JPH1141548A - 投射型画像表示装置および蛍光スクリーン - Google Patents

投射型画像表示装置および蛍光スクリーン

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JPH1141548A
JPH1141548A JP9192097A JP19209797A JPH1141548A JP H1141548 A JPH1141548 A JP H1141548A JP 9192097 A JP9192097 A JP 9192097A JP 19209797 A JP19209797 A JP 19209797A JP H1141548 A JPH1141548 A JP H1141548A
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JP
Japan
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ultraviolet light
phosphor
light
phosphors
screen
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JP9192097A
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English (en)
Inventor
Koichi Kimura
宏一 木村
Mitsuyoshi Ichihashi
光芳 市橋
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Fujifilm Holdings Corp
Original Assignee
Fuji Photo Film Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 広視野角で光利用効率も高く、高画質、高コ
ントラストの画像を表示することができる投射型画像表
示装置を得る。 【解決手段】 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、紫外光によって励起される蛍光
体を含む蛍光スクリーンに、変調された紫外光を投射し
て画像表示する投射型画像表示装置に関するものであ
る。
【0002】また本発明は、上述のような蛍光スクリー
ンに関するものである。
【0003】
【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。
【0004】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。
【0005】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。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したミ
ラーアレイデバイスや液晶パネル等の空間光変調器を用
いる従来の投射型画像表示装置においては、視野角が狭
い、周囲光がスクリーンで反射するためにコントラスト
が低い、光利用効率が低い、といった問題が認められて
いる。
【0007】上記視野角の問題については、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を設け
て解決する試みもなされているが、そのようにした場合
は、それらのレンズのために表示画像がギラギラ感、モ
ヤモヤ感等の不快な画質を有するものとなってしまう。
【0008】そこで本発明は、広視野角で光利用効率も
高く、高画質、高コントラストの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。
【0009】また本発明は、上記のような投射型画像表
示装置を実現するための蛍光スクリーンを提供すること
を目的とする。
【0010】
【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、紫外光により励起されて発光する蛍光体が
担持されてなる蛍光スクリーンを用い、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。
【0011】より具体的に、本発明による1つの投射型
画像表示装置は、スクリーンへの光投射側から表示画像
が観察できるようにしたいわゆる前面投射型のものであ
り、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投射する投射光学系と、この
投射光学系によって投射された紫外光を受ける可視光反
射性のスクリーン面上に、該紫外光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と
を備えたことを特徴とするものである。
【0012】また、本発明による別の投射型画像表示装
置は、スクリーンへの光投射側と反対側から表示画像が
観察できるようにしたいわゆる背面投射型のものであ
り、上記と同様の光源装置、空間光変調器および投射光
学系に加えて、この投射光学系によって投射された紫外
光を受ける可視光透過性のスクリーン面上に、該紫外光
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
る蛍光スクリーンが設けられてなるものである。
【0013】また、本発明によるさらに別の投射型画像
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、上述した前面あるいは背面投射型の投射型画像表
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。
【0014】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。
【0015】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させる光
学系を配設するのが望ましい。
【0016】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。
【0017】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。
【0018】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。
【0019】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。
【0020】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。
【0021】一方、本発明による蛍光スクリーンは、ス
クリーン面上に、紫外光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、互い
に励起波長領域が異なる3種類の蛍光体が一様に担持さ
れてなるものである。
【0022】上記3種類の蛍光体をスクリーン面上に担
持させるには、例えば、該蛍光体によりそれぞれ独自の
層を形成して、それらの層をスクリーン面上に互いに重
ねて配置してもよいし、あるいは、これら3種類の蛍光
体をスクリーン面上に分散させてもよい。
【0023】また、上記3種類の蛍光体を、スクリーン
面上において微小量ずつ所定のパターンに従って互いに
分離配置する一方、これらの蛍光体よりも紫外光の入射
側に、互いに異なる方向から照射されて各々別の蛍光体
を励起させる紫外光を、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
取り付けるようにしてもよい。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。
【0024】
【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、表示光は散乱光となり、視野角が非常に広いも
のとなり得る。また、このように発光表示するから表示
光の強度が高く、それと併せて、蛍光スクリーンにおけ
る周囲光の反射も通常の反射表示型スクリーン等と比べ
れば少ないので、この投射型画像表示装置は高コントラ
ストの画像を表示することができる。
【0025】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。
【0026】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。
【0027】
【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
形態による背面投射型の画像表示装置を示すものであ
る。
【0028】図示されるように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
ける可視光反射性の蛍光スクリーン15とを有している。
【0029】また上記蛍光スクリーン15の紫外光照射側
にはショートパス(短波長透過)フィルター16が、そし
てその反対側にはロングパス(長波長透過)フィルター
17がそれぞれ配設されている。
【0030】上記ミラーアレイデバイス13は、図2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。
【0031】図2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。
【0032】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3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に示すように基板面に対し
て角度θ傾くようになる。
【0033】そこで、図3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。
【0034】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、透
明支持体からなるスクリーン面上に、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、15G、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Y
23:Eu3+蛍光体が、G領域の蛍光を発する蛍光体15
GとしてLaPO4: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(PO
46Cl2:Eu2+蛍光体が用いられている。
【0035】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Y23:Eu3+蛍光体、一点鎖線がLaP
4:Ce3+,Tb3+蛍光体、破線が(Sr,M)
10(PO46Cl2:Eu2+蛍光体の各スペクトルを示
している。
【0036】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2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。
【0037】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。
【0038】なお本実施形態において、蛍光スクリーン
15に表示された画像は、可視域の光を透過させる一方紫
外光10をカットするロングパスフィルター17越しに、紫
外光照射側と反対側から観察され得る。またショートパ
スフィルター16により、紫外光10によって励起された蛍
光体15R、15G、15Bから生じた蛍光が、紫外光照射側
と反対側へ有効に反射される。
【0039】なお、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。また紫外光の光路部分は、オゾン発生防止のため
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。また、上記のように1つの空間光変調器を
用いる基本構成を採用して、正面投射型の画像表示装置
を形成することも勿論可能である。
【0040】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。この画像表示装置は正面投射型
のものであり、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を受ける可視光反射
性の蛍光スクリーン40とを有している。
【0041】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。
【0042】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。そして、蛍光スクリーン40の裏側つ
まり紫外光10R、10G、10Bの入射側と反対側には、反
射板43が配設されている。
【0043】蛍光スクリーン40は、支持体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支持体41の上に重層塗布して形
成されたものである。
【0044】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13R、13
G、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S
R、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】なお上記蛍光体層42R、42G、42Bから発
せられた蛍光は反射板43で反射し、これらの蛍光による
表示画像は、紫外光照射側と同じ側から観察され得る。
また、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。またこの第2実施形態における
カラー画像表示の基本構成を採用した上で、背面投射型
の画像表示装置を構成することも可能である。その場
合、反射板43は不要となる。
【0047】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。
【0048】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、本発明の蛍光スクリーン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λ
1、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。
【0049】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。
【0050】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。
【0051】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。なお図10以下で
は、図7中の要素と同等のものについては同番号を付し
てあり、それらについての説明は必要のない限り省略す
る(以下、同様)。
【0052】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、42
B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はシート状の
透明支持体51上に形成されているので、上記各蛍光はこ
の透明支持体51を透過する。それにより、表示画像は紫
外光照射側と反対側から観察され得る。
【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、本発明による蛍光
スクリーンの別の実施形態について説明する。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、表示
画像観察側つまり透明支持体51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、透
明支持体51自身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】また、透明支持体51に代えて可視光反射性
の支持体を用いて、紫外光照射側から表示画像が観察さ
れるように構成することも可能である。
【0064】次に図13を参照して、本発明による蛍光
スクリーンのさらに別の実施形態について説明する。こ
の図13に示された蛍光スクリーン70は、透明支持体51
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、72
G、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
体粒子のみを透明支持体51上に分散保持させてもよい。
【0065】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。これらの蛍光は透明支持
体51を透過し、表示画像は紫外光照射側と反対側から観
察され得る。
【0066】次に図14を参照して、本発明による蛍光
スクリーンのさらに別の実施形態について説明する。こ
の図14に示された蛍光スクリーン80は、透明支持体51
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。
【0067】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
分散層と透明支持体51との間には、層状の光学フィルタ
ーT3が介設されている。上記光学フィルターT1、T
2、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。
【0068】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。
【0069】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実施形態について説明する。こ
の図16に示された蛍光スクリーン90は、透明支持体51
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。
【0070】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。
【0071】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。
【0072】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。これらの蛍光は透明支持体51を透過し、表示
画像は紫外光照射側と反対側から観察され得る。
【0073】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。
【0074】次に図18を参照して、本発明による蛍光
スクリーンのさらに別の実施形態について説明する。こ
の図18に示された蛍光スクリーンは図16のものと比
較すると、蛍光体膜92R、92G、92Bと透明支持体51と
の間に、蛍光体膜92R、92G、92Bにそれぞれ整合させ
て赤色透過フィルター96R、緑色透過フィルター96G、
青色透過フィルター96Bが配され、またこれらのフィル
ター96R、96G、96Bの各間にブラックマトリクス97が
設けられている点が異なる。
【0075】蛍光体膜92R、92G、92Bに対して、表示
画像観察側に上記赤色透過フィルター96R、緑色透過フ
ィルター96G、青色透過フィルター96Bを設けておく
と、周囲光の反射による表示画像のコントラスト低下を
防止することができる。また、ブラックマトリクス97を
設けることにより、コントラスト低下防止効果がより高
いものとなる。
【0076】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実施形態は、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
画像表示装置および蛍光スクリーンは、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】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3】上記ミラーアレイデバイスの微小ミラーの一状
態を示す側面図
【図4】上記微小ミラーの別の状態を示す側面図
【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】本発明による蛍光スクリーンの別の実施形態
を示す概略側面図
【図11】本発明による蛍光スクリーンのさらに別の実
施形態を示す概略側面図
【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】本発明による蛍光スクリーンのさらに別の実
施形態を示す概略側面図
【図14】本発明による蛍光スクリーンのさらに別の実
施形態を示す概略側面図
【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】本発明による蛍光スクリーンのさらに別の実
施形態を示す斜視図
【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
【図18】本発明による蛍光スクリーンのさらに別の実
施形態を示す概略側面図
【符号の説明】
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、95 蛍光スクリーン 16 ショートパスフィルター 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 支持体 42R、42G、42B 蛍光体層 43 反射板 51 透明支持体 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 96R 赤色透過フィルター 96G 緑色透過フィルター 96B 青色透過フィルター 97 ブラックマトリクス T1、T2、T3 光学フィルター
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H04N 9/31 H04N 9/31 C

Claims (17)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 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投射する
    投射光学系と、 この投射光学系によって投射された紫外光を受ける可視
    光反射性のスクリーン面上に、該紫外光により励起され
    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
    ンとからなる投射型画像表示装置。
  2. 【請求項2】 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投射する
    投射光学系と、 この投射光学系によって投射された紫外光を受ける可視
    光透過性のスクリーン面上に、該紫外光により励起され
    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
    ンとからなる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。
  13. 【請求項13】 スクリーン面上に、紫外光により励起
    されてそれぞれR(赤)、G(緑)、B(青)領域の蛍
    光を発する、互いに励起波長領域が異なる3種類の蛍光
    体が一様に担持されてなる蛍光スクリーン。
  14. 【請求項14】 前記3種類の蛍光体がそれぞれ独自の
    層を形成して、それらの層が前記スクリーン面上に互い
    に重ねて配置されていることを特徴とする請求項13記
    載の蛍光スクリーン。
  15. 【請求項15】 前記3種類の蛍光体が、前記スクリー
    ン面上に分散配置されていることを特徴とする請求項1
    3記載の蛍光スクリーン。
  16. 【請求項16】 前記3種類の蛍光体が、前記スクリー
    ン面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、これらの蛍光体よりも前記紫外光の入
    射側に、互いに異なる方向から照射されて各々別の蛍光
    体を励起させる紫外光を、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
    が取り付けられていることを特徴とする請求項13記載
    の蛍光スクリーン。
  17. 【請求項17】 前記光学系が、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からなることを特徴
    とする請求項16記載の蛍光スクリーン。
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