JP2002267855A - Optical information transmission device and image magnified display device - Google Patents

Optical information transmission device and image magnified display device

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JP2002267855A
JP2002267855A JP2001065944A JP2001065944A JP2002267855A JP 2002267855 A JP2002267855 A JP 2002267855A JP 2001065944 A JP2001065944 A JP 2001065944A JP 2001065944 A JP2001065944 A JP 2001065944A JP 2002267855 A JP2002267855 A JP 2002267855A
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light guide
light
optical
guide path
angle
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JP2001065944A
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Japanese (ja)
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Ikue Kawashima
伊久衞 川島
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Ricoh Co Ltd
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Ricoh Co Ltd
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Publication date
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  • Liquid Crystal (AREA)
  • Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an easily manufacturable optical information transmission device in which the resolution of an input image is not deteriorated even when a flat type display such as a liquid crystal display is used for an image before enlarging. SOLUTION: The critical angle θc of total reflection condition of an optical light guide 2 is made larger than a shape angle θa formed by the central axis of the optical light guide 2 and the side surface 2s of the optical light guide 2. The difference (θc-θa) between the critical angle θc and the shape angle θa is made smaller than the optimum prospective angle θb of the optical light guide 2 regulated by the size of a light emitting point of inputted optical information, the size of the end surface of the optical light guide 2 opposed to the light emitting point, and the distance from the light emitting point to the incident plane of the optical light guide 2. By such settings, light made incident vertically on the end surface of the optical light guide 2 can satisfy the total reflection condition of the optical light guide 2, and can be transmitted through the optical light guide 2, and incident light whose transmission is not originally desirable from an oblique direction of light made incident of the end surface of the optical light guide 2 is cut.

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、並列して情報を伝
達する光情報伝達デバイス及び画像拡大表示装置に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical information transmitting device for transmitting information in parallel and an enlarged image display device.

【0002】[0002]

【従来の技術】情報を表示する表示装置は、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及び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。
2. Description of the Related Art There are two main types of display devices for displaying information: flat-panel displays, such as single-size display devices such as liquid crystal monitors for personal computers, and enlarged projection display devices, such as rear-projection liquid crystal televisions. .

【0003】等倍型表示装置は、ディスプレイの厚みを
薄くでき、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型以上のサイ
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と言う欠
点を持っている。
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 to be obtained. There is a disadvantage that the cost is increased due to the complexity of the manufacturing process and the poor yield.

【0004】一方、拡大投影型表示装置は、50型以上
の大きな表示サイズを等倍型表示装置に比べ安価で提供
できるという利点を有するが、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、広い設
置スペースが必要と言う欠点を持っている。
On the other hand, an enlarged projection display device has the advantage that a large display size of 50 inches or more can be provided at a lower cost than a 1 × display device, but the display is made as thin as the 1 × display. This is difficult in principle, and has the disadvantage of requiring a large installation space.

【0005】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
れているが上記の光学系が厚くなる問題を解決する方法
として図4に示すように、小さな画像に対して光ファイ
バを整列させて並べ、光ファイバの一端を密に束ねた面
を画像入力面とし、光ファイバの他端を離散的に配置さ
せた面を出力面とする画像を拡大する方法(特開平5−
88617号公報参照)がある。即ち、光ファイバ51
の束を用いた画像拡大手段52と、液晶、フィルム等の
画像素体53との間に光ファイバ54の束からなる画像
整合手段55を介在させ、光ファイバ54の束の一端を
集束させて画像素体53に対向させ、光ファイバ54の
束の他端を画像拡大手段52の入光部56の全体に対向
するように少し拡開させたものである。これにより、画
像素体53に表示された画像は画像整合手段55で入光
部56に見合った大きさに拡大されて入光部56に投影
される。
[0005] In an existing enlarged projection display device such as a liquid crystal television, a technique of an enlarged optical system using a lens or a mirror is used. As a method for solving the above-mentioned problem that the optical system becomes thick, FIG. The optical fiber is aligned with a small image, and the surface where one end of the optical fiber is tightly bundled is used as the image input surface, and the surface where the other end of the optical fiber is discretely arranged is used as the output surface. (Japanese Patent Application Laid-Open No.
No. 88617). That is, the optical fiber 51
An image matching unit 55 composed of a bundle of optical fibers 54 is interposed between an image enlargement unit 52 using a bundle of the optical fibers and an image element 53 such as a liquid crystal or a film, and one end of the bundle of the optical fibers 54 is focused. The other end of the bundle of optical fibers 54 is slightly expanded so as to face the image element 53 so as to face the entire light incident portion 56 of the image magnifying means 52. As a result, the image displayed on the image element 53 is enlarged by the image matching unit 55 to a size corresponding to the light entering unit 56 and projected onto the light entering unit 56.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
5−88617号公報等に示される構成では、拡大前の
画像の面積と画像入力側の光ファイバの総断面積とがほ
ぼ同じ面積になる。従って、光ファイバ自体の断面積が
拡大光学系の厚みを制限してしまい、拡大光学デバイス
の厚さを拡大前画像の長手方向長さの半分以下に薄くす
ることは難しい。
However, in the configuration disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 5-88617, the area of the image before enlargement and the total cross-sectional area of the optical fiber on the image input side are substantially the same. Therefore, the cross-sectional area of the optical fiber itself limits the thickness of the magnifying optical system, and it is difficult to reduce the thickness of the magnifying optical device to less than half the longitudinal length of the image before magnification.

【0007】このような問題を解決するために、例え
ば、図5及び図6に示すような細い光ファイバ1の先端
に外側ほど径が大きくなるテーパ形状を有する光導光路
2を設ける構成例が本出願人により提案されている。こ
の構成によりテーパ状の光導光路2の先端から光ファイ
バ1に画像情報(光情報)を取り込むことが可能とな
り、拡大前の画像の大きさによらず、細い径の光ファイ
バ1を用いることができるため、拡大光学デバイス3の
厚みを薄くすることができる。
In order to solve such a problem, for example, as shown in FIGS. 5 and 6, a configuration example in which a light guide path 2 having a tapered shape whose diameter becomes larger toward the outside as shown in FIGS. Proposed by the applicant. With this configuration, image information (optical information) can be taken into the optical fiber 1 from the tip of the tapered light guide path 2, and the optical fiber 1 having a small diameter can be used regardless of the size of the image before enlargement. Therefore, the thickness of the magnifying optical device 3 can be reduced.

【0008】この光情報伝達デバイスとしての拡大光学
デバイス3は、全て同一径の複数本の光ファイバ1を集
積させて光ファイバ群4を構成する際、各光ファイバ1
を離散的に配設させるために、光ファイバ1の他端面1
b側近傍に複数枚のシート状部材5を間隔保持部材とし
て介在させて各光ファイバ1同士間を一定間隔に維持さ
せるとともに、光ファイバ1の一端面1a側近傍にも複
数枚のシート状部材6を間隔保持部材として介在させて
各光ファイバ1同士間を一定間隔に維持させるようにし
たものであって、シート状部材6の方を薄くすることに
より、一端面1a側の間隔の方が狭くなるように設定さ
れている。従って、光ファイバ群4において、一端面1
a側から光情報を入力させると、他端面1b側からその
情報が出力されることとなり、光ファイバ1を通じて光
情報を伝達し得る機能を果たす。
When an optical fiber group 4 is constructed by integrating a plurality of optical fibers 1 all having the same diameter, the magnifying optical device 3 serving as this optical information transmitting device has the same configuration.
In order to dispose the optical fiber 1 discretely.
A plurality of sheet-like members 5 are interposed as spacing members in the vicinity of the b side to maintain a constant spacing between the optical fibers 1 and a plurality of sheet-like members also in the vicinity of one end surface 1a side of the optical fiber 1. 6 is interposed as an interval maintaining member to maintain a constant interval between the optical fibers 1. By making the sheet-like member 6 thinner, the interval on the one end surface 1a side becomes larger. It is set to be narrow. Therefore, in the optical fiber group 4, one end face 1
When optical information is input from the a side, the information is output from the other end surface 1b side, and the function of transmitting optical information through the optical fiber 1 is achieved.

【0009】この際、光ファイバ1同士の間隔の狭い一
端面1a側を画像入力面7a、間隔の広い他端面1b側
を画像出力面7bとすると、画像入力面7aから入力さ
れた画像情報は画像出力面7b側から拡大されて出力さ
れることとなり、画像入力面7a側に例えば液晶ディス
プレイ8等のフラット型ディスプレイを配設させれば、
画像拡大表示装置として機能させ得る。また、各光ファ
イバ1の一端面1aには光導光路2が付設されており、
この光導光路2を介して光情報が取り込まれるので、光
ファイバ1に対する光の取込み効率が高くなり、伝達さ
れる光量が増大する。さらには、図6に示すように、各
光ファイバ1の他端面1b側に対しても外側ほど径が大
きくなる光導光路9を設ければ、他端面1b側から出射
される光ビーム径を太くし、滑らかな画像とすることが
できる。
At this time, assuming that the one end face 1a of the optical fibers 1 having a small gap is an image input face 7a and the other end face 1b having a wide gap is an image output face 7b, the image information input from the image input face 7a is The image is output after being enlarged from the image output surface 7b side. If a flat display such as a liquid crystal display 8 is provided on the image input surface 7a side,
It can function as an image enlargement display device. Further, a light guide path 2 is provided on one end face 1a of each optical fiber 1, and
Since the optical information is captured through the light guide path 2, the efficiency of capturing the light into the optical fiber 1 increases, and the amount of transmitted light increases. Further, as shown in FIG. 6, if the light guide path 9 whose diameter becomes larger toward the outer side with respect to the other end face 1b of each optical fiber 1, the diameter of the light beam emitted from the other end face 1b is increased. Thus, a smooth image can be obtained.

【0010】しかし、拡大する前の画像として液晶ディ
スプレイ8のようなフラット型ディスプレイを用いる場
合には、画像の発光位置がディスプレイ基板の内部にあ
るため、発光点を上記光導光路2の入力面に密着させる
ことができない。そのため、液晶ディスプレイ8の発光
点からの光が光導光路2の入力面に到達するまでに発散
してしまい、拡大光学デバイス3の入射面での入力画像
の解像度が劣化してしまうという不具合が生じてしま
う。
However, when a flat display such as the liquid crystal display 8 is used as an image before enlargement, the light emitting point is located on the input surface of the light guide path 2 because the light emitting position of the image is inside the display substrate. Cannot adhere. Therefore, the light from the light emitting point of the liquid crystal display 8 diverges before reaching the input surface of the light guide path 2, and the resolution of the input image on the incident surface of the magnifying optical device 3 deteriorates. Would.

【0011】これを解決する手段として、特公昭63−
22569号公報に開示されているように個々の光ファ
イバの入力面にマイクロレンズを配置する方法、特開平
8−114716号公報に開示されているように光ファ
イバの入力面に個々の光ファイバに対応した屈折率分布
型マイクロレンズを配置する方法、特開平11−271
539号公報に開示されているように光ファイバ入力面
に画像を結像するための大型レンズを設ける方法などを
利用することが考えられる。
As a means for solving this, Japanese Patent Publication No.
A method of arranging a microlens on the input surface of each optical fiber as disclosed in Japanese Patent No. 22569, and a method of disposing a microlens on the input surface of an optical fiber as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-114716. Method of arranging a corresponding refractive index distribution type micro lens, Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-271
It is conceivable to use a method of providing a large lens for forming an image on an optical fiber input surface as disclosed in Japanese Patent No. 539.

【0012】しかしながら、特公昭63−22569号
公報や特開平8−114716号公報に開示されている
ような方法の場合、複数の光ファイバと複数のレンズと
を1対1の関係で位置合わせを行う必要があり、製造工
程が極めて複雑になる。一方、特開平11−27153
9号公報に開示されているような光ファイバ入力面に画
像を結像するための大型レンズを設ける方法の場合、歪
みの少ない結像を得るためには入力画像の長辺以上の焦
点距離が必要になり、デバイスの厚みを薄くできないと
いう不具合が生じる。
However, in the case of the method disclosed in JP-B-63-22569 or JP-A-8-114716, a plurality of optical fibers and a plurality of lenses are aligned in a one-to-one relationship. Must be performed, and the manufacturing process becomes extremely complicated. On the other hand, JP-A-11-27153
In the case of a method of providing a large lens for forming an image on an optical fiber input surface as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-205, in order to obtain an image with less distortion, a focal length longer than the long side of the input image is required. This necessitates a problem that the thickness of the device cannot be reduced.

【0013】そこで、本発明は、液晶ディスプレイのよ
うなフラット型ディスプレイを拡大前の画像として用い
る場合においても入力画像の解像度が劣化せず、その作
製も容易な光情報伝達デバイス及び画像拡大表示装置を
提供することを目的とする。
Accordingly, the present invention provides an optical information transmission device and an image enlargement display device in which even when a flat display such as a liquid crystal display is used as an image before enlargement, the resolution of the input image is not deteriorated and the production thereof is easy. The purpose is to provide.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明の光
情報伝達デバイスは、複数本の光ファイバを集積させた
光ファイバ群を備え、この光ファイバ群中の前記光ファ
イバの一端から入力する光情報をその光ファイバの他端
に伝達する機能を有する光情報伝達デバイスであって、
前記各光ファイバの他端面側が隣接する光ファイバ同士
で互いに一定の間隔をあけて配設されるとともに、前記
各光ファイバの一端面側が隣接する光ファイバ同士で互
いに前記一定の間隔よりも狭い間隔をあけて配設され、
前記各光ファイバ毎にその一端面側に配設されて前記光
ファイバから遠ざかるに従い断面積が大きくなる形状の
光導光路を備え、前記光導光路の全反射条件の臨界角度
θcが前記光導光路の中心軸とこの光導光路の側面との
なす形状角度θaよりも大きく、かつ、これらの臨界角
度θcと形状角度θaとの差(θc−θa)が、入射す
る光情報の発光点の大きさとこの発光点に対向する前記
光導光路の端面の大きさと前記発光点から前記光導光路
の入射面までの距離とにより規定される前記光導光路の
最適な見込み角度θbよりも小さく設定されていること
を特徴とする。
According to a first aspect of the present invention, there is provided an optical information transmitting device comprising an optical fiber group in which a plurality of optical fibers are integrated, and an input from one end of the optical fiber in the optical fiber group. Optical information transmission device having a function of transmitting optical information to the other end of the optical fiber,
The other end faces of the respective optical fibers are arranged at a constant interval between adjacent optical fibers, and the one end faces of the respective optical fibers are adjacent to each other at a narrower interval than the fixed interval. It is arranged with an opening,
A light guide path which is disposed on one end surface side of each of the optical fibers and whose cross-sectional area increases as the distance from the optical fiber increases, and the critical angle θc of the total reflection condition of the light guide path is the center of the light guide path. The difference (θc−θa) between the critical angle θc and the shape angle θa that is larger than the shape angle θa between the axis and the side surface of the light guide path is determined by the size of the light emitting point of the incident light information and the light emission. The light guide path is set to be smaller than the optimum expected angle θb of the light guide path defined by the size of the end face of the light guide path facing a point and the distance from the light emitting point to the entrance surface of the light guide path. I do.

【0015】本発明及び以下の発明において、「全反射
条件の臨界角度θc」とは、光導光路内を伝達する光が
コア層/クラッド層界面に入射する際の界面での入射角
度を意味せず、コア層/クラッド層界面で全反射を起こ
す臨界条件の光が光導光路の入力面に入射する際のコア
層/クラッド層界面となす角度を意味し、また、「光導
光路の最適な見込み角θb」とは、光導光路入射面に対
峙する光情報を取り込みたい発光点以外の発光点からの
光に対しては光導光路の全反射条件を満たさない最大の
角度を意味する。
In the present invention and the following invention, the “critical angle θc under the condition of total reflection” means an incident angle at the interface when light transmitted in the light guide path enters the core layer / cladding layer interface. In other words, it means the angle between the core layer / cladding layer interface when the light under the critical condition that causes total reflection at the core layer / cladding layer interface enters the input surface of the light guiding path. The angle θb ”means the maximum angle that does not satisfy the condition for total reflection of the light guide path with respect to light from light emission points other than the light emission point at which light information facing the light guide path incident surface is desired to be captured.

【0016】従って、光導光路の端面に垂直に入射する
光が光導光路の全反射条件を満たすため、光導光路内部
を伝達させることが可能になるとともに、画像の拡大に
この光情報伝達デバイスを用いる場合、光導光路の端面
に入射した光のうち、本来伝達させたくない斜め方向か
らの入射光をカットすることができ、画像の解像度を向
上させることができる。
Therefore, the light that is perpendicularly incident on the end face of the light guide path satisfies the condition of total reflection of the light guide path, so that it can be transmitted inside the light guide path, and this optical information transmission device is used for magnifying an image. In this case, of the light incident on the end face of the light guide path, incident light from an oblique direction that is not desired to be transmitted can be cut, and the resolution of an image can be improved.

【0017】請求項2記載の発明は、請求項1記載の光
情報伝達デバイスにおいて、前記光導光路は、臨界角度
θc、形状角度θa、見込み角度θbに関して、θc>
θa、かつ、(θc−θa)<θbなる関係を満たす屈
折率を持つコア層とクラッド層とを構成要素として形成
されていることを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, in the optical information transmitting device according to the first aspect, the light guide path has a critical angle θc, a shape angle θa, and an expected angle θb, wherein θc>
It is characterized in that a core layer and a cladding layer having a refractive index satisfying a relationship of θa and (θc−θa) <θb are formed as constituent elements.

【0018】従って、光導光路の端面に垂直に入射する
光が光導光路の全反射条件を満たすため、光導光路内部
を伝達させることが可能になるとともに、画像の拡大に
この光情報伝達デバイスを用いる場合、光導光路の端面
に入射した光のうち、本来伝達させたくない斜め方向か
らの入射光をカットすることができ、画像の解像度を向
上させることができる。
Therefore, light perpendicularly incident on the end face of the light guide path satisfies the condition of total reflection of the light guide path, so that it can be transmitted inside the light guide path, and this optical information transmission device is used for magnifying an image. In this case, of the light incident on the end face of the light guide path, incident light from an oblique direction that is not desired to be transmitted can be cut, and the resolution of an image can be improved.

【0019】請求項3記載の発明は、請求項1又は2記
載の光情報伝達デバイスにおいて、前記光導光路と前記
光ファイバとの空隙に、可視光に対して遮光性を示す遮
光性物質が充填されていることを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, in the optical information transmission device according to the first or second aspect, a gap between the light guide path and the optical fiber is filled with a light-shielding substance having a light-shielding property against visible light. It is characterized by having been done.

【0020】従って、光導光路の端面から入射した光の
うち、全反射条件を満たさず、光導光路外部に漏れる光
があっても光ファイバ入射前に遮光性物質に吸収させる
ことができ、画像伝達の際のコントラストを低減させる
原因となる迷光を減らすことができる。
Accordingly, of the light incident from the end face of the light guide path, even if there is light that does not satisfy the condition of total reflection and leaks out of the light guide path, the light can be absorbed by the light shielding material before entering the optical fiber, and image transmission In this case, stray light which causes a reduction in contrast can be reduced.

【0021】請求項4記載の発明の画像拡大表示装置
は、請求項1ないし3の何れか一記載の光情報伝達デバ
イスと、この光情報伝達デバイスの前記光導光路面に配
設されて各表示画素の発光点位置を各光導光路に一致さ
せたライトバルブと、このライトバルブを照明する光源
と、を備えることを特徴とする。請求項5記載の発明
は、請求項4記載の画像拡大表示装置において、前記ラ
イトバルブが、液晶ディスプレイであることを特徴とす
る。請求項6記載の発明は、請求項4又は5記載の画像
拡大表示装置において、前記光源が、照度の見込み角が
15度以下の高い指向性を有することを特徴とする。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an image magnifying display device according to any one of the first to third aspects, wherein each of the optical information transmitting devices is provided on the light guide path surface of the optical information transmitting device. It is characterized by comprising a light valve in which a light emitting point position of a pixel is matched with each light guide path, and a light source for illuminating the light valve. According to a fifth aspect of the present invention, in the image enlarged display device according to the fourth aspect, the light valve is a liquid crystal display. According to a sixth aspect of the present invention, in the image enlarged display device according to the fourth or fifth aspect, the light source has a high directivity such that an estimated angle of illuminance is 15 degrees or less.

【0022】従って、液晶ディスプレイのようなフラッ
ト型ディスプレイをライトバルブとして拡大前の画像と
して用いる場合においても、入力画像の解像度が劣化せ
ず、拡大表示が可能な画像拡大表示装置を提供すること
ができる。特に、請求項6記載の発明のように、光源の
指向性を高いものとすれば、ライトバルブ通過後の画像
情報の指向性も高くなり、光導光路の端面へ入射する斜
め方向からの迷光を減らすことができ、伝達する画像の
コントラストをより一層向上させることができる。
Therefore, even when a flat display such as a liquid crystal display is used as an image before enlargement as a light valve, it is possible to provide an image enlargement display device capable of performing enlargement display without deteriorating the resolution of an input image. it can. In particular, if the directivity of the light source is high as in the invention of claim 6, the directivity of image information after passing through the light valve is also high, and stray light from an oblique direction incident on the end face of the light guide path is reduced. Thus, the contrast of the transmitted image can be further improved.

【0023】[0023]

【発明の実施の形態】本発明の一実施の形態を図1ない
し図3に基づいて説明する。図5及び図6で示した部分
と同一部分は同一符号を用いて示し、説明も省略する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The same parts as those shown in FIGS. 5 and 6 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.

【0024】本実施の形態の光情報伝達デバイスも、図
5等に示した場合と同様に、画像入力面7a側に配設さ
せたライトバルブとしての液晶ディスプレイ8を組合せ
ることにより、画像拡大表示装置として構成されてい
る。液晶ディスプレイ8に対しては裏面側からこの液晶
ディスプレイ8を照明する光源としてのバックライト1
0が設けられている。
The optical information transmission device according to the present embodiment also has an enlarged image by combining a liquid crystal display 8 as a light valve disposed on the image input surface 7a side, as in the case shown in FIG. It is configured as a display device. A backlight 1 as a light source for illuminating the liquid crystal display 8 from the back side with respect to the liquid crystal display 8
0 is provided.

【0025】ここに、光情報伝達デバイス自体の構成要
素は図5及び図6に示した場合と同様であるが、本実施
の形態では、光導光路2の構成が最適化されている。
Here, the components of the optical information transmission device itself are the same as those shown in FIGS. 5 and 6, but in the present embodiment, the configuration of the light guide path 2 is optimized.

【0026】まず、図1に示すように、光導光路2の全
反射条件の臨界角度θcが光導光路2の中心軸φとこの
光導光路2の側面2sとのなす形状角度θaよりも大き
く設定されている。また、これらの臨界角度θcと形状
角度θaとの差(θc−θa)が、図2に示すように、
液晶ディスプレイ8から入射する光情報の発光点Lpの
大きさとこの発光点Lpに対向する光導光路2の端面2
eの大きさと発光点Lpから光導光路2の入射面2eま
での距離とにより規定される光導光路2の最適な見込み
角度θbよりも小さく設定されている。ここに、「全反
射条件の臨界角度θc」とは、光導光路2内を伝達する
光がコア層/クラッド層界面11に入射する際の界面で
の入射角度を意味せず、コア層/クラッド層界面11で
全反射を起こす臨界条件の光Pが光導光路2の入射面2
eに入射する際のコア層/クラッド層界面11となす角
度を意味する。また、「光導光路の最適な見込み角θ
b」とは、光導光路2の入射面2eに対峙して光情報を
取り込みたい発光点Lp以外の発光点Lp′からの光に
対しては光導光路2の全反射条件を満たさない最大の角
度を意味する。
First, as shown in FIG. 1, the critical angle θc of the light guide 2 under the total reflection condition is set to be larger than the shape angle θa formed between the central axis φ of the light guide 2 and the side surface 2s of the light guide 2. ing. The difference (θc−θa) between the critical angle θc and the shape angle θa is, as shown in FIG.
The size of the light emitting point Lp of the optical information incident from the liquid crystal display 8 and the end face 2 of the light guide path 2 facing this light emitting point Lp
It is set to be smaller than the optimum expected angle θb of the light guide 2 defined by the size of e and the distance from the light emitting point Lp to the incident surface 2 e of the light guide 2. Here, the “critical angle θc under the condition of total reflection” does not mean the angle of incidence at the interface when the light transmitted through the light guide path 2 enters the core layer / cladding layer interface 11, but the core layer / cladding layer. The light P under the critical condition causing total reflection at the layer interface 11 is incident on the incident surface 2 of the light guide path 2.
e means the angle formed by the core layer / cladding layer interface 11 when the light is incident on e. In addition, the "optimum expected angle θ of the light guide path"
“b” is the maximum angle that does not satisfy the condition for total reflection of the light guide path 2 with respect to light from the light emission points Lp ′ other than the light emission point Lp where the light information is desired to be captured while facing the incident surface 2 e of the light guide path 2. Means

【0027】このような構成とすることにより、画像の
発光点Lpと光導光路2の入射面2eとの距離が離れて
いても、光導光路2の端面に垂直に近い角度で入射した
光は光導光路2の全反射条件を満たすため、光導光路2
の内部に光を閉じこめることが可能になるとともに、本
来伝達したくない画素の発光点Lp′の斜め方向からの
入射光をカットすることができる。言い換えれば、光導
光路2の入射面2eの開口率を低く抑えることができる
ため、伝達したい画像の解像度を向上させることができ
る。
With such a configuration, even if the distance between the light emitting point Lp of the image and the incident surface 2e of the light guide path 2 is large, the light incident on the end face of the light guide path 2 at an angle almost perpendicular to the light guide path is not changed. In order to satisfy the total reflection condition of the optical path 2, the light guide path 2
Can be confined inside the light emitting device, and the incident light from the oblique direction of the light emitting point Lp 'of the pixel which is originally not desired to be transmitted can be cut. In other words, the aperture ratio of the incident surface 2e of the light guide path 2 can be kept low, so that the resolution of an image to be transmitted can be improved.

【0028】ところで、本実施の形態では、図3に示す
ように、光導光路2と光ファイバ1との空隙を充填する
材料として可視光に対して遮光性を示す遮光性物質12
が用いられている。これにより、光導光路2の端面から
入射した光のうち、全反射条件を満たさず光導光路2の
外部に漏れる光があっても、光ファイバ2に入射する前
にこの遮光性物質12に吸収されるため、画像伝達の際
のコントラストを低下させる原因となる迷光を減らすこ
とができる。
In the present embodiment, as shown in FIG. 3, as a material for filling the gap between the light guide path 2 and the optical fiber 1, a light-shielding substance 12 having a light-shielding property against visible light is used.
Is used. Thereby, even if light incident from the end face of the light guide path 2 does not satisfy the condition of total reflection and leaks to the outside of the light guide path 2, it is absorbed by the light shielding material 12 before entering the optical fiber 2. Therefore, it is possible to reduce stray light which causes a reduction in contrast during image transmission.

【0029】また、本実施の形態に関して、画像拡大表
示装置としてみた場合、拡大する前の画像はライトバル
ブとしての液晶ディスプレイ8を用いて表示した画像で
あり、バックライト10により裏面側から照明するよう
にしている。この際、バックライト10として指向性が
高いものを用いることが好ましい。
In this embodiment, when viewed as an image enlargement display device, the image before enlargement is an image displayed using the liquid crystal display 8 as a light valve, and is illuminated from the back side by the backlight 10. Like that. At this time, it is preferable to use a backlight having high directivity as the backlight 10.

【0030】前述したように、液晶ディスプレイ8のよ
うなフラット型ディスプレイを用いる場合には、画像の
発光点Lpの位置がディスプレイ基板の内部にあるた
め、発光点Lpを光導光路2の入力面2eに密着させる
ことができない。そのため、デバイスの発光点Lpから
の光が光導光路2の入力面2eに到達するまでに発散し
てしまう可能性がある。この点、ライトバルブとしての
液晶ディスプレイ8を照明するバックライト10の指向
性を高くすれば、液晶ディスプレイ8を通過後の画像情
報の指向性も高くなり、光導光路2の端面へ入射する斜
め方向からの迷光を減らすことができ、伝達する画像の
コントラストをより一層向上させることができる。
As described above, when a flat display such as the liquid crystal display 8 is used, the light emitting point Lp of the image is located inside the display substrate, so that the light emitting point Lp is set to the input surface 2 e of the light guide path 2. Can not be adhered to. Therefore, light from the light emitting point Lp of the device may diverge before reaching the input surface 2e of the light guide path 2. In this regard, if the directivity of the backlight 10 that illuminates the liquid crystal display 8 as a light valve is increased, the directivity of image information after passing through the liquid crystal display 8 is also increased, and the oblique direction of incidence on the end face of the light guide path 2 Stray light from the image can be reduced, and the contrast of the transmitted image can be further improved.

【0031】ちなみに、画像の発光点と光ファイバの入
力面とを密着させることができない場合、特開平5−8
8617号公報に開示されているような光ファイバのみ
で構成される拡大光学系において、コア層とクラッド層
との屈折率の差を小さくし光ファイバの開口率を下げる
ことによっても解像度を上げることは可能といえる。し
かし、光ファイバ自体の開口率を下げてしまうと光出力
側の開口率も小さくなってしまうことから、画像伝達デ
バイスとして用いる際に、出力側の視野角が狭くなって
しまうという問題が生じる。また、光ファイバの臨界角
が小さくなるため、ファイバを大きく曲げることができ
ず、デバイスの厚みを薄くできないと言う不具合も生じ
る。また、光ファイバのみを用いるデバイスの場合、上
記問題を解決する方法として特許第2806737号公
報に示されるように光入力側は開口率の低いファイバを
用い、光出力側は開口率の高いファイバを用いる構成も
考えられる。しかし、このような構成においては2種類
の光ファイバを個別に束ね、その後、接合させる必要が
あり製造方法が極めて複雑になる。この点、本実施の形
態においては、光ファイバ1ではなく光導光路2の開口
率を小さくすることにより、光ファイバ1自体は開口率
が高くても問題は生じない。この結果、開口率の大きな
光ファイバ1を用いることが可能となり、画像情報伝達
デバイスとして用いる場合、出力側の視野角を大きく、
また、光ファイバ曲げ半径を小さくしても光の伝達ロス
が少ないため、デバイスの厚みを薄くすることができ
る。
Incidentally, when the light emitting point of the image and the input surface of the optical fiber cannot be brought into close contact with each other, see Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-8 / 1993.
In a magnifying optical system composed of only an optical fiber as disclosed in Japanese Patent No. 8617, the resolution is also increased by reducing the difference in the refractive index between the core layer and the cladding layer and decreasing the numerical aperture of the optical fiber. Is possible. However, if the aperture ratio of the optical fiber itself is reduced, the aperture ratio on the light output side is also reduced. Therefore, when the optical fiber is used as an image transmission device, there is a problem in that the viewing angle on the output side is reduced. In addition, since the critical angle of the optical fiber becomes small, the fiber cannot be bent greatly, causing a problem that the thickness of the device cannot be reduced. In the case of a device using only an optical fiber, as a method for solving the above problem, a fiber having a low aperture ratio is used on the optical input side, and a fiber having a high aperture ratio is used on the optical output side, as shown in Japanese Patent No. 2880637. The configuration used is also conceivable. However, in such a configuration, two types of optical fibers must be individually bundled and then joined, which makes the manufacturing method extremely complicated. In this regard, in the present embodiment, by reducing the aperture ratio of the light guide path 2 instead of the optical fiber 1, there is no problem even if the optical fiber 1 itself has a high aperture ratio. As a result, the optical fiber 1 having a large aperture ratio can be used, and when used as an image information transmission device, the viewing angle on the output side is large,
Further, even if the bending radius of the optical fiber is reduced, the transmission loss of light is small, so that the thickness of the device can be reduced.

【0032】なお、本発明で用いる光ファイバ1として
は石英ファイバを含むガラスファイバ、プラスチックフ
ァイバなどが挙げられるが、ファイバ材質は特に限定さ
れるものではない。また、本発明で光導光路2の材料と
して使用される光硬化樹脂はアクリル系、メタクリル系
等が挙げられるが、光導光路2の材質もこれらに限定さ
れるものではない。さらには、遮光性物質12としては
黒色顔料を含有したエポキシ樹脂などの熱硬化樹脂材料
などが挙げられるが、遮光性物質12の材質も特に限定
されるものではない。さらに、光導光路2のクッラド層
形成に用いられる材料はフッソ化エポキシ樹脂などが挙
げられるが、クラッド層の材質も特に限定されるもので
はない。
The optical fiber 1 used in the present invention includes a glass fiber including a quartz fiber, a plastic fiber and the like, but the material of the fiber is not particularly limited. In addition, examples of the photocurable resin used as the material of the light guide path 2 in the present invention include acrylic and methacrylic resins, but the material of the light guide path 2 is not limited thereto. Further, the light-shielding substance 12 includes a thermosetting resin material such as an epoxy resin containing a black pigment, but the material of the light-shielding substance 12 is not particularly limited. Further, the material used for forming the clad layer of the light guide path 2 includes a fluorinated epoxy resin, but the material of the cladding layer is not particularly limited.

【0033】[0033]

【実施例】上述した実施の形態に基づく本発明の実施例
を説明する。
EXAMPLE An example of the present invention based on the above embodiment will be described.

【0034】[実施例1]透明なエポキシ系の熱硬化型
接着剤を塗布した640本のプラスチックファイバ(コア
/クラッド=90/100μm)をファイバ中心線の間隔が
0.3mmになるようファイバガイドを用いて50mmの長さに
張る。次に、厚さ0.2mm、幅5mm、長さ200mmのポリエス
テル製プラスチックシートをシートの長手方向がファイ
バの長さ方向と直交するように上記480本のファイバ列
の一端に乗せ、熱をかけて接着する。次に、シートと接
着していない側のファイバをファイバの中心線の間隔が
0.15mmになるようファイバガイドを用いて整列させ、そ
の上に厚さ0.05mm、幅5mm、長さ100mmのポリエステル製
プラスチックシートを長手方向がファイバの長さ方向と
直交するように乗せ、熱をかけて接着する。
Example 1 640 plastic fibers (core / cladding = 90/100 μm) coated with a transparent epoxy-based thermosetting adhesive were separated by a fiber center line spacing.
Stretch to 50 mm length using a fiber guide to 0.3 mm. Next, a polyester plastic sheet having a thickness of 0.2 mm, a width of 5 mm, and a length of 200 mm is placed on one end of the 480 fiber row so that the longitudinal direction of the sheet is orthogonal to the fiber length direction, and heat is applied. Glue. Next, the fiber on the side not bonded to the sheet should be
It is aligned using a fiber guide so that it is 0.15 mm, and a plastic sheet made of polyester with a thickness of 0.05 mm, a width of 5 mm, and a length of 100 mm is placed thereon so that the longitudinal direction is orthogonal to the fiber length direction, and heat is applied. And glue.

【0035】以上の工程を一工程とし、この工程を繰り
返すことによりファイバ端面が平面状に整列するように
ファイバ列を積層させてファイバ群を形成する。
The above process is regarded as one process, and by repeating this process, a fiber group is formed by laminating fiber rows so that the fiber end faces are aligned in a plane.

【0036】本実施例では、先の工程を480回繰り返し
行い、最終的に他端は0.3mmピッチで離散的に配置さ
れ、一端は0.15mmピッチで離散的に配置された640列×4
80行の集積された光ファイバ群を形成した。
In this embodiment, the above process is repeated 480 times, and finally the other end is discretely arranged at a pitch of 0.3 mm, and one end is discretely arranged at a pitch of 0.15 mm.
80 rows of integrated optical fiber groups were formed.

【0037】次に0.3mmピッチで離散的にファイバが配
置されている面(他端面側)及び0.15mmピッチで離散的
に配置されている面(一端面側)の両方の包絡面を光学
研磨した。0.3mmピッチで離散的にファイバが配置され
ている面を第1面(他端面)、0.15mmピッチで離散的に
ファイバが配置されている面を第2面(一端面)と呼
ぶ。
Next, both the surface on which the fibers are discretely arranged at a pitch of 0.3 mm (the other end surface) and the surface on which the fibers are discretely arranged at a pitch of 0.15 mm (the one end surface) are optically polished. did. The surface on which fibers are discretely arranged at a pitch of 0.3 mm is called a first surface (the other end surface), and the surface on which fibers are discretely arranged at a pitch of 0.15 mm is called a second surface (one end surface).

【0038】上記のプロセスを行った後、0.15mmピッチ
で集積されたファイバの第2面をスリーボンド社製のア
クリレート系の光硬化性樹脂混合液に浸け、ファイバの
第2面から0.25mm離した位置に厚さ0.1mmの石英板を配
置した。第1面より超高圧水銀ランプの光を導入したと
ころ、光重合反応によって硬化反応が進み、光ファイバ
と石英板の間に図1のような先端に行くほど断面積が広
くなる屈折率1.50のテーパ状の光導光路が自己形成され
た。
After performing the above process, the second surface of the fiber integrated at a pitch of 0.15 mm was immersed in an acrylate-based photocurable resin mixture manufactured by Three Bond Co., Ltd., and was separated by 0.25 mm from the second surface of the fiber. A quartz plate having a thickness of 0.1 mm was arranged at the position. When the light from an ultra-high pressure mercury lamp is introduced from the first surface, the curing reaction proceeds by the photopolymerization reaction, and the cross-sectional area between the optical fiber and the quartz plate becomes wider toward the tip as shown in Fig. 1. Was self-formed.

【0039】この際、石英板の光ファイバと対向する面
と反対側の面には紫外線吸収フィルムを張り付け、石英
板の光ファイバと対向する面と反対側の面には光導光路
が成長しないようにした。光源としてHOYA-SCHOTT社製
紫外線照射装置EX-250を用いた。形成されたテーパ状の
光導波路の石英板と接している面の断面直径は0.15mmに
なり、隣接する光導波路同士が接している状態に形成さ
れた。
At this time, an ultraviolet absorbing film is attached to the surface of the quartz plate opposite to the surface facing the optical fiber, so that the light guide path does not grow on the surface of the quartz plate opposite to the surface facing the optical fiber. I made it. An ultraviolet irradiation device EX-250 manufactured by HOYA-SCHOTT was used as a light source. The cross-sectional diameter of the surface of the formed tapered optical waveguide in contact with the quartz plate was 0.15 mm, and the optical waveguide was formed in a state where adjacent optical waveguides were in contact with each other.

【0040】石英板に張り付けた紫外線吸収フィルムを
取り除いた後、アセトンで未硬化部の樹脂を取り除き、
屈折率1.45のフッ素化エポキシ樹脂をテーパ状の光導光
路の空隙に充填し、熱硬化させ、クラッド層を形成し
た。その後、石英板を研磨で取り除き、光導光路の端面
を光学的鏡面に仕上げた。実施例1で作製したサンプル
をサンプル1とする。
After removing the ultraviolet absorbing film attached to the quartz plate, the uncured resin was removed with acetone.
A fluorinated epoxy resin having a refractive index of 1.45 was filled in the space of the tapered light guide path, and thermally cured to form a clad layer. Thereafter, the quartz plate was removed by polishing, and the end surface of the light guide path was finished to an optical mirror surface. The sample manufactured in Example 1 is referred to as Sample 1.

【0041】[実施例2]実施例1のテーパ状の光導光
路形成までは同じ工程を行い、アセトンで未硬化部の樹
脂を取り除いた後、テーパ状の光導光路表面に5μmの厚
さで屈折率1.45のフッ素化エポキシ樹脂を塗布し、熱硬
化させクラッド層を形成した。その後、クラッド層周辺
の空隙に黒色顔料を含有したエポキシ樹脂を充填し、熱
硬化させた。その後、石英板を研磨で取り除き、光導光
路の端面を光学的鏡面に仕上げた。実施例2で作製した
サンプルをサンプル2とする。
Example 2 The same steps as in Example 1 were performed until the tapered light guide path was formed. After removing the uncured portion of the resin with acetone, the surface of the tapered light guide path was refracted to a thickness of 5 μm. A fluorinated epoxy resin at a rate of 1.45 was applied and thermally cured to form a cladding layer. Thereafter, the void around the cladding layer was filled with an epoxy resin containing a black pigment and thermally cured. Thereafter, the quartz plate was removed by polishing, and the end surface of the light guide path was finished to an optical mirror surface. The sample manufactured in Example 2 is referred to as Sample 2.

【0042】[比較例1]実施例1で用いた屈折率1.45
のフッ素化エポキシ樹脂に代えて、屈折率1.49のフッ素
化エポキシ樹脂をテーパ状の光導光路の空隙に充填し、
熱硬化させ、クラッド層を形成した。その他は実施例1
と同じとした。
Comparative Example 1 The refractive index used in Example 1 was 1.45.
Instead of the fluorinated epoxy resin, filling the voids of the tapered light guide path with a fluorinated epoxy resin having a refractive index of 1.49,
Thermal curing was performed to form a clad layer. Others are Example 1.
And the same.

【0043】[比較例2]実施例1で用いた屈折率1.45
のフッ素化エポキシ樹脂に代えて、屈折率1.35のフッ素
化エポキシ樹脂をテーパ状の光導光路の空隙に充填し、
熱硬化させ、クラッド層を形成した。その他は実施例1
と同じとした。
Comparative Example 2 Refractive index 1.45 used in Example 1
In place of the fluorinated epoxy resin, filling the voids of the tapered light guide path with a fluorinated epoxy resin having a refractive index of 1.35,
Thermal curing was performed to form a clad layer. Others are Example 1.
And the same.

【0044】[作製サンプルの評価結果]以上、No.1
〜No.2のサンプル及び比較例1、比較例2について、I
TEテストチャートを表示させたバックライト付きの液晶
ディスプレイを拡大する前の画像とし、拡大後の画像の
解像度及び白黒のコントラストを比較した。液晶ディス
プレイは0.15mmの画素ピッチを持ち、画素の大きさが80
μm×80μm、液晶ディスプレイ表面から発光点までの距
離が0.1mmである透過型モノクロ液晶を用いた。
[Evaluation Results of Fabricated Samples]
-No. 2 and Comparative Examples 1 and 2
The liquid crystal display with the backlight on which the TE test chart was displayed was used as an image before enlargement, and the resolution and black-and-white contrast of the image after enlargement were compared. The liquid crystal display has a pixel pitch of 0.15 mm and the pixel size is 80
A transmissive monochrome liquid crystal having a size of μm × 80 μm and a distance from the liquid crystal display surface to the light emitting point of 0.1 mm was used.

【0045】また、液晶ディスプレイを裏面から照射す
るバックライトとして、垂直方向から見たときの照度の
半分に落ちる照度の見込み角が15度である指向性の高
いバックライトA又は垂直方向から見たときの照度の半
分に落ちる照度の見込み角が45度である指向性の低い
バックライトBとを用いた場合について各々解像度とコ
ントラストを求めた。
As a backlight for irradiating the liquid crystal display from the back side, a backlight A having a high directivity and an expected angle of illuminance falling to half of the illuminance when viewed in the vertical direction is 15 degrees or viewed from the vertical direction. The resolution and the contrast were obtained for the case where the backlight B having low directivity and the expected angle of illuminance falling to half of the illuminance at that time was 45 degrees was used.

【0046】その結果を表1示す。なお、「解像度」
は、同じ幅を持つ白ストライプと黒ストライプのパター
ンにおいて、MTFが50以上になる拡大前の画像のストラ
イプ間隔(本/mm)を解像度とした。また、「コントラ
スト」は、1mm幅の白黒ストライプについて拡大後の白
パターン、黒パターンの各々の出力光量を測定し、白パ
ターンの光量を黒パターンの光量で除した値をコントラ
ストとした。また、全ての測定サンプルにおける光導光
路の中心軸と光導光路の側面とのなす形状角度θaは6.
8度である。また、全てのサンプルと液晶ディスプレイ
との組合せにおいて、光導光路の最適な見込み角度θb
は19.3度である。
Table 1 shows the results. "Resolution"
In the case of the white stripe and black stripe patterns having the same width, the resolution was defined as the stripe interval (lines / mm) of the image before the enlargement at which the MTF became 50 or more. The “contrast” was obtained by measuring the output light amount of each of the white pattern and the black pattern after the enlargement of the monochrome stripe of 1 mm width, and dividing the light amount of the white pattern by the light amount of the black pattern as the contrast. In addition, the shape angle θa between the central axis of the light guide path and the side surface of the light guide path in all the measurement samples is 6.
8 degrees. In addition, in all combinations of the sample and the liquid crystal display, the optimum expected angle θb of the light guide path is set.
Is 19.3 degrees.

【0047】表1には、光導光路のコア層とクラッド層
との屈折率及び光導光路のテーパ角度で決定される光導
光路全反射条件の臨界角度θcも併せて示した。また、
光入射角度全反射条件の臨界角度と光導光路の中心軸と
光導光路の側面のなす角度の差(θc−θa)も併せて
示した。
Table 1 also shows the refractive index of the core layer and the cladding layer of the light guide, and the critical angle θc of the total reflection condition of the light guide determined by the taper angle of the light guide. Also,
The critical angle under the light incident angle total reflection condition and the difference (θc−θa) between the central axis of the light guide path and the side surface of the light guide path are also shown.

【0048】[0048]

【表1】 [Table 1]

【0049】サンプル1と比較例1を比べると、バック
ライトAを用いた場合にもバックライトBを用いた場合
にも解像度、コントラストともにサンプル1の方が優れ
ていることが判る。これは比較例1では光導光路のコア
層とクラッド層との屈折率の差が小さいために、光導光
路の全反射条件の臨界角度θcが6.5度と光導光路の中
心軸と光導光路の側面のなす形状角度θaの6.8度より
も小さくなり、画素から発光して光導光路に垂直に入射
する光でも光導光路に閉じこめることができす、光導光
路を設けた効果が生じないことによると思われる。従っ
て、光導光路全反射条件の臨界角度θcが光導光路の中
心軸と光導光路の側面のなす形状角度θaよりも大きい
ことが必要であることがこの実験から見い出されたもの
である。
Comparing Sample 1 with Comparative Example 1, it can be seen that Sample 1 is superior in both resolution and contrast both when backlight A and backlight B are used. This is because, in Comparative Example 1, since the difference in the refractive index between the core layer and the cladding layer of the light guide was small, the critical angle θc under the total reflection condition of the light guide was 6.5 degrees, and the central axis of the light guide and the side surface of the light guide were different. This is considered to be due to the fact that light emitted from the pixel and vertically incident on the light guide path can be confined in the light guide path, and the effect of providing the light guide path does not occur. Therefore, it has been found from this experiment that the critical angle θc under the total reflection condition of the light guide path needs to be larger than the shape angle θa between the central axis of the light guide path and the side surface of the light guide path.

【0050】サンプル1と比較例2とを比べると、バッ
クライトAを用いた場合にもバックライトBを用いた場
合にも解像度、コントラストともにサンプル1の方が優
れていることが判る。これは比較例2では光導光路のコ
ア層とクラッド層の屈折率の差が大きいため、表1から
判るように光入射角度全反射条件の臨界角度θcと光導
光路の中心軸と光導光路の側面のなす形状角度θaの差
(θc−θa)が29.2度と光導光路の最適な見込み角度
θb=19.3度よりも大きくなり、光を取り込みたい画素
以外の画素からの光も光導光路に取り込んでしまった結
果と思われる。従って、光入射角度全反射条件の臨界角
度と光導光路の中心軸と光導光路の側面のなす角度の差
(θc−θa)が光導光路の最適な見込み角度θbより
も小さいこと必要であることがこの実験から見い出され
たものである。
Comparing Sample 1 with Comparative Example 2, it can be seen that Sample 1 is superior in both resolution and contrast both when backlight A is used and when backlight B is used. This is because, in Comparative Example 2, since the difference in the refractive index between the core layer and the cladding layer of the light guide was large, as can be seen from Table 1, the critical angle θc of the light incident angle total reflection condition, the central axis of the light guide, and the side surface of the light guide were observed. (Θc−θa) is 29.2 degrees, which is larger than the optimal expected angle θb = 19.3 degrees of the light guide path, and light from pixels other than the pixel for which light is desired to be taken in is also taken into the light guide path. Seems to be the result. Therefore, it is necessary that the difference (θc−θa) between the critical angle of the light incident angle total reflection condition and the angle formed between the central axis of the light guide and the side surface of the light guide is smaller than the optimum expected angle θb of the light guide. It was found from this experiment.

【0051】サンプル1とサンプル2とを比較すると、
バックライトAを用いた場合にもバックライトBを用い
た場合にも解像度は良好であったが、コントラストはサ
ンプル2の方が優れ、特にバックライトBを用いた場合
にはサンプル1に比べ非常に優れている結果が得られ
た。これはサンプル2では光導光路間の空隙に遮光性を
有する物質を充填した結果、光導光路に取り込まれない
迷光が除去され、コントラスト向上をもたらした結果と
思われる。
Comparison between Sample 1 and Sample 2 shows that
The resolution was good both when backlight A was used and when backlight B was used, but the contrast was better in sample 2 especially when backlight B was used compared to sample 1. Excellent results were obtained. This is presumably because in Sample 2, as a result of filling the gap between the light guide paths with a substance having a light-shielding property, stray light not taken into the light guide paths was removed, resulting in an improvement in contrast.

【0052】[0052]

【発明の効果】請求項1及び2記載の発明によれば、光
導光路の端面に垂直に入射する光が光導光路の全反射条
件を満たすため、光導光路内部を伝達させることが可能
になるとともに、画像の拡大にこの光情報伝達デバイス
を用いる場合、光導光路の端面に入射した光のうち、本
来伝達させたくない斜め方向からの入射光をカットする
ことができ、画像の解像度を向上させることができる。
According to the first and second aspects of the present invention, light perpendicularly incident on the end face of the light guide path satisfies the condition of total reflection of the light guide path, so that the light can be transmitted inside the light guide path. When this optical information transmission device is used for enlarging an image, of the light incident on the end face of the light guide path, it is possible to cut the incident light from an oblique direction that is not originally supposed to be transmitted, thereby improving the resolution of the image. Can be.

【0053】請求項3記載の発明によれば、光導光路の
端面から入射した光のうち、全反射条件を満たさず、光
導光路外部に漏れる光があっても光ファイバ入射前に遮
光性物質に吸収させることができ、画像伝達の際のコン
トラストを低減させる原因となる迷光を減らすことがで
きる。
According to the third aspect of the invention, of the light incident from the end face of the light guide path, the light does not satisfy the condition of total reflection and leaks to the outside of the light guide path. The stray light which can be absorbed and reduces the contrast at the time of image transmission can be reduced.

【0054】請求項4及び5記載の発明によれば、液晶
ディスプレイのようなフラット型ディスプレイをライト
バルブとして拡大前の画像として用いる場合において
も、入力画像の解像度が劣化せず、拡大表示が可能な画
像拡大表示装置を提供することができる。特に、請求項
6記載の発明のように、光源の指向性を高いものとすれ
ば、ライトバルブ通過後の画像情報の指向性も高くな
り、光導光路の端面へ入射する斜め方向からの迷光を減
らすことができ、伝達する画像のコントラストをより一
層向上させることができる。
According to the fourth and fifth aspects of the present invention, even when a flat display such as a liquid crystal display is used as an image before enlargement as a light valve, the resolution of an input image is not degraded and enlarged display is possible. It is possible to provide an enlarged image display device. In particular, if the directivity of the light source is high as in the invention of claim 6, the directivity of image information after passing through the light valve is also high, and stray light from an oblique direction incident on the end face of the light guide path is reduced. Thus, the contrast of the transmitted image can be further improved.

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

【図1】本発明の一実施の形態の光情報伝達デバイスに
関して角度θc,θaの関係を主体に示す原理的構成図
である。
FIG. 1 is a principle configuration diagram mainly showing a relationship between angles θc and θa in an optical information transmission device according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の一実施の形態の光情報伝達デバイスに
関して角度θbの関係を主体に示す原理的構成図であ
る。
FIG. 2 is a principle configuration diagram mainly showing a relationship of an angle θb with respect to the optical information transmission device according to one embodiment of the present invention;

【図3】本発明の一実施の形態の光情報伝達デバイスに
関して遮光性物質を主体に示す原理的構成図である。
FIG. 3 is a principle configuration diagram mainly showing a light-shielding substance in the optical information transmission device according to one embodiment of the present invention.

【図4】従来例を示す斜視図である。FIG. 4 is a perspective view showing a conventional example.

【図5】既提案例の光情報伝達デバイスを示す原理的構
成図である。
FIG. 5 is a principle configuration diagram showing an optical information transmission device of a proposed example.

【図6】その概略斜視図である。FIG. 6 is a schematic perspective view thereof.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 光ファイバ 2 光導光路 3 光情報伝達デバイス 4 光ファイバ群 8 液晶ディスプレイ、ライトバルブ 10 光源 11 遮光性物質 REFERENCE SIGNS LIST 1 optical fiber 2 light guide path 3 optical information transmission device 4 optical fiber group 8 liquid crystal display, light valve 10 light source 11 light shielding material

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2H046 AA02 AA09 AA32 AA42 AA45 AD01 AZ08 2H088 EA12 HA21 HA24 HA28 HA30 MA02 2H091 FA14X FA24X FA26X FA41Z LA03 LA17 MA07 5G435 BB12 BB15 CC09 DD02 GG18 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 2H046 AA02 AA09 AA32 AA42 AA45 AD01 AZ08 2H088 EA12 HA21 HA24 HA28 HA30 MA02 2H091 FA14X FA24X FA26X FA41Z LA03 LA17 MA07 5G435 BB12 BB15 CC09 DD02 GG18

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 複数本の光ファイバを集積させた光ファ
イバ群を備え、この光ファイバ群中の前記光ファイバの
一端から入力する光情報をその光ファイバの他端に伝達
する機能を有する光情報伝達デバイスであって、 前記各光ファイバの他端面側が隣接する光ファイバ同士
で互いに一定の間隔をあけて配設されるとともに、前記
各光ファイバの一端面側が隣接する光ファイバ同士で互
いに前記一定の間隔よりも狭い間隔をあけて配設され、 前記各光ファイバ毎にその一端面側に配設されて前記光
ファイバから遠ざかるに従い断面積が大きくなる形状の
光導光路を備え、 前記光導光路の全反射条件の臨界角度θcが前記光導光
路の中心軸とこの光導光路の側面とのなす形状角度θa
よりも大きく、かつ、これらの臨界角度θcと形状角度
θaとの差(θc−θa)が、入射する光情報の発光点
の大きさとこの発光点に対向する前記光導光路の端面の
大きさと前記発光点から前記光導光路の入射面までの距
離とにより規定される前記光導光路の最適な見込み角度
θbよりも小さく設定されていることを特徴とする光情
報伝達デバイス。
1. An optical fiber group comprising a plurality of optical fibers integrated therein, and having a function of transmitting optical information input from one end of the optical fiber in the optical fiber group to the other end of the optical fiber. An information transmission device, wherein the other end faces of the respective optical fibers are disposed at regular intervals between adjacent optical fibers, and the one end faces of the respective optical fibers are mutually adjacent optical fibers. A light guide path which is disposed at an interval smaller than a predetermined interval, is provided on one end face side of each of the optical fibers, and has a shape in which a cross-sectional area increases with distance from the optical fiber; Is the shape angle θa between the central axis of the light guide and the side surface of the light guide.
The difference between the critical angle θc and the shape angle θa (θc−θa) is larger than the size of the light emitting point of the incident light information and the size of the end face of the light guide path facing the light emitting point. An optical information transmission device, wherein the optical information transmission device is set to be smaller than an optimum expected angle θb of the light guide path defined by a distance from a light emitting point to an incident surface of the light guide path.
【請求項2】 前記光導光路は、臨界角度θc、形状角
度θa、見込み角度θbに関して、θc>θa、かつ、
(θc−θa)<θbなる関係を満たす屈折率を持つコ
ア層とクラッド層とを構成要素として形成されているこ
とを特徴とする請求項1記載の光情報伝達デバイス。
2. The light guide path has a critical angle θc, a shape angle θa, and an expected angle θb, θc> θa, and
The optical information transmission device according to claim 1, wherein a core layer and a clad layer having a refractive index satisfying a relationship of (θc-θa) <θb are formed as constituent elements.
【請求項3】 前記光導光路と前記光ファイバとの空隙
に、可視光に対して遮光性を示す遮光性物質が充填され
ていることを特徴とする請求項1又は2記載の光情報伝
達デバイス。
3. The optical information transmitting device according to claim 1, wherein a gap between the light guide path and the optical fiber is filled with a light-shielding substance having a light-shielding property against visible light. .
【請求項4】 請求項1ないし3の何れか一記載の光情
報伝達デバイスと、この光情報伝達デバイスの前記光導
光路面に配設されて各表示画素の発光点位置を各光導光
路に一致させたライトバルブと、 このライトバルブを照明する光源と、を備えることを特
徴とする画像拡大表示装置。
4. An optical information transmitting device according to claim 1, wherein the light emitting point position of each display pixel arranged on the light guiding path surface of the optical information transmitting device coincides with each light guiding path. An enlarged image display device, comprising: a light valve that is turned on; and a light source that illuminates the light valve.
【請求項5】 前記ライトバルブが、液晶ディスプレイ
であることを特徴とする請求項4記載の画像拡大表示装
置。
5. The enlarged image display device according to claim 4, wherein the light valve is a liquid crystal display.
【請求項6】 前記光源が、照度の見込み角が15度以
下の高い指向性を有することを特徴とする請求項4又は
5記載の画像拡大表示装置。
6. The enlarged image display device according to claim 4, wherein the light source has a high directivity with an estimated illuminance angle of 15 degrees or less.
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