JPH08114716A - 画像表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 平面画像表示デバイスを用いた画像表示装置
において、表示画像を拡大して装置の薄さを維持しなが
らもを大画面化を実現する。 【構成】 前面に平面ガラス４を備えた平面画像表示デ
バイス３と、複数の屈折率分布型レンズが配列されて構
成され、その物体面に平面画像表示デバイス３の画像表
示面と一致し、その画像が像面に正立等倍転写されるよ
う配置された第一の画像転写素子１０と、入射側の像に
対して出射側の像が大きくなるように光ファイバーを複
数配列し、その一端１１を前記第一の画像転写素子の像
面に一致するよう配置された第２の画像転写素子１２と
からなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はある固定された大きさの
表示面を持った平面画像表示デバイスを用いた画像表示
装置の構成に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来からのＣＲＴに代わり、薄型で場所
をとらず、軽量で携帯性も良いことから平面画像表示デ
バイスがテレビ、コンピュータのディスプレイ市場に投
入されその市場はますます拡大しつつある。この平面画
像表示デバイスとはバックライトを内蔵した透過型液晶
パネル、自発光のプラズマディスプレイ、従来のＣＲＴ
方式同様の陰極線管を多数備えた構成によるディスプレ
イが上げられる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしこれら平面画像
表示デバイスは表示面積を変えた物を製作しようとする
と莫大な投資が必要になることから任意のサイズの製品
をニーズに答えてすべて揃え持つということは困難であ
った。さらに表示画面の大型化、高精細化の方向では多
大な投資が必要である上、歩留まりも低下してしまう。

【０００４】従って、平面画像表示デバイスの薄型とい
う特徴を損なわず、デバイスそのものの変更に必要な大
きな投資を必要とせずに表示画面の面積や縦横比を変換
できる手段がされれば平面画像表示デバイスを用いた市
場をさらに拡大できる。

【０００５】本発明は上記課題を解決するための画像表
示装置を提供するものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】以下に示す本発明の３つ
手段で前記課題を解決できる。

【０００７】（第一の手段）前面に平面ガラス備えて外
部からの信号により画像を表示する平面画像表示デバイ
スと、複数の屈折率分布型レンズが光軸と平行に配列さ
れてなり、その物体面に前記平面画像表示デバイスの画
像表示面と一致するように配置され、その画像が像面に
正立等倍転写されるよう配置された第一の画像転写素子
と、両端の径が異なった同形状の光ファイバーを光軸と
平行に密着させて複数配列してなり、その一端を前記第
一の画像転写素子の像面に一致するよう配置された第２
の画像転写素子とからなる。

【０００８】（第２の手段）前面に平面ガラス備えて外
部からの信号により画像を表示する平面画像表示デバイ
スと、複数の屈折率分布型レンズが光軸と平行に配列さ
れてなり、その物体面に前記平面画像表示デバイスの画
像表示面と一致するように配置され、その画像が像面に
正立等倍転写されるよう配置された第一の画像転写素子
と、光ファイバーを光軸と平行に複数配列されてなり、
その一端の各光ファイバーは密着されて前記第一の画像
転写素子の像面に一致するよう配置されており、他面側
は各光ファイバー端面が離されて構成される第２の画像
転写素子とからなる。

【０００９】また、第２の発明において、第２の画像転
写素子の光ファイバーの出射の端面は画面の縦方向に各
光ファイバーは密着しており、横方向にのみ隣あう光フ
ァイバーが離れて構成されても構成される。

【００１０】（第３の手段）前面に平面ガラス備えて外
部からの信号により画像を表示する平面画像表示デバイ
スと、複数の屈折率分布型レンズが光軸と平行に配列さ
れてなり、その物体面に前記平面画像表示デバイスの画
像表示面と一致するように配置され、その画像が像面に
正立等倍転写されるよう配置された第一の画像転写素子
と、光ファイバーを平行に複数配列されてなり、その一
端の各光ファイバーは前記第一の画像転写素子の像面に
一致するよう配置されており、他面側は前述の面と表示
位置が光軸と垂直な方向についてずれた位置となるよう
光ファイバーが傾いて構成される第２の画像転写素子と
からなる。

【００１１】さらにこの画像表示装置において、複数の
平面画像表示デバイスの画像表示部が離れて配置され、
第２の画像転写素子においてお互いの出射面は密着さ
れ、一つの面を連続して形成するよう構成されているこ
とを特徴とする。

【００１２】

【作用】

（第一の手段）外部からの映像信号により表示デバイス
の画像表示面に画像が表示される。この時、画像表示面
は前面に平面ガラス備えており画像表示面も平面であ
る。

【００１３】画像表示面上の画像は複数の屈折率分布型
レンズが光軸と平行に配列され、その物体面上の画像を
像面に正立等倍転写できるレンズアレイである第一の画
像転写素子の物体面の位置と一致する。従って平面画像
表示デバイス上の表示画像は前面平面ガラスを透過して
第一の画像転写素子の像面の位置にその正立等倍像が得
られる。

【００１４】さらに両端の径が異なった同形状の光ファ
イバーを光軸と平行に密着させて複数配列してなる光フ
ァイバープレートである第２の画像転写素子の入射面を
前記第一の画像転写素子の像面と一致させることで第２
の画像転写素子の出射面上に第一の画像転写素子の像面
の位置にその正立等倍像を得られる。この時第２の画像
転写素子は入射側と出射側とで異なる径のファイバーか
らなっていることから入射面と出射面とでは表示面積が
異なる。

【００１５】従って第２の画像転写素子は変倍機能を持
つことから表示画像の大きさを元の平面画像表示デバイ
ス上の画像の大きさに対し変えることが出来る。すなわ
ち、第２の画像転写素子のファイバーを出射面側を入射
面側に対して太く形成すれば平面画像表示デバイス上の
画像を拡大して表示できる。また逆に画像の縮小も可能
であることは言うまでもない。

【００１６】（第２の手段）外部からの映像信号により
表示デバイスの画像表示面に画像が表示される。

【００１７】この時、画像表示面は前面に平面ガラス備
えており画像表示面も平面である。画像表示面上の画像
は複数の屈折率分布型レンズが光軸と平行に配列され、
その物体面上の画像を像面に正立等倍転写できるレンズ
アレイである第一の画像転写素子の物体面の位置と一致
する。

【００１８】従って平面画像表示デバイス上の表示画像
は前面平面ガラスを透過して第一の画像転写素子の像面
の位置にその正立等倍像が得られる。さらに光ファイバ
ーを光軸と平行に複数配列されてなり、その一端の各光
ファイバーはお互いに密着されており他面側は各光ファ
イバーがお互いに離されて構成される光ファイバープレ
ートである第２の画像転写素子の入射面を前記第一の画
像転写素子の像面と一致させることで第２の画像転写素
子の出射面上に第一の画像転写素子の像面の位置にその
正立等倍像を得られる。この時第２の画像転写素子は出
射側は入射側に比べて光ファイバー間の間隔が大きいこ
とから入射面に比べ出射面の大きさは大きくなる。

【００１９】従って第２の画像転写素子は変倍機能を持
つことから表示画像を元の平面画像表示デバイス上の画
像の大きさに対し拡大して表示できる。この時光ファイ
バー間の間隔を縦方向と横方向とで変えることで縦横比
の変換も同時に可能である。

【００２０】ここで第２の画像転写素子の光ファイバー
の出射の端面は画面の縦方向に各光ファイバーは密着し
ており、横方向にのみ隣あう光ファイバーが離れて構成
されている事で縦横比を変換する構成においては第２の
画像転写素子の加工性を向上させることが出来る。

【００２１】（第３の手段）外部からの映像信号により
表示デバイスの画像表示面に画像が表示される。この
時、画像表示面は前面に平面ガラス備えており画像表示
面も平面である。画像表示面上の画像は複数の屈折率分
布型レンズが光軸と平行に配列され、その物体面上の画
像を像面に正立等倍転写できるレンズアレイである第一
の画像転写素子の物体面の位置と一致する。従って平面
画像表示デバイス上の表示画像は前面平面ガラスを透過
して第一の画像転写素子の像面の位置にその正立等倍像
が得られる。

【００２２】さらに光ファイバーを平行に複数配列され
てなり、その出射面は入射面と表示位置が光軸と垂直な
方向についてずれた位置となるよう光ファイバーが傾い
て構成される第２の画像転写素子の入射面を前記第一の
画像転写素子の像面と一致させることで第２の画像転写
素子の出射面上に第一の画像転写素子の像面の位置にそ
の正立等倍像を得られる。この時表示画像を元の平面画
像表示デバイス上の位置を光軸と垂直な方向について位
置を変えることが出来る。

【００２３】よって平面画像表示デバイスは必ずしも出
射側から見てすべての面積が画像表示面でなく縁の部分
が存在するが、表示画像の位置を変更することで表示画
面の２辺について縁の部分をなくすことも出来る。

【００２４】

【実施例】以下に実施例をもって本発明について説明す
る。

【００２５】（実施例１）図１は実施例１の構成図であ
る。１は光源であり、ここから射出された光は反射鏡２
により一方向に制御されている。この光は液晶パネル３
の入射面側基盤ガラス４に貼り付けられた入射側偏光板
５に入射する。入射側偏光板５により振動方向の限定さ
れた光は液晶層６に入射する。

【００２６】この液晶層６は図にはないが数多くの別々
に外部信号により制御可能な部分からなっており、ここ
で黒表示されるべき部分に入射してきた光は振動方向は
変えられることなく液晶層６、カラーフィルター層７、
出射側基盤ガラス８を透過した後に出射側基盤ガラス８
に貼り付けられ前記入射側偏光板５と進相軸を９０度ね
じった方向に持つ出射側偏光板９によって吸収される。

【００２７】一方青、緑、赤のいずれかの色がついて表
示されるべき部分に入射した光は液晶層を透過すること
で９０度その振動方向はねじられることでカラーフィル
ター層７、出射側基盤ガラス８を透過した後に出射側基
盤ガラス８に貼り付けられた出射側偏光板９を透過す
る。こうして液晶パネル３から射出された光は液晶パネ
ル３に平行に配置されたロッドレンズアレイ１０に入射
する。

【００２８】このロッドレンズアレイ１０は図２に示し
たように中心からの距離で屈折率が変化する屈折率分布
型レンズが複数光軸と平行に配列されて、その物体面に
前記液晶層６と一致するように配置されていることか
ら、液晶パネル３に表示された画像がロッドレンズアレ
イ１０の像面１１に正立等倍転写される。

【００２９】ロッドレンズアレイ１０を透過した光は光
ファイバープレート１２に入射する。この光ファイバー
プレート１２は図３に示したように中心部を構成するの
材料は周辺部を構成する材料に比べて屈折率が高く設定
された光ファイバーが複数光軸と平行に配列され成る。
ただしこの光ファイバーは前記ロッドレンズアレイ１０
の像面１１に一致する入射面側の端の径に対して他端１
３は図１にあるように大きく成るよう一定の勾配を持っ
て構成されており、その端部が成す面は前記ロッドレン
ズアレイ１０の像面１１と平行の平面である。さらにこ
の光ファイバープレート１２の端面１３には拡散材から
なる光拡散層１４が設けられている。

【００３０】このように構成することで液晶パネル３上
の画像を光拡散層１４上に拡大して表示することが出来
る。従って従来実施例に示した液晶パネルのような平面
画像表示デバイス上でより大きな画像を得るにはデバイ
スそのものを作り直す必要があり、これを行うには莫大
な費用と時間が必要であった。また従来の投写レンズに
よりスクリーン上に拡大画像を得る投写型画像表示装置
によれば装置の大型化が伴い、表示デバイスが薄型であ
る特徴を生かしきれなっかた。

【００３１】そこで本実施例によれば大きな設備投資等
を伴うことなく、しかも従来の投写型画像表示装置に用
いてきた投写レンズでは不可能であった投写距離の短縮
をロッドレンズアレイ１０を用いてで可能にすることで
装置の薄型の特徴を生かすことができる。

【００３２】また本発明によれば画像表示部だけを拡大
できることから、従来例を示す図４に示すように装置全
体を見たときに画像表示部１５の周辺にきょう体部１６
があったが、これを図５に示すように画像表示部１５を
拡大することで大画面化と共に周辺のきょう体部１６を
無視できる程度にまで小さくすることが出来る。従って
図６のように図５に示した画像表示装置を複数並べて連
続した画像を表示させることで今までにない超薄型のマ
ルチビジョンを市場に提供することもできる。

【００３３】本実施例では平面画像表示デバイスとして
液晶パネルを用いているが、本発明はこれに限られる物
ではなく光の放射角の大きい蛍光体を光源に用いた陰極
線管によるもの、あるいはプラズマディスプレイを用い
ても本発明によれば開口数（ＮＡ）を０．５近い値で確
保できることから明るさの損失を最小限に抑えて明るい
画像を得ることが出来る。

【００３４】本実施例に用いているロッドレンズアレイ
１０は図７に示したように、ロッドレンズ（屈折率分布
型レンズ）１７が複数光軸と平行に配列されているが、
ロッドレンズとロッドレンズの間には光吸収材１８が充
填されており、ロッドレンズに入射しきれなかった光が
迷光となって画質劣化を引き起こさないように構成され
ている。

【００３５】さらに図８にあるように、光ファイバープ
レート１２においても同様に光ファイバー１９が複数光
軸と平行に配列されているが、光ファイバーと光ファイ
バーの間には光吸収材２０が充填されており、光ファイ
バーに入射しきれなかった光、あるいは開口数で規定さ
れる入射角よりも大きい入射角を持って入射した光が迷
光となって画質劣化を引き起こさないように構成されて
いる。

【００３６】また本実施例においては光ファイバープレ
ート１２の端面１３には拡散材からなる光拡散層１４が
設けられているが、光ファイバープレート１２の端面１
３の表面を荒らすことで光拡散層１４用いずに簡単に構
成することもできる。さらには光ファイバープレート１
２の端面１３からの出射される光の出射角が大きい時に
は出射角を小さくし明るさを増すために、あるいは逆に
出射される光の出射角が小さい時には出射角を大きくし
最適視野角を広げるためにフレネルレンズ、画面の縦ま
たは横方向だけにレンズ作用をもつレンチキュラーレン
ズ、さらにこれらを合わせ持つ構成も有効であることは
言うまでもない。

【００３７】前記第一の実施例のままでは液晶パネル３
の出射側基盤ガラス８と空気層、空気層とロッドレンズ
アレイ１０の入射面、ロッドレンズアレイ１０出射面と
空気層、空気層と光ファイバープレート１２の入射面に
おいて表面反射により透過率が落ちる。これにはそれぞ
れの面に反射防止膜を設けることで各表面反射によるコ
ントラスト劣化を抑えることが出来る。もちろん反射防
止膜でなく液体やゲル状の材料を充填してやることで空
気層を無くし、境界面での反射を抑えることも容易に考
えられる。特に液晶パネル３の出射側基盤ガラス８とロ
ッドレンズアレイ１０の入射面を密着して構成すること
で境界面の反射を抑えて高画質化を図ることが出来る。

【００３８】（実施例２）図９は実施例２の構成図であ
る。１は光源であり、ここから射出された光は反射鏡２
により一方向に制御されている。この光は液晶パネル３
の入射面側基盤ガラス４に貼り付けられた入射側偏光板
５に入射する。入射側偏光板５により振動方向の限定さ
れた光は液晶層６に入射する。この液晶層６は図にはな
いが数多くの別々に外部信号により制御可能な部分から
なっており、ここで黒表示されるべき部分に入射してき
た光は振動方向は変えられることなく液晶層６、カラー
フィルター層７、出射側基盤ガラス８を透過した後に出
射側基盤ガラス８に貼り付けられ前記入射側偏光板５と
進相軸を９０度ねじった方向に持つ出射側偏光板９によ
って吸収される。

【００３９】一方青、緑、赤のいずれかの色がついて表
示されるべき部分に入射した光は液晶層を透過すること
で９０度その振動方向はねじられることでカラーフィル
ター層７、出射側基盤ガラス８を透過した後に出射側基
盤ガラス８に貼り付けられた出射側偏光板９を透過す
る。こうして液晶パネル３から射出された光は液晶パネ
ル３に平行に配置されたロッドレンズアレイ１０に入射
する。

【００４０】このロッドレンズアレイ１０は図２に示し
たように中心からの距離で屈折率が変化する屈折率分布
型レンズが複数光軸と平行に配列されて、その物体面に
前記液晶層６と一致するように配置されていることか
ら、液晶パネル３に表示された画像がロッドレンズアレ
イ１０の像面１１に正立等倍転写される。

【００４１】ロッドレンズアレイ１０を透過した光は光
ファイバープレート２１に入射する。この光ファイバー
プレート２１は図３に示したように中心部を構成するの
材料は周辺部を構成する材料に比べて屈折率が高く設定
された光ファイバーが複数光軸と平行に配列され成る。

【００４２】ただしこの光ファイバーは前記ロッドレン
ズアレイ１０の像面１１から他端１３まで同じ径でなっ
ており、しかも隣接する光ファイバーの中心間距離は像
面１１に一致する入射面側の中心間距離ｐ１に対して他
端１３での中心間距離ｐ２は図９にあるように次の関係
が成り立つよう構成されており、 ｐ１＜ｐ２ その端部が成す面上においては前記ロッドレンズアレイ
１０の像面１１と平行の平面である。さらにこの光ファ
イバープレート２１の端面１３には拡散材からなる光拡
散層１４が設けられている。

【００４３】このように構成することで第一の実施例同
様、液晶パネル３上の画像を光拡散層１４上に拡大して
表示することが出来る。ただし第一の実施例では端面１
３において光ファイバーの取扱いは容易である一方極端
な大画面化は困難であるが、本実施例においては端面１
３での光ファイバーの間隔決めの処理が必要であるが光
ファイバー径、平面画像表示デバイスの大きさに縛られ
ること無く大画面化が可能になる。

【００４４】また本実施例においても第一の実施例と同
様にば画像表示部だけを拡大できることから、図５に示
すように大画面化と共に周辺のきょう体部１６を無視で
きる程度にまで小さくすることが出来る。従って図６の
ような超薄型のマルチビジョンを市場に提供することも
できる。

【００４５】本実施例において光ファイバープレート１
２は端面１３の面上において２次元的に各光ファイバー
間の間隔を各光ファイバーの径より大きくとることで、
平面画像表示デバイス上の画像を縦方向、横方向ともに
拡大できるが図１０に示したように縦方向の各光ファイ
バーは隣接して構成することで拡大方向は横方向のみと
なるが光ファイバーの端面の配列のための処理が容易に
なるため低コスト化が図れる。また図１０に示した構成
を第一の実施例のようにテーパーのついた光ファイバー
で構成すれば、先に述べた端面の配列のための処理は容
易である長所は生かしながらも同時に縦方向にも拡大す
ることが出来る。

【００４６】さらに本実施例でも平面画像表示デバイス
として液晶パネルを用いているが、本発明はこれに限ら
れる物ではなく光の放射角の大きい蛍光体を光源に用い
た陰極線管によるもの、あるいはプラズマディスプレイ
を用いても本発明によれば開口数（ＮＡ）を０．５近い
値で確保できることから明るさの損失を最小限に抑えて
明るい画像を得ることが出来る。

【００４７】本実施例に用いているロッドレンズアレイ
１０にもロッドレンズ（屈折率分布型レンズ）１７間に
光吸収材１８が充填されており迷光による画質劣化を抑
えている。さらに図８にあるように、光ファイバープレ
ート２１においても同様に光ファイバー１９が複数光軸
と平行に配列されているが、光ファイバーと光ファイバ
ーの間には光吸収材２０が充填されており、迷光による
画質劣化を引き起こさないように構成されている。この
際必ずしも光ファイバー間をすべて光吸収材２０で埋め
る必要はなく、光ファイバー周辺を光吸収材２０でコー
トするような構成も可能である。

【００４８】また本実施例においても光ファイバープレ
ート２１の端面１３には拡散材からなる光拡散層１４が
設けられているが、光ファイバープレート２１の端面１
３の表面を荒らすことで光拡散層１４用いずに簡単に構
成することもできる。さらには光ファイバープレート１
２の端面１３からの出射される光の出射角が大きい時に
は出射角を小さくし明るさを増すために、あるいは逆に
出射される光の出射角が小さい時には出射角を大きくし
最適視野角を広げるためにフレネルレンズ、画面の縦ま
たは横方向だけにレンズ作用をもつレンチキュラーレン
ズ、さらにこれらを合わせ持つ構成も有効であることは
言うまでもない。

【００４９】これらに第一の実施例と同様な処理に加え
て特に本実施例においては端面１３側において光ファイ
バー間の間隔が大きくなることから図１１にあるように
光ファイバーから出射された光の径を光拡散層１４に到
達するまでに拡大する光ファイバーに１対１で対応する
光学的拡大手段を備えていることも有用である。

【００５０】第一の実施例同様、本実施例においても表
示画像のコントラストの劣化、透過率の減衰を防止する
ためそれぞれの空気層との境界面に面に反射防止膜を設
けることも考えられる。もちろん反射防止膜でなく液体
やゲル状の材料を充填してやることで空気層を無くし、
境界面での反射を抑えることも容易に考えられる。特に
液晶パネル３の出射側基盤ガラス８とロッドレンズアレ
イ１０の入射面を密着して構成することで境界面の反射
を抑えて高画質化を図ることが出来る。

【００５１】（実施例３）図１２は実施例３の構成図で
ある。１は光源であり、ここから射出された光は反射鏡
２により一方向に制御されている。この光は液晶パネル
３の入射面側基盤ガラス４に貼り付けられた入射側偏光
板５に入射する。入射側偏光板５により振動方向の限定
された光は液晶層６に入射する。この液晶層６は図には
ないが数多くの別々に外部信号により制御可能な部分か
らなっており、ここで黒表示されるべき部分に入射して
きた光は振動方向は変えられることなく液晶層６、カラ
ーフィルター層７、出射側基盤ガラス８を透過した後に
出射側基盤ガラス８に貼り付けられ前記入射側偏光板５
と進相軸を９０度ねじった方向に持つ出射側偏光板９に
よって吸収される。

【００５２】一方青、緑、赤のいずれかの色がついて表
示されるべき部分に入射した光は液晶層を透過すること
で９０度その振動方向はねじられることでカラーフィル
ター層７、出射側基盤ガラス８を透過した後に出射側基
盤ガラス８に貼り付けられた出射側偏光板９を透過す
る。こうして液晶パネル３から射出された光は液晶パネ
ル３に平行に配置されたロッドレンズアレイ１０に入射
する。

【００５３】このロッドレンズアレイ１０は図２に示し
たように中心からの距離で屈折率が変化する屈折率分布
型レンズが複数光軸と平行に配列されて、その物体面に
前記液晶層６と一致するように配置されていることか
ら、液晶パネル３に表示された画像がロッドレンズアレ
イ１０の像面１１に正立等倍転写される。

【００５４】ロッドレンズアレイ１０を透過した光は光
ファイバープレート２１に入射する。この光ファイバー
プレート２１は図３に示したように中心部を構成するの
材料は周辺部を構成する材料に比べて屈折率が高く設定
された光ファイバーが複数平行に配列され成る。

【００５５】ただしこの光ファイバーの光軸は前記ロッ
ドレンズアレイ１０の光軸と角θを成しており、その端
部が成す面上においては前記ロッドレンズアレイ１０の
像面１１と平行の平面である。さらにこの光ファイバー
プレート２１の端面１３には拡散材からなる光拡散層１
４が設けられている。

【００５６】このように構成することで液晶パネル３上
の画像を光拡散層１４上に位置を変えて表示することが
出来る。

【００５７】また本実施例により画像表示部を移動でき
ることから、図１３に示すように周辺のきょう体部１６
を無視できる程度にまで小さくすることが出来る。従っ
て図１３のような超薄型のマルチビジョンを市場に提供
することもできる。

【００５８】本実施例でも平面画像表示デバイスとして
液晶パネルを用いているが、本発明はこれに限られる物
ではなく光の放射角の大きい蛍光体を光源に用いた陰極
線管によるもの、あるいはプラズマディスプレイを用い
ても本発明によれば開口数（ＮＡ）を０．５近い値で確
保できることから明るさの損失を最小限に抑えて明るい
画像を得ることが出来る。本実施例に限らず平面画像表
示デバイス上の表示画像の明るさを損なわないためには
図１４にあるように、ロッドレンズアレイ１０のロッド
レンズ１７の開口数をＮＡ１として、 ＮＡ１＝ｎｓｉｎα （ｎは屈折率） 光ファイバープレート２１の光ファイバーの開口数をＮ
Ａ２として ＮＡ２＝ｎｓｉｎβ （ｎは屈折率） が成り立つとき ＮＡ１≧ＮＡ２ すなわち α≧β の関係が成り立つことが望ましいが、特に本実施例にお
いては以下の関係が成り立つようθを設定することが望
ましい。

【００５９】α−θ≧β 本実施例に用いているロッドレンズアレイ１０、光ファ
イバープレート２１においても前記第１、第２の実施例
同様に迷光による画質劣化を引き起こさないよう光吸収
材１８、２０による処理も可能である。

【００６０】また本実施例においても光拡散層１４用い
ずに簡単に構成することもできる。加えて第１、第２の
実施例同様にフレネルレンズ、レンチキュラーレンズを
用いることも有用であることは言うまでもない。

【００６１】本実施例においても表示画像のコントラス
トの劣化、透過率の減衰を防止するためそれぞれの空気
層との境界面に面に反射防止膜を設けることも考えられ
る。もちろん反射防止膜でなく液体やゲル状の材料を充
填してやることで空気層を無くし、境界面での反射を抑
えることも容易に考えられる。特に液晶パネル３の出射
側基盤ガラス８とロッドレンズアレイ１０の入射面を密
着して構成することで境界面の反射を抑えて高画質化を
図ることが出来る。

【００６２】

【発明の効果】以上のように本実施例によれば平面画像
表示デバイスを用いた画像表示装置において、複数の屈
折率分布型レンズが光軸と平行に配列され、その物体面
上の画像を像面に正立等倍転写できるレンズアレイであ
る第一の画像転写素子と、光ファイバーを密着させて複
数配列してなる光ファイバープレートである第２の画像
転写素子を合わせ持つことで平面画像表示デバイスの特
徴である薄型を維持し、しかも画像の明るさを大きく損
なうことなく表示画像の大きさを元の平面画像表示デバ
イス上の画像の大きさに対し変えることが出来る。この
際大規模な投資も必要なく、容易に画像の大きさを変え
られることから用途に合わせての対応が可能となる。

【００６３】また表示画像を拡大することで画像表示面
周辺のきょう体を極力小さくし、複数の本発明による画
像表示装置を隣接して配置することで超薄型のマルチビ
ジョンをも提供する事が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】第一の実施例による画像表示装置の構成図

【図２】ロッドレンズ（屈折率分布型レンズ）の断面に
おける屈折率分布説明図

【図３】光ファイバーの断面における屈折率分布説明図

【図４】従来の平面画像表示デバイスを用いた画像表示
装置の外観図

【図５】第１、第２の実施例による画像表示装置の外観
図

【図６】第１、第２の実施例による画像表示装置による
マルチビジョンの外観図

【図７】ロッドレンズアレイ構成図

【図８】光ファイバーアレイ構成図

【図９】第２の実施例による画像表示装置の構成図

【図１０】第２の実施例による光ファイバーアレイ構成
図

【図１１】第２の実施例による光ファイバーアレイ出射
面周辺構成図

【図１２】第３の実施例による画像表示装置の構成図

【図１３】第３の実施例による画像表示装置によるマル
チビジョンの外観図

【図１４】ロッドレンズと光ファイバーの関係説明図

【符号の説明】

１ 光源 ２ 反射鏡 ３ 液晶パネル ４ 入射面側基盤ガラス ５ 入射側偏光板 ６ 液晶層 ７ カラーフィルター層 ８ 出射側基盤ガラス ９ 出射側偏光板 １０ ロッドレンズアレイ １１ ロッドレンズアレイの像面 １２、２１ 光ファイバープレート １３ 光ファイバープレートの他端（出射面） １４ 光拡散層 １５ 画像表示部 １６ きょう体部 １７ ロッドレンズ（屈折率分布型レンズ） １８、２０ 光吸収材 １９ 光ファイバー

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 前面に平面ガラス備えて外部からの信号
   により画像を表示する平面画像表示デバイスと、 複数の屈折率分布型レンズが光軸と平行に配列されてな
   り、その物体面に前記平面画像表示デバイスの画像表示
   面と一致するように配置され、その画像が像面に正立等
   倍転写されるよう配置された第一の画像転写素子と、 両端の径が異なった同形状の光ファイバーを光軸と平行
   に密着させて複数配列してなり、その一端を前記第一の
   画像転写素子の像面に一致するよう配置された第２の画
   像転写素子とからなることを特徴とする画像表示装置。
2. 【請求項２】 前面に平面ガラス備えて外部からの信号
   により画像を表示する平面画像表示デバイスと、 複数の屈折率分布型レンズが光軸と平行に配列されてな
   り、その物体面に前記平面画像表示デバイスの画像表示
   面と一致するように配置され、その画像が像面に正立等
   倍転写されるよう配置された第一の画像転写素子と、 光ファイバーを光軸と平行に複数配列されてなり、その
   一端の各光ファイバーは密着されて前記第一の画像転写
   素子の像面に一致するよう配置されており、他面側は各
   光ファイバー端面が離されて構成される第２の画像転写
   素子とからなることを特徴とする画像表示装置。
3. 【請求項３】 第２の画像転写素子の光ファイバーの出
   射の端面は画面の縦方向に各光ファイバーは密着してお
   り、横方向にのみ隣あう光ファイバーが離れて構成され
   ている事を特徴とする請求項２記載の画像表示装置。
4. 【請求項４】 前面に平面ガラス備えて外部からの信号
   により画像を表示する平面画像表示デバイスと、 複数の屈折率分布型レンズが光軸と平行に配列されてな
   り、その物体面に前記平面画像表示デバイスの画像表示
   面と一致するように配置され、その画像が像面に正立等
   倍転写されるよう配置された第一の画像転写素子と、 光ファイバーを平行に複数配列されてなり、その一端の
   各光ファイバーは前記第一の画像転写素子の像面に一致
   するよう配置されており、他面側は前述の面と表示位置
   が光軸と垂直な方向についてずれた位置となるよう光フ
   ァイバーが傾いて構成される第２の画像転写素子とから
   なることを特徴とする画像表示装置。
5. 【請求項５】 複数の平面画像表示デバイスの画像表示
   部が離れて配置され、第２の画像転写素子においてお互
   いの出射面は密着され、一つの面を連続して形成するよ
   う構成されていることを特徴とする請求項４記載の画像
   表示装置。
6. 【請求項６】 第一の画像転写素子の各屈折率分布型レ
   ンズ間には光吸収材が施されている事を特徴とする請求
   項１、請求項２、請求項４、または請求項５記載の画像
   表示装置。
7. 【請求項７】 第２の画像転写素子の各光ファイバー間
   には光吸収材が施されている事を特徴とする請求項１、
   請求項２、請求項４、または請求項５記載の画像表示装
   置。
8. 【請求項８】 第２の画像転写素子において、第一の画
   像転写素子の像面と反対側の面には拡散材が施されてい
   る事を特徴とする請求項１、請求項２、請求項４、また
   は請求項５記載の画像表示装置。
9. 【請求項９】 第２の画像転写素子の第一の画像転写素
   子の像面と反対側の面の光ファイバー端部には各光ファ
   イバーに対応する凸レンズが面状に配列されて構成され
   たレンズアレイが配置されている事を特徴とする請求項
   ２記載の画像表示装置。
10. 【請求項１０】 レンズアレイの射出面側には画面の左
    右方向について射出する光を画面の縦方向の角度に対し
    広くなるようレンチキュラーレンズが設けられているこ
    とを特徴とする請求項９記載の画像表示装置。
11. 【請求項１１】 空気層との境界面には反射防止膜が設
    けられていることを特徴とする請求項１、請求項２、請
    求項４、または請求項５記載の画像表示装置。
12. 【請求項１２】 平面画像表示デバイスから光の最終射
    出面までの間においてそれぞれの構成要素が密着して構
    成されていない部分には空気層が存在しないよう高屈折
    率物質が充填されていることを特徴とする請求項１、請
    求項２、請求項４、または請求項５記載の画像表示装
    置。