專利名稱：光學圖象制導系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于例如液晶顯示裝置的顯示裝置的光學圖象制導系統(tǒng)，且更具體地，涉及一種用于顯示裝置以使可放大圖象的光學圖象制導系統(tǒng)。
在某些顯示裝置中，為了放大或增大圖象，在包括例如一液晶顯示面板的顯示器與一屏幕之間配置有大量的光纖，且在該屏幕側上的光纖的端部之間的距離大于顯示器側上的光纖的端部之間的距離(例如，參見日本專利申請KOKAI公開號No.2-294684)。在該情況下，在屏幕中，在一屏幕板中形成大量的通孔，且在該屏幕板的表面上形成一擴散層，該大量光纖的出射表面?zhèn)榷瞬繌南虏勘砻鎮(zhèn)炔迦朐撈聊话宓母魍字小?br> 在該類型的常規(guī)的顯示裝置中，該大量光纖的出射表面?zhèn)榷瞬勘仨氈饌€地被各自插入該屏幕板的相應通孔中。該裝置操作因此而花費大量的時間和精力，從而導致成本提高。由于這些光纖的出射表面?zhèn)榷瞬渴鞘止さ夭迦氲皆撈聊话宓耐字?，這些光纖必須長到一定程度，從而導致整個裝置的尺寸增大。
本發(fā)明的一個目的在于提供一種光學圖象制導系統(tǒng)，其中該裝配操作可被容易地執(zhí)行且整個裝置可被做得緊湊。
為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明，提供有一種光學圖象制導系統(tǒng)，包括一圖象顯示表面的顯示器；一被配置在該顯示器的一顯示表面?zhèn)壬系墓鈱В渚哂斜恢旅芘渲玫拇罅烤€性光導線并且其的出射表面為一相對一入射表面被傾斜的傾斜表面；和一被配置在該光導的一出射表面?zhèn)壬弦砸活A定方向折射從該出射表面射出的圖象光的折射器。
根據(jù)本發(fā)明的光學圖象制導系統(tǒng)，圖象根據(jù)該光導的出射表面相對于入射表面的傾斜角度以一預定方向被放大。例如，如果該光導的出射表面相對于入射表面的傾斜角度為約60°到約84.3°，該圖象可以預定方向被放大2至10倍。由于該光導具有大量被致密配置的線性光導線，當裝配該裝置時，安裝該光導即可，從而簡便了該裝配操作。由于該光導的出射表面為一相對于該入射表面被傾斜的傾斜表面，該光導的該側表面的形狀可被形成為例如一直角三角形。由于該光導的入射表面只需被配置在該顯示器的圖象顯示表面?zhèn)壬?，當光導的出射表面為垂直時，該光導的深度可被設置成大約等于該顯示器的深度，從而使整個裝置的尺寸減小。


圖1為根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的一顯示裝置的主要部分的局部剖視圖；圖2為圖1中所示的一液晶顯示面板的透明基底之一的等效電路圖；圖3為被初始地準備用于形成圖1中所示的光導的光纖的透視圖；圖4為表示在圖3之后的形成步驟的透視圖，其中形成了一光纖束；圖5為表示圖4之后的一形成步驟的透視圖，其中多個光纖束被收容于一下壓模中；圖6A為表示圖5之后的一形成步驟的透視圖，其中形成了一光纖塊；圖6B為圖6A中所示的該光纖塊的部分的平面視圖；圖7為圖1中所示的該光導和一折射器的部分的縱剖面?zhèn)纫晥D；圖8為說明形成圖7中所示的該折射器的方法的一示例的示意圖；圖9為說明圖7中所示的該折射器的反射表面與該入射表面之間的角度θ2的示意圖；圖10為說明由圖7中所示的該折射器的反射表面的圖象光是如何以一預定方向被放大的示意圖；圖11為說明該光導的芯的特性的示意圖；圖12為根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的一顯示裝置的與圖7相類似的縱剖面?zhèn)纫晥D；圖13為說明形成圖12中所示的一折射器的方法的一示例的示意圖；圖14為說明圖12中所示的折射器的第二反射表面與入射表面之間的角度θ3的示意圖15為根據(jù)本發(fā)明的第三實施例的一是顯示裝置的與圖7相類似的縱剖面視圖；圖16為根據(jù)本發(fā)明的第四實施例的一顯示裝置的主要部分的側視圖；圖17為根據(jù)本發(fā)明的第五實施例的一顯示裝置的主要部分的側視圖；圖18為根據(jù)本發(fā)明的第六實施例的一顯示裝置的主要部分的透視圖；圖19為根據(jù)本發(fā)明的第七實施例的一顯示裝置的主要部分的透視圖；圖20為說明一圖象如何在圖19中所示的顯示裝置中被放大的示意圖；圖21為根據(jù)本發(fā)明的第八實施例的一顯示裝置的主要部分的側視圖；圖22為根據(jù)本發(fā)明的第九實施例的一顯示裝置的主要部分的側視圖；圖23為根據(jù)本發(fā)明的第十實施例的一顯示裝置的主要部分的側視圖，包括在圓形線中被放大示出的部分；圖24為說明一圖象如何在圖23中所示的顯示裝置中被放大的示意圖；圖25為根據(jù)本發(fā)明的第十一實施例的一顯示裝置的主要部分的側視圖。
圖1為表示根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的一顯示裝置的主要部分的局部剖視圖。該顯示裝置具有一液晶顯示面板(顯示器)1。該液晶顯示面板1相對于水平面被傾斜過一預定角度，其圖象顯示表面2位于上側。一反光單元11被配置在該液晶顯示面板1的下表面?zhèn)壬弦耘c該液晶顯示面板1相平行。一光導21被配置在該液晶顯示面板1的圖象顯示表面2側上以使其入射表面22相對于顯示表面2。該光導21具有一直角三角形，帶有一相對于入射表面22被傾斜過一預定角θ1的出射表面23。在該情況下，光導21的出射表面23垂直延伸，在該光導21的出射表面23側上序列地配置一折射器31和一擴散板(屏幕)41。
在液晶顯示面板1中，偏振光片4和5被分別附著于液晶盒3的上和下表面。該液晶顯示面板1為具有薄膜晶體管作為開關元件的有源矩陣型彩色液晶顯示面板，但稍不同于普通的液晶顯示面板。更具體地，薄膜晶體管等由該液晶顯示面板1的液晶盒3形成處的透明基底之一具有由圖2中的等效電路圖所示的結構。門線7和數(shù)據(jù)線8在該一透明基底6的上表面上被配置成一矩陣，且在門線7和數(shù)據(jù)線8的相交點附近，象素電極9通過薄膜晶體管10被連接至線7和8。門線7之間的距離等于普通液晶顯示面板中門線之間的距離，而數(shù)據(jù)線8之間的距離大于普通液晶顯示面板中數(shù)據(jù)線之間的距離。例如，相鄰數(shù)據(jù)線8之間距離的放大因數(shù)是普通液晶顯示面板中的相鄰數(shù)據(jù)線之間距離的2到10倍。因此，考慮到各象素電極9的尺寸，沿著數(shù)據(jù)線8的垂直方向上的其長度等于普通液晶顯示面板中象素電極在相應方向上的長度，而其在沿著門線7的水平方向上的長度為普通液晶顯示面板中象素電極在相應方向上的長度的2到10倍。因此，如以下將進行描述的，當從液晶顯示面板1的圖象顯示表面2出射的圖象光在一預定方向，即沿數(shù)據(jù)線8的方向上被放大2到10倍時，可獲得是由普通液晶顯示面板獲得的圖象的一2X到10X的圖象。
將對圖1中所示的反光單元11進行描述。該反光單元11包括一用作為表面光源的光導12、一準直光導13、一熒光管14和一反射鏡15。該準直光導13被配置在該光導12的上表面上。該熒光管14和該反射膜15被配置在該光導12的一預定端側上。在這些部件中，光導12包括一由例如丙烯酸樹脂制成的透明元件。通過光導12的一預定端面入射在光導12上的光被導入光導12中，且該被導入的光被光導12的下表面全反射并從光導12上的整個上表面輸出，以使光導12用作為一表面光源。該準直光導13包括一準直透鏡陣列、一光纖陣列、或類似。到準直光導13的下表面的光被從其上表面輸出作為垂直于上表面的平行光。由熒光管發(fā)射并由反射膜15反射的光進入光導12的一預定端面以形成一表面光源。該作為表面光源的光被準直光導13準直成垂直于液晶顯示面板1的下表面的平行光，然后，該平行光被輻照在液晶顯示面板1的下表面上。
將描述圖1中所示的光導21，連同順序參照圖3至6描述其形成方法。準備大量的光纖24，其中的一光纖被示出在圖3中，各光纖具有一預定長度。各光纖24通過用由低折射的氟塑料制成的一包層26覆蓋一由高折射丙烯酸樹脂制成的芯25而制成。在此情況下，例如，芯25的直徑約為10μm至60μm，且包層26的厚度約為5μm至20μm。如圖4中所示，例如，約1500至2500根光纖24被成束以形成具有約6至10mm直徑的光纖束27。
多個光纖束27被塞入一具有矩形平行六面體內部的下壓模28，如圖5所示。該下壓模28的內部由一上壓模(未示出)所緊密地密封，并對所得到的結構進行加熱。這樣，光纖24的包層26熔化并流動填充該多個光纖束27之間的空間。該多個芯25通過該包層26被相互粘合以填充下壓模28和上壓模。結果，得到一如圖6A中所示的矩陣平行六面體的光纖塊29。在此情況下，除了這些模的外周邊中的光纖束27，這些各自的光纖束27在光纖塊29中相互推壓，以使當從上方觀看時各束形成一規(guī)則的六角形，如圖6B中所示?？商娲兀谝陨蠅耗＞o密地密封下壓模28的內部之前，可以與包層26的相同或不同材料填充該多個光纖束27之間的空間。接著，沿著其預定的側表面(與上表面成角度θ1的一表面)上的對角線切割該光纖塊29，如圖6A中的點劃線所指示的，以得到各具有一直角三角形側表面的兩光導21，如圖1中所示。在以這種方式得到的各光導21中，大量的芯(線性光導線)25被致密地配置，芯25被覆蓋有包層26且通過這些包層相互粘合，其出射表面23形成一相對于其入射表面22被傾斜過預定角度θ1的一傾斜表面。
光導21的入射表面22與液晶顯示面板1的圖象顯示表面2緊密接觸或相靠近。在此情況下，光導21的入射表面22的尺寸被設成等于或稍大于液晶顯示面板1的圖象顯示表面2的尺寸。如果由光導21的入射表面22和出射表面23所形成的角度θ1約為60°至約84.3°，出射表面23的長度是光導21的側表面上的入射表面22長度的2到10倍。根據(jù)光導21的另一種形成方法，替代圖3中所示的光纖24，光纖24長度為可準備長度的幾倍以形成一細的被拉長的光纖塊29，且該光纖塊29可被切成幾段，每段具有一預定長度，從而獲得多個與圖6A所示的光纖塊一樣的光纖塊29。可替代地，芯25可通過擠壓成型而形成。一束約1500至2500根芯25可被傳送過一容納有熔化的包層材料的槽，這些包層材料附著于芯25，然后被固化以得到一與圖4中所示的相同的光纖束27。
將參照圖7描述圖1中所示的折射器31。折射器31具有一由與光導21的芯25的相同材料或由具有相近于芯25的折射率的材料形成的平板狀折射器體32。折射器體32的一表面用作為入射表面33，而另一表面用作為與入射表面33相平行的出射表面34。以一預定的配置間距在折射器體32中形成相對于入射表面33被傾斜過一預定角度θ2(后面將對該角度θ2進行描述)的多個板狀折射層35。這些折射層35由具有明顯不同于折射器體32的折射率的的一折射率的空氣或類似物制成。在橫向上的各折射層35的兩端部(折射器體32的厚度方向上的兩端部)被封閉，而在縱向上的各折射層35的兩端部被打開通至空氣。由于折射層35的折射率明顯不同于折射器體32的材料(例如丙烯酸樹脂)的折射率，折射層35和折射器體32之間的預定界面用作為反射表面(折射表面)36。折射層35的配置間距與光導21的出射表面23處的芯25的配置間距相同。折射器31的入射表面33用由例如丙烯酸樹脂制成的粘結劑(未示出)被粘著于光導21的出射表面23。在該狀態(tài)下，折射器31的出射表面34平行于光導21的出射表面23。折射器31可通過單塊壓模形成?？商娲?，如圖8所示，折射器半體31a和31b可被模壓以具有與在厚度方向上劃分該折射器31所得到的相同的形狀，并且這些折射器半體31a和31b可用由丙烯酸樹脂制成的粘結劑(未示出)相互粘連，可替代地，一折射器半體31a或31b可被形成以具有兩倍于上述折射器半體31a或31b厚度的厚度，且反射器31可僅以該折射器半體31a或31b形成。
下面將敘述以與光導21的芯25相同的材料或以具有相近于芯25的折射率的折射率的材料形成折射器31的折射器體32的原因。由于丙烯酸樹脂被采用作為芯25的材料，如果由光導21的入射表面22與出射表面23形成的角度θ1約為47°或更大，垂直入射在光導21的入射表面22上的光被光導21的出射表面21全反射。當折射器31的折射器體32由例如丙烯酸樹脂制成的，折射器31的入射表面33用以丙烯酸樹脂制成的粘結劑粘附于光導21的出射表面23，即使由光導21的入射表面22和出射表面23所形成的角度θ1約為47°或更大，垂射入射在光導21的入射表面22上的光不被光導21的出射表面23全反射而是筆直傳播進入折射器31的入射表面33。
將描述圖1中所示的擴散板41。該擴散板41通過在具有與折射器31的出射表面34相同尺寸的一樹脂片的一表面的整個部分上的致密地形成大量非常小的透鏡部分(未示出)而得到。盡管在圖1中，擴散板41相對于折射器31的出射表面34以一預定間隙被進行配置以與該出射表面34相平行，它也可與折射器31的出射表面34緊密接觸地進行配置。
將參照圖1對通過該顯示裝置顯示的放大圖象進行敘述。當從反光單元11的準直光導13的上表面射出垂直于該液晶顯示面板1的下表面的平行光時，從該液晶顯示面板1的圖象顯示表面2射出根據(jù)該液晶顯示面板1的圖象驅動的圖象光，且該圖象光被垂直地入射在光導21的入射表面22上。該入射圖象光在光導21的各芯25中沿著芯中心軸筆直地傳播，直接從光導21的出射表面23射出，并直接入射在折射器31的入射表面33上。該入射的圖象光被折射器31的反射表面36反射(折射)，變成垂直于折射器31的出射表面34(即光導21的出射表面23)的圖象光(此將在后面予以描述)，并以一預定方向被放大。該被放大的圖象光以一垂直于出射表面34的方向從折射器31的出射表面34射出。該射出的圖象光通過圖1中所示的擴散板41被發(fā)送并由擴散板41的該小透鏡部分所擴散。該被擴散的圖象光被可視地看到。
下面將參照圖9對由折射器31的反射表面36反射的圖象光如何變成垂直于折射器31的出射表面34的圖象光進行描述。假設由折射器31的反射表面36反射的一圖象光束變成垂直于折射器31的出射表面34的一圖象光束。如圖9中的箭頭所示。由下述公式(1)表示由該反射表面36和被該反射表面36反射的圖象光束所形成的角度X1
X1＝90-θ2…(1)類似地，由下述公式(2)表示由該反射表面36和入射到該反射表面36上的該圖象光束所形成的角度X 2X2＝90-X3…(2)在此情況下，在公式(2)中以180-θ1-θ2替換X3而得到X2X2＝θ1+θ2-90…(3)由于X1等于X2，從公式(1)和(3)中可得到θ2＝90-θ1/2…(4)因此，如果由折射器31的入射表面33和反射表面36形成的角度θ2為θ2＝90-θ1/2，則由折射器31的反射表面36所反射的圖象光束可變成垂直于折射器31的出射表面34的一圖象光束。
將參照圖10對由折射器31的反射表面36反射的圖象光在一預定方向的放大進行描述。如圖10中的箭頭所示，在光導21的各芯25中沿芯的中心軸筆直傳播的圖象光束被折射器31的反射表面36反射，變成垂直于折射器31的出射表面34的圖象光束。在此情況下，假設從一芯25的出射表面23射出的圖象光束被一反射表面36全反射，從相對于一芯25的折射器31的出射表面34射出的圖象光束的尺寸變成等于垂直該芯25的中心軸的該芯25的截面尺寸。然而，當致密配置大量芯25時，從折射器31的出射表面射出的且各自對應于芯25的圖象光束根據(jù)在這些反射表面的配置方向上該折射器31的反射表面36的配置間距而被相互分離。該分離因子由該出射表面23的長度相對于在該光導21的側表面上的入射表面22的長度來表示。因此，如上所述，如果由光導21的入射表面和出射表面23形成的角度θ1約為60°到約84.3°，該出射表面23的長度為在光導21的側表面上的入射表面22的長度的2到10倍，且因此，該情況下的分離因子變?yōu)?到10倍。結果，從液晶顯示面板1的圖象顯示表面2射出的圖象光在折射器31的反射表面36的配置方向上被放大2到10倍，因此可獲得一為由普通液晶顯示面板獲得的的2X到10X的圖象。在圖10中，θ約為78.5°。在此情況下，在該出射表面上獲得入射表面上的圖象的5X圖象。
假設沿著數(shù)據(jù)線8的圖2中所示的各象素電極9的尺寸約為100μm，由于該光導21的各芯25的直徑為10μm到60μm，對應于一象素電極9的圖象光被幾根，或更多根芯25所引導。在折射器31中的反射表面36的配置方向上被放大2到10倍的該圖象光在圖象顯示表面2的出射表面34上形成相互分離的亮點。然而，由于這些亮點被擴散板41所擴散，它們可在整個寬角度的視野中以良好的對比度被可視地看到。
在該顯示裝置中，該光導21通過致密地配置多個芯25而形成，因此，在該顯示器的液晶顯示面板1的組裝中，將光導體21裝入就可以了，從而簡便了組裝操作。具有一直角側表面2的該準直光導21的入射表面22只需被配置在該液晶顯示面板1的圖象顯示表面2側上。從而，如果該光導21的出射表面23被垂直地設置，該光導21部分的深度可被設成幾乎等于液晶顯示面板1的深度，導致整個裝置的尺寸減小。并且，在此情況下，該液晶顯示面板1的深度基本上符合圖2中所示的數(shù)據(jù)線8的方向，而且在此方向上的象素電極9的尺寸等于普通液晶顯示面板的尺寸。因此，可以防止該顯示裝置的液晶顯示面板1的深度增大。
如果該反光單元11沒有該準直光導13，從該液晶顯示面板1的圖象顯示表面2射出的圖象光變成被散射的光。如圖11中所示，即使到該光導21的各芯25的圖象輸入角較小，除了如實線所示的在芯25中沿其中心軸筆直傳輸?shù)囊粓D象光束外，會產生如虛線所示的傳播過芯25同時重復全反射的一圖象光束。關于在芯25中傳播且同時重復全反射的圖象光束，即使它被圖7中所示的折射器31的相應反射表面36反射。也不能形成垂直于折射器31的出射表面34的一圖象光束。結果，當從擴散板41的前表面看時，亮度降低。
將參照圖12對當從前面看時，可增加擴散板41的亮度的本發(fā)明第二實施例進行描述。注意到圖12中θ1＝78.5°，該顯示裝置的折射器31具有折射層35，各折射層35具有一預定的三棱柱形。各折射層35具有一相對于一入射表面33被傾斜過與圖7中所示的反射表面36相對于入射表面33的相同角度θ2的第一反射表面36a，和一相對于該入射表面33被傾斜過一預定角度θ3(后面將對該角度θ3進行描述)的第二反射表面36b。該折射器31可以與在上述第一實施例中相同的方式通過單塊壓模而形成?？商娲?，如圖13所示，折射器半體31a和31b可被壓模成具有與通過在厚度方向劃分該折射器31而得到的半體相同的形狀，而且這些折射器半體31a和31b可用由丙烯酸樹脂制成的粘結劑(未示出)相互粘接。如圖12中的虛線所示，在光導21的各芯25中傳播同時重復全反射的圖象光部分被第二反射表面36b反射，并被第一反射表面36a反射，變成垂直于折射器31的出射表面34(即光導21的出射表面23)的圖象光，此將在后面進行描述，其中該第二反射表面36b包括有該折射器31與該其相應的下折射層35之間的界面，該第一反射表面36a包括該折射器31與其相應的上折射層35之間的界面，該圖象光以垂直于出射表面34的一方向從折射器31的出射表面34射出。
將描述角度θ3。假設如圖11中的虛線所示，在光導21的芯25中傳播同時重復全反射的圖象光的最大全反射角被定為θ4。該最大全反射角θ4由芯25和包層26的材料確定。如圖12所示，由該折射器31的各下折射層35的第二反射表面36b反射，并然后由其上折射層35的第一反射表面36a反射的圖象光變成垂直于折射器31的出射表面34的圖象光。換句話說，被折射器31的各下折射層35的第二反射表面36b反射的且然后被入射在折射器31的上折射層35的第一反射表面36a上的圖象光變成平行于光導21的芯25的中心軸的光。更具體地，由折射器31的各下折射層35的第二反射表面36b和平行于芯25的中心軸的光所形成的角度X4(見圖14)是光導21的芯25的最大全反射角θ的一半，并由下述公式(5)表示
X4＝θ4/2…(5)由被折射器31的各下折射層35的第二反射表面36b反射的并且被入射在折射器31的上折射層35的第一反射表面36a上的圖象光與折射器31的入射表面33形成的角度X5(見圖14)為X5＝90-θ1…(6)在此情況下，由于θ3為X4和X5的和，如圖14中所示，從公式(5)和(6)可得到θ3＝90-θ1+θ/2…(7)因此，假設由折射器31的入射表面33和第二反射表面36b形成的角度θ3被確定滿足θ3＝(90-θ1+θ4/2)，如圖12中的虛線所示，在光導21的芯25中傳播且同時重復全反射的圖象光部分可形成垂直于折射器31的出射表面34的圖象光。結果，從前表面看到的擴散板41的亮度可被增大。
在上述實施例中，如例如圖1中所示，使用了擴散板41。然而，本發(fā)明并不限于此。例如，圖15所示的第三實施例，可在折射器31的一出射表面34的整個部分上直接、整體地形成一由很小的透鏡部分制成的擴散層41A。
圖16為根據(jù)本發(fā)明的第四實施例的一顯示裝置的主要部分的側視圖，在該顯示裝置中，通過兩液晶顯示面板1A和1B，即通過被配置成相對于水平面傾斜30°的第一液晶顯示面板1A和配置在第一液晶顯示面板1A的傾斜的上右部分處以相對于水平表面傾斜45°的第二液晶顯示面板1B，在一擴散板41上顯示一被放大的圖象。在此情況下，第二液晶顯示面板1B相對于水平面被傾斜過45°以獲得該第二液晶顯示面板1B與其下表面?zhèn)壬系牡诙垂鈫卧?1B的一間隔。包括對應于例如圖2中所示的象素電極的在數(shù)據(jù)線8的方向上的象素電極9的第二液晶顯示面板1B的尺寸是包括有在相同方向上的象素電極9的第一液晶顯示面板1A尺寸的2倍。因此，第二反光單元11B也大于第一反光單元11A一預定量。
第一和第二折射器31A和31B的尺寸幾乎相同。因此，盡管第一光導21A具有直角三角形的側表面，第二光導21B由帶有一矩形側表面的光導部分21B1和帶有一直角三角形側表面的光導部分21B2組成，其中該光導部分21B1具有與第二液晶顯示面板1B的一圖象顯示表面2B相同尺寸的入射表面22B，該光導部分21B2具有與第二折射器31B幾乎相同尺寸的一出射表面23B。第一折射器31A的上端部與第二折射器31B的下端部相互緊密接觸。其目的在于防止兩液晶顯示面板1A和1B與各自液晶顯示面板1A和1B的非顯示部分之間的間隙在顯示從折射器31A和31B射出的圖象光的擴散板41中被看出。
在圖16所示的實施例中，由于由第一光導21A的入射表面和出射表面所形成的角度θ1為60°，第一液晶顯示面板1A上的圖象在垂直方向上被放大兩倍。同時，由于由第二光導21B的入射表面和出射表面所形成的一角度θ5為45°，第二液晶顯示面板1B上的圖象在垂直方向上被放大
倍。如上所述，包括有在例如圖2所示的數(shù)據(jù)線8的方向上的象素電極9的第二液晶顯示面板1B的尺寸為包括有在相同方向上的象素電極的第一液晶顯示面板1A尺寸的
倍。因此，通過在垂直方向上將第二液晶顯示面板1B上的圖象放大
倍。而獲得的一圖象具有與通過在垂直方向上將第一液晶顯示面板1A上的圖象放大兩倍而獲得的圖象相同的尺寸。結果，通過第一和第二液晶顯示面板1A和1B在一擴散板41上顯示一被放大的圖象。如在圖17中所示的第五實施例所示，在垂直方向上對稱地配置第一和第二液晶顯示面板1A和1B及類似部件。
圖18為根據(jù)本發(fā)明的第六實施例的顯示裝置的主要部分的透視圖。在該顯示裝置中，通過沿水平方向對稱配置以相對于水平面被傾斜過30°的第一和第二液晶顯示面板1A和1B，在一擴散板(未示出)上顯示一被放大的圖象。在此情況下，為了得到用于配置第一和第二液晶顯示面板1A和1B及第一和第二反光單元(未示出)的一空間，第一和第二光導21A和21B的下部沿一方向被傾斜以相互分離。該第一和第二光導21A和21B相互緊密地接觸，且第一和第二折射器31A和31B也相互緊密地接觸，以使在擴散板上看不出兩液晶顯示面板1A和1B及類似裝置之間的間隙。圖17是一側視圖，如果圖17為一平面視圖，該第一和第二液晶顯示面板1A和1B可被對稱地配置，同時它們?yōu)榇怪钡?。為了獲得較大圖象表面，例如，在圖17的側表面中示出的第一和第二液晶顯示面板1A和1B及類似裝置可在水平方向上被對稱地配置。如果圖17為一平面視圖，可在垂直方向上對稱地配置第一和第二液晶顯示面板1A和1B及類似裝置。
圖19為表示根據(jù)本發(fā)明的第七實施例的顯示裝置的主要部分的透視圖。在該顯示裝置中，一反光單元11被配置在一液晶顯示面板1的圖象不顯示表面?zhèn)壬?，第一光?1A被配置在液晶顯示面板1的圖象顯示表面?zhèn)壬?，第一折射?1A被配置在第一光導21A的出射表面?zhèn)壬?，第二光?1B被配置在第一折射器31A的出射表面?zhèn)壬希诙凵淦?1B被配置在第二光導21B的出射表面?zhèn)壬?，及一擴散板41被配置在第二折射器31B的出射表面?zhèn)壬?。該擴散板41是垂直的。這樣，從液晶顯示面板1的圖象顯示表面射出的圖象光通過第一光導21A和第一折射器31A在一預定方向上被放大。該被放大的圖象光被垂直入射在第二光導21B的入射表面上。該入射圖象光通過第二光導21B和第二折射器31B在垂直于上述預定方向的一方向上被放大。該被放大的圖象光在垂直于第二折射器31B的入射表面的一方向上從第二折射器31B的出射表面射出。來自第二折射器31B的出射表面的該圖象光通過擴散板41被擴散。
以此方式，在第七實施例中，由于來自液晶顯示面板1的圖象顯示表面的圖象光在一預定方向和垂直于該預定方向的另一方向上被放大。一普通的液晶顯示面板可被用作為液晶顯示面板1。如圖20所示，當一普通的液晶顯示面板被用作為液晶顯示面板1時，一自液晶顯示面板1的圖象顯示表面射出的一普通圖象P1在一預定方向上被放大2到10倍以變成一圖象P2。該圖象P2在垂直于上述預定方向的另一方向上被類似地放大2到10倍以變成一圖象P3。因此，所得到的圖象P3為第一普通圖象P1的一2X到10X圖象。
圖21為表示根據(jù)本發(fā)明的第八實施例的顯示裝置的主要部分的側視圖。在該顯示裝置中，一CRT顯示器51被用作為顯示器。在此情況下，由于該CRT顯示器51的一圖象顯示表面52為一拱形中凸表面，一準直光導56被配置在該圖象顯示表面52之上以將從圖象顯示表面52射出的圖象光準直成平行光并發(fā)送此平行圖象光以被垂直地入射在一光導21的入射表面22上。通過在一透明元件54上致密地形成大量小的中凸透鏡部分55而得到該準直光導56。該透明元件54在其一表面上具有一入射表面53，該入射表面53包括一根據(jù)該圖象顯示表面52而被成拱形的中凹表面。在該透明元件54的另一表面上形成這些小的中凸透鏡部分55。該準直光導56可以不被使用，而可采用例如圖22中所示的第九實施例的一配置。更具體地，光導21的一入射表面22可以是根據(jù)CRT顯示器51的一圖象顯示表面52而被成拱形的中凹表面。
圖23為表示根據(jù)本發(fā)明的第十實施例的顯示裝置的主要部分的側視圖，及其局部的放大截面圖。在此顯示裝置中，一光導21的出射表面23為階式的傾斜表面。實際的出射表面23平行于該光導21的一入射表面22。一折射器31被插入到出射表面23和一擴散板41之間。根據(jù)形成這種情況的光導21的一方法，與圖1中所示的相同的一光導21被形成，但該與圖1所示的相同的出射表面23被階式地切削。該臺階部分的間距最好盡可能地小。例如，根據(jù)使用切削的上述形成方法，如果實際的出射表面23的寬度為約0.05mm到0.5mm，幾根到幾十根芯25被配置在此寬度內。這樣的一折射器31可以是圖7或12中所示的一種，或是圖24中所示的一種。在圖24所示的一折射器31中，以約50μm的很小的配置間距，在以例如聚碳酸脂制成的一樹脂膜的一表面的整個部分上形成被橫向拉長的棱柱部分71。這樣，如圖24中的箭頭所示，在光導21的芯25中沿芯25的中心軸筆直傳播的圖象光被入射在包括有該折射器31的棱柱部分71的下表面的入射表面71a上，并被包括有該棱柱部分71的上表面的反射表面71b反射(折射)而變成垂直于該折射器31的一出射表面34的圖象光，以使它在棱柱部分71的配置方向上被放大。根據(jù)形成這樣的光導21的另一種方法，如圖25中的第十一實施例所示，一片元件61可以由與光導21的芯25的相同材料制成，或由具有與芯25的材料相近的折射率的一材料制成，該片元件61的一表面為一平表面，而另一表面為臺階式的表面，并且該片元件61的平表面可用由丙烯酸樹脂制成的粘結劑(未示出)粘結于該光導21的一出射表面23。
在上述實施例中，采用塑料光纖。然而，可以采用通過用由低折射率玻璃制成的包層鍍覆由高折射率玻璃制成的芯而得到的玻璃光纖。而且，可采用分級的光纖以替代上述的臺階式光纖。在上述實施例中，一液晶顯示器面板或一CRT顯示器被用作為該顯示器。然而，也可以替代地采用一EL顯示器、一LED顯示器、一等離子顯示器或類似裝置。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，由于光導具有大量被致密配置的線性光導線，當組裝該裝置時，將該光導裝入即可，從而簡便了組裝操作。由于該光導的出射表面為一相對于入射表面被傾斜的傾斜表面，該光導的側表面的形狀可被形成為例如直角三角形。由于該光導的入射表面只需被配置在該顯示器的圖象顯示表面?zhèn)壬?，當該光導的出射表面為垂直時，該光導的深度可被設成幾乎等于該顯示器的深度，從而導致整個裝置的尺寸減小。
其它的改進和改型對本領域的熟練技術人員來說是易于做到的。因此，本發(fā)明在更廣的方面不限于在此示出和描述的這些具體的細節(jié)和各個實施例。所以，在不脫離由所附權利要求及其它們的等效物所確定的總的發(fā)明原理的精神或范圍的前提下，可作出各種改型。
權利要求
1.一種光學圖象制導系統(tǒng)，包括一顯示器，具有一圖象顯示表面；一光導，被配置在所述顯示器的一顯示表面?zhèn)壬锨揖哂幸幻鎸τ谒鲲@示表面的入射表面、一相對于所述入射表面而被傾斜的出射表面、和多條用于將所述入射表面與所述出射表面相連接的光導路徑；及一光折射器，被配置在所述光導的一出射表面?zhèn)壬稀?br> 2.根據(jù)權利要求1的一種系統(tǒng)，其中所述這些光導路徑各具有從所述入射表面延伸至所述出射表面的光纖。
3.根據(jù)權利要求1的一種系統(tǒng)，其中所述光導的所述出射表面相對于所述入射表面被傾斜過不小于45°。
4.根據(jù)權利要求1的一種系統(tǒng)，其中所述光導的所述出射表面被階式地形成。
5.根據(jù)權利要求1的一種系統(tǒng)，其中所述光折射器具有一帶有一傾斜表面的棱鏡以折射從所述光導射出的光。
6.根據(jù)權利要求1的一種系統(tǒng)，其中所述光折射器與所述光導的所述出射表面緊密地接觸。
7.根據(jù)權利要求1的一種系統(tǒng)，其中所述光折射器具有多個光折射層和一用于保持所述光折射層的支持元件。
8.根據(jù)權利要求1的一種系統(tǒng)，其中所述光折射層被各自地配置在所述支持元件中。
9.根據(jù)權利要求7的一種系統(tǒng)，其中所述支持元件由具有相似于實際地構成所述光導線的材料的折射率的一折射率的材料組成。
10.根據(jù)權利要求7的一種系統(tǒng)，其中所述折射層由空氣組成。
11.根據(jù)權利要求1的一種系統(tǒng)，其中所述光折射器被與所述光導一起整體地形成。
12.根據(jù)權利要求1的一種系統(tǒng)，其中所述光折射器具有一光出射表面，且所述系統(tǒng)還具有配置在所述光折射器的一光出射表面?zhèn)壬系钠聊谎b置。
13.根據(jù)權利要求12的一種系統(tǒng)，其中所述屏幕裝置具有一光擴散層。
14.根據(jù)權利要求12的一種系統(tǒng)，其中所述屏幕裝置被與所述光折射器一起整體地形成。
15.根據(jù)權利要求1的一種系統(tǒng)，其中所述顯示器是一從由液晶顯示裝置、電致發(fā)光顯示裝置、等離子顯示裝置、陰極射線管和一激光顯示裝置組成的組中選擇的部件。
16.一種光學圖象制導系統(tǒng)，包括一顯示器，被配置在一發(fā)光物體的光路上且具有一圖象顯示表面；一光導，被配置在所述顯示器的顯示表面?zhèn)壬喜⒕哂幸幻鎸τ谒鲲@示表面的一入射表面、一相對于所述入射表面而被傾斜的出射表面、和多個用于光學地將所述入射表面和所述出射表面相互連接的光導路徑；及光折射裝置，被配置在所述光導的一出射表面?zhèn)壬稀?br> 17.一種光學圖象制導系統(tǒng)，包括多個顯示元件，在它們之間以一預定的距離進行配置；及放大顯示裝置，具有一入射表面和一相對于所述入射表面被傾斜的顯示表面以在所述顯示表面以其間一大于在所述入射表面上其間距離的一距離顯示從所述入射表面入射的所述顯示元件的圖象。
18.根據(jù)權利要求17的一種系統(tǒng)，其中所述入射表面上所述顯示元件的圖象間的距離與所述顯示表面上所述顯示元件(9)的圖象間的距離的一比例實際地為1/cosα，其中α為所述顯示表面與所述入射表面所成的一傾斜角。
19.根據(jù)權利要求17的一種系統(tǒng)，其中所述放大顯示裝置具有一光導，用于以一實際地垂直于所述入射表面的方向引導光入射在所述入射表面上；和一光折射器，用于以一實際地垂直于所述顯示表面的方向折射來自所述光導的光。
20.一種光學圖象制導系統(tǒng)，包括一對圖象元件，在X和Y方向上相互分離開；第一放大顯示裝置，具有第一入射表面和一相對于所述入射表面在X方向上被傾斜的第一顯示表面，用于在所述顯示表面上顯示自所述第一入射表面入射的所述顯示元件的圖象，所述顯示表面上顯示的圖象間的距離大于所述入射表面上圖象間的距離；及第二放大顯示裝置，具有第二入射表面和一相對于所述入射表面在Y方向上被傾斜的第二顯示表面，用于在所述顯示表面上顯示自所述第二入射表面入射的所述顯示元件的圖象，所述顯示表面上顯示的圖象間的距離大于所述入射表面上圖象間的距離。
全文摘要
通過使用以一包層鍍覆一芯所獲得的多個光纖而形成插入在一液晶顯示面板和一擴散板之間的一光導,并且其表面相對于一入射表面被傾斜過一預定角度θ1。因此,在組裝中,只需裝入此光導即可,從而簡便了組裝操作。這樣,從光導的出射表面射出的圖象光在一垂直于該折射器的出射表面的方向上被一折射器向上朝左傾斜地折射。
文檔編號G09F13/00GK1185853SQ97190258
公開日1998年6月24日 申請日期1997年3月7日 優(yōu)先權日1996年3月27日
發(fā)明者樋口勝 申請人:卡西歐計算機株式會社