JPH09138656A - 表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】小画面の画像発生体を用いて大きな画面の画像
を得ることができ、しかも、装置の奥行き寸法を小さく
して薄型化をはかることができる表示装置を提供する。 【解決手段】画像光を出射する画像発生体（液晶表示パ
ネル）１０の出射側に、この液晶表示パネルからの画像
光をほぼ垂直に取り込む入射面３０ａと階段状面の出射
面３０ｂとを有する導光体３０を設けるとともに、この
導光体３０の出射面３０ｂに沿わせて光を屈折させる画
像形成手段４０を設け、前記導光体３０から出射する画
像光を画像形成手段４０により屈折させて、この画像形
成手段４０の傾斜方向に沿って拡大することにより、液
晶表示パネル１０からの画像光でつくられる画像を一辺
方向に拡大して表示する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、画像発生体から
の画像光でつくられる画像を拡大して表示する表示装置
に関するものであって、装置の大幅な薄型化をはかった
ものである。

【０００２】

【従来の技術】表示装置として、画像光を出射する画像
発生体を用いて画像を表示するものがある。この種の表
示装置に用いられる画像発生体には、液晶表示パネル、
エレクトロルミネセンス表示パネル、プラズマ表示装
置、陰極線管（ＣＲＴ）等があり、前記液晶表示パネル
としては、一般に、高時分割駆動が可能で、高精細な画
像を表示できる、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）を能動素
子とするアクティブマトリックス型の液晶表示パネルが
利用されている。

【０００３】ところで、最近、上記表示装置は、大画面
化される傾向にあり、その手段として、画像発生体その
ものを大画面化するか、あるいは、投影方式を採用する
ことが考えられている。

【０００４】上記投影方式は、画像発生体からの画像光
を投影レンズ系により拡大してスクリーン面に投影する
ものであり、この投影方式の表示装置は、表示窓を有す
る装置本体内に画像発生体と投影レンズ系とを配置し、
前記表示窓に透過型のスクリーンを設けた構成とされて
いる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、画像発生体の
大画面化は、画像発生体の製造歩留の低下およびコスト
の上昇につながるという問題がある。例えば、ＴＦＴを
能動素子とするアクティブマトリックス型の液晶表示パ
ネルは、その大画面化にともなって、ＴＦＴにゲート信
号およびデータ信号を供給するゲートラインおよびデー
タラインが長くなり、これらラインの断線やライン間短
絡等の発生率が高くなり、製造歩留が大きく低下する。

【０００６】しかも、この液晶表示パネルを大画面化す
るには、液晶層をはさんで対向する一対の透明基板に大
面積のものを用いなければならず、また、少なくともＴ
ＦＴを形成する側の基板に耐熱性の高い高価なガラス基
板を用いる必要があるため、液晶表示パネルの大画面化
は、上記製造歩留の低下と相俟って、コストを上昇させ
る結果となる。

【０００７】一方、上記投影方式の表示装置は、使用す
る画像発生体は歩留良く低コストに得られる小画面のも
のでよいが、画像発生体の出射側に投影レンズ系を配置
し、この投影レンズ系の前方に所望の拡大率が得られる
投影光路長をとってスクリーンを配置した構成であるた
め、装置の奥行き寸法を小さくして薄型化をはかること
が難しい。

【０００８】しかも、この表示装置は、投影レンズ系で
のレンズ収差を完全に無くすことが難しいため、スクリ
ーン投影画像がある程度歪んだ画像となってしまうとい
う問題がある。

【０００９】さらに、この表示装置は、投影レンズ系が
非常に高価であり、また投影レンズ系のピント調整手段
等も必要であるし、投影レンズ系の光軸合わせが大変で
組立ても面倒であるため、装置の価格がかなり高くなっ
てしまう。

【００１０】この発明は、歩留良く低コストに得られる
小画面の画像発生体を用いて大きな画面の画像を得るこ
とができ、しかも、装置の奥行き寸法を小さくして薄型
化をはかるとともに、歪みの無い高品質の拡大画像が得
られ、さらに、構造が極く簡単で安価に製造することが
できる表示装置を提供することを目的としたものであ
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この発明の表示装置は、
画像光を出射する画像発生体と、この画像発生体からの
画像光をほぼ垂直に取り込む入射面と傾斜状に形成され
た出射面とを有する導光体と、前記導光体の出射面から
出射する画像光を傾斜方向に沿って拡大して出射する画
像形成手段とを具備し、前記画像発生体からの画像光で
つくられる画像を一辺方向に拡大して表示することを特
徴とするものである。

【００１２】この表示装置においては、画像発生体から
の画像光が導光体にほぼ垂直に取り込まれてその出射面
から出射する。そして、前記導光体の出射面は、傾斜状
に形成された面であり、この出射面からの画像光が、画
像形成手段によりその傾斜方向に沿って拡大して出射さ
れるため、その出射光を観察すると、前記画像発生体か
らの画像光でつくられる画像を一辺方向に拡大した画像
が見える。

【００１３】このため、この表示装置によれば、歩留良
く低コストに得られる小画面の画像発生体を用いて、大
きな画面の画像を得ることができる。しかも、この表示
装置によれば、導光体の出射面から出射する画像光が画
像形成手段によりその傾斜方向に沿って拡大して出射す
るため、画像発生体の画像光を投影レンズ系から投影光
路長だけ離れた位置に置かれたスクリーンに投影する従
来の投影方式の表示装置に比べて、大幅な薄型化をはか
ることができる。

【００１４】さらに、この表示装置では、画像発生体か
らの画像光が、導光体にその入射面からほぼ垂直に取り
込まれて、周囲に拡散することなく導光体の出射面に到
達するため、拡大画像は歪みの無い高品質の画像であ
る。

【００１５】また、この表示装置は、画像発生体の出射
側に上記導光体を配置した簡単な構造であり、しかも前
記導光体はその入射面を画像発生体に対向させて設ける
だけでよいから、高価な投影レンズ系を用いるとともに
その正確な位置合わせを必要とされる従来の投影方式の
表示装置に比べて、極めて安価に製造できる。

【００１６】この発明の表示装置において、上記導光体
の出射面は階段状に形成するのが望ましく、このように
すれば、導光体を導かれた光が、階段状に形成された各
面、つまり導光体の導光方向に対してほぼ垂直な複数の
面からそれぞれ高い出射率で出射するため、導光体で導
いた画像光を効率良く出射させることができる。

【００１７】また、上記画像形成手段は、導光体の出射
面から出射された画像光を該出射面とほぼ直交する方向
に屈折させて出射する構成とするのが望ましく、このよ
うな画像形成手段を採用すれば、導光体の出射面から出
射された画像光を効率良く傾斜方向に沿って拡大して出
射させることができる。

【００１８】さらに、この表示装置において、上記画像
形成手段の出射面側に光拡散手段を設ければ、視野角を
広くすることができ、また、画像発生体からの画像光を
平行光にして導光体に出射する平行光生成手段を設けれ
ば、画像発生体からの画像光のほとんどを導光体に入射
させて光効率を向上させることができる。

【００１９】この場合、前記画像発生体が光源からの光
を画像光に変えて出射するものであるときは、前記平行
光生成手段を光源部に設ければよく、また、画像発生体
がそれ自体が画像光を発生するものであるときは、平行
光生成手段を画像発生体と導光体との間に設ければよ
い。

【００２０】また、上記導光体は、例えば樹脂製の導光
路を多数本密集させて形成すればよく、画像発生体は、
液晶表示パネル、エレクトロルミネセンス表示パネル、
プラズマ表示装置、陰極線管、レーザ表示装置のいずれ
でもよい。

【００２１】さらに、この発明の表示装置において、上
記画像形成手段は、導光体の出射面から出射された画像
光を該出射面とほぼ直交する方向に屈折させて出射する
構成とするのが望ましく、このような画像形成手段を採
用すれば、導光体の出射面から出射された画像光を効率
良く傾斜方向に沿って拡大して出射させることができ
る。

【００２２】また、上記導光体の出射面を階段状に形成
する場合、この出射面は、導光体を階段状に切り欠いて
形成しても、あるいは、導光体を直線状に切断して傾斜
面を形成し、その傾斜面に表面を階段状に形成した部材
の裏面を密着させて構成してもよく、後者によれば、階
段状の出射面を容易に形成することができる。

【００２３】また、この発明の他の表示装置は、画像光
を出射する画像発生体と、この画像発生体からの画像光
をほぼ垂直に取り込む入射面と、傾斜状に形成された出
射面とを有する第１の導光体と、前記第１の導光体の出
射面から出射された画像光を傾斜方向に沿って拡大して
出射する第１の画像形成手段と、この第１の画像形成手
段に接してその出射面から出射された画像光を取り込む
入射面と、傾斜状に形成された出射面とを有する第２の
導光体と、この第２の導光体の出射面から出射された画
像光を傾斜方向に沿って拡大して出射する第２の画像形
成手段とを具備し、前記画像発生体からの画像光でつく
られる画像を拡大して表示することを特徴とするもので
ある。

【００２４】この表示装置によれば、画像発生体からの
画像光が、第１の導光体を経て第１の画像形成手段を出
射することにより一辺方向に拡大された画像光となり、
その画像光が、第２の導光体を経て第２の画像形成手段
を出射することにより他の辺方向に拡大された画像光と
なるため、画像発生体からの画像光でつくられる画像を
一辺方向と他の辺方向とに拡大した拡大画像を得ること
ができる。

【００２５】また、この発明の他の表示装置は、画像光
を出射する画像発生体と、この画像発生体からの画像光
をほぼ垂直に取り込む入射面および傾斜状に形成された
出射面を有する導光体とからなる複数の画像発生手段
と、これら複数の画像発生手段をそれぞれの導光体の出
射面の側縁を互いに密接させて配置した複合画像発生手
段と、この複合画像発生手段から出射された複合画像光
を前記出射面にほぼ直交する方向に屈折して傾斜方向に
沿って拡大して出射する画像形成手段とを具備し、複数
の画像を一体に表示することを特徴とするものである。

【００２６】この表示装置によれば、複数の画像発生体
からの画像光でつくられる画像をそれぞれ一辺方向に拡
大した複数の画像を、その側縁において互いにつながっ
た一体の拡大画像として表示することができる。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
面を参照して説明する。図１〜図１０はこの発明の第１
の実施例を示しており、図１は表示装置の側面図であ
る。この実施例の表示装置は、画像光を出射する画像発
生体として、光源からの光を画像光に変えて出射する液
晶表示パネルを用いたものであり、液晶表示パネル１０
と、この液晶表示パネル１０の背後に配置された光源部
２０と、前記液晶表示パネル１０の出射側に配置された
導光体３０と、この導光体３０の出射面に近接させて配
置された画像形成手段４０と、この画像形成手段４０の
出射面側に設けられた光拡散手段５０とで構成されてい
る。

【００２８】上記液晶表示パネル１０は、ＴＮ（ツィス
テッドネマティック）型のものであり、液晶セル１１
と、この液晶セル１１の入射面側と出射面側とに配置さ
れた一対の偏光板１７，１８とからなっている。

【００２９】上記液晶セル１１は、その詳細な構造は図
示しないが、表示領域を囲む枠状のシール材を介して接
合された一対の透明基板の前記シール材で囲まれた表示
領域にネマティック液晶を封入したものであり、両基板
の内面にはそれぞれ透明な電極が設けられている。

【００３０】なお、この実施例で用いた液晶表示パネル
１０は、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）を能動素子とする
アクティブマトリックス型のカラー液晶表示パネルであ
り、液晶セル１１の一方の基板の内面には、多数の画素
電極およびＴＦＴ等が設けられ、他方の基板の内面に
は、前記一方の基板の全ての画素電極に対向する一枚膜
状の対向電極が設けられるとともに、前記各画素電極に
それぞれ対応させて、複数の色、例えば赤、緑、青の３
色のカラーフィルタが交互に並べて設けられている。

【００３１】図１０は上記液晶セル１１の一方の基板１
２に設けられた画素電極およびＴＦＴ等を等価回路的に
示した図であり、画素電極１３は行方向および列方向に
並べて配列され、これらの画素電極１３にそれぞれ対応
させてＴＦＴ１４が配設されている。また、この基板１
２上には、各画素電極行ごとに配線されて各行のＴＦＴ
１４にゲート信号を供給するゲートライン１５と、各画
素電極列ごとに配線されて各列のＴＦＴ１３にデータ信
号を供給するデータライン１６とが設けられている。

【００３２】また、上記一対の基板の内面にはそれぞ
れ、上記電極を覆って配向膜が設けられており、液晶の
分子は、それぞれの基板の近傍における配向方向を前記
配向膜で規制され、両基板間において所定のツイスト角
（例えばほぼ９０°）でツイスト配向している。

【００３３】上記液晶表示パネル１０は、その画素数は
通常の高精細液晶表示パネルと同じであるが、通常の液
晶表示パネルの表示画像を画面の上下方向に圧縮した、
図９の（ａ）に示すような外形の横長画像を表示するも
のである。

【００３４】すなわち、この液晶表示パネル１０は、そ
の長さ方向（図１において紙面に垂直な方向）の寸法に
対して幅方向の寸法を数分の一の大きさとした、幅狭な
長方形の平面形状を有するものであり、液晶セル１１の
各画素電極１３を、図１０に示したように、その縦幅
（画面の上下方向の幅）を、縦横の比率が正常な画像を
表示する液晶表示パネルの画素電極の数分の一に小さく
した横長電極とするとともに、画面の上下方向に並ぶ画
素電極１３の配列ピッチを小さくして、画面の上下方向
に圧縮した横長の画像を表示するたものである。

【００３５】また、上記光源部２０は、バックライトユ
ニット２１と、このバックライトユニット２１の出射側
に設けられた、上記液晶表示パネル１０からの画像光を
平行光にして導光体３０に出射するための平行光生成手
段２５とからなっている。

【００３６】上記バックライトユニット２１は、液晶表
示パネル１０の表示領域全体に対向する大きさのアクリ
ル樹脂等からなる導光板２２と、この導光板２２の一側
の端面に沿わせて配置された直管状の光源ランプ（蛍光
灯）２３と、この光源ランプ２３からの光を前記導光板
２２の端面に向けて反射させるリフレクタ２４とからな
っており、光源ランプ２３からの光は、導光板２２にそ
の一側の端面から入射して導光板２２内を導かれ、その
裏面で反射されて表面全体から出射する。

【００３７】また、上記平行光生成手段２５は、上記導
光板２２からの出射光を平行光にして液晶表示パネル１
０に入射させるものであり、この平行光生成手段２５
は、その詳細な構造は図示しないが、例えば、上記導光
板２２からの出射光を上向きに屈折させる光屈折体と、
この光屈折体を出射した光を液晶表示パネル１０の入射
面に対して垂直な平行光として出射させるマイクロレン
ズアレイ（微細幅の直線状レンズが多数本平行に並んで
いるもの）とで構成されている。

【００３８】そして、上記平行光生成手段２５によって
つくられた平行光は、液晶表示パネル１０を透過して画
像光となり、この液晶表示パネル１０から導光体３０に
出射される。

【００３９】上記導光体３０は、上記液晶表示パネル１
０の出射面にほぼ垂直な方向に光を導く樹脂製の線状導
光路３１が多数本密集した構成のものであり、この導光
体３０の導光方向（光を進行させる方向）は前記導光路
３１の導光方向と一致している。

【００４０】この導光体３０は、その導光方向に対して
垂直に形成された、液晶表示パネル１０からの画像光を
ほぼ垂直に取り込む入射面３０ａと、導光方向に対して
傾斜状に形成された出射面３０ｂとを有しており、その
入射面３０ａの面積（導光体３０の導光方向に対して垂
直な断面積と同じ面積）は、上記液晶表示パネル１０で
つくられる光画像の大きさ、つまり液晶表示パネル１０
の表示領域の面積と同じか、あるいはそれより若干大き
い面積とされている。

【００４１】上記出射面３０ｂは、導光体３０を階段状
に切り欠いて形成されており、上記入射面３０ａから取
り込まれて各導光路３１を進行してきた光は、各階段
面、つまり導光体３０の導光方向に対してほぼ直角な面
から出射する。この階段状面の傾き角（導光方向に対す
る傾き角）θは、後述する画像の拡大率に応じて設定さ
れている。

【００４２】上記導光体３０は、直径が２０〜５０μｍ
の極細の光ファイバを多数本に密集させて一体化した光
ファイバ集合体を所定の寸法に切断したものであり、そ
の導光路３１は前記光ファイバのコア（芯線）からなっ
ている。

【００４３】図２の（ａ）は上記光ファイバを示してお
り、この光ファイバ３２は、直径が１０〜３０μｍのア
クリル樹脂製コア３２ａの周面を含フッ素ポリマー等の
熱可塑性樹脂からなる屈折率の異なるクラッド材３２ｂ
で５〜１０μｍの厚さに被覆したものである。

【００４４】上記導光体３０は、上記光ファイバ３２を
１５００〜２５００本程度束状に密集させて図２の
（ｂ）に示すような直径が６〜１０ｍｍの光ファイバ集
合ロッド３３を作り、この光ファイバ集合ロッド３３を
多数本密集させて金型内で加熱することにより、各光フ
ァイバ３２のコア３２ａ同士をクラッド材３２ｂで結合
させて一体化した光ファイバ集合体３５（図４参照）を
製作して、この光ファイバ集合体３５を所定の寸法に切
断する方法で製造する。

【００４５】なお、上記光ファイバ集合ロッド３３は、
コア３２ａを押出し成形して形成した上、１５００〜２
５００本程度のコア３２ａの束をクラッド材が溶融した
槽中を通過させて、付着したクラッド材を凝固させる方
法で形成することができ、このようにすると、光ファイ
バ３２を１本ずつ密集させて光ファイバ集合ロッド３３
を作るのに比べて手間が省けて能率的である。

【００４６】また、上記光ファイバ集合体３５は、図３
に示すように、製造する光ファイバ集合体の外周形状に
合わせて製作した角筒状の金型３４内に、上記光ファイ
バ集合ロッド３３を隙間なく詰め込み、その状態でクラ
ッド材３２ｂの溶融温度に加熱することにより、光ファ
イバ３２同志をクラッド材３２ｂで結合させる方法で製
作する。

【００４７】このように、金型３４内に光ファイバ集合
ロッド３３を隙間なく詰め込んだ状態で加熱により各光
ファイバ３２のクラッド材３２ｂを溶融させると、この
クラッド材３２ｂの体積が膨脹して金型内圧が高くな
り、その圧力により、上記光ファイバ集合ロッド３３の
状態ではランダムに密集していた各光ファイバ３２のコ
ア３２ａが、各光ファイバ集合ロッド３３ごとに最も密
度が高くなった状態に密集した、いわゆる最密充填状態
に並ぶため、その状態で徐冷によりクラッド材３２ｂを
硬化させれば、図４に示したような光ファイバ集合体３
５が得られる。

【００４８】図５は上記のようにして製作された光ファ
イバ集合体３５の１つの光ファイバ集合ロッド３３部分
の拡大断面図であり、この光ファイバ集合ロッド３３部
分は、その各光ファイバ３２のコア３２ａが上記のよう
に最も密度が高くなった密集状態で並んでいるため、正
六角柱状をなしている。

【００４９】すなわち、上記光ファイバ集合体３５は、
各光ファイバ３２のコア３２ａが最も密度が高くなった
密集状態で並んでいる正六角柱状の光ファイバ集合ロッ
ド３３部分が互いに連なった構造となっている。

【００５０】そして、上記導光体３０は、上記光ファイ
バ集合体３５を所定の長さに切断し、それをさらに図６
の（ａ）に示すように一端面の一方の側縁と他端面の反
対側の側縁を結ぶ切断面Ｃに沿って斜めに切断して、側
面形状が直角三角形状のブロックを得、このブロックの
斜めの切断面を図６の（ｂ）に示すように階段状に切り
欠いて製造する。

【００５１】上記導光体３０の製造において、光ファイ
バ集合ロッド３３は、上述したように金型内に光ファイ
バ３２を詰め込んで加熱するだけで容易に作ることがで
き、また、光ファイバ集合体３５も、金型３４内に光フ
ァイバ集合ロッド３３を詰め込んで加熱するだけで容易
に製作することができる。さらに、所定の長さに切断し
た光ファイバ集合体３５を図６の（ａ）に示した切断面
Ｃに沿って斜めに切断することにより、１つの光ファイ
バ集合体３５から２つの直角三角形状ブロックを得るこ
とができるため、材料の無駄がなく、また、前記ブロッ
クの斜めの切断面を階段状に形成するための切り欠き加
工も、既存の精密切断装置で容易に行なえる。したがっ
て、上記導光体３０は、能率良くしかも低コストに製造
することができる。

【００５２】このようにして製造された導光体３０は、
その入射面３０ａが導光体３０の導光方向に対してほぼ
垂直な面であり、出射面３０ｂが階段状に形成された面
であって、この階段状出射面３０ｂは、各角部を結んで
形成される傾斜面（図に二点鎖線で示した面）が一平面
となるように、等しい幅でかつ等しい段差に形成され
る。

【００５３】上記出射面３０ｂの各階段面（導光方向に
対してほぼ直角な面）の幅はできるだけ小さくするのが
望ましく、各階段面の幅を小さくすれば、各階段面のピ
ッチ（導光方向に対する階段状面の傾き角θと、各階段
面の幅とによって決まる）も小さくなる。

【００５４】この実施例では、上記出射面３０ｂの各階
段面を、その幅内に数本〜数十本の導光路３１が存在す
る程度の極く小さい幅（０．０５〜０．５ｍｍ程度）と
している。また、この実施例では、導光体３０の導光方
向に対する階段状面の傾き角θを１１．５°〜３０°に
選んで、上記階段状出射面３０ｂの上下方向の幅を入射
面３０ａの幅の５〜２倍にし、それに応じて、液晶表示
パネル１０の各画素電極１３を、その縦幅が、縦横の比
率が正常な画像を表示する液晶表示パネルの画素電極の
１／５〜１／２である横長電極としている。

【００５５】なお、上記導光体３０は、その階段状出射
面３０ｂを、導光体を階段状に切り欠いて形成したもの
であるが、導光体３０は、図７に示すような構成として
もよい。

【００５６】図７に示した導光体３０は、その階段状出
射面３０ｂを、直線状に切断して形成した傾斜面に、表
面を階段状に形成したシート部材３６の裏面を密着させ
て構成したものであり、前記シート部材３６は導光路
（光ファイバ３２のコア３２ａ）３１と同じ屈折率をも
った樹脂（例えば、導光路３１と同じアクリル樹脂）
か、または導光路３１に近似する屈折率をもった樹脂か
らなっている。

【００５７】この導光体３０は、上述した光ファイバ集
合体３５を図６の（ａ）に示した切断面Ｃに沿って斜め
に切断した後、その斜めの切断面に上記シート部材３６
を貼り付けることによって極く簡単に製造できるし、ま
た、前記シート部材３６は成形金型を用いて成形できる
ために、その各階段面の幅を、導光体を階段状に切り欠
き加工する場合よりもさらに小さくすることができる。

【００５８】そして、上記導光体３０は、その入射面３
０ａを液晶表示パネル１０の出射面に対して平行に近接
対向させるか、あるいは、前記入射面３０ａを液晶表示
パネル１０の出射面に接面させて配置されている。

【００５９】一方、導光体３０の出射面に近接させて配
置された画像形成手段４０は、前記導光体３０からの出
射光をこの導光体３０の出射面３０ｂの傾斜方向に対し
てほぼ直交する方向に屈折させるものであり、この画像
形成手段４０は、例えば、図８に示すようなプリズムシ
ート４１からなっている。このプリズムシート４１は、
上記導光体３０の階段状出射面３０ｂに沿った斜面とほ
ぼ同じ大きさの樹脂（例えばポリカーボネート）シート
からなっており、その一方の面の全体に、多数本の横長
プリズム部４２が５０μｍ程度の極く小さいピッチで互
いに平行に形成されている。

【００６０】そして、このプリズムシート４１は、その
プリズム部形成面を導光体３０の階段状出射面３０ｂに
近接対向させるか、あるいは階段状出射面３０ｂに接面
して配置されており、かつ、各プリズム部４２の長さ方
向が導光体３０の階段状出射面３０ｂの長さ方向（左右
方向）と平行になるようにして、前記階段状出射面３０
ｂに沿った斜面と平行に傾けて配置されている。

【００６１】さらに、上記画像形成手段４０の出射面側
に設けられた光拡散手段５０は、例えば、画像形成手段
４０であるプリズムシート４１とほぼ同じ大きさの樹脂
シートの一方の面にその全面にわたって、極く微小な多
数のレンズ部を密な間隔で形成した光拡散シートからな
っており、この光拡散シート５０は、前記プリズムシー
ト４１に対して平行に近接対向させるか、あるいはプリ
ズムシート４１に接面させて配置されている。

【００６２】この実施例の表示装置は、光源部２０から
の平行光を液晶表示パネル１０に入射させ、この液晶表
示パネル１０を出射する光、つまり液晶表示パネル１０
を表示駆動することによってつくられた画像光を、導光
体３０で導いて、この導光体３０の出射面３０ｂから出
射させ、この導光体３０の出射面３０ｂから出射する画
像光を上記プリズムシート４１からなる画像形成手段４
０によってその傾斜方向に沿って拡大して出射すること
により、液晶表示パネル１０からの画像光でつくられる
画像を一辺方向に拡大して表示するものである。

【００６３】すなわち、この表示装置においては、液晶
表示パネル１０からの出射光は、導光体３０を構成する
多数本の導光路３１を、この導光路３１内で屈折を繰り
返しながら周囲に拡散することなく導光方向に沿って導
かれて、導光体３０の出射面３０ｂから出射する。

【００６４】なお、液晶表示パネル１０の１つの画素の
大きさ（画素電極１３の大きさ）は、例えば、横幅（画
面の左右方向の幅）が約１００μｍ、縦幅（画面の上下
方向の幅）が前記横幅ａ1 の１／３〜１／２であり、こ
れに対して、上記導光体３０の導光路３１の直径（光フ
ァイバ３２のコア３２ａの直径）は１０〜３０μｍであ
るため、液晶表示パネル１０の１つの画素からの光は、
数本の導光路３１で導かれる。

【００６５】上記導光体３０の出射面３０ｂは階段状に
形成されているため、各導光路３１を導かれてきた光は
導光体３０の出射面３０ｂが導光方向に対して傾斜状に
形成されているにもかかわらず、この出射面３０ｂから
効率的に出射される。すなわち、導光体３０の出射面３
０ｂが導光方向に対して急な傾斜面であると、各導光路
３１を導かれてきた光は出射面３０ｂで全反射するため
出射面３０ｂから出射されない。しかし、本実施例で
は、導光体３０の出射面３０ｂを階段状となし、各導光
路３１の出射面を導光方向に対してほぼ直角な面として
いるので、各導光路３１を導かれてきた光は、出射面３
０ｂでほとんど反射されることなく、そのまま出射面３
０ｂを出射する。なお、この場合、出射面３０ｂが導光
方向に対して緩やかな傾斜面であれば、各導光路３１を
導かれてきた光が出射面３０ｂで全反射されることはな
いから、導光体３０の出射面３０ｂを階段状とせず、傾
斜面とすることもできる。

【００６６】そして、導光体３０を出射した光が、画像
形成手段４０であるプリズムシート４１により導光体３
０の出射面３０ｂに対してほぼ直交する方向に屈折され
て出射するため、このプリズムシート４１からの出射光
をその出射方向、つまりプリズムシート４１の出射面に
対してほぼ垂直な方向から観察すると、液晶表示パネル
１０からの画像光でつくられた画像を一辺方向（階段状
面の傾き方向）に拡大した画像が見える。

【００６７】図８は、導光体３０を出射した光の拡大状
態を示した図であり、例えば図に示すような幅の光Ｗが
導光体３０を出射して画像形成手段４０であるプリズム
シート４１に入射すると、その各プリズム部４２に入射
した光がこのプリズム部４２で全反射され、それぞれ図
のように屈折されてプリズムシート４１を出射する。こ
のように、導光体３０を出射した光Ｗはプリズムシート
４１に形成されたプリズム部４２の数と同じ数に分割さ
れてプリズムシート４１を出射する。

【００６８】なお、上記プリズムシート４１のプリズム
部４２は、導光体３０を出射して前記プリズム部４２に
入射した光の全てをプリズムシート４１の出射面側に屈
折させるように設計されており、また、導光体３０を出
射してプリズムシート４１のプリズム部４２に向かう光
は図のようにプリズムシート４１の入射領域のいずれか
のプリズム部４２に必ず入射するため、導光体３０を出
射した光のほとんどがロスなくプリズムシート４１から
出射する。

【００６９】そして、プリズム部４２の数と同じ数に分
割されてプリズムシート４１を出射する各分割光ｗ
１′，ｗ２′，ｗ３′，ｗ４′は、各プリズム部４２に
入射した光ｗ１，ｗ２，ｗ３，ｗ４の幅が図において上
下方向に広がった光であり、しかも、これらの分割光ｗ
１′，ｗ２′，ｗ３′，ｗ４′の間隔がプリズム部４２
のピッチに対応して広がるため、プリズムシート４１を
出射する光Ｗ′は、導光体３０を出射した光Ｗに対し
て、その光が複数に分割されるとともにその分割光ｗ
１′，ｗ２′，ｗ３′，ｗ４′の幅および間隔が大きく
なった拡大光である。

【００７０】したがって、上記プリズムシート４１によ
り屈折されて出射する画像光を、このプリズムシート４
１に対してほぼ垂直な方向から観察すると、液晶表示パ
ネル１０からの画像光でつくられた画像の各画素がそれ
ぞれ複数の輝点に分割されるとともにその各輝点の間隔
が大きくなった良好な解像度の拡大画像が観察される。
なお、導光体３０の出射面３０ｂに対するプリズムシー
ト４１のプリズム部４２の角度は、プリズム部４２で全
反射された光が、プリズムシート４１の出射面にほぼ垂
直になるように設定することが望ましい。

【００７１】図９は、液晶表示パネル１０からの画像光
がつくる画像と、上記プリズムシート４１からなる画像
形成手段４０を出射した拡大画像の外形を示しており、
図９の（ｂ）に示した拡大画像Ｐ′は、液晶表示パネル
１０からの画像光がつくる図９の（ａ）に示した画像Ｐ
を一辺方向（導光体３０の階段状面の傾き方向）に引き
伸ばした拡大画像である。

【００７２】つまり、上記拡大画像Ｐ′は、その横幅は
液晶表示パネル１０からの画像光がつくる画像Ｐと同じ
で、縦幅が前記画像Ｐの縦幅より大きくなった画面形状
の画素である。

【００７３】なお、上記拡大画像Ｐ′は、液晶表示パネ
ル１０からの画像光がつくる画像Ｐを上下方向に引き伸
ばした画像であるが、前記液晶表示パネル１０からの画
像光がつくる画像Ｐは、画面の上下方向に圧縮した横長
の画像であるため、この拡大画像は、正常な画像として
観察される。この拡大画像Ｐ′は、液晶表示パネル１０
からの画像光でつくられた画像Ｐの各画素がそれぞれ複
数の輝点に分割されてドット数が多くなった高精細度の
画像である。

【００７４】この拡大画像Ｐ′の拡大率（プリズムシー
ト４１に対して垂直な方向から拡大画像を見たときの拡
大率）は、導光体３０の入射面３０ａの縦幅と、導光体
３０の出射面３０ｂ側に配置したプリズムシート４１の
縦幅との比に対応し、その比は、導光体３０の導光方向
に対するプリズムシート４１の傾き角（導光体３０の階
段状面の傾き角と同じ）θによって決まる。

【００７５】例えば、上記プリズムシート４１の傾き角
θを１１．５°とした場合は、導光体３０の入射面３０
ａの縦幅と、プリズムシート４１の縦幅との比が１：５
となり、液晶表示パネル１０からの画像光がつくる画像
を上下方向に５倍に拡大した画像が表示される。また、
上記プリズムシート４１の傾き角θを３０°とした場合
は、導光体３０の入射面３０ａの縦幅と、プリズムシー
ト４１の縦幅との比が１：２となり、液晶表示パネル１
０からの画像光がつくる画像を上下方向に２倍に拡大し
た画像が表示される。

【００７６】なお、導光体３０の階段状面の傾き角θこ
の画像の拡大率は、導光体３０の導光方向に対するプリ
ズムシート４１の傾き角θをさらに小さくすることによ
り、より拡大することができる。

【００７７】そして、この実施例では、上記プリズムシ
ート４１からなる画像形成手段４０の出射面側に設けた
光拡散手段５０によって拡散されて出射するため、上記
拡大画像は、広い視野角にわたって良好なコントラスト
で観察される。

【００７８】このように、上記表示装置は、画像光を出
射する画像発生体である液晶表示パネル１０からの画像
光をほぼ垂直に取り込む入射面３０ａと傾斜状に形成さ
れた出射面３０ｂとを有する導光体３０と、前記導光体
３０の出射面３０ｂから出射する画像光を傾斜方向に沿
って拡大して出射する画像形成手段４０とを具備し、前
記液晶表示パネル１０からの画像光でつくられる画像を
一辺方向に拡大して表示するものであり、この表示装置
においては、液晶表示パネル１０からの画像光が導光体
３０にほぼ垂直に取り込まれてその出射面３０ｂから出
射する。

【００７９】そして、前記導光体３０の出射面３０ｂ
は、傾斜状（この実施例では階段状）に形成された面で
あり、この出射面３０ｂからの画像光が、画像形成手段
４０によりその傾斜方向に沿って拡大して出射されるた
め、その出射光を観察すると、液晶表示パネル１０から
の画像光でつくられる画像を一辺方向に拡大した画像が
見える。

【００８０】このため、この表示装置によれば、歩留良
く低コストに得られる小画面の液晶表示パネル１０を用
いて、大きな画面の画像を得ることができる。しかも、
この表示装置によれば、上記導光体３０の出射面３０ｂ
が、液晶表示パネル１０の出射領域（表示領域）をほぼ
垂直な方向に延長した領域内にあり、この導光体３０の
出射面３０ｂから出射する画像光が、前記出射面３０ｂ
に沿わせて配置された画像形成手段４０によりその傾斜
方向に沿って拡大して出射するため、拡大画像の観察方
向から見た装置の奥行き寸法は、液晶表示パネル１０の
幅と同程度であり、したがって、液晶表示パネルの画像
光を投影レンズ系から投影光路長だけ離れた位置に置か
れたスクリーンに投影する従来の投影方式の表示装置に
比べて、大幅な薄型化をはかることができる。

【００８１】さらに、この表示装置では、上記液晶表示
パネル１０からの画像光が、導光体３０にその入射面か
らほぼ垂直に取り込まれて、周囲に拡散することなく導
光体３０の出射面３０ｂに到達するため、上記拡大画像
は歪みの無い高品質の画像である。

【００８２】また、この表示装置は、液晶表示パネル１
０の出射側に上記導光体３０を配置した簡単な構造であ
り、しかも前記導光体３０は上述したように能率良くし
かも低コストに製造することができるものであって、こ
の導光体３０はその入射面３０ａを液晶表示パネル１０
に対向させて設けるだけでよいから、高価な投影レンズ
系を用いるとともにその正確な位置合わせを必要とされ
る従来の投影方式の表示装置に比べて、極めて安価に製
造できる。

【００８３】しかも、上記実施例では、上記導光体３０
の出射面３０ｂを階段状に形成しているため、導光体３
０を導かれた光が、階段状に形成された各面、つまり導
光体３０の導光方向に対してほぼ垂直な複数の面からそ
れぞれ高い出射率で出射するから、導光体３０で導いた
画像光を効率良く出射させることができる。

【００８４】また、上記実施例では、画像形成手段４０
として、導光体３０の出射面３０ｂから出射された画像
光を該出射面３０ｂとほぼ直交する方向に屈折させて出
射するプリズムシート４１を用いているため、導光体３
０の出射面３０ｂから出射された画像光を効率良く傾斜
方向に沿って拡大して出射させることができる。

【００８５】さらに、上記表示装置においては、上記画
像形成手段４０の出射面側に光拡散手段５０を設けてい
るため、拡大画像の視野角を広くすることができる。ま
た、液晶表示パネル１０に光を供給する光源部２０に、
液晶表示パネル１０からの画像光を平行光にして導光体
に出射する平行光生成手段２５を設けているため、液晶
表示パネル１０からの画像光のほとんどを導光体３０に
入射させることができるから、光効率を向上させること
ができる。

【００８６】また、上記実施例のように導光体３０の出
射面３０ｂを階段状に形成する場合、この出射面３０ｂ
は、図１および図６の（ｂ）のように導光体３０を階段
状に切り欠いて形成してもよいが、図７のように、導光
体を直線状に切断して傾斜面を形成し、その傾斜面に表
面を階段状に形成したシート部材３６の裏面を密着させ
て階段状の出射面３０ｂを構成すれば、前記出射面３０
ｂを容易に形成することができる。

【００８７】なお、上記実施例の表示装置で用いた液晶
表示パネル１０は、ＴＦＴ１４を能動素子とするアクテ
ィブマトリックス型のものであるが、この液晶表示パネ
ル１０はＭＩＭ等の非線形抵抗素子を能動素子とするア
クティブマトリックス型や、ＴＮ型またはＳＴＮ型の単
純マトリックス方式の液晶表示パネルでもよい。

【００８８】さらに、上記実施例の表示装置は、液晶表
示パネル１０を画像発生体とするものであるが、前記画
像発生体は、それ自体が画像光を発生するもの、例え
ば、エレクトロルミネセンス表示パネル、プラズマ表示
装置、陰極線管（ＣＲＴ）、レーザ表示装置のいずれで
もよい。

【００８９】この場合、画像発生体からの画像光を平行
光にして導光体に出射する平行光生成手段を設けるとき
は、この平行光生成手段を画像発生体と導光体との間に
設ければよい。

【００９０】図１１はこの発明の第２の実施例を示す表
示装置の側面図である。この実施例は、画像発生体に陰
極線管（以下、ＣＲＴと記す）を用いたものであり、
（ａ）は平行光生成手段を備えた表示装置、（ｂ）は平
行光生成手段を備えない表示装置を示している。

【００９１】なお、この実施例の表示装置は、ＣＲＴ６
０の出射側に導光体３０を配置し、この導光体３０の出
射面に近接させて画像形成手段４０を設けるとともに、
この画像形成手段４０の出射面側に光拡散手段５０を設
けたものであり、前記導光体３０と画像形成手段４０お
よび光拡散手段５０は、上述した第１の実施例で用いた
ものと同じものであるから、その説明は省略する。

【００９２】図１１の（ａ）に示した表示装置は、ＣＲ
Ｔ６０の出射側に、前記ＣＲＴ６０からの画像光を平行
光にして導光体３０に出射する出射する平行光生成手段
６１を設け、その出射側に上記導光体３０を配置したも
のであり、前記平行光生成手段６１は、一方の面をＣＲ
Ｔ６０の出射面に沿った凹入曲面に形成し他方の面を平
坦面に形成した透明な支持部材６１ａの前記平坦面に、
多数の微小な凸レンズが密に並んでいるマイクロレンズ
アレイ６１ｂを設けた構成とされている。

【００９３】また、図１１の（ｂ）に示した表示装置
は、ＣＲＴ６０の出射面に直接導光体３０の入射面３０
ａを対向させたものであり、この表示装置では、導光体
３０の入射面３０ａをＣＲＴ６０の出射面に沿った凹入
曲面に形成し、この入射面３０ａをＣＲＴ６０の出射面
に近接または接面させることによって、ＣＲＴ６０から
の画像光のほとんどをロスなく導光体３０に入射させる
ようにしている。

【００９４】図１２は、この発明の第３の実施例を示す
表示装置の側面図であり、この実施例の表示装置は、画
像光を出射する画像発生体（液晶表示パネル、エレクト
ロルミネセンス表示パネル、プラズマ表示装置、ＣＲ
Ｔ、レーザ表示装置等）７０の出射側に設ける導光体３
０の出射面を、直線状に切断して形成した傾斜面３０ｃ
とし、この出射面３０ｃに光を種々の方向に屈折させる
反射粒子３７を分散させて、導光体３０の出射面３０ｃ
から出射する画像光を傾斜方向に沿って拡大して出射す
る画像形成手段を構成したものである。

【００９５】なお、上記のように出射面３０ｃに反射粒
子３７を分散させた導光体３０は、その導光路に用いる
光ファイバのコアにあらかじめ反射粒子３７を混入させ
ておくことによって製造することができる。

【００９６】この実施例の表示装置によれば、画像発生
体７０からの画像光が導光体３０にその入射面３０ａか
らほぼ垂直に取り込まれて導光体３０の出射面３０ｃに
導かれ、その光が反射粒子３７より種々の方向に屈折し
て出射するため、その出射光を前記出射面３０ｃに対し
てほぼ垂直な方向から観察すると、液晶表示パネル１０
からの画像光でつくられた画像を一辺方向（出射面３０
ｂの傾き方向）に拡大した画像が見える。

【００９７】図１３はこの発明の第４の実施例を示す表
示装置の斜視図である。なお、この実施例の表示装置
は、画像光を出射する画像発生体として液晶表示パネル
を用いたものである。

【００９８】この表示装置は、液晶表示パネル１０と、
この液晶表示パネル１０の背後に配置された光源部２０
と、前記液晶表示パネル１０の出射側に配置された第１
の導光体３０Ａと、この第１の導光体３０Ａの出射面に
近接させて配置された第１の画像形成手段４０Ａと、こ
の第１の画像形成手段４０Ａの出射側に配置された第２
の導光体３０Ｂと、この第２の導光体３０Ｂの出射面に
近接させて配置された第２の画像形成手段４０Ｂと、こ
の第２の画像形成手段４０Ｂの出射面側に設けられた光
拡散手段５０とで構成されている。

【００９９】上記液晶表示パネル１０と光源部２０は、
上述した第１の実施例で用いたものと同じ構造のもので
あるが、この実施例では、液晶表示パネル１０として、
縦横の比率が正常な画像を表示するものを用い、その表
示領域の大きさに合わせて光源部２０を設計している。

【０１００】上記第１の導光体３０Ａと第２の導光体３
０Ｂは、いずれも、第１の実施例で用いた導光体３０と
同様に、光ファイバのコアで形成された多数の線状導光
路が密集した構造のものであり、上記第１の導光体３０
Ａは、その導光方向に対して垂直な断面の形状が、液晶
表示パネル１０でつくられる光画像の大きさ（液晶表示
パネル１０の表示領域の面積）とほぼ同じものとされ、
第２の導光体３０Ｂは、その導光方向に対して垂直な断
面の形状が、前記第１の導光体３０Ａを導光方向に対し
て所定の角度（第１の導光体３０Ａの出射面の傾き角と
同じ角度）で斜めに切断した断面とほぼ同じ横長形状の
ものとされている。

【０１０１】なお、これらの導光体３０Ａ，３０Ｂの各
導光路（光ファイバのコア）の径は同じであり、第２の
導光体３０Ｂの断面は第１の導光体３０Ａの断面よりも
大きいため、第２の導光体３０Ｂの導光路の数は第１の
導光体３０Ａの導光路数よりも多い。

【０１０２】そして、上記第１の導光体３０Ａは、上記
液晶表示パネル１０からの画像光をほぼ垂直に取り込む
入射面と、傾斜状に形成された出射面とを有しており、
その入射面は、導光方向に対してほぼ垂直に切断され
た、上記液晶表示パネル１０でつくられる光画像の大き
さとほぼ同じ形状の面とされ、出射面は、導光体３０Ａ
を階段状に切り欠いて形成されている。

【０１０３】また、第２の導光体３０Ｂは、上記第１の
導光体３０Ａから出射する画像光をほぼ垂直に取り込む
入射面と、傾斜状に形成された出射面とを有しており、
その入射面は、導光方向に対してほぼ垂直に切断され
た、上記第１の導光体３０Ａの階段状出射面に沿った斜
面とほぼ同じ形状の横長面とされ、出射面は、導光体３
０Ｂを前記横長の入射面の幅方向に沿って傾斜する階段
状に切り欠いて形成されている。

【０１０４】さらに、上記第１の画像形成手段４０Ａと
第２の画像形成手段４０Ｂは、例えば、第１の実施例で
用いたプリズムシート４１と同様なプリズムシートから
なっており、また、光拡散手段５０は、例えば、第１の
実施例で用いたものと同様な光拡散シートからなってい
る。

【０１０５】そして、上記第１の導光体３０Ａは、その
入射面を液晶表示パネル１０の出射面に対して平行に近
接対向させるか、あるいは前記入射面を液晶表示パネル
１０の出射面に接面させて配置されており、第１の画像
形成手段４０Ａは、前記第１の導光体３０Ａの出射面に
沿わせて配置されている。

【０１０６】また、第２の導光体３０Ｂは、その入射面
を上記第１の画像形成手段４０Ａの出射面に対して平行
に近接対向させるか、あるいは前記入射面を前記画像形
成手段４０Ａの出射面に接面させて、その出射面の傾き
方向を上記第１の導光体３０Ａの出射面の傾斜方向とほ
ぼ直交する方向に向けた状態で配置されており、第２の
画像形成手段４０Ｂは前記第２の導光体３０Ｂの出射面
に沿わせて配置され、その出射側に上記光拡散手段５０
が設けられている。

【０１０７】この実施例の表示装置は、液晶表示パネル
１０からの画像光を第１の導光体３０Ａで導いてその出
射面からの出射光を第１の画像形成手段４０Ａによりそ
の傾斜方向に沿って拡大して出射することにより、前記
液晶表示パネル１０からの画像光をその一辺方向に拡大
し、その画像光を第２の導光体３０Ｂで導いてその出射
面からの出射光を第２の画像形成手段４０Ｂによりその
傾斜方向に沿って拡大して出射することにより、前記画
像光をさらに他の辺方向に拡大するようにしたものであ
る。

【０１０８】この表示装置によれば、液晶表示パネル１
０からの画像光が、第１の導光体３０Ａを経て第１の画
像形成手段４０Ａを出射することにより一辺方向に拡大
された画像光となり、その画像光が、第２の導光体３０
Ｂを経て第２の画像形成手段４０Ｂを出射することによ
り他の辺方向に拡大された画像光となるため、液晶表示
パネル１０からの画像光でつくられる画像を一辺方向と
他の辺方向とに拡大した拡大画像を得ることができる。

【０１０９】図１４は、この表示装置における画像の拡
大状態を示しており、液晶表示パネル１０からの画像光
でつくられた画像Ｐ0 は、まず第１の導光体３０Ａを導
かれて第１の画像形成手段４０Ａを出射することにより
一辺方向に拡大された第１の拡大画像Ｐ1 となり、その
画像Ｐ1 が第２の導光体３０Ｂを導かれて第２の画像形
成手段４０Ｂを出射することにより他の辺方向に拡大さ
れて、前記液晶表示パネル１０からの画像光でつくられ
る画像Ｐ0 と相似形な第２の拡大画像Ｐ3 となる。

【０１１０】ここで、上記第１の拡大画像Ｐ1 は、第１
の実施例で説明したように、液晶表示パネル１０からの
画像光でつくられた画像Ｐ0 の各画素がそれぞれ複数の
輝点に分割されるとともにその各輝点の間隔が大きくな
った画像であり、上記第２の拡大画像Ｐ3 は、前記第１
の拡大画像Ｐ1 の各輝点がさらに複数の輝点に分割され
るとともにその各輝点の間隔が大きくなった画像であ
る。

【０１１１】また、この実施例の表示装置は、２つの導
光体３０Ａ，３０Ｂを用いたものであるが、第１の導光
体３０Ａの出射面が、液晶表示パネル１０の出射領域
（表示領域）をほぼ垂直な方向に延長した領域内にある
とともに、第２の導光体３０Ｂの出射面が、前記液晶表
示パネル１０の出射領域をほぼ垂直な方向に延長した領
域を第１の導光体３０Ａの出射面に対してほぼ垂直な方
向に延長した領域内にあり、この第２の導光体３０Ｂか
ら出射する画像光がその出射面に沿わせて配置された第
２の画像形成手段４０Ｂによりその傾斜方向に沿って拡
大して出射するため、拡大画像の観察方向から見た装置
の奥行き寸法は、液晶表示パネル１０の幅と同程度であ
り、したがって、液晶表示パネルの画像光を投影レンズ
系から投影光路長だけ離れた位置に置かれたスクリーン
に投影する従来の投影方式の表示装置に比べて、大幅な
薄型化をはかることができる。

【０１１２】図１５はこの発明の第５の実施例を示す表
示装置の斜視図である。なお、この表示装置は、画像光
を出射する画像発生体として液晶表示パネル１０を用い
たものである。

【０１１３】この表示装置は、上記液晶表示パネル１０
と、この液晶表示パネル１０からの画像光をほぼ垂直に
取り込む入射面３０ａおよび傾斜状に形成された出射面
３０ｂを有する導光体３０とからなる複数の画像発生手
段１００を備え、これら複数の画像発生手段１００をそ
れぞれの導光体３０の出射面３０ｂの側縁を互いに密接
させて配置して複合画像発生手段を構成したものであ
り、前記複合画像発生手段の出射側には、この複合画像
発生手段から出射された複合画像光を前記導光体３０出
射面３０ｂにほぼ直交する方向に屈折して傾斜方向に沿
って拡大して出射する画像形成手段４０が設けられ、さ
らにその出射側に光拡散手段５０が設けられている。

【０１１４】なお、上記画像発生手段１００を構成する
液晶表示パネル１０とその背後に配置された光源部２０
および導光体３０は、第１の実施例で用いたものと同様
な構成のものであるから、その説明は図に同符号を付し
て省略する。また、上記複合画像発生手段の出射側設け
た画像形成手段４０は、例えばプリズムシートであり、
光拡散手段５０は、例えば光拡散シートである。

【０１１５】そして、この実施例では、２組の画像発生
手段１００を上下に並べて配置して複合画像発生手段を
構成しており、この２組の画像発生手段１００はそれぞ
れ、その導光体３０の出射面（階段状面）３０ｂに沿っ
た面が一つの垂直面上に揃うように、画像発生手段全体
を斜めに傾けて配置されている。

【０１１６】また、図において上側の画像発生手段１０
０は、その液晶表示パネル１０および光源部２０の配置
スペースを考慮して、導光体３０の長さを下側の画像発
生手段１００の導光体３０よりも長くするとともに、下
側の画像発生手段１００の傾き角よりもある程度緩い傾
き角、つまり、液晶表示パネル１０の配置側に向かって
下側の画像発生手段１００から離間する傾き状態で設け
られている。

【０１１７】すなわち、この実施例の表示装置は、基本
的には、上述した第１の実施例の表示装置を上下に重ね
たものであり、この表示装置によれば、複数の液晶表示
パネル１０からの画像光でつくられる画像をそれぞれ一
辺方向に拡大した複数の画像を、その側縁において互い
につながった１つの拡大画像として表示することができ
る。

【０１１８】また、この表示装置によれば、各画像発生
手段１００の導光体３０の出射面３０ｂから出射する画
像光が画像形成手段４０によりその傾斜方向に沿って拡
大して出射するため、画像発生体の画像光を投影レンズ
系から投影光路長だけ離れた位置に置かれたスクリーン
に投影する従来の投影方式の表示装置に比べて、大幅な
薄型化をはかることができる。

【０１１９】なお、この実施例のように、上側の画像発
生手段１００の傾き角を下側の画像発生手段１００の傾
き角よりも緩くし、しかも両方の画像発生手段１００の
導光体３０の出射面３０ｂに沿った面が一つの垂直面上
に揃うようにするには、上側の画像発生手段１００の導
光体３０の出射面３０ｂである階段状面の導光方向に対
する傾き角を、下側の画像発生手段１００の導光体３０
のそれよりも大きく（緩く）する必要がある。

【０１２０】このため、この表示装置では、上側の画像
発生手段１００と上記画像形成手段４０とで構成される
画像拡大系と、下側の画像発生手段１００と上記画像形
成手段４０とで構成される画像拡大系との拡大率が異な
るが、上側の画像発生手段１００の液晶表示パネル１０
を、下側の画像発生手段１００の液晶表示パネル１０の
表示画像の圧縮率（上下方向の圧縮率）よりも小さい圧
縮率の画像を表示するものとするとともに、上側の画像
発生手段１００の導光体３０に、その液晶表示パネル１
０の表示領域の幅に合わせた断面積のものを用いれば、
上下の画像拡大系によって表示される拡大画像のドット
の大きさを同じにすることができる。

【０１２１】図１６はこの発明の第６の実施例を示す表
示装置の斜視図である。この表示装置は、画像光を出射
する画像発生体（液晶表示パネル、エレクトロルミネセ
ンス表示パネル、プラズマ表示装置、ＣＲＴ、レーザ表
示装置等）７０と、この画像発生体７０からの画像光を
ほぼ垂直に取り込む入射面３０ａおよび傾斜状に形成さ
れた出射面３０ｂを有する導光体３０とからなる複数の
画像発生手段１００を備え、これら複数の画像発生手段
１００をそれぞれの導光体３０の出射面３０ｂの側縁を
互いに密接させて配置して複合画像発生手段を構成した
ものであり、この実施例では、２組の画像発生手段１０
０を横に並べて配置している。

【０１２２】上記２組の画像発生手段１００は、その画
像発生体７０の配置スペースを考慮して、各画像発生手
段１００をそれぞれ液晶表示パネル１０の配置側に向か
って左右に離間するように傾斜させた状態で配置されて
おり、また、両方の画像発生手段１００は、それぞれの
導光体３０の出射面３０ｂに沿った面が一つの垂直面上
に揃うようにして設けられている。

【０１２３】なお、図１６では省略しているが、上記複
合画像発生手段の出射側には、この複合画像発生手段か
ら出射された複合画像光を前記導光体３０出射面３０ｂ
にほぼ直交する方向に屈折して傾斜方向に沿って拡大し
て出射する画像形成手段が設けられ、さらにその出射側
に光拡散手段が設けられている。

【０１２４】すなわち、この実施例の表示装置は、基本
的には、上述した第１の実施例と同様な表示装置を左右
に並べたものであり、この表示装置によれば、複数の画
像発生体７０からの画像光でつくられる画像をそれぞれ
一辺方向に拡大した複数の画像を、その側縁において互
いにつながった１つの拡大画像として表示することがで
きる。

【０１２５】また、この表示装置によれば、各画像発生
手段１００の導光体３０の出射面３０ｂから出射する画
像光が画像形成手段４０によりその傾斜方向に沿って拡
大して出射するため、画像発生体の画像光を投影レンズ
系から投影光路長だけ離れた位置に置かれたスクリーン
に投影する従来の投影方式の表示装置に比べて、大幅な
薄型化をはかることができる。

【０１２６】なお、上述した第４の実施例の表示装置
は、複数の画像発生手段１００を上下に重ねたものであ
り、第５の実施例の表示装置は、複数の画像発生手段１
００を左右に並べたものであるが、これらの実施例を組
み合わせた構成、つまり４組以上の画像発生手段１００
を上下および左右に並べて複合画像発生手段を形成した
構成とすれば、さらに大画面の画像を表示することがで
きる。

【０１２７】

【発明の効果】この発明の表示装置によれば、画像発生
体からの画像光が導光体にほぼ垂直に取り込まれて傾斜
状に形成された出射面から出射し、その画像光が画像形
成手段によりその傾斜方向に沿って拡大して出射される
ため、その出射光を観察すると、前記画像発生体からの
画像光でつくられる画像を一辺方向に拡大した画像が見
える。したがって、この表示装置によれば、歩留良く低
コストに得られる小画面の画像発生体を用いて、大きな
画面の画像を得ることができる。

【０１２８】しかも、この表示装置によれば、導光体の
出射面から出射する画像光が画像形成手段によりその傾
斜方向に沿って拡大して出射するため、画像発生体の画
像光を投影レンズ系から投影光路長だけ離れた位置に置
かれたスクリーンに投影する従来の投影方式の表示装置
に比べて、大幅な薄型化をはかることができる。

【０１２９】さらに、この表示装置では、画像発生体か
らの画像光が、導光体にその入射面からほぼ垂直に取り
込まれて、周囲に拡散することなく導光体の出射面に到
達するため、拡大画像は歪みの無い高品質の画像であ
る。

【０１３０】また、この表示装置は、画像発生体の出射
側に上記導光体を配置した簡単な構造であり、しかも前
記導光体はその入射面を画像発生体に対向させて設ける
だけでよいから、高価な投影レンズ系を用いるとともに
その正確な位置合わせを必要とされる従来の投影方式の
表示装置に比べて、極めて安価に製造できる。

【０１３１】この発明の表示装置において、上記導光体
の出射面は階段状に形成するのが望ましく、このように
すれば、導光体を導かれた光が、階段状に形成された各
面、つまり導光体の導光方向に対してほぼ垂直な複数の
面からそれぞれ高い出射率で出射するため、導光体で導
いた画像光を効率良く出射させることができる。

【０１３２】また、上記画像形成手段は、導光体の出射
面から出射された画像光を該出射面とほぼ直交する方向
に屈折させて出射する構成とするのが望ましく、このよ
うな画像形成手段を採用すれば、導光体の出射面から出
射された画像光を効率良く傾斜方向に沿って拡大して出
射させることができる。

【０１３３】さらに、この表示装置において、上記画像
形成手段の出射面側に光拡散手段を設ければ、視野角を
広くすることができ、また、画像発生体からの画像光を
平行光にして導光体に出射する平行光生成手段を設けれ
ば、画像発生体からの画像光のほとんどを導光体に入射
させて光効率を向上させることができる。

【０１３４】さらに、この発明の表示装置において、上
記画像形成手段は、導光体の出射面から出射された画像
光を該出射面とほぼ直交する方向に屈折させて出射する
構成とするのが望ましく、このような画像形成手段を採
用すれば、導光体の出射面から出射された画像光を効率
良く傾斜方向に沿って拡大して出射させることができ
る。

【０１３５】また、上記導光体の出射面を階段状に形成
する場合、この出射面は、導光体を階段状に切り欠いて
形成しても、あるいは、導光体を直線状に切断して傾斜
面を形成し、その傾斜面に表面を階段状に形成した部材
の裏面を密着させて構成してもよいが、後者によれば、
階段状の出射面を容易に形成することができる。

【０１３６】また、この発明の他の表示装置は、画像光
を出射する画像発生体と、この画像発生体からの画像光
をほぼ垂直に取り込む入射面と、傾斜状に形成された出
射面とを有する第１の導光体と、前記第１の導光体の出
射面から出射された画像光を傾斜方向に沿って拡大して
出射する第１の画像形成手段と、この第１の画像形成手
段に接してその出射面から出射された画像光を取り込む
入射面と、傾斜状に形成された出射面とを有する第２の
導光体と、この第２の導光体の出射面から出射された画
像光を傾斜方向に沿って拡大して出射する第２の画像形
成手段とを具備し、前記画像発生体からの画像光でつく
られる画像を拡大して表示するものであり、この表示装
置によれば、画像発生体からの画像光が、第１の導光体
を経て第１の画像形成手段を出射することにより一辺方
向に拡大された画像光となり、その画像光が、第２の導
光体を経て第２の画像形成手段を出射することにより他
の辺方向に拡大された画像光となるため、画像発生体か
らの画像光でつくられる画像を一辺方向と他の辺方向と
に拡大した拡大画像を得ることができる。

【０１３７】また、この発明の他の表示装置は、画像光
を出射する画像発生体と、この画像発生体からの画像光
をほぼ垂直に取り込む入射面および傾斜状に形成された
出射面を有する導光体とからなる複数の画像発生手段
と、これら複数の画像発生手段をそれぞれの導光体の出
射面の側縁を互いに密接させて配置した複合画像発生手
段と、この複合画像発生手段から出射された複合画像光
を前記出射面にほぼ直交する方向に屈折して傾斜方向に
沿って拡大して出射する画像形成手段とを具備し、複数
の画像を一体に表示するものであり、この表示装置によ
れば、複数の画像発生体からの画像光でつくられる画像
をそれぞれ一辺方向に拡大した複数の画像を、その側縁
において互いにつながった一体の拡大画像として表示す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施例を示す表示装置の側面
図。

【図２】導光体を構成する光ファイバの斜視図およびそ
の集合ロッドの斜視図。

【図３】導光体の素材である光ファイバ集合体の製作方
法を示す図。

【図４】光ファイバ集合体の斜視図。

【図５】光ファイバ集合体の１つの光ファイバ集合ロッ
ド部分の拡大断面図。

【図６】光ファイバ集合体から導光体を製造する方法を
示す図。

【図７】導光体の他の構成を示す図。

【図８】導光体を出射した光の拡大状態を示す図。

【図９】画像発生体である液晶表示パネルからの画像光
がつくる画像と、画像形成手段を出射した拡大画像の外
形を示す図。

【図１０】液晶表示パネルの液晶セルの一方の基板に設
けられた画素電極およびＴＦＴ等を等価回路的に示した
図。

【図１１】この発明の第２の実施例を示す表示装置の側
面図。

【図１２】この発明の第３の実施例を示す表示装置の側
面図。

【図１３】この発明の第４の実施例を示す表示装置の斜
視図

【図１４】第４の実施例の表示装置における画像の拡大
状態を示す図。

【図１５】この発明の第５の実施例を示す表示装置の斜
視図。

【図１６】この発明の第６の実施例を示す表示装置の斜
視図。

【符号の説明】

１０…液晶表示パネル ２０…光源部 ３０…導光体 ３０ａ…入射面 ３０ｂ，３０ｃ…出射面 ３１…導光路 ４０…画像形成手段 ５０…光拡散手段 ７０…画像発生体

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】画像光を出射する画像発生体と、 前記画像発生体からの画像光をほぼ垂直に取り込む入射
   面と、傾斜状に形成された出射面とを有する導光体と、 前記導光体の出射面から出射する画像光を傾斜方向に沿
   って拡大して出射する画像形成手段と、 を具備し、 前記画像発生体からの画像光でつくられる画像を一辺方
   向に拡大して表示することを特徴とする表示装置。
2. 【請求項２】画像光を出射する画像発生体と、 前記画像発生体からの画像光をほぼ垂直に取り込む入射
   面と、階段状に形成された出射面とを有する導光体と、 前記導光体の出射面から出射された画像光を該出射面と
   ほぼ直交する方向に屈折して傾斜方向に沿って拡大して
   出射する画像形成手段と、 を具備し、 前記画像発生体からの画像光でつくられる画像を一辺方
   向に拡大して表示することを特徴とする表示装置。
3. 【請求項３】画像形成手段の出射面側に光拡散手段を設
   けることにより、視野角を広くしたことを特徴とする請
   求項１または請求項２に記載の表示装置。
4. 【請求項４】画像発生体からの画像光を平行光にして導
   光体に出射する平行光生成手段を設けることにより、光
   効率を向上させたことを特徴とする請求項１または請求
   項２に記載の表示装置。
5. 【請求項５】画像発生体は、光源からの光を画像光に変
   えて出射するものであり、平行光生成手段は前記光源部
   に設けられていることを特徴とする請求項４に記載の表
   示装置。
6. 【請求項６】画像発生体は、それ自体が画像光を発生す
   るものであり、平行光生成手段は前記画像発生体と導光
   体との間に設けられていることを特徴とする請求項４に
   記載の表示装置。
7. 【請求項７】導光体は樹脂製の導光路で形成されている
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の表示
   装置。
8. 【請求項８】画像発生体は、液晶表示パネル、エレクト
   ロルミネセンス表示パネル、プラズマ表示装置、陰極線
   管、レーザ表示装置のいずれかであることを特徴とする
   請求項１または請求項２に記載の表示装置。
9. 【請求項９】画像光を出射する画像発生体と、 前記画像発生体からの画像光をほぼ垂直に取り込む入射
   面と、階段状に切り欠き形成した出射面とを有する導光
   体と、 前記導光体の出射面から出射された画像光を該出射面と
   ほぼ直交する方向に屈折して傾斜方向に沿って拡大して
   出射する画像形成手段と、 を具備し、 前記画像発生体からの画像光でつくられる画像を一辺方
   向に拡大して表示することを特徴とする表示装置。
10. 【請求項１０】画像光を出射する画像発生体と、 前記画像発生体からの画像光をほぼ垂直に取り込む入射
    面と、直線状に切断して形成した傾斜面を有し、前記傾
    斜面に表面を階段状に形成した部材の裏面を密着させて
    出射面を構成した導光体と、 前記導光体の出射面から出射された画像光を該出射面と
    ほぼ直交する方向に屈折して傾斜方向に沿って拡大して
    出射する画像形成手段と、 を具備し、 前記画像発生体からの画像光でつくられる画像を一辺方
    向に拡大して表示することを特徴とする表示装置。
11. 【請求項１１】画像光を出射する画像発生体と、 前記画像発生体からの画像光をほぼ垂直に取り込む入射
    面と、傾斜状に形成された出射面とを有する第１の導光
    体と、 前記第１の導光体の出射面から出射された画像光を傾斜
    方向に沿って拡大して出射する第１の画像形成手段と、 前記第１の画像形成手段に接してその出射面から出射さ
    れた画像光を取り込む入射面と、傾斜状に形成された出
    射面とを有する第２の導光体と、 前記第２の導光体の出射面から出射された画像光を傾斜
    方向に沿って拡大して出射する第２の画像形成手段とを
    具備し、 前記画像発生体からの画像光でつくられる画像を拡大し
    て表示することを特徴とする表示装置。
12. 【請求項１２】画像光を出射する画像発生体と、前記画
    像発生体からの画像光をほぼ垂直に取り込む入射面およ
    び傾斜状に形成された出射面を有する導光体と、からな
    る複数の画像発生手段と、 前記複数の画像発生手段をそれぞれの導光体の出射面の
    側縁を互いに密接させて配置した複合画像発生手段と、 この複合画像発生手段から出射された複合画像光を前記
    出射面にほぼ直交する方向に屈折して傾斜方向に沿って
    拡大して出射する画像形成手段と、 を具備し、 複数の画像を一体に表示することを特徴とする表示装
    置。