JP2771060B2

JP2771060B2 - 液晶表示装置

Info

Publication number: JP2771060B2
Application number: JP3293425A
Authority: JP
Inventors: 篤浅田; 俊夫石川; 泰男中田; 圭男吉田; 幸夫倉田; 啓至酒井
Original assignee: Consejo Superior de Investigaciones Cientificas CSIC
Current assignee: Consejo Superior de Investigaciones Cientificas CSIC
Priority date: 1990-11-09
Filing date: 1991-11-08
Publication date: 1998-07-02
Anticipated expiration: 2013-07-02
Also published as: JPH055873A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複数備わった液晶表示
画面で１つの画像を表示する液晶表示装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】前記表示装置として種々のものが使用さ
れている。そのうちの１つである液晶表示装置は、従来
より使用されているブラウン管（ＣＲＴ）と比べ、厚さ
（奥行き）を格段に薄くできること、駆動時における消
費電力を小さくできること等の利点があるので、近年に
おいては種々の分野で用いられつつある。

【０００３】上述した液晶表示装置は、ミクロンオーダ
ーの間隔で対向配設した一対の透明電極の間に液晶が充
填された構造を採用する。このため、その製造工程で細
かい塵や屑などが混入或は付着すると、その塵や屑など
により正常に機能しなくなって、いわゆる画素欠陥が発
生し易くなる。加えて、上述した構造であるため、表示
画面を大型化すると画素欠陥が更に発生し易くなって不
良率が高くなる。このような画素欠陥が発生した液晶表
示装置は、表示品位が大きく低下するために廃棄等の処
理が行われる。

【０００４】したがって、液晶表示装置においては、画
面の大型化を図ると画素欠陥による不良率が高くなり、
特に画面サイズを１５インチ以上にした場合には適正な
コストで量産することが極めて困難であった。

【０００５】そこで、画面サイズが１５インチ以下の小
型液晶表示装置を縦横に複数配列して、その全体で１台
の液晶表示装置となし、これにより大型化を図ることが
行われている。図２３（ａ）はその一例であり、例えば
９台の小型の液晶表示装置１、１…を縦横に３個ずつ配
設した構成となっている。この構成を採用すると、例え
ば小型の液晶表示装置１として１４インチのものを用い
れば、約４２インチの大型の液晶表示装置２を作製する
ことができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、小型の各液
晶表示装置１においては、図２３（ｂ）に示すように、
画像の表示が可能な表示画面１ａの周辺に表示を行わな
い不表示部１ｂが存在する。この不表示部１ｂは、対向
する２枚の基板の間に液晶を閉じ込めておくための封止
部と、各画素を駆動する電圧を印加する配線と接続する
ための電極とを形成するスペースであり、幅寸法として
は少なくとも３mm程度を要する。

【０００７】このため、大型の液晶表示装置２として
は、図２３（ａ）に示すように、表示画面１ａの間には
格子状の不表示部１ｂができ、即ち大型画面に途切れ
（継目）ができ、表示品位が下がると共に表示誤認の発
生原因になる欠点があった。

【０００８】本発明は、複数備わった表示画面に形成す
る１つの画像を途切れなく表示でき、表示品位のよい液
晶表示装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の液晶表示装置
は、２以上の液晶表示素子を有し、該液晶表示素子のそ
れぞれの表示画面に、画像を伝送する光ファイバ束の入
力端面が接続され、該光ファイバ束の出力端面で境界領
域を形成しない合成画像を形成する構成とした液晶表示
装置であって、該光ファイバ束が、複数の光ファイバを
一列に配してなる一定長さの光ファイバシートを複数積
層してなり、各光ファイバシートの入力端面と出力端面
との途中の一定箇所を折曲げ、その折曲げ箇所が積層方
向に揃うよう隣合う光ファイバシート間の隙間の一部に
スペーサを介装する構造としており、そのことによって
上記目的を達成することができる。

【００１０】

【００１１】また、前記光ファイバ束を構成する光ファ
イバは該光ファイバのコア内の屈折率が均一なステップ
インデックス型であり、かつ、該光ファイバの開口数が
前記画像を形成する液晶表示素子の１画素からの表示光
の拡がり角と等しいか又は大きくしてもよい。また、前
記液晶表示素子は、カラー表示液晶表示素子であり、か
つ、前記光ファイバ束を構成する各光ファイバが前記カ
ラー液晶表示素子の各画素に対応する配置としてもよ
い。また、前記光ファイバ束で前記合成画像を形成する
面に透明板を設けた構成とすることができる。

【００１２】また、前記光ファイバ束を構成する光ファ
イバの、少なくとも入力端面及び出力端面は、黒色樹脂
により配置を固定するようにしてもよい。また、前記光
ファイバ束において少なくとも該光ファイバ束の入力端
面と出力端面部では、構成する光ファイバの配列のピッ
チを異ならせてもよい。

【００１３】本発明の液晶表示装置は、２以上の液晶表
示素子を隙間を開け、かつ、該液晶表示素子の表示画面
を同一平面上に揃えて配設すると共に、該平面よりも後
方に別の液晶表示素子を配設し、該別の液晶表示素子の
表示画面と、該別の液晶表示素子よりも前方にある液晶
表示素子の該平面上における表示画面間部分とに両端を
配置し、かつ、途中を該前方にある液晶表示素子の隙間
を通して画像を伝送する光ファイバ束が設けられた構成
であり、そのことにより上記目的を達成することができ
る。

【００１４】また、前記光ファイバ束は、複数の光ファ
イバを一列に配してなる一定長さの光ファイバシートを
複数積層してなり、各光ファイバシートの入力端面と出
力端面との途中の一定箇所を折曲げ、その折曲げ箇所が
積層方向に揃うよう隣合う光ファイバシート間の隙間の
一部にスペーサを介装した構造となしてもよい。また、
前記光ファイバ束で伝送した画像の表示面と、前記別液
晶表示素子よりも前方にある液晶表示素子の表示画面と
の高さの差の厚さにし、かつ、前記光ファイバ束を形成
する光ファイバのコア部の屈折率に近似した屈折率の透
明板を、前記前方にある液晶表示素子の表示画面上に設
置してもよい。

【００１５】また、前記透明板の側面に、前記画像伝送
の光ファイバ束による画像の表示画素との配置を整合さ
せる、位置決め溝を設けてもよい。また、前記液晶表示
素子の全てがカラー液晶表示素子であり、前記光ファイ
バ束を構成する光ファイバが、前記液晶表示素子の画素
に対応した配列にした構成としてもよい。また、前記光
ファイバ束を構成する光ファイバの端部での伝送光の拡
がり角を、前記液晶表示素子の１画素の表示光の拡がり
角に近似させてもよい。

【００１６】

【作用】本発明にあっては、複数の液晶表示素子の表示
画面それぞれに光ファイバ束の一端である入力端面を接
続し、他端を位置的に切れ目の無い状態で配列する構造
としたり、あるいは複数の液晶表示素子では表示画像に
継目が生じる箇所の後方に別の液晶表示素子を配置し、
その別の液晶表示素子の表示画面に入力端面を接続した
光ファイバ束の出力端面を、画像の継目が生じる箇所に
配置する構造としている。よって、表示される画像は継
目の無い品位の高いものとなる。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の液晶表示装置の実施例を図面
を参照して説明する。

【００１８】（実施例１）図１は、本発明の基本構成の
実施例を示す平面図である。この液晶表示装置は、２つ
の液晶表示素子２１、２２を備えている。なお、本発明
は液晶表示素子を２つに限定するものではなく、３つ以
上の液晶表示素子の合成画像の形成も、同様の構成によ
り実現できるものである。

【００１９】上記液晶表示素子２１、２２は、それぞれ
の表示画面２１ａ、２２ａを同じ方向に向け、かつ、横
に並べて配設され、表示入力面である表示画面２１ａ、
２２ａには画像伝送用の光ファイバ束２３の一端側が接
続される。光ファイバ束２３は、途中のＥ面で一端側が
２つに分岐した逆Ｙ字状に形成され、一端側の一方２３
ａは、表示画面（Ｄ面）２１ａに対し液晶表示素子２２
側に角度θで傾いた状態で接続されており、光ファイバ
束２３の一端側における他方２３ｂは表示画面（Ｄ面）
２２ａに対し液晶表示素子２１側に角度θで傾いた状態
で接続されている。

【００２０】前記光ファイバ束２３の一端側における一
方２３ａ及び他方２３ｂは、Ｅ面において角度θで折曲
げられて合流し、合流した他端側は表示画面２１ａ、２
２ａに対して垂直な方向に向けられている。また、光フ
ァイバ束２３の他端面（Ｂ面）は、凹凸のない状態に揃
えられ、かつ均一なピッチで配列されており、大画面を
構成する。

【００２１】上記２つの液晶表示素子２１、２２を、後
述する駆動回路にて各フレームの画像信号を左右フィー
ルド用に２つに分割した信号にて駆動すれば、表示画面
２１ａ、２２ａに表示された画像は、そこから距離Ｌだ
け離れた光ファイバ束２３のＢ面において、画像の途切
れがない状態で映し出される。よって、品位のよい大型
の合成画面が形成されることになる。

【００２２】図２は上記駆動回路を示すブロック図であ
る。この駆動回路は、例えば図示しない固体撮像装置に
て捉えられたアナログ信号である映像信号が入力される
Ａ／Ｄ変換器３１と、Ａ／Ｄ変換器３１からの出力信号
から同期信号を分離する同期信号分離回路３２と、Ａ／
Ｄ変換器３１からの出力信号のうち左フィールド用信号
を記憶する左フィールドメモリ３３と、Ａ／Ｄ変換器３
１からの出力信号のうち右フィールド用信号を記憶する
右フィールドメモリ３４と、左フィールドメモリ３３及
び同期信号分離回路３２からの信号に基づき、同期信号
付の左画像を作成し、これを１フレーム分の左ＬＣＤビ
デオ信号として前記液晶表示素子２２へ出力する左画像
用処理装置３５と、右フィールドメモリ３４及び同期信
号分離回路３２からの信号に基づき、同期信号付の右画
像を作成し、これを１フレーム分の右ＬＣＤビデオ信号
として前記液晶表示素子２１へ出力する右画像用処理装
置３６とを備える。

【００２３】この駆動回路は、１フレーム分の画像デー
タの処理を例に挙げて説明すると、例えば図３（ａ）に
示す「Ａ」という画像に関する映像信号がＡ／Ｄ変換器
３１に入力されると、Ａ／Ｄ変換器３１は図４（ａ）に
示す状態の画像データを出力する。なお、図中のＦＩは
１フィールド分を示す。この出力された画像データのう
ち同期信号ｔｒ１、ｔｒ２は、図４（ｂ）に示すように
同期信号分離回路３２にて分離される。

【００２４】残った画像信号の半分の左フィールド分
は、１つの表示画面２２ａの全面に表示されるように、
図４（ａ）に示す画像幅Ｘ１を同図（ｃ）に示す画像幅
Ｘ２に広げられ、左フィールド用画像データとして左フ
ィールドメモリ３３に記憶される。また、残った画像信
号の半分の右フィールド分は、図４（ｄ）に示すように
同様に画像幅を広げられ、右フィールド用画像データと
して右フィールドメモリ３４に記憶される。

【００２５】その後、左画像用処理装置３５は、左フィ
ールドメモリ３３及び同期信号分離回路３２からの信号
をミキシングし、図４（ｅ）に示す同期信号ｔｒ１、ｔ
ｒ２が付加された左フィールド用画像データを左ＬＣＤ
ビデオ信号として出力する。これと同時に、他方の右画
像用処理装置３６は、右フィールドメモリ３４及び同期
信号分離回路３２からの信号をミキシングし、図４
（ｆ）に示す同期信号ｔｒ１、ｔｒ２が付加された右フ
ィールド用画像データを左ＬＣＤビデオ信号として出力
する。

【００２６】左画像表示用の液晶表示素子２２は、図３
（ｂ）に示すように、左ＬＣＤビデオ信号に応じた
「Ａ」の左半分の左フィールド画像を表示し、右画像表
示用の液晶表示素子２１は、図３（ｃ）に示すように、
右ＬＣＤビデオ信号に応じた「Ａ」の右半分の右フィー
ルド画像を表示する。両液晶表示素子２２、２１に表示
された左・右フィールド画像は、光ファイバ束２３を伝
送され、Ｂ面上において、図３（ｄ）に示すような継目
の無い「Ａ」の画像として表示される。

【００２７】以上で説明した光ファイバ束の折曲げは実
施例の方法に限定されるものではなく、一方を折曲げず
直線にして他の一方のみ折曲げてもよく、又、各光ファ
イバ束の液晶の表示部での光ファイバ配列ピッチより合
成表示面のＢ面でのそのピッチを広くする配列にして
も、前記実施例と同じ効果を得ることができる。

【００２８】（実施例２）図５は、本発明の他の実施例
を示す模式図である。この液晶表示装置に用いる光ファ
イバ束４０は、Ｂ面からＤ面に向かう途中のＥ面におい
て角度θで折曲げられて二股に分かれていて、更にＥ面
からＤ面に向かう途中のＦ面においてＥ面とは逆方向に
同じ角度θで折曲げられている。二股に分かれた一方４
０ａは、液晶表示素子２１の表示画面２１ａに垂直に接
続され、他方４０ｂも同様に液晶表示素子２２の表示画
面２２ａに垂直に接続されている。

【００２９】この実施例の場合にも、実施例１よりも劣
るけれども距離Ｌを短くすることができるとともに、継
目のない表示が可能である。

【００３０】図６に示したのは、前記図５で示した光フ
ァイバ束４０の表示出力面である端面Ｂ上にガラス等の
透明板４３を設けるものである。このように、出力用端
面Ｂに透明板４３を接着剤で張り付けることにより、表
示の光学的特性が向上し、かつ、表示面に付着する塵埃
を少なくし、また、その除去を容易にするとともに、外
部からの機械的な衝撃に対しても強くすることができ
る。従って、本発明の実施に適したプラスチック製の光
ファイバを用いたときは、特に上記の透明板４３による
光ファイバの保護が有効となる。

【００３１】（実施例３）図７は本発明の更に他の実施
例を示す平面図である。この液晶表示装置は、２つの液
晶表示素子２１、２２の間の後方にもう一つ液晶表示素
子４５を配置している。液晶表示素子４５の表示画面４
５ａで形成された画像は、光ファイバ束４０によって、
前記２つの液晶表示素子２１、２２の表示画面２１ａ、
２２ｂで画像表示できない不表示領域に伝送される。な
お、表示画面２１ａ、２２ｂは液晶表示素子２１、２２
に本来備わった表示画面と、その外側に取付られた透明
板４３ａ、４３ｂとからなり、この透明板４３ａ、４３
ｂの外側表面を同一平面上に揃えて配設されている。

【００３２】以上の構成において、光ファイバ束４０
は、一旦、液晶表示素子２１と２２の間で狭く成った隙
間を通った上、再度広くなる表示面に対応するため前記
の隙間で、その光ファイバ束の密度を高くする構成にし
ている。その構成を詳細に説明すると、光ファイバ束４
０の液晶表示素子４５側である一端側、つまりＤ面は、
表示画面４５ａに対して垂直に接続され、少し他端寄り
のＦ面で光ファイバ束４０の中心側に折曲げられ、更に
他端寄りのＥ面で再び表示画面４５ａに対して垂直方向
に折曲げられている。この折曲げ部より液晶表示素子２
１と２２の間の狭く成った隙間を通る。この隙間を通り
抜けた他端側は、通り抜けたすぐのＥ´面において光フ
ァイバ束４０の中心から離れるように折曲げられ、他端
であるＢ面の近傍にあるＦ´面で表示画面４５ａに対し
て垂直方向に折曲げられている。

【００３３】図８は、かかる構成の液晶表示装置におい
て行われる信号処理内容を示すタイミングチャートであ
る。同図（ａ）に示す１フレーム分の画像データが固体
撮像装置から入力されると、同図（ｂ）に示すように画
像データから同期信号ｔｒ１、ｔｒ２を分離し、分離さ
れた同期信号ｔｒ１、ｔｒ２に基づいて同図（ｃ）に示
す同期信号ｔｒ３、ｔｒ４を形成する。この同期信号ｔ
ｒ３、ｔｒ４は、３つの液晶表示素子２１、２２及び４
５に供給すべき画像を、前記画像データから分割するた
めの信号であり、同期信号ｔｒ１〜ｔｒ３により左フィ
ールド用の画像データが形成され｛同図（ｄ）参照｝、
同期信号ｔｒ３〜ｔｒ４により中央フィールド用の画像
データが形成され｛同図（ｅ）参照｝、同期信号ｔｒ４
〜ｔｒ２により右フィールド用の画像データが形成され
る｛同図（ｆ）参照｝。

【００３４】形成された左フィールド用の画像データは
液晶表示素子２２に与えられ、中央フィールド用の画像
データは液晶表示素子４５に与えられ、右フィールド用
の画像データは液晶表示素子２１に与えられて、全体と
しては途切れの無い良好な画像が形成される。

【００３５】（実施例４）図９は、実施例１の光ファイ
バ束２３にスペーサ２５を設けた実施例を示す平面図で
ある。この液晶表示装置は、光ファイバ束２３の表示画
面２１ａ、２２ａから離れた部分にスペーサ２５が介装
されており、この光ファイバ束２３によりＢ面からＤ面
までの距離Ｌをより短い状態としている。

【００３６】上述した光ファイバ束２３の構成を、より
詳細に説明する。この光ファイバ束２３は、平面視的に
は図９に示すように逆Ｙ字状をした他端側にスペーサ２
５を備えた状態であり、断面的には図１０（図９のＣ−
Ｃ線による断面の一部）に示すようになっている。即
ち、縦方向に多数の光ファイバ２７が１列に並べられた
光ファイバ列２８ａが横方向に多数並べられ、各光ファ
イバ列２８ａの間に縦長のシート状をしたスペーサ２５
が介装されており、更に各光ファイバ２７とスペーサ２
５との間に遮光用の黒色樹脂２６が充填された構造とな
っている。なお、図１０における光ファイバ列２８ａの
一端（例えば上側の端）にある光ファイバ２７が図９に
現れたものである。

【００３７】かかる構造の光ファイバ束２３は、例えば
次のようにして作製される。図１１（ａ）に示すよう
に、多数本の光ファイバ２７を横１列に並べて接着等
にて貼合わせてなる光ファイバシート２８を用意する。
次いで、同図（ｂ）に示すように光ファイバシート２８
の幅Ｗ１と長さＷ２を所定寸法となし、そのシート２８
の片面に一定ピッチを開けて一定幅、所定厚みのテープ
状をしたスペーサ２５を貼着する。このとき、幅Ｗ１は
図９に示す液晶表示素子２１、２２の表示画面２１ａ、
２２ａにおける紙面前後方向の長さに一致させておく。

【００３８】その後、図１１（ｃ）に示すようにスペー
サ２５を一端側に有する状態で、光ファイバシート２８
を切断して光ファイバシート片２８ａを得る。この光フ
ァイバシート片２８ａが前記光ファイバ列２８ａに相当
する。続いて同図（ｄ）に示すように、切断された各光
ファイバシート片２８ａの途中（一端から所定長さの箇
所）を、例えばプレス等を用いて所定角度となるように
折り曲げ、同図（ｅ）に示すように、折り曲げられたシ
ート片２８ａを積層してブロック３０を作製する。この
ブロック３０の積層方向長さＷ３は、図９に示す液晶表
示素子２１、２２における表示画面２１ａ、２２ａの紙
面左右方向の長さに一致させておく。

【００３９】このブロック３０を２つ作製し、これらを
図１１（ｆ）に示すように貼合わせる。このとき、両ブ
ロック３０における各光ファイバシート片２８ａそれぞ
れは、単に積層されただけであり接着等により固定され
ていない。つまり、光ファイバをシート状に形成する際
に用いる接着剤の弱い粘着性を利用しており、はがそう
と思えばはがれる状態で、隣合うシート片２８ａ同志が
付着している。この場合、スペーサ２５としては、後述
する樹脂等を使用するのが好適である。

【００４０】次いで、同図（ｇ）に示すように、２つの
ブロック３０の内部に黒色樹脂２６を充填して２つのブ
ロック３０の各部を固定し、その後、同図（ｈ）に示す
ように前記Ｄ面とＢ面とに相当する面を切削加工して凹
凸のない平滑面となし、これにより光ファイバ束２３を
作製する。上記黒色樹脂２６としては、エポキシ樹脂等
の材料が使用される。

【００４１】このようにして作製された光ファイバ束２
３は、Ｂ面での画像に途切れを生じさせないようにでき
るばかりでなく、前記距離Ｌを短かくできる。距離Ｌを
短かくできる理由を図１２、１３（ａ）に基づいて説明
する。

【００４２】即ち、スペーサ２５を介在させない場合に
は、図１２に示すように、同一の長さを有する直径ｄの
光ファイバ２７を途中で、例えば一端側から一定距離の
所で角度θだけ折り曲げるとすると、曲折部２７ｄの外
側角部２７ｅと内側角部２７ｆとでは、ｄ・ｔａｎ（θ
／２）だけ位置が移動する。具体的には、この図示例で
は内側角部２７ｆが外側角部２７ｅよりもｄ・ｔａｎ
（θ／２）だけ高くなる。このため、同様に折曲げた光
ファイバ２７を順次積層していくと、隣合うもの同士で
折曲部２７ｄが順次上側に移動する。このために、上端
面を揃えることができない。これを防止しようとする
と、上端面が低くなった光ファイバ２７の不足長さ分だ
けを足す必要があり、つまり長くする必要がある。その
結果、液晶表示装置としては、距離Ｌが長くなって、奥
行きが長くなる。

【００４３】これに対して、スペーサ２５を介在させた
場合には、図１３（ａ）に示すように、光ファイバ２７
の下側の垂直方向に対して角度θで折り曲げられた部分
は、その水平方向長さが直径ｄに対してｄ／ｃｏｓθと
長くなる。この長さｄ／ｃｏｓθと直径ｄとの差によ
り、光ファイバ束３の上端、即ち上端のＢ面において、
隙間が生じる。この隙間の厚みはｄ（１／ｃｏｓθ−
１）として表される。つまり、この厚み分をスペーサ２
５の厚みでカバーすると、例えば図示の左端に位置する
光ファイバ２７ａの右側の折り曲げ点Ａ₁と、中央に位
置する光ファイバ２７ｂの左側の折り曲げ点Ａ₂とを、
従来とは異なりずらせることができ、これによりＢ面で
の光ファイバ２７の端面を揃えた状態で、前記距離Ｌを
短くできる。加えて、図９に示すように、光ファイバ束
２３のＢ面からＥ面までの距離を短くすると、更に距離
Ｌの短寸化を図れる。なお、光ファイバ束２３は光ファ
イバ２７の径の少なくとも１５倍の曲率にしてＥ面にお
ける折曲げ部を設ける必要があるが、曲率を大きくする
と、必然的に距離Ｌが長くなるので、可及的に曲率を小
さくするのが好ましい。図において折曲げ部は直線を折
曲げた様に表しているが、実際には滑らかな曲線で折曲
げられている。

【００４４】距離Ｌについての具体的な寸法は、例えば
液晶表示素子２１と２２の間隔を２０mm、光ファイバ束
２３の折曲げ角度θを２０°とした場合を例に挙げる
と、表示部２１ａ、２２ａが２０インチのときには、ス
ペーサの無い構成では距離Ｌは８３．０mmとなるが、ス
ペーサを介在させると距離Ｌを３２．５mmにできる。ま
た、同一条件で表示部２１ａ、２２ａが３０インチのと
きには、スペーサの無い構成ではＬは１０８．３mmとな
るが、スペーサを介在させるとＬを３２．５mmにでき
る。スペーサを介在させた数値は、光ファイバ束２３の
Ｂ面からＥ面までの距離を短くした状態での値である。

【００４５】なお、前記隙間と同じ寸法の厚みをもつス
ペーサ２５を作製することが困難な場合、特に薄肉のス
ペーサ２５を作製することが困難な場合には、図１３
（ｂ）に示すようにＤ面側とＢ面側とに各々スペーサ２
５ａ、２５ｂを設けると共に、Ｄ面側のスペーサ２５ａ
とＢ面側のスペーサ２５ｂの厚さの差が隙間寸法と一致
するようにしてもよい。但し、図１３（ａ）および
（ｂ）において、隙間寸法にスペーサ２５等の厚みを厳
密に一致させる必要はない。即ち、スペーサ２５等が弾
性変形する場合には、スペーサ２５等は隙間寸法よりも
厚くなっていてもよいのである。

【００４６】スペーサ２５としては、数μｍ〜１００μ
ｍ程度の厚みを有し、強度があり、加工性、特に切削加
工性が良好なものが望ましい。スペーサ２５の材質とし
ては、例えば、ポリエステル、ポリイミド、ポリエチレ
ン、ポリエチレンナフタレート、ポリプロピレン、アセ
テート等がよい。本実施例では、素材がポリエステルで
厚みが２５μｍのものを使用した。

【００４７】（実施例５）図１４は、図５に示す実施例
２における光ファイバ束４０にスペーサを介在させた構
成を示す。この実施例では、光ファイバ束４０のＤ面側
とＢ面側とに各々スペーサ４２、４１を介装しており、
２箇所での折り曲げに対処している。この実施例の場合
にも、距離Ｌを短くすることができるとともに、継目の
ない表示が可能である。また、光ファイバ束４０のＢ面
からＥ面までの距離、Ｆ面からＤ面までの距離を短くす
ることにより、更なる距離Ｌの短寸化が図れる。この短
寸化は、光ファイバ束４０の折曲げ角度を、支障のない
範囲内において大きくすることにより、更に助長でき
る。

【００４８】ところで、この実施例においても前実施例
と同様に光ファイバ束４０の内部に黒色樹脂を充填する
が、その場合には次の利点がある。すなわち、図１５
（ａ）に示すように黒色樹脂を充填していない場合に
は、光ａのうち所定角度以内で光ファイバ束４０に入射
した光ｂは同一の光ファイバ２７内を通って行くが、所
定角度よりも大きい角度で入射した光ｃは、入射した光
ファイバ２７以外の光ファイバ２７をも通って行き、本
来不要の箇所に光モレが生じて画質が悪くなる。これに
対して、同図（ｂ）に示すように、隣合う光ファイバ列
２８ａ間に黒色樹脂２６が存在する場合には、光ａのう
ち所定角度よりも大きい角度で入射した光ｃが黒色樹脂
２６に吸収され、これにより前記光モレを防止でき画質
の向上を図れる。このことは実施例１の場合も同様であ
る。なお、黒色樹脂２６の存在箇所としては、図１０に
示すように上述した隣合う光ファイバ列２８ａ間だけで
はなく、各光ファイバ列２８ａを構成する光ファイバ２
７間にも存在する。

【００４９】この実施例においても、図６に示したよう
に光ファイバ束４０の表示出力面である端面Ｂ上に透明
板を設ける構成としてもよい。

【００５０】（実施例６）図１６は、図７に示す実施例
３の光ファイバ束にスペーサを介在させた場合の実施例
を示す平面図である。この液晶表示装置においては、光
ファイバ束４０が折曲げられたＦ面からＤ面までの間、
及び折曲げられたＦ´面からＢ面までの間には、図示し
ないスペーサが前同様に配設されており、このスペーサ
の存在によりＦ面、Ｅ面、Ｅ´面およびＦ´面において
光ファイバ束４０を構成する各光ファイバの折曲げ部が
図の横方向に揃うようになっている。この実施例におい
ても、スペーサを介在させると共に、前同様にＦ面から
Ｄ面までの間、Ｆ´面からＢ面までの間の距離を短くす
ることにより、更に液晶表示装置の奥行きを短くでき
る。また、光ファイバ束の折曲げ角度を、支障のない範
囲内において大きくすることを加えることによって、更
に奥行きを短くできる。

【００５１】なお、図１７に、本実施例及び前述の実施
例２、３、５に適した光ファイバの形状を示した。この
図の光ファイバ２７は、入・出力端の近辺でその径を太
くしている。これによりその入出力端近くのピッチを広
くできる構造である。図１７は、円形の光ファイバで説
明したが、入・出力端の近くをその短径も、中央部分の
直径より大きくした楕円形状にしてもよい。

【００５２】また、図１８に示したのは、以上の全ての
実施例およびその他の本発明の実施に用いる光ファイバ
束の光ファイバ２７の構造とその光学的特性を示すもの
である。この図１８（ａ）に示したのは、光ファイバ２
７の中心部のコア２７ｄとそのまわりのクラッド２７ｅ
の屈折率の差による開口数を示したものである。この開
口数はここで光源とする液晶表示素子２１等の画素から
光学系となる光ファイバ２７を見込む角ψにより、開口
数＝ｓｉｎ（ψ／２）で定義される。従って、この入射
角ψを前記のような液晶表示素子２１等の表示画面２１
ａ等における図１８（ｂ）で示した各画素４６からの表
示光の拡がり角φと同じか、φより大きくしておけば、
上記各画素４６の表示光はそれぞれ対応した光ファイバ
２７に入射することになるから、このような光ファイバ
の束で伝送される画像は明るく分解能のよい画像にな
る。

【００５３】以上のように形成した入力端面Ｄで角度ψ
をつけても光ファイバの開口数によるψを画素からの表
示光の拡がり角φより大きくしておけば、液晶表示素子
２１等の画素４６からの光を伝送することができるとと
もに、光ファイバの入力端面Ｄでは出力端面Ｂより大き
い断面積をもたせることができる。従って、図１に示す
ように光ファイバ束２３の入力側の端面であるＤ面を、
液晶表示素子２１の表示画面２１ａ等に斜めに接続した
場合であっても、合成画像面を正面から見ると、画像を
明るく見ることができる。また、入射角ψを拡がり角φ
と同じに設定すると、図７及び図１６に示す構成の液晶
表示装置において、各液晶表示素子２１、２２で表示さ
れた画像と、光ファイバ束４０で伝送された画像の間に
違和感がなくなり、良好な合成画像を形成することがで
きる。この場合には、光ファイバとしてはコア内の屈折
率が均一となったステップインデックス型を使用するの
が好ましい。

【００５４】なお、液晶表示装置がカラー化されている
ときの、その画素に対する光ファイバの配置方法につい
て示したのが図１９と図２０である。図１９は上記の赤
（Ｒ）、緑（Ｇ）および青（Ｂ）のそれぞれの画素４６
に１本ずつ光ファイバ２７を配置したものであり、図２
０はＲ、ＧおよびＢ各１個ずつの画素４６からなる３個
の画素４６を１本の光ファイバ２７で伝送する配置にし
たものである。

【００５５】なお、この場合は、図２１に示す構造とす
るのが好ましい。即ち、液晶表示素子２１等と光ファイ
バ２７で伝送、表示される画像の表示画素を、目的の画
像の画素配置と一致させ、各表示画像の境界を目立たな
くさせると、良好な合成画像が得られる。以上の目的を
達成するには、光ファイバ２７を液晶表示素子２１等の
画素と一致させた配置とピッチにすると共に、図２１に
示したようにガラス板４３の側面に、各光ファイバ２７
が所定の位置で固定されるよう、画素のピッチに応じて
係合する位置決め溝４３ｃを設けるとよい。

【００５６】上述したように各画素４６に対応した位置
に光ファイバ２７を設ける場合は、良好な合成画像等が
得られる点で好ましいが、光ファイバ２７は必ずしも各
画素４６に対応した位置に設ける必要はない。その理由
は、画素４６に対して光ファイバ２７がずれると、その
光ファイバ２７にて伝送できる光の量が低下して画質が
悪くなるが、前記光ファイバ２７以外に、その隣り別の
光ファイバ２７が前記画素４６からの光を伝送するた
め、画質が思う程悪くならないからである。

【００５７】本発明の実施に使用する光ファイバ束を構
成する光ファイバとしては、コア径が０．１〜０．５mm
程度のものが得やすく、可視光域の透光性がよいこと
と、価格、取り扱いやすさ、および耐衝撃性等の点か
ら、石英系の光ファイバより、プラスチック系の光ファ
イバを用いる方が有利である。

【００５８】また、光ファイバ束の入力端面Ｄと出力端
面Ｂにおける光ファイバの固定法としては、光ファイバ
を配列した間の隙間に樹脂を充填して硬化する固定法
は、容易に作製できる利点がある。また、プラスチック
系光ファイバを用いれば、上記充填樹脂との熱膨張率の
差を小さくでき、温度変化による出力端面Ｂでの画像の
歪みが発生しなくなる。

【００５９】さらに、光ファイバ束にしめる光ファイバ
の断面積の比率を５０〜９０％と大きくすれば、開口数
・視野角等の点で有利になり、光ファイバの固定に用い
る樹脂も光を吸収する黒色樹脂の様なものを用いれば、
不要な雑音光がなくなり、画像を鮮明にすることができ
る。

【００６０】以上において、光ファイバ束の入・出力端
面Ｄ・Ｂを形成する際に行う加工・研磨は、光ファイバ
を樹脂で固定した後で行うことにより、容易に光ファイ
バが一定の角度をもった光ファイバ束にすることができ
る。

【００６１】図２２は本発明による液晶表示装置の合成
画像をより鮮明にする構造を断面で示している。この構
造は、光ファイバ２７の入力端面Ｄで、その端面を形成
する各光ファイバ２７の高さや角度などが異なるとき、
それぞれの光ファイバ２７の端と液晶表示素子の画素と
の対応関係に差がでて開口数などが異なってくることか
ら合成画像の質を下げることもあるがこれを防ぐもので
ある。光ファイバ２７の面Ｄと液晶表示素子の表示面を
圧着することで上記の影響を低減することもできるが、
そのときは液晶表示素子の表面に加わる圧力で内部の液
晶に印加される電圧に変動が生じて画像の色ズレ、歪み
などが生じるという問題がでてくる。以上のような問題
に対処するのが、図２２に示した構造で、これは光ファ
イバ２７の入力端面Ｄの部分的拡大断面図である。

【００６２】この図２２は液晶表示素子２１の表示画面
２１ａ等と光ファイバ２７の入力端面Ｄとの間に前記で
説明した隙間ができたとき、そこを透明で高屈折率の液
体５０で充満させるのである。

【００６３】ここで、上記の液体５０の屈折率をｎとす
れば、図２２に示した光ファイバ２７と表示画面２１ａ
等との間の距離のばらつきによる光学的影響を１／ｎに
低減することができる。

【００６４】さらに、以上の液体５０に屈折率が異なる
液体を用いることにより、液晶表示素子２１等の各画素
からの光の拡がり角φを制御することが可能であるか
ら、この効果を利用してこの間の結合効率を向上させる
ことで、明るく鮮明な合成像にすることが可能となる。

【００６５】以上のように、液晶表示素子２１等の表面
と光ファイバ２７の入力端面Ｄを液体５０で満たす構造
は、前記２つの面を機械的に密着させる必要がなくなる
ので、前記で説明した歪み、色ずれの問題もなくなり、
機械的な圧力により、表示面や光ファイバが損傷を生じ
ることがなくなるという利点もある。

【００６６】以上は本発明の光ファイバ束による伝送
で、複数の液晶表示装置の画像を継目のない合成画像に
する装置を、実施例によって説明したが、本発明は実施
例によって限定されるものでなく、請求の範囲に記載し
た広い範囲とする。

【００６７】

【発明の効果】本発明による場合には、液晶表示素子と
光ファイバ束とを組み合わせて用いることにより、光フ
ァイバ束の出力端面で合成画像を形成でき、継目のない
良好な品位の画像を得ることが可能となり、表示誤認を
生じさせる虞れをなくすことができる。また、光ファイ
バ束にスペーサを介在させた構成とすることにより、液
晶表示装置の奥行きを短くできるという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１の液晶表示装置を示す平面図である。

【図２】図１の液晶表示装置に備わった駆動回路を示す
ブロック図である。

【図３】その駆動回路により処理された信号を示す図で
ある。

【図４】その駆動回路の信号処理内容を示す図である。

【図５】実施例２の液晶表示装置を示す平面図である。

【図６】実施例２の液晶表示装置に透明板を追加した構
成を示す平面図である。

【図７】実施例３の液晶表示装置を示す平面図である。

【図８】図７の液晶表示装置における信号処理内容を示
す図である。

【図９】実施例４の液晶表示装置を示す平面図である。

【図１０】図９のＣ−Ｃ線による断面図である。

【図１１】光ファイバ束の製造工程を示す図である。

【図１２】光ファイバ束にスペーサを介在させない場合
の折曲げ部近傍を示す図である。

【図１３】（ａ）及び（ｂ）は共に、光ファイバ束にス
ペーサを介在させた場合の折曲げ部近傍を示す図であ
る。

【図１４】実施例５の液晶表示装置を示す平面図であ
る。

【図１５】（ａ）は光ファイバ束に黒色樹脂を含まない
場合の光の進行状態を示す図、（ｂ）は光ファイバ束に
黒色樹脂を含む場合の光の進行状態を示す図である。

【図１６】実施例６の液晶表示装置を示す平面図であ
る。

【図１７】本発明に好適な光ファイバを示す斜視図であ
る。

【図１８】（ａ）は光ファイバのコアとクラッドの屈折
率の差による開口数を示す図、（ｂ）は画素からの表示
光の拡がり角を示す図である。

【図１９】画素に対する光ファイバの配置例を示す図で
ある。

【図２０】画素に対する光ファイバの配置例を示す図で
ある。

【図２１】光ファイバの固定を容易とするガラス板を示
す図である。

【図２２】光ファイバの入力端面における構造を示す断
面図である。

【図２３】（ａ）は従来の液晶表示装置に複数備わった
表示画面を示す正面図であり、（ｂ）はその一つの表示
画面を示す正面図である。

【符号の説明】

２１、２２液晶表示素子２１ａ、２２ａ表示画面２３光ファイバ束２５、２５ａ、２５ｂスペーサ２６黒色樹脂２７光ファイバ２７ｄコア２７ｅクラッド２８光ファイバシート４０光ファイバ束４１、４２スペーサ４３、４３ａ、４３ｂ透明板４３ｃ位置決め溝４５液晶表示素子４５ａ表示画面

フロントページの続き (72)発明者吉田圭男大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号シャープ株式会社内 (72)発明者倉田幸夫大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号シャープ株式会社内 (72)発明者酒井啓至大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号シャープ株式会社内 (56)参考文献特開昭59−210418（ＪＰ，Ａ) 特開平２−33186（ＪＰ，Ａ) 実開昭49−91343（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G02F 1/1347 G02F 1/1335 G02B 6/06 G02B 6/08

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】２以上の液晶表示素子を有し、該液晶表
示素子のそれぞれの表示画面に、画像を伝送する光ファ
イバ束の入力端面が接続され、該光ファイバ束の出力端
面で境界領域を形成しない合成画像を形成する構成とし
た液晶表示装置であって、該光ファイバ束が、複数の光ファイバを一列に配してな
る一定長さの光ファイバシートを複数積層してなり、各
光ファイバシートの入力端面と出力端面との途中の一定
箇所を折曲げ、その折曲げ箇所が積層方向に揃うよう隣
合う光ファイバシート間の隙間の一部にスペーサを介装
する構造とした液晶表示装置。
【請求項２】前記光ファイバ束を構成する光ファイバ
は該光ファイバのコア内の屈折率が均一なステップイン
デックス型であり、かつ、該光ファイバの開口数が前記
画像を形成する液晶表示素子の１画素からの表示光の拡
がり角と等しいか又は大きくしてある請求項１記載の液
晶表示装置。
【請求項３】前記液晶表示素子は、カラー表示液晶表
示素子であり、かつ、前記光ファイバ束を構成する各光
ファイバが前記カラー液晶表示素子の各画素に対応する
配置である請求項１又は２記載の液晶表示装置。
【請求項４】前記光ファイバ束で前記合成画像を形成
する面に透明板が設けられた請求項１、２又は３記載の
液晶表示装置。
【請求項５】前記光ファイバ束を構成する光ファイバ
の、少なくとも入力端面及び出力端面は、黒色樹脂によ
り配置を固定されている請求項１、２、３又は４記載の
液晶表示装置。
【請求項６】前記光ファイバ束において少なくとも該
光ファイバ束の入力端面と出力端面部では、構成する光
ファイバの配列のピッチが異なる請求項１、２、３、４
又は５記載の液晶表示装置。
【請求項７】２以上の液晶表示素子を隙間を開け、か
つ、該液晶表示素子の表示画面を同一平面上に揃えて配
設すると共に、該平面よりも後方に別の液晶表示素子を
配設し、該別の液晶表示素子の表示画面と、該別の液晶
表示素子よりも前方にある液晶表示素子の該平面上にお
ける表示画面間部分とに両端を配置し、かつ、途中を該
前方にある液晶表示素子の隙間を通して画像を伝送する
光ファイバ束が設けられた構成の液晶表示装置。
【請求項８】前記光ファイバ束が、複数の光ファイバ
を一列に配してなる一定長さの光ファイバシートを複数
積層してなり、各光ファイバシートの入力端面と出力端
面との途中の一定箇所を折曲げ、その折曲げ箇所が積層
方向に揃うよう隣合う光ファイバシート間の隙間の一部
にスペーサを介装した構造となった請求項７記載の液晶
表示装置。
【請求項９】前記光ファイバ束で伝送した画像の表示
面と、前記別の液晶表示素子よりも前方にある液晶表示
素子の表示画面との高さの差の厚さにし、かつ、前記光
ファイバ束を形成する光ファイバのコア部の屈折率に近
似した屈折率の透明板を、前記前方にある液晶表示素子
の表示画面上に設置した請求項７又は８記載の液晶表示
装置。
【請求項１０】前記透明板の側面に、前記画像伝送の
光ファイバ束による画像の表示画素との配置を整合させ
る、位置決め溝を設けた請求項９記載の液晶表示装置。
【請求項１１】前記液晶表示素子の全てがカラー液晶
表示素子であり、前記光ファイバ束を構成する光ファイ
バが、前記液晶表示素子の画素に対応した配列にしてあ
る請求項７、８、９又は１０記載の液晶表示装置。
【請求項１２】前記光ファイバ束を構成する光ファイ
バの端部での伝送光の拡がり角を、前記液晶表示素子の
１画素の表示光の拡がり角に近似させてある請求項７、
８、９、１０又は１１記載の液晶表示装置。