JPH0651142A - 光学素子及び光学素子を用いた画像表示装置 - Google Patents
光学素子及び光学素子を用いた画像表示装置Info
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- JPH0651142A JPH0651142A JP5036684A JP3668493A JPH0651142A JP H0651142 A JPH0651142 A JP H0651142A JP 5036684 A JP5036684 A JP 5036684A JP 3668493 A JP3668493 A JP 3668493A JP H0651142 A JPH0651142 A JP H0651142A
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- Liquid Crystal (AREA)
- Transforming Electric Information Into Light Information (AREA)
- Control Of Indicators Other Than Cathode Ray Tubes (AREA)
- Light Guides In General And Applications Therefor (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 簡単な構成の光ファイバ集合体を使用して画
像を拡大して表示する画像表示装置を提供する。 【構成】 光ファイバを複数本束ね、第１端面を垂直方
向に切断し且つ第２端面を斜方向に切断して、光ファイ
バ集合体１を形成する。従って、この光ファイバ集合体
１の第１端面から入射した画像は第２端面から拡大され
て出射される。この光ファイバ集合体１を複数個使用
し、第１端面と第２端面とを連続的に接続して光学素子
４を形成して縦横任意の倍率で画像を拡大する画像表示
装置を形成することも可能である。また、画像表示装置
を複数個組合わせて多画面表示装置を形成することがで
きる。
像を拡大して表示する画像表示装置を提供する。 【構成】 光ファイバを複数本束ね、第１端面を垂直方
向に切断し且つ第２端面を斜方向に切断して、光ファイ
バ集合体１を形成する。従って、この光ファイバ集合体
１の第１端面から入射した画像は第２端面から拡大され
て出射される。この光ファイバ集合体１を複数個使用
し、第１端面と第２端面とを連続的に接続して光学素子
４を形成して縦横任意の倍率で画像を拡大する画像表示
装置を形成することも可能である。また、画像表示装置
を複数個組合わせて多画面表示装置を形成することがで
きる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は光ファイバよりなる光学
素子、及び光学素子を用いて表示画像を拡大する画像表
示装置に関するものであり、特に液晶を利用した壁掛け
テレビ等の画像表示装置に関する。
素子、及び光学素子を用いて表示画像を拡大する画像表
示装置に関するものであり、特に液晶を利用した壁掛け
テレビ等の画像表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、大画面表示を目的とした表示装置
は投写型表示装置であるプロジェクタが代表的なもので
あり、このプロジェクタにはＣＲＴ方式及び液晶方式の
２種類がある。
は投写型表示装置であるプロジェクタが代表的なもので
あり、このプロジェクタにはＣＲＴ方式及び液晶方式の
２種類がある。
【０００３】ＣＲＴプロジェクタの場合は、ＣＲＴ直視
管の場合と比較して、薄型化、軽量化できるという利点
があるが、ＣＲＴの長さ、投写距離等によりかなりの奥
行きを有している。例えば、「SID 91 DIGEST,“10.3:S
lim-Styled Rear-ProjectionTV with High Luminance a
nd Contrast",1991」の167〜169ページに記載されてい
るＣＲＴプロジェクタは画面サイズ４０インチで奥行き
が４６９ｍｍである。
管の場合と比較して、薄型化、軽量化できるという利点
があるが、ＣＲＴの長さ、投写距離等によりかなりの奥
行きを有している。例えば、「SID 91 DIGEST,“10.3:S
lim-Styled Rear-ProjectionTV with High Luminance a
nd Contrast",1991」の167〜169ページに記載されてい
るＣＲＴプロジェクタは画面サイズ４０インチで奥行き
が４６９ｍｍである。
【０００４】他方、液晶方式の背面投写型プロジェクタ
はＣＲＴプロジェクタと比べても、小型化、軽量化及び
薄型化に関してはるかに優れているが、ＣＲＴプロジェ
クタと同様、投写距離等の問題によりかなりの奥行きを
有している。例えば、「松下電器技術総合展 技術資料
（1989年３月29日発行）」の17ページに記載されている
液晶プロジェクタは画面サイズ４０インチで奥行きが４
０９ｍｍである。更に、液晶方式の場合は高画質化のた
めには画素数を増やす必要があるが、画素数が増加する
につれて、歩留まりが飛躍的に悪化するとともに、液晶
の開口率も低下して透過光が減少するという欠点があ
る。
はＣＲＴプロジェクタと比べても、小型化、軽量化及び
薄型化に関してはるかに優れているが、ＣＲＴプロジェ
クタと同様、投写距離等の問題によりかなりの奥行きを
有している。例えば、「松下電器技術総合展 技術資料
（1989年３月29日発行）」の17ページに記載されている
液晶プロジェクタは画面サイズ４０インチで奥行きが４
０９ｍｍである。更に、液晶方式の場合は高画質化のた
めには画素数を増やす必要があるが、画素数が増加する
につれて、歩留まりが飛躍的に悪化するとともに、液晶
の開口率も低下して透過光が減少するという欠点があ
る。
【０００５】また、液晶パネルの画像を拡大する他の方
法として、光ファイバを使用するものがある。例えば、
ＮＴＴデータ通信株式会社製の光ファイバスクリーンは
光ファイバの束の入射側と出射側でピッチを変えて画像
を拡大している。しかしながら、この方法では製造する
のが非常に困難で、製造コストも高いという欠点があ
る。
法として、光ファイバを使用するものがある。例えば、
ＮＴＴデータ通信株式会社製の光ファイバスクリーンは
光ファイバの束の入射側と出射側でピッチを変えて画像
を拡大している。しかしながら、この方法では製造する
のが非常に困難で、製造コストも高いという欠点があ
る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上述のプロジ
ェクタがかなりの奥行を有するという問題、及びＮＴＴ
データ通信株式会社製の光ファイバスクリーンが製造が
困難であるという問題に鑑み成されたものであり、光フ
ァイバを使用した簡単な構成で光の入射面積よりも出射
面積を拡大することで画像を拡大するというものであ
る。
ェクタがかなりの奥行を有するという問題、及びＮＴＴ
データ通信株式会社製の光ファイバスクリーンが製造が
困難であるという問題に鑑み成されたものであり、光フ
ァイバを使用した簡単な構成で光の入射面積よりも出射
面積を拡大することで画像を拡大するというものであ
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は細径の光ファイ
バを複数本束ねてなる光ファイバ集合体であって、垂直
方向の切断面を有する第１端面と斜方向の切断面を有す
る第２端面とを備える複数の光ファイバ集合体を、連続
的に接続してなる光学素子であって、一方の光ファイバ
集合体の第１端面は他方の光ファイバ集合体の第２端面
と略同一の形状であり且つ前記一方の光ファイバ集合体
の第１端面と前記他方の光ファイバ集合体の第２端面と
を接合してなる光ファイバ集合体を用いた光学素子であ
る。
バを複数本束ねてなる光ファイバ集合体であって、垂直
方向の切断面を有する第１端面と斜方向の切断面を有す
る第２端面とを備える複数の光ファイバ集合体を、連続
的に接続してなる光学素子であって、一方の光ファイバ
集合体の第１端面は他方の光ファイバ集合体の第２端面
と略同一の形状であり且つ前記一方の光ファイバ集合体
の第１端面と前記他方の光ファイバ集合体の第２端面と
を接合してなる光ファイバ集合体を用いた光学素子であ
る。
【０００８】また、任意の画像を表示するための画像表
示手段と、該画像表示手段にその第１端面が当接される
光ファイバ集合体または該光ファイバ集合体を用いた光
学素子と、を備え、前記第１端面から入射した画像を拡
大して第２端面から出射することを特徴とする画像表示
装置である。
示手段と、該画像表示手段にその第１端面が当接される
光ファイバ集合体または該光ファイバ集合体を用いた光
学素子と、を備え、前記第１端面から入射した画像を拡
大して第２端面から出射することを特徴とする画像表示
装置である。
【０００９】また、複数の画像表示手段と、該画像表示
手段に夫々当接される光ファイバ集合体または該光ファ
イバ集合体を用いた光学素子と、を備える複数の画像表
示装置にて構成され、該画像表示装置を縦横に組合わせ
てなる多画面表示装置である
手段に夫々当接される光ファイバ集合体または該光ファ
イバ集合体を用いた光学素子と、を備える複数の画像表
示装置にて構成され、該画像表示装置を縦横に組合わせ
てなる多画面表示装置である
【００１０】
【作用】本発明の光ファイバ集合体によれば、光の入射
面（第１端面）よりも光の出射面（第２端面）の方が広
くなっているため、簡単な構成により、画像表示手段の
画像を拡大することができる。
面（第１端面）よりも光の出射面（第２端面）の方が広
くなっているため、簡単な構成により、画像表示手段の
画像を拡大することができる。
【００１１】また、上述の光ファイバ集合体を連続的に
接合した光学素子によって、画像表示手段の画像を任意
の倍率に拡大することが可能である。
接合した光学素子によって、画像表示手段の画像を任意
の倍率に拡大することが可能である。
【００１２】さらに、出射面に拡散板、プリズム板等を
配設することにより、視野角特性を改善することができ
る。
配設することにより、視野角特性を改善することができ
る。
【００１３】さらに、光ファイバ集合体または該光ファ
イバ集合体を用いた光学素子（以下単に光学素子とす
る）と画像表示手段との間にマイクロレンズ、分布屈折
率レンズ等のレンズアレイを配設することにより、画像
のボケを改善することができる。
イバ集合体を用いた光学素子（以下単に光学素子とす
る）と画像表示手段との間にマイクロレンズ、分布屈折
率レンズ等のレンズアレイを配設することにより、画像
のボケを改善することができる。
【００１４】さらに、光ファイバ集合体の連結部におい
て、第１端面及び第２端面をファイバ束毎に切り欠いて
多数の段差面を形成し、前記第１端面と第２端面との間
に空気層を介在させることにより、前記段差面をプリズ
ム面として作用させる、あるいは光ファイバ内面に反射
膜を設けることにより、光学素子外に抜け出す光を減少
させることができる。
て、第１端面及び第２端面をファイバ束毎に切り欠いて
多数の段差面を形成し、前記第１端面と第２端面との間
に空気層を介在させることにより、前記段差面をプリズ
ム面として作用させる、あるいは光ファイバ内面に反射
膜を設けることにより、光学素子外に抜け出す光を減少
させることができる。
【００１５】また、複数の画像表示手段及び光学素子を
組合わせて多画面表示装置を構成し、全表示装置をカバ
ーする１枚形成された拡散板等を全面に配置すれば、継
目のない高解像度の多画面表示が可能である。
組合わせて多画面表示装置を構成し、全表示装置をカバ
ーする１枚形成された拡散板等を全面に配置すれば、継
目のない高解像度の多画面表示が可能である。
【００１６】
【実施例】本発明の一実施例を図面を用いて説明する。
尚、画像表示手段は液晶パネル及び背面光源を使用し、
さらに、簡単のためにカラーフィルタ及び背面光源は図
示しない。また、基本的に同一な部分には同一番号を付
してある。
尚、画像表示手段は液晶パネル及び背面光源を使用し、
さらに、簡単のためにカラーフィルタ及び背面光源は図
示しない。また、基本的に同一な部分には同一番号を付
してある。
【００１７】図１は光ファイバ集合体による画像拡大方
法である。光ファイバ集合体は複数の光ファイバを束ね
たものであって、第１端面（光の入射面）が垂直方向に
切断され、第２端面（光の出射面）は斜方向に切断され
ている。
法である。光ファイバ集合体は複数の光ファイバを束ね
たものであって、第１端面（光の入射面）が垂直方向に
切断され、第２端面（光の出射面）は斜方向に切断され
ている。
【００１８】これらは任意に複数個組合わされて光学素
子を形成している。
子を形成している。
【００１９】第１の光ファイバ集合体1aの第１端面は液
晶パネル２の表示部３に当接されるため、その第１端面
は少なくとも表示部３を全てカバーするようになってい
る。
晶パネル２の表示部３に当接されるため、その第１端面
は少なくとも表示部３を全てカバーするようになってい
る。
【００２０】まず、光源（図示略）からの光は液晶パネ
ル２によって画像情報に変調され、第１の光ファイバ集
合体1aの第１端面に入射される。第１の光ファイバ集合
体1aの第２端面は斜方向に切断されているため、第１の
光ファイバ集合体1aは第１端面の面積よりも第２端面の
面積が広くなっている。
ル２によって画像情報に変調され、第１の光ファイバ集
合体1aの第１端面に入射される。第１の光ファイバ集合
体1aの第２端面は斜方向に切断されているため、第１の
光ファイバ集合体1aは第１端面の面積よりも第２端面の
面積が広くなっている。
【００２１】次に、第１の光ファイバ集合体1aの出射面
には第２の光ファイバ集合体1bの第１端面が当接され
る。この第２の光ファイバ集合体1bの第２端面も斜方向
に切断されているため、光の出射面はさらに広くなる。
図１では液晶パネル２の表示部３を横方向に拡大したも
のを例示しているが、さらに複数個の光ファイバ集合体
を組合わせた光学素子を用いて、液晶パネル２の表示部
３を任意の倍率（低倍率）で拡大することができる。ま
た、縦方向に拡大する光ファイバ集合体とを組合わせた
光学素子を使用すれば、縦横、両方向に拡大することも
できる。
には第２の光ファイバ集合体1bの第１端面が当接され
る。この第２の光ファイバ集合体1bの第２端面も斜方向
に切断されているため、光の出射面はさらに広くなる。
図１では液晶パネル２の表示部３を横方向に拡大したも
のを例示しているが、さらに複数個の光ファイバ集合体
を組合わせた光学素子を用いて、液晶パネル２の表示部
３を任意の倍率（低倍率）で拡大することができる。ま
た、縦方向に拡大する光ファイバ集合体とを組合わせた
光学素子を使用すれば、縦横、両方向に拡大することも
できる。
【００２２】この時、光路長が略一定になるように、フ
ァイバ集合体を組合わせることが好ましい。
ァイバ集合体を組合わせることが好ましい。
【００２３】尚、ファイバの径は６μｍ程度であるか
ら、液晶パネルの画素ピッチと比べても十分に小さいた
め、このような光ファイバ集合体を組合わせて使用して
も、特に問題は発生しない。
ら、液晶パネルの画素ピッチと比べても十分に小さいた
め、このような光ファイバ集合体を組合わせて使用して
も、特に問題は発生しない。
【００２４】しかしながら、上述の、光ファイバ集合体
または該光ファイバを用いた光学素子（以下単に光学素
子とする）と液晶パネルとの接合に関しては、いくつか
の問題を有している。第１の問題点は、光学素子の光の
入射角は所定の値であり、従って、光学素子から出射さ
れる光も所定の角度の光になるということである。即
ち、上述のような光学素子を使用した拡大画像では視野
角が（図１の場合では特に横方向に）限られてしまう。
または該光ファイバを用いた光学素子（以下単に光学素
子とする）と液晶パネルとの接合に関しては、いくつか
の問題を有している。第１の問題点は、光学素子の光の
入射角は所定の値であり、従って、光学素子から出射さ
れる光も所定の角度の光になるということである。即
ち、上述のような光学素子を使用した拡大画像では視野
角が（図１の場合では特に横方向に）限られてしまう。
【００２５】このような問題を解決するためには次のよ
うに構成すればよい。即ち、図２に示す如く、光学素子
４の第２端面６を粗面化すれば、出射光を拡散させるこ
とができる。また図３に示す如く、光学素子４の第２端
面６に拡散板７を配設してもよい。
うに構成すればよい。即ち、図２に示す如く、光学素子
４の第２端面６を粗面化すれば、出射光を拡散させるこ
とができる。また図３に示す如く、光学素子４の第２端
面６に拡散板７を配設してもよい。
【００２６】また、図４の如く、光学素子４の第２端面
６にプリズム板８を配設して、出射光を法線方向に回折
すれば、視覚特性は向上する。
６にプリズム板８を配設して、出射光を法線方向に回折
すれば、視覚特性は向上する。
【００２７】さらに、図５に示す如く、光学素子４の第
２端面６に、表面９を粗面化したプリズム板８を配設す
れば、出射光を法線方向に回折した後、拡散することが
できるため、視覚特性及び視野角を向上させることがで
きる。また、図６に示すごとく、光学素子４の第２端面
６に、プリズム板８を配設して、その上面に拡散板７を
配設しても同様の効果が得られる。
２端面６に、表面９を粗面化したプリズム板８を配設す
れば、出射光を法線方向に回折した後、拡散することが
できるため、視覚特性及び視野角を向上させることがで
きる。また、図６に示すごとく、光学素子４の第２端面
６に、プリズム板８を配設して、その上面に拡散板７を
配設しても同様の効果が得られる。
【００２８】第２の問題点は、液晶パネル２がその板厚
及び出射側の偏光板の厚み等により、液晶パネル２と光
学素子４の入射面との間に空間（１．３ｍｍ程度）がで
きることである。即ち、この空間によって光の拡散が生
じるため、光学素子４に入射される画像がボケてしま
い、はっきりした画像・色感が得られなくなってしま
う。
及び出射側の偏光板の厚み等により、液晶パネル２と光
学素子４の入射面との間に空間（１．３ｍｍ程度）がで
きることである。即ち、この空間によって光の拡散が生
じるため、光学素子４に入射される画像がボケてしま
い、はっきりした画像・色感が得られなくなってしま
う。
【００２９】このような問題を解決するための構成を図
７に示す。２は液晶パネルであり、10a，10bは液晶パネ
ルを構成するガラスパネル、11はガラスパネル10a，10b
間に封入されている液晶、12はＴＦＴに光が入射するこ
とを防ぐためのブラックマトリクスである。13はマイク
ロレンズアレイであり、14，14…は液晶パネルの各画素
に対応して配設されたマイクロ（画素）レンズである。
液晶パネル２に入射される光は、一般的には発散光であ
るため、液晶11の画素（開口部）を通過する光は、液晶
パネル２のガラスパネル10aの出射面で広がってしま
い、画像がボケる原因となっている。
７に示す。２は液晶パネルであり、10a，10bは液晶パネ
ルを構成するガラスパネル、11はガラスパネル10a，10b
間に封入されている液晶、12はＴＦＴに光が入射するこ
とを防ぐためのブラックマトリクスである。13はマイク
ロレンズアレイであり、14，14…は液晶パネルの各画素
に対応して配設されたマイクロ（画素）レンズである。
液晶パネル２に入射される光は、一般的には発散光であ
るため、液晶11の画素（開口部）を通過する光は、液晶
パネル２のガラスパネル10aの出射面で広がってしま
い、画像がボケる原因となっている。
【００３０】従って、図７の如く、液晶パネル２と光学
素子４の第１端面５との間にマイクロレンズアレイ13を
１枚ないし複数枚配設すれば、各マイクロレンズ14，14
…によって、液晶パネル２の開口部を通過した光は光学
素子４の第１端面５に液晶11の各画素と略同一の径まで
集光でき、画像のボケは解消される。
素子４の第１端面５との間にマイクロレンズアレイ13を
１枚ないし複数枚配設すれば、各マイクロレンズ14，14
…によって、液晶パネル２の開口部を通過した光は光学
素子４の第１端面５に液晶11の各画素と略同一の径まで
集光でき、画像のボケは解消される。
【００３１】尚、各マイクロレンズ14の焦点は一方が液
晶11の各画素、他方が光学素子４の第１端面５となるよ
うに設定されている。
晶11の各画素、他方が光学素子４の第１端面５となるよ
うに設定されている。
【００３２】図８は液晶パネル２と光学素子４間に４枚
のマイクロレンズアレイ13a，13b，13c，13dを４枚配置
したものである。これらのマイクロレンズアレイ13a〜1
3dの焦点を調節することにより、液晶パネル２の画像を
光学素子４の第１端面５に等倍正立結像することがで
き、画像のボケを防止することができる。尚、この場合
は液晶11の画素ピッチとマイクロレンズ14のピッチは必
ずしも一致させる必要はない。
のマイクロレンズアレイ13a，13b，13c，13dを４枚配置
したものである。これらのマイクロレンズアレイ13a〜1
3dの焦点を調節することにより、液晶パネル２の画像を
光学素子４の第１端面５に等倍正立結像することがで
き、画像のボケを防止することができる。尚、この場合
は液晶11の画素ピッチとマイクロレンズ14のピッチは必
ずしも一致させる必要はない。
【００３３】図９は液晶パネル２と光学素子４との間
に、例えば、セルフォックレンズアレイのような分布屈
折率レンズアレイ15を配置して、上述と同様、液晶パネ
ル２の画像を光学素子４の第１端面５に結像して、画像
のボケを防止している。尚、この場合も液晶の画素ピッ
チと分布屈折率レンズのピッチは必ずしも一致させる必
要はない。
に、例えば、セルフォックレンズアレイのような分布屈
折率レンズアレイ15を配置して、上述と同様、液晶パネ
ル２の画像を光学素子４の第１端面５に結像して、画像
のボケを防止している。尚、この場合も液晶の画素ピッ
チと分布屈折率レンズのピッチは必ずしも一致させる必
要はない。
【００３４】また、上述の図１に示した構造の光学素子
において、例えば、第１の光ファイバ集合体１ａをアク
リル樹脂で形成し、該光ファイバ集合体１ａの第２端面
が４５°傾斜している場合、前記第１の光ファイバ集合
体１ａの第２端面と第２の光ファイバ集合体１ｂの第１
端面との間に空気層が存在すると、前述のアクリルの屈
折率ｎ1＝１．４９５と空気の屈折率ｎ＝１との関係に
より、前記第１のファイバ集合体１ａのファイバ内を通
過する光のうち、直進光に近い成分は図１０の矢印１８
に示すように該光ファイバ集合体１ａの第２端面と空気
層との界面で反射されて、光学素子の外部に抜け出てし
まう。このため、光の損失が大きく、表示装置に利用し
た場合、画像の輝度が低下するという問題が生じる。
において、例えば、第１の光ファイバ集合体１ａをアク
リル樹脂で形成し、該光ファイバ集合体１ａの第２端面
が４５°傾斜している場合、前記第１の光ファイバ集合
体１ａの第２端面と第２の光ファイバ集合体１ｂの第１
端面との間に空気層が存在すると、前述のアクリルの屈
折率ｎ1＝１．４９５と空気の屈折率ｎ＝１との関係に
より、前記第１のファイバ集合体１ａのファイバ内を通
過する光のうち、直進光に近い成分は図１０の矢印１８
に示すように該光ファイバ集合体１ａの第２端面と空気
層との界面で反射されて、光学素子の外部に抜け出てし
まう。このため、光の損失が大きく、表示装置に利用し
た場合、画像の輝度が低下するという問題が生じる。
【００３５】図１１は上述した欠点を解消した構造の光
学素子の要部拡大断面図である。第１の光ファイバ集合
体１ａの第２端面は液晶パネルの各画素に対応するファ
イバ束毎に切り落とされており、多数の切欠面１９ａが
形成されている。また、第２の光ファイバ集合体１ｂの
第１端面も多数切り落とされており、前記切欠面１９ａ
に対向する多数の切欠面１９ｂが形成されている。ま
た、前記光ファイバ集合体１ａの第２端面と光ファイバ
集合体１ｂの第１端面との間には空気層２０が介在して
いる。
学素子の要部拡大断面図である。第１の光ファイバ集合
体１ａの第２端面は液晶パネルの各画素に対応するファ
イバ束毎に切り落とされており、多数の切欠面１９ａが
形成されている。また、第２の光ファイバ集合体１ｂの
第１端面も多数切り落とされており、前記切欠面１９ａ
に対向する多数の切欠面１９ｂが形成されている。ま
た、前記光ファイバ集合体１ａの第２端面と光ファイバ
集合体１ｂの第１端面との間には空気層２０が介在して
いる。
【００３６】この図１１に示した構造の光学素子では、
図１２に示すようにファイバ内を直進する光２１は、前
記第１の光ファイバ集合体１ａの切欠面１９ａにおい
て、該切欠面１９ａのプリズム面としての作用により第
２の光ファイバ集合体１ｂの切欠面１９ｂの方向に屈折
し、空気層２０を通り、更に、第２の光ファイバ集合体
１ｂの切欠面１９ｂにおいて、該切欠面１９ｂのプリズ
ム面としての作用により、該第２の光ファイバ集合体１
ｂのファイバ内を直進するように屈折する。このよう
に、第１の光ファイバ集合体１ａ内を直進する光は、図
１０に示すように第２端面と空気層との界面で反射され
て光学素子の外部に抜け出てしまうことは無く、第２の
光ファイバ集合体１ｂ内に多量に取り込まれるため、光
の損失は少なく、画像の輝度の低下は防止される。尚、
この図１１に示した光学素子では、第１のファイバ集合
体１ａ内を直進せずに集合体内を反射しながら進行する
光のうち一部は、第２端面と空気層との界面で反射され
て光学素子の外部に抜け出てしまうが、この量は図１０
のように直進光が反射されて光学素子外に抜け出てしま
う量に比べて遥かに少ない。
図１２に示すようにファイバ内を直進する光２１は、前
記第１の光ファイバ集合体１ａの切欠面１９ａにおい
て、該切欠面１９ａのプリズム面としての作用により第
２の光ファイバ集合体１ｂの切欠面１９ｂの方向に屈折
し、空気層２０を通り、更に、第２の光ファイバ集合体
１ｂの切欠面１９ｂにおいて、該切欠面１９ｂのプリズ
ム面としての作用により、該第２の光ファイバ集合体１
ｂのファイバ内を直進するように屈折する。このよう
に、第１の光ファイバ集合体１ａ内を直進する光は、図
１０に示すように第２端面と空気層との界面で反射され
て光学素子の外部に抜け出てしまうことは無く、第２の
光ファイバ集合体１ｂ内に多量に取り込まれるため、光
の損失は少なく、画像の輝度の低下は防止される。尚、
この図１１に示した光学素子では、第１のファイバ集合
体１ａ内を直進せずに集合体内を反射しながら進行する
光のうち一部は、第２端面と空気層との界面で反射され
て光学素子の外部に抜け出てしまうが、この量は図１０
のように直進光が反射されて光学素子外に抜け出てしま
う量に比べて遥かに少ない。
【００３７】また、図１３に示すように、第１のファイ
バ集合体１ａの各光ファイバの内面にＡｌ等よりなる反
射膜２２を設け、第２端面と空気層との界面で反射した
光２３を前記反射膜２２により第２端面側に反射させる
ことにより、光学素子の外部に抜け出てしまう光の量を
減少させ、第２のファイバ集合体１ｂに取り込む光の量
を多くすることも可能である。
バ集合体１ａの各光ファイバの内面にＡｌ等よりなる反
射膜２２を設け、第２端面と空気層との界面で反射した
光２３を前記反射膜２２により第２端面側に反射させる
ことにより、光学素子の外部に抜け出てしまう光の量を
減少させ、第２のファイバ集合体１ｂに取り込む光の量
を多くすることも可能である。
【００３８】次に、上述のような光学素子を使用して構
成した多画面表示装置の一実施例を図１４に示す。２は
液晶パネル、４は上述のような光ファイバ集合体を複数
個接合して像を拡大する光学素子、13はこの光学素子４
と液晶パネル２との間に配設され且つ画像のボケを防止
するためのレンズアレイである。16は液晶の背面に配設
された光源であり、発光の均一性、奥行の削減の点で優
れている電子線励起による高輝度平面型光源を使用する
のが好ましい。特に、発光の均一性が多画面表示装置の
光源としては重要な特性であり、均一であればあるほ
ど、画面の中央部と端部で輝度が異なるために生じる発
光ムラ（継目ムラ）が改善される。
成した多画面表示装置の一実施例を図１４に示す。２は
液晶パネル、４は上述のような光ファイバ集合体を複数
個接合して像を拡大する光学素子、13はこの光学素子４
と液晶パネル２との間に配設され且つ画像のボケを防止
するためのレンズアレイである。16は液晶の背面に配設
された光源であり、発光の均一性、奥行の削減の点で優
れている電子線励起による高輝度平面型光源を使用する
のが好ましい。特に、発光の均一性が多画面表示装置の
光源としては重要な特性であり、均一であればあるほ
ど、画面の中央部と端部で輝度が異なるために生じる発
光ムラ（継目ムラ）が改善される。
【００３９】また、17は拡散板及びプリズム板であり、
複数の画面を全てカバーするような１枚構成にすること
で、さらに各光学素子４の継目を目立たなくすることが
できる。
複数の画面を全てカバーするような１枚構成にすること
で、さらに各光学素子４の継目を目立たなくすることが
できる。
【００４０】さらに、上述のような多画面表示装置に使
用する液晶パネル２は小型で画素数の比較的少ないもの
が使用できるため、歩留まり、輝度等が改善される。
用する液晶パネル２は小型で画素数の比較的少ないもの
が使用できるため、歩留まり、輝度等が改善される。
【００４１】また、本実施例では画像表示手段に液晶パ
ネルと平面型蛍光ランプを使用しているが、この実施例
に限定されるものではなく、他の表示手段、例えば、プ
ラズマディスプレイパネル、ＣＲＴ等においても使用す
ることができるのはいうまでもない。
ネルと平面型蛍光ランプを使用しているが、この実施例
に限定されるものではなく、他の表示手段、例えば、プ
ラズマディスプレイパネル、ＣＲＴ等においても使用す
ることができるのはいうまでもない。
【００４２】
【発明の効果】本発明の光ファイバ集合体によれば、光
の入射面（第１端面）よりも光の出射面（第２端面）の
方が広くなっているため、簡単な構成により、画像表示
手段の画像を拡大することができる。
の入射面（第１端面）よりも光の出射面（第２端面）の
方が広くなっているため、簡単な構成により、画像表示
手段の画像を拡大することができる。
【００４３】また、上述の光ファイバ集合体を連続的に
接合した光学素子によって、画像表示手段の画像を任意
の倍率に拡大することが可能である。
接合した光学素子によって、画像表示手段の画像を任意
の倍率に拡大することが可能である。
【００４４】さらに、出射面に拡散板、プリズム板等を
配設することにより、視野角特性を改善することができ
る。
配設することにより、視野角特性を改善することができ
る。
【００４５】さらに、光ファイバ集合体または該光ファ
イバ集合体を用いた光学素子（以下単に光学素子とす
る）と画像表示手段との間にマイクロレンズ、分布屈折
率レンズ等のレンズアレイを配設することにより、画像
のボケを改善することができる。
イバ集合体を用いた光学素子（以下単に光学素子とす
る）と画像表示手段との間にマイクロレンズ、分布屈折
率レンズ等のレンズアレイを配設することにより、画像
のボケを改善することができる。
【００４６】さらに、光ファイバ集合体の連結部におい
て、第１端面及び第２端面をファイバ束毎に切り落とし
て多数の切欠面を形成し、前記第１端面と第２端面との
間に空気層を介在させて前記切欠面をプリズム面として
作用させる、あるいは光ファイバ内面に反射膜を設ける
ことにより、光学素子外に抜け出す光を減少させること
ができ、画像の輝度の低下が防止される。
て、第１端面及び第２端面をファイバ束毎に切り落とし
て多数の切欠面を形成し、前記第１端面と第２端面との
間に空気層を介在させて前記切欠面をプリズム面として
作用させる、あるいは光ファイバ内面に反射膜を設ける
ことにより、光学素子外に抜け出す光を減少させること
ができ、画像の輝度の低下が防止される。
【００４７】また、複数の画像表示手段及び光学素子を
組合わせて多画面表示装置を構成し、全表示装置をカバ
ーする１枚形成された拡散板等を全面に配置すれば、構
造が簡単で歩留まりがよく、画素数の少ない液晶パネル
によって、継目のない高解像度の多画面表示が可能であ
る。
組合わせて多画面表示装置を構成し、全表示装置をカバ
ーする１枚形成された拡散板等を全面に配置すれば、構
造が簡単で歩留まりがよく、画素数の少ない液晶パネル
によって、継目のない高解像度の多画面表示が可能であ
る。
【図１】光ファイバ集合体及び光学素子の（ａ）要部上
面図、（ｂ）要部側面図である。
面図、（ｂ）要部側面図である。
【図２】光学素子の第２端面の要部拡大断面図である。
【図３】他の実施例の同要部拡大断面図である。
【図４】他の実施例の同要部拡大断面図である。
【図５】他の実施例の同要部拡大断面図である。
【図６】他の実施例の同要部拡大断面図である。
【図７】液晶パネル及び光学素子の要部拡大断面図であ
る。
る。
【図８】他の実施例の同要部拡大断面図である。
【図９】他の実施例の同要部拡大断面図である。
【図１０】光学素子の光の進路を示す図である。
【図１１】他の実施例の光ファイバ集合体の連結部を示
す断面図である。
す断面図である。
【図１２】他の実施例の光の進路を示す図である。
【図１３】他の実施例の光ファイバ集合体の要部拡大断
面図である。
面図である。
【図１４】多画面表示装置の要部分解斜視図である。
１ 光ファイバ集合体 ２ 液晶パネル ３ 有効表示部 ４ 光学素子（または光ファイバ集合体） ５ 第１端面 ６ 第２端面 ７ 拡散板 ８ プリズム板 ９ プリズム板表面 １０ａ、１０ｂ ガラスパネル １１ 液晶 １２ ブラックマトリクス １３ マイクロレンズアレイ １４ マイクロレンズ １５ 分布屈折率アレイ １６ 光源 １７ 拡散板及びプリズム板 １９ａ、１９ｂ 切欠面 ２０ 空気層 ２２ 反射膜
フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０４Ｎ 5/74 Ｈ 9068−5Ｃ (72)発明者 岸本 俊一 大阪府守口市京阪本通２丁目18番地 三洋 電機株式会社内
Claims (15)
- 【請求項１】 細長の光ファイバが複数本束ねられ、該
光ファイバの軸方向に対して垂直方向の切断面を有する
第１端面と、前記軸方向に対して斜方向の切断面を有す
る第２端面とを夫々備える複数の光ファイバ集合体から
成り、 前記複数の光ファイバ集合体を、光入射側に位置する光
ファイバ集合体の第２端面と光出射側に位置する光ファ
イバ集合体の第１端面とが光ファイバ毎に夫々対向する
ように、順に連結してなる光学素子。 - 【請求項２】 任意の画像を表示するための画像表示手
段と、 細長の光ファイバが複数本束ねられ、該光ファイバの軸
方向に対して垂直方向の切断面を有する第１端面と、前
記軸方向に対して斜方向の切断面を有する第２端面とを
夫々備える複数の光ファイバ集合体から成り、該複数の
光ファイバ集合体を、光入射側に位置する光ファイバ集
合体の第２端面と光出射側に位置する光ファイバ集合体
の第１端面とが光ファイバ毎に夫々対向するように、順
に連結してなる光学素子とを備え、 前記画像表示手段に前記光学素子の最も光入射側に位置
する第１の光ファイバ集合体の第１端面を当接させ、 前記第１の光ファイバ集合体の第１端面から入射した画
像を拡大して前記光学素子の最も光出射側に位置する第
２の光ファイバ集合体の第２端面から出射させることを
特徴とする画像表示装置。 - 【請求項３】 前記第１の光ファイバ集合体と前記画像
表示手段との間に少なくとも一枚のレンズアレイを備
え、 該レンズアレイにより前記画像表示手段の各画素の画像
を前記第１の光ファイバ集合体の第１端面に結像させる
ことを特徴とする請求項２に記載の画像表示装置。 - 【請求項４】 前記レンズアレイは前記画像表示手段の
各画素に対応する複数のマイクロレンズからなるマイク
ロレンズアレイであることを特徴とする請求項３に記載
の画像表示装置。 - 【請求項５】 前記マイクロレンズアレイは４枚配置さ
れ、前記光ファイバ集合体を用いた光学素子の第１端面
に前記画像表示手段の画像を等倍正立結像させることを
特徴とする請求項４に記載の画像表示装置。 - 【請求項６】 前記レンズアレイは分布屈折率レンズア
レイであり、前記第１の光ファイバ集合体の第１端面に
前記画像表示手段の画像を等倍正立結像させることを特
徴とする請求項３に記載の画像表示装置。 - 【請求項７】 前記第２の光ファイバ集合体は第２端面
が粗面化されることを特徴とする請求項２、３、４、５
または６に記載の画像表示装置。 - 【請求項８】 前記第２の光ファイバ集合体は第２端面
に光の拡散板が当接されることを特徴とする請求項２、
３、４、５または６に記載の画像表示装置。 - 【請求項９】 前記第２の光ファイバ集合体は第２端面
にプリズム板が当接されることを特徴とする請求項２、
３、４、５または６に記載の光学素子を用いた画像表示
装置。 - 【請求項１０】 前記画像表示手段はライトバルブであ
る液晶パネルと、該液晶パネルの背面に設けられた背面
光源からなることを特徴とする請求項２、３、４、５、
６、７、８または９に記載の画像表示装置。 - 【請求項１１】 前記背面光源は電子線による蛍光体励
起の平面型蛍光ランプであることを特徴とする請求項１
０に記載の画像表示装置。 - 【請求項１２】 前記複数の光ファイバ集合体の連結部
では、光入射側に位置する第２端面及び光出射側に位置
する第１端面はファイバ束毎に切り落とされた多数の段
差面を有し、前記第１端面と前記第２端面との間に空気
層が介在することを特徴とする請求項２、３、４、５、
６、７、８、９、１０または１１に記載の画像表示装
置。 - 【請求項１３】 前記光ファイバ集合体の光ファイバの
内面に反射膜を形成したことを特徴とする請求項２、
３、４、５、６、７、８、９、１０または１１に記載の
画像表示装置。 - 【請求項１４】 複数の画像表示手段と、 細長の光ファイバが複数本束ねられ、該光ファイバの軸
方向に対して垂直方向の切断面を有する第１端面と、前
記軸方向に対して斜方向の切断面を有する第２端面とを
夫々備える複数の光ファイバ集合体から成り、該複数の
光ファイバ集合体を光入射側に位置する光ファイバ集合
体の第２端面と光出射側に位置する光ファイバ集合体の
第１端面とが光ファイバ毎に夫々対向するように順に連
結してなる複数の光学素子とを備え、 前記複数の画像表示手段の夫々に、前記光学素子の最も
光入射側に位置する第１の光ファイバ集合体の第１端面
を当接して複数の画像表示装置を構成し、該複数の画像
表示装置を縦横に組合わせて多画面を表示する画像表示
装置。 - 【請求項１５】 前記多画面表示装置は、該多画面表示
装置を構成する複数の前記光学素子の最も光出射側に位
置する光ファイバ集合体の第２端面を全て被い、且つ一
枚板で構成された光の拡散板及び／またはプリズム板を
備えることを特徴とする請求項１４に記載の画像表示装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5036684A JPH0651142A (ja) | 1992-02-26 | 1993-02-25 | 光学素子及び光学素子を用いた画像表示装置 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4-39521 | 1992-02-26 | ||
| JP3952192 | 1992-02-26 | ||
| JP5036684A JPH0651142A (ja) | 1992-02-26 | 1993-02-25 | 光学素子及び光学素子を用いた画像表示装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0651142A true JPH0651142A (ja) | 1994-02-25 |
Family
ID=26375768
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5036684A Pending JPH0651142A (ja) | 1992-02-26 | 1993-02-25 | 光学素子及び光学素子を用いた画像表示装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0651142A (ja) |
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07318708A (ja) * | 1994-03-29 | 1995-12-08 | Toray Ind Inc | 光透過型光拡散シート並びに画像表示装置およびその製造方法 |
| JPH0875908A (ja) * | 1994-09-08 | 1996-03-22 | Nippon Sheet Glass Co Ltd | 光学的２次元画像伝送装置 |
| JPH09265264A (ja) * | 1996-03-27 | 1997-10-07 | Casio Comput Co Ltd | 表示装置 |
| JPH09319314A (ja) * | 1996-05-30 | 1997-12-12 | Casio Comput Co Ltd | 表示装置 |
| WO1999006860A1 (fr) * | 1997-07-31 | 1999-02-11 | Hamamatsu Photonics K.K. | Element optique, unite d'imagerie, appareil d'imagerie detecteur d'image radiante et analyseur d'empreintes digitales l'utilisant |
| WO1999006862A1 (fr) * | 1997-07-30 | 1999-02-11 | Hamamatsu Photonics K.K. | Element optique, unite d'imagerie, appareil d'imagerie detecteur d'image radiante et analyseur d'empreintes digitales l'utilisant |
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| JP2001033637A (ja) * | 1999-07-21 | 2001-02-09 | Hamamatsu Photonics Kk | 光学部品及びこれを用いた撮像装置 |
| US6480345B2 (en) | 2000-06-30 | 2002-11-12 | Ricoh Company, Ltd. | Image magnifying/reducing optical device and manufacturing method thereof |
| JP2008233911A (ja) * | 2007-03-21 | 2008-10-02 | Schott Corp | 収束成分であるイメージング・コンジットを含む光ファイバ面板とこれを組み込むタイル式イメージング・アレイ |
| KR100869194B1 (ko) * | 2005-05-09 | 2008-11-18 | 강봉섭 | 이중 반사판을 갖는 프로젝션 텔레비전 |
| JP2013109373A (ja) * | 2007-12-20 | 2013-06-06 | Raytheon Co | 画像化システム |
| JP2018084633A (ja) * | 2016-11-22 | 2018-05-31 | 日本放送協会 | 画像変換素子、画像変換表示装置、画像変換撮像装置、画像表示装置および画像撮像装置 |
-
1993
- 1993-02-25 JP JP5036684A patent/JPH0651142A/ja active Pending
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US6399938B1 (en) | 1997-07-30 | 2002-06-04 | Hamamatsu Photonics K.K. | Optical device, and imaging unit, imaging apparatus, radiation image sensor, and fingerprint identifying apparatus using the same |
| WO1999006860A1 (fr) * | 1997-07-31 | 1999-02-11 | Hamamatsu Photonics K.K. | Element optique, unite d'imagerie, appareil d'imagerie detecteur d'image radiante et analyseur d'empreintes digitales l'utilisant |
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