in that it is larger than the relative distance between the center position and the cross-sectional center position on the reduced surface of another high refractive index region adjacent thereto. Furthermore, in order to obtain the characteristic of enlarging or reducing an image without distortion, the ratio of the cross-sectional area of the high-refractive-index region on the enlarged surface to the cross-sectional area on the reduced surface is substantially the same in a plurality of high-refractive-index regions. There is also a feature.

【0013】また、高分子光ファイバの相対位置を一
定に保つ部材の一部が発泡材料であることも特徴として
いる。発泡材料は、高屈折率領域の拡大面近傍の領域
にのみ用いられていることも特徴としている。また、
少なくとも上記に記載されている発泡材料が発泡する
以前の段階においては、前記高分子光ファイバは、該光
ファイバとの接着性が無いか、ないしは接着性が弱い表
面被覆膜で被覆されていることも特徴としている。上
記前記表面被覆材は一方の終端から他方の終端に至るま
での間、隣接する表面被覆材と相対的な位置関係が一定
に保たれた状態であることも特徴としている。
Further, it is also characterized in that a part of the member for keeping the relative position of the polymer optical fiber constant is a foamed material. It is also characterized in that the foam material is used only in a region near the enlarged surface of the high refractive index region. Also,
At least in the stage before the foaming material described above foams, the polymer optical fiber has no adhesiveness to the optical fiber or is coated with a surface coating film having low adhesiveness. It is also characterized. The above-mentioned surface coating material is characterized in that the relative positional relationship with the adjacent surface coating material is kept constant from one end to the other end.

【0014】(10)前記表面被覆材は隣接する表面被覆材
と接着可能な材料であることも特徴としている。(11)前
記高分子光ファイバからなる導光路の断面は、上記に
記載の縮小面から拡大面近傍に至るまでは、ほぼ一定の
断面積を有し、拡大面近傍においては、拡大面に近づく
につれて断面積が大きくなるようにしたことも特徴とし
ている。(12)前記拡大面での導光路の断面積と縮小面で
の導光路の断面積の比は、複数の高屈折率領域では、ほ
ぼ同じ値であることも特徴としている。(13)前記拡大面
に近づくに伴って断面積が大きくなる拡大面近傍では、
導光路部は、上記に記載されている発泡材料が発泡す
る以降の段階において形成されることも特徴としてい
る。
(10) The surface coating material is characterized in that it is a material that can be bonded to an adjacent surface coating material. (11) The cross section of the light guide path made of the polymer optical fiber has a substantially constant cross-sectional area from the reduced surface described above to the vicinity of the enlarged surface, and approaches the enlarged surface in the vicinity of the enlarged surface. It is also characterized in that the cross-sectional area becomes larger as the distance increases. (12) The ratio of the cross-sectional area of the light guide on the enlarged surface to the cross-sectional area of the light guide on the reduced surface is substantially the same in a plurality of high refractive index regions. (13) In the vicinity of the enlarged surface whose cross-sectional area increases with approaching the enlarged surface,
The light guide path is characterized in that it is formed at a stage after the above-described foamed material foams.

【0015】(14)前記拡大面に近づくにつれて断面積が
大きくなる拡大面近傍では、導光路部は、高分子光ファ
イバの一端を光硬化樹脂混合液に浸し、他端より光を入
射することにより作成された光硬化樹脂材料を原料とす
ることも特徴としている。(15)前記表面被覆材で被覆さ
れた高分子光ファイバは、複数の高分子光ファイバから
なる集合体を一つのブロックとして予め形成した後、複
数のブロック単位からなる集合体として形成されること
も特徴としている。(16)前記ブロックの断面形状は、お
およそ四角形であることも特徴としている。(17)前記ブ
ロックの断面形状は、おおよそ六角形であることも特徴
としている。(18)前記において、縮小面での断面中心
位置とそれと隣接する他の高分子光ファイバの縮小面で
の断面中心位置の相対的な距離を小さくする手段とし
て、収縮材料を用いることも特徴としている。(19)前記
収縮材料が熱収縮性シートであることも特徴としてい
る。
(14) In the vicinity of the enlarged surface where the cross-sectional area increases as approaching the enlarged surface, one end of the polymer optical fiber is immersed in a photocurable resin mixture and light enters from the other end. It is also characterized by using a photocurable resin material prepared by the method as a raw material. (15) The polymer optical fiber coated with the surface coating material is formed as an aggregate composed of a plurality of block units after forming an aggregate composed of a plurality of polymer optical fibers in advance as one block. Also features. (16) The cross-sectional shape of the block is also substantially square. (17) The cross-sectional shape of the block is also substantially hexagonal. (18) In the above, as a means for reducing the relative distance between the cross-sectional center position on the reduced surface and the cross-sectional center position on the reduced surface of another polymer optical fiber adjacent thereto, it is also characterized by using a shrinkable material. I have. (19) The shrinkable material is a heat-shrinkable sheet.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を、図面に
より詳細に説明する。 (第1の実施例)図5は、本発明の第1の実施例を示す
二次元拡大縮小光学ディバイスの構造図である。本実施
例の二次元拡大縮小光学ディバイスは、図5に示すよう
に高分子光ファイバ53の集合体から構成されている。
図5の縮小面55において、複数の高分子光ファイバ5
3の端面が縮小面保持材54によってほぼ一平面上に位
置している。また、拡大面52においては、複数の高分
子光ファイバ53の端面が拡大面保持材51によってほ
ぼ一平面上に位置している。また、高分子光ファイバ端
面の隣接する高分子ファイバ53との相対的な端面の位
置関係が、他方の端面においても維持されている。さら
に、拡大面52での光ファイバ53の断面中心位置とそ
れと隣接する他の光ファイバ53の断面中心位置の相対
的な距離は、縮小面55での光ファイバ53の断面中心
位置とそれと隣接する他の光ファイバ53の断面中心位
置の相対的な距離よりも大きくなる様に配置されてい
る。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. (First Embodiment) FIG. 5 is a structural view of a two-dimensional enlargement / reduction optical device showing a first embodiment of the present invention. The two-dimensional enlargement / reduction optical device of the present embodiment is composed of an aggregate of polymer optical fibers 53 as shown in FIG.
On the reduced surface 55 of FIG.
The end face 3 is located on substantially one plane by the reduced surface holding member 54. In the enlarged surface 52, the end surfaces of the plurality of polymer optical fibers 53 are located on substantially one plane by the enlarged surface holding material 51. Further, the relative positional relationship between the end face of the polymer optical fiber and the adjacent polymer fiber 53 is maintained at the other end face. Further, the relative distance between the cross-sectional center position of the optical fiber 53 on the enlargement plane 52 and the cross-sectional center position of another optical fiber 53 adjacent thereto is adjacent to the cross-sectional center position of the optical fiber 53 on the reduction plane 55. The optical fibers 53 are arranged so as to be larger than the relative distance between the center positions of the cross sections of the other optical fibers 53.

【0017】本発明の原理は以下の通りである。図5に
示す縮小面55にディスプレイ画像を近接して設置す
る。具体的には、小型の液晶ディスプレイ、小型のエレ
クトロルミネッセンスディスプレイ、小型のCRTなど
である。これらのディスプレイの画像からの出射光が高
分子光ファイバ53に入射する。入射した光の内、高屈
折率領域と低屈折率領域の界面で全反射条件を満たす光
は光ファイバ53中を拡大面52に向かって伝搬する。
拡大面52での光ファイバ53の断面中心位置とそれと
隣接する他の光ファイバ53の断面中心位置の相対的な
距離が、縮小面55での光ファイバ53の断面中心位置
とそれと隣接する他の光ファイバ53の断面中心位置の
相対的な距離よりも大きいため、縮小面55から入射し
た画素が拡大され拡大面52に表示されることになる。
逆に、拡大面52上に画像を設置し、縮小面55側から
観察する場合には、画像が縮小されて表示される。図6
は、本発明のディバイスの一例を示す立体図である。拡
大面52には、複数の高分子光ファイバ53の端部が等
間隔にマトリクスを形成している。高分子光ファイバ5
3は、隣接する他の光ファイバ53との間隔を狭くしな
がら縮小面55に同じ位置関係を保ちながら集結され
る。
The principle of the present invention is as follows. The display image is set close to the reduced surface 55 shown in FIG. Specifically, a small liquid crystal display, a small electroluminescence display, a small CRT, and the like are used. Outgoing light from these display images enters the polymer optical fiber 53. Of the incident light, light satisfying the condition of total reflection at the interface between the high refractive index region and the low refractive index region propagates through the optical fiber 53 toward the enlarged surface 52.
The relative distance between the cross-sectional center position of the optical fiber 53 on the enlargement plane 52 and the cross-sectional center position of another optical fiber 53 adjacent thereto is different from the cross-sectional center position of the optical fiber 53 on the reduction plane 55 and other adjacent centers. Since the distance is larger than the relative distance between the cross-sectional center positions of the optical fibers 53, the pixels incident from the reduced surface 55 are enlarged and displayed on the enlarged surface 52.
Conversely, when an image is placed on the enlarged surface 52 and observed from the reduced surface 55 side, the image is reduced and displayed. FIG.
FIG. 2 is a three-dimensional view showing an example of the device of the present invention. The ends of the plurality of polymer optical fibers 53 form a matrix at equal intervals on the enlarged surface 52. Polymer optical fiber 5
3 are gathered while keeping the same positional relationship on the reduced surface 55 while narrowing the interval between the adjacent optical fibers 53.

【0018】本発明は、画像を拡大および縮小する際の
拡大面52から縮小面55までの光路長を短くすること
ができるので、ディバイス全体の厚みを従来技術に比べ
て薄く、かつディバイス全体の重量を軽くできるという
特徴を持っている。先に述べたように「TaperMag」の名
称で販売されている商品は、ガラスファイバを束ね、溶
融して引き延ばして加工しているため、加工上の問題か
らテーパ状に加工する場合のテーパー角を大きくするこ
とが難しい。従って拡大するための縮小面から拡大面ま
での距離(ディバイスの厚さ)を拡大面の対角長より短
くすることは難しい。このように、本発明の特徴は、安
価な高分子光ファイバを多数本並べることにより薄くて
軽い拡大縮小光学ディバイスを提供できることである。
また、隣接する高分子光ファイバの相対的な位置関係を
保つ方法として、高分子光ファイバを接着性が非常に低
いか接着性が全くない表面被覆材で被うことも特徴とし
ている。さらに、拡大面における光ファイバの断面中心
位置とそれと隣接する他の光ファイバの断面中心位置の
相対的な距離を、縮小面での光ファイバの断面中心位置
とそれと隣接する他の光ファイバの断面中心位置の相対
的な距離よりも大きくする手段として、発泡材料を用い
ることも特徴としている。
According to the present invention, the optical path length from the enlargement plane 52 to the reduction plane 55 when enlarging and reducing an image can be shortened, so that the thickness of the entire device is smaller than that of the prior art and the entire device is thinner. It has the feature of being able to reduce the weight. As mentioned earlier, the product sold under the name `` TaperMag '' is made by bundling, melting and stretching glass fibers, so the taper angle when processing into a tapered shape due to processing problems. Difficult to make big. Therefore, it is difficult to make the distance (the thickness of the device) from the reduction plane to the enlargement plane smaller than the diagonal length of the enlargement plane. As described above, a feature of the present invention is that a thin and light optical device can be provided by arranging a large number of inexpensive polymer optical fibers.
Further, as a method for maintaining the relative positional relationship between adjacent polymer optical fibers, the polymer optical fiber is covered with a surface coating material having very low or no adhesiveness. Further, the relative distance between the cross-sectional center position of the optical fiber on the enlargement plane and the cross-sectional center position of another optical fiber adjacent thereto is calculated by calculating the cross-sectional center position of the optical fiber on the reduction plane and the cross-sectional center of another optical fiber adjacent thereto. As a means for increasing the relative distance between the center positions, a foam material is also used.

【0019】(第2の実施例)図7は、本発明の第2の
実施例を示す二次元拡大縮小光学ディバイスの構造図で
ある。図5に示す第1の実施例の構成においては、先に
述べた縮小面55に近接させるディバイスが発光型のデ
ィバイスの場合には問題は生じないが、ディバイスが反
射型の場合には、拡大面52での光ファイバ53の開口
率が低いため、画像が暗くなってしまうという問題点が
生じる。この問題点は、第2の実施例により解決され
る。すなわち、図7に示すように、拡大面52の近傍に
おいて拡大面52に近づくに従い導光路の断面積が大き
くなるように、光ファイバ53にテーパーをつけること
によって解決できる。光ファイバ53にテーパー形状を
つける方法としては、(株)豊田中央研究所の山下等が
行った高分子光ファイバを光硬化樹脂混合液へ浸し、一
方のファイバ端面から光を入射する方法が知られている
(電子情報通信学会、信学技報OEM99-94,1999-10参
照)。
(Second Embodiment) FIG. 7 is a structural view of a two-dimensional enlargement / reduction optical device showing a second embodiment of the present invention. In the configuration of the first embodiment shown in FIG. 5, there is no problem when the device to be brought close to the reduction surface 55 is a light emitting device, but when the device is a reflection type, the enlargement occurs. Since the aperture ratio of the optical fiber 53 on the surface 52 is low, there is a problem that an image becomes dark. This problem is solved by the second embodiment. That is, as shown in FIG. 7, the problem can be solved by providing the optical fiber 53 with a taper so that the cross-sectional area of the light guide path increases in the vicinity of the enlarged surface 52 in the vicinity of the enlarged surface 52. As a method of forming a tapered shape in the optical fiber 53, a method of immersing a polymer optical fiber in a photo-curing resin mixed solution, which was performed by Yamashita of Toyoda Central Research Laboratory Co., Ltd., and injecting light from one fiber end face is known. (See IEICE, IEICE Technical Report OEM99-94, 1999-10).

【0020】(製造方法の実施例)以下、本発明の製造
方法を順を追って説明する。図8は、本発明が使用する
高分子光ファイバの断面の部分拡大図であり、図9は本
発明による高分子光ファイバを束ねたブロックを示す図
である。先ず、図8に示すように、ファイバ53との接
着性が非常に弱い表面被覆材63に被われた高分子光フ
ァイバ61を用意する。高分子光ファイバ53として
は、PMMAをコア材、フッ素ポリマーをクラッド材と
したものなどが挙げられる。また、表面被覆材63とし
ては、ポリエチレン樹脂などが挙げられる。次に、図9
に示すように、表面被覆材63で被われた高分子光ファ
イバ61を2次元状に複数本束ねたブロック64を形成
する。被覆材63同志は接着剤や熱、光、圧力等によっ
て接着される。この束ねたブロック64の断面形状は、
おおよそ四角形または六角形とする。四角形または六角
形とする理由は複数のブロック64をさらに束ねる場
合、ブロック間に隙間が空かないようにするためであ
る。
(Embodiment of Manufacturing Method) The manufacturing method of the present invention will be described step by step. FIG. 8 is a partially enlarged view of a section of a polymer optical fiber used in the present invention, and FIG. 9 is a view showing a block in which the polymer optical fibers according to the present invention are bundled. First, as shown in FIG. 8, a polymer optical fiber 61 covered with a surface coating material 63 having very weak adhesion to the fiber 53 is prepared. Examples of the polymer optical fiber 53 include those using PMMA as a core material and fluoropolymer as a cladding material. In addition, examples of the surface covering material 63 include a polyethylene resin. Next, FIG.
As shown in (1), a block 64 is formed by bundling a plurality of polymer optical fibers 61 covered with a surface coating material 63 two-dimensionally. The coating materials 63 are bonded by an adhesive, heat, light, pressure, or the like. The cross-sectional shape of this bundled block 64 is
Approximately square or hexagonal. The reason why the shape is quadrangular or hexagonal is that when a plurality of blocks 64 are further bundled, no gap is left between the blocks.

【0021】図10は、図9のブロックを複数分束ね
て、一端を揃えた状態を示す図である。次に、図10に
示すように複数のブロック65を一方の端面を揃えた形
で、所望の画素数(ファイバ本数)になるようにさらに
束ねる。この際にも、被覆材63同志は接着剤や熱、
光、圧力等によって接着される。なお、図10に示すよ
うに束ねる場合、図9で束ねたブロック64のファイバ
の長さは、最終的な画素の位置に応じて所定の長さにカ
ッティングする。つまり、最終的なディバイスの中心近
傍に位置するブロック64は短く、周辺近傍に位置する
ブロック64は長くカッティングする。その理由は、図
5からも判るように、このディバイスの中心近傍に位置
する光ファイバ53は縮小面55と拡大面52での上下
の位置関係が大きく変わらないが、ディバイスの周辺に
位置する光ファイバ53は縮小面55と拡大面52での
上下の位置が大きく変わるため、当然のことながら光フ
ァイバ53は長い長さが必要になるためである。
FIG. 10 is a diagram showing a state in which a plurality of blocks of FIG. 9 are bundled and one ends thereof are aligned. Next, as shown in FIG. 10, the plurality of blocks 65 are further bundled so as to have a desired number of pixels (the number of fibers) with one end face aligned. Also at this time, the covering materials 63 are bonded with adhesive, heat,
Bonded by light, pressure, etc. When the bundles are bundled as shown in FIG. 10, the lengths of the fibers of the blocks 64 bundled in FIG. 9 are cut to a predetermined length according to the final pixel position. That is, the block 64 located near the center of the final device is cut short, and the block 64 located near the periphery is cut long. The reason for this is that, as can be seen from FIG. 5, the optical fiber 53 located near the center of the device does not change much in the vertical positional relationship between the reduced surface 55 and the enlarged surface 52. This is because the vertical position of the fiber 53 on the reduction plane 55 and the enlargement plane 52 greatly changes, so that the optical fiber 53 naturally needs a long length.

【0022】図11〜図14は、それぞれ図10の部分
的な拡大図である。図11はファイバ端面から表面被覆
材を除去する工程の図であり、図12は発泡剤の塗布工
程の図であり、図13は発泡剤を発泡させる工程の図で
あり、図14は発泡剤の他端側のカッティング工程の図
である。先ず、図10で束ねたファイバの端面が揃った
部分のファイバ表面被覆材66の除去を行う。次に、図
12に示すように、表面被覆材66を除去した光ファイ
バの一部に発泡剤67を塗布する。次に、図13に示す
ように、発泡剤67を発泡させる。この工程で肝要なと
ころは、光ファイバとファイバの表面被覆材66の接着
性が非常に弱いか、もしくは表面被覆材66との接着性
が全く無いことである。発泡剤67の膨張に従って隣接
するファイバの一方の端面間隔が長くなる。一方、ファ
イバの被覆材66同志は接着されているため、膨張剤が
膨張する力でファイバ68が表面被覆材66の鞘から滑
り出される形になる。発泡材料としては、硬質ポリウレ
タンなどが挙げられる。最後に、図14に示すように、
ファイバ68の発泡剤67を塗布した反対側の端面部を
ファイバ端面が揃う形でカッティングを行い、必要に応
じてこの面の光ファイバ端面を接着剤等を用いて固着さ
せる。
FIGS. 11 to 14 are partial enlarged views of FIG. 11 is a diagram of a process of removing the surface coating material from the end face of the fiber, FIG. 12 is a diagram of a process of applying a foaming agent, FIG. 13 is a diagram of a process of foaming the foaming agent, and FIG. It is a figure of the cutting process of the other end side. First, the fiber surface coating material 66 in the portion where the end faces of the bundled fibers in FIG. 10 are aligned is removed. Next, as shown in FIG. 12, a foaming agent 67 is applied to a part of the optical fiber from which the surface coating material 66 has been removed. Next, as shown in FIG. 13, the foaming agent 67 is foamed. An important point in this step is that the adhesiveness between the optical fiber and the surface coating material 66 of the fiber is very weak or completely non-adhesive with the surface coating material 66. As the foaming agent 67 expands, the distance between one end faces of the adjacent fibers becomes longer. On the other hand, since the fiber coating materials 66 are adhered to each other, the force of expanding the expanding agent causes the fiber 68 to slide out of the sheath of the surface coating material 66. Examples of the foamed material include hard polyurethane. Finally, as shown in FIG.
The opposite end face of the fiber 68 on which the foaming agent 67 is applied is cut so that the fiber end face is aligned, and the optical fiber end face of this face is fixed using an adhesive or the like as necessary.

【0023】図15は、光ファイバにテーパーを付加す
る工程の図であり、図16は、光ファイバの先端に収縮
材料を接着する工程の図である。このデバイスを反射型
の表示デバイスの拡大/縮小に用いる場合には、先に述
べたように、光ファイバにテーパーを付加することによ
って解決できる。図14の工程の後に、図15に示すよ
うに、高分子光ファイバの拡大面を光硬化樹脂混合液7
2へ浸し、他方のファイバー端面から紫外線70を照射
することにより、ファイバ先端にテーパー状の導光路7
1を形成する。これによって、反射型の表示デバイスの
拡大面であるテーパー状導光路71が実現できる。使用
される光硬化樹脂としては、アクリル系、メタクリル系
等が挙げられる。また、縮小面側の光ファイバは表面被
覆材69で被われているため、表面被覆材69を残した
ままでは、縮小面側の光ファイバの充填率は表面被覆材
69の外径が大きくなればなるほど下がってしまう。そ
の結果、縮小面から入射する画像の光の伝達効率が劣化
してしまう恐れがある。この問題点を解決する方法とし
て、図16に示すように、縮小面側の表面被覆材69を
除去し、光ファイバの先端に収縮材料73を接着させ、
その後、収縮材料73を熱や溶液等を用いて収縮させ
る。これによって、縮小面側の光ファイバの充填率を高
めることができる。
FIG. 15 is a view showing a step of adding a taper to the optical fiber, and FIG. 16 is a view showing a step of bonding a shrinkable material to the tip of the optical fiber. When this device is used for enlargement / reduction of a reflective display device, it can be solved by adding a taper to the optical fiber as described above. After the step of FIG. 14, as shown in FIG. 15, the enlarged surface of the polymer optical fiber is
2 and irradiate ultraviolet rays 70 from the other fiber end face, so that a tapered light guide path 7
Form one. Thereby, the tapered light guide path 71 which is an enlarged surface of the reflective display device can be realized. Examples of the photocurable resin to be used include acrylic and methacrylic resins. Further, since the optical fiber on the reduction surface side is covered with the surface coating material 69, the filling rate of the optical fiber on the reduction surface side can be increased with the outer diameter of the surface coating material 69 while the surface coating material 69 is left. The more it goes down. As a result, there is a possibility that the transmission efficiency of the light of the image incident from the reduction surface may be deteriorated. As a method for solving this problem, as shown in FIG. 16, the surface coating material 69 on the reduced surface side is removed, and a contraction material 73 is adhered to the tip of the optical fiber.
Thereafter, the shrink material 73 is shrunk using heat, a solution, or the like. Thereby, the filling rate of the optical fiber on the reduction surface side can be increased.

【0024】ここで、光ファイバを束ねるために、図9
と図10で示したような2段階を経るメリットを説明す
る。図9の工程を経ずに図10の工程を行うと、2つの
問題が生じる。その第一は、非常に多くの本数の光ファ
イバ61を一度に束ねる場合、ファイバ61同志の一方
の端面と他方の端面の相対的な位置関係を保つことが難
しいことにある。何千本、何万本もの本数になった場
合、ファイバ61同志の相対的な位置関係を保つために
数千〜数万のファイバリールを用意する必要があり、束
ねるため装置が非常に大がかりになってしまう。一方、
図9に示したようなファイバ本数の少ないブロック64
を形成するためには、数十〜数百のファイバリールを用
意すれば良く、束ねるための装置は小さくて済む。問題
点の第二は、非常に多くの本数の光ファイバ61を一度
に束ね場合、最終的に必要になる長さに応じて光ファイ
バ61の長さを調整することはできず、最も長い長さが
必要な周辺部分に合わせて全体を束ねることになる。こ
の場合には、中心部の長さは必要な長さよりも長くな
り、原材料の有効利用ができない。一方、図9に示した
ようなファイバー本数の少ないブロック64に束ねてお
けば、先に述べたように、最終的に必要となる長さに応
じてブロック64のファイバの長さをカッティングして
束ねることができるため、原材料の有効利用が可能にな
る。
Here, in order to bundle the optical fibers, FIG.
And the merits of passing through two steps as shown in FIG. If the process of FIG. 10 is performed without going through the process of FIG. 9, two problems occur. First, when a very large number of optical fibers 61 are bundled at a time, it is difficult to maintain a relative positional relationship between one end face and the other end face of the fibers 61. When the number of fibers reaches thousands or tens of thousands, it is necessary to prepare thousands to tens of thousands of fiber reels in order to maintain the relative positional relationship between the fibers 61, and the equipment becomes very large for bundling. Would. on the other hand,
A block 64 with a small number of fibers as shown in FIG.
In order to form (1), dozens to hundreds of fiber reels need to be prepared, and the device for bundling can be small. The second problem is that if a very large number of optical fibers 61 are bundled at one time, the length of the optical fibers 61 cannot be adjusted according to the finally required length, and The whole will be bundled according to the peripheral part that needs to be used. In this case, the length of the central portion is longer than necessary, and the raw materials cannot be used effectively. On the other hand, if the fibers are bundled in the block 64 having a small number of fibers as shown in FIG. 9, the length of the fiber of the block 64 is cut according to the finally required length as described above. Because they can be bundled, the effective use of raw materials becomes possible.

【0025】(実験例1) ステップ1:(図8参照) 黒色ポリエチレンを表面被覆材とし、メタクリル樹脂を
コア材、透明フッソ樹脂をクラッド材とする高分子光フ
ァイバ光を用意した。この光ファイバのコア径は100
μm、クラッド外径は130μm、黒色ポリエチレン表面
被覆材外径は200μmである。表面被覆材と光ファイ
バは接着されていない。この光ファイバ61を図8に示
したように予め多数本束ねた。本実験例1では5行5列
の合計25本を全体が正方形になるように束ね、一つの
ブロック64を形成した。表面被覆材63同志は束ねる
前にメチラール希釈したエポキシ接着剤を塗布し接着を
行った。ブロック64の一辺の長さは約1mmになった。
(Experimental Example 1) Step 1: (See FIG. 8) A polymer optical fiber light was prepared using black polyethylene as a surface coating material, a methacrylic resin as a core material, and a transparent fluororesin as a cladding material. The core diameter of this optical fiber is 100
μm, the outer diameter of the cladding is 130 μm, and the outer diameter of the black polyethylene surface coating material is 200 μm. The surface coating and the optical fiber are not bonded. A large number of the optical fibers 61 were previously bundled as shown in FIG. In the first experimental example, a total of 25 pieces in 5 rows and 5 columns were bundled so as to form a square, and one block 64 was formed. Before bundling, the surface coating materials 63 were bonded by applying a methylal-diluted epoxy adhesive. The length of one side of the block 64 was about 1 mm.

【0026】ステップ2:(図9参照) ステップ1で作成したブロック64を、図9に示したよ
うに一方のブロックの端面が平面上に位置するように5
行5列の合計25本のブロック64を正方形にに束ね
た。束ねた正方形の一辺の長さは約5mmになった。ブロ
ック64同志の接着はメチラール希釈したエポキシ接着
剤を塗布して行った。結果として、縦25本、横25
本、合計625本の高分子光ファイバの束65を作成し
た。ブロック65に束ねる際の各ブロック64の光ファ
イバ長さは、中心に位置するブロックを15mm、中心に
隣接する8つにブロックを20mm,最外周に位置する1
6のブロックを25mmとした。 ステップ3:(図12参照) 前の工程で作成した光ファイバの一平面状に揃っている
側の面を、液温70℃の1,1,2−トリクロロエタン液
に10秒間浸し、黒色ポリエチレン表面被覆材を先端か
ら2mm除去した。
Step 2: (Refer to FIG. 9) The block 64 created in Step 1 is divided into five blocks such that the end face of one block is located on a plane as shown in FIG.
A total of 25 blocks 64 in 5 rows and 5 columns were bundled into a square. The length of one side of the bundled square was about 5 mm. The adhesion between the blocks 64 was performed by applying a methylal diluted epoxy adhesive. As a result, 25 vertical and 25 horizontal
A total of 625 polymer optical fiber bundles 65 were prepared. The optical fiber length of each block 64 when bundled into the block 65 is 15 mm for the block located at the center, 20 mm for eight blocks adjacent to the center, and 1
The block of No. 6 was 25 mm. Step 3: (see FIG. 12) The surface of the optical fiber prepared in the previous step, which is aligned with one plane, is immersed in a 1,1,2-trichloroethane solution at a liquid temperature of 70 ° C. for 10 seconds, and a black polyethylene surface is formed. The coating was removed 2 mm from the tip.

【0027】ステップ4:次に、有機イソシアートとレ
ンジ液を4秒間高速拡散した硬質ポリウレタン原料をア
ルミ板状に0.5mm塗布し、素早くステップ3で表面被
覆材63が除去された光ファイバの先端を密着させた。 ステップ5:(図13参照)ステップ4のアルミ板を4
5℃に加熱し、10分間保持することにより硬質ポリウ
レタン原料を発泡させた。この工程により、隣接する光
ファイバの光ファイバ断面中心位置の間隔は、硬質ポリ
ウレタンが発泡する前は0.2mmであったのが1mmの間
隔に広がった。その後、発泡した硬質ポリウレタンをア
ルミ板から分離した。この結果、硬質ポリウレタンで保
持されている面の光ファイバの束は一辺が約25mmの正
方形になった。
Step 4: Next, a hard polyurethane material obtained by rapidly diffusing an organic isocyanate and a range solution for 4 seconds is applied to an aluminum plate in a thickness of 0.5 mm, and the tip of the optical fiber from which the surface coating material 63 has been removed in step 3 is quickly obtained. Was adhered. Step 5: (See FIG. 13)
The rigid polyurethane raw material was foamed by heating to 5 ° C. and holding for 10 minutes. By this step, the distance between the center positions of the optical fiber cross-sections of adjacent optical fibers was increased from 0.2 mm before the rigid polyurethane foamed to 1 mm. Thereafter, the foamed hard polyurethane was separated from the aluminum plate. As a result, the bundle of optical fibers on the surface held by the hard polyurethane became a square having a side of about 25 mm.

【0028】ステップ6:(図14参照) 硬質ポリウレタンで保持されている光ファイバ先端面を
平面に揃えた状態で、光ファイバの間隔が広がった面の
側の黒色ポリエチレン表面被覆材67と高分子光ファイ
バ68の接着を行った。接着剤はステップ2で表面被覆
材同志を接着した時と同じくメチラール希釈したエポキ
シ接着剤を用いた。接着剤硬化後、光ファイバの間隔が
広がった面側の表面被覆材67の先端から2mmの位置で
束ねられた表面被覆材67および光ファイバ全体を切断
した。切断した面についてもメチラール希釈したエポキ
シ接着剤を用いて黒色ポリエチレン表面被覆材67と高
分子光ファイバの接着を行った。 ステップ7:最後に光ファイバ束の両端面をアルミナを
用いて光学研磨した。この実験例1で得た完成品をサン
プル1とする。
Step 6: (See FIG. 14) With the optical fiber tip surface held by hard polyurethane being aligned with a flat surface, the black polyethylene surface covering material 67 on the side of the surface where the distance between the optical fibers is widened and the polymer The optical fiber 68 was bonded. As the adhesive, an epoxy adhesive diluted with methylal was used in the same manner as when the surface coating materials were bonded in step 2. After the adhesive was cured, the surface covering material 67 and the entire optical fiber bundled at a position 2 mm from the tip of the surface covering material 67 on the side where the distance between the optical fibers was widened were cut. The cut surface was also bonded to the black polyethylene surface covering material 67 and the polymer optical fiber using a methylal diluted epoxy adhesive. Step 7: Finally, both end faces of the optical fiber bundle were optically polished using alumina. The finished product obtained in Experimental Example 1 is referred to as Sample 1.

【0029】(実験例2)(図15参照) 実験例1のステップ1〜ステップ7で作成したサンプル
1を、隣接する光ファイバの光ファイバ断面中心位置の
間隔が短い面より超高圧水銀ランプの光を導入し、フェ
ノキシエチルアクリレートの光硬化性樹脂混合液72に
浸けたところ、光重合反応によって硬化反応が進み、反
応初期2mmにおいてテーパー状のファイバが自己形成さ
れ、最終的にファイバ径が200μmとなった。テーパ
ファイバを形成後、アセトンで未硬化部の樹脂を取り除
き、クラッド層を上記光硬化性樹脂より屈折率のフッ素
化エポキシを熱硬化により形成した。最後にテーパー状
に形成した光ファイバ面をアルミナを用いて光学研磨し
た。この実験例2で得られた完成品をサンプル2とす
る。
(Experimental Example 2) (See FIG. 15) The sample 1 prepared in Steps 1 to 7 of Experimental Example 1 was used for an ultra-high pressure mercury lamp from the side where the distance between the center positions of the optical fiber sections of adjacent optical fibers was short. When light was introduced and immersed in a phenoxyethyl acrylate photocurable resin mixture liquid 72, the curing reaction proceeded by a photopolymerization reaction, and a tapered fiber was self-formed at the initial 2 mm of the reaction, and finally the fiber diameter became 200 μm. It became. After forming the tapered fiber, the resin in the uncured portion was removed with acetone, and the clad layer was formed by thermosetting a fluorinated epoxy having a refractive index higher than that of the photocurable resin. Finally, the optical fiber surface formed into a tapered shape was optically polished using alumina. The finished product obtained in Experimental Example 2 is referred to as Sample 2.

【0030】(実験例3)(図13参照) 実験例1のステップ5までで作成したサンプルを、硬質
ポリウレタンで保持されている光ファイバ先端面を平面
に揃えた状態で、光ファイバの間隔が広がった面の側の
黒色ポリエチレン表面被覆材と高分子光ファイバの接着
を行った。接着剤はステップ2で表面被覆材同志を接着
した時と同じくメチラール希釈したエポキシ接着剤を用
いた。接着剤硬化後、光ファイバの間隔が広がった面側
の表面被覆材69の先端から2mmの位置で束ねられた表
面被覆材69および光ファイバ全体を切断した。この切
断面を液温70℃の1,1,2−トリクロロエタン液に1
0秒間浸し、黒色ポリエチレン表面被覆材69を先端か
ら1mm除去した。表面被覆材69を除去した光ファイバ
側面にエポキシ系接着剤を塗布するとともに、表面被覆
材69が除去された面に熱収縮性のポリ塩化ビニルシー
トをエポキシ系接着剤を用いて接着した。その後、60
℃の熱をかけ、ポリ塩化ビニルを収縮させ、この収縮に
より表面被覆材69が除去された光ファイバ同志を密着
させ、接着を行った。最後に、ポリ塩化ビニルシートを
ファイバ先端から剥離し、光ファイバ束の両端面をアル
ミナを用いて光学研磨した。この実験例3で得られた品
をサンプル3とする。
(Experimental Example 3) (see FIG. 13) The distance between the optical fibers was adjusted with the sample prepared up to Step 5 of Experimental Example 1 in a state where the optical fiber tip surface held by hard polyurethane was aligned with a plane. The black polyethylene surface coating material on the side of the spread surface and the polymer optical fiber were bonded. As the adhesive, an epoxy adhesive diluted with methylal was used in the same manner as when the surface coating materials were bonded in step 2. After the adhesive was cured, the surface covering material 69 and the entire optical fiber bundled at a position 2 mm from the tip of the surface covering material 69 on the side where the distance between the optical fibers was widened were cut. This cut surface is placed in a 1,1,2-trichloroethane solution at a temperature of 70 ° C. for 1 hour.
By soaking for 0 second, the black polyethylene surface coating material 69 was removed by 1 mm from the tip. An epoxy-based adhesive was applied to the side surface of the optical fiber from which the surface coating material 69 was removed, and a heat-shrinkable polyvinyl chloride sheet was bonded to the surface from which the surface coating material 69 was removed using an epoxy-based adhesive. Then 60
The polyvinyl chloride was shrunk by applying heat of ° C., and the optical fibers from which the surface coating material 69 had been removed by the shrinkage were brought into close contact with each other to perform bonding. Finally, the polyvinyl chloride sheet was peeled off from the fiber tip, and both end faces of the optical fiber bundle were optically polished using alumina. The product obtained in Experimental Example 3 is referred to as Sample 3.

【0031】(実験例4)(図15参照) 実験例3で得られたサンプル3を、隣接する光ファイバ
の光ファイバ断面中心位置の間隔が短い面より超高圧水
銀ランプの光を導入し、フェノキシエチルアクリレート
の光硬化性樹脂混合液72に浸けたところ、光重合反応
によって硬化反応が進み、反応初期2mmにおいてテーパ
ー状のファイバが自己形成され、最終的にファイバ径が
200μmとなった。テーパファイバを形成後、アセト
ンで未硬化部の樹脂を取り除き、クラッド層を上記光硬
化性樹脂より屈折率のフッ素化エポキシを熱硬化により
形成した。最後にテーパー状に形成した光ファイバー面
をアルミナを用いて光学研磨した。この実験例4で得ら
れた品をサンプル4とする。
(Experimental Example 4) (See FIG. 15) The sample 3 obtained in Experimental Example 3 was introduced with the light of an ultra-high pressure mercury lamp from the surface where the distance between the center positions of the optical fiber sections of adjacent optical fibers was short. When immersed in a photocurable resin mixture liquid 72 of phenoxyethyl acrylate, the curing reaction proceeded by a photopolymerization reaction, and a tapered fiber was self-formed at 2 mm in the initial stage of the reaction, and finally the fiber diameter became 200 μm. After forming the tapered fiber, the resin in the uncured portion was removed with acetone, and the clad layer was formed by thermosetting a fluorinated epoxy having a refractive index higher than that of the photocurable resin. Finally, the optical fiber surface formed into a tapered shape was optically polished using alumina. The product obtained in Experimental Example 4 is referred to as Sample 4.

【0032】(作成サンプルの評価結果)図17は、本
発明のサンプルに対する評価結果を示すテーブルの図で
ある。このようにして作成したサンプルを、発光ディバ
イス用拡大光学デバイスとしての特性(拡大面に出射さ
れる光量の縮小面に照射した光量に対する割合。図17
では光伝達効率という表現で%表示。)、反射ディバイ
ス用拡大光学デバイスとしての特性(縮小面に出射され
る光量の拡大面に照射した光量に対する割合。図17で
は反射効率という表現で%表示。)、画像拡大倍率、拡
大面の面積、ディバイス厚み、ディバイス重量、以上の
6項目をディバイス特性として評価した。従来技術との
比較のためにガラスファイバーを束ね、溶融して引き延
ばして加工しているTaper Vision Inc.社製の拡大光学
ディバイス「TaperMag」ポケットTypeの上記特性を比較
例として評価した。結果を図17に示す。
(Evaluation Results of Prepared Samples) FIG. 17 is a table showing the evaluation results of the samples of the present invention. The characteristics of the sample thus prepared as a magnifying optical device for a light emitting device (the ratio of the amount of light emitted to the magnifying surface to the amount of light irradiated to the reducing surface; FIG. 17)
Then, the light transmission efficiency is expressed in%. ), The characteristics as a magnifying optical device for a reflective device (the ratio of the amount of light emitted to the reducing surface to the amount of light irradiated to the magnifying surface. In FIG. 17, the reflection efficiency is expressed as%), the image magnification, and the area of the magnifying surface. , Device thickness, device weight, and the above six items were evaluated as device characteristics. For comparison with the prior art, the above-mentioned characteristics of a magnifying optical device “TaperMag” Pocket Type manufactured by Taper Vision Inc., in which glass fibers are bundled, melted and stretched, were evaluated as comparative examples. The results are shown in FIG.

【0033】上記の実験例1〜4と比較例(従来例)の
評価から判るように、拡大面の面積が比較例に比べ大き
いにもかかわらず、本発明によりディバイス重量が従来
のディバイスに比べて非常に軽く、ディバイス厚みも薄
く、且つ拡大率の高い透過型拡大光学ディバイスが実現
できた。実験例1と実験例2の比較、および実験例3と
実験例4の比較から明らかなように、拡大面近傍の光フ
ァイバにテーパー形状を持たせ、拡大面における光ファ
イバの断面積を広げることにより、反射型拡大光学ディ
バイスとしても優れた特性を得ることができた。さら
に、実験例1と実験例3の比較、および実験例2と実験
例4の比較から明らかなように、縮小面での光ファイバ
断面の密度を向上させることにより、光伝達効率の高い
拡大光学デバイスが実現できた。ガラスファイバを使用
している比較例より実験例3、4の方が光伝達効率、反
射効率が高いのは、ディバイス厚みを比較例より薄くす
ることができた結果、光ファイバの長さを短くすること
ができ、光ファイバ中での光伝達損失を少なくできたた
めと考える。
As can be seen from the evaluations of Experimental Examples 1 to 4 and Comparative Example (conventional example), despite the fact that the area of the enlarged surface is larger than that of Comparative Example, the device weight of the present invention is smaller than that of the conventional device. Thus, a transmission-type magnifying optical device having a very light, thin device thickness and a high magnifying power was realized. As is clear from the comparison between Experimental Example 1 and Experimental Example 2 and between Experimental Example 3 and Experimental Example 4, the optical fiber near the enlarged surface has a tapered shape, and the cross-sectional area of the optical fiber on the enlarged surface is increased. As a result, it was possible to obtain excellent characteristics as a reflection-type magnifying optical device. Furthermore, as is clear from the comparison between Experimental Examples 1 and 3, and between Experimental Examples 2 and 4, by increasing the density of the cross section of the optical fiber on the reduced surface, the magnifying optics with high light transmission efficiency can be obtained. The device has been realized. The light transmission efficiency and the reflection efficiency of the experimental examples 3 and 4 are higher than that of the comparative example using the glass fiber because the device thickness can be made thinner than that of the comparative example. It is considered that light transmission loss in the optical fiber was reduced.

【0034】[0034]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
(請求項1)高分子光ファイバからなる導光路の集合体
を原料とすることにより、安価な2次元拡大縮小光学デ
ィバイスが実現できる。(請求項2)複数の高分子光フ
ァイバの拡大面での端面がほぼ一平面上に位置するとと
もに、縮小面での端面もほぼ一平面上に位置しているこ
とにより、平面画像の伝達が実現できる。(請求項3)
高分子光ファイバ端面の隣接する高分子ファイバとの相
対的な端面の位置関係が、他方の端面においても維持さ
れていることにより、2次元画像の伝達が実現できる。
(請求項4)高屈折率領域の拡大面での断面中心位置とそ
れと隣接する他の高屈折率領域の拡大面での断面中心位
置の相対的な距離が、縮小面での断面中心位置とそれと
隣接する他の高屈折率領域の縮小面での断面中心位置の
相対的な距離よりも大きいことにより、レンズ等を用い
ることなく、薄型で倍率の高い2次元拡大縮小光学デバ
イスが実現することができる。
As described above, according to the present invention,
(Claim 1) An inexpensive two-dimensional enlargement / reduction optical device can be realized by using an aggregate of light guide paths made of a polymer optical fiber as a raw material. (Claim 2) Since the end surfaces of the plurality of polymer optical fibers on the enlarged surface are located substantially on one plane and the end surfaces on the reduced surface are also located substantially on one plane, transmission of a planar image can be achieved. realizable. (Claim 3)
Since the relative position of the end face of the polymer optical fiber with respect to the adjacent polymer fiber is maintained also at the other end face, transmission of a two-dimensional image can be realized.
(Claim 4) The relative distance between the cross-sectional center position on the enlarged surface of the high-refractive-index region and the cross-sectional center position on the enlarged surface of another adjacent high-refractive-index region is different from the cross-sectional center position on the reduced surface. A thin, high-magnification two-dimensional enlargement / reduction optical device can be realized without using a lens or the like by being larger than the relative distance of the cross-sectional center position on the reduction surface of another high refractive index region adjacent thereto. Can be.

【0035】(請求項5)高屈折率領域間の相対位置を
一定に保つ手段として発泡材料を用いることにより、安
価な方法で拡大面における断面中心位置とそれと隣接す
る他の高屈折率領域の拡大面での断面中心位置の相対的
な距離を、縮小面での断面中心位置とそれと隣接する他
の高屈折率領域の縮小面での断面中心位置の相対的な距
離よりも大きくすることができる。(請求項6)高屈折
率領域間の相対位置を一定に保つ部材として発泡材料を
用いることにより、高分子ファイバ間の距離を長くする
手段と、長くした後、その距離を保持する手段とを兼用
できるので、安価なディバイスを実現できる。(請求項
7)発泡材料を高屈折率領域の拡大面近傍の領域にのみ
に用いることにより、原料としての発泡剤の使用量を少
なくすることができる。(請求項8)高分子光ファイバを
被覆する表面被覆材のファイバとの接着性を無いか、あ
るいは接着性を弱くすることにより、発泡材料が膨張す
る際に、ファイバ母材は発泡材料の膨張に従い被覆材中
を移動することができる。
(Claim 5) By using a foamed material as a means for keeping the relative position between the high refractive index regions constant, the center position of the cross section on the enlarged surface and the other high refractive index regions adjacent thereto can be reduced by an inexpensive method. The relative distance between the cross-sectional center position on the enlarged surface and the cross-sectional center position on the reduced surface of the other high-refractive-index area adjacent to it can be made larger than the relative distance between the cross-sectional center position on the reduced surface. it can. (Claim 6) By using a foamed material as a member for keeping the relative position between the high refractive index regions constant, a means for increasing the distance between the polymer fibers and a means for maintaining the distance after lengthening are provided. Since both devices can be used, an inexpensive device can be realized. (Claim 7) By using the foaming material only in the region near the enlarged surface of the high refractive index region, the amount of the foaming agent used as a raw material can be reduced. (Claim 8) When the foam material expands by not having or weakening the adhesiveness of the surface coating material covering the polymer optical fiber to the fiber, the fiber preform expands the foam material. Can move through the coating material in accordance with

【0036】(請求項9)隣接する表面被覆材の相対的な
位置関係が一定に保たれることにより、発泡剤が膨張し
ファイバが被覆材中を移動しても、隣接するファイバー
同志の相対的な位置関係を保つことが可能になる。(請
求項10)表面被覆材は隣接する表面被覆材と接着可能
な材料であることにより、安価な方法でファイバの表面
被覆材の相対的な位置関係を一定に保つことができる。
(請求項11)高分子光ファイバからなる導光路の断面が
板縮小面から板拡大面近傍に至るまでは、ほぼ一定の断
面積を有し、拡大面近傍においては、拡大面に近づくに
つれて導光路の断面積が大きくなることにより、反射型
デバイスの画像の拡大/縮小においても明るい2次元画
像の伝達を行うことができるとともに、各々の高分子光
ファイバの体積を最小限に押さえることができるため、
重量の軽い拡大縮小光学ディバイスを実現できる。(請
求項12)拡大面における導光路の断面積と縮小面にお
ける導光路の断面積の比がほぼ同じ値であることによ
り、歪みの少ない画像の拡大/縮小が実現できる。
(Claim 9) Since the relative positional relationship between the adjacent surface coating materials is kept constant, even if the foaming agent expands and the fiber moves in the coating material, the relative position between the adjacent fibers is maintained. It is possible to maintain a proper positional relationship. (Claim 10) Since the surface coating material is a material that can be bonded to an adjacent surface coating material, the relative positional relationship between the fiber surface coating materials can be kept constant by an inexpensive method.
(Claim 11) The cross section of the light guide path made of a polymer optical fiber has a substantially constant cross-sectional area from the plate reduction surface to the vicinity of the plate enlargement surface, and in the vicinity of the enlargement surface, the light guide becomes closer to the enlargement surface. By increasing the cross-sectional area of the optical path, a bright two-dimensional image can be transmitted even when the image of the reflection type device is enlarged / reduced, and the volume of each polymer optical fiber can be minimized. For,
An optical device with a small weight can be realized. (Claim 12) Since the ratio of the cross-sectional area of the light guide path on the enlargement plane to the cross-sectional area of the light guide path on the reduction plane is almost the same value, enlargement / reduction of an image with less distortion can be realized.

【0037】(請求項13)拡大面近傍において拡大面に
近づくにつれて断面積が大きくなる導光路部が、発泡材
料が発泡する以降の段階において形成されていることに
より、導光路の断面積が増大しても、隣接する導光路と
の干渉を避けることができる。(請求項14)拡大面に近
づくにつれて断面積が大きくなる導光路部は高分子光フ
ァイバの一端を光硬化樹脂混合液に浸し、他端より光を
入射して作成された光硬化樹脂であることにより、安価
な方法でテーパー状の導光路部を作成することができ
る。(請求項15)導光路の集合体を複数の高分子光ファ
イバからなる集合体を一つのブロックとして予め形成し
た後、複数のブロック単位からなる集合体として形成す
ることにより、非常に数の多い導光路の集合体を量産に
適した方法で製造することができる。(請求項16)ブロ
ックの断面形状はおおよそ四角形であることにより、ブ
ロック同志の間に隙間を開けることなく、非常に数の多
い導光路の集合体を量産に適した方法で製造することが
できる。(請求項17)ブロックの断面形状はおおよそ六
角形であることにより、ブロック同志の間に隙間を開け
ることなく非常に数の多い導光路の集合体を量産に適し
た方法で製造することができる。(請求項18)収縮材料
を用いて縮小面での隣接する光ファイバ同志の間隔を短
くすることにより、縮小面での光ファイバ断面の充填密
度を高めることができ、拡大面への画像の光伝達効率を
向上させることができる。(請求項19)収縮材料として
熱収縮高分子シートを用いることにより、安価な方法で
縮小面における光ファイバ断面の充填密度を高め、拡大
面への画像の光伝達効率を向上させることができる。
(13) The light guide path portion having a larger cross-sectional area near the magnifying surface as it approaches the magnifying surface is formed at a stage after the foaming material foams, so that the cross-sectional area of the light guide path increases. Even so, interference with an adjacent light guide path can be avoided. (Claim 14) The light guide path portion, whose cross-sectional area increases as approaching the enlarged surface, is a photo-curable resin formed by immersing one end of a polymer optical fiber in a photo-curable resin mixed liquid and entering light from the other end. Thus, the tapered light guide path can be formed by an inexpensive method. (Claim 15) An aggregate of light guide paths is formed in advance as an aggregate of a plurality of polymer optical fibers as one block, and then formed as an aggregate of a plurality of block units. The assembly of light guide paths can be manufactured by a method suitable for mass production. (Claim 16) Since the cross-sectional shape of the block is approximately square, a very large number of light guide paths can be manufactured by a method suitable for mass production without leaving a gap between the blocks. . (Claim 17) Since the cross-sectional shape of the block is approximately hexagonal, a very large number of light guide path aggregates can be manufactured by a method suitable for mass production without opening a gap between the blocks. . (Claim 18) By shortening the distance between adjacent optical fibers on the reduction plane by using a shrinking material, the packing density of the optical fiber cross section on the reduction plane can be increased, and the light of the image on the enlargement plane can be increased. Transmission efficiency can be improved. (Claim 19) By using a heat-shrinkable polymer sheet as a shrinkable material, it is possible to increase the packing density of the cross section of the optical fiber on the reduced surface by an inexpensive method and improve the light transmission efficiency of an image to the enlarged surface.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】従来の拡大光学ディバイスの方法Aを示す斜視
図である。
FIG. 1 is a perspective view showing a method A of a conventional enlarged optical device.

【図2】従来の拡大光学ディバイスの方法Bを示す断面
図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a method B of a conventional magnifying optical device.

【図3】従来の拡大光学ディバイスの方法Cを示すブロ
ック図である。
FIG. 3 is a block diagram showing a method C of a conventional magnifying optical device.

【図4】従来の拡大光学ディバイテの方法Dを示す断面
図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a method D of a conventional magnifying optical device.

【図5】本発明の第1の実施例による二次元拡大縮小光
学ディバイスの基本構造図である。
FIG. 5 is a basic structural diagram of a two-dimensional scaling optical device according to a first embodiment of the present invention;

【図6】図5における光学ディバイスの斜視図である。FIG. 6 is a perspective view of the optical device in FIG. 5;

【図7】本発明の第2の実施例による二次元拡大縮小光
学ディバイスの基本構造図である。
FIG. 7 is a basic structural diagram of a two-dimensional scaling optical device according to a second embodiment of the present invention.

【図8】本発明における表面被覆材で被覆された高分子
光ファイバの部分拡大図である。
FIG. 8 is a partially enlarged view of a polymer optical fiber coated with a surface coating material according to the present invention.

【図9】本発明における高分子光ファイバを束ねたブロ
ックの斜視図である。
FIG. 9 is a perspective view of a block in which polymer optical fibers according to the present invention are bundled.

【図10】図9に示すブロックを複数個重ねて束ねたブ
ロックの斜視図である。
FIG. 10 is a perspective view of a block in which a plurality of blocks shown in FIG. 9 are stacked and bundled.

【図11】図10の部分的な拡大図であって、ファイバ
表面被覆材の除去工程を示す図である。
11 is a partially enlarged view of FIG. 10, showing a step of removing a fiber surface coating material.

【図12】図10の部分的な拡大図であって、光ファイ
バの一端に発泡剤を塗布する工程を示す図である。
FIG. 12 is a partially enlarged view of FIG. 10, showing a step of applying a foaming agent to one end of the optical fiber.

【図13】図10の部分的な拡大図であって、発泡剤を
発泡させる工程を示す図である。
FIG. 13 is a partially enlarged view of FIG. 10, showing a step of foaming a foaming agent.

【図14】図10の部分的な拡大図であって、反対側端
面のカッティング工程を示す図である。
FIG. 14 is a partially enlarged view of FIG. 10, showing a step of cutting the opposite end surface.

【図15】本発明による光ファイバにテーパーを付加す
る工程を示す図である。
FIG. 15 is a diagram showing a step of adding a taper to the optical fiber according to the present invention.

【図16】本発明による光ファイバの他の先端に収縮材
料を接着させる工程を示す図である。
FIG. 16 is a view showing a step of bonding a shrinkable material to another end of the optical fiber according to the present invention.

【図17】本発明の実験例により作成されたサンプルの
評価結果のテーブル図である。
FIG. 17 is a table diagram of evaluation results of samples created by an experimental example of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

51…拡大面保持材、52…拡大面、53…高分子光フ
ァイバ、 54…縮小面保持材、56…高分子光ファイバテーパー
部、 61…表面被覆材で被覆された高分子光ファイバ、62
…部分拡大図、 63…表面被覆材、64…高分子光ファイバを束ねたブ
ロック、 65…複数のブロックを束ねたブロック、66…被覆
材、67…発泡剤、 68…表面被覆材の鞘から滑り出た光ファイバ、 69…被覆材で被覆されたファイバ、70…紫外線照
射、 71…テーパー状導光路部、72…紫外線硬化樹脂混合
液、73…収縮材料。
51: enlarged surface holding material, 52: enlarged surface, 53: polymer optical fiber, 54: reduced surface holding material, 56: polymer optical fiber taper portion, 61: polymer optical fiber covered with a surface coating material, 62
... Partial enlarged view, 63 ... Surface coating material, 64 ... Block bundled with polymer optical fibers, 65 ... Block bundled with plural blocks, 66 ... Coating material, 67 ... Foaming agent, 68 ... From sheath of surface coating material An optical fiber that has slid out, 69: a fiber coated with a coating material, 70: ultraviolet irradiation, 71: a tapered light guide path portion, 72: an ultraviolet curable resin mixture, 73: a shrinkable material.

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成12年8月29日(2000.8.2
9)
[Submission date] August 29, 2000 (2008.2.
9)

【手続補正1】[Procedure amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】特許請求の範囲[Correction target item name] Claims

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【特許請求の範囲】[Claims]

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2H046 AA03 AA09 AA32 AA65 AB01 AC28 AD13 AZ08 5C058 EA04 5G435 AA17 AA18 DD02 FF02 FF08 HH01 KK07  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 2H046 AA03 AA09 AA32 AA65 AB01 AC28 AD13 AZ08 5C058 EA04 5G435 AA17 AA18 DD02 FF02 FF08 HH01 KK07

Claims (19)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 高い屈折率を持つ高屈折率領域が複数形
成されているディバイスにおいて、 前記高屈折領域は各々一本の高分子光ファイバから形成
され、かつ前記ディバイスは高分子光ファイバからなる
導光路の集合体により構成されることを特徴とした二次
元拡大縮小光学ディバイス。
1. A device in which a plurality of high refractive index regions having a high refractive index are formed, wherein each of the high refractive regions is formed of one polymer optical fiber, and the device is formed of a polymer optical fiber. A two-dimensional enlargement / reduction optical device characterized by being constituted by an assembly of light guide paths.
【請求項2】 請求項1に記載の二次元拡大縮小光学デ
ィバイスにおいて、 前記導光路の集合体を構成する高分子光ファイバの一方
の端面がほぼ一平面上に位置するとともに、前記高分子
光ファイバの他方の端面もほぼ一平面上に位置している
ことを特徴とする二次元拡大縮小光学ディバイス。
2. The two-dimensional expansion / reduction optical device according to claim 1, wherein one end face of the polymer optical fiber constituting the aggregate of the light guide paths is located substantially on one plane, and the polymer light is arranged. A two-dimensional scaling optical device, characterized in that the other end face of the fiber is also substantially on one plane.
【請求項3】 請求項2に記載の二次元拡大縮小光学デ
ィバイスにおいて、 前記高分子光ファイバの端面の隣接する高分子ファイバ
との相対的な端面の位置関係が、該高分子光ファイバの
他方の端面においても維持されていることを特徴とする
二次元拡大縮小光学ディバイス。
3. The two-dimensional expansion / reduction optical device according to claim 2, wherein the relative position of the end face of the polymer optical fiber with respect to the adjacent polymer fiber is the other end of the polymer optical fiber. A two-dimensional enlargement / reduction optical device characterized in that the two-dimensional enlargement / reduction optical device is maintained at the end face of the optical device.
【請求項4】 請求項3に記載の二次元拡大縮小光学デ
ィバイスにおいて、 前記高分子光ファイバの一方の端面である拡大面での断
面中心位置と、それと隣接する他の高分子光ファイバの
拡大面での断面中心位置の相対的な距離が、前記高分子
光ファイバの他方の端面である縮小面での断面中心位置
とそれと隣接する他の高分子光ファイバの縮小面での断
面中心位置の相対的な距離よりも大きいことを特徴とす
る二次元拡大縮小光学ディバイス。
4. The two-dimensional enlargement / reduction optical device according to claim 3, wherein a cross-sectional center position on an enlargement surface which is one end surface of the polymer optical fiber and an enlargement of another polymer optical fiber adjacent thereto. The relative distance of the cross-sectional center position on the plane is the difference between the cross-sectional center position on the reduced plane that is the other end face of the polymer optical fiber and the cross-sectional center position on the reduced plane of another polymer optical fiber adjacent thereto. A two-dimensional scaling optical device characterized by being greater than a relative distance.
【請求項5】 請求項4に記載の二次元拡大縮小光学デ
ィバイスにおいて、 前記高分子光ファイバの一方の拡大面での断面中心位置
とそれと隣接する他の高分子光ファイバの拡大面での断
面中心位置の相対的な距離を、前記高分子光ファイバの
他方の縮小面での断面中心位置とそれと隣接する他の高
分子光ファイバの縮小面での断面中心位置の相対的な距
離よりも大きくする手段として、発泡材料を用いること
を特徴とする二次元拡大縮小光学ディバイス。
5. The two-dimensional expansion / reduction optical device according to claim 4, wherein a center position of a cross section of one of the polymer optical fibers on an enlarged surface and a cross section of another polymer optical fiber adjacent thereto on the enlarged surface. The relative distance between the center positions is larger than the relative distance between the cross-sectional center position on the other reduced surface of the polymer optical fiber and the cross-sectional center position on the reduced surface of another polymer optical fiber adjacent thereto. A two-dimensional enlargement / reduction optical device, characterized by using a foam material as a means for performing the operation.
【請求項6】 請求項4に記載の二次元拡大縮小光学デ
ィバイスにおいて、 前記高分子光ファイバの相対位置を一定に保つ部材の一
部が発泡材料であることを特徴とする二次元拡大縮小光
学ディバイス。
6. The two-dimensional enlargement / reduction optical device according to claim 4, wherein a part of the member for keeping the relative position of the polymer optical fiber constant is a foam material. Devices.
【請求項7】 請求項6に記載の二次元拡大縮小光学デ
ィバイスにおいて、 前記発泡材料は、高屈折率領域の拡大面近傍の領域にの
み用いられていることを特徴とする二次元拡大縮小光学
ディバイス。
7. The two-dimensional enlargement / reduction optical device according to claim 6, wherein the foam material is used only in a region near an enlargement surface of a high refractive index region. Devices.
【請求項8】 請求項1に記載の二次元拡大縮小光学デ
ィバイスの製造方法において、 少なくとも請求項5に記載されている発泡材料が発泡す
る以前の段階においては、前記高分子光ファイバは、該
光ファイバとの接着性が無いか、ないしは接着性が弱い
表面被覆膜で被覆されていることを特徴とする二次元拡
大縮小光学ディバイスの製造方法。
8. The method for manufacturing a two-dimensional enlarged / reduced optical device according to claim 1, wherein at least before the foamed material according to claim 5 foams, the polymer optical fiber is A method for producing a two-dimensional scaling optical device, characterized in that the device has no adhesion to an optical fiber or is coated with a surface coating film having low adhesion.
【請求項9】 請求項8に記載の二次元拡大縮小光学デ
ィバイスの製造方法において、 前記表面被覆材は一方の終端から他方の終端に至るまで
の間、隣接する表面被覆材と相対的な位置関係が一定に
保たれた状態であることを特徴とする二次元拡大縮小光
学ディバイスの製造方法。
9. The method for manufacturing a two-dimensional scaling optical device according to claim 8, wherein the surface coating material is positioned relative to an adjacent surface coating material from one end to the other end. A method for manufacturing a two-dimensional enlargement / reduction optical device, wherein the relationship is kept constant.
【請求項10】 請求項8に記載の二次元拡大縮小光学
ディバイスの製造方法において、 前記表面被覆材は隣接する表面被覆材と接着可能な材料
であることを特徴とする二次元拡大縮小光学ディバイス
の製造方法。
10. The method of manufacturing a two-dimensional scaling optical device according to claim 8, wherein the surface coating material is a material that can be bonded to an adjacent surface coating material. Manufacturing method.
【請求項11】 請求項1に記載の二次元拡大縮小光学
ディバイスにおいて、 前記高分子光ファイバからなる導光路の断面は、請求項
4に記載の縮小面から拡大面近傍に至るまでは、ほぼ一
定の断面積を有し、拡大面近傍においては、拡大面に近
づくにつれて断面積が大きくなるようにしたことを特徴
とする二次元拡大縮小光学ディバイス。
11. The two-dimensional scaling optical device according to claim 1, wherein a cross section of the light guide path made of the polymer optical fiber is substantially from the reduction surface according to claim 4 to the vicinity of the expansion surface. A two-dimensional enlargement / reduction optical device having a constant cross-sectional area, wherein the cross-sectional area increases in the vicinity of the enlargement plane as it approaches the enlargement plane.
【請求項12】 請求項11に記載の二次元拡大縮小光
学ディバイスにおいて、 前記拡大面での導光路の断面積と縮小面での導光路の断
面積の比は、複数の高屈折率領域では、ほぼ同じ値であ
ることを特徴とした二次元拡大縮小光学ディバイス。
12. The two-dimensional magnification / reduction optical device according to claim 11, wherein a ratio of a cross-sectional area of the light guide path on the enlargement surface to a cross-sectional area of the light guide path on the reduction surface is a plurality of high refractive index regions. A two-dimensional scaling optical device, characterized in that they have substantially the same value.
【請求項13】 請求項11に記載の二次元拡大縮小光
学ディバイスにおいて、 前記拡大面に近づくに伴って断面積が大きくなる拡大面
近傍では、導光路部は、請求項5に記載されている発泡
材料が発泡する以降の段階において形成されることを特
徴とする二次元拡大縮小光学ディバイス。
13. The two-dimensional scaling optical device according to claim 11, wherein the light guide path portion is in the vicinity of the enlarged surface whose cross-sectional area increases as approaching the enlarged surface. A two-dimensional enlargement / reduction optical device formed at a stage after foaming of a foamed material.
【請求項14】 請求項11に記載の二次元拡大縮小光
学ディバイスにおいて、 前記拡大面に近づくにつれて断面積が大きくなる拡大面
近傍では、導光路部は、高分子光ファイバの一端を光硬
化樹脂混合液に浸し、他端より光を入射することにより
作成された光硬化樹脂材料を原料とすることを特徴とす
る二次元拡大縮小光学ディバイス。
14. The two-dimensional expansion / reduction optical device according to claim 11, wherein in the vicinity of the enlarged surface whose cross-sectional area increases as approaching the enlarged surface, one end of the polymer optical fiber is made of a photocurable resin. A two-dimensional enlargement / reduction optical device characterized by using a photocurable resin material prepared by immersing in a mixed liquid and allowing light to enter from the other end as a raw material.
【請求項15】 請求項8に記載の二次元拡大縮小光学
ディバイスにおいて、 前記表面被覆材で被覆された高分子光ファイバは、複数
の高分子光ファイバからなる集合体を一つのブロックと
して予め形成した後、複数のブロック単位からなる集合
体として形成されていることを特徴とする二次元拡大縮
小光学ディバイス。
15. The two-dimensional expansion / reduction optical device according to claim 8, wherein the polymer optical fiber covered with the surface coating material is formed in advance as an aggregate of a plurality of polymer optical fibers as one block. A two-dimensional enlargement / reduction optical device formed as an aggregate comprising a plurality of block units.
【請求項16】 請求項15に記載の二次元拡大縮小光
学ディバイスにおいて、 前記ブロックの断面形状は、おおよそ四角形であること
を特徴とする二次元拡大縮小光学ディバイス。
16. The two-dimensional enlargement / reduction optical device according to claim 15, wherein a cross-sectional shape of the block is substantially a quadrangle.
【請求項17】 請求項15に記載の二次元拡大縮小光
学ディバイスにおいて、 前記ブロックの断面形状は、おおよそ六角形であること
を特徴とする二次元拡大縮小光学ディバイス。
17. The two-dimensional scaling optical device according to claim 15, wherein a cross-sectional shape of the block is substantially hexagonal.
【請求項18】 請求項4に記載の二次元拡大縮小光学
ディバイスにおいて、 前記縮小面での断面中心位置とそれと隣接する他の高分
子光ファイバの縮小面での断面中心位置の相対的な距離
を小さくする手段として、収縮材料を用いることを特徴
とする二次元拡大縮小光学ディバイス。
18. The two-dimensional expansion / reduction optical device according to claim 4, wherein a relative center distance between a cross-sectional center position on the reduced surface and a cross-sectional center position on a reduced surface of another polymer optical fiber adjacent thereto. A two-dimensional enlargement / reduction optical device, characterized in that a shrinkable material is used as means for reducing the size.
【請求項19】 請求項18に記載の二次元拡大縮小光
学ディバイスにおいて、 前記収縮材料が熱収縮性シートであることを特徴とする
二次元拡大縮小光学ディバイス。
19. The two-dimensional scaling optical device according to claim 18, wherein the shrinkable material is a heat-shrinkable sheet.
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