JP2000267606A - 光源及び映像表示装置 - Google Patents

光源及び映像表示装置

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JP2000267606A JP11075719A JP7571999A JP2000267606A JP 2000267606 A JP2000267606 A JP 2000267606A JP 11075719 A JP11075719 A JP 11075719A JP 7571999 A JP7571999 A JP 7571999A JP 2000267606 A JP2000267606 A JP 2000267606A
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Kazuyoshi Fuse
一義 布施
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    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/1336Illuminating devices
    • G02F1/133614Illuminating devices using photoluminescence, e.g. phosphors illuminated by UV or blue light

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  • Illuminated Signs And Luminous Advertising (AREA)
  • Led Device Packages (AREA)
  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】色むらの無い白色光源が得、バックライト方式
の映像表示装置にこの光源を使用することで色再現性の
良好な映像を得る。 【解決手段】 発光体11は発光、消光を制御すること
が可能である。光学部材12は発光体11の前面に配置
され、発光体12からの射出光によって励起され、各々
波長の異なる可視光を射出する三種以上の蛍光体を配列
している。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、空間変調素子等を
使用した映像表示装置などに用いられる光源と、この光
源を使用した映像表示装置に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、発光ダイオード(以下LEDと
略)は消費電力、耐久性、輝度などの点から従来の白熱
灯や蛍光灯に代わって、様々な分野で光源として使用さ
れるようになってきている。特に青色のLEDが開発さ
れてからは、白色光源が得やすくなったため応用範囲は
更に広がっている。例えば、特開平10−186274
号公報「立体映像表示装置」には光源として白色LE
D、または赤色発光LED、緑色発光LED、青色発光
LEDを組み合わせた構成のものが記載されており、L
EDを映像表示装置の白色光源へ適用する例が示されて
いる。
【0003】ところでLEDで白色光源を得る場合、一
般的には青色発光LEDとそれと補色の関係にある黄色
系の蛍光体を組み合わせる構成と、また前述のように赤
色発光LED、緑色発光LED、青色発光LEDを組み
合わせる構成の二通りの方法がある。前者の場合、青色
に発光するLEDチップの上に黄色系の蛍光体を分散さ
せた樹脂層を形成することで青色と黄色の光の加算で白
色光を得るので、蛍光体が均一に分散していない場合は
色むらを生じる場合がある。後者の場合は3種類のLE
Dを使用するので、色むらの無い均一な白色光源を得る
ためにはそれぞれの電流値を調整する必要があり、達成
は困難であるという問題点があった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上述のように、LED
を使用した白色光源は色むらを生じる可能性があり、従
って、それを光源として用いる映像表示装置は色再現性
が悪くなると言う問題点があった。
【0005】そこでこの発明は、色むらが生じるのを抑
圧し得る光源とこれを利用し色再現性を向上し得る映像
表示装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記課題を達成するため
に、この発明の光源は、紫外線LEDで構成される発光
体と、この発光体から射出される光によって励起され、
それによって放出される光が巨視的に見て白色となる様
に配された三種以上の蛍光体を備えるものである。これ
によりLED自体の発光色のむらのあるものを使用しな
いので、巨視的には良好な白色を得ることができ、また
このような光源を用いることで色再現性のよい映像表示
装置を得ることができる。
【0007】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面を参照して説明する。図1はこの発明の一実施の形態
に関する光源の概略基本構成図である。
【0008】紫外線LEDからなる発光体11は回路
(図示せず)を動作させることで紫外線の射出光13を
放出する。この紫外線の射出光13は、紫外線が照射さ
れることでそれぞれ赤色、緑色、青色の光を放出する三
種の蛍光体を所定の並びで配置した光学部材12に向か
う。所定の並びとは、三種の蛍光体からの光が加法混色
で巨視的に白色となるような配置であり、紫外線の射出
光13がこれらの蛍光体を励起して可視光14を放射
し、光学部材12が白色光源として動作するようになっ
ている。
【0009】図2に光学部材12を構成している三種の
蛍光体(以下R蛍光体、G蛍光体、B蛍光体)の配置の
一例を示す。尚、図1中に記載されているものと同じも
のは、同一の番号をつけてある。以下、各図において同
一構成要素のものについては同一番号を振るものとす
る。この図では、R、G、B各蛍光体が光学部材12を
均等に分割した微小矩形領域21に図に示す並びで配さ
れており、紫外線励起によってR、G、B各蛍光体から
発する光が加法混色で巨視的に白色になるように構成さ
れている。ここで、光学部材12に使用する蛍光体はこ
の図で例示しているR蛍光体、G蛍光体、B蛍光体に限
定されるものではなく、加法混色で白色が得られる3種
以上の組み合わせであれば良い。
【0010】例えば、各々シアン、マゼンタ、イエロー
を発する蛍光体の組み合わせでも良い。また、蛍光体の
並べ方に関しても、図2に示したような均等に分割した
微小矩形領域に限るものではなく、図3(a)に示すよ
うに、R、G、B各蛍光体の組み合わせを水平方向に位
置をずらして配置する方法や、図3(b)に示すように
斜めに配置しても良い。各蛍光体を配す領域の形状に関
しては矩形である必要は無く、例えば図3(c)のよう
に円形であっても良い。また、蛍光体によって発光効率
が異なる場合もあるため、蛍光体を配す領域の大きさも
各蛍光体で同一にする必要は無く、蛍光体毎に変えても
良い。同様の理由で、配置する蛍光体の個数も各蛍光体
で同一にする必要は無く、例えば発光効率の低い蛍光体
は他の蛍光体より相対的に多く配置する等の方策が考え
られる。さらに、一種類以上の蛍光体を配した層を多層
にして構成しても良い。いずれにしても、各蛍光体から
の光が加法混色で巨視的に白色が得られる構成であれば
良い。これまでは三種の蛍光体を例にとって説明してき
たが、蛍光体の数は三種に限定されるものではなく、各
蛍光体からの光が加法混色で巨視的に白色が得られる構
成であれば三種以上でもよい。
【0011】尚、光学部材12からの可視光14に紫外
線が含まれている場合は、図4に示すように光学部材1
2の前面に紫外線除去フィルタ41を配し、紫外線を除
去する。図5(a)は、上述した構成の光源を複数個用
いて面光源を形成した場合の斜視図である。紫外線LE
Dからなる発光体11を二次元的に並べた発光体アレー
群51から射出される紫外線は、所望の大きさで配置さ
れた前記光学部材12に入射して各蛍光体を励起する。
その結果、光学部材12から射出される可視光は各蛍光
体による拡散光となり、光学部材12は巨視的に色むら
の無い白色面光源として動作する。従って、これをLC
D等の空間変調素子を使用した映像表示装置のバックラ
イトとして用いた場合は色再現性の良い映像表示装置が
得られる。尚、動作原理については図1で説明した紫外
線LEDが単一の場合と同じであるので省略する。
【0012】さて、発光体アレー群51を構成している
紫外線LEDは、各々独立に制御可能である。即ち、発
光、消光を各LED毎に制御できる。従って、光学部材
12の特定領域のみから白色光を得ることが可能であ
る。例えば図5(b)において、光学部材12上の指定
領域53のみから白色光を得たい場合、発光体アレー群
51で指定領域53に対応する発光体52のみを発光さ
せれば良い。この図では発光体アレー群51と光学部材
12は離して描いているが実際には近接しているので、
発光体から射出される光の光学部材12上での広がりは
小さい。
【0013】尚、光学部材12上での光の広がりを発光
体から射出される光に応じて精度良く制御するために、
発光体アレー群51を構成する各発光体11の間に無反
射コーティングを施した遮蔽板等を配しても良い。この
ように本提案による光源は、発光領域の位置、大きさを
任意に設定できるので、バックライト分割方式の立体映
像表示装置にも適用することが出来る。尚、上述のよう
に構成した面光源の場合でも、光学部材12から射出さ
れる可視光に紫外線が含まれている場合は、図4に示し
た場合と同様に、光学部材12の前面に面光源の大きさ
に応じた紫外線除去フィルタを配し、紫外線を除去す
る。
【0014】バックライト分割方式の立体映像表示装置
は、観察者の左右眼それぞれに対応した発光領域から射
出される光を空間変調し、観察者の左右眼のそれぞれに
集光させることにより立体映像を表示するものである。
【0015】図6を参照してその構成及び動作を説明す
る。光源61は、複数個の紫外線LEDで構成された発
光体アレー群51と、この発光体アレー群51の前面に
近接して配置された光学部材12からなり、発光体アレ
ー群51のうち観察者の左右眼66L、66Rに対応する
左眼対応発光体64Lと右眼対応発光体64Rを発光させ
ることで、光学部材12の観察者の左右眼66L、66R
に対応した発光領域65L、65Rから拡散光を射出させ
ることが出来る。発光領域65L、65Rから射出される
拡散光は光学手段62へ向かう。光学手段62はフレネ
ルレンズなど薄型化可能な凸レンズによって構成され、
発光領域65L、65R各々からの拡散光を観察者の左右
眼66L、66R近傍に集光させる。光学手段62と観察
者の左右眼66L、66Rとの間の光路中に画像を表示す
る液晶パネルによって構成された空間変調素子63を配
し、これに左右眼66L、66Rに対応した両眼視差画像
を信号処理手段68によって時分割に表示する。発光領
域65L、65Rは、空間変調素子63に表示される両眼
視差画像に同期して交互に発光、消光するよう光源制御
手段67によって制御される。これにより、観察者は左
右眼に対応した両眼視差画像、即ち立体画像を観察する
ことができる。
【0016】また、発光領域65L、65Rから射出され
る光に発光体からの紫外線が残っている恐れのある時
は、図7に示すように、光学部材12と観察者の左右眼
66L、66Rとの間の光路中に紫外線除去フィルタ71
を挿入する。挿入位置は観察者の左右眼に有害な紫外線
が入らなければどこでもよいが、設置のしやすさや紫外
線除去の効率の点で光学部材12の直後が望ましい。
【0017】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、色
むらの無い白色光源が提供でき、バックライト方式の映
像表示装置にこの光源を使用することで、色再現性の良
好な映像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施の形態に関する光源の概略基
本構成図。
【図2】 光学部材を構成している三種の蛍光体の配置
の一例を示す図
【図3】 同図(a)光学部材を構成している三種の蛍
光体の配置の一例を示す図,同図(b)光学部材を構成
している三種の蛍光体の配置の一例を示す図、同図
(c)光学部材を構成している三種の蛍光体の配置の一
例を示す図。
【図4】 本発明の実施の形態に関する光源を複数個用
いて面光源を形成した場合の斜視図。
【図5】 面光源の発光動作を説明するための図。
【図6】 本発明の実施の形態に関する光源を使用した
バックライト分割方式の立体映像表示装置の概略構成
図。
【図7】 バックライト分割方式の立体映像表示装置の
光路中に紫外線除去フィルタを挿入する場合の説明図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5C096 AA00 BA01 BC12 CA01 CA11 CA21 CB01 CC02 CC06 CC23 CC36 CG02 CH04 CH05 CJ13 DC04 DC29 EA02 EA03 5F041 AA11 DC07 EE22 EE25 FF06 5G435 BB04 CC09 CC11 CC12 DD05 GG16 HH06 LL04

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 発光、消光が制御できる発光体と、この
    発光体からの射出光によって励起され、各々波長の異な
    る可視光を射出する三種以上の蛍光体を配した光学部材
    とで構成されたことを特徴とする光源。
  2. 【請求項2】 発光、消光が各々独立に制御できる複数
    の発光体からなる発光体アレーと、この発光体アレーの
    前面に配され、前記発光体からの射出光によって励起さ
    れ、各々波長の異なる可視光を射出する三種以上の蛍光
    体を配した光学部材とからなり、発光している発光体の
    位置に対応した前記光学部材の所定の発光領域から可視
    光を射出することを特徴とする光源。
  3. 【請求項3】 前記発光体は、紫外線LEDであること
    を特徴とする請求項1及び請求項2のいずれかに記載の
    光源。
  4. 【請求項4】 前記光学部材は、蛍光体から放出される
    光が巨視的に見て白色となる様に前記三種以上の蛍光体
    を配したことを特徴とする請求項1及び請求項2のいず
    れかに記載の光源。
  5. 【請求項5】 前記三種以上の蛍光体は、放出する光が
    赤色の波長成分を持つ蛍光体と緑色の波長成分を持つ蛍
    光体と青色の波長成分を持つ蛍光体を少なくとも備える
    ことを特徴とする請求項1及び請求項2のいずれかに記
    載の光源。
  6. 【請求項6】 前記光学部材の前面に紫外線除去フィル
    タを配したことを特徴とする請求項1及び請求項2のい
    ずれかに記載の光源。
  7. 【請求項7】 観察者の左右眼それぞれに対応した発光
    領域から射出される光を空間変調し、観察者の左右眼の
    それぞれに集光させることにより立体映像を表示する立
    体映像表示装置において、前記発光領域が存在する光源
    を、発光、消光が制御できる発光体と、この発光体から
    射出される光によって励起され、各々波長の異なる光を
    放出する三種以上の蛍光体を配した光学部材とで構成し
    たことを特徴とする映像表示装置。
  8. 【請求項8】 発光、消光が各々独立に制御できる複数
    の発光体からなる発光体アレーと、この発光体アレーの
    前面に配され、発光体からの射出光を受けることによっ
    て発光している発光体の位置に対応した所定の発光領域
    から可視光を射出する光学部材とからなる光源と、この
    発光領域の大きさと位置を任意に設定できるよう前記発
    光体アレーを制御する光源制御手段と、前記発光領域か
    ら射出される光を観察者の左右眼それぞれの位置近傍に
    集光させる光学手段と、この光学手段を介した前記光源
    からの光を空間変調する空間変調素子と、この空間変調
    素子に映像を表示させる信号処理手段とからなる映像表
    示装置。
  9. 【請求項9】 発光、消光が制御できる複数の発光体か
    らなる発光体アレーと、この発光体アレーの前面に配さ
    れ、発光体からの射出光を受けることによって可視光を
    射出する光学部材とからなる光源と、前記発光体アレー
    の発光、消光を制御する光源制御手段と、前記光源から
    の光を空間変調する空間変調素子と、この空間変調素子
    に映像を表示させる信号処理手段とからなる映像表示装
    置。
  10. 【請求項10】 前記映像表示装置の光学部材以降の光
    路中に紫外線除去フィルタを配したことを特徴とする請
    求項7乃至請求項9のいずれかに記載の映像表示装置。
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