JP2000180959A - 光ポンピングバルブを用いたレ―ザ―映像投射装置 - Google Patents

光ポンピングバルブを用いたレ―ザ―映像投射装置

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JP2000180959A
JP2000180959A JP11350356A JP35035699A JP2000180959A JP 2000180959 A JP2000180959 A JP 2000180959A JP 11350356 A JP11350356 A JP 11350356A JP 35035699 A JP35035699 A JP 35035699A JP 2000180959 A JP2000180959 A JP 2000180959A
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optical pumping
laser
light
optical
resonator
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Seitan So
清淡 宋
Sang-Mook Kim
湘黙 金
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Samsung SDI Co Ltd
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N9/00—Details of colour television systems
    • H04N9/12—Picture reproducers
    • H04N9/31—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM]
    • H04N9/3129—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM] scanning a light beam on the display screen

Abstract

(57)【要約】 【課題】 各投射管の収束特性とホワイトバランス特性
を向上させることができ、投射型表示装置の輝度向上と
鮮明度を向上させると共にレーザーの映像実現及び装置
のコンパクト化が可能な光ポンピングバルブを用いたレ
ーザー映像投射装置を提供する。 【解決手段】 本発明に係る光ポンピングバルブを用い
た映像投射装置は、一定な波長の光に対して共振を起こ
すレーザー共振器９と、前記レーザー共振器９がレーザ
ービームを生成できるようにポンピングする光ポンピン
グソース１０と、前記レーザー共振器から放出されたレ
ーザービームが映像画面を形成するようにフィルタリン
グする光バルブ８とを備えた光ポンピングバルブ１２
０、２２０、３２０をＣＲＴの代わりに使用して映像を
形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は光ポンピングバルブ
を用いたレーザー映像投射装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図１３は従来の液晶光バルブ(ＬＣＬ
Ｖ； Liquid Crystal Light Valve)を用いた立体映
像プロジェクターの概略的構成を示す図面である。図示
したように、従来の立体映像プロジェクターは、光源で
ある高圧メタルハライドランプ１００から発光された白
色光をコリメーティングレンズ２００で平行光を作って
液晶表示パネル３００に集束させ、この液晶表示パネル
３００は入射された光を映像信号に合せてフィルタリン
グして透過させる。この透過された光は光学レンズ系４
００で集束させてスクリーン５００に投射して映像画面
を得る装置である。
【０００３】しかし、このような従来の液晶光バルブを
用いた立体映像プロジェクターは高圧のメタルハライド
光を使用するが、液晶表示パネルでろ過されて投射され
た光は分散角が大きく輝度が低いので、スクリーンに結
ばれる画像はコントラストが水準に至らなくて、鮮明で
ない。
【０００４】その他、映像プロジェクターとしては陰極
線管(ＣＲＴ)を用いた映像プロジェクター(Ｖｉｄｅｏ
Ｐｒｏｊｅｃｔｏｒ)がある。一般的に、陰極線管を
用いた映像プロジェクターは１つの投射管の画像を単純
にレンズを通過させて拡大する単管式と、赤、緑、青色
の独立した投射管の各画像をレンズを通して投射スクリ
ーンに投射して、この投射スクリーンで画像を合成させ
ることによってカラー画像を得る３管式がある。
【０００５】前記３管式ビデオプロジェクターの場合、
図１４に示したように、各投射管１１０、２１０、３１
０から照射された赤、緑、青色の画像を光学系４１０を
用いて投射スクリーン５１０で一致させる。ここで、中
央に位置される投射管２１０に対して両側に位置されて
赤、青色の画像を形成する両側の投射管１１０、３１０
が固定部（図示せず）により所定の角度で固定されてい
る。
【０００６】前記各投射管１１０、２１０、３１０を固
定する固定部はプロジェクターのセット（図示せず）に
固定されるハウジング部材と、前記ハウジング部材に固
定されてそれぞれの投射管１１０、２１０、３１０を固
定するブラケット（図示せず）を含む。
【０００７】上述したように、固定部により固定された
各投射管１１０、２１０、３１０は投射スクリーンに対
して正確な収束調整のためには両側の投射管１１０、３
１０を中央に位置した投射管２１０に対して所定の角度
で回動させ調整する。そして各投射管のフォーカス長さ
調整はプロジェクターの駆動回路によってなされる。
【０００８】しかし、前記のように構成された従来プロ
ジェクターの投射管組立体は投射管１１０、２１０、３
１０がインライン状に配列され、各投射管に個別的にレ
ンズユニットが設けられているので設置空間が相対的に
広まるという問題点を有していた。
【０００９】また、前記投射管組立体は、投射スクリー
ン５１０と各投射管１１０、２１０、３１０の距離が均
一ではないので、各投射管１１０、２１０、３１０によ
り形成される画像に輝度差があり、各投射管からスクリ
ーンの縁部に照射される画像の光を部分的に集光できる
手段がないのでスクリーンの縁部へ行くほど画像の解像
度が低下するという問題点を有していた。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記のよう
な従来の問題点を改善するために創案されたものであ
り、本発明の目的は、各投射管の収束特性とホワイトバ
ランス特性を向上させることができ、投射型表示装置の
輝度向上と鮮明度(ｃｏｎｔｒａｓｔ)を向上させると共
にレーザーの映像実現及び装置のコンパクト化が可能な
光ポンピングバルブを用いたレーザー映像投射装置を提
供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】前記のような目的を達成
するための本発明による光ポンピングバルブを用いたレ
ーザー映像投射装置は、その中心光軸が一点に集まるよ
うにし、前記光軸が集まった点から同じ距離に配置され
た３個の光ポンピングバルブと、前記３個の光ポンピン
グバルブの前面にそれぞれ設けられて前記３つの光ポン
ピングバルブからの光を投射する３枚の投射レンズ群と
を備えたことを特徴とする。
【００１２】本発明において、前記３つの光ポンピング
バルブはそれぞれ、一定な波長の光に対して共振を起こ
すレーザー共振器と、前記レーザー共振器がレーザービ
ームを生成できるようにポンピングする光ポンピングソ
ースと、前記レーザー共振器から放出されたレーザービ
ームが映像画面を形成するようにフィルタリングする光
バルブとして透過型液晶表示パネルとを備えたことが望
ましい。
【００１３】また、本発明において、前記３つの光ポン
ピングバルブはそれぞれ、一定な波長の光に対して共振
を起こすレーザー共振器と、前記レーザー共振器がレー
ザービームを生成できるようにポンピングする光ポンピ
ングソースと、前記レーザー共振器から放出されたレー
ザービームが映像画面を形成するようにフィルタリング
する光バルブとして反射型液晶表示パネルとを備える
が、前記反射型液晶表示パネルは前記レーザー共振器か
ら放出されたレーザービームの直進経路を外れた位置に
前記直進経路と平行に設けられ、前記直進経路上に配置
され、前記レーザー共振器から放出されたレーザービー
ムを前記反射型液晶表示パネルに反射させ、前記反射型
液晶表示パネルからフィルタリングされて反射された光
は前記直進経路に再び反射させるダイクロイックミラー
とをさらに備えることもできる。
【００１４】また、前記レーザー共振器は垂直共振面発
光レーザーダイオードよりなるが、前記垂直共振面発光
レーザーダイオードで活性層はII-VI族あるいはIII-V族
化合物半導体の単結晶層に形成されたり、あるいはII-V
I族あるいはIII-V族化合物半導体の異種物質が交番接合
を通して多重量子ウェル層あるいは超格子層に形成さ
れ、前記垂直共振面発光レーザーダイオードで共振器を
なすミラーは相対的に高屈折率と低屈折率をそれぞれ有
する酸化物誘電体が交番接合されて形成されたダイクロ
イックミラーよりなったりあるいは相対的に高屈折率と
低屈折率をそれぞれ有するII-VI族あるいはIII-V族化合
物半導体が交番接合されて形成された分散ブラッグ反射
器よりなることが望ましい。
【００１５】また、前記光ポンピングソースは点光源あ
るいは面光源形態のガス放電管でなって、前記光ポンピ
ングバルブで前記レーザー共振器及び前記光ポンピング
ソースが直接接合された一体型に形成されたことが望ま
しく、あるいは別途に分離された分離型で形成されたこ
とも適用できる。
【００１６】前記のような目的を達成するために、本発
明に係るさらに他の光ポンピングバルブを用いたレーザ
ー映像投射装置は、インライン状に配列された３個の光
ポンピングバルブと、前記３個の光ポンピングバルブ中
両側の２つの光ポンピングバルブの前面に設けられてこ
の両側光ポンピングバルブの光経路を中央に位置した光
ポンピングバルブの光経路方向に変更させるミラーと、
前記中央に位置した光ポンピングバルブの光経路上に設
けられて前記両側のミラーから反射された光を前記中央
に位置した光ポンピングバルブの光経路と一致した光経
路に沿って反射されるようし、前記中央の光ポンピング
バルブから照射された光は通過させるカラープリズム、
及び前記３つの光ポンピングバルブの一致した光経路上
の前記カラープリズムの前面に設けられて前記３つの光
ポンピングバルブからの光を投射する少なくとも１枚の
投射レンズ群とを備えたことを特徴とする。
【００１７】本発明において、前記３つの光ポンピング
バルブはそれぞれ、一定な波長の光に対して共振を起こ
すレーザー共振器と、前記レーザー共振器がレーザービ
ームを生成できるようにポンピングする光ポンピングソ
ースと、前記レーザー共振器から放出されたレーザービ
ームが映像画面を形成するようにフィルタリングする光
バルブとして透過型液晶表示パネルとを備えたことが望
ましく、あるいは前記３つの光ポンピングバルブはそれ
ぞれ、一定な波長の光に対して共振を起こすレーザー共
振器と、前記レーザー共振器がレーザービームを生成で
きるようにポンピングする光ポンピングソースと、前記
レーザー共振器から放出されたレーザービームが映像画
面を形成するようにフィルタリングする光バルブとして
反射型液晶表示パネルとを備えるが、前記反射型液晶表
示パネルは前記レーザー共振器から放出されたレーザー
ビームの直進経路を外れた位置に前記直進経路と平行に
設けられ、前記直進経路上に配置され、前記レーザー共
振器から放出されたレーザービームを前記反射型液晶表
示パネルに反射させ、前記反射型液晶表示パネルからフ
ィルタリングされて反射された光は前記直進経路に再び
反射させるダイクロイックミラーとをさらに備えたこと
も可能である。
【００１８】また、本発明において、前記レーザー共振
器は垂直共振面発光レーザーダイオードよりなるが、こ
の垂直共振面発光レーザーダイオードで活性層はII-VI
族あるいはIII-V族化合物半導体の単結晶層で形成され
たり、あるいはII-VI族あるいはIII-V族化合物半導体の
異種物質が交番接合を通して多重量子ウェル層あるいは
超格子層で形成され、前記垂直共振面発光レーザーダイ
オードで共振器をなすミラーは相対的に高屈折率と低屈
折率をそれぞれ有する酸化物誘電体が交番接合されて形
成されたダイクロイックミラーよりなるり、あるいは相
対的に高屈折率と低屈折率をそれぞれ有するII-VI族あ
るいはIII-V族化合物半導体が交番接合されて形成され
た分散ブラッグ反射器よりなることが望ましい。
【００１９】また、前記光ポンピングソースは点光源あ
るいは面光源形態のガス放電管よりなり、前記光ポンピ
ングバルブで前記レーザー共振器及び前記光ポンピング
ソースが直接接合された一体型に形成されたことが望ま
しく、あるいは前記レーザー共振器及び前記光ポンピン
グソースは別途に分離された分離型で形成されたことも
適用可能である。
【００２０】また、本発明において、前記ミラーは縁部
の映像が拡散されることを防止するために曲面で形成さ
れたことが望ましい。
【００２１】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
に係る光ポンピングバルブを用いたレーザー映像投射装
置を詳しく説明する。
【００２２】図１は本発明に係る光ポンピングバルブを
用いた映像投射装置の第１の実施の形態の概略的構成を
示す図面である。図示されたように、第１の実施の形態
は図１４のＣＲＴを用いた映像投射装置でＣＲＴの代り
にそれぞれ赤、緑、青色の光ポンピングバルブ１２０、
２２０、３２０を採用した点に特徴がある。この光ポン
ピングバルブの構造は図２及び図３に示したようにそれ
ぞれ一体型と分離型とに大別される。
【００２３】まず、一体型光ポンピングバルブは、図２
に示したように、レーザー発振部すなわちレーザー共振
器(ｃａｖｉｔｙ)９と、このレーザー共振器９をポンピ
ングする光源、すなわち光ポンピングソース１０及びレ
ーザー共振器９で放出されたレーザービームを映像画面
にフィルタリングする光バルブ８とを備え、レーザー共
振器９と光ポンピングソース１０は直接連結された一体
型とされる。図示された各部分の細部構成はグロー放電
原理を用いた光ポンピングソース１０はメタル反射器
１、不活性ガス２、透明導電膜３を備え、レーザー共振
器９は酸化物ミラー４、活性層５、分散ブラッグ反射器
６及び透明基板７を備え、光バルブ８は液晶表示パネル
よりなる。
【００２４】また、分離型光ポンピングバルブは、図３
に示したように、レーザー発振部、すなわちレーザー共
振器１９と、このレーザー共振器１９をポンピングする
光源、すなわち光ポンピングソース２０及びレーザー共
振器１９から放出されたレーザービームを映像画面にフ
ィルタリングする光バルブ１８を備え、レーザー共振器
１９と光ポンピングソース２０は別途に独立された分離
型とされる。図示された各部分の細部構成はグロー放電
原理を用いた光ポンピングソース２０はメタル反射器１
１、不活性ガス１２、透明導電膜１３を備え、レーザー
共振器１９は酸化物ミラー１４、活性層１５、分散ブラ
ッグ反射器１６及び透明基板１７を備え、光バルブ１８
は液晶表示パネルよりなる。
【００２５】以上のように、一体型及び分離型の光ポン
ピングバルブはレーザー共振器９、１９と光ポンピング
ソース１０、２０が一体化されているか分離されている
かに違いがあるだけで、その構成においては同じであ
る。従って、図１では代表として一体型光ポンピングバ
ルブを示したが、分離型光ポンピングバルブを適用した
実施の形態の図面は便宜上省略する。
【００２６】また、前記光ポンピングバルブでレーザー
共振器９、１９は図４及び図５に示されたように、ファ
ブリ・ペロー(Fabry−Perot)型である垂直共振器面発光
レーザー(ＶＣＳＥＬ； vertical cavity surface
emitting laser）の形態で製作される。すなわち、
垂直共振器面発光レーザーは紫外線は透過させ、可視光
は反射させる第１反射層４、１４、半導体で構成される
発光源である活性層５、１５、部分反射率を持ってお
り、発振されたレーザーが透過される第２反射層６、１
６、そして支持板である透明基板７、１７よりなる。レ
ーザー共振器９、１９の面積は光バルブ８、１８の面積
と関係なく、大きさに制限はない。
【００２７】ここで、レーザー共振器９、１９の活性層
は、図４に示したように、II-VI族あるいはIII-V族化合
物半導体の単結晶層５、１５で形成される。ここに使わ
れる物質は可視光領域の光を発光するのに適合なエネル
ギーバンドギャップを有する物質を使用する。使用物質
はＣｄ、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｓ、Ｓｅを使用した化合物及びＧ
ａ、Ａｌ、Ｉｎ、Ｎを使用した化合物を使用する。これ
ら化合物は可視光の赤、緑、青色それぞれの発光に適合
なエネルギーバンドギャップを有するように一定成分比
のバイナリ、ターナリ、またはクォータナリの形態を行
なうように調節される。
【００２８】また、レーザー共振器９、１９の活性層は
図５に示したように、II-VI族あるいはIII-V族化合物半
導体の異種物質の交番接合を通した多重量子ウェルまた
は超格子構造５、１５で形成されることもある。ここに
使われる物質も可視光領域の光を発光するのに適合なエ
ネルギーバンドギャップを有する物質を使用する。使用
物質はＣｄ、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｓ、Ｓｅを使用した化合物及
びＧａ、Ａｌ、Ｉｎ、Ｎを使用した化合物を使用する。
これら化合物も可視光の赤、緑、青色それぞれの発光に
適合なエネルギーバンドギャップを有するように一定成
分比のバイナリ、ターナリ、またはクォータナリの形態
を行なうように調節される。
【００２９】このように、活性層５、１５を多重量子ウ
ェルや超格子構造で形成することは赤、緑、青色それぞ
れの発光に適合な発光転移レベルが形成されるようにエ
ネルギーバンドギャップを設計するのが容易で、ウェル
及び障壁物質の成分比、厚さ及び層数の調節を通して製
作しやすいためである。
【００３０】また、前記一体型及び分離型の２実施の形
態でレーザー共振器９、１９を構成する共振器ミラー
４、１４、６、１６は高屈折率及び低屈折率の酸化物誘
電体の交番接合によるダイクロイックミラーよりなる。
この時、第１反射層４、１４は紫外線は透過させ可視光
は反射させる多層構造で製作して紫外線光は半導体活性
層５、１５を励起させ、活性層５、１５から発生された
可視光は共振器内で共振増幅がおきるように反射させる
ように構成される。第２反射層６、１６は部分反射層で
活性層から発生された光の共振増幅と共に増幅された光
が共振器の外に投射されるように反射率を第１反射層
４、１４よりは低いように調節され、赤、緑、青色波長
に該当する反射帯を有するように製作される。
【００３１】他の実施の形態で、共振器ミラー４、１
４、６、１６は高屈折率及び低屈折率のII-VI族あるい
はIII-V族化合物半導体の交番接合に分散ブラッグ反射
器でなる場合もある。このように共振器ミラーは高屈折
率及び低屈折率物質の交番接合で構成される分散ブラッ
グ反射器は界面からの干渉効果を用いた多重層薄膜で構
成されたミラーである。ここに使われる物質は活性層物
質と同様なＣｄ、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｓ、Ｓｅを使用した化合
物及びＧａ、Ａｌ、Ｉｎ、Ｎを使用した化合物で、これ
ら化合物は一定成分比のバイナリ、ターナリ、またはク
ォータナリの形態で使われる。可視光の赤、緑、青色そ
れぞれのレーザー発光に適合な反射帯及び反射率を有す
るように厚さ及び成分比、層数が調節される。
【００３２】また、前記２つの光ポンピングバルブでレ
ーザー共振器９、１９をポンピングする光源すなわち光
ポンピングソース１０、２０は、紫外線領域の光を効果
的に発光する不活性ガス放電管で構成し、点光源または
面光源の形態で構成される。そして、レーザー共振器
９、１９から放出されたレーザービームを映像信号を受
けて映像画面にフィルタリングする光バルブ８、１８は
主に透過型液晶表示パネルよりなる。
【００３３】このように、第１の実施の形態はＣＲＴの
代りに光ポンピングバルブを配置することによって、既
存の映像投射装置に比べて輝度向上と鮮明度(ｃｏｎｔ
ｒａｓｔ)を向上させると共にレーザー映像を実現でき
るのみならずＣＲＴに比べて光ポンピングバルブはその
寸法がはるかに小さいので、装置のコンパクト化が可能
な利点がある。
【００３４】このような第１の実施の形態の効果に加え
て、各光ポンピングバルブの光投射において、さらに収
束特性とホワイトバランス特性を改善したのが図６に示
した第２の実施の形態である。
【００３５】第２の実施の形態の映像投射装置は、投射
スクリーン５０に赤、緑、青色の画像をなす光を投射さ
せてカラー画像を形成するためのものである。これは、
図６に示したように、３つの光ポンピングバルブ（以下
Ｒ、Ｇ、Ｂ光ポンピングバルブと略称する）２１、２
２、２３をインライン状に配列し、両側に位置したＲ、
Ｂ光ポンピングバルブ２１、２３から投射された光の経
路が中央に位置したＧ光ポンピングバルブ２２から投射
された光の経路と一致させて１つの光経路でスクリーン
５０に投射されるようにすることによってコンバージェ
ンス特性とホワイトバランス特性が改善される。
【００３６】このために、スクリーン５０面と所定間隔
離隔されるようにそれぞれ設けられたＲ、Ｂ光ポンピン
グバルブ２１、２３から照射される光を中央に位置した
Ｇ光ポンピングバルブ２２の光経路に反射させる反射ミ
ラー２４、２５と、スクリーンの前面中央に位置した前
記Ｇ光ポンピングバルブ２２の光経路上に設けられて前
記両側反射ミラー２４、２５から反射された光をスクリ
ーン５０に反射させると共にＧ光ポンピングバルブ２２
から投射された光は通過させるカラープリズム３０と、
前記カラープリズム３０と投射スクリーン（図示せず）
の前面に設けられる１枚の投射レンズ群２６を含む。
【００３７】前記Ｒ、Ｇ、Ｂ光ポンピングバルブ２１、
２２、２３は、光ポンピングソース１０から発生された
レーザービームをレーザー共振器９で共振させて特定エ
ネルギー帯で光を放出するのでそれぞれＲ、Ｇ、Ｂのレ
ーザービームが発生される。ここで、前記Ｒ、Ｇ、Ｂ光
ポンピングバルブ２１、２２、２３のスクリーン面から
前記投射レンズ群２６までの光経路はこれらから放出さ
れる光が完壁に理想的な平行光でなく無視できる程度の
発散光であることを考慮する時同一長さで形成するのが
望ましい。このためにはＲ、Ｇ、Ｂ光ポンピングバルブ
２１、２２、２３のうち、中央に位置して直線の光経路
を有するＧ光ポンピングバルブ２２はＲ、Ｂ光ポンピン
グバルブ２１、２３に比べてスクリーン５０から後退さ
せて配置することが望ましい。
【００３８】また、前記両側Ｒ、Ｂ光ポンピングバルブ
２１、２３の光経路を変更するためにスクリーン面と所
定間隔離隔されるよう設けられた反射ミラー２４、２５
は、図７及び図８に示したように所定の曲率を有するよ
うに形成された反射面４１ａ、４２ａを有する曲面ミラ
ー４１、４２よりなる場合もある。このような曲面ミラ
ー４１、４２を備えたものが第３の実施の形態である。
【００３９】第３の実施の形態で、前記反射面４１ａ、
４２ａの曲率は光ポンピングバルブにより形成された画
像の投射光が拡散されずカラープリズム３０側に平行あ
るいは集束されるように入射できるように形成するのが
望ましい。
【００４０】このように、プロジェクターの光ポンピン
グバルブ組立体は各光ポンピングバルブにより形成され
た画像の光中、両側のＲ、Ｂ光ポンピングバルブ２１、
２３により形成された赤色と青色画像の光は反射ミラー
４１、４２とカラープリズム３０を通して投射レンズ群
４０に入射され、中央に位置したＧ光ポンピングバルブ
により形成された緑色画像の光はカラープリズム３０を
通過して投射レンズ群４０に入射される。前記のように
投射レンズ群４０により集束及び発散されて投射スクリ
ーン５０に走査されることによってカラー画像を形成す
るようになる。
【００４１】前記のようにカラー画像を形成する過程で
Ｒ、Ｂ光ポンピングバルブ２１、２３から投射された画
像の光は図７、８に示されたように反射ミラー４１、４
２の反射面４１ａ、４２ａが曲面の形状で形成されてい
るので、画像の縁部の光が反射ミラー４１、４２により
中央部側に集束されることによって光が拡散されること
を防止できる。
【００４２】また前記Ｒ、Ｇ、Ｂ光ポンピングバルブ２
１、２２、２３の各スクリーン面から投射レンズ群４０
までの光経路の距離が一定に形成されているので、距離
差による光損失を減らすことができ、各光ポンピングバ
ルブ２１、２２、２３により形成されて投射レンズ群４
０に入射される光の照度すなわち、画像の輝度が一定に
なる。したがって、前記投射レンズ群４０を通過して投
射スクリーン５０に投射されるホワイトバランス特性が
向上される。
【００４３】一方、ここまでは投射型液晶パネルが光バ
ルブとして採用された光ポンピングバルブを用いた実施
の形態を紹介したが、次に図９乃至図１２では反射型液
晶パネルが光バルブとして採用された光ポンピングバル
ブを用いた実施の形態を詳しく説明する。
【００４４】図９は反射型液晶パネル８’を用いた光ポ
ンピングバルブの作動原理を説明するための図面であ
る。図示されたように、透過型液晶パネルとは異なり反
射型液晶パネル８’はレーザー共振器９から放出された
レーザービームの経路と並んで側面に配置され、前記レ
ーザービームの経路上にダイクロイックミラー６０が配
置される。したがって、レーザー共振器９から放出され
たレーザービームはダイクロイックミラー６０により進
行経路が変わって反射型液晶パネル８’に入射され、反
射型液晶パネル８’から反射された光は再びダイクロイ
ックミラー６０により進路が変更されて投射レンズ群側
に進めるようになる。
【００４５】このような反射型液晶表示パネルを採用し
た光ポンピングバルブを用いた映像投射装置の実施の形
態として第４の実施の形態、第５の実施の形態及び第６
の実施の形態がある。
【００４６】まず、第４の実施の形態は、図１０に示し
たように、第１の実施の形態(図１参照)とは反射型液晶
表示パネル８’が採用された光ポンピングバルブを使用
した点のみ異なるだけである。したがって、第１の実施
の形態のように収束特性とホワイトバランス特性の改善
効果はないが、ＣＲＴを用いた映像投射装置に比べて映
像投射装置のサイズをコンパクト化する長所はある。
【００４７】次に、第５の実施の形態は、図１１に示し
たように、第２の実施の形態(図６参照)で透過型液晶表
示パネルの代りに反射型液晶表示パネル８’とダイクロ
イックミラー６０が採用された光ポンピングバルブを使
用した点のみ異なるだけである。したがって、第２の実
施の形態のように収束特性とホワイトバランス特性の改
善効果のみならず、ＣＲＴを用いた映像投射装置に比べ
て映像投射装置のサイズをコンパクト化できる長所もあ
る。
【００４８】次に、第６の実施の形態は図１２に示した
ように、第３の実施の形態(図７参照)で透過型液晶表示
パネルの代りに反射型液晶表示パネル８’とダイクロイ
ックミラー６０が採用された光ポンピングバルブを使用
した点のみ異なるだけである。したがって、第３の実施
の形態のようにコンバージェンス特性とホワイトバラン
ス特性の改善効果のみならずＣＲＴを用いた映像投射装
置に比べて映像投射装置のサイズをコンパクト化できる
長所もある。
【００４９】以上説明した第４、５、６の実施の形態
は、透過型液晶表示パネルが採用された光ポンピングバ
ルブを用いた第１、２、３の実施の形態に比べてダイク
ロイックミラー６０がさらに使用されるので、サイズ面
では不利な点があるものの、反射型液晶表示パネルを光
バルブとして採用できるという利点がある。
【００５０】なお、以上説明した全ての実施の形態にお
いて、光ポンピングバルブとしては一体型あるいは分離
型のいずれにも適用でき、かつ光バルブとして透過型液
晶表示パネルあるいは反射型液晶表示パネルのいずれも
適用できることは勿論である。
【００５１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る光ポ
ンピングバルブを用いた映像投射装置は一定な波長の光
に対して共振を起こすレーザー共振器と、前記レーザー
共振器がレーザービームを生成できるようにポンピング
する光ポンピングソース、及び前記レーザー共振器から
放出されたレーザービームが映像画面を形成するように
フィルタリングする光バルブとを備えた光ポンピングバ
ルブをＣＲＴの代わりに使用して映像を形成することに
よって、それぞれ次のような長所を有する。
【００５２】１）分散角が小さくて直進性を有した面発
光レーザーを利用するので損失が少ない映像投射装置を
構成できて画面の輝度が向上される。 ２）レーザーを直接適用するので既存のＣＲＴを用いた
映像投射装置より鮮明度が向上される。 ３）レーザー共振器は発光効率が高くて光損失が少ない
ので省電力化が可能である。 ４）簡単で体積が少ない素材と部品を使用するのでコン
パクト化が可能である。 ５）レーザーによる新映像文化実現が可能である。 ６）新しいポンピング法によるレーザー装置の実現が可
能である。 ７）第２、３、５、６の実施の形態の場合、光が１枚の
投射レンズ群により集束及び発散されて投射スクリーン
に投射されるので収束特性が向上される。さらに、第の
３の実施の形態及び第６の実施の形態の場合光ポンピン
グバルブにより形成される画像で縁部の光が拡散される
ことを防止できる。
【００５３】本発明は図面に示された一実施の形態を挙
げて説明したが、これは例示的なことに過ぎなく、本願
発明の属する技術的範囲内で当業者により多様な実施の
形態で変形可能なことは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る光ポンピングバルブを用いたレー
ザー映像投射装置の第１の実施の形態の概略的構成を示
す図面である。
【図２】図１の映像投射装置に適用された一体型光ポン
ピングバルブの概略的構造を示す断面図である。
【図３】図１の映像投射装置に適用された分離型光ポン
ピングバルブの概略的構造を示す断面図である。
【図４】図２あるいは図３の光ポンピングバルブのレー
ザー共振器が単結晶で形成された例を示す断面図であ
る。
【図５】図２あるいは図３の光ポンピングバルブのレー
ザー共振器が量子ウェル多重層で形成された例を示す断
面図である。
【図６】本発明に係る光ポンピングバルブを用いたレー
ザー映像投射装置の第２の実施の形態の概略的構成を示
す図面である。
【図７】本発明に係る光ポンピングバルブを用いたレー
ザー映像投射装置の第３の実施の形態の概略的構成を示
す図面である。
【図８】図７の第３の実施の形態で曲面ミラーからカラ
ープリズムに光が入射される状態を示す図面である。
【図９】光ポンピングバルブに光バルブとして反射型液
晶表示パネルを適用するための原理を示す図面である。
【図１０】本発明に係る光ポンピングバルブを用いたレ
ーザー映像投射装置の第４の実施の形態の概略的構成を
示す図面である。
【図１１】本発明に係る光ポンピングバルブを用いたレ
ーザー映像投射装置の第５の実施の形態の概略的構成を
示す図面である。
【図１２】本発明に係る光ポンピングバルブを用いたレ
ーザー映像投射装置の第６の実施の形態の概略的構成を
示す図面である。
【図１３】従来の液晶光バルブを用いた立体映像プロジ
ェクターの概略的構成を示す図面である。
【図１４】従来の陰極線管(ＣＲＴ)プロジェクターの概
略的構成を示す図面である。
【符号の説明】
１、１１ メタル反射器 ２、１２ 不活性ガス ３、１３ 透明導電膜 ４、１４ 酸化物ミラー ５、１５ 活性層 ６、１６ 分散ブラッグ反射器 ７、１７ 透明基板 ８、１８ 光バルブ ９、１９ レーザー共振器 １０、２０ 光ポンピングソース ２１、２２、２３ 光ポンピングバルブ ２４、２５ 反射ミラー ２６ 投射レンズ群 ３０ カラープリズム ４０ 投射レンズ群 ４１、４２ 曲面ミラー ４１ａ、４２ａ 反射面 ５０ 投射スクリーン ８’ 反射型液晶パネル ６０ ダイクロイックミラー １２０、２２０、３２０ 光ポンピングバルブ

Claims (27)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 その中心光軸が一点に集まるようにし、
    前記光軸が集まった点から同一距離に配置された３個の
    光ポンピングバルブと、 前記３個の光ポンピングバルブの前面にそれぞれ設けら
    れて前記３つの光ポンピングバルブからの光を投射する
    ３枚の投射レンズ群と、 を備えたことを特徴とする光ポンピングバルブを用いた
    レーザー映像投射装置。
  2. 【請求項２】 前記３つの光ポンピングバルブはそれぞ
    れ、 一定な波長の光に対して共振を起こすレーザー共振器
    と、 前記レーザー共振器がレーザービームを生成できるよう
    にポンピングする光ポンピングソースと、 前記レーザー共振器から放出されたレーザービームが映
    像画面を形成するようにフィルタリングする光バルブ
    と、 を備えたことを特徴とする請求項１に記載の光ポンピン
    グバルブを用いたレーザー映像投射装置。
  3. 【請求項３】 前記３つの光ポンピングバルブはそれぞ
    れ、 一定な波長の光に対して共振を起こすレーザー共振器
    と、 前記レーザー共振器がレーザービームを生成できるよう
    にポンピングする光ポンピングソースと、 光バルブとして前記レーザー共振器から放出されたレー
    ザービームの直進経路を外れた位置に前記直進経路と平
    行に設けられて前記レーザー共振器から放出されたレー
    ザービームが映像画面を形成するようにフィルタリング
    する反射型液晶表示パネルと、 前記直進経路上に配置されて前記レーザー共振器から放
    出されたレーザービームを前記反射型液晶表示パネルに
    反射させ、前記反射型液晶表示パネルからフィルタリン
    グされて反射されたレーザービームは前記直進経路に再
    び反射させるダイクロイックミラーと、 を備えたことを特徴とする請求項１に記載の光ポンピン
    グバルブを用いたレーザー映像投射装置。
  4. 【請求項４】 前記レーザー共振器は垂直共振面発光レ
    ーザーダイオードよりなることを特徴とする請求項２ま
    たは３に記載の光ポンピングバルブを用いた映像投射装
    置。
  5. 【請求項５】 前記垂直共振面発光レーザーダイオード
    で活性層はII-VI族あるいはIII-V族化合物半導体の単結
    晶層で形成されたことを特徴とする請求項４に記載の光
    ポンピングバルブを用いたレーザー映像投射装置。
  6. 【請求項６】 前記垂直共振面発光レーザーダイオード
    で活性層はII-VI族あるいはIII-V族化合物半導体の異種
    物質が交番接合を通して多重量子ウェル層あるいは超格
    子層で形成されたことを特徴とする請求項４に記載の光
    ポンピングバルブを用いたレーザー映像投射装置。
  7. 【請求項７】 前記垂直共振面発光レーザーダイオード
    で共振器をなすミラーは相対的に高屈折率と低屈折率を
    それぞれ有する酸化物誘電体が交番接合されて形成され
    たダイクロイックミラーよりなることを特徴とする請求
    項４に記載の光ポンピングバルブを用いたレーザー映像
    投射装置。
  8. 【請求項８】 前記垂直共振面発光レーザーダイオード
    で共振器をなすミラーは相対的に高屈折率と低屈折率を
    それぞれ有するII-VI族あるいはIII-V族化合物半導体が
    交番接合されて形成された分散ブラッグ反射器よりなる
    ことを特徴とする請求項４に記載の光ポンピングバルブ
    を用いたレーザー映像投射装置。
  9. 【請求項９】 前記光ポンピングソースはガス放電管よ
    りなることを特徴とする請求項２または３に記載の光ポ
    ンピングバルブを用いたレーザー映像投射装置。
  10. 【請求項１０】 前記光ポンピングソースは点光源ある
    いは面光源形態よりなることを特徴とする請求項２また
    は３に記載の光ポンピングバルブを用いたレーザー映像
    投射装置。
  11. 【請求項１１】 前記光バルブは透過型液晶表示パネル
    よりなることを特徴とする請求項２に記載の光ポンピン
    グバルブを用いたレーザー映像投射装置。
  12. 【請求項１２】 前記光ポンピングバルブは前記レーザ
    ー共振器及び前記光ポンピングソースが直接接合された
    一体型であることを特徴とする請求項２または３に記載
    の光ポンピングバルブを用いたレーザー映像投射装置。
  13. 【請求項１３】 前記光ポンピングバルブは前記レーザ
    ー共振器及び前記光ポンピングソースは別途に分離され
    た分離型であることを特徴とする請求項２または３に記
    載の光ポンピングバルブを用いたレーザー映像投射装
    置。
  14. 【請求項１４】 インライン状に配列された３個の光ポ
    ンピングバルブと、 前記３個の光ポンピングバルブ中両側の２つの光ポンピ
    ングバルブの前面に設けられてこの両側光ポンピングバ
    ルブの光経路を中央に位置した光ポンピングバルブの光
    経路側に変更させるミラーと、 前記中央に位置した光ポンピングバルブの光経路上に設
    けられて前記両側のミラーから反射された光を前記中央
    に位置した光ポンピングバルブの光経路と一致した光経
    路に沿って進めるように反射させ、前記中央の光ポンピ
    ングバルブから照射された光は通過させるカラープリズ
    ムと、 前記３つの光ポンピングバルブの一致した光経路上の前
    記カラープリズムの前面に設けられて前記３つの光ポン
    ピングバルブからの光を投射する少なくとも１枚の投射
    レンズと、 を備えたことを特徴とする光ポンピングバルブを用いた
    レーザー映像投射装置。
  15. 【請求項１５】 前記３つの光ポンピングバルブはそれ
    ぞれ、 一定な波長の光に対して共振を起こすレーザー共振器
    と、 前記レーザー共振器がレーザービームを生成できるよう
    にポンピングする光ポンピングソースと、 前記レーザー共振器から放出されたレーザービームが映
    像画面を形成するようにフィルタリングする光バルブ
    と、 を備えたことを特徴とする請求項１４に記載の光ポンピ
    ングバルブを用いたレーザー映像投射装置。
  16. 【請求項１６】 前記３つの光ポンピングバルブはそれ
    ぞれ、 一定な波長の光に対して共振を起こすレーザー共振器
    と、 前記レーザー共振器がレーザービームを生成できるよう
    にポンピングする光ポンピングソースと、 光バルブとして前記レーザー共振器から放出されたレー
    ザービームの直進経路を外れた位置に前記直進経路と平
    行に設けられて前記レーザー共振器から放出されたレー
    ザービームが映像画面を形成するようにフィルタリング
    する反射型液晶表示パネルと、 前記直進経路上に配置されて前記レーザー共振器から放
    出されたレーザービームを前記反射型液晶表示パネルに
    反射させ、前記反射型液晶表示パネルからフィルタリン
    グされて反射されたレーザービームは前記直進経路に再
    び反射させるダイクロイックミラーと、 を備えたことを特徴とする請求項１４に記載の光ポンピ
    ングバルブを用いたレーザー映像投射装置。
  17. 【請求項１７】 前記レーザー共振器は垂直共振面発光
    レーザーダイオードよりなることを特徴とする請求項１
    ５または１６に記載の光ポンピングバルブを用いた映像
    投射装置。
  18. 【請求項１８】 前記垂直共振面発光レーザーダイオー
    ドで前記活性層はII-VI族あるいはIII-V族化合物半導体
    の単結晶層で形成されたことを特徴とする請求項１７に
    記載の光ポンピングバルブを用いたレーザー映像投射装
    置。
  19. 【請求項１９】 前記垂直共振面発光レーザーダイオー
    ドで活性層はII-VI族あるいはIII-V族化合物半導体の異
    種物質が交番接合を通して多重量子ウェル層あるいは超
    格子層で形成されたことを特徴とする請求項１７に記載
    の光ポンピングバルブを用いたレーザー映像投射装置。
  20. 【請求項２０】 前記垂直共振面発光レーザーダイオー
    ドで共振器をなすミラーは相対的に高屈折率と低屈折率
    をそれぞれ有する酸化物誘電体が交番接合されて形成さ
    れたダイクロイックミラーよりなることを特徴とする請
    求項１７に記載の光ポンピングバルブを用いたレーザー
    映像投射装置。
  21. 【請求項２１】 前記垂直共振面発光レーザーダイオー
    ドで共振器をなすミラーは相対的に高屈折率と低屈折率
    をそれぞれ有するII-VI族あるいはIII-V族化合物半導体
    が交番接合されて形成された分散ブラッグ反射器よりな
    ることを特徴とする請求項１７に記載の光ポンピングバ
    ルブを用いたレーザー映像投射装置。
  22. 【請求項２２】 前記光ポンピングソースはガス放電管
    よりなることを特徴とする請求項１５または１６に記載
    の光ポンピングバルブを用いたレーザー映像投射装置。
  23. 【請求項２３】 前記光ポンピングソースは点光源ある
    いは面光源形態よりなることを特徴とする請求項１５ま
    たは１６に記載の光ポンピングバルブを用いたレーザー
    映像投射装置。
  24. 【請求項２４】 前記光バルブは透過型液晶表示パネル
    よりなることを特徴とする請求項１５に記載の光ポンピ
    ングバルブを用いたレーザー映像投射装置。
  25. 【請求項２５】 前記光ポンピングバルブは前記レーザ
    ー共振器及び前記光ポンピングソースが直接接合された
    一体型であることを特徴とする請求項１５または１６に
    記載の光ポンピングバルブを用いたレーザー映像投射装
    置。
  26. 【請求項２６】 前記光ポンピングバルブは前記レーザ
    ー共振器及び前記光ポンピングソースは別途に分離され
    た分離型であることを特徴とする請求項１５または１６
    に記載の光ポンピングバルブを用いたレーザー映像投射
    装置。
  27. 【請求項２７】 前記ミラーは縁部の映像が拡散される
    ことを防止するために曲面で形成されたことを特徴とす
    る請求項１４、１５及び１６のいずれかに記載の光ポン
    ピングバルブを用いたレーザー映像投射装置。
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