蛍光体スクリーンおよびそれを用いた走査型表示装置
【課題】装置の大型化や複雑化を招くことなく、高精度に走査位置を検出することができる蛍光体スクリーンを提供する。
【解決手段】 蛍光スクリーンは、面内方向に一定の間隔で設けられた、励起光を吸収して可視光を放出する複数の蛍光体領域と、面内の領域を複数の蛍光体領域に区画する黒領域と、黒領域上に設けられた複数の反射部と、を有し、複数の反射部はそれぞれが傾斜面を備え、各傾斜面には、反射面が形成されており、各々の反射面は、所定の方向から入射した励起光を反射し、それぞれの反射面で反射された反射光が複数の蛍光体領域および黒領域が形成された面と対向する面の所定の領域内に入射するように、各々の反射面の傾斜角度および傾斜方向が設定されている。
【解決手段】 蛍光スクリーンは、面内方向に一定の間隔で設けられた、励起光を吸収して可視光を放出する複数の蛍光体領域と、面内の領域を複数の蛍光体領域に区画する黒領域と、黒領域上に設けられた複数の反射部と、を有し、複数の反射部はそれぞれが傾斜面を備え、各傾斜面には、反射面が形成されており、各々の反射面は、所定の方向から入射した励起光を反射し、それぞれの反射面で反射された反射光が複数の蛍光体領域および黒領域が形成された面と対向する面の所定の領域内に入射するように、各々の反射面の傾斜角度および傾斜方向が設定されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蛍光体を含む蛍光体領域が面内方向に一定の間隔で配置された蛍光体スクリーン、およびそれを備える走査型表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、励起光を走査して蛍光体スクリーン上に画像を表示する走査型表示装置においては、蛍光体スクリーンの設置や交換、振動や歪み、温度や湿度などの環境の変化、経年変化といった様々な要因によって、走査系と蛍光体スクリーンの相対的な位置関係が変化し、その結果、励起光を適切なタイミングで照射することが困難となって、画質の低下を招く。
【０００３】
上記の問題を解決するためには、蛍光体スクリーン上の励起光の走査位置を検出し、その検出結果に基づいて、励起光の照射タイミングを調整する必要がある。
【０００４】
蛍光体スクリーン上の励起光の走査位置を検出する技術が特許文献１に記載されている。特許文献１によれば、蛍光体スクリーンは、面内方向に周期的に配置された複数の蛍光体領域と、各蛍光体領域の間に形成された複数の再帰反射体とを有する。蛍光体領域のそれぞれは、赤色、緑色および青色の３つの色の蛍光体ストライプからなる。再帰反射体は、ガラスビーズ（ボールビーズ）やキューブミラーなどよりなる。
【０００５】
蛍光体スクリーンの一方の面側に、走査素子が配置されている。走査素子は、励起光を水平方向（蛍光体ストライプと直交する方向）および垂直方向（蛍光体ストライプに平行な方向）に走査する。
【０００６】
走査面と対向する位置に受光素子が設けられており、その受光素子により、励起光の再帰反射成分を検出する。受光素子から出力される再帰反射成分の検出信号（インデックス信号）に基づいて、再帰反射体への励起光の照射タイミングを検出し、その検出した照射タイミングに基づいて走査位置を決定する。
【０００７】
なお、再帰反射体からの励起光の再帰反射成分は、拡散性を有するため、再帰反射成分（拡散光）を受光素子に導くための光学系が、走査素子の周辺に配置されている。
【０００８】
走査素子の周辺には、走査素子を動作させるための駆動機構や、機械的な位置精度を保つための保持機構や調整機構も設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特許第２６７６８８１号（特開平２−２２１９９５号公報）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
特許文献１に記載のものにおいては、走査素子の周辺部に再帰反射成分を受光素子に導くための光学系を配置する必要があるため、装置が大型化し、複雑化するという問題点がある。
【００１１】
また、上記の光学系を備えた受光素子においては、再帰反射体からの再帰反射成分を効率的に検出することができないため、十分な強度のインデックス信号を得ることができず、高精度に走査位置を検出することが困難である。以下に、その理由を簡単に説明する。
【００１２】
再帰反射体は入射光をその入射方向に折り返すように構成されているので、再帰反射体からの再帰反射成分は、必ず走査素子へ向かう。走査素子の周辺に設けられた駆動機構や保持機構などの機構部と上記の光学系を含む受光素子との位置関係によっては、機構部が受光素子における再帰反射成分を取り込むための開口の一部を遮る場合がある。この場合、再帰反射成分を効率的に受光素子へ導くことが困難となり、インデックス信号の強度が低下する。
【００１３】
また、再帰反射効率や再帰反射成分の指向性は、再帰反射体の構造に依存する。例えば、ボールビーズよりなる再帰反射体においては、ボールビーズ内での多重反射の影響により、再帰反射率が低下する。さらに、再帰反射成分が再帰反射体自体によって強く拡散されるため、高い指向性を得られない。これらの要因により、上記の受光素子の開口を通過する再帰反射成分の割合が減少し、その結果、インデックス信号の強度が低下する。
【００１４】
なお、上記の受光素子の開口を大きくすることで、インデックス信号の強度が増大するが、その場合は、装置が大型化する。
【００１５】
本発明の目的は、上記問題を解決し、装置の大型化や複雑化を招くことなく、高精度に走査位置を検出することができる蛍光体スクリーン、およびそれを用いた走査型表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記目的を達成するため、本発明の蛍光体スクリーンは、
面内方向に一定の間隔で設けられた、励起光を吸収して可視光を放出する複数の蛍光体領域と、
面内の領域を複数の蛍光体領域に区画する黒領域と、
黒領域上に設けられた複数の反射部と、を有し、
複数の反射部はそれぞれが傾斜面を備え、各傾斜面には、反射面が形成されており、各々の反射面は、所定の方向から入射した励起光を反射し、それぞれの反射面で反射された反射光が複数の蛍光体領域および黒領域が形成された面と対向する面の所定の領域内に入射するように、各々の反射面の傾斜角度および傾斜方向が設定されている。
【００１７】
本発明の走査型表示装置は、
蛍光体スクリーンと、
励起光を出力する励起光源と、
蛍光体スクリーン上で励起光を走査する走査素子と、
蛍光体スクリーンの走査面と対向する位置に設けられ、該反射面からの励起光の反射光を検出し、該検出タイミングを示すインデックス信号を出力する受光手段と、
受光手段からのインデックス信号に基づいて励起光源の発光タイミングまたは走査素子を駆動する駆動信号の振幅を調整する制御部と、を有し、
蛍光体スクリーンは、
面内方向に一定の間隔で設けられた、励起光を吸収して可視光を放出する複数の蛍光体領域と、
面内の領域を複数の蛍光体領域に区画する黒領域と、
黒領域上に設けられた複数の反射部と、を有し、
複数の反射部はそれぞれが傾斜面を備え、各傾斜面には、反射面が形成されており、各々の反射面は、所定の方向から入射した励起光を反射し、それぞれの反射面で反射された反射光が、複数の蛍光体領域および黒領域が形成された面と対向する面の所定の領域内に入射するように、各々の反射面の傾斜角度および傾斜方向が設定されている。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、再帰反射体を用いたものと比較して、インデックス信号の強度を増大することができるので、高精度に走査位置を検出することができる。
【００１９】
また、励起光の反射成分を受光素子に導くための光学系を走査素子の周辺部に配置する必要がないので、小型で、簡単な構成の走査型表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第１の実施形態である走査型表示装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示す走査型表示装置における走査素子の駆動信号と受光素子から出力されるインデックス信号を示すタイミングチャートである。
【図３】図１に示す走査型表示装置における走査素子と蛍光体スクリーンの相対的な位置関係が水平走査方向にシフトした場合のインデックス信号の変化を示すタイミングチャートである。
【図４】図１に示す走査型表示装置にて使用される蛍光体スクリーンの反射面の構造の第１の実施例を示す模式図である。
【図５】図１に示す走査型表示装置にて使用される蛍光体スクリーンの反射面の構造の第２の実施例を示す模式図である。
【図６】図１に示す走査型表示装置にて使用される蛍光体スクリーンの反射面の構造の第３の実施例を示す模式図である。
【図７】図１に示す走査型表示装置にて使用される蛍光体スクリーンの反射面の構造の第４の実施例を示す模式図である。
【図８】本発明の第２の実施形態である走査型表示装置の構成を示すブロック図である。
【図９】本発明の第３の実施形態である走査型表示装置の構成を示すブロック図である。
【図１０】本発明の第４の実施形態である走査型表示装置の構成を示すブロック図である。
【図１１】図１０に示す走査型表示装置における走査素子の駆動信号と各受光素子から出力されるインデックス信号を示すタイミングチャートである。
【図１２】本発明の他の実施形態である走査型表示装置の構成を説明するための模式図である。
【図１３】図１２に示す走査型表示装置に適用される蛍光体スクリーンを示す模式図である。
【図１４】図１３に示す蛍光体スクリーンの凸面形状の反射面の断面を示す模式図である。
【図１５】図１３に示す蛍光体スクリーンの凹面形状の反射面の断面を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００２２】
（第１の実施の形態）
図１に、本発明の第１の実施形態である走査型表示装置を示す。
【００２３】
図１を参照すると、走査型表示装置は、レーザ光源１、走査素子３、蛍光体スクリーン４、受光素子８および制御部９を有する。
【００２４】
蛍光体スクリーン４は、赤色の蛍光を放出する蛍光体ストライプ４Ｒと、緑色の蛍光を放出する蛍光体ストライプ４Ｇと、青色の蛍光を放出する蛍光体ストライプ４Ｂと、入射光を吸収または反射するブラックストライプ５と、反射面６とを有する。
【００２５】
蛍光体ストライプ４Ｒ、４Ｇ、４Ｂは、所定の順序で一方向に周期的に形成されている。蛍光体ストライプ４Ｒ、４Ｇ、４Ｂはそれぞれブラックストライプ５により仕切られている。
【００２６】
蛍光体スクリーン４は、複数の画素に区画されており、各画素は、３つの蛍光体ストライプ４Ｒ、４Ｇ、４Ｂおよびこれらに隣接するブラックストライプ５を含む。少なくとも２つの画素が、インデックス信号の検出対象とされる。
【００２７】
反射面６は、インデックス信号の検出対象である検出対象画素内のブラックストライプ５上に設けられている。より具体的には、反射面６は、検出対象画素内の蛍光体ストライプ４Ｒ、４Ｇ、４Ｂのうちの所定の蛍光体ストライプに隣接するブラックストライプ５の一部に形成されている。
【００２８】
レーザ光源１は、蛍光体ストライプ４Ｒ、４Ｇ、４Ｂに含まれている蛍光体を励起する励起レーザ光２を出力する励起光源であって、例えばレーザダイオード（ＬＤ）より構成される。
【００２９】
走査素子３は、レーザ光源１からの励起レーザ光２を蛍光体スクリーン４上で水平方向および垂直方向の２方向に走査する。ここで、水平方向は、蛍光体ストライプ４Ｒ、４Ｇ、４Ｂと交差（または直交）する方向である。走査素子３は、例えば、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）等の共振ミラーよりなる。この他、走査素子３として、ポリゴンミラーやガルバノミラーを用いてもよい。
【００３０】
受光素子８は、例えば、フォトダイオード（ＰＤ）よりなり、その受光面が蛍光体スクリーン４の励起レーザ光２が照射される面（走査面）と対向するように配置されている。受光素子８は、蛍光体スクリーン４の各反射面６からの反射レーザ光７を検出するものであって、その出力信号の強度が反射レーザ光７の光量に応じて変化する。受光素子８の出力信号は、インデックス信号として、制御部９に供給されている。
【００３１】
制御部９は、パーソナルコンピュータ等の外部映像供給装置から供給された映像信号に基づいてレーザ光源１を変調制御するとともに、その映像信号に同期した同期信号（水平同期信号および垂直同期信号）に基づいて走査素子３を制御することで、映像信号に基づく画像を蛍光体スクリーン４上に表示させる。レーザ光源１の変調制御は、パルス変調であってもよい。
【００３２】
また、制御部９は、レーザ光源１から一定光量の励起レーザ光２を出射させるとともに走査素子３による走査を行わせ、受光素子８からのインデックス信号に基づいて、蛍光体スクリーン４上の励起レーザ光２の走査位置を検出する。そして、制御部９は、その検出した走査位置に基づいてレーザ光源１の発光タイミングを制御する。
【００３３】
次に、本実施形態の走査型表示装置の動作を説明する。外部からの映像信号に基づく画像を蛍光体スクリーン４に表示する動作は周知であるので、その動作の説明は省略する。以下では、インデックス信号に基づく励起光の走査位置の検出動作について、詳細に説明する。
【００３４】
蛍光体スクリーン４において、各検出対象画素内に形成された反射面６は、走査素子３からの励起レーザ光２を反射し、その反射光である反射レーザ光７を走査素子３とは異なる位置の一点に集光するように構成されており、その集光位置に、受光素子８の受光面が配置されている。反射面６の傾斜角度は、蛍光体スクリーン４の面内位置によって異なる。
【００３５】
走査位置の検出動作において、制御部９は、レーザ光源１から一定光量の励起レーザ光２を出射させるとともに、走査素子３による励起レーザ光２の走査を制御する。受光素子８は、各反射面６からの反射レーザ光７を検出した結果であるインデックス信号を制御部９へ供給する。
【００３６】
図２は、走査素子３の駆動信号と受光素子８から出力されるインデックス信号のタイミングチャートである。この例では、反射面６は水平走査方向に沿って設けられている。
【００３７】
走査素子３の駆動信号は、正弦波状の信号である。この場合、蛍光体スクリーン４上での励起レーザ光２の走査速度は、中央部が最も速く、端部に行くほど遅くなる。受光素子８から出力されるインデックス信号は、各反射面６からの反射レーザ光７を検出したパルスを含む。パルスの幅は、反射面６の形成位置が中央部に近いものほど短くなっている。
【００３８】
制御部９は、図２に示したインデックス信号を受光素子８から取得し、そのインデックス信号に基づいて、励起レーザ光２の走査位置を検出する。インデックス信号において、各パルスがそれぞれ各反射面６からの反射レーザ光７を検出したタイミングを示す。したがって、パルスの立ち上がりタイミングを、励起レーザ光２が反射面６に照射されたタイミングと見做すことができ、そのタイミングを検出することで、励起レーザ光２の走査位置を特定することができる。
【００３９】
なお、図２に示したインデックス信号のパターンは、走査素子３を構成する水平走査素子の駆動信号に従った周期的なパターンである。したがって、制御部９は、インデックス信号のパターンに基づいて、励起レーザ２の走査位置の情報の他、走査素子３と蛍光体スクリーン４の相対位置関係、および走査素子３の水平方向の振れ角を検出することができる。
【００４０】
本実施形態の走査型表示装置において、例えば、走査素子３と蛍光体スクリーン４の相対位置関係が変化した場合、蛍光体ストライプ４Ｒ、４Ｇ、４Ｂ上を励起レーザ光２が走査するタイミングが変化する。この場合、励起レーザ光２の蛍光体スクリーン４上でのスポットダイアグラムが、所望の蛍光体ストライプだけでなく、その蛍光体ストライプに隣接する蛍光体ストライプにもかかる。
【００４１】
上記の場合、励起レーザ光２が所望の蛍光体ストライプと隣接蛍光体ストライプの両方に同時に照射され、その結果、隣接蛍光体ストライプから不要な蛍光が放出され、この不要な蛍光により画質が低下する。
【００４２】
例えば、励起レーザ光２を蛍光体ストライプ４Ｒにのみ照射したい場合に、隣接する蛍光体ストライプ４Ｇを同時に照射してしまい、その結果、赤色を表示したい部分に不要な緑色の光が混ざる。
【００４３】
本実施形態の走査型表示装置では、制御部９は、上記の走査位置の検出動作を定期的または任意のタイミングで実行する。ここで、任意のタイミングは、走査型表示装置の電源投入のタイミングまたは所定の入力操作が行われたタイミングを含む。そして、制御部９は、検出した走査位置に基づいて、励起レーザ光２を蛍光体ストライプ４Ｒ、４Ｇ、４Ｂに照射する最適なタイミングを取得し、その取得したタイミング情報を保持する。そして、映像信号に基づく画像を蛍光体スクリーン４上に表示する場合に、制御部９は、保持したタイミング情報に基づいて、レーザ光源１の発光タイミングを制御する。これにより、上記の画質低下を抑制することができる。
【００４４】
また、走査素子３と蛍光体スクリーン４の相対な位置関係が変化した場合に、受光素子８が出力するインデックス信号のパターン形状、例えば、インデックス信号のパルスの間隔や幅が変化する。制御部９は、そのようなインデックス信号のパターン形状の変化に基づいて、励起レーザ光２の蛍光体スクリーン４上の位置のズレを検出することが可能である。
【００４５】
具体的には、制御部９は、上記の走査位置の検出動作を定期的または任意のタイミングで実行し、インデックス信号のパターン形状を保持する。そして、映像信号に基づく画像を蛍光体スクリーン４上に表示する場合に、制御部９は、その表示動作中に受光素子８から取得したインデックス信号のパターン形状と、保持したインデックス信号のパターン形状とを比較し、所定の差異（画質劣化を引き起こす差異）を検出したとき、レーザ光源１の変調タイミングまたは走査素子３の駆動信号を調整する。
【００４６】
図３に、反射面６が水平ライン上の中心付近、左右両端付近にそれぞれ設けられた蛍光体スクリーン４を使用した場合で、走査素子３と蛍光体スクリーン４の相対的な位置関係が水平走査方向にシフトした場合の、インデックス信号の変化を示す。
【００４７】
走査素子３を正弦波の駆動信号により駆動した場合、画面の中心付近における走査速度は、画面の両端付近よりも速い。このため、画面中心付近のインデックス信号のパルス幅は、画面両端付近のインデックス信号のパルス幅よりも短い。
【００４８】
例えば、走査素子３と蛍光体スクリーン４の相対位置が水平方向にシフトした場合は、図３に示すように、インデックス信号のパルス間隔、例えば、画面両端付近のインデックス信号のパルス間隔Ｐ３は、正常時（シフトが無い状態）の画面両端付近のインデックス信号のパルス間隔Ｐ１よりも小さい。加えて、インデックス信号のパルス幅、例えば、画面中心付近のインデックス信号のパルス幅Ｐ４は、正常時（シフトが無い状態）の画面中心付近のインデックス信号のパルス幅Ｐ２よりも大きい。制御部９は、これらの変化量に基づいて、走査素子３と蛍光体スクリーン４の相対位置のシフト量を計算し、励起レーザ光２を所望の蛍光体ストライプに照射するように、レーザ光源１の変調タイミングまたは走査素子３の駆動信号を調整する。レーザ光源１の変調タイミングの調整において、変調タイミングを早める、または、遅らせるといった制御や、レーザ光源１の駆動信号のパルス幅を長くする、または短くするといった制御を行う。走査素子３の駆動信号の調整では、駆動信号の振幅を制御して所定の振れ角に調整する。
【００４９】
次に、反射面６を有する反射部の具体的な構成を説明する。
【００５０】
インデックス信号を検出したい画素の位置と、受光素子８を配置する位置とに基づいて、反射面６の水平方向および垂直方向に要求される傾斜角度が決定される。
【００５１】
（反射部の第１の実施例）
図４に、反射面６を含む反射部の第１の実施例を示す。
【００５２】
図４に示す反射部は、ブラックストライプ５の一部に形成されており、反射面６がストライプ幅方向(水平方向)の全体にわたって形成されている。反射面６の一部は、ブラックストライプ５の表面より突き出ており、残りの部分は、ブラックストライプ５をその表面から傾斜を持たせて掘り下げた部分に形成されている。このように、反射面６の一部をブラックストライプ５の表面よりも高くすることで、面積および傾斜角度の大きな反射面６を形成することができる。
【００５３】
なお、図４に示した反射部において、ブラックストライプ５に隣接する蛍光体ストライプを照射する励起レーザ光２の一部が反射部によって遮られて、蛍光体ストライプでの発光効率が低下して、画質が低下する場合がある。この画質の低下を抑制するために、反射部は、以下のような構成を有していてもよい。
【００５４】
蛍光体ストライプ４Ｒ、４Ｇ、４Ｂは、垂直走査方向に長い形状とされている。このため、蛍光体ストライプ４Ｒ、４Ｇ、４Ｂそれぞれにおける励起レーザ２の照射面積の画素面積に対する割合を最大化するために、励起レーザ光２の蛍光体スクリーン４上でのスポット形状は、蛍光体ストライプの長手方向に延長された楕円形状であることが望ましい。楕円形状の励起レーザ光２を生成するために、ビーム成形用の光学系がレーザ光源１に含まれてよい。
【００５５】
励起レーザ光２は、例えばシングルモードレーザまたはマルチモードレーザであってよい。蛍光体ストライプに直交する方向をシングルモード、蛍光体ストライプに平行な方向をシングルモードまたはマルチモードとしてもよい。蛍光体ストライプに平行な方向がマルチモードである構成において、励起レーザ光２の蛍光体スクリーン４上でのスポット形状は、蛍光体ストライプの長手方向に延長された楕円形状であることが望ましい。
【００５６】
上記の場合、例えば、反射面６をブラックストライプ５上で正方形になるように形成すれば、ブラックストライプ５上の励起レーザ光２の照射面積に対する反射部によって遮られる面積の割合を小さくすることができる。これにより、隣接蛍光体ストライプを照射する励起レーザ光２の一部が反射部によって遮られることによって生じる画質の低下を抑制することができる。
【００５７】
（反射部の第２の実施例）
図５に、反射面６を含む反射部の第２の実施例を示す。
【００５８】
図５に示す反射部も、ブラックストライプ５の一部に形成されているが、反射面６は、ブラックストライプ５をその表面から傾斜を持たせて掘り下げた部分に形成されている。この場合、反射面６は、ブラックストライプ５の表面より下側に位置する。この構成によれば、図４で示した例のような、励起レーザ光２の一部が反射部によって遮られることによって画質が低下するといった問題を回避することができる。
【００５９】
（反射部の第３の実施例）
図６に、反射面６を含む反射部の第３の実施例を示す。
【００６０】
図６に示す反射部も、ブラックストライプ５の一部に形成されているが、反射面６全体がブラックストライプ５の表面よりも高い位置に形成されている。
【００６１】
反射面６の傾斜角度は、走査素子３と蛍光体スクリーン４および受光素子８の相対位置関係、走査素子３の走査角によって決定される。
【００６２】
以下に、投射条件の一例を挙げ、その投射条件における反射面６の傾斜角度を説明する。
【００６３】
走査素子３を蛍光体スクリーン４に正対させて配置し、水平方向および垂直方向への走査を行わない状態、すなわち、走査素子３に何も信号が入力されていない状態において、励起レーザ光２の照射位置が蛍光体スクリーン４上の画像表示領域の中心となるように設定する。このような設定の投射を正面投射という。
【００６４】
走査素子３において、水平方向の走査を行う水平走査ミラーの走査角の半角を１０度、垂直方向の走査を行う垂直走査ミラーの走査角の半角を９度とする。励起レーザ光２は、それぞれの走査ミラーにおいて、走査角の２倍の角度で偏向されるこのため、蛍光体スクリーン４に対する水平方向の走査半角は２０度、垂直方向の走査半角は１８度となる。
【００６５】
走査素子３と蛍光体スクリーン４までの距離（投射距離）は１００ｍｍである。受光素子８は、走査素子３と蛍光体スクリーン４の画像表示領域の中心を結ぶ線より垂直方向に２０ｍｍだけ下方に配置されている。
【００６６】
受光素子８と蛍光体スクリーン４の距離は９０ｍｍである。蛍光体ストライプ４Ｒ、４Ｇ、４Ｂおよびブラックストライプ５の幅はいずれも１５０μｍである。
【００６７】
受光素子８は、走査素子３による励起レーザ光２の走査範囲（投射空間）以外の空間において、走査素子３の駆動部との干渉を生じない位置で、反射レーザ光７を受光することが可能な位置に配置される。
【００６８】
上記の投射条件において、励起レーザ光２を受光素子８に偏向するための反射面６の傾斜角度は、画面表示領域の最上辺の左右端に反射部を形成した場合に最大となる。この場合、反射面６の水平方向（蛍光体ストライプに直交する方向）における傾斜角度は２５度であり、反射面６の垂直方向（蛍光体ストライプに平行な方向）における傾斜角度は２７度である。
【００６９】
上記の傾斜角度を有する反射部において、ブラックストライプ５の表面に垂直な方向から見た場合の幅（水平走査方向の幅）がブラックストライプ５の幅と同じで、かつ、垂直方向に１５０μｍの長さを有する反射面６を形成する場合、反射部の高さは最大で１４６．３ｍｍである。
【００７０】
（反射部の第４の実施例）
図７に、反射面６を含む反射部の第４の実施例を示す。
【００７１】
図７に示す反射部において、第２の実施例と同様、反射面６は、ブラックストライプ５の一部をその表面から傾斜を持たせて掘り下げた部分に形成されているが、上側から見た場合の反射面６の幅は、ブラックストライプ５の幅に一致している。
【００７２】
蛍光体ストライプ４Ｒ、４Ｇ、４Ｂの表面とブラックストライプ５の表面の段差は１００ｕｍである。投射条件は、第３の実施例の投射条件と同じである。反射部が画面表示領域の最上辺の左右端に形成された場合、反射面６の水平方向における傾斜角度は２５度であり、反射面６の垂直方向における傾斜角度は２７度である。
【００７３】
反射面６全体がブラックストライプ５の表面より下に位置するので、図４で示した第１の実施例の反射部で説明した、励起レーザ光２の一部が反射部によって遮られることによって画質が低下するといった問題を、回避することができる。
【００７４】
以上説明した本実施形態の走査型表示装置によれば、以下のような作用効果を奏する。
【００７５】
反射面６からの反射レーザ光７は、走査素子３とは異なる位置に配置された受光素子８へ向うので、走査素子３の周辺に設けられた機構部が反射レーザ光７を遮ることがない。加えて、反射レーザ光７は、再帰反射光と比較して、高い指向性を有する。よって、再帰反射体を用いたものと比較して、インデックス信号の強度を増大することができ、高精度に走査位置を検出することができる。
【００７６】
また、走査素子３の周辺部に励起光の反射成分を受光素子に導くための光学系を配置する必要がないので、小型で、簡単な構成の走査型表示装置を提供することができる。
【００７７】
特に、走査素子３として共振構造の走査素子を用いた場合は、走査環境の変化による走査性能の変動を補償する必要がある。例えば、走査素子３の周辺の温度が変化した場合、走査素子３の共振周波数が変化し、走査角が変化する。このような場合に、蛍光体スクリーン４上で一定の走査範囲（面積）を保つために、ブランキング期間を変化させるなどして走査素子３の駆動パラメータが変化した場合、蛍光体ストライプ４Ｒ、４Ｇ、４Ｂ上を走査するスピードが変化する。つまり、環境の変化の前後で、レーザ光源１を変調するタイミングと走査素子３の駆動信号との同期がとれなくなり、隣接する蛍光体ストライプの間で色のクロストークが発生し、画質が劣化する場合がある。また、走査素子３および蛍光体スクリーン４を設置したのちに、蛍光体スクリーン４の平行移動、傾きおよび回転など、走査素子３と蛍光体スクリーン４の相対的な位置関係が変化した場合、励起レーザ光２が蛍光体ストライプ上を走査する規則性が変化するため、色のクロストークが発生し、画質が劣化する場合がある。これらの環境の変化による画質の劣化を回避するために、蛍光体スクリーン４の複数の画素でインデックス信号を取得し、そのインデックス信号に基づいて、走査素子３の走査位置及び走査素子３の駆動パラメータを正確に計算することは有効である。
【００７８】
走査素子３の走査角の拡大や受光素子の配置条件に伴って、反射面６に要求される傾斜角度が大きくなっていった場合、ブラックストライプ表面より高い反射面構造を形成せずに、反射面６を十分な面積で形成することが困難になる。したがって、一定の走査角で励起レーザ光２を走査する場合において、走査素子３、反射面６、受光素子８の相対位置関係を調整して、反射面６に要求される傾斜角度の最大値を小さく抑えることが有効である。
【００７９】
(第２の実施の形態)
図８は、本発明の第２の実施形態である走査型表示装置の構成を示す図である。図８では、走査型表示装置を上側から見た状態が模式的に示されている。図８において、紙面に垂直な方向が垂直走査方向であり、左右方向が水平走査方向である。
【００８０】
走査素子３の走査角、走査素子３と蛍光体スクリーン４の相対位置関係、反射面６の位置、受光素子８と走査素子４の垂直方向の位置関係は、図１に示したものと同じである。ただし、本実施形態では、受光素子８と蛍光体スクリーン４との距離が、図１に示したものよりも大きい。
【００８１】
反射面６の傾斜角度は、インデックス信号を検出する位置によって異なる。各反射面６によって偏向された反射レーザ光７がすべて受光素子８の受光面に集光されるように、各反射面６の傾斜角度が設定される。
【００８２】
受光素子８と蛍光体スクリーン４との距離を長くすると、その長くした分だけ、反射面６に対する傾斜角度の要求値が緩和される。本実施形態では、この傾斜角度の要求値の緩和を利用して、以下の問題を解決する。
【００８３】
反射面６に要求される傾斜角度が大きい場合、反射面６の一部または全部をブラックストライプ５の表面よりも高く形成する必要がある。加工のし易さを考慮した場合、ブラックストライプ５の表面から掘り下げた部分と、ブラックストライプ５の表面より高く形成した部分が混在する反射面の構造、例えば、図４に示した反射部の構造は好ましくない。
【００８４】
また、図５に示した反射部の構造や図７に示した反射部の構造のように、反射面６全体がブラックストライプ５表面より低い位置に形成される構造においては、傾斜角度が大きくなるほど、反射面６の面積が小さくなる。反射面６の面積が小さくなると、反射面６からの反射レーザ光７の受光信号のパルス幅が小さくなり、その結果、環境変化等によって駆動条件が変化した場合に、その変化の前後で、パルスのパターン形状の差異を検出する精度が低下する。また、大きな傾斜角度は、加工し難いため、好ましくない。
【００８５】
本実施形態では、受光素子８と蛍光体スクリーン４との距離が長いので、反射面６に対する傾斜角度の要求値が緩和される。この傾斜角度の要求値の緩和より、第１の実施形態のものと比較して、反射面６の傾斜角度を小さくすることができ、反射面６の面積を大きくすることができる。よって、インデックス信号に基づく走査位置の精度を改善することが可能となる。
【００８６】
(第３の実施の形態)
図９は、本発明の第３の実施形態である走査型表示装置の構成を示す図である。図９では、走査型表示装置を上側から見た状態が模式的に示されている。図９において、紙面に垂直な方向が垂直走査方向であり、左右方向が水平走査方向である。
【００８７】
走査素子３の走査角、走査素子３と蛍光体スクリーン４の相対位置関係は、図１に示したものと同じである。なお、受光素子８と蛍光体スクリーン４の距離は、図１に示したものよりも長くてもよく、短くてもよい。
【００８８】
蛍光体スクリーン４は、その中心を基準として、中心より左側が第１の領域とされ、中心より右側が第２の領域とされており、反射面６は、第１の領域内に複数設けられている。
【００８９】
受光素子８は、蛍光体スクリーン４の第１の領域と対向するように配置されている。走査型表示装置を側面から見た場合、受光素子８は、走査素子３と同じ高さに配置されてもよく、また、走査素子３とは異なる高さに配置されてもよい。
【００９０】
反射面６の傾斜角度は、インデックス信号を検出する位置によって異なる。それぞれの反射面６によって偏向された反射レーザ光７がすべて、受光素子８に集光されるように、各反射面６の傾斜角度が設定されている。
【００９１】
本実施形態によれば、反射面６が形成される領域を制限したことで、反射面６に対する傾斜角度の要求値が緩和される。
【００９２】
なお、第１の領域ではなく、第２の領域に、反射面６を形成してもよい。この場合は、受光素子８は、第２の領域と対向するように配置される。
【００９３】
また、反射面６が形成される領域は、第１または第２の領域よりも小さな領域であってもよい。
【００９４】
(第４の実施の形態)
図１０は、本発明の第４の実施形態である走査型表示装置の構成を示す図である。図１０では、走査型表示装置を上側から見た状態が模式的に示されている。図１０において、紙面に垂直な方向が垂直走査方向であり、左右方向が水平走査方向である。
【００９５】
本実施形態の走査型表示装置は、反射面６が蛍光体スクリーン４の第１および第２の領域のそれぞれに形成され、受光素子８に代えて、第１の領域と対向する受光素子８ａと、第２の領域と対向する受光素子８ｂを設けた点で、第３の実施形態のものと異なる。これ以外は、第３の実施形態のものと同じである。
【００９６】
第１および第２の領域に形成された反射面６の傾斜角度は、インデックス信号を検出する位置によって異なる。第１の領域に形成された各反射面６によって偏向された反射レーザ光７がすべて、受光素子８ａに集光されるように、それら反射面６の傾斜角度が設定されている。同様に、第２の領域に形成された各反射面６によって偏向された反射レーザ光７がすべて、受光素子８ｂに集光されるように、それら反射面６の傾斜角度が設定されている。走査型表示装置を側面から見た場合、受光素子８ａ、８ｂは、走査素子３と同じ高さに配置されてもよく、また、走査素子３とは異なる高さに配置されてもよい。
【００９７】
図１１は、走査素子３の駆動信号と受光素子８ａ、８ｂから出力されるインデックス信号のタイミングチャートである。この例では、反射面６は第１および第２の領域内に水平走査方向に沿って設けられている。
【００９８】
蛍光体スクリーン４上を表示画面右端から表示画面左端へ励起レーザ光２を走査する往路走査において、まず、第１の領域が励起レーザ光２で走査され、受光素子８ａが、第１の領域内の反射面６からの反射レーザ光７を検出してインデックス信号を出力する。続いて、第２の領域が励起レーザ光２で走査され、受光素子８ｂが、第２の領域内の反射面６からの反射レーザ光７を検出してインデックス信号を出力する。
【００９９】
表示画面左端から表示画面右端へ励起レーザ光２を走査する復路走査において、まず、第２の領域が励起レーザ光２で走査され、受光素子８ｂが、第２の領域内の反射面６からの反射レーザ光７を検出してインデックス信号を出力する。続いて、第１の領域が励起レーザ光２で走査され、受光素子８ａが、第１の領域内の反射面６からの反射レーザ光７を検出してインデックス信号を出力する。
【０１００】
制御部９は、第１の領域について、受光素子８ａからのインデックス信号に基づいて、励起レーザ光２の走査位置を検出し、第２の領域については、受光素子８ｂからのインデックス信号に基づいて、励起レーザ光２の走査位置を検出する。そして、制御部９は、第１および第２の領域で検出した走査位置に基づいて、レーザ光源１の発光タイミングの制御（変調制御）や走査素子３の駆動信号の振幅制御を行う。この変調制御および振幅制御は、第１の実施形態における変調制御および振幅制御と基本的に同じである。
【０１０１】
本実施形態によれば、第３の実施形態の効果に加えて、蛍光体スクリーン４全体で走査位置を正確に検出することができる。
【０１０２】
なお、反射面６を形成する領域の大きさや数は特に限定されることはない。蛍光体スクリーン４を３つ以上の領域に分割し、領域毎に反射面６を形成し、それぞれの領域に対して受光素子を設けてもよい。これにより、反射面６に対する傾斜角度の要求値がさらに緩和されるので、より大きな蛍光体スクリーン４への適用が可能である。
【０１０３】
上述した第１乃至第４の実施形態において、反射面６は、平面に限定されるものではなく、曲面（凹面や凸面等）であってもよい。反射面６の望ましい形状は、励起レーザ光２の反射面位置での集光状態に基づいて決定することができる。
【０１０４】
（他の実施の形態）
励起レーザ光２がコリメート光である場合は、蛍光体スクリーン４上のどの位置においても、励起レーザ光２の状態は同じである。
【０１０５】
しかし、解像感の高い高精細な画像を表示するためには、蛍光体ストライプ幅をできる限り小さくし、かつ、蛍光体スクリーン４上での励起レーザ光２のビーム径を小さくする必要がある。
【０１０６】
蛍光体スクリーン４上での励起レーザ光２のスポットダイアグラムにおいて、水平方向（蛍光体ストライプと直交する方向）のビーム径が、蛍光体ストライプの幅よりも大きな場合、隣接する蛍光体ストライプを同時に照射することになり、不要な蛍光が混ざる混色の問題が生じる。
【０１０７】
また、水平方向のビーム径が、蛍光体ストライプの幅と同等である場合でも、混色を回避するために、レーザ光源１のパルス変調のデューティ比を小さくしなければならい。パルス変調のデューティ比を小さくすると、輝度が低下してしまう。
【０１０８】
したがって、励起レーザ光２の水平方向のビーム径は、蛍光体ストライプの幅に対して十分に小さいことが望ましい。
【０１０９】
しかし、一般に、レーザ光は、伝搬距離の増大に伴ってそのビーム径が回折によって広がる性質を有しており、その発散角は、ビーム径が小さいほど大きくなる。したがって、非常に小さいビーム径を保ったまま走査素子３から蛍光体スクリーン４まで投射することは原理的に困難である。
【０１１０】
励起レーザ光２のビーム径を蛍光体ストライプの幅よりも十分に小さくするためには、レンズやミラーなどの集光光学素子を用いて、レーザ光源１から出射された励起レーザ光２を集光する必要がある。この場合は、蛍光体スクリーン近傍でビームウェストが形成される。
【０１１１】
図１２に、集光光学系を備えた走査型表示装置を上側から見た場合の、走査素子３からの励起レーザ光２のビームウェストの形成位置と蛍光体スクリーンの位置との関係を模式的に示す。図１２において、左右方向が水平走査方向であり、紙面に向かって垂直な方向が垂直走査方向である。
【０１１２】
図１２に示すように、水平走査範囲において、励起レーザ光２のビームウェストは、円弧状の線上に形成され、蛍光体スクリーン４は、そのビームウェスト近傍に配置されている。
【０１１３】
具体的には、蛍光体スクリーン４は、中央の領域がビームウェスト位置よりも手前側（走査素子３側）に位置し、中央の領域の両側に位置する左右の領域がビームウェスト位置よりも奥側（走査素子３より遠い側）に位置するように配置されている。これにより、蛍光体スクリーン４上でのビーム径の平均値を最小にすることができる。
【０１１４】
上記の場合、蛍光体スクリーン４の中央の領域では、集光状態の励起レーザ光２が照射され、蛍光体スクリーン４の左右の領域では、発散状態の励起レーザ光２が照射される。中央の領域と左右の領域との境界部において、ビームウェストが形成される。
【０１１５】
図１２に示したような、励起レーザ光２のビームウェストが蛍光体スクリーン４近傍で形成される構成において、平面よりなる反射面６を蛍光体スクリーン４の中央の領域および左右の領域のそれぞれに形成した場合は、以下のような問題を生じる。
【０１１６】
蛍光体スクリーン４の中央の領域において、集光状態の励起レーザ光２が反射面６に照射される。反射面６からの反射レーザ光７は、受光素子８に向かう光路の途中で、ビームウェストを形成し、その後、発散状態となって受光素子８に到達する。この場合、発散状態の反射レーザ光７のビーム径が受光素子８の受光面より大きくなり、反射レーザ光７の一部しか受光面に入射しないといった状態が生じる。このような状態においては、インデックス信号の強度が低下することに加え、反射レーザ光７の一部が迷光となってインデックス信号の誤検出の要因となる。
【０１１７】
蛍光体スクリーン４の左右の領域においては、発散状態の励起レーザ光２が反射面６に照射されるため、反射面６からの反射レーザ光７も発散状態とされる。この場合も、上記と同様、インデックス信号の強度の低下や迷光によるインデックス信号の誤検出の問題を生じる。
【０１１８】
そこで、本他の実施形態では、上述した第１乃至第４の実施形態の特徴を生かしつつ、上記の問題を解決することが可能な蛍光体スクリーン４を備えた走査型表示装置について説明する。
【０１１９】
本他の実施形態の走査型表示装置は、レーザ光源１と蛍光体スクリーン４の構成が異なる以外は、図１に示したものと同じである。
【０１２０】
レーザ光源１は集光光学系を含み、図１２に示したように、励起レーザ光２のビームウェストが蛍光体スクリーン４の近傍に形成されるように構成されている。
【０１２１】
図１３に、蛍光体スクリーン４の構成を示す。図１３に示すように、蛍光体スクリーン４は、中央領域４ａ、端側領域４ｂ、４ｃを含む。
【０１２２】
中央領域４ａは、図１２に示したビームウェスト位置よりも手前側に位置する領域であって、集光状態の励起レーザ光２が照射される。
【０１２３】
端側領域４ｂは、中央領域４ａの左側に隣接する。端側領域４ｃは、中央領域４ａの右側に隣接する。端側領域４ｂ、４ｃは、図１２に示したビームウェスト位置よりも奥側に位置する領域であって、発散状態の励起レーザ光２が照射される。
【０１２４】
凸面形状の反射面６ａが、中央領域４ａ内の検出対象画素内のブラックストライプ５上に設けられている。凹面形状の反射面６ｂが、端側領域４ｂ、４ｃ内の検出対象画素内のブラックストライプ５上に設けられている。
【０１２５】
図１４に、反射面６ａの断面構造を模式的に示す。図１４に示す断面は、反射面６ａを水平方向（蛍光体ストライプと直交する方向）に切断した場合の断面である。
【０１２６】
図１４に示すように、反射面６ａは凸面形状であって、集光状態の励起レーザ光２を反射し、その反射光である反射レーザ光７がコリメート光となるように、その凸面が構成されている。反射面６ａからの反射レーザ光７は、受光素子８の受光面に入射する。
【０１２７】
レーザ光源１に含まれる集光光学系の焦点距離をｆ１とし、反射面６ａの焦点距離をｆ２とし、アフォーカル系を構成するように反射面６ａの凸面の曲率半径を設定する。一般に、凸面ミラーは、曲率半径の１／２倍の焦点距離を有する凹レンズと同様の作用を有する。このため、反射面６ａをいわゆるガリレオ型のアフォーカル系とすることで、集光状態の励起レーザ光２をコリメート光に変換することができる。
【０１２８】
凸面形状の反射面６ａは、例えば、ブラックストライプ５の一部をその表面から傾斜を持たせつつ掘り下げ、その掘り下げた部分の表面を凸面形状に加工することで形成することができる。
【０１２９】
図１５に、反射面６ｂの断面構造を模式的に示す。図１５に示す断面は、反射面６ｂを水平方向（蛍光体ストライプと直交する方向）に切断した場合の断面である。
【０１３０】
図１５に示すように、反射面６ｂは凹面形状であって、発散状態の励起レーザ光２を反射し、その反射光である反射レーザ光７がコリメート光となるように、その凹面が構成されている。反射面６ｂからの反射レーザ光７は、受光素子８の受光面に入射する。
【０１３１】
レーザ光源１に含まれる集光光学系の焦点距離をｆ１とし、反射面６ｂの焦点距離をｆ２とし、アフォーカル系を構成するように凹面の曲率半径を設定する。一般に、凹面ミラーは、曲率半径の１／２倍の焦点距離を有する凸レンズと同様な作用を有する。このため、反射面６ｂをいわゆるケプラー型のアフォーカル系とすることで、発散状態の励起レーザ光２をコリメート光に変換することができる。
【０１３２】
凹面形状の反射面６ｂは、例えば、ブラックストライプ５の一部をその表面から傾斜を持たせつつ掘り下げ、その掘り下げた部分の表面を凹面形状に加工することで形成することができる。
【０１３３】
本他の実施形態によれば、中央領域４ａ内の反射面６ａおよび端側領域４ｂ、４ｃ内の反射面６ｂのそれぞれにおいて、励起レーザ光２はコリメートされた反射レーザ光７に変換され、その反射レーザ光７は全て受光素子８の受光面に入射する。これにより、インデックス信号の強度の低下や迷光によるインデックス信号の誤検出の問題を回避することができる。
【０１３４】
制御部９は、受光素子８からのインデックス信号に基づいて中央領域４ａおよび端側領域４ｂ、４ｃにおける走査位置を検出する。
【０１３５】
本他の実施形態において、第２乃至第４の実施形態で説明した特徴のいずれかを採用することができる。なお、反射面を形成する領域を分割または制限する場合は、それぞれの領域において、励起レーザ光２が発散状態および集光状態のいずれの状態であるかを考慮して、反射面６ａ、６ｂの曲面形状を凹面や凸面に適宜設定する。
【０１３６】
また、本他の実施形態の走査型表示装置は、中央領域４ａに対向して設けられた第１の受光素子、端側領域４ｂに対向して設けられた第２の受光素子、端側領域４ｃに対向して設けられた第３の受光素子を有してもよい。この場合、中央領域４ａ内の凸面形状の反射面６ａからの反射レーザ光７は第１の受光素子の受光面に入射し、端側領域４ｂ内の凹面形状の反射面６ｂからの反射レーザ光７は第２の受光素子の受光面に入射し、端側領域４ｃ内の凹面形状の反射面６ｂからの反射レーザ光７は第３の受光素子の受光面に入射する。
【０１３７】
上記の場合、制御部９は、第１の受光素子からのインデックス信号に基づいて中央領域４ａにおける走査位置を検出し、第２の受光素子からのインデックス信号に基づいて端側領域４ｂにおける走査位置を検出し、第３の受光素子からのインデックス信号に基づいて端側領域４ｃにおける走査位置を検出する。
【０１３８】
また、本他の実施形態の走査型表示装置において、凸面形状の反射面６ａを中央領域４ａに設け、端領域４ｂ、４ｃには、凹面形状の反射面６ｂを設けないようにしてもよい。
【０１３９】
さらに、本他の実施形態の走査型表示装置において、凹面形状の反射面６ｂを端領域４ｂ、４ｃのうちの少なくとも一方に設け、中央領域４ａには、凸面形状の反射面６ａを設けないようにしてもよい。
【０１４０】
上述した各実施形態において、蛍光体スクリーン４の蛍光体ストライプ４Ｂに代えて、励起レーザ光２を拡散する材料を含む青色拡散ストライプを用いてもよい。この場合、レーザ光源１として、青色の波長域に中心波長を有する青色レーザ光源を用いる。
【０１４１】
また、ブラックストライプ５に代えて、垂直走査方向に延伸した縦ブラックストライプと水平走査方向に延伸した横ブラックストライプとを含むブラックマトリクスを用いてもよい。
【０１４２】
以上説明した各実施形態において、蛍光体スクリーン４は様々な方法で作成することが可能である。例えば、反射面を含むブラックストライプ部分のみを、金型で作成する。次に、金型で作成したブラックストライプを基板に貼り合わせ、基板のブラックストライプの間の露出部に蛍光体を塗布する。最後に、反射面以外にマスク処理をほどこし、金属蒸着などにより反射面を形成する。この他、サンドブラスト、樹脂積層などを用いて蛍光体スクリーン４を形成する手法も考えられる。
【符号の説明】
【０１４３】
１ 励起レーザ光源
２ 励起レーザ光
３ 走査素子
４ 蛍光体スクリーン
４Ｒ、４Ｇ、４Ｂ 可視光蛍光体
５ ブラックストライプ
６ 反射面
７ 反射レーザ光
８ 受光素子
９ 制御部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蛍光体を含む蛍光体領域が面内方向に一定の間隔で配置された蛍光体スクリーン、およびそれを備える走査型表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、励起光を走査して蛍光体スクリーン上に画像を表示する走査型表示装置においては、蛍光体スクリーンの設置や交換、振動や歪み、温度や湿度などの環境の変化、経年変化といった様々な要因によって、走査系と蛍光体スクリーンの相対的な位置関係が変化し、その結果、励起光を適切なタイミングで照射することが困難となって、画質の低下を招く。
【０００３】
上記の問題を解決するためには、蛍光体スクリーン上の励起光の走査位置を検出し、その検出結果に基づいて、励起光の照射タイミングを調整する必要がある。
【０００４】
蛍光体スクリーン上の励起光の走査位置を検出する技術が特許文献１に記載されている。特許文献１によれば、蛍光体スクリーンは、面内方向に周期的に配置された複数の蛍光体領域と、各蛍光体領域の間に形成された複数の再帰反射体とを有する。蛍光体領域のそれぞれは、赤色、緑色および青色の３つの色の蛍光体ストライプからなる。再帰反射体は、ガラスビーズ（ボールビーズ）やキューブミラーなどよりなる。
【０００５】
蛍光体スクリーンの一方の面側に、走査素子が配置されている。走査素子は、励起光を水平方向（蛍光体ストライプと直交する方向）および垂直方向（蛍光体ストライプに平行な方向）に走査する。
【０００６】
走査面と対向する位置に受光素子が設けられており、その受光素子により、励起光の再帰反射成分を検出する。受光素子から出力される再帰反射成分の検出信号（インデックス信号）に基づいて、再帰反射体への励起光の照射タイミングを検出し、その検出した照射タイミングに基づいて走査位置を決定する。
【０００７】
なお、再帰反射体からの励起光の再帰反射成分は、拡散性を有するため、再帰反射成分（拡散光）を受光素子に導くための光学系が、走査素子の周辺に配置されている。
【０００８】
走査素子の周辺には、走査素子を動作させるための駆動機構や、機械的な位置精度を保つための保持機構や調整機構も設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特許第２６７６８８１号（特開平２−２２１９９５号公報）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
特許文献１に記載のものにおいては、走査素子の周辺部に再帰反射成分を受光素子に導くための光学系を配置する必要があるため、装置が大型化し、複雑化するという問題点がある。
【００１１】
また、上記の光学系を備えた受光素子においては、再帰反射体からの再帰反射成分を効率的に検出することができないため、十分な強度のインデックス信号を得ることができず、高精度に走査位置を検出することが困難である。以下に、その理由を簡単に説明する。
【００１２】
再帰反射体は入射光をその入射方向に折り返すように構成されているので、再帰反射体からの再帰反射成分は、必ず走査素子へ向かう。走査素子の周辺に設けられた駆動機構や保持機構などの機構部と上記の光学系を含む受光素子との位置関係によっては、機構部が受光素子における再帰反射成分を取り込むための開口の一部を遮る場合がある。この場合、再帰反射成分を効率的に受光素子へ導くことが困難となり、インデックス信号の強度が低下する。
【００１３】
また、再帰反射効率や再帰反射成分の指向性は、再帰反射体の構造に依存する。例えば、ボールビーズよりなる再帰反射体においては、ボールビーズ内での多重反射の影響により、再帰反射率が低下する。さらに、再帰反射成分が再帰反射体自体によって強く拡散されるため、高い指向性を得られない。これらの要因により、上記の受光素子の開口を通過する再帰反射成分の割合が減少し、その結果、インデックス信号の強度が低下する。
【００１４】
なお、上記の受光素子の開口を大きくすることで、インデックス信号の強度が増大するが、その場合は、装置が大型化する。
【００１５】
本発明の目的は、上記問題を解決し、装置の大型化や複雑化を招くことなく、高精度に走査位置を検出することができる蛍光体スクリーン、およびそれを用いた走査型表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記目的を達成するため、本発明の蛍光体スクリーンは、
面内方向に一定の間隔で設けられた、励起光を吸収して可視光を放出する複数の蛍光体領域と、
面内の領域を複数の蛍光体領域に区画する黒領域と、
黒領域上に設けられた複数の反射部と、を有し、
複数の反射部はそれぞれが傾斜面を備え、各傾斜面には、反射面が形成されており、各々の反射面は、所定の方向から入射した励起光を反射し、それぞれの反射面で反射された反射光が複数の蛍光体領域および黒領域が形成された面と対向する面の所定の領域内に入射するように、各々の反射面の傾斜角度および傾斜方向が設定されている。
【００１７】
本発明の走査型表示装置は、
蛍光体スクリーンと、
励起光を出力する励起光源と、
蛍光体スクリーン上で励起光を走査する走査素子と、
蛍光体スクリーンの走査面と対向する位置に設けられ、該反射面からの励起光の反射光を検出し、該検出タイミングを示すインデックス信号を出力する受光手段と、
受光手段からのインデックス信号に基づいて励起光源の発光タイミングまたは走査素子を駆動する駆動信号の振幅を調整する制御部と、を有し、
蛍光体スクリーンは、
面内方向に一定の間隔で設けられた、励起光を吸収して可視光を放出する複数の蛍光体領域と、
面内の領域を複数の蛍光体領域に区画する黒領域と、
黒領域上に設けられた複数の反射部と、を有し、
複数の反射部はそれぞれが傾斜面を備え、各傾斜面には、反射面が形成されており、各々の反射面は、所定の方向から入射した励起光を反射し、それぞれの反射面で反射された反射光が、複数の蛍光体領域および黒領域が形成された面と対向する面の所定の領域内に入射するように、各々の反射面の傾斜角度および傾斜方向が設定されている。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、再帰反射体を用いたものと比較して、インデックス信号の強度を増大することができるので、高精度に走査位置を検出することができる。
【００１９】
また、励起光の反射成分を受光素子に導くための光学系を走査素子の周辺部に配置する必要がないので、小型で、簡単な構成の走査型表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第１の実施形態である走査型表示装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示す走査型表示装置における走査素子の駆動信号と受光素子から出力されるインデックス信号を示すタイミングチャートである。
【図３】図１に示す走査型表示装置における走査素子と蛍光体スクリーンの相対的な位置関係が水平走査方向にシフトした場合のインデックス信号の変化を示すタイミングチャートである。
【図４】図１に示す走査型表示装置にて使用される蛍光体スクリーンの反射面の構造の第１の実施例を示す模式図である。
【図５】図１に示す走査型表示装置にて使用される蛍光体スクリーンの反射面の構造の第２の実施例を示す模式図である。
【図６】図１に示す走査型表示装置にて使用される蛍光体スクリーンの反射面の構造の第３の実施例を示す模式図である。
【図７】図１に示す走査型表示装置にて使用される蛍光体スクリーンの反射面の構造の第４の実施例を示す模式図である。
【図８】本発明の第２の実施形態である走査型表示装置の構成を示すブロック図である。
【図９】本発明の第３の実施形態である走査型表示装置の構成を示すブロック図である。
【図１０】本発明の第４の実施形態である走査型表示装置の構成を示すブロック図である。
【図１１】図１０に示す走査型表示装置における走査素子の駆動信号と各受光素子から出力されるインデックス信号を示すタイミングチャートである。
【図１２】本発明の他の実施形態である走査型表示装置の構成を説明するための模式図である。
【図１３】図１２に示す走査型表示装置に適用される蛍光体スクリーンを示す模式図である。
【図１４】図１３に示す蛍光体スクリーンの凸面形状の反射面の断面を示す模式図である。
【図１５】図１３に示す蛍光体スクリーンの凹面形状の反射面の断面を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００２２】
（第１の実施の形態）
図１に、本発明の第１の実施形態である走査型表示装置を示す。
【００２３】
図１を参照すると、走査型表示装置は、レーザ光源１、走査素子３、蛍光体スクリーン４、受光素子８および制御部９を有する。
【００２４】
蛍光体スクリーン４は、赤色の蛍光を放出する蛍光体ストライプ４Ｒと、緑色の蛍光を放出する蛍光体ストライプ４Ｇと、青色の蛍光を放出する蛍光体ストライプ４Ｂと、入射光を吸収または反射するブラックストライプ５と、反射面６とを有する。
【００２５】
蛍光体ストライプ４Ｒ、４Ｇ、４Ｂは、所定の順序で一方向に周期的に形成されている。蛍光体ストライプ４Ｒ、４Ｇ、４Ｂはそれぞれブラックストライプ５により仕切られている。
【００２６】
蛍光体スクリーン４は、複数の画素に区画されており、各画素は、３つの蛍光体ストライプ４Ｒ、４Ｇ、４Ｂおよびこれらに隣接するブラックストライプ５を含む。少なくとも２つの画素が、インデックス信号の検出対象とされる。
【００２７】
反射面６は、インデックス信号の検出対象である検出対象画素内のブラックストライプ５上に設けられている。より具体的には、反射面６は、検出対象画素内の蛍光体ストライプ４Ｒ、４Ｇ、４Ｂのうちの所定の蛍光体ストライプに隣接するブラックストライプ５の一部に形成されている。
【００２８】
レーザ光源１は、蛍光体ストライプ４Ｒ、４Ｇ、４Ｂに含まれている蛍光体を励起する励起レーザ光２を出力する励起光源であって、例えばレーザダイオード（ＬＤ）より構成される。
【００２９】
走査素子３は、レーザ光源１からの励起レーザ光２を蛍光体スクリーン４上で水平方向および垂直方向の２方向に走査する。ここで、水平方向は、蛍光体ストライプ４Ｒ、４Ｇ、４Ｂと交差（または直交）する方向である。走査素子３は、例えば、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）等の共振ミラーよりなる。この他、走査素子３として、ポリゴンミラーやガルバノミラーを用いてもよい。
【００３０】
受光素子８は、例えば、フォトダイオード（ＰＤ）よりなり、その受光面が蛍光体スクリーン４の励起レーザ光２が照射される面（走査面）と対向するように配置されている。受光素子８は、蛍光体スクリーン４の各反射面６からの反射レーザ光７を検出するものであって、その出力信号の強度が反射レーザ光７の光量に応じて変化する。受光素子８の出力信号は、インデックス信号として、制御部９に供給されている。
【００３１】
制御部９は、パーソナルコンピュータ等の外部映像供給装置から供給された映像信号に基づいてレーザ光源１を変調制御するとともに、その映像信号に同期した同期信号（水平同期信号および垂直同期信号）に基づいて走査素子３を制御することで、映像信号に基づく画像を蛍光体スクリーン４上に表示させる。レーザ光源１の変調制御は、パルス変調であってもよい。
【００３２】
また、制御部９は、レーザ光源１から一定光量の励起レーザ光２を出射させるとともに走査素子３による走査を行わせ、受光素子８からのインデックス信号に基づいて、蛍光体スクリーン４上の励起レーザ光２の走査位置を検出する。そして、制御部９は、その検出した走査位置に基づいてレーザ光源１の発光タイミングを制御する。
【００３３】
次に、本実施形態の走査型表示装置の動作を説明する。外部からの映像信号に基づく画像を蛍光体スクリーン４に表示する動作は周知であるので、その動作の説明は省略する。以下では、インデックス信号に基づく励起光の走査位置の検出動作について、詳細に説明する。
【００３４】
蛍光体スクリーン４において、各検出対象画素内に形成された反射面６は、走査素子３からの励起レーザ光２を反射し、その反射光である反射レーザ光７を走査素子３とは異なる位置の一点に集光するように構成されており、その集光位置に、受光素子８の受光面が配置されている。反射面６の傾斜角度は、蛍光体スクリーン４の面内位置によって異なる。
【００３５】
走査位置の検出動作において、制御部９は、レーザ光源１から一定光量の励起レーザ光２を出射させるとともに、走査素子３による励起レーザ光２の走査を制御する。受光素子８は、各反射面６からの反射レーザ光７を検出した結果であるインデックス信号を制御部９へ供給する。
【００３６】
図２は、走査素子３の駆動信号と受光素子８から出力されるインデックス信号のタイミングチャートである。この例では、反射面６は水平走査方向に沿って設けられている。
【００３７】
走査素子３の駆動信号は、正弦波状の信号である。この場合、蛍光体スクリーン４上での励起レーザ光２の走査速度は、中央部が最も速く、端部に行くほど遅くなる。受光素子８から出力されるインデックス信号は、各反射面６からの反射レーザ光７を検出したパルスを含む。パルスの幅は、反射面６の形成位置が中央部に近いものほど短くなっている。
【００３８】
制御部９は、図２に示したインデックス信号を受光素子８から取得し、そのインデックス信号に基づいて、励起レーザ光２の走査位置を検出する。インデックス信号において、各パルスがそれぞれ各反射面６からの反射レーザ光７を検出したタイミングを示す。したがって、パルスの立ち上がりタイミングを、励起レーザ光２が反射面６に照射されたタイミングと見做すことができ、そのタイミングを検出することで、励起レーザ光２の走査位置を特定することができる。
【００３９】
なお、図２に示したインデックス信号のパターンは、走査素子３を構成する水平走査素子の駆動信号に従った周期的なパターンである。したがって、制御部９は、インデックス信号のパターンに基づいて、励起レーザ２の走査位置の情報の他、走査素子３と蛍光体スクリーン４の相対位置関係、および走査素子３の水平方向の振れ角を検出することができる。
【００４０】
本実施形態の走査型表示装置において、例えば、走査素子３と蛍光体スクリーン４の相対位置関係が変化した場合、蛍光体ストライプ４Ｒ、４Ｇ、４Ｂ上を励起レーザ光２が走査するタイミングが変化する。この場合、励起レーザ光２の蛍光体スクリーン４上でのスポットダイアグラムが、所望の蛍光体ストライプだけでなく、その蛍光体ストライプに隣接する蛍光体ストライプにもかかる。
【００４１】
上記の場合、励起レーザ光２が所望の蛍光体ストライプと隣接蛍光体ストライプの両方に同時に照射され、その結果、隣接蛍光体ストライプから不要な蛍光が放出され、この不要な蛍光により画質が低下する。
【００４２】
例えば、励起レーザ光２を蛍光体ストライプ４Ｒにのみ照射したい場合に、隣接する蛍光体ストライプ４Ｇを同時に照射してしまい、その結果、赤色を表示したい部分に不要な緑色の光が混ざる。
【００４３】
本実施形態の走査型表示装置では、制御部９は、上記の走査位置の検出動作を定期的または任意のタイミングで実行する。ここで、任意のタイミングは、走査型表示装置の電源投入のタイミングまたは所定の入力操作が行われたタイミングを含む。そして、制御部９は、検出した走査位置に基づいて、励起レーザ光２を蛍光体ストライプ４Ｒ、４Ｇ、４Ｂに照射する最適なタイミングを取得し、その取得したタイミング情報を保持する。そして、映像信号に基づく画像を蛍光体スクリーン４上に表示する場合に、制御部９は、保持したタイミング情報に基づいて、レーザ光源１の発光タイミングを制御する。これにより、上記の画質低下を抑制することができる。
【００４４】
また、走査素子３と蛍光体スクリーン４の相対な位置関係が変化した場合に、受光素子８が出力するインデックス信号のパターン形状、例えば、インデックス信号のパルスの間隔や幅が変化する。制御部９は、そのようなインデックス信号のパターン形状の変化に基づいて、励起レーザ光２の蛍光体スクリーン４上の位置のズレを検出することが可能である。
【００４５】
具体的には、制御部９は、上記の走査位置の検出動作を定期的または任意のタイミングで実行し、インデックス信号のパターン形状を保持する。そして、映像信号に基づく画像を蛍光体スクリーン４上に表示する場合に、制御部９は、その表示動作中に受光素子８から取得したインデックス信号のパターン形状と、保持したインデックス信号のパターン形状とを比較し、所定の差異（画質劣化を引き起こす差異）を検出したとき、レーザ光源１の変調タイミングまたは走査素子３の駆動信号を調整する。
【００４６】
図３に、反射面６が水平ライン上の中心付近、左右両端付近にそれぞれ設けられた蛍光体スクリーン４を使用した場合で、走査素子３と蛍光体スクリーン４の相対的な位置関係が水平走査方向にシフトした場合の、インデックス信号の変化を示す。
【００４７】
走査素子３を正弦波の駆動信号により駆動した場合、画面の中心付近における走査速度は、画面の両端付近よりも速い。このため、画面中心付近のインデックス信号のパルス幅は、画面両端付近のインデックス信号のパルス幅よりも短い。
【００４８】
例えば、走査素子３と蛍光体スクリーン４の相対位置が水平方向にシフトした場合は、図３に示すように、インデックス信号のパルス間隔、例えば、画面両端付近のインデックス信号のパルス間隔Ｐ３は、正常時（シフトが無い状態）の画面両端付近のインデックス信号のパルス間隔Ｐ１よりも小さい。加えて、インデックス信号のパルス幅、例えば、画面中心付近のインデックス信号のパルス幅Ｐ４は、正常時（シフトが無い状態）の画面中心付近のインデックス信号のパルス幅Ｐ２よりも大きい。制御部９は、これらの変化量に基づいて、走査素子３と蛍光体スクリーン４の相対位置のシフト量を計算し、励起レーザ光２を所望の蛍光体ストライプに照射するように、レーザ光源１の変調タイミングまたは走査素子３の駆動信号を調整する。レーザ光源１の変調タイミングの調整において、変調タイミングを早める、または、遅らせるといった制御や、レーザ光源１の駆動信号のパルス幅を長くする、または短くするといった制御を行う。走査素子３の駆動信号の調整では、駆動信号の振幅を制御して所定の振れ角に調整する。
【００４９】
次に、反射面６を有する反射部の具体的な構成を説明する。
【００５０】
インデックス信号を検出したい画素の位置と、受光素子８を配置する位置とに基づいて、反射面６の水平方向および垂直方向に要求される傾斜角度が決定される。
【００５１】
（反射部の第１の実施例）
図４に、反射面６を含む反射部の第１の実施例を示す。
【００５２】
図４に示す反射部は、ブラックストライプ５の一部に形成されており、反射面６がストライプ幅方向(水平方向)の全体にわたって形成されている。反射面６の一部は、ブラックストライプ５の表面より突き出ており、残りの部分は、ブラックストライプ５をその表面から傾斜を持たせて掘り下げた部分に形成されている。このように、反射面６の一部をブラックストライプ５の表面よりも高くすることで、面積および傾斜角度の大きな反射面６を形成することができる。
【００５３】
なお、図４に示した反射部において、ブラックストライプ５に隣接する蛍光体ストライプを照射する励起レーザ光２の一部が反射部によって遮られて、蛍光体ストライプでの発光効率が低下して、画質が低下する場合がある。この画質の低下を抑制するために、反射部は、以下のような構成を有していてもよい。
【００５４】
蛍光体ストライプ４Ｒ、４Ｇ、４Ｂは、垂直走査方向に長い形状とされている。このため、蛍光体ストライプ４Ｒ、４Ｇ、４Ｂそれぞれにおける励起レーザ２の照射面積の画素面積に対する割合を最大化するために、励起レーザ光２の蛍光体スクリーン４上でのスポット形状は、蛍光体ストライプの長手方向に延長された楕円形状であることが望ましい。楕円形状の励起レーザ光２を生成するために、ビーム成形用の光学系がレーザ光源１に含まれてよい。
【００５５】
励起レーザ光２は、例えばシングルモードレーザまたはマルチモードレーザであってよい。蛍光体ストライプに直交する方向をシングルモード、蛍光体ストライプに平行な方向をシングルモードまたはマルチモードとしてもよい。蛍光体ストライプに平行な方向がマルチモードである構成において、励起レーザ光２の蛍光体スクリーン４上でのスポット形状は、蛍光体ストライプの長手方向に延長された楕円形状であることが望ましい。
【００５６】
上記の場合、例えば、反射面６をブラックストライプ５上で正方形になるように形成すれば、ブラックストライプ５上の励起レーザ光２の照射面積に対する反射部によって遮られる面積の割合を小さくすることができる。これにより、隣接蛍光体ストライプを照射する励起レーザ光２の一部が反射部によって遮られることによって生じる画質の低下を抑制することができる。
【００５７】
（反射部の第２の実施例）
図５に、反射面６を含む反射部の第２の実施例を示す。
【００５８】
図５に示す反射部も、ブラックストライプ５の一部に形成されているが、反射面６は、ブラックストライプ５をその表面から傾斜を持たせて掘り下げた部分に形成されている。この場合、反射面６は、ブラックストライプ５の表面より下側に位置する。この構成によれば、図４で示した例のような、励起レーザ光２の一部が反射部によって遮られることによって画質が低下するといった問題を回避することができる。
【００５９】
（反射部の第３の実施例）
図６に、反射面６を含む反射部の第３の実施例を示す。
【００６０】
図６に示す反射部も、ブラックストライプ５の一部に形成されているが、反射面６全体がブラックストライプ５の表面よりも高い位置に形成されている。
【００６１】
反射面６の傾斜角度は、走査素子３と蛍光体スクリーン４および受光素子８の相対位置関係、走査素子３の走査角によって決定される。
【００６２】
以下に、投射条件の一例を挙げ、その投射条件における反射面６の傾斜角度を説明する。
【００６３】
走査素子３を蛍光体スクリーン４に正対させて配置し、水平方向および垂直方向への走査を行わない状態、すなわち、走査素子３に何も信号が入力されていない状態において、励起レーザ光２の照射位置が蛍光体スクリーン４上の画像表示領域の中心となるように設定する。このような設定の投射を正面投射という。
【００６４】
走査素子３において、水平方向の走査を行う水平走査ミラーの走査角の半角を１０度、垂直方向の走査を行う垂直走査ミラーの走査角の半角を９度とする。励起レーザ光２は、それぞれの走査ミラーにおいて、走査角の２倍の角度で偏向されるこのため、蛍光体スクリーン４に対する水平方向の走査半角は２０度、垂直方向の走査半角は１８度となる。
【００６５】
走査素子３と蛍光体スクリーン４までの距離（投射距離）は１００ｍｍである。受光素子８は、走査素子３と蛍光体スクリーン４の画像表示領域の中心を結ぶ線より垂直方向に２０ｍｍだけ下方に配置されている。
【００６６】
受光素子８と蛍光体スクリーン４の距離は９０ｍｍである。蛍光体ストライプ４Ｒ、４Ｇ、４Ｂおよびブラックストライプ５の幅はいずれも１５０μｍである。
【００６７】
受光素子８は、走査素子３による励起レーザ光２の走査範囲（投射空間）以外の空間において、走査素子３の駆動部との干渉を生じない位置で、反射レーザ光７を受光することが可能な位置に配置される。
【００６８】
上記の投射条件において、励起レーザ光２を受光素子８に偏向するための反射面６の傾斜角度は、画面表示領域の最上辺の左右端に反射部を形成した場合に最大となる。この場合、反射面６の水平方向（蛍光体ストライプに直交する方向）における傾斜角度は２５度であり、反射面６の垂直方向（蛍光体ストライプに平行な方向）における傾斜角度は２７度である。
【００６９】
上記の傾斜角度を有する反射部において、ブラックストライプ５の表面に垂直な方向から見た場合の幅（水平走査方向の幅）がブラックストライプ５の幅と同じで、かつ、垂直方向に１５０μｍの長さを有する反射面６を形成する場合、反射部の高さは最大で１４６．３ｍｍである。
【００７０】
（反射部の第４の実施例）
図７に、反射面６を含む反射部の第４の実施例を示す。
【００７１】
図７に示す反射部において、第２の実施例と同様、反射面６は、ブラックストライプ５の一部をその表面から傾斜を持たせて掘り下げた部分に形成されているが、上側から見た場合の反射面６の幅は、ブラックストライプ５の幅に一致している。
【００７２】
蛍光体ストライプ４Ｒ、４Ｇ、４Ｂの表面とブラックストライプ５の表面の段差は１００ｕｍである。投射条件は、第３の実施例の投射条件と同じである。反射部が画面表示領域の最上辺の左右端に形成された場合、反射面６の水平方向における傾斜角度は２５度であり、反射面６の垂直方向における傾斜角度は２７度である。
【００７３】
反射面６全体がブラックストライプ５の表面より下に位置するので、図４で示した第１の実施例の反射部で説明した、励起レーザ光２の一部が反射部によって遮られることによって画質が低下するといった問題を、回避することができる。
【００７４】
以上説明した本実施形態の走査型表示装置によれば、以下のような作用効果を奏する。
【００７５】
反射面６からの反射レーザ光７は、走査素子３とは異なる位置に配置された受光素子８へ向うので、走査素子３の周辺に設けられた機構部が反射レーザ光７を遮ることがない。加えて、反射レーザ光７は、再帰反射光と比較して、高い指向性を有する。よって、再帰反射体を用いたものと比較して、インデックス信号の強度を増大することができ、高精度に走査位置を検出することができる。
【００７６】
また、走査素子３の周辺部に励起光の反射成分を受光素子に導くための光学系を配置する必要がないので、小型で、簡単な構成の走査型表示装置を提供することができる。
【００７７】
特に、走査素子３として共振構造の走査素子を用いた場合は、走査環境の変化による走査性能の変動を補償する必要がある。例えば、走査素子３の周辺の温度が変化した場合、走査素子３の共振周波数が変化し、走査角が変化する。このような場合に、蛍光体スクリーン４上で一定の走査範囲（面積）を保つために、ブランキング期間を変化させるなどして走査素子３の駆動パラメータが変化した場合、蛍光体ストライプ４Ｒ、４Ｇ、４Ｂ上を走査するスピードが変化する。つまり、環境の変化の前後で、レーザ光源１を変調するタイミングと走査素子３の駆動信号との同期がとれなくなり、隣接する蛍光体ストライプの間で色のクロストークが発生し、画質が劣化する場合がある。また、走査素子３および蛍光体スクリーン４を設置したのちに、蛍光体スクリーン４の平行移動、傾きおよび回転など、走査素子３と蛍光体スクリーン４の相対的な位置関係が変化した場合、励起レーザ光２が蛍光体ストライプ上を走査する規則性が変化するため、色のクロストークが発生し、画質が劣化する場合がある。これらの環境の変化による画質の劣化を回避するために、蛍光体スクリーン４の複数の画素でインデックス信号を取得し、そのインデックス信号に基づいて、走査素子３の走査位置及び走査素子３の駆動パラメータを正確に計算することは有効である。
【００７８】
走査素子３の走査角の拡大や受光素子の配置条件に伴って、反射面６に要求される傾斜角度が大きくなっていった場合、ブラックストライプ表面より高い反射面構造を形成せずに、反射面６を十分な面積で形成することが困難になる。したがって、一定の走査角で励起レーザ光２を走査する場合において、走査素子３、反射面６、受光素子８の相対位置関係を調整して、反射面６に要求される傾斜角度の最大値を小さく抑えることが有効である。
【００７９】
(第２の実施の形態)
図８は、本発明の第２の実施形態である走査型表示装置の構成を示す図である。図８では、走査型表示装置を上側から見た状態が模式的に示されている。図８において、紙面に垂直な方向が垂直走査方向であり、左右方向が水平走査方向である。
【００８０】
走査素子３の走査角、走査素子３と蛍光体スクリーン４の相対位置関係、反射面６の位置、受光素子８と走査素子４の垂直方向の位置関係は、図１に示したものと同じである。ただし、本実施形態では、受光素子８と蛍光体スクリーン４との距離が、図１に示したものよりも大きい。
【００８１】
反射面６の傾斜角度は、インデックス信号を検出する位置によって異なる。各反射面６によって偏向された反射レーザ光７がすべて受光素子８の受光面に集光されるように、各反射面６の傾斜角度が設定される。
【００８２】
受光素子８と蛍光体スクリーン４との距離を長くすると、その長くした分だけ、反射面６に対する傾斜角度の要求値が緩和される。本実施形態では、この傾斜角度の要求値の緩和を利用して、以下の問題を解決する。
【００８３】
反射面６に要求される傾斜角度が大きい場合、反射面６の一部または全部をブラックストライプ５の表面よりも高く形成する必要がある。加工のし易さを考慮した場合、ブラックストライプ５の表面から掘り下げた部分と、ブラックストライプ５の表面より高く形成した部分が混在する反射面の構造、例えば、図４に示した反射部の構造は好ましくない。
【００８４】
また、図５に示した反射部の構造や図７に示した反射部の構造のように、反射面６全体がブラックストライプ５表面より低い位置に形成される構造においては、傾斜角度が大きくなるほど、反射面６の面積が小さくなる。反射面６の面積が小さくなると、反射面６からの反射レーザ光７の受光信号のパルス幅が小さくなり、その結果、環境変化等によって駆動条件が変化した場合に、その変化の前後で、パルスのパターン形状の差異を検出する精度が低下する。また、大きな傾斜角度は、加工し難いため、好ましくない。
【００８５】
本実施形態では、受光素子８と蛍光体スクリーン４との距離が長いので、反射面６に対する傾斜角度の要求値が緩和される。この傾斜角度の要求値の緩和より、第１の実施形態のものと比較して、反射面６の傾斜角度を小さくすることができ、反射面６の面積を大きくすることができる。よって、インデックス信号に基づく走査位置の精度を改善することが可能となる。
【００８６】
(第３の実施の形態)
図９は、本発明の第３の実施形態である走査型表示装置の構成を示す図である。図９では、走査型表示装置を上側から見た状態が模式的に示されている。図９において、紙面に垂直な方向が垂直走査方向であり、左右方向が水平走査方向である。
【００８７】
走査素子３の走査角、走査素子３と蛍光体スクリーン４の相対位置関係は、図１に示したものと同じである。なお、受光素子８と蛍光体スクリーン４の距離は、図１に示したものよりも長くてもよく、短くてもよい。
【００８８】
蛍光体スクリーン４は、その中心を基準として、中心より左側が第１の領域とされ、中心より右側が第２の領域とされており、反射面６は、第１の領域内に複数設けられている。
【００８９】
受光素子８は、蛍光体スクリーン４の第１の領域と対向するように配置されている。走査型表示装置を側面から見た場合、受光素子８は、走査素子３と同じ高さに配置されてもよく、また、走査素子３とは異なる高さに配置されてもよい。
【００９０】
反射面６の傾斜角度は、インデックス信号を検出する位置によって異なる。それぞれの反射面６によって偏向された反射レーザ光７がすべて、受光素子８に集光されるように、各反射面６の傾斜角度が設定されている。
【００９１】
本実施形態によれば、反射面６が形成される領域を制限したことで、反射面６に対する傾斜角度の要求値が緩和される。
【００９２】
なお、第１の領域ではなく、第２の領域に、反射面６を形成してもよい。この場合は、受光素子８は、第２の領域と対向するように配置される。
【００９３】
また、反射面６が形成される領域は、第１または第２の領域よりも小さな領域であってもよい。
【００９４】
(第４の実施の形態)
図１０は、本発明の第４の実施形態である走査型表示装置の構成を示す図である。図１０では、走査型表示装置を上側から見た状態が模式的に示されている。図１０において、紙面に垂直な方向が垂直走査方向であり、左右方向が水平走査方向である。
【００９５】
本実施形態の走査型表示装置は、反射面６が蛍光体スクリーン４の第１および第２の領域のそれぞれに形成され、受光素子８に代えて、第１の領域と対向する受光素子８ａと、第２の領域と対向する受光素子８ｂを設けた点で、第３の実施形態のものと異なる。これ以外は、第３の実施形態のものと同じである。
【００９６】
第１および第２の領域に形成された反射面６の傾斜角度は、インデックス信号を検出する位置によって異なる。第１の領域に形成された各反射面６によって偏向された反射レーザ光７がすべて、受光素子８ａに集光されるように、それら反射面６の傾斜角度が設定されている。同様に、第２の領域に形成された各反射面６によって偏向された反射レーザ光７がすべて、受光素子８ｂに集光されるように、それら反射面６の傾斜角度が設定されている。走査型表示装置を側面から見た場合、受光素子８ａ、８ｂは、走査素子３と同じ高さに配置されてもよく、また、走査素子３とは異なる高さに配置されてもよい。
【００９７】
図１１は、走査素子３の駆動信号と受光素子８ａ、８ｂから出力されるインデックス信号のタイミングチャートである。この例では、反射面６は第１および第２の領域内に水平走査方向に沿って設けられている。
【００９８】
蛍光体スクリーン４上を表示画面右端から表示画面左端へ励起レーザ光２を走査する往路走査において、まず、第１の領域が励起レーザ光２で走査され、受光素子８ａが、第１の領域内の反射面６からの反射レーザ光７を検出してインデックス信号を出力する。続いて、第２の領域が励起レーザ光２で走査され、受光素子８ｂが、第２の領域内の反射面６からの反射レーザ光７を検出してインデックス信号を出力する。
【００９９】
表示画面左端から表示画面右端へ励起レーザ光２を走査する復路走査において、まず、第２の領域が励起レーザ光２で走査され、受光素子８ｂが、第２の領域内の反射面６からの反射レーザ光７を検出してインデックス信号を出力する。続いて、第１の領域が励起レーザ光２で走査され、受光素子８ａが、第１の領域内の反射面６からの反射レーザ光７を検出してインデックス信号を出力する。
【０１００】
制御部９は、第１の領域について、受光素子８ａからのインデックス信号に基づいて、励起レーザ光２の走査位置を検出し、第２の領域については、受光素子８ｂからのインデックス信号に基づいて、励起レーザ光２の走査位置を検出する。そして、制御部９は、第１および第２の領域で検出した走査位置に基づいて、レーザ光源１の発光タイミングの制御（変調制御）や走査素子３の駆動信号の振幅制御を行う。この変調制御および振幅制御は、第１の実施形態における変調制御および振幅制御と基本的に同じである。
【０１０１】
本実施形態によれば、第３の実施形態の効果に加えて、蛍光体スクリーン４全体で走査位置を正確に検出することができる。
【０１０２】
なお、反射面６を形成する領域の大きさや数は特に限定されることはない。蛍光体スクリーン４を３つ以上の領域に分割し、領域毎に反射面６を形成し、それぞれの領域に対して受光素子を設けてもよい。これにより、反射面６に対する傾斜角度の要求値がさらに緩和されるので、より大きな蛍光体スクリーン４への適用が可能である。
【０１０３】
上述した第１乃至第４の実施形態において、反射面６は、平面に限定されるものではなく、曲面（凹面や凸面等）であってもよい。反射面６の望ましい形状は、励起レーザ光２の反射面位置での集光状態に基づいて決定することができる。
【０１０４】
（他の実施の形態）
励起レーザ光２がコリメート光である場合は、蛍光体スクリーン４上のどの位置においても、励起レーザ光２の状態は同じである。
【０１０５】
しかし、解像感の高い高精細な画像を表示するためには、蛍光体ストライプ幅をできる限り小さくし、かつ、蛍光体スクリーン４上での励起レーザ光２のビーム径を小さくする必要がある。
【０１０６】
蛍光体スクリーン４上での励起レーザ光２のスポットダイアグラムにおいて、水平方向（蛍光体ストライプと直交する方向）のビーム径が、蛍光体ストライプの幅よりも大きな場合、隣接する蛍光体ストライプを同時に照射することになり、不要な蛍光が混ざる混色の問題が生じる。
【０１０７】
また、水平方向のビーム径が、蛍光体ストライプの幅と同等である場合でも、混色を回避するために、レーザ光源１のパルス変調のデューティ比を小さくしなければならい。パルス変調のデューティ比を小さくすると、輝度が低下してしまう。
【０１０８】
したがって、励起レーザ光２の水平方向のビーム径は、蛍光体ストライプの幅に対して十分に小さいことが望ましい。
【０１０９】
しかし、一般に、レーザ光は、伝搬距離の増大に伴ってそのビーム径が回折によって広がる性質を有しており、その発散角は、ビーム径が小さいほど大きくなる。したがって、非常に小さいビーム径を保ったまま走査素子３から蛍光体スクリーン４まで投射することは原理的に困難である。
【０１１０】
励起レーザ光２のビーム径を蛍光体ストライプの幅よりも十分に小さくするためには、レンズやミラーなどの集光光学素子を用いて、レーザ光源１から出射された励起レーザ光２を集光する必要がある。この場合は、蛍光体スクリーン近傍でビームウェストが形成される。
【０１１１】
図１２に、集光光学系を備えた走査型表示装置を上側から見た場合の、走査素子３からの励起レーザ光２のビームウェストの形成位置と蛍光体スクリーンの位置との関係を模式的に示す。図１２において、左右方向が水平走査方向であり、紙面に向かって垂直な方向が垂直走査方向である。
【０１１２】
図１２に示すように、水平走査範囲において、励起レーザ光２のビームウェストは、円弧状の線上に形成され、蛍光体スクリーン４は、そのビームウェスト近傍に配置されている。
【０１１３】
具体的には、蛍光体スクリーン４は、中央の領域がビームウェスト位置よりも手前側（走査素子３側）に位置し、中央の領域の両側に位置する左右の領域がビームウェスト位置よりも奥側（走査素子３より遠い側）に位置するように配置されている。これにより、蛍光体スクリーン４上でのビーム径の平均値を最小にすることができる。
【０１１４】
上記の場合、蛍光体スクリーン４の中央の領域では、集光状態の励起レーザ光２が照射され、蛍光体スクリーン４の左右の領域では、発散状態の励起レーザ光２が照射される。中央の領域と左右の領域との境界部において、ビームウェストが形成される。
【０１１５】
図１２に示したような、励起レーザ光２のビームウェストが蛍光体スクリーン４近傍で形成される構成において、平面よりなる反射面６を蛍光体スクリーン４の中央の領域および左右の領域のそれぞれに形成した場合は、以下のような問題を生じる。
【０１１６】
蛍光体スクリーン４の中央の領域において、集光状態の励起レーザ光２が反射面６に照射される。反射面６からの反射レーザ光７は、受光素子８に向かう光路の途中で、ビームウェストを形成し、その後、発散状態となって受光素子８に到達する。この場合、発散状態の反射レーザ光７のビーム径が受光素子８の受光面より大きくなり、反射レーザ光７の一部しか受光面に入射しないといった状態が生じる。このような状態においては、インデックス信号の強度が低下することに加え、反射レーザ光７の一部が迷光となってインデックス信号の誤検出の要因となる。
【０１１７】
蛍光体スクリーン４の左右の領域においては、発散状態の励起レーザ光２が反射面６に照射されるため、反射面６からの反射レーザ光７も発散状態とされる。この場合も、上記と同様、インデックス信号の強度の低下や迷光によるインデックス信号の誤検出の問題を生じる。
【０１１８】
そこで、本他の実施形態では、上述した第１乃至第４の実施形態の特徴を生かしつつ、上記の問題を解決することが可能な蛍光体スクリーン４を備えた走査型表示装置について説明する。
【０１１９】
本他の実施形態の走査型表示装置は、レーザ光源１と蛍光体スクリーン４の構成が異なる以外は、図１に示したものと同じである。
【０１２０】
レーザ光源１は集光光学系を含み、図１２に示したように、励起レーザ光２のビームウェストが蛍光体スクリーン４の近傍に形成されるように構成されている。
【０１２１】
図１３に、蛍光体スクリーン４の構成を示す。図１３に示すように、蛍光体スクリーン４は、中央領域４ａ、端側領域４ｂ、４ｃを含む。
【０１２２】
中央領域４ａは、図１２に示したビームウェスト位置よりも手前側に位置する領域であって、集光状態の励起レーザ光２が照射される。
【０１２３】
端側領域４ｂは、中央領域４ａの左側に隣接する。端側領域４ｃは、中央領域４ａの右側に隣接する。端側領域４ｂ、４ｃは、図１２に示したビームウェスト位置よりも奥側に位置する領域であって、発散状態の励起レーザ光２が照射される。
【０１２４】
凸面形状の反射面６ａが、中央領域４ａ内の検出対象画素内のブラックストライプ５上に設けられている。凹面形状の反射面６ｂが、端側領域４ｂ、４ｃ内の検出対象画素内のブラックストライプ５上に設けられている。
【０１２５】
図１４に、反射面６ａの断面構造を模式的に示す。図１４に示す断面は、反射面６ａを水平方向（蛍光体ストライプと直交する方向）に切断した場合の断面である。
【０１２６】
図１４に示すように、反射面６ａは凸面形状であって、集光状態の励起レーザ光２を反射し、その反射光である反射レーザ光７がコリメート光となるように、その凸面が構成されている。反射面６ａからの反射レーザ光７は、受光素子８の受光面に入射する。
【０１２７】
レーザ光源１に含まれる集光光学系の焦点距離をｆ１とし、反射面６ａの焦点距離をｆ２とし、アフォーカル系を構成するように反射面６ａの凸面の曲率半径を設定する。一般に、凸面ミラーは、曲率半径の１／２倍の焦点距離を有する凹レンズと同様の作用を有する。このため、反射面６ａをいわゆるガリレオ型のアフォーカル系とすることで、集光状態の励起レーザ光２をコリメート光に変換することができる。
【０１２８】
凸面形状の反射面６ａは、例えば、ブラックストライプ５の一部をその表面から傾斜を持たせつつ掘り下げ、その掘り下げた部分の表面を凸面形状に加工することで形成することができる。
【０１２９】
図１５に、反射面６ｂの断面構造を模式的に示す。図１５に示す断面は、反射面６ｂを水平方向（蛍光体ストライプと直交する方向）に切断した場合の断面である。
【０１３０】
図１５に示すように、反射面６ｂは凹面形状であって、発散状態の励起レーザ光２を反射し、その反射光である反射レーザ光７がコリメート光となるように、その凹面が構成されている。反射面６ｂからの反射レーザ光７は、受光素子８の受光面に入射する。
【０１３１】
レーザ光源１に含まれる集光光学系の焦点距離をｆ１とし、反射面６ｂの焦点距離をｆ２とし、アフォーカル系を構成するように凹面の曲率半径を設定する。一般に、凹面ミラーは、曲率半径の１／２倍の焦点距離を有する凸レンズと同様な作用を有する。このため、反射面６ｂをいわゆるケプラー型のアフォーカル系とすることで、発散状態の励起レーザ光２をコリメート光に変換することができる。
【０１３２】
凹面形状の反射面６ｂは、例えば、ブラックストライプ５の一部をその表面から傾斜を持たせつつ掘り下げ、その掘り下げた部分の表面を凹面形状に加工することで形成することができる。
【０１３３】
本他の実施形態によれば、中央領域４ａ内の反射面６ａおよび端側領域４ｂ、４ｃ内の反射面６ｂのそれぞれにおいて、励起レーザ光２はコリメートされた反射レーザ光７に変換され、その反射レーザ光７は全て受光素子８の受光面に入射する。これにより、インデックス信号の強度の低下や迷光によるインデックス信号の誤検出の問題を回避することができる。
【０１３４】
制御部９は、受光素子８からのインデックス信号に基づいて中央領域４ａおよび端側領域４ｂ、４ｃにおける走査位置を検出する。
【０１３５】
本他の実施形態において、第２乃至第４の実施形態で説明した特徴のいずれかを採用することができる。なお、反射面を形成する領域を分割または制限する場合は、それぞれの領域において、励起レーザ光２が発散状態および集光状態のいずれの状態であるかを考慮して、反射面６ａ、６ｂの曲面形状を凹面や凸面に適宜設定する。
【０１３６】
また、本他の実施形態の走査型表示装置は、中央領域４ａに対向して設けられた第１の受光素子、端側領域４ｂに対向して設けられた第２の受光素子、端側領域４ｃに対向して設けられた第３の受光素子を有してもよい。この場合、中央領域４ａ内の凸面形状の反射面６ａからの反射レーザ光７は第１の受光素子の受光面に入射し、端側領域４ｂ内の凹面形状の反射面６ｂからの反射レーザ光７は第２の受光素子の受光面に入射し、端側領域４ｃ内の凹面形状の反射面６ｂからの反射レーザ光７は第３の受光素子の受光面に入射する。
【０１３７】
上記の場合、制御部９は、第１の受光素子からのインデックス信号に基づいて中央領域４ａにおける走査位置を検出し、第２の受光素子からのインデックス信号に基づいて端側領域４ｂにおける走査位置を検出し、第３の受光素子からのインデックス信号に基づいて端側領域４ｃにおける走査位置を検出する。
【０１３８】
また、本他の実施形態の走査型表示装置において、凸面形状の反射面６ａを中央領域４ａに設け、端領域４ｂ、４ｃには、凹面形状の反射面６ｂを設けないようにしてもよい。
【０１３９】
さらに、本他の実施形態の走査型表示装置において、凹面形状の反射面６ｂを端領域４ｂ、４ｃのうちの少なくとも一方に設け、中央領域４ａには、凸面形状の反射面６ａを設けないようにしてもよい。
【０１４０】
上述した各実施形態において、蛍光体スクリーン４の蛍光体ストライプ４Ｂに代えて、励起レーザ光２を拡散する材料を含む青色拡散ストライプを用いてもよい。この場合、レーザ光源１として、青色の波長域に中心波長を有する青色レーザ光源を用いる。
【０１４１】
また、ブラックストライプ５に代えて、垂直走査方向に延伸した縦ブラックストライプと水平走査方向に延伸した横ブラックストライプとを含むブラックマトリクスを用いてもよい。
【０１４２】
以上説明した各実施形態において、蛍光体スクリーン４は様々な方法で作成することが可能である。例えば、反射面を含むブラックストライプ部分のみを、金型で作成する。次に、金型で作成したブラックストライプを基板に貼り合わせ、基板のブラックストライプの間の露出部に蛍光体を塗布する。最後に、反射面以外にマスク処理をほどこし、金属蒸着などにより反射面を形成する。この他、サンドブラスト、樹脂積層などを用いて蛍光体スクリーン４を形成する手法も考えられる。
【符号の説明】
【０１４３】
１ 励起レーザ光源
２ 励起レーザ光
３ 走査素子
４ 蛍光体スクリーン
４Ｒ、４Ｇ、４Ｂ 可視光蛍光体
５ ブラックストライプ
６ 反射面
７ 反射レーザ光
８ 受光素子
９ 制御部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
面内方向に一定の間隔で設けられた、励起光を吸収して可視光を放出する複数の蛍光体領域と、
前記面内の領域を前記複数の蛍光体領域に区画する黒領域と、
前記黒領域上に設けられた複数の反射部と、を有し、
前記複数の反射部はそれぞれが傾斜面を備え、各傾斜面には、反射面が形成されており、各々の前記反射面は、所定の方向から入射した前記励起光を反射し、それぞれの前記反射面で反射された反射光が、前記複数の蛍光体領域および黒領域が形成された面と対向する面の所定の領域内に入射するように、各々の前記反射面の傾斜角度および傾斜方向が設定されている、蛍光スクリーン。
【請求項２】
前記黒領域は、複数のブラックストライプを含み、
前記各反射面はそれぞれ、前記複数のブラックストライプのうちの特定のブラックストライプの一部に、該特定のブラックストライプの幅全体にわたって形成され、該特定のブラックストライプが形成された面からの高さが該特定のブラックストライプの表面より高い領域と低い領域とを含む、請求項１に記載の蛍光体スクリーン。
【請求項３】
前記黒領域は複数のブラックストライプよりなり、
前記各反射面はそれぞれ、前記複数のブラックストライプのうちの特定のブラックストライプの一部に形成されており、該反射面の該特定のブラックストライプが形成された面からの高さが該特定のブラックストライプの表面より低い、請求項１に記載の蛍光体スクリーン。
【請求項４】
前記各反射面はそれぞれ平面である、請求項１乃至３のいずれかに記載の蛍光体スクリーン。
【請求項５】
前記各反射面はそれぞれ曲面である、請求項１乃至３のいずれかに記載の蛍光体スクリーン。
【請求項６】
前記複数の反射部は、凸面形状の反射面を備えた第１の反射部と、凹面形状の反射面を備えた第２の反射部とを有し、
前記面内の領域は、前記第１の反射部が形成された第１の領域と、前記第２の反射部が形成された、前記第１の領域に隣接する第２の領域とを含む、請求項５に記載の蛍光体スクリーン。
【請求項７】
蛍光体スクリーンと、
励起光を出力する励起光源と、
前記蛍光体スクリーン上で前記励起光を走査する走査素子と、
前記蛍光体スクリーンの走査面と対向する位置に設けられ、該反射面からの前記励起光の反射光を検出し、該検出タイミングを示すインデックス信号を出力する受光手段と、
前記受光手段からの前記インデックス信号に基づいて前記励起光源の発光タイミングまたは前記走査素子を駆動する駆動信号の振幅を調整する制御部と、を有し、
前記蛍光体スクリーンは、
面内方向に一定の間隔で設けられた、励起光を吸収して可視光を放出する複数の蛍光体領域と、
前記面内の領域を前記複数の蛍光体領域に区画する黒領域と、
前記黒領域上に設けられた複数の反射部と、を有し、
前記複数の反射部はそれぞれが傾斜面を備え、各傾斜面には、反射面が形成されており、各々の前記反射面は、所定の方向から入射した前記励起光を反射し、それぞれの前記反射面で反射された反射光が、前記複数の蛍光体領域および黒領域が形成された面と対向する面の所定の領域内に入射するように、各々の前記反射面の傾斜角度および傾斜方向が設定されている、走査型表示装置。
【請求項８】
前記黒領域は、複数のブラックストライプを含み、
前記各反射面はそれぞれ、前記複数のブラックストライプのうちの特定のブラックストライプの一部に、該特定のブラックストライプの幅全体にわたって形成されており、該特定のブラックストライプが形成された面からの高さが該特定のブラックストライプの表面より高い領域と低い領域とを含む、請求項７に記載の走査型表示装置。
【請求項９】
前記黒領域は複数のブラックストライプを含み、
前記各反射面はそれぞれ、前記複数のブラックストライプのうちの特定のブラックストライプの一部に形成されており、該反射面の該特定のブラックストライプが形成された面からの高さが該特定のブラックストライプの表面より低い、請求項７に記載の走査型表示装置。
【請求項１０】
前記蛍光体スクリーンと前記受光手段の間の距離が、前記蛍光体スクリーンと前記走査素子の間の距離より長い、請求項７乃至９のいずれかに記載の走査型表示装置。
【請求項１１】
前記蛍光体スクリーンは、それぞれに前記複数の反射部が形成された複数の部分領域を有し、
前記受光手段は、前記複数の部分領域それぞれに対応して設けられ、それぞれが前記複数の反射部の反射面からの前記励起光の反射光を検出し、該検出タイミングを示すインデックス信号を出力する複数の受光素子を有し、
前記制御部は、前記複数の受光素子からの前記インデックス信号に基づいて前記励起光源の発光タイミングまたは前記走査素子を駆動する駆動信号の振幅を調整する、請求項７乃至１０のいずれかに記載の走査型表示装置。
【請求項１２】
前記複数の反射部の反射面はそれぞれ平面である、請求項７乃至１１のいずれかに記載の走査型表示装置。
【請求項１３】
前記励起光を集光する集光光学系を、さらに有し、
前記走査素子は、前記蛍光体スクリーン上で前記集光光学系により集光された前記励起光を走査し、
前記複数の反射部の反射面はそれぞれ曲面である、請求項７乃至１１のいずれかに記載の走査型表示装置。
【請求項１４】
前記蛍光体スクリーンは、前記励起光が集光状態で照射される第１の領域と、前記励起光が発散状態で照射される第２の領域と、を有し、
前記複数の反射部は、前記第１の領域に形成された、凸面形状の反射面を備えた第１の反射部と、前記第２の領域に形成された、凹面形状の反射面を備えた第２の反射部とを有する、請求項１３に記載の走査型表示装置。
【請求項１】
面内方向に一定の間隔で設けられた、励起光を吸収して可視光を放出する複数の蛍光体領域と、
前記面内の領域を前記複数の蛍光体領域に区画する黒領域と、
前記黒領域上に設けられた複数の反射部と、を有し、
前記複数の反射部はそれぞれが傾斜面を備え、各傾斜面には、反射面が形成されており、各々の前記反射面は、所定の方向から入射した前記励起光を反射し、それぞれの前記反射面で反射された反射光が、前記複数の蛍光体領域および黒領域が形成された面と対向する面の所定の領域内に入射するように、各々の前記反射面の傾斜角度および傾斜方向が設定されている、蛍光スクリーン。
【請求項２】
前記黒領域は、複数のブラックストライプを含み、
前記各反射面はそれぞれ、前記複数のブラックストライプのうちの特定のブラックストライプの一部に、該特定のブラックストライプの幅全体にわたって形成され、該特定のブラックストライプが形成された面からの高さが該特定のブラックストライプの表面より高い領域と低い領域とを含む、請求項１に記載の蛍光体スクリーン。
【請求項３】
前記黒領域は複数のブラックストライプよりなり、
前記各反射面はそれぞれ、前記複数のブラックストライプのうちの特定のブラックストライプの一部に形成されており、該反射面の該特定のブラックストライプが形成された面からの高さが該特定のブラックストライプの表面より低い、請求項１に記載の蛍光体スクリーン。
【請求項４】
前記各反射面はそれぞれ平面である、請求項１乃至３のいずれかに記載の蛍光体スクリーン。
【請求項５】
前記各反射面はそれぞれ曲面である、請求項１乃至３のいずれかに記載の蛍光体スクリーン。
【請求項６】
前記複数の反射部は、凸面形状の反射面を備えた第１の反射部と、凹面形状の反射面を備えた第２の反射部とを有し、
前記面内の領域は、前記第１の反射部が形成された第１の領域と、前記第２の反射部が形成された、前記第１の領域に隣接する第２の領域とを含む、請求項５に記載の蛍光体スクリーン。
【請求項７】
蛍光体スクリーンと、
励起光を出力する励起光源と、
前記蛍光体スクリーン上で前記励起光を走査する走査素子と、
前記蛍光体スクリーンの走査面と対向する位置に設けられ、該反射面からの前記励起光の反射光を検出し、該検出タイミングを示すインデックス信号を出力する受光手段と、
前記受光手段からの前記インデックス信号に基づいて前記励起光源の発光タイミングまたは前記走査素子を駆動する駆動信号の振幅を調整する制御部と、を有し、
前記蛍光体スクリーンは、
面内方向に一定の間隔で設けられた、励起光を吸収して可視光を放出する複数の蛍光体領域と、
前記面内の領域を前記複数の蛍光体領域に区画する黒領域と、
前記黒領域上に設けられた複数の反射部と、を有し、
前記複数の反射部はそれぞれが傾斜面を備え、各傾斜面には、反射面が形成されており、各々の前記反射面は、所定の方向から入射した前記励起光を反射し、それぞれの前記反射面で反射された反射光が、前記複数の蛍光体領域および黒領域が形成された面と対向する面の所定の領域内に入射するように、各々の前記反射面の傾斜角度および傾斜方向が設定されている、走査型表示装置。
【請求項８】
前記黒領域は、複数のブラックストライプを含み、
前記各反射面はそれぞれ、前記複数のブラックストライプのうちの特定のブラックストライプの一部に、該特定のブラックストライプの幅全体にわたって形成されており、該特定のブラックストライプが形成された面からの高さが該特定のブラックストライプの表面より高い領域と低い領域とを含む、請求項７に記載の走査型表示装置。
【請求項９】
前記黒領域は複数のブラックストライプを含み、
前記各反射面はそれぞれ、前記複数のブラックストライプのうちの特定のブラックストライプの一部に形成されており、該反射面の該特定のブラックストライプが形成された面からの高さが該特定のブラックストライプの表面より低い、請求項７に記載の走査型表示装置。
【請求項１０】
前記蛍光体スクリーンと前記受光手段の間の距離が、前記蛍光体スクリーンと前記走査素子の間の距離より長い、請求項７乃至９のいずれかに記載の走査型表示装置。
【請求項１１】
前記蛍光体スクリーンは、それぞれに前記複数の反射部が形成された複数の部分領域を有し、
前記受光手段は、前記複数の部分領域それぞれに対応して設けられ、それぞれが前記複数の反射部の反射面からの前記励起光の反射光を検出し、該検出タイミングを示すインデックス信号を出力する複数の受光素子を有し、
前記制御部は、前記複数の受光素子からの前記インデックス信号に基づいて前記励起光源の発光タイミングまたは前記走査素子を駆動する駆動信号の振幅を調整する、請求項７乃至１０のいずれかに記載の走査型表示装置。
【請求項１２】
前記複数の反射部の反射面はそれぞれ平面である、請求項７乃至１１のいずれかに記載の走査型表示装置。
【請求項１３】
前記励起光を集光する集光光学系を、さらに有し、
前記走査素子は、前記蛍光体スクリーン上で前記集光光学系により集光された前記励起光を走査し、
前記複数の反射部の反射面はそれぞれ曲面である、請求項７乃至１１のいずれかに記載の走査型表示装置。
【請求項１４】
前記蛍光体スクリーンは、前記励起光が集光状態で照射される第１の領域と、前記励起光が発散状態で照射される第２の領域と、を有し、
前記複数の反射部は、前記第１の領域に形成された、凸面形状の反射面を備えた第１の反射部と、前記第２の領域に形成された、凹面形状の反射面を備えた第２の反射部とを有する、請求項１３に記載の走査型表示装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２０１３−７２９８２（Ｐ２０１３−７２９８２Ａ）
【公開日】平成２５年４月２２日（２０１３．４．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２１１５０２（Ｐ２０１１−２１１５０２）
【出願日】平成２３年９月２７日（２０１１．９．２７）
【出願人】（０００００４２３７）日本電気株式会社 (19,353)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月２２日（２０１３．４．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月２７日（２０１１．９．２７）
【出願人】（０００００４２３７）日本電気株式会社 (19,353)
【Ｆターム（参考）】
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