JPH01307790A - Lighting device for transmission type color image display device - Google Patents

Lighting device for transmission type color image display device

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JPH01307790A
JPH01307790A JP63138812A JP13881288A JPH01307790A JP H01307790 A JPH01307790 A JP H01307790A JP 63138812 A JP63138812 A JP 63138812A JP 13881288 A JP13881288 A JP 13881288A JP H01307790 A JPH01307790 A JP H01307790A
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light
image display
display element
light source
ultraviolet rays
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Teruaki Shigeta
照明 重田
Kazutaka Koyama
小山 和孝
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To increase screen brightness by irradiating dots or stripes of fluorescent bodies of B, G, and R provided to a diffusion member with ultraviolet rays from a light source, converting them into visible light of B, G, or R, and irradiating an image display element directly with the converted light. CONSTITUTION:The image display element 12 is irradiated directly with light of B, G, or R by placing the diffusion member 11 consisting of fluorescent body dots or strips which converts the ultraviolet rays of 253.7nm emitted by the light source 9 into visible light in one of three wavelength ranges of 450+ or -50nm (B light), 530+ or -50nm (G light), and 630+ or -50nm (R light) for excitation and light emission above the light source 9 which emits the ultraviolet rays. Thus, the ultraviolet rays from the light source 9 are converted into the visible light of B, G, or R, which illuminate the image display element directly, so a color filter is not necessary. Consequently, the quantity of light is increased correspondingly.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は透過形カラー画像表示装置の背面に配置し、画
像表示素子の背面より照明する照明装置に関するもので
ある。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to an illumination device that is disposed on the back side of a transmissive color image display device and illuminates the image display element from the back side.

従来の技術 液晶などの画像表示素子を用いた透過形カラー画像表示
装置の照明装置は、第9図に示すような構成になってい
る。(例えば、谷ら「高画質アクティブマトリクス液晶
カラーデイスプレィ」昭和60年11月14日、テレビ
ジョン学会技術報告ED905  など) すなわち線状の光源1の上部に、液晶層2をガラス3お
よび4で挾み、さらにガラス3および4の外側に偏光板
5および6を配置した構造の画像表示素子7を置き、液
晶層2とガラス3との間に青色(以下、Bと呼ぶ)、緑
色(以下、Gと呼ぶ)、赤色(以下、Rと呼ぶ)の3色
を提示するためのカラーフィルタ8を置いたもの(偏光
板5の外側にカラーフィルタ8を置いた構造のものもあ
る)である。
2. Description of the Related Art An illumination device of a transmissive color image display device using an image display element such as a liquid crystal has a structure as shown in FIG. (For example, Tani et al., "High Definition Active Matrix Liquid Crystal Color Display," November 14, 1985, Television Society Technical Report ED905, etc.) In other words, a liquid crystal layer 2 is placed on top of a linear light source 1 using glasses 3 and 4. An image display element 7 having a structure in which polarizing plates 5 and 6 are placed between the glasses 3 and 4 is placed between the liquid crystal layer 2 and the glass 3, and blue (hereinafter referred to as B) and green (hereinafter referred to as B) are placed between the liquid crystal layer 2 and the glass 3. , G) and red (hereinafter referred to as R). (There is also a structure in which the color filter 8 is placed outside the polarizing plate 5.) .

光源1はカラーフィルタ8からの着色光の色純度を上げ
るために、第10図に示すようにB、G。
In order to increase the color purity of the colored light from the color filter 8, the light source 1 has B and G filters as shown in FIG.

Rの3つのピーク光からなる分光特性を有する3波長域
発光形蛍光ランプが用いられている。また、カラーフィ
ルタ8の分光透過特性は第11図に示すように、光源1
からのB、G、Rの各ピーク光に対応させた特性になっ
ている。
A three-wavelength region fluorescent lamp having spectral characteristics consisting of three R peak lights is used. In addition, the spectral transmission characteristics of the color filter 8 are as shown in FIG.
It has characteristics corresponding to each of the B, G, and R peak lights from.

画像表示素子7は表示すべき画像信号に応じてその透過
率が変化し、光源1からの照射光を遮断するシャッタ機
能を有しており、この画像表示素子7の透過率の変化、
すなわち透過光の0N−OFFによって画像が提示され
る構成になっている。
The image display element 7 has a shutter function that changes its transmittance according to the image signal to be displayed and blocks the irradiation light from the light source 1, and changes in the transmittance of the image display element 7,
That is, the configuration is such that an image is presented by ON-OFF of transmitted light.

発明が解決しようとする課題 このような従来の照明装置において、画像表示素子7の
透過率は第12図に示すように可視域において約10%
〜15%程度、またカラーフィルタ8の透過率は第11
図に示すようにB、G、Rの各ピーク波長において約6
0%〜80%程度であるため、画像表示素子7とカラー
フィルタ8の両者を経て画像として提示される光は、光
源1から照射される光のうち6%〜12%になる。
Problems to be Solved by the Invention In such a conventional illumination device, the transmittance of the image display element 7 is approximately 10% in the visible range, as shown in FIG.
~15%, and the transmittance of the color filter 8 is 11th
As shown in the figure, approximately 6 at each peak wavelength of B, G, and R.
Since it is about 0% to 80%, the light presented as an image through both the image display element 7 and the color filter 8 is 6% to 12% of the light emitted from the light source 1.

近年、透過形カラー画像表示装置を屋外や明るい照明光
の下で使用するための要求のひとつとして、画面の高輝
度化(明るさの増加)がある。
In recent years, one of the demands for using a transmissive color image display device outdoors or under bright illumination light is to increase the brightness of the screen (increase in brightness).

これを実現するためには、画像表示素子7における液晶
層2.偏光板5および6.カラーフィルタ8などの透過
率を増加させればよいことになる。
In order to realize this, the liquid crystal layer 2. Polarizing plates 5 and 6. What is necessary is to increase the transmittance of the color filter 8 or the like.

しかし現状の技術レベルではいずれの透過率も数%増加
させるのに多大の技術開発の時間と費用を必要とするた
め、一般に上記課題を解決する方法として透過形カラー
画像表示装置の背面から照明する照明装置の光量(輝度
)を増加させる、すなわち大容量の光源を用いたり、そ
の光源を過負荷で点灯させて使用することで対応してい
るのが実状である。
However, at the current level of technology, increasing the transmittance by a few percent would require a large amount of time and expense for technological development, so the general method for solving the above problems is to illuminate from the back of the transmissive color image display device. The current situation is to increase the amount of light (brightness) of the lighting device, that is, to use a large-capacity light source, or to use the light source with overload.

このため、照明装置として厳しい仕様を要求されること
が常である。
For this reason, lighting devices are always required to meet strict specifications.

ここで、光源1に3波長域発光形蛍光ランプを用いた場
合のバルブ内面の状態を考えると、ここにはB用蛍光体
(例えば、ユーロピウム付活アルミン酸バリウム、マグ
ネシウム: B IIL M g 2 A I 160
27;Eu2′″など)とG用蛍光体(例えば、テレビ
ラム付活アルミン酸セリウム、マグネシウム:Ce M
 g A l 1,01o ; T b 3+など)お
よびR蛍光体(例えば、ユーロピウム付活酸化イツトリ
ウム:Y2O3;Eu3+など)の3種類の蛍光体が塗
布されており、この混合比を最適化することにより白色
光として発光させている。
Here, considering the condition of the inner surface of the bulb when a three-wavelength fluorescent lamp is used as the light source 1, here there is a B phosphor (e.g., europium-activated barium aluminate, magnesium: B IIL M g 2 AI 160
27; Eu2′″, etc.) and G phosphor (e.g., TVram activated cerium aluminate, magnesium: Ce M
Three types of phosphors are coated: g Al 1,01o; T b 3+, etc.) and R phosphor (e.g., europium-activated yttrium oxide: Y2O3; Eu3+, etc.), and the mixing ratio must be optimized. The light is emitted as white light.

このB、G、Rの蛍光体が互いに干渉する(重なる)こ
となく塗布されていれば問題はないが、その使用目的か
ら蛍光体が多層に重なり合って塗布されるため、各蛍光
体の可視光への変換効率が低下し、光源としての発光効
率が低下するという問題を含んでいる。
There would be no problem if the B, G, and R phosphors were coated without interfering with (overlapping) each other, but due to the purpose of use, the phosphors are coated in multiple layers, so the visible light of each phosphor This includes the problem that the conversion efficiency to the light source decreases, and the luminous efficiency as a light source decreases.

そこで、本発明は高輝度で光源の光の利用効率を低下さ
せることなく、かつ発光色の色ずれのない照明装置を提
供するものである。
SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide a lighting device that has high brightness, does not reduce the efficiency of using light from a light source, and does not cause color shift in emitted light.

課題を解決するための手段 そして上記問題点を解決する本発明の技術的な手段は、
紫外線を発する光源の上部に、光源から放射される紫外
線のうち253.7nmによって波長450nm±50
 n m (B光)、530nm±50nm(G光)、
630nm±50nm(R光)の3波長域のいずれかの
可視光に変換して励起・発光する複数の蛍光体ドツトも
しくはストライプからなる拡散部材を置くことにより、
B、 G、凡の光を画像表示素子に照射させるものであ
る。
Means for solving the problems and technical means of the present invention for solving the above problems are as follows:
At the top of the light source that emits ultraviolet rays, a wavelength of 450 nm ± 50 nm is generated by 253.7 nm of the ultraviolet rays emitted from the light source.
nm (B light), 530nm±50nm (G light),
By placing a diffusion member consisting of a plurality of phosphor dots or stripes that excites and emits light by converting it into visible light in one of the three wavelength ranges of 630 nm ± 50 nm (R light),
B, G, and ordinary lights are used to irradiate the image display element.

作用 この技術的手段による作用は次のようになる。action The effect of this technical means is as follows.

すなわち、光源から照射される紫外線が前記拡散部材に
設けたB−G−Rの蛍光体ドツトまたはストライプに照
射され、これをB−G−Rの可視光のいずれかに変換し
たのち、画像表示素子に直接照射されるため、カラーフ
ィルタが不要になり、その分の光量が増加するばかりで
なく、B、G。
That is, the ultraviolet rays irradiated from the light source are irradiated onto the BGR phosphor dots or stripes provided on the diffusion member, and after converting this into any of the BGR visible light, an image is displayed. Since the element is irradiated directly, there is no need for a color filter, which not only increases the amount of light, but also increases the amount of light from B and G.

Rの蛍光体がドツトまたはストライプ状に分離・独立し
て配置されるため、異種蛍光体の重なりがなく照明装置
としての発光効率が向上する。
Since the R phosphors are arranged separately and independently in the form of dots or stripes, different types of phosphors do not overlap, and the luminous efficiency of the lighting device is improved.

実施例 以下、本発明の実施例について、添付図面にもとづいて
説明する。
Embodiments Hereinafter, embodiments of the present invention will be described based on the accompanying drawings.

第1図は本発明の第1の実施例である照明装置の構成図
、第2図はその断面図である。
FIG. 1 is a block diagram of a lighting device according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a sectional view thereof.

第1図および第2図において、9は紫外線を発する線状
の光源(たとえば殺菌ランプや、一般の蛍光ランプで蛍
光体が未塗布でかつバルブに石英管を使ったのものなど
)で、この光源9の下部には、光源9を一部包囲し、断
面形状が多面体でかつ紫外線を効率よく反射させる材質
からなる反射部材10を設けている。
In Figures 1 and 2, reference numeral 9 indicates a linear light source that emits ultraviolet light (for example, a germicidal lamp or a general fluorescent lamp that is not coated with phosphor and uses a quartz tube for the bulb). A reflecting member 10 that partially surrounds the light source 9, has a polyhedral cross-sectional shape, and is made of a material that efficiently reflects ultraviolet rays is provided below the light source 9.

一方、光源9の上部には、光源9の管軸方向と平行に拡
散部材11を設けており、さらに拡散部材11の上部に
は拡散部材11と近接して平行に画像表示素子12を配
置している。  前記拡散部材11は、紫外線の励起に
より波長450nm±50nmの日光、波長530nm
± 50nmのG光、波長630nm±50nmのR光の3
種類の可視光のいずれかに変換して効率よく発光させる
蛍光体をB、G、Rの各蛍光体ドツトとして、ガラス板
上に複数順序よく配列させた構成にしている。
On the other hand, above the light source 9, a diffusion member 11 is provided parallel to the tube axis direction of the light source 9, and further above the diffusion member 11, an image display element 12 is arranged close to and parallel to the diffusion member 11. ing. The diffusion member 11 is exposed to sunlight with a wavelength of 450 nm±50 nm and with a wavelength of 530 nm due to the excitation of ultraviolet rays.
G light with a wavelength of ± 50 nm and R light with a wavelength of 630 nm ± 50 nm.
The structure is such that a plurality of B, G, and R phosphor dots are arranged in a well-ordered manner on a glass plate, each of which is a phosphor that converts into any of the types of visible light to efficiently emit light.

また画像表示素子12は表示すべき画像信号に応じてそ
の透過率が変化し、光源9がらの照射光を遮断するよう
なシャッタ機能を有した透過形の液晶素子であり、この
画像表示素子12の透過率の変化、すなわち透過光の0
N−OFFによって画像を提示する構成になっている。
The image display element 12 is a transmissive liquid crystal element whose transmittance changes according to the image signal to be displayed and has a shutter function to block the irradiation light from the light source 9. Change in transmittance, i.e. 0 of transmitted light
The configuration is such that an image is presented by N-OFF.

上記の配置において、拡散部材11のB、G。In the above arrangement, B and G of the diffusion member 11.

Rの各蛍光体ドツトのうち、1ドツトを画像表示素子1
2の1素子分に相対させている。
Of each phosphor dot of R, one dot is connected to image display element 1.
It is made to face one element of 2.

照明装置を上記のように構成することにより、第2図に
示すように、光源9からの紫外線の一部は直射紫外線(
図中の破線で示す)として直接拡散部材11に照射され
るとともに、残りの紫外線は反射紫外線(図中の一点鎖
線で示す)として反射部材10によって反射されたのち
、拡散部材11に照射される。
By configuring the lighting device as described above, as shown in FIG.
The remaining ultraviolet rays are reflected by the reflecting member 10 as reflected ultraviolet rays (indicated by a dashed line in the figure), and are then irradiated to the diffusing member 11. .

拡散部材11にはB、G、Rの蛍光体ドツトがあり、こ
れに光源9からの直射紫外線および反射部材10からの
反射紫外線が照射されると、このうち主として253.
7nmの波長の紫外線によって各ドツトから日光、G光
、R光が励起・発光し、画像表示素子12に照射される
ことになる。
The diffusing member 11 has B, G, and R phosphor dots, and when this is irradiated with direct ultraviolet rays from the light source 9 and reflected ultraviolet rays from the reflecting member 10, mainly 253.
Sunlight, G light, and R light are excited and emitted from each dot by ultraviolet light having a wavelength of 7 nm, and the image display element 12 is irradiated with the light.

ここで、拡散部材11の蛍光体ドツトの発光スペクトル
は第3図に示すように、B、G、Rの3波長が従来の透
過形カラー画像表示装置に用いられている光源の発光ス
ペクトルとカラーフィルタの分光透過特性を組み合わせ
た場合と同様に最適化されている。
Here, as shown in FIG. 3, the emission spectrum of the phosphor dots of the diffusion member 11 has three wavelengths of B, G, and R. The spectral transmission characteristics of filters are optimized in the same way as when combined.

上記の構成において、光源9からの直射紫外線と反射部
材10からの反射紫外線はともに拡散部材11に照射さ
れる。拡散部材11はB用、G用。
In the above configuration, both the direct ultraviolet rays from the light source 9 and the reflected ultraviolet rays from the reflecting member 10 are irradiated onto the diffusing member 11 . Diffusion member 11 is for B and G.

R用の各蛍光体ドツトが複数順序よく配列されているた
め、各々の蛍光体ドツトからは日光、G光。
Since a plurality of R phosphor dots are arranged in a well-ordered manner, each phosphor dot emits sunlight and G light.

R光が常時照射されている。これらに相対した画像表示
素子19のうち、表示すべき画像の素子のみを開放する
(シャッタ機能により、透過率を最大にする)ことによ
り、画像表示素子19にB。
R light is constantly irradiated. B is applied to the image display element 19 by opening only the element of the image to be displayed among the image display elements 19 facing these (maximizing the transmittance by the shutter function).

G、Rの組み合わせによるカラー画像が提示されること
になる。
A color image based on a combination of G and R will be presented.

このような構成および特性にすることにより、カラーフ
ィルタが不要となり、その分の光量(画面輝度)を増加
させることができるばかりでなく、光源9と拡散部材1
1の蛍光体ドツトの組み合わせのみで、蛍光体の種類を
任意に選定することにより、画像表示素子12には色純
度の高いB光。
By adopting such a configuration and characteristics, a color filter becomes unnecessary, and not only can the amount of light (screen brightness) be increased by that amount, but also the light source 9 and the diffusion member 1
By arbitrarily selecting the type of phosphor using only a combination of phosphor dots 1 and 1, the image display element 12 receives B light with high color purity.

G光、R光を照射することができるものである。It can irradiate G light and R light.

さらに、B、G、FLの蛍光体がドツトまたはストライ
プ状に分離・独立して配置されるため、異種蛍光体の重
なりがなく照明装置としての発光効率が向上する。
Furthermore, since the B, G, and FL phosphors are arranged separately and independently in the form of dots or stripes, different types of phosphors do not overlap, and the luminous efficiency of the lighting device is improved.

次に、本発明の第2の実施例を添付図面にもとづいて説
明する。
Next, a second embodiment of the present invention will be described based on the accompanying drawings.

第4図は本発明の第2の実施例である照明装置の構成図
、第5図はその断面図である。
FIG. 4 is a block diagram of a lighting device according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a sectional view thereof.

なお、第4図および第5図に示す第2の実施例の照明装
置は、基本的には第1図および第2図に示した第1の実
施例の照明装置と同じ構成であるため、同一の構成部分
には同一番号を付して詳細な説明を省略する。
Note that the lighting device of the second embodiment shown in FIGS. 4 and 5 basically has the same configuration as the lighting device of the first embodiment shown in FIGS. 1 and 2. Identical components are given the same numbers and detailed explanations will be omitted.

第4図および第5図において第1の実施例の構成と異な
るのは、拡散部材11と画像表示素子12の闇に光整合
部材13を配置していることである。この光整合部材1
3は第6図に示すように、複数のマイクロフレネルレン
ズ14と遮光板15とから構成しており、拡散部材11
の蛍光体の1ドツトに対してマイクロフレネルレンズ1
4が対応しており、さらにこれらに画像表示素子12の
1素子が対応した構成になっている。
What differs from the configuration of the first embodiment in FIGS. 4 and 5 is that a light matching member 13 is arranged behind the diffusion member 11 and the image display element 12. This optical matching member 1
3 is composed of a plurality of micro Fresnel lenses 14 and a light shielding plate 15, as shown in FIG.
1 micro Fresnel lens per 1 dot of phosphor
4 correspond to each other, and one element of the image display element 12 corresponds to these.

通常、拡散部材11の蛍光体から照射される可視光は、
その照射方向が一定でなく拡散されている。このため、
画像表示素子12が透過形の液晶素子の場合には、前記
の光を画像表示素子12に照射しても入射角特性の関係
から、画像表示素子12に対して垂直または垂直に近い
状態で照射される光は画像表示素子12に容易に入射す
るが、斜めになるほど人射しにくくなるばかりでなく、
色ずれを生じたりシャッタ機能の低下、すなわち洩れ光
による画質の低下を生じる恐れがある。
Usually, the visible light emitted from the phosphor of the diffusion member 11 is
The direction of the irradiation is not constant and is diffused. For this reason,
If the image display element 12 is a transmissive liquid crystal element, even if the above-mentioned light is irradiated onto the image display element 12, it will be irradiated perpendicularly or nearly perpendicularly to the image display element 12 due to the incident angle characteristics. The light incident on the image display element 12 easily enters the image display element 12, but the more oblique the light is, the more difficult it is for people to enter the image display element 12.
There is a possibility that color shift may occur or shutter function may deteriorate, that is, image quality may deteriorate due to leakage light.

光整合部材13はこの問題を解決するもので、拡散部材
11からの照射光は光整合部材13のマイクロフレネル
レンズ14によって集光ならびに照射方向を整合された
のち、画像表示素子12に効率よく照射される。また遮
光板15はB、G。
The light matching member 13 solves this problem, and the irradiated light from the diffusing member 11 is focused and the direction of irradiation is matched by the micro Fresnel lens 14 of the light matching member 13, and then efficiently irradiated onto the image display element 12. be done. Moreover, the light shielding plates 15 are B and G.

Rの各蛍光体ドツトからの照射光が互いに干渉しないよ
うに分離させる役目をもつ。
It has the role of separating the irradiated light from each phosphor dot of R so that they do not interfere with each other.

照明装置を上記のように構成することにより、画像表示
素子12に拡散部材11からの光を効率よく照射させる
ことができるだけでなく洩れ光が防止できるため、高輝
度で高画質の透過画像を表示することができる。
By configuring the lighting device as described above, it is possible to not only efficiently irradiate the image display element 12 with light from the diffusion member 11 but also prevent light leakage, so that a high-brightness, high-quality transmitted image can be displayed. can do.

なお、第2の実施例において光整合部材13にはマイク
ロフレネルレンズを用いたが、マイクロフレネルレンズ
に代えて、分布屈折率レンズ、オプチカルファイバ、ラ
イトガイド、光制御機能付きフィルタなどを用いても同
様の効果がある。
In the second embodiment, a micro Fresnel lens was used as the optical matching member 13, but instead of the micro Fresnel lens, a distributed refractive index lens, an optical fiber, a light guide, a filter with a light control function, etc. may be used. It has a similar effect.

次に、本発明の第3の実施例を添付図面にもとづいて説
明する。
Next, a third embodiment of the present invention will be described based on the accompanying drawings.

第1の実施例および第2の実施例は、いずれも画像表示
素子の画像をそのまま表示する、いわゆる直視形の画像
表示装置に用いる明装置についての発明であるが、第3
の実施例は画像表示装置の画像を拡大して投写する、い
わゆる投写形の画像表示装置の照明装置についての発明
である。
The first embodiment and the second embodiment are both inventions regarding a bright device used in a so-called direct view type image display device that displays an image on an image display element as it is.
This embodiment relates to an illumination device for a so-called projection type image display device that enlarges and projects an image on the image display device.

第7図は本発明の第3の実施例である照明装置の構成図
、第8図はその断面図である。
FIG. 7 is a block diagram of a lighting device according to a third embodiment of the present invention, and FIG. 8 is a sectional view thereof.

第7図および第8図において16は紫外線を発する線状
の光源(たとえば殺菌ランプや、一般の蛍光ランプで蛍
光体が未塗布でかつバルブに石英管を使ったのものなど
)で、この光源16の下部には、光源16を一部包囲し
、紫外線を効率よく反射させる材質からなる反射部材1
7を設けている。
In FIGS. 7 and 8, 16 is a linear light source that emits ultraviolet light (for example, a germicidal lamp or a general fluorescent lamp that is not coated with phosphor and uses a quartz tube for the bulb). A reflecting member 1 partially surrounding the light source 16 and made of a material that efficiently reflects ultraviolet rays is provided at the bottom of the
There are 7.

一方、光源16の上部には、光源16の管軸方向と平行
に拡散部材18を設けており、この拡散部材18の上部
には拡散部材18と近接して平行に画像表示素子19を
配置している。  さらに、画像表示素子19の前面に
は、画像表示素子19の画像を前方に拡大して投写する
投写レンズ20を配置している。
On the other hand, a diffusing member 18 is provided above the light source 16 in parallel to the tube axis direction of the light source 16, and an image display element 19 is arranged above the diffusing member 18 in close proximity to and parallel to the diffusing member 18. ing. Furthermore, a projection lens 20 is arranged in front of the image display element 19 to enlarge and project the image of the image display element 19 forward.

前記拡散部材18は、紫外線の励起により可視光に変換
して効率よく発光させる蛍光体をガラス上に塗布した、
B用蛍光面とG用量光面およびR用型光面の3種類の分
離・独立した蛍光面から構成している。
The diffusion member 18 is made of glass coated with a phosphor that converts the excitation of ultraviolet light into visible light and efficiently emits light.
It consists of three separate and independent phosphor screens: a B phosphor screen, a G dose light surface, and an R type light surface.

そしてB、G、R用の各蛍光面の1蛍光面に対して、複
数の素子からなる画像表示素子19をそれぞれ配置して
おり、この画像表示素子19は表示すべき画像信号に応
じてその透過率が変化し、光源16からの照射光を遮断
するようなシャッタ機能を有した透過形の液晶素子であ
り、この画像表示素子19の透過率の変化、すなわち透
過光の0N−OFFによって画像を提示する構成になっ
ている。
An image display element 19 consisting of a plurality of elements is arranged for one phosphor screen of each of the B, G, and R phosphor screens. It is a transmissive type liquid crystal element whose transmittance changes and has a shutter function to block the irradiated light from the light source 16.The image display element 19 displays an image by changing its transmittance, that is, by turning the transmitted light ON-OFF. It is structured to present.

上記の構成において、第8図に示すように光源16から
の直射紫外線(図中の破線で示す)と反射部材17から
の反射紫外線(図中の一点鎖線で示す)はともに拡散部
材18に照射される。拡散部材18はB用、G用、R用
にそれぞれ分離・独立した蛍光面を有しているため、各
々の蛍光面からはB光、G光、R光が常時照射されてい
る。これらに相対した画像表示素子19のうち、表示す
べき画像の素子のみを開放すると、ここから8画像、0
画像、R画像として画像表示素子19に表示される。こ
の画像を投写レンズ20によって合成し、前方に投写す
ることにより、B、G、Rのカラー画像が提示されるこ
とになる。
In the above configuration, as shown in FIG. 8, both the direct ultraviolet rays from the light source 16 (indicated by the broken line in the figure) and the reflected ultraviolet rays from the reflective member 17 (indicated by the dashed line in the figure) irradiate the diffusion member 18. be done. Since the diffusion member 18 has separate and independent phosphor screens for B, G, and R, the B, G, and R lights are constantly irradiated from each phosphor screen. Of the image display elements 19 facing these, if only the element of the image to be displayed is opened, 8 images, 0
The image is displayed on the image display element 19 as an R image. By combining these images using the projection lens 20 and projecting them forward, B, G, and R color images are presented.

このような構成にすることにより、カラーフィルタが不
要となり、かつ光源16と拡散部材18の蛍光面の組み
合わせのみで画像表示素子19には色純度の高いB光、
G光、R光を照射することができるばかりでなく、投写
レンズ20によって画像を任意の大きさに拡大投写する
ことができる。
With such a configuration, a color filter is not required, and the image display element 19 receives B light with high color purity, only by the combination of the light source 16 and the fluorescent screen of the diffusion member 18.
Not only can G light and R light be irradiated, but the projection lens 20 can enlarge and project an image to an arbitrary size.

さらに、拡散部材18の各蛍光面は単一の蛍光体を塗布
すればよく、従来の3波長域発光形蛍光ランプのような
異種蛍光体の重なりがないため。
Furthermore, each phosphor screen of the diffusion member 18 only needs to be coated with a single phosphor, and different types of phosphors do not overlap as in conventional three-wavelength fluorescent lamps.

照明装置としての発光効率が向上する。Luminous efficiency as a lighting device is improved.

また、色純度が高いことと発光効率が良いことにより、
拡大画像として投写する場合に問題となる色ずれや画面
輝度の不足などが克服できる。
In addition, due to its high color purity and good luminous efficiency,
Problems such as color shift and insufficient screen brightness that occur when projecting an enlarged image can be overcome.

なお、第1の実施例、第2の実施例、第3の実施例のい
ずれにおいても、蛍光体ドツトやストライプあるいは蛍
光面に塗布する蛍光体の種類について詳述していないが
、希土類型光体など比較的狭帯域に発光スペクトルを有
するもの(例えば、3波長域蛍光ランプに用いられてい
る蛍光体やカラーテレビなどのCRT(陰極線管)デイ
スプレィに用いられている蛍光体など)であれば特に限
定しない。
Although the first, second, and third embodiments do not describe in detail the type of phosphor to be applied to the phosphor dots, stripes, or phosphor screen, rare earth type light If the substance has an emission spectrum in a relatively narrow band such as a body (for example, a phosphor used in a three-wavelength fluorescent lamp or a phosphor used in a CRT (cathode ray tube) display such as a color television), Not particularly limited.

また、画像表示素子として液晶素子を用いた例について
説明したが、液晶゛素子に代えてエレクトロクロミック
素子(ECD)、電気光学セラミック素子(PLZT)
、機械的なシャッタ機構を応用した素子など、光の透過
率を任意に可変(遮断と開放)できるものであれば、い
ずれを用いても同様の効果がある。
In addition, although an example in which a liquid crystal element is used as an image display element has been described, an electrochromic element (ECD) or an electro-optic ceramic element (PLZT) may be used instead of a liquid crystal element.
The same effect can be obtained by using any device that can arbitrarily vary the light transmittance (blocking and opening), such as a device using a mechanical shutter mechanism.

発明の効果 本発明は、以下の効果がある。Effect of the invention The present invention has the following effects.

(1)光源から照射される紫外線を前記拡散部材に設け
たB−G−Rの蛍光体ドツトまたはストライプに照射し
、これ′tB光・G光・R光の可視光のいずれかに変換
したのち、画像表示素子に直接照射するため、カラーフ
ィルタが不要となり、その分の光量(画面輝度)が増加
する。
(1) The ultraviolet rays irradiated from the light source were irradiated onto the B-GR phosphor dots or stripes provided on the diffusion member, and this was converted into visible light of B-light, G-light, or R-light. Afterwards, since the image display element is directly irradiated with the light, a color filter becomes unnecessary, and the amount of light (screen brightness) increases accordingly.

(2)光源と拡散部材の蛍光体ドツトまたはストライプ
の組み合わせのみで、蛍光体の種類を任意に選定するこ
とにより、色純度の高いB光、G光。
(2) B and G light with high color purity can be achieved by simply selecting the type of phosphor by combining the light source and the phosphor dots or stripes of the diffusion member.

R光を画像表示素子に照射することができる。The image display element can be irradiated with R light.

(3)B、G、Rの蛍光体をドツトまたはストライプ状
に分離・独立して配置しているため、異種蛍光体の重な
りがなく照明装置としての発光効率が向上する。
(3) Since the B, G, and R phosphors are arranged separately and independently in the form of dots or stripes, different types of phosphors do not overlap, and the luminous efficiency of the lighting device is improved.

(4)画像表示素子と拡散部材の闇に光整合部材を配置
することにより、拡散部材からの光を効率よく画像表示
素子に照射させることができるため、高輝度で高画質の
透過画像を表示することができる。
(4) By arranging the light matching member in the darkness between the image display element and the diffusion member, the light from the diffusion member can be efficiently irradiated to the image display element, so that a high-brightness, high-quality transmitted image is displayed. can do.

(5)拡散部材をB用の蛍光面、G用の蛍光面。(5) The diffusion member is a phosphor screen for B and a phosphor screen for G.

R用の蛍光面に3分割し、各々の蛍光面の前面に画像表
示素子を配置し、B、G、Ftの画像を合成して投写レ
ンズにより前方に拡大画像として投写することにより、
大画面の画像表示ができる。
By dividing the R phosphor screen into three, placing an image display element in front of each phosphor screen, and combining the B, G, and Ft images and projecting them forward as an enlarged image using a projection lens,
Images can be displayed on a large screen.

(6)色純度が高いことと発光効率が良いことにより、
拡大画像として投写する場合の問題となる色ずれや画面
輝度の不足などが克服できる。
(6) Due to high color purity and good luminous efficiency,
This overcomes problems such as color shift and insufficient screen brightness that occur when projecting an enlarged image.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の第1の実施例である照明装置の構成図
、第2図は本発明の第1の実施例である照明装置の断面
図、第3図は本発明の第1の実施例である照明装置にお
ける拡散部材の蛍光体の発光スペクトル図、第4図は本
発明の第2の実施例である照明装置の構成図、第5図は
本発明の第2の実施例である照明装置の断面図、第6図
は本発明の第2の実施例である照明装置における光整合
部材の断面図、第7図は本発明の第3の実施例である照
明装置の構成図、第8図は本発明の第3の実施例である
照明装置の断面図、第9図は従来の照明装置の構成図、
第10図は従来の照明装置における光源の分光特性図、
第11図は従来の照明装置におけるカラーフィルタの分
光透過特性、第12図は従来の照明装置における画像表
示素子の分光透過特性である。 9.16・・・光源、10.17・・・反射部材、11
.18・・・拡散部材、12.19・・・画像表示素子
、13・・・光整合部材、14・・・マイクロフレネル
レンズ、15・・・遮光板、20・・・投写レンズ。 代理人の氏名 弁理士 中尾敏男 はか1名第2図 一一一−−這射素外騰 一−−亙射頻外線 @3図 波  長 (nrn) 第4図 10反射部材 第5図 =−−−−一直射木外織 ←−一 又射隼外臘 第6図 本外狸 第7図 R光 17又射部材 第8図 R尤   B九   G光 や−一一一直射系外線 一一一友討隼外魂 第 9 図      迭罷尤 第10図 噴長(nm) 第11図 噴 −+  (rt罰
FIG. 1 is a block diagram of a lighting device according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a sectional view of a lighting device according to a first embodiment of the present invention, and FIG. FIG. 4 is a diagram of the emission spectrum of the phosphor of the diffusion member in the lighting device according to the embodiment, FIG. 4 is a configuration diagram of the lighting device according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a sectional view of a light matching member in a lighting device according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a configuration diagram of a lighting device according to a third embodiment of the present invention. , FIG. 8 is a sectional view of a lighting device according to a third embodiment of the present invention, and FIG. 9 is a configuration diagram of a conventional lighting device.
FIG. 10 is a spectral characteristic diagram of a light source in a conventional lighting device.
FIG. 11 shows the spectral transmission characteristics of a color filter in a conventional illumination device, and FIG. 12 shows the spectral transmission characteristics of an image display element in a conventional illumination device. 9.16... Light source, 10.17... Reflective member, 11
.. 18... Diffusion member, 12.19... Image display element, 13... Optical alignment member, 14... Micro Fresnel lens, 15... Light shielding plate, 20... Projection lens. Name of agent: Patent attorney Toshio Nakao (1 person) Figure 2 111--Reflection frequency line @ Figure 3 Wavelength (nrn) Figure 4 10 Reflective member Figure 5 =- --- 1 direct beam outside the tree ← - 1 Mataya Hayabusa outside line 6 Figure 7 Hongai Tanuki Figure 7 R light 17 Also shoot member Figure 8 R 9 G light - 111 Direct line outside line 11 Ittomo defeating Hayabusa Gaikon Figure 9 迭罷尝Figure 10 Fountain length (nm) Figure 11 Fountain -+ (rt punishment

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)紫外線のうち、253.7nmの波長における放
射パワーが最大となる光源と、この光源を一部包囲し、
前記光源からの紫外線の一部を拡散部材に反射させる反
射部材と、前記光源の上部に設けて光源からの直射によ
る紫外線と前記反射部材からの反射による紫外線によつ
て発光する拡散部材と、前記拡散部材の上部に設けて拡
散部材からの照射光を遮断するシャッタ機能を有する画
像表示素子とを備え、前記拡散部材が光源から放射され
る紫外線のうち253.7nmによって波長450nm
±50nm(青色:B)、530nm±50nm(緑色
:G)、630nm±50nm(赤色:R)の3波長域
のいずれかの可視光に変換して励起・発光する複数の蛍
光体ドットもしくはストライプからなる透過形カラー画
像表示装置の照明装置。
(1) A light source that has the maximum radiation power at a wavelength of 253.7 nm among ultraviolet rays, and a light source that partially surrounds this light source,
a reflecting member that reflects part of the ultraviolet rays from the light source onto a diffusing member; a diffusing member that is provided above the light source and emits light by the ultraviolet rays directly irradiated from the light source and the ultraviolet rays reflected from the reflecting member; an image display element provided on the upper part of the diffusing member and having a shutter function to block the irradiated light from the diffusing member;
Multiple phosphor dots or stripes that excite and emit light by converting it into visible light in one of three wavelength ranges: ±50nm (blue: B), 530nm ±50nm (green: G), and 630nm ±50nm (red: R) An illumination device for a transmissive color image display device comprising:
(2)特許請求の範囲第1項記載の透過形カラー画像表
示装置の照明装置において、画像表示素子と拡散部材の
間に、前記拡散部材からの照射光のうち平行光および平
行光に近似した照射光のみを画像表示素子に入射させる
光整合部材を配置した透過形カラー画像表示装置の照明
装置。
(2) In the illumination device for a transmissive color image display device according to claim 1, between the image display element and the diffusing member, parallel light and parallel light of the light emitted from the diffusing member are provided. An illumination device for a transmissive color image display device in which a light matching member is arranged to allow only irradiated light to enter an image display element.
(3)特許請求の範囲第1項記載の透過形カラー画像表
示装置の照明装置において、拡散部材が青色蛍光面、緑
色蛍光面、赤色蛍光面の3種類に分離・独立した蛍光面
からなり、各々の拡散部材の上部に画像表示素子を配置
するとともに、前記画像表示素子の前面に、画像表示素
子からの画像を所定の位置に投写する投写レンズを配置
した透過形カラー画像表示装置の照明装置。
(3) In the illumination device for a transmissive color image display device according to claim 1, the diffusion member is composed of three types of separate and independent phosphor screens: a blue phosphor screen, a green phosphor screen, and a red phosphor screen, An illumination device for a transmissive color image display device, in which an image display element is arranged above each diffusion member, and a projection lens for projecting an image from the image display element to a predetermined position is arranged in front of the image display element. .
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