JPH0310284A - 透過形カラー画像表示装置の照明装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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。

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１３図に示すような構成になって
い祝　（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で挾へ　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七呼ぶ）、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。

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１４図に示ずようにＢ、　　Ｇ。

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１５図に示ずように　光源ｌ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。

画像表示素子７は表示ずべき画像信号に応じてその透過
率が変化は　光源ｊ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の透過率の変イＫ
　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。

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１６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１５
図に示すようにＢ、　　Ｇ、　　Ｒの各ピーク波長にお
いて約６０％〜８０弓程度であるた敦　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（よ　光源１から照射される光のうち６％〜１２％に
なる。

近低　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。

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。

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
敦　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
）を増加させべ　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
るのが実情である。

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。ここて　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用土光体（例え（瓜　ユーロピウム付活アルミン酸
バリウム、　マグネシウム：　　ＢａＭｇ２Ａ　１１６
０２７；　Ｅｕ”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：　　Ｃ
ｅＭｇＡｌ＋＋Ｏ＋＊；　Ｔｂ３１など）およびＲ用蛍
光体く例えば　ユーロピウム付活酸化イツトリウム：　
　Ｙ２Ｏ３；　Ｅｕ’＋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。

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バその使用
目的から３種類の蛍光体が多層に重なり合って塗布され
るたム　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。

また　光源１から照射される可視光（よ　その照対方向
が一定でなく拡散されている場合が多いたム　画像表示
素子７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７に照射しても入射角特性の関係から、画像表
示素子７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７に容易に入射する方丈　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
下を生じる恐れかある。

さらに　光源１が直管形蛍光ランプなどの線状の光源で
ある場合、光源１の横断方向（管軸と直角方向）の輝度
分布特性は　光源１の真上の輝度が高く、光源１から離
れるにしたがい輝度が低くなるという問題を有しており
、この特性が画像表示素子７にそのまま現れて、表示画
像に明るさのむら（輝度むら）を生じるという問題を含
んでいる。この問題を解決する方法として、例えば特開
昭５５−１３３００８号公報に記載の薄形シャーカステ
ンのように　直管形蛍光ランプの上に輝度むら除去用の
ドツトパターンを設けて、ランプの真上に相当する部分
の輝度を低下させて、均一性を得ようとするものである
方丈　ランプと拡散板との間に精度よくドツトパターン
を配置しなければなら哄　またそのパターンも均一な輝
度分布特性に合致させる必要があるた数　パターンが・
複雑になるという問題を含んでいる。

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や発光面の輝度むら
のない照明装置を提供するものである。

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を以
下に述べる。

（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っ
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　前記拡散部材を、光源から放射さ
れる紫外線のうち２５３．７ｎｍによって波長４５０ｎ
ｍ±５０ｎｍ（青色：　　Ｂ）、　　５３０ｎｍ±５０
ｎｍ（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ツトもしくはストライプと
する。

（２）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する
。

（３）拡散部材を青色のみの蛍光面　緑色のみの蛍光医
　赤色のみの蛍光面の３種類に分離・独立した蛍光面と
し　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する。

（４）拡散部材の蛍光体ドツトもしくはストライプに用
いる蛍光体層において、光源の近傍での塗布膜厚に対し
て、光源から離れるにしたがい塗布膜厚を薄くする。

（５）拡散部材の蛍光体ドラ）・もしくはストライプに
用いる蛍光体粒子において、光源の近傍での粒径に対し
て、光源から離れるにしたがい粒径を小さくする。

イ乍用 この技術的手段による作用は次のようになる。

（１）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教　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、　　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。

（２）画像表示素子と拡散部材の間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ぬＱ− １〇− 高輝度で高画質の透過画像を表示することができる。

（３）拡散部材をＢ用の蛍光面　Ｇ用の蛍光面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Ｌ　　Ｂ、　　Ｇ、　　Ｒ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だけでなく、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。

（４）光源の近傍での蛍光体層の塗布膜厚に対して、光
源から離れるにしたがい塗布膜厚を薄くすることにより
、照明装置の発光面の輝度むらを生じなしも （５）光源の近傍での蛍光体粒子の粒径に刻して、光源
から離れるにしたがい粒径を小さくすることにより、照
明装置の発光面の輝度むらを生じない。

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。

第１図は本発明の第１の実施例である照明装置の構成医
　第２図はその断面図である。　　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
つバルブに紫外線を透過する石英管を使ったものなど）
で、この光源９の下部に（よ　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。

一方、光源９の上部に（よ　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（よ　紫外線の励
起により波長４５０　ｎｍ±５０　ｎｍのＢ光　波長５
３０　ｎｍ±５０ｎｍのＧ光　波長６３０ｎｍ±５０ｎ
ｍ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。また画像表示素子１２は表示すべき画像信
号１ ２− に応じてその透過率が変化し　光源９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１２の透過率の変イし　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。

上記の配置において、拡散部材１１のＢ、　　Ｇ。

Ｒの各蛍光体ドツトのうち、　１ドツトを画像表示素子
１２の１素子分に相対させている。

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。

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１
０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Ｂ
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。

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４．：　　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。

」二記の構成において、光源９からの直射紫外線と反射
部材ＩＯ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。

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
教　各々の蛍光体ドツトからは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１２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１２にＢ。

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。

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３− ４ 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１１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Ｇ光　Ｒ光を照射すること
ができるものである。

さらに　Ｂ、　　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敦　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
。

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。

第４図は本発明の第２の実施例である照明装置の構成は
　第５図はその断面図である。　　な抵第４図および第
５図に示す第２の実施例の照明装置（友　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
じ構成であるた数　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。

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（よ　拡散部材１１と画像表示素子１５− ２の間に光整合部材１３を配置していることである。こ
の光整合部４」１３は第６図に示すようへ複数のマイク
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１４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。

連部　拡散部材１１の蛍光体から照射される可視光（よ
　その照射方向が一定でなく拡散されている。このた敦
　画像表示素子１２が透過形の液晶素子の場合に（上　
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
射する方丈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。

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６− 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。

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。

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六　高輝
度で高画質の透過画像を表示することができる。

な壮　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方丈　マイクロフレネルレン
ズに代えて、分布屈折率レンス］　オプチカルファイ／
％　　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。

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。

第１の実施例および第２の実施例（友　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照明装置についての発明である方丈
　第３の実施例は画像表示装置の画像を拡大して投写す
泡　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。

第７図は本発明の第３の実施例である照明装置の構成部
　第８図はその断面図である。

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紫外線を透過する石英管を
使ったものなど）で、この光源１６の下部には　光源１
６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１７を設けている。

一方、光源１６の上部に（よ　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？Ｑ画像表示素子１９の前面
に（瓜　画像表示素子１０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。

前記拡散部材１８（よ　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７− 上に塗布し？＝　　Ｂ用蛍光面とＧ用蛍光面およびＲ用
蛍光面の３種類の分離・独立した蛍光面から構成してい
る。

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。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教　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
　２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。

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。

さらに　拡散部材１８の各蛍光面は単一の蛍光体を塗布
ずればよく、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人照明装置としての発光効
率が向上する。

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。

次囮　本発明の第４の実施例を添付図面にもとづいて説
明する。

第９図は本発明の第４の実施例である照明装置９− ２０− の断面図である。な耘　第９図に示す第４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敦　同一の構成
部分には同一番号をイ１して詳細な説明を省略する。

第９図において第１の実施例の構成と異なるのζ戴　拡
散部材２１の蛍光体ドツトを多層の蛍光体層２２から構
成し　光源９の近傍に位置する蛍光体層２２の塗布膜厚
（層数）に対して、光源９から離れるにしたがい塗布膜
厚を薄く　（層数を少なく）シていることである。

一般に　蛍光体を塗布した蛍光ランプにおいて、蛍光体
の塗布層数ｎ（塗布膜厚）と光束Ｌｎ（明るさ）との関
係４１　　ハロりん酸カルシウム蛍光体を用いた４０ワ
ツトの蛍光ランプの場合、蛍光体の密度を３．２　　［
ｇ／Ｃｍ３］、　　層の厚さを６．７×１０−’　［ｃ
ｍ］　とすると、第１０図に示すように最大の光束が得
られる層数が２〜４層となり、この層数より多くてもま
た逆に少なくても光束Ｌｎは低下するといわれている。

　（例えば　蛍光体同学会「蛍光体ハンドブック」、（
昭和６２年１２月２５日）、オーム社　Ｐ、４１５） 一方、本発明において、拡散部材２１の発光面における
輝度分布特性を考えた場合、Ｂ用、　Ｇ用。

Ｒ用の各蛍光体ドツトに塗布した蛍光体の塗布層数（塗
布膜厚）が同一であれば　第１１図の図中に破線で示す
ように　光源９の近傍の輝度が高く、光源９から離れる
にしたがい輝度が低下することが考えられる。このたム
　拡散部材２Ｉの前面に配置した画像表示素子１２にお
いて、光源９の近傍の画像の明るさに対して、光源９か
ら離れた部分の画像が暗くなり、全体として明るさむら
（輝度むら）の大きい画像を表示することになる。

拡散部材２１の発光面における輝度分布特性（よ照明装
置としての使用目的から第１１図の図中に実線で示すよ
うに　できるだけ均一であることが望ましい。

そこて　本発明の第４の実施例では上記の問題を解決す
るために　前記の蛍光体の塗布層数ｎと光束Ｌ　ｎとの
関係（第１０図において、層数ｎが２１ −η− ２以上の場合）を用いて、第１１図の図中の破線で示す
輝度分布特性を逆補正するように　拡散部材２１の輝度
が最も高い部分、すなわち光源９の近傍に位置する蛍光
体層２２の塗布膜厚を基準として、光源９から離れるに
したがい蛍光体層２２の塗布膜厚を次第に薄く　（層数
を少なく）し　　最終的に第１１図の図中の実線で示す
輝度分布特性、すなわち拡散部材２１の発光面の全体が
ほぼ均一な輝度になる層数を各部分ごとに設定すること
により、拡散部材２１の前面における輝度分布の均一化
をはかったものである。

な耘　第４の実施例において、拡散部材２１の輝度が最
も高くなる光源９の近傍を基準として、蛍光体層２２の
塗布膜厚を薄くする（層数を減らす）ことにより輝度の
均一化をはかった力（これは最小の光束になる層数を最
も輝度が高い部分に設定し　かつ紫外線から可視光線へ
の変換効率が高い領域を求めたためで、変換効率が問題
にならない（第１０図において、層数ｎが０〜２の場合
）のであれば　第４の実施例とは逆に塗布膜厚を薄くす
る（層数を減らす）ことにより、輝度の均一化をはかる
ことも考えられる。

次に　本発明の第５の実施例を添付図面にもとづいて説
明する。

第１２図は本発明の第５の実施例である照明装置の断面
図である。な耘　第１２図に示す第５の実施例の照明装
置（戴　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敦　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。

第１２図において第１の実施例の構成と異なるの（主　
拡散部材２３の蛍光体ドツトを複数の蛍光体粒子２４か
ら構成し　光源９の近傍に位置する蛍光体粒子２４の粒
径に対して、光源９から離れるにしたがい粒径を小さく
していることである一般に　蛍光体の塗布量ｄ　［ｍｇ
／ｃｍ２］と蛍光の強度Ｆ（明るさ）との関係ζよ　可
視域において蛍光体の粒径が波長に比べて大きければ　
粒径にほぼ反比例するといわれている。　（例えば　蛍
光体同学会「蛍光体ハンドブック」、（昭和６２年−沼
− 一列一 １２月２５日）、オーム社　Ｐ、４０８）また　白色ハ
ロりん酸カルシウム蛍光体を用いた蛍光ランプにおいて
、蛍光体粒子の粒径（平均比表面積径）は約６．７　［
μｍ］といわれている。

この蛍光ランプにおいて、蛍光体層の一つの層の厚さを
、蛍光体粒子の粒径に等しいものとすると、単一の蛍光
体層を考えた場合、蛍光体粒子の粒径が大きくなること
は蛍光体層の厚さが厚くなることと等価になり、これは
前記の蛍光の強度と蛍光体の粒径の関係より、粒径が大
きくなることにより蛍光ランプの明るさが低下すること
を意味している。

一方、本発明において、拡散部材２３の発光面における
輝度分布特性を考えた場合、Ｂ用、　Ｇ用。

Ｒ用の各蛍光体ドツトの蛍光体粒子２４の粒径がほぼ同
一であれ＋ｉ　　第１１図の図中に破線で示すように　
光源９の近傍の輝度が高く、光源９から離れるにしたが
い輝度が低下することが考えられる。このた嵌　拡散部
材２３の前面に配置した画像表示素子１２において、光
源９の近傍の画像の明るさに対して、光源９から離れた
部分の画像が暗くなり、全体として明るさむら（輝度む
ら）の大きい画像を表示することになる。

拡散部材２３の発光面における輝度分布特性（淑照明装
置としての使用目的から第１１図の図中に実線で示すよ
う番へ　できるだけ均一であることが望まししも そこで、本発明の第５の実施例では上記の問題を解決す
るために　前記の蛍光の強度Ｆと蛍光体粒子の粒径との
関係を用いて、第１１図の図中の破線で示す輝度分布特
性を逆補正するように　拡散部材２３の輝度が最も高い
部分、すなわち光源９の近傍に位置する蛍光体粒子２４
の粒径を基準として、光源９から離れるにしたがい蛍光
体粒子２４の粒径を次第に小さくし　最終的に第１１、
図の図中の実線で示す輝度分布持仏　すなわち拡散部材
２３の発光面の全体がほぼ均一な輝度になる粒径を各部
分ごとに設定することにより、拡散部材２３の前面にお
ける輝度分布の均一化をはかったものである。

一謳− ６一 な抵　第１から第５のいずれの実施例において耘　蛍光
体ドツトやストライプに用いる蛍光体の種類について詳
述していないカミ　希土類蛍光体などのように比較的狭
帯域に発光スペクトルを有するもの（例えば　３波長域
発光形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。

また　画像表示素子として液晶素子を用いた例について
説明した力（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（ＰＬＺ
Ｔ）、　　機械的なシャッタ機構を応用した素子なとミ
　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。

発明の効果 本発明は　以下の効果がある。

（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
　これをＢ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。

（２）光源と拡散部材の蛍光体ドツトまたはストライプ
の組み合わぜのみで、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Ｒ光を画像表示素子
に照射することができる。

（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べ　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。

（４）画像表示素子と拡散部材の間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残高輝度で高画質の透
過画像を表示することができる。

（５）拡散部材をＢ用の蛍光面　Ｇ用の蛍光面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Ｌ　　Ｂ、　　Ｇ、　　Ｒ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Ｔ −公 することにより、大画面の画像表示ができる。

（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。

（７）拡散部材の輝度が最も高い部分、すなわち光源の
近傍の蛍光体層の塗布膜厚に対して、光源から離れるに
したがい蛍光体の塗布膜厚を次第に薄く　（層数を少な
く）することにより、拡散部材の輝度分布の均一化をは
かることができ、照明装置の発光面の輝度むらを生じな
％Ａ。

（８）拡散部材の輝度が最も高い部分、すなわち光源の
近傍の蛍光体粒子の粒径に対して、光源から離れるにし
たがい蛍光体の粒径を小さくすることにより、拡散部材
の輝度分布の均一化をはかることができ、照明装置の発
光面の輝度むらを生じない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例である照明装置の構成医
　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は　第４図は本
発明の第２の実施例である照明装置の構成は　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
明装置の構成医　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図は本発明の第４の実施例であ
る照明装置の断面図　第１０図は蛍光体の塗布層数と光
束との関係を示す医第１１図は拡散部材の発光面の輝度
分布特性医第１２図は本発明の第５の実施例である照明
装置の断面図　第１３図は従来の照明装置の構成医第１
４図は従来の照明装置における光源の分光特性図　第１
５図は従来の照明装置におけるカラーフィルタの分光透
過特性に　第１６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図である。 ９、１６・・・光風　１０，１７・・・反射部材、　１
１．　１８．　２１．　２３・・・拡散部株　１−四一 一加一 ２、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、　２２・・蛍光体＃　
２４・・・蛍光体粒子。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （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っ
   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。
2. （２）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
   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。
3. （３）拡散部材が青色のみの蛍光面、緑色のみの蛍光面
   、赤色のみの蛍光面の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
   た特許請求の範囲第１項または第２項記載の透過形カラ
   ー画像表示装置の照明装置。
4. （４）蛍光体ドットもしくはストライプが多層に塗布し
   た蛍光体層からなり、光源の近傍での蛍光体層の塗布膜
   厚に対して、光源から離れるにしたがい塗布膜厚を薄く
   した特許請求の範囲第１項から第３項のいずれかに記載
   の透過形カラー画像表示装置の照明装置。
5. （５）蛍光体ドットもしくはストライプが複数の蛍光体
   粒子からなり、光源の近傍での蛍光体粒子の粒径に対し
   て、光源から離れる法＆したがい粒径を小さくした特許
   請求の範囲第１項から第４項のいずれかに記載の透過形
   カラー画像表示装置の照明装置。