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JP7700670B2 - Display device and display method - Google Patents
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Description

本発明は、表示装置および表示方法に関する。 The present invention relates to a display device and a display method.

立体画像の表示装置として、量子ドットブロックを三次元的に組み合わせ、二方向から紫外光を照射する構成が提案されている(例えば、特許文献1参照)。 As a display device for stereoscopic images, a configuration has been proposed in which quantum dot blocks are combined three-dimensionally and ultraviolet light is irradiated from two directions (see, for example, Patent Document 1).

特開2015-165611号公報JP 2015-165611 A

上述の先行技術では、量子ドットブロックに照射する紫外光の照射位置の制御について触れていない。照射位置がずれてしまった場合、意図した立体画像を精度良く表示できなくなる。 The above-mentioned prior art does not mention controlling the irradiation position of the ultraviolet light irradiated onto the quantum dot block. If the irradiation position is shifted, the intended three-dimensional image cannot be displayed with high accuracy.

本発明は、上述の事情に鑑みてなされたものであり、立体画像の表示精度を向上させる技術を提供することを目的とする。 The present invention was made in consideration of the above circumstances, and aims to provide a technology that improves the display accuracy of stereoscopic images.

本発明のある態様の表示装置は、第1蛍光体を含有する複数の第1蛍光層と、第1蛍光体とは異なる発光波長を有する第2蛍光体を含有する複数の第2蛍光層とを積層させた表示体と、表示体に入射して第1蛍光体および第2蛍光体を励起する励起光を、表示体内における励起光の集光位置を変化させて照射する照射部と、表示体から出射する光の波長別の光強度を計測する光センサと、光センサにて計測される第1蛍光体の発光波長の光強度および第2蛍光体の発光波長の光強度の少なくとも一方に基づいて、励起光の集光位置を制御する制御部と、を備える。 A display device according to one embodiment of the present invention includes a display body in which a plurality of first fluorescent layers containing a first phosphor and a plurality of second fluorescent layers containing a second phosphor having an emission wavelength different from that of the first phosphor are laminated, an irradiation unit that irradiates the display body with excitation light that is incident on the display body and excites the first phosphor and the second phosphor by changing the focusing position of the excitation light within the display body, an optical sensor that measures the light intensity for each wavelength of light emitted from the display body, and a control unit that controls the focusing position of the excitation light based on at least one of the light intensity of the emission wavelength of the first phosphor and the light intensity of the emission wavelength of the second phosphor measured by the optical sensor.

本発明の別の態様は、表示方法である。この方法は、第1蛍光体を含有する複数の第1蛍光層と、第1蛍光体とは発光波長の異なる第2蛍光体を含有する複数の第2蛍光層とを積層させた表示体に入射して第1蛍光体および第2蛍光体を励起する励起光を、表示体内における励起光の集光位置を変化させて照射するステップと、表示体から出射する光の波長別の強度を光センサにより計測するステップと、光センサにて計測される第1蛍光体の発光波長の光強度および第2蛍光体の発光波長の光強度の少なくとも一方に基づいて、励起光の集光位置を制御するステップと、を備える。 Another aspect of the present invention is a display method. This method includes the steps of irradiating an excitation light incident on a display body in which a plurality of first fluorescent layers containing a first phosphor and a plurality of second fluorescent layers containing a second phosphor having an emission wavelength different from that of the first phosphor are stacked, and exciting the first phosphor and the second phosphor, while changing the focusing position of the excitation light within the display body, measuring the intensity of the light by wavelength emitted from the display body with an optical sensor, and controlling the focusing position of the excitation light based on at least one of the light intensity of the emission wavelength of the first phosphor and the light intensity of the emission wavelength of the second phosphor measured by the optical sensor.

なお、以上の構成要素の任意の組み合わせや本発明の構成要素や表現を、方法、装置、システムなどの間で相互に置換したものもまた、本発明の態様として有効である。 In addition, any combination of the above components or mutual substitution of the components or expressions of the present invention between methods, devices, systems, etc. are also valid aspects of the present invention.

本発明によれば、立体画像の表示精度を向上できる。 The present invention can improve the display accuracy of stereoscopic images.

第1実施形態に係る表示装置の構成を模式的に示す図である。1 is a diagram illustrating a schematic configuration of a display device according to a first embodiment. 第2励起光の光強度分布の一例を模式的に示すグラフである。13 is a graph illustrating an example of a light intensity distribution of a second excitation light. 蛍光体の励起光強度と発光強度の関係を模式的に示すグラフである。1 is a graph showing a schematic relationship between excitation light intensity and emission intensity of a phosphor. 第2実施形態に係る表示装置の構成を模式的に示す図である。FIG. 11 is a diagram illustrating a schematic configuration of a display device according to a second embodiment. 第3実施形態に係る表示装置の構成を模式的に示す図である。FIG. 13 is a diagram illustrating a configuration of a display device according to a third embodiment. 第4実施形態に係る表示体の構成を模式的に示す図である。FIG. 13 is a diagram illustrating a configuration of a display according to a fourth embodiment. 第4実施形態に係る光センサの構成を模式的に示す図である。FIG. 13 is a diagram illustrating a configuration of an optical sensor according to a fourth embodiment. 第5実施形態に係る表示装置の構成を模式的に示す図である。FIG. 13 is a diagram illustrating a configuration of a display device according to a fifth embodiment. 第6実施形態に係る表示装置の構成を模式的に示す図である。FIG. 13 is a diagram illustrating a configuration of a display device according to a sixth embodiment.

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。かかる実施の形態に示す具体的な数値等は、発明の理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、図面において、本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。説明の理解を助けるため、各図面における各構成要素の寸法比は、必ずしも実際の寸法比と一致しない。 The following describes an embodiment of the present invention with reference to the drawings. The specific numerical values and the like shown in the embodiment are merely examples to facilitate understanding of the invention, and do not limit the present invention unless otherwise specified. In the drawings, elements that are not directly related to the present invention are omitted. To facilitate understanding of the description, the dimensional ratios of the components in each drawing do not necessarily match the actual dimensional ratios.

(第1実施形態)
図1は、第1実施形態に係る表示装置10の構成を模式的に示す図である。表示装置10は、表示体12と、第1照射部14と、第2照射部16と、制御部18とを備える。表示装置10は、いわゆるボリュームディスプレイであり、表示体12の内部に立体像Sを描画するよう構成される。
First Embodiment
1 is a diagram illustrating a schematic configuration of a display device 10 according to a first embodiment. The display device 10 includes a display body 12, a first irradiating unit 14, a second irradiating unit 16, and a control unit 18. The display device 10 is a so-called volume display, and is configured to render a three-dimensional image S inside the display body 12.

表示体12は、第1面26および第2面28を有し、第1面26から第2面28に向けてz方向に積層される複数の積層体30を含む。複数の積層体30のそれぞれは、第1蛍光層31、第2蛍光層32および第3蛍光層33を有する。表示体12は、第1蛍光層31、第2蛍光層32、第3蛍光層33、第1蛍光層31、第2蛍光層32、第3蛍光層33、・・・のように、複数の蛍光層が順に積層された構造を有する。例えば、複数の第2蛍光層32は、複数の第1蛍光層31と交互に配置され、複数の第3蛍光層33は、複数の第1蛍光層31および複数の第2蛍光層32と交互に配置される。 The display body 12 has a first surface 26 and a second surface 28, and includes a plurality of laminates 30 laminated in the z direction from the first surface 26 to the second surface 28. Each of the plurality of laminates 30 has a first fluorescent layer 31, a second fluorescent layer 32, and a third fluorescent layer 33. The display body 12 has a structure in which a plurality of fluorescent layers are laminated in order, such as the first fluorescent layer 31, the second fluorescent layer 32, the third fluorescent layer 33, the first fluorescent layer 31, the second fluorescent layer 32, the third fluorescent layer 33, ... For example, the plurality of second fluorescent layers 32 are alternately arranged with the plurality of first fluorescent layers 31, and the plurality of third fluorescent layers 33 are alternately arranged with the plurality of first fluorescent layers 31 and the plurality of second fluorescent layers 32.

第1蛍光層31は、可視域の発光波長を有する第1蛍光体を含有する蛍光層であり、例えば、発光色が赤色(R)である第1蛍光体を含む。第2蛍光層32は、第1蛍光体とは異なる可視域の発光波長を有する第2蛍光体を含有する蛍光層であり、例えば、発光色が緑色(G)である第2蛍光体を含む。第3蛍光層33は、第1蛍光体および第2蛍光体とは異なる可視域の発光波長を有する第3蛍光体を含有する蛍光層であり、例えば、発光色が青色(B)である第3蛍光体を含む。 The first fluorescent layer 31 is a fluorescent layer containing a first phosphor having an emission wavelength in the visible range, and for example, contains a first phosphor having an emission color of red (R). The second fluorescent layer 32 is a fluorescent layer containing a second phosphor having an emission wavelength in the visible range different from that of the first phosphor, and for example, contains a second phosphor having an emission color of green (G). The third fluorescent layer 33 is a fluorescent layer containing a third phosphor having an emission wavelength in the visible range different from that of the first phosphor and the second phosphor, and for example, contains a third phosphor having an emission color of blue (B).

第1蛍光体、第2蛍光体および第3蛍光体の材料は特に問わないが、例えば、量子ドット蛍光体を用いることができる。量子ドット蛍光体を用いることで、第1蛍光体、第2蛍光体および第3蛍光体の励起波長を共通化し、第1蛍光体、第2蛍光体および第3蛍光体のそれぞれの発光波長(つまり発光色)を異ならせることができる。蛍光体の一例として、ハロゲン化セシウム鉛ペロブスカイト(CsPbX、Xはハロゲンであり、Cl,Br,Iのいずれか、または、これらの混合)のナノ結晶粒子を用いることができ、励起波長を300nm~400nmの紫外光とし、RGBの発光波長を得ることができる。 The materials of the first phosphor, the second phosphor, and the third phosphor are not particularly limited, but for example, quantum dot phosphors can be used. By using quantum dot phosphors, the excitation wavelengths of the first phosphor, the second phosphor, and the third phosphor can be made common, and the emission wavelengths (i.e., emission colors) of the first phosphor, the second phosphor, and the third phosphor can be made different. As an example of a phosphor, nanocrystalline particles of cesium lead halide perovskite (CsPbX 3 , X is a halogen, and either Cl, Br, or I, or a mixture of these) can be used, and the excitation wavelength is set to ultraviolet light of 300 nm to 400 nm, and RGB emission wavelengths can be obtained.

第1蛍光層31、第2蛍光層32および第3蛍光層33の母材は、可視光に対して透明な材料で構成され、樹脂材料やガラス材料で構成される。透明な母材に蛍光体を混ぜることで、第1蛍光層31、第2蛍光層32および第3蛍光層33のそれぞれを形成することができ、第1蛍光層31、第2蛍光層32および第3蛍光層33を順に積層することで、表示体12を形成できる。 The base material of the first fluorescent layer 31, the second fluorescent layer 32, and the third fluorescent layer 33 is made of a material that is transparent to visible light, such as a resin material or a glass material. By mixing a phosphor into the transparent base material, the first fluorescent layer 31, the second fluorescent layer 32, and the third fluorescent layer 33 can be formed, and the first fluorescent layer 31, the second fluorescent layer 32, and the third fluorescent layer 33 can be stacked in order to form the display body 12.

表示体12は、全体が中実な柱形状となるように構成され、円柱形状、多角柱形状または直方体形状となるように構成される。表示体12は、表示体12の内部を外から透視できるように表示体12の表面が鏡面仕上げとなるように構成される。表示体12は、複数の蛍光層31,32,33の界面が視認不可または視認困難となるように、複数の蛍光層31,32,33が一体となるように形成される。 The display body 12 is configured so that the entire body has a solid columnar shape, and is configured so that the shape is a cylinder, a polygonal column, or a rectangular parallelepiped. The display body 12 is configured so that the surface of the display body 12 has a mirror finish so that the inside of the display body 12 can be seen from the outside. The display body 12 is formed so that the multiple fluorescent layers 31, 32, and 33 are integrated together so that the interfaces between the multiple fluorescent layers 31, 32, and 33 are invisible or difficult to see.

表示体12の大きさは特に限られないが、例えば、積層方向(z方向)のサイズを100mm~1000mm程度とし、積層方向に直交する方向(x方向およびy方向)のサイズを100mm~1000mm程度とすることができる。複数の蛍光層31,32,33のそれぞれの厚さは、例えば、10μm~10mm程度とすることができる。一例として、表示体12のx,y,z方向のサイズを200mmとし、複数の蛍光層31,32,33のそれぞれの厚さを200μmとすることができる。 The size of the display body 12 is not particularly limited, but for example, the size in the stacking direction (z direction) can be about 100 mm to 1000 mm, and the size in the directions perpendicular to the stacking direction (x direction and y direction) can be about 100 mm to 1000 mm. The thickness of each of the multiple fluorescent layers 31, 32, 33 can be, for example, about 10 μm to 10 mm. As an example, the size of the display body 12 in the x, y, and z directions can be 200 mm, and the thickness of each of the multiple fluorescent layers 31, 32, 33 can be 200 μm.

第1照射部14は、蛍光体を励起する第1励起光20を表示体12に照射する。第1励起光20は、表示体12の第1面26に入射し、表示体12の内部において第1励起光20の集光位置24が経時的に変化するように表示体12に照射される。第1照射部14は、光源40と、集光レンズ42と、レンズ駆動機構44と、ミラー46と、ミラー駆動機構48とを含む。 The first irradiation unit 14 irradiates the display body 12 with first excitation light 20 that excites the phosphor. The first excitation light 20 is incident on the first surface 26 of the display body 12, and is irradiated onto the display body 12 such that the focusing position 24 of the first excitation light 20 changes over time inside the display body 12. The first irradiation unit 14 includes a light source 40, a focusing lens 42, a lens driving mechanism 44, a mirror 46, and a mirror driving mechanism 48.

光源40は、第1蛍光体、第2蛍光体および第3蛍光体を励起するための第1励起光20を生成する。光源40は、第1励起光20として、中心波長が300nm~400nmの範囲に含まれる紫外光を生成する。光源40の種類は問わないが、例えば、窒化ガリウム(GaN)系の半導体レーザまたは半導体LED(Light Emitting Diode)を光源40として用いることができる。 The light source 40 generates the first excitation light 20 for exciting the first phosphor, the second phosphor, and the third phosphor. The light source 40 generates ultraviolet light having a central wavelength in the range of 300 nm to 400 nm as the first excitation light 20. Any type of light source 40 can be used, but for example, a gallium nitride (GaN)-based semiconductor laser or a semiconductor LED (Light Emitting Diode) can be used as the light source 40.

集光レンズ42は、光源40により生成された第1励起光20を表示体12の内部に向けて集光させる。レンズ駆動機構44は、集光レンズ42の位置を光軸方向Aに変化させるよう構成される。レンズ駆動機構44は、集光レンズ42の位置を変化させることにより、第1励起光20の集光位置24を変化させる。レンズ駆動機構44は、第1励起光20の照射方向における集光位置24を可変にし、第1面26に交差する方向の集光位置24を可変にする。なお、集光レンズ42とレンズ駆動機構44の代わりに、焦点可変レンズを用いて、第1面26に交差する方向の集光位置24を可変にしてもよい。 The focusing lens 42 focuses the first excitation light 20 generated by the light source 40 toward the inside of the display body 12. The lens driving mechanism 44 is configured to change the position of the focusing lens 42 in the optical axis direction A. The lens driving mechanism 44 changes the focusing position 24 of the first excitation light 20 by changing the position of the focusing lens 42. The lens driving mechanism 44 makes the focusing position 24 in the irradiation direction of the first excitation light 20 variable, and makes the focusing position 24 in the direction intersecting the first surface 26 variable. Note that a variable focus lens may be used instead of the focusing lens 42 and the lens driving mechanism 44 to make the focusing position 24 in the direction intersecting the first surface 26 variable.

ミラー46は、集光レンズ42を通過した第1励起光20を表示体12に向けて反射させる。ミラー46は、第1励起光20が第1面26に入射するように第1励起光20を反射させる。ミラー駆動機構48は、ミラー46の向きを変化させるよう構成される。ミラー駆動機構48は、ミラー46の向きを2軸で可変とするよう構成され、ミラー46にて反射された第1励起光20の集光位置24を第1面26に沿った方向(x方向およびy方向)に変化させる。図示する例では、1枚のミラー46を用いているが、x方向に走査するための第1ミラーと、y方向に走査するための第2ミラーとを組み合わせてもよい。 The mirror 46 reflects the first excitation light 20 that has passed through the focusing lens 42 toward the display 12. The mirror 46 reflects the first excitation light 20 so that the first excitation light 20 is incident on the first surface 26. The mirror drive mechanism 48 is configured to change the orientation of the mirror 46. The mirror drive mechanism 48 is configured to change the orientation of the mirror 46 on two axes, and changes the focusing position 24 of the first excitation light 20 reflected by the mirror 46 in the directions along the first surface 26 (x direction and y direction). In the illustrated example, one mirror 46 is used, but a first mirror for scanning in the x direction and a second mirror for scanning in the y direction may be combined.

第2照射部16は、蛍光体を励起するための第2励起光22を表示体12に照射する。第2励起光22は、表示体12の第2面28に入射し、第1励起光20とは反対側から表示体12に照射される。第2照射部16は、表示体12の第2面28の全体に第2励起光22を照射するよう構成される面発光光源である。第2励起光22は、第1励起光20と同じ波長を有してもよく、中心波長が300nm~400nmの範囲に含まれる紫外光であってもよい。 The second irradiating unit 16 irradiates the display body 12 with second excitation light 22 for exciting the phosphor. The second excitation light 22 is incident on the second surface 28 of the display body 12 and is irradiated to the display body 12 from the side opposite to the first excitation light 20. The second irradiating unit 16 is a surface-emitting light source configured to irradiate the second excitation light 22 to the entire second surface 28 of the display body 12. The second excitation light 22 may have the same wavelength as the first excitation light 20, or may be ultraviolet light with a central wavelength in the range of 300 nm to 400 nm.

第2励起光22は、第1励起光20による蛍光体の励起を補助する役割を有する。表示体12の第1面26に入射する第1励起光20は、表示体12を透過するにつれてその強度が減衰する。また、図1に示すように1枚の集光レンズ42の位置によって第1励起光20の集光位置24を変化させる場合、集光位置24が第2面28に近づくにつれて第1励起光20のスポット径が大きくなり、第1励起光20の集光強度が小さくなる。したがって、光源40の出力強度を一定にした場合、第1励起光20の集光強度は、集光位置24が第1面26に近いほど強くなり、集光位置24が第2面28に近いほど弱くなる。一方、第2励起光22の光強度は、第2面28に近いほど強く、第1面26に近いほど弱くなる。このような第2励起光22を表示体12に照射することで、集光位置24における励起を補助し、集光位置24の位置変化に起因する集光位置24における第1励起光20と第2励起光22の光強度の合計値のばらつきを小さくできる。 The second excitation light 22 has a role of assisting the excitation of the phosphor by the first excitation light 20. The intensity of the first excitation light 20 incident on the first surface 26 of the display body 12 attenuates as it passes through the display body 12. In addition, when the focusing position 24 of the first excitation light 20 is changed by the position of one focusing lens 42 as shown in FIG. 1, the spot diameter of the first excitation light 20 becomes larger as the focusing position 24 approaches the second surface 28, and the focusing intensity of the first excitation light 20 becomes smaller. Therefore, when the output intensity of the light source 40 is constant, the focusing intensity of the first excitation light 20 becomes stronger as the focusing position 24 is closer to the first surface 26, and becomes weaker as the focusing position 24 is closer to the second surface 28. On the other hand, the light intensity of the second excitation light 22 becomes stronger as it is closer to the second surface 28, and becomes weaker as it is closer to the first surface 26. By irradiating the display 12 with such second excitation light 22, excitation at the focusing position 24 is assisted, and the variation in the total light intensity of the first excitation light 20 and the second excitation light 22 at the focusing position 24 caused by changes in the position of the focusing position 24 can be reduced.

図2は、第2励起光22の光強度分布の一例を模式的に示すグラフである。第2照射部16は、図2において実線Cで示されるように、第2面28における光強度が均一となる第2励起光22を照射してもよい。第2照射部16は、第2面28において位置に応じた強度分布を有する第2励起光22を照射してもよい。第2照射部16は、図2において破線Dで示されるように、第2面28の中央部における光強度が相対的に低く、第2面28の周辺部における光強度が相対的に高い強度分布を有する第2励起光22を照射してもよい。表示体12の中央部は、第1励起光20を反射させるミラー46からの距離が相対的に短いため、ミラー46からの距離が遠い周辺部に比べて、第1励起光20の集光強度が大きい。一方、表示体12の周辺部は、ミラー46からの距離が相対的に長いため、第1励起光20の集光強度が相対的に小さい。そこで、第2励起光22の中央部の光強度を低くし、第2励起光22の周辺部の光強度を高くすることで、集光位置24の位置変化に起因する集光位置24における第1励起光20と第2励起光22の光強度の合計値のばらつきを小さくできる。 2 is a graph showing an example of the light intensity distribution of the second excitation light 22. The second irradiation unit 16 may irradiate the second excitation light 22 having a uniform light intensity on the second surface 28, as shown by the solid line C in FIG. 2. The second irradiation unit 16 may irradiate the second excitation light 22 having an intensity distribution according to the position on the second surface 28. The second irradiation unit 16 may irradiate the second excitation light 22 having an intensity distribution in which the light intensity is relatively low in the center of the second surface 28 and relatively high in the peripheral portion of the second surface 28, as shown by the dashed line D in FIG. 2. The central portion of the display body 12 is relatively short from the mirror 46 that reflects the first excitation light 20, so the collected light intensity of the first excitation light 20 is larger than that of the peripheral portion that is far from the mirror 46. On the other hand, the peripheral portion of the display body 12 is relatively long from the mirror 46, so the collected light intensity of the first excitation light 20 is relatively small. Therefore, by lowering the light intensity in the center of the second excitation light 22 and increasing the light intensity in the peripheral portion of the second excitation light 22, it is possible to reduce the variation in the total light intensity of the first excitation light 20 and the second excitation light 22 at the focusing position 24 caused by the change in the position of the focusing position 24.

第2励起光22の光強度は、表示体12に含まれる蛍光体の自然放射増幅光(ASE;Amplified Spontaneous Emission)の閾値を超えないように設定される。一方、集光位置24における第1励起光20と第2励起光22の光強度の合計値は、自然放射増幅光の閾値(ASE閾値)以上となるように設定される。自然放射増幅光(ASE)は、スーパールミネッセンスとも呼ばれ、励起光により蛍光体において反転分布が生成され、蛍光体の発光強度が増幅する現象のことをいう。自然放射増幅光の閾値(ASE閾値)は、ASEを生じさせるための励起光の最低光強度に相当する。 The light intensity of the second excitation light 22 is set so as not to exceed the threshold of the amplified spontaneous emission (ASE) of the phosphor contained in the display 12. On the other hand, the sum of the light intensities of the first excitation light 20 and the second excitation light 22 at the focusing position 24 is set so as to be equal to or greater than the threshold of the amplified spontaneous emission (ASE threshold). The amplified spontaneous emission (ASE) is also called superluminescence, and refers to a phenomenon in which a population inversion is generated in the phosphor by the excitation light, amplifying the luminescence intensity of the phosphor. The threshold of the amplified spontaneous emission (ASE threshold) corresponds to the minimum light intensity of the excitation light required to generate ASE.

図3は、蛍光体の励起光強度と発光強度の関係を模式的に示すグラフであり、蛍光体がハロゲン化セシウム鉛ペロブスカイトのナノ結晶である場合の一例を示す。蛍光体に照射される励起光の光強度がASE閾値(図3では0.45mJ/cm)以上になると、励起光強度に対する発光強度の割合(傾き)が増加する。集光位置24における励起光強度をASE閾値以上とすることで、集光位置24における蛍光体の発光強度をより高めることができる。一方、集光位置24とは異なる箇所の励起光強度をASE閾値未満とすることで、集光位置24とは異なる箇所の蛍光体の発光強度を下げることができ、集光位置24とのコントラスト比を高めることができる。 3 is a graph showing a schematic relationship between the excitation light intensity and the emission intensity of a phosphor, and shows an example in which the phosphor is a nanocrystal of cesium lead halide perovskite. When the light intensity of the excitation light irradiated to the phosphor is equal to or greater than the ASE threshold (0.45 mJ/cm 2 in FIG. 3), the ratio (slope) of the emission intensity to the excitation light intensity increases. By making the excitation light intensity at the focusing position 24 equal to or greater than the ASE threshold, the emission intensity of the phosphor at the focusing position 24 can be further increased. On the other hand, by making the excitation light intensity at a position other than the focusing position 24 less than the ASE threshold, the emission intensity of the phosphor at a position other than the focusing position 24 can be reduced, and the contrast ratio with the focusing position 24 can be increased.

図1に戻り、制御部18は、第1照射部14および第2照射部16の動作を制御する。制御部18は、ハードウェア的には、コンピュータのCPUやメモリをはじめとする素子や機械装置で実現でき、ソフトウェア的にはコンピュータプログラム等によって実現される。制御部18により提供される各種機能は、ハードウェアおよびソフトウェアの連携によって実現されうる。 Returning to FIG. 1, the control unit 18 controls the operation of the first irradiation unit 14 and the second irradiation unit 16. In terms of hardware, the control unit 18 can be realized by elements and mechanical devices such as a computer's CPU and memory, and in terms of software, it is realized by a computer program, etc. The various functions provided by the control unit 18 can be realized by the cooperation of hardware and software.

制御部18は、レンズ駆動機構44およびミラー駆動機構48の動作を制御することにより、第1励起光20の集光位置24を三次元(x方向、y方向およびz方向)で制御する。制御部18は、例えば、レンズ駆動機構44およびミラー駆動機構48を周期的に動作させることにより、表示体12の内部において第1励起光20の集光位置24が三次元走査されるようにする。 The control unit 18 controls the focusing position 24 of the first excitation light 20 in three dimensions (x direction, y direction, and z direction) by controlling the operation of the lens driving mechanism 44 and the mirror driving mechanism 48. The control unit 18, for example, periodically operates the lens driving mechanism 44 and the mirror driving mechanism 48 so that the focusing position 24 of the first excitation light 20 is scanned three-dimensionally inside the display body 12.

制御部18は、例えば、第1励起光20の集光位置24に応じて光源40のオンオフを制御する。制御部18は、第1励起光20の集光位置24が表示体12の内部において描画すべき箇所となる場合に光源をオンにする。制御部18は、第1励起光20の集光位置24が表示体12の内部において描画すべきではない箇所となる場合に光源をオフにする。 The control unit 18 controls the on/off of the light source 40 according to, for example, the focusing position 24 of the first excitation light 20. The control unit 18 turns on the light source when the focusing position 24 of the first excitation light 20 is a location inside the display body 12 where drawing should be performed. The control unit 18 turns off the light source when the focusing position 24 of the first excitation light 20 is a location inside the display body 12 where drawing should not be performed.

制御部18は、例えば、三次元画像データから生成される立体輪郭画像データに基づいて、光源40のオンオフおよび光源40の発光強度を制御する。立体輪郭画像データは、表示体12に描画すべき立体像Sの輪郭の三次元位置および表示色が指定されたデータである。制御部18は、隣接する第1蛍光層31、第2蛍光層32および第3蛍光層33のそれぞれに照射する第1励起光20の光強度を制御することにより表示色を制御する。具体的には、第1蛍光層31における赤色の発光量と、第2蛍光層32における緑色の発光量と、第3蛍光層33における青色の発光量とを制御することにより、発光位置にて赤色、緑色および青色が混ざり合うことによる発光色をフルカラーで制御する。 The control unit 18 controls the on/off of the light source 40 and the light emission intensity of the light source 40 based on, for example, three-dimensional contour image data generated from three-dimensional image data. The three-dimensional contour image data is data that specifies the three-dimensional position and display color of the contour of the three-dimensional image S to be drawn on the display body 12. The control unit 18 controls the display color by controlling the light intensity of the first excitation light 20 that is irradiated to each of the adjacent first fluorescent layer 31, second fluorescent layer 32, and third fluorescent layer 33. Specifically, by controlling the amount of red light emitted from the first fluorescent layer 31, the amount of green light emitted from the second fluorescent layer 32, and the amount of blue light emitted from the third fluorescent layer 33, the light emission color resulting from the mixture of red, green, and blue at the light emission position is controlled in full color.

制御部18は、第2照射部16の動作を制御することにより、第1励起光20の集光位置24に応じて、第2励起光22の光強度を変化させてもよい。例えば、第1励起光20の集光位置24が第2面28に近くなるほど、つまり、第1面26から遠くなるほど、第2励起光22の光強度を大きくしてもよい。これにより、集光位置24における第1励起光20と第2励起光22の光強度の合計値がASE閾値以上となるようにしてもよい。 The control unit 18 may change the light intensity of the second excitation light 22 according to the focusing position 24 of the first excitation light 20 by controlling the operation of the second irradiation unit 16. For example, the light intensity of the second excitation light 22 may be increased as the focusing position 24 of the first excitation light 20 is closer to the second surface 28, that is, as it is farther from the first surface 26. This may allow the sum of the light intensities of the first excitation light 20 and the second excitation light 22 at the focusing position 24 to be equal to or greater than the ASE threshold.

表示装置10は、画像センサ50をさらに備えてもよい。画像センサ50は、CCDセンサやCMOSセンサなどの二次元の光検出器であり、第1励起光20のスポットサイズを計測するために設けられる。画像センサ50は、表示体12に隣接して第1面26に対応する位置に配置される。画像センサ50は、第1励起光20が入射可能な位置であれば、図示する場所とは異なる位置に設けられてもよい。 The display device 10 may further include an image sensor 50. The image sensor 50 is a two-dimensional photodetector such as a CCD sensor or a CMOS sensor, and is provided to measure the spot size of the first excitation light 20. The image sensor 50 is disposed adjacent to the display body 12 at a position corresponding to the first surface 26. The image sensor 50 may be provided at a position different from that shown in the figure, as long as the first excitation light 20 can be incident on the image sensor 50.

制御部18は、画像センサ50に第1励起光20が入射するようにレンズ駆動機構44およびミラー駆動機構48を動作させる。制御部18は、集光レンズ42の位置を変化させながら、画像センサ50にて第1励起光20のサイズを計測することにより、第1励起光20のスポットサイズが最小となる集光レンズ42の位置を特定する。特定された集光レンズ42の位置は、第1励起光20の集光位置24を第1面26に一致させるためのz方向の位置決めの基準として用いることができる。制御部18は、画像センサ50の計測結果に基づいて、第1励起光20の集光位置24を較正することができる。 The control unit 18 operates the lens driving mechanism 44 and the mirror driving mechanism 48 so that the first excitation light 20 is incident on the image sensor 50. The control unit 18 measures the size of the first excitation light 20 on the image sensor 50 while changing the position of the focusing lens 42, thereby identifying the position of the focusing lens 42 at which the spot size of the first excitation light 20 is smallest. The identified position of the focusing lens 42 can be used as a reference for positioning in the z direction to match the focusing position 24 of the first excitation light 20 with the first surface 26. The control unit 18 can calibrate the focusing position 24 of the first excitation light 20 based on the measurement result of the image sensor 50.

つづいて、表示装置10の動作について説明する。制御部18は、立体輪郭画像データを取得し、立体輪郭画像データに基づいて第1照射部14を動作させる。制御部18は、レンズ駆動機構44およびミラー駆動機構48の動作を制御して、表示体12の内部において第1励起光20の集光位置24を三次元走査する。制御部18は、第1励起光20の集光位置24に応じて、光源40の出力強度を制御し、立体輪郭画像データにより描画位置ごとに指定された表示色が実現されるようにする。制御部18は、第2照射部16を動作させ、第1励起光20による励起を補助するための第2励起光22を表示体12に照射する。これにより、立体輪郭画像データに対応する立体像Sを表示体12の内部に描画できる。 Next, the operation of the display device 10 will be described. The control unit 18 acquires the three-dimensional contour image data and operates the first irradiation unit 14 based on the three-dimensional contour image data. The control unit 18 controls the operation of the lens driving mechanism 44 and the mirror driving mechanism 48 to perform three-dimensional scanning of the focusing position 24 of the first excitation light 20 inside the display body 12. The control unit 18 controls the output intensity of the light source 40 according to the focusing position 24 of the first excitation light 20 so that the display color specified for each drawing position by the three-dimensional contour image data is realized. The control unit 18 operates the second irradiation unit 16 to irradiate the display body 12 with the second excitation light 22 to supplement the excitation by the first excitation light 20. This allows a three-dimensional image S corresponding to the three-dimensional contour image data to be drawn inside the display body 12.

制御部18は、動画データの各フレームに対応する立体輪郭画像データを取得し、フレームごとに異なる立体像Sが描画されるようにしてもよい。これにより、動画となる立体像Sが表示されるようにしてもよい。 The control unit 18 may obtain three-dimensional contour image data corresponding to each frame of the video data, and may render a different three-dimensional image S for each frame. This may allow the three-dimensional image S to be displayed as a video.

制御部18は、画像センサ50の計測結果に基づいて、第1励起光20の集光位置24を較正してもよい。制御部18は、画像センサ50の計測結果に基づいて、立体像Sの描画開始前に集光位置24を較正してもよい。制御部18は、画像センサ50の計測結果に基づいて、立体像Sの描画途中や、動画となる立体像Sの各フレームを描画する間のタイミングに集光位置24を較正してもよい。 The control unit 18 may calibrate the focusing position 24 of the first excitation light 20 based on the measurement results of the image sensor 50. The control unit 18 may calibrate the focusing position 24 before starting to draw the three-dimensional image S based on the measurement results of the image sensor 50. The control unit 18 may calibrate the focusing position 24 during drawing of the three-dimensional image S or at the timing between drawing each frame of the three-dimensional image S that becomes a video based on the measurement results of the image sensor 50.

本実施形態によれば、第2励起光22の光強度をASE閾値未満とすることにより、表示体12の全体が明るく発光してしまうことを防止できる。一方、集光位置24における第1励起光20と第2励起光22の光強度の合計値をASE閾値以上とすることにより、集光位置24にてASEによる強い発光を得ることができ、集光位置24とは異なる箇所での発光(背景光)とのコントラスト比を高めることができる。 According to this embodiment, by setting the light intensity of the second excitation light 22 below the ASE threshold, it is possible to prevent the entire display 12 from emitting bright light. On the other hand, by setting the sum of the light intensities of the first excitation light 20 and the second excitation light 22 at the focusing position 24 to be equal to or greater than the ASE threshold, it is possible to obtain strong ASE emission at the focusing position 24, and to increase the contrast ratio with the emission (background light) at a location other than the focusing position 24.

(第2実施形態)
図4は、第2実施形態に係る表示装置10Aの構成を模式的に示す図である。第2実施形態では、第1照射部14Aがコリメートレンズ41をさらに含む点で、上述の第1実施形態と相違する。以下、第2実施形態について、第1実施形態との相違点を中心に説明し、第1実施形態との共通点は適宜省略する。
Second Embodiment
4 is a diagram showing a schematic configuration of a display device 10A according to a second embodiment. The second embodiment differs from the first embodiment in that the first irradiation unit 14A further includes a collimator lens 41. Hereinafter, the second embodiment will be described with a focus on the differences from the first embodiment, and the points in common with the first embodiment will be omitted as appropriate.

表示装置10Aは、表示体12と、第1照射部14Aと、第2照射部16と、制御部18とを備える。表示体12、第2照射部16および制御部18は、第1実施形態と同様に構成される。 The display device 10A includes a display body 12, a first irradiation unit 14A, a second irradiation unit 16, and a control unit 18. The display body 12, the second irradiation unit 16, and the control unit 18 are configured in the same manner as in the first embodiment.

第1照射部14Aは、光源40と、コリメートレンズ41と、集光レンズ42と、レンズ駆動機構44と、ミラー46と、ミラー駆動機構48とを含む。光源40、集光レンズ42、レンズ駆動機構44、ミラー46およびミラー駆動機構48は、第1実施形態と同様に構成される。 The first irradiation unit 14A includes a light source 40, a collimator lens 41, a condenser lens 42, a lens driving mechanism 44, a mirror 46, and a mirror driving mechanism 48. The light source 40, the condenser lens 42, the lens driving mechanism 44, the mirror 46, and the mirror driving mechanism 48 are configured in the same manner as in the first embodiment.

コリメートレンズ41は、光源40により生成された第1励起光20を平行化する。集光レンズ42は、コリメートレンズ41により平行化された第1励起光20を表示体12の内部に向けて集光させる。レンズ駆動機構44は、集光レンズ42の位置を変化させることにより、第1励起光20の集光位置24を変化させる。 The collimating lens 41 collimates the first excitation light 20 generated by the light source 40. The focusing lens 42 focuses the first excitation light 20 collimated by the collimating lens 41 toward the inside of the display body 12. The lens driving mechanism 44 changes the position of the focusing lens 42 to change the focusing position 24 of the first excitation light 20.

本実施形態によれば、コリメートレンズ41を用いることにより、第1励起光20の集光位置24に応じた第1励起光20のスポット径の変化を抑制できる。これにより、集光位置24の変化に起因する集光位置24における第1励起光20の光強度の変動を小さくできる。その結果、第1実施形態に比べて、第2励起光22による補助の割合を小さくでき、集光位置24に応じて第2励起光22の光強度を変化させる割合を小さくできる。第2励起光22による補助の割合を小さくすることで、集光位置24とは異なる箇所での発光(背景光)の強度を小さくできる。また、集光位置24に応じて第2励起光22の光強度を変化させる割合を小さくすることで、集光位置24とは異なる箇所での発光(背景光)の強度のばらつきを小さくできる。 According to this embodiment, by using the collimator lens 41, it is possible to suppress the change in the spot diameter of the first excitation light 20 according to the focusing position 24 of the first excitation light 20. This makes it possible to reduce the fluctuation in the light intensity of the first excitation light 20 at the focusing position 24 caused by the change in the focusing position 24. As a result, compared to the first embodiment, the proportion of assistance by the second excitation light 22 can be reduced, and the proportion of the change in the light intensity of the second excitation light 22 according to the focusing position 24 can be reduced. By reducing the proportion of assistance by the second excitation light 22, it is possible to reduce the intensity of the emission (background light) at a location other than the focusing position 24. In addition, by reducing the proportion of the change in the light intensity of the second excitation light 22 according to the focusing position 24, it is possible to reduce the variation in the intensity of the emission (background light) at a location other than the focusing position 24.

(第3実施形態)
図5は、第3実施形態に係る表示装置10Bの構成を模式的に示す図である。第3実施形態では、表示装置10Bが光センサ52をさらに備える点で、上述の第1実施形態と相違する。以下、第3実施形態について、第1実施形態との相違点を中心に説明し、第1実施形態との共通点は適宜省略する。
Third Embodiment
5 is a diagram illustrating a schematic configuration of a display device 10B according to a third embodiment. The third embodiment differs from the first embodiment in that the display device 10B further includes a light sensor 52. Hereinafter, the third embodiment will be described with a focus on the differences from the first embodiment, and the points in common with the first embodiment will be omitted as appropriate.

表示装置10Bは、表示体12と、第1照射部14と、制御部18と、光センサ52とを備える。表示装置10Bは、第2照射部16を備えてもよいし、備えなくてもよい。表示装置10Bは、画像センサ50を備えてもよいし、備えなくてもよい。表示体12、第1照射部14、第2照射部16、制御部18および画像センサ50は、第1実施形態と同様に構成される。 The display device 10B includes a display body 12, a first irradiation unit 14, a control unit 18, and an optical sensor 52. The display device 10B may or may not include a second irradiation unit 16. The display device 10B may or may not include an image sensor 50. The display body 12, the first irradiation unit 14, the second irradiation unit 16, the control unit 18, and the image sensor 50 are configured in the same manner as in the first embodiment.

光センサ52は、波長別の光強度を計測可能となるよう構成される。光センサ52は、例えば、第1蛍光体の第1発光色(例えば赤色)の光強度と、第2蛍光体の第2発光色(例えば緑色)の光強度と、第3蛍光体の第3発光色(例えば青色)の光強度とをそれぞれ計測可能となるよう構成される。光センサ52は、例えば、赤色光を選択的に透過させる第1フィルタを有する第1センサ54と、緑色光を選択的に透過させる第2フィルタを有する第2センサ56と、青色光を選択的に透過させる第3フィルタを有する第3センサ58とを含む。光センサ52は、例えば、表示体12の第2面28に配置される。光センサ52は、表示体12にて生じる発光を検出可能な位置であれば、図示する場所とは異なる位置に設けられてもよい。 The optical sensor 52 is configured to be able to measure the light intensity for each wavelength. The optical sensor 52 is configured to be able to measure, for example, the light intensity of the first emission color (e.g., red) of the first phosphor, the light intensity of the second emission color (e.g., green) of the second phosphor, and the light intensity of the third emission color (e.g., blue) of the third phosphor. The optical sensor 52 includes, for example, a first sensor 54 having a first filter that selectively transmits red light, a second sensor 56 having a second filter that selectively transmits green light, and a third sensor 58 having a third filter that selectively transmits blue light. The optical sensor 52 is disposed, for example, on the second surface 28 of the display body 12. The optical sensor 52 may be disposed at a position different from the position shown in the figure, as long as the position is capable of detecting the emission generated by the display body 12.

制御部18は、レンズ駆動機構44を動作させて集光レンズ42の位置を変化させながら、光センサ52にて計測される第1発光色、第2発光色および第3発光色のそれぞれの光強度を取得する。第1励起光20の集光位置24を変化させることにより、第1蛍光層31、第2蛍光層32および第3蛍光層33のいずれに第1励起光20が強く集光されるかが変化し、第1発光色、第2発光色および第3発光色のそれぞれの光強度が変化する。例えば、光センサ52にて計測される第1発光色の光強度が最大(または極大)となる集光レンズ42の位置は、第1励起光20の集光位置24を第1蛍光層31に一致させるためのz方向の位置決めの基準として用いることができる。 The control unit 18 operates the lens drive mechanism 44 to change the position of the focusing lens 42, while acquiring the light intensity of each of the first emission color, the second emission color, and the third emission color measured by the optical sensor 52. By changing the focusing position 24 of the first excitation light 20, the first excitation light 20 is strongly focused on the first fluorescent layer 31, the second fluorescent layer 32, or the third fluorescent layer 33, which changes the light intensity of each of the first emission color, the second emission color, and the third emission color. For example, the position of the focusing lens 42 at which the light intensity of the first emission color measured by the optical sensor 52 is maximum (or maximum) can be used as a reference for positioning in the z direction to match the focusing position 24 of the first excitation light 20 with the first fluorescent layer 31.

制御部18は、光センサ52の計測結果に基づいて、第1励起光20の集光位置24を較正できる。制御部18は、光センサ52の計測結果に基づいて、立体像Sの描画開始前に集光位置24を較正してもよい。制御部18は、光センサ52の計測結果に基づいて、立体像Sの描画途中や、動画となる立体像Sの各フレームを描画する間のタイミングに集光位置24を較正してもよい。本実施の形態によれば、光センサ52の計測結果に基づいて、第1励起光20の集光位置24を較正することにより、立体像Sを描画する位置精度を高めることができ、立体像Sの表示精度を向上できる。 The control unit 18 can calibrate the focusing position 24 of the first excitation light 20 based on the measurement result of the optical sensor 52. The control unit 18 may calibrate the focusing position 24 before starting to draw the stereoscopic image S based on the measurement result of the optical sensor 52. The control unit 18 may calibrate the focusing position 24 during drawing of the stereoscopic image S or at the timing between drawing each frame of the stereoscopic image S that becomes a video based on the measurement result of the optical sensor 52. According to this embodiment, by calibrating the focusing position 24 of the first excitation light 20 based on the measurement result of the optical sensor 52, the positional accuracy of drawing the stereoscopic image S can be improved, and the display accuracy of the stereoscopic image S can be improved.

(第4実施形態)
第4実施形態では、表示体に含まれる一部の蛍光層が赤外域の発光波長を有する赤外蛍光体を含有する。赤外蛍光体は、第1励起光20によって励起されて赤外光を発する。赤外蛍光体から生じる赤外光の光強度は、光センサにて検出され、第1励起光20の集光位置24がいずれの蛍光層に位置するかを判別するために用いられる。
Fourth Embodiment
In the fourth embodiment, a part of the fluorescent layer included in the display contains an infrared phosphor having an emission wavelength in the infrared range. The infrared phosphor is excited by the first excitation light 20 to emit infrared light. The light intensity of the infrared light generated from the infrared phosphor is detected by an optical sensor and used to determine in which fluorescent layer the focusing position 24 of the first excitation light 20 is located.

赤外蛍光体として、赤外域において互いに異なる発光波長を有する複数種類の赤外蛍光体を用いることができる。例えば、800nmの発光波長を有する第1赤外蛍光体と、900nmの発光波長を有する第2赤外蛍光体と、1000nmの発光波長を有する第3赤外蛍光体と、1100nmの発光波長を有する第4赤外蛍光体と、1200nmの発光波長を有する第5赤外蛍光体と、1300nmの発光波長を有する第6赤外蛍光体とを用いることができる。蛍光層に含有させる赤外蛍光体の種類を異ならせることで、光センサにて検出される赤外光の波長に基づいて、第1励起光20の集光位置24がいずれの蛍光層に位置するかを判別できる。 As the infrared phosphor, multiple types of infrared phosphors having different emission wavelengths in the infrared range can be used. For example, a first infrared phosphor having an emission wavelength of 800 nm, a second infrared phosphor having an emission wavelength of 900 nm, a third infrared phosphor having an emission wavelength of 1000 nm, a fourth infrared phosphor having an emission wavelength of 1100 nm, a fifth infrared phosphor having an emission wavelength of 1200 nm, and a sixth infrared phosphor having an emission wavelength of 1300 nm can be used. By varying the type of infrared phosphor contained in the fluorescent layer, it is possible to determine in which fluorescent layer the focusing position 24 of the first excitation light 20 is located, based on the wavelength of the infrared light detected by the optical sensor.

以下、第4実施形態について、上述の第3実施形態との相違点を中心に説明し、第3実施形態との共通点は適宜省略する。第4実施形態に係る表示装置は、第3実施形態に係る表示装置10と同様の構成を具備するが、表示体12と光センサ52の構成が異なる。 The following describes the fourth embodiment, focusing on the differences from the above-mentioned third embodiment, and omitting commonalities with the third embodiment as appropriate. The display device according to the fourth embodiment has a similar configuration to the display device 10 according to the third embodiment, but the configurations of the display body 12 and the optical sensor 52 are different.

図6は、第4実施形態に係る表示体12Cの構成を模式的に示す図である。表示体12Cは、z方向に積層される複数の積層体30a,30b,30c,30d,30e,30f,30g,30h,30i,30jを含む。 Figure 6 is a diagram showing a schematic configuration of a display body 12C according to the fourth embodiment. The display body 12C includes a plurality of laminates 30a, 30b, 30c, 30d, 30e, 30f, 30g, 30h, 30i, and 30j that are laminated in the z direction.

積層体30a~30fは、第1蛍光体と赤外蛍光体を含有する第1蛍光層31a~31fと、第2蛍光体を含有し、赤外蛍光体を含有しない第2蛍光層32と、第3蛍光体を含有し、赤外蛍光体を含有しない第3蛍光層33とを有する。第1積層体30aに含まれる第1蛍光層31aは、第1蛍光体と、第1赤外蛍光体(例えば、800nmの発光波長を有する)とを含有する。第2積層体30bに含まれる第1蛍光層31bは、第1蛍光体と、第2赤外蛍光体(例えば、900nmの発光波長を有する)とを含有する。第3積層体30cに含まれる第1蛍光層31cは、第1蛍光体と、第3赤外蛍光体(例えば、1000nmの発光波長を有する)とを含有する。第4積層体30dに含まれる第1蛍光層31dは、第1蛍光体と、第4赤外蛍光体(例えば、1100nmの発光波長を有する)を含有する。第5積層体30eに含まれる第1蛍光層31eは、第1蛍光体と、第5赤外蛍光体(例えば、1200nmの発光波長を有する)を含有する。第6積層体30fに含まれる第1蛍光層31fは、第1蛍光体と、第6赤外蛍光体(例えば、1300nmの発光波長を有する)を含有する。 The laminates 30a to 30f each have a first fluorescent layer 31a to 31f containing a first phosphor and an infrared phosphor, a second fluorescent layer 32 containing a second phosphor and not containing an infrared phosphor, and a third fluorescent layer 33 containing a third phosphor and not containing an infrared phosphor. The first fluorescent layer 31a contained in the first laminate 30a contains a first phosphor and a first infrared phosphor (e.g., having an emission wavelength of 800 nm). The first fluorescent layer 31b contained in the second laminate 30b contains a first phosphor and a second infrared phosphor (e.g., having an emission wavelength of 900 nm). The first fluorescent layer 31c contained in the third laminate 30c contains a first phosphor and a third infrared phosphor (e.g., having an emission wavelength of 1000 nm). The first fluorescent layer 31d included in the fourth stack 30d contains a first phosphor and a fourth infrared phosphor (e.g., having an emission wavelength of 1100 nm). The first fluorescent layer 31e included in the fifth stack 30e contains a first phosphor and a fifth infrared phosphor (e.g., having an emission wavelength of 1200 nm). The first fluorescent layer 31f included in the sixth stack 30f contains a first phosphor and a sixth infrared phosphor (e.g., having an emission wavelength of 1300 nm).

積層体30g,30hは、第1蛍光体を含有し、赤外蛍光体を含有しない第1蛍光層31と、第2蛍光体と赤外蛍光体を含有する第2蛍光層32a,32bと、第3蛍光体を含有し、赤外蛍光体を含有しない第3蛍光層33とを有する。第7積層体30gに含まれる第2蛍光層32aは、第2蛍光体と、第1赤外蛍光体(例えば、800nmの発光波長を有する)とを含有する。第8積層体30hに含まれる第2蛍光層32bは、第2蛍光体と、第2赤外蛍光体(例えば、900nmの発光波長を有する)とを含有する。なお、図示していない積層体に含まれる第2蛍光層は、第2蛍光体を含有するとともに、第3赤外蛍光体、第4赤外蛍光体、第5赤外蛍光体および第6赤外蛍光体のいずれか一つを含有してもよい。 The laminates 30g and 30h have a first fluorescent layer 31 that contains a first phosphor but does not contain an infrared phosphor, a second fluorescent layer 32a, 32b that contains a second phosphor and an infrared phosphor, and a third fluorescent layer 33 that contains a third phosphor but does not contain an infrared phosphor. The second fluorescent layer 32a included in the seventh laminate 30g contains a second phosphor and a first infrared phosphor (e.g., having an emission wavelength of 800 nm). The second fluorescent layer 32b included in the eighth laminate 30h contains a second phosphor and a second infrared phosphor (e.g., having an emission wavelength of 900 nm). The second fluorescent layer included in the laminate not shown in the figure may contain the second phosphor and any one of the third infrared phosphor, the fourth infrared phosphor, the fifth infrared phosphor, and the sixth infrared phosphor.

積層体30i,30jは、第1蛍光体を含有し、赤外蛍光体を含有しない第1蛍光層31と、第2蛍光体を含有し、赤外蛍光体を含有しない第2蛍光層32と、第3蛍光体と赤外蛍光体を含有する第3蛍光層33a,33bとを有する。第9積層体30iに含まれる第3蛍光層33aは、第3蛍光体と、第1赤外蛍光体(例えば、800nmの発光波長を有する)とを含有する。第10積層体30jに含まれる第3蛍光層33bは、第3蛍光体と、第2赤外蛍光体(例えば、900nmの発光波長を有する)とを含有する。なお、図示していない積層体に含まれる第3蛍光層は、第3蛍光体を含有するとともに、第3赤外蛍光体、第4赤外蛍光体、第5赤外蛍光体および第6赤外蛍光体のいずれか一つを含有してもよい。 The laminates 30i and 30j have a first fluorescent layer 31 that contains a first phosphor but does not contain an infrared phosphor, a second fluorescent layer 32 that contains a second phosphor but does not contain an infrared phosphor, and third fluorescent layers 33a and 33b that contain a third phosphor and an infrared phosphor. The third fluorescent layer 33a included in the ninth laminate 30i contains a third phosphor and a first infrared phosphor (e.g., having an emission wavelength of 800 nm). The third fluorescent layer 33b included in the tenth laminate 30j contains a third phosphor and a second infrared phosphor (e.g., having an emission wavelength of 900 nm). The third fluorescent layer included in a laminate not shown in the figure may contain the third phosphor and any one of the third infrared phosphor, the fourth infrared phosphor, the fifth infrared phosphor, and the sixth infrared phosphor.

図7は、第4実施形態に係る光センサ52Cの構成を模式的に示す図である。光センサ52Cは、検出可能な波長が異なる複数のセンサ54,56,58,60a,60b,60c,60d,60e,60fを有する。第1センサ54、第2センサ56および第3センサ58は、第3実施形態と同様に構成され、例えば、赤色、緑色、青色の光強度を計測するよう構成される。 Figure 7 is a schematic diagram showing the configuration of an optical sensor 52C according to the fourth embodiment. The optical sensor 52C has multiple sensors 54, 56, 58, 60a, 60b, 60c, 60d, 60e, and 60f that can detect different wavelengths. The first sensor 54, the second sensor 56, and the third sensor 58 are configured in the same manner as in the third embodiment, and are configured to measure the light intensity of red, green, and blue, for example.

光センサ52Cは、複数の赤外センサ60a~60fを有する。第1赤外センサ60aは、第1赤外蛍光体の発光波長の光強度を計測するよう構成され、例えば、800nmの赤外光を選択的に透過させるフィルタを有する。第2赤外センサ60bは、第2赤外蛍光体の発光波長の光強度を計測するよう構成され、例えば、900nmの赤外光を選択的に透過させるフィルタを有する。第3赤外センサ60cは、第3赤外蛍光体の発光波長の光強度を計測するよう構成され、例えば、1000nmの赤外光を選択的に透過させるフィルタを有する。第4赤外センサ60dは、第4赤外蛍光体の発光波長の光強度を計測するよう構成され、例えば、1100nmの赤外光を選択的に透過させるフィルタを有する。第5赤外センサ60eは、第5赤外蛍光体の発光波長の光強度を計測するよう構成され、例えば、1200nmの赤外光を選択的に透過させるフィルタを有する。第6赤外センサ60fは、第6赤外蛍光体の発光波長の光強度を計測するよう構成され、例えば、1300nmの赤外光を選択的に透過させるフィルタを有する。 The optical sensor 52C has a plurality of infrared sensors 60a to 60f. The first infrared sensor 60a is configured to measure the light intensity of the emission wavelength of the first infrared phosphor, and has a filter that selectively transmits, for example, 800 nm infrared light. The second infrared sensor 60b is configured to measure the light intensity of the emission wavelength of the second infrared phosphor, and has a filter that selectively transmits, for example, 900 nm infrared light. The third infrared sensor 60c is configured to measure the light intensity of the emission wavelength of the third infrared phosphor, and has a filter that selectively transmits, for example, 1000 nm infrared light. The fourth infrared sensor 60d is configured to measure the light intensity of the emission wavelength of the fourth infrared phosphor, and has a filter that selectively transmits, for example, 1100 nm infrared light. The fifth infrared sensor 60e is configured to measure the light intensity of the emission wavelength of the fifth infrared phosphor, and has a filter that selectively transmits, for example, 1200 nm infrared light. The sixth infrared sensor 60f is configured to measure the light intensity of the emission wavelength of the sixth infrared phosphor, and has a filter that selectively transmits, for example, infrared light of 1300 nm.

制御部18は、レンズ駆動機構44を動作させて集光レンズ42の位置を変化させながら、光センサ52Cにて計測される波長別の光強度を取得する。制御部18は、光センサ52Cにて計測される波長別の光強度に基づいて、複数種類の赤外蛍光体のいずれを含有する蛍光層に第1励起光20の集光位置24が位置するかを判別する。例えば、第1蛍光体の発光波長(赤色)の光強度が最大(または極大)となり、第1赤外蛍光体の発光波長(800nm)の光強度が最大(または極大)となる場合、第1蛍光体と第1赤外蛍光体を含有する第1蛍光層31aに集光位置24が位置すると判別できる。 The control unit 18 operates the lens drive mechanism 44 to change the position of the focusing lens 42, while acquiring the light intensity for each wavelength measured by the optical sensor 52C. Based on the light intensity for each wavelength measured by the optical sensor 52C, the control unit 18 determines in which of the multiple types of infrared phosphors the focusing position 24 of the first excitation light 20 is located. For example, when the light intensity of the emission wavelength (red) of the first phosphor is maximum (or maximal) and the light intensity of the emission wavelength (800 nm) of the first infrared phosphor is maximum (or maximal), it can be determined that the focusing position 24 is located in the first fluorescent layer 31a containing the first phosphor and the first infrared phosphor.

図6の例では、連続する積層体30a~30hのそれぞれが赤外蛍光体を含有する場合について示した。変形例においては、赤外蛍光体を含有する積層体と、赤外蛍光体を含有しない積層体とを交互に積層してもよい。例えば、第1赤外蛍光体を含有する第1積層体30aの上に、赤外蛍光体を含有しない複数(例えば9)の積層体30を積層し、その上に第2赤外蛍光体を含有する第2積層体30bを積層してもよい。例えば、10個の積層体ごとに、位置決めの基準とする赤外蛍光体を含有する蛍光層を設けてもよい。これにより、表示体12Cの積層体30の積層数が多い場合に、適度な間隔を空けて位置決めの基準を設定できる。 In the example of FIG. 6, the case where each of the successive laminates 30a to 30h contains an infrared phosphor is shown. In a modified example, laminates containing an infrared phosphor and laminates not containing an infrared phosphor may be alternately laminated. For example, a plurality of (e.g., nine) laminates 30 not containing an infrared phosphor may be laminated on a first laminate 30a containing a first infrared phosphor, and a second laminate 30b containing a second infrared phosphor may be laminated on top of the first laminate. For example, a fluorescent layer containing an infrared phosphor as a reference for positioning may be provided for every ten laminates. This allows the reference for positioning to be set with appropriate intervals when the display body 12C has a large number of laminates 30.

図6の例では、一つの蛍光層に1種類の赤外蛍光体を含有させる場合について示した。さらなる変形例においては、一つの蛍光層に2種類以上の赤外蛍光体を含有させてもよい。例えば、一つの蛍光層に、第1赤外蛍光体と第2赤外蛍光体を含有させたり、第1赤外蛍光体、第2赤外蛍光体および第3赤外蛍光体を含有させたりしてもよい。また、位置決めの基準となる蛍光層に応じて、含有させる赤外蛍光体の組み合わせを異ならせてもよい。2種類以上の赤外蛍光体を組み合わせることにより、限られた種類数の赤外蛍光体を用いて、蛍光層を識別するためのパターン数を増やすことができる。これにより、表示体12Cの積層体30の積層数が多い場合に、蛍光層の位置をより細かく把握でき、立体像Sの表示精度を向上できる。 In the example of FIG. 6, one fluorescent layer contains one type of infrared phosphor. In a further modified example, one fluorescent layer may contain two or more types of infrared phosphor. For example, one fluorescent layer may contain a first infrared phosphor and a second infrared phosphor, or a first infrared phosphor, a second infrared phosphor, and a third infrared phosphor. In addition, the combination of infrared phosphors contained may be different depending on the fluorescent layer that serves as the reference for positioning. By combining two or more types of infrared phosphors, the number of patterns for identifying the fluorescent layer can be increased using a limited number of types of infrared phosphors. As a result, when the number of layers of the laminate 30 of the display body 12C is large, the position of the fluorescent layer can be grasped more precisely, and the display accuracy of the three-dimensional image S can be improved.

(第5実施形態)
図8は、第5実施形態に係る表示装置10Dの構成を模式的に示す図である。第5実施形態では、第2照射部16の代わりに、表示体12の第1面26と第2面28の間に電圧を印加する電源70を備える点で、上述の第1実施形態と相違する。以下、第5実施形態について、第1実施形態との相違点を中心に説明し、第1実施形態との共通点は適宜省略する。
Fifth Embodiment
8 is a diagram showing a schematic configuration of a display device 10D according to a fifth embodiment. The fifth embodiment differs from the first embodiment in that a power source 70 that applies a voltage between the first surface 26 and the second surface 28 of the display body 12 is provided instead of the second irradiation unit 16. Hereinafter, the fifth embodiment will be described with a focus on the differences from the first embodiment, and the points in common with the first embodiment will be omitted as appropriate.

表示装置10Dは、表示体12Dと、第1照射部14と、制御部18と、第1電極66と、第2電極68と、電源70とを備える。第1照射部14および制御部18は、第1実施形態と同様に構成される。 The display device 10D includes a display 12D, a first irradiation unit 14, a control unit 18, a first electrode 66, a second electrode 68, and a power source 70. The first irradiation unit 14 and the control unit 18 are configured in the same manner as in the first embodiment.

表示体12Dは、第1実施形態に係る表示体12と同様に構成されるが、導電性を有する点で第1実施形態と相違する。表示体12Dの複数の積層体30に含まれる第1蛍光層31、第2蛍光層32および第3蛍光層33のそれぞれは、導電性を有するように構成される。例えば、第1蛍光層31、第2蛍光層32および第3蛍光層33の母材として、ポリアセチレンやポリチオフェンなどの導電性ポリマーを用いることにより、導電性を有するように構成できる。その他、第1蛍光層31、第2蛍光層32および第3蛍光層33に導電性粒子を含有させることにより、導電性を持たせてもよい。 The display body 12D is configured in the same manner as the display body 12 according to the first embodiment, but differs from the first embodiment in that it has electrical conductivity. Each of the first fluorescent layer 31, the second fluorescent layer 32, and the third fluorescent layer 33 included in the multiple laminates 30 of the display body 12D is configured to have electrical conductivity. For example, the first fluorescent layer 31, the second fluorescent layer 32, and the third fluorescent layer 33 can be configured to have electrical conductivity by using a conductive polymer such as polyacetylene or polythiophene as the base material. In addition, the first fluorescent layer 31, the second fluorescent layer 32, and the third fluorescent layer 33 may be made electrically conductive by containing conductive particles.

第1電極66は、表示体12Dの第1面26に設けられる。第1電極66は、第1励起光20を透過する透明電極であり、酸化インジウム錫(ITO)などの導電性酸化物材料で構成される。第2電極68は、表示体12Dの第2面28に設けられる。第2電極68は、第1電極66と同様に透明電極であることが好ましいが、透明電極でなくてもよい。 The first electrode 66 is provided on the first surface 26 of the display body 12D. The first electrode 66 is a transparent electrode that transmits the first excitation light 20, and is made of a conductive oxide material such as indium tin oxide (ITO). The second electrode 68 is provided on the second surface 28 of the display body 12D. The second electrode 68 is preferably a transparent electrode like the first electrode 66, but does not have to be a transparent electrode.

電源70は、第1電極66と第2電極68の間に電圧を印加する。電源70は、表示体12Dに電圧を印加することにより、表示体12Dに含まれる蛍光体を電気的に励起する。電源70は、表示体12Dの全体に補助電圧を印加し、表示体12Dに含まれる蛍光体を補助的に励起する。蛍光体を電気的に励起する場合、蛍光体の発光量は電流密度に依存し、電流密度が大きくなるほど、発光量が増える。電源70は、第1励起光20が照射されていない状態において、蛍光体がASEを生成しない程度の電流密度となるように、第1電極66と第2電極68の間を流れる電流を制御する。つまり、第1電極66と第2電極68の間を流れる電流密度は、ASEを生じさせるのに必要な電流密度である「自然放射増幅光の閾値電流密度」未満となるように制御される。電源70は、定電流回路を有してもよい。 The power supply 70 applies a voltage between the first electrode 66 and the second electrode 68. The power supply 70 electrically excites the phosphor contained in the display body 12D by applying a voltage to the display body 12D. The power supply 70 applies an auxiliary voltage to the entire display body 12D to auxiliary excite the phosphor contained in the display body 12D. When electrically exciting the phosphor, the amount of light emitted by the phosphor depends on the current density, and the amount of light emitted increases as the current density increases. The power supply 70 controls the current flowing between the first electrode 66 and the second electrode 68 so that the current density is such that the phosphor does not generate ASE when the first excitation light 20 is not irradiated. In other words, the current density flowing between the first electrode 66 and the second electrode 68 is controlled to be less than the "threshold current density of amplified spontaneous emission light," which is the current density required to generate ASE. The power supply 70 may have a constant current circuit.

第1照射部14は、電源70によって補助電圧が印加された状態において、第1励起光20の集光位置24において蛍光体がASEを生成可能となる光強度を有する第1励起光20を照射する。第1照射部14は、集光位置24における第1励起光20による寄与と、電源70による電気的な励起の寄与との合計によって、集光位置24において蛍光体がASEを生成するようにする。 When an auxiliary voltage is applied by the power supply 70, the first irradiation unit 14 irradiates the first excitation light 20 having a light intensity that enables the phosphor to generate ASE at the focusing position 24 of the first excitation light 20. The first irradiation unit 14 causes the phosphor to generate ASE at the focusing position 24 by the sum of the contribution of the first excitation light 20 at the focusing position 24 and the contribution of the electrical excitation by the power supply 70.

制御部18は、電源70の動作を制御することにより、第1励起光20の集光位置24に応じて、表示体12Dを流れる電流の電流密度を変化させてもよい。例えば、第1励起光20の集光位置24が第2面28に近くなるほど、つまり、第1面26から遠くなるほど、表示体12Dを流れる電流量(または電流密度)を大きくしてもよい。これにより、集光位置24における第1励起光20による寄与と、電源70による電気的な励起の寄与の合計のばらつきを抑制しつつ、集光位置24において蛍光体がASEを生成するようにしてもよい。 The control unit 18 may change the current density of the current flowing through the display body 12D according to the focusing position 24 of the first excitation light 20 by controlling the operation of the power supply 70. For example, the amount of current (or current density) flowing through the display body 12D may be increased as the focusing position 24 of the first excitation light 20 is closer to the second surface 28, that is, as it is farther from the first surface 26. This may cause the phosphor to generate ASE at the focusing position 24 while suppressing the variation in the total contribution of the first excitation light 20 at the focusing position 24 and the contribution of the electrical excitation by the power supply 70.

(第6実施形態)
図9は、第6実施形態に係る表示装置10Eの構成を模式的に示す図である。第6実施形態では、表示体12Dの中央部と周辺部に別々の電源70a,70bが接続される点で、上述の第5実施形態と相違する。以下、第6実施形態について、第5実施形態との相違点を中心に説明し、第5実施形態との共通点は適宜省略する。
Sixth Embodiment
9 is a diagram showing a schematic configuration of a display device 10E according to a sixth embodiment. The sixth embodiment differs from the fifth embodiment in that separate power sources 70a and 70b are connected to the center and peripheral portions of a display body 12D. Hereinafter, the sixth embodiment will be described with a focus on the differences from the fifth embodiment, and the points in common with the fifth embodiment will be omitted as appropriate.

表示装置10Eは、表示体12Dと、第1照射部14と、制御部18と、第1電極66と、第2電極68と、電源70とを備える。表示体12D、第1照射部14および制御部18は、第5実施形態と同様に構成される。 The display device 10E includes a display body 12D, a first irradiation unit 14, a control unit 18, a first electrode 66, a second electrode 68, and a power source 70. The display body 12D, the first irradiation unit 14, and the control unit 18 are configured in the same manner as in the fifth embodiment.

第2電極68は、表示体12の第2面28の中央部に設けられる中央電極68aと、第2面28の周辺部に設けられる周辺電極68bとを有する。電源70は、第1電極66と中央電極68aの間に接続される第1電源70aと、第1電極66と周辺電極68bの間に接続される第2電源70bとを有する。 The second electrode 68 has a central electrode 68a provided in the center of the second surface 28 of the display body 12, and a peripheral electrode 68b provided in the peripheral portion of the second surface 28. The power supply 70 has a first power supply 70a connected between the first electrode 66 and the central electrode 68a, and a second power supply 70b connected between the first electrode 66 and the peripheral electrode 68b.

第1電源70aは、表示体12Dの中央部に第1電流密度の電流を流すように構成される。第2電源70bは、表示体12Dの周辺部に第1電流密度よりも大きい第2電流密度の電流を流すように構成される。表示体12Dの周辺部は、ミラー46からの距離が相対的に長いため、表示体12Dの中央部に比べて、第1励起光20の集光強度が相対的に小さい。そこで、表示体12Dの中央部の電流密度を相対的に低くし、表示体12Dの周辺部の電流密度を相対的に高くすることで、集光位置24の位置変化に起因する集光位置24における第1励起光20の寄与と電気的な励起の寄与の合計のばらつきを小さくできる。 The first power source 70a is configured to pass a current of a first current density through the center of the display body 12D. The second power source 70b is configured to pass a current of a second current density, which is greater than the first current density, through the peripheral portion of the display body 12D. The peripheral portion of the display body 12D is relatively far from the mirror 46, and therefore the focusing intensity of the first excitation light 20 is relatively small compared to the central portion of the display body 12D. Therefore, by making the current density of the central portion of the display body 12D relatively low and the current density of the peripheral portion of the display body 12D relatively high, the variation in the total contribution of the first excitation light 20 and the electrical excitation at the focusing position 24 due to the change in the position of the focusing position 24 can be reduced.

図9の例では、第2面28に二つの電極68a,68bを設ける場合について示した。さらなる変形例においては、第2面28において同心円状に設定される三以上の電極を設け、三以上の電極のそれぞれに別個の電源を接続してもよい。この場合、表示体12Dの中央部の電流密度が小さくなり、表示体12Dの周辺部の電流密度が大きくなるように電圧を印加してもよい。 The example in FIG. 9 shows a case where two electrodes 68a, 68b are provided on the second surface 28. In a further modified example, three or more electrodes may be provided concentrically on the second surface 28, and each of the three or more electrodes may be connected to a separate power source. In this case, a voltage may be applied so that the current density is smaller in the center of the display body 12D and larger in the peripheral portion of the display body 12D.

以上、本発明を上述の実施の形態を参照して説明したが、本発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、各表示例に示す構成を適宜組み合わせたものや置換したものについても本発明に含まれるものである。 The present invention has been described above with reference to the above-mentioned embodiments, but the present invention is not limited to the above-mentioned embodiments, and appropriate combinations or substitutions of the configurations shown in each display example are also included in the present invention.

第3実施形態および第4実施形態では、第2照射部16を用いない構成としてもよく、第2照射部16の代わりに、第5実施形態または第6実施形態における補助電圧を印加するための電源70を用いてもよい。また、第3実施形態から第6実施形態において、第2実施形態におけるコリメートレンズ41を含む第1照射部14Aを用いてもよい。 In the third and fourth embodiments, the second irradiation unit 16 may not be used, and the power supply 70 for applying the auxiliary voltage in the fifth or sixth embodiment may be used instead of the second irradiation unit 16. In addition, in the third to sixth embodiments, the first irradiation unit 14A including the collimator lens 41 in the second embodiment may be used.

以下、本発明のいくつかの態様について述べる。 Several aspects of the invention are described below.

[態様1]
蛍光体を含有する複数の蛍光層を第1面から第2面に向けて積層させた表示体と、
前記第1面に入射して前記蛍光体を励起する第1励起光を、前記表示体内における前記第1励起光の集光位置を変化させて照射する第1照射部と、
前記第2面に入射して前記蛍光体を励起する第2励起光を照射する第2照射部と、を備え、
前記第2励起光の光強度は、前記蛍光体の自然放射増幅光の閾値未満であり、
前記第1励起光と前記第2励起光の光強度の合計値は、前記蛍光体の自然放射増幅光の閾値以上である、表示装置。
[態様2]
前記第2照射部は、前記第1励起光の前記集光位置に応じて、前記第2励起光の光強度を変化させる、態様1に記載の表示装置。
[態様3]
前記第2照射部は、前記第2面の全体に前記第2励起光を照射する、態様1または2に記載の表示装置。
[態様4]
前記第2照射部は、前記第2面の中央部よりも前記第2面の周辺部における光強度が高い強度分布を有する前記第2励起光を照射する、態様3に記載の表示装置。
[態様5]
蛍光体を含有する複数の蛍光層を第1面から第2面に向けて積層させた表示体の前記第1面に入射して前記蛍光体を励起する第1励起光を、前記表示体内における前記第1励起光の集光位置を変化させて照射するステップと、
前記第2面に入射して前記蛍光体を励起する第2励起光を照射するステップとを備え、
前記第2励起光の光強度は、前記蛍光体の自然放射増幅光の閾値未満であり、
前記第1励起光と前記第2励起光の光強度の合計値は、前記蛍光体の自然放射増幅光の閾値以上である、表示方法。
[Aspect 1]
A display body in which a plurality of fluorescent layers containing a phosphor are laminated from a first surface to a second surface;
a first irradiating unit that irradiates first excitation light, which is incident on the first surface and excites the phosphor, while changing a focusing position of the first excitation light within the display;
a second irradiating unit that irradiates second excitation light that is incident on the second surface and excites the phosphor,
the light intensity of the second excitation light is less than a threshold of the amplified spontaneous emission light of the phosphor;
A display device, wherein a sum of the light intensities of the first excitation light and the second excitation light is equal to or greater than a threshold value of amplified spontaneous emission light of the phosphor.
[Aspect 2]
The display device according to aspect 1, wherein the second irradiator changes a light intensity of the second excitation light in accordance with the focused position of the first excitation light.
[Aspect 3]
The display device according to aspect 1 or 2, wherein the second irradiating section irradiates the second excitation light onto the entire second surface.
[Aspect 4]
The display device according to aspect 3, wherein the second irradiating section irradiates the second excitation light having an intensity distribution in which a light intensity is higher in a peripheral portion of the second surface than in a central portion of the second surface.
[Aspect 5]
a step of irradiating a first excitation light, which is incident on a first surface of a display body in which a plurality of fluorescent layers containing a phosphor are laminated from a first surface to a second surface and excites the phosphor, while changing a focusing position of the first excitation light within the display body;
and irradiating the second surface with second excitation light that is incident on the second surface and excites the phosphor.
the light intensity of the second excitation light is less than a threshold of the amplified spontaneous emission light of the phosphor;
A display method, wherein a sum of the light intensities of the first excitation light and the second excitation light is equal to or greater than a threshold value of amplified spontaneous emission light of the phosphor.

[態様6]
第1蛍光体を含有する複数の第1蛍光層と、前記第1蛍光体とは異なる発光波長を有する第2蛍光体を含有する複数の第2蛍光層とを積層させた表示体と、
前記表示体に入射して前記第1蛍光体および前記第2蛍光体を励起する励起光を、前記表示体内における前記励起光の集光位置を変化させて照射する照射部と、
前記表示体から出射する光の波長別の光強度を計測する光センサと、
前記光センサにて計測される前記第1蛍光体の発光波長の光強度および前記第2蛍光体の発光波長の光強度の少なくとも一方に基づいて、前記励起光の集光位置を制御する制御部と、を備える表示装置。
[態様7]
前記表示体は、赤外域の発光波長を有する赤外蛍光体を含有する蛍光層を含み、
前記制御部は、前記光センサにて計測される前記赤外蛍光体の発光波長の光強度にさらに基づいて、前記励起光の集光位置を制御する、態様6に記載の表示装置。
[態様8]
前記表示体は、赤外域の発光波長を有する第1赤外蛍光体を含有する蛍光層と、前記第1赤外蛍光体とは異なる赤外域の発光波長を有する第2赤外蛍光体を含有する蛍光層とを含み、
前記制御部は、前記光センサにて計測される前記第1赤外蛍光体の発光波長の光強度および前記第2赤外蛍光体の発光波長の光強度にさらに基づいて、前記励起光の集光位置を制御する、態様7に記載の表示装置。
[態様9]
前記表示体は、赤外域において互いに異なる発光波長を有する複数種類の赤外蛍光体のうちの二以上を含有する蛍光層を含み、
前記制御部は、前記光センサにて計測される前記複数種類の赤外蛍光体のそれぞれの発光波長の光強度にさらに基づいて、前記励起光の集光位置を制御する、態様8または9に記載の表示装置。
[態様10]
第1蛍光体を含有する複数の第1蛍光層と、前記第1蛍光体とは発光波長の異なる第2蛍光体を含有する複数の第2蛍光層とを積層させた表示体に入射して前記第1蛍光体および前記第2蛍光体を励起する励起光を、前記表示体内における前記励起光の集光位置を変化させて照射するステップと、
前記表示体から出射する光の波長別の強度を光センサにより計測するステップと、
前記光センサにて計測される前記第1蛍光体の発光波長の光強度および前記第2蛍光体の発光波長の光強度の少なくとも一方に基づいて、前記励起光の集光位置を制御するステップと、を備える表示方法。
[Aspect 6]
A display body in which a plurality of first fluorescent layers containing a first phosphor and a plurality of second fluorescent layers containing a second phosphor having an emission wavelength different from that of the first phosphor are laminated;
an irradiation unit that irradiates the display body with excitation light that is incident on the display body and excites the first phosphor and the second phosphor while changing a focusing position of the excitation light within the display body;
an optical sensor that measures the light intensity of light emitted from the display body for each wavelength;
a control unit that controls the focusing position of the excitation light based on at least one of the light intensity of the emission wavelength of the first phosphor and the light intensity of the emission wavelength of the second phosphor measured by the optical sensor.
[Aspect 7]
The display includes a fluorescent layer containing an infrared phosphor having an emission wavelength in the infrared range,
7. The display device according to aspect 6, wherein the control unit controls a focusing position of the excitation light further based on a light intensity of an emission wavelength of the infrared phosphor measured by the optical sensor.
[Aspect 8]
The display includes a fluorescent layer containing a first infrared phosphor having an emission wavelength in an infrared range, and a fluorescent layer containing a second infrared phosphor having an emission wavelength in an infrared range different from that of the first infrared phosphor,
The display device of aspect 7, wherein the control unit controls the focusing position of the excitation light further based on the light intensity of the emission wavelength of the first infrared phosphor and the light intensity of the emission wavelength of the second infrared phosphor measured by the optical sensor.
[Aspect 9]
The display includes a fluorescent layer containing two or more of a plurality of types of infrared phosphors having different emission wavelengths in the infrared range,
10. The display device according to aspect 8 or 9, wherein the control unit controls a focusing position of the excitation light further based on the light intensity of each of the emission wavelengths of the plurality of types of infrared phosphors measured by the optical sensor.
[Aspect 10]
a step of irradiating an excitation light incident on a display body in which a plurality of first fluorescent layers containing a first phosphor and a plurality of second fluorescent layers containing a second phosphor having an emission wavelength different from that of the first phosphor are laminated, the excitation light exciting the first phosphor and the second phosphor, while changing a focusing position of the excitation light in the display body;
measuring the intensity of light emitted from the display by wavelength using an optical sensor;
and controlling a focusing position of the excitation light based on at least one of the light intensity of the emission wavelength of the first phosphor and the light intensity of the emission wavelength of the second phosphor measured by the optical sensor.

[態様11]
蛍光体を含有する複数の蛍光層を第1面から第2面に向けて積層させた表示体と、
前記第1面に設けられる第1電極と、
前記第2面に設けられる第2電極と、
前記第1電極と前記第2電極の間に電圧を印加する電源と、
前記表示体に入射して前記蛍光体を励起する励起光を、前記表示体内における前記励起光の集光位置を変化させて照射する照射部と、を備える表示装置。
[態様12]
前記電源は、前記励起光の前記集光位置に応じて、前記第1電極と前記第2電極の間を流れる電流量を変化させる、態様11に記載の表示装置。
[態様13]
前記電源は、前記蛍光体が自然放射増幅光を生成可能となる自然放射増幅光の閾値電流密度未満となる電流を前記第1電極と前記第2電極の間に流すように構成され、
前記照射部は、前記蛍光体が自然放射増幅光を生成可能となる光強度を有する前記励起光を照射する、態様11または12に記載の表示装置。
[態様14]
前記第2電極は、前記第2面の中央部に設けられる中央電極と、前記第2面の周辺部に設けられる周辺電極とを有し、
前記電源は、前記第1電極と前記中央電極の間に第1電流密度の電流を流すための第1電源と、前記第1電極と前記周辺電極の間に前記第1電流密度よりも大きい第2電流密度の電流を流すための第2電源とを有する、態様11から13のいずれか一つに記載の表示装置。
[態様15]
蛍光体を含有する複数の蛍光層を第1面から第2面に向けて積層させた表示体の前記第1面に設けられる第1電極と、前記第2面に設けられる第2電極との間に直流電圧を印加するステップと、
前記表示体に入射して前記蛍光体を励起する励起光を、前記表示体内における前記励起光の集光位置を変化させて照射するステップと、を備える表示方法。
[Aspect 11]
A display body in which a plurality of fluorescent layers containing a phosphor are laminated from a first surface to a second surface;
A first electrode provided on the first surface;
a second electrode provided on the second surface;
a power source that applies a voltage between the first electrode and the second electrode;
an irradiation unit that irradiates the display body with excitation light that is incident on the display body and excites the phosphor, while changing a focusing position of the excitation light within the display body.
[Aspect 12]
12. The display device according to aspect 11, wherein the power supply changes an amount of current flowing between the first electrode and the second electrode in accordance with the focused position of the excitation light.
[Aspect 13]
the power supply is configured to pass a current between the first electrode and the second electrode that is less than a threshold current density for amplified spontaneous emission at which the phosphor can generate amplified spontaneous emission;
13. The display device according to aspect 11 or 12, wherein the irradiating unit irradiates the excitation light having a light intensity that enables the phosphor to generate amplified spontaneous emission light.
[Aspect 14]
the second electrode includes a central electrode provided in a central portion of the second surface and a peripheral electrode provided in a peripheral portion of the second surface,
A display device described in any one of aspects 11 to 13, wherein the power supply has a first power supply for passing a current of a first current density between the first electrode and the central electrode, and a second power supply for passing a current of a second current density greater than the first current density between the first electrode and the peripheral electrode.
[Aspect 15]
A display device in which a plurality of phosphor layers containing phosphors are laminated from a first surface to a second surface, the display device comprising a first electrode provided on the first surface and a second electrode provided on the second surface;
irradiating the display body with excitation light that is incident on the display body and excites the phosphor while changing a focusing position of the excitation light within the display body.

10…表示装置、12…表示体、14…第1照射部、16…第2照射部、18…制御部、20…第1励起光、22…第2励起光、24…集光位置、26…第1面、28…第2面、30…積層体、31…第1蛍光層、32…第2蛍光層、33…第3蛍光層、40…光源、41…コリメートレンズ、42…集光レンズ、44…レンズ駆動機構、46…ミラー、48…ミラー駆動機構、50…画像センサ、52…光センサ、66…第1電極、68…第2電極、70…電源。 10...display device, 12...display body, 14...first irradiation section, 16...second irradiation section, 18...control section, 20...first excitation light, 22...second excitation light, 24...focusing position, 26...first surface, 28...second surface, 30...laminated body, 31...first fluorescent layer, 32...second fluorescent layer, 33...third fluorescent layer, 40...light source, 41...collimating lens, 42...focusing lens, 44...lens driving mechanism, 46...mirror, 48...mirror driving mechanism, 50...image sensor, 52...optical sensor, 66...first electrode, 68...second electrode, 70...power source.

Claims (5)

第1蛍光体を含有する複数の第1蛍光層と、前記第1蛍光体とは異なる発光波長を有する第2蛍光体を含有する複数の第2蛍光層とを積層させた表示体と、
前記表示体に入射して前記第1蛍光体および前記第2蛍光体を励起する励起光を、前記表示体内における前記励起光の集光位置を変化させて照射する照射部と、
前記表示体から出射する光の波長別の光強度を計測する光センサと、
前記光センサにて計測される前記第1蛍光体の発光波長の光強度および前記第2蛍光体の発光波長の光強度の少なくとも一方に基づいて、前記励起光の集光位置を制御する制御部と、を備える表示装置。
A display body in which a plurality of first fluorescent layers containing a first phosphor and a plurality of second fluorescent layers containing a second phosphor having an emission wavelength different from that of the first phosphor are laminated;
an irradiation unit that irradiates the display body with excitation light that is incident on the display body and excites the first phosphor and the second phosphor while changing a focusing position of the excitation light within the display body;
an optical sensor that measures the light intensity of light emitted from the display body for each wavelength;
a control unit that controls the focusing position of the excitation light based on at least one of the light intensity of the emission wavelength of the first phosphor and the light intensity of the emission wavelength of the second phosphor measured by the optical sensor.
前記表示体は、赤外域の発光波長を有する赤外蛍光体を含有する蛍光層を含み、
前記制御部は、前記光センサにて計測される前記赤外蛍光体の発光波長の光強度にさらに基づいて、前記励起光の集光位置を制御する、請求項1に記載の表示装置。
The display includes a fluorescent layer containing an infrared phosphor having an emission wavelength in the infrared range,
The display device according to claim 1 , wherein the control unit controls a focusing position of the excitation light further based on a light intensity of an emission wavelength of the infrared phosphor measured by the optical sensor.
前記表示体は、赤外域の発光波長を有する第1赤外蛍光体を含有する蛍光層と、前記第1赤外蛍光体とは異なる赤外域の発光波長を有する第2赤外蛍光体を含有する蛍光層とを含み、
前記制御部は、前記光センサにて計測される前記第1赤外蛍光体の発光波長の光強度および前記第2赤外蛍光体の発光波長の光強度にさらに基づいて、前記励起光の集光位置を制御する、請求項2に記載の表示装置。
The display includes a fluorescent layer containing a first infrared phosphor having an emission wavelength in an infrared range, and a fluorescent layer containing a second infrared phosphor having an emission wavelength in an infrared range different from that of the first infrared phosphor,
3. The display device according to claim 2, wherein the control unit controls a focusing position of the excitation light further based on the light intensity of the emission wavelength of the first infrared phosphor and the light intensity of the emission wavelength of the second infrared phosphor measured by the optical sensor.
前記表示体は、赤外域において互いに異なる発光波長を有する複数種類の赤外蛍光体のうちの二以上を含有する蛍光層を含み、
前記制御部は、前記光センサにて計測される前記複数種類の赤外蛍光体のそれぞれの発光波長の光強度にさらに基づいて、前記励起光の集光位置を制御する、請求項2または3に記載の表示装置。
The display includes a fluorescent layer containing two or more of a plurality of types of infrared phosphors having different emission wavelengths in the infrared range,
The display device according to claim 2 , wherein the control unit controls a focusing position of the excitation light further based on the light intensity of each of the emission wavelengths of the plurality of types of infrared phosphors measured by the optical sensor.
第1蛍光体を含有する複数の第1蛍光層と、前記第1蛍光体とは発光波長の異なる第2蛍光体を含有する複数の第2蛍光層とを積層させた表示体に入射して前記第1蛍光体および前記第2蛍光体を励起する励起光を、前記表示体内における前記励起光の集光位置を変化させて照射するステップと、
前記表示体から出射する光の波長別の強度を光センサにより計測するステップと、
前記光センサにて計測される前記第1蛍光体の発光波長の光強度および前記第2蛍光体の発光波長の光強度の少なくとも一方に基づいて、前記励起光の集光位置を制御するステップと、を備える表示方法。
a step of irradiating an excitation light incident on a display body in which a plurality of first fluorescent layers containing a first phosphor and a plurality of second fluorescent layers containing a second phosphor having an emission wavelength different from that of the first phosphor are laminated, the excitation light exciting the first phosphor and the second phosphor, while changing a focusing position of the excitation light in the display body;
measuring the intensity of light emitted from the display by wavelength using an optical sensor;
and controlling a focusing position of the excitation light based on at least one of the light intensity of the emission wavelength of the first phosphor and the light intensity of the emission wavelength of the second phosphor measured by the optical sensor.
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