JPS6228710A - 画像表示装置 - Google Patents
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- JPS6228710A JPS6228710A JP16904785A JP16904785A JPS6228710A JP S6228710 A JPS6228710 A JP S6228710A JP 16904785 A JP16904785 A JP 16904785A JP 16904785 A JP16904785 A JP 16904785A JP S6228710 A JPS6228710 A JP S6228710A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- core layer
- refractive index
- light
- angle
- optical waveguide
- Prior art date
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- Pending
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- Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
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。
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〕
本発明は、光導波路による画像表示装置に関する。
従来、テレビ放送の映像やコンピュータ等の情報の表示
等を行う画像表示装置としては、種々のものが知られて
いる。
等を行う画像表示装置としては、種々のものが知られて
いる。
例えば、電子銃より電子ビームを螢光面に照射し、発光
させて画像表示を行う陰極線管によるものが一般に広く
使われている。
させて画像表示を行う陰極線管によるものが一般に広く
使われている。
また、この陰極線管に代わる画像表示装置として液晶を
用いるもの等も広く使用されている。
用いるもの等も広く使用されている。
しかしながら、従来の陰極線管によるものは、電子銃か
ら照射される電子ビームを陰極線管内で偏向させ、画面
を形成する略平面図状の螢光面の隅々まで照射し発光さ
せて画像表示を行うため、画面が歪んでしまう問題があ
った。それで、この画面の歪みが目立たない程度の充分
な電子ビームの照射距離を要し、陰極線管の薄型化を図
るには限度があった。あるいは消費電力が大きいという
問題があった。
ら照射される電子ビームを陰極線管内で偏向させ、画面
を形成する略平面図状の螢光面の隅々まで照射し発光さ
せて画像表示を行うため、画面が歪んでしまう問題があ
った。それで、この画面の歪みが目立たない程度の充分
な電子ビームの照射距離を要し、陰極線管の薄型化を図
るには限度があった。あるいは消費電力が大きいという
問題があった。
また、上記問題点を解消する画像表示装置として、電界
を加えることにより分子配列状態を制御できる液晶を要
し画像表示を行う液晶パネルが実用化されているが、現
状では解像度、コントラストや応答性、視野角、画像面
積等の点において難点がある。
を加えることにより分子配列状態を制御できる液晶を要
し画像表示を行う液晶パネルが実用化されているが、現
状では解像度、コントラストや応答性、視野角、画像面
積等の点において難点がある。
そこで、本発明は、従来の技術上の難点を解消する新規
な画像表示装置を提供すべくなされたもので、簡素な構
成で、軽量化・薄型化・大画面化を図り得ると共に、解
像度が高くコントラストも高いと共に、視野角も広く、
かつ応答性も良い画像表示装置を提供することを目的と
する。
な画像表示装置を提供すべくなされたもので、簡素な構
成で、軽量化・薄型化・大画面化を図り得ると共に、解
像度が高くコントラストも高いと共に、視野角も広く、
かつ応答性も良い画像表示装置を提供することを目的と
する。
上記目的を達成するために、本発明は下記の如く構成し
た。
た。
本発明は比較的屈折率の高い材料からなるコア層を比較
的屈折率の低い材料からなるクラッド層で挟んで平面状
の光導波路を形成し、この光導波路内を伝播される光導
波条件を変えることによって局部的に光導波路外に放出
し発光させて画像表示を行う装置であって、前記コア層
を２種の材料を交互に設けた横縞状に形成し、このコア
層を形成する少なくとも一方の材料を電気光学効果を有
する材料でなすと共に、互いに境界面を略臨界角の角度
で傾けて設け、かつこのコア層を挟んで局部的に電界を
印加する電界印加手段を設け、前記境界面をなす２種の
材料の屈折率に差を生じるようにしたことを特徴とする
。
的屈折率の低い材料からなるクラッド層で挟んで平面状
の光導波路を形成し、この光導波路内を伝播される光導
波条件を変えることによって局部的に光導波路外に放出
し発光させて画像表示を行う装置であって、前記コア層
を２種の材料を交互に設けた横縞状に形成し、このコア
層を形成する少なくとも一方の材料を電気光学効果を有
する材料でなすと共に、互いに境界面を略臨界角の角度
で傾けて設け、かつこのコア層を挟んで局部的に電界を
印加する電界印加手段を設け、前記境界面をなす２種の
材料の屈折率に差を生じるようにしたことを特徴とする
。
以上の構成による本発明の画像表示装置によれば、コア
層を形成する２種の材料は通常略同−の屈折率で設定し
、コア層に入射される光は、コア層で形成される光導波
路内を伝播される。そして、任意の位置に電界を印加し
、電気光学効果を有する材料で構成された一方の材料の
屈折率を変化させる。そうすると、２種の材料の屈折率
に差が生じ、光伝播方向に対し一方の材料の屈折率を他
方の屈折率より大きくなれば境界面が全反射角以上とな
り、その互いの境界面に入射される光は境界面に全反射
して光導波路外に放出される。このような放出部分をマ
トリック状に設けて画素を形成することにより、画像の
表示が可能となる。
層を形成する２種の材料は通常略同−の屈折率で設定し
、コア層に入射される光は、コア層で形成される光導波
路内を伝播される。そして、任意の位置に電界を印加し
、電気光学効果を有する材料で構成された一方の材料の
屈折率を変化させる。そうすると、２種の材料の屈折率
に差が生じ、光伝播方向に対し一方の材料の屈折率を他
方の屈折率より大きくなれば境界面が全反射角以上とな
り、その互いの境界面に入射される光は境界面に全反射
して光導波路外に放出される。このような放出部分をマ
トリック状に設けて画素を形成することにより、画像の
表示が可能となる。
実施例
以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。
第１図および第２図は本発明に係る画像表示装置の基本
構成を示すもので、比較的屈折率の高い材料からなるコ
ア層１２を比較的屈折率の低い材料からなるクラッド層
で挾んで平面状の光導波路を形成した方形平板状に形成
し、このコア層１２よりなる光導波路の一辺側に光源１
０を設け、この光源１０から照射される光が光導波路を
形成するコア層１２の一辺側から対辺側まで伝播される
ように概略構成されている。
構成を示すもので、比較的屈折率の高い材料からなるコ
ア層１２を比較的屈折率の低い材料からなるクラッド層
で挾んで平面状の光導波路を形成した方形平板状に形成
し、このコア層１２よりなる光導波路の一辺側に光源１
０を設け、この光源１０から照射される光が光導波路を
形成するコア層１２の一辺側から対辺側まで伝播される
ように概略構成されている。
なお、クラッド層１１．１１は、比較的屈折率の低い固
体あるいは気体で構成され、実際画像表示装置の画面と
して構成する場合、例えば、低屈折率のガラスあるいは
プラスチック等の固体で構成しくクラッド層１１．１１
の表示面側は透明、他方は不透明でよい）画面構成上の
強度を有するようにするが、比較的屈折率の低い気体で
ある空気層をクランド層１１としたものでも良い。第１
図、第２図において、コア層１２は、２種の部材１２Ａ
、 １２Ｂを交互に横縞状に設けた平面状に形成されて
いる。コア層１２を形成する部材１２Ａと１２Ｂとの互
いの境界面は、略臨界角の角度で傾けて形成されている
。
体あるいは気体で構成され、実際画像表示装置の画面と
して構成する場合、例えば、低屈折率のガラスあるいは
プラスチック等の固体で構成しくクラッド層１１．１１
の表示面側は透明、他方は不透明でよい）画面構成上の
強度を有するようにするが、比較的屈折率の低い気体で
ある空気層をクランド層１１としたものでも良い。第１
図、第２図において、コア層１２は、２種の部材１２Ａ
、 １２Ｂを交互に横縞状に設けた平面状に形成されて
いる。コア層１２を形成する部材１２Ａと１２Ｂとの互
いの境界面は、略臨界角の角度で傾けて形成されている
。
コア層１２を形成する一方の部材１２Ｂとしては、電界
を加えることによって、その屈折率が変化する電気光学
効果を有する材料、例えばＫｔ（２ＰＯ４、ＬｉＮｂ０
３ 、ＬｉＴａ０３ ＰＬＺＴ等が用いられる。コア層
１２は、光源１０から照射される光伝１般方向と直交す
るように境界面を設けて区分されている。なお、コア層
１２を形成する２種の部材１２Ａ、 １２Ｂは、通常の
屈折率が同一の材料あるいは電気光学材料からなる部材
１２Ｂが他方の部材１２Ａよりもやや高くなるように設
定され、部材１２Ｂに電界を印加することによって部材
１２Ｂの屈折率が変化し部材１２Ａの屈折率より低くな
るようになっている。
を加えることによって、その屈折率が変化する電気光学
効果を有する材料、例えばＫｔ（２ＰＯ４、ＬｉＮｂ０
３ 、ＬｉＴａ０３ ＰＬＺＴ等が用いられる。コア層
１２は、光源１０から照射される光伝１般方向と直交す
るように境界面を設けて区分されている。なお、コア層
１２を形成する２種の部材１２Ａ、 １２Ｂは、通常の
屈折率が同一の材料あるいは電気光学材料からなる部材
１２Ｂが他方の部材１２Ａよりもやや高くなるように設
定され、部材１２Ｂに電界を印加することによって部材
１２Ｂの屈折率が変化し部材１２Ａの屈折率より低くな
るようになっている。
このように、コア層１２は光の伝搬方向に対して、列方
向に２種の部材１２Ａ、１２Ｂを交互に綿状に設けると
共に、行方向に境界面を設けた複数の光導波路を形成し
たマトリックス状に区分されている。
向に２種の部材１２Ａ、１２Ｂを交互に綿状に設けると
共に、行方向に境界面を設けた複数の光導波路を形成し
たマトリックス状に区分されている。
電気光学効果を有する材料からなる部材１２Ｂに対する
電界の印加は、コア層１２を挾んで設けた電極間に電源
電圧をかけることによって行われる。
電界の印加は、コア層１２を挾んで設けた電極間に電源
電圧をかけることによって行われる。
この電極は、例えばコアＦｉ１２の裏面に、コア層１２
を行方向に区分する境界面間毎に設けた電極１３１１３
２−−−−−−１３ｎと、コア層１２の表面に、列方向
にある部材１２八と１２Ｂの境界面上に設けた電極１４
．１４２−−−１４ｍとによりコア層１２を挾んでマト
リックス状に構成されている。
を行方向に区分する境界面間毎に設けた電極１３１１３
２−−−−−−１３ｎと、コア層１２の表面に、列方向
にある部材１２八と１２Ｂの境界面上に設けた電極１４
．１４２−−−１４ｍとによりコア層１２を挾んでマト
リックス状に構成されている。
電極Ｌ３ｎ （ｎ ＝１．２、−−−−−）と電極１
４ｍ （ｍ＝１．２、−−−−−−）との間に電源か
ら電圧を加えると、その部分に電界が印加される。この
電界の印加は電極１３ ＋ 、１３２−−−−−１３ｎ
とこれら電極とそれぞれ対応する電極１４ ＋ 、１４
２−−−−−４４ｍとの間に電源電圧を選択的にオン、
オフ、スイッチングすることにより行われる。このスイ
ッチング動作は図示しない信号処理系からの画像処理信
号により制御される。
４ｍ （ｍ＝１．２、−−−−−−）との間に電源か
ら電圧を加えると、その部分に電界が印加される。この
電界の印加は電極１３ ＋ 、１３２−−−−−１３ｎ
とこれら電極とそれぞれ対応する電極１４ ＋ 、１４
２−−−−−４４ｍとの間に電源電圧を選択的にオン、
オフ、スイッチングすることにより行われる。このスイ
ッチング動作は図示しない信号処理系からの画像処理信
号により制御される。
次に、以上のように構成した実施例の画像表示装置にお
ける画像表示動作について説明する。
ける画像表示動作について説明する。
先ず、第３図に示すように、通常、コア層１２を形成す
る部材１２Ａと１２Ｂの夫々の屈折率ｎＡとｎＢは同一
（ｎＡ−ｎＢ）かあるいはｎＢがやや大きく （ｎＡ
＜ｎＢ）設定されている。この状態では光源１０からコ
ア層１２に入射される光は、光導波路を形成するコア層
１２とクラッド層（図面では省略あるいは空気層として
示す）との境界面を通過して、光源１０側の一辺から対
辺まで伝播される。
る部材１２Ａと１２Ｂの夫々の屈折率ｎＡとｎＢは同一
（ｎＡ−ｎＢ）かあるいはｎＢがやや大きく （ｎＡ
＜ｎＢ）設定されている。この状態では光源１０からコ
ア層１２に入射される光は、光導波路を形成するコア層
１２とクラッド層（図面では省略あるいは空気層として
示す）との境界面を通過して、光源１０側の一辺から対
辺まで伝播される。
次いで、画像処理信号によりスイッチング動作をオンオ
フ制御し、例えば電極１３ｎ （ｎ ＝１．２−−−
−− ＞ と１４ｍ （ｍ ＝１．２−−−−−−）
との間に電圧をかける。このスイッチング動作は、例え
ば、電極（１３１と１４ ＋ ） （１３＋と１４２
） −−−−−（１３＋と１４ｍ ）（１３２と１４
＋ ） （１３２と１４２）・−−−−（１３２と
１４ｍ）−−−−−−（１３ｎ と１４ ＋ ） （
１３ｎ と１４２ ） −−−−−−（１３ｎ と１４
ｍ）のように任意かつ所要の電極間に連続的に行われる
。
フ制御し、例えば電極１３ｎ （ｎ ＝１．２−−−
−− ＞ と１４ｍ （ｍ ＝１．２−−−−−−）
との間に電圧をかける。このスイッチング動作は、例え
ば、電極（１３１と１４ ＋ ） （１３＋と１４２
） −−−−−（１３＋と１４ｍ ）（１３２と１４
＋ ） （１３２と１４２）・−−−−（１３２と
１４ｍ）−−−−−−（１３ｎ と１４ ＋ ） （
１３ｎ と１４２ ） −−−−−−（１３ｎ と１４
ｍ）のように任意かつ所要の電極間に連続的に行われる
。
以上のように、任意の電極１３ｎと１４ｍとの間に電圧
がかけられるとその位置に電界が生じる。そうすると、
任意の電極１３ｎと１４ｍとが対応する電気光学部材１
２Ｂの屈折率ｎＢが変化し、それよりも低い屈折率ｎｂ
に変えられる。
がかけられるとその位置に電界が生じる。そうすると、
任意の電極１３ｎと１４ｍとが対応する電気光学部材１
２Ｂの屈折率ｎＢが変化し、それよりも低い屈折率ｎｂ
に変えられる。
そうすると、第４図に示すように、コア層１２を形成す
る部材１２Ｂの屈折率ｎｂは、部材１２Ａの屈折率ｎＡ
より低（（ｎＡ＞ｎｂ）なる。このように、部材１２Ｂ
の屈折率ｎｂが部材１２への屈折率ｎＡに比べて低くな
ると、部材１２Ａ 、１２Ｂの境界面の角度が臨界角以
上になる。するとコア層１２を伝播される光はその境界
面で全反射される。その全反射した伝播光はコア層１２
と表示面側のクラッド層との境界をこえて光導波路外に
放出され、あたかもその部分がスポット状に発光してい
るように観察される。
る部材１２Ｂの屈折率ｎｂは、部材１２Ａの屈折率ｎＡ
より低（（ｎＡ＞ｎｂ）なる。このように、部材１２Ｂ
の屈折率ｎｂが部材１２への屈折率ｎＡに比べて低くな
ると、部材１２Ａ 、１２Ｂの境界面の角度が臨界角以
上になる。するとコア層１２を伝播される光はその境界
面で全反射される。その全反射した伝播光はコア層１２
と表示面側のクラッド層との境界をこえて光導波路外に
放出され、あたかもその部分がスポット状に発光してい
るように観察される。
そのような光の放出部分をマトリックス状に配置してお
くと、マトリックス状の画素が形成され、これで必要な
画像が得される。前記実施例の如く、光伝播方向である
行方向に境界面を設け、複数の略方形状光導波路を並設
し平面状に構成したものにおいて、更に第５図に示すよ
うに、隣設する３本の光導波路の光入射口に、赤色光透
過フィルター１５Ｒ，緑色光透過フィルター１５Ｇ、青
色光透過フィルター１５Ｂの順に夫々配設し、これらの
フィルターを通して光を入射するように構成すると、Ｒ
−Ｇ−Ｂ方式のカラー表示を容易に行うことができる。
くと、マトリックス状の画素が形成され、これで必要な
画像が得される。前記実施例の如く、光伝播方向である
行方向に境界面を設け、複数の略方形状光導波路を並設
し平面状に構成したものにおいて、更に第５図に示すよ
うに、隣設する３本の光導波路の光入射口に、赤色光透
過フィルター１５Ｒ，緑色光透過フィルター１５Ｇ、青
色光透過フィルター１５Ｂの順に夫々配設し、これらの
フィルターを通して光を入射するように構成すると、Ｒ
−Ｇ−Ｂ方式のカラー表示を容易に行うことができる。
また、前記実施例において、光伝播方向である行方向に
境界壁を設けたものとして説明したが、この境界壁が無
くても、同様の効果を得ることができる。この場合、上
述のような手法でカラー化をすることはできないが、第
６図に示すように、光導波路を形成するコア層１２を透
光性を有するクラッド層を挟んで３段重ねにし、各コア
層１２．１２゜１２に夫々赤色光・緑色光・青色光の透
過フィルターを夫々設け、これらのフィルターを通して
光を入射し、各導波路を伝播させて行えば上記のような
カラー化は可能である。
境界壁を設けたものとして説明したが、この境界壁が無
くても、同様の効果を得ることができる。この場合、上
述のような手法でカラー化をすることはできないが、第
６図に示すように、光導波路を形成するコア層１２を透
光性を有するクラッド層を挟んで３段重ねにし、各コア
層１２．１２゜１２に夫々赤色光・緑色光・青色光の透
過フィルターを夫々設け、これらのフィルターを通して
光を入射し、各導波路を伝播させて行えば上記のような
カラー化は可能である。
この時、電極は光透過性を有する材料、例えば透明電極
で形成することは云うまでもない。
で形成することは云うまでもない。
なお、コア層を形成する２種の部材としては、両者共に
電気光学効果を有する材料であっても良い。この場合電
界の印加によって部材Ａは屈折率ｎＡが高くなる部材、
部材Ｂは屈折率ｎＢが低くなる部材であればよい。くむ
しろ、そうであることが必要） 発明の詳細 な説明したとおり、本発明によれば、光導波路を平面状
に形成するとともに、この導波路を構成する２種の部材
を境界面を略臨界角で傾けて横縞状に配置し、そのすく
なくとも一方を電気光学効果を有する材料で形成し、電
界の印加により、電気光学材料からなる部材の屈折率を
変化させて導波路を伝播される光を境界面で全反射させ
て路外へ放出させるようにしたので、容易に装置の薄型
化・軽量化・大画面化・低消費電力化を図ることができ
る。また従来の液晶を用いたものに比べて解像度も高（
、コントラストも高くできると共に、視野角も広く応答
性も良くすることができる。したがって、より見易く、
鮮明な画像表示が期待できる。
電気光学効果を有する材料であっても良い。この場合電
界の印加によって部材Ａは屈折率ｎＡが高くなる部材、
部材Ｂは屈折率ｎＢが低くなる部材であればよい。くむ
しろ、そうであることが必要） 発明の詳細 な説明したとおり、本発明によれば、光導波路を平面状
に形成するとともに、この導波路を構成する２種の部材
を境界面を略臨界角で傾けて横縞状に配置し、そのすく
なくとも一方を電気光学効果を有する材料で形成し、電
界の印加により、電気光学材料からなる部材の屈折率を
変化させて導波路を伝播される光を境界面で全反射させ
て路外へ放出させるようにしたので、容易に装置の薄型
化・軽量化・大画面化・低消費電力化を図ることができ
る。また従来の液晶を用いたものに比べて解像度も高（
、コントラストも高くできると共に、視野角も広く応答
性も良くすることができる。したがって、より見易く、
鮮明な画像表示が期待できる。
第１図は本発明に係る画像表示装置を示す斜視図、第２
図はその側断面図、第３図はその光伝播状態を示す側断
面図、第４図はその光放出状態を示す部分断面図、第５
図および第６図は上記装置をカラー化するための応用例
を示す概略斜視図である。
図はその側断面図、第３図はその光伝播状態を示す側断
面図、第４図はその光放出状態を示す部分断面図、第５
図および第６図は上記装置をカラー化するための応用例
を示す概略斜視図である。
Claims (1)
- （１）比較的屈折率の高い材料からなるコア層を比較的
屈折率の低い材料からなるクラッド層で挟んで平面状の
光導波路を形成し、この光導波路内を伝播される光導波
条件を変えることによって局部的に光導波路外に放出し
発光させて画像表示を行う装置であって、前記コア層を
２種の材料を交互に配した横縞状に形成し、このコア層
を形成する少なくとも一方の材料を電気光学効果を有す
る材料でなすと共に、互いの境界面を略臨界角の角度で
傾けて設け、かつこのコア層を挟んで局部的に電界を印
加する電界印加手段を設けてなる画像表示装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16904785A JPS6228710A (ja) | 1985-07-31 | 1985-07-31 | 画像表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16904785A JPS6228710A (ja) | 1985-07-31 | 1985-07-31 | 画像表示装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6228710A true JPS6228710A (ja) | 1987-02-06 |
Family
ID=15879336
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16904785A Pending JPS6228710A (ja) | 1985-07-31 | 1985-07-31 | 画像表示装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6228710A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005221591A (ja) * | 2004-02-03 | 2005-08-18 | Seiko Epson Corp | 表示装置 |
| US6954681B2 (en) | 2000-12-15 | 2005-10-11 | Cyberoptics Corporation | Board align image acquisition device with improved interface |
| JP2006065206A (ja) * | 2004-08-30 | 2006-03-09 | Ricoh Co Ltd | 光スイッチング素子 |
-
1985
- 1985-07-31 JP JP16904785A patent/JPS6228710A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6954681B2 (en) | 2000-12-15 | 2005-10-11 | Cyberoptics Corporation | Board align image acquisition device with improved interface |
| JP2005221591A (ja) * | 2004-02-03 | 2005-08-18 | Seiko Epson Corp | 表示装置 |
| JP4682519B2 (ja) * | 2004-02-03 | 2011-05-11 | セイコーエプソン株式会社 | 表示装置 |
| JP2006065206A (ja) * | 2004-08-30 | 2006-03-09 | Ricoh Co Ltd | 光スイッチング素子 |
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