JPH05165414A - 大画面ディスプレイおよび画像表示方法 - Google Patents

大画面ディスプレイおよび画像表示方法

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JPH05165414A
JPH05165414A JP3353481A JP35348191A JPH05165414A JP H05165414 A JPH05165414 A JP H05165414A JP 3353481 A JP3353481 A JP 3353481A JP 35348191 A JP35348191 A JP 35348191A JP H05165414 A JPH05165414 A JP H05165414A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
screen
light
light source
optical shutter
shutter array
Prior art date
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Pending
Application number
JP3353481A
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English (en)
Inventor
Koji Deguchi
浩司 出口
Hiroyasu Mifune
博庸 三船
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、表示品質がよく、かつ画像表示に
パワーが少なくてすむ大画面ディスプレイの提供。 【構成】 光源(a),光源(a)よりの光を透過させ
ることで1次元パターンを形成する光シャッターアレイ
(b)、該1次元パターンを拡大する画像拡大部
(c),スクリーン(d)および該拡大されたパターン
をスクリーン(d)上に投影する光学的な線順次走査手
段(e)を有する投写型大画面ディスプレイにおいて、
スクリーン(d)として、前記拡大されたパターンの光
で励起され発光し画像を表示する螢光体(f)を有する
ものを使用することを特徴とする大画面ディスプレイ。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【技術分野】本発明は、投写型画像表示装置の大画面デ
ィスプレイに関する。
【0002】
【従来技術】従来、液晶等を光シャッターアレイに用
い、光学系を駆使した投射型ディスプレイが盛んに研究
されている。この方式は、CRTや種々のフラットパネ
ルディスプレイでは実現が困難である大画面ディスプレ
イに対応するべく考案された。投射型ディスプレイは、
スクリーンのどの方向から照射するかによってフロント
(前面投射)方式とリア(背面投射)方式に分けられ
る。図1に、従来用いられている投射型ディスプレイの
概念図を示す。従来技術では、光源としてはハロゲンラ
ンプやキセノンランプ、メタルハライドランプなど、各
種ランプが用いられている。光シャッターアレイとして
は、ほとんど2次元パターンを形成する液晶が用いられ
ている。カラー画像を表示する方法としては、上述した
ような光源からの光を、カラーフィルターを用いて光の
3原色に色分割し、それぞれの発光色の画像パターンを
光シャッターアレイで形成し、それらを合成したものを
スクリーン上に拡大投影する方法がよく用いられてい
る。一方、光シャッターアレイにラインアレイを用い
て、その1次元パターンを光学的な線順次走査手段を用
いることでスクリーン上に画像を形成する方法が考案さ
れている〔K.Murano et al.,Jpn.
of J.Appl.Phys.,vol.24(19
85)Suppl.24−2,pp.139−14
3〕。この概念図を図2に示す。このような画像形成方
法は、2次元パターンを形成することができない光シャ
ッターアレイを用いる場合有効である。しかし、従来の
方法では、ランプの光による画像を直接スクリーンに投
射することから、非常に明るいランプが必要となり、非
常に高いパワーをランプに印加している。そのため、発
熱や寿命の劣化等が問題となる。特にランプにより発生
した熱は液晶や偏光版の劣化を引き起こし、このディス
プレイシステム自身の寿命を短くしている。また同様な
理由から、スクリーン上に写し出される画像のコントラ
スト等、画質の点で現行のCRTに比べて不十分であ
る。
【0003】
【目的】本発明の目的は、従来問題であった光源の信頼
性を改善するとともに、光源の発熱を少なくし、ディス
プレイシステム自身の信頼性を高め、さらに、表示品質
の高い大画面ディスプレイを提供することを目的とす
る。
【0004】
【構成】光源(a)、光源(a)よりの光を透過させる
ことで1次元パターンを形成する光シャッターアレイ
(b)、該1次元パターンを拡大する画像拡大部
(c)、該拡大されたパターンをスクリーン(d)上に
投影する光学的な線順次走査手段(e)およびスクリー
ン(d)を有する投写型大画面ディスプレイにおいて、
スクリーン(d)として、前記拡大されたパターンの光
で励起され発光し画像を表示する螢光体(f)を有する
ものを使用することを特徴とする大画面ディスプレイお
よび画像表示方法に関する。
【0005】従来技術によるスクリーン上での画像の形
成方法としては、前述したように光シャッターアレイで
2次元パターンを作製する場合と1次元パターンを作製
する場合の2通りが考案されている。本発明では、前記
したように光シャッターアレイを用いて走査するライン
のパターンを形成する。すなわち、1次元パターンを作
製する方法をとっている。この理由としては、光源とし
て紫外光を用いた場合、光シャッターアレイとしてよく
使われている液晶のガラス基板を、紫外線が透過する石
英に変える必要がある。そのため、作製する2次元パタ
ーンと同じ面積の石英基板が必要となり、コストが増え
る。一方、光源が赤外光の場合、使用できる発光素子と
しては、発光ダイオード(LED)か半導体レーザー
(LD)が最適であるが、これらはいずれも微小な点光
源であることから、2次元パターンと同じ面積を照射す
ることは困難である。以上の理由から、1次元パターン
を用いて、スクリーン上で画像を形成する方法が望まし
い。しかし、コスト等の点を考慮しなければ、2次元パ
ターンを用いてもスクリーン上の発光を利用するという
本発明の効果はもちろん達成し得る。前記1次元パター
ンを形成する光シャッターアレイとしては、液晶パネル
が用いられるが、高分子分散液晶を用いた液晶パネルを
使用する場合は、TN液晶で用いられる配向膜と偏向板
が不必要なため、液晶投射ディスプレイに好適である。
【0006】また、本発明では従来技術と異なり、スク
リーン上での発光により画像を形成することから、表示
品質のよいディスプレイを実現できる。同時に、光源の
働きとしては、螢光体の励起だけなので従来技術に比べ
てパワーが小さくでき、光源の発熱は少なくできる。し
かも、カラー表示の場合、光の3原色にそれぞれ対応し
た発光を示す螢光体を、スクリーン上に形成することで
実現できるので、従来技術に比べてカラーフィルターが
不要で、構成が簡単になる。本発明は、スクリーンに螢
光体を形成するため、スクリーンに汎用性が無いことか
らリア方式が望ましい。
【0007】用いる螢光体材料の条件としては、光源
の発光波長と螢光体の励起波長が同様な領域にあるこ
と、カラー表示を行う場合、発光波長が光の3原色の
何れかに近いこと、発光効率ができるだけ大きいこと
等を満足する必要がある。
【0008】本発明に用いられる光シャッターアレイと
しては、その応答速度が以下に示すような条件式を満足
しているものが望ましい。 τ<f÷L (但し、τ;光シャッターアレイの応答速度、f;1画
面を走査する時間、L;走査線数) この条件を満足しない場合、スクリーンに照射したライ
ンの次にラインのパターンを形成することができず、ス
クリーン上に満足に画像を形成できない。さらに、光源
の光を透過させる際、その透過率がより高いものの方が
望ましいことは云うまでもない。この様な条件を満足す
るものであれば、特に制限はない。
【0009】次に、本発明に用いられる光学的な線順次
走査手段としては例えばポリゴンミラー、ガルバノミラ
ーのような方法を用いることができる。ガルバノミラー
はポリゴンミラーに比べて作製が簡単なミラーである
が、速い周期で光を移動させる場合は、多面ミラーの構
成を持つポリゴンミラーの方が駆動部への負担が少な
い。以上のことから、走査条件とコストの関係から何れ
のミラーが望ましいかが決まる。
【0010】本発明の光源としては、点光源に近似し
た高輝度光源、光学系の特性に合致した発光スペクト
ルを有すること、高効率および長寿命であること、
寿命までの特性変化が少ないこと、および瞬時点灯/
瞬時再点灯できることの特性を有することが望ましく、
ハロゲン電球、キセノン・ランプ、メタルハライド・ラ
ンプ等をあげることができる。しかし、多くの螢光体の
励起波長が紫外線領域であることから、発光波長も紫外
線領域であることが望ましい。具体的には、紫外光によ
るオゾン発生の少ない高圧水銀ランプが最適である。し
かし、この場合、光シャッターアレイや光学系に使われ
るレンズ等が、紫外光を透過するように設計変更する必
要があり、製作コストが高くなる。一方、赤外線励起に
より発光する螢光体材料を用いることで、光源が赤外発
光となり、通常の光シャッターアレイや光学系を用いる
ことができる。赤外線励起により、発光する螢光体材料
については、赤外輝尽効果を利用するものや量子計数作
用を利用するもの、多段エネルギー伝達によるもの等が
知られている。これらのうち、赤外輝尽効果を利用する
ものについては、あらかじめ短波長の光を螢光体に照射
して準案定状態に励起する必要がある。この短波長の光
は、スクリーン上に照射される室内光等いわゆる外光を
利用することもできるが、輝尽励起光源をスクリーンの
背面に設けるような方法を用いることで、外光の状態に
関係なく安定した表示が実現できる。
【0011】カラー表示の場合、光の3原色を示すそれ
ぞれの螢光体のスクリーン上の配置パターンについて
は、特に制限は無いが、本発明と同様な線順次駆動を用
いているカラー液晶に用いられるカラーフィルターの配
置パターンが最適である。この場合、光シャッターアレ
イで作製したパターンにスクリーン上に形成された各発
光色を示す螢光体の位置関係が含まれることが必要であ
る。また、各発光色に対応した光シャッターアレイをそ
れぞれ設けることで、分解能の低い光シャッターアレイ
を用いてもその3倍の解像度を示すディスプレイが実現
できる。
【0012】本発明の画像表示方法において、光学的な
線順次走査手段による1画面を走査する時間が1/60
秒以下であることが好ましい。螢光体の発光をスクリー
ン側から取り出す場合、スクリーンは螢光体の発光波長
に対して透光性を有する必要がある。また、螢光体の作
製側から発光を取り出す場合、スクリーンは、光源の発
光波長に対して透光性を有する必要がある。形成する螢
光体はスクリーンのどちら側でもよいが、螢光体の作製
側から発光を取り出す場合、螢光体の作製面が露出する
ことから、機械的衝撃等から保護する必要がある。
【0013】
【実施例】
実施例1 図2に本発明による投射型ディスプレイの概略構成図を
示す。ディスプレイは、赤、緑、青の組合せを1ドット
として30×30ドット、画面サイズ10×10cmの
カラー表示とした。螢光体は紫外線励起により発光する
材料とし、赤色発光用にYVO4:Eu(3+)、緑色
発光用にY2SiO5:Ce(3+),Tb(3+)、青
色発光用にSr10(PO46Cl2:Eu(2+)をそ
れぞれ用いた。スクリーン上への形成方法としては塗布
法を用い、図3に示すような配置に形成した。光源とし
ては、高圧水銀ランプを光学素子を用いてライン光源と
した。光シャッターアレイは、分解能90ドットの液晶
のラインアレイを用いた。この場合、ラインアレイは高
圧水銀灯の光を透過するように構成されている。本実施
例では、光学的な線順次走査手段として、図に示すよう
にポリゴンミラーを用いたが、ガルバノミラーを用いて
も同様な結果が得られた。1画面を走査する時間は、1
/60秒とした。この様な構成を用いることで、スクリ
ーン上の発光によるカラー表示の30×30ドットの投
射型ディスプレイが実現した。本実施例では30×30
ドットのディスプレイとしたが、ドット数や画面サイズ
等は、用いる光源や光シャッターアレイや種々の光学系
の特性により決まるので、本実施例の結果に限定されな
い。また、本実施例に用いた螢光体材料以外でも、同様
な光特性を有する材料であれば同様な結果が得られる。
【0014】実施例2 ここでは、実施例1と同様な構成を用いた。螢光体は輝
尽性螢光体材料とし、赤色発光用にCaS:Eu,S
m、緑色発光用にCaS:Ce,Sm,青色発光用にS
rS:Ce,Smをそれぞれ用いた。光源としては、発
振波長1.2μmの半導体レーザーを10個水平方向に
並べ、光学素子を用いてライン光源とした。波長1.2
μmの光は、用いた螢光体の輝尽励起スペクトルの帯域
と一致している。また、輝尽光の励気には外光を用い
た。この様な構成を用いることで、実施例1と同様な結
果が得られた。本実施例でも実施例1と同様、ドット数
や画面サイズ等は、用いる光源や光シャッターアレイや
種々の光学系の特性により決まるので、本実施例の結果
に限定されない。また、螢光体材料についても実施例1
と同様に、同様な光特性を有する材料であれば同様な結
果が得られる。
【0015】実施例3 図4に示すような、ディスプレイ内部に輝尽光の励起用
に蛍光灯を設け、それ以外の構成を実施例2と同様とす
る。この様な構成を用いることで、実施例2に比べて、
外光の状態に左右されず、螢光体の発光が安定し、表示
品質が向上する。ただし、本実施例は、輝尽性螢光体材
料についてのみ有効である。
【0016】実施例4 ここでは、図5に示すような構成を用いた。スクリーン
は実施例2と同様のものを用いた。光シャッターアレイ
は、赤色、緑色そして青色用に3種類設けた。光シャッ
ターアレイの分解能としては、実施例2で用いた90ド
ットの1/3になる30ドットの液晶のラインアレイを
用いた。光源は、実施例2と同様であるが、光学系は、
各発光色に対応した光シャッターアレイによりパターン
化された光が、スクリーン上に形成されたそれぞれの螢
光体に照射されるように構成されている。この様な構成
を用いることで、分解能の劣る光シャッターアレイを用
いたにもかかわらず実施例2と同様な結果が得られた。
【0017】
【効果】本発明は、スクリーン上での発光により画像を
形成することから、表示品質のよいディスプレイを実現
できる。同時に、光源の働きとしては、螢光体の励起だ
けなので従来技術に比べてパワーが小さくでき、光源の
発熱は少なくできる。しかも、カラー表示の場合、光の
3原色にそれぞれ対応した発光を示す螢光体を、スクリ
ーン上に形成することで実現できるので、従来技術に比
べてカラーフィルターが不要で、構成が簡単になり、製
作コストの低い投写型ディスプレイが実現できた。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来用いられている投射型ディスプレイの概略
図を示す。
【図2】本発明の実施例1の投射型ディスプレイの概略
図を示す。
【図3】ディスプレイのスクリーン上に配置した3色発
光用の螢光体の配置の概略図を示す。図中、Rは赤色発
光螢光体、Gは緑色発光螢光体、Bは青色発光螢光体を
示す。
【図4】輝尽光励起用光源を設けた本発明の実施例3の
投射型ディスプレイの概略図を示す。
【図5】光シャッターアレイとして、赤色、緑色、青色
の3種類を設けた本発明の実施例4の投写型ディスプレ
イの概略図を示す。
【符号の説明】
1 スクリーン 2 画像拡大部 3 光シャッター 4 集光レンズ 5 光源 6 螢光体 7 ポリゴンミラー 8 輝尽光励起用光源 9 輝尽性螢光体 10 赤色用光シャッター 11 緑色用光シャッター 12 青色用光シャッター 13 赤色用光源 14 緑色用光源 15 青色用光源 16 ハーフミラー

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光源(a)、光源(a)よりの光を透過
    させることで1次元パターンを形成する光シャッターア
    レイ(b)、該1次元パターンを拡大する画像拡大部
    (c)、スクリーン(d)および該拡大されたパターン
    をスクリーン(d)上に投影する光学的な線順次走査手
    段(e)を有する投写型大画面ディスプレイにおいて、
    スクリーン(d)として、前記拡大されたパターンの光
    で励起され発光し画像を表示する螢光体(f)を有する
    ものを使用することを特徴とする大画面ディスプレイ。
  2. 【請求項2】 光シャッターアレイ(b)として、その
    応答速度が以下に示すような条件式を満足させるもので
    あることを特徴とする請求項1記載の大画面ディスプレ
    イ。 τ<f÷L (但し、τ;光シャッターアレイの応答速度、f;1画
    面を走査する時間、L;走査線数)
  3. 【請求項3】 光学的な線順次走査手段(e)が、ポリ
    ゴンミラーあるいはガルバノミラーを用いることを特徴
    とする請求項1または2記載の大画面ディスプレイ。
  4. 【請求項4】 螢光体(f)として、赤外線励起により
    発光する螢光体を用いることを特徴とする請求項1、2
    または3記載の大画面ディスプレイ。
  5. 【請求項5】 螢光体(f)として、赤外輝尽性螢光体
    を用いる時、赤外輝尽励起光源(g)をスクリーン
    (d)の背面に設けたことを特徴とする請求項4記載の
    大画面ディスプレイ。
  6. 【請求項6】 光シャッターアレイ(b)として、各発
    光色に対応してそれぞれ光シャッターアレイを設けるこ
    とを特徴とする請求項1,2,3,4または5記載の大
    画面ディスプレイ。
  7. 【請求項7】 光シャッターアレイ(b)として、高分
    子分散型液晶パネルを使用することを特徴とする請求項
    1,2,3,4,5または6記載の大画面ディスプレ
    イ。
  8. 【請求項8】 螢光体(f)として、光の3原色をそれ
    ぞれ示す3種類の螢光体をスクリーン上に2次元的に配
    列させて形成したものを用いることを特徴とする請求項
    1、2、3、4、5、6または7記載の大画面ディスプ
    レイ。
  9. 【請求項9】 光源よりの光を光シャッターアレイに通
    過させ1次元パターンを形成し、該パターンを光学系を
    用いて拡大し、該拡大させたパターンを光学的な線順次
    走査手段を用いてスクリーンに投影することを特徴とす
    る大画像表示方法。
  10. 【請求項10】 線順次走査による1画面を走査する時
    間が1/60秒以下である請求項9記載の大画像表示方
    法。
JP3353481A 1991-12-17 1991-12-17 大画面ディスプレイおよび画像表示方法 Pending JPH05165414A (ja)

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JP3353481A JPH05165414A (ja) 1991-12-17 1991-12-17 大画面ディスプレイおよび画像表示方法

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005173097A (ja) * 2003-12-10 2005-06-30 Sony Corp 画像表示装置及びその制御方法
WO2006059480A1 (ja) * 2004-11-30 2006-06-08 Terra Brains Co., Ltd レーザ光用スクリーン
JP2007213078A (ja) * 2006-02-09 2007-08-23 Samsung Electronics Co Ltd レーザディスプレイ装置

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