JPH03208001A - 画像表示装置と光ファイバ群の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、多数の液晶ディスプレイを組み合わせて大
型の画面を形成する画像表示装置とそれに用いる光ファ
イバ群の製造方法に関するものである。

［従来の技術］ 従来、多数のディスプレイを組合せて大型の画面を形成
する方法としては、ブラウン管や液晶パネルを組合せて
１画面を表示する装置があった。

しかし、これらはそれぞれのブラウン管や液晶パネルの
継目が存在する。このためこの継目を解消する努力がい
くつかされているが、その中に光ファイバの束の一端を
液晶カラーテレビに密着し、他端を６倍程度に広げる光
ファイバ束を有するユニットを４組用いてこれを田の字
状に配列し、５インチの液晶カラーテレビ４台から６０
インチの継目のない画面を形成する装置が試作されてい
る。

［発明が解決しようとする課題１ しかし、この装置では拡大率が大きいため、画面が暗く
なる欠点とともに、拡大に使用する１本ごとの光ファイ
バ長さを長くしなければならず、装置の奥行きを小さく
した装置を構成することができない欠点がある。

この発明は、多数の画面を継目のない画面で接続すると
ともに、拡大率を２倍前後程度とすることにより明るい
画面が得られるとともに奥行きの薄い画像表示装置と、
それに用いる光ファイバ群の簡単な製造方法を提供する
ことを目的とする。

［課題を解決するための手段］ この発明に係る画像表示装置は、同心円状に積み重ねた
光ファイバ部と直線状に積み重ねた光ファイバ部を有す
る前記光ファイバ群であって、その端面が前記同心円状
に積み重ねた部分では、その法線方向であり、前記直線
状に積み重ねた光ファイバ部では、光ファイバの走行方
向を必要な角度で横切る方向である。光ファイバ群を積
層した光ファイバ束を表示画像の拡大光学系として使用
することにより、多数の画面を継目のない画面で接続す
ることができる。

さらに、異なる中心を持つ少なくとも２つの円筒または
それらの一部を有する曲線形成部と前記２つの曲線形成
部の間に光ファイバを直線に配列することができる直線
形成部を有する治具上に線状の光ファイバをシート状に
積み重ねることにより単純な製造方法で前述の画像表示
装置に適用可能な光ファイバ束用の光ファイバ群を製造
できる。

［作用］ この発明の画像表示装置においては、光ファイバ束の同
心円状に配列した部分の端部の面積と直線状に配列した
部分の面積の比率から画像の拡大率が定まる。

また、この発明の光ファイバ群の製造方法においては、
少なくとも２つの曲線形成部間に線状の光ファイバを積
み重ねることによって、２つの曲線形成部間では直線状
に配列され、曲線形成部では同心円状に配列され、これ
らが連続したシート状の光ファイバ群が形成される。

［実施例］ 第１図はこの発明の画像表示装置１の立面斜視図であり
、２は光ファイバ束、３は液晶ディスプレイ、４は拡散
板、５は光源、６は反射板、７は表示面、８は前記表示
面７の外側に位置する周辺回路である。

なお、後述するこの発明の光ファイバ群の製造方法は、
上記光ファイバ束２の製造方法についてである。

次に動作について説明する。

蛍光灯等の棒状の光源５が発生する光は、拡散板４と反
射板６により均一な光分布の光となり、液晶ディスプレ
イ３を照明し、それを通過した光は光ファイバ束２によ
り液晶ディスプレイ３の表示面積よりも拡大されて、そ
の端面より光を発光し、画面が形成される。このとき、
光ファイバ束２は、液晶ディスプレイ３の周辺回路（第
２図参照）８と表示面７を合せた面積より広く、表示が
なされるように拡大するため、各々の光ファイバ東２は
互いに連続的に接続が可能である。

第２図は、第１図の光ファイバ束２と液晶ディスプレイ
３の立面図とその部分的断面図である。

液晶ディスプレイ３の表示面と接触する光ファイバ束２
の一端は、最密充填または正方配列に束ねた構造であり
、最も効率良く液晶ディスプレイ３のパネル９を通過し
た光を収光することができる。この光ファイバ束２は、
その位置関係を保ったまま拡大される構造である。なお
、１７はスベーサである。この場合の拡大率は大きくな
ると、面積あたりの光ファイバの密度が減少し、平均的
に見た場合には画面が暗くなる。この関係はほぼ拡大面
積に逆比例するため、２倍の拡大率と３倍の拡大率の場
合では、１倍の拡大に比べ各々明るさは１／４．１／９
と２乗に比例して暗くなる。

このため、明るい画面を得るには拡大率を大きくしない
ことと、光源５の明るさを増大する方法がある。そこで
、この発明では、拡大率を小さくする方法を取り、液晶
ディスプレイ３のパネル９と、その周辺回路８が必要と
する面積の和と等しいか、またはパネル９の２倍前後で
好ましくは拡大することで表示画像の明るさを明るくし
ていることに特徴がある。また、このように拡大率を制
限することにより、拡大に必要な光路長が短くなり、光
ファイバの長さを短くすることが可能になる。この短い
光ファイバの使用は、この発明の画像表示装置の厚みを
薄くすることが可能になるとともに、光ファイバ内を光
が通過する距離が短くなるため、光ファイバ内の光のロ
スが少なくなる利点がある。さらに、光のロスの影響が
少ないため、光ファイバのロスに対する要求条件が低く
なり、安価な光ファイバが使用可能になる。以上述べた
ように、拡大率を限定することにより新たな特徴が生じ
る。

この画像表示装置１において使用する光ファイバ束２で
は、パネル９側と表示面７側では光ファイバの密度が異
なっており、かつそれが正確に変っていなければならな
い。このため、製造が非常に困難である。これを解決す
ることがこの発明の目的の１つであり、次にこの製造方
法について説明する。

第３図はこの発明の光ファイバ群の製造方法を示す治具
と光ファイバの状態を示す上面図である。１０は半円筒
の曲線形成部１１が左右にあり、その間が直線形成部１
２により接続された光ファイバを巻付ける治具である。

図はこの治具１０の周囲に１本の光ファイバ１３を紙面
と直角方向には１列（１層）に、また、紙面と水平方向
には幅Ｄになるように巻きつけた状態である。この光フ
ァイバ１３を接着剤により仮止めし、その後、第４図に
示した光ファイバ１３の切断線１４および１４′に従い
光ファイバ１３を切断する。

このとき、光ファイバ１３の曲線部はその円筒の中心１
５からの法線になっている。この線に従った切断部は全
ての光ファイバ１３を直角方向に切断しているため、そ
の長さは光ファイバ１３の直径にその本数を乗じた値と
等しくなっている。

方、直線部の切断線１４は曲線部の切断線１４′と平行
であり、その対応は図中の矢印が同方向の切断線１４．
１４′が対になっている。この直線部の切断線１４は、
全ての光ファイバ１３と一定の角度θを持っている。こ
のため、同心円状に配列された端部の長さ℃，は角度θ
に関係なく一定であるが、角度θの正弦の逆数に比例し
て直線状に配列された端部の長さβ２が変り、この長さ
Ｉ２３により一方向の拡大率が決まる。この切断により
得られた光ファイバ群１６を、例えば第５図の３個の光
ファイバ群１６のように列べる。これをスベーサ１７と
交互に２層ずつ列へたのが第６図である。スベーサ１７
は、光ファイバ群１６の直線部の端面側にのみ存在し、
曲線部側は光ファイバ群１６のみが重なった状態として
ある。このスベーサ１７により光ファイバ群１日の平面
と垂直方向に光ファイバ群１６が広がって積み重ねるこ
とができる。このようにして光ファイバ群１６とスベー
サ１７を組合せてつくった光ファイバ束２の立面外観図
を第７図に示す。これにより、光ファイバ群１６の曲線
部側は光ファイバ１３を最密に積層した状態で、直線部
側は切断の角度とスベーサ１７の厚さにより決まる拡大
率の積層がされた光ファイバ束２が作成される。この３
個の光ファイバ束２からなるユニットを３段重ね、それ
等に液晶ディスプレイ３等を付加したのが第１図の画像
表示装置１である。

以上説明したようにこの発明の方法では、光ファイバ１
３を治具１０に巻付け、更に所定の切断部で切断した光
ファイバ群１６をスペーサ１７を介して積層するという
非常に単純な方法で、液晶ディスプレイ３の画像を所定
の拡大率に拡大する光学系を作成できる。

ところで、第３図の治具１０を使う製造方法では、第４
図の光ファイバ群１６以外の部分が不要部となり、光フ
ァイバ１３にむだを生じる。また、作製方法がバッチ式
であり、生産性が低い欠点がある。これ等の欠点を除く
方法として、第８図の上面図に示す治具１９を使用する
方法がある。この治具１９は円筒を点在させた構造であ
り、この間を光ファイバ１３が列び、治具１９に沿って
同心円を形成する曲線部と、次の治具１９により形成さ
れる曲線部の間に直線部が形成される。この場合の切断
線１４．１４’は全て垂直方向にすればよく、光ファイ
バの不要部が生じない特徴がある。また、治具１９の円
筒の数を多くすることにより、１回に作製可能な光ファ
イバ群１６の数を多くできる特徴がある。また、直線部
の切断線１４の角度θは円筒の中心２０の互のずれを変
えることにより調節できる。

なお、これまでは切断線１４により、光ファイバ群１６
を形成した後にそれ等を積層して光ファイバ束２を作る
として説明したが、実際には表示面７とバネル９との接
触面は理想的な端面とならないため、最後に端面の加工
処理が必要である。

また、治具１０等の曲綿形成部１１等は切断する部分が
同心円に光ファイバ１３が列べば良く、他の部分の光フ
ァイバ１３は同心円を形成する必要はかならずしもない
。

〔具体例１〕 第３図の構成の製造方法により光ファイバ群１６を作成
した。光ファイバ１３としては、５００ＬＬｍ径のプラ
スチックファイバで、光の減衰が０．２ｄＢ／ｍのもの
を使用した。巻付け治具は半径が５５ｍｍの半円と３４
０ｍｍ長さの直線部からなる柱状のアルミブロックを平
板上に取付けた物とした。これに前記の光ファイバ１３
を順次巻きつけ、半円に添った光ファイバ１３がその中
心から１５７ｍｍになるまで巻きつけ、第３図の状態と
した。これを接着剤で仮止めした後、切断は第４図の切
断線１４．１４’に従い拡大率が１．６倍になるように
θ＝３８．６°として光ファイバ群１６を作製した。こ
れを繰り返して作製した光ファイバ群１６と厚さ３００
ｕｍの黒色の紙をスペーサ１７として使用して第７図の
光ファイバ束２を作製し、接着剤により全体を一体化し
た。最後に、両端面は平滑化の加工処理をして完成させ
た。

〔具体例２〕 具体例１において使用した光ファイバ１３を２ｄ　Ｂ　
／　ｍの光減衰の低価格プラスチックファイバに変更し
、他は同じ条件とした。これにより、光ファイバ束２の
明るさは約５％減少したが、具体例ｌとの違いは目視を
する限りでは分からない程度であった。

〔具体例３］ 第１図の構成の画像表示装置１を作製した。光ファイバ
束２は、具体例１により作製したものを使用した。

液晶ディスプレイ３は５インチ形液晶カラーテレビを９
台図のように配置した。光源５としては、長さ１１９ｃ
ｍの４０Ｗの蛍光灯を６本使用し、各液晶ディスプレイ
３に２本ずつ規則的に並ぶ配置とした。

光ファイバ束２と液晶ディスプレイ３を組合せた９個の
ユニットを組合せて第１図の構成とした。この時の光フ
ァイバ束２の厚みは１１３ｍｍであり、液晶ディスプレ
イ３と拡散板４と光源５としての蛍光灯と反射板６を含
めた全体の厚みは３０ｍｍとした。

この装置の各液晶ディスプレイ３に、ＮＴＳＣのテレビ
画面を９分割した各画面を各々の位置に対応した液晶デ
ィスプレイ３に入力して表示したところ、各液晶ディス
プレイ３の色バランスを調整することにより、継目が見
えない画像が得られた。

［具体例４］ 第８図の治具１９により光ファイバ群１６を作製した。

使用した治具１９は半径が５５ｍｍであり、６個の円筒
を持つ治具１９とした。これに具体例１と同じ光ファイ
バ１３を使用して１０２ｍｍ幅で拡大率１．６倍の光フ
ァイバ群１６を作製した。この際、第４図で示した光フ
ァイバ群１６以外の未使用光ファイバに相当する不要部
がこの方法では最初と最後の切断部以外には生成せず、
かつ一度に１２枚の光ファイバ群１６を作製することが
できた。

［発明の効果］ 以上説明したように、この発明の画像表示装置は、光フ
ァイバをシート状に配列した光ファイバ群であって、少
なくとも同心円状に配列した部分を有する端部と直線状
に配列した部分を有する端部を有し、その端面が同心円
状に配列した部分では、同心円の法綴方向であり、直線
状に配列した部分では光ファイバの走行方向を必要な角
度で横切る方向である光ファイバ群を積層した光ファイ
バ束を備えたので、多数の液晶ディスプレイを組合せて
１つの画面を形成しているにもかかわらず、継目が分か
らない画面が形成できるとともに、画面を大型にしても
厚みが３０ｃｍ程度の比較的薄い構造を維持することが
できる利点がある。また、使用する液晶ディスプレイの
表示面を拡大するにあたり、２倍程度に限定すれば、使
用する光ファイバの長さを短くできるため、光の減衰の
大きい低価格な光ファイバを使用してもその影響を少な
くすることができるとともに、使用する光ファイバの量
を少なくできるため、低価格ファイバの使用と合せて２
重の経済効果があるとともに、光ファイバ束の重量が低
減し、装置全体の重量の低減が可能になる利点がある。

また、この発明の光ファイバ群の製造方法では、少なく
とも２つの円筒あるいはそれらの一部を有する曲線形成
部と、２つの曲線形成部を直線状に結合する直線形成部
を有する治具上に線状の光ファイバを積み重ねて同心円
状に配列した部分と直線状に配列した部分とが連続した
シート状の光ファイバ群を作成するようにしたので、光
ファイバを治具に巻付ける作業と、所定の角度で切断す
る作業とスベーサと光ファイバ群を積層する作業により
作製できるため、技術的に非常に簡単に製造できる利点
がある。更に、第８図に示した治具によると、多数の光
ファイバ群を一度に多数製造できるとともに光ファイバ
の不要部を減少できる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の画像表示装置の一実施例を示す斜視
図、第２図は、第１図の光ファイバ束と液晶ディスプレ
イの立面図とその部分的断面図、第３図は光ファイバ群
を製造する治具と光ファイバを示す上面図、第４図は光
ファイバ群を製造するための切断位置を示す上面図、第
５図は光ファイバ群の配列例を示す上面図、第６図は光
ファイバ群の積層状態を示す立面図、第７図は光ファイ
バ束の例を示す立面図、第８図はこの発明による光ファ
イバ群を製造する他の実施例を示す治具と光ファイバを
示す上面図である。 図中、１は画像表示装置、２は光ファイバ東、３は液晶
ディスプレイ、４は拡散板、５は光源、６は反射板、７
は表示面、８は周辺回路、９はパネル、１０は治具、１
１は曲線形成部、１２は直線形成部、１３は光ファイバ
、１４．１４’は切断線、１５，２０は中心、１６は光
ファイバ群、１７はスベーサ、１９は治具である。 第 １ 図 第 ３ 図 第 ４ 図 ７０ １４．１４’　　ｕＪ１１ｒａ １５　中ｌり・ ］６ 兜ファイバ膵 第 ５ 図 第 ６ 図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）光ファイバをシート状に配列した光ファイバ群で
   あって、少なくとも同心円状に配列した部分を有する端
   部と直線状に配列した部分を有する端部を有し、その端
   面が前記同心円状に配列した部分では、同心円の法線方
   向であり、前記直線状に配列した部分では光ファイバの
   走行方向を必要な角度で横切る方向である光ファイバ群
   を積層した光ファイバ束を備え、光ファイバ束の前記同
   心円状に配列した部分の端部の面積と直線状に配列した
   部分の端部の面積との比率から画像の拡大光学系を形成
   することを特徴とする画像表示装置。
2. （２）少なくとも２つの円筒あるいはそれらの一部を有
   する曲線形成部と、前記２つの曲線形成部を直線状に結
   合する直線形成部を有する治具上に線状の光ファイバを
   積み重ねて同心円状に配列した部分と直線状に配列した
   部分とが連続したシート状の光ファイバ群を作成するこ
   とを特徴とする請求項（１）に記載の画像表示装置に用
   いる光ファイバ群の製造方法。