JPH1138506A - 投射型画像表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 周囲光が差し込みやすい室内と室外とを隔絶
するガラスの上に、コントラストの高い画像を表示可能
な投射型画像表示装置を得る。 【解決手段】 室内１と室外２とを隔絶するガラス３の
内表面上に、紫外光10により励起されて発光する蛍光体
が一様に担持されてなる蛍光スクリーン15を形成する。
また、光源装置11から発せられた紫外光10を、空間光変
調器13により画像信号Ｓに応じて変調する。そして蛍光
スクリーン15に、上記変調された紫外光10を投射光学系
14により投射し、該蛍光スクリーン15において画像を発
光表示させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は投射型画像表示装置
に関し、特に詳細には、自動車のフロントガラス等、室
内と室外とを隔絶するガラスの上に画像表示できるよう
にした投射型画像表示装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、可視光を、液晶パネル等の空
間光変調器を用いて画像信号に基づいて変調し、この変
調された光をスクリーンに投射して、上記画像信号が示
す画像をこのスクリーン上に表示する投射型画像表示装
置が種々提供されている。このような投射型画像表示装
置においては、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）領域の光
をそれぞれ各色画像信号に基づいて変調し、それらの光
をスクリーンに重ねて投射することにより、カラーの画
像を表示することも可能となっている。

【０００３】他方、例えば「Ｏ plus Ｅ」誌1994年10月
号の第90〜94頁に記載されているように、２次元アレイ
状に配置された複数の微小ミラーと、これらの微小ミラ
ーの各々の向きを独立に変えさせる駆動部とを有し、入
射した光を各微小ミラー毎に２つ方向のいずれかに選択
的に反射させるミラーアレイデバイスが公知となってい
る。

【０００４】このようなミラーアレイデバイスを用いれ
ば、画像信号に応じて上記駆動部の動作を制御すること
により、微小ミラーを介してスクリーンに入射する光を
微小ミラー毎に変調して、該スクリーンに画像を投射す
ることができる。

【０００５】ところで、この種の投射型画像表示装置に
より、自動車のフロントガラス等、室内と室外とを隔絶
するガラスの上に画像表示できれば、例えば自動車のナ
ビゲーション情報等を運転者に視認しやすく示すことが
でき、実用上大いに便利となる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来の投射型画像表示
装置でも、原理的には、そのようにガラスの上に画像を
投射表示することができる。しかし実際には、周囲光が
スクリーンに入射することから表示画像のコントラスト
が極めて低くなるので、従来の投射型画像表示装置をこ
のような用途に適用するのは困難となっている。

【０００７】そこで本発明は、周囲光が差し込みやすい
室内と室外とを隔絶するガラスの上に、コントラストの
高い画像を表示することができる投射型画像表示装置を
提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明による投射型画像
表示装置は、室内と室外とを隔絶するガラスの上に、紫
外光により励起されて発光する蛍光体を担持させて蛍光
スクリーンとし、そこに、画像信号に基づいて変調され
た紫外光を投射することによって画像表示するようにし
たものである。

【０００９】すなわち、本発明による１つの投射型画像
表示装置は、室内と室外とを隔絶するガラスの一表面上
に形成された紫外光カットフィルターと、紫外光を発す
る光源装置と、前記紫外光を画像信号に応じて変調する
空間光変調器と、この空間光変調器によって変調された
紫外光を、前記紫外光カットフィルターに対面する前記
ガラスの部分に室内側から投射する投射光学系と、前記
紫外光カットフィルターよりも室内側において、投射さ
れた紫外光を受ける前記ガラスの部分に、該紫外光によ
り励起されて可視域の蛍光を発する蛍光体が一様に担持
されてなる蛍光スクリーンとからなるものである。

【００１０】なお上記構成の投射型画像表示装置におい
て、より好ましくは、蛍光体から発せられた蛍光を室内
側に反射させる手段が設けられる。

【００１１】また、本発明による別の投射型画像表示装
置は、カラー画像を表示できるようにしたものであり、
上述した構成の投射型画像表示装置において、蛍光スク
リーンを構成する蛍光体として、互いに励起波長領域が
異なり、それぞれＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）領域の
蛍光を発する３種類の蛍光体が用いられ、光源装置とし
て、前記３種類の蛍光体の各励起波長領域にそれぞれ含
まれる３種類の波長の紫外光を発するものが用いられ、
そして空間光変調器が、カラー画像を示すＲ、Ｇ、Ｂ各
色画像信号に基づいて上記紫外光を変調するように構成
されていることを特徴とするものである。

【００１２】なお上記３種類の蛍光体を蛍光スクリーン
上に配置するためには、例えば、それらの蛍光体により
それぞれ独自の層を形成して、それらの層を蛍光スクリ
ーン上において互いに重ねて配置したり、あるいは、そ
れら３種類の蛍光体を、蛍光スクリーン上において分散
配置すればよい。

【００１３】また、上記３種類の蛍光体を、蛍光スクリ
ーン上において微小量ずつ所定のパターンに従って互い
に分離配置してもよい。その場合は、３種類の蛍光体を
それぞれ励起する各紫外光が、互いに異なる方向から蛍
光スクリーンを照射するように光源装置を構成し、この
光源装置と上記蛍光体との間に、各紫外光をその励起対
象である蛍光体に向かって進行するように屈折あるいは
回折させる光学系を配設するのが望ましい。なお、その
ような屈折光学系としては、１次元方向にのみ屈折力を
有するマイクロレンズのアレイ等を、また回折光学系と
してはホログラム光学素子等を好適に用いることができ
る。

【００１４】また、上記のように３種類の蛍光体を蛍光
スクリーン上において微小量ずつ所定のパターンに従っ
て互いに分離配置する場合は、空間光変調器として、Ｒ
色画像信号に基づいて紫外光を変調する部分、Ｇ色画像
信号に基づいて紫外光を変調する部分、Ｂ色画像信号に
基づいて紫外光を変調する部分に分けられて、それらの
部分が上記蛍光体の配置パターンに対応した状態にパタ
ーン分けして配置されたものを用いるのが望ましい。

【００１５】他方、紫外光変調用の空間光変調器として
は、３種類の紫外光をＲ、Ｇ、Ｂ各色画像信号毎に時分
割して変調する１つの空間光変調器が用いられてもよい
し、あるいは、３種類の紫外光をＲ、Ｇ、Ｂ各色画像信
号に基づいてそれぞれ変調する３つの空間光変調器が用
いられてもよい。

【００１６】また、上記３種類の蛍光体のうちの少なく
とも２つの励起波長領域が一部互いに重なり合うような
場合は、それらの蛍光体のうちの少なくとも１つの近傍
に、該蛍光体の励起波長領域の少なくとも一部にある波
長の紫外光のみを通過させて、この蛍光体に対する照射
紫外光の波長範囲を、他の蛍光体に対する照射紫外光の
波長範囲から峻別化する光学フィルターを配設しておく
のが望ましい。

【００１７】そのような光学フィルターを設ける場合、
より具体的には、３種類の蛍光体によりそれぞれ独自の
層を形成して、それらの層を蛍光スクリーン上において
互いに重ねて配置する一方、光学フィルターは、波長範
囲の峻別化を行なう対象の蛍光体と光源装置との間に層
状にして配置するのがよい。

【００１８】あるいは、３種類の蛍光体を蛍光スクリー
ン上において分散配置し、光学フィルターを、波長範囲
の峻別化を行なう対象の蛍光体を包み込む形にして配置
してもよい。

【００１９】

【発明の効果】本発明による投射型画像表示装置は、上
述の通り蛍光スクリーンにおいて発光表示するものであ
るので、表示光の強度が高く、よって室外側等からある
程度の周囲光が入射しても高コントラストの画像を表示
することができる。

【００２０】また、この投射型画像表示装置は上述の通
り発光表示するものであるので、表示光は散乱光とな
り、視野角が非常に広いものとなり得る。さらに、上記
表示光は紫外光からの直接励起による発光であるので、
本発明による投射型画像表示装置は光利用効率も高いも
のとなる。

【００２１】そして、本発明による投射型画像表示装置
は上述のように視野角特性に優れているので、スクリー
ン上に微小フレネルレンズやレンチキュラーレンズ等を
設ける必要がなく、よって、それらの光学素子のために
表示画像の画質が損なわれることを防止して、ＣＲＴ表
示画像並みの高画質の画像を表示できる。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下図面を参照して、本発明の実
施の形態を詳細に説明する。図１は、本発明の第１実施
形態による投射型画像表示装置を示すものであり、また
図２は、この投射型画像表示装置が一例として自動車に
搭載された状態を示している。

【００２３】図２に示されるようにこの投射型画像表示
装置は、車室内１と車室外２とを隔絶する自動車のフロ
ントガラス３の内表面上に蛍光スクリーン15を備えて、
この蛍光スクリーン15に運転操作に関わる情報を表示す
るように構成されたものである。このような情報として
は、例えば人工衛星から発せられる位置信号に基づいて
自動車の現在位置を地図画面上に表示し、かつ目的地ま
で案内するいわゆるカーナビゲーション装置の表示情報
や、車速、燃料残量等の走行条件を示す情報等が挙げら
れる。なお後述するように、フロントガラス３には蛍光
スクリーン15以外の要素も取り付けられるが、図２では
それらを省略してある。

【００２４】図１に詳しく示されている通りこの投射型
画像表示装置は、紫外光10を発する光源装置11と、この
光源装置11が焦点位置近傍にあるように配されて、該光
源装置11から発せられた紫外光10を平行光化する集光レ
ンズ12と、平行光化された紫外光10が入射する位置に配
されたミラーアレイデバイス13と、このミラーアレイデ
バイス13で反射した紫外光10が入射する位置に配された
投射レンズ14と、この投射レンズ14によって投射された
紫外光10を受ける蛍光スクリーン15とを有している。

【００２５】上記蛍光スクリーン15は、前述したように
自動車のフロントガラス３の内表面に、層状の紫外光カ
ットフィルター16を介して取り付けられている。またこ
の蛍光スクリーン15の表面上、つまり紫外光照射側には
ロングパス（長波長透過）フィルター17が配設されてい
る。

【００２６】上記ミラーアレイデバイス13は、図３に拡
大して示すように、シリコン基板21上に２次元アレイ状
に配置された複数の微小ミラー20を有している。各微小
ミラー20はアルミニウム合金等から四角形に形成され、
１つのミラー並び方向Ｘの配置ピッチａを例えば１７μ
ｍ、それと直交するミラー並び方向Ｙの配置ピッチｂを
例えば１７μｍとして配置されている。また各微小ミラ
ー20のミラー並び方向Ｘのサイズａ’およびミラー並び
方向Ｙのサイズｂ’は、それぞれミラー配置ピッチａ、
ｂに近接した長さとされている。

【００２７】図３においては中央部の１個の微小ミラー
20を省いてあり、そこに示されているように、各微小ミ
ラー20毎にそれを駆動させる駆動部が設けられている。
この駆動部は、図示しないミラー支持ポストを介して微
小ミラー20を支持するヨーク22、このヨーク22を保持す
る１対の捩れヒンジ23、23、１対のアドレス電極24、24
および、これらの要素の下側に配されたバイアスバス
（図示せず）等からなり、上記バイアスバスとアドレス
電極24、24とによる電圧印加状態に応じて、静電力によ
り捩れヒンジ23の向きを変えるように構成されている。

【００２８】各微小ミラー20毎のアドレス電極24、24へ
の電圧印加は、カラーの階調画像を示す画像信号Ｓを受
ける制御回路30（図１参照）によって制御される。すな
わち、アドレス電極24、24を介した電圧印加がなされな
い間は捩れヒンジ23が（つまり微小ミラー20が）基板21
に対して平行な状態となるが、一方のアドレス電極24に
所定極性の電圧が印加されるとともに他方のアドレス電
極24に逆極性の相補的電圧が印加されると、微小ミラー
20は図４（１）に示すように基板面に対して角度−θ傾
き、アドレス電極24、24に対する電圧印加状態が上記と
逆にされると、微小ミラー20は図４（２）に示すように
基板面に対して角度θ傾くようになる。

【００２９】そこで、図４（１）の場合は微小ミラー20
で反射した紫外光10が投射レンズ14の開口から外れ、図
４（２）の場合は微小ミラー20で反射した紫外光10が投
射レンズ14を通過して、蛍光スクリーン15に到達するよ
うになる。このようにして、紫外光10の蛍光スクリーン
15への入射を、各微小ミラー20単位で制御することがで
きる。そして、フレーム時間内において各微小ミラー20
のＯＮ時間が、各画素毎の画像信号Ｓに基づいて例えば
パルス幅変調されることにより、各微小ミラー20毎に蛍
光スクリーン15への入射光量が制御される。

【００３０】上記蛍光スクリーン15は、紫外光10により
励起されてそれぞれＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）領域
の蛍光を発する３種類の蛍光体15Ｒ、15Ｇ、15Ｂが、フ
ロントガラス３上に、微小量ずつ所定のパターンに従っ
て互いに分離配置されてなる。これらの蛍光体15Ｒ、15
Ｇ、15Ｂの配置状態を、図５に示す。本例では、Ｒ領域
の蛍光を発する蛍光体15ＲとしてＹ₂Ｏ₃：Ｅｕ³⁺蛍光体
が、Ｇ領域の蛍光を発する蛍光体15ＧとしてＬａＰ
Ｏ₄：Ｃｅ³⁺，Ｔｂ³⁺蛍光体が、Ｂ領域の蛍光を発する
蛍光体15Ｂとして（Ｓｒ，Ｍ）₁₀（ＰＯ₄）₆Ｃｌ₂：Ｅ
ｕ²⁺蛍光体が用いられている。

【００３１】図６には、これらの蛍光体の励起スペクト
ルおよび発光スペクトルを示す。なおこの図６中、左側
つまり短波長側に示されるのが励起スペクトル、右側つ
まり長波長側に示されるのが発光スペクトルであり、そ
れぞれ実線がＹ₂Ｏ₃：Ｅｕ³⁺蛍光体、一点鎖線がＬａＰ
Ｏ₄：Ｃｅ³⁺，Ｔｂ³⁺蛍光体、破線が（Ｓｒ，Ｍ）
₁₀（ＰＯ₄）₆Ｃｌ₂：Ｅｕ²⁺蛍光体の各スペクトルを示
している。

【００３２】一方、前述したようにして傾きが制御され
るミラーアレイデバイス13の微小ミラー20は、図５に示
した蛍光体15Ｒ、15Ｇ、15Ｂの配置パターンと同様のパ
ターンに従って、画像信号ＳのうちのＲ色画像信号に基
づいて傾きが制御されるもの、Ｇ色画像信号に基づいて
傾きが制御されるもの、Ｂ色画像信号に基づいて傾きが
制御されるものにパターン分けされている。なお図３に
おいては、Ｒ色画像信号、Ｇ色画像信号、Ｂ色画像信号
に基づいて傾きが制御される微小ミラー20にそれぞれ、
Ｒ、Ｇ、Ｂの表示を付してある。

【００３３】また光源装置11としては、上記蛍光体15
Ｒ、15Ｇ、15Ｂの励起波長領域全てに亘る（つまり図６
の励起波長域λ１、λ２、λ３を全て含む）紫外光10を
発するものが用いられている。そこで、ミラーアレイデ
バイス13と蛍光スクリーン15との位置関係を所定の関係
に設定しておけば、カラー画像を担持する画像信号Ｓに
従って蛍光体15Ｒ、15Ｇ、15Ｂの発光量が各々制御さ
れ、蛍光スクリーン15に画像信号Ｓが示すカラーの階調
画像が表示される。

【００３４】運転者５はこの表示画像を、車室内１から
観察することができる。なお蛍光スクリーン15の外側に
は、可視域の光を透過させる一方紫外光をカットする紫
外光カットフィルター16が設けられているので、太陽光
に含まれる紫外線によって蛍光体15Ｒ、15Ｇ、15Ｂが発
光してしまうことがなく、また、運転者５がフロントガ
ラス３越しに自動車前方を視認することも勿論可能とな
っている。

【００３５】なお、以上の自動車内設置の場合と異なっ
て、ガラス越しに室外を観察する必要がさほど無いよう
な場合は、上記蛍光スクリーン15と紫外光カットフィル
ター16との間、あるいは紫外光カットフィルター16の外
側に、蛍光スクリーン15から発せられた可視域の蛍光を
室内側に反射させるフィルターを設けるようにしてもよ
い。

【００３６】また、ミラーアレイデバイス13と蛍光スク
リーン15との位置関係を所定の関係に設定するために、
投射位置を微調整する手段を付加しておくのが望まし
い。一方、紫外光光路および光源の部分は、オゾン発生
抑止のために、不活性ガスを封入した密閉容器内に収納
しておくのが望ましい。

【００３７】さらに、紫外光カットフィルター16や、あ
るいは紫外光カットフィルター16および蛍光スクリーン
15を、フロントガラス３の車室外の表面に取り付けるよ
うにしても構わない。

【００３８】次に図７を参照して、本発明の第２の実施
形態について説明する。なおこの図７において、図１中
の要素と同等の要素には同番号を付し、それらについて
の説明は特に必要の無い限り省略する（以下、同様）。

【００３９】この図７の画像表示装置は、紫外光10Ｒを
発する光源装置11Ｒと、この光源装置11Ｒが焦点位置近
傍にあるように配されて、該光源装置11Ｒから発せられ
た紫外光10Ｒを平行光化する集光レンズ12Ｒと、平行光
化された紫外光10Ｒが入射する位置に配されたミラーア
レイデバイス13Ｒと、このミラーアレイデバイス13Ｒで
反射した紫外光10Ｒが入射する位置に配された投射レン
ズ14Ｒと、この投射レンズ14Ｒによって投射された紫外
光10Ｒを受ける蛍光スクリーン40とを有している。

【００４０】またこの投射型画像表示装置は、紫外光10
Ｇを発する光源装置11Ｇと、この光源装置11Ｇが焦点位
置近傍にあるように配されて、該光源装置11Ｇから発せ
られた紫外光10Ｇを平行光化する集光レンズ12Ｇと、平
行光化された紫外光10Ｇが入射する位置に配されたミラ
ーアレイデバイス13Ｇと、このミラーアレイデバイス13
Ｇで反射した紫外光10Ｇが入射する位置に配され、該紫
外光10Ｇを蛍光スクリーン40に投射する投射レンズ14Ｇ
とを有している。

【００４１】さらにこの投射型画像表示装置は、紫外光
10Ｂを発する光源装置11Ｂと、この光源装置11Ｂが焦点
位置近傍にあるように配されて、該光源装置11Ｂから発
せられた紫外光10Ｂを平行光化する集光レンズ12Ｂと、
平行光化された紫外光10Ｂが入射する位置に配されたミ
ラーアレイデバイス13Ｂと、このミラーアレイデバイス
13Ｂで反射した紫外光10Ｂが入射する位置に配され、該
紫外光10Ｂを蛍光スクリーン40に投射する投射レンズ14
Ｂとを有している。

【００４２】蛍光スクリーン40は、ガラス41の上に蛍光
体層42Ｒ、42Ｇ、42Ｂが重層配置されてなるものであ
る。これらの蛍光体層42Ｒ、42Ｇ、42Ｂはそれぞれ、前
記第１実施形態の蛍光体15Ｒ、15Ｇ、15Ｂと基本的に同
じ蛍光体を含む塗布液をガラス41の上に重層塗布して形
成されたものである。

【００４３】この蛍光スクリーン40は、一例として建造
物の室内45と室外46とを隔絶するガラス41の内表面上に
形成されている。そして、ガラス41の外表面上には、紫
外光カットフィルター16が形成されている。

【００４４】一方、光源装置11Ｒとしては、図６の励起
スペクトルλ１内にある紫外光10Ｒを発するものが、光
源装置11Ｇとしては、励起スペクトルλ２内にある紫外
光10Ｇを発するものが、そして光源装置11Ｂとしては、
励起スペクトルλ３内にある紫外光10Ｂを発するものが
それぞれ用いられている。またミラーアレイデバイス13
Ｒ、13Ｇ、13Ｂは、第１実施形態におけるミラーアレイ
デバイス13と基本的に同様の構成を有するものであり、
それぞれ制御回路30Ｒ、30Ｇ、30Ｂによって、Ｒ色画像
信号ＳＲ、Ｇ色画像信号ＳＧ、Ｂ色画像信号ＳＢに基づ
いて駆動制御される。

【００４５】以上の構成により本例においては、紫外光
10Ｒ、10Ｇ、10Ｂがそれぞれミラーアレイデバイス13
Ｒ、13Ｇ、13Ｂによって、Ｒ色画像信号ＳＲ、Ｇ色画像
信号ＳＧ、Ｂ色画像信号ＳＢに基づいて独自に空間変調
され、それらの紫外光10Ｒ、10G、10Ｂにより各々蛍光体
層42Ｒ、42Ｇ、42Ｂが励起されて発光し、蛍光スクリー
ン40にカラーの階調画像が表示される。

【００４６】室内45からは、上述のようにして蛍光スク
リーン40に表示された画像を観察することができる。ま
た蛍光スクリーン40の外側には、可視域の光を透過させ
る一方紫外光をカットする紫外光カットフィルター16が
設けられているので、太陽光に含まれる紫外線によって
蛍光体層42Ｒ、42Ｇ、42Ｂが発光してしまうことがな
く、また、室内45の人間がガラス41越しに室外46の風景
を見ることも可能となっている。

【００４７】なお、この第２実施形態の投射型画像表示
装置においては、蛍光スクリーン40上で各色画像を整合
させるために、ミラーアレイデバイス13Ｒ、13Ｇ、13Ｂ
を互いに位置調整する必要がある。

【００４８】上述した２つの実施形態においては、空間
光変調器としてミラーアレイデバイスが用いられている
が、本発明においては、例えば液晶パネル等のその他の
反射型あるいは透過型の空間光変調器を用いることも勿
論可能である。

【００４９】次に、以上説明した以外の蛍光スクリーン
について説明する。なお、以下の説明を容易にするた
め、本発明に用いられる蛍光体の基本的な励起スペクト
ルおよび発光スペクトルを図８に示す。ここでは、Ｒ
（赤）領域の蛍光を発する蛍光体を蛍光体Ｒ、Ｇ（緑）
領域の蛍光を発する蛍光体を蛍光体Ｇ、Ｂ（青）領域の
蛍光を発する蛍光体を蛍光体Ｂとして示してある。ここ
に示される通り、励起スペクトルλ１、λ２、λ３は実
線表示のように比較的急峻に立ち上がっている特性でも
よいし、破線表示のように比較的ブロードな特性であっ
てもよい。

【００５０】また図９には、上記蛍光体を励起する励起
光である紫外光の基本的なスペクトルを示す。ここに示
されている通りＲ発光用の紫外光のスペクトルは、蛍光
体Ｒの励起スペクトルλ１内にあって、励起スペクトル
λ２およびλ３には含まれないことが必要であり、また
破線表示のように励起スペクトルλ１より短波長側に延
びていてもよい。

【００５１】一方Ｇ発光用の紫外光のスペクトルは、蛍
光体Ｇの励起スペクトルλ２内にあって、励起スペクト
ルλ３およびλ１には含まれないことが必要である。そ
してＢ発光用の紫外光のスペクトルは、蛍光体Ｂの励起
スペクトルλ３内にあって、励起スペクトルλ１および
λ２には含まれないことが必要であり、また破線表示の
ように励起スペクトルλ３より長波長側に延びていても
よい。

【００５２】次に図１０以下を参照して、蛍光スクリー
ンの具体的な構成について説明する。図１０に示された
蛍光スクリーン50は、図７の蛍光スクリーン40と同様の
蛍光体層42Ｒ、42Ｇ、42Ｂを有するもので、それらは各
々波長λE1、λE2、λE3の紫外光10Ｒ、10Ｇ、10Ｂによ
って励起され、波長λＲ（赤領域）、λＧ（緑領域）、
λＢ（青領域）の蛍光を発する。そして蛍光体層42Ｒ、
42Ｇ、42Ｂはガラス41上に支持されている。

【００５３】上記蛍光スクリーン50や図７の蛍光スクリ
ーン40は各色均一の積層構造なので、このような蛍光ス
クリーンを用いる場合は、空間光変調器からの投射光と
蛍光スクリーンとを所定の相対位置関係に整合させる必
要は無い。したがってこの場合は、結像のための焦点合
わせのみを行なえばよく、蛍光スクリーンを水平移動さ
せても問題がないので、設計性、耐環境性、設置性等が
向上する。

【００５４】なお、蛍光体層42Ｒ、42Ｇ、42Ｂの種類
（励起スペクトルや発光スペクトル等）、積層の順番、
積層数、励起光は上に挙げたものに限られる訳ではな
く、その他のものを適用することもできる。

【００５５】次に図１１を参照して、本発明に用いられ
る蛍光スクリーンの別の例について説明する。この図１
１に示された蛍光スクリーン60は図１０のものと比較す
ると、蛍光体層42Ｒ、42Ｇ、42Ｂのそれぞれの図中下側
（紫外光照射側と反対側）に、光学フィルターＴ１、Ｔ
２、Ｔ３の層が設けられている点が異なる。

【００５６】以下、これら光学フィルターＴ１、Ｔ２、
Ｔ３の作用について詳しく説明する。図８に示した破線
のような励起スペクトルを持つ蛍光体を使用する場合、
例えば波長λE1の紫外光10Ｒが第１層（蛍光体層42Ｒ）
で全て吸収されないと、第２層（蛍光体層42Ｇ）に到達
し、この蛍光体層42Ｇの蛍光体を発光させてしまう。こ
れは最終的に混色（クロストーク）となり好ましくな
い。そこで、各層における励起発光を安定に分離させる
ため、層間にフィルターを設ける。

【００５７】この目的を達成するための光学フィルター
Ｔ１の条件は、その透過端波長をλT1とすると、λE1＜
λT1＜λE2である。このようにしておけば、波長λE1の
紫外光10Ｒが光学フィルターＴ１においてカットされる
ので、蛍光体層42Ｇの蛍光体が紫外光10Ｒにより励起さ
れて発光することがなくなる。

【００５８】一方、光学フィルターＴ２の条件は、その
透過端波長をλT2とすると、λE2＜λT2＜λE3である。
このようにしておけば、波長λE2の紫外光10Ｇが光学フ
ィルターＴ２においてカットされるので、蛍光体層42Ｂ
の蛍光体が紫外光10Ｇにより励起されて発光することが
なくなる。

【００５９】また、光学フィルターＴ３の透過端波長を
λT3として、λE3＜λT3＜可視波長としておけば、ガラ
ス41の裏側に紫外光10Ｂが漏れ出ることがなくなる。な
お図１２には、光学フィルターＴ１、Ｔ２、Ｔ３の透過
スペクトルを示してある。

【００６０】以上説明のような光学フィルターＴ１、Ｔ
２、Ｔ３を用いることにより、蛍光体、励起光源の選択
範囲が広がるようになる。

【００６１】なお、光学フィルターＴ3の代わりに、ガ
ラス41に同様の光学特性を持たせるようにしてもよい。
また、光学フィルターＴ１、Ｔ２、Ｔ３としては、吸収
フィルターによるハイパスフィルターが一般的である
が、上記と同様の作用を有するものであれば、フィルタ
ーの種類（吸収、干渉等）や特性（ハイパス／バンドパ
ス等）はどのようなものであってもよい。

【００６２】さらに、周囲光の反射によるコントラスト
低下を抑制するため、フィルターに適当な可視光領域の
光学フィルター（ＮＤフィルター、色吸収フィルター
等）を設けてもよい。

【００６３】次に図１３を参照して、本発明に用いられ
る蛍光スクリーンのさらに別の例について説明する。こ
の図１３に示された蛍光スクリーン70は、ガラス41上に
蛍光体粒子72Ｒ、72Ｇ、72Ｂが分散保持されてなるもの
である。本例においてこれらの蛍光体粒子72Ｒ、72Ｇ、
72Ｂは、有機あるいは無機の透明バインダー71に分散さ
れているが、このようなバインダーを用いず、蛍光体粒
子のみをガラス41上に分散保持させてもよい。

【００６４】蛍光体粒子72Ｒ、72Ｇ、72Ｂはそれぞれ、
波長λE1、λE2、λE3の紫外光10Ｒ、10Ｇ、10Ｂによっ
て励起され、波長λＲ（赤領域）、λＧ（緑領域）、λ
Ｂ（青領域）の蛍光を発する。これらの蛍光による表示
画像は、紫外光照射側から観察され得る。

【００６５】次に図１４を参照して、本発明に用いられ
る蛍光スクリーンのさらに別の例について説明する。こ
の図１４に示された蛍光スクリーン80は、ガラス41上
に、蛍光体粒子72Ｒ、72Ｇ、72Ｂが分散保持されてなる
ものである。

【００６６】図１５に詳しく示す通り、蛍光体粒子72
Ｇ、72Ｂの周囲には、それぞれ膜状の光学フィルターＴ
１、Ｔ２が、該蛍光体粒子72Ｇ、72Ｂを取り囲む状態に
配置されている。また、蛍光体粒子72Ｒ、72Ｇ、72Ｂの
分散層とガラス41との間には、層状の光学フィルターＴ
３が介設されている。上記光学フィルターＴ１、Ｔ２、
Ｔ３はそれぞれ、図１１の蛍光スクリーン60に用いられ
たものと基本的に同様の特性を有するものである。

【００６７】以上のように光学フィルターＴ１、Ｔ２、
Ｔ３を設けたことにより、この蛍光スクリーン80におい
ても、図１１の蛍光スクリーン60と同様に、混色（クロ
スーク）が防止される。

【００６８】次に図１６を参照して、本発明による蛍光
スクリーンのさらに別の例について説明する。この図１
６に示された蛍光スクリーン90は、ガラス41上に、蛍光
体膜92Ｒ、92Ｇ、92Ｂが所定のパターンに従って互いに
分離配置され、その上に透明スペーサ93、１次元マイク
ロレンズアレイ94がこの順に積層保持されてなるもので
ある。

【００６９】蛍光体膜92Ｒ、92Ｇ、92Ｂはそれぞれ、波
長λE1、λE2、λE3の紫外光10Ｒ、10Ｇ、10Ｂによって
励起され、波長λＲ（赤領域）、λＧ（緑領域）、λＢ
（青領域）の蛍光を発するものである。そしてこれらの
蛍光体膜92Ｒ、92Ｇ、92Ｂは、図１７に平面形状を示す
通り、いわゆるストライプパターンとされている。そし
て１次元マイクロレンズアレイ94は、１つの１次元マイ
クロレンズが、１組の蛍光体膜92Ｒ、92Ｇ、92Ｂのパタ
ーンに沿って延びる状態に配設されている。

【００７０】上記構成の蛍光スクリーン90に対して、紫
外光10Ｒ、10Ｇ、10Ｂは互いに異なる方向から入射する
ように投射される。これらの紫外光10Ｒ、10Ｇ、10Ｂ
は、１次元マイクロレンズアレイ94の作用により屈折し
て、紫外光10Ｒは蛍光体膜92Ｒに、紫外光10Ｇは蛍光体
膜92Ｇに、紫外光10Ｂは蛍光体膜92Ｂにそれぞれ入射す
る。

【００７１】そこで、蛍光体膜92Ｒ、92Ｇ、92Ｂがそれ
ぞれ紫外光10Ｒ、10Ｇ、10Ｂによって励起され、波長λ
Ｒ（赤領域）、λＧ（緑領域）、λＢ（青領域）の蛍光
を発する。これらの蛍光による表示画像は、紫外光照射
側から観察され得る。

【００７２】この場合も、紫外光10Ｒ、10Ｇ、10Ｂと蛍
光スクリーン90とを所定の相対位置関係に整合させる必
要は無い。したがって、結像のための焦点合わせのみを
行なえばよく、蛍光スクリーン90を水平移動させても問
題がないので、設計性、耐環境性、設置性等が向上す
る。

【００７３】なお、以上説明した投射型画像表示装置お
よび蛍光スクリーンの例は、全てカラー画像を表示する
ように構成されたものであるが、本発明の投射型画像表
示装置は、モノクロ画像を表示するように構成すること
も勿論可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の投射型画像表示装置の一実施形態を示
す概略側面図

【図２】図１の投射型画像表示装置の自動車への取付け
状態を示す概略側面図

【図３】上記投射型画像表示装置に用いられたミラーア
レイデバイスの一部破断正面図

【図４】上記ミラーアレイデバイスの微小ミラーの作動
状態を示す側面図

【図５】上記投射型画像表示装置の蛍光スクリーンにお
ける蛍光体配置パターンを示す概略図

【図６】上記蛍光スクリーンに用いられた蛍光体の励起
および発光スペクトルを示すグラフ

【図７】本発明の投射型画像表示装置の別の実施形態を
示す概略側面図

【図８】本発明に用いられるカラー画像表示用蛍光体の
基本的な励起および発光スペクトルを示す概略図

【図９】本発明における蛍光体励起用紫外光の基本的な
スペクトルを示す概略図

【図１０】本発明に用いられる蛍光スクリーンの別の例
を示す概略側面図

【図１１】本発明に用いられる蛍光スクリーンのさらに
別の例を示す概略側面図

【図１２】図１１の蛍光スクリーンに用いられた光学フ
ィルターの透過スペクトルを示す概略図

【図１３】本発明に用いられる蛍光スクリーンのさらに
別の例を示す概略側面図

【図１４】本発明に用いられる蛍光スクリーンのさらに
別の例を示す概略側面図

【図１５】図１４の蛍光スクリーンに用いられた蛍光体
と光学フィルターとを示す概略図

【図１６】本発明に用いられる蛍光スクリーンのさらに
別の例を示す概略側面図

【図１７】図１６の蛍光スクリーンに用いられた蛍光体
の配置パターンを示す平面図

【符号の説明】

１ 車室内 ２ 車室外 10、10Ｒ、10Ｇ、10Ｂ 紫外光 11、11Ｒ、11Ｇ、11Ｂ 光源装置 12、12Ｒ、12Ｇ、12Ｂ 集光レンズ 13、13Ｒ、13Ｇ、13Ｂ ミラーアレイデバイス 14、14Ｒ、14Ｇ、14Ｂ 投射レンズ 15、40、50、60、70、80、90 蛍光スクリーン 16 紫外光カットフィルター 17 ロングパスフィルター 20 微小ミラー 22 ヨーク 23 捩れヒンジ 24 アドレス電極 30、30Ｒ、30Ｇ、30Ｂ ミラーアレイデバイスの制御
回路 41 ガラス 42Ｒ、42Ｇ、42Ｂ 蛍光体層 45 室内 46 室外 71 透明バインダー 72Ｒ、72Ｇ、72Ｂ 蛍光体粒子 92Ｒ、92Ｇ、92Ｂ 蛍光体膜 93 透明スペーサ 94 １次元マイクロレンズアレイ Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３ 光学フィルター

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 室内と室外とを隔絶するガラスの一表面
   上に形成された紫外光カットフィルターと、 紫外光を発する光源装置と、 前記紫外光を画像信号に応じて変調する空間光変調器
   と、 この空間光変調器によって変調された紫外光を、前記紫
   外光カットフィルターに対面する前記ガラスの部分に室
   内側から投射する投射光学系と、 前記紫外光カットフィルターよりも室内側において、投
   射された紫外光を受ける前記ガラスの部分に、該紫外光
   により励起されて可視域の蛍光を発する蛍光体が一様に
   担持されてなる蛍光スクリーンとからなる投射型画像表
   示装置。
2. 【請求項２】 前記蛍光体から発せられた蛍光を室内側
   に反射させる手段が設けられていることを特徴とする請
   求項１記載の投射型画像表示装置。
3. 【請求項３】 前記蛍光体として、互いに励起波長領域
   が異なり、それぞれＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）領域
   の蛍光を発する３種類の蛍光体が用いられ、 前記光源装置として、前記３種類の蛍光体の各励起波長
   領域にそれぞれ含まれる３種類の波長の紫外光を発する
   ものが用いられ、 前記空間光変調器が、カラー画像を示すＲ、Ｇ、Ｂ各色
   画像信号に基づいて前記紫外光を変調するように構成さ
   れていることを特徴とする請求項１または２記載の投射
   型画像表示装置。
4. 【請求項４】 前記３種類の蛍光体がそれぞれ独自の層
   を形成して、それらの層が前記蛍光スクリーン上におい
   て互いに重ねて配置されていることを特徴とする請求項
   ３記載の投射型画像表示装置。
5. 【請求項５】 前記３種類の蛍光体が、前記蛍光スクリ
   ーン上において分散配置されていることを特徴とする請
   求項３記載の投射型画像表示装置。
6. 【請求項６】 前記３種類の蛍光体が、前記蛍光スクリ
   ーン上において微小量ずつ所定のパターンに従って互い
   に分離配置され、 これらの蛍光体をそれぞれ励起する各紫外光が、互いに
   異なる方向から前記蛍光スクリーンを照射するように前
   記光源装置が構成され、 この光源装置と前記蛍光体との間に、各紫外光をその励
   起対象である蛍光体に向かって進行するように屈折ある
   いは回折させる光学系が配設されていることを特徴とす
   る請求項３記載の投射型画像表示装置。
7. 【請求項７】 前記３種類の蛍光体が、前記蛍光スクリ
   ーン上において微小量ずつ所定のパターンに従って互い
   に分離配置され、 前記空間光変調器として、Ｒ色画像信号に基づいて紫外
   光を変調する部分、Ｇ色画像信号に基づいて紫外光を変
   調する部分、Ｂ色画像信号に基づいて紫外光を変調する
   部分に分けられて、それらの部分が前記パターンに対応
   した状態にパターン分けして配置されたものが用いられ
   ていることを特徴とする請求項３記載の投射型画像表示
   装置。
8. 【請求項８】 前記空間光変調器として、前記３種類の
   波長の紫外光をＲ、Ｇ、Ｂ各色画像信号毎に時分割して
   変調する１つの空間光変調器が用いられていることを特
   徴とする請求項３から７いずれか１項記載の投射型画像
   表示装置。
9. 【請求項９】 前記空間光変調器として、前記３種類の
   波長の紫外光をＲ、Ｇ、Ｂ各色画像信号に基づいてそれ
   ぞれ変調する３つの空間光変調器が用いられていること
   を特徴とする請求項３から７いずれか１項記載の投射型
   画像表示装置。
10. 【請求項１０】 前記３種類の蛍光体のうちの少なくと
    も１つの近傍に、該蛍光体の励起波長領域の少なくとも
    一部にある波長の紫外光のみを通過させて、この蛍光体
    に対する照射紫外光の波長範囲を、他の蛍光体に対する
    照射紫外光の波長範囲から峻別化する光学フィルターが
    配設されていることを特徴とする請求項３から９いずれ
    か１項記載の投射型画像表示装置。
11. 【請求項１１】 前記３種類の蛍光体がそれぞれ独自の
    層を形成して、それらの層が前記蛍光スクリーン上にお
    いて互いに重ねて配置され、 前記光学フィルターが、前記波長範囲の峻別化を行なう
    対象の蛍光体と前記光源装置との間に、層状にして配置
    されていることを特徴とする請求項１０記載の投射型画
    像表示装置。
12. 【請求項１２】 前記３種類の蛍光体が前記蛍光スクリ
    ーン上において分散配置され、 前記光学フィルターが、前記波長範囲の峻別化を行なう
    対象の蛍光体を包み込む形にして配置されていることを
    特徴とする請求項１０記載の投射型画像表示装置。