JP3481677B2 - 画面拡大装置および画像表示装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は画面拡大装置に係り、特
に液晶表示装置（ＬＣＤ）などのフラットパネル型画像
表示装置の画面を簡単な構造により拡大表示するための
画面拡大装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、パーソナルコンピュータなどのＯ
Ａ機器やテレビジョンなどの家電製品の軽量、薄型化に
ともない、ディスプレイ装置についても軽量化、薄型化
が要求されている。そのため、従来より普及しているＣ
ＲＴに代わるものとして、液晶表示装置（ＬＣＤ）や、
本願出願人にかかる磁性流体ディスプレイ（特願平５−
１９１７８７号、特願平５−２７００６３号）などの軽
量、薄型のフラットパネル型ディスプレイの開発が進め
られている。

【０００３】こうした軽量、薄型化が要求される一方、
ディスプレイ装置には従来より見やすさや臨場感アップ
などの観点から大画面化の要求も絶えず叫ばれており、
液晶表示装置などのフラットパネル型ディスプレイもま
た例外ではない。しかしながら、大画面化と軽量、薄型
化のニーズに同時に応えるためには、ＬＳＩ製造に比較
して遥かに広い面積で均一な微細加工を行わざるを得
ず、それが大型のＬＣＤ製造工程の歩留まりを下げる大
きな要因となっている。特に、大画面化の困難さは、優
れた動作性能で耳目を集めるＴＦＴ（薄膜トランジス
タ）を用いたアクティブマトリクス液晶ディスプレイ
（ＡＭ−ＬＣＤ）の場合に飛躍的に増大するため、その
解決が望まれている。

【０００４】この点、本願出願人は同一出願人に係る平
成６年３月３日に提出の「画面拡大装置」（整理番号Ｓ
ＫＰ９４００４）において、光屈折率の異なる２種の透
明材料を組み合わせて光経路を構成することにより、光
ファイバなどの高価な部品を用いずとも廉価な部材で簡
単に製造することが可能であり、しかも画質を落とさず
に液晶画面などに表示された画像を所望の大きさにまで
拡大することが可能な画面拡大装置の提供を試みてい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記画
面拡大装置にあっても、たとえば気泡などを発生させず
に２種の透明材料を組み合わせて光経路を形成するため
には、多大の労力を技巧を要するため、装置の量産を図
るためには、より簡便な構造で、より少ない製造工程と
より単純な技術で、より安価に装置の製造を行うことが
可能な画面拡大装置の開発が希求されていた。

【０００６】したがって、本発明は、従来のフラットパ
ネル型ディスプレイ装置の大画面化に伴う上記のような
技術的問題点に鑑みてなされたものであり、その目的と
するところは、より簡単な構造で、より少ない製造工程
とより単純な技術で、より安価に装置の製造を行うこと
が可能であり、しかも画質を落とさずに液晶画面などに
表示された画像を所望の大きさにまで拡大することが可
能な新規かつ改良された画面拡大装置を提供することで
ある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１に記載の画面拡大装置は、画像表示装置の
画面に対向して設置される受光面と、その受光面に対し
て略平行でありかつその受光面よりも拡大面積を有する
表示面とを有する基部にその受光面とその表示面とを結
ぶ１または複数の中空の光経路を設け、その光経路の内
壁面を光反射面に仕上げ、さらに、前記基部の中央付近
に分布する前記光経路の光入口において入射する光の輝
度よりも前記基部の周辺付近に分布する前記光経路の光
入口において入射する光の輝度が明るくなるように調整
されたことを特徴としている。

【０００８】さらに請求項２によれば、請求項１に記載
の画面拡大装置の基部に形成された中空の光経路の内壁
面、すなわち光反射面がフッ化マグネシウム被膜により
構成されている。また請求項３によれば、請求項１また
は請求項２に記載の画面拡大装置の各光経路が、受光面
上において、画像表示装置の画面の各画素に実質的に対
応する位置に各画素と略同一ピッチで配された光入口
と、表示面上において、受光面上のピッチよりも拡大ピ
ッチで配された光出口とを連通するように構成される。
そして、その光経路の構造に関しては、請求項４によれ
ば、光入口と光出口とが略同一径となるように構成さ
れ、請求項５によれば、光入口の径よりも光出口の径が
大きくなるように構成されている。さらに請求項６に記
載のように、基部の受光面または表示面のいずれか一方
または双方において開口する中空の光経路の開口部には
透明材料により封止が施されることが好ましい。

【０００９】

【００１０】そして、本発明は、請求項８に記載のよう
に、画像を拡大する画像表示装置が、液晶表示装置（Ｌ
ＣＤ）あるいは如上の磁性流体ディスプレイのようなフ
ラットパネル型表示装置である場合により優れた効果を
奏するものである。

【００１１】

【作用】以上のように本発明に基づいて構成された画像
表示装置の画面拡大装置は次のような優れた作用効果を
奏する。

【００１２】 請求項１の発明によれば、たとえば、プ
ラスチックなどの適当な樹脂材料から成る基部に、１ま
たは複数の中空の光経路が設けられている。そして、こ
の光経路の内壁面が光反射面に仕上げられているので、
基部の受光面から入射された光を内壁面において連続反
射させ、基部の表示面にまで搬送させることが可能であ
る。その結果、基部の受光面から入射された画像表示装
置の画面をその受光面よりも拡大面積を有する表示面に
まで搬送し、拡大画面として表示させることが可能であ
る。さらに本発明に基づいて基台の受光面よりも表示面
の面積を拡大した場合に、基台の中心部において受光面
から表示面に至る光経路よりも、基台の周辺部において
受光面から表示面に至る光経路の長さの方が長くなり、
表示面の中心部よりも周辺部の方が暗くなり、表示面上
で明暗の差が生じるおそれがある。しかし、基部の中央
付近に分布する光経路の光入口において入射する光の輝
度よりも、基部の周辺付近に分布する光経路の光入口に
おいて入射する光の輝度が明るくなるように調整するこ
とにより、明暗の差のない画質の良い画面を得ることが
できる。

【００１３】請求項２の発明によれば、中空の光経路の
光反射面がフッ化マグネシウム被膜により構成される
が、このフッ化マグネシウム被膜は、１または複数の中
空の光経路が形成された基部をフッ化マグネシウム溶液
中に浸漬し、乾燥させるだけで容易に形成することが可
能なので、少ない製造工程で安価に装置を製造すること
が可能となる。

【００１４】請求項３の発明によれば、各光経路の光入
口が画像表示装置の画面の各画素のピッチと略同一ピッ
チで配置されているので、各画素から出力される光を対
応する光経路にて受光することが可能となる。そして画
面の各画素のピッチよりも拡大ピッチで光出口が配置さ
れているので、その拡大率の分だけ画質を劣化させるこ
となく画面を拡大することが可能である。

【００１５】請求項４の発明によれば、各光経路の光入
口と光出口とが略同一径に構成されているので、光入口
から受光された光の強度を減衰させることなく、光出口
から発光させることにより、鮮明な画面を得ることがで
きる。

【００１６】請求項５の発明によれば、請求項４の発明
とは異なり、各光経路の光入口の径よりも光出口の径が
大きな径として構成されているので、画面の画素の密度
をあまり落とさずに拡大画面を得ることができる。

【００１７】請求項６に記載の発明によれば、基部の受
光面または表示面のいずれか一方または双方において開
口する中空の光経路の開口部を透明材料により封止する
ので、光経路の内壁面、すなわち光反射面を埃などから
保護することが可能となり、装置の耐久性を向上するこ
とが可能となる。

【００１８】

【００１９】さらに請求項８に記載のように、本発明は
液晶表示装置や磁性流体ディスプレイのようなフラット
パネル型表示装置の画面を拡大する場合に、最も優れた
効果を奏するものである。

【００２０】

【実施例】以下に添付図面を参照しながら本発明に基づ
いて構成された画面拡大装置の好適な実施例について詳
細に説明する。

【００２１】図１は本発明に基づいて構成された画面拡
大装置１の基部２の表示面部分を示す平面図であり、図
２はその画面拡大装置１の基部２の底面図であり、さら
に図３はその画面拡大装置１の基部２の側面図である。
図示のように、画面拡大装置１の基部２はその断面が実
質的に等脚台形を倒立させた形状をしており、その短辺
が受光面３として形成され、その長辺が表示面４として
構成されている。

【００２２】この画面拡大装置１の基部２は、たとえば
プラスチックなどの樹脂材料から構成することが可能で
あり、その光透過性については、透明であっても不透明
であっても構わない。さらに、その受光面３から表示面
４にかけて、複数の、好ましくは図４に示す液晶表示装
置５の画面６の画素に対応する数の中空の光経路７が設
けられている。この中空の光経路７は、基部２に対して
後から穿設具により穿設加工することにより、あるい
は、基部２を成型する際に一体成型することにより構成
される。

【００２３】そして、本発明によれば、上記のように構
成された中空の光経路７の内壁面が光反射面として仕上
げられる。かかる光反射面は、たとえば基部２自体が光
反射性に優れた材料であれば、中空の光経路の内壁面を
研磨具などにより鏡面に仕上げすることにより、あるい
は、中空の光経路７が形成された基部２自体をフッ化マ
グネシウム溶液に浸漬した後乾燥し、各光経路７の内壁
面にフッ化マグネシウム被膜７ａを形成することにより
構成することが可能である。

【００２４】このように構成することにより、図５に一
点鎖線で示すように、受光面３より光経路７に入射した
光を光経路７の内壁面に形成されたフッ化マグネシウム
被膜７ａの鏡面において連続反射させて、光経路７中を
搬送させ、表示面４より出射させることが可能である。
そして、その際に本発明によれば、受光面３よりも表面
４が拡大面積を有しているので、受光面３より受光した
画像情報を表面４において拡大して表示させることが可
能となる。

【００２５】さらに図６に示すように、画面拡大装置１
の基部２に形成された光経路７の受光面３において開口
する光入口８と表示面４において開口する光出口９をガ
ラスや透明プラスチックなどの透明な板状部材２ａ、２
ｂにより封止することが可能である。このように、開口
部を封止することにより、光経路７の内壁面を埃などか
ら保護することが可能となり、装置の耐久性を向上させ
ることが可能である。なお図示の例では、受光面３およ
び表示面４の双方において光経路７の開口部８、９を透
明材料２ａ、２ｂにより封止する構成を示したが、本発
明はかかる構成に限定されず、いずれか一方を封止する
構成を採用することが可能である。たとえば受光面３に
対しては、図２に示すように画面が密着されるので、透
明材料２ｂによる封止を省略し、外気に曝される表示面
４のみを透明材料２ａにより封止する構成を採用するこ
とも可能である。

【００２６】このように、本発明に基づいて構成される
画面拡大装置は、たとえば光ファイバなどを製造する場
合とは異なり、遥かに廉価な材料で、遥かに簡単方法
で、フッ化マグネシウム被膜などから光反射面を光経路
の内壁に構成することが可能なので、受光面から表示面
に確実に画像情報を拡大して搬送することが可能な画像
表示装置を遥かに廉価に提供することが可能である。

【００２７】なお、基部２に形成される光経路７につい
ては、任意の数、任意の寸法、任意の分布にて形成する
ことが可能であるが、好ましくは、画面が拡大される画
像装置の画面に分布する画素と実質的に同一ピッチで、
すなわち各画素の位置に実質的に対応する受光面３の位
置に画素の数と実質的に等しい数の光入口８を形成し、
その受光面３の各光入口８から、放射状に直線的に拡大
するように、表示面９に向かって光経路７が形成され
る。かくして、表示面４には、拡大される画面に分布す
る画素に対して拡大ピッチで、すなわち各画素の数とは
実質的に等しいが各画素同士の間隔よりも拡大された間
隔で分布する光出口９が形成されることになり、液晶表
示装置などの画面を拡大させることが可能である。

【００２８】また、基部２に形成される光経路７の寸法
に関しては、図７に示すように、受光面から表示面に至
るまで略同一径にて構成し、光の減衰を押さえ鮮明な画
面を得る構成とすることも可能であるし、あるいは、図
８に示すように、受光面から表面にまで漸次拡大する径
にて構成し、拡大される画面の画素ピッチをそのまま維
持した拡大画像を得る構成とすることも可能である。い
ずれにせよ、画像の拡大率は、受光面と表示面との面積
比、より正確にいえば、受光面に形成される隣接する光
入口の中心間の距離と、表示面に形成される隣接する光
出口の中心間の距離との比で決定され、得られる拡大画
像の輝度については、使用する光経路７の材料及び光経
路７の長さおよび径によって決定されるので、要求され
る条件に応じて任意の寸法を採用することが可能であ
る。

【００２９】なお、光経路７の長さが長ければ長いほど
減衰が大きいため、得られる拡大画像の輝度について
は、画面拡大装置１の中心部より周辺部の方が弱くな
る。このような場合には、基部２の中央付近に分布する
光経路の光入口において入射する光の輝度よりも、基部
の周辺付近に分布する光経路の光入口において入射する
光の輝度が明るくなるように調整することにより、明暗
の差のない画質の良い画面を得ることが可能である。

【００３０】次に図９を参照しながら、本発明に基づい
て構成された画面拡大装置１の実際の動作について、Ｔ
ＦＴ型液晶表示装置の画面を拡大する場合を例に挙げて
説明する。図示のＴＦＴ液晶表示装置は、２枚のガラス
基板１０ａ、１０ｂを数μｍの空間を介して対向させて
固定し、その間隙に液晶１１を封入した構造となってい
る。下側のガラス基板１０ｂ上には、信号線と走査線が
マトリクス状に配置され、それらの交点に画素電極１２
が配置されている。また上側のガラス基板の下側には共
通電極１３とカラーフィルタ１４が配置されている。こ
のＴＦＴ型液晶表示装置を２枚の偏向板１５ａ、１５ｂ
で挟持し、白色光を入射させると透過型の表示装置とな
る。なおカラーフィルタはＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ
（青）の３原色からなり、各画素電極に対応して配置さ
れる。

【００３１】そして、上記のように構成されたＴＦＴ型
液晶表示装置の画面を本発明に基づいて構成された画面
拡大装置１により拡大したい場合には、この画面拡大装
置１を偏向板１５に密着するように配置する。その際
に、本発明によれば、各光経路７の光入口８がＴＦＴ型
液晶表示装置の画素と実質的に同一ピッチで配置されて
いるので、各光入口８が各画素に対応する位置にくるよ
うに位置決めしてやることにより、各画素から出力され
る光を効率的に受光することが可能である。

【００３２】このようにＴＦＴ型液晶表示装置と画面拡
大装置１とを組み合わせることにより、液晶表示装置を
駆動することにより、上部偏向板１５ａから出力され、
光入口８から受光された光は、基部２に形成された中空
の光経路７の内壁面、すなわちフッ化マグネシウム被膜
７ａが被覆された光反射面において連続反射しながら、
光出口９にまで到達し、表示面４において、受光面３と
表示面４の面積比、より正確にいえば光入口８のピッチ
と光出口９のピッチ比の分だけ拡大された拡大画面を画
質を落とすことなく得ることが可能である。

【００３３】以上の実施例においては、ＴＦＴ型液晶表
示装置により得られる画面を拡大する場合を例に挙げて
説明したが、本発明はかかる実施例に限定されない。こ
のほかにも、本願出願人にかかる磁性流体ディスプレイ
装置のようなフラットパネル型表示装置、さらにはＣＲ
Ｔなどの表示装置の画面を拡大するためにも使用するこ
とが可能である。

【００３４】なお上記実施例においては、中空の光経路
７の内壁面にフッ化マグネシウム被膜７ａを被覆するこ
とにより光反射面を形成したが、本発明はかかる実施例
に限定されない。中空の光経路７の内壁面に光反射面を
形成できるものであれば、フッ化マグネシウム以外に
も、たとえば、銀の塗布により形成される被膜などを使
用することも可能である。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
より簡単な構造で、より少ない製造工程とより単純な技
術で、より安価に製造することが可能であり、しかも画
質を落とさずに液晶画面などに表示された画像を所望の
大きさにまで拡大することが可能なフラットパネル型デ
ィスプレイ装置用の画面拡大装置が提供される。

【００３６】 すなわち請求項１の発明によれば、たと
えば、プラスチックなどの適当な樹脂材料から成る基部
に、１または複数の中空の光経路が設けられている。そ
して、この光経路の内壁面が光反射面に仕上げられてい
るので、基部の受光面から入射された光を内壁面におい
て連続反射させ、基部の表示面にまで搬送させることが
可能である。その結果、基部の受光面から入射された画
像表示装置の画面をその受光面よりも拡大面積を有する
表示面にまで搬送し、拡大画面として表示させることが
可能である。ここで基台の受光面よりも表示面の面積を
拡大した場合に、基台の中心部において受光面から表示
面に至る光経路よりも、基台の周辺部において受光面か
ら表示面に至る光経路の長さの方が長くなり、表示面の
中心部よりも周辺部の方が暗くなり、表示面上で明暗の
差が生じるおそれがある。しかし、基部の中央付近に分
布する光経路の光入口において入射する光の輝度より
も、基部の周辺付近に分布する光経路の光入口において
入射する光の輝度が明るくなるように調整することによ
り、明暗の差のない画質の良い画面を得ることができ
る。

【００３７】請求項２の発明によれば、中空の光経路の
光反射面がフッ化マグネシウム被膜により構成される
が、このフッ化マグネシウム被膜は、１または複数の中
空の光経路が形成された基部をフッ化マグネシウム溶液
中に浸漬し、乾燥させるだけで容易に形成することが可
能なので、少ない製造工程で安価に装置を製造すること
が可能となる。

【００３８】請求項３の発明によれば、各光経路の光入
口が画像表示装置の画面の各画素のピッチと略同一ピッ
チで配置されているので、各画素から出力される光を対
応する光経路にて受光することが可能となる。そして画
面の各画素のピッチよりも拡大ピッチで光出口が配置さ
れているので、その拡大率の分だけ画質を劣化させるこ
となく画面を拡大することが可能である。

【００３９】請求項４の発明によれば、各光経路の光入
口と光出口とが略同一径に構成されているので、光入口
から受光された光の強度を減衰させることなく、光出口
から発光させることにより、鮮明な画面を得ることがで
きる。

【００４０】請求項５の発明によれば、請求項４の発明
とは異なり、各光経路の光入口の径よりも光出口の径が
大きな径として構成されているので、画面の画素の密度
をあまり落とさずに拡大画面を得ることができる。

【００４１】請求項６に記載の発明によれば、基部の受
光面または表示面のいずれか一方または双方において開
口する中空の光経路の開口部を透明材料により封止する
ので、光経路の内壁面、すなわち光反射面を埃などから
保護することが可能となり、装置の耐久性を向上するこ
とが可能となる。

【００４２】

【００４３】さらに請求項８に記載のように、本発明は
液晶表示装置や磁性流体ディスプレイのようなフラット
パネル型表示装置の画面を拡大する場合に、最も優れた
効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に基づいて構成された画面拡大装置の表
示面部分を示す拡大図である。

【図２】本発明に基づいて構成された画面拡大装置の受
光面部分を示す拡大図である。

【図３】本発明に基づいて構成された画面拡大装置の側
面図である。

【図４】本発明に基づいて構成された画面拡大装置と表
示装置とを組み合わせた様子を示す略断面図である。

【図５】本発明に基づいて構成された画面拡大装置の光
経路中を進む光路を示す説明図である。

【図６】本発明に基づいて構成された画面拡大装置の別
の実施例を示す概略的な説明図である。

【図７】本発明に基づいて構成された画面拡大装置の光
経路の構造を示す第１の実施例の略断面図である。

【図８】本発明に基づいて構成された画面拡大装置の光
経路の構造を示す第２の実施例の略断面図である。

【図９】本発明に基づいて構成された画面拡大装置の動
作を示す説明図である。

【符号の説明】

１ 画面拡大装置 ２ 基部 ３ 受光面 ４ 表示面 ５ 表示装置 ６ 画面 ７ 光経路 ７ａ フッ化マグネシウム被覆 ８ 光入口 ９ 光出口

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−119322（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−118248（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−203915（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−232420（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04N 5/64 G02F 1/133 G09F 9/00

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画像表示装置の画面に対向して設置され
   る受光面と、その受光面に対して略平行でありかつその
   受光面よりも拡大面積を有する表示面とを有する基部を
   備えた画面拡大装置において、 前記基部にその受光面とその表示面とを結ぶ１または複
   数の中空の光経路を設け、その光経路の内壁面を光反射
   面に仕上げ、さらに、前記基部の中央付近に分布する前記光経路の光
   入口において入射する光の輝度よりも前記基部の周辺付
   近に分布する前記光経路の光入口において入射する光の
   輝度が明るくなるように調整されたことを特徴とする、
   画面拡大装置。
2. 【請求項２】 前記中空の光経路の前記光反射面がフッ
   化マグネシウム被膜により構成されていることを特徴と
   する、請求項１に記載の画面拡大装置。
3. 【請求項３】 前記中空の光経路が、前記受光面上にお
   いて前記画面の各画素に実質的に対応する位置に各画素
   と略同一ピッチで配された光入口と、前記表示面上にお
   いて前記ピッチよりも拡大ピッチで配された光出口とを
   連通するものであることを特徴とする、請求項１または
   ２に記載の画面拡大装置。
4. 【請求項４】 前記光入口と前記光出口とが略同一径で
   あることを特徴とする、請求項３に記載の画面拡大装
   置。
5. 【請求項５】 前記光入口の径よりも前記光出口の径が
   拡大されて構成されていることを特徴とする、請求項３
   に記載の画面拡大装置。
6. 【請求項６】 前記受光面または前記表示面のいずれか
   一方または双方における前記光経路の開口部が透明材料
   により封止されていることを特徴とする、請求項１、
   ２、３、４または５のいずれかに記載の画面拡大装置。
7. 【請求項７】 請求項１、２、３、４、５または６のい
   ずれかに記載の画面拡大装置が画像表示面に設けられた
   画像表示装置であって、前記画像表示装置がフラットパ
   ネル型表示装置であることを特徴とする、画像表示装
   置。