JP2003330104A

JP2003330104A - 自発光型画像表示装置

Info

Publication number: JP2003330104A
Application number: JP2002141646A
Authority: JP
Inventors: Katsu Tanaka; 克田中; Shinji Okamoto; 信治岡本
Original assignee: Nippon Hoso Kyokai NHK; Japan Broadcasting Corp
Current assignee: Japan Broadcasting Corp
Priority date: 2002-05-16
Filing date: 2002-05-16
Publication date: 2003-11-19

Abstract

(57)【要約】【課題】比較的簡単な構成で、画面の大きさが大きく、
解像度が高く、表示が明るく、軽量な自発光型画像表示
装置を提供する。【解決手段】互いに異なる波長の紫外線で励起され互い
に異なる波長の可視光を発光する複数種類の蛍光体１
１、１２、１３が混合されて設けられたスクリーン２
０、その互いに異なる波長の紫外線を全て発生させる紫
外線源系３１、３２、３３、その互いに異なる波長の紫
外線をそれぞれ変調して、変調された紫外線を透過又は
反射する一又は複数の空間光変調素子４０、及びその変
調された紫外線をスクリーン２０に投射する紫外線投射
光学系７０、を備える、蛍光体１１、１２、１３の可視
光の発光によってスクリーン２０に画像を表示させる画
像表示装置とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、蛍光体の可視光の
発光によってスクリーンに画像を表示させる自発光型画
像表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】現在、ハイビジョンを超える超高精細デ
ィスプレイに対する要求が、放送用、医療用、ＣＡＤ／
ＣＡＭ用、デザイン用の表示装置などで高まっており、
解像度の高い表示装置が要求されている。この表示装置
として、現状で最も解像度が高い直視型の自発光型表示
装置であるブラウン管（ＣＲＴ）が多く使用されてい
る。

【０００３】ＣＲＴは、プラズマディスプレイ（ＰＤ
Ｐ）、発光ダイオード（ＬＥＤ）ディスプレイ、エレク
トロルミネッセンス（ＥＬ）ディスプレイ等、他の直視
型の自発光型画像表示装置と比較して、良好な画質、良
好な色調、高速応答性、高い解像度、表示の明るさ、安
価な価格の点で優れており、圧倒的に高い市場占有率を
維持している。また、ＣＲＴのフルカラー表示は、多階
調を容易に実現することができると共に、電子ビームの
走査で画像を表示するため、接続接点の電極数がマトリ
クス方式に比べて少なくて済むという特長がある。さら
に、ＣＲＴは、比較的に十分にその輝度及びコントラス
トを得ることができると共に、その階調も任意かつ容易
に制御することができる。

【０００４】一方、これらの自発光型画像表示装置とは
別に、各種の投射型表示装置が用いられるようになって
きている。投射型表示装置は、ＣＲＴ投射型、液晶投射
型、空間光変調素子（ライトバルブ）を使用した表示装
置に大別される。種々の空間光変調素子中でも、特に、
微小な光学ミラーを多数個並べた半導体素子であるＤｉ
ｇｉｔａｌＭｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒＤｅｖｉｃｅ
（ＤＭＤ）素子が米国のテキサス・インスツルメンツ社
によって開発され、急速に広まった。（Ｌ．Ｊ．Ｈｏｍ
ｂｅｃｋ：Ｃｕｒｒｅｎｔｓｔａｔｕｓｏｆｔｈ
ｅｄｉｇｉｔａｌｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒｄｅｖ
ｉｃｅｆｏｒｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎｔｅｌｅｖｉｓ
ｉｏｎａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ，Ｉｎｔ．Ｅｅｃｔ
ｒｏｎＤｅｖｉｃｅｓＴｅｃｈ．Ｄｉｇ．ｐｐ．１
５．１．１−１５．１．４（１９８３）．）この投射型
表示装置は、フィルムを用いた業務用映写機の代わりに
用いられるのに加えて、プレゼンテーション用やホーム
シアター用プロジェクターとしても広く用いられてい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、比較的
解像度の高いＣＲＴでも、ハイビジョンを超える超高精
細な画像を表示するためには、その画素数即ち解像度が
不十分である。また、ＣＲＴは、その内部に高真空を保
持するために、十分な機械的強度を有する重量のかさむ
肉厚の厚いガラス容器を必要とする。このガラス容器
は、機械的に大きな容積を占めるため、大画面の大きな
ＣＲＴを作製する場合には、ＣＲＴ全体が非常に重くな
る。また、ＣＲＴは、表示の明るい画像を得るためには
比較的高い駆動電圧を必要とすると共に、画面周辺部の
解像度が劣化する、Ｘ線を放出する、地磁気の影響があ
るなどの欠点がある。さらに、電子ビームの偏向走査に
起因する、ジッタ、フリッカ、電磁場の漏洩などが生じ
得る。よって、現在、ハイビジョンを越える超高精細デ
ィスプレイとして、大型の動画ディスプレイに対する要
求が高まっているが、現在のフルカラーＣＲＴディスプ
レイは、解像度及び明るさが不十分であると共に、画面
の大きさに対する重量が重いなどの問題がある。

【０００６】一方、空間光変調素子、例えばＤＭＤ素子
を用いてスクリーン上に画像を投射する投射型表示装置
は、光散乱型の投射スクリーンを用いて画像を表示させ
る。このため、空間光変調素子を用いた投射型表示装置
は、スクリーン上での光散乱が大きく、表示画像の解像
度の指標となるＭｏｄｕｌａｔｉｏｎｔｒａｎｓｆｅ
ｒｆｕｎｃｔｉｏｎ（ＭＴＦ）が、直視型の自発光型
表示装置であるＣＲＴより悪くなることが知られてい
る。さらに、投射型表示装置は、スクリーン上での光散
乱によって画像の明るさも自発光型表示装置よりも暗く
なる。よって、空間光変調素子を用いた投射型表示装置
では、画面の解像度及び明るさが不十分である。

【０００７】また、液晶を用いた投射型表示装置は、ラ
ンプ光源の光を液晶に透過させてスクリーン上に投射す
るため、画像の明るさが暗く、スクリーン上での光散乱
によって解像度が減少する。

【０００８】さらに、特開２０００−１８０９６０にお
いて、空間光変調器の各画素に対応した位置に、紫外線
によって励起され可視光を発する蛍光体を塗布したスク
リーンを有し、紫外線ビームを空間光変調素子で変調し
てスクリーンに投射する画像表示装置が提案されてい
る。しかしながら、この画像表示装置は、スクリーンに
おいて、空間光変調器の各画素に対応した位置に、三原
色を発光する三種類の蛍光体を塗り分けているため、表
示画像の画素が粗くなる。このように、この画像表示装
置に表示される画像は、明るさ及び解像度などの点で問
題があるため、この画像表示装置は、実現されるに至っ
ていない。

【０００９】本発明は、上記問題に鑑みなされたもので
あり、比較的簡単な構成で、画面の大きさが大きく、解
像度が高く、表示が明るく、軽量な自発光型画像表示装
置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】請求項１記載の発明は、
蛍光体の可視光の発光によってスクリーンに画像を表示
させる自発光型画像表示装置において、互いに異なる波
長の紫外線で励起され互いに異なる波長の可視光を発光
する複数種類の蛍光体が混合されて設けられたスクリー
ン、前記互いに異なる波長の紫外線を全て発生させる紫
外線源系、前記互いに異なる波長の紫外線をそれぞれ変
調して変調された紫外線を透過又は反射する一又は複数
の空間光変調素子、及び前記変調された紫外線を前記ス
クリーンに投射する紫外線投射光学系、を備えることを
特徴とする。

【００１１】請求項１記載の発明によれば、互いに異な
る波長の紫外線で励起され互いに異なる波長の可視光を
発光する複数種類の蛍光体が混合されて設けられたスク
リーン、前記互いに異なる波長の紫外線を全て発生させ
る紫外線源系、前記互いに異なる波長の紫外線をそれぞ
れ変調して変調された紫外線を透過又は反射する一又は
複数の空間光変調素子、及び前記変調された紫外線を前
記スクリーンに投射する紫外線投射光学系、を備えるの
で、比較的簡単な構成で、画面の大きさが大きく、解像
度が高く、表示が明るく、軽量な自発光型画像表示装置
を提供することができる。

【００１２】請求項２記載の発明は、請求項１記載の自
発光型画像表示装置において、前記複数種類の蛍光体
は、少なくとも三種類の、互いに異なる波長の紫外線で
励起され互いに異なる波長の可視光を発光する蛍光体で
あって、前記少なくとも三種類の蛍光体が発光する前記
可視光は、赤色光、緑色光、及び青色光を含むことを特
徴とする。

【００１３】請求項２記載の発明によれば、前記複数種
類の蛍光体は、少なくとも三種類の、互いに異なる波長
の紫外線で励起され互いに異なる波長の可視光を発光す
る蛍光体であって、前記少なくとも三種類の蛍光体が発
光する前記可視光は、赤色光、緑色光、及び青色光を含
むので、スクリーンにフルカラーの画像を表示すること
ができる。

【００１４】請求項３記載の発明は、請求項１又は２記
載の自発光型画像表示装置において、前記紫外線源系
は、前記互いに異なる波長の紫外線を発生させるレーザ
を有することを特徴とする。

【００１５】請求項３記載の発明によれば、前記紫外線
源系は、前記互いに異なる波長の紫外線を発生させるレ
ーザを有するので、十分な光量の紫外線を得ることがで
きると共に、紫外線の単色光を容易に得ることができ
る。

【００１６】請求項４記載の発明は、請求項１又は２記
載の自発光型画像表示装置において、前記紫外線源系
は、各々の前記互いに異なる波長の紫外線を、前記紫外
線の前記互いに異なる波長ごとに個別に発生する紫外線
源を有し、各々の前記互いに異なる波長の紫外線は、該
各々の互いに異なる波長の紫外線ごとに個別に前記空間
光変調素子によって変調されることを特徴とする。

【００１７】請求項４記載の発明によれば、前記紫外線
源系は、各々の前記互いに異なる波長の紫外線を、前記
紫外線の前記互いに異なる波長ごとに個別に発生する紫
外線源を有し、各々の前記互いに異なる波長の紫外線
は、該各々の互いに異なる波長の紫外線ごとに個別に前
記空間光変調素子によって変調されるので、より輝度の
高いフルカラー画像を表示することができる。

【００１８】請求項５記載の発明は、請求項４記載の自
発光型画像表示装置において、少なくとも一つの前記紫
外線源は、前記互いに異なる波長の紫外線を発生させる
レーザであることを特徴とする。

【００１９】請求項５記載の発明によれば、少なくとも
一つの前記紫外線源は、前記互いに異なる波長の紫外線
を発生させるレーザであるので、十分な光量の紫外線を
得ることができると共に、紫外線の単色光を容易に得る
ことができる。できる。

【００２０】請求項６記載の発明は、請求項３又は５記
載の自発光型画像表示装置において、少なくとも一つの
前記レーザは、半導体レーザであることを特徴とする。

【００２１】請求項６記載の発明によれば、少なくとも
一つの前記レーザは、半導体レーザであるので、画像表
示装置全体をより小型化することができる。

【００２２】請求項７記載の発明は、請求項６記載の自
発光型画像表示装置において、少なくとも一つの前記半
導体レーザは、面発光レーザであることを特徴とする。

【００２３】請求項７記載の発明によれば、少なくとも
一つの前記半導体レーザは、面発光レーザであるので、
十分な光量の紫外線を容易に得ることができると共に、
画像表示装置内の他の光学系を比較的容易に組み立てる
ことができる。

【００２４】請求項８記載の発明は、請求項１又は２記
載の自発光型画像表示装置において、前記紫外線源系
は、前記互いに異なる波長の紫外線の全てを同時に発生
する紫外線源、及び、前記互いに異なる波長の紫外線ご
とに個別に透過する複数のフィルタを有し、各々の前記
互いに異なる波長の紫外線は、該各々の互いに異なる波
長の紫外線をそれぞれ個別に透過する各々の前記フィル
タを介して前記紫外線源から得られることを特徴とす
る。

【００２５】請求項８記載の発明によれば、前記紫外線
源系は、前記互いに異なる波長の紫外線の全てを同時に
発生する紫外線源、及び、前記互いに異なる波長の紫外
線ごとに個別に透過する複数のフィルタを有し、各々の
前記互いに異なる波長の紫外線は、該各々の互いに異な
る波長の紫外線をそれぞれ個別に透過する各々の前記フ
ィルタを介して前記紫外線源から得られるので、簡単な
構成で、製造が容易な画像表示装置を提供することがで
きる。

【００２６】請求項９記載の発明は、請求項４又は８記
載の自発光型画像表示装置において、少なくとも一つの
前記紫外線源は、紫外線放電管であることを特徴とす
る。

【００２７】請求項９記載の発明によれば、少なくとも
一つの前記紫外線源は、紫外線放電管であるので、安価
に紫外線源を提供することができる。

【００２８】請求項１０記載の発明は、請求項１乃至９
いずれか１項記載の自発光型画像表示装置において、前
記スクリーンの表示領域は、複数個の分割表示領域に分
割され、前記互いに異なる波長の紫外線の全ては、前記
分割表示領域ごとに個別に前記空間光変調素子によって
変調され、前記紫外線投射光学系によって前記分割表示
領域ごとに個別に投射されることを特徴とする。

【００２９】請求項１０記載の発明によれば、前記スク
リーンの表示領域は、複数個の分割表示領域に分割さ
れ、前記互いに異なる波長の紫外線の全ては、前記分割
表示領域ごとに個別に前記空間光変調素子によって変調
され、前記紫外線投射光学系によって前記分割表示領域
ごとに個別に投射されるので、複数に分割した表示領域
ごとに高い解像度の画像を表示することができると共
に、分割された表示領域の境界が目立たない大画面の画
像表示装置を提供することができる。

【００３０】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面と共に説明する。

【００３１】本発明の自発光型画像表示装置における第
一の実施形態の構成を図１と共に説明する。まず、本実
施形態のフルカラー画像表示装置を、図１を用いて説明
する。本実施形態のフルカラー画像表示装置は、互いに
異なる波長（域）の紫外線で励起され、それぞれ、赤
色、緑色、青色（光の三原色）の光を発する蛍光体（そ
れぞれ赤色発光蛍光体１１、緑色発光蛍光体１２、青色
発光蛍光体１３と呼ぶことにする）を用いる。本実施形
態のフルカラー画像表示装置は、これらの赤色発光蛍光
体１１、緑色発光蛍光体１２、青色発光蛍光体１３の混
合物を塗布したスクリーン２０、各蛍光体を励起する波
長（域）の紫外線（それぞれ赤色発光用紫外線、緑色発
光用紫外線、青色発光用紫外線と呼ぶことにする）を放
出する三つの紫外線源（それぞれ赤色励起用紫外線源３
１、緑色励起用紫外線源３２、青色励起用紫外線源３３
と呼ぶことにする）、その紫外線を選択的に透過又は反
射する複数の画素を有する単板の空間光変調素子４０を
有する。なお、本実施形態では、反射型の空間光変調素
子４０を使用する。なお、請求項に記載の紫外線源系
は、一又は複数個の紫外線源の集合体を意味し、例えば
本実施形態では、上記三つの紫外線源３１、３２、３３
である。また、紫外線投射光学系は、光空間変調素子で
変調された紫外線をスクリーンに投射する光学系であ
り、例えば、本実施形態では、投射レンズ７０である。

【００３２】さらに、本実施形態のフルカラー画像表示
装置は、三つの紫外線源から空間光変調素子までの光路
中に、順に、三つのコンデンサーレンズ５１、５２、５
３、一つのＵＶミラー６１又は二つのＵＶハーフミラー
６２、６３を有し、空間光変調素子４０とスクリーン２
０との間に投射レンズ７０を有する。三つのコンデンサ
ーレンズ５１、５２、５３及び投射レンズ７０は、紫外
線を透過するように石英ガラスで形成される。

【００３３】ここで、一つの紫外線源（３１、３２、又
は３３）と空間光変調素子４０の間には、一つのコンデ
ンサーレンズ（５１、５２、又は５３）が配置されてい
る。また、一つの紫外線源（３１、３２、又は３３）と
一つのコンデンサーレンズ（５１、５２、又は５３）を
通る軸上に一つのＵＶミラー６１又はＵＶハーフミラー
（６２若しくは６３）がある。ここで、ＵＶミラー６１
及びＵＶハーフミラー６２、６３の配置については、空
間光変調素子に近い順に、二つのＵＶハーフミラー６
３、６２及び一つのＵＶミラー６１が同一の光路上に配
置されている。ＵＶミラー６１及びＵＶハーフミラー６
２、６３は、それぞれコンデンサーレンズ５１、５２、
５３を介して配置されている紫外線源３１、３２、３３
からの紫外線を反射し、ＵＶハーフミラー６２、６３
は、コンデンサーレンズを介して配置されている紫外線
源３１、３２からの紫外線以外の紫外線を透過する。

【００３４】次に、図１を参照して本実施形態のフルカ
ラー画像表示装置の動作を説明する。本実施形態におい
ては、三つの紫外線源３１、３２、３３を時系列で交互
に点灯する。すなわち、三つの紫外線源３１、３２、３
３の一つが点灯しているときには、他の二つの紫外線源
は消灯しており、点灯する紫外線源を順次交替する。例
えば、赤色励起用紫外線源３１を点灯させると同時に、
緑色励起用紫外線源３２及び青色励起用紫外線源３３を
消灯する。次に、緑色励起用紫外線源３２を点灯させ、
赤色励起用紫外線源３１、青色励起用紫外線源３３を消
灯する。次に同様にして青色励起用紫外線源３３を点灯
させ、これを繰り返す。

【００３５】紫外線源３１、３２、３３から放出された
紫外線は、コンデンサーレンズ５１、５２、５３を通じ
て平行光とされ、ＵＶミラー６１又はＵＶハーフミラー
６２、６３で反射され、（ＵＶハーフミラー６２、６３
を通じて）空間光変調素子４０を照射する。ここで、三
つの紫外線源３１、３２、３３は、交互に点灯するの
で、空間光変調素子４０には、赤色発光用紫外線、緑色
発光用紫外線、青色発光用紫外線のいずれか一つの紫外
線が時系列で交互に放出される。

【００３６】空間光変調素子４０に照射された一つの蛍
光体（１１、１２、又は１３）を励起する紫外線は、空
間光変調素子４０において、その蛍光体（１１、１２、
又は１３）の発光する色に対応するカラー画像を形成す
る。例えば、赤色発光用紫外線が空間光変調素子４０に
照射された場合には、赤色発光用紫外線の赤色画像を形
成する部分のみを、スクリーン２０に向けて投射するよ
うに変調する。緑色発光用紫外線、青色発光用紫外線に
ついても同様である。

【００３７】空間光変調素子４０によって変調された画
像情報を有する紫外線は、投射レンズ７０により拡大さ
れ、スクリーン２０に投影される。これによりスクリー
ン２０において、その紫外線によって、対応する色の蛍
光体（１１、１２、又は１３）が励起されて発光し、そ
の色のカラー画像をスクリーン２０上に形成する。例え
ば、光空間変調素子４０によって変調された赤色発光用
紫外線が、スクリーン２０に投射されると、スクリーン
２０における赤色画像を形成する部分の赤色発光蛍光体
１１のみが赤色に発光する。このようにしてスクリーン
２０に赤色画像を形成することができる。変調された緑
色発光用紫外線又は青色発光用紫外線がスクリーン２０
上に照射される場合にも、同様にして緑色画像又は青色
画像が形成される。すなわち、スクリーン２０上におけ
る各カラー画像に対応する部分の赤色発光蛍光体１１、
緑色発光蛍光体１２、青色発光蛍光体１３を、任意に独
立して励起及び発光させることができる。

【００３８】各蛍光体１１、１２、１３を励起する紫外
線は、時系列で交互に照射され、空間変調素子４０で変
調されて、スクリーン２０上に投射されるので、三種類
の蛍光体１１、１２、１３は時系列で交互に発光し、ス
クリーン２０上には、三色の画像が時系列で交互に形成
される。ここで、三つの紫外光源３１、３２、３３の点
灯と空間光変調素子４０における対応する紫外線の変調
は同期されている。スクリーン２０上における三色のカ
ラー画像の切り替えは非常に速いので人間の目ではその
切り替えを認識することができず、観察者は、スクリー
ン２０上に、赤色画像、緑色画像、青色画像の重なった
フルカラーの画像を観察する。

【００３９】次に、本発明に使用する蛍光体及びスクリ
ーンについて図２と共に詳細に説明する。本発明の自発
光型画像表示装置においては、紫外光で励起され、加色
法の光の三原色（赤色、緑色、青色）の光を発する三種
類の蛍光体を使用している。三種類の蛍光体は、それぞ
れ互いに異なる波長（域）の紫外光で励起される。

【００４０】図２は、本発明の自発光型画像表示装置の
スクリーンに塗布する蛍光体の材料例として、母体材料
にＹ_２Ｏ_３を用いた場合の励起スペクトルと発光スペク
トルを示す。図２（ａ）乃至（ｃ）の各スペクトルの横
軸は、波長（ｎｍ）であり、縦軸は、相対的な発光強度
である。図２の（ａ）は、Ｅｕをドープした蛍光体（Ｙ
_２Ｏ_３：Ｅｕ）の励起スペクトル（２００〜４５０ｎ
ｍ）及び発光スペクトル（４５０〜７００ｎｍ）、
（ｂ）は、Ｅｒをドープした蛍光体（Ｙ_２Ｏ_３：Ｅｒ）
の励起スペクトル（２００ｎｍ〜４５０ｎｍ）及び発光
スペクトル（４５０〜７００ｎｍ）、（ｃ）は、Ｔｍを
ドープした蛍光体は（Ｙ_２Ｏ_３：Ｔｍ）の励起スペクト
ル（２００〜４００ｎｍ）及び発光スペクトル（４００
〜５００ｎｍ）である。

【００４１】図２（ａ）乃至（ｃ）の発光スペクトルよ
り、各蛍光体は適当な紫外線で励起すると、（ａ）のＹ
_２Ｏ_３：Ｅｕは赤色光（６１１ｎｍ）、（ｂ）のＹ_２Ｏ
_３：Ｅｒは緑色光（５６３ｎｍ）、（ｃ）のＹ_２Ｏ_３：
Ｔｍは青色光（４５３ｎｍ）を発することがわかる。

【００４２】また、図２（ａ）乃至（ｃ）の励起スペク
トルより、（ａ）乃至（ｃ）のそれぞれの蛍光体を励起
する主な紫外線の波長は、（ａ）のＹ_２Ｏ_３：Ｅｕ（赤
色）に対しては２５３ｎｍ、（ｂ）のＹ_２Ｏ_３：Ｅｒ
（緑色）に対しては３８０ｎｍ、（ｃ）のＹ_２Ｏ_３：Ｔ
ｍ（青色）に対しては３６２ｎｍである。このように各
蛍光体を励起する紫外線の波長（域）が互いに分離独立
しているので、それぞれの蛍光体に対する励起波長の単
色光を蛍光体の励起光として用いることで、各蛍光体
（赤色光、緑色光、青色光を発する蛍光体）を任意に独
立に励起し発光させることができる。よって、これらの
蛍光体と各励起波長の単色光を使用してフルカラーの画
像形成が実現できる。

【００４３】本発明では、これら赤色光、緑色光、青色
光を発する蛍光体を適切な割合で混合した混合物をスク
リーン全体にわたって均一に塗布している。各蛍光体の
混合の割合は、各蛍光体の発光効率で決められる。よっ
て、従来のＣＲＴのように、赤色光、緑色光、青色光を
発する蛍光体ごとにストライプ状又はドット状に分離し
て蛍光体を塗布する必要がなく、スクリーンの構造及び
構成が非常に簡単であると共に、スクリーンの作製プロ
セスが著しく簡略化される。

【００４４】また、特開２００１−１８０９６０に開示
されるような画像表示装置と異なり、スクリーンにおい
て三原色を発光する三種類の蛍光体を塗り分ける必要が
ない。これにより、本発明では、三種類の蛍光体を配列
してスクリーン上に画素を形成することがないので、ス
クリーンによって画像の解像度が制限されず、高解像度
のフルカラー画像表示装置を提供することができる。同
様に、三種類の蛍光体を配列せず、スクリーン全体に塗
布された蛍光体を利用して各カラー画像を形成して重ね
合わせるので、表示の明るいフルカラー画像表示装置を
提供することができる。

【００４５】本発明において利用する蛍光体の発光は、
ＣＲＴの電子線による蛍光体の励起を伴う発光（カソー
ドルミネッセンス）と異なり、紫外線による蛍光体の励
起（光励起）を伴う発光（フォトルミネッセンス）であ
る。（なお、投射型ディスプレイでは、光を投射するの
みで、ルミネッセンスを使用していない。）よって、従
来のＣＲＴのような真空は不要であり、大気圧程度の気
体中でも発光が得られる。これにより、本発明の画像表
示装置においては、真空を保持するための十分な機械的
強度と気密性を有する重量のかさむ肉厚の厚いガラス容
器を用いる必要がない。大気圧軽度の気体を保持できる
程度の機械的強度を有する材料、例えばプラスチック等
の軽量な材料で表示装置全体の気密性を保持することが
できるため、ＣＲＴと比較して非常に軽量な画像表示装
置を提供することができる。よって、画像表示装置全体
を安全かつ低価格で大型化することができる。

【００４６】加えて、本発明では、ＣＲＴにおける磁気
偏向ヨークを用いた電子線による面板の走査に代えて、
紫外光によるスクリーンの走査に、例えば、微小な反射
鏡又は反射面等を用いた空間光変調素子を用いる。従
来、投射型画像表示装置に用いられてきた空間光変調素
子は、可視光線の投射に使用されてきた。本発明で用い
る空間光変調素子は、紫外線を二次元的に変調できる素
子であれば、透過型、反射型を問わず如何なる構造の素
子であってもよい。

【００４７】現在入手可飴で、本発明に最も好適な空間
光変調素子としてデジタル・マイクロミラー・デバイス
（ＤＭＤ）素子が挙げられる。ただし、従来の空間光変
調素子、例えばＤＭＤ素子を紫外線領域で使用するため
には、ＤＭＤ素子上のガラスカバーを取り外すか、紫外
線を透過する石英ガラス製のカバーに変更する必要があ
る。この紫外線用に改良した空間光変調素子を用いるこ
とにより、スクリーンへの紫外線の投射が可能となる。
ＤＭＤ素子においては、入力されるパルス幅（時間幅）
の変調によるマイクロミラーのオン・オフの動作で、階
調（グレースケール）の高精度な制御を行う。

【００４８】ＤＭＤ素子を使用した従来の投射型表示装
置は、投射スクリーンに可視光線を投射して画像を表示
するため直視型ではなく、また投射光も可視光に限定さ
れていた。しかしながら、本発明の画像表示装置は、紫
外線をスクリーンに投射し、スクリーン上の蛍光体を励
起すると共にそれらを直接発光させている。すなわち、
本発明のフルカラー画像表示装置は、投射スクリーンに
画像を投影せずに、スクリーンにおける蛍光体の発光で
形成される画像を直接見ることができる直視型の画像表
示装置である。また、本発明では、スクリーン上で直接
蛍光体を発光させて画像を形成するため、ＣＲＴなどと
同様に、自発光型画像表示装置である。なお、本発明の
画像表示装置は、動画及び静止画の両方を表示すること
が可能であることは言うまでもない。

【００４９】さらに、本発明の画像表示装置は紫外光を
使用するが、紫外線の波長は可視光線の波長に比べて短
いため、スクリーン上に投射する紫外線ビーム径を極端
に小さくすることができる。また、本発明の画像表示装
置は、蛍光体の発光を利用し、従来の投射型表示装置の
ように光散乱を利用しない。加えて、蛍光体の紫外線吸
収率が高いので、従来の投射型表示装置の問題であるス
クリーン上での光散乱を減少させることができる。よっ
て、従来の投射型表示装置の問題であるＭＴＦの減少を
防止することができる。これにより、本発明のフルカラ
ー画像表示装置では、従来の光散乱を利用した画像表示
装置の画像よりも高い解像度を有する画像を表示させる
ことが可能となる。

【００５０】本実施形態のフルカラー画像表示装置に使
用する紫外線源３１、３２、３３には、紫外線を放出す
る半導体レーザ等を使用することが考えられる。近年、
効率良く強度の強い連続紫外線を放出する固体レーザが
得られるようになった。レーザは、十分な光量の紫外線
を得ることができると共に、蛍光体を励起する波長域に
含まれる紫外線の単色光を容易に得ることができる。ま
た半導体レーザは、小型化されてきているので、複数の
半導体レーザを、三つの蛍光体を励起する紫外線を放出
する紫外線源の全てに使用することができると共に、画
像表示装置全体をより小型化することができる。

【００５１】本発明の紫外線源として、半導体レーザの
中でも、特に面発光レーザを使用することが望ましい。
面発光レーザは、一本のレーザ光を放出する通常のレー
ザと異なり、面形状の素子から紫外線を垂直方向に発光
する（面発光する）レーザである。面発光レーザは、通
常のレーザと比較して広い面積から発光するので、レー
ザ発振させると十分な光量の紫外線を容易に得ることが
できる。また比較的広い面積から発光するので、コンデ
ンサーレンズやＵＶ（ハーフ）ミラーなどの画像表示装
置内の他の光学系を比較的容易に組み立てることができ
る。なお、本実施形態において、紫外線源３１、３２、
３３に紫外線放電管（紫外線ランプ）を使用することも
できる。紫外線放電管は、放電により封入されたガスか
ら連続的な波長の紫外線を発生させる。このため紫外線
放電管を本実施形態で使用する場合には、蛍光体を励起
する紫外線を透過するフィルター使用して、紫外線の単
色光を得る必要がある。

【００５２】本実施形態のフルカラー画像表示装置で
は、光の三原色（赤色、緑色、青色）の蛍光体１１、１
２、１３をそれぞれ励起する三つの紫外線源３１、３
２、３３、及び三つの紫外線源３１、３２、３３と空間
光変調素子４０との同期が必要であるが、一つの空間光
変調素子４０で画像の色（蛍光体１１、１２、１３の発
光色）と階調を制御して、良好な画質、良好な色調、高
いＭＴＦ値の画像を表示する画像表示装置を提供するこ
とができる。

【００５３】次に、本発明のフルカラー画像表示装置に
おける第二の実施形態を図３と共に説明する。まず、本
実施形態のフルカラー画像表示装置の構成を、図３を用
いて説明する。本実施形態のフルカラー画像表示装置に
おいても、第一の実施形態と同様に、一つの空間光変調
素子４０、石英ガラス製の投射レンズ７０、及び、赤色
発光蛍光体１１、緑色発光蛍光体１２、青色発光蛍光体
１３の混合物を塗布したスクリーン２０を使用し、空間
光変調素子４０とスクリーン２０との間に投射レンズ７
０を配置する。

【００５４】しかしながら、本実施形態のフルカラー画
像表示装置では、一つの紫外線源３０のみを使用する。
この紫外線源３０は、三種類の蛍光体（赤色発光蛍光体
１１、緑色発光蛍光体１２、青色発光蛍光体１３）を励
起させることが可能な波長（域）の紫外線を全て放出す
る。例えば、三種類の蛍光体１１、１２、１３を励起す
る波長（域）を含む広帯域の紫外線を放出する紫外線放
電管（紫外線ランプ）がある。紫外線放電管は、レーザ
と比較すると出力する紫外線の光量が少ないが、最も入
手しやすく安価な紫外線源である。

【００５５】紫外線源３０と空間光変調素子４０と光路
中には、石英ガラス製の二つのコンデンサーレンズ５
１、５２が配置され、それら二つのコンデンサーレンズ
５１、５２の間に紫外線を透過する三つのバンドパスフ
ィルタ８１、８２、８３を組み込んだ回転ディスク９０
が設けられる。三つのバンドパスフィルタ８１、８２、
８３は、それぞれ赤色発光用紫外線、緑色発光用紫外
線、青色発光用紫外線のみを選択的に透過するフィルタ
（それぞれ、赤色発光用フィルタ８１、緑色発光用フィ
ルタ８２、青色発光用フィルタ８３と呼ぶことにする）
である。三つのフィルタ８１、８２、８３の各々は、回
転ディスク９０上に角度において均等に設けられてい
る。回転ディスク９０の中心は、二つのコンデンサーレ
ンズ５１、５２の光路から必要量だけ離れている。ま
た、回転ディスク９０は、紫外線源３０から放出され第
一のコンデンサーレンズ５１を透過した紫外線の全て
が、回転ディスク９０に組み込んだ一つのフィルタ（８
１、８２又は８３）を透過して、第二のコンデンサーレ
ンズ５２に入射するように配置される。なお、本実施形
態では、ＵＶハーフミラー及びＵＶミラーを必ずしも必
要としない。

【００５６】次に、図３を参照して本実施形態のフルカ
ラー画像表示装置の動作を説明する。本実施形態におい
ては、画像を表示するとき、一つの紫外線源３０を連続
して点灯させておく。赤色発光用紫外線、緑色発光用紫
外線、青色発光用紫外線の全てを含む広帯域の紫外線
は、第一のコンデンサーレンズ５１を透過して、回転デ
ィスクに組み込んだ一つのフィルタ（８１、８２、又は
８３）に向って収束する。収束した広帯域の紫外線は、
そのフィルタ（８１、８２、又は８３）を透過する。こ
の際、広帯域の紫外線のうち、そのフィルタ（８１、８
２、又は８３）によって選択的に透過する波長（域）の
紫外線のみが、第二のコンデンサーレンズに入射する。
例えば、赤色発光用フィルタを透過した場合には、赤色
発光用紫外線のみが第二のコンデンサーレンズ５２に入
射する。

【００５７】そのフィルタ（８１、８２、又は８３）に
よって選択された波長（域）の紫外線は、第二のコリメ
ーターレンズ５２によって平行光とされ、空間光変調素
子４０に照射される。空間光変調素子４０において、そ
のフィルタ（８１、８２、又は８３）によって選択され
た波長（域）の紫外線で励起される蛍光体（１１、１
２、又は１３）の発光する色に対応するカラー画像を形
成する。空間光変調素子４０によって変調された画像情
報を有する紫外線は、第一の実施形態と同様に、投射レ
ンズ７０により拡大され、スクリーン２０に投影され
る。これによりスクリーン２０において、その紫外線に
よって、対応する色の蛍光体（１１、１２、又は１３）
が励起されて発光し、その色の画像をスクリーン２０上
に形成する。すなわち、本実施形態では、三つのバンド
パスフィルター８１、８２、８３を組み込んだ回転ディ
スク９０を回転させることで、時分割で、三種類の蛍光
体１１、１２、１３を、任意に個別に励起及び発光させ
ることができる。

【００５８】ここで、回転ディスク９０を一定速度で回
転させる。また、回転ディスク９０の回転と空間光変調
素子４０における対応するカラー画像の形成とは同期さ
れている。回転ディスク９０を回転させると、紫外線源
３０から放出された広帯域の紫外線は、回転ディスク９
０に組み込んだ三つのフィルタ８１、８２、８３を時系
列で交互に透過することになる。よって、空間光変調素
子４０には、回転ディスク９０の回転と共に、赤色発光
用紫外線、緑色発光用紫外線、青色発光用紫外線のいず
れか一つの紫外線が時系列で交互に照射される。ここ
で、空間光変調素子４０を制御して、交互に照射される
紫外線を、その紫外線の励起する蛍光体（１１、１２、
又は１３）の発光する色に対応するカラー画像に変調す
ることにより、スクリーン２０に赤色画像、緑色画像、
青色画像を時系列で交互に形成することができる。

【００５９】例えば、広帯域の紫外線が赤色発光用フィ
ルタ８１を透過したときには、空間光変調素子４０に赤
色発光用紫外線が照射され、赤色画像が形成される。次
に、回転ディスク９０を１２０°回転させると、広帯域
の紫外線が緑色発光用フィルタ８２を透過し、空間光変
調素子４０に緑色発光用紫外線が照射され、緑色画像が
形成される。引き続き、回転ディスクを１２０°回転さ
せると、広帯域の紫外線が青色発光用フィルタ８３を透
過し、空間光変調素子４０に青色発光用紫外線が照射さ
れ、青色画像が形成される。

【００６０】このようにして回転ディスク４０を用いて
空間光変調素子４０に照射される画像赤色発光用紫外
線、緑色発光用紫外線、青色発光用紫外線を切り替える
ことで、第一の実施形態と同様にして、スクリーン２０
上に赤色画像、緑色画像、青色画像を交互にかつ高速に
形成してフルカラー画像を得る。

【００６１】本実施形態のフルカラー画像表示装置で
は、三つのバンドパスフィルタ８１、８２、８３を組み
込んだ回転ディスク９０、回転ディスク９０と空間光変
調素子４０との同期が必要であるが、紫外線源３０と空
間光変調素子４０との両方とも一つで済む。また、ＵＶ
ミラーやＵＶハーフミラーを使用する必要がない。よっ
て、簡単な構成で、製造が容易なフルカラー画像表示装
置を実現するこができる。

【００６２】次に、本発明のフルカラー画像表示装置に
おける第三の実施形態を図４と共に説明する。まず、本
実施形態のフルカラー画像表示装置を、図４を用いて説
明する。本実施形態のフルカラー画像表示装置において
も、赤色発光蛍光体１１、緑色発光蛍光体１２、青色発
光蛍光体１３の混合物を塗布したスクリーン２０を使用
する。

【００６３】本実施形態では、紫外線レーザなどの赤色
励起用紫外線源３１、緑色励起用紫外線源３２、青色励
起用紫外線源３３の三つの紫外線源、赤色発光用紫外
線、緑色発光用紫外線、青色発光用紫外線のそれぞれを
変調する三つの空間光変調素子（それぞれ、赤色発光用
光空間変調素子４１、緑色発光用光空間変調素子４２、
青色発光用光空間変調素子４３と呼ぶことにする）を使
用する。また、石英ガラス製の、三つのコンデンサーレ
ンズ５１、５２、５３及び三つの投射レンズ７１、７
２、７３を使用する。三つのコンデンサーレンズ５１、
５２、５３の各々は、一つの紫外線源（３１、３２、又
は３３）と対応する一つの空間光変調素子（４１、４
２、又は４３）との間の光路中に配置される。三つの投
射レンズ（７１、７２、又は７３）の各々は、一つの空
間光変調素子（４１、４２、又は４３）とスクリーン２
０との間の光路中に配置される。

【００６４】次に、図４を参照して本実施形態のフルカ
ラー画像表示装置の動作を説明する。本実施形態では、
画像を表示するとき、三つの紫外線源３１、３２、３３
の全てを、連続して点灯させておく。三つの紫外線源３
１、３２、３３の各々から放出された紫外線は、コリメ
ーターレンズ（５１、５２、又は５３）によって平行光
にされ、光路中の一つの光空間変調素子（４１、４２、
又は４３）に照射される。その光空間変調素子（４１、
４２、又は４３）において、照射された紫外線を、その
紫外線が励起する蛍光体（１１、１２、又は１３）の色
に対応するカラー画像に変調する。画像情報を有する変
調された紫外線は、光路中の一つの投射レンズ（７１、
７２、又は７３）によってスクリーン２０の全体に拡大
投影される。これにより、その紫外線が励起する蛍光体
（１１、１２、又は１３）を発光させることができ、そ
の蛍光体（１１、１２、又は１４）の発光する色のカラ
ー画像を形成することができる。ここで、三つの投射レ
ンズ７１、７２、７３の各々は、それぞれ空間光変調素
子（４１、４２、又は４３）で変調された紫外線が、ス
クリーン２０にランディングするように、また三つの空
間光変調素子４１、４２、４３で変調された紫外線によ
って形成される赤色画像、緑色画像、青色画像が、重な
り合って一つのフルカラー画像を形成するように、配置
される。

【００６５】具体的には、赤色励起用紫外線源３１から
放出される赤色発光用紫外線は、コンデンサーレンズ５
１を介して、赤色発光用光空間変調素子４１に照射され
て変調され、投射レンズ７１を介してスクリーン２０に
投射され、その変調に基づいて赤色発光蛍光体１１を励
起し発光させて、スクリーン２０上で赤色画像を形成す
る。同様にして、緑色励起用紫外線源３２から放出され
る緑色発光用紫外線は、緑色発光用光空間変調素子４２
に照射されて変調され、スクリーン２０上で緑色画像を
形成する。また、青色励起用紫外線源３３から放出され
る青色発光用紫外線は、青色発光用光空間変調素子４３
に照射されて変調され、スクリーン２０上で青色画像を
形成する。

【００６６】ここで、三つの紫外線源３１、３２、３３
は、赤色発光用紫外線、緑色発光用紫外線、青色発光用
紫外線を、同時かつ連続的に放出し、赤色発光用光空間
変調素子４１、緑色発光用光空間変調素子４２、青色発
光用光空間変調素子４３は、それぞれに同時に入力され
る赤色画像信号、緑色画像信号、青色画像信号に基づい
て、それぞれ同時に照射された紫外線を変調し、スクリ
ーン２０に同時に投射することができる。よって、スク
リーン２０上では、変調された紫外線に基づいて、赤色
発光蛍光体１１、緑色蛍光発光体１２、青色蛍光発光体
１３が同時に発光し、赤色画像、緑色画像、青色画像が
同時に形成されてフルカラー画像を表示することができ
る。このように、赤色画像、緑色画像、青色画像が同時
に形成されるので、本実施形態のフルカラー画像表示装
置では、第一及び第二の実施形態と比較して、３倍以上
の輝度を有するフルカラー画像を表示することができ
る。

【００６７】本実施形態は、紫外線源３１、３２、３
３、空間光変調素子４１、４２、４３、コンデンサーレ
ンズ５１、５２、５３、及び投射レンズ７１、７２、７
３ともに三つずつ必要であり、スクリーン２０に対して
三つの投射レンズ７１、７２、７３を正確な位置に配置
する必要があるが、ＵＶミラー及びＵＶハーフミラーは
必ずしも必要とせず、光空間変調素子４１、４２、４３
と紫外線源やフィルタを組み込んだ回転ディスクなどの
他の素子との同期も不要である。加えて、本実施形態で
は、第一及び第二の実施形態よりも輝度の高いフルカラ
ー画像を表示することができる。

【００６８】次に、本発明のフルカラー画像表示装置に
おける第四の実施形態を図５と共に説明する。

【００６９】本発明の画像表示装置では、画像の解像度
は、主として塗布した蛍光体の粒子の大きさ、紫外線の
波長、空間光変調素子の画素数（例、ＤＭＤの場合に
は、マイクロミラーの数）などで決まる。特に、特定の
波長の紫外線を使用し、蛍光体の粒子をスクリーンに均
一に塗布したときには、画像の解像度は、空間光変調素
子の画素数で決まる。現在、ＤＭＤ素子の最大の画素数
は、２０４８×１１５２である。さらなる高解像度の画
像表示装置として、以下に図５に示すように、複数の領
域に分割したスクリーン２０の画面ごとに、任意に互い
に独立又は関連して、フルカラー画像を表示する画像表
示装置がある。

【００７０】図５は、スクリーン２０の表示領域を分割
した画像表示装置の一例として、スクリーン２０の表示
領域を均等に四分割した画像表示装置を示す。ここで簡
単のためにスクリーン全体の表示領域を複数個に分割し
た領域を、適宜、分割表示領域と呼ぶことにする。これ
ら均等に四分割された個々の分割表示領域２１、２２、
２３、２４に、蛍光体を励起し発光させる紫外線で照射
して、任意に独立又は関連して四つのフルカラーの画像
を形成する。

【００７１】本実施形態における、スクリーン２０の各
分割表示領域２１、２２、２３、２４にフルカラー画像
を形成する画像表示装置は、第一の実施形態とほぼ同様
であるが、三つの紫外線源３１、３２、３３から照射さ
れる三種類の蛍光体を励起する紫外線は、四組十二枚の
ミラー（十一枚のＵＶハーフミラー及び一枚のＵＶミラ
ー）６０を介して、四つの空間光変調素子４１、４２、
４３、４４に照射される。空間光変調素子４１、４２、
４３、４４に照射された紫外線は、第一の実施形態と同
様に変調され、各空間光変調素子４１、４２、４３、４
４とスクリーン２０との間に設けられた投射レンズ７
１、７２、７３、７４によって、スクリーン２０の対応
する四分割された分割表示領域２１、２２、２３、２４
に投射される。よって、三つの紫外線源３１、３２、３
３からの紫外線の放出と四つの空間光変調素子４１、４
２、４３、４４の制御を、第一の実施形態と同様に同期
させることにより、四つの分割された分割表示領域２
１、２２、２３、２４ごとに、任意に独立又は関連して
フルカラー画像を表示することができる。

【００７２】このように、スクリーンにおいて複数個に
分割された表示領域の各々を、対応する空間光変調素子
により紫外線を変調して投射することにより、空間光変
調素子の数だけ増倍させた解像度の画像を表示させるこ
とができる。即ち、図５に示すように、スクリーンの領
域を四分割して、四つの空間光変調素子４１、４２、４
３、４４で紫外線を変調し投射する場合には、図１に示
す一つの空間光変調素子４０を使用して投射した画像の
４倍の解像度を有する画像を表示させることが可能な自
発光型表示装置を提供することができる。

【００７３】また、本実施形態の画像表示装置は、スク
リーンにおける複数個に分割された表示領域ごとに、任
意に互いに独立又は関連して、高解像度の画像を表示し
て大画面の画像を形成することができる。

【００７４】従来の解像度の高い大画面の画像表示装置
では、機械的に複数個の表示パネルを貼り合わせること
が盛んに試みられてきた。しかしながら、複数個の表示
パネルを単純に機械的に張り合わせると、張り合わせの
境界部分が目立ってしまい、画質が低下することが問題
となっていた。本発明では、表示パネル（スクリーン）
を機械的に張り合わせるのではなく、図５のように、大
きな一枚のスクリーンの表示領域を複数に分割して、個
々の分割された表示領域を、それぞれ個別の空間光変調
素子で紫外線を変調して投射する。

【００７５】このように、本発明では、大きな一枚のス
クリーンを使用しており、また分割された領域の境界
は、隣接する投射レンズから投射される紫外線が重なり
合うため、スクリーンにおいて分割された表示領域の境
界が目立たず、格段に高画質で高解像度の大きな画像を
表示することが可能となる。特に、本実施形態における
フルカラー画像表示装置は、例えば対角４０インチを超
える大画面の画像表示に好適である。

【００７６】本発明のフルカラー画像表示装置は、本発
明のフルカラー画像表示装置は、ＣＲＴと比べて、以下
に述べるような様々な利点がある。（１）表示画像の解像度及び限界輝度は、主として空間
光変調素子に依存しており、将来画素数の多いＤＭＤ素
子などの空間光変調素子が開発されると、人間の目の解
像度や現段階におけるあらゆる表示装置の輝度を超えた
画像表示装置が実現できる可能性がある。（２）真空を必要としないので、装置全体の軽量化が可
能である。（３）無公害で環境に優しい。（４）スクリーンの画面の大きさに制限がない。（５）スクリーンと投射部を個別に構成することがで
き、携帯型やフレキシブルな画像表示装置の製作が可能
である。（６）ＣＲＴの電子銃の寿命による全体の交換が不要で
あり、紫外線源や空間光変調素子のみの交換が可能であ
る。（７）境界の無いマルチスクリーンを組み立てられる。（８）Ｘ線の発生や高圧電源を使用せず安全である。（９）地磁気の影響を受けない。

【００７７】また、本発明のフルカラー画像表示装置
は、空間光変調素子を用いた可視光の投射型ディスプレ
イと比べて以下に述べるような様々な利点がある。（１）スクリーンによる光散乱が少なく、ＭＴＦ値の高
い高解像度の画像が得られる。（２）画面のちらつきが無く、観察者の目の疲労が少な
い。（３）スクリーンからの指向性がない。（４）偏光していない。

【００７８】さらに、本発明のフルカラー画像表示装置
は、空間光変調器の各画素に対応した位置に蛍光体を塗
布したスクリーンを有し、紫外線ビームを空間光変調素
子で変調してスクリーンに投射する従来（特開２０００
−１８０９６０）のフォトルミネッセンスディスプレイ
と比べて以下の特徴がある。（１）空間光変調素子の画素数と蛍光体のドット（スト
ライプ）数との関係で発生するモアレが生じない。（２）３原色の蛍光体の塗り分けをする必要がなく、ス
クリーンの構造が単純で安価であり、蛍光体の塗り分け
による解像度の制限がない。（３）３原色の蛍光体を平面的に配置する必要がなく、
様々な形状のスクリーンを容易に実現できる。（４）紫外線ビームのミスランディングによる色ずれが
無い。（５）温度変化に対する色ドリフトが生じない。（６）励起用紫外線の利用効率が高く、高輝度である。（７）色調が観察者とスクリーンまでの距離に依存しな
い。

【００７９】以上、本発明の自発光型画像表示装置をい
くつかの実施形態を用いて説明してきたが、本発明はこ
れらの実施形態に限定されるものではなく、本発明の主
旨及び範囲を逸脱しない範囲で、これらの実施形態の組
み合わせ、種々の変形や応用ができることは言うまでも
ない。例えば、本発明の第一、第二、又は第三の実施形
態の自発光型画像表示装置を複数個組み合わせて、第四
の実施形態に示すような複数の分割領域からなる大画面
の画像表示装置を形成してもよい。また、本発明の実施
形態では、三種類の蛍光体としたが、発光する原色の色
調を調節するために、四種類以上の蛍光体を使用しても
よい。従って、必要に応じて紫外線源、空間光変調素
子、投射レンズ、フィルタなどの構成要素の数を増加さ
せることができる。例えば、本発明の第二の実施形態で
は、紫外線源を一つとしたが、輝度が不十分である場合
は、同一の紫外線源を複数個使用してもよい。また、本
発明の実施形態では、紫外線投射光学系を、投射レンズ
としたがレンズ以外の要素を含んでもよいことは言うま
でもない。

【００８０】

【発明の効果】本発明によれば、比較的簡単な構成で、
画面の大きさが大きく、解像度が高く、表示が明るく、
軽量な自発光型画像表示装置を提供することができる。

【００８１】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のカラー画像表示装置における第一の実
施形態の構成を説明する図である。

【図２】本発明のフルカラー画像表示装置のスクリーン
に塗布する蛍光体の材料例として、母体材料にＹ_２Ｏ_３
を用いた場合の励起スペクトルと発光スペクトルを示す
図である。

【図３】本発明のカラー画像表示装置における第二の実
施形態の構成を説明する図である。

【図４】本発明のカラー画像表示装置における第三の実
施形態の構成を説明する図である。

【図５】本発明のカラー画像表示装置における第四の実
施形態の構成を説明する図である。

【符号の説明】

１１、１２、１３蛍光体２０スクリーン２１、２２、２３、２４分割表示領域３０、３１、３２、３３紫外線源４０、４１、４２、４３、４４空間光変調素子５１、５２、５３コンデンサーレンズ６０、６１、６２、６３ＵＶミラー又はＵＶハーフ
ミラー７０、７１、７２、７３、７４投射レンズ８１、８２、８３フィルタ９０回転ディスク

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2H021 BA21 2K103 AA01 AA07 AA14 AA17 AB04 BA11 CA01 5C058 BA05 BA23 BA25 EA01 EA11 EA12 EA14 EA27 EA32

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】互いに異なる波長の紫外線で励起され互
いに異なる波長の可視光を発光する複数種類の蛍光体が
混合されて設けられたスクリーン、前記互いに異なる波
長の紫外線を全て発生させる紫外線源系、前記互いに異
なる波長の紫外線をそれぞれ変調して変調された紫外線
を透過又は反射する一又は複数の空間光変調素子、及び
前記変調された紫外線を前記スクリーンに投射する紫外
線投射光学系、を備えることを特徴とする、前記蛍光体
の前記可視光の発光によって前記スクリーンに画像を表
示させる自発光型画像表示装置。
【請求項２】前記複数種類の蛍光体は、少なくとも三
種類の、互いに異なる波長の紫外線で励起され互いに異
なる波長の可視光を発光する蛍光体であって、前記少なくとも三種類の蛍光体が発光する前記可視光
は、赤色光、緑色光、及び青色光を含むことを特徴とす
る請求項１記載の自発光型画像表示装置。
【請求項３】前記紫外線源系は、前記互いに異なる波
長の紫外線を発生させるレーザを有することを特徴とす
る請求項１又は２記載の自発光型画像表示装置。
【請求項４】前記紫外線源系は、各々の前記互いに異
なる波長の紫外線を、前記紫外線の前記互いに異なる波
長ごとに個別に発生する紫外線源を有し、各々の前記互いに異なる波長の紫外線は、該各々の互い
に異なる波長の紫外線ごとに個別に前記空間光変調素子
によって変調されることを特徴とする請求項１又は２記
載の自発光型画像表示装置。
【請求項５】少なくとも一つの前記紫外線源は、前記
互いに異なる波長の紫外線を発生させるレーザであるこ
とを特徴とする請求項４記載の自発光型画像表示装置。
【請求項６】少なくとも一つの前記レーザは、半導体
レーザであることを特徴とする請求項３又は５記載の自
発光型画像表示装置。
【請求項７】少なくとも一つの前記半導体レーザは、
面発光レーザであることを特徴とする請求項６記載の自
発光型画像表示装置。
【請求項８】前記紫外線源系は、前記互いに異なる波
長の紫外線の全てを同時に発生する紫外線源、及び、前
記互いに異なる波長の紫外線ごとに個別に透過する複数
のフィルタを有し、各々の前記互いに異なる波長の紫外線は、該各々の互い
に異なる波長の紫外線をそれぞれ個別に透過する各々の
前記フィルタを介して前記紫外線源から得られることを
特徴とする請求項１又は２記載の自発光型画像表示装
置。
【請求項９】少なくとも一つの前記紫外線源は、紫外
線放電管であることを特徴とする請求項４又は８記載の
自発光型画像表示装置。
【請求項１０】前記スクリーンの表示領域は、複数個
の分割表示領域に分割され、前記互いに異なる波長の紫外線の全ては、前記分割表示
領域ごとに個別に前記空間光変調素子によって変調さ
れ、前記紫外線投射光学系によって前記分割表示領域ご
とに個別に投射されることを特徴とする請求項１乃至９
いずれか１項記載の自発光型画像表示装置。