JP2002286947A - 光情報伝達デバイスおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 左右方向に隣接するファイバを正確に配置す
ることが可能な、上下方向に隣接するファイバの中心間
間隔をファイバ径の大小によらず規定することが可能
な、画像の歪みが少なく、コントラストが高く、厚みが
薄く、且つなめらかな拡大画像を得ることが可能な、ま
た上下左右に隣接するファイバ間の迷光を遮光すること
が可能な光情報伝達デバイスおよびその製造方法を提供
すること。 【解決手段】 ファイバ端面近傍において、凹状（また
は楔状）の形状３が表面に周期的に形成されたシート状
物質１と光ファイバ２を凹状の形状３の部分で密着また
は接着し、シート状物質の厚み方向に複数のシート状物
質１を積層する。凹状の形状３を深くしてファイバ２を
完全に埋め込んだり、シート状物質や接着材を遮光性に
したり、ファイバの端面に遠ざかるに従って広がるテー
パ状の光導光路を設けることにより、より特性のよい光
情報伝達デバイスを実現できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、情報を並列に伝達
する光情報伝達デバイスおよびその製造方法に係り、特
に二次元画像の拡大光学系として用いるのに好適な光情
報伝達デバイスおよびその製造方法に関する。

【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種類に分かれる。

【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、製造工程の複雑さや
歩留まりの悪さなどからコストが大幅に高くなってしま
うという欠点を持っている。

【０００４】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須であるという欠点を持っている。

【０００５】既存の液晶テレビなどの拡大投影型表示装
置においては、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
決する方法として小さな画像に対して光ファイバの一端
を集束して整列して並べ、その光ファイバの他端を離散
的に広げて配置することにより画像を拡大する方法（特
開平０５−８８６１７号公報）が提案されている。

【０００６】上記特開平０５−８８６１７号公報では、
ファイバの一端を密集させ他端を離散的に配置する具体
的な構成方法として、ファイバの一端を角柱状に固めて
密集化させ、ファイバの他端をパネルの縦横両方向に所
定間隔で開口された多数の細孔に挿入するようにしてい
る。しかしこの構成方法ではファイバを一本一本所定の
位置に挿入する必要があるため量産性に乏しく、その結
果、この方法で製造した拡大光学系は非常に高価なもの
になってしまうという問題点がある。

【０００７】コストの一例を挙げれば、上記の特許と同
様の方法で拡大光学系を製作した商品として（株）指月
電機製作所から液晶プロジェクタと光ファイバ拡大光学
系を組み合わせた大型ディスプレイが商品化されている
が、SVGA(横８００画素、縦６００画素)画面サイズ１２
０インチの製品で６千万円を超える標準販売価格が設定
されている。

【０００８】ファイバを離散的に束ねる別の方法とし
て、格子状に張った糸で形成される網目にファイバを挿
入し、格子状の網目間隔を収縮させることによりファイ
バを束ねる方法（特公昭６２−２２８５号公報）や、フ
ァイバの上下方向の間隔を一定の厚みを有するスペーサ
ーで規定する方法（特開平６−３００９２８号公報参
照）などの方法が提案されている。

【０００９】図７は、特開平６−３００９２８号公報に
提案されている構成方法を示す図である。同図におい
て、１０４はファイバ束、１０４ａは入光面、１０４ｂ
は出光面、１０５は光ファイバ、１０６はファイバシー
ト、１０７はスペーサ、１０４ｃおよび１０４ｄはファ
イバシートの接着領域である。まず、液晶表示パネル
（図示せず）に表示された原画像は、分布屈折レンズ
（図示せず）により入光面１０４ａに結像される。入射
面１０４ａに結像された像はファイバ束１０４を通って
出光面１０４ｂに拡大されて出光される。

【００１０】ファイバ束１０４は、多数の光ファイバを
互いの間隔が入光側から出光側に向かって水平方向に等
ピッチで広がるように１列に配列してファイバシート１
０６を形成し、これらのファイバシート１０６を黒色に
着色されたスペーサ１０７と交互に積み重ねたものであ
る。ファイバ束１０４の両端の接着領域１０４ｃ（入光
側）と１０４ｄ（出光側）で接着する。なお、特開平６
−３００９２８号公報には、各ファイバの左右方向の間
隔を規定する方法として左右に隣接するファイバの間に
スペーサとなる繊維を介在させる方法も提案されてい
る。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】特公昭６２−２２８５
号公報の方法はファイバを一度に束ねられるメリットが
あるが、隣接するファイバの中心の間隔は、ファイバの
太さと網目の糸の太さの合計で決まるため、隣接するフ
ァイバの中心間隔を一定にしたい場合、ファイバの太さ
に応じて糸の太さを変えなければならないという問題点
がある。

【００１２】また、特開平６−３００９２８号公報にお
いても上下方向に隣接するファイバ間のファイバ５の中
心間の間隔はファイバ５の太さとスペーサ７の厚みの合
計で決まるため、上下に隣接するファイバ５中心の間隔
を一定にしたい場合、ファイバ５の太さに応じてスペー
サ７の厚みを変えなければならないという問題がある。

【００１３】さらに、特開平６−３００９２８号公報に
記載の方法では、上下方向に隣接するファイバ間の迷光
を防ぐための遮光はスペーサ７自体に遮光性を有する材
料を用いることにより実現できるが、左右方向に隣接す
るファイバ間の遮光はスペーサ７ではできない。特開平
６−３００９２８号公報に別の構成として記載されてい
る左右に隣接するファイバ５の間に繊維を介在させる方
法を採用した場合は繊維自体に遮光性を持たせるという
追加の構成が必要になる。

【００１４】また、特開平６−３００９２８号公報にお
いて左右に隣接するファイバの間に繊維を設けない構成
の場合には、左右に隣接するファイバ５間の間隔を正確
に規定した状態に保ちながらスペーサ７と接着を行う必
要があり、ファイバ５をスペーサ７に正確に整列させる
機構が複雑になってしまう。

【００１５】さらに、上述の全ての従来技術は、ファイ
バの一端を集積して固め、他方を離散的に配置する方法
で拡大光学系を作成しているが、この方法においては、
ファイバが離散的に配置されている側での光出射スポッ
トの大きさがファイバ径で決まってしまい、画像が離散
的になり、なめらかな画像が得られないという問題を生
じる。

【００１６】また、光の入射側において光の取り込みの
開口率をあげようとすると、特開平０５−８８６１７号
公報に例示されているように、入射側の画像面積と同じ
面積になるように光ファイバを密に束ねる必要がある。
つまりファイバの総断面積が拡大前の画像の面積とほぼ
等しくなるため、ファイバを束ねた場合のファイバ束の
厚みを薄くできないという問題が生じる。

【００１７】本発明は、上述の従来技術の問題点を解消
し、左右方向に隣接するファイバを正確に配置すること
が可能な構造を備えた光情報伝達デバイス（請求項１，
２）、上下方向に隣接するファイバの中心間間隔をファ
イバ径の大小によらず規定することが可能な構造を備え
た光情報デバイス（請求項３）、画像の歪みが少なく、
コントラストが高く、厚みが薄く、且つなめらかな拡大
画像を得ることが可能な光情報伝達デバイス（請求項
４）、および上下左右に隣接するファイバ間の迷光を遮
光することが可能な構造を備えた光情報伝達デバイス
（請求項５，６）、ならびに該光情報伝達デバイスの製
造方法（請求項７〜１０）を提供することを目的として
いる。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、次のような構成を有する。すなわち、
（１）請求項１記載の光情報伝達デバイスは、複数の光
ファイバを二次元的に集積させ、ファイバの一方の端か
ら入力する光情報をファイバの他方の端に伝達する機能
を有する光情報伝達デバイスであって、ファイバ端面近
傍において、凹状または楔状の形状が表面に周期的に形
成されたシート状物質が凹状または楔状の形状を有する
部分で光ファイバと密着または接着された状態で設けら
れるとともに、シート状物質の厚み方向に複数のシート
状物質が積層されることを特徴としている。

【００１９】この構成により、光ファイバ端面近傍がシ
ート状物質の表面に周期的に形成された凹状または楔状
の形状位置に固定され、左右に隣接するファイバ間の距
離を正確に規定することができ、またファイバを伝達す
る光の入射または出射方向を正確に規定することが可能
になる。

【００２０】（２）請求項２記載の光情報伝達デバイス
は、複数の光ファイバを二次元的に集積させ、ファイバ
の一方の端から入力する光情報をファイバの他方の端に
伝達する機能を有する光情報伝達デバイスにおいて、フ
ァイバ端面近傍において、凹状または楔状の形状が表面
に形成されたシート状物質が凹状または楔状の形状を有
する部分で光ファイバと密着または接着され、複数の前
記シート状物質が光ファイバの長さ方向およびシート状
物質の厚み方向の両方と直交する方向で密着または接着
されるとともにシート状物質の厚み方向に複数のシート
状物質が積層されることを特徴としている。

【００２１】この構成により、光ファイバ端面近傍がシ
ート状物質の表面の凹状または楔状形状位置に固定さ
れ、左右に隣接するファイバ間の距離をシート状物質の
幅で正確に規定することができ、またファイバを伝達す
る光の入射または出射方向を正確に規定することができ
る。

【００２２】（３）請求項３記載の光情報伝達デバイス
は、請求項１または２記載の光情報伝達デバイスにおい
て、さらに光ファイバがシート状物質の凹状または楔状
形状部に密着または接着された状態で、光ファイバ上面
位置がシート状物質の表面位置よりも下がった位置にあ
ることを特徴としている。

【００２３】この構成により、シート状物質を厚み方向
に積層した時、光ファイバのシート状物質の厚み方向に
隣接する光ファイバの間隔を光ファイバの直径によらず
シート状物質の厚みのみで正確に規定することが可能に
なる。

【００２４】（４）請求項４記載の光情報伝達デバイス
は、請求項１〜３のいずれかに記載の光情報伝達デバイ
スにおいて、光ファイバの少なくとも一方の端面に、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を
有する光導光路が配置され、該光導光路集合体の光ファ
イバと接していない端面全体が包絡面を形成しているこ
とを特徴としている。

【００２５】この構成により、光導光路が形成されてい
る端面から光を取り込む場合、包絡面の開口率が高くな
るため光ファイバに入射する光の取り込み効率が高くな
り、伝達される光量が増大する。特に画像伝達デバイス
として本発明を用いる場合、明るい画像が得られる。ま
た光導光路が形成されている前記包絡面から光を出射す
る場合には光ファイバから出射する光のビーム径が太く
なる。特に画像伝達デバイスとして本発明を用いる場
合、なめらかな画像が得られる。

【００２６】（５）請求項５記載の光情報伝達デバイス
は、請求項１〜４のいずれかに記載の光情報伝達デバイ
スにおいて、シート状物質が遮光性を有することを特徴
としている。

【００２７】この構成により、光ファイバの全部または
一部がシート状物質の凹状または楔状形状に埋め込まれ
る構造になるため、上下に隣接する光ファイバ間のみで
なく、左右に隣接するファイバ間の迷光を減らすことが
できる。 （６）請求項６記載の光情報伝達デバイスは、請求項１
〜５のいずれかに記載の光情報伝達デバイスにおいて、
シート状物質と光ファイバを接着する接着剤として遮光
性を有する接着剤を用いることを特徴としている。

【００２８】この構成により、光ファイバの全部または
一部がシート状物質の凹状または楔状形状に埋め込まれ
る構造になるため、接着剤が遮光性を有することにより
上下に隣接する光ファイバ間のみでなく、左右に隣接す
るファイバ間の迷光を減らすことができる。

【００２９】（７）請求項７記載の光情報伝達デバイス
の製造方法は、複数の光ファイバをほぼ等間隔に平面状
に整列させる工程と、整列させた光ファイバの端面近傍
において光ファイバを凹状または楔状の形状が表面に周
期的に形成されたシート状物質と前記凹状または楔状の
形状を有する部分において密着または接着する工程と、
光ファイバと密着または接着させた前記シート状物質を
厚み方向に積層する工程を有することを特徴としてい
る。

【００３０】（８）請求項８記載の光情報伝達デバイス
の製造方法は、複数の光ファイバをほぼ等間隔に平面状
に整列させる工程と、整列させた光ファイバの端面近傍
において光ファイバを凹状または楔状の形状が表面に周
期的に形成されたシート状物質と凹状または楔状の形状
を有する部分で密着または接着する工程と、光ファイバ
と密着または接着させたシート状物質を厚み方向に積層
する工程と、光ファイバの端面に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を有する光導光路形成
する工程を有することを特徴としている。

【００３１】（９）請求項９記載の光情報伝達デバイス
の製造方法は、光ファイバを光ファイバの端面近傍にお
いて凹状または楔状の形状が表面に形成されたシート状
物質と凹状または楔状の形状を有する部分で密着または
接着する工程と、複数の前記シート状物質を光ファイバ
の長さ方向およびシート状物質の厚み方向の両方と直交
する方向で密着または接着する工程と、光ファイバと密
着または接着した前記シート状物質を該シート状物質の
厚み方向に積層する工程を有することを特徴としてい
る。

【００３２】（１０）請求項１０記載の光情報伝達デバ
イスの製造方法は、光ファイバを光ファイバの端面近傍
において凹状または楔状の形状が表面に形成されたシー
ト状物質と凹状または楔状の形状を有する部分で密着ま
たは接着する工程と、複数のシート状物質を光ファイバ
の長さ方向およびシート状物質の厚み方向の両方と直交
する方向で密着または接着する工程と、光ファイバと密
着または接着させたシート状物質を該シート状物質の厚
み方向に積層させる工程と、光ファイバの端面に光ファ
イバから遠ざかるに従い断面積が大きくなる形状を有す
る光導光路を形成する工程を有することを特徴としてい
る。

【００３３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面を用
いて詳細に説明する。 （第１の実施例）図１は、本発明に係る光情報伝達デバ
イスの第１の実施例（請求項１）を説明するための図で
ある。

【００３４】本実施例における光情報伝達デバイスは、
複数の光ファイバを二次元的に集積させ、ファイバの一
方の端から入力する光情報をファイバの他方の端に伝達
する機能を有するものである。本光情報伝達デバイス
は、図１に示すように、一方のファイバ端面近傍におい
て、凹状または楔状の形状３が表面に周期的に形成され
たシート状物質１と光ファイバ２を、前記凹状または楔
状の形状を有する部分で密着または接着し、かつ前記シ
ート状物質の厚み方向に複数のシート状物質１を積層す
るようにしたものである。

【００３５】図１の構成を採用することにより、光ファ
イバ端面近傍がシート状物質１の表面に周期的に形成さ
れた凹状または楔状の形状３の位置に固定され、左右に
隣接するファイバ２の間の距離を正確に規定することが
できるとともに、ファイバを伝達する光の入射または出
射方向を正確に規定することができる。

【００３６】（第２の実施例）図２は、本発明に係る光
情報伝達デバイスの第２の実施例（請求項２）を説明す
るための図である。

【００３７】本実施例における光情報伝達デバイスは、
第１の実施例の構成に類似しているが、本実施例の光情
報デバイスは、各シート状物質１’が１つの凹状または
楔状の形状を有し、このシート状物質１’をす凹状また
は楔状の形状を有する部分において光ファイバと密着ま
たは接着させ、該シート状物質１’を光ファイバの長さ
方向およびシート状物質の厚み方向の両方と直交する方
向に複数個密着または接着するようにするとともに、該
シート状物質１’の厚み方向に複数のシート状物質を積
層するようにしたことを特徴としている。

【００３８】図２の構成を採用することにより、光ファ
イバ端面近傍がシート状物質の表面の凹状または楔状形
状位置に固定されることにより、左右に隣接するファイ
バ間の距離をシート状物質の幅で正確に規定することが
できるとともに、ファイバを伝達する光の入射または出
射方向を正確に規定することができる。

【００３９】ここで、第１の実施例と第２の実施例の違
いについて述べる。第１の実施例においてはシート状物
質の表面に一定の間隔で凹状または楔状の形状が複数設
けられているため、シート状物質と密着または接着する
前段階において光ファイバをほぼ凹状または楔状の形状
の上部に位置するように配置することが可能な場合にお
いては光ファイバを凹状または楔状の形状に合わせるこ
とにより左右に隣接する光ファイバの間隔を凹状または
楔状の形状の幅により正確に規定することができる。

【００４０】光ファイバをほぼ凹状または楔状の形状の
上部に位置するように配置することが光ファイバを並べ
る装置の構成上難しい場合には、第２の実施例のように
個別に光ファイバと凹状または楔状の形状を有するシー
ト状物質を密着または接着をしておき、その後、シート
状物質同志を密着または接着することにより、左右に隣
接するファイバ間の距離をシート状物質の幅で正確に規
定することができるようになる。

【００４１】（第３の実施例）図３および図４は、本発
明に係る光情報伝達デバイスの第３の実施例（請求項
３）を示す図である。第３の実施例は、第１または第２
の実施例において、光ファイバがシート状物質の凹状ま
たは楔状形状部に密着または接着された状態で、光ファ
イバ上面位置が前記シート状物質の表面位置よりも下が
った位置にあることことを特徴としている。

【００４２】本実施例は、図３に示すように、光ファイ
バ２の上面位置Ａが前記シート状物質１’’の表面位置
Ｂよりも下がった位置にあることことにより、シート状
物質１’’を厚み方向に積層した時、図４に示すよう
に、シート状物質１’’の厚み方向に隣接する光ファイ
バ２の間隔を光ファイバの直径によらずシート状物質
１’’の厚みのみで正確に規定することができるように
なる。

【００４３】凹状または楔状の形状がシート表面に形成
されたシート状物質を用いるメリットとしては、上述し
た左右または上下のファイバのファイバ間隔やファイバ
を伝達する光の入射または出射方向を正確に規定するこ
とができることの他に、ファイバの一部または全部が凹
状または楔状の位置に埋め込まれる構成になるため、シ
ート状物質として遮光性のある材料を用いることによ
り、シートの厚み方向に隣接するファイバ間の迷光だけ
でなく、左右に隣接するファイバ間の迷光も少なくする
ことができる点がある（請求項５）。

【００４４】また、光ファイバとシート状物質を接着す
る接着剤として遮光性を有する接着剤を用いた場合、光
ファイバを特開平６−３００９２８号公報に開示されて
いるような平面的なシート状物質と接着する場合に比べ
接着層が光ファイバ周辺を取り囲む構造になるため、左
右に隣接するファイバ間の迷光を少なくすることができ
る（請求項６）。

【００４５】以上の説明では光ファイバの間隔を正確に
規定する構造について記述したが、本発明者らは図５に
示すような細い光ファイバの先端にテーパー形状を有す
る光導光路を設ける構成を先に考案した。図５の構成に
おいては、画像入射面にテーパー状光導光路を設けるこ
とにより光ファイバが細くてもテーパー状光導光路の先
端から光ファイバに画像を取り込むことが可能となる。
従って拡大前の画像の大きさによらず細い径の光ファイ
バを用いることができるため拡大光学デバイスの厚みを
薄くすることができる（請求項４）。

【００４６】また、画像出射面にテーパー状光導光路を
設けることにより出射面での画素サイズが大きくなり、
なめらかな画像が得られる。本構成と図４の構成を組み
合わせることにより、隣接する光ファイバ間隔を正確に
規定できるため画像の歪みが少なく、迷光が少ないため
コントラストが高く、細い光ファイバを用いることがで
きるため厚みが薄く、且つなめらかな拡大画像が得られ
る拡大光学デバイスを提供できる。

【００４７】本発明で用いる光ファイバは石英ファイバ
を含むガラスファイバ、プラスチックファイバなどがあ
げられるがファイバ材質は限定されない。また、本発明
で用いるシート状物質はプラスチックシート、金属薄板
などがあげられるがシート材質は限定されない。

【００４８】また、シート状物質と光ファイバを固定す
る接着剤としては熱硬化性のエポキシ系接着剤、黒色顔
料を含有した熱硬化性のエポキシ系接着剤などがあげら
れるが接着剤の材質は限定されない。

【００４９】また、本発明で光導光路材料として使用さ
れる光硬化樹脂はアクリル系、メタクリル系等あげられ
るが、光導光路材質はこれらに限定されない。また、光
導光路材料のクラッド層は上記の光硬化樹脂材料や熱硬
化樹脂材料だけでなく空気であっても構わないことはい
うまでもない。空気の方が上記樹脂材料よりも屈折率が
低いため光導光路端面から出射する画像の発散角度を広
くすることができ視野角の広い画像が得られるというメ
リットもある。

【００５０】（第４の実施例）次に、光情報伝達デバイ
スの製造方法に係る本発明の第４の実施例について説明
する（請求項５，請求項７）。本実施例においては、ま
ず、透明なエポキシ系の熱硬化型接着剤を塗布したプラ
スチックファイバ（コア/クラッド＝２４０/２５０μ
ｍ）を１００本ファイバの中心線の間隔がほぼ１ｍｍに
なるようファイバガイドを用いて５０ｍｍの長さに張っ
た。

【００５１】次に、シートの長手方向と直交する方向で
深さ０.１５ｍｍの凹状溝形状が１ｍｍ周期で１００箇
所表面に加工された厚さ０.９ｍｍ幅５ｍｍ長さ１１０
ｍｍの遮光性を有する塩化ビニール製シートをシートの
長手方向がファイバの長さ方向と直交するように配置
し、シートの表面に形成された凹状溝形状の位置にファ
イバ列の一方の端面位置をおおよそ合わせた後、ファイ
バをシートに乗せ、熱をかけて接着した。

【００５２】次に、シートと接着していない側ファイバ
の一端をファイバの中心線の間隔がほぼ０.５ｍｍにな
るようにファイバガイドを用いて張った。次に、シート
の長手方向と直交する方向で、深さ０.１５ｍｍの凹状
溝形状が０.５ｍｍ周期で１００箇所表面に加工された
厚さ０.４ｍｍ，幅５ｍｍ，長さ６０ｍｍの遮光性を有
する塩化ビニール製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配置し、シートの表面に
形成された凹状溝形状の位置にファイバ列の端面位置を
おおよそ合わせた後、ファイバをシートに乗せ、熱をか
けて接着した。

【００５３】以上の工程を一工程とし、この工程を１０
０回繰り返すことにより一端は１ｍｍピッチで、他端は
０.５ｍｍピッチで離散的に配置された１００行×１０
０列の集積された光ファイバを作成した。その工程の
後、両方のファイバ端面をエポキシ樹脂で固め、ファイ
バ端面を光学研磨した。

【００５４】次に、１ｍｍピッチで集積されたファイバ
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、０.５ｍｍピッチで集積されたファイバ
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、反応初期３ｍｍにおいて
先端に行くほど断面積が広くなるテーパー状の光導光路
が自己形成された（請求項４，請求項８）。光源として
HOYA-SCHOTT社製紫外線照射装置EX-２５０を用いた。

【００５５】形成されたテーパー状光導波路の光ファイ
バと接している面と反対側の面の断面直径は１ｍｍにな
り、隣接する光導波路同志が接している状態に形成され
た。テーパー状光導光路を形成後、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
屈折率の低いフッ素化エポキシを熱硬化させ形成した。
その後光導光路が形成された包絡面を光学研磨した。

【００５６】次に、０.５ｍｍピッチで集積されたファ
イバ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、テーパー状光導光路が形成された面
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、反応初期１ｍｍにおいて先
端に行くほど断面積が広くなるテーパー状の光導光路が
自己形成された。形成されたテーパー状光導波路の光フ
ァイバと接している面と反対側の面の断面直径は０.４
ｍｍになった。

【００５７】テーパー状光導光路を形成後、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
樹脂より屈折率の低いフッ素化エポキシを熱硬化させ形
成した。その後光導光路が形成された包絡面を光学研磨
した。本実施例で作成したサンプルをサンプル１とす
る。

【００５８】（第５の実施例）次に、光情報伝達デバイ
スの製造方法に係る本発明の第５の実施例について説明
する（請求項９）。上記第４の実施例ではファイバの一
端を１ｍｍ周期の溝形状を有するにシートの溝位置に固
定した後、ファイバの他端を０.５ｍｍ周期の溝形状を
有するシートの溝位置に固定したが、第５の実施例で
は、ファイバの一端を１ｍｍ周期の溝形状を有するにシ
ートの溝位置に固定した後、深さ０.１５ｍｍの凹状溝
形状が加工された厚さ０.４ｍｍ，長さ５ｍｍ，幅０.５
ｍｍの遮光性を有する塩化ビニール製シートの溝位置に
１００本それぞれのファイバの他端を熱接着した（請求
項５）。その後シートの幅方向同志が密着するようにシ
ートを集積させ、シート同志を接着した。その工程の
後、両方のファイバ端面をエポキシ樹脂で固め、ファイ
バ端面を光学研磨した。その後の工程は第４の実施例と
同じとした。第５の実施例で作成したサンプルをサンプ
ル２とする。

【００５９】（第６の実施例）第６の実施例では、第４
の実施例で光ファイバを１ｍｍピッチで固定するために
用いた０.１５ｍｍの凹状溝形状が１ｍｍ周期で１００
箇所表面に加工された厚さ０.９ｍｍ，幅５ｍｍ，長さ
１１０ｍｍの遮光性を有する塩化ビニール製シートの代
わりに、０.３ｍｍの凹状溝形状が１ｍｍ周期で１００
箇所表面に加工された厚さ１ｍｍ，幅５ｍｍ，長さ１１
０ｍｍの遮光性を有する塩化ビニール製シートを用いた
（請求項５）。光ファイバを上記シートの溝位置に固定
したときファイバの上面位置はシートの表面位置よりも
下がった状態になった（請求項３）。

【００６０】また、第４の実施例で光ファイバを０.５
ｍｍピッチで固定するために用いた０.１５ｍｍの凹状
溝形状が０.５ｍｍ周期で１００箇所表面に加工された
厚さ０.４ｍｍ，幅５ｍｍ，長さ６０ｍｍの遮光性を有
する塩化ビニール製シートの代わりに０.３ｍｍの凹状
溝形状が０.５ｍｍ周期で１００箇所表面に加工された
厚さ０.５ｍｍ，幅５ｍｍ，長さ６０ｍｍの遮光性を有
する塩化ビニール製シートを用いた（請求項５）。光フ
ァイバを上記シートの溝位置に固定したときファイバの
上面位置はシートの表面位置よりも下がった状態になっ
た（請求項３）。その他の工程および用いた材料は第４
の実施例と同じとした。第６の実施例で作成したサンプ
ルをサンプル３とする。

【００６１】（第７の実施例）：請求項６ 第７の実施例は、第４の実施例で使用した透明なエポキ
シ系の熱硬化型接着剤の代わりに、黒色顔料を含有した
遮光性のあるエポキシ系の熱硬化型接着剤を用いた（請
求項６）。その他の工程および用いた材料は第４の実施
例と同じにした。第７の実施例で作成したサンプルをサ
ンプル４とする。

【００６２】（比較例１）第４の実施例で光ファイバを
１ｍｍピッチで固定するために用いた０.１５ｍｍの凹
状溝形状が１ｍｍ周期で１００箇所表面に加工された厚
さ０.９ｍｍ，幅５ｍｍ，長さ１１０ｍｍの遮光性を有
する塩化ビニール製シートの代わりに、平坦な表面を持
つ厚さ０.７５ｍｍ，幅５ｍｍ，長さ１１０ｍｍの遮光
性を有する塩化ビニール製シートを用いた。

【００６３】また、第４の実施例で光ファイバを０.５
ｍｍピッチで固定するために用いた０.１５ｍｍの凹状
溝形状が０.５ｍｍ周期で１００箇所表面に加工された
厚さ０.４ｍｍ，幅５ｍｍ，長さ６０ｍｍの遮光性を有
する塩化ビニール製シートの代わりに、平坦な表面を持
つ厚さ０.２５ｍｍ，幅５ｍｍ，長さ６０ｍｍの遮光性
を有する塩化ビニール製シートを用いた。その他の工程
および用いた材料は第４の実施例と同じとした。

【００６４】（比較例２）比較例１で使用した透明なエ
ポキシ系の熱硬化型接着剤の代わりに、黒色顔料を含有
した遮光性のあるエポキシ系の熱硬化型接着剤を用い
た。その他の工程および用いた材料は比較例１と同じに
した。

【００６５】［作成サンプルの評価結果］以上４つのサ
ンプルと比較例１および比較例２について画像歪みおよ
びコントラストの二項目について評価を行った。

【００６６】画像歪みの評価 作成したサンプルおよび比較例について、１ｍｍピッチ
で光導光路が形成されている面（評価図では１ｍｍピッ
チ面と記載）および０.５ｍｍピッチで光導光路が形成
されている面（評価表では０.５ｍｍピッチ面と記載）
の中心付近の１００箇所において導光路の左右および上
下に隣接する導光路の間隔のバラツキを測定し、導光路
の平均中心間隔に対する３σの値を求めた。

【００６７】コントラスト 透明フィルム上に作成したＩＴＥテストチャートをカラ
ービュアーで投射した画像の上に作成したサンプルの
０.５ｍｍピッチ面を乗せ、１ｍｍピッチ面に表示され
る拡大画像についてコントラストの評価を行った。３ｍ
ｍの白黒のストライプパターンを拡大した画像について
白パターンからの照度と黒パターンからの照度の比を求
め、コントラスト比とした。

【００６８】図６は、以上の結果を示す評価図である。
サンプル１および３および４およびサンプル２の１ｍｍ
ピッチ面ではシートに設けられた凹状溝によって、サン
プル２の０.５ｍｍピッチ面ではシートの幅により光フ
ァイバの中心間隔が正確に規定されているため、比較例
１および比較例２に比べ光導光路の中心間隔のバラツキ
を少なくできた。この結果画像歪みの少ない拡大光学系
が実現できた。

【００６９】サンプル１〜３と比較例１を比較すると、
サンプル１〜３で高いコントラストが得られた。これは
サンプル１〜３では光ファイバの一部および全部が溝形
状に埋め込まれているため、左右に隣接する光ファイバ
間の迷光が少なくなったためと思われる。サンプル３の
コントラストがサンプル１のコントラストと比較して高
いのは、サンプル３では光ファイバが完全に溝形状に埋
め込まれているため左右に隣接する光ファイバ間の迷光
がサンプル１に比べ少なくなったためと思われる。

【００７０】サンプル４では接着剤として黒色顔料を含
有した遮光性のあるエポキシ系の熱硬化型接着剤を用い
ることによりサンプル１に比較してコントラストの向上
が見られた。接着剤として黒色顔料を含有した遮光性の
あるエポキシ系の熱硬化型接着剤を用いた場合において
もサンプル４と比較例２の比較から判るように本発明の
溝形状を有するシート状物質を用いたが高いコントラス
トが得られることが判った。

【００７１】

【発明の効果】本願請求項１および２記載の発明によれ
ば、左右方向に隣接するファイバを正確に配置すること
が可能な構造を備えた光情報伝達デバイスが実現でき
る。また、請求項３記載の発明によれば、上下方向に隣
接するファイバの中心間間隔をファイバ径の大小によら
ず規定することが可能な構造を備えた光情報デバイスを
実現できる。

【００７２】さらに、請求項４記載の発明によれば、画
像の歪みが少なく、コントラストが高く、厚みが薄く、
且つなめらかな拡大画像を得ることが可能な光情報伝達
デバイスを実現できる。

【００７３】また、請求項５および６記載の発明によれ
ば、上下左右に隣接するファイバ間の迷光を遮光するこ
とが可能な構造を備えた光情報伝達デバイスを実現でき
る。さらに、請求項７〜１０記載の発明によれば、上記
の如き特徴を備えた光情報伝達デバイスを製造すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る光情報伝達デバイスの第１の実施
例を説明するための図である。

【図２】本発明に係る光情報伝達デバイスの第２の実施
例を説明するための図である。

【図３】本発明に係る光情報伝達デバイスの第３の実施
例を示す図である（その１）。

【図４】本発明に係る光情報伝達デバイスの第３の実施
例を示す図である（その２）。

【図５】細い光ファイバの先端にテーパー形状を有する
光導光路を設ける構成を説明するための図である。

【図６】本発明の実施例の効果を説明するための評価図
である。

【図７】従来技術を説明するための図である。

【符号の説明】

１，１’，１’’：シート状物質、 ２：光ファイバ、 ３，３’，３’’：凹状または楔状の形状、 １０：画像入力面、 １１：テーパ状光導光路、 １２：シート状物質、 １３：光ファイバ、 １４：シート状物質、 １５：画像出力面、 １６：テーパ状光導光路、 １０４：ファイバ束、 １０４ａ：入光面、 １０４ｂ：出光面、 １０５：光ファイバ、 １０６：ファイバシート、 １０７：スペーサ、 １０４ｃ，１０４ｄ：ファイバシートの接着領域、 Ａ：シート状物質の表面位置、 Ｂ：光ファイバの上面位置。

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の光ファイバを二次元的に集積さ
   せ、ファイバの一方の端から入力する光情報をファイバ
   の他方の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、少なくとも一方のファイバ端面近傍におい
   て、凹状または楔状の形状が表面に周期的に形成された
   シート状物質が前記凹状または楔状の形状を有する部分
   において光ファイバと密着または接着された状態で設け
   られるとともに、前記シート状物質の厚み方向に複数の
   シート状物質が積層されていることを特徴とする光情報
   伝達デバイス。
2. 【請求項２】 複数の光ファイバを二次元的に集積さ
   せ、ファイバの一方の端から入力する光情報をファイバ
   の他方の端に伝達する機能を有する光情報伝達デバイス
   において、少なくとも一方のファイバ端面近傍におい
   て、凹状または楔状の形状が表面に形成されたシート状
   物質が前記凹状または楔状の形状を有する部分において
   光ファイバと密着または接着され、複数の前記シート状
   物質が光ファイバの長さ方向およびシート状物質の厚み
   方向の両方と直交する方向で密着または接着されるとと
   もに、前記シート状物質の厚み方向に複数のシート状物
   質が積層されていることを特徴とする光情報伝達デバイ
   ス。
3. 【請求項３】 請求項１または２記載の光情報伝達デバ
   イスにおいて、前記光ファイバが前記シート状物質の凹
   状または楔状形状部に密着または接着された状態で、光
   ファイバ上面位置が前記シート状物質の表面位置よりも
   下がった位置にあることを特徴とする光情報伝達デバイ
   ス。
4. 【請求項４】 請求項１〜３のいずれかに記載の光情報
   伝達デバイスにおいて、前記光ファイバの少なくとも一
   方の端面に、光ファイバから遠ざかるに従い断面積が大
   きくなる形状を有する光導光路が配置され、該光導光路
   集合体の光ファイバと接していない端面全体が包絡面を
   形成していることを特徴とする光情報伝達デバイス。
5. 【請求項５】 請求項１〜４のいずれかに記載の光情報
   伝達デバイスにおいて、前記シート状物質が遮光性を有
   することを特徴とする光情報伝達デバイス。
6. 【請求項６】 請求項１〜５のいずれかに記載の光情報
   伝達デバイスにおいて、前記シート状物質と光ファイバ
   を接着する接着剤として遮光性を有する接着剤を用いる
   ことを特徴とする光情報伝達デバイス。
7. 【請求項７】 複数の光ファイバをほぼ等間隔に平面状
   に整列させる工程と、整列させた光ファイバの端面近傍
   において光ファイバを凹状または楔状の形状が表面に周
   期的に形成されたシート状物質と前記凹状または楔状の
   形状を有する部分において密着または接着する工程と、
   光ファイバと密着または接着させた前記シート状物質を
   厚み方向に積層する工程を有することを特徴とする光情
   報伝達デバイスの製造方法。
8. 【請求項８】 複数の光ファイバをほぼ等間隔に平面状
   に整列させる工程と、整列させた光ファイバの端面近傍
   において光ファイバを凹状または楔状の形状が表面に周
   期的に形成されたシート状物質と前記凹状または楔状の
   形状を有する部分において密着または接着する工程と、
   光ファイバと密着または接着させた前記シート状物質を
   厚み方向に積層する工程と、光ファイバの端面に光ファ
   イバから遠ざかるに従い断面積が大きくなる形状を有す
   る光導光路形成する工程を有することを特徴とする光情
   報伝達デバイスの製造方法。
9. 【請求項９】 光ファイバを光ファイバの端面近傍にお
   いて凹状または楔状の形状が表面に形成されたシート状
   物質と前記凹状または楔状の形状を有する部分において
   密着または接着する工程と、複数の前記シート状物質を
   光ファイバの長さ方向およびシート状物質の厚み方向の
   両方と直交する方向で密着または接着する工程と、光フ
   ァイバと密着または接着した前記シート状物質を該シー
   ト状物質の厚み方向に積層する工程を有することを特徴
   とする光情報伝達デバイスの製造方法。
10. 【請求項１０】 光ファイバを光ファイバの端面近傍に
    おいて凹状または楔状の形状が表面に形成されたシート
    状物質と前記凹状または楔状の形状を有する部分におい
    て密着または接着する工程と、複数の前記シート状物質
    を光ファイバの長さ方向およびシート状物質の厚み方向
    の両方と直交する方向で密着または接着する工程と、光
    ファイバと密着または接着させた前記シート状物質を該
    シート状物質の厚み方向に積層させる工程と、前記光フ
    ァイバの端面に光ファイバから遠ざかるに従い断面積が
    大きくなる形状を有する光導光路を形成する工程を有す
    ることを特徴とする光情報伝達デバイスの製造方法。