JP7735855B2

JP7735855B2 - Display device and display method

Info

Publication number: JP7735855B2
Application number: JP2021210869A
Authority: JP
Inventors: 文彦伊藤
Original assignee: JVCKenwood Corp
Current assignee: JVCKenwood Corp
Priority date: 2021-12-24
Filing date: 2021-12-24
Publication date: 2025-09-09
Anticipated expiration: 2041-12-24
Also published as: JP2023095143A

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、二次の非線形光学効果を有する物質に、赤外の超短パルスレーザを照射することにより、可視光である第二高調波を局所発生させる方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。 As a stereoscopic image display device, a method has been proposed in which a substance with a second-order nonlinear optical effect is irradiated with an infrared ultrashort pulse laser to locally generate second-harmonic waves, which are visible light (see, for example, Patent Document 1).

特開２００３－２８７７１１号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-287711

上述の先行技術では、パルス幅が数十ピコ秒から数フェムト秒のレーザ光源を用いる必要がある。このような超短パルスレーザ光源は非常に高価であるため、立体表示装置を普及させる上で障害となりうる。 The above-mentioned prior art requires the use of a laser light source with a pulse width of several tens of picoseconds to several femtoseconds. Such ultrashort pulse laser light sources are extremely expensive, which could be an obstacle to the widespread use of 3D display devices.

本発明は、上述の事情に鑑みてなされたものであり、超短パルスレーザを必要としない立体表示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 three-dimensional display technology that does not require an ultrashort pulse laser.

本発明のある態様の表示装置は、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、第１面に入射して蛍光体を励起する第１励起光を、表示体内における第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、第２面に入射して蛍光体を励起する第２励起光を照射する第２照射部と、を備える。第２励起光の光強度は、蛍光体の自然放射増幅光の閾値未満であり、第１励起光と第２励起光の光強度の合計値は、蛍光体の自然放射増幅光の閾値以上である。 A display device according to one embodiment of the present invention includes a display element in which multiple fluorescent layers containing phosphors are stacked from a first surface to a second surface; a first irradiation unit that irradiates first excitation light that is incident on the first surface and excites the phosphor while varying the focusing position of the first excitation light within the display element; and a second irradiation 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 the threshold for amplified spontaneous emission of the phosphor, and the sum of the light intensities of the first excitation light and the second excitation light is equal to or greater than the threshold for amplified spontaneous emission of the phosphor.

本発明の別の態様は、表示方法である。この方法は、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第１面に入射して蛍光体を励起する第１励起光を、表示体内における第１励起光の集光位置を変化させて照射するステップと、第２面に入射して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る。第２励起光の光強度は、蛍光体の自然放射増幅光の閾値未満であり、第１励起光と第２励起光の光強度の合計値は、蛍光体の自然放射増幅光の閾値以上である。 Another aspect of the present invention is a display method. This method includes the steps of: irradiating a display body having multiple fluorescent layers containing a phosphor stacked from a first surface to a second surface with first excitation light that is incident on the first surface of the display body and excites the phosphor while changing the focusing position of the first excitation light within the display body; and irradiating a display body 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 the threshold for the amplified spontaneous emission of the phosphor, and the sum of the light intensities of the first excitation light and the second excitation light is equal to or greater than the threshold for the amplified spontaneous emission of the phosphor.

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 any 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、超短パルスレーザを必要としない立体表示技術を提供できる。 This invention provides a 3D display technology that does not require an ultrashort pulse laser.

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 schematically illustrating a 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。10 is a graph schematically illustrating an example of the light intensity distribution of 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 schematically showing the 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. 10 is a diagram schematically illustrating a 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. 10 is a diagram schematically 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. 10 is a diagram schematically illustrating the 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. 10 is a diagram schematically 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. 10 is a diagram schematically 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. 10 is a diagram schematically 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。 Embodiments of the present invention will now be described with reference to the drawings. Specific numerical values and other information shown in these embodiments are merely examples intended to facilitate understanding of the invention, and do not limit the present invention unless otherwise specified. Elements not directly related to the present invention are not shown in the drawings. To facilitate understanding of the explanation, the dimensional ratios of the components in each drawing do not necessarily correspond to 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 schematically illustrating the 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 multiple laminates 30 stacked in the z-direction from the first surface 26 to the second surface 28. Each of the multiple 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 multiple fluorescent layers are stacked 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 multiple second fluorescent layers 32 are arranged alternately with the multiple first fluorescent layers 31, and the multiple third fluorescent layers 33 are arranged alternately with the multiple first fluorescent layers 31 and the multiple 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 with an emission wavelength in the visible range, for example, a first phosphor with an emission color of red (R). The second fluorescent layer 32 is a fluorescent layer containing a second phosphor with an emission wavelength in the visible range different from that of the first phosphor, for example, a second phosphor with an emission color of green (G). The third fluorescent layer 33 is a fluorescent layer containing a third phosphor with an emission wavelength in the visible range different from that of the first and second phosphors, for example, a third phosphor with 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_３、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 for 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 first phosphor, the second phosphor, and the third phosphor can share a common excitation wavelength, 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 , where X is a halogen and is either Cl, Br, or I, or a mixture thereof) 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, second fluorescent layer 32, and third fluorescent layer 33 is made of a material that is transparent to visible light, such as a resin material or a glass material. The first fluorescent layer 31, second fluorescent layer 32, and third fluorescent layer 33 can each be formed by mixing a phosphor into the transparent base material, and the display 12 can be formed by stacking the first fluorescent layer 31, second fluorescent layer 32, and third fluorescent layer 33 in order.

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 can be configured to have a cylindrical, polygonal prism, or rectangular parallelepiped shape. The display body 12 is configured so that the surface of the display body 12 has a mirror finish so that the interior 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 approximately 100 mm to 1000 mm, and the size in the directions perpendicular to the stacking direction (x direction and y direction) can be approximately 100 mm to 1000 mm. The thickness of each of the multiple fluorescent layers 31, 32, 33 can be, for example, approximately 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 irradiating unit 14 irradiates the display 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 12 and is irradiated onto the display 12 so that the focusing position 24 of the first excitation light 20 changes over time inside the display 12. The first irradiating 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 first excitation light 20 for exciting the first phosphor, second phosphor, and third phosphor. The light source 40 generates ultraviolet light with 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) semiconductor laser or a semiconductor light-emitting diode (LED) 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 condensing lens 42 condenses 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 condensing lens 42 in the optical axis direction A. The lens driving mechanism 44 changes the condensing position 24 of the first excitation light 20 by changing the position of the condensing lens 42. The lens driving mechanism 44 varies the condensing position 24 in the irradiation direction of the first excitation light 20, and also varies the condensing position 24 in a direction intersecting with the first surface 26. Note that a variable focus lens may be used instead of the condensing lens 42 and lens driving mechanism 44 to vary the condensing position 24 in a direction intersecting with the first surface 26.

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 condensing lens 42 toward the display 12. The mirror 46 reflects the first excitation light 20 so that it is incident on the first surface 26. The mirror driving mechanism 48 is configured to change the orientation of the mirror 46. The mirror driving mechanism 48 is configured to change the orientation of the mirror 46 along two axes, and changes the focusing position 24 of the first excitation light 20 reflected by the mirror 46 in directions along the first surface 26 (x direction and y direction). In the example shown in the figure, a single 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 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 12 and is irradiated onto the display 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 entire second surface 28 of the display 12 with the second excitation light 22. 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 serves to assist 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 12 attenuates as it passes through the display 12. Furthermore, when the focusing position 24 of the first excitation light 20 is changed by changing the position of a single focusing lens 42 as shown in FIG. 1, the spot diameter of the first excitation light 20 increases and the focusing intensity of the first excitation light 20 decreases as the focusing position 24 approaches the second surface 28. Therefore, when the output intensity of the light source 40 is constant, the focusing intensity of the first excitation light 20 increases the closer the focusing position 24 is to the first surface 26, and decreases the closer the focusing position 24 is to the second surface 28. Meanwhile, the light intensity of the second excitation light 22 increases the closer it is to the second surface 28, and decreases the closer it is 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。 Figure 2 is a graph schematically illustrating 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 such that the light intensity on the second surface 28 is uniform, as indicated by the solid line C in Figure 2. The second irradiation unit 16 may irradiate the second excitation light 22 having an intensity distribution depending on the position on the second surface 28. The second irradiation unit 16 may irradiate the second excitation light 22 such that 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 indicated by the dashed line D in Figure 2. The central portion of the display body 12 is relatively close to the mirror 46 that reflects the first excitation light 20, and therefore the focused intensity of the first excitation light 20 is greater than that of the peripheral portion, which is farther from the mirror 46. On the other hand, the peripheral portion of the display body 12 is relatively farther from the mirror 46, and therefore the focused intensity of the first excitation light 20 is relatively smaller. Therefore, by lowering the light intensity of the central portion of the second excitation light 22 and increasing the light intensity of 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, which is caused by changes 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 amplified spontaneous emission (ASE) of the phosphor contained in the display 12. Meanwhile, 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 amplified spontaneous emission (ASE threshold). Amplified spontaneous emission (ASE), also known as superluminescence, is a phenomenon in which excitation light generates a population inversion in a phosphor, amplifying the phosphor's luminescence intensity. The threshold of 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^２）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。 Figure 3 is a graph schematically showing the relationship between excitation light intensity and emission intensity of a phosphor, showing an example in which the phosphor is a cesium lead halide perovskite nanocrystal. When the light intensity of the excitation light irradiated onto the phosphor exceeds the ASE threshold (0.45 mJ/ ^cm2 in Figure 3), the ratio (slope) of emission intensity to excitation light intensity increases. By setting the excitation light intensity at the focusing position 24 to be 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 setting the excitation light intensity at a location other than the focusing position 24 below the ASE threshold, the emission intensity of the phosphor at a location other than the focusing position 24 can be reduced, thereby increasing the contrast ratio with the focusing position 24.

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 Figure 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 can be realized by a computer program, etc. The various functions provided by the control unit 18 can be realized by a combination 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, y, and z directions) 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, thereby causing the focusing position 24 of the first excitation light 20 to be scanned three-dimensionally within 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, for example, according to 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 at a location inside the display body 12 where rendering should occur. The control unit 18 turns off the light source when the focusing position 24 of the first excitation light 20 is at a location inside the display body 12 where rendering should not occur.

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 and 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 irradiated onto 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 by the first fluorescent layer 31, the amount of green light emitted by the second fluorescent layer 32, and the amount of blue light emitted by the third fluorescent layer 33, the control unit 18 controls the full color of the emitted light produced by mixing red, green, and blue at the light-emitting positions.

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 approaches the second surface 28, i.e., 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 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 disposed 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 using the image sensor 50 while changing the position of the condenser lens 42, thereby identifying the position of the condenser lens 42 at which the spot size of the first excitation light 20 is smallest. The identified position of the condenser lens 42 can be used as a reference for positioning in the z direction to align the condensing position 24 of the first excitation light 20 with the first surface 26. The control unit 18 can calibrate the condensing position 24 of the first excitation light 20 based on the measurement results 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 three-dimensional contour image data and operates the first irradiator 14 based on the three-dimensional contour image data. The control unit 18 controls the operation of the lens drive mechanism 44 and the mirror drive 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 irradiator 16 to irradiate the display body 12 with 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 acquire 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 also 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 also calibrate the focusing position 24 while drawing the three-dimensional image S or at the timing between drawing each frame of the three-dimensional image S that will become a moving image 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 light brightly. On the other hand, by setting the total light intensity 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, thereby increasing the contrast ratio with the emission (background light) at locations 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 schematically illustrating the configuration of a display device 10A according to a second embodiment. The second embodiment differs from the first embodiment in that the first irradiating unit 14A further includes a collimating lens 41. The following description of the second embodiment will focus on the differences from the first embodiment, and will omit commonalities with the first embodiment 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 12, a first irradiator 14A, a second irradiator 16, and a controller 18. The display 12, the second irradiator 16, and the controller 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 collimating lens 41, a condensing lens 42, a lens driving mechanism 44, a mirror 46, and a mirror driving mechanism 48. The light source 40, the condensing 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 condensing lens 42 focuses the first excitation light 20, which has been collimated by the collimating lens 41, toward the inside of the display body 12. The lens driving mechanism 44 changes the position of the condensing lens 42, thereby changing 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。 In this embodiment, by using a collimating lens 41, it is possible to suppress changes in the spot diameter of the first excitation light 20 according to the focusing position 24 of the first excitation light 20. This reduces fluctuations in the light intensity of the first excitation light 20 at the focusing position 24 due to changes 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 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 locations other than the focusing position 24. Furthermore, by reducing the proportion of change in the light intensity of the second excitation light 22 according to the focusing position 24, it is possible to reduce variations in the intensity of the emission (background light) at locations 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 schematically illustrating the 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 an optical sensor 52. The following description of the third embodiment will focus on the differences from the first embodiment, and will omit commonalities with the first embodiment 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 12, a first irradiator 14, a controller 18, and an optical sensor 52. The display device 10B may or may not include a second irradiator 16. The display device 10B may or may not include an image sensor 50. The display device 12, first irradiator 14, second irradiator 16, controller 18, and 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. For example, the optical sensor 52 is configured to be able to measure 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 12. The optical sensor 52 may be located at a different location from that shown in the figure, as long as it is able to detect the light emitted from the display 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 condenser lens 42, while acquiring the light intensities of the first, second, and third emitted colors measured by the optical sensor 52. Changing the focusing position 24 of the first excitation light 20 changes which of the first fluorescent layer 31, the second fluorescent layer 32, and the third fluorescent layer 33 the first excitation light 20 is more strongly focused on, thereby changing the light intensities of the first, second, and third emitted colors. For example, the position of the condenser lens 42 at which the light intensity of the first emitted color measured by the optical sensor 52 is maximized (or local maximum) can be used as a reference for positioning in the z direction to align 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 results of the optical sensor 52. The control unit 18 may also calibrate the focusing position 24 based on the measurement results of the optical sensor 52 before starting to draw the three-dimensional image S. The control unit 18 may also calibrate the focusing position 24 based on the measurement results of the optical sensor 52 while the three-dimensional image S is being drawn or at the timing between drawing each frame of the three-dimensional image S that will become a moving image. According to this embodiment, by calibrating the focusing position 24 of the first excitation light 20 based on the measurement results of the optical sensor 52, the positional accuracy for drawing the three-dimensional image S can be improved, and the display accuracy of the three-dimensional 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, some of the fluorescent layers included in the display contain 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 intensity of the infrared light emitted from the infrared phosphor is detected by an optical sensor and used to determine on which fluorescent layer the light 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。 Multiple types of infrared phosphors with different emission wavelengths in the infrared range can be used as the infrared phosphor. For example, a first infrared phosphor with an emission wavelength of 800 nm, a second infrared phosphor with an emission wavelength of 900 nm, a third infrared phosphor with an emission wavelength of 1000 nm, a fourth infrared phosphor with an emission wavelength of 1100 nm, a fifth infrared phosphor with an emission wavelength of 1200 nm, and a sixth infrared phosphor with an emission wavelength of 1300 nm can be used. By varying the types of infrared phosphors contained in the fluorescent layers, 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 description of the fourth embodiment will focus on the differences from the third embodiment described above, and omit 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 differs in the configuration of the display body 12 and the optical sensor 52.

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 schematically illustrating the configuration of a display 12C according to the fourth embodiment. The display 12C includes multiple laminates 30a, 30b, 30c, 30d, 30e, 30f, 30g, 30h, 30i, and 30j stacked 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-30f each include a first fluorescent layer 31a-31f containing a first phosphor and an infrared phosphor, a second fluorescent layer 32 containing a second phosphor but not an infrared phosphor, and a third fluorescent layer 33 containing a third phosphor but not an infrared phosphor. The first fluorescent layer 31a included in the first laminate 30a contains the first phosphor and a first infrared phosphor (e.g., having an emission wavelength of 800 nm). The first fluorescent layer 31b included in the second laminate 30b contains the first phosphor and a second infrared phosphor (e.g., having an emission wavelength of 900 nm). The first fluorescent layer 31c included in the third laminate 30c contains the 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。 Laminates 30g and 30h each include a first fluorescent layer 31 containing a first phosphor but no infrared phosphor; second fluorescent layers 32a and 32b containing a second phosphor and an infrared phosphor; and a third fluorescent layer 33 containing a third phosphor but no infrared phosphor. The second fluorescent layer 32a included in the seventh laminate 30g contains the 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 the second phosphor and a second infrared phosphor (e.g., having an emission wavelength of 900 nm). The second fluorescent layer included in a laminate not shown in the figure may contain the second phosphor as well as any one of the third, fourth, fifth, and sixth infrared phosphors.

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 each include a first fluorescent layer 31 containing a first phosphor but no infrared phosphor, a second fluorescent layer 32 containing a second phosphor but no infrared phosphor, and third fluorescent layers 33a and 33b containing a third phosphor and an infrared phosphor. The third fluorescent layer 33a included in the ninth laminate 30i contains the 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 the third phosphor and a second infrared phosphor (e.g., having an emission wavelength of 900 nm). Note that the third fluorescent layer included in a laminate not shown in the figure may contain the third phosphor as well as any one of the third, fourth, fifth, and sixth infrared phosphors.

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 diagram schematically illustrating 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, second sensor 56, and third sensor 58 are configured in the same manner as in the third embodiment and are configured to measure the light intensity of, for example, red, green, and blue colors.

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 multiple infrared sensors 60a-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, 1300 nm infrared light.

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 which of the multiple types of infrared phosphors the fluorescent layer contains at the focusing position 24 of the first excitation light 20. For example, if the light intensity of the emission wavelength (red) of the first phosphor is maximized (or maximal) and the light intensity of the emission wavelength (800 nm) of the first infrared phosphor is maximized (or maximal), it can be determined that the focusing position 24 is located at 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。 The example in Figure 6 shows a case where each of the consecutive laminates 30a to 30h contains an infrared phosphor. In a modified example, laminates containing an infrared phosphor and laminates not containing an infrared phosphor may be alternately stacked. For example, a first laminate 30a containing a first infrared phosphor may be stacked on top of multiple (e.g., nine) laminates 30 not containing an infrared phosphor, and a second laminate 30b containing a second infrared phosphor may be stacked on top of that. For example, every ten laminates may be provided with a fluorescent layer containing an infrared phosphor to serve as a positioning reference. This allows for positioning references to be set at appropriate intervals when the display unit 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。 The example in Figure 6 shows a case where one fluorescent layer contains one type of infrared phosphor. In a further modification, 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. The combination of infrared phosphors contained may also vary 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 layers can be increased using a limited number of types of infrared phosphors. This allows for more precise identification of the positions of the fluorescent layers when the display body 12C has a large number of laminates 30, improving the display accuracy of the 3D image S.

（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 schematically illustrating the configuration of a display device 10D according to a fifth embodiment. The fifth embodiment differs from the first embodiment described above in that a power supply 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 irradiating unit 16. The following description of the fifth embodiment will focus on the differences from the first embodiment, and omit the points in common with the first embodiment 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 supply 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 12D is configured similarly to the display 12 according to the first embodiment, but differs from the first embodiment in that it is conductive. Each of the first fluorescent layer 31, second fluorescent layer 32, and third fluorescent layer 33 included in the multiple laminates 30 of the display 12D is configured to be conductive. For example, the first fluorescent layer 31, second fluorescent layer 32, and third fluorescent layer 33 can be configured to be conductive by using a conductive polymer such as polyacetylene or polythiophene as the base material. Alternatively, the first fluorescent layer 31, second fluorescent layer 32, and third fluorescent layer 33 may be made conductive by incorporating conductive particles therein.

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. Like the first electrode 66, the second electrode 68 is preferably a transparent electrode, 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. By applying a voltage to the display 12D, the power supply 70 electrically excites the phosphor contained in the display 12D. The power supply 70 applies an auxiliary voltage to the entire display 12D, which additionally excites the phosphor contained in the display 12D. When electrically exciting the phosphor, the amount of light emitted by the phosphor depends on the current density; the greater the current density, the greater the amount of light emitted. The power supply 70 controls the current flowing between the first electrode 66 and the second electrode 68 so that the current density is low enough 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," which is the current density required to generate ASE. The power supply 70 may include 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 irradiating unit 14 irradiates 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 irradiating unit 14 causes the phosphor to generate ASE at the focusing position 24 through the sum of the contribution of the first excitation light 20 at the focusing position 24 and the contribution of 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 control the operation of the power supply 70 to change the current density of the current flowing through the display body 12D depending on the focusing position 24 of the first excitation light 20. 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 approaches the second surface 28, i.e., as it moves farther from the first surface 26. This may allow the phosphor to generate ASE at the focusing position 24 while suppressing variation in the total contribution of the first excitation light 20 at the focusing position 24 and the contribution of 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 schematically illustrating the configuration of a display device 10E according to a sixth embodiment. The sixth embodiment differs from the fifth embodiment in that separate power supplies 70a and 70b are connected to the central and peripheral portions of a display body 12D. The following description of the sixth embodiment will focus on the differences from the fifth embodiment, and will omit commonalities with the fifth embodiment 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 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 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 periphery 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 supply 70a is configured to pass a current of a first current density through the central portion of the display body 12D. The second power supply 70b is configured to pass a current of a second current density, which is higher than the first current density, through the peripheral portion of the display body 12D. Because the peripheral portion of the display body 12D is relatively far from the mirror 46, the focused intensity of the first excitation light 20 is relatively low compared to the central portion of the display body 12D. Therefore, by making the current density relatively low in the central portion of the display body 12D and making the current density relatively high in the peripheral portion of the display body 12D, it is possible to reduce the variation in the total contribution of the first excitation light 20 and the electrical excitation at the focused position 24 due to changes in the position of the focused position 24.

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 Figure 9 shows a case where two electrodes 68a, 68b are provided on the second surface 28. In a further modification, three or more electrodes may be provided concentrically on the second surface 28, with each of the three or more electrodes connected to a separate power supply. In this case, a voltage may be applied so that the current density is lower in the center of the display body 12D and higher in the peripheral area 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. Furthermore, in the third to sixth embodiments, the first irradiation unit 14A including the collimating 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 present 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 stacked from a first surface to a second surface;
a first irradiating unit that irradiates first excitation light that 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 of the phosphor;
A display device, wherein a total value of the light intensity 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]
2. The display device according to aspect 1, wherein the second irradiator changes the light intensity of the second excitation light in accordance with the focused position of the first excitation light.
[Aspect 3]
3. The display device according to aspect 1 or 2, wherein the second irradiator irradiates the second excitation light onto the entire second surface.
[Aspect 4]
4. The display device according to aspect 3, wherein the second irradiator irradiates the second excitation light having an intensity distribution in which the 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 display body in which a plurality of fluorescent layers containing a phosphor are stacked from a first surface to a second surface with first excitation light incident on the first surface to excite the phosphor, while changing a focusing position of the first excitation light within the display body;
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 of the phosphor;
A display method, wherein a total value of the light intensity 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 stacked;
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 each wavelength of light emitted from the display;
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 region,
7. The display device according to aspect 6, wherein the control unit controls a focusing position of the excitation light based further on the light intensity of the 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 region, and a fluorescent layer containing a second infrared phosphor having an emission wavelength in an infrared region different from that of the first infrared phosphor,
The display device described in 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 based further 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 excitation light incident on a display body in which a plurality of first fluorescent layers containing a first fluorescent material and a plurality of second fluorescent layers containing a second fluorescent material having an emission wavelength different from that of the first fluorescent material are stacked, the excitation light exciting the first fluorescent material and the second fluorescent material, while changing a focusing position of the excitation light within the display body;
measuring the intensity of light emitted from the display by wavelength using 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.

［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 stacked 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 phosphor with 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 step of applying a DC voltage between a first electrode provided on a first surface of a display body in which a plurality of fluorescent layers containing a phosphor are stacked from a first surface to a second surface, and a second electrode provided on the second surface;
and 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 unit, 16...second irradiation unit, 18...control unit, 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 supply.

Claims

a display body in which a plurality of fluorescent layers containing a phosphor are stacked from a first surface to a second surface;
a first excitation light that is incident on the first surface and excites the phosphor,
a first irradiating unit that irradiates the first excitation light while changing a focusing position of the first excitation light;
The light intensity of the second excitation light incident on the second surface and exciting the phosphor is adjusted to be equal to or greater than the light intensity of the first excitation light.
a second irradiating unit that irradiates the light while changing the irradiating light depending on the condensed position of the light ,
the light intensity of the second excitation light is less than a threshold of the amplified spontaneous emission of the phosphor;
The sum of the light intensities of the first excitation light and the second excitation light is the spontaneous emission amplification of the phosphor.
A display device that is above the light threshold.

a display body in which a plurality of fluorescent layers containing a phosphor are stacked from a first surface to a second surface;
a first excitation light that is incident on the first surface and excites the phosphor,
a first irradiating unit that irradiates the first excitation light while changing a focusing position of the first excitation light;
a second irradiating unit that irradiates the entire second surface with second excitation light that excites the phosphor;
Preparation,
the light intensity of the second excitation light is less than a threshold of the amplified spontaneous emission of the phosphor;
The sum of the light intensities of the first excitation light and the second excitation light is the spontaneous emission amplification of the phosphor.
A display device that is above the light threshold .

a display body in which a plurality of fluorescent layers containing a phosphor are stacked from a first surface to a second surface;
a first excitation light that is incident on the first surface and excites the phosphor,
a first irradiating unit that irradiates the first excitation light while changing a focusing position of the first excitation light;
a second irradiating unit that irradiates second excitation light that is incident on the second surface and excites the phosphor;
Equipped with
the light intensity of the second excitation light is less than a threshold of the amplified spontaneous emission of the phosphor;
The sum of the light intensities of the first excitation light and the second excitation light is the spontaneous emission amplification of the phosphor.
above the light threshold ,
The second irradiating unit has a light intensity at a peripheral portion of the second surface higher than that at a central portion of the second surface.
the display device irradiates the second excitation light having a high intensity distribution.

In front of a display body in which a plurality of fluorescent layers containing a fluorescent material are stacked from a first surface to a second surface
a first excitation light incident on the first surface to excite the phosphor;
irradiating the first excitation light while changing the focusing position of the first excitation light;
The light intensity of the second excitation light incident on the second surface and exciting the phosphor is adjusted to be equal to or greater than the light intensity of the first excitation light.
and irradiating the light while changing the light intensity depending on the focusing position of the light ,
the light intensity of the second excitation light is less than a threshold of the amplified spontaneous emission of the phosphor;
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 of the phosphor.