JPH09265264A - 表示装置 - Google Patents

表示装置

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JPH09265264A
JPH09265264A JP8095879A JP9587996A JPH09265264A JP H09265264 A JPH09265264 A JP H09265264A JP 8095879 A JP8095879 A JP 8095879A JP 9587996 A JP9587996 A JP 9587996A JP H09265264 A JPH09265264 A JP H09265264A
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JP
Japan
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light guide
image
refraction
refracting
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JP8095879A
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English (en)
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Masaru Higuchi
勝 樋口
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Casio Computer Co Ltd
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Casio Computer Co Ltd
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0033Means for improving the coupling-out of light from the light guide
    • G02B6/0035Means for improving the coupling-out of light from the light guide provided on the surface of the light guide or in the bulk of it
    • G02B6/0045Means for improving the coupling-out of light from the light guide provided on the surface of the light guide or in the bulk of it by shaping at least a portion of the light guide
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    • G02B6/0048Tapered light guide, e.g. wedge-shaped light guide with stepwise taper
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 画像の拡大を図るために、液晶表示パネルと
拡散板(スクリーン)との間に多数の光ファイバを配置
したものにおいて、組立作業を容易に行うことができる
ようにする。 【解決手段】 液晶表示パネル1と拡散板41との間に
配置された導光体21は、コア25をクラッド26で被
覆してなる多数の光ファイバを用いて形成されたもので
あって、出射面23を入射面22に対して所定の角度θ
1傾斜された構造となっている。したがって、組立に際
してはこの導光体21を組込めばよく、組立作業を容易
に行うことができる。この場合、導光体21の出射面2
3から左斜め上方に出射された画像光は屈折体31によ
って屈折体31の出射面34に対して垂直な方向に屈折
される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は液晶表示装置など
の表示装置に関し、特に、画像の拡大を図ることのでき
る表示装置に関する。
【0002】
【従来の技術】表示装置には、画像の拡大を図るため
に、液晶表示パネルなどからなる表示体とスクリーンと
の間に多数の光ファイバを配置し、かつスクリーン側に
おける光ファイバの端部の配置間隔を表示体側における
光ファイバの端部の配置間隔よりも大きくしたものがあ
る(例えば特開平2−294684号公報参照)。この
場合、スクリーンは、スクリーン板に多数の貫通孔が形
成され、スクリーン板の表面に拡散層が設けられた構造
となっている。そして、スクリーン板の各貫通孔内に裏
面側から多数の光ファイバの各出射面側端部が挿入され
ている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
このような表示装置では、多数の光ファイバの各出射面
側端部をスクリーン板のそれぞれ対応する貫通孔内にひ
とつずつ挿入しなければならず、その組立作業にかなり
の手間がかかり、コスト高になってしまうという問題が
ある。また、光ファイバの出射面側端部をスクリーン板
の貫通孔内に挿入する作業を手作業によって行う関係か
ら、光ファイバの長さをある程度長くしなければなら
ず、ひいては装置全体が大型化するという問題がある。
この発明の課題は、組立作業を容易に行うことができ、
かつ装置全体を小型化することができるようにすること
である。
【0004】
【課題を解決するための手段】この発明は、画像表示面
を有する表示体と、この表示体の画像表示面側に設けら
れ、密集された多数の線状導光路を有するとともに、出
射面を入射面に対して傾斜する傾斜面とされた導光体
と、この導光体の出射面側に設けられ、この出射面から
出射される画像光を所定の方向に屈折させる屈折体とを
具備したものである。
【0005】この発明によれば、導光体の出射面の入射
面に対する傾斜角度に応じて画像が所定の一方向に拡大
されることになる。例えば、導光体の出射面の入射面に
対する傾斜角度を約60゜〜約84.3゜とすると、画
像を所定の一方向に2〜10倍拡大することができる。
そして、導光体は密集された多数の線状導光路を有する
構造であるので、組立に際してはこの導光体を組込めば
よく、したがって組立作業を容易に行うことができる。
また、導光体は出射面を入射面に対して傾斜する傾斜面
とされた構造であるので、この導光体の側面形状を例え
ば直角三角形状とすることができ、そしてこの導光体の
入射面を表示体の画像表示面側に設ければよいので、導
光体の出射面を鉛直としたとき、導光体の奥行を表示体
の奥行とほぼ同じとすることができ、ひいては装置全体
を小型化することができる。
【0006】
【発明の実施の形態】図1はこの発明の第1実施形態に
おける表示装置の要部の一部を切り欠いた側面図を示し
たものである。この表示装置は液晶表示パネル(表示
体)1を備えている。液晶表示パネル1は、画像表示面
2を上側とされた状態で、所定の角度傾斜して配置され
ている。液晶表示パネル1の下面側にはバックライトユ
ニット11が液晶表示パネル1と平行に設けられてい
る。液晶表示パネル1の画像表示面2側には導光体21
の入射面22が設けられている。導光体21は、入射面
22に対して所定の角度θ1傾斜した出射面23を有す
る側面直角三角形状となっている。この場合、導光体2
1の出射面23は鉛直となっている。導光体21の出射
面23側には屈折体31及び拡散板(スクリーン)41
が設けられている。
【0007】液晶表示パネル1は、液晶セル3の上下両
面にそれぞれ偏光板4、5が貼り付けられた構造となっ
ている。この液晶表示パネル1は、スイッチング素子と
しての薄膜トランジスタを備えた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るが、通常のものとや
や異なった構造となっている。すなわち、液晶表示パネ
ル1の液晶セル3の薄膜トランジスタなどが設けられた
一方の透明基板は、図2に等価回路的に示すような構造
となっている。この一方の透明基板6の上面側にはゲー
トライン7及びデータライン8がマトリックス状に配置
され、その各交点近傍には画素電極9が薄膜トランジス
タ10を介して両ライン7、8に接続されて配置されて
いる。そして、各ゲートライン7間の間隔は通常のもの
と同じであるが、各データライン8間の間隔は通常のも
のよりも大きくなっている。各データライン8間の間隔
の拡大率は、通常のものの例えば2〜10倍となってい
る。これに伴い、画素電極9のサイズは、データライン
8に沿う縦方向の長さが通常のものと同じで、ゲートラ
イン7に沿う横方向の長さが通常のものの2〜10倍と
なっている。したがって、後で説明するように、液晶表
示パネル1の画像表示面2から出射される画像光を所定
の一方向につまりデータライン8に沿う方向に2〜10
倍拡大すると、通常のものの画像を2〜10倍拡大した
画像が得られることになる。
【0008】次に、図1に示すバックライトユニット1
1について説明する。バックライトユニット11は、面
光源化用導光体12と、面光源化用導光体12の上面に
配置された平行光化用導光体13と、面光源化用導光体
12の所定の一端側に配置された蛍光管14及び反射フ
ィルム15からなっている。このうち面光源化用導光体
12は、アクリル樹脂などからなり、所定の一端面から
入射された光を内部に導入し、この導入した光を下面で
全反射させて上面全体から出射させることにより、面光
源化するものである。平行光化用導光体13は、コリメ
ーションレンズアレイや光ファイバアレイなどからな
り、下面に入射された光を上面からこの上面に対して垂
直な平行光として出射させるものである。そして、蛍光
管14から出た光及び反射フィルム15によって反射さ
れた光は、導光体12の所定の一端面に入射されて面光
源化され、この面光源化された光が平行光化用導光体1
3によって液晶表示パネル1の下面に対して垂直な平行
光とされ、この平行光が液晶表示パネル1の下面に照射
されるようになっている。
【0009】次に、図1に示す導光体21について、図
3〜図6を順に参照しながら、その形成方法と併せ説明
する。まず、図3に示すように、所定の長さの光ファイ
バ24を多数用意する。光ファイバ24は、高屈折率の
アクリル系樹脂からなるコア25を低屈折率のフッ素系
樹脂からなるクラッド26で被覆したものからなってい
る。この場合、一例として、コア25の直径は10〜6
0μm程度、クラッド26の膜厚は5〜20μm程度で
ある。そして、図4に示すように、例えば1500〜2
500本程度の光ファイバ24を束にして、直径6〜1
0mm程度の光ファイバ束27を形成する。
【0010】次に、図5に示すように、内部が直方体形
状の下金型28内に複数の光ファイバ束27を密集させ
て収納する。次に、下金型28内を図示しない上金型で
密封し、次いで加熱すると、光ファイバ24のクラッド
26が溶融して膨張することにより、複数の光ファイバ
束27の各間の隙間が埋められ、下金型28と上金型内
に多数のコア25がクラッド26によって相互に接合さ
れて充満される。これにより、図6(A)に示すような
直方体形状の光ファイバブロック29が得られる。この
場合、光ファイバブロック29の外周部を除く部分にお
ける各光ファイバ束27は、金型内において相互に押圧
し合うことにより、図6(B)に示すように、平面正六
角形状となる。なお、下金型28内を上金型で密封する
前に、複数の光ファイバ束27の各間の隙間にクラッド
26と同じ材料または異なる材料を充填するようにして
もよい。次に、図6(A)において一点鎖線で示すよう
に、光ファイバブロック29の所定の側面の対角線に沿
って切断すると、図1に示す側面直角三角形状の導光体
21が得られる。このようにして得られた導光体21で
は、多数のコア(線状導光路)25が密集され、かつ各
コア25がクラッド26により被覆されているとともに
相互に接合され、さらに出射面23を入射面22に対し
て所定の角度θ1で傾斜する傾斜面とされた構造となっ
ている。
【0011】そして、この導光体21の入射面22は液
晶表示パネル1の画像表示面2に密接または近接されて
配置されている。この場合、導光体21の入射面22の
サイズは液晶表示パネル1の画像表示面2と同じかそれ
よりも若干大きめとされている。ところで、導光21の
入射面22と出射面23とのなす角度θ1を例えば約6
0゜〜約84.3゜とすると、導光体21の側面におけ
る入射面22の長さに対して出射面23の長さが2〜1
0倍となる。なお、導光体21の他の形成方法として
は、図3に示す光ファイバ24として所定の長さよりも
数倍長いものを用意し、これによって図6に示すような
ファイバブロック29を形成した後、これを切断して図
6に示すファイバブロック29を複数得るようにしても
よい。また、コア25を押出成形により形成した後、例
えば1500〜2500本程度のコア25の束をクラッ
ド材の溶融した槽中を通過させ、付着したクラッド材が
固化することにより、図4に示す光ファイバ束27を得
るようにしてもよい。
【0012】次に、図1に示す屈折体31について、図
7を参照しながら説明する。屈折体31は、導光体21
のコア25と同じ材料またはコア25と近似する屈折率
を有する材料によって形成された平板状の屈折体本体3
2を備えている。この屈折体本体32の一方の面は入射
面33で、他方の面は入射面33と平行な出射面34と
なっている。そして、屈折体本体32の内部には、入射
面33に対して所定の角度θ2(この角度θ2については
後で説明する。)で傾斜する複数の板状の屈折層35が
所定の配列ピッチで形成されている。屈折層35は屈折
体本体32と屈折率が大きく相違する空気等からなるも
のである。屈折層35の幅方向両端部(屈折体本体32
の厚さ方向両端部)は閉塞されているが、長手方向両端
部は大気中に開放されている。屈折層35は屈折体本体
32の材料(例えばアクリル系樹脂)と屈折率が大きく
異なるため、屈折体本体32との所定の界面が反射面
(屈折面)36となる。屈折層35の配列ピッチは、導
光体21の出射面23におけるコア25の配列ピッチと
同じとなっている。そして、屈折体31の入射面33
は、導光体21の出射面23に図示しないアクリル系樹
脂からなる接着剤を介して接着されている。この状態で
は、屈折体31の出射面34は導光体21の出射面23
と平行となっている。なお、屈折体31の形成方法とし
ては、一体成形でもよいが、例えば図8に示すように、
屈折体31をその厚さ方向に分割してなる形状の屈折体
半体31a、31bを成形し、次いでこれらの屈折体半
体31a、31bを図示しないアクリル系樹脂からなる
接着剤を介して接着するようにしてもよい。また、屈折
体半体31aまたは31bの厚さを2倍とし、これのみ
によって屈折体31を形成するようにしてもよい。
【0013】ここで、屈折体31の屈折体本体32を導
光体21のコア25と同じ材料またはコア25と近似す
る屈折率を有する材料によって形成する理由について説
明する。コア25の材料であるアクリル系樹脂は、導光
体21の入射面22と出射面23とのなす角度θ1が4
7°程度以上であると、導光体21の入射面22に垂直
に入射された光が導光体21の出射面23で全反射され
ることになる。そこで、屈折体31の屈折体本体32を
例えばアクリル系樹脂によって形成し、これの入射面3
3を導光体21の出射面23にアクリル系樹脂からなる
接着剤を介して接着すると、導光体21の入射面22と
出射面23とのなす角度θ1が47°程度以上であって
も、導光体21の入射面22に垂直に入射された光が導
光体21の出射面23で全反射されることなくそのまま
直進して屈折体31の入射面33に入射されることにな
る。このようにすることがその理由である。
【0014】次に、図1に示す拡散板41について説明
する。拡散板41は、屈折体31の出射面34とほぼ同
じ大きさの樹脂シートの一方の面の全体にきわめて微小
なレンズ部(図示せず)を多数密接させて形成したもの
からなっている。この拡散板41は、図1では屈折体3
1の出射面34に対して所定の間隔をおいて平行に配置
されているが、屈折体31の出射面34に密接させて配
置するようにしてもよい。
【0015】次に、この表示装置による画像の拡大表示
について、図1を参照しながら説明する。バックライト
ユニット11の平行光化導光体13の上面から液晶表示
パネル1の下面に対して垂直な平行光が出射されると、
液晶表示パネル1の表示駆動に応じた画像光が液晶表示
パネル1の画像表示面2から出射されて、導光体21の
入射面22にこの入射面22に対して垂直に入射され
る。この入射された画像光は、図7において矢印で示す
ように、導光体21の各コア25内をコア中心軸に沿っ
て直進し、導光体21の出射面23からそのまま出射し
て屈折体31の入射面33にそのまま入射される。この
入射された画像光は、屈折体31の反射面36で反射
(屈折)され、後で説明するように、屈折体31の出射
面34(つまり導光体21の出射面23)に対して垂直
な画像光とされるとともに所定の一方向に拡大される。
この拡大された画像光は、屈折体31の出射面34から
この出射面34に対して垂直な方向に出射される。この
出射された画像光は、図1に示す拡散板41を透過する
とともにこの拡散板41の微小なレンズ部で拡散され
る。そして、この拡散された画像光が視認されることに
なる。
【0016】ここで、屈折体31の反射面36で反射さ
れた画像光が屈折体31の出射面34に対して垂直な画
像光とされることについて、図9を参照しながら説明す
る。まず、図9において矢印で示すように、屈折体31
の反射面36で反射された画像光が屈折体31の出射面
34に対して垂直な画像光となるとする。すると、反射
面36とこの反射面36で反射される画像光とのなす角
度x1は次の式(1)で表わされる。 x1=90−θ2 ……(1) また、反射面36とこの反射面36に入射される画像光
とのなす角度x2は次の式(2)で表わされる。 x2=90−x3 ……(2) この場合、x3=180−θ1−θ2であるので、これを
式(2)に代入すると、x2は次の式(3)に示すよう
になる。 x2=θ1+θ2−90 ……(3) ところで、x1とx2は同じ値であるので、式(1)と式
(3)とから次の式(4)が求められる。 θ2=90−θ1/2 ……(4) したがって、屈折体31の入射面33と反射面36との
なす角度θ2を(90−θ1/2)とすると、屈折体31
の反射面36で反射された画像光を屈折体31の出射面
34に対して垂直な画像光とすることができることにな
る。
【0017】次に、屈折体31の反射面36で反射され
た画像光が所定の一方向に拡大されることについて、図
10を参照しながら説明する。まず、図10において矢
印で示すように、導光体21の各コア25内をコア中心
軸に沿って直進した画像光は、屈折体31の反射面36
で反射され、屈折体31の出射面34に対して垂直な画
像光とされる。この場合、1つのコア25の出射面23
から出射された画像光がすべて1つの反射面36で反射
されるとすると、屈折体31の出射面34から出射され
る1つのコア25に対する画像光のサイズは1つのコア
25のコア中心軸に直交する断面サイズと同じとなる。
しかし、多数のコア25が密集されているのに対し、屈
折体31の出射面34から出射される各コア25にそれ
ぞれ対応する画像光は、屈折体1の反射面36の配列ピ
ッチに応じて同配列方向に相互に離間されることにな
る。この離間率は、導光体21の側面における入射面2
2の長さに対する出射面23の長さで表わされる。そこ
で、上述したように、導光体21の入射面22と出射面
23とのなす角度θ1を約60゜〜約84.3゜とする
と、導光体21の側面における入射面22の長さに対し
て出射面23の長さが2〜10倍となり、この場合の離
間率も2〜10倍となる。これにより、液晶表示パネル
1の画像表示面2から出射された画像光は屈折体31の
反射面36の配列方向に2〜10倍に拡大され、通常の
液晶表示パネルの画像を2〜10倍に拡大した画像が得
られることになる。なお、図10ではθ1=78.5゜
程度としており、この場合には入射面の画像が出射面で
5倍に拡大される。
【0018】ところで、図2に示す画素電極9のデータ
ライン8に沿う方向のサイズが100μm程度であると
すると、導光体21のコア25の直径が10〜60μm
程度であるので、1つの画素電極9に対応する画像光は
数本以上のコア25で導かれることになる。また、屈折
体31の反射面36の配列方向に2〜10倍に拡大され
た画像光は屈折体2の出射面34において相互に離間し
た輝点となるが、拡散板41によって拡散されるので、
広い視野角にわたって良好なコントラストで視認される
ことになる。
【0019】また、この表示装置では、多数のコア25
を密集させることにより、導光体21を形成しているの
で、組立に際してはこの導光体21を組込めばよく、し
たがって組立作業を容易に行うことができる。また、側
面直角三角形の柱状の導光体21の入射面22を液晶表
示パネル1の画像表示面2側に設ければよいので、導光
体21の出射面23を鉛直としたとき、導光体21の部
分における奥行を液晶表示パネル1の奥行とほぼ同じと
することができ、ひいては装置全体を小型化することが
できる。しかも、この場合、液晶表示パネル1の奥行は
図2に示すデータライン8にほぼ沿う方向であり、この
方向の画素電極9のサイズは通常のものと同じであるの
で、この表示装置における液晶表示パネル1の奥行が大
きくならないようにすることができる。
【0020】ところで、バックライトユニット11を平
行光化用導光体13を有しない構造とした場合、液晶表
示パネル1の画像表示面2から出射される画像光は散乱
光となる。そして、図11に示すように、導光体21の
各コア25の画像取り込み角が小さくても、実線で示す
ように、コア25内をコア中心軸に沿って直進する画像
光のほかに、点線で示すように、コア25内を全反射を
繰り返しながら進行する画像光が生じることになる。後
者のコア25内を全反射を繰り返しながら進行する画像
光の場合には、図7に示す屈折体31の反射面36で反
射させても、屈折体31の出射面34に対して垂直な画
像光とすることはできない。この結果、拡散板41の正
面から見た場合、輝度が低下することになる。
【0021】次に、拡散板41の正面から見た場合の輝
度を高めることのできるこの発明の第2実施形態につい
て、図12を参照しながら説明する。ただし、図12で
は、θ1=78.5°として図示している。この表示装
置における屈折体31は、屈折層35の形状が所定の三
角柱状であって、入射面33に対して図7に示す反射面
36の場合と同様の角度θ2で傾斜した第1の反射面3
6aと、入射面33に対して所定の角度θ3(この角度
θ3については後で説明する。)で傾斜した第2の反射
面36bとを備えた構造となっている。この屈折体31
の形成方法としては、上記第1実施形態の場合と同様
に、一体成形でもよいが、例えば図13に示すように、
屈折体31をその厚さ方向に分割してなる形状の屈折体
半体31a、31bを成形により形成し、次いでこれら
の屈折体半体31a、31bを図示しないアクリル系樹
脂からなる接着剤を介して接着するようにしてもよい。
そして、図12において点線の矢印で示すように、導光
体21のコア25内を全反射を繰り返しながら進行して
きた画像光の一部は、まず、屈折体31の下側の屈折層
35との界面からなる第2の反射面36bで反射され、
次いで屈折体31の上側の屈折層35との界面からなる
第1の反射面36aで反射され、後で説明するように、
屈折体31の出射面34(つまり導光体21の出射面2
3)に対して垂直な画像光とされ、この画像光が屈折体
31の出射面34からこの出射面34に対して垂直な方
向に出射されることになる。
【0022】次に、角度θ3について説明する。まず、
図11において点線の矢印で示すように、導光体21の
コア25内を全反射しながら進行する画像光の最大全反
射角度をθ4とする。この最大全反射角度θ4はコア25
及びクラッド26の材料によって決まる。図12に示す
ように、屈折体31の下側の屈折層35の第2の反射面
36bで反射された後上隣の屈折層35の第1の反射面
36aで反射された画像光が屈折体31の出射面34に
対して垂直な画像光となる。換言すれば、屈折体31の
下側の屈折層35の第2の反射面36bで反射されて屈
折体31の上隣の屈折層35の第1の反射面36aに入
射される画像光は、導光体21のコア25のコア中心軸
と平行な光となる。つまり、屈折体31の下側の屈折層
35の第2の反射面36bとコア中心軸と平行な光との
なす角度x4(図14参照)は、導光体21のコア25
の最大全反射角度θ4の半分となり、次の式(5)で表
わされる。 x4=θ4/2 ……(5) また、屈折体31の下側の屈折層35の第2の反射面3
6bで反射されて屈折体31の上隣の屈折層35の第1
の反射面36aに入射される画像光と屈折体31の入射
面33とのなす角度x5(図14参照)は、次の式
(6)で表わされる。 x5=90−θ1 ……(6) この場合、図14に示すように、θ3はx4とx5との和
であるので、式(5)と式(6)とから次の式(7)が
求められる。 θ3=90−θ1+θ4/2 ……(7) したがって、屈折体31の入射面33と第2の反射面3
6bとのなす角度θ3を(90−θ1+θ4/2)とする
と、図12において点線の矢印で示すように、導光体2
1のコア25内を全反射を繰り返しながら進行してきた
画像光の一部を屈折体31の出射面34に対して垂直な
画像光とすることができることになる。この結果、拡散
板41の正面から見た場合の輝度を高めることができ
る。
【0023】なお、上記実施形態では、例えば図1に示
すように、拡散板41を用いた場合について説明した
が、これに限定されるものではない。例えば、図15に
示す第3実施形態のように、屈折体31の出射面34の
全体に、きわめて微小なレンズ部からなる拡散層41A
を直接成形して一体に形成するようにしてもよい。
【0024】次に、図16はこの発明の第4実施形態に
おける表示装置の要部の側面図を示したものである。こ
の表示装置では、2つの液晶表示パネル1A、1Bによ
って、つまり水平面に対して30°傾斜して配置された
第1の液晶表示パネル1Aと、この第1の液晶表示パネ
ル1Aの右斜め上方において水平面に対して45°傾斜
して配置された第2の液晶表示パネル1Bとによって、
1枚の拡大画像を1つの拡散板41に表示するようにな
っている。この場合、第2の液晶表示パネル1Bを水平
面に対して45°傾斜して配置しているのは、この第2
の液晶表示パネル1Bとこの第2の液晶表示パネル1B
の下面側に配置された第2のバックライトユニット11
Bとの配置スペースを確保するためである。そして、第
2の液晶表示パネル1Bの例えば図2に示すデータライ
ン8に沿う方向の画素電極9を含めたサイズは第1の液
晶表示パネル1Aの同方向の画素電極9を含めたサイズ
の√(2)倍となっている。これに伴い、第2のバック
ライトユニット11Bも第1のバックライトユニット1
1Aよりも所定のサイズだけ大きくなっている。
【0025】一方、第1の屈折体31Aと第2の屈折体
31Bとのサイズはほぼ同じとなっている。このため、
第1の導光体21Aは側面直角三角形状となっている
が、第2の導光体21Bは、第2の液晶表示パネル1B
の画像表示面2Bとほぼ同じサイズの入射面22Bを有
する側面方形状の導光部21B1と、第2の屈折体31
Bとほぼ同じサイズの出射面23Bを有する側面直角三
角形状の導光部21B2とからなっている。そして、第
1の屈折体31Aの上端部と第2の屈折体31Bの下端
部とは互いに密接されている。これは、各屈折体31
A、31Bからの画像光を表示する拡散板41上におい
て、2つの液晶表示パネル1A、1B間の隙間及び各液
晶表示パネル1A、1Bの非表示領域が見えないように
するためである。
【0026】そして、図16に示す場合、第1の導光体
21Aの入射面と出射面とのなす角度θ1は60°であ
るので、第1の液晶表示パネル1Aの画像は上下方向に
2倍に拡大されることになる。一方、第2の導光体21
Bの入射面と出射面とのなす角度θ5は45°であるの
で、第2の液晶表示パネル1Bの画像は上下方向に√
(2)倍に拡大されることになる。ところで、上述した
ように、第2の液晶表示パネル1Bの例えば図2に示す
データライン8に沿う方向の画素電極9を含めたサイズ
は第1の液晶表示パネル1Aの同方向の画素電極9を含
めたサイズの√(2)倍となっているので、第2の液晶
表示パネル1Bの画像を上下方向に√(2)倍に拡大し
た画像は、第1の液晶表示パネル1Aの画像を上下方向
に2倍に拡大した画像と同じサイズとなる。この結果、
第1と第2の液晶表示パネル1A、1Bによって1枚の
拡大画像が1つの拡散板41に表示されることになる。
なお、図17に示す第5実施形態のように、第1及び第
2の液晶表示パネル1A、1Bなどを上下対称に配置し
た構造としてもよい。
【0027】次に、図18はこの発明の第6実施形態に
おける表示装置の要部の斜視図を示したものである。こ
の表示装置では、水平面に対して30°傾斜して左右対
称に配置された第1の液晶表示パネル1Aと第2の液晶
表示パネル1Bとによって、1枚の拡大画像を1つの拡
散板(図示せず)に表示するようになっている。この場
合、第1と第2の液晶表示パネル1A、1B及び第1と
第2のバックライトユニット(図示せず)の配置スペー
スを確保するために、第1と第2の導光体21A、21
Bの各下部は互いに離間する方向に傾斜されている。ま
た、2つの液晶表示パネル1A、1B間の隙間などが拡
散板上において見えないようにするために、第1と第2
の導光体21A、21Bは互いに密接され、また第1と
第2の屈折体31A、31Bも互いに密接されている。
なお、図17は側面図であるが、この図17を平面図と
した場合には、第1及び第2の液晶表示パネル1A、1
Bを鉛直とした状態で左右対称に配置した構造としても
よい。また、さらなる大画面化を図るために、例えば図
17の側面図に示す第1及び第2の液晶表示パネル1
A、1Bなどをさらに左右対称に配置した構造としても
よく、また図17を平面図とした場合、第1及び第2の
液晶表示パネル1A、1Bなどをさらに上下対称に配置
した構造としてもよい。
【0028】次に、図19はこの発明の第7実施形態に
おける表示装置の要部の斜視図を示したものである。こ
の表示装置では、液晶表示パネル1の非画像表示面側に
バックライトユニット11が設けられ、液晶表示パネル
1の画像表示面側に第1の導光体21Aが設けられ、第
1の導光体21Aの出射面側に第1の屈折体31Aが設
けられ、第1の屈折体31Aの出射面側に第2の導光体
21Bが設けられ、第2の導光体21Bの出射面側に第
2の屈折体31Bが設けられ、第2の屈折体31Bの出
射面側に拡散板41が設けられ、そして拡散板41が鉛
直となるようにした構造となっている。この場合、液晶
表示パネル1の画像表示面から出射された画像光は第1
の導光体21A及び第1の屈折体31Aによって所定の
一方向に拡大され、この拡大された画像光が第2の導光
体21Bの入射面にこの入射面に対して垂直に入射さ
れ、この入射された画像光が第2の導光体21B及び第
2の屈折体31Bによって上記所定の一方向と直交する
他方向に拡大され、この拡大された画像光が第2の屈折
体31Bの出射面からこの出射面に対して垂直な方向に
出射され、この出射された画像光が拡散板41によって
拡散されることになる。
【0029】このように、この第7実施形態では、液晶
表示パネル1の画像表示面から出射された画像光を所定
の一方向とこの一方向と直交する他方向とに拡大してい
るので、液晶表示パネル1として通常のものを用いるこ
とができる。液晶表示パネル1として通常のものを用い
た場合には、例えば図20に示すように、液晶表示パネ
ル1の画像表示面から出射された通常の画像P1は所定
の一方向に2〜10倍に拡大されて画像P2となり、つ
いでこの画像P2が上記所定の一方向と直交する他方向
に同じく2〜10倍に拡大されて画像P3となるので、
得られる画像P3は最初の通常の画像P1を2〜10倍に
拡大した画像となる。
【0030】次に、図21はこの発明の第8実施形態に
おける表示装置の要部の側面図を示したものである。こ
の表示装置では、表示体として、CRTディスプレイ5
1を用いている。この場合、CRTディスプレイ51の
画像表示面52は湾曲した凸面であるので、この画像表
示面52上には、この画像表示面52から出射される画
像光を平行光にして導光体21の入射面22に垂直に入
射させるために、画像表示面52に応じて湾曲した凹面
からなる入射面53を有する透明部材54の他方の平坦
な面に微小な凸レンズ部55を多数密集させて形成して
なる平行光化用導光体56が配置されている。なお、こ
のような平行光化用導光体56を用いずに、例えば図2
2に示す第9実施形態のようにしてもよい。すなわち、
導光体21の入射面22をCRTディスプレイ71の画
像表示面72に応じて湾曲した凹面としてもよい。
【0031】次に、図23はこの発明の第10実施形態
における表示装置の要部の側面図及びその一部の拡大断
面図を示したものである。この表示装置では、導光体2
1の出射面23が階段状に傾斜する傾斜面とされ、その
実質的な出射面23を導光体21の入射面22と平行と
され、この出射面23と拡散板41との間に屈折体31
が配置されている。この場合の導光体21の形成方法と
しては、例えば図1に示す導光体21を形成した後に、
図1に示す出射面23を階段状に切削する方法がある。
なお、階段状の部分のピッチはなるべく小さい方が望ま
しい。例えば、上記切削による形成方法の場合には、実
質的な出射面23の幅を0.05〜0.5mm程度とす
ると、この幅内に数本〜数十本のコア25が配置される
ことになる。ところで、この場合の屈折体31として
は、図7や図12に示すようなものであってもよく、ま
た図24に示すようなものであってもよい。図24に示
す屈折体31では、ポリカーボネイトなどからなる樹脂
フィルムの一方の面の全体に横長のプリズム部71が5
0μm程度のきわめて小さい配列ピッチで平行に形成さ
れた構造となっている。この場合、図24において矢印
で示すように、導光体21の各コア25内をコア中心軸
に沿って直進した画像光は、屈折体31のプリズム部7
1の下面からなる入射面71aに入射され、プリズム部
71の上面からなる反射面71bで反射(屈折)され、
屈折体31の出射面34に対して垂直な画像光とされ、
プリズム部71の配列方向に拡大されることになる。な
お、この場合の導光体21の他の形成方法としては、図
25に示す第11実施形態のように、一の面が平面で他
の面側を階段状とされたシート部材61を導光体21の
コア25と同じ材料またはコア25と近似する屈折率を
有する材料によって形成し、このシート部材61の平面
を導光体21の出射面23に図示しないアクリル系樹脂
からなる接着剤を介して接着するようにしてもよい。
【0032】なお、上記実施形態ではプラスチック光フ
ァイバを用いているが、高屈折率のガラスからなるコア
を低屈折率のガラスからなるクラッドで被覆してなるガ
ラス光ファイバを用いてもよい。また、上述のようなス
テップ形光ファイバではなく、グレーデッド形光ファイ
バを用いてもよい。さらに、上記実施形態では表示体と
して液晶表示パネルまたはCRTディスプレイを用いて
いるが、ELディスプレイ、LEDディスプレイ、プラ
ズマディスプレイなどを用いてもよい。
【0033】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、導光体を密集された多数の線状導光路を有する構造
としているので、組立に際してはこの導光体を組込めば
よく、したがって組立作業を容易に行うことができる。
また、導光体は出射面を入射面に対して傾斜する傾斜面
とされた構造であるので、この導光体の側面形状を例え
ば直角三角形状とすることができ、そしてこの導光体の
入射面を表示体の画像表示面側に設ければよいので、導
光体の出射面を鉛直としたとき、導光体の奥行を表示体
の奥行とほぼ同じとすることができ、ひいては装置全体
を小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の第1実施形態における表示装置の要
部の一部を切り欠いた側面図。
【図2】図1に示す液晶表示パネルの一方の透明基板を
等価回路的に示す図。
【図3】図1に示す導光体の形成に際し、当初用意した
光ファイバを示す斜視図。
【図4】図3に続く形成工程であって、光ファイバ束を
形成した状態を示す斜視図。
【図5】図4に続く形成工程であって、複数の光ファイ
バ束を下金型内に収納した状態を示す斜視図。
【図6】(A)は図5に続く形成工程であって、光ファ
イバブロックを形成した状態を示す斜視図、(B)はそ
の一部の平面図。
【図7】図1に示す導光体及び屈折体の一部の縦断側面
図。
【図8】図7に示す屈折体の形成方法の一例を説明する
ために示す図。
【図9】図7に示す屈折体の反射面の入射面に対する角
度θ2を説明するために示す図。
【図10】図7に示す屈折体の反射面で反射された画像
光の所定の一方向への拡大を説明するために示す図。
【図11】導光体のコアの特性を説明するために示す
図。
【図12】この発明の第2実施形態における表示装置の
図7同様の縦断側面図。
【図13】図12に示す屈折体の形成方法の一例を説明
するために示す図。
【図14】図12に示す屈折体の第2の反射面の入射面
に対する角度θ3を説明するために示す図。
【図15】この発明の第3実施形態における表示装置の
図7同様の縦断側面図。
【図16】この発明の第4実施形態における表示装置の
要部の側面図。
【図17】この発明の第5実施形態における表示装置の
要部の側面図。
【図18】この発明の第6実施形態における表示装置の
要部の斜視図。
【図19】この発明の第7実施形態における表示装置の
要部の斜視図。
【図20】図19に示す表示装置における画像の拡大を
説明するために示す図。
【図21】この発明の第8実施形態における表示装置の
要部の側面図。
【図22】この発明の第9実施形態における表示装置の
要部の側面図。
【図23】この発明の第10実施形態における表示装置
の要部の側面図及びその一部の拡大断面図。
【図24】図23に示す表示装置における画像の拡大を
説明するために示す図。
【図25】この発明の第11実施形態における表示装置
の要部の側面図。
【符号の説明】
1 液晶表示パネル(表示体) 11 バックライトユニット 21 導光体 25 コア(線状導光路) 31 屈折体 41 拡散板

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 画像表示面を有する表示体と、この表示
    体の画像表示面側に設けられ、密集された多数の線状導
    光路を有するとともに、出射面を入射面に対して傾斜す
    る傾斜面とされた導光体と、この導光体の出射面側に設
    けられ、この出射面から出射される画像光を所定の方向
    に屈折させる屈折体とを具備することを特徴とする表示
    装置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の発明において、前記屈折
    体は前記導光体の線状導光路内をその中心軸に沿って直
    進してきた画像光を前記導光体の出射面に対してほぼ垂
    直な方向に屈折する屈折面を有することを特徴とする表
    示装置。
  3. 【請求項3】 請求項1記載の発明において、前記屈折
    体は前記導光体の線状導光路内をその中心軸に沿って直
    進してきた画像光を前記導光体の出射面に対してほぼ垂
    直な方向に屈折するとともに、前記導光体の線状導光路
    内を全反射を繰り返しながら進行してきた画像光の一部
    を前記導光体の出射面に対してほぼ垂直な方向に屈折す
    る屈折面を有することを特徴とする表示装置。
  4. 【請求項4】 請求項1〜3のいずれかに記載の発明に
    おいて、前記屈折体は屈折面を形成するための屈折層を
    有し、該屈折層以外を前記導光体の線状導光路と同じ材
    料またはこの線状導光路と近似する屈折率を有する材料
    によって形成されていることを特徴とする表示装置。
  5. 【請求項5】 請求項4記載の発明において、前記屈折
    体の屈折面は空気層との界面であることを特徴とする表
    示装置。
  6. 【請求項6】 請求項1〜5のいずれかに記載の発明に
    おいて、前記導光体の線状導光路は光ファイバのコアか
    らなることを特徴とする表示装置。
  7. 【請求項7】 請求項1〜6のいずれかに記載の発明に
    おいて、前記導光体は側面直角三角形状であり、前記屈
    折体は平板状であることを特徴とする表示装置。
  8. 【請求項8】 請求項1〜7のいずれかに記載の発明に
    おいて、前記導光体の入射面と出射面とのなす角度は約
    60゜〜約84.3゜であることを特徴とする表示装
    置。
  9. 【請求項9】 請求項1〜8のいずれかに記載の発明に
    おいて、前記屈折体の出射面側にスクリーンが設けられ
    ていることを特徴とする表示装置。
  10. 【請求項10】 請求項1〜8のいずれかに記載の発明
    において、前記屈折体の出射面に拡散層が一体に形成さ
    れていることを特徴とする表示装置。
  11. 【請求項11】 請求項1記載の発明において、前記導
    光体の出射面は階段状に傾斜する傾斜面からなり、その
    実質的な出射面が前記導光体の入射面と平行となってい
    ることを特徴とする表示装置。
  12. 【請求項12】 画像表示面を有する表示体と、この表
    示体の画像表示面側に設けられ、密集された多数の線状
    導光路を有するとともに、出射面を入射面に対して傾斜
    する傾斜面とされた第1の導光体と、この第1の導光体
    の出射面側に設けられ、この出射面から出射される画像
    光を所定の一方向に屈折させる第1の屈折体と、この第
    1の屈折体の出射面側に設けられ、密集された多数の線
    状導光路を有するとともに、出射面を入射面に対して傾
    斜する傾斜面とされた第2の導光体と、この第2の導光
    体の出射面側に設けられ、この出射面から出射される画
    像光を前記所定の一方向に対して直交する他方向に屈折
    させる第2の屈折体とを具備することを特徴とする表示
    装置。
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