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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023128246
(43)【公開日】2023-09-14
(54)【発明の名称】表示装置
(51)【国際特許分類】
H04N 13/39 20180101AFI20230907BHJP
G02B 30/52 20200101ALI20230907BHJP
【ＦＩ】
H04N13/39
G02B30/52
【審査請求】未請求
【請求項の数】6
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022032461
(22)【出願日】2022-03-03
(71)【出願人】
【識別番号】308036402
【氏名又は名称】株式会社ＪＶＣケンウッド
(74)【代理人】
【識別番号】100105924
【弁理士】
【氏名又は名称】森下 賢樹
(72)【発明者】
【氏名】伊藤 文彦
【テーマコード（参考）】
2H199
5C061
【Ｆターム（参考）】
2H199BA23
2H199BB02
2H199BB17
2H199BB18
2H199BB45
2H199BB47
5C061AA06
5C061AB14
5C061AB16
(57)【要約】
【課題】立体画像の表示精度を向上させる。
【解決手段】表示装置１０Ｅは、蛍光体を含有する複数の蛍光層と、蛍光体を含有しない複数の分離層とを交互に積層させた表示体１２Ｃと、表示体１２Ｃに積層方向に入射して蛍光体を励起する第１励起光２０を面内方向の位置を変化させて照射する第１照射部１６と、複数の蛍光層に面内方向に入射して蛍光体を励起する第２励起光８８を積層方向の位置を変化させて照射する第２照射部９０と、を備える。
【選択図】図１１
【解決手段】表示装置１０Ｅは、蛍光体を含有する複数の蛍光層と、蛍光体を含有しない複数の分離層とを交互に積層させた表示体１２Ｃと、表示体１２Ｃに積層方向に入射して蛍光体を励起する第１励起光２０を面内方向の位置を変化させて照射する第１照射部１６と、複数の蛍光層に面内方向に入射して蛍光体を励起する第２励起光８８を積層方向の位置を変化させて照射する第２照射部９０と、を備える。
【選択図】図１１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
蛍光体を含有する複数の蛍光層と、蛍光体を含有しない複数の分離層とを交互に積層させた表示体と、
前記表示体に積層方向に入射して前記蛍光体を励起する第１励起光を面内方向の位置を変化させて照射する第１照射部と、
前記複数の蛍光層に前記面内方向に入射して前記蛍光体を励起する第２励起光を前記積層方向の位置を変化させて照射する第２照射部と、を備える表示装置。
前記表示体に積層方向に入射して前記蛍光体を励起する第１励起光を面内方向の位置を変化させて照射する第１照射部と、
前記複数の蛍光層に前記面内方向に入射して前記蛍光体を励起する第２励起光を前記積層方向の位置を変化させて照射する第２照射部と、を備える表示装置。
【請求項2】
前記複数の分離層の屈折率は、前記複数の蛍光層の屈折率よりも低い、請求項１に記載の表示装置。
【請求項3】
前記複数の分離層の屈折率と前記複数の蛍光層の屈折率の差は、０．０１以上０．０５以下である、請求項２に記載の表示装置。
【請求項4】
前記第１励起光および前記第２励起光のそれぞれの光強度は、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励起光および前記第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、請求項１から３のいずれか一項に記載の表示装置。
前記第１励起光および前記第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、請求項１から３のいずれか一項に記載の表示装置。
【請求項5】
前記複数の蛍光層のそれぞれの厚さと前記複数の分離層のそれぞれの厚さの合計は、前記第１励起光のレイリー長の１倍より大きく２倍より小さい、請求項１から４のいずれか一項に記載の表示装置。
【請求項6】
前記複数の蛍光層のそれぞれの厚さは、前記第１励起光の集光位置のスポットサイズの０．５倍以上２倍以下である、請求項１から５のいずれか一項に記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、表示装置に関する。
【背景技術】
【0002】
立体画像の表示装置として、量子ドットブロックを三次元的に組み合わせ、紫外光を照射する構成が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１５－１６５６１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
上述の先行技術では、量子ドットブロックに照射する紫外光の照射位置の制御について触れていない。意図した立体画像を精度良く表示するためには、照射位置を適切に制御することが好ましい。
【0005】
本発明は、上述の事情に鑑みてなされたものであり、立体画像の表示精度を向上させる技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
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と、蛍光体を含有しない複数の分離層とを交互に積層させた表示体と、表示体に積層方向に入射して蛍光体を励起する第１励起光を面内方向の位置を変化させて照射する第１照射部と、複数の蛍光層に面内方向に入射して蛍光体を励起する第２励起光を積層方向の位置を変化させて照射する第２照射部と、を備える。
【0007】
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。
【発明の効果】
【0008】
本発明によれば、立体画像の表示精度を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】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。
【図2】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。
【図3】蛍光層の厚さと励起光のレイリー長の関係を模式的に示す図である。
【図4】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。
【図5】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。
【図6】第１集光位置、第２集光位置および第３集光位置の配置を模式的に示す図である。
【図7】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。
【図8】蛍光層および分離層の厚さと励起光のレイリー長の関係を模式的に示す図である。
【図9】第５実施形態における第１集光位置、第２集光位置および第３集光位置の配置を模式的に示す図である。
【図10】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。
【図11】第７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。
【図12】第７実施形態に係る表示体および第２照射部の構成を模式的に示す図である。
【図13】第８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。
【発明を実施するための形態】
【0010】
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。
【0011】
（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、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。
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、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。
【0012】
表示体１２は、第１面１３および第２面１４を有し、第１面１３から第２面１４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。
【0013】
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。
【0014】
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（ＣｓＰｂＸ３、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。
【0015】
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。
【0016】
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。
【0017】
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。
【0018】
照射部１６は、蛍光体を励起する励起光２０を表示体１２に照射する。励起光２０は、表示体１２の第１面１３に入射し、表示体１２の内部において励起光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。照射部１６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。
【0019】
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励起光２０を生成する。光源４０は、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。
【0020】
集光レンズ４２は、光源４０により生成された励起光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、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、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１３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１３に交差する方向の集光位置２４を可変にしてもよい。
【0021】
ミラー４６は、集光レンズ４２を通過した励起光２０を表示体１２に向けて反射させる。ミラー４６は、励起光２０が第１面１３に入射するように励起光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にて反射された励起光２０の集光位置２４を第１面１３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。
【0022】
励起光２０の集光位置２４における光強度は、表示体１２に含まれる蛍光体の自然放射増幅光（ＡＳＥ；Amplified Spontaneous Emission）の閾値以上となるように設定され、例えば、自然放射増幅光の閾値（ＡＳＥ閾値）の１．３倍以上１．５倍以下に設定される。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。
【0023】
図２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２では０．４５ｍＪ／ｃｍ２）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。
【0024】
図３は、蛍光層の厚さと励起光２０のレイリー長Ｚｒの関係を模式的に示す図である。図３は、第１蛍光層３１に励起光２０の集光位置２４が一致する状態を示している。励起光２０は、集光位置２４において最小のビーム半径ｗ０を有し、集光位置２４から離れるにつれてビーム半径が拡がるように構成される。レイリー長Ｚｒは、集光位置２４から励起光２０のビーム半径が√２倍に拡がる位置２８までの距離であり、Ｚｒ＝πｗ０
２／λと表すことができる。ここで、λは励起光２０の波長である。最小のビーム半径ｗ０は、照射部１６の光学系に依存し、例えば、１μｍ～３０μｍ程度である。このとき、レイリー長Ｚｒは、１０μｍ～１０ｍｍ程度である。
【0025】
レイリー長Ｚｒの位置２８では、ビーム半径が√２×ｗ０になるため、ビーム強度が集光位置２４の半分となる。集光位置２４におけるビーム強度がＡＳＥ閾値の１．３倍～１．５倍である場合、レイリー長Ｚｒの位置２８におけるビーム強度はＡＳＥ閾値の０．６５倍～０．７５倍となり、ＡＳＥが生じなくなる。ここで、第１蛍光層３１の厚さｔ１を励起光２０のレイリー長Ｚｒの２倍以上とすれば、第１蛍光層３１の隣の蛍光層（第２蛍光層３２および第３蛍光層３３）におけるＡＳＥの発生を防ぐことができ、色にじみや描画コントラストの低下を抑制できる。
【0026】
図３では、第１蛍光層３１に励起光２０の集光位置２４が一致する場合を示しているが、励起光２０の集光位置２４が第２蛍光層３２や第３蛍光層３３に一致する場合も同様である。第２蛍光層３２の厚さｔ２は、第２蛍光層３２に励起光２０の集光位置２４が一致するときの励起光２０のレイリー長Ｚｒの２倍以上である。第３蛍光層３３の厚さｔ３は、第３蛍光層３３に励起光２０の集光位置２４が一致するときの励起光２０のレイリー長Ｚｒの２倍以上である。第１蛍光層３１、第２蛍光層３２および第３蛍光層３３のそれぞれの厚さｔ１，ｔ２，ｔ３の上限は特に問わないが、例えば、励起光２０のレイリー長Ｚｒの５倍以下、４倍以下または３倍以下である。
【0027】
第１蛍光層３１、第２蛍光層３２および第３蛍光層３３のそれぞれの厚さｔ１，ｔ２，ｔ３は、表示体１２内のｚ方向の位置に応じて異なってもよく、例えば、第１面１３からの距離に応じて異なってもよい。図１に示すように１枚の集光レンズ４２の光軸方向Ａの位置によって励起光２０の集光位置２４を変化させる場合、集光レンズ４２の位置に応じて集光位置２４におけるビーム径ｗ０が変化する。具体的には、集光位置２４が第１面１３から離れるにつれて（つまり、集光位置２４が第２面１４に近づくにつれて）、集光位置２４におけるビーム径ｗ０が大きくなる。レイリー長Ｚｒは、ビーム径ｗ０の２乗に比例するため、集光位置２４が第１面１３から離れるにつれて、レイリー長Ｚｒが大きくなる。このような集光位置２４のｚ方向の位置に応じたレイリー長Ｚｒの変化に合わせて、複数の第１蛍光層３１、複数の第２蛍光層３２および複数の３蛍光層３３のそれぞれの厚さｔ１，ｔ２，ｔ３を異ならせてもよい。つまり、複数の第１蛍光層３１、複数の第２蛍光層３２および複数の３蛍光層３３のそれぞれの厚さｔ１，ｔ２，ｔ３は、第１面１３から離れるにつれて大きくなるように構成されてもよい。
【0028】
図１に戻り、制御部１８は、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。
【0029】
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、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の内部において励起光２０の集光位置２４が三次元走査されるようにする。
【0030】
制御部１８は、例えば、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、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、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。
【0031】
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。
【0032】
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、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１３に対応する位置に配置される。画像センサ５０は、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。
【0033】
制御部１８は、画像センサ５０に励起光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にて励起光２０のサイズを計測することにより、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、励起光２０の集光位置２４を第１面１３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、励起光２０の集光位置２４を較正することができる。
【0034】
表示装置１０は、光センサ５２をさらに備えてもよい。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１４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。
【0035】
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。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、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。
【0036】
制御部１８は、光センサ５２の計測結果に基づいて、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。光センサ５２の計測結果に基づいて、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。
【0037】
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照射部１６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の内部において励起光２０の集光位置２４を三次元走査する。制御部１８は、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。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。
【0038】
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。
【0039】
制御部１８は、画像センサ５０の計測結果に基づいて、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。
【0040】
本実施形態によれば、複数の積層体３０のそれぞれに含まれる第１蛍光層３１、第２蛍光層３２および第３蛍光層３３のそれぞれの厚さｔ１，ｔ２，ｔ３をレイリー長Ｚｒの２倍以上とすることにより、集光位置２４とは異なる箇所での発光を抑制できる。これにより、隣接する異なる発光色の蛍光層での発光を抑制でき、色にじみやコントラスト低下を抑制できる。また、集光位置２４における光強度を蛍光体のＡＳＥ閾値の１．３倍以上１．５倍以下とすることにより、集光位置２４にてＡＳＥによる強い発光を得るとともに、隣接する異なる発光色の蛍光層にてＡＳＥが生じないようにすることができ、色にじみやコントラスト低下を抑制できる。その結果、立体像Ｓの表示精度を向上できる。
【0041】
（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、照射部１６Ａ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。
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、照射部１６Ａ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。
【0042】
表示装置１０Ａは、表示体１２と、照射部１６Ａと、制御部１８とを備える。表示装置１０Ｂは、画像センサ５０および光センサ５２を備えてもよいし、備えなくてもよい。表示体１２および制御部１８は、第１実施形態と同様に構成される。
【0043】
照射部１６Ａ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。
【0044】
コリメートレンズ４１は、光源４０により生成された励起光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、励起光２０の集光位置２４を変化させる。
【0045】
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、励起光２０の集光位置２４の変化に起因した集光位置２４におけるビーム径ｗ０およびレイリー長Ｚｒの変化を抑制できる。本実施形態の一例によれば、コリメートレンズ４１を用いて励起光２０を平行化することにより、集光位置２４におけるビーム径ｗ０およびレイリー長Ｚｒを一定にしたまま集光位置２４を変化させることができる。その結果、複数の第１蛍光層３１、複数の第２蛍光層３２および複数の第３蛍光層３３のそれぞれの厚さｔ１，ｔ２，ｔ３を一定にしつつ、これらの厚さｔ１，ｔ２，ｔ３がレイリー長Ｚｒの２倍以上となるように構成できる。
【0046】
（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、照射部１６Ｂが複数の光源６１，６２，６３を備える点で、上述の第２実施形態と相違する。以下、第３実施形態について、第２実施形態との相違点を中心に説明し、第２実施形態との共通点は適宜省略する。
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、照射部１６Ｂが複数の光源６１，６２，６３を備える点で、上述の第２実施形態と相違する。以下、第３実施形態について、第２実施形態との相違点を中心に説明し、第２実施形態との共通点は適宜省略する。
【0047】
表示装置１０Ｂは、表示体１２と、照射部１６Ｂと、制御部１８とを備える。表示装置１０Ｂは、画像センサ５０および光センサ５２を備えてもよいし、備えなくてもよい。表示体１２、制御部１８、画像センサ５０および光センサ５２は、第２実施形態と同様に構成される。
【0048】
照射部１６Ｂは、第１光源６１と、第２光源６２と、第３光源６３と、第１コリメートレンズ６４と、第２コリメートレンズ６５と、第３コリメートレンズ６６と、第１ハーフミラー６７と、第２ハーフミラー６８と、第３ミラー６９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。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２実施形態と同様に構成される。
【0049】
第１光源６１は、第１蛍光層３１に含まれる第１蛍光体を励起するための第１励起光２１を生成する。第２光源６２は、第２蛍光層３２に含まれる第２蛍光体を励起するための第２励起光２２を生成する。第３光源６３は、第３蛍光層３３に含まれる第３蛍光体を励起するための第３励起光２３を生成する。第１励起光２１、第２励起光２２および第３励起光２３は、中心波長が３００ｎｍ～４００ｎｍの範囲に含まれる紫外光である。第１励起光２１、第２励起光２２および第３励起光２３のそれぞれの中心波長は、同じであってもよいし、互いに異なってもよい。例えば、第１励起光２１の中心波長が４００ｎｍであり、第２励起光２２の中心波長が３５０ｎｍであり、第３励起光２３の中心波長が３００ｎｍであってもよい。第１光源６１、第２光源６２および第３光源６３として、第１実施形態に係る光源４０と同様、半導体レーザや半導体ＬＥＤを用いることができる。
【0050】
第１コリメートレンズ６４は、第１光源６１により生成された第１励起光２１を平行化する。第２コリメートレンズ６５は、第２光源６２により生成された第２励起光２２を平行化する。第３コリメートレンズ６６は、第３光源６３により生成された第３励起光２３を平行化する。第１ハーフミラー６７は、第１コリメートレンズ６４により平行化された第１励起光２１を集光レンズ４２に向けて反射させる。第２ハーフミラー６８は、第２コリメートレンズ６５により平行化された第２励起光２２を集光レンズ４２に向けて反射させる。第２ハーフミラー６８にて反射した第２励起光２２は、第１ハーフミラー６７を透過して集光レンズ４２に向かう。第３ミラー６９は、第３コリメートレンズ６６により平行化された第３励起光２３を集光レンズ４２に向けて反射させる。第３ミラー６９にて反射した第３励起光２３は、第２ハーフミラー６８および第１ハーフミラー６７を透過して集光レンズ４２に向かう。第１励起光２１、第２励起光２２および第３励起光２３は、第１ハーフミラー６７および第２ハーフミラー６８によって同じ光路上に重畳されてから集光レンズ４２に入射する。
【0051】
集光レンズ４２は、第１励起光２１、第２励起光２２および第３励起光２３が互いに重畳された励起光２０を表示体１２の内部に向けて集光させる。ミラー４６は、集光レンズ４２を通過した励起光２０を表示体１２に向けて反射させる。第１励起光２１は、集光レンズ４２によって第１集光位置２５に集光される。第２励起光２２は、集光レンズ４２によって第２集光位置２６に集光される。第３励起光２３は、集光レンズ４２によって第３集光位置２７に集光される。
【0052】
第１集光位置２５、第２集光位置２６および第３集光位置２７は、励起光２０の照射方向（ｚ方向）における位置がわずかに異なるように設定される。例えば、第１コリメートレンズ６４、第２コリメートレンズ６５および第３コリメートレンズ６６による第１励起光２１、第２励起光２２および第３励起光２３の平行化の度合いを微調整することにより、第１集光位置２５、第２集光位置２６および第３集光位置２７を互いにずらすことができる。
【0053】
図６は、第１集光位置２５、第２集光位置２６および第３集光位置２７の配置を模式的に示す図である。図６は、第１励起光２１の第１集光位置２５が第１蛍光層３１に一致する場合を示す。図６の状態において、第２励起光２２の第２集光位置２６は、第２蛍光層３２に一致し、第３励起光２３の第３集光位置２７は、第３蛍光層３３に一致する。第１集光位置２５、第２集光位置２６および第３集光位置２７の配置を図６に示されるように設定することで、一つの積層体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を同時に励起できる。また、第１励起光２１、第２励起光２２および第３励起光２３のそれぞれの光強度を個別に設定することにより、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して、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できる。
【0054】
図６の例において、第１集光位置２５と第２集光位置２６の間の距離は、第１蛍光層３１と第２蛍光層３２の中心間距離である第１ピッチｐ１に一致する。第１ピッチｐ１は、第１蛍光層３１の厚さｔ１と第２蛍光層３２の厚さｔ２の合計の半分（ｔ１＋ｔ２）／２に一致する。また、第２集光位置２６と第３集光位置２７の間の距離は、第２蛍光層３２と第３蛍光層３３の中心間距離である第２ピッチｐ２に一致する。第２ピッチｐ２は、第２蛍光層３２の厚さｔ２と第３蛍光層３３の厚さｔ３の合計の半分（ｔ２＋ｔ３）／２に一致する。第１ピッチｐ１は、第１蛍光層３１の厚さｔ１または第２蛍光層３２の厚さｔ２と一致してもよい。第２ピッチｐ２は、第２蛍光層３２の厚さｔ２または第３蛍光層３３の厚さｔ３と一致してもよい。
【0055】
本実施形態においても、蛍光層の厚さは、集光位置におけるレイリー長の２倍以上であることが好ましい。第１蛍光層３１の厚さｔ１は、第１励起光２１の第１集光位置２５における第１レイリー長Ｚｒ１の２倍以上であり、第１レイリー長Ｚｒ１の５倍以下、４倍以下または３倍以下である。第１レイリー長Ｚｒ１は、第１励起光２１のビーム径が第１集光位置２５における最小ビーム径ｗ０１の√２倍となる位置である。第２蛍光層３２の厚さｔ２は、第２励起光２２の第２集光位置２６における第２レイリー長Ｚｒ２の２倍以上であり、第２レイリー長Ｚｒ２の５倍以下、４倍以下または３倍以下である。第２レイリー長Ｚｒ２は、第２励起光２２のビーム径が第２集光位置２６における最小ビーム径ｗ０２の√２倍となる位置である。第３蛍光層３３の厚さｔ３は、第３励起光２３の第３集光位置２７における第３レイリー長Ｚｒ３の２倍以上であり、第３レイリー長Ｚｒ３の５倍以下、４倍以下または３倍以下である。第３レイリー長Ｚｒ３は、第３励起光２３のビーム径が第３集光位置２７における最小ビーム径ｗ０３の√２倍となる位置である。
【0056】
本実施形態においても、励起光の集光位置における光強度は、蛍光体のＡＳＥ閾値の１．３倍以上１．５倍以下であることが好ましい。第１励起光２１の第１集光位置２５における光強度は、第１蛍光層３１に含まれる第１蛍光体のＡＳＥ閾値の１．３倍以上１．５倍以下である。第１励起光２１の光強度をこのように設定することにより、第１励起光２１に起因して第１蛍光層３１にてＡＳＥを生じさせるとともに、第１励起光２１に起因して第２蛍光層３２や第３蛍光層３３にてＡＳＥが生じることを防止できる。同様に、第２励起光２２の第２集光位置２６における光強度は、第２蛍光層３２に含まれる第２蛍光体のＡＳＥ閾値の１．３倍以上１．５倍以下である。第２励起光２２の光強度をこのように設定することにより、第２励起光２２に起因して第２蛍光層３２にてＡＳＥを生じさせるとともに、第２励起光２２に起因して第１蛍光層３１や第３蛍光層３３にてＡＳＥが生じることを防止できる。また、第３励起光２３の第３集光位置２７における光強度は、第３蛍光層３３に含まれる第３蛍光体のＡＳＥ閾値の１．３倍以上１．５倍以下である。第３励起光２３の光強度をこのように設定することにより、第３励起光２３に起因して第３蛍光層３３にてＡＳＥを生じさせるとともに、第３励起光２３に起因して第１蛍光層３１や第２蛍光層３２にてＡＳＥが生じることを防止できる。その結果、色にじみや描画コントラストの低下を抑制でき、立体像Ｓの表示精度を向上できる。
【0057】
（第４実施形態）
第４実施形態は、発光色の異なる二つの蛍光層の間に、蛍光体を含有しない分離層が設けられる点で上述の第１実施形態と相違する。第４実施形態によれば、分離層を設けることにより、色にじみや描画コントラストの低下をより好適に抑制できる。第４実施形態によれば、分離層を設けることにより、発光色の異なる二つの蛍光層のピッチをより小さくできるため、より高精細な立体像Ｓの描画が可能となる。以下、第４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。
第４実施形態は、発光色の異なる二つの蛍光層の間に、蛍光体を含有しない分離層が設けられる点で上述の第１実施形態と相違する。第４実施形態によれば、分離層を設けることにより、色にじみや描画コントラストの低下をより好適に抑制できる。第４実施形態によれば、分離層を設けることにより、発光色の異なる二つの蛍光層のピッチをより小さくできるため、より高精細な立体像Ｓの描画が可能となる。以下、第４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。
【0058】
図７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３０を含む。複数の積層体３０のそれぞれは、第１蛍光層３１、第１分離層３４、第２蛍光層３２、第２分離層３５、第３蛍光層３３および第３分離層３６を含み、これらがｚ方向に順に積層されている。第１蛍光層３１、第２蛍光層３２および第３蛍光層３３は、第１実施形態と同様に構成される。
【0059】
第１分離層３４、第２分離層３５および第３分離層３６は、蛍光体を含有しない層であり、可視光に対して透明な樹脂材料やガラス材料で構成される。第１分離層３４、第２分離層３５および第３分離層３６は、第１蛍光層３１、第２蛍光層３２および第３蛍光層３３の母材と同じ材料で構成されることが好ましい。第１分離層３４、第２分離層３５および第３分離層３６は、第１蛍光層３１、第２蛍光層３２または第３蛍光層３３との界面が視認不可または視認困難となるように一体的に形成される。
【0060】
図８は、蛍光層および分離層の厚さと励起光２０のレイリー長Ｚｒの関係を模式的に示す図である。図８は、図３と同様、第１蛍光層３１に励起光２０の集光位置２４が一致する状態を示している。図８において、集光位置２４からレイリー長Ｚｒとなる位置２８よりも第２蛍光層３２が離れていれば、第２蛍光層３２におけるＡＳＥの発生を防ぐことができる。したがって、第１蛍光層３１の厚さｔ１の半分と第１分離層３４の厚さｔ４の合計は、好ましくはレイリー長Ｚｒ以上である（つまり、ｔ１／２＋ｔ４≧Ｚｒ）。同様に、第２蛍光層３２の厚さｔ２の半分と第２分離層３５の厚さｔ５の合計は、好ましくはレイリー長Ｚｒ以上であり（つまり、ｔ２／２＋ｔ５≧Ｚｒ）、第３蛍光層３３の厚さｔ３の半分と第３分離層３６の厚さｔ６の合計は、好ましくはレイリー長Ｚｒ以上である（つまり、ｔ３／２＋ｔ６≧Ｚｒ）。
【0061】
本実施形態では、第１分離層３４を設けることにより、第１蛍光層３１と第２蛍光層３２の中心間距離である第１ピッチｐ１を第１実施形態に比べて小さくできる。図３の第１実施形態では、第１蛍光層３１および第２蛍光層３２の厚さｔ１，ｔ２をレイリー長Ｚｒの２倍以上とする必要があったため、第１蛍光層３１と第２蛍光層３２の第１ピッチｐ１もレイリー長Ｚｒの２倍以上となる。一方、図８の第４実施形態では、第１蛍光層３１と第２蛍光層３２の第１ピッチｐ１をレイリー長Ｚｒの１倍より大きく２倍より小さく設定することが可能となる。例えば、第１蛍光層３１および第２蛍光層３２の厚さｔ１，ｔ２をレイリー長Ｚｒとし（ｔ１＝ｔ２＝Ｚｒ）、第１分離層３４の厚さｔ４をレイリー長Ｚｒの半分とした（ｔ４＝Ｚｒ／２）場合、第２蛍光層３２におけるＡＳＥの発生を防ぐための条件（ｔ１／２＋ｔ４≧Ｚｒ）を満たしつつ、第１蛍光層３１と第２蛍光層３２の第１ピッチｐ１をレイリー長の１．５倍に設定できる。同様に、第２分離層３５を設けることにより、第２蛍光層３２と第３蛍光層３３の中心間距離である第２ピッチｐ２をレイリー長Ｚｒの１倍より大きく２倍より小さく設定することが可能となる。また、第３分離層３６を設けることにより、第３蛍光層３３と第１蛍光層３１の中心間距離である第３ピッチｐ３をレイリー長Ｚｒの１倍より大きく２倍より小さく設定することが可能となる。
【0062】
本実施形態において、第１ピッチｐ１は、第１蛍光層３１（または第２蛍光層３２）の厚さの半分とレイリー長Ｚｒの合計と同じか、それより大きくてもよい（つまり、ｐ１≧ｔ１／２＋Ｚｒ、または、ｐ１≧ｔ２／２＋Ｚｒ）。同様に、第２ピッチｐ２は、第２蛍光層３２（または第３蛍光層３３）の厚さの半分とレイリー長Ｚｒの合計と同じか、それより大きくてもよい（つまり、ｐ２≧ｔ２／２＋Ｚｒ、または、ｐ２≧ｔ３／２＋Ｚｒ）。また、第３ピッチｐ３は、第３蛍光層３３（または第１蛍光層３１）の厚さの半分とレイリー長Ｚｒの合計と同じか、それより大きくてもよい（つまり、ｐ３≧ｔ３／２＋Ｚｒ、または、ｐ３≧ｔ１／２＋Ｚｒ）。
【0063】
第４実施形態において、集光位置２４のｚ方向の位置に応じたレイリー長Ｚｒの変化に合わせて、複数の第１蛍光層３１、複数の第２蛍光層３２および複数の３蛍光層３３のそれぞれの厚さｔ１，ｔ２，ｔ３を異ならせてもよい。つまり、複数の第１蛍光層３１、複数の第２蛍光層３２および複数の３蛍光層３３のそれぞれの厚さｔ１，ｔ２，ｔ３は、第１面１３から離れるにつれて大きくなるように構成されてもよい。同様に、複数の第１分離層３４、複数の第２分離層３５および複数の第３分離層３６のそれぞれの厚さｔ４，ｔ５，ｔ６は、第１面１３から離れるにつれて大きくなるように構成されてもよい。
【0064】
第４実施形態の変形例として、第２実施形態に係る照射部１６Ａを用いてもよい。この場合、複数の第１蛍光層３１、複数の第２蛍光層３２および複数の３蛍光層３３のそれぞれの厚さｔ１，ｔ２，ｔ３を一定にしてもよく、複数の第１分離層３４、複数の第２分離層３５および複数の第３分離層３６のそれぞれの厚さｔ４，ｔ５，ｔ６を一定にしてもよい。
【0065】
（第５実施形態）
第５実施形態に係る表示装置は、第４実施形態に係る表示体１２Ｃと、第３実施形態に係る照射部１６Ｂと、制御部１８とを備える。以下、第５実施形態について、第３実施形態および第４実施形態との相違点を中心に説明し、第３実施形態および第４実施形態との共通点は適宜省略する。
第５実施形態に係る表示装置は、第４実施形態に係る表示体１２Ｃと、第３実施形態に係る照射部１６Ｂと、制御部１８とを備える。以下、第５実施形態について、第３実施形態および第４実施形態との相違点を中心に説明し、第３実施形態および第４実施形態との共通点は適宜省略する。
【0066】
図９は、第５実施形態における第１集光位置２５、第２集光位置２６および第３集光位置２７の配置を模式的に示す図である。第５実施形態に係る表示体１２Ｃは、第４実施形態と同様、積層体３０が第１蛍光層３１、第２蛍光層３２、第３蛍光層３３、第１分離層３４、第２分離層３５および第３分離層３６を含むように構成される。図９は、第１励起光２１の第１集光位置２５が第１蛍光層３１に一致する場合を示す。図９の状態において、第２励起光２２の第２集光位置２６は、第２蛍光層３２に一致し、第３励起光２３の第３集光位置２７は、第３蛍光層３３に一致する。
【0067】
図９の例において、第１集光位置２５と第２集光位置２６の間の距離は、第１蛍光層３１と第２蛍光層３２の中心間距離である第１ピッチｐ１に一致する。第１ピッチｐ１は、第１蛍光層３１の厚さｔ１の半分と、第１分離層３４の厚さｔ４と、第２蛍光層３２の厚さｔ２の半分の合計（ｔ１／２＋ｔ４＋ｔ２／２）に一致する。第１ピッチｐ１は、例えば、第１励起光２１の第１レイリー長Ｚｒ１の１倍より大きく２倍より小さく、または、第２励起光２２の第２レイリー長Ｚｒ２の１倍より大きく２倍より小さく設定できる。図９の例では、第１分離層３４において、第１集光位置２５における第１レイリー長Ｚｒ１の範囲と、第２集光位置２６における第２レイリー長Ｚｒ２の範囲とを重ねることができるため、図６の場合に比べて、第１ピッチｐ１を小さくできる。その結果、発光色の異なる第１蛍光層３１と第２蛍光層３２をより近づけることができ、より高精細な立体像Ｓの描画が可能となる。第１ピッチｐ１は、第２蛍光層３２（または第１蛍光層３１）の厚さの半分と第１レイリー長Ｚｒ１（または第２レイリー長Ｚｒ２）の合計と同じか、それより大きくてもよい（つまり、ｐ１≧ｔ２／２＋Ｚｒ１、または、ｐ１≧ｔ１／２＋Ｚｒ１）。
【0068】
第２集光位置２６と第３集光位置２７の間の距離は、第２蛍光層３２と第３蛍光層３３の中心間距離である第２ピッチｐ２に一致する。第２ピッチｐ２は、第２蛍光層３２の厚さｔ２の半分と、第２分離層３５の厚さｔ５と、第３蛍光層３３の厚さｔ３の半分の合計（ｔ２／２＋ｔ５＋ｔ３／２）に一致する。第２ピッチｐ２は、例えば、第２励起光２２の第２レイリー長Ｚｒ２の１倍より大きく２倍より小さく、または、第３励起光２３の第３レイリー長Ｚｒ３の１倍より大きく２倍より小さく設定できる。第２ピッチｐ２は、第３蛍光層３３（または第２蛍光層３２）の厚さの半分と第２レイリー長Ｚｒ２（または第３レイリー長Ｚｒ３）の合計と同じか、それより大きくてもよい（つまり、ｐ２≧ｔ３／２＋Ｚｒ２、または、ｐ２≧ｔ２／２＋Ｚｒ３）。
【0069】
第３蛍光層３３と第１蛍光層３１の中心間距離である第３ピッチｐ３は、第３蛍光層３３の厚さｔ３の半分と、第３分離層３６の厚さｔ６と、第１蛍光層３１の厚さｔ３の半分の合計（ｔ３／２＋ｔ６＋ｔ１／２）に一致する。第３ピッチｐ３は、例えば、第３励起光２３の第３レイリー長Ｚｒ３の１倍より大きく２倍より小さく、または、第１励起光２１の第１レイリー長Ｚｒ１の１倍より大きく２倍より小さく設定できる。第３ピッチｐ２は、第１蛍光層３１（または第３蛍光層３３）の厚さの半分と第３レイリー長Ｚｒ３（または第１レイリー長Ｚｒ１）の合計と同じか、それより大きくてもよい（つまり、ｐ３≧ｔ１／２＋Ｚｒ３、または、ｐ３≧ｔ３／２＋Ｚｒ１）。
【0070】
なお、第１ピッチｐ１、第２ピッチｐ２および第３ピッチｐ３は、第１蛍光層３１と第１分離層３４の厚さの合計（ｔ１＋ｔ４）と一致してもよいし、第２蛍光層３２と第２分離層３５の厚さの合計（ｔ２＋ｔ５）と一致してもよいし、第３蛍光層３３と第３分離層３６の厚さの合計（ｔ３＋ｔ６）と一致してもよい。
【0071】
（第６実施形態）
図１０は、第６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６実施形態では、表示体１２の第１面１３に向けて励起光２０を照射する第１照射部１６に加えて、表示体１２の第２面１４に向けて励起光８０を照射する第２照射部１７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６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。
図１０は、第６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６実施形態では、表示体１２の第１面１３に向けて励起光２０を照射する第１照射部１６に加えて、表示体１２の第２面１４に向けて励起光８０を照射する第２照射部１７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６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。
【0072】
表示装置１０Ｄは、表示体１２と、第１照射部１６と、第２照射部１７と、制御部１８とを備える。第１照射部１６は、表示体１２の第１面１３から中間面１５の範囲において励起光２０の集光位置２４が可変となるように励起光２０を照射する。第２照射部１７は、表示体１２の第２面１４から中間面１５の範囲において励起光８０の集光位置８４が可変となるように励起光８０を照射する。中間面１５は、第１面１３と第２面１４の間の任意の位置に設定され、例えば、第１面１３と第２面１４の中間に設定される。
【0073】
第２照射部１７は、第１照射部１６と同様に構成される。第２照射部１７は、光源７０と、集光レンズ７２と、レンズ駆動機構７４と、ミラー７６と、ミラー駆動機構７８とを含む。光源７０は、光源４０と同様に、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励起光８０を生成する。集光レンズ７２は、光源７０により生成された励起光８０を表示体１２の内部に向けて集光させる。レンズ駆動機構７４は、集光レンズ７２の位置を光軸方向Ｂに変化させ、励起光８０の集光位置８４を変化させる。ミラー７６は、集光レンズ７２を通過した励起光８０が第２面１４に入射するように励起光８０を反射させる。ミラー駆動機構７８は、ミラー７６の向きを変化させ、ミラー７６にて反射された励起光８０の集光位置８４を第２面１４に沿った方向（ｘ方向およびｙ方向）に変化させる。
【0074】
制御部１８は、第１照射部１６および第２照射部１７の動作を制御する。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のうち第１面１３から中間面１５までの範囲を描画するデータに基づいて第１照射部１６を動作させる。制御部１８は、立体輪郭画像データのうち中間面１５から第２面１４までの範囲を描画するデータに基づいて第２照射部１７を動作させる。本実施形態によれば、第１面１３および第２面１４のそれぞれに入射する励起光２０，８０を用いて立体像Ｓを描画できるため、励起光２０のみを用いる場合に比べて描画を高速化できる。
【0075】
表示体１２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のそれぞれの厚さｔ１，ｔ２，ｔ３は、ｚ方向の位置に応じて異なってもよい。複数の第１蛍光層３１、複数の第２蛍光層３２および複数の第３蛍光層３３のそれぞれの厚さｔ１，ｔ２，ｔ３は、第１面１３から中間面１５に向けて大きくなるように構成されてもよい。複数の第１蛍光層３１、複数の第２蛍光層３２および複数の第３蛍光層３３のそれぞれの厚さｔ１，ｔ２，ｔ３は、第２面１４から中間面１５に向けて大きくなるように構成されてもよい。
【0076】
第６実施形態の変形例では、第１照射部１６および第２照射部１７として、第２実施形態に係る照射部１６Ａを用いてもよい。この場合、複数の第１蛍光層３１、複数の第２蛍光層３２および複数の第３蛍光層３３のそれぞれの厚さｔ１，ｔ２，ｔ３を一定にしてもよい。また、第１照射部１６および第２照射部１７として、第３実施形態に係る照射部１６Ｂを用いてもよい。その他、表示体１２の代わりに、第４実施形態に係る表示体１２Ｃを用いてもよい。
【0077】
（第７実施形態）
図１１は、第７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７実施形態では、第４実施形態および第５実施形態と同様の分離層を含む表示体１２Ｃを備える。第７実施形態では、表示体１２Ｃの第１面１３に向けて第１励起光２０を照射する第１照射部１６に加えて、表示体１２Ｃの側面８６に向けて第２励起光８８を照射する第２照射部９０をさらに備える点で、上述の実施形態と相違する。以下、第７実施形態について、上述の実施形態との相違点を中心に説明し、上述の実施形態との共通点は適宜省略する。
図１１は、第７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７実施形態では、第４実施形態および第５実施形態と同様の分離層を含む表示体１２Ｃを備える。第７実施形態では、表示体１２Ｃの第１面１３に向けて第１励起光２０を照射する第１照射部１６に加えて、表示体１２Ｃの側面８６に向けて第２励起光８８を照射する第２照射部９０をさらに備える点で、上述の実施形態と相違する。以下、第７実施形態について、上述の実施形態との相違点を中心に説明し、上述の実施形態との共通点は適宜省略する。
【0078】
表示装置１０Ｅは、表示体１２Ｃと、第１照射部１６と、第２照射部９０と、制御部１８とを備える。表示装置１０Ｅは、画像センサ５０および光センサ５２を備えてもよいし、備えなくてもよい。第１照射部１６は、第１実施形態に係る照射部１６と同様に構成される。制御部１８、画像センサ５０および光センサ５２も、第１実施形態と同様に構成される。
【0079】
表示体１２Ｃは、側面８６を有する。側面８６は、第１面１３と第２面１４の間に設けられ、表示体１２Ｃの積層方向に延びる。表示体１２Ｃが直方体である場合、表示体１２Ｃは四つの矩形の側面８６を有する。表示体１２Ｃが円柱である場合、表示体１２Ｃは円筒面となる側面８６を有する。
【0080】
第２照射部９０は、表示体１２Ｃの側方に設けられ、表示体１２Ｃの側面８６に向けて第２励起光８８を照射する。第２照射部９０は、複数の積層体３０のいずれかに含まれる一つの蛍光層に向けて第２励起光８８を照射する。第２励起光８８は、照射対象となる蛍光層に面内方向に入射し、照射対象となる蛍光層に含まれる蛍光体を励起する。第２照射部９０は、照射対象となる蛍光層の面内方向の全体にわたって第２励起光８８を照射する。
【0081】
第２照射部９０は、第２励起光８８の積層方向の位置を変化させることにより、照射対象となる蛍光層を切り替えるよう構成される。第２照射部９０は、複数の積層体３０のいずれかに含まれる一つの蛍光層に選択的に第２励起光８８を照射する。第２照射部９０は、第１励起光２０の集光位置２４に対応する一つの蛍光層に向けて第２励起光８８を照射する。
【0082】
第１励起光２０の集光位置２４では、第１励起光２０および第２励起光８８の双方の照射によって蛍光体が発光する。第１励起光２０の集光位置２４において、第１励起光２０および第２励起光８８のそれぞれの光強度は、蛍光体の自然放射増幅光の閾値未満（つまりＡＳＥ閾値未満）である。第１励起光２０の集光位置２４において、第１励起光２０および第２励起光８８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（つまりＡＳＥ閾値以上）である。これにより、集光位置２４にてＡＳＥによる強い発光を得るとともに、隣接する異なる発光色の蛍光層にてＡＳＥが生じないようにすることができ、色にじみやコントラスト低下を抑制できる。その結果、立体像Ｓの表示精度を向上できる。
【0083】
図１２は、第７実施形態に係る表示体１２Ｃおよび第２照射部９０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３０を含む。複数の積層体３０のそれぞれは、第１蛍光層３１、第１分離層３４、第２蛍光層３２、第２分離層３５、第３蛍光層３３および第３分離層３６を含み、これらがｚ方向に順に積層されている。第１蛍光層３１、第２蛍光層３２および第３蛍光層３３は、第１実施形態と同様に構成される。
【0084】
第１分離層３４、第２分離層３５および第３分離層３６は、蛍光体を含有しない層であり、可視光に対して透明な樹脂材料やガラス材料で構成される。第１分離層３４、第２分離層３５および第３分離層３６（総称して分離層ともいう）の屈折率は、第１蛍光層３１、第２蛍光層３２および第３蛍光層３３（総称して蛍光層ともいう）の屈折率よりも低い。分離層の屈折率は、蛍光層の屈折率よりもわずかに低い。分離層の屈折率と蛍光層の屈折率の差は、例えば０．０１以上０．０５以下であり、好ましくは０．０２以上０．０４以下である。
【0085】
第２照射部９０は、複数の光源ユニット９１，９２，９３を備える。第２照射部９０は、複数の第１光源９１と、複数の第２光源９２と、複数の第３光源９３とを備える。複数の第１光源９１のそれぞれは、対応する第１蛍光層３１に向けて第１蛍光層３１の面内方向に第２励起光８８を照射する。複数の第２光源９２のそれぞれは、対応する第２蛍光層３２に向けて第２蛍光層３２の面内方向に第２励起光を照射する。複数の第３光源９３のそれぞれは、対応する第３蛍光層３３に向けて第３蛍光層３３の面内方向に第２励起光を照射する。
【0086】
第１光源９１は、第２励起光８８を出力する発光素子９４と、発光素子９４から出力される第２励起光８８をコリメートするコリメートレンズ９５とを含む。発光素子９４は、半導体レーザや半導体ＬＥＤである。コリメートレンズ９５は、第１蛍光層３１に入射する第２励起光８８の配光角が所定値以下となるようにする。コリメートレンズ９５によってコリメートされた第２励起光８８の配光角は３０度以下であり、好ましくは２０度以下または１０度以下である。第２光源９２および第３光源９３は、第１光源９１と同様に構成される。
【0087】
第１光源９１は、対応する第１蛍光層３１に向けて第２励起光８８を選択的に照射する。第１蛍光層３１に入射する第２励起光８８は、第１蛍光層３１の界面にて反射しながら第１蛍光層３１の内部を面内方向に進行する。第１蛍光層３１の屈折率は、隣接する第１分離層３４および第３分離層３６の屈折率よりも高いため、第２励起光８８は、第１蛍光層３１の界面において全反射しうる。隣接する第１分離層３４および第３分離層３６と第１蛍光層３１の屈折率差が０．０１以上０．０５以下である場合、第１蛍光層３１の界面における臨界角は７５度以上８４度以下となる。したがって、第１蛍光層３１にコリメートされた第２励起光８８を入射させることにより、第１蛍光層３１の外部に第２励起光８８が漏れることを防止し、第１蛍光層３１のみに選択的に第２励起光８８を照射できる。
【0088】
第２光源９２は、第１光源９１と同様、対応する第２蛍光層３２のみに選択的に第２励起光８８を照射できる。また、第３光源９３は、第１光源９１と同様に、対応する第３蛍光層３３のみに選択的に第２励起光８８を照射できる。
【0089】
蛍光層と分離層の間に屈折率差がある場合、第１励起光２０は、これらの層の界面にて反射されて損失となりうる。しかしながら、蛍光層と分離層の屈折率の差が０．０１以上０．０５以下である場合、蛍光層に入射する界面および蛍光層から出射する界面の双方を通過する第１励起光２０の両面透過率は９９．９４％以上である。そのため、蛍光層と分離層の交互積層数が１０００であっても全体で５８％以上の透過率を実現できる。例えば、蛍光層と分離層の屈折率の差が０．０２５の場合、第１励起光２０の両面透過率は９９．９８％以上であり、交互積層数が１，０００である場合の透過率は８７％以上となる。ここで、蛍光層と分離層の交互積層数が１，０００となる場合とは、第１蛍光層３１、第２蛍光層３２および第３蛍光層３３の層数の合計が１，０００であり、第１分離層３４、第２分離層３５および第３分離層３６の層数の合計が１，０００である場合である。
【0090】
制御部１８は、第１照射部１６および第２照射部９０の動作を制御する。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１６および第２照射部９０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１２Ｃ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に対応する蛍光層に第２励起光８８が選択的に照射されるように第２照射部９０を動作させる。制御部１８は、第１励起光２０の集光位置２４に対応する蛍光層に第２励起光８８を照射するための第１光源９１，第２光源９２または第３光源９３を点灯させる。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１励起光２０の集光位置２４に応じて発光素子９４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してもよい。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。
【0091】
本実施形態によれば、第１励起光２０と第２励起光８８が重なる限定的な領域９８においてＡＳＥを生じさせることができ、限定的な領域９８の外側においてＡＳＥが生じることを防止できる。その結果、色にじみや描画コントラストの低下を抑制でき、立体像Ｓの表示精度を向上できる。例えば、第１蛍光層３１の厚さｔ１が第１励起光２０のレイリー長Ｚｒよりも小さい場合であっても、隣接する第２蛍光層３２や第３蛍光層３３におけるＡＳＥの発生を好適に防止できる。本実施形態においても、第４実施形態や第５実施形態と同様、蛍光層と分離層の厚さの合計を第１励起光２０のレイリー長Ｚｒの１倍よりも大きく２倍より小さくしたとしても、第１励起光２０の集光位置２４とは異なる蛍光層におけるＡＳＥの発生を好適に防止できる。
【0092】
本実施形態において、蛍光層の厚さを第１励起光２０の集光位置２４におけるスポットサイズｗ０と同程度にすることにより、ＡＳＥが生じる領域９８を球形に近い形状にできる。より具体的には、蛍光層の厚さを第１励起光２０の集光位置２４におけるスポットサイズｗ０の０．５倍以上２倍以下とすることにより、ＡＳＥが生じる領域９８を球形に近い形状にできる。ＡＳＥが生じる領域９８を球形に近い形状にすることにより、より高精細な立体像Ｓの描画が可能となる。
【0093】
第７実施形態の変形例として、複数の第２照射部９０を用いてもよい。例えば、変形例に係る表示装置は、表示体１２Ｃが有する複数の側面に第２励起光を照射する複数の第２照射部を備えてもよい。複数の第２照射部のそれぞれは、第１励起光２０の集光位置２４に対応する同一の蛍光層に向けて第２励起光を照射するように構成される。本変形例によれば、複数の側面から第２励起光を照射することにより、照射対象となる蛍光層の面内方向の全体にわたってより均一な第２励起光を照射できる。
【0094】
第７実施形態の変形例として、表示体１２Ｃが有する複数の側面の少なくとも一つに第２励起光８８を反射させる反射膜を設けてもよい。例えば、第２照射部９０からの第２励起光８８が入射する第１側面には反射膜を設けず、第１側面とは異なる第２側面に反射膜を設けてもよい。反射膜は、第２励起光８８の波長を選択的に反射させ、蛍光層の発光波長を選択的に透過させるよう構成されてもよい。表示体１２Ｃの側面に反射膜を設けることによって、照射対象となる蛍光層に第２励起光８８をより効率的に照射できる。また、照射対象となる蛍光層の面内方向の全体にわたってより均一な第２励起光を照射できる。
【0095】
第７実施形態において、集光位置２４のｚ方向の位置に応じたレイリー長Ｚｒの変化に合わせて、複数の第１蛍光層３１、複数の第２蛍光層３２および複数の３蛍光層３３のそれぞれの厚さｔ１，ｔ２，ｔ３を異ならせてもよい。つまり、複数の第１蛍光層３１、複数の第２蛍光層３２および複数の３蛍光層３３のそれぞれの厚さｔ１，ｔ２，ｔ３は、第１面１３から離れるにつれて大きくなるように構成されてもよい。同様に、複数の第１分離層３４、複数の第２分離層３５および複数の第３分離層３６のそれぞれの厚さｔ４，ｔ５，ｔ６は、第１面１３から離れるにつれて大きくなるように構成されてもよい。
【0096】
第７実施形態において、第２実施形態に係る照射部１６Ａを用いてもよい。この場合、複数の第１蛍光層３１、複数の第２蛍光層３２および複数の３蛍光層３３のそれぞれの厚さｔ１，ｔ２，ｔ３を一定にしてもよく、複数の第１分離層３４、複数の第２分離層３５および複数の第３分離層３６のそれぞれの厚さｔ４，ｔ５，ｔ６を一定にしてもよい。
【0097】
第７実施形態において、第３実施形態に係る照射部１６Ｂを用いてもよい。この場合、第２照射部９０は、第１集光位置２５、第２集光位置２６および第３集光位置２７のそれぞれに対応する第１蛍光層３１、第２蛍光層３２および第３蛍光層３３のそれぞれに同時に励起光を照射してもよい。例えば、第１光源９１から第１蛍光層３１に向けて第１蛍光体を励起するための第４励起光を照射し、第２光源９２から第２蛍光層３２に向けて第２蛍光体を励起するための第５励起光を照射し、第３光源９３から第３蛍光層３３に向けて第３蛍光体を励起するための第６励起光を照射してもよい。第４励起光、第５励起光および第６励起光は、発光波長が互いに同じであってもよいし、発光波長が互いに異なってもよい。
【0098】
（第８実施形態）
図１３は、第８実施形態に係る表示装置１０Ｆの構成を模式的に示す図である。第８実施形態に係る照射部１６Ｆは、集光レンズ４２およびレンズ駆動機構４４を備えず、コリメートレンズ４１によってコリメートされた第１励起光２０Ｆを表示体１２Ｃに照射するよう構成される。以下、第８実施形態について、上述の第７実施形態との相違点を中心に説明し、上述の第７実施形態との共通点は適宜省略する。
図１３は、第８実施形態に係る表示装置１０Ｆの構成を模式的に示す図である。第８実施形態に係る照射部１６Ｆは、集光レンズ４２およびレンズ駆動機構４４を備えず、コリメートレンズ４１によってコリメートされた第１励起光２０Ｆを表示体１２Ｃに照射するよう構成される。以下、第８実施形態について、上述の第７実施形態との相違点を中心に説明し、上述の第７実施形態との共通点は適宜省略する。
【0099】
表示装置１０Ｆは、表示体１２Ｃと、第１照射部１６Ｆと、第２照射部９０と、制御部１８とを備える。表示装置１０Ｆは、画像センサ５０および光センサ５２を備えてなくてもよい。表示体１２Ｃ、第２照射部９０および制御部１８は、上述の第７実施形態と同様に構成される。
【0100】
第１照射部１６Ｆは、光源４０と、コリメートレンズ４１と、ミラー４６と、ミラー駆動機構４８とを含む。第１照射部１６Ｆは、集光レンズ４２およびレンズ駆動機構４４を含まない。ミラー４６は、コリメートレンズ４１によって平行化された第１励起光２０Ｆを表示体１２Ｃの第１面１３に向けて反射させる。ミラー駆動機構４８は、ミラー４６の向きを変化させることにより、第１励起光２０Ｆの面内方向（ｘ方向およびｙ方向）の位置を変化させる。
【0101】
本実施形態において、第１励起光２０Ｆおよび第２励起光８８のそれぞれの光強度は、蛍光体の自然放射増幅光の閾値未満（つまりＡＳＥ閾値未満）であり、第１励起光２０および第２励起光８８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（つまりＡＳＥ閾値以上）である。したがって、第１励起光２０Ｆと第２励起光８８が重なる交点１００にてＡＳＥが生じ、交点１００とは異なる箇所ではＡＳＥが生じない。
【0102】
制御部１８は、第１照射部１６Ｆおよび第２照射部９０の動作を制御する。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１６Ｆおよび第２照射部９０を動作させる。制御部１８は、ミラー駆動機構４８の動作を制御して、表示体１２Ｃの内部において第１励起光２０Ｆの面内方向の位置を変化させる。制御部１８は、第２照射部９０の動作を制御し、第２励起光８８の積層方向の位置を変化させる。これにより、制御部１８は、立体像Ｓの輪郭を表示すべき三次元位置を制御する。制御部１８は、第１励起光２０Ｆの面内方向の位置および第２励起光８８の積層方向の位置に応じて、第１励起光２０Ｆおよび第２励起光８８の少なくとも一方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してもよい。
【0103】
本実施形態によれば、第１励起光２０の集光位置２４を三次元制御する必要がなく、励起光２０Ｆの照射方向を二次元のみで制御すればよいため、ＡＳＥが生じる交点１００の三次元位置の制御が容易となる。
【0104】
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。
【0105】
以下、本発明のいくつかの態様について述べる。
【0106】
［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であって、前記複数の蛍光層のそれぞれの厚さが前記第１面から離れるにつれて大きくなるように構成される表示体と、
前記表示体の前記第１面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２］
前記複数の蛍光層のそれぞれの厚さは、前記複数の蛍光層のそれぞれに前記励起光の前記集光位置が一致するときの前記励起光のレイリー長の２倍以上である、態様１に記載の表示装置。
［態様３］
前記励起光の前記集光位置における光強度は、前記蛍光体の自然放射増幅光の閾値の１．３倍以上１．５倍以下である、態様１または２に記載の表示装置。
［態様４］
前記表示体は、前記複数の蛍光層と交互に積層され、蛍光体を含有しない複数の分離層をさらに含む、態様１から３のいずれか一つに記載の表示装置。
［態様５］
前記複数の分離層のそれぞれの厚さは、前記第１面から離れるにつれて大きくなるように構成される、態様４に記載の表示装置。
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であって、前記複数の蛍光層のそれぞれの厚さが前記第１面から離れるにつれて大きくなるように構成される表示体と、
前記表示体の前記第１面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２］
前記複数の蛍光層のそれぞれの厚さは、前記複数の蛍光層のそれぞれに前記励起光の前記集光位置が一致するときの前記励起光のレイリー長の２倍以上である、態様１に記載の表示装置。
［態様３］
前記励起光の前記集光位置における光強度は、前記蛍光体の自然放射増幅光の閾値の１．３倍以上１．５倍以下である、態様１または２に記載の表示装置。
［態様４］
前記表示体は、前記複数の蛍光層と交互に積層され、蛍光体を含有しない複数の分離層をさらに含む、態様１から３のいずれか一つに記載の表示装置。
［態様５］
前記複数の分離層のそれぞれの厚さは、前記第１面から離れるにつれて大きくなるように構成される、態様４に記載の表示装置。
【0107】
［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蛍光層とを交互に積層させた表示体と、
前記表示体に入射して前記第１蛍光体を励起する第１励起光と、前記表示体に入射して前記第２蛍光体を励起する第２励起光とを重畳し、前記表示体内における前記第１励起光の第１集光位置および前記第２励起光の第２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７］
前記表示体内における前記第１集光位置と前記第２集光位置の間の距離は、前記第１蛍光層または前記第２蛍光層の厚さに一致する、態様６に記載の表示装置。
［態様８］
前記表示体内における前記第１集光位置と前記第２集光位置の間の距離は、前記第１蛍光層および前記第２蛍光層の厚さの合計の半分に一致する、態様６に記載の表示装置。
［態様９］
前記複数の第１蛍光層のそれぞれの厚さは、前記第１励起光のレイリー長の２倍以上であり、
前記複数の第２蛍光層のそれぞれの厚さは、前記第２励起光のレイリー長の２倍以上である、態様６から８のいずれか一つに記載の表示装置。
［態様１０］
前記第１励起光の前記第１集光位置における光強度は、前記第１蛍光体の自然放射増幅光の閾値の１．３倍以上１．５倍以下であり、
前記第２励起光の前記第２集光位置における光強度は、前記第２蛍光体の自然放射増幅光の閾値の１．３倍以上１．５倍以下である、態様６から９のいずれか一つに記載の表示装置。
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蛍光層とを交互に積層させた表示体と、
前記表示体に入射して前記第１蛍光体を励起する第１励起光と、前記表示体に入射して前記第２蛍光体を励起する第２励起光とを重畳し、前記表示体内における前記第１励起光の第１集光位置および前記第２励起光の第２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７］
前記表示体内における前記第１集光位置と前記第２集光位置の間の距離は、前記第１蛍光層または前記第２蛍光層の厚さに一致する、態様６に記載の表示装置。
［態様８］
前記表示体内における前記第１集光位置と前記第２集光位置の間の距離は、前記第１蛍光層および前記第２蛍光層の厚さの合計の半分に一致する、態様６に記載の表示装置。
［態様９］
前記複数の第１蛍光層のそれぞれの厚さは、前記第１励起光のレイリー長の２倍以上であり、
前記複数の第２蛍光層のそれぞれの厚さは、前記第２励起光のレイリー長の２倍以上である、態様６から８のいずれか一つに記載の表示装置。
［態様１０］
前記第１励起光の前記第１集光位置における光強度は、前記第１蛍光体の自然放射増幅光の閾値の１．３倍以上１．５倍以下であり、
前記第２励起光の前記第２集光位置における光強度は、前記第２蛍光体の自然放射増幅光の閾値の１．３倍以上１．５倍以下である、態様６から９のいずれか一つに記載の表示装置。
【0108】
［態様１１］
複数の積層体を第１面から第２面に向けて積層させた表示体であって、前記複数の積層体のそれぞれが、蛍光体を含有する蛍光層と、蛍光体を含有しない分離層とを含む表示体と、
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］
前記複数の積層体のそれぞれにおける前記蛍光層の厚さの半分と前記分離層の厚さの合計は、前記複数の積層体のそれぞれに前記励起光の集光位置が一致するときの前記励起光のレイリー長以上である、態様１１に記載の表示装置。
［態様１３］
前記複数の積層体のそれぞれに含まれる前記蛍光層の厚さと前記分離層の厚さの合計は、前記複数の積層体のそれぞれに前記励起光の集光位置が一致するときの前記励起光のレイリー長の１倍より大きく２倍より小さい、態様１１または１２に記載の表示装置。
［態様１４］
前記励起光の前記集光位置における光強度は、前記蛍光体の自然放射増幅光の閾値の１．３倍以上１．５倍以下である、態様１１から１３のいずれか一つに記載の表示装置。
［態様１５］
前記複数の積層体のそれぞれに含まれる前記分離層の厚さは、前記第１面から離れるにつれて大きくなる、態様１１から１４のいずれか一つに記載の表示装置。
複数の積層体を第１面から第２面に向けて積層させた表示体であって、前記複数の積層体のそれぞれが、蛍光体を含有する蛍光層と、蛍光体を含有しない分離層とを含む表示体と、
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］
前記複数の積層体のそれぞれにおける前記蛍光層の厚さの半分と前記分離層の厚さの合計は、前記複数の積層体のそれぞれに前記励起光の集光位置が一致するときの前記励起光のレイリー長以上である、態様１１に記載の表示装置。
［態様１３］
前記複数の積層体のそれぞれに含まれる前記蛍光層の厚さと前記分離層の厚さの合計は、前記複数の積層体のそれぞれに前記励起光の集光位置が一致するときの前記励起光のレイリー長の１倍より大きく２倍より小さい、態様１１または１２に記載の表示装置。
［態様１４］
前記励起光の前記集光位置における光強度は、前記蛍光体の自然放射増幅光の閾値の１．３倍以上１．５倍以下である、態様１１から１３のいずれか一つに記載の表示装置。
［態様１５］
前記複数の積層体のそれぞれに含まれる前記分離層の厚さは、前記第１面から離れるにつれて大きくなる、態様１１から１４のいずれか一つに記載の表示装置。
【0109】
［態様１６］
複数の積層体を積層させた表示体であって、前記複数の積層体のそれぞれが、第１蛍光体を含有する第１蛍光層と、蛍光体を含有しない第１分離層と、前記第１蛍光体とは発光波長の異なる第２蛍光体を含有する第２蛍光層と、蛍光体を含有しない第２分離層とを順に積層した構造を有する表示体と、
前記表示体に入射して前記第１蛍光体を励起する第１励起光と、前記表示体に入射して前記第２蛍光体を励起する第２励起光とを重畳し、前記表示体内における前記第１励起光の第１集光位置および前記第２励起光の第２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１７］
前記表示体内における前記第１集光位置と前記第２集光位置の間の距離は、前記第２蛍光層の厚さの半分と前記第１励起光のレイリー長の合計以上、または、前記第１蛍光層の厚さの半分と前記第２励起光のレイリー長の合計以上である、態様１６に記載の表示装置。
［態様１８］
前記表示体内における前記第１集光位置と前記第２集光位置の間の距離は、前記第１蛍光層の厚さの半分、前記第１分離層の厚さ、および、前記第２蛍光層の厚さの半分の合計に一致する、態様１６または１７に記載の表示装置。
［態様１９］
前記表示体内における前記第１集光位置と前記第２集光位置の間の距離は、前記第１励起光または前記第２励起光のレイリー長の１倍より大きく２倍より小さい、態様１６から１８のいずれか一つに記載の表示装置。
［態様２０］
前記第１励起光の前記第１集光位置における光強度は、前記第１蛍光体の自然放射増幅光の閾値の１．３倍以上１．５倍以下であり、
前記第２励起光の前記第２集光位置における光強度は、前記第２蛍光体の自然放射増幅光の閾値の１．３倍以上１．５倍以下である、態様１６から１９のいずれか一つに記載の表示装置。
複数の積層体を積層させた表示体であって、前記複数の積層体のそれぞれが、第１蛍光体を含有する第１蛍光層と、蛍光体を含有しない第１分離層と、前記第１蛍光体とは発光波長の異なる第２蛍光体を含有する第２蛍光層と、蛍光体を含有しない第２分離層とを順に積層した構造を有する表示体と、
前記表示体に入射して前記第１蛍光体を励起する第１励起光と、前記表示体に入射して前記第２蛍光体を励起する第２励起光とを重畳し、前記表示体内における前記第１励起光の第１集光位置および前記第２励起光の第２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１７］
前記表示体内における前記第１集光位置と前記第２集光位置の間の距離は、前記第２蛍光層の厚さの半分と前記第１励起光のレイリー長の合計以上、または、前記第１蛍光層の厚さの半分と前記第２励起光のレイリー長の合計以上である、態様１６に記載の表示装置。
［態様１８］
前記表示体内における前記第１集光位置と前記第２集光位置の間の距離は、前記第１蛍光層の厚さの半分、前記第１分離層の厚さ、および、前記第２蛍光層の厚さの半分の合計に一致する、態様１６または１７に記載の表示装置。
［態様１９］
前記表示体内における前記第１集光位置と前記第２集光位置の間の距離は、前記第１励起光または前記第２励起光のレイリー長の１倍より大きく２倍より小さい、態様１６から１８のいずれか一つに記載の表示装置。
［態様２０］
前記第１励起光の前記第１集光位置における光強度は、前記第１蛍光体の自然放射増幅光の閾値の１．３倍以上１．５倍以下であり、
前記第２励起光の前記第２集光位置における光強度は、前記第２蛍光体の自然放射増幅光の閾値の１．３倍以上１．５倍以下である、態様１６から１９のいずれか一つに記載の表示装置。
【0110】
［態様２１］
蛍光体を含有する複数の蛍光層と、蛍光体を含有しない複数の分離層とを交互に積層させた表示体と、
前記表示体に積層方向に入射して前記蛍光体を励起する第１励起光を面内方向の位置を変化させて照射する第１照射部と、
前記複数の蛍光層に前記面内方向に入射して前記蛍光体を励起する第２励起光を前記積層方向の位置を変化させて照射する第２照射部と、を備える表示装置。
［態様２２］
前記複数の分離層の屈折率は、前記複数の蛍光層の屈折率よりも低い、態様２１に記載の表示装置。
［態様２３］
前記複数の分離層の屈折率と前記複数の蛍光層の屈折率の差は、０．０１以上０．０５以下である、態様２２に記載の表示装置。
［態様２４］
前記第１励起光および前記第２励起光のそれぞれの光強度は、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励起光および前記第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、態様２１から２３のいずれか一つに記載の表示装置。
［態様２５］
前記複数の蛍光層のそれぞれの厚さと前記複数の分離層のそれぞれの厚さの合計は、前記第１励起光のレイリー長の１倍より大きく２倍より小さい、態様２１から２４のいずれか一つに記載の表示装置。
［態様２６］
前記複数の蛍光層のそれぞれの厚さは、前記第１励起光の集光位置のスポットサイズの０．５倍以上２倍以下である、態様２１から２５のいずれか一つに記載の表示装置。
蛍光体を含有する複数の蛍光層と、蛍光体を含有しない複数の分離層とを交互に積層させた表示体と、
前記表示体に積層方向に入射して前記蛍光体を励起する第１励起光を面内方向の位置を変化させて照射する第１照射部と、
前記複数の蛍光層に前記面内方向に入射して前記蛍光体を励起する第２励起光を前記積層方向の位置を変化させて照射する第２照射部と、を備える表示装置。
［態様２２］
前記複数の分離層の屈折率は、前記複数の蛍光層の屈折率よりも低い、態様２１に記載の表示装置。
［態様２３］
前記複数の分離層の屈折率と前記複数の蛍光層の屈折率の差は、０．０１以上０．０５以下である、態様２２に記載の表示装置。
［態様２４］
前記第１励起光および前記第２励起光のそれぞれの光強度は、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励起光および前記第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、態様２１から２３のいずれか一つに記載の表示装置。
［態様２５］
前記複数の蛍光層のそれぞれの厚さと前記複数の分離層のそれぞれの厚さの合計は、前記第１励起光のレイリー長の１倍より大きく２倍より小さい、態様２１から２４のいずれか一つに記載の表示装置。
［態様２６］
前記複数の蛍光層のそれぞれの厚さは、前記第１励起光の集光位置のスポットサイズの０．５倍以上２倍以下である、態様２１から２５のいずれか一つに記載の表示装置。
【符号の説明】
【0111】
１０…表示装置、１２…表示体、１３…第１面、１４…第２面、１６…照射部、１８…制御部、２０…励起光、２１…第１励起光、２２…第２励起光、２３…第３励起光、２４…集光位置、２５…第１集光位置、２６…第２集光位置、２７…第３集光位置、３０…積層体、３１…第１蛍光層、３２…第２蛍光層、３３…第３蛍光層、３４…第１分離層、３５…第２分離層、３６…第３分離層、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、１６Ｂ…照射部、６１…第１光源、６２…第２光源、６３…第３光源、６４…第１コリメートレンズ、６５…第２コリメートレンズ、６６…第３コリメートレンズ、６７…第１ハーフミラー、６８…第２ハーフミラー、６９…第３ミラー。
【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】