JPS6111782A - イメ−ジ・デイスプレイ - 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】 技術分野 本発明は、広告その他の用途に用いる各種の表示装置等
に使用されるイメージ・ディスプレイに関する。

従′来技術　　　　　　　　゛ 従来、表示装置としては、大型なものは看板や広告灯と
して、また小型のものは各種機器類や液晶時計の表示装
置等、さらには光ファイバーを用いたイメージ・ディス
プレイ等として広（使用されている。しかし、これらの
表示装置は−、般に拡大機能を有していないため、表示
しようとする画像を実物大で用意しなければならなかっ
た。また看板や広告灯では、静止画像しか提供すること
ができなかった。

これらの欠点を改善するために、被表示画像を電気的に
処理して電光管を点灯させる電光掲示板が開発され、広
く使用されている。また光ファイバーを用いたイメージ
・ディスプレイにおいては、光ファイバーの配列を変え
ずに画像出射面の光フアイバー密度を画像入射面の光フ
アイバー密度に比べて小さくすることにより、すなわち
大面積に光ファイバーを振り分けることにより拡大され
た画像を得ようとする試みがなされ、それらの一部は既
に実用化されている。しかしながら、これらの表示装置
においては、画像の拡大表示に伴ってディスプレイ面上
の画素間に表示されない領域が存在し、しかもこの表示
されない領域の面積が表示される領域の面積よりも大き
くなっている。従って、ディスプレイ面上に表示されて
いる画像を遠くから見る場合には像として見ることが可
能であるが、表示される領域が疎であるために比較的近
くから見る場合にはその像は非常に見にくいという問題
があった。

発明の目的 本発明は、上述の問題にかんがみ、従来の表示装置が有
する上述のような欠点を是正したイメージ・ディスプレ
イを提供することを目的とする。

発明の構成 本発明に係るイメージ・ディスプレイは、複数の光学繊
維の一端面及び他端面によってそれぞれ構成された画像
入射面と画像出射面とを有する画像伝送体から成るイメ
ージ・ディスプレイにおいて、上記画像伝送体が上記画
像出射面に対して所定角度傾斜した状態で互いに平行に
延びる複数の光学繊維から成ると共に、上記光学繊維の
それぞれの上記他端面が同一平面上に存在する状態にこ
れらの他端面をこれらの光学繊維の中心軸に対して傾斜
させることによって上記画像出射面を構成している。こ
のように構成することによって、画像入射面に入射する
画像を画像出射面上に鮮明にしかも拡大して表示するこ
とができる。

実施例 以下本発明に係るイメージ・ディスプレイの実施例につ
き図面を参照しながら説明する。

まず本発明の第１実施例につき説明する。

第１図に示すように、本発明の第１実施例によるイメー
ジ・ディスプレイは、互いに平行に並べられた例えばガ
ラス製で所定径を有する多数の光学繊維（光ファイバー
）１から成る光学繊維シート２が多数積層された構造と
なっていて、全体としてはくさび状の外形を有している
。なおこれらの積層された多数の光学繊維シート２から
画像伝送体３が構成されている。このくさび状の外形を
有するイメージ・ディスプレイの上面は、光学繊維１の
中心軸（繊維軸）に対して所定角度傾斜している一方の
端面１ａから成り、また長方形状の側面は光学繊維１の
上記中心軸に対して上記端面　１ａよりも小さい角度傾
斜している他方の端面１ｂから成っている。そして上記
端面１ｂから成る上記側面が画像入射面４を構成し、ま
た上記端面１ａから成る上記上面が画像出射面５を構成
している。

本実施例によるイメージ・ディスプレイにおいては、上
記画像入射面４に入射した画像を光学繊維１を通じて上
記画像出射面５に伝送し得るようになっている。なお上
記端面１ａ、ｌｂは互いに垂直であり、従って上記画像
入射面４及び画像出射面５も互いに垂直である。

次に上述のように構成された第１図に示すイメージ・デ
ィスプレイの動作につき説明する。

第２図に示すように、画像入射面４に入射した入射光６
は、外部に光が洩れることなくその内部で反射を繰り返
しながら光学繊維１内を全体として矢印入方向に進行し
、画像出射面５から出射する。

また第３図に示すように、画像入射面４に隣接して被表
示画像のポジティブなパターン７を配置し、このパター
ン７に外部光を入射させることにより得られるパターン
化された入射光６を画像入射面４に入射させた場合には
、入射画像を画像出射面５において再生することができ
る。すなわち、パターン７によりパターン化された入射
・光６は、画像入射面４に入射した後、光学繊維１内を
前述のように伝播し、次いで画像出射面５から出射され
てパターン７に対応する画像８を再現する。その際、画
像出射面５においては、各光学繊維１に対応する画素は
、第３図に示すように、光学繊維１の端面１ｂの面積に
対する端面１ａの比（ｔｏ／β１だけＸ方向に拡大され
る。従って、画像出射面５から出射する画像８は画像入
射面４に入射する画像に比べて、画像入射面４の面積に
対する画像出射面５の面積の比Ｌｏ／Ｌ、＋だけＸ方向
に拡大される。なお−例として画像入射面４に例えばｒ
ＡＪという画像を入射させた場合には、Ｘ方向にり。７
５１倍拡大されたｒＡＪが第１図に示すように画像出射
面５上に表示される。

このように、上述の第１実施例によれば、Ｘ方向に拡大
された画像を画像出射面５上に表示することができる。

しかも光学繊維１が画像出射面５上においても稠密に配
置されているので、画像出射面５上に表示される画像は
極めて鮮明である。

また光学繊維１の端面１ａとこの光学繊維１の中心軸と
の角度を選択することにより、画像入射面４に入射する
画像に対する画像出射面５上に表示される画像のＸ方向
の拡大率り。／Ｌ＋を任意に選択することができる。さ
らに上述の第１実施例によるイメージ・ディスプレイは
薄型に構成されているので、平板で奥行きの狭いフラッ
ト・ディスプレイとしても利用することができる。また
このイメージ・ディスプレイは、例えば薄型の各種電子
機器の表示装置として適用した場合に好ましいものであ
る。さらに、入射画像として動的画像を用いれば、画像
出射面５上に拡大された動画の表示が可能であるので、
アニメーション、映画等への応用が可能である。

次に本発明の第２実施例につき説明する。

第４図に示すように、第２実施例によるイメージ・ディ
スプレイは、第１図〜第３図に示す第１実施例によるイ
メージ・ディスプレイと同様の構成に加えて、画像出射
面５に透明板から成る光拡散板９が設けられている。な
おこの光拡散板９と画像出射面５との間には空気層１０
が存在している。またこの光拡散板９の一面には、光学
繊維１の中心軸に垂直でかつ画像出射面５に平行な方向
（紙面と垂直な方向）に延びかつ正三角形の断面形状を
有する突出部９ａが互いに平行でかつ等間隔に多数形成
されている。なお画像伝送体３はケース１１により固定
されている。

上述の第４図に示すイメージ・ディスプレイにおいては
、光源りからの光をパターン７に入射させることにより
得られるパターン化された入射光６は、画像入射面４に
入射した後、画像伝送体３内を伝播して画像出射面５か
ら出射される。この画像出射面５からの出射光は、出射
時においては光学繊維１の中心軸方向に偏っているが、
光拡散板９に入射した後、この光拡散板９に設けられて
いる突出部９ａにより、画像出射面５と垂直な方向に拡
散される。すなわち、第５図に示すように、画像伝送体
３内を伝播して画像出射面５から出射した光が光拡散板
９に入射すると、各突出部９ａによるプリズム効果及び
反射効果によってそれぞれ光＠Ｂ、Ｃを生じる。この結
果、出射光は画像出射面５に垂直な方向に大きな光量分
布をもつようになる。

このように、上述の第２実施例においては、画像出射面
５に光拡散板９を設けているので、既述の第１実施例と
同様な利点に加えて、画像出射面５から出射される光を
この画像出射面５と垂直な方向に拡散させることができ
るという利点がある。

従って、出射光を有効な視野に変換することができるの
で、明るい像を得ることができる。

本発明は上述の第１及び第２実施例に限定されるもので
はなく、本発明の技術的思想に基づ（種々の変形が可能
である。例えば、上述の２つの実施例においては画像出
射面５０表面を平坦としたが、必要に応じて表面を粗面
化してもよい。このようにすれば画像出射面５から出射
される光をより良く拡散させることができるので好まし
い。また光学繊維シート２の間に鏡面を有する物質を介
在させたり、光学繊維シート２の表面に例えば真空蒸着
法により金属膜を形成することにより鏡面化してもよい
。このようにすれば、導入光の反射効率が向上するので
より多くの光量の伝送が可能となり、従ってより明るい
像を得ることができる。

また上述の２つの実施例における画像入射面４と画像出
射面５との間の角度、画像入射面４と光学繊維１の中心
軸との間の角度及び画像出射面５と光学繊維１の中心軸
との間の角度は必要に応じて選択可能であるが、画像の
伝送効率等の点からそれぞれ７０　°〜１１０°、３５
″〜８７＠及び３　°〜３５６の範囲内の角度とするの
が好ましい。

なお光学繊維１の端面１ａとこの光学繊維１の中心軸と
の間の角度を画像出射面５と光学繊維１の中心軸との間
の角度よりも大きくすることも可能である。このように
すれば、画像の伝送効率を高めることが可能である。さ
らにＬｌ、Ｌｏの値も必要に応じて選択可能であるが、
１＜Ｌ。／　ｒ−１≦２０であるのが好ましく、５≦Ｌ
　ｏ　／　Ｌ　ｌ　≦１５であるのがより好ましい。

また光学繊維１の材質は上述の２つの実施例で用いたガ
ラスに限定されるものではなく、プラスチック等の他の
種類の材質を用いてもよい。さらに光拡散板９の材質は
、透明であれば種々の材質を用いることができ、例えば
ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）　、ガラス等を用
いることができる。なお光学繊維ｌの断面形状は円形で
あっても多角形であってもよい。また光学繊維シート２
は、多数の光学繊維１が互いに平行に並べられたものを
二層以上積層したものであってもよい。さらに、画像伝
送体３は、光学繊維シート２を互いに積層することによ
って構成するのではなく、互いに平行に延びる複数の光
学繊維１で直接構成したものであってもよい。またこの
光拡散板９に設けた突出部９ａの断面形状及び間隔も必
要に応じて変更可能であるが、各突出部９ａの断面形状
はプリズム形であるのが好ましい。また上述の実施例に
おける空気層１０の代わりに透明性の良好な接着剤を用
いてもよい。

なお上述の２つの実施例においては、パターン７を画像
入射面４に隣接して配置し、このパターン７に外部光を
入射させることにより所定の入射画像を形成したが、例
えばＬＥＤ等の発光素子や螢光表示板により入射画像を
形成してもよい。またポジまたはネガフィルムの画像を
入射させたり、バックライト型の液晶表示板の画像を入
射させる場合には、光源として螢光灯を用いてもよい。

次に上述の第１及び第２実施例によるイメージ・ディス
プレイの具体例につき述べる。

見生奥上 第１実施例において、光学繊維１として、コアが１５Ｍ
ＭＡ　＜屈折率１．４９）　、クラッドがフッ素系の樹
脂（屈折率１．４０）から成るプラスチックファイバー
を用いた。線径としては、５００．ｃＩｍ、２５０μｍ
、１２５μｍの３種類を用いた。また画像入射面４の形
状が１０　ｍｍ（１，＋）　Ｘ２００賞諷、画像出射面
５の形状が　１００　ｍ（Ｌｏ）　Ｘ２００　ｍとなる
ように光学繊維シート２を積層した。さらに画像出射面
５は、光学繊維シート２を所定枚散積−した後に光学線
・−維１の中心軸に対して斜めに研磨することによって
平面化した後、その表面を粗面化した。また各光学繊維
シート２０表面には真空蒸着法によりＡｌ膜を形成した
。なお光学繊維シート２を積層する際には光学繊維１へ
の影響がないエポキシ系の接着剤を用いた。

この例では、画像入射面４に入射した画像は、画像出射
面５ではＸ方向に１０倍拡大される。また画像出射面５
上に得られた画像は解像度が高くて鮮明な画像であ、た
。

ｌ生性主 第２実施例において、光拡散板９として、ＰＭＭＡから
成る透明シートの一面に断面形状が一辺０．７鶴の正三
角形である突出部９ａが０．７ｆｉのピソチで互いに平
行に形成されているものを押し出し成形で作製して用い
た。

この例では、画像出射面５に垂直な方向の光量分布は、
光拡散板９を画像出射面５に設けていない場合に比べて
１．相対強度で約３倍に増加した。

従って、出射光を有効な視野に変換することができ、明
るい像が得られた。

発明の効果 本発明に係るイメージ・ディスプレイによれば、画像伝
送体が画像出射面に対して所定角度傾斜した状態で互い
に平行に延びる複数の光学繊維から成ると共に、上記光
学繊維のそれぞれの他端面が同一平面上に存在する状態
にこれらの他端面をこれらの光学繊維の中心軸に対して
傾斜させることによって画像出射面を構成しているので
、画像入射面に入射する画像を光学繊維により画像出射
面側に伝送することにより、上記入射画像を画像出射面
上に鮮明にしかも拡大して表示することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るイメージ・ディスプレイの第１実
施例の斜視図、第２図は第１図に示すイメージ・ディス
プレイの画像入射面に入射する入射光が光学繊維内を伝
播した後に画像出射面から出射される様子を説明するた
めの断面図、第３図は第１図に示すイメージ・デ、イス
プレイの画像入射面に入射する画像が画像出射面に伝送
される様子を説明するための断面図、第４図は本発明に
係るイメージ・ディスプレイの第２実施例を示す第２図
及び第３図と同様な断面図、第５図は第４図の光拡散板
に設けた突出部の近傍の拡大断面図である。 なお図面に用いた符号において、 １−−−−−一・・・・・−・−・・−・・光学繊維ｌ
ａ、１ｂ−・−−−−−−・−・端面２−・−・−・・
−・・−・−・光学繊維シート３−−−−−−−−−−
−・−−−−−−一画像伝送体４−−−−−−−・−−
−−一−−−−−−−画像入射面５・−−一−−−−−
−−−−−・−画像出射面９・・−・−・−・−−−−
−・−・−・−光拡散板である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、複数の光学繊維の一端面及び他端面によってそれぞ
   れ構成された画像入射面と画像出射面とを有する画像伝
   送体から成るイメージ・ディスプレイにおいて、上記画
   像伝送体が上記画像出射面に対して所定角度傾斜した状
   態で互いに平行に延びる複数の光学繊維から成ると共に
   、上記光学繊維のそれぞれの上記他端面が同一平面上に
   存在する状態にこれらの他端面をこれらの光学繊維の中
   心軸に対して傾斜させることによって上記画像出射面を
   構成したことを特徴とするイメージ・ディスプレイ。 ２、上記画像伝送体が互いに平行な複数の光学繊維から
   成る複数の光学繊維シートを互いに積層することによっ
   て構成されていることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項に記載のイメージ・ディスプレイ。 ３、上記画像出射面に光拡散板が設けられていることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項及び第２項のいずれか
   一項に記載のイメージ・ディスプレイ。 ４、上記光拡散板がその一面に互いに平行でかつ等間隔
   に配置された突出部がその一面に設けられた透明板から
   成ると共に、上記突出部の延びる方向が上記光学繊維の
   中心軸に垂直でかつ上記画像出射面に平行であることを
   特徴とする特許請求の範囲第３項に記載のイメージ・デ
   ィスプレイ。 ５、上記画像出射面が粗面であることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項〜第４項のいずれか一項に記載のイメ
   ージ・ディスプレイ。 ６、上記複数の光学繊維シートの間に光反射膜が設けら
   れていることを特徴とする特許請求の範囲第１項〜第５
   項のいずれか一項に記載のイメージ・ディスプレイ。