JP2005300746A - Information display device - Google Patents

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Shunsuke Kobayashi
駿介 小林
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To propose an information display device in which a moving picture is displayed with sufficient brightness and at high speed, in which no color breakup phenomenon is produced, further which is little influenced by temperature rise and which is stably operable for a long period of time so as to stand outdoor use. <P>SOLUTION: In the information display device equipped with a light source 1, a color filter 2, a light shutter 3 and an optical fiber bundle 4 on which light passed through the light shutter 3 is made incident and of which the output side is used as an information display part, the color filter 2 is a color wheel, a plurality of optical switching elements are one dimensionally or two dimensionally arrayed on the light shutter 3, the optical switching elements are formed by using a ferroelectric liquid crystal which shows a polymer stabilized V shaped switching characteristic, the light shutter 3 is disposed by being separated from the color filter 2, and the information display device is equipped with a control circuit. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、情報表示装置に関するもので、特に、光ファイバと電気光学素子を用いて光をスイッチングする方式の情報表示装置に関するものである。   The present invention relates to an information display device, and more particularly to an information display device that switches light using an optical fiber and an electro-optic element.

情報表示装置として、LED、CRT、LCD、PDPを用いる情報表示装置が数多く提案され、また実用化されている。しかし、これらは屋外で使用するには明るさが不十分であると指摘されている。
他方、十分な明るさを得るために、白熱灯を光源とし、それを光ファイバで表示部に導くものが実用化されている。
Many information display devices using LEDs, CRTs, LCDs, and PDPs have been proposed and put into practical use as information display devices. However, it has been pointed out that they are not bright enough for outdoor use.
On the other hand, in order to obtain sufficient brightness, an incandescent lamp is used as a light source, and the light is guided to a display unit with an optical fiber.

図9は、従来技術による、そのような情報表示装置の一例の概念図である。
図に示したように、光源A1からの光は、レンズA2により光シャッタA3に集光される。光シャッタA3には、光スイッチング素子が2次元状に配置され、ピクセル毎に光がスイッチングされ、その出力がそのピクセルに対応する光ファイバA4に入射する。その光ファイバA4の束の出射側を、表示部A5として利用する。
FIG. 9 is a conceptual diagram of an example of such an information display device according to the prior art.
As shown in the figure, the light from the light source A1 is condensed on the optical shutter A3 by the lens A2. In the optical shutter A3, optical switching elements are two-dimensionally arranged, light is switched for each pixel, and an output thereof enters an optical fiber A4 corresponding to the pixel. The emission side of the bundle of optical fibers A4 is used as the display unit A5.

図10は、図9の光シャッタA3の概念的斜視図である。
図に示したように、各ピクセル毎に、赤(R)、緑(G)、青(B)の中の所定の色を通過させるフィルタA6が設けられ、かつ、各ピクセル毎に光をスイッチングする光スイッチング素子A7が設けられている。各ピクセル毎に光をスイッチングすることにより、カラー画像を表示部A5に表示することができる。
FIG. 10 is a conceptual perspective view of the optical shutter A3 of FIG.
As shown in the figure, a filter A6 that passes a predetermined color among red (R), green (G), and blue (B) is provided for each pixel, and light is switched for each pixel. An optical switching element A7 is provided. By switching light for each pixel, a color image can be displayed on the display portion A5.

この種の情報表示装置においては、光シャッタがネマティック液晶を用いて実現されている。しかし、ネマティック液晶はスイッチング時間が遅い。ネマティック液晶は、実用的なスイッチング時間が12〜300ミリ秒である。従って、この種の情報表示装置は、静止画像あるいは文字情報を表示するためには使用可能であるが、高速に変化する画像、あるいは動画を明るく表示することはできない。   In this type of information display device, the optical shutter is realized using nematic liquid crystal. However, nematic liquid crystals have a slow switching time. Nematic liquid crystal has a practical switching time of 12 to 300 milliseconds. Therefore, this type of information display device can be used to display still images or character information, but cannot display brightly changing images or moving images.

スイッチング時間が遅い光スイッチング素子を使用すると、動画表示用に使えない。また、観る人が首を振ったりすると、ノイズとして赤や青や緑の色が一瞬現れる、いわゆる「色割れ現象」が発生する。   If an optical switching element with a slow switching time is used, it cannot be used for displaying moving images. In addition, when a viewer shakes his / her head, a so-called “color break phenomenon” occurs in which red, blue or green colors appear for a moment as noise.

さらに、このような構造の光シャッタA3は、微細なフィルタA6をピクセル毎に作らねばならないので製造コストが高いばかりでなく、各フィルタA6で光を吸収するので温度が上昇する傾向があり、そのフィルタに近接して設けられている光スイッチング素子の温度を上昇させる。この結果、ネマティック液晶の温度特性に影響を与えることがあるという問題点もある。   Further, the optical shutter A3 having such a structure not only has a high manufacturing cost because a fine filter A6 must be made for each pixel, but also the temperature tends to rise because each filter A6 absorbs light. The temperature of the optical switching element provided close to the filter is raised. As a result, there is a problem that the temperature characteristics of the nematic liquid crystal may be affected.

そこで、本発明は、屋外での使用に耐えるように十分に明るく、かつ高速に動画を表示することができ、「色割れ現象」が発生せず、かつ、温度上昇の影響が小さく長時間安定的に動作させることができる、情報表示装置を提案することを課題とする。   Therefore, the present invention is bright enough to withstand outdoor use, can display moving images at high speed, does not cause “color break-up phenomenon”, is less affected by temperature rise, and is stable for a long time. It is an object of the present invention to propose an information display device that can be operated automatically.

上記した課題は、請求項1に記載の情報表示装置によって解決された。
具体的には、光シャッタに、従来のネマティック液晶に代えて、V字型スイッチング特性を有する高分子安定強誘電性液晶を用い、かつ、光シャッタとカラーフィルタを分離して配置することにより解決された。
The above-described problem has been solved by the information display device according to claim 1.
Specifically, the optical shutter uses a polymer-stable ferroelectric liquid crystal with V-shaped switching characteristics instead of the conventional nematic liquid crystal, and the optical shutter and the color filter are arranged separately. It was done.

すなわち、光源と、光源からの光の中の特定の色の光を通過させるカラーフィルタと、上記カラーフィルタを通過した光をスイッチングする光シャッタと、光シャッタを通過した光が入射しその出力側を情報表示部として使う光ファイバの束を備える情報表示装置において、上記カラーフィルタが異なる特定の色の光を通過させる光フィルタを複数個備え上記光源からの光を順次それらの光フィルタを通過させる機構を備えることと、上記光シャッタに複数の光スイッチング素子が1次元または2次元状に配列されていることと、上記光スイッチング素子が高分子安定V字型スイッチング特性を示す強誘電性液晶を用いて形成されていることと、上記光シャッタが上記カラーフィルタと分離して配置されていることと、上記カラーフィルタと上記光シャッタを同期させて制御する制御回路を備える情報表示装置によって解決された。   That is, a light source, a color filter that passes light of a specific color in the light from the light source, an optical shutter that switches light that has passed through the color filter, and light that has passed through the optical shutter is incident on its output side In an information display device comprising a bundle of optical fibers that use as an information display section, the color filter has a plurality of optical filters that allow light of different specific colors to pass therethrough, and the light from the light source sequentially passes through the optical filters. And a ferroelectric liquid crystal in which a plurality of optical switching elements are arranged in a one-dimensional or two-dimensional manner on the optical shutter, and the optical switching elements exhibit polymer-stable V-shaped switching characteristics. The optical shutter is disposed separately from the color filter, and the color filter It was resolved by the information display device comprising a control circuit for controlling synchronizes the serial optical shutter.

上記した本発明に係る情報表示装置によれば、屋外での使用に耐えるように十分に明るく、かつ、動画を表示することができ、色割れ現象を起こさない情報表示装置を実現することができる。また、本発明においては、液晶材料に及ぼす温度の影響を少なくする構造を採用しているため、長時間にわたって安定的に動作させることが可能である。   According to the information display device according to the present invention described above, it is possible to realize an information display device that is bright enough to withstand outdoor use and that can display moving images and that does not cause color breakup. . Further, in the present invention, since a structure that reduces the influence of temperature on the liquid crystal material is employed, it is possible to operate stably for a long time.

以下、上述した本発明に係る情報表示装置を実施するための最良の形態を、図面を示して詳細に説明する。
なお、この明細書において、「V字型特性」あるいは「Vモード」とは、液晶への印加電圧をゼロからプラス方向とマイナス方向に増加させると、光の透過率がゼロから正負電圧で対称的に増加する特性を意味する。
Hereinafter, the best mode for carrying out the above-described information display device according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
In this specification, “V-shaped characteristics” or “V mode” means that the light transmittance is symmetric from zero to positive and negative voltages when the voltage applied to the liquid crystal is increased from zero to the plus and minus directions. This means an increasing characteristic.

高分子安定化されたV字型特性を有する強誘電性液晶を製作するには、下記の二つの方法がある。   There are the following two methods for manufacturing a ferroelectric liquid crystal having a V-shaped characteristic stabilized by a polymer.

第1の方法は、強誘電性液晶に光重合モノマーを添加し、スメクティックC*相で交流電圧を印加しながら紫外線照射を行う。これにより、側鎖型高分子により強誘電性液晶分子が安定化される。
この方法については、下記の文献に詳細に示されている。
『 Y. Miyazaki, et al : Mol. Cryst. Liq. Cryst. 364 (2001) 491. 』
In the first method, a photopolymerizable monomer is added to a ferroelectric liquid crystal, and ultraviolet irradiation is performed while an AC voltage is applied in a smectic C * phase. As a result, the ferroelectric liquid crystal molecules are stabilized by the side chain polymer.
This method is described in detail in the following literature.
"Y. Miyazaki, et al: Mol. Cryst. Liq. Cryst. 364 (2001) 491."

第2の方法は、スメクティックA相において、電界を印加せず紫外線照射をさせて光重合を行わせ、これにより高分子安定化させる方法である。
この方法について、下記の両文献に詳細に報告されている。
『 S. Kataokoa, et al : Mol Cryst. Liq. Cryst. 292 (1997) 333.』
『 M. Shikada, et al : Jpn. J. Appl. Phys. 40 Pt. 1 (2001) 5008.』
The second method is a method in which, in the smectic A phase, photopolymerization is performed by irradiating ultraviolet rays without applying an electric field, thereby stabilizing the polymer.
This method is reported in detail in both of the following documents.
"S. Kataokoa, et al: Mol Cryst. Liq. Cryst. 292 (1997) 333."
"M. Shikada, et al: Jpn. J. Appl. Phys. 40 Pt. 1 (2001) 5008."

本件発明者は、下記の文献に高分子安定化されたVモード強誘電性液晶電気光学素子の製造と電気的特性を報告している。
図1は、その雑誌で報告した光スイッチング素子のVモード特性の実験例である。
『 S.Kobayashi, et al : Proceedings of SPIE Vol.5003, 88 (2003).』
The present inventor reports the production and electrical characteristics of a polymer-stabilized V-mode ferroelectric liquid crystal electro-optical element in the following literature.
FIG. 1 is an experimental example of V-mode characteristics of an optical switching element reported in the magazine.
“S. Kobayashi, et al: Proceedings of SPIE Vol. 5003, 88 (2003). ]

図2は、本発明に係る情報表示装置の実施の形態の概念図である。
この図に示したように、白色灯等の光源1からの光は、カラーホイール2を介して光シャッタ3に照射され、光シャッタ3を通過した光は、その背部に設けられた光ファイバの束4に入射する。そして、その光ファイバの束4の出口を、情報表示部5として使う。
FIG. 2 is a conceptual diagram of an embodiment of an information display device according to the present invention.
As shown in this figure, light from a light source 1 such as a white light is irradiated to an optical shutter 3 via a color wheel 2, and light that has passed through the optical shutter 3 is transmitted through an optical fiber provided on the back of the optical shutter. It enters the bundle 4. The exit of the optical fiber bundle 4 is used as the information display unit 5.

図3は、本発明に係る情報表示装置の他の実施の形態の概念図である。
この図に示したように、必要に応じて、レンズ1aを、光源1とカラーホイール2の間、あるいはカラーホイール2と光シャッタ3の間に配置することもできる。また、光源1の背後に、鏡1bを配置することもできる。
これらのレンズ1aあるいは鏡1b等からなる集光手段を配置することにより、光量を増加させ、表示装置の明るさを増すことができる。
FIG. 3 is a conceptual diagram of another embodiment of the information display device according to the present invention.
As shown in this figure, the lens 1 a can be disposed between the light source 1 and the color wheel 2 or between the color wheel 2 and the optical shutter 3 as necessary. In addition, a mirror 1b can be arranged behind the light source 1.
By arranging the light condensing means including these lenses 1a or mirror 1b, the amount of light can be increased and the brightness of the display device can be increased.

上記光源1は、光スペクトルが可視光のほぼ全域を覆う白熱灯であることが好ましい。白熱灯でない場合でも、少なくとも赤、緑、青領域の光成分を含むスペクトルを有する光源であれば、ほぼフルカラー表示が可能である。   The light source 1 is preferably an incandescent lamp whose light spectrum covers almost the entire visible light. Even if it is not an incandescent lamp, if it is a light source having a spectrum including at least light components in the red, green and blue regions, almost full color display is possible.

図4は、上記したカラーホイール2と光シャッタ3の部分の概念的斜視図である。
この図に示したように、カラーホイール2は、回転ホイール2aに、赤フィルタ(R)と緑フィルタ(G)と青フィルタ(B)を円を分割するように配置し、回転駆動手段2bで回転させるものである。カラーホイール2に白色光Wが入射するとき、回転ホイール2aを回転させると、赤フィルタ(R)と緑フィルタ(G)と青フィルタ(B)を順次に通過するので、出力光は順次に赤色光R、緑色光G、青色光Bになって光シャッタ3に入射する。
FIG. 4 is a conceptual perspective view of the color wheel 2 and the optical shutter 3 described above.
As shown in this figure, in the color wheel 2, the red filter (R), the green filter (G), and the blue filter (B) are arranged on the rotating wheel 2a so as to divide the circle, and the rotation driving means 2b It is intended to rotate. When the white light W is incident on the color wheel 2, if the rotating wheel 2a is rotated, the red light (R), the green filter (G), and the blue filter (B) are sequentially passed through, so that the output light is sequentially red. Light R, green light G, and blue light B are incident on the optical shutter 3.

白色光Wが、赤フィルタ(R)、緑フィルタ(G)、青フィルタ(B)を通過する際、光吸収によってフィルタの温度が上昇する傾向があり、従来技術によるときは、これにより光シャッタの温度が上昇するという問題があった。
しかし、本発明においては、上記したようにカラーホイール2と光シャッタ3が分離して配置されているので、光シャッタ3における温度上昇の問題が大幅に軽減される。もちろん、さらに、空冷または水冷によりカラーホイール2および/ または光シャッタ3の部分を冷却することもできる。
When the white light W passes through the red filter (R), the green filter (G), and the blue filter (B), the temperature of the filter tends to increase due to light absorption. There was a problem that the temperature increased.
However, in the present invention, since the color wheel 2 and the optical shutter 3 are disposed separately as described above, the problem of temperature rise in the optical shutter 3 is greatly reduced. Of course, the color wheel 2 and / or the optical shutter 3 can also be cooled by air cooling or water cooling.

白色光Wが、赤フィルタ(R)と緑フィルタ(G)と青フィルタ(B)の中のどのフィルタを通過したかに応じて、光シャッタ3の中の各ピクセルに対応する光スイッチング素子の透過率を変化させる。従って、ある瞬間にどのフィルタを通過したかを知る必要がある。これため、上記回転駆動手段2bをデジタル制御のパルスモータで実現し、制御回路6により回転角を制御したり、あるいは通常のアナログモータで実現し、上記回転ホイール2aにマーカー2cを付けて、センサ光源からの光をフォトセンサ2d等で受信し、上記回転ホイール2aの回転角を検出し、その検出信号を制御回路6に送り、制御回路6でどの色のフィルタを通過したかを知る。   Depending on which of the red filter (R), the green filter (G), and the blue filter (B) the white light W has passed through, the optical switching element corresponding to each pixel in the optical shutter 3 Change the transmittance. Therefore, it is necessary to know which filter has passed at a certain moment. For this reason, the rotation driving means 2b is realized by a digitally controlled pulse motor, the rotation angle is controlled by the control circuit 6, or is realized by a normal analog motor, and a marker 2c is attached to the rotating wheel 2a to provide a sensor. The light from the light source is received by the photo sensor 2d, etc., the rotation angle of the rotating wheel 2a is detected, the detection signal is sent to the control circuit 6, and the control circuit 6 knows which color filter has passed.

光シャッタ3の中には、各ピクセルに対応する光スイッチング素子7が1次元または2次元に配列されている。そして、フィルタを通過した光の色に対応する画像を上記光スイッチング素子7で順次に形成する。   In the optical shutter 3, optical switching elements 7 corresponding to the respective pixels are arranged one-dimensionally or two-dimensionally. Then, the image corresponding to the color of the light that has passed through the filter is sequentially formed by the optical switching element 7.

図5は一つの光スイッチング素子7を取り出した概念的断面図であり、(a)は電圧を印加していない状態、(b)は電圧を印加した状態である。
この光スイッチング素子7は、一対のガラス基板8a,8bと、両ガラス基板8a,8bの内面側に設けられた透明導体膜9a,9bと、両透明導体膜9a,9bの内側に設けられた配向膜10a,10bと、両配向膜10a,10bの間に充填されたV字型スイッチング特性を有する高分子安定強誘電性液晶11と、上記両ガラス基板8a,8bの外側に配置され偏光面が互いに直交する一対の偏光板12a,12bからなる。
FIG. 5 is a conceptual cross-sectional view of one optical switching element 7 taken out. FIG. 5A shows a state where no voltage is applied, and FIG. 5B shows a state where a voltage is applied.
This optical switching element 7 is provided inside a pair of glass substrates 8a and 8b, transparent conductor films 9a and 9b provided on the inner surfaces of both glass substrates 8a and 8b, and both transparent conductor films 9a and 9b. An alignment film 10a, 10b, a polymer-stable ferroelectric liquid crystal 11 having V-shaped switching characteristics filled between the alignment films 10a, 10b, and a polarization plane disposed outside the glass substrates 8a, 8b. Consists of a pair of polarizing plates 12a and 12b orthogonal to each other.

そして、上記両透明導体膜9a,9bの間に電圧を印加することにより、光透過率を変化させる。
図5の(a)は電圧を印加しない状態で、(b)は電圧を印加した状態であり、図示されているように、電圧によって液晶の状態が変化するので、光Lの透過率が変化する。
The light transmittance is changed by applying a voltage between the transparent conductor films 9a and 9b.
FIG. 5A shows a state in which no voltage is applied, and FIG. 5B shows a state in which a voltage is applied. As shown in the figure, the liquid crystal state changes depending on the voltage, so the transmittance of the light L changes. To do.

通常、透明導体膜9a,9bは、例えばITO(Indium Tin Oxide)で形成され、配向膜10a,10bはポリイミド膜で形成されている。これらの部材および液晶11、偏光板12等の作用は、当業者によく知られている。よって、これ以上の説明は省略する。   Usually, the transparent conductor films 9a and 9b are made of, for example, ITO (Indium Tin Oxide), and the alignment films 10a and 10b are made of a polyimide film. The functions of these members, the liquid crystal 11, the polarizing plate 12, and the like are well known to those skilled in the art. Therefore, further explanation is omitted.

本発明で用いられている高分子安定強誘電性液晶11では、図1に示すように、印加電圧と光透過率がV字型スイッチング特性を有する。すなわち、透過率をゼロから連続的に変化させることができ、しかも光透過率にヒステリシス特性がないという特徴を有する。従って、表示色を連続的に変化させ、フルカラーで動作させることができる。
なお、図1は、種々の温度(25℃,40℃,55℃)において測定された印加電圧(横軸)に対する光透過率(縦軸)を示す。但し、光透過率は任意尺度で示されている。
In the polymer stable ferroelectric liquid crystal 11 used in the present invention, as shown in FIG. 1, the applied voltage and the light transmittance have V-shaped switching characteristics. That is, the transmittance can be continuously changed from zero, and the light transmittance has no hysteresis characteristic. Accordingly, the display color can be continuously changed to operate in full color.
In addition, FIG. 1 shows the light transmittance (vertical axis) with respect to the applied voltage (horizontal axis) measured at various temperatures (25 ° C., 40 ° C., 55 ° C.). However, the light transmittance is shown on an arbitrary scale.

しかも、従来のネマティック液晶の場合、実用的なスイッチング時間が上述したように12〜300ミリ秒であるのに対して、本発明で採用している液晶では、100〜300マイクロ秒で桁違いに高速である。   Moreover, in the case of the conventional nematic liquid crystal, the practical switching time is 12 to 300 milliseconds as described above, whereas in the liquid crystal used in the present invention, it is an order of magnitude in 100 to 300 microseconds. It is fast.

図6は、光シャッタを光スイッチング素子の単純マトリックスとして実現したときの、光シャッタの概念図である。
図に示したように、上記一対のガラス基板8aの下面とガラス基板8bの上面に、それぞれ設けられた上記透明導体膜9a、9bが互いに電気的に分離された平行な複数の線条に形成され、一方のガラス基板の線条透明導体膜の方向と他方のガラス基板の線条透明導体膜の方向が直交していることにより、上記光スイッチング素子が1次元または2次元状に配列された光シャッタが形成されている。
FIG. 6 is a conceptual diagram of an optical shutter when the optical shutter is realized as a simple matrix of optical switching elements.
As shown in the figure, the transparent conductor films 9a, 9b provided on the lower surface of the pair of glass substrates 8a and the upper surface of the glass substrate 8b, respectively, are formed in a plurality of parallel strips that are electrically separated from each other. The direction of the linear transparent conductor film of one glass substrate and the direction of the linear transparent conductor film of the other glass substrate are orthogonal, so that the optical switching elements are arranged one-dimensionally or two-dimensionally. An optical shutter is formed.

上記カラーホイール2を通過する光の色と同期させて、各ガラス基板上の線条透明導体膜を一本ずつ選択し、適切な電圧を印加することにより、特定のピクセルに対応するその色の透過率を変化させることができる。   In synchronization with the color of the light passing through the color wheel 2, by selecting one line-shaped transparent conductor film on each glass substrate and applying an appropriate voltage, the color corresponding to a specific pixel is selected. The transmittance can be changed.

図7は、光シャッタを薄膜トランジスタのアクティブ・マトリックスとして実現した一例の光シャッタの概念的斜視図である。
図に示したように、上記両ガラス基板8a,8bの一方に設けられた透明導体膜9bが1次元または2次元に配列された互いに電気的に分離された複数の島状部分9cに形成され、上記各島状部分9cの上に薄膜トランジスタが形成され、他方のガラス基板8aには透明導体膜9aが一様に形成されていることにより、上記光スイッチング素子が1次元または2次元状に配列されている。
FIG. 7 is a conceptual perspective view of an example of an optical shutter in which the optical shutter is realized as an active matrix of thin film transistors.
As shown in the figure, a transparent conductor film 9b provided on one of the glass substrates 8a and 8b is formed on a plurality of island-like portions 9c that are electrically separated from each other and are arranged one-dimensionally or two-dimensionally. A thin film transistor is formed on each island-like portion 9c, and a transparent conductor film 9a is uniformly formed on the other glass substrate 8a, so that the optical switching elements are arranged in a one-dimensional or two-dimensional manner. Has been.

光シャッタを薄膜トランジスタのアクティブ・マトリックスとして実現する場合は、1000×1000ピクセル以上の光シャッタを容易の実現することができる。上記カラーホイール2を通過する光の色と同期させて、薄膜トランジスタを選択し、適切な電圧を印加することにより、特定のピクセルに対応するその色の透過率を変化させることができる。薄膜とトランジスタ・マトリックスの駆動方式については種々提案され、当業者にはよく知られているので、これ以上の説明は省略する。   When the optical shutter is realized as an active matrix of a thin film transistor, an optical shutter having 1000 × 1000 pixels or more can be easily realized. By selecting a thin film transistor in synchronization with the color of light passing through the color wheel 2 and applying an appropriate voltage, the transmittance of that color corresponding to a specific pixel can be changed. Various driving methods for the thin film and the transistor matrix have been proposed and are well known to those skilled in the art, so further explanation is omitted.

各光スイッチング素子7の背部に光ファイバ4の入射口を配置するとき、図8の(a)に示すように、各光スイッチング素子7に対して一本の光ファイバ4を配置することも、(b)に示すように、各光スイッチング素子7に対して複数本の光ファイバ4を配置することもできる。   When the entrance of the optical fiber 4 is arranged at the back of each optical switching element 7, as shown in FIG. 8A, it is possible to arrange one optical fiber 4 for each optical switching element 7. As shown in (b), a plurality of optical fibers 4 can be arranged for each optical switching element 7.

本発明に係る情報表示装置は、光量が大きいので、上記光ファイバ4の出口にレンズを設け、情報をスクリーンに投射する情報表示部5の形態とすることも可能である。   Since the information display apparatus according to the present invention has a large amount of light, a lens may be provided at the exit of the optical fiber 4 to form the information display unit 5 that projects information on the screen.

以上、本発明に係る情報表示装置の実施の形態を説明したが、本発明は、何ら既述の実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した本発明の技術的思想の範囲内において、種々の変形及び変更が可能であることは当然である。   The embodiment of the information display device according to the present invention has been described above. However, the present invention is not limited to the embodiment described above, and the technical idea of the present invention described in the claims. It goes without saying that various modifications and changes can be made within the range described above.

光スイッチング素子のVモード特性の実験例を示した図である。It is the figure which showed the experimental example of the V mode characteristic of an optical switching element. 本発明に係る情報表示装置の実施の形態の概念図である。It is a conceptual diagram of embodiment of the information display apparatus which concerns on this invention. 本発明に係る情報表示装置の他の実施の形態の概念図である。It is a conceptual diagram of other embodiment of the information display apparatus which concerns on this invention. カラーホイールと光シャッタの部分の概念的斜視図である。It is a conceptual perspective view of the part of a color wheel and an optical shutter. 一つの光スイッチング素子を取り出して示した概念的断面図であって、(a)は電圧を印加していない状態、(b)は電圧を印加した状態を示す。It is a conceptual sectional view showing one optical switching element taken out, (a) shows a state where no voltage is applied, and (b) shows a state where a voltage is applied. 光シャッタを光スイッチング素子の単純マトリックスで実現したときの、光シャッタの概念図斜視図である。It is a conceptual diagram perspective view of an optical shutter when an optical shutter is realized by a simple matrix of optical switching elements. 光シャッタを薄膜トランジスタのアクティブ・マトリックスとして実現した一例の光シャッタの概念的斜視図である。It is a conceptual perspective view of an example optical shutter which realized an optical shutter as an active matrix of a thin-film transistor. 各光スイッチング素子と光ファイバの関係を示した概念的断面図であって、(a)は各光スイッチング素子に対して一本の光ファイバが配置される場合、(b)各光スイッチング素子に対して複数本の光ファイバが配置される場合を示す。It is a conceptual sectional view showing the relationship between each optical switching element and an optical fiber, where (a) shows a case where one optical fiber is arranged for each optical switching element, and (b) A case where a plurality of optical fibers are arranged is shown. 従来技術による情報表示装置の一例の概念図である。It is a conceptual diagram of an example of the information display apparatus by a prior art. 従来技術による光シャッタの概念的斜視図である。It is a conceptual perspective view of the optical shutter by a prior art.

符号の説明Explanation of symbols

1 光源
1a レンズ
1b 鏡
2 カラーホイール
3 光シャッタ
4 光ファイバ
5 情報表示部
6 制御回路
7 光スイッチング素子
8a,8b ガラス基板
9a,9b 透明導体膜
10a,10b 配向膜
11 V字型スイッチング特性を有する高分子安定強誘電性液晶
12a,12b 偏光板
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Light source 1a Lens 1b Mirror 2 Color wheel 3 Optical shutter 4 Optical fiber 5 Information display part 6 Control circuit 7 Optical switching element 8a, 8b Glass substrate 9a, 9b Transparent conductor film 10a, 10b Orientation film 11 It has V-shaped switching characteristic Polymer stable ferroelectric liquid crystal 12a, 12b Polarizing plate

Claims (6)

光源と、光源からの光の中の特定の色の光を通過させるカラーフィルタと、上記カラーフィルタを通過した光をスイッチングする光シャッタと、光シャッタを通過した光が入射しその出力側を情報表示部として使う光ファイバの束を備える情報表示装置において、上記カラーフィルタが異なる特定の色の光を通過させる光フィルタを複数個備え上記光源からの光を順次それらの光フィルタを通過させる機構を備えることと、上記光シャッタに複数の光スイッチング素子が1次元または2次元状に配列されていることと、上記光スイッチング素子が高分子安定V字型スイッチング特性を示す強誘電性液晶を用いて形成されていることと、上記光シャッタが上記カラーフィルタと分離して配置されていることと、上記カラーフィルタと上記光シャッタを同期させて制御する制御回路を備えることを特徴とする、情報表示装置。   A light source, a color filter that passes light of a specific color in the light from the light source, an optical shutter that switches the light that has passed through the color filter, and light that has passed through the optical shutter is incident and the output side is information In an information display device including a bundle of optical fibers used as a display unit, the color filter includes a plurality of optical filters that allow light of a specific color different from each other, and a mechanism that sequentially passes light from the light source through the optical filters. Using a ferroelectric liquid crystal in which a plurality of optical switching elements are arranged in a one-dimensional or two-dimensional manner on the optical shutter, and the optical switching elements exhibit polymer-stable V-shaped switching characteristics. Formed, the optical shutter is disposed separately from the color filter, the color filter and the optical shutter. Characterized in that it comprises a control circuit for controlling synchronizes the data, information display device. 上記カラーフィルタが、赤色フィルタと緑色フィルタと青色フィルタが円状に配置された回転板と、上記回転板を回転させる回転駆動系を備え、赤色光と緑色光と青色光を順次に上記光シャッタに送るカラーホイールであることを特徴とする、請求項1に記載の情報表示装置。   The color filter includes a rotating plate in which a red filter, a green filter, and a blue filter are arranged in a circle, and a rotation drive system that rotates the rotating plate, and sequentially turns red light, green light, and blue light to the optical shutter. The information display device according to claim 1, wherein the information display device is a color wheel that is fed to 上記光源と上記カラーフィルタの間および/または上記カラーフィルタと上記光シャッタの間に集光レンズを備えることを特徴とする、請求項1に記載の情報表示装置。   The information display device according to claim 1, further comprising a condenser lens between the light source and the color filter and / or between the color filter and the optical shutter. 上記光スイッチング素子が、一対のガラス基板と、上記両ガラス基板の内面側に設けられた透明導体膜と、上記両透明導体膜の内側に設けられた配向膜と、両配向膜の間に充填されたV字型スイッチング特性を有する高分子安定強誘電性液晶と、上記各ガラス基板の外側に配置され偏光面が互いに直交する一対の偏光板からなり、上記両透明導体膜の間に電圧を印加することにより光透過率を変化させることを特徴とする、請求項1に記載の情報表示装置。   The optical switching element is filled between a pair of glass substrates, a transparent conductor film provided on the inner surfaces of the glass substrates, an alignment film provided on the inner sides of the transparent conductor films, and the alignment films. A polymer-stable ferroelectric liquid crystal having V-shaped switching characteristics and a pair of polarizing plates arranged on the outside of each glass substrate and having polarization planes orthogonal to each other, and a voltage is applied between the transparent conductor films. The information display device according to claim 1, wherein the light transmittance is changed by applying the information. 上記一対のガラス基板にそれぞれ設けられた上記透明導体膜が互いに電気的に分離された平行な複数の線条に形成され、一方のガラス基板の透明導体膜線条の方向と他方のガラス基板の透明導体膜線条の方向が直交していることにより、上記光スイッチング素子が1次元または2次元状に配列された光シャッタが形成されていることを特徴とする、請求項4に記載の情報表示装置。   The transparent conductor film provided on each of the pair of glass substrates is formed in a plurality of parallel wires that are electrically separated from each other, and the direction of the transparent conductor film on one glass substrate and the other glass substrate 5. The information according to claim 4, wherein an optical shutter in which the optical switching elements are arranged one-dimensionally or two-dimensionally is formed by making the directions of the transparent conductive film filaments orthogonal. Display device. 上記両ガラス基板の一方に設けられた透明導体膜が1次元または2次元に配列された互いに電気的に分離された複数の島状部分に形成され、上記各島状部分の上に薄膜トランジスタが形成されていることにより、上記スイッチング素子が1次元または2次元状に配列された光シャッタが形成されていることを特徴とする、請求項4に記載の情報表示装置。   A transparent conductor film provided on one of the two glass substrates is formed in a plurality of electrically isolated island portions arranged one-dimensionally or two-dimensionally, and a thin film transistor is formed on each island-shaped portion. 5. The information display device according to claim 4, wherein an optical shutter in which the switching elements are arranged one-dimensionally or two-dimensionally is formed.
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